JP2006280541A - 電子内視鏡システム - Google Patents

Abstract

【課題】 内視鏡診断の作業を妨げることなく、内視鏡画像のパラメータを調整する。
【解決手段】 電子内視鏡システム２は、内視鏡画像８０のパラメータを調整する調整データを入力するためのパーソナルコンピュータ（ＰＣ）２７と、内視鏡画像８０とともに、パラメータの調整の内容を表す調整用画像８１を表示する調整用モニタ２６と、ＰＣ２７および調整用モニタ２６に接続される調整用プロセッサ装置２５とを備える。調整用プロセッサ装置２５は、ＰＣ２７からの操作入力信号に応じて調整データを生成するデータ生成部６２と、調整データを電子内視鏡１０に送信する送信部６３と、電子内視鏡１０から撮像信号を受信する受信部６５と、撮像信号から内視鏡画像８０を生成するとともに、内視鏡画像８０に調整用画像８１を合成し、これを調整用モニタ２６に出力する画像処理部６９とを有する。
【選択図】 図１

Description

本発明は、電子内視鏡、プロセッサ装置、および内視鏡用モニタからなる電子内視鏡システムに関する。

従来から、医療分野において、電子内視鏡を利用した医療診断が盛んに行われている。電子内視鏡の体腔内に挿入される挿入部先端には、ＣＣＤなどの撮像素子が内蔵されており、このＣＣＤにより取得した撮像信号に対して、プロセッサ装置で信号処理を施すことで、モニタで体腔内の画像（内視鏡画像）を観察することができる。

上記のような電子内視鏡システムで内視鏡画像のパラメータを調整する際には、内視鏡診断を行うモードとは別に用意された補正モードにて、内視鏡画像が表示されるモニタ上にパラメータの調整の内容を表示し、キーボードやマウスを用いてモニタ上のカーソルを操作するなどして行っていた（特許文献１参照）。
特開平９−１１３８２０号公報

従来の電子内視鏡システムでは、特許文献１に記載の技術のように、内視鏡診断を行うモードとは別に補正モードを用意し、内視鏡画像が表示されるモニタ上に内視鏡画像のパラメータの調整の内容を表示していたため、内視鏡画像のパラメータを調整する際には、内視鏡診断を中断せざるを得ないという問題があった。また、例えば、内視鏡画像と調整の内容を区別して同一のモニタ上に表示したとしても、内視鏡画像の表示面積を犠牲にしなければならず、内視鏡画像が観察しにくくなるという問題が残る。

本発明は、上記課題を鑑みてなされたものであり、内視鏡診断の作業を妨げることなく、内視鏡画像のパラメータを調整することが可能な電子内視鏡システムを提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明は、体腔内の被観察体像を撮影する撮像素子が配された電子内視鏡と、前記撮像素子で出力される撮像信号から内視鏡画像を生成するプロセッサ装置と、前記内視鏡画像を表示する内視鏡用モニタとからなる電子内視鏡システムであって、前記内視鏡画像のパラメータを調整する調整データを入力するための操作入力装置と、前記内視鏡画像とともに、前記パラメータの調整の内容を表す調整用画像を表示する調整用モニタと、前記操作入力装置および前記調整用モニタに接続される調整用プロセッサ装置とを備え、前記調整用プロセッサ装置は、前記操作入力装置からの操作入力信号に応じて調整データを生成するデータ生成部と、前記データ生成部で生成した調整データを前記電子内視鏡に送信する送信部と、前記電子内視鏡から撮像信号を受信する受信部と、前記受信部で受信した撮像信号から内視鏡画像を生成するとともに、前記内視鏡画像に前記調整用画像を合成し、これを前記調整用モニタに出力する画像処理部とから構成されることを特徴とする。

なお、前記送信部および前記受信部は、前記調整データの送信および前記撮像信号の受信を、互いに干渉しない周波数帯域をもつ電波により行うことが好ましい。

本発明の電子内視鏡システムによれば、内視鏡画像のパラメータを調整する調整データを入力するための操作入力装置と、内視鏡画像とともに、パラメータの調整の内容を表す調整用画像を表示する調整用モニタと、操作入力装置および調整用モニタに接続される調整用プロセッサ装置とを備え、調整用プロセッサ装置は、操作入力装置からの操作入力信号に応じて調整データを生成するデータ生成部と、データ生成部で生成した調整データを電子内視鏡に送信する送信部と、電子内視鏡から撮像信号を受信する受信部と、受信部で受信した撮像信号から内視鏡画像を生成するとともに、内視鏡画像に調整用画像を合成し、これを調整用モニタに出力する画像処理部とから構成されるので、内視鏡診断の作業を妨げることなく、内視鏡画像のパラメータを調整することが可能となる。

図１において、電子内視鏡システム２は、電子内視鏡１０、およびプロセッサ装置１１などから構成される。この電子内視鏡システム２は、電子内視鏡１０とプロセッサ装置１１との信号の遣り取りを、予め複数のチャネルが割り当てられた第１または第２の周波数帯域（例えば、１．２ＧＨｚまたは２．４ＧＨｚ）をもつ電波１２にて行う、いわゆるワイヤレス電子内視鏡装置である。

電子内視鏡１０は、体腔内に挿入される挿入部１３と、挿入部１３の基端部分に連設された操作部１４とを備えている。挿入部１３の先端に連設された先端部１３ａには、体腔内の被観察体像の像光を取り込むための対物レンズ１５と、体腔内の被観察体像を撮影する撮像素子としてのＣＣＤ１６、および照射レンズ１７と体腔内照明用のＬＥＤ光源（ＬＥＤ）１８（ともに図２参照）が内蔵されている。ＣＣＤ１６により取得された体腔内の画像は、プロセッサ装置１１に接続された内視鏡用モニタ１９に内視鏡画像８０（図５参照）として表示される。

先端部１３ａの後方には、複数の湾曲駒を連結した湾曲部２０が設けられている。この湾曲部２０は、操作部１４に設けられたアングルノブ１４ａが操作されて、挿入部１３内に挿設されたワイヤが押し引きされることにより、上下左右方向に湾曲動作し、先端部１３ａが体腔内の所望の方向に向けられるようになっている。

操作部１４の下方には、水が貯留される貯水タンク２１と、エアーが貯留されるエアーボンベ２２とが内蔵されたカートリッジ２３が着脱自在に取り付けられている。これら貯水タンク２１、エアーボンベ２２に貯留された水、エアーは、操作部１４の送水／送気ボタン１４ｂの操作に連動して、電子内視鏡１０内部に配設された送水パイプ、送気パイプを通って、先端部１３ａに形成された洗浄ノズル（図示せず）から対物レンズ１５に向けて噴射される。これにより、対物レンズ１５表面に付着した汚物などの除去や、体腔内への送気を行うことが可能となっている。ここで、カートリッジ２３は、電子内視鏡１０を使用する際に操作者の手の付け根が当接する位置に取り付けられており、電子内視鏡１０の操作性を安定化させる役割も果たしている。なお、符号２４は、処置具が挿通される鉗子口である。

電子内視鏡システム２は、上述の電子内視鏡１０、プロセッサ装置１１、および内視鏡用モニタ１９の他に、調整用プロセッサ装置２５、調整用モニタ２６、および操作入力装置としてのパーソナルコンピュータ（ＰＣ）２７を備えている。これら調整用プロセッサ装置２５、調整用モニタ２６、およびＰＣ２７は、患者からは視認されない場所、例えば、電子内視鏡１０およびプロセッサ装置１１が設置された内視鏡室の、パーテーションなどで仕切られた一郭に設置される。

調整用プロセッサ装置２５は、調整用モニタ２６およびＰＣ２７と有線接続されている。調整用プロセッサ装置２５は、詳しくは後述するように、キーボードやマウスからなるＰＣ２７の操作部２８より入力された内視鏡画像８０のパラメータを調整する調整データ（ホワイトバランス調整、色調整、γ補正などの各種調整・補正の内容を表すデータ）を、電子内視鏡１０に電波２９として送信する。また、調整用プロセッサ装置２５は、パラメータの調整の内容を表す調整用画像８１（図５参照）を合成した内視鏡画像８０を、調整用モニタ２６に出力する。

図２において、ＣＰＵ３０は、電子内視鏡１０の全体の動作を統括的に制御する。ＣＰＵ３０には、電子内視鏡１０の動作を制御するための各種プログラムやデータが記憶されたＲＯＭ３１が接続されている。ＣＰＵ３０は、ＲＯＭ３１から必要なプログラムやデータを読み出し、電子内視鏡１０の動作制御を行う。

また、ＣＰＵ３０には、調整用プロセッサ装置２５から電波２９として送信される調整データを、アンテナ３２を介して受信する受信部３３が接続されている。ＣＰＵ３０は、受信部３３から入力される調整データに基づいて、後述するＡＦＥ３５の動作を制御する。

ＬＥＤ１８には、駆動部３４が接続されている。駆動部３４は、ＣＰＵ３０の制御の下に、ＬＥＤ１８をオン／オフ駆動させる。ＬＥＤ１８から発せられた光は、照射レンズ１７を介して体腔内の被観察体に照射される。なお、先端部１３ａではなく操作部１４の内部にＬＥＤ１８を配し、ライトガイドで先端部１３ａに導光する構成としてもよい。

ＣＣＤ１６は、対物レンズ１５から入射した体腔内の被観察体像の像光を撮像面に結像させ、各画素からこれに応じた撮像信号を出力する。ＡＦＥ３５は、ＣＰＵ３０の制御の下に、ＣＣＤ１６から入力された撮像信号に対して、相関二重サンプリング、増幅、およびＡ／Ｄ変換を施して、撮像信号をデジタルの画像信号に変換する。

変調部３６は、ＡＦＥ３５から出力されたデジタルの画像信号に対して、例えばデジタル直交変調を施してＲＦ信号を生成する。送信部３７は、アンテナ３２を介して、変調部３６で生成されたＲＦ信号を、第１、または第２の周波数帯域の電波１２としてプロセッサ装置１１および調整用プロセッサ装置２５に送信する。

コネクタ３８には、バッテリ３９が接続されている。バッテリ３９の電力は、ＣＰＵ３０により制御される電力供給部４０から、電子内視鏡１０の各部に供給される。なお、図１には示していないが、操作部１４の後部には、バッテリ３９を収納するバッテリ収納室が設けられており、コネクタ３８はその内部に配されている。

図３において、ＣＰＵ５０は、プロセッサ装置１１の全体の動作を統括的に制御する。ＣＰＵ５０には、プロセッサ装置１１の動作を制御するための各種プログラムやデータが記憶されたＲＯＭ５１が接続されている。ＣＰＵ５０は、このＲＯＭ５１から必要なプログラムやデータを読み出し、プロセッサ装置１１の動作制御を行う。

アンテナ５２は、電子内視鏡１０からの電波１２を受信する。受信部５３は、アンテナ５２で受信された電波１２、すなわちＲＦ信号を増幅する。復調部５４は、ＲＦ信号に対して、例えばデジタル直交検波を施して、ＲＦ信号を電子内視鏡１０で変調される前の画像信号に復調する。

同期分離部５５は、ＣＰＵ５０の制御の下に、復調部５４で復調された画像信号から、振幅分離によって同期信号を分離し、 続いて周波数分離により水平同期信号と垂直同期信号とを分離する。ビデオ信号処理部５６は、画像信号からデジタルのビデオ信号を生成する。画像処理部５７は、ビデオ信号処理部５６で生成されたビデオ信号に対して、マスク生成やキャラクタ情報付加などの各種画像処理を施す。バッファ５８は、画像処理部５７で各種画像処理が施され、内視鏡用モニタ１９に内視鏡画像８０として表示されるビデオ信号を一旦格納する。

図４において、ＣＰＵ６０は、調整用プロセッサ装置２５の全体の動作を統括的に制御する。ＣＰＵ６０には、調整用プロセッサ装置２５の動作を制御するための各種プログラムやデータが記憶されたＲＯＭ６１が接続されている。ＣＰＵ６０は、ＲＯＭ６１から必要なプログラムやデータを読み出し、調整用プロセッサ装置２５の動作制御を行う。

また、ＣＰＵ６０には、前述のＰＣ２７の操作部２８が接続されたデータ生成部６２が接続されている。データ生成部６２は、操作部２８からの操作入力信号に応じて、内視鏡画像８０のパラメータを調整する調整データを生成し、これをＣＰＵ６０に送信する。ＣＰＵ６０は、データ生成部６２からの調整データを、送信部６３に送信する。

アンテナ６４は、電子内視鏡１０からの電波１２を受信する。また、アンテナ６４は、データ生成部６２で生成され、ＣＰＵ６０を経由して送信部６３で電波２９とされた調整データを、電子内視鏡１０に送信する。ここで、電波２９には、電波１２と干渉しないように、電波１２で使用される周波数帯域とは異なる周波数帯域、例えば、５６ＫＨｚの周波数帯域が用いられている。なお、受信部６５〜ビデオ信号処理部６８、およびバッファ７０は、プロセッサ装置１１の受信部５３〜ビデオ信号処理部５６、およびバッファ５８と同様の機能を有するため、説明を省略する。

画像処理部６９は、ビデオ信号処理部６８で生成されたビデオ信号、すなわち内視鏡画像８０に、図５に示すような調整用画像８１を合成する。調整用画像８１は、内視鏡画像８０のパラメータの調整の内容を表すもので、図示するように、ＲＧＢゲイン調整を行う場合を例にとると、各色のゲイン値がステータスバーおよび数値で表されている。この場合、ＰＣ２７の操作部２８を操作してステータスバーを移動、または数値を直接入力することでゲイン値を変更し、「はい」のボタンを選択することで調整の内容が有効となる。なお、ＰＣ２７には、パラメータを調整するための専用の調整ソフトがインストールされていて、この調整ソフトを起動すると、調整用画像８１と同様の内容を表す調整ウインドウがモニタ上に表示されるようになっている。

上記のように構成された電子内視鏡システム２で体腔内を観察する際には、挿入部１３を体腔内に挿入して、ＬＥＤ光源１８をオンして体腔内を照明しながら、ＣＣＤ１６による内視鏡画像８０を内視鏡用モニタ１９で観察する。

このとき、対物レンズ１５から入射した体腔内の被観察体像の像光は、ＣＣＤ１６の撮像面に結像され、ＣＣＤ１６から撮像信号が出力される。ＣＣＤ１６から出力された撮像信号は、ＡＦＥ３５で相関二重サンプリング、増幅、およびＡ／Ｄ変換が施され、デジタルの画像信号に変換される。

ＡＦＥ３５から出力されたデジタルの画像信号は、変調部３６でデジタル直交変調が施され、ＲＦ信号が生成される。ＲＦ信号は、送信部３７で増幅され、アンテナ３２から電波１２として送信される。

一方、プロセッサ装置１１では、電子内視鏡１０のアンテナ３２から送信された電波１２がアンテナ５２で受信されると、この電波１２、すなわちＲＦ信号が受信部５３で増幅される。復調部５４では、受信部５３で増幅されたＲＦ信号にデジタル直交検波が施され、電子内視鏡１０で変調される前の画像信号が復調される。

復調部５４で復調された画像信号は、ＣＰＵ５０の制御の下に、同期分離部５５で同期分離が施され、ビデオ信号処理部５６でデジタルのビデオ信号として出力される。ビデオ信号処理部５６で出力されたビデオ信号は、画像処理部５７で各種画像処理が施され、バッファ５８に一旦格納されて、内視鏡用モニタ１９に内視鏡画像８０として表示される。以上のようにして、電子内視鏡１０とプロセッサ装置１１との間で、電波１２により信号が送受信される。

他方、調整用プロセッサ装置２５では、電子内視鏡１０のアンテナ３２から送信された電波１２がアンテナ６４で受信されると、電波１２、すなわちＲＦ信号は、プロセッサ装置１１の場合と同様に、復調部６６で電子内視鏡１０で変調される前の画像信号に復調され、同期分離部６７で同期分離が施された後、ビデオ信号処理部６８でデジタルのビデオ信号として出力される。

ビデオ信号処理部６８で出力されたビデオ信号、すなわち内視鏡画像８０は、画像処理部６９で調整用画像８１が合成され、調整用モニタ２６に出力される。内視鏡画像８０のパラメータを調整する作業者は、この調整用モニタ２６に表示される内視鏡画像８０および調整用画像８１を観察しながら、ＰＣ２７の操作部２８を操作して、内視鏡画像８０のパラメータを調整する。

データ生成部６２では、ＰＣ２７の操作部２８からの操作入力信号に応じて、調整データが生成される。データ生成部６２で生成された調整データは、ＣＰＵ６０、および送信部６３を経由して、アンテナ６４から電波２９として電子内視鏡１０に送信される。

調整用プロセッサ装置２５からの電波２９がアンテナ３２で受信されると、電子内視鏡１０では、受信部３３を経由して電波２９、すなわち調整データがＣＰＵ３０に入力される。ＡＦＥ３５では、ＣＣＤ１６から入力された撮像信号に対して、ＣＰＵ３０の制御の下に、調整データに基づいた各種信号処理が施される。これにより、内視鏡用モニタ１９には、調整データの内容が反映された内視鏡画像８０のみが表示され、従来のように内視鏡画像８０の表示面積を犠牲にすることもない。したがって、内視鏡診断を中断することなく、内視鏡画像８０のパラメータを調整することができる。

また、調整用プロセッサ装置２５を、電波１２、および電波２９により、ＲＦ信号の受信、および調整データの送信を行うように構成したので、遠隔操作により内視鏡画像８０のパラメータを調整することができる。したがって、患者に視認されない場所で調整作業が行え、患者のプライバシーを保護することができる。

上記実施形態では、操作入力装置としてＰＣ２７を例示して説明したが、調整用プロセッサ装置２５に、操作部２８と同様の操作部を備え付けておき、これを操作入力装置として用いてもよい。また、調整用画像８１の合成方法としては、上記実施形態のように、内視鏡画像８０に重ねて合成してもよいし、内視鏡画像８０用と調整用画像８１用とに画面を二分して合成してもよい。さらに、上記実施形態で挙げた調整用画像８１の内容は一例であり、本発明を特に限定するものではない。

上記実施形態では、いわゆるワイヤレス電子内視鏡システム２を例示して説明したが、信号ケーブルを介して電子内視鏡とプロセッサ装置とが接続された従来の電子内視鏡装置に適用することも可能である。

電子内視鏡装置の構成を示す概略図である。 電子内視鏡の内部構成を示すブロック図である。 プロセッサ装置の内部構成を示すブロック図である。 調整用プロセッサ装置の内部構成を示すブロック図である。 調整用モニタの表示状態を示す説明図である。

符号の説明

２ 電子内視鏡装置
１０ 電子内視鏡
１１ プロセッサ装置
１２ 電波
１６ ＣＣＤ
１９ 内視鏡用モニタ
２５ 調整用プロセッサ装置
２６ 調整用モニタ
２７ パーソナルコンピュータ（ＰＣ）
２９ 電波
３０ ＣＰＵ
３３ 受信部
３５ ＡＦＥ
５０ ＣＰＵ
６０ ＣＰＵ
６２ データ生成部
６３ 送信部
６５ 受信部
６９ 画像処理部
８０ 内視鏡画像
８１ 調整用画像

Claims (2)

1. 体腔内の被観察体像を撮影する撮像素子が配された電子内視鏡と、前記撮像素子で出力される撮像信号から内視鏡画像を生成するプロセッサ装置と、前記内視鏡画像を表示する内視鏡用モニタとからなる電子内視鏡システムであって、
   前記内視鏡画像のパラメータを調整する調整データを入力するための操作入力装置と、
   前記内視鏡画像とともに、前記パラメータの調整の内容を表す調整用画像を表示する調整用モニタと、
   前記操作入力装置および前記調整用モニタに接続される調整用プロセッサ装置とを備え、
   前記調整用プロセッサ装置は、前記操作入力装置からの操作入力信号に応じて調整データを生成するデータ生成部と、
   前記データ生成部で生成した調整データを前記電子内視鏡に送信する送信部と、
   前記電子内視鏡から撮像信号を受信する受信部と、
   前記受信部で受信した撮像信号から内視鏡画像を生成するとともに、前記内視鏡画像に前記調整用画像を合成し、これを前記調整用モニタに出力する画像処理部とから構成されることを特徴とする電子内視鏡システム。
2. 前記送信部および前記受信部は、前記調整データの送信および前記撮像信号の受信を、互いに干渉しない周波数帯域をもつ電波により行うことを特徴とする請求項１に記載の電子内視鏡システム。
   

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