JP5781250B1 - 内視鏡システム - Google Patents
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Abstract
Description
そこで本発明は、挿入部の先端部内に温度センサを搭載せずに、撮像された画像から曇りの状態を検知し、観察対象に好適するヒータの加温制御を行う内視鏡システムを提供することを目的とする。
図1は、本発明の医療機器として、挿入部の先端部内に防曇構成を有する内視鏡システムの全体構成例を示す図である。
本実施形態の内視鏡装置は、大別して、内視鏡本体1と、移動可能なトロリー2に搭載された種々の外部装置となる内視鏡用機器7とで構成される。以下の説明については、軟性鏡を例として説明するが、硬性鏡においても同様に搭載することができる。
さらに、トロリー2には、洗浄等に用いられる液体(洗浄液:例えば、生理食塩水等の水を主とする液体)を貯留するボトル12が着脱可能に取り付けられている。また、内視鏡用機器7には、送気ポンプユニット(図示せず)が含まれている。さらに、トロリー2の棚には、体腔内で後述する洗浄ノズルから体腔内に噴出された液体や気体及び粘液等を吸引する吸引ユニット13が収容されている。
通常、観察窓21の表面における曇りの有無により、撮像された映像信号のコントラストレベル(輝度分布)に変化が発生する。例えば、図4には、観察窓21に曇りがなく、適正な観察像が撮像素子25に入射した場合の映像信号の輝度分布が広い(コントラストが高い)特性の例を示している。また、図5には、観察窓21に曇りが発生して、減光した観察像が撮像素子25に入射した場合の映像信号の輝度分布が狭い(全体的なコントラストが低い)特性の例を示している。
管腔内の観察が主であるので、観察者が注視するのは、主に表示画面(視野マスク)の周辺部分となる。例えば、図6Aに示すように、気管支においては、観察対象は表示画面の周辺部分になる。このような臓器では、図6Bに示すように、撮像面の中央側よりも周辺側の画素に重み付けを行う。管腔の壁面の色部分を撮像する画素から取得された画像信号の輝度レベル(コントラスト値)に基づき、観察窓21の曇りの有無を検知する。
胃は、先端部を湾曲させて、腔内の全体を見渡す場面があり、得たい視野は、表示画面の中央側で捉えることができるため、観察窓21の中央側が曇らないことが所望される。従って、撮像面の周辺側の画素よりも、中央側の画素に重み付けを行う。即ち、[選択1]とは、逆の重み付けを行っている。
大腸は管腔内ではあるが、曲がりくねっている臓器であり、表示画面の周辺側も中央側も観察する必要があり、視野全体が曇らないことが所望される。従って、観察窓21の全面が曇らないことを所望されるため、撮像面の画素に対して個別の重み付けはしない。
肺や食道の手術(胸腔)では、腔が奥深く、奥行きのある視野となる場面が多い。奥行きがあるため、術野全体を画面全体で捉えるようになるため、観察窓21の全面が満遍なく曇らないことが所望される。よって、撮像面の画素に対して個別の画素の重み付けはしない。
胃や大腸の手術(腹腔)では、胸腔ほど奥行きがなく、観察者が観察したい観察対象(術野及び箇所)を表示画面の中央側に捉えることができる。従って、観察窓21の中央側が曇らないことが所望され、撮像面の周辺側よりも中央側の画素に重み付けを行う。前記[選択2]と同様の重み付けを行っている。
関節鏡では、腔が非常に狭いため、術野全体を画面全体で捉える必要があるため、観察窓21の全面が満遍なく曇らないことが所望される。よって、撮像面の画素に対して個別の重み付けはしない。
内視鏡下副鼻腔手術では、腔は狭いが細長く、術野全体を表示画面の全体で捉えるようになるため、観察窓21の全面が満遍なく曇らないことが所望される。よって、撮像面の画素に対して個別の重み付けはしない。
まず、使用環境下で外気温度と管腔内温度との温度差が大きい場合には、挿入部4の先端部6の温度は、外気温度に近い温度となる。このため、観察開始前の先端部の観察窓の温度と、管腔内温度とは、同様に温度差が大きくなっている。このため、そのまま、挿入部を管腔内に挿入すると、観察窓が曇る確率が高くなっている。
また、観察途中で管腔内から取り出して、再度、管腔内に挿入した状況下においても同様である。即ち、挿入部4を観察途中で管腔内から外部に取り出すと、先端部6の観察窓21も外気温度に近づくように、温度が低下して、管腔内温度との間の温度差が大きくなっていく。この外部に取り出された際に、撮像を継続していた場合、前述したように、空間を撮影しているため、空間を撮像し、輝度レベルが低い、即ち低いコントラストの観察画像を撮像する。従って、観察窓21が曇っていると判断され、電源供給回路38が曇り防止ヒータ22に電源を供給し、観察窓21を加温する。
Claims (5)
- 先端に観察窓が配置され、管腔内に挿入される挿入部を有する内視鏡と、
前記観察窓を通過し、結像された観察像を画像信号に変換する複数の画素からなる撮像面を有する撮像ユニットと、
前記観察窓に近接して配置される曇り防止ヒータと、
前記撮像ユニットの前記複数の画素が出力した画像信号による輝度レベルの分布を検知する輝度レベル検知部と、
前記輝度レベルの分布と、予め設定した第1の判断基準とを比較し、さらに前記輝度レベルの分布と、予め設定した第2の判断基準である閾値とを比較し、これらの比較に基いて、前記曇り防止ヒータに対して加温動作を行うように判断する判断部と、
前記判断部の判断結果に従い、前記曇り防止ヒータを駆動して前記観察窓を加温するヒータ電源と、
を備えたことを特徴とする内視鏡システム。 - 前記輝度レベルの分布のピーク値を中央とする分布の範囲を前記第1の判断基準として設定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。
- 先端に観察窓が配置され、管腔内に挿入される挿入部を有する内視鏡と、
前記観察窓を通過し、結像された観察像を画像信号に変換する複数の画素からなる撮像面を有する撮像ユニットと、
前記観察窓に近接して配置される曇り防止ヒータと、
前記撮像ユニットの前記複数の画素が出力した画像信号による輝度レベルの分布を検知する輝度レベル検知部と、
前記輝度レベルの分布と、予め設定した判断基準とを比較し、前記判断基準以下の際に、前記曇り防止ヒータに対して加温動作を行うように判断する判断部と、
前記判断部の判断結果に従い、前記曇り防止ヒータを駆動して前記観察窓を加温するヒータ電源と、
観察を所望する観察対象に従って、前記撮像面上の位置で重みづけられた画素から検知された輝度レベルの分布を判断基準に設定する判断基準設定部と、
を備えたことを特徴とする内視鏡システム。 - 前記判断部は、観察動作中に渡り、予め定めた時間間隔で継続的に検知及び、比較による判断が行わ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。
- 前記内視鏡システムにおいて、
前記撮像面上の位置で重みづけは、
a. 観察対象における表示画面中央を注視する場合には、前記撮像面上の中央側の画素に対して重み付けを行い、
b. 観察対象における表示画面周辺側を注視する場合には、前記撮像面上の周辺側の画素に対して重み付けを行い、
c. 観察対象における表示画面の全面を注視する場合には、前記撮像面上の画素に対して重み付けを行わないことを特徴とする請求項3に記載の内視鏡システム。
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