电子内窥镜系统的制作方法

1.本发明与获取超声图像的电子内窥镜系统相关。


背景技术：

2.在对人体内部的活组织观察和治疗中使用电子内窥镜系统。电子内窥镜系统作为活组织的图像，除了使用摄像元件获取受检体的光学观察图像外，配备超声波探头的超声内窥镜还可以获取超声图像(超声波断层像)。连接到超声内窥镜的处理器作为超声诊断设备进行检查和诊断。以下，将具备摄像元件以及超声波探头的内窥镜称为超声内窥镜(或者电子内窥镜)。
3.超声内窥镜具有摄像元件和超声波探头，在从超声内窥镜向处理器延伸的挠性管内，配置有设在插入部前端的摄像元件，和与连接至处理器的连接器之间相连的摄像信号传输线，通过摄像信号传输线传输摄像信号。另外，在所述挠性管内，配置有设在插入部前端的超声波探头，和与连接至处理器的连接器之间相连的超声信号传输线，通过超声信号线传送超声信号。
4.在通过超声波进行检查和诊断时，由处理器向超声波探头供电，超声波探头向活组织发送超声波并接收反射波。超声波探头接收到的反射波被信号化为回声信号，回声信号通过超声信号传输线被发送到处理器，并且由处理器进行信号处理生成超声图像。
5.处理器除了具备使用来自超声内窥镜的发送信号(超声信号、摄像信号)进行数据处理的信号处理部、控制图像显示的控制部等外，还包括开关电源。开关电源产生并提供让超声内窥镜及处理器中的各构成设备作动的所需电压。处理器与用于显示摄像图像和超声图像的显示器相连。
6.基于超声波探头的回声信号获得，并在显示器上显示的超声图像上可能含有噪声成分，如超声内窥镜或处理器中产生的噪声，或与ac电源重叠的从外部进入的噪声。这种噪声成分，例如，包括：开关电源的开关引起的噪声成分，或者所述传输线之间的相互干扰引起的噪声成分。例如，在挠性管内，由于摄像信号传输线与超声信号传输线邻近地设置，所以传输线之间的静电耦合或电磁耦合增强，控制摄像元件的脉冲控制信号等干扰超声波探头或超声信号传输线，在回声信号中混入噪声成分。
7.此外，在超声图像中，有时也会有称为伪影(实际上不存在的虚像)的超声波特有的噪声。产生超声波后，接收来自生物体内反射的回波以获得回声信号，但由于旁瓣伪影、栅瓣和多反射等原因而产生虚像，即产生了伪影噪声。此外，由于开关电源产生的高频噪声叠加在超声信号的接收信号上，因此，在由超声波诊断图像创建的超声图像中有时也会出现伪影。
8.针对这些超声图像内的噪声成分，在特开2014-003801号公报中公开了一种超声图像处理器，可以去除dc/dc转换器的运行所引起的周期性噪声。其包括：从电源输入部分输入电源、输出恒压电源的主转换器；和输入该恒压电源、向构成超声图像处理器的电路输出电源的多个从转换器，通过使主转换器及从转换器的开关动作同步，从而减少了尖峰噪
声。
9.特开2019-076707公布了一种将开关电源的开关频率以预先设定的变更幅度进行变更的方法，以抑制在超声图像上出现的开关噪声的增加。这是因为当开关频率是脉冲重复频率(也就是执行扫描时发送超声波脉冲的频率)的整数倍时，在执行b(亮度)模式扫描或m(运动)模式扫描而产生的以超声图像数据为准的超声图像上，会出现由开关引起的开关噪声。
10.特开2017-080040公开了一种消除噪声的方法，其具备图像生成单元、检测单元和控制单元，当检测单元检测到外部设备或超声波探头的输出在时间方向上的特异变化时，控制单元响应检测单元对特异变化的检测，在显示单元上显示包括与超声图像基本相同位置的医学图像的参考图像。


技术实现要素：

11.发明所要解决的课题
12.在配备超声内窥镜和处理器的电子内窥镜系统中，优选能高精度的从噪声中提取回声信号并进行图像处理的电子内窥镜系统，以便实现高精度的诊断。此外，为了减轻体腔内插入超声内窥镜的患者的身体负担，将来需要进一步对挠性管进行细径化。在用于超声信号和摄像信号的传输线中，传统传输线的屏蔽结构已经抑制了噪声的进入，但由于直径较窄造成屏蔽结构的限制，屏蔽性能被迫降低，噪声成分更容易产生。
13.此外，如果驱动超声内窥镜及处理器的电源，也就是ac电源上叠加了外部噪声，噪声在一定程度上会由电源电路和滤波电路降低，但如果噪声较大或当emi噪声等以意想不到的路径叠加在回声信号上时，则导致超声图像出现噪声成分，画质下降。为了进一步提高清晰度，还要求检测微小的回声号，如何抑制超声图像的噪声成分已成为一个大问题。
14.本发明的目的是提供一种电子内窥镜系统，能够有效地检测超声图像中周期性产生的噪声成分，并在使用超声波探头获取超声图像时抑制噪声成分，从而产生高精度的超声图像。
15.用于解决课题的技术方案
16.本发明的一个方面是一种获取超声图像的电子内窥镜系统，其特征在于，具备：电子内窥镜，其在前端部具有对活组织进行摄像的摄像元件，和对活组织赋予超声波而得到回声信号的超声波探头；摄像图像处理器，其具有图像处理部，该图像处理部对从所述摄像元件输出的摄像信号进行处理而生成摄像图像；以及超声图像处理器，其具有超声图像处理部、噪声检测部以及噪声抑制部，该超声图像处理部对从所述超声波探头输出的所述回声信号进行处理而生成超声图像，该噪声检测部检测所述回声信号中包含的、以预先设定的阈值水平以上的周期性产生的噪声成分，该噪声抑制部对检测到的所述噪声成分进行抑制处理。
17.优选的，所述噪声检测部具备周期幅度检测部，该周期幅度检测部计算所述噪声成分周期性产生的噪声周期，并根据所述噪声周期的最小值和最大值计算周期幅度，所述噪声检测部利用所述噪声周期和所述周期幅度检测所述噪声成分。
18.优选的，所述噪声抑制部进行增益变更处理，该增益变更处理针对检测出的所述噪声成分的所述超声图像中的噪声像素位置处的像素值，改变与所述噪声像素位置处的噪
声像素以外的像素之间的放大增益值。
19.优选的，所述噪声抑制部具备频带去除滤波器，该频带去除滤波器根据所述噪声周期，以及所述周期幅度求出与所述噪声周期对应的频带，并使用所述频带从所述回声信号去除所述噪声成分。
20.优选的，所述噪声抑制部进行校正处理，将检测出的所述噪声成分的所述超声图像中的噪声像素位置处的像素值，置换为基于位于所述噪声像素位置的周边像素的像素值而生成的插补像素值。
21.优选地，所述噪声抑制部改变所述摄像图像处理器和所述超声图像处理器所具有的多个组成设备的工作频率中的至少一个，以便与所述回声信号的周期性产生的所述噪声成分的产生周期相分离。
22.优选的，所述工作频率包括所述超声波探头的超声频率，以及所述摄像元件的摄像元件工作频率中的至少一个。
23.所述超声图像处理器具备a/d转换部作为所述组成设备，将模拟信号的所述回声信号通过采样转换成数字信号；
24.优选地，所述工作频率包括所述a/d转换器中的所述回声信号的采样频率。
25.所述超声图像处理器具备dc/dc转换器作为所述组成设备，该dc/dc转换器是用于驱动所述电子内窥镜、所述摄像图像处理器以及所述超声图像处理器的开关电源，
26.优选的，所述工作频率包括所述dc/dc转换器中的开关频率。
27.所述超声图像处理器具备ac/dc转换器作为所述组成设备，该ac/dc转换器是用于将从外部商用电源接收到的交流电力变换为直流电力，将所述直流电力提供给所述dc/dc转换器的开关电源；
28.优选的，所述工作频率包括所述ac/dc转换器中的开关频率。
29.所述dc/dc转换器及所述ac/dc转换器包括供应直流电力的蓄电池，
30.优选的，所述噪声抑制部在检测到所述噪声成分时，从所述dc/dc转换器以及所述ac/dc转换器切换到所述蓄电池。
31.所述电子内窥镜系统包括电子内窥镜位置测量装置，当所述电子内窥镜插入体腔内时，其利用磁性来确定所述电子内窥镜的位置；
32.所述内窥镜位置测量装置包括驱动部，其缠绕所述电子内窥镜的发送线圈、和定位部，其在将所述电子内窥镜插入体腔内时，利用来自所述发送线圈的信号来确定电子内窥镜的位置；
33.优选的，当所述噪声抑制部在检测所述噪声成分时，变更所产生的所述发送线圈的动作频率，或者停止所述磁的产生。
34.所述噪声检测部、
35.将所述无噪声成分的学习用超声图像和所述有噪声成分的学习用超声图像作为学习数据，创建预先机械学习有无所述噪声成分的噪声成分推论模型，
36.优选的，通过将在所述图像处理部中生成的所述超声图像输入到所述噪声成分推论模型中，来判定所述噪声成分的有无。
37.所述噪声抑制部创建对所述电子内窥镜、所述摄像图像处理器，或所述超声图像处理器的动作环境信息及所述超声图像的特征量，和与所述动作环境信息相应的抑制所述
噪声成分的措施是否有效的信息之间的关系机械学习的噪声对策推论模型；优选的，当所述噪声检测部检测到新生成的超声图像中的所述噪声成分时，提取所述超声图像的特征量，并在创建的所述噪声对策推论模型中，输入检测所述噪声成分时的所述操作环境信息和提取的所述特征量，设定有效的噪声抑制对策。
38.所述动作环境信息包括所述摄像图像处理器和所述超声图像处理器所具有的多个组成设备的工作频率，
39.优选的，所述工作频率包括所述超声波探头的超声频率和所述摄像元件的工作频率、所述a/d转换器中回声信号的采样频率、所述dc/dc变频器和所述ac/dc变频器中的开关频率、以及所述电子内窥镜位置测量装置的发送线圈的工作频率。
40.发明效果
41.根据所述电子内窥镜系统，当使用超声波探头获取超声图像时，能够有效地检测超声图像中周期性产生的噪声成分，并抑制噪声成分，从而创建高精度的超声图像。
附图说明
42.图1为一实施方式的电子内窥镜系统整体构成的一例框图。
43.图2为一实施方式的电子内窥镜系统中使用的具有超声波探头的电子内窥镜的示例图。
44.图3为一实施方式的电子内窥镜系统中使用的电子内窥镜和摄像图像处理器的概略结构的框图。
45.图4为一实施方式的电子内窥镜系统中超声图像的成像原理。
46.图5是说明获取超声图像时的回声信号被显示为b模式的超声图像之前的信号处理示例图。
47.图6是表示图5所示的a模式的回声信号通过放大电路，以及积分电路之后的回声信号以及亮度调制后的亮度示例图。
48.图7为一实施方式的电子内窥镜系统获取的b模式超声图像的示例图。
49.图8为一实施方式的电子内窥镜系统获得的b模式超声图像中的超声波束的扫描位置，和噪声成分的发生部示例图。
50.图9为一实施方式的电子内窥镜系统获得的b模式超声图像中出现的噪声成分的发生频率示例图。
51.图10为一实施方式的电子内窥镜系统获得的超声图像中出现的周期性噪声成分的功率谱示例的图。
52.图11为一实施方式的电子内窥镜系统中使用的多个开关电源的噪声叠加在回声信号上的示例图。
53.图12为一实施方式的电子内窥镜系统中使用的电子内窥镜插入部的噪声要因示例图。
54.图13为一实施方式的电子内窥镜系统中周期性发生的噪声成分叠加的回声信号示例图。
55.图14为一实施方式的电子内窥镜系统中使用的频带去除滤波器的噪声抑制部的示例图。
56.图15为一实施方式的电子内窥镜系统中，对回声信号进行滤波的所有滤波器的频率特性示例图。
57.图16为一实施方式的电子内窥镜系统获得的包括周期性产生的噪声在内的回声信号通过频带去除滤波器之后的数字回声信号和亮度示例图。
58.图17为一实施方式的电子内窥镜系统中，从作为b模式图像获得的超声图像去除噪声像素并执行插值处理的噪声抑制部示例图。
59.图18为一实施方式的电子内窥镜系统中，并设开关电源和蓄电池并且设置切换装置的示例图。
60.图19a为一实施方式的电子内窥镜系统中，将转换器用作并设的蓄电池的充电专用电源的示例图。
61.图19b为一实施方式的电子内窥镜系统中，将转换器用作并设的蓄电池的充电专用电源的示例图。
62.图20为一实施方式的电子内窥镜系统中使用的电子内窥镜位置测量装置示例图。
63.图21为一实施方式的电子内窥镜系统中，通过ai(人工智能)进行学习并且判断有无周期性地产生噪声成分过程的示例图。
64.图22为一实施方式的电子内窥镜系统中，ai推导出有效噪声应对策略的示例图。
65.图23为一实施方式的电子内窥镜系统中，进行噪声校正的工作流程示例图。
66.图24为一实施方式的电子内窥镜系统中，由人工智能(ai)进行噪声校正的工作流程示例图。
具体实施方式
67.(电子内窥镜系统的整体构成)
68.图1为一实施方式的电子内窥镜系统整体构成的一例框图。获取超声图像的电子内窥镜系统10，包括：电子内窥镜12、摄像图像处理器22、和超声图像处理器30。
69.电子内窥镜12包括：照射活组织的照明部14、拍摄活组织的摄像元件16、对由摄像元件16拍摄的信号进行预处理的驱动信号处理部18、以及对活组织赋予超声波而得到回声信号的超声波探头20。超声波探头20是相控阵式探头，让多个沿规定的方向排列输出超声波的探头元件的每个探头元件具有预定时间地输出超声波来可以获取沿各种方向的回声信号。
70.活组织的图像信号以预定的帧周期由摄像元件16输入至驱动信号处理部18，并输出到摄像图像处理器22的系统控制器102以及摄像图像处理部26。帧周期例如为1/30秒、1/60秒。
71.驱动信号处理部18再访问存储器92，并读取电子内窥镜12的固有信息。记录在存储器92中的电子内窥镜12的固有信息例如包括：摄像元件16的像素数、灵敏度、可操作帧速率、型号等。
72.摄像图像处理器22包括：将光源发送到照明部14的光源部24，和通过处理从摄像元件16输出的摄像信号来生成摄像图像的摄像图像处理部26。
73.超声图像处理器30包括:收发送部38，其向超声波探头20发送驱动信号、接收回波；和超声图像处理部32，其对来自超声波探头20的回波信号进行处理从而生成超声图像；
和噪声检测部34，其检测回声信号中以预先设定的阈值水平或更高周期性出现的噪声成分；和噪声抑制部36，其对检测到的噪声成分进行抑制处理。
74.超声图像处理部32基于数字回声信号，例如，通过亮度调制作为浓淡图像数据实施规定的运算，生成沿一个方向的一维b模式图像。进一步的，超声图像处理部32通过使基于相控阵式超声波探头20得到的回声信号生成的多个方向上的一维b模式图像，与相控阵扫描配合一致沿规定的方位方向配置，创建1个二维b模式图像。进一步的，利用增益处理、对比度处理等公知技术对所创建的图像进行图像处理，同时，进行与超声图像显示部46中的图像的显示范围对应的灰度处理。
75.超声图像处理器30具备显示部46，可显示生成的超声图像并具备输入功能，可使用触摸面板方式进行输入。进一步的，超声图像处理器30还具备用于操作超声图像处理器30的输入部42、电源部44和ac电源输入部48。
76.输入部42使用键盘、鼠标、触摸面板等，接受各种信息的输入。超声图像显示部46显示包括创建的超声图像在内的各种信息。除了超声图像处理器30之外，电源部44还提供用于驱动电子内窥镜12和摄像图像处理器22的电力。例如，作为组成设备，电源部44包括开关电源也就是dc/dc转换器，并且通过dc/dc转换器中的开关频率产生直流电压。配备多个dc/dc转换器，每个dc/dc转换器将输入的直流电压转换为所需的直流电压，并向每个设备供电。
77.噪声检测部34检测回声信号中是否包含预先设定的阈值水平以上的周期性产生的噪声成分。噪声成分的检测方法无特别限定，优选的，例如，具备周期幅度检测部，计算噪声成分周期性产生的噪声周期，从噪声周期的最小值和最大值中计算周期幅度，噪声检测部则利用噪声周期和周期幅度检测噪声成分。
78.噪声检测部34可以进一步通过使用快速傅里叶变换(fft)进行频率分析，来确定是否存在设定阈值水平以上的频谱峰值。在活组织边界反射的回声信号不太可能有频谱峰值，因为它们不是周期性的，因此，频谱峰值可能是周期性发生的噪声成分的峰值。
79.噪声抑制部36用于抑制所检测出的噪声成分。噪声成分的抑制包括：在通过超声波探头20输出回声信号时，为了抑制周期性发生的噪声成分，而设置一个变更电子内窥镜系统10的每个设备动作的处理；和对超声图像处理部32创建的二维b模式图像进行插值处理。稍后将描述变更各设备动作的处理，以及对二维b模式图像的插值处理。
80.(电子内窥镜)
81.图2为一实施方式的电子内窥镜系统中使用的具有超声波探头的电子内窥镜的示例图。
82.电子内窥镜12具有操作部52、先端部56以及主要在内部具有柔性部58的插入部54、和内部具有光导线缆的挠性线缆60、扫描仪连接器线缆62、连接器64、扫描仪连接器66。
83.先端部56是检测活组织的传感器，包括摄像元件部68、弹出端面70和超声波探头20。超声波探头20具有作为探头元件的多个超声波振子，例如，具有将压电元件排列成阵列状的振子阵列。每个振子根据驱动信号发送超声波，同时，接收来自受检体的反射波并输出模拟接收信号。各振子例如使用在由压电陶瓷pzt(lead zirconate titanate:锆钛酸铅)、高分子压电元件pvdf(poly vinylidene di fluoride:聚偏氟乙烯)等构成的压电体的两端形成电极的元件而构成。
84.先端部56的摄像元件部68上，设有物镜和摄像元件16。物镜使由照明光照射的活组织的回射光在摄像元件16的受光面上成像。摄像元件16例如是一个具有拜尔型像素排列的单板彩色ccd(电荷耦合器件)图像传感器。单板彩色ccd图像传感器将受光面的每个像素形成的光学图像存储为与光强度相对应的电荷，并产生和输出与r(红)、g(绿)和b(蓝)颜色成分相对应的图像信号。摄像元件16不限于ccd图像传感器，也可以是cmos(互补金属氧化物半导体)图像传感器或其他类型的成像装置。摄像元件16还可以是搭载有补色滤光片的装置。
85.入射的照明光从位于先端部56的弹出端面70通过配光透镜被射出。照明光经由光导94入射到电子内窥镜12的照明部14。
86.先端部56的外侧部分由硬质树脂构成。在摄像元件部68中设置有摄像元件16和通过摄像元件16摄像的物镜、照明透镜等(图示略)。
87.另外，先端部56还包括用于排出或抽吸液体或气体的供气/供水喷嘴72。供气/供水喷嘴72用于喷出液体，如水，以清洁与摄像元件16相关的物镜和照明透镜的表面，并喷出气体，如空气，以去除残留在物镜和照明透镜表面的液体和异物。先端部56还装有一个球囊(图示省略)，通过向其注入液体并使其与活组织接触进行超声诊断，并设有一个球囊注水口88和一个球囊吸水口90。进一步的，先端部56还设有一个镊子提升台76，用于将柔性穿刺针(图示省略)与活组织接触，以及一个用于通过镊子提升台76抽吸活组织上的液体或气体的开口。
88.在插入部54中，设置了在上下方向和左右方向上弯曲的弯曲部78。从基端(操作部52一侧)到距离弯曲部78的部分是具有可挠性的柔性部58，可以跟随自身的重量和操作人员的操纵而弯曲。
89.柔性部58设于弯曲部78与操作部52之间，在其内部设有设于先端部56的传感器信号线、以及从所述开口流过气体或流体的多个独立流路。这些独立流路由管子、管道或长孔组成。
90.在操作部52和先端部56的一侧，具备可挠性，用于插入穿刺针的处置工具插入口突起80和镊子提升导丝清洗口74突出设置。处置工具插入口突起80的端部开口上装有可拆装盖体。在插入部54的内部设有处置器具插入兼吸引管，从处置工具插入口突起80向先端部56侧延伸，并具有可挠性。处置器具插入兼吸引管，在镊子提升台76上开口。从处置工具插入口突起80插入到处置器具插入兼吸引管的穿刺针，能够从位于镊子提升台76的处置器具插入兼吸引管的先端开口向外侧突出，从先端开口突出来而用于触诊活组织。
91.操作部52具有流路切换开关的多个操作按钮84，内部设置有从连接器64延伸到挠性线缆60内的流体流动的共用流路。弯曲操作杆82是由医生操作的拉杆，用于在上下和水平方向上弯曲弯曲部78。弯曲部78根据弯曲操作杆82的旋转操作，在上下方向及左右方向上进行弯曲。
92.挠性线缆60将连接到摄像图像处理器22的连接器64连接到操作部52。连接器64还设置有用于供给或吸入流体的共用流路的开口端口。
93.连接器64具有光源插入部86，并与摄像图像处理器22连接。由位于摄像图像处理器22的光源单元产生的照明光，从连接器64经由挠性线缆60、操作部52以及插入部54内的光导线缆向先端部56传送。此外，驱动信号经由从摄像图像处理器22到挠性线缆60内的信
号线，从连接器64向摄像元件16发送。由摄像元件16拍摄到的图像信号通过挠性线缆60、操作部52、以及插入部54内的信号线被传送到摄像图像处理器22。
94.扫描仪连接器66与超声图像处理器30连接，将由超声波探头20扫描的回声信号经由扫描仪连接器线缆62传送至超声图像处理部32。超声图像处理部32对回声信号进行处理，生成检查对象的活组织诊断用图像，将生成的图像显示在显示部46上。此外，扫描仪连接器线缆62从超声图像处理器30向超声波探头20的压电元件发送超声波探头20的驱动信号。压电元件可以将电能转换为机械能，并通过电压变化的伸缩产生超声波。
95.连接器64与驱动信号处理部18相连接。活组织的图像信号以预定的帧周期由摄像元件16输入至驱动信号处理部18，并输出到摄像图像处理器22的系统控制器以及摄像图像处理部26。帧周期例如为1/30秒、1/60秒。
96.(电子内窥镜用处理器)
97.图3为一实施方式的电子内窥镜系统中使用的电子内窥镜和摄像图像处理器的概略结构的框图。摄像图像处理器22具备用于控制的系统控制器102及时序控制器100。系统控制器102执行存储在存储器104中的各种程序，并且集中控制整个电子内窥镜系统10。此外，系统控制器102与操作面板97相连。
98.系统控制器102用于根据从操作面板97输入的来自操作员的指令来变更电子内窥镜系统10的各个操作，以及用于各个操作的参数。操作员的输入指示包括电子内窥镜系统10的操作模式的切换指示等。根据一实施方式，操作模式分为常规模式和特殊模式。时序控制器100向电子内窥镜系统10内的各部分输出用于调整各部操作时间的时钟脉冲。
99.光源部96通过光导94向电子内窥镜12的照明部14传送照明光。作为光源，例如，使用氙灯、卤素灯、水银灯、金属卤化物灯等高亮度灯。从光源传送的照明光通过未图示的聚光镜聚光，再通过光圈被限制为适当的光量。在光圈上，通过未图示的支臂和齿轮等的传动机构与电机机械连接。光圈可改变开度，以使在摄像图像显示部28的显示画面中显示的影像亮度适中。
100.通过光圈的照明光，经由光导94入射到电子内窥镜12的照明部14。入射的照明光通过配光透镜从位于先端部56的弹出端面70射出。
101.光源部96的光源可以使用按预定波长域发光的发光二极管或激光二极管的半导体发光元件，替换发射白色光的白色光源。
102.系统控制器102基于电子内窥镜12的固有信息执行各种运算，并生成控制信号。系统控制器102使用生成的控制信号来控制用于摄像图像处理器22中各种电路的动作和时间，以便对连接到摄像图像处理器22的电子内窥镜12进行适当处理。系统控制器102获得由驱动信号处理部18读取的存储器92的固有信息。
103.时序控制器100根据由系统控制器102所执行的时序控制向驱动信号处理部18供应时钟脉冲。驱动信号处理部18根据从时序控制器100所供应的时钟脉冲，按照与在摄像图像处理器22侧上执行处理的图像帧速率同步的时序，驱动控制摄像元件16。
104.摄像图像处理器22包括摄像图像处理部26。摄像图像处理部26通过系统控制器102读取并执行存储器104中记录的程序来发挥其功能。因此，摄像图像处理部26可以设置在系统控制器102内，以便与系统控制器102一起运作。
105.摄像图像处理部26设置有前级信号处理电路，对从驱动信号处理部18以帧周期输
入的r、g、b的各图像信号实施马赛克处理。具体而言，对r的各图像信号实施利用g、b的周边像素的插值处理，对g的各图像信号实施利用r、b的周边像素的插值处理，对b的各图像信号实施利用r、g的周边像素的插值处理。结果，所有图像信号都被转换为具有r、g和b的3个颜色成分信息的图像数据。进一步的，前级信号处理电路执行颜色校正、矩阵运算和白平衡校正等已知的处理。
106.摄像图像处理部26可以包括后级信号处理电路。后级信号处理电路对图像数据实施预定的信号处理而生成动态图像数据，并将其转换为预定的视频格式信号。转换后的视频格式信号，在显示部46中用于显示动态图像。由此，活组织的动态图像在显示屏幕上显示。
107.(超声图像处理器的摄影模式)
108.超声图像处理器30的摄影模式至少包括a模式和b模式。a模式是一种在时间轴上显示受检体内规定方向回声信号的振幅信息的模式。b模式是一种沿给定方向生成并显示代表受检体中组织形状的一维或二维图像的模式。
109.图4为一实施方式的电子内窥镜系统中超声图像的成像原理。超声波成像是以超声波脉冲反射法为基础的。图4是在生物体内从超声波探头20产生超声波束的状态。超声波束由超声波探头20以脉冲形式向生物体内发射例如约10mhz的超声波。所发射的超声波由于机体组织在生物体内的声阻抗差异而成为反射波，并再度由超声波探头20接收。该反射波即为回声信号。
110.电子内窥镜12的超声波束扫描是相控阵式的扇区扫描，根据此扇区扫描，可以获取沿预定方向的回声信号。图4表示通过a模式的显示的回声信号示例。在a模式中，横轴表示时间，纵轴表示反射强度(振幅)，并显示回声信号。时间表示生物体深度，即机体组织与机体组织之间的距离。
111.a模式下回声信号的波形根据反射强度通过亮度调制转换为亮度，如图4所示，断层像通过亮度表示为浓淡图像，这就是b模式。超声图像处理器30的摄影模式还可以包括已知的m模式和多普勒模式。
112.图5是一直使用的说明获取超声图像时的回声信号被显示为b模式的超声图像之前的信号处理示例图。由超声波探头20获取的回声信号由放大电路120放大，并由积分电路122积分以去除谐波噪声。放大电路120和积分电路122可以通过一体化的反相放大型积分电路，具备放大功能和低通滤波器功能。接着，模拟信号即回声信号在a/d变频器124中，在由时钟信号126进行的采样周期内被数字化，成为数字回声信号。
113.数字回声信号由亮度调制部128根据反射强度进行亮度调制，并变换为亮度。变换为亮度的数字回声信号在超声图像生成部130中，进行图像处理，成为二维b模式的断层像。该数字图像信号由d/a变频器132转换为模拟信号，在超声图像显示部46中作为b模式的断层像被显示。
114.图6是表示图4所示的a模式的回声信号通过放大电路120，以及积分电路122之后的回声信号以及亮度信号的示例图。如图6所示，图4所示的a模式的回声信号去除了高频噪声。如图6所示，a模式的回声信号成为去除了高频噪声的亮度信号。如上所述，现有的超声图像的噪声处理，基本上由图5所示的放大电路120和积分电路122、或由将它们一体化了的反相放大电路进行。另外，a/d变频器124的时钟信号126产生的采样频率的1/2以上的频率，
是采样产生的未数字化的频率，而a/d变频器124也是一种低通滤波器。
115.(周期性产生的噪声成分)
116.图7为一实施方式的电子内窥镜系统获取的b模式超声图像的示例图。扇区扫描的扇形部分为超声图像，上部白色部分相当于超声波探头20的驱动信号。在该示例中，如箭头所示，出现了放射状延伸的白色弯曲曲线，这就是具有周期(严格来说，在一定范围内变动的周期)的噪声成分。
117.图8为一实施方式的电子内窥镜系统获得的b模式超声图像中的超声波束的扫描位置，和噪声成分的发生部示例图。扫描a、扫描b和扫描c中不同扫描位置的噪声发生部用圆圈表示。例如，在扫描b中，噪声产生的位置是4个，如果时间间隔是t1、t2、t3，则t1、t2、t3以一定的幅度产生。时间间隔t1、t2、t3不是一定的，是某个范围内的时间间隔。
118.此外，可以看出，在扫描a和扫描c中出现噪声的时间间隔也不是恒定的，而是在一定范围内出现，就像扫描b一样。因此，表示为放射状弯曲曲线的噪声成分在扫描中具有一定范围内的周期幅度。换句话说，在频域中，噪声可以被认为是在某一频段内周期性出现的噪声成分。
119.图9为一实施方式的电子内窥镜系统获取的获得的b模式超声图像中出现的噪声成分的发生频率示例图。当测量表示噪声成分的高亮度点的间隔x时，得到5.3cm。如果将生物体内的声速设为v，则噪声频率fn可以表示为fn＝v/2x。当声速v例如设定为1540m/s时，噪声成分的发生频率fn为14.5khz。此频率成为积分电路122，或反相放大型积分电路中低通滤波器的频率特性的通过频带，现有的噪声处理无法应对。此外，声速依存于活组织，如血液1570m/s，脂肪1450m/s，肾脏1560m/s，肌肉1590m/s。平均为1540m/s。
120.图10为一实施方式的电子内窥镜系统获得的超声图像中出现的周期性噪声成分的功率谱示例的图。噪声成分的产生周期不是固定的，而是在一定范围的周期幅度内变动的，因此，频域内的功率谱峰值位置也随之在一定的带宽范围内变动。如果将所测量的噪声成分的最小周期设为tmin、最大周期设为tmax，则如图10所示，功率谱在最小频率1/tmax与最大频率1/tmin之间变动。
121.作为周期性产生的噪声成分，图7所示的超声图像的噪声频率fn，作为一例计算出的值，为14.5khz。此频率相对于电子内窥镜12或超声图像处理器30中使用的数mhz信号、或数百khz以上开关电源的开关频率而言属于相当低的。
122.这种周期性出现的噪声成分被认为归因于以下产生因素。
123.(1)由多个组成设备使用的时钟信号频率，或多个组成设备的开关信号频率的整数倍的频率同步，导致产生噪声成分。
124.(2)开关电源导致的噪声成分。
125.(3)电子内窥镜插入部54中产生的噪声成分。
126.关于(1)
127.例如，超声图像处理器30将超声波探头20的驱动信号的重复频率prf(脉冲重复频率)与开关电源的开关频率的整数倍同步，从而生成二维b模式图像的情况。如果将开关频率设为prf的约整数倍，然后输出超声波，则b模式图像上可能会出现伪影。
128.当开关频率被设定为prf的约整数倍，并且在超声波探头20和超声图像处理器30之间进行信号收发时，在检测回声信号的时间内，开关电源将进行开关。因此，在每个回声
信号中产生来自开关的噪声成分。当把从同一超声波束获得的多个回声信号相加时，每个回声信号中发生的开关所引发的噪声成分被相加。因此，根据相加的回声信号的数量，开关引发的噪声成分也随之相加，这是通过亮度调制成为高强度的亮度信号，并在b模式图像中周期性产生的噪声成分。
129.关于(2)
130.开关电源，例如降压型dc/dc转换器，使用例如mosfet作为开关元件。共振发生在寄生电感和寄生电容上，当mosfet开关时，它们是转换器回路中的寄生元素，通过降压dc/dc转换器输出电感中的浮动电容，在dc/dc转换器的输出端产生高频噪声和噪声成分。
131.在dc/dc转换器的开关电源中，设有浪涌吸收元件和缓冲电路，其目的在于抑制导致噪声成分的浪涌/振铃电压。然而，即使采取这样的噪声对策，也很难完全消除噪声成分，即使改变开关频率，也只是改变了噪声成分的发生时间(周期)，而不是完全消失。因此，就防止多个开关电源的噪声成分同步叠加的现象而言，改变开关频率是比较好的。
132.图11为一实施方式的电子内窥镜系统中使用的多个开关电源的噪声叠加在回声信号上的示例图。多个开关电源的噪声成分叠加在回声信号上的示例图。例如，叠加在3个开关电源的直流输出vda、vdb和vdc上的噪声成分在一定时间内同步成为共振噪声成分，并叠加在回声信号上。此共振噪声成分有时会因开关频率的设定而周期性地发生。在这种情况下，共振噪声成分在b模式图像中，周期性地发生噪声成分。
133.关于(3)
134.图12为一实施方式的电子内窥镜系统使用的电子内窥镜插入部的噪声要因示例图。如上所述，在插入部54的前端设置有照明部14、摄像元件16和超声波探头20。光通过光导94被传送到照明部14。摄像元件16连接摄像元件驱动信号线142和摄像元件输出信号线144。超声波探头20与发送超声波元件的驱动信号和输出信号的超声波元件驱动/输出信号线146连接。此外，根据需要，插入部54与后述的电子内窥镜位置测量装置110的发送线圈118缠绕在一起。
135.在所述信号线与发送线圈118之间存在浮动电容，由于静电耦合，在超声波元件驱动/输出信号线146中诱导噪声。浮动电容c1是摄像元件驱动信号线142与超声波元件驱动/输出信号线146之间的浮动电容。浮动电容c2是摄像元件输出信号线144与超声波元件驱动/输出信号线146之间的浮动电容。浮动电容c3是超声波元件驱动/输出信号线146和地线之间的浮动电容。浮动电容c4是超声波元件驱动/输出信号线和发送线圈118之间的浮动电容。进一步的，浮动电容c5、c6、c7是地线与摄像元件驱动信号线142、摄像元件输出信号线144、发送线圈118之间的浮动电容。
136.由于所述浮动电容，超声波元件驱动/输出信号线146与各线静电耦合，作为各线的信号，流动的电流在超声波元件驱动/输出信号线146上被叠加为差分模式的噪声成分。此外，由于静电耦合，发生在每条信号线和地线之间的浮动电容c5～c7成为共模噪声成分，流过电流，这种噪声成分叠加在超声波元件驱动/输出信号线146上。
137.此外，发送线圈118的磁场和外部em波噪声也叠加在超声波元件驱动/输出信号线146上。此外，如图6所示，在将回声信号数字化的a/d变频器124的时钟信号126上，也有可能作为em波噪声叠加在超声波元件驱动/输出信号线146上。一般来说，这些噪声都微不足道，但如果它们被叠加，则可以在超声图像中作为周期性噪声成分出现。
138.电子内窥镜内的摄像元件16与超声波探头20的连接线使用屏蔽材料来抑制噪声成分。具体地，利用屏蔽材料的反射损失，吸收损失和多重反射校正来抑制噪声成分。反射损失是由屏蔽材料的反射而产生的损失。吸收损失是em波入射到屏蔽材料时流过的感应电流引起的损失。在多重反射校正中，侵入屏蔽材料内部的em波的一部分在边界反射，并且利用其在多次重复时泄漏到外部来抑制噪声成分。在多重反射校正中，应考虑屏蔽材料的厚度，表皮效应和em波的波长进行校正。
139.如果使用这种屏蔽材料对插入部54进行噪声抑制，则插入部54的外径将增加，因此，插入部54无法做到足够细。另外，为了提高电子内窥镜12的设备性能，在将驱动信号或输出信号设为微小信号或者是高频信号时，容易产生噪声成分，因此，有可能对超声图像的高画质化产生不良影响。因此，屏蔽材料难以抑制噪声成分。
140.周期性产生噪声成分的原因不是一个，而是各种噪声成分的复合现象。为了抑制该周期性产生的噪声成分以实现超声图像的高画质化，需要检测在回声信号中周期性地产生的、预先设定的阈值水平以上的噪声成分，并抑制检测出的噪声成分。这里，有两种抑制噪声成分的方法：一种是抑制所述噪声成分，使其不包括在回声信号中，另一种是对从含有噪声成分的回声信号中得到的二维b模式图像进行图像处理，以消除噪声像素。
141.(噪声成分的抑制)
142.图13为一实施方式的电子内窥镜系统中周期性发生的噪声成分叠加的回声信号示例图。如图4所示，噪声成分对应于b模式图像中的高亮度部分，是一种振幅大于超声波探头20的驱动信号在活组织中反射的回声信号的波形。因此，在噪声检测部34中，将预先设定的阈值水平以上的信号判断为噪声成分并进行检测。
143.如上所述，通过利用数字回声信号的fft进行频率分析，确定是否存在设定阈值水平以上的频谱峰值，从而进行噪声成分的检测。
144.(噪声成分的放大增益抑制)
145.图14为如何改变由一个实施方式的电子内窥镜系统获得的超声图像中的噪声像素值的放大增益的示例图。回声信号通过放大电路120、积分电路122、a/d变频器124成为数字回声信号。噪声检测部34预先设定噪声的阈值，并将此阈值以上的信号判断为噪声成分。作为噪声成分检测出的数字回声信号由周期幅度检测部150测量周期(t1、t2、t3、
…
)。此时，有时也是随机噪声的一部分，优选的，排除某一周期以下的短周期。
146.周期幅度检测部150被设置在图1所示的超声图像处理器30的噪声检测部34中。例如，可以从a模式显示的数字回声信号的波形中计算出周期，利用数字回声信号的fft进行频率分析得到的功率谱的峰值频率，通过识别噪声成分的多个发生点并计算出发生点之间的时间间隔(t1、t2、t3、
…
)可以求出周期。如此，周期幅度检测部150计算周期幅度，利用噪声周期和周期幅度检测噪声成分，因此，检测精度高。
147.测得的周期(t1、t2、t3、
…
)在一定范围内变动，由周期幅度检测部150求出偏差的幅度和周期的最大值tmax及周期的最小值tmin。数字滤波器设计部152设计一个频带去除滤波器154，其使用周期幅度检测部150检测到的周期幅度作为频域中的带宽，去除最小频率1/tmax和最大频率1/tmin的频带(设置去除频带)。通过将数字回声信号通过该频带去除滤波器154，即使回声信号中出现周期性噪声成分，该噪声成分的振幅也可以被抑制，b模式图像中的周期性噪声成分也可以被抑制。
148.优选的，增益变更处理按时间顺序进行，用一个频带去除滤波器从噪声周期和周期幅度中确定与噪声周期相对应的频带，并利用该频带从回声信号中去除噪声成分。需要注意的是，根据频带去除滤波器的特性，设置去除频带，使得与波动周期(t1、t2、t3、
…
)对应的频带成为去除带宽。
149.图15示出对回声信号进行滤波的所有滤波器的频率特性。回声信号由积分电路122和频带去除滤波器154进行滤波，但是在积分电路122中，随机的谐波噪声成分的频带b被抑制，周期性产生的噪声成分被频率低的频带a抑制。
150.图16为一实施方式的电子内窥镜系统获得的包括周期性噪声在内的回声信号通过频带去除滤波器之后的数字回声信号示例图。谐波噪声被积分电路122所抑制，数字回声信号在通过频带去除滤波器154后也被抑制。由此，在由亮度调制部128得到的亮度信号中，抑制周期性地产生的噪声成分。
151.另外，放大增益的调整也如下构成：在将数字回声信号变换为亮度信号的亮度调制部128中，代替频带去除滤波器154，根据确定了噪声成分的发生时间信息，降低与噪声成分对应的信号的放大增益值，从而降低亮度值。如此，即使回声信号中产生了周期性的噪声成分，也可以通过调整放大增益来抑制这种噪声成分的振幅，从而抑制b模式图像中的周期性噪声成分。
152.(噪声像素值的插值处理)
153.在电子内窥镜系统的一个实施方式中，可以从作为b模式图像获得的超声图像中去除噪声像素，并进行插值处理。
154.图17为一实施方式的电子内窥镜系统中，从作为b模式图像获得的超声图像去除噪声像素并执行插值处理的噪声抑制部示例图。在由超声图像生成部130生成的超声图像(b模式图像)中，与由噪声检测部34检测出的周期性发生的噪声成分对应的噪声像素，被图像插补部160置换为基于周边像素的像素值生成的插补像素值。图像插补部160被设置在图1所示的超声图像处理器30的噪声抑制部36上。
155.图像插补部160，例如，使用噪声像素4边的4个相邻周边像素进行像素插值。噪声像素的像素值是用4个周边相邻像素的像素值进行像素插值。例如，4个周边像素的像素值的平均值被设置为噪声像素的像素值。该插值方法被称为双一次插值(双线性插值)，而插值方法可以是其他的方法，例如，可以使用双三次插值(双立方插值)。如果噪声像素相邻，图像插补部160搜索与噪声像素相邻的像素，直到找到与噪声像素相邻的非噪声像素，并使用围绕噪声像素区域的多个非噪声像素的像素值进行像素插值。
156.如此，噪声抑制部36进行校正处理，用基于位于噪声像素位置周围的周边像素的像素值产生的插补像素值，替换超声图像中检测到的噪声成分在噪声像素位置的像素值，因此，即使噪声成分在回声信号中周期性出现，噪声成分也能在b模式图像中被抑制。
157.(消除电源噪声)
158.在许多情况下，使用开关电源来为电子内窥镜系统10的每个装置供电。在这种情况下，如上所述，由于开关电源的开关操作的影响会产生噪声成分。为了抑制噪声成分，优选的，改变dc/dc转换器中的开关频率和ac/dc转换器中的开关频率。进一步的，为了消除噪声成分，优选的，使用无开关操作的蓄电池。
159.图18为一实施方式的电子内窥镜系统中，并设开关电源和蓄电池并且设置切换装
置的示例图。ac/dc转换器202使用交流商业电源作为输入电压，并通过开关信号s进行切换，输出直流电压vis。在ac/dc转换器202中并设蓄电池s204，构成为：用切换开关s206切换作为开关电源的ac/dc转换器202和蓄电池s204。这使得直流电压vis是一个不包含因开关操作而产生的噪声成分的电压。此外，通过切换到蓄电池s204，ac/dc转换器202停止操作，可以防止侵入商业电源的外部噪声。
160.从ac/dc转换器202输出的直流电压vis是dc/dc转换器a206、dc/dc转换器b214，和dc/dc转换器c220的输入电压。在dc/dc转换器a208中并设蓄电池a210，构成为：用切换开关a212切换作为开关电源的dc/dc转换器a208和蓄电池a210。dc/dc转换器c220也同样地并设蓄电池b216，和蓄电池c222，构成为：分别由切换开关b218和切换开关c224切换。
161.蓄电池s104、dc/dc转换器a208、dc/dc转换器b214和dc/dc转换器c220不仅可以有效地抑制噪声，而且还可以作为应急电源，以备交流电插座因某种原因被断开或电力故障。此外，优选的，各转换器也对并设的蓄电池进行充电。如此，每个蓄电池始终处于充电状态，并且可以随时切换和使用。
162.图19a、图19b为一实施方式的电子内窥镜系统中，将转换器用作并设的蓄电池的充电专用电源的示例图。当为每个转换器设置蓄电池时，可以始终使用开关操作不会产生噪声的蓄电池，并且转换器也可以用作蓄电池的专用电源。在这种情况下，蓄电池的容量可以小于图18所示的切换方法的容量。当ac/dc转换器202当作充电专用电源，为并设的蓄电池s204充电时，蓄电池s204的输出电压v
is
被反馈到ac/dc转换器202，蓄电池s204被控制为具有恒定的输出电压v
is
。该控制也可以通过开关信号s的开/关进行控制。
163.图19b将dc/dc转换器a208作为充电专用电源，对并设的蓄电池a210充电的示例。蓄电池a210的输出电压vda，被反馈给dc/dc转换器a208，蓄电池a210被控制成具有一定的输出电压vda。dc/dc转换器b214和dc/dc转换器c220也可以按相同的方式配置。输出电压vda、vdb和vdc是不同的电压值，并且与每个组成设备的供应电压相对应。
164.为此，使用多个dc/dc转换器。蓄电池由串联的单体电池组成，输出电压约为1-3v，以输出一个任意的电压值。根据串联的单体电池的数量，可以获得任意的电压值。因此，如果ac/dc转换器202的输出电压可以用来单独给蓄电池的单体电池充电，那么dc/dc转换器a208、dc/dc转换器b214和dc/dc转换器c220就可以不需要。
165.进一步的，为了抑制噪声成分，优选的，噪声抑制部36变更用于摄像图像处理器22和用于超声图像处理器30的多个组成设备的至少1个工作频率，以使其与在回声信号中周期性地产生的噪声成分的产生周期隔开。
166.在这种情况下，如上所述，优选的，作为组成设备，具备电子内窥镜12、摄像图像处理器22、以及作为用于驱动超声图像处理器30的开关电源的dc/dc转换器，将dc/dc转换器a208、dc/dc转换器b214、dc/dc转换器c220中的开关频率，变更为在组成设备中变更的动作频率，以使其与在回声信号中周期性地产生的噪声成分的产生周期隔开。这会有助于抑制回声信号中的周期性产生的噪声成分。
167.优选的，将ac/dc转换器202中的开关频率作为组成设备中变更的动作频率，变更动作频率，以使其与在回声信号中周期性地产生的噪声成分的产生周期隔开。这会有助于抑制回声信号中的周期性产生的噪声成分。
168.超声波探头20的超声频率，和摄像元件16的摄像元件动作频率中的至少1个，可以
作为组成设备中要改变的动作频率。这会有助于抑制回声信号中的周期性产生的噪声成分。
169.此外，a/d变频器124中回声信号的采样频率，也可以是在组成设备中改变的动作频率。这会有助于抑制回声信号中的周期性产生的噪声成分。
170.如此，超声图像处理器30可以产生高质量的超声图像，因为它可以检测到包括在回声信号中并周期性地出现的预设阈的噪声成分以上，并进行处理以抑制检测到的噪声成分。
171.更详细地说，在电子内窥镜系统10中，从超声波探头20输出的回声信号与各种噪声叠加，其中许多是带有谐波成分的随机噪声。因此，通过去除谐波成分来实现高画质。然而，周期性产生的噪声成分可能是由许多信号及其谐波相互同步产生的，谐波同步时的周期在低频范围内，且振幅较大。为此，超声图像处理器30配备了一个噪声检测部34，它将周期性出现的预设阈值以上的回声信号确定为噪声，并通过抑制部36抑制这些噪声成分。
172.因此，电子内窥镜系统10利用周期性产生的噪声是具有较大振幅的噪声成分这一事实，通过设置阈值来检测，而抑制部36则抑制噪声成分，使检测到的噪声成分变小，从而获得高质量的超声图像。
173.此外，在使用电子内窥镜系统10时，可以使用电子内窥镜位置测量装置110，它可以利用磁力来定位插入体腔的电子内窥镜12的位置。在图20为电子内窥镜位置测量装置110的一个示例。
174.图20为一实施方式的电子内窥镜系统10使用的电子内窥镜位置测量装置示例图。多个用于电子内窥镜位置测量装置110的发送线圈118，以所定间隔缠绕在电子内窥镜12的插入部54上，并且通过电流产生磁场。当电子内窥镜12插入体腔时，多个发送线圈118-1、118-2、
…
、118-n在每个位置产生磁场，由接收线圈116接收以测量内窥镜的位置。在图20中，显示了发送线圈118在插入部54中而接收线圈116在外部的情况，但发送线圈118可以在外部，而接收线圈116可以在内窥镜中。
175.接收线圈116具有多个线圈块，例如，布置在底层的旁边。接收线圈116的每个线圈块被缠绕，使各自的线圈面在3个方向上相互正交。该线圈被设计为检测与其线圈表面正交的轴向成分的磁场强度成比例的信号。线圈块接收产生的磁场并将其转换为电压信号，并输出该电压信号作为检测结果。驱动部112控制这些发送线圈118和接收线圈116的动作状态。
176.各发送线圈118-1、118-2、
…
、118-n借助摄像图像处理器22，由驱动部112供给高频正弦波。各发送线圈118-1、118-2、
…
、118-n通过施加正弦波而向周围发射具有磁场的电磁波。此外，驱动部112还可以指定每个发送线圈118-1、118-2、
…
、118-n单独产生磁场的时间。
177.接收线圈116接收由发送线圈118产生的磁场，通过接收的磁场产生电流，并转换为电压信号。信号从接收线圈116被传送到驱动部112。驱动部112将来自接收线圈116的信号提供给定位部114，进行放大处理等规定的信号处理后，通过a/d变换变换为数字数据。
178.通过对数字数据进行快速傅里叶变换提取频率，并分离和提取对应于118-1、118-2、
…
、118-n每个发送线圈正弦波的频率成分的磁场检测信息，进行定位。根据分离的磁场检测信息的各数字数据，计算设置在超声波探头20上的各个发送线圈118-1、118-2、
…
、
118-n的空间位置坐标。定位部114进一步将每个发送线圈118-1、118-2、...、118-n的位置坐标连接起来，生成一个线性插入形状的图像，作为电子内窥镜位置图像。
179.此外，从插入部入口部分的线圈位置到插入部先端的线圈位置的长度也可以被计算为插入长度。
180.在使用这种电子内窥镜位置测量装置110的情况下，当在回声信号中周期性地产生噪声成分时，优选的，电子内窥镜位置测量装置110作为组成设备之一，来改变电子内窥镜位置测量装置的动作频率中的至少1个，以使其与在回声信号中周期性地产生的噪声成分的产生周期相隔开。发送线圈118的驱动信号可能导致回声信号中的周期性产生的噪声成分。因此，优选的，驱动部112控制驱动部112使得驱动信号的频率改变为所述工作频率。或者，优选的，噪声抑制部36控制驱动部112以停止驱动信号的发送，以便在检测到噪声成分时停止所产生的发送线圈118的磁的产生。这会有助于抑制回声信号中的周期性产生的噪声成分。
181.在所述实施方式中，使用预先设定的阈值或频率分析来检测噪声成分，但它们也可以使用机器学习的预测模型来检测，即使用人工智能ai。
182.在人工智能检测中，在噪声检测部34中通过机器学习提取特征量，使用噪声成分周期性产生的回声信号为没有的的学习用超声图像和具有周期性噪声成分的学习用超声图像作为学习数据。如此，即可预先学习有无周期性的噪声成分。基于该学习结果，判断输入的超声图像是否具有周期性的噪声成分。
183.图21为一实施方式的电子内窥镜系统中，通过人工智能(ai)进行学习并且判断有无周期性地产生噪声成分过程的示例图。噪声成分推断模型230是通过从有无噪声成分信息的学习用超声图像中，通过机器学习提取特征量创建的。通过将超声图像输入到该噪声成分推断模型230中，则可以根据噪声成分推断模型230在内部提取的特征量来判定有无噪声成分。特征量包括噪声成分的振幅、噪声成分的周期性和噪声成分的扩展。
184.图22为一实施方式的电子内窥镜系统中，ai推导出有效噪声应对策略的示例图。由ai进行的噪声抑制，使用噪声对策推论模型232来进行。噪声对策推论模型232是在噪声抑制部36中，机器学习电子内窥镜、摄像图像处理器或超声图像处理器的动作环境信息及超声图像的特征量、和与该特征量及动作环境信息相应的用于抑制噪声成分的对应策略是否有效的信息之间的关系的模型。
185.当噪声检测部34在新生成的超声图像中检测到噪声成分时，提取超声图像的特征量，并将检测到噪声成分时的操作环境信息和提取的特征量输入到创建的噪声对策推论模型232中，从而设定对噪声抑制有效的环境操作信息的改变内容。在抑制部36中，基于所设置的环境操作信息，改变电子内窥镜12、摄像图像处理器22、超声图像处理器30或电子内窥镜位置测量装置110的动作环境。通过改变动作环境来抑制周期性噪声。
186.噪声检测部34的噪声成分推断模型230，以及噪声抑制部36的噪声对策推论模型232，例如，利用神经网络制成。例如，可以地使用在图像识别中广泛应用的卷积神经网络(convolutional neural network)。
187.操作环境信息，优选的，包括：摄像图像处理器22和超声图像处理器30中包括的多个组成设备的动作频率。优选的，动作频率包括超声波探头20的超声频率和摄像元件16的动作频率、a/d变频器124中回声信号的采样频率、dc/dc转换器208、214和220中的开关频
率、ac/dc转换器202中的开关频率和电子内窥镜位置测量装置110中发送线圈118的动作频率。由于通过ai来改变动作频率，因此，可以有效地抑制噪声。
188.图23为噪声校正的工作流程图。首先，在步骤s1中，生成超声图像。超声图像由亮度调制部128将来自超声波探头20的回声信号变换为浓淡像素，再由超声图像生成部130生成图像。在步骤s2，检测周期性噪声。噪声检测将预定阈值以上的信号检测为噪声。如果未检测到噪声，则结束。
189.当检测到噪声时，则执行超声图像校正。超声图像校正由频带去除滤波器154，或图像插补部160进行。在步骤s4中，再次进行噪声检测，以确定是否通过超声图像校正对噪声进行了校正。如果未检测到噪声，则结束。当检测到噪声时，在步骤s5，则变更包括电子内窥镜12、摄像图像处理器22、超声图像处理器30和电子内窥镜位置测量装置110中的多个组成设备的动作频率在内的动作环境。变更的动作环境包括：电子内窥镜12、摄像图像处理器22、超声图像处理器30和电子内窥镜位置测量装置110中的多个组成设备的动作频率。
190.动作频率包括超声波探头20的超声频率和摄像元件16的动作频率、a/d变频器124中回声信号的采样频率、dc/dc转换器208、214和220中的开关频率、ac/dc转换器202中的开关频率和电子内窥镜位置测量装置110中发送线圈118的动作频率。可以停止摄像元件16或发送线圈118的动作。此外，还可以用蓄电池替换dc/dc转换器208、214、220和ac/dc转换器202。
191.在步骤s6中，再次进行噪声检测，以确认变更的动作环境效果。如果未检测到噪声，则结束。当检测到噪声时，在步骤s7中报警并退出。报警会在超声图像显示部46中显示。此时，将告知手术者有噪声，以免影响超声图像的诊断。
192.图24为基于ai的噪声校正的工作流程图。首先，在步骤s11中，生成超声图像。在步骤s12中，利用噪声检测部34中的噪声成分推论模型230检测具有周期性的噪声。通过机器学习的噪声成分推断模型230进行噪声检测。如果未检测到噪声，则结束。
193.在步骤s13变更包括电子内窥镜12、摄像图像处理器22、超声图像处理器30和电子内窥镜位置测量装置110中的多个组成设备的动作频率在内的动作环境。动作环境的变更，需要提取超声图像的特征量，通过应用创建的噪声对策推论模型232对特征量进行匹配，并根据这种匹配的结果，设定能有效抑制噪声的环境操作信息的改变内容。在噪声抑制部36中，基于所设置的环境操作信息，改变电子内窥镜12、摄像图像处理器22、超声图像处理器30或电子内窥镜位置测量装置110的动作环境。
194.动作环境信息包括：电子内窥镜12、摄像图像处理器22、超声图像处理器30，或电子内窥镜位置测量装置110中的多个组成设备的动作频率。。
195.动作频率包括超声波探头20的超声频率和摄像元件16的动作频率、a/d变频器124中回声信号的采样频率、dc/dc转换器208、214和220中的开关频率、ac/dc转换器202中的开关频率和电子内窥镜位置测量装置110中发送线圈118的动作频率。可以停止摄像元件16或发送线圈118的动作。此外，还可以用蓄电池替换dc/dc转换器208、214、220和ac/dc转换器202。
196.在步骤s14中，为了确认变更后的动作环境效果，再次由ai执行噪声检测。如果未检测到噪声，则结束。当检测到噪声时，在步骤s15，通过插值校正超声图像。在步骤s16，由ai执行噪声检测，以确认超声图像的校正效果。如果未检测到噪声，则结束。当检测到噪声
时，在步骤s17中报警并退出。报警会在超声图像显示部46中显示。此时，将告知手术者有噪声，以免影响超声图像的诊断。
197.在上文中，对本发明提供的内窥镜诊断数据管理系统进行了详细说明，但是本发明提供的内窥镜诊断数据管理系统并不限于所述实施方式，在不脱离本发明的主旨的范围内还可以进行各种改进和变化。