WO2005041761A1 - 挿入支援システム - Google Patents

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Shunya Akimoto
Junichi Ohnishi
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Olympus Corporation
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    • A61B1/00—Instruments for performing medical examinations of the interior of cavities or tubes of the body by visual or photographical inspection, e.g. endoscopes; Illuminating arrangements therefor
    • A61B1/267—Instruments for performing medical examinations of the interior of cavities or tubes of the body by visual or photographical inspection, e.g. endoscopes; Illuminating arrangements therefor for the respiratory tract, e.g. laryngoscopes, bronchoscopes
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    • A61B90/00—Instruments, implements or accessories specially adapted for surgery or diagnosis and not covered by any of the groups A61B1/00 - A61B50/00, e.g. for luxation treatment or for protecting wound edges
    • A61B90/10—Instruments, implements or accessories specially adapted for surgery or diagnosis and not covered by any of the groups A61B1/00 - A61B50/00, e.g. for luxation treatment or for protecting wound edges for stereotaxic surgery, e.g. frame-based stereotaxis

Definitions

  • FIG. 23 First, the features of the display method of the bronchial tomographic image and the MPR image of FIG.
  • FIG. 57 Ninth diagram for explaining the processing in FIGS. 47 and 48
  • step S6 when the route setting tag 24 (see FIG. 3) on the route setting screen 21 is selected by the input device 19, the route setting tag screen 25 as shown in FIG.
  • the displayed route setting process is performed to set a route for bronchoscope insertion support in the bronchi.
  • the transparency of the MPR image 325 and the bronchial tomographic image 327 can be arbitrarily increased or decreased.
  • the operator views the normal MPR image 325 by superimposing the bronchial tomographic image 327, which is the result of extracting the luminal organs of the bronchi based on the CT image data, on the MPR image 325 with a desired enhancement degree. In it, the position of the bronchi on the MPR image 325 can be confirmed.
  • a navigation marker 455 is displayed so as to be superimposed on a route hole that goes to the route.
  • the same thumbnail thumbnail VBS image frame as the VBS image 453a displayed in the VBS image display area 453 is displayed in bold or color, and the other branch thumbnail VBS images are displayed.
  • the image can be distinguished from the image, and the surgeon can easily recognize which branch image the VBS image is displayed in the VBS image display area 453!
  • the branch thumbnail VBS image 454 (a) has a thick frame! /, Which is displayed in color.
  • step S506 in the route setting unit 514 will be described with reference to FIG. 47 or FIG.
  • a passing point confirmation window 605 as shown in Fig. 51 may be displayed.
  • the pass point confirmation window 605 is a window for confirming the marker 600 on the three-dimensionally displayed bronchial image 606.
  • the pass point confirmation window 605 allows the operator to move the marker 600 to a predetermined position in the bronchi. Determine if it has been marked.
  • step S527 the route 630 that includes the passing point force including the virtual point is registered in the passing point list.
  • step S507 a continuous VBS image of the route 630 set by the VBS image generation unit 515 is generated for each frame, and the VBS image generated in step S508 is stored in the VBS image storage unit 516.

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Abstract

　本発明の挿入支援システムでは、気管支の端部に生検エリアが指定されると、生検エリアの重心が抽出される。重心を中心とする円を探索エリアとし、探索エリア内に気管支が位置するまで探索エリアを拡大し、最初に探索エリア内に気管支が位置した点を終点とし、始点とこの終点とを結ぶ第１のルート候補が決定され、該第１の  ルート候補が未登録ならば第１の  登録ルートとして登録を行う。これにより、関心部位を任意の領域で指定でき、かつ指定した領域に到達するナビゲーションを適切に設定する。

Description

明 細 書
揷入支援システム
技術分野
[0001] 本発明は、内視鏡の挿入を支援する挿入支援システムに関する。
背景技術
[0002] 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 (Compute d 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目的部位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、例えば日本国特開 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 ヽて作成し、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ヨンする装置が提案されている。
[0006] しかしながら、目的部位である生体組織は一般的に広がりがあるために、生検する 際の生検位置を点で指定することは適切ではなぐ一定の大きさの目標領域として指 定することが望まれる力 従来の装置ではナビゲーシヨンの終点をこのような目標領 域として指定することができず、始点から目標領域に至るナビゲーシヨンルートを決 定することができな 、と 、つた問題がある。
[0007] 本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、関心部位を任意の領域で指定 でき、かつ指定した領域に到達するナビゲーシヨンを適切に設定することのできる挿 入支援システムを提供することを目的として ヽる。
発明の開示
課題を解決するための手段
[0008] 本発明の挿入支援システムは、被検体の 3次元領域の画像データに基づき前記被 検体内の体腔路の仮想画像を生成する仮想画像生成手段と、内視鏡の前記被検体 内の体腔路への挿入ルートの始点を設定するルート始点設定手段と、前記被検体 内の関心部位の領域を設定する関心領域設定手段と、前記関心部位の領域に基づ き前記内視鏡の前記被検体内の体腔路への挿入ルートの終点を抽出するルート終 点抽出手段とを備えて構成される。
[0009] 本発明の挿入支援システムは、関心部位を任意の領域で指定でき、かつ指定した 領域に到達するナビゲーシヨンを適切に設定することができるという効果がある。 図面の簡単な説明
[0010] [図 1]本発明の実施例 1に係る気管支挿入支援システムの構成を示す構成図
[図 2]図 1の挿入支援装置によるナビゲーシヨンデータの生成処理の流れを示すフロ 一チャート
[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の処理で展開されるルート設定画面を示す第 4の図
[図 7]図 2の処理で展開されるルート設定画面を示す第 5の図
[図 8]図 2のルート設定処理の流れを示すフローチャート
[図 9]図 8の処理を説明する第 1の図
[図 10]図 8の処理を説明する第 2の図 圆 11図 8の処理で展開されるルート設定画面を示す第 1の図
[図 12図 8の処理を説明する第 3の図
[図 13図 8の処理で展開されるルート設定画面を示す第 2の図
[図 14:図 8の処理を説明する第 4の図
圆 15図 8の処理で展開されるルート設定画面を示す第 3の図
[図 16:図 2の処理で展開される挿入支援画面を示す図
[図 17:図 8の処理で展開されるルート設定画面の第 2の変形例を示す図
[図 18:図 8の処理で展開されるルート設定画面の第 1の変形例を示す図
[図 19:本発明の実施例 2に係る気管支挿入支援システムの構成を示す構成図 [図 20:図 19の挿入支援装置による挿入支援データの生成処理の流れを示すフロー チヤ 卜
圆 21図 20の処理で展開される患者情報選択画面を示す図
[図 22図 20の処理で展開されるルート設定画面を示す図
[図 23図 22の気管支断層画像及び MPR画像の表示方法の特徴を説明する第 1の
[図 24:図 22の気管支断層画像及び MPR画像の表示方法の特徴を説明する第 2の
[図 25図 22の気管支断層画像及び MPR画像の表示方法の特徴を説明する第 3の
[図 26:図 22の気管支断層画像及び MPR画像の表示方法の特徴を説明する第 4の
[027図 20のルート設定処理の流れを示す第 1のフローチャート
[図 28:図 20のルート設定処理の流れを示す第 2のフローチャート
[図 29:図 27及び図 28の処理を説明する第 1の図
[図 30:図 27及び図 28の処理を説明する第 2の図
圆 31図 27及び図 28の処理を説明する第 3の図
[図 32図 27及び図 28の処理を説明する第 4の図
圆 33図 27及び図 28の処理を説明する第 5の図 図 34:図 27及び図 28の処理を説明する第 6の図
図 35図 27及び図 28の処理を説明する第 7の図
図 36:図 27及び図 28の処理を説明する第 8の図
図 37図 27及び図 28の処理を説明する第 9の図
図 38:図 19の挿入支援装置により生成される挿入支援画面を示す図
図 39:本発明の実施例 3に係る気管支挿入支援システムの構成を示す構成図 図 40:図 39の挿入支援装置による挿入支援データの生成処理の流れを示すフロ チャート
図 41]図 40の処理で展開される患者情報選択画面を示す図
図 42]図 40の処理で展開されるルート設定画面を示す図
図 43]図 42の気管支画像及び MPR画像の表示方法の特徴を説明する第 1の図 図 44]図 42の気管支画像及び MPR画像の表示方法の特徴を説明する第 2の図 図 45]図 42の気管支画像及び MPR画像の表示方法の特徴を説明する第 3の図 図 46]図 42の気管支画像及び MPR画像の表示方法の特徴を説明する第 4の図 図 47]図 40のルート設定処理の流れを示す第 1のフローチャート
図 48]図 40のルート設定処理の流れを示す第 2のフローチャート
図 49]図 47及び図 48の処理を説明する第 1の図
図 50]図 47及び図 48の処理を説明する第 2の図
図 51]図 47及び図 48の処理を説明する第 3の図
図 52]図 47及び図 48の処理を説明する第 4の図
図 53]図 47及び図 48の処理を説明する第 5の図
図 54]図 47及び図 48の処理を説明する第 6の図
図 55]図 47及び図 48の処理を説明する第 7の図
図 56]図 47及び図 48の処理を説明する第 8の図
図 57]図 47及び図 48の処理を説明する第 9の図
図 58]図 39の挿入支援装置により生成される挿入支援画面を示す図
発明を実施するための最良の形態
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。 [0012] (実施例 1)
図 1に示すように、本実施例 1の気管支挿入支援システム 1は、気管支内視鏡装置 3と、挿入支援装置 5とから構成される。
[0013] 挿入支援装置 5は CT画像データに基づき気管支内部の仮想の内視像 (以下、 VB S画像と記す)を生成すると共に気管支内視鏡装置 3により得られる内視鏡画像 (以 下、ライブ画像と記す)と VBS画像を合成してモニタ 6に表示し気管支内視鏡装置 3 の気管支へ挿入支援を行う。
[0014] また、気管支内視鏡装置 3は、図示はしないが、撮像手段を有する気管支鏡と、気 管支鏡に照明光を供給する光源と、気管支鏡からの撮像信号を信号処理するカメラ コントロールユニット等力 構成され、気管支鏡を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目的組織を生検すると共に、ライブ画像と VBS画像を合成 してモニタ 7に表示する。
[0015] モニタ 7はタツチパネル力もなる入力部 8が設けられ、挿入手技を行いながら容易に タツチパネル力もなる入力部 8を操作することが可能となっている。
[0016] 挿入支援装置 5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 (Magnetic Optical disk)装置や DVD (Digital Versatile Disk)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 CT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 V、る CT画像データに基づき MPR画像 (多断面再構築画像)を生成する MPR画像 生成部 13と、 MPR画像生成部が生成した 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内視鏡装置 3の気管支への支援ルート（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 CT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 VBS画像を フレーム単位で生成する仮想画像生成手段としての VBS画像生成部 15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 16と、気管支内視鏡 装置 3からの撮像信号及び入力部 8からの入力信号を入力し、ライブ画像、 VBS画 像及び複数のサムネイル VBS画像カゝらなる後述する挿入支援画面を生成するナビ ゲーシヨン画像生成手段としての画像処理部 17と、ルート設定部 14が生成したルー ト設定画面及び画像処理部 17が生成した挿入支援画面をモニタ 6に表示させる画 像表示制御部 18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力もなる入力装置 19とから構成される。
[0017] 気管支内視鏡装置 3は、挿入支援装置 5の画像処理部 17から VBS画像及びサム ネイル VBS画像を受け取りライブ画像と合成して、挿入支援装置 5がモニタ 6に表示 する挿入支援画面と同等の画面をモニタ 7に表示すると共に、モニタ 7のタツチセン サカもなる入力部 8からの入力情報を挿入支援装置 5の画像処理部 17に出力するよ うになつている。
[0018] なお、 CT画像データ格納部 12及び VBS画像格納部 16は、 1つのハードディスク によって構成してもよぐまた、 MPR画像生成部 13、ルート設定部 14、 VBS画像生 成部 15及び画像処理部 17は 1つの演算処理回路で構成することができる。また、 C T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 C T画像データを取り込みとした力 CT装置あるいは CT画像データを保存して ヽる院 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 C T画像データを取り込むようにしてもよ!、。
[0019] このように構成された本実施の形態の作用につ 、て説明する。
[0020] 図 2に示すように、気管支内視鏡装置 3による観察 '処置に先立ち、挿入支援装置 5は、ステップ S 1で CT画像データ取り込み部 11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 12に格納する。
[0021] ステップ S3でルート設定部 14により、図 3に示すようなルート設定画面 21をモニタ 6 に表示させ、ルート設定画面 21上の患者情報タグ画面 22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力 な る MPR画像が生成され、ステップ S5でこの MPR画像 23a, 23b, 23cがルート設定 画面 21に表示される。ルート設定画面 21には VBS画像を表示する VBS画像表示 エリア 23dが設けられて!/、る。 [0022] なお、患者情報タグ画面 22での患者情報の選択は、入力装置 19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。
[0023] 次に、ステップ S6でルート設定画面 21上のルート設定タグ 24 (図 3参照）を入力装 置 19により選択すると、図 4に示すようなルート設定タグ画面 25がルート設定画面 21 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の挿入支援のル ートを設定する。
[0024] 挿入支援のルートが設定されると、ステップ S7で VBS画像生成部 15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 VB S画像を VBS画像格納部 16に格納する。
[0025] 上記のステップ S1— S8の処理により、気管支鏡による観察 ·処置時の挿入支援装 置 4による挿入支援の準備が完了する。
[0026] ここで、上記ステップ S6のルート設定処理を図 5ないし図 8を用いて説明する。
[0027] ルート設定画面 21において、ルート探索ボタンが選択されると、ステップ S6のルー ト設定処理が開始される。具体的には、図 5に示すようなルートの始点の入力を促す 始点入力指示ウィンドウ 31がルート設定画面 21上に表示され、ルート設定画面 21 上にカーソル 30を用いて MPR画像 23のうちの 1つの断層像上で始点 71を設定す る。始点 71を設定すると他の MPR画像 23の 2つの断層像上にも対応する位置に始 点 71が設定されると共に、 VBS画像表示エリア 23dには始点 71における VBS画像 が表示され、図 6に示すようなルートの終点である生検エリア 72の設定を促す生検ェ リア入力指示ウィンドウ 32がルート設定画面 21上に表示される。
[0028] この図 6のルート設定画面 21上においてカーソル 30を用いて MPR画像 23のうち の 1つの断層像上で生検エリア 72を 2次元的になぞって設定する。このとき設定する 生検エリア 72の数は 1つに限らず複数指定でき、図 6では 2つの生検エリア 72a, 72 bを指定した状態を示して 、る。
[0029] そして、生検エリア 72の設定の設定が終了すると、図 7に示すような 1つの生検エリ ァ 72あたりの探索するルートの数を設定するルート数設定ウィンドウ 33がルート設定 画面 21上に表示される。 1つの生検エリア 72あたりの探索するルートの数を設定す ることで、ナビゲーシヨン対象の生検エリア 72へのアプローチルートが複数探索され ることになる。
[0030] 図 5ないし図 7により始点、生検エリア 72及び探索ルート数が設定されると、図 8の 処理に従ってルートが探索される。
[0031] すなわち、図 8に示すように、ステップ S11において設定された生検エリア 72の数を 検出し、ステップ S12において探索ルート数 nを読み込み、ステップ S13で始点 71の 位置を読み込む。
[0032] そして、ステップ S14において生検エリア 72の重心位置を抽出し、ステップ S15で r を Arにした後、ステップ S16で重心位置を中心とした半径 rの円内を探索エリアに指 定する。
[0033] ステップ S17において探索エリア内に気管支があるかどうか判断し、気管支がある 場合にはステップ S18においてその位置を終点としたルート候補を決定する。
[0034] ルート候補が決定されると、ステップ S 19において決定したルート候補が登録済み かどうか判断し、未登録の場合にはステップ S20において始点から終点に至る分岐 点名に基づくルート名を生成して支援ルートとして登録する。
[0035] そして、ステップ S21において登録したルートの数がステップ S12で読み込んだル ート数 n未満力どうか判断する。
[0036] なお、ステップ S17において探索エリア内に気管支がないと判断した場合、またス テツプ S 19にお 、て決定したルート候補が登録済みの場合、ある 、ステップ S21に おいて登録したルートの数がルート数 n未満場合は、ステップ S22において rを r+ Δ rとして探索エリアを拡大してステップ S16に戻る。
[0037] 登録したルートの数がステップ S2で読み込んだルート数 nに達すると、ステップ S2 3において設定された全ての生検エリアを探索した力どうか判断し、全ての生検エリ ァを探索したならば処理を終了し、未探索の生検エリアがある場合には、ステップ S2 3にお!/、て次の生検エリアの重心位置を抽出し、ステップ S 15に戻る。
[0038] 具体的には、図 9に示すように気管支 101の端部に生検エリア 72が指定されると、 生検エリア 72の重心 103が抽出される。
[0039] そして、図 10に示すように、この重心 103を中心とする円を探索エリア 104とし、探 索エリア 104内に気管支が位置するまで探索エリア 104を拡大し、最初に探索エリア 104内に気管支が位置した点を終点 105とし、図 11に示すように始点 71とこの終点 105とを結ぶ第 1のルート候補 106が決定され、該第 1の
ルート候補 106が未登録ならば第 1の支援ルートとして登録を行う。このときのルート 名は通過する分岐点名に基づき命名される。
[0040] 第 1の
支援ルートが決定されると、図 12に示すように重心 103を中心とする探索エリア 104 の半径を増力 tlさせ、探索エリア 104を拡大し、次に探索エリア 104内に気管支が位 置した点を終点 107とし、図 13に示すように始点 71とこの終点 107とを結ぶ第 2のル ート候補 108が決定され、該第 2の
ルート候補 108が未登録ならば第 2の支援ルートとして登録を行う。図 13において は第 2のルート候補 108が図 11の第 1の支援ルートと異なるので、第 2の ルート候補 108が第 2の支援ルートとなる。このときのルート名も通過する分岐点名 に基づき命名される。
[0041] 本実施例では、ルート数が 3なので、全く同様に、第 2の
支援ルートが決定されると、図 14に示すように重心 103を中心とする探索エリア 104 の半径をさらに増加させ、探索エリア 104を拡大し、次に探索エリア 104内に気管支 が位置した点を終点 109とし、図 15に示すように始点 71とこの終点 109とを結ぶ第 3 のルート候補 110が決定され、該第 3の
ルート候補 110が未登録ならば第 3の支援ルートとして登録を行う。図 15において は第 3のルート候補 110が第 1及び第 2の支援ルートと異なるので、第 3の ルート候補 110が第 3の支援ルートとなる。このときのルート名も通過する分岐点名 に基づき命名される。
[0042] このように指定したルートの数だけの支援ルートを設定できる。これらの処理が全て の生検エリア 72に対して実行されることになり、生検エリア 72毎に指定したルート数 分の支援ルートが設定される。
[0043] このように設定された支援ルートにおける挿入支援装置 5による挿入支援下での気 管支内視鏡検査を開始すると、モニタ 7に図 16に示すような挿入支援画面 51を表示 する。なお、モニタ 6にもモニタ 7と同様な挿入支援画面 51が表示される。 [0044] この挿入支援画面 51は、気管支内視鏡装置 3からのライブ画像を表示する内視鏡 ライブ画像表示エリア 52と、 VBS画像像 53aを表示する VBS画像表示エリア 53と、 ルートの全ての分岐点での VBS画像像 53aを縮小して分岐サムネイル VBS画像 54 (a)一 54 (j)として表示する分岐サムネイル VBS画像エリア 54とからなり、ライブ画像 が位置する分岐点に対応した仮想画像である VBS画像像 53aが VBS画像表示エリ ァ 53に表示される。
[0045] ここで、 VBS画像表示エリア 53に表示される VBS画像 53aと同じ分岐サムネイル V BS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 可能となっており、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 の画像かを容易に認識できるようになって 、る。
[0046] なお、全ての支援ルートを図 17に示すように色わけして同時に MPR画像 23上に 表示させるようにしてもよい。また、始点と生検エリアを MPR画像 23上で指定すると したが、これに限らず、図 18に示すように、ルート設定画面 21上に気管支の 3次元画 像 151を表示させ、 3次元画像 151において始点 71と生検エリア 72を指定し、ルート 探索を行うようにしてもよい。
[0047] (実施例 2)
図 19に示すように、本実施例 2の気管支挿入支援システム 301は、気管支内視鏡 装置 303と、挿入支援装置 305とから構成される。
[0048] 挿入支援装置 305は CT画像データに基づき気管支内部の仮想の内視像 (以下、 VBS画像と記す)を生成すると共に気管支内視鏡装置 303により得られる内視鏡画 像 (以下、ライブ画像と記す）と VBS画像を合成してモニタ 306に表示し気管支内視 鏡装置 303の気管支へ挿入支援を行う。
[0049] また、気管支内視鏡装置 303は、図示はしないが、撮像手段を有する気管支鏡と、 気管支鏡に照明光を供給する光源と、気管支鏡からの撮像信号を信号処理するカメ ラコントロールユニット等力 構成され、気管支鏡を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目的組織を生検すると共に、ライブ画像と VBS画像を合 成してモニタ 307に表示する。
[0050] モニタ 307はタツチパネルからなる入力部 308が設けられ、挿入手技を行いながら 容易にタツチパネル力もなる入力部 308を操作することが可能となって 、る。
[0051] 挿入支援装置 305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 (Magnetic Optical disk)装置や DV D (Digital Versatile Disk)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 311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 312と、 CT画像データ格納部 312に格 納されている CT画像データの所定臓器である気管支の 3次元情報であるセグメンテ ーシヨンを抽出する臓器抽出部 320と、 CT画像データ格納部 312に格納されている CT画像データに基づき MPR画像 (多断面再構築画像)を生成すると共に臓器抽出 部 320が抽出した気管支の気管支断層画像を MPR画像に重畳表示する MPR画像 生成部 313と、 MPR画像生成部 313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内視鏡装置 303の気管支への支援ルート（以下、単にル ートと記す)を設定するルート設定部 314と、 CT画像データ格納部 312に格納されて いる CT画像データに基づきルート設定部 314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 VBS画像生成部 315と、 VBS画像生成部 315 が生成した VBS画像を格納する VBS画像格納部 316と、気管支内視鏡装置 3から の撮像信号及び入力部 8からの入力信号を入力し、ライブ画像、 VBS画像及び複数 のサムネイル VBS画像からなる後述する挿入支援画面を生成する画像処理部 317 と、ルート設定部 314が生成したルート設定画面及び画像処理部 317が生成した挿 入支援画面をモニタ 306に表示させる画像表示制御部 318と、ルート設定部 314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力 なる入力装置 319とから構成される。
[0052] 気管支内視鏡装置 303は、挿入支援装置 305の画像処理部 317から VBS画像及 びサムネイル VBS画像を受け取りライブ画像と合成してモニタ 307に表示すると共に 、モニタ 7のタツチセンサ力もなる入力部 308からの入力情報を挿入支援装置 305の 画像処理部 317に出力するようになっている。
[0053] なお、 CT画像データ格納部 312及び VBS画像格納部 316は、 1つのハードデイス クによって構成してもよぐまた、 MPR画像生成部313、ルート設定部 314、 VBS画 像生成部 315及ぴ画像処理部 317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 311は MOfcるレ、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！/、は CT画像データを保存し ている院内サーバが院内 LANに接続されてレヽる場合には、 CT画像データ取り込み 部 311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！、。
[0054] このように構成された本実施例の作用につレ、て説明する。
[0055] 図 20に示すように、気管支内視鏡装置 303による観察 ·処置に先立ち、挿入支援 装置 305は、ステップ S301にて CT画像データ取り込み部 311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 S 302にて取り込んだ CT画像デ一 タを CT画像データ格納部 312に格納する。
[0056] ステップ S303にてノレ一ト設定部 314によりモニタ 6に図 21に示すような患者情報 選択画面 322を表示し、患者情報選択画面 22にて患者情報を選択する。そして患 者情報選択画面 322のルート設定ポタン 323を入力装置 319の操作によるポインタ 324で選択することで、ステップ S304にて選択された患者の例えば 3つの異なる多 断面像力もなる MPR画像が MPR画像生成部 313にお 、て生成され、図 22に示す ようなアキシャノレ画像 325a、コロナノレ画像 325b、サジタル画像 325cからなる MPR 画像 325とルート情報を表示するルート情報画面 328とを有するルート設定画面 32 6力 Sモニタ 306に表示される。
[0057] なお、ルート設定部 314での患者情報選択画面 322による患者情報の選択は、入 力装置 319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。
[0058] 次に、ステップ S305にて、臓器抽出部 320により CT画像データ格納部 312に格 納されて ヽる CT画像データの所定臓器である気管支が抽出され、抽出した気管支 の気管支断層画像 327が生成されて、 MPR画像生成部 313に出力され、図 22のよ うに MPR画像 325上に抽出した気管支の気管支断層画像 327を重畳表示する。
[0059] なお、 MPR画像 325のアキシャル画像 325a、コロナノレ画像 325b、サジタノレ画像 2 5cの各画像は例えば白黒画像カゝらなり、重畳する気管支断層画像 327は青色画像 (図 22では斜線ノヽツチングした画像）により表示され、 MPR画像 325のアキシャル画
訂正された用紙 （規則 91) 像325 a、コロナル画像 325b、サジタル画像 325cの各画像と気管支断層画像 327と を視覚的に識別可能に表示する。
[0060] 次に、ステップ S306でルート設定画面 321上で後述するルート設定処理を行い 、気管支での気管支鏡の挿入支援のルートを設定する。
[0061] 挿入支援のルートが設定されると、ステップ3307で¥83画像生成部315にょり設 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 S308で生成 した VBS画像を VBS画像格納部 316に格納する。
[0062] 上記のステップ S301— S308の処理により、気管支鏡による観察'処置時の挿入 支援装置 5による挿入支援の準備が完了する。
[0063] ここで、図 22に示した重畳した気管支断層画像 327及び MPR画像 325の表示方 法の特徴を図 22ないし図 26を用いて説明する。
[0064] 図 22のルート設定画面 326において、ルート情報エリア 328上の透視度設定ボッ タス 330を入力装置 319を用いてポインタ 324で操作し、 MPR画像 325と重畳する 管腔臓器抽出結果画像である気管支断層画像 327のモニタ 306上でのそれぞれの 透視度を設定することが可能であって、図 22は MPR画像 325及び気管支断層画像 327の透視度を共に 0%としたときの表示例を示す。
[0065] 詳細には、透視度設定ボックス 330には、 MPR画透視度増減ボタン 330a及び管 腔臓器抽出結果画像透視度増減ボタン 330bが設けられており、 MPR画透視度増 減ボタン 330a及び管腔臓器抽出結果画像透視度増減ボタン 330bを入力装置 319 を用いてポインタ 324で操作することで MPR画像 325及び気管支断層画像 327の 透視度を増減することができるようになって 、る。
[0066] 図 23は MPR画像 325の透視度を 0%、気管支断層画像 327の透視度を 50%とし たときの表示例であり、図 24は MPR画像 325の透視度を 0%、気管支断層画像 327 の透視度を 100%としたときの表示例である。図 22ないし図 24のように、気管支断層 画像 327の透視度を可変することで、 MPR画像 325上で気管支断層画像 327の強 調表示（図 22、図 23)や、気管支断層画像 327を MPR画像 325に同化した同化表 示（図 24)を行うことができる。
[0067] 図 25は MPR画像 325の透視度を 50%、気管支断層画像 327の透視度を 0%とし たときの表示例であり、図 26は MPR画像 325の透視度を 100%、気管支断層画像 3 27の透視度を 0%としたときの表示例である。図 22、図 25及び図 26のように、 MPR 画像 325の透視度を可変することで、 MPR画像 325上での気管支断層画像 327の 強調表示 (図 22、図 25)や気管支断層画像 327のみの気管支単独表示 (図 26)を 行うことができる。
[0068] このように MPR画透視度増減ボタン 330a及び管腔臓器抽出結果画像透視度増 減ボタン 330bを操作することで MPR画像 325及び気管支断層画像 327の透視度 を任意に増減することが可能であり、 CT画像データに基づいた気管支の管腔臓器 抽出結果である気管支断層画像 327を所望の強調度で MPR画像 325上に重畳表 示することで、術者が通常の MPR画像 325を観察中に、 MPR画像 325上での気管 支の位置を確認することができる。
[0069] なお、気管支に限らず、例えば腸管、胆道等の他の管腔臓器の位置を MPR画像 3 25で確認する場合にも適用できることは 、うまでもな 、。
[0070] 次に、ルート設定部 314における上記ステップ S306のルート設定処理を図 27ない し図 37を参照して説明する。
[0071] 図 27に示すように、ステップ 321にて MPR画像上において気管支挿入支援の終 点の位置のマーカーを取得する。具体的には、図 29に示すように、例えば MPR画 像 325のアキシャル画面 325a上をポインタ 324によりクリックすると、クリックした位置 にマーカ 400が表示される。このとき、コロナル画像 325b、サジタル画像 325cの各 画像上にも対応する位置にマーカ 400が表示される。
[0072] ルート情報エリア 328上の追加ボタン 411をポインタ 324で選択すると、ルート設定 部 314は、アキシャル画面 325a、コロナル画像 325b、サジタル画像 325cで指定さ れたマーカ 400の 3次元座標を取得する。
[0073] マーカ 100は、図 30に示すように、ポインタ 324がクリックした点を示すマーク点 40 Oaと、 MPR画像 325上でマーク点 400aが視認可能なようにマーク点 400aを含む所 定領域を示す領域ライン 400bとから構成される。従って、術者は MPR画像 325上で 領域ライン 400bを視認することで容易にマーカ 400の位置を確認できる。
[0074] そして、ステップ 322にてマーカ 400が気管支内にあるかどうかを判断し、気管支内 にある場合には、ステップ 323にて通過点リストにマーク点が登録される。気管支内 にない場合には、ステップ 328にて図 37に示すような確認ウィンドウ 440が表示され る。術者は、マーク点を気管支の外に指定したときには、「はい」を選択すると、通過 点リストにマーク点が登録される。通過点リストに登録されたマーカ 400の 3次元座標 は、ルート情報エリア 328上の登録情報エリア 412 (図 29及び図 32参照）に番号が 付されて表示される。
[0075] また、図 31に示すような通過点確認ウィンドウ 405を表示してもよい。この通過点確 認ウィンドウ 405は、 3次元表示した気管支像 406上のマーカ 400を確認するための ウィンドウであって、通過点確認ウィンドウ 405により術者はマーカ 400が所定の気管 支内の位置にマークされたかどうか判断する。
[0076] そして、所望の位置まで通過点のマーカ 400を通過点リストに登録する処理を繰り 返す。
[0077] 図 32は 5点の通過点が登録された後、新たに 6点目の通過点をマーカ 400により 指定した状態を示しており、図 32の MPR画像 325上に示すように登録済みの 5点の 通過点 400aは例えば緑色の点として表示される。また、通過点確認ウィンドウ 405で は、登録済みの 5点の通過点 400aは例えば緑色の点として、 6点目の通過点 421は 例えば赤色の点として表示される。
[0078] なお、例えば、図 32の MPR画像 325上で 6点目の通過点をマーカ 400を指定した 際に、図 34に示す通過点確認ウィンドウ 405により、術者が気管支像 406で前回指 定した通過点位置に対して挿入支援に適さな 、気管支内位置に現通過点 421がマ ークされたと判断すると、図 32のルート情報エリア 328上の削除ボタン 414をポインタ 324により選択することで、マーカ 400の指定を解除することができる。なお、全削除 ボタン 415を選択すると現通過点 421を含む全ての通過点が削除される。
[0079] このようにして、図 35に示す通過点確認ウィンドウ 405のように、終点 407から挿入 支援を開始する所望の始点 425に至る間に所望の通過点を通過点リストに登録した 後、術者は通過点の補間が必要力どうかを判断する。
[0080] 経路補間ボタン 416が選択されると、図 28のステップ S326にて所定の補間処理（ 例えば通過点間を直線補間）する。 [0081] なお、この補間処理では、気管支内にある通過点間を所定間隔で複数の仮想点を 補うことで補間を行うが、仮想点の補間間隔はルート情報エリア 328上の補間間隔ボ ックス 417で任意に設定することが可能となって 、る。
[0082] そして、ステップ S327にて仮想点を含む通過点力もなるルート 430が通過点リスト に登録される。
[0083] しかし、ステップ S327にて登録された通過点は必ずしも気管支内にあるとは限らな い。そこで補間処理を実施した場合は、ステップ S327の処理後に、ステップ S329に て気管支内にない通過点を通過点リストから削除し処理を終了し、図 36に示す通過 点確認ウィンドウ 405にルート 430が表示される。
[0084] 上記のようにルート設定部 314によりルート 430が設定されると、図 20のステップ S3 07の処理に移行する。上述したように、ステップ S307で VBS画像生成部 315により 設定したルート 430の連続した VBS画像をフレーム単位で生成し、ステップ S308で 生成した VBS画像を VBS画像格納部 316に格納する。
[0085] このようにしてルート設定がなされた挿入支援装置 5及び気管支内視鏡装置 303に よる観察 ·処置時の挿入支援に用いれれる挿入支援画面について、説明を簡略ィ匕 するためルートの分岐点が 10力所の場合を例に説明する。
[0086] 挿入支援装置 305による挿入支援下での気管支内視鏡検査を開始すると、モニタ 306に図に示すような挿入支援画面 451を表示する。
[0087] この挿入支援画面 451は、気管支内視鏡装置 303からのライブ画像 452aを表示 する内視鏡ライブ画像表示エリア 452と、 VBS画像像 453aを表示する VBS画像表 示エリア 453と、ルートの全ての分岐点での VBS画像像 453aを縮小して分岐サムネ ィル VBS画像 454 (a)一 454 (j)として表示する分岐サムネイル VBS画像エリア 454 とからなり、 VBS画像表示エリア 453にはルートの最初の分岐点の VBS画像 453aが 表示され、分岐サムネイル VBS画像エリア 454には全ての分岐点での分岐サムネィ ル VBS画像 454 (a)一 454 (j)が表示される。
[0088] なお、 VBS画像 453aにはルートに進む経路穴にナビマーカ 455を重畳して表示 している。また、 VBS画像表示エリア 453に表示される VBS画像 453a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おり、術者は VBS画像表示エリア 453に表示される VBS画像 力 Sどの分岐の画像かを容易に認識できるようになって!/、る。最初の段階では分岐サ ムネイル VBS画像 454 (a)の枠が太枠ある!/、はカラー表示される。
[0089] (実施例 3)
図 39に示すように、本実施例 3の気管支挿入支援システム 501は、気管支内視鏡 装置 503と、挿入支援装置 505とから構成される。
[0090] 挿入支援装置 505は CT画像データに基づき気管支内部の仮想の内視像 (以下、 VBS画像と記す)を生成すると共に気管支内視鏡装置 503により得られる内視鏡画 像 (以下、ライブ画像と記す）と VBS画像を合成してモニタ 506に表示し気管支内視 鏡装置 503の気管支へ挿入支援を行う。
[0091] また、気管支内視鏡装置 503は、図示はしないが、撮像手段を有する気管支鏡と、 気管支鏡に照明光を供給する光源と、気管支鏡からの撮像信号を信号処理するカメ ラコントロールユニット等力 構成され、気管支鏡を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目的組織を生検すると共に、ライブ画像と VBS画像を合 成してモニタ 507に表示する。
[0092] モニタ 507はタツチパネルからなる入力部 508が設けられ、挿入手技を行いながら 容易にタツチパネル力もなる入力部 508を操作することが可能となって 、る。
[0093] 挿入支援装置 505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 (Magnetic Optical disk)装置や DV D (Digital Versatile Disk)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 151と、 CT画像データ取り込み部 511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 512と、 CT画像データ格納部 512に格 納されている CT画像データの所定臓器である気管支の 3次元情報であるセグメンテ ーシヨンを抽出する臓器抽出部 520と、 CT画像データ格納部 512に格納されている CT画像データに基づき MPR画像 (多断面再構築画像)を生成すると共に臓器抽出 部 520が抽出した気管支の気管支断層画像を MPR画像に重畳表示する MPR画像 生成部 513と、 MPR画像生成部 513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内視鏡装置 3の気管支への支援ルート（以下、単にルート と記す)を設定するルート設定部 514と、 CT画像データ格納部 512に格納されてい る CT画像データに基づきルート設定部 514によって設定されたルートの連続した V BS画像をフレーム単位で生成する VBS画像生成部 515と、 VBS画像生成部 515が 生成した VBS画像を格納する VBS画像格納部 516と、気管支内視鏡装置 3からの 撮像信号及び入力部 508からの入力信号を入力し、ライブ画像、 VBS画像及び複 数のサムネイル VBS画像からなる後述する挿入支援画面を生成する画像処理部 51 7と、ルート設定部 514が生成したルート設定画面及び画像処理部 517が生成した 挿入支援画面をモニタ 506に表示させる画像表示制御部 518と、ルート設定部 514 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カゝらなる入力装 置 519とから構成される。
[0094] 気管支内視鏡装置 503は、挿入支援装置 5の画像処理部 517から VBS画像及び サムネイル VBS画像を受け取りライブ画像と合成してモニタ 507に表示すると共に、 モニタ 7のタツチセンサ力もなる入力部 508からの入力情報を挿入支援装置 5の画像 処理部 517に出力するようになって 、る。
[0095] なお、 CT画像データ格納部 512及び VBS画像格納部 516は、 1つのハードデイス クによって構成してもよぐまた、 MPR画像生成部513、ルート設定部 514、 VBS画 像生成部 515及び画像処理部 517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 511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力 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 511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ょ 、。
[0096] このように構成された本実施例の作用につ 、て説明する。
[0097] 図 40に示すように、気管支内視鏡装置 503による観察 *処置に先立ち、挿入支援 装置 5は、ステップ S501にて CT画像データ取り込み部 511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 S502にて取り込んだ CT画像データ を CT画像データ格納部 512に格納する。
[0098] ステップ S503にてルート設定部 14によりモニタ 506に図 41に示すような患者情報 選択画面 522を表示し、患者情報選択画面 522にて患者情報を選択する。そして患 者情報選択画面 522のルート設定ボタン 523を入力装置 519の操作によるポインタ 524で選択することで、ステップ S504にて選択された患者の例えば 3つの異なる多 断面像カゝらなる MPR画像が MPR画像生成部 513にお ヽて生成され、図 42に示す ようなアキシャル画像 525a、コロナル画像 525b、サジタル画像 525cからなる MPR 画像 525とルート情報を表示するルート情報画面 528とを有するルート設定画面 52 6がモニタ 506に表示される。
[0099] なお、ルート設定部 514での患者情報選択画面 522による患者情報の選択は、入 力装置 519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。
[0100] 次に、ステップ S505にて、臓器抽出部 520により CT画像データ格納部 512に格 納されている CT画像データの所定臓器である気管支が抽出され、抽出した気管支 の気管支断層画像 527が生成されて、 MPR画像生成部 513に出力され、図 42のよ うに MPR画像 525上に抽出した気管支の気管支断層画像 527を重畳表示する。
[0101] なお、 MPR画像 525のアキシャル画像 523a、コロナル画像 525b、サジタル画像 5 25cの各画像は例えば白黒画像からなり、重畳する気管支断層画像 527は青色画 像（図 42では斜線ハッチングした画像）により表示され、 MPR画像 525のアキシャル 画像 525a、コロナル画像 525b、サジタル画像 525cの各画像と気管支断層画像 52 7とを視覚的に識別可能に表示する。
[0102] 次に、ステップ S506でルート設定画面 521上で後述するルート設定処理を行い 、気管支での気管支鏡の挿入支援のルートを設定する。
[0103] 挿入支援のルートが設定されると、ステップ3507で¥83画像生成部515にょり設 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 S508で生成 した VBS画像を VBS画像格納部 516に格納する。
[0104] 上記のステップ S501— S508の処理により、気管支鏡による観察'処置時の挿入 支援装置 5による挿入支援の準備が完了する。
[0105] ここで、図 42に示した重畳した気管支画像 527及び MPR画像 525の表示方法の 特徴を図 42な 、し図 46を用いて説明する。
[0106] 図 42のルート設定画面 526において、ルート情報エリア 528上の透視度設定ボッ タス 530を入力装置 519を用いてポインタ 524で操作し、 MPR画像 525と重畳する 管腔臓器抽出結果画像である気管支断層画像 527のモニタ 506上でのそれぞれの 透視度を設定することが可能であって、図 42は MPR画像 525及び気管支断層画像 527の透視度を共に 0%としたときの表示例を示す。
[0107] 詳細には、透視度設定ボックス 530には、 MPR画透視度増減ボタン 530a及び管 腔臓器抽出結果画像透視度増減ボタン 530bが設けられており、 MPR画透視度増 減ボタン 530a及び管腔臓器抽出結果画像透視度増減ボタン 530bを入力装置 519 を用いてポインタ 524で操作することで MPR画像 525及び気管支断層画像 527の 透視度を増減することができるようになって 、る。
[0108] 図 43は MPR画像 525の透視度を 0%、気管支断層画像 527の透視度を 50%とし たときの表示例であり、図 44は MPR画像 525の透視度を 0%、気管支断層画像 527 の透視度を 100%としたときの表示例である。図 42ないし図 44のように、気管支断層 画像 527の透視度を可変することで、 MPR画像 525上で気管支断層画像 527を強 調したり同化したりすることができる。
[0109] 図 45は MPR画像 525の透視度を 50%、気管支断層画像 527の透視度を 0%とし たときの表示例であり、図 46は MPR画像 525の透視度を 100%、気管支断層画像 5 27の透視度を 0%としたときの表示例である。図 42、図 45及び図 46のように、 MPR 画像 525の透視度を可変することで、気管支断層画像 527のみの表示を行うことが できる。
[0110] このように MPR画透視度増減ボタン 530a及び管腔臓器抽出結果画像透視度増 減ボタン 530bを操作することで MPR画像 525及び気管支断層画像 527の透視度 を任意に増減することが可能であり、 CT画像データに基づいた気管支の管腔臓器 抽出結果である気管支断層画像 527を所望の強調度で MPR画像 525上に重畳表 示することで、術者が通常の MPR画像 525を観察中に、 MPR画像 525上での気管 支の位置を確認することができる。
[0111] 次に、ルート設定部 514における上記ステップ S506のルート設定処理を図 47ない し図 57を参照して説明する。
[0112] 図 47に示すように、ステップ S521にて MPR画像上において気管支挿入支援の終 点の位置のマーカーを取得する。具体的には、図 49に示すように、例えば MPR画 像 525のアキシャル画面 525a上をポインタ 524によりクリックすると、クリックした位置 にマーカ 600が表示される。このとき、コロナル画像 525b、サジタル画像 525cの各 画像上にも対応する位置にマーカ 600が表示される。
[0113] ルート情報エリア 528上の追加ボタン 611をポインタ 524で選択すると、ルート設定 部 514は、アキシャル画面 525a、コロナル画像 525b、サジタル画像 525cで指定さ れたマーカ 600の 3次元座標を取得する。
[0114] マーカ 600は、図 50に示すように、ポインタ 524がクリックした点を示すマーク点 60 Oaと、 MPR画像 525上でマーク点 600aが視認可能なようにマーク点 600aを含む所 定領域を示す領域ライン 600bとから構成される。従って、術者は MPR画像 525上で 領域ライン 600bを視認することで容易にマーカ 600の位置を確認できる。
[0115] そして、ステップ S522にてマーカ 100が気管支内にあるかどうかを判断し、気管支 内にある場合には、ステップ S523にて通過点リストにマーク点が登録される。気管支 内にない場合には、ステップ S528にて図 57に示すような確認ウィンドウ 640が表示 される。術者は、マーク点を気管支の外に指定したときには、「はい」を選択すると、通 過点リストにマーク点が登録される。通過点リストに登録されたマーカ 600の 3次元座 標は、ルート情報エリア 528上の登録情報エリア 612 (図 49及び図 52参照）に番号 が付されて表示される。
[0116] また、図 51に示すような通過点確認ウィンドウ 605を表示してもよい。この通過点確 認ウィンドウ 605は、 3次元表示した気管支像 606上のマーカ 600を確認するための ウィンドウであって、通過点確認ウィンドウ 605により術者はマーカ 600が所定の気管 支内の位置にマークされたかどうか判断する。
[0117] そして、所望の位置まで通過点のマーカ 600を通過点リストに登録する処理を繰り 返す。
[0118] 図 52は 5点の通過点が登録された後、新たに 6点目の通過点をマーカ 600により 指定した状態を示しており、図 52の MPR画像 525上に示すように登録済みの 5点の 通過点 600aは例えば緑色の点として表示される。また、通過点確認ウィンドウ 605で は、登録済みの 5点の通過点 600aは例えば緑色の点として、 6点目の通過点 621は 例えば赤色の点として表示される。
[0119] なお、例えば、図 52の MPR画像 525上で 6点目の通過点をマーカ 600を指定した 際に、図 54に示す通過点確認ウィンドウ 605により、術者が気管支像 606で前回指 定した通過点位置に対して挿入支援に適さな 、気管支内位置に現通過点 621がマ ークされたと判断すると、図 52のルート情報エリア 528上の削除ボタン 614をポインタ 524により選択することで、マーカ 600の指定を解除することができる。なお、全削除 ボタン 615を選択すると現通過点 621を含む全ての通過点が削除される。
[0120] このようにして、図 55に示す通過点確認ウィンドウ 605のように、終点 607から挿入 支援を開始する所望の始点 625に至る間に所望の通過点を通過点リストに登録した 後、術者は通過点の補間が必要力どうかを判断する。
[0121] 経路補間ボタン 616が選択されると、図 48のステップ S526にて所定の補間処理（ 例えば通過点間を直線補間）する。
[0122] なお、この補間処理では、気管支内にある通過点間を所定間隔で複数の仮想点を 補うことで補間を行うが、仮想点の補間間隔はルート情報エリア 528上の補間間隔ボ ックス 617で任意に設定することが可能となっている。
[0123] そして、ステップ S527にて仮想点を含む通過点力もなるルート 630が通過点リスト に登録される。
[0124] しかし、ステップ S527にて登録された通過点は必ずしも気管支内にあるとは限らな い。そこで補間処理を実施した場合は、ステップ S527の処理後に、ステップ S529に て気管支内にない通過点を通過点リストから削除し処理を終了し、図 56に示す通過 点確認ウィンドウ 605にルート 630が表示される。
[0125] 上記のようにルート設定部 514によりルート 630が設定されると、図 40のステップ S5 07の処理に移行する。上述したように、ステップ S507で VBS画像生成部 515により 設定したルート 630の連続した VBS画像をフレーム単位で生成し、ステップ S508で 生成した VBS画像を VBS画像格納部 516に格納する。
[0126] このようにしてルート設定がなされた挿入支援装置 505及び気管支内視鏡装置 50 3による観察 ·処置時の挿入支援に用いれれる挿入支援画面について、説明を簡略 化するためルートの分岐点が 10力所の場合を例に説明する。 [0127] 挿入支援装置 505による挿入支援下での気管支内視鏡検査を開始すると、モニタ 506に図に示すような挿入支援画面 651を表示する。
[0128] この挿入支援画面 651は、気管支内視鏡装置 503からのライブ画像 652aを表示 する内視鏡ライブ画像表示エリア 652と、 VBS画像像 653aを表示する VBS画像表 示エリア 653と、ルートの全ての分岐点での VBS画像像 653aを縮小して分岐サムネ ィル VBS画像 654 (a)一 654 (j)として表示する分岐サムネイル VBS画像エリア 654 とからなり、 VBS画像表示エリア 653にはルートの最初の分岐点の VBS画像 153aが 表示され、分岐サムネイル VBS画像エリア 654には全ての分岐点での分岐サムネィ ル VBS画像 654 (a)一 654 (j)が表示される。
[0129] なお、 VBS画像 653aにはルートに進む経路穴にナビマーカ 655を重畳して表示 している。また、 VBS画像表示エリア 653に表示される VBS画像 653a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おり、術者は VBS画像表示エリア 653に表示される VBS画像 力 Sどの分岐の画像かを容易に認識できるようになって!/、る。最初の段階では分岐サ ムネイル VBS画像 654 (a)の枠が太枠ある!/、はカラー表示される。
[0130] このように本実施例では、気管支内の終点力 始点に至る間に所望間隔の通過点 を指定し、指定した終点一通過点間、通過点間、通過点ー始点間を補間処理してル ートを設定するので、気管支内の管路に沿った、始点から終点（目的点）に至るまで の内視鏡挿入に最適なルート (挿入支援経路)を算出することができる。
[0131] 本発明は、上述した実施例に限定されるものではなぐ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。

Claims

請求の範囲
[1] 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仮想画像を 生成する仮想画像生成手段と、
内視鏡の前記被検体内の体腔路への挿入ルートの始点を設定するルート始点設 定手段と、
前記被検体内の関心部位の領域を設定する関心領域設定手段と、
前記関心部位の領域に基づき、前記内視鏡の前記被検体内の体腔路への挿入ル ートの終点を抽出するルート終点抽出手段と
を備えたことを特徴とする挿入支援システム。
[2] 前記ルート終点抽出手段は、
前記関心部位の領域の重心を算出する重心算出手段と、
前記重心の近傍に位置する前記体腔路の位置を抽出する位置抽出手段と を有することを特徴とする請求項 1に記載の挿入支援システム。
[3] 前記位置抽出手段は、前記重心の近傍に位置する前記体腔路の位置を複数抽出 する
ことを特徴とする請求項 2に記載の挿入支援システム。
[4] 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仮想画像を 生成する仮想画像生成ステップと、
内視鏡の前記被検体内の体腔路への挿入ルートの始点を設定するルート始点設 定手段と、
前記被検体内の関心部位の領域を設定する関心領域設定ステップと、 前記関心部位の領域に基づき、前記内視鏡の前記被検体内の体腔路への挿入ル ートの終点を抽出するルート終点抽出ステップと
を備えたことを特徴とする挿入支援方法。
[5] 被検体の 3次元領域の画像データに基づき、前記被検体内の多断面再構築画像 を生成する多断面再構築画像生成手段と、
前記被検体の前記 3次元領域の画像データに基づき、所定の管腔臓器の前記 3次 元領域の形状に関する情報を抽出する管腔臓器情報抽出手段と、 前記多断面再構築画像上に前記管腔臓器抽出結果を反映させた管腔臓器抽出 結果画像を重畳する管腔臓器抽出結果画像重畳手段と
を備えたことを特徴とする多断面再構築画像生成装置。
[6] 前記多断面再構築画像上に重畳した前記管腔臓器抽出結果画像の透視度を可 変する管腔臓器抽出結果透視度可変手段
を備えたことを特徴とする請求項 5に記載の多断面再構築画像生成装置。
[7] 前記管腔臓器抽出結果画像を重畳した前記多断面再構築画像の透視度を可変 する多断面再構築画像透視度可変手段
を備えたことを特徴とする請求項 5または 6に記載の多断面再構築画像生成装置。
[8] 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多断面再構築画像を 生成する多断面再構築画像生成手段と、
前記多断面再構築画像上において前記被検体内の管腔臓器の体腔路の先端側 の前記体腔路内の所望の終点の前記 3次元領域の座標を指定する終点座標指定 手段と、
前記終点より前記体腔路の所定距離離れた前記体腔路内の所望の通過点の前記 3次元領域の座標を指定する通過点座標指定手段と、
前記通過点が前記体腔路内の体腔路の基端側の所望の始点であるかを判断し、 前記第 1の通過点が前記開始点でな 、場合、前記通過点座標指定手段を制御して 前記通過点より前記体腔路の所定距離離れた前記体腔路内の所望の新たな通過 点の前記 3次元領域の座標を指定する座標指定制御手段と
を備えたことを特徴とする挿入支援システム。
[9] 前記被検体の前記 3次元領域の画像データに基づき前記管腔臓器の前記 3次元 領域の形状データであるセグメンテーションを抽出する管腔臓器抽出手段と、 前記終点座標指定手段が指定した前記終点の前記 3次元領域の座標あるいは前 記通過点座標指定手段が指定した前記通過点の前記 3次元領域の座標が、前記管 腔臓器抽出手段が抽出した前記セグメンテーションが占める前記 3次元領域内にあ るかどうかを識別する座標位置識別手段と
を備えたことを特徴とする請求項 8に記載の挿入支援システム。
[10] 前記管腔臓器抽出手段が抽出した前記セグメンテーションに基づき前記管腔臓器 の 3次元画像を生成する管腔臓器画像生成手段と、
前記管腔臓器画像生成手段が生成した前記管腔臓器の 3次元画像上での前記終 点及び前記通過点をプロットするプロット手段と
を備えたことを特徴とする請求項 9に記載の挿入支援システム。
[11] 前記終点と前記通過点の間、前記通過点間及び前記通過点と前記始点の間を補 間処理する補間処理手段と、
前記補間処理手段の処理結果を前記始点から前記終点に至る経路として設定す る経路設定手段と
を備えたことを特徴とする請求項 8、 9または 10のいずれか 1つに記載の挿入支援 システム。
[12] 前記終点座標指定手段が指定した前記終点あるいは前記通過点座標指定手段が 指定した前記通過点を示すマーカを前記多断面再構築画像に重畳する
ことを特徴とする請求項 8、 9、 10または 11のいずれか 1つに記載の挿入支援シス テム。
[13] 前記マーカは前記終点あるいは前記通過点の位置を指定する位置マーク部と、前 記終点あるいは前記通過点の位置を含む所定領域を示す領域マーク部とからなる ことを特徴とする請求項 12に記載の挿入支援システム。
[14] 前記多断面再構築画像生成手段を制御して、前記多断面再構築画像上に前記セ グメンテーシヨンを反映させたセグメンテーション画像を重畳する
ことを特徴とする請求項 9に記載の挿入支援システム。
[15] 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多断面再構築画像を 生成する多断面再構築画像生成工程と、
前記多断面再構築画像上において前記被検体内の管腔臓器の体腔路の先端側 の前記体腔路内の所望の終点の前記 3次元領域の座標を指定する終点座標指定 工程と、
前記終点より前記体腔路の所定距離離れた前記体腔路内の所望の通過点の前記 3次元領域の座標を指定する通過点座標指定工程と、 前記通過点が前記体腔路内の体腔路の基端側の所望の始点であるかを判断し、 前記第 1の通過点が前記開始点でな 、場合、前記通過点座標指定工程を制御して 前記通過点より前記体腔路の所定距離離れた前記体腔路内の所望の新たな通過 点の前記 3次元領域の座標を指定する座標指定制御工程と
を備えたことを特徴とする挿入支援ルート設定方法。
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