專(zhuān)利名稱(chēng)：生物體內(nèi)觀(guān)察裝置及膠囊型內(nèi)窺鏡裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及生物體內(nèi)觀(guān)察裝置及膠囊型內(nèi)窺鏡裝置。
背景技術(shù)：
以往，公知有一種具有照明部件的攝像裝置，該照明部件用于照射針對(duì)血液的吸收強(qiáng)度不同的兩個(gè)波長(zhǎng)的光(例如，參照專(zhuān)利文獻(xiàn)1、2。)。
根據(jù)該攝像裝置，通過(guò)照射血紅蛋白的吸收波長(zhǎng)亦即窄頻光，能夠分別獲得采集到血管形狀的圖像和照射除此以外的波長(zhǎng)頻帶的窄頻光而獲得的圖像，不用染色就能夠觀(guān)察粘膜等組織內(nèi)的毛細(xì)血管的集聚等。
專(zhuān)利文獻(xiàn)1:日本特開(kāi)2009 - 66147號(hào)公報(bào)
專(zhuān)利文獻(xiàn)2:日本特開(kāi)2009 - 153621號(hào)公報(bào)
但是，小腸內(nèi)窺鏡、小腸用的膠囊內(nèi)窺鏡大多針對(duì)不明原因出血的患者而使用，在用于發(fā)現(xiàn)小腸部位有無(wú)出血的篩查中使用。因此，期望連細(xì)微的出血也高靈敏度地找到。發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明是鑒于上述情況而完成的，其目的在于提供一種連小腸中的細(xì)微出血也高靈敏度地找到且能夠容易地發(fā)現(xiàn)不明原因出血的患者是否出血的生物體內(nèi)觀(guān)察裝置及膠囊型內(nèi)窺鏡裝置?！?br> 為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明提供以下技術(shù)方案。
本發(fā)明的第I技術(shù)方案涉及一種生物體內(nèi)觀(guān)察裝置，包括:照明部，其產(chǎn)生波長(zhǎng)頻帶不同的兩種照明光；以及攝像部，其分別對(duì)來(lái)自該照明部的兩種照明光的波長(zhǎng)頻帶具有靈敏度；對(duì)于來(lái)自上述照明部的第I波長(zhǎng)頻帶的照明光，血液和背景組織具有比規(guī)定的閾值高的反射率，對(duì)于第2波長(zhǎng)頻帶的照明光，血液具有比上述閾值低的反射率，該生物體內(nèi)觀(guān)察裝置滿(mǎn)足以下條件:
(Rlb/Rla) > (R2b/R2a)
在此，Rla是背景組織針對(duì)第I波長(zhǎng)頻帶的照明光的反射率，Rlb是血液針對(duì)第I波長(zhǎng)頻帶的照明光的反射率，R2a是背景組織針對(duì)第2波長(zhǎng)頻帶的照明光的反射率，R2b是血液針對(duì)第2波長(zhǎng)頻帶的照明光的反射率。
根據(jù)本發(fā)明的第I技術(shù)方案，若向生物體組織照射從照明部發(fā)出的兩種照明光，則第I波長(zhǎng)頻帶的照明光在血液和背景組織中反射，由對(duì)該第I波長(zhǎng)頻帶具有靈敏度的攝像元件進(jìn)行攝像。另一方面，第2波長(zhǎng)頻帶的照明光更多地被血液吸收，其反射光被對(duì)第2波長(zhǎng)頻帶具有靈敏度的攝像元件拍攝。由于兩種照明光的波長(zhǎng)頻帶以滿(mǎn)足上述條件的方式選擇，因此在第2波長(zhǎng)頻帶的反射光圖像較暗的情況下，能夠通過(guò)第I波長(zhǎng)頻帶的反射光圖像的明暗容易地判斷是因?yàn)閺恼彰鞑康缴矬w組織之間的距離較遠(yuǎn)還是因?yàn)槌鲅?，?xì)微的出血也被清晰地找到，能夠容易地發(fā)現(xiàn)出血。
在上述第I技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，也可以是，上述攝像部包括攝像光學(xué)系統(tǒng)與攝像元件，該攝像元件具備分別對(duì)R區(qū)域、G區(qū)域及B區(qū)域具有靈敏度的像素，上述第I波長(zhǎng)頻帶包含于上述攝像元件的G區(qū)域和R區(qū)域這兩者，上述第2波長(zhǎng)頻帶包含于上述攝像元件的B區(qū)域。
通過(guò)如此設(shè)置，作為照明部，能夠采用攝像元件的G區(qū)域和R區(qū)域這兩者所包含的波長(zhǎng)的單色LED以及攝像元件的B區(qū)域所包含的波長(zhǎng)的單色LED這兩種單色LED。通過(guò)采用該發(fā)光效率較好的單色LED，與一般的白色LED相比抑制電力消耗，能夠?qū)崿F(xiàn)壽命增長(zhǎng)、電池的小型化。
另外，在選擇小腸作為所觀(guān)察的生物體組織的情況下，由于與胃、大腸相比生物體的構(gòu)造變化較少，因此觀(guān)察畫(huà)面穩(wěn)定，即便是基于兩種單色LED的照明光也容易進(jìn)行光譜估算處理。而且，能夠從基于兩種單色LED的照明光獲得R區(qū)域、G區(qū)域及B區(qū)域的三種圖像，能夠?qū)Π咨鈭D像進(jìn)行估算處理。
另外，本發(fā)明的第2技術(shù)方案涉及一種膠囊型內(nèi)窺鏡裝置，包括:膠囊狀的殼體；以及上述生物體內(nèi)觀(guān)察裝置，其以密封狀態(tài)配置在該殼體內(nèi)。
根據(jù)本發(fā)明的第2技術(shù)方案，在將上述生物體內(nèi)觀(guān)察裝置以密封狀態(tài)配置于膠囊型的殼體內(nèi)的膠囊型內(nèi)窺鏡裝置中，通過(guò)使用兩種單色LED，與使用發(fā)光效率較差的白色LED的情況相比，能夠在減少能量消耗的同時(shí)獲得白色光圖像。即，能夠抑制電池消耗，能夠延長(zhǎng)不從外部供電的膠囊型內(nèi)窺鏡裝置的攝像時(shí)間，或者能夠?qū)崿F(xiàn)電池的小型化所帶來(lái)的殼體的小型化。
根據(jù)本發(fā)明，發(fā)揮了連小腸中的細(xì)微出血也高靈敏度地找到且能夠容易地發(fā)現(xiàn)不明原因出血的患者是否出血的效果。


圖1是表示本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式的生物體內(nèi)觀(guān)察裝置的框圖。
圖2是表示圖1的生物體內(nèi)觀(guān)察裝置的照明部和攝像部的波長(zhǎng)特性的圖表。
圖3是表示生物體的反射率特性的一例的圖表。
圖4是表示在殼體內(nèi)容納有圖1的生物體內(nèi)觀(guān)察裝置的膠囊型內(nèi)窺鏡裝置的框圖。
具體實(shí)施方式
以下，參照

本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式的生物體內(nèi)觀(guān)察裝置I。
如圖1所示，本實(shí)施方式的生物體內(nèi)觀(guān)察裝置I包括用于向生物體產(chǎn)生照明光的照明部2、對(duì)來(lái)自生物體的反射光進(jìn)行拍攝的攝像部3、存儲(chǔ)由該攝像部3獲得的圖像的存儲(chǔ)部4以及控制上述構(gòu)件的控制部5。攝像部3包括攝像光學(xué)系統(tǒng)與攝像元件。
照明部2產(chǎn)生兩個(gè)不同波長(zhǎng)頻帶的照明光。如圖2所示，第I波長(zhǎng)頻帶具有約600nm的中心波長(zhǎng)，并具有例如40nm左右的頻帶寬度。第2波長(zhǎng)頻帶具有約415nm的中心波長(zhǎng)，并具有例如40nm左右的頻帶寬度。在此，所謂頻帶寬度是指強(qiáng)度相對(duì)于峰值波長(zhǎng)的強(qiáng)度為25%以上的波長(zhǎng)的寬度。攝像部3的光譜靈敏度是攝像元件的光譜靈敏度與攝像光學(xué)系統(tǒng)(如果裝有顏色校正濾光器，則也包含該顏色校正濾光器)的光譜透過(guò)特性的總和，在本實(shí)施方式中，如圖2所不，攝像部3對(duì)約380nm 520nm的B區(qū)域、約460nm 610nm的G區(qū)域、約590nm 740nm的R區(qū)域具有靈敏度。靈敏度寬度是靈敏度相對(duì)于靈敏度峰值(在本實(shí)施方式中約為550nm的靈敏度)為25%以上的波長(zhǎng)的寬度。另外，在圖2中，附圖標(biāo)記Rk是在第I波長(zhǎng)頻帶中形成單獨(dú)存在于R區(qū)域的亮度信息的波長(zhǎng)頻帶，Rg是在第I波長(zhǎng)頻帶中形成單獨(dú)存在于G區(qū)域的亮度信息的波長(zhǎng)頻帶。
圖3中示出了豬的血液、舌背血管及口腔粘膜的反射率特性。在該反射率特性中，針對(duì)上述第I波長(zhǎng)頻帶的照明光，口腔粘膜(背景組織)、舌背血管(背景組織)及血液具有比規(guī)定的閾值高的反射率。另外，針對(duì)第2波長(zhǎng)頻帶的照明光，血液具有比閾值低的反射率。
而且，若將背景組織針對(duì)第I波長(zhǎng)頻帶的照明光的反射率設(shè)為Rla，將血液針對(duì)第I波長(zhǎng)頻帶的照明光的反射率設(shè)為Rlb，將背景組織針對(duì)第2波長(zhǎng)頻帶的照明光的反射率設(shè)為R2a，將血液針對(duì)第2波長(zhǎng)頻帶的照明光的反射率設(shè)為R2b，則以下條件式成立。
(Rlb/Rla) > (R2b/R2a)
控制部5通過(guò)控制照明部2而分時(shí)地使第I波長(zhǎng)頻帶的照明光與第2波長(zhǎng)頻帶的照明光交替射出。
另外，控制部5通過(guò)控制攝像部3而使在第I波長(zhǎng)頻帶的照明光與第2波長(zhǎng)頻帶的照明光分別射出時(shí)獲得的圖像輸出至存儲(chǔ)部4。
以下，說(shuō)明如此構(gòu)成的本實(shí)施方式的生物體內(nèi)觀(guān)察裝置I的作用。
根據(jù)本實(shí)施方式的生物體內(nèi)觀(guān)察裝置1，在控制部5使照明部2工作并以交替切換第I波長(zhǎng)頻帶的照明光與第2波長(zhǎng)頻帶·的照明光的方式朝向生物體照射時(shí)，在生物體中反射并返回的反射光分別被攝像部3拍攝，從而獲得反射光圖像。
對(duì)于第2波長(zhǎng)頻帶的照明光，雖然背景組織的反射率比閾值高，但是血液的反射率比閾值低，因此在照射第2波長(zhǎng)頻帶的照明光時(shí)獲得的圖像中的暗區(qū)域可能存在出血。另一方面，位于遠(yuǎn)離照明部2的位置的生物體在圖像中也成為暗區(qū)域。因而，難以?xún)H利用照射該第2波長(zhǎng)頻帶的照明光時(shí)獲得的圖像來(lái)判斷圖像中的暗區(qū)域的成因是出血還是遠(yuǎn)離照明部2。
另一方面，由于血液和背景組織這兩者針對(duì)第I波長(zhǎng)頻帶的照明光具有比閾值高的反射率，因此，位于靠近照明部2的位置的出血區(qū)域在圖像中沒(méi)有成為暗區(qū)域，能夠獲得在某種程度上較亮的圖像。
S卩，若在照射第I波長(zhǎng)頻帶的照明光時(shí)獲得的圖像中較亮，則能夠判斷為懷疑照射第2波長(zhǎng)頻帶的照明光時(shí)獲得的圖像中較暗的區(qū)域存在出血。
另外，若在照射第I波長(zhǎng)頻帶的照明光時(shí)獲得的圖像和照射第2波長(zhǎng)頻帶的照明光時(shí)獲得的圖像這兩者中存在相同的較暗的區(qū)域，由于照明部2與生物體之間的距離較遠(yuǎn)，因此能夠判斷為照明光沒(méi)有到達(dá)。
根據(jù)本實(shí)施方式的生物體內(nèi)觀(guān)察裝置1，能夠從所獲得的圖像簡(jiǎn)單地選取懷疑存在出血的圖像，能夠大幅縮短用于在獲得圖像后分析龐大數(shù)量的圖像的時(shí)間(讀取放映時(shí)間)。另外，相反地，如果根據(jù)所獲得的圖像實(shí)時(shí)選取懷疑存在出血的圖像，則能夠減少存儲(chǔ)的圖像數(shù)量。
另外，在本實(shí)施方式中，由于選擇由彩色CCD構(gòu)成的攝像元件的G區(qū)域和R區(qū)域這兩者所包含的波長(zhǎng)頻帶作為第I波長(zhǎng)頻帶，因此，對(duì)所獲得的兩張圖像進(jìn)行光譜估算處理而獲得R區(qū)域、G區(qū)域及B區(qū)域的三種圖像，從而能夠通過(guò)圖像估算處理生成白色光圖像。
而且，為了獲得良好的白色圖像，在本實(shí)施方式中具有以下特征。在R區(qū)域的短波側(cè)與G區(qū)域的長(zhǎng)波側(cè)，第I波長(zhǎng)頻帶的頻帶寬度比各個(gè)實(shí)質(zhì)的靈敏度寬度(靈敏度相對(duì)于各個(gè)區(qū)域中的靈敏度峰值為25%以上的波長(zhǎng)的寬度)交錯(cuò)而得到的寬度寬。通過(guò)采用這種結(jié)構(gòu)，能夠獲得單獨(dú)存在于第I波長(zhǎng)頻帶中的短波長(zhǎng)側(cè)、實(shí)質(zhì)上是G區(qū)域的亮度信息，能夠獲得單獨(dú)存在于長(zhǎng)波長(zhǎng)側(cè)、實(shí)質(zhì)上是R區(qū)域的亮度信息。由此，能夠獲得單獨(dú)存在于RGB各個(gè)區(qū)域中的亮度信息，能夠通過(guò)進(jìn)行光譜估算等顏色再現(xiàn)處理而獲得良好的白色圖像。
另外，由于如圖3所示，生物體的紅色區(qū)域的反射率較高，因此對(duì)于照明來(lái)說(shuō)，將重心置于G區(qū)域的做法能夠以更平衡的強(qiáng)度比獲得在R區(qū)域與G區(qū)域中獲得的亮度信息。即，與R區(qū)域的短波側(cè)的實(shí)質(zhì)的靈敏度極限波長(zhǎng)(相對(duì)于靈敏度峰值25%的波長(zhǎng))相比，將第I波長(zhǎng)頻帶的短波側(cè)波長(zhǎng)(相對(duì)于峰值波長(zhǎng)的強(qiáng)度25%的波長(zhǎng))設(shè)為短波側(cè)，由此能夠獲得更好的白色圖像。
特別是在選擇小腸作為所觀(guān)察的生物體組織的情況下，由于與胃、大腸相比生物體的構(gòu)造變化較少，因此觀(guān)察畫(huà)面穩(wěn)定，即使利用兩個(gè)窄波長(zhǎng)頻帶的照明光也能夠充分地估算出白色光圖像。
另外，在本實(shí)施方式的生物體內(nèi)觀(guān)察裝置I中，雖然將用于確認(rèn)存在出血區(qū)域的圖像預(yù)先存儲(chǔ)于存儲(chǔ)部4，但是取代此，也可以設(shè)置從所獲得的圖像判斷有無(wú)出血區(qū)域的判定部(省略圖示)，僅將利用該判定部判斷為懷疑存在出血區(qū)域的圖像預(yù)先存儲(chǔ)于存儲(chǔ)部4。
另外，如圖4所示，也可以構(gòu)成在透明的膠囊狀的殼體6內(nèi)容納有本實(shí)施方式的生物體內(nèi)觀(guān)察裝置I的膠囊型內(nèi)窺鏡裝置10。在圖4中示出代替具有存儲(chǔ)部4而具有朝向體外發(fā)送所獲得的圖像的發(fā)送部7的膠囊型內(nèi)窺鏡裝置。
在膠囊型內(nèi)窺鏡裝置10的情況下，由于利用未圖示的電池進(jìn)行驅(qū)動(dòng)，因此，能夠如本實(shí)施方式的生物體內(nèi)觀(guān)察裝置I那樣，使用兩種單色LED作為照射兩個(gè)窄波長(zhǎng)頻帶的照明光的照明部2，具有能夠減少電池消耗的效果。即，僅利用來(lái)自?xún)煞N單色LED的照明，也能夠通過(guò)圖像估算獲得白色光 圖像。與使用發(fā)光效率較低的白色LED的情況相比，能夠減少電池消耗。
另外，在電池容量足夠的情況下，能夠減少容量，在該情況下，具有能夠?qū)崿F(xiàn)殼體6小型化、裝置整體小型輕量化的優(yōu)點(diǎn)。
另外，也能夠在反饋有無(wú)出血區(qū)域的判斷結(jié)果并對(duì)懷疑出血的區(qū)域再次進(jìn)行拍攝時(shí)，利用所減少的電池消耗增大照明光的強(qiáng)度。
附圖標(biāo)記說(shuō)明
I生物體內(nèi)觀(guān)察裝置；2照明部；3攝像部；6殼體；10膠囊型內(nèi)窺鏡裝置。
權(quán)利要求
1.一種生物體內(nèi)觀(guān)察裝置，包括: 照明部，其產(chǎn)生波長(zhǎng)頻帶不同的兩種照明光；以及 攝像部，其分別對(duì)來(lái)自該照明部的兩種照明光的波長(zhǎng)頻帶具有靈敏度； 對(duì)于來(lái)自上述照明部的第I波長(zhǎng)頻帶的照明光，血液和背景組織具有比規(guī)定的閾值高的反射率，對(duì)于第2波長(zhǎng)頻帶的照明光，血液具有比上述閾值低的反射率，該生物體內(nèi)觀(guān)察裝置滿(mǎn)足以下條件:(Rlb/Rla) >(R2b/R2a) 在此，Rla是背景組織針對(duì)第I波長(zhǎng)頻帶的照明光的反射率，Rlb是血液針對(duì)第I波長(zhǎng)頻帶的照明光的反射率，R2a是背景組織針對(duì)第2波長(zhǎng)頻帶的照明光的反射率，R2b是血液針對(duì)第2波長(zhǎng)頻帶的照明光的反射率。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的生物體內(nèi)觀(guān)察裝置，其中， 上述攝像部包括攝像光學(xué)系統(tǒng)與攝像元件， 該攝像元件具備分別對(duì)R區(qū)域、G區(qū)域及B區(qū)域具有靈敏度的像素， 上述第I波長(zhǎng)頻帶包含于上述攝像元件的G區(qū)域和R區(qū)域這兩者， 上述第2波長(zhǎng)頻帶包含于上述攝像元件的B區(qū)域。
3.一種膠囊型內(nèi)窺鏡裝置，包括: 膠囊狀的殼體；以及 權(quán)利要求2所述的 生物體內(nèi)觀(guān)察裝置，其以密封狀態(tài)配置在該殼體內(nèi)。
全文摘要
連小腸中的細(xì)微的出血也高靈敏度地找到，容易地發(fā)現(xiàn)不明原因出血的患者是否出血。提供一種生物體內(nèi)觀(guān)察裝置(1)，包括照明部(2)，其產(chǎn)生波長(zhǎng)頻帶不同的兩種照明光；以及攝像部(3)，其分別對(duì)來(lái)自該照明部(2)的兩種照明光的波長(zhǎng)頻帶具有靈敏度；對(duì)于來(lái)自照明部(2)的第1波長(zhǎng)頻帶的照明光，血液和背景組織具有比規(guī)定的閾值高的反射率，對(duì)于第2波長(zhǎng)頻帶的照明光，血液具有比閾值低的反射率，該生物體內(nèi)觀(guān)察裝置(1)滿(mǎn)足條件(R1b/R1a)＞(R2b/R2a)。在此，R1a是背景組織針對(duì)第1波長(zhǎng)頻帶的照明光的反射率，R1b是血液針對(duì)第1波長(zhǎng)頻帶的照明光的反射率，R2a是背景組織針對(duì)第2波長(zhǎng)頻帶的照明光的反射率，R2b是血液針對(duì)第2波長(zhǎng)頻帶的照明光的反射率。
文檔編號(hào)A61B1/06GK103220959SQ20118005551
公開(kāi)日2013年7月24日 申請(qǐng)日期2011年12月19日 優(yōu)先權(quán)日2011年1月17日
發(fā)明者越川豐 申請(qǐng)人:奧林巴斯醫(yī)療株式會(huì)社