JP2002238839A

JP2002238839A - 内視鏡システム

Info

Publication number: JP2002238839A
Application number: JP2001040502A
Authority: JP
Inventors: Yuichi Morisane; 祐一森實; Kunihide Kaji; 国英梶; Hiroaki Kagawa; 裕昭加川; Masahiro Hagiwara; 雅博萩原; Yasuhiko Kikuchi; 康彦菊地; Shuichi Kimura; 修一木村; Yasushi Takahashi; 裕史高橋; Akito Saito; 明人斉藤; Takeaki Nakamura; 剛明中村; Takechiyo Nakamitsu; 竹千代中満
Original assignee: Olympus Optical Co Ltd
Current assignee: Olympus Corp
Priority date: 2001-02-16
Filing date: 2001-02-16
Publication date: 2002-08-27
Anticipated expiration: 2021-02-16
Also published as: JP4624575B2

Abstract

(57)【要約】【課題】多様な管腔形状に併せて、自動的に観察条件
や挿入速度を切り換え可能な内視鏡システムを提供す
る。【解決手段】データベース６Ａには予め内視鏡検査を
行う部分の３次元臓器モデルとその部分を内視鏡２で観
察する場合に適した観察条件に設定する設定情報とが格
納されており、実際に内視鏡２を挿入して内視鏡検査を
行うと、内視鏡２の先端部１９に設けた位置検出のため
のソースコイルで発生した磁界をセンスコイルで検出し
て、先端部１９の位置を検出し、さらに画像処理装置１
１により検出された先端部１９の位置が３次元臓器モデ
ルでどの位置かが画像処理で決定され、その位置情報に
より、データベース６Ａから対応する設定情報が読み出
され、ビデオプロセッサ４内のＣＰＵに送られ、ＣＰＵ
はビデオプロセッサ４内の各回路により色バランスの調
整や光源装置３の照明光量等をその観察状態に適したも
のとなるように自動的に調整する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は体腔内に内視鏡の挿
入部を挿入して内視鏡検査を行う医療用の内視鏡システ
ムに関する。

【０００２】

【従来の技術】例えば、気管支を医療用の内視鏡で観察
する場合、それらの体腔は複雑に分岐しており、通常の
内視鏡では挿入が容易ではなく目的部位に到達するのに
時間がかかっていた。また観察部位の色調や形状は一定
ではなく、全ての部位で適切な観察条件で内視鏡画像を
観察することが難しかった。

【０００３】挿入時間の短縮を図るために、医療用挿入
具の体腔内における挿入部の位置及び形状を検知する検
知手段が提案されている。この検出装置の例としては、
特開平６−２８５０４３号公報や特開２０００−１７５
８６２号公報に示されるものがある。また、２次元断層
画像データから３次元臓器モデルを作成し、仮想的な内
視鏡画像を作成し、内視鏡の挿入ルートをナビゲーショ
ンする手段としては、特開２０００−１３５２１５号公
報に示されるものがある。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】内視鏡を複雑に分岐し
ている体腔内に挿入し体腔内部を観察する場合、管腔の
分岐形状は多様であり、管腔や分岐の形状によって色調
バランスや照明強度などの最適な観察条件が異なってく
る。

【０００５】通常の内視鏡観察では、内視鏡画像を確認
して必要に応じて観察条件調整を行っているため、挿入
に時間がかかってしまう。特開平６−２８５０４３号や
特開２０００−１７５８６２号では磁界を利用して内視
鏡挿入部の形状や位置を検出して挿入性の向上に貢献し
ているが、挿入時の観察画像や挿入速度については考慮
されていなかった。また特開２０００−１３５２１５号
でも予め作成した３次元臓器モデルを利用して挿入ルー
トのナビゲーションが行われているが、観察条件や挿入
速度の調整は行われていなかった。

【０００６】（発明の目的）本発明は上述した点に鑑み
てなされたもので、多様な管腔形状に併せて、自動的に
観察条件や挿入速度を切り換え可能な内視鏡システムを
提供することを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】予め作成された３次元臓
器モデルの特定部位に対して最適な観察条件、挿入速度
を情報として持たせておくことで、実際に内視鏡を体腔
内に挿入するときに、検出した３次元位置情報を元に自
動的に照明光や色調などの観察条件や挿入速度を設定す
る。より具体的には、観察対象の内部形状の３次元情報
に基づいて、前記観察対象に挿入される内視鏡の観察部
の位置に対応するこの内視鏡の観察条件を設定するデー
タを予め保持する記憶手段と、前記観察対象に挿入され
た内視鏡の観察部の位置の検出が可能な位置検出手段
と、前記位置検出手段で検出された前記観察部の位置を
前記記憶手段に保持された前記３次元情報に基づく前記
観察部の位置に関連付ける処理手段と、前記処理手段に
よる関連付けに基づいて前記記憶手段より前記観察部の
位置での前記内視鏡の観察条件を設定するデータを読み
出し手段と、前記読み出し手段で読み出された前記観察
状態のデータに応じて前記観察部で観察する前記内視鏡
の観察状態を変更する観察状態変更手段と、を備えたこ
とにより、自動的に観察条件に適した観察状態に変更設
定ができるようにしている。

【０００８】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の実
施の形態を説明する。（第１の実施の形態）図１〜図７は本発明の第１の実施
の形態に係り、第１の実施の形態の内視鏡システム全体
構成を示し、図２は位置検出システムの構成を示し、図
３は肺・気管支の３次元モデルへの検出位置のデータ重
ね合わせのイメージ図を示し、図４はビデオプロセッサ
及び光源装置による観察条件を可変設定する観察状態変
更回路の構成例を示し、図５はデータベース構築の動作
フローを示し、図６は図５の説明図を示し、図７は内視
鏡検査の動作フローを示す。本実施の形態は内視鏡を挿
入した位置に対応して自動的に照明光や色調などの観察
条件を調整することを可能としたものである。

【０００９】図１に示すように本発明の第１の実施の形
態の内視鏡システム１は内視鏡検査（診断）を行うため
の内視鏡２と、この内視鏡２に照明光を供給する光源装
置３と、この内視鏡２に内蔵された撮像素子に対する信
号処理を行うビデオプロセッサ４と、このビデオプロセ
ッサ４から出力される映像信号が入力されることによっ
て、その映像信号に対応する内視鏡画像を表示するテレ
ビモニタ５とを有する。

【００１０】また、この内視鏡システム１は、ビデオプ
ロセッサ４に接続され、３次元臓器モデルに関連する情
報を蓄積したデータベース６Ａを構築するハードディス
ク等の情報記録装置６を有し、この情報記録装置６はデ
ータ入力用インタフェース（Ｉ／Ｆ）７を介して例えば
パーソナルコンピュータ（以下、ＰＣと略記）８と接続
されている。なお、このＰＣ８はＣＴ装置９と接続さ
れ、後述するようにＣＴ装置９によりＣＴスキャンして
撮影された人体の２次元断層画像がデジタル変換されて
このＰＣ８に入力できるようにしている。

【００１１】そして、このＰＣ８により、２次元断層画
像間のデータ補間処理が施されて３次元臓器モデルの情
報が生成され、データ入力用インタフェース７を介して
データベース６Ａに蓄積できるようにしている。また、
この内視鏡システム１は、（ビデオプロセッサ４及び）
データベース６Ａに接続された画像処理装置１１と、こ
の画像処理装置１１に接続され、内視鏡２（の先端部１
９）の位置検出を行う３次元位置検出システム１２とを
有する。なお、この３次元位置検出システム１２はソー
スコイル駆動回路１３と、３次元位置検出装置１４とか
ら構成される。そして、画像処理装置１１は３次元位置
検出システム１２で検出された位置がデータベース６Ａ
に蓄積された３次元臓器モデルにおけるどの位置に相当
するかの推定の画像処理を行う。

【００１２】上記内視鏡２は体腔内に挿入される可撓性
を有する細長の挿入部１５と、この挿入部１５の後端に
設けられた操作部１６とを有し、この操作部１６から延
出されたユニバーサルケーブルは途中で分岐され、その
分岐され光源用コネクタ１８ａは光源装置３に、信号用
コネクタ１８ｂはビデオプロセッサ４に、位置検出用コ
ネクタ１８ｃはソースコイル駆動回路１３に、それぞれ
接続される。

【００１３】そして、光源装置３内の図示しない光源ラ
ンプで発生した照明光は、絞りやフィルタを介して光源
用コネクタ１８ａに入射し、ユニバーサルケーブル、操
作部１６、挿入部１５内に挿通された照明光を伝送する
ライトガイドによって、挿入部１５の先端部１９の図示
しない照明窓から外部に出射され、体腔内の臓器等を照
明する。

【００１４】先端部１９には照明窓に隣接して設けた観
察窓には対物レンズが取り付けてあり、照明された臓器
等の光学像を結像する。その結像位置には図示しない電
荷結合素子（ＣＣＤと略記）が配置され、光電変換して
その撮像した信号をビデオプロセッサ４に出力する。こ
のビデオプロセッサ４に入力された信号は内部の映像処
理回路３３（図４参照）により標準的な映像信号が生成
され、テレビモニタ５に出力される。

【００１５】また、内視鏡２の挿入部１５内には図２に
示すように、磁界を発生する例えば２つのソースコイル
２１ａ、２１ｂが先端側に所定の間隔で、例えば挿入部
１５の長手方向に配置されている。また、最先端のソー
スコイル２１ａは先端部１９に固定されている。

【００１６】これらのソースコイル２１ａ、２１ｂはそ
れぞれ信号線（図２では簡単化のため、１本で示してい
る）を介してソースコイル駆動回路１３と接続され、ソ
ースコイル駆動回路１３から順次、交流の駆動信号がパ
ルス状に印加され、印加されたソースコイル２１ｉ（ｉ
＝ａ又はｂ）はその周囲に位置検出に利用される交流磁
界を発生する。

【００１７】また、内視鏡２の挿入部１５が挿入される
患者が載置されるベッドの付近には前記交流磁界を検出
する例えば複数のセンスコイル２２ａ、２２ｂ、…、２
２ｄが配置され、センスコイル２２ｊ（ｊ＝ａ〜ｄ）で
検出された信号は、位置検出装置１４内の信号検出回路
２３に入力される。

【００１８】信号検出回路２３は入力された信号を増幅
してＡ／Ｄ変換して位置算出回路２４に出力する。位置
算出回路２４では信号検出回路２３は入力されたデータ
のレベルと（ソースコイル駆動回路１３からの駆動信号
を参照して検出した）位相とからソースコイル２１ａの
位置（つまり先端部１９の位置）と、２つのソースコイ
ル２１ａ、２１ｂの位置の算出による先端部１９の方向
（より正確には対物レンズの光軸方向）とを算出する処
理を行う。

【００１９】つまり、先端部１９に設けた対物レンズに
よる観察手段（観察部）の位置、その観察部による観察
対象を観察する観察方向が算出される。この位置算出回
路２４で算出された先端部１９の位置（及び方向）の情
報は、画像処理装置１１に入力される。

【００２０】また、この画像処理装置１１にはデータベ
ース６Ａから３次元臓器モデルが入力され、画像処理装
置１１はその３次元臓器モデルにおいて、先端部１９の
検出位置がどの位置であるか（及びその方向であるか）
を画像処理で判断する。

【００２１】例えば、３次元臓器モデルとして図３に示
すように肺・気管支モデルの例のように、３次元位置検
出装置１４で算出した内視鏡２の先端部１９の検出点２
５の３次元座標Ａ（ｘ，ｙ，ｚ）が、右肺２６、左肺２
７、気管２８、気管支２９などで構成される肺・気管支
モデルの構成点の中から一致もしくは近似される点を選
び出すと共に、近似される方向を選び出す。

【００２２】なお、３次元位置検出システム１２は体外
の所定位置を基準として、先端部１９の位置等を検出す
るため、必要に応じて挿入部１５が挿入される人体の口
腔位置等に基準位置検出のソースコイルを設置して、人
体の基準となる位置を検出するようにしても良い。そし
て、その人体の基準位置に対して、画像処理装置１１に
より３次元臓器モデルを重ね合わせる等して先端部１９
の検出点２５の３次元座標Ａ（ｘ，ｙ，ｚ）をより精度
良く検出（推定）できるようにしても良い。

【００２３】また、画像処理装置１１にビデオプロセッ
サ４からの映像信号を入力して検出点２５が３次元臓器
モデルにおけるどの位置（及び方向）かの判定（推定）
に利用するようにしても良い。そして、検出点２５が３
次元臓器モデル上でどの位置（及び対物光学系の光軸方
向）かの決定（判定）がされると、その位置の情報によ
りデータベース６Ａから対応する観察条件の設定情報が
読み出され、ビデオプロセッサ４に入力される。

【００２４】ビデオプロセッサ４及び光源装置３は例え
ば図４に示すように、データベース６Ａからの観察条件
の設定情報がＣＰＵ３１に入力されることにより、ＣＰ
Ｕ３１は種々の観察条件に設定制御ができるようにして
いる。

【００２５】図４に示すように内視鏡２の図示しない対
物レンズを構成するズームレンズを駆動して、観察像の
倍率を変更するズーム駆動回路３２、内視鏡２の撮像素
子出力に対して映像信号生成処理を行う映像処理回路３
３を構成し、色マトリクス調整を行う色マトリクス調整
回路３４、表示される画像の輝度（明るさ）レベルを調
整する輝度（レベル）調整回路３５、画像強調（輪郭強
調）を行う画像強調回路３６がＣＰＵ３１と接続され、
ＣＰＵ３１はこれらの回路をデータベース６Ａからの観
察条件情報に応じて制御することができるようにしてい
る。

【００２６】また、ＣＰＵ３１は光源装置３における出
射光量を調整する光量調整回路３７、照明光路上にフィ
ルタの挿脱を調整して波長帯域を調整するフィルタ駆動
回路３８と接続され、ＣＰＵ３１はこれらの回路をデー
タベース６Ａからの観察条件設定情報に応じて制御する
ことができるようにしている。

【００２７】以下、図４における代表的な場合を補足説
明する。

【００２８】色マトリクス調整回路３４では色バランス
の調整を行う。データベース６Ａから特定の観察条件の
設定情報が選択されると、選択された色バランスを再現
するためにビデオプロセッサ４に内蔵している色マトリ
クスのフィルタを切り替えたり、フィルタ特性を変更す
る。

【００２９】また光量調整回路３７では調光を行う。Ｃ
ＣＤ等の撮像素子の各画素全体による明るさ信号の平均
値を算出する。算出した平均値が予め適当と考えられて
いる明るさになるように、光源装置３の光源ランプの前
に設けた絞りによる開閉量で照明光の光量を調整する。
データベース６Ａには、特定の観察部位において適当と
考えられている明るさが記憶されており、その明るさに
合わせて照明光を調整する。

【００３０】フィルタ駆動回路３８は照明光の波長特性
を調整する。データベース６Ａに記憶されている特定の
観察部位に適当な照明光の波長の情報に合わせて、光源
装置３の光源ランプの前に設けたターレットを回転的に
移動させる。ターレットには透過波長の異なるフィルタ
が配設されており、光源装置３からの出射光の波長帯域
を可変できる。

【００３１】本実施の形態では、以下に説明するように
内視鏡２の挿入部１５を体腔内に挿入したときに、図５
に示す動作フローのように、事前にデータベース６Ａに
入力された３次元臓器モデルにおけるどの位置に観察部
があるかの判断を行い、その位置の位置情報に対応した
観察条件の設定情報をデータベース６Ａからローディン
グすることにより、自動的に内視鏡２の観察パラメータ
が自動調整されるようにしている。

【００３２】次に本実施の形態の作用を説明する。内視
鏡２を体腔内に挿入して内視鏡検査を行う前に、予め図
５に示すように、ＣＴスキャンによるデータベース構築
を行う。ＣＴ装置９の電源を投入して、データベースの
構築がスタートすると、ＣＴ装置９により、標準的な体
格をした人体をステップＳ１に示すようにＣＴスキャン
撮影する。

【００３３】つまり、図６（Ａ）に示すようにその人体
を輪切りにした２次元断面画像を得る。そして、ステッ
プＳ２に示すように、２次元断面画像をデジタル変換し
てＰＣ８に取り込むようにする。

【００３４】ＰＣ８では、順次取り込んだ複数の２次元
断面画像データのデータ補間処理を行う（ステップＳ
３）。つまり、図６（Ｂ）に示すように順次入力される
複数の２次元断面画像データに対して点線で示すように
それらの間の２次元断面画像データを生成して補間処理
する。そして、図６（Ｃ）に示すように３次元モデルを
構築する（ステップＳ４）。

【００３５】また、ステップＳ５に示すように体腔内を
内視鏡で観察した場合を想定し、３次元モデルを使って
ＰＣ８上で仮想内視鏡画像を作成する。例えば図６
（Ｄ）に示すようなシミュレーション画像を作成する。

【００３６】作成した仮想内視における適切な観察条件
鏡画像（シミュレーション画像）をＰＣ８上で照明光量
の照明条件、表示倍率などの観察条件を変更し、適切な
観察条件を決定し（ステップＳ６）、またその際、その
適切な観察条件の設定情報（観察条件情報）と内視鏡２
の先端部１９の３次元位置、対物レンズの光軸方向とを
関連付けを行い（ステップＳ７）、データ入力用インタ
ーフェイス７を介して情報記録装置６に記憶（記録）す
る。

【００３７】つまり、情報記録装置６には３次元モデル
における内視鏡２の先端部１９の３次元位置（その方
向）による観察部の情報と、その場合における適切な観
察条件（観察状態）に設定する観察条件の設定情報とが
関連付けて記録される。この処理が複数点に対して行わ
れ、ステップＳ８のデータベース６Ａが構築される。

【００３８】上記のようにデータベース構築が行われた
後、図７に示すように内視鏡２を挿入して内視鏡検査を
開始する。実際の内視鏡検査において、体腔内に内視鏡
２が挿入されると、ステップＳ１１に示すようにソース
コイル駆動回路１３によりソースコイル２１ｉが駆動さ
れ、その周囲に磁界が発生する。その磁界はステップＳ
１２に示すようにセンスコイル２２ｊにより検出され、
センスコイル２２ｊに発生したその電流値を信号検出回
路２３で検知する。

【００３９】それぞれのセンスコイル２２ｊで発生した
電流値から位置算出回路２４により、各ソースコイル２
１ｉの位置算出（ステップＳ１３）、及び内視鏡２の先
端部１９の３次元位置と対物レンズの光軸方向を算出す
る（ステップＳ１４）。

【００４０】算出された位置情報がデータベース６Ａに
記憶された３次元臓器モデルのどの位置に対応するかの
位置情報の照合（推定）が画像処理装置１１により行わ
れる（ステップＳ１５）。この照合により、３次元臓器
モデルのどの位置に対応するかが決定され、その位置情
報に適合する適切な観察条件の設定情報がデータベース
６Ａから呼び出されて、ビデオプロセッサ４内に設けた
ＣＰＵ３１に送られる（ステップＳ１６）。

【００４１】ＣＰＵ３１は呼び出された観察条件の設定
情報に合わせてビデオプロセッサ４や光源装置３の観察
条件を決定する各種の回路を制御する（ステップＳ１
７）。例えば、ズーム駆動、色マトリクス変更、輝度調
整、画像強調、光量変更、フィルタ作動等の観察条件の
制御動作を行い、適切な観察条件となるように自動設定
する。

【００４２】より具体的な１例として、呼び出された観
察条件が照明光の光量である場合で説明すると、検出点
の座標が照合されるとデータベース６Ａに記憶されてい
る検出点２５の３次元座標Ａ（ｘ，ｙ，ｚ）に適切な照
明光量値に設定する数値データ等の情報が呼び出され
る。その数値データ等の情報により、光量調整回路３７
から図示しない光源ランプの前面に配設された絞りの開
閉量をコントロールして、適切な照明光量値に設定する
ことで光源装置３からの出射光量を調節する。

【００４３】このようにして、内視鏡２を挿入し、その
挿入された内視鏡２の先端部１９（の観察部）での観察
対象の観察状態に応じて、その観察状態における適切な
観察状態に照明光量等が自動的に設定できる。

【００４４】従って、術者は各部の観察状態に応じて、
光源装置３による照明光量の調整等を行うことなく、照
明光量等を適切な観察状態に設定して内視鏡検査を行う
ことができるようになる。

【００４５】本実施の形態は以下の効果を有する。臓器
の特定部位の特性に合わせた最適な観察パラメータが自
動的に選出でき、その観察パラメータで観察できる。例
えば、ある特定位置に内視鏡２が挿入されると臓器の特
性上、毛細血管のような微細な構造が多くなり、観察倍
率を高倍率にする必要がある場合などに、倍率変更操作
をすることなく自動的に倍率変更されることで、スムー
ズに内視鏡検査を行うことができる。

【００４６】（第２の実施の形態）次に本発明の第２の
実施の形態を図８を参照して説明する。本実施の形態は
データベースからローディングする情報は動作速度であ
り、その情報を元に挿入部の動作速度を制御する制御手
段を有する内視鏡システムである。なお、第１の実施例
と同様に部分については説明は省略する。

【００４７】図８に示す硬性内視鏡システム４１は、硬
性の挿入部を有する硬性内視鏡４２と、この硬性内視鏡
４２が接続され、照明光を供給する光源装置４３と、硬
性内視鏡４２の先端部に内蔵されたＣＣＤに対する信号
処理を行うビデオプロセッサ４４と、ビデオプロセッサ
４４から出力される映像信号が入力されることにより、
内視鏡画像を表示するテレビモニタ４５とを有する。

【００４８】また、この内視鏡システム４１は、３次元
臓器モデルに関連する情報を蓄積したデータベース４６
Ａを構築するハードディスク等の情報記録装置４６を有
し、この情報記録装置４６はデータ入力用インタフェー
ス（Ｉ／Ｆ）４７を介してＰＣ４８と接続されている。
また、このＰＣ４８はＣＴ装置４９と接続され、このＣ
Ｔ装置４９によりＣＴスキャンして撮影された人体の２
次元断層画像がデジタル変換されてこのＰＣ４８に入力
できるようにしている。そして、このＰＣ４８により、
２次元断層画像間のデータ補間処理が施されて３次元臓
器モデルの情報が生成され、インタフェース４７を介し
てデータベース４６Ａに蓄積できるようにしている。

【００４９】また、この内視鏡システム４１は、ビデオ
プロセッサ４４に接続された制御装置５１と、この制御
装置５１に接続された３次元位置検出システム１２とを
有する。この３次元位置検出システム１２は第１の実施
の形態で説明したようにソースコイル駆動回路１３と、
３次元位置検出装置１４とを有する。

【００５０】また、硬性内視鏡４２は体腔内に挿入され
る挿入部５５とこの挿入部５５の後端に設けられた把持
部５６とを有し、挿入部５５の先端側にはソースコイル
５７ａ、５７ｂが配置され、これらは通信ケーブル５８
内に挿通された信号線を介してソースコイル駆動回路１
３に接続されている。

【００５１】ソースコイル５７ａ、５７ｂはソースコイ
ル駆動回路１３により、磁界を発生するソースコイル駆
動信号が順次印加されるようになっている。そして、３
次元位置検出装置５３に接続されたセンスコイル２２
ａ、…、２２ｄによりその発生磁界を検出して、ソース
コイル５７ａ、５７ｂの３次元位置と挿入部５５の先端
部６０の対物レンズの光軸方向を検出できるようにして
いる。

【００５２】そして、その検出した情報は制御装置５１
に入力され、この制御装置５１は第１の実施の形態にお
ける画像処理装置１１と同様に、３次元位置検出装置１
４で検出された検出点がデータベース４６Ａからの３次
元モデルにおけるどの位置かの判断を行う。

【００５３】また、この制御装置５１は以下に説明する
ように硬性内視鏡４２を保持する保持機構６１の挿入部
５５の挿入速度を制御することも行う。硬性内視鏡４２
は内視鏡ホルダ６２によって保持されており、この内視
鏡ホルダ６２は関節６３を支点に回動可能な電動アーム
６４と接続されている。電動アーム６４と内視鏡ホルダ
６２は硬性内視鏡４２に電気的に接続されており、電動
アーム６４の動作制御は通信ケーブル５８を介して制御
装置５１で行えるようにしている。

【００５４】また通信ケーブル５８は光源装置４３から
の出射光を硬性内視鏡４２の先端部６０まで伝達可能な
光ファイバ束も内蔵している。制御装置５１は３次元臓
器モデルの構成点の座標情報と、検出点に対応した内視
鏡４２の適切な挿入速度とが蓄積されたデータベース４
６Ａに接続されている。なお本実施の形態では、硬性内
視鏡４２は、先端部６０にソースコイルを内蔵した鉗子
などの処置具類でも良い。

【００５５】次に本実施の形態の作用を説明する。本実
施の形態においても図５と同様に、ＣＴスキャンにより
撮影された２次元断面画像のデータ補間処理を行い３次
元モデルを構築する。体腔内に硬性内視鏡４２を挿入し
ていく場合を想定し、３次元モデルを使ってＰＣ４８上
で仮想内視鏡画像を作成する。

【００５６】作成した仮想内視鏡画像を元に、管腔形状
の複雑さなどに併せた硬性内視鏡４２の場合における適
切な挿入の動作速度を決定する。その動作速度の設定情
報と硬性内視鏡４２の先端部６０の３次元位置、対物光
学系の光軸方向とを関連付けて記憶する。複数点に対し
て、前述の作業を行いデータベース４６Ａを構築する。

【００５７】実際の内視鏡検査では体腔内に硬性内視鏡
４２が挿入されると、図７と同様にソースコイル駆動回
路５４により駆動信号をソースコイル５７ａ、５７ｂに
順次印加して、ソースコイル５７ａ、５７ｂの周囲に順
次、磁界を発生させ、その磁界によりセンスコイル５９
ａ、…５９ｄに発生した電流値を３次元位置検出回路５
３を構成する図示しない信号検出回路で検知し、それぞ
れのセンスコイル５９ａ、…５９ｄで発生した電流値か
ら位置算出回路で硬性内視鏡４２の先端部６０３次元位
置と対物光学系の光軸方向を算出する。

【００５８】算出された位置情報とデータベース４６Ａ
に記憶された位置情報の照合を行い、照合された位置情
報に適合する動作速度を表す数値データをデータベース
４６Ａから呼び出す。呼び出された数値データにより制
御装置５１から動作速度に合わせた負荷電圧を図示しな
いステッピングモータに印加することでステッピングモ
ータが作動する。

【００５９】ステッピングモータにより牽引された牽引
ワイヤにより電動アーム６４が関節６３を支点に回動す
る。複数の電動アーム６４の各々の動作を制御装置５１
で制御することにより、硬性内視鏡４２の挿入の動作速
度をコントロールする。

【００６０】本実施の形態は以下の効果を有する。臓器
の特定部位の特性に合わせた最適な電動アームの動作制
御が自動的に行うことができる。

【００６１】［付記］１．体腔内に挿入する挿入部を有する内視鏡と、内視鏡
を介して体腔内を照明する光源装置と、内視鏡で撮像さ
れた映像信号を信号処理するビデオプロセッサと、ビデ
オプロセッサで再構築された内視鏡画像を表示するテレ
ビモニタとで構成される内視鏡システムにおいて、挿入
部の先端部の３次元位置を検出する手段と、予めＣＴな
どの２次元断層画像から補間処理して構築した３次元臓
器モデルに対して、前述の内視鏡先端部の３次元位置を
特定する処理を行う画像処理回路と、体腔内の特定位置
に適当な観察条件を蓄積したデータベースと、データベ
ースからローディングした観察条件に従って、色調や照
明強度などの情報をリアルタイムに変更可能なビデオプ
ロセッサと光源装置とからなる内視鏡システム。２．データベースからローディングする情報は動作速度
であり、その情報を元に挿入部の動作速度を制御する制
御手段を有する付記１の内視鏡システム。

【００６２】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、観
察対象の内部形状の３次元情報に基づいて、前記観察対
象に挿入される内視鏡の観察部の位置に対応するこの内
視鏡の観察条件を設定するデータを予め保持する記憶手
段と、前記観察対象に挿入された内視鏡の観察部の位置
の検出が可能な位置検出手段と、前記位置検出手段で検
出された前記観察部の位置を前記記憶手段に保持された
前記３次元情報に基づく前記観察部の位置に関連付ける
処理手段と、前記処理手段による関連付けに基づいて前
記記憶手段より前記観察部の位置での前記内視鏡の観察
条件を設定するデータを読み出し手段と、前記読み出し
手段で読み出された前記観察状態のデータに応じて前記
観察部で観察する前記内視鏡の観察状態を変更する観察
状態変更手段と、を備えているので、自動的に観察条件
に適した観察状態に変更設定ができ、術者は円滑な内視
鏡検査等ができる。る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施の形態の内視鏡システム全
体構成を示すブロック図。

【図２】位置検出システムの構成を示すブロック図。

【図３】肺・気管支の３次元モデルへの検出位置のデー
タ重ね合わせのイメージ図。

【図４】ビデオプロセッサ及び光源装置による観察条件
を可変設定する観察状態変更回路の構成例を示すブロッ
ク図。

【図５】データベース構築の動作フローを示すフローチ
ャート図。

【図６】図５の説明図。

【図７】内視鏡検査の動作フローを示すフローチャート
図。

【図８】本発明の第２の実施の形態の内視鏡システム全
体構成を示すブロック図。

【符号の説明】

１…内視鏡システム２…内視鏡３…光源装置４…ビデオプロセッサ５…テレビモニタ６…情報記憶装置６Ａ…データベース８…ＰＣ（パーソナルコンピュータ）９…ＣＴ装置１１…画像処理装置１２…３次元位置検出システム１３…ソースコイル駆動回路１４…３次元位置検出装置１５…挿入部１９…先端部２１ａ、２１ｂ…ソースコイル２２ａ、…、２２ｄ…センスコイル２３…信号検出回路２４…位置算出回路２５…検出点２６…右肺３１…ＣＰＵ３１３２…ズーム駆動回路３３…映像処理回路３４…色マトリクス調整回路３５…輝度調整回路３６…画像強調回路３７…光量調整回路３８…フィルタ駆動回路

フロントページの続き (72)発明者加川裕昭東京都渋谷区幡ヶ谷２丁目43番２号オリンパス光学工業株式会社内 (72)発明者萩原雅博東京都渋谷区幡ヶ谷２丁目43番２号オリンパス光学工業株式会社内 (72)発明者菊地康彦東京都渋谷区幡ヶ谷２丁目43番２号オリンパス光学工業株式会社内 (72)発明者木村修一東京都渋谷区幡ヶ谷２丁目43番２号オリンパス光学工業株式会社内 (72)発明者高橋裕史東京都渋谷区幡ヶ谷２丁目43番２号オリンパス光学工業株式会社内 (72)発明者斉藤明人東京都渋谷区幡ヶ谷２丁目43番２号オリンパス光学工業株式会社内 (72)発明者中村剛明東京都渋谷区幡ヶ谷２丁目43番２号オリンパス光学工業株式会社内 (72)発明者中満竹千代東京都渋谷区幡ヶ谷２丁目43番２号オリンパス光学工業株式会社内Ｆターム(参考） 2H040 BA09 BA10 CA04 DA51 GA06 GA10 GA11 4C061 HH51 PP12 RR02 TT01 WW07 5C054 AA01 CC07 FD01 FE13 FE14 FE26 HA12

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】観察対象の内部形状の３次元情報に基づ
いて、前記観察対象に挿入される内視鏡の観察部の位置
に対応するこの内視鏡の観察条件を設定するデータを予
め保持する記憶手段と、前記観察対象に挿入された内視鏡の観察部の位置の検出
が可能な位置検出手段と、前記位置検出手段で検出された前記観察部の位置を前記
記憶手段に保持された前記３次元情報に基づく前記観察
部の位置に関連付ける処理手段と、前記処理手段による関連付けに基づいて前記記憶手段よ
り前記観察部の位置での前記内視鏡の観察条件を設定す
るデータを読み出し手段と、前記読み出し手段で読み出された前記観察状態のデータ
に応じて前記観察部で観察する前記内視鏡の観察状態を
変更する観察状態変更手段と、を備えたことを特徴とする内視鏡システム。
【請求項２】観察対象内に挿入された前記内視鏡を移
動させるとともに、この移動速度の変更の可能な駆動手
段を更に有し、前記読み出し手段が読み出すデータは、前記観察対象に
挿入される前記内視鏡の速度を示すデータであり、前記観察状態変更手段は、前記移動速度を示すデータに
基づいて前記駆動手段の駆動速度を変更することを特徴
とする請求項１記載の内視鏡システム。