カプセル内視鏡システム
【課題】患者体内でのカプセル内視鏡（ＣＥ）の動き量を正確に検出する。
【解決手段】ＣＥ１１に、加速度を検出するＣＥ加速度センサ４２を設ける。患者１０が身に付けるシールドシャツ１５に装着されたアンテナ１６に、加速度を検出する患者加速度センサ１９を設ける。ＣＥ１１から（受信装置１２）レコーダ１７へＣＥ加速度を無線送信する。患者加速度センサ１９の検出結果をレコーダ１７に入力する。レコーダ１７にて、ＣＥ加速度及び患者加速度を元に、患者１０に対するＣＥ１１の相対動き量を検出する。患者１０が動いた場合でも、患者１０の動きとＣＥ１１の動きの違いを判別することができる。
【解決手段】ＣＥ１１に、加速度を検出するＣＥ加速度センサ４２を設ける。患者１０が身に付けるシールドシャツ１５に装着されたアンテナ１６に、加速度を検出する患者加速度センサ１９を設ける。ＣＥ１１から（受信装置１２）レコーダ１７へＣＥ加速度を無線送信する。患者加速度センサ１９の検出結果をレコーダ１７に入力する。レコーダ１７にて、ＣＥ加速度及び患者加速度を元に、患者１０に対するＣＥ１１の相対動き量を検出する。患者１０が動いた場合でも、患者１０の動きとＣＥ１１の動きの違いを判別することができる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、カプセル内視鏡で撮影された内視鏡画像を、被検体に携帯されている受信装置で無線受信して記憶するカプセル内視鏡システムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
最近、撮像素子や照明光源などが超小型のカプセルに内蔵されたカプセル内視鏡による内視鏡検査が実用化されつつある。この内視鏡検査では、まず、患者にカプセル内視鏡を嚥下させ、照明光源で人体内の被観察部位（人体内管路の内壁面）を照明しつつ、撮像素子で被観察部位を撮影する。そして、これにより得られた画像データを患者に携帯させた受信装置で無線受信し、受信装置に設けられたフラッシュメモリなどの記憶媒体に逐次記憶していく。検査中、または検査終了後、ワークステーションなどの情報管理装置に画像データを取り込み、モニタに表示された画像を読影して診断を行う。
【０００３】
カプセル内視鏡が人体内を移動する際の移動速度は一定ではない。例えば、カプセル内視鏡が腸内にあるときに、腸の運動が活発化するとカプセル内視鏡の移動速度が速くなり、逆に腸の運動が弱くなるとカプセル内視鏡の移動速度が遅くなる。カプセル内視鏡の移動速度が速くなった時に、カプセル内視鏡が撮影を行う際のフレームレート（単位時間当たりの撮影回数）が低く設定されていると、撮影できない箇所、いわゆる撮りこぼしが発生する。逆にカプセル内視鏡の移動速度が遅くなった時に、フレームレートが高く設定されていると、同じ箇所を撮影した類似画像の撮影数が増加してしまう。
【０００４】
そこで、カプセル内視鏡に加速度センサを設けて、患者体内でのカプセル内視鏡の加速度を検出し、検出した内視鏡加速度からカプセル内視鏡の移動速度を求め、求めた移動速度に応じてカプセル内視鏡の撮影条件を変更する発明が開示されている（特許文献１及び２参照）。この発明は、例えば、カプセル内視鏡の移動速度が速い場合にはフレームレートを増加させ、逆に移動速度が遅い場合にはフレームレートを減少させることにより、撮りこぼしの発生や類似画像の撮影数の増加を抑えている。
【特許文献１】特表２００４−５２１６６２号公報
【特許文献２】特開２００６−２２３８９２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、カプセル内視鏡を利用した内視鏡検査では、カプセル内視鏡を患者体内、例えば腸内でスムーズに移動にさせるため、検査中に患者に体操などをさせて腸の運動を活発化させている。このように患者が体操を行う場合には、特許文献１及び２に記載の発明では、カプセル内視鏡内の加速度センサが患者の加速度（動き）も検出するため、カプセル内視鏡の加速度と患者の加速度との判別が困難となる。このため、患者体内でのカプセル内視鏡の移動速度（単位時間あたりの動き量）が正確に検出されない。その結果、カプセル内視鏡の実際の動き量に適したフレームレートが決定されないので、撮りこぼしの発生や類似画像の撮影数の増加は依然として発生する。
【０００６】
本発明は上記問題を解決するためになされたものであり、患者体内でのカプセル内視鏡の動き量を精度良く検出することができるカプセル内視鏡システム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】
【０００７】
上記目的を達成するため、本発明は、被検体内に嚥下され、被検体内の被観察部位を撮影するカプセル内視鏡と、被検体に携帯されるとともに、前記カプセル内視鏡と無線通信により接続されており、前記カプセル内視鏡で得られた内視鏡画像を無線受信して、これを記憶する受信装置とを備えるカプセル内視鏡システムにおいて、前記カプセル内視鏡に設けられ、前記カプセル内視鏡の加速度を検出する内視鏡加速度検出手段と、前記受信装置に設けられ、前記受信装置を携帯した被検体の加速度を検出する被検体加速度検出手段と、前記カプセル内視鏡または前記受信装置の少なくともいずれか一方に設けられ、前記内視鏡加速度検出手段及び前記被検体加速度検出手段の検出結果に基づき、前記被検体に対する前記カプセル内視鏡の相対的な動き量を検出する相対動き量検出手段とを備えることを特徴とする。
【０００８】
前記カプセル内視鏡または前記受信装置の少なくともいずれか一方に設けられ、前記相対動き量検出手段で検出された前記カプセル内視鏡の相対動き量に基づき、前記カプセル内視鏡の撮影条件を決定する撮影条件決定手段と、前記カプセル内視鏡に設けられ、前記撮影条件決定手段で決定された前記撮影条件に従って前記カプセル内視鏡に前記撮影を行わせる撮影制御手段とを備えることが好ましい。
【０００９】
前記撮影条件は、前記撮影を行う際のフレームレート、視野範囲、露出の少なくともいずれか一つを含んでいることが好ましい。また、前記撮影条件決定手段は、前記相対動き量が大きくなるのに従って前記フレームレートが増加するように、前記撮影条件を決定することが好ましい。これにより、カプセル内視鏡の相対動き量が大きい時には撮りこぼしの発生を低減させ、逆に相対動き量が小さい時には類似画像の撮影数を低減させることができる。
【００１０】
前記撮影条件決定手段は、前記相対動き量が大きくなるのに従って前記視野範囲が拡大するように、前記撮影条件を決定することが好ましい。フレームレートの場合と同様に撮りこぼしの発生を低減させることができる。
【００１１】
前記撮影条件決定手段は、前記相対動き量が大きくなるのに従って前記撮影のシャッタ速度が速くなり、且つ前記被観察部位を照明する照明光の光量が増加するように、前記撮影条件を決定することが好ましい。これにより、カプセル内視鏡の相対動き量が大きい時でも内視鏡画像のブレが防止される。
【００１２】
前記撮影条件決定手段は、前記相対動き量が比較的小さい場合でも、前記被検体加速度検出手段で検出された被検体加速度が予め定めた所定値以上となる場合には、前記相対動き量が大きくなることを想定して、前記相対動き量が大きい場合に準じた特殊撮影条件に、前記撮影条件を決定することが好ましい。例えばカプセル内視鏡が腸内にあるときに、被検体（患者）の動きにより腸の動きが活発化して、カプセル内視鏡の相対動き量が急激に大きくなった場合でも、相対動き量が大きくなることを想定してフレームレートを予め増加するなど、カプセル内視鏡の動きを先読みした制御をすることができる。
【００１３】
前記撮影条件決定手段は、前記特殊撮影条件に決定した後、予め定めた所定時間が経過しても前記相対動き量が大きくならない場合には、そのときの前記相対動き量に基づいた前記撮影条件に決定しなおすことが好ましい。これにより、想定に反して相対動き量が大きくならないのに、特殊撮影条件に従った撮影が継続されることが防止される。
【００１４】
前記受信装置は、前記カプセル内視鏡との間で無線通信を行うためのアンテナと、前記アンテナを介して無線受信した前記内視鏡画像を記憶する記憶装置とから構成され、前記被検体加速度検出手段は、前記アンテナに設けられているとともに、前記相対動き量検出手段及び前記撮影条件決定手段は、前記記憶装置に設けられていることが好ましい。
【００１５】
前記カプセル内視鏡に設けられ、被検体内での前記カプセル内視鏡の姿勢を検出する内視鏡姿勢検出手段と、前記受信装置に設けられ、前記受信装置を携帯した被検体の姿勢を検出する被検体姿勢検出手段とを備え、前記相対動き量検出手段は、前記内視鏡姿勢検出手段及び前記被検体姿勢検出手段の検出結果を考慮して、前記相対動き量を検出することが好ましい。
【００１６】
前記受信装置に設けられ、前記相対動き量に基づき、前記カプセル内視鏡から前記受信装置が無線受信した複数の前記内視鏡画像の中から、読影に供する読影用内視鏡画像を選択する画像選択手段を備えていることが好ましい。これにより、医師は選択された読影用内視鏡画像の読影のみを行えばよいので、医師が読影する内視鏡画像の量が低減される。その結果、内視鏡画像を読影する医師の負担が低減され、読影及び診断に要する時間を短縮することができる。
【００１７】
前記画像選択手段は、前記相対動き量が大きくなるのに従って、前記読影用内視鏡画像の選択数を増やすことが好ましい。
【００１８】
前記受信装置に設けられ、前記カプセル内視鏡から前記受信装置が無線受信した複数の前記内視鏡画像のうち、前記画像選択手段が選択しなかった前記内視鏡画像に対してデータ量削減処理を施すデータ量削減手段を備えることが好ましい。選択されなかった内視鏡画像のデータ量を削減することができるので、受信装置のストレージ等の記憶媒体として、従来よりも記憶容量の少ないものを用いることができ、その結果としてコストダウンが図れる。
【発明の効果】
【００１９】
本発明は、カプセル内視鏡の内視鏡加速度、及び被検体の被検体加速度をそれぞれ検出した結果に基づき、被検体に対するカプセル内視鏡の相対動き量を検出するとともに、検出した相対動き量に基づいて、カプセル内視鏡の撮影条件を決定し、決定した撮影条件に従ってカプセル内視鏡に撮影を行わせるようにしたので、検査中に被検体が動くような場合でも、被検体内でのカプセル内視鏡の動き量を正確に検出することができる。その結果、被検体が動いた場合に、従来のように被検体の動きとカプセル内視鏡の動きの違いを判別できなくなることが防止される。さらに、正確に検出された撮影条件に従ってカプセル内視鏡に撮影を行わせることができる。その結果、例えば、動き量の増減に応じてフレームレートを増減することで、内視鏡画像の撮りこぼしの発生と、類似画像の撮影数とを低減させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
図１に示すように、カプセル内視鏡システム２は、患者１０（被検体）の口部から人体内に嚥下されるカプセル内視鏡（Ｃａｐｓｕｌｅ Ｅｎｄｏｓｃｏｐｅ、以下、ＣＥと略す）１１と、患者１０が携帯する受信装置１２と、ＣＥ１１で得られた画像を取り込んで、医師が読影及び診断を行うためのワークステーション（以下、ＷＳと略す）１３とから構成される。
【００２１】
ＣＥ１１は、人体内管路（例えば腸）を通過する際にその内壁面を撮像し、これにより得られた画像データを、電波１４ａにて受信装置１２へ無線送信する。さらに、ＣＥ１１は、ＣＥ１１の加速度を示すＣＥ加速度、及び患者体内でのＣＥ１１の姿勢（向き）を示すＣＥ姿勢情報も同様に電波１４ａにて受信装置１２へ無線送信する。また、ＣＥ１１は、受信装置１２からの制御コマンドを電波１４ｂで無線受信して、制御コマンドに基づいて動作する。
【００２２】
受信装置１２は、患者１０が身に付けたシールドシャツ１５に装着されたアンテナ１６と、このアンテナ１６に有線接続されており、患者１０のベルトなどに取り付けられたレコーダ（記憶装置）１７とから構成される。アンテナ１６は、ＣＥ１１との間で電波１４ａ，１４ｂを送受信する。アンテナ１６には、ＣＥ１１からの電波１４ａの電界強度を測定する電界強度測定センサ１８（図４参照）と、患者１０の加速度を示す患者加速度を検出する４つの患者加速度センサ１９（被検体加速度検出手段）と、患者１０の姿勢を検出する患者姿勢検出センサ２０（被検体姿勢検出手段）が設けられている。各センサ１８〜２０の検出結果（電界強度、患者加速度、患者姿勢情報）はレコーダ１７に入力される。
【００２３】
レコーダ１７は、各種設定画面を表示する液晶表示器（以下、ＬＣＤと略記する）２１、および各種設定を行うための操作部２２を備えている。レコーダ１７は、アンテナ１６を介して、ＣＥ１１から電波１４ａで無線送信された画像データを無線受信し、これを記憶する。また、レコーダ１７は、アンテナ１６を介して、ＣＥ１１から無線受信したＣＥ加速度・姿勢情報と、患者加速度・姿勢検出センサ１９，２０から入力された患者加速度・姿勢情報とを元に、ＣＥ１１の撮影条件を決定する。そして、レコーダ１７は、決定した撮影条件を元に制御コマンドを生成し、アンテナ１６を介して、制御コマンドを電波１４ｂにてＣＥ１１へ無線送信する。
【００２４】
撮影条件には、ＣＥ１１が撮影を行う際のフレームレート、視野範囲、露出が含まれている。なお、露出は、ＣＥ１１の撮像素子３３のシャッタ速度と、照明光源部３８から照射される照明光の光量とを可変することで調整可能である（図２及び図３参照）。
【００２５】
なお、図中の符号Ｃ１は、予め定めた基準座標系であり、互いに直交するＸ１軸、Ｙ１軸、Ｚ１軸からなる。この基準座標系Ｃ１は、レコーダ１７にて撮影条件を決定する際に用いられ、Ｚ１軸が重力方向に平行、つまり、床面（地面）に垂直になるように定義されている（図５及び図６参照）。
【００２６】
ＷＳ１３は、プロセッサ２４と、キーボードやマウスなどの操作部２５と、モニタ２６とを備えている。プロセッサ２４は、例えば、ＵＳＢケーブル２７（赤外線通信などの無線通信を用いても可）でレコーダ１７と接続され、レコーダ１７とデータの遣り取りを行う。プロセッサ２４は、ＣＥ１１による検査中、または検査終了後に、レコーダ１７から画像データを取り込み、患者毎に画像データを蓄積・管理するとともに、画像データからテレビ画像を生成し、これをモニタ２６に表示させる。
【００２７】
図２に示すように、ＣＥ１１は、透明な前カバー３０と、この前カバー３０に嵌合して水密な空間を形成する後カバー３１とからなる。両カバー３０、３１は、その先端または後端が略半球形状となった筒状に形成されている。両カバー３０、３１が作る空間内には、被観察部位の像光を取り込むための対物光学系３２、被観察部位の像光を撮像するＣＣＤやＣＭＯＳなどの撮像素子３３が組み込まれている。撮像素子３３は、対物光学系３２から入射した被観察部位の像光が撮像面に結像され、各画素からこれに応じた撮像信号を出力する。
【００２８】
対物光学系３２は、透明な凸型の光学ドーム３２ａと、第１レンズホルダ３２ｂと、第１レンズ３２ｃと、ガイドロッド３２ｄと、第２レンズホルダ３２ｅと、第２レンズ３２ｆとから構成される。光学ドーム３２ａは、前カバー３０の先端の略半球形状となった部分に配されている。第１レンズホルダ３２ｂは、光学ドーム３２ａの後端に取り付けられ、後端に向けて先細に形成されている。第１レンズ３２ｃは、第１レンズホルダ３２ｂに固着されている。
【００２９】
ガイドロッド３２ｄは、第１レンズホルダ３２ｂの後端に取り付けられた光軸３５に平行なネジ棒である。第２レンズホルダ３２ｅは、ガイドロッド３２ｄが螺入される雌ネジ孔を有し、ガイドロッド３２ｄが回転することにより光軸方向に移動する。第２レンズ３２ｆは、第２レンズホルダ３２ｅに固着されている。
【００３０】
第２レンズ３２ｆは、所謂ズームレンズである。ステッピングモータ等により構成されるレンズ駆動部３６によりガイドロッド３２ｄが回転されると、第２レンズ３２ｆが光軸方向に移動されてズーム倍率が変更される。これにより、対物光学系３２の視野範囲（撮影範囲）が、変更後のズーム倍率に対応した範囲に変更される。レンズ駆動部３６は、制御コマンドで設定された視野範囲（ズーム倍率）で撮影が行われるように、対物光学系３２のズーム倍率を変更する。そして、対物光学系３２は、設定された視野範囲において被観察部位の全方位画像を像光として取り込む。
【００３１】
また、両カバー３０、３１内には、被観察部位に照明光を照射する照明光源部３８、各種電子回路（図３参照）が実装された電気回路基板３９、ボタン型の電池４０、及び電波１４ａ、１４ｂを送受信するためのアンテナ４１、ＣＥ１１のＣＥ加速度を検出するＣＥ加速度センサ４２（内視鏡加速度検出手段）、上述の基準座標系Ｃ１におけるＣＥ１１の姿勢を示すＣＥ姿勢情報を検出するＣＥ姿勢検出センサ４３（内視鏡姿勢検出手段）などが収容されている。
【００３２】
ＣＥ加速度センサ４２は、所謂３軸の加速度センサである。ＣＥ加速度センサ４２は、センサ座標系Ｃ２の各軸方向の加速度をそれぞれ検出する。センサ座標系Ｃ２は、互いに直交するＸ２軸、Ｙ２軸、Ｚ２軸からなり、且つ光軸３５に平行な方向をＺ２軸方向として定めている。なお、ＣＥ１１は、患者１０の体内で様々な姿勢をとるため、ＣＥ加速度センサ４２の姿勢も一定ではない。このため、センサ座標系Ｃ２は、基準座標系Ｃ１のように固定された座標系ではなく、ＣＥ１１の姿勢に応じて任意の軸周りに回転する座標系である（図５（Ａ）参照）。
【００３３】
ＣＥ１１がＸ２軸の矢印方向に加速した場合、及びこれとは反対方向に移動していた時に減速した場合には、Ｘ２軸方向の加速度検出結果が正となる。また、ＣＥ１１がＸ２軸の矢印方向とは反対方向に加速した場合、及び矢印方向に移動していた時に減速した場合には、Ｘ２軸方向の加速度検出結果は負となる。Ｙ２軸方向及びＺ２軸方向の加速度検出結果についても基本的には同じであるので、説明は省略する。
【００３４】
ＣＥ加速度センサ４２は、ＣＥ１１が任意の方向に加速したとき、または移動中に減速した時に、ＣＥ加速度の各軸方向の加速度をそれぞれ検出することで、ＣＥ加速度を検出する。ＣＥ加速度は、各軸方向の加速度を合成した値であり、センサ座標系Ｃ２でのＣＥ１１の加速度の大きさと向きとを示す１つのベクトルである。なお、ＣＥ加速度の向きは、例えばセンサ座標系Ｃ２の各軸からの傾き角等で表される。ＣＥ加速度センサ４２によるＣＥ加速度の検出は逐次行われ、この検出結果はＣＰＵ４５（図３参照）に入力される。
【００３５】
ＣＥ姿勢検出センサ４３としては、基準座標系Ｃ１におけるＣＥ１１の患者体内での姿勢を検知可能な姿勢検知センサであれば特に種類は問わず、例えばＣＥ加速度センサ４２と同様の３軸の加速度センサ（重力センサ）、姿勢ジャイロなどが用いられる。なお、各種姿勢検出センサを用いて基準座標系Ｃ１におけるＣＥ１１の姿勢を検知する方法は周知（例えば、特許第３６３１２６５号、特開２００６−２３９０５３号公報、特開２００６−０６８１０９号公報を参照）であるので、ここでは説明を省略する。
【００３６】
ＣＥ姿勢検出センサ４３によるＣＥ１１の姿勢検出は、ＣＥ加速度センサ４２によるＣＥ加速度の検出と同期して行われ、この検出結果（ＣＥ姿勢情報）はＣＥ１１のＣＰＵ４５（図３参照）に入力される。なお、ＣＥ姿勢情報は、例えば、基準座標系Ｃ１に対するセンサ座標系Ｃ２の回転角度（ヨー方向、ピッチ方向、ロール方向）で表される。
【００３７】
図３において、ＣＰＵ４５（撮影制御手段）は、ＣＥ１１の全体の動作を統括的に制御する。ＣＰＵ４５には、上述のレンズ駆動部３６、ＣＥ加速度センサ４２、ＣＥ姿勢検出センサ４３の他に、ＲＯＭ４６、ＲＡＭ４７、撮影ドライバ４８、変調回路４９、復調回路５０、電力供給回路５１、照明ドライバ５２等が接続されている。
【００３８】
ＲＯＭ４６には、ＣＥ１１の動作を制御するための各種プログラムやデータが記憶される。ＣＰＵ４５は、ＲＯＭ４６から必要なプログラムやデータを読み出してＲＡＭ４７に展開し、読み出したプログラムを逐次処理する。なお、ＲＡＭ４７には、レコーダ１７からの制御コマンドによって設定される撮影条件［フレームレート、視野範囲（ズーム倍率）、露出（シャッタ速度、光量）］の各データも一時的に記憶される。
【００３９】
撮影ドライバ４８には、撮像素子３３及び信号処理回路５４が接続されている。撮影ドライバ４８は、制御コマンドで設定されたフレームレート、シャッタ速度で撮影が行われるように、撮像素子３３及び信号処理回路５４の動作を制御する。信号処理回路５４は、撮像素子３３から出力された撮像信号に対して、相関二重サンプリング、増幅、およびＡ／Ｄ変換を施して、撮像信号をデジタルの画像データに変換する。そして、変換した画像データに対して、γ補正等の各種画像処理を施す。
【００４０】
変調回路４９及び復調回路５０には、送受信回路５５が接続され、この送受信回路５５にはアンテナ４１が接続されている。変調回路４９は、信号処理回路５４から出力されたデジタルの画像データを電波１４ａに変調し、変調した電波１４ａを送受信回路５５に出力する。また、変調回路４９には、ＣＥ加速度・姿勢検出センサ４２，４３で検出されたＣＥ加速度・姿勢情報がそれぞれ入力される。変調回路４９は、これらＣＥ加速度・姿勢情報も電波１４ａに変調して送受信回路５５に出力する。
【００４１】
復調回路５０は、受信装置１２からの電波１４ｂを元の制御コマンドに復調し、復調した制御コマンドをＣＰＵ４５に出力する。送受信回路５５は、変調回路４９からの電波１４ａを増幅して帯域通過濾波した後、アンテナ４１に出力するとともに、アンテナ４１を介して受信した電波１４ｂを増幅して帯域通過濾波した後、復調回路５０に出力する。
【００４２】
電力供給回路５１は、電池４０の電力をＣＥ１１の各部に供給する。照明ドライバ５２は、ＣＰＵ４５の制御の下に、制御コマンドで設定された照明光量で撮影が行われるように、照明光源部３８の駆動を制御する。
【００４３】
図４において、患者加速度センサ１９は、ＣＥ加速度センサ４２と同様の３軸の加速度センサである。従って、患者加速度センサ１９も、その固有の座標系であるセンサ座標系Ｃ３（図５（Ｂ）参照）のＸ３軸、Ｙ３軸、Ｚ３軸方向の加速度をそれぞれ検出する。なお、本実施形態では、例えば患者１０の上半身が直立しているときに、Ｚ３軸が基準座標系Ｃ１のＺ１軸とほぼ平行になるように定義されている。なお、図中では図面の煩雑化を防止するために、アンテナ１６と各センサ１８〜２０とは別体で図示している。
【００４４】
ここで、内視鏡検査中に患者１０が動かなければ、患者加速度センサ１９の姿勢もほぼ変わらないので、センサ座標系Ｃ３はほぼ固定された座標系となる。しかしながら、ＣＥ１１を用いた内視鏡検査では、ＣＥ１１を患者１０の体内、例えば腸内でスムーズに移動にさせるため、患者１０に体操などをさせて腸の運動を活発化させている。このため、患者１０が直立しているとき、座ったとき、前屈しているときなど患者１０の姿勢に応じて、患者加速度センサ１９の姿勢も変化する（図５（Ｂ）参照）。このため、センサ座標系Ｃ３は、患者１０の姿勢に応じて任意の軸周りに回転する座標系である。
【００４５】
患者加速度センサ１９は、上述のＣＥ加速度センサ４２での加速度検出で説明したように、センサ座標系Ｃ３の各軸方向の加速度を検出する。患者加速度は、各軸方向の加速度を合成したものであり、センサ座標系Ｃ３での患者１０の加速度の大きさとその向き（例えばＸ３〜Ｚ３軸からの傾き角）を表したものである。患者加速度センサ１９による患者加速度の検出は逐次行われ、この検出結果はレコーダ１７に入力される。
【００４６】
患者姿勢検出センサ２０は、上述の基準座標系Ｃ１における患者１０の姿勢を示す患者姿勢情報を検出する。この患者姿勢検出センサ２０としては、上述のＣＥ姿勢検出センサ４３と同様に、各種の姿勢検知センサが用いられる。患者姿勢検出センサ２０による患者１０の姿勢検出は、患者加速度センサ１９による患者加速度の検出と同期して行われ、この検出結果（患者姿勢情報）はレコーダ１７に入力される。なお、患者姿勢情報も、上述のＣＥ姿勢情報と同様に、基準座標系Ｃ１に対するセンサ座標系Ｃ３の回転角度（ヨー方向、ピッチ方向、ロール方向）で表される。
【００４７】
レコーダ１７のＣＰＵ６０は、レコーダ全体の動作を統括的に制御する。ＣＰＵ６０には、データバス６１を介して、ＲＯＭ６２、ＲＡＭ６３、変調回路６４、復調回路６５、画像処理回路６６、データストレージ６７、入力Ｉ／Ｆ６８、位置検出回路６９、相対動き量算出回路７０（相対動き量検出手段）、データベース７１が接続されている。
【００４８】
また、データバス６１には、ＬＣＤ２１の表示制御を行うＬＣＤドライバ７３、ＵＳＢコネクタ７４を介してプロセッサ２４とのデータの遣り取りを媒介する通信Ｉ／Ｆ７５、電池７６の電力をレコーダ１７（各センサ１８〜２０も含む）の各部に供給する電力供給回路７７なども接続されている。
【００４９】
ＲＯＭ６２には、レコーダ１７の動作を制御するための各種プログラムやデータが記憶される。ＣＰＵ６０は、ＲＯＭ６２から必要なプログラムやデータを読み出してＲＡＭ６３に展開し、読み出したプログラムを逐次処理する。また、ＣＰＵ６０は、操作部２２からの操作入力信号に応じて、レコーダ１７の各部を動作させる。
【００５０】
変調回路６４及び復調回路６５は、それぞれ送受信回路７９に接続されており、この送受信回路７９には、アンテナ１６が接続されている。変調回路６４は、制御コマンドを電波１４ｂに変調し、変調した電波１４ｂを送受信回路７９に出力する。復調回路６５は、受信装置１２からの電波１４ａを元の画像データ、ＣＥ加速度、ＣＥ姿勢情報に復調する。そして、復調回路６５は、復調した画像データを画像処理回路６６に出力するとともに、ＣＥ加速度及びＣＥ姿勢情報を相対動き量算出回路７０に出力する。
【００５１】
送受信回路７９は、変調回路６４からの電波１４ｂを増幅して帯域通過濾波した後、アンテナ１６に出力するとともに、アンテナ１６を介して受信した電波１４ａを増幅して帯域通過濾波した後、復調回路６５に出力する。
【００５２】
画像処理回路６６は、復調回路６５で復調された画像データに対して各種画像処理を施した後、画像処理済みの画像データをデータストレージ６７に出力する。データストレージ６７は、例えば、記憶容量が１ＧＢ程度のフラッシュメモリからなる。データストレージ６７は、画像処理回路６６から順次出力される画像データを記憶・蓄積する。
【００５３】
入力Ｉ／Ｆ６８は、電界強度測定センサ１８、患者加速度センサ１９、及び患者姿勢検出センサ２０にそれぞれ有線接続されている。入力Ｉ／Ｆ６８には、各センサ１８〜２０からの検出結果が入力される。そして、電界強度測定センサ１８の検出結果は、入力Ｉ／Ｆ６８から位置検出回路６９に出力されるとともに、患者加速度・姿勢検出センサ１９，２０の検出結果は、入力Ｉ／Ｆ６８から相対動き量算出回路７０に出力される。
【００５４】
位置検出回路６９は、電界強度測定センサ１８による電波１４ａの電界強度の測定結果を元に、人体内のＣＥ１１の現在位置を検出し、この検出結果（以下、位置情報という）をデータストレージ６７に出力する。データストレージ６７は、位置検出回路６９からの位置情報を、画像処理回路６６からの画像データに関連付けて記憶する。なお、電界強度の測定結果を元に、人体内のＣＥ１１の位置を検出する方法は周知であるため、ここでは説明を省略する。
【００５５】
相対動き量算出回路７０は、ＣＥ加速度・姿勢情報、及び患者加速度・姿勢情報を元に、患者１０に対するＣＥ１１の相対的な動き量（移動量）を求める。最初に、相対動き量算出回路７０は、４個の患者加速度センサ１９からそれぞれ入力された患者加速度の平均（平均患者加速度）を求める。次いで、ＣＥ加速度と平均患者加速度との差分をとり、患者１０に対するＣＥ１１の相対的な加速度（相対加速度）を求める。つまり、ＣＥ加速度センサ４２で検出される患者１０の加速度（動き）をキャンセルする。
【００５６】
図５（Ａ），（Ｂ）に示すように、相対加速度を求める際に、ＣＥ加速度センサ４２（ＣＥ１１）のセンサ座標系Ｃ２と、患者加速度センサ１９のセンサ座標系Ｃ３とは向きが異なっている場合があるので、単純に両加速度の差分をとることはできない。そこで、相対動き量算出回路７０は、ＣＥ加速度及び平均患者加速度をそれぞれ基準座標系Ｃ１における加速度（以下、基準ＣＥ加速度、基準患者加速度という）に変換してから、基準ＣＥ加速度と基準患者加速度との差分をとることで、ＣＥ１１の相対加速度を求める。
【００５７】
なお、相対加速度を求める場合には、差分をとるＣＥ加速度・姿勢情報の検出タイミングと、患者加速度・姿勢情報の検出タイミングとがほぼ一致している必要がある。このため、例えば、レコーダ１７（受信装置１２）からＣＥ１１へ患者加速度・姿勢情報の検出タイミングに同期した同期信号を電波１４ａにて送信し、この同期信号に従ってＣＥ１１でＣＥ加速度・姿勢情報の検出・送信を行えばよい。
【００５８】
相対動き量算出回路７０は、ＣＥ姿勢情報を元に、センサ座標系Ｃ２におけるＣＥ加速度を基準ＣＥ加速度に変換する。基準ＣＥ加速度の大きさは、ＣＥ加速度の大きさと同じである。基準ＣＥ加速度の向きは、ＣＥ加速度の向きを基準座標系Ｃ１における向き（例えば、Ｘ１軸、Ｙ１軸、Ｚ１軸からの傾き角）で示したものである。この基準ＣＥ加速度の向きは、センサ座標系Ｃ２におけるＣＥ加速度の向き（Ｘ２〜Ｚ２軸からの傾き角）と、ＣＥ姿勢情報（基準座標系Ｃ１に対するセンサ座標系Ｃ２の回転角度）とから容易に求められる。なお、ＣＥ姿勢情報を元に、ＣＥ加速度を基準ＣＥ加速度に変換する方法は、例えば座標変換式等を用いた周知の座標変換方法を用いてもよい。
【００５９】
また、相対動き量算出回路７０は、同様にして、患者姿勢情報を元に、センサ座標系Ｃ３における平均患者加速度を基準患者加速度に変換する。基準患者加速度も、平均患者加速度の向きを基準座標系Ｃ１における向きで示したものであり、その大きさは平均患者加速度と同じである。
【００６０】
次いで、相対動き量算出回路７０は、基準ＣＥ加速度及び基準患者加速度を、それぞれ基準座標系Ｃ１のＸ１〜Ｚ１軸方向の加速度（成分）に分解し、各軸方向別に基準ＣＥ加速度と基準患者加速度との差分をとる。各軸方向の加速度の差分を合成することで、相対加速度が算出される。
【００６１】
そして、相対動き量算出回路７０は、算出した相対加速度を予め設定されたサンプリング時間間隔で２回（２重）積分する。これにより、サンプリング時間内におけるＣＥ１１の相対動き量が算出される。このサンプリング時間の長さは適宜決定してよい。相対動き量算出回路７０は、算出したＣＥ１１の相対動き量をＣＰＵ６０に逐次出力する。
【００６２】
次に、図６を用いて相対動き量算出回路７０による相対動き量算出処理を説明する。内視鏡検査が開始されると、ＣＥ１１内のＣＥ加速度・姿勢検出センサ４２，４３がそれぞれＣＥ加速度・姿勢情報の検出を開始するとともに、アンテナ１６に設けられた４個の患者加速度センサ１９及び患者姿勢検出センサ２０がそれぞれ患者加速度・姿勢情報の検出を開始する。なお、上述したようにＣＥ加速度・姿勢情報の検出と、患者加速度・姿勢情報の検出とは同期して行われる。
【００６３】
ＣＥ加速度・姿勢検出センサ４２，４３の検出結果は、ＣＥ１１から電波１４ａにて無線送信された後、アンテナ１６で受信されてレコーダ１７に入力される。そして、復調回路６５にて元のＣＥ加速度・姿勢情報に復調された後、相対動き量算出回路７０に入力される。また、患者加速度・姿勢検出センサ１９，２０の検出結果は、レコーダ１７の入力Ｉ／Ｆ６８を経て相対動き量算出回路７０に入力される。
【００６４】
相対動き量算出回路７０は、ＣＥ姿勢情報を元にＣＥ加速度を基準座標系Ｃ１における基準ＣＥ加速度に変換する。また、相対動き量算出回路７０は、４個の患者加速度センサ１９から入力された患者加速度の平均を求め、求めた平均患者加速度を、患者姿勢情報を元に基準患者加速度に変換する。次いで、相対動き量算出回路７０は、基準ＣＥ加速度及び基準患者加速度をそれぞれ基準座標系Ｃ１の各軸方向の加速度（成分）に分解し、各軸方向別に加速度の差分をとる。そして、相対動き量算出回路７０は、各軸方向別の加速度の差分を合成して、ＣＥ１１の相対加速度を算出する。
【００６５】
次いで、相対動き量算出回路７０は、算出した相対加速度を予め設定されたサンプリング時間間隔で２回積分して、患者１０に対するＣＥ１１の相対動き量を算出し、この算出結果をＣＰＵ６０へ出力する。以下同様にして、相対動き量算出回路７０は、内視鏡検査が終了するまでの間、ＣＥ１１の相対動き量を逐次算出するとともに、算出したＣＥ１１の相対動き量をＣＰＵ６０へ逐次出力する。
【００６６】
図４に戻って、ＣＰＵ６０の撮影条件決定回路８１（撮影条件決定手段）は、相対動き量算出回路７０から入力されるＣＥ１１の相対動き量に基づき、データベース７１内の撮影条件テーブル８２を参照して、ＣＥ１１の撮影条件であるフレームレート、視野範囲（ズーム倍率）、露出（シャッタ速度、光量）を決定する。
【００６７】
図７に示すように撮影条件テーブル８２には、相対動き量Ｍ（ｍｍ）の各範囲において、最適なフレームレートＦ（ｆｐｓ：フレーム／秒）、視野範囲Ｄ（ズーム倍率）、露出（シャッタ速度Ｓ（１／秒）、照明光量Ｉ（ｍＡ））がそれぞれ定められている。なお、照明光量Ｉは、照明光源部３８に与えられる駆動電流である。相対動き量Ｍが０、０＜Ｍ≦ｍ１、ｍ１＜Ｍ≦ｍ２、・・・・Ｍ＞ｍＮ（ｍ１＜ｍ２＜・・・＜ｍＮ、Ｎは１以上の自然数）の順に大きくなるのに従い、フレームレートＦをｆ０、ｆ１、ｆ２、・・・ｆＮ（ｆ０＜ｆ１＜ｆ２＜・・・＜ｆＮ）の順に増加させる。ＣＥ１１の相対動き量Ｍが大きくなるのに従ってフレームレートＦを増加させることで、撮りこぼしの発生が低減する。さらに、ＣＥ１１の相対動き量Ｍが小さくなるのに従ってフレームレートＦを減少させることで、類似画像の撮影数が低減する。
【００６８】
また、相対動き量Ｍが大きくなるのに従い、視野範囲Ｄを決定するズーム倍率を、ｄ０、ｄ１、ｄ２、・・・ｄＮ（テレ端側：ｄ０＞ｄ１＞ｄ２＞・・・＞ｄＮ：ワイド端側）の順に変化させる。つまり、相対動き量Ｍが大きくなるのに従って視野範囲が拡大し、逆に相対動き量Ｍが小さくなるのに従って視野範囲Ｄが縮小する。これは、ＣＥ１１の相対動き量Ｍが大きくなるのに従ってＣＥ１１の移動速度が増大するため、被観察部位の写り変わりが激しくなるため、撮影できない部分が出てくる。これを防止するため、フレームレートＦの拡大及び視野範囲Ｄの拡大を行う。
【００６９】
また、相対動き量Ｍが大きくなるのに従い、シャッタ速度Ｓをｓ０、ｓ１、ｓ２、・・・ｓＮ（ｓ０＞ｓ１＞ｓ２＞・・・＞ｓＮ）の順に速くするとともに、照明光量Ｉをｉ０、ｉ１、ｉ２、・・・ｉＮ（ｉ０＜ｉ１＜ｉ２＜・・・＜ｉＮ）の順に増加させる。ＣＥ１１の相対動き量Ｍが大きくなるのに従ってシャッタ速度を速くし、且つ照明光量Ｉを増加させることで、内視鏡画像のブレが防止される。これは、被観察部位の写り変わりが激しいと像がブレるため、シャッタ速度Ｓを速くすると、照明光の光量が足りなくなるためである。さらに、ＣＥ１１の相対動き量Ｍが小さくなったときは、シャッタ速度Ｓを遅くするとともに、照明光量Ｉを減少させることで、ＣＥ１１の消費電力を低減することができる。
【００７０】
図４に示すように、ＣＰＵ６０は、撮影条件決定回路８１が相対動き量と撮影条件テーブル８２とに基づいて撮影条件を決定したら、決定した撮影条件に対応する制御コマンドを生成する。次いで、ＣＰＵ６０は、生成した制御コマンドを変調回路６４に出力する。制御コマンドは、変調回路６４にて電波１４ｂに変調され、送受信回路７９にて増幅、帯域通過濾波された後、アンテナ１６に出力される。これにより、受信装置１２からＣＥ１１へ制御コマンドが無線送信される。
【００７１】
図３に示すように、ＣＥ１１のアンテナ４１で受信された電波１４ｂは、送受信回路５５及び復調回路５０を経て元の制御コマンドに復調され、ＣＰＵ４５に出力される。そして、制御コマンドで設定されたフレームレート、視野範囲（ズーム倍率）、露出（シャッタ速度、照明光量）が、ＲＡＭ４７に一時的に記憶される。
【００７２】
ＲＡＭ４７に記憶されたフレームレート、シャッタ速度は、撮影ドライバ４８に読み出される。撮影ドライバ４８は、制御コマンドで設定されたフレームレート、シャッタ速度で内視鏡画像の撮影が行われるように、撮像素子３３及び信号処理回路５４の動作を制御する。
【００７３】
ＲＡＭ４７に記憶された視野範囲（ズーム倍率）は、レンズ駆動部３６に読み出される。レンズ駆動部３６は、制御コマンドで設定されたズーム倍率で内視鏡画像の撮影が行われるように、第２レンズ３２ｆを動かして対物光学系３２のズーム倍率を調整する。これにより、制御コマンドで設定された視野範囲で内視鏡画像の撮影が行われる。
【００７４】
ＲＡＭ４７に記憶された照明光量は、照明ドライバ５２に読み出される。照明ドライバ５２は、制御コマンドで設定された照明光量で内視鏡画像の撮影が行われるように、照明光源部３８に与える駆動電流を制御する。これにより、ＣＥ１１は、制御コマンドで設定された撮影条件で内視鏡画像の撮影を行う。これら一連の処理は、内視鏡検査が終了して受信装置１２（レコーダ１７）からＣＥ１１へ終了コマンドが送信されるまで続けられる。
【００７５】
図８に示すように、ＣＰＵ８５は、ＷＳ１３の全体の動作を統括的に制御する。ＣＰＵ８５には、データバス８６を介して、モニタ２６の表示制御を行うドライバ８７、ＵＳＢコネクタ８８を経由した受信装置１２（レコーダ１７）とのデータの遣り取りを媒介し、受信装置１２からの画像データを受信する通信Ｉ／Ｆ８９、データストレージ９０、およびＲＡＭ９１が接続されている。
【００７６】
データストレージ９０には、ＷＳ１３の動作に必要な各種プログラムやデータ、医師の診断を扶ける支援ソフトのプログラムなどとともに、診断情報が患者毎に整理して記憶されている。ＲＡＭ９１には、データストレージ９０から読み出したデータや、各種演算処理により生じる中間データが一時記憶される。支援ソフトを立ち上げると、例えば、モニタ２６に支援ソフトの作業ウィンドウが表示される。この作業ウィンドウ上で医師が操作部２５を操作することにより、画像の表示・編集、診断情報の入力などを行うことができる。
【００７７】
次に、図９を用いて上記のように構成されたカプセル内視鏡システム２の作用について説明する。まず、検査前の準備として、医師は、シールドシャツ１５（アンテナ１６）、レコーダ１７を患者１０に装着させ、ＣＥ１１の電源を投入して患者１０に嚥下させる。
【００７８】
ＣＥ１１が患者１０に嚥下され、内視鏡検査の準備が整えられると、照明光源部３８で人体内の被観察部位が照明されつつ、撮像素子３３により人体内管路の内壁面が撮像される。このとき、対物光学系３２から入射した人体内の被観察部位の像光は、撮像素子３３の撮像面に結像され、これにより撮像素子３３から撮像信号が出力される。撮像素子３３から出力された撮像信号は、信号処理回路５４で相関二重サンプリング、増幅、およびＡ／Ｄ変換が施され、デジタルの画像データに変換された後、各種信号処理が施される。
【００７９】
また、内視鏡検査が開始されると、受信装置１２（レコーダ１７）からＣＥ１１へ患者加速度・姿勢情報の検出タイミングに同期した同期信号が電波１４ｂにて無線送信される。ＣＥ１１のアンテナ４１で受信された電波１４ｂは、復調回路５０にて元の同期信号に復調された後、ＣＰＵ４５に入力される。ＣＰＵ４５は、入力された同期信号に従って、ＣＥ加速度・姿勢検出センサ４２，４３によるＣＥ加速度・姿勢情報の検出を行わせる。検出されたＣＥ加速度・姿勢情報は、ＣＰＵ４５を経て変調回路４９に入力される。
【００８０】
信号処理回路５４から出力されたデジタルの画像データ、及びＣＥ加速度・姿勢検出センサ４２，４３で検出されたＣＥ加速度・姿勢情報は、変調回路４９にて電波１４ａに変調される。変調された電波１４ａは、送受信回路５５で増幅、帯域通過濾波された後、アンテナ４１から送信される。これにより、画像データ、ＣＥ加速度・姿勢情報がＣＥ１１から受信装置１２へ無線送信される。
【００８１】
また、このとき、アンテナ１６に装着された電界強度測定センサ１８、４つの患者加速度センサ１９、患者姿勢検出センサ２０でそれぞれ電波１４ａの電界強度、患者加速度、患者姿勢情報が検出され、これら検出結果がレコーダ１７の入力Ｉ／Ｆ６８へ出力される。なお、患者加速度・姿勢検出センサ１９，２０による検出は、レコーダ１７から入力される同期信号に従って行われる。
【００８２】
受信装置１２のアンテナ１６で受信された電波１４ａは、レコーダ１７に入力される。レコーダ１７に入力された電波１４ａは、送受信回路７９を経て復調回路６５にて元の画像データ、ＣＥ加速度・姿勢情報に復調される。復調された画像データは画像処理回路６６へ出力され、ＣＥ加速度・姿勢情報は相対動き量算出回路７０へ出力される。画像データは、画像処理回路６６にて各種画像処理が施された後、データストレージ６７へ出力される。
【００８３】
入力Ｉ／Ｆ６８に入力された電界強度は位置検出回路６９へ出力され、患者加速度・姿勢情報は相対動き量算出回路７０へ出力される。位置検出回路６９は、電波１４ａの電界強度の測定結果を元に、患者１０の体内のＣＥ１１の現在位置を検出し、この検出結果をデータストレージ６７に出力する。データストレージ６７は、位置検出回路６９からの位置情報を、画像処理回路６６からの画像データに関連付けて記憶する。
【００８４】
相対動き量算出回路７０は、先に図６を用いて説明したように、入力されたＣＥ加速度・姿勢情報と患者加速度・姿勢情報を元に、患者１０の体内でのＣＥ１１の相対動き量を算出し、この算出結果をＣＰＵ６０へ出力する。
【００８５】
ＣＰＵ６０の撮影条件決定回路８１は、相対動き量算出回路７０から入力されたＣＥ１１の相対動き量に基づき、データベース７１内の撮影条件テーブル８２を参照して、ＣＥ１１の撮影条件［フレームレート、視野範囲（ズーム倍率）、露出（シャッタ速度、照明光量）］を決定する。ＣＰＵ６０は、決定した撮影条件に基づき、制御コマンドを生成し、生成した制御コマンドを変調回路６４に出力する。制御コマンドは、変調回路６４にて電波１４ｂに変調された後、送受信回路７９を経てアンテナ１６に出力される。これにより、受信装置１２からＣＥ１１へ制御コマンドが無線送信される。
【００８６】
ＣＥ１１のアンテナ４１で受信された電波１４ｂは、送受信回路５５及び復調回路５０を経て元の制御コマンドに復調され、ＣＰＵ４５に出力された後、ＲＡＭ４７に一時的に記憶される。ＲＡＭ４７に記憶されたフレームレート及びシャッタ速度、視野範囲（ズーム倍率）、照明光量は、それぞれ撮影ドライバ４８、レンズ駆動部３６、照明ドライバ５２に読み出される。
【００８７】
撮影ドライバ４８は、制御コマンドで設定されたフレームレート、シャッタ速度で内視鏡画像の撮影が行われるように、撮像素子３３及び信号処理回路５４の動作を制御する。また、レンズ駆動部３６は、制御コマンドで設定された視野範囲（ズーム倍率）で内視鏡画像の撮影が行われるように、対物光学系３２のズーム倍率を調整する。また、照明ドライバ５２は、制御コマンドで設定された照明光量で内視鏡画像の撮影が行われるように、照明光源部３８に与える駆動電流を制御する。これにより、ＣＥ１１は、制御コマンドで設定された撮影条件で内視鏡画像の撮影を行う。
【００８８】
以下同様に、内視鏡検査が終了して受信装置１２からＣＥ１１へ終了コマンドが送信されるまで、（１）ＣＥ加速度・姿勢情報の検出及び患者加速度・姿勢情報の検出、（２）受信装置１２により相対動き量の算出・撮影条件の決定、（３）受信装置１２からＣＥ１１への制御コマンドの送信、（４）ＣＥ１１による撮影、（６）ＣＥ１１から受信装置１２へ画像データの送信、（７）受信装置１２による画像データの記憶からなる一連の処理が続けられる。
【００８９】
以上のように本発明のカプセル内視鏡システム２では、ＣＥ１１の加速度検出結果と、患者１０の加速度検出結果とを元に、患者に対するＣＥ１１の相対動き量を算出し、この算出結果に基づいてＣＥ１１の撮影条件を決定するようにしたので、内視鏡検査中に患者１０が動いた場合でも、患者１０の動き（加速度）をキャンセルして、ＣＥ１１のみの動き量を精度よく検出した結果に基づいてＣＥ１１の撮影条件を決定することができる。これにより、内視鏡検査中に患者が動いた場合に、患者の動きとＣＥの動きの違いを判別することができなくなり、実際とは異なるＣＥの動き量の算出結果に基づいて撮影条件を決定することが防止される。
【００９０】
次に、本発明の第２実施形態のカプセル内視鏡システムについて説明を行う。上記第１実施形態のカプセル内視鏡システム２では、相対動き量算出回路７０で算出されるＣＥ１１の相対動き量が小さい場合には、フレームレート等の撮影条件も一義的に決まるものであるが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、ＣＥ１１が腸内にあるときに患者１０が動くと、腸の動きが活発になるためＣＥ１１の相対動き量が急に大きくなり、その変化に撮影条件の変更が間に合わない場合がある。
【００９１】
そこで、第２実施形態のカプセル内視鏡システムでは、患者１０の動き、つまり、患者加速度センサ１９の検出結果から、ＣＥ１１の相対動き量の増加が予測される場合には、現在のＣＥ１１の相対動き量が小さい場合でもＣＥ１１の撮影条件を変更する。第２実施形態のカプセル内視鏡システムは、基本的に上述の第１実施形態のカプセル内視鏡システム２と同じ構成であるので、その構成については上述の図１〜図４等を参照されたい。
【００９２】
第２実施形態のカプセル内視鏡システムでは、患者加速度センサ１９の検出結果が相対動き量算出回路７０だけではなく、ＣＰＵ６０にも入力される。ＣＰＵ６０の撮影条件決定回路８１は、上記第１実施形態で説明したように、基本的にはＣＥ１１の相対動き量の算出結果と撮影条件テーブル８２とに基づいた撮影条件（以下、通常撮影条件という）を決定する。
【００９３】
ただし、撮影条件決定回路８１は、ＣＥ１１の相対動き量が所定の閾値Ｔｍ未満で、且つ患者加速度が所定の閾値Ｔａ以上となる場合には、通常撮影条件よりもフレームレートを増加させた撮影条件（以下、特殊撮影条件）を決定する。なお、特殊撮影条件でフレームレートをどの程度だけ増加させるのかについては、適宜決定してよい。また、閾値Ｔａを幾つか設定しておき、患者加速度が増加するに従って、フレームレートを次第に増加してもよい。
【００９４】
また、撮影条件決定回路８１は、特殊撮影条件が決定された後、所定時間が経過してもＣＥ１１の相対動き量がほとんど大きくならない場合、例えば上記閾値Ｔｍを超えない場合には、ＣＥ１１の撮影条件を特殊撮影条件から通常撮影条件に戻す。なお、上記所定時間の計時は、ＣＰＵ６０の時計回路（図示せず）等を用いればよい。
【００９５】
次に、図１０を用いて本発明の第２実施形態のカプセル内視鏡システムの作用について説明を行う。なお、レコーダ１７以外の動作は、上述の第１実施形態（図９参照）と基本的に同じであるため、説明及び図示は省略する。また、レコーダ１７の動作についても、ＣＥ１１の相対動き量を算出するまでは、上述の第１実施形態と基本的に同じであるため、説明及び図示は省略する。
【００９６】
レコーダ１７の撮影条件決定回路８１は、相対動き量算出回路７０から入力されるＣＥ１１の相対動き量が閾値Ｔｍ以上、または患者加速度センサ１９で検出された患者加速度が閾値Ｔａ未満のいずれかの条件を満たすときは、ＣＥ１１の相対動き量に基づいて通常撮影条件を決定する。
【００９７】
そして、撮影条件決定回路８１は、ＣＥ１１の相対動き量が閾値Ｔｍ未満、且つ患者加速度が閾値Ｔａ以上の条件が満たされたら、ＣＥ１１の撮影条件としてフレームレートを増加させた特殊撮影条件を決定する。なお、前回の相対動き量が閾値Ｔｍ未満、且つ患者加速度が閾値Ｔａ以上の状態が所定時間以上継続している場合、つまり、前回の特殊撮影条件が決定されてから、相対動き量が閾値Ｔｍ未満の状態で所定時間以上経過している場合には、撮影条件決定回路８１は、通常撮影条件を決定する。
【００９８】
ＣＰＵ６０は、撮影条件決定回路８１で決定した撮影条件（通常撮影条件、特殊撮影条件）に従って、制御コマンドを生成する。生成された制御コマンドは、上述したようにＣＥ１１へ無線送信される。
【００９９】
撮影条件決定回路８１は、特殊撮影条件を決定した後、ＣＰＵ６０の時計回路等を用いて計時を開始する。そして、撮影条件決定回路８１は、特殊撮影条件が決定されてから所定時間以上経過しても相対動き量が大きくならない場合には、ＣＥ１１の撮影条件を特殊撮影条件から通常撮影条件に戻す。以下同様にして、これら一連の処理は、内視鏡検査が終了するまで続けられる。
【０１００】
以上のように本発明の第２実施形態のカプセル内視鏡システムでは、ＣＥ１１の相対動き量が小さい場合でも、患者加速度が閾値Ｔａ以上になる場合には、ＣＥ１１の相対動き量が増加することを想定してフレームレートを増やした特殊撮影条件を決定することで、例えば、患者１０の動きにより腸の動きが活発化して、腸内のＣＥ１１の相対動き量が急激に大きくなった場合でも、撮りこぼしの発生を抑えることができる。
【０１０１】
また、特殊撮影条件が決定されてから、所定時間が経過してもＣＥ１１の相対動き量が大きくならない場合には、ＣＥ１１の撮影条件を通常撮影条件に戻すようにしたので、想定に反して相対動き量が大きくならない場合でも、特殊撮影条件に従った撮影が長く継続することが防止される。つまり、フレームレートを増加させる本例の場合には、類似画像の撮影数の増加が抑えられる。
【０１０２】
なお、上記第２実施形態では、ＣＥ１１の相対動き量が大きくなることを想定してフレームレートのみを増加させる場合を例に挙げて説明を行ったが、本発明はこれに限定されるものではなく、視野範囲の拡大、シャッタ速度の高速化、照明光量の増加も併せて行うようにしてもよい。この場合には、上述の撮影条件テーブルを利用することができる。例えば、通常撮影条件よりもＮを１または２だけ増加させて特殊撮影条件とする。また、相対動き量が閾値Ｔｍ未満を例示したが、相対動き量に関わらず特殊撮影条件に従った撮影を行ってもよい。つまり、患者加速度から相対動き量の増加を予測して、予測した相対動き量に応じた撮影条件に決定すればよい。
【０１０３】
次に、本発明の第３実施形態のカプセル内視鏡システムについて説明を行う。上記第１及び第２実施形態では、レコーダ１７においてＣＥ１１の相対動き量の算出と、ＣＥ１１の撮影条件の決定とを行っているが、第３実施形態では、相対動き量の算出と撮影条件の決定とをＣＥにて行う。
【０１０４】
図１１に示すように、第３実施形態のカプセル内視鏡システムを構成するＣＥ９５は、基本的には上記第１実施形態のＣＥ１１と同じ構成であり、上記第１実施形態と機能・構成上同一のものについては、同一符号を付してその説明は省略する。
【０１０５】
ＣＥ９５には、レコーダ１７（第１実施形態）の相対動き量算出回路７０及び撮影条件決定回路８１と同じ機能を有する相対動き量算出回路９６及び撮影条件決定回路９７と、レコーダ１７のデータベース７１に相当するメモリ９８とが設けられている。メモリ９８には、上述の撮影条件テーブル８２が格納されている。なお、ＲＡＭ、ＲＯＭ、電池、電力供給回路等は図示を省略している。また、撮影条件決定回路９７は、ＣＰＵ４５と別体に設けられているが、ＣＰＵ４５内に設けられていてもよい。
【０１０６】
第３実施形態のレコーダは、相対動き量算出回路７０、撮影条件決定回路８１、データベース７１が設けられていない点を除けば、上述の第１実施形態のレコーダ１７と同じ構成であるため、説明及び図示は省略する（図４参照）。
【０１０７】
次に、図１２を用いて本発明の第３実施形態のカプセル内視鏡システムの作用について説明を行う。第３実施形態のレコーダは、患者加速度・患者姿勢検出センサ１９，２０の検出結果を変調回路６４にて変調した後、送受信回路７９を介してアンテナ１６に出力する。これにより、患者加速度・患者姿勢情報がＣＥ９５へ無線送信される。
【０１０８】
ＣＥ９５のアンテナ４１で受信された電波１４ｂは、送受信回路５５を経て復調回路５０にて元の患者加速度・患者姿勢情報に復調された後、ＣＰＵ４５を経て相対動き量算出回路９６に入力される。また、ＣＰＵ４５は、レコーダから入力される患者加速度・患者姿勢情報に同期して、内視鏡加速度・姿勢情報の検出が行われるようにＣＥ加速度・姿勢検出センサ４２，４３を制御する。ＣＥ加速度・姿勢検出センサ４２，４３の検出結果は、相対動き量算出回路９６に入力される。
【０１０９】
相対動き量算出回路９６は、上記第１実施形態（図６参照）で説明したように、患者１０に対するＣＥ９５の相対動き量を検出する。この検出結果は、撮影条件決定回路９７に入力される。撮影条件決定回路９７は、相対動き量算出回路９６から入力されたＣＥ９５の相対動き量に基づき、メモリ９８に格納された撮影条件テーブル８２（図７参照）を参照して、ＣＥ９５の撮影条件を決定する。
【０１１０】
撮影条件決定回路９７により決定された撮影条件は、図示しないＲＡＭ等に一時的に記憶される。以下、上記第１実施形態で説明したように、ＣＥ９５は、撮影条件決定回路９７により決定された撮影条件に従って撮影を行う。なお、ＣＥ９５で撮影した画像データについては、上記第１実施形態で説明したうように、受信装置（レコーダ）へ無線送信され、そのデータストレージ６７に格納される。
【０１１１】
以上のように本発明の第３実施形態のカプセル内視鏡システムは、ＣＥ９５において相対動き量の算出と撮影条件の決定とを行う以外は、上記第１実施形態と基本的に同じであるため、上記第１実施形態で説明した効果と同様の効果が得られる。
【０１１２】
なお、上記各実施形態では、ＣＥ１１，９５の視野範囲の可変を、対物光学系３２のズーム倍率を変倍することで行うようにしているが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、電子ズーム方式により撮像素子３３から得られる撮像信号に信号処理を施して被写体像（内視鏡画像）に変倍処理を施すことで、ＣＥ１１，９５の視野範囲を可変してもよい。
【０１１３】
また、上記各実施形態では、撮影条件決定回路８１，９７が、撮影条件テーブル８２を参照してＣＥ１１，９５の撮影条件を決定しているが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、ＣＥ１１，９５の相対動き量と撮影条件（フレームレート、視野範囲、露出）との関係を示す演算式を各条件別に予め求めておき、これら演算式を用いてＣＥ１１，９５の相対動き量から撮影条件を決定してもよい。
【０１１４】
なお、上記各実施形態では、ＣＥ１１，９５の撮影条件として、フレームレート、視野範囲（ズーム倍率）、露出（シャッタ速度、照明光量）を例に挙げて説明を行ったが、これら以外のＣＥの撮影に係わる各種条件を撮影条件としてもよい。例えば絞りがある場合には、シャッタ速度、照明光量に加えて、絞り値を入れてもよい。また、照明光量も電流ではなく電圧でもよい。
【０１１５】
また、上記各実施形態では、患者加速度・姿勢検出センサ１９，２０をシールドシャツ１５に装着されているアンテナ１６に設けた場合を例に挙げて説明を行ったが、本発明はこれに限定されるものではなく、患者１０（特に胴体）に装着されるもの、例えばレコーダ１７等に両センサ１９，２０を設けてもよい。また、アンテナ１６やレコーダ１７とは別に、両センサ１９，２０を患者１０に直接取り付けてもよい。
【０１１６】
なお、上記各実施形態では、レコーダ１７（第１及び第２実施形態）またはＣＥ９５（第３実施形態）のいずれか一方に、相対動き量算出回路及び撮影条件決定回路（以下、単に両回路という）を設けた場合を例に挙げて説明を行ったが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、ＣＥ及びレコーダにそれぞれ両回路を設けてもよい。この場合には、ＣＥ及びレコーダにそれぞれ設けられている両回路のいずれを使用するかは、例えば選択スイッチ等で選択できるようにすればよい。また、ＣＥに両回路の一方を設け、レコーダに他方を設けるようにしてもよい。
【０１１７】
また、上記各実施形態では、ＣＥ姿勢検出センサ４３の検出結果に基づき、基準座標系Ｃ１におけるＣ１１（ＣＥ９５も同様）の姿勢及び移動方向を判別可能である。このため、ＣＥ１１が特定の姿勢で特定の方向に移動している場合、例えばＣＥ１１の向き及び移動方向が共に下方向であるとき（移動方向と撮影方向とが一致しているとき）に、フレームレートの増加、視野範囲の拡大、シャッタ速度の高速化、照明光量の増加の少なくともいずれか１つを実行してもよい。
【０１１８】
なお、上記各実施形態では、ＣＥ加速度センサ４２とＣＥ姿勢検出センサ４３とが別体である場合を例にあげて説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、ＣＥの加速度及び姿勢の両方を検出可能な各種加速度センサを用いてもよい。また、同様に患者１０の加速度及び姿勢の両方を検出可能な各種加速度センサを用いてもよい。
【０１１９】
また、上記各実施形態において撮影条件決定回路８１，９７は、ＣＥ１１（ＣＥ９５も同様）の相対動き量に基づき、ＣＥ１１の撮影条件を決定しているが、本発明はこれに限定されず、患者１０に対するＣＥ１１の相対速度（単位時間あたりの相対動き量）に基づいて撮影条件を決定してもよい。この場合には、ＣＥ１１の相対加速度を１回積分してＣＥ１１の相対速度を算出する相対速度算出回路を設ければよい。
【０１２０】
なお、上記各実施形態では、ＣＥ１１（ＣＥ９５も同様）の相対動き量が小さくなっても、レコーダ１７は、ＣＥ１１から無線受信した画像データに対して全て同じように画像処理等を施した後、データストレージ６７に記憶させている。ＣＥ１１の相対動き量が小さくなり、ＣＥ１１が体内で滞留した場合には、同じ内視鏡画像（類似画像）が複数撮影されるため、データストレージ６７に記憶される類似画像の数が増加してしまう。この場合には、医師は同じような内視鏡画像の読影を繰り返さなければならず、読影の負担が増えてしまう。また、画像データを記憶するストレージ６７として記憶容量が大きなものを用意しなければならず、コストアップの要因となる。
【０１２１】
そこで、図１３に示すレコーダ１００では、ＣＥ１１の相対動き量に基づいて、ＣＥ１１から無線受信した複数の画像データの中から、ＷＳ１３において医師の読影に供する読影用画像データの選択を行う。レコーダ１００は、基本的には上記第１実施形態のレコーダ１７と同じ構成である。ただし、レコーダ１００には、画像選択回路１０１（画像選択手段）と、画像圧縮回路１０２（データ量削減手段）とが設けられている。なお、電池７６、電力供給回路７７等は図示を省略している。
【０１２２】
画像選択回路１０１には、相対動き量算出回路７０からＣＥ１１の相対動き量の算出結果が逐次入力されるとともに、画像処理回路６６から画像処理済みの画像データが逐次入力される。画像選択回路１０１は、画像処理回路６６から入力される一連の画像データを、Ｋ（Ｋは１以上の自然数）コマおきに抽出し、抽出した画像データを読影用画像データとしてデータストレージ６７へ出力する。
【０１２３】
この際に、画像選択回路１０１は、ＣＥ１１の相対動き量が大きくなるのに従って、Ｋの値を次第に小さくする。従って、ＣＥ１１の相対動き量が小さい場合、つまり、ＣＥ１１が体内で停滞している場合には、読影用画像データの抽出数が減る。逆にＣＥ１１の相対動き量が大きい場合、つまり、ＣＥ１１が体内でスムーズに移動している場合には、読影用画像データの抽出数が増える。なお、読影用画像データの抽出（選択）方法は、これに限定されるものではなく、ＣＥ１１の相対動き量が大きくなるのに従って読影用画像データの選択数が増加するような選択方法であれば、特に限定はされない。例えば、相対動き量がある閾値以下のものは抽出せず、閾値以上のものは全て抽出するようにしてもよい。
【０１２４】
また、画像選択回路１０１にて選択されなかった残りの画像データ、つまり、類似画像であると判定された画像データ（以下、不要画像データという）は、画像圧縮回路１０２へ逐次出力される。画像圧縮回路１０２は、不要画像データに任意の圧縮形式で圧縮処理を施し、圧縮処理した圧縮画像データをデータストレージ６７に逐次出力する。データストレージ６７は、画像圧縮回路１０２からの圧縮画像データを、読影用画像データとは別に記憶する。なお、圧縮に限らず、不要画像データのデータ量を削減できればよく、例えば間引きを行ってもよい。
【０１２５】
以上のように、ＣＥ１１の相対動き量に基づいて、ＣＥ１１から無線受信した複数の画像データの中から、読影に供する読影用画像データを選択するようにしたので、医師が読影する内視鏡画像の量が低減される。これにより、内視鏡画像を読影する医師の負担を低減させることができ、その結果として読影及び診断に要する時間を短縮することができる。また、読影用画像データとして選択されなかった不要画像データについては、圧縮処理を施してからデータストレージ６７に記憶させることで、データストレージ６７として、従来よりも記憶容量の少ないものを用いることができ、その結果としてコストダウンが図れる。
【０１２６】
なお、上記第１実施形態などでは、１回の撮影ごとに制御コマンドの生成・送信を行っているが、本発明はこれに限定されるものではなく、同じ条件で何回か撮影を行うようにしてもよい。また、所定撮影回数或いは所定時間経過ごとに撮影条件の決定を行うようにしてもよい。また、撮影条件決定回路８１で新たに決定された撮影条件が、現在のＣＥ１１の撮影条件＋α以上、或いは−α以下となるときに、ＣＥ１１の撮影条件を変更するようにしてもよい。
【０１２７】
なお、上記各実施形態では、カプセル内視鏡検査を行う被検体が人である場合を例に挙げて説明を行ったが、本発明はこれに限定されるものではなく、人以外の動物等が被検体であってもよい。
【図面の簡単な説明】
【０１２８】
【図１】カプセル内視鏡システム（第１実施形態）の構成を示す概略図である。
【図２】カプセル内視鏡の内部構成を示す断面図である。
【図３】カプセル内視鏡の電気的構成を示すブロック図である。
【図４】レコーダの電気的構成を示すブロック図である。
【図５】ＣＥ加速度センサの座標系と患者加速度センサの座標系とが異なる場合があることを説明するための説明図である。
【図６】患者に対するカプセル内視鏡の相対動き量の算出処理を説明するためのフローチャートである。
【図７】撮影条件テーブルの一例を説明するための説明図である。
【図８】ワークステーションの電気的構成を示すブロック図である。
【図９】カプセル内視鏡システムにおけるカプセル内視鏡の撮影条件の設定処理を説明するためのフローチャートである。
【図１０】第２実施形態のカプセル内視鏡システムにおけるカプセル内視鏡の撮影条件の設定処理を説明するためのフローチャートである。
【図１１】第３実施形態のカプセル内視鏡システムのカプセル内視鏡の電気的構成を示すブロックである。
【図１２】第３実施形態のカプセル内視鏡システムにおけるカプセル内視鏡の撮影条件の設定処理を説明するためのフローチャートである。
【図１３】カプセル内視鏡の相対動き量の算出結果に基づき、カプセル内視鏡から無線受信した画像データ中から、読影に供する画像データを選択する他の実施形態のレコーダの電気的構成を示すブロック図である。
【符号の説明】
【０１２９】
２ カプセル内視鏡システム
１０ 患者
１１ カプセル内視鏡（ＣＥ）
１２ 受信装置
１５ シールドシャツ
１６ アンテナ
１７ レコーダ
１９ 患者加速度センサ
２０ 患者姿勢検出センサ
４２ ＣＥ加速度センサ
４３ ＣＥ姿勢検出センサ
７０ 相対動き量算出回路
８１ 撮影条件決定回路
【技術分野】
【０００１】
本発明は、カプセル内視鏡で撮影された内視鏡画像を、被検体に携帯されている受信装置で無線受信して記憶するカプセル内視鏡システムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
最近、撮像素子や照明光源などが超小型のカプセルに内蔵されたカプセル内視鏡による内視鏡検査が実用化されつつある。この内視鏡検査では、まず、患者にカプセル内視鏡を嚥下させ、照明光源で人体内の被観察部位（人体内管路の内壁面）を照明しつつ、撮像素子で被観察部位を撮影する。そして、これにより得られた画像データを患者に携帯させた受信装置で無線受信し、受信装置に設けられたフラッシュメモリなどの記憶媒体に逐次記憶していく。検査中、または検査終了後、ワークステーションなどの情報管理装置に画像データを取り込み、モニタに表示された画像を読影して診断を行う。
【０００３】
カプセル内視鏡が人体内を移動する際の移動速度は一定ではない。例えば、カプセル内視鏡が腸内にあるときに、腸の運動が活発化するとカプセル内視鏡の移動速度が速くなり、逆に腸の運動が弱くなるとカプセル内視鏡の移動速度が遅くなる。カプセル内視鏡の移動速度が速くなった時に、カプセル内視鏡が撮影を行う際のフレームレート（単位時間当たりの撮影回数）が低く設定されていると、撮影できない箇所、いわゆる撮りこぼしが発生する。逆にカプセル内視鏡の移動速度が遅くなった時に、フレームレートが高く設定されていると、同じ箇所を撮影した類似画像の撮影数が増加してしまう。
【０００４】
そこで、カプセル内視鏡に加速度センサを設けて、患者体内でのカプセル内視鏡の加速度を検出し、検出した内視鏡加速度からカプセル内視鏡の移動速度を求め、求めた移動速度に応じてカプセル内視鏡の撮影条件を変更する発明が開示されている（特許文献１及び２参照）。この発明は、例えば、カプセル内視鏡の移動速度が速い場合にはフレームレートを増加させ、逆に移動速度が遅い場合にはフレームレートを減少させることにより、撮りこぼしの発生や類似画像の撮影数の増加を抑えている。
【特許文献１】特表２００４−５２１６６２号公報
【特許文献２】特開２００６−２２３８９２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、カプセル内視鏡を利用した内視鏡検査では、カプセル内視鏡を患者体内、例えば腸内でスムーズに移動にさせるため、検査中に患者に体操などをさせて腸の運動を活発化させている。このように患者が体操を行う場合には、特許文献１及び２に記載の発明では、カプセル内視鏡内の加速度センサが患者の加速度（動き）も検出するため、カプセル内視鏡の加速度と患者の加速度との判別が困難となる。このため、患者体内でのカプセル内視鏡の移動速度（単位時間あたりの動き量）が正確に検出されない。その結果、カプセル内視鏡の実際の動き量に適したフレームレートが決定されないので、撮りこぼしの発生や類似画像の撮影数の増加は依然として発生する。
【０００６】
本発明は上記問題を解決するためになされたものであり、患者体内でのカプセル内視鏡の動き量を精度良く検出することができるカプセル内視鏡システム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】
【０００７】
上記目的を達成するため、本発明は、被検体内に嚥下され、被検体内の被観察部位を撮影するカプセル内視鏡と、被検体に携帯されるとともに、前記カプセル内視鏡と無線通信により接続されており、前記カプセル内視鏡で得られた内視鏡画像を無線受信して、これを記憶する受信装置とを備えるカプセル内視鏡システムにおいて、前記カプセル内視鏡に設けられ、前記カプセル内視鏡の加速度を検出する内視鏡加速度検出手段と、前記受信装置に設けられ、前記受信装置を携帯した被検体の加速度を検出する被検体加速度検出手段と、前記カプセル内視鏡または前記受信装置の少なくともいずれか一方に設けられ、前記内視鏡加速度検出手段及び前記被検体加速度検出手段の検出結果に基づき、前記被検体に対する前記カプセル内視鏡の相対的な動き量を検出する相対動き量検出手段とを備えることを特徴とする。
【０００８】
前記カプセル内視鏡または前記受信装置の少なくともいずれか一方に設けられ、前記相対動き量検出手段で検出された前記カプセル内視鏡の相対動き量に基づき、前記カプセル内視鏡の撮影条件を決定する撮影条件決定手段と、前記カプセル内視鏡に設けられ、前記撮影条件決定手段で決定された前記撮影条件に従って前記カプセル内視鏡に前記撮影を行わせる撮影制御手段とを備えることが好ましい。
【０００９】
前記撮影条件は、前記撮影を行う際のフレームレート、視野範囲、露出の少なくともいずれか一つを含んでいることが好ましい。また、前記撮影条件決定手段は、前記相対動き量が大きくなるのに従って前記フレームレートが増加するように、前記撮影条件を決定することが好ましい。これにより、カプセル内視鏡の相対動き量が大きい時には撮りこぼしの発生を低減させ、逆に相対動き量が小さい時には類似画像の撮影数を低減させることができる。
【００１０】
前記撮影条件決定手段は、前記相対動き量が大きくなるのに従って前記視野範囲が拡大するように、前記撮影条件を決定することが好ましい。フレームレートの場合と同様に撮りこぼしの発生を低減させることができる。
【００１１】
前記撮影条件決定手段は、前記相対動き量が大きくなるのに従って前記撮影のシャッタ速度が速くなり、且つ前記被観察部位を照明する照明光の光量が増加するように、前記撮影条件を決定することが好ましい。これにより、カプセル内視鏡の相対動き量が大きい時でも内視鏡画像のブレが防止される。
【００１２】
前記撮影条件決定手段は、前記相対動き量が比較的小さい場合でも、前記被検体加速度検出手段で検出された被検体加速度が予め定めた所定値以上となる場合には、前記相対動き量が大きくなることを想定して、前記相対動き量が大きい場合に準じた特殊撮影条件に、前記撮影条件を決定することが好ましい。例えばカプセル内視鏡が腸内にあるときに、被検体（患者）の動きにより腸の動きが活発化して、カプセル内視鏡の相対動き量が急激に大きくなった場合でも、相対動き量が大きくなることを想定してフレームレートを予め増加するなど、カプセル内視鏡の動きを先読みした制御をすることができる。
【００１３】
前記撮影条件決定手段は、前記特殊撮影条件に決定した後、予め定めた所定時間が経過しても前記相対動き量が大きくならない場合には、そのときの前記相対動き量に基づいた前記撮影条件に決定しなおすことが好ましい。これにより、想定に反して相対動き量が大きくならないのに、特殊撮影条件に従った撮影が継続されることが防止される。
【００１４】
前記受信装置は、前記カプセル内視鏡との間で無線通信を行うためのアンテナと、前記アンテナを介して無線受信した前記内視鏡画像を記憶する記憶装置とから構成され、前記被検体加速度検出手段は、前記アンテナに設けられているとともに、前記相対動き量検出手段及び前記撮影条件決定手段は、前記記憶装置に設けられていることが好ましい。
【００１５】
前記カプセル内視鏡に設けられ、被検体内での前記カプセル内視鏡の姿勢を検出する内視鏡姿勢検出手段と、前記受信装置に設けられ、前記受信装置を携帯した被検体の姿勢を検出する被検体姿勢検出手段とを備え、前記相対動き量検出手段は、前記内視鏡姿勢検出手段及び前記被検体姿勢検出手段の検出結果を考慮して、前記相対動き量を検出することが好ましい。
【００１６】
前記受信装置に設けられ、前記相対動き量に基づき、前記カプセル内視鏡から前記受信装置が無線受信した複数の前記内視鏡画像の中から、読影に供する読影用内視鏡画像を選択する画像選択手段を備えていることが好ましい。これにより、医師は選択された読影用内視鏡画像の読影のみを行えばよいので、医師が読影する内視鏡画像の量が低減される。その結果、内視鏡画像を読影する医師の負担が低減され、読影及び診断に要する時間を短縮することができる。
【００１７】
前記画像選択手段は、前記相対動き量が大きくなるのに従って、前記読影用内視鏡画像の選択数を増やすことが好ましい。
【００１８】
前記受信装置に設けられ、前記カプセル内視鏡から前記受信装置が無線受信した複数の前記内視鏡画像のうち、前記画像選択手段が選択しなかった前記内視鏡画像に対してデータ量削減処理を施すデータ量削減手段を備えることが好ましい。選択されなかった内視鏡画像のデータ量を削減することができるので、受信装置のストレージ等の記憶媒体として、従来よりも記憶容量の少ないものを用いることができ、その結果としてコストダウンが図れる。
【発明の効果】
【００１９】
本発明は、カプセル内視鏡の内視鏡加速度、及び被検体の被検体加速度をそれぞれ検出した結果に基づき、被検体に対するカプセル内視鏡の相対動き量を検出するとともに、検出した相対動き量に基づいて、カプセル内視鏡の撮影条件を決定し、決定した撮影条件に従ってカプセル内視鏡に撮影を行わせるようにしたので、検査中に被検体が動くような場合でも、被検体内でのカプセル内視鏡の動き量を正確に検出することができる。その結果、被検体が動いた場合に、従来のように被検体の動きとカプセル内視鏡の動きの違いを判別できなくなることが防止される。さらに、正確に検出された撮影条件に従ってカプセル内視鏡に撮影を行わせることができる。その結果、例えば、動き量の増減に応じてフレームレートを増減することで、内視鏡画像の撮りこぼしの発生と、類似画像の撮影数とを低減させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
図１に示すように、カプセル内視鏡システム２は、患者１０（被検体）の口部から人体内に嚥下されるカプセル内視鏡（Ｃａｐｓｕｌｅ Ｅｎｄｏｓｃｏｐｅ、以下、ＣＥと略す）１１と、患者１０が携帯する受信装置１２と、ＣＥ１１で得られた画像を取り込んで、医師が読影及び診断を行うためのワークステーション（以下、ＷＳと略す）１３とから構成される。
【００２１】
ＣＥ１１は、人体内管路（例えば腸）を通過する際にその内壁面を撮像し、これにより得られた画像データを、電波１４ａにて受信装置１２へ無線送信する。さらに、ＣＥ１１は、ＣＥ１１の加速度を示すＣＥ加速度、及び患者体内でのＣＥ１１の姿勢（向き）を示すＣＥ姿勢情報も同様に電波１４ａにて受信装置１２へ無線送信する。また、ＣＥ１１は、受信装置１２からの制御コマンドを電波１４ｂで無線受信して、制御コマンドに基づいて動作する。
【００２２】
受信装置１２は、患者１０が身に付けたシールドシャツ１５に装着されたアンテナ１６と、このアンテナ１６に有線接続されており、患者１０のベルトなどに取り付けられたレコーダ（記憶装置）１７とから構成される。アンテナ１６は、ＣＥ１１との間で電波１４ａ，１４ｂを送受信する。アンテナ１６には、ＣＥ１１からの電波１４ａの電界強度を測定する電界強度測定センサ１８（図４参照）と、患者１０の加速度を示す患者加速度を検出する４つの患者加速度センサ１９（被検体加速度検出手段）と、患者１０の姿勢を検出する患者姿勢検出センサ２０（被検体姿勢検出手段）が設けられている。各センサ１８〜２０の検出結果（電界強度、患者加速度、患者姿勢情報）はレコーダ１７に入力される。
【００２３】
レコーダ１７は、各種設定画面を表示する液晶表示器（以下、ＬＣＤと略記する）２１、および各種設定を行うための操作部２２を備えている。レコーダ１７は、アンテナ１６を介して、ＣＥ１１から電波１４ａで無線送信された画像データを無線受信し、これを記憶する。また、レコーダ１７は、アンテナ１６を介して、ＣＥ１１から無線受信したＣＥ加速度・姿勢情報と、患者加速度・姿勢検出センサ１９，２０から入力された患者加速度・姿勢情報とを元に、ＣＥ１１の撮影条件を決定する。そして、レコーダ１７は、決定した撮影条件を元に制御コマンドを生成し、アンテナ１６を介して、制御コマンドを電波１４ｂにてＣＥ１１へ無線送信する。
【００２４】
撮影条件には、ＣＥ１１が撮影を行う際のフレームレート、視野範囲、露出が含まれている。なお、露出は、ＣＥ１１の撮像素子３３のシャッタ速度と、照明光源部３８から照射される照明光の光量とを可変することで調整可能である（図２及び図３参照）。
【００２５】
なお、図中の符号Ｃ１は、予め定めた基準座標系であり、互いに直交するＸ１軸、Ｙ１軸、Ｚ１軸からなる。この基準座標系Ｃ１は、レコーダ１７にて撮影条件を決定する際に用いられ、Ｚ１軸が重力方向に平行、つまり、床面（地面）に垂直になるように定義されている（図５及び図６参照）。
【００２６】
ＷＳ１３は、プロセッサ２４と、キーボードやマウスなどの操作部２５と、モニタ２６とを備えている。プロセッサ２４は、例えば、ＵＳＢケーブル２７（赤外線通信などの無線通信を用いても可）でレコーダ１７と接続され、レコーダ１７とデータの遣り取りを行う。プロセッサ２４は、ＣＥ１１による検査中、または検査終了後に、レコーダ１７から画像データを取り込み、患者毎に画像データを蓄積・管理するとともに、画像データからテレビ画像を生成し、これをモニタ２６に表示させる。
【００２７】
図２に示すように、ＣＥ１１は、透明な前カバー３０と、この前カバー３０に嵌合して水密な空間を形成する後カバー３１とからなる。両カバー３０、３１は、その先端または後端が略半球形状となった筒状に形成されている。両カバー３０、３１が作る空間内には、被観察部位の像光を取り込むための対物光学系３２、被観察部位の像光を撮像するＣＣＤやＣＭＯＳなどの撮像素子３３が組み込まれている。撮像素子３３は、対物光学系３２から入射した被観察部位の像光が撮像面に結像され、各画素からこれに応じた撮像信号を出力する。
【００２８】
対物光学系３２は、透明な凸型の光学ドーム３２ａと、第１レンズホルダ３２ｂと、第１レンズ３２ｃと、ガイドロッド３２ｄと、第２レンズホルダ３２ｅと、第２レンズ３２ｆとから構成される。光学ドーム３２ａは、前カバー３０の先端の略半球形状となった部分に配されている。第１レンズホルダ３２ｂは、光学ドーム３２ａの後端に取り付けられ、後端に向けて先細に形成されている。第１レンズ３２ｃは、第１レンズホルダ３２ｂに固着されている。
【００２９】
ガイドロッド３２ｄは、第１レンズホルダ３２ｂの後端に取り付けられた光軸３５に平行なネジ棒である。第２レンズホルダ３２ｅは、ガイドロッド３２ｄが螺入される雌ネジ孔を有し、ガイドロッド３２ｄが回転することにより光軸方向に移動する。第２レンズ３２ｆは、第２レンズホルダ３２ｅに固着されている。
【００３０】
第２レンズ３２ｆは、所謂ズームレンズである。ステッピングモータ等により構成されるレンズ駆動部３６によりガイドロッド３２ｄが回転されると、第２レンズ３２ｆが光軸方向に移動されてズーム倍率が変更される。これにより、対物光学系３２の視野範囲（撮影範囲）が、変更後のズーム倍率に対応した範囲に変更される。レンズ駆動部３６は、制御コマンドで設定された視野範囲（ズーム倍率）で撮影が行われるように、対物光学系３２のズーム倍率を変更する。そして、対物光学系３２は、設定された視野範囲において被観察部位の全方位画像を像光として取り込む。
【００３１】
また、両カバー３０、３１内には、被観察部位に照明光を照射する照明光源部３８、各種電子回路（図３参照）が実装された電気回路基板３９、ボタン型の電池４０、及び電波１４ａ、１４ｂを送受信するためのアンテナ４１、ＣＥ１１のＣＥ加速度を検出するＣＥ加速度センサ４２（内視鏡加速度検出手段）、上述の基準座標系Ｃ１におけるＣＥ１１の姿勢を示すＣＥ姿勢情報を検出するＣＥ姿勢検出センサ４３（内視鏡姿勢検出手段）などが収容されている。
【００３２】
ＣＥ加速度センサ４２は、所謂３軸の加速度センサである。ＣＥ加速度センサ４２は、センサ座標系Ｃ２の各軸方向の加速度をそれぞれ検出する。センサ座標系Ｃ２は、互いに直交するＸ２軸、Ｙ２軸、Ｚ２軸からなり、且つ光軸３５に平行な方向をＺ２軸方向として定めている。なお、ＣＥ１１は、患者１０の体内で様々な姿勢をとるため、ＣＥ加速度センサ４２の姿勢も一定ではない。このため、センサ座標系Ｃ２は、基準座標系Ｃ１のように固定された座標系ではなく、ＣＥ１１の姿勢に応じて任意の軸周りに回転する座標系である（図５（Ａ）参照）。
【００３３】
ＣＥ１１がＸ２軸の矢印方向に加速した場合、及びこれとは反対方向に移動していた時に減速した場合には、Ｘ２軸方向の加速度検出結果が正となる。また、ＣＥ１１がＸ２軸の矢印方向とは反対方向に加速した場合、及び矢印方向に移動していた時に減速した場合には、Ｘ２軸方向の加速度検出結果は負となる。Ｙ２軸方向及びＺ２軸方向の加速度検出結果についても基本的には同じであるので、説明は省略する。
【００３４】
ＣＥ加速度センサ４２は、ＣＥ１１が任意の方向に加速したとき、または移動中に減速した時に、ＣＥ加速度の各軸方向の加速度をそれぞれ検出することで、ＣＥ加速度を検出する。ＣＥ加速度は、各軸方向の加速度を合成した値であり、センサ座標系Ｃ２でのＣＥ１１の加速度の大きさと向きとを示す１つのベクトルである。なお、ＣＥ加速度の向きは、例えばセンサ座標系Ｃ２の各軸からの傾き角等で表される。ＣＥ加速度センサ４２によるＣＥ加速度の検出は逐次行われ、この検出結果はＣＰＵ４５（図３参照）に入力される。
【００３５】
ＣＥ姿勢検出センサ４３としては、基準座標系Ｃ１におけるＣＥ１１の患者体内での姿勢を検知可能な姿勢検知センサであれば特に種類は問わず、例えばＣＥ加速度センサ４２と同様の３軸の加速度センサ（重力センサ）、姿勢ジャイロなどが用いられる。なお、各種姿勢検出センサを用いて基準座標系Ｃ１におけるＣＥ１１の姿勢を検知する方法は周知（例えば、特許第３６３１２６５号、特開２００６−２３９０５３号公報、特開２００６−０６８１０９号公報を参照）であるので、ここでは説明を省略する。
【００３６】
ＣＥ姿勢検出センサ４３によるＣＥ１１の姿勢検出は、ＣＥ加速度センサ４２によるＣＥ加速度の検出と同期して行われ、この検出結果（ＣＥ姿勢情報）はＣＥ１１のＣＰＵ４５（図３参照）に入力される。なお、ＣＥ姿勢情報は、例えば、基準座標系Ｃ１に対するセンサ座標系Ｃ２の回転角度（ヨー方向、ピッチ方向、ロール方向）で表される。
【００３７】
図３において、ＣＰＵ４５（撮影制御手段）は、ＣＥ１１の全体の動作を統括的に制御する。ＣＰＵ４５には、上述のレンズ駆動部３６、ＣＥ加速度センサ４２、ＣＥ姿勢検出センサ４３の他に、ＲＯＭ４６、ＲＡＭ４７、撮影ドライバ４８、変調回路４９、復調回路５０、電力供給回路５１、照明ドライバ５２等が接続されている。
【００３８】
ＲＯＭ４６には、ＣＥ１１の動作を制御するための各種プログラムやデータが記憶される。ＣＰＵ４５は、ＲＯＭ４６から必要なプログラムやデータを読み出してＲＡＭ４７に展開し、読み出したプログラムを逐次処理する。なお、ＲＡＭ４７には、レコーダ１７からの制御コマンドによって設定される撮影条件［フレームレート、視野範囲（ズーム倍率）、露出（シャッタ速度、光量）］の各データも一時的に記憶される。
【００３９】
撮影ドライバ４８には、撮像素子３３及び信号処理回路５４が接続されている。撮影ドライバ４８は、制御コマンドで設定されたフレームレート、シャッタ速度で撮影が行われるように、撮像素子３３及び信号処理回路５４の動作を制御する。信号処理回路５４は、撮像素子３３から出力された撮像信号に対して、相関二重サンプリング、増幅、およびＡ／Ｄ変換を施して、撮像信号をデジタルの画像データに変換する。そして、変換した画像データに対して、γ補正等の各種画像処理を施す。
【００４０】
変調回路４９及び復調回路５０には、送受信回路５５が接続され、この送受信回路５５にはアンテナ４１が接続されている。変調回路４９は、信号処理回路５４から出力されたデジタルの画像データを電波１４ａに変調し、変調した電波１４ａを送受信回路５５に出力する。また、変調回路４９には、ＣＥ加速度・姿勢検出センサ４２，４３で検出されたＣＥ加速度・姿勢情報がそれぞれ入力される。変調回路４９は、これらＣＥ加速度・姿勢情報も電波１４ａに変調して送受信回路５５に出力する。
【００４１】
復調回路５０は、受信装置１２からの電波１４ｂを元の制御コマンドに復調し、復調した制御コマンドをＣＰＵ４５に出力する。送受信回路５５は、変調回路４９からの電波１４ａを増幅して帯域通過濾波した後、アンテナ４１に出力するとともに、アンテナ４１を介して受信した電波１４ｂを増幅して帯域通過濾波した後、復調回路５０に出力する。
【００４２】
電力供給回路５１は、電池４０の電力をＣＥ１１の各部に供給する。照明ドライバ５２は、ＣＰＵ４５の制御の下に、制御コマンドで設定された照明光量で撮影が行われるように、照明光源部３８の駆動を制御する。
【００４３】
図４において、患者加速度センサ１９は、ＣＥ加速度センサ４２と同様の３軸の加速度センサである。従って、患者加速度センサ１９も、その固有の座標系であるセンサ座標系Ｃ３（図５（Ｂ）参照）のＸ３軸、Ｙ３軸、Ｚ３軸方向の加速度をそれぞれ検出する。なお、本実施形態では、例えば患者１０の上半身が直立しているときに、Ｚ３軸が基準座標系Ｃ１のＺ１軸とほぼ平行になるように定義されている。なお、図中では図面の煩雑化を防止するために、アンテナ１６と各センサ１８〜２０とは別体で図示している。
【００４４】
ここで、内視鏡検査中に患者１０が動かなければ、患者加速度センサ１９の姿勢もほぼ変わらないので、センサ座標系Ｃ３はほぼ固定された座標系となる。しかしながら、ＣＥ１１を用いた内視鏡検査では、ＣＥ１１を患者１０の体内、例えば腸内でスムーズに移動にさせるため、患者１０に体操などをさせて腸の運動を活発化させている。このため、患者１０が直立しているとき、座ったとき、前屈しているときなど患者１０の姿勢に応じて、患者加速度センサ１９の姿勢も変化する（図５（Ｂ）参照）。このため、センサ座標系Ｃ３は、患者１０の姿勢に応じて任意の軸周りに回転する座標系である。
【００４５】
患者加速度センサ１９は、上述のＣＥ加速度センサ４２での加速度検出で説明したように、センサ座標系Ｃ３の各軸方向の加速度を検出する。患者加速度は、各軸方向の加速度を合成したものであり、センサ座標系Ｃ３での患者１０の加速度の大きさとその向き（例えばＸ３〜Ｚ３軸からの傾き角）を表したものである。患者加速度センサ１９による患者加速度の検出は逐次行われ、この検出結果はレコーダ１７に入力される。
【００４６】
患者姿勢検出センサ２０は、上述の基準座標系Ｃ１における患者１０の姿勢を示す患者姿勢情報を検出する。この患者姿勢検出センサ２０としては、上述のＣＥ姿勢検出センサ４３と同様に、各種の姿勢検知センサが用いられる。患者姿勢検出センサ２０による患者１０の姿勢検出は、患者加速度センサ１９による患者加速度の検出と同期して行われ、この検出結果（患者姿勢情報）はレコーダ１７に入力される。なお、患者姿勢情報も、上述のＣＥ姿勢情報と同様に、基準座標系Ｃ１に対するセンサ座標系Ｃ３の回転角度（ヨー方向、ピッチ方向、ロール方向）で表される。
【００４７】
レコーダ１７のＣＰＵ６０は、レコーダ全体の動作を統括的に制御する。ＣＰＵ６０には、データバス６１を介して、ＲＯＭ６２、ＲＡＭ６３、変調回路６４、復調回路６５、画像処理回路６６、データストレージ６７、入力Ｉ／Ｆ６８、位置検出回路６９、相対動き量算出回路７０（相対動き量検出手段）、データベース７１が接続されている。
【００４８】
また、データバス６１には、ＬＣＤ２１の表示制御を行うＬＣＤドライバ７３、ＵＳＢコネクタ７４を介してプロセッサ２４とのデータの遣り取りを媒介する通信Ｉ／Ｆ７５、電池７６の電力をレコーダ１７（各センサ１８〜２０も含む）の各部に供給する電力供給回路７７なども接続されている。
【００４９】
ＲＯＭ６２には、レコーダ１７の動作を制御するための各種プログラムやデータが記憶される。ＣＰＵ６０は、ＲＯＭ６２から必要なプログラムやデータを読み出してＲＡＭ６３に展開し、読み出したプログラムを逐次処理する。また、ＣＰＵ６０は、操作部２２からの操作入力信号に応じて、レコーダ１７の各部を動作させる。
【００５０】
変調回路６４及び復調回路６５は、それぞれ送受信回路７９に接続されており、この送受信回路７９には、アンテナ１６が接続されている。変調回路６４は、制御コマンドを電波１４ｂに変調し、変調した電波１４ｂを送受信回路７９に出力する。復調回路６５は、受信装置１２からの電波１４ａを元の画像データ、ＣＥ加速度、ＣＥ姿勢情報に復調する。そして、復調回路６５は、復調した画像データを画像処理回路６６に出力するとともに、ＣＥ加速度及びＣＥ姿勢情報を相対動き量算出回路７０に出力する。
【００５１】
送受信回路７９は、変調回路６４からの電波１４ｂを増幅して帯域通過濾波した後、アンテナ１６に出力するとともに、アンテナ１６を介して受信した電波１４ａを増幅して帯域通過濾波した後、復調回路６５に出力する。
【００５２】
画像処理回路６６は、復調回路６５で復調された画像データに対して各種画像処理を施した後、画像処理済みの画像データをデータストレージ６７に出力する。データストレージ６７は、例えば、記憶容量が１ＧＢ程度のフラッシュメモリからなる。データストレージ６７は、画像処理回路６６から順次出力される画像データを記憶・蓄積する。
【００５３】
入力Ｉ／Ｆ６８は、電界強度測定センサ１８、患者加速度センサ１９、及び患者姿勢検出センサ２０にそれぞれ有線接続されている。入力Ｉ／Ｆ６８には、各センサ１８〜２０からの検出結果が入力される。そして、電界強度測定センサ１８の検出結果は、入力Ｉ／Ｆ６８から位置検出回路６９に出力されるとともに、患者加速度・姿勢検出センサ１９，２０の検出結果は、入力Ｉ／Ｆ６８から相対動き量算出回路７０に出力される。
【００５４】
位置検出回路６９は、電界強度測定センサ１８による電波１４ａの電界強度の測定結果を元に、人体内のＣＥ１１の現在位置を検出し、この検出結果（以下、位置情報という）をデータストレージ６７に出力する。データストレージ６７は、位置検出回路６９からの位置情報を、画像処理回路６６からの画像データに関連付けて記憶する。なお、電界強度の測定結果を元に、人体内のＣＥ１１の位置を検出する方法は周知であるため、ここでは説明を省略する。
【００５５】
相対動き量算出回路７０は、ＣＥ加速度・姿勢情報、及び患者加速度・姿勢情報を元に、患者１０に対するＣＥ１１の相対的な動き量（移動量）を求める。最初に、相対動き量算出回路７０は、４個の患者加速度センサ１９からそれぞれ入力された患者加速度の平均（平均患者加速度）を求める。次いで、ＣＥ加速度と平均患者加速度との差分をとり、患者１０に対するＣＥ１１の相対的な加速度（相対加速度）を求める。つまり、ＣＥ加速度センサ４２で検出される患者１０の加速度（動き）をキャンセルする。
【００５６】
図５（Ａ），（Ｂ）に示すように、相対加速度を求める際に、ＣＥ加速度センサ４２（ＣＥ１１）のセンサ座標系Ｃ２と、患者加速度センサ１９のセンサ座標系Ｃ３とは向きが異なっている場合があるので、単純に両加速度の差分をとることはできない。そこで、相対動き量算出回路７０は、ＣＥ加速度及び平均患者加速度をそれぞれ基準座標系Ｃ１における加速度（以下、基準ＣＥ加速度、基準患者加速度という）に変換してから、基準ＣＥ加速度と基準患者加速度との差分をとることで、ＣＥ１１の相対加速度を求める。
【００５７】
なお、相対加速度を求める場合には、差分をとるＣＥ加速度・姿勢情報の検出タイミングと、患者加速度・姿勢情報の検出タイミングとがほぼ一致している必要がある。このため、例えば、レコーダ１７（受信装置１２）からＣＥ１１へ患者加速度・姿勢情報の検出タイミングに同期した同期信号を電波１４ａにて送信し、この同期信号に従ってＣＥ１１でＣＥ加速度・姿勢情報の検出・送信を行えばよい。
【００５８】
相対動き量算出回路７０は、ＣＥ姿勢情報を元に、センサ座標系Ｃ２におけるＣＥ加速度を基準ＣＥ加速度に変換する。基準ＣＥ加速度の大きさは、ＣＥ加速度の大きさと同じである。基準ＣＥ加速度の向きは、ＣＥ加速度の向きを基準座標系Ｃ１における向き（例えば、Ｘ１軸、Ｙ１軸、Ｚ１軸からの傾き角）で示したものである。この基準ＣＥ加速度の向きは、センサ座標系Ｃ２におけるＣＥ加速度の向き（Ｘ２〜Ｚ２軸からの傾き角）と、ＣＥ姿勢情報（基準座標系Ｃ１に対するセンサ座標系Ｃ２の回転角度）とから容易に求められる。なお、ＣＥ姿勢情報を元に、ＣＥ加速度を基準ＣＥ加速度に変換する方法は、例えば座標変換式等を用いた周知の座標変換方法を用いてもよい。
【００５９】
また、相対動き量算出回路７０は、同様にして、患者姿勢情報を元に、センサ座標系Ｃ３における平均患者加速度を基準患者加速度に変換する。基準患者加速度も、平均患者加速度の向きを基準座標系Ｃ１における向きで示したものであり、その大きさは平均患者加速度と同じである。
【００６０】
次いで、相対動き量算出回路７０は、基準ＣＥ加速度及び基準患者加速度を、それぞれ基準座標系Ｃ１のＸ１〜Ｚ１軸方向の加速度（成分）に分解し、各軸方向別に基準ＣＥ加速度と基準患者加速度との差分をとる。各軸方向の加速度の差分を合成することで、相対加速度が算出される。
【００６１】
そして、相対動き量算出回路７０は、算出した相対加速度を予め設定されたサンプリング時間間隔で２回（２重）積分する。これにより、サンプリング時間内におけるＣＥ１１の相対動き量が算出される。このサンプリング時間の長さは適宜決定してよい。相対動き量算出回路７０は、算出したＣＥ１１の相対動き量をＣＰＵ６０に逐次出力する。
【００６２】
次に、図６を用いて相対動き量算出回路７０による相対動き量算出処理を説明する。内視鏡検査が開始されると、ＣＥ１１内のＣＥ加速度・姿勢検出センサ４２，４３がそれぞれＣＥ加速度・姿勢情報の検出を開始するとともに、アンテナ１６に設けられた４個の患者加速度センサ１９及び患者姿勢検出センサ２０がそれぞれ患者加速度・姿勢情報の検出を開始する。なお、上述したようにＣＥ加速度・姿勢情報の検出と、患者加速度・姿勢情報の検出とは同期して行われる。
【００６３】
ＣＥ加速度・姿勢検出センサ４２，４３の検出結果は、ＣＥ１１から電波１４ａにて無線送信された後、アンテナ１６で受信されてレコーダ１７に入力される。そして、復調回路６５にて元のＣＥ加速度・姿勢情報に復調された後、相対動き量算出回路７０に入力される。また、患者加速度・姿勢検出センサ１９，２０の検出結果は、レコーダ１７の入力Ｉ／Ｆ６８を経て相対動き量算出回路７０に入力される。
【００６４】
相対動き量算出回路７０は、ＣＥ姿勢情報を元にＣＥ加速度を基準座標系Ｃ１における基準ＣＥ加速度に変換する。また、相対動き量算出回路７０は、４個の患者加速度センサ１９から入力された患者加速度の平均を求め、求めた平均患者加速度を、患者姿勢情報を元に基準患者加速度に変換する。次いで、相対動き量算出回路７０は、基準ＣＥ加速度及び基準患者加速度をそれぞれ基準座標系Ｃ１の各軸方向の加速度（成分）に分解し、各軸方向別に加速度の差分をとる。そして、相対動き量算出回路７０は、各軸方向別の加速度の差分を合成して、ＣＥ１１の相対加速度を算出する。
【００６５】
次いで、相対動き量算出回路７０は、算出した相対加速度を予め設定されたサンプリング時間間隔で２回積分して、患者１０に対するＣＥ１１の相対動き量を算出し、この算出結果をＣＰＵ６０へ出力する。以下同様にして、相対動き量算出回路７０は、内視鏡検査が終了するまでの間、ＣＥ１１の相対動き量を逐次算出するとともに、算出したＣＥ１１の相対動き量をＣＰＵ６０へ逐次出力する。
【００６６】
図４に戻って、ＣＰＵ６０の撮影条件決定回路８１（撮影条件決定手段）は、相対動き量算出回路７０から入力されるＣＥ１１の相対動き量に基づき、データベース７１内の撮影条件テーブル８２を参照して、ＣＥ１１の撮影条件であるフレームレート、視野範囲（ズーム倍率）、露出（シャッタ速度、光量）を決定する。
【００６７】
図７に示すように撮影条件テーブル８２には、相対動き量Ｍ（ｍｍ）の各範囲において、最適なフレームレートＦ（ｆｐｓ：フレーム／秒）、視野範囲Ｄ（ズーム倍率）、露出（シャッタ速度Ｓ（１／秒）、照明光量Ｉ（ｍＡ））がそれぞれ定められている。なお、照明光量Ｉは、照明光源部３８に与えられる駆動電流である。相対動き量Ｍが０、０＜Ｍ≦ｍ１、ｍ１＜Ｍ≦ｍ２、・・・・Ｍ＞ｍＮ（ｍ１＜ｍ２＜・・・＜ｍＮ、Ｎは１以上の自然数）の順に大きくなるのに従い、フレームレートＦをｆ０、ｆ１、ｆ２、・・・ｆＮ（ｆ０＜ｆ１＜ｆ２＜・・・＜ｆＮ）の順に増加させる。ＣＥ１１の相対動き量Ｍが大きくなるのに従ってフレームレートＦを増加させることで、撮りこぼしの発生が低減する。さらに、ＣＥ１１の相対動き量Ｍが小さくなるのに従ってフレームレートＦを減少させることで、類似画像の撮影数が低減する。
【００６８】
また、相対動き量Ｍが大きくなるのに従い、視野範囲Ｄを決定するズーム倍率を、ｄ０、ｄ１、ｄ２、・・・ｄＮ（テレ端側：ｄ０＞ｄ１＞ｄ２＞・・・＞ｄＮ：ワイド端側）の順に変化させる。つまり、相対動き量Ｍが大きくなるのに従って視野範囲が拡大し、逆に相対動き量Ｍが小さくなるのに従って視野範囲Ｄが縮小する。これは、ＣＥ１１の相対動き量Ｍが大きくなるのに従ってＣＥ１１の移動速度が増大するため、被観察部位の写り変わりが激しくなるため、撮影できない部分が出てくる。これを防止するため、フレームレートＦの拡大及び視野範囲Ｄの拡大を行う。
【００６９】
また、相対動き量Ｍが大きくなるのに従い、シャッタ速度Ｓをｓ０、ｓ１、ｓ２、・・・ｓＮ（ｓ０＞ｓ１＞ｓ２＞・・・＞ｓＮ）の順に速くするとともに、照明光量Ｉをｉ０、ｉ１、ｉ２、・・・ｉＮ（ｉ０＜ｉ１＜ｉ２＜・・・＜ｉＮ）の順に増加させる。ＣＥ１１の相対動き量Ｍが大きくなるのに従ってシャッタ速度を速くし、且つ照明光量Ｉを増加させることで、内視鏡画像のブレが防止される。これは、被観察部位の写り変わりが激しいと像がブレるため、シャッタ速度Ｓを速くすると、照明光の光量が足りなくなるためである。さらに、ＣＥ１１の相対動き量Ｍが小さくなったときは、シャッタ速度Ｓを遅くするとともに、照明光量Ｉを減少させることで、ＣＥ１１の消費電力を低減することができる。
【００７０】
図４に示すように、ＣＰＵ６０は、撮影条件決定回路８１が相対動き量と撮影条件テーブル８２とに基づいて撮影条件を決定したら、決定した撮影条件に対応する制御コマンドを生成する。次いで、ＣＰＵ６０は、生成した制御コマンドを変調回路６４に出力する。制御コマンドは、変調回路６４にて電波１４ｂに変調され、送受信回路７９にて増幅、帯域通過濾波された後、アンテナ１６に出力される。これにより、受信装置１２からＣＥ１１へ制御コマンドが無線送信される。
【００７１】
図３に示すように、ＣＥ１１のアンテナ４１で受信された電波１４ｂは、送受信回路５５及び復調回路５０を経て元の制御コマンドに復調され、ＣＰＵ４５に出力される。そして、制御コマンドで設定されたフレームレート、視野範囲（ズーム倍率）、露出（シャッタ速度、照明光量）が、ＲＡＭ４７に一時的に記憶される。
【００７２】
ＲＡＭ４７に記憶されたフレームレート、シャッタ速度は、撮影ドライバ４８に読み出される。撮影ドライバ４８は、制御コマンドで設定されたフレームレート、シャッタ速度で内視鏡画像の撮影が行われるように、撮像素子３３及び信号処理回路５４の動作を制御する。
【００７３】
ＲＡＭ４７に記憶された視野範囲（ズーム倍率）は、レンズ駆動部３６に読み出される。レンズ駆動部３６は、制御コマンドで設定されたズーム倍率で内視鏡画像の撮影が行われるように、第２レンズ３２ｆを動かして対物光学系３２のズーム倍率を調整する。これにより、制御コマンドで設定された視野範囲で内視鏡画像の撮影が行われる。
【００７４】
ＲＡＭ４７に記憶された照明光量は、照明ドライバ５２に読み出される。照明ドライバ５２は、制御コマンドで設定された照明光量で内視鏡画像の撮影が行われるように、照明光源部３８に与える駆動電流を制御する。これにより、ＣＥ１１は、制御コマンドで設定された撮影条件で内視鏡画像の撮影を行う。これら一連の処理は、内視鏡検査が終了して受信装置１２（レコーダ１７）からＣＥ１１へ終了コマンドが送信されるまで続けられる。
【００７５】
図８に示すように、ＣＰＵ８５は、ＷＳ１３の全体の動作を統括的に制御する。ＣＰＵ８５には、データバス８６を介して、モニタ２６の表示制御を行うドライバ８７、ＵＳＢコネクタ８８を経由した受信装置１２（レコーダ１７）とのデータの遣り取りを媒介し、受信装置１２からの画像データを受信する通信Ｉ／Ｆ８９、データストレージ９０、およびＲＡＭ９１が接続されている。
【００７６】
データストレージ９０には、ＷＳ１３の動作に必要な各種プログラムやデータ、医師の診断を扶ける支援ソフトのプログラムなどとともに、診断情報が患者毎に整理して記憶されている。ＲＡＭ９１には、データストレージ９０から読み出したデータや、各種演算処理により生じる中間データが一時記憶される。支援ソフトを立ち上げると、例えば、モニタ２６に支援ソフトの作業ウィンドウが表示される。この作業ウィンドウ上で医師が操作部２５を操作することにより、画像の表示・編集、診断情報の入力などを行うことができる。
【００７７】
次に、図９を用いて上記のように構成されたカプセル内視鏡システム２の作用について説明する。まず、検査前の準備として、医師は、シールドシャツ１５（アンテナ１６）、レコーダ１７を患者１０に装着させ、ＣＥ１１の電源を投入して患者１０に嚥下させる。
【００７８】
ＣＥ１１が患者１０に嚥下され、内視鏡検査の準備が整えられると、照明光源部３８で人体内の被観察部位が照明されつつ、撮像素子３３により人体内管路の内壁面が撮像される。このとき、対物光学系３２から入射した人体内の被観察部位の像光は、撮像素子３３の撮像面に結像され、これにより撮像素子３３から撮像信号が出力される。撮像素子３３から出力された撮像信号は、信号処理回路５４で相関二重サンプリング、増幅、およびＡ／Ｄ変換が施され、デジタルの画像データに変換された後、各種信号処理が施される。
【００７９】
また、内視鏡検査が開始されると、受信装置１２（レコーダ１７）からＣＥ１１へ患者加速度・姿勢情報の検出タイミングに同期した同期信号が電波１４ｂにて無線送信される。ＣＥ１１のアンテナ４１で受信された電波１４ｂは、復調回路５０にて元の同期信号に復調された後、ＣＰＵ４５に入力される。ＣＰＵ４５は、入力された同期信号に従って、ＣＥ加速度・姿勢検出センサ４２，４３によるＣＥ加速度・姿勢情報の検出を行わせる。検出されたＣＥ加速度・姿勢情報は、ＣＰＵ４５を経て変調回路４９に入力される。
【００８０】
信号処理回路５４から出力されたデジタルの画像データ、及びＣＥ加速度・姿勢検出センサ４２，４３で検出されたＣＥ加速度・姿勢情報は、変調回路４９にて電波１４ａに変調される。変調された電波１４ａは、送受信回路５５で増幅、帯域通過濾波された後、アンテナ４１から送信される。これにより、画像データ、ＣＥ加速度・姿勢情報がＣＥ１１から受信装置１２へ無線送信される。
【００８１】
また、このとき、アンテナ１６に装着された電界強度測定センサ１８、４つの患者加速度センサ１９、患者姿勢検出センサ２０でそれぞれ電波１４ａの電界強度、患者加速度、患者姿勢情報が検出され、これら検出結果がレコーダ１７の入力Ｉ／Ｆ６８へ出力される。なお、患者加速度・姿勢検出センサ１９，２０による検出は、レコーダ１７から入力される同期信号に従って行われる。
【００８２】
受信装置１２のアンテナ１６で受信された電波１４ａは、レコーダ１７に入力される。レコーダ１７に入力された電波１４ａは、送受信回路７９を経て復調回路６５にて元の画像データ、ＣＥ加速度・姿勢情報に復調される。復調された画像データは画像処理回路６６へ出力され、ＣＥ加速度・姿勢情報は相対動き量算出回路７０へ出力される。画像データは、画像処理回路６６にて各種画像処理が施された後、データストレージ６７へ出力される。
【００８３】
入力Ｉ／Ｆ６８に入力された電界強度は位置検出回路６９へ出力され、患者加速度・姿勢情報は相対動き量算出回路７０へ出力される。位置検出回路６９は、電波１４ａの電界強度の測定結果を元に、患者１０の体内のＣＥ１１の現在位置を検出し、この検出結果をデータストレージ６７に出力する。データストレージ６７は、位置検出回路６９からの位置情報を、画像処理回路６６からの画像データに関連付けて記憶する。
【００８４】
相対動き量算出回路７０は、先に図６を用いて説明したように、入力されたＣＥ加速度・姿勢情報と患者加速度・姿勢情報を元に、患者１０の体内でのＣＥ１１の相対動き量を算出し、この算出結果をＣＰＵ６０へ出力する。
【００８５】
ＣＰＵ６０の撮影条件決定回路８１は、相対動き量算出回路７０から入力されたＣＥ１１の相対動き量に基づき、データベース７１内の撮影条件テーブル８２を参照して、ＣＥ１１の撮影条件［フレームレート、視野範囲（ズーム倍率）、露出（シャッタ速度、照明光量）］を決定する。ＣＰＵ６０は、決定した撮影条件に基づき、制御コマンドを生成し、生成した制御コマンドを変調回路６４に出力する。制御コマンドは、変調回路６４にて電波１４ｂに変調された後、送受信回路７９を経てアンテナ１６に出力される。これにより、受信装置１２からＣＥ１１へ制御コマンドが無線送信される。
【００８６】
ＣＥ１１のアンテナ４１で受信された電波１４ｂは、送受信回路５５及び復調回路５０を経て元の制御コマンドに復調され、ＣＰＵ４５に出力された後、ＲＡＭ４７に一時的に記憶される。ＲＡＭ４７に記憶されたフレームレート及びシャッタ速度、視野範囲（ズーム倍率）、照明光量は、それぞれ撮影ドライバ４８、レンズ駆動部３６、照明ドライバ５２に読み出される。
【００８７】
撮影ドライバ４８は、制御コマンドで設定されたフレームレート、シャッタ速度で内視鏡画像の撮影が行われるように、撮像素子３３及び信号処理回路５４の動作を制御する。また、レンズ駆動部３６は、制御コマンドで設定された視野範囲（ズーム倍率）で内視鏡画像の撮影が行われるように、対物光学系３２のズーム倍率を調整する。また、照明ドライバ５２は、制御コマンドで設定された照明光量で内視鏡画像の撮影が行われるように、照明光源部３８に与える駆動電流を制御する。これにより、ＣＥ１１は、制御コマンドで設定された撮影条件で内視鏡画像の撮影を行う。
【００８８】
以下同様に、内視鏡検査が終了して受信装置１２からＣＥ１１へ終了コマンドが送信されるまで、（１）ＣＥ加速度・姿勢情報の検出及び患者加速度・姿勢情報の検出、（２）受信装置１２により相対動き量の算出・撮影条件の決定、（３）受信装置１２からＣＥ１１への制御コマンドの送信、（４）ＣＥ１１による撮影、（６）ＣＥ１１から受信装置１２へ画像データの送信、（７）受信装置１２による画像データの記憶からなる一連の処理が続けられる。
【００８９】
以上のように本発明のカプセル内視鏡システム２では、ＣＥ１１の加速度検出結果と、患者１０の加速度検出結果とを元に、患者に対するＣＥ１１の相対動き量を算出し、この算出結果に基づいてＣＥ１１の撮影条件を決定するようにしたので、内視鏡検査中に患者１０が動いた場合でも、患者１０の動き（加速度）をキャンセルして、ＣＥ１１のみの動き量を精度よく検出した結果に基づいてＣＥ１１の撮影条件を決定することができる。これにより、内視鏡検査中に患者が動いた場合に、患者の動きとＣＥの動きの違いを判別することができなくなり、実際とは異なるＣＥの動き量の算出結果に基づいて撮影条件を決定することが防止される。
【００９０】
次に、本発明の第２実施形態のカプセル内視鏡システムについて説明を行う。上記第１実施形態のカプセル内視鏡システム２では、相対動き量算出回路７０で算出されるＣＥ１１の相対動き量が小さい場合には、フレームレート等の撮影条件も一義的に決まるものであるが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、ＣＥ１１が腸内にあるときに患者１０が動くと、腸の動きが活発になるためＣＥ１１の相対動き量が急に大きくなり、その変化に撮影条件の変更が間に合わない場合がある。
【００９１】
そこで、第２実施形態のカプセル内視鏡システムでは、患者１０の動き、つまり、患者加速度センサ１９の検出結果から、ＣＥ１１の相対動き量の増加が予測される場合には、現在のＣＥ１１の相対動き量が小さい場合でもＣＥ１１の撮影条件を変更する。第２実施形態のカプセル内視鏡システムは、基本的に上述の第１実施形態のカプセル内視鏡システム２と同じ構成であるので、その構成については上述の図１〜図４等を参照されたい。
【００９２】
第２実施形態のカプセル内視鏡システムでは、患者加速度センサ１９の検出結果が相対動き量算出回路７０だけではなく、ＣＰＵ６０にも入力される。ＣＰＵ６０の撮影条件決定回路８１は、上記第１実施形態で説明したように、基本的にはＣＥ１１の相対動き量の算出結果と撮影条件テーブル８２とに基づいた撮影条件（以下、通常撮影条件という）を決定する。
【００９３】
ただし、撮影条件決定回路８１は、ＣＥ１１の相対動き量が所定の閾値Ｔｍ未満で、且つ患者加速度が所定の閾値Ｔａ以上となる場合には、通常撮影条件よりもフレームレートを増加させた撮影条件（以下、特殊撮影条件）を決定する。なお、特殊撮影条件でフレームレートをどの程度だけ増加させるのかについては、適宜決定してよい。また、閾値Ｔａを幾つか設定しておき、患者加速度が増加するに従って、フレームレートを次第に増加してもよい。
【００９４】
また、撮影条件決定回路８１は、特殊撮影条件が決定された後、所定時間が経過してもＣＥ１１の相対動き量がほとんど大きくならない場合、例えば上記閾値Ｔｍを超えない場合には、ＣＥ１１の撮影条件を特殊撮影条件から通常撮影条件に戻す。なお、上記所定時間の計時は、ＣＰＵ６０の時計回路（図示せず）等を用いればよい。
【００９５】
次に、図１０を用いて本発明の第２実施形態のカプセル内視鏡システムの作用について説明を行う。なお、レコーダ１７以外の動作は、上述の第１実施形態（図９参照）と基本的に同じであるため、説明及び図示は省略する。また、レコーダ１７の動作についても、ＣＥ１１の相対動き量を算出するまでは、上述の第１実施形態と基本的に同じであるため、説明及び図示は省略する。
【００９６】
レコーダ１７の撮影条件決定回路８１は、相対動き量算出回路７０から入力されるＣＥ１１の相対動き量が閾値Ｔｍ以上、または患者加速度センサ１９で検出された患者加速度が閾値Ｔａ未満のいずれかの条件を満たすときは、ＣＥ１１の相対動き量に基づいて通常撮影条件を決定する。
【００９７】
そして、撮影条件決定回路８１は、ＣＥ１１の相対動き量が閾値Ｔｍ未満、且つ患者加速度が閾値Ｔａ以上の条件が満たされたら、ＣＥ１１の撮影条件としてフレームレートを増加させた特殊撮影条件を決定する。なお、前回の相対動き量が閾値Ｔｍ未満、且つ患者加速度が閾値Ｔａ以上の状態が所定時間以上継続している場合、つまり、前回の特殊撮影条件が決定されてから、相対動き量が閾値Ｔｍ未満の状態で所定時間以上経過している場合には、撮影条件決定回路８１は、通常撮影条件を決定する。
【００９８】
ＣＰＵ６０は、撮影条件決定回路８１で決定した撮影条件（通常撮影条件、特殊撮影条件）に従って、制御コマンドを生成する。生成された制御コマンドは、上述したようにＣＥ１１へ無線送信される。
【００９９】
撮影条件決定回路８１は、特殊撮影条件を決定した後、ＣＰＵ６０の時計回路等を用いて計時を開始する。そして、撮影条件決定回路８１は、特殊撮影条件が決定されてから所定時間以上経過しても相対動き量が大きくならない場合には、ＣＥ１１の撮影条件を特殊撮影条件から通常撮影条件に戻す。以下同様にして、これら一連の処理は、内視鏡検査が終了するまで続けられる。
【０１００】
以上のように本発明の第２実施形態のカプセル内視鏡システムでは、ＣＥ１１の相対動き量が小さい場合でも、患者加速度が閾値Ｔａ以上になる場合には、ＣＥ１１の相対動き量が増加することを想定してフレームレートを増やした特殊撮影条件を決定することで、例えば、患者１０の動きにより腸の動きが活発化して、腸内のＣＥ１１の相対動き量が急激に大きくなった場合でも、撮りこぼしの発生を抑えることができる。
【０１０１】
また、特殊撮影条件が決定されてから、所定時間が経過してもＣＥ１１の相対動き量が大きくならない場合には、ＣＥ１１の撮影条件を通常撮影条件に戻すようにしたので、想定に反して相対動き量が大きくならない場合でも、特殊撮影条件に従った撮影が長く継続することが防止される。つまり、フレームレートを増加させる本例の場合には、類似画像の撮影数の増加が抑えられる。
【０１０２】
なお、上記第２実施形態では、ＣＥ１１の相対動き量が大きくなることを想定してフレームレートのみを増加させる場合を例に挙げて説明を行ったが、本発明はこれに限定されるものではなく、視野範囲の拡大、シャッタ速度の高速化、照明光量の増加も併せて行うようにしてもよい。この場合には、上述の撮影条件テーブルを利用することができる。例えば、通常撮影条件よりもＮを１または２だけ増加させて特殊撮影条件とする。また、相対動き量が閾値Ｔｍ未満を例示したが、相対動き量に関わらず特殊撮影条件に従った撮影を行ってもよい。つまり、患者加速度から相対動き量の増加を予測して、予測した相対動き量に応じた撮影条件に決定すればよい。
【０１０３】
次に、本発明の第３実施形態のカプセル内視鏡システムについて説明を行う。上記第１及び第２実施形態では、レコーダ１７においてＣＥ１１の相対動き量の算出と、ＣＥ１１の撮影条件の決定とを行っているが、第３実施形態では、相対動き量の算出と撮影条件の決定とをＣＥにて行う。
【０１０４】
図１１に示すように、第３実施形態のカプセル内視鏡システムを構成するＣＥ９５は、基本的には上記第１実施形態のＣＥ１１と同じ構成であり、上記第１実施形態と機能・構成上同一のものについては、同一符号を付してその説明は省略する。
【０１０５】
ＣＥ９５には、レコーダ１７（第１実施形態）の相対動き量算出回路７０及び撮影条件決定回路８１と同じ機能を有する相対動き量算出回路９６及び撮影条件決定回路９７と、レコーダ１７のデータベース７１に相当するメモリ９８とが設けられている。メモリ９８には、上述の撮影条件テーブル８２が格納されている。なお、ＲＡＭ、ＲＯＭ、電池、電力供給回路等は図示を省略している。また、撮影条件決定回路９７は、ＣＰＵ４５と別体に設けられているが、ＣＰＵ４５内に設けられていてもよい。
【０１０６】
第３実施形態のレコーダは、相対動き量算出回路７０、撮影条件決定回路８１、データベース７１が設けられていない点を除けば、上述の第１実施形態のレコーダ１７と同じ構成であるため、説明及び図示は省略する（図４参照）。
【０１０７】
次に、図１２を用いて本発明の第３実施形態のカプセル内視鏡システムの作用について説明を行う。第３実施形態のレコーダは、患者加速度・患者姿勢検出センサ１９，２０の検出結果を変調回路６４にて変調した後、送受信回路７９を介してアンテナ１６に出力する。これにより、患者加速度・患者姿勢情報がＣＥ９５へ無線送信される。
【０１０８】
ＣＥ９５のアンテナ４１で受信された電波１４ｂは、送受信回路５５を経て復調回路５０にて元の患者加速度・患者姿勢情報に復調された後、ＣＰＵ４５を経て相対動き量算出回路９６に入力される。また、ＣＰＵ４５は、レコーダから入力される患者加速度・患者姿勢情報に同期して、内視鏡加速度・姿勢情報の検出が行われるようにＣＥ加速度・姿勢検出センサ４２，４３を制御する。ＣＥ加速度・姿勢検出センサ４２，４３の検出結果は、相対動き量算出回路９６に入力される。
【０１０９】
相対動き量算出回路９６は、上記第１実施形態（図６参照）で説明したように、患者１０に対するＣＥ９５の相対動き量を検出する。この検出結果は、撮影条件決定回路９７に入力される。撮影条件決定回路９７は、相対動き量算出回路９６から入力されたＣＥ９５の相対動き量に基づき、メモリ９８に格納された撮影条件テーブル８２（図７参照）を参照して、ＣＥ９５の撮影条件を決定する。
【０１１０】
撮影条件決定回路９７により決定された撮影条件は、図示しないＲＡＭ等に一時的に記憶される。以下、上記第１実施形態で説明したように、ＣＥ９５は、撮影条件決定回路９７により決定された撮影条件に従って撮影を行う。なお、ＣＥ９５で撮影した画像データについては、上記第１実施形態で説明したうように、受信装置（レコーダ）へ無線送信され、そのデータストレージ６７に格納される。
【０１１１】
以上のように本発明の第３実施形態のカプセル内視鏡システムは、ＣＥ９５において相対動き量の算出と撮影条件の決定とを行う以外は、上記第１実施形態と基本的に同じであるため、上記第１実施形態で説明した効果と同様の効果が得られる。
【０１１２】
なお、上記各実施形態では、ＣＥ１１，９５の視野範囲の可変を、対物光学系３２のズーム倍率を変倍することで行うようにしているが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、電子ズーム方式により撮像素子３３から得られる撮像信号に信号処理を施して被写体像（内視鏡画像）に変倍処理を施すことで、ＣＥ１１，９５の視野範囲を可変してもよい。
【０１１３】
また、上記各実施形態では、撮影条件決定回路８１，９７が、撮影条件テーブル８２を参照してＣＥ１１，９５の撮影条件を決定しているが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、ＣＥ１１，９５の相対動き量と撮影条件（フレームレート、視野範囲、露出）との関係を示す演算式を各条件別に予め求めておき、これら演算式を用いてＣＥ１１，９５の相対動き量から撮影条件を決定してもよい。
【０１１４】
なお、上記各実施形態では、ＣＥ１１，９５の撮影条件として、フレームレート、視野範囲（ズーム倍率）、露出（シャッタ速度、照明光量）を例に挙げて説明を行ったが、これら以外のＣＥの撮影に係わる各種条件を撮影条件としてもよい。例えば絞りがある場合には、シャッタ速度、照明光量に加えて、絞り値を入れてもよい。また、照明光量も電流ではなく電圧でもよい。
【０１１５】
また、上記各実施形態では、患者加速度・姿勢検出センサ１９，２０をシールドシャツ１５に装着されているアンテナ１６に設けた場合を例に挙げて説明を行ったが、本発明はこれに限定されるものではなく、患者１０（特に胴体）に装着されるもの、例えばレコーダ１７等に両センサ１９，２０を設けてもよい。また、アンテナ１６やレコーダ１７とは別に、両センサ１９，２０を患者１０に直接取り付けてもよい。
【０１１６】
なお、上記各実施形態では、レコーダ１７（第１及び第２実施形態）またはＣＥ９５（第３実施形態）のいずれか一方に、相対動き量算出回路及び撮影条件決定回路（以下、単に両回路という）を設けた場合を例に挙げて説明を行ったが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、ＣＥ及びレコーダにそれぞれ両回路を設けてもよい。この場合には、ＣＥ及びレコーダにそれぞれ設けられている両回路のいずれを使用するかは、例えば選択スイッチ等で選択できるようにすればよい。また、ＣＥに両回路の一方を設け、レコーダに他方を設けるようにしてもよい。
【０１１７】
また、上記各実施形態では、ＣＥ姿勢検出センサ４３の検出結果に基づき、基準座標系Ｃ１におけるＣ１１（ＣＥ９５も同様）の姿勢及び移動方向を判別可能である。このため、ＣＥ１１が特定の姿勢で特定の方向に移動している場合、例えばＣＥ１１の向き及び移動方向が共に下方向であるとき（移動方向と撮影方向とが一致しているとき）に、フレームレートの増加、視野範囲の拡大、シャッタ速度の高速化、照明光量の増加の少なくともいずれか１つを実行してもよい。
【０１１８】
なお、上記各実施形態では、ＣＥ加速度センサ４２とＣＥ姿勢検出センサ４３とが別体である場合を例にあげて説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、ＣＥの加速度及び姿勢の両方を検出可能な各種加速度センサを用いてもよい。また、同様に患者１０の加速度及び姿勢の両方を検出可能な各種加速度センサを用いてもよい。
【０１１９】
また、上記各実施形態において撮影条件決定回路８１，９７は、ＣＥ１１（ＣＥ９５も同様）の相対動き量に基づき、ＣＥ１１の撮影条件を決定しているが、本発明はこれに限定されず、患者１０に対するＣＥ１１の相対速度（単位時間あたりの相対動き量）に基づいて撮影条件を決定してもよい。この場合には、ＣＥ１１の相対加速度を１回積分してＣＥ１１の相対速度を算出する相対速度算出回路を設ければよい。
【０１２０】
なお、上記各実施形態では、ＣＥ１１（ＣＥ９５も同様）の相対動き量が小さくなっても、レコーダ１７は、ＣＥ１１から無線受信した画像データに対して全て同じように画像処理等を施した後、データストレージ６７に記憶させている。ＣＥ１１の相対動き量が小さくなり、ＣＥ１１が体内で滞留した場合には、同じ内視鏡画像（類似画像）が複数撮影されるため、データストレージ６７に記憶される類似画像の数が増加してしまう。この場合には、医師は同じような内視鏡画像の読影を繰り返さなければならず、読影の負担が増えてしまう。また、画像データを記憶するストレージ６７として記憶容量が大きなものを用意しなければならず、コストアップの要因となる。
【０１２１】
そこで、図１３に示すレコーダ１００では、ＣＥ１１の相対動き量に基づいて、ＣＥ１１から無線受信した複数の画像データの中から、ＷＳ１３において医師の読影に供する読影用画像データの選択を行う。レコーダ１００は、基本的には上記第１実施形態のレコーダ１７と同じ構成である。ただし、レコーダ１００には、画像選択回路１０１（画像選択手段）と、画像圧縮回路１０２（データ量削減手段）とが設けられている。なお、電池７６、電力供給回路７７等は図示を省略している。
【０１２２】
画像選択回路１０１には、相対動き量算出回路７０からＣＥ１１の相対動き量の算出結果が逐次入力されるとともに、画像処理回路６６から画像処理済みの画像データが逐次入力される。画像選択回路１０１は、画像処理回路６６から入力される一連の画像データを、Ｋ（Ｋは１以上の自然数）コマおきに抽出し、抽出した画像データを読影用画像データとしてデータストレージ６７へ出力する。
【０１２３】
この際に、画像選択回路１０１は、ＣＥ１１の相対動き量が大きくなるのに従って、Ｋの値を次第に小さくする。従って、ＣＥ１１の相対動き量が小さい場合、つまり、ＣＥ１１が体内で停滞している場合には、読影用画像データの抽出数が減る。逆にＣＥ１１の相対動き量が大きい場合、つまり、ＣＥ１１が体内でスムーズに移動している場合には、読影用画像データの抽出数が増える。なお、読影用画像データの抽出（選択）方法は、これに限定されるものではなく、ＣＥ１１の相対動き量が大きくなるのに従って読影用画像データの選択数が増加するような選択方法であれば、特に限定はされない。例えば、相対動き量がある閾値以下のものは抽出せず、閾値以上のものは全て抽出するようにしてもよい。
【０１２４】
また、画像選択回路１０１にて選択されなかった残りの画像データ、つまり、類似画像であると判定された画像データ（以下、不要画像データという）は、画像圧縮回路１０２へ逐次出力される。画像圧縮回路１０２は、不要画像データに任意の圧縮形式で圧縮処理を施し、圧縮処理した圧縮画像データをデータストレージ６７に逐次出力する。データストレージ６７は、画像圧縮回路１０２からの圧縮画像データを、読影用画像データとは別に記憶する。なお、圧縮に限らず、不要画像データのデータ量を削減できればよく、例えば間引きを行ってもよい。
【０１２５】
以上のように、ＣＥ１１の相対動き量に基づいて、ＣＥ１１から無線受信した複数の画像データの中から、読影に供する読影用画像データを選択するようにしたので、医師が読影する内視鏡画像の量が低減される。これにより、内視鏡画像を読影する医師の負担を低減させることができ、その結果として読影及び診断に要する時間を短縮することができる。また、読影用画像データとして選択されなかった不要画像データについては、圧縮処理を施してからデータストレージ６７に記憶させることで、データストレージ６７として、従来よりも記憶容量の少ないものを用いることができ、その結果としてコストダウンが図れる。
【０１２６】
なお、上記第１実施形態などでは、１回の撮影ごとに制御コマンドの生成・送信を行っているが、本発明はこれに限定されるものではなく、同じ条件で何回か撮影を行うようにしてもよい。また、所定撮影回数或いは所定時間経過ごとに撮影条件の決定を行うようにしてもよい。また、撮影条件決定回路８１で新たに決定された撮影条件が、現在のＣＥ１１の撮影条件＋α以上、或いは−α以下となるときに、ＣＥ１１の撮影条件を変更するようにしてもよい。
【０１２７】
なお、上記各実施形態では、カプセル内視鏡検査を行う被検体が人である場合を例に挙げて説明を行ったが、本発明はこれに限定されるものではなく、人以外の動物等が被検体であってもよい。
【図面の簡単な説明】
【０１２８】
【図１】カプセル内視鏡システム（第１実施形態）の構成を示す概略図である。
【図２】カプセル内視鏡の内部構成を示す断面図である。
【図３】カプセル内視鏡の電気的構成を示すブロック図である。
【図４】レコーダの電気的構成を示すブロック図である。
【図５】ＣＥ加速度センサの座標系と患者加速度センサの座標系とが異なる場合があることを説明するための説明図である。
【図６】患者に対するカプセル内視鏡の相対動き量の算出処理を説明するためのフローチャートである。
【図７】撮影条件テーブルの一例を説明するための説明図である。
【図８】ワークステーションの電気的構成を示すブロック図である。
【図９】カプセル内視鏡システムにおけるカプセル内視鏡の撮影条件の設定処理を説明するためのフローチャートである。
【図１０】第２実施形態のカプセル内視鏡システムにおけるカプセル内視鏡の撮影条件の設定処理を説明するためのフローチャートである。
【図１１】第３実施形態のカプセル内視鏡システムのカプセル内視鏡の電気的構成を示すブロックである。
【図１２】第３実施形態のカプセル内視鏡システムにおけるカプセル内視鏡の撮影条件の設定処理を説明するためのフローチャートである。
【図１３】カプセル内視鏡の相対動き量の算出結果に基づき、カプセル内視鏡から無線受信した画像データ中から、読影に供する画像データを選択する他の実施形態のレコーダの電気的構成を示すブロック図である。
【符号の説明】
【０１２９】
２ カプセル内視鏡システム
１０ 患者
１１ カプセル内視鏡（ＣＥ）
１２ 受信装置
１５ シールドシャツ
１６ アンテナ
１７ レコーダ
１９ 患者加速度センサ
２０ 患者姿勢検出センサ
４２ ＣＥ加速度センサ
４３ ＣＥ姿勢検出センサ
７０ 相対動き量算出回路
８１ 撮影条件決定回路
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被検体内に嚥下され、被検体内の被観察部位を撮影するカプセル内視鏡と、被検体に携帯されるとともに、前記カプセル内視鏡と無線通信により接続されており、前記カプセル内視鏡で得られた内視鏡画像を無線受信して、これを記憶する受信装置とを備えるカプセル内視鏡システムにおいて、
前記カプセル内視鏡に設けられ、前記カプセル内視鏡の加速度を検出する内視鏡加速度検出手段と、
前記受信装置に設けられ、前記受信装置を携帯した被検体の加速度を検出する被検体加速度検出手段と、
前記カプセル内視鏡または前記受信装置の少なくともいずれか一方に設けられ、前記内視鏡加速度検出手段及び前記被検体加速度検出手段の検出結果に基づき、前記被検体に対する前記カプセル内視鏡の相対的な動き量を検出する相対動き量検出手段とを備えることを特徴とするカプセル内視鏡システム。
【請求項２】
前記カプセル内視鏡または前記受信装置の少なくともいずれか一方に設けられ、前記相対動き量検出手段で検出された前記カプセル内視鏡の相対動き量に基づき、前記カプセル内視鏡の撮影条件を決定する撮影条件決定手段と、
前記カプセル内視鏡に設けられ、前記撮影条件決定手段で決定された前記撮影条件に従って前記カプセル内視鏡に前記撮影を行わせる撮影制御手段とを備えることを特徴とする請求項１記載のカプセル内視鏡システム。
【請求項３】
前記撮影条件は、前記撮影を行う際のフレームレート、視野範囲、露出の少なくともいずれか一つを含んでいることを特徴とする請求項２記載のカプセル内視鏡システム。
【請求項４】
前記撮影条件決定手段は、前記相対動き量が大きくなるのに従って前記フレームレートが増加するように、前記撮影条件を決定することを特徴とする請求項３記載のカプセル内視鏡システム。
【請求項５】
前記撮影条件決定手段は、前記相対動き量が大きくなるのに従って前記視野範囲が拡大するように、前記撮影条件を決定することを特徴とする請求項３または４記載のカプセル内視鏡システム。
【請求項６】
前記撮影条件決定手段は、前記相対動き量が大きくなるのに従って前記撮影のシャッタ速度が速くなり、且つ前記被観察部位を照明する照明光の光量が増加するように、前記撮影条件を決定することを特徴とする請求項３ないし５いずれか１項記載のカプセル内視鏡システム。
【請求項７】
前記撮影条件決定手段は、前記相対動き量が比較的小さい場合でも、前記被検体加速度検出手段で検出された被検体加速度が予め定めた所定値以上となる場合には、前記相対動き量が大きくなることを想定して、前記相対動き量が大きい場合に準じた特殊撮影条件に、前記撮影条件を決定することを請求項２ないし６いずれか１項記載のカプセル内視鏡システム。
【請求項８】
前記撮影条件決定手段は、前記特殊撮影条件に決定した後、予め定めた所定時間が経過しても前記相対動き量が大きくならない場合には、そのときの前記相対動き量に基づいた前記撮影条件に決定しなおすことを特徴とする請求項７記載のカプセル内視鏡システム。
【請求項９】
前記受信装置は、前記カプセル内視鏡との間で無線通信を行うためのアンテナと、前記アンテナを介して無線受信した前記内視鏡画像を記憶する記憶装置とから構成され、
前記被検体加速度検出手段は、前記アンテナに設けられているとともに、前記相対動き量検出手段及び前記撮影条件決定手段は、前記記憶装置に設けられていることを特徴とする請求項２ないし８いずれか１項記載のカプセル内視鏡システム。
【請求項１０】
前記カプセル内視鏡に設けられ、被検体内での前記カプセル内視鏡の姿勢を検出する内視鏡姿勢検出手段と、
前記受信装置に設けられ、前記受信装置を携帯した被検体の姿勢を検出する被検体姿勢検出手段とを備え、
前記相対動き量検出手段は、前記内視鏡姿勢検出手段及び前記被検体姿勢検出手段の検出結果を考慮して、前記相対動き量を検出することを特徴とする請求項１ないし９いずれか１項記載のカプセル内視鏡システム。
【請求項１１】
前記受信装置に設けられ、前記相対動き量に基づき、前記カプセル内視鏡から前記受信装置が無線受信した複数の前記内視鏡画像の中から、読影に供する読影用内視鏡画像を選択する画像選択手段を備えていることを特徴とする請求項１ないし１０いずれか１項記載のカプセル内視鏡システム。
【請求項１２】
前記画像選択手段は、前記相対動き量が大きくなるのに従って、前記読影用内視鏡画像の選択数を増やすことを特徴とする請求項１１記載のカプセル内視鏡システム。
【請求項１３】
前記受信装置に設けられ、前記カプセル内視鏡から前記受信装置が無線受信した複数の前記内視鏡画像のうち、前記画像選択手段が選択しなかった前記内視鏡画像に対してデータ量削減処理を施すデータ量削減手段を備えることを特徴とする請求項１１または１２記載のカプセル内視鏡システム。
【請求項１】
被検体内に嚥下され、被検体内の被観察部位を撮影するカプセル内視鏡と、被検体に携帯されるとともに、前記カプセル内視鏡と無線通信により接続されており、前記カプセル内視鏡で得られた内視鏡画像を無線受信して、これを記憶する受信装置とを備えるカプセル内視鏡システムにおいて、
前記カプセル内視鏡に設けられ、前記カプセル内視鏡の加速度を検出する内視鏡加速度検出手段と、
前記受信装置に設けられ、前記受信装置を携帯した被検体の加速度を検出する被検体加速度検出手段と、
前記カプセル内視鏡または前記受信装置の少なくともいずれか一方に設けられ、前記内視鏡加速度検出手段及び前記被検体加速度検出手段の検出結果に基づき、前記被検体に対する前記カプセル内視鏡の相対的な動き量を検出する相対動き量検出手段とを備えることを特徴とするカプセル内視鏡システム。
【請求項２】
前記カプセル内視鏡または前記受信装置の少なくともいずれか一方に設けられ、前記相対動き量検出手段で検出された前記カプセル内視鏡の相対動き量に基づき、前記カプセル内視鏡の撮影条件を決定する撮影条件決定手段と、
前記カプセル内視鏡に設けられ、前記撮影条件決定手段で決定された前記撮影条件に従って前記カプセル内視鏡に前記撮影を行わせる撮影制御手段とを備えることを特徴とする請求項１記載のカプセル内視鏡システム。
【請求項３】
前記撮影条件は、前記撮影を行う際のフレームレート、視野範囲、露出の少なくともいずれか一つを含んでいることを特徴とする請求項２記載のカプセル内視鏡システム。
【請求項４】
前記撮影条件決定手段は、前記相対動き量が大きくなるのに従って前記フレームレートが増加するように、前記撮影条件を決定することを特徴とする請求項３記載のカプセル内視鏡システム。
【請求項５】
前記撮影条件決定手段は、前記相対動き量が大きくなるのに従って前記視野範囲が拡大するように、前記撮影条件を決定することを特徴とする請求項３または４記載のカプセル内視鏡システム。
【請求項６】
前記撮影条件決定手段は、前記相対動き量が大きくなるのに従って前記撮影のシャッタ速度が速くなり、且つ前記被観察部位を照明する照明光の光量が増加するように、前記撮影条件を決定することを特徴とする請求項３ないし５いずれか１項記載のカプセル内視鏡システム。
【請求項７】
前記撮影条件決定手段は、前記相対動き量が比較的小さい場合でも、前記被検体加速度検出手段で検出された被検体加速度が予め定めた所定値以上となる場合には、前記相対動き量が大きくなることを想定して、前記相対動き量が大きい場合に準じた特殊撮影条件に、前記撮影条件を決定することを請求項２ないし６いずれか１項記載のカプセル内視鏡システム。
【請求項８】
前記撮影条件決定手段は、前記特殊撮影条件に決定した後、予め定めた所定時間が経過しても前記相対動き量が大きくならない場合には、そのときの前記相対動き量に基づいた前記撮影条件に決定しなおすことを特徴とする請求項７記載のカプセル内視鏡システム。
【請求項９】
前記受信装置は、前記カプセル内視鏡との間で無線通信を行うためのアンテナと、前記アンテナを介して無線受信した前記内視鏡画像を記憶する記憶装置とから構成され、
前記被検体加速度検出手段は、前記アンテナに設けられているとともに、前記相対動き量検出手段及び前記撮影条件決定手段は、前記記憶装置に設けられていることを特徴とする請求項２ないし８いずれか１項記載のカプセル内視鏡システム。
【請求項１０】
前記カプセル内視鏡に設けられ、被検体内での前記カプセル内視鏡の姿勢を検出する内視鏡姿勢検出手段と、
前記受信装置に設けられ、前記受信装置を携帯した被検体の姿勢を検出する被検体姿勢検出手段とを備え、
前記相対動き量検出手段は、前記内視鏡姿勢検出手段及び前記被検体姿勢検出手段の検出結果を考慮して、前記相対動き量を検出することを特徴とする請求項１ないし９いずれか１項記載のカプセル内視鏡システム。
【請求項１１】
前記受信装置に設けられ、前記相対動き量に基づき、前記カプセル内視鏡から前記受信装置が無線受信した複数の前記内視鏡画像の中から、読影に供する読影用内視鏡画像を選択する画像選択手段を備えていることを特徴とする請求項１ないし１０いずれか１項記載のカプセル内視鏡システム。
【請求項１２】
前記画像選択手段は、前記相対動き量が大きくなるのに従って、前記読影用内視鏡画像の選択数を増やすことを特徴とする請求項１１記載のカプセル内視鏡システム。
【請求項１３】
前記受信装置に設けられ、前記カプセル内視鏡から前記受信装置が無線受信した複数の前記内視鏡画像のうち、前記画像選択手段が選択しなかった前記内視鏡画像に対してデータ量削減処理を施すデータ量削減手段を備えることを特徴とする請求項１１または１２記載のカプセル内視鏡システム。
【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２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【公開番号】特開２００９−１９５２７１（Ｐ２００９−１９５２７１Ａ）
【公開日】平成２１年９月３日（２００９．９．３）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−３７０５６（Ｐ２００８−３７０５６）
【出願日】平成２０年２月１９日（２００８．２．１９）
【出願人】（３０６０３７３１１）富士フイルム株式会社 (25,513)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年９月３日（２００９．９．３）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年２月１９日（２００８．２．１９）
【出願人】（３０６０３７３１１）富士フイルム株式会社 (25,513)
【Ｆターム（参考）】
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