JP2009072577A - 内視鏡システム - Google Patents

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Abstract

【課題】スコープだけを引き上げて、プロセッサとの組み合わせを考慮した解析が可能な内視鏡システムを提供する。
【解決手段】内視鏡システム1は、撮像部(撮像素子)11と、メモリ23と、解析用画像データの生成作業時に撮像部(撮像素子)11からの画像信号に代えて基準信号を出力する基準信号出力部とを有するスコープ10を備える。通常使用時に画像信号について画像処理を施し、解析用画像データの生成作業時に基準信号について画像処理を施す実使用プロセッサ30を備える。実使用プロセッサ30に接続され、解析用画像データの生成作業時において、基準信号について画像処理が施された画像の特性を測定するデータ作成用測定部70を備える。解析用画像データの生成作業時において、実使用プロセッサ30は、データ作成用測定部による測定結果を解析用画像データとしてスコープ10に送信し、メモリ23は解析用画像データを記録する。
【選択図】図1

Description

本発明は、内視鏡システムに関し、特に不具合の解析を容易にする内視鏡システムに関する。
従来、撮像素子が搭載されたスコープを備えた内視鏡システムが提案されている。内視鏡システムにおいて、不具合が生じた場合に、修理時において不具合の箇所を特定する必要がある。但し、ここでの不具合には、内視鏡システムの少なくとも一部が故障している場合だけでなく、使用者の意図に反した動作(パフォーマンス)も含まれる。例えば、使用者の意図に反する色合いで画像がモニタなどに出力される場合などが考えられる。
特許文献1は、画像処理装置(プロセッサ)の各回路に対してエラーチェックを行う診断手段を有する内視鏡システムを開示する。
特開2004−261612号公報
特許文献1の装置では、内視鏡システムの故障を特定することはできる。しかし、使用者の意図しない動作の原因を特定する事は出来ない。この場合には、スコープ、及びプロセッサを含む内視鏡システムを医療現場などの使用場所から引き上げる必要がある。但し、プロセッサが大きな装置であり、一旦設置したものを引き上げるのは困難である。
したがって本発明の目的は、プロセッサを引き上げずに、スコープだけを引き上げて、プロセッサとスコープの組み合わせを考慮した不具合解析が可能な内視鏡システムを提供することである。
本発明に係る内視鏡システムは、撮像素子と、メモリと、解析用画像データの生成作業時に撮像素子からの画像信号に代えて基準信号を出力する基準信号出力部とを有するスコープと、通常使用時に画像信号について画像処理を施し、解析用画像データの生成作業時に基準信号について画像処理を施す実使用プロセッサと、実使用プロセッサに接続され、解析用画像データの生成作業時において、基準信号について画像処理が施された画像の特性を測定するデータ作成用測定部とを備え、解析用画像データの生成作業時において、実使用プロセッサは、データ作成用測定部による測定結果を解析用画像データとして前記スコープに送信し、メモリは解析用画像データを記録する。
好ましくは、基準信号出力部は、解析用画像データの生成作業後であって、スコープが実使用プロセッサと同じ機能を有する解析用プロセッサと接続されて行われる内視鏡システムの不具合に関する解析作業の前段階として行われる解析準備作業時に、基準信号を出力し、解析用プロセッサは、解析準備作業時に基準信号について画像処理を施し、データ作成用測定部またはデータ作成用測定部と同じ機能を有する解析準備作業用測定部は、解析準備作業時において、解析用プロセッサに接続され、基準信号について画像処理が施された画像の特性を測定し、解析準備作業時においてデータ作成用測定部または解析準備作業用測定部によって測定された、基準信号が解析用プロセッサにおける画像処理が施された画像の特性が、解析用画像データの特性と同じになるように、解析用プロセッサにおける画像処理の設定値が調整される。
また、好ましくは、基準信号出力部は、基準信号として、Rの色が出力される信号、Gの色が出力される信号、Bの色が出力される信号、及びその他の解析用信号を別々に出力する。また、好ましくは、基準信号出力部は、解析用画像データの生成作業後であって、スコープが実使用プロセッサと同じ機能を有する解析用プロセッサと接続されて行われる内視鏡システムの不具合に関する解析作業の前段階として行われる解析準備作業時に、基準信号を出力し、解析用プロセッサは、解析準備作業時に基準信号について画像処理を施し、データ作成用測定部またはデータ作成用測定部と同じ機能を有する解析準備作業用測定部は、解析準備作業時において、解析用プロセッサに接続され、基準信号について画像処理が施された画像の特性を測定し、解析準備作業時においてデータ作成用測定部または解析準備作業用測定部によって測定された、基準信号が解析用プロセッサにおける画像処理が施された画像の特性が、解析用画像データに記録された基準信号が実使用プロセッサにおける画像処理が施された画像の特性と同じになるように、解析用プロセッサにおける画像処理の設定値を調整するために使用される操作部を、解析用プロセッサは有する。
以上のように本発明によれば、プロセッサを引き上げずに、スコープだけを引き上げて、プロセッサとスコープの組み合わせを考慮した不具合解析が可能な内視鏡システムを提供することができる。
以下、本実施形態における内視鏡システムの構成について、図1、図2を用いて説明する。本実施形態に係る内視鏡システム1は、通常の使用モードにおいて、スコープ10、実使用プロセッサ30、及び実使用モニタ50を備える。スコープ10、実使用プロセッサ30、及び実使用モニタ50は、内視鏡システム1を通常の使用モードで使用する場所である医療現場などに設置される。なお、通常の使用モードにおいては、図1に記載されたデータ作成用測定部70は必要でない。
内視鏡システム1の不具合を解析するため、医療現場で使用されているスコープ10と実使用プロセッサ30との組み合わせにおける画像処理(前段の画像処理、及び後段の画像処理)を施した画像の特性(色相、彩度、明度、ガンマ特性、及びハレーション特性など)を記録する解析用画像データを生成する場合には、内視鏡システム1は、スコープ10、実使用プロセッサ30、実使用モニタ50、及びデータ作成用測定部70を備える。データ作成用測定部70は、実使用プロセッサ30が設置された医療現場に用意される。
不具合の解析作業、及び解析作業に先立って、医療現場から引き上げられたスコープ10と修理作業場などに設置された解析用プロセッサ30’との組み合わせで、医療現場に残された実使用プロセッサ30と組み合わせた場合と同じ色再現能力を発揮させる(同じ特性で画像処理が行えるようにする)調整としての解析準備作業が行われる場合には、内視鏡システム1は、スコープ10、解析用プロセッサ30’、解析用モニタ50’、及びデータ作成用測定部70(または解析準備作業用測定部70’)を備える。
解析準備作業で使用される解析用プロセッサ30’は、医療現場に残された実使用プロセッサ30と同等機能を有するものが使用される(解析用モニタ50’も同様)。測定部については、解析用画像データ生成作業で使用されたデータ作成用測定部70を使用するのが望ましいが、機能的に同等な解析準備作業用測定部70’を使用してもよい。
スコープ10は、CCDなどの撮像部11、撮像部11を駆動するCCDドライバ13、相関二重サンプリング処理やA/D変換を行うCDS及びA/D部15、FPGA(Field Programmable Gate Array)17、各種コマンドを記録するコンフィグROM19、スコープ制御部21、不揮発性のメモリ23、DSP25、及びビデオアンプ27を有する。
実使用プロセッサ30(解析用プロセッサ30’も同様)は、絶縁回路31、画像処理回路33、及び制御部37を有する。実使用プロセッサ30ではスコープ10により取得された画像信号に対し、実使用モニタ50で表示可能な画像を生成する後段の画像処理が施される。
実使用プロセッサ30には、実使用モニタ50が接続される。実使用モニタ50は、実使用プロセッサ30で画像処理された、所定のビデオ信号の規格に準拠した画像を表示する表示手段である。実使用プロセッサ30には、実使用モニタ50の他に、実使用プロセッサ30で画像処理された画像データ等を記録する外部記憶装置や、画像を出力(プリントアウト)するプリンタなどが接続されてもよい。
実使用プロセッサ30のビデオ信号出力端子には、通常の使用モードにおいては実使用モニタ50が接続され、解析用画像データ生成時や解析準備作業時においては解析用モニタ50’に加え、データ作成用測定部70(または解析準備作業用測定部70’)が接続される。データ作成用測定部70(解析準備作業用測定部70’も同様)は、基準信号について画像処理が施された画像についての特性を測定する解析機器(ベクトルスコープ、波形モニタ、パソコンなど)であり、測定結果(測定値)を自身に出力(表示)する。出力された値は、後述する解析用画像データ生成や、解析準備作業で使用される。
次に、各部の詳細について説明する。被観察体からの反射光は対物光学系(不図示)を介して撮像部11の撮像素子に入射され、撮像素子の入射面に被観察体の光学像が結像される。撮像素子では入射した被観察体の光学像が光電変換され、該光学像に基づいた画像信号が出力される。
通常の使用モードにおいては、撮像部11から出力された画像信号は、CDS及びA/D部15、FPGA17を介してDSP25に出力され、DSP25においてYC分離など前段の画像処理が施され、ビデオアンプ27による増幅後、絶縁回路31を介して実使用プロセッサ30の画像処理回路33に出力される。実使用プロセッサ30では、画像処理回路33において、後段の画像処理が施されて、実使用モニタ50で出力可能なビデオ信号にされる。
解析用画像データを生成する場合には、実使用プロセッサ30の制御部37は、スコープ制御部21に対して、色データ収集モードのコマンドを送信する。スコープ制御部21は、色データ収集モードのコマンドに基づいて、FPGA17に対してモード切替コマンドを送信する。モード切替が行われると、FPGA17は、CDS及びA/D部15からの画像信号入力をカットし、FPGA17が内蔵している基準信号を、撮像部11の撮像素子の駆動信号に合わせてDSP25に対して出力し、基準信号の出力完了後に、スコープ制御部21に対して、基準信号出力完了通知を行う。FPGA17(基準信号出力部)は、基準信号として、Rの色が出力される信号、Gの色が出力される信号、Bの色が出力される信号、及びその他解析用信号を切り替えて別々に出力する。その他解析用信号の具体例としては、ガンマ特性を測定するための、のこぎり波など輝度が直線的に変化する信号、や、ハレーション特性としてYリミット(白レベルを超えるような高い輝度信号が入力された場合に所定の輝度値に強制的にクリップする機能)を測定するための、白レベルを超える信号などが挙げられる。
FPGA17から出力された基準信号(Rの色が出力される信号、Gの色が出力される信号、Bの色が出力される信号、及びその他解析用信号のいずれか)は、DSP25において前段の画像処理が施され、ビデオアンプ27による増幅後、実使用プロセッサ30に出力される。また、基準信号出力完了通知は、スコープ制御部21を介して実使用プロセッサ30の制御部37に対しても行われる。基準信号出力完了通知を受けると、制御部37は、実使用プロセッサ30が、DSP25、及びビデオアンプ27を介して出力された前段の画像処理が施された基準信号を受信できる状態にする。基準信号は実使用プロセッサ30において後段の画像処理が施され、ビデオ信号出力端子からデータ作成用測定部70に対して出力される。データ作成用測定部70は、後段の画像処理が施された基準信号に対応する画像の特性を測定し、測定結果を出力する。測定結果(測定値)は、使用者(またはサービス作業者)によって確認され、実使用プロセッサ30の操作部38を使って手入力され、制御部37、絶縁回路31、及びスコープ制御部21を介して、メモリ23に記録される。色収集モードのコマンド送信からの手順を、各色(RGB)信号やその他解析用信号に対応する基準信号ごとに切り替えて行われ、それぞれの測定結果(解析用画像データ)がメモリ23に記録されると、測定完了通知が、スコープ10から実使用プロセッサ30に行われて、解析用画像データの生成作業が終了される。解析用画像データの生成作業終了後、スコープ10だけが医療現場などから引き上げられ、不具合を解析する解析作業が行われる。なお、測定結果(測定値)の入力は、操作部38を使って手入力によるものでなく、データ作成用測定部70などが自動的に測定結果を実使用プロセッサ30に入力する形態であってもよい。
解析作業に先立って、引き上げられたスコープ10と修理作業場などに設置された解析用プロセッサ30’との組み合わせで、医療現場に残された実使用プロセッサ30と組み合わせた場合と同じ色再現能力を発揮させる(同じ特性で画像処理が行えるようにする)調整として、解析準備作業が行われる。
解析準備作業においては、メモリ23にデータ作成用測定部70による測定結果が記録されたスコープ10と、解析用プロセッサ30’、解析用モニタ50’、及びデータ作成用測定部70(または解析準備作業用測定部70’)が用意される。解析準備作業は、内視鏡システム1が設置された医療現場などから離れた、内視鏡システム1を供給する企業などで行われるが、本実施形態では、大きくて持ち運びの困難な実使用プロセッサ30は引き上げる必要はなく、比較的持ち運びが容易なスコープ10だけが引き上げられる。
解析準備作業においては、解析用画像データ生成作業時と同様に、FPGA17から基準信号が出力され、データ作成用測定部70において、画像処理が施された基準信号に対応する画像の特性が測定される。但し、この時のコマンドは、色データ収集モードのコマンドと異なる解析モードに対応したプロセッサ情報収集コマンドが送信され、FPGA17からの基準信号とともに、メモリ23に記録された解析用画像データが出力される。解析準備作業におけるデータ作成用測定部70(解析準備作業用測定部70’)による測定結果は、データ作成用測定部70(解析準備作業用測定部70’)に表示される。メモリ23から読み出しされた解析用画像データは、データ作成用測定部70または解析用モニタ50’などの出力機器に表示される。解析準備作業における測定結果における特性の値が、表示された解析用画像データの値(特性の値、固定値)と同じになるように、解析用プロセッサ30’における画像処理の設定値(明るさなど色設定に関連するパラメータ)がサービス作業者の操作部38を使った操作によって調整される。
各色(RGB)信号やその他解析用信号に対応する基準信号を使って画像処理の設定値が調整されると、医療現場から引き上げられたスコープ10と、解析用プロセッサ30’との組み合わせにおける色再現能力は、医療現場におけるスコープ10と実使用プロセッサ30との組み合わせにおける色再現能力と同等にされる。その後、サービス作業者の操作によって、不具合などの解析が行われる。この時、医療現場から引き上げられたものはスコープ10だけであるが、引き上げられなかった実使用プロセッサ30の色再現能力などの特性も考慮した内視鏡システム1を使って解析作業が行われるため、スコープ10だけでなく、実使用プロセッサ30の不具合、例えば表示される画像の赤色が強いなど微妙な色再現の問題についても解析することが可能になる。ここでの不具合には、内視鏡システム1の少なくとも一部が故障している場合だけでなく、使用者の意図に反した動作(パフォーマンス)も含まれる。例えば、使用者の意図に反する色合いで画像が実使用モニタ50などに出力される場合などが考えられる。
次に、解析用画像データを生成する手順について、図3のフローチャートを用いて説明する。ステップS11で、スコープ10が実使用プロセッサ30と接続されると、使用者またはサービス作業者の操作により色データ収集モードにされて、実使用プロセッサ30の制御部37から、スコープ制御部21に対して、色データ収集モードのコマンドが送信されたか否かが判断される。された場合にはステップS13に進められ、されない場合には、ステップS12が繰り返される。
ステップS13で、スコープ制御部21によって、色データ収集モードのコマンドに基づくモード切替コマンドが、FPGA17に対して送信され、FPGA17は、CDS及びA/D部15からの画像信号入力をカットし、基準信号を、撮像部11の撮像素子の駆動信号に合わせてDSP25に対して出力する。
基準信号の出力後、スコープ10から実使用プロセッサ30に、基準信号出力完了通知が行われ、ステップS14で、FPGA17から出力された基準信号の実使用プロセッサ30への取り込みが許可される(制御部37は、実使用プロセッサ30が、DSP25、及びビデオアンプ27を介して出力された前段の画像処理が施された基準信号を受信できる状態にする)。ステップS15で、基準信号の実使用プロセッサ30への取り込み(受信)が完了したか否かが判断される。実使用プロセッサ30を介して、データ作成用測定部70で画像処理が施された基準信号に対応する画像の色相、彩度が測定され、これらの値が解析用画像データとして、操作部38を使って手入力され、実使用プロセッサ30、スコープ制御部21を介して、メモリ23に記録された場合には、取り込み(受信)が完了したとして、ステップS16に進められる。完了していない場合には、ステップS15が繰り返される。
ステップS16で、各色(RGB)信号やその他解析用信号に対応する基準信号を使ってステップS14、S15の手順が行われたか否かが判断される。行われていない場合には、ステップS17で、別の基準信号がFPGA17から出力されて、ステップS14、S15の手順が行われる。総ての基準信号についてステップS14、S15の手順が行われた場合には、ステップS18に進められる。
それぞれの測定結果(解析用画像データ)がメモリ23に記録されると、ステップS18で、測定完了通知が、スコープ10から実使用プロセッサ30に行われて、解析用画像データの生成作業が終了される。
次に、解析準備作業の手順について、図4のフローチャートを用いて説明する。ステップS31で、メモリ23にデータ作成用測定部70による測定結果が記録されたスコープ10と、解析用プロセッサ30’、及びデータ作成用測定部70(または解析準備作業用測定部70’)とが接続されると、ステップS32で、サービス作業者の操作により解析モードにされて、解析用プロセッサ30’の制御部37から、スコープ制御部21に対して、プロセッサ情報収集コマンドが送信されたか否かが判断される。された場合にはステップS33に進められ、されない場合には、ステップS32が繰り返される。
ステップS33の判断の前に、スコープ制御部21によって、プロセッサ情報収集モードコマンドに基づくモード切替コマンドが、FPGA17に対して送信され、FPGA17は、CDS及びA/D部15からの画像信号入力をカットし、基準信号を、撮像部11のCCDの駆動信号に合わせてDSP25に対して出力する。
ステップS33で、基準信号の出力後、スコープ10から解析用プロセッサ30’に、基準信号出力完了通知が行われ、FPGA17から出力された基準信号の解析用プロセッサ30’への取り込みが許可されたか否かが判断される。すなわち、制御部37が、解析用プロセッサ30’が、DSP25、及びビデオアンプ27を介して出力された前段の画像処理が施された基準信号を受信できる状態にしたか否かが判断される。許可された場合はステップS34に進められ、されない場合はステップS33が繰り返される。
ステップS34で、FPGA17から出力された基準信号に基づいて、データ作成用測定部70(または解析準備作業用測定部70’)が基準信号に基づく画像の特性を測定する。測定結果は、データ作成用測定部70(または解析準備作業用測定部70’)に表示される。また、メモリ23に記録された解析用画像データが出力される。読み出しされた解析用画像データは、データ作成用測定部70または解析用モニタ50’などの出力機器に表示される。解析準備作業における測定結果における特性の値が、表示された解析用画像データの値(特性の値)と同じになるように、解析用プロセッサ30’における画像処理の設定値(明るさなど色設定に関連するパラメータ)がサービス作業者によって調整される。
ステップS35で、各色(RGB)信号やその他解析用信号に対応する基準信号を使ってステップS33、S34の手順が行われたか否かが判断される。行われていない場合には、別の基準信号がFPGA17から出力されて、ステップS33、S34の手順が行われる。総ての基準信号についてステップS33、S34の手順が行われた場合には、解析準備作業が終了され、引き上げられなかった実使用プロセッサ30の色再現能力などの特性も考慮した内視鏡システム1を使った解析作業が可能な状態になる。
本実施形態では、解析用画像データ生成時において、基準信号に対する画像の特性を数値化した状態でメモリ23に記録し、解析準備作業において、メモリ23に記録された特性の値を見ながら、医療現場におけるスコープ10と解析用プロセッサ30’との組み合わせの色再現能力を設定する。このため、医療現場から引き上げなかった実使用プロセッサ30の色再現能力に近い状態の解析用プロセッサ30’を解析作業現場に用意することが可能になり、精度の高い不具合解析を行うことが可能になる。
本実施形態における内視鏡システムの構成図である。 スコープの詳細な構成図である。 解析用画像データを生成する手順を示すフローチャートである。 解析準備作業の手順を示すフローチャートである。
符号の説明
1 内視鏡システム
10 スコープ
11 撮像部
13 CCDドライバ
15 CDS及びA/D部
17 FPGA
19 コンフィグROM
21 スコープ制御部
23 メモリ
25 DSP
27 ビデオアンプ
30 実使用プロセッサ
30’ 解析用プロセッサ
31 絶縁回路
33 画像処理回路
37 制御部
38 操作部
50 実使用モニタ
50’ 解析用モニタ
70 データ作成用測定部
70’ 解析準備作業用測定部

Claims (4)

  1. 撮像素子と、メモリと、解析用画像データの生成作業時に前記撮像素子からの画像信号に代えて基準信号を出力する基準信号出力部とを有するスコープと、
    通常使用時に前記画像信号について画像処理を施し、前記解析用画像データの生成作業時に前記基準信号について画像処理を施す実使用プロセッサと、
    前記実使用プロセッサに接続され、前記解析用画像データの生成作業時において、前記基準信号について画像処理が施された画像の特性を測定するデータ作成用測定部とを備え、
    前記解析用画像データの生成作業時において、前記実使用プロセッサは、前記データ作成用測定部による測定結果を前記解析用画像データとして前記スコープに送信し、前記メモリは前記解析用画像データを記録することを特徴とする内視鏡システム。
  2. 前記基準信号出力部は、前記解析用画像データの生成作業後であって、前記スコープが前記実使用プロセッサと同じ機能を有する解析用プロセッサと接続されて行われる前記内視鏡システムの不具合に関する解析作業の前段階として行われる解析準備作業時に、前記基準信号を出力し、
    前記解析用プロセッサは、前記解析準備作業時に前記基準信号について画像処理を施し、
    前記データ作成用測定部または前記データ作成用測定部と同じ機能を有する解析準備作業用測定部は、前記解析準備作業時において、前記解析用プロセッサに接続され、前記基準信号について画像処理が施された画像の特性を測定し、
    前記解析準備作業時において前記データ作成用測定部または解析準備作業用測定部によって測定された、前記基準信号が前記解析用プロセッサにおける画像処理が施された画像の特性が、前記解析用画像データに記録された前記基準信号が前記実使用プロセッサにおける画像処理が施された画像の特性と同じになるように、前記解析用プロセッサにおける画像処理の設定値が調整されることを特徴とする請求項1に記載の内視鏡システム。
  3. 前記基準信号出力部は、基準信号として、Rの色が出力される信号、Gの色が出力される信号、Bの色が出力される信号、及びその他の解析用信号を別々に出力することを特徴とする請求項1に記載の内視鏡システム。
  4. 前記基準信号出力部は、前記解析用画像データの生成作業後であって、前記スコープが前記実使用プロセッサと同じ機能を有する解析用プロセッサと接続されて行われる前記内視鏡システムの不具合に関する解析作業の前段階として行われる解析準備作業時に、前記基準信号を出力し、
    前記解析用プロセッサは、前記解析準備作業時に前記基準信号について画像処理を施し、
    前記データ作成用測定部または前記データ作成用測定部と同じ機能を有する解析準備作業用測定部は、前記解析準備作業時において、前記解析用プロセッサに接続され、前記基準信号について画像処理が施された画像の特性を測定し、
    前記解析準備作業時において前記データ作成用測定部または解析準備作業用測定部によって測定された、前記基準信号が前記解析用プロセッサにおける画像処理が施された画像の特性が、前記解析用画像データに記録された前記基準信号が前記実使用プロセッサにおける画像処理が施された画像の特性と同じになるように、前記解析用プロセッサにおける画像処理の設定値を調整するために使用される操作部を、前記解析用プロセッサは有することを特徴とする請求項1に記載の内視鏡システム。
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