JP2012139456A - 内視鏡画像再生装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】内視鏡挿入部先端の光学系と撮像素子で被検体を撮像する撮像部6と、撮像された信号に基づき画像データを生成する画像生成手段8と、撮像部の3軸加速度を計測する加速度計測手段7と、生成された画像データと計測された加速度データを記憶媒体に記録し動画ファイルを生成する動画ファイル生成手段121と、記録された動画ファイルから画像データと加速度データを読み出す読み出し手段122と、動画のある時点の撮像部の位置と方向を加速度に基づき算出する算出手段131と、算出された動画のある時点の撮像部の位置と方向を該時点の画像データと関連付ける関連付け手段132と、撮像部の位置に基づき動画のある範囲で挿入経路を算出する挿入経路算出手段133とを有する。
【選択図】図1
Description
そこで、本発明は上記の問題に鑑み、動画中のある時点の画像が被検体のどの位置でどの方向から撮影したかを容易に把握できる内視鏡画像再生装置を提供することを目的とする。
[構成]
図1は本発明の一実施形態の内視鏡画像再生装置の構成を示すブロック図である。
図1において、内視鏡画像再生装置20は、挿入部1と、本体部2と、表示装置3と、操作部4と、RAM14と、記録媒体15と、パーソナルコンピュータ(以下、PC)16とを備えている。操作部4は、位置指定手段としての機能も備えている。
加速度センサ7による3軸加速度の計測は、撮像部6を管路内に挿入する過程で実施するほか、管路内から抜去する過程で実施することもできる。
加速度センサ7は、例えば、3軸加速度センサであり、検出した撮像部6の加速度データに応じた信号、即ち、先端部5内の撮像部6の3軸方向の加速度値を本体部2の加速度センサ処理部9に出力する。なお、3軸加速度センサは、X軸、Y軸、Z軸の各検出軸を互いに直交させた形の3つのセンサを用いることによって、3次元空間内における3軸方向の加速度の大きさを得、それらをベクトル成分として合成して加速度がかかっている向きと大きさを検出できるものである。
グラフィック生成部10は、挿入経路図生成手段101を備えている。グラフィック生成部10は、先端部5内の撮像部6の管路内での位置に基づいて算出された挿入経路fと、該挿入経路f上での撮像部の方向をインジケータgを用いて表す挿入経路図71とのデータを生成する。このグラフィック生成部10からの挿入経路図71のデータは、前記画像合成部11に供給され、前記画像処理部8からの動画データと同一画面上に合成されて表示及び又は記録される。
なお、グラフィック生成部10は、挿入経路f上の撮像部の位置での方向を示すデータとして図9に示すようなインジケータgを生成する。
第1の表示制御手段111は、挿入経路図71のみを表示する機能を備える。第2の表示制御手段112は、再生された画像データが撮影された時点での撮像部の位置と方向を関連付け手段132により取得して、画像データおよび挿入経路図データをともに表示する機能を備える。第3の表示制御手段113は、挿入経路上のある位置と関連付けられた画像データを表示する機能を備える。第4の表示制御手段114は、挿入経路図生成手段としてのグラフィック生成部10により生成された挿入経路f(図9参照)とCADデータから得られる被検体の形状を示す設計図データに基づくパイプ形状eとをともに表示する機能を備える。
動画ファイル生成手段121は、画像処理部8により生成された画像データと加速度センサ7により計測された加速度データとを共に連続して記憶媒体15に記録することによって動画ファイルを生成する機能を備える。読み出し手段122は、記憶媒体15に記録された動画ファイルから画像データと加速度データを読み出す機能を備える。画像再生手段123は、動画または動画中の画像を再生する機能を備える。
[撮影及び記録動作]
内視鏡挿入部1の先端部分(撮像部6を含む)を被検体である配管の管路内に挿入していくことによって、撮像部6が管路内部をほぼ一定速度で移動して撮影する。このとき、管路の挿入端から管路のある範囲に亘って撮像部6を移動しながら動画撮影する。撮像した撮像信号は画像処理部8で画像処理され、内視鏡画像データとして記録媒体15に記録される。この記録動作では、メイン制御部13における関連付け手段132によって、内視鏡画像データの動画フレームと、加速度センサ7からの加速度データとが関連付けられた後、記録媒体読み書き部12によりこれらの関連付けされた動画フレーム及び加速度データが動画ファイルとして記録媒体15に記録される。
上記の記録動作の後に、検査者が操作部4の操作により、記録媒体15の動画ファイルを開く操作などにより動画ファイルを開くと、メイン制御13は、図7のフローチャートの処理により、読み出し手段122を制御して、前記記録媒体15に記録された前記動画ファイルから画像データと加速度データを読み出す。図7については後述する。その後に、メイン制御部13は、算出手段131を制御してその加速度データの加速度値を積分することによって、図6に示すような管路内での撮像部6の撮影位置と撮影方向を算出して撮像部位置テーブルを作成する。撮像部位置テーブルは、作成後に記録媒体15に保存しておく。そして、この作成した撮像部位置テーブルの位置データを用いてその位置での撮像部6の撮影方向も算出する。さらに、メイン制御部13は、挿入経路算出手段133を制御して、算出されている撮像部5の位置に基づいて動画のある範囲での挿入経路fを算出し、その挿入経路fを動画フレーム51とともに表示部3aに表示する。挿入経路fは、算出後に記録媒体読み書き部12を用いて記録媒体15に保存しておく。
なお、記録媒体15には予め配管の設計図となるCADデータが記録してあり、管路内における撮像部6の挿入経路fが設計図のパイプ形状eに重ね合わされて、表示部3aの画面に表示される。
図2は、AVIファイルの構造の例を説明するための図である。
図2に示すように、AVIファイル30は、RIFF(Resource Interchange File Format)というフォーマットであり、ファイルの先頭から順に、LIST“hdrl”で示すヘッダ部31と、JUNKで示すダミーチャンク32と、LIST“movi”で示すストリームデータ部33と、idx1で示すインデックス34とを有した構造となっている。
図5は図4に示すパイプのA点からB点まで挿入した際に得られる3軸加速度センサの値の例である。内視鏡挿入部1の先端部分がパイプのA点に挿入されたとき、撮像部6のZ軸加速度値がZ軸(+)方向に短時間に急速に増加及び減少した後、加速度0即ち一定速度でZ軸(+)方向に移動する。その後、第1の屈曲箇所に至り、Z軸(−)方向加速度が急速に増加及び減少しかつX軸(+)方向加速度が急速に増加及び減少する。そして、再び加速度0即ち一定速度でX軸(+)方向に移動して第2の屈曲箇所に至って、X軸(−)方向加速度が急速に増加及び減少しかつY軸(+)方向加速度が急速に増加及び減少する。以降同様にして、図4のパイプ形状に対応する移動に伴って、特に屈曲箇所において該当する各軸の加速度が急速に変化し増減する。
3軸加速度センサのX,Y,Z軸方向の各加速度値は、時間経過に対応して撮像された画像データとともに記録媒体15上の動画ファイルに記録される。
まず、動画ファイルの加速度センサデータから、時刻ごとの加速度センサ値を得る(ステップS1)。次に、加速度センサ値を積分して速度と位置を計算し(ステップS2)、計算して得られたデータを撮像部位置テーブルに登録する。さらに、時刻ごとの動画フレームの番号を計算する(ステップS3)。同じ番号は同じ動画フレームであることを表している。
図8では上記挿入経路fを、CADデータに基づいて得られた図4の設計図のパイプ形状eに重ねて示している。
表示部3aにおいて、符号9-1は内視鏡画像の画像表示領域、9-2は挿入経路図表示領域である。画像表示領域9-1において、符号51は動画フレーム、52は再生バー53上を移動可能なスライダ、53は再生バー、54は再生ボタン、55は停止ボタン、56は巻き戻しボタン、57は早送りボタンである。挿入経路図表示領域9-2において、符号eは設計図に基づく管路であるパイプ、fは加速度データに基づいて算出された撮像部位置をプロットして得られた撮像部の挿入経路、gは動画再生時に表示されている動画の撮影位置に対応した挿入経路f上の位置を示す撮像部位置インジケータ、72は撮像部位置インジケータgの位置及び方向をX,Y,Zの座標で表した位置及び方向表示、を示している。
Claims (5)
- 内視鏡挿入部の先端に設けられた光学系と撮像素子により被検体を撮像する撮像部により撮像された撮像信号に基づいて画像データを生成する画像生成手段と、
前記画像生成手段により生成された前記画像データと前記撮像部の3軸加速度を計測する加速度計測手段により計測された加速度データとをともに連続して記憶媒体に記録することによって動画ファイルを生成する動画ファイル生成手段と、
前記記憶媒体に記録された前記動画ファイルから画像データと加速度データを読み出す読み出し手段と、
動画のある時点における前記撮像部の位置と方向を加速度データに基づいて算出する算出手段と、
算出された動画のある時点における前記撮像部の位置と方向を該時点の画像データと関連付ける関連付け手段と、
前記算出手段が算出する前記撮像部の位置に基づいて動画のある範囲での挿入経路を算出する挿入経路算出手段と、
を有することを特徴とする内視鏡画像再生装置。 - 前記挿入経路と該挿入経路上での前記撮像部の方向とを表す挿入経路図を生成する挿入経路図生成手段と、
前記挿入経路図を表示する第1の表示制御手段と、
を有することを特徴とする請求項1に記載の内視鏡画像再生装置。 - 動画または動画中の画像データを再生する画像再生手段と、
画像再生時に再生された画像データに対応して、該画像データが撮影された時点での前記撮像部の位置と方向を前記関連付け手段により取得して、画像データおよび挿入経路図をともに表示する第2の表示制御手段と、
を有することを特徴とする請求項2に記載の内視鏡画像再生装置。 - 前記挿入経路上のある位置を指定する位置指定手段と、
該位置と関連付けられた画像データを表示する第3の表示制御手段と、
を有することを特徴とする請求項2に記載の内視鏡画像再生装置。 - 前記挿入経路図生成手段により生成された挿入経路と被検体の形状を示す設計図をともに表示する第4の表示制御手段、
を有することを特徴とする請求項2に記載の内視鏡画像再生装置。
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