WO2005115217A1

WO2005115217A1 - 被検体内情報取得装置

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Publication number: WO2005115217A1
Application number: PCT/JP2005/008638
Authority: WO
Inventors: Takeshi Mori; Takemitsu Honda; Masatoshi Homan
Original assignee: Olympus Corporation
Priority date: 2004-05-28
Filing date: 2005-05-11
Publication date: 2005-12-08
Also published as: JP2005334452A; US20080068453A1; EP1749472A1; CN1960668A

Abstract

　撮像手段２３で取得された８ビットの画像情報（１画素分）をＡＤ基板２３ａに設けたＡ／Ｄ変換部２４ａ１に入力し、ここでデジタル変換して、８ビットのパラレル信号とし、さらにＩＣ構成のビット数変換出力回路２４ａ２で４ビットずつのパラレル信号に分割してから時分割で、フレキシブル基板８０の４本の信号線８０ａを介して、信号処理基板２５ａに設けたデジタル信号処理部２５ａ１に出力し、ここで所定の信号処理を行うことで、ＩＣのピン数および信号線の数を削減して、カプセル型内視鏡の小型化を図り、かつ基板の硬化を防ぐとともに、信号線の断線の確率を少なくする。

Description

明細書

被検体内情報取得装置

技術分野

[0001] 本発明は、被検体内に導入されて被検体内の情報を収集する、たとえば飲み込み型のカプセル型内視鏡などの被検体内情報取得装置に関するものである。

背景技術

[0002] 近年、内視鏡の分野では、撮像機能と無線機能とが装備されたカプセル型内視鏡が登場している。このカプセル型内視鏡は、観察 (検査）のために被検体である被検者に飲み込まれた後、被検者の生体 (人体)から自然排出されるまでの観察期間、胃、小腸などの臓器の内部 (体腔内）をその蠕動運動に伴って移動し、撮像機能を用レ、て順次撮像する構成である。

[0003] また、これら臓器内の移動によるこの観察期間、カプセル型内視鏡によって体腔内で撮像された画像データは、順次無線通信機能により、被検体の外部に設けられた外部装置に送信され、外部装置内に設けられたメモリに蓄積される。被検者がこの無線機能とメモリ機能を備えた外部装置を携帯することにより、被検者は、カプセル型内視鏡を飲み込んだ後、排出されるまでの観察期間、不自由を被ることなく行動が可能になる。観察後は、医者もしくは看護士によって、外部装置のメモリに蓄積された画像データに基づいて、体腔内の画像をディスプレイなどの表示手段に表示させて診断を行うことができる。

[0004] この種のカプセル型内視鏡では、上記機能を実行するために、たとえば特許文献 1 に示すような飲み込み型のものがある。このカプセル型内視鏡は、照明体、イメージセンサ、これらの駆動回路、電池などを含む電源部およびイメージセンサからの画像データを外部装置に送信するための送信部などを、たとえば IC構成でそれぞれ基板に配置し、これら基板をストリップ基板で接続するとともに、これらの部位を密閉した力プセル形状の容器内に収容したものが提案されている。

[0005] 特許文献 1 :特開 2001— 104242号公報

発明の開示発明が解決しょうとする課題

[0006] このようなカプセル型内視鏡では、スプリット基板を折り曲げて全基板をカプセル形状の容器内に収容するので、このスプリット基板には、柔軟性が要求される。しかしながら、カプセル型内視鏡は、たとえば撮像された画像情報の諧調に相当する複数のデジタル信号を、 ICから信号線を介して転送するために、 ICのピン数が増え、かっこのスプリット基板に複数の信号線が配線されると、カプセル内の専有スペースが大きくなつたり、ストリップ基板の幅や層が増えて柔軟性が失われたり、また信号線の断線する確率が多くなるという問題があった。

[0007] 本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであって、 ICのピン数および信号線の数を削減して、カプセル型内視鏡の小型化を図り、かつ基板の硬化を防ぐとともに、信号線の断線の確率を少なくすることができる被検体内情報取得装置を提供することを目的とする。

課題を解決するための手段

[0008] 上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明にかかる被検体内情報取得装置は、被検体内部に導入されて、前記被検体内の情報を取得する被検体内情報取得装置において、前記被検体内部の情報取得を可能にするための所定の機能を実行する機能実行手段と、前記機能実行手段で取得された情報を分割して出力する信号出力手段と、前記信号出力手段で出力された情報の信号処理を行う信号処理手段と、を備えることを特徴とする。

[0009] また、請求項 2の発明にかかる被検体内情報取得装置は、上記発明において、前記各手段が別々に配置される複数のリジット基板と、前記リジット基板間に接続され、前記情報の転送を行うフレキシブル基板と、前記リジット基板および前記フレキシブル基板を収容し、内部を液密に封止する外装ケースと、を備えることを特徴とする。

[0010] また、請求項 3の発明にかかる被検体内情報取得装置は、上記発明において、前記信号出力手段は、前記機能実行手段で取得された情報をデジタル信号に変換する信号変換手段と、前記信号変換手段で変換されたデジタル信号を分割して出力する分割手段と、を備えたことを特徴とする。

[0011] また、請求項 4の発明にかかる被検体内情報取得装置は、上記発明において、前記分割手段は、前記信号変換手段で変換されたデジタル信号を所定のパラレルビット数に分割し、かつ該分割したデジタル信号を時分割で出力することを特徴とする。

[0012] また、請求項 5の発明にかかる被検体内情報取得装置は、上記発明において、前記機能実行手段は、前記被検体内部を照明する照明光を出力する照明手段と、前記照明手段で照明された前記被検体内部の画像情報を取得する撮像手段と、前記撮像手段で取得された画像情報を外部に無線送信する無線送信手段と、を少なくとも備えることを特徴とする。

発明の効果

[0013] 本発明にかかる被検体内情報取得装置は、機能実行手段で取得された、たとえばパラレルビットの情報を、信号出力手段で分割してから時分割で、フレキシブル基板を介して信号処理手段が配置されたリジット基板に出力するので、信号線の数を削減することができ、これにより基板の硬化を防ぐとともに、信号線の断線の確率を少なくすることができるとレ、う効果を奏する。

図面の簡単な説明

[0014] [図 1]図 1は、本発明にかかる被検体内情報取得装置を含む無線型被検体内情報取得システムの全体構成を示す模式図である。

[図 2]図 2は、本発明にかかる被検体内情報取得装置の実施例 1の構成を示す側断面図である。

[図 3]図 3は、図 2に示したリジットフレキ配線基板を展開した上面図である。

[図 4]図 4は、同じぐリジットフレキ配線基板を展開した下面図である。

[図 5]図 5は、図 2に示した駆動 ICと画像処理 ICの本発明に力かる要部の構成を示すブロック図である。

[図 6]図 6は、図 5に示したビット数変換出力部でのデジタルデータの出力タイミングを示す図である。

符号の説明

[0015] 1 被検体

2 カプセル型内視鏡表示装置

携帯型記録媒体密閉容器

リジットフレキ配線基板照明手段

a 照明基板

b 通穴

c 発光体

d チップ部品

撮像手段

a AD基板

b 固体撮像素子c 結像レンズd ピント調整機構駆動 ·信号出力手段a 駆動 IC

a 1 AZD変換部a2 ビット数変換出力部b チップ部品

信号処理手段a 信号処理基板b 画像処理 ICbl デジタル信号処理部c 接点

無線送信手段a 送信基板

b 発振回路

c アンテナ基板 27d アンテナ

30 蓄電手段

30a 電源基板

30b ボタン型乾電池

30c 電源部

30cl コンバータ

31 受信ジャケット

32 外部装置

41 固体撮像素子

61 先端カバー

62 胴部カバー

63 胴部

64 後端部

80 フレキシブル基板

80a 信号線

発明を実施するための最良の形態

[0016] 以下に、本発明にかかる被検体内情報取得装置の実施例を図 1〜図 6の図面に基づいて詳細に説明する。なお、本発明は、これらの実施例に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変更実施の形態が可能である。

実施例 1

[0017] 図 1は、本発明にかかる被検体内情報取得装置を含む無線型被検体内情報取得システムの全体構成を示す模式図である。なお、この無線型被検体内情報取得システムでは、被検体内情報取得装置として、被検体である人間の口などから体腔内に導入して、体腔内の被検部位を撮影するカプセル型内視鏡を一例として説明する。図 1において、無線型被検体内情報取得システムは、無線受信機能を有する受信装置 3と、被検体 1内に導入され、体腔内画像を撮像して受信装置 3に対して画像信号などのデータ送信を行うカプセル型内視鏡 (被検体内情報取得装置） 2とを備える。また、無線型被検体内情報取得システムは、受信装置 3が受信した画像信号に基づいて体腔内画像を表示する表示装置 4と、受信装置 3と表示装置 4との間でデータの受け渡しを行うための携帯型記録媒体 5とを備える。受信装置 3は、被検体 1によって着用される受信ジャケット 31と、受信される無線信号の処理などを行う外部装置 32とを備える。

[0018] 表示装置 4は、カプセル型内視鏡 2によって撮像された体腔内画像などを表示するためのものであり、携帯型記録媒体 5によって得られるデータに基づいて画像表示を行うワークステーションなどのような構成を有する。具体的には、表示装置 4は、 CRT ディスプレイ、液晶ディスプレイなどによって直接画像を表示する構成としても良いし、プリンタなどのように、他の媒体に画像を出力する構成としても良い。

[0019] 携帯型記録媒体 5は、外部装置 32および表示装置 4に対して着脱可能であって、両者に対して揷着された時に情報の出力または記録が可能な構造を有する。この実施例では、携帯型記録媒体 5は、カプセル型内視鏡 2が被検体 1の体腔内を移動している間は、外部装置 32に挿着されてカプセル型内視鏡 2から送信されるデータを記録する。そして、カプセル型内視鏡 2が被検体 1から排出された後、つまり、被検体 1の内部の撮像が終了した後には、外部装置 32から取り出されて表示装置 4に揷着され、この表示装置 4によって、携帯型記録媒体 5に記録されたデータが読み出される構成を有する。たとえば、外部装置 32と表示装置 4とのデータの受け渡しを、コンパクトフラッシュ (登録商標)メモリなどから構成される携帯型記録媒体 5によって行うことで、外部装置 32と表示装置 4との間が有線で直接接続された場合よりも、被検体 1が体腔内の撮影中に自由に動作することが可能となる。なお、ここでは、外部装置 3 2と表示装置 4との間のデータの受け渡しに携帯型記録媒体 5を使用したが、必ずしもこれに限らず、たとえば外部装置 32に内蔵型の他の記録装置、たとえばハードデイスクを用レ、、表示装置 4との間のデータの受け渡しのために、双方を有線または無線接続するように構成してもよレ、。

[0020] 図 2は、本発明にかかる被検体内情報取得装置の実施例 1の構成を示す側断面図であり、図 3は、図 2に示したリジットフレキ配線基板を展開した上面図であり、図 4は、同じくリジットフレキ配線基板を展開した下面図である。なお、この実施例では、被検体内情報取得装置として、被検体である人間の口などから体腔内に導入して、体腔内の被検部位を撮影するカプセル型内視鏡を一例として説明する。

[0021] カプセル型内視鏡 2は、図 2に示すように、カプセル形状に形成された外装ケースである密閉容器 6と、所定の機能を実行するための機能実行手段として、体腔内を被検部位を照明するための照明光を出射する照明手段 20と、機能実行手段として、照明光による反射光を受光して被検部位を撮像する撮像手段 23と、照明手段 20と撮像手段 23の駆動制御および信号変換を行う駆動 ·信号出力手段 24と、信号処理を行う信号処理手段 25と、機能実行手段を駆動するための駆動電力を蓄積する蓄電手段 30と、機能実行手段として、撮像手段 23によって取得された画像データを被検体外部に無線送信する無線送信手段 27を備える。

[0022] 密閉容器 6は、人が飲み込める程度の大きさのものであり、略半球状の先端カバー 61と、筒状の胴部カバー 62とを弾性的に嵌合させて形成されている。照明基板 20a 、 AD基板 23a、信号処理基板 25a、電源基板 30aおよび送信基板 27aは、後端部に略半円球形状の底部を有して先端部が円形状に開口した筒状の胴部カバー 62 内に挿入されている。先端カバー 61は、略半球状のドーム形状であって、ドームの後側が円形状に開口している。この先端カバー 61は、透明性あるいは透光性を有する透明部材、たとえば光学的性能や強度を確保するのに好ましいシクロォレフインポリマーあるいはポリマーカーボンなどで成形され、照明手段 20からの照明光を密閉容器 6の外部に透過することを可能にするとともに、この照明光による被検体からの反射光を内部に透過することを可能にする。

[0023] また、胴部カバー 62は、先端カバー 61の後側に位置して、上記機能実行手段を覆う部材である。この胴部カバー 62は、円筒状の胴部 63と、略半球状のドーム形状の後端部 64を一体に形成し、この胴部 63の前側が円形状に開口している。この胴部カバー 62は、強度を確保するのに好ましいポリサルフォンなどで形成され、照明手段 20と、撮像手段 23と、駆動 ·信号出力手段 24と、信号処理手段 25と、蓄電手段 3 0とを胴部 63に収容し、無線送信手段 27を後端部 64に収容している。

[0024] 照明手段 20は、図 2、図 3に示すように、中央部分に通穴 20bが設けられた円盤状に形成された照明基板 20aと、照明基板 20aの前面（図 2中、先端カバー 61側）に設けられた発光ダイオード、たとえば白色 LEDなどの 4つの発光体 20cと、図 4に示すように、後面（図 2中、 AD基板 23a側）に発光体 20cを駆動するための回路を構成するチップ部品 20dとを備え、発光体 20cからの照明光は、先端カバー 61を介して外部に照射されている。

[0025] 撮像手段 23は、図 2、図 4に示すように、円盤状に形成された AD基板 23aと、 AD 基板 23aの前面（図 2中、照明基板 20a側）に設けられた CCDや CMOSなどの固体撮像素子 23bと、固体撮像素子 23bに被写体の像を結像させる結像レンズ 23cとを備える。結像レンズ 23cは、固体撮像素子 23bの前面（図 2中、照明基板 20a側）に設けられており、被写体側に位置して固定枠 23dlに設けられる第 1レンズ 23clと、固体撮像素子 23b側に位置して可動枠 23d2に設けられる第 2レンズ 23c2とから構成される。固定枠 23dlと可動枠 23d2は、第 2レンズ 23c2を光軸に沿って移動させるピント調整機構 23dを構成している。また、固定枠 23dlは、照明基板 20aの通穴 2 Obに揷通しており、結像レンズ 23cの光軸を照明基板 20aの前面に向けている。これにより、撮像手段 23は、照明手段 20の照明光によって照らされた範囲を撮像することができる。

[0026] 駆動'信号出力手段 24は、図 2、図 3に示すように、 AD基板 23aの後面（図 2中、信号処理基板 25a側）に設けられ、固体撮像素子 23bを駆動させるための回路を構成する駆動 IC24aと、この駆動 IC24aおよび固体撮像素子 23bを囲む態様のチップ部品 24bとを備える。駆動 IC24aは、カプセル型内視鏡 2の駆動制御の中枢を司り、固体撮像素子 41の駆動制御および出力信号処理、照明手段 20の駆動制御を行う図示しない駆動制御回路を備える。なお、 AD基板 23aの後面のチップ部品 24bは、駆動 IC24aから出力される映像信号 (画像情報）およびクロック信号の 2つの信号を、無線送信手段 27から送信するにあたり、 1つの信号にミキシングする機能などを有する半導体部材である。また、この駆動 IC24aは、信号出力手段としての後述する A /D変換部 24alおよびビット数変換出力部 24a2を備える。

[0027] 信号処理手段 25は、図 2、図 4に示すように、円盤状に形成された信号処理基板 2 5aと、信号処理基板 25aの前面（図 2中、 AD基板 23a側）に設けられ、画像情報の情報処理を画像処理 IC25bとを備える。なお、画像処理 IC25bは、後述するデジタル信号処理部 25blを備える。また、信号処理手段 25は、信号処理基板 25aの後面 (図 2中、電源基板 30a側）に、板パネで形成された接点 25cを備え、この接点 25cは、後述するボタン型乾電池 30bの正極缶に接触して、ボタン型乾電池 30bを板バネの付勢力で、後側（図 2中、電源基板 30a側）に付勢している。

[0028] 蓄電手段 30は、図 2に示すように、円盤状に形成された電源基板 30aと、信号処理基板 25aと電源基板 30a間に配置される酸化銀電池などのボタン型乾電池 30bと、電源部 30cとを備える。ボタン型乾電池 30bは、複数個、たとえばこの実施例では、 3 個を直列にして負極キャップ側を後側に向けて配置してある。なお、電池 30bは、酸化銀電池に限定されるものではなぐたとえば充電式電池、発電式電池などを用いても良ぐ個数も 3個に限定されるものではない。

[0029] 電源部 30cは、電源基板 30aの後面（図 2中、後端部 64側）に設けられた DC/D Cコンバータ 30clを備える。 DC/DCコンバータ 30clは、常にシステムに必要な一定の電圧を得るために、ボタン型乾電池 30bで得られる電圧をたとえば昇圧などのコントロールを行う。また、図には明示してないが、電源基板 30aの前面（図 2中、信号処理基板 25a側）には、ボタン型乾電池 30bの負極キャップと接触する接点が設けられている。この実施例において、蓄電手段 30は、信号処理基板 25aと電源基板 30a の間に複数のボタン型乾電池 30bを直列に接続配置して各機能実行手段への電源供給を可能にする。

[0030] 無線送信手段 27は、図 2、図 3に示すように、円盤状に形成された送信基板 27aと、送信基板 27aの後面（図 2中、後端部 64側）に設けられた発振回路 27bと、アンテナ基板 27cと、アンテナ基板 27cの後面（図 2中、後端部 64側）に設けられたアンテナ 27dとを備える。アンテナ 27dは、図 3に示すように、アンテナ基板 27cの後面に、略渦巻き状のパターンで構成されている。この無線送信手段 27は、上記チップ部品 24b (半導体部材)でミキシングした信号力一定の周波数 ·振幅 ·波形を持つ信号を発振回路 27bによって取り出し、この取り出した信号をアンテナ 27dからカプセル型内視鏡 2の外部に送信する。なお、送信基板 27aとアンテナ基板 27cとは、半田によつて電気的に接続されて一体の送信ユニットを構成している。

[0031] 上述した照明基板 20a、 AD基板 23a、信号処理基板 25a、電源基板 30aおよび送信基板 27aは、リジット基板からなる。図 3、図 4に示すように、これらリジット基板は、一連のフレキシブル基板 80をそれぞれ挟む態様で設けられて、リジットフレキ配線基板 8を構成している。すなわち、各リジット基板は、フレキシブル基板 80を介して、照明基板 20a、 AD基板 23a、信号処理基板 25a、電源基板 30a、送信基板 27aの順で所定間隔おきに配設され、互いに電気的に接続されている。そして、このリジットフレキ配線基板のフレキシブル基板 80を折り曲げることによって、図 1に示す態様で、照明基板 20a、 AD基板 23a、信号処理基板 25a、電源基板 30aおよび送信基板 27 aは、先端カバー 61側と後端部 64側の前後方向に積層して配置される。

[0032] 図 5は、図 2に示した駆動 ICと画像処理 ICの本発明に力かる要部の構成を示すブロック図である。図 5において、駆動 IC24aには、信号変換手段としての A/D変換部 24alと、 A/D変換部 24al力のたとえば 8ビットのパラレル信号としての画像情報が入力する分割手段としてのビット数変換出力部 24a2とが備えられ、画像処理 IC 25bには、デジタル信号処理部 25blが備えられており、ビット数変換出力部 24a2とデジタル信号処理部 25blとは、 4本の信号線 80aが配線されたフレキシブル基板 8 0によって接続されている。

[0033] このような構成において、撮像手段 23において取得された 1画素分の画像情報（デジタルデータ）は、 AD基板 23aに設けられた A/D変換部 24alに入力し、ここでデジタル変換されて、 8ビットのパラレル信号となり、さらにビット数変換出力部 24a2で、上位 4ビット、下位 4ビットずつのパラレル信号に分割される。次に、ビット数変換出力部 24a2は、これらパラレル信号をフレキシブル基板 80に設けられた 4本の信号線 80 aを介して、時分割で信号処理基板 25aに設けられたデジタル信号処理部 25blに出力する。ビット数変換出力部 24a2では、たとえば図 6に示すように、 1画素分の画像情報を、上位 4ビットのデジタルデータ、下位 4ビットのデジタルデータとして順次時分割で 4本の信号線 80aに出力している。デジタル信号処理部 25blでは、これら入力するデジタルデータに対して所定の信号処理を行なって、フレキシブル基板 80、電源基板 30aを介して、送信基板 27aに出力することができる。

[0034] このように、この実施例では、撮像手段で取得された 8ビットの画像情報を AD基板に設けた IC構成のビット数変換出力回路で 4ビットずつのパラレル信号に分割してから時分割で、フレキシブル基板の 4本の信号線を介して、信号処理基板に設けたデジタル信号処理部に出力するので、リジット基板に配置された ICのピン数を削減できるとともに、フレキシブル基板に配置された信号線の数を削減することができ、これによりカプセル型内視鏡の小型化を図り、さらに基板の幅や層が減少して硬化を防いで折り曲げを容易にするとともに、信号線の断線の確率を少なくすることができる。

[0035] なお、この実施例では、画像情報を 4ビットずつに分割したが、本発明はこれに限らず、たとえば 2ビットずつのパラレル信号に分割することも可能である。この場合には、 2本の信号線をフレキシブル基板に配線するのみで良ぐさらに基板の硬化を防ぐとともに、信号線の断線の確率を少なくすることができる。また、画像情報を 1ビットずつに分割することも可能であるが、この場合には、 1ビットずつのシリアル信号に分割すると、フレキシブル基板に配線される信号線は 1本となる力たとえば 1秒間に 2フレーム出力するというフレームレートを維持しょうとすると、駆動周波数が基準クロックの周波数の 8倍になってしまう。このために、消費電流を大幅に増加してしまうので、電池の寿命が大きく短縮されてしまう。そこで、本発明では、現状のフレームレートを維持しつつ、駆動周波数もさほど高くせずに、かつ信号線の数を削減できるように、上記実施例を用いて説明した。

[0036] また、本発明は、画像情報に限らず、他のデジタルデータを出力する場合、たとえばホワイトデータなどのパラメータ情報を出力する場合にも適用可能であり、さらに本発明では、このパラメータ情報を画像情報と時分割で出力することも可能である。産業上の利用可能性

[0037] 以上のように、本発明にかかる被検体内導入装置は、カプセル型内視鏡のように人体の内部に導入されて、被検部位を観察する医療用観察装置に有用であり、特に、 I Cのピン数および信号線の数を削減して、カプセル型内視鏡の小型化を図り、かつ基板の硬化を防ぐとともに、信号線の断線の確率を少なくすることに適している。

Claims

請求の範囲

[1] 被検体内部に導入されて、前記被検体内の情報を取得する被検体内情報取得装置において、

前記被検体内部の情報取得を可能にするための所定の機能を実行する機能実行手段と、

前記機能実行手段で取得された情報を分割して出力する信号出力手段と、前記信号出力手段で出力された情報の信号処理を行う信号処理手段と、を備えることを特徴とする被検体内情報取得装置。

[2] 前記被検体内情報取得装置は、

前記各手段が別々に配置される複数のリジット基板と、

前記リジット基板間に接続され、前記情報の転送を行うフレキシブル基板と、前記リジット基板および前記フレキシブル基板を収容し、内部を液密に封止する外装ケースと、

を備えることを特徴とする請求項 1に記載の被検体内情報取得装置。

[3] 前記信号出力手段は、

前記機能実行手段で取得された情報をデジタル信号に変換する信号変換手段と、前記信号変換手段で変換されたデジタル信号を分割して出力する分割手段と、を備えたことを特徴とする請求項 1または 2に記載の被検体内情報取得装置。

[4] 前記分割手段は、前記信号変換手段で変換されたデジタル信号を所定のパラレルビット数に分割し、かつ該分割したデジタル信号を時分割で出力することを特徴とする請求項 3に記載の被検体内情報取得装置。

[5] 前記機能実行手段は、前記被検体内部を照明する照明光を出力する照明手段と、前記照明手段で照明された前記被検体内部の画像情報を取得する撮像手段と、前記撮像手段で取得された画像情報を外部に無線送信する無線送信手段と、を少なくとも備えることを特徴とする請求項 1または 2に記載の被検体内情報取得装置。