JP2020512108A - 医用撮像装置及び内視鏡 - Google Patents
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Abstract
Description
《用途》
本開示の実施形態に係る技術は、様々な製品に適用され得る。例えば、本開示の実施形態に係る技術は、内視鏡手術システム、外科用顕微鏡検査法、又は、医用撮像装置、或いは、例えばパイプ又はチューブの敷設又は欠陥認定における他の種類の工業用内視鏡検査に適用されてもよい。
支持アーム装置5027は、ベースユニット5029から延びるアームユニット5031を含む。図示の例において、アームユニット5031は、関節部5033a、5033b、5033cとリンク5035a、5035bとを含み、アーム制御装置5045の制御下で駆動される。内視鏡5001は、内視鏡5001の位置及び姿勢が制御されるようにアームユニット5031により支持される。その結果、内視鏡5001の位置を安定して固定することができる。
内視鏡5001は、患者5071の体腔内に挿入されるべきその遠位端から所定の長さの部位を有する鏡筒5003と、鏡筒5003の近位端に接続されるカメラヘッド5005とを含む。図示の例では、硬質タイプの鏡筒5003を有する硬性鏡として含む内視鏡5001が示される。しかしながら、内視鏡5001は、さもなければ、軟質タイプの鏡筒5003を有する軟性鏡として構成されてもよい。
CCU5039は、中央処理ユニット(CPU)、グラフィックプロセッシングユニット(GPU)などを含み、内視鏡5001及び表示装置5041の動作を統括的に制御する。特に、CCU5039は、カメラヘッド5005から受信される画像信号に関して、その画像信号に基づいて画像を表示するための様々な画像処理、例えば現像処理(デモザイク処理)などを行なう。CCU5039は、画像処理が行なわれた画像信号を表示装置5041に供給する。また、CCU5039は、カメラヘッド5005に制御信号を送信して、カメラヘッド5005の駆動を制御する。制御信号は、倍率や焦点距離などの撮像条件に関する情報を含んでもよい。
支持アーム装置5027は、ベースとしての機能を果たすベースユニット5029と、ベースユニット5029から延在するアームユニット5031とを含む。図示の例において、アームユニット5031は、複数の関節部5033a、5033b、5033cと、関節部5033bによって互いに連結される複数のリンク5035a、5035bとを含む。図1では、説明を簡単にするために、アームユニット5031の構成が簡略的な形態で描かれる。実際には、アームユニット5031が所望の自由度を有するように関節部5033a〜5033c及びリンク5035a、5035bの形状、数及び配置、並びに、関節部5033a〜5033cの回転軸の方向等を適切に設定できる。例えば、アームユニット5031は、それが6自由度以上の自由度を有するように構成されることが好ましい。これにより、アームユニット5031の可動範囲内で内視鏡5001を自由に移動させることができる。その結果、内視鏡5001の鏡筒5003を所望の方向から患者5071の体腔内に挿入することが可能となる。
光源装置5043は、手術部位の撮像時に照射光を内視鏡5001に供給する。光源装置5043は、例えばLED、レーザ光源、又は、それらの組み合わせを含む白色光源を含む。このケースでは、白色光源が赤、緑、及び、青(RGB)のレーザ光源の組み合わせを含む場合、それぞれの色(各波長)ごとに出力強度及び出力タイミングを高精度で制御できるため、撮像画像のホワイトバランスの調整を光源装置5043によって行なうことができる。また、この場合、それぞれのRGBレーザ光源からのレーザビームが観察対象に時分割で照射されるとともに、その照射タイミングと同期してカメラヘッド5005の撮像素子の駆動が制御されれば、個々にR、G及びBの色に対応する画像を 時分割で撮像できる。以上の方法によれば、撮像素子にカラーフィルタを設けなくてもカラー画像を得ることができる。
図2を参照して内視鏡5001のカメラヘッド5005及びCCU5039の機能について更に詳しく説明する。図2は、図1に描かれるカメラヘッド5005及びCCU5039の機能構成の一例を描くブロック図である。
以上は、特定の波長の照明を有する各画像に関して各ピクセルの輝度レベルが比較されることを記載するが、本開示はそのように限定されない。例えば、異なる波長を使用して捕捉される画像からのピクセルに対して重み付けを適用できる。重み付けの選択は、強調されるべき材料に依存し得る。例えば、本開示の実施形態がヘモグロビンを検出するように構成される場合には、高い重み付けが650nmで適用されてもよく、この場合、その波長の光の吸収は低い。同様に、(650nmでの吸収と比較して)ヘモグロビンの吸収が非常に高い600nmの照明で捕捉される画像に関しては、低い重み付けが適用されてもよい。これはヘモグロビンの存在を強調する。
1.複数の光条件のうちの1つを使用して物体を照らすように構成される垂直共振器面発光レーザと、前記物体の画像を捕捉するように構成されるイメージセンサと、
前記垂直共振器面発光レーザを制御して、第1の光条件を有する光を使用して前記物体を照らし、
前記イメージセンサを制御して、前記第1の光条件を有する前記光で前記物体の第1の画像を捕捉し、
前記垂直共振器面発光レーザを制御して、第2の異なる光条件を有する光で前記物体を照らし、
前記イメージセンサを制御して、前記第1の光条件を有する前記光で照らされる前記物体の第2の画像を捕捉し、及び、
前記第1の画像及び前記第2の画像に基づいて前記物体の情報を決定する、
ように構成される回路と、を備える医用撮像装置。
2.前記光条件が前記光の波長である項1に記載の装置。
3.前記波長の範囲が600〜650nmである項2に記載の装置。
4.前記第1の光条件が540nmの波長である項1又は2に記載の装置。
5.前記物体の前記情報が前記物体の材料であり、前記物体の前記材料は、前記画像中の対応するポイントで前記第1及び第2の画像の輝度を比較することによって決定される、項2から4のいずれか一項に記載の装置。
6.前記光条件が前記光の輝度である項1から5のいずれか一項に記載の装置。
7.前記光条件は、前記垂直共振器面発光レーザから放射される光の角度である項1から6のいずれか一項に記載の装置。
8.前記第1の光条件は、第1の方向から前記物体を照らすことであり、前記第2の光条件は、第2の異なる方向から前記物体を照らすことであり、前記物体の前記情報が前記物体のトポグラフィーであり、前記トポグラフィーがフォトメトリックステレオによって決定される、項1から7のいずれか一項に記載の装置。
9.複数の垂直共振器面発光レーザを備える項1から8のいずれか一項に記載の装置。
10.患者に入るためのチップを備え、前記チップが垂直共振器面発光レーザを備える項1から9のいずれか一項に記載の装置。
11.光を前記イメージセンサに集束させるためのレンズ配列を備え、前記垂直共振器面発光レーザが前記レンズ配列に隣接して位置される項1から10のいずれか一項に記載の装置。
12.前記垂直共振器面発光レーザとは反対側で、前記レンズ配列に隣接して位置される第2の垂直共振器面発光レーザを備える項11に記載の装置。
13.前記垂直共振器面発光レーザによって放射される前記光の方向を変えるように構成される反射面を有する構造体を備える項1から12のいずれか一項に記載の装置。
14.前記構造体は、前記反射光が前記物体上にわたって走査されるように移動するべく構成されるミラーである項13に記載の装置。
15.前記制御回路は、前記決定された物体情報を用いて前記物体の画像に注釈を付けるように更に構成される項1から14のいずれか一項に記載の装置。
16.項1から15のいずれか一項に記載の装置を備える内視鏡。
Claims (16)
- 複数の光条件のうちの1つを使用して物体を照らすように構成される垂直共振器面発光レーザと、前記物体の画像を捕捉するように構成されるイメージセンサと、
前記垂直共振器面発光レーザを制御して、第1の光条件を有する光を使用して前記物体を照らし、
前記イメージセンサを制御して、前記第1の光条件を有する前記光で前記物体の第1の画像を捕捉し、
前記垂直共振器面発光レーザを制御して、第2の異なる光条件を有する光で前記物体を照らし、
前記イメージセンサを制御して、前記第1の光条件を有する前記光で照らされる前記物体の第2の画像を捕捉し、及び、
前記第1の画像及び前記第2の画像に基づいて前記物体の情報を決定する、
ように構成される回路と、を備える医用撮像装置。 - 前記光条件が前記光の波長である請求項1に記載の装置。
- 前記波長の範囲が600〜650nmである請求項2に記載の装置。
- 前記第1の光条件が540nmの波長である請求項2に記載の装置。
- 前記物体の前記情報が前記物体の材料であり、前記物体の前記材料は、前記画像中の対応するポイントで前記第1及び第2の画像の輝度を比較することによって決定される、請求項2に記載の装置。
- 前記光条件が前記光の輝度である請求項1に記載の装置。
- 前記光条件は、前記垂直共振器面発光レーザから放射される光の角度である請求項1に記載の装置。
- 前記第1の光条件は、第1の方向から前記物体を照らすことであり、前記第2の光条件は、第2の異なる方向から前記物体を照らすことであり、前記物体の前記情報が前記物体のトポグラフィーであり、前記トポグラフィーがフォトメトリックステレオによって決定される、請求項1に記載の装置。
- 複数の垂直共振器面発光レーザを備える請求項1に記載の装置。
- 患者に入るためのチップを備え、前記チップが垂直共振器面発光レーザを備える請求項1に記載の装置。
- 光を前記イメージセンサに集束させるためのレンズ配列を備え、前記垂直共振器面発光レーザが前記レンズ配列に隣接して位置される請求項1に記載の装置。
- 前記垂直共振器面発光レーザとは反対側で、前記レンズ配列に隣接して位置される第2の垂直共振器面発光レーザを備える請求項11に記載の装置。
- 前記垂直共振器面発光レーザによって放射される前記光の方向を変えるように構成される反射面を有する構造体を備える請求項1に記載の装置。
- 前記構造体は、前記反射光が前記物体上にわたって走査されるように移動するべく構成されるミラーである請求項13に記載の装置。
- 前記制御回路は、前記決定された物体情報を用いて前記物体の画像に注釈を付けるように更に構成される請求項1に記載の装置。
- 請求項1に記載の装置を備える内視鏡。
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