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JP7389484B2 - Cervical cancer examination device - Google Patents
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Description

本発明は、簡易な構成で被検者に負担をかけることなく、子宮頸がんの早期発見を可能にする子宮頸がん用診察装置に関する。 TECHNICAL FIELD The present invention relates to a cervical cancer examination device that has a simple configuration and enables early detection of cervical cancer without placing a burden on a subject.

従来、医療現場では、被検者に対して、医師が子宮頸がんを診察するに際し、コルポスコープと称される子宮頸がん用診察装置が用いられている(例えば、特許文献1参照)。特許文献1に開示されているコルポスコープは、鏡体(子宮膣部拡大鏡)と、装置全体の位置を決定するキャスター付きのベース部と、鏡体を鉛直方向に移動させる鉛直動アームと、鏡体を水平方向に移動させる水平動アームとを備え、水平動アームが平行四辺形リンク手段で構成されている。前記鏡体は、平行四辺形リンク手段によって水平方向、垂直方向に揺動することができ、医師は、前記アームを介して筐体を位置合わせし、鏡体を覗くことで、拡大された子宮膣部(検査部位)を観察することが可能となる。また、特許文献1に関連するコルポスコープとして、オリンパスメディカルシステムズ株式会社製の製品(商品名;コルポスコープOCS-500)が市販化されており、TVカメラ、35mmカメラ、デジタルカメラがアタッチメントとして装置本体に装着可能となっており、被検者の子宮膣部(以下、検査部位と称する)の2次元画像や動画を取得することが可能となっている。 Conventionally, in the medical field, when a doctor examines a subject for cervical cancer, a cervical cancer examination device called a colposcope is used (for example, see Patent Document 1). . The colposcope disclosed in Patent Document 1 includes a mirror body (utero-vaginal magnifier), a base portion with casters that determines the position of the entire device, and a vertical movement arm that moves the mirror body in the vertical direction. The mirror body is provided with a horizontally movable arm that moves the mirror body in the horizontal direction, and the horizontally movable arm is constituted by a parallelogram link means. The mirror can be swung horizontally and vertically by parallelogram link means, and the doctor can position the housing via the arms and look through the mirror to see the enlarged uterus. It becomes possible to observe the vaginal area (examination site). In addition, as a colposcope related to Patent Document 1, a product manufactured by Olympus Medical Systems Co., Ltd. (product name: Colposcope OCS-500) is commercially available, and a TV camera, 35mm camera, and digital camera are attached to the device body. It can be attached to the patient's uterus and vagina (hereinafter referred to as the examination site), making it possible to obtain two-dimensional images and videos of the subject's utero-vaginal region (hereinafter referred to as the examination site).

上記した特許文献1や市販化されているコルポスコープは、装置自体が大型であり、医師がベース部を移動させ、鏡体を水平方向及び垂直方向に移動させて、被検者の検査部位に位置合わせする必要があり、検査開始までに時間が掛かってしまい操作性に問題がある。そこで、特許文献2には、医師の頭部に装着可能にすることで大掛かりな設置作業が不要なコルポスコープが提案されている。このコルポスコープは、本体が医師の頭部に装着可能に構成されており、本体内には、ズームレンズによって得られる拡大像をデジタル変換する撮像ユニット、及び、装着時に目の部分の前方に位置する一対のモニタが設けられている。前記撮像ユニットで撮影された検査部位の画像は、前記一対のモニタに表示することができ、医師は、眼前のモニタで表示される画像を観察することが可能となっている。また、この特許文献2には、撮像ユニットで撮影された二次元画像を記憶する記憶部を設けることが開示されており、メモリーカードやハードディスクなどの記憶媒体に二次元画像を記憶したり、或いは、画像データや動画データをケーブルを介してパソコンなどの外部装置に送信することが開示されている。 In the above-mentioned Patent Document 1 and commercially available colposcopes, the device itself is large, and the doctor moves the base part and moves the scope horizontally and vertically to place it on the examination site of the patient. It is necessary to align the positions, and it takes time to start the inspection, which poses a problem in operability. Therefore, Patent Document 2 proposes a colposcope that can be mounted on a doctor's head and does not require extensive installation work. The main body of this colposcope is configured so that it can be worn on the doctor's head. Inside the main body, there is an imaging unit that digitally converts the magnified image obtained by the zoom lens, and an imaging unit that is located in front of the eye when worn. A pair of monitors are provided. The image of the examination site taken by the imaging unit can be displayed on the pair of monitors, and the doctor can observe the image displayed on the monitor in front of his eyes. Further, Patent Document 2 discloses that a storage unit is provided to store a two-dimensional image taken by an imaging unit, and the two-dimensional image is stored in a storage medium such as a memory card or a hard disk, or , it has been disclosed that image data and video data are transmitted to an external device such as a personal computer via a cable.

特開平8-140932号Japanese Patent Application Publication No. 8-140932 特許第6368005号Patent No. 6368005

上記した特許文献2に開示されたコルポスコープは、特許文献1に開示されたコルポスコープと比べると、頭部に装着するタイプであるため、取扱性の向上が図れる。しかしながら、頭部に装着した状態のままで検査する必要があり、医師の目の位置の前に配設された一対のモニタで画像を投影する構成であるため、周囲の状況を把握することができない。また、僅かに頭部を動かすと投影画像が大きくぶれてしまうため、安定して検査部位を観察することが困難である。 Compared to the colposcope disclosed in Patent Document 1, the colposcope disclosed in Patent Document 2 mentioned above is of a type to be worn on the head, and thus can be more easily handled. However, the test must be performed with the device still attached to the head, and the image is projected on a pair of monitors placed in front of the doctor's eyes, making it difficult to grasp the surrounding situation. Can not. Furthermore, if the patient moves his or her head slightly, the projected image will be significantly blurred, making it difficult to stably observe the examination site.

また、従来のコルポスコープは、クスコと称される医療器具を用いて被検者の検査部位を上下に広げて観察し、病変があるか否か、或いは、病変が疑わしい場合、前記クスコを様々な方向に操作して、その程度や広がり具合を観察している。この観察作業において、検査部位から血液が滲み出ている等、腫瘍部位が存在したり、腫瘍の疑いがある部位があると、病変の程度(腫瘍径の程度)を確認するため、疑いのある部位に専用のテープ等を取着して、広がり具合を計測することが行なわれる。 In addition, conventional colposcopes use a medical instrument called Cusco to spread the examination area of the subject up and down and observe it. We are observing the extent and spread of the effect by operating it in different directions. During this observation process, if there is a tumor site or a suspected tumor site, such as blood seeping out from the examination site, we will confirm the extent of the lesion (the extent of the tumor diameter). A special tape or the like is attached to the area to measure the degree of spread.

このような目視による観察や計測作業は、当然ながら正確性を欠き、受診する医療機関や医師によってばらつきが生じると共に、被検者にとっても長時間拘束されて大きな負担となる。そして、これらが主な原因で子宮頸がんの受診率を下げており、子宮頸がんによる死亡率が高い要因にもなっている。なお、上記したように、検査部位をカメラで撮影し、その二次元画像から、腫瘍の広がり具合を測定することは可能であるが、凹凸表面の奥行方向の状況や浸潤の度合い等については正確に計測することはできない。 Such visual observation and measurement work naturally lacks accuracy and causes variations depending on the medical institution or doctor being examined, and also places a heavy burden on the subject as they are restrained for a long period of time. These factors are the main reason for the lower rate of cervical cancer examinations, and are also a factor in the high mortality rate from cervical cancer. As mentioned above, it is possible to photograph the inspection site with a camera and measure the extent of tumor spread from the two-dimensional image, but it is not possible to accurately measure the depth of the uneven surface or the degree of invasion. cannot be measured.

本発明は、上記した問題に基づいてなされたものであり、取扱性が良く、僅かな診察時間で被検者に負担をかけることなく、容易且つ正確に検査部位を観察することが可能な子宮頸がん用診察装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made based on the above-mentioned problems, and is easy to handle and allows for easy and accurate observation of the examination site in a short examination time without placing a burden on the patient. The purpose is to provide an examination device for cervical cancer.

上記した目的を達成するために、本発明に係る子宮頸がん用診察装置は、筐体と、前記筐体に配設され、被検者の検査部位に対してパターン光を投影する投影器、及び、前記検査部位からの前記パターン光による反射画像を撮像する第1撮像器・第2撮像器を備えた光学素子と、前記筐体内に設けられ、前記パターン光の投影制御を行なうと共に、前記第1撮像器及び第2撮像器から得られる撮像データを処理して、前記検査部位の三次元画像情報を出力する制御ユニットと、前記筐体を手持ち操作するように、前記筐体に一体形成されたグリップと、を有することを特徴とする。 In order to achieve the above object, a cervical cancer diagnosis apparatus according to the present invention includes a housing, and a projector that is disposed in the housing and projects pattern light onto an examination site of a subject. and an optical element including a first imager and a second imager that capture images reflected by the patterned light from the inspection site, and an optical element provided in the housing to control the projection of the patterned light, a control unit that processes imaging data obtained from the first imager and the second imager and outputs three-dimensional image information of the inspection site; and a control unit that is integrated into the housing so that the housing can be operated hand-held. and a grip formed therein.

上記した子宮頸がん用診察装置は、前記グリップを握持して筐体を手持ち操作するよう構成されている。手持ち操作される筐体には、被検者の検査部位に対してパターン光を投影する投影器、及び、前記検査部位からの前記パターン光による反射画像を撮像する第1撮像器・第2撮像器を具備した光学素子と、1撮像器及び第2撮像器から得られる撮像データを処理する制御ユニットが配設されており、アクティブ計測、及び、ステレオ法を用いて検査部位の三次元画像を取得するよう構成されている。このため、クスコを用いて被検者の検査部位を拡げた状態で、投影器でパターン光を照射し、その反射光を第1撮像器・第2撮像器で撮像するだけで、検査部位の三次元画像を取得することができ、極めて短時間で子宮頸がんの検査を行なうことが可能となる。 The cervical cancer diagnostic device described above is configured to hold the casing by holding the grip. The hand-operated housing includes a projector that projects pattern light onto the test site of the subject, and a first imager and a second image pickup device that capture images reflected by the pattern light from the test site. A control unit that processes the imaging data obtained from the first imager and the second imager is installed, and the system uses active measurement and stereo method to create a three-dimensional image of the inspection area. configured to retrieve. For this reason, by simply irradiating pattern light with a projector while expanding the test area of the examinee using Cusco, and capturing images of the reflected light with the first and second imagers, the test site can be expanded. Three-dimensional images can be acquired, making it possible to perform cervical cancer examinations in an extremely short time.

本発明によれば、取扱性が良く、僅かな診察時間で被検者に負担をかけることなく、容易且つ正確に検査部位を観察することが可能な子宮頸がん用診察装置が得られる。 According to the present invention, it is possible to obtain a cervical cancer examination device that is easy to handle and allows for easy and accurate observation of the examination site in a short examination time without placing a burden on the subject.

本発明の一実施形態に係る子宮頸がん用診察装置の全体構成を示す斜視図。1 is a perspective view showing the overall configuration of a cervical cancer diagnostic device according to an embodiment of the present invention. 図1の子宮頸がん用診察装置を示す図であり、(a)は正面図、(b)は側面図、(c)は平面図。FIG. 2 is a diagram showing the cervical cancer examination apparatus of FIG. 1, in which (a) is a front view, (b) is a side view, and (c) is a plan view. 図1の子宮頸がん用診察装置の筐体の内部を示す部分断面図。FIG. 2 is a partial cross-sectional view showing the inside of the casing of the cervical cancer diagnosis device shown in FIG. 1; 診察装置の各構成要素を示したブロック図。FIG. 2 is a block diagram showing each component of the medical examination device.

以下、本発明に係る子宮頸がん用診察装置(以下、診察装置と称する)の一実施形態について説明する。
図1は、子宮頸がん用診察装置の全体構成を示す斜視図、図2(a)は正面図、図2(b)は側面図、図2(c)は平面図、そして、図3は、筐体の内部を示す部分断面図である。
EMBODIMENT OF THE INVENTION Hereinafter, one embodiment of the cervical cancer diagnostic device (hereinafter referred to as diagnostic device) according to the present invention will be described.
FIG. 1 is a perspective view showing the overall configuration of a cervical cancer diagnosis device, FIG. 2(a) is a front view, FIG. 2(b) is a side view, FIG. 2(c) is a plan view, and FIG. FIG. 2 is a partial cross-sectional view showing the inside of the casing.

診察装置1は、金属、硬質プラスチックなどで形成された略直方体形状の筐体1Aを備えている。前記筐体1Aは、前面1aが高さHが100~120mm、幅Wが50~60mm程度に形成され、側面1bの長さ(奥行)Lが90~110mm程度に形成されている。また、筐体1Aには、前記側面1bの後方側(後面1c)に、握持、保持されるグリップ1Bが一体形成されている。このグリップ1Bは、略矩形の開口1Cが規定されるように筐体1Aに一体形成されており、開口1Cに人差し指、中指、薬指、小指を挿入した状態で握り込むことができるようになっている。 The diagnostic apparatus 1 includes a substantially rectangular parallelepiped-shaped housing 1A made of metal, hard plastic, or the like. The casing 1A has a front surface 1a having a height H of about 100 to 120 mm and a width W of about 50 to 60 mm, and a side surface 1b having a length (depth) L of about 90 to 110 mm. Furthermore, a grip 1B for gripping and holding is integrally formed on the rear side (rear surface 1c) of the side surface 1b of the casing 1A. This grip 1B is integrally formed with the housing 1A so that a substantially rectangular opening 1C is defined, and can be gripped with the index finger, middle finger, ring finger, and little finger inserted into the opening 1C. There is.

前記グリップ1Bの長さL1は、75~85mm程度に形成され、その肉厚(握り込まれる幅)W1は、35~40mm程度に形成されており、グリップ1Bは、筐体1Aの前面1aに対して対向する側(前面の反対側)に突出形成されている。このため、グリップ1Bを握持、保持して筐体1Aを手持ち操作することが可能であり、前面1aを被検者の検査部位に対向させることができる。また、このような診察装置1(筐体1A)は、収容バッグ等に収容して持ち運びすることができ、様々な場所で診察を行なうことが可能になると共に、保管に関しても省スペース化することができる。 The grip 1B has a length L1 of about 75 to 85 mm, and a wall thickness W1 of about 35 to 40 mm. It is formed protrudingly on the opposite side (the side opposite to the front surface). Therefore, it is possible to hold and hold the grip 1B to operate the housing 1A in a hand-held manner, and the front surface 1a can be opposed to the test site of the subject. In addition, such a medical examination device 1 (casing 1A) can be stored in a storage bag or the like and carried, making it possible to perform medical examinations in various places and saving space in terms of storage. I can do it.

なお、グリップ1Bの握持される内面1dは、図2(b)に示すように、前面1aに対して傾斜させる(握持した際、開口1Cの小指側を狭くする)ことが好ましい。これにより、グリップ1Bを握持すると、前面1aが斜め上方に向くので、医者は、被検者の検査部位に対して、その前面1aを上下方向に亘って等間隔で位置付けし易くなる。すなわち、後述する光学素子10を検査部位に沿って等間隔で位置付けし易くなり、操作性を向上することができる。 Note that the inner surface 1d of the grip 1B to be gripped is preferably inclined with respect to the front surface 1a (when gripped, the little finger side of the opening 1C is narrowed), as shown in FIG. 2(b). As a result, when the grip 1B is grasped, the front surface 1a faces diagonally upward, making it easier for the doctor to position the front surface 1a vertically at equal intervals with respect to the examination site of the subject. That is, it becomes easier to position the optical elements 10, which will be described later, at regular intervals along the inspection site, and operability can be improved.

筐体1Aの前面1aには、被検者の検査部位に対して、位相をシフトさせたパターン光を投影する投影器11、及び、検査部位からのパターン光による反射画像を撮像する第1撮像器12と第2撮像器13を備えた光学素子10が配設されている。これらの光学素子10は、筐体1A内に配設される撮像ユニット15に設けられており、前面1aに露出するように配設される。なお、本実施形態の光学素子10は、投影器11の両サイドに第1撮像器12と第2撮像器13が直線状に並ぶように配設されている。また、この光学素子10の配置態様に伴って、前記グリップ1Bは、光学素子10が配設される部位の反対側で、第1撮像器12、投影器11、第2撮像器13が並ぶ直線状のラインと平行となる方向に延出していることが好ましい。 On the front surface 1a of the housing 1A, there is a projector 11 that projects a phase-shifted pattern of light onto the test site of the subject, and a first imager that captures a reflected image of the pattern light from the test site. An optical element 10 including a camera 12 and a second imager 13 is provided. These optical elements 10 are provided in an imaging unit 15 disposed within the housing 1A, and are disposed so as to be exposed on the front surface 1a. Note that the optical element 10 of this embodiment is arranged such that the first imager 12 and the second imager 13 are arranged in a straight line on both sides of the projector 11. Further, in accordance with the arrangement of the optical element 10, the grip 1B is arranged in a straight line in which the first imager 12, the projector 11, and the second imager 13 are lined up on the opposite side of the part where the optical element 10 is arranged. It is preferable that it extends in a direction parallel to the line of the shape.

前記投影器11は、三次元形状測定に必要な二次元のパターン画像(明暗を繰り返す縞模様)を検査部位に対して投影する機能を備えたものであり、プロジェクタ等で構成することが可能である。投影器11の鏡筒11Aの前面部分には、集光レンズ(コリメートレンズ)11Bが配設されており、検査部位に対して均等にパターン画像を投影できるように構成されている。この場合、集光レンズ11Bの前面側又は後面側(図3では前面側)に重ねて、投影器11から投影されるパターン光(可視光)を直線偏光にする第1偏光素子11aと、第1偏光素子11aを透過した直線偏光を円偏光又は楕円偏光にする第1波長板11bを備えた位相差リング11Cを鏡筒11A内に配設しておくことが好ましい。 The projector 11 has a function of projecting a two-dimensional pattern image (a striped pattern that repeats brightness and darkness) necessary for three-dimensional shape measurement onto the inspection site, and can be configured with a projector or the like. be. A condensing lens (collimating lens) 11B is disposed on the front surface of the lens barrel 11A of the projector 11, and is configured to uniformly project a pattern image onto the inspection site. In this case, a first polarizing element 11a that converts pattern light (visible light) projected from the projector 11 into linearly polarized light is superimposed on the front side or the rear side (front side in FIG. 3) of the condenser lens 11B; It is preferable that a phase difference ring 11C provided with a first wavelength plate 11b that converts the linearly polarized light transmitted through the first polarizing element 11a into circularly or elliptically polarized light is disposed within the lens barrel 11A.

また、前記第1撮像器12及び第2撮像器13は、前記投影器11から投影した所定のパターン光の検査部位からの反射光を撮像する(検査部位の画像を撮影する)ためのものである。各鏡筒12A,13Aの前面部分には、それぞれマクロレンズ12B,13Bが配設されている。この場合、投影器11の集光レンズ11Bに上記した位相差リング11Cを重ねて配設する構成では、それぞれのマクロレンズ12B,13Bに対して、前記第1偏光素子の偏光軸に対して90°直交する偏光軸となる第2偏光素子12a,13aと、第2偏光素子12a,13aに重ねて前記第1波長板11bと同じ位相差の第2波長板12b,13bを備えた位相差リング12C,13Cを配設しておくことが好ましい。 Further, the first imager 12 and the second imager 13 are for capturing an image of the reflected light from the inspection site of the predetermined pattern of light projected from the projector 11 (taking an image of the inspection site). be. Macro lenses 12B and 13B are disposed on the front surface of each lens barrel 12A and 13A, respectively. In this case, in a configuration in which the above-mentioned retardation ring 11C is disposed overlapping the condensing lens 11B of the projector 11, the respective macro lenses 12B and 13B are arranged at a 90° angle with respect to the polarization axis of the first polarizing element. A phase difference ring comprising second polarizing elements 12a, 13a having orthogonal polarization axes, and second wavelength plates 12b, 13b overlapping the second polarizing elements 12a, 13a and having the same phase difference as the first wavelength plate 11b. It is preferable to arrange 12C and 13C.

前記筐体1A内には、装置全体の動作を制御する制御部と、前記パターン光の投影制御を行なうと共に、第1撮像器12及び第2撮像器13から得られる撮像データを処理して、検査部位の三次元画像情報を出力するデータ処理部が配設されている。この制御部及びデータ処理部は、筐体内に配設され、各種の電子部品が実装される制御基板等で構成される制御ユニット100に組み込まれている。
また、筐体1A内には、制御ユニット100からの発熱を放熱するヒートシンク50が配設されている。
Inside the housing 1A, there is a control unit that controls the operation of the entire device, a control unit that controls the projection of the patterned light, and processes imaging data obtained from the first imager 12 and the second imager 13. A data processing unit is provided that outputs three-dimensional image information of the inspection site. The control section and the data processing section are installed in a control unit 100 that is disposed within a housing and includes a control board and the like on which various electronic components are mounted.
Furthermore, a heat sink 50 is disposed within the housing 1A to radiate heat generated from the control unit 100.

前記筐体1Aの露出部分(本実施形態では後面1c)には、装置全体をON/OFFする電源ボタン21及び各種操作信号を入力する入力操作部(操作パネル;図示せず)が配設されている。また、本実施形態では、グリップ1Bに、グリップを握持した状態で、第1撮像器12及び前記第2撮像器13の撮影を行なうための操作ボタン22が配設されている。 A power button 21 for turning on/off the entire device and an input operation section (operation panel; not shown) for inputting various operation signals are arranged on the exposed part of the housing 1A (the rear surface 1c in this embodiment). ing. Further, in this embodiment, the grip 1B is provided with an operation button 22 for photographing the first image pickup device 12 and the second image pickup device 13 while the grip is held.

本発明の診察装置は、上記した投影器11及び2つの撮像器12,13を利用して、検査部位の三次元画像を取得する構成であり、三次元画像を取得する方法としては、高精度かつ高精細な三次元画像を取得することが可能なステレオ位相シフト法が用いられている。 The medical examination apparatus of the present invention is configured to obtain a three-dimensional image of an examination site using the above-described projector 11 and two imagers 12 and 13. A stereo phase shift method is used that can obtain high-definition three-dimensional images.

ステレオ位相シフト法は、一般的に公知であるため、その詳細については省略するが、輝度が周期的に変化する所定の縞状の投影光(明暗を有する二次元のパターン光;可視光)を測定対象物である検査部位に投影する投影装置(投影器11が対応)と、検査部位からの反射光(パターン光の反射光)を撮像する2つの撮像装置(撮像器12,13が対応)とを備えており、輝度が周期的に変化する縞状の投影光を、一定時間内に位相を複数回シフトさせて検査部位に複数回投影し、その反射光を異なる2つの方向に設置された撮像装置で撮像するものである。そして、この2つの方向から撮像された画像から、所定の画像処理プログラムに従って、それぞれの方向における画像の各画素の位相値を算出し、2つの方向における位相値が同一となる位置、及び、測定対象物を撮像した2つの位置の3点から、三角測量の原理によって検査部位の三次元形状を算出する構成である。 Since the stereo phase shift method is generally known, its details will be omitted, but it uses predetermined striped projection light (two-dimensional pattern light with brightness and darkness; visible light) whose brightness changes periodically. A projection device (corresponding to the projector 11) that projects onto the inspection site that is the object to be measured, and two imaging devices (corresponding to the imagers 12 and 13) that captures the reflected light from the inspection site (reflected light of the pattern light). It is equipped with a striped projection light whose brightness changes periodically and is projected onto the inspection site multiple times with the phase shifted multiple times within a certain period of time, and the reflected light is placed in two different directions. The image is captured using a separate imaging device. Then, from the images taken from these two directions, the phase value of each pixel of the image in each direction is calculated according to a predetermined image processing program, and the position where the phase value in the two directions is the same is determined, and the measurement The configuration is such that the three-dimensional shape of the inspection site is calculated based on the principle of triangulation from three points at two positions where the object is imaged.

このため、前記投影器11は、予めパターン記憶部で記憶されている所定のパターン画像を検査部位に向けて投影するプロジェクタ等で構成される。具体的に、投影器11は、投影器ドライバによって、検査部位に対して、測定部位の測定範囲内に二次元のパターン画像を一定時間内(1秒以下の短時間)に位相を複数回シフトさせて複数回投影する機能を有する。 For this reason, the projector 11 is composed of a projector or the like that projects a predetermined pattern image stored in advance in a pattern storage section toward the inspection site. Specifically, the projector 11 uses a projector driver to shift the phase of a two-dimensional pattern image within the measurement range of the measurement area with respect to the inspection area multiple times within a certain period of time (a short time of 1 second or less). It has a function to project multiple times.

また、前記撮像器12,13は、一定画素数のイメージセンサ(CMOSセンサ、CCDセンサ等)のエリアセンサを有しており、各画素は、RGBの3チャンネルの色情報を備えると共に、検査部位上の輝度に対応した信号値を取得して光電変換する機能を備えている。撮像器12,13で得られるカラー情報を含んだ画像信号は、所定の画像処理プログラムに従って画像処理され、位相画像(カラー化された三次元画像信号)が生成される。 Further, the imagers 12 and 13 have an area sensor of an image sensor (CMOS sensor, CCD sensor, etc.) with a fixed number of pixels, and each pixel is provided with color information of three channels of RGB, and the area to be inspected. It has a function to acquire the signal value corresponding to the brightness above and convert it into photoelectricity. Image signals containing color information obtained by the imagers 12 and 13 are image-processed according to a predetermined image processing program to generate a phase image (a colored three-dimensional image signal).

図4は、上記した診察装置の各構成要素を概念化して示すブロック図である。
前記筐体内には、制御部100A及びデータ処理部100Bを備えた制御ユニット100が配設されており、この制御ユニットの制御部100Aは、装置内に設置された各構成要素の制御を行なうCPU101、各種の動作プログラムや検査部位に対して投影されるパターン画像等を格納したROM102、各種情報を一時的に格納するRAM103、前記投影器に所定のパターン画像を投影する投影器ドライバ110、2つの撮像器12,13を駆動・制御する撮像器ドライバ120を備えている。
FIG. 4 is a block diagram conceptually showing each component of the above-described medical examination device.
A control unit 100 including a control section 100A and a data processing section 100B is disposed within the housing, and the control section 100A of this control unit is connected to a CPU 101 that controls each component installed in the device. , a ROM 102 that stores various operating programs and pattern images projected onto the inspection site, a RAM 103 that temporarily stores various information, and a projector driver 110 that projects a predetermined pattern image onto the projector. It includes an imager driver 120 that drives and controls the imagers 12 and 13.

また、データ処理部100Bは、2つの撮像器12,13で撮像された検査部位からのパターン画像の反射光(画像データ)による位相画像を記憶する画像データ記憶部130、及び、画像データ記憶部130で記憶されている画像データから、画像処理プログラムに従って立体画像(三次元画像)を生成する三次元画像生成部140を備えており、立体画像生成部140は、2つの撮像器12,13で得られる位相画像情報から、検査部位について三次元化されたカラー画像信号を生成する。前記データ処理部100Bは、バス300を介して前記制御部100Aに接続されている。 The data processing unit 100B also includes an image data storage unit 130 that stores a phase image based on reflected light (image data) of a pattern image from the inspection site imaged by the two imagers 12 and 13, and an image data storage unit A three-dimensional image generation unit 140 is provided which generates a three-dimensional image (three-dimensional image) from the image data stored in the image processing program 130 according to an image processing program. A three-dimensional color image signal of the inspection site is generated from the obtained phase image information. The data processing section 100B is connected to the control section 100A via a bus 300.

前記バス300には、前記三次元画像生成部140で生成された映像信号を、各種の外部装置200に送信する通信ポート(インターフェース)150、上記した電源ボタン21や撮影開始信号を入力する操作ボタン22、更には、各種の操作信号(各種のモード設定、変更、撮影条件の変更、設定等の信号)を入力する操作ボタンを備えた入力操作部160等が接続されている。 The bus 300 includes a communication port (interface) 150 for transmitting the video signal generated by the three-dimensional image generation unit 140 to various external devices 200, and an operation button for inputting the above-mentioned power button 21 and a shooting start signal. 22, and further connected to an input operation section 160 having operation buttons for inputting various operation signals (signals for various mode settings, changes, photographing condition changes, settings, etc.).

上記した外部装置200は、診察装置1とUSBケーブルなど有線、WiFi等の無線で接続されるパーソナルコンピュータ等の端末、更には、クラウドコンピュータ等が該当し、三次元画像生成部140で生成された映像信号を所定の映像処理プログラムで解析し、モニタ上で、撮影された検査部位の立体画像に加え、XY平面、YZ平面、XZ平面で設定した画像を表示することが可能となっている。 The above-mentioned external device 200 is a terminal such as a personal computer that is connected to the examination device 1 by wire such as a USB cable or wirelessly such as WiFi, or a cloud computer, etc. The video signal is analyzed by a predetermined video processing program, and in addition to the photographed stereoscopic image of the inspection site, it is possible to display images set in the XY plane, YZ plane, and XZ plane on the monitor.

上記した構成の診察装置1は、医師がグリップ1Bを握持して筐体1Aを手持ち操作する構成であり、グリップ1Bを握持して筐体1Aの前面1aを被検者の検査部位に近接して配置することができる。したがって、従来のように、キャスター付きのベース部を移動させて、鏡体を検査部位に位置合わせする、といった装置の大掛かりなセッティング操作が不要となり、取扱性、操作性の向上が図れると共に、大きな保管スペースを必要とすることもない。すなわち、本発明に係る診察装置1によれば、医師は、片手でクスコを操作して検査部位を広げた状態で(上下方向に広げる)、反対側の手で筐体1Aを操作して光学素子10を検査部位に対向配置し、グリップ1Bに配設された操作ボタン22を押圧することで、検査部位の三次元画像を取得することができる。 The medical examination device 1 having the above-mentioned configuration is configured such that a doctor holds the grip 1B and operates the housing 1A in a hand-held manner. They can be placed in close proximity. This eliminates the need for large-scale setup operations for the device, such as moving the base with casters to align the scope with the inspection site, as in the past, improving handling and operability. It does not require storage space. That is, according to the medical examination device 1 according to the present invention, the doctor operates the Cusco with one hand to spread the examination area (spread it in the vertical direction), and operates the housing 1A with the other hand to open the optical A three-dimensional image of the test site can be obtained by arranging the element 10 to face the test site and pressing the operation button 22 provided on the grip 1B.

この場合、上記した構成の診察装置1は、筐体1Aの前面1aに、投影器11、及び、検査部位からのパターン光による反射画像を撮像する第1撮像器12と第2撮像器13を備えた光学素子10が直線状に配設されており、投影器11の両サイドに第1撮像器12と第2撮像器13を配設したことから、各撮像器の距離が最も離間した位置となり、精度良く三次元画像を取得することができる。また、筐体1Aに一体形成されたグリップ1Bは、光学素子10が配設される部位の反対側に位置し、光学素子10が並ぶ直線状のラインと平行となる方向に伸びているため、クスコを操作して縦方向で拡げる検査部位に対して位置合わせ操作がし易くなる。また、その状態でグリップ1Bを握持したまま、第1撮像器12及び第2撮像器13の撮影を行なう操作ボタン22を押圧するだけであるため、被検者が仰向けになった後、診察装置1を所定の位置に位置付けし、直ちに検査を終了することができる。 In this case, the diagnostic apparatus 1 having the above-mentioned configuration includes a projector 11, and a first imager 12 and a second imager 13 that capture images reflected by patterned light from the examination site, on the front surface 1a of the housing 1A. Since the optical elements 10 provided with the optical elements 10 are arranged in a straight line and the first imager 12 and second imager 13 are arranged on both sides of the projector 11, the distance between each imager is the most distant. Therefore, a three-dimensional image can be obtained with high accuracy. Furthermore, the grip 1B integrally formed with the housing 1A is located on the opposite side of the part where the optical element 10 is arranged, and extends in a direction parallel to the linear line in which the optical element 10 is arranged. It becomes easier to position the inspection area by operating the Cusco and expanding it in the vertical direction. In addition, since the user only has to press the operation button 22 for taking pictures with the first imager 12 and the second imager 13 while holding the grip 1B in this state, the patient can be examined after lying on his back. The device 1 can be positioned at a predetermined position and the test can be completed immediately.

上記したように、本発明では、ステレオ位相シフト法によって検査部位の画像を取得することから、僅かな撮影時間で高精度かつ高精細な三次元画像を取得することができる。また、筐体1Aは手持ち操作できるので操作性や取扱性が良く、撮影も短時間で行なえるので、被検者に負担をかけることなく、容易且つ正確に子宮頸がんの検査を行なうことが可能となる。この場合、投影器11で投影されたパターン光を撮像する第1撮像器12及び第2撮像器13で撮影された検査部位は、従来のコルポスコープのカメラで撮影したような二次元画像ではなく、三次元のカラーで立体的な画像であることから、凹凸表面の奥行方向の状況や浸潤の度合い、色の変色等についても観察することができ、病変(腫瘍部位)があるか否か、更には、専用のテープを用いなくても、その大きさ(腫瘍径)を容易に判別することが可能となる。 As described above, in the present invention, since images of the inspection site are acquired using the stereo phase shift method, highly accurate and high-definition three-dimensional images can be acquired in a short imaging time. In addition, since the housing 1A can be handheld, it is easy to operate and handle, and imaging can be done in a short time, so cervical cancer examinations can be performed easily and accurately without putting a burden on the examinee. becomes possible. In this case, the inspection site photographed by the first imager 12 and second imager 13, which image the patterned light projected by the projector 11, is not a two-dimensional image like that taken by a conventional colposcope camera. Since it is a three-dimensional color and three-dimensional image, it is possible to observe the depth of the uneven surface, the degree of infiltration, and color changes, and to determine whether there is a lesion (tumor site) or not. Furthermore, the size (tumor diameter) can be easily determined without using a special tape.

なお、上記した検査装置1では、医師は片手でクスコを操作して検査部位を上下方向に広げた状態で撮影を行なう。通常、クスコは、金属製であるため、投影器11でパターン光を投影すると、クスコから反射光によってグレアが発生する可能性があるが、上記したように、投影器11に位相差リング11Cを配設するとともに、第1撮像器12及び第2撮像器13に、位相差リング12C,13Cを配設することで、そのようなグレアを抑制することが可能となる。特に、位相差リング11Cの第1波長板11b、及び/又は、位相差リング12C,13Cの第2波長板12b,13bを、重ねて配設されるそれぞれの偏光素子11a、及び、偏光素子12a,13aに対して回転可能にすることで、クスコの背景の色やコントラスト等によって、見え方が変わる(その反射角度が変わる)ことがあっても、波長板を回転することで、位相角をずらして行き、見易い状態に設置することが可能となる。 In the above-described examination apparatus 1, the doctor operates the Cusco with one hand to perform imaging while expanding the examination region in the vertical direction. Normally, Cusco is made of metal, so when the projector 11 projects pattern light, there is a possibility that glare will be generated by the reflected light from Cusco. In addition, by arranging the phase difference rings 12C and 13C in the first imager 12 and the second imager 13, it is possible to suppress such glare. In particular, the first wave plate 11b of the retardation ring 11C and/or the second wave plate 12b, 13b of the retardation rings 12C, 13C are arranged in the respective polarizing elements 11a and 12a, which are arranged in an overlapping manner. , 13a, the phase angle can be changed by rotating the wave plate, even if the appearance may change (its reflection angle changes) depending on the color and contrast of the Cusco background. It becomes possible to move it and install it in a state where it is easy to see.

以上のように、上記した検査装置1によれば、極めて短時間で正確に検査部位の状態を三次元のカラー画像で取得できることから、被検者に負担をかけることが無くなり、子宮頸がんの受診率を向上することが可能となる。この場合、得られた検査部位の三次元の画像データから、腫瘍の疑いがあったり、実際に腫瘍があるようなケースでは、被検者に対して、精密検査を促すようにすれば良い。また、画像データをクラウドで管理する場合、子宮頸がんに関する専門医師の検査を仰ぐことも可能となり、より高精度な検査結果を取得することも可能である。 As described above, according to the above-mentioned inspection device 1, the condition of the inspection site can be accurately acquired in a three-dimensional color image in an extremely short time, so there is no burden on the subject, and cervical cancer can be detected. This makes it possible to improve the rate of medical examinations. In this case, if a tumor is suspected or actually exists based on the obtained three-dimensional image data of the examination site, the subject may be prompted to undergo a detailed examination. Furthermore, when image data is managed in the cloud, it becomes possible to request an examination by a specialist in cervical cancer, and it is also possible to obtain more accurate examination results.

以上、本発明に係る検査装置の実施形態について説明したが、本発明は、上記した実施形態に限定されることはなく、種々変形することが可能である。
例えば、上記した検査装置の筐体1Aの形状、及び、グリップ1Bの形状や光学素子10の配置については、適宜変形することが可能である。
Although the embodiments of the inspection device according to the present invention have been described above, the present invention is not limited to the above-described embodiments and can be modified in various ways.
For example, the shape of the casing 1A of the above-described inspection device, the shape of the grip 1B, and the arrangement of the optical element 10 can be modified as appropriate.

1 子宮がん用検査装置
1A 筐体
1B グリップ
1a 前面
10 光学素子
11 投影器
12,13 撮像器
1 Uterine cancer testing device 1A Housing 1B Grip 1a Front surface 10 Optical element 11 Projector 12, 13 Imager

Claims (6)

筐体と、
前記筐体に配設され、被検者の検査部位に対してパターン光を投影する投影器、及び、前記検査部位からの前記パターン光による反射画像を撮像する第1撮像器・第2撮像器を備えた光学素子と、
前記筐体内に設けられ、前記パターン光の投影制御を行なうと共に、前記第1撮像器及び第2撮像器から得られる撮像データを処理して、前記検査部位の三次元画像情報を出力する制御ユニットと、
前記筐体を手持ち操作するように、前記筐体に一体形成されたグリップと、
を有することを特徴とする子宮頸がん用診察装置。
A casing and
a projector disposed in the housing and projecting patterned light onto the examination site of the subject; and a first imager and a second imager that capture images reflected by the patterned light from the examination site. an optical element comprising;
a control unit that is provided in the housing and controls the projection of the patterned light, processes imaging data obtained from the first imager and the second imager, and outputs three-dimensional image information of the inspection site; and,
a grip integrally formed with the casing so that the casing can be held in hand;
A diagnostic device for cervical cancer characterized by having the following.
前記光学素子は、前記投影器の両サイドに前記第1撮像器と前記第2撮像器が直線状に並ぶように前記筐体に配設されていることを特徴とする請求項1に記載の子宮頸がん用診察装置。 2. The optical element according to claim 1, wherein the optical element is disposed in the housing so that the first imager and the second imager are lined up in a straight line on both sides of the projector. Diagnosis device for cervical cancer. 前記グリップは、前記光学素子が配設される部位の反対側に位置し、前記第1撮像器、前記第2撮像器、前記投影器が並ぶ直線状のラインと平行となる方向に伸びていることを特徴とする請求項2に記載の子宮頸がん用診察装置。 The grip is located on the opposite side of the part where the optical element is arranged, and extends in a direction parallel to a linear line in which the first imager, the second imager, and the projector are lined up. The cervical cancer diagnostic device according to claim 2, characterized in that: 前記グリップには、グリップを握持した状態で、前記第1撮像器及び前記第2撮像器の撮影を行なう操作ボタンが配設されていることを特徴とする請求項3に記載の子宮頸がん用診察装置。 The cervix according to claim 3, wherein the grip is provided with an operation button for performing imaging with the first image pickup device and the second image pickup device while the grip is held. Medical examination equipment. 前記投影器から投影されるパターン光を直線偏光にする第1偏光素子と、
前記第1撮像器及び前記第1撮像器において、検査部位からの反射光を透過させ、前記第1偏光素子の偏光軸に対して90°直交する偏光軸となる第2偏光素子と、
前記第1偏光素子に重ねて配設され、前記投影器から投影されるパターン光を円偏光又は楕円偏光にする第1波長板と、
前記第2偏光素子に重ねて配設され、第1波長板と同じ位相差の第2波長板と、
を有することを特徴とする請求項1から4のいずれか1項に記載の子宮頸がん用診察装置。
a first polarizing element that linearly polarizes the pattern light projected from the projector;
In the first imager and the first imager, a second polarizing element that transmits reflected light from the inspection site and has a polarizing axis that is perpendicular to the polarizing axis of the first polarizing element by 90 degrees;
a first wavelength plate disposed to overlap the first polarizing element and converting the patterned light projected from the projector into circularly polarized light or elliptically polarized light;
a second wavelength plate disposed overlapping the second polarizing element and having the same phase difference as the first wavelength plate;
The cervical cancer examination device according to any one of claims 1 to 4, characterized in that it has the following.
前記第1波長板、及び/又は、前記第2波長板は、前記重ねて配設されるそれぞれの偏光素子に対して回転可能であることを特徴とする請求項5に記載の子宮頸がん用診察装置。 Cervical cancer according to claim 5, characterized in that the first wave plate and/or the second wave plate are rotatable with respect to each of the overlapping polarizing elements. medical examination equipment.
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