JP2009039574A - カプセル内視鏡システム - Google Patents
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Abstract
【解決手段】挿入された管腔内を撮像する撮像手段を有し、複数のコイルが発生する回転磁界による磁場の影響を受けて運動及び移動するカプセル内視鏡と、前記カプセル内視鏡における前記撮像手段において撮像した画像データを入力し、当該画像データに基づいて当該カプセル内視鏡が挿入された管腔の方向を検出する管腔方向検出部を備えた画像処理装置と、を具備し、前記カプセル内視鏡は、前記管腔の方向情報に基づいて駆動制御された前記複数のコイルが発生した回転磁界による磁場を受けて運動及び移動する。
【選択図】図19
Description
図1ないし図16は本発明の実施例1に係わり、図1はカプセル内視鏡システムの外観構成を示す構成図、図2は図1のカプセル内視鏡システムの構成を示すブロック図、図3は図2のカプセル内視鏡の外観構成を示す構成図、図4は図3のカプセル内視鏡の作用を説明する図、図5は図2のカプセル内視鏡システムの処理を説明する第1のフローチャート、図6は図2のカプセル内視鏡システムの処理を説明する第2のフローチャート、図7は図5及び図6の作用を説明する第1の図、図8は図5及び図6の作用を説明する第2の図、図9は図5及び図6の作用を説明する第3の図、図10は図5及び図6の作用を説明する第4の図、図11は図5及び図6の作用を説明する第5の図、図12は図5及び図6の作用を説明する第6の図、図13は図5及び図6の作用を説明する第7の図、図14は図5及び図6の作用を説明する第8の図、図15は図5及び図6の作用を説明する第9の図、図16は図5及び図6の作用を説明する第10の図である。
図1に示すように、本実施例のカプセル内視鏡システム1は、体腔内に挿入され外部回転磁場により自走して体腔内の画像を撮像するカプセル内視鏡2と、前記外部回転磁場を発生する回転磁場発生装置3と、回転磁場発生装置3が発生する回転磁場を制御する磁場制御装置4と、磁場制御装置4からの磁場制御信号を受信すると共にカプセル内視鏡2からの画像を無線にて受信し画像処理して表示装置5に表示する画像処理装置6とから構成される。
このように構成された本実施例の作用について図5及び図6のフローチャートと図7ないし図16の説明図を用いて説明する。
N2=(y2Z2−Y2z2,z2X2−Z2x2,x2Y2−X2y2)
N1、N2は単位ベクトルであるから、
Δθ1・2=cos-1{(y1Z1−Y1z1)(y2Z2−Y2z2)
となり、算出される。
このように本実施例では、カプセル内視鏡2が撮像した画像の画像データと撮像時の磁場データ(回転磁場の向きと法線方向データ)を関連付けてメモリ34に格納することで、回転磁場によりカプセル内視鏡2を回転させ、向きの変更や進退動作を行わせても、カプセル内視鏡2の回転による画像の回転を第1の補正画像により補正することができる。
図17及び図18は本発明の実施例2に係わり、図17はカプセル内視鏡システムの外観構成を示す構成図、図18は図17のカプセル内視鏡システムの構成を示すブロック図である。
図17に示すように、本実施例のカプセル内視鏡システム1aは、体腔内に挿入され外部回転磁場により自走して体腔内の画像を撮像するカプセル内視鏡2と、前記外部回転磁場を発生する回転磁場発生装置3と、回転磁場発生装置3が発生する回転磁場を制御する磁場制御装置4と、磁場制御装置4からの磁場制御信号を受信すると共にカプセル内視鏡2からの画像を無線にて受信し画像データと磁場データを格納する体外ユニット51とを備えて構成され、この体外ユニット51は格納された画像データと磁場データをパーソナルコンピュータ等で構成される画像処理装置52に出力することができるようになっている。
このように本実施例では、実施例1と同等に、回転磁場によりカプセル内視鏡2を回転させ、向きの変更や進退動作を行わせても、カプセル内視鏡2の回転による画像の回転を第1の補正画像により補正することができ、また、カプセル内視鏡2のスクリュー41と体壁との回転の負荷によるカプセル内視鏡2の回転角と回転磁場の回転角との回転角誤差を画像間の相関計算を行うことで第2の補正画像により補正することができる。
図19ないし図22は本発明の実施例3に係わり、図19はカプセル内視鏡システムの構成を示すブロック図、図20は図19のカプセル内視鏡の動作の一例を示す図、図21は図19のカプセル内視鏡システムによるジグリング処理の流れを示す図、図22は図21の処理の作用を説明する図である。
図19に示すように、本実施例の画像処理装置6の画像処理回路32aは、回転を静止させた画像データより管腔方向を検出する管腔方向検出部61を備えている。この管腔方向検出部61により実施例1で用いられた方向指示装置35を使用することなく自動的に管腔方向を検出して進行し観察画像を撮像することができる。
実施例1と同様に画像の回転を静止させ、表示装置5に表示させると共に、回転を静止させた画像を元に、管腔方向検出部61がカプセル内視鏡2の進行方向を検出して指示信号を画像処理装置6の制御回路33に出力する。制御回路33は実施例1と同等に指示信号を受け磁場制御装置4を制御しカプセル内視鏡2を管腔進行方向に移動させる。
このように本実施例では、実施例1の効果に加え、カプセル内視鏡2の進行方向をシステムが判断し制御できるので、ユーザが進行方向を操作する必要がなく観察に集中できる。また、ジグリング制御を行うので、狭い管腔内の通過性を効果的に改善することが可能である。
図23ないし図26は本発明の実施例4に係わり、図23はカプセル内視鏡システムの構成を示すブロック図、図24は図23のX軸磁場発生装置の構成を示すブロック図、図25は図23のカプセル内視鏡システムの作用を説明する第1の図、図26は図23のカプセル内視鏡システムの作用を説明する第2の図である。
図23に示すように、本実施例では、複数の対コイルからなるX軸磁場発生装置101と、複数の対コイル群からなるY軸磁場発生装置102と、複数の対コイルからなるZ軸磁場発生装置103とから回転磁場発生装置を構成している。また、本実施例のカプセル内視鏡システムは、固定マグネット21の磁場の強度と向きとを検出する2組の3軸センスコイル104,105と、該3軸等方センスコイル104,105の検知信号よりカプセル内視鏡2の3次元位置と向きを算出する位置検出回路106とからなる位置検出装置107を有しており、位置検出回路106は算出したカプセル内視鏡2の3次元位置データと向きデータを画像処理装置6の制御回路33に出力するようになっている。
位置検出装置107は、カプセル内視鏡2に内蔵されている固定マグネット21から発生する磁場の強度と向きを2組の3軸センスコイル104,105で検知し、位置検出回路106でカプセル内視鏡2の3次元位置と向きを算出して、3次元位置データと向きデータを画像処理装置6の制御回路33に出力する。
このように本実施例では、実施例1の効果に加え、人体全体でなく部分部分に回転磁場を印加することができ、カプセル内視鏡2に対して一様な回転磁場を与えることができると共に、低消費電力で駆動することができる。また、コイル1つ1つの大きさを小さくでき、軽量で安価に構成することができる。
2…カプセル内視鏡
2a…カプセル本体
3…回転磁場発生装置
4…磁場制御装置
5…表示装置
6…画像処理装置
11…第1の電磁石
12…第2の電磁石
13…第3の電磁石
14〜16…駆動アンプ
17〜19…制御信号発生器
21…固定マグネット
22…照明素子
23…撮像素子
24…信号処理回路
25、34…メモリ
26、31…無線回路
32…画像処理回路
33…制御回路
35…方向指示装置
41…スクリュー
42…対物光学系
101…X軸磁場発生装置
102…Y軸磁場発生装置
103…Z軸磁場発生装置
104,105…3軸等方センスコイル
106…位置検出回路
107…位置検出装置
110…磁石選択回路
Claims (3)
- 挿入された管腔内を撮像する撮像手段を有し、複数のコイルが発生する回転磁界による磁場の影響を受けて運動及び移動するカプセル内視鏡と、
前記カプセル内視鏡における前記撮像手段において撮像した画像データを入力し、当該画像データに基づいて当該カプセル内視鏡が挿入された管腔の方向を検出する管腔方向検出部を備えた画像処理装置と、
を具備し、
前記カプセル内視鏡は、前記管腔の方向情報に基づいて駆動制御された前記複数のコイルが発生した回転磁界による磁場を受けて運動及び移動する
ことを特徴とするカプセル内視鏡システム。 - 複数のコイルで構成されるコイル群と、
前記複数のコイルを駆動し制御する駆動手段と、
を有した磁場発生装置と、
前記磁場発生装置における前記複数のコイルが発生する回転磁界による磁場の影響を受け得る磁石と、
挿入された管腔内を撮像する撮像手段と、
を有したカプセル内視鏡と、
前記カプセル内視鏡における前記撮像手段において撮像した画像データを入力し、当該画像データに基づいて当該カプセル内視鏡が挿入された管腔の方向を検出する管腔方向検出部を備えた画像処理装置と、
を具備し、
前記駆動手段は、前記管腔方向検出部により得られた管腔の方向情報に基づいて前記複数のコイルを駆動制御し、
前記カプセル内視鏡は、当該駆動手段により前記管腔の方向情報に基づいて駆動制御された前記複数のコイルが発生した回転磁界による磁場を受けて運動及び移動する
ことを特徴とするカプセル内視鏡システム。 - 前記管腔方向検出部は、得られた画像データの明度の変化に基づいて管腔方向を得る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システム。
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