(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】
(24)【登録日】2024-03-22
(45)【発行日】2024-04-01
(54)【発明の名称】内視鏡システム及び内視鏡画像表示制御方法
(51)【国際特許分類】
A61B 1/00 20060101AFI20240325BHJP
A61B 1/015 20060101ALI20240325BHJP
A61B 1/045 20060101ALI20240325BHJP
【ＦＩ】
A61B1/00 550
A61B1/015 514
A61B1/045 622
【請求項の数】
11
(21)【出願番号】P 2022501483
(86)(22)【出願日】2020-02-19
(86)【国際出願番号】 JP2020006561
(87)【国際公開番号】W WO2021166127
(87)【国際公開日】2021-08-26
【審査請求日】2022-08-09
(73)【特許権者】
【識別番号】522317246
【氏名又は名称】井上 晴洋
(73)【特許権者】
【識別番号】000000376
【氏名又は名称】オリンパス株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】110002907
【氏名又は名称】弁理士法人イトーシン国際特許事務所
(72)【発明者】
【氏名】井上 晴洋
(72)【発明者】
【氏名】上杉 武文
【審査官】▲高▼原 悠佑
(56)【参考文献】
【文献】特開２０１４－００４３２９（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開平１１－３４７０４３（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２００６－０２０７８８（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２００６－０６１２１４（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１５－０５８１２０（ＪＰ，Ａ）
【文献】米国特許出願公開第２００４／０１３８５８６（ＵＳ，Ａ１）
【文献】特開２００５－０９５５６７（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１６－２１４５１６（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開平０５－２４５１００（ＪＰ，Ａ）
【文献】INOUE, H., et al.，Diagnostic performance of the endoscopic pressure study integrated system (EPSIS): a novel diagnostic tool for gastroesophageal reflux disease，Endoscopy，2019年08月，Vol.51, No.8，pp.759-762，<PMID: 31216578>,<DOI: 10.1055/a-0938-2777>,<Epub 2019 Jun 19>
【文献】SUZUKI, T., et al.，Examination of visceral perception and gastric tone by gastric stimulation using air inflation during Endoscopy，The Journal of international medical research，2005年03月01日，Vol.33, No.2，pp.160-169，<DOI: 10.1177/147323000503300203>
【文献】KIRA, F., et al.，Response to air insufflation in patients with non-erosive gastro-oesophageal reflux disease (NERD).，The Journal of international medical research，2011年02月01日，Vol.39, No.1，pp.215-221，<DOI: 10.1177/147323001103900123>
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ａ６１Ｂ １／００－１／３２
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
被検体の管腔内圧力の測定値から前記管腔内圧力の経時変化を表す第１の経時変化のグラフを生成し、前記第１の経時変化のグラフを生成する信号を出力する測定データ処理装置と、前記被検体の管腔内の弁部の開閉状態をリアルタイムで内視鏡にて撮像して得られた撮
像信号から前記管腔内の弁部の開閉状態をリアルタイムで観察するための観察画像を生成し、前記第１の経時変化のグラフと時間的に同期して重畳させるための観察画像信号を出力する内視鏡画像処理装置と、
前記第１の経時変化のグラフと前記観察画像とを時間的に同期して重畳させた第１の重畳画像を生成する表示制御装置と、
前記被検体の前記管腔内から放出されるガス放出音を測定する音圧測定部と、
を備え、
前記測定データ処理装置は、前記音圧測定部の測定値から前記ガス放出音の経時変化を表す第２の経時変化のグラフを生成し、
前記表示制御装置は、前記第１の経時変化のグラフと前記第２の経時変化のグラフと前記観察画像とを時間的に同期して重畳させた第２の重畳画像を生成することを特徴とする内視鏡システム。
【請求項2】
前記測定データ処理装置は、前記第１の経時変化のグラフにおいて、前記管腔への気体の送気が行なわれている時間帯を明示することを特徴とする請求項１に記載の内視鏡システム。
【請求項3】
前記測定データ処理装置は、前記管腔への前記気体の送気量を算出し、前記表示制御装置は、前記第１の重畳画像に前記送気量を表示させることを特徴とする請求項２に記載の内視鏡システム。
【請求項4】
前記測定データ処理装置は、前記送気量が予め設定された閾値を超えた場合に、前記第１の経時変化のグラフに対して警告を示す表示を付加することを特徴とする請求項３に記載の内視鏡システム。
【請求項5】
所定の気体を送気する送気源に連通し、前記内視鏡に設けられた送気管路を介して前記被検体の前記管腔へ前記気体を供給する送気装置をさらに備え、前記測定データ処理装置は、前記被検体の管腔内圧力を測定する圧力測定部を備えることを特徴とする請求項１に記載の内視鏡システム。
【請求項6】
被検体の管腔内圧力の測定値から前記管腔内圧力の経時変化を表す第１の経時変化のグラフを生成し、前記被検体の管腔内の弁部の開閉状態をリアルタイムで内視鏡にて撮像して得られた撮像信号から前記管腔内の弁部の開閉状態をリアルタイムで観察するための観察画像を生成し、
前記第１の経時変化のグラフと前記観察画像とを時間的に同期して重畳させた第１の重畳画像を生成し、
前記被検体の前記管腔内から放出されるガス放出音を測定し、
前記ガス放出音の経時変化を表す第２の経時変化のグラフを生成し、
前記第１の経時変化のグラフと前記第２の経時変化のグラフと前記観察画像とを時間的に同期して重畳させた第２の重畳画像を生成することを特徴とする内視鏡画像表示制御方法。
【請求項7】
前記管腔への気体の送気量を算出し、前記第１の重畳画像に前記送気量を表示させることを特徴とする請求項６に記載の内視鏡画像表示制御方法。
【請求項8】
前記送気量が予め設定された閾値を超えた場合に、前記第１の経時変化のグラフに対して警告を示す表示を付加することを特徴とする請求項７に記載の内視鏡画像表示制御方法。
【請求項9】
被検体の管腔内圧力の測定値から前記管腔内圧力の経時変化を表す第１の経時変化のグラフを生成し、前記第１の経時変化のグラフを生成する信号を出力する測定データ処理装置と、前記被検体の管腔内の弁部の開閉状態を内視鏡にて撮像して得られた撮像信号から前記管腔内の弁部の開閉状態を観察するための観察画像を生成し、前記第１の経時変化のグラフと時間的に同期して重畳させるための観察画像信号を出力する内視鏡画像処理装置と、
前記被検体の前記管腔内から放出されるガス放出音を測定する音圧測定装置と、
を備え、
前記測定データ処理装置は、前記音圧測定装置の測定値から前記ガス放出音の経時変化を表す第２の経時変化のグラフを生成することを特徴とする内視鏡システム。
【請求項10】
前記第１の経時変化のグラフと前記観察画像とを時間的に同期して重畳させた第１の重畳画像を生成する表示制御装置を、さらに備えることを特徴とする請求項９に記載の内視鏡システム。
【請求項11】
前記表示制御装置は、前記第１の経時変化のグラフと前記第２の経時変化のグラフと前記観察画像とを時間的に同期して重畳させた第２の重畳画像を生成することを特徴とする請求項１０に記載の内視鏡システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は内視鏡システム及び内視鏡画像表示制御方法に関し、特に、逆流性食道炎の診断に用いる内視鏡システム及び内視鏡画像表示制御方法に関する。
【背景技術】
【0002】
従来、胃噴門部の機能が低下し、胃液が食道内に逆流してしまう疾患である、逆流性食道炎（以下、ＧＥＲＤと示す）に対する診断方法として、２４時間食道ｐＨモニタリング、あるいは、２４時間食道インピーダンスｐＨモニタリングという手法が用いられている。しかし、これらの診断方法は、２４時間にわたって鼻から測定用チューブを挿入する必要があり、患者への負担が大きく、また、診断結果を取得するまでに時間を要するという問題があった。
【0003】
これを改善すべく、近年では、患者への負担を軽減するため、内視鏡を用いて胃噴門部の下部食道括約筋（ＬＥＳ）の弛緩状態を観察する方法が適用されつつある。しかしながら、内視鏡を用いた観察だけでは、ＧＥＲＤと他の疾患との区別が困難である。一方、内視鏡による観察と嚥下音の評価を併用して、嚥下機能を評価する内視鏡システムが提案されている（例えば、実用新案登録第３２０９８８５号公報参照）。しかしながら、当該公報に記載された内視鏡システムでは、嚥下機能の評価を行なうことは可能であるが、やはりＧＥＲＤと他の疾患との区別が困難であるという問題点の解決には至っていない。
【0004】
そこで、本発明は、逆流性食道炎の検査における患者への負担を軽減し、迅速に診断結果を得ることが可能な内視鏡システムを提供することを目的とする。
【発明の開示】
【課題を解決するための手段】
【0005】
本発明の一態様の内視鏡システムは、被検体の管腔内圧力の測定値から前記管腔内圧力の経時変化を表す第１の経時変化のグラフを生成し、前記第１の経時変化のグラフを生成する信号を出力する測定データ処理装置と、前記被検体の管腔内の弁部の開閉状態をリアルタイムで内視鏡にて撮像して得られた撮像信号から前記管腔内の弁部の開閉状態をリアルタイムで観察するための観察画像を生成し、前記第１の経時変化のグラフと時間的に同期して重畳させるための観察画像信号を出力する内視鏡画像処理装置と、前記第１の経時変化のグラフと前記観察画像とを時間的に同期して重畳させた第１の重畳画像を生成する表示制御装置と、前記被検体の前記管腔内から放出されるガス放出音を測定する音圧測定部と、を備え、前記測定データ処理装置は、前記音圧測定部の測定値から前記ガス放出音の経時変化を表す第２の経時変化のグラフを生成し、 前記表示制御装置は、前記第１の経時変化のグラフと前記第２の経時変化のグラフと前記観察画像とを時間的に同期して重畳させた第２の重畳画像を生成する。
本発明の一態様の内視鏡画像表示制御方法は、被検体の管腔内圧力の測定値から前記管腔内圧力の経時変化を表す第１の経時変化のグラフを生成し、前記被検体の管腔内の弁部の開閉状態をリアルタイムで内視鏡にて撮像して得られた撮像信号から前記管腔内の弁部の開閉状態をリアルタイムで観察するための観察画像を生成し、前記第１の経時変化のグラフと前記観察画像とを時間的に同期して重畳させた第１の重畳画像を生成し、前記被検体の前記管腔内から放出されるガス放出音を測定し、前記ガス放出音の経時変化を表す第２の経時変化のグラフを生成し、前記第１の経時変化のグラフと前記第２の経時変化のグラフと前記観察画像とを時間的に同期して重畳させた第２の重畳画像を生成する。
本発明の第２の一態様の内視鏡システムは、被検体の管腔内圧力の測定値から前記管腔内圧力の経時変化を表す第１の経時変化のグラフを生成し、前記第１の経時変化のグラフを生成する信号を出力する測定データ処理装置と、前記被検体の管腔内の弁部の開閉状態を内視鏡にて撮像して得られた撮像信号から前記管腔内の弁部の開閉状態を観察するための観察画像を生成し、前記第１の経時変化のグラフと時間的に同期して重畳させるための観察画像信号を出力する内視鏡画像処理装置と、前記被検体の前記管腔内から放出されるガス放出音を測定する音圧測定装置と、を備え、前記測定データ処理装置は、前記音圧測定装置の測定値から前記ガス放出音の経時変化を表す第２の経時変化のグラフを生成する。
本発明の一態様の内視鏡画像表示制御方法は、被検体の管腔内圧力の測定値から前記管腔内圧力の経時変化を表す第１の経時変化のグラフを生成し、前記被検体の管腔内の弁部の開閉状態をリアルタイムで内視鏡にて撮像して得られた撮像信号から前記管腔内の弁部の開閉状態をリアルタイムで観察するための観察画像を生成し、前記第１の経時変化のグラフと前記観察画像とを時間的に同期して重畳させた第１の重畳画像を生成し、前記被検体の前記管腔内から放出されるガス放出音を測定し、前記ガス放出音の経時変化を表す第２の経時変化のグラフを生成し、前記第１の経時変化のグラフと前記第２の経時変化のグラフと前記観察画像とを時間的に同期して重畳させた第２の重畳画像を生成する。
本発明の第２の一態様の内視鏡システムは、被検体の管腔内圧力の測定値から前記管腔内圧力の経時変化を表す第１の経時変化のグラフを生成し、前記第１の経時変化のグラフを生成する信号を出力する測定データ処理装置と、前記被検体の管腔内の弁部の開閉状態を内視鏡にて撮像して得られた撮像信号から前記管腔内の弁部の開閉状態を観察するための観察画像を生成し、前記第１の経時変化のグラフと時間的に同期して重畳させるための観察画像信号を出力する内視鏡画像処理装置と、前記被検体の前記管腔内から放出されるガス放出音を測定する音圧測定装置と、を備え、前記測定データ処理装置は、前記音圧測定装置の測定値から前記ガス放出音の経時変化を表す第２の経時変化のグラフを生成する。
【図面の簡単な説明】
【0006】
【図1】本発明の第１実施形態に係わる内視鏡システムの全体構成の一例を説明する図。
【図2】内視鏡システムの機能構成の一例を示すブロック図。
【図3】検査情報画像の一例を示す図。
【図4】内視鏡画像と検査情報画像の重畳画像の一例を示す図。
【図5】検査情報画像の一例を示す図。
【図6】内視鏡画像と検査情報画像の重畳画像の一例を示す図。
【図7】過送気状態における検査情報画像の一例を示す図。
【図8】記録再生画像の一例を示す図。
【図9】第２実施形態に係わる内視鏡システムの全体構成の一例を説明する図。
【図10】第２実施形態に係わる検査情報画像の一例を示す図。
【図11】第３実施形態に係わる内視鏡システムの全体構成の一例を説明する図。
【図12】第３実施形態に係わる検査情報画像の一例を示す図。
【図13】第４実施形態に係わる内視鏡システムの全体構成の一例を説明する図。
【図14】第４実施形態に係わる内視鏡システムの機能構成の一例を示すブロック図。
【発明を実施するための最良の形態】
【0007】
以下、図面を参照して実施形態を説明する。
【0008】
（第１実施形態）
図１は、本発明の第１実施形態に係わる内視鏡システムの全体構成の一例を説明する図である。図１に示すように、本実施形態の内視鏡システム１は、内視鏡２と、光源装置３と、ビデオプロセッサ４と、送気装置５と、表示装置６と、を有して構成される。また、内視鏡システム１は、圧力センサ７と、圧力測定用プローブ８と、信号変換装置９と、マイク１０と、測定データプロセッサ１１も有する。
図１は、本発明の第１実施形態に係わる内視鏡システムの全体構成の一例を説明する図である。図１に示すように、本実施形態の内視鏡システム１は、内視鏡２と、光源装置３と、ビデオプロセッサ４と、送気装置５と、表示装置６と、を有して構成される。また、内視鏡システム１は、圧力センサ７と、圧力測定用プローブ８と、信号変換装置９と、マイク１０と、測定データプロセッサ１１も有する。
【0009】
内視鏡２は、体腔内に挿入される細長の挿入部を有する。挿入部内には、照明光を伝送する図示しないライトガイドケーブルが挿通されている。ライトガイドケーブルの後端は、ビデオプロセッサ４に着脱自在に接続されており、光源装置３から供給される照明光を伝送し、内視鏡２の先端部に設けられた図示しない照明窓に取り付けられた先端面から、更に照明レンズを経て、体腔内の内部などの被写体を照明する。
【0010】
内視鏡画像処理装置としてのビデオプロセッサ４は、内視鏡画像を表示する表示装置６と電気的に接続され、内視鏡２に搭載されているＣＭＯＳセンサ２４などの撮像手段によって光電変換された撮像信号を処理して、映像信号として表示装置６に出力する。
【0011】
送気装置５は、図示しないガス供給源（例えば、炭酸ガスボンベ）から供給される気体を、内視鏡２に接続されたユニバーサルケーブル１５内に挿通されている送気チューブ５１を介して、体腔内の検査部位に供給する。送気装置５における気体の送気流量は、信号変換装置９を介して測定データプロセッサ１１へ出力される。
【0012】
表示制御装置としての表示装置６は、ビデオプロセッサ４から入力された内視鏡画像や、後述する測定データプロセッサ１１から入力された検査情報画像を表示する表示部６Ａを有する。表示部６Ａには、内視鏡画像と検査情報画像を重畳して表示させることができる。
【0013】
圧力測定部としての圧力センサ７は、圧力測定用プローブ８を介して、体腔内の検査部位の圧力を測定する。圧力センサ７での測定結果は、信号変換装置９を介して測定データプロセッサ１１へ出力される。圧力測定用プローブ８は、フィルタ付きのディスポ―サルプローブであり、検査ごとに新しいものと交換して使用される。なお、圧力測定用プローブ８には、従来から使用されている圧力測定用プローブにディスポーザブルのフィルタを装着したものを用いてもよい。この場合、検査ごとにフィルタのみを交換すればよいので、安価な構成で内視鏡システムを実現することができる。
【0014】
音圧測定部としてのマイク１０は、検査中における被検査者からの発音を集音する。例えば、逆流性食道炎の検査の場合、被検査者の口腔から発せられる音（ゲップ音）をモニタする。マイク１０で集音した音声データは、測定データプロセッサ１１へ出力される。
【0015】
測定データ処理装置としての測定データプロセッサ１１は、送気装置１１から入力される気体の送気流量や送気のオン／オフの切替タイミング、圧力センサ７から入力される検査部位の圧力や、マイク１０から入力される音声データに対して所定の信号処理を行い、検査情報画像を生成する。検査情報画像は、測定結果表示部１１Ａに表示されると共に、表示装置６に出力される。
【0016】
【0017】
内視鏡２の先端部には、照明窓に隣接して、図示しない観察窓が設けられている。観察窓には、対物光学系としてのレンズ２３が取り付けられている。レンズ２３の結像位置には、固体撮像素子として、例えば、ＣＭＯＳセンサ２４が配置されている。ＣＭＯＳセンサ２４は、結像された光学像を光電変換して撮像信号を生成する。撮像信号は、Ａ／Ｄ変換部２５を介してデジタル信号に変換された後、ビデオプロセッサ４へ出力される。内視鏡２に接続されたユニバーサルケーブル１５内に挿通されている送気チューブ５１は、先端部に設けられた送気チャネル２６を挿通されている。従って、送気チューブ５１を介して、内視鏡２の先端部から体腔内へ気体の供給が行われる。また、内視鏡２には処置具チャネル２７も設けられており、圧力測定用プローブ８は処置具チャネル２７内を挿通されている。従って、内視鏡２の先端部から体腔内の圧力が測定可能である。
【0018】
ビデオプロセッサ４は、内視鏡画像などを表示する表示装置６と電気的に接続され、内視鏡２に搭載されているＣＭＯＳセンサ２４などの撮像手段によって光電変換された撮像信号を処理して、映像信号として表示装置６に出力する。ビデオプロセッサ１は、映像信号処理部４１と、制御部としてのＣＰＵ４２とを備える。
【0019】
映像信号処理部４１は、内視鏡２から入力された撮像信号に各種画像処理を施して、表示装置６に表示可能な映像信号を生成し、出力する。映像信号処理部４１は、ＣＰＵ４２と接続されており、ＣＰＵ４２の制御指示に従って各種処理を行う。
【0020】
映像信号処理部４１は、撮像信号入力部１１１と、第一の画質改善処理部１１２と、前処理部１１３と、拡大縮小部１１４と、後処理部１１５と、第二の画質改善処理部１１６と、映像出力部１１７とを備える。内視鏡２から出力された撮像信号は、撮像信号入力部１１１に入力され、上述のユニットをこの順に通過しながら所定の画像処理が施され、映像出力部１１７から表示装置６に出力される。
【0021】
画質改善処理部１１２は、基本出画に影響しない画質改善処理が行われる。画質改善処理部１１２では、例えば、イメージャの傷補正処理や、ノイズリダクション処理、フリーズ処理などが行われる。画質改善処理部１１２は、メモリ１１８と接続されており、メモリ１１８に格納されているパラメータや情報を用いて、各種処理が行われる。
【0022】
例えば、画質改善処理部１１２で傷補正処理が行われる場合、メモリ１１８には欠陥画素情報や、補正係数などの補正情報が格納されている。画質改善処理部１１２では、メモリ１１８から読みだした欠陥画素情報と補正係数とに基づき、撮像信号入力部１１１から入力されたデジタル映像信号に含まれる白キズ画素と、その周囲の画素について、画素値を補正あるいは補間する。
【0023】
ノイズリダクション処理が行われる場合、メモリ１１８に格納されているノイズリダクションのレベルに応じたパラメータを用い、映像信号中のノイズを低減する。具体的には、１フレーム（または１フィールド）前の映像信号と、現在のフレーム（またはフィールド）の映像信号とを用いて、メモリ１１８から読みだした設定パラメータを用いて時間平均処理を施し、画像中のランダムノイズを低減する。
【0024】
フリーズ処理が行われる場合、メモリ１１８に、現在のフレームから複数フレーム分の映像信号を格納する。そして、メモリ１１８に格納されている複数フレームの中から、最も画質の良い１つのフレームの映像信号を選択し、フリーズ画像（静止画）として出力する。
【0025】
なお、メモリ１１８には、駆動電圧を供給するための電源１２０と、所定の駆動周波数を生成し供給するための発信器１１９とが接続されている。
【0026】
前処理部１１３は、画質改善処理部１１２により各種処理が施された映像信号に対し、ホワイトバランス処理、カラーマトリクス処理、ガンマ処理など、基本出画に必要な各種画像処理が行われる。
【0027】
拡大縮小部１１４は、前処理部１１３により各種画像処理が行われた映像信号に対し、ユーザから指示された倍率に応じ、拡大・縮小処理を施す。拡大縮小部１１４は、メモリ１２１と接続されており、メモリ１２１に格納されているパラメータや情報を用いて、拡大縮小処理が行われる。また、メモリ１２１は、拡大縮小処理を行うにあたり、一時的にフレーム映像を格納するために用いることもできる。なお、メモリ１２１には、駆動電圧を供給するための電源１２３と、所定の駆動周波数を生成し供給するための発信器１２２とが接続されている。
【0028】
後処理部１１５は、拡大縮小部１１４により必要に応じて拡大縮小処理が行われた映像信号に対し、色調調整処理など、基本出画に必要な各種画像処理が行われる。
【0029】
画質改善処理部１１６は、基本出画に影響しない画質改善処理が行われる。画質改善処理部１１６では、例えば、構造強調処理などが行われる。なお、画質改善処理部１１６にも、必要に応じてメモリを接続して処理に必要な情報を格納するようにしてもよい。
【0030】
画質改善処理部１１２から画質改善処理部１１６までの各処理部により各種画像処理が施された映像信号は、映像出力部１１７において、表示装置６で表示可能な信号に変換された後、表示装置６に出力される。
【0031】
映像信号処理部４１はＣＰＵ４２と接続されており、映像信号処理部４１の各ユニットの動作は、ＣＰＵ４２によって制御される。なお、映像信号処理部４１の各ユニットにおける具体的な画像処理内容は、上述の一例に限定されるものではなく、例えば、調光処理やなど、必要に応じて他の処理を加えてもよい。また、個々の画像処理の順序も、上述の一例に限定されるものではなく、可能な範囲で順序を入れ替えてもよい。
【0032】
送気装置５は、送気部５２と、流量測定部５３と、制御部５４とを有している。送気部５２は、１次減圧器と、２次減圧器と、流量制御弁とが設けられており、シリコンやフッ素樹脂などで形成された送気管路によって、これらの部位はこの順に接続されている。図示しないガス供給源から供給された気体は、送気管路によって、１次減圧器、２次減圧器、流量制御弁をこの順に通過し、所定の圧力・流量に調整された後、流量測定部５３を介して送気チューブ５１から吐出される。
【0033】
制御部５４は、送気部５２に設けられた流量制御弁を制御し、内視鏡２に供給する気体の流量を所定の値に調整する。流量制御弁は、例えば、電磁駆動弁の一種であり、駆動部に電磁コイルを用いた調節弁で構成される。電磁コイルに電流を流すと磁力が生じ、プランジャを吸引して弁の開閉を行う。電磁コイルに流す電流の大きさによりプランジャの位置を制御することで、弁部の開度を制御し、送気管路内を流れる気体の流量を所定の値に調整する。制御部５４は、流量測定部５３の測定結果を弁部の開度調整にフィードバックする。また、流量測定部５３の測定結果である体腔内への送気流量は、制御部５４を介して信号変換装置９へ出力される。また、送気のオン／オフの切替タイミングに関する情報も、制御部５４から信号変換装置９へ出力される。
【0034】
信号変換装置９は、信号変換部９１を有する。信号変換部９１は、送気装置５から入力される送気流量やオン／オフの切替タイミングに関する情報、圧力センサ７から入力される体腔内圧を、測定データプロセッサ１１でデータ処理可能な信号に変換し、出力する。なお、信号変換装置９は、情報処置装置１１内部に設けてもよい。
【0035】
測定データプロセッサ１１は、音声信号処理部１０１と、信号処理部１０２と、記憶部１０３と、画像生成部１０４と、表示部１１Ａとを有する。音声信号処理部１０１は、マイクから入力される音声データ（音声波形信号）を、音圧データ（数値データ）に変換する。音圧データは、信号処理部１０２へ出力される。信号処理部１０２は、信号変換装置１０１から時系列で入力される測定データ（送気流量、送気のオン／オフの切替タイミング情報、及び、体腔内圧）や、音声信号処理部１０１から時系列で入力される音圧データを分析し、各データの最大値を算出したり、術者などが診断に必要とする各種データを算出したりする。信号処理部１０２に入力されるデータや、信号処理部１０２で生成されるデータは、記憶部１０３に格納されると共に、画像生成部１０４に出力される。
【0036】
画像生成部１０４は、入力される各種データに基づき、表示部１１Ａに表示させる検査情報画像を生成する。図３は、検査情報画像の一例を示す図である。表示部１１Ａに表示させる検査情報画像Ｇ２は、複数のエリアに分割されている。各エリアには、画像生成部１０４に入力された測定データに基づく数値やグラフが表示される。図３に示す一例では、検査情報画像Ｇ２は、画面縦方向に２分割、横方向に２分割、すなわち、４つのエリアに分割されている。
【0037】
画面上部に位置する２つのエリアには、体腔内圧に関する測定データが表示される。すなわち、信号変換装置１０１から時系列で入力される測定データ（送気流量、及び、体腔内圧）が表示される。具体的には、画面左上部に位置するエリアには、体腔内圧の経時変化のグラフ（圧力推移グラフＧ１１）と、送気情報（送気がオンに切り替えられたタイミングからオフに切り替えられたタイミングまでの間である、送気を行なっている時間を示す範囲横棒グラフＧ１５）とが表示される。なお、圧力推移グラフＧ１１の横軸である時間軸と、送気情報を示す範囲横棒グラフＧ１５の時間軸とは、同一の時間軸を用いている。画面右上部に位置するエリアには、体腔内圧に関する数値データＧ１３（例えば、送気開始から現在までの体腔内圧の最大値、体腔内圧の現在値、及び、送気開始から現在までの送気量）が表示される。
【0038】
画面下部に位置する２つのエリアには、マイク１０から入力される音声に関する測定データが表示される。具体的には、画面左下部に位置するエリアには、音声データ（音声波形信号）に基づく音声波形グラフＧ１２が表示される。なお、音声波形グラフＧ１２の横軸である時間軸は、圧力推移グラフＧ１１の横軸である時間軸と同一の時間軸を用いている。また、画面右下部に位置するエリアには、音声信号処理部１０１で変換された音圧に関する数値データＧ１４（例えば、現在までの最大音圧）が表示される。なお、図３に示す各エリアの配置はあくまでも一例であり、ユーザの好みや見易さなどに応じて自由に変更可能である。画像生成部１０４で生成された検査情報画像は、表示部１１Ａに表示させるとともに、表示装置６にも出力される。
【0039】
表示装置６は、信号Ａ入力部６１と、信号Ｂ入力部６２と、映像重畳処理部６３と、表示部６Ａとを有する。信号Ａ入力部６１は、ビデオプロセッサ４から出力される内視鏡映像信号（時系列で入力される内視鏡画像）が入力される。信号Ｂ入力部６２は、測定データプロセッサ１１から出力される検査情報画像が入力される。映像重畳処理部６３は、信号Ａ入力部６１から入力される内視鏡画像と、信号Ｂ入力部から入力される検査情報画像とを、時間的に同期させて重畳させ、重畳画像を生成する。なお、映像重畳処理部６３は、信号Ａ入力部６１から入力される画像と、信号Ｂ入力部６２から入力する画像のいずれか一方を選択して、表示部６Ａに出力ことも可能である。すなわち、映像重畳処理部６３は、内視鏡画像と検査情報画像との重畳画像、内視鏡検査画像、検査情報画像、のいずれかを、表示部６Ａに出力する。映像重畳処理部６３から表示部６Ａに出力する画像は、検査者が指定することができる。
【0040】
図４は、内視鏡画像と検査情報画像の重畳画像の一例を示す図である。図４に示す重畳画像は、表示装置６の表示部６Ａに表示される画像の一例である。図４に示すように、内視鏡画像Ｇ１と検査情報画像Ｇ２とを重畳して表示させる場合、検査情報画像Ｇ２は内視鏡画像Ｇ１よりも小さなサイズの領域に表示させることが好ましい。なぜなら、表示装置６の表示部６Ａは、内視鏡画像Ｇ１において胃噴門部の下部食道括約筋（ＬＥＳ）の弛緩状態を観察するのが主な目的であり、また、検査情報画像Ｇ２は、測定データプロセッサ１１の表示部１１Ａにも表示されるため、表示部６Ａに表示させる検査情報画像Ｇ２は補助的な情報として用いられるからである。
【0041】
なお、表示装置６の表示部４Ａに表示させる検査情報画像Ｇ２は、内視鏡画像Ｇ１と時間的に同期させて表示させているので、内視鏡画像Ｇ１を撮像した時点における各種測定データ（体腔内圧に関する測定データや、被検査者の口腔から発せられる音（ゲップ音）に関する音声データを一目で把握することができる。例えば、内視鏡画像Ｇ１において、胃噴門部の下部食道括約筋（ＬＥＳ）が、収縮状態から弛緩状態に変化したことが観察された場合、体腔内圧の変化や、ゲップ音の有無を併せて観察することにより、逆流性食道炎（以下、ＧＥＲＤと示す）の診断を迅速に行なうことができる。
【0042】
図３に示す検査情報画像Ｇ２と、図４に示す重畳画像は、健常者の検査画像の一例である。健常者を検査した場合、内視鏡画像Ｇ１において、送気開始直後は噴門部の弁は閉じた状態であるが、送気を継続していくと、ある時点で弁が開放し、下部食道括約筋（ＬＥＳ）が収縮状態から弛緩状態に変化する。また、体腔内圧は、送気開始直後から徐々に上昇し、噴門部の弁が開放した時点で一気に低下する。更に、送被検査者の口腔から発せられる音は、送気開始直後から無音状態が継続し、噴門部の弁が開放した時点で大きなガス放出音が発音される。
【0043】
図５は、検査情報画像の一例を示す図であり、図６は、内視鏡画像と検査情報画像の重畳画像の一例を示す図である。図５と図６とは、ＧＥＲＤ罹患者を検査した場合の画像の一例を示している。ＧＥＲＤ罹患者を検査した場合、内視鏡画像Ｇ１において、送気開始直後から噴門部の弁は緩く開いており、送気を継続しても下部食道括約筋（ＬＥＳ）の弛緩状態にほとんど変化はみられない。また、体腔内圧も、送気開始直後からほとんど変化がみられず、急激な上昇や低下はみられない。更に、被検査者の口腔から発せられる音は、送気開始直後から常に低く弱い放出音が発音される。
【0044】
このように、本実施形態の内視鏡システムは、観察部位である胃噴門部に対して送気を行いながら、内視鏡２及びビデオプロセッサ４により検査部位の内視鏡画像を取得し、また、圧力センサ７により検査部位の体腔内圧を取得し、更に、マイク１０によって被検査者の口腔から発せられる音声データを取得することができる。そして、測定データプロセッサ１１において、体腔内圧の経時変化と音声データの経時変化と送気情報とを時間的に同期させた検査情報画像Ｇ２を生成する。更に、内視鏡画像Ｇ１と検査情報画像Ｇ２とを時間的に同期させ、診断に必要な情報を一元的に表示装置６に表示させることで、検査者が迅速に診断結果を得ることが可能となる。また、短時間で検査を行なうことができるので、患者への負担を軽減することができる。
【0045】
なお、本実施形態の内視鏡システムは、上述したＧＥＲＤ診断のための胃噴門部の検査に用いるだけでなく、肛門括約筋や尿道括約筋などの弛緩状態の検査に用いることもできる。
【0046】
また、体腔内への過送気を防止するため、体腔内圧の閾値圧力を予め設定し、検査中に圧力センサ７の測定値が閾値圧力以上になった場合に、検査情報画像Ｇ２において警告状態を示す表示をさせてもよい。図７は、過送気状態における検査情報画像の一例を示す図である。図７においては、圧力推移グラフＧ１１における体腔内圧の測定値が、閾値圧力（圧力推移グラフＧ１１において、点線で示す圧力値）を超えている。このような場合、例えば、体腔内圧に関する数値データＧ１３の、送気開始から現在までの体腔内圧の最大値や、体腔内圧の現在値の表示色を通常の表示色と異なる色に変更したり、表示サイズを大きくしたり、数値を点滅させたり太字にするなど表示形式を変更したりする。このように、検査情報画像Ｇ２について通常とは異なる表示を行なうことにより、検査者に過送気の危険性を認識させ、安全に検査を行なうことができる。
【0047】
なお、警告状態を示す表示は、上述の表示方法に限定されず、例えば、警告メッセージを表示させるなど他の表示方法を用いてもよい。また、体腔内圧に閾値を設けるだけでなく、送気量や送気時間にも閾値を設けてもよい。
【0048】
また、測定データプロセッサ１１の表示部１１Ａには、取得中のデータに基づき生成された検査情報画像Ｇ２だけでなく、記録部１０３に記録されているデータを読み出し、記録再生画像Ｇ３を表示させてもよい。図８は、記録再生画像の一例を示す図である。記録再生画像Ｇ３は、検査情報画像Ｇ２と同様のレイアウト構成を有する。すなわち、画面縦方向に２分割、横方向に２分割の４つのエリアに分割されている。画面左上部に位置するエリアには、圧力推移グラフＧ１１と、送気情報（送気を行なっている時間を示す、範囲横棒グラフＧ１５）とが表示される。画面右上部に位置するエリアには、体腔内圧に関する数値データＧ１３が表示される。画面左下部に位置するエリアには、音声データ（音声波形信号）に基づく音声波形グラフＧ１２が表示される。画面右下部に位置するエリアには、音声信号処理部１０１で変換された音圧に関する数値データＧ１４が表示される。
【0049】
音声波形グラフＧ１２の左側の領域には、再生ボタン１３２と停止ボタン１３３とが設けられている。また、圧力推移グラフＧ１１と音声波形グラフＧ１２には、カーソル１３１Ａ、１３１Ｂが表示されている。すなわち、再生ボタン１３２を押下することにより、時間経過に従って、カーソル１３１Ａ、１３１Ｂがグラフの時間軸上を右側に移動するとともに、カーソル１３１Ａ、１３１Ｂが位置する時間における、体腔内圧に関する数値データと音圧に関する数値データとが、所定のエリアに表示される。また、停止ボタン１３３を押下すると、カーソル１３１Ａ、１３１Ｂの移動が停止する。なお、カーソル１３１Ａ、１３１Ｂは、再生ボタン１３２や停止ボタン１３３によって移動動作や停止動作を行なうだけでなく、ドラッグ動作などによって検査者が所望の時間位置に移動させることができるようにしてもよい。なお、表示部１１Ａに表示させる画像は、検査情報画像Ｇ２と記録再生画像Ｇ３を検査者が選択し、適宜切り替えて表示させることを可能とする。
【0050】
また、表示部１１Ａに記録再生画像Ｇ３を表示させている間は、カーソル１３１Ａ、１３１Ｂが位置する時間に取得した内視鏡画像Ｇ１をビデオプロセッサ４の図示しない記憶部から読み出して、表示装置６の表示部６Ａに表示させるようにしてもよい。このような構成にすることで、検査者は、検査後の測定データと内視鏡画像とを時間的に同期させて観察することができる。診断のためのデータ分析を精緻に行なうことができ、診断の精度を向上させることができる。
【0051】
なお、記録部１０３に記録されている各種測定データや、ビデオプロセッサ４の図示しない記憶部に記録されている内視鏡画像は、表示装置６に表示させるだけでなく、有線通信、無線通信、ＵＳＢなどの記録媒体などにより、外部のデータベースや解析装置に出力することができるように構成してもよい。また、検査情報画像Ｇ２と内視鏡画像Ｇ１との重畳画像や、記録再生画像Ｇ３と内視鏡画像Ｇ１との重畳画像は、画像データとして保存したり外部の機器に出力したりできるように構成してもよい。
【0052】
（第２実施形態）
上述の第１実施形態では、送気装置５から測定データプロセッサ１１に対して、送気情報が送信されていた。これに対し、本実施の形態では、送気装置５から測定データプロセッサ１１に対しての情報入力がなされない点が異なっている。
上述の第１実施形態では、送気装置５から測定データプロセッサ１１に対して、送気情報が送信されていた。これに対し、本実施の形態では、送気装置５から測定データプロセッサ１１に対しての情報入力がなされない点が異なっている。
【0053】
図９は、第２実施形態に係わる内視鏡システムの全体構成の一例を説明する図である。本実施形態の内視鏡システム１Ａの構成要素は、図１に示す第１実施形態の内視鏡システム１と同様である。ただし、送気装置５と信号変換装置９とが接続されていない点が異なっている。圧力測定用プローブ８は、第１実施形態と同様、フィルタ付きのディスポ―サルプローブを使用し、検査ごとに新しいものと交換してもよいし、従来から使用されている圧力測定用プローブにディスポーザブルのフィルタを装着したものを用いてもよい。信号変換部９は、圧力センサ７から入力される体腔内圧を、測定データプロセッサ１１でデータ処理可能な信号に変換し、出力する。その他の構成要素については、同じ符号を付して説明を省略する。
【0054】
図１０は、第２実施形態に係わる検査情報画像の一例を示す図である。図９に示すような内視鏡システムを用いてＧＥＲＤ検査を実施した際に、測定データプロセッサ１１の表示部１１Ａに表示される検査情報画像Ｇ２Ａは、送気を行なっている時間を示す範囲横棒グラフＧ１５の表示がない点と、体腔内圧に関する数値データＧ１３として、送気開始から現在までの体腔内圧の最大値、体腔内圧の現在値が表示されているが、送気開始から現在までの送気量の表示がない点とを除き、図３に示す第1実施形態の検査情報画像Ｇ２と同様である。すなわち、本実施形態の内視鏡システム１Ａは、送気装置５から送気に関する情報（送気流量やオン／オフの切替タイミングに関する情報）が測定データプロセッサ１１に入力されないため、これらに関する画像が生成されず、図１０に示すような検査情報画像Ｇ２Ａが生成され表示される。なお、体腔内圧の経時変化と音声データの経時変化とを時間的に同期させて検査情報画像Ｇ２Ａを生成する点は、第１実施形態と同様である。また、表示装置６の映像重畳処理部６３において、内視鏡画像Ｇ１と検査情報画像Ｇ２Ａとを時間的に同期させて重畳画像を生成し、当該重畳画像を表示部６Ａに表示させる点も、第１実施形態と同様である。
【0055】
このように、本実施形態の内視鏡システム１Ａは、観察部位である胃噴門部に対して送気を行いながら、内視鏡２及びビデオプロセッサ４により検査部位の内視鏡画像を取得し、また、圧力センサ７により検査部位の体腔内圧を取得し、更に、マイク１０によって被検査者の口腔から発せられる音声データを取得することができる。そして、測定データプロセッサ１１において、体腔内圧の経時変化と音声データの経時変化とを時間的に同期させた検査情報画像Ｇ２Ａを生成する。更に、内視鏡画像Ｇ１と検査情報画像Ｇ２Ａとを時間的に同期させて、診断に必要な情報を一元的に表示装置６に表示させることで、検査者が迅速に診断結果を得ることが可能となる。また、短時間で検査を行なうことができるので、患者への負担を軽減することができる。
【0056】
（第３実施形態）
上述の第２実施形態では、マイク１０から被検査者の口腔から発せられる音声データを取得し、測定データプロセッサ１１に対して音声データが送信されていた。これに対し、本実施の形態の内視鏡システム１Ｂは、マイクが設けられていない点が異なっている。
上述の第２実施形態では、マイク１０から被検査者の口腔から発せられる音声データを取得し、測定データプロセッサ１１に対して音声データが送信されていた。これに対し、本実施の形態の内視鏡システム１Ｂは、マイクが設けられていない点が異なっている。
【0057】
図１１は、第３実施形態に係わる内視鏡システムの全体構成の一例を説明する図である。本実施形態の内視鏡システム１Ｂの構成要素は、図９に示す第２実施形態の内視鏡システム１Ａからマイク１０を削除した構成である。圧力測定用プローブ８は、第２実施形態と同様、フィルタ付きのディスポ―サルプローブを使用し、検査ごとに新しいものと交換してもよいし、従来から使用されている圧力測定用プローブにディスポーザブルのフィルタを装着したものを用いてもよい。マイクが設けられていないので、測定データプロセッサ１１には音声信号処理部１０１が設けられていない。測定データプロセッサ１１は、信号変換部９を介して圧力センサ７から入力される体腔内圧を分析し、各データの最大値を算出したり、術者などが診断に必要とする各種データを算出したりする。その他の構成要素については、同じ符号を付して説明を省略する。
【0058】
図１２は、第３実施形態に係わる検査情報画像の一例を示す図である。図１１に示すような内視鏡システム１Ｂを用いてＧＥＲＤ検査を実施した際に、測定データプロセッサ１１の表示部１１Ａに表示される検査情報画像Ｇ２Ｂは、マイク１０から入力される音声に関する測定データ、すなわち、音声データ（音声波形信号）に基づく音声波形グラフＧ１２と、音圧に関する数値データＧ１４とが表示されない点を除き、図３１０示す第２実施形態の検査情報画像Ｇ２Ａと同様である。すなわち、本実施形態の内視鏡システム１Ｂは、マイク１０がないため、被検査者の口腔から発せられる音声データが測定データプロセッサ１１に入力されない。従って、これらに関する画像が生成されず、図１２に示すような検査情報画像Ｇ２Ｂが生成され表示される。
【0059】
なお、表示装置６の映像重畳処理部６３において、内視鏡画像Ｇ１と検査情報画像Ｇ２Ｂとを時間的に同期させて重畳画像を生成し、当該重畳画像を表示部６Ａに表示させる点は、第２実施形態と同様である。
【0060】
このように、本実施形態の内視鏡システム１Ｂは、観察部位である胃噴門部に対して送気を行いながら、内視鏡２及びビデオプロセッサ４により検査部位の内視鏡画像を取得し、また、圧力センサ７により検査部位の体腔内圧を取得することができる。そして、測定データプロセッサ１１において、体腔内圧の経時変化をグラフ化及び数値化して表示する検査情報画像Ｇ２Ｂを生成する。更に、内視鏡画像Ｇ１と検査情報画像Ｇ２Ｂとを時間的に同期させて、診断に用いる情報のなかでも必要性が高い情報を一元的に表示装置６に表示させることで、検査者が迅速に診断結果を得ることが可能となる。また、短時間で検査を行なうことができるので、患者への負担を軽減することができる。
【0061】
なお、送気装置５における送気情報（送気流量や送気のオン／オフのタイミング情報など）を測定データプロセッサ１１に入力し、検査情報画像Ｇ２Ｂに範囲横棒グラフＧ１５を付加してもよい。また、検査情報画像Ｇ２Ｂにおける体腔内圧に関する数値データＧ１３として、送気開始から現在までの体腔内圧の最大値、体腔内圧の現在値、に加え、送気開始から現在までの送気量を表示してもよい。
【0062】
（第４実施形態）
上述の第１実施形態では、圧力センサ７で測定された体腔内圧データは、信号変換装置９を介して測定データプロセッサ１１に送信されていた。これに対し、本実施の形態では、体腔内圧データは送気装置５Ｃを介して測定データプロセッサ１１送信される点と、体腔内圧データと送気情報（送気流量や送気のオン／オフのタイミング情報など）とが信号変換装置９を介さず測定データプロセッサ１１に送信される点が異なっている。
上述の第１実施形態では、圧力センサ７で測定された体腔内圧データは、信号変換装置９を介して測定データプロセッサ１１に送信されていた。これに対し、本実施の形態では、体腔内圧データは送気装置５Ｃを介して測定データプロセッサ１１送信される点と、体腔内圧データと送気情報（送気流量や送気のオン／オフのタイミング情報など）とが信号変換装置９を介さず測定データプロセッサ１１に送信される点が異なっている。
【0063】
図１３は、第４実施形態に係わる内視鏡システムの全体構成の一例を説明する図である。本実施形態の内視鏡システム１Ｃの構成要素は、信号変換装置９が配置されていない点を除き、図１に示す第１実施形態の内視鏡システム１と同様である。構成要素の接続に関しては、送気装置５Ｃと測定データプロセッサ１１とが直接接続されている点が、図１に示す第１実施形態の内視鏡システム１と異なっている。また、圧力センサ７は、送気装置５Ｃに接続されている点も異なっている。圧力測定用プローブ８は、第１実施形態と同様、フィルタ付きのディスポ―サルプローブを使用し、検査ごとに新しいものと交換してもよいし、従来から使用されている圧力測定用プローブにディスポーザブルのフィルタを装着したものを用いてもよい。その他の構成要素については、同じ符号を付して説明を省略する。
【0064】
図１４は、第４実施形態に係わる内視鏡システムの機能構成の一例を示すブロック図である。圧力センサ７での体腔内圧の測定データは、送気装置５Ｃの制御部５４に入力される。送気装置５Ｃの制御部５４は、流量測定部５３の測定データである体腔内への送気流量と、圧力センサ７から入力される体腔内圧の測定データとを、測定データプロセッサ１１へ出力する。また、送気のオン／オフの切替タイミングに関する情報も、制御部５４から測定データプロセッサ１１へ出力される。その他の構成要素は、図２に示す第1実施形態に示す内視鏡システムの構成要素と同様であるので、説明を省略する。なお、測定データプロセッサ１１で生成される検査情報画像は、図３に示す検査情報画像と同様であり、表示装置４で生成される重畳画像は、図４に示す重畳画像と同様である。
【0065】
このように、本実施形態の内視鏡システム１Ｃは、観察部位である胃噴門部に対して送気を行いながら、内視鏡２及びビデオプロセッサ４により検査部位の内視鏡画像を取得し、また、圧力センサ７により検査部位の体腔内圧を取得し、更に、マイク１０によって被検査者の口腔から発せられる音声データを取得することができる。また、圧力センサ７で取得した体腔内圧を、送気装置５を介して測定データプロセッサ１１に出力することで、送気流量や送気のオン／オフの切替タイミングに関する情報と体腔内圧とを一括して出力することができるので、体腔内圧と送気のオン／オフの切替タイミングとを時間的に同期させて出力することができる。従って、入力される各種データを時間的に同期させて検査情報画像Ｇ２を生成する処理が簡便になる。
【0066】
そして、測定データプロセッサ１１において、体腔内圧の経時変化と音声データの経時変化とを時間的に同期させた検査情報画像Ｇ２を生成する。更に、内視鏡画像Ｇ１と検査情報画像Ｇ２とを時間的に同期させて、診断に必要な情報を一元的に表示装置６に表示させることで、検査者が迅速に診断結果を得ることが可能となる。また、短時間で検査を行なうことができるので、患者への負担を軽減することができる。
【0067】
本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として例示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると共に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。
【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14】