JP2006212187A - Electronic endoscope system - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、内視鏡、特に医療用内視鏡における可撓管の管腔内挿入時における形状を検出する電子内視鏡システムに関する。 The present invention relates to an electronic endoscope system for detecting a shape of an endoscope, particularly a medical endoscope, when a flexible tube is inserted into a lumen.
近年、医療分野において、体腔内に挿入された医療用挿入具の形状を検出するシステムが様々提案されている。例えば、コイルに交流電流を流すことにより磁場を発生する磁場発生装置と、該磁場発生装置により発生した磁場をコイル等により検出する位置検出センサとを用いた内視鏡システムが提案されている。該内視鏡システムにおいては、内視鏡の可撓管の先端に配置された位置検出センサで発生した誘起電流の大きさによって、可撓管の先端位置が検出される。そして各検出結果の軌跡を辿ることにより可撓管全体の体腔内における形状が検出される。上述した内視鏡システムは、例えば以下の特許文献1に開示されている。 In recent years, various systems for detecting the shape of a medical insertion tool inserted into a body cavity have been proposed in the medical field. For example, an endoscope system using a magnetic field generation device that generates a magnetic field by passing an alternating current through a coil and a position detection sensor that detects the magnetic field generated by the magnetic field generation device with a coil or the like has been proposed. In the endoscope system, the tip position of the flexible tube is detected based on the magnitude of the induced current generated by the position detection sensor arranged at the tip of the flexible tube of the endoscope. Then, by tracing the locus of each detection result, the shape of the entire flexible tube in the body cavity is detected. The endoscope system described above is disclosed in, for example, Patent Document 1 below.
内視鏡システムの種類として、可撓管先端に設けた撮像素子により体腔内の画像を撮像する電子内視鏡システムが知られている。このような電子内視鏡システムに上記特許文献1に記載の構成を用いて体腔内における可撓管の先端位置や可撓管全体の形状を検出することも可能である。 As a type of endoscope system, an electronic endoscope system that captures an image of a body cavity with an image sensor provided at the distal end of a flexible tube is known. It is also possible to detect the position of the distal end of the flexible tube in the body cavity and the shape of the entire flexible tube using the configuration described in Patent Document 1 for such an electronic endoscope system.
但し、上記のように電子内視鏡システムに特許文献1に記載の構成を適用した場合、位置検出センサで発生した誘導電流に対応する検出信号に対して、上記撮像素子を駆動制御するための駆動制御信号は、比較的高いレベルを有する場合がある。そのため、撮像素子駆動中に、位置検出センサから検出信号が出力されると、該撮像素子の駆動制御信号の影響を受けて該検出信号にノイズが混入し、精度の高い位置検出に支障が出るおそれがある。 However, when the configuration described in Patent Document 1 is applied to the electronic endoscope system as described above, the image sensor is driven and controlled with respect to a detection signal corresponding to the induced current generated by the position detection sensor. The drive control signal may have a relatively high level. For this reason, if a detection signal is output from the position detection sensor while the image sensor is being driven, noise is mixed into the detection signal due to the influence of the drive control signal of the image sensor, which hinders accurate position detection. There is a fear.
しかも可撓管は被検者の肉体的、精神的苦痛を少しでも緩和すべく細径化されることが強く望まれている。そのため、特許文献1に記載の構成を有する電子内視鏡システムにおいて、可撓管のより一層の細径化を図ろうとすると、駆動制御信号を伝送する信号線と検出信号を伝送する信号線とを必然的に近接配置せざるを得ない。従って、検出信号にノイズが混入する可能性が高くなってしまい、さらなる改善が望まれていた。 Moreover, it is strongly desired that the flexible tube be reduced in diameter so as to alleviate the physical and mental pain of the subject. Therefore, in the electronic endoscope system having the configuration described in Patent Document 1, in order to further reduce the diameter of the flexible tube, a signal line for transmitting a drive control signal, a signal line for transmitting a detection signal, Inevitably be placed close together. Therefore, there is a high possibility that noise is mixed in the detection signal, and further improvement has been desired.
そこで本発明は、以上の事情に鑑み、撮像素子の駆動制御信号等の影響を受けることなく、該可撓管の先端位置、さらには可撓管の体腔内における形状を高精度に検出することができる電子内視鏡システムを提供することを目的とする。 Therefore, in view of the above circumstances, the present invention can detect the tip position of the flexible tube and the shape of the flexible tube in the body cavity with high accuracy without being affected by the drive control signal of the imaging device. An object of the present invention is to provide an electronic endoscope system that can perform the above-described operation.
上記課題を解決するため、本発明の請求項1に記載の電子内視鏡システムは、先端に撮像素子を備える可撓管を有する内視鏡と、互いに直交する少なくとも第一の方向および第二の方向に磁場を順次連続して発生させる磁場発生手段と、可撓管内の所定位置に配置され、磁場を用いて誘導電流を発生させることにより磁場発生手段に対する該所定位置の相対的位置を検出する位置検出センサを有する位置検出手段と、撮像素子による電荷蓄積期間中に磁場が発生するように磁場発生手段を駆動制御する制御手段と、を有することを特徴とする。 In order to solve the above problems, an electronic endoscope system according to a first aspect of the present invention includes an endoscope having a flexible tube having an imaging element at a tip, at least a first direction and a second direction orthogonal to each other. The magnetic field generating means for generating the magnetic field successively in the direction of and the relative position of the predetermined position with respect to the magnetic field generating means are detected by generating an induced current using the magnetic field, which is arranged at a predetermined position in the flexible tube And a position detecting means having a position detecting sensor for controlling the driving of the magnetic field generating means so that the magnetic field is generated during a charge accumulation period by the image sensor.
請求項1に記載の発明によれば、撮像素子の電荷蓄積期間、より具体的には撮像素子の駆動制御信号の非伝送中に位置検出センサによる位置検出が実行される。従って、該センサから送信される位置検出信号よりも強度の高い駆動制御信号の影響によって、該位置検出信号にノイズが混入するおそれがなくなる。よって、可撓管先端の磁場発生手段に対する相対的位置を高精度に検出することができる。 According to the first aspect of the present invention, the position detection by the position detection sensor is executed during the charge accumulation period of the image sensor, more specifically during the non-transmission of the drive control signal of the image sensor. Therefore, there is no possibility that noise is mixed into the position detection signal due to the influence of the drive control signal having a higher intensity than the position detection signal transmitted from the sensor. Therefore, the relative position of the flexible tube tip with respect to the magnetic field generating means can be detected with high accuracy.
請求項2に記載の電子内視鏡システムによれば、位置検出手段による位置検出を指示するための操作手段をさらに有し、制御手段は、操作手段からの指示に応じて、磁場発生手段を駆動制御することができる。 According to the electronic endoscope system of the second aspect, the electronic endoscope system further includes operation means for instructing position detection by the position detection means, and the control means sets the magnetic field generation means in response to an instruction from the operation means. The drive can be controlled.
請求項3に記載の電子内視鏡システムによれば、磁場発生手段は、さらに、第一の方向および第二の方向に直交する第三の方向にも磁場を発生させることができる。 According to the electronic endoscope system of the third aspect, the magnetic field generation means can further generate a magnetic field in a third direction orthogonal to the first direction and the second direction.
請求項4に記載の電子内視鏡システムによれば、位置検出センサは、可撓管の長さ方向に沿って略等間隔に複数個配置してもよい。これにより、可撓管先端位置の検出のみならず、体腔内における可撓管全体の形状を短時間で効率よく検出することができる。 According to the electronic endoscope system of the fourth aspect, a plurality of position detection sensors may be arranged at substantially equal intervals along the length direction of the flexible tube. Thereby, not only the position of the distal end of the flexible tube but also the shape of the entire flexible tube in the body cavity can be efficiently detected in a short time.
請求項5に記載の電子内視鏡システムによれば、位置検出手段として、少なくとも先端に位置検出センサを備え、可撓管に設けられた鉗子チャンネル内を挿通自在に構成されたプローブを使用することができる。あるいは、請求項6に記載の電子内視鏡システムによれば、位置検出センサを可撓管内に配設することも可能である。
According to the electronic endoscope system according to
請求項7に記載の電子内視鏡システムによれば、操作手段としてフットスイッチを使用することができる。 According to the electronic endoscope system of the seventh aspect, the foot switch can be used as the operation means.
請求項8に記載の電子内視鏡システムによれば、制御手段は、予め定められた所定間隔をおいて磁場発生手段を駆動制御することが望ましい。これにより、位置検出手段が位置検出センサを一つだけ備える場合には、該位置検出センサの移動の軌跡、つまり体腔内における可撓管の形状も検出することができる。また、位置検出手段が位置検出センサを複数備える場合には、体腔内における可撓管の形状の変化も随時検出することができる。 According to the electronic endoscope system of the eighth aspect, it is desirable that the control unit drives and controls the magnetic field generation unit at a predetermined interval. Thereby, when the position detection means includes only one position detection sensor, it is also possible to detect the movement trajectory of the position detection sensor, that is, the shape of the flexible tube in the body cavity. Further, when the position detection means includes a plurality of position detection sensors, a change in the shape of the flexible tube in the body cavity can be detected at any time.
請求項9に記載の電子内視鏡システムによれば、内視鏡が、該内視鏡に関する所定の情報を保有するような構成にすることにより、制御手段は、該情報に対応して上記の所定の周期を設定することができる。
According to the electronic endoscope system according to
請求項10に記載の電子内視鏡システムによれば、撮像素子により撮像された画像および位置検出手段による検出結果を表示する表示手段を有する。 According to the electronic endoscope system of the tenth aspect, the electronic endoscope system includes the display unit that displays the image captured by the image sensor and the detection result by the position detection unit.
本発明に係る電子内視鏡システムによれば、位置検出のタイミングを撮像素子に関する駆動制御信号伝送期間外に設定したことにより、細径化された可撓管を用いても、撮像素子の駆動制御信号等の影響を受けることなく、該可撓管の先端位置、さらには可撓管の体腔内における形状を高精度に検出することができる。 According to the electronic endoscope system of the present invention, since the position detection timing is set outside the drive control signal transmission period for the image sensor, the image sensor can be driven even if a flexible tube having a small diameter is used. Without being affected by a control signal or the like, the tip position of the flexible tube, and further, the shape of the flexible tube in the body cavity can be detected with high accuracy.
図面を参照して本発明の実施形態を説明する。図1は、本発明による電子内視鏡システム1を示す図である。電子内視鏡システム1は、磁場発生器2、電子内視鏡3、位置検出プローブ4、プロセッサ5、モニタ9を有する。
Embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a diagram showing an electronic endoscope system 1 according to the present invention. The electronic endoscope system 1 includes a magnetic field generator 2, an electronic endoscope 3, a position detection probe 4, a
磁場発生器2は、内視鏡観察および内視鏡処置を行うにあたり、予め、被検者の周囲に設置される。磁場発生器2は、互いに直交するX、Y、Zの各方向に磁場を発生させる三つのコイルを持つ。そして、各コイルに交流電流を流すことにより、X、Y、Zの各方向に交流の磁場を発生させる。 The magnetic field generator 2 is installed in advance around the subject when performing endoscopic observation and endoscopic treatment. The magnetic field generator 2 has three coils that generate magnetic fields in the X, Y, and Z directions orthogonal to each other. Then, by supplying an alternating current to each coil, an alternating magnetic field is generated in each of the X, Y, and Z directions.
電子内視鏡3は、図示しない操作部材が配設された把持部を有する本体3a、被検者の体腔内に挿入される可撓管3bからなる。電子内視鏡3は、プロセッサ5から内視鏡3に照射光を伝送するライトガイド11、電子内視鏡3固有の情報(例えば、ロットナンバ等の識別情報や可撓管3bの全長に関する情報等)が格納されたROM12、ライトガイド射出端11aから射出された光を被検者の体腔内に照射するための配光レンズ13、被検者の体腔内からの光を集光する対物レンズ15、対物レンズ15を介して被検者の体腔内を撮像する撮像素子17、鉗子チャンネル18、を有する。
The electronic endoscope 3 includes a
位置検出プローブ4は、先端部に位置検出センサ4aを備える。位置検出センサ4aは一軸のコイルを有し、磁場発生器2で発生した磁場により誘導電流が発生するように構成される。
The position detection probe 4 includes a
電子内視鏡システム1を用いた、被検者に対する内視鏡観察および内視鏡処置は以下のようにして実行される。 Endoscopic observation and endoscopic treatment for a subject using the electronic endoscope system 1 are executed as follows.
システムコントローラ23は、光源部21を駆動制御して体腔内を照明する。詳しくは、光源部21は、白色光を発するランプである光源47、光源47から出力される光量を調整する略円盤状の調光用絞り49、調光用絞り49を回転駆動するモータ51、回転駆動するモータ51を駆動・制御するモータ駆動・制御部53、光源47に電力を供給する光源用電源55、光源47から照射された光をライトガイド入射端11bに導くレンズ57、を有する。なお、光源47と調光用絞り49の間にはRGBカラーフィルタ59、RGBカラーフィルタを回転駆動するモータ61、モータ61を駆動・制御するモータ駆動・制御部63が設けられ、照射光は順次、赤、緑、青の色となるように調整されている。ライトガイド入射端11bに入射した各色の光は、ライトガイド11、配光レンズ13を介して体腔内を照明する。
The
体腔内で反射した各色の光は、対物レンズ15を介して撮像素子17の受光面にそれぞれの光学像を結ぶ。撮像素子17は、システムコントローラ23の制御によってタイミングコントローラ27から送信されるタイミング信号に同期して撮像素子制御・駆動部29により駆動制御される。該タイミング信号は、光源部21から照射される各色の光の照射タイミングに同期している。撮像素子17は、撮像素子制御・駆動部29からの駆動制御信号に同期して、上記光学像に対応する画像信号を生成し、プロセッサ5の前段画像信号処理部31に定期的に送信する。
The light of each color reflected in the body cavity forms an optical image on the light receiving surface of the image sensor 17 via the
前段画像信号処理部31は、画像信号にA/D変換等の処理を行う。前段画像信号処理部31から出力された画像信号は、各色に関する画像データとして順次第二画像メモリ33に格納される。格納された各色に対応する画像データは、タイミングコントローラ27から送信されるタイミング信号に同期して後段画像信号処理部45に一斉に出力される。該タイミング信号は、例えばモニタ9の周期に対応して送信される。後段画像信号処理部45は、画像データにD/A変換等の処理を施し、モニタ9に動画像として出力する。
The pre-stage image
図2は、モニタ9の画面の一例を示す。後段画像信号処理部45から出力された画像データは、例えば、モニタ9の画面においてメイン画像9aとして表示される。術者は、メイン画像9aを確認しつつ病変部を特定したり、鉗子を用いた生体組織の採取等の処置を実行する。以上が、電子内視鏡システム1を用いた、被検者に対する内視鏡観察および内視鏡処置の説明である。
FIG. 2 shows an example of the screen of the
次に、本発明の主たる特徴の一つである可撓管3bの先端位置の検出について詳説する。体腔内における可撓管3bの先端位置を検出する場合、術者は、まず、位置検出プローブ4の先端に配設された位置検出センサ4aが可撓管3bの先端に位置するまで位置検出プローブ4を鉗子チャンネル18内に挿入する。ここで、位置検出プローブ4は、位置検出センサ4aが可撓管3b先端に達したときの鉗子チャンネル挿入口近傍に位置する部位にマーキングがされている。従って、術者は、該マーキングされた部位が鉗子チャンネル挿入口に位置しているか否かによって、位置検出センサ4aが可撓管3bの先端に位置したか否かを容易に判断することができる。上記マーキングがされていない位置検出プローブ4であっても、モニタ9の画面中メイン画像9aに位置検出プローブ4が現れた時を位置検出センサ4aが可撓管3b先端に達したときとみなせばよい。
Next, detection of the tip position of the
システムコントローラ23は、プロセッサ5内の各構成部位を駆動制御する。システムコントローラ23は、電子内視鏡3がプロセッサ5に接続されると、予め以下の処理を実行する。すなわち、システムコントローラ23は、ROM12から該内視鏡3固有の情報を読み出して、該固有の情報のうち可撓管3bの全長に関する情報に基づいて、磁場を発生させるタイミングを決定する。本実施形態では、システムコントローラ23は、ROM12から読み出した可撓管3bの全長に関する情報に基づいて、磁場発生の周期を決定している。
The
システムコントローラ23は、術者によってフットスイッチ19が操作されると、以下に説明するタイミングで制御演算部37に磁場を発生させるための制御信号を送信する。図3は、システムコントローラ23により駆動制御されるプロセッサ5内の各部位に関するタイミングチャートである。図3(1)は、光源部21から照射される赤、緑、青の光の照明タイミングを示す。図3(1)において、Hの期間が赤、緑、青の各光の点灯期間を示す。図3(2)は、システムコントローラ23の制御下、撮像素子制御・駆動部29により駆動制御される撮像素子17の駆動タイミングを示す。図3(2)において、立ち上がり時に駆動制御信号、より詳しくは各画素で蓄積した電荷の読み出しを指示する信号が撮像素子制御・駆動部29から撮像素子17に送信される。従って、図3(2)において、Hの期間が撮像素子の各画素から読み出された電荷が画像信号としてプロセッサ5の前段画像信号処理部に送信される読み出し期間である。また、図3(2)において、Lの期間は撮像素子が体腔内で反射した光を受光して電荷を蓄積する電荷蓄積期間である。図3(3)は、フットスイッチ19のON/OFF状態を示す。図3(3)において、Hの期間がフットスイッチ19が操作されてON状態にある期間を示す。
When the
図3(4)は、システムコントローラ23による可撓管3b先端位置の検出に関するタイミングを示す図である。図3(4)において、Hの期間が以下に詳述する位置決めに関する処理を実行している期間、すなわち位置検出期間である。図3(3)、(4)に示すように、システムコントローラ23は、フットスイッチ19がON状態になると、制御演算部37に磁場発生に関する制御信号を送信することにより、定期的に磁場を発生させる。図3(4)において立ち上がり時が制御信号送信時に対応する。
FIG. 3 (4) is a diagram showing timing related to detection of the tip position of the
システムコントローラ23は、上記の読み出し期間と重複しないタイミングで制御信号を制御演算部37に送信する。上記の通り、磁場発生の周期は、ROM12から読み出した可撓管3bの全長に関する情報に基づいて決定される。本実施形態では、図3(2)、(4)に示すように、撮像素子17が電荷蓄積中である度(電荷蓄積期間の都度)に磁場が発生するように磁場発生の周期を設定する。
The
制御演算部37は、該制御信号を受信すると、磁場発生器駆動回路41を介して交流電流を供給することにより磁場発生器2を駆動させる。ここで、磁場発生器駆動回路41は、磁場発生器2におけるX、Y、Zの各方向に対応するコイルそれぞれに独立して交流電流を供給できるように構成されている。そして制御演算部37は、制御信号を一回受信する毎に、磁場発生器2から異なる方向の磁場が連続して一回ずつ発生するように、各コイルに対して順次交流電流を供給する。なお、連続して磁場を発生させるといっても、各磁場発生時のずれは非常に微少に設定されており、実際には略同一タイミングとみなすことができる。
When receiving the control signal, the
磁場が発生すると、位置検出センサ4aは、該磁場の影響を受けて誘導電流を発生させる。該誘導電流に対応する信号は、コネクタ39を介してプロセッサ5内のアンプ35に伝送される。アンプ35により所定レベルまで増幅された該信号は制御演算部37に入力する。図3(4)に示す位置検出期間では、少なくとも上記の処理までが実行される。すなわち、誘導電流に対応する信号は、必ず撮像素子17の電荷蓄積期間中、換言すれば駆動制御信号や画像信号といった相対的に高い強度を持つ信号の送受信時以外の期間中にプロセッサ5に伝送される。従って、誘導電流に対応する信号が駆動制御信号等の影響を受けることはなく、ノイズ等による誤差を低減し精度の高い位置検出を可能にする。
When a magnetic field is generated, the
位置検出センサ4aで発生した誘導電流は磁場発生器2と位置検出センサ4a間の距離に対応して変化する。つまり、X、Y、Zの各方向の磁場発生時における誘導電流をそれぞれ連続して検出することにより、該磁場発生時における位置検出センサ4aの磁気発生器2に対する相対的位置を検出することができる。そこで、制御演算部37は、発生中の磁場の各方向と入力された該誘導電流の大きさをそれぞれ関連づけ、磁場発生器2に対する位置検出センサ4aの相対的位置情報を生成する。つまり、相対的位置情報は、X方向の磁場発生時における誘導電流量(X方向の距離情報)、Y方向の磁場発生時における誘導電流量(Y方向の距離情報)、Z方向の磁場発生時における誘導電流量(Z方向の距離情報)からなる。
The induced current generated by the
制御演算部37は、生成した相対的位置情報を文字データもしくは画像データとして第一画像メモリ43に格納する。格納されたデータは、所定のタイミング、例えばモニタ9のフレーム周期に対応して、後段画像信号処理部45によって読み出され、モニタ9に出力される。これにより、術者は、現在の体腔内における可撓管3b先端位置の確認が容易に達成される。
The
上記説明では、現在の体腔内における可撓管3b先端位置の検出を主目的とした一連の位置決め処理について説明した。本実施形態では、例えば、可撓管3bを体腔内に挿入する時等にフットスイッチ19をONすることにより、可撓管3bの体腔内における形状を検出することも可能である。可撓管3bの体腔内における形状を検出する場合、制御演算部37は、生成した相対的位置情報のうち、X方向とY方向の各距離情報を第一画像メモリ43のアドレスに変換する。そして、該アドレスにより特定されるメモリ領域に、Z方向の距離情報を格納する。制御演算部37は、システムコントローラ23からの制御信号を受信する毎に上記の一連の処理を実行する。
In the above description, a series of positioning processes whose main purpose is to detect the tip position of the
図4は、第一画像メモリ43のメモリ領域を二次元的なマップとして示す模式図である。図4中、丸で囲んだ数字は相対的位置が検出された順番を表す。該順番を示す数字はメモリ格納時に例えばヘッダ情報として扱われる。また、各数字が付されたセルは、生成した相対的位置情報に基づき制御演算部37が特定したアドレスを持つメモリ領域である。従って、各数字が付されたメモリ領域におけるデータ量が、それぞれのZ方向の距離情報に対応する。
FIG. 4 is a schematic diagram showing the memory area of the
術者は、フロントパネルスイッチ25もしくは内視鏡本体3aの操作部を任意のタイミングで操作して、可撓管3bの形状をモニタ9上に表示させる指示を行う。該指示を受信すると、システムコントローラ23は、第一画像メモリ43に保存された複数の相対的位置情報を後段画像信号処理部45に送信する。
The surgeon operates the
後段画像信号処理部45は、第一画像メモリ43から読み出した各相対的位置情報に基づいて可撓管3bの形状に関する画像を生成する。詳しくは、データが格納されているメモリ領域のアドレスをX方向とY方向の各距離情報に変換する。X方向とY方向の各距離情報により特定される点、つまり位置検出点間を例えば直線により補間する。なお該補間処理は、上記ヘッダ情報を参照しつつ行われる。メモリ領域に格納されていたデータの量つまりZ方向の距離情報は、位置検出点での輝度レベルに変換する。これにより、X、Y、Zの各方向により特定される可撓管3bの形状に関する二次元画像が生成される。
The post-stage image
後段画像信号処理部45は、以上の処理を行って生成された二次元画像をモニタ9に出力する。図3中、該二次元画像はサブ画像9bとしてメイン画像9aを並んで表示される。なお、サブ画像9bにおいて、白抜点は、原点を磁場発生器2の位置とするX、Yの各方向に対応した二次元座標上に展開された位置検出点である。各白抜点は、Z方向の距離情報に対応する輝度として表現される。従って、術者は、サブ画像9bを観察することにより、可撓管3bの形状を容易に把握することができる。
The post-stage image
このように、電子内視鏡システム1では、位置検出センサ4aを一つだけ用いて可撓管3bの形状検出を行うため、従前の構成に比べ、可撓管内部構成を複雑にすることがない。また、鉗子チャンネル18を挿通可能なプローブを用いて形状検出を行うため、可撓管3bの細径化の維持も図られる。
In this way, in the electronic endoscope system 1, since the shape of the
以上が本発明の実施形態である。本発明はこれらの実施形態に限定されるものではなく以下に例示するように、様々な範囲で変形が可能である。 The above is the embodiment of the present invention. The present invention is not limited to these embodiments, and can be modified in various ranges as exemplified below.
例えば、位置検出センサ4aは、必ずしも単一である必要はない。例えば、図5に示すような、長さ方向に沿って所定間隔をおいて位置検出センサ4aが複数個配設された位置検出プローブ4’を使用することも可能である。位置検出センサ4aが複数個配設された位置検出プローブ4’を使用した場合、上記説明のように複数回連続して磁場を発生させることなく、X、Y、Zの各方向の磁気を各一回ずつ発生させるだけで、可撓管3bの複数箇所における相対的位置情報が生成される。つまり、短時間で可撓管3bの体腔内における形状を検出することができる。
For example, the
位置検出プローブ4’を使用した場合、各位置検出センサ4aから同時に複数の誘導電流に対応する信号が出力される。そこで、各位置検出センサ4aとプロセッサ5のアンプ35間をパラレル接続することにより、伝送速度を上げて処理の効率化が可能である。但し、プローブ自体さらには可撓管3bの細径化を図るのであれば、シリアル接続であってもよい。
When the position detection probe 4 'is used, signals corresponding to a plurality of induced currents are simultaneously output from the
例えば、上記実施形態では、操作手段であるフットスイッチ19の操作に応じてシステムコントローラ23が磁場発生器7を駆動制御する等の一連の位置検出処理を実行すると説明したが、より簡素な構成を目的とするのであれば、操作手段は設けるには及ばない。この場合、システムコントローラ23は、撮像素子の駆動制御信号等の伝送タイミングと重複しない所定のタイミングで常時磁場を発生させて位置検出処理を実行する。
For example, in the above-described embodiment, it has been described that the
また、可撓管の挿入状態が二次元的であることが予め分かっている場合、またはコストダウンを図る場合、磁場発生器は、互いに直交する二つの方向(上記実施形態でいえばX、Yの二方向)にのみ磁場を発生させるように構成してもよい。この場合、上記実施形態における制御演算部37は、X、Yの各方向の距離情報を変換して得られたアドレスにバイナリデータを格納するとよい。
In addition, when it is known in advance that the insertion state of the flexible tube is two-dimensional, or when cost reduction is intended, the magnetic field generator has two directions orthogonal to each other (X and Y in the above embodiment). The magnetic field may be generated only in the two directions. In this case, the
また、可撓管の形状に関する画像は二次元のみならず、三次元的に表示することも可能である。さらに、相対的位置情報は、座標値に変換されて第一画像メモリに格納することも可能である。 Further, the image relating to the shape of the flexible tube can be displayed not only two-dimensionally but also three-dimensionally. Furthermore, the relative position information can be converted into coordinate values and stored in the first image memory.
また、上記実施形態では、システムコントローラ23は電子内視鏡3のROM12から読み出した該内視鏡固有の情報に基づいて磁場発生の周期を設定すると説明した。本発明に係る電子内視鏡システムでは、さらにフロントパネルスイッチ等を操作することにより、術者が任意に磁場発生の周期を設定することも可能である。ここで、磁場発生の周期を短く設定すれば、より多くの位置検出点が得られより細かな屈曲形状を検出することができる。磁場発生の周期を長く設定すれば、処理負担が軽減し、より迅速に可撓管の形状に関する画像を表示することができる。
In the above-described embodiment, the
また上記実施形態では、位置検出センサは位置検出プローブに配設されていると説明した。本発明に係る電子内視鏡システムでは、位置検出センサは、電子内視鏡の可撓管自体に配設される構成であっても上記実施形態と同様の効果を奏することができる。 Moreover, in the said embodiment, it demonstrated that the position detection sensor was arrange | positioned at the position detection probe. In the electronic endoscope system according to the present invention, even if the position detection sensor is arranged on the flexible tube itself of the electronic endoscope, the same effects as in the above embodiment can be obtained.
1 電子内視鏡システム
2 磁場発生器
3 電子内視鏡
3b 可撓管
4、4’ 位置検出プローブ
4a 位置検出センサ
5 プロセッサ
17 撮像素子
18 鉗子チャンネル
19 フットスイッチ
23 システムコントローラ
37 制御演算部
41 磁場発生器駆動回路
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Electronic endoscope system 2 Magnetic field generator 3
Claims (10)
互いに直交する少なくとも第一の方向および第二の方向に磁場を順次連続して発生させる磁場発生手段と、
前記可撓管内における少なくとも先端近傍に配置され、前記磁場を用いて誘導電流を発生させることにより、該先端の前記磁場発生手段に対する相対的位置を検出する位置検出センサを有する位置検出手段と、
前記撮像素子による電荷蓄積期間中に前記誘導電流が発生するように前記磁場発生手段を駆動制御する制御手段と、を有することを特徴とする電子内視鏡システム。 An endoscope having a flexible tube provided with an image sensor at the tip;
Magnetic field generating means for sequentially generating magnetic fields sequentially in at least a first direction and a second direction orthogonal to each other;
A position detection means having a position detection sensor disposed at least near the tip in the flexible tube and detecting a relative position of the tip with respect to the magnetic field generation means by generating an induced current using the magnetic field;
An electronic endoscope system comprising: a control unit that drives and controls the magnetic field generation unit so that the induced current is generated during a charge accumulation period of the imaging element.
前記位置検出手段による位置検出を指示するための操作手段をさらに有し、
前記制御手段は、前記操作手段からの前記指示に応じて、前記磁場発生手段を駆動制御することを特徴とする電子内視鏡システム。 The electronic endoscope system according to claim 1,
It further has operation means for instructing position detection by the position detection means,
The electronic endoscope system according to claim 1, wherein the control unit drives and controls the magnetic field generation unit in accordance with the instruction from the operation unit.
前記磁場発生手段は、さらに、前記第一の方向および前記第二の方向に直交する第三の方向にも磁場を発生させることを特徴とする電子内視鏡システム。 The electronic endoscope system according to claim 1 or 2,
The electronic endoscope system according to claim 1, wherein the magnetic field generation unit further generates a magnetic field in a third direction orthogonal to the first direction and the second direction.
前記位置検出センサは、前記可撓管の長さ方向に沿って略等間隔に複数個配置されることを特徴とする電子内視鏡システム。 The electronic endoscope system according to any one of claims 1 to 3,
A plurality of the position detection sensors are arranged at substantially equal intervals along the length direction of the flexible tube.
前記位置検出手段は、少なくとも先端に前記位置検出センサを備え、前記可撓管に設けられた鉗子チャンネル内を挿通自在に構成されたプローブであることを特徴とする電子内視鏡システム。 The electronic endoscope system according to any one of claims 1 to 4,
The electronic endoscope system according to claim 1, wherein the position detection means is a probe that includes the position detection sensor at least at a distal end and is configured to be inserted through a forceps channel provided in the flexible tube.
前記位置検出センサは、前記可撓管内に配設されていることを特徴とする電子内視鏡システム。 The electronic endoscope system according to any one of claims 1 to 4,
The electronic endoscope system, wherein the position detection sensor is disposed in the flexible tube.
前記操作手段はフットスイッチであることを特徴とする電子内視鏡システム。 The electronic endoscope system according to any one of claims 2 to 6,
The electronic endoscope system according to claim 1, wherein the operating means is a foot switch.
前記制御手段は、予め定められた所定の周期で前記磁場発生手段を駆動制御することを特徴とする電子内視鏡システム。 The electronic endoscope system according to any one of claims 1 to 7,
The electronic endoscope system according to claim 1, wherein the control means drives and controls the magnetic field generation means at a predetermined cycle.
前記内視鏡は、該内視鏡に関する所定の情報を保有しており、
前記制御手段は、前記情報に対応して前記所定の周期を設定することを特徴とする電子内視鏡システム。 The electronic endoscope system according to claim 8, wherein
The endoscope has predetermined information about the endoscope,
The electronic endoscope system, wherein the control means sets the predetermined period corresponding to the information.
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