JP2010035746A - カプセル内視鏡システム、カプセル内視鏡及びカプセル内視鏡の動作制御方法 - Google Patents

Abstract

【課題】カプセル内視鏡の動き始めのタイミングにおいても撮影もれを防止する。
【解決手段】被検体の体外に配置された複数の音響センサ１０２によって、被検体の腸の蠕動運動の発生音を検出し、さらに発生音の位置を算出する。また、カプセル内視鏡１０に備えられた加速度センサ３５の出力値を積算して、カプセル内視鏡１０の位置を算出する。蠕動運動とカプセル内視鏡の動き量の時間的な相関関係に基づいて、カプセル内視鏡の動き量が大きくなるタイミングを予測し、予測されたタイミングより前に前記特殊撮影モードに切り替える
【選択図】 図７

Description

本発明はカプセル内視鏡システム、カプセル内視鏡及びカプセル内視鏡の動作制御方法に係り、特に、カプセル内視鏡の撮影モードを効率的に制御し、診断の効率化及び精度の向上の両立を図るカプセル内視鏡システム、カプセル内視鏡及びカプセル内視鏡の動作制御方法に関する。

錠剤カプセル形状の筐体の内部に、バッテリー、撮影レンズ、撮像素子、照明光源等を収納したカプセル内視鏡が知られている。カプセル内視鏡は、これを被検者が嚥下する等によって体腔内へ挿入され、例えば１秒間に２回のフレームレートで患部等を撮像する。撮像された画像データは、カプセル内視鏡内の送信手段により体外に送信され、体外の受信装置により受信される。

特許文献１には、加速度センサや圧力センサ等を用いて、人体内におけるカプセルの動きを検出し、撮影フレームレート又は表示フレームレートを変更する技術が記載されている。この技術によれば、カプセル内視鏡がゆっくりと移動している場合には撮影フレームレートを下げて同じような画像を多数撮影することを防止し、カプセル内視鏡が速く移動している場合には撮影フレームレートを上げて撮影もれを防止することが可能となる。
特表２００４−５２１６６２号公報

しかしながら、特許文献１の技術では、カプセル内視鏡の速度が上がってから撮影フレームレートを上げるため、カプセル内視鏡の動き始めのタイミングにおいて、撮影もれが発生してしまうという問題点があった。

本発明はこのような事情に鑑みてなされたもので、カプセル内視鏡の移動速度に応じた撮影フレームレートで撮影し、さらにカプセル内視鏡の動き始めのタイミングにおいても撮影もれの無いカプセル内視鏡システム、カプセル内視鏡及びカプセル内視鏡の動作制御方法を提供することを目的とする。

前記目的を達成するために請求項１に記載のカプセル内視鏡システムは、被検体の消化管内を撮影し、撮影した内視鏡画像を通信機器に送信するカプセル内視鏡であって、所定の時間間隔で撮影を行う通常撮影モードと、該通常撮影モードよりも短い時間間隔で撮影を行う特殊撮影モードを備えたカプセル内視鏡と、前記カプセル内視鏡の撮影モードを制御する通信機器とからなるカプセル内視鏡システムにおいて、前記通信機器は、前記被検体の消化管の蠕動運動を検出する検出手段と、蠕動運動とカプセル内視鏡の動き量の時間的な相関関係に基づいて、前記カプセル内視鏡の動き量が大きくなるタイミングを予測する予測手段と、前記予測されたタイミングより前に前記特殊撮影モードに切り替えるための制御信号を前記カプセル内視鏡に送信する送信手段とを備え、前記カプセル内視鏡は、前記通信機器から送信された制御信号を受信する手段と、前記制御信号に基づいて撮影モードを切り替える切替手段とを備えたことを特徴とする。

本発明によれば、蠕動運動とカプセル内視鏡の動き量の時間的な相関関係に基づいて、前記カプセル内視鏡の動き量が大きくなるタイミングを予測して、前記予測されたタイミングより前に前記特殊撮影モードに切り替えるようにしたので、カプセル内視鏡の移動速度に応じた撮影フレームレートで撮影し、さらにカプセル内視鏡の動き始めのタイミングにおいても撮影もれを防止することができる。

請求項２に示すように請求項１に記載のカプセル内視鏡システムにおいて、前記検出手段は、前記蠕動運動に伴う発生音を検出可能な音響センサであることを特徴とする。

これにより、簡単かつ適切に蠕動運動を検出することができる。

請求項３に示すように請求項１又は２のいずれかに記載のカプセル内視鏡システムにおいて、前記検出した蠕動運動の消化管内の位置を検出する手段と、前記カプセル内視鏡の消化管内の位置を検出する手段を備え、前記予測手段は、前記カプセル内視鏡の位置から所定距離内の前記蠕動運動に基づいて前記カプセル内視鏡の動き量が大きくなるタイミングを予測することを特徴とする。

これにより、適切にカプセル内視鏡の動き量が大きくなるタイミングを算出することができる。

請求項４に示すように請求項１から３のいずれかに記載のカプセル内視鏡システムにおいて、前記送信手段は、前記予測されたタイミングの所定時間前に前記特殊撮影モードに切り替えるための制御信号を、前記カプセル内視鏡に送信することを特徴とする。

これにより、適切に撮影もれを防止することができる。

請求項５に示すように請求項１から４のいずれかに記載のカプセル内視鏡システムにおいて、前記特殊撮影モードは、前記通常撮影モードよりもシャッタ速度が速いことを特徴とする。

これにより、カプセル内視鏡の動き量が大きくてもブレのない画像を撮影することができる。

請求項６に示すように請求項１から５のいずれかに記載のカプセル内視鏡システムにおいて、前記通信機器は、前記蠕動運動とカプセル内視鏡の動き量の時間的な相関関係が記憶された記憶手段を備えたことを特徴とする。

これにより、適切に前記カプセル内視鏡の動き量が大きくなるタイミングを予測することができる。

請求項７に示すように請求項１から５のいずれかに記載のカプセル内視鏡システムにおいて、前記カプセル内視鏡の動き量を検出可能な手段を備え、前記検出した蠕動運動と前記検出した動き量とに基づいて、前記蠕動運動とカプセル内視鏡の動き量の時間的な相関関係を算出する手段を備えたことを特徴とする。

これにより、適切に前記カプセル内視鏡の動き量が大きくなるタイミングを予測することができる。

請求項８に示すように請求項７に記載のカプセル内視鏡システムにおいて、前記カプセル内視鏡の動き量を検出可能な手段は、前記カプセル内視鏡に備えられた加速度センサであることを特徴とする。

これにより、適切にカプセル内視鏡の動き量を検出することができる。

請求項９に示すように請求項７に記載のカプセル内視鏡システムにおいて、前記通信機器は、前記カプセル内視鏡から送信された前記内視鏡画像を受信する手段を備え、前記カプセル内視鏡の動き量を検出可能な手段は、前記受信した複数の内視鏡画像間の類似度に基づいて動き量を検出する手段であることを特徴とする。

これにより、適切にカプセル内視鏡の動き量を検出することができる。

請求項１０に示すように請求項７から９のいずれかに記載のカプセル内視鏡システムにおいて、前記送信手段は、前記検出した動き量が小さい場合に、前記通常撮影モードに切り替えるための制御信号を前記カプセル内視鏡に送信することを特徴とする。

これにより、カプセル内視鏡の動き量が小さい場合に、無駄な撮影を行うことを防止することができる。

請求項１１に示すように請求項１から１０のいずれかに記載のカプセル内視鏡システムにおいて、前記通信機器は、少なくとも時間軸と前記撮影モードとの関係、及び現在診断中の画像の時間軸上の位置を表示する表示手段を備えたことを特徴とする。

これにより、モード切替のタイミングが事前にわかるようになり、診断者を常時緊張する状態から開放することができる。

請求項１２に示すように請求項１１に記載のカプセル内視鏡システムにおいて、前記表示手段は、時間軸と前記検出した発生音との関係、又は時間軸と前記検出したカプセル内視鏡の動き量との関係をさらに表示することを特徴とする。

これにより、カプセル内視鏡の動き量が大きくなるタイミングが事前にわかるようになり、診断者を常時緊張する状態から開放することができる。

前記目的を達成するために請求項１３に記載のカプセル内視鏡は、被検体の消化管内を撮影するカプセル内視鏡であって、所定の時間間隔で撮影を行う通常撮影モードと、該通常撮影モードよりも短い時間間隔で撮影を行う特殊撮影モードを備えたカプセル内視鏡において、前記被検体の消化管の蠕動運動を検出する検出手段と、蠕動運動とカプセル内視鏡の動き量の時間的な相関関係に基づいて、前記カプセル内視鏡の動き量が大きくなるタイミングを予測する手段と、前記予測されたタイミングより前に前記特殊撮影モードに切り替える切替手段とを備えたことを特徴とする。

これにより、カプセル内視鏡の移動速度に応じた撮影フレームレートで撮影し、さらにカプセル内視鏡の動き始めのタイミングにおいても撮影もれを防止することができる。

請求項１４に示すように請求項１３に記載のカプセル内視鏡において、前記検出手段は、前記蠕動運動により発生する圧力を検出可能な圧力センサであることを特徴とする。

これにより、適切に蠕動運動を検出することができる。

請求項１５に示すように請求項１３に記載のカプセル内視鏡において、前記検出手段は、前記蠕動運動に伴う発生音を検出可能な音響センサであることを特徴とする。

これにより、適切に蠕動運動を検出することができる。

請求項１６に示すように請求項１３から１５のいずれかに記載のカプセル内視鏡において、前記切替手段は、前記予測されたタイミングの所定時間前に前記特殊撮影モードに切り替えることを特徴とする。

これにより、適切に撮影もれを防止することができる。

請求項１７に示すように請求項１３から１６のいずれかに記載のカプセル内視鏡において、前記特殊撮影モードは、前記通常撮影モードよりもシャッタ速度が速いことを特徴とする。

これにより、カプセル内視鏡の動き量が大きくてもブレのない画像を撮影することができる。

請求項１８に示すように請求項１３から１７のいずれかに記載のカプセル内視鏡において、前記蠕動運動とカプセル内視鏡の動き量の時間的な相関関係を記憶した記憶手段を備えたことを特徴とする。

これにより、適切に前記カプセル内視鏡の動き量が大きくなるタイミングを予測することができる。

請求項１９に示すように請求項１３から１７のいずれかに記載のカプセル内視鏡において、前記カプセル内視鏡の動き量を検出可能な加速度センサを備え、前記検出した蠕動運動と前記検出した動き量とに基づいて、前記蠕動運動とカプセル内視鏡の動き量の時間的な相関関係を算出する手段を備えたことを特徴とする。

これにより、適切に前記カプセル内視鏡の動き量が大きくなるタイミングを予測することができる。

請求項２０に示すように請求項１９に記載のカプセル内視鏡において、前記切替手段は、前記検出した動き量が小さい場合に前記通常撮影モードに切り替えることを特徴とする。

これにより、カプセル内視鏡の動き量が小さい場合に、無駄な撮影を行うことを防止することができる。

前記目的を達成するために請求項２０に記載のカプセル内視鏡の動作制御方法は、被検体の消化管内を撮影し、撮影した内視鏡画像を通信機器に送信するカプセル内視鏡であって、所定の時間間隔で撮影を行う通常撮影モードと、該通常撮影モードよりも短い時間間隔で撮影を行う特殊撮影モードを備えたカプセル内視鏡の動作制御方法において、前記被検体の消化管の蠕動運動を検出する工程と、蠕動運動とカプセル内視鏡の動き量の時間的な相関関係に基づいて、前記カプセル内視鏡の動き量が大きくなるタイミングを予測する工程と、前記予測されたタイミングより前に前記特殊撮影モードに切り替える工程とを備えたことを特徴とする。

これにより、カプセル内視鏡の移動速度に応じた撮影フレームレートで撮影し、さらにカプセル内視鏡の動き始めのタイミングにおいても撮影もれを防止することができる。

本発明によれば、蠕動運動とカプセル内視鏡の動き量の時間的な相関関係に基づいて、前記カプセル内視鏡の動き量が大きくなるタイミングを予測して、前記予測されたタイミングより前に前記特殊撮影モードに切り替えるようにしたので、カプセル内視鏡の移動速度に応じた撮影フレームレートで撮影し、さらにカプセル内視鏡の動き始めのタイミングにおいても撮影もれを防止することができる。

以下に、本発明を実施するための最良の形態について説明する。

図１は、本発明に係るカプセル内視鏡システム１のシステム構成を示す図である。

同図に示すように、カプセル内視鏡システム１は、被検体５０の口部から体内に嚥下されるカプセル内視鏡１０、図示しない装着具に配置された複数のアンテナ１０１及び音響センサ１０２、データ記録装置１００から構成される。

複数のアンテナ１０１及び音響センサ１０２は、装着具の複数個所に点在して配置されており、被検体５０がこの装着具を装着する。これらのアンテナ１０１及び音響センサ１０２は、被検体５０が携帯するデータ記録装置１００と通信可能に接続されている。

図２は、データ記録装置１００、アンテナ１０１、及び音響センサ１０２の電気的構成の一例を示す図である。同図に示すように、データ記録装置１００は、送受信部１１１、演算部１１２、制御部１１３、記録部１１４等を備えて構成される。

データ記録装置１００の各部は制御部１１３により統括制御される。

送受信部１１１は、変復調回路を含み、カプセル内視鏡１０から送信された画像信号及び加速度信号（後述）をアンテナ１０１を介して受信するとともに、カプセル内視鏡１０への制御信号をアンテナ１０１を介して送信する。受信した画像信号は、記録部１１４に記録される。記録部１１４に蓄積された多数の静止画像データは、図示しない外部の画像サーバに伝送される。画像サーバでは、伝送された静止画データをＡＶＩ形式等の動画像データに変換し、図示しない診断用モニタに再生する。診断者は、この動画像データを閲覧することにより、被検体内の患部の観察を行う。なお、動画像データに変換せず、データ記録装置１００から受信した静止画の画像データを所定間隔で診断用モニタに表示してもよい。

音響センサ１０２は、被検体５０の腸内の蠕動運動に伴う発生音を検出する。複数の音響センサ１０２において検出された発生音は、演算部１１２に入力される。演算部１１２は、入力された発生音と蠕動運動に伴う音響パターン（所定の時間幅における周波数分布、強度分布、波形の形状）のマッチングを行い、発生音の中から蠕動運動の音を抽出する。さらに、抽出した蠕動運動の音の発生位置、即ち腸の動きのある箇所を特定する。

また、演算部１１２は、アンテナ１０１を介して受信した加速度信号（後述）を解析し、被検体５０の体内におけるカプセル内視鏡１０の位置を導出する。これらの発生音信号や加速度信号についても、記録部１１４に記録してもよい。

図３は、カプセル内視鏡１０の電気的構成の一例を示す図である。同図に示すように、カプセル内視鏡１０は、レンズ２１、レンズ駆動部２２、ＣＭＯＳセンサ２３、画像信号処理部２４、変調回路２５、送受信回路２６、アンテナ２７、復調回路２８、バス２９、照明光源３０、照明ドライバ３１、ＣＰＵ３２、メインメモリ３３、ＲＯＭ３４、加速度センサ３５等を備えて構成される。

各部はＣＰＵ３２に制御されて動作し、ＣＰＵ３２は所定の制御プログラムを実行することにより、カプセル内視鏡１０の各部を制御する。

ＲＯＭ３４にはＣＰＵ３２が実行する制御プログラムのほか、制御に必要な各種データ等が記録されている。ＣＰＵ３２は、ＲＯＭ３４に記録された制御プログラムをメインメモリ３３に読み出し、逐次実行することにより、カプセル内視鏡１０の各部を制御する。

なお、メインメモリ３３は、ＳＤＲＡＭで構成されており、プログラムの実行処理領域として利用されるほか、画像データ等の一時記憶領域、各種作業領域として利用される。

レンズ２１は、被検体からの被写体光を集光し、ＣＭＯＳセンサ２３の受光面に光学像を形成する。また、レンズ２１はズームレンズを含み、レンズ駆動部２２はズームレンズを駆動することにより、画角のズーミングを行う。

ＣＭＯＳセンサ２３は、レンズ１１を透過した被写体光を受光し、受光した光量に応じた信号を出力する撮像素子であり、レンズ１１の後段に配置されている。ＣＭＯＳセンサ２３の受光面には図示しない多数の受光素子が二次元的に配列されており、各受光素子に対応して図示しない赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）の原色カラーフィルタが所定の配列構造で配置されている。

ＣＭＯＳセンサ２３の受光素子に蓄積された電気信号は、画像信号処理部２４において所定の形式のデジタルの画像信号に変換され、バス２９を介してメインメモリ３３に格納される。なお、ＣＭＯＳセンサ２３における撮影は、１秒間に２コマの撮影を行う通常撮影モードと、１秒間に４コマの撮影を行う特殊撮影モードを有しており、これらのモードはＣＰＵ３２により選択制御される。

バス２９には、上記レンズ駆動部２２、画像信号処理部２４、ＣＰＵ３２、メインメモリ３３、ＲＯＭ３４のほか、変調回路２５、復調回路２８、照明ドライバ３１、加速度センサ３５等が接続されており、これらはバス２９を介して互いに情報を送受信できるようにされている。

変調回路２５及び復調回路２８には送受信回路２６が接続され、送受信回路２６にはアンテナ２７が接続されている。送受信回路２６は、アンテナ２７を介したデータの送受信を行い、装着具に配置されたアンテナ１０１を介してデータ記録装置１００と通信することが可能となっている。

メインメモリ３３に格納された画像信号は、変調回路２５において変調が施され、送受信回路２６によりアンテナ２７を介してデータ記録装置１００に送信される。また、復調回路２８は、アンテナ２７を介して送受信回路２６が受信した信号を復調する。復調された信号はＣＰＵ３２により解析され、ＣＰＵ３２は、解析結果に基づいて所定の動作を行う。

照明光源３０は、ＣＭＯＳセンサ２３による撮影のための光源であり、撮影のたびに発光して被検体の体内を照射する。照明ドライバ３１は、所定の照明光量で撮影が行われるように、照明光源３０の駆動を制御する。

加速度センサ３５は、三次元方向を同時に測定できる加速度センサであり、随時カプセル内視鏡１０本体の加速度を検出する。加速度センサ３５において出力された加速度信号は、ＣＭＯＳセンサ２３により撮像された画像信号とともに、アンテナ２７を介してデータ記録装置１００に送信される。

次に、本発明のカプセル内視鏡システム１の動作について、図４に示すフローチャートを用いて説明する。

カプセル内視鏡１０は、体内に嚥下された後、１秒間に２コマの撮影を行う通常撮影モードで撮影を行っている。撮影された画像信号は、随時データ記録装置１００に送信され、記録部１１４に記録される。

まず、複数の音響センサ１０２により腸内の蠕動運動に伴う発生音を測定する（ステップＳ１）。測定された発生音は、所定の形式の信号に変換され、データ記録装置１００の演算部１１２に入力される。演算部１１２は、３点測量の原理等の公知の方法により、蠕動運動に伴う発生音の発生位置を特定する（ステップＳ２）。なお、音響センサ１０２の代わりに電位センサを装着具に設け、被検体表面の電位変化を検出し、検出した電位変化に基づいて蠕動運動の位置を特定してもよい。

次に、演算部１１２は、アンテナ１０１を介して受信したカプセル内視鏡１０内の加速度センサ３５の出力信号を累積し、被検体５０の体内におけるカプセル内視鏡１０の位置を導出する。なお、このとき、装着具に設けられた図示しない加速度センサの出力信号に基づいて被検体の体全体の動きをキャンセルすることで、カプセル内視鏡の動き検出の精度を向上させることが好ましい。

また、カプセル内視鏡１０の動き量の検出については、加速度センサではなく、誘導コイルや超音波変換器を用いて検出してもよいし、カプセル内視鏡１０の内部に圧力センサを設けて検出してもよい。また、アンテナ１０１から受信する電波強度に基づいて、カプセル内視鏡１０の位置を検出してもよいし、カプセル内視鏡１０の発する音を音響センサ１０２において検出し、カプセル内視鏡１０の位置を特定してもよい。あるいは、被検体に嚥下してからの経過時間に基づいて、概略位置を推定してもよい。データ記録装置１００に送信される撮影画像間の類似度を定量化して動き量の検出を行ってもよい。

さらに、遠隔操作が可能なカプセル内視鏡１０を用いた場合は、カプセル内視鏡１０の位置はマニュアルで指定してもよい。

次に、カプセル内視鏡１０付近の発生音パターンと、カプセル内視鏡１０の動き始めのタイミングとの時間的関連を算出する（ステップＳ４）。

図５は、カプセル内視鏡１０付近の発生音パターンと、カプセル内視鏡１０の動き始めのタイミングとの時間的関連について示す図である。

図５に示すように、音響センサ１０２において検出された発生音のピークと、加速度センサ３５において検出されたカプセル内視鏡１０の動き始めのタイミングの時間差が、それぞれｓｔ１、ｓｔ２、ｓｔ３であったとする。

演算部１１２は、下記の式を用いて、撮影モードを切替えるタイミングを算出する。

［数１］
ｔ_ｐｔｎ＝{ｍｉｎ（ｓｔ１〜ｓｔ３）−ａ}
ここで、ｍｉｎ（ｓｔ１〜ｓｔ３）は、ｓｔ１〜ｓｔ３のうちの最小値、ａは正の定数である。

この、カプセル内視鏡１０付近の発生音パターンと、カプセル内視鏡１０の動き始めのタイミングとの時間的関連の算出は、所定時間が経過する毎に再計算することが好ましい。さらに、この所定時間を、体内におけるカプセル内視鏡１０が存在している部位に応じて変更してもよい。

なお、ｔ_ｐｔｎは、予め複数の被検体のデータを収集し、収集したデータから平均的な値を事前に算出しておき、算出した値を用いてもよい。この場合は、算出した値を予めデータ記録装置１００の記録部１１４に記録しておけばよい。

切替えタイミングｔ_ｐｔｎが算出されると、制御部１１３は、図示しないタイマを用いて音響センサ１０２が検出した蠕動運動に伴う音が発生してからｔ_ｐｔｎ秒を測定する。発生してからｔ_ｐｔｎ秒が経つまでは（ステップＳ５においてＮｏ）、引き続き通常撮影モードで撮影を継続する（ステップＳ８）。

タイマがカウントアップしてｔ_ｐｔｎ秒後と判定されると（ステップＳ５においてＹｅｓ）、送受信部１１１を介して、カプセル内視鏡１０を特殊撮影モードとする制御信号をカプセル内視鏡１０へ送信する。アンテナ２７を介してこの制御信号を受信したカプセル内視鏡１０は、ＣＰＵ３２においてこの制御信号を解析し、特殊撮影モードに変更する（ステップＳ６）。特殊撮影モードにおいても、撮影された画像信号は、随時データ記録装置１００に送信され、記録部１１４に記録される。

前述のように、特殊撮影モードは１秒間に４コマの撮影を行うモードである。撮影モードを切替えるタイミングは、カプセル内視鏡１０の動きが大きいと予測されたときであるので、撮影コマ数を増やすだけでなく、シャッタ速度を上げて撮影画像のブレを防止したり、シャッタ速度を上げることによる光量低下防止のために照明光源３０の光量を上げたり、また、ズームレンズを広角側にズーミングして視野を広げたりしてもよい。また、カプセル内視鏡１０にレンズ２１やＣＭＯＳセンサ２３を複数備え、通常撮影モードでは１つのＣＭＯＳセンサで、特殊撮影モードでは複数のＣＭＯＳセンサで撮影するように制御してもよい。さらに、それぞれのセンサでの撮影について、シャッタ速度、照明光源の光量、ズームレンズのズーム量を異なるように撮影してもよい。図６は、通常撮影モードでの撮影視野４１と、特殊撮影モードでの撮影視野４２を示した図である。このように、特殊撮影モードでは、図示しないズームレンズを制御し、視野を広くする。

特殊撮影モードでの撮影が開始すると、次に、演算部１１２は、アンテナ１０１を介して受信したカプセル内視鏡１０内の加速度センサ３５の出力信号に基づいて、所定時間（ｔ_ｅｎｄ）以上カプセル内視鏡１０の動き量が所定量未満であるか否かを判定する（ステップＳ７）。動き量が所定量以上の場合（ステップＳ７においてＮｏ）は、引き続き特殊撮影モードでの撮影を継続する（ステップＳ６）。動き量が所定量未満の場合（ステップＳ７においてＹｅｓ）は、送受信部１１１を介して、カプセル内視鏡１０を通常撮影モードに戻す制御信号をカプセル内視鏡１０へ送信する。アンテナ２７を介してこの制御信号を受信したカプセル内視鏡１０は、ＣＰＵ３２においてこの制御信号を解析し、通常撮影モードに変更する（ステップＳ８）。時間ｔ_ｅｎｄ以上動き量が少ない場合は、蠕動運動によるカプセル内視鏡１０の動きがいったん無くなったと判断し、次の蠕動運動によって動き量が大きくなるまでは通常撮影モードで撮影を行えばよいからである。

最後に、演算部１１２は、撮影終了の指示があるか否かを判定し（ステップＳ９）、指示が無い場合はステップＳ５に戻って引き続き撮影を継続する。終了指示がある場合は、撮影動作を終了する制御信号をカプセル内視鏡１０に送信し、処理を終了する。

図７は、本発明に係るカプセル内視鏡システム１におけるカプセル内視鏡１０の撮影モードの切替わりを示す図である。図７に示すように、蠕動運動の音響パターンのｔ_ｐｔｎ秒後に特殊撮影モードに切替わるため、カプセル内視鏡１０の動き始めのタイミングにおいて、すでに特殊撮影モードに切替わって撮影レートを上げており、動き出しのタイミングでの撮影もれを防止することができる。また、所定時間以上カプセル内視鏡１０の動き量が所定量未満となった場合に通常撮影モードに戻すために、無駄な撮影による無駄な電源の消費を防止することができる。

なお、上記の音響パターンデータ、カプセル内視鏡１０の加速度データ、および撮影モードの切替わりデータについても、時間軸と関連付けて、撮影画像データとともにデータ記録装置１００に記録する。さらにデータ記録装置１００は、これらのデータを撮影画像データとともに図示しない外部の画像サーバに伝送する。

ここで、データ記録装置１００に記録されている撮影画像データ及び上記の音響パターンデータ等の記録データは、カプセル内視鏡が嚥下された時から体外に排泄される時までの全画像の撮影後に、全画像分を一括して画像サーバに伝送してもよいし、所定時間間隔毎に、蓄積したデータを外部の画像サーバに伝送してもよい。画像サーバに伝送された画像データは、画像サーバに付属する診断用モニタに表示される。診断者は、この診断用モニタにより内視鏡画像を観察し、診断を行う。

診断者は、被検体の患部について見逃しがないように撮影画像を確認し続ける必要があるが、時間軸と撮影モードの関係、及び現フレームの時間軸上の位置が表示されることで、カプセル内視鏡１０の動き量が大きくなるモード切替のタイミングが事前にわかるようになり、診断者を常時緊張する状態から開放することができる。

本発明では、データ記録装置１００により、カプセル内視鏡１０付近の発生音パターンと、カプセル内視鏡１０の動き始めのタイミングとの時間的関連を算出し、算出した時間的関連から切替えタイミングｔ_ｐｔｎを算出し、切替えタイミングｔ_ｐｔｎに基づいてカプセル内視鏡１０の撮影モードの制御を行ったが、音響センサ１０２の検出信号をカプセル内視鏡１０に送信し、これらの演算や撮影モードの制御をカプセル内視鏡１０で行なってもよい。また、カプセル内視鏡１０内に圧力センサを設け、カプセル内視鏡１０の位置における蠕動運動を検出し、動き始めのタイミングを予測してもよい。あるいは、カプセル内視鏡１０内に音響センサを設け、カプセル内視鏡１０の位置における音量に基づいて蠕動運動を検出し、動き始めのタイミングを予測してもよい。

なお、音響センサ１０２の検出信号をデータ記録装置１００からワークステーションやパソコンに送信し、これらの演算をワークステーションやパソコンに行なわせるように構成してもよい。

図１は、本発明に係るカプセル内視鏡システム１のシステム構成を示す図である。 図２は、データ記録装置１００、アンテナ１０１、及び音響センサ１０２の電気的構成の一例を示す図である。 図３は、カプセル内視鏡１０の電気的構成の一例を示す図である。 図４は、カプセル内視鏡システム１の動作について示すフローチャートである。 図５は、カプセル内視鏡１０付近の発生音パターンと、カプセル内視鏡１０の動き始めのタイミングとの時間的関連について示す図である。 図６は、通常撮影モードでの撮影視野４１と、特殊撮影モードでの撮影視野４２を示した図である。 図７は、本発明に係るカプセル内視鏡システム１におけるカプセル内視鏡１の撮影モードの切替わりを示す図である。

符号の説明

１…カプセル内視鏡システム、１０…カプセル内視鏡、２１…レンズ、２２…レンズ駆動部、２６…送受信回路、２７…アンテナ、３２…ＣＰＵ、３５…加速度センサ、５０…被検体、１００…データ記録装置、１０１…アンテナ、１０２…音響センサ、１１１…送受信部、１１２…演算部、１１３…制御部、１１４…記憶部

Claims (21)

1. 被検体の消化管内を撮影し、撮影した内視鏡画像を通信機器に送信するカプセル内視鏡であって、所定の時間間隔で撮影を行う通常撮影モードと、該通常撮影モードよりも短い時間間隔で撮影を行う特殊撮影モードを備えたカプセル内視鏡と、前記カプセル内視鏡の撮影モードを制御する通信機器とからなるカプセル内視鏡システムにおいて、
   前記通信機器は、
   前記被検体の消化管の蠕動運動を検出する検出手段と、
   蠕動運動とカプセル内視鏡の動き量の時間的な相関関係に基づいて、前記カプセル内視鏡の動き量が大きくなるタイミングを予測する予測手段と、
   前記予測されたタイミングより前に前記特殊撮影モードに切り替えるための制御信号を前記カプセル内視鏡に送信する送信手段と、
   を備え、
   前記カプセル内視鏡は、
   前記通信機器から送信された制御信号を受信する手段と、
   前記制御信号に基づいて撮影モードを切り替える切替手段と、
   を備えたことを特徴とするカプセル内視鏡システム。
2. 前記検出手段は、前記蠕動運動に伴う発生音を検出可能な音響センサであることを特徴とする請求項１に記載のカプセル内視鏡システム。
3. 前記検出した蠕動運動の消化管内の位置を検出する手段と、
   前記カプセル内視鏡の消化管内の位置を検出する手段を備え、
   前記予測手段は、前記カプセル内視鏡の位置から所定距離内の前記蠕動運動に基づいて前記カプセル内視鏡の動き量が大きくなるタイミングを予測することを特徴とする請求項１又は２のいずれかに記載のカプセル内視鏡システム。
4. 前記送信手段は、前記予測されたタイミングの所定時間前に前記特殊撮影モードに切り替えるための制御信号を、前記カプセル内視鏡に送信することを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載のカプセル内視鏡システム。
5. 前記特殊撮影モードは、前記通常撮影モードよりもシャッタ速度が速いことを特徴とする請求項１から４のいずれかに記載のカプセル内視鏡システム。
6. 前記通信機器は、前記蠕動運動とカプセル内視鏡の動き量の時間的な相関関係が記憶された記憶手段を備えたことを特徴とする請求項１から５のいずれかに記載のカプセル内視鏡システム。
7. 前記カプセル内視鏡の動き量を検出可能な手段を備え、
   前記検出した蠕動運動と前記検出した動き量とに基づいて、前記蠕動運動とカプセル内視鏡の動き量の時間的な相関関係を算出する手段を備えたことを特徴とする請求項１から５のいずれかに記載のカプセル内視鏡システム。
8. 前記カプセル内視鏡の動き量を検出可能な手段は、前記カプセル内視鏡に備えられた加速度センサであることを特徴とする請求項７に記載のカプセル内視鏡システム。
9. 前記通信機器は、前記カプセル内視鏡から送信された前記内視鏡画像を受信する手段を備え、
   前記カプセル内視鏡の動き量を検出可能な手段は、前記受信した複数の内視鏡画像間の類似度に基づいて動き量を検出する手段であることを特徴とする請求項７に記載のカプセル内視鏡システム。
10. 前記送信手段は、前記検出した動き量が小さい場合に、前記通常撮影モードに切り替えるための制御信号を前記カプセル内視鏡に送信することを特徴とする請求項７から９のいずれかに記載のカプセル内視鏡システム。
11. 前記通信機器は、少なくとも時間軸と前記撮影モードとの関係、及び現在診断中の画像の時間軸上の位置を表示する表示手段を備えたことを特徴とする請求項１から１０のいずれかに記載のカプセル内視鏡システム。
12. 前記表示手段は、時間軸と前記検出した発生音との関係、又は時間軸と前記検出したカプセル内視鏡の動き量との関係をさらに表示することを特徴とする請求項１１に記載のカプセル内視鏡システム。
13. 被検体の消化管内を撮影するカプセル内視鏡であって、所定の時間間隔で撮影を行う通常撮影モードと、該通常撮影モードよりも短い時間間隔で撮影を行う特殊撮影モードを備えたカプセル内視鏡において、
    前記被検体の消化管の蠕動運動を検出する検出手段と、
    蠕動運動とカプセル内視鏡の動き量の時間的な相関関係に基づいて、前記カプセル内視鏡の動き量が大きくなるタイミングを予測する手段と、
    前記予測されたタイミングより前に前記特殊撮影モードに切り替える切替手段と、
    を備えたことを特徴とするカプセル内視鏡。
14. 前記検出手段は、前記蠕動運動により発生する圧力を検出可能な圧力センサであることを特徴とする請求項１３に記載のカプセル内視鏡。
15. 前記検出手段は、前記蠕動運動に伴う発生音を検出可能な音響センサであることを特徴とする請求項１３に記載のカプセル内視鏡。
16. 前記切替手段は、前記予測されたタイミングの所定時間前に前記特殊撮影モードに切り替えることを特徴とする請求項１３から１５のいずれかに記載のカプセル内視鏡。
17. 前記特殊撮影モードは、前記通常撮影モードよりもシャッタ速度が速いことを特徴とする請求項１３から１６のいずれかに記載のカプセル内視鏡。
18. 前記蠕動運動とカプセル内視鏡の動き量の時間的な相関関係を記憶した記憶手段を備えたことを特徴とする請求項１３から１７のいずれかに記載のカプセル内視鏡。
19. 前記カプセル内視鏡の動き量を検出可能な加速度センサを備え、
    前記検出した蠕動運動と前記検出した動き量とに基づいて、前記蠕動運動とカプセル内視鏡の動き量の時間的な相関関係を算出する手段を備えたことを特徴とする請求項１３から１７のいずれかに記載のカプセル内視鏡。
20. 前記切替手段は、前記検出した動き量が小さい場合に前記通常撮影モードに切り替えることを特徴とする請求項１９に記載のカプセル内視鏡。
21. 被検体の消化管内を撮影し、撮影した内視鏡画像を通信機器に送信するカプセル内視鏡であって、所定の時間間隔で撮影を行う通常撮影モードと、該通常撮影モードよりも短い時間間隔で撮影を行う特殊撮影モードを備えたカプセル内視鏡の動作制御方法において、
    前記被検体の消化管の蠕動運動を検出する工程と、
    蠕動運動とカプセル内視鏡の動き量の時間的な相関関係に基づいて、前記カプセル内視鏡の動き量が大きくなるタイミングを予測する工程と、
    前記予測されたタイミングより前に前記特殊撮影モードに切り替える工程と、
    を備えたことを特徴とするカプセル内視鏡の動作制御方法。

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