JP2003210386A - 内視鏡シミュレータシステム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 より精度の高いシミュレーションを行なうこ
とができる内視鏡シミュレータシステムを提供する。 【解決手段】 内視鏡シミュレータシステムは、挿入部
９とこの挿入部９の動きを操作可能な操作部１０とを有
する内視鏡５と、この挿入部９の動きを検出する検出手
段４と、体内の所望の臓器を３次元計測して臓器形状デ
ータを得る３次元画像計測装置１と、この３次元画像計
測装置１から得られる臓器形状データと検出手段４から
得られる検出データとから挿入部９が観察する仮想的な
３次元画像を構築する画像処理手段７と、この画像処理
手段７で画像化された画像を表示する表示手段８とを備
えている

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、内視鏡シミュレ
ータシステムに関する。

【０００２】

【従来の技術】例えばＣ．Ｂ．Ｗｉｌｌｉａｍｓらの
「Ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ ｏｆ Ｃｏｌｏｎｏｓｃｏ
ｐｙ Ｔｅａｃｈｉｎｇ Ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ」（Ｅ
ｎｄｏｓｃｏｐｙ ２０００；３２（ＩＩ）：ｐｐ．９
０１−９０５）に開示されているように、従来からコン
ピュータによるバーチャル検査で内視鏡手技のトレーニ
ングを行なう内視鏡シミュレータシステムが存在してい
る。この内視鏡シミュレータシステムではコンピュータ
内の記憶装置に予めそれぞれの目的の臓器に対して複数
の仮想モデルが記憶されている。このため、術者が患者
の体型などから臓器の形状などのモデルを予測して仮想
モデルから読み出してトレーニングを行なっている。

【０００３】また、桑山、野崎らの「Ｖｉｒｔｕａｌ
Ｅｎｄｏｓｃｏｐｙの展望」（消化器内視鏡 Ｖｏｌ．
１２ Ｎｏ．７ ２０００；ｐｐ．１０２５−１０２
９）に開示されているように、ＣＴやＭＲで得られた情
報をコンピュータ上で再構成して実際に内視鏡で得られ
る画像に似た管腔内画像を得る手段が示されている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】上述した内視鏡シミュ
レータシステムでは、複数の種類の中から選択した形状
の臓器のみシミュレートすることができるが、シミュレ
ートする臓器が例えばこれから内視鏡によって手術を行
なう患者の臓器そのものではないため、患者の個体差に
応じた正確な内視鏡的処置を再現することができない。
そのため、単なるトレーニングとしての域をでることが
なかった。

【０００５】この発明はこのような課題を解決するため
になされたもので、より精度の高い内視鏡シミュレーシ
ョンを行なうことができる内視鏡シミュレータシステム
を提供することを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、この発明の内視鏡シミュレータシステムは、挿入部
とこの挿入部の動きを操作可能な操作部とを有する内視
鏡と、この挿入部の動きを検出する検出手段と、体内の
所望の臓器を３次元計測して臓器形状データを得る３次
元画像計測装置と、この３次元画像計測装置から得られ
る臓器形状データと前記検出手段から得られる検出デー
タとから前記挿入部が観察する仮想的な３次元画像を構
築する画像処理手段と、この画像処理手段で画像化され
た画像を表示する表示手段とを備えていることを特徴と
するものである。

【０００７】また、前記画像処理手段は前記臓器にかか
る外力の変化にともなう影響を算出して前記臓器形状デ
ータおよび前記検出データを変換する変換手段と、この
変換手段によってそれぞれ変換された臓器形状データと
検出データとから前記挿入部が観察仮想的な３次元画像
を再構築する画像再処理手段とをさらに備えていること
が好適である。

【０００８】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照しながらこの発
明の実施の形態について説明する。この発明の一実施の
形態が図１ないし図３に示されている。

【０００９】この実施の形態にかかる内視鏡シミュレー
タシステムは、図１に示すように、例えば高速ヘリカル
型ＣＴスキャン１によって得られる臓器（例えば大腸）
の形状データと、後述する内視鏡ダミー５の挿入部９の
動き（操作量）に関するシミュレーションデータとを組
み合わせて体内における内視鏡シミュレーション画像を
形成する。

【００１０】以下、このような内視鏡シミュレータシス
テムの構成を示す。

【００１１】図１に示すように、この内視鏡シミュレー
タシステムは人間の目的の臓器およびその周辺部をスキ
ャニングする高速ヘリカル型ＣＴスキャン（３次元画像
計測装置）１を備えている。このＣＴスキャン１にはこ
のＣＴスキャンでスキャニングしたデータを記憶するデ
ータ処理装置２が信号線２０を介して電気的に接続され
ている。このデータ処理装置２には、メインシステム３
がデータ伝達コード（データ伝達手段）２１を介して電
気的に接続されている。

【００１２】メインシステム３は、画像処理手段として
のシミュレーションデータ処理装置７と、このシミュレ
ーションデータ処理装置７に信号線２２を介して電気的
に接続された内視鏡操作検出制御装置４と、このシミュ
レーションデータ処理装置７に信号線２３を介して電気
的に接続されたモニター（表示手段）と、内視鏡操作検
出制御装置４に対して例えば挿脱される内視鏡ダミー５
とを備えている。実際には、上述したデータ処理装置２
にはデータ伝達コード２１を介してシミュレーションデ
ータ処理装置７が接続されている。

【００１３】内視鏡操作検出制御装置４の内部には内視
鏡ダミー５の動きを検知する圧力センサーや光センサー
などの検知手段（図示せず）が設けられている。この内
視鏡操作検出制御装置４は内視鏡操作検出制御装置４に
対する後述する挿入部９の導入開始点を体内（臓器）の
所望の位置に対応させて、シミュレーション画像上にお
ける挿入部９の先端などの位置を規定するキャリブレー
ション機能を備えている。

【００１４】また、図２に示すように、内視鏡操作検出
制御装置４の一例としては例えば中空の箱型形状をして
いる。この内視鏡操作検出制御装置４の１つの面は正面
部３１とされている。この正面部３１にはこの正面部３
１に加えられる圧力分布を検出するために多数の圧力検
出部（圧力センサー）２９が格子状に並設されている。
さらに、正面部３１には内視鏡操作検出制御装置４に作
用する重力の方向を検出する重力方向検出部（重力方向
センサー）３０が配設されている。なお、この内視鏡操
作検出制御装置４は他の形状として例えば人間の形状を
していても構わない。

【００１５】図１に示すように、内視鏡ダミー５は、細
長い挿入部９と、この挿入部９の基端部に設けられた操
作部１０とを備えている。挿入部９は可撓性を有する軟
性部２８を備えている。この軟性部２８の先端には湾曲
操作される湾曲部２７が配設され、その先端には観察方
向を規定する先端部２６が設けられている。これら先端
部２６、湾曲部２７および軟性部２８は、上述した内視
鏡操作検出制御装置４内に対して例えば挿脱可能に導入
される。なお、これら先端部２６および湾曲部２７は仮
想的に設けられていてもよい。内視鏡５の挿入部９が導
入される内視鏡操作検出制御装置４の導入部には、挿入
部の移動量を検知するとともに、挿入部９に対して後述
する力のフィードバックを行なう挿入部移動制御部１７
が設けられている。無論、この挿入部移動制御部１７は
内視鏡操作検出制御装置４の内部に設けられていても構
わない。

【００１６】操作部１０の操作しやすい部位、例えば操
作部１０の先端部には挿入部９の硬度を規定（調整）す
るための硬度調整ノブ１１が設けられている。操作部１
０の基端側には上述の湾曲部２７の湾曲操作を行なう
（湾曲部２７が仮想的に設けられている場合には、挿入
部９の先端側の湾曲度合を仮想的に規定する）湾曲操作
ノブ１２を備えている。この湾曲操作ノブ１２のさらに
基端部側には好ましくは先端部２６から送気および／も
しくは送水を行なう送気送水ボタン１３と、先端部２６
に向けて吸引する吸引ボタン１４と、観察光学系で観察
される画像を制御する画像制御スイッチ１５とが配設さ
れている。さらに、操作部１０の所定部位、例えば硬度
調整ノブ１１と湾曲操作ノブ１２との間には処置具６を
挿入部９内に導入するための処置具導入口４０が突設さ
れており、この処置具導入口４０には処置具６の進退動
作を検知するための処置具進退検出部１６が配設されて
いる。この処置具進退検出部１６は処置具進退検出部１
６に対する処置具６の導入開始点を体内（臓器）の所定
の位置に対応させてシミュレーション画像上における処
置具６の先端位置を規定するキャリブレーション機能を
備えている。このような内視鏡５の操作部１０はコード
１８およびコネクタ１９を介してシミュレーションデー
タ処理装置７に電気的に接続されている。

【００１７】このシミュレーションデータ処理装置７は
データ処理装置２に記憶された臓器形状データを読み出
して臓器の３次元画像を構築し、内視鏡５の挿入部９の
動きを組み合わせて挿入部９の先端部２６で観察される
と想定される画像を構築する演算手段（画像形式手段）
を備えている。さらに、シミュレーションデータ処理装
置７は臓器およびその周辺部にかかる外力の変化にとも
なって臓器形状データおよび挿入部９の動きによって得
られる検出データを変換する変換手段を備えている。そ
して、変換されたデータを再処理して画像を逐一構築
し、繰り返し処理する画像再処理手段を備えている。ま
た、このように構築された画像をモニター８に送信して
表示する送信手段を備えている。

【００１８】ところで、上述した内視鏡５は例えば挿入
部９の太さや硬さなどの仕様が異なる複数の機種を備え
ていることが好適である。すなわち、実際の内視鏡手技
で用いられる内視鏡製品と同様な仕様を有する内視鏡５
がラインナップされていることが好適である。好ましく
は、実際に手術で使用される内視鏡と同じ内視鏡が使用
される。また、このように例えば挿入部９の太さや硬さ
などの仕様が異なる製品ラインナップがコンピュータ上
で設定可能とされていることが好適である。また、上述
した処置具６は挿入部９に先端部２６および湾曲部２７
が実際に設けられている場合、手術で用いられる処置具
６を使用してもよい。

【００１９】次に、このような内視鏡シミュレータシス
テムの作用について説明する。

【００２０】ＣＴスキャン１を作動させ、患者の目的の
臓器（ここでは大腸を例にして説明する）の周りをスキ
ャニングする。スキャニングしたデータは信号線２０を
介してデータ処理装置２に送信されて記憶される。この
データはデータ伝達コード２１を介してシミュレーショ
ンデータ処理装置７に伝達され、このシミュレーション
データ処理装置７で３次元形状データとして構築され
る。ここで、形状データから構築される３次元画像は図
１中のモニター８で示すような大腸の管腔内画像２４、
図３中のモニター８に示すような大腸全体を抽出してそ
の外観を示す像２５、または図示しない大腸周辺部の画
像などである。したがって、大腸内に比較的大きな例え
ばポリープなどの病変部が存在していれば、３次元画像
によってその位置や大きさなどが容易に認識される。

【００２１】一方、内視鏡操作検出制御装置４に設けら
れた挿入部移動制御部１７に対して内視鏡５の挿入部９
は相対的に移動させると、挿入部移動制御部１７でその
移動量が検出される。また、挿入部９の捻りやアングル
付けなどの操作は内視鏡操作検出制御装置４内に設けら
れた図示しない圧力センサーや光センサーなどによって
検出される。この実施の形態にかかる内視鏡シミュレー
タシステムでは大腸の３次元画像と内視鏡５の挿入部９
の動きに関するシミュレーションデータとを組み合わせ
て体内における内視鏡シミュレーション画像を形成する
ため、上述したキャリブレーション機能を用いて内視鏡
５の挿入部９の出発点５０を設定（較正）しておく。な
お、処置具６を使用したシミュレーションを行なう場
合、処置具６を処置具進退検出部１６から内視鏡５の挿
入部９に挿通するように挿入しておき、同様にキャリブ
レーション機能を用いて処置具６の出発点（図示せず）
を設定（較正）しておく。内視鏡５の操作による内視鏡
シミュレーションデータは信号線２２を介してシミュレ
ーションデータ処理装置７に送信される。

【００２２】装置７では前述した形状データとこの内視
鏡シミュレーションデータとを用いて図１中に示すよう
に挿入部９の先端部２６から観察されると想定される大
腸内の３次元画像をモニター８上に表示する。シミュレ
ーション画像再処理手段により、挿入部９の先端部が動
くと、この動きにともなって画像が繰り返し構築され、
実際の内視鏡に設けられる光学系に似た画像を得ること
ができる。また、大腸と挿入部９とを重ね合わせた画像
を構築し、モニター８上に表示することもできる。すな
わち、図示しないが、図３中の大腸の外観像２５に内視
鏡５の挿入部９がどの程度まで挿入されているかを表示
することもできる。また、湾曲操作ノブ１２、送気送水
ボタン１３、吸引ボタン１４、画像制御スイッチ１５お
よび処置具６などを適宜操作すると、その操作がシミュ
レーションデータ処理装置７に伝達されて各操作が仮想
的に行なわれる。例えば湾曲操作ノブ１２を操作する
と、実際の内視鏡と同様に湾曲部２７が湾曲し、あるい
は挿入部９の先端部の湾曲度合が仮想的に規定される。

【００２３】さらに、内視鏡５の挿入部９の一部がこの
モニター８上で大腸内壁と接した場合、内視鏡５の操作
を難しくすることができる。例えば、大腸内壁に挿入部
９の先端部２６が突き当てられた場合、挿入部９の前方
への移動を妨げるように挿入部移動制御部１７が制御さ
れる。すなわち、大腸の３次元画像の規定領域内から挿
入部９がはみだす動きをすると、この挿入部９の運動を
妨げる力のフィードバックが挿入部移動制御部１７によ
って行なわれる。また、このような状態の場合、例えば
湾曲操作ノブ１２の操作を妨げるようにシミュレーショ
ンデータ処理装置７からコネクタ１９およびコード１８
を介して自動設定されてもよい。さらに、湾曲部２７自
体の運動を妨げるように制御されていてもよい。

【００２４】また、内視鏡５の挿入部９を挿入しやすく
する手段として、体位変換がある。これは大腸の屈曲部
で内視鏡５の挿入部９が挿入し難くなっている場合、屈
曲部にかかる重力の作用方向を変えることによって、屈
曲部のたわみ量を減らして挿入部９を挿入しやすくする
ことができるというものである。図２に示すように、上
述した箱型の内視鏡操作検出制御装置４の正面部３１を
傾ける体位変換を行なうと、重力方向検出部３０によっ
て重力の作用方向が検出される。この検出された重力作
用方向データは信号線２２を介してシミュレーションデ
ータ処理装置７に送信される。そして、重力作用方向に
大腸およびその周辺部が移動した状態が計算される。こ
の計算に応じて大腸の形状や内視鏡５の挿入部９の湾曲
具合などが変形された画像が構築される。そして、これ
ら大腸と内視鏡５の挿入部９が組み合わされた形状デー
タがモニター８上で表示される。したがって、大腸の屈
曲部で内視鏡５の挿入部９が挿入し難くなっている場
合、この屈曲部のたわみ量が減る方向に体位変換した場
合、挿入部９を挿入しやすくすることができる。

【００２５】内視鏡５の挿入部９を挿入しやすくするた
めの他の手段として、用手圧迫がある。図４に示すよう
に、これは大腸の屈曲部で内視鏡５の挿入部９が挿入し
難くなっているときに、屈曲部を押圧した場合、たわみ
量が減るので挿入部９を挿入しやすくすることができる
というものである。内視鏡操作検出制御装置４の正面部
３１に設けられた圧力検出部２９の一部を術者が適当な
圧力で押圧し、用手圧迫を行なった場合、押圧された位
置の圧力が検出され、圧力分布データが得られる。検出
された圧力分布データは信号線２２を介してシミュレー
ションデータ処理装置７に送信される。そして、シミュ
レーションデータ処理装置７は検出された圧力分布に応
じて大腸が変形する位置やその量を計算する。この計算
に応じて大腸の形状や内視鏡５の挿入部９の湾曲具合な
どが変形された画像を構築する。これら大腸と内視鏡５
の挿入部９が組み合わされた形状データがモニター８上
で表示される。したがって、大腸の屈曲部で内視鏡５の
挿入部９が挿入し難くなっている場合、この屈曲部のた
わみ量が減る位置で用手圧迫を行なった場合、挿入部９
を挿入しやすくすることができる。

【００２６】そして、内視鏡５の挿入部９を大腸内に順
次挿入して、大きな病変部が存在している部分に差しか
かった場合、処置具６を内視鏡５の挿入部９内を進退さ
せるとともに任意の操作を行ない、所望の処置を行なう
ことをシミュレートする。

【００２７】したがって、この実施の形態について以下
のことがいえる。手術を控えた実際の患者の臓器データ
と内視鏡５の挿入部９の操作によるデータとを組み合わ
せたシミュレーションを実現できるため、手術のために
最適な太さや硬さを有する挿入部９などを備えた内視鏡
５を選択することができる。すなわち、実際の手技の事
前に実際の患者と同じ形状の臓器およびこの臓器内の病
変部に対する処置をシミュレートすることができるの
で、実際の手技の際に最適な内視鏡を選択することがで
き、シミュレーティングを生かした迅速で正確な手技を
患者の個体差に応じて行なうことができるという利点を
有する。また、前述したように、コンピュータを用いて
内視鏡５の仕様を選択する場合、実際の製品ラインナッ
プよりも最適な内視鏡５を仮想的に作ることができるの
で、新たな製品開発の補助とすることができる。このよ
うにこの実施の形態の内視鏡シミュレータシステムで
は、従来の内視鏡シミュレータシステムよりも格段に精
度の高いシミュレーションを行なうことができる。

【００２８】ところで、前述したように、例えば大腸に
内視鏡を挿入するには、患者の体位変換や用手圧迫が重
要なテクニックの１つである。従来の内視鏡シミュレー
タシステムでは内視鏡の操作部や挿入部を例えば押し引
き、捻り、アングル付けなどの操作を行なうことができ
た。すなわち、ダミー内視鏡の基本的な操作を行なうに
は支障が少なかった。しかし、体位変換や用手圧迫など
の重要なテクニックを試すことができないので、患者に
対する手技をトレーニングする内視鏡シミュレータシス
テムとしては満足できるものではなかった。

【００２９】そこで、以下では、このような用手圧迫や
体位変換などの重要な手技をシミュレートすることがで
きる、より内視鏡手技の上達に寄与することができる内
視鏡シミュレータシステムに使用可能なシミュレータ装
置４について説明する。なお、前述した実施の形態と同
一の部材には同一の符号を付し、詳しい説明を省略す
る。

【００３０】ここで説明するシミュレータ装置は、図１
に示す内視鏡操作検出制御装置４としても使用可能であ
り、他の装置や単独でも使用可能である。図２に示すよ
うにシミュレータ装置４は中空の箱型に形成され、その
１つの面である正面部３１には、押圧力の分布を測定す
る多数の圧力検出部（圧力センサー）２９が格子状に並
設されていることが好適である。さらに、例えば正面部
３１にはシミュレータ装置４にかかる重力の作用方向を
検出する重力方向検出部３０が配設されている。

【００３１】このようなシミュレータ装置４に対して用
手圧迫および体位変換を行なう場合について説明する。

【００３２】まず、図２に示すシミュレータ装置４に対
して用手圧迫を行なう場合について説明する。図４は内
視鏡５の挿入部９が大腸内に挿入され、用手圧迫を行な
った場合のＳ状結腸像３３、下行結腸像３４、挿入部像
３５、挿入部９の軟性部像３８、湾曲部像３７、および
先端部像３６を示している。図４中の矢印のように大腸
のＳ状結腸に対して用手圧迫が行なわれると、Ｓ状結腸
のたわみ量が小さくなる方向に変形され、内視鏡５の挿
入部９を挿入しやすくすることができる。

【００３３】図２に示す圧力検出部２９の一部を押圧す
ると、この圧力データは例えば図１のシステムのシミュ
レーションデータ処理装置７に伝達されて図４に示すよ
うに大腸の一部が変形される。このような操作を正面部
３１の様々な部分について行なうと、押圧した部分に対
する大腸の応答がシミュレーションデータ処理装置７で
算出されてモニター８を通して逐一仮想的に観察され
る。このため、内視鏡５の挿入部９が大腸の屈曲部で挿
入し難くされている場合、屈曲部のたわみ量が小さくな
るように大腸が変形されるので、内視鏡５の挿入部９を
挿入しやすくすることができる。このようにして内視鏡
５の手技を上達させることができる。

【００３４】また、図２に示す重力方向検出部３０を正
面部３１から例えば図２中の側面部３２の位置に移動さ
せると、重力方向データは例えば図１のシステムのシミ
ュレーションデータ処理装置７に伝達されて大腸に作用
する重力方向の変化を計算して大腸が全体的に変形され
る。このような操作を様々な方向に対して行なうと、重
力方向に対する大腸の応答をモニター８を通して逐一観
察することができる。このため、内視鏡５の挿入部９が
大腸の屈曲部で挿入し難くされているときに、屈曲部の
たわみ量が小さくなるように大腸が変形される場合、内
視鏡５の挿入部９を挿入しやすくすることができる。こ
のようにして内視鏡５の手技を上達させることができ
る。

【００３５】さらに、他の好ましい形態として、コンピ
ュータ上で仮想的にこのような用手圧迫や体位変換など
の手技を行なった場合の大腸の形状変化などの影響を視
覚的に捉えることを説明する。

【００３６】図５に示すように、コンピュータのモニタ
ー８上にはマウスポインタ５５が表示されている。この
ポインタ５５を所望の向きに仮想的に寝かされた患者の
体外画像６０の所望の位置に配置してポインタ５５位置
を仮想的に用手圧迫する。このような操作によって生じ
る大腸の形状変化がシミュレーションデータ処理装置７
で計算されて、モニター８上で確認することができる。
様々な位置で仮想的に用手圧迫を行なうと、押圧した部
分に対する大腸の形状変化などの応答をモニター８を通
して逐一観察することができるので、内視鏡の手技の上
達に役立たせることができる。

【００３７】また、図５に示すポインタ５５を操作して
仮想的に寝かされた患者を所望の向きに回転させて患者
の正面から見てこの患者にかかる重力方向を仮想的に変
化させる体位変換を行なう。このような操作によって、
大腸の形状変化がシミュレーションデータ処理装置７で
計算されて、モニター８上で確認することができる。様
々な方向に体位変換を行なうと、変換した方向にともな
う大腸の形状変化などの応答をモニター８を通して逐一
観察することができるので、内視鏡の手技の上達に役立
たせることができる。

【００３８】また、図示しないが、内視鏡５の操作部１
０上にジョイスティックなどの図５に示すマウスポイン
タ５５と同様な入力手段を備えていることが好適であ
る。

【００３９】したがって、以上説明した形態について以
下のことがいえる。内視鏡の重要な手技である用手圧迫
や体位変換などを患者を模擬したシミュレータ装置でシ
ミュレートすることができるとともに、このような手技
をコンピュータ上でシミュレートすることができる。す
なわち、図２に示すように、ハード的な面から用手圧迫
や体位変換などの手技を行なうこともでき、かつ、図５
に示すように、ソフト的な面からこれらの手技を行なう
ことができるので、シミュレーション上で、実際の内視
鏡手技を行なうのと同様な操作を行なうことによって、
実際と同様な応答を得ることができる。このため、術者
が実際の患者に対して処置を行なう場合、所定の操作を
した場合の影響をそれぞれ予測することができるので、
実際の患者に対する操作を行なう場合、このシミュレー
タ装置の経験を生かした手技を行なうことができる。

【００４０】このようにこの形態のシミュレータ装置で
は、従来の内視鏡シミュレータシステムよりも確実に内
視鏡手技の上達に寄与することができる。

【００４１】これまで、好ましい形態について図面を参
照しながら具体的に説明したが、この発明は、上述した
形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない
範囲で行なわれるすべての実施を含む。

【００４２】従って、これら形態について、以下のこと
がいえる。

【００４３】（１）患者の個体差に即した精度の高い内
視鏡手技シミュレーションを行なうことができる。

【００４４】（２）また、従来のシミュレータ装置より
も内視鏡手技の上達に寄与することができる。

【００４５】（３）さらに、これら形態で説明したよう
な内視鏡シミュレータシステムを用いることによって、
実際の手技を行なう場合にこの内視鏡シミュレータシス
テムを用いた経験を生かした手技を行なうことができ
る。

【００４６】上記説明によれば、下記の事項の発明が得
られる。また、各項の組み合わせも可能である。

【００４７】［付記］ （付記１） 体外から体内臓器形状を検出する３次元画
像計測装置（１）で計測・処理した臓器形状データと、
この臓器形状データを読み込む読み込み手段（２１）
と、練習用内視鏡（５）と、この練習用内視鏡（５）の
挿入部（９）を挿通可能な箱体（４）と、前記練習用内
視鏡（５）の各種操作の操作量を検出する検出手段
（４，５，１６，１７）と、この検出手段（４，５，１
６，１７）で検出した操作量のデータに対応した前記内
視鏡（５）の操作によって生じる前記臓器形状データに
よる臓器の変化を算出して画像化する画像処理手段
（７）と、この画像処理手段（７）により構築した画像
を表示する表示手段（８）と、を備えていることを特徴
とする内視鏡シミュレータシステム。

【００４８】（付記２） 付記項１に記載の内視鏡シミ
ュレータシステムであって、前記練習用内視鏡（５）は
仕様の異なる複数の機種を備えている。

【００４９】（付記３） 付記項１に記載の内視鏡シミ
ュレータシステムであって、前記臓器形状データによる
臓器と、前記練習用内視鏡（５）の相対位置を決定する
手段を備えている。

【００５０】（付記４） 付記項１に記載の内視鏡シミ
ュレータシステムであって、前記臓器の周辺要素がこの
臓器に及ぼす影響を算出して画像化する手段を備えてい
る。

【００５１】（付記５） 付記項１に記載の内視鏡シミ
ュレータシステムであって、前記画像処理手段は前記臓
器に対する前記内視鏡の挿入部の位置を表示する画像を
構築可能である。

【００５２】（付記６） 付記項１に記載の内視鏡シミ
ュレータシステムであって、前記画像処理手段には前記
臓器の周辺部の影響を算出する算出手段をさらに備えて
いる。

【００５３】（付記７） 付記項１に記載の内視鏡シミ
ュレータシステムであって、前記画像処理手段には前記
臓器の周辺部の影響を算出するとともに、前記臓器およ
びその周辺部にかかる外力の影響を算出する算出手段を
さらに備えている。

【００５４】（付記８） 付記項１に記載の内視鏡シミ
ュレータシステムであって、前記検出手段は前記挿入部
が前記臓器の３次元画像からはみだす動きをするとこの
挿入部の運動を妨げる制御を行なう制御手段を備えてい
る。

【００５５】（付記９） 練習用内視鏡と、この内視鏡
の挿入部を挿通可能な箱体と、前記内視鏡の各種操作の
操作量を検出する検出手段と、この検出手段で検出した
操作量のデータに対応した前記内視鏡の操作によって生
じる臓器の変化を算出して画像化する画像処理手段と、
前記臓器に対する外力の変化を入力および／もしくは検
出する入力検出手段と、検出した外力変化が前記臓器に
及ぼす影響を算出して画像化する画像処理手段と、各種
の画像処理手段により構築した画像を表示する表示手段
とを備えていることを特徴とする内視鏡シミュレータシ
ステム。

【００５６】（付記１０） 付記項９に記載の内視鏡シ
ミュレータシステムであって、前記入力検出手段は箱体
に備えられている。

【００５７】（付記１１） 付記項９に記載の内視鏡シ
ミュレータシステムであって、前記入力検出手段の少な
くとも一部は前記画像表示手段に備えられている。

【００５８】（付記１２） 付記項９に記載の内視鏡シ
ミュレータシステムであって、前記入力検出手段の少な
くとも一部は前記練習用内視鏡に備えられている。

【００５９】

【発明の効果】以上説明したように、この発明によれ
ば、より精度の高いシミュレーションを行なうことがで
きる内視鏡シミュレータシステムを提供することができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】好ましい実施の形態にかかり、内視鏡シミュレ
ータシステムの全体的な構成を示す概略図。

【図２】図１に示す内視鏡シミュレータシステムの一例
として、箱型に形成された内視鏡操作検出制御装置の外
観を示す概略的な斜視図。

【図３】図１に示すＣＴスキャンを用いて大腸およびそ
の周辺部を計測して大腸を抽出した場合の大腸外側画像
を示す概略図。

【図４】図２に示すシミュレータ装置上の所望の位置
（湾曲部）を用手圧迫したときに変形する大腸の一部を
示す概略図。

【図５】体外の画像にポインタを所望の位置に重ね合わ
せて用手圧迫を模擬することを示す概略図。

【符号の説明】

１…ＣＴスキャン、２…データ処理装置、３…メインシ
ステム、４…内視鏡操作検出制御装置（シミュレータ装
置）、５…内視鏡、７…シミュレーションデータ処理装
置、８…モニター、９…挿入部、１０…操作部、１７…
挿入部移動制御部、１８…コード、１９…コネクタ、２
０…信号線、２１…データ伝達コード

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 内視鏡シミュレータシステムにおいて、 挿入部とこの挿入部の動きを操作可能な操作部とを有す
   る内視鏡と、 この挿入部の動きを検出する検出手段と、 体内の所望の臓器を３次元計測して臓器形状データを得
   る３次元画像計測装置と、 この３次元画像計測装置から得られる臓器形状データと
   前記検出手段から得られる検出データとから前記挿入部
   が観察する仮想的な３次元画像を構築する画像処理手段
   と、 この画像処理手段で画像化された画像を表示する表示手
   段と、 を備えていることを特徴とする内視鏡シミュレータシス
   テム。
2. 【請求項２】 前記画像処理手段は前記臓器にかかる外
   力の変化にともなう影響を算出して前記臓器形状データ
   および前記検出データを変換する変換手段と、 この変換手段によってそれぞれ変換された臓器形状デー
   タと検出データとから前記挿入部が観察仮想的な３次元
   画像を再構築する画像再処理手段と、 をさらに備えていることを特徴とする請求項１に記載の
   内視鏡シミュレータシステム。