JP2010525921A - 複数の内視鏡間における画像取得の調整 - Google Patents

Abstract

複数の内視鏡の間で画像取得を調節する方法が開示されている。同方法は、表面の画像を、第１の内視鏡システムで、表面を光で照射し、後方散乱光を捕集し、捕集された後方散乱光に基づいて画像を生成することによって、取得する段階を含んでいる。第１の内視鏡システムからの光の強度が下げられる。表面の画像は、光の強度が減少している間に、第２の走査ビーム内視鏡システムで、表面をビームで走査し、ビームで表面を走査している間の異なる時期に後方散乱光を捕集することによって、取得される。１つの態様では、画像取得を調整するために、調整信号が内視鏡システムの間で交換されている。別の態様では、画像取得は、走査ビーム内視鏡システムが強度減少を検出することによって調整されている。この様な方法を実行するのに有用な器械も開示されている。
【選択図】図３

Description

本発明の実施形態は、内視鏡に関する。厳密には、本発明の実施形態は、複数の内視鏡間における画像取得の調整に関する。

内視鏡は、患者体内に挿入して体腔や管腔の内部を診察するか又は患者の内部の別の診察を行うのに使用することができる器具又は装置である。

内視鏡の一型式に走査ビーム内視鏡がある。走査ビーム内視鏡は、診査したい表面上にビーム又は照射スポットを走査する。表面の画像を作成するために、走査中の異なる時期に照射スポットからの後方散乱光が走査ビーム内視鏡によって検出される。

内視鏡のもう１つの型式に従来型の非走査ビーム内視鏡がある。この様な内視鏡は、診査したい表面全体に、例えば１つ又はそれ以上の一般には大型のマルチモード光ファイバーを通して提供される明白色光又は近白色光を浴びせる。後方散乱光は表面全体から同時に捕集され、画像が作成される。この様な内視鏡の中には、後方散乱光を検出するのに、内視鏡の遠位先端部に光検出アレイ、例えば電荷結合素子（ＣＣＤ）を含んでいるものがある。内視鏡には他にも、後方散乱光を捕集して基地局へ戻すために、それぞれが画像の画素に対応している多数の光ファイバーを使用しているものもある。基地局では、光を光検出アレイで検出するか又は別のやり方で使用して、画像が作成される。

場合により、複数の内視鏡が組み合わせて使用されることもある。一例として、所謂マザー内視鏡が所謂ドータ又はベビー内視鏡と共に使用されることがある。一例として、ドータ又はベビー鏡は、マザー内視鏡のリーチを超える区域を診査するのに使用されることがある。

米国特許出願公開第２００６０１３８２３８号 Richard S. Johnstonらによる公開番号不詳の米国特許出願「断続走査共振を使用する可変連続フレーミングを用いた走査ビーム」（"SCANNING BEAM WITH VARIABLE SEQUENTIAL FRAMING USING INTERRUPTED SCANNING RESONANCE"） Richard S. Johnstonによる公開番号不詳の同時継続米国特許出願「複数の内視鏡システムにおけるフィルタリングによる改良された画像取得」（"IMPROVED IMAGE ACQUISITION THROUGH FILTERING IN MULTIPLE ENDOSCOPE SYSTEMS"）

本発明は、本発明の実施形態を例示するのに使用される以下の説明並びに添付図面を参照することにより深く理解されるであろう。

以下の説明では、具体的な詳細事項が数多く記載されている。しかしながら、本発明の実施形態は、これらの具体的な詳細事項無しに実施することもできるものと理解頂きたい。事例によっては、記述内容の理解をあいまいにしないために、周知の回路、構造、及び技法を詳細に示していないものもある。

或る特定の型式の内視鏡、例えば走査ビーム内視鏡を、他の内視鏡、例えば前述の従来型の内視鏡などと組み合わせて使用する場合、難題が持ち上がることがある。例えば、走査ビーム内視鏡からのビーム又は照射スポットで走査する表面が、同時にもう１つの内視鏡からの光で照射されると、他方の内視鏡からの光の一部は、反射されるか又はそうでなければ後方散乱し、走査ビーム内視鏡によって捕集されることになる。他方の内視鏡からのこの光は、一般には望ましくなく、走査ビーム内視鏡を使用して取得される画像のコントラストを下げるか又は品質に何らかの悪影響を及ぼす傾向を呈すノイズである場合もある。

発明者らは、複数の内視鏡システムの画像化のための改良されたシステムと方法を考案した。本発明の実施形態では、第１の内視鏡と第２の走査ビーム内視鏡は、第１の内視鏡からの光を消灯するか又は強度を減少させておいて、その間に走査ビーム内視鏡が表面の画像を取得することができるように、同期化させるか又は別のやり方で調整を施すことができる。好都合なことに、これは、走査ビーム内視鏡を使用して取得される画像のコントラスト又は品質を向上させるのに役立つ。

本発明の実施形態による、デュアル内視鏡システムでの画像化を調整するための方法のフローチャートのブロック図であり、同方法は、もう１つの関係付けられた内視鏡システムからの光の強度が減少している間に走査ビーム内視鏡システムで表面の画像を取得する段階を含んでいる。 本発明の実施形態により、調整信号の交換に基づいて走査ビーム内視鏡システムの画像取得を調整する方法のフローチャートのブロック図である。 本発明の実施形態により、画像取得を同期化又は調整することを目的に同期化又は調整信号を交換するため、内視鏡システム同士の間に通信リンクを含んでいるデュアル内視鏡システムの一例のブロック図である。 本発明の実施形態により、もう１つの内視鏡システムからの光の強度の減少を検出することによって、走査ビーム内視鏡システムの画像取得を調整する方法のフローチャートのブロック図である。 本発明の実施形態により、もう１つの内視鏡システムとの画像取得を、他方の内視鏡システムからの光の強度の減少を検出することによって調整するのに、少なくとも１つの随意的な光検出器と制御装置とを有する走査ビーム内視鏡の基地局の一例のブロック図である。

図１は、本発明の実施形態による、デュアル内視鏡システムでの画像化工程を調整するための方法１００のフローチャートのブロック図であり、同方法は、もう１つの関係付けられた内視鏡システムからの光の強度が減少している間に走査ビーム内視鏡システムで表面の画像を取得する段階を含んでいる。

最初に、ブロック１０１で、表面の画像が第１の内視鏡システムで取得される。本発明の実施形態では、第１の内視鏡システムは、従来型の内視鏡システムであってもよく、画像を取得する段階は、一般的には広帯域光で表面を照射する段階と、後方散乱光を捕集する段階と、捕集された後方散乱光に基づいて画像を生成する段階と、を含んでいてもよい。

次に、ブロック１０２で、第１の内視鏡システムからの光の強度が下げられるか、又は実施形態によっては、消灯される。本発明の様々な実施形態では、強度は少なくとも３０％、少なくとも５０％、少なくとも８０％、少なくとも９０％、又は約１００％減少させてもよい。

ブロック１０３で、光の強度が減少しているか又は消灯している間に、表面の画像が、走査ビーム内視鏡システムで取得される。本発明の実施形態では、画像を取得する段階は、表面を光のビームで走査する段階と、表面をビームで走査している間の異なる時期に後方散乱光を捕集する段階と、を含んでいてもよい。後方散乱光が検出され、これを使用して表面の画像が作成される。

表面の画像は、第１の内視鏡システムからの光の強度が減少しているか又は消灯している間に、走査ビーム内視鏡システムで取得されるので、第１の内視鏡システムからの光で、後方散乱し走査ビーム内視鏡システムによって捕集される光は少なくなる。これは、走査ビーム内視鏡システムを使用して作成される画像のコントラスト又は別の品質を向上させるのに役立つ。

上で説明された方法は、デュアル内視鏡システムの作動中、例えば毎秒複数回又は多数回繰り返してもよい。方法を実行させる速度は、一部には、所望のフレームレートに応じて変わる。１つの態様では、方法は、両内視鏡システムが表面を画像化するのに使用されている間中、連続的に繰り返してもよい。

ここで、内視鏡システム同士の間の画像取得の調整について、異なる手法が可能である。最初に論じる一例的な手法では、調整は、調整又は同期化信号の交換により実現することができる。もう１つの一例的な手法では、下で更に詳しく論じてゆくが、調整は、走査ビーム内視鏡システムが、第１の内視鏡システムからの光の強度の減少を光検出器で感知又は検出することにより実現することができる。

図２は、本発明の実施形態により、調整信号の交換に基づいて走査ビーム内視鏡システムの画像取得を調整する方法２１０のフローチャートのブロック図である。

ブロック２１１で、調整信号が、第１の内視鏡システムと走査ビーム内視鏡システムの間で通信リンクを介して交換される。本発明の様々な実施形態では、第１の内視鏡システムが走査ビーム内視鏡システムに調整信号を提供してもよいし、第１の内視鏡システムが走査ビーム内視鏡システムから調整信号を受信してもよいし、双方向の信号交換が行われてもよい。

調整信号は、内視鏡システムによる画像取得及び／又は表示を調整又は同期化するのに使用することができる。調整信号は、普通は、電気信号であるが、そうではなく、随意的に光信号又は無線信号であってもよい。１つの特定の実施形態では、調整信号は、第１の内視鏡システムからの光を消灯させる又は少なくとも減少させることを表示する第１の既定値、例えばゼロ、を有する信号ビットから構成されたデジタル信号を含んでいてもよい。代わりに、異なる強度減少及び／又は他の情報を指定する複数のビットが含まれていてもよい。アナログ信号（例えば、電圧レベル）及び調整情報を伝達することのできる多種多様な他の信号も可能である。

次に、ブロック２１２で、調整信号の交換に連動して、第１の内視鏡システムからの光の強度が下げられるか又は消灯される。ここで使用されている、信号の交換に「連動して」下げられるとは、信号交換及び信号交換のプロンプトの「直前に」下げられる、信号交換と「同時に」下げられる、信号交換の「直後に」及び信号交換に基づいて下げられる、又は信号交換に「応答して」下げられる、という意味である。１つの実例として、第１の内視鏡システムは、強度を、信号の送信と同時に、直前に、又は直後に、下げてもよい。もう１つの実例では、走査ビーム内視鏡システムが調整信号を送信すると、第１の内視鏡システムは、調整信号の受信に応答して又は受信直後に、強度を下げてもよい。走査内視鏡システムは、そこで、先に説明した様に強度が下がっている間に画像を取得してもよい。

図３は、本発明の実施形態により、画像取得を同期化又は調整することを目的に同期化又は調整信号を交換するため、内視鏡システム同士の間に通信リンク３３６を含んでいるデュアル内視鏡システム３２０の一例のブロック図である。

システムは、第１の内視鏡３５５、第１の内視鏡の基地局３３０、第２の走査ビーム内視鏡３６０、及び第２の走査ビーム内視鏡の基地局３４０を含んでいる。適した型式の内視鏡の例として、気管支鏡、結腸鏡、胃鏡、十二指腸鏡、Ｓ状結腸鏡、胸腔鏡、尿管鏡、上顎洞内視鏡、ボロスコープ、及び胸腔鏡が挙げられるが、これらはその内のほんの数例であり、これらに限定されるものではない。内視鏡は、画像を取得したい表面３６５の近くに配置される。

図では、第１及び第２の内視鏡は、それぞれ、マザー内視鏡とドータ内視鏡として配置又は構成されているが、これは必須ではない。一例として、ドータ鏡は、使用前又は使用中に、マザー鏡の内部作業チャネルを通して挿入されるか又は別のやり方で導入することができる。代わりに、第２の内視鏡がマザー鏡として構成され、第１の内視鏡がドータ鏡として構成されていてもよい。更に別の選択肢として、第１及び第２の内視鏡は、マザーとドータとして構成されるのではなく、単に同じ区域で使用されているだけでもよい。

第１基地局は、第１の内視鏡を接続できるようにする第１接続コネクタインターフェース３３３を有している。第１基地局は、更に、第１光源３３１を有している。本発明の実施形態では、第１光源は、当技術で知られている従来型の内視鏡で使用されている従来型の広帯域光源であってもよい。一例として、広帯域光は、通常、少なくとも２００ナノメートル（ｎｍ）の帯域幅を有している。第１光源は、光３３２を第１の内視鏡に第１コネクタインターフェースを通して提供することができる。第１の内視鏡は、光３５６で表面を照射することができる。後方散乱光３５７は、第１の内視鏡によって捕集され、これを使用して画像が作成される。

第２基地局は、同様に、走査ビーム内視鏡を接続できるようにする第２コネクタインターフェース３４９を有している。第２基地局は、更に、光３４８を走査ビーム内視鏡に第２コネクタインターフェースを通して提供する第２光源３４４を有している。本発明の実施形態では、第２光源は、少なくとも１つ又は複数の狭帯域光源を含んでいてもよい。適した狭帯域光源の例として、限定するわけではないが、レーザ、レーザダイオード、垂直共振器面発光レーザ（ＶＣＳＥＬ）、当技術で知られている他の発光素子、及びそれらの組合せが挙げられる。それぞれの狭帯域光源は、対応する狭帯域光を走査ビーム内視鏡に第２コネクタインターフェースを通して提供することができる。一例として、それぞれの狭帯域光は、普通、約３ｎｍ未満の帯域幅を有している。

第２基地局は、更に、アクチュエータドライバ３４３含んでいる。アクチュエータドライバは、アクチュエータドライブ信号３４７を走査ビーム内視鏡に第２接続インターフェースを通して提供することができる。アクチュエータドライブ信号は、走査ビーム内視鏡に、表面をビーム又は照射スポット３６１で螺旋、プロペラ、ラスター、又は他の走査パターンで走査させることができるようになっていてもよい。本発明の１つ又はそれ以上の実施形態では、アクチュエータドライブ信号は、走査ビーム内視鏡のアクチュエータに、単一の片持ち式光ファイバーをその共振周波数のＱ倍に近いか又はその範囲内まで加振させることができるようになっていてもよいが、本発明の範囲はこれに限定されるわけではない。更に、その様な走査に関する背景情報は、必要であれば、Richard S. Johnstonらによる米国特許出願公開第２００６０１３８２３８号「高フレームレートを実現するために走査ビーム装置を駆動する方法」で入手できる。

走査ビーム内視鏡は、ビーム又は照射スポットの後方散乱部分３６２を捕集してもよい。図示の様に、本発明の１つ又はそれ以上の実施形態では、第２基地局は、随意的に少なくとも１つの光検知器３４５と、画像生成と恐らくは表示も兼ねたシステム３４６とを含んでいてもよいが、これは必須ではない。適した型式の光検出器の例として、限定するわけではないが、光ダイオード、光電子増倍管、光トランジスタ、当技術で知られている他の光検出器、及びそれらの組合せが挙げられる。光検知器は、走査ビーム内視鏡によって第２コネクタインターフェースを通って戻される光３５０の光路に配置されている。画像生成表示システムは、光検出器の出力に電気的に連結されており、走査中の異なる時期に検出された後方散乱光に基づいて画像を生成し表示してもよい。代わりに、光検出器は、基地局の外、例えば走査ビーム内視鏡の中に設置されていてもよい。もう１つの可能な変型として、表示部は、随意的に、基地局とは別に含まれていてもよいし、基地局に取り付けることができるようになっていてもよい。

第１基地局は、第１通信ターフェイス３３４を有している。同じく、第２基地局は、第２通信インターフェース３４２を有している。通信インターフェースは、通信リンク３３６を通して通信可能に連結されている。通信リンクは、普通は、電気ケーブル又は他の電気的通信リンクであるが、光学的及び無線式の通信リンクも適している。通信インターフェースと通信リンクは、同期又は調整信号が基地局の間で片方向に又は双方向に交換できるようにしている。例えば、同軸ケーブル、撚線対などの様な多くの型式のリンクが適している。本発明の範囲は、何らかの既知の型式の通信リンクに限定されるものではない。

第１基地局は、第１制御装置３３５を有している。同じく、第２基地局は、第２制御装置３４１を有している。制御装置は、ハードウェア（例えばマイクロコントローラ）、ソフトウェア（例えばプログラム又はルーチン）、又はハードウェアとソフトウェアの組合せ、として実施してもよい。前記制御装置は、何れかが又は双方とも、調整信号を生成することができるようになっていてもよい。本発明の実施形態では、制御装置は、何れか又は双方とも、時計、水晶発振器、又は他の計時回路又は装置を有しているか又はこれらと通信していてもよい。制御装置は、通信インターフェース又はリンクを介して調整信号の生成及び交換の時期を計るか又は同期化するために、計時回路又は装置を使用することができる。１つの態様では、調整信号は、内視鏡システム毎に所望のフレームレート、例えば毎秒複数回、繰り返し交換されてもよい。１つの態様では、この交換は、両方の内視鏡システムが画像化に使用されている間は連続的に行われてもよい。

第１制御装置３３５は、第１通信インターフェース３３４と、電気的に連結されているか又は別のやり方で通信している。第１制御装置は、第１光源３３１とも電気的に連結されているか又は別のやり方で通信している。第１制御装置は、調整信号の交換に基づく調整又は同期化時期に、第１光源によって提供される光の強度を減少させるか又は消灯させるように作動してもよい。第１制御装置は、調整信号の交換を知るか又は気づけるようになっていてもよい。例えば、第１制御装置は、調整信号を生成してもよいし、調整信号が送信されるようにしてもよい。もう１つの例として、第１制御装置は、調整信号又は少なくとも調整信号の交換を指し示すものを受信するようになっていてもよい。第１制御装置は、調整信号の交換と連動して、第１光源によって提供される光の強度を減少させるか又は消灯させる制御信号を第１光源に提供してもよい。

これにより、第１の内視鏡からの光による表面の照射は減少又は停止することになる。図に点線で示されているように、第１の内視鏡システムからの光は、消灯させられるか又は少なくとも強度を下げられ、その間に走査ビーム内視鏡システムが表面の画像を取得する。結果的に、走査ビーム内視鏡によって捕集されることになる第１の内視鏡システムからの後方散乱光３５８は少なくとも減少する。なお、第１の内視鏡システムからの光の強度は、走査ビーム内視鏡による画像取得の間中、減少又は消灯状態に維持されるようになっていてもよい。

第２制御装置３４１は、第２通信インターフェース３４２と、電気的に連結されているか又は別のやり方で通信している。本発明の実施形態では、第２制御装置は、調整信号の交換に基づく調整又は同期化時期に走査ビーム内視鏡によって取得された画像を表示させるように作動してもよい。これを実行させるのに異なるやり方がある。

本発明の実施形態による第１の一例的な手法として、走査ビーム内視鏡システムは、光の強度が減少した後及びその間だけ、画像を取得してもよい。走査ビーム内視鏡システムは、表面が第１の内視鏡システムからの最大強度の光で照射されている間は、表面の画像を取得するプロセスに入らないか又はそのプロセスを省略してもよい。むしろ、本発明の実施形態では、第２制御装置は、光の強度が減少して初めて、表面の画像の取得を開始するように走査ビーム内視鏡システムを制御してもよい。

或る特定の走査ビーム内視鏡には、断続共振を可能にする性能を持たせてもよい。その様な走査ビーム内視鏡は、調整信号が交換されるまで、様々な又は任意の期間に亘ってアイドル状態で待機させることができる。その後、調整信号の交換に応答して、走査ビーム内視鏡は、要求あり次第、画像の取得を開始することになる。例えば、表面が、第１の内視鏡システムからの最大強度の光で照射されている間は、片持ち式光ファイバーは実質的に不動状態に維持されてもよい。その後、光の強度が減少した後、片持ち光ファイバーを加振し始めてもよい。

走査に短い時間しか使えない場合は、走査ビーム内視鏡は、より高速な走査を実行してもよい。また、走査に長い時間を使える場合は、走査ビーム内視鏡は、より低速な走査を実行してもよい。本発明の１つ又はそれ以上の実施形態では、調整信号は、随意的に、時間の長さ（例えば、他方の内視鏡からの光が減少又は消灯している間に走査を実行するのに使える時間の長さ）を指定してもよいが、これは必須ではない。走査ビーム内視鏡システムは、指定された時間の長さよりも短いか、等しいか、より長い時間長、又は指定された時間の長さに何らかのやり方で基づく時間長に亘って、画像を取得してもよい。断続共振に関する更なる背景情報は、必要であれば、Richard S. Johnstonらによる公開番号不詳の米国特許出願「断続走査共振を使用する可変連続フレーミングを用いた走査ビーム」（"SCANNING BEAM WITH VARIABLE SEQUENTIAL FRAMING USING INTERRUPTED SCANNING RESONANCE"）で入手できる。

図示の様に、第２制御装置３４１は、第２光源３４４及びアクチュエータドライバ３４３それぞれと電気的に連結されているか又は別のやり方で通信している。本発明の１つ又はそれ以上の実施形態では、第２制御装置は、調整信号の交換に基づく調整時期に、制御信号を第２光源とアクチュエータドライバに提供して、第２光源を点灯させ、アクチュエータドライバには、アクチュエータドライブ信号を走査ビーム内視鏡に第２コネクタインターフェースを通して提供することを開始させるようにしてもよい。この手法では、アクチュエータドライブ信号は、調整時期以外の時期にはコネクタインターフェースに提供されなくてもよい。代わりに、第２光源は点灯したままにしてもよく、その場合、第２光源に対する制御信号は必要無くなる。本発明の実施形態では、制御信号は、調整信号の交換に連動して、例えば、調整信号の交換に応答して、及び／又は直後に、提供されてもよい。

制御信号は、走査ビーム内視鏡に表面画像の取得を開始させてもよい。例えば、第２コネクタインターフェースを通して提供される光を走査ビーム内視鏡からビーム又は照射スポットとして放射させてもよい。アクチュエータドライブ信号は、走査ビーム内視鏡に、表面上にビーム又は照射スポットを螺旋、プロペラ、ラスター又は他の走査パターンで走査させるようにしてもよい。例えば、アクチュエータドライブ信号は、圧電管アクチュエータに、単一の片持ち式光ファイバーをその共振周波数のＱ倍以外からＱ倍に近いか又はその範囲内まで加振することを開始させてもよい。

第２の一例的な手法としては、走査ビーム内視鏡が第１の内視鏡システムからの光の強度が減少した間しか画像を取得しないというのではなく、走査ビーム内視鏡システムは、表面が第１の内視鏡からの最大強度の光で照射されている時期を含め連続的に画像を取得してもよい。しかしながら、それらの画像は、一般に、光の強度を減少させてから取得される画像よりコントラスト又は品質が低いことから、第２制御装置は、光が最大強度である時に取得された画像を表示するのではなく、それらの画像が選択的に廃棄される、及び／又はそれらの画像の表示が選択的に省略されるようにしてもよい。それらの画像が廃棄されることによって、走査ビーム内視鏡システムのフレームレートは減少するが、表示される画像はより高品質になる。１つ又はそれ以上の実施形態では、スクリーンが空白にならないように別の高品質画像が利用できるようになるまでは、直近に捕捉された高品質画像がスクリーンに表示されるようにしてもよい。

図示の様に、本発明の実施形態では、第２制御装置３４１は、随意的に、画像生成表示システム３４６と電気的に連結されているか又は何らかのやり方で通信していてもよい。本発明の実施形態では、第２制御装置は、調整信号の交換に基づく調整時期に、１つ又はそれ以上の制御信号を画像生成表示システムに提供してもよい。制御信号は、光の強度が減少している間に取得された画像が表示されるようにしてもよいし、及び／又は、表面が最大強度の光で照射されている間に取得された画像の表示が省略されるようにしてもよい。１つの例として、制御信号は、光の強度が減少している間は画像生成表示システムを選択的にオンにしてもよい。もう１つの例として、制御信号は、表面が最大強度の光で照射されている間は画像生成及び表示システムを選択的にオフにしてもよい。代わりに、表示バッファをフラッシュするといった様な画像の表示工程を省略するための手法、又は以前に取得した高品質画像で表示バッファを上書きするための手法などの他の手法も可能である。

走査ビーム内視鏡システムで画像を取得した後、本発明の実施形態では、第２制御装置は、調整時期に、随意的に、第２光源からの光を消灯させるか又は少なくともその強度を減少させるために１つ又はそれ以上の制御信号を提供してもよいが、これは必須ではない。本発明の実施形態では、これは、別の調整信号の交換と連動させてもよい。好都合なことに、これは、潜在的に第１の内視鏡システムを使用して取得される画像の品質を向上させるのに役立つ。

複数の内視鏡システム同士の間で画像の取得を調整するための別の手法には、走査ビーム内視鏡が第１の内視鏡システムからの光の強度の減少を感知するか又は別のやり方で検出する段階が含まれている。

図４は、本発明の実施形態により、第１の内視鏡システムと第２の走査ビーム内視鏡システムの間で画像取得を調整する方法４７０のフローチャートのブロック図である。ブロック４７１で、第１の内視鏡システムからの光の強度の減少が走査ビーム内視鏡システムで検出される。強度の減少を検出するのに異なるやり方がある。

１つの手法では、画像を取得したい表面から後方散乱した光が走査ビーム内視鏡で捕集される。捕集された光の強度が、例えば、１つ又はそれ以上の光検出器を用いて検出される。検出された強度は、閾値強度と比較してもよい。閾値強度の値は、一旦第１の内視鏡システムからの光の強度が減少したら検出されるであろう強度より大きく、第１の内視鏡システムからの光が減少していなかった場合に検出されるであろう強度より小さくなるように選択してもよい。検出された強度が、閾値強度より小さいと判定されれば、第１の内視鏡システムからの光の強度は既に減少したか又は消灯したものと推断できる。反対に、検出された強度が、閾値強度より大きいと判定されれば、第１の内視鏡システムからの光の強度はまだ減少していないと推断できる。減少サイクルを見逃さないようにするために、一般に、検出及び閾値との比較の頻度は、第１の内視鏡システムからの光を減少させる頻度より高くすべきである。

もう１つの手法では、光は、異なる時期に走査ビーム内視鏡によって捕集され検出される。次いで、検出された強度を閾値強度と比較するのではなく、連続した時期に検出された一連の強度が互いに比較される。或る強度とそれに続いて検出された強度との差異が正であり、差異の絶対値が十分に大きい、例えば、差異閾値より大きい場合には、第１の内視鏡システムからの光の強度は既に減少したか又は消灯したものと推断できる。反対に、或る強度とそれに続いて検出された強度の間の差異が負であり、差異の絶対値が、十分に大きい、例えば、差異閾値より大きい場合には、第１の内視鏡システムからの光の強度は再び増大したと推断できる。差異が十分に大きくない場合は、強度はまだ減少していないか又は増大していないと推断できる。

再度図４を参照すると、ブロック４７２で、第１の内視鏡システムからの光の強度の減少が検出された後及びこれと連動して走査ビーム内視鏡システムで取得された表面画像が、表示される。本発明の１つ又はそれ以上の実施形態では、走査ビーム内視鏡システムは、例えば前述の断続共振の技法を用いて、画像の取得を減少の検出と連動させて選択的に開始してもよい。代わりに、本発明の１つ又はそれ以上の実施形態では、走査ビーム内視鏡システムは、減少の検出の後及びそれと連動して取得された画像を選択的に表示し、一方で、減少が検出される直前に取得された画像の表示を選択的に省略してもよい。

図５は、本発明の実施形態によって、もう１つの内視鏡システムとの間で、画像取得を、他方の内視鏡システムからの光の強度が減少したことを検出することによって調整するのに、少なくとも１つの随意的な光検出器５４５と制御装置５４１とを有する走査ビーム内視鏡の基地局５４０の一例のブロック図である。

基地局は、制御装置５４１、アクチュエータドライバ５４３、光源５４４、コネクタインターフェース５４９、光検出器５４５、及び画像生成表示システム５４６、を含んでいる。簡潔さを期して、別途指定の無い限り、それらの構成要素は、随意的に、図３の走査ビーム内視鏡の基地局の対応して名前を挙げられた構成要素の特徴の一部又は全てを有していてもよい。

図示の基地局では、少なくとも１つの随意的な光検出器が基地局に含まれているが、これは必須ではない。光検出器は、走査ビーム内視鏡によって捕集されコネクタインターフェースを通して基地局に戻された光の強度を検出してもよい。光検出器は、通信リンク５７５を通して制御装置と電気的に連結されているか又は別のやり方で通信している。光検出器は、検出された強度を制御装置に提供してもよい。代わりに、光検出器は、基地局の外、例えば走査ビーム内視鏡の中など、に設置されてもよい。内視鏡の中の場合には光検出器をコネクタインターフェースを通る信号経路を介して基地局の制御装置と通信させて、検出された強度が制御装置に提供されるようにしてもよい。

制御装置は、上で論じた１つ又はそれ以上の手法を使用して光の強度の減少を検出するよう作動してもよい。制御装置は、更に、検出された強度に部分的に基づく調整時期に走査ビーム内視鏡によって取得された画像を表示させるよう作動してもよい。本発明の１つ又はそれ以上の断続共振実施形態では、制御装置は、１つ又はそれ以上の制御信号をアクチュエータドライバに選択的に提供して、アクチュエータドライバに、アクチュエータドライブ信号を走査ビーム内視鏡にコネクタインターフェースを通して提供することを選択的に開始させるようにしてもよい。代わりに、１つ又はそれ以上の実施形態では、制御装置は、１つ又はそれ以上の信号を画像生成表示システムに提供して、強度が減少している間に取得された画像が選択的に表示される、及び／又は強度が減少する前に取得された画像の表示工程が選択的に省略されるようにしてもよい。

好都合なことに、走査ビーム内視鏡システムと第１の内視鏡システムの間には、それらが画像取得を調整できるようにするための専用の通信リンクの必要性が無い。むしろ、両内視鏡システムは、走査ビーム内視鏡が第１の内視鏡システムによって提供されている光の量の変化を検出するというやり方を通して間接的に「通信」することができる。広義には、第１の内視鏡システムと走査ビーム内視鏡システムの光検出器の間で交換される光信号は、画像取得を調整するために内視鏡システム同士の間で交換される調整信号であると考えることができる。広義には、先に説明した調整信号と今説明している光学信号は、それぞれ、走査ビーム内視鏡システムに調整された画像取得を実行させるための第１の内視鏡システムからの起動力又は刺激であると考えることができる。

随意的に、ここで説明されている手法と共に使用することができる関連手法が、Richard S. Johnstonによる公開番号不詳の同時継続米国特許出願「複数の内視鏡システムにおけるフィルタリングによる改良された画像取得」（"IMPROVED IMAGE ACQUISITION THROUGH FILTERING IN MULTIPLE ENDOSCOPE SYSTEMS"）に記載されている。

説明と特許請求の範囲では、用語「連結されている」及び「接続されている」、並びにそれらの派生語が使用されていることがある。それらの用語は、互いを同義語とする意図は無いものと理解頂きたい。むしろ、特定の実施形態では、「接続されている」は、２つ又はそれ以上の要素が互いに物理的又は電気的に直接接触していることを表すのに使用されている。「連結されている」は、２つ又はそれ以上の要素が、物理的又は電気的に直接接触していることを意味する。しかしながら、「連結されている」には、２つ又はそれ以上の要素が、互いに直接的には接触していないが、なお互いに協働又は対話しているという意味もある。

以上の説明では、本発明の実施形態を十分に理解して頂くために、説明を目的として多数の特定の詳細事項を述べてきた。説明されている特定の実施形態は、本発明に制限を課すためではなく、本発明を例示するために提供されている。実施形態は、それらの特定の詳細事項の一部無しに実施することもできる。更に、ここに開示されている実施形態に対し、例えば、構成要素の構成、機能、及び作動方法と使用方法に対する修正を加えることもできる。図に示され明細書に説明されているものと等価の関係は全て本発明の実施形態の中に包含される。本発明の範囲は、上に提供されている特定の例によってではなく、下の特許請求の範囲によって断定される。更に、適切と見なされた場合、参照番号又は参照番号の末端部は、潜在的に類似の特徴を有する可能性のある対応する又は類似の要素を表すために各図で繰り返し使用されることがあったかもしれない。

更に、本明細書全体を通じて、例えば「１つの実施形態」、「或る実施形態」、又は「１つ又はそれ以上の実施形態」という言及は、本発明の実施には或る特定の特性が含まれていることを意味するものと理解頂きたい。同様に、説明の中では、様々な特性は、開示の合理化及び様々な発明の態様の理解を支援する目的で、それらの単一の実施形態、図面、又は記述において、時には、グループにまとめられていることもあるものと理解頂きたい。しかしながら、開示のこの方法は、本発明がそれぞれの特許請求の範囲に明示的に列挙されているより多くの特性を必要とするという意図を反映したものと解釈されるべきではない。そうではなく、以下の特許請求の範囲が示すように、発明の態様は、単一の開示されている実施形態の特性の全てよりも少ないところに位置していてもよい。而して、詳細な説明の後に続く特許請求の範囲は、これによりこの詳細な説明の中に明示的に盛り込まれており、それぞれの請求項は、本発明の別々の実施形態として独立している。

Claims (29)

1. 方法において、
   表面の画像を、第１の内視鏡システムで、前記表面を光で照射し、後方散乱光を捕集し、捕集された前記後方散乱光に基づいて前記画像を生成することによって、取得する段階と、
   前記第１の内視鏡システムからの前記光の強度を減少させる段階と、
   前記光の強度が減少している間に、前記表面の画像を、第２の走査ビーム内視鏡システムで、前記表面をビームで走査し、前記ビームで前記表面を走査している間の異なる時期に後方散乱光を捕集することによって、取得する段階と、から成る方法。
2. 前記第１の内視鏡システムと前記走査ビーム内視鏡システムの間の通信リンクを介して調整信号を交換する段階を更に含んでおり、前記光の強度は、前記調整信号の交換に連動して下げられる、請求項１に記載の方法。
3. 前記調整信号を交換する段階は、時間の長さを指定する調整信号を交換する段階を含んでおり、前記画像を前記走査ビーム内視鏡システムで取得する段階は、前記指定された時間の長さに基づく時間の長さに亘って前記画像を取得する段階を含んでいる、請求項２に記載の方法。
4. 前記光の強度の減少を前記走査ビーム内視鏡システムで検出する段階を更に含んでいる、請求項１に記載の方法。
5. 前記減少を検出する段階は、
   前記第１の内視鏡システムからの前記光の強度を減少させる段階の後、前記表面から後方散乱した光の強度を前記走査ビーム内視鏡で検出する段階と、
   前記検出された強度を閾値強度と比較する段階と、
   前記検出された強度が、前記閾値強度より小さいことを判定する段階と、を含んでいる、請求項４に記載の方法。
6. 前記画像を前記走査ビーム内視鏡システムで取得する段階は、前記強度の減少を検出する段階に連動して前記画像の取得を開始する段階を含んでいる、請求項４に記載の方法。
7. 前記表面が前記第１の内視鏡システムからの前記光で照射されている間は、前記表面の画像を前記走査ビーム内視鏡システムで取得する段階を省略する段階を更に含んでいる、請求項１に記載の方法。
8. 前記表面が前記第１の内視鏡システムからの前記光で照射されている間は、前記走査ビーム内視鏡システムの片持ち式光ファイバーを実質的に不動状態に維持する段階と、
   前記第１の内視鏡システムからの前記光の強度が減少した後、前記片持ち式光ファイバーの加振を開始する段階と、を更に含んでいる、請求項１に記載の方法。
9. 前記表面が前記第１の内視鏡システムからの前記光で照射されている間に、前記表面の画像を前記走査ビーム内視鏡システムで取得する段階を更に含んでいる、請求項１に記載の方法。
10. 前記光の強度が減少している間に取得された前記画像を表示する段階と、
    前記表面が前記第１の内視鏡システムからの前記光で照射されている間に取得された前記画像を表示する段階を省略する段階と、を更に含んでいる、請求項９に記載の方法。
11. 前記光の強度を減少させる段階は、前記第１の内視鏡システムからの前記光を消灯させる段階を含んでいる、請求項１に記載の方法。
12. 前記画像を前記走査ビーム内視鏡システムで取得する段階の後、前記光のビームの強度を減少させる段階を更に含んでいる、請求項１に記載の方法。
13. 少なくとも数秒間の連続した時間の間に毎秒複数回繰り返して実行される、請求項１に記載の方法。
14. 前記表面の画像を前記走査ビーム内視鏡システムで取得する段階は、単一の片持ち式光ファイバーをその共振周波数のＱ倍の範囲内で加振する段階を含んでいる、請求項１に記載の方法。
15. 器械において、
    内視鏡を接続できるようにするコネクタインターフェースと、
    前記コネクタインターフェースを通して前記内視鏡に光を提供するための光源と、
    内視鏡システムに対する通信インターフェースであって、調整信号を前記内視鏡システムとの間で交換できるようにする通信インターフェースと、
    前記通信インターフェースと通信している制御装置であって、前記調整信号の交換に基づく調整時期に前記内視鏡によって取得された画像を表示させるよう作動する制御装置と、を備えている器械。
16. 前記制御装置は、前記器械に、前記調整時期を除き、前記画像を前記内視鏡で取得する段階を省略させるよう作動する、請求項１５に記載の器械。
17. 前記制御装置と通信しているアクチュエータドライバを更に備えており、前記制御装置は、アクチュエータドライバに、前記調整時期にアクチュエータドライブ信号を前記コネクタインターフェースに提供するようにさせ、前記調整時期以外の時期にはアクチュエータドライブ信号を前記コネクタインターフェースに提供させないよう作動する、請求項１６に記載の器械。
18. 前記制御装置は、前記器械に、前記調整時期以外の時期に前記内視鏡によって取得された画像を表示する段階を省略させるよう作動する、請求項１５に記載の器械。
19. 前記制御装置は、時間の長さを指定する調整信号を生成するよう作動する、請求項１５に記載の器械。
20. 前記制御装置は、前記調整時期以外の時期に前記光源からの前記光の強度を減少させるよう作動する、請求項１５に記載の器械。
21. 器械において、
    内視鏡を接続できるようにするコネクタインターフェースと、
    前記コネクタインターフェースを通して前記内視鏡に光を提供するための光源と、
    内視鏡システムに対する通信インターフェースであって、調整信号を前記内視鏡システムとの間で交換できるようにする通信インターフェースと、
    前記通信インターフェースと通信している制御装置であって、前記調整信号の交換に基づく調整時期に前記光源によって提供される前記光の強度を減少させるよう作動する制御装置と、を備えている器械。
22. 前記制御装置は、前記調整信号の交換に基づいて、前記光源によって提供される前記光を消灯させるよう作動する、請求項２１に記載の器械。
23. 前記制御装置は、時間の長さを指定する調整信号を生成するよう作動する、請求項２１に記載の器械。
24. 前記光源は、少なくとも２００ｎｍの帯域幅を有する広帯域光源を備えている、請求項２１に記載の器械。
25. 前記光源は、３ｎｍ未満の帯域幅を有する少なくとも１つの狭帯域光源を備えている、請求項２１に記載の器械。
26. 器械において、
    内視鏡を接続できるようにするコネクタインターフェースと、
    前記コネクタインターフェースを通して前記内視鏡に光を提供するための光源と、
    少なくとも１つの光検出器によって検出された光の強度に部分的に基づく調整時期に前記内視鏡によって取得された画像を表示させるよう作動する制御装置と、を備えている器械。
27. 少なくとも１つの光検出器を更に備えている、請求項２６に記載の器械。
28. 前記少なくとも１つの光検出器から前記検出された強度を受信するために前記コネクタインターフェースを通る単一の経路を更に備えている、請求項２６に記載の器械。
29. 前記制御装置は、前記検出された強度又は２つ又はそれ以上の前記検出された強度の間の差異を、閾値強度と比較するようになっている、請求項２６に記載の器械。

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