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1. (WO2015129136) 内視鏡装置
Document

明 細 書

発明の名称 内視鏡装置

技術分野

0001  

背景技術

0002   0003   0004  

先行技術文献

特許文献

0005  

発明の概要

発明が解決しようとする課題

0006   0007  

課題を解決するための手段

0008  

発明の効果

0009  

図面の簡単な説明

0010  

発明を実施するための形態

0011   0012   0013   0014   0015   0016   0017   0018   0019   0020   0021   0022   0023   0024   0025   0026   0027   0028   0029   0030   0031   0032   0033   0034   0035   0036   0037   0038   0039   0040   0041   0042   0043   0044   0045   0046   0047   0048   0049   0050   0051   0052   0053   0054   0055   0056   0057   0058   0059   0060   0061   0062   0063   0064   0065   0066   0067   0068   0069   0070   0071   0072   0073   0074   0075   0076   0077   0078   0079   0080   0081   0082   0083   0084   0085   0086   0087   0088   0089   0090   0091   0092   0093   0094   0095   0096   0097   0098   0099   0100   0101   0102   0103   0104   0105   0106   0107   0108   0109   0110   0111   0112   0113   0114   0115   0116   0117   0118   0119   0120   0121   0122   0123   0124   0125   0126   0127   0128   0129   0130   0131   0132   0133   0134   0135   0136   0137  

産業上の利用可能性

0138  

符号の説明

0139  

請求の範囲

1   2   3   4   5   6   7   8   9   10  

補正された請求の範囲(条約第19条)

1  *   2   3   4   5   6   7   8   9   10  

条約第19条(1)に基づく説明書

図面

1   2   3   4   5   6   7   8   9   10   11   12   13   14   15   16   17   18   19   20   21   22  

明 細 書

発明の名称 : 内視鏡装置

技術分野

[0001]
 本発明は、生体内に導入され、該生体の情報を取得する内視鏡装置に関する。

背景技術

[0002]
 従来、医療分野および工業分野において、各種検査のために内視鏡装置が広く用いられている。このうち、医療用の内視鏡装置は、患者等の被検体内に、複数の画素を有する撮像素子が先端に設けられた細長形状をなす可撓性の挿入部を挿入することによって、被検体を切開しなくても体腔内の体内画像を取得できるため、被検体への負担が少なく、普及が進んでいる(例えば、特許文献1を参照)。
[0003]
 特許文献1が開示する内視鏡装置は、先端部が細径化された段付き形状をなし、該段付き形状の段部に接触検出手段を有する挿入部を備えている。特許文献1が開示する内視鏡装置では、挿入部の先端が体腔内の大径孔から小径孔に移動する際、接触検出手段が大径孔と小径孔とがなす段部との接触を検出して、該検出により挿入部が大径孔から小径孔に到達したことを判断し、該判断をもとに撮像処理などが行われる。
[0004]
 内視鏡装置の観察方式として、生体の表層(例えば、臓器の表面)に内視鏡の先端面を当接させて体内画像を取得するものがある。この内視鏡装置では、例えば、腺管に先端面を当接させて、臓器の表面の画像を取得する。この観察方式では、少なくとも先端面が腺管と接触した状態で撮像することが求められる。

先行技術文献

特許文献

[0005]
特許文献1 : 特開2009-297428号公報

発明の概要

発明が解決しようとする課題

[0006]
 しかしながら、特許文献1が開示する内視鏡装置は、接触検出手段が段付き形状の段部に設けられており、先端面が生体の表層と接触しているか否かを判断することができない。このため、生体の表層と接触した状態の体内画像を取得することができない場合があった。
[0007]
 本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、生体の表層と接触した状態の体内画像を確実に取得することができる内視鏡装置を提供することを目的とする。

課題を解決するための手段

[0008]
 上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明にかかる内視鏡装置は、生体の内部に挿入され、先端に撮像光学系を有する挿入部と、前記挿入部の前記先端または該先端より先に設けられ、前記生体との接触を圧力により検出する圧力検出部と、前記圧力検出部の検出結果をもとに、前記撮像光学系を介した前記生体の内部の像を撮像する撮像部と、を備えたことを特徴とする。

発明の効果

[0009]
 本発明によれば、生体の表層と接触した状態の体内画像を確実に取得することができるという効果を奏する。

図面の簡単な説明

[0010]
[図1] 図1は、本発明の実施の形態1にかかる内視鏡システムの概略構成を示す図である。
[図2] 図2は、本発明の実施の形態1にかかる内視鏡システムの概略構成を示す模式図である。
[図3] 図3は、本発明の実施の形態1にかかる表層観察用内視鏡の先端面の構成を示す模式図である。
[図4] 図4は、本発明の実施の形態1にかかる内視鏡システムが行う表層観察処理を示すフローチャートである。
[図5] 図5は、本発明の実施の形態1にかかる表層観察用内視鏡の先端の構成の一例を説明するための図である。
[図6] 図6は、本発明の実施の形態1の変形例1にかかる表層観察用内視鏡の先端の構成を示す模式図である。
[図7] 図7は、図6の矢視A方向の平面図である。
[図8] 図8は、本発明の実施の形態1の変形例2にかかる内視鏡システムが行う表層観察処理を示すフローチャートである。
[図9] 図9は、本発明の実施の形態1の変形例3にかかる内視鏡システムが行う表層観察処理を示すフローチャートである。
[図10] 図10は、本発明の実施の形態2にかかる内視鏡システムの概略構成を示す模式図である。
[図11] 図11は、本発明の実施の形態2にかかる表層観察用内視鏡の先端面の構成を示す模式図である。
[図12] 図12は、本発明の実施の形態2にかかる内視鏡システムが行う表層観察処理を示すフローチャートである。
[図13] 図13は、本発明の実施の形態3にかかる内視鏡システムの概略構成を示す模式図である。
[図14] 図14は、本発明の実施の形態3にかかる内視鏡システムが行う表層観察処理を示すフローチャートである。
[図15] 図15は、本発明の実施の形態3にかかる内視鏡システムが行う画像取得処理に用いる姿勢推定テーブルの一例を示す図である。
[図16] 図16は、本発明の実施の形態4にかかる内視鏡システムが行う表層観察処理を示すフローチャートである。
[図17] 図17は、本発明の実施の形態4にかかる内視鏡システムが行う姿勢評価値算出処理を説明するための図である。
[図18] 図18は、本発明の実施の形態4の変形例にかかる表層観察用内視鏡の先端面の構成を示す模式図である。
[図19] 図19は、本発明の実施の形態4の変形例にかかる内視鏡システムが行う姿勢評価値算出処理を説明するための図である。
[図20] 図20は、本発明の実施の形態5にかかる内視鏡システムの概略構成を示す模式図である。
[図21] 図21は、本発明の実施の形態5の変形例にかかる内視鏡システムの概略構成を示す模式図である。
[図22] 図22は、本発明の実施の形態5の変形例にかかる二光子励起蛍光観察を説明するための図である。

発明を実施するための形態

[0011]
 以下、本発明を実施するための形態(以下、「実施の形態」という)を説明する。実施の形態では、患者等の被検体内の画像を撮像して表示する医療用の内視鏡装置を備えた内視鏡システムについて説明する。また、この実施の形態により、この発明が限定されるものではない。さらに、図面の記載において、同一部分には同一の符号を付して説明する。
[0012]
(実施の形態1)
 図1は、本発明の実施の形態1にかかる内視鏡システム1の概略構成を示す図である。図2は、本実施の形態1にかかる内視鏡システム1の概略構成を示す模式図である。図1および図2に示す内視鏡システム1は、被検体内に挿入部21を挿入することによって観察部位の体内画像を撮像して電気信号を生成するライブ観察用内視鏡2と、ライブ観察用内視鏡2の先端から出射する照明光を発生する光源部3と、内視鏡が取得した電気信号に所定の画像処理を施すとともに、内視鏡システム1全体の動作を統括的に制御するプロセッサ部4と、プロセッサ部4が画像処理を施した体内画像を表示する表示部5と、ライブ観察用内視鏡2内に挿入され、観察部位(生体の表層)と接触した状態で該観察部位の体内画像を撮像して電気信号を生成する表層観察用内視鏡6と、表層観察用内視鏡6全体の動作を制御する表層観察制御部7と、を備える。内視鏡システム1は、患者等の被検体内に、挿入部21を挿入して体腔内の体内画像を取得する。医師等の使用者は、取得した体内画像の観察を行うことによって、検出対象部位である出血部位や腫瘍部位の有無を検査する。なお、表層観察用内視鏡6および表層観察制御部7が、表層観察用の内視鏡装置を構成する。
[0013]
 ライブ観察用内視鏡2は、可撓性を有する細長形状をなす挿入部21と、挿入部21の基端側に接続され、各種の操作信号の入力を受け付ける操作部22と、操作部22から挿入部21が延びる方向と異なる方向に延び、光源部3およびプロセッサ部4に接続する各種ケーブルを内蔵するユニバーサルコード23と、を備える。
[0014]
 挿入部21は、光を受光する画素(フォトダイオード)が格子(マトリックス)状に配列され、当該画素が受光した光に対して光電変換を行うことにより画像信号を生成する撮像素子202を内蔵した先端部24と、複数の湾曲駒によって構成された湾曲自在な湾曲部25と、湾曲部25の基端側に接続され、可撓性を有する長尺状の可撓管部26と、を有する。
[0015]
 操作部22は、湾曲部25を上下方向および左右方向に湾曲させる湾曲ノブ221と、表層観察用内視鏡6や、被検体内に生体鉗子、電気メスおよび検査プローブ等の処置具を挿入する処置具挿入部222と、光源部3に照明光の出射動作などを行わせるための指示信号、処置具や、プロセッサ部4と接続する外部機器の操作指示信号、送水を行うための送水指示信号、および吸引を行うための吸引指示信号などを入力する複数のスイッチ223と、を有する。処置具挿入部222から挿入される表層観察用内視鏡6や処置具は、先端部24の先端に設けられる処置具チャンネル(図示せず)を経由して開口部(図示せず)から表出する。
[0016]
 ユニバーサルコード23は、ライトガイド203と、一または複数の信号線をまとめた集合ケーブルと、を少なくとも内蔵している。集合ケーブルは、ライブ観察用内視鏡2および光源部3とプロセッサ部4との間で信号を送受信する信号線であって、設定データを送受信するための信号線、画像信号を送受信するための信号線、撮像素子202を駆動するための駆動用のタイミング信号を送受信するための信号線などを含む。
[0017]
 また、ライブ観察用内視鏡2は、撮像光学系201、撮像素子202、ライトガイド203、照明用レンズ204、A/D変換部205および撮像情報記憶部206を備える。
[0018]
 撮像光学系201は、先端部24に設けられ、少なくとも観察部位からの光を集光する。撮像光学系201は、一または複数のレンズを用いて構成される。なお、撮像光学系201には、画角を変化させる光学ズーム機構および焦点を変化させるフォーカス機構が設けられていてもよい。
[0019]
 撮像素子202は、撮像光学系201の光軸に対して垂直に設けられ、撮像光学系201によって結ばれた光の像を光電変換して電気信号(画像信号)を生成する。撮像素子202は、CCD(Charge Coupled Device)イメージセンサやCMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor)イメージセンサ等を用いて実現される。
[0020]
 撮像素子202は、撮像光学系201からの光を受光する複数の画素が、格子(マトリックス)状に配列されている。そして、撮像素子202は、それぞれの画素が受光した光に対して光電変換を行うことにより電気信号(画像信号等とも呼ばれる)を生成する。この電気信号には、各画素の画素値(輝度値)や画素の位置情報などが含まれる。
[0021]
 ライトガイド203は、グラスファイバ等を用いて構成され、光源部3が出射した光の導光路をなす。
[0022]
 照明用レンズ204は、ライトガイド203の先端に設けられ、ライトガイド203により導光された光を拡散して先端部24の外部に出射する。
[0023]
 A/D変換部205は、撮像素子202が生成した電気信号をA/D変換し、該変換した電気信号をプロセッサ部4に出力する。
[0024]
 撮像情報記憶部206は、ライブ観察用内視鏡2を動作させるための各種プログラム、ライブ観察用内視鏡2の動作に必要な各種パラメータおよび当該ライブ観察用内視鏡2の識別情報等を含むデータを記憶する。
[0025]
 つぎに、光源部3の構成について説明する。光源部3は、照明部31および照明制御部32を備える。
[0026]
 照明部31は、照明制御部32の制御のもと、波長帯域が互いに異なる複数の照明光を切り替えて出射する。照明部31は、光源31a、光源ドライバ31bおよび集光レンズ31cを有する。
[0027]
 光源31aは、照明制御部32の制御のもと、白色照明光を出射する。光源31aが発した白色照明光は、集光レンズ31cおよびライトガイド203を経由して先端部24から外部に出射される。光源31aは、白色LEDや、キセノンランプなどの白色光を発する光源を用いて実現される。
[0028]
 光源ドライバ31bは、照明制御部32の制御のもと、光源31aに対して電流を供給することにより、光源31aに白色照明光を出射させる。
[0029]
 集光レンズ31cは、光源31aが出射した白色照明光を集光して、光源部3の外部(ライトガイド203)に出射する。
[0030]
 照明制御部32は、光源ドライバ31bを制御して光源31aをオンオフ動作させることによって、照明部31により出射される照明光を制御する。
[0031]
 次に、プロセッサ部4の構成について説明する。プロセッサ部4は、画像処理部41、入力部42、記憶部43および統括制御部44を備える。
[0032]
 画像処理部41は、ライブ観察用内視鏡2(A/D変換部205)または表層観察制御部7(信号処理部72)から出力される電気信号をもとに所定の画像処理を実行して、表示部5が表示する画像情報を生成する。
[0033]
 入力部42は、プロセッサ部4に対するユーザからの入力等を行うためのインターフェースであり、電源のオン/オフを行うための電源スイッチ、撮影モードやその他各種のモードを切り替えるためのモード切替ボタン、光源部3の照明光を切り替えるための照明光切替ボタンなどを含んで構成されている。
[0034]
 記憶部43は、内視鏡システム1を動作させるための各種プログラム、および内視鏡システム1の動作に必要な各種パラメータ等を含むデータを記録する。記憶部43は、フラッシュメモリやDRAM(Dynamic Random Access Memory)等の半導体メモリを用いて実現される。
[0035]
 統括制御部44は、CPU等を用いて構成され、内視鏡システム1の各構成部の駆動制御、および各構成部に対する情報の入出力制御などを行う。統括制御部44は、記憶部43に記録されている撮像制御のための設定データ(例えば、読み出し対象の画素など)や、撮像タイミングにかかるタイミング信号等を、所定の信号線を介してライブ観察用内視鏡2や表層観察制御部7へ送信する。
[0036]
 次に、表示部5について説明する。表示部5は、映像ケーブルを介してプロセッサ部4が生成した表示画像信号を受信して該表示画像信号に対応する体内画像を表示する。表示部5は、液晶または有機EL(Electro Luminescence)を用いて構成される。
[0037]
 つぎに、表層観察用内視鏡6の構成について説明する。表層観察用内視鏡6は、可撓性を有する細長形状をなす挿入部61を備える。挿入部61は、基端側で表層観察制御部7と接続するとともに、先端側が処置具挿入部222に挿入されて、該先端が先端部24から延出する。表層観察用内視鏡6は、生体の表層(例えば、臓器の表面)に先端面を当接させて体内画像(以下、表層画像ともいう)を取得する。表層観察用内視鏡6は、例えば、腺管に先端面を当接させて、臓器の表面の画像を取得する。ライブ観察用内視鏡2が体腔内を全体的に撮像した体内画像を取得するのに対し、表層観察用内視鏡6は、臓器の表面における表層(または表層の深部1000μmまで)の画像である表層画像を取得する。
[0038]
 図3は、本実施の形態1にかかる表層観察用内視鏡の先端面の構成を示す模式図である。挿入部61は、撮像光学系601、撮像素子602(撮像部)および圧力センサ603(圧力検出部)を備える。
[0039]
 撮像光学系601は、挿入部61の先端に設けられ、少なくとも観察部位からの光を集光する。撮像光学系601は、一または複数のレンズ(例えば、挿入部61の先端面に設けられるレンズ601a)などを用いて構成される。
[0040]
 撮像素子602は、撮像光学系601の光軸に対して垂直に設けられ、撮像光学系601によって結ばれた光の像を光電変換して電気信号(画像信号)を生成する。撮像素子602は、CCDイメージセンサやCMOSイメージセンサ等を用いて実現される。
[0041]
 圧力センサ603は、挿入部61の先端面(生体の表層と接触する面)に設けられ、荷重が加わることにより、該荷重を電気信号に変換して表層観察制御部7(計測部71)に検出結果として出力する。圧力センサ603は、圧力による変位や応力などの物理的な変化を、抵抗値や静電容量、周波数などの電気的な変化で検出するセンサを用いて実現される。
[0042]
 図3に示すように、圧力センサ603は、レンズ601aの周囲に設けられる。このため、圧力センサ603が撮像光学系601(撮像素子602)の画角に含まれることなく、撮像素子602による撮像を行うことができる。なお、挿入部61の先端面の径は、隣り合う二つの腺管の距離より大きくなるように設計される。このため、挿入部61の先端面は、少なくとも二つの腺管と接触し、該接触部分には圧力センサ603も含まれる。
[0043]
 表層観察制御部7は、CPU等を用いて構成され、表層観察用内視鏡6の各構成部の駆動制御、および各構成部に対する情報の入出力制御などを行う。表層観察制御部7は、計測部71および信号処理部72を有する。
[0044]
 計測部71は、圧力センサ603から出力された電気信号に基づいて、挿入部61の先端面に加わった圧力値を計測する。
[0045]
 信号処理部72は、撮像素子602からの電気信号をもとに所定の信号処理を実行して、該信号処理後の電気信号をプロセッサ部4(画像処理部41)に出力する。
[0046]
 表層観察制御部7は、計測部71からの圧力値の出力に応じて、撮像素子602による撮像処理の動作制御を行う。
[0047]
 図4は、本実施の形態1にかかる内視鏡システム1が行う表層観察処理を示すフローチャートである。統括制御部44は、撮像素子202が生成した画像信号に基づいて画像処理部41が生成した画像情報を、ライブ画像として表示部5に表示させる(ステップS101)。医師などの使用者は、このライブ画像を確認しながら、体腔内に挿入部21を挿入し、挿入部21の先端部24(撮像光学系201)を所望の位置まで移動させる。
[0048]
 その後、使用者は、所望の撮像位置に挿入部21が到達すると、処置具挿入部222に表層観察用内視鏡6の挿入部61を挿入して、撮像位置の表層に挿入部61の先端面を当接させる。計測部71は、圧力センサ603から電気信号(検出結果)を受信すると、受信した電気信号に基づき挿入部61の先端面に加わった圧力値を計測する。表層観察制御部7は、計測部71から圧力値が出力されると、圧力を検出したと判断する。一方、表層観察制御部7は、計測部71からの圧力値が出力されない場合は(ステップS102:No)、圧力の検出処理を繰り返し行う。
[0049]
 表層観察制御部7は、圧力を検出すると(ステップS102:Yes)、撮像素子602による撮像処理の動作制御を行う(ステップS103)。これにより、圧力の検出とほぼ同時に撮像素子602による表層画像の撮像処理を行うことができる。撮像素子602が生成した電気信号は、信号処理部72に出力され、所定の信号処理が施された後、プロセッサ部4に出力される。
[0050]
 ステップS103による撮像処理が終了すると、表層観察制御部7は、表層観察処理を終了するか否かを判断する(ステップS104)。表層観察制御部7は、統括制御部44からの制御信号に基づき表層観察処理を終了するか否かを判断し、終了すると判断した場合(ステップS104:Yes)、表層観察処理を終了し、終了しないと判断した場合(ステップS104:No)、ステップS102に戻って表層観察処理(撮像素子602による画像取得処理)を継続する。
[0051]
 このように、本実施の形態1では、圧力検出に基づいて表層画像の撮像処理を行うことにより、挿入部61の先端面が生体の表層に接触したタイミングで表層画像を取得することができる。また、体腔内における生体の拍動によって表層に対する挿入部61の先端面の位置が変化した場合であっても、挿入部61の先端面が生体の表層に接触しているタイミングで表層画像を取得するため、接触した状態の体内画像を確実に取得することができる。
[0052]
 図5は、本実施の形態1にかかる表層観察用内視鏡6の先端の構成の一例を説明するための図である。撮像光学系601は、一または複数のレンズ(例えばレンズ601a)と、撮像光学系601の焦点位置と共役な位置に設けられ、スリットやピンホールといった共焦点開口が形成されたディスク601bと、を用いて共焦点光学系を構成する。
[0053]
 撮像光学系601では、ディスク601b上のスリットやピンホールを通して標本を照射し、観察したい断面(焦点位置)からの観察光だけを通過させる。すなわち、撮像光学系601を光軸N方向に移動させることによって、異なる焦点位置P1,P2,P3でそれぞれ合焦した焦点面の画像(共焦点画像)を取得することができる。上述した撮像素子602による表層画像の撮像処理のタイミングで共焦点画像を取得することにより、挿入部61の先端面が生体の表層に接触しているタイミングで共焦点画像を取得することができる。この場合、撮像光学系601は、挿入部61の先端面に対して移動可能に構成されていることが好ましい。
[0054]
 上述した本実施の形態1によれば、圧力検出に基づいて表層画像の撮像処理を行うことにより、挿入部61の先端面が生体の表層に接触しているタイミングで表層画像を取得するようにしたので、生体の表層と接触した状態の体内画像を確実に取得することができる。
[0055]
 また、上述した本実施の形態1によれば、先端面に圧力センサ603を設けることにより、挿入部61の先端面が実際に生体の表層を押圧している荷重を知ることができるため、生体を痛めることなく観察および撮像処理を行うことができる。
[0056]
(実施の形態1の変形例1)
 図6は、本実施の形態1の変形例1にかかる表層観察用内視鏡6の先端の構成を示す模式図である。図7は、図6の矢視A方向の平面図である。上述した実施の形態1では、挿入部61の先端面に圧力センサ603が設けられているものとして説明したが、挿入部61とは別体のキャップ62に圧力センサ603a(圧力検出部)を設けて、該キャップ62を挿入部61に取り付けて固定するようにしてもよい。挿入部61の先端面より先に圧力センサ603aが設けられた構成とした場合であっても、キャップ62と挿入部61との位置関係が固定された状態で圧力を検出することができるため、挿入部61の先端(キャップ62)が生体の表層に接触しているタイミングで表層画像を取得することが可能である。
[0057]
 キャップ62は、内部に挿入部61の先端を収容可能なカップ状をなし、底部に圧力センサ603aが設けられている。キャップ62は、少なくとも底部が光を透過する平板状の部材(ガラスや透明な樹脂)によって形成されている。また、圧力センサ603aは、図示しない信号線を介して計測部71に電気信号を送信する。
[0058]
(実施の形態1の変形例2)
 図8は、本実施の形態1の変形例2にかかる内視鏡システム1が行う表層観察処理を示すフローチャートである。上述した実施の形態1では、表層観察制御部7が計測部71により計測された圧力を検出した際に撮像素子602による表層画像の撮像処理を行うものとして説明したが、圧力値に規定値を設けて、圧力値が規定値と一致した場合に表層画像の撮像処理を行うようにしてもよい。
[0059]
 統括制御部44は、上述したように、撮像素子202が生成した画像信号に基づいて画像処理部41が生成した画像情報を、ライブ画像として表示部5に表示させる(ステップS201)。医師などの使用者は、体腔内の所望の撮像位置に挿入部21を挿入後、処置具挿入部222に挿入部61を挿入して、撮像位置の表層に挿入部61の先端面を当接させる。表層観察制御部7は、計測部71から圧力値が出力されると、圧力を検出したと判断する。一方、表層観察制御部7は、計測部71からの圧力値が出力されない場合は(ステップS202:No)、圧力の検出処理を繰り返し行う。
[0060]
 表層観察制御部7は、圧力を検出すると(ステップS202:Yes)、圧力値が規定値と一致するか否かを判断する(ステップS203)。ここで、圧力値が規定値と一致しない場合(ステップS203:No)、表層観察制御部7は、ステップS202に戻って圧力の検出処理を繰り返す。なお、表層観察制御部7は、記憶部43を参照して規定値を取得するものであってもよいし、表層観察制御部7に設けられた記憶部を参照して規定値を取得するものであってもよい。
[0061]
 一方、圧力値が規定値と一致する場合(ステップS203:Yes)、表層観察制御部7は、撮像素子602による撮像処理の動作制御を行う(ステップS204)。これにより、挿入部61が所定の圧力で生体の表層を押圧したタイミングとほぼ同時のタイミングで撮像素子602による表層画像の撮像処理を行うことができる。
[0062]
 ステップS204による撮像処理が終了すると、表層観察制御部7は、表層観察処理を終了するか否かを判断する(ステップS205)。表層観察制御部7は、統括制御部44からの制御信号に基づき表層観察処理を終了するか否かを判断し、終了すると判断した場合(ステップS205:Yes)、撮像素子602による表層観察処理を終了し、終了しないと判断した場合(ステップS205:No)、ステップS202に戻って表層観察処理(撮像素子602による画像取得処理)を継続する。
[0063]
 このように、本実施の形態1の変形例2では、挿入部61が所定の圧力値で表層を押圧しているタイミングで表層画像を取得することができる。これにより、挿入部61が押圧する荷重が一定の状態(生体の状態が同じ状態)で複数の表層画像を取得することができる。
[0064]
(実施の形態1の変形例3)
 図9は、本実施の形態1の変形例3にかかる内視鏡システム1が行う表層観察処理を示すフローチャートである。上述した実施の形態1の変形例2では、表層観察制御部7が所定の圧力を検出した際に撮像素子602による表層画像の撮像処理を行うものとして説明したが、圧力値が規定値とは異なる場合に、挿入部61の移動方向を案内するようにしてもよい。
[0065]
 統括制御部44は、上述したように、撮像素子202が生成した画像信号に基づいて画像処理部41が生成した画像情報を、ライブ画像として表示部5に表示させる(ステップS301)。医師などの使用者は、体腔内の所望の撮像位置に挿入部21を挿入後、処置具挿入部222に挿入部61を挿入して、撮像位置の表層に挿入部61の先端面を当接させる。表層観察制御部7は、計測部71から圧力値が出力されると、圧力を検出したと判断する。一方、表層観察制御部7は、計測部71からの圧力値が出力されない場合は(ステップS302:No)、圧力の検出処理を繰り返し行う。
[0066]
 表層観察制御部7は、圧力を検出すると(ステップS302:Yes)、圧力値が規定値と一致するか否かを判断する(ステップS303)。ここで、圧力値が規定値と一致する場合(ステップS303:Yes)、表層観察制御部7は、撮像素子602による撮像処理の動作制御を行う(ステップS304)。これにより、挿入部61が所定の圧力で生体の表層を押圧したタイミングとほぼ同時のタイミングで撮像素子602による表層画像の撮像処理を行うことができる。
[0067]
 ステップS304による撮像処理が終了すると、表層観察制御部7は、表層観察処理を終了するか否かを判断する(ステップS305)。表層観察制御部7は、統括制御部44からの制御信号に基づき表層観察処理を終了するか否かを判断し、終了すると判断した場合(ステップS305:Yes)、撮像素子602による表層観察処理を終了し、終了しないと判断した場合(ステップS305:No)、ステップS302に戻って表層観察処理(撮像素子602による画像取得処理)を継続する。
[0068]
 一方、圧力値が規定値と一致しない場合(ステップS303:No)、表層観察制御部7は、挿入部61の移動方向を案内するための案内情報を出力する(ステップS306)。具体的には、表層観察制御部7は、圧力値と規定値とを比較し、圧力値<規定値であれば挿入部61を表層側に移動、すなわち挿入部61を押し込む方向に移動させる旨の案内情報を出力する。一方で、表層観察制御部7は、規定値<圧力値であれば挿入部61を表層側から離す方向に移動、すなわち挿入部61を処置具挿入部222から引き抜く方向に移動させる旨の案内情報を出力する。表層観察制御部7は、案内情報の出力後、ステップS302に移行して、圧力検出処理以降を繰り返す。なお、案内情報は、表示部5に表示する文字または画像であってもよいし、LEDなどによる点灯または点滅などによる案内でもよい。
[0069]
 このように、本実施の形態1の変形例3では、所定の圧力値で表層を押圧しているタイミングで表層画像を取得するとともに、所定の圧力値以外の場合に挿入部61の移動方向を確認することができる。
[0070]
(実施の形態2)
 図10は、本発明の実施の形態2にかかる内視鏡システム1aの概略構成を示す模式図である。なお、図1等で説明した構成と同一の構成要素には、同一の符号が付してある。上述した実施の形態1では圧力センサを一つ有するものとして説明したが、本実施の形態2では、圧力センサを複数有する。本実施の形態2にかかる内視鏡システム1aは、上述した実施の形態1の内視鏡システム1の表層観察用内視鏡6および表層観察制御部7に代えて、表層観察用内視鏡6aおよび表層観察制御部7aを備える。
[0071]
 表層観察用内視鏡6aは、可撓性を有する細長形状をなす挿入部61aを備える。挿入部61aは、上述した挿入部61と同様、基端側で表層観察制御部7aと接続するとともに、先端側が処置具挿入部222に挿入されて、該先端が先端部24から延出する。
[0072]
 図11は、本実施の形態2にかかる表層観察用内視鏡6aの先端面の構成を示す模式図である。挿入部61aは、撮像光学系601、撮像素子602および圧力センサ604a,604b(圧力検出部)を備える。
[0073]
 圧力センサ604a,604bは、挿入部61aの先端面(生体の表層と接触する面)に設けられ、荷重が加わることにより、該荷重を電気信号に変換して表層観察制御部7a(計測部71)に出力する。圧力センサ604a,604bは、圧力による変位や応力などの物理的な変化を、抵抗値や静電容量、周波数などの電気的な変化で検出するセンサを用いて実現される。
[0074]
 図11に示すように、圧力センサ604a,604bは、レンズ601aの周囲に設けられる。このため、圧力センサ604a,604bが撮像光学系601(撮像素子602)の画角に含まれることなく、撮像素子602による撮像を行うことができる。本実施の形態2では、圧力センサ604a,604bは、図11に示す平面視において、圧力センサ604a,604bの中心間を結ぶ線分L1が、レンズ601aの中心を通過する、すなわち、圧力センサ604a,604bがレンズ601aを挟んで対向する位置に設けられている。なお、圧力センサ604a,604bが異なる腺管とそれぞれ接触して、圧力を検出可能であれば、レンズ601aの周囲のいかなる位置に設けられていてもよい。
[0075]
 表層観察制御部7aは、CPU等を用いて構成され、表層観察用内視鏡6aの各構成部の駆動制御、および各構成部に対する情報の入出力制御などを行う。表層観察制御部7aは、計測部71、信号処理部72、判定部73および表層観察情報記憶部74を有する。
[0076]
 判定部73は、圧力センサ604a,604bがそれぞれ生成した電気信号をもとに計測部71が計測した圧力値を取得し、各圧力値が規定値であるか否かを判定する。表層観察制御部7aは、判定部73の判定結果に基づき表層観察用内視鏡6aの駆動制御を行う。
[0077]
 表層観察情報記憶部74は、表層観察制御部7aを動作させるための各種プログラム、および表層観察制御部7aの動作に必要な各種パラメータ等を含むデータを記録する。表層観察情報記憶部74は、撮像処理を行うか否かの判定を行うための圧力値(規定値)を判定情報として記憶する判定情報記憶部74aを有する。この規定値は、生体の表層に対して挿入部61aが加える圧力値であって、撮像処理を行うタイミングとして設定される値である。表層観察情報記憶部74は、フラッシュメモリやDRAM(Dynamic Random Access Memory)等の半導体メモリを用いて実現される。
[0078]
 図12は、本実施の形態2にかかる内視鏡システム1aが行う表層観察処理を示すフローチャートである。統括制御部44は、撮像素子202が生成した画像信号に基づいて画像処理部41が生成した画像情報を、ライブ画像として表示部5に表示させる(ステップS401)。医師などの使用者は、このライブ画像を確認しながら、体腔内の所望の撮像位置に挿入部21を挿入した後、処置具挿入部222に挿入部61aを挿入して、撮像位置の表層に挿入部61aの先端面を当接させる。
[0079]
 計測部71は、圧力センサ604a,604bの検出結果に基づき挿入部61aの先端面に加わった圧力値を計測する。表層観察制御部7aは、計測部71から圧力値が出力されると、圧力を検出したと判断する。一方、表層観察制御部7aは、計測部71からの圧力値が出力されない場合は(ステップS402:No)、圧力の検出処理を繰り返し行う。
[0080]
 表層観察制御部7aが圧力を検出すると(ステップS402:Yes)、判定部73は、判定情報記憶部74aを参照して、圧力センサ604a,604bからの電気信号に応じた圧力値が、規定値と一致するか否かを判定する(ステップS403)。ここで、少なくとも一方の圧力値が規定値と一致しないと判定部73が判定した場合(ステップS403:No)、表層観察制御部7aは、ステップS402に戻って圧力の検出処理を繰り返す。
[0081]
 一方、二つの圧力値が規定値と一致すると判定部73が判定した場合(ステップS403:Yes)、表層観察制御部7aは、撮像素子602による撮像処理の動作制御を行う(ステップS404)。これにより、挿入部61aが所定の圧力で生体の表層を押圧したタイミングとほぼ同時のタイミングで撮像素子602による表層画像の撮像処理を行うことができる。
[0082]
 ステップS404による撮像処理が終了すると、表層観察制御部7aは、表層観察処理を終了するか否かを判断する(ステップS405)。表層観察制御部7aは、統括制御部44からの制御信号に基づき表層観察処理を終了するか否かを判断し、終了すると判断した場合(ステップS405:Yes)、表層観察処理を終了し、終了しないと判断した場合(ステップS405:No)、ステップS402に戻って表層観察処理(撮像素子602による画像取得処理)を継続する。
[0083]
 このように、本実施の形態2では、二つの圧力センサ604a,604bによる圧力検出に基づいて表層画像の撮像処理を行うことにより、挿入部61aの先端面が生体の表層に所定の荷重を加えているタイミングで表層画像を取得することができる。さらに、二つの圧力センサ604a,604bを用いることによって、生体の表層に対する挿入部61aの先端面の向きや角度が所定の向きや角度となるタイミングで表層画像を取得することができる。さらに、体腔内における生体の拍動によって表層に対する挿入部61aの先端面の位置が変化した場合であっても、挿入部61aの先端面が生体の表層に所定の向きで接触しているタイミングで表層画像を取得するため、安定した画角で体内画像を取得することができる。
[0084]
 上述した本実施の形態2によれば、圧力検出に基づいて表層画像の撮像処理を行うことにより、挿入部61aの先端面が生体の表層に接触しているタイミングで表層画像を取得するようにしたので、生体の表層と接触した状態の体内画像を確実に取得することができる。
[0085]
 また、上述した本実施の形態2によれば、二つの圧力センサ604a,604bの検出結果に基づき計測部71が計測した圧力値がそれぞれ規定値と一致する場合に、撮像素子602による画像取得処理を行うようにしたので、生体の表層に対する挿入部61aの荷重が一定の状態で表層画像を取得することができる。
[0086]
 また、上述した本実施の形態2によれば、二つの圧力センサ604a,604bの検出結果に基づき計測部71が計測した圧力値がそれぞれ規定値と一致する場合に、撮像素子602による画像取得処理を行うようにしたので、生体の表層に対する挿入部61aの先端面の向きや角度が所定の向きや角度となるタイミング(すなわち、生体の状態が同じ状態)で表層画像を取得することができる。
[0087]
 なお、上述した本実施の形態2では、二つの圧力センサ604a,604bの検出結果に基づく圧力値がそれぞれ規定値と一致する場合に、撮像素子602による画像取得処理を行うものとして説明したが、この規定値は、各圧力値に対して同一であってもよいし、異なっていてもよい。各圧力値に対して規定値をそれぞれ設定することによって、先端面の向きや角度を規定することができる。判定部73は、判定情報が記憶部43に記憶されていれば、該記憶部43の判定情報を参照して判定を行ってもよい。
[0088]
 また、上述した本実施の形態2では、二つの圧力センサ604a,604bを有するものとして説明したが、三つ以上の圧力センサを有するものであってもよい。三つ以上の圧力センサを有する場合、各圧力センサは、レンズ601aの周囲に設けられる。
[0089]
(実施の形態3)
 図13は、本発明の実施の形態3にかかる内視鏡システム1bの概略構成を示す模式図である。なお、図1等で説明した構成と同一の構成要素には、同一の符号が付してある。上述した実施の形態2では二つの圧力センサの検出結果に基づく圧力値を規定値と比較するものとして説明したが、本実施の形態3では、二つの圧力センサの検出結果に基づく圧力値をもとに挿入部61aの先端面の姿勢(表層に対する向きや角度)を推定する。本実施の形態3にかかる内視鏡システム1bは、上述した実施の形態2の内視鏡システム1aの表層観察制御部7に代えて、表層観察制御部7bを備える。
[0090]
 表層観察制御部7bは、CPU等を用いて構成され、表層観察用内視鏡6aの各構成部の駆動制御、および各構成部に対する情報の入出力制御などを行う。表層観察制御部7bは、計測部71、信号処理部72、表層観察情報記憶部74、演算部75、姿勢推定部76および姿勢判定部77を有する。
[0091]
 演算部75は、圧力センサ604a,604bの検出結果に基づいて計測部71が計測した圧力値を取得し、圧力値の差分値を算出する。演算部75は、算出した差分値を姿勢推定部76に出力する。
[0092]
 姿勢推定部76は、演算部75の演算結果(差分値)をもとに挿入部61aの先端面の姿勢(表層に対する向きや角度)を推定する。
[0093]
 姿勢判定部77は、姿勢推定部76が推定した挿入部61aの先端面の姿勢が規定の姿勢となっているか否かを判定する。表層観察制御部7bは、姿勢判定部77の判定結果に基づき表層観察用内視鏡6aの駆動制御を行う。
[0094]
 本実施の形態3にかかる表層観察情報記憶部74は、判定情報記憶部74aに代えて、挿入部61aの先端面の姿勢(表層に対する向きや角度)を推定するための姿勢推定値を推定情報として記憶する姿勢推定情報記憶部74bを有する。この姿勢推定値は、差分値に応じて設定される値であって、該値から挿入部61aの先端面の姿勢(表層に対する向きや角度)を推定するための値である。
[0095]
 また、表層観察情報記憶部74は、設定された規定の姿勢(角度)を記憶している。規定の姿勢は、入力部42を介して設定されるものであってもよいし、表層観察制御部7bに設けた入力部を介して設定されるものであってもよい。規定の姿勢の設定は、角度を入力するほか、例えば、観察対象の臓器を入力し、入力された臓器に応じて角度を自動で設定するものであってもよい。この場合、表層観察情報記憶部74は、臓器と規定の姿勢(角度)との関係を記憶した関係テーブルを記憶する。
[0096]
 図14は、本実施の形態3にかかる内視鏡システム1bが行う表層観察処理を示すフローチャートである。統括制御部44は、撮像素子202が生成した画像信号に基づいて画像処理部41が生成した画像情報を、ライブ画像として表示部5に表示させる(ステップS501)。医師などの使用者は、このライブ画像を確認しながら、体腔内の所望の撮像位置に挿入部21を挿入後、処置具挿入部222に挿入部61aを挿入して、撮像位置の表層に挿入部61aの先端面を当接させる。
[0097]
 計測部71は、圧力センサ604a,604bの検出結果に基づき各センサ(挿入部61aの先端面)に加わった圧力値を計測する。表層観察制御部7bは、計測部71から圧力値が出力されると、圧力を検出したと判断する。一方、表層観察制御部7bは、計測部71からの圧力値が出力されない場合は(ステップS502:No)、圧力の検出処理を繰り返し行う。
[0098]
 表層観察制御部7bが圧力を検出すると(ステップS502:Yes)、演算部75が、圧力値の差分値を算出する(ステップS503)。具体的には、演算部75は、圧力センサ604a,604bの検出結果に基づき生成された二つの圧力値の差の絶対値を差分値として算出する。
[0099]
 演算部75により差分値が算出されると、姿勢推定部76は、この差分値から挿入部61aの先端面の姿勢(表層に対する向きや角度)を推定する(ステップS504)。図15は、本実施の形態3にかかる内視鏡システム1bが行う画像取得処理に用いる姿勢推定テーブルの一例を示す図である。姿勢推定情報記憶部74bは、演算部75により算出された差分値と、生体の表層を水平とみなしたときの挿入部61aの先端面の角度(姿勢)の範囲である姿勢推定値との関係を示す姿勢推定テーブルを記憶している。姿勢推定部76は、姿勢推定テーブルを参照して、演算部75により算出された差分値に基づき先端面の角度(姿勢)の範囲を推定する。例えば、計測部71から得られた差分値が0.08である場合、先端面の姿勢(角度)は、生体の表層に対して89°~90°であると推定される。
[0100]
 姿勢判定部77は、姿勢推定部76により推定された先端面の姿勢が、規定の姿勢の範囲に含まれるか否かを判断することによって、挿入部61aの先端面が規定の姿勢となっているか否かを判定する(ステップS505)。具体的には、姿勢判定部77は、規定の姿勢の範囲が89°~90°で設定されている場合、姿勢推定部76により推定された先端面の姿勢が89°~90°であれば、規定の姿勢の範囲に含まれると判定する。
[0101]
 姿勢判定部77によって挿入部61aの先端面が規定の姿勢となっていると判定されると(ステップS505:Yes)、表層観察制御部7bは、撮像素子602による撮像処理の動作制御を行う(ステップS506)。これにより、挿入部61aが所定の姿勢で生体の表層(腺管)と当接したタイミングとほぼ同時のタイミングで撮像素子602による表層画像の撮像処理を行うことができる。一方、姿勢判定部77によって、推定された姿勢が規定の姿勢となっていないと判定された場合(ステップS505:No)、表層観察制御部7bは、ステップS502に戻って圧力の検出処理を繰り返す。
[0102]
 ステップS506による撮像処理が終了すると、表層観察制御部7bは、表層観察処理を終了するか否かを判断する(ステップS507)。表層観察制御部7bは、統括制御部44からの制御信号に基づき表層観察処理を終了するか否かを判断し、終了すると判断した場合(ステップS507:Yes)、表層観察処理を終了し、終了しないと判断した場合(ステップS507:No)、ステップS502に戻って表層観察処理(撮像素子602による画像取得処理)を継続する。
[0103]
 このように、本実施の形態3では、推定された先端面の姿勢をもとに撮像処理を行うことによって、生体の表層に対する挿入部61aの先端面の向きや角度が所定の向きや角度を規定した状態で表層画像を取得することができる。さらに、体腔内における生体の拍動によって表層に対する挿入部61aの先端面の位置が変化した場合であっても、挿入部61aの先端面が生体の表層に所定の姿勢で接触しているタイミングで表層画像を取得するため、安定した画角で体内画像を取得することができる。
[0104]
 上述した本実施の形態3によれば、圧力検出に基づいて表層画像の撮像処理を行うことにより、挿入部61aの先端面が生体の表層に接触しているタイミングで表層画像を取得するようにしたので、生体の表層と接触した状態の体内画像を確実に取得することができる。
[0105]
 また、上述した本実施の形態3によれば、二つの圧力センサ604a,604bの検出結果に基づき計測部71が計測した圧力値から求まる姿勢推定値をもとに撮像素子602による画像取得処理を行うようにしたので、生体の表層に対する挿入部61aの先端面の向きや角度が所定の向きや角度となるタイミングで表層画像を取得することができる。このため、生体の状態が同じ状態の表層画像を取得することができる。
[0106]
 なお、上述した本実施の形態3では、差分値に応じて決まる姿勢推定値が所定の角度の範囲を有するものとして説明したが、ある所定の角度に応じた一つの差分値を設定し、撮像処理を行うものであってもよい。例えば、規定の姿勢(角度)を90°とし、該角度に応じた差分値(例えば、0)を設定した場合、差分値がゼロとなる際に先端面の姿勢が規定の姿勢(90°)となっているものと推定して撮像素子602による表層画像の撮像処理を行うものであってもよい。姿勢判定部77は、姿勢推定部76により推定された姿勢(角度の範囲)をもとに規定の姿勢を判定するほか、差分値から直接姿勢を判定するものであってもよい。
[0107]
(実施の形態4)
 図16は、本実施の形態4にかかる内視鏡システム1bが行う表層観察処理を示すフローチャートである。上述した実施の形態3では二つの圧力センサの検出結果に基づく圧力値の差を用いるものとして説明したが、本実施の形態4では、二つの圧力値から求まる傾きに基づいて挿入部61aの先端面の姿勢(表層に対する向きや角度)が規定の姿勢であるか否かを判定する。
[0108]
 統括制御部44は、上述したように、撮像素子202が生成した電気信号に基づいて画像処理部41が生成した画像情報を、ライブ画像として表示部5に表示させる(ステップS601)。医師などの使用者は、このライブ画像を確認しながら、体腔内の所望の撮像位置に挿入部21を挿入した後、処置具挿入部222に挿入部61aを挿入して、撮像位置の表層に挿入部61aの先端面を当接させる。表層観察制御部7bは、計測部71から圧力値が出力されると、圧力を検出したと判断する。一方、表層観察制御部7aは、計測部71からの圧力値が出力されない場合は(ステップS602:No)、圧力の検出処理を繰り返し行う。
[0109]
 表層観察制御部7bが圧力を検出すると(ステップS602:Yes)、演算部75が、二つの圧力値に基づき姿勢評価値である傾きを算出する(ステップS603)。演算部75が算出する傾きは、表層に対する先端面の傾斜角度に相当する。図17は、本実施の形態4にかかる内視鏡システムが行う姿勢評価値算出処理を説明するための図である。具体的には、演算部75は、圧力センサ604a,604bに基づき生成された二つの圧力値と、圧力センサ604a,604b間の距離とを座標成分とする二次元の直交座標系(図17参照)に圧力値Q1,Q2をプロットし、圧力値Q1,Q2同士を結ぶ線分の傾きを姿勢評価値として算出する。なお、図17に示すグラフでは、一方の圧力センサに対する他方の圧力センサの距離を横軸としている。
[0110]
 演算部75により姿勢評価値が算出されると、姿勢判定部77は、この姿勢評価値から挿入部61aの先端面の姿勢(表層に対する向きや角度)が、規定の姿勢であるか否かを判定する(ステップS604)。具体的には、図15に示す姿勢推定テーブルにおいて、差分値と姿勢評価値とが同等であって読み替え可能であり、規定の姿勢の範囲(姿勢推定値)が89°~90°と設定されている場合、姿勢推定値から求まる姿勢評価値の範囲は、0.1以下となる。姿勢判定部77は、姿勢評価値が0.1以下であるか否かを判断することにより、挿入部61aの先端面の姿勢(表層に対する角度)が規定の姿勢となっているか否かを判定する。
[0111]
 ここで、姿勢判定部77によって姿勢評価値が0.1より大きい(0.1以下でない)と判定された場合(ステップS604:No)、表層観察制御部7bは、ステップS602に戻って圧力の検出処理を繰り返す。
[0112]
 一方、姿勢判定部77によって姿勢評価値が0.1以下であると判定された場合(ステップS604:Yes)、表層観察制御部7bは、撮像素子602による撮像処理の動作制御を行う(ステップS605)。これにより、挿入部61aが所定の姿勢で生体の表層(腺管)と当接したタイミングとほぼ同時のタイミングで撮像素子602による表層画像の撮像処理を行うことができる。
[0113]
 ステップS605による撮像処理が終了すると、表層観察制御部7bは、表層観察処理を終了するか否かを判断する(ステップS606)。表層観察制御部7bは、統括制御部44からの制御信号に基づき表層観察処理を終了するか否かを判断し、終了すると判断した場合(ステップS606:Yes)、表層観察処理を終了し、終了しないと判断した場合(ステップS606:No)、ステップS602に戻って表層観察処理(撮像素子602による画像取得処理)を継続する。
[0114]
 上述した本実施の形態4によれば、圧力検出に基づいて表層画像の撮像処理を行うことにより、挿入部61aの先端面が生体の表層に接触しているタイミングで表層画像を取得するようにしたので、生体の表層と接触した状態の体内画像を確実に取得することができる。
[0115]
 また、本実施の形態4では、二つの圧力センサ604a,604bが生成した電気信号に基づく圧力値Q1,Q2同士を結ぶ線分の傾きを姿勢評価値とすることで、二つの圧力センサ604a,604b間の距離を考慮した姿勢判定を行うことができる。このため、差分値のみで姿勢判定を行う場合と比して、より正確に姿勢を判定することができる。
[0116]
(実施の形態4の変形例)
 図18は、本実施の形態4の変形例にかかる表層観察用内視鏡の先端面の構成を示す模式図である。上述した実施の形態4では二つの圧力センサ604a,604bを有するものとして説明したが、三つ以上の圧力センサを有するものであってもよい。本実施の形態4の変形例にかかる挿入部61bは、圧力センサを三つ有する。
[0117]
 本実施の形態4の変形例では、三つの圧力センサ605a,605bおよび605c(圧力検出部)が、挿入部61bの先端面(生体の表層と接触する面)に設けられている。圧力センサ605a,605bおよび605cは、各々荷重が加わることにより、該荷重を電気信号に変換して表層観察制御部7a(計測部71)に出力する。圧力センサ605a,605bおよび605cは、圧力による変位や応力などの物理的な変化を、抵抗値や静電容量、周波数などの電気的な変化で検出するセンサを用いて実現される。
[0118]
 図18に示すように、圧力センサ605a,605bおよび605cは、レンズ601aの周囲に設けられる。本実施の形態4の変形例では、図18に示す平面視において、圧力センサ605a,605bおよび605cの中心間を結ぶ線分L2~L4がなす形状は、正三角形となる。なお、圧力センサ605a,605bおよび605cが異なる腺管とそれぞれ接触して、圧力を検出可能であれば、レンズ601aの周囲のいかなる位置に設けられていてもよい。
[0119]
 上述した実施の形態3にかかる表層観察処理(図14参照)のステップS503,S504に準じて姿勢推定処理を行う場合は、演算部75が、圧力センサ605a,605bおよび605cの検出結果に基づき計測された圧力値同士の差をとって、三つの差分値を算出する。その後、姿勢推定部76は、図15に示す姿勢推定テーブルを参照して各差分値が、姿勢推定値に応じた差分値の範囲に含まれているか否かを判断し、規定の姿勢となっているか否かを推定する。
[0120]
 図19は、本発明の実施の形態4の変形例にかかる内視鏡システム1bが行う姿勢評価値算出処理を説明するための図である。上述した実施の形態4にかかる表層観察処理(図16参照)のステップS603,S604に準じて姿勢判定処理を行う場合は、まず、計測部71が圧力センサ605a,605bおよび605cの検出結果に基づき計測された圧力値を、圧力値と、圧力センサ605a,605bおよび605cの平面上の位置とを座標成分とする三次元の直交座標系(X,Y,Z)にプロットする。なお、図19に示す直交座標系は、XY平面が、圧力センサ605a,605bおよび605cが配置される平面(先端面)の座標成分を示し、Z方向が、各圧力センサの検出結果に基づき計測される圧力値の座標成分を示している。
[0121]
 計測部71が圧力センサ605a,605bおよび605cの検出結果に基づきそれぞれ計測した圧力値Q3,Q4およびQ5を三次元の直交座標系(X,Y,Z)にプロットすると、圧力値Q3,Q4およびQ5をそれぞれ結ぶ線分により三次元平面P4が形成される。
[0122]
 演算部75は、三次元平面P4と、先端面上の圧力センサ605a,605bおよび605cの位置を座標成分とする二次元平面(二次元平面P5)とを用いて、二次元平面P5に対する三次元平面P4の傾きを算出し、この傾きを姿勢評価値とする。その後、姿勢判定部77は、例えば姿勢評価値が0.1以下であるか否かを判断することで、規定の姿勢となっているか否かを判定する。
[0123]
 上述した本実施の形態4の変形例によれば、三つの圧力センサ605a,605bおよび605cを有する場合であっても、該圧力センサの圧力検出に基づいて表層画像の撮像処理を行うことにより、挿入部61bの先端面が生体の表層に接触しているタイミングで表層画像を取得するようにしたので、生体の表層と接触した状態の体内画像を確実に取得することができる。
[0124]
 なお、四つ以上の圧力センサが設けられる場合であっても、上述した姿勢評価値の算出により姿勢を推定することができる。
[0125]
 上述した実施の形態4および変形例において、三次元の直交座標系を用いて姿勢判定処理を行う場合は、姿勢推定部76を有しない構成であってもよい。姿勢判定処理の種別により、姿勢推定部76の有無を適宜変更することが可能である。演算部75と姿勢判定部77との間の信号の送受信は、姿勢推定部76を介して行うものであってもよいし、演算部75および姿勢判定部77の間で直接行うものであってもよい。
[0126]
(実施の形態5)
 図20は、本発明の実施の形態5にかかる内視鏡システム1cの概略構成を示す模式図である。なお、図1等で説明した構成と同一の構成要素には、同一の符号が付してある。本実施の形態5にかかる内視鏡システム1cは、上述した実施の形態1の内視鏡システム1の表層観察用内視鏡6および表層観察制御部7に代えて、表層観察用内視鏡6bおよび表層観察制御部7cを備える。
[0127]
 表層観察用内視鏡6bは、可撓性を有する細長形状をなす挿入部61cを備える。挿入部61cは、上述した挿入部61と同様、基端側で表層観察制御部7cと接続するとともに、先端側が処置具挿入部222に挿入されて、該先端が先端部24から延出する。
[0128]
 挿入部61cは、撮像光学系601、撮像素子602、圧力センサ603および光照射ファイバ606を備える。
[0129]
 光照射ファイバ606は、光ファイバを用いて実現され、表層観察制御部7cに設けられたLED光源部78から入射した照明光を、挿入部61cの先端から外部に照射する。
[0130]
 表層観察制御部7cは、CPU等を用いて構成され、表層観察用内視鏡6bの各構成部の駆動制御、および各構成部に対する情報の入出力制御などを行う。表層観察制御部7cは、計測部71、信号処理部72およびLED光源部78を有する。
[0131]
 LED光源部78は、発光ダイオード(Light Emitting Diode:LED)を用いて構成され、発光により生じた照明光を光照射ファイバ606に向けて出射する。
[0132]
 上述した本実施の形態5によれば、LED光源部78および光照射ファイバ606により、挿入部61cの先端面から照明光を照射するようにしたので、上述した実施の形態1と比して一層鮮明な体内画像を取得することができる。
[0133]
(実施の形態5の変形例)
 なお、上述した実施の形態5において、発光ダイオードに代えて超短パルスレーザ光源とし、該超短パルスレーザ光源から超短パルスレーザ光を光照射ファイバ606に向けて出射するようにしてもよい。図21は、本発明の実施の形態5の変形例にかかる内視鏡システム1dの概略構成を示す模式図である。本実施の形態5の変形例にかかる内視鏡システム1dでは、上述した内視鏡システム1cに対し、LED光源部78に代えて超短パルスレーザ光源(発振器)を有する超短パルスレーザ光源部79とし、撮像光学系601として超短パルスレーザ光を集光する集光レンズが挿入部61cの先端に設けられる。これにより、二光子励起蛍光観察を行うことが可能となる。超短パルスレーザとは、1つのパルスの幅(時間幅)がフェムト秒以下の短いパルスのレーザのことをいう。
[0134]
 図22は、本実施の形態5の変形例にかかる二光子励起蛍光観察を説明するための図である。フェムト秒レーザ光などの超短パルスレーザ光を用いることにより、多光子励起が可能となる。例えば、図21に示すように、二つの光子が分子に対して同時に作用(入射)すると、分子が基底状態から励起状態に遷移し、光(蛍光)を発しながら基底状態に戻る。二光子による励起で発せられる発光(蛍光など)の強度は、入射光の強度のべき乗に比例する。この現象を用いることによって、生体の表層のより深部(例えば生体の壁面(表面)から数千μmの深さ)の観察が可能となる。なお、挿入部61cの撮像素子602に代えて、発光強度を測定する光センサを設けてもよい。
[0135]
 なお、上述した実施の形態1~5にかかる内視鏡システム1,1a,1b,1c,1dは、A/D変換部205がライブ観察用内視鏡2に設けられているものとして説明したが、プロセッサ部4に設けられるものであってもよい。この場合、信号処理部72は、プロセッサ部4に設けられたA/D変換部にアナログ信号を出力するものであってもよい。
[0136]
 また、上述した実施の形態1~5にかかる内視鏡システムにおいて、挿入部の先端位置などをライブ観察用内視鏡2を用いることなく確認することが可能であれば、表層観察用内視鏡6単体でも使用することが可能である。
[0137]
 また、上述した実施の形態1~5は、本発明を実施するための例にすぎず、本発明はこれらに限定されるものではない。また、本発明は、各実施の形態や変形例に開示されている複数の構成要素を適宜組み合わせることによって、種々の発明を形成できる。本発明は、仕様等に応じて種々変形することが可能であり、更に本発明の範囲内において、他の様々な実施の形態が可能であることは、上記記載から自明である。

産業上の利用可能性

[0138]
 以上のように、本発明にかかる内視鏡装置は、生体の表層と接触した状態の体内画像を確実に取得するのに有用である。

符号の説明

[0139]
 1,1a,1b,1c,1d 内視鏡システム
 2 ライブ観察用内視鏡
 3 光源部
 4 プロセッサ部
 5 表示部
 6,6a,6b 表層観察用内視鏡
 7,7a,7b,7c 表層観察制御部
 21,61,61a,61b,61c 挿入部
 22 操作部
 23 ユニバーサルコード
 24 先端部
 31 照明部
 31a 光源
 31b 光源ドライバ
 31c 集光レンズ
 32 照明制御部
 41 画像処理部
 42 入力部
 43 記憶部
 44 統括制御部
 62 キャップ
 71 計測部
 72 信号処理部
 73 判定部
 74 表層観察情報記憶部
 74a 判定情報記憶部
 74b 姿勢推定情報記憶部
 75 演算部
 76 姿勢推定部
 77 姿勢判定部
 78 LED光源部
 79 超短パルスレーザ光源部
 201,601 撮像光学系
 202,602 撮像素子
 203 ライトガイド
 204 照明用レンズ
 205 A/D変換部
 206 撮像情報記憶部
 603,603a,604a,604b,605a,605b,605c 圧力センサ

請求の範囲

[請求項1]
 生体の内部に挿入され、先端に撮像光学系を有する挿入部と、
 前記挿入部の前記先端または該先端より先に設けられ、前記生体との接触を圧力により検出する圧力検出部と、
 前記圧力検出部の検出結果をもとに、前記撮像光学系を介した前記生体の内部の像を撮像する撮像部と、
を備えたことを特徴とする内視鏡装置。
[請求項2]
 前記撮像部は、前記圧力検出部の検出結果に基づいて計測される圧力値が、所定の値である場合に撮像する
ことを特徴とする請求項1に記載の内視鏡装置。
[請求項3]
 前記圧力検出部は、複数の圧力センサを有する
ことを特徴とする請求項1に記載の内視鏡装置。
[請求項4]
 前記複数の圧力センサの検出結果に基づいて、前記生体に対する前記先端の姿勢を推定する姿勢推定部と、
 前記姿勢が、所定の姿勢であるか否かを判定する姿勢判定部と、
 を備え、
 前記撮像部は、前記姿勢判定部によって前記先端が所定の姿勢をとると判定された場合に撮像する
ことを特徴とする請求項3に記載の内視鏡装置。
[請求項5]
 前記撮像部は、各圧力センサの検出結果に基づいて計測される各圧力値が、所定の値である場合に撮像する
ことを特徴とする請求項3に記載の内視鏡装置。
[請求項6]
 各圧力センサの検出結果に基づいて計測される圧力値に基づいて、前記生体に対する前記先端の姿勢を評価する姿勢評価値を演算する演算部と、
 前記演算部によって演算された前記姿勢評価値が、所定の姿勢であるか否かを判定する姿勢判定部と、
 を備え、
 前記撮像部は、前記姿勢判定部によって前記先端が所定の姿勢をとると判定された場合に撮像する
ことを特徴とする請求項3に記載の内視鏡装置。
[請求項7]
 前記演算部は、各圧力センサの検出結果に基づいて計測される圧力値と、二つの圧力センサ間の距離とを座標成分とする二次元の直交座標系にプロットした各点を結ぶ線分の傾きを前記姿勢評価値として演算する
ことを特徴とする請求項6に記載の内視鏡装置。
[請求項8]
 前記圧力検出部は、同一平面上に設けられる三つ以上の圧力センサを有し、
 前記演算部は、各圧力センサの検出結果に基づいて計測される圧力値と、各圧力センサの平面上の位置とを座標成分とする三次元の直交座標系にプロットした各点を結ぶことにより形成される三次元平面の、各圧力センサの位置を座標成分とする二次元平面に対する傾きを前記姿勢評価値として演算する
ことを特徴とする請求項6に記載の内視鏡装置。
[請求項9]
 前記撮像光学系は、共焦点光学系を構成する
ことを特徴とする請求項1~8のいずれか一つに記載の内視鏡装置。
[請求項10]
 1つのパルスの幅がフェムト秒以下のパルスレーザ光を出射する超短パルスレーザ光源部を備えた
ことを特徴とする請求項1~8のいずれか一つに記載の内視鏡装置。

補正された請求の範囲(条約第19条)
[ 2015年5月20日 ( 20.05.2015 )  国際事務局受理 ]

[1]
[補正後] 生体の内部に挿入され、先端に撮像光学系を有する挿入部と、
 前記挿入部の前記先端または該先端より先に設けられ、前記生体との接触を圧力により検出する圧力検出部と、
 前記圧力検出部の検出結果が所定の条件を満たす場合に、前記撮像光学系を介した前記生体の内部の像を撮像する撮像部と、
を備えたことを特徴とする内視鏡装置。
[2]
 前記撮像部は、前記圧力検出部の検出結果に基づいて計測される圧力値が、所定の値である場合に撮像する
ことを特徴とする請求項1に記載の内視鏡装置。
[3]
 前記圧力検出部は、複数の圧力センサを有する
ことを特徴とする請求項1に記載の内視鏡装置。
[4]
 前記複数の圧力センサの検出結果に基づいて、前記生体に対する前記先端の姿勢を推定する姿勢推定部と、
 前記姿勢が、所定の姿勢であるか否かを判定する姿勢判定部と、
 を備え、
 前記撮像部は、前記姿勢判定部によって前記先端が所定の姿勢をとると判定された場合に撮像する
ことを特徴とする請求項3に記載の内視鏡装置。
[5]
 前記撮像部は、各圧力センサの検出結果に基づいて計測される各圧力値が、所定の値である場合に撮像する
ことを特徴とする請求項3に記載の内視鏡装置。
[6]
 各圧力センサの検出結果に基づいて計測される圧力値に基づいて、前記生体に対する前記先端の姿勢を評価する姿勢評価値を演算する演算部と、
 前記演算部によって演算された前記姿勢評価値が、所定の姿勢であるか否かを判定する姿勢判定部と、
 を備え、
 前記撮像部は、前記姿勢判定部によって前記先端が所定の姿勢をとると判定された場合に撮像する
ことを特徴とする請求項3に記載の内視鏡装置。
[7]
 前記演算部は、各圧力センサの検出結果に基づいて計測される圧力値と、二つの圧力センサ間の距離とを座標成分とする二次元の直交座標系にプロットした各点を結ぶ線分の傾きを前記姿勢評価値として演算する
ことを特徴とする請求項6に記載の内視鏡装置。
[8]
 前記圧力検出部は、同一平面上に設けられる三つ以上の圧力センサを有し、
 前記演算部は、各圧力センサの検出結果に基づいて計測される圧力値と、各圧力センサの平面上の位置とを座標成分とする三次元の直交座標系にプロットした各点を結ぶことにより形成される三次元平面の、各圧力センサの位置を座標成分とする二次元平面に対する傾きを前記姿勢評価値として演算する
ことを特徴とする請求項6に記載の内視鏡装置。
[9]
 前記撮像光学系は、共焦点光学系を構成する
ことを特徴とする請求項1~8のいずれか一つに記載の内視鏡装置。
[10]
 1つのパルスの幅がフェムト秒以下のパルスレーザ光を出射する超短パルスレーザ光源部を備えた
ことを特徴とする請求項1~8のいずれか一つに記載の内視鏡装置。

条約第19条(1)に基づく説明書
 請求項1では、明細書の段落[0051]、[0063]、[0069]、[0083]、[0103]、[0112]、図4,8,9,12,14,16を根拠として、補正前の請求項1の「前記圧力検出部の検出結果をもとに、」という部分を「前記圧力検出部の検出結果が所定の条件を満たす場合に、」に変更した。
 請求項2~10は、変更されていない。

図面

[ 図 1]

[ 図 2]

[ 図 3]

[ 図 4]

[ 図 5]

[ 図 6]

[ 図 7]

[ 図 8]

[ 図 9]

[ 図 10]

[ 図 11]

[ 図 12]

[ 図 13]

[ 図 14]

[ 図 15]

[ 図 16]

[ 図 17]

[ 図 18]

[ 図 19]

[ 図 20]

[ 図 21]

[ 図 22]