JP2017086549A - Scanning endoscope apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、被検体に照明光を走査する走査型内視鏡装置に関する。 The present invention relates to a scanning endoscope apparatus that scans illumination light on a subject.
近年、医療分野等において内視鏡が広く用いられるようになっている。また、被検体内に挿入される挿入部を細径化するために種々の技術が提案されている。そのような技術の一例として、走査型内視鏡装置がある。
例えば、従来例としての特開2011−19706号公報は、レーザ光が術者等の目に入るような状況においては、レーザ光の光量を安全なレベルに制限することが可能となるように、レーザ光を走査させるプローブと、前記プローブに前記レーザ光を供給するレーザ光源と、前記プローブが体内などの所定の状態であるか否かを判定する判定手段と、前記判定手段による判定結果に基づいて、前記レーザ光源から射出されるレーザ光源の光量を制御する制御手段とを備えた走査型内視鏡装置を開示している。
In recent years, endoscopes have been widely used in the medical field and the like. Various techniques have been proposed to reduce the diameter of the insertion portion inserted into the subject. An example of such a technique is a scanning endoscope apparatus.
For example, as a conventional example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2011-19706 discloses that in a situation where laser light enters the eyes of an operator or the like, the amount of laser light can be limited to a safe level. Based on a probe that scans a laser beam, a laser light source that supplies the probe with the laser beam, a determination unit that determines whether or not the probe is in a predetermined state such as inside the body, and a determination result by the determination unit Thus, a scanning endoscope apparatus is disclosed that includes control means for controlling the light quantity of the laser light source emitted from the laser light source.
上記従来例は、プローブ等が体内などの所定の状態でない判定結果の場合にはレーザ光の出力を制限すると共に、レーザ光の光量を制限することをモニタで表示することを開示しているが、誤判定を行う可能性がある。特に、プローブ又は走査型内視鏡の先端部が実際には体外にあるにも関わらず、誤判定により、レーザ光の出力が低下しないような場合には、出力が低下していないレーザ光に対して速やかにユーザを保護できるように認識又は確認することができることが望まれる。
本発明は上述した点に鑑みてなされたもので、走査型内視鏡の先端部が体外にある場合には、表示装置に表示される画像から容易に走査型内視鏡の先端部が被検体の外部にあることを認識できる走査型内視鏡装置を提供することを目的とする。
The above conventional example discloses that, in the case of a determination result that the probe or the like is not in a predetermined state such as the inside of the body, the output of the laser beam is limited and the monitor displays that the light amount of the laser beam is limited. There is a possibility of erroneous determination. In particular, if the output of the laser beam does not decrease due to a misjudgment despite the fact that the tip of the probe or the scanning endoscope is actually outside the body, the laser beam is not decreased. It is desirable to be able to recognize or confirm the user so that the user can be protected quickly.
The present invention has been made in view of the above points. When the distal end portion of the scanning endoscope is outside the body, the distal end portion of the scanning endoscope is easily covered from the image displayed on the display device. An object of the present invention is to provide a scanning endoscope apparatus that can recognize that it is outside a specimen.
本発明の一態様の走査型内視鏡装置は、照射光が入射される第1端部と前記照明光を被検体側に出射する第2端部とを有するファイバと、前記第2端部を渦巻き状軌跡を形成するように振動させる走査部と、を備えた走査型内視鏡と、前記被検体側からの反射光を検出し検出信号を出力する検出素子と、前記第2端部が配置された前記走査型内視鏡の先端部が前記被検体の内部にあるか外部にあるかの判定を行う判定部と、前記判定部による判定結果として前記先端部が前記被検体の内部にある場合には、前記検出信号から生成した第1画像の第1画像信号を表示装置に出力し、前記先端部が前記被検体の外部にある場合には、前記検出信号から前記第1画像の表示形態とは異なる、前記第1画像信号に比較して前記被検体に関する画像情報量が少ない第2画像の第2画像信号に変換して前記表示装置に出力する信号処理部と、を有する。 The scanning endoscope apparatus according to one aspect of the present invention includes a fiber having a first end where incident light is incident and a second end that emits the illumination light toward the subject, and the second end. A scanning endoscope comprising: a scanning section that vibrates so as to form a spiral trajectory; a detection element that detects reflected light from the subject side and outputs a detection signal; and the second end section A determination unit that determines whether the distal end portion of the scanning endoscope in which the scanning endoscope is located is inside or outside the subject, and the distal end portion is inside the subject as a determination result by the determination unit The first image signal of the first image generated from the detection signal is output to a display device, and when the tip is outside the subject, the first image is output from the detection signal. Image information relating to the subject compared to the first image signal, which is different from the display form of It is converted into the second image signal of the small second image having a signal processing unit for outputting to the display device.
本発明によれば、走査型内視鏡の先端部が体外にある場合には、表示装置に表示される画像から容易に走査型内視鏡の先端部が被検体の外部にあることを認識できる。 According to the present invention, when the distal end portion of the scanning endoscope is outside the body, it is easily recognized from the image displayed on the display device that the distal end portion of the scanning endoscope is outside the subject. it can.
以下、図面を参照して本発明の実施形態を説明する。
(第1の実施形態)
図1に示すように本発明の第1の実施形態の走査型内視鏡装置1は、被検体を形成する患者5の体腔内又は体内に挿入される走査型内視鏡2と、走査型内視鏡2が着脱自在に接続される本体装置(又は走査型内視鏡制御装置)3と、本体装置3に接続される表示装置としてのモニタ4と、を有する。走査型内視鏡2は、各走査型内視鏡2に固有の情報を含むスコープIDデータを格納したメモリ6を有し、このメモリ6は、走査型内視鏡2のスコープコネクタ(単に、コネクタと略記)7内のコネクタ基板8に設けられている。また、術者等のユーザが本体装置3に対して画像表示モードを選択、又は指示する信号を入力する入力装置9が設けてある。
走査型内視鏡2は、患者5の体内又は体腔内に挿入可能な細長の形状及び可撓性を備えて形成された挿入部11を有し、挿入部11の基端部に、走査型内視鏡2を本体装置3に着脱自在に接続するためのコネクタ7が設けられている。なお、コネクタ7は、本体装置3のコネクタ受け(レセプタクル)7a(図5参照)に着脱自在に接続される。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
(First embodiment)
As shown in FIG. 1, a
The
挿入部11内には、基端部から先端部11a付近にかけて、本体装置3の光源ユニット21から供給された照明光を導光する導光部材となる照明用光ファイバ13が挿通されている。照明用光ファイバ13は、基端となる第1端部に入射された照明光を導光し照明用光ファイバ13の第2端部となる先端から、対向する集光光学系14を経て、患者5内の検査部位(被写体とも言う)に向けて照明光が出射される。
また、挿入部11内には、被写体からの戻り光を受光して本体装置3の検出部を構成する検出ユニット23へ導く受光用光ファイバ15が挿通されている。
上記照明用光ファイバ13における光入射面となる第1端部は、光コネクタ13aにおいて本体装置3の内部に設けられた照明用光ファイバ13bの先端側の端部13c(図5参照)と接続され、この照明用光ファイバ13bの基端側の光入射面となる端部は光源ユニット21内の合波器32近傍に配置されている。
また、照明用光ファイバ13の光出射面となる第2端部は、挿入部11の先端部11aに設けられた集光光学系14に近接して対向する位置に配置され、その状態において、走査部を構成するアクチュエータ16により揺動される。
An illumination
Further, a light receiving
The first end portion which becomes the light incident surface in the illumination
In addition, the second end portion serving as the light exit surface of the illumination
受光用光ファイバ15の光入射面となる端部は、挿入部11の先端部11aの先端面における、例えば集光光学系14の光出射面の周囲に円形に沿って配置されている。また、受光用光ファイバ15の光出射面となる基端側の端部15aは本体装置3の内部に設けられた受光用光ファイバ15bの先端側の端部15c(図5参照)と接続され、この受光用光ファイバ15bの基端側の端部は検出ユニット23内の検出器37近傍に配置されている。
また、検出ユニット23は本体装置内3に設けられているものに限らず、走査型内視鏡2内に設けられていても良い。
集光光学系14は、凸レンズ14a及び凹レンズ14bからなる色消し機能を持つ光学系を形成し、照明用光ファイバ13の先端面から照明光を集光して被写体側へ出射する。
挿入部11における先端部11aの内部には、本体装置3の駆動ユニット22から出力される駆動信号に基づいて照明用光ファイバ13の先端側を、該照明用光ファイバ13の長手方向と直交する方向に駆動するための走査部を構成するアクチュエータ16が設けてある。
An end portion that becomes a light incident surface of the light receiving
Further, the
The condensing
Inside the
アクチュエータ16を構成する圧電素子17a,17bと17c,17d(図2参照)は、挿入部11内に挿通された駆動線18a,18bと接続され、駆動線18a,18bはコネクタ7の電気接点を介して本体装置3内の駆動線18c、18dと接続される。駆動線18c、18dは駆動ユニット22と接続され、駆動信号が印加される。
アクチュエータ16は、照明用光ファイバ13の長手方向をZ軸方向とした場合、駆動信号の印加によりZ軸方向に伸張又は収縮することによって、図1の実線で示す状態から点線で示すように照明用光ファイバ13の先端側を移動して、照明用光ファイバ13の先端面から出射される照明光をZ軸と垂直となるX,Y軸方向に走査する。
駆動信号の印加によりアクチュエータ16を駆動した場合、照明用光ファイバ13の先端側をX,Y軸方向に走査し易いように、アクチュエータ16のZ軸方向に沿ったその基端側部分を支持部材19を介して挿入部11の内面に固定している。
照明用光ファイバ13及びアクチュエータ16は、挿入部11の長手軸方向に垂直な断面において、例えば、図2に示すような位置関係を有するようにそれぞれ配置されている。図2は、走査型内視鏡2に設けられたアクチュエータ16の構成を示す断面図である。
When the longitudinal direction of the illumination
When the
The illumination
図2に示すように、照明用光ファイバ13とアクチュエータ16との間には、接合部材としてのフェルール41が配置されている。具体的には、フェルール41は、例えば、ジルコニア(セラミック)またはニッケル等により形成されている。
フェルール41は、図2に示すように、正方形の四角柱の形状を有するように形成されており、中心軸に沿った孔に通した照明用光ファイバ13が固定され、Y軸方向(紙面の上下方向)の両側面と、X軸方向(紙面の左右方向)の両側面とにアクチュエータ16を形成する圧電タ素子17a、17bと17c、17dが取り付けられている。
各圧電素子は、例えばPZT(チタン酸ジルコン酸鉛)等により構成され、駆動信号の印加により、長手方向(図2においてZ軸方向)に伸縮する。従って、基端が保持又は固定された状態で、例えば圧電素子17a,17bに(一方を伸張、他方を収縮させる)逆位相の駆動信号を印加することにより、図1において点線で示すように受光用光ファイバ15の先端側を上下方向に振動(揺動)させることができる。
なお、各圧電素子17a〜17dは、それぞれ分極方向が所定方向になるように分極処理され、対向する両面に駆動信号が印加される電極(図示略)が設けられている。
As shown in FIG. 2, a
As shown in FIG. 2, the
Each piezoelectric element is made of, for example, PZT (lead zirconate titanate) or the like, and expands and contracts in the longitudinal direction (Z-axis direction in FIG. 2) when a drive signal is applied. Therefore, in the state where the base end is held or fixed, for example, by applying a drive signal having an opposite phase (expanding one and contracting the other) to the
Each of the
図3は、圧電素子17a(及び17b),(17c(及び17d)の場合も同様)を駆動する駆動信号の波形を示す。
図3に示すように圧電素子17a(及び17b)と圧電素子17c(及び17d)とを駆動する駆動信号は、一方の駆動信号の位相をシフトした殆ど同じ波形で、正弦波形状に変化させると共に、その電圧を走査開始位置Pa(図4参照)に相当する0の値から走査終了位置Pb(図4参照)に相当する値まで次第に大きくした後、再び次第に小さくして走査開始位置Paに相当する0の値に戻すようにしている。
このような駆動信号を圧電素子17a(及び17b)と圧電素子17c(及び17d)とに印加することにより、アクチュエータ16により駆動される照明用光ファイバ13の先端側は、図4に示すように走査開始位置Paから走査終了位置Pbまで渦巻き形状に移動(走査)される。照明用光ファイバ13の先端の走査に対応して照明用光ファイバ13の先端から出射された照明光も、患者5の内部の表面上を渦巻き形状に光走査する。なお、照明光は、連続発光でなく、パルス発光するように制御される。
FIG. 3 shows the waveforms of drive signals for driving the
As shown in FIG. 3, the drive signals for driving the
By applying such a drive signal to the
図3に示すような駆動波形の駆動信号でアクチュエータ16を駆動した場合、実際には、アクチュエータ16を形成する圧電素子17a〜17dの電気的特性等の個体差のために、図4に示した走査位置が変化する。そのため、予め基準の被写体面に対して図3に示すような駆動信号で各走査型内視鏡2のアクチュエータ16を駆動した場合における光が実際に照射された2次元の座標位置を調べ、調べられた適正な座標位置(走査位置、又は照射位置とも言う)を取得できるように走査位置を校正したキャリブレーションデータを、アクチュエータ16を搭載した走査型内視鏡2内のメモリ6に予め格納している。
キャリブレーションデータは、走査型内視鏡2が本体装置3に接続された状態において、コントローラ25の制御で読み出され、本体装置3内のメモリ24に格納される。
図1に示すように本体装置3は、照明光を生成し、走査型内視鏡2の照明用光ファイバ13の基端側に生成した照明光を供給する光源を形成する光源ユニット21と、照明用光ファイバ13の先端を2次元的に走査するように駆動する駆動ユニット22と、照明用光ファイバ13の先端から出射された照明光の戻り光を受光する受光用光ファイバ15を用いて戻り光を検出し、光電変換した検出信号を出力する検出素子としての検出器37を備えた検出ユニット23と、上記メモリ6から読み出されたスコープIDデータが(一時的に)格納される読出データ格納部24aを形成するメモリ領域を有するメモリ24と、本体装置3の全体の制御を行うコントローラ25と、を有する。
When the
The calibration data is read out under the control of the
As shown in FIG. 1, the
なお、図1におけるコントローラ25と信号発生器33は、図1において2点鎖線で示すと共に、図5にも示すFPGA(Field Programmable Gate Array)30により形成されている。
光源ユニット21は、赤色の波長帯域のレーザ光(Rレーザ光、又は単にR光とも言う)を発生するRレーザ光源31aと、緑色の波長帯域の光(レーザG光、又はG光とも言う)を発生するGレーザ光源31bと、青色の波長帯域のレーザ光(Bレーザ光、又はB光とも言う)を発生するBレーザ光源31cと、合波器32と、を有する。
Rレーザ光源31a、Gレーザ光源31b及びBレーザ光源31bは、例えばレーザダイオード(LD)を用いたレーザモジュール31d(図5参照)を用いて構成されている。図5では1つのレーザモジュール31dにより、Rレーザ光源31a、Gレーザ光源31b、Bレーザ光源31cを示している。
図1のRレーザ光源31a、Gレーザ光源31b、Bレーザ光源31cは、コントローラ25の制御によりオンされた際に、それぞれRレーザ光、Gレーザ光、Bレーザ光の各レーザ光を合波器32へ順次出射する。コントローラ25は、Rレーザ光源31a、Gレーザ光源31b及びBレーザ光源31bの離散的な発光を制御する光源制御回路(又はレーザ光制御回路)25aを有する。なお、Rレーザ光源31a、Gレーザ光源31b、Bレーザ光源31cを単にレーザ光源31a〜31cとも言う。
The
The
The R
When the R
この光源制御回路25aは、アクチュエータ16により照明用光ファイバ13を駆動した場合、上記メモリ24に記憶された離散的な座標位置への駆動タイミングにおいて、パルス発光させるようにRレーザ光源31a、Gレーザ光源31b及びBレーザ光源31bの発光を制御する。
また、本実施形態においては、走査型内視鏡2の挿入部11の先端部11aが被検体としての患者5内に挿入されているか否かを判定する判定部を構成する判定回路25cを有し、判定部による判定結果に基づいて、光源制御回路25aは、Rレーザ光源31a、Gレーザ光源31b及びBレーザ光源31bを制御し、Rレーザ光、Gレーザ光及びBレーザ光の光量又は光強度を制御する。R,G,Bレーザ光は照明光を形成するため、光源制御回路25aは照明光の光量又は光強度を制御する照明光制御回路と定義することもできる。
本実施形態においては、コントローラ25(の光源制御回路25a)は、Rレーザ光源31a、Gレーザ光源31b及びBレーザ光源31bに対して順次パルス的に発光させる制御信号を送り、Rレーザ光源31a、Gレーザ光源31b及びBレーザ光源31bは順次Rレーザ光、Gレーザ光、Bレーザ光を発生し、合波器32へ出射する。
When the illumination
Further, in the present embodiment, a
In the present embodiment, the controller 25 (the light
合波器32は、Rレーザ光源31aからのRレーザ光、Gレーザ光源31bからのGレーザ光、Bレーザ光源31cからのBレーザ光、を順次照明用光ファイバ13bの光入射面に供給し、照明用光ファイバ13bは、Rレーザ光、Gレーザ光、Bレーザ光を順次照明用光ファイバ13側に供給する。
駆動ユニット22は、駆動信号出力部としての機能を有し、信号発生器33と、絶縁素子36a,36bと、D/A変換器34a及び34bと、アンプ35a及び35bと、を有する。
駆動ユニット22により生成される駆動信号は、患者5内に挿入される走査型内視鏡2に搭載したアクチュエータ16を駆動するため、図1において2点鎖線で示すように2次回路側と絶縁素子36a,36bにより電気的に絶縁された患者回路42側にD/A変換器34a及び34bと、アンプ35a及び35bと、を配置している。図1、図5は、患者回路42に属する電気回路系を示している。なお、図1における患者回路42以外の信号発生器33等は、2次回路43(図1では番号を省略)に属する。
The
The
The drive signal generated by the
また、本実施形態においては、アンプ35a,35bから駆動線18c,18aと18d,18bを介して(アクチュエータ16の)圧電素子17a,17bと17c,17dに印加される駆動信号の電流を検出する電流検出回路37a,37bを設けている。
後述するように電流検出回路37a,37bにより検出された電流は、コントローラ25内部に設けられた判定回路25cに入力される。判定回路25cは、検出された電流Iの時の駆動電圧Vから圧電素子17a〜17dの抵抗値ZをV/Iにより算出する。
そして、判定回路25cは、抵抗値Zが、先端部11aを患者5の内部にある状態での温度範囲(例えば35〜37°C)内で検出される抵抗値の場合、又は前記抵抗値Zに対応する圧電素子の温度が、先端部11aが患者5の内部にある場合の前記温度範囲内となる場合には、先端部11aが患者5の内部の体内にあると判定し、この温度範囲から逸脱する温度の場合には患者5の外部の体外にあるとの判定を行う。
抵抗値Zにより、先端部11aが患者5の内部にあるか外部にあるかを判定できるように、メモリ6には、予め圧電素子17a〜17dの抵抗値と温度とを関係付けたテーブルデータが格納されている。このテーブルデータは、キャリブレーションデータと共に、メモリ24に格納される。
In the present embodiment, the currents of the drive signals applied to the
As will be described later, the current detected by the
The
In order to be able to determine whether the
判定回路25cは、算出された抵抗値Zを用いてテーブルデータから、圧電素子17a〜17dの温度(の情報)を読み出し、その温度が患者5の内部に有る場合の温度範囲内にある場合には先端部11aが患者5の内部にあると判定し、この温度範囲から外れる温度の場合には患者5の体外にあるとの判定を行う。
信号発生器33は、コントローラ25の制御に基づき、照明用光ファイバ13の光出射側の端部を振動(又は揺動)させるための交流信号を発生し、絶縁素子36a,36bを介してD/A変換器34a及び34bに出力する。
絶縁素子36a,36b(更に、後述する36c,36d,36e)は、例えば発光ダイオード(LEDと略記)と、フォトトランジスタとから構成され、(光結合部において)電気信号を光信号に変換し、さらに光信号を電気信号に変換する構成とすることにより、光結合部において2次回路43側と患者回路42側とを電気的に絶縁する。なお、メモリ6のキャリブレーションデータ等は、患者回路42内の読出回路39により読み出され、絶縁素子36eを経てコントローラ25に入力され、コントローラはメモリ24に格納する。
The
Based on the control of the
Insulating
D/A変換器34a及び34bは、信号発生器33から出力されたデジタルの駆動信号をアナログの駆動信号に変換してそれぞれアンプ35a及び35bへ出力する。
アンプ35a及び35bは、D/A変換器34a及び34bから出力された小振幅の駆動信号をそれぞれ増幅して図3に示した駆動信号にし、電流検出回路37a,37bが介挿された駆動線18c,18aと18d,18bとを経てアクチュエータ16(の圧電素子17a,17bと17c、17d)へ出力する。
上記電流検出回路37a,37bは、検出した電流を絶縁素子36c,36dを介して、2次回路43側のコントローラ25内に設けた判定回路25cに出力する。
なお、患者回路42に属するD/A変換器34a及び34b、アンプ35a,35b等は、2次回路43側の電源回路から絶縁された患者回路42に属する電源回路(図示略)から動作用の電源が供給される。
本体装置3内の検出ユニット23は、検出器37及びA/D変換器38を有する。
The D /
The
The
The D /
The
検出器37は、フォトダイオード等の光検出器により構成され、受光用光ファイバ15の光出射面から出射された戻り光を受光して電気信号に変換する。受光用光ファイバ15は、Rレーザ光、Gレーザ光、Bレーザ光により順次照明された被検体側から反射された戻り光を導光し、導光された戻り光が検出器37に順次入射される。検出器37は、入射されたRレーザ光、Gレーザ光、Bレーザ光の戻り光の強度にそれぞれ応じたアナログのR,G,B検出信号を順次生成し、A/D変換器38へ出力する。
A/D変換器38は、検出器37から順次出力されるアナログのR、G及びB検出信号を、それぞれデジタルのR、G及びB検出信号に順次変換してコントローラ25内の画像生成回路25bへ出力する。なお、図1に示す構成において、Rレーザ光源31a,Gレーザ光源31b,Bレーザ光源31cを同時にパルス発光させるような構成にしても良い。この場合には、検出ユニット23として、R光、G光、B光を同時に検出する構成にすれば良い。
The
The A /
メモリ24には、本体装置3の制御を行うための制御プログラム等が予め格納されている。また、メモリ24の一部のメモリ領域には、本体装置3のコントローラ25によりメモリ6から読み出されたスコープIDデータの情報が格納される。例えばメモリ24における一部のメモリ領域は、メモリ6から読み出されたスコープIDデータを一時的に格納する読出データ格納部24aを形成する。この読出データ格納部24aに格納されるスコープIDデータには、上述したキャリブレーションデータと、テーブルデータとが含まれる。
コントローラ25は、例えばメモリ24に格納された制御プログラム等に基づいて光源ユニット21及び駆動ユニット22等の制御を行う。
走査部又は光走査部としての機能を有するアクチュエータ16は、前述のようなコントローラ25の制御に応じて駆動ユニット22から出力される駆動信号に基づき、被写体へ照射される照明光の照射位置が渦巻き形状となる所定の走査パターンに応じた軌跡を描くように照明用光ファイバ13を揺動させる。
The
The
The
また、コントローラ25の光源制御回路25aは、メモリ24に格納された駆動信号に関連付けられた発光位置(又は発光タイミング)の情報に従って、Rレーザ光源31a、Gレーザ光源31b、Bレーザ光源31cを順次離散的に発光させるように制御する。そして、検出ユニット23は、順次発光されたタイミングにおいて被写体からの戻り光をR,G,B検出信号としてサンプリングして取得し、取得したR,G,B検出信号を画像生成回路25b内のメモリ44(図5参照)に格納する。
また、コントローラ25は、絶縁素子36eを介して患者回路42側に設けた読出回路39と接続され、読出回路39は信号線40を介して、メモリ6と接続される。コントローラ25は、起動時にメモリ6からスコープIDデータを読み出すように読出回路39を制御し、読み出されたスコープIDデータはコントローラ25を経て画像生成回路25b等からアクセスできるメモリ24に書き込む。
なお、画像生成回路25bが読出回路39を制御し、メモリ6から読み出されたスコープIDデータを取得するようにしても良い。
The light
The
The
図5に示すように画像生成回路25bは、通常観察用の(内視鏡)画像となる第1画像の画像信号としての第1画像信号を生成する第1画像生成回路51と、第1画像よりも輝度レベル等が低い(内視鏡)画像となる第2画像の画像信号としての第2画像信号を生成する第2画像生成回路52とを有する。第2画像生成回路52は、第1画像信号から第2画像信号を生成するための変換処理又は変更処理を行う画像信号変換回路(又は画像信号変更回路)52aの機能を有する。
また、本実施形態においては、画像生成回路25bは、第1画像又は第2画像における特徴量から先端部11aが被検体の内部にあるか外部にあるかを判定する画像処理を行う判定処理回路53を有する。判定処理回路53は、走査型内視鏡2が被検体としての患者5の鼻腔内に挿入される場合においては、画像信号に、鼻腔内の色味(赤色)、鼻汁の色味(黄色)、鼻毛の色(黒色)の信号が、特徴部として検出された場合には、先端部11aが鼻腔内(体内)に有ると判定し、このような信号が検出されないと鼻腔内(体内)に無いと判定し、判定信号を判定回路25cに送る。ユーザは、入力装置9からの選択信号により、画像生成回路25bの判定処理回路53を(先端部11aが患者5の内部又は外部にあるか否かの判定に)用いるか否かを選択することができる。
As shown in FIG. 5, the
In the present embodiment, the
また、判定処理回路53は、走査型内視鏡2の先端部11aが被検体として患者5の気管や気管支内に挿入される場合においては、画像信号に、気管や気管支の色味(赤色)、気管分岐部の枝分かれ箇所の暗部(黒色)の信号が特徴部として検出された場合には、先端部11aが気管や気管支内(体内)に有ると判定し、このような信号が検出されないと気管や気管支内(体内)に無いと判定し、判定信号を判定回路25cに送る。
なお、第2画像は、第1画像に比較して、少なくとも輝度レベル(又は信号レベル)が低下した、第1の画像とは異なる画像となり、(第2画像は、)第1画像に比較して、更に解像度等が低下(又は劣化)した情報量の画像となる場合があるため、判定処理回路53は、第1画像(信号)から先端部11aが患者5の内部にあるか否かを判定するようにしても良い。
前述したように判定回路25cは、電流検出回路37a、37bからの電流検出とその時の駆動電圧とから圧電素子17a〜17dの抵抗値Zを算出し、テーブルデータを参照して、先端部11aが患者5の内部(つまり体内)にあるか患者5の外部(つまり体外)にあるかの判定を行う。また、判定回路25cは、判定処理回路53よる判定結果も使用される場合には、両方の判定結果に基づいて先端部11aが被検体としての患者5の内部にあるか外部にあるかの判定を行う。
Further, when the
Note that the second image is an image different from the first image, at least the luminance level (or signal level) of which is lower than the first image, and the second image is compared with the first image. Therefore, the
As described above, the
判定回路25cは、先端部11aが患者5の内部にあるか外部にあるかの判定結果の信号を、光源制御回路25aと画像生成回路25bに送り、光源制御回路25aと画像生成回路25bは、判定結果の信号に対応した動作及び制御動作を行う。
光源制御回路25aは、患者5の内部にある判定結果の信号の場合には、検査、又は診断を行い易い高画質で、適度の明るさの内視鏡画像が表示装置としてのモニタ4に表示できるように所定の光量又は光強度の照明光としてのレーザ光を照明用光ファイバ13側に出射するように制御する。
また、画像生成回路25b(の第1画像生成回路51)は、上記所定の光量又は光強度の照明光としてのレーザ光が被検体側に照射された場合においての被検体側からの戻り光から得られる検出信号に基づいて生成した第1画像信号をモニタ4に出力し、モニタ4は検査、又は診断を行い易い高画質で、適度の明るさの内視鏡画像となる第1画像を表示する。
これに対して、患者5の外部にある判定結果の信号の場合には、光源制御回路25aは、照明用光ファイバ13の先端から出射される照明光としてのレーザ光が、仮に術者等のユーザの目に照射された場合にも支障が無い程度に光量又は光強度に低減化したレーザ光(例えば上記所定のレーザ光の数分の1以下の光量又は光強度のレーザ光)を照明用光ファイバ13側に出射するように制御する。
The
In the case of a determination result signal inside the
In addition, the
On the other hand, in the case of a determination result signal outside the
また、患者5の外部にある判定結果の信号の場合には、画像生成回路25b(の第2画像生成回路52)は、第1画像信号からユーザにより解像度低下表示等の選択された表示形態に対応した(又は選択された表示形態に対応した画像処理等により第1画像とは表示形態又は信号規格が異なる第2画像の)第2画像信号を生成する。
本実施形態においては、モニタ4に表示される内視鏡画像としての第1画像又は第2画像をユーザが観察した場合、第1画像であるか第2画像であるかが容易に認識又は視認できるように、画像生成回路25bは、第1画像信号を該第1画像信号とは解像度等(の表示形態項目)が異なる第2画像信号に変換又は変更する。
また、上記のように本実施形態においては、患者5の外部にある判定結果の場合には、内部の判定結果よりもレーザ光の出力が十分に低下した値(単に弱とも言う)に設定すると共に、第1画像よりも解像度等が低下した第2画像が表示装置としてもモニタ4に表示されるように制御し、また、患者5の内部にある判定結果の場合には、レーザ光の出力が外部の判定結果よりもレーザ光の出力が十分に大きい値(単に強とも言う)に設定すると共に、第2画像よりも解像度等が高い第1画像がモニタ4に表示されるように制御する。
In the case of a determination result signal outside the
In the present embodiment, when the user observes the first image or the second image as the endoscopic image displayed on the
Further, as described above, in the present embodiment, in the case of the determination result outside the
つまり、レーザ光の出力の強、弱と、モニタ4に表示される画像が第1画像、第2画像とが対応(連動)する。このため、術者は、例えば、(先端部11aを含めて)挿入部11を患者5の内部から外部に引き出す操作を行うような場合、モニタ4に表示される画像(この場合、第1画像)を観察し、解像度等が低下した画像(この場合、第2画像)に変化したか否かにより、レーザ光の出力の強から弱になったか否かを容易かつ速やかに認識することができるようになっている(先端部11aを外部に引き出す操作を行う場合、先端部11aから実際に出射されているレーザ光が強であるか弱であるを、レーザ光が照射された部位等の照射状態の観察等から認識や判断するような場合よりも、遥かに簡単となる)。
このため、仮に誤判定が発生した場合には、上記の操作において画像の解像度等が変化しないためにレーザ光の出力が強のままであることを、術者は容易に認識でき、出力が強のレーザ光から他の術者又は周囲の医療スタッフなどに対して保護する操作等を行い易くなる。
また、上記のようにレーザ光の出力の強、弱と、表示される画像の解像度等の差異とを連動させているため、患者5の外部にある判定結果の場合には、照明用光ファイバ13の先端から出射されるレーザ光の光量又は光強度が弱に低下するため、第2画像の輝度レベル又は明るさは、第1画像に比較すると、十分に低下した画像となる。このため、第1画像信号に対して、単に外部の場合の情報を重畳したのみの第2画像信号を生成する表示形態又は画像処理を用いることもできる。
なお、図1及び図5に示す構成例では、信号処理部を形成する画像生成回路25bは、判定回路25cを含まない構成となっているが、例えば図5において、点線で示すように画像処理回路25bが判定回路25cを含む構成にしても良い。又は、実線で示す画像処理回路25bと判定回路25cとを含むものを信号処理部と定義しても良い。
That is, the strength and weakness of the laser light output correspond to (link) the first image and the second image displayed on the
For this reason, if an erroneous determination occurs, the operator can easily recognize that the output of the laser beam remains strong because the image resolution or the like does not change in the above operation, and the output is strong. It becomes easy to perform an operation for protecting other surgeons or surrounding medical staff from the laser beam.
Further, as described above, the intensity and weakness of the output of the laser beam are linked with the difference in the resolution of the displayed image. Therefore, in the case of the determination result outside the
In the configuration example shown in FIGS. 1 and 5, the
本実施形態の走査型内視鏡装置1は、照射光が入射される第1端部と前記照明光を被検体を形成する患者5側に出射する第2端部とを有するファイバを形成する照明用光ファイバ13と、前記第2端部を渦巻き状軌跡を形成するように振動させる走査部を形成するアクチュエータ16と、を備えた走査型内視鏡2と、前記被検体側からの反射光を検出し検出信号を出力する検出素子を形成する検出器37と、前記第2端部が配置された前記走査型内視鏡2の先端部11aが前記被検体の内部にあるか外部にあるかの判定を行う判定部を形成する判定回路25cと、前記判定部による判定結果として前記先端部が前記被検体の内部にある場合には、前記検出信号から生成した第1画像の第1画像信号を表示装置に出力し、前記先端部が前記被検体の外部にある場合には、前記検出信号から前記第1画像の表示形態とは異なる、前記第1画像信号に比較して前記被検体に関する画像情報量が少ない第2画像の第2画像信号に変換して前記表示装置に出力する信号処理部を形成する画像生成回路25bと、を有することを特徴とする。
次に図6を参照して本実施形態の代表的な動作を説明する。術者は、走査型内視鏡2を本体装置3に接続し、走査型内視鏡装置1の電源スイッチとなる本体装置3の電源スイッチをONにする。
The
Next, a typical operation of this embodiment will be described with reference to FIG. The surgeon connects the
すると、本体装置3内のコントローラ25は、動作状態となり、ステップS1においてコントローラ25は、本体装置3に接続された走査型内視鏡2のメモリ6からIDデータ等を読み出す。IDデータ内には、キャリブレーションデータと、テーブルデータが含まれ、読み出されたIDデータはメモリ24に格納される(そして、後述の動作において、参照される)。
次のステップS2として術者は、先端部11aが患者5の外部にあると判定された場合に、モニタ4に表示する第2画像における第1画像と差異を付ける(又は視覚的な違いを際立たせる)ための主要な表示形態(又は表示形態項目)を入力装置9から選択、又は指定する。第2画像における第1画像と差異を付けるための主要な表示形態(項目)を選択する場合、術者は、入力装置9から例えば、以下の4つの表示形態(項目)
a)第2画像のサイズ又は画角を、第1画像よりも縮小する縮小表示、
b)第1画像のカラー画像に対して、第2画像をモノクロ画像にするモノクロ表示、
c)第1画像の画質から解像度又は階調数を低下又は劣化した解像度/階調数低下表示、
d)第1画像におけるレーザ光量の状態からレーザ光量が低減された明るさが低減された第1画像のままで、レーザ光量が低減された情報を重畳した情報重畳表示
における任意の1つを選択することができる。この場合、入力装置9は、第2画像における第1画像と差異を付けるための主要な表示形態(項目)を選択、又は指定する表示形態(項目)選択部を形成する。なお、1つでなく、複数を選択できるようにしても良い。
Then, the
As the next step S2, the surgeon adds a difference from the first image in the second image displayed on the
a) Reduced display for reducing the size or angle of view of the second image compared to the first image;
b) Monochrome display that changes the second image to a monochrome image with respect to the color image of the first image;
c) Resolution / gradation reduction display in which the resolution or the number of gradations is reduced or deteriorated from the image quality of the first image,
d) Select an arbitrary one in the information superimposing display in which the information with the reduced laser light quantity is superimposed while the first image with the reduced laser light quantity is reduced from the state of the laser light quantity in the first image. can do. In this case, the input device 9 forms a display form (item) selection unit that selects or designates a main display form (item) for making a difference from the first image in the second image. Note that a plurality of items may be selected instead of one.
図7は縮小表示が選択された場合のモニタ4の表示領域(表示画面)4aに表示される画像表示例を示す。図7の左側は、先端部11aが患者5の内部と判定された場合の第1画像I1を示し、先端部11aが患者5の外部と判定された場合にはその右側に示すように、第1画像I1より縮小した画像サイズ(又は画角)の第2画像I2が表示されるようにする。なお、図7における右側の点線は第1画像I1の画像サイズ(又は画角)を示す。また、図7では第1画像I1と、第2画像I2とを交差した斜線で示している。例えば、第2画像生成回路52は、第1画像信号に対して縮小処理を施して第2画像信号を生成する。この場合の縮小処理として、例えば、第1画像における水平方向及び垂直方向の画素を1つおきに抽出する間引き処理により、第2画像信号を生成するようにしても良い。この場合には、第2画像生成回路52の画像処理が簡単な間引き回路で構成できる。
図8はモノクロ表示が選択された場合のモニタ4の表示領域(表示画面)4aに表示される画像表示例を示す。図8の左側は、先端部11aが患者5の内部と判定された場合のカラーの第1画像I1coを示す。先端部11aが患者5の外部と判定された場合には、第2画像生成回路52は、第1画像信号に対してクロマキラーに相当する画像処理をしてその右側に示すように、カラーの第1画像I1coに対してモノクロの第2画像信号を生成する。図8ではカラーの第1画像I1coを交差した斜線で示し、モノクロの第2画像信号を斜線で示している。
そして表示領域4aにはモノクロの第2画像I2moが表示される。なお、モノクロの第2画像I2moとして、白黒の画像の他に、赤、緑、青等の単色の画像を生成し、表示領域4aに単色の画像を表示する選択ができるようにしても良い。
FIG. 7 shows an image display example displayed on the display area (display screen) 4a of the
FIG. 8 shows an example of an image displayed on the display area (display screen) 4a of the
A monochrome second image I2mo is displayed in the
例えば、第2画像生成回路52は、第1画像信号におけるR,G,Bの3原色信号における1つの色信号のみをモニタ4に出力するように図示しないスイッチのON/OFFを行うようにしても良い。この場合においても、第2画像生成回路52として簡単な構成のスイッチ切替回路で実現できる。
図9は解像度低下表示が選択された場合のモニタ4の表示領域(表示画面)4aに表示される画像表示例を模式的に示す。図9の左側は、先端部11aが患者5の内部と判定された場合のカラーの第1画像I1coを示し、右側は、第1画像I1coよりも画素数を低減した第2画像I2coaを示す。図9では カラーの第1画像I1coを差した斜線で示し、第2画像I2coaを第1画像I1coの場合の交差した斜線よりも粗い交差した斜線で示している。
例えば、先端部11aが患者5の外部と判定された場合には、第2画像生成回路52は、第1画像I1coにおける例えば水平方向及び垂直方向にそれぞれ隣接する例えば3画素からなる9画素(ブロック)を、第2画像の単位画素(ブロック)とするような画像処理を行う。
この場合、第2画像生成回路52は、第1画像I1coにおける各9画素の中央となる画素値を、その周囲の8画素全てに適用し、9画素が全て同じ値の画素値となるように置換して、第1画像I1coよりも解像度が大幅に劣化した第2画像I2coaの第2画像信号に変換又は変更する。(なお、上記の9画素以外の例えば16画素等にしても良いし、ユーザが解像度を低下する程度を選択できるようにしても良い)。
For example, the second
FIG. 9 schematically shows an image display example displayed on the display area (display screen) 4a of the
For example, when it is determined that the
In this case, the second
また、上記図9は、階調数低下表示の場合も兼用した模式図となっている。先端部11aが患者5の外部と判定された場合には、第2画像生成回路52は、第1画像信号の階調数(信号レベル)が例えば12ビット(の範囲内)である場合には、そのビット数よりも低減された例えば8〜4ビット(の範囲内)に制限して、第1画像I1coよりも階調数が大幅に劣化した第2画像I2coaの第2画像信号に変換又は変更する。
そして、図9の右側に示すように、表示領域4aには第1画像I1coよりも階調数が劣化した第2画像I2coaが表示される。
図10は情報重畳表示が選択された場合のモニタ4の表示領域(表示画面)4aに表示される画像表示例を示す。図10の左側は、先端部11aが患者5の内部と判定された場合のカラーの第1画像I1coを示し、先端部11aが患者5の外部と判定された場合にはその右側に示すように、第1画像I1coにおいて輝度レベル(信号レベル)が低下した状態の画像を第2画像I2cobにすると共に、レーザ光の出力が低減されたことを明示的に示す情報として、例えば弱にされた旨の文字情報や記号情報が重畳して表示されるようにする。
なお、図10において、第1画像I1coと第2画像I2cobの下側には例えば画像の中心を通る水平ラインに沿った画像信号における信号レベルSlを示す。第2画像I2coaの信号レベルSlは、第1画像I1coの信号レベルSlの数分の1以下となる例を示している。
Further, FIG. 9 is a schematic diagram that is also used in the case of the gradation number reduction display. When it is determined that the
Then, as shown on the right side of FIG. 9, the
FIG. 10 shows an image display example displayed on the display area (display screen) 4a of the
In FIG. 10, the signal level Sl in the image signal along the horizontal line passing through the center of the image is shown below the first image I1co and the second image I2cob. In the example, the signal level S1 of the second image I2coa is less than a fraction of the signal level S1 of the first image I1co.
術者は、画像の明るさから、先端部11aが内部にあると判定され、所定のレーザ出力に対応した場合の第1画像I1coであるか、先端部11aが外部にあると判定され、所定のレーザ出力からそのレーザ出力が例えば数分の1以下に低減された場合の第2画像I2cobであるかを容易に認識又は視認できる。
なお、図10においては、レーザ光の出力が弱にされた情報を第2画像I2cobの画像上に重畳した状態で表示した例を示している。この場合には、第2画像I2cobは、この第2画像I2cob上に重畳された情報により、第1画像I1coに比較して被検体に関する画像情報量が少ない画像となる。
このようにレーザ光の出力に関する情報を、第2画像I2cobの画像上に表示する場合と、(第2画像I2cobの画像上でなく)第2画像I2cobの近傍又は周辺部に表示する場合とを選択することもできるようにしても良い。後者の選択が行われた場合には、第2画像I2cobの近傍又は周辺部にレーザ光の出力が弱にされた情報が表示される。なお、上述した図7〜9のいずれの場合における第2画像も第1画像に比較して画像情報量が少ない画像となるが、第2画像は体内を観察することを意図していないため、体内の観察に支障を出すことなくレーザ光の出力の切り替わりをユーザに示すことができる。
The surgeon determines from the brightness of the image that the
Note that FIG. 10 shows an example in which information in which the output of the laser beam is weakened is displayed in a state of being superimposed on the image of the second image I2cob. In this case, the second image I2cob is an image having a smaller amount of image information related to the subject than the first image I1co due to the information superimposed on the second image I2cob.
In this way, information regarding the output of the laser beam is displayed on the image of the second image I2cob, and when it is displayed in the vicinity of the second image I2cob (not on the image of the second image I2cob). It may also be possible to select. When the latter selection is performed, information in which the output of the laser beam is weakened is displayed near or around the second image I2cob. In addition, although the 2nd image in any case of FIGS. 7-9 mentioned above turns into an image with little image information amount compared with a 1st image, since the 2nd image is not intending to observe the inside of a body, The switching of the output of the laser beam can be shown to the user without disturbing the observation inside the body.
図6に示すようにステップS2の処理の次のステップS3においてコントローラ25は、駆動ユニット22がアクチュエータ16に駆動信号を印加するように制御する。また、ステップS4において電流検出回路37a,37bは、駆動信号の電流Iを検出して判定回路25cに出力する。
ステップS5において判定回路25cは、電流Iが検出された時の駆動電圧Vと電流Iとから圧電素子17a〜17dの抵抗値Zを算出する。次のステップS6において判定回路25cは、テーブルデータを参照することにより、抵抗値Zから圧電素子17a〜17dの温度Tをテーブルデータから取得する。
次のステップS7において判定回路25cは、温度Tが患者5の内部となる温度範囲に該当するか否かにより先端部11aが患者5の内部か否かを判定する。
先端部11aが患者5の内部にあると判定した場合には、次のステップS8においてコントローラ25は、駆動ユニット22を制御し、駆動ユニット22が図3に示すような所定の駆動信号をアクチュエータ16に印加するように制御する。
As shown in FIG. 6, in step S <b> 3 next to the process of step S <b> 2, the
In step S5, the
In the next step S <b> 7, the
If it is determined that the
次のステップS9においてコントローラ25(の光源制御回路25a)は、光源ユニット21のレーザ光源31a〜31cを制御し、レーザ光源31a〜31cは所定のタイミングで、かつ所定のレーザ出力でパルス発光する。なお、この場合のレーザ出力は、後述するように(先端部11aが患者5の外部にあると判定された場合における)低減されたレーザ出力を弱とすると、強となる。
この場合、受光用光ファイバ15は、パルス発光によりレーザ光が照射された被写体側で反射された戻り光を受光し、検出ユニット23に導光する。検出ユニット23により光電変換された検出信号はメモリ44に格納され、第1画像生成回路51は、キャリブレーションデータを参照して渦巻き状の走査に対応した画像信号を生成する。
次のステップS10において第1画像生成回路51は、渦巻き状の走査に対応した画像信号からラスタ変換して直交座標系の画像信号としての第1画像信号を生成し、モニタ4に出力する。
次のステップS11においてモニタ4は、患者5の内部の検査部位の被写体画像を第1画像として表示する。
In the next step S9, the controller 25 (the light
In this case, the light receiving
In the next step S <b> 10, the first
In the next step S11, the
次のステップS12においてコントローラ25は、術者が画像を用いて先端部11aが患者5の内部に有るか否かを判定する選択を行っているかを判定する。画像を用いる選択を行っている場合には次のステップS12において判定回路25cは、抵抗値Zにより取得された温度Tの判定結果と、判定処理回路53による画像処理による判定結果とが共に、先端部11aが患者5の内部に有る判定結果であるか否かを判定する。
この判定結果に該当する場合には、ステップS8の処理に戻り、上述した処理を繰り返す。一方、両方の判定結果が共に内部でない(つまり外部にある)判定結果の場合には、その判定結果をレーザ光源31a〜31cと、第2画像生成回路52に送り、ステップS15の処理に進む。
また、ステップS12の判定処理において画像を用いて判定を行うことが選択されていない場合には、ステップS13において判定回路25cは、電流検出回路37a、37bにより電流検出などで算出した抵抗値Zから、この抵抗値Zに対応する温度Tを取得する。
In the next step S <b> 12, the
If this determination result is met, the process returns to step S8 and the above-described process is repeated. On the other hand, if both the determination results are not internal (ie, external), the determination results are sent to the
If determination using an image is not selected in the determination processing in step S12, the
そして、ステップS15において判定回路25cは、先端部11aが患者5の内部に有るかを判定する。この判定結果に該当する場合には、ステップS8の処理に戻る。一方、内部でない判定結果の場合には、ステップS16の処理に進む。
ステップS16において駆動ユニット22は、ステップS8の場合と同様に所定の駆動信号によりアクチュエータ16を駆動する。
次のステップS17においてコントローラ25(の光源制御回路25a)は、判定回路25cからの判定結果に基づくレーザ光の出力を低減する判定信号によりレーザ光源31a〜31cのレーザ出力を低減し、レーザ光源31a〜31cは、低減されたレーザ出力でパルス発光する。
上述したように先端部11aが患者5の内部に有る判定結果の場合の所定のレーザ出力のレベルを強とすると、そのレベルよりかなり小さい弱となるレーザ出力でレーザ光源31a〜31cはパルス発光する。
低減されたレーザ出力の状態でパルス発光した場合における戻り光により第1画像生成回路51は、第1画像信号を生成する。この第1画像信号は、第2画像生成回路52に入力される。
In step S <b> 15, the
In step S16, the
In the next step S17, the controller 25 (the light
As described above, if the level of a predetermined laser output in the case of the determination result in which the
The first
ステップS18において第2画像生成回路52は、第1画像信号からステップS2において選択された表示形態の第2画像信号を生成する。具体的には、図7〜図10におけるそれぞれ右側に示したものにおいて、選択された表示形態の第2画像信号を生成し、モニタ4に出力する。
次のステップS19においてモニタ4は、選択された表示形態の第2画像を表示する。術者は、モニタ4に表示される第1画像とは異なる第2画像から、先端部11aが体外であると判定され、レーザ光の出力が低減されたことを、容易に認識できる。
次のステップS20において判定回路25cは、先端部11aが患者5の外部に有るか否かの判定を行う。なお、ステップS20の判定処理として、画像と抵抗値Zの算出(又は温度Tの取得)との両方を用いて、先端部11aが患者5の外部に有るか否かの判定を行っても良いし、抵抗値Zの算出(又は温度Tの取得)の情報により先端部11aが患者5の外部に有るか否かの判定を行っても良い。
ステップS20において外部でない判定結果(つまり、内部の判定結果)の場合には、ステップS8の処理に移る。一方、ステップS20において外部である判定結果には、次のステップS21の処理に進む。
次のステップS21においてコントローラ25は、術者が入力装置9を操作して内視鏡検査を終了する指示入力が行われたか否かを判定し、検査終了の指示入力がされていない場合には、ステップS16の処理に戻る。一方、鏡検査を終了する指示入力が行われた場合には、図6の処理を終了する。
In step S18, the second
In the next step S19, the
In the next step S20, the
If the determination result is not external (ie, the internal determination result) in step S20, the process proceeds to step S8. On the other hand, if the determination result is external in step S20, the process proceeds to the next step S21.
In the next step S21, the
このように動作する本実施形態によれば、走査型内視鏡2の先端部11aが体外にある場合には、表示装置に表示される画像から走査型内視鏡2の先端部11aが被検体の外部にあることをユーザは容易に認識又は確認できる。
つまり、実際に先端部11aが体外に引き出された場合において、表示装置に表示される画像の変化(第1画像から第2画像への変化)を観察することにより、照明光としてのレーザ光の出力が低下されているか否かを簡単に確認できる。
また、実際に先端部11aを体外に引き出した場合において、誤判定のために第1画像のままで第2画像に変化しない場合には、その操作を行っている術者等のユーザは、観察した画像からその誤判定のためにレーザ光の出力が強の状態であることを速やかに認識でき、レーザ光を他のユーザ等に照射しないように注意する操作や、レーザ光の出力を低下する等の操作を速やかに行い易くなる。つまり、誤判定に対する操作、処置を速やかに行い易くなる。
なお、図6に示す処理において、先端部11aが内部であると判定を行ったステップ(例えばステップS14,S15、S20)の後に、適宜の時間内においてユーザにより入力装置9からレーザ光の出力を低減する指示操作を受け付け、受け付けた指示操作に対応した制御動作を行うようにしても良い。
このようにすると、誤判定のために先端部11aが外部に引き出されたにも関わらず、内部の判定結果のままのレーザ出力となるような画像の場合には、ユーザは入力装置9からレーザ光の出力を低減する指示操作を行い、レーザ光の出力を低減させ、先端部11aが外部に引き出された場合におけるユーザの保護を円滑に行うことができるようになる。
また、本実施形態によれば、ユーザは第2画像における第1画像との視覚的な差異が顕著となるように解像度等の表示形態項目を選択できるようになっているので、第1画像から変化した場合の第2画像を(選択できない場合よりも)ユーザは確認し易い。
また、本実施形態においては、先端部11aの内部に温度を検出する温度センサを配置することなく、アクチュエータ16を構成する圧電素子17a〜17dの抵抗値Zが温度依存性を示す特性を利用して、先端部11aが患者5の内部にあるか外部にあるかを判定することができるようにしている。このため、本実施形態によれば、走査型内視鏡2の挿入部11を細径化し易い(細径化に適する)。
According to this embodiment that operates in this manner, when the
That is, when the
In addition, when the
In the process shown in FIG. 6, after the step (for example, steps S14, S15, S20) in which it is determined that the
In this case, in the case of an image that results in a laser output with the internal determination result in spite of the
In addition, according to the present embodiment, the user can select display form items such as resolution so that the visual difference between the second image and the first image becomes significant. It is easier for the user to confirm the second image when it has changed (than when it cannot be selected).
Further, in the present embodiment, the characteristic that the resistance value Z of the
なお、上述した実施形態においては、2つの電流検出回路37a、37bを設けた場合を説明したが、1つの電流検出回路37a又は37bを設けた構成にしても良い。そして、例えば1つの電流検出回路37aにより圧電素子17a、17bの合成抵抗値、又は、圧電素子17a及び17bの一方の抵抗値を算出するようにしても良い。
また、圧電素子17a〜17dは、所定の駆動信号が繰り返し印加されるため、そのような印加状態においては、印加されていない状態と比較して圧電素子17a〜17dは、加温される状態となる。
このため、このような印加状態を考慮してテーブルデータを生成したり、圧電素子の抵抗値Zから取得して温度Tが、患者5の内部にある温度範囲に該当するか否かの当該温度範囲を設定するようにしても良い。また、先端部11aを患者5に挿入する検査部位に応じて、当該温度範囲を可変設定するようにしても良い。
また、図11に示す変形例のように、術者等のユーザが、該ユーザの判断により必要とされる場合のみ使用できる強制切替用スイッチとなるフロントスイッチ56を備えた構成にしても良い。そして、ユーザによる手動の指示操作により、レーザモジュール31dのレーザ光の光量を、強から弱に強制的に切り替えることができるようにしても良い。
In the above-described embodiment, the case where the two
In addition, since a predetermined drive signal is repeatedly applied to the
For this reason, table data is generated in consideration of such an applied state, or the temperature T acquired from the resistance value Z of the piezoelectric element and whether the temperature T falls within the temperature range inside the
Further, as in the modification shown in FIG. 11, a configuration in which a user such as an operator is provided with a
なお、強制切替用スイッチとなるフロントスイッチ56は、先端部11aが患者5の内部にある判定結果の場合においてのみ使用できる手動で操作されるスイッチである。
このため、フロントスイッチ56が操作される前の状態では、FPGA30(又はコントローラ25)内の光源制御回路25aは、レーザモジュール31dに対してレーザ強信号を出力し、レーザモジュール31dは、強となるレーザ光の光量を、照明用光ファイバ13b側に出射する状態である。
また、この光源制御回路25aの制御状態に連動して、画像生成回路25bは、第1画像生成回路51により生成した第1画像信号をモニタ4に出力する状態である。
このような状態において、ユーザがフロントスイッチ56から(強から)弱にする指示操作を行った場合には、FPGA30(又はコントローラ25)は、その指示操作の信号をFPGA30(又はコントローラ25)内の光源制御回路25aに送り、光源制御回路25aは、レーザモジュール31dに対してレーザ弱信号を出力し、レーザモジュール31dは、弱となるレーザ光の光量を、照明用光ファイバ13b側に出射する。
また、この光源制御回路25aの制御に連動して、上記指示操作の信号は画像生成回路25bに送られる。そして、画像生成回路25b内の第2画像生成回路52は、第1画像生成回路51から生成した第2画像信号をモニタ4に出力する。
The
For this reason, in the state before the
Further, in conjunction with the control state of the light
In such a state, when the user performs an instruction operation to weaken (from strong) the
The instruction operation signal is sent to the
図11では、手動操作する強制切替用スイッチとして、フロントスイッチ56の場合で示しているが、フットスイッチでも良いし、走査型内視鏡2の挿入部11の後端付近に設けた操作スイッチでも良いし、挿入部11の後端に操作部を設けた場合には、この操作部に設けた操作部スイッチでも良い。
なお、図11において、上記フロントスイッチ56によるレーザ光量の切替を、入力装置9により行うようにした場合には、図11は図5と同じ構成となる。
本変形例によれば、第1の実施形態の効果の他に、ユーザを保護する必要がある場合のみにおいて、ユーザを保護することができるようにレーザ光量の切替ができる(ユーザを保護する必要がない場合としての先端部11aが外部にある場合には、レーザ光量は既に弱となっており、さらに弱にする操作の必要性は少ない)。
また、患者5に対してその体内に挿入して内視鏡検査を行った後に、挿入部11を体内から引き出すような場合において、レーザ光の光量が強のままであるような場合には、強制的にレーザ光量を弱にし、ユーザを保護する操作ができる。
In FIG. 11, the
In FIG. 11, when the input device 9 is used to switch the laser light quantity by the
According to this modification, in addition to the effects of the first embodiment, the laser light quantity can be switched so that the user can be protected only when the user needs to be protected (need to protect the user). In the case where the
Further, after inserting the
また、本発明は、上述した構成の場合に限定されるものでなく、例えば図1において先端部11aの内部に、2点鎖線で示すように加速度センサ61を設けた構成にしても良い。そして、加速度センサ61による加速度の検出信号を、信号線62を介して判定回路25cに入力し、判定回路25cは、加速度の検出信号に基づいて、先端部11aが患者5の内部にあるか外部に有るかを判定するようにしても良い。
加速度センサ61は、例えば先端部11aの長手方向に働く加速度と、この長手方向と直交し、圧電素子17a,17bが振動する方向、又は圧電素子17a,17bが振動する方向との少なくとも2軸方向の加速度を検出する。
判定回路25cは、例えば長手方向に働く加速度が重力成分と一致し、長手方向に直交する方向の加速度の平均値がほぼ0となるような状態が一定時間以上継続する場合には、挿入部11が患者5の外部に引き出され、ハンガに掛けられた状態(つまり、挿入部11(の先端部11a)の長手方向に働く加速度が鉛直方向に働く重力成分に一致する状態)と判定して、(先端部11aが患者5の)外部と判定するようにしても良い。また、鉛直方向に対する先端部11aの振動中心の角度を検出するセンサを設け、判定回路25cは、このセンサの出力に基づいて先端部11aが患者5の内部又は外部にあるかを判定するようにしても良い。
なお、上述した実施形態において、表示形態が異なる第2画像を生成する第2画像生成回路52を備えた構成をそれぞれ異なる実施形態と見なすようにしても良い。
In addition, the present invention is not limited to the above-described configuration, and for example, an
The
For example, when the state in which the acceleration acting in the longitudinal direction coincides with the gravity component and the average value of the acceleration in the direction orthogonal to the longitudinal direction is almost zero continues for a predetermined time or longer, the
In the above-described embodiment, a configuration including the second
1…走査型内視鏡装置、2…走査型内視鏡、3…本体装置、4…モニタ、5…患者、6…メモリ、7…コネクタ、9…入力装置、11…挿入部、11a…先端部、13…照明用光ファイバ、15…受光用光ファイバ、16…アクチュエータ、17a〜17d…圧電素子、21…光源ユニット、22…駆動ユニット、23…検出ユニット、24…メモリ、25…コントローラ、25a…光源制御回路、25b…画像生成回路、25c…判定回路、30…FPGA、31a〜31c…レーザ光源、33…信号発生器、35a,35b…アンプ、37a,37b…電流検出回路、37…検出器、42…患者回路、51…第1画像生成回路、52…第2画像生成回路、53…判定処理回路、
DESCRIPTION OF
Claims (10)
前記被検体側からの反射光を検出し検出信号を出力する検出素子と、
前記第2端部が配置された前記走査型内視鏡の先端部が前記被検体の内部にあるか外部にあるかの判定を行う判定部と、
前記判定部による判定結果として前記先端部が前記被検体の内部にある場合には、前記検出信号から生成した第1画像の第1画像信号を表示装置に出力し、前記先端部が前記被検体の外部にある場合には、前記検出信号から前記第1画像の表示形態とは異なる、前記第1画像信号に比較して前記被検体に関する画像情報量が少ない第2画像の第2画像信号に変換して前記表示装置に出力する信号処理部と、
を有することを特徴とする走査型内視鏡装置。 A fiber having a first end where incident light is incident and a second end that emits the illumination light toward the subject; a scanning unit that vibrates the second end so as to form a spiral trajectory; A scanning endoscope comprising:
A detection element that detects reflected light from the subject side and outputs a detection signal;
A determination unit that determines whether the distal end portion of the scanning endoscope in which the second end portion is disposed is inside or outside the subject;
As a result of determination by the determination unit, when the tip is inside the subject, the first image signal of the first image generated from the detection signal is output to a display device, and the tip is the subject. The second image signal of the second image, which is different from the display form of the first image from the detection signal, and has a smaller amount of image information regarding the subject than the first image signal. A signal processing unit for converting and outputting to the display device;
A scanning endoscope apparatus comprising:
前記信号処理部は、前記第1画像信号および前記センサの出力に基づいて前記判定結果の情報を出力することを特徴とする請求項6に記載の走査型内視鏡装置。 The determination unit includes a sensor that detects a temperature around the tip, or an angle of a vibration center of the tip with respect to a vertical direction,
The scanning endoscope apparatus according to claim 6, wherein the signal processing unit outputs information on the determination result based on the first image signal and the output of the sensor.
前記光源部が発生する前記照明光の光量を少なくとも第1の光量と、前記第1の光量の1/2以下となる第2の光量とに制御する光量制御部と、
前記信号処理部に設けられ、前記照明光が照射された前記被検体の内部又は外部からの戻り光に基づく前記検出信号から、前記被検体の内部又は外部の被検体像に対応する前記第1画像信号を生成する第1画像生成回路と、
前記信号処理部に設けられ、前記第1画像信号から少なくとも前記第1画像の輝度レベルが小さく、且つ前記第1画像とは異なる表示形態の前記第2画像の前記第2画像信号を生成する第2画像生成回路と、
を有し、
前記光量制御部は、前記判定部により前記先端部が前記被検体の外部にある判定結果に基づいて、前記ファイバの前記第1端部に入射する光量を前記第1の光量から前記第2の光量に低減する制御を行い、
前記第2画像生成回路は、前記光量制御部が前記第2の光量に低減する制御に連動して、前記第1画像信号が出力されていた表示装置に対して前記第1画像信号から生成した前記第2画像信号を前記表示装置に出力することを特徴とする請求項1に記載の走査型内視鏡装置。 And a light source unit that generates the illumination light incident on the first end of the fiber;
A light amount control unit that controls the light amount of the illumination light generated by the light source unit to at least a first light amount and a second light amount that is ½ or less of the first light amount;
The first signal corresponding to a subject image inside or outside the subject is detected from the detection signal provided in the signal processing unit and based on return light from inside or outside the subject irradiated with the illumination light. A first image generation circuit for generating an image signal;
A first processing unit configured to generate the second image signal of the second image having a display form different from that of the first image, the luminance level of the first image being at least small from the first image signal; A two-image generation circuit;
Have
The light amount control unit is configured to change a light amount incident on the first end portion of the fiber from the first light amount to the second light amount based on a determination result by the determination unit that the tip portion is outside the subject. Control to reduce the amount of light,
The second image generation circuit generates the first image signal from the first image signal for the display device from which the first image signal was output in conjunction with the control of the light amount control unit to reduce the second light amount. The scanning endoscope apparatus according to claim 1, wherein the second image signal is output to the display device.
前記第2画像生成回路は、選択された表示形態項目に対応した前記第2画像を生成するように前記第1画像信号に対する画像変換処理を行うことを特徴とする請求項8に記載の走査型内視鏡装置。 Further, the second image displayed on the display device includes a selection unit that selects at least one of a plurality of display form items including a resolution and an angle of view at which a difference from the first image appears.
9. The scanning type according to claim 8, wherein the second image generation circuit performs an image conversion process on the first image signal so as to generate the second image corresponding to the selected display form item. Endoscopic device.
The scanning endoscope apparatus according to claim 8, wherein the light source unit generates laser light as the illumination light.
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Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2020084752A1 (en) * | 2018-10-26 | 2020-04-30 | オリンパス株式会社 | Endoscopic image processing device, endoscopic image processing method, and endoscopic image processing program |
CN112638232A (en) * | 2018-09-06 | 2021-04-09 | 奥林巴斯株式会社 | Light source control device, endoscope system, and light control method |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH08122654A (en) * | 1994-10-26 | 1996-05-17 | Olympus Optical Co Ltd | Endoscope device |
JP2010000185A (en) * | 2008-06-19 | 2010-01-07 | Fujinon Corp | Electronic endoscope system |
JP2011019706A (en) * | 2009-07-15 | 2011-02-03 | Hoya Corp | Medical observation system, and processor |
JP2012217483A (en) * | 2011-04-04 | 2012-11-12 | Fujifilm Corp | Endoscope system, and driving method thereof |
JP2013188242A (en) * | 2012-03-12 | 2013-09-26 | Olympus Corp | Endoscope system |
-
2015
- 2015-11-11 JP JP2015221426A patent/JP2017086549A/en active Pending
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH08122654A (en) * | 1994-10-26 | 1996-05-17 | Olympus Optical Co Ltd | Endoscope device |
JP2010000185A (en) * | 2008-06-19 | 2010-01-07 | Fujinon Corp | Electronic endoscope system |
JP2011019706A (en) * | 2009-07-15 | 2011-02-03 | Hoya Corp | Medical observation system, and processor |
JP2012217483A (en) * | 2011-04-04 | 2012-11-12 | Fujifilm Corp | Endoscope system, and driving method thereof |
JP2013188242A (en) * | 2012-03-12 | 2013-09-26 | Olympus Corp | Endoscope system |
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN112638232A (en) * | 2018-09-06 | 2021-04-09 | 奥林巴斯株式会社 | Light source control device, endoscope system, and light control method |
WO2020084752A1 (en) * | 2018-10-26 | 2020-04-30 | オリンパス株式会社 | Endoscopic image processing device, endoscopic image processing method, and endoscopic image processing program |
JPWO2020084752A1 (en) * | 2018-10-26 | 2021-09-24 | オリンパス株式会社 | An image processing device for an endoscope, an image processing method for an endoscope, and an image processing program for an endoscope. |
JP7017646B2 (en) | 2018-10-26 | 2022-02-08 | オリンパス株式会社 | An image processing device for an endoscope, an operation method of the image processing device for an endoscope, and an image processing program for an endoscope. |
US11992177B2 (en) | 2018-10-26 | 2024-05-28 | Olympus Corporation | Image processing device for endoscope, image processing method for endoscope, and recording medium |
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