JP2011010841A - 内視鏡装置 - Google Patents

Abstract

【課題】表示部に表示された画像と特定部位との位置関係を術者に提示しうる内視鏡装置を得る。
【解決手段】術者が操作部材２２３を操作して可撓部２１０の遠位端部２１１が右方向に振られると、観察画像に含まれる病変部５００は、観察画像に対して左方向にさらに移動し、観察画像の範囲から逸脱する。システムコントローラ３０１は、観察画像上における可撓部２１０の遠位端部２１１の移動量を算出する。この移動量が、表示画像の表示範囲から第１の指示記号が逸脱する値である場合、システムコントローラ３０１は、表示画像に対して病変部５００が位置する方向を示す第２の指示記号を表示画像に挿入する。そして、システムコントローラ３０１は、表示画像の左上に子画像領域を合成する。
【選択図】図１

Description

本発明は、観察対象物が有する特定部位の位置を表示画面上において指示しうる内視鏡装置に関する。

内視鏡装置は、被験者の体内に挿入される内視鏡スコープと被験者の体外に設けられて画像処理を行う内視鏡プロセッサとを備える。内視鏡スコープの遠位端には撮像素子、例えばＣＣＤが設けられる。撮像素子は、体内の観察対象物を撮像して得られた観察画像を内視鏡プロセッサに送信する。内視鏡プロセッサは、観察画像を画像処理した後、表示部に表示する。

観察対象物の全体像を把握するため、内視鏡スコープの遠位端部に位置姿勢検出装置を設けて遠位端部と観察画像との位置関係を検出し、この位置関係を用いて観察対象物の全体像を生成する構成が知られている（特許文献１）。

さらに、術者が注目する特定部位に埋め込んだマーカを体外から放射線を照射して撮像し、あらかじめ登録されたテンプレート画像とマーカを撮像した画像とを比較することによりマーカの位置を把握し、これにより特定部位の位置を把握する構成が知られている（特許文献２）。

特開２００２−９５６２５号公報 特許第３０５３３８９号公報

しかし、従来の構成では、マーカを特定部位に埋め込まなければ特定部位の位置を把握することができない。そのため、観察画像中において変化する特定部位の位置を遠位端部の動きに応じて表示部に示すことが出来ない。そして、マーカを観察対象物に埋め込むことは、被験者の負担が増大する。

また遠位端部の動きに応じて観察画像内で変化する観察対象物の位置を術者に提示することができない。

本発明はこれらの問題に鑑みてなされたものであり、表示部に表示された画像と特定部位との位置関係を術者に提示しうる内視鏡装置を得ることを目的とする。

本願発明による内視鏡装置は、内視鏡の遠位端部に設けられ、観察対象物を撮像して観察画像を送信する撮像部と、撮像部から受信した観察画像を画像処理して表示画像を作成する画像処理部と、表示画像を表示する表示部と、観察画像に含まれる特定部位を選択する特定部位検出部と、遠位端部に設けられ、遠位端部の移動量に応じて変化する移動値を検出する移動検出部とを備え、画像処理部は、選択された特定部位が観察画像に含まれるとき、選択された特定部位を指示する第１の指示記号を表示画像に挿入し、移動値に応じて第１の指示記号の位置を更新し、選択された特定部位が表示部の表示範囲を超えたと移動値に基づいて判断したとき、選択された特定部位の位置を指示する第２の指示記号を表示画像に挿入することを特徴とする。

特定部位検出部は、ユーザが観察画像の中から指定した部位を特定部位として選択することが好ましい。

あるいは、特定部位検出部は、観察画像の中から所定の色又は形状に対応する部位を特定部位として選択してもよい。

移動検出部は、遠位端部の角加速度を検出し、角加速度に応じて表示部に対する特定部位の移動量を算出することが好ましい。

第１の指示記号は、表示画像に含まれる特定部位全体を囲む線が好適である。

第２の指示記号は、選択された特定部位の方向を示す矢印記号が好適である。

過去に撮像した観察画像である過去画像を記憶する記憶部をさらに備え、表示部は、選択された特定部位が表示部の表示範囲を超えたと移動値に基づいて判断したとき、記憶部が記憶している過去画像のうち、最も直近に撮像された過去画像に含まれる特定部位を、現在撮像された観察画像よりも小さく表示部に表示することが好ましい。

表示部は、特定部位が表示部の表示範囲を超えた後に表示部の表示範囲内に戻ってきたと移動値に基づいて判断したとき、現在撮像された観察画像よりも小さく表示している特定部位の表示を取り止めることが好ましい。

本発明によれば、表示部に表示された画像と特定部位との位置関係を術者に提示しうる内視鏡装置を得る。

本願発明による内視鏡装置のブロック図である。 内視鏡遠位端部と観察対象物との位置関係を示した図である。 特定部位が表示部の中央にあるときの表示部を示した図である。 特定部位が表示部の中央よりも左側にあるときの表示画面を示した図である。 特定部位が表示部の左外側にあるときの表示部を示した図である。 特定部位が表示部の右外側にあるときの表示部を示した図である。 特定部位が表示部の上外側にあるときの表示部を示した図である。 特定部位が表示部の下外側にあるときの表示部を示した図である。 画像更新処理を示したフローチャートである。

以下、本発明による内視鏡装置について添付図面を参照して説明する。

図１及び２を用いて内視鏡装置１００の構成について説明する。

内視鏡装置１００は、被験者の体内に挿入される内視鏡スコープ２００と、被験者の体外に設けられて画像処理を行う内視鏡プロセッサ３００と、内視鏡プロセッサ３００に接続される表示部４００とを主に備える。

内視鏡スコープ２００は、被験者の体内に挿入される可撓部２１０と、術者が保持する操作部２２０と、内視鏡スコープ２００と内視鏡プロセッサ３００とを接続するコネクタ２３０とを主に備える。

可撓部２１０の遠位端部２１１は被験者の体内に挿入され、近位端部２１２は操作部２２０に接続される。操作部２２０は可撓性のケーブル２０３によりコネクタ２３０と接続される。

可撓部２１０の遠位端部２１１には、被写体に照明光を配光する配光レンズ２１３、被写体を撮像する撮像部２１４、そして遠位端部２１１の移動値を検出する移動検出部２１５が設けられる。撮像部２１４として撮像素子、例えばＣＣＤ２１４が用いられる。ＣＣＤ２１４は、撮像レンズ２１６を介して被写体を撮像し、これにより得られた観察画像を観察画像信号として送信する。移動検出部２１５は、二軸の角速度センサ２１５であって、遠位端部２１１の移動に伴って発生する角加速度を検出し、移動値信号として送信する。すなわち、本実施形態における移動値は、角加速度である。

可撓部２１０の遠位端内部であって配光レンズ２１３の光軸上に、ライトガイドファイバ２１７の遠位端が露出する。ライトガイドファイバ２１７は内視鏡スコープ２００の全長に渡って設けられ、後述する内視鏡プロセッサ３００が生じた照明光を、可撓部２１０の遠位端２１１まで搬送する。ライトガイドファイバ２１７の遠位端から配光レンズ２１３に向けて照明光が照射される。

操作部２２０は、操作部材２２３並びに第１及び第２のスイッチ２２１、２２２を備える。術者は操作部材２２３を操作することにより、可撓部２１０の遠位端部２１１を所望の方向に動かすことが可能である（図２参照）。これにより、管状器官に可撓部２１０を挿入することが容易となり、そして所望の部位を観察することができる。また、術者が第１のスイッチ２２１を操作すると、後述する病変部５００を検出及び記憶する処理を内視鏡装置１００が実行し、第２のスイッチ２２２を操作すると、観察画像を静止画像として記録する処理を内視鏡装置１００が実行する。ここで、病変部５００は、特定部位を意味する。

コネクタ２３０内部には、ドライバ回路２３１及びスコープコントローラ２３２が設けられる。

ドライバ回路２３１はＣＣＤ２１４を駆動するための信号を送信し、ＣＣＤ２１４が送信した観察画像信号を受信する。そして、所定の信号処理を行った後、観察画像信号を内視鏡プロセッサ３００に送信する。

スコープコントローラ２３２は、第１及び第２のスイッチ２２１、２２２からの命令信号を受信して、内視鏡プロセッサ３００に命令信号を送信する。また、角速度センサ２１５からの移動値信号を受信して、内視鏡プロセッサ３００に送信する。

内視鏡プロセッサ３００は、内視鏡装置１００の動作を制御するシステムコントローラ３０１と、撮像した画像を記憶する記憶部を成す画像メモリ３０２と、ライトガイドファイバ２１７に照明光を照射する光源３０３とを主に備える。

システムコントローラ３０１は、ドライバ回路２３１及びスコープコントローラ２３２と配線により電気的に接続され、ドライバ回路２３１から観察画像信号を受信し、スコープコントローラ２３２から移動値信号を受信する。

撮像時において、システムコントローラ３０１は光源３０３の発光間隔及び発光量を制御する。これにより、観察対象物に照射される照明光の光量及びタイミングが調節される。

ＣＣＤ２１４から観察画像信号を受信すると、システムコントローラ３０１は観察画像信号を画像処理して、表示画像を作成する。そして、表示画像を表示部４００に送信する。表示部４００は、この表示画像を表示する。

スコープコントローラ２３２から移動値信号を受信すると、システムコントローラ３０１は移動値信号を用いて後述する画像更新処理を実行する。

第１のスイッチ２２１が操作されると、システムコントローラ３０１は、観察画像の中心部に含まれる画像を病変部５００として認識する。より詳細に説明すると、術者が可撓部２１０の遠位端を動かして、病変部５００を観察画像の中心に置く。そして、術者が第１のスイッチ２２１を押圧すると、スコープコントローラ２３２がスイッチ操作信号をシステムコントローラ３０１に送信する。スイッチ操作信号を受信したシステムコントローラ３０１は、所定の範囲を病変部５００として記憶する。

第２のスイッチ２２２が操作されると、スコープコントローラ２３２がスイッチ操作信号をシステムコントローラ３０１に送信する。スイッチ操作信号を受信したシステムコントローラ３０１は、現在受信している観察画像信号の１フレームを静止画像として画像メモリ３０２に記憶させる。

システムコントローラ３０１には、挿入スイッチ３０４が接続される。挿入スイッチ３０４を術者が操作したとき、後述するように、第１及び第２の指示記号が表示画像に挿入される。

次に、システムコントローラ３０１が第１及び第２の指示記号４１０、４２０並びに子画像領域４３０を表示画像に挿入する手段について図３から８を用いて説明する。

病変部５００を記憶したシステムコントローラ３０１は、表示画像４０１に含まれる病変部５００を取り囲む楕円を表示画像４０１に挿入、言い換えると楕円の画像を合成する。この楕円は、第１の指示記号４１０であり、破線により構成される。図３に示すように、まず、病変部５００が表示画像４０１の中央にあるとして説明する。

術者が操作部材２２３を操作して可撓部２１０の遠位端を移動させると、システムコントローラ３０１は移動値信号に含まれる角加速度を用いて、遠位端の移動量を算出する。そして、遠位端の移動量から、観察画像上における病変部５００の移動量を算出する。

具体的には、図２に示すように、可撓部２１０の遠位端部２１１が右方向に振られると、観察画像に含まれる病変部５００は、観察画像に対して左方向に移動する（図４参照）。システムコントローラ３０１は、観察画像上における可撓部２１０の遠位端部２１１の移動量を算出し、算出した移動量だけ移動した位置に第１の指示記号４１０を表示画像４０１に挿入する。移動量は、例えば画素（ピクセル）を単位として算出される。これにより、病変部５００の移動に応じて、第１の指示記号４１０も移動する（図４参照）。そして、システムコントローラ３０１は、第１の指示記号４１０を合成するときに用いた観察画像を、静止画像として画像メモリ３０２に記憶させる。

可撓部２１０の遠位端部２１１がさらに右方向に振られると、観察画像に含まれる病変部５００は、観察画像に対して左方向へさらに移動し、観察画像の範囲から逸脱する（図５参照）。システムコントローラ３０１は、前述と同様にして観察画像上における可撓部２１０の遠位端部２１１の移動量を算出する。この移動量が、表示画像４０１の表示範囲から第１の指示記号４１０が逸脱する値である場合、システムコントローラ３０１は、表示画像４０１に対して病変部５００が位置する方向を示す第２の指示記号４２０を表示画像４０１に挿入する（図５参照）。第２の指示記号４２０は、病変部５００が位置する方向に向けられた矢印記号である。

ここで、表示画像４０１の表示範囲から第１の指示記号４１０が逸脱する値とは、第１の指示記号４１０において病変部５００の移動方向に対し反対側の端部と、病変部５００の移動方向における表示画像４０１の表示範囲との距離ｌ、すなわち画素数を超える値をいう（図４参照）。

そして、システムコントローラ３０１は、表示画像４０１の左上に子画像領域４３０を合成する。子画像領域４３０は、表示画像４０１よりも小さい領域であって、画像メモリ３０２が記憶している静止画像のうち、最も直近に撮像された画像に含まれる病変部５００を表示する画像領域である（図５参照）。

一方、図５に示す状態から可撓部２１０の遠位端部２１１が左方向に振られて、病変部５００が観察画像の範囲内に移動すると、第２の指示記号及び子画像領域４３０が表示画像４０１に合成されず、表示画像４０１は図４に示す状態となる。

同様にして、可撓部２１０の遠位端部２１１が左方向に大きく振られると、観察画像に含まれる病変部５００が観察画像に対して右方向に移動し、観察画像の範囲から逸脱する。システムコントローラ３０１は、前述と同様にして、表示画像４０１に対し病変部５００が位置する方向を示す第２の指示記号４２０と子画像領域４３０とを表示画像４０１に挿入する（図６参照）。このとき、第２の指示記号４２０は右向きの矢印記号であり、子画像領域４３０は表示画像４０１の右上に合成される。

同様にして、可撓部２１０の遠位端部２１１が下方向に大きく振られると、観察画像に含まれる病変部５００が観察画像に対して上方向に移動し、観察画像の範囲から逸脱する。システムコントローラ３０１は、前述と同様にして、表示画像４０１に対し病変部５００が位置する方向を示す第２の指示記号４２０と子画像領域４３０とを表示画像４０１に挿入する（図７参照）。このとき、第２の指示記号４２０は上向きの矢印記号であり、子画像領域４３０は表示画像４０１の右上に合成される。

同様にして、可撓部２１０の遠位端部２１１が上方向に大きく振られると、観察画像に含まれる病変部５００が観察画像に対して下方向に移動し、観察画像の範囲から逸脱する。システムコントローラ３０１は、前述と同様にして、表示画像４０１に対し病変部５００が位置する方向を示す第２の指示記号４２０と子画像領域４３０とを表示画像４０１に挿入する（図８参照）。このとき、第２の指示記号４２０は下向きの矢印記号であり、子画像領域４３０は表示画像４０１の左上に合成される。

次に、画像更新処理について図９を用いて説明する。画像更新処理は、システムコントローラ３０１が病変部５００を記憶し、かつ挿入スイッチ３０４を術者が操作したときに実行される。

ステップＳ９１では、第１の指示記号４１０が表示画像４０１に挿入され、この表示画像４０１が表示部４００に表示される。

ステップＳ９２では、角速度センサ２１５からの移動値信号を受信して、可撓部２１０の遠位端が移動したか否かを判断する。遠位端が移動した場合、処理はステップＳ９３に進む。遠位端が移動するまでステップＳ９２が繰り返される。

ステップＳ９３では、移動値信号に含まれる角加速度の値に応じて、表示画像４０１上における第１の指示記号４１０の位置を変更する。そして、表示画像４０１を表示部４００に表示する。

ステップＳ９４では、ステップＳ９３において表示画像４０１を作成するために用いた観察画像を画像メモリ３０２に記憶させる。

ステップＳ９５では、角速度センサ２１５からの移動値信号を受信して、可撓部２１０の遠位端が表示画像４０１の表示範囲を逸脱したか否かを判断する。逸脱した場合、処理はステップＳ９６に進み、逸脱しない場合、処理はステップＳ９８に進む。

ステップＳ９６では、第２の指示記号４２０を表示画像４０１に挿入する。このとき、表示画像４０１上における第２の指示記号４２０の位置は、前述のように、表示画像４０１に対する病変部５００の位置に応じて変更され、第２の指示記号４２０の形状は、病変部５００が位置する方向に向けられた矢印記号である。

ステップＳ９７では、ステップＳ９４において保存していた静止画像を子画像領域４３０に表示する。表示画像４０１上における子画像領域４３０の位置は、表示画像４０１に対する病変部５００の位置に応じて変更される。

ステップＳ９５において可撓部２１０の遠位端２１１が表示画像４０１の表示範囲を逸脱しない場合、ステップＳ９８では、子画像領域４３０を表示画像４０１から消去する。なお、子画像領域４３０が表示画像４０１に表示されていない場合は消去されない。

ステップＳ９９では、術者が観察を終了したか否かを判断する。観察を終了した場合、処理は終了する。観察を終了しない場合、処理はステップＳ９２に進み、ステップＳ９２からＳ９９間での処理を繰り返す。

本実施形態によれば、術者は、病変部５００すなわち特定部位と表示部４００に表示された画像との位置関係を容易に把握し、迅速に観察を行うことが可能になる。

なお、システムコントローラ３０１は、観察画像に含まれる病変部５００を自動的に検出しても良い。このとき、システムコントローラ３０１は、病変部特有の色又は形状、あるいは双方を所定の色又は形状として記憶し、記憶した色や形状と観察画像とを比較することにより、病変部５００を検出する。そして、検出した病変部５００を記憶する。

また、第１の指示記号４１０は破線及び楕円によるものでなくてもよく、実線や一点鎖線等、そして矩形や円形等の病変部５００を術者に認識させうる形状であればよい。

撮像部２１４はＣＣＤ２１４でなくても良く、ＣＭＯＳ等であってもよい。

移動検出部２１５は角速度センサ２１５に限定されず、内視鏡スコープ２００の遠位端部２１１の移動値、例えば加速度や変位などを検出できるものであればよい。

また、第２の指示記号４２０は矢印記号に限定されず、術者が病変部５００の方向を認識しうる形状の記号、文字等であればよい。

子画像領域４３０の位置は、表示画像４０１の右上、左上等に限定されない。

１００ 内視鏡装置
２００ 内視鏡スコープ
２０３ ケーブル
２１０ 可撓部
２１１ 遠位端部
２１２ 近位端部
２１３ 配光レンズ
２１４ 撮像部（ＣＣＤ）
２１５ 移動検出部（角速度センサ）
２１６ 撮像レンズ
２１７ ライトガイドファイバ
２２０ 操作部
２２１ 第１のスイッチ
２２２ 第２のスイッチ
２２３ 操作部材
２３０ コネクタ
２３１ ドライバ回路
２３２ スコープコントローラ
３００ 内視鏡プロセッサ
３０１ システムコントローラ
３０２ 画像メモリ
３０３ 光源
３０４ 挿入スイッチ
４００ 表示部
４０１ 表示画像
４１０ 第１の指示記号
４２０ 第２の指示記号
４３０ 子画像領域
５００ 病変部

Claims (8)

1. 内視鏡の遠位端部に設けられ、観察対象物を撮像して観察画像を送信する撮像部と、
   前記撮像部から受信した観察画像を画像処理して表示画像を作成する画像処理部と、
   表示画像を表示する表示部と、
   観察画像に含まれる特定部位を選択する特定部位検出部と、
   前記遠位端部に設けられ、前記遠位端部の移動量に応じて変化する移動値を検出する移動検出部とを備え、
   前記画像処理部は、選択された特定部位が観察画像に含まれるとき、選択された特定部位を指示する第１の指示記号を表示画像に挿入し、前記移動値に応じて前記第１の指示記号の位置を更新し、選択された特定部位が前記表示部の表示範囲を超えたと前記移動値に基づいて判断したとき、選択された特定部位の位置を指示する第２の指示記号を表示画像に挿入する内視鏡装置。
2. 前記特定部位検出部は、ユーザが観察画像の中から指定した部位を特定部位として選択する請求項１に記載の内視鏡装置。
3. 前記特定部位検出部は、観察画像の中から所定の色又は形状に対応する部位を特定部位として選択する請求項１に記載の内視鏡装置。
4. 前記移動検出部は、前記遠位端部の角加速度を検出し、角加速度に応じて前記表示部に対する特定部位の移動量を算出する請求項１から３に記載の内視鏡装置。
5. 前記第１の指示記号は、前記表示画像に含まれる特定部位全体を囲む線である請求項１から４に記載の内視鏡装置。
6. 前記第２の指示記号は、選択された特定部位の方向を示す矢印記号である請求項１から５に記載の内視鏡装置。
7. 過去に撮像した観察画像である過去画像を記憶する記憶部をさらに備え、
   前記表示部は、選択された特定部位が前記表示部の表示範囲を超えたと前記移動値に基づいて判断したとき、前記記憶部が記憶している過去画像のうち、最も直近に撮像された過去画像に含まれる特定部位を、現在撮像された観察画像よりも小さく前記表示部に表示する請求項１から６に記載の内視鏡装置。
8. 前記表示部は、特定部位が前記表示部の表示範囲を超えた後に前記表示部の表示範囲内に戻ってきたと前記移動値に基づいて判断したとき、現在撮像された観察画像よりも小さく表示している特定部位の表示を取り止める請求項７に記載の内視鏡装置。

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