JP5192591B2 - カプセル内視鏡、およびカプセル内視鏡の動作制御方法 - Google Patents

Description

本発明は、被検体内の画像を撮影するカプセル内視鏡、およびその動作制御方法に関する。

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医療検査が実用化されつつある。カプセル内視鏡を利用した医療検査では、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する。

カプセル内視鏡の単位時間あたりの撮影回数（フレームレート）は、例えば２ｆｐｓ（フレーム／秒）であり、その撮影時間は約８時間以上にも及ぶため、受信装置に記憶される画像データの量は膨大となる。したがって、画像を読影する際に、撮影された画像全てを読影しようとすると、多大な時間と労力が掛かる。従来、このような読影の負担を軽くするために、種々の提案がなされている（特許文献１、２参照）。

特許文献１、２に記載の発明では、加速度センサや圧力センサを用いて、人体内におけるカプセル内視鏡の移動速度を検出し、移動速度が速い場合にはフレームレートを上げ、遅い場合には下げている。また、前後コマなどの二つの画像データを比較して類似度を判定し、類似度が低い場合はモニタに表示する際の表示レート（単位時間あたり表示画像数）を下げ（画像の表示時間を長くし）、類似度が高い場合は表示レートを上げ（画像の表示時間を短くし）ている。

移動速度が遅い、あるいは比較した二画像の類似度が高いときには、カプセル内視鏡が一箇所に長時間滞留している場合が考えられ、この場合は殆ど変化のない同じような画像が何枚も撮影されることになる。このため、特許文献１、２のように、移動速度が遅い場合にフレームレートを下げたり、比較した二画像の類似度が高い場合に表示レートを上げたりすれば、類似する画像の数、類似する画像を読影する回数（または時間）を減らすことができ、読影の負担を軽くすることができる。

特表２００４−５２１６６２号公報 特開２００６−２２３８９２号公報

特許文献１、２に記載の技術は、確かに読影の負担を軽くすることはできるが、カプセル内視鏡から受信装置に画像データを無線送信する際に掛かる消費電力（カプセル内視鏡の消費電力の大半を占める）の点に着目すると、カプセル内視鏡の移動速度が速く、フレームレートを上げた場合は、無線送信の回数が増えるので、当然ながら消費電力が嵩む。消費電力が嵩むと電池の消耗が早くなり、カプセル内視鏡が人体内にあるうちに電池が尽きてしまい、それ以降の画像が得られないといった問題が生じる。

また、画像データの送信に掛かる処理時間（撮影に掛かる処理時間と比べて大幅に長い）を考えると、撮影後に逐次画像データを送信するため、画像データの送信を終えない間に次の撮影を行うことはできないので、フレームレートを上げるのにも限界がある。このため、現行の性能で設定し得る最高のフレームレートに上げたとしても、病変部など読影を重点的に行いたい部位（以下、関心領域という）を見落とすおそれが大きい。そのうえ、フレームレートを極限まで上げると、益々消費電力が嵩む。さらには、フレームレートを下げたときに丁度関心領域にあたっていた場合は、撮影が省かれてしまうので、同様に関心領域を見落とすおそれがある。

本発明は、上記課題を鑑みてなされたものであり、画像データを無線送信する際に掛かる消費電力、および処理時間を低減することができるカプセル内視鏡、およびカプセル内視鏡の動作制御方法を提供することを目的とする。

また、本発明は、読影の負担を軽くすることができる情報管理装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明は、被検体内に嚥下され、被検体内の被観察部位を内蔵の撮像手段で撮影して得られた画像を、送信手段にて外部に送信するカプセル内視鏡において、前記被検体内における状態を検知する状態検知手段と、前記状態検知手段の検知結果に応じて、前記画像の画素数を変換する画素数変換手段とを備えることを特徴とする。

前記状態検知手段は、前記被検体内における移動速度、移動距離、または画像の類似度のうち、少なくともいずれか一つを検知し、前記画素数変換手段は、前記検知結果と予め設定された閾値とを比較し、この比較結果を元に前記画素数を変換する。

前記画素数変換手段は、前記撮像手段の最高の画素数と、前記最高の画素数よりも低い画素数の少なくとも二段階で前記画素数を変換する。

前記送信手段は、前記画像を無線送信にて外部に送信し、前記撮像手段、および前記送信手段は、前記撮像手段の最高の画素数に前記画素数が変換された場合、間を空けずに前記撮影と前記無線送信に関わる処理を実行し、前記最高の画素数よりも低い画素数に前記画素数が変換された場合、そのときに生まれる前記撮影と前記無線送信に関わる処理の空き時間に動作を休止することが好ましい。

前記送信手段は、前記画像を無線送信にて外部に送信し、前記撮像手段、および前記送信手段は、前記画素数がいずれに変換されたかに関わらず、間を空けずに前記撮影と前記無線送信に関わる処理を実行することが好ましい。

前記送信手段は、前記画像を無線送信にて外部に送信し、前記撮像手段、および前記送信手段は、前記撮像手段の最高の画素数に前記画素数が変換された場合、間を空けずに前記撮影と前記無線送信に関わる処理を実行し、前記最高の画素数よりも低い画素数に前記画素数が変換された場合、そのときに生まれる前記撮影と前記無線送信に関わる処理の空き時間に動作を休止するか、前記空き時間を埋めるように、前記最高の画素数よりも低い画素数の前記撮影、および前記無線送信を実行するかを、前記検知結果と予め設定された閾値との比較結果に応じて決定することが好ましい。

前記空き時間を埋める前記撮影を実行する場合、前記画素数変換手段は、画素間引き処理を実行することで、前記画素数を変換する。

前記状態検知手段は、前記被検体内における移動距離を検知し、前記撮像手段は、前記検知結果に応じて、一定距離間隔で第一の撮影を実行し、前記第一の撮影の合間に第二の撮影を実行し、前記画素数変換手段は、前記第一の撮影では、前記撮像手段の最高の画素数に前記画素数を変換し、前記第二の撮影では、前記最高の画素数よりも低い画素数に前記画素数を変換することが好ましい。

また、前記状態検知手段は、前記画像の類似度を検知し、前記検知結果に応じて、前記撮像手段のフレームレートを変換するフレームレート変換手段を備え、前記撮像手段は、前記フレームレート変換手段で変換されたフレームレートで第三の撮影を実行し、前記フレームレートが最高のフレームレートよりも下げられた場合には、前記第三の撮影の合間に第四の撮影を実行し、前記画素数変換手段は、前記第三の撮影では、前記撮像手段の最高の画素数に前記画素数を変換し、前記第四の撮影では、前記最高の画素数よりも低い画素数に前記画素数を変換することが好ましい。

上記の場合、前記状態検知手段は、前記被検体内における移動速度、または移動距離のうち、少なくとも一つを検知し、前記フレームレート変換手段は、前記検知結果に応じて、前記第四の撮影のフレームレートを変換する。

前記送信手段は、前記画素数の情報を、前記画像に関連付けて送信する。

前記画素数変換手段は、ビニング読み出し処理、画素間引き処理、または平均化処理のうち、少なくともいずれか一つを実行することで、前記画素数を変換する。

前記撮像手段で撮影して得られた全ての画像を記憶する記憶手段を備え、前記送信手段は、体外に排出されて回収後、前記記憶手段に記憶された画像をまとめて外部に送信することが好ましい。

また、本発明は、被検体内に嚥下され、被検体内の被観察部位を内蔵の撮像手段で撮影して得られた画像を、送信手段にて外部に送信するカプセル内視鏡の動作制御方法であって、前記被検体内における状態を状態検知手段で検知するステップと、前記状態検知手段の検知結果に応じて、画素数変換手段で前記画像の画素数を変換するステップとを備えることを特徴とする。

さらに、本発明は、被検体内に嚥下されるカプセル内視鏡で得られた被検体内の被観察部位の画像を取り込んで、これを蓄積・管理するとともに、読影に供する画像を表示する情報管理装置において、前記カプセル内視鏡は、前記被検体内における状態を検知する状態検知手段と、前記状態検知手段の検知結果に応じて、前記画像の画素数を変換する画素数変換手段と、前記画素数の情報を、前記画像に関連付けて送信する送信手段とを有し、前記画素数の情報に応じて、前記画像の表示形態を変化させる表示制御手段を備えることを特徴とする。

前記表示制御手段は、特定の画素数の前記画像を自動的に表示させ、前記特定の画素数と前記画素数が異なる画像は、操作入力手段の操作に応じて表示させることが好ましい。この場合、前記特定の画素数は、前記撮像手段の最高の画素数であることが好ましい。

本発明のカプセル内視鏡、およびカプセル内視鏡の動作制御方法によれば、被検体内におけるカプセル内視鏡の状態に応じて、画像の画素数を変換するので、通常よりも低い画素数とした場合、画像データを送信する際に掛かる消費電力、および処理時間を低減することができる。

消費電力が低減されれば、カプセル内視鏡が人体内にあるうちに電池が尽きてしまい、それ以降の画像が得られないといった問題を回避することができる。あるいは、電池の容量を従来よりも小さくすることができ、カプセル内視鏡の低価格化、小型化に寄与することができる。

また、処理時間が低減されれば、低減された時間を待機時間や撮影に充てることができる。待機時間に充てた場合は、消費電力がさらに低減され、撮影に充てた場合は、関心領域の見落としなどの懸念を払拭することができる。

本発明の情報管理装置によれば、画素数の情報に応じて画像の表示形態を変化させるので、希少価値が高い画像を優先して表示することなどができ、読影の負担を軽くすることができる。

カプセル内視鏡システムの構成を示す概略図である。 カプセル内視鏡の内部構成を示す断面図である。 カプセル内視鏡の電気的構成を示すブロック図である。 ＣＣＤの概略構成を示す平面図である。 ビニング読み出し処理の概略を説明するための図である。 Ｒ画素の加算、再配列の様子を示す説明図である。 Ｂ画素の加算、再配列の様子を示す説明図である。 Ｇ画素の加算、再配列の様子を示す説明図である。 受信装置の電気的構成を示すブロック図である。 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。 読影時の画像の表示例を示す図である。 カプセル内視鏡の動作手順を示すフローチャートである。 通常、中画素数、および低画素数の各撮影における撮像、無線送信処理時間の関係を示す説明図である。 中解像、および低画素数撮影が設定されたときに生まれる空き時間を埋めて撮影を行う第二の実施形態を説明するための図である。 第二の実施形態におけるカプセル内視鏡の動作手順を示すフローチャートである。 一定距離間隔を通常撮影する合間に低画素数撮影を実行する第三の実施形態におけるカプセル内視鏡の動作手順を示すフローチャートである。 第三の実施形態の撮影の例を示す図である。 第三の実施形態の撮影の例を示す図である。 前後コマの類似度を算出する類似度算出回路を設けた第四の実施形態のカプセル内視鏡の電気的構成を示すブロック図である。 第四の実施形態におけるカプセル内視鏡の動作手順を示すフローチャートである。 第四の実施形態の撮影の例を示す図である。 第四の実施形態の撮影の例を示す図である。 カプセル内視鏡の別の実施形態を示すブロック図である。

図１において、カプセル内視鏡システム２は、患者１０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がベルトなどに取り付けて携帯する受信装置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。

ＣＥ１１は、人体内管路を通過する際に管路の内壁面を撮像し、これにより得られた画像データを電波１４にて受信装置１２に無線送信する。受信装置１２は、各種設定画面を表示する液晶表示器（以下、ＬＣＤと略す）１５、および各種設定を行うための操作部１６を備えている。受信装置１２は、ＣＥ１１から電波１４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。

ＣＥ１１と受信装置１２間の電波１４の送受信は、ＣＥ１１内に設けられたアンテナ３９（図２、および図３参照）と、患者１０が身に付けたシールドシャツ１７内に装着された複数のアンテナ１８とを介して行われる。アンテナ１８には、ＣＥ１１からの電波１４の電界強度を測定する電界強度測定センサ１９が内蔵されている。電界強度測定センサ１９は、電界強度の測定結果を位置検出回路８８（図９参照）に出力する。

ＷＳ１３は、プロセッサ２０と、キーボードやマウスなどの操作部２１と、モニタ２２とを備えている。プロセッサ２０は、例えば、ＵＳＢケーブル２３（赤外線通信などの無線通信を用いても可）で受信装置１２と接続され、受信装置１２とデータの遣り取りを行う。プロセッサ２０は、ＣＥ１１による検査中、または検査終了後に、受信装置１２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。また、画像データから表示用画像を生成し、これをモニタ２２に表示させる。

図２において、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と、被観察部位の像光を撮像するＣＣＤ３３とからなる撮像部３４が組み込まれている。ＣＣＤ３３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。

対物光学系３２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た、透明な凸型の光学ドーム３２ａと、光学ドーム３２ａの後端に取り付けられ、後端に向けて先細となったレンズホルダー３２ｂと、レンズホルダー３２ｂに固着されたレンズ３２ｃとから構成される。対物光学系３２は、光軸３５を中心軸として、例えば、前方視野角１４０°〜１８０°の撮影範囲を有し、この撮影範囲における被観察部位の全方位画像を像光として取り込む。

両カバー３０、３１内には、撮像部３４の他に、被観察部位に光を照射する照明光源部３６、送信回路５５や電力供給回路５７（ともに図３参照）が実装された電気回路基板３７、ボタン型の電池３８、および電波１４を送信するためのアンテナ３９などが収容されている。

なお、以下の説明では、後カバー３１側から前カバー３０側に向かう光軸３５に平行な方向をＦ方向、その逆方向をＲ方向と定義する。ＣＥ１１がＦ方向を進行方向として移動しているときには、ＣＣＤ３３は前方の被観察部位を撮像する。逆に、ＣＥ１１がＲ方向を進行方向として移動しているときには、ＣＣＤ３３は後方の被観察部位を撮像する。

図３において、ＣＰＵ５０は、ＣＥ１１の全体の動作を統括的に制御する。ＣＰＵ５０には、ＲＯＭ５１、およびＲＡＭ５２が接続されている。ＲＯＭ５１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。ＣＰＵ５０は、ＲＯＭ５１から必要なプログラムやデータを読み出してＲＡＭ５２に展開し、読み出したプログラムを逐次処理する。

ＣＣＤ３３には、ドライバ５３、および信号処理回路５４が接続されている。ドライバ５３は、所定のフレームレート（例えば、２ｆｐｓ）で撮影が行われるように、ＣＣＤ３３、および信号処理回路５４の動作を制御する。信号処理回路５４は、ＣＣＤ３３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。

アンテナ３９には、送信回路５５が接続されている。送信回路５５には、変調回路５６が接続され、変調回路５６はＣＰＵ５０に接続している。変調回路５６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１４に変調し、変調した電波１４を送信回路５５に出力する。送信回路５５は、変調回路５６からの電波１４を増幅して帯域通過濾波した後、アンテナ３９に出力する。

電力供給回路５７は、電池３８の電力をＣＥ１１の各部に供給する。なお、符号５８は、ＣＰＵ５０の制御の下に、照明光源部３６の駆動を制御するためのドライバである。

加速度センサ５９は、Ｆ、Ｒ方向のＣＥ１１の加速度を測定し、この測定結果を積分回路６０に出力する。加速度センサ５９は、ＣＥ１１がＦ方向を進行方向として移動していて加速、またはＲ方向を進行方向として移動していて減速したときには、測定結果が正となるように設定されている。反対に、ＣＥ１１がＦ方向を進行方向として移動していて減速、またはＲ方向を進行方向として移動していて加速したときには、加速度センサ５９の測定結果は負となる。ＣＥ１１がＦ、Ｒ方向に関して等速運動、または静止、もしくはＦ、Ｒ方向に対して垂直となって移動しているときには、加速度センサ５９の測定結果は０となる。積分回路６０は、加速度センサ５９の測定結果を適当な時間間隔で一回積分して、Ｆ、Ｒ方向のＣＥ１１の移動速度Ｖ_０を求める。積分回路６０は、求めた移動速度Ｖ_０のデータをＣＰＵ５０に出力する。

ＣＰＵ５０は、積分回路６０から逐次出力される移動速度Ｖ_０を、加速度の測定開始時から積算して、その時点でのＣＥ１１の移動速度Ｖを算出する。ＣＥ１１がＦ方向を進行方向として移動しているときには、移動速度Ｖは正となる。ＣＥ１１が静止したとき、もしくはＦ、Ｒ方向に対して垂直となって移動しているときには、移動速度Ｖは０となる。また、ＣＥ１１がＲ方向を進行方向として移動しているときには、移動速度Ｖは負となる。

ＣＰＵ５０は、例えば、五回の撮影毎（一定時間毎（例えば、１秒毎）でも可）に、算出した移動速度Ｖの絶対値｜Ｖ｜と、予め設定された第一、第二の閾値ＴＨ_１、ＴＨ_２（ＴＨ_１＞ＴＨ_２）とを比較する。ＣＰＵ５０は、移動速度の絶対値｜Ｖ｜と各閾値ＴＨ_１、ＴＨ_２との比較結果に応じて、ＣＣＤ３３で得られる画像の画素数をＰ_ｍａｘ、Ｐ_ｍｉｄ、およびＰ_ｌｏｗの三段階で変換するための制御信号をドライバ５３に出力する。ドライバ５３は、ＣＰＵ５０からの各制御信号に基づいて、ＣＣＤ３３を駆動する。

すなわち、ＣＰＵ５０は、移動速度の絶対値｜Ｖ｜が第一の閾値ＴＨ_１以上であった場合（｜Ｖ｜≧ＴＨ_１）、ＣＣＤ３３の最高の画素数Ｐ_ｍａｘで撮影（以下、通常撮影という）を行わせる。また、移動速度の絶対値｜Ｖ｜が第一の閾値ＴＨ_１未満、且つ第二の閾値ＴＨ_２以上であった場合（ＴＨ_２≦｜Ｖ｜＜ＴＨ_１）、ＣＰＵ５０は、画素数Ｐ_ｍａｘよりも低い画素数Ｐ_ｍｉｄで撮影（以下、中画素数撮影という）を行わせる。さらに、移動速度の絶対値｜Ｖ｜が第二の閾値ＴＨ_２未満であった場合（｜Ｖ｜＜ＴＨ_２）、または移動速度の絶対値｜Ｖ｜が０であった（｜Ｖ｜＝０、つまりＣＥ１１が停止）場合、ＣＰＵ５０は、画素数Ｐ_ｍｉｄよりもさらに低い画素数Ｐ_ｌｏｗで撮影（以下、低画素数撮影という）を行わせる。

ＣＰＵ５０は、画素数の情報（以下、画素数情報という）を変調回路５６に出力する。変調回路５６に出力された画素数情報は、画像データとともに電波１４に変調され、送信回路５５で増幅、帯域通過濾波された後、アンテナ３９から無線送信される。

ここで、画素数を変換する方法の説明に移る前に、ＣＣＤ３３の概略構成を述べる。図４において、ＣＣＤ３３は、垂直方向Ｖおよび水平方向Ｈに沿って二次元正方格子状に配列された複数の受光素子７０を有する。受光素子７０は、たとえばｐｎ接合型ダイオード（フォトダイオード）であり、光電変換により入射光を信号電荷に変換して蓄積する。

受光素子７０の対物光学系３２側には、赤色フィルタ、緑色フィルタ、青色フィルタ（それぞれＲ、Ｇ、Ｂで表す）のいずれかが設けられている。受光素子７０は、各色フィルタに対応する色成分の光を受光し、Ｒ、Ｇ、Ｂの各色の画素７１を構成する。各色フィルタは、Ｇの画素７１が市松状に配置され、水平方向Ｈに配置されたＧの画素７１間にＲの画素７１が配置された行と、Ｒの画素７１の代わりにＢの画素７１が配置された行とが垂直方向Ｖに交互に配列されてなる、いわゆるベイヤー配列をとっている。

受光素子７０の各列には、垂直電荷転送路（以下、ＶＣＣＤと略す）７２が設けられている。受光素子７０とＶＣＣＤ７２とは、読み出しゲート７３を介して接続されている。ＶＣＣＤ７２は、読み出しゲート７３を介して受光素子７０から読み出した信号電荷を垂直方向Ｖに転送する。

各ＶＣＣＤ７２の終端には、ラインメモリ（以下、ＬＭと略す）７４が接続され、ＬＭ７４には、水平電荷転送路（以下、ＨＣＣＤと略す）７５が接続されている。ＬＭ７４は、各ＶＣＣＤ７２から一行分の画素７１の信号電荷を順次に受け取り、信号電荷を選択的（例えば、一行分全て、あるいは一列分あけて）にＨＣＣＤ７５に転送する。ＨＣＣＤ７５は、ＬＭ７４から読み出した信号電荷を、水平方向Ｈに転送する。

ＨＣＣＤ７５の終端には、出力アンプ７６が設けられている。出力アンプ７６は、ＦＤ（フローティングディフュージョン）アンプからなり、ＨＣＣＤ７５から信号電荷を順次に受け取り、電荷電圧変換により信号電荷を電圧信号（撮像信号）に変換して出力する。

本実施形態では、画素数を変換するための手法として、ビニング読み出し処理を用いる。ビニング読み出し処理は、ＶＣＣＤ７２、またはＨＣＣＤ７５で信号電荷を転送するときに、二以上の画素７１の信号電荷をＶＣＣＤ７２、またはＨＣＣＤ７５上で加算するものである。二以上の画素７１の信号電荷を加算して一つの画素を表す信号とするので、最終的な画像データのデータ容量を大幅に削減することができ、また、見かけ上のＣＣＤ３３の感度も向上する。

図５〜図８を用いて、ビニング読み出し処理を概念的に説明する。まず、図５において、４×４の１６個の画素７１（Ｒ、Ｂ４個ずつ、Ｇ８個）について着目する。この場合、図６に示すように、第一列目のＲ画素Ｒ_１、Ｒ_２と、第三列目のＲ画素Ｒ_３、Ｒ_４とをＶＣＣＤ７２上でそれぞれ加算し、Ｒ_１Ｒ_２、Ｒ_３Ｒ_４とする。そして、これらをＨＣＣＤ７５上で加算し、Ｒ_１Ｒ_２Ｒ_３Ｒ_４とする。

同様に、図７に示すように、第二列目のＢ画素Ｂ_１、Ｂ_２と、第四列目のＢ画素Ｂ_３、Ｂ_４とをＶＣＣＤ７２上でそれぞれ加算し、Ｂ_１Ｂ_２、Ｂ_３Ｂ_４とし、これらをＨＣＣＤ７５上で加算し、Ｂ_１Ｂ_２Ｂ_３Ｂ_４とする。また、図８に示すように、第一列目のＧ画素Ｇ_１、Ｇ_２、第二列目のＧ画素Ｇ_３、Ｇ_４、および第三列目のＧ画素Ｇ_５、Ｇ_６、第四列目のＧ画素Ｇ_７、Ｇ_８もＶＣＣＤ７２、ＨＣＣＤ７５上で加算し、Ｇ_１Ｇ_２Ｇ_３Ｇ_４、およびＧ_５Ｇ_６Ｇ_７Ｇ_８とする。

次いで、図６〜図８の右側に示すように、Ｒ_１Ｒ_２Ｒ_３Ｒ_４、Ｂ_１Ｂ_２Ｂ_３Ｂ_４、Ｇ_１Ｇ_２Ｇ_３Ｇ_４、およびＧ_５Ｇ_６Ｇ_７Ｇ_８のそれぞれをＲ、Ｇ、Ｂ画素とする２×２の４個の加算画素７７に再配列する。通常撮影時は、全画素７１の信号電荷を個別に読み出して、ＣＣＤ３３の最高の画素数Ｐ_ｍａｘで画像を構成するが、こうした画素加算と再配列をすることにより、画素数が画素数Ｐ_ｍａｘの１／４となる。本実施形態では、一例として、中画素数撮影時の画素数Ｐ_ｍｉｄを画素数Ｐ_ｍａｘの１／４、低画素数撮影時の画素数Ｐ_ｌｏｗを画素数Ｐ_ｍａｘの１／１６とする。なお、ビニング読み出し処理の詳細については、特開２０００−３５００９９号公報を参照されたい。

図９において、ＣＰＵ８０は、受信装置１２の全体の動作を統括的に制御する。ＣＰＵ８０には、バス８１を介して、ＲＯＭ８２、およびＲＡＭ８３が接続されている。ＲＯＭ８２には、受信装置１２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。ＣＰＵ８０は、ＲＯＭ８２から必要なプログラムやデータを読み出してＲＡＭ８３に展開し、読み出したプログラムを逐次処理する。また、ＣＰＵ８０は、操作部１６からの操作入力信号に応じて、受信装置１２の各部を動作させる。

アンテナ１８には、受信回路８４が接続されている。受信回路８４には、復調回路８５が接続されている。受信回路８４は、アンテナ１８を介して受信した電波１４を増幅して帯域通過濾波した後、復調回路８５に出力する。復調回路８５は、受信装置１２からの電波１４を元の画像データおよび画素数情報に復調する。そして、復調した画像データをＤＳＰ８６に、画素数情報をデータストレージ８７にそれぞれ出力する。

ＤＳＰ（Digital Signal Processor）８６は、復調回路８５からの画像データに対して各種信号処理を施した後、画像データをデータストレージ８７に出力する。データストレージ８７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８７は、ＤＳＰ８６から順次出力される画像データと、復調回路８５からの画素数情報とを関連付けて記憶・蓄積する。

位置検出回路８８は、電界強度測定センサ１９による電波１４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８７に出力する。データストレージ８７は、画素数情報とともに、位置検出回路８８からの位置情報をＤＳＰ８６からの画像データに関連付けて記憶する。

なお、人体内のＣＥ１１の位置を検出する具体的な方法としては、例えば、人体内のＣＥ１１の位置に応じた、複数のアンテナ１８が受信する電波１４の電界強度分布を事前に実験で求めておき、位置と電界強度分布の関係を対応させたデータテーブルを予めＲＯＭ８２に記憶しておく。そして、電界強度測定センサ１９の測定結果とデータテーブルの電界強度分布とを照らし合わせ、該当するＣＥ１１の位置をデータテーブルから読み出すことで行う。

もしくは、各アンテナ１８への電波１４の到達時間のずれ量、すなわち、電波１４の位相差を検出し、これを元に位置を検出してもよい。この場合、電波１４の位相差は、各アンテナ１８とＣＥ１１との相対的な位置関係（距離）を表している。位置検出回路８８は、適当な換算式やデータテーブルを用いて、電波１４の位相差を各アンテナ１８とＣＥ１１との距離に換算することで、ＣＥ１１の位置の検出を行う。さらには、少なくとも二つのアンテナ１８への電波１４の到来方向を検出し、二つのアンテナ１８間の距離を基線長とする三角測量の原理に基づいて、ＣＥ１１の位置を検出してもよい。

バス８１には、上記各部に加えて、ＬＣＤ１５の表示制御を行うドライバ８９、ＵＳＢコネクタ９０を介してプロセッサ２０とのデータの遣り取りを媒介する通信Ｉ／Ｆ９１、電池９２の電力を受信装置１２の各部に供給する電力供給回路９３などが接続されている。

図１０において、ＣＰＵ１００は、ＷＳ１３の全体の動作を統括的に制御する。ＣＰＵ１００には、バス１０１を介して、モニタ２２の表示制御を行うドライバ１０２、ＵＳＢコネクタ１０３を経由した受信装置１２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／Ｆ１０４、受信装置１２からの画像データを記憶・蓄積するデータストレージ１０５、およびＲＡＭ１０６が接続されている。

データストレージ１０５には、画像データの他に、ＷＳ１３の動作に必要な各種プログラムやデータ、医師の読影を支援する支援ソフトのプログラムが記憶されている。ＲＡＭ１０６には、データストレージ１０５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、モニタ２２には、例えば、図１１に示すような作業ウィンドウ１１０が表示される。この作業ウィンドウ１１０上で医師が操作部２１を操作することにより、画像の表示・編集、検査情報の入力などを行うことができる。作業ウィンドウ１１０には、患者１０の氏名、年齢などを記載した患者情報や、検査日などの検査情報が表示される領域１１１の他、領域１１２〜１１４が設けられている。

領域１１２には、簡易的な人体の解剖図１１５が表示されており、位置情報から導かれるＣＥ１１の概略的な移動軌跡１１６が解剖図１１５内に表示されている。領域１１３には、データストレージ１０５に記憶された画像データのうち、通常撮影で得られた画素数Ｐ_ｍａｘの画像が連続表示される。また、画素数Ｐ_ｍａｘの画像の前後に中画素数、低画素数撮影をして得られた画素数Ｐ_ｍｉｄ、Ｐ_ｌｏｗの画像も、画素数Ｐ_ｍａｘの画像表示の間に適当な枚数で挿入される。領域１１３の画像表示は、下部に設けられたコントロールバー１１７にカーソル１１８を合わせて操作することで、再生、一時停止、および停止させることができる。なお、領域１１３に現在表示されている画像の撮影箇所を視覚的に特定可能とするため、移動軌跡１１６上の撮影箇所と領域１１３とは、点線１１９で結ばれている。

領域１１４には、領域１１３に現在表示されている画素数Ｐ_ｍａｘの画像の前後に、中画素数撮影、低画素数撮影で得られた画素数Ｐ_ｍｉｄ、Ｐ_ｌｏｗの画像が一枚ずつ静止画表示される。領域１１３の場合と同様に、領域１１４の画像表示も、コントロールバー１２０を操作することで、再生、一時停止、および停止させることができる。領域１１３、１１４に表示させる画像の振り分けは、画素数情報を参照して行われる。なお、領域１１４にも、画素数Ｐ_ｍａｘの画像を挿入してもよい。また、画素数Ｐ_ｍａｘの画像の表示時間を、画素数Ｐ_ｍｉｄ、Ｐ_ｌｏｗの画像よりも長くしてもよい。さらに、将来画素数Ｐ_ｍａｘがより増加して、画素数Ｐ_ｍｉｄが現状の画素数Ｐ_ｍａｘに相当する場合を見越して、上記とは逆に、領域１１３に画素数Ｐ_ｍｉｄの画像を動画表示し、領域１１４に画素数Ｐ_ｍａｘの画像を静止画表示してもよい。

次に、上記のように構成されたカプセル内視鏡システム２で検査を行う際の処理手順を、図１２のフローチャートを参照して説明する。まず、検査前の準備として、医師は、受信装置１２、シールドシャツ１７、およびアンテナ１８を患者１０に装着させ、ＣＥ１１の電源を投入して患者１０にＣＥ１１を嚥下させる。

ＣＥ１１が患者１０に嚥下されると、Ｓ１０に示すように、照明光源部３６で人体内の被観察部位が照明されつつ、フレームレート２ｆｐｓ、画素数Ｐ_ｍａｘの通常撮影の設定で、ＣＣＤ３３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、ＣＣＤ３３の撮像面に結像され、これによりＣＣＤ３３から撮像信号が出力される。

Ｓ１１において、ＣＣＤ３３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、各種画像処理が施される。信号処理回路５４で生成された画像データは、変調回路５６に出力される。

変調回路５６では、ＣＰＵ５０からの画素数情報とともに、信号処理回路５４から出力されたデジタルの画像データが電波１４に変調される。Ｓ１２において、変調された電波１４は、送信回路５５で増幅、帯域通過濾波された後、アンテナ３９から送信される。

受信装置１２では、アンテナ１８で電波１４が受信されると、受信回路８４で電波１４が増幅、帯域通過濾波された後、復調回路８５で元の画像データおよび画素数情報に復調される。復調された画像データは、ＤＳＰ８６で各種信号処理が施された後、画素数情報とともにデータストレージ８７に出力される。

また、このとき、電界強度測定センサ１９で電波１４の電界強度が測定される。そして、電界強度測定センサ１９の測定結果を元に、人体内のＣＥ１１の位置が位置検出回路８８で検出される。位置検出回路８８の検出結果、すなわち位置情報は、データストレージ８７に出力される。データストレージ８７には、画像データ、画素数情報、および位置情報が関連付けられて記憶される。

さらに、ＣＥ１１が患者１０に嚥下されたときから、加速度センサ５９による加速度の測定が開始される。そして、加速度センサ５９の測定結果を元に、ＣＰＵ５０でＣＥ１１の移動速度Ｖが算出される。

通常撮影による五回の撮影が終了すると（Ｓ１３でｙｅｓ）、Ｓ１４に示すように、ＣＰＵ５０にて、まず、移動速度Ｖの絶対値｜Ｖ｜と、第一の閾値ＴＨ_１とが比較される。移動速度の絶対値｜Ｖ｜が第一の閾値ＴＨ_１以上であった場合（｜Ｖ｜≧ＴＨ_１、Ｓ１５でｙｅｓ）は、Ｓ１６において、画素数Ｐ_ｍａｘの通常撮影がなされるように、ＣＰＵ５０からドライバ５３に制御信号が出力される。移動速度の絶対値｜Ｖ｜が第一の閾値ＴＨ_１未満であった場合（｜Ｖ｜＜ＴＨ_１、Ｓ１５でｎｏ）は、Ｓ１７に移行する。

Ｓ１７において、今度は、ＣＰＵ５０で移動速度Ｖの絶対値｜Ｖ｜と、第二の閾値ＴＨ_２とが比較される。移動速度の絶対値｜Ｖ｜が第二の閾値ＴＨ_２以上であった場合（｜Ｖ｜≧ＴＨ_２（且つ｜Ｖ｜＜ＴＨ_１）、Ｓ１８でｙｅｓ）は、Ｓ１９において、画素数Ｐ_ｍａｘの１／４の画素数である画素数Ｐ_ｍｉｄの中画素数撮影がなされるように、ＣＰＵ５０からドライバ５３に制御信号が出力される。移動速度の絶対値｜Ｖ｜が第二の閾値ＴＨ_２未満であった場合、または移動速度の絶対値｜Ｖ｜が０であった場合（｜Ｖ｜＜ＴＨ_２、または｜Ｖ｜＝０、Ｓ１８でｎｏ）は、Ｓ２０に示すように、画素数Ｐ_ｍａｘの１／１６の画素数である画素数Ｐ_ｌｏｗの低画素数撮影がなされるように、ＣＰＵ５０からドライバ５３に制御信号が出力される。

ＣＰＵ５０からの制御信号を受けて、通常、中画素数、低画素数の各撮影のうち、設定された撮影に応じて、ドライバ５３によりＣＣＤ３３が駆動される。通常撮影が設定された場合は、全画素７１の信号電荷が個別に読み出され、画素数Ｐ_ｍａｘの画像が生成される。中画素数、低画素数撮影が設定された場合は、ビニング読み出し処理が実行され、画素数Ｐ_ｍｉｄ、Ｐ_ｌｏｗの画像が生成される。そして、設定された撮影で五回の撮影が終了すると、再びＣＰＵ５０による移動速度Ｖの絶対値｜Ｖ｜と各閾値ＴＨ_１、ＴＨ_２との比較、および比較結果に応じた撮影の設定が実行される。これら一連の処理は、ＣＥ１１による検査が終了するまで続けられる。

検査終了後、医師は、受信装置１２とプロセッサ２０とをＵＳＢケーブル２３で接続し、データストレージ８７に記憶された画像データ、およびこれに関連付けられた画素数情報、位置情報をＷＳ１３のデータストレージ１０５にアップロードする。そして、ＷＳ１３にて、支援ソフトを用いて読影を行う。

医師は、必要に応じてコントロールバー１１７を操作しながら、領域１１３に連続表示される通常撮影をした画素数Ｐ_ｍａｘの画像を中心に読影する。領域１１３に表示された画像に病変部等の関心領域を見付けた場合は、コントロールバー１１７を操作して領域１１３の表示を一時停止させる。そして、領域１１３に現在表示されている画素数Ｐ_ｍａｘの画像の前、または後に、中画素数撮影、低画素数撮影で得られた画素数Ｐ_ｍｉｄ、Ｐ_ｌｏｗの画像を一枚ずつ領域１１４に静止画表示させ、より詳細な読影を行う。

以上説明した第一の実施形態によれば、ＣＥ１１の人体内における移動速度が比較的速い場合（｜Ｖ｜≧ＴＨ_１）はＣＣＤ３３の最高の画素数Ｐ_ｍａｘ、移動速度が中程度の場合（ＴＨ_２≦｜Ｖ｜＜ＴＨ_１）は中程度の画素数Ｐ_ｍｉｄ、移動速度が比較的遅い、またはＣＥ１１が停止している場合（｜Ｖ｜＜ＴＨ_２、または｜Ｖ｜＝０）は低い画素数Ｐ_ｌｏｗでそれぞれ撮影を行うので、画像データを無線送信する際に掛かる消費電力、および処理時間を低減することができる。

より具体的に説明すると、図１３において、人体内の被観察部位の像光がＣＣＤ３３の撮像面に結像されて、信号処理回路５４によりデジタルの画像データが出力されるまでに要する時間（以下、撮影処理時間という）ｔ_ｐは、撮影の種類（画素数）に関わらず略同じとなる。

一方、画像データが変調回路５６で電波１４に変調されて、アンテナ３９から送信されるまでに要する時間（以下、送信処理時間という）ｔ_ｔは、送信する画像データの容量が大きい程長くなる。このため、画像の画素数が最高で、したがって画像データの容量も最大の通常撮影時に送信処理時間ｔ_ｔが最大となり、送信に掛かる消費電力も最大となる。また、通常撮影では、撮影処理時間ｔ_ｐと送信処理時間ｔ_ｔとを加えた時間は、撮影時間間隔ｔ_ｎ（本実施形態では、フレームレート２ｆｐｓであるので、ｔ_ｎ＝０．５秒）と同じとなる。さらに言えば、撮影処理時間ｔ_ｐと送信処理時間ｔ_ｔとを加えた時間が撮影時間間隔ｔ_ｎとなるように設計されている。

画素数が比較的低く、したがって画像データの容量も小さくなる中画素数、低画素数撮影時は、通常撮影時と比べて送信処理時間ｔ_ｔが短くなり、送信に掛かる消費電力も少なくて済む。中画素数、低画素数撮影時は、通常撮影時と比べて送信処理時間ｔ_ｔが短くなるので、撮影時間間隔ｔ_ｎが一定の下では、撮影時間間隔ｔ_ｎのうち、撮影処理も送信処理も行わない空き時間ｔ_ｂができる。なお、中画素数、低画素数撮影時は、通常撮影の下段にそれぞれ示す如く撮影直後に送信を行う態様と、最下段に示す（ここでは代表として低画素数撮影のみ図示）如く撮影直後は送信を行わず、次回の撮影の前に前回撮影した画像を送信する態様を取り得る。

空き時間ｔ_ｂを、ＣＣＤ３３、ドライバ５３、信号処理回路５４などの撮影に関わる各部や、送信回路５５、変調回路５６などの送信に関わる各部の動作を休止させ、消費電力を抑える待機時間とすれば、電池３８の消耗をさらに抑えることができ、ＣＥ１１の長寿命化を図ることができる。ＣＥ１１の長寿命化が達成されれば、観察の途中に電池３８が尽きてＣＥ１１の動作が停止され、撮りこぼしが生じてしまうといった問題が生じるおそれがなくなる。

また、ＣＥ１１の人体内における移動速度が比較的速い場合は、前後コマの類似箇所が少ない、映し出された被観察部位が異なる画像が撮影されるので、画像の希少価値が高い。一方、移動速度が中程度、あるいは比較的遅い、またはＣＥ１１が停止している場合は、前後コマの類似箇所が多い、映し出された被観察部位が略同じか全く同じ画像が撮影されるので、前者の場合と比較して、画像の希少価値が低い。したがって、画像の価値に見合った画素数で撮影を行えば、読影時の利便性を高めることができる。

フレームレート、画素数を一定にして撮影を行う場合に比べて、画像データの容量が減るので、データストレージ８７の容量が小さくて済み、部品コストを削減することが可能となる。

通常撮影で得られた画素数Ｐ_ｍａｘの画像をモニタ２２に表示させ、中画素数Ｐ_ｍｉｎ、低画素数Ｐ_ｌｏｗの画像は操作に応じて表示させるので、読影時に扱う画像の量が減り、医師の負担を軽くすることができる。

なお、空き時間ｔ_ｂを待機時間にするのではなく、図１４に示す第二の実施形態のように、空き時間ｔ_ｂを無くして、画像データの送信後すぐに次の撮影を実行させてもよい。つまり、撮影の種類に応じて、画素数だけではなく、撮影時間間隔ｔ_ｎ（つまりフレームレート）も動的に変化させるのである。

図１４に示す例をそのまま適用すると、ＣＥ１１の長寿命化を図るという観点からは逆行する。そこで、例えば、ＣＥ１１が通過する時間が通常１秒以内と極めて短い食道や、蠕動運動によって移動速度が急激に速くなる腸など、他の人体内管路と比べて移動速度が速い部位の撮影時に限定して、通常撮影時よりも画素数を低くして撮影時間間隔ｔ_ｎを狭めて（フレームレートを上げて）、撮影回数を増やす。その他の部位は、第一の実施形態に記載の例を適用する。

具体的には、第一、第二の閾値ＴＨ_１、ＴＨ_２に加えて、第三の閾値ＴＨ_３（ＴＨ_３＞ＴＨ_１）を予め設定しておく。そして、図１５に示すように、撮影を実行して画像データを送信後（Ｓ１０〜Ｓ１２）、Ｓ３０において、移動速度の絶対値｜Ｖ｜と第三の閾値ＴＨ_３とを比較し、移動速度の絶対値｜Ｖ｜が第三の閾値ＴＨ_３以上であった場合（｜Ｖ｜≧ＴＨ_３、Ｓ３１でｙｅｓ）、Ｓ３２に示すように、図１４に示す中画素数、または低画素数撮影（空き時間ｔ_ｂ無し）に切り替える。移動速度の絶対値｜Ｖ｜が第三の閾値ＴＨ_３未満であった場合（｜Ｖ｜＜ＴＨ_３、Ｓ３１でｎｏ）は、第一の実施形態の処理に拠る（Ｓ１５以降の処理は図示省略）。

または、ＣＥ１１の電源投入直後に、ＣＥ１１が患者１０に嚥下されて食道を通ることを想定して、ＣＥ１１の電源投入後から一定時間は、図１４に示す中画素数、または低画素数撮影（空き時間ｔ_ｂ無し）を実行させ、一定時間経過後に第一の実施形態の処理に移行してもよい。電源投入からの経過時間は、ＣＰＵ５０の内蔵クロック５０ａ（図３参照）等で計測すればよい。このように、移動速度が比較的速い部位は、画素数と撮影時間間隔ｔ_ｎを変化させて撮影回数を増やし、その他の部位は画素数のみを変化させれば、移動速度が速い部位の撮りこぼしを少なくすることができるし、ＣＥ１１の長寿命化を図ることもできる。

なお、第二の実施形態では、画素数を変換する方法として、全ての画素７１の信号電荷を読み出すのではなく、特定の画素７１の信号電荷を読み出さない、あるいは破棄し、画素７１を適当に間引いて画像を生成する画素間引き処理を採用することが好ましい。画素間引き処理は、ビニング読み出し処理と比べて、演算処理が単純で、処理に要する時間も短いので、第二の実施形態の如くフレームレートを上げて撮影回数を増やしたい場合は、特に好適である。

第一、第二の実施形態では、画素数や撮影時間間隔を変化させるためのトリガーをＣＥ１１の移動速度としているが、ＣＥ１１の移動距離としてもよい。この場合、例えば、加速度センサ５８として、Ｘ、Ｙ、Ｚの三軸の加速度を測定可能な三軸加速度センサを用い、Ｆ、Ｒ方向、およびＦ、Ｒ方向に直交する二軸の加速度を測定する。そして、加速度センサ５９の測定結果を、積分回路６０で適当な時間間隔で二回積分して、ＣＥ１１の移動距離Ｌを求め、求めた移動距離ＬのデータをＣＰＵ５０に出力する。

以下、第一の実施形態と同様に、単位時間あたり（または規定撮影回数毎）の移動距離Ｌの増分（移動量）ΔＬが大きい場合（移動速度が速い場合と同義）は通常撮影とし、移動量ΔＬが小さい場合（移動速度が遅い場合と同義）は中画素数、あるいは低画素数撮影とする。または、第二の実施形態と同様に、移動量ΔＬが比較的大きい部位では、図１４に示す中画素数、または低画素数撮影（空き時間ｔ_ｂ無し）を実行させ、その他の部位は第一の実施形態に記載の例を適用してもよい。

もしくは、図１６に示す第三の実施形態のように、ＣＥ１１が一定の距離を移動する毎に通常撮影（第一の撮影に相当）を実行させ、その合間に低画素数撮影（第二の撮影に相当）を実行させてもよい。

図１６において、第三の実施形態では、撮影を実行して画像データを送信後（Ｓ１０〜Ｓ１２）、Ｓ４０において、前回の通常撮影時を起点としたＣＥ１１の移動量ΔＬと、予め設定された第四の閾値ＴＨ_４とがＣＰＵ５０で比較される。そして、移動量ΔＬが第四の閾値ＴＨ_４以上であった場合（ΔＬ≧ＴＨ_４、Ｓ４１でｙｅｓ）、Ｓ４２に示すように、通常撮影が設定され、画素数Ｐ_ｍａｘで撮影が実行される。移動量ΔＬが第四の閾値ＴＨ_４未満であった場合（ΔＬ＜ＴＨ_４、Ｓ４１でｎｏ）は、Ｓ４３に示すように、低画素数撮影が設定され、画素数Ｐ_ｌｏｗ、所定のフレームレート（例えば、２ｆｐｓ）で撮影が実行される。

第三の実施形態を適用した場合の撮影の例を、図１７および図１８に示す。図１７、および図１８では、横軸に移動距離、および時間をそれぞれとっている。まず、図１７において、通常撮影が一定距離間隔で実行され、その合間に低画素数撮影が実行される。移動量ΔＬが大きい場合（右側）は、一定距離移動するまでの時間が短いので、移動量ΔＬが小さい場合（左側）と比べて、低画素数撮影の回数が少ない。また、図１８に示すように、通常撮影の合間では、所定のフレームレート、すなわち一定の撮影時間間隔ｔ_ｎで低画素数撮影が繰り返される。

ＣＥ１１が一定の距離を移動する毎に通常撮影を実行させるだけだと、その合間に病変部等の関心領域があった場合、関心領域を撮影した画像の数が少なかったり、場合によっては撮影されずに見落とすおそれがある。対して、第三の実施形態では、通常撮影の合間も低画素数撮影で画像を確保するので、データ送信に掛かる消費電力をできるだけ抑えつつ、関心領域の見落とし等が起こる懸念を少なくすることができる。また、一つの関心領域が複数の画像に納まっている可能性が高いので、一つの関心領域を複数の画像で多面的に読影したいという医師側の要望にも応えることができる。

なお、画素数を変化させるためのトリガーは、上記のＣＥ１１の移動速度、移動距離に限らない。例えば、図１９などに示す第四の実施形態のように、画像の類似度に応じて画素数を変化させてもよい。

図１９に示すＣＥ１３０には、前後コマ（例えば、前回送信した画像データと今回送信した画像データ）の類似度を算出する類似度算出回路１３１が設けられている。類似度算出回路１３１は、例えば、信号処理回路５４から出力された画像データを、前後コマの二フレーム分格納し、画像データが出力される毎に古い画像データを順次書き換えるフレームメモリを有する。類似度算出回路１３１は、前後コマに映し出された被観察部位の形状、色等を、周知の画像認識技術を用いて解析し、この解析結果を元に、前後コマの類似度ＳＩを算出する。類似度算出回路１３１は、算出した類似度ＳＩのデータをＣＰＵ５０に出力する。類似度ＳＩは、前後コマに映し出された被観察部位が異なる箇所であれば低く、同じ箇所であれば高くなる。

この場合も第一の実施形態と同様に、類似度ＳＩが低い場合（移動速度が速い場合、移動量が大きい場合と同義）は通常撮影とし、類似度ＳＩが高い場合（移動速度が遅い場合、移動量が小さい場合と同義）は中画素数、あるいは低画素数撮影とする。または、第二の実施形態を採用し、類似度ＳＩが非常に低い部位では、撮影回数を稼ぐために、図１４に示す中画素数、または低画素数撮影（空き時間ｔ_ｂ無し）を実行させ、その他の部位は第一の実施形態に記載の例を適用してもよい。

あるいは、図２０のフローチャートに示すように、類似度ＳＩが低い場合と比べて高い場合のフレームレートを下げ、通常撮影（第三の撮影に相当）を実行させてもよい。この場合、通常撮影で撮影しきれない部位の画像を確保することを目的として、類似度ＳＩが高い場合の通常撮影の合間に、低画素数撮影（第四の撮影に相当）を実行させる。

図２０において、撮影を実行して画像データを送信後（Ｓ１０〜Ｓ１２）、Ｓ５０に示すように、類似度算出回路１３１で前後コマの類似度ＳＩが算出される。ＣＰＵ５０では、類似度算出回路１３１から類似度ＳＩのデータを受け、Ｓ５１に示すように、類似度ＳＩと予め設定された第五の閾値ＴＨ_５とが比較される。

そして、類似度ＳＩが第五の閾値ＴＨ_５未満であった場合（Ｓ＜ＴＨ_５、Ｓ５２でｎｏ）、Ｓ５３に示すように、通常撮影、且つ高フレームレート（例えば、８ｆｐｓ）が設定される。類似度ＳＩが第五の閾値ＴＨ_５以上であった場合（Ｓ≧ＴＨ_５、Ｓ５２でｙｅｓ）は、Ｓ５４に移行する。

Ｓ５４において、規定回数（例えば、五回）連続して類似度ＳＩが第五の閾値ＴＨ_５以上でなかった場合（Ｓ５４でｎｏ）は、Ｓ５３に移行し、類似度ＳＩが第五の閾値ＴＨ_５未満であった場合と同様に、通常撮影、且つ高フレームレートが設定される。対して、規定回数連続して類似度ＳＩが第五の閾値ＴＨ_５以上であった場合（Ｓ５４、５５でｙｅｓ）、Ｓ５６に示すように、通常撮影、且つ低フレームレート（例えば、１ｆｐｓ）が設定される。撮影時間間隔が低フレームレートで規定される分開いていなかった場合（Ｓ５５でｎｏ）は、Ｓ５７に示すように、低画素数撮影が設定され、所定のフレームレート（例えば、４ｆｐｓ）で撮影が実行される。つまり、通常撮影、且つ低フレームレートが設定された場合は、前回の通常撮影から、低フレームレートで規定される撮影時間間隔の時間が経過したときに次回の通常撮影が実行され、低フレームレートで規定される撮影時間間隔の時間が経過するまでは、所定のフレームレートで低画素数撮影が実行される。

第四の実施形態を適用した場合の撮影の例を、図２１に示す。図２１では、横軸に時間をとっている。類似度ＳＩが高い場合（左側）は、通常撮影が低フレームレートで実行され、その合間に所定のフレームレート、すなわち一定の撮影時間間隔ｔ_ｎで低画素数撮影が繰り返される。類似度ＳＩが低い場合（右側）は、通常撮影が高フレームレートで実行される。

類似度ＳＩが高い場合に、低フレームレートで通常撮影を実行させるだけだと、ＣＥ１１が一定の距離を移動する毎に通常撮影を実行させるだけの場合と同様に、関心領域を撮影した画像の数が少なかったり、見落とすおそれがある。対して、第四の実施形態では、低フレームレートで通常撮影を実行させている合間も低画素数撮影で画像を確保するので、第三の実施形態と同様の効果を得ることができる。

なお、類似度ＳＩが高い場合に実行する低画素数撮影のフレームレートは、上記に例示した４ｆｐｓに限らない。例えば、図２２に示すように、図２１に示す例よりも低画素数撮影のフレームレートを下げてもよい。この場合、低画素数撮影の撮影回数は減るが、図２１に示す例よりも消費電力を抑えることができる。

また、ＣＥ１１の移動速度、または移動距離に応じて、類似度ＳＩが高い場合に実行する低画素数撮影のフレームレートを変化させてもよい。例えば、ＣＥ１１の移動速度が０、または０に近く、ＣＥ１１が停止、またはＣＥ１１の移動速度が極端に遅い場合は、図２２に示す例を採用し、前者よりも移動速度は速いが、ＣＥ１１の移動速度が遅い場合は、図２１に示す例を採用する。あるいは、類似度ＳＩが高い場合に実行する低画素数撮影のフレームレートを、ＣＥ１１を患者１０に嚥下させる前に医師が設定可能に構成してもよい。

なお、第三、第四の実施形態でいう低画素数撮影は、通常撮影と比べて画素数を抑えた撮影という意味で、第一、第二の実施形態でいう低画素数撮影とは意味が異なる。言い換えれば、第三、第四の実施形態の低画素数撮影は、第一、第二の実施形態の画素数Ｐ_ｍｉｄに相当する、画素数Ｐ_ｍａｘの１／４であってもよいし、それよりも画素数が高い画素数Ｐ_ｍａｘの１／２であってもよい。

このように、ＣＥ１１の人体内における状態（移動速度、移動距離、画像の類似度）に応じて画素数を変換すれば、消費電力を抑えつつ、関心領域を見落とすおそれを少なくするような様々な態様を組み合わせて採用することが可能となる。なお、上記実施形態では特に記載していないが、撮影間隔（フレームレート）を変更する際には、ＣＰＵ５０の内蔵クロック５０ａに基づいて行う。

なお、変換する画素数は二段階、三段階に限らず、それ以上であってもよい。また、撮像素子としてＣＣＤを例示して説明したが、ＣＭＯＳであってもよい。この場合、ドライバ５３、信号処理回路５４等の機能は、ＣＭＯＳ撮像センサに一体的に含まれる。さらに、画素数情報、位置情報の他に、動作時間やフレームレートを画像データに関連づけてもよい。

撮影毎に画像データを送信するのではなく、何回か撮影を実行した後に、それらで得られた画像データをまとめて送信してもよい。また、図２３に示すＣＥ１４０のように、データストレージ８７に相当するストレージデバイス１４１を搭載しておき、無線送信に関わる変調回路５６等の各部の代わりに、ストレージデバイス１４１に蓄積されたデータを外部に送信（有線、無線いずれでも可）する通信Ｉ／Ｆ１４２を持たせ、体外へ排出されたＣＥ１４０を回収後、ストレージデバイス１４１に蓄積されたデータを、通信Ｉ／Ｆ１４２を介してまとめてプロセッサ２０に取り込んでもよい。この場合も画素数が減れば通信に要する時間、電力が削減されるので、上記実施形態と同様の効果が得られる。

移動速度、移動距離、画像の類似度と比較する各閾値ＴＨ_１〜ＴＨ_５は、固定値でなくともよく、医師が設定可能に構成してもよい。また、上記実施形態では、画素数変換が目まぐるしく行われることを避ける目的で、所定回数撮影毎、あるいは一定時間毎に、移動速度Ｖの絶対値｜Ｖ｜と第一〜第三の閾値ＴＨ_１〜ＴＨ_３とを比較しているが、各閾値との比較判断にヒステリシス特性をもたせ、閾値±αのときに画素数変換を行うようにしてもよい。さらに、ＣＣＤ３３の画素７１の配列やビニング読み出し処理の方法は、上記実施形態に記載の内容に限定されない。

上記実施形態では、位置情報を得るために電界強度測定センサ１９を用いているが、この代わりに、例えば、ＣＥ１１に磁石、アンテナ１８にホール素子を設けて、磁石による磁界の強度をホール素子で測定して、この測定結果を元に、位置検出回路８８で人体内におけるＣＥ１１の位置を検出してもよい。また、電界強度測定センサ１９やホール素子などを用いずに、例えば、周知の画像認識技術を利用して画像データを解析する画像解析部を受信装置１２に設け、この画像解析部でＣＥ１１からの画像データを解析することで、ＣＥ１１の位置を検出してもよい。この場合、例えば、典型的な臓器の特定部位の画像をテンプレートとして用意し、このテンプレートとＣＥ１１からの画像データの一致の度合いに基づいて、ＣＥ１１の位置を特定する。要するに、人体内におけるＣＥの位置が分ればよく、上記で示した例以外の他の如何なる方法を用いてもよい。

また、移動速度や移動距離の測定方法も上記実施形態で例示した態様に限らない。例えば、位置情報や動作時間から移動速度、移動距離を演算により割り出してもよい。

上記実施形態では、ビニング読み出し処理を例示して説明したが、本発明はこれに限定されず、前述した画素間引き処理や、対象画素とその周りの画素の画素値の平均をとり、対象画素の画素値とする平均化処理を採用してもよい。

２ カプセル内視鏡システム
１１、１３０、１４０ カプセル内視鏡（ＣＥ）
１２ 受信装置
１３ ワークステーション（ＷＳ）
２１ 操作部
２２ モニタ
３３ ＣＣＤ
３４ 撮像部
３９ アンテナ
５０ ＣＰＵ
５３ ドライバ
５５ 送信回路
５６ 変調回路
５９ 加速度センサ
６０ 積分回路
８０ ＣＰＵ
８７ データストレージ
１００ ＣＰＵ
１０２ ドライバ
１０５ データストレージ
１３１ 類似度算出回路
１４１ ストレージデバイス

Claims (10)

1. 被検体内に嚥下され、被検体内の被観察部位を内蔵の撮像手段で撮影して得られた画像を、送信手段にて外部に送信するカプセル内視鏡において、
   前記画像の前後コマの類似度を検知する状態検知手段と、
   前記状態検知手段の検知結果に応じて、前記画像の画素数を変換する画素数変換手段と、
   前記検知結果に応じて、前記撮像手段のフレームレートを変換するフレームレート変換手段とを備え、
   前記撮像手段は、前記フレームレート変換手段で変換されたフレームレートで第一の撮影を実行し、前記フレームレートが最高のフレームレートよりも下げられた場合には、前記第一の撮影の合間に第二の撮影を実行し、
   前記画素数変換手段は、前記第一の撮影では、前記撮像手段の最高の画素数に前記画素数を変換し、前記第二の撮影では、前記最高の画素数よりも低い画素数に前記画素数を変換することを特徴とするカプセル内視鏡。
2. 前記状態検知手段は、前記被検体内における移動速度、または移動距離のうち、少なくとも一つを検知し、
   前記フレームレート変換手段は、前記検知結果に応じて、前記第二の撮影のフレームレートを変換することを特徴とする請求項１に記載のカプセル内視鏡。
3. 前記送信手段は、前記画像を無線送信にて外部に送信し、
   前記撮像手段、および前記送信手段は、前記撮像手段の最高の画素数に前記画素数が変換された場合、間を空けずに前記撮影と前記無線送信に関わる処理を実行し、
   前記最高の画素数よりも低い画素数に前記画素数が変換された場合、そのときに生まれる前記撮影と前記無線送信に関わる処理の空き時間に動作を休止することを特徴とする請求項１または２に記載のカプセル内視鏡。
4. 前記送信手段は、前記画像を無線送信にて外部に送信し、
   前記撮像手段、および前記送信手段は、前記画素数がいずれに変換されたかに関わらず、間を空けずに前記撮影と前記無線送信に関わる処理を実行することを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載のカプセル内視鏡。
5. 前記送信手段は、前記画像を無線送信にて外部に送信し、
   前記撮像手段、および前記送信手段は、前記撮像手段の最高の画素数に前記画素数が変換された場合、間を空けずに前記撮影と前記無線送信に関わる処理を実行し、
   前記最高の画素数よりも低い画素数に前記画素数が変換された場合、そのときに生まれる前記撮影と前記無線送信に関わる処理の空き時間に動作を休止するか、前記空き時間を埋めるように、前記最高の画素数よりも低い画素数の前記撮影、および前記無線送信を実行するかを、前記検知結果と予め設定された閾値との比較結果に応じて決定することを特徴とする請求項１ないし４のいずれかに記載のカプセル内視鏡。
6. 前記画素数変換手段は、画素間引き処理を実行することで、前記画素数を変換することを特徴とする請求項４または５に記載のカプセル内視鏡。
7. 前記画素数変換手段は、ビニング読み出し処理、画素間引き処理、または平均化処理のうち、少なくともいずれか一つを実行することで、前記画素数を変換することを特徴とする請求項１ないし５のいずれかに記載のカプセル内視鏡。
8. 前記送信手段は、前記画素数の情報を、前記画像に関連付けて送信することを特徴とする請求項１ないし７のいずれかに記載のカプセル内視鏡。
9. 前記撮像手段で撮影して得られた全ての画像を記憶する記憶手段を備え、
   前記送信手段は、体外に排出されて回収後、前記記憶手段に記憶された画像をまとめて外部に送信することを特徴とする請求項１ないし８のいずれかに記載のカプセル内視鏡。
10. 被検体内に嚥下され、被検体内の被観察部位を内蔵の撮像手段で撮影して得られた画像を、送信手段にて外部に送信するカプセル内視鏡の動作制御方法であって、
    前記画像の前後コマの類似度を状態検知手段で検知するステップと、
    前記状態検知手段の検知結果に応じて、画素数変換手段で前記画像の画素数を変換するステップと、
    前記検知結果に応じて、フレームレート変換手段で前記撮像手段のフレームレートを変換するフレームレート変換ステップとを備え、
    前記撮像手段による撮像ステップでは、前記フレームレート変換ステップで変換されたフレームレートで第一の撮影を実行し、前記フレームレートが最高のフレームレートよりも下げられた場合には、前記第一の撮影の合間に第二の撮影を実行し、
    前記画素数を変換するステップでは、前記第一の撮影では、前記撮像手段の最高の画素数に前記画素数を変換し、前記第二の撮影では、前記最高の画素数よりも低い画素数に前記画素数を変換することを特徴とするカプセル内視鏡の動作制御方法。

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