JP2008237640A - カプセル内視鏡、およびカプセル内視鏡システム、並びにカプセル内視鏡の動作制御方法 - Google Patents

Abstract

【課題】画像データの量を減らして、読影の負担を軽くする。
【解決手段】カプセル内視鏡１１は、前後両端に二個の撮像素子３３ａ、３３ｂを有する。カプセル内視鏡１１は、関心領域との位置関係に応じて予め最適化された単位時間あたりの撮影回数の比率（撮影デューティー比）、および撮影回数を総計した総撮影回数を設定する制御コマンドを受信装置１２から無線受信する。カプセル内視鏡１１は、制御コマンドに従い、関心領域から離れた部位では撮影回数を減じ、関心領域では撮影回数を増やすようにして、進行方向前後を撮影する撮像素子Ｆ、Ｒの撮影回数を変更する。
【選択図】図６

Description

本発明は、複眼タイプのカプセル内視鏡、および複眼タイプのカプセル内視鏡で取得した被検体内の画像を用いて医療診断を行うカプセル内視鏡システム、並びに複眼タイプのカプセル内視鏡の動作制御方法に関する。

最近、撮像素子や照明光源などが超小型のカプセルに内蔵されたカプセル内視鏡による医療診断が実用化されつつある。カプセル内視鏡を利用した医療診断では、まず、患者にカプセル内視鏡を嚥下させ、照明光源で人体内の被観察部位（人体内管路の内壁面）を照明しつつ、撮像素子で被観察部位を撮影する。そして、これにより得られた画像データを受信装置に無線送信し、受信装置に設けられたフラッシュメモリなどの記憶媒体に逐次記憶していく。検査中、または検査終了後、ワークステーションなどの情報管理装置に画像データを取り込み、モニタに表示された画像を読影して診断を行う。

カプセル内視鏡は、一個の撮像素子が内蔵され、一方向の撮影を行ういわゆる単眼タイプが主流であるが、被観察部位によっては、一方向を撮影しただけでは病変部を見落とすおそれがあった。このような撮りこぼしを防止するため、複数の撮像素子を備えたいわゆる複眼タイプのカプセル内視鏡が提案されている（特許文献１および２参照）。

特許文献１には、ミラーなどの光学部材を用いて、前後、左右などの周囲を撮影可能としたカプセル内視鏡が開示されている。特許文献２には、前後に撮像素子を有し、これらで交互に撮影することで、撮りこぼしを防止したカプセル内視鏡が開示されている。
特表２００５−５０３１８２号公報 特開２００６−０６８５３４号公報

カプセル内視鏡の単位時間あたりの撮影回数（フレームレート）は、例えば２ｆｐｓ（フレーム／秒）であり、その撮影時間は約８時間以上にも及ぶため、受信装置に記憶される画像データの量は膨大となる。したがって、検査終了後に画像を読影して診断を行う際に、撮影された画像全てを読影しようとすると、多大な時間と労力が掛かるという問題があった。

一方、カプセル内視鏡を利用した医療診断は、従来の挿入型内視鏡による医療診断と比べて患者に対する負担が軽微であるという利点（低侵襲性）がある。このことから、今後、定期検診や術後経過の検査に大いに利用される可能性がある。このため、前回の定期検診時に発見された病変部や、手術を施した病変部など、経過観察を行いたい関心領域の読影を、より詳細且つ短時間で行いたいという要望が高まっている。

特許文献１、および特許文献２に記載の発明は、撮りこぼしの防止には確かに有効であり、関心領域の読影も単眼タイプと比べて詳細に行うことはできる。しかしながら、単眼タイプと比べて画像データの量が倍加するので、読影の負担がさらに重くなり、関心領域の読影も短時間で行うことはできない。

本発明は、上記課題を鑑みてなされたものであり、画像データの量を減らして、読影の負担を軽くすることができるカプセル内視鏡、およびカプセル内視鏡システム、並びにカプセル内視鏡の動作制御方法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、請求項１に記載の発明は、被検体内の被観察部位の像光を撮像する複数の撮像手段と、前記複数の撮像手段の動作を制御する動作制御手段とを備え、前記動作制御手段は、当該被検体の関心領域との位置関係に応じて、前記複数の撮像手段の各々の単位時間あたりの撮影回数を変更することを特徴とする。

前記撮影回数は、前記位置関係に応じて予め最適化された前記撮影回数の比率、および前記撮影回数を総計した総撮影回数を元に設定されることが好ましい。

前記撮像により得られた画像データを無線受信して、これを記憶する受信装置からの前記撮影回数を設定するための制御コマンドを無線受信する無線受信手段を備え、前記動作制御手段は、前記制御コマンドに従って前記変更を行うことが好ましい。この場合、前記制御コマンドにより設定される前記撮影回数を記憶する記憶手段を備えることが好ましい。

前記被検体内における向きを検出する方向検出手段を備えることが好ましい。この場合、前記方向検出手段は、加速度を測定する加速度センサと、前記加速度センサの測定結果を積分する積分手段とを含むことが好ましい。

前記動作制御手段は、前記複数の撮像手段に一定のタイミングで前記撮像を行わせる第一の動作モードと、任意のタイミングで前記撮像を行わせる第二の動作モードと、前記撮像を休止させる第三の動作モードとを選択的に実行させることが好ましい。

前記位置関係の情報は、過去の診断で得られた当該被検体の診断情報と、検査中に得られる現在情報とを比較した結果に基づいて取得されることが好ましい。この場合、前記診断情報は、前記関心領域周辺の画像情報を含むことが好ましい。また、前記診断情報は、前記関心領域周辺の位置情報を含むことが好ましい。

前記位置情報は、前記撮像により得られた画像データに関連付けて記憶されていることが好ましい。また、前記位置情報は、前記関心領域周辺を撮像したときの前記カプセル内視鏡の位置、動作時間、または移動距離のうち、少なくともいずれか一つからなることが好ましい。

前記位置関係の情報は、一般的な症例から得られた症例情報と、検査中に得られる現在情報とを比較した結果に基づいて取得されることが好ましい。この場合、前記症例情報は、典型的な病変部、または異物のうち、少なくともいずれか一つの画像情報を含むことが好ましい。

前記撮像手段は、少なくとも前後両端に配されていることが好ましい。

請求項１６に記載の発明は、被検体内に嚥下され、被検体内の被観察部位の像光を撮像する複数の撮像手段を有するカプセル内視鏡と、前記カプセル内視鏡で得られた画像データを無線受信して、これを記憶する受信装置とからなるカプセル内視鏡システムにおいて、前記受信装置は、当該被検体の関心領域との位置関係の情報を取得する情報取得手段と、前記位置関係の情報に応じて、前記複数の撮像手段の各々の単位時間あたりの撮影回数を設定するための制御コマンドを生成する制御コマンド生成手段と、前記制御コマンドを無線送信する無線送信手段とを有し、前記カプセル内視鏡は、前記制御コマンドを無線受信する無線受信手段と、前記制御コマンドに従って、前記複数の撮像手段の動作を制御する動作制御手段とを有することが好ましい。

前記カプセル内視鏡は、前記被検体内における向きを検出する方向検出手段を有し、前記情報取得手段は、前記方向検出手段の検出結果に基づいて、当該画像データが、前記複数の撮像手段のうち、いずれの撮像手段で得られたものかを表す撮影情報を取得することが好ましい。この場合、前記撮影情報は、当該画像データに関連付けて記憶されることが好ましい。

前記受信装置から前記画像データを取り込んで、これを記憶・管理する情報管理装置を備え、前記情報管理装置は、過去の診断で得られた当該被検体の診断情報を記憶する第一記憶手段を有し、前記受信装置は、前記情報管理装置から取り込んだ前記診断情報を記憶する第二記憶手段を有し、前記情報取得手段は、前記診断情報と、前記カプセル内視鏡で検査中に得られる現在情報とを比較して、前記位置関係の情報を取得することが好ましい。

前記情報管理装置は、一般的な症例から得られた症例情報を記憶する第三記憶手段を有し、前記受信装置は、前記情報管理装置から取り込んだ前記症例情報を記憶する第四記憶手段を有し、前記情報取得手段は、前記症例情報と、前記カプセル内視鏡で検査中に得られる現在情報とを比較して、前記位置関係の情報を取得することが好ましい。

請求項２１に記載の発明は、被検体内の被観察部位の像光を撮像する複数の撮像手段を有するカプセル内視鏡の動作制御方法であって、当該被検体の関心領域との位置関係の情報を取得する情報取得ステップと、前記位置関係の情報に応じて、前記複数の撮像手段の各々の単位時間あたりの撮影回数を変更する撮影回数変更ステップとを備えることを特徴とする。

本発明のカプセル内視鏡、およびカプセル内視鏡システム、並びにカプセル内視鏡の動作制御方法によれば、カプセル内視鏡と関心領域との位置関係に応じて、複数の撮像手段の各々の単位時間あたりの撮影回数を変更するので、診断に必要のない関心領域以外を撮影した画像データの量を減らすことができる。したがって、読影の負担を軽くすることができる。

図１において、カプセル内視鏡システム２は、患者１０の口部から人体内に嚥下されるカプセル内視鏡（Capsule Endoscope、以下、ＣＥと略す）１１と、患者１０がベルトなどに取り付けて携帯する受信装置１２と、ＣＥ１１で得られた画像を読影して、医師が診断を行うためのワークステーション（以下、ＷＳと略記する）１３とから構成される。

ＣＥ１１は、人体内管路を通過する際に管路の内壁面を撮像し、これにより得られた画像データを、電波１４ａにて受信装置１２に無線送信する。また、ＣＥ１１は、受信装置１２からの制御コマンドを電波１４ｂで無線受信して、制御コマンドに基づいて動作する。

受信装置１２は、各種設定画面を表示する液晶表示器（以下、ＬＣＤと略記する）１５、および各種設定を行うための操作部１６を備えている。受信装置１２は、ＣＥ１１から電波１４ａで無線送信された画像データを無線受信し、これを記憶する。また、受信装置１２は、過去のカプセル内視鏡検査などの診断で得られた患者１０の診断情報を元に制御コマンドを生成し、これを電波１４ｂにてＣＥ１１に無線送信する。つまり、ＣＥ１１は、制御コマンドによって動作されるスレイブ、受信装置１２は、制御コマンドでＣＥ１１に指令を与えるマスターとして機能する。

ＣＥ１１と受信装置１２間の電波１４ａ、１４ｂの送受信は、ＣＥ１１内に設けられたアンテナ４２（図２、および図３参照）と、患者１０が身に付けたシールドシャツ１７内に装着された複数のアンテナ１８とを介して行われる。アンテナ１８には、ＣＥ１１からの電波１４ａの電界強度を測定する電界強度測定センサ１９が内蔵されている。電界強度測定センサ１９は、電界強度の測定結果を位置検出回路７９（図４参照）に出力する。

ＷＳ１３は、プロセッサ２０と、キーボードやマウスなどの操作部２１と、モニタ２２とを備えている。プロセッサ２０は、例えば、ＵＳＢケーブル２３（赤外線通信などの無線通信を用いても可）で受信装置１２と接続され、受信装置１２とデータの遣り取りを行う。プロセッサ２０は、ＣＥ１１による検査中、または検査終了後に、受信装置１２から画像データを取り込み、患者毎に画像データを蓄積・管理するとともに、検査開始前に、診断情報を受信装置１２に送信する。また、画像データからテレビ画像を生成し、これをモニタ２２に表示させる。

図２において、ＣＥ１１は、透明な前カバー３０と、この前カバー３０に嵌合して水密な空間を形成する後カバー３１とからなる。両カバー３０、３１は、その先端または後端が略半球形状となった筒状に形成されている。

両カバー３０、３１が作る空間内には、被観察部位の像光を取り込むための対物光学系３２ａ、３２ｂと、被観察部位の像光を撮像するＣＣＤやＣＭＯＳなどの撮像素子３３ａ，３３ｂとからなる二つの撮像部３４ａ、３４ｂが組み込まれている。撮像部３４ａ、３４ｂは、カプセル内視鏡１１の中心に関して対称な位置に配されている。撮像素子３３ａ、３３ｂは、対物光学系３２ａ、３２ｂから入射した被観察部位の像光が撮像面に結像され、各画素からこれに応じた撮像信号を出力する。

対物光学系３２ａ、３２ｂは、前カバー３０の先端、および後カバー３１の後端の略半球形状となった部分に配された、透明な凸型の光学ドーム３５ａ、３５ｂと、光学ドーム３５ａ、３５ｂに取り付けられ、カプセル内視鏡１１の中心に向けて先細となったレンズホルダー３６ａ、３６ｂと、レンズホルダー３６ａ、３６ｂに固着されたレンズ３７ａ、３７ｂとから構成される。対物光学系３２ａ、３２ｂは、光軸３８ａ、３８ｂを中心軸として、例えば、前方視野角１４０°〜１８０°の撮影範囲を有し、この撮影範囲における被観察部位の全方位画像を像光として取り込む。なお、本実施形態では、対物光学系３２ａ、３２ｂの視野角は同一とする。

以下の説明では、後カバー３１側から前カバー３０側に向かう光軸３８ａ、３８ｂに平行な方向をＡ方向、その逆方向をＢ方向と定義する。つまり、ＣＥ１１がＡ方向を進行方向として移動しているときには、撮像素子３３ａは前方、撮像素子３３ｂは後方の被観察部位を撮像する。逆に、ＣＥ１１がＢ方向を進行方向として移動しているときには、撮像素子３３ａは後方、撮像素子３３ｂは前方の被観察部位を撮像する。

両カバー３０、３１内には、撮像部３４ａ、３４ｂの他に、被観察部位に光を照射する照明光源部３９ａ、３９ｂ、送受信回路５５や電力供給回路６０（ともに図３参照）が実装された電気回路基板４０、ボタン型の電池４１、および電波１４ａ、１４ｂを送受信するためのアンテナ４２などが収容されている。

図３において、ＣＰＵ５０は、ＣＥ１１の全体の動作を統括的に制御する。ＣＰＵ５０には、ＲＯＭ５１、およびＲＡＭ５２が接続されている。ＲＯＭ５１には、ＣＥ１１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る。ＣＰＵ５０は、ＲＯＭ５１から必要なプログラムやデータを読み出してＲＡＭ５２に展開し、読み出したプログラムを逐次処理する。なお、ＲＡＭ５２には、受信装置１２からの制御コマンドによって設定される撮像素子３３ａ、３３ｂの各々の単位時間あたりの撮影回数の比率（以下、撮影デューティー比という）、および撮像素子３３ａ、３３ｂの撮影回数を総計した総撮影回数のデータも一時的に記憶される。

撮像素子３３ａ、３３ｂには、ドライバ５３ａ、５３ｂ、およびＡＦＥ（Analog Front End）５４ａ、５４ｂが接続されている。ドライバ５３ａ、５３ｂは、制御コマンドで設定された撮影デューティー比、および総撮影回数で設定される撮影回数で撮影が行われるように、撮像素子３３ａ、３３ｂ、およびＡＦＥ５４ａ、５４ｂの動作を制御する。ＡＦＥ５４ａ、５４ｂは、撮像素子３３ａ、３３ｂから出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データに変換する。なお、撮像素子３３ａ、３３ｂのうち、一方の撮像素子で撮影を行っているときには、他方の撮像素子で撮影は行われない。

アンテナ４２には、送受信回路５５が接続されている。送受信回路５５には、変調回路５６、および復調回路５７が接続され、これらはＣＰＵ５０に接続している。変調回路５６は、ＡＦＥ５４ａ、５４ｂから出力されたデジタルの画像データを電波１４ａに変調し、変調した電波１４ａを送受信回路５５に出力する。復調回路５７は、受信装置１２からの電波１４ｂを元の制御コマンドに復調し、復調した制御コマンドをＣＰＵ５０に出力する。送受信回路５５は、変調回路５６からの電波１４ａを増幅して帯域通過濾波した後、アンテナ４２に出力するとともに、アンテナ４２を介して受信した電波１４ｂを増幅して帯域通過濾波した後、復調回路５７に出力する。

加速度センサ５８は、Ａ、Ｂ方向のＣＥ１１の加速度を測定し、この測定結果を積分回路５９に出力する。ＣＥ１１がＡ方向を進行方向として移動していて加速、またはＢ方向を進行方向として移動していて減速したときには、加速度センサ５８の測定結果は正となるように設定されている。このため、ＣＥ１１がＡ方向を進行方向として移動していて減速、またはＢ方向を進行方向として移動していて加速したときには、加速度センサ５８の測定結果は負となる。ＣＥ１１がＡ、Ｂ方向に関して等速運動、または静止、もしくはＡ、Ｂ方向に対して垂直となって移動しているときには、加速度センサ５８の測定結果は０となる。積分回路５９は、加速度センサ５８の測定結果を適当な時間間隔で一回積分して、Ａ、Ｂ方向のＣＥ１１の移動速度を求める。積分回路５９は、求めた移動速度のデータをＣＰＵ５０に出力する。

ＣＰＵ５０は、積分回路５９から逐次出力される移動速度を、加速度の測定開始時から積算して、その時点でのＣＥ１１の移動速度を算出する。ＣＥ１１がＡ方向を進行方向として移動しているときには、移動速度は正となる。ＣＥ１１が静止したとき、もしくはＡ、Ｂ方向に対して垂直となって移動しているときには、移動速度は０となる。また、ＣＥ１１がＢ方向を進行方向として移動しているときには、移動速度は負となる。したがって、移動速度の極性をみれば、ＣＥ１１がＡ、Ｂ方向のうち、いずれの方向を進行方向として移動しているか、すなわち、ＣＥ１１の向きを検出することができる。

ＣＰＵ５０は、算出した移動速度の極性が反転したときに、ＣＥ１１の向きが変って進行方向が逆転したと判断する。ＣＰＵ５０は、ＣＥ１１の向きが変わった旨を表す信号を変調回路５６に出力する。変調回路５６に出力された信号は、画像データの場合と同様に、変調回路５６で電波１４ａに変調され、送受信回路５５で増幅、帯域通過濾波された後、アンテナ４２から無線送信される。

電力供給回路６０は、電池４１の電力をＣＥ１１の各部に供給する。なお、符号６１ａ、６１ｂは、ＣＰＵ５０の制御の下に、照明光源部３９ａ、３９ｂの駆動を制御するためのドライバである。

図４において、ＣＰＵ７０は、受信装置１２の全体の動作を統括的に制御する。ＣＰＵ７０には、バス７１を介して、ＲＯＭ７２、およびＲＡＭ７３が接続されている。ＲＯＭ７２には、受信装置１２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る。ＣＰＵ７０は、ＲＯＭ７２から必要なプログラムやデータを読み出してＲＡＭ７３に展開し、読み出したプログラムを逐次処理する。また、ＣＰＵ７０は、操作部１６からの操作入力信号に応じて、受信装置１２の各部を動作させる。

アンテナ１８には、送受信回路７４が接続されている。送受信回路７４には、バス７１を介して、変調回路７５、および復調回路７６が接続されている。変調回路７５は、制御コマンドを電波１４ｂに変調し、変調した電波１４ｂを送受信回路７４に出力する。復調回路７６は、受信装置１２からの電波１４ａを元の画像データ、およびＣＥ１１の向きが変わった旨を表す信号に復調し、復調した画像データ、および信号をＤＳＰ７７、およびＣＰＵ７０にそれぞれ出力する。送受信回路７４は、変調回路７５からの電波１４ｂを増幅して帯域通過濾波した後、アンテナ１８に出力するとともに、アンテナ１８を介して受信した電波１４ａを増幅して帯域通過濾波した後、復調回路７６に出力する。

ＤＳＰ（Digital Signal Processor）７７は、復調回路７６で復調された画像データに対して、γ変換やＹＣ変換などの各種信号処理を施した後、画像データをデータストレージ７８に出力する。データストレージ７８は、例えば、記憶容量が１ＧＢ程度のフラッシュメモリからなる。データストレージ７８は、ＤＳＰ７７から順次出力される画像データを記憶・蓄積する。

位置検出回路７９は、電界強度測定センサ１９による電波１４ａの電界強度の測定結果を元に、人体内のＣＥ１１の現在位置を検出し、この検出結果（以下、位置情報という）をデータストレージ７８、およびデータ解析回路８１に出力する。データストレージ７８は、位置検出回路７９からの位置情報を、ＤＳＰ７７からの画像データに関連付けて記憶する。また、データストレージ７８は、位置情報に加えて、ＣＰＵ７０に出力されたＣＥ１１の向きが変わった旨を表す信号に基づいて、その画像データが進行方向前方側、または後方側のうち、いずれの撮像素子で撮影されたものかを表す情報（以下、撮影情報という）を、画像データに関連付けて記憶する。

なお、人体内のＣＥ１１の位置を検出する具体的な方法としては、例えば、複数のアンテナ１８による電波１４ａの電界強度分布と、人体内のＣＥ１１の位置とを事前に実験で求めておき、これらの関係を対応させたデータテーブルを予めＲＯＭ７２に記憶しておく。そして、電界強度測定センサ１９の測定結果とデータテーブルの電界強度分布とを照らし合わせ、該当するＣＥ１１の位置をデータテーブルから読み出すことで行う。

もしくは、各アンテナ１８への電波１４ａの到達時間のずれ量、すなわち、電波１４ａの位相差を検出し、これを元に位置を検出してもよい。この場合、電波１４ａの位相差は、各アンテナ１８とＣＥ１１との相対的な位置関係（距離）を表している。位置検出回路７９は、適当な換算式やデータテーブルを用いて、電波１４ａの位相差を各アンテナ１８とＣＥ１１との距離に換算することで、ＣＥ１１の位置の検出を行う。さらには、少なくとも二つのアンテナ１８への電波１４ａの到来方向を検出し、二つのアンテナ１８間の距離を基線長とする三角測量の原理に基づいて、ＣＥ１１の位置を検出してもよい。

データベース８０には、プロセッサ２０からの診断情報が記憶される。診断情報とは、例えば、定期検診などで患者１０が過去にカプセル内視鏡検査を行ったときに、病変部であると医師が診断した、あるいは疑診した部位周辺の画像データ、およびその画像データに関連付けられた位置情報を含む。また、患者１０に手術を施して、手術を施した部位の術後経過を診るためにカプセル内視鏡検査を行う場合は、手術を施した部位を座標データ化した位置情報（操作部２１を操作して医師が入力する）も含む。

データ解析回路８１は、データベース８０から診断情報を読み出す。そして、位置検出回路７９からの位置情報（以下、現在位置情報と呼ぶ）と、診断情報に含まれる位置情報（以下、過去位置情報と呼ぶ）とを比較する。また、データ解析回路８１は、ＣＥ１１からの画像データ（以下、現在画像データと呼ぶ）と、診断情報に含まれる画像データ（以下、過去画像データと呼ぶ）とを比較する。データ解析回路８１は、これらの比較結果をＣＰＵ７０に出力する。

現在位置情報と過去位置情報との比較結果は、ＣＥ１１の現在位置が、過去に病変部と診断された部位、あるいは手術を施した部位（以下、纏めて関心領域という）周辺にどの程度近いかを表す尺度となる。つまり、現在位置情報と過去位置情報との一致の度合いが高いほど、ＣＥ１１の現在位置が関心領域周辺であることを示している。データ解析回路８１は、現在位置情報と過去位置情報との比較結果として、例えば、これらの一致の度合いを示す評価値（以下、位置評価値という）を出力する。

一方、現在画像データと過去画像データとの比較結果は、ＣＥ１１で現在撮影している部位が、関心領域周辺であるか否かを表す尺度となる。つまり、現在画像データと過去画像データとの一致の度合いが高いほど、ＣＥ１１が関心領域周辺を撮影していることを示している。データ解析回路８１は、現在画像データと過去画像データとの比較結果として、例えば、これらの一致の度合いを示す評価値（以下、画像評価値という）を出力する。

データ解析回路８１は、デジタルカメラで用いられている周知の顔検出技術（例えば、特開２００５−２８４２０３号公報、特開２００５−２８６９４０号公報、特開２００５−１５６９６７号公報参照）を応用して、画像評価値を算出する。具体的には、例えば、過去画像データの関心領域をテンプレートとし、現在画像データの所定の領域（サーチエリア）毎に、テンプレートとの形状や色の一致の度合いを検出していく。このとき、サーチエリアの大きさや角度を種々変えながら、現在画像データの全領域に亘って検出を行う。そして、一致の度合いが最も高い部分を関心領域と判断し、その部分の面積の大きさを画像評価値とする。

バス７１には、上記各部に加えて、ＬＣＤ１５の表示制御を行うドライバ８２、ＵＳＢコネクタ８３を介してプロセッサ２０とのデータの遣り取りを媒介する通信Ｉ／Ｆ８４、電池８５の電力を受信装置１２の各部に供給する電力供給回路８６などが接続されている。

ここで、進行方向前方側、後方側にある撮像素子をそれぞれ、撮像素子Ｆ、Ｒ、撮像素子Ｆ、Ｒによって撮影された画像データをそれぞれ、画像データＦ、Ｒ、画像データＦ、Ｒの画像評価値をそれぞれ、画像評価値Ｆ、Ｒとする。

ＣＰＵ７０は、位置評価値、および画像評価値Ｆ、Ｒに応じて、制御コマンドを生成する。ＣＰＵ７０は、生成した制御コマンドを変調回路７５に出力する。制御コマンドとは、撮像素子Ｆ、Ｒの撮影デューティー比、および総撮影回数を設定するためのもので、例えば、撮像素子Ｆを基準として、８７．５％（総撮影回数を１００％として、撮像素子Ｆ：８７．５％、撮像素子Ｒ：１２．５％という意）、５０％、１２．５％の三段階の撮影デューティー比を設定することが可能となっている。また、１６回、８回、１回の三段階の総撮影回数を設定することが可能となっている。なお、本実施形態では、総撮影回数の上限値を１６回とする。

以下、図５を参照して、位置評価値、および画像評価値Ｆ、Ｒの時間的な推移を考察する。図５では、ＣＥ１１が管路内を移動していて、関心領域から離れた部位の（Ａ）の区間から、関心領域前側付近の（Ｂ）の区間、関心領域前側周辺の（Ｃ）の区間を経て、関心領域直下の（Ｄ）の区間に到達し、関心領域後側周辺の（Ｅ）の区間、関心領域後側付近の（Ｆ）の区間を通過して、関心領域から離れた区間（Ｇ）に到るまでの各評価値の挙動の例を示している。

なお、図５に示す例は、あくまでも各評価値の時間的な推移を考察するためのものでる。各評価値の挙動は、対物光学系３２ａ、３２ｂの視野角や、関心領域の大きさなどによって、図５に示す例から若干ずれることがある。また、ここでは、「関心領域付近」を、「関心領域から離れた部位」と「関心領域周辺」の間にあり、「関心領域周辺」よりも関心領域から若干離れた部位として定義する。さらに「前側」、「後側」をそれぞれ、関心領域に関してＣＥ１１の進行方向上流側、ＣＥ１１の進行方向下流側の部位と定義する。

まず、位置評価値は、（Ａ）の区間では低く、（Ｂ）、（Ｃ）の区間から次第に高くなる。そして、（Ｄ）の区間では、現在位置情報と過去位置情報が略一致し、位置評価値も最大となる。（Ｅ）、（Ｆ）の区間では次第に低くなり、（Ｇ）の区間では（Ａ）の区間と同じく低くなる。

画像評価値Ｆの挙動を考察すると、（Ａ）の区間では低く、（Ｂ）の区間において、撮像素子Ｆで関心領域が撮影され始めると高くなり、（Ｄ）の区間の中間前寄りの地点において、撮像素子Ｆ側の対物光学系の視野角全体で関心領域を捉えたときに最大となる。そして、関心領域が撮像素子Ｆ側の対物光学系の視野角から外れていき、撮像素子Ｆで撮影される関心領域の面積が小さくなるにつれて低くなり、（Ｄ）の区間の中間後寄りの地点において、撮像素子Ｆで関心領域が撮影されなくなると、（Ａ）の区間と同じく低くなる。

画像評価値Ｒは、（Ｄ）の区間の中間点（関心領域の位置）を対称軸として、丁度画像評価値Ｆの特性を反転した形になる。すなわち、（Ａ）〜（Ｃ）の区間においては、撮像素子Ｒで関心領域が撮影されないので低く、（Ｄ）の区間の中間前寄りの地点において、撮像素子Ｒ側の対物光学系の視野角に関心領域が入り、撮像素子Ｒで関心領域が撮影され始めると高くなり、（Ｄ）の区間の中間後寄りの地点において、撮像素子Ｒ側の対物光学系の視野角全体で関心領域を捉えたときに最大となる。そして、撮像素子Ｒで撮影される関心領域の面積が小さくなるにつれて低くなり、（Ｆ）、（Ｇ）の区間において、撮像素子Ｒで関心領域が撮影されなくなると、（Ａ）〜（Ｃ）の区間と同じく低くなる。

上記考察を踏まえて、診断に不要な画像を極力減らし、重点的に診断を行いたい関心領域周辺の画像を多く得られるようにするためには、ＣＥ１１が関心領域から離れた部位にあるとき、撮像素子Ｆ、Ｒの総撮影回数を減らし、且つ撮像素子Ｆ、Ｒを均等な撮影回数で撮影させ、ＣＥ１１が関心領域直下にあるときには、総撮影回数を増やし、且つ撮像素子Ｆ、Ｒを均等な撮影回数で撮影させ、撮像素子Ｆ、または撮像素子Ｒで関心領域が撮影され始めたときには、総撮影回数を増やし、且つ撮像素子Ｆ、または撮像素子Ｒの撮影回数を一方よりも増やせばよい。

すなわち、図６に示すように、ＣＰＵ７０は、ＣＥ１１が（Ａ）の区間以前にあり、両評価値が低い状態のとき、撮影デューティー比を５０％、総撮影回数を１回に設定した制御コマンドを生成する。また、ＣＰＵ７０は、ＣＥ１１が（Ｂ）の区間に到達し、位置評価値から閾値Ｔｐ（図５参照）を減算した差分が負から正になったとき、撮影デューティー比は５０％のままで、総撮影回数を８回に設定した制御コマンドを生成する。

さらに、ＣＰＵ７０は、ＣＥ１１が（Ｃ）の区間に到達し、画像評価値Ｆから閾値Ｔｇ１（図５参照）を減算した差分が負から正になったとき、撮影デューティー比を８７．５％、総撮影回数を１６回に設定した制御コマンドを生成する。なお、閾値Ｔｐは、画像評価値が閾値Ｔｇ１を超えるよりも、ＣＥ１１が関心領域の手前にあるときに位置評価値が超えるような値に設定されている。

また、ＣＰＵ７０は、ＣＥ１１が（Ｄ）の区間に到達し、画像評価値Ｆから閾値Ｔｇ２（＞Ｔｇ１、図５参照）を減算した差分が負から正になったとき、総撮影回数は１６回のままで、撮影デューティー比を５０％に設定した制御コマンドを生成する。さらに、ＣＰＵ７０は、ＣＥ１１が（Ｅ）の区間に到達し、画像評価値ＲからＴｇ２を減算した差分が正から負になったとき、総撮影回数は１６回のままで、撮影デューティー比を１２．５％に設定した制御コマンドを生成する。

ＣＰＵ７０は、ＣＥ１１が（Ｆ）の区間に到達し、画像評価値ＲからＴｇ１を減算した差分が正から負になったとき、撮影デューティー比を５０％、総撮影回数を８回に設定した制御コマンドを生成する。また、ＣＰＵ７０は、ＣＥ１１が（Ｇ）の区間に到達し、撮影デューティー比を５０％、総撮影回数を８回に設定してから所定時間経過したとき、撮影デューティー比を５０％、総撮影回数を１回に設定した制御コマンドを生成する。なお、前回設定した撮影デューティー比、および総撮影回数、並びにこれらを設定してからの経過時間は、ＲＡＭ７３にデータとして記憶されている。

纏めると、制御コマンドで設定される撮影デューティー比は、関心領域から離れた部位（Ａ）→関心領域前側付近（Ｂ）→関心領域前側周辺（Ｃ）→関心領域直下（Ｄ）→関心領域後側周辺（Ｅ）→関心領域後側付近（Ｆ）→関心領域から離れた部位（Ｇ）へのＣＥ１１の移動に伴って、５０％→５０％→８７．５％→５０％→１２．５％→５０％→５０％と推移する。また、総撮影回数は、１回→８回→１６回→１６回→１６回→８回→１回と推移する。さらに、撮影デューティー比、および総撮影回数を元に設定される撮像素子Ｆ（Ｒ）の撮影回数は、総撮影回数の下段に示すように、０．５回（０．５回）→４回（４回）→１４回（２回）→８回（８回）→２回（１４回）→４回（４回）→０．５回（０．５回）のように推移する。

図７において、ＣＰＵ９０は、ＷＳ１３の全体の動作を統括的に制御する。ＣＰＵ９０には、バス９１を介して、モニタ２２の表示制御を行うドライバ９２、ＵＳＢコネクタ９３を経由した受信装置１２とのデータの遣り取りを媒介し、受信装置１２からの画像データを受信する通信Ｉ／Ｆ９４、データストレージ９５、およびＲＡＭ９６が接続されている。

データストレージ９５には、ＷＳ１３の動作に必要な各種プログラムやデータ、医師の診断を扶ける支援ソフトのプログラムなどとともに、診断情報が患者毎に整理して記憶されている。ＲＡＭ９６には、データストレージ９５から読み出したデータや、各種演算処理により生じる中間データが一時記憶される。支援ソフトを立ち上げると、例えば、モニタ２２に支援ソフトの作業ウィンドウが表示される。この作業ウィンドウ上で医師が操作部２１を操作することにより、画像の表示・編集、診断情報の入力などを行うことができる。

次に、上記のように構成されたカプセル内視鏡システム２で検査を行う際の処理手順を、図８、および図９のフローチャート、並びに図１０のタイミングチャートを参照して説明する。まず、検査前の準備として、受信装置１２とプロセッサ２０とをＵＳＢケーブル２３で接続し、検査対象の患者１０の診断情報を、ＷＳ１３のデータストレージ９５から受信装置１２のデータベース８０にダウンロードする。次いで、受信装置１２、シールドシャツ１７、およびアンテナ１８を患者１０に装着させ、ＣＥ１１の電源を投入して、Ａ方向が進行方向となるように、患者１０にＣＥ１１を嚥下させる。

ＣＥ１１が患者１０に嚥下され、検査の準備が整えられると、照明光源部３９で人体内の被観察部位が照明されつつ、撮影デューティー比５０％、総撮影回数１回の初期設定で、撮像素子３３ａ、３３ｂにより人体内管路の内壁面が撮像される。このとき、対物光学系３２から入射した人体内の被観察部位の像光は、撮像素子３３ａ、３３ｂの撮像面に結像され、これにより撮像素子３３ａ、３３ｂから撮像信号が出力される。撮像素子３３ａ、３３ｂから出力された撮像信号は、ＡＦＥ５４ａ、５４ｂで相関二重サンプリング、増幅、およびＡ／Ｄ変換が施され、デジタルの画像データに変換される。

ＡＦＥ５４ａ、５４ｂから出力されたデジタルの画像データは、変調回路５６で電波１４ａに変調される。変調された電波１４ａは、送受信回路５５で増幅、帯域通過濾波された後、アンテナ１８から送信される。

アンテナ４２で電波１４ａが受信されると、送受信回路７４で電波１４ａが増幅、帯域通過濾波された後、復調回路７６で元の画像データに復調される。復調された画像データは、ＤＳＰ７７で各種信号処理が施された後、データストレージ７８に出力される。

また、このとき、電界強度測定センサ１９で電波１４ａの電界強度が測定される。そして、電界強度測定センサ１９の測定結果を元に、人体内のＣＥ１１の位置が位置検出回路７９で検出される。位置検出回路７９の検出結果、すなわち、位置情報は、データストレージ７８、およびデータ解析回路８１に出力される。

さらに、図示は省略したが、ＣＥ１１が患者１０に嚥下されたときから、加速度センサ５８による加速度の測定が開始される。そして、加速度センサ５８の測定結果を元に、ＣＰＵ５０でＣＥ１１の向きが検出される。ＣＥ１１の向きが変わったときには、その旨を表す信号が電波１４ａとして無線送信される。

データ解析回路８１では、データベース８０から診断情報が読み出される。そして、現在位置情報と過去位置情報、および現在画像データと過去画像データとが比較され、比較結果として位置評価値、および画像評価値Ｆ、Ｒが出力される。これらの評価値は、ＣＰＵ７０に入力される。

データ解析回路８１からの各評価値を受けて、ＣＰＵ７０では、図９に示す手順で制御コマンドが生成される。すなわち、位置評価値から閾値Ｔｐを減算した差分が負から正になったとき、および画像評価値ＲからＴｇ１を減算した差分が正から負になったとき、（「関心領域前側ｏｒ後側付近？」がｙｅｓのとき）、撮影デューティー比５０％、総撮影回数８回に設定した制御コマンドが生成される。

画像評価値Ｆから閾値Ｔｇ１を減算した差分が負から正になったとき、および画像評価値ＲからＴｇ２を減算した差分が正から負になったとき（「関心領域前側ｏｒ後側周辺」がｙｅｓのとき）、撮影デューティー比８７．５％または１２．５％、総撮影回数１６回に設定した制御コマンドが生成される。

画像評価値Ｆから閾値Ｔｇ２を減算した差分が負から正になったとき（「関心領域直下？」がｙｅｓのとき）、撮影デューティー比５０％、総撮影回数１６回に設定した制御コマンドが生成される。

各評価値が低い状態のとき、および撮影デューティー比を５０％、総撮影回数を８回に設定してから所定時間経過したとき（「関心領域直下？」がｎｏのとき）、撮影デューティー比５０％、総撮影回数１回に設定した制御コマンドが生成される。これらの制御コマンドの設定は、設定を変更するイベント（位置評価値や画像評価値Ｆ、Ｒが各閾値以上、あるいは各閾値以下となるときや、撮影デューティー比を５０％、総撮影回数を８回に設定してから所定時間経過したとき）が発生するまで維持される。

図８に戻って、ＣＰＵ７０で上記のようにして撮影デューティー比、および総撮影回数が設定された制御コマンドは、変調回路７５で電波１４ｂに変調される。変調された電波１４ｂは、送受信回路７４で増幅、帯域通過濾波された後、アンテナ４２から送信される。制御コマンドを電波１４ｂで送信した後、受信装置１２では、ＤＳＰ７７からの画像データ、位置検出回路７９からの位置情報、および撮影情報が関連付けられてデータストレージ７８に記憶される。

アンテナ１８を介して電波１４ｂが受信されると、カプセル内視鏡１１では、受信された電波１４ｂが送受信回路５５を介して復調回路５７に出力される。復調回路５７に出力された電波１４ｂは、復調回路５７で元の制御コマンドに復調され、ＣＰＵ５０に出力される。そして、制御コマンドで設定された撮影デューティー比、および総撮影回数のデータが、ＲＡＭ５２に一時的に記憶される。

ＲＡＭ５２に記憶された撮影デューティー比、および総撮影回数のデータは、ドライバ５３ａ、５３ｂに読み出される。そして、ドライバ５３ａ、５３ｂにより、制御コマンドで設定された撮影デューティー比、および総撮影回数を元に設定される撮影回数で撮影が行われるように、撮像素子３３ａ、３３ｂ、およびＡＦＥ５４ａ、５４ｂの動作が制御される。これら一連の処理は、検査が終了して受信装置１２からＣＥ１１に電波１４ｂにて終了コマンドが送信されるまで続けられる。

検査終了後、再び受信装置１２とプロセッサ２０とをＵＳＢケーブル２３で接続し、データストレージ７８に記憶された画像データ、およびこれに関連付けられた位置情報、並びに撮影情報をＷＳ１３のデータストレージ９５にアップロードする。そして、ＷＳ１３にて、支援ソフトを用いて診断を行う。

検査開始時の処理をタイミングチャートで表した図１０において、ＣＥ１１では、まず、撮影デューティー比５０％、総撮影回数１回の初期設定で撮影が行われ、これにより得られた画像データが電波１４ａとして受信装置１２に送信される。電波１４ａを受けて、受信装置１２では、データ解析が行われて制御コマンドが生成され、生成された制御コマンドが電波１４ｂとしてＣＥ１１に送信される。

電波１４ｂを受けて、ＣＥ１１では、制御コマンドの撮影デューティー比、および総撮影回数が記憶、設定される。このとき設定された撮影デューティー比、および総撮影回数は、次回の撮影のときに反映される。一方、受信装置１２では、画像データ、位置情報、および撮影情報が記憶される。つまり、本実施形態では、ＣＥ１１で被観察部位の撮影を先に行い、ＣＥ１１と受信装置１２間で画像データを送受信した後に、制御コマンドの生成、送受信、撮影デューティー比、および総撮影回数の記憶、設定を行う。なお、ＣＥ１１の向きが変わった旨を表す信号の無線送受信は、画像データを電波１４ａで無線送受信しておらず、且つ制御コマンドの電波１４ｂを無線送受信していない間に行われる。

図１１（Ａ）に示すように、ＣＥ１１では、図１０に示す一回の処理シーケンス（ＣＥ１１：撮影→画像データ送信→撮影回数記憶、設定、受信装置１２：データ解析→制御コマンド送信→データ記憶）が、１秒間で等間隔に１６回（０．５秒間で８回）繰り返される（第一の動作モードに相当）。

例えば、撮影デューティー比５０％、総撮影回数８回に設定された場合は、（Ｂ）に示すように、撮像素子Ｆ（実線で示す）、撮像素子Ｒ（破線で示す）の撮影タイミングが、交互に等間隔で割り振られる。撮影デューティー比５０％、総撮影回数１回の場合は、２秒間で１回ずつ、１秒毎に撮像素子Ｆ、Ｒで撮影する。また、撮影デューティー比８７．５％、総撮影回数１６回の場合は、（Ｃ）に示すように、撮像素子Ｆで７回撮影してから、撮像素子Ｒで１回撮影する。

以上説明したように、ＣＥ１１と関心領域との位置関係に応じて、撮像素子Ｆ、Ｒの撮影回数を変更するので、診断時にあまり必要がない関心領域以外の部位の画像の量が少なくなり、診断時に詳細に読影したい関心領域の画像の量が豊富になる。このため、関心領域の画像が撮影されないといった懸念がなくなる。また、関心領域の経過観察を目的とした定期検診や術後経過の検査を行う場合に、正確且つ迅速な診断を行うことができ、特に好適である。

診断時にあまり必要がない関心領域以外の部位の画像の量が少なくなるので、フレームレートを一定にして撮影する場合よりも診断時に扱う画像の量が減り、医師の負担を軽くすることができる。また、画像の量が少なくなるので、データストレージ７８の容量が小さくて済み、部品コストを削減することが可能となる。さらに、フレームレートを一定にして撮影する場合よりも撮影回数が減るので、撮影に掛かる電力消費も抑えることができ、ＣＥ１１の長寿命化を図ることができる。なお、関心領域の画像の量は増えるが、関心領域は人体内のごく一部であり、その他大部分を占める関心領域以外の部位の画像の量が少なくなれば、トータルの画像の量や撮影回数は、フレームレートを一定にして撮影する場合よりも減ることが容易に理解されよう。

また、ＣＥ１１を制御コマンドによって動作されるスレイブ、受信装置１２を制御コマンドでＣＥ１１に指令を与えるマスターとして機能させるので、ＣＥ１１にデータ解析回路８１などの特別な機能を設ける必要がなく、ＣＥ１１の小型化に寄与することができる。

上記実施形態では、撮影デューティー比、および総撮影回数を設定しているが、撮像素子Ｆ、Ｒの撮影回数そのものを個別に設定してもよい。撮影デューティー比、および総撮影回数を設定すると、撮像素子Ｆ、Ｒの撮影回数はこれらで一義的に決まってしまうが、個別に設定するようにすれば、撮影デューティー比、および総撮影回数で規制されないので、その分撮影回数の設定に自由度が増す。なお、この場合も上記実施形態と同様に、総撮影回数の上限値を超えないように撮影回数を設定することは言う迄もない。

上記実施形態では、制御コマンドで設定された撮影デューティー比、および総撮影回数でＣＥ１１による撮影を行っているが、これに代えて、あるいは加えて、制御コマンドを撮像素子Ｆ、Ｒのいずれかに一回の撮影を行わせるためのレリーズ信号とし、制御コマンドの受信に応じて撮像素子Ｆ、Ｒのいずれかで被観察部位の一回の撮影を行わせてもよい（第二の動作モードに相当）。この場合、検査時の処理は上記実施形態と若干異なり、図１２のフローチャート、および図１３のタイミングチャートに示すようになる。

図１２、および図１３において、診断情報のダウンロードなどが行われ、検査の準備が整えられると、制御コマンドが電波１４ｂにて受信装置１２からＣＥ１１に送信される。

アンテナ１８を介して電波１４ｂが受信されると、ＣＥ１１では、上記実施形態のように撮影デューティー比、および総撮影回数の記憶、設定は行われず、撮像素子Ｆ、Ｒのうち、制御コマンドで指定された方で直ちに一回の撮影が行われ、これにより得られた画像データが電波１４ａにて受信装置１２に送信される。

受信装置１２では、位置検出が行われ、画像データ、位置情報、および撮影情報が関連付けられて記憶された後、上記実施形態と同様にデータ解析が行われる。そして、上記実施形態の撮影デューティー比、および総撮影回数で設定される撮影回数に準じた時間間隔で制御コマンドが生成され、電波１４ｂにて送信される。ＣＥ１１では、電波１４ｂを受信したタイミングでその都度一回の撮影が行われる。これら一連の処理は、上記実施形態と同様に、終了コマンドが送信されるまで続けられる。

このように、制御コマンドをレリーズ信号とし、制御コマンドを受信したタイミングで撮影を行うようにすれば、決められた時間間隔で撮影を行う上記実施形態とは異なり、図１４に示すように、任意の時間間隔での撮影が可能となる。

なお、決められた時間間隔で撮影を行う第一の動作モードと、制御コマンドの受信に応じて一回の撮影を行う第二の動作モードを併用する場合は、これらの動作モードの切り替えも、制御コマンドで行えばよい。

ＣＥ１１が関心領域から離れた部位にあって、その状態が所定時間続いた場合、あるいは、次の関心領域に到達するまでに時間がある場合など、積極的に撮影を行う必要がない場合に、撮像素子３３ａ、３３ｂやドライバ５３ａ、５３ｂ、ＡＦＥ５４ａ、５４ｂなどの撮影に関わる各部の動作を休止させてもよい（第三の動作モードに相当）。この場合も、第三の動作モードへの切り替えは、制御コマンドで行うようにする。また、この場合は撮影が行われないので、電波１４ａによる画像データの送信は当然行われないが、位置検出用のビーコン信号として電波１４ａを定期的に送信する。なお、位置検出の必要がない場合は、送受信回路５５、および変調回路５６の動作も休止させ、ビーコン信号の送信を行わなくてもよい。

上記実施形態では、診断情報を元に制御コマンドを生成する例を挙げて説明したが、この場合は以前カプセル内視鏡検査をした患者か、あるいは手術を施した患者のみの適用に限られる。そこで、診断情報に加えて、一般的な症例から得られた症例情報を元に制御コマンドを生成してもよい。症例情報とは、他の患者のカプセル内視鏡検査で得られた病変部周辺の画像データや、典型的な形状、色、大きさなどの特徴量をもつ病変部、あるいは寄生虫や食べ滓などの異物の画像データを含む。つまり、症例情報は、過去の診断によって培われた膨大なデータの中から、代表的なデータを選出したものである。

この場合も上記実施形態と同様に、現在画像データと症例情報の画像データとを比較し、画像評価値を算出する。そして、ＣＰＵ７０で画像評価値に応じて制御コマンドを生成する。但し、この場合、症例情報は位置情報をもたないので、位置評価値の算出、およびこれに応じた制御コマンドの生成は行われない。

このようにすれば、診断情報を元に制御コマンドを生成する場合と同様の処理を行うことができ、初めてカプセル内視鏡検査をする患者にも対処することができる。また、前回の検査では発生していなかった病変部を発見することができ、経過観察を行いたい部位以外の病変部（偶発病変）の発見に役立つ。なお、受信装置１２、およびＷＳ１３の症例情報の記憶先は、診断情報と同じデータベース８０、およびデータストレージ９５であってもよいし、これとは別に症例情報専用のデータベース、およびデータストレージを設けてもよい。データ解析も同様に、診断情報と同じデータ解析回路８１で行ってもよいし、専用のデータ解析回路で行ってもよい。

なお、関心領域によっては、撮像素子Ｆ、Ｒのいずれかで捉えられても、一方では撮影されない場合がある。この場合、画像評価値Ｆ、Ｒのうち、関心領域が撮影されないほうの画像評価値の挙動は、図５に示すようにはならず、ＣＥ１１が関心領域から離れた部位にあるときと同じく低いままとなる。

このため、画像評価値Ｆが閾値Ｔｇ２を超えてから、画像評価値Ｆから閾値Ｔｇ１を減算した差分が負になったとき、画像評価値Ｒが、ＣＥ１１が関心領域から離れた部位にあるときと同じく低い値であった場合は、撮像素子Ｆのみで関心領域が捉えられ、撮像素子Ｒで関心領域が捉えられていないと判断し、撮影デューティー比、および総撮影回数を上記実施形態の（Ｅ）の区間のように１２．５％、１６回とせず、（Ｆ）の区間で設定した５０％、４回とする。

一方、画像評価値Ｒから閾値Ｔｇ１を減算した差分が正になったとき、画像評価値Ｆが、ＣＥ１１が関心領域から離れた部位にあるときと同じく低い値であった場合は、撮像素子Ｆで関心領域が捉えられておらず、撮像素子Ｒのみで関心領域が捉えられたと判断し、撮影デューティー比、および総撮影回数を上記実施形態の（Ｄ）の区間のように５０％、１６回とする。

さらに、関心領域は一つとは限らず、ある部位に複数集中して存在している場合もあり得る。関心領域同士の距離が比較的近く、同じ画角で撮影される場合は、一つの関心領域と見做して、撮影デューティー比、および総撮影回数、あるいは撮像素子Ｆ、Ｒの撮影回数を設定する。また、ＣＥ１１が（Ｃ）〜（Ｅ）の区間にあるときに、次の関心領域の位置評価値から閾値Ｔｐを減算した差分が正になったときは、位置評価値を無視し、前の関心領域の撮影を優先する。

上記実施形態では、位置情報を得るために電界強度測定センサ１９を用いているが、この代わりに、例えば、ＣＥ１１に磁石、アンテナ１８にホール素子を設けて、磁石による磁界の強度をホール素子で測定して、この測定結果を元に、位置検出回路７９で人体内におけるＣＥ１１の位置を検出してもよい。また、電界強度測定センサ１９やホール素子などを用いずに、例えば、周知の画像認識技術を利用して画像データを解析する画像解析部を受信装置１２に設け、この画像解析部でＣＥ１１からの画像データを解析することで、ＣＥ１１の位置を検出してもよい。この場合、例えば、典型的な臓器の特定部位の画像をテンプレートとして用意し、このテンプレートとＣＥ１１からの画像データの一致の度合いに基づいて、ＣＥ１１の位置を特定する。

もしくは、ＣＥ１１の位置を直接的に検出するのではなく、間接的に検出してもよい。例えば、ＣＥ１１を嚥下して検査を開始したときからのＣＥ１１の動作時間を計測し、上記実施形態で直接的に検出したＣＥ１１の位置に代えて、あるいは加えて、この計測結果を元に制御コマンドを生成してもよい。この場合、例えば、ＣＰＵ５０やＣＰＵ７０の内蔵クロック回路５０ａ、７０ａ（図３、および図４参照）で動作時間を計測する。あるいは、初回の検査で一定のフレームレートで撮影していた場合は、そのときの画像データの累計枚数から動作時間を計算する。そして、上記実施形態の位置の場合と同様に、画像データに関連付けて動作時間を記憶しておく。検査の際には、計測した現在の動作時間と記憶された過去の動作時間との一致の度合いを示す評価値を算出し、算出した評価値に応じて制御コマンドを生成する。

また、例えば、ＣＥを嚥下して検査を開始したときからのＣＥの移動距離を計測し、位置や動作時間に代えて、あるいは加えて、この計測結果を元に制御コマンドを生成してもよい。この場合、加速度センサ５８の測定結果を、積分回路５９で適当な時間間隔で二回積分して、ＣＥ１１の移動距離を求め、求めた移動距離のデータをＣＰＵ５０に出力する。

ＣＰＵ５０は、積分回路５９から逐次出力される移動距離を積算して、ＣＥ１１のトータルの移動距離を算出する。そして、位置や動作時間の場合と同様に、画像データに関連付けて移動距離を記憶しておく。検査の際には、位置や動作時間の場合と同様にして、制御コマンドを生成する。このように、直接的に検出したＣＥの位置だけでなく、動作時間や移動距離を位置情報として併用すれば、より精密なＣＥと関心領域との位置関係を検出することができる。

さらに、検査を開始したときからの動作時間や移動距離ではなく、ＣＥが胃の出口である幽門を通過したことを検出し、検出した時点を動作時間や移動距離の基準点（ゼロ点）としてもよい。この場合、例えば、ＣＥ１１にｐＨセンサを内蔵させる。

ｐＨセンサは、両カバー３０、３１からセンサ部が露呈されており、人体内の管路のｐＨを測定し、測定結果をＣＰＵ５０に出力する。ＣＥ１１が幽門を通過した際には、胃は強酸性（ｐＨ１〜３）、胃から繋がる小腸はアルカリ性であるため、ｐＨセンサの測定結果は酸性からアルカリ性に変化する。ＣＰＵ５０は、このｐＨセンサの測定結果の変化をモニタリングして、測定結果が酸性からアルカリ性に変化したときに、その旨を表す信号を電波１４ａにて送信させる。

ｐＨセンサの測定結果が酸性からアルカリ性に変化したことを表す信号が電波１４ａで受信されると、受信装置１２で動作時間、または移動距離の計測が開始される。このようにすれば、患者によってばらつきがある胃の通過時間や移動距離をキャンセルすることができる。また、カプセル内視鏡検査で特に注目すべき小腸以降の臓器に関わる正確な位置情報を得ることができる。なお、ｐＨセンサを用いずに、周知の画像認識技術を利用して受信装置１２で画像データを解析し、この解析結果に基づいて幽門の通過を検出してもよい。なお、この場合は高精度な画像認識は必要なく、胃とそれ以外の部位を識別することができる程度でよい。

これまで説明した位置情報の検出の仕方は一例であり、本発明を特に限定するものではない。要するに、人体内におけるＣＥの位置が分ればよく、上記で示した例以外の他の如何なる方法を用いてもよい。

以上説明した各実施形態を具現化した場合の制御コマンドの一例を図１５、および図１６に示す。

図１５において、制御コマンドは、ＣＥの電力制御に関わる電源系、撮像素子３３ａ、３３ｂやＡＦＥ５４ａ、５４ｂの動作制御に関わる撮影系、各種動作条件が予め設定されたプリセット、およびその他の種別に分けられている。

電源系の制御コマンドは、ＣＥの起動時や、予期せぬ不具合が発生したときにＣＥをシステムリセットするための「Ｒｅｓｅｔ」（コマンド００）、ビーコン信号を送信しない第三の動作モード（超低電力モード）に移行するための「Ｄｅｅｐ Ｓｌｅｅｐ」（コマンド０２）、ビーコン信号を送信する第三の動作モード（低電力モード）に移行するための「Ｓｌｅｅｐ」（コマンド０３）、および「Ｄｅｅｐ Ｓｌｅｅｐ」、「Ｓｌｅｅｐ」の状態から通常の状態に復帰させるための「Ｗａｋｅ−Ｕｐ」（コマンド０１）からなる。

撮影系の制御コマンドは、一定のフレームレートでＣＥに撮影を行わせる第一の動作モード（連続撮影）と、任意のタイミングでＣＥに撮影を行わせる第二の動作モード（１ショット撮影）とを切り替えるための「Ｍｏｄｅ」（コマンド１０（ｎ）、引数ｎ＝１が第一の動作モード、２が第二の動作モードに対応）、総撮影回数を設定するための「総撮影回数」（コマンド１１（ｎ）、引数ｎ＝１〜３２、総撮影回数ｎ／２回）、撮影デューティー比を設定するための「撮影デューティー比」（コマンド１２（ｎ）、引数ｎ＝０〜８、撮影デューティー比ｎ×１２．５％（撮像素子Ｆを基準として））、および１ショット撮影時にレリーズ信号として送信する「Ｆレリーズ」、「Ｒレリーズ」、「Ｆ、Ｒレリーズ」（コマンド１３〜１５、撮像素子Ｆで１ショット撮影、撮像素子Ｒで１ショット撮影、撮像素子Ｆ、Ｒで交互に１ショット撮影に該当）からなる。

プリセットの制御コマンドは、関心領域周辺を撮影する場合に好適な「条件０」（コマンド３０、撮影デューティー比５０％、総撮影回数４回）、関心領域付近を撮影する場合に好適な「条件１」（コマンド３１、撮影デューティー比５０％、総撮影回数２回）、および関心領域から離れた部位を撮影する場合に好適な「条件２」（コマンド３２、撮影デューティー比５０％、総撮影回数１回）からなる。

その他の制御コマンドは、以前の動作条件に変更がない場合に送信する「継続」（コマンド４０）や、電波１４ａの送信電力を変更するための「送信電力」（コマンド４１（ｎ）、引数ｎ＝１〜１６、送信電力Ｐ＝ｎ／１６×Ｐｍａｘ、Ｐｍａｘ：規格値を超えない送信電力の最大値）などから構成される。ＣＥは、これら制御コマンドの番号でその種類を判別し、与えられた引数でどのような動作条件が設定されているかを判断する。

図１６に示す例は、撮影デューティー比、および総撮影回数ではなく、撮像素子Ｆ、Ｒの撮影回数そのものを設定する場合の態様である。この場合、コマンド１１（ｎ）、１２（ｎ）は、撮像素子Ｆ、Ｒの撮影回数を設定するために用いられる。また、プリセットの条件０〜２も、撮像素子Ｆ、Ｒの撮影回数が設定される。

図１５に示すコマンド１２（ｎ）では、撮影デューティー比０％、または１００％の設定も行うことができるが、通常は設定されず、明らかにいずれかの撮像素子のみで関心領域を撮影している場合に用意されている。また、コマンド１１（ｎ）、１２（ｎ）の送信タイミングとしては、上記実施形態のように一回の撮影毎でもよいし、一定の時間間隔（例えば、１秒毎）を開けて送信してもよい。さらに、次回のコマンド送信までの時間を併せて送信してもよい。但し、コマンド１３〜１５が送信された場合は、直ちに撮影動作に移行し、撮影終了後は直ちに次のコマンドを受け付ける。

なお、図１５、および図１６に示す例からも分かるように、撮影デューティー比、および総撮影回数、あるいは撮像素子Ｆ、Ｒの撮影回数は、上記実施形態で例示した組み合わせに限らず、例えば、症例情報を元にしたデータ解析で異物が発見されたときには、異物の直下で撮像素子Ｆ、Ｒの撮影デューティー比を５０％、総撮影回数を８回とするなど、ＣＥ１１の仕様に応じて適宜変更することが可能である。

上記実施形態では、共通のアンテナや送受信回路を用いて画像データと制御コマンドを送受信しているが、画像データ用、制御コマンド用に別々のアンテナや送受信回路を設けてもよい。

なお、上記実施形態で示したデータ解析の方法や制御コマンドの生成の仕方、位置検出、ＣＥ１１の向きの検出の方法、制御コマンドで動作制御するＣＥの各部などは一例であり、本発明の主旨を逸脱しなければ、如何様な態様にも適宜変更することができる。例えば、診断情報や症例情報を用いてＣＥ１１と関心領域との位置関係を取得するのではなく、患者１０の関心領域の位置と、ＣＥ１１の動作時間または移動距離との関係に従って撮影デューティー比、および総撮影回数、あるいは撮像素子Ｆ、Ｒの撮影回数を予め設定して、このデータをＣＥ１１に記憶させておき、検査時にデータに従ってＣＥ１１を動作させてもよい。

なお、撮像素子の個数や配置は、上記実施形態の前後両端に１個ずつに限定されず、２個以上であっても、左右両端に配されていてもよい。

カプセル内視鏡の構成を示す概略図である。 カプセル内視鏡の内部構成を示す断面図である。 カプセル内視鏡の電気的構成を示すブロック図である。 受信装置の電気的構成を示すブロック図である。 位置評価値、および画像評価値の時間的な推移の例を示す説明図である。 撮影デューティー比、および総撮影回数の設定例を示す説明図である。 ワークステーションの電気的構成を示すブロック図である。 カプセル内視鏡検査の処理手順を示すフローチャートである。 制御コマンドを生成する際の処理手順を示すフローチャートである。 カプセル内視鏡検査の処理手順を示すタイミングチャートである。 カプセル内視鏡検査の処理手順を示すタイミングチャートであり、（Ａ）は、図１０に示す処理シーケンスを一定の時間間隔で繰り返す様子、（Ｂ）は撮影デューティー比５０％、総撮影回数８回、（Ｃ）は撮影デューティー比８７．５％、総撮影回数１６回に設定した場合をそれぞれ示す。 制御コマンドをレリーズ信号とした場合のカプセル内視鏡の検査の処理手順を示すフローチャートである。 制御コマンドをレリーズ信号とした場合のカプセル内視鏡の検査の処理手順を示すタイミングチャートである。 制御コマンドをレリーズ信号とした場合のカプセル内視鏡の検査の処理手順を示すタイミングチャートである。 制御コマンドの例を示す説明図である。 制御コマンドの例を示す説明図である。

符号の説明

２ カプセル内視鏡システム
１１ カプセル内視鏡（ＣＥ）
１２ 受信装置
１３ ワークステーション（ＷＳ）
１４ａ、１４ｂ 電波
１８ アンテナ
３３ａ、３３ｂ 撮像素子
３４ａ、３４ｂ 撮像部
４２ アンテナ
５０ ＣＰＵ
５２ ＲＡＭ
５３ａ、５３ｂ ドライバ
５４ａ、５４ｂ ＡＦＥ
５５ 送受信回路
５７ 復調回路
５８ 加速度センサ
５９ 積分回路
７０ ＣＰＵ
７４ 送受信回路
７５ 変調回路
７８ データストレージ
８０ データベース
８１ データ解析回路
９０ ＣＰＵ
９５ データストレージ

Claims (21)

1. 被検体内の被観察部位の像光を撮像する複数の撮像手段と、
   前記複数の撮像手段の動作を制御する動作制御手段とを備え、
   前記動作制御手段は、当該被検体の関心領域との位置関係に応じて、前記複数の撮像手段の各々の単位時間あたりの撮影回数を変更することを特徴とするカプセル内視鏡。
2. 前記撮影回数は、前記位置関係に応じて予め最適化された前記撮影回数の比率、および前記撮影回数を総計した総撮影回数を元に設定されることを特徴とする請求項１に記載のカプセル内視鏡。
3. 前記撮像により得られた画像データを無線受信して、これを記憶する受信装置からの前記撮影回数を設定するための制御コマンドを無線受信する無線受信手段を備え、
   前記動作制御手段は、前記制御コマンドに従って前記変更を行うことを特徴とする請求項１または２に記載のカプセル内視鏡。
4. 前記制御コマンドにより設定される前記撮影回数を記憶する記憶手段を備えることを特徴とする請求項３に記載のカプセル内視鏡。
5. 前記被検体内における向きを検出する方向検出手段を備えることを特徴とする請求項１ないし４のいずれかに記載のカプセル内視鏡。
6. 前記方向検出手段は、加速度を測定する加速度センサと、
   前記加速度センサの測定結果を積分する積分手段とを含むことを特徴とする請求項５に記載のカプセル内視鏡。
7. 前記動作制御手段は、前記複数の撮像手段に一定のタイミングで前記撮像を行わせる第一の動作モードと、
   任意のタイミングで前記撮像を行わせる第二の動作モードと、
   前記撮像を休止させる第三の動作モードとを選択的に実行させることを特徴とする請求項１ないし６のいずれかに記載のカプセル内視鏡。
8. 前記位置関係の情報は、過去の診断で得られた当該被検体の診断情報と、検査中に得られる現在情報とを比較した結果に基づいて取得されることを特徴とする請求項１ないし７のいずれかに記載のカプセル内視鏡。
9. 前記診断情報は、前記関心領域周辺の画像情報を含むことを特徴とする請求項８に記載のカプセル内視鏡。
10. 前記診断情報は、前記関心領域周辺の位置情報を含むことを特徴とする請求項８または９に記載のカプセル内視鏡。
11. 前記位置情報は、前記撮像により得られた画像データに関連付けて記憶されていることを特徴とする請求項１０に記載のカプセル内視鏡。
12. 前記位置情報は、前記関心領域周辺を撮像したときの前記カプセル内視鏡の位置、動作時間、または移動距離のうち、少なくともいずれか一つからなることを特徴とする請求項１０または１１に記載のカプセル内視鏡。
13. 前記位置関係の情報は、一般的な症例から得られた症例情報と、検査中に得られる現在情報とを比較した結果に基づいて取得されることを特徴とする請求項１ないし１２のいずれかに記載のカプセル内視鏡。
14. 前記症例情報は、典型的な病変部、または異物のうち、少なくともいずれか一つの画像情報を含むことを特徴とする請求項１３に記載のカプセル内視鏡。
15. 前記撮像手段は、少なくとも前後両端に配されていることを特徴とする請求項１ないし１４のいずれかに記載のカプセル内視鏡。
16. 被検体内に嚥下され、被検体内の被観察部位の像光を撮像する複数の撮像手段を有するカプセル内視鏡と、前記カプセル内視鏡で得られた画像データを無線受信して、これを記憶する受信装置とからなるカプセル内視鏡システムにおいて、
    前記受信装置は、当該被検体の関心領域との位置関係の情報を取得する情報取得手段と、
    前記位置関係の情報に応じて、前記複数の撮像手段の各々の単位時間あたりの撮影回数を設定するための制御コマンドを生成する制御コマンド生成手段と、
    前記制御コマンドを無線送信する無線送信手段とを有し、
    前記カプセル内視鏡は、前記制御コマンドを無線受信する無線受信手段と、
    前記制御コマンドに従って、前記複数の撮像手段の動作を制御する動作制御手段とを有することを特徴とするカプセル内視鏡システム。
17. 前記カプセル内視鏡は、前記被検体内における向きを検出する方向検出手段を有し、
    前記情報取得手段は、前記方向検出手段の検出結果に基づいて、当該画像データが、前記複数の撮像手段のうち、いずれの撮像手段で得られたものかを表す撮影情報を取得することを特徴とする請求項１６に記載のカプセル内視鏡システム。
18. 前記撮影情報は、当該画像データに関連付けて記憶されることを特徴とする請求項１７に記載のカプセル内視鏡システム。
19. 前記受信装置から前記画像データを取り込んで、これを記憶・管理する情報管理装置を備え、
    前記情報管理装置は、過去の診断で得られた当該被検体の診断情報を記憶する第一記憶手段を有し、
    前記受信装置は、前記情報管理装置から取り込んだ前記診断情報を記憶する第二記憶手段を有し、
    前記情報取得手段は、前記診断情報と、前記カプセル内視鏡で検査中に得られる現在情報とを比較して、前記位置関係の情報を取得することを特徴とする請求項１６ないし１８のいずれかに記載のカプセル内視鏡システム。
20. 前記情報管理装置は、一般的な症例から得られた症例情報を記憶する第三記憶手段を有し、
    前記受信装置は、前記情報管理装置から取り込んだ前記症例情報を記憶する第四記憶手段を有し、
    前記情報取得手段は、前記症例情報と、前記カプセル内視鏡で検査中に得られる現在情報とを比較して、前記位置関係の情報を取得することを特徴とする請求項１６ないし１９のいずれかに記載のカプセル内視鏡システム。
21. 被検体内の被観察部位の像光を撮像する複数の撮像手段を有するカプセル内視鏡の動作制御方法であって、
    当該被検体の関心領域との位置関係の情報を取得する情報取得ステップと、
    前記位置関係の情報に応じて、前記複数の撮像手段の各々の単位時間あたりの撮影回数を変更する撮影回数変更ステップとを備えることを特徴とするカプセル内視鏡の動作制御方法。

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