JPWO2016021044A1 - カプセル内視鏡、カプセル内視鏡システム、およびカプセル内視鏡の制御方法 - Google Patents

カプセル内視鏡、カプセル内視鏡システム、およびカプセル内視鏡の制御方法 Download PDF

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Abstract

カプセル内視鏡は、第1のモードと第2のモードとのいずれか1つが設定され、被検体を撮像して前記被検体の画像を取得する撮像部と、画像以外のデータを取得するデータ取得部と、前記画像の解析結果と前記データの解析結果とに基づいて、前記撮像部に設定されるモードを前記第1のモードと前記第2のモードとの間で切り替える制御部と、を有し、前記制御部は、前記第1のモードが前記撮像部に設定されているときには、前記データの解析結果に基づいて、前記撮像部に設定されるモードを前記第2のモードに切り替え、前記第2のモードが前記撮像部に設定されているときには、前記画像の解析結果に基づいて、前記撮像部に設定されるモードを前記第1のモードに切り替える。

Description

本発明は、カプセル内視鏡、カプセル内視鏡システム、およびカプセル内視鏡の制御方法に関する。
カプセル内視鏡が被験者の臓器内を通過しているとき、すなわちカプセル内視鏡が人体に対して相対的に移動しているとき、移動速度が速い場合は被検体の撮り逃しを低減するために撮像のフレームレートを上げることが望ましい。また、人体に対してカプセル内視鏡が相対的に静止しているとき、カプセル内視鏡の消費電力を低減するために撮像のフレームレートを下げることが望ましい。
特許文献1には、カプセル内視鏡のフレームレートを制御する方法が開示されている。この方法では、複数のフレームのイメージ比較処理に基づいてフレームレートが制御される。あるいは、この方法では、加速度センサなどのセンサの測定データに基づいてフレームレートが制御される。
日本国特開2006−223892号公報
フレームレートの制御は、撮像のモードを切り替える制御の具体的な例である。従来技術では、画像を用いた制御と、センサの測定データを用いた制御とは記載されている。しかし、これらの制御を単純に組み合わせるだけでは最適な制御ができないにも関わらず、フレームレートを制御する方法について具体的な開示がない。つまり、画像を用いた制御と、画像以外のデータを用いた制御とを最適に組み合わせることにより、高精度に撮像のモードを制御する具体的な方法は開示されていない。
本発明は、撮像のモードをより高精度に制御するカプセル内視鏡、カプセル内視鏡システム、およびカプセル内視鏡の制御方法を提供する。
本発明の第1の態様によれば、カプセル内視鏡は、第1のモードと第2のモードとのいずれか1つが設定され、被検体を撮像して前記被検体の画像を取得する撮像部と、画像以外のデータを取得するデータ取得部と、前記画像の解析結果と前記データの解析結果とに基づいて、前記撮像部に設定されるモードを前記第1のモードと前記第2のモードとの間で切り替える制御部と、を有し、前記制御部は、前記第1のモードが前記撮像部に設定されているときには、前記データの解析結果に基づいて、前記撮像部に設定されるモードを前記第2のモードに切り替え、前記第2のモードが前記撮像部に設定されているときには、前記画像の解析結果に基づいて、前記撮像部に設定されるモードを前記第1のモードに切り替える。
本発明の第2の態様によれば、第1の態様において、前記制御部が前記データの解析結果を取得する周期は、前記制御部が前記画像の解析結果を取得する周期よりも短くてもよい。
本発明の第3の態様によれば、第1の態様において、前記データ取得部は、加速度、速度、角速度、位置、磁気の少なくとも1つのデータを取得してもよい。
本発明の第4の態様によれば、第1の態様において、前記第1のモードにおける撮像のフレームレートは、前記第2のモードにおける撮像のフレームレートよりも低くてもよい。
本発明の第5の態様によれば、第1の態様において、前記カプセル内視鏡は、前記撮像部によって取得された前記画像を解析する画像解析部をさらに有してもよい。
本発明の第6の態様によれば、第1の態様において、前記カプセル内視鏡は、前記データ取得部によって取得された前記データを解析するデータ解析部をさらに有してもよい。
本発明の第7の態様によれば、第4の態様において、第1のモードと、第2のモードと、第3のモードとのいずれか1つが前記撮像部に設定され、前記第3のモードにおける撮像のフレームレートは、前記第2のモードにおける撮像のフレームレートよりも高く、前記制御部は、前記第2のモードが前記撮像部に設定されているときには、前記画像の解析結果に基づいて、前記撮像部に設定されるモードを前記第1のモードまたは前記第3のモードに切り替えてもよい。
本発明の第8の態様によれば、第4の態様において、第1のモードと、第2のモードと、第4のモードとのいずれか1つが前記撮像部に設定され、前記第4のモードにおける撮像のフレームレートは、前記第1のモードにおける撮像のフレームレートよりも低く、前記制御部は、前記第4のモードが前記撮像部に設定されているときには、前記データの解析結果に基づいて、前記撮像部に設定されるモードを前記第1のモードに切り替えてもよい。
本発明の第9の態様によれば、第1の態様において、前記第2のモードが前記撮像部に設定されているときに前記制御部が前記画像の解析結果を取得する周期は、前記第1のモードが前記撮像部に設定されているときに前記制御部が前記画像の解析結果を取得する周期よりも短くてもよい。
本発明の第10の態様によれば、第1の態様において、前記カプセル内視鏡は、人体の動きが相対的に小さい第1の場合と、人体の動きが相対的に大きい第2の場合とを識別する動き情報を受信する無線通信部をさらに有し、前記制御部は、前記第1のモードが前記撮像部に設定され、かつ、前記人体の動きが相対的に小さいときのみ、前記データの解析結果に基づいて、前記撮像部に設定されるモードを前記第2のモードに切り替えてもよい。
本発明の第11の態様によれば、カプセル内視鏡システムは、カプセル内視鏡と受信装置とを有し、前記カプセル内視鏡は、第1のモードと第2のモードとのいずれか1つが設定された状態で被検体を撮像して前記被検体の画像を取得する撮像部と、画像以外のデータを取得するデータ取得部と、前記画像の解析結果と前記データの解析結果とに基づいて、前記撮像部に設定されるモードを前記第1のモードと前記第2のモードとの間で切り替える制御部と、前記撮像部によって取得された前記画像を前記受信装置に送信する第1の無線通信部と、を有し、前記制御部は、前記第1のモードが前記撮像部に設定されているときには、前記データの解析結果に基づいて、前記撮像部に設定されるモードを前記第2のモードに切り替え、前記第2のモードが前記撮像部に設定されているときには、前記画像の解析結果に基づいて、前記撮像部に設定されるモードを前記第1のモードに切り替え、前記受信装置は、前記カプセル内視鏡から送信された前記画像を受信する第2の無線通信部を有する。
本発明の第12の態様によれば、カプセル内視鏡の制御方法は、第1のモードと第2のモードとのいずれか1つが設定された状態で被検体を撮像して前記被検体の画像を取得する撮像部によって前記画像を取得する第1のステップと、画像以外のデータを取得する第2のステップと、前記画像の解析結果と前記データの解析結果とに基づいて、前記撮像部に設定されるモードを前記第1のモードと前記第2のモードとの間で切り替える第3のステップと、を有し、前記第3のステップでは、前記第1のモードが前記撮像部に設定されているときには、前記データの解析結果に基づいて、前記撮像部に設定されるモードを前記第2のモードに切り替え、前記第2のモードが前記撮像部に設定されているときには、前記画像の解析結果に基づいて、前記撮像部に設定されるモードを前記第1のモードに切り替える。
上記の各態様によれば、第1のモードが撮像部に設定されているときには、データの解析結果に基づいて、撮像部に設定されるモードが第2のモードに切り替わり、第2のモードが撮像部に設定されているときには、画像の解析結果に基づいて、撮像部に設定されるモードが第1のモードに切り替わる。これによって、撮像のモードをより高精度に制御することができる。
本発明の第1の実施形態のカプセル内視鏡の構成を示すブロック図である。 本発明の第1の実施形態の撮像部の状態遷移を示す参考図である。 本発明の第1の実施形態のカプセル内視鏡の制御方法を示すフローチャートである。 本発明の第1の実施形態の変形例のカプセル内視鏡の構成を示すブロック図である。 本発明の第1の実施形態の変形例のカプセル内視鏡の制御方法を示すフローチャートである。 本発明の第2の実施形態のカプセル内視鏡の構成を示すブロック図である。 本発明の第2の実施形態の撮像部の状態遷移を示す参考図である。 本発明の第2の実施形態のカプセル内視鏡の制御方法を示すフローチャートである。 本発明の第2の実施形態のカプセル内視鏡の制御方法と比較される制御方法を示すタイミングチャートである。 本発明の第2の実施形態のカプセル内視鏡の制御方法を示すタイミングチャートである。 本発明の第3の実施形態の撮像部の状態遷移を示す参考図である。 本発明の第3の実施形態のカプセル内視鏡の制御方法を示すフローチャートである。 本発明の第4の実施形態のカプセル内視鏡の構成を示すブロック図である。 本発明の第4の実施形態のカプセル内視鏡の制御方法を示すタイミングチャートである。 本発明の第5の実施形態のカプセル内視鏡の構成を示すブロック図である。 本発明の第6の実施形態のカプセル内視鏡システムの構成を示すブロック図である。 本発明の第6の実施形態の受信装置の構成を示すブロック図である。 本発明の第7の実施形態の受信装置の構成を示すブロック図である。 本発明の第8の実施形態の受信装置の構成を示すブロック図である。
以下、図面を参照し、本発明の実施形態を説明する。
(第1の実施形態)
図1は、本発明の第1の実施形態のカプセル内視鏡10の構成を示している。図1に示すように、カプセル内視鏡10は、撮像部100と、データ取得部101と、画像解析部102と、データ解析部103と、制御部104とを有する。
第1のモードと第2のモードとのいずれか1つが撮像部100に設定される。撮像部100は、被検体を撮像して被検体の画像(画像データ)を取得する。例えば、被検体は人体内の臓器である。撮像部100によって取得された画像は画像解析部102に出力される。
データ取得部101は、画像以外のデータを取得する。例えば、データ取得部101は、加速度、速度、角速度、位置(距離)、磁気の少なくとも1つのデータを取得する。データ取得部101によって取得されたデータはデータ解析部103に出力される。
画像解析部102は、撮像部100によって取得された画像を解析する。画像の解析結果は制御部104に出力される。データ解析部103は、データ取得部101によって取得されたデータを解析する。データの解析結果は制御部104に出力される。
制御部104は、画像の解析結果とデータの解析結果とに基づいて、撮像部100に設定されるモードを第1のモードと第2のモードとの間で切り替える。制御部104は、第1のモードが撮像部100に設定されているときには、データの解析結果に基づいて、撮像部100に設定されるモードを第2のモードに切り替える。制御部104は、第2のモードが撮像部100に設定されているときには、画像の解析結果に基づいて、撮像部100に設定されるモードを第1のモードに切り替える。制御部104は、撮像部100に設定されるモードを切り替える場合、モード切替指示を撮像部100に出力する。撮像部100は、モード切替指示に基づいて内部の撮像パラメータをモードに応じた値に変更する。
カプセル内視鏡10のコンピュータが、画像解析部102と、データ解析部103と、制御部104との動作を規定する命令を含むプログラムを読み込み、読み込まれたプログラムを実行してもよい。つまり、画像解析部102と、データ解析部103と、制御部104との機能はソフトウェアの機能として実現されてもよい。このプログラムは、例えばフラッシュメモリのような「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」により提供されてもよい。また、上述したプログラムは、このプログラムが保存された記憶装置等を有するコンピュータから、伝送媒体を介して、あるいは伝送媒体中の伝送波によりカプセル内視鏡10に伝送されてもよい。プログラムを伝送する「伝送媒体」は、インターネット等のネットワーク(通信網)や電話回線等の通信回線(通信線)のように、情報を伝送する機能を有する媒体である。また、上述したプログラムは、前述した機能の一部を実現してもよい。さらに、上述したプログラムは、前述した機能をコンピュータに既に記録されているプログラムとの組合せで実現できる、いわゆる差分ファイル(差分プログラム)であってもよい。
図2は、撮像部100の状態遷移を示している。第1のモードが撮像部100に設定されている状態ST1では、制御部104は、データの解析結果に基づいてモードを判断する。例えば、データの解析結果は、データ(加速度、速度、角速度のデータ)と所定の閾値とを比較した結果である。あるいは、データの解析結果は、複数の時刻におけるデータ(位置、磁気のデータ)の変化量を所定の閾値と比較した結果である。
データあるいはその変化量が所定の閾値以上である場合、制御部104は、撮像部100に設定されるモードを切り替えると判断する。また、データあるいはその変化量が所定の閾値未満である場合、制御部104は、撮像部100に設定されるモードを切り替えないと判断する。撮像部100に設定されるモードを切り替えると制御部104が判断したとき、制御部104は撮像部100に設定されるモードを第2のモードに切り替える。この結果、撮像部100の状態は、第2のモードが設定されている状態ST2になる。
状態ST2では、制御部104は、画像の解析結果に基づいてモードを判断する。例えば、画像の解析結果は、複数の時刻における画像の変化量と所定の閾値とを比較した結果である。例えば、画像の変化量は、画像を構成する画素の全てまたは一部の値の変化量である。画像の解析に関する閾値とデータの解析に関する閾値とは同一である必要はない。
画像の変化量が所定の閾値以上である場合、制御部104は、撮像部100に設定されるモードを切り替えないと判断する。また、画像の変化量が所定の閾値未満である場合、制御部104は、撮像部100に設定されるモードを切り替えると判断する。撮像部100に設定されるモードを切り替えると制御部104が判断したとき、制御部104は撮像部100に設定されるモードを第1のモードに切り替える。この結果、撮像部100の状態は、第1のモードが設定されている状態ST1になる。上記のように、撮像部100に設定されるモードが第1のモードと第2のモードとで切り替わる。この例では画像の変化量が閾値未満である場合にモードを第2のモードから第1のモードに切り替えると判断される。しかし、画像の変化量が閾値未満である場合と画像の変化量が閾値以上である場合とのどちらの場合にモードを切り替えるのかは、アルゴリズムなどにより適宜調整することができる。
例えば、カプセル内視鏡10が停止している場合、またはカプセル内視鏡10の動きが遅い場合、第1のモードが撮像部100に設定される。また、カプセル内視鏡10の動きが速い場合、第2のモードが撮像部100に設定される。
図3は、カプセル内視鏡10の制御方法を示している。処理が開始された後、 画像以外のデータを取得するタイミングが訪れたとき(ステップS100のYES)、データ取得部101はデータを取得する(ステップS105)。例えば、データ取得部101は所定の周期でデータを取得する。データが取得されてから、この周期に対応する時間が経過したとき、データ取得部101はデータを取得する。取得されたデータはデータ取得部101からデータ解析部103に出力される。
データが取得された後、データ解析部103は、取得されたデータを解析する(ステップS110)。データの解析結果はデータ解析部103から制御部104に出力される。画像以外のデータを取得するタイミングが訪れていないとき(ステップS100のNO)、ステップS105とステップS110との処理は行われない。
データが解析された後、撮像を行うタイミングが訪れたとき(ステップS115のYES)、撮像部100は撮像を行い、被検体の画像を取得する(ステップS120)。例えば、撮像部100は所定の周期で撮像を行う。撮像が行われてから、この周期に対応する時間が経過したとき、撮像部100は撮像を行う。取得された画像は撮像部100から画像解析部102に出力される。
画像が取得された後、画像解析部102は、取得された画像を解析する(ステップS125)。画像の解析結果は制御部104に出力される。撮像を行うタイミングが訪れていないとき(ステップS115のNO)、ステップS120とステップS125との処理は行われない。
画像が解析された後、撮像部100に設定されているモードに応じて処理が分岐する(ステップS130)。撮像部100に設定されているモードが第1のモードである場合、制御部104は、データの解析結果に基づいて、撮像部100に設定されるモードを決定する(ステップS135)。一方、撮像部100に設定されているモードが第2のモードである場合、制御部104は、画像の解析結果に基づいて、撮像部100に設定されるモードを決定する(ステップS140)。
モードが決定された後、制御部104は、撮像部100に設定されているモードをステップS135またはステップS140で決定されたモードに切り替える(ステップS145)。ステップS135またはステップS140で決定されたモードが、撮像部100に設定されているモードと同一である場合、モードは変更されない。つまり、ステップS145の処理は行われない。
モードが切り替えられた後、モードの切替の処理が終了する。図3に示す処理は繰り返し行われる。
図3では、ステップS115と、ステップS120と、ステップS125との処理が、ステップS100と、ステップS105と、ステップS110との処理の後に行われる。しかし、ステップS100と、ステップS105と、ステップS110との処理が、ステップS115と、ステップS120と、ステップS125との処理の後に行われてもよい。
制御部104がデータの解析結果を取得する周期は、制御部104が画像の解析結果を取得する周期よりも短くてもよい。つまり、データ解析部103から制御部104にデータの解析結果が出力される周期は、画像解析部102から制御部104に画像の解析結果が出力される周期よりも短くてもよい。これによって、第1のモードが撮像部100に設定されているときに、第1のモードから第2のモードへのモードの切替をより高速に行うことができる。また、データ解析部103がデータの解析を行う周期は、画像解析部102が画像の解析を行う周期よりも短くてもよい。
第2のモードが撮像部100に設定されているときに制御部104が画像の解析結果を取得する周期は、第1のモードが撮像部100に設定されているときに制御部104が画像の解析結果を取得する周期よりも短くてもよい。つまり、第2のモードが撮像部100に設定されているときに画像解析部102から制御部104に画像の解析結果が出力される周期は、第1のモードが撮像部100に設定されているときに画像解析部102から制御部104に画像の解析結果が出力される周期よりも短くてもよい。これによって、第2のモードが撮像部100に設定されているときに、第2のモードから第1のモードへのモードの切替をより高速に行うことができる。
(変形例)
図4は、第1の実施形態の変形例のカプセル内視鏡11の構成を示している。図4に示すように、カプセル内視鏡11は、撮像部100と、データ取得部101と、制御部104と、無線通信部105(第1の無線通信部)とを有する。
撮像部100は、図1に示すカプセル内視鏡10における撮像部100と同様である。データ取得部101は、図1に示すカプセル内視鏡10におけるデータ取得部101と同様である。制御部104は、図1に示すカプセル内視鏡10における制御部104と同様である。
撮像部100によって取得された画像は無線通信部105に出力される。また、データ取得部101によって取得されたデータは無線通信部105に出力される。無線通信部105は、撮像部100によって取得された画像を受信装置に無線で送信する。また、無線通信部105は、データ取得部101によって取得されたデータを受信装置に無線で送信する。また、無線通信部105は、画像の解析結果とデータの解析結果とを受信装置から無線で受信する。無線通信部105によって受信された画像の解析結果とデータの解析結果とは制御部104に出力される。
受信装置は、無線通信部105によって送信された画像とデータとを受信する。受信装置は、受信された画像を解析する。また、受信装置は、受信されたデータを解析する。受信装置は画像の解析結果をカプセル内視鏡11に無線で送信する。また、受信装置はデータの解析結果をカプセル内視鏡11に無線で送信する。
図4に示すように、カプセル内視鏡11は、画像解析部102とデータ解析部103とを有していない。したがって、画像解析部102とデータ解析部103とは第1の実施形態において必須ではない。カプセル内視鏡11が画像解析部102とデータ解析部103との一方を有し、受信装置が画像解析部102とデータ解析部103との他方を有していてもよい。
図5は、カプセル内視鏡11の制御方法を示している。図5に示す処理において、図3に示す処理と異なる点を説明する。
ステップS105でデータが取得された後、無線通信部105は、取得されたデータを受信装置に無線で送信する(ステップS200)。データが送信された後、無線通信部105は、受信装置から送信された、データの解析結果を無線で受信する(ステップS205)。画像以外のデータを取得するタイミングが訪れていないとき(ステップS100のNO)、ステップS105と、ステップS200と、ステップS205との処理は行われない。データの解析結果が受信された後、ステップS115の判断が行われる。
ステップS120で画像が取得された後、無線通信部105は、取得された画像を受信装置に無線で送信する(ステップS210)。画像が送信された後、無線通信部105は、受信装置から送信された、画像の解析結果を無線で受信する(ステップS215)。撮像を行うタイミングが訪れていないとき(ステップS115のNO)、ステップS120と、ステップS210と、ステップS215との処理は行われない。データの解析結果が受信された後、撮像部100に設定されているモードに応じて処理が分岐する(ステップS130)。
上記の点以外については、図5に示す処理は、図3に示す処理と同様である。
図5では、ステップS115と、ステップS120と、ステップS210と、ステップS215との処理が、ステップS100と、ステップS105と、ステップS200と、ステップS205との処理の後に行われる。しかし、ステップS100と、ステップS105と、ステップS200と、ステップS205との処理が、ステップS115と、ステップS120と、ステップS210と、ステップS215との処理の後に行われてもよい。
図1に示すカプセル内視鏡10では、図4に示すカプセル内視鏡11と比較して、画像の通信と画像の解析結果の通信とが必要ない。また、図1に示すカプセル内視鏡10では、図4に示すカプセル内視鏡11と比較して、画像以外のデータの通信とデータの解析結果の通信とが必要ない。このため、図1に示すカプセル内視鏡10では、モードの切替に要する遅延を小さくすることができる。
第1の実施形態によれば、第1のモードと第2のモードとのいずれか1つが設定され、被検体を撮像して被検体の画像を取得する撮像部100と、画像以外のデータを取得するデータ取得部101と、画像の解析結果とデータの解析結果とに基づいて、撮像部100に設定されるモードを第1のモードと第2のモードとの間で切り替える制御部104と、を有し、制御部104は、第1のモードが撮像部100に設定されているときには、データの解析結果に基づいて、撮像部100に設定されるモードを第2のモードに切り替え、第2のモードが撮像部100に設定されているときには、画像の解析結果に基づいて、撮像部100に設定されるモードを第1のモードに切り替えるカプセル内視鏡10,11が構成される。
また、第1の実施形態によれば、第1のモードと第2のモードとのいずれか1つが設定された状態で被検体を撮像して被検体の画像を取得する撮像部100によって画像を取得する第1のステップS120と、画像以外のデータを取得する第2のステップS100と、画像の解析結果とデータの解析結果とに基づいて、撮像部100に設定されるモードを第1のモードと第2のモードとの間で切り替える第3のステップS145と、を有し、第3のステップS145では、第1のモードが撮像部100に設定されているときには、データの解析結果に基づいて、撮像部100に設定されるモードを第2のモードに切り替え、第2のモードが撮像部100に設定されているときには、画像の解析結果に基づいて、撮像部100に設定されるモードを第1のモードに切り替えるカプセル内視鏡10,11の制御方法が構成される。
第1の実施形態では、第1のモードが撮像部100に設定されているときには、データの解析結果に基づいて、撮像部100に設定されるモードが第2のモードに切り替わる。第2のモードが撮像部100に設定されているときには、画像の解析結果に基づいて、撮像部100に設定されるモードが第1のモードに切り替わる。これによって、撮像のモードをより高精度に制御することができる。
例えば、第1のモードでは第2のモードよりもデータの解析結果が取得される頻度がより高くなりうる。このため、モードを第1のモードから第2のモードにより高速に切り替えることができる。また、データの解析結果に基づくモードの判断よりも、画像の解析結果に基づくモードの判断がより正確でありうる。このため、モードを第2のモードから第1のモードにより正確に切り替えることができる。この結果、撮像のモードをより高精度に制御することができる。
第2のモードでは第1のモードよりも、撮像のフレームレートがより高くてもよい。例えば、カプセル内視鏡10またはカプセル内視鏡11が停止している場合、あるいはカプセル内視鏡10またはカプセル内視鏡11の動きが遅い場合、第1のモードが撮像部100に設定される。カプセル内視鏡10またはカプセル内視鏡11の動きが速い場合、画像がぶれやすい。このため、フレームレートを高くすることによって画像がより鮮明になるように、第2のモードが撮像部100に設定される。
第2のモードでは第1のモードよりも、画像の圧縮処理における圧縮率がより小さくてもよい。例えば、カプセル内視鏡10またはカプセル内視鏡11が停止している場合、あるいはカプセル内視鏡10またはカプセル内視鏡11の動きが遅い場合、第1のモードが撮像部100に設定される。カプセル内視鏡10またはカプセル内視鏡11の動きが速い場合、画像がぶれやすい。このため、圧縮率を小さくすることによって画像がより鮮明になるように、第2のモードが撮像部100に設定される。
第2のモードでは第1のモードよりも、画像の解像度がより小さくてもよい。例えば、カプセル内視鏡10またはカプセル内視鏡11が停止している場合、あるいはカプセル内視鏡10またはカプセル内視鏡11の動きが遅い場合、第1のモードが撮像部100に設定される。カプセル内視鏡10またはカプセル内視鏡11の動きが速い場合、画像がぶれやすい。このため、画像の画素を間引くことによって画像がより鮮明になるように、第2のモードが撮像部100に設定される。
第2のモードでは第1のモードよりも、露光期間がより短くてもよい。例えば、カプセル内視鏡10またはカプセル内視鏡11が停止している場合、あるいはカプセル内視鏡10またはカプセル内視鏡11の動きが遅い場合、第1のモードが撮像部100に設定される。カプセル内視鏡10またはカプセル内視鏡11の動きが速い場合、画像がぶれやすい。このため、露光期間を短くすることによって画像がより鮮明になるように、第2のモードが撮像部100に設定される。
第2のモードでは第1のモードよりも、画角がより小さくてもよい。例えば、カプセル内視鏡10またはカプセル内視鏡11が停止している場合、あるいはカプセル内視鏡10またはカプセル内視鏡11の動きが遅い場合、第1のモードが撮像部100に設定される。カプセル内視鏡10またはカプセル内視鏡11の動きが速い場合、画像がぶれやすい。このため、画角を小さくすることによって画像がより鮮明になるように、第2のモードが撮像部100に設定される。
(第2の実施形態)
図6は、本発明の第2の実施形態のカプセル内視鏡12の構成を示している。図6に示すように、カプセル内視鏡12は、撮像部100と、センサ101aと、画像解析部102と、データ解析部103と、制御部104とを有する。
撮像部100は、図1に示すカプセル内視鏡10における撮像部100と同様である。画像解析部102は、図1に示すカプセル内視鏡10における画像解析部102と同様である。データ解析部103は、図1に示すカプセル内視鏡10におけるデータ解析部103と同様である。制御部104は、図1に示すカプセル内視鏡10における制御部104と同様である。
センサ101aは、図1に示すカプセル内視鏡10におけるデータ取得部101の具体的な例である。例えば、センサ101aは、加速度センサと、速度センサと、磁気センサと、角速度センサとのいずれか1つまたは複数である。したがって、センサ101aは、加速度、速度、角速度、磁気のいずれか1つまたは複数のデータを取得することが可能である。センサ101aは、取得されたデータで構成されるセンサデータをデータ解析部103に出力する。
センサ101aが加速度センサである場合、センサデータは加速度データである。加速度データは、カプセル内視鏡12の加速度の測定結果である。複数の時刻における加速度データの変化量からカプセル内視鏡12の動きを検出することが可能である。
センサ101aが速度センサである場合、センサデータは速度データである。速度データは、カプセル内視鏡12の速度の測定結果である。複数の時刻における速度データの変化量からカプセル内視鏡12の動きを検出することが可能である。
速度データが示す速度を積分することによって位置データを得てもよい。複数の時刻における位置データの変化量からカプセル内視鏡12の動きを検出することが可能である。
センサ101aが磁気センサである場合、センサデータは磁気データである。磁気データは地磁気の測定結果である。3次元方向に測定可能な磁気センサを用いることによって、カプセル内視鏡12の姿勢を検出することが可能である。したがって、複数の時刻における磁気データの変化量からカプセル内視鏡12の動きを検出することが可能である。
センサ101aが角速度センサである場合、センサデータは角速度データである。角速度データは、カプセル内視鏡12の角速度の測定結果である。複数の時刻における角速度データの変化量からカプセル内視鏡12の動きを検出することが可能である。
第2の実施形態では、撮像のフレームレートが第1のモードと第2のモードとで異なる。第1のモードにおける撮像のフレームレートは、第2のモードにおける撮像のフレームレートよりも低い。すなわち、第2のモードにおける撮像のフレームレートは、第1のモードにおける撮像のフレームレートよりも高い。
図7は、撮像部100の状態遷移を示している。第1のモードが撮像部100に設定されている状態ST11では、制御部104は、センサデータの解析結果に基づいてモードを判断する。例えば、センサデータの解析結果は、センサデータ(加速度、速度、角速度のデータ)と所定の閾値とを比較した結果である。あるいは、センサデータの解析結果は、複数の時刻におけるセンサデータ(位置、磁気のデータ)の変化量を所定の閾値と比較した結果である。
例えば、センサデータあるいはその変化量が所定の閾値以上である場合、制御部104は、撮像部100に設定されるモードを切り替えると判断する。また、センサデータあるいはその変化量が所定の閾値未満である場合、制御部104は、撮像部100に設定されるモードを切り替えないと判断する。
撮像部100に設定されるモードを切り替えると制御部104が判断したとき、制御部104は撮像部100に設定されるモードを第2のモードに切り替える。この結果、撮像部100の状態は、第2のモードが設定されている状態ST12になる。
状態ST12では、制御部104は、画像の解析結果に基づいてモードを判断する。例えば、複数の時刻における画像の変化量が所定の閾値以上である場合、制御部104は、撮像部100に設定されるモードを切り替えないと判断する。また、複数の時刻における画像の変化量が所定の閾値未満である場合、制御部104は、撮像部100に設定されるモードを切り替えると判断する。撮像部100に設定されるモードを切り替えると制御部104が判断したとき、制御部104は撮像部100に設定されるモードを第1のモードに切り替える。この結果、撮像部100の状態は、第1のモードが設定されている状態ST11になる。上記のように、撮像部100に設定されるモードが第1のモードと第2のモードとで切り替わる。画像の解析に関する閾値とセンサデータの解析に関する閾値とは同一である必要はない。
例えば、カプセル内視鏡12が停止している場合、あるいはカプセル内視鏡12の動きが遅い場合、第1のモードが撮像部100に設定される。また、カプセル内視鏡12の動きが速い場合、第2のモードが撮像部100に設定される。
図8は、カプセル内視鏡12の制御方法を示している。図8に示す処理において、図3に示す処理と異なる点を説明する。
処理が開始された後、センサデータを取得するタイミングが訪れたとき(ステップS100aのYES)、センサ101aはセンサデータを取得する(ステップS105a)。例えば、センサ101aは所定の周期でセンサデータを取得する。センサデータが取得されてから、この周期に対応する時間が経過したとき、センサ101aはセンサデータを取得する。取得されたセンサデータはセンサ101aからデータ解析部103に出力される。
センサデータが取得された後、データ解析部103は、取得されたセンサデータを解析する(ステップS110a)。センサデータの解析結果はデータ解析部103から制御部104に出力される。センサデータを取得するタイミングが訪れていないとき(ステップS100aのNO)、ステップS105aとステップS110aとの処理は行われない。
ステップS125で画像が解析された後、撮像部100に設定されているモードが第1のモードである場合、制御部104は、センサデータの解析結果に基づいて、撮像部100に設定されるモードを決定する(ステップS135a)。
上記以外の処理は、図3に示す処理と同様である。
図8では、ステップS115と、ステップS120と、ステップS125との処理が、ステップS100aと、ステップS105aと、ステップS110aとの処理の後に行われる。しかし、ステップS100aと、ステップS105aと、ステップS110aとの処理が、ステップS115と、ステップS120と、ステップS125との処理の後に行われてもよい。
図9と図10とは、モードの制御方法の例を示している。図10に示す制御方法は、図8に示す処理に基づく。図9に示す制御方法は、参考のために、図10に示す制御方法と比較される。カプセル内視鏡12を使用して、図9と図10とに示す制御方法が説明される。
図9と図10との右方向に時間が進む。「低FR」は、フレームレートが低いことを示している。「高FR」は、フレームレートが高いことを示している。第1のモードでは第2のモードよりもフレームレートが低い。「理想的な高FR期間」は、フレームレートが高い第2のモードが撮像部100に設定される理想的な期間である。
カプセル内視鏡12はタイミングT1以前には静止している。タイミングT1では第1のモードが撮像部100に設定されている。タイミングT1でカプセル内視鏡12は移動を開始する。徐々に移動速度が増加した後、カプセル内視鏡12は一定の速度で移動する。その後、徐々に移動速度が減少する。タイミングT2でカプセル内視鏡12は移動を終了する。「理想的な高FR期間」は、カプセル内視鏡12が移動を開始したタイミングT1の直後のタイミングから、カプセル内視鏡12が移動を終了したタイミングT2の直前のタイミングまでの期間である。
図9では、画像の解析結果に基づくモードの判断結果R10と、この判断結果R10に基づくモードの制御結果R11とが示されている。例えば、連続する2つのフレームの画像の差分に基づいてモードが判断される。カプセル内視鏡12が移動している間、画像の差分は所定の閾値以上である。このため、モードを第1のモードから第2のモードに切り替えると判断される。第1のモードが撮像部100に設定されているとき、画像の取得頻度が低い。このため、カプセル内視鏡12が移動を開始したタイミングT1から離れたタイミングT12において、モードが第2のモードに切り替わる。
カプセル内視鏡12の移動速度が小さくなると、画像の差分が所定の閾値未満になる。このため、モードを第2のモードから第1のモードに切り替えると判断される。第2のモードでは、第1のモードよりもフレームレートが高いため、画像の取得頻度が高い。このため、カプセル内視鏡12が移動を停止するタイミングに近いタイミングT2において、モードが第1のモードに切り替わる。
画像の解析結果に基づいてモードが制御される場合、モードが第1のモードから第2のモードに切り替わるタイミングT12が、カプセル内視鏡12が移動を開始したタイミングT1から大きく離れている。つまり、モードを第1のモードから第2のモードに高速に切り替えることが困難である。
図9では、センサデータの解析結果に基づくモードの判断結果R12と、この判断結果R12に基づくモードの制御結果R13とが示されている。例えば、センサデータは加速度データである。カプセル内視鏡12が移動を開始した直後、移動によって、加速度が所定の閾値以上になる。このため、モードを第1のモードから第2のモードに切り替えると判断される。制御部104がセンサデータの解析結果を取得する周期は、制御部104が画像の解析結果を取得する周期よりも短い。このため、カプセル内視鏡12が移動を開始したタイミングT1に近いタイミングT10において、モードが第2のモードに切り替わる。
カプセル内視鏡12の速度が一定になると、加速度が所定の閾値未満になる。このため、モードを第2のモードから第1のモードに切り替えると判断される。この結果、タイミングT11においてモードが第1のモードに切り替わる。
カプセル内視鏡12の速度が一定である間、モードは第1のモードに維持される。その後、カプセル内視鏡12の速度が減少し始めると、加速度が所定の閾値以上になる。このため、モードを第1のモードから第2のモードに切り替えると判断される。この結果、タイミングT13においてモードが第2のモードに切り替わる。
カプセル内視鏡12が停止すると、加速度が所定の閾値未満になる。このため、モードを第2のモードから第1のモードに切り替えると判断される。この結果、タイミングT2においてモードが第1のモードに切り替わる。
センサデータの解析結果に基づいてモードが制御される場合、カプセル内視鏡12が一定の速度で移動している間のタイミングT11からタイミングT13までモードが第1のモードになる。つまり、モードが第2のモードから第1のモードに誤って切り替わる。
上記のように、常に画像の解析結果のみ、またはセンサデータの解析結果のみに基づいてモードが制御される場合、モードを高精度に制御することが困難である。
図9では、画像とセンサデータとのそれぞれに基づく判断結果を考慮した第1の判断結果R14が示されている。画像の差分が所定の閾値未満であり、かつ、加速度が所定の閾値未満である場合、第1のモードが撮像部100に設定されると判断される。画像の差分が所定の閾値以上であり、かつ、加速度が所定の閾値以上である場合、第2のモードが撮像部100に設定されると判断される。
画像の差分が所定の閾値以上であり、かつ、加速度が所定の閾値未満である場合、センサデータに基づく判断結果が優先される。このため、第1のモードが撮像部100に設定されると判断される。画像の差分が所定の閾値未満であり、かつ、加速度が所定の閾値以上である場合、画像に基づく判断結果が優先される。このため、第1のモードが撮像部100に設定されると判断される。
第1の判断結果R14は論理演算により得ることができる。画像の差分が所定の閾値未満である場合、画像に基づく判断結果に0が割り当てられる。画像の差分が所定の閾値以上である場合、画像に基づく判断結果に1が割り当てられる。加速度が所定の閾値未満である場合、センサデータに基づく判断結果に0が割り当てられる。加速度が所定の閾値以上である場合、センサデータに基づく判断結果に1が割り当てられる。画像に基づく判断結果を示す値(0または1)と、センサデータに基づく判断結果を示す値(0または1)とのAND演算により第1の判断結果R14が得られる。
AND演算の結果が0である場合、第1のモードが撮像部100に設定されると判断される。AND演算の結果が1である場合、第2のモードが撮像部100に設定されると判断される。第1の判断結果R14によりモードを制御する場合、モードを第1のモードから第2のモードに高速に切り替えることが困難である。
図9では、画像とセンサデータとのそれぞれに基づく判断結果を考慮した第2の判断結果R15が示されている。画像の差分が所定の閾値未満であり、かつ、加速度が所定の閾値未満である場合、第1のモードが撮像部100に設定されると判断される。画像の差分が所定の閾値以上であり、かつ、加速度が所定の閾値以上である場合、第2のモードが撮像部100に設定されると判断される。
画像の差分が所定の閾値以上であり、かつ、加速度が所定の閾値未満である場合、画像に基づく判断結果が優先される。このため、第2のモードが撮像部100に設定されると判断される。画像の差分が所定の閾値未満であり、かつ、加速度が所定の閾値以上である場合、加速度に基づく判断結果が優先される。このため、第2のモードが撮像部100に設定されると判断される。
第2の判断結果R15は論理演算により得ることができる。画像の差分が所定の閾値未満である場合、画像に基づく判断結果に0が割り当てられる。画像の差分が所定の閾値以上である場合、画像に基づく判断結果に1が割り当てられる。加速度が所定の閾値未満である場合、センサデータに基づく判断結果に0が割り当てられる。加速度が所定の閾値以上である場合、センサデータに基づく判断結果に1が割り当てられる。画像に基づく判断結果を示す値(0または1)と、センサデータに基づく判断結果を示す値(0または1)とのOR演算により第2の判断結果R15が得られる。
OR演算の結果が0である場合、第1のモードが撮像部100に設定されると判断される。OR演算の結果が1である場合、第2のモードが撮像部100に設定されると判断される。第2の判断結果R15によりモードを制御する場合、カプセル内視鏡12が移動している間、モードが第2のモードから第1のモードに誤って切り替わる。
図9の第1の判断結果R14と第2の判断結果R15とが示す通り、画像に基づく判断結果とセンサデータに基づく判断結果とを単純に組み合わせただけではモードを好適に制御できないことがわかる。
図10では、図8に示す制御方法に基づくモードの判断結果R20と、この判断結果R20に基づくモードの制御結果R21とが示されている。例えば、センサデータは加速度データである。カプセル内視鏡12が移動を開始した直後、移動によって、加速度が所定の閾値以上になる。このため、モードを第1のモードから第2のモードに切り替えると判断される。制御部104がセンサデータの解析結果を取得する周期は、制御部104が画像の解析結果を取得する周期よりも短い。このため、カプセル内視鏡12が移動を開始したタイミングT1に近いタイミングT20において、モードが第2のモードに切り替わる。
タイミングT20の後、画像の解析結果に基づいてモードが判断される。画像の解析に時間を要するため、タイミングT20の後に行われた撮像により得られた画像の解析結果が得られるまで、モードは第2のモードに維持される。タイミングT20の後に行われた撮像により得られた画像の最初の解析結果がタイミングT21で得られる。タイミングT21以降、画像の解析結果に基づいてモードを判断することが可能である。
カプセル内視鏡12の速度が一定である間、モードは第1のモードに維持される。カプセル内視鏡12の移動速度が小さくなると、画像の差分が所定の閾値未満になる。このため、モードを第2のモードから第1のモードに切り替えると判断される。第2のモードでは、第1のモードよりもフレームレートが高いため、画像の取得頻度が高い。このため、カプセル内視鏡12が移動を停止するタイミングに近いタイミングT2において、モードが第1のモードに切り替わる。
図10に示す制御方法によりモードが制御される場合、タイミングT20からタイミングT2まで、モードが第2のモードに設定される。このため、図9に示す制御方法よりもモードを高精度に制御することができる。
図10では、第2のモードが撮像部100に設定されているときに制御部104が画像の解析結果を取得する周期は、第1のモードが撮像部100に設定されているときに制御部104が画像の解析結果を取得する周期よりも短い。しかし、第2のモードが撮像部100に設定されているときに制御部104が画像の解析結果を取得する周期は、第1のモードが撮像部100に設定されているときに制御部104が画像の解析結果を取得する周期と同一でもよい。図10では、制御部104が画像の解析結果を取得する周期によらず、カプセル内視鏡12の速度が一定であるときにモードを第2のモードに維持することができる。つまり、図9における第2の判断結果R15によるモードの制御方法よりもモードを高精度に制御することができる。
図4に示すカプセル内視鏡11がデータ取得部101の代わりにセンサデータ取得部101aを有していてもよい。また、図5に示すカプセル内視鏡11の制御方法において、画像以外のデータがセンサデータであってもよい。
第2の実施形態では、第1のモードが撮像部100に設定されているときには、センサデータの解析結果に基づいて、撮像部100に設定されるモードが第2のモードに切り替わる。第2のモードが撮像部100に設定されているときには、画像の解析結果に基づいて、撮像部100に設定されるモードが第1のモードに切り替わる。これによって、撮像のモードをより高精度に制御することができる。
第2の実施形態では、センサデータを高速に取得可能であるため、第1のモードから第2のモードへの切替を高速に行うことができる。また、第2のモードから第1のモードへの切替の判断を、画像の解析結果に基づいて高精度に行うことができる。
(第3の実施形態)
図6に示すカプセル内視鏡12を用いて本発明の第3の実施形態を説明する。第3の実施形態では、第2の実施形態と同様に、第1のモードにおける撮像のフレームレートは、第2のモードにおける撮像のフレームレートよりも低い。
第3の実施形態の第1の例では、第1のモードと、第2のモードと、第3のモードとのいずれか1つが撮像部100に設定される。第3のモードにおける撮像のフレームレートは、第2のモードにおける撮像のフレームレートよりも高い。制御部104は、第2のモードが撮像部100に設定されているときには、画像の解析結果に基づいて、撮像部100に設定されるモードを第1のモードまたは第3のモードに切り替える。また、制御部104は、第3のモードが撮像部100に設定されているときには、画像の解析結果に基づいて、撮像部100に設定されるモードを第1のモードまたは第2のモードに切り替える。
第3の実施形態の第2の例では、第1のモードと、第2のモードと、第4のモードとのいずれか1つが撮像部100に設定される。第4のモードにおける撮像のフレームレートは、第1のモードにおける撮像のフレームレートよりも低い。制御部104は、第4のモードが撮像部100に設定されているときには、データの解析結果に基づいて、撮像部100に設定されるモードを第1のモードに切り替える。また、制御部104は、第1のモードが撮像部100に設定されているときには、センサデータの解析結果に基づいて、撮像部100に設定されるモードを第2のモードまたは第4のモードに切り替える。
以下では、第1のモードと、第2のモードと、第3のモードと、第4のモードとのいずれか1つが撮像部100に設定される例を説明する。
図11は、撮像部100の状態遷移を示している。第1のモードが撮像部100に設定されている状態ST11と、第2のモードが撮像部100に設定されている状態ST12との間の状態遷移は、第2の実施形態における状態遷移と同様である。
第2のモードが撮像部100に設定されている状態ST12では、制御部104は、画像の解析結果に基づいてモードを判断する。例えば、複数の時刻における画像の変化量が所定の閾値以上である場合、制御部104は、撮像部100に設定されるモードを第3のモードに切り替えると判断する。また、複数の時刻における画像の変化量が所定の閾値未満である場合、制御部104は、撮像部100に設定されるモードを第1のモードに切り替えると判断する。
撮像部100に設定されるモードを第3のモードに切り替えると制御部104が判断したとき、制御部104は撮像部100に設定されるモードを第3のモードに切り替える。この結果、撮像部100の状態は、第3のモードが設定されている状態ST13になる。
状態ST13では、制御部104は、画像の解析結果に基づいてモードを判断する。例えば、複数の時刻における画像の変化量が所定の閾値以上である場合、制御部104は、撮像部100に設定されるモードを切り替えないと判断する。また、複数の時刻における画像の変化量が所定の閾値未満である場合、制御部104は、撮像部100に設定されるモードを第2のモードに切り替えると判断する。
撮像部100に設定されるモードを第2のモードに切り替えると制御部104が判断したとき、制御部104は撮像部100に設定されるモードを第2のモードに切り替える。この結果、撮像部100の状態は、第2のモードが設定されている状態ST12になる。状態ST13における所定の閾値は状態ST12における所定の閾値以上であればよい。
例えば、カプセル内視鏡12が移動している状態ST12において、カプセル内視鏡12の動きがより大きくなった場合、第3のモードが撮像部100に設定される。
状態ST13では、複数の時刻における画像の変化量が所定の閾値未満である場合、撮像部100に設定されるモードを第1のモードに切り替えてもよい。あるいは、第1の閾値と、第1の閾値よりも大きい第2の閾値とがあり、複数の時刻における画像の変化量が第1の閾値未満である場合、撮像部100に設定されるモードを第1のモードに切り替えてもよい。複数の時刻における画像の変化量が第1の閾値以上かつ第2の閾値未満である場合、撮像部100に設定されるモードを第2のモードに切り替えてもよい。複数の時刻における画像の変化量が第2の閾値以上である場合、撮像部100に設定されるモードを第3のモードに維持してもよい。
第1のモードが撮像部100に設定されている状態ST11では、制御部104は、センサデータの解析結果に基づいてモードを判断する。例えば、センサデータあるいはその変化量が所定の閾値以上である場合、制御部104は、撮像部100に設定されるモードを第2のモードに切り替えると判断する。また、センサデータあるいはその変化量が所定の閾値未満である場合、制御部104は、撮像部100に設定されるモードを第4のモードに切り替えると判断する。
撮像部100に設定されるモードを第4のモードに切り替えると制御部104が判断したとき、制御部104は撮像部100に設定されるモードを第4のモードに切り替える。この結果、撮像部100の状態は、第4のモードが設定されている状態ST14になる。
状態ST14では、制御部104は、センサデータの解析結果に基づいてモードを判断する。例えば、センサデータあるいはその変化量が所定の閾値以上である場合、制御部104は、撮像部100に設定されるモードを第1のモードに切り替えると判断する。また、センサデータあるいはその変化量が所定の閾値未満である場合、制御部104は、撮像部100に設定されるモードを切り替えないと判断する。
撮像部100に設定されるモードを第1のモードに切り替えると制御部104が判断したとき、制御部104は撮像部100に設定されるモードを第1のモードに切り替える。この結果、撮像部100の状態は、第1のモードが設定されている状態ST11になる。状態ST14における所定の閾値は状態ST11における所定の閾値以下であればよい。
例えば、カプセル内視鏡12がゆっくりと移動している状態ST11において、カプセル内視鏡12の動きがより遅くなった場合、第4のモードが撮像部100に設定される。
状態ST11では、複数の時刻における画像の変化量が所定の閾値未満である場合、撮像部100に設定されるモードを第4のモードに切り替えてもよい。
センサデータが加速度データである場合、状態ST11における判断は、加速度の方向の判断を含んでいてもよい。例えば、カプセル内視鏡12の移動がより速くなる方向の加速度が検出された場合にモードが第1のモードに切り替わってもよい。また、カプセル内視鏡12の移動がより遅くなる方向の加速度が検出された場合にモードが第4のモードに切り替わってもよい。同様に、センサデータが角速度データまたは磁気データである場合、状態ST11における判断は、角速度または磁気の方向の判断を含んでいてもよい。
図12は、カプセル内視鏡12の制御方法を示している。図12に示す処理において、図8に示す処理と異なる点を説明する。
ステップS125で画像が解析された後、撮像部100に設定されているモードに応じて処理が分岐する(ステップS130)。撮像部100に設定されているモードが第1のモードまたは第4のモードである場合、制御部104は、センサデータの解析結果に基づいて、撮像部100に設定されるモードを決定する(ステップS135)。一方、撮像部100に設定されているモードが第2のモードまたは第3のモードである場合、制御部104は、画像の解析結果に基づいて、撮像部100に設定されるモードを決定する(ステップS140)。
上記以外の処理は、図8に示す処理と同様である。
第3の実施形態では、第2のモードよりもフレームレートが高い第3のモードを撮像部100に設定可能である。第3のモードでは、被検体の撮り逃しをより低減することができる。
第3の実施形態では、第1のモードよりもフレームレートが低い第4のモードを撮像部100に設定可能である。第4のモードが撮像部100に設定されている場合、第1のモードが撮像部100に設定されている場合よりも画像の取得頻度が低い。このため、第4のモードでは第1のモードよりも消費電力を低減することができる。また、第4のモードが撮像部100に設定されているとき、センサデータの解析結果に基づいて、第4のモードから第1のモードへのモードの切替を高速に行うことができる。
(第4の実施形態)
図13は、本発明の第4の実施形態のカプセル内視鏡13の構成を示している。図13に示すように、カプセル内視鏡13は、撮像部100と、データ取得部101と、画像解析部102と、データ解析部103と、制御部104と、無線通信部105(第1の無線通信部)とを有する。第4の実施形態では、第2の実施形態と同様に、第1のモードにおける撮像のフレームレートは、第2のモードにおける撮像のフレームレートよりも低い。
撮像部100は、図1に示すカプセル内視鏡10における撮像部100と同様である。データ取得部101は、図1に示すカプセル内視鏡10におけるデータ取得部101と同様である。データ取得部101は、図6に示すカプセル内視鏡12におけるセンサ101aであってもよい。画像解析部102は、図1に示すカプセル内視鏡10における画像解析部102と同様である。データ解析部103は、図1に示すカプセル内視鏡10におけるデータ解析部103と同様である。
無線通信部105は、撮像部100によって取得された画像を受信装置に無線で送信する。また、無線通信部105は、カプセル内視鏡13が挿入された人体の動きが相対的に小さい第1の場合と、その人体の動きが相対的に大きい第2の場合とを識別する動き情報を受信装置から無線で受信する。制御部104は、第1のモードが撮像部100に設定され、かつ、人体の動きが相対的に小さいときのみ、データの解析結果に基づいて、撮像部100に設定されるモードを第2のモードに切り替える。
受信装置は、カプセル内視鏡13が挿入された人体の動きを検出する。また、受信装置は、検出された動きを解析し、動きの解析結果に基づいて動き情報を生成する。受信装置は、生成された動き情報をカプセル内視鏡13に無線で送信する。
カプセル内視鏡13が人体に対して相対的に静止している場合であっても、人体が移動している場合には、データ取得部101によって取得されたデータに基づいてカプセル内視鏡13の動きが検出されることがある。この場合、モードが誤って切り替わらないようにするため、動き情報に基づく制御が行われる。
例えば、第1のモードが撮像部100に設定され、かつ、動き情報が第1の場合を示すとき、制御部104は、データの解析結果に基づいて、モードを第2のモードに切り替える。また、第1のモードが撮像部100に設定され、かつ、動き情報が第2の場合を示すとき、制御部104は、モードを第1のモードに維持してもよい。
第1のモードが撮像部100に設定され、かつ、第1の場合を示す動き情報が受信されたときのみ、制御部104は、データの解析結果に基づいて、モードを第2のモードに切り替えてもよい。第1のモードが撮像部100に設定され、かつ、動き情報が受信されなかったとき、制御部104は、モードを第1のモードに維持する。
人体の動きにかかわらず、人体に対するカプセル内視鏡13の相対的な移動は、画像の解析結果に基づいて検出可能である。このため、第2のモードが撮像部100に設定されているとき、制御部104は、動き情報にかかわらず、画像の解析結果に基づいてモードを制御する。
第1のモードが撮像部100に設定され、かつ、人体の動きが相対的に大きい場合、制御部104は、画像の解析結果に基づいてモードを第2のモードに切り替えてもよい。
図14は、モードの制御方法の例を示している。図14の右方向に時間が進む。「低FR」は、フレームレートが低いことを示している。「高FR」は、フレームレートが高いことを示している。第1のモードでは第2のモードよりもフレームレートが低い。「理想的な高FR期間」は、フレームレートが高い第2のモードが撮像部100に設定される理想的な期間である。
カプセル内視鏡13はタイミングT1以前には静止している。タイミングT1では第1のモードが撮像部100に設定されている。タイミングT1でカプセル内視鏡13は移動を開始する。徐々に移動速度が増加した後、カプセル内視鏡13は一定の速度で移動する。その後、徐々に移動速度が減少する。タイミングT2でカプセル内視鏡13は移動を終了する。「理想的な高FR期間」は、カプセル内視鏡13が移動を開始したタイミングT1の直後のタイミングから、カプセル内視鏡13が移動を終了したタイミングT2の直前のタイミングまでの期間である。カプセル内視鏡13が移動を開始した直後のタイミングT3において、カプセル内視鏡13が挿入されている人体が移動を開始する。
図14では、第4の実施形態の制御方法に基づくモードの判断結果R30と、この判断結果R30に基づくモードの制御結果R31とが示されている。例えば、データは加速度データである。カプセル内視鏡13が移動を開始した直後、移動によって、加速度が所定の閾値以上になる。
タイミングT30までに受信装置は、人体の動きが相対的に小さい第1の場合を示す動き情報をカプセル内視鏡13に無線で送信する。無線通信部105は動き情報を受信する。受信された動き情報は制御部104に出力される。動き情報が第1の場合を示し、加速度が所定の閾値以上になったとき、モードを第1のモードから第2のモードに切り替えると判断される。この結果、カプセル内視鏡13が移動を開始したタイミングT1に近いタイミングT30において、モードが第2のモードに切り替わる。
タイミングT30の後、画像の解析結果に基づいてモードが判断される。画像の解析に時間を要するため、タイミングT30の後に行われた撮像により得られた画像の解析結果が得られるまで、モードは第2のモードに維持される。タイミングT30の後に行われた撮像により得られた画像の最初の解析結果がタイミングT32で得られる。タイミングT32以降、画像の解析結果に基づいてモードを判断することが可能である。
タイミングT30とタイミングT32との間のタイミングT31において、受信装置は、所定の閾値以上の人体の動きを検出する。受信装置は、人体の動きが相対的に大きい第2の場合を示す動き情報をカプセル内視鏡13に無線で送信する。無線通信部105は動き情報を受信する。受信された動き情報は制御部104に出力される。
カプセル内視鏡13の速度が一定である間、モードは第1のモードに維持される。カプセル内視鏡13の移動速度が小さくなると、画像の差分が所定の閾値未満になる。このため、モードを第2のモードから第1のモードに切り替えると判断される。第2のモードでは、第1のモードよりもフレームレートが高いため、画像の取得頻度が高い。このため、カプセル内視鏡13が移動を停止するタイミングに近いタイミングT2において、モードが第1のモードに切り替わる。
第2の場合を示す動き情報が受信されたため、モードが第1のモードに切り替わった後、制御部104は、データの解析結果によらず、画像の解析結果に基づいて、モードを第2のモードに切り替える。このため、タイミングT2以降、人体が移動しているが、モードは第1のモードに維持される。
第4の実施形態では、カプセル内視鏡13は、人体の動きを考慮してモードを制御する。このため、人体の動きが相対的に大きく、カプセル内視鏡の動きが小さい場合に、第1のモードよりもフレームレートが高い第2のモードが撮像部100に設定されることを抑制することができる。すなわち、モードをより高精度に制御することができる。
(第5の実施形態)
図15は、本発明の第5の実施形態のカプセル内視鏡14の構成を示している。図15に示すように、カプセル内視鏡14は、撮像部100と、データ取得部101と、画像解析部102と、データ解析部103と、制御部104と、無線通信部105(第1の無線通信部)とを有する。第5の実施形態では、第2の実施形態と同様に、第1のモードにおける撮像のフレームレートは、第2のモードにおける撮像のフレームレートよりも低い。
撮像部100は、図1に示すカプセル内視鏡10における撮像部100と同様である。データ取得部101は、図1に示すカプセル内視鏡10におけるデータ取得部101と同様である。データ取得部101は、図6に示すカプセル内視鏡12におけるセンサ101aであってもよい。画像解析部102は、図1に示すカプセル内視鏡10における画像解析部102と同様である。データ解析部103は、図1に示すカプセル内視鏡10におけるデータ解析部103と同様である。
無線通信部105は、撮像部100によって取得された画像を受信装置に無線で送信する。また、無線通信部105は、閾値を受信装置から無線で受信する。この閾値は、画像による判断すなわち画像の解析結果に基づくモードの判断の閾値と、データによる判断すなわちデータの解析結果に基づくモードの判断の閾値とである。
受信装置は、カプセル内視鏡14の電池の残量に応じて複数の閾値のいずれか1つを選択する。例えば、受信装置は、カプセル内視鏡14の電池の残量と閾値とが関連付けられたテーブルを有する。テーブルにおいて、カプセル内視鏡14の電池の残量に対して、画像の解析結果に基づくモードの判断の閾値とデータの解析結果に基づくモードの判断の閾値とがそれぞれ関連付けられている。
電池の残量が少ないほど、閾値は大きい。つまり、電池の残量が少ないほど、第1のモードが撮像部100に設定されやすくなる。受信装置は、カプセル内視鏡14の電池の残量を推定する。受信装置は、推定された残量に対応する閾値をテーブルから選択する。受信装置は、選択された閾値をカプセル内視鏡14に無線で送信する。
受信装置は、カプセル内視鏡14の電池の残量を以下の方法により推定する。例えば、受信装置は、撮像部100が画像を撮像した枚数に基づいてカプセル内視鏡14の電池の残量を推定する。受信装置は、カプセル内視鏡14が動作を開始してから経過した時間に基づいてカプセル内視鏡14の電池の残量を推定してもよい。受信装置は、カプセル内視鏡14の現在位置(特定の臓器など)に基づいてカプセル内視鏡14の電池の残量を推定してもよい。例えば、受信装置は、カプセル内視鏡14から受信された画像を解析することによりカプセル内視鏡14の現在位置を検出する。受信装置は、カプセル内視鏡14の電池の残量を示す情報をカプセル内視鏡14から受信してもよい。
無線通信部105によって受信された、画像の解析結果に基づくモードの判断の閾値は画像解析部102に出力される。無線通信部105によって受信された、データの解析結果に基づくモードの判断の閾値はデータ解析部103に出力される。画像解析部102は、撮像部100から出力された画像と、無線通信部105から出力された閾値とを比較する。データ解析部103は、データ取得部101から出力されたデータと、無線通信部105から出力された閾値とを比較する。
受信装置は、閾値を送信する代わりに、閾値を指定する情報(閾値のIDなど)を送信してもよい。無線通信部105は、閾値を指定する情報を無線で受信する。画像解析部102とデータ解析部103とはそれぞれ、複数の閾値を記憶する。画像解析部102とデータ解析部103とはそれぞれ、無線通信部105によって受信された情報によって指定される閾値を選択する。
第5の実施形態では、カプセル内視鏡14の電池の残量が少ない場合に、より小さな閾値が画像解析部102とデータ解析部103とに設定される。このため、第1のモードが撮像部100に設定されているときにモードが第2のモードに切り替わりにくい。また、第2のモードが撮像部100に設定されているときにモードが第1のモードに切り替わりやすい。このため、カプセル内視鏡14の消費電力を低減することができる。
(第6の実施形態)
図16は、本発明の第6の実施形態のカプセル内視鏡システム1の構成を示している。図16に示すように、カプセル内視鏡システム1は、カプセル内視鏡11と受信装置20とを有する。カプセル内視鏡11の構成は、図4に示す構成と同様である。
図17は、受信装置20の構成を示している。図17に示すように、受信装置20は、無線通信部200(第2の無線通信部)と、画像解析部201と、データ解析部202とを有する。
無線通信部200は、カプセル内視鏡11から送信された画像と画像以外のデータとを無線で受信する。また、無線通信部200は、画像の解析結果とデータの解析結果とをカプセル内視鏡11に無線で送信する。無線通信部200によって受信された画像は画像解析部201に出力される。無線通信部200によって受信されたデータはデータ解析部202に出力される。
画像解析部201は、画像を解析する。画像の解析結果は無線通信部200に出力される。データ解析部202は、データを解析する。データの解析結果は無線通信部200に出力される。
受信装置20は、無線通信部200によって受信された画像を表示する表示部を有していてもよい。図1に示すように、カプセル内視鏡10が画像解析部102とデータ解析部103とを有することが可能である。したがって、画像解析部201とデータ解析部202とは受信装置20に必須ではない。受信装置20が画像解析部201とデータ解析部202との一方を有し、カプセル内視鏡11が画像解析部201とデータ解析部202との他方を有していてもよい。
第6の実施形態によれば、カプセル内視鏡11と受信装置20とを有するカプセル内視鏡システム1が構成される。カプセル内視鏡11は、第1のモードと第2のモードとのいずれか1つが設定された状態で被検体を撮像して被検体の画像を取得する撮像部100と、画像以外のデータを取得するデータ取得部101と、画像の解析結果とデータの解析結果とに基づいて、撮像部100に設定されるモードを第1のモードと第2のモードとの間で切り替える制御部104と、撮像部100によって取得された画像を受信装置20に送信する第1の無線通信部(無線通信部105)と、を有する。制御部104は、第1のモードが撮像部100に設定されているときには、データの解析結果に基づいて、撮像部100に設定されるモードを第2のモードに切り替え、第2のモードが撮像部100に設定されているときには、画像の解析結果に基づいて、撮像部100に設定されるモードを第1のモードに切り替える。受信装置20は、カプセル内視鏡11から送信された画像を受信する第2の無線通信部(無線通信部200)を有する。
第6の実施形態では、第1のモードが撮像部100に設定されているときには、データの解析結果に基づいて、撮像部100に設定されるモードが第2のモードに切り替わる。第2のモードが撮像部100に設定されているときには、画像の解析結果に基づいて、撮像部100に設定されるモードが第1のモードに切り替わる。これによって、撮像のモードをより高精度に制御することができる。
(第7の実施形態)
本発明の第7の実施形態では、図16に示すカプセル内視鏡システム1において、カプセル内視鏡11が、図13に示すカプセル内視鏡13に変更される。また、受信装置20が、図18に示す受信装置21に変更される。
図18は、受信装置21の構成を示している。図18に示すように、受信装置21は、無線通信部200(第2の無線通信部)と、動き検出部203と、動き解析部204とを有する。
動き検出部203は、カプセル内視鏡13が挿入された人体の動きを検出する。例えば、動き検出部203は、人体の加速度を検出する加速度センサである。動き検出部203は、人体の速度を検出する速度センサ等であってもよい。また、無線通信可能であって人体の動きを検出するセンサが人体に設けられ、そのセンサから無線で送信されたセンサデータを無線通信部200が受信してもよい。この場合、無線通信部200が動き検出部として機能する。
動き解析部204は、動き検出部203によって検出された動きを解析し、動きの解析結果に基づいて動き情報を生成する。動き情報は、カプセル内視鏡13が挿入された人体の動きが相対的に小さい第1の場合と、その人体の動きが相対的に大きい第2の場合とを識別する情報である。動き量が所定の閾値未満である場合、動き解析部204は、第1の場合を示す動き情報を生成する。動き量が所定の閾値以上である場合、動き解析部204は、第2の場合を示す動き情報を生成する。
無線通信部200は、カプセル内視鏡13から送信された画像を無線で受信する。また、無線通信部200は、動き解析部204によって生成された動き情報をカプセル内視鏡13に無線で送信する。
第7の実施形態では、カプセル内視鏡13は、人体の動きを考慮してモードを制御する。このため、モードをより高精度に制御することができる。
(第8の実施形態)
本発明の第8の実施形態では、図16に示すカプセル内視鏡システム1において、カプセル内視鏡11が、図15に示すカプセル内視鏡14に変更される。また、受信装置20が、図19に示す受信装置22に変更される。
図19は、受信装置22の構成を示している。図19に示すように、受信装置22は、無線通信部200(第2の無線通信部)と、電池残量推定部205と、閾値選択部206とを有する。
電池残量推定部205は、カプセル内視鏡14の電池の残量を以下の方法により推定する。例えば、電池残量推定部205は、撮像部100が画像を撮像した枚数に基づいてカプセル内視鏡14の電池の残量を推定する。電池残量推定部205は、カプセル内視鏡14が動作を開始してから経過した時間に基づいてカプセル内視鏡14の電池の残量を推定してもよい。電池残量推定部205は、カプセル内視鏡14の現在位置(特定の臓器など)に基づいてカプセル内視鏡14の電池の残量を推定してもよい。例えば、電池残量推定部205は、カプセル内視鏡14から受信された画像を解析することによりカプセル内視鏡14の現在位置を検出する。
閾値選択部206は、カプセル内視鏡14の電池の残量に応じて複数の閾値のいずれか1つを選択する。閾値は、画像の解析結果に基づくモードの判断の閾値とデータの解析結果に基づくモードの判断の閾値とである。例えば、閾値選択部206は、カプセル内視鏡14の電池の残量と閾値とが関連付けられたテーブルを有する。テーブルにおいて、カプセル内視鏡14の電池の残量に対して、画像の解析結果に基づくモードの判断の閾値とデータの解析結果に基づくモードの判断の閾値とがそれぞれ関連付けられている。電池の残量が少ないほど、閾値は大きい。つまり、電池の残量が少ないほど、第1のモードが撮像部100に設定されやすくなる。
無線通信部200は、カプセル内視鏡14から送信された画像を無線で受信する。また、無線通信部200は、閾値選択部206によって選択された閾値をカプセル内視鏡14に無線で送信する。無線通信部200は、閾値選択部206によって選択された閾値を指定する情報(閾値のIDなど)をカプセル内視鏡14に無線で送信してもよい。無線通信部200は、カプセル内視鏡14の電池の残量を示す情報をカプセル内視鏡14から受信してもよい。この場合、無線通信部200が電池残量推定部として機能する。
第8の実施形態では、カプセル内視鏡14の電池の残量が少ない場合に、より小さな閾値がカプセル内視鏡14の画像解析部102とデータ解析部103とに設定される。このため、第1のモードが撮像部100に設定されているときにモードが第2のモードに切り替わりにくい。また、第2のモードが撮像部100に設定されているときにモードが第1のモードに切り替わりやすい。このため、カプセル内視鏡14の消費電力を低減することができる。
以上、図面を参照して本発明の実施形態について詳述してきたが、具体的な構成は上記の実施形態に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更等も含まれる。
本発明の各実施形態によれば、撮像のモードをより高精度に制御することができる。
1 カプセル内視鏡システム
10,11,12,13,14 カプセル内視鏡
20,21,22 受信装置
100 撮像部
101 データ取得部
102,201 画像解析部
103,202 データ解析部
104 制御部
105,200 無線通信部
203 動き検出部
204 動き解析部
205 電池残量推定部
206 閾値選択部

Claims (12)

  1. 第1のモードと第2のモードとのいずれか1つが設定され、被検体を撮像して前記被検体の画像を取得する撮像部と、
    画像以外のデータを取得するデータ取得部と、
    前記画像の解析結果と前記データの解析結果とに基づいて、前記撮像部に設定されるモードを前記第1のモードと前記第2のモードとの間で切り替える制御部と、
    を有し、
    前記制御部は、前記第1のモードが前記撮像部に設定されているときには、前記データの解析結果に基づいて、前記撮像部に設定されるモードを前記第2のモードに切り替え、前記第2のモードが前記撮像部に設定されているときには、前記画像の解析結果に基づいて、前記撮像部に設定されるモードを前記第1のモードに切り替える
    カプセル内視鏡。
  2. 前記制御部が前記データの解析結果を取得する周期は、前記制御部が前記画像の解析結果を取得する周期よりも短い請求項1に記載のカプセル内視鏡。
  3. 前記データ取得部は、加速度、速度、角速度、位置、磁気の少なくとも1つのデータを取得する請求項1に記載のカプセル内視鏡。
  4. 前記第1のモードにおける撮像のフレームレートは、前記第2のモードにおける撮像のフレームレートよりも低い請求項1に記載のカプセル内視鏡。
  5. 前記撮像部によって取得された前記画像を解析する画像解析部をさらに有する請求項1に記載のカプセル内視鏡。
  6. 前記データ取得部によって取得された前記データを解析するデータ解析部をさらに有する請求項1に記載のカプセル内視鏡。
  7. 第1のモードと、第2のモードと、第3のモードとのいずれか1つが前記撮像部に設定され、
    前記第3のモードにおける撮像のフレームレートは、前記第2のモードにおける撮像のフレームレートよりも高く、
    前記制御部は、前記第2のモードが前記撮像部に設定されているときには、前記画像の解析結果に基づいて、前記撮像部に設定されるモードを前記第1のモードまたは前記第3のモードに切り替える
    請求項4に記載のカプセル内視鏡。
  8. 第1のモードと、第2のモードと、第4のモードとのいずれか1つが前記撮像部に設定され、
    前記第4のモードにおける撮像のフレームレートは、前記第1のモードにおける撮像のフレームレートよりも低く、
    前記制御部は、前記第4のモードが前記撮像部に設定されているときには、前記データの解析結果に基づいて、前記撮像部に設定されるモードを前記第1のモードに切り替える
    請求項4に記載のカプセル内視鏡。
  9. 前記第2のモードが前記撮像部に設定されているときに前記制御部が前記画像の解析結果を取得する周期は、前記第1のモードが前記撮像部に設定されているときに前記制御部が前記画像の解析結果を取得する周期よりも短い請求項1に記載のカプセル内視鏡。
  10. 人体の動きが相対的に小さい第1の場合と、人体の動きが相対的に大きい第2の場合とを識別する動き情報を受信する無線通信部をさらに有し、
    前記制御部は、前記第1のモードが前記撮像部に設定され、かつ、前記人体の動きが相対的に小さいときのみ、前記データの解析結果に基づいて、前記撮像部に設定されるモードを前記第2のモードに切り替える
    請求項1に記載のカプセル内視鏡。
  11. カプセル内視鏡と受信装置とを有するカプセル内視鏡システムであって、
    前記カプセル内視鏡は、
    第1のモードと第2のモードとのいずれか1つが設定された状態で被検体を撮像して前記被検体の画像を取得する撮像部と、
    画像以外のデータを取得するデータ取得部と、
    前記画像の解析結果と前記データの解析結果とに基づいて、前記撮像部に設定されるモードを前記第1のモードと前記第2のモードとの間で切り替える制御部と、
    前記撮像部によって取得された前記画像を前記受信装置に送信する第1の無線通信部と、
    を有し、
    前記制御部は、前記第1のモードが前記撮像部に設定されているときには、前記データの解析結果に基づいて、前記撮像部に設定されるモードを前記第2のモードに切り替え、前記第2のモードが前記撮像部に設定されているときには、前記画像の解析結果に基づいて、前記撮像部に設定されるモードを前記第1のモードに切り替え、
    前記受信装置は、前記カプセル内視鏡から送信された前記画像を受信する第2の無線通信部を有する
    カプセル内視鏡システム。
  12. 第1のモードと第2のモードとのいずれか1つが設定された状態で被検体を撮像して前記被検体の画像を取得する撮像部によって前記画像を取得する第1のステップと、
    画像以外のデータを取得する第2のステップと、
    前記画像の解析結果と前記データの解析結果とに基づいて、前記撮像部に設定されるモードを前記第1のモードと前記第2のモードとの間で切り替える第3のステップと、
    を有し、
    前記第3のステップでは、前記第1のモードが前記撮像部に設定されているときには、前記データの解析結果に基づいて、前記撮像部に設定されるモードを前記第2のモードに切り替え、前記第2のモードが前記撮像部に設定されているときには、前記画像の解析結果に基づいて、前記撮像部に設定されるモードを前記第1のモードに切り替える
    カプセル内視鏡の制御方法。
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