JP2006247292A - Endoscope insertion profile detector - Google Patents
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Description
本発明は、内視鏡挿入形状検出装置に関し、特に、挿入形状図形の一部が表示部の所定の領域外に描出された場合に、所定の表示変更処理を行うことにより、前記挿入形状図形を前記表示部の所定の領域内に描出することができる内視鏡挿入形状検出装置に関するものである。 The present invention relates to an endoscope insertion shape detection device, and in particular, when a part of an insertion shape figure is drawn outside a predetermined area of a display unit, the insertion shape figure is obtained by performing a predetermined display change process. The present invention relates to an endoscope insertion shape detection device capable of rendering the image in a predetermined area of the display unit.
従来より、内視鏡は医療分野、工業分野等において広く用いられている。内視鏡は、例えば、医療分野においては、患部である生体の体腔の部位、組織等に対し、観察や種々の処置を行う際に用いられている。特に、生体の肛門側から内視鏡を挿入し、下部消化管に対し、観察や種々の処置を行う場合においては、内視鏡の挿入部を屈曲した体腔内に円滑に挿入するために、体腔内における挿入部の位置、屈曲状態等を検出することのできる内視鏡挿入形状検出装置が、内視鏡と併せて用いられている。 Conventionally, endoscopes have been widely used in the medical field, industrial field, and the like. Endoscopes are used, for example, in the medical field when observing or performing various treatments on a body cavity part, tissue, or the like that is an affected part. In particular, when inserting an endoscope from the anus side of a living body and performing observation and various treatments on the lower digestive tract, in order to smoothly insert the insertion portion of the endoscope into a bent body cavity, 2. Description of the Related Art An endoscope insertion shape detection device that can detect the position, bending state, and the like of an insertion portion in a body cavity is used in combination with an endoscope.
前述したような内視鏡挿入形状検出装置としては、例えば、特許文献1において提案されているものがある。特許文献1において提案されている内視鏡挿入形状検出装置は、内視鏡の挿入部に挿入される挿入形状検出用プローブに所定の間隔をもって配置されたソースコイルから発生した磁界を、患者を載置するベッドに配置されたセンスコイルを介し、検出部である信号検出部が信号として検出した後、該信号に基づいて得たソースコイルの位置情報から挿入部の3次元形状を算出し、該3次元形状を所定の視点から見た2次元形状である挿入形状図形に変換してモニタに表示するという構成および作用を有している。
しかし、特許文献1において提案されている内視鏡挿入形状検出装置においては、表示部であるモニタに表示される挿入部の挿入形状図形は、その一部がモニタの表示領域外にはみ出して全体が表示されないような状況が生じる場合も考えられる。そして、そのような場合、術者は、挿入部の挿入形状図形のうち、はみ出して表示されない部分については、挿入部の状態を確認することができないため、内視鏡の挿入操作に不都合が生じていた。
However, in the endoscope insertion shape detection device proposed in
本発明は、前述した点に鑑みてなされたものであり、内視鏡挿入形状検出装置が描出する挿入形状図形の一部が表示部の所定の領域外に描出された場合に、所定の表示変更処理を行うことにより、前記挿入形状図形を表示部の所定の領域内に描出することができる内視鏡挿入形状検出装置を提供することを目的としている。 The present invention has been made in view of the above-described points. When a part of an insertion shape figure drawn by the endoscope insertion shape detection device is drawn outside a predetermined area of the display unit, the predetermined display is performed. It is an object of the present invention to provide an endoscope insertion shape detecting device capable of rendering the insertion shape figure in a predetermined area of a display unit by performing a change process.
本発明における内視鏡挿入形状検出装置は、被検体内へ挿入される内視鏡の挿入部の挿入形状を検出する検出部と、前記挿入形状を挿入形状図形として図形化して描出するための画像信号を生成する画像生成部と、前記画像信号に基づいて前記挿入形状図形を表示する表示部とを有し、前記画像生成部は、前記挿入形状図形の少なくとも一部が前記表示部の表示領域における所定の領域外に描出された場合、前記挿入形状図形が前記表示領域の前記所定の領域内に描出されるように、前記画像信号に対して所定の表示変更処理を行う表示変更部を有する。 An endoscope insertion shape detection device according to the present invention is a detector for detecting an insertion shape of an insertion portion of an endoscope inserted into a subject, and for rendering the insertion shape as an insertion shape figure and drawing it. An image generation unit configured to generate an image signal; and a display unit configured to display the insertion shape graphic based on the image signal, wherein the image generation unit displays at least part of the insertion shape graphic on the display unit. A display change unit that performs a predetermined display change process on the image signal so that the inserted shape figure is drawn in the predetermined area of the display area when drawn outside the predetermined area in the area; Have.
本発明の内視鏡挿入形状検出装置によれば、挿入形状図形の一部が表示部の所定の領域外に描出された場合に、所定の表示変更処理を行うことにより、前記挿入形状図形を表示部の所定の領域内に描出することができる。 According to the endoscope insertion shape detection device of the present invention, when a part of the insertion shape figure is drawn outside a predetermined area of the display unit, the insertion shape figure is obtained by performing a predetermined display change process. The image can be drawn in a predetermined area of the display unit.
以下、図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
図1は、本実施形態に係る内視鏡システムの全体構成を示す図である。図2は、本実施形態に係る内視鏡挿入形状検出装置の内部構成を示すブロック図である。図3は、本実施形態に係る内視鏡挿入形状検出装置がモニタ画面に描出する挿入形状図形の一例を示す図である。図4は、本実施形態に係る内視鏡挿入形状検出装置が行う制御の内容を示すフローチャートである。図5は、挿入部の挿入形状図形がモニタ画面の第1の所定の領域外に描出された状態を示す図である。図6は、図5に示す挿入形状図形に対して、第1の表示変更処理が行われた後の状態を示す図である。図7は、挿入部の挿入形状図形がモニタ画面の第2の領域外に描出された状態を示す図である。図8は、図7に示す挿入形状図形に対して、第2の表示変更処理が行われた後の状態を示す図である。 FIG. 1 is a diagram illustrating an overall configuration of an endoscope system according to the present embodiment. FIG. 2 is a block diagram illustrating an internal configuration of the endoscope insertion shape detection device according to the present embodiment. FIG. 3 is a diagram illustrating an example of an insertion shape graphic drawn on the monitor screen by the endoscope insertion shape detection device according to the present embodiment. FIG. 4 is a flowchart showing the contents of control performed by the endoscope insertion shape detection apparatus according to the present embodiment. FIG. 5 is a diagram showing a state in which the insertion shape figure of the insertion portion is drawn outside the first predetermined area of the monitor screen. FIG. 6 is a diagram showing a state after the first display change process is performed on the inserted shape figure shown in FIG. FIG. 7 is a diagram illustrating a state where the insertion shape figure of the insertion unit is drawn outside the second area of the monitor screen. FIG. 8 is a diagram illustrating a state after the second display change process is performed on the inserted shape graphic illustrated in FIG. 7.
内視鏡システム1は、図1に示すように、被検体である患者2の体腔内において、体腔内の像を撮像し、撮像した該体腔内の像を撮像信号として出力する内視鏡3と、内視鏡3から出力される撮像信号に対して画像処理等を行って出力するビデオプロセッサ4と、ビデオプロセッサ4から出力される撮像信号に基づき、内視鏡3が撮像した所望の部位の像を画像表示するモニタ5と、挿入形状検出用プローブ6と、患者2を載置可能であるベッド7と、内視鏡挿入形状検出装置8と、モニタ画面9aを有し、後述する挿入形状図形を表示する表示部であるモニタ9とからなる。
As shown in FIG. 1, the
また、内視鏡3は、体腔内等に挿入する挿入部11と、この挿入部11の基端側に連設され、内視鏡3を把持し操作するための操作部12と、操作部12の側部から延出し、ビデオプロセッサ4等の外部装置に接続されるユニバーサルコード13を有する。
The endoscope 3 includes an
挿入部11の先端である先端部14の内部には、被写体の像を結像するための対物光学系15と、対物光学系15で結像した該被写体の像を撮像し、撮像した該被写体の像を撮像信号として出力するCCD(固体撮像素子)16が設けられている。CCD16から出力された撮像信号は、一端がCCD16の後方に接続された信号線17に対して出力される。信号線17は、挿入部11と、操作部12と、ユニバーサルコード13との内部を挿通するように設けられ、他端がビデオプロセッサ4に電気的に接続されている。そのため、CCD16から出力された撮像信号は、信号線17を介してビデオプロセッサ4に対して出力される。
Inside the
前記操作部12の側部には、挿入形状検出用プローブ6を挿入するためのプローブ挿入口18が設けられている。プローブ挿入口18は、挿入部11の内部を挿通するように設けられたプローブ用チャンネル19に連通しており、挿入形状検出用プローブ6をプローブ用チャンネル19の内部に挿通できるように形成されている。
A
挿入形状検出用プローブ6は、内視鏡3のプローブ挿入口18およびプローブ用チャンネル19に挿入可能な寸法、形状等を有し、体腔内における挿入部11の挿入形状に応じた磁界を発生するための、磁界発生素子としての複数のソースコイル21が、所定の間隔をもって設けられている。また、挿入形状検出用プローブ6の基端側からは、内視鏡挿入形状検出装置8に接続するためのケーブル22が延出しており、内視鏡挿入形状検出装置8は、ケーブル22を介してソースコイル21を駆動することにより、磁界を発生させる。
The insertion
内視鏡挿入形状検出装置8には、ソースコイル21が発生した磁界を検出するための磁界検出素子としての複数のセンスコイルを有し、検出した磁界を磁界信号として出力するコイルユニット23が設けられている。
The endoscope insertion
内視鏡挿入形状検出装置8は、外装面上に操作パネル8aが設けられている。操作パネル8aは、例えば、内視鏡挿入形状検出装置8が第1の表示変更処理および第2の表示変更処理を行うタイミングを自動または手動のいずれかに切り替えることのできる自動/手動切替スイッチ、内視鏡挿入形状検出装置8に対して第1の表示変更処理および第2の表示変更処理を手動で行う際のタイミングを指示するスイッチ等の複数のスイッチから構成されている。術者が第1の表示変更処理および第2の表示変更処理を手動により行う場合、自動/手動切替スイッチを手動に設定した後、所望のタイミングにおいてスイッチを押下することにより、第1の表示変更処理および第2の表示変更処理を行うことができる。なお、第1の表示変更処理および第2の表示変更処理の詳細な内容については後述するものとし、また、本実施形態の以降の説明においては、第1の表示変更処理および第2の表示変更処理は、内視鏡挿入形状検出装置8が第1の表示変更処理および第2の表示変更処理を行うタイミングは自動として設定されているものとする。
The endoscope insertion
また、内視鏡挿入形状検出装置8は、図2に示すように、ソースコイル21を駆動するソースコイル駆動部31と、ソースコイル駆動部31を介して、ソースコイル21の磁界発生タイミングや周波数等を制御するソースコイル制御部32と、信号検出部33と、信号記録部34と、ソースコイル位置解析部35と、画像生成部36と、モニタ駆動部39とを内部に有する。また、画像生成部36は、挿入形状画像生成部36aと、メモリ部36bと、表示変更部36cとからなる。
In addition, as shown in FIG. 2, the endoscope insertion
検出部である信号検出部33は、コイルユニット23から出力される磁界信号を検出し、該磁界信号を信号処理可能なレベルに増幅して出力する。
The
信号記録部34は、信号検出部33から出力される磁界信号を一時的に記録する。
The
ソースコイル位置解析部35は、信号記録部34に記録された磁界信号に基づいてソースコイル21の3次元位置座標を解析し、3次元位置座標情報信号として出力する。
The source coil
挿入形状画像生成部36aは、ソースコイル位置解析部35から出力されるソースコイル21の3次元位置座標情報信号に基づいて挿入部11の3次元形状を算出する。また、挿入形状画像生成部36aは、算出した挿入部11の3次元形状から、挿入部11の挿入形状図形を生成し、画像信号である挿入形状図形信号として出力する。
The insertion shape image generation unit 36 a calculates the three-dimensional shape of the
メモリ部36bは、挿入形状画像生成部36aから出力された挿入部11の挿入形状図形信号を一時的に記録する。
The memory unit 36b temporarily records the insertion shape graphic signal of the
表示変更部36cは、メモリ部36bに記録された挿入形状図形信号に基づき、挿入形状画像生成部36aが生成した挿入部11の挿入形状図形の一部または全部がモニタ画面9a内の2次元座標上に描出されるように、メモリ部36bに記録された挿入形状図形信号に基づいて座標補正を行い、座標補正を行った後の挿入形状図形信号を出力する。また、表示変更部36cは、表示部であるモニタに表示される挿入部の挿入形状図形の一部が、モニタ画面9aにおける所定の領域外に描出された場合、メモリ部36bに記録された挿入形状図形信号に基づき、挿入形状画像生成部36aが生成した該挿入形状図形がモニタ画面9a内の所定の領域内に描出されるように所定の表示変更処理を行い、所定の表示変更処理を行った後の挿入形状図形信号を出力する。なお、前記所定の表示変更処理である第1の表示変更処理および第2の表示変更処理の詳細な内容については、後述するものとする。
The display changing unit 36c is configured such that a part or all of the insertion shape graphic of the
モニタ駆動部39は、表示変更部36cから出力される挿入形状図形信号に基づいてモニタ9を駆動させ、モニタ画面9aに挿入部11の挿入形状図形を描出する。
The
次に、本実施形態に係る内視鏡システム1を用いた場合の作用を、図1から図8を参照しつつ説明する。
Next, the operation when the
まず、術者は、挿入形状検出用プローブ6をプローブ挿入口18から内視鏡3に挿入する。その後、術者は、内視鏡3のユニバーサルコード13をビデオプロセッサ4に接続し、挿入形状検出用プローブ6のケーブル22を内視鏡挿入形状検出装置8に接続し、内視鏡3の挿入部11を患者2の体腔内に挿入する。すると、CCD16は、体腔内の像を撮像し、撮像した該体腔内の像を撮像信号として出力する。そして、ビデオプロセッサ4は、CCD16から出力された撮像信号に基づいて画像処理等を行い、画像処理等を行った後の撮像信号をモニタ5に対して出力する。モニタ5は、ビデオプロセッサ4から出力される撮像信号に基づき、内視鏡3が撮像した体腔内の像を画像表示する。
First, the operator inserts the insertion
また、内視鏡挿入形状検出装置8のソースコイル制御部32は、ソースコイル駆動部31を介し、各々のソースコイル21に対して、各々のソースコイル21が異なるタイミングにおいて磁界を発生するように制御を行う。ソースコイル21は、ソースコイル制御部32の制御内容に基づき、体腔内における挿入部11の挿入形状に応じた磁界を発生する。ソースコイル21から発生された前記磁界は、コイルユニット23により検出され、コイルユニット23は、前記磁界に基づく磁界信号を出力する。
In addition, the source
コイルユニット23から出力された磁界信号は、内視鏡挿入形状検出装置8の信号検出部33において検出された後、信号処理可能なレベルに増幅されて出力され、信号記録部34において一時的に記録される。ソースコイル位置解析部35は、信号記録部34に記録された磁界信号に基づいて各々のソースコイル21の3次元位置座標を解析し、3次元位置座標情報として出力する。挿入形状画像生成部36aは、ソースコイル位置解析部35から出力される各々のソースコイル21の3次元位置座標情報信号に基づいて挿入部11の3次元形状を算出した後、算出した挿入部11の3次元形状から、挿入部11の挿入形状図形を生成し、挿入形状図形信号として出力する。メモリ部36bは、挿入形状画像生成部36aから出力された挿入部11の挿入形状図形信号を一時的に記録する。表示変更部36cは、メモリ部36bに記録された挿入形状図形信号に基づき、挿入形状画像生成部36aが生成した挿入部11の挿入形状図形の一部または全部がモニタ画面9a内の2次元座標上に描出されるように座標補正を行い、座標補正を行った後の挿入形状図形信号を出力する。モニタ駆動部39は、表示変更部36cから出力される挿入形状図形信号に基づいてモニタ9を駆動させ、モニタ画面9aに、例えば、図3に示すような挿入部11の挿入形状図形を描出する(図4のステップS1)。
The magnetic field signal output from the
ここで、例えば、術者が挿入部11を体腔内の深部に挿入する際に、挿入部11の挿入形状が、図5に示すような挿入形状図形として描出される場合がある。そのような場合、表示変更部36cは、モニタ画面9aに描出される挿入形状図形の基端側の中心部が、図5に示すような、モニタ画面9a内の横軸の中心部Xcを含む、座標X1から座標X2の間の領域である第1の領域内に描出されているかどうかを判定する(図4のステップS2)。この判定は、例えば、画像の画素値の差に基づいてモニタ画面9aの横軸方向における、挿入形状図形の基端側の位置を検出した後、該検出した位置が、該横軸方向における座標X1と座標X2の間にあるか否かによって行われる。なお、図5および図6に描かれた点線は、第1の領域を示すための仮想的なものであるため、実際にはモニタ画面9aには表示されないものとする。
Here, for example, when the surgeon inserts the
前記判定の結果により、モニタ画面9aに描出される挿入形状図形の基端側の中心部が第1の領域外に描出されていることが検出されると、表示変更部36cは、該挿入形状図形の基端側の中心部がモニタ画面9a内の横軸の中心部Xcに描出されるように、メモリ部36bに記録された挿入形状図形信号に基づいて該挿入形状図形の描出位置を変更する、第1の表示変更処理である描出位置変更処理を行い(図4のステップS3)、描出位置変更処理が行われた後の挿入形状図形信号を出力する。モニタ駆動部39が表示変更部36cから出力される挿入形状図形信号に基づいてモニタ9を駆動させると、モニタ画面9aには、例えば、図6に示すような、描出位置の変更が行われた後の挿入部11の挿入形状図形が描出される(図4のステップS4)。なお、モニタ画面9aに描出される挿入形状図形の基端側の中心部が、図5に示すような、X1からX2の間の領域内に描出されている場合においては、前述したような描出位置変更処理は行われない。また、モニタ画面9aにおける座標X1および座標X2は、表示変更部36cに設けられた図示しないメモリ等に記録された値であり、例えば、術者が内視鏡挿入形状検出装置8の操作パネル8aを操作することにより、所望の値に変更されるような値であっても良いし、また、予め設定された固定の値であっても良い。
When it is detected from the result of the determination that the center portion on the proximal end side of the inserted shape figure drawn on the monitor screen 9a is drawn outside the first region, the display changing unit 36c The rendering position of the inserted shape graphic is changed based on the inserted shape graphic signal recorded in the memory unit 36b so that the central portion on the base end side of the graphic is depicted in the central portion Xc of the horizontal axis in the monitor screen 9a. The rendering position changing process, which is the first display changing process, is performed (step S3 in FIG. 4), and the inserted shape figure signal after the rendering position changing process is performed is output. When the
また、例えば、術者が挿入部11を体腔内の深部に挿入する際に、挿入部11の挿入形状が、図7に示すような挿入形状図形として描出される場合がある。そのような場合、表示変更部36cは、モニタ画面9aに描出される挿入形状図形の全体が、図7に示すような、モニタ画面9a内における枠A内の領域である第2の領域内に描出されているかどうかを判定する(図4のステップS5)。この判定は、例えば、画像の画素値の差に基づき、モニタ画面9aの枠Aの範囲外に挿入形状図形があるか否かを検出することによって行われる。なお、図7において、点線により描かれた枠Aは、第2の領域を示すための仮想的なものであるため、実際にはモニタ画面9aには表示されないものとする。
Further, for example, when the surgeon inserts the
前記判定の結果により、モニタ画面9aに描出される挿入形状図形の少なくとも一部が第2の領域外に描出されていることが検出されると、表示変更部36cは、該挿入形状図形の全体がモニタ画面9a内における枠B内の領域である第3の領域内に描出されるように、メモリ部36bに記録された挿入形状図形信号に基づいて該挿入形状図形の全体の拡大率を変更する、第2の表示変更処理である描出サイズ変更処理を行い(図4のステップS6)、描出サイズ変更処理が行われた後の挿入形状図形信号を出力する。なお、図8において、点線により描かれた枠Bは、第3の領域を示すための仮想的なものであるため、実際にはモニタ画面9aには表示されないものとする。 When it is detected from the result of the determination that at least a part of the inserted shape figure drawn on the monitor screen 9a is drawn outside the second area, the display changing unit 36c Is changed in the third area, which is the area in the frame B in the monitor screen 9a, based on the inserted shape graphic signal recorded in the memory unit 36b, the entire enlargement factor of the inserted shape graphic is changed. The rendering size changing process, which is the second display changing process, is performed (step S6 in FIG. 4), and the inserted shape figure signal after the rendering size changing process is performed is output. In FIG. 8, a frame B drawn by a dotted line is a virtual one for indicating the third region, and is not actually displayed on the monitor screen 9a.
モニタ駆動部39が表示変更部36cから出力された挿入形状図形信号に基づいてモニタ9を駆動させると、モニタ画面9aには、例えば、図8に示すような、描出サイズが変更された後の挿入部11の挿入形状図形が描出される(図4のステップS7)。なお、モニタ画面9aに描出される挿入形状図形の全体が、図7に示すような、枠A内の領域に描出されている場合においては、前述したような描出サイズ変更処理は行われない。また、モニタ画面9aにおける枠Aおよび枠Bは、表示変更部36cに設けられた図示しないメモリ等に記録された領域であり、例えば、術者が内視鏡挿入形状検出装置8の操作パネル8aを操作することにより、所望の領域の広さ、所望の位置等に変更することが可能な領域であっても良いし、また、予め設定された固定の領域であっても良い。
When the
本実施形態の内視鏡挿入形状検出装置8は、前述したように、挿入部11の挿入形状図形の基端側の中心部がモニタ画面9aの第1の領域外に描出された場合には、該挿入形状図形に対して描出位置変更処理を行うことにより、該挿入形状図形の全体を第1の領域内に描出することができる。また、本実施形態の内視鏡挿入形状検出装置8は、前述したように、挿入部11の挿入形状図形の少なくとも一部がモニタ画面9aの第2の領域外に描出された場合には、該挿入形状図形に対して描出サイズ変更処理を行うことにより、該挿入形状図形の全体を、第2の領域より狭い第3の領域内に描出することができる。本実施形態の内視鏡挿入形状検出装置8が有するこのような効果により、術者は、内視鏡3の挿入操作を従来に比べてスムーズに行うことができる。
As described above, the endoscope insertion
1 内視鏡システム、2 患者、3 内視鏡、4 ビデオプロセッサ、5 モニタ、6 挿入形状検出用プローブ、7 ベッド、8 内視鏡挿入形状検出装置、8a 操作パネル、9 モニタ、9a モニタ画面、11 挿入部、12 操作部、13 ユニバーサルコード、14 先端部、15 対物光学系、16 CCD、17 信号線、18 プローブ挿入口、19 プローブ用チャンネル、21 ソースコイル、22 ケーブル、23 コイルユニット、31 ソースコイル駆動部、32 ソースコイル制御部、33 信号検出部、34 信号記録部、35 ソースコイル位置解析部、36 画像生成部、36a 挿入形状画像生成部、36b メモリ部、36c 表示変更部、39 モニタ駆動部
代理人 弁理士 伊 藤 進
DESCRIPTION OF
Claims (3)
前記画像生成部は、前記挿入形状図形の少なくとも一部が前記表示部の表示領域における所定の領域外に描出された場合、前記挿入形状図形が前記表示領域の前記所定の領域内に描出されるように、前記画像信号に対して所定の表示変更処理を行う表示変更部を有することを特徴とする内視鏡挿入形状検出装置。 A detection unit that detects an insertion shape of an insertion unit of an endoscope that is inserted into a subject, an image generation unit that generates an image signal for rendering the insertion shape as an insertion shape figure, and the image, and the image A display unit for displaying the inserted shape figure based on a signal,
The image generation unit renders the insertion shape graphic in the predetermined region of the display area when at least a part of the insertion shape graphic is drawn outside the predetermined region in the display area of the display unit. As described above, an endoscope insertion shape detection apparatus comprising a display change unit that performs a predetermined display change process on the image signal.
The predetermined display changing process of the display changing unit is configured to insert the insertion into the image signal when at least a part of the inserted figure is drawn outside a second predetermined area that is the predetermined area. The shape graphic is drawn by changing the enlargement ratio of the inserted shape graphic so that the entire shape graphic is drawn in a third predetermined area of the display area that is different from the second predetermined area. The endoscope insertion shape detection apparatus according to claim 1, further comprising a second display change process.
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