内窥镜装置和内窥镜装置的工作方法_2

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构进行说明。作为本实施方式的内窥镜装置,可以假设为插入到消化器(例如食道或胃等上部消化道、或大肠等下部消化道)中进行诊察/处置的消化器内窥镜装置、在外科手术中通过插入到手术部位(例如脑、腹部、关节等)来拍摄手术部位的外科内窥镜装置。
[0042]另外,下面以特定部位是血管的情况为例进行说明,但是,本实施方式不限于此。即,如上所述,特定部位只要是在通过内窥镜装置的处置器械进行处置的区域中危险的部位或应该注意的部位即可。
[0043]图2示出第I实施方式中的内窥镜装置的结构例。该内窥镜装置包括摄像部200(镜体部)、处理器部300、显示部400。在第I实施方式中,从摄像图像中检测处置器械和血管(特定部位),求出它们之间的图像平面上的二维距离,根据该二维距离取得关联度,向用户通知该关联度。
[0044]具体而言,摄像部200具有例如以CCD或CMOS传感器等为代表的摄像元件。摄像部200通过该摄像元件对被摄体进行摄像,将该摄像而得到的图像数据输出到处理器部300。并且,摄像部200具有钳子或刀等处置器械210、未图示的照明光学系统(例如光导纤维或透镜等)、操作部(例如对镜体前端进行操作的操作系统、对处置器械进行操作的操作系统、模式设定按钮等)。并且,摄像部200构成为能够相对于处理器部300进行拆装,例如能够根据使用部位等进行更换。
[0045]处理器部300进行针对摄像图像的图像处理、内窥镜装置的各部的控制。处理器部300包括图像取得部110、距离信息取得部120、关联度取得部130、通知处理部140、图像处理部150、显示控制部160。
[0046]图像取得部110接收从摄像部200发送的摄像图像(图像数据),将该摄像图像输出到图像处理部150和距离信息取得部120。
[0047]图像处理部150对摄像图像进行各种图像处理。例如,进行白平衡处理、伽马校正处理、强调处理、放大/缩小处理、失真校正处理、噪声降低处理等。
[0048]距离信息取得部120从摄像图像中检测处置器械和血管,求出该检测到的处置器械与血管之间的二维距离。多数情况下,处置器械由金属构成,所以,考虑利用该性质来检测处置器械的方法。例如,将摄像图像转换为亮度图像,检测具有规定的阈值以上的亮度值的像素,通过对该像素的集合进行轮廓检测来进行分组,检测规定的像素数以上的组作为处置器械。血管也同样,考虑根据与没有血管的部分之间的亮度差等进行检测的方法。然后,将检测到的像素组的前端视为处置器械的前端,计算从该前端到血管的距离。另外,处置器械或血管的检测方法不限于上述,例如也可以使用色差图像(Cr或Cb)等,根据颜色的特征来检测处置器械或血管。另外,在特定部位为神经的情况下,例如通过投放使神经进行荧光发光的药剂,能够对神经进行摄像,能够从图像中检测神经。并且,在特定部位为尿道的情况下,例如当投放作为近红外荧光探针的ICG(吲哚菁绿)后,使其在活体内循环,通过观察其荧光,能够识别构造作为图像。
[0049]关联度取得部130根据由距离信息取得部120取得的二维距离取得关联度。具体而言,从处置器械到血管的二维距离越近,则越增大关联度。例如,如图3所示,关联度取得部130存储一览表,通过参照该一览表,将二维距离转换为关联度。这里,D1>D2>D3>D4。或者,关联度取得部130也可以根据将二维距离与关联度对应起来的函数来计算关联度。在设二维距离为D的情况下,例如关联度表示为f (D) = α/D等。这里,α是规定的系数。
[0050]通知处理部140进行如下处理:将由关联度取得部130取得的关联度转换为经由显示控制部160向用户通知的形式并进行通知。图4示出关联度通知的例子。在显示部400所显示的图像中设置有显示映出了血管11和处置器械12等的摄像图像的图像显示区域10、以及显示关联度的关联度显示区域20。例如,在关联度为第I阈值以上的情况下,通知处理部140使关联度显示区域20显示表示关联度较高的红色,在关联度小于第I阈值且为第2阈值以上的情况下,通知处理部140使关联度显示区域20显示表示关联度为中等程度的黄色,在关联度小于第2阈值的情况下,通知处理部140使关联度显示区域20显示表示关联度较低的黑色。另外,关联度的通知方法不限于图像显示,例如也可以通过声音、振动、LED的点亮等进行通知。
[0051]根据以上的第I实施方式,根据从内窥镜镜体输出的图像数据计算处置器械和特定部位(例如血管)的位置信息,通过取得各个距离信息,能够导出处置器械与特定部位的相互间的距离作为接近度。能够将该接近度作为关联度对用户进行通知。用户一边在监视器上确认关联度一边对处置器械进行操作,由此,能够削减误接近或接触特定部位而损伤特定部位(例如从血管出血)的风险。
[0052]3.第2实施方式
[0053]图5示出第2实施方式中的内窥镜装置的结构例。该内窥镜装置包括摄像部200、处理器部300、显示部400。处理器部300包括图像取得部110、距离信息取得部120、关联度取得部130、通知处理部140、图像处理部150、显示控制部160。另外,对与第I实施方式中说明的结构要素相同的结构要素标注相同标号并适当省略说明。
[0054]在第2实施方式中,求出处置器械与血管之间的三维距离(相对距离),根据该三维距离取得关联度。
[0055]具体而言,摄像部200具有处置器械210和能够对立体图像进行拍摄的立体光学系统220。立体光学系统220例如构成为配置具有视差的2个摄像光学系统。距离信息取得部120对具有该视差的立体图像进行匹配处理,计算图像上的各位置处的进深方向的距离。然后,距离信息取得部120从立体图像中检测处置器械和血管,根据通过匹配处理而检测到的进深方向的距离来检测处置器械和血管的三维位置,求出它们之间的三维距离。与第I实施方式同样,关联度取得部130将三维距离转换为关联度并将其输出到通知处理部140。
[0056]另外,检测处置器械和血管的三维位置的方法不限于上述立体拍摄。例如,摄像部200也可以具有进行自动对焦的光学系统,根据通过该自动对焦而对焦在处置器械或血管上时的透镜位置,估计与处置器械或血管之间的进深方向的距离。或者,也可以利用被摄体越远、则从摄像部200的前端照射的照明光越暗的性质,根据图像的明亮度估计进深方向上的到处置器械或血管的距离。
[0057]根据以上的第2实施方式,距离信息取得部120取得特定部位与处置器械210之间的相对距离(三维距离)作为距离信息。而且,相对距离越小,则关联度取得部130越是增大关联度。
[0058]这样,能够向用户通知处置器械210越接近特定部位则越高的关联度。由此,用户能够判断在根据当前的处置器械210和特定部位的配置关系进行处置的情况下是否存在损伤特定部位(例如从血管出血)的危险性,能够提供更加安全的处置。
[0059]另外,在现有技术(例如专利文献I等)中,例如构成为需要通过MRI等预先取得的活体组织(危险部位)的图像数据和检测处置器械的位置的位置检测装置。因此,存在装置大型化的课题。
[0060]关于这点,在本实施方式中,图像取得部110取得由摄像部200进行摄像而得到的包含特定部位(例如血管)和处置器械的像在内的摄像图像。距离信息取得部120从摄像图像中检测处置器械210和特定部位的位置,根据该检测到的处置器械210和特定部位的位置取得从处置器械210到特定部位的距离信息。
[0061]这样,由于不需要在事前取得特定部位的图像数据,所以,能够从摄像图像中实时检测处置器械210接近特定部位的情况,能够作为关联度通知给用户。并且,由于不需要用于在事前取得特定部位的图像数据的装置以及从摄像图像以外检测处置器械210的位置的装置(例如超声波图像装置、MRI, GPS发送接收装置),所以,能够紧凑地构成装置。
[0062]并且,在上述现有技术中,还考虑使用立体内窥镜来检测处置器械或危险部位的位置,但是,不一定对处置器械或危险部位进行摄像。因此,仅在立体内窥镜的图像数据中,可能无法检测到处置器械接近危险部位。另外,在专利文献I中,没有言及针对该课题的对应策略。
[0063]关于这点,在本实施方式中,如后所述,对一定会看到的部分(例如处置器械的手柄)标注检测用的标记,根据从图像中检测到的标记的位置和处置器械的尺寸信息,能够检测活体内部隐藏的处置器械的前端位置。或者,通过使用后述的NBI对活体深部的血管进行摄像,能够检测其位置。这样,根据本实施方式,仅根据图像就能够检测处置器械或特定部位的位置,不需要现有技术那样的大型化的装置。
[0064]4.第3实施方式
[0065]图6示出第3实施方式中的内窥镜装置的结构例。该内窥镜装置包括摄像部200、处理器部300、显示部400、光源部500。处理器部300包括图像取得部110、距离信息取得部120、关联度取得部130、通知处理部140、图像处理部150、显示控制部160、光源控制部190。另外,对与第1、第2实施方式中说明的结构要素相同的结构要素标注相同标号并适当省略说明。
[0066]在第3实施方式中,取得基于能够对深部血管进行摄像的特殊光的摄像图像,从该摄像图像中检测深部血管,使用该深部血管的从被摄体起的深度取得从处置器械到深部血管的距离信息,根据该距离信息取得关联度。
[0067]具体而言,光源部500产生具有白色波段的通常光(白色光)和具有特定波段的特殊光作为照明光。例如,光源部500具有产生通常光的光源和透射特殊光的滤镜,在未将该滤镜插入到光路中的情况下出射通常光,在将滤镜插入到光路中的情况下出射特殊光。或者,光源部500也可以具有产生通常光的光源和产生特殊光的光源,切换这些光源来出射通常光和特殊光。
[0068]光源控制部190对光源部500进行控制,进行切换通常光和特殊光来作为照明光出射的控制。关于通常光和特殊光的切换,例如可以根据来自用户的指示进行,或者也可以自动交替切换来进
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