WO2020004259A1 - 内視鏡画像表示システムおよび内視鏡画像表示装置 - Google Patents

内視鏡画像表示システムおよび内視鏡画像表示装置 Download PDF

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WO2020004259A1
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endoscope
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PCT/JP2019/024709
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Inventor
和紀 井上
Original Assignee
富士フイルム株式会社
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    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61BDIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B1/00Instruments for performing medical examinations of the interior of cavities or tubes of the body by visual or photographical inspection, e.g. endoscopes; Illuminating arrangements therefor
    • A61B1/04Instruments for performing medical examinations of the interior of cavities or tubes of the body by visual or photographical inspection, e.g. endoscopes; Illuminating arrangements therefor combined with photographic or television appliances
    • A61B1/045Control thereof
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B23/00Telescopes, e.g. binoculars; Periscopes; Instruments for viewing the inside of hollow bodies; Viewfinders; Optical aiming or sighting devices
    • G02B23/24Instruments or systems for viewing the inside of hollow bodies, e.g. fibrescopes

Definitions

  • the present disclosure relates to an endoscope image display system and an endoscope image display device that simultaneously display a direct-view image and a plurality of side-view images acquired via an endoscope.
  • an insertion type endoscope that inserts a long insertion portion having an imaging device at the distal end thereof through a mouth or a nose of a subject to image a body cavity has been widely used.
  • an endoscope that can simultaneously observe a direct-view region in front of an insertion portion and a plurality of side-view regions in a radial direction of the insertion portion has been proposed.
  • an endoscope image display system that displays an image acquired using an endoscope that can simultaneously observe the direct viewing region and a plurality of side viewing regions, for example, Japanese Patent No. 5974188 and Japanese Patent No. 6017729 The thing described in a gazette is known.
  • the front-endoscope is used as the direct-viewing region
  • the axis of the endoscope is used as the side-viewing region.
  • images are arranged in a horizontal line in the order of a side-view image (left side), a direct-view image (front), and a side-view image (right side).
  • this arrangement has a problem that the observation efficiency is poor because the moving distance of the observer's line of sight becomes large between the two side-view images.
  • Japanese Patent No. 6017729 discloses a mode in which a plurality of side-view images are arranged close to a circular region around the direct-view image as peripheral images of the direct-view image.
  • the side-view image disclosed in Japanese Patent No. 6017729 has a problem in that the shape of the side-view image is deformed so as to be a peripheral image of the direct-view image, and is not an independent image. .
  • An object of the present invention is to provide an endoscope image display system and an endoscope image display device in which a moving distance is reduced.
  • An insertion part to be inserted into the subject a direct-view image acquisition part for acquiring an image of a direct-view area including the front of the insertion part, and images of different side-view areas including the radial direction of the insertion part.
  • a plurality of side-view image acquisition units to be acquired, a direct-view image based on the image acquired by the direct-view image acquisition unit, and a plurality of side-view images based on the plurality of images acquired by the plurality of side-view image acquisition units are generated.
  • Endoscope image display comprising: an image generation unit that performs a process of arranging a direct-view image and a plurality of side-view images on the same screen and arranging the plurality of side-view images in an adjacent state. system.
  • ⁇ 2> The endoscope image display system according to ⁇ 1>, wherein the image processing unit performs a process of arranging the plurality of side-view images in correspondence with the positional relationship of each of the plurality of side-view images in the shooting direction.
  • ⁇ 3> The endoscope image display system according to ⁇ 1> or ⁇ 2>, wherein the image processing unit performs a process of displaying a direct-view image larger than a side-view image.
  • ⁇ 4> The endoscope image display system according to any one of ⁇ 1> to ⁇ 3>, wherein the image processing unit performs a process of arranging a direct-view image in a direction intersecting a direction in which the plurality of side-view images are arranged.
  • ⁇ 5> The endoscope image display system according to any one of ⁇ 1> to ⁇ 4>, wherein the image processing unit performs a process of making a shape of an arrangement region obtained by combining the direct-view image and the plurality of side-view images into a rectangle.
  • ⁇ 6> The endoscope image display system according to any one of ⁇ 1> to ⁇ 5>, wherein the image processing unit performs processing for displaying a direct-view image and a side-view image at different electronic zoom magnifications.
  • ⁇ 7> The endoscope image display system according to any one of ⁇ 1> to ⁇ 6>, wherein the image processing unit performs different image processing between the direct-view image and the side-view image.
  • An endoscope image display device including at least the image processing unit according to any one of ⁇ 1> to ⁇ 7>.
  • an endoscope image display system and an endoscope image display device in which the moving distance of the line of sight of the observer is reduced without making it difficult to confirm the content of the image.
  • FIG. 1 is an external view of an endoscope image display system according to an embodiment of the present invention.
  • Schematic configuration diagram of main parts in the endoscope image display system The figure which shows the example of a display of the endoscope image in the said endoscope image display system.
  • the figure which shows the example of a display of the endoscope image in the said endoscope image display system The figure which shows the example of a display of the endoscope image in the said endoscope image display system.
  • 4 is a flowchart showing a processing sequence of an image processing unit in the endoscope image display system.
  • the figure which shows the example of a display of the endoscope image in the endoscope image display system concerning other embodiments.
  • FIG. 1 is an external view of an endoscope image display system according to an embodiment of the present invention
  • FIG. 2 is a schematic configuration diagram of a main part in the endoscope image display system.
  • an endoscope image display system 1 of the present embodiment supplies an endoscope 2 that images an observation target and outputs an imaging signal and illumination light for illuminating the observation target.
  • a light source device 31 that generates an image signal according to an imaging signal
  • an endoscope image display device 32 having a function of outputting the image signal
  • a monitor 35 that displays an observation image according to the image signal.
  • the endoscope 2 is an endoscope capable of observing a plurality of visual fields at the same time.
  • the endoscope 2 is formed on the distal end side of the operation unit 3 that is held by an operator to perform an operation, and is inserted into a body cavity or the like. And a universal cord 5 extending from the side of the operation unit 3.
  • the insertion portion 4 includes a hard distal end portion 6 provided at the most distal end side, a bendable bending portion 7 provided at a rear end of the distal end portion 6, and an elongated and long provided at a rear end of the bending portion 7. And a flexible tube portion 8 having flexibility.
  • the bending section 7 performs a bending operation according to an operation of a bending operation lever 9 provided on the operation section 3.
  • a direct-view observation window 11 a for observing a direct-view region including the front of the insertion section 4 is disposed on the distal end surface of the distal end portion 6 of the endoscope 2. Further, on the side surface of the distal end portion 6 of the endoscope 2, two side view observation windows 11b and 11c for observing different side view regions including the radial direction of the insertion portion 4 are provided. Are arranged at an interval of 180 degrees.
  • front of the insertion section 4 means the distal end side of the endoscope 2 in the axial direction of the insertion section 4, and “directly-viewing area including the front of the insertion section 4” includes at least a part of the insertion section.
  • 4 means a region including the front, and may include directions other than the front.
  • the “radial direction of the insertion section 4” means a direction orthogonal to the axial direction of the insertion section 4, and the “side view area including the radial direction of the insertion section 4” at least partially includes the insertion section 4.
  • the direct viewing region and the plurality of side viewing regions are different from each other.
  • the distal end surface of the distal end portion 6 of the endoscope 2 communicates with a treatment instrument channel (not shown) formed by a tube or the like provided in the insertion section 4 in order to use a treatment instrument such as forceps.
  • a treatment instrument channel (not shown) formed by a tube or the like provided in the insertion section 4 in order to use a treatment instrument such as forceps.
  • a not-shown distal end opening is provided that allows (the distal end of) the treatment tool inserted into the treatment tool channel to protrude.
  • a connector 29 connectable to the light source device 31 is provided at an end of the universal cord 5.
  • An electrical contact portion (not shown) to which one end of the connection cable 33 can be connected is provided on a side surface of the connector 29.
  • a connector for electrically connecting the endoscope 2 and the endoscope image display device 32 is provided at the other end of the connection cable 33.
  • the universal cord 5 includes a plurality of signal lines for transmitting various electric signals and a light guide for transmitting illumination light supplied from the light source device 31 in a bundled state.
  • the light guide has a configuration in which an end on the light incident side is arranged on a light guide base of the connector 29.
  • the light guide incorporated from the insertion portion 4 to the universal cord 5 has an end on the light emission side branched in at least three directions near the insertion portion 4, and each light emission end surface has a direct-view observation window 11 a and two side-view observation windows. It is configured to be arranged in an illumination window (not shown) arranged near each of 11b and 11c.
  • the light emitting part arranged in the illumination window may be a light emitting element such as an LED (Light Emitting Diode) instead of the light guide.
  • the endoscope image display device 32 outputs a drive signal for driving an imaging element provided at the distal end portion 6 of the endoscope 2. Then, the endoscope image display device 32 performs a signal process on an image pickup signal output from the image pickup device, thereby functioning as an image generation unit that generates an image signal of a direct-view image and a plurality of side-view images. And a function as an image processing unit for arranging a direct-view image and a plurality of side-view images on the same screen and arranging the plurality of side-view images in an adjacent state. Details of the function of the endoscope image display device 32 will be described later.
  • the hardware configuration of the endoscope image display device 32 is not particularly limited, and includes a plurality of integrated circuits (ICs), processors, ASICs (Application Specific Integrated Circuits), FPGAs (Field-Programmable Gates, and Memory Arrays). It can be realized by appropriately combining the above.
  • ICs integrated circuits
  • ASICs Application Specific Integrated Circuits
  • FPGAs Field-Programmable Gates, and Memory Arrays
  • a program for realizing all or a part of the function of the endoscope image display device 32 is recorded on a computer-readable recording medium, and the program recorded on the recording medium is read by a computer system and executed. By doing so, the processing of each unit may be performed.
  • the “computer system” includes an OS and hardware such as peripheral devices.
  • the “computer system” also includes a homepage providing environment (or display environment) if a WWW system is used.
  • the “computer-readable recording medium” refers to a portable medium such as a flexible disk, a magneto-optical disk, a ROM, and a CD-ROM, and a storage device such as a hard disk built in a computer system.
  • a “computer-readable recording medium” refers to a communication line for transmitting a program via a network such as the Internet or a communication line such as a telephone line, which dynamically holds the program for a short time.
  • a program that holds a program for a certain period of time such as a volatile memory in a computer system serving as a server or a client in that case, is included.
  • the above-mentioned program may be for realizing a part of the above-mentioned functions, or may be for realizing the above-mentioned functions in combination with a program already recorded in the computer system.
  • Peripheral devices such as the light source device 31, the endoscope image display device 32, and the monitor 35 are arranged on a gantry 36 together with a keyboard 34 for inputting patient information and the like.
  • the direct-view observation window 11 a configuring the direct-view image obtaining unit obtains an image of a direct-view area including the front of the insertion unit 4.
  • An image sensor 15a is arranged at an image forming position of the direct-view observation window 11a and an objective optical system (not shown). The image sensor 15a photoelectrically converts a subject image acquired by the direct-view observation window 11a.
  • the two side-view observation windows 11b and 11c constituting the side-view image obtaining unit obtain images of different side-view regions including the radial direction of the insertion unit 4.
  • An image sensor 15b is arranged at an image forming position of the side-viewing observation window 11b and an objective optical system (not shown). The image sensor 15b photoelectrically converts a subject image acquired at the side-viewing observation window 11b.
  • an image sensor 15c is disposed at an image forming position of the side-viewing observation window 11c and an objective optical system (not shown), and subjects the subject image acquired by the side-viewing observation window 11c to photoelectric conversion.
  • the direct-viewing area and the side-viewing area are different viewing areas. Further, the boundary region between the direct-view region and the side-view region may or may not overlap.
  • the imaging devices 15a to 15c are electrically connected to the image generation unit 32a in the endoscope image display device 32, respectively, and a direct-view imaging signal captured by the imaging device 15a and each of the imaging devices 15b and 15c.
  • the captured side-view imaging signal is output to the image generation unit 32a.
  • the image generation unit 32a performs signal processing on the direct-view image signal and the plurality of side-view image signals output from each image sensor, thereby obtaining a direct-view image and a plurality of side-view images.
  • An image signal of the image is generated and output to the image processing unit 32b.
  • the image processing unit 32b performs a process of arranging a direct-view image and a plurality of side-view images on the same screen, and arranging the plurality of side-view images in an adjacent state, and outputs the image to the image output unit 32c.
  • the image output unit 32c generates a signal to be displayed on the monitor 35 from the image signal generated by the image processing unit 32b, and outputs the signal to the monitor 35.
  • 3 to 9 are views showing examples of displaying an endoscope image in the endoscope image display system of the present embodiment.
  • a direct-view image corresponding to a direct-view area including the front of the insertion section 4 and two sides corresponding to two side-view areas including the radial direction of the insertion section 4 and having observation directions 180 degrees different from each other.
  • a left visual image direct visual 1 in the drawing
  • a direct visual image direct visual in the diagram
  • a right visual image FOG.
  • the images are arranged in a horizontal line in the order of middle side view 2). However, in this case, the moving distance of the line of sight of the observer becomes large.
  • the image processing unit 32b arranges the left side view image (side view 1 in the figure) and the right side view image (side view 2 in the figure) in an adjacent state as shown in FIG. I do.
  • the “adjacent state” means a state in which two side-view images are arranged at an interval smaller than the maximum width of a direct-view image in the arrangement direction (horizontal or vertical direction) of the two side-view images.
  • the left side view image (side view 1 in the figure) is arranged on the left side and the right side view image (side view 2 in the figure) is arranged on the right side with respect to the plurality of side view images. It is preferable to arrange them in correspondence with the positional relationship in the photographing direction. By adopting such an aspect, the moving distance of the line of sight of the observer can be reduced without impairing the positional relationship of the side viewing area in the observation direction.
  • a direct-view image (direct-view in the figure) may be arranged in a direction intersecting with a direction in which a plurality of side-view images are arranged.
  • a direct-view image may be displayed larger than a side-view image.
  • the shape of the arrangement area combining the direct-view image and the plurality of side-view images may be rectangular. Specifically, the positions of the left and right horizontal sides of the direct-view image and the positions of the left and right horizontal sides when the arrangement of the plurality of side-view images are grouped into one block are matched. What is necessary is just to adjust each image size suitably. Note that the aspect ratio of each image may be changed. In that case, a process of cutting out a part of the image may be performed, or a process of extending the image in a predetermined direction may be performed.
  • the shape of the surplus area other than the arrangement area of the direct-view image and the side-view image becomes a simple shape, and a GUI (Graphical User Interface) and / or other information is easily displayed in the surplus area. Therefore, the surplus area can be effectively used.
  • GUI Graphic User Interface
  • the direct-view image and the side-view image may be displayed at different electronic zoom magnifications.
  • it is possible to magnify and display the image of the desired region of the observer, and to easily find the affected part.
  • different image processing may be performed for the direct-view image and the side-view image.
  • image processing suitable for each image is performed, and the direct-view image is obtained. Since the image quality can be approximated equally between the side view image and the side view image, the image can be easily observed.
  • the direct-view image and the side-view image may be displayed in the same size.
  • the entirety can be observed evenly.
  • the direction in which the plurality of side-view images are arranged may be the vertical direction, and the direct-view image may be arranged in a direction intersecting with the direction in which the plurality of side-view images are arranged.
  • the display area of the direct-view image and the side-view image can be enlarged, so that the monitor 35 can be more easily recognized.
  • the observer uses only the direct-view image, and there is a demand to observe the direct-view image even larger.
  • FIG. As shown, the display of the side-view image may be turned off and only the direct-view image may be displayed larger.
  • a fine operation is performed.
  • an image obtained by electronically zooming a part of the direct-view image to enlarge the distal end of the treatment tool is used.
  • the image may be displayed side by side around the direct-view image or, as shown in FIG. 9, an image obtained by electronically zooming a part of the direct-view image in order to enlarge the distal end portion of the treatment instrument may be superimposed on the direct-view image.
  • FIG. 10 is a flowchart showing a processing sequence of the image processing unit 32b in the endoscope image display system of the present embodiment.
  • Step S1 The image processing unit 32b detects the start of imaging by the endoscope 2. Thereafter, the process proceeds to the process in step S2.
  • Step S2 The image processing unit 32b determines whether or not a treatment tool such as forceps is used in the endoscope 2. The determination here may be made by determining whether or not the treatment tool is reflected in the direct-view image by image recognition, or may be made based on a user's instruction input. When it is determined that the treatment tool is being used (Step S2: Yes), the image processing unit 32b proceeds to the process of Step S3.
  • Step S3 The image processing unit 32b determines whether or not the electronic zoom mode in which an electronic zoom image of a direct-view image is additionally displayed is based on a user's instruction input. When it is determined that the electronic zoom mode is set (step S3: Yes), the image processing unit 32b proceeds to the process of step S4.
  • Step S4 The image processing unit 32b sets the display mode to display the direct-view image and the electronic zoom image of the direct-view image as shown in FIG. 8 or 9 without displaying the side-view image.
  • step S3 determines whether the mode is not the electronic zoom mode (step S3: No). If it is determined in step S3 that the mode is not the electronic zoom mode (step S3: No), the image processing unit 32b proceeds to the process in step S5.
  • Step S5 The image processing unit 32b sets the display mode to display only the direct-view image as shown in FIG. 7 without displaying the side-view image.
  • step S2 If it is determined in step S2 that the treatment tool is not used (step S2: No), the image processing unit 32b proceeds to the process in step S6.
  • Step S6 The image processing unit 32b determines whether or not the direct-view image emphasis mode places importance on the direct-view image between the direct-view image and the side-view image, based on a user's instruction input. When it is determined that the mode is the direct-view image emphasis mode (step S6: Yes), the image processing unit 32b proceeds to the process of step S7.
  • Step S7 As shown in FIG. 4, the image processing unit 32b displays both the direct-view image and the side-view image, and sets the display mode to display the direct-view image larger than the side-view image.
  • step S6 determines whether the mode is not the direct-view image emphasis mode (step S6: No). If it is determined in step S6 that the mode is not the direct-view image emphasis mode (step S6: No), the image processing unit 32b proceeds to the process in step S8.
  • Step S8 As shown in FIG. 5, the image processing unit 32b displays both the direct-view image and the side-view image and sets the display mode to display the direct-view image and the side-view image at the same size.
  • step S2 and subsequent steps may be automatically performed every predetermined time, or the processing sequence of step S2 and subsequent steps may be performed when a new user inputs an instruction. May be executed again.
  • the display mode of the direct-view image, the electronic zoom image of the direct-view image, and the side-view image changes, and the change at this time may be displayed as an animation.
  • the state before the change and the state after the change of each image may be connected by morphing.
  • the electronic zoom image of the direct-view image is added or deleted, the electronic zoom image may be slid between the outside of the screen and the display position of the electronic zoom image.
  • the display mode of the endoscope image display device 32 immediately before the power is turned off is stored, and after the endoscope image display device 32 is restarted, a resume function of displaying in the display mode immediately before the power is turned off is provided. Is also good. By adopting such an aspect, it is not necessary to reset the display mode at the time of startup, so that convenience can be improved.
  • the image-capturing device constituting the image generation unit, as described above, One imaging device may be arranged for all observation windows of the side view observation window or for a plurality of, but not all, observation windows.
  • the image forming position of the objective optical system combined with each observation window should be on the same image sensor. Just fine.
  • the side view observation window arranged at the distal end of the endoscope is not limited to two as described above.
  • one point on the circumference of the distal end is defined as the upper side
  • the arrangement intervals of the side-view observation windows need not be equal, and for example, a plurality of side-view observation windows are arranged at unequal intervals, such as placing two side-view observation windows on the upper side and the right side of the insertion portion. It may be arranged.
  • a total of four side-viewing observation windows are arranged vertically, horizontally, and at intervals of 90 degrees along the circumference of the end-point.
  • all the side-view images may be arranged adjacent to each other, and the direct-view image may be arranged adjacent to a cluster of a plurality of side-view images.
  • the left side view image (side view 1 in the figure) and the right side view image (side view 2 in the figure) are arranged side by side and adjacent to each other.
  • the upper side view image (side view 3 in the figure) and the lower side view image (side view 4 in the figure) are arranged side by side and adjacent to each other.
  • the arrangement with the side view 4) is arranged in an adjacent state in parallel.
  • a direct-view image is arranged adjacent to any of the four side-view image blocks in any of the upper, lower, left, and right directions.
  • a point on the circumference of the end portion of the endoscope is defined as a reference direction (for example, the upper side), and a posture detection sensor (for example, a gyro sensor) for detecting a three-dimensional inclination of the end portion ) May be provided to detect the inclination of the distal end of the endoscope in the reference direction with respect to the vertically upward direction.
  • a posture detection sensor for example, a gyro sensor
  • an indicator such as an arrow indicating the vertical upper direction in the direct-view image is also displayed on the display screen. You may. Further, only the direct-view image may be rotated and displayed such that the vertical upper direction in the direct-view image is on the upper side of the display screen, or the direct-view image and the side-view image may be maintained while maintaining the layout of the direct-view image and the side-view image. May be integrally rotated and displayed. By adopting such an aspect, the observer can be shown the vertical upper direction in the endoscope image, so that the observation accuracy can be improved.

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Abstract

内視鏡を介して取得された直視画像と複数の側視画像を同時に表示する場合に、画像の内容を確認しにくくすることなく、観察者の視線の移動距離を小さくした内視鏡画像表示システムおよび内視鏡画像表示装置を提供する。 画像処理部において、同一画面内に直視画像と複数の側視画像とを配置し、かつ複数の側視画像同士を隣接状態に配置する処理を行う。

Description

内視鏡画像表示システムおよび内視鏡画像表示装置
 本開示は、内視鏡を介して取得された直視画像と複数の側視画像を同時に表示する内視鏡画像表示システムおよび内視鏡画像表示装置に関する。
 従来、医療分野において先端部分に撮像装置が内蔵された長尺の挿入部を被検者の口や鼻等から挿入して体腔内を撮像する挿入型の内視鏡が普及している。また、近年では、挿入部の前方の直視領域と、挿入部の径方向の複数の側視領域とを同時に観察可能な内視鏡が提案されている。このような直視領域と複数の側視領域とを同時に観察可能な内視鏡を用いて取得された画像を表示する内視鏡画像表示システムとしては、例えば特許第5974188号公報および特許第6017729号公報に記載のものが知られている。
 直視領域と複数の側視領域とを同時に観察可能な内視鏡を用いて取得された画像を表示する場合、例えば、直視領域として内視鏡前方、側視領域として内視鏡の軸を基準に右側および左側を観察したとすると、特許第5974188号公報に記載の様に、側視画像(左側)、直視画像(前方)、側視画像(右側)の順に横一列に画像を配置するのが一般的であるが、このように配置すると、2つの側視画像間で観察者の視線の移動距離が大きくなるため、観察効率が悪いという問題がある。
 また、特許第6017729号公報では、直視画像を中心として、その周囲の環状の領域に、複数の側視画像を直視画像の周辺画像として近接させて配置する態様が開示されている。しかしながら、特許第6017729号公報における側視画像は、直視画像の周辺画像とすべく画像形状を変形させており、独立した画像ではないため、側視画像の内容が確認しにくくなるという問題がある。
 本開示は、上記事情に鑑み、内視鏡を介して取得された直視画像と複数の側視画像とを同時に表示する場合に、画像の内容を確認しにくくすることなく、観察者の視線の移動距離を小さくした内視鏡画像表示システムおよび内視鏡画像表示装置を提供することを目的とする。
 上記の課題を解決するための具体的手段には、以下の態様が含まれる。
<1> 被検体の内部に挿入される挿入部と、挿入部の前方を含む直視領域の像を取得する直視像取得部と、挿入部の径方向を含み、互いに異なる側視領域の像を取得する複数の側視像取得部と、直視像取得部により取得された像に基づく直視画像と、複数の側視像取得部により取得された複数の像に基づく複数の側視画像とを生成する画像生成部と、同一画面内に直視画像と複数の側視画像とを配置し、かつ複数の側視画像同士を隣接状態に配置する処理を行う画像処理部とを備える内視鏡画像表示システム。
<2> 画像処理部は、複数の側視画像について、複数の側視画像の各々の撮影方向の位置関係と対応させて配置する処理を行う<1>の内視鏡画像表示システム。
<3> 画像処理部は、側視画像よりも直視画像を大きく表示する処理を行う<1>または<2>の内視鏡画像表示システム。
<4> 画像処理部は、複数の側視画像の並び方向と交差する方向に直視画像を配置する処理を行う<1>から<3>のいずれかの内視鏡画像表示システム。
<5> 画像処理部は、直視画像および複数の側視画像を合わせた配置領域の形状を矩形にする処理を行う<1>から<4>のいずれかの内視鏡画像表示システム。
<6> 画像処理部は、直視画像と側視画像とで異なる電子ズーム倍率で表示する処理を行う<1>から<5>のいずれかの内視鏡画像表示システム。
<7> 画像処理部は、直視画像と側視画像とで異なる画像処理を行う<1>から<6>のいずれかの内視鏡画像表示システム。
<8> <1>から<7>のいずれかの画像処理部を少なくとも備える内視鏡画像表示装置。
 本開示によれば、画像の内容を確認しにくくすることなく、観察者の視線の移動距離を小さくした内視鏡画像表示システムおよび内視鏡画像表示装置を提供することができる。
本発明の一実施形態にかかる内視鏡画像表示システムの外観図 上記内視鏡画像表示システムにおける要部の概略構成図 上記内視鏡画像表示システムにおける内視鏡画像の表示例を示す図 上記内視鏡画像表示システムにおける内視鏡画像の表示例を示す図 上記内視鏡画像表示システムにおける内視鏡画像の表示例を示す図 上記内視鏡画像表示システムにおける内視鏡画像の表示例を示す図 上記内視鏡画像表示システムにおける内視鏡画像の表示例を示す図 上記内視鏡画像表示システムにおける内視鏡画像の表示例を示す図 上記内視鏡画像表示システムにおける内視鏡画像の表示例を示す図 上記内視鏡画像表示システムにおける画像処理部の処理シーケンスを示すフローチャート その他の実施形態にかかる内視鏡画像表示システムにおける内視鏡画像の表示例を示す図 上記内視鏡画像表示システムにおける内視鏡画像の表示例を示す図 上記内視鏡画像表示システムにおける内視鏡画像の表示例を示す図
 以下、本発明の内視鏡画像表示システムの一実施形態について図面を参照して詳細に説明する。図1は本発明の一実施形態にかかる内視鏡画像表示システムの外観図であり、図2は上記内視鏡画像表示システムにおける要部の概略構成図である。
 図1に示すように、本実施形態の内視鏡画像表示システム1は、観察対象物を撮像して撮像信号を出力する内視鏡2と、観察対象物を照明するための照明光を供給する光源装置31と、撮像信号に応じた画像信号を生成して出力する機能を有する内視鏡画像表示装置32と、画像信号に応じた観察画像を表示するモニタ35とを有する。
 内視鏡2は、複数の視野を同時に観察可能な内視鏡であり、術者が把持して操作を行う操作部3と、操作部3の先端側に形成され、体腔内等に挿入される細長の挿入部4と、操作部3の側部から延出するユニバーサルコード5とを有する。
 挿入部4は、最も先端側に設けられた硬質の先端部6と、先端部6の後端に設けられた湾曲自在の湾曲部7と、湾曲部7の後端に設けられた長尺かつ可撓性を有する可撓管部8とを有する。湾曲部7は、操作部3に設けられた湾曲操作レバー9の操作に応じた湾曲動作を行う。
 図2に示すように、内視鏡2の先端部6の先端面には、挿入部4の前方を含む直視領域を観察するための直視観察窓11aが配置されている。また、内視鏡2の先端部6の側面には、挿入部4の径方向を含み、互いに異なる側視領域を観察するための2つの側視観察窓11bおよび11cが先端部6の円周に沿って180度の間隔で配置されている。
 ここで、「挿入部4の前方」とは、挿入部4の軸方向における内視鏡2先端側を意味し、「挿入部4の前方を含む直視領域」とは、少なくとも一部に挿入部4の前方を含む領域を意味し、前方以外の方向を含んでいてもよい。また、「挿入部4の径方向」とは、挿入部4の軸方向と直交する方向を意味し、「挿入部4の径方向を含む側視領域」とは、少なくとも一部に挿入部4の径方向を含む領域を意味し、径方向以外の方向を含んでいてもよい。なお、直視領域および複数の側視領域は、互いに異なる領域である。
 また、内視鏡2の先端部6の先端面には、鉗子等の処置具を使用するため、挿入部4内に配設されたチューブ等により形成された不図示の処置具チャンネルに連通するとともに、処置具チャンネルに挿通された処置具(の先端部)を突出させることが可能な不図示の先端開口部が設けられている。
 一方、図1に示すように、ユニバーサルコード5の端部には、光源装置31に接続可能なコネクタ29が設けられている。また、コネクタ29の側面には、接続ケーブル33の一方の端部を接続可能な電気接点部(図示せず)が設けられている。さらに、接続ケーブル33の他方の端部には、内視鏡2と内視鏡画像表示装置32とを電気的に接続するためのコネクタが設けられている。
 ユニバーサルコード5には、種々の電気信号を伝送するための複数の信号線、および、光源装置31から供給される照明光を伝送するためのライトガイドが、束ねられた状態として内蔵されている。ライトガイドは、光入射側の端部がコネクタ29のライトガイド口金に配置されるような構成を有している。
 挿入部4からユニバーサルコード5にかけて内蔵されたライトガイドは、光出射側の端部が挿入部4付近において少なくとも3方向に分岐され、各光出射端面が直視観察窓11aおよび2つの側視観察窓11b、11cの各々の近傍に配置された不図示の照明窓に配置されるように構成されている。なお、照明窓に配置される光出射部は、ライトガイドに代えてLED(Light Emitting Diode)のような発光素子であってもよい。
 内視鏡画像表示装置32は、内視鏡2の先端部6に設けられた撮像素子を駆動するための駆動信号を出力する。そして、内視鏡画像表示装置32は、撮像素子から出力される撮像信号に対して信号処理を施すことにより、直視画像および複数の側視画像の画像信号を生成する画像生成部としての機能と、同一画面内に直視画像と複数の側視画像とを配置し、かつ複数の側視画像同士を隣接状態に配置する処理を行う画像処理部としての機能とを有する。内視鏡画像表示装置32の機能の詳細については後述する。
 内視鏡画像表示装置32のハードウェアの構成は特に限定されるものではなく、複数のIC(Integrated Circuit)、プロセッサ、ASIC(Application Specific Integrated Circuit)、FPGA(Field-Programmable Gate Array)、およびメモリなどを適宜組み合わせることによって実現することができる。
 また、内視鏡画像表示装置32の全部または一部の機能を実現するためのプログラムをコンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録して、この記録媒体に記録されたプログラムをコンピュータシステムに読み込ませ、実行することにより各部の処理を行ってもよい。なお、ここでいう「コンピュータシステム」とは、OSや周辺機器等のハードウェアを含むものとする。
 また、「コンピュータシステム」は、WWWシステムを利用している場合であれば、ホームページ提供環境(あるいは表示環境)も含むものとする。
 また、「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、フレキシブルディスク、光磁気ディスク、ROM、CD-ROM等の可搬媒体、コンピュータシステムに内蔵されるハードディスク等の記憶装置のことをいう。
 さらに「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、インターネット等のネットワークや電話回線等の通信回線を介してプログラムを送信する場合の通信線のように、短時間の間、動的にプログラムを保持するもの、その場合のサーバやクライアントとなるコンピュータシステム内部の揮発性メモリのように、一定時間プログラムを保持しているものも含むものとする。
 また上記プログラムは、前述した機能の一部を実現するためのものであっても良く、さらに前述した機能をコンピュータシステムにすでに記録されているプログラムとの組み合わせで実現できるものであっても良い。
 光源装置31、内視鏡画像表示装置32、およびモニタ35等の周辺装置は、患者情報の入力等を行うキーボード34等とともに、架台36に配置されている。
 図2に示すように、直視像取得部を構成する直視観察窓11aは、挿入部4の前方を含む直視領域の像を取得する。直視観察窓11aおよび図示しない対物光学系の結像位置には撮像素子15aが配置されており、この撮像素子15aにより直視観察窓11aで取得された被写体像を光電変換する。
 また、側視像取得部を構成する2つの側視観察窓11b、11cは、挿入部4の径方向を含み、互いに異なる側視領域の像を取得する。側視観察窓11bおよび図示しない対物光学系の結像位置には撮像素子15bが配置されており、この撮像素子15bにより側視観察窓11bで取得された被写体像を光電変換する。同様に、側視観察窓11cおよび図示しない対物光学系の結像位置には撮像素子15cが配置されており、この撮像素子15cにより側視観察窓11cで取得された被写体像を光電変換する。
 なお、直視領域と側視領域とは異なる観察領域である。また、直視領域と側視領域との境界領域は、重複していてもよいし、重複していなくてもよい。
 撮像素子15a~15cは、それぞれ内視鏡画像表示装置32内の画像生成部32aに電気的に接続されており、撮像素子15aで撮像された直視撮像信号と、撮像素子15b、15cの各々で撮像された側視撮像信号とを画像生成部32aに出力する。
 内視鏡画像表示装置32内において、画像生成部32aは、各撮像素子から出力される直視撮像信号および複数の側視撮像信号に対して信号処理を施すことにより、直視画像および複数の側視画像の画像信号を生成し、画像処理部32bに出力する。画像処理部32bは、同一画面内に直視画像と複数の側視画像とを配置し、かつ複数の側視画像同士を隣接状態に配置する処理を行い、画像出力部32cに出力する。画像出力部32cは、画像処理部32bにより生成された画像信号からモニタ35に表示するための信号を生成し、モニタ35に出力する。
 次に、本実施形態における画像処理部32bの処理について詳細に説明する。図3~9は本実施形態の内視鏡画像表示システムにおける内視鏡画像の表示例を示す図である。
 本実施形態のように、挿入部4の前方を含む直視領域に対応した直視画像と、挿入部4の径方向を含み、観察方向が互いに180度異なる2つの側視領域に対応した2つの側視画像とを同一画面内に表示する場合、基本的には、図3に示すように、左側側視画像(図中側視1)、直視画像(図中直視)、右側側視画像(図中側視2)の順に横一列に画像を配置する。ただし、この場合には、観察者の視線の移動距離が大きくなってしまう。
 画像処理部32bは、ユーザーの指示入力に基づいて、図4に示すように、左側側視画像(図中側視1)と右側側視画像(図中側視2)とを隣接状態に配置する。ここで、「隣接状態」とは、2つの側視画像の並び方向(水平方向または垂直方向)における直視画像の最大幅よりも狭い間隔で、2つの側視画像が並んだ状態を意味する。このような態様とすることによって、2つの側視画像間について観察者の視線の移動距離を小さくすることができる。
 このとき、複数の側視画像について、左側側視画像(図中側視1)を左側に、右側側視画像(図中側視2)を右側に配置して、複数の側視画像の各々の撮影方向の位置関係と対応させて配置することが好ましい。このような態様とすることによって、側視領域の観察方向の位置関係を損なうことなく、観察者の視線の移動距離を小さくすることができる。
 また、図4に示すように、複数の側視画像の並び方向と交差する方向に直視画像(図中直視)を配置してもよい。このような態様とすることによって、直視画像と2つの側視画像の全ての画像間で観察者の視線の移動距離を小さくすることができる。
 また、図4に示すように、側視画像よりも直視画像を大きく表示してもよい。このような態様とすることによって、最も重要な直視画像の観察を容易にすることができる。
 また、図4に示すように、直視画像および複数の側視画像を合わせた配置領域の形状を矩形としてもよい。具体的には、直視画像の左右の横辺の位置と、複数の側視画像の並びを一塊とした場合の左右の横辺の位置とが合うように、直視画像および複数の側視画像の各々の画像サイズを適宜調整すればよい。なお、各画像のアスペクト比を変更してもよく、その場合には、画像の一部を切り取る処理を行ってもよいし、画像を所定方向に引き延ばす処理を行ってもよい。このような態様とすることによって、直視画像および側視画像の配置領域以外の余剰領域の形状が簡素な形状となり、余剰領域にGUI(Graphical User Interface)および/または他の情報等が表示し易くなるため、余剰領域を有効的に活用することができる。
 また、直視画像と側視画像とで異なる電子ズーム倍率で表示するようにしてもよい。このような態様とすることによって、観察者の所望の領域の画像について拡大表示し、患部の発見を容易にすることができる。
 また、直視画像と側視画像とで異なる画像処理を行うようにしてもよい。このような態様とすることによって、直視画像と側視画像とで平均輝度、鮮鋭度、および/または、SN比が異なる場合であっても、各々の画像に適した画像処理を行い、直視画像と側視画像とで画像品質を同等に近づけることができるため、観察しやすい画像とすることができる。
 なお、図5に示すように、直視画像と側視画像とを同じ大きさで表示してもよい。このような態様とすることによって、全体を満遍なく観察させることができる。
 また、図6に示すように、複数の側視画像の並び方向を縦方向とし、かつ複数の側視画像の並び方向と交差する方向に直視画像を配置してもよい。モニタ35の形状が横長の場合には、このような態様とすることによって、直視画像と側視画像との表示領域を拡大することができるため、より視認しやすくすることができる。
 また、内視鏡2において鉗子等の処置具を使用する場合、観察者は直視画像しか使用せず、さらに直視画像をより大きく観察したいという要望があるため、そのような場合は、図7に示すように、側視画像の表示を消して直視画像のみを大きく表示してもよい。このような態様とすることによって、観察者の作業効率を向上させることができる。
 また、内視鏡2において鉗子等の処置具を使用する場合は細かい作業になるため、図8に示すように、処置具先端部を拡大するため直視画像の一部を電子ズームした画像を、直視画像の周囲に並べて表示するか、図9に示すように、処置具先端部を拡大するため直視画像の一部を電子ズームした画像を、直視画像に重ねて表示してもよい。このような態様とすることによって、さらに観察者の作業効率を向上させることができる。
 図10は本実施形態の内視鏡画像表示システムにおける画像処理部32bの処理シーケンスを示すフローチャートである。
 (ステップS1)画像処理部32bは、内視鏡2の撮像開始を検出する。その後、ステップS2の処理に進む。
 (ステップS2)画像処理部32bは、内視鏡2において鉗子等の処置具が使用されているか否かを判定する。ここでの判定については、直視画像内に処置具が映っているか否かを画像認識により判定することにより行ってもよいし、ユーザーの指示入力に基づいて行ってもよい。処置具が使用されていると判定した場合(ステップS2:Yes)、画像処理部32bは、ステップS3の処理に進む。
 (ステップS3)画像処理部32bは、直視画像の電子ズーム画像を追加で表示する電子ズームモードであるか否かを、ユーザーの指示入力に基づいて判定する。電子ズームモードであると判定した場合(ステップS3:Yes)、画像処理部32bは、ステップS4の処理に進む。
 (ステップS4)画像処理部32bは、側視画像を表示せず、図8または図9に示すように、直視画像と直視画像の電子ズーム画像とを表示する表示モードとする。
 一方、ステップS3において、電子ズームモードではないと判定した場合(ステップS3:No)、画像処理部32bは、ステップS5の処理に進む。
 (ステップS5)画像処理部32bは、側視画像を表示せず、図7に示すように、直視画像のみを表示する表示モードとする。
 ステップS2において、処置具が使用されていないと判定した場合(ステップS2:No)、画像処理部32bは、ステップS6の処理に進む。
 (ステップS6)画像処理部32bは、直視画像と側視画像とで直視画像を重視する直視画像重視モードであるか否かを、ユーザーの指示入力に基づいて判定する。直視画像重視モードであると判定した場合(ステップS6:Yes)、画像処理部32bは、ステップS7の処理に進む。
 (ステップS7)画像処理部32bは、図4に示すように、直視画像と側視画像の両方を表示し、かつ側視画像よりも直視画像を大きく表示する表示モードとする。
 一方、ステップS6において、直視画像重視モードではない判定した場合(ステップS6:No)、画像処理部32bは、ステップS8の処理に進む。
 (ステップS8)画像処理部32bは、図5に示すように、直視画像と側視画像の両方を表示し、かつ直視画像と側視画像とを同じ大きさで表示する表示モードとする。
 なお、表示モードの決定後は、所定時間経過毎にステップS2以降の処理シーケンスを自動的に行うようにしてもよいし、新たなユーザーの指示入力が行われた場合にステップS2以降の処理シーケンスを再実行するようにしてもよい。
 表示モードが変更された場合、直視画像、直視画像の電子ズーム画像、および、側視画像の表示形態が変化するが、このときの変化についてはアニメーション表示を行ってもよい。具体的には、直視画像および側視画像の表示位置や大きさが変化する場合は、各画像の変化前の状態と変化後の状態をモーフィングにより繋げてもよい。また、直視画像の電子ズーム画像が追加または削除される場合は、画面外と電子ズーム画像の表示位置との間で電子ズーム画像をスライド移動させてよい。このような態様とすることによって、表示モード移行時のハンチングを防ぎ、感覚的に自然な表示とすることができる。
 また、内視鏡画像表示装置32の電源OFF直前の表示モードを記憶しておき、内視鏡画像表示装置32の再起動後は、電源OFF直前の表示モードで表示するレジューム機能を持たせてもよい。このような態様とすることによって、起動時に表示モードを再設定する必要がなくなるため、利便性を向上させることができる。
 以上、本発明の内視鏡画像表示システムの一実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されず、種々の変形が可能である。
 例えば、画像生成部を構成する撮像素子については、上記の様に、直視観察窓および複数の側視観察窓の各々に対応して個別に撮像素子を配置する代わりに、直視観察窓および複数の側視観察窓の全ての観察窓、もしくは全てではないが複数の観察窓に対して1つの撮像素子を配置するように構成してもよい。このように、複数の観察窓に対して1つの撮像素子を配置するように構成する場合には、各観察窓に組み合わせる対物光学系の結像位置が同一の撮像素子上になるように構成すればよい。
 また、内視鏡の先端部に配置される側視観察窓については、上記の様に2つに限定されるものではなく、例えば先端部の円周における1点を上側と規定した場合、円周に沿って90度の間隔で上下左右に計4つの側視観察窓を設けるといったように、3つ以上の複数の側視観察窓を配置する構成としてもよい。また、側視観察窓の配置間隔は均等である必要は無く、例えば挿入部の上側と右側に2つの側視観察窓を配置するといったように、不均等な間隔で複数の側視観察窓を配置してもよい。
 ここで、例えば図11示すように、内視鏡の先端部に配置される側視観察窓について、先端部の円周に沿って90度の間隔で上下左右に計4つの側視観察窓を設けた場合、図12または図13に示すように、全ての側視画像を隣接状態に配置し、かつ複数の側視画像の塊に隣接して直視画像を配置すればよい。
 具体的には、左側側視画像(図中側視1)と右側側視画像(図中側視2)とを横並びで隣接状態に配置する。また、上側側視画像(図中側視3)と下側側視画像(図中側視4)とを横並びで隣接状態に配置する。さらに、左側側視画像(図中側視1)と右側側視画像(図中側視2)との並びと、上側側視画像(図中側視3)と下側側視画像(図中側視4)との並びを、平行に隣接状態に配置する。そして、4つの側視画像の塊の上下左右のいずれかの方向に隣接して直視画像を配置する。このような態様とすることによって、全ての側視画像間で観察者の視線の移動距離を小さくすることができる。
 また、内視鏡について、内視鏡の先端部の円周における1点を基準方向(例えば、上側)と規定し、さらに先端部の3次元的傾きを検出する姿勢検出センサー(例えば、ジャイロセンサー)を設けて、鉛直上側方向に対する内視鏡先端部の基準方向の傾きを検出するようにしてもよい。
 このように内視鏡に姿勢検出センサーを組み合わせた場合、直視画像における鉛直上側方向が識別できるため、表示画面内において、直視画像における鉛直上側方向を示す矢印等のインジケーターを併せて表示するようにしてもよい。また、直視画像における鉛直上側方向が表示画面の上側となるように、直視画像のみを回転させて表示してもよいし、直視画像および側視画像のレイアウトを維持したまま直視画像および側視画像を一体的に回転させて表示してもよい。このような態様とすることによって、観察者に対して内視鏡画像における鉛直上側方向を示すことができるため、観察精度を向上させることができる。
 上記以外にも、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、各種の改良や変形を行なってもよいのは勿論である。
 2018年6月29日に出願された日本出願特願2018-125340の開示はその全体が参照により本明細書に取り込まれる。本明細書に記載された全ての文献、特許出願、及び技術規格は、個々の文献、特許出願、及び技術規格が参照により取り込まれることが具体的かつ個々に記された場合と同程度に、本明細書中に参照により取り込まれる。

Claims (8)

  1.  被検体の内部に挿入される挿入部と、
     前記挿入部の前方を含む直視領域の像を取得する直視像取得部と、
     前記挿入部の径方向を含み、互いに異なる側視領域の像を取得する複数の側視像取得部と、
     前記直視像取得部により取得された像に基づく直視画像と、前記複数の側視像取得部により取得された複数の像に基づく複数の側視画像とを生成する画像生成部と、
     同一画面内に前記直視画像と前記複数の側視画像とを配置し、かつ前記複数の側視画像同士を隣接状態に配置する処理を行う画像処理部とを備える内視鏡画像表示システム。
  2.  前記画像処理部は、前記複数の側視画像について、前記複数の側視画像の各々の撮影方向の位置関係と対応させて配置する処理を行う
     請求項1記載の内視鏡画像表示システム。
  3.  前記画像処理部は、前記側視画像よりも前記直視画像を大きく表示する処理を行う
    請求項1または2記載の内視鏡画像表示システム。
  4.  前記画像処理部は、前記複数の側視画像の並び方向と交差する方向に前記直視画像を配置する処理を行う
     請求項1から3のいずれか1項記載の内視鏡画像表示システム。
  5.  前記画像処理部は、前記直視画像および前記複数の側視画像を合わせた配置領域の形状を矩形にする処理を行う
    請求項1から4のいずれか1項記載の内視鏡画像表示システム。
  6.  前記画像処理部は、前記直視画像と前記側視画像とで異なる電子ズーム倍率で表示する処理を行う
    請求項1から5のいずれか1項記載の内視鏡画像表示システム。
  7.  前記画像処理部は、前記直視画像と前記側視画像とで異なる画像処理を行う
    請求項1から6のいずれか1項記載の内視鏡画像表示システム。
  8.  請求項1から7のいずれか1項記載の前記画像処理部を少なくとも備える内視鏡画像表示装置。
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