JP2005319098A - 被検体内導入装置 - Google Patents

Abstract

【課題】安定したＲＦ基準クロックの発振を行って伝送搬送波の伝送周波数のばらつきを抑えること。
【解決手段】撮像タイミング発生回路２６で生成したＣＣＤ２３の撮像タイミングをとるための精度の良い撮像用基準クロックを、ＲＦ用クロック分周回路２６ａで分周し、得られたＲＦ用クロックをＲＦ送信ユニット２７に出力し、ＲＦ送信ユニット２７において、ＰＬＬ回路２７ａがこのＲＦ用クロックの位相にＲＦ基準クロックの位相を同期させることで、安定したＲＦ基準クロックの発振を可能にする。
【選択図】 図４

Description

本発明は、被検体内部に導入された被検体内導入装置、たとえば飲み込み型のカプセル型内視鏡から画像情報を無線送信する際に、伝送搬送波を生成する被検体内導入装置に関するものである。

近年、内視鏡の分野では、撮像機能と無線機能とが装備されたカプセル型内視鏡が登場している。このカプセル型内視鏡は、観察（検査）のために被検体である被検者に飲み込まれた後、被検者の生体から自然排出されるまでの観察期間、胃、小腸などの臓器の内部（体腔内）をその蠕動運動に伴って移動し、撮像機能を用いて順次撮像する構成である。

また、これら臓器内の移動によるこの観察期間、カプセル型内視鏡によって体腔内で撮像された画像データは、順次無線通信などの無線機能により、被検体の外部に設けられた外部装置に送信され、外部装置内に設けられたメモリに蓄積される。被検者がこの無線機能とメモリ機能を備えた外部装置を携帯することにより、被検者は、カプセル型内視鏡を飲み込んだ後、排出されるまでの観察期間、不自由を被ることなく行動が可能になる。観察後は、医者もしくは看護士によって、外部装置のメモリに蓄積された画像データに基づいて、体腔内の画像をディスプレイなどの表示手段に表示させて診断を行うことができる。

この種のカプセル型内視鏡では、たとえば特許文献１に示すような飲み込み型のものがあり、カプセル型内視鏡に電力供給用の電池を内蔵し、この電池から供給される電力によってＬＥＤが照明光の照射を行い、この照明光による被検体内からの反射像を撮像素子で撮像して画像情報を取得し、この画像情報を送信回路から無線送信する構成が提案されている。

特開２００２−３４５７４３号公報

しかしながら、上記のカプセル型内視鏡では、一般に送信回路は、回路内に基準となるクロックを発生させるＲＦ基準クロック発生回路を設け、この基準クロックを用いて伝送搬送波の伝送周波数を規定しており、現状のものでは、たとえば図６に示すように、伝送周波数にばらつきがあった場合には、受信機側でのバンドパスフィルタの通過帯域を広くする必要がある。このように通過帯域を広くすると、通過帯域の広さに対応してノイズなども含まれることとなり、受信感度の低下を招くという問題があった。

本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであって、安定した基準クロックの発振を行って伝送搬送波の伝送周波数のばらつきを抑えることができる被検体内導入装置を提供することを目的とする。

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明にかかる被検体内導入装置は、被検体内部に導入されて、前記被検体内部の情報を取得する被検体内導入装置において、前記被検体内部を照明する照明光を出力する照明手段と、前記照明手段で照明された前記被検体内部の画像情報を取得する撮像手段と、前記被検体内部の情報を無線送信する無線送信手段と、前記撮像手段による画像情報取得のためのクロックを生成するクロック生成手段と、前記クロック生成手段で生成されたクロックに基づいて、前記無線送信手段による無線送信のためのクロックを補正する補正手段と、を備えることを特徴とする。

また、請求項２の発明にかかる被検体内導入装置は、上記発明において、前記クロック生成手段は、前記生成したクロックを分周する分周手段を含み、前記分周手段で分周したクロックを前記無線送信手段に出力することを特徴とする。

また、請求項３の発明にかかる被検体内導入装置は、上記発明において、前記クロック生成手段は、前記撮像手段の駆動タイミング中は、前記無線送信手段への前記クロックの出力を停止することを特徴とする。

また、請求項４の発明にかかる被検体内導入装置は、上記発明において、前記補正手段は、前記クロック生成手段からのクロックに前記無線送信手段による無線送信のためのクロックを同期させる同期手段を含むことを特徴とする。

また、請求項５の発明にかかる被検体内導入装置は、上記発明において、前記同期手段は、前記クロック生成手段からのクロックに前記無線送信手段による無線送信のためのクロックを位相同期させることを特徴とする。

また、請求項６の発明にかかる被検体内導入装置は、上記発明において、前記クロック生成手段は、前記無線送信手段が動作していない時は、前記無線送信手段への前記クロックの出力を停止することを特徴とする。

本発明にかかる被検体内導入装置は、撮像手段による画像情報取得のためのクロック、たとえば撮像系の撮像のタイミングをとるための精度の高い基準クロックから分周したクロックに基づいて、無線送信手段による無線送信のための基準クロックを補正することで、安定した基準クロックの発振を行って伝送搬送波の伝送周波数のばらつきを抑えることができるという効果を奏する。

以下に、本発明にかかる被検体内導入装置の実施の形態を図１〜図５の図面に基づいて詳細に説明する。なお、本発明は、これらの実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変更実施の形態が可能である。

（実施の形態１）
図１は、実施の形態１にかかる被検体内導入装置を含む無線型被検体内情報取得システムの全体構成を示す模式図である。この無線型被検体内情報取得システムでは、被検体内導入装置の一例として、カプセル型内視鏡をあげて説明する。図１において、無線型被検体内情報取得システムは、無線受信機能を有する受信装置３と、被検体１内に導入され、体腔内画像を撮像して受信装置３に対して映像信号などのデータ送信を行うカプセル型内視鏡（被検体内導入装置）２とを備える。また、無線型被検体内情報取得システムは、受信装置３が受信した映像信号に基づいて体腔内画像を表示する表示装置４と、受信装置３と表示装置４との間でデータの受け渡しを行うための携帯型記録媒体５とを備える。受信装置３は、被検体１によって着用される受信ジャケット３１と、受信される無線信号の処理などを行う外部装置３２とを備える。

表示装置４は、カプセル型内視鏡２によって撮像された体腔内画像などを表示するためのものであり、携帯型記録媒体５によって得られるデータに基づいて画像表示を行うワークステーションなどのような構成を有する。具体的には、表示装置４は、ＣＲＴディスプレイ、液晶ディスプレイなどによって直接画像を表示する構成としても良いし、プリンタなどのように、他の媒体に画像を出力する構成としても良い。

携帯型記録媒体５は、外部装置３２および表示装置４に対して着脱可能であって、両者に対して挿着された時に情報の出力または記録が可能な構造を有する。この実施の形態では、携帯型記録媒体５は、カプセル型内視鏡２が被検体１の体腔内を移動している間は、外部装置３２に挿着されてカプセル型内視鏡２から送信されるデータを記録する。そして、カプセル型内視鏡２が被検体１から排出された後、つまり、被検体１の内部の撮像が終了した後には、外部装置３２から取り出されて表示装置４に挿着され、この表示装置４によって、携帯型記録媒体５に記録されたデータが読み出される構成を有する。たとえば、外部装置３２と表示装置４とのデータの受け渡しを、コンパクトフラッシュ（登録商標）メモリなどから構成される携帯型記録媒体５によって行うことで、外部装置３２と表示装置４との間が有線で直接接続された場合よりも、被検体１が体腔内の撮影中に自由に動作することが可能となる。なお、ここでは、外部装置３２と表示装置４との間のデータの受け渡しに携帯型記録媒体５を使用したが、必ずしもこれに限らず、たとえば外部装置３２に内蔵型の他の記録装置、たとえばハードディスクを用い、表示装置４との間のデータの受け渡しのために、双方を有線または無線接続するように構成してもよい。

次に、図２のブロック図を用いて受信装置の構成について説明する。受信装置３は、カプセル型内視鏡２から無線送信された体腔内の画像データを受信する機能を有する。図２に示すように、受信装置３は、被検体１によって着用可能な形状を有し、受信用アンテナＡ１〜Ａｎを備えた受信ジャケット３１と、受信ジャケット３１を介して受信された無線信号の処理などを行う外部装置３２とを備える。なお、各受信用アンテナＡ１〜Ａｎは、直接被検体１の外表面に貼付して、受信ジャケット３１に備え付けられなくてもよく、また受信ジャケット３１に着脱可能なものでもよい。

外部装置３２は、受信用アンテナＡ１〜Ａｎによって受信された無線信号に対して復調などの所定の信号処理を行い、無線信号の中からカプセル型内視鏡２によって取得された画像データを抽出するＲＦ受信ユニット３３と、抽出された画像データに必要な画像処理を行う画像処理ユニット３４と、画像処理が施された画像データを記録するための記憶ユニット３５とを備え、カプセル型内視鏡２から送信された無線信号の信号処理を行う。なお、この実施の形態では、記憶ユニット３５を介して携帯型記録媒体５に画像データが記録されている。さらに、外部装置３２は、所定の蓄電装置またはＡＣ電源アダプタなどを備えた電力供給ユニット３８を備え、外部装置３２の各構成要素は、電力供給ユニット３８から供給される電力を駆動エネルギーとしている。

次に、図３のブロック図を用いてカプセル型内視鏡の構成を説明する。カプセル型内視鏡２は、図３のブロック図に示すように、たとえば被検体１の体腔内における被検部位を照射するための照明手段としての発光素子（ＬＥＤ）２０と、ＬＥＤ２０の駆動状態を制御するＬＥＤ駆動回路２１と、ＬＥＤ２０によって照射された領域からの反射光である体腔内の画像を撮像する撮像手段としての電荷結合素子（ＣＣＤ）２３と、ＣＣＤ２３の駆動状態を制御するとしてのＣＣＤ駆動回路２４と、ＣＣＤ２３から出力された画像信号を所望の形式の画像情報に処理する信号処理回路２５と、ＬＥＤ２０の点灯タイミングやＣＣＤ２３の撮像タイミングなどの駆動タイミングを与えるための基準クロックを出力するクロック生成手段としての撮像タイミング発生回路２６とを備える。また、カプセル型内視鏡２は、この撮像された画像信号をＲＦ信号に変調するＲＦ送信ユニット２７と、ＲＦ送信ユニット２７から出力されたＲＦ信号を無線送信する無線送信手段としての送信アンテナ部２８とを備える。さらに、カプセル型内視鏡２は、これらＬＥＤ駆動回路２１、ＣＣＤ駆動回路２４およびＲＦ送信ユニット２７の動作を制御するシステムコントロール回路２９を備える。なお、ＣＣＤ２３、ＣＣＤ駆動回路２４、信号処理回路２５、および撮像タイミング発生回路２６をまとめて撮像部２２と呼ぶ。これらの機構を備えることにより、このカプセル型内視鏡２は、被検体１内に導入されている間、ＬＥＤ２０によって照射された被検部位の画像情報を、所望の撮像タイミングを構成する基準クロックに基づき、ＣＣＤ２３によって取得するように動作している。この取得された画像情報は、この基準クロックに基づき、信号処理回路２５によって信号処理され、さらにＲＦ送信ユニット２７によってＲＦ信号に変換された後、送信アンテナ部２８を介して被検体１の外部に送信されている。

すなわち、撮像タイミング発生回路２６は、図示しない基準クロックを発生する回路を内蔵し、図４に示すように、ＬＥＤ駆動回路２１、ＣＣＤ駆動回路２４および信号処理回路２５に駆動タイミングを構成する基準クロックを出力するとともに、この基準クロックを分周する分周手段としてのＲＦ用クロック分周回路２６ａを備え、このＲＦ用クロック分周回路２６ａから分周したクロックをＲＦ送信ユニット２７に出力している。この撮像タイミング発生回路２６から出力される基準クロックは、撮像素子の駆動信号における微小なタイミングの基準になるように高精度に構成されており、周波数のずれの絶対値が小さく設定されている。そこで、この実施の形態では、ＲＦ用クロックを出力するにあたり、ＣＣＤの撮像タイミングを構成する高精度の基準クロックを、ＲＦ用クロック分周回路２６ａで分周することで、ＲＦの基準クロックを位相同期させるためのＲＦ用クロックを生成して、ＲＦ送信ユニット２７に出力することによって伝送搬送波の安定発振を可能にする。これにより高精度なクロックをＲＦ送信ユニット内に別に搭載する必要がなくなる。

また、ＣＣＤ２３から出力された画像信号は、信号処理回路２５の信号処理部２５ａで所望の信号処理が施され、Ａ／Ｄ変換部２５ｂのＡ／Ｄ変換によってデジタル信号に変換され、さらにＰ／Ｓ変換部２５ｃでパラレル／シリアル変換によってシリアル信号に変換され、エンコード部２５ｄで符号化された後に、ＲＦ送信ユニット２７に出力されている。

ＲＦ送信ユニット２７は、ＲＦ用クロック分周回路２６ａで分周されたクロックを取り込む同期手段としてのＰＬＬ回路２７ａを備える。すなわち、ＲＦ用クロック分周回路２６ａからは、たとえば図５に示すように、撮像用基準クロックを４分周したＲＦ用クロックを出力しており、ＰＬＬ回路２７ａは、このＲＦ用クロックに基づいて、フェーズロックをかけ、ＲＦ用クロックの立ち上がり（または立ち下がり）で、ＲＦ基準クロックの位相を同期させることによって、伝送搬送波を安定的に発振させて伝送周波数のバラツキを抑えた後に、画像情報の無線送信を行う。

このように、この実施の形態では、撮像部から周波数の安定精度の高いＲＦ用クロックをＲＦ送信ユニットに出力して、ＲＦ基準クロックの位相をこのＲＦ用クロックに同期させることで、安定したＲＦ基準クロックの発振を行って伝送搬送波の伝送周波数のばらつきを抑えることができ、これによって受信装置側でのバンドパスフィルタの通過帯域を狭帯域に設定することが可能となり、ノイズの少ない感度の良い画像情報を受信することができる。

また、この実施の形態では、ＣＣＤの撮像タイミングを構成する撮像用基準クロックから分周したクロックをＲＦ送信ユニットに出力し、ＲＦ基準クロックを補正するので、撮像部２２を構成するＩＣの出力ピンの出力電流を少なくすることができ、クロック出力ＩＣの消費電流を低減することもできる。

なお、この実施の形態では、たとえばＣＣＤの駆動タイミング中は、分周回路から出力するＲＦ用クロックを停止させ、イネーブル信号を用いてＣＣＤの駆動状態をＲＦ送信ユニット２７に報知することも可能である。この撮像タイミング発生回路２６の動作によって、ＲＦ送信ユニットは駆動を停止させることが可能となり、システム全体の消費電力の削減を図ることができる。合わせて画像信号が入力されずＲＦ送信ユニット２７を駆動する必要がない期間に、ＲＦ用クロックを停止させることによって、さらに消費電力を削減することが可能となる。また、ＲＦ用クロック分周回路は、たとえばＲＦ用クロックとＲＦ基準クロックの同期が可能なように、ＲＦ用クロックをＣＣＤの１画素の転送周波数より高く設定することも可能であり、たとえばこの分周によって高周波数帯域のＲＦ基準クロックを直接生成して、このＲＦ基準クロックをＲＦ送信ユニットに出力することも可能である。

実施の形態１にかかる被検体内導入装置を含む無線型被検体内情報取得システムの全体構成を示す模式図である。 図１に示した実施の形態１にかかる受信装置の内部構成を示すブロック図である。 図１に示した実施の形態１にかかるカプセル型内視鏡の内部構成を示すブロック図である。 図３に示した撮像タイミング系の構成を示すブロック図である。 図４に示した撮像タイミング系の動作を説明するためのタイミングチャートである。 従来の伝送搬送波の周波数のバラツキを説明するための図である。

符号の説明

１ 被検体
２ カプセル型内視鏡
３ 受信装置
４ 表示装置
５ 携帯型記録媒体
２０ ＬＥＤ
２１ ＬＥＤ駆動回路
２２ 撮像部
２３ ＣＣＤ
２４ ＣＣＤ駆動回路
２５ 信号処理回路
２５ａ 信号処理部
２５ｂ Ａ／Ｄ変換部
２５ｃ Ｐ／Ｓ変換部
２５ｄ エンコード部
２６ 撮像タイミング発生回路
２６ａ ＲＦ用クロック分周回路
２７ ＲＦ送信アンテナ部
２７ａ ＰＬＬ回路
２８ 送信アンテナ部
２９ システムコントロール回路
３１ 受信ジャケット
３２ 外部装置
３３ ＲＦ受信ユニット
３４ 画像処理ユニット
３５ 記憶ユニット
３８ 電力供給ユニット
Ａ１〜Ａｎ 受信用アンテナ

Claims (6)

1. 被検体内部に導入されて、前記被検体内部の情報を取得する被検体内導入装置において、
   前記被検体内部を照明する照明光を出力する照明手段と、
   前記照明手段で照明された前記被検体内部の画像情報を取得する撮像手段と、
   前記被検体内部の情報を無線送信する無線送信手段と、
   前記撮像手段による画像情報取得のためのクロックを生成するクロック生成手段と、
   前記クロック生成手段で生成されたクロックに基づいて、前記無線送信手段による無線送信のためのクロックを補正する補正手段と、
   を備えることを特徴とする被検体内導入装置。
2. 前記クロック生成手段は、前記生成したクロックを分周する分周手段を含み、前記分周手段で分周したクロックを前記無線送信手段に出力することを特徴とする被検体内導入装置。
3. 前記クロック生成手段は、前記撮像手段の駆動タイミング中は、前記無線送信手段への前記クロックの出力を停止することを特徴とする請求項２に記載の被検体内導入装置。
4. 前記補正手段は、前記クロック生成手段からのクロックに前記無線送信手段による無線送信のためのクロックを同期させる同期手段を含むことを特徴とする請求項１〜３のいずれか一つに記載の被検体内導入装置。
5. 前記同期手段は、前記クロック生成手段からのクロックに前記無線送信手段による無線送信のためのクロックを位相同期させることを特徴とする請求項４に記載の被検体内導入装置。
6. 前記クロック生成手段は、前記無線送信手段が動作していない時は、前記無線送信手段への前記クロックの出力を停止することを特徴とする請求項２に記載の被検体内導入装置。

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