被檢體內圖像獲取系統及被檢體內導入裝置的製作方法
2023-05-13 04:16:31
專利名稱：被檢體內圖像獲取系統及被檢體內導入裝置的製作方法
技術領域：
本發明涉及獲取被檢體內部的拍攝對象的圖像的被檢體內圖像獲取系統，以及在獲取被檢體內部的拍攝對象的圖像時使用的被檢體內導入裝置。
背景技術：
近年來，在內窺鏡領域中，提出了吞入型的膠囊型內窺鏡。在該膠囊型內窺鏡中，設置有攝像裝置和無線通訊裝置。膠囊型內窺鏡具有如下功能在為了進行觀察(檢查)而從被檢體(人體)的口中吞入後，到被自然排出為止的觀察期間，在體腔內，例如胃、小腸等內臟器官內部，伴隨該內臟器官的蠕動運動而移動，隨著移動，以例如0.5秒的間隔進行被檢體內圖像的拍攝。
在體腔內移動期間，藉助無線通信將由膠囊型內窺鏡在體內拍攝的圖像數據依次發送到外部，並存儲在設置於外部的存儲器中。被檢體通過攜帶具有無線通信功能和存儲功能的接收機，使得被檢體在吞入了膠囊型內窺鏡後到被排出為止的觀察期間可以自由行動。膠囊型內窺鏡被排出後，醫生或者護士可根據存儲在存儲器中的圖像數據，使內臟器官的圖像顯示於顯示器上，來進行診斷(例如參照專利文獻1)。
專利文獻1日本特開2003-19111號公報但是在現有的膠囊型內窺鏡系統中有下面的問題對於如食道等那樣的膠囊型內窺鏡高速移動的區域，很難拍攝整體圖像。例如，在被檢體保持直立的狀態的情況下，食道以沿垂直方向延伸的狀態連接著口腔和胃，被導入被檢體內的膠囊型內窺鏡通過口腔後，以與自由落下相同的狀態到達胃。鑑於食道的全長是30cm左右，則膠囊型內窺鏡用1秒左右通過了食道，如果使用0.5秒間隔左右的攝像速率，假定使用通常的攝像裝置，則只不過能夠拍攝食道的極小區域，而要獲取食道整體的圖像數據是非常困難的。
因此，在現有的膠囊型內窺鏡系統中，例如為了獲取關於食道整體的圖像數據，必須內置例如具有寬的攝像視野的攝像裝置。但是，為了實現這種結構，必須備置複雜的光學系統等，於是產生了膠囊型內窺鏡大型化等新問題，這是不妥的。
另外，為了獲取食道等的整體圖像數據，也考慮過使攝像速率高速化。但是，在將攝像速率高速化的情況下，會增加獲取的圖像數據的量，也增加由無線裝置發送的數據量。因此，在提高攝像速率的情況下，必須處理的數據量增加，產生了膠囊型內窺鏡的消耗電力增加的新問題，這種結構也是不妥的。
發明內容
本發明就是鑑於上述問題而提出的，其目的在於，實現一種膠囊型內窺鏡等被檢體內導入裝置以及使用被檢體內導入裝置的被檢體內圖像獲取系統，該被檢體內導入裝置能夠在抑制數據量的增加的同時，用簡易的結構獲取被檢體內部的預定的拍攝對象的整體圖像。
為了解決上述問題，並達到目的，本發明之一的被檢體內圖像獲取系統獲取被檢體內部的預定的拍攝對象的圖像，其特徵在於，所述被檢體內圖像獲取系統包括部分圖像獲取單元，其獲取與被檢體內的拍攝對象中的不同部分對應的多個部分圖像數據；位置關聯數據獲取單元，其獲取用於在拍攝所述部分圖像數據時、所述部分圖像獲取單元在所述被檢體內的位置的推導的位置關聯數據；以及整體圖像生成單元，其基於所述位置關聯數據，使用多個所述部分圖像數據，生成與拍攝對象的整體像對應的整體圖像數據。
根據本發明之一，因為具有獲取部分圖像數據的部分圖像獲取單元，和獲取對應於部分圖像的位置關聯數據的位置關聯數據獲取單元，並具有基於部分圖像數據以及位置關聯數據而獲取拍攝對象的整體圖像的整體圖像生成單元，所以具有可降低實現部分圖像獲取單元的攝像裝置的像素數，可構建簡易結構的系統的優點。
另外，本發明之二的被檢體內圖像獲取系統，其特徵在於，在上述的發明中，所述部分圖像獲取單元以及所述位置關聯數據獲取單元內置於被導入所述被檢體內部、發送預定的無線信號的被檢體內導入裝置中，所述整體圖像生成單元內置於在使用時配置於所述被檢體的外部、接收從所述被檢體內導入裝置發送的無線信號的接收裝置中。
還有，本發明之三的被檢體內圖像獲取系統，其特徵在於，在上述的發明中，所述被檢體內導入裝置還包括數據合成單元，其生成基於所述部分圖像數據以及所述位置關聯數據而生成的整體圖像生成用數據；和發送單元，其發送包含由所述數據合成單元生成的整體圖像生成用數據的無線信號，所述接收裝置還包括接收電路，該接收電路對由所述發送單元發送的無線信號進行預定的接收處理，將提取的所述整體圖像生成用數據輸出到所述整體圖像生成單元。
又，本發明之四的被檢體內圖像獲取系統，其特徵在於，在上述的發明中，所述部分圖像獲取單元包括線傳感器(line sensor)，該線傳感器具有沿與在被檢體內部的前進方向垂直的方向排列的多個光電轉換機構。
另外，本發明之五的被檢體內圖像獲取系統，其特徵在於，在上述的發明中，所述位置關聯數據單元包括加速度傳感器單元，該加速度傳感器單元獲取至少與所述部分圖像獲取單元的移動相關的加速度數據作為所述位置關聯數據。
還有，本發明之六的被檢體內圖像獲取系統，其特徵在於，在上述的發明中，所述部分圖像獲取單元根據所述被檢體內導入裝置的移動速度，改變所述部分圖像數據的獲取間隔。
又，本發明之七的被檢體內圖像獲取系統，其特徵在於，在上述的發明中，所述部分圖像獲取單元在所述被檢體內導入裝置的移動方向變為反方向的期間，停止驅動。
另外，本發明之八的被檢體內導入裝置被導入被檢體內，在該被檢體內移動，其特徵在於，所述被檢體內導入裝置包括部分圖像獲取單元，該部分圖像獲取單元隨著該被檢體內導入裝置在被檢體內的移動，獲取與所述被檢體內的拍攝對象中的不同部分對應的多個部分圖像數據；位置關聯數據獲取單元，其獲取在拍攝所述部分圖像數據時的所述部分圖像獲取單元在所述被檢體內的位置的推導所必需的位置關聯數據；數據合成單元，其基於所述部分圖像數據以及所述位置關聯數據，生成整體圖像生成用數據，該整體圖像生成用數據被用於與所述拍攝對象的整體像對應的整體圖像數據的生成；以及發送單元，其發送包含所述整體圖像生成用數據的無線信號。
本發明的被檢體內圖像獲取系統以及被檢體內導入裝置包括獲取部分圖像數據的部分圖像獲取單元，和獲取對應於部分圖像的位置關聯數據的位置關聯數據獲取單元，因此，能獲得如下效果可基於部分圖像數據以及位置關聯數據來生成拍攝對象的整體圖像數據，並且可降低用於實現部分圖像獲取單元的攝像裝置的像素數，可構建簡易結構的系統。
圖1是表示實施例的被檢體內圖像獲取系統的整體結構的示意圖。
圖2是表示被檢體內圖像獲取系統所具備的膠囊型內窺鏡的內部結構的示意性方框圖。
圖3是表示膠囊型內窺鏡的外觀的示意圖。
圖4是表示圖3的A-A線剖面圖。
圖5是表示圖4的B-B線剖面圖。
圖6是用於說明由膠囊型內窺鏡執行的部分圖像數據的獲取動作的示意圖。
圖7是表示整體圖像生成用數據的內容的示意圖。
圖8是表示接收裝置的內部結構的示意性方框圖。
圖9是表示部分圖像數據的內容的示意圖。
圖10是表示整體圖像數據的內容的示意圖。
標號說明
1被檢體；2膠囊型內窺鏡；3接收裝置；4顯示裝置 5可攜式記錄介質；6a～6h接收天線；8部分圖像獲取部；9加速度傳感器部；10數據合成部；11發送部；12控制部；13供電部；14、14a、14b線傳感器部；15傳感器驅動電路；16、16a、16b LED；17 LED驅動電路；18發送電路；19發送天線；21外殼部件；21a攝像窗；22a、22b稜鏡；24a、24b入射鏡；25a～25d導光鏡；27食道；28a、28b內周區域；30a、30b整體圖像生成用數據；31部分圖像數據32位置關聯數據；32a時刻數據；32b加速度數據；33位置關聯數據；33a時刻數據33b加速度數據；35天線選擇部；36接收電路；37信號處理部；38數據分離部；39位置數據生成部；40整體圖像生成部；41控制部；42 A/D轉換部；43存儲部；44供電部；46部分圖像數據；47整體圖像數據。
具體實施例方式
以下，對用於實施該發明的優選方式(以下簡單稱為「實施例」)的被檢體內導入裝置以及被檢體內圖像獲取系統進行說明。另外，附圖是示意性圖，應注意各部分的厚度與寬度的關係、各個部分的厚度的比率等與實際的不同，當然附圖彼此之間，也包含了彼此的尺寸關係和比例不同的部分。
圖1是表示本實施例的被檢體內圖像獲取系統的整體結構的示意圖。如圖1所示，本實施例的被檢體內圖像獲取系統包括膠囊型內窺鏡2，其被導入被檢體1的內部，沿著通過路徑移動；接收裝置3，其接收從膠囊型內窺鏡2發送的、包含整體圖像生成用數據(後述)的無線信號，基於整體圖像生成用數據而生成拍攝對象整體的圖像即整體圖像數據；顯示裝置4，其顯示由接收裝置3生成的整體圖像數據等；以及可攜式記錄介質5，其用於進行接收裝置3與顯示裝置4之間的數據的交接。
顯示裝置4用於顯示由接收裝置3生成的、作為拍攝對象整體的圖像數據的整體圖像數據，具有基於通過可攜式記錄介質5輸入的數據進行圖像顯示的工作站等那樣的結構。具體地來說，顯示裝置4也可以是通過CRT顯示器、液晶顯示器等直接顯示圖像等的結構，也可以是像印表機等那樣，向其他介質輸出圖像等的結構。
可攜式記錄介質5具有如下結構其對於接收裝置3以及顯示裝置4可裝卸，在安裝到兩者上時，可進行數據的輸出和記錄。具體地來說，在膠囊型內窺鏡2在被檢體1的體腔內移動的期間，可攜式記錄介質5被安裝於接收裝置3上，存儲被檢體內圖像。而且，具有如下結構在膠囊型內窺鏡2從被檢體1排出後，從接收裝置3上取出該可攜式記錄介質5，安裝於顯示裝置4上，通過顯示裝置4讀出記錄的數據。通過利用緊湊型快閃記憶體(CF)(註冊商標)存儲器等可攜式記錄介質5來進行接收裝置3與顯示裝置4之間的數據的交接，由此，不同於接收裝置3與顯示裝置4之間有線連接的情況，即使在膠囊型內窺鏡2在被檢體1內部移動過程中，被檢體1也可以自由行動。
接收天線6a～6h例如使用環形天線形成。這種環形天線具有被固定於被檢體1的身體表面上的預定位置上，並且與接收裝置3電連接的結構，可通過接收裝置3接收從膠囊型內窺鏡2發送的無線信號。
下面，對膠囊型內窺鏡2進行說明。圖2是示意性地表示膠囊型內窺鏡2所具備的構成要素間的關係的方框圖。如圖2所示，膠囊型內窺鏡2包括部分圖像獲取部8，其用於獲取部分圖像；加速度傳感器部9，其檢測由在被檢體1內部移動時的膠囊型內窺鏡2的加速度數據等構成的位置關聯數據；以及數據合成部10，其基於由部分圖像獲取部8獲取的部分圖像數據、和由加速度傳感器部9檢測出的位置關聯數據，生成整體圖像生成用數據。另外，膠囊型內窺鏡2具有發送部11，其將包含由數據合成部10合成的整體圖像生成用數據的無線信號發送到被檢體1的外部；控制部12，其控制部分圖像獲取部8、加速度傳感器部9、數據合成部10、以及發送部11的驅動狀態；以及供電部13，其對膠囊型內窺鏡2具有的構成要素提供驅動電力。
部分圖像獲取部8用於獲取與被檢體1內部的預定的拍攝對象的一部分區域相關的圖像即部分圖像。具體地來說，部分圖像獲取部8包括線傳感器部14，其作為攝像單元起作用；傳感器驅動電路15，其控制線傳感器部14的驅動狀態；LED 16，其在線傳感器部14拍攝部分圖像時輸出照明光；以及LED驅動電路17，其控制LED 16的驅動狀態。另外，關於線傳感器部14和LED 16的具體結構，後面會詳細說明，所以這裡省略說明。
加速度傳感器部9作為權利要求中的位置關聯數據獲取單元的一例起作用，用於檢測在推導部分圖像獲取時的膠囊型內窺鏡的位置時所必需的位置關聯數據。在本實施例中，作為位置關聯數據，使用與膠囊型內窺鏡2的加速度相關的數據即加速度數據，以及檢測出加速度數據的時刻的數據即時刻數據作為位置關聯數據。作為加速度傳感器9的具體結構，包括例如小型陀螺儀等加速度檢測機構以及時刻檢測機構，具有將檢測出的加速度數據以及時刻數據作為位置關聯數據向數據合成部10以及控制部12輸出的功能。
數據合成部10用於生成整體圖像生成用數據。具體地來說，數據合成部10具有如下功能基於從部分圖像獲取部8輸入的部分圖像數據和從加速度傳感器部9輸入的位置關聯數據，生成整體圖像生成用數據，向發送部11輸出。
發送部11用於將由數據合成部10生成的整體圖像生成用數據在實施了必要的處理後進行無線發送。具體地來說，發送部11包括發送電路18，其對輸入數據實施調製處理等；和發送天線19，其用於將從發送電路18輸出的無線信號進行發送。
控制部12用於控制膠囊型內窺鏡2具有的部分圖像獲取部8等的驅動狀態等。具體地來說，控制部12除了具有對這些構成要素進行一般性控制的功能之外，還具有使部分圖像獲取部8、加速度傳感器部9以及數據合成部10以彼此同步的狀態驅動的功能。
另外，控制部12具有基於從加速度傳感器9輸入的位置關聯信息來推導膠囊型內窺鏡2的移動速度的功能，具有基於推導出的移動速度來控制部分圖像獲取部8的驅動狀態的功能。關於這些功能的具體內容後面詳細說明。
下面，對構成部分圖像獲取部8的線傳感器部14以及LED 16的具體結構進行說明。圖3是表示膠囊型內窺鏡2的外觀的示意圖，圖4是圖3的沿A-A線的剖面圖，圖5是圖4的沿B-B線的剖面圖。下面，使用這些附圖對線傳感器部14等進行說明。
如圖3所示，膠囊型內窺鏡2的外形由用於內置圖2所示的各構成要素的外殼部件21形成。外殼部件21由生物體適合性材料等形成，具有在其一部分中具備由具有透光性的部件形成的攝像窗21a的結構。攝像窗21a用於向線傳感器部14輸入來自外部的光，具體地來說，其形成為對於外殼部件21的長度方向中心軸21b，具有沿軸周圍360°的視野。
而且，上述的線傳感器部14被配置於外殼部件21的內部、且通過該攝像窗21a輸入的光可到達的位置上。具體地來說，如作為圖3的A-A線剖面圖的圖4所示，在包含A-A線並且與長度方向中心軸21b垂直的面上，配置了線傳感器部14a、14b。另外，為了使通過攝像窗21a輸入的光在線傳感器部14a、14b的受光面上成像，膠囊型內窺鏡2具有在線傳感器部14a、14b與攝像窗21a之間的區域中分別配置了稜鏡22a、22b的結構。
線傳感器部14a、14b具有如下結構光電二極體等多個光電轉換機構分別排列為一維陣列狀，該線傳感器部14a、14b具有根據需要而輸出由光電轉換機構得到的電信號的機構等。線傳感器部14a、14b在彼此相面對的面的相反側有受光面，該受光面具有將從外部輸入的光轉換為電信號的功能。通過線傳感器部14a、14b的光電轉換處理而獲取的數據，由預定的電路(圖示省略)合成，作為與由攝像窗21a所規定的視野對應的、與長度方向中心軸21b的軸周圍的360°範圍對應的部分圖像數據，被輸出到數據合成部10。
稜鏡22a、22b用於使通過攝像窗21a輸入的光分別在線傳感器部14a、14b的受光面上成像。具體地來說，稜鏡22a、22b具有如下功能通過對通過攝像窗21a的輸入光施加折射和成像作用，使被檢體1內部的組織中的相對於攝像窗21a位於與長度方向中心軸21b垂直的方向的延長上的區域的像，成像於線傳感器部14a、14b的受光面上。
更進一步，對沿圖4的B-B線的剖面結構進行說明。如圖5所示，稜鏡22a、22b也作為從LED 16輸出的照明光的導光路徑而起作用。具體地來說，從分別配置於線傳感器部14a、14b上的LED 16a、16b輸出的光，被配置於附近的入射鏡24a、24b反射，分別入射到稜鏡22a、22b。另外，在稜鏡22a、22b的上表面上以及下表面上，分別配置有導光鏡25a～25d，入射到稜鏡22a、22b的照明光，被導光鏡25a～25d反射，從而在稜鏡22a、22b中傳輸，最後通過攝像窗21a輸出到外部。
下面，對膠囊型內窺鏡2進行的部分圖像的拍攝動作進行說明。膠囊型內窺鏡2具有隨著在被檢體1內部的移動，依次獲取對應於不同部分的部分圖像數據的功能。圖6是作為拍攝動作的一例，示意性地表示通過食道時的膠囊型內窺鏡2的拍攝動作的圖，以下一邊參照圖6一邊對膠囊型內窺鏡2的動作進行說明。
如已經說明過的那樣，膠囊型內窺鏡2中具有的線傳感器部14a、14b具有如下功能利用攝像窗21a以及稜鏡22a、22b的作用，拍攝位於相對於膠囊型內窺鏡2的前進方向(長度方向中心軸21b的延長方向)垂直的方向上的被檢體內組織的像。因此，在時刻t1，膠囊型內窺鏡2獲取食道27的內壁中相對於攝像窗21a位於與前進方向垂直的方向上、相對於前進方向具有與攝像窗21a相同的寬度的內周區域28a的像，作為部分圖像數據。
其後，膠囊型內窺鏡2通過重力的作用等在食道27內移動，具體地來說，在時刻t2移動到與時刻t1時的位置Z(t1)不同的位置Z(t2)。因此，相對於攝像窗21a而位於與膠囊型內窺鏡2的前進方向垂直的方向上的區域成為與內周區域28a不同的內周區域28b，線傳感器部14a、14b重新獲取作為內周區域28b的像的部分圖像數據。以下，同樣地隨著膠囊型內窺鏡2的移動，依次獲取對應於不同的內周區域的部分圖像數據。
另一方面，膠囊型內窺鏡2隨著部分圖像的獲取動作，獲取與不同的內周區域間的位置關係相關聯的位置關聯數據。具體地來說，膠囊型內窺鏡2中具有的加速度傳感器部9檢測獲取部分圖像的時刻的膠囊型內窺鏡2的加速度，作為加速度數據。同樣，加速度傳感器9檢測加速度數據被檢測出的時刻(＝部分圖像數據的獲取時刻)t1、t2、...作為時刻數據，並將基於加速度數據和時刻數據的位置關聯數據，向數據合成部10以及控制部12輸出。
如上所述，膠囊型內窺鏡2在通過被檢體1內部，例如食道27時，對拍攝對象(在圖6的情況下是食道27)的一部分區域(內周區域28a、28b等)進行拍攝，獲取多個部分圖像，並且獲取用於推導部分圖像間的位置關係的位置關聯數據(在本實施例中，是關於部分圖像拍攝時的加速度以及時刻的信息)。而且，數據合成部10基於這些數據而生成整體圖像生成用數據，由發送部11向接收裝置3發送包含整體圖像生成用數據的無線信號。
圖7是表示由數據合成部10生成的整體圖像生成用數據的結構的示意圖。在圖7中，設橫軸為時刻t、縱軸為速度v的曲線圖是表示膠囊型內窺鏡2的移動速度隨時間的變動的一例的示意性曲線圖，假定數據合成部10對應於該曲線圖所示的速度變化，生成不同狀態的整體圖像生成用數據。另外，曲線圖的縱軸所示的速度v，以膠囊型內窺鏡2通常時候的移動方向為正。具體地來說，設從口腔依次向食道、胃、小腸、大腸的方向的速度為正，設與該方向相反的方向的速度為負。該假設在以下的說明中也相同。
具體地來說，數據合成部10在膠囊型內窺鏡2的速度v為正值的情況下，即t≤t3或t4≤t時，生成整體圖像生成用數據30a，在速度v為負值的情況下，即t3＜t＜t4時，生成具有與整體圖像生成用數據30a不同的結構的整體圖像生成用數據30b。
整體圖像生成用數據30a由部分圖像數據31以及與部分圖像數據31對應的位置關聯數據32構成。部分圖像數據31是分別對應於上述的內周區域28a、28b等的圖像數據，位置關聯數據32是在確定對應於部分圖像數據31的被拍攝區域的位置時使用的數據。具體地來說，位置關聯數據32由表示拍攝對應的部分圖像數據31的時刻的時刻數據32a、和表示該時刻的膠囊型內窺鏡2的加速度的值的加速度數據32b構成。
另一方面，整體圖像生成用數據30b僅由位置關聯數據33形成。因為在t3＜t＜t4時，膠囊型內窺鏡2的速度為負值，所以在該時間段，部分圖像獲取部8不拍攝部分圖像，因此，由數據合成部10生成的整體圖像生成用數據30b也不包含部分圖像數據。另外，位置關聯數據33與位置關聯數據32相同，由時刻數據33a以及加速度數據33b構成。
下面，對接收包含整體圖像生成用數據30a、30b的無線信號、生成整體圖像數據的接收裝置3進行說明。圖8是表示接收裝置3的結構的示意性方框圖。
如圖8所示，接收裝置3包括天線選擇部35，其從存在多個的接收天線6a～6h中選擇適合無線信號的接收的天線；接收電路36，其對通過由天線選擇部35選擇的接收天線6接收的無線信號進行解調等處理；以及信號處理部37，其用於從接收電路36輸出的信號中提取整體圖像生成用數據。另外，接收裝置3包括數據分離部38，其將包含於從信號處理部37輸入的整體圖像生成用數據中的部分圖像數據和位置關聯數據分離並輸出；位置數據生成部39，其基於從數據分離部38輸出的位置關聯數據，生成位置數據；以及整體圖像生成部40，其基於從信號處理部37輸出的部分圖像數據以及從位置數據生成部39輸出的位置數據，生成拍攝對象的整體圖像。再有，接收裝置3包括控制部41，其控制接收裝置內部具備的各構成要素的驅動狀態等；A/D轉換部42，其將從接收電路36輸出的接收強度信號進行A/D轉換、輸出到控制部41；存儲部43，其用於存儲由整體圖像生成部40生成的整體圖像數據；以及供電部44，其供給各構成要素的驅動電力。
天線選擇部35用於從具備多個的接收天線6a～6h中選擇適合於無線信號的接收的天線。具體地來說，天線選擇部35有以下功能基於控制部41的控制，選擇預定的接收天線6，將通過選擇的接收天線6所接收的無線信號向接收電路36輸出。
接收電路36具有對通過選擇的接收天線6接收的無線信號，進行解調等預定的處理的功能。另外，接收電路36具有向A/D轉換部42輸出與接收的無線信號的強度對應的模擬信號的功能。
信號處理部37具有從由接收電路36實施了預定的處理的信號中，提取出預定的數據的功能。具體地來說，信號處理部37具有從接收電路36輸出的信號中，提取出由膠囊型內窺鏡2中具備的數據合成部10生成的整體圖像生成用數據的功能。
數據分離部38具有將從信號處理部37輸出的整體圖像生成用數據中包含的部分圖像數據和位置關聯數據相分離的功能。由數據分離部38分離的部分圖像數據被輸出到整體圖像生成部40，位置關聯數據被輸出到位置數據生成部39。
位置數據生成部39具有如下功能基於位置關聯數據而生成位置數據，作為表示進行對應的部分圖像數據的拍攝時的膠囊型內窺鏡2的位置，更準確地說是作為表示膠囊型內窺鏡2中具備的部分圖像獲取部8的位置的信息。在本實施例的情況下，因為提供了加速度數據和時刻數據作為位置關聯數據，所以，位置數據生成部39例如對於加速度數據，進行2次時間積分處理，由此推導出獲取部分圖像數據時的部分圖像獲取部8的位置，作為位置數據，向整體圖像生成部40輸出。另外，在進行加速度數據的時間積分的情況下，也使用與部分圖像獲取部8未獲取部分圖像的時刻相關的加速度數據，由此生成更準確的位置數據。
控制部41除了對各構成要素進行一般性控制之外，還進行包括天線選擇部35的天線選擇動作在內的整體性控制。具體地來說，控制部41具有如下功能將由整體圖像生成部40獲取的整體圖像數據傳送到存儲部43進行存儲，並且，基於從A/D轉換部42輸出的、對應於接收強度的數位訊號(例如，RSSI(Received Signal Strength Indicator接收信號強度表示信號))，決定使用的接收天線6，對天線選擇部35進行指示。
存儲部43用於存儲由整體圖像生成部40生成的整體圖像數據。作為存儲部43的具體結構，也可以通過配備存儲器等而由存儲部43自身來存儲數據，在本實施例中，存儲部43具有向可攜式記錄介質5寫入數據的功能。
以下，對整體圖像生成部40以及由整體圖像生成部40生成的整體圖像數據進行說明。整體圖像生成部40用於基於部分圖像數據和與部分圖像數據對應的位置關聯數據(準確地來說，是基於位置關聯數據而生成的位置數據)來生成拍攝對象的整體圖像。具體地來說，整體圖像生成部40具有對應於在位置數據中記述的拍攝位置，將多個部分圖像數據排列在預定的圖像空間上，由此生成整體圖像數據的功能。
這裡，作為生成的整體圖像數據的內容，也可以是僅對應於位置關係，排列多個部分圖像而得到的整體圖像數據的內容。但是，在本實施例中，通過實施預定的圖像處理，進行使醫生等的診斷能簡單地進行的作業。
圖9是對在整體圖像數據生成之前由整體圖像生成部40實施了圖像處理的部分圖像數據46進行表示的示意圖。如圖9所示，部分圖像數據46具有表示對應的內周區域28的各部分的亮度的數據結構。即，部分圖像數據46包括如下內容利用相對於預定的基準軸X的角度θ表現內周區域28的各部分的位置，對應於距原點O的距離r來表現各部分的亮度。另外，距離r例如利用各部分的亮度的倒數來定義，距離r的值變大，則意味著亮度降低。
這樣，整體圖像生成部40在生成整體圖像數據之前，通過進行預定的圖像處理而生成部分圖像數據46。而且，整體圖像生成部40根據對應的位置數據，將多個部分圖像數據46排列在預定的圖像空間上，由此生成整體圖像數據。
圖10是表示由整體圖像生成部40生成的整體圖像數據47的結構的示意圖。如圖10所示，整體圖像數據47具有以下結構以與膠囊型內窺鏡2的前進方向對應的z軸為基準，排列多個部分圖像數據46。更具體地來說，所排列的部分圖像數據46分別在以z軸上的預定點為原點的狀態下被配置，多個部分圖像數據46的排列順序是根據拍攝時的線傳感器部14在被檢體1內部的位置來確定的。另外，在圖10的例中，將位置數據僅用於部分圖像數據46的排列順序的確定，將部分圖像數據46連續排列，例如，也可以在隔開與根據位置數據所推導出的相鄰部分圖像數據之間的距離對應的間隔的狀態下來排列部分圖像數據46。
通過如圖10所示那樣構成整體圖像數據47，來形成拍攝對象(例如食道27)的整體像。而且，該整體圖像數據47通過存儲部43輸出到可攜式記錄介質5，通過可攜式記錄介質5輸出到顯示裝置4，在顯示裝置4的畫面上，以圖10中所示的樣子進行顯示，由此，被用於醫生的診斷等。
下面，就本實施例的被檢體內圖像獲取系統的優點進行說明。首先，本實施例的被檢體內圖像獲取系統具有如下結構基於由部分圖像獲取部8獲取的部分圖像，和對應於部分圖像的位置關聯數據，生成整體圖像。因此，其優點是，即使是在寬的範圍內存在的拍攝對象整體的圖像，也可以獲取使用了具有窄的拍攝視野的攝像單元的圖像數據。即，在本實施例中，因為採用了不僅獲取部分圖像數據而且獲取對應的位置關聯數據的結構，所以能夠掌握多個部分圖像數據間的位置關係，能夠使用多個部分圖像數據來生成整體圖像數據。因此，即使拍攝寬範圍的情況下，也無需配備具有寬的拍攝視野的攝像單元，便能夠實現低成本的被檢體內圖像獲取系統。
具體地來說，由於配備具有排列為一維陣列狀的光電轉換機構的線傳感器部14作為攝像單元，所以可獲取寬範圍的被檢體內圖像。而且，因此，本實施例的被檢體內圖像獲取系統具有如下優點無需配備現有的具有二維陣列狀的多個光電轉換機構的攝像單元，能夠使攝像單元小型化，降低製造成本。
另外，在本實施例中，膠囊型內窺鏡2具有依靠重力或消化器官的蠕動運動等外力的作用，在被檢體1內移動的特點。因此，部分圖像獲取部8通過以預定的時間間隔進行多次拍攝動作，可獲取與拍攝對象的不同部位相關的部分圖像，無須配備為了拍攝不同部分而使部分圖像獲取部8的視野改變的裝置，用於使膠囊型內窺鏡2的位置改變的移動裝置等。因此，如本實施例那樣，在使用膠囊型內窺鏡2構成被檢體內圖像獲取系統的情況下，具有能夠利用不配備移動裝置等的簡易的結構來構成被檢體內圖像獲取系統的優點。
另外，本實施例的被檢體內圖像獲取系統具有如下優點能夠抑制獲取的圖像的數據量的增加，同時能夠獲取拍攝對象的整體圖像。作為現有的膠囊型內窺鏡系統的問題，曾列舉了如下情況為了抑制消耗電力的增加而限制攝像速率，難以獲取拍攝對象的整體像。與此相對，本實施例的被檢體內圖像獲取系統，例如通過調整拍攝間隔，可使用於整體圖像數據的形成的部分圖像數據的數量發生變化，通過使部分圖像數據的數量發生變化，可調整從膠囊型內窺鏡2發送的數據量，可將部分圖像數據的數量減少到足夠抑制消耗電力的程度。另一方面，即使部分圖像數據的數量減少，雖然產生解析度的些許減低，但能夠生成整體圖像數據，因此，本實施例的被檢體內圖像獲取系統具有如下優點能滿足消耗電力減低這種條件，同時能獲取拍攝對象的整體圖像。
而且，本實施例的被檢體內圖像獲取系統因為採用了根據被檢體1內部的膠囊型內窺鏡2的移動速度來控制部分圖像獲取部8的驅動狀態的結構，所以具有能防止獲取無用的部分圖像的優點。具體地來說，本實施例的被檢體內圖像獲取系統具有如下功能如上述那樣，在膠囊型內窺鏡2的移動速度為負值時，通過控制部12停止部分圖像獲取部8的驅動。移動速度變為負值，意味著膠囊型內窺鏡2返回到已經獲取了部分圖像的區域，所以從生成整體圖像的角度來看，這種情況下拍攝部分圖像缺乏意義。因此，在本實施例中，在移動速度變成了負值的情況下，除了停止部分圖像的拍攝、以防止獲取無用的部分圖像之外，還存在如下優點減少部分圖像獲取部8的消耗電力，並且減少發送的數據量，由此，降低發送部11的消耗電力等。再有，從享有這種優點的角度來看，不僅是移動速度變為負值的情況，而且也可以例如按照移動速度來變更攝像速率。
另外，本實施例的被檢體內圖像獲取系統，整體圖像生成部40生成對應於各部分的亮度的三維圖像，作為整體圖像數據。例如，在拍攝對象內存在腫瘤等異物的情況下，一般來說，和其他部分相比，通常是用不同的亮度來拍攝。因此，具有如下優點通過採用表示各部分的亮度的結構作為整體圖像數據，從而可構成生成使醫生等容易診斷的整體圖像數據的被檢體內圖像獲取系統。
以上，基於實施例說明了本發明，但本發明並不限定於上述的實施例，此無需解釋，本領域的技術人員可想到各種實施例、變形例等。例如，本實施例中，由加速度數據和時刻數據構成位置關聯數據，但無需解釋，本發明並不限於這種結構，也可由速度數據和時刻數據來構成位置關聯數據。另外，位置關聯數據也可以由與拍攝時的膠囊型內窺鏡2的位置相關的信息本身構成，例如，通過另外配備膠囊型內窺鏡2的位置檢測裝置，也可使用膠囊型內窺鏡2的位置信息本身作為位置關聯數據。進一步，作為簡易結構，也可僅由時刻數據構成位置關聯數據。這是因為即使僅獲取了部分圖像數據的拍攝時刻作為位置關聯數據的情況下，部分圖像數據的排列順序是明確的，所以能夠生成整體圖像數據。
並且，在本實施例中，也如圖7所示，由數據合成部10生成將部分圖像數據和位置關聯數據一體化的整體圖像生成用數據，而無需解釋，不限定於在膠囊型內窺鏡2中生成整體圖像精製用數據的結構。即，如從上述說明中可了解的那樣，在整體圖像生成部40生成整體圖像數據時，如果各個部分圖像數據、和對應於部分圖像數據的位置數據是明確的，則可生成整體圖像數據。因此，也可以例如在部分圖像數據和位置關聯數據的頭部附加識別代碼，對於對應的部分圖像數據和位置關聯數據，在分配了共同的識別代碼的狀態下分別獨立地發送各個數據。用這種結構也可在接收裝置側掌握對應關係，能夠生成整體圖像數據。
另外，在本實施例中，對於由膠囊型內窺鏡2和接收裝置3等構成的被檢體內圖像獲取系統進行了說明，而作為被檢體內圖像獲取系統的物理性結構不必限定於這種方式，也可以是如下結構例如，在日本特開2004-188217號公報中記載的內窺鏡中，在插入部前端配置了部分圖像獲取部，在操作部內配置了整體圖像生成部。即，作為本發明的最低限度的構成要素，包括拍攝部分圖像的裝置、和使與部分圖像拍攝時的攝像裝置的位置關聯的位置關聯數據和部分圖像數據相對應起來的關聯單元，更優選的是具備基於部分圖像數據以及位置關聯數據而生成整體圖像的單元即可，例如關於部分圖像數據等的傳輸方式等，可以是無線傳輸也可是有線傳輸，物理上，也可通過單一的裝置構成被檢體內圖像獲取系統。
如上所述，本發明的被檢體內圖像獲取系統以及被檢體內導入裝置可用於被導入人體的內部、觀察被檢查部位的醫療用觀察裝置，特別適合於抑制數據量的增加、同時以簡易的結構獲取被檢體內部的預定的拍攝對象(被檢查部位)的整體圖像的裝置。
權利要求
1.一種被檢體內圖像獲取系統，該系統獲取被檢體內部的預定的拍攝對象的圖像，其特徵在於，所述被檢體內圖像獲取系統包括部分圖像獲取單元，其獲取與被檢體內的拍攝對象中的不同部分對應的多個部分圖像數據；位置關聯數據獲取單元，其獲取用於推導在拍攝所述部分圖像數據時所述部分圖像獲取單元在所述被檢體內的位置的位置關聯數據；以及整體圖像生成單元，其基於所述位置關聯數據，使用多個所述部分圖像數據，生成與拍攝對象的整體像對應的整體圖像數據。
2.根據權利要求1所述的被檢體內圖像獲取系統，其特徵在於，所述部分圖像獲取單元以及所述位置關聯數據獲取單元內置於被導入所述被檢體內部、發送預定的無線信號的被檢體內導入裝置中，所述整體圖像生成單元內置於在使用時配置於所述被檢體的外部、接收從所述被檢體內導入裝置發送的無線信號的接收裝置中。
3.根據權利要求2所述的被檢體內圖像獲取系統，其特徵在於，所述被檢體內導入裝置還包括數據合成單元，其生成基於所述部分圖像數據以及所述位置關聯數據而生成的整體圖像生成用數據；和發送單元，其發送包含由所述數據合成單元生成的整體圖像生成用數據的無線信號，所述接收裝置還包括接收電路，該接收電路對由所述發送單元發送的無線信號進行預定的接收處理，將提取的所述整體圖像生成用數據輸出到所述整體圖像生成單元。
4.根據權利要求1～3中任一項所述的被檢體內圖像獲取系統，其特徵在於，所述部分圖像獲取單元具備線傳感器，該線傳感器具有沿與在被檢體內部的前進方向垂直的方向排列的多個光電轉換機構。
5.根據權利要求1～4中任一項所述的被檢體內圖像獲取系統，其特徵在於，所述位置關聯數據單元包括加速度傳感器單元，該加速度傳感器單元至少獲取與所述部分圖像獲取單元的移動相關的加速度數據作為所述位置關聯數據。
6.根據權利要求1～5中任一項所述的被檢體內圖像獲取系統，其特徵在於，所述部分圖像獲取單元根據所述被檢體內導入裝置的移動速度，使所述部分圖像數據的獲取間隔改變。
7.根據權利要求6所述的被檢體內圖像獲取系統，其特徵在於，所述部分圖像獲取單元在所述被檢體內導入裝置的移動方向變為反方向的期間，停止驅動。
8.一種被檢體內導入裝置，該被檢體內導入裝置被導入被檢體內，在該被檢體內移動，其特徵在於，所述被檢體內導入裝置包括部分圖像獲取單元，該部分圖像獲取單元隨著該被檢體內導入裝置在被檢體內的移動，獲取與所述被檢體內的拍攝對象中的不同部分對應的多個部分圖像數據；位置關聯數據獲取單元，其獲取為了推導在拍攝所述部分圖像數據時的所述部分圖像獲取單元在所述被檢體內的位置所必需的位置關聯數據；數據合成單元，其基於所述部分圖像數據以及所述位置關聯數據，生成整體圖像生成用數據，該整體圖像生成用數據被用於與所述拍攝對象的整體像對應的整體圖像數據的生成；以及發送單元，其發送包含所述整體圖像生成用數據的無線信號。
全文摘要
本發明提供被檢體內圖像獲取系統及被檢體內導入裝置。膠囊型內窺鏡(2)具備部分圖像獲取單元，其具有在長度方向(前進方向)的中心軸的周圍的360°視野，隨著膠囊型內窺鏡(2)的移動，獲取多個與內周區域(28a、28b)等相關的部分圖像數據。另一方面，膠囊型內窺鏡(2)具有獲取位置關聯數據的結構，該位置關聯數據使得能夠推導部分圖像數據獲取時的位置Z(t
文檔編號A61B5/07GK1993077SQ20058002622
公開日2007年7月4日 申請日期2005年8月5日 優先權日2004年8月6日
發明者鈴島浩, 藤森紀幸, 折原達也, 穗滿政敏, 本多武道, 中土一孝 申請人:奧林巴斯株式會社