JPS6323636A - 内視鏡画像診断装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［発明の目的］ （産業上の利用分野） 本発明は、被検体内に進入させた内視鏡により患部の状
態をディスプレイに画像化して観察するようにした内視
鏡画像診断装置に関するものである。

（従来の技術） 内視鏡にＪ：って患者の体内の例えば気管のにうに分岐
された組織構造を有する器官を診断する揚台は気管支内
視鏡が用いられる。このＪ：うな内視鏡診断を行う場合
は先ず前検査として単純または気管支造影によるＸ線眼
影を行い、）ｑられた画像に基づいて、内視鏡を進入さ
せていく患部に至るパスが医師によって決定される。次
にその画像を児ながらパスに沿って体内に内視鏡を進入
させることにより患部の診断が行われる。

ところでこのような方法で診断を行う場合、医師は長時
間内視鏡を児続けるため眼に疲れか生じ、内視鏡操作を
誤るおそれがあり、体内の組織を傷つけることが多くな
る。また内視鏡を誤ったパスに進めてしまったときは、
正しい位置まで戻す必要があるが、どの位置まで戻せば
良いかの判断をつけるのが困難となる。このため、同じ
患部を２度診断したりすることもあり、診断時間が長く
なることから患者に不必要な苦痛を与えるという問題点
を生じている。また、内視鏡を進めていく途中で気にな
る部位を見つけた場合にその部位をチェックしたり、あ
るいは多数の気管支を診断したい場合にどの気管支を診
断したかを記憶するのは医師であり、このため医師は余
計な負担を余儀なくされる。

（発明が解決しようとする問題点） 上述したように従来の内視鏡診断においては、患者に与
える苦痛が大きく、また医師の負担が大きいという問題
点を生じている。

この発明はかかる事情に鑑みて成されたものであり、そ
の目的とするところは、患者に与える苦痛の軽減、及び
医師の負担軽減を図った内視鏡画像診断装置を提供する
ことにある。

［発明の構成］ （問題点を解決するための手段） 本発明は、内視鏡の進入方向及び距離を認識する内視鏡
パス認識部と、検査対象器官にｄ′３（プる関心部位チ
ェック情報を入力する外部入力手段と、前記内視鏡パス
認識部の認識結果に基づく既診断パス、内視鏡の現在位
置情報、及び前記外部入力手段による関心部位チェック
情報を前記検査対象器官像上に重畳表示する内視鏡ログ
情報合成表示部とを有するものである。

（作　用） 上記構成において、内視鏡パス認識部の認識結果に基づ
く既診断パス、内視鏡の現在位置情報。

及び前記外部入力手段による関心部位チェック情報が、
検査対象器官像上に重畳表示される。これにより、医師
の負担の軽減を図ることができ、しかも内視鏡の適切な
る操作が可能となるため患者に与える苦痛の軽減を図る
ことができる。

（実施例） 以下本発明実施例の内視鏡画像診断装置を説明する。

例えば肺野の気管支診断を行う場合について述べると、
一般的な診断順序として、（１）Ｘ線型ＩｉＴ！１影、
（２）Ｘ線気管支造影撤影、（３）内視鏡診断の手順が
踏まれる。すなわち、（１）によって何らかの異常が例
えば肺ガンなどの病巣、患部が認められると、精密検査
を行う（３）の手順を踏む前に予め前検査として、内視
鏡を進入させていくパスを知るために（２）が施される
。この（２）では必要に応じてＸ線ＣＴ装置、ＭＲＩ装
置、超音波装置などによる倣形が行われる。次いで（３
）が施され確定診断に近い検査が行われる。この（３）
では実際に患部の細胞を採取して細胞診断も行われる。

上記（２）の画像として第２図に示すような画像が得ら
れる。背骨９を中心に左肺、右肺に造影された気管１．
気管支２が写っている。この気管１及び気管支２は、２
分支を次々と繰り返し分かれていく組織構造をもってい
る。このような画像はＣＲＴディスプレイ等に表示され
る。

次に上記（３）を行う。その画像は第３図のような画像
として得られる。この時第２図上では、現在内視鏡があ
る位置３．既に内視鏡を通し観察診断された部分４．そ
こにおいて医師がチェックし指定した部分５，７及びそ
のコメント用番＠６，８が表示されている。画像内には
右方向に気管支１１．１２．左方向に気管支１０が見え
ている。医師のチェック部分は、内視鏡を通し観察した
時に異常と思われた領域をＲＯＩ（関心領域）表示した
場合（５）と、内視鏡を通していく途中で気になる部分
があり、悦在の気管支観察後にこれらを診断しようとチ
ェックしておいた場合（７）等に使われる。

この部分を指定するには、現在位置がチェックしたい部
分であるときには、面ＲＯＩ設定ボタンを押す。このボ
タンを押して内ｐＡ鏡を移動させると、再び設定ボタン
を押すまでがＲＯＩ指定される。

点ＲＯＩ　ＮＮ定ボタンを押した場合にはその個所のみ
がＲＯＩ指定される。現在位置が、チェックした部分に
ない時にはＲＯＩ用カーソルを出現され、それを移動し
、上記と同様に指定する。コメント番号は設定ごとに自
動的にふられる。キーボードよりコシン１〜入力を行う
こともできる。コメント番号が邪魔に思える時には当然
表示させずにおくこともできる。また表示部分３〜８は
色を変えて表示したり、あるいは輝度を変えたり、若し
くはグラフィック的に表示したりして、画像１，２゜９
〜１２と区別するとよい。これらの表示機能は適宜に選
択することができる。

次に、第１図を参照しながら、本実施例装置の構成につ
いて説明する。この内視鏡画像診断装置は、内視鏡装置
１２３．内視鏡パス認識部１２１゜内視鏡ログ情報合成
表示部１２２．外部入力手段１４１を有する。

内視鏡装置１２３は、例えば固体搬像素子を備えた内視
鏡スコープと、この固体撮像素子からの画像情報を処理
するビデオ処理系等を有して成る。

内視鏡パス認識部１２１は、前記内視鏡装置１２３によ
り得られた内視鏡像より内視鏡の進入方向及び距離を認
識するものであり、内視鏡操作認識手段１２７．イメー
ジメモリ１２４２分岐点認識手段１２５．内視鏡像気管
支ベクトル認識手段１２６、内視鏡座標認識手段１２８
を有して成る。

内視鏡操作認識手段１２７は、内視鏡の回転量。

移動量及びアングル操作等を認識するものであり、イメ
ージメモリ１２４は、前記内視鏡Ｈｆｆｆ１１２３より
の内視鏡像を記憶するものであり、分岐点認識手段１２
５は、内視鏡先端部が分岐点に位置することを内祝鏡像
より認識するものであり、内視鏡気管支ベタ１〜ル認識
手段１２６は、分岐している気管支それぞれのベクトル
を認識するものであり、内視鏡座標ｔ２識手段１２８は
、内視鏡の現在のポジションの座標を認識するものであ
る。

内視鏡ログ情報合成表示部１２２１は、前記内視鏡パス
認識部１２１の認識結果に基づく既診断パス、内視鏡の
現在位置情報、及び後述する外部入力手段による関心部
位チェック情報を検査対象器官（ここでは気管支）像上
に重畳表示するものであり、次分岐点検出手段１３３．
気管支認識手段１３４、気管支ベクトル検出手段１３５
．内視鏡座標追従手段１３６．情報記憶手段１３９１表
示制御手段１３７．コメント情報制御手段１３８゜記憶
手段１４２．イメージメモリ１３１．グラフィックメモ
リ１３２．ＣＲ丁ディスプレイ１４３を有して成る。次
分岐点検出手段１３３は、内視鏡進入方向数の分岐点を
検出するものでおり、気管支認識手段１３４は気管支の
パスを認識するものであり、気管ベクトル検出手段１３
５は、気管支が分岐する方向のベクトルを認識するもの
である。内視鏡座標追従手段１３６は、内視鏡の進入方
向を気管支ベクトルと内視鏡座標とから判定するもので
あり、情報記憶手段１３９は、前記次分岐点検出手段１
３３の検出結果、気管支認識手段１３４の認識結果、気
管支ベクトル検出手段１３５の検出結果、内視鏡座標追
従手段１３６の判定結果を記憶するものである。また、
表示制御手段１３７は、上記各情報の表示制御を行うも
のであり、コメント情報制御手段１３Ｂは、必要に応じ
て入力されるコメント情報の記憶手段１４２への書き込
み、読み出し制御等を行うものであり、イメージメモリ
１３１は表示制御手段１３７の制御下にあり、Ｘ線診断
装置１３０により得られた検査対象器官（気管支）Ｘ線
像、前記情報記憶手段１３９の記憶内容及び前記記憶手
段１２２の記憶内容はこのイメージメモリ１３１を介し
てＣＲＴディスプレイ１４３に送出され、ここで表示さ
れるようになっている。また、表示内容中、特に第２図
３〜８についてはグラフィック的に表示することが考え
られ、この場合にはグラフィックメモリ１３２の記憶内
容が表示制御手段１３７の制御の下で読み出され、それ
がＣＲＴディスプレイ１４３に表示されることになる。

さらに外部入力手段１４４は検査対象器官にお【ノる関
心部位チェック情報を入力するものであり、キーボード
１４０及び座標入力装置（例えばトラックボール、ジョ
イステック等）を有して成る。

次に、上記構成の作用について説明する。

前検査としてＸ線診断装置１３０により、思考の気管支
造影のＸ線像が）ｑられ、これがイメージメモリ１３１
を介してＣＲＴディスプレイ１４３に表示される（第２
図参照）。次分岐点検出手段１３３により次の分岐点が
検出されるまで気管支認識手段１３４による気管支パス
認識が改められ、気管支ベク］・ル検出手段１３５によ
り、気管支が分岐する方向のベクトルが検出される。こ
れらの情報は情報記憶手段１３９に書き込まれる。第′
４図は次の分岐点までの気管支パスの認識を説明するも
のであり、１５１は内視鏡の現在位置、１５２は内視鏡
の進入方向を示す。現在位置１５１より進入方向１５２
に向って輪郭ベクトル１５３を求める。気管支造影のＸ
線像ゆえ輪郭検出は容易である。この輪郭ベクトルに差
異が生じてきた場合（１５４）、そこを仮の分岐点とみ
なしそこから適当な距離をとり（１５５）そこまでの範
囲内の気管支内部領域（１５６）を２値化し求める。

この領域を細線化し気管支パスを認識する（１５７）。

この気管支パスより、市らためて仮の分岐点が実際に分
岐点であったかどうか判定、認識する（１５８）。分岐
点からの方向ベクトルは内視鏡がそこに到達した後に設
定される。ここで、気管支ベクトル検出手段１３５によ
る気管支ペクトル検出方法を第５図（ａ）、（ｂ）、（
Ｃ）を基に説明する。気管支３１が岐路３２，３３に分
岐している。気管支３１に進入された内視鏡は下方向に
向って進み、このとき内？ｉ　ｉＪｔ像としては、気管
支３１の中心３４に垂直な面３５が映し出される。その
ため、分岐点より分岐した方向へ単位ベクトル３６．３
７を描き、而３５へ投影したベク１〜／Ｌ／３８，３９
を気管支ベクトルとして検出する。

内視鏡がここから動いた時、どららの進入方向へ進んだ
のかをこれらと内視鏡座標とＪ：り判定する。

この判定は内視鏡座標認識手段１３６により行われる。

一方同時に、内視鏡装置１２３よりイメージメモリ１２
４へ順々に第３図のにうな内視鏡像が送られてくる。こ
の画像より、分岐点認識手段１２５（ｊ５、主として分
岐点へきた時に分岐していることを認識する。そして内
視鏡像気管支ベクトル認識手段１２６により、分岐して
いるそれぞれの気管支ベクトルがｔ２識され、内視鏡が
どちらに進んだのかが内視鏡座標認識手段１２８により
判定される。また内視鏡操作認識装置１２７より内視鏡
の回転、移動量及び内視鏡のアングル操作が認識され、
分岐以外の直進進行の相対的な移動が認識され、これに
基づいて内？Ｊ［の現在のポジションの座標が内視鏡座
標認識手段１２８により求められる。そして内ｐＡ鏡座
標追従手段１３６により、これらの内視鏡の進入のポジ
ション情報と、Ｘ線像における気管支パスとが整合され
、Ｘ線像中の現在位置が求められる。

ここで、内視鏡像より気管支ベクトルを認識し、整合す
る方法について第６図、第７図を参照しながら説明する
。まず分岐している気管支の入り口の輪郭を近似的に円
としてへ２識しその中心６１を求める。これは簡単に円
で分岐口を近似して得られる場合である。これは、気管
がＵ字形の軟骨と輪状靭帯で結合している軟骨幅である
ため可能である。仝休の内視鏡像の中心６１が第５図（
ａ）の３７１に対応する。また分岐口の中心６２．６３
を求め、６１→６２．６１→６３のベクトルを求めこれ
らをＸ線像を得るときにＸ線が照射された方向［第５図
（ａ）のＹ方向（／ＩＯ）に相当する］６４に垂直な而
６５に投影してｊｑられたベクトル６６．６７を第５図
（ａ）の３８．３９に対応させることができる。

ここで内祝鏡像にお（プる表示座標系とＸ線像にお（プ
る投影面３５の因子座標系を常に対応をとっておくこと
が必要となる。内視鏡を回転させるとこれに合せて第６
図の面６５も回転し、気管支ベクトル６６．６７が得ら
れる。第５図と第８図との対応づけにはベクトルの方向
と大ぎさの比が利用される。以上の３１明では、分岐口
が近似的に円として簡単に求められる場合について述べ
たが、分岐口が複雑な場合には第８図のように、暗部の
利用及び次の分岐の情報を利用することができる。

先ず内視鏡の中心７１を求める。次に、気管支が奥へ続
いている場合そこは光の反射がないので暗部となるがこ
の暗部を認識することにより、より径の小さい円とみな
せる輪郭７２によって中心７／′Ｉを求め、これより気
管支ベクトル７５を求めることができる。また、次なる
暗部７６が存在ず−Ｌ４１− ることにより、そこを利用して周囲と区別することで、
同様に気管支ベクトルを求めることができる。

さらに、第５図＜ａ＞のように岐路３２．３３が明白に
判別できれば良いが、第５図（ｂ＞のように岐路３２．
３３が狭い角度で分岐していて明白に判別できない対象
の場合がある。この場合２つの岐路３２．３３は気管支
ベクトルの大きさよりもその比が必要となる。ここで内
視鏡を多少動かすことにより、第５図（Ｃ）のように前
記中心３４を３７１′の位置にずらせば第５図（ａ）に
近い配置とすることができる。これは内視鏡操作認識手
段１２７により内視鏡の動きを検出し、分岐点認識手段
１２５．内視鏡像気管支ベクトル認識手段１２６．内視
鏡座標認識手段１２８及び内視鏡座標追従手段１３６に
より対応付けを行うことで可能となる。

また、第１５図（ａ）、（ｂ）に示すように複雑で判別
つけ難い場合がある。実際には分岐しているが分岐点と
しては認識できない場合２０１や−１５＝ 実際には曲ったたけだが、分岐点として認識してしまう
場合２０２である。このため、分岐点ごとに内視鏡像と
の対応づけを行うのではなく、ある移動量又はタイミン
グごとに対応づ（プを適時行った方が良い。これにより
２０１のとき、第１５図（Ｃ）の内視鏡像が得られ、実
際には分岐していることを認識することができる。後述
するようにデータベースを設けたり、３次元画像生成の
ように骨格情報を使う特に利用する。また、後述するに
うに２枚の直角方向よりのＸ線画像を使用する場合には
、前述の分岐点ごとでも椙わない。２０１から２０’ｌ
へ進んだ場合、それを記憶しておく。

２０２では逆に分岐点とパス認識してしまうが、内視鏡
像より進行ベクトル２０６が得られるため対応づ（プが
可能である。さらに、第１５図（ｂ）に示すように重な
ったまま次に分岐している場合等も移動量と内視鏡の対
応づけにより、２０８で分岐するのか２０９で分岐する
のかを判断する。

これらが複合している場合は必要ならば、該当する候補
のパスを複数指定し、その後内祝鏡像としてそのような
像が得られるかにより判別する。

さらに、ここでは内視鏡像も、内視鏡の回転量。

移動量、アングル操作等の操作情報に加え、内視鏡の位
置を判定するのに使用したが、操作情報のみから、内視
鏡の位置を決定することもできるし、また当然ながら、
内視鏡座標追従手段１３６が誤った位置を検出してしま
った場合には、外部入力手段１４４を介して訂正するこ
とができる。

この内ｐＡ鏡座標追従手段１３６により、内ｐＡ鏡の現
在位置を求めた債、その情報に基づくログ情報をＣＲＴ
ディスプレイ１４３に表示する。この際、情報記憶手段
１３９内に記憶されている過去の位置を全て表示すると
、第２図４のようになる。

医師がチェックしたい領域（部位）は外部入力手段１７
１４を介して設定することができる。このとき必要があ
れば、当該領域についてのコメントも入力する。ＣＲＴ
ディスプレイ１４３には、チェック符＠６．８．チェッ
ク部分５，７等が重畳表示される。

このように本実施例装置にあっては、内視鏡を進めてい
った道筋を記憶することができ、複雑に分岐している気
管支で同じ患部を診断したり、内視鏡を所望の患部にま
で進めていく途中で別に気になる部位がある場合にそこ
をチェックし、所望の患部を診断した後に前記チェック
箇所に戻り改めて気になる方向に内視鏡を適確に進めて
いくことができ、またはその逆もでき、さらには、病変
部位を表示画懺上にチェックしておくことかでき、医師
の診断時間を省くことができる。また、内視鏡を使い易
くし、負担を軽減し、医師に診断そのものに注意を集中
させることができ、内視鏡ににり組織を傷つ（プるとい
うような事故を防雨することができる。さらに、同じ部
位に何度も内視鏡を通したすせずに効率的な内視鏡の進
行を図ることができるので、患者の苦痛を低減すること
かできると共に、診断能の向上を図ることができる。ま
た、ログ情報をとっているため、検査後に所望の内視鏡
像を速やかに検索し表示することができるという利点も
ある。この表示は検査過程と同様な内視鏡像表示である
ため、検査内容の再検討、あるいは教育等に有効に利用
することができる。

尚、本発明は上記実施例に限定されるものではない。

上記実施例では検査対象器官像としてＸ線による２次元
画像としたが、この２次元画像では分岐してることの判
別がつけにくい場合もあり、この判別をより正確にする
ためには第９図に示すように、直交する２方向にりのＸ
線像４ａ、４ｂを表示するとよい。また、ＣＴ、磁気共
鳴イメージング装置等により擬似３次元像（第１０図参
照）を構成し、これを表示するようにしてもよい。さら
に、予めＸ線像における主な気管支の全てを細線化し、
気管支ベクトルを求めておいてもよい。その際には第１
４図に示すようなポインタを用い簡単なデータベースを
構築して記憶しておくとよい。

また、前検査用としての画像がない場合には、内視鏡パ
ス認識部１２１の各種情報を基に同様の画像を発生させ
、ログ情報を表示することもできる。この場合の装置構
成例を第１１図に示す。同図の装置が第１図に示すのと
相違するのは次分岐検査手段１３３．気管支認識手段１
３４．気管支ベクトル検出手段１３５．内視鏡座標追従
手段１３６の代わりに骨格形成手段１５０．ログ用画像
発生手段１５１を設けた点である。骨格形成手段１５０
は、内視鏡気管支ベクトル認識手段１２６及び内視鏡座
標認識手段１２８の出力を基に細線化と同様に分岐点と
直線とで構成された３次元骨格構造（第１２図（ａ＞参
照）を得るものであり、ログ用画像発生手段１５１は、
前記３次元骨格構造を中心として、近似的に求めた気管
支の入り口の輪郭に基づく円柱を描出する（第１２図（
ｂ）参照）ごとにより疑似的な３次元気管支像を発生さ
れるものである。実際の過程では徐々に画像が発生し、
次の骨格は第１２図（ｂ）の１５２で示すように既に作
成された画像に加える形で形成される。ざらに、必要が
あれば、この骨格構造に内視鏡像を肉付けすることによ
り、真の３次元気管支像を発生されることもできる。勿
論、ここで発生ずるのは３次元画像ではなく、Ｘ線像の
ように投影された２次元画像を作成してもよい。その伯
、医師によるチェック情報やコメント等ログ情報を併せ
て表示できるのは言うまでもない。また、内視鏡操作認
識手段１２７において、アングル操作については、その
機構部から情報を得ることができる。回転、移動量の情
報を得るためには、第１３図のような装置を使用すると
よい。周辺外部はマウスピース２１０になっており、フ
ァイバーが折れる等の内視鏡の故障及び画像劣化の最大
の原因となっている、患者にによる噛合を防止する。

内視鏡の柔軟性部２１１に、回転量及び移動量測定用の
突起２１２，２１３を設け、これを利用して測定器部２
１４にて測定する。

尚、チェックされたログ情報は、そのチェック部分の内
視鏡像をすぐさま検索し表示装置に出力したり、内視鏡
検査の過程を可視するためパスを指定することによりそ
の進行順に内視鏡画像を連続表示したり、広範囲に拡が
る病巣の内視鏡画像をマルチ表示したり（例えば第２図
のＡ、Ｂの内視鏡像２枚を同時に表示する）こと、いわ
ゆるログ解析に利用できるのは言うまでもない。

以−Ｌ１気管支を例にあげて説明したが、検査対象は気
管支に限ることなく、これに類似した１１織構造を有す
る器官なら、すべて対象となる。

［発明の効果］ 以上詳述したように本発明によれば患者に与える苦痛の
軽減、及び医師の負担軽減を図った内視鏡画像診断装置
を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例たる内視鏡画像診断装置を示
すブロック図、第２図は本実施例装置の表示画像の一例
を示す説明図、第３図は内祝鏡像の説明図、第４図は分
岐点までの気管支パス認識の説明図、第５図（ａ、）、
（ｂ）、（Ｃ）は気管支ベクトル検出の説明図、第６図
及び第７図は気管支ベクトルの認識と整合の説明図、第
８図は気管支ベクトルのその他の検出方法の説明図、第
９図は２方向からのＸ線像を表示する場合の説明図、第
１０図は３次元画像を用いた表示例の説明図、第１１図
は他の実施例装置のブロック図、第１２図（ａ）、（ｂ
）はログ用画像作成の説明図、第１３図は回転移動量測
定用マウスピースの斜視図、第１４図は記憶用データー
ベース構造の説明図、第１５図（ａ）、（ｂ）、（Ｃ）
、（ｄ）は複９１な場合の分岐点認識の説明図である。 １２１・・・内視鏡パス認識部、 １２２・・・内視鏡ログ情報合成表示部、１４４・・・
外部入力手段。 代理人　弁理士　則　　近　　憲　　缶周　　　　　大
　　　胡　　　典　　　夫第４図 第１０図 （ｂ） 弔　１５ （ｄ　） ：図

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）被検体の検査対象器官内に進入させた内視鏡によ
   り得られた内視鏡像を表示して観察するようにした内視
   鏡像診断装置において、内視鏡の進入方向及び距離を認
   識する内視鏡パス認識部と、検査対象器官における関心
   部位チェック情報を入力する外部入力手段と、前記内視
   鏡パス認識部の認識結果に基づく既診断パス、内視鏡の
   現在位置情報、及び前記外部入力手段による関心部位チ
   ェック情報を前記検査対象器官像上に重畳表示する内視
   鏡ログ情報合成表示部とを有することを特徴とする内視
   鏡画像診断装置。
2. （２）前記内視鏡パス認識部は、内視鏡像より内視鏡の
   進入方向及び距離を認識する特許請求の範囲第１項に記
   載の内視鏡画像診断装置。
3. （３）前記内視鏡パス認識部は、内視鏡の操作情報から
   内視鏡の位置情報を得る特許請求の範囲第１項に記載の
   内視鏡画像診断装置。