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技術 信号処理装置及び医療用観察システム

出願人 ソニー・オリンパスメディカルソリューションズ株式会社
発明者 藤田式曜
出願日 2016年2月22日 (4年11ヶ月経過) 出願番号 2017-515404
公開日 2018年2月22日 (2年11ヶ月経過) 公開番号 WO2016-174901
状態 拒絶査定
技術分野 内視鏡 閉回路テレビジョンシステム
主要キーワード 中継モジュール メモリソケット SATAコネクタ コネクタ形状 インテグラル クラウドサーバ 内部モジュール 色強調
関連する未来課題
重要な関連分野

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図面 (7)

課題・解決手段

信号処理装置6は、被検体検査して当該検査結果に応じた信号を出力する内視鏡2に接続される。この信号処理装置6は、内視鏡2から出力された信号を処理する複数の内部モジュール61〜64を備える。複数の内部モジュール61〜64は、通信用プロトコルコネクタ形状との少なくとも通信用プロトコルまたは両方が通信用インターフェース規格に応じたインターフェースを用いて接続されている。

概要

背景

従来、医療分野において、撮像素子を用いて生体内等の被検体撮像し、当該被検体を観察する医療用観察システムが知られている(例えば、特許文献1参照)。
特許文献1に記載の医療用観察システム(硬性鏡システム)は、生体内を撮像する内視鏡硬性鏡撮像装置)と、内視鏡からの撮像信号を処理する信号処理装置プロセッサ)と、信号処理装置にて処理された映像信号に基づく撮像画像を表示する表示装置モニタ)とを備える。
ここで、信号処理装置は、互いに情報を送受信可能に所定のインターフェースを用いて接続された複数の内部モジュール(CPU(Central Processing Unit)、画像入力コントローラ画像処理部、ビデオ出力部等)を備える。

概要

信号処理装置6は、被検体を検査して当該検査結果に応じた信号を出力する内視鏡2に接続される。この信号処理装置6は、内視鏡2から出力された信号を処理する複数の内部モジュール61〜64を備える。複数の内部モジュール61〜64は、通信用プロトコルコネクタ形状との少なくとも通信用プロトコルまたは両方が通信用インターフェース規格に応じたインターフェースを用いて接続されている。

目的

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、新たな機種を開発する際に、開発期間の短縮化が図れるとともに、低コストで開発することができる信号処理装置及び医療用観察システムを提供する

効果

実績

技術文献被引用数
0件
牽制数
0件

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請求項1

検体検査して当該検査結果に応じた信号を出力する医療用観察装置に接続される信号処理装置であって、前記医療用観察装置から出力された信号を処理する複数の内部モジュールを備え、前記複数の内部モジュールは、通信用プロトコルコネクタ形状との少なくとも前記通信用プロトコルまたは両方が通信用インターフェース規格に応じたインターフェースを用いて接続されていることを特徴とする信号処理装置。

請求項2

前記複数の内部モジュールのうちいずれかの内部モジュールは、メインボードにCPUが実装された制御モジュールであることを特徴とする請求項1に記載の信号処理装置。

請求項3

前記複数の内部モジュールのうちいずれかの内部モジュールは、画像処理を実行する画像処理モジュールであることを特徴とする請求項1または2に記載の信号処理装置。

請求項4

前記複数の内部モジュールのうちいずれかの内部モジュールは、前記画像処理モジュールに前記画像処理を実行させるためのプログラムが格納された記憶モジュールであることを特徴とする請求項3に記載の信号処理装置。

請求項5

前記複数の内部モジュールのうちいずれかの内部モジュールは、前記医療用観察装置から出力された信号を前記通信用インターフェース規格に応じた信号に変換して他の内部モジュールに出力する中継モジュールであることを特徴とする請求項1〜4のいずれか一つに記載の信号処理装置。

請求項6

前記複数の内部モジュールのうちいずれかの内部モジュールは、画像処理を実行する画像処理モジュールであり、前記中継モジュールは、前記画像処理モジュールに不具合が発生した場合に、前記画像処理モジュールの代わりに画像処理を実行することを特徴とする請求項5に記載の信号処理装置。

請求項7

前記画像処理モジュールは、ソフトウェア処理により前記画像処理を実行し、前記中継モジュールは、ハードウェア構成により前記画像処理を実行することを特徴とする請求項6に記載の信号処理装置。

請求項8

前記複数の内部モジュールのうちいずれかの内部モジュールは、画像処理を実行する画像処理モジュールであり、前記複数の内部モジュールは、前記中継モジュールを含む第1グループと、前記画像処理モジュールを含む第2グループとに区分けされ、当該信号処理装置は、前記第1グループの前記内部モジュールを収納する第1外装筐体と、前記第1外装筐体とは別体で構成され、前記第2グループの前記内部モジュールを収納する第2外装筐体とを備えることを特徴とする請求項5〜7のいずれか一つに記載の信号処理装置。

請求項9

被検体を検査して当該検査結果に応じた信号を出力する医療用観察装置と、請求項1〜8のいずれか一つに記載の信号処理装置とを備えることを特徴とする医療用観察システム

請求項10

前記医療用観察装置は、前記被検体を撮像し、前記検査結果に応じた信号として当該撮像による撮像信号を出力する撮像部を備えることを特徴とする請求項9に記載の医療用観察システム。

技術分野

0001

本発明は、内視鏡等の医療用観察装置から出力された信号を処理する信号処理装置、及び、当該信号処理装置を備えた医療用観察システムに関する。

背景技術

0002

従来、医療分野において、撮像素子を用いて生体内等の被検体撮像し、当該被検体を観察する医療用観察システムが知られている(例えば、特許文献1参照)。
特許文献1に記載の医療用観察システム(硬性鏡システム)は、生体内を撮像する内視鏡(硬性鏡撮像装置)と、内視鏡からの撮像信号を処理する信号処理装置(プロセッサ)と、信号処理装置にて処理された映像信号に基づく撮像画像を表示する表示装置モニタ)とを備える。
ここで、信号処理装置は、互いに情報を送受信可能に所定のインターフェースを用いて接続された複数の内部モジュール(CPU(Central Processing Unit)、画像入力コントローラ画像処理部、ビデオ出力部等)を備える。

先行技術

0003

特開2013−39223号公報

発明が解決しようとする課題

0004

ところで、医療用観察システムでは、複数の内部モジュールを接続するインターフェースとして、通信用インターフェース規格標準通信規格)ではなく、各社独自で製造した専用のインターフェースを用いることが多い。
しかしながら、このように専用のインターフェースを用いた場合には、例えば、内視鏡(撮像素子)の高画素化等に対応させて、内部モジュールを変更する必要が生じた場合には、改めて専用のインターフェースを開発する必要がある。このため、新たな機種を開発する際に、開発期間が長期化するとともに、莫大開発コストが必要となる、という問題がある。

0005

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、新たな機種を開発する際に、開発期間の短縮化が図れるとともに、低コストで開発することができる信号処理装置及び医療用観察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

0006

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明に係る信号処理装置は、被検体を検査して当該検査結果に応じた信号を出力する医療用観察装置に接続される信号処理装置であって、前記医療用観察装置から出力された信号を処理する複数の内部モジュールを備え、前記複数の内部モジュールは、通信用プロトコルコネクタ形状との少なくとも前記通信用プロトコルまたは両方が通信用インターフェース規格に応じたインターフェースを用いて接続されていることを特徴とする。

0007

本発明に係る信号処理装置は、上記発明において、前記複数の内部モジュールのうちいずれかの内部モジュールは、メインボードにCPUが実装された制御モジュールであることを特徴とする。

0008

本発明に係る信号処理装置は、上記発明において、前記複数の内部モジュールのうちいずれかの内部モジュールは、画像処理を実行する画像処理モジュールであることを特徴とする。

0009

本発明に係る信号処理装置は、上記発明において、前記複数の内部モジュールのうちいずれかの内部モジュールは、前記画像処理モジュールに前記画像処理を実行させるためのプログラムが格納された記憶モジュールであることを特徴とする。

0010

本発明に係る信号処理装置は、上記発明において、前記複数の内部モジュールのうちいずれかの内部モジュールは、前記医療用観察装置から出力された信号を前記通信用インターフェース規格に応じた信号に変換して他の内部モジュールに出力する中継モジュールであることを特徴とする。

0011

本発明に係る信号処理装置は、上記発明において、前記複数の内部モジュールのうちいずれかの内部モジュールは、画像処理を実行する画像処理モジュールであり、前記中継モジュールは、前記画像処理モジュールに不具合が発生した場合に、前記画像処理モジュールの代わりに画像処理を実行することを特徴とする。

0012

本発明に係る信号処理装置は、上記発明において、前記画像処理モジュールは、ソフトウェア処理により前記画像処理を行い、前記中継モジュールは、ハードウェア構成により前記画像処理を実行することを特徴とする。

0013

本発明に係る信号処理装置は、上記発明において、前記複数の内部モジュールのうちいずれかの内部モジュールは、画像処理を実行する画像処理モジュールであり、前記複数の内部モジュールは、前記中継モジュールを含む第1グループと、前記画像処理モジュールを含む第2グループとに区分けされ、当該信号処理装置は、前記第1グループの前記内部モジュールを収納する第1外装筐体と、前記第1外装筐体とは別体で構成され、前記第2グループの前記内部モジュールを収納する第2外装筐体とを備えることを特徴とする。

0014

本発明に係る医療用観察システムは、被検体を検査して当該検査結果に応じた信号を出力する医療用観察装置と、上述した信号処理装置とを備えることを特徴とする。

0015

本発明に係る医療用観察システムは、上記発明において、前記医療用観察装置は、前記被検体を撮像し、前記検査結果に応じた信号として当該撮像による撮像信号を出力する撮像素子を備えることを特徴とする。

発明の効果

0016

本発明に係る信号処理装置では、複数の内部モジュールは、通信用プロトコルとコネクタ形状との少なくとも通信用プロトコルまたは両方が通信用インターフェース規格(例えばPC/AT互換機の規格)に準拠したインターフェースを用いて接続されている。言い換えれば、本発明に係る信号処理装置は、汎用のPCアーキテクチャを利用して組み立てられている。
このため、例えば、医療用観察装置における仕様の変更に対応させて、複数の内部モジュールの少なくともいずれかを変更する必要が生じた場合であっても、従来のように専用のインターフェースを開発する必要がなく、通信用インターフェース規格(例えばPC/AT互換機の規格)に準拠した例えば汎用のPCパーツを用いて、医療用観察装置における仕様の変更に対応させることができる。したがって、例えば新たな機種の信号処理装置を開発する際に、開発期間の短縮化が図れるとともに、低コストで信号処理装置を開発することができる、という効果を奏する。

0017

本発明に係る医療用観察システムは、上述した信号処理装置を備えているため、上述した信号処理装置と同様の効果を奏する。

図面の簡単な説明

0018

図1は、本発明の実施の形態1に係る医療用観察システムの概略構成を示す図である。
図2は、図1に示した信号処理装置の構成を示すブロック図である。
図3は、本発明の実施の形態2に係る信号処理装置の構成を示すブロック図である。
図4は、本発明の実施の形態3に係る信号処理装置の概略構成を示す図である。
図5は、図4に示した信号処理装置の構成を示すブロック図である。
図6は、本発明の実施の形態4に係る信号処理装置の概略構成を示す図である。

実施例

0019

以下に、図面を参照して、本発明を実施するための形態(以下、実施の形態)について説明する。なお、以下に説明する実施の形態によって本発明が限定されるものではない。さらに、図面の記載において、同一の部分には同一の符号を付している。

0020

(実施の形態1)
〔医療用観察システムの概略構成〕
図1は、本発明の実施の形態1に係る医療用観察システム1の概略構成を示す図である。
医療用観察システム1は、医療分野において用いられ、生体内等の被検体を観察するシステムである。この医療用観察システム1は、図1に示すように、内視鏡2と、第1伝送ケーブル3と、表示装置4と、第2伝送ケーブル5と、信号処理装置6と、第3伝送ケーブル7とを備える。

0021

内視鏡2は、本発明に係る医療用観察装置としての機能を有し、生体内を検査して当該検査結果に応じた信号を出力する。この内視鏡2は、図1に示すように、挿入部21と、光源装置22と、ライトガイド23と、カメラヘッド24とを備える。
挿入部21は、硬質細長形状を有し、生体内に挿入される。この挿入部21内には、1または複数のレンズを用いて構成され、被写体像集光する光学系が設けられている。

0022

光源装置22は、ライトガイド23の一端が接続され、信号処理装置6による制御の下、当該ライトガイド23の一端に生体内を照明するための光を供給する。
ライトガイド23は、一端が光源装置22に着脱自在に接続されるとともに、他端が挿入部21に着脱自在に接続される。そして、ライトガイド23は、光源装置22から供給された光を一端から他端に伝達し、挿入部21に供給する。挿入部21に供給された光は、当該挿入部21の先端から出射され、生体内に照射される。生体内に照射された光(被写体像)は、挿入部21内の光学系により集光される。

0023

カメラヘッド24は、挿入部21の基端に着脱自在に接続される。そして、カメラヘッド24は、本発明に係る撮像部としての機能を有し、信号処理装置6による制御の下、挿入部21にて集光された被写体像を撮像し、当該撮像による撮像信号(本発明に係る検査結果に応じた信号に相当)を出力する。
本実施の形態1では、カメラヘッド24は、当該撮像信号を生成する撮像素子(図示略)を1つのみ有する。また、カメラヘッド24は、当該撮像信号を光信号光電変換し、当該撮像信号を光信号で出力する。

0024

第1伝送ケーブル3は、一端が信号処理装置6に着脱自在に接続され、他端がカメラヘッド24に着脱自在に接続される。具体的に、第1伝送ケーブル3は、最外層である外被の内側に複数の電気配線(図示略)及び光ファイバ(図示略)が配設されたケーブルである。
当該複数の電気配線は、信号処理装置6から出力される制御信号同期信号クロック、及び電力等をカメラヘッド24にそれぞれ伝送するための電気配線である。
当該光ファイバは、カメラヘッド24から出力される撮像信号(光信号)を信号処理装置6に伝送するための光ファイバである。
ここで、カメラヘッド24から撮像信号が電気信号で出力される場合には、当該光ファイバを電気配線に変更しても構わない。また、信号処理装置6から制御信号、同期信号、クロック等の少なくともいずれかの信号が光信号で出力される場合には、当該信号の伝送に用いられる電気配線を光ファイバに変更しても構わない。

0025

表示装置4(例えばSD、HD、4K以上のモニター)は、信号処理装置6による制御の下、画像を表示する。
第2伝送ケーブル5(例えばHD-SDIまたは3G-SDI、HDMI登録商標)、DisplayPort(登録商標)等)は、一端が表示装置4に着脱自在に接続され、他端が信号処理装置6に着脱自在に接続される。そして、第2伝送ケーブル5は、信号処理装置6にて処理された映像信号を表示装置4に伝送する。
信号処理装置6は、CPU等を含んで構成され、光源装置22、カメラヘッド24、及び表示装置4の動作を統括的に制御する。
第3伝送ケーブル7は、一端が光源装置22に着脱自在に接続され、他端が信号処理装置6に着脱自在に接続される。そして、第3伝送ケーブル7は、信号処理装置6からの制御信号を光源装置22に伝送する。

0026

〔信号処理装置の構成〕
次に、信号処理装置6の構成について説明する。
以下では、信号処理装置6として、カメラヘッド24から第1伝送ケーブル3を介して入力した撮像信号の処理機能を主に説明する。
図2は、信号処理装置6の構成を示すブロック図である。
なお、図2では、カメラヘッド24及び第1伝送ケーブル3同士を着脱可能とするコネクタ、第1伝送ケーブル3及び信号処理装置6同士を着脱可能とするコネクタ、表示装置4及び第2伝送ケーブル5同士を着脱可能とするコネクタ、並びに、第2伝送ケーブル5及び信号処理装置6同士を着脱可能とするコネクタの図示を省略している。また、図2では、第1伝送ケーブル3を構成する複数の電気配線及び光ファイバを1本のケーブルとして図示している。

0027

信号処理装置6は、汎用のPCアーキテクチャを利用して組み立てられたものである。
具体的に、信号処理装置6は、図2に示すように、本発明に係る複数の内部モジュールとしての機能を有するインターフェースモジュール61、制御モジュール62、画像処理モジュール63、及び記憶モジュール64が汎用のインターフェースIFを用いて接続された構成を有する。
そして、信号処理装置6(各内部モジュール61〜64)は、単体の外装筐体60(図1)内部に配設されている。そして、信号処理装置6は、組み立てられ、試験等がなされた後、当該外装筐体60内部を開放不可能な状態に設定される。
なお、各内部モジュール61〜64の各々は、少なくともいずれかが一体ではなく複数の別体で構成してもよく、また、各内部モジュール61〜64の例えばいずれか2つまたは3つを一体的に構成しても構わない。

0028

インターフェースIFは、通信用プロトコルとコネクタ形状との少なくとも通信用プロトコルまたは両方が通信用インターフェース規格(例えばPC/AT互換機の規格)に準拠したインターフェースである。
本実施の形態1では、インターフェースIFとして、PCIe(PCI EXPRESS(登録商標))等を採用している。また、本実施の形態1では、各内部モジュール62〜64は、PCIe規格に準拠した所謂PCパーツでそれぞれ構成されている。すなわち、インターフェースモジュール61は、インターフェースIF以外の接続部を有する。しかしながら、インターフェースモジュール61も他の内部モジュール62〜64と同様に、所謂PCパーツで構成しても構わない。

0029

制御モジュール62は、光源装置22の動作、カメラヘッド24の動作、表示装置4の動作、及び信号処理装置6全体の動作を制御する。
本実施の形態1では、制御モジュール62は、CPU等が実装されたPC/AT互換機の規格に準拠したマザーボード(メインボード)で構成されている。そして、当該マザーボードには、インターフェースモジュール61、画像処理モジュール63、及び記憶モジュール64とそれぞれ接続するための拡張スロット(本実施の形態1では、PCIeスロット)が設けられている。
ここで、各内部モジュール61〜64間のインターフェースIFの少なくともいずれかは、コネクタ形状が通信用インターフェース規格に準拠したコネクタ形状ではなく、例えば独自のコネクタ形状でもよく、さらには、コネクタを有さず電気配線等で直接接続し、通信用インターフェース規格の通信プロトコルに準じたインターフェースIFで構成してもよい。

0030

インターフェースモジュール61は、本発明に係る中継モジュールとしての機能を有し、制御モジュール62に設けられた拡張スロット(本実施の形態1では、PCIeスロット)に装着される。
具体的に、インターフェースモジュール61は、第1伝送ケーブル3を介してカメラヘッド24から入力した撮像信号(光信号)を電気信号に光電変換するとともに、当該光電変換した撮像信号を通信用インターフェース規格(本実施の形態1では、PCIe規格)に応じたデジタル信号に変換する。そして、インターフェースモジュール61は、当該変換したデジタル信号を一旦、VRAM等のメモリ(図示略)に記憶した後、インターフェースIFを介して制御モジュール62に出力する。
また、インターフェースモジュール61は、インターフェースIFを介して画像処理モジュール63にて生成された第1の映像信号を制御モジュール62から入力し、第2伝送ケーブル5を介して当該第1の映像信号を表示装置4に出力する。表示装置4は、当該第1の映像信号を入力すると、当該第1の映像信号に基づく画像(以下、定常画像と記載)を表示する。

0031

さらに、インターフェースモジュール61は、例えば画像処理モジュール63に不具合が発生した場合に、画像処理モジュール63の代わりに、上記VRAM等のメモリ(図示略)に記憶したデジタル信号に対して各種画像処理(画像処理モジュール63による画像処理よりも簡易な(処理負荷の低い)画像処理)を施して第2の映像信号を生成する。そして、インターフェースモジュール61は、第2伝送ケーブル5を介して当該第2の映像信号を表示装置4に出力する。表示装置4は、当該第2の映像信号を入力すると、当該第2の映像信号に基づく画像(以下、簡易画像と記載)を表示する。
ここで、インターフェースモジュール61による上記画像処理としては、ソフトウェア処理ではなく、ハードウェア構成により処理を行うことが好ましい。すなわち、インターフェースモジュール61における当該画像処理を行う機能としては、プログラマブルロジックデバイス等のハードウェア構成で実現することが好ましい。
なお、当該画像処理を行う機能としては、画像処理モジュール63に不具合が発生した場合に画像処理モジュール63の代わりに実行されればよく、上述したように、インターフェースモジュール61にて実行する構成に限られず、インターフェースモジュール61とは別に設けた構成にて実行するように構成しても構わない。

0032

また、上記画像処理モジュール63における不具合の発生は、例えば、以下に示すように、第1の映像信号に付されたフレームIDに基づいて検出することができる。
すなわち、カメラヘッド24は、各フレームに対して時系列順連番となるようにフレームID(以下、第1のフレームIDと記載)を付した撮像信号(光信号)を、第1伝送ケーブル3を介して信号処理装置6に出力する。また、制御モジュール62は、画像処理モジュール63にて生成された第1の映像信号に対して、フレーム毎にカメラヘッド24にて付された第1のフレームIDをコピーし、フレーム毎に改めてフレームID(以下、第2のフレームIDと記載)を付す。
そして、インターフェースモジュール61は、例えば入力した撮像信号に含まれる第1のフレームID及び第1の映像信号に含まれる第2のフレームIDを確認し、フレーム毎に第1のフレームIDと第2のフレームIDが一致しているか否か、及び/または、フレーム間で第1のフレームID(第2のフレームIDも同様)が連番になっているか否かを判定する。フレーム毎に第1のフレームIDと第2のフレームIDが一致しており、及び/または、フレーム間で第1のフレームID(第2のフレームIDも同様)が連番になっている場合には、インターフェースモジュール61は、画像処理モジュール63に不具合が発生していない(画像処理モジュール63が正常である)と判定する。一方、フレーム毎に第1のフレームIDと第2のフレームIDが一致していない、及び/または、フレーム間で第1のフレームID(第2のフレームIDも同様)が連番になっていない場合には、インターフェースモジュール61は、画像処理モジュール63に不具合が発生した(画像処理モジュール63に異常が生じた)と判定する。
ここで、信号処理装置6は、画像処理モジュール63に不具合が発生したことを使用者報知する報知手段(図示略)を有する。当該報知手段は、信号処理装置6の表示部(図示略)や表示装置4への表示、あるいは、音を出力することにより、使用者への不具合の発生を報知する。
なお、インターフェースモジュール61は、例えば、少なくとも一部の機能を分離した複数の構成としてもよく、第2の映像信号を生成する機能を、その他の機能を実行する構成と別体に構成してもよい。また、インターフェースモジュール61は、例えば、カメラヘッド24の撮像素子(図示略)から入力した撮像信号を通信用インターフェース規格の通信用プロトコルに応じたデジタル信号に変換する機能を、その他の機能を実行する構成と別体に構成してもよく、さらには、当該機能を信号処理装置6外のカメラヘッド24や第1伝送ケーブル3に配設してもよい。

0033

画像処理モジュール63は、例えば、GPGPU(General-Purpose computing on Graphics Processing Unit)等で構成され、制御モジュール62に設けられた拡張スロット(本実施の形態1では、PCIeスロット)に装着される。
具体的に、画像処理モジュール63は、インターフェースモジュール61から出力され、インターフェースIF及び制御モジュール62を介して入力したデジタル信号(撮像信号)に対して現像処理ノイズ低減色補正色強調、及び輪郭強調等の各種画像処理を施して第1の映像信号を生成する。そして、画像処理モジュール63は、インターフェースIFを介して当該第1の映像信号を制御モジュール62に出力する。ここで、画像処理モジュール63による上記画像処理は、ソフトウェア処理により行うことが好ましい。

0034

記憶モジュール64は、例えば、SSD(Solid State Drive)、HDD(Hard Disk Drive)、またはDIMM(Dual Inline Memory Module)等で構成され、制御モジュール62に設けられた拡張スロット(本実施の形態1では、IDE/SATAコネクタ及びメモリソケット)に装着される。
具体的に、記憶モジュール64には、画像処理モジュール63に上述した各種画像処理を実行させるためのプログラム及びOS(例えばWindows(登録商標)、Linux(登録商標)、Android(登録商標)、iOS(登録商標)、RTOS等)が格納されている。

0035

以上説明した本実施の形態1に係る信号処理装置6では、各内部モジュール61〜64は、通信用プロトコルとコネクタ形状との少なくとも通信用プロトコルまたは両方が通信用インターフェース規格(例えばPC/AT互換機の規格)に準拠したインターフェースIF(本実施の形態1では、PCIe等)を用いて接続されている。言い換えれば、信号処理装置6は、汎用のPCアーキテクチャを利用して組み立てられている。
このため、例えば、内視鏡2における仕様の変更(カメラヘッド24の高画素化等)に対応させて、内部モジュール61〜64の少なくともいずれかを変更する必要が生じた場合であっても、従来のように専用のインターフェースを開発する必要がなく、通信用インターフェース規格(例えばPC/AT互換機の規格)に準拠した例えば汎用のPCパーツ(マザーボードにCPUが実装された制御モジュール62、GPGPU等の画像処理モジュール63、SSD等の記憶モジュール64等)を用いて、内視鏡2における仕様の変更に対応させることができる。したがって、本実施の形態1によれば、例えば新たな機種の信号処理装置6を開発する際に、開発期間の短縮化が図れるとともに、低コストで信号処理装置6を開発することができる、という効果を奏する。
なお、画像処理を行うGPGPU等の汎用のPCパーツにおける処理速度の技術の進化は速く、また記憶を行うSSD等の汎用のPCパーツにおける記憶容量の大型化の技術の進化も速い。よって、例えば新たな機種の信号処理装置6を開発する際には、画像処理モジュール63及び/または記憶モジュール64に、処理の高速化、容量の大型化した最新の汎用PCパーツを用いることが好ましい。この場合、例えば、画像処理モジュール63と制御モジュール62との間及び/または記憶モジュール64と制御モジュール62との間は、通信用プロトコルとコネクタ形状との両方が通信用インターフェース規格に準拠したインターフェースIFを用いて接続されることが好ましい。

0036

ここで、インターフェースモジュール61は、汎用のPCパーツである制御モジュール62、画像処理モジュール63、及び記憶モジュール64とは異なり、内視鏡2(カメラヘッド24)の特定の機種に対して対応する専用のモジュールである。
しかしながら、インターフェースモジュール61についても、インターフェースIFを通信用インターフェース規格(例えばPC/AT互換機の規格)に準拠させている。このため、例えば、新たな内視鏡2(カメラヘッド24)のために、このような専用のモジュールを新たに開発する場合であっても、インターフェースIFを通信用インターフェース規格(例えばPC/AT互換機の規格)と決めておけば、既存の信号処理装置6の内部モジュール62〜64を流用することが可能となり、新たな機種の信号処理装置6の開発期間の長期化及び開発コストの増加を回避することができる。

0037

また、本実施の形態1に係る信号処理装置6は、画像処理モジュール63に各種画像処理を実行させるためのプログラム及びOS(例えばWindows(登録商標)、Linux(登録商標)、Android(登録商標)、iOS(登録商標)、RTOS等)が格納された記憶モジュール64を備える。
このため、記憶モジュール64に格納されたプログラムを適宜、変更すれば、ハードウェア構成を変更せずに、新たな機種を製造することができる。

0038

また、本実施の形態1に係る信号処理装置6は、画像処理モジュール63に不具合が発生した場合には、当該画像処理モジュール63の代わりに、インターフェースモジュール61が画像処理を行うように構成されている。
このため、画像処理モジュール63に不具合が生じた場合であっても、インターフェースモジュール61から主体的に第2の映像信号が出力されるため、第1の映像信号に基づく定常画像に対して画像の質は劣化するものの、第2の映像信号に基づく簡易画像を表示することができる。したがって、画像処理モジュール63に不具合が生じた場合であっても、カメラヘッド24からの撮像信号に基づく撮像画像が途中で消えてしまう画消失を防止することができる。
特に、インターフェースモジュール61における画像処理を行う機能をプログラマブルロジックデバイス等のハードウェア構成で実現すれば、当該ハードウェア構成は、ソフトウェア処理を実行する画像処理モジュール63に対して、不具合が発生する可能性が低くなる。したがって、このように構成すれば、画消失を防止することができる、という効果を好適に実現することができる。

0039

(実施の形態2)
次に、本発明の実施の形態2について説明する。
以下の説明では、上述した実施の形態1と同様の構成には同一符号を付し、その詳細な説明は省略または簡略化する。
上述した実施の形態1に係る医療用観察システム1では、カメラヘッド24には、撮像素子が1つのみ設けられていた。
これに対して本実施の形態2に係る医療用観察システムは、例えば、手術用顕微鏡で構成され、生体内や生体表面等の被検体を3次元画像として拡大表示可能とする。このため、本実施の形態2に係る医療用観察システムでは、カメラヘッドは、例えば互いに視差を有する2つの撮像信号を生成する2つの撮像素子を備える。
以下、本実施の形態2に係る医療用観察システムに用いられる信号処理装置の構成について説明する。

0040

〔信号処理装置の構成〕
図3は、本発明の実施の形態2に係る信号処理装置6Aの構成を示すブロック図である。
なお、図3では、図2と同様に、カメラヘッド24A及び第1伝送ケーブル3同士を着脱可能とするコネクタ、第1伝送ケーブル3及び信号処理装置6A同士を着脱可能とするコネクタ、表示装置4A及び第2伝送ケーブル5同士を着脱可能とするコネクタ、並びに、第2伝送ケーブル5及び信号処理装置6A同士を着脱可能とするコネクタの図示を省略している。
本実施の形態2に係る医療用観察システム1Aに用いられる信号処理装置6Aは、図3に示すように、上述した実施の形態1で説明した信号処理装置6(図2)と比較して、制御モジュール62に設けられた拡張スロット(PCIeスロット等)に装着される内部モジュールとして、第2インターフェースモジュール61A、第2画像処理モジュール63A、及び第3インターフェースモジュール65が追加されている。
以下では、上述した実施の形態1で説明したインターフェースモジュール61及び画像処理モジュール63を、第2インターフェースモジュール61A及び第2画像処理モジュール63Aと区別するために、それぞれ第1インターフェースモジュール61及び第1画像処理モジュール63と記載する。

0041

第2インターフェースモジュール61Aは、本実施の形態2に係るカメラヘッド24A(図3)に2つの撮像素子を設けた(上述した実施の形態1で説明したカメラヘッド24に対して1つの撮像素子を追加した)ことに伴って、追加されたものであり、第1インターフェースモジュール61と同様の機能を有する。
すなわち、第1インターフェースモジュール61は、当該2つの撮像素子のうち一方の撮像素子にて生成された撮像信号に対して処理を実行する。一方、第2インターフェースモジュール61Aは、他方の撮像素子にて生成された撮像信号に対して処理を実行する。
なお、本実施の形態2では、第1インターフェースモジュール61は、図3に示すように、第1の映像信号や第2の映像信号を表示装置4Aではなく、インターフェースIFを介して第3インターフェースモジュール65に出力する。第2インターフェースモジュール61Aも同様である。

0042

第2画像処理モジュール63Aは、カメラヘッド24Aに2つの撮像素子を設けたことに伴って、追加されたものであり、第1画像処理モジュール63と同様の機能を有する。
すなわち、第1画像処理モジュール63Aは、当該2つの撮像素子のうち一方の撮像素子にて生成され、第1インターフェースモジュール61から、インターフェースIF及び制御モジュール62を介して入力したデジタル信号(撮像信号)に対して処理を実行する。一方、第2画像処理モジュール63Aは、他方の撮像素子にて生成され、第2インターフェースモジュール61Aから、インターフェースIF及び制御モジュール62を介して入力したデジタル信号(撮像信号)に対して処理を実行する。

0043

第3インターフェースモジュール65は、インターフェースIFを介して、第1,第2インターフェースモジュール61,61Aから第1の映像信号をそれぞれ入力した場合には、各第1の映像信号に所定の信号処理を施すことにより、3次元画像表示用の第1の3次元映像信号を生成する。また、第3インターフェースモジュール65は、インターフェースIFを介して、第1,第2インターフェースモジュール61,61Aから第2の映像信号をそれぞれ入力した場合には、各第2の映像信号に所定の信号処理を施すことにより、3次元画像表示用の第2の3次元映像信号を生成する。
そして、第3インターフェースモジュール65は、第2伝送ケーブル5を介して、生成した第1または第2の3次元映像信号を表示装置4Aに出力する。
ここで、第3インターフェースモジュール65は、例えば、第1,第2画像処理モジュール63,63Aの少なくともいずれか一方に不具合が発生した場合に、不具合が発生していない第1,第2画像処理モジュール63,63Aのいずれか他方からの第1の映像信号や、第1,第2インターフェースモジュール61,61Aからの各第2の映像信号の、入力されるいずれか一つの映像信号を用いて、2次元画像表示用の第1または第2の2次元映像信号として表示装置4Aに出力するように構成してもよい。
このように構成すれば、第1,第2画像処理モジュール63,63Aの少なくともいずれか一方に不具合が生じた場合であっても、カメラヘッド24Aからの撮像信号に基づく撮像画像が途中で消えてしまう画消失を防止することができる。
ここで、表示装置4Aは、例えば、インテグラルイメージング方式や多眼方式等の3Dディスプレイで構成されている。そして、表示装置4Aは、第2伝送ケーブル5を介して入力した第1または第2の3次元映像信号に基づく3次元画像を表示する。

0044

また、第3インターフェースモジュール65は、インターフェースIF、第1,第2インターフェースモジュール61,61A、及び第1伝送ケーブル3を介して、カメラヘッド24Aに設けられた2つの撮像素子の同期をとるための同期信号、クロックを供給する。

0045

以上説明した本実施の形態2のように医療用観察システム1Aを構成した場合であっても、上述した実施の形態1と同様の効果を奏する。

0046

(実施の形態3)
次に、本発明の実施の形態3について説明する。
以下の説明では、上述した実施の形態1と同様の構成には同一符号を付し、その詳細な説明は省略または簡略化する。
上述した実施の形態1に係る医療用観察システム1では、信号処理装置6(内部モジュール61〜64)は、単体の外装筐体60内部に配設されていた。
これに対して本実施の形態3に係る医療用観察システムでは、信号処理装置6(内部モジュール61〜64)が2つのグループに区分けされ、当該2つのグループが異なる外装筐体内部にそれぞれ配設されている。
以下、本実施の形態2に係る医療用観察システムに用いられる信号処理装置の構成について説明する。

0047

〔信号処理装置の構成〕
図4は、本発明の実施の形態3に係る信号処理装置6Bの概略構成を示す図である。図5は、図4に示した信号処理装置6Bの構成を示すブロック図である。
具体的に、本実施の形態3に係る医療用観察システム1Bに用いられる信号処理装置6Bは、図4に示すように、第1の処理装置601Bと、第2の処理装置602Bとに分けられ、各処理装置601B,602B同士が第4伝送ケーブル8で接続されている。
第1の処理装置601Bは、図5に示すように、第1外装筐体601B1内部にインターフェースモジュール61が配設された構成を有する。
そして、第1の処理装置601B(インターフェースモジュール61)は、上述した実施の形態1と同様に、第1伝送ケーブル3を介してカメラヘッド24に接続するとともに、第2伝送ケーブル5を介して表示装置4に接続する。

0048

第2の処理装置602Bは、図5に示すように、第2外装筐体602B2内部に制御モジュール62、画像処理モジュール63、及び記憶モジュール64が配設された構成を有する。
第4伝送ケーブル8は、通信用インターフェース規格(例えばPC/AT互換機の規格)に準拠したケーブルであり、一端が第1の処理装置601Bに着脱自在に接続され、他端が第2の処理装置602Bに着脱自在に接続される。そして、第4伝送ケーブル8を介して、上述した実施の形態1と同様に、インターフェースモジュール61と制御モジュール62との間で信号の送受信が行われる。
なお、本実施の形態3では、第1,第2の処理装置601B,602Bを有線(第4伝送ケーブル8)で接続したが、これに限られず、無線で接続しても構わない。
本実施の形態3に係る信号処理装置6Bは、画像処理モジュール63だけでなく、例えば第2の処理装置602B自体や第4伝送ケーブル8に不具合が発生した場合であっても、当該画像処理モジュール63の代わりに、インターフェースモジュール61が画像処理を行い、第2の映像信号を表示装置4に出力するように構成されている。
このような構成では、第2の処理装置602B自体や第4伝送ケーブル8に不具合が生じた場合であっても、インターフェースモジュール61から主体的に第2の映像信号が出力されるため、第1の映像信号に基づく定常画像に対して画像の質は劣化するものの、第2の映像信号に基づく簡易画像を表示することができる。したがって、第2の処理装置602B自体や第4伝送ケーブル8に不具合が生じた場合であっても、カメラヘッド24からの撮像信号に基づく撮像画像が途中で消えてしまう画消失を防止することができる。

0049

以上説明した本実施の形態3によれば、上述した実施の形態1と同様の効果の他、以下の効果を奏する。
本実施の形態3に係る信号処理装置6Bは、第1の処理装置601Bと、第2の処理装置602Bとに分けられ、各処理装置601B,602B同士が第4伝送ケーブル8で接続されている(以下、別体構成と記載)。
このため、例えば、第1の処理装置601Bを手術室内に設置し、第2の処理装置602Bを手術室とは異なる場所に設置することができる。すなわち、各内部モジュール61〜64を単体の外装筐体内に配設(以下、一体構成と記載)した場合には、消費する電力、発生する熱、及び物理的な大きさ等を考慮すると、汎用のPCパーツである各内部モジュール62〜64の選択が制限されてしまう。これに対して、本実施の形態3のように別体構成とすれば、上述したような制限が開放されるため、各内部モジュール62〜64として高性能のPCパーツを選択することができる。

0050

(実施の形態4)
次に、本発明の実施の形態4について説明する。
以下の説明では、上述した実施の形態3と同様の構成には同一符号を付し、その詳細な説明は省略または簡略化する。
図6は、本発明の実施の形態4に係る信号処理装置6Cの概略構成を示す図である。
本実施の形態4に係る医療用観察システム1Cを構成する信号処理装置6Cは、上述した実施の形態3で説明した信号処理装置6B(図5)に対して、第1の処理装置601B(インターフェースモジュール61)と第2の処理装置602B(制御モジュール62)とがインターネット等のネットワークNを介して接続されている点が異なるのみである。

0051

以上説明した本実施の形態4によれば、上述した実施の形態3と同様の効果の他、以下の効果を奏する。
本実施の形態4のように信号処理装置6Cを構成した場合には、第2の処理装置602Bを例えばクラウドサーバ等の専用サーバで構成することが可能となる。このため、第2の処理装置602Bをさらに高性能なPCとすることが可能となる。例えば、各内部モジュール62〜64で行う処理を分散処理で行うことも可能となるし、予め同一の被検体に対してCT、MRI、超音波等の他の検査を行っておけば、内視鏡2にて撮像された撮像画像に対して、当該他の検査で得られた検査画像を並べて、あるいは重畳させて表示装置4に表示させることも可能となる。

0052

(その他の実施の形態)
ここまで、本発明を実施するための形態を説明してきたが、本発明は上述した実施の形態によってのみ限定されるべきものではない。
上述した実施の形態1,3,4では、本発明に係る医療用観察装置として、硬性鏡(挿入部21)を用いた内視鏡2(硬性内視鏡)を採用していたが、これに限られず、例えば挿入部の先端に撮像素子を有する軟性鏡(図示略)を用いた軟性内視鏡を採用しても構わない。また、本発明に係る医療用観察装置としては、硬性内視鏡や軟性内視鏡に限られず、例えば挿入部の先端に超音波検査プローブを有し超音波により被検体の検査を行う超音波内視鏡等を採用しても構わない。

0053

上述した実施の形態1〜4では、インターフェースIFとして、PCIe等を採用していたが、通信用インターフェース規格(例えばPC/AT互換機の規格)に応じたインターフェースであれば、PCIeに限られず、USB、イーサネット(登録商標)、シリアルATA、HDMI(登録商標)、IEEE1394(登録商標)、DisplayPort(登録商標)、RS232C、GPIO(General Purpose Input/Output)等の一般的な規格を採用しても構わない。

0054

上述した実施の形態1〜4では、カメラヘッド24は、撮像信号を光信号で出力するように構成されていたが、これに限られず、撮像信号を電気信号で出力するように構成しても構わない。この場合には、撮像信号(光信号)を電気信号に光電変換する機能をインターフェースモジュール61に具備する必要はない。

0055

1,1A〜1C医療用観察システム
2内視鏡
3 第1伝送ケーブル
4,4A表示装置
5 第2伝送ケーブル
6,6A〜6C信号処理装置
7 第3伝送ケーブル
8 第4伝送ケーブル
21 挿入部
22光源装置
23ライトガイド
24,24Aカメラヘッド
60外装筐体
61インターフェースモジュール(第1インターフェースモジュール)
61A 第2インターフェースモジュール
62制御モジュール
63画像処理モジュール(第1画像処理モジュール)
63A 第2画像処理モジュール
64記憶モジュール
65 第3インターフェースモジュール
601B 第1の処理装置
601B1 第1外装筐体
602B 第2の処理装置
602B2 第2外装筐体
IFインターフェース
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