胶囊型内窥镜系统的制作方法
【技术领域】
[0001 ]本发明涉及一种将胶囊型内窥镜导入被检体内来观察该被检体内的胶囊型内窥镜系统。
【背景技术】
[0002]在内窥镜的领域，正在开发一种形成为能够导入患者等被检体的消化道内的大小的胶囊型内窥镜(例如参照专利文献1?3)。胶囊型内窥镜是胶囊型壳体的内部具备摄像功能和无线通信功能的装置，在从被检体的口被吞入后，一边通过蠕动运动等在消化道内移动一边依次拍摄被检体的脏器内部来获取图像信号，并将该图像信号无线发送到被检体外部的接收装置。在接收装置中接收到的图像信号被取入图像显示装置来实施规定的图像处理。由此，脏器内部的图像(以下也称为体内图像)被显示为静止图像或运动图像。医生等用户对以这种方式在图像显示装置中显示的体内图像进行观察，来诊断被检体的脏器的状
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[0003]近年来，提出了一种具备通过磁力来引导(以下称为磁性引导)被导入被检体内的胶囊型内窥镜的功能的系统。例如在专利文献1中公开了以下一种胶囊引导系统:在胶囊型内窥镜的内部设置永磁体(以下也称为体内永磁体)，另外在被检体的外部设置具备磁场产生部的磁性引导装置，通过使由磁场产生部形成的磁场作用于体内永磁体来将胶囊型内窥镜引导到用户期望的位置。在这种系统中，用户一边参照图像显示装置中显示的体内图像一边操作磁性引导装置中设置的操作部来改变磁场，由此能够向期望的位置和方向对胶囊型内窥镜进行磁性引导。
[0004]另外，还已知如下一种胶囊型内窥镜:向被检体的胃导入水等液体，在使胶囊型内窥镜漂浮在该液体中的状态下拍摄胃的内部。例如在专利文献2中公开了如下一种胶囊型内窥镜:构成为以漂浮在液体中的状态立起(摄像方向为铅垂方向)，且能够拍摄液面的上方、下方。
[0005]另外，在对被导入被检体内的内窥镜进行操作的情况下，重要的是掌握胶囊型内窥镜当前正从哪个方向观察被检体内的哪个部位。作为与掌握观察部位相关联的技术，例如在专利文献4中公开了一种将内窥镜图形和观察位置标记与胃的侧面图像和展开图像一起显示的技术。在专利文献5中公开了一种将作为挠性内窥镜的插入部的插入对象的脏器的形状与插入部的弯曲状态一起显示的技术。在专利文献6中公开了如下一种技术:在影像解读工作中，按时间序列记录用户(影像解读人员)的视线和GUI的操作记录，根据这些记录来识别用户观察过的区域。在专利文献7中公开了如下一种技术:对体内图像和拍摄该体内图像时的胶囊型内窥镜的位置和方向进行记录，根据这些记录来进行胶囊型内窥镜的周围的虚拟三维显示。
[0006]专利文献1:日本特开2009-213613号公报
[0007]专利文献2:国际公开第2008/062594号
[0008]专利文献3:国际公开第2011/061968号
[0009]专利文献4:日本特开昭60-217326号公报
[0010]专利文献5:日本特开2003-225195号公报[0011 ]专利文献6:日本特开2007-319327号公报
[0012]专利文献7:日本特开2004-321796号公报
【发明内容】
[0013]发明要解决的问题
[0014]另外，在将管状的插入部插入被检体来进行观察的普通的内窥镜中，在插入部的前端侧设置有摄像部，在插入部的基端侧连接有操作部。因此，用户能够根据对操作部的操作感觉来直观且容易地掌握正在画面显示的体内图像是从哪个方向拍摄被检体内的哪个部位而得到的。与之相对地，在胶囊型内窥镜的情况下，用户对与胶囊型内窥镜分开设置的操作部进行操作来变更磁场产生部的位置、朝向，由此通过改变作用于体内永磁体的磁场来引导胶囊型内窥镜。即，用户对操作部的操作感觉与作为操作结果的胶囊型内窥镜的位置、方向的变化没有直接地联系。因此，对于用户来说，难以掌握正在画面中显示的体内图像是由胶囊型内窥镜从哪个位置在哪个方向拍摄到的图像，其结果，也难以向期望的位置、方向对胶囊型内窥镜进行引导操作。
[0015]另外，在通过胶囊型内窥镜进行检查时，用户使作为患者的被检体采取与观察对象部位相应的体位并对胶囊型内窥镜进行引导操作。当患者改变体位时，脏器相对于胶囊型内窥镜的位置、方向发生变化，因此对于用户来说，更加难以掌握胶囊型内窥镜正在拍摄的位置、方向。
[0016]关于被检体的体位的变化，在上述专利文献3中公开了一种将拍摄体内图像时的被检体的姿势信息与体内图像一起显示的技术。然而，即使参照了姿势信息，用户也必须在根据该姿势信息推测出当时的脏器的相对方向、形状之后判断胶囊型内窥镜的位置和方向。另外，在上述专利文献3中公开了以下内容:除了显示被检体的姿势信息以外，还显示胶囊型内窥镜的斜率、方位角等信息。然而，在该情况下，用户必须结合多个零碎的信息来掌握胶囊型内窥镜的位置、方向。因而，仍然难以掌握胶囊型内窥镜在被检体内的位置和方向。
[0017]另外，在专利文献4中，基于根据内窥镜的插入长度、旋转角度、弯曲角度以及超声波的发送和接收时间计算出的物镜距离及视角来计算观察位置，因此不能将该技术直接应用于与监视器、各种处理装置独立地被导入被检体内的胶囊型内窥镜。另外，在专利文献5中，内窥镜实际拍摄到的部位本身不会显示在画面中，因此用户难以正确地掌握当前的观察部位。并且，在专利文献6、7所公开的技术中，用户不能实时地掌握胶囊型内窥镜正在拍摄的区域。
[0018]本发明是鉴于上述问题而完成的，其目的在于提供如下一种胶囊型内窥镜系统:即使在改变导入了胶囊型内窥镜的被检体的体位的情况下，用户也能够容易地掌握胶囊型内窥镜正在拍摄的位置、方向。
[0019]另外，本发明的目的在于提供一种用户能够正确且实时地掌握胶囊型内窥镜正在拍摄的区域的胶囊型内窥镜系统。
[0020]用于解决问题的方案
[0021]为了解决上述问题，实现目的，本发明所涉及的胶囊型内窥镜系统的特征在于，具备:胶囊型内窥镜，其被导入被检体内，具有永磁体和对所述被检体内进行拍摄的至少一个摄像部;操作输入单元，其输出与从外部进行的操作相应的信号；引导单元，其通过基于从所述操作输入单元输出的信号产生作用于所述永磁体的磁场，来引导所述胶囊型内窥镜；体位判别单元，其判别所述被检体的体位;存储单元，其存储多个体位模型和与所述多个体位模型分别对应的多个脏器模型，其中，该多个体位模型与在检查期间所述被检体能够采取的多个体位分别对应，该脏器模型表示作为所述检查时的摄像对象的脏器;模型提取单元，其从所述多个体位模型中提取与由所述体位判别单元判别出的所述被检体的体位相应的体位模型，并且从所述多个脏器模型中提取与所提取出的体位模型对应的脏器模型；以及显示单元，其显示由所述模型提取单元提取出的所述体位模型和由所述模型提取单元提取出的所述脏器模型中的至少一个模型。
[0022]上述胶囊型内窥镜系统的特征在于，还具备第二操作输入单元，该第二操作输入单元输出与从外部进行的操作相应的第二信号，所述体位判别单元基于从所述第二操作输入单元输出的所述第二信号来判别所述被检体的体位。
[0023]上述胶囊型内窥镜系统的特征在于，在所述引导单元的动作开始时，所述显示单元显示用于输入所述被检体的体位的对话框。
[0024]上述胶囊型内窥镜系统的特征在于，还具备加速度检测单元，该加速度检测单元检测对所述被检体施加的加速度，所述体位判别单元基于所述加速度的检测结果来判别所述被检体的体位。
[0025]上述胶囊型内窥镜系统的特征在于，所述显示单元同时显示所述体位模型和所述脏器模型。
[0026]上述胶囊型内窥镜系统的特征在于，还具备控制单元，该控制单元切换所述引导单元的动作的进行和停止，所述显示单元在所述引导单元的动作进行的情况和所述引导单元的动作停止的情况下改变所述体位模型和所述脏器模型的显示形式。
[0027]上述胶囊型内窥镜系统的特征在于，在所述引导单元的动作停止的情况下，所述显示单元仅显示所述体位模型，在所述引导单元的动作进行的情况下，所述显示单元以将所述脏器模型叠加于所述体位模型的方式进行显示。
[0028]上述胶囊型内窥镜系统的特征在于，在所述引导单元的动作进行的情况下，所述显示单元放大显示所述体位模型和所述脏器模型。
[0029]上述胶囊型内窥镜系统的特征在于，还具备检测单元，该检测单元检测所述胶囊型内窥镜的位置和姿势，所述存储单元还存储所述胶囊型内窥镜的示意性的图像的图像数据，所述显示单元以将所述示意性的图像叠加于所述体位模型和所述脏器模型中的至少一个模型的方式进行显示。
[0030]上述胶囊型内窥镜系统的特征在于，还具备引导用磁场控制单元，该引导用磁场控制单元切换所述引导单元的动作的进行和停止，在所述引导单元的动作进行的情况下，当所述胶囊型内窥镜位于引导区域的外部时，所述显示单元以将所述示意性的图像叠加于所述体位模型的方式进行显示，当所述胶囊型内窥镜位于所述引导区域的内部时，所述显示单元以将所述示意性的图像叠加于所述脏器模型的方式进行显示，其中，所述引导区域是所述引导单元能够引导的区域。
[0031]上述胶囊型内窥镜系统的特征在于，还具备显示控制单元，该显示控制单元根据所述被检体内的所述胶囊型内窥镜在铅垂方向上的位置，来变更所述示意性的图像相对于所述体位模型和所述脏器模型中的至少一方的相对尺寸。
[0032]上述胶囊型内窥镜系统的特征在于，还具备:距离获取单元，其获取所述胶囊型内窥镜与所述被检体内的脏器的壁面之间的距离；以及显示控制单元，其根据所述距离来调整所述脏器模型与所述示意性的图像的相对显示位置。
[0033]上述胶囊型内窥镜系统的特征在于，还具备显示控制单元，该显示控制单元基于对所述操作输入单元的操作量和由所述检测单元检测出的所述胶囊型内窥镜的位置的变化量、来调整所述脏器模型与所述示意性的图像的相对显示位置。
[0034]上述胶囊型内窥镜系统的特征在于，所述存储单元存储多种脏器模型组，所述多种脏器模型组各自包含与所述多个体位模型分别对应的多个脏器模型，所述显示单元显示所述多种脏器模型组中的、根据所述被检体的特性选择出的一个脏器模型组中包含的脏器模型。
[0035]另外，本发明所涉及的胶囊型内窥镜系统的特征在于，具备:胶囊型内窥镜，其被导入被检体内，具有对所述被检体内进行拍摄来获取图像信息的至少一个摄像单元；图像处理单元，其基于所述图像信息来生成显示用的图像信息；显示单元，其基于所述显示用的图像信息来显示图像;存储单元，其存储作为所述胶囊型内窥镜的摄像对象的脏器的模型；位置检测单元，其检测所述胶囊型内窥镜的位置和姿势;摄像区域确定单元，其基于所述胶囊型内窥镜与所述模型之间的位置关系以及所述胶囊型内窥镜的姿势来确定摄像区域，该摄像区域是由所述摄像单元拍摄到的所述脏器内的区域；以及展开图或截面图获取单元，其获取所述模型的展开图或截面图，并且设定该展开图或该截面图中的与所述摄像区域对应的区域，其中，所述显示单元显示所述展开图或所述截面图，并且以将所述摄像区域的图像叠加于该展开图或该截面图上的与所述摄像区域对应的区域的方式进行显示。
[0036]上述胶囊型内窥镜系统的特征在于，所述摄像区域确定单元基于所述胶囊型内窥镜与所述模型之间的位置关系以及所述胶囊型内窥镜的姿势，来计算沿着所述摄像单元的摄像光轴的方向上的所述摄像单元与所述脏器之间的距离，基于该距离和所述摄像单元的视角来确定所述摄像区域。
[0037]上述胶囊型内窥镜系统的特征在于，还具备:距离信息获取单元，其获取表示所述被检体内的所述摄像单元与所述脏器之间的距离的距离信息；以及模型形状更新单元，其基于所述距离信息来更新所述模型的形状，所述摄像区域确定单元针对形状更新后的所述模型确定所述摄像区域，所述展开图或截面图获取单元获取与形状更新后的所述模型对应的所述展开图或所述截面图，针对该展开图或该截面图设定与所述摄像区域对应的区域。
[0038]上述胶囊型内窥镜系统的特征在于，所述胶囊型内窥镜还具有永磁体，所述胶囊型内窥镜系统还具备:磁场产生单元，其产生作用于所述胶囊型内窥镜的磁场;操作输入单元，其输入用于改变作用于所述胶囊型内窥镜的磁场来引导所述胶囊型内窥镜的引导指示信息；以及模型形状更新单元，在尽管从所述操作输入单元输入了所述引导指示信息、但由所述位置检测单元检测出的所述胶囊型内窥镜的位置没有变化的情况下，该模型形状更新单元更新所述模型的形状以使所述胶囊型内窥镜的位置为所述模型的壁的位置，其中，所述摄像区域确定单元针对形状更新后的所述模型确定所述摄像区域，所述展开图或截面图获取单元获取与形状更新后的所述模型对应的所述展开图或所述截面图，针对该展开图或该截面图设定与所述摄像区域对应的区域。
[0039]上述胶囊型内窥镜系统的特征在于，还具备:摄像区域历史记录存储单元，其存储与已显示图像的所述摄像区域有关的信息，该已显示图像是已显示于所述显示单元的图像；以及摄像区域历史记录获取单元，其基于与所述摄像区域有关的信息来确定所述模型中的所述已显示图像的所述摄像区域，所述展开图或截面图获取单元还设定所述展开图或所述截面图中的与所述已显示图像的所述摄像区域对应的区域，所述显示单元还在所述展开图或所述截面图上显示与所述已显示图像的所述摄像区域对应的区域。
[0040]上述胶囊型内窥镜系统的特征在于，还具备存储单元，该存储单元存储表示所述已显示图像的图像信息，所述显示单元以将所述已显示图像叠加于所述展开图或所述截面图上的与所述已显示图像的所述摄像区域对应的区域的方式进行显示。
[0041]上述胶囊型内窥镜系统的特征在于，所述显示单元以强调所述展开图或所述截面图上的与由所述摄像区域确定单元确定的所述摄像区域对应的区域的轮廓的方式进行显不ο
[0042]上述胶囊型内窥镜系统的特征在于，所述显示单元以对所述展开图或所述截面图上的与所述已显示图像的所述摄像区域对应的区域附加规定的颜色或图案的方式进行显不ο
[0043]上述胶囊型内窥镜系统的特征在于，所述显示单元将所述展开图或所述截面图上的区域分割为多个分区，以按分割出的每个所述分区对所述展开图或所述截面图上的与所述已显示图像的所述摄像区域对应的区域附加不同的颜色或图案的方式进行显示。
[0044]上述胶囊型内窥镜系统的特征在于，所述摄像区域历史记录获取单元针对将所述展开图或所述截面图上的区域分割为多个分区而得到的各分区，计算所述展开图或所述截面图上的与所述已显示图像的所述摄像区域对应的区域的面积的和，并且计算所述和相对于该分区的面积的比例，所述显示单元以对所述各分区内的除与所述已显示图像的所述摄像区域对应的区域以外的部分附加与该分区的所述和的比例相应的颜色或图案的方式进行显示。
[0045]发明的效果
[0046]根据本发明，判别被检体的体位，显示与该被检体的体位相应的体位模型和与该体位模型对应的脏器模型中的至少一个模型，因此即使在检查中使被检体改变体位的情况下，用户也能够容易地掌握胶囊型内窥镜正在拍摄的位置、方向。
[0047]另外，根据本发明，在作为摄像对象的脏器的模型的展开图或截面图上设定摄像区域，以将由胶囊型内窥镜获取到的图像叠加于该摄像区域的方式进行显示，因此用户能够正确且实时地掌握胶囊型内窥镜正在拍摄的区域。
【附图说明】
[0048]图1是表示本发明的实施方式1所涉及的胶囊型内窥镜系统的结构例的图。
[0049]图2是表示图1所示的胶囊型内窥镜的内部构造的一例的示意图。
[0050]图3是表示向被检体的脏器内导入了液体和胶囊型内窥镜的状态的示意图。
[0051 ]图4是表示图1所示的操作输入装置的结构例的示意图。
[0052]图5是表示与对图4所示的操作输入装置的各构成部位的操作相应的胶囊型内窥镜的移动的示意图。
[0053]图6是表示图1所示的控制装置的结构例的框图。
[0054]图7是表示图6所示的体位模型存储部中存储的体位模型的例子的示意图。
[0055]图8是表示图6所示的脏器模型存储部中存储的脏器模型的例子的示意图。
[0056]图9是表示显示装置中显示的画面的一例的示意图。
[0057]图10是表示图1所示的胶囊型内窥镜系统的动作的流程图。
[0058]图11是表示体位输入对话框的一例的示意图。
[0059]图12是表示体位输入对话框的另一例的示意图。
[0060]图13是表示显示有体位模型和脏器模型的画面的例子的示意图。
[0061]图14是表示本发明的实施方式2所涉及的胶囊型内窥镜系统的动作的流程图。
[0062]图15是表示实施方式2的体位信息的显示例的示意图。
[0063 ]图16是表示变形例2-1的体位信息的显示例的示意图。
[0064]图17是表示变形例2-1的体位信息的其它显示例的示意图。
[0065]图18是表示本发明的实施方式3所涉及的胶囊型内窥镜系统所具备的控制装置的结构的框图。
[ΟΟ??]图19是表示实施方式3的体位信息的显示例的示意图。
[0067]图20是表示变形例3-2的体位信息的显示例的示意图。
[0068]图21是表示变形例3-3的体位信息的显示例的示意图。
[0069I图22是表示变形例3-4的体位信息的显示例的示意图。
[0070]图23是表示作为胶囊型内窥镜的观察对象的脏器(胃)的截面的示意图。
[007? ]图24是表示变形例3-5的体位信息的显示例的示意图。
[0072I图25是表示变形例3-6的体位信息的显示例的示意图。
[0073]图26是表示变形例3-6的体位信息的其它显示例的示意图。
[0074]图27是表示本发明的实施方式4所涉及的胶囊型内窥镜系统所具备的控制装置的结构的框图。
[0075]图28是说明实施方式4的体位信息的显示方法的示意图。
[0076]图29是说明变形例4的体位信息的显示方法的示意图。
[0077]图30是表示本发明的实施方式5的控制装置的结构例的框图。
[0078]图31是表示在本发明的实施方式5中使用的胶囊型内窥镜的内部构造的一例的示意图。
[0079I图32是表示显示装置中显示的画面的一例的示意图。
[0080]图33是表示图1所示的胶囊型内窥镜系统的动作的流程图。
[0081 ]图34是说明摄像区域的确定方法的示意图。
[0082]图35是表示在脏器模型的展开图上设定摄像区域的例子的示意图。
[0083]图36是表示本发明的实施方式5的变形例5-2所涉及的胶囊型内窥镜系统所具备的控制装置的结构例的框图。
[0084]图37是表示在以与摄像方向垂直的面剖切脏器模型而得到的剖切面上叠加有摄像区域的例子的示意图。
[0085]图38是表示在以与摄像方向平行的面剖切脏器模型而得到的剖切面上叠加有摄像区域的例子的示意图。
[0086]图39是表示本发明的实施方式6所涉及的胶囊型内窥镜系统所具备的控制装置的结构例的框图。
[0087]图40是表示本发明的实施方式6所涉及的胶囊型内窥镜系统的动作的流程图。
[0088]图41是说明对本发明的实施方式6的脏器模型的形状参数进行更新的方法的示意图。
[0089]图42是表示本发明的实施方式6的变形例6-2所涉及的胶囊型内窥镜系统所具备的控制装置的结构例的框图。
[0090]图43是表示本发明的实施方式6的变形例6-2所涉及的胶囊型内窥镜系统的动作的流程图。
[0091]图44是说明对本发明的实施方式6的变形例6-2的脏器模型的形状参数进行更新的方法的示意图。
[0092]图45是表示本发明的实施方式7所涉及的胶囊型内窥镜系统所具备的控制装置的结构例的框图。
[0093]图46是表示本发明的实施方式7所涉及的胶囊型内窥镜系统的动作的流程图。
[0094]图47是表示在脏器模型的展开图上叠加有当前和过去的摄