JP2004089483A

JP2004089483A - 内視鏡装置

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Publication number: JP2004089483A
Application number: JP2002255698A
Authority: JP
Inventors: Toshiya Akimoto; 秋本　俊也; Junichi Onishi; 大西　順一; Hidekazu Kobayashi; 小林　英一; Kunihide Kaji; 梶　国英; Akito Saito; 斉藤　明人; Takao Shibazaki; 柴崎　隆男; Taiji Mine; 峯　泰治
Original assignee: Olympus Corp
Current assignee: Olympus Corp
Priority date: 2002-08-30
Filing date: 2002-08-30
Publication date: 2004-03-25
Anticipated expiration: 2022-08-30
Also published as: JP4245880B2

Abstract

【課題】患部に至る体腔内経路の径に応じた内視鏡を簡単且つ適切に検索する。
【解決手段】ルート設定部１４によりルート設定がなされると、次にルート内気管支径算出部１５がＣＴ画像データ格納部１２に格納されている３次元画像データに基づきルートの各分岐段階での気管支管路の径等の気管支情報からなるルート情報を算出する。そして、ルート画像生成部１８によりルートの各分岐段階に挿入可能な気管支鏡名を重畳した気管支画像が生成される。
【選択図】　図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、内視鏡装置に関し、特に例えば気管支等のような体内の管路への内視鏡挿入を支援する内視鏡装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、画像による診断が広く行われるようになっており、例えばＸ線ＣＴ（Ｃｏｍｐｕｔｅｄ　　Ｔｏｍｏｇｒａｐｈｙ）装置等により被検体の断層像を撮像することにより被検体内に３次元画像データを得て、該３次元画像データを用いて患部の診断が行われるようになってきた。
【０００３】
ＣＴ装置では、Ｘ線照射・検出を連続的に回転させつつ被検体を体軸方向に連続送りすることにより、被検体の３次元領域について螺旋状の連続スキャン（ヘリカルスキャン：ｈｅｌｉｃａｌ　ｓｃａｎ）を行い、３次元領域の連続するスライスの断層像から、３次元画像を作成することが行われる。
【０００４】
そのような３次元画像の１つに、肺の気管支の３次元像がある。気管支の３次元像は、例えば肺癌等が疑われる異常部の位置を３次元的に把握するのに利用される。そして、異常部を生検によって確認するために、気管支内視鏡を挿入して先端部から生検針や生検鉗子等を出して組織のサンプル（ｓａｍｐｌｅ）を採取することが行われる。
【０００５】
気管支のように、多段階の分岐を有する体内の管路では、異常部の所在が分岐の末梢に近いとき、内視鏡の先端を短時間で正しく目的部位に到達させることが難しいために、例えば特開２０００−１３５２１５号公報等では、被検体の３次元領域の画像データに基づいて前記被検体内の管路の３次元像を作成し、前記３次元像上で前記管路に沿って目的点までの経路を求め、前記経路に沿った前記管路の仮想的な内視像を前記画像データに基づいて作成し、前記仮想的な内視像を表示することで、気管支内視鏡を目的部位にナビゲーションする装置が提案されている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述したように気管支は多段階の分岐を有し、基端から末端に至る気管支管の経路は、分岐を経るたびにその径が細くなるため、患部位置により挿入可能な径の内視鏡を選択しなければならないが、患部に至る気管支の経路の径が予め分からないために最適な内視鏡を選択することが難しいといった問題がある。
【０００７】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、患部に至る体腔内経路の径に応じた内視鏡を簡単且つ適切に検索することのできる内視鏡装置を提供することを目的としている。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明の内視鏡装置は、被検体の３次元領域の画像データに基づき前記被検体内の体腔路の３次元画像を生成する３次元画像生成手段と、前記被検体内の体腔路を撮像する内視鏡の外径データを含むスコープ情報を格納するスコープ情報格納手段と、前記内視鏡の前記被検体内の体腔路への挿入ルートを設定するルート設定手段と、前記ルート設定手段が設定した前記挿入ルート上の所定位置での前記被検体内の体腔路の内径データを含む管路情報を前記３次元画像生成手段が生成した３次元画像に基づき算出する管路情報算出手段と、前記管路情報算出手段が算出した前記管路情報を格納する管路情報格納手段と、前記管路情報格納手段に格納された前記管路情報及び前記スコープ情報格納手段に格納された前記スコープ情報に基づき前記挿入ルート上の前記被検体内の体腔路での前記内視鏡の挿入限界位置を算出する挿入限界位置算出手段とを備えて構成される。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照しながら本発明の実施の形態について述べる。
【００１０】
（第１の実施の形態）
図１ないし図１９は本発明の第１の実施の形態に係わり、図１は内視鏡装置の構成を示す構成図、図２は図１の気管支鏡挿入監視装置による挿入監視ルート設定処理の流れを示すフローチャート、図３は図２の処理で展開されるルート設定画面を示す第１の図、図４は図２の処理で展開されるルート設定画面を示す第２の図、図５は図２の処理で展開されるルート設定画面を示す第３の図、図６は図２の処理で設定されたルートを模式的に示した図、図７は図２の処理で検索された他のルートを模式的に示した図、図８は図１のルート内気管支径算出部の作用を説明する第１の図、図９は図１のルート内気管支径算出部の作用を説明する第２の図、図１０は図１のルート情報格納部に格納される気管支情報テーブルを示す図、図１１は図１のスコープ情報格納部１７に格納されるスコープ情報テーブルを示す図、図１２は図１のルート画像生成部の第１のルート画像生成処理の流れを示すフローチャート、図１３は図１２の処理で生成されたルート画像である気管支画像を示す図、図１４は図１のルート画像生成部の第２のルート画像生成処理の流れを示すフローチャート、図１５は図１４の処理で生成されたルート画像である気管支画像を示す図、図１６は図１のルート監視部による挿入監視の処理の流れを示すフローチャート、図１７は図１６の処理での気管支鏡の挿入部の先端位置がルートの許容範囲内あるかどうかの判断を説明する図、図１８は図１６の処理により表示される内視鏡画面を示す第１の図、図１９は図１６の処理により表示される内視鏡画面を示す第２の図である。
【００１１】
図１に示すように、本実施の形態の内視鏡装置１は、患者体内の気管支に挿入し気管支内を撮像し気管支末端の患部組織を生検する気管支鏡２と、気管支鏡２の挿入部の先端位置を検出する、例えば公知の磁気センサ等から構成される先端位置検出装置３と、気管支鏡２により得られる内視鏡画像（以下、ライブ画像と記す）を生成すると共にＣＴ画像データに基づき気管支鏡２の挿入状態を監視する気管支鏡挿入監視装置６とを備えて構成される。
【００１２】
気管支鏡挿入監視装置６は、患者のＸ線断層像を撮像する図示しない公知のＣＴ装置で生成された３次元画像データを、例えばＭＯ（Ｍａｇｎｅｔｏ−Ｏｐｔｉｃａｌ　ｄｉｓｋ）装置やＤＶＤ（Ｄｉｇｉｔａｌ　　Ｖｅｒｓａｔｉｌｅ　　Ｄｉｓｃ）装置等、可搬型の記憶媒体を介して取り込むＣＴ画像データ取り込み部１１と、ＣＴ画像データ取り込み部１１によって取り込まれた３次元画像データを格納するＣＴ画像データ格納部１２と、ＣＴ画像データ格納部１２に格納されている３次元画像データに基づきＭＰＲ（ＭｕｌｔｉＰｌａｎａｒ　Ｒｅｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ）画像を生成するＭＰＲ画像生成部１３と、ＭＰＲ画像生成部１３が生成したＭＰＲ画像を有する後述するルート設定画面を生成し気管支鏡２の気管支への挿入時の監視ルート（以下、単にルートと記す）を設定するルート設定部１４と、ＣＴ画像データ格納部１２に格納されている３次元画像データに基づきルート設定部１４によって設定されたルートの各分岐段階での気管支管路の径等の気管支情報からなるルート情報を算出するルート内気管支径算出部１５と、ルート内気管支径算出部１５が算出したルート情報を格納するルート情報格納部１６と、複数種類の気管支鏡２の外径及びチャンネル径等のスコープ情報を格納したスコープ情報格納部１７と、ルート設定部１４が設定したルートを表示した気管支画像を生成すると共にルート情報格納部１６に格納されているルート情報及びスコープ情報格納部１７に格納されているスコープ情報に基づきルートの各段階に挿入可能な気管支鏡名を前記気管支画像に重畳させるルート画像生成部１８と、ルート情報格納部１６に格納されているルート情報及び先端位置検出装置３が検出した気管支鏡２の挿入部の先端位置情報に基づき気管支鏡２の挿入状態を監視するルート監視部１９と、気管支鏡２からの撮像信号を信号処理しルート監視部１９の監視情報を重畳させた内視鏡画像を生成する画像処理部２０と、ルート設定部１４が生成したルート設定画面、ルート画像生成部１８が生成した気管支画像及び画像処理部２０が生成した内視鏡画像をモニタ５に表示させる画像表示制御部２１と、ルート設定部１４に対して設定情報を入力するキーボード及びポインティングデバイスからなる設定情報入力部２２とから構成される。
【００１３】
なお、ＣＴ画像データ格納部１２、ルート情報格納部１６及びスコープ情報格納部１７は、１つのハードディスクによって構成してもよく、また、ＭＰＲ画像生成部１３、ルート設定部１４、ルート内気管支径算出部１５、ルート画像生成部１８及び画像処理部２０は１つの演算処理回路で構成することができる。また、ＣＴ画像データ取り込み部１１はＭＯあるいはＤＶＤ等の可搬型の記憶媒体を介してＣＴ画像データを取り込みとしたが、ＣＴ装置あるいはＣＴ画像データを保存している院内サーバが院内ＬＡＮに接続されている場合には、ＣＴ画像データ取り込み部１１を該院内ＬＡＮに接続可能なインターフェイス回路により構成し、院内ＬＡＮを介してＣＴ画像データを取り込むようにしてもよい。
【００１４】
このように構成された本実施の形態の作用について説明する。まず、気管支での気管支鏡２の挿入監視のルートを設定する。なお、挿入監視のルートの設定は、モニタ５に表示される例えばアキシャル、コロナル、サジタルの３つの異なる断面像からなるＭＰＲ画像を有するルート設定画面を用いて行われる。
【００１５】
図２に示すように、設定情報入力部２２を操作することで、ステップＳ１１で図３に示すようなルートの始点の入力を促す始点入力指示ウインドウ３１がルート設定画面２７上に表示され、ルート設定画面２７上にカーソル３０を用いてＭＰＲ画像２８の３つの断層像を参照しながら、ＭＰＲ画像２８のうちの１つの断層像上で始点を設定する。始点を設定すると他のＭＰＲ画像２８の２つの断層像上にも対応する位置に始点が設定されると共に、図４に示すようなルートの終点となる患部位置の入力を促す終点入力指示ウインドウ３２がルート設定画面２７上に表示される。
【００１６】
そこで、ステップＳ１２で始点の設定と同様に、ルート設定画面２７上にカーソル３０を用いてＭＰＲ画像２８の３つの断層像を参照しながら、ＭＰＲ画像２８のうちの１つの断層像上で終点を設定する。終点を設定すると他のＭＰＲ画像２８の２つの断層像上にも対応する位置に終点が設定される。
【００１７】
始点と終点が設定されると、ステップＳ１３でルート設定部１４は始点から終点に至る気管支内のルートを探索する。気管支は複雑な経路を有しているので、終点となる患部位置によっては、始点から終点に至る気管支内のルートが一意的に決まるとは限らないので、ルート設定部１４ではステップＳ１３では、始点から終点に至る気管支内のルートの第１候補を探索する。
【００１８】
そして、ルート設定部１４はルート設定画面２７上において、図５に示すように、ステップＳ１４で探索されたルートをＭＰＲ画像２８に重畳して表示すると共に、ルートの確定等の入力を促すルート確定ウインドウ３３を表示する。
【００１９】
ルート確定ウインドウ３３には、探索したルートの確定を指示するルート確定ボタン４１と、次候補のルートの探索を指示する次候補探索ボタン４２と、始点及び終点を再設定し直すルート再設定ボタン４３と、ルート探索処理をキャンセルするキャンセルボタン４４とを備えている。
【００２０】
ステップＳ１５で次候補探索ボタン４２がクリックされたかどうか判断し、クリックされたならばステップＳ１６で次候補のルートを自動探索してステップＳ１７に進み、クリックされない場合にはステップＳ１８に進む。ステップＳ１７では次候補を探索した結果、次候補が存在するかどうかを判断し、存在しない場合には図示はしないが次候補ルートが存在しない旨の警告を表示しステップＳ１３に戻り、存在する場合にはステップＳ１４に戻る。
【００２１】
ステップＳ１８では、ルート再設定ボタン４３がクリックされたかどうか判断し、クリックされたならばステップＳ１１に戻り、クリックされない場合にはステップＳ１９に進む。
【００２２】
ステップＳ１９では、ルート確定ボタン４１がクリックされたかどうか判断し、クリックされない場合にはステップＳ１５に戻り、クリックされたならばステップＳ２０に進み、ステップＳ２０で、図６に示すような気管支画像上にルートを決定して処理を終了する。
【００２３】
なお、患部位置によっては上述したようにルートが一意的には決まらず、例えば図６に示す第１のルート５１のほかに、図７に示すような異なる第２のルート５２も存在する（患部位置によっては３つ以上のルートも存在する）。本実施の形態においては、ステップＳ１５によりいずれかのルートを選択することになるが、患部にアプローチ可能な全てのルートの情報はルート設定部１４に保持されている。
【００２４】
このようにしてルート設定がなされると、次にルート内気管支径算出部１５がＣＴ画像データ格納部１２に格納されている３次元画像データに基づきルートの各分岐段階での気管支管路の径等の気管支情報からなるルート情報を算出する。
【００２５】
具体的には、図８に示すように、分岐点Ｂｉ−１、Ｂｉ、Ｂｉ＋１において、
（１）　分岐点Ｂｉ−１、Ｂｉの３次元座標から分岐点Ｂｉ−１、Ｂｉの中点Ｍｉ−１の座標を求める。
（２）　中点Ｍｉ−１を含む気管支管の断面積を求める。
（３）　中点Ｍｉ−１で断面積が最小となる面を求める。
（４）　断面積最小時の楕円の短軸（図９のａ）を求め、その長さを分岐ＮＯ．ｉ−１での気管支管の径φｉ−１とする。
（５）　ｉをインクリメントして上記（１）〜（４）を繰り返す。
【００２６】
このような（１）〜（５）の処理を行うことで、設定されたルートの各分岐段階の気管支管の径φが算出されるが、ルート内気管支径算出部１５はルート設定部１４に保持されている全てのルートに対して気管支管の径φを算出し、算出した気管支管の径φをルート別に、図１０に示すように、分岐番号、算出点座標（Ｘ、Ｙ、Ｚ）及び径φからなる気管支情報テーブル６１を作成し、ルート情報格納部１６に格納する。
【００２７】
一方、スコープ情報格納部１７には、図１１に示すように、ユーザが所有する全ての気管支鏡２に関する情報として、スコープ名、外径φ１、チャンネル径からなるスコープ情報テーブル６２が予め格納されている。
【００２８】
ルート内気管支径算出部１５によりルート情報格納部１６に気管支情報テーブル６１が格納されると、次にルート画像生成部１８によりルートの各分岐段階に挿入可能な気管支鏡名を重畳した気管支画像が生成される。
【００２９】
すなわち、ルート画像生成部１８は、図１２に示すように、ステップＳ３１でｉ＝１とし、ステップＳ３２でスコープ情報テーブル６２より外径φ１が最も細い気管支鏡のスコープ情報をロードし、ステップＳ３３で気管支情報テーブル６１より分岐ＮＯ．ｉの気管支情報をロードする。
【００３０】
そして、ステップＳ３４で気管支径φと気管支鏡の外径φ１とを比較し、φ＞φ１ならばステップＳ３６に進み、φ＞φでないならばステップＳ３５でｉをインクリメントしてステップＳ３３に戻る。
【００３１】
ステップＳ３６では気管支画像上の気管支径φを与えた位置にスコープ名を表示し、ステップＳ３７で現在比較している気管支鏡は最も太い外径の気管支鏡かどうか判断し、最も太い外径の気管支鏡ならば処理を終了し、最も太い外径の気管支鏡でないならば、ステップＳ３８でｉをインクリメントし、ステップＳ３９で現在比較している気管支鏡の次に太い外径の気管支鏡のスコープ情報をスコープ情報テーブル６２よりロードしステップＳ３３に戻る。
【００３２】
上記のステップＳ３１〜Ｓ３９の処理を行うことで、ルート画像生成部１８は、図１３に示すように、各分岐段階で挿入可能な気管支鏡の名称（スコープ名）を該当する位置に貼り付けた気管支画像を生成しモニタ５に表示させ、術者（ユーザ）が最適な気管支鏡の選択を行うことを可能とする。
【００３３】
次に、術者（ユーザ）が使用する気管支鏡を予め指定した場合のルート画像生成部１８による気管支画像の生成について説明する。
【００３４】
図１４に示すように、ステップＳ４１でｉ＝１とし、ステップＳ４２で使用する気管支鏡を設定し、ステップＳ４３でスコープ情報テーブル６２より設定した気管支鏡のスコープ情報をロードし、ステップＳ４４で気管支情報テーブル６１より分岐ＮＯ．ｉの気管支情報をロードする。
【００３５】
そして、ステップＳ４５で気管支径φと気管支鏡の外径φ１とを比較し、φ＞φ１ならばステップＳ４７で気管支画像上の気管支径φを与えた位置にスコープ名を表示し処理を終了し、φ＞φでないならばステップＳ４６でｉをインクリメントしてステップＳ４４に戻る。
【００３６】
上記のステップＳ４１〜Ｓ４７の処理を行うことで、ルート画像生成部１８は、図１５に示すように、気管支画像上で使用する気管支鏡がルートのどの段階の分岐点まで挿入可能かを術者に認識させることができ、使用する気管支鏡が最適なものかどうかが判断可能となる。
【００３７】
次にルート画像生成部１８が生成した気管支画像を用い、気管支鏡２を選択した後に、実際に術者が気管支鏡２を気管支内に挿入する際のルート監視部１９による挿入監視の処理について説明する。
【００３８】
なお、患部へのアプローチ可能なルートは１つとは限らないが、以下、説明の簡略化のために患部へのアプローチ可能なルートが２つの場合について説明する。３つ以上でも同様なアルゴリズムで処理が可能なのはいうまでもない。
【００３９】
気管支鏡２の気管支内挿入が開始されると、図１６に示すように、ルート監視部１９は、ステップＳ５１でルート監視を終了するかどうか判断し、ユーザが図示しない監視終了ボタンを押下したならば処理を終了し、ルート監視を続行する場合はステップＳ５２に進む。
【００４０】
そして、ステップＳ５２で先端位置検出装置３より気管支鏡２の挿入部の先端位置情報を読み込み、ステップＳ５３で気管支鏡２の挿入部の先端位置が第１ルートの許容範囲内にあるかどうかを判断する。
【００４１】
このステップＳ５３における判断は以下のように行われる。すなわち、ＣＴ画像データ格納部１２に格納されている３次元画像データから、図１７に示すようなボリューム座標系上に抽出した各ルートの気管支のボリュームデータを作成する。そして、気管支鏡２の挿入部の先端位置をボリューム座標系に変換し、その位置でのボリュームデータの値を検出しボリュームデータが存在するならば気管支鏡２の挿入部の先端位置がルートの許容範囲内にあると判断する。
【００４２】
気管支鏡２の挿入部の先端位置が第１ルートの許容範囲内にあると判断すると、ステップＳ５４で警告ステータスフラグをオフ（＝０）してステップＳ５１に戻り、気管支鏡２の挿入部の先端位置が第１ルートの許容範囲内にないと判断すると、ステップＳ５５で気管支鏡２の挿入部の先端位置が第２ルートの許容範囲内にあるかどうかを判断する。
【００４３】
そして、気管支鏡２の挿入部の先端位置が第２ルートの許容範囲内にあると判断すると、ステップＳ５４で警告ステータスフラグをオフ（＝０）してステップＳ５１に戻り、気管支鏡２の挿入部の先端位置が第２ルートの許容範囲内にないと判断すると、ステップＳ５６で警告ステータスフラグをオン（＝１）してステップＳ５１に戻る。
【００４４】
このようにして設定された警告ステータスフラグの状態に基づく制御信号が、ルート監視部１９より画像処理部２０に出力されると、画像処理部２０は、警告ステータスフラグのオフ（＝０）状態では、図１８に示すように内視鏡画面１０１のフレーム１０２を例えば青色枠で表示し、警告ステータスフラグのオン状態では、図１９に示すように内視鏡画面１０１のフレーム１０２を例えば赤色枠で表示した画面を生成する。
【００４５】
このようなフレーム１０２を有する内視鏡画面１０１をモニタ５に表示させることで、術者が気管支鏡２を気管支内に挿入する際の、患部へのアプローチ可能なルートへの気管支鏡２の挿入監視が行われ、術者は内視鏡画面１０１のフレーム１０２の色を見ることで、容易に患部へのアプローチ可能なルートに気管支鏡２を挿入しているかどうか判断できる。
【００４６】
（第２の実施の形態）
図２０ないし図２３は本発明の第２の実施の形態に係わり、図２０はルート監視部による挿入監視の処理の流れを示すフローチャート、図２１は図２０の処理により表示される内視鏡画面を示す第１の図、図２２は図２０の処理により表示される内視鏡画面を示す第２の図、図２３は図２０の処理により表示される内視鏡画面を示す第３の図である。
【００４７】
第２の実施の形態は、気管支鏡２を気管支内に挿入する際のルート監視部１９による挿入監視の処理が第１の実施の形態と異なるのみであるので、異なる点のみ説明し、同一の構成には同じ符号をつけ説明は省略する。
【００４８】
気管支鏡２の気管支内挿入が開始されると、図２０に示すように、ルート監視部１９は、ステップＳ６１でルート監視を終了するかどうか判断し、ユーザが図示しない監視終了ボタンを押下したならば処理を終了し、ルート監視を続行する場合はステップＳ６２に進む。
【００４９】
そして、ステップＳ６２で先端位置検出装置３より気管支鏡２の挿入部の先端位置情報を読み込み、ステップＳ６３で気管支鏡２の挿入部の先端位置が第１ルートの許容範囲内にあるかどうかを判断する。
【００５０】
気管支鏡２の挿入部の先端位置が第１ルートの許容範囲内にあると判断すると、ステップＳ６４で第１ルート上であって第２ルート外に気管支鏡２の挿入部の先端位置が存在する旨の表示をさせるルート表示制御信号を画像処理部２０に出力してステップＳ６１に戻り、気管支鏡２の挿入部の先端位置が第１ルートの許容範囲内にないと判断すると、ステップＳ６５で第１ルート外に気管支鏡２の挿入部の先端位置が存在する旨の表示をさせるルート表示制御信号を画像処理部２０に出力して、ステップＳ６６で気管支鏡２の挿入部の先端位置が第２ルートの許容範囲内にあるかどうかを判断する。
【００５１】
そして、気管支鏡２の挿入部の先端位置が第２ルートの許容範囲内にあると判断すると、ステップＳ６７で第１ルート上に気管支鏡２の挿入部の先端位置が存在する旨の表示をさせるルート表示制御信号を画像処理部２０に出力してステップＳ６１に戻り、気管支鏡２の挿入部の先端位置が第２ルートの許容範囲内にないと判断すると、ステップＳ６８で第２ルート外に気管支鏡２の挿入部の先端位置が存在する旨の表示をさせるルート表示制御信号を画像処理部２０に出力してステップＳ６１に戻る。
【００５２】
本実施の形態の画像処理部２０は、図２１に示すように、内視鏡画像２０１の近傍に患部へのアプローチ可能なルート名を表示した複数のルート表示エリア２０２を重畳した内視鏡画面を生成している。なお、図２１では説明の簡略化のために患部へのアプローチ可能なルートを２つとし、「第１ルート」表示部２０３及び「第２ルート」表示部２０４がルート表示エリア２０２に表示されている例を示す。ここで、「第１ルート」は術者がルート設定で選択したルートである。
【００５３】
そして、上述したルート表示制御信号が、ルート監視部１９より画像処理部２０に出力されると、画像処理部２０は、気管支鏡２の挿入部の先端位置が第１ルートにある場合には、図２１に示すように「第１ルート」表示部２０３を例えば青色で、「第２ルート」表示部２０４を例えば赤色で表示する。同様に気管支鏡２の挿入部の先端位置が第２ルートにある場合には、図２２に示すように「第１ルート」表示部２０３を例えば赤色で、「第２ルート」表示部２０４を例えば青色で表示する。また、気管支鏡２の挿入部の先端位置が第１ルート及び第２ルートに存在しない場合は、図２３に示すように「第１ルート」表示部２０３及び「第２ルート」表示部２０４を例えば赤色で表示する。なお、第１ルートと第２ルートとに共通する同じ経路部分に気管支鏡２の挿入部の先端位置する場合は、図２１に示すように表示される。
【００５４】
このように、本実施の形態においても、患部へのアプローチ可能なルートへの気管支鏡２の挿入監視が行われ、容易に患部へのアプローチ可能なルートに気管支鏡２を挿入しているかどうか判断できると共に、アプローチ可能なルートのうちどのルート経て患部に到達したかが分かるので、気管支末端での気管支鏡２の先端位置と患部との相対位置が容易に把握でき、生検等を簡単に行うことが可能となる。
【００５５】
（第３の実施の形態）
図２４ないし図２８は本発明の第３の実施の形態に係わり、図２４は内視鏡装置の構成を示す構成図、図２５は図２４の光学特性格納部に格納されるデータを説明する第１の図、図２６は図２４の光学特性格納部に格納されるデータを説明する第２の図、図２７は図２４のルート監視部の構成を示すブロック図、図２８は図２７のルート監視部の処理の流れを示すフローチャートである。
【００５６】
第３の実施の形態は、第１の実施の形態とほとんど同じであるので、異なる点のみ説明し、同一の構成には同じ符号をつけ説明は省略する。
【００５７】
図２４に示すように、本実施の形態の内視鏡装置１ａは、気管支鏡２、気管支鏡挿入監視装置６ａ及びモニタ５とから構成され、本実施の形態の気管支鏡挿入監視装置６ａは、ＣＴ画像データ格納部１２に格納されている３次元画像データに基づきルート設定部１４によって設定されたルートの連続した気管支内部の仮想の内視鏡画像（以下、ＶＢＳ画像と記す）を生成するＶＢＳ画像生成部３０１と、ＶＢＳ画像生成部１５が生成したＶＢＳ画像を格納するＶＢＳ画像格納部３０２と、ＶＢＳ画像生成部１５に対して気管支鏡２の光学特性を反映させるための光学特性格納部３０３とが設けられている。
【００５８】
ここで、光学特性格納部３０３は、例えば図２５に示すようにＶＢＳ画像生成部３０１が生成するＶＢＳ画像は光学歪みを有しないのに対して、気管支鏡２が撮像した撮像信号は図２６に示すような光学歪みを有しているために、ＶＢＳ画像生成部３０１では光学特性格納部３０３に格納されているデータに基づきＶＢＳ画像に光学歪みを与えてＶＢＳ画像を補正して生成するようになっている。気管支鏡２の光学歪み等の光学特性は、写真計測やロボットビジョン等の分野で様々な方式が提案されているカメラキャリブレーション手法により得ることができる。
【００５９】
本実施の形態の気管支鏡挿入監視装置６ａのルート監視部１９は、図２７に示すように、画像処理部２０から内視鏡画像（以下、ライブ画像とも記す）を入力するライブ画像入力部４０１と、ＶＢＳ画像格納部３０２に格納されたＶＢＳ画像を入力するＶＢＳ画像入力部４０２と、ライブ画像入力部４０１が入力した内視鏡画像の特徴量を公知の画像処理により抽出する第１の特徴量抽出部４０３と、ＶＢＳ画像入力部４０２が入力したＶＢＳ画像の特徴量を公知の画像処理により抽出する第２の特徴量抽出部４０４と、第１の特徴量抽出部４０３が抽出した内視鏡画像の特徴量と第２の特徴量抽出部４０４が抽出したＶＢＳ画像の特徴量を比較する特徴量比較部４０５とから構成され、比較結果を画像処理部２０に出力するようになっている。
その他の構成は第１の実施の形態と同じである。
【００６０】
このように構成された本実施の形態の作用について説明する。本実施の形態は、気管支鏡２を気管支内に挿入する際のルート監視部１９による挿入監視の処理のみが第１の実施の形態と異なる。なお、本実施の形態では、術者は気管支挿入時に、気管支の分岐点毎に図示しないフリーズスイッチを押下することでルート確認を行う。その際、フリーズスイッチが押下される毎にルート監視部１９は分岐点位置情報を更新する。
【００６１】
本実施の形態のルート監視部１９は、例えば術者がルート確認のために分岐点で図示しないフリーズスイッチを押下すると、図２８に示すように、ステップＳ７１でライブ画像入力部４０１により該分岐点でのライブ画像を入力し、ステップＳ７２でＶＢＳ画像入力部４０１により該分岐点でのＶＢＳ画像を入力する。
【００６２】
そして、ステップＳ７３で第１の特徴量抽出部４０３によりライブ画像の特徴量を抽出し、テップＳ７４で第２の特徴量抽出部４０４によりＶＢＳ画像の特徴量を抽出する。
【００６３】
ステップＳ７５において、特徴量比較部４０５によりライブ画像の特徴量とＶＢＳ画像の特徴量とにより両者の画像の類似度を算出し、算出した類似度が所定の第１設定値を超えているかどうかを判断し、類似度が所定の第１設定値を超えている（所定レベル以上で類似している）と判断すると、ステップＳ７６で注意ステータスカウンタをリセットすると共に警告ステータスフラグに０をセットし処理を終了する。
【００６４】
また、類似度が所定の第１設定値以下と判断すると、ステップＳ７７で類似度が所定の第２設定値未満かどうかを判断し、類似度が所定の第２設定値未満（所定レベル未満で類似していない）と判断すると、ステップＳ７８で注意ステータスカウンタをリセットすると共に警告ステータスフラグに１をセットし処理を終了する。
【００６５】
類似度が所定の第２設定以上と判断すると、ステップＳ７９で注意ステータスカウンタを＋１すると共に警告ステータスフラグに０をセットし、ステップＳ８０で注意ステータスカウンタの値が２になったか判断し、注意ステータスカウンタの値が２ならばステップＳ７８に進み、注意ステータスカウンタの値が２でないならば処理を終了する。
【００６６】
そして、第１の実施の形態と同様に、このようにして設定された警告ステータスフラグの状態に基づく制御信号が、ルート監視部１９より画像処理部２０に出力され、画像処理部２０では第１の実施の形態で説明したような内視鏡画面１０１（図１８及び図１９参照）を生成する。
【００６７】
なお、ライブ画像と比較するＶＢＳ画像はアプローチ可能な全てのルートでの該当する分岐点ＶＢＳ画像が対象であって直前比較して最も類似度が高い分岐点ＶＢＳ画像を有するルートを現在挿入中のルートと認識する。
【００６８】
その他の作用は第１の実施の形態と同じである。
【００６９】
このように本実施の形態においても第１の実施の形態と同様に、アプローチ可能なルートに気管支鏡２が挿入されているか否かを、ＶＢＳ画像との類似度によって判断しているので、術者が気管支鏡２を気管支内に挿入する際の、患部へのアプローチ可能なルートへの気管支鏡２の挿入監視が行われ、術者は内視鏡画面１０１のフレーム１０２の色を見ることで、容易に患部へのアプローチ可能なルートに気管支鏡２を挿入しているかどうか判断できる。
【００７０】
本発明は、上述した実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を変えない範囲において、種々の変更、改変等が可能である。
【００７１】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、患部に至る体腔内経路の径に応じた内視鏡を簡単且つ適切に検索することができるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係る内視鏡装置の構成を示す構成図
【図２】図１の気管支鏡挿入監視装置による挿入監視ルート設定処理の流れを示すフローチャート
【図３】図２の処理で展開されるルート設定画面を示す第１の図
【図４】図２の処理で展開されるルート設定画面を示す第２の図
【図５】図２の処理で展開されるルート設定画面を示す第３の図
【図６】図２の処理で設定されたルートを模式的に示した図
【図７】図２の処理で検索された他のルートを模式的に示した図
【図８】図１のルート内気管支径算出部の作用を説明する第１の図
【図９】図１のルート内気管支径算出部の作用を説明する第２の図
【図１０】図１のルート情報格納部に格納される気管支情報テーブルを示す図
【図１１】図１のスコープ情報格納部１７に格納されるスコープ情報テーブルを示す図
【図１２】図１のルート画像生成部の第１のルート画像生成処理の流れを示すフローチャート
【図１３】図１２の処理で生成されたルート画像である気管支画像を示す図
【図１４】図１のルート画像生成部の第２のルート画像生成処理の流れを示すフローチャート
【図１５】図１４の処理で生成されたルート画像である気管支画像を示す図
【図１６】図１のルート監視部による挿入監視の処理の流れを示すフローチャート
【図１７】図１６の処理での気管支鏡の挿入部の先端位置がルートの許容範囲内あるかどうかの判断を説明する図
【図１８】図１６の処理により表示される内視鏡画面を示す第１の図
【図１９】図１６の処理により表示される内視鏡画面を示す第２の図
【図２０】本発明の第２の実施の形態に係るルート監視部による挿入監視の処理の流れを示すフローチャート
【図２１】図２０の処理により表示される内視鏡画面を示す第１の図
【図２２】図２０の処理により表示される内視鏡画面を示す第２の図
【図２３】図２０の処理により表示される内視鏡画面を示す第３の図
【図２４】本発明の第３の実施の形態に係る内視鏡装置の構成を示す構成図
【図２５】図２４の光学特性格納部に格納されるデータを説明する第１の図
【図２６】図２４の光学特性格納部に格納されるデータを説明する第２の図
【図２７】図２４のルート監視部の構成を示すブロック図
【図２８】図２７のルート監視部の処理の流れを示すフローチャート
【符号の説明】
１…内視鏡装置
２…気管支鏡
３…先端位置検出装置
５…モニタ
６…気管支鏡挿入監視装置
１１…ＣＴ画像データ取り込み部
１２…ＣＴ画像データ格納部
１３…ＭＰＲ画像生成部
１４…ルート設定部
１５…ルート内気管支径算出部
１６…ルート情報格納部
１７…スコープ情報格納部
１８…ルート画像生成部
１９…ルート監視部
２０…画像処理部
２１…画像表示制御部
２２…設定情報入力部

Claims

被検体の３次元領域の画像データに基づき前記被検体内の体腔路の３次元画像を生成する３次元画像生成手段と、
前記被検体内の体腔路を撮像する内視鏡の外径データを含むスコープ情報を格納するスコープ情報格納手段と、
前記内視鏡の前記被検体内の体腔路への挿入ルートを設定するルート設定手段と、
前記ルート設定手段が設定した前記挿入ルート上の所定位置での前記被検体内の体腔路の内径データを含む管路情報を前記３次元画像生成手段が生成した３次元画像に基づき算出する管路情報算出手段と、
前記管路情報算出手段が算出した前記管路情報を格納する管路情報格納手段と、
前記管路情報格納手段に格納された前記管路情報及び前記スコープ情報格納手段に格納された前記スコープ情報に基づき、前記挿入ルート上の前記被検体内の体腔路での前記内視鏡の挿入限界位置を算出する挿入限界位置算出手段と
を備えたことを特徴とする内視鏡装置。
前記挿入限界位置算出手段が算出した前記挿入限界位置を示す前記被検体内の体腔路の画像を生成する体腔路画像手段
を備えたことを特徴とする請求項１に記載の内視鏡装置。
前記挿入ルートへの前記内視鏡の挿入状態を監視する挿入監視手段
を備えたことを特徴とする請求項１または２に記載の内視鏡装置。