JP2005131318A

JP2005131318A - 挿入シミュレーション装置

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Publication number: JP2005131318A
Application number: JP2003373809A
Authority: JP
Inventors: Toshiya Akimoto; 俊也秋本; Junichi Onishi; 順一大西
Original assignee: Olympus Corp
Current assignee: Olympus Corp
Priority date: 2003-10-31
Filing date: 2003-10-31
Publication date: 2005-05-26
Anticipated expiration: 2023-10-31
Also published as: JP4546064B2

Abstract

【課題】安価かつ効率的に患者に対応した臓器への事前挿入訓練を行う。
【解決手段】制御回路１８においては気管支鏡２からの撮像信号が所定の映像処理が施され、映像処理しデジタル化され所定のフォーマットの映像データとして映像データ記録装置１９に記録させると共に、入力した挿入量データ、ひねり量データ及びアングル量データからなる操作データを映像データ記録装置１９の記録トラック／セクタ番号にリンクさせてデータベースを構築する操作データ記憶部２０に記憶させる。
【選択図】図１

Description

本発明は、内視鏡の挿入手技をシミュレーションする挿入シミュレーション装置に関する。

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（ＣｏｍｐｕｔｅｄＴｏｍｏｇｒａｐｈｙ）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。

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：ｈｅｌｉｃａｌｓｃａｎ）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。

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。

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鏡画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。
特開２０００−１３５２１５号公報

しかしながら、上記仮想的な内視鏡画像を用いた気管支内視鏡を目的部位にナビゲーションを行う装置では、確かに目的部位への挿入ナビゲーションが可能であるが、一方では実際の手技の前に予め十分な訓練を行うことが望まれるが、気管支等の複雑な臓器の模型等を作成し該模型を用いて訓練することが考えられるが、このような複雑で最径管路の臓器を正確に作成すること自体が難しく、また気管支は患者毎に異なるために患者毎に対応した事前訓練は難しく、気管支鏡の挿入訓練を安価かつ効果的に行うこと困難であったという問題がある。

本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、安価かつ効率的に患者に対応した臓器への事前挿入訓練を行うことのできる挿入シミュレーション装置を提供することを目的としている。

本発明の挿入シミュレーション装置は、被検体の体腔路に挿入し体腔内を撮像する内視鏡の挿入位置データを記録する挿入位置データ記録手段と、前記内視鏡の前記体腔路への挿入操作を示す操作データ検出する操作データ検出手段と、前記挿入位置データが記録する前記挿入位置データと前記操作データ検出手段が検出する前記操作データとをリンクしてデータベースを構築するデータベース構築手段と、前記被検体の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３次元画像による動画像からなるシミュレーション画像を生成するシミュレーション画像生成手段と、前記データベース構築手段が構築した前記データベースの前記挿入位置データとリンクした前記操作データに基づき、前記シミュレーション画像の操作内容を指示する操作指示手段と、前記操作指示手段に基づき前記シミュレーション画像の前記３次元画像を更新する画像更新手段とを備えて構成される。

本発明によれば、安価かつ効率的に患者に対応した臓器への事前挿入訓練を行うことができるという効果がある。

以下、図面を参照しながら本発明の実施例について述べる。

図１ないし図１６は本発明の実施例１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の気管支鏡の構成を示す図、図３は図１の気管支鏡シミュレーション装置によるシミュレーションデータの生成処理の流れを示すフローチャート、図４は図３の処理で展開されるルート設定画面を示す第１の図、図５は図３の処理で展開されるルート設定画面を示す第２の図、図６は図３のルート設定処理の流れを示すフローチャート、図７は図６の処理で展開されるルート設定画面を示す第１の図、図８は図６の処理で展開されるルート設定画面を示す第２の図、図９は図６の処理で展開されるルート設定画面を示す第３の図、図１０は検査・処置時の図１の気管支鏡シミュレーション装置の処理の流れを示すフローチャート、図１１は図１０の処理により操作データ記憶部に構築されるデータベースの一例を示す図、図１２は図１の気管支鏡シミュレーション装置による挿入シミュレーションの処理の流れを示すフローチャート、図１３は図１２の処理により展開される挿入シミュレーション画面を示す第１の図、図１４は図１２の処理により展開される挿入シミュレーション画面を示す第２の図、図１５は図１２の処理により展開される挿入シミュレーション画面を示す第３の図、図１６は図１２の処理により展開される挿入シミュレーション画面の変形例を示す図である。

図１に示すように、本実施例の内視鏡装置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に照明光を供給する光源装置３と、気管支鏡２が撮像した内視鏡画像（以下、ライブ画像と記す）をモニタ４に表示させるカメラコントロールユニット（ＣＣＵ）５と、気管支鏡２の挿入部の患者体内への挿入量を検出する、例えばエンコーダ等から構成される挿入量検出装置６と、気管支鏡２の挿入部の患者体内でのひねり量を検出する、例えばエンコーダ等から構成されるひねり量検出装置７と、気管支鏡２の基端側に設けられた湾曲操作ノブによる挿入部先端湾曲量を出力するアングル量出力回路８と、ＣＴ画像データに基づき気管支内部の仮想の内視鏡像（以下、ＶＢＳ像と記す）を生成すると共に気管支鏡２からの撮像信号、挿入量検出装置６及びひねり量検出装置７からの検出信号、アングル量出力回路８からの出力信号に基づき、気管支鏡２により得られるライブ画像とＶＢＳ画像を合成してモニタ１０に表示し気管支鏡２の気管支へのシミュレーションを行う気管支鏡シミュレーション装置１１とを備えて構成される。

気管支鏡シミュレーション装置１１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ＣＴ画像データを、例えばＭＯ（ＭａｇｎｅｔｉｃＯｐｔｉｃａｌ）ディスク装置やＤＶＤ（ＤｉｇｉｔａｌＶｅｒｓａｔｉｌｅＤｉｓｋ）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１２と、ＣＴ画像データ取り込み部１２によって取り込まれたＣＴ画像データを格納するＣＴ画像データ格納部１３と、ＣＴ画像データ格納部１３に格納されているＣＴ画像データに基づきＭＰＲ画像を生成するＭＰＲ画像生成部１４と、ＭＰＲ画像生成部１４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の気管支へのシミュレーションルート（以下、単にルートと記す）を設定するルート設定部１５と、ＣＴ画像データ格納部１３に格納されているＣＴ画像データに基づきルート設定部１５によって設定されたルートの連続したＶＢＳ画像をフレーム単位で生成する（例えば３次元画像生成手段を構成する）ＶＢＳ画像生成部１６と、ＶＢＳ画像生成部１６が生成したＶＢＳ画像を格納するＶＢＳ画像格納部１７と、気管支鏡２からの撮像信号、挿入量検出装置６及びひねり量検出装置７からの検出信号である挿入量データ及びひねり量データ、アングル量出力回路８からの出力信号であるアングル量データを入力する（例えば操作データ検出手段を構成する）制御回路１８とを備えており、制御回路１８においては気管支鏡２からの撮像信号が所定の映像処理が施され、映像処理しデジタル化され所定のフォーマット（例えばＡＶＩ）の映像データとして映像データ記録装置１９に記録させると共に、入力した挿入量データ、ひねり量データ及びアングル量データからなる操作データを映像データ記録装置１９の記録トラック／セクタ番号にリンクさせてデータベースを構築する（例えば挿入位置データ記録手段及びデータベース構築手段を構成する）操作データ記憶部２０に記憶させるようになっている。

また、気管支鏡シミュレーション装置１１は、制御回路１８を介して気管支鏡２からの撮像信号、挿入量検出装置６及びひねり量検出装置７からの検出信号、アングル量出力回路８からの出力信号を入力し、ライブ画像（＝検査時内視鏡像）、ＶＢＳ画像（＝シミュレーション内視鏡像）及び複数のサムネイルＶＢＳ画像からなる後述するシミュレーション画面を生成する（例えばシミュレーション画像生成手段及び画像更新手段を構成する）画像処理部２１と、ルート設定部１５が生成したルート設定画面及び画像処理部２１が生成したシミュレーション画面をモニタ１０に表示させる画像表示制御部２２と、ルート設定部１５及び制御回路１８に対して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（例えば操作指示手段を構成する）入力装置２３とを備えている。

なお、ＣＴ画像データ格納部１３、ＶＢＳ画像格納部１７及び操作データ記憶部２０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１４、ルート設定部１５、ＶＢＳ画像生成部１６及び画像処理部２１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１２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１２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。

図２に示すように、気管支鏡２は、基端側に把持部２ａを有し、この把持部２ａには気管支鏡２の挿入部２ｂの先端を上下（ＵＰ／ＤＯＷＮ）方向に湾曲させる湾曲操作ノブ２ｃが設けられている。また、把持部２ａには湾曲操作ノブ２ｃによる挿入部２ｂの先端の湾曲量であるアングル量データを気管支鏡シミュレーション装置１１の制御回路１８に出力するアングル量出力回路８が内蔵されている。

また、気管支鏡２の挿入部２ｂの基端部側には挿入量検出装置６及びひねり量検出装置７が設けられ、これら検出装置６，７はローラ２ｅにより挿入部２ｂの外周を挟みエンコーダ２ｆにより気管支鏡シミュレーション装置１１の制御回路１８に挿入量データ及びひねり量データを出力するようになっており、挿入量検出装置６のローラ２ｅ及びエンコーダ２ｆは挿入部２ｂの長手軸方向の移動量を挿入量データとして検出し、またひねり量検出装置７のローラ２ｅ及びエンコーダ２ｆは挿入部２ｂの長手軸回りの回転量をひねり量データとして検出する。

このように構成された本実施例の作用について説明する。

図３に示すように、気管支鏡２による観察・処置に先立ち、気管支鏡シミュレーション装置１１は、ステップＳ１でＣＴ画像データ取り込み部１２によりＣＴ装置で生成された患者のＣＴ画像データを取り込み、ステップＳ２で取り込んだＣＴ画像データをＣＴ画像データ格納部１３に格納する。

ステップＳ３でルート設定部１５により、図４に示すようなルート設定画面２４をモニタ１０に表示させ、ルート設定画面２４上の患者情報タグ画面２５で患者情報を選択する。この選択により、ステップＳ４で選択された患者の例えば３つの異なる多断面像からなるＭＰＲ画像２６が生成され、ステップＳ５でこのＭＰＲ画像２６がルート設定画面２４に表示される。

なお、患者情報タグ画面２５での患者情報の選択は、入力装置２３により患者を識別する患者ＩＤを入力することで行われる。

次に、ステップＳ６でルート設定画面２４上のルート設定タグ２７（図４参照）を入力装置２３により選択すると、図５に示すようなルート設定タグ画面２８がルート設定画面２４に表示され、後述するルート設定処理を行い、気管支での気管支鏡２の挿入シミュレーションのルートを設定する。

挿入シミュレーションのルートが設定されると、ステップＳ７でＶＢＳ画像生成部１６により設定した全ルートの連続したＶＢＳ画像をフレーム単位で生成し、ステップＳ８で生成したＶＢＳ画像をＶＢＳ画像格納部１７に格納する。

上記のステップＳ１〜Ｓ８の処理により、気管支鏡２による観察・処置時の気管支鏡シミュレーション装置１１による挿入シミュレーションの準備が完了する。

ここで、上記ステップＳ６のルート設定処理を図６を用いて説明する。

図６に示すように、ステップＳ６のルート設定処理では、入力装置２３を操作することで、図５に示したルート設定タグ画面２８上のルート探索ボタンをクリックすると、ステップＳ１１で図７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２４上に表示され、ルート設定画面２４上にカーソル３０を用いてＭＰＲ画像２６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２６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８に示すようなルートの終点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２４上に表示さる。

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２４上にカーソル３０を用いてＭＰＲ画像２６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２６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。

始点と終点が設定されると、ステップＳ１３でルート設定部１５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、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１５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。

そして、ルート設定部１４はルート設定画面２４上において、図９に示すように、ステップＳ１４で探索されたルートをＭＰＲ画像２６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。

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。

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。

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。

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でルート及びルート内の各分岐点の位置情報を決定して図３のステップＳ７に戻る。

次に、このようにしてルート設定がなされた気管支鏡シミュレーション装置１１に接続された気管支鏡２による検査・処置時の気管支鏡シミュレーション装置１１の作用について説明する。

図１０に示すように、ステップＳ４１において気管支鏡２による気管支内視鏡検査が開始されると、気管支鏡シミュレーション装置１１の制御回路１８はステップＳ４２において入力装置２３より内視鏡画像（ライブ画像）の記録が指示されたかどうか判断し、内視鏡画像（ライブ画像）の記録の指示があると、ステップＳ４３において内視鏡画像（ライブ画像）の映像データ記録装置１９への記録を開始しステップＳ４４に進み、記録の指示がない場合にはそのままステップＳ４４に進む。

そして、気管支鏡２の気管支絵の挿入が開始されると、ステップＳ４４において挿入量検出装置６により挿入位置（挿入量データ）を検出し、ステップＳ４５において挿入量データを操作データ記憶部２０に記憶させる。ここで、制御回路１８は、このときの記録位置である記録トラック／セクタ番号を映像データ記録装置１９より読み出し、記憶させる挿入量データに該記録トラック／セクタ番号をリンクさせて操作データ記憶部２０に記憶させる。

次に、ステップＳ４６において制御回路１８は、ひねり量検出装置７より挿入部２ｂの回転操作があったかどうかを判断し、回転操作があったと判断するとステップＳ４７においてひねり量検出装置７よりひねり量データを検出し、ステップＳ４７においてひねり量データを操作データ記憶部２０に記憶させステップＳ４８に進み、回転操作がない場合にはそのままステップＳ４８に進む。ここで、制御回路１８は、このときの記録位置である記録トラック／セクタ番号を映像データ記録装置１９より読み出し、記憶させるひねり量データに該記録トラック／セクタ番号をリンクさせて操作データ記憶部２０に記憶させる。

次に、ステップＳ４８において制御回路１８は、アングル量出力回路８より挿入部２ｂの先端の湾曲操作があったかどうかを判断し、湾曲操作があったと判断するとステップＳ４９においてアングル量出力回路８よりアングル量データを入力し、ステップＳ５０においてアングル量データを操作データ記憶部２０に記憶させステップＳ５１に進み、湾曲操作がない場合にはそのままステップＳ５１に進む。ここで、制御回路１８は、このときの記録位置である記録トラック／セクタ番号を映像データ記録装置１９より読み出し、記憶させるアングル量データに該記録トラック／セクタ番号をリンクさせて操作データ記憶部２０に記憶させる。

そして、ステップＳ５２において入力装置２３より気管支内視鏡検査の終了指示があったかどうか判断し、検査の終了指示がない場合にはステップＳ４４に戻り、検査の終了指示があると、ステップＳ５３において内視鏡画像（ライブ画像）の映像データ記録装置１９への記録を終了し、ステップＳ５４において操作データ記憶部２０に記憶させ操作データ（挿入量データ、ひねり量データ及びアングル量データ）を記録トラック／セクタ番号をリンクさせた図１１に示すようなデータベースとして操作データ記憶部２０に記録・登録して処理を終了する。

上記ステップＳ４４〜Ｓ５２の処理により、挿入部２ｂの挿入位置とライブ画像の記録位置がリンクされ、また、ひねりや湾曲操作がなされると、その時のライブ画像の記録位置がデータベースとして操作データ記憶部２０に記録されることとなる。

なお、ステップＳ４６〜Ｓ４８の処理及びステップＳ４９〜Ｓ５１の処理は通常割り込み処理によりなされる。

このようにして操作データ（挿入量データ、ひねり量データ及びアングル量データ）を記録トラック／セクタ番号をリンクさせたデータベースを操作データ記憶部２０に構築した気管支鏡シミュレーション装置１１による手技後の気管支鏡の挿入シミュレーション処理について説明する。

気管支鏡シミュレーション装置１１による挿入シミュレーションは、図１２に示すように、ステップＳ６１において制御回路１８が入力装置２３により指定された手技の操作データ記憶部２０に格納されている操作データ（挿入量データ、ひねり量データ及びアングル量データ）のデータベースを検索する。

そして、ステップＳ６２において制御回路１８は、映像データ記録装置１９に該手技の内視鏡画像（ライブ画像）が記録されているかどうか判断し、記録されていない場合には、操作データ記憶部２０に記憶されている操作データ（挿入量データ、ひねり量データ及びアングル量データ）及びＶＢＳ画像格納部１７に格納されているＶＢＳ画像に基づき気管支鏡２の観察・処置時のライブの内視鏡像を反映した連続した仮想内視鏡像を検査時内視鏡像として生成しステップＳ６４に進み、内視鏡画像（ライブ画像）が記録されている場合には該内視鏡画像（ライブ画像）を検査時内視鏡像としそのままステップＳ６４に進み、ステップＳ６４において挿入シミュレーションが開始される。

気管支鏡シミュレーション装置１１による挿入シミュレーションを開始すると、モニタ１０に図１３に示すような挿入シミュレーション画面５１を表示する。

この挿入シミュレーション画面５１は、上記の検査時内視鏡像５２ａを表示する検査時内視鏡表示エリア５２と、ＶＢＳ画像像からなる挿入シミュレーションを行うためのシミュレーション内視鏡像５３ａを表示するシミュレーション内視鏡像表示エリア５３と、ルートの全ての分岐点でのシミュレーション内視鏡５３ａを縮小して分岐サムネイルＶＢＳ画像５４（ａ）〜５４（ｊ）として表示する分岐サムネイルＶＢＳ画像エリア５４と、検査時内視鏡像５２ａの再生状態を制御する再生制御ＳＷ部５５と、シミュレーション内視鏡５３ａに対する操作内容を表示する操作コメントエリア５６とを有し、再生制御ＳＷ部５５には再生速度を指定する速度指定バー５７が設けられている。

なお、シミュレーション内視鏡像表示エリア５３に表示されるシミュレーション内視鏡像５３ａと同じ分岐サムネイルＶＢＳ画像の枠が太枠あるいはカラー表示され、他の分岐サムネイルＶＢＳ画像と識別可能となっている。分岐サムネイルＶＢＳ画像の枠が太枠あるいはカラー表示は、シミュレーション内視鏡像表示エリア５３に表示されるシミュレーション内視鏡像５３ａが次の分岐点に達する直前までの間続き、シミュレーション内視鏡像５３ａが次の分岐点に達すると対応する分岐サムネイルＶＢＳ画像の枠が太枠あるいはカラー表示される。これにより術者はＶＢＳ画像表示エリア５３に表示されるＶＢＳ画像がどの分岐位置の画像かを容易に認識できるようになっている。最初の段階では分岐サムネイルＶＢＳ画像５４（ａ）の枠が太枠あるいはカラー表示される。

図１２に戻り、ステップＳ６５において制御回路１８は、検査時内視鏡像の再生に同期して操作データ（挿入量データ、ひねり量データ及びアングル量データ）の検出を行い、検出した操作データ（挿入量データ、ひねり量データ及びアングル量データ）に応じた操作コメントを操作コメントエリア５６に表示する。

図１３においては、挿入が開始されたので、挿入量データが検出され、操作コメントエリア５６に挿入の続行を促す「挿入：前進」等の操作コメントが操作コメントエリア５６に表示された様子を示す。

操作コメントエリア５６に表示された操作コメントに従って、入力装置２３によりシミュレーション内視鏡像５３ａに対して操作指示信号を入力することで、テップＳ６６において制御回路１８は、入力装置２３からの操作指示信号に基づきシミュレーション内視鏡像５３ａを更新する。

図１４は図１３において「挿入：前進」の操作コメント従って入力装置２３からの「挿入：前進」操作指示信号によりシミュレーション内視鏡像５３ａを更新し、次の分岐サムネイルＶＢＳ画像５４（ｂ）に達した様子を示している。

そして、ステップＳ６７において制御回路１８は、操作データ（挿入量データ、ひねり量データ及びアングル量データ）が操作データ記憶部２０に格納されているかどうかにより検査時に気管支鏡２が操作されたかどうか判断し、気管支鏡２が操作されたと判断するとステップＳ６５に戻り、気管支鏡２の操作がないと判断すると、ステップＳ６８でシミュレーションの終了が入力装置２３から指示されたかどうか判断し、入力装置２３から指示がない場合にはステップＳ６５に戻り、指示があると処理を終了する。

図１４においては、気管支鏡２が分岐サムネイルＶＢＳ画像５４（ｂ）において右にひねられ（右回転）ため、ひねり量データが検出され、操作コメントエリア５６に挿入の右回転を促す「ひねり：右回転」等の操作コメントが操作コメントエリア５６に表示された様子を示す。

また、図１５は図１４において「ひねり：右回転」の操作コメント従って入力装置２３からの「挿入：前進」操作指示信号によりシミュレーション内視鏡像５３ａを更新し、次の操作データであるアングル量データが検出され、操作コメントエリア５６に挿入の湾曲上操作を促す「アングル：アップ」等の操作コメントが操作コメントエリア５６に表示された様子を示す。

なお、図１５に示すように、気管支の分岐点名、例えば「Ｂ７」１００及び気管支鏡２の挿入先分岐穴にマーカ１００をシミュレーション内視鏡像５３ａ上に重畳させることができるようになっている。

また、本実施例では、シミュレーション内視鏡像５３ａと検査時内視鏡像５２ａの両方を表示するしたが、これに限らず、図１６に示すようにシミュレーション内視鏡像５３ａのみ表示しシミュレーションを行うようにしてもよい。

このように本実施例では、実際に行われた手技に基づく熟練した術者による挿入操作データを記録し、実際の被検者のＣＴ画像による仮想の内視鏡像によりシミュレーション画像を構築し、該シミュレーション画像を表示させて、シミュレーション画像上で実際の挿入操作データに基づく操作を実行することができるので、患者毎に対応した気管支鏡の挿入訓練を、気管支模型を作成することなく、反復して安価かつ効率的に行うことができる。

本発明は、上述した実施例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。

本発明の実施例１に係る内視鏡装置の構成を示す構成図図１の気管支鏡の構成を示す図図１の気管支鏡シミュレーション装置によるシミュレーションデータの生成処理の流れを示すフローチャート図３の処理で展開されるルート設定画面を示す第１の図図３の処理で展開されるルート設定画面を示す第２の図図３のルート設定処理の流れを示すフローチャート図６の処理で展開されるルート設定画面を示す第１の図図６の処理で展開されるルート設定画面を示す第２の図図６の処理で展開されるルート設定画面を示す第３の図検査・処置時の図１の気管支鏡シミュレーション装置の処理の流れを示すフローチャート図１０の処理により操作データ記憶部に構築されるデータベースの一例を示す図図１の気管支鏡シミュレーション装置による挿入シミュレーションの処理の流れを示すフローチャート図１２の処理により展開される挿入シミュレーション画面を示す第１の図図１２の処理により展開される挿入シミュレーション画面を示す第２の図図１２の処理により展開される挿入シミュレーション画面を示す第３の図図１２の処理により展開される挿入シミュレーション画面の変形例を示す図

符号の説明

１…内視鏡装置
２…気管支鏡
３…光源装置
４，１０…モニタ
５…ＣＣＵ
６…挿入量検出装置
７…ひねり量検出装置
８…アングル量出力回路
１１…気管支鏡シミュレーション装置
１２…ＣＴ画像データ取り込み部
１３…ＣＴ画像データ格納部
１４…ＭＰＲ画像生成部
１５…ルート設定部
１６…ＶＢＳ画像生成部
１７…ＶＢＳ画像格納部
１８…制御回路
１９…映像データ記録装置
２０…操作データ記憶部
２１…画像処理部
２２…画像表示制御部
２３…入力装置
代理人弁理士伊藤進

Claims

被検体の体腔路に挿入し体腔内を撮像する内視鏡の挿入位置データを記録する挿入位置データ記録手段と、
前記内視鏡の前記体腔路への挿入操作を示す操作データ検出する操作データ検出手段と、
前記挿入位置データが記録する前記挿入位置データと前記操作データ検出手段が検出する前記操作データとをリンクしてデータベースを構築するデータベース構築手段と、
前記被検体の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３次元画像による動画像からなるシミュレーション画像を生成するシミュレーション画像生成手段と、
前記データベース構築手段が構築した前記データベースの前記挿入位置データとリンクした前記操作データに基づき、前記シミュレーション画像の操作内容を指示する操作指示手段と、
前記操作指示手段に基づき前記シミュレーション画像の前記３次元画像を更新する画像更新手段と
を備えたことを特徴とする挿入シミュレーション装置。
前記内視鏡が撮像した前記体腔内の画像データを記録する画像記録手段を有し、
前記挿入位置データ記録手段は、前記画像記録手段の前記画像データの記録位置と前記挿入位置データをリンクして記録する
ことを特徴とする請求項１に記載の挿入シミュレーション装置。
前記前記画像データによる内視鏡画像と前記シミュレーション画像を合成した合成画像を生成する合成画像生成手段を
備えたことを特徴とする請求項２に記載の挿入シミュレーション装置。