被检体内导入系统的制作方法

专利名称：被检体内导入系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种拍摄被检体内的图像的被检体内导入系统。
背景技术：
近年来，在医疗用内窥镜的领域中出现了一种吞服型的胶 嚢型内窥镜。在该胶嚢型内窥镜中设置有摄像功能和无线通信
功能，并具有如下功能为了进行观察(检查)而从患者的口中 吞服该胶嚢型内窺镜之后，直到从人体自然排出为止的期间， 该胶嚢型内窥镜在体腔内、例如胃、小肠等脏器的内部随着其 蠕动运动进行移动，并依次进行摄像。
在此，在内窥镜领域中，提出了一种如下的窄频带观察方 式(例如，参照专利文献l):使用与以往的按RGB的场序(Field Sequential)方式的照明光相比将分光特性i殳为窄频带的照明 光。在窄频带观察方式中，通过照射容易被血液中的血红蛋白 吸收的被窄频带化了的蓝色光和绿色光的两种频带的光，来实 现粘膜表层的毛细血管以及粘膜显微图样的增强显示，有助于 才是前发现作为4企测对象部位的出血部位、肿瘤部位。
专利文献l:曰本净+开2002—95635号/>寺艮

发明内容
发明要解决的问题
在窄频带观察方式中，由于能够使粘膜表层的毛细血管以 及粘膜显微图样变暗，因此粘膜表层的毛细血管以及粘膜显微 图样被增强。然而，在想要拍摄发光部位的发光量受限制的胶嚢型内窥镜系统以及高速运动的对象的情况下，存在如下问题 无法区分较暗地显示的区域是由于血液中的血红蛋白等的吸收 而变暗、还是由于一见场方向为管腔方向而什么都没有而变暗、 或者由于光量不足而变暗，无法准确地检测出作为检测对象部 位的出血部位、月中瘤部位。
本发明是鉴于上述问题而完成的，其目的在于提供一种能 够检测出由被检体内导入装置拍摄的图像中的检测对象部位的 3皮才企体内导入系统。
用于解决问题的方案
为了解决上述问题并达到目的，拍摄被检体内的图像的本 发明所涉及的被检体内导入系统，其特征在于，具备被检体 内导入装置，其具有发光单元和摄像单元，该发光单元对根据 检测对象而具有规定的光学特性的检测对象部位至少发出反射 率低的低反射率波长的光和反射率高的高反射率波长的光，该 摄像单元至少对上述低反射率波长的光和上述高反射率波长的 光进行受光来拍摄上述图像；以及检测单元，其根据上述图像 中的与上述被检体内的检测对象区域对应的区域的上述高反射 率波长的光量和上述低反射率波长的光量，对上述检测对象区 域的上述4企测对象部位进行检测。
另外，本发明所涉及的被检体内导入系统的特征在于，上 述检测单元对上述图像中的上述高反射率波长的光量为规定的 阈值以上的区域进行提耳又来作为有可能包含上述4企测对象部位
的光量来#r测上述#r测对象部位。
另外，本发明所涉及的被检体内导入系统的特征在于，上 述检测单元对利用上述高反射率波长形成的图像中的上述高反用上述低反射率波长形成的图像中的与
述^r测对象部位。
另外，本发明所涉及的被检体内导入系统的特征在于，根 据对于上述检测对象部位的上述低反射率波长的光的反射率和 上述高反射率波长的光的反射率，设定上述规定的阈值。
另外，本发明所涉及的被检体内导入系统的特征在于，上 述才企测对象部位是出血部位。
另外，本发明所涉及的被检体内导入系统的特征在于，上 述低反射率波长是415nm至580nm中的任一个，上述高反射率波 长是615nm至635nm中的任一个。
另外，本发明所涉及的—皮4全体内导入系统的特征在于，还 具备图像处理单元，其对上述图像进行处理；以及显示单元， 其对包含由上述图像处理单元处理后的图像的信息进行显示， 其中，上述图像处理单元进行增强处理，该增强处理使上述检 测对象部4立增强。
另外，本发明所涉及的被检体内导入系统的特征在于，在 上述被检体内导入装置的侧面具备上述发光单元和上述摄像单 元。
另外，本发明所涉及的被检体内导入系统的特征在于，上 述被检体内导入装置具备至少两个上述摄像单元以及至少两个 上述发光单元，两个上述摄像单元分别拍摄相反的方向。
另外，本发明所涉及的被检体内导入系统的特征在于，上
及发出上述高反射率波长的光的发光元件。
另外，本发明所涉及的被检体内导入系统的特征在于，上 述发光元件是LED。另外，本发明所涉及的被检体内导入系统的特征在于，上
述被检体内导入装置具备驱动单元，其对各发光元件提供电 力来使各发光元件发光；以及控制单元，其对各发光元件中的 每个发光元件控制由上述驱动单元提供的电力量。
另外，本发明所涉及的被检体内导入系统的特征在于，上 述驱动单元具备电流量调整单元，该电流量调整单元对提供给 上述发光元件的电流量进行调整，上述控制单元控制上述电流 量调整单元来对提供给各发光元件的电流量进行控制。
另外，本发明所涉及的被检体内导入系统的特征在于，上 述驱动单元具备电力供给选择单元，该电力供给选择单元能够 对各发光元件中的每个发光元件分别选择是否提供电力，上述 控制单元控制上述电力供给选择单元来控制提供给各发光元件 的电力量。
另外，本发明所涉及的被检体内导入系统的特征在于，上 述电力供给选择单元能够选择是否对各发光元件提供电力，并 且能够对各发光元件中的每个发光元件选择要提供的电力量。
另外，本发明所涉及的被检体内导入系统的特征在于，上 述电力供给选择单元与每个上述发光元件相应地变更对各发光 元件提供电力的期间。
另外，本发明所涉及的被检体内导入系统的特征在于，上 述电力供给选择单元分时地对各发光元件提供电力。
另外，本发明所涉及的被检体内导入系统的特征在于，上 述控制单元根据对于上述检测对象部位的低反射率波长的光的 反射率和对于上述检测对象部位的高反射率波长的光的反射
率，对提供给各发光元件的电力量进行控制。
另外，本发明所涉及的被检体内导入系统的特征在于，上控制。
另外，本发明所涉及的被检体内导入系统的特征在于，上
述被检体内导入装置还具有引导用的永久磁铁，还具备引导 用磁场产生单元，其产生作用于上述永久》兹铁的引导用磁场； 以及引导用磁场方向控制单元，其对上述引导用磁场的方向进 行控制。
发明的效果
本发明根据对检测对象部位照射反射率低的低反射率波长 的光的同时照射作为反射率高的波长的高反射率波长的光而拍 摄的图像中的、作为检测是否存在检测对象部位的对象的与被 检体内的#r测对象区域对应的区域的高反射率波长的光量和低 反射率波长的光量，来对检测对象区域的4全测对象部位进行检 测，因此能够对所拍摄的图像中的检测对象部位进行检测。


图l是表示实施方式l所涉及的被检体内导入系统的整体结 构的图。
图2是用于说明图l示出的胶嚢型内窥镜的结构的概要图。
图3是表示图l示出的工作站的结构的框图。
图4是用于说明对图l示出的被检体照射的光的反射状态的图。
图5是表示对图l示出的被检体照射的光的反射率的图。 图6是表示图1所示的被检体内导入系统的检测处理的处理
过程的流程图。
图7是表示图6示出的检测处理的处理过程的流程图。 图8是用于说明将图l示出的胶嚢型内窥镜导入到被检体内
的情况的图。图9是表示图l示出的胶嚢型内窺镜所拍摄的图像的一例的图。
图IO是表示对图l示出的被检体照射的光的反射率的图。 图ll是用于说明图l示出的胶嚢型内窥镜的其它结构的概 要图。
图12是表示图l示出的接收装置的结构的框图。 图13是表示图l示出的胶嚢型内窥镜的其它结构的框图'。 图14是用于说明图l示出的胶嚢型内窥镜的其它结构的概 要图。
图15是表示实施方式2的胶嚢型内窥镜的结构的框图。 图16是用于说明对图15所示的胶嚢型内窥镜安装帽(cap) 的情况的图。
图17是表示图15所示的胶嚢型内窺镜的要部的框图。 图18是表示图15所示的胶嚢型内窺镜的要部的其它例子的 框图。
图19是表示图15所示的胶嚢型内窥镜的要部的其它例子的 框图。
图20是表示图19示出的开关的驱动状态的时序图。 图21是表示图19示出的开关的驱动状态的时序图。 图22是表示实施方式2的接收装置的结构的框图。 图2 3是表示实施方式2的工作站的结构的框图。 图2 4是表示实施方式3的胶嚢型内窥镜的结构的概要图。 图25是实施方式3所涉及的被检体内导入系统的概要图。 图26是用于说明图25所示的被冲全体内导入系统的图。 图27是用于说明实施方式1 3的被检体内导入系统的其它 例子的图。
附图标记i兌明1:被检体；2、 202:接收装置；3、 3a、 3b、 203、 303: 胶嚢型内窥镜；4、 204、 304:工作站；5:便携式记录介质； 6a 6h:接收用天线；7:外部装置；20:天线选择部；21:接 收电路；22:信号处理电^各；23:存^(诸部；24、 224:控制部； 25:电力供给部；30、 30a:外壳；31:前端透明盖；31a:透 明盖；32:发光部；33:透镜；34、 334:摄像元件；35:处理 电路；35a、 235a: 4空制吾卩；35b:受光电i 各；35c:发光马区动部； 36:天线；37:电池；41、 241、 341:控制部；42: l命入部； 43:存储部；44:位置4全测部；45: -险测部；46:图像处理部； 47:输出部；205:帽 ， 206a 206h:天线.，240:发光量调整部； 254:电阻设定部；250: LED驱动部；256:电流值设定部；320a: 恒压驱动器；320b:恒流驱动器；320、 321~32n: LED; 2511~251n: 电；^u^i"i殳定部；2521~252n: -弓区动器；2531 253n: 电卩且； 2551 255n:开关；338:永久磁铁；371X、 371Y、 371Z:亥 姆霍兹线圈(Helmholtzcoil)单元；372X、 372Y、 372Z:亥姆霍 兹线圏驱动器；373:旋转磁场控制电路；374:输入装置。
具体实施例方式
下面，参照附图，以采用了窄频带观察方式的被检体内导 入系统为例说明本发明的实施方式。此外，本发明并不限定于 本实施方式。另外，在附图的记载中，对同一部分附加同一标 记。
(实施方式l)
首先，说明实施方式l。图l是表示本实施方式l所涉及的被 检体内导入系统的整体结构的示意图。如图1所示，被检体内导 入系统具有接收装置2，其具有无线接收功能；以及胶嚢型内 窥镜3,其被导入到被检体l的体内，拍摄被检体内的图像并使用无线通信将所拍摄的图像发送到接收装置2。另外，被检体内 导入系统具有工作站4，其对由接收装置2接收并进行了处理 的信息进行处理，显示并输出被检体内的图像；以及便携式记 录介质5,其用于进行接收装置2与工作站4之间的信息的传送。 接收装置2由接收用天线6a 6h以及外部装置7构成，其中，上述 接收用天线6a 6h接收从胶嚢型内窥镜3发送的无线信号，上述 外部装置7对由接收到最高强度的无线信号的接收用天线接收 到的无线信号进行解调处理等，获取被检体l内部的图像。便携 式记录介质5具有如下结构对于外部装置7和工作站4能够安装 和拆卸，在对两者插入和安装时能够进行信息的输出或记录。
接着，参照图2说明图1示出的胶嚢型内窺镜3。如图2所示， 胶嚢型内窥镜3具备发光部32,其在拍摄被检体l内部的情况 下发出规定频带的波长的光；透镜33，其对从发光部32照射并 在被检体l内部反射的光进行聚光；摄像元件34,其例如由CCD 等实现，对由透镜33聚光的光进行受光来拍摄被检体内的图像； 处理电路35,其生成与由摄像元件34拍摄的图像对应的无线信 号，并且对发光部32、摄像元件34以及天线36的驱动状态进行 控制；天线36,其对从处理电路35输出的无线信号进行无线发 送；以及电池37,其对发光部32、掘j象元件34、处理电路35以 及天线36提供电力。从发光部32发出的光透过被设置在外壳30 的前端部的前端透明盖31而发出到祐j企体l内。然后，在被才企体 1内反射并透过前端透明盖31而入射到胶嚢型内窥镜3内的光通 过透镜33聚光之后，被摄像元件34所受光，并按规定波长被测 量出受光量。
发光部32对根据检测对象而具有规定的光学特性的检测对 象部位至少发出反射率低的低反射率波长的光和反射率高的高 反射率波长的光。发光部32例如具备发出白色光的LED。检测对象部位是出血部位、胂瘤部位的情况较多。低反射率波长是
容易一皮血液中的血红蛋白吸收的415nm至580nm中的任一个。另 外，高反射率波长是难以被血液中的血红蛋白吸收的615nm至 635nm中的任一个。摄像元件34至少对低反射率波长的光和高 反射率波长的光进行受光来拍摄被检体l内的图像。例如，摄像 元件34能够对作为低反射率波长的蓝色光和绿色光进行受光， 并且能够对作为高反射率波长的红色光进行受光。
接着，说明图1示出的工作站4。图3是表示图1示出的工作 站的结构的框图。如图3所示，工作站4具备控制部41,其对 工作站4的各结构部位进4于控制；输入部42，其输入由工作站4 进行的处理的指示信息；存储部43，其例如由硬盘装置等实现， 存储包含胶嚢型内窺镜3所拍摄的图像的信息；位置#r测部4 4, 其根据接收用天线6a 6h所接收到的无线信号的强度等来计算 胶嚢型内窥镜3的位置和方向；检测部45,其根据胶嚢型内窥镜 3所拍摄的图像来对被检体1内的检测对象区域的检测对象部位 进行检测；图像处理部46,其对胶嚢型内窺镜3所拍摄的图像进 行处理；以及输出部47,其例如由显示器等实现，显示并输出 包含由图像处理部46处理后的图像的信息。检测部45根据由摄 像元件3 4拍摄的图像中的作为检测是否存在检测对象部位的对 象的与被检体l内的检测对象区域对应的区域的高反射率波长 的光量和低反射率波长的光量，来对检测对象区域的检测对象 部位进行检测。图像处理部46进行用于才艮据4企测对象部位的检 测结果来对检测对象部位进行增强显示的处理等。
在此，参照图4说明由胶嚢型内窺4竟3的发光部32发出的低 反射率波长和高反射率波长的光。作为低反射率波长的属于 415nm至580nm的频带中的415nm至445nm的频带的蓝色光在入 射到没有出血部位的区域的情况下，如图4的入射光Hbl所示那样在皮肤61等生物体表面大部分被反射，与此相对地，在入射 到血管的情况下，如入射光Hb2所示那样^皮血管62内的血红蛋 白吸收，几乎不反射。另外，属于415nm至580nm的频带中的 530nm至550nm的频带的绿色光与蓝色光相比更能够入射到深 层部，在入射到没有出血部位的区域的情况下，如图4的入射光 Hgl所示那样在皮肤61内大部分被反射，与此相对地，在入射 到血管的情况下，如入射光Hg2所示那样被血管62内的血红蛋 白吸收，几乎不反射。图像处理部46通过对利用容易被该血管 6 2中的血红蛋白吸收的蓝色光或绿色光、即低反射率波长形成 的摄像图像进行处理，来获取使粘膜表层的毛细血管和粘膜显 微图样增强的图像、即增强了作为检测对象部位的出血部位、 主要部位的图像。与此相对地，作为高反射率波长的属于615nm 至635nm的频带的红色光如入射光Hrl和入射光Hr2所示那样不
接着，参照图5说明高反射率波长和低反射率波长的反射 率。图5示出的曲线11表示由摄像元件34进行受光的低反射率波 长XI的光的受光特性，曲线12表示由摄像元件34进行受光的高 反射率波长X2的光的受光特性。另外，曲线lb表示在出血部位 的各波长的反射率，直线le表示向什么都不存在的管腔方向发 出各波长的光的情况下的反射率。如曲线lb所示，在向出血部 位发出了光的情况下，由于低反射率波长入l的光被出血部位吸 收，因此示出较低的反射率。与此相对地，高反射率波长X2的 光即使在存在出血部位的情况下也反射，因此示出较高的反射 率。因而，在考虑漫反射光以及测量误差的基础上摄像元件34 对高反射率波长A2的受光量与低反射率波长X1的受光量相比还 是足够大的情况下，认为在该反射光进行反射的区域存在检测 对象部位。另外，如图5的直线le所示，由于向不存在物质的方向发出了光的情况下所发出的光没有返回，因此无论哪种波长，
反射率都几乎为o。
因此，抬r观'J部4 5使用规定的阈值来进行与检测对象部位有 关的检测，该规定的阈值是根据对于检测对象部位的低反射率 波长的光的反射率和高反射率波长的光的反射率而设定的阈 值。为了设定该规定的阈值，首先，考虑曲线lb上的低反射率 波长X1的光的反射率、曲线lb上的高反射率波长X2的光的反射 率、漫反射光以及测量误差，设定能够判断为存在检测对象部 位的可能性高的反射率T1。然后，根据发光部32为了发出高反 射率波长X2而所需的输出值和反射率T1，使用与发光部32所发 出的高反射率波长X2的光中的估计为摄像元件34中进行受光的 高反射率波长X2的受光量对应的输出值。然后，对所求出的输 出值考虑测量误差等来设定规定的阈值。
检测部45对图像中的高反射率波长的光量为规定的阈值以 上的区域进行提取来作为有可能包含检测对象部位的包含区 域，根据所提取的包含区域中的低反射率波长的光量来对检测 对象部位进行4全测。例如，检测部45对利用高反射率波长形成 的图像中的高反射率波长的光量为规定的阈值以上的区域进行 提取来作为包含区域，根据利用低反射率波长形成的图像中的 与包含区域对应的区域的低反射率波长的光量来对检测对象部 位进行检测。
接着，参照图6说明被检体内导入系统检测是否存在出血部 位等检测对象部位的检测处理。如图6所示，首先，发光部32 进行发光处理，通过该发光处理发出低反射率波长的光和高反 射率波长的光(步骤S2)。接着，摄像元件34进行摄像处理，通 过该摄像处理对低反射率波长的光和高反射率波长的光进行受 光来拍摄图像(步骤S4)。然后，进行发送处理，通过该发送处理将由摄像元件3 4拍摄的图像通过接收装置2和便携式记录介 质5发送到工作站4(步骤S6)。接着，在工作站4中，检测部45进 行检测处理，通过该检测处理对检测对象部位进行检测(步骤 S8)。然后，输出部47进行输出处理，通过该输出处理将图像与 检测部4中的#全测结果一起进行显示并输出(步骤SIO)。
接着，参照图7说明图6示出的检测处理。如图7所示，检测 部45从与由摄像元件34获取的各波长的受光量有关的测量结果 中获取与高反射率波长对应的测量结果(步骤S12)。即，检测部 45获取利用高反射率波长形成的图像。然后，检测部45对利用 高反射率波长形成的图像中的高反射率波长的光量为规定的阈 值以上的区域进行提取来作为包含检测对象部位的可能性高的 区域(步骤S14)。这是因为能够判断出高反射率波长的光量小于 阈值的区域是光没有照射到的管腔方向等的部分。接着，检测 部45从由摄像元件34获取的测量结果中获取与低反射率波长对 应的测量结果(步骤S16)。即，检测部45获取利用低反射率波长 形成的图像。然后，检测部45根据利用低反射率波长形成的图
才企测对象进行检测(步骤S18)。然后，；险测部45将4企测结果与进 行了》今测的图像相对应地进行输出(步骤S 2 0)。
以胶嚢型内窥镜3拍摄图8所示的被检体1内的区域S1的情 况为例说明检测部45的检测处理。在该区域S1中包含存在作为 检测对象部位的出血部位的区域S2和远离测量位置的与管腔 方向对应的区i或S3。
并且，作为区域S1的摄像图像，能够分别得到图9的左图 所示的利用低反射率波长形成的图像G1和图9的右图所示的利 用高反射率波长形成的图像G2。检测部45根据图像G1和图像 G 2对检测对象部位进行检测。检测部4 5在图9所示的步骤S14中如箭头Y1所示那样将图像G2的高反射率波长的受光量为阈值 以下的区域S12判断为光不反射的管腔方向的区域且是不存在 检观'J对象的非检测对象部位而从提取对象中进行排除。然后， 检测部45提取图像G2的区域S12以外的区域来作为有可能包含 检测对象部位的包含区域。在该步骤S14中，能够排除拍摄了 光没有照射到的管腔方向等的区域，并且能够排除存在具有与 -险测对象不同的光学特性的部位的区i 戈。此外，4企测部45也可 以将图像G2与图像G1进行比较，检测出在图像G2和图像G1的 任一个图像中较暗的区域为非检测对象部位。
接着，检测部45判断图像G1中的在步骤S14中提取出的区 域、即与图像G2中的区域S12对应的区域S11以外的区域中是否 存在低反射率波长的光量低的较暗的区域。图像G1内的区域 S13是低反射率波长的光量低而较暗的区域。在该区域S13中， 在检测对象是出血部位的情况下，认为被照射的低反射率波长 的光被血液中的血红蛋白吸收，其结果不反射。因此，检测部
部位。此外，检测部45也可以将图像G2与图像G1进行比较，判 断出在图像G2中的较亮的区域和图像G1中的较暗的区域中存 在检测对象部位。另外，在利用高反射率波长形成的各图像中 不存在光量超过阈值的区域的情况、即在整体较暗的利用高低 反射率波长形成的图像连续的情况并且整体较暗的利用低反射 率波长形成的图像连续的情况下，检测部45检测出仅在管腔方 向连续地进行了摄像。另外，在整体较暗的利用高反射率波长 形成的图像和整体较暗的利用低反射率波长形成的图像连续、 且包含较亮的区域的利用高反射率波长形成的图像不出现的情 况下，检测部4 5检测出有可能由于发光部3 2的光量不足而变暗。 这样，实施方式l所涉及的被检体内导入系统发出为了增强显示作为检测对象部位的出血部位等而使用的低反射率波长的 光的同时，发出对于检测对象部位具有较高的反射率的高反射 率波长的光，根据高反射率波长的光的受光量来对检测对象部 位进行检测。因此，根据实施方式l，能够区分出在利用低反射 率波长形成的图像中较暗地显示的区域是由于血液中的血红蛋 白等的吸收而变暗、还是由于视场方向为管腔方向而变暗、或
者由于光量不足而变暗，能够比以往更准确地;险测出作为4全测 对象部位的出血部位、胂瘤部位。
此外，为了获取低反射率波长和高反射率波长的光量，只 要发光部32或摄像元件34发出低反射率波长的光和高反射率波 长的光、或者对低反射率波长的光和高反射率波长的光进行受 光即可。例如，发光部32也可以分别具有发出低反射率波长的 光的LED和发出高反射率波长的光的LED，摄像元件34是能够 对低反射率波长和高反射率波长进行受光的同时对其它波长区 域的光进行受光的摄像元件。另外，发光部32也可以在具备白 色LED的同时具备仅使低反射率波长透过的滤波器以及仅使高 反射率波长透过的滤波器，从而发出低反射率波长的光和高反 射率波长的光。另外，摄像元件34也可以具备仅使低反射率波 长透过的滤波器以及仅使高反射率波长透过的滤波器，从而对 低反射率波长的光和高反射率波长的光进行受光。当然，也能 够将发光部32和摄像元件34都作为发出低反射率波长的光和高 反射率波长的光并对低反射率波长的光和高反射率波长的光进 行受光的元件，来进一步提高对低反射率波长和高反射率波长 的受光精确度，从而提高检测处理的精确度。
另外，在实施方式l中，由于能够使用现有的LED和摄像元 件，因此将415nm至580nm的波长作为低反射率波长进行了说 明，但是只要低反射率波长是对于检测对象部位反射率较低的频带的波长即可。例如，如图10所示，低反射率波长并不限于
蓝色光和绿色光，也可以是在出血部位的反射率较低的近紫外 频带的波长;ui、作为黄色光的波长U2。只要根据考虑了曲线
lb上的低反射率波长Xll、 X12的光的反射率、曲线lb上的高反 射率波长X 2的光的反射率、漫反射光以及测量误差的值T 2来设 定在才全测部45的4全测处理中^:用的阈值即可。另夕卜，由于能够 使用现有的LED和摄像元件，因此将615nm至635nm的波长作为 高反射率波长进行了说明，但是只要高反射率波长是对于检测 对象部位反射率较高的波长即可，例如也可以是近红外频带的 波长。
另外，在实施方式l中，作为胶嚢型内窥镜，以在开头部分 设置透明盖而对胶嚢型内窺镜3的长度方向进行摄像处理的胶 嚢型内窥镜3为例进行了说明，但是当然也可以是如图ll所示那 样在侧面设置发光部32a和受光部33a而对月交嚢型内窺镜的侧面 方向进行摄像处理的侧视型的胶嚢型内窺镜3a。从发光部32a 发出的光L在肠壁39等进行反射，通过被设置在胶嚢型内窥镜 3a的侧面部的透明盖31a而由受光部33a进行受光。通过设为图 11所示的侧视型的胶嚢型内窥镜3a,由于与^皮斗全体1内部之间的 距离变近，因此能够进行测量强度高且稳定的检测。另外，在 胶嚢型内窥镜3a中，在如胶嚢型内窥镜3a侵入到宽广的管腔内 的情况或胶嚢型内窥镜3a在被检体l内部的方向偏离了的情况 等那样与被检体之间的距离变远的情况下，由于能够检测是否 存在检测对象部位，因此认为是特别实用的胶嚢型内窥镜。
另外，在实施方式l中，对于在工作站4中具备4全测部45的 情况进行了说明，但是并不限于此。例如，也可以如图12所示 那样在构成接收装置2的外部装置7内具备^r测部45。外部装置7 具备4企测部45的同时具备天线选择部20,其/人接收用天线6a 6h中选择适于进行接收的天线；接收电路21,其对通过接收 用天线接收到的无线信号进行解调处理等；信号处理电路22， 其对从接收电路21输出的信号进行处理，输出图像信息；存储 部23,其存储通过信号处理电路22进行了处理的图像；控制部 24,其对这些各结构部位进行控制；以及电力供给部25,其对 各结构部位提供驱动电力。检测部45根据由信号处理电路22输 出的低反射率波长和高反射率波长的图像信息来检测是否存在 检测对象部位，控制部24使存储部23将检测结果与图像信息相 对应地进行存储。
另夕卜，也可以如图13所示那样在胶嚢型内窥镜3中具备检测 部45。胶嚢型内窥镜3具备检测部45的同时具备发光部32;摄 像元件34;电池37;控制部35a，其对各结构部位进行控制；受 光电路35b，其对由摄像元件34拍摄的图像信息进行调制来生成 无线信号；发光驱动部35c,其对发光部32的驱动状态进行控制； 以及天线36，其对从受光电路35b输出的信号进行无线发送。控 制部35a、受光电路35b以及发光驱动部35c被设置在处理电路35 内。检测部45从由摄像元件34拍摄的图像中获取与检测对象区 域对应的区域的低反射率波长和高反射率波长的光量来对检测 对象部位进4亍4企测，控制部35a将检测结果与由受光电路35b生 成的无线信号相对应地通过天线36发送到接收装置2。
另外，在实施方式l中，作为胶嚢型内窺镜以单眼的胶嚢型 内窥镜3为例进行了说明，但是当然也可以是如图14所示的如下 的复眼的胶嚢型内窥镜3b:在图中左右双方的前端部分别设置 前端透明盖31 ，与该左右的前端部相对应地i殳置多个发光部32、 透镜33、摄像元件34。在胶嚢型内窺镜3b中，由于两个摄像元 件34朝向相反的方向，因此分别拍摄相反的方向。该胶嚢型内 窺镜3b由于能够通过多个摄像元件34在体腔内进行摄像，因此起到如下效果与单眼的胶嚢型内窺镜3相比能够同时观察更广 的区域，从而提高观察性。特别是，由于胶嚢型内窥镜3b的两 个摄像元件34朝向相反的方向，因此能够同时拍摄胶嚢型内窥 镜3b的前后，能够有效地观察更广的区域。此外，由于利用透 明盖覆盖胶嚢型内窥镜3b的图中的左右前端，因此在圓筒形状 的外壳30a内装载胶嚢型内窥镜3b的各结构部件。此外，在图14 中省略了图2示出的处理电路35、天线36、电池37的图示。 (实施方式2)
接着，i兌明实施方式2。在实施方式2中，对提供症合构成胶 嚢型内窥镜的发光部的各发光元件的电力量进行调整来减少在 胶嚢型内窥镜中消耗的电量。图15是表示实施方式2中的胶嚢型 内窥镜的结构的框图。如图15所示，实施方式2中的胶嚢型内窥 镜203具备LED驱动部250来代替图13所示的胶嚢型内窥镜3中 的发光驱动部35c,具备控制部235a来代替胶嚢型内窥镜3中的 控制部35a。构成发光部32的LED 320是由分别发出*见定波长频 带的光的多个LED构成的LED群。LED驱动部250对各LED提供 来自电池37的电力来使各LED发光。控制部235a具有与控制部 35a同样的功能。并且，控制部235a具有发光量调整部240，该 发光量调整部240对每个LED控制通过LED驱动部250提供给各 LED 320的电力量。
首先，为了调整提供给各LED的电力量，如图16所示，胶 嚢型内窥镜203以将内侧空白的筒状的帽205安装在前端部的状 态通过规定输出4吏LED 320发光，使透镜33对在帽205的内侧反 射的光进行聚光，使摄像元件34进行受光。发光量调整部240 获取所使用的多个波长间的作为由摄像元件34得到的测量值之 比的白平衡，根据白平衡的值计算各波长的输出值为最佳的调 整值，对提供给各LED的电力量进行控制。发光量调整部240通过对提供给各LED的电力量进行控制，将各波长的发光量调 整为观察被检体l内所需的发光量。例如，对于发出发光量相对 较大的波长的光的LED调整电力供给量使得发光量下降到合适 的值。另外，发光量调整部240也可以才艮据对于纟企测对象部位的 低反射率波长的光的反射率和高反射率波长的反射率，来对提 供给各LED的电力量进行控制。例如，发光量调整部240对于发 出被检体l内的观察中所使用的低反射率波长的光的LED控制 电力供给量使得成为能够确保规定的摄像精确度的程度的发光 量。另外，发光量调整部240对发出高反射率波长的光的LED 控制要提供的电力量，将发光量降低到能够进行检测部4 5的检 测处理的程度、即能够充分区分出对于检测对象部位的高反射 率波长的反射光和漫反射光的程度，来抑制功耗。
接着，作为对提供给LED 320的电力量进行调整的方法， i兌明对驱动构成LED 320的各LED的电流值进4亍调整的情况。 图17是表示图15所示的胶嚢型内窥镜203的要部的框图。如图17 所示，LED驱动部2504姿分别发出头见定的波长的光L 1 Ln的LED 321 32n的每个LED具有电流值设定部2511 25ln以及驱动器 2521~252n。电流值设定部2511 25 ln根据发光量调整部240的 调整值来对提供给分别通过驱动器2521 252n连接的LED 321 32n的电流量进行调整。驱动器2521 252n将由电流值-没定 部2511 251n设定的电流值提供给各自连接的LED 321 32n。其 结果，LED 321 32n分别发出与被提供的电力量相应的发光量 的光。LED驱动部250对电流值设定部2511 251n以及驱动器 2521 252n进行控制来控制提供给各LED 321 32n的电流量。
这样，根据实施方式2，通过对提供给发出各波长的光的 LED的电力量进行调整，能够实现电池容量有限的胶嚢型内窥 镜203的功耗的降低。另外，在实施方式2中，通过将发出高反射率波长的光所需的电力抑制到能够进行检测部4 5的检测处理 的程度，能够减少由于高反射率波长的发光而引起的功耗的增 加。
此外，如图18所示，对于提供固定电压的驱动器也可以通 过增减电流量调整用的电阻的值来对驱动各LED的电流值进行 调整，控制提供给LED的电力量。各LED 321 32n连接到施加 固定电压的恒压驱动器320a上。并且，LED驱动部250a具备 电阻2531 253n,其分别串联连接到各LED 321 32n上，电阻值 可变；以及电阻_没定部254,其根据发光量调整部240的白平銜-调整值来调整电阻2531 253n的电阻值。电阻2531 253n以及电 阻设定部254利用作为电流量调整用电阻的电位器等来实现。这 样，也可以对各LED 321 32n中的电阻值进行调整，来对提供 给各LED 321 32n的电流量进行调整。
另夕卜，LED驱动部250也可以如图19所示那样是具有开关 2551 255n以及电流值设定部256的LED驱动部250b。开关 2551 255n在电流值设定部256的控制下，对各自连接的LED 321 32n的开启状态以及关闭状态进行切换。电流值设定部256 对开关25 51 25 5n以及连接到LED 3 21 3 2n上的恒流驱动器 320b的电流量进行控制，来控制提供给各LED 321 32n的电力 量。电流值设定部256通过控制开关2551 255n，能够对各LED 321 32n中的每个LED选择是否提供电力，并且通过控制恒流驱 动器320b所提供的电流值，能够对LED 321 32n中的每个LED 选择要提供的电力量。
例如，电流值设定部256分时地对各LED 321 32n提供电 力。具体地说，如图20所示，通过将开关2551 255n分时地i殳 为接通状态，来控制各LED 321 32n的发光时间，从而减少月交 嚢型内窥镜203的功耗。例如，电流值:没定部256在时间tl t2的期间将连接到LED 321上的开关2551设为接通状态。在这种情 况下，电流值设定部2 5 6将恒流驱动器3 2 0 b的电流值调整为与发 光量调整部240中的LED 321的调整值相应的电流值P1。其结 果，在时间tl t2的期间，LED 321以与发光量调整部240的调整 值相应的发光量进行发光。另外，电流值设定部256在时间t2 t3 的期间将连接到LED 322上的开关2552设为接通状态，并且将 恒流驱动器320b的电流值调整为与发光量调整部240中的LED 322的调整值相应的电流值P2。其结果，在时间t2 t3的期间， LED 322以与发光量调整部240的调整值相应的发光量进行发 光。
另夕卜，电流值设定部256也可以与LED 321 32n中的每个 LED相应地变更对各LED 321 32n提供电力的期间。具体地说， 如图21所示，通过在与各LED 321 32n中的每个LED相应的期 间将开关25 51 ~25 5n分别设为接通状态，来控制各LED 321 3 2n 的发光时间，从而减少胶嚢型内窺镜203的功耗。例如，电流值 i殳定部256在期间Tl的期间将连接到LED 321上的开关2551设 为接通状态，并且将恒流驱动器320b的电流值调整为与发光量 调整部240中的LED321的调整值相应的电流值。另夕卜，在期间 Tn的期间将连接到LED 32n的开关255n设为接通状态，并且将 恒流驱动器320b的电流值调整为与发光量调整部240中的LED 32n的白平^f调整值相应的电流值。例如，在月交嚢型内窺镜203 在内径较窄的管内行进的情况下，胶嚢型内窥镜203的行进方向 的变化较少，因此检测部45只要能够以规定间隔使用由高反射 率波长形成的图像进行检测即可。在这种情况下，发出高反射 率波长的光的LED 321不需要始终发出高反射率波长的光，例 如只要在图21的期间Tl的期间以能够进行检测部45的检测处 理的程度的发光量发出高反射率波长的光即可。与此相对地，发出低反射率波长的光的LED 32n在观察被检体1内所需的期 间Tn的期间以能够充分观察被检体l内的发光量发出低反射率 波长的光。这样，发光量调整部240也可以根据对检测对象部位 的低反射率波长的光的反射率和高反射率波长的光的反射率来 对LED 321 32n中的每个LED设定发光时间和发光量，从而控 制电力供给量。
另外，在实施方式2中，针对在胶嚢型内窥镜203内具备发 光量调整部240的情况进行了说明，但是并不限于此。例如，在 作为能够进行双向通信的祐j企体内导入系统的情况下，也可以 如图22所示那样在接收装置202中的外部装置207的控制部224 内具备发光量调整部240。在这种情况下，发光量调整部240才艮 据通过天线206a 206h接收到的来自胶嚢型内窥镜的在安装帽 205时的测量结果来计算对于各LED的调整值。然后，接收装置 202通过天线206a 206h对月交嚢型内窥镜发送对于各LED的调整 值。在胶嚢型内窥镜中，LED驱动部250、 250a、 250b根据所接 收到的白平衡调整值来调整各LED 321 32n的电力供给量，并 控制发光量。另外，也可以如图23所示那样在工作站204中的控 制部241内具备发光量调整部240。在这种情况下，根据通过接 收装置获取的来自胶嚢型内窺镜的在安装帽205时的测量结果 来计算对于各LED的调整值。然后，工作站204通过接收装置对 胶嚢型内窥镜发送对于各LED的调整值。
(实施方式3)
接着，说明实施方式3。在实施方式3中，J吏^兹性引导系统 与实施方式1或实施方式2所涉及的被检体内导入系统组合，从 胶嚢型内窥镜外部提供磁场，在发现检测对象部位的情况下， 能够向检测对象部位所处的方向改变胶嚢型内窥镜的朝向、或 者使胶嚢型内窥镜自身靠近，以此引导胶嚢型内窥镜。此外，在实施方式3中，以对实施方式1或实施方式2中的胶嚢型内窥镜 中的实施方式l中的胶嚢型内窥镜应用磁性引导系统的情况为 例进行说明。
图24是表示实施方式3中的胶嚢型内窺镜的结构的概要图。 如图24所示，实施方式3中的胶嚢型内窥镜303与图2所示的胶嚢 型内窥镜3相比具有如下结构在内部还具备引导用的永久磁铁 338。该永久磁铁338在从外部被提供磁场的情况下按照该磁场 的朝向而改变朝向，因此随着该永久磁铁338的朝向的变更，胶 嚢型内窥镜303自身也改变方向。另外，永久》兹4失338在从外部 被提供磁场的情况下，通过该磁场变更位置来行进。因此，随 着该永久》兹铁338的位置的变更，力交嚢型内窥镜303自身也变更 位置来行进。
接着，说明实施方式3所涉及的被检体内导入系统的概要结 构。图25是实施方式3所涉及的被检体内导入系统的概要图，图 2 6是用于说明图2 5所示的被检体内导入系统的图。
如图25所示，实施方式3所涉及的^^皮检体内导入系统与图1 所示的被检体内导入系统相比还具有亥姆霍兹线圈单元371X、 371Y、 371Z以及亥姆霍兹线圈驱动器372X、 372Y、 372Z,其 中，上述亥姆霍兹线圈单元371X、 371Y、 371Z被配置在胶嚢型 内窥镜303的动作范围的外部，上述玄姆霍兹线圈驱动器372X、 372Y、 372Z对分别提供给各亥姆霍兹线圏单元371X、 371Y、 371Z的电流进行;故大控制。该亥姆霍兹线圈单元371X、 371Y、 371Z分别从X、 Y、 Z轴方向产生对胶嚢型内窥销:303进行驱动 的平行磁场。换言之，玄姆霍兹线圈单元371X、 371Y、 371Z 产生作用于胶嚢型内窺镜303的永久磁铁338的引导用磁场。
亥姆霍兹线圈单元371X、 371Y、 371Z如图26所示那样被形 成为大致矩形形状。玄姆霍兹线圈单元371X、 371Y、 371Z具备相向的三对亥姆霍兹线圈单元371X、 371Y、 371Z,并且各对玄 姆霍兹线圈单元371X、 371Y、 371Z^:配置成相对于图25示出的 X、 Y、 Z轴大致垂直。亥姆霍兹线圈单元371X、 371Y、 371Z ^l配置成相对于X、 Y、 Z轴大致垂直。亥姆霍兹线圈单元371X ^皮配置成相对于X轴大致垂直，亥姆霍兹线圈单元371Y被配置 成相对于Y轴大致垂直，亥姆霍兹线圈单元371Z^皮配置成相对 于Z轴大致垂直。玄姆霍兹线圈驱动器3 72X控制亥姆霍兹线圈 单元371X,亥姆霍兹线圈驱动器372Y控制亥姆霍兹线圈单元 371Y,亥姆霍兹线圈驱动器372Z控制亥姆霍兹线圈单元371Z。 另外，亥姆霍兹线圏单元371X、 371Y、 371Z被配置成在其 内部形成大致长方体状的空间S。空间S如图25所示那样成为胶 嚢型内窥镜303的动作空间，并且如图26所示那样还成为配置被 才全体1的空间。
并且，实施方式3所涉及的被检体内导入系统具备旋转磁场 控制电路373以及输入装置374,其中，上述旋转磁场控制电路 373对作为用于驱动胶嚢型内窥镜303的引导用磁场的平行磁场 的方向进行控制，上述输入装置374将通过手术操作者的输入操 作而输入的胶嚢型内窺镜3 0 3的行进方向输出到旋转磁场控制 电路373。
在该^皮才全体内导入系统中，旋转》兹场控制电路373控制平行 磁场的方向来满足从输入装置374输入的行进方向，亥姆霍兹线 圏马区动器372X、 372Y、 372Z^f吏玄姆霍兹纟戋圏单元371X、 371Y、 3 71Z分别产生由旋转石兹场控制电路3 7 3所控制的方向的平行磁 场。其结果，由于被装载在胶嚢型内窥镜303中的永久^t铁338 的朝向等随着被提供的平行磁场而改变，因此胶嚢型内窥镜3 0 3 自身的朝向、行进方向也随其改变。
这样，在实施方式3中，通过对作用于被装载在胶囊型内窥镜303中的永久磁铁的磁场的方向进行控制，能够控制作用于磁 铁的力的方向，并能够对胶嚢型内窥镜303的朝向、移动方向进 行控制。因此，根据实施方式3，在发现了4全测对象部位的情况 下，能够向检测对象部位所处的方向改变胶嚢型内窥镜的朝向、 或者使胶嚢型内窥镜自身靠近，因此能够更好地观察检测对象部位。
此外，在本实施方式3中，以三轴的亥姆霍兹线圏单元 371X、 371Y、 371Z为例进行了说明，但是也无需严格地满足亥 姆霍兹线圈的条件，例如线圏除了圆形之外也可以是大致四角 形。另外，相向的线圈的间隔只要在满足本实施方式3的功能的 范围内就可以不符合亥姆霍兹线圈的条件。
另外，在实施方式1 3中，针对将胶嚢型的内窥镜导入到 被检体l内的情况进行了说明，但是当然也能够如图27所示那样 应用于将导入部303导入到被;险体1内的情况，其中，上述导入
统332以及揭J象元件344,以有线方式与工作站304连接。这种情 况也同样地，通过具备4企测部45以及控制部341内的发光量调整 部240 ，能够比以往更准确地4全测出作为4全测对象部位的出血部 位、肺瘤部位，并且能够减少功^^。 产业上的可利用性
如上所述，本发明用于对被检体内的检测对象部位进行增 强显示的祐j全体内导入系统，特别适用于实现了正确的才全测部 位的检测和省电化的情况。
权利要求
1.一种被检体内导入系统，拍摄被检体内的图像，其特征在于，具备被检体内导入装置，其具有发光单元和摄像单元，该发光单元对根据检测对象而具有规定的光学特性的检测对象部位至少发出反射率低的低反射率波长的光和反射率高的高反射率波长的光，该摄像单元至少对上述低反射率波长的光和上述高反射率波长的光进行受光来拍摄上述图像；以及检测单元，其根据上述图像中的与上述被检体内的检测对象区域对应的区域的上述高反射率波长的光量和上述低反射率波长的光量，对上述检测对象区域的上述检测对象部位进行检测。
2. 根据权利要求l所述的被检体内导入系统，其特征在于， 上述检测单元对上述图像中的上述高反射率波长的光量为规定的阈值以上的区域进行提取来作为有可能包含上述检测对 象部位的包含区域，根据所提取的上述包含区域的上述低反射 率波长的光量来#全测上述4企测对象部位。
3. 根据权利要求2所述的被检体内导入系统，其特征在于， 上述检测单元对利用上述高反射率波长形成的图像中的上述高反射率波长的光量为上述规定的阔值以上的区域进行提取 来作为上述包含区域，根据利用上述低反射率波长形成的图像才全测上述4企测对象部位。
4. 根据权利要求2所述的被检体内导入系统，其特征在于， 根据对于上述检测对象部位的上述低反射率波长的光的反射率和上述高反射率波长的光的反射率，设定上述规定的阈值。
5. 根据权利要求l所述的被检体内导入系统，其特征在于， 上述 一企测对象部位是出血部位。
6. 根据权利要求l所述的被检体内导入系统，其特征在于，上述高反射率波长是615nm至635nm中的任一个。
7. 根据权利要求l所述的被检体内导入系统，其特征在于， 还具备图像处理单元，其对上述图像进行处理；以及 显示单元，其对包含由上述图像处理单元处理后的图像的信息进行显示，其中，上述图像处理单元进行增强处理，该增强处理使上 述检测对象部位增强。
8. 根据权利要求l所述的被检体内导入系统，其特;f正在于， 在上述被4全体内导入装置的侧面具备上述发光单元和上述摄像单元。
9. 根据权利要求l所述的被检体内导入系统，其特征在于， 上述被检体内导入装置具备至少两个上述摄像单元以及至少两个上述发光单元，两个上述摄像单元分别拍摄相反的方向。
10. 根据权利要求1所述的被检体内导入系统，其特征在于， 上述发光单元至少具有发出上述低反射率波长的光的发光元件以及发出上述高反射率波长的光的发光元件。
11. 根据权利要求10所述的被检体内导入系统，其特征在于于上述发光元件是LED。
12.才艮据权利要求10所述的被才企体内导入系统，其特征在上述被检体内导入装置具备 驱动单元，其以及控制单元，其对各发光元件中的每个发光元件控制由上述 驱动单元提供的电力量。
13. 根据权利要求12所述的被检体内导入系统，其特征在于，上述驱动单元具备电流量调整单元，该电流量调整单元对 提供给上述发光元件的电流量进行调整，上述控制单元控制上述电流量调整单元来对提供给各发光 元件的电流量进行控制。
14. 根据权利要求12所述的被检体内导入系统，其特征在于，上述驱动单元具备电力供给选择单元，该电力供给选择单 元能够对各发光元件中的每个发光元件分别选择是否提供电 力，上述控制单元控制上述电力供给选择单元来控制提供给各 发光元件的电力量。
15. 根据权利要求14所述的被检体内导入系统，其特征在于，上述电力供给选择单元能够选择是否对各发光元件提供电 力量。
16. 才艮据冲又利要求14所述的被#全体内导入系统，其特征在于，上述电力供给选4奪单元与每个上述发光元件相应地变更对 各发光元件提供电力的期间。
17. 根据权利要求16所述的被检体内导入系统，其特征在于，上述电力供给选择单元分时地对各发光元件提供电力。
18. 根据权利要求12所述的被检体内导入系统，其特征在于，上述控制单元根据对于上述检测对象部位的低反射率波长 的光的反射率和对于上述检测对象部位的高反射率波长的光的 反射率，对提供给各发光元件的电力量进行控制。
19. 根据权利要求12所述的被4企体内导入系统，其特征在于，上述控制单元根据白平衡的值对提供给各发光元件的电力 量进行控制。
20. 根据权利要求l所述的被检体内导入系统，其特征在于， 上述被检体内导入装置还具有引导用的永久磁铁， 还具备引导用磁场产生单元，其产生作用于上述永久磁铁的引导 用万兹场；以及引导用磁场方向控制单元，其对上述引导用磁场的方向进 行控制。
全文摘要
本发明在拍摄被检体内的图像的被检体内导入系统中具备胶囊型内窥镜，其具有发光部和摄像元件，该发光部对根据检测对象而具有规定的光学特性的检测对象部位至少发出反射率低的低反射率波长的光和作为反射率高的波长的高反射率波长的光，该摄像元件至少对低反射率波长的光和高反射率波长的光进行受光来拍摄图像；以及检测部(45)，其根据图像中的作为检测是否存在检测对象部位的对象的与被检体内的检测对象区域对应的区域的高反射率波长的光量和低反射率波长的光量，对检测对象区域的检测对象部位进行检测。
文档编号A61B1/00GK101621956SQ20088000579
公开日2010年1月6日 申请日期2008年2月20日 优先权日2007年2月22日
发明者佐藤良次, 折原达也, 健 森, 河野宏尚 申请人:奥林巴斯医疗株式会社;奥林巴斯株式会社