JP2009050400A - Capsule endoscope - Google Patents
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- A61B1/04—Instruments for performing medical examinations of the interior of cavities or tubes of the body by visual or photographical inspection, e.g. endoscopes; Illuminating arrangements therefor combined with photographic or television appliances
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Abstract
Description
本発明は、患者等の被検体の臓器内部に導入され、この被検体の臓器内部の画像を撮像するカプセル型内視鏡に関するものである。 The present invention relates to a capsule endoscope that is introduced into an organ of a subject such as a patient and captures an image inside the organ of the subject.
近年、内視鏡の分野において、撮像機能と無線通信機能とを備えたカプセル型内視鏡が登場している。カプセル型内視鏡は、観察(検査)のために患者等の被検体の口から飲込まれた後、この被検体から自然排出されるまでの間、胃や小腸等の臓器の内部を蠕動運動等によって移動しつつ、この被検体の臓器内部の画像(以下、体内画像という場合がある)を例えば0.5秒間隔で順次撮像する。カプセル型内視鏡は、このように撮像した体内画像をこの被検体が携帯する受信装置に対して順次無線送信する(例えば、特許文献1参照)。 In recent years, capsule endoscopes having an imaging function and a wireless communication function have appeared in the field of endoscopes. A capsule endoscope is swallowed from the mouth of a subject such as a patient for observation (examination) until it is spontaneously discharged from the subject until it is spontaneously discharged from the subject. While moving by movement or the like, images of the inside of the organ of the subject (hereinafter also referred to as in-vivo images) are sequentially captured at intervals of 0.5 seconds, for example. The capsule endoscope sequentially wirelessly transmits the in-vivo images thus captured to a receiving device carried by the subject (for example, see Patent Document 1).
かかるカプセル型内視鏡によって無線送信された体内画像は、この被検体が携帯する受信装置によって順次受信され、この受信装置の記憶媒体内に順次蓄積される。その後、この被検体の体内画像群を記憶した記憶媒体は、受信装置から取り外され、所定の画像表示装置に挿着される。画像表示装置は、この記憶媒体を媒介して被検体の体内画像群を取得し、かかる被検体の体内画像群をディスプレイ上に表示する。医師または看護師等のユーザにおいては、かかる画像表示装置に表示させた体内画像を観察して、この被検体の診断を行う。 The in-vivo images wirelessly transmitted by such a capsule endoscope are sequentially received by a receiving device carried by the subject and sequentially stored in a storage medium of the receiving device. Thereafter, the storage medium storing the in-vivo image group of the subject is removed from the receiving device and inserted into a predetermined image display device. The image display device acquires the in-vivo image group of the subject through the storage medium, and displays the in-vivo image group of the subject on the display. A user such as a doctor or nurse observes the in-vivo image displayed on the image display device and diagnoses the subject.
このようなカプセル型内視鏡として、胃または大腸等の比較的大空間の臓器内部を観察するために、かかる臓器内部に導入された液体中に浮遊可能な比重を有し、この液体中に浮遊した状態で体内画像を順次撮像するものがある(例えば、特許文献2,3参照)。
As such a capsule endoscope, in order to observe the inside of a relatively large space organ such as the stomach or large intestine, the capsule endoscope has a specific gravity capable of floating in the liquid introduced into the inside of the organ. Some devices sequentially capture in-vivo images in a floating state (see, for example,
しかしながら、従来のカプセル型内視鏡は、臓器内部の液体中に浮遊した状態で液面から上方に位置する気中の臓器内部(胃壁、腸壁等)を撮像する際、この被写体である気中の臓器内部からの反射光を受光するとともに液面からの反射光を受光する場合が多く、これに起因して不鮮明な体内画像を撮像するという問題があった。 However, when a conventional capsule endoscope is used to capture an image of the inside of an internal organ (stomach wall, intestinal wall, etc.) located above the liquid level while floating in the liquid inside the organ, In many cases, the reflected light from the inside of the internal organs is received and the reflected light from the liquid surface is received, resulting in a problem that a blurred in-vivo image is taken.
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであって、臓器内部に導入された液体面に浮遊した状態で体内画像を撮像する際に、この液体面からの反射光を受光することを防止でき、鮮明な体内画像を撮像できるカプセル型内視鏡を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above circumstances, and prevents the reflected light from the liquid surface from being received when an in-vivo image is captured while floating on the liquid surface introduced into the organ. An object of the present invention is to provide a capsule endoscope that can capture a clear in-vivo image.
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明にかかるカプセル型内視鏡は、カプセル型筐体と該カプセル型筐体の内部に固定配置された撮像手段とを備え、被検体の臓器内部に導入された液体の表面に浮遊した状態で前記撮像手段によって前記臓器内部の画像を撮像するカプセル型内視鏡において、前記カプセル型筐体を前記液体の表面に浮遊させた状態で前記撮像手段の光軸を前記液体の表面に対して略垂直にし、前記撮像手段の画角を成す視野境界面と浮遊状態の前記カプセル型筐体との交差部が前記液体の表面に対して上方に位置するように当該カプセル型内視鏡の比重を設定することを特徴とする。 In order to solve the above-described problems and achieve the object, a capsule endoscope according to the present invention includes a capsule-type housing and an imaging unit fixedly arranged inside the capsule-type housing, and includes a subject. In a capsule endoscope that captures an image of the inside of the organ by the imaging means in a state of floating on the surface of the liquid introduced into the organ of the capsule, the capsule casing is suspended on the surface of the liquid The optical axis of the imaging means is made substantially perpendicular to the surface of the liquid, and the intersection between the visual field boundary surface forming the angle of view of the imaging means and the capsule-type casing in a floating state is with respect to the surface of the liquid The specific gravity of the capsule endoscope is set so as to be positioned above.
また、本発明にかかるカプセル型内視鏡は、上記の発明において、前記撮像手段の撮像視野を照明する照明手段を備え、前記照明手段が発光する照明光の配光角を成す照明境界面と浮遊状態の前記カプセル型筐体との交差部が前記液体の表面に対して上方に位置するように当該カプセル型内視鏡の比重を設定することを特徴とする。 The capsule endoscope according to the present invention includes, in the above invention, an illumination boundary surface that includes an illumination unit that illuminates an imaging field of view of the imaging unit, and forms a light distribution angle of illumination light emitted by the illumination unit. The specific gravity of the capsule endoscope is set so that the intersection with the capsule-type casing in a floating state is positioned above the surface of the liquid.
また、本発明にかかるカプセル型内視鏡は、上記の発明において、前記カプセル型筐体を前記液体の表面に浮遊させた状態で前記撮像手段の光軸が前記液体の表面に対して略垂直になるように当該カプセル型内視鏡の重心位置を設定する重心位置設定手段を備えたことを特徴とする。 In the capsule endoscope according to the present invention, in the above invention, the optical axis of the imaging unit is substantially perpendicular to the surface of the liquid in a state where the capsule case is suspended on the surface of the liquid. The center of gravity position setting means for setting the position of the center of gravity of the capsule endoscope is provided.
また、本発明にかかるカプセル型内視鏡は、上記の発明において、前記重心位置設定手段は、錘であることを特徴とする。 In the capsule endoscope according to the present invention as set forth in the invention described above, the center-of-gravity position setting means is a weight.
また、本発明にかかるカプセル型内視鏡は、上記の発明において、前記重心位置設定手段は、浮きであることを特徴とする。 In the capsule endoscope according to the present invention, the center-of-gravity position setting means is floated.
また、本発明にかかるカプセル型内視鏡は、上記の発明において、前記カプセル型筐体の一部に形成された溝部に配置した発泡剤と、前記液体を浸透可能であって、前記発泡剤を配置した前記溝部を覆う弾性膜と、を備え、前記浮きは、前記弾性膜を浸透した前記液体と前記発泡剤とが混合した場合に発生する気体によって前記弾性膜を膨張させることによって形成されることを特徴とする。 Further, the capsule endoscope according to the present invention is the above-described invention, wherein the foaming agent disposed in a groove portion formed in a part of the capsule-type housing and the liquid can penetrate, and the foaming agent The float is formed by expanding the elastic film with a gas generated when the liquid that has permeated the elastic film and the foaming agent are mixed. It is characterized by that.
また、本発明にかかるカプセル型内視鏡は、上記の発明において、前記カプセル型筐体を前記液体の表面に浮遊させた状態で前記液体の表面を視野外とする撮像視野を有するように前記カプセル型筐体の内部に固定配置され、前記液体の表面下に位置する水中の臓器内部の画像を撮像する液中撮像手段をさらに備えたことを特徴とする。 The capsule endoscope according to the present invention is the above-described invention, wherein the capsule endoscope has the imaging field of view in which the surface of the liquid is out of the field of view in a state where the capsule housing is suspended on the surface of the liquid. It is characterized by further comprising an in-liquid imaging means that is fixedly arranged inside the capsule-type casing and images an image of an underwater organ located below the surface of the liquid.
本発明によれば、液体の表面に浮遊した状態で体内画像を撮像する際に、この液体面を撮像視野外に確実に外すことができ、この結果、被写体からの反射光を受光する際に液体面からの反射光を受光することを防止でき、鮮明な体内画像を撮像できるカプセル型内視鏡を実現することができるという効果を奏する。 According to the present invention, when an in-vivo image is captured while floating on the surface of the liquid, the liquid surface can be reliably removed out of the imaging field, and as a result, when receiving reflected light from the subject. It is possible to prevent the reflected light from the liquid surface from being received and to achieve a capsule endoscope that can capture a clear in-vivo image.
以下、図面を参照して、本発明にかかるカプセル型内視鏡の好適な実施の形態を詳細に説明する。なお、この実施の形態によって本発明が限定されるものではない。 DESCRIPTION OF EMBODIMENTS Hereinafter, a preferred embodiment of a capsule endoscope according to the present invention will be described in detail with reference to the drawings. Note that the present invention is not limited to the embodiments.
(実施の形態1)
図1は、本発明の実施の形態1にかかるカプセル型内視鏡の一構成例を示す断面模式図である。この実施の形態1にかかるカプセル型内視鏡1は、患者等の被検体の臓器内部に導入し易い大きさに形成されたカプセル型筐体2を有し、このカプセル型筐体2の内部に撮像機能および無線通信機能を備える。具体的には、図1に示すように、カプセル型内視鏡1は、カプセル型筐体2の内部に、照明光を発光する複数の照明部3と、これら複数の照明部3によって照明された撮像視野の被写体画像(例えば体内画像)を撮像する撮像部4と、撮像部4が撮像した被写体画像を外部に無線送信する無線通信部5とを有する。また、カプセル型内視鏡1は、撮像部4が撮像した被写体画像を生成し且つカプセル型内視鏡1の各構成部を制御する処理制御部6と、カプセル型内視鏡1の各構成部に対して電力を供給する電源部7と、カプセル型内視鏡1の重心位置を設定する錘8とを有する。
(Embodiment 1)
FIG. 1 is a schematic cross-sectional view illustrating a configuration example of a capsule endoscope according to the first embodiment of the present invention. A
カプセル型筐体2は、患者等の被検体の臓器内部に導入し易い大きさに形成されたカプセル型の筐体であり、ケース本体2aと光学カバー2bとによって形成される。ケース本体2aは、一端が開口し且つ他端がドーム状に閉じた筒状のケースであり、複数の照明部3、撮像部4、無線通信部5、処理制御部6、電源部7、および錘8等のカプセル型内視鏡1の各構成部を内部に収容する。光学カバー2bは、照明部3が発光する照明光の波長と撮像部4が受光する反射光(被写体からの反射光)の波長とに対して透明なドーム状の光学部材である。光学カバー2bは、ケース本体2aの開口端に取り付けられるとともに、この開口端を閉じる。かかるケース本体2aと光学カバー2bとによって形成されるカプセル型筐体2は、カプセル型内視鏡1の各構成部(複数の照明部3、撮像部4、無線通信部5、処理制御部6、電源部7、錘8等)を液密に収容する。
The capsule-
複数の照明部3は、撮像部4の撮像視野を照明する照明手段として機能する。具体的には、複数の照明部3は、LED等の複数の発光素子と、これら複数の発光素子の駆動を実現する回路が形成された照明基板とを用いて実現される。かかる複数の照明部3は、撮像部4の撮像視野に対して照明光を発光することによって、光学カバー2b越しに撮像部4の撮像視野内の臓器内部を照明する。
The plurality of
撮像部4は、カプセル型内視鏡1が被検体の臓器内部に導入された場合に撮像視野に位置する臓器内部の画像(体内画像)を撮像する撮像手段として機能する。具体的には、撮像部4は、CMOSイメージセンサまたはCCD等の固体撮像素子4aと、固体撮像素子4aの受光面に被写体の光学像を結像するレンズ等の光学系4bと、固体撮像素子4aの駆動を実現するための回路が形成された撮像基板とを用いて実現される。撮像部4は、カプセル型筐体2の長軸(長手方向の中心軸)C2と略同一直線上に位置する光軸C1と、この光軸C1を中心軸とする撮像視野の範囲を規定する画角θ1とを有し、カプセル型筐体2の内部に固定配置される。このような撮像部4は、被検体の臓器内部に導入された液体の表面(液面S)にカプセル型筐体2が浮遊した状態において、光軸C1を液面Sに対して略垂直にする。この場合、撮像部4は、液面Sの上方に撮像視野を有し、かかる撮像視野内の被写体、すなわち液面Sに対して鉛直上方に位置する気中の被写体の画像を撮像する。このようにして、撮像部4は、液面Sに対して鉛直上方に位置する気中の臓器内部の体内画像を撮像する。
The
ここで、かかる撮像部4の撮像視野内と撮像視野外との境界面である視野境界面B1は、図1に示すように、撮像部4の画角θ1を成し、撮像部4の光軸C1に対して角度αを形成する。この場合、撮像部4の画角θ1は2αである。このような視野境界面B1とカプセル型筐体2との交差部A1は、カプセル型筐体2が液面Sに浮遊した状態において、この液面Sに対して上方に位置する。
Here, the visual field boundary surface B1 that is the boundary surface between the imaging field of view of the
無線通信部5は、コイル状のアンテナ5aを有し、撮像部4が撮像した体内画像を外部に対して無線送信する。具体的には、無線通信部5は、撮像部4が撮像した体内画像を含む画像信号を処理制御部6から取得し、この取得した画像信号に対して変調処理等の所定の通信処理を行って、この画像信号を変調した無線信号を生成する。無線通信部5は、被検体が携帯する外部の受信装置(図示せず)に対して、この無線信号を送信する。この場合、撮像部4が撮像した体内画像は、アンテナ5aを介して外部の受信装置に受信される。
The
処理制御部6は、撮像部4が撮像した体内画像を含む画像信号を生成する画像処理機能と、カプセル型内視鏡1の各構成部を制御する制御機能とを有する。具体的には、処理制御部6は、各種処理プログラムを実行するCPU、処理プログラム等を記憶するROM、各種情報を一時的に記憶するRAM、および所定の画像処理回路等を用いて実現される。かかる処理制御部6は、複数の照明部3によって照明された撮像視野(具体的には臓器内部)の体内画像を撮像部4が撮像するように、複数の照明部3と撮像部4との動作タイミングを制御する。また、処理制御部6は、かかる撮像部4によって撮像された体内画像を外部の受信装置に対して無線送信するように無線通信部5を制御する。
The
また、処理制御部6は、撮像部4が撮像した体内画像の画像データを固体撮像素子4aから取得し、この取得した画像データをもとに、この体内画像を生成する。そして、処理制御部6は、この体内画像を含む画像信号を生成し、この生成した画像信号を無線通信部5に送信する。
Moreover, the
電源部7は、カプセル型内視鏡1の各構成部に対して電力を供給する。具体的には、電源部7は、所定の電力を有する電池7aと、DCDCコンバータおよびスイッチ回路等を含む電源回路7bとを用いて実現される。電池7aは、所定の電力を有するボタン型電池であり、電源回路7bを介してカプセル型内視鏡1の各構成部(複数の照明部3、撮像部4、無線通信部5、および処理制御部6等)に対して電力を供給する。電源回路7bは、電力供給状態(電源オン状態)と電力停止状態(電源オフ状態)とを外部からの磁力によって切り替える。また、電源回路7bは、電池7aから供給された電力を所定の電力に変換し、この変換した電力をカプセル型内視鏡1の各構成部に供給する。
The
錘8は、被検体の臓器内部に導入された液体の表面(液面S)にカプセル型筐体2が浮遊した状態において撮像部4の光軸C1が液面Sに対して略垂直になるように、カプセル型内視鏡1の重心位置を設定する重心位置設定手段として機能する。具体的には、錘8は、撮像部4の光軸C1がカプセル型筐体2の長軸C2と同一直線上に位置する場合、カプセル型筐体2の後端部、すなわち、ケース本体2aのドーム形状部に固定配置される。この場合、錘8は、長軸C2の近傍に配置されることが望ましい。このようにカプセル型筐体2の内部に固定配置された錘8は、カプセル型筐体2の中心位置CPに比して後端側(ケース本体2aのドーム形状部側)にカプセル型内視鏡1の重心位置を設定する。このような位置に重心が設定されたカプセル型内視鏡1が液面Sに浮遊した場合、上述した撮像部4の光軸C1は、この液面Sに対して略垂直に設定される。この場合、かかる撮像部4の撮像方向(図1に示す光軸C1の方向)は、略鉛直上方に設定される。
In the
つぎに、本発明の実施の形態1にかかるカプセル型内視鏡1の比重の設定について説明する。図2は、実施の形態1にかかるカプセル型内視鏡1の比重の設定を説明するための模式図である。以下、図2を参照しつつ、カプセル型内視鏡1の比重の設定について説明する。
Next, setting of specific gravity of the
カプセル型内視鏡1の比重G1は、臓器内部に導入される液体Lqの比重G2以下であって、上述した視野境界面B1とカプセル型筐体2(具体的には光学カバー2b)との交差部A1が液面Sの上方に位置するように設定される。具体的には、撮像部4は、図2に示すようにケース本体2aと光学カバー2bとの接合部に比してケース本体2a側の位置に固定配置される。かかる撮像部4の配置と画角θ1とに起因して、交差部A1は、ケース本体2aと光学カバー2bとの接合部近傍(詳細には、この接合部の光学カバー2b側)に位置する。この場合、比重G1は、かかるケース本体2aと光学カバー2bとの接合部の位置まで液面Sの下に沈む場合のカプセル型内視鏡1の比重以下に設定される。
The specific gravity G1 of the
ここで、かかるケース本体2aと光学カバー2bとの接合部の位置まで液面Sの下に沈む場合のカプセル型内視鏡1の重量は、アルキメデスの原理に基づいて、このカプセル型内視鏡1のうちの液面Sの下に沈んだ筐体部分(以下、液没部分という)の体積と同じ体積の液体Lqの重量に等しい。したがって、カプセル型筐体2の全体積と、この液没部分の体積に等しい体積の液体Lqの重量とをもとに、このカプセル型内視鏡1の設定すべき比重G1を算出することができる。
Here, the weight of the
カプセル型筐体2の全体積V1は、図2に示すカプセル型筐体2のドーム半径rと全長Lとを用い、次式(1)によって算出される。なお、かかるドーム半径rは、ケース本体2aの後端部(ドーム形状部)のドーム半径、ケース本体2aの筒状部の半径、および光学カバー2bのドーム半径と同値である。
V1={(4πr3)/3}+πr2×(L−2r) ・・・(1)
The total volume V1 of the
V1 = {(4πr 3 ) / 3} + πr 2 × (L−2r) (1)
一方、ケース本体2aと光学カバー2bとの接合部の位置まで液面Sの下に沈めた状態でカプセル型筐体2が液面Sに浮遊する場合、このカプセル型筐体2の液没部分の体積V2は、ドーム半径rと全長Lとを用い、次式(2)によって算出される。
V2={(4πr3)/3}×(1/2)+πr2×(L−2r) ・・・(2)
On the other hand, when the
V2 = {(4πr 3 ) / 3} × (1/2) + πr 2 × (L−2r) (2)
このようにして算出される体積V1,V2および液体Lqの比重G2と、カプセル型内視鏡1の比重G1との間には、次式(3)の関係式が成立する。
G1≦(V2×G2)/V1 ・・・(3)
The relational expression (3) below is established between the specific gravity G2 of the volumes V1, V2 and the liquid Lq calculated in this way and the specific gravity G1 of the
G1 ≦ (V2 × G2) / V1 (3)
ここで、ドーム半径r=5.5[mm]であり、全長L=26[mm]であり、さらに、液体Lqが水である(比重G2=1)場合を前提条件として、カプセル型内視鏡1の比重G1を具体的に説明する。この場合、上述した式(1),(2)に基づいて、カプセル型筐体2の全体積V1=2.122[cm3]であり、このカプセル型筐体2の液没部分の体積V2=1.774[cm3]である。カプセル型内視鏡1の比重G1は、このように算出した体積V1,V2と液体Lqの比重G2とを用い、上述した式(3)に基づいて算出される。すなわち、かかる前提条件の場合のカプセル型内視鏡1の比重G1は、0.84以下である。
Here, it is assumed that the dome radius r = 5.5 [mm], the total length L = 26 [mm], and the liquid Lq is water (specific gravity G2 = 1). The specific gravity G1 of the
したがって、かかる前提条件下において、カプセル型内視鏡1の比重G1は0.84以下に設定される。このような比重G1に設定されたカプセル型内視鏡1は、比重G2=1の液体Lq(すなわち水)の液面Sに浮遊できるとともに、上述した視野境界面B1とカプセル型筐体2(具体的には光学カバー2b)との交差部A1をこの液面Sに対して常に上方に位置させることができる。
Therefore, under such preconditions, the specific gravity G1 of the
なお、カプセル型内視鏡1は、上述したように、カプセル型筐体2の内部に、複数の照明部3、撮像部4、無線通信部5、処理制御部6、電源部7、および錘8を有する。このようなカプセル型内視鏡1の比重G1を0.84以下に設定するために、例えば、このカプセル型内視鏡1が軽量化される。かかるカプセル型内視鏡1の軽量化の方法として、以下に示すものが挙げられる。
Note that, as described above, the
具体的には、電源部7の電池7aとして、酸化銀電池に比して軽量なリチウム電池または所定の電力を蓄電したキャパシタを用いる。また、DCDCコンバータを用いて電池7aの電力を変換して供給するように構成することによって電源部7の電池数量を減らす。このようにして、電源部7を軽量化する。
Specifically, a lithium battery that is lighter than a silver oxide battery or a capacitor that stores predetermined power is used as the
また、カプセル型筐体2の材質として、従来のポリカーボネート(密度1.2[g/cm3])に比して軽量な素材(例えば、シンクロオレフィンポリマー(密度0.95[g/cm3])、ポリメチルペンテン(密度0.835[g/cm3])等)を用いる。また、カプセル型筐体2の厚さを可能な限り薄化(例えば通常の1.2[mm]から0.5[mm]に薄化)する。このようにして、カプセル型筐体2を軽量化する。
The material of the capsule-
さらに、上述した照明部3が実装される照明基板、撮像部4が実装される撮像基板、無線通信部5およびアンテナ5aが実装される無線通信基板等の各構成部の回路基板として、通常のリジット基板に比して軽量なフレキシブル基板を用いる。このようにして、照明部3、撮像部4、および無線通信部5を軽量化する。
Further, as a circuit board of each component such as an illumination board on which the above-described
このようにカプセル型内視鏡1の各構成部を軽量化することによって、カプセル型内視鏡1の全重量を所望の値に軽量化することができる。これによって、カプセル型筐体2を大型化せずにカプセル型内視鏡1の比重G1を適正な値(例えば0.84以下)に設定することができる。
By reducing the weight of each component of the
つぎに、被検体の胃内部にカプセル型内視鏡1と水とを導入した場合を例示して、この水の液面Sに浮遊した状態で胃内部の体内画像を撮像するカプセル型内視鏡1の動作を具体的に説明する。図3は、胃内部に導入された水の液面Sに浮遊した状態で胃内部の体内画像を撮像するカプセル型内視鏡1の状態を例示する模式図である。
Next, a case where the
被検体の胃内部にカプセル型内視鏡1と水とを導入する場合、このカプセル型内視鏡1の比重G1は、上述したように、例えば0.84以下に設定される。また、このカプセル型内視鏡1の重心位置は、上述したように、錘8によって中心位置CPよりもケース本体2aの後端側に設定される。
When the
このように比重G1および重心位置が設定されたカプセル型内視鏡1は、図3に示すように、胃内部に導入された水の液面Sに浮遊する。具体的には、かかるカプセル型内視鏡1のカプセル型筐体2は、錘8によって設定された重心位置に起因して特定の浮遊姿勢を取る。この場合、撮像部4の光軸C1は、この液面Sに対して略垂直であり、この光軸C1と画角θ1とによって規定される撮像部4の撮像視野は、液面Sに対して鉛直上方に設定される。また、カプセル型筐体2は、液面Sの下にケース本体2aを液没させるとともに、光学カバー2bを液面Sから浮上させる。
The
このようなカプセル型内視鏡1の浮遊状態において、複数の照明部3は、かかる撮像部4の撮像視野内に捉えられた気中の被写体(気中の胃内壁)に対して光学カバー2b越しに照明光を発光し、かかる気中の胃内部を照明する。撮像部4は、かかる照明部3によって照明された気中の胃内壁からの反射光を受光して、この気中の胃内壁を被写体として含む体内画像を撮像する。
In such a floating state of the
ここで、このカプセル型内視鏡1の比重G1は、上述した式(1)〜(3)に基づいて、例えば0.84以下に設定されている。このため、撮像部4の視野境界面B1とカプセル型筐体2(具体的には光学カバー2b)との交差部A1は、この胃内部の水の液面Sに対して上方に位置する。この場合、かかるカプセル型内視鏡1を浮遊させる胃内部の水の液面Sは、撮像部4の撮像視野外に位置する。これによって、この液面Sからの反射光が撮像部4に受光されることを防止することができる。したがって、撮像部4は、かかる液面Sからの反射光を受光することなく、気中の胃内壁からの反射光を受光することができる。これによって、撮像部4は、光学カバー2b越しに気中の胃内部の体内画像を鮮明に撮像することができる。
Here, the specific gravity G1 of the
以上、説明したように、本発明の実施の形態1では、被検体の臓器内部に導入された液体の表面にカプセル型筐体を浮遊させた状態で撮像部の光軸がこの液体の表面に対して略垂直になるようにカプセル型筐体の内部に撮像部を固定配置し、この撮像部の画角を成す視野境界面と浮遊状態のカプセル型筐体との交差部がこの液体の表面に対して上方に位置するように、当該カプセル型内視鏡の比重を設定した。このため、この液体の表面に浮遊した状態で気中の臓器内部の体内画像を撮像する際に、この液体の表面を撮像部の撮像視野外に確実に外すことができる。この結果、被写体である気中の臓器内部からの反射光を受光する際に、この液体の表面からの反射光を受光することを防止でき、これによって、鮮明な体内画像を撮像できるカプセル型内視鏡を実現することができる。 As described above, in the first embodiment of the present invention, the optical axis of the imaging unit is on the surface of the liquid in a state where the capsule housing is suspended on the surface of the liquid introduced into the organ of the subject. The imaging unit is fixedly arranged inside the capsule-type casing so as to be substantially perpendicular to the capsule-type casing, and the intersection of the field boundary surface forming the angle of view of the imaging section and the capsule-type casing in the floating state is the surface of the liquid. The specific gravity of the capsule endoscope was set so as to be positioned above the position. For this reason, when capturing an in-vivo image inside an airborne organ while floating on the surface of the liquid, the surface of the liquid can be surely removed from the imaging field of the imaging unit. As a result, it is possible to prevent the reflected light from the surface of the liquid from being received when receiving the reflected light from the inside of the organ that is the subject, thereby enabling a clear in-vivo image to be captured. A scope can be realized.
また、照明部、撮像部、無線通信部、電源部、およびカプセル型筐体等の当該カプセル型内視鏡の各構成部を軽量化することによって当該カプセル型内視鏡を軽量化している。このため、カプセル型筐体を大型化せずに当該カプセル型内視鏡の比重を適正な値(例えば0.84以下)に設定することができる。この結果、当該カプセル型内視鏡を臓器内部において円滑に移動させることができ、当該カプセル型内視鏡を臓器内部に導入する被検体の負担を軽減することができる。 In addition, the capsule endoscope is reduced in weight by reducing the weight of each component of the capsule endoscope such as the illumination unit, the imaging unit, the wireless communication unit, the power supply unit, and the capsule casing. For this reason, the specific gravity of the capsule endoscope can be set to an appropriate value (for example, 0.84 or less) without increasing the size of the capsule casing. As a result, the capsule endoscope can be smoothly moved inside the organ, and the burden on the subject for introducing the capsule endoscope into the organ can be reduced.
さらに、カプセル型筐体内部の所定位置に錘を固定配置することによって当該カプセル型内視鏡の重心位置を設定したので、この撮像部の光軸をこの液体の表面に対して略垂直にする当該カプセル型内視鏡の重心位置を容易に設定することができる。 In addition, since the center of gravity of the capsule endoscope is set by fixedly placing a weight at a predetermined position inside the capsule casing, the optical axis of the imaging unit is made substantially perpendicular to the surface of the liquid. The gravity center position of the capsule endoscope can be easily set.
(実施の形態2)
つぎに、本発明の実施の形態2について説明する。上述した実施の形態1では、カプセル型筐体2の内部に錘8を固定配置し、この錘8によってカプセル型内視鏡1の重心位置を設定していたが、この実施の形態2では、カプセル型筐体の外壁部に浮きを配置し、この浮きによってカプセル型内視鏡の重心位置を設定している。
(Embodiment 2)
Next, a second embodiment of the present invention will be described. In the first embodiment described above, the
図4は、本発明の実施の形態2にかかるカプセル型内視鏡の一構成例を例示する断面模式図である。図5は、カプセル型筐体の外壁部に配置した弾性膜の膨張によって形成される浮きの一例を示す模式図である。図4,5に示すように、この実施の形態2にかかるカプセル型内視鏡21は、上述した実施の形態1にかかるカプセル型内視鏡1のカプセル型筐体2に代えてカプセル型筐体22を有し、錘8に代えてカプセル型筐体22の外壁部に浮き23を有する。その他の構成は実施の形態1と同じであり、同一構成部分には同一符号を付している。
FIG. 4 is a schematic cross-sectional view illustrating a configuration example of a capsule endoscope according to the second embodiment of the invention. FIG. 5 is a schematic diagram illustrating an example of a float formed by expansion of an elastic film disposed on an outer wall portion of a capsule-type housing. As shown in FIGS. 4 and 5, the capsule endoscope 21 according to the second embodiment is replaced with a capsule-type housing in place of the capsule-
カプセル型筐体22は、上述した実施の形態1のカプセル型筐体2と同様に患者等の被検体の臓器内部に導入し易い大きさに形成されたカプセル型の筐体であり、ケース本体22aと光学カバー2bとによって形成される。ケース本体22aは、例えば開口端(すなわち光学カバー2bが取り付けられる一端部)の近傍に溝部22cを有する。溝部22cは、ケース本体22aの周方向に沿って連続的または断続的に形成される。かかる溝部22cの内部には、後述する浮き23を形成するための発泡剤23bが配置される。また、かかる発泡剤23bを内包した状態の溝部22cを覆うように弾性膜23aが配置される。かかるケース本体22aのその他の構成は、上述した実施の形態1のカプセル型筐体2の一部分を成すケース本体2aと同様である。
The capsule-
浮き23は、カプセル型内視鏡21の重心位置を設定する重心位置設定手段として機能する。これと同時に、浮き23は、カプセル型内視鏡21の比重を所望の適正値(上述した比重G1)に設定するための比重設定手段の一つとしても機能する。このような浮き23は、ケース本体22aの溝部22cに配置された発泡剤23bと弾性膜23aとを用いて形成される。
The
具体的には、浮き23は、発泡剤23bと水等の液体とが混合した場合に発生する気体によって弾性膜23aが膨張することによって形成される。発泡剤23bは、水等の液体と混合することによって気体を発生させるものであり、上述したように、ケース本体22aの溝部22cの内部に配置される。弾性膜23aは、かかる発泡剤23bを内包した状態の溝部22cを覆うように、ケース本体22aの外壁部に設けられる。弾性膜23aは、例えば小径の開口部(図示せず)を有し、かかる小径の開口部を介して水等の液体を浸透させる。このような弾性膜23aは、臓器内部に導入された液体の液面Sにカプセル型筐体22が浮遊した状態において、この液体をケース本体22aの溝部22c内部に浸透させる。かかる弾性膜23aを浸透した液体と溝部22c内部の発泡剤23bとが混合する。これによって、発泡剤23bは、所定時間、気体を発生し続ける。弾性膜23aは、図5に示すように、かかる発泡剤23bによって発生した気体によって伸縮可能に膨張する。この結果、浮き23がケース本体22aの外壁部に形成される。
Specifically, the
このような浮き23は、被検体の臓器内部に導入された液体の表面(液面S)にカプセル型筐体22が浮遊した状態において撮像部4の光軸C1が液面Sに対して略垂直になるように、カプセル型内視鏡21の重心位置を設定する。具体的には、かかる浮き23は、カプセル型筐体22の中心位置CPに比して後端側(ケース本体22aのドーム形状部側)にカプセル型内視鏡21の重心位置を設定する。このような位置に重心が設定されたカプセル型内視鏡21が液面Sに浮遊した場合、撮像部4の光軸C1は、上述した実施の形態1の場合と同様に、この液面Sに対して略垂直に設定される。
Such a
ここで、このようなカプセル型内視鏡21の比重G1は、カプセル型筐体22の外壁部に形成された浮き23の体積を考慮して設定される。具体的には、液面Sに浮遊した状態のカプセル型内視鏡21の全体積V3は、カプセル型筐体22の全体積に対して浮き23の体積を加算したものになる。この場合、浮き23の体積は、膨張した状態の弾性膜23aによって覆われる空間の体積から溝部22cの容積を減算したものとする。また、液面Sに浮遊した状態のカプセル型内視鏡21の液没部分の体積V4は、カプセル型筐体22の液没部分の体積に対して浮き23の液没部分の体積を加算したものになる。
Here, the specific gravity G1 of the capsule endoscope 21 is set in consideration of the volume of the
このようにして算出されるカプセル型内視鏡21の全体積V3および液没部分の体積V4と液体Lqの比重G2とを用いた次式(4)に基づいて、カプセル型内視鏡21の比重G1が算出される。
G1≦(V4×G2)/V3 ・・・(4)
この式(4)を満足する比重G1をカプセル型内視鏡21の比重として設定することによって、カプセル型内視鏡21は、比重G2の液体Lqの液面Sに浮遊できるとともに、視野境界面B1とカプセル型筐体22(具体的には光学カバー2b)との交差部A1をこの液面Sに対して常に上方に位置させることができる。
Based on the following equation (4) using the total volume V3 of the capsule endoscope 21 and the volume V4 of the liquid immersion part and the specific gravity G2 of the liquid Lq calculated in this way, the capsule endoscope 21 The specific gravity G1 is calculated.
G1 ≦ (V4 × G2) / V3 (4)
By setting the specific gravity G1 satisfying the equation (4) as the specific gravity of the capsule endoscope 21, the capsule endoscope 21 can float on the liquid surface S of the liquid Lq having the specific gravity G2, and the visual field boundary surface. The intersection A1 between B1 and the capsule housing 22 (specifically, the
なお、かかる比重G1を設定するためのカプセル型内視鏡21の軽量化は、上述した実施の形態1の場合と同様に行ってもよい。しかし、上述したように錘8に代えて浮き23によってカプセル型内視鏡21の重心位置を設定しているため、カプセル型内視鏡21の軽量化は、実施の形態1にかかるカプセル型内視鏡1の軽量化ほど厳しく行わなくてもよい。このため、かかるカプセル型内視鏡21の構造設計が容易になる。
Note that the weight reduction of the capsule endoscope 21 for setting the specific gravity G1 may be performed similarly to the case of the first embodiment described above. However, since the center of gravity of the capsule endoscope 21 is set by the
つぎに、被検体の胃内部にカプセル型内視鏡21と水とを導入した場合を例示して、この水の液面Sに浮遊した状態で胃内部の体内画像を撮像するカプセル型内視鏡21の動作を具体的に説明する。図6は、浮き23を形成して水の液面Sに浮遊した状態で胃内部の体内画像を撮像するカプセル型内視鏡21の状態を例示する模式図である。
Next, a case where the capsule endoscope 21 and water are introduced into the stomach of the subject is exemplified, and the capsule endoscope that captures an in-vivo image inside the stomach while floating on the liquid surface S of the water. The operation of the mirror 21 will be specifically described. FIG. 6 is a schematic view illustrating the state of the capsule endoscope 21 that captures an in-vivo image inside the stomach in a state where the
被検体の胃内部にカプセル型内視鏡21と水とを導入した場合、この水の一部は、弾性膜23aを浸透してケース本体22aの溝部22cの内部に流入し、この溝部22c内の発泡剤23bと混ざり合う。このように水と混合した発泡剤23bは、所定時間、気体を発生し続ける。この場合、弾性膜23aは、かかる発泡剤23bによって発生した気体によって伸縮可能に膨張する。この結果、浮き23がケース本体22aの外壁部に形成される。
When the capsule endoscope 21 and water are introduced into the stomach of the subject, a part of the water penetrates the
このように浮き23が形成された場合、カプセル型内視鏡21の比重は、上述した式(4)を満足する比重G1に設定される。これと同時に、このカプセル型内視鏡21の重心位置は、かかる浮き23によって中心位置CPよりもケース本体22aの後端側に設定される。
When the
かかる浮き23によって比重G1および重心位置が設定されたカプセル型内視鏡21は、図6に示すように、胃内部に導入された水の液面Sに浮遊する。具体的には、かかるカプセル型内視鏡21のカプセル型筐体22は、浮き23によって設定された重心位置に起因して特定の浮遊姿勢を取る。この場合、撮像部4の光軸C1は、この液面Sに対して略垂直であり、この光軸C1と画角θ1とによって規定される撮像部4の撮像視野は、上述した実施の形態1の場合と略同様に、液面Sに対して鉛直上方に設定される。
The capsule endoscope 21 having the specific gravity G1 and the center of gravity set by the
ここで、かかる浮き23が形成された状態のカプセル型内視鏡21の比重G1は、上述した式(4)を満足するものである。このため、撮像部4の視野境界面B1とカプセル型筐体22(具体的には光学カバー2b)との交差部A1は、この胃内部の水の液面Sに対して上方に位置する。この場合、かかるカプセル型内視鏡21を浮遊させる胃内部の水の液面Sは、上述した実施の形態1の場合と略同様に撮像部4の撮像視野外に位置し、これによって、この液面Sからの反射光が撮像部4に受光されることを防止することができる。
Here, the specific gravity G1 of the capsule endoscope 21 in a state in which the
このように液面Sに浮遊した状態のカプセル型内視鏡21の撮像部4は、上述した実施の形態1の場合と同様に、かかる液面Sからの反射光を受光することなく、気中の胃内壁からの反射光を受光することができる。これによって、この撮像部4は、光学カバー2b越しに気中の胃内部の体内画像を鮮明に撮像することができる。
In this way, the
一方、かかる浮き23を形成する弾性膜23aは、発泡剤23bが気体を発生させ続ける限り、膨張した状態を維持する。なお、かかる弾性膜23aを膨張させている気体は、弾性膜23aを介して外部(すなわち胃内部の水中)に徐々に漏出する。このような弾性膜23aの膨張状態(すなわち浮き23が形成された状態)は、発泡剤23bの量と弾性膜23aの浸透性とを実験結果等に基づいて経験的に調整することによって、所望の時間、維持できる。
On the other hand, the
ここで、発泡剤23bが気体の発生を終了した場合、かかる弾性膜23aを膨張させている気体の圧力は、徐々に低下し、最終的には、この弾性膜23aの収縮力以下に低下する。この場合、弾性膜23aは、膨張した状態から膨張前の元の状態(溝部22cを除くケース本体22aの外壁面と略同一面を形成する状態)に収縮する。
Here, when the
このように弾性膜23aが元の状態に収縮した場合、カプセル型内視鏡21は、カプセル型筐体22の外壁面から突出した部分(すなわち浮き23)を消失させた状態になる。このように突出部分(浮き23)を消失させた状態のカプセル型内視鏡21は、被検体の臓器内部(例えば十二指腸、小腸等)を円滑に移動することができる。
Thus, when the
以上、説明したように、本発明の実施の形態2では、カプセル型筐体の外壁部に配置した浮きによって当該カプセル型内視鏡の重心位置を設定し、この浮きの体積を考慮して当該カプセル型内視鏡の比重を設定するようにし、その他を上述した実施の形態1と同様に構成した。このため、上述した実施の形態1の作用効果を享受するとともに、比重設定のための当該カプセル型内視鏡の軽量化が容易になり、この撮像部の画角を成す視野境界面と浮遊状態のカプセル型筐体との交差部をこの液体の表面に対して上方に位置させる当該カプセル型内視鏡の比重を容易に設定することができる。
As described above, in the second embodiment of the present invention, the position of the center of gravity of the capsule endoscope is set by the float arranged on the outer wall portion of the capsule casing, and the volume of the float is taken into consideration. The specific gravity of the capsule endoscope is set, and the others are configured in the same manner as in the first embodiment. For this reason, while enjoying the effect of
また、この浮きを収縮可能に構成し、胃等の観察部位において浮きを形成してカプセル型筐体を液面に浮遊させ、その後、被検体の臓器内部(食道、十二指腸、小腸等)を移動する際に浮きを収縮している。このため、カプセル型筐体を大型化することなく、臓器内部の液面に浮遊できるとともに、臓器内部を円滑に移動できるカプセル型内視鏡を実現することができる。 In addition, this float can be contracted to form a float at the observation site such as the stomach to float the capsule housing on the liquid surface, and then move inside the organ of the subject (esophagus, duodenum, small intestine, etc.) When you are contracting the float. For this reason, it is possible to realize a capsule endoscope that can float on the liquid surface inside the organ and can move smoothly inside the organ without increasing the size of the capsule housing.
(実施の形態3)
つぎに、本発明の実施の形態3について説明する。上述した実施の形態1では、カプセル型筐体2の内部に一つの撮像部4を固定配置していたが、この実施の形態3では、2つの撮像部をカプセル型筐体の内部に固定配置している。
(Embodiment 3)
Next, a third embodiment of the present invention will be described. In the first embodiment described above, one
図7は、本発明の実施の形態3にかかるカプセル型内視鏡の一構成例を示す断面模式図である。図7に示すように、この実施の形態3にかかるカプセル型内視鏡31は、上述した実施の形態1にかかるカプセル型内視鏡1のカプセル型筐体2に代えてカプセル型筐体32を有し、錘8に代えて錘38を有する。また、カプセル型内視鏡31は、このカプセル型筐体32の内部に、複数の照明部33および撮像部34をさらに有する。この場合、無線通信部5は、上述した撮像部4が撮像した体内画像を含む無線信号と撮像部34が撮像した体内画像を含む無線信号とを外部の受信装置(図示せず)に対して交互に送信する。その他の構成は実施の形態1と同じであり、同一構成部分には同一符号を付している。
FIG. 7 is a schematic cross-sectional view illustrating a configuration example of a capsule endoscope according to the third embodiment of the present invention. As shown in FIG. 7, a capsule endoscope 31 according to the third embodiment is replaced with a
カプセル型筐体32は、2つの撮像部を有する2眼のカプセル型内視鏡に適したカプセル型の筐体であり、被検体の臓器内部に導入し易い大きさに形成される。このようなカプセル型筐体32は、ケース本体32aと光学カバー2b,32cとによって形成される。
The
ケース本体32aは、両端が開口した筒状構造のケースである。かかるケース本体32aの一開口端には光学カバー2bが取り付けられ、ケース本体32aの他の開口端には光学カバー32cが取り付けられる。この場合、かかるケース本体32aの両開口端は、光学カバー2b,32cによってそれぞれ閉塞される。光学カバー32cは、照明部33が発光する照明光の波長と撮像部34が受光する反射光(被写体からの反射光)の波長とに対して透明なドーム状の光学部材である。かかるケース本体32aと光学カバー2b,32cとによって構成されるカプセル型筐体32は、上述した実施の形態1にかかるカプセル型内視鏡1のカプセル型筐体2と略同様のカプセル形状を成し、カプセル型内視鏡31の各構成部(複数の照明部3,33、撮像部4,34、無線通信部5、処理制御部36、電源部7、錘38等)を液密に収容する。
The case
複数の照明部33は、撮像部34の撮像視野を照明する照明手段として機能する。具体的には、複数の照明部33は、LED等の複数の発光素子と、これら複数の発光素子の駆動を実現する回路が形成された照明基板とを用いて実現される。かかる複数の照明部33は、撮像部34の撮像視野に対して照明光を発光することによって、光学カバー32c越しに撮像部34の撮像視野内の臓器内部(液中の臓器内部)を照明する。
The plurality of
撮像部34は、被検体の臓器内部に導入された液体の液面Sにカプセル型内視鏡31が浮遊した状態において、この液面Sの下方に撮像視野を有し、この撮像視野内に位置する液中の臓器内部の画像(液中の体内画像)を撮像する液中撮像手段として機能する。具体的には、撮像部34は、CMOSイメージセンサまたはCCD等の固体撮像素子34aと、固体撮像素子34aの受光面に被写体の光学像を結像するレンズ等の光学系34bと、固体撮像素子34aの駆動を実現するための回路が形成された撮像基板とを用いて実現される。撮像部34は、カプセル型筐体32の長軸C2(図示せず)と略同一直線上に位置する光軸C3と、この光軸C3を中心軸とする撮像視野の範囲を規定する画角θ3とを有し、カプセル型筐体32の内部に固定配置される。このような撮像部34は、被検体の臓器内部に導入された液体の液面Sにカプセル型筐体32が浮遊した状態において、この液面Sの下方に撮像視野を有し、かかる撮像視野内の被写体、すなわち液面Sに対して鉛直下方に位置する液中の被写体の画像を撮像する。このようにして、撮像部34は、液中の体内画像を撮像する。
The
ここで、かかる撮像部34の撮像視野内と撮像視野外との境界面である視野境界面B2は、図7に示すように、撮像部34の画角θ3を成し、撮像部34の光軸C3に対して角度αを形成する。この場合、撮像部34の画角θ3は2αである。撮像部34は、カプセル型筐体32が液面Sに浮遊した状態において、かかる視野境界面B2が液面Sと交差しないような態様でカプセル型筐体32の内部に固定配置される。これによって、撮像部34は、液面Sを撮像視野外に外すことができる。この結果、撮像部34は、液面Sからの反射光を受光せずに液中の被写体からの反射光を受光し、液中の体内画像を鮮明に撮像することができる。
Here, the visual field boundary surface B2 that is the boundary surface between the imaging field and the outside of the imaging field of the
処理制御部36は、撮像部4が撮像した体内画像を含む画像信号と撮像部34が撮像した液中の体内画像を含む画像信号とを生成する画像処理機能と、カプセル型内視鏡31の各構成部を制御する制御機能とを有する。具体的には、処理制御部36は、各種処理プログラムを実行するCPU、処理プログラム等を記憶するROM、各種情報を一時的に記憶するRAM、および所定の画像処理回路等を用いて実現される。このような処理制御部36は、複数の照明部33によって照明された撮像視野(具体的には液中の臓器内部)の体内画像を撮像部34が撮像するように、複数の照明部33と撮像部34との動作タイミングを制御する。また、処理制御部36は、撮像部4が撮像した気中の体内画像と撮像部34が撮像した液中の体内画像とを外部の受信装置(図示せず)に対して交互に無線送信するように無線通信部5を制御する。かかる処理制御部36の他の機能は、上述した実施の形態1にかかるカプセル型内視鏡1の処理制御部6と同様である。
The
錘38は、被検体の臓器内部に導入された液体の液面Sにカプセル型筐体32が浮遊した状態において撮像部4の光軸C1が液面Sに対して略垂直になるように、カプセル型内視鏡31の重心位置を設定する重心位置設定手段として機能する。具体的には、錘38は、撮像部4の光軸C1がカプセル型筐体32の長軸C2と同一直線上に位置する場合、光学カバー32cの近傍であるケース本体32aの後端部に固定配置される。このようにカプセル型筐体32の内部に固定配置された錘38は、カプセル型筐体32の中心位置CPに比して後端側(光学カバー32c側)にカプセル型内視鏡31の重心位置を設定する。このような位置に重心が設定されたカプセル型内視鏡31が液面Sに浮遊した場合、撮像部4の光軸C1は、上述した実施の形態1の場合と同様に、この液面Sに対して略垂直に設定される。これと同時に、撮像部34の撮像方向(図7に示す光軸C3の方向)は、略鉛直下方に設定される。この場合、撮像部34の視野境界面B2は、液面Sと交差しない。すなわち、撮像部34の撮像視野内に液面Sが含まれない。なお、このような錘38は、カプセル型筐体32の内部に互いに対称的な位置に配置する複数の錘であってもよいし、リング状に形成された1以上の錘であってもよい。
The
ここで、このようなカプセル型内視鏡31の比重G1は、上述した実施の形態1の場合と略同様に、カプセル型筐体32の全体積V5と、カプセル型筐体32が液体Lqの液面Sに浮遊した状態において液面Sの下に沈むカプセル型筐体32の液没部分の体積V6と、この液体Lqの比重G2とを用いて算出される。すなわち、かかるカプセル型内視鏡31の比重G1は、カプセル型筐体32の全体積V5、液没部分の体積V6、および液体Lqの比重G2を用いた次式(5)に基づいて算出される。
G1≦(V6×G2)/V5 ・・・(5)
この式(5)を満足する比重G1をカプセル型内視鏡31の比重として設定することによって、カプセル型内視鏡31は、比重G2の液体Lqの液面Sに浮遊できるとともに、視野境界面B1とカプセル型筐体32(具体的には光学カバー2b)との交差部A1をこの液面Sに対して常に上方に位置させることができる。
Here, the specific gravity G1 of the capsule endoscope 31 is substantially the same as that of the first embodiment described above, and the entire volume V5 of the
G1 ≦ (V6 × G2) / V5 (5)
By setting the specific gravity G1 satisfying the equation (5) as the specific gravity of the capsule endoscope 31, the capsule endoscope 31 can float on the liquid surface S of the liquid Lq having the specific gravity G2, and the visual field boundary surface. The intersection A1 between B1 and the capsule housing 32 (specifically, the
さらには、かかるカプセル型内視鏡31の比重G1は、複数の照明部3の照明境界面Eとカプセル型筐体32(具体的には光学カバー2b)との交差部A2が液面Sに対して上方に位置するように設定されることが望ましい。なお、この照明境界面Eは、複数の照明部3が照明する照明範囲内と照明範囲外との境界面であり、かかる複数の照明部3が発光する照明光の配光角θ2を成す。
Furthermore, the specific gravity G1 of the capsule endoscope 31 is such that the intersection A2 between the illumination boundary surface E of the plurality of
このように設定した比重G1を有するカプセル型内視鏡31は、図7に示すように、照明境界面Eと光学カバー2bとの交差部A2を液面Sに対して常に上方に位置させた状態で液面Sに浮遊する。この場合、かかる複数の照明部3から発光された照明光は、液面Sを介さずに撮像部4の撮像視野を照明する。この結果、かかる照明光は、液面Sにおいて屈折することなく、この撮像部4の撮像視野を鮮明に照明できる。なお、かかる比重G1を設定するためのカプセル型内視鏡31の軽量化は、上述した実施の形態1の場合と同様に行えばよい。
In the capsule endoscope 31 having the specific gravity G1 set in this way, the intersection A2 between the illumination boundary surface E and the
つぎに、被検体の胃内部にカプセル型内視鏡31と水とを導入した場合を例示して、この水の液面Sに浮遊した状態で胃内部の体内画像(気中および液中の体内画像)を撮像するカプセル型内視鏡31の動作を具体的に説明する。図8は、水の液面Sに浮遊した状態で気中および液中の体内画像を撮像するカプセル型内視鏡31の状態を例示する模式図である。 Next, the case where the capsule endoscope 31 and water are introduced into the stomach of the subject is exemplified, and an in-vivo image inside the stomach (in the air and in the liquid) is floated on the liquid surface S of the water. The operation of the capsule endoscope 31 that captures (in-vivo images) will be specifically described. FIG. 8 is a schematic view illustrating the state of the capsule endoscope 31 that captures in-air images in the air and in the liquid while floating on the liquid surface S of water.
カプセル型内視鏡31の比重G1は、上述した式(5)を満足するように設定される。また、カプセル型内視鏡31の重心位置は、上述したように錘38によって、カプセル型筐体32の中心位置CPに比して後端側(光学カバー32c側)に設定される。このようなカプセル型内視鏡31と水とを被検体の胃内部に導入した場合、カプセル型内視鏡31は、図8に示すように、この胃内部の水の液面Sに浮遊する。
The specific gravity G1 of the capsule endoscope 31 is set so as to satisfy the above-described formula (5). Further, the center of gravity of the capsule endoscope 31 is set on the rear end side (
具体的には、かかるカプセル型内視鏡31のカプセル型筐体32は、錘38によって設定された重心位置に起因して特定の浮遊姿勢を取る。この場合、撮像部4の光軸C1は、この液面Sに対して略垂直であり、この光軸C1と画角θ1とによって規定される撮像部4の撮像視野は、上述した実施の形態1の場合と同様に、液面Sに対して鉛直上方に設定される。これと同時に、撮像部34の撮像視野は、視野境界面B2と液面Sとが交差しないように液面Sに対して下方に設定される。
Specifically, the
ここで、かかるカプセル型内視鏡31の比重G1は、上述した式(5)を満足するものである。このため、撮像部4の視野境界面B1とカプセル型筐体32(具体的には光学カバー2b)との交差部A1は、この胃内部の水の液面Sに対して上方に位置する。さらには、照明部3の照明境界面Eと光学カバー2bとの交差部A2が、この液面Sに対して上方に位置する。この場合、かかる液面Sは、撮像部4の撮像視野外に位置するとともに照明部3の照明範囲外に位置する。この結果、気中の体内画像を撮像する際に液面Sからの反射光が撮像部4に受光されることを防止でき、且つ、撮像部4が撮像する気中の被写体(胃内壁)を照明する際に照明光が液面Sにおいて屈折することを防止できる。
Here, the specific gravity G1 of the capsule endoscope 31 satisfies the above-described formula (5). Therefore, the intersection A1 between the visual field boundary surface B1 of the
このように液面Sに浮遊した状態のカプセル型内視鏡31の撮像部4は、かかる液面Sからの反射光を受光することなく、照明部3によって一層鮮明に照明された気中の胃内壁からの反射光を受光することができる。これによって、この撮像部4は、光学カバー2b越しに気中の胃内部の体内画像を一層鮮明に撮像することができる。
Thus, the
一方、かかる浮遊状態のカプセル型内視鏡31の撮像部34は、この液面Sを撮像視野外に外すことができるので、この液面Sからの反射光を受光することなく、照明部33によって照明された液中の胃内壁からの反射光を受光することができる。これによって、この撮像部34は、光学カバー32c越しに液中の胃内部の体内画像を鮮明に撮像することができる。
On the other hand, since the
以上、説明したように、本発明の実施の形態3では、被検体の臓器内部に導入された液体の液面にカプセル型筐体を浮遊させた状態で液面下に位置する液中の臓器内部の体内画像を撮像する液中撮像部を追加配置し、この液面が液中撮像部の撮像視野外に位置するように液中撮像部の撮像方向を設定し、その他を上述した実施の形態1と略同様に構成した。このため、上述した実施の形態1の作用効果を享受するとともに、気中の臓器内部の体内画像に追加して液中の臓器内部の体内画像を鮮明に撮像でき、観察部位である臓器内部の鮮明な体内画像を短時間に効率良く撮像可能なカプセル型内視鏡を実現することができる。
As described above, in the third embodiment of the present invention, the organ in the liquid located below the liquid level in a state where the capsule-type casing is suspended above the liquid level of the liquid introduced into the organ of the subject. An in-liquid imaging unit that captures internal in-vivo images is additionally arranged, the imaging direction of the in-liquid imaging unit is set so that the liquid level is outside the imaging field of the in-liquid imaging unit, and the others are described above. The configuration is substantially the same as in the first embodiment. For this reason, while enjoying the effect of
また、この撮像部の撮像視野(気中の撮像視野)を照明する照明部の照明範囲外に液面が位置するように当該カプセル型内視鏡の比重を設定したので、照明部が発光した照明光が液面において屈折することを防止できる。この結果、この撮像部の撮像視野をより鮮明に照明することができ、これによって、気中の臓器内部の体内画像をより鮮明に撮像することができる。 In addition, since the specific gravity of the capsule endoscope is set so that the liquid surface is positioned outside the illumination range of the illumination unit that illuminates the imaging field of view (the imaging field in the air) of the imaging unit, the illumination unit emits light. The illumination light can be prevented from being refracted on the liquid surface. As a result, the imaging field of view of the imaging unit can be illuminated more clearly, and thereby an in-vivo image inside the organ in the air can be captured more clearly.
なお、本発明の実施の形態1,2では、撮像部4の視野境界面B1と光学カバー2bとの交差部A1が液面Sに対して上方に位置するようにカプセル型内視鏡の比重G1を設定していたが、図9に示すように、この撮像部4の撮像視野を照明する照明部3の照明境界面Eと光学カバー2bとの交差部A2が液面Sに対して上方に位置するようにカプセル型内視鏡の比重G1を設定することが望ましい。このように比重G1を設定することによって、実施の形態1,2にかかるカプセル型内視鏡の照明部3が発光した照明光が液面Sにおいて屈折することを防止できる。この結果、撮像部4の撮像視野をより鮮明に照明することができ、これによって、気中の臓器内部の体内画像をより鮮明に撮像することができる。
In the first and second embodiments of the present invention, the specific gravity of the capsule endoscope is such that the intersection A1 between the visual field boundary surface B1 of the
また、本発明の実施の形態1,3では、カプセル型筐体の内部に固定配置した錘によってカプセル型内視鏡の重心位置を設定していたが、これに限らず、カプセル型内視鏡の各構成部(照明部、撮像部、無線通信部、電源部、処理制御部等)のうちの少なくとも一つを用いてカプセル型内視鏡の重心位置を設定してもよい。具体的には、上述した実施の形態1にかかるカプセル型内視鏡1の重心位置は、図10に示すように、錘8に代えて電源部7または電池7aをケース本体2aの後端部に固定配置することによって中心位置CPよりも後端側に設定されてもよいし、図11に示すように、錘8に代えて無線通信部5と処理制御部6と電源部7とをケース本体2aの後端側に偏った状態で固定配置することによって中心位置CPよりも後端側に設定されてもよい。このことは、上述した実施の形態3にかかるカプセル型内視鏡31の重心位置を設定する場合についても同様である。
In the first and third embodiments of the present invention, the center of gravity of the capsule endoscope is set by the weight fixedly arranged inside the capsule casing. However, the present invention is not limited to this, and the capsule endoscope is not limited thereto. The center of gravity position of the capsule endoscope may be set using at least one of each of the components (illumination unit, imaging unit, wireless communication unit, power supply unit, processing control unit, etc.). Specifically, as shown in FIG. 10, the center of gravity of the
さらに、本発明の実施の形態1,2では、気中の撮像視野の画像を撮像する撮像部4の光軸C1とカプセル型筐体の長軸C2とを同一直線上の軸(互いに平行な軸であることを含む)に設定されていたが、これに限らず、かかる撮像部4の光軸C1とカプセル型筐体の長軸C2との成す角度を所望の角度に設定してもよい、すなわち、かかる光軸C1と長軸C2とは互いに平行でなくてもよい。
Furthermore, in the first and second embodiments of the present invention, the optical axis C1 of the
例えば、上述した実施の形態1にかかるカプセル型内視鏡1において、撮像部4は、図12に示すように、カプセル型筐体の径方向に平行な光軸C1(すなわち長軸C2に対して略垂直な光軸C1)を有してもよいし、図13に示すように、長軸C2に対して斜角を成す光軸C1を有してもよい。いずれの場合であっても、かかるカプセル型筐体が液面Sに浮遊した状態において撮像部4の視野境界面とカプセル型筐体との交差部A1が液面Sに対して上方に位置すればよく、さらには、照明部3の照明境界面とカプセル型筐体との交差部A2が液面Sに対して上方に位置することが望ましい。以上のことは、上述した実施の形態2にかかるカプセル型内視鏡21についても同様である。
For example, in the
また、本発明の実施の形態3では、気中の撮像視野の画像を撮像する撮像部4の光軸C1と液中の撮像視野の画像を撮像する撮像部34の光軸C3とが、カプセル型筐体の長軸C2と同一直線上の軸(互いに平行な軸であることを含む)に設定されていたが、これに限らず、かかる撮像部4,34の光軸C1,C3とカプセル型筐体の長軸C2との成す角度を所望の角度にそれぞれ設定してもよい。すなわち、かかる光軸C1,C3と長軸C2とは互いに平行でなくてもよいし、光軸C1,C3のいずれか一つが長軸C2に対して平行であり、残りの光軸が長軸C2に対して斜角または直角を成してもよい。
In
例えば、上述した実施の形態3にかかるカプセル型内視鏡31において、撮像部4,34は、図14に示すように、カプセル型筐体の径方向に平行な光軸C1,C3(すなわち長軸C2に対して略垂直な光軸C1,C3)を有してもよいし、図15に示すように、長軸C2に対して斜角を成す光軸C1,C3を有してもよい。または、撮像部4,34は、図16に示すように、長軸C2に対して斜角を成す光軸C1と直角を成す光軸C3とをそれぞれ有してもよいし、この逆であってもよい。いずれの場合であっても、かかるカプセル型筐体が液面Sに浮遊した状態において撮像部4の視野境界面とカプセル型筐体との交差部A1が液面Sに対して上方に位置すればよく、さらには、照明部3の照明境界面とカプセル型筐体との交差部A2が液面Sに対して上方に位置することが望ましい。一方、かかる液中の撮像部34の視野境界面は、カプセル型筐体が液面Sに浮遊した状態において液面Sと交差しないものであればよい。
For example, in the capsule endoscope 31 according to the third embodiment described above, the
また、本発明の実施の形態1〜3では、視野境界面B1と光学カバー2bとが交差するように撮像部4を固定配置していたが、これに限らず、視野境界面B1とカプセル型筐体のケース本体(上述したケース本体2a,22a,32a)とが交差するように撮像部4を固定配置してもよい。この場合、かかる視野境界面B1とカプセル型筐体のケース本体との交差部A1が液面Sに対して上方に位置するようにカプセル型内視鏡の比重G1を設定すればよい。
In the first to third embodiments of the present invention, the
さらに、本発明の実施の形態3では、2つの撮像部4,34を有する2眼のカプセル型内視鏡31を例示したが、これに限らず、3以上の撮像部を有する多眼のカプセル型内視鏡であってもよい。この場合、かかる3以上の撮像部のうちの気中の撮像視野の画像を撮像する1以上の撮像部は、カプセル型筐体が液面Sに浮遊した状態において液面Sに対して略直角を成す光軸を有する。また、かかる1以上の撮像部の視野境界面とカプセル型筐体との交差部は、この液面Sに対して上方に位置する。
Furthermore, in the third embodiment of the present invention, the binocular capsule endoscope 31 having the two
1,21,31 カプセル型内視鏡
2,22,32 カプセル型筐体
2a,22a,32a ケース本体
2b,32c 光学カバー
3,33 照明部
4,34 撮像部
4a,34a 固体撮像素子
4b,34b 光学系
5 無線通信部
5a アンテナ
6,36 処理制御部
7 電源部
7a 電池
7b 電源回路
8,38 錘
22c 溝部
23 浮き
23a 弾性膜
23b 発泡剤
B1,B2 視野境界面
E 照明境界面
S 液面
1, 21, 31
Claims (7)
前記カプセル型筐体を前記液体の表面に浮遊させた状態で前記撮像手段の光軸を前記液体の表面に対して略垂直にし、前記撮像手段の画角を成す視野境界面と浮遊状態の前記カプセル型筐体との交差部が前記液体の表面に対して上方に位置するように当該カプセル型内視鏡の比重を設定することを特徴とするカプセル型内視鏡。 A capsule-type housing and imaging means fixedly arranged inside the capsule-type housing, and images the inside of the organ by the imaging means in a state of floating on the surface of the liquid introduced into the organ of the subject. In a capsule endoscope for imaging,
With the capsule housing suspended on the surface of the liquid, the optical axis of the imaging means is made substantially perpendicular to the surface of the liquid, and the field boundary surface forming the angle of view of the imaging means and the floating state The capsule endoscope is characterized in that the specific gravity of the capsule endoscope is set so that the intersection with the capsule casing is positioned above the surface of the liquid.
前記照明手段が発光する照明光の配光角を成す照明境界面と浮遊状態の前記カプセル型筐体との交差部が前記液体の表面に対して上方に位置するように当該カプセル型内視鏡の比重を設定することを特徴とする請求項1に記載のカプセル型内視鏡。 Illumination means for illuminating the imaging field of view of the imaging means;
The capsule endoscope so that the intersection of the illumination boundary surface forming the light distribution angle of the illumination light emitted from the illumination means and the capsule-type casing in a floating state is located above the surface of the liquid The capsule endoscope according to claim 1, wherein the specific gravity is set.
前記液体を浸透可能であって、前記発泡剤を配置した前記溝部を覆う弾性膜と、
を備え、
前記浮きは、前記弾性膜を浸透した前記液体と前記発泡剤とが混合した場合に発生する気体によって前記弾性膜を膨張させることによって形成されることを特徴とする請求項5に記載のカプセル型内視鏡。 A foaming agent disposed in a groove formed in a part of the capsule-type housing;
An elastic membrane capable of penetrating the liquid and covering the groove portion in which the foaming agent is disposed;
With
6. The capsule mold according to claim 5, wherein the float is formed by expanding the elastic film with a gas generated when the liquid that has permeated the elastic film and the foaming agent are mixed. Endoscope.
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- 2007-08-24 JP JP2007218892A patent/JP2009050400A/en active Pending
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