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WO2005067781A1 - カプセル型内視鏡装置 - Google Patents

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WO2005067781A1
WO2005067781A1 PCT/JP2005/000342 JP2005000342W WO2005067781A1 WO 2005067781 A1 WO2005067781 A1 WO 2005067781A1 JP 2005000342 W JP2005000342 W JP 2005000342W WO 2005067781 A1 WO2005067781 A1 WO 2005067781A1
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WO
WIPO (PCT)
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capsule endoscope
image
imaging
unit
estimating
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Ceased
Application number
PCT/JP2005/000342
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Jun Hasegawa
Hirokazu Nishimura
Hideki Tanaka
Ryoko Inoue
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Olympus Corp
Original Assignee
Olympus Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Olympus Corp filed Critical Olympus Corp
Priority to EP05703581.8A priority Critical patent/EP1704812B1/en
Publication of WO2005067781A1 publication Critical patent/WO2005067781A1/ja
Priority to US11/485,563 priority patent/US7988620B2/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Priority to US13/192,520 priority patent/US20110282147A1/en
Priority to US13/192,503 priority patent/US20110282145A1/en
Priority to US13/192,506 priority patent/US20110282146A1/en
Ceased legal-status Critical Current

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    • A61B2560/04Constructional details of apparatus
    • A61B2560/0456Apparatus provided with a docking unit

Definitions

  • the present invention relates to a capsule endoscope apparatus including a swallowable capsule and an extracorporeal unit that receives biological information transmitted from the capsule.
  • a capsule endoscope apparatus that detects the movement (speed) of the capsule by an acceleration sensor or the like installed in the capsule and controls the speed of photographing or display in accordance with the detected value is disclosed in Patent WO01. / 87377 A2.
  • the capsule described in the above-mentioned patent WO 01/87377 A2 has a problem that when the whole body moves, the acceleration sensor or the like cannot detect the movement of the capsule accurately because the sensor detects the movement. is there. For example, if the body moves without moving the capsule in the body cavity, there is a possibility that the same object may be photographed or displayed multiple times. Also, if the body moves in the opposite direction to the movement of the capsule in the body cavity, it may be determined that the capsule is not moving, and the image may not be taken or displayed.
  • the present invention has been made in view of the above circumstances, and by controlling the timing of image capturing, an image required for diagnosis is reliably captured and unnecessary image capturing is suppressed. It is an object of the present invention to provide a capsule endoscope apparatus that can perform the operation.
  • the capsule endoscope apparatus includes an imaging unit that captures an image of a body and wirelessly transmits the image, and a receiving unit that receives and records an image wirelessly transmitted from the imaging unit.
  • a signal wirelessly transmitted from the imaging unit is received by a plurality of antennas arranged at different positions outside the body, and the position or orientation of the imaging unit is determined based on the signal received by the antenna.
  • FIG. 1 is an explanatory view showing a configuration of an extracorporeal device such as a capsule endoscope device and an extracorporeal terminal device according to a first embodiment of the present invention
  • FIG. 1 (A) shows a capsule endoscope device
  • FIG. 3B is an explanatory diagram showing the configuration of an extracorporeal device such as an extracorporeal terminal device.
  • FIG. 2 is an explanatory view showing the internal configuration of the capsule endoscope in FIG. 1.
  • FIG. 3 is an explanatory view showing a single-core coil constituting an antenna of the antenna unit of FIG. 1.
  • FIG. 4 is an explanatory diagram showing a signal transmission / reception configuration between the antenna of the capsenolle type endoscope in FIG. 2 and the antenna of the antenna unit in FIG. 1.
  • FIG. 5 is a view for explaining signals transmitted from the antenna of the capsule endoscope in FIG. 2.
  • FIG. 6 is a first explanatory diagram illustrating processing of the signal processing circuit of FIG. 4.
  • FIG. 7 is a second explanatory diagram illustrating processing of the signal processing circuit in FIG. 4.
  • FIG. 8 is a view for explaining processing of a signal processing circuit according to Embodiment 2 of the present invention.
  • FIG. 9 is a view for explaining processing of a signal processing circuit according to Embodiment 3 of the present invention.
  • FIG. 10 is a block diagram showing a configuration of an imaging circuit of a capsule endoscope 3 according to Embodiment 4 of the present invention.
  • FIG. 11 is a flowchart showing a processing flow of a signal processing circuit of an external device according to Embodiment 6 of the present invention.
  • FIG. 12 is a flowchart showing a processing flow of the terminal device according to Embodiment 7 of the present invention.
  • FIG. 13 is a first diagram showing a display example displayed on the terminal device by the process of FIG. 12.
  • FIG. 14 is a second diagram showing a display example displayed on the terminal device by the process of FIG. 12.
  • FIG. 1A is an explanatory view showing the entire capsule endoscope apparatus 1 in the present embodiment.
  • a capsule endoscope device 1 includes a capsule endoscope 3 for detecting the inside of a body cavity by swallowing a patient 2 and a capsule endoscope 3 disposed outside the body of the patient 2.
  • an external device 5 that is a receiver connected to the antenna unit 4 that wirelessly receives image information captured by the camera.
  • a compact flash (registered trademark) which is attached to the external device 5 and records image information transmitted from the capsule endoscope 3 and received by the external device 5 at the time of an intracorporeal examination is described later.
  • the above-described image information is taken into a terminal device 7 such as a personal computer via a portable memory means such as a memory or a USB cable or the like (not shown).
  • the external device 5 can be electrically connected to the terminal device 7 by being mounted on the cradle 6.
  • the terminal device 7 shown in FIG. 1 (B) executes the viewing viewer software, and stores the image stored in the external device 5 by operating an input device such as a keyboard 8a or a mouse 8b. Images captured by the main unit 9 and captured by the monitor unit 8c can be displayed.
  • an antenna unit 4 having a plurality of antennas 11 attached to a jacket 10 worn by the patient 2. Is mounted, the image is captured by the capsule endoscope 3, the signal transmitted from the built-in antenna 23 (see FIG. 2) is received, and the image is captured by the external device 5 connected to the antenna unit 4. The saved image can be saved.
  • the external device 5 is attached to a belt of the patient 2 by a detachable hook, for example.
  • the antenna unit 4 may be directly attached to the body surface of the patient.
  • the antenna 11 of the antenna unit 4 is configured by a single-core coil whose position and direction are different.
  • a single-core coil ll ax , l laY, ⁇ l l ldY, l ldZ which coincides with the direction of the coordinate axes of the coordinate system XYZ as shown in FIG.
  • the external device 5 has a box shape, for example, and a liquid crystal monitor 12 for displaying an image and an operation unit 13 for performing an instruction operation and the like are provided on the front surface thereof. Note that the external device 5 may be provided with only an LED for displaying a warning regarding the remaining battery level, a power switch as the operation unit 13, and the like.
  • a portable display device (not shown) that processes an image signal transmitted from the capsule endoscope 3 and displays an image on an attached liquid crystal monitor is connected. You.
  • the capsule endoscope 3 includes an external member 14 having a shape in which a rear end side of a cylinder is closed, and a substantially hemisphere closed by being connected to an end of the cylinder by an adhesive.
  • the dome-shaped cover 14a has a rounded shape and has a watertight structure with a capsule shape as a whole.
  • an objective lens 15 for forming an image incident through the dome-shaped cover 14a is attached to a lens frame 16 at the center of the cylinder.
  • a CCD imager 17 is arranged here as an image sensor at the image forming position.
  • a processing circuit 19 that drives the white LED 18 to emit light and drives the CCD imager 17 to generate an image signal from an image signal of the CCD imager 17,
  • a communication processing circuit 20 for transmitting an image signal, and a button-type battery 21 for supplying power to these circuits 19 and 20 are arranged inside the exterior member 14.
  • An antenna 23 connected to the communication processing circuit 20 for transmitting and receiving radio waves is disposed on the rear end side of the button-type battery 21, that is, inside the other hemispherical shape.
  • the CCD imager 17, the white LED 18, and each circuit are provided on a substrate (not shown), and each substrate is connected by a flexible substrate.
  • the processing circuit 19 of the capsule endoscope 3 generates a control signal for controlling the imaging timing of the CCD imager 17, and in normal imaging, images of two frames are taken every second, and the image of the esophagus is taken. For example, in a region where the capsule endoscope moves at a relatively high speed, images of, for example, 15 to 30 frames are taken per second.
  • the antenna 23 receives a signal transmitted from the external device 5, and the received signal is processed by the communication processing circuit 20 and transmitted to the processing circuit 19.
  • Can be The processing circuit 19 controls the timing of photographing of the CCD imager 17, the ON / OFF of the lighting of the white LED 18, and the like according to the transmitted signal.
  • the transmission / reception circuit 33 sends the image signal and the reception intensity signal to the signal processing circuit 35, and the signal processing circuit 35 compares the intensity of the reception intensity signal of each antenna lij, and, based on the comparison result, the capsule endoscope. 3 detects the most suitable antenna for receiving the transmitted image signal.
  • the signal processing circuit 35 sends the image signal obtained by the most suitable antenna to a memory means 47 such as a compact flash (registered trademark) memory (CF memory) or a hard disk connected to the signal processing circuit 35 and stores the image signal. . Further, the signal processing circuit 35 sends an image signal obtained by the most suitable antenna to the liquid crystal monitor 12 connected to the signal processing circuit 35, and displays an image captured by the push-type endoscope.
  • CF memory compact flash (registered trademark) memory
  • the signal processing circuit 35 of the external device 5 includes a CPU and a memory (not shown), and incorporates a program for estimating the position and orientation of the capsule endoscope 3 from the reception intensity signals of the respective antennas lij. ing. This position and orientation can be estimated by using a method for solving a plurality of nonlinear equations described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 11-325810.
  • the signal processing circuit 35 determines the position and orientation of the single-core coil installed in the capsule endoscope 3 from the received signal strengths received by the antennas l lax, l laY, l ldY, and l ldZ. The 12 nonlinear equations are obtained.
  • the position and orientation of the capsule endoscope 3 are estimated by solving 12 nonlinear equations using an iterative improvement such as the Gauss-Newton method.
  • the estimated position and orientation are given by a coordinate system value based on the antenna unit 4 as shown in FIG. Note that it is not always necessary to estimate both the position and the orientation, and only one of them may be used.
  • Di ⁇ (Xi-1-Xi) 2 + (Yi-1-Yi) 2 + (Zi-1-Zi) 2 ⁇ 1/2 (1)
  • the moving amount Di of the capsule endoscope 3 is small, it is highly possible that an image of the same field of view is taken, so the setting is made to delay the shooting timing of the CCD imager 17 of the capsule endoscope 3 .
  • the imaging timing Ti [s] can be calculated by the following equation using the movement amount Di.
  • the CPU in the signal processing circuit 35 of the external device 5 obtains the imaging timing H [s], and sends the obtained imaging timing to the transmission / reception circuit 33.
  • the image is transmitted to the endoscope 3 (the imaging timing is transmitted from the antenna most suitable for receiving the obtained image signal).
  • the capsule endoscope 3 receives the imaging timing signal transmitted from the antenna l lij connected to the external device 5 with the antenna 23 and sends the signal to the processing circuit 19 via the communication processing circuit 20.
  • the processing circuit 19 sends a signal for controlling the photographing to the CCD imager 17 according to the transmitted photographing timing.
  • a single-core coil for generating a magnetic field is arranged inside the capsule endoscope 3, and the generated magnetic field is detected by a plurality of coils arranged outside the body, so that the accurate movement of the capsule endoscope 3 is achieved. Momentum is required. Since the shooting timing of the CCD imager 17 can be changed according to the accurate movement amount, the user can efficiently perform the image diagnosis.
  • FIG. 8 is a diagram for explaining the processing of the signal processing circuit according to the second embodiment of the present invention.
  • the configuration of the apparatus is the same as that of the first embodiment, and the program for obtaining the imaging timing Ti [s] incorporated in the CPU of the external apparatus 5 is different.
  • the imaging timing Ti [s] to be transmitted to the capsule endoscope 3 is obtained from the predicted movement amount of the capsule endoscope 3.
  • n-1 order polynomial P (t) is represented by the following equation.
  • Xi (t2) aXO + aXlt2 + aX2t2 2
  • the coefficient in the X direction can be determined.
  • t is the time required by the shooting timing.
  • the predicted position P + 1 of the capsule endoscope 3 shown in FIG. 8 can be calculated by the following equation (the predicted position P + 1 is the position after t3 time
  • the predicted position of the capsule endoscope 3 is obtained by Expression (5), and the predicted movement amount ⁇ + 1 shown in FIG. 8 is calculated by Expression (1). Substituting the calculated travel distance ⁇ + 1 into equation (2) More photographing timing Ti [s] is required.
  • the shooting timing obtained by the external device 5 is transmitted to the capsule endoscope 3, and the capsule endoscope 3 generates a control signal of the CCD imager 17 to change the shooting timing.
  • the position of the endoscope 3 can be predicted. Further, the position of the capsule endoscope 3 may be predicted using a spline function or the like.
  • FIG. 9 is a diagram for explaining the processing of the signal processing circuit according to the third embodiment of the present invention.
  • the configuration of the device is the same as that of the first embodiment.
  • the CPU of the external device 5 performs processing so as to control the imaging timing using the information on the force-estimated orientation of the capsule endoscope.
  • the position and orientation of the capsule endoscope 3 can be estimated from the reception intensity signals obtained by the antennas lij. As shown in Fig. 9, there is a possibility that the direction of movement of the capsule endoscope 3 may not coincide with the direction of movement. The image to be obtained may be different.
  • the shooting timing of the CCD imager 17 of the capsule endoscope 3 is set to be set earlier.
  • the imaging timing Ti [s] can be calculated by the following equation using the movement amount Di and the direction change amount ⁇ ⁇ .
  • a and ⁇ are constants.
  • FIG. 10 is a diagram illustrating a configuration of a processing circuit of the capsule endoscope 3 according to the fourth embodiment of the present invention.
  • the configuration of the device is the same as in the first embodiment.
  • the processing circuit 19 of the capsule endoscope 3 is configured by incorporating arithmetic functions such as a CPU 50 and a memory 51.
  • the capsule endoscope 3 incorporates the arithmetic function of the CPU 50 and the memory 51 in the processing circuit 19, and the program by the CPU and the memory incorporated in the signal processing circuit 35 of the external device 5 of the first embodiment. Is executed inside the capsule endoscope 3.
  • the capsule endoscope 3 transmits the image signal and the reception intensity signal as shown in FIG. 5 from the communication processing circuit 20 at a constant radio wave intensity via the antenna 23, and the antenna ll ax of the antenna unit 4 , Ll aY, ⁇ , ll dY, and 1 ldZ to be received by the transmission / reception circuit 33 of the external device 5.
  • the transmission / reception circuit 33 sends the image signal and the reception intensity signal to the signal processing circuit 35, and the memory means such as a compact flash (registered trademark) memory (CF memory) and a node disk 47 connected to the signal processing circuit 35. To memorize. Further, the signal processing circuit 35 sends the reception intensity signal received by the antenna l lij to the transmission / reception circuit 33, and the transmission / reception circuit 33 The information is transmitted from the lij to the capsule endoscope 3. As described in the first embodiment, the reception intensity signal may be transmitted in search of the most suitable antenna for receiving the image signal.
  • CF memory compact flash (registered trademark) memory
  • the capsule endoscope 3 receives the reception intensity signal of the antenna 1 lij transmitted from the external device 5 via the antenna 23 and the communication processing circuit 20, and sends the signal to the processing circuit 19.
  • the CPU 50 and the memory 51 in the processing circuit 19 of the capsule endoscope 3 store the position of the capsule endoscope 3 using the reception intensity signal received by the antenna 1 lij connected to the external device 5. And a program for estimating the orientation are installed. As described in the first embodiment, the CPU 50 estimates the position and orientation of the capsule endoscope 3 by using a method of solving a plurality of nonlinear equations, and determines the timing of photographing of the CCD imager 17 from the estimated position and orientation. Ask. The obtained imaging timing is sent to the processing circuit 19, and the processing circuit 19 generates a control signal for controlling the imaging of the CCD imager 17, and controls the imaging of the CCD imager.
  • the processing of the external device 5 can be distributed.
  • the configuration of the device is the same as that of the fourth embodiment.
  • the antenna 23 disposed in the capsule endoscope 3 detects a magnetic field generated by the antenna 1 lij disposed outside the body. ing.
  • the transmission / reception circuit 33 of the external device 5 generates a signal for generating magnetic fields having different frequencies in the antenna 1 lij.
  • the generated signal causes the antenna 1 lij to generate magnetic fields having different frequencies, and the generated magnetic field is received by the antenna 23 of the capsule endoscope 3.
  • the signal received by the antenna 23 is a received signal obtained by combining signals having different intensities and frequencies.
  • the received signal undergoes processing by a band-pass filter, gain adjustment, and the like via a communication processing circuit 20 and is sent to a processing circuit 19.
  • the received signal sent to the processing circuit 19 is digitized and stored in the memory 51 connected to the CPU 50.
  • the CPU 50 performs frequency extraction processing (Fourier transform: FFT) on the received signal stored in the memory 51, and generates a magnetic field generated by each antenna 1 lij. Find the corresponding reception strength.
  • FFT frequency extraction processing
  • the capsule endoscope 3 incorporates a program for estimating the position and the orientation of the capsule endoscope 3 as described in the fourth embodiment, and the reception intensity corresponding to each antenna l lij is determined.
  • the position and orientation of the capsule endoscope 3 are estimated by using this.
  • the amount of movement is calculated from the estimated position and direction, and the timing of photographing by the CCD imager 17 is obtained.
  • the obtained photographing timing is sent to the processing circuit 19, which generates a control signal for controlling the photographing of the CCD imager 17 and controls the photographing of the CCD imager 17,
  • the capsule endoscope 3 converts the information on the position and orientation determined by the CPU 50 and the captured image signal into a signal that can be transmitted from the antenna 23 by the communication processing circuit 20 and transmits the signal to the antenna 23.
  • the signal transmitted from the antenna 23 is sent to the transmission / reception circuit 33 via the antenna l lij connected to the external device 5, converted into a signal that can be stored in the memory means 47 by the signal processing circuit 35, and transmitted to the memory means 47. It is memorized.
  • the power consumption of the button-type battery 21 for supplying power can be reduced.
  • FIG. 11 is a flowchart showing the flow of processing of the signal processing circuit of the external device according to Embodiment 6 of the present invention.
  • the configuration of the device is the same as that of the first embodiment.
  • the image signal to the memory means 47 of the external device 5 and the position of the capsule endoscope 3 are changed according to the amount of movement of the capsule endoscope 3. It comes to control the recording of the direction.
  • the capsule endoscope 3 transmits an image signal and a reception intensity signal as shown in FIG. 5 at a constant radio wave intensity via the antenna 23, and the antennas 11ax, llaY, It is received by the transmission / reception circuit 33 of the external device 5 via lldY and lldZ.
  • the signal processing circuit 35 of the external device 5 includes a CPU and a memory (not shown). The signal and the received signal strength of the antenna l lij are recorded in the memory means 47.
  • step S103 the image signal and the reception intensity signal of the antenna l lij are fetched into the program.
  • step S104 If i is smaller than 1 in step S104, the image signal and the reception intensity are recorded in the memory means 47 in step S105.
  • step S106 it is determined whether or not the capsule endoscope 3 has been ejected from the body. If the capsule endoscope 3 exists inside the body, the process proceeds to step S107 to increment the variable i. If the capsule endoscope 3 has been ejected from the body, the process proceeds to step S116, and the program ends.
  • step S107 When the variable i is incremented in step S107, the process proceeds to step S103, where the next image signal and reception intensity signal are loaded into the program. If i is greater than 0 in step S104, the process proceeds to step S108, and the unit installed on the capsule endoscope 3 is obtained from the received signal strengths received by the antennas 11ax, llaY, lldY, and lldZ. Estimate the position and orientation of the capsule endoscope 3 by finding 12 nonlinear equations with unknown position and orientation of the core coil and solving the 12 nonlinear equations using iterative improvements such as the Gauss-Newton method I do.
  • step S109 the amount of movement Di is calculated using equation (1), and in step S110, the recording timing Ti [s] is calculated using equation (2). If the variable j is equal to the specific m MAX in step S111, the flow advances to step S112 to record the image signal and the reception intensity signal in the memory means 47. Proceeding to step S113, the recording interval of the surface image is obtained from the recording timing Ti [s].
  • step S114 the variable j is initialized, and in step S106, it is determined whether or not the capsule endoscope 3 exists inside the body.
  • the flow advances to step SI15 to increment the variable j.
  • the force S for determining the image recording interval an image that is not recorded may be compressed or reduced in size, or converted into information such as icons, and recorded together with the position and orientation. For example, if the recording interval is set to five frames, the size of the four-frame image that is not recorded is reduced and recorded in the memory means 47 together with the position and orientation.
  • the user since the image is recorded by accurately calculating the amount of movement of the capsule endoscope in the body, the user can perform an image diagnosis efficiently.
  • FIG. 12 is a flowchart showing the flow of processing of the terminal device
  • FIG. 13 shows a display example displayed on the terminal device by the processing of FIG.
  • FIG. 14 is a second diagram showing a display example displayed on the terminal device by the process of FIG.
  • the capsule endoscope 3 transmits the image signal and the reception intensity signal as shown in FIG. 5 at a constant radio wave intensity via the antenna 23, and the antenna of the antenna unit 4 It is received by the transmission / reception circuit 33 of the external device 5 via lax, l laY, ⁇ , l ldY, and 1 ldZ.
  • the transmission / reception circuit 33 sends the image signal and the reception intensity signal to the signal processing circuit 35, and the signal processing circuit 35 compares the intensity of the reception intensity signal of each antenna l lij. Detects the most suitable antenna for receiving the image signal transmitted by.
  • the signal processing circuit 35 converts the image signal obtained by the most suitable antenna and the reception intensity signal of each antenna l li j into a compact flash (registered trademark) memory (CF memory), a hard disk, etc. connected to the signal processing circuit 35. To the memory means 47 for storage.
  • CF memory compact flash (registered trademark) memory
  • the terminal device 7 includes a CPU and a memory (not shown), and is connected to the terminal device 7 to execute application software for displaying an image via a user interface such as a keyboard or mouse. .
  • step S202 When the application is executed, in the terminal device 7, the program of the flowchart shown in FIG.
  • step S203 the image signal and the reception intensity signal of the antenna l lij are read from the recording means and taken into the program. If i is smaller than 1 in step S204, the image signal is displayed on a display means such as a monitor in step S205. .
  • step S206 it is determined whether or not all image signals and reception intensity signals have been read out. If the image signal and the reception intensity signal exist, the process proceeds to step S207, and the variable i is incremented. If all the image signals and the reception intensity signals have been read, the process proceeds to step S216, and the program ends.
  • step S207 When the variable i is incremented in step S207, the process proceeds to step S203, where the next image signal and reception intensity signal are read from the recording means and taken into the program.
  • step S204 if it is greater than the i-power SO, the process proceeds to step S208.
  • the single-core coil installed in the capsule endoscope 3 based on the received signal strength received by the antennas l lax, l aY, ... l lldY, 1 ldZ
  • the position and orientation of the capsule endoscope 3 are estimated by solving 12 nonlinear equations using the iterative improvement such as the Gauss-Newton method with the position and orientation of the unknown as unknowns.
  • step S209 the amount of movement Di is calculated using equation (1), and in step S210, the display timing Ti [s] is calculated using equation (2). If the variable j is equal to the specific i MAX in step S211, the process proceeds to step S212, and the image is displayed on a display device such as a monitor. Proceeding to step S213, an image display interval is obtained from the display timing Ti [s].
  • step S214 the variable j is initialized, and in step S206, it is determined whether or not all the image signals and the received intensity signals have been read.
  • an image that is not displayed as a moving image may be displayed in the moving image display area 100 and another area 101, as shown in Fig. 13.
  • the image may be displayed in a reduced size or in another display form such as an icon.
  • the user since the moving amount of the capsule endoscope 3 is accurately obtained and the image is displayed, the user can perform the image diagnosis efficiently.

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Abstract

 外部装置の信号処理回路には図示しないCPUやメモリが含まれ、各アンテナの受信強度信号からカプセル型内視鏡の位置、または向きの少なくとも一方を推定するプログラムが組み込まれている。カプセル型内視鏡内には、磁界発生用の単心コイルを配置し、発生した磁界を体外に配置した複数のコイルによって検出することによりカプセル型内視鏡の正確な移動量が求められる。この構成により、画像の撮影のタイミングを制御して診断に必要な画像を確実に撮影すると共に、不要な画像の撮影を抑制する。

Description

明 細 書
カプセル型内視鏡装置
技術分野
[0001] 本発明は、飲み込みタイプのカプセルと、このカプセルから送信される生体情報を 受信する体外ユニットから構成されるカプセル型内視鏡装置に関する。 背景技術
[0002] 近年、カプセル形状にしたカプセル本体を体腔内に挿入して、検査などを行うカプ セル型装置が提案されてレ、る。
[0003] 例えば、 日本国特許公開平 7-111985号公報に開示されたものでは、二つに分 割した球形のカプセルにより通信手段を介して体外装置側に生体情報を通信するよ うになつている。
[0004] また、カプセル内に設置された加速度センサ等によりカプセルの動き(速度)を検出 し、検出値に応して撮影または表示の速度を制御するカプセル型内視鏡装置が特 許 WO 01/87377 A2公報に提案されている。
[0005] しかしながら、上記特許 WO 01/87377 A2公報に記載のカプセルでは、加速 度センサ等は体全体が動いた場合、センサがその動きを検出するため、カプセルの 動きを正確に検出できない問題がある。例えば、体腔内のカプセルが動かずに体が 動いた場合、同一の対象を複数撮影または表示する可能性がある。また、体腔内の カプセルの動きに対して体が逆方向に移動した場合、カプセルは動いていないと判 断し、画像を撮影または表示しなレ、可能性がある。
[0006] 本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、画像の撮影のタイミングを制御 することにより、診断に必要な画像を確実に撮影すると共に、不要な画像の撮影を抑 制することのできるカプセル型内視鏡装置を提供することを目的としている。
発明の開示
課題を解決するための手段
[0007] 本発明のカプセル型内視鏡装置は、体内の画像を撮影し前記画像を無線伝送す る撮像手段と、前記撮像手段から無線伝送された画像を受信し記録する受信手段か らなるカプセル型内視鏡装置において、前記撮像手段から無線伝送された信号を体 外の異なる位置に配置された複数のアンテナによって受信し、前記アンテナによって 受信した信号から前記撮像手段の位置または向きの少なくとも一方を推定する推定 手段と、前記推定手段により推定された位置または向きの少なくとも一方の情報を用 レ、て前記撮像手段の撮影を制御する制御手段とを備えている。
図面の簡単な説明
[0008] [図 1]本発明の実施例 1に係るカプセル型内視鏡装置及び体外端末装置等の体外 装置の構成を示す説明図であり、(A)はカプセル型内視鏡装置を示す説明図、(B) は体外端末装置等の体外装置の構成を示す説明図。
[図 2]図 1のカプセル型内視鏡の内部構成を示す説明図。
[図 3]図 1のアンテナユニットのアンテナを構成する単心コイルを示す説明図。
[図 4]図 2のカプセノレ型内視鏡のアンテナ及び図 1のアンテナユニットのアンテナ間の 信号の送受信構成を示す説明図。
[図 5]図 2のカプセル型内視鏡のアンテナから送信される信号を説明する図。
[図 6]図 4の信号処理回路の処理を説明する第 1の説明図。
[図 7]図 4の信号処理回路の処理を説明する第 2の説明図。
[図 8]本発明の実施例 2に係る信号処理回路の処理を説明する図。
[図 9]本発明の実施例 3に係る信号処理回路の処理を説明する図。
[図 10]本発明の実施例 4に係るカプセル型内視鏡 3の撮像回路の構成を示すブロッ ク図。
[図 11]本発明の実施例 6に係る外部装置の信号処理回路の処理の流れを示すフロ ^— ^5 "ャ "—
[図 12]本発明の実施例 7に係る端末装置の処理の流れを示すフローチャート。
[図 13]図 12の処理により端末装置に表示される表示例を示す第 1の図。
[図 14]図 12の処理により端末装置に表示される表示例を示す第 2の図。
発明を実施するための最良の形態
[0009] 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。
[0010] 実施例 1 (構成)
図 1 (A)は、本実施例におけるカプセル型内視鏡装置 1の全体を示す説明図であ る。図 1において、カプセル型内視鏡装置 1は、患者 2がロカ 飲み込むことにより体 腔内を検查するカプセル型内視鏡 3と、この患者 2の体外に配置され、カプセル型内 視鏡 3で撮像した画像情報を無線で受信するアンテナユニット 4に接続される受信機 である外部装置 5とを含んでいる。
[0011] また、体腔内検查時には外部装置 5に装着されて、カプセル型内視鏡 3から送信さ れ外部装置 5で受信した画像情報を記録するための、後述するコンパクトフラッシュ( 登録商標)メモリ等の可搬型のメモリ手段、もしくは図示しない USBケーブル等によつ てを介して、パーソナルコンピュータ等の端末装置 7に前述の画像情報を取り込むよ うになつている。さらに、この外部装置 5は、クレードル 6に装着することによって端末 装置 7に電気的に接続することもできるようになってレ、る。
[0012] 図 1 (B)に示す端末装置 7は、観察用ビユア一ソフトウェアを実行することにより、外 部装置 5に蓄積した画像をキーボード 8aやマウス 8b等の入力'操作デバイスの操作 により端末本体 9に取り込み、モニタ部 8cに取り込んだ画像を表示するができるよう になっている。
[0013] 図 1 (A)に示すようにカプセル型内視鏡 3を飲み込んで内視鏡検査を行う場合、患 者 2が着るジャケット 10には、複数のアンテナ 11が取り付けられたアンテナユニット 4 が装着されており、カプセル型内視鏡 3により撮像され、それに内蔵されたアンテナ 2 3 (図 2参照)から送信された信号を受け、このアンテナユニット 4に接続された外部装 置 5に撮像した画像を保存することができるようにしている。この外部装置 5は、例え ば患者 2のベルトに着脱自在のフックにより取り付けられる。なお、アンテナユニット 4 は直接患者の身体表面に貼付するようにしてもよい。
[0014] アンテナユニット 4のアンテナ 11は、位置と向きが異なる単心コイルによって構成さ れている。例えば、図 3で示すような座標系 XYZの座標軸の方向と一致するような単 心コィノレ l lax、 l laY、•■•l ldY, l ldZカ考えられる。
[0015] 外部装置 5は例えば箱形状であり,その前面には画像表示を行う液晶モニタ 12と, 指示操作等を行う操作部 13とが設けてある。 [0016] なお、外部装置 5には、バッテリー残量に関する警告表示用の LEDや操作部 13と しての電源スィッチなどのみを設ける構成としてもよい。また、第 2の外部装置として、 カプセル型内視鏡 3から送信される画像信号を処理し、備え付けの液晶モニタに画 像表示させるような図示しない携帯型の表示装置 (ビュヮ一)が接続される。
[0017] 図 2に示すようにカプセル型内視鏡 3は、円筒の後端側を閉塞した形状を有する外 装部材 14と、この円筒の先端側に接着剤によって接続されて閉塞する略半球形状 に丸みを付けたドーム型カバー 14aにて、全体としてカプセル形状となって水密構造 となっている。
[0018] この透明なドーム型カバー 14 a内で、円筒の中央部分には、ドーム型カバー 1 4 a を介して入射された像を結像する対物レンズ 15がレンズ枠 16に取り付けられて配置 され、その結像位置には撮像素子として、ここでは CCDイメージャ 17が配置されてい る。
[0019] また、対物レンズ 15の周囲には、照明系として、ここでは白色 LED18が 4つ、同一 平面上に配置されている。
[0020] さらに、例えば CCDイメージャ 17の裏面側には、白色 LED18を発光駆動させると 共に、 CCDイメージャ 17を駆動して CCDイメージャ 17の撮像信号から画像信号を 生成する処理を行う処理回路 19、画像信号を送信する通信処理回路 20、これらの 回路 19、 20に電源を供給するボタン型電池 21が外装部材 14の内部に配置されて いる。
[0021] また、ボタン型電池 21の後端側、つまり他方の半球形状内側には通信処理回路 2 0と接続され、電波を送受信するアンテナ 23が配置されている。なお、 CCDイメージ ャ 17、白色 LED18や各回路は、図示しない基板上に設けられ各基板はフレキシブ ル基板にて接続されている。
[0022] カプセル型内視鏡 3の処理回路 19は、 CCDイメージャ 17の撮影のタイミングを制 御する制御信号を発生し、通常の撮影では 1秒問に 2フレームの画像を撮影し、食道 のようにカプセル型内視鏡が比較的高速に移動するような部位では例えば 1秒間に 15から 30フレームの画像を撮像する。また、アンテナ 23は外部装置 5から送られてく る信号を受信し、受信した信号は通信処理回路 20により処理され処理回路 19に送 られる。処理回路 19は、送られてきた信号によって CCDイメージャ 17の撮影のタイミ ングゃ白色 LED18の点灯の ON/OFF等を制御するようになっている。
[0023] (作用)
図 4に示すように、カプセル型内視鏡 3では、アンテナ 23を介して一定の電波強度 で処理回路 19より出力される図 5で示すような画像信号および受信強度信号を外部 装置 5に対して通信処理回路 20により送信し、アンテナユニット 4のアンテナ l lax、 1 laY、 ·■·、 l ldY、 l ldZを介して外部装置 5の送受信回路 33によって受信される。
[0024] 送受信回路 33は、画像信号および受信強度信号を信号処理回路 35に送り、信号 処理回路 35は各アンテナ l lijの受信強度信号の強度を比較し、比較結果からカブ セル型内視鏡 3が送信した画像信号を受信するのに最も適したアンテナを検出する 。信号処理回路 35は、最も適したアンテナによって得られた画像信号を信号処理回 路 35に接続されているコンパクトフラッシュ(登録商標)メモリ(CFメモリ)、ハードディ スク等のメモリ手段 47に送り記憶する。また、信号処理回路 35は最も適したアンテナ によって得られた画像信号を信号処理回路 35に接続される液晶モニタ 12に送り力 プセル型内視鏡が撮影した画像を表示する。
[0025] 外部装置 5の信号処理回路 35には、図示しない CPUやメモリが含まれ、各アンテ ナ l lijの受信強度信号からカプセル型内視鏡 3の位置や向きを推定するプログラム が組み込まれている。この位置や向きは、 日本国特許公開平 11-325810号公報に 記載されている複数の非線形方程式を解く方法を用いることによって推定できる。前 記信号処理回路 35は、アンテナ l lax、 l laY、 · · ·、 l ldY、 l ldZで受信した受信 信号強度よりカプセル型内視鏡 3に設置された単心コイルの位置と向きを未知数とし た 12個の非線形方程式を求める。 Gaus s— Newt on法等の反復改良を用いて 12 個の非線形方程式を解き、カプセル型内視鏡 3の位置と向きが推定される。推定され た位置と向きは図 3で示すようなアンテナユニット 4を基準とした座標系の値で与えら れ、メモリ手段 47に画像信号と共に記憶する。なお、必ずしも位置と向きの双方を推 定する必要はなぐ何れか一方だけとしてもよい。
[0026] 図 6で示すようにカプセル型内視鏡 3の位置を Pi (Xi, Yi, Zi)とすると、カプセル型 内視鏡 3の移動量 Diは次の式で求めるられる。 [0027] Di= { (Xi-1-Xi) 2+ (Yi-1-Yi) 2+ (Zi-1-Zi) 2} 1/2 (1)
カプセル型内視鏡 3の移動量 Diが小さい場合は、同一の視野の画像が撮影される 可能性が高いため、カプセル型内視鏡 3の CCDイメージャ 17の撮影タイミングを遅く するように設定する。例えば、通常 1秒間に 2フレーム (Ti= lZ2 [s] )の画像を撮影 している場合は 1秒間に 1フレーム (Ti= 1/1 [s] )の画像を撮影するタイミングに変 更する。撮影のタイミング Ti[s]は移動量 Diを用いて以下のような式で算出することが できる。
[0028] Ti= a /Di[s] (2)
ただし、 ひは定数。
[0029] 外部装置 5の信号処理回路 35内の CPUによって撮影のタイミング H[s]を求め、 求められた撮影タイミングを送受信回路 33に送り、送受信回路 33は適当なアンテナ l lijからカプセル型内視鏡 3に送信する(前記求めた画像信号を受信するのに最も 適したアンテナから撮影タイミングを送信する)。
[0030] カプセル型内視鏡 3は、外部装置 5に接続されたアンテナ l lijから送信される撮影 タイミングの信号をアンテナ 23で受信し、通信処理回路 20を介して処理回路 19に送 られる。処理回路 19は送られてきた撮影タイミングに応じて撮影を制御する信号を C CDイメージャ 17へ送る。
[0031] 撮影のタイミングを求める式(2)の定数 aは、複数の患者の画像と位置情報を収集 し、収集した画像と画像間のカプセル型内視鏡 3の移動量から求める。例えば、図 7 に示すように収集された画像から同一対象が画像の中心 Pi-1から周辺 Pi+1に移動し ている画像を検出し、このときのカプセル型内視鏡 3の移動量 D = Di + Di+lを求める 。カプセル型内視鏡 3の移動が移動量 Dより大きくなつた場合、画像間で撮影されな い部位が存在すると考えられるため、移動量 Dで少なくとも 1フレームの画像が撮影さ れるようにひの係数を設定する。移動量 Dを複数のサンプルの平均 Davrによって求 めてもよい。
[0032] (効果)
カプセル型内視鏡 3内に磁界発生用の単心コイルを配置し、発生した磁界を体外 に配置した複数のコイルによって検出することによりカプセル型内視鏡 3の正確な移 動量が求められる。正確な移動量によって CCDイメージャ 17の撮影のタイミングを変 更できるため、ユーザは効率的に画像診断をすることが可能になる。
[0033] 実施例 2
図 8は本発明の実施例 2に係る信号処理回路の処理を説明する図である。
[0034] (構成)
実施例 2においては、装置の構成は実施例 1と同じであって、外部装置 5の CPUに 組み込まれる撮影のタイミング Ti[s]を求めるプログラムが異なる。
[0035] (作用)
カプセル型内視鏡 3へ送信する撮影タイミング Ti[s]を予測されたカプセル型内視 鏡 3の移動量から求める。
[0036] 一般に n— 1次の多項式 P (t)は以下のような式で表される。
[0037] P (t) =a0 + alt + a2t2 +…… +an— 1 (3)
カプセル型内視鏡 3の推定された位置を 3箇所 Pト 2、 Pト 1、 Piを用いた場合、式(3 )の 3つの係数 a0、 al、 a2が求められる。例えば、 X方向については式(3)より以下の 3つの式が得られる。
[0038] Xi-2 (t0) = aXO + aXltO + aX2t02
Xi-l (tl) =aX0 + aXltl + aX2tl2 (4)
Xi (t2) = aXO + aXlt2 + aX2t22
この 3つの連立方程式を解くことによって X方向についての係数が決定できる。ただ し、 tは撮影タイミングによって求められる時間である。
[0039] 同様に、 Y、 Ζについても係数を求めることで、図 8に示す予測されるカプセル型内 視鏡 3の位置 P +1は、次のような式で算出できる(予測位置 P +1は t3時間後の位置
[0040] X"i+1 (t3) = aXO + aX 3 + aX2t32
Y'i+l (t3) =aY0 + aY 3 + aY2t32 (5)
Z'i+1 (t3) =aZ0 + aZH3 + aZ2t32
式(5)によってカプセル型内視鏡 3の予測位置を求め、式(1)により図 8に示す予 測される移動量 ΕΠ+1を算出する。算出された移動量 ΕΠ+1を式 (2)に代入することに より撮影タイミング Ti[s]が求められる。
[0041] 外部装置 5で求めた撮影タイミングをカプセル型内視鏡 3に送信し、カプセル型内 視鏡 3は CCDイメージャ 17の制御信号を生成して撮影のタイミングを変更する。
[0042] 本実施例では 2、次の多項式によってカプセル型内視鏡 3の予測位置を求めた力 推定されたカプセル型内視鏡 3の位置を複数用いることによって、より正確なカプセ ル型内視鏡 3の位置を予測することができる。また、スプライン関数等を用いてカプセ ル型内視鏡 3の位置を予測しても良い。
[0043] (効果)
実施例 1の効果に加え、カプセル型内視鏡 3の位置を予測することによって、予測 される位置での撮影タイミングを正確に設定できる。
[0044] 実施例 3
図 9は本発明の実施例 3に係る信号処理回路の処理を説明する図である。
[0045] (構成)
実施例 3は、装置の構成は実施例 1と同じである力 推定されたカプセル型内視鏡 の向きの情報を用いて撮影のタイミングを制御するように外部装置 5の CPUが処理を 行う。
[0046] (作用)
実施例 1で記載したように、アンテナ l lijにより得られた受信強度信号よりカプセル 型内視鏡 3の位置と向きが推定できる。図 9に示すようにカプセル型内視鏡 3は移動 方向と向きが一致しない可能性があり、カプセル型内視鏡 3の移動量が小さぐ向き が大きく異なる場合、移動量が小さくても撮影される画像が異なる場合がある。
[0047] 実施例 1で求めたカプセル型内視鏡 3の移動量 Diは、位置 Pi= (Xi, Yi, Zi)、 Pi_l = (Xi-1, Yi-1, Zト 1)の距離により求められる。それぞれの位置での向きを Vi、 Vi-1 とすると、向きの変化量 Δ Θは
Δ Θ =cos_1{Vi-Vi-l/ ( I Vi I X I Vi-1 | ) } (6)
となる。ただし、演算「 は Viと VHとの内積であり、 I Vi I及び I Vト 1 I はそれぞ れのベクトルの大きさである。
[0048] カプセル型内視鏡 3の向きの変化量 Δ Θが大きい場合は、同一の視野の画像が撮 影される可能性が低くなるため、カプセル型内視鏡 3の CCDイメージャ 17の撮影タ イミングを早くするように設定する。撮影のタイミング Ti [s]は移動量 Diと向きの変化 量 Δ Θを用いて以下のような式で算出することができる。
[0049] Ti= ひ /Di + j3 Δ Θ [s] (7)
ただし、 a 、 βは定数である。
[0050] (効果)
実施例 1の効果に加え、カプセル型内視鏡の移動量が小さぐ向きが大きく変化す る場合においても、向きの変化量を検出することによって適切な撮影のタイミングを 設定することができる。
[0051] 実施例 4
図 10は本発明の実施例 4に係るカプセル型内視鏡 3の処理回路の構成を示す図 である。
[0052] (構成)
実施例 4は、装置の構成は実施例 1と同じである力 図 10に示すようにカプセル型 内視鏡 3の処理回路 19に CPU50とメモリ 51等の演算機能を組み込んで構成される
[0053] (作用)
図 10に示すように、カプセル型内視鏡 3は処理回路 19に CPU50とメモリ 51の演 算機能を組み込み、実施例 1の外部装置 5の信号処理回路 35に組み込まれた CPU とメモリによるプログラムをカプセル型内視鏡 3の内部で実行させる。
[0054] カプセル型内視鏡 3は、アンテナ 23を介して一定の電波強度で図 5に示したような 画像信号および受信強度信号を通信処理回路 20より送信し、アンテナユニット 4の アンテナ l l ax、 l l aY、 ·■·、 l l dY、 1 l dZを介して外部装置 5の送受信回路 33に受 信する。
[0055] 送受信回路 33は、画像信号および受信強度信号を信号処理回路 35に送り、信号 処理回路 35に接続されているコンパクトフラッシュ(登録商標)メモリ(CFメモリ)、ノヽ ードディスク等のメモリ手段 47に記憶する。また、信号処理回路 35はアンテナ l lijが 受信した受信強度信号を送受信回路 33に送り、送受信回路 33は適当なアンテナ 1 lijからカプセル型内視鏡 3に送信する。実施例 1で記載したように画像信号を受信 するのに最も適したアンテナ求めて受信強度信号を送信してもよい。
[0056] カプセル型内視鏡 3はアンテナ 23、通信処理回路 20を介して外部装置 5が送信し たアンテナ 1 lijの受信強度信号を受信し処理回路 19へ送る。
[0057] カプセル型内視鏡 3の処理回路 19内の CPU50やメモリ 51には、外部装置 5に接 続されたアンテナ 1 lijが受信した受信強度信号を用いてカプセル型内視鏡 3の位置 や向きを推定するプログラムが組み込まれている。実施例 1で記載したように CPU50 は複数の非線形方程式を解く方法を用いることによってカプセル型内視鏡 3の位置 や向きを推定し、推定された位置や向きから CCDイメージャ 17の撮影のタイミングを 求める。求めた撮影のタイミングを処理回路 19に送り、処理回路 19は CCDイメージ ャ 17の撮影を制御する制御信号を発生し、 CCDイメージャの撮影を制御する。
[0058] (効果)
実施例 1の効果に加え、カプセル型内視鏡 3の内部で移動量を算出できるため、外 部装置 5の処理を分散することができる。
[0059] 実施例 5
(構成)
実施例 5は、装置の構成は実施例 4と同じである力 カプセル型内視鏡 3に配置さ れたアンテナ 23は、体外に配置されたアンテナ 1 lijが発生する磁界を検出するよう になっている。
[0060] (作用)
外部装置 5の送受信回路 33は、アンテナ 1 lijに異なる周波数の磁界を発生させる ための信号を生成する。生成された信号によりアンテナ 1 lijは異なる周波数の磁界 を発生し、発生した磁界をカプセル型内視鏡 3のアンテナ 23が受信する。アンテナ 2 3が受信した信号は、強度と周波数が異なる信号が合成された受信信号となる。受信 信号は、通信処理回路 20を介してバンドパスフィルタによる処理、ゲインの調整等が 行われ処理回路 19へ送られる。処理回路 19へ送られた受信信号はデジタル化され CPU50に接続されたメモリ 51に記憶される。 CPU50はメモリ 51に記憶された受信 信号を周波数抽出処理 (フーリエ変換: FFT)し、各アンテナ 1 lijが発生した磁界に 対応する受信強度を求める。
[0061] カプセル型内視鏡 3には、実施例 4で記載したようなカプセル型内視鏡 3の位置と 向きを推定するプログラムが組み込まれており、各アンテナ l lijに対応する受信強度 を用いてカプセル型内視鏡 3の位置や向きを推定する。推定された位置や向きから 移動量を算出し、 CCDイメージャ 17の撮影のタイミングを求める。求めた撮影のタイ ミングを処理回路 19に送り、処理回路 19は CCDイメージャ 17の撮影を制御する制 御信号を発生し CCDイメージャ 17の撮影を制御する,
カプセル型内視鏡 3は、 CPU50によって求められた位置や向きの情報と撮影され た画像信号を通信処理回路 20によってアンテナ 23から送信可能な信号に変換しァ ンテナ 23で送信する。アンテナ 23より送信された信号は外部装置 5に接続されるァ ンテナ l lijを介して送受信回路 33に送られ、信号処理回路 35によってメモリ手段 47 に記憶可能な信号に変換され、メモリ手段 47に記憶される。
[0062] (効果)
実施例 4の効果に加え、カプセル型内視鏡のアンテナによって外部の磁界を検出 できるため、電源を供給するボタン型電池 21の消費電力を削減できる。
[0063] 実施例 6
図 11は本発明の実施例 6に係る外部装置の信号処理回路の処理の流れを示すフ ローチャートである。
[0064] (構成)
実施例 6は、装置の構成は実施例 1と同じである力 カプセル型内視鏡 3の移動量 に応じて外部装置 5のメモリ手段 47への画像信号とカプセル型内視鏡 3の位置/向 きの記録を制御するようになってレ、る。
[0065] (作用)
カプセル型内視鏡 3は、アンテナ 23を介して一定の電波強度で図 5で示すような画 像信号および受信強度信号を送信し、アンテナユニット 4のアンテナ 11 ax、 l laY、 · · -、 l ldY、 l ldZを介して外部装置 5の送受信回路 33によって受信される。
[0066] 外部装置 5の信号処理回路 35には、図示しない CPUやメモリが含まれ、図 11に示 すフローチャートのプログラムにしたがってカプセル型内視鏡 3から送信される画像 信号とアンテナ l lijの受信強度信号カ モリ手段 47に記録される。
[0067] カプセル型内視鏡 3が体内に挿入されると、信号処理回路 35において、図 11に示 すフローチャートのプログラムがステップ S101よりスタートする。ステップ S102で変 数 i=0、 j = l、 j MAX= 1を初期化する。
[0068] ステップ S103で画像信号とアンテナ l lijの受信強度信号がプログラムに取り込まれ
、ステップ S104で iが 1より小さければステップ S105で画像信号と受信強度をメモリ 手段 47へ記録する。
[0069] 次に、ステップ S106へ進みカプセル型内視鏡 3が体外に排出されたか判別し、体 内に存在する場合はステップ S107へ進み変数 iをインクリメントする。また、カプセル 型内視鏡 3が体外に排出された場合はステップ S 116へ進みプログラムを終了する。
[0070] ステップ S107で変数 iがインクリメントされると、ステップ S103に進み次の画像信号 と受信強度信号がプログラムに取り込まれる。ステップ S104で iが 0より大きい場合、 ステップ S 108へ進みアンテナ 11 ax、 l laY、 · · ·、 l ldY、 l ldZで受信した受信信 号強度よりカプセル型内視鏡 3に設置された単心コイルの位置と向きを未知数とした 12個の非線形方程式を求め、 Gaus s— Newton法等の反復改良を用いて 12個の 非線形方程式を解き、カプセル型内視鏡 3の位置と向きを推定する。
[0071] 次に、ステップ S109で式(1)を用いて移動量 Diを算出し、ステップ S110で式(2) を用いて記録のタイミング Ti [s]を算出する。ステップ S 111におレ、て変数 jと特定の m MAXが等しい場合、ステップ S112に進み画像信号と受信強度信号をメモリ手段 47へ記録する。ステップ S113に進み記録のタイミング Ti[s]から面像の記録の間隔 を求める。
[0072] 例えば、 1秒間に 10フレームの画像がカプセル型内視鏡 3から送信され、記録のク イミングが Ti = 0. 5 [s]と計算された場合、 5枚おきに画像を記録する (j MAX= 5に 設定される)。
[0073] そして、ステップ S114で変数 jを初期化しステップ S106でカプセル型内視鏡 3が体 内に存在するか判別する。
[0074] ステップ S111において変数 jと特定の値 j MAXが異なる場合、ステップ SI 15に進 み変数 jをインクリメントする。 [0075] 本実施例では画像の記録の間隔を求めた力 S、記録されない画像を圧縮または大き さを縮小、アイコン等の情報に変換する等して位置や向きと共に記録してもよい。例 えば、記録の間隔が 5フレームに設定された場合、記録されない 4フレームの画像は 画像の大きさを縮小して、位置や向きと共にメモリ手段 47に記録する。
[0076] (効果)
実施例 1の効果に加え、体内でのカプセル型内視鏡の移動量を正確に求めて画 像を記録する為、ユーザは効率的に画像診断をすることができる。
[0077] 実施例 7
図 12ないし図 14は本発明の実施例 7に係わり、図 12は端末装置の処理の流れを 示すフローチャート、図 13は図 12の処理により端末装置に表示される表示例を示す 第 1の図、図 14は図 12の処理により端末装置に表示される表示例を示す第 2の図で ある。
[0078] (構成)
実施例 7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。
[0079] (作用)
図 4に示したように、カプセル型内視鏡 3は、アンテナ 23を介して一定の電波強度 で図 5で示したような画像信号および受信強度信号を送信し、アンテナユニット 4のァ ンテナ l lax、 l laY、 · · ·、 l ldY、 1 ldZを介して外部装置 5の送受信回路 33によつ て受信される。
[0080] 送受信回路 33は画像信号および受信強度信号を信号処理回路 35に送り、信号 処理回路 35は各アンテナ l lijの受信強度信号の強度を比較し、比較結果からカブ セル型内視鏡 3が送信した画像信号を受信するのに最も適したアンテナを検出する 。信号処理回路 35は最も適したアンテナによって得られた画像信号と各アンテナ l li jの受信強度信号を信号処理回路 35に接続されているコンパクトフラッシュ(登録商 標)メモリ(CFメモリ)、ハードディスク等のメモリ手段 47に送り記憶する。
[0081] カプセル型内視鏡 3による体内の観察が終了すると、外部装置 5のメモリ手段 47に 記録された画像信号及び受信強度信号を端末装置 7の記録手段に取り込む。 [0082] 端末装置 7は、図示しない CPU及びメモリを備えており、端末装置 7に接続されて レ、るキーボードやマウス等のユーザインターフェースを介して画像を表示するための アプリケーションソフトが実行される。
[0083] アプリケーションが実行されると、端末装置 7において、図 12に示すフローチャート のプログラムがステップ S201よりスタートする。ステップ S202で変数 i = 0、 j = l、 j MAX= 1を初期化する。ステップ S203で画像信号とアンテナ l lijの受信強度信号 が記録手段から読み出されプログラムに取り込まれ、ステップ S204で iが 1より小さけ ればステップ S205で画像信号をモニタ等の表示手段で表示する。
[0084] 次に、ステップ S206へ進み全ての画像信号と受信強度信号を読み出したか判別 し、画像信号と受信強度信号が存在する場合はステップ S207へ進み変数 iをインクリ メントする。また、全ての画像信号と受信強度信号を読み出した場合、ステップ S216 へ進みプログラムを終了する。
[0085] ステップ S207で変数 iがインクリメントされると、ステップ S203に進み次の画像信号 と受信強度信号が記録手段から読み出されプログラムに取り込まれる。ステップ S20 4で i力 SOより大きレヽ場合、ステップ S208へ進みアンテナ l lax、 l l aY、 …ヽ l ldY、 1 ldZで受信した受信信号強度よりカプセル型内視鏡 3に設置された単心コイルの位 置と向きを未知数とした 12個の非線形方程式を求め、 Gauss— Newton法等の反復 改良を用いて 12個の非線形方程式を解き、カプセル型内視鏡 3の位置と向きを推定 する。
[0086] 次に、ステップ S209で式(1)を用いて移動量 Diを算出し、ステップ S210で式(2) を用いて表示のタイミング Ti [s]を算出する。ステップ S211におレ、て変数 jと特定の i MAXが等しい場合、ステップ S212に進み画像をモニタ等の表示手段で表示す る。ステップ S213に進み表示のタイミング Ti[s]から画像の表示の間隔を求める。
[0087] 例えば、 1秒間に 10フレームの画像が記録手段に記録され、表示のタイミングが Ti = 0. 5 [s]と計算された場合、 5枚おきに画像を表示する (j MAX = 5に設定される)。
[0088] ステップ S214で変数 jを初期化しステップ S206で全ての画像信号と受信強度信号 が読み出されたか判別する。
[0089] 本実施例では、表示のタイミングによって動画像として表示されない画像が存在す る場合がある力 図 13に示すように、このような場合は、動画像として表示されない画 像を動画像表示領域 100と別の領域 101に表示してもよぐまた、図 14に示すように 、画像を縮小またはアイコン等の別の表示形態で表示してもよい。
[0090] (効果)
本実施例においても、カプセル型内視鏡 3の移動量を正確に求めて画像を表示す るため、ユーザは効率的に画像診断をすることができる。
[0091] 本発明においては、広い範囲において異なる実施形態が、発明の精神及び範囲 力 逸脱することなぐ本発明に基づいて、構成できることは明白である。本発明は、 添付の特許請求の範囲によって限定される以外は、その特定の実施例によっては制 約されない。

Claims

請求の範囲
[1] 体内の画像を撮影し前記画像を無線伝送する撮像手段と、前記撮像手段から無 線伝送された画像を受信し記録する受信手段からなるカプセル型内視鏡装置にお いて、
前記撮像手段から無線伝送された信号を体外の異なる位置に配置された複数のァ ンテナによって受信し、前記アンテナによって受信した信号力 前記撮像手段の位 置または向きの少なくとも一方を推定する推定手段と、
前記推定手段により推定された位置または向きの少なくとも一方の情報を用いて前 記撮像手段の撮影を制御する制御手段と
を備えたことを特徴とするカプセル型内視鏡装置。
[2] 体内の画像を撮影し前記画像を無線伝送する撮像手段と、前記撮像手段から無 線伝送された画像を受信し記録する受信手段からなるカプセル型内視鏡装置にお いて、
体外の異なる位置に複数の第 1のアンテナを配置し、特定の大きさの信号を送信 する送信手段と、
前記複数のアンテナが発生した信号を前記撮像手段に配置された第 2のアンテナ によって受信し、前記受信した信号力 前記撮像手段の位置または向きの少なくとも 一方を推定する推定手段と、
前記推定手段により得られた位置または向きの少なくとも一方の情報を用いて前記 撮像手段の撮影を制御する制御手段と
を備えたことを特徴とするカプセル型内視鏡装置。
[3] 体内の画像を撮影し前記画像を無線伝送する撮像手段と、前記撮像手段から無 線伝送された画像を受信し記録する受信手段からなるカプセル型内視鏡装置にお いて、
前記撮像手段から無線伝送された信号を体外の異なる位置に配置された複数のァ ンテナによって受信し、前記アンテナによって受信した信号から前記撮像手段の位 置または向きの少なくとも一方を推定する推定手段と、
前記推定手段により得られた位置または向きの少なくとも一方の情報を用いて前記 受信手段の記録を制御する制御手段と
を備えたことを特徴とするカプセル型内視鏡装置。
[4] 体内の画像を撮影し前記画像を無線伝送する撮像手段と、前記撮像手段から無 線伝送された画像を受信し記録する受信手段からなるカプセル型内視鏡装置にお いて、
体外の異なる位置に複数の第 1のアンテナを配置し、特定の大きさの信号を送信 する手段と、
前記複数の第 1のアンテナが発生した信号を前記撮像手段に配置された第 2のアン テナによって受信し、前記受信した信号力 前記撮像手段の位置または向きの少な くとも一方を推定する推定手段と、
前記推定手段により得られた位置または向きの少なくとも一方の情報を用いて前記 受信手段の記録を制御する制御手段と
を備えたことを特徴とするカプセル型内視鏡装置。
[5] 体内の画像を撮影し、前記画像を無線伝送する撮像手段と、
前記撮像手段から無線伝送された画像及び受信強度信号を受信し記録する受信 手段と、
前記撮像手段から無線伝送された信号を体外の異なる位置に配置された複数のァ ンテナによって受信し、前記アンテナによって受信した信号から前記撮像手段の位 置または向きの少なくとも一方を推定する推定手段と、
前記推定手段により得られた位置または向きの少なくとも一方の情報を用いて前記 受信手段に記録された画像の表示を制御する制御手段と、
前記制御手段によって制御された画像を表示する表示手段と
を備えたことを特徴とするカプセル型内視鏡装置。
[6] 体内の画像を撮影し前記画像を無線伝送する撮像手段と、前記撮像手段から無 線伝送された画像を受信し記録する受信手段からなるカプセル型内視鏡装置にお いて、
体外の異なる位置に複数の第 1のアンテナを配置し、特定の大きさの信号を送信 する手段と、 前記複数の第 1のアンテナが発生した信号を前記撮像手段に配置された第 2のァ ンテナによって受信し、前記受信した信号から前記撮像手段の位置または向きの少 なくとも一方を推定する推定手段と、
前記推定手段により得られた位置または向きの少なくとも一方の情報を用いて前記 受信手段に記録された画像の表示を制御する制御手段と、
前記制御手段によって制御された画像を表示する表示手段と
を備えたことを特徴とするカプセル型内視鏡装置。
[7] 前記制御手段は、
前記推定手段によって得られた複数の撮像手段の位置から移動量を算出する移 動量算出手段と、
前記移動量から前記撮像手段の撮影を制御する撮影制御手段と
力 なることを特徴とする請求項 1または 2に記載のカプセル型内視鏡装置。
[8] 前記制御手段は、
前記推定手段によって得られた複数の撮像手段の位置から移動量を算出する移 動量算出手段と、
前記移動量から前記受信手段の記録を制御する記録制御手段と
力 なることを特徴とする請求項 3または 4に記載のカプセル型内視鏡装置。
[9] 前記制御手段は、
前記推定手段によって得られた複数の撮像手段の位置から移動量を算出する移 動量算出手段と、
前記移動量から前記受信手段に記録された画象の表示を制御する表示制御手段 と
力 なることを特徴とする請求項 5または 6に記載のカプセル型内視鏡装置。
[10] 前記移動量算出手段は、前記推定手段によって得られた複数の撮像手段の位置 力 予測される移動量を算出する手段
力 なることを特徴とする請求項 7、 8または 9のいずれか 1つに記載のカプセル型 内視鏡装置。
[11] 前記予測される移動量は、前記推定手段によって得られた複数の撮像手段の位置 力 求められる近似関数より算出される
ことを特徴とする請求項 10に記載のカプセル型内視鏡装置。
[12] 前記制御手段は、
前記推定手段によって得られた複数の撮像手段の向きの変化量を算出する向きの 変化量算出手段と、
前記移動量と前記向きの変化量から前記撮像手段の撮影を制御する撮影制御手 段と
力 なることを特徴とする請求項 7に記載のカプセル型内視鏡装置。
[13] 前記制御手段は、
前記推定手段によって得られた複数の撮像手段の向きの変化量を算出する向きの 変化量算出手段と、
前記移動量と前記向きの変化量から前記受信手段の記録を制御する記録制御手段 と
力 なることを特徴とする請求項 8に記載のカプセル型内視鏡装置。
[14] 前記制御手段は、
前記推定手段によって得られた複数の撮像手段の向きの変化量を算出する向きの 変化量算出手段と、
前記移動量と前記向きの変化量から前記受信手段に記録された画像の表示を制御 する表示制御手段と
力 なることを特徴とする請求項 9に記載のカプセル型内視鏡装置。
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