JP2008067780A

JP2008067780A - 内視鏡装置

Info

Publication number: JP2008067780A
Application number: JP2006247168A
Authority: JP
Inventors: Koichi Niida; 巧一仁井田
Original assignee: Olympus Medical Systems Corp
Current assignee: Olympus Medical Systems Corp
Priority date: 2006-09-12
Filing date: 2006-09-12
Publication date: 2008-03-27
Also published as: EP2062524A1; EP2062524A4; WO2008032478A1; US20090167849A1; CN101511259B; CN101511259A

Abstract

【課題】デジタル処理により内視鏡画像を生成するデジタル映像処理回路の起動状態によらず、間断なく、内視鏡の撮像信号に基づく観察画像により管腔内部の観察を可能とする。
【解決手段】出力画像信号切り替え部７は、システム及びデジタル信号処理部６からのデジタル処理された処理画像と、映像信号前処理回路５の絶縁部９からのデジタル処理前のスルー画像とを選択的に、モニタ３に出力する。この出力画像信号切り替え部７は、システム及びデジタル信号処理部６からの切り替え制御信号により切り替え制御を実行する。
【選択図】図１

Description

本発明は、デジタル処理により内視鏡画像を生成する内視鏡装置に関するものである。

従来、医療分野において、Ｘ線診断装置、ＣＴ、ＭＲＩ、超音波観測装置及び内視鏡装置等の画像撮像機器を用いた観察が広く行われている。

このような画像撮像機器のうち、内視鏡装置としては、例えば特開２００１−２１８７３５号公報の電子内視鏡システムのように、体腔内に挿入可能な挿入部を有し、該挿入部の先端部に配置された対物光学系により結像した体腔内の像を固体撮像素子等の撮像手段により撮像して撮像信号として出力し、該撮像信号に基づいてモニタ等の表示手段に体腔内の像の画像を表示するという作用及び構成を有する。そして、ユーザは、モニタ等の表示手段に表示された体腔内の像の画像に基づき、例えば、体腔内における臓器等の観察を行う。

上記特開２００１−２１８７３５号公報の電子内視鏡システムに開示されているように、内視鏡の撮像手段からの撮像信号は、ビデオプロセッサで信号処理が実施され、内視鏡画像としてモニタに表示される。

以下、広く普及している、従来の電子内視鏡システムについて、図１７ないし図１９を用いて説明する。

図１８に示すように、従来の電子内視鏡システム１０１は、電子内視鏡１０２、ビデオプロセッサ１０４及びモニタ１０３とから構成される。

この電子内視鏡１０２は、撮像手段としてのイメージセンサ（CCDあるいはC-MOSセンサ等）１０２aを、管腔内に挿入可能な挿入部の先端内部に設けている。

イメージセンサ１０２aからの撮像信号は、ビデオプロセッサ１０４内の映像信号前処理回路１０５に入力される。この映像信号前処理回路１０５では、信号処理部１０８がイメージセンサ１０２aからの撮像信号に対して、サンプリング処理、ノイズ除去処理、ホワイトバランス処理、A/D変換処理等を行う。そして、映像信号前処理回路１０５は、例えばフォトカプラ等より構成される絶縁部１０９を介して電気的に絶縁した状態で、信号処理部１０８にて処理した映像信号を後段のシステム及びデジタル信号処理部１０６に伝送する。

システム及びデジタル信号処理部１０６は、一般的なパーソナルコンピュータ（PC）基板により構成され、信号処理部１０８にて処理したデジタルの映像信号に対して、色調処理、強調処理、色変換処理、キャラクタ重畳処理等の各種デジタル処理を実行して、所望の画像をモニタ１０３に出力する出画（画像出力）処理を行う。

前記システム及びデジタル信号処理部１０６のソフトウエアは、一般的なパーソナルコンピュータ（PC）と同様に、図１９に示すように、BIOS(Basic Input Output System)層１０６a、OS(Operating System)層１０６b、Application層１０６c等からなる階層構造をなしている。

ここで、Application層１０６cは、色調処理、強調処理、色変換処理、キャラクタ重畳処理等の各種デジタル処理を実施する各種アプリケーションソフトウエア部１１０及び、所望の画像をモニタ１０３に出力する出画処理を実行する画像出力部１１１とからなる。
特開２００１−２１８７３５号公報

しかしながら、図１８に示した従来の電子内視鏡システム１０１のビデオプロセッサ１０４では、画像出力部１１１からの画像は、図２０に示すように、BIOS層１０６aのBIOSの起動及びOS層１０６bのOSの起動後に、Application層１０６cの所望のアプリケーションソフトウエア部１１０にて各種処理が施され、画像出力部１１１の出画処理によりモニタ１０３に出力されるので、モニタ１０３への表示開始には、BIOSの起動、OSの起動及びアプリケーションの起動といった所望のシーケンスを経る必要があり、ビデオプロセッサ１０４の電源投入後に、直ちに内視鏡画像をモニタ１０３に表示させることはできない。

特にPC基板をベースとしたシステム及びデジタル信号処理部１０６において起動するソフトウエア上で観察画像を生成する、前記従来の電子内視鏡システム１０１においては、ソフトウエアがハングアップするケースが想定される。その対処としては、PC基板をベースとしたシステム及びデジタル信号処理部１０６を再起動する必要がある。このような再起動の場合、システムの再起動時に、観察画像を表示できない期間が存在することとなり、内視鏡検査に支障を及ぼす可能性がある。

本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、デジタル処理により内視鏡画像を生成するデジタル映像処理回路の起動状態によらず、間断なく、内視鏡の撮像信号に基づく観察画像により管腔内部の観察を可能とすることのできる内視鏡装置を提供することを目的としている。

本発明の内視鏡装置は、
内視鏡からの撮像信号から第１の映像信号を生成する第１の映像信号生成手段と、
前記第１の映像信号に対して画像処理を施し、第２の映像信号を生成する第２の映像信号生成手段と、
前記第２の画像信号生成手段の処理状況を判別する処理状況判別手段と、
前記処理状況判別手段の判別結果に基づき、前記第１の映像信号及び前記第２の映像信号を選択し、画像表示部に対して出力する映像信号出力手段と
を備えて構成される。

本発明によれば、デジタル処理により内視鏡画像を生成するデジタル映像処理回路の起動状態によらず、間断なく、内視鏡の撮像信号に基づく観察画像により管腔内部の観察を可能とすることができるという効果がある。

以下、図面を参照しながら本発明の実施例について述べる。

図１ないし図１４は本発明の実施例１に係わり、図１は電子内視鏡システムの構成を示す構成図、図２は図１のシステム及びデジタル信号処理部のソフトウエア構成を示す図、図３は図１のビデオプロセッサの処理の流れを説明するフローチャート、図４は図２の処理でモニタに表示されるスルー画像を示す図、図５は図２の処理でモニタに表示される処理画像を示す図、図６は図２の処理を説明するタイミング図、図７は図１のシステム及びデジタル信号処理部の変形例のソフトウエア構成を示す図、図８は図１の電子内視鏡システムの第１の変形例の構成を示す構成図、図９は図１の電子内視鏡システムの第２の変形例の構成を示す構成図、図１０は図８の表示パネルの構成を示す図、図１１は図１の電子内視鏡システムの第３の変形例の構成を示す構成図、図１２は図１１の警告情報重畳部の作用を説明する図、図１３は図１の電子内視鏡システムの第４の変形例の構成を示す構成図、図１４は図１３のビデオプロセッサの処理の流れを説明するフローチャートである。

図１に示すように、本実施例の内視鏡装置である電子内視鏡システム１は、電子内視鏡２、ビデオプロセッサ４及びモニタ３とから構成される。

この電子内視鏡２は、撮像手段としてのイメージセンサ（CCDあるいはC-MOSセンサ等）２aを、管腔内に挿入可能な挿入部の先端内部に設けている。

イメージセンサ２aからの撮像信号は、ビデオプロセッサ４内の第１の映像信号生成手段としての映像信号前処理回路５に入力される。この映像信号前処理回路５では、信号処理部８がイメージセンサ２aからの撮像信号に対して、サンプリング処理、ノイズ除去処理、ホワイトバランス処理、A/D変換処理等を行う。そして、映像信号前処理回路５は、例えばフォトカプラ等より構成される絶縁部９を介して電気的に絶縁した状態で、信号処理部８にて処理した映像信号を後段の第２の映像信号生成手段としてのシステム及びデジタル信号処理部６に伝送する。

システム及びデジタル信号処理部６は、一般的なパーソナルコンピュータ（PC）基板により構成され、信号処理部８にて処理したデジタルの映像信号に対して、色調処理、強調処理、色変換処理、拡大／縮小処理、γ補正処理等の各種デジタル処理を実行して、映像信号出力手段としての出力画像信号切り替え部７を介して、所望の画像をモニタ３に出力する出画（画像出力）処理を行う。

出力画像信号切り替え部７は、上記システム及びデジタル信号処理部６からのデジタル処理された画像信号（以下、処理画像と記す）と、映像信号前処理回路５の絶縁部９からのデジタル処理前の画像信号（以下、スルー画像と記す）とを選択的に、モニタ３に出力するものである。この出力画像信号切り替え部７は、システム及びデジタル信号処理部６からの切り替え制御信号により切り替え制御を実行する。

前記システム及びデジタル信号処理部６のソフトウエアは、一般的なパーソナルコンピュータ（PC）と同様に、図２に示すように、BIOS(Basic Input Output System)層６a、OS(Operating System)層６b、Application層６c等からなる階層構造をなしている。

ここで、Application層６cは、映像信号前処理回路５の絶縁部９からの前記スルー画像をデジタル処理して前記処理画像を生成するアプリケーションソフトウエア部１５aと、処理画像をモニタ３に出力する出画処理を実行する画像出力部１５bと、画像出力部１５bの出画処理の処理状況を監視し、出力画像信号切り替え部７に切り替え制御信号を出力する処理状況判別手段としての出画状態監視部１５cとからなる。

このアプリケーションソフトウエア部１５aは、強調処理を行うエンハンス処理部１５a１、色調処理及び色変換処理を実行する色彩処理１５a２、文字情報の重畳処理を実行するキャラクタ重畳部１５a３、画像のコントラスト処理を実行するコントラスト調整部１５a４、画像のマスキング処理を実行するマスキング部１５a５、及び画像を図示しない記憶部に格納処理する画像記録部１５a６等からなる。

このように構成された本実施例の作用を、図３のフローチャートを用い、図４ないし図６を参照して説明する。

図３に示すように、ステップS１にて、電子内視鏡２及びモニタ３をビデオプロセッサ４に接続され、電子内視鏡システム１の電源がONされると、ビデオプロセッサ４のシステム及びデジタル信号処理部６は、ステップS２にて切り替え制御信号により、映像信号前処理回路５の絶縁部９から前記スルー画像をモニタ３に出力するように出力画像信号切り替え部７を制御する。

この電子内視鏡システム１の電源ON直後の処理、すなわち、ステップS２では、システム及びデジタル信号処理部６は、BIOSの起動前の状態にある。そこで、システム及びデジタル信号処理部６は、切り替え制御信号をデフォルトの、例えばHighレベル信号である第１のステータス信号として、出力画像信号切り替え部７に出力する。そして、この第１のステータス信号により、出力画像信号切り替え部７は、映像信号前処理回路５の絶縁部９から前記スルー画像をモニタ３に出力する。図４にモニタ３に表示されるスルー画像５０の一例を示す。

次に、ビデオプロセッサ４のシステム及びデジタル信号処理部６は、ステップS３にてBIOS(Basic Input Output System)層６a のBIOSの起動処理を実行すると共に、ステップS４にてOS(Operating System)層６b のOSの起動処理を実行する。さらにシステム及びデジタル信号処理部６は、ステップS５にてApplication層６cの各種アプリケーションソフウエアを起動する。

そして、システム及びデジタル信号処理部６は、ステップS６にてApplication層６cの出画状態監視部１５cにより画像出力部１５bの出画処理のアプリケーションが起動しているかどうか判断する。

出画状態監視部１５cにより画像出力部１５bの出画処理のアプリケーションの起動を確認すると、システム及びデジタル信号処理部６は、ステップS７にて切り替え制御信号を、例えばLowレベル信号である第２のステータス信号として、出力画像信号切り替え部７に出力する。そして、この第１のステータス信号により、出力画像信号切り替え部７は、ステップS８にてシステム及びデジタル信号処理部６からのデジタル処理された前記処理画像をモニタ３に出力する。

図５にモニタ３に表示される処理画像５１の一例を示す。なお、図５に示すように、処理画像５１の場合、画像の他に検査情報等の文字情報が、検査情報表示エリア５２に重畳表示される。

そして、ステップS９にて、検査終了が確認されるまで、ビデオプロセッサ４は、上記ステップS８の処理を繰り返し、システム及びデジタル信号処理部６からのデジタル処理された前記処理画像をモニタ３に出力し続ける。

このように本実施例では、図６に示すように、電子内視鏡システム１の電源ON直後のBIOSの起動中、OSの起動中及び出画処理の起動直前までは、映像信号前処理回路５の絶縁部９から前記スルー画像がモニタ３に表示され、出画処理の起動後にはシステム及びデジタル信号処理部６からのデジタル処理された前記処理画像がモニタ３に表示されるので、電子内視鏡システム１の電源ON直後に、モニタ３にはスルー画像を表示させることができ、デジタル処理により内視鏡画像を生成するデジタル映像処理回路の起動状態によらず、間断なく、内視鏡の撮像信号に基づく観察画像（スルー画像あるいは処理画像）により管腔内部を観察することができる。

なお、本実施例では、出画状態監視部１５cの監視結果に基づき切り替え制御信号を出力画像信号切り替え部７に出力するとしたが、これに限らず、図７に示すように、出画状態監視部１５cの代わりにタイマ１５dを設け、このタイマ１５dにより電源ONから出画処理の起動までに相当する時間を計測させ、タイマ１５dのタイムアップまでの期間はタイマ１５dより前記の第１のステータス信号である基づき切り替え制御信号を出力画像信号切り替え部７に出力し、タイマ１５dのタイムアップ後の期間はタイマ１５dより前記の第２のステータス信号である基づき切り替え制御信号を出力画像信号切り替え部７に出力するように構成してもよい。

また、図２の構成にタイマ１５dを付加することで、システム、アプリケーションの起動における遅延によるバラツキを、タイマ１５dにマージン期間計測を実行させることで、遅延に基づく処理画像生成に応じて、スルー画像を観察画像として表示させることも可能となる（つまり、処理画像の生成に遅延が発生する恐れがある場合にも、タイマ１５dによりマージン期間を計測させ、マージン期間後にスルー画像から処理画像に切り替えることで、間断なく観察画像をモニタ３に表示させることができる）。

また、本実施例では、映像信号前処理回路５、システム及びデジタル信号処理部６及び出力画像信号切り替え部７をビデオプロセッサ４内に設けるとしたが、これに限らず、図８に示すように、映像信号前処理回路５をビデオプロセッサ４内に設け、システム及びデジタル信号処理部６及び出力画像信号切り替え部７をパーソナルコンピュータ(PC)４aにより構成しても、本実施例と同様な作用／効果を得ることができることはいうまでもない。

また、図９に示すように、ビデオプロセッサ４に表示パネル１０を設け、図１０のように、この表示パネル１０上のLED１０a,１０bの点灯を切り替え制御信号により制御することで、モニタ３に表示されている画像がスルー画像であるか処理画像であるかをユーザに告知するようにしてもよい。同様に、図１１に示すように、スルー画像に警告メッセージを重畳する警告情報重畳部１１をビデオプロセッサ４内に設け、この警告情報重畳部１１により、図１２に示すように、スルー画像５０に警告表示エリア５１を隣接させて表示させることで、スルー画像５０がモニタ３に表示されていることをユーザに告知するようにしてもよい。その他、音による告知も可能である。

また、図１３に示すように、システム及びデジタル信号処理部６の制御状態を監視するウォッチドッグタイマ(W.D.T.)１２及びOR回路１３を設けて、システム及びデジタル信号処理部６がハングアップした際にもスルー画像を観察画像とすることができるようにしてもよい。

具体的には、図１３の構成の場合、ビデオプロセッサ４は、図１４に示すように、ステップS８の処理の後、ステップS２１にてW.D.T.１２によりシステム及びデジタル信号処理部６のシステムが正常に動作しているかどうか判断し、システム及びデジタル信号処理部６のシステムに異常があると判断すると、ステップS２２にて出力画像信号切り替え部７が映像信号前処理回路５の絶縁部９から前記スルー画像をモニタ３に出力する。このように図１３の構成によれば、本実施例の効果に加え、システム及びデジタル信号処理部６のシステムに異常があっても、スルー画像を観察画像とすることができ、かつシステム及びデジタル信号処理部６の再起動期間もスルー画像を観察画像とすることができる。

図１５ないし図１７は本発明の実施例２に係わり、図１５は電子内視鏡システムの構成を示す構成図、図１６は図１５のビデオプロセッサの処理の流れを説明するフローチャート、図１７は図１６の処理を説明するタイミング図である。

実施例２は、実施例１とほとんど同じであるので、異なる点のみ説明し、同一の構成には同じ符号をつけ説明は省略する。

本実施例のシステム及びデジタル信号処理部６は、図１５に示すように、システムの動作を中止するサスペンド処理部２１と、サスペンド処理部２１により中止したシステムの処理情報を記憶する記憶部２３と、記憶部２３に記憶されているシステムの処理情報に基づき処理を再開するレジューム処理部２２とを備えて構成される。その他の構成は実施例１と同じである。

このように構成された本実施例では、図１６に示すように、ビデオプロセッサ４は、ステップS２の処理の後、ステップS３１にてシステム及びデジタル信号処理部６がサスペンド処理部２１により中止している（サスペンド状態）かどうか判断する。システム及びデジタル信号処理部６がサスペンド状態でないならばステップS３に進み、システム及びデジタル信号処理部６がサスペンド状態ならばステップS３２に進む。

ステップS３２では、ビデオプロセッサ４は、サスペンド状態となった処理を記憶部２３に記憶している処理情報から読み出し、レジューム処理部２２によりシステム及びデジタル信号処理部６の処理を中止前の処理に戻し、ステップS５に進む。その他の作用は実施例１と同じである。

このように本実施例では、実施例１の効果に加え、図１７に示すように、サスペンド状態の制御下のシステム及びデジタル信号処理部６を、レジューム処理部２２により通常の処理状態に戻す場合、短時間のスルー画像を観察画像としてモニタ３に表示すると共に、間断なくかる迅速に観察画像を処理画像に切り替えることができる。

本発明は、上述した実施例に限定されるものではなく、本発明の要旨を変えない範囲において、種々の変更、改変等が可能である。

本発明の実施例１に係る電子内視鏡システムの構成を示す構成図図１のシステム及びデジタル信号処理部のソフトウエア構成を示す図図１のビデオプロセッサの処理の流れを説明するフローチャート図４は図２の処理でモニタに表示されるスルー画像を示す図図２の処理でモニタに表示される処理画像を示す図図２の処理を説明するタイミング図図１のシステム及びデジタル信号処理部の変形例のソフトウエア構成を示す図図１の電子内視鏡システムの第１の変形例の構成を示す構成図図１の電子内視鏡システムの第２の変形例の構成を示す構成図図８の表示パネルの構成を示す図図１の電子内視鏡システムの第３の変形例の構成を示す構成図図１１の警告情報重畳部の作用を説明する図図１の電子内視鏡システムの第４の変形例の構成を示す構成図図１３のビデオプロセッサの処理の流れを説明するフローチャート本発明の実施例２に係る電子内視鏡システムの構成を示す構成図図１５のビデオプロセッサの処理の流れを説明するフローチャート図１６の処理を説明するタイミング図従来の電子内視鏡システムの構成を示す構成図図１８のシステム及びデジタル信号処理部のソフトウエア構成を示す図図１８のシステム及びデジタル信号処理部の出画処理を説明するタイミング図

符号の説明

１…電子内視鏡システム
２…電子内視鏡
３…モニタ
４…ビデオプロセッサ
５…映像信号前処理回路
６…システム及びデジタル信号処理部
７…出力画像信号切り替え部

Claims

内視鏡からの撮像信号から第１の映像信号を生成する第１の映像信号生成手段と、
前記第１の映像信号に対して画像処理を施し、第２の映像信号を生成する第２の映像信号生成手段と、
前記第２の画像信号生成手段の処理状況を判別する処理状況判別手段と、
前記処理状況判別手段の判別結果に基づき、前記第１の映像信号及び前記第２の映像信号を選択し、画像表示部に対して出力する映像信号出力手段と
を備えたことを特徴とする内視鏡装置。
第２の映像信号生成手段は、
処理作業を中止するサスペンド処理手段と、
前記サスペンド処理手段が中止した前記処理作業の情報を記憶する作業情報記憶手段と、
前記作業情報記憶手段が記憶した前記処理作業の情報に基づき、前記サスペンド処理手段が中止した前記処理作業に復帰するレジューム処理手段と
を備えたことを特徴とする請求項１に記載の内視鏡装置。