WO2006114935A1

WO2006114935A1 - 内視鏡形状検出装置

Info

Publication number: WO2006114935A1
Application number: PCT/JP2006/303881
Authority: WO
Inventors: Yoshitaka Miyoshi; Fumiyuki Onoda; Hiroshi Niwa; Tomohiko Oda; Minoru Sato; Chieko Aizawa; Kensuke Miyake
Original assignee: Olympus Medical Systems Corp.
Priority date: 2005-04-18
Filing date: 2006-03-01
Publication date: 2006-11-02
Also published as: JP2006296576A; EP1872705A1; CN101683266A; EP1872705A4; US20090030306A1; CN101683266B; JP4914574B2; CN101155540A; EP1872705B1; US9125560B2

Abstract

　検出装置は、液晶モニタにおけるスコープモデルの表示をオン／オフする切替スイッチと、ソースコイルの各位置を算出する位置算出部と、位置算出部が算出したソースコイルの各位置に基づき、電子内視鏡のスコープモデルを生成するスコープモデル生成部と、表示休止時画像格納部に格納されている表示休止時画像とスコープモデル生成部からのスコープモデル画像を選択的に液晶モニタに出力するセレクタと、これら各部を制御する制御部とを備えて構成される。これにより検出装置は、必要に応じたタイミングで内視鏡の挿入形状を表示する。

Description

明細書

内視鏡形状検出装置

技術分野

[0001] 本発明は磁界発生素子と磁界検出素子とを用いて内視鏡の挿入形状等を検出して表示装置に表示する内視鏡形状検出装置に関する。

背景技術

[0002] 近年、内視鏡を用いた診断おいては、磁界発生素子と磁界検出素子とを用いて体内等に挿入された内視鏡の形状等を検出し、表示装置により表示を行う内視鏡形状検出装置が用いられるようになった。

[0003] 例えば、日本国特開 2003— 245243号公報等には、磁界を用いて内視鏡の挿入状態の形状を検出し、検出した内視鏡形状を表示する装置が開示されている。この装置では、体内に挿入される内視鏡の挿入部内に所定の間隔で配置した複数の磁界発生素子を駆動してその周囲に磁界を発生させる。そして、この装置は、体外に配置した磁界検出素子により各磁界発生素子の 3次元位置を検出する。この装置は、前記のように検出した 3次元位置に基づき、各磁界発生素子を連続的に結ぶ曲線を生成して、モデルィ匕した挿入部の 3次元的な画像を表示装置に表示するようになつている。

[0004] 術者等は、前記表示装置に表示された画像を観察することにより、体内に挿入された挿入部の先端部の位置や挿入形状等を把握でき、目的とする部位までの挿入作業等を円滑に行えるようにしている。

[0005] し力しながら、従来の内視鏡形状検出装置においては、表示装置に内視鏡の挿入形状の表示を常時行っている。そのため、例えば内視鏡画像による検査中においては、挿入形状画像を見る必要がないときにも視野内に挿入形状画像が入り込んでくることがある。

[0006] 本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、必要に応じたタイミングで内視鏡の挿入形状を表示することのできる内視鏡形状検出装置を提供することを目的としている。発明の開示

課題を解決するための手段

[0007] 本発明の一態様による内視鏡形状検出装置は、被検体に挿入される内視鏡の挿入部の内部に複数の磁界発生素子及び複数の磁界検出素子の一方の素子を配置し、被検体の外部に他方の素子を配置して、前記挿入部の内部に配置された一方の素子の各位置を前記他方の素子の位置を基準に用いて検出する素子検出部と、前記素子検出部を制御すると共に、前記素子検出部の検出結果に基づき、内視鏡挿入部の形状を推定する形状推定部と、前記形状推定部が推定した前記内視鏡挿入部の形状のモデル画像を生成するモデル画像生成部と、前記モデル画像の表示部への表示を制御する画像表示制御部と、を備えて構成される。

図面の簡単な説明

[0008] [図 1]本発明の実施例 1に係る内視鏡システムの構成を示す構成図である。

[図 2]図 1のコイルユニットに内蔵されたコイルの配置例を示す図である。

[図 3]図 1の内視鏡装置及び内視鏡形状検出装置の配置例を示す第 1の図である。

[図 4]図 1の内視鏡装置及び内視鏡形状検出装置の配置例を示す第 2の図である。

[図 5]図 1のビデオプロセッサ及び検出装置の構成を示すブロック図である。

[図 6]図 5の検出装置の作用を説明するフローチャートである。

[図 7]図 6の処理を説明する第 1の図である。

[図 8]図 6の処理を説明する第 2の図である。

[図 9]図 6の処理を説明する第 3の図である。

[図 10]図 6の処理を説明する第 4の図である。

[図 11]図 6の処理を説明する第 5の図である。

[図 12]図 5のビデオプロセッサ及び検出装置の変形例の構成を示すブロック図である

[図 13]本発明の実施例 2に係る内視鏡システムの構成を示す構成図である。

[図 14]図 13のビデオプロセッサ及び検出装置の構成を示すブロック図である。

[図 15]図 14の検出装置の作用を説明する第 1の図である。

[図 16]図 14の検出装置の作用を説明する第 2の図である。 [図 17]図 14のビデオプロセッサ及び検出装置の第 1の変形例の構成を示すブロック図である。

[図 18]図 14のビデオプロセッサ及び検出装置の第 2の変形例の構成を示すブロック図である。

[図 19]図 18の検出装置の作用を説明する第 1の図である。

[図 20]図 18の検出装置の作用を説明する第 2の図である。

[図 21]本発明の実施例 3に係るビデオプロセッサ及び検出装置の構成を示すブロック図である。

[図 22]図 21の検出装置の処理を説明するフローチャートである。

[図 23]図 22の処理の変形例を示すフローチャートである。。

[図 24]図 21のビデオプロセッサ及び検出装置の変形例の構成を示すブロック図である。

[図 25]本発明の実施例 4に係るビデオプロセッサ及び検出装置の構成を示すブロック図である。

[図 26]図 25の検出装置の処理を説明するフローチャートである。

[図 27]図 25のビデオプロセッサ及び検出装置の変形例の構成を示すブロック図である。

発明を実施するための最良の形態

[0009] 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。

[0010] (実施例 1)

図 1ないし図 12は本発明の実施例 1を示している。

[0011] 図 1に示すように、本実施例における内視鏡システム 1は、内視鏡検査を行う内視鏡装置 2と、内視鏡検査の補助に用いられる内視鏡形状検出装置 3とを備えている。そして、この内視鏡形状検出装置 3は、術者が電子内視鏡 6による内視鏡検査を行う際の挿入補助装置として使用される。すなわち、術者は、内視鏡形状検出装置 3による挿入補助を受けつつ、ベッド 4に横たわる患者 5の体腔内への電子内視鏡 6の挿入部 7の挿入を実施するようになって、る。

[0012] 電子内視鏡 6は、可撓性を有して先端部側に湾曲部を設けた細長の挿入部 7と、この挿入部 7の後端に前記湾曲部を湾曲操作するための湾曲操作部を設けた操作部 8を備えている。この操作部 8は、その側部力もユニバーサルコード 9を延出してビデォプロセッサ 10に接続されるようになっている。このビデオプロセッサ 10は、その前面にパネルスィッチ 10aが設けられている。前記ビデオプロセッサ 10はキーボード 10 bが接続できるようになって、る。

[0013] 前記電子内視鏡 6は、内部にライトガイドを挿通し配置している。この電子内視鏡 6 は、前記ライトガイドを介してビデオプロセッサ 10内の光源部力ゝらの照明光を挿入部 7の先端側に伝送するようになっている。前記電子内視鏡 6は、挿入部 7の先端に設けた照明窓からライトガイドを介して伝送された照明光を出射して被写体 (対象物)を照明する。被写体 (対象物)からの反射光は、挿入部 7の先端部に設けた観察窓の後方側に配置した対物レンズにより被写体像を結像するようになって、る。この対物レンズの結像位置には、撮像素子 (CCD)が配置されており、被写体像を光電変換するようになつている。なお、前記観察窓は、照明窓に隣接して設けられている。

[0014] 撮像素子 (CCD)により光電変換された信号は、ビデオプロセッサ 10内の映像信号処理部により信号処理される。そして、このビデオプロセッサ 10内の映像信号処理部は、標準的な映像信号を生成し、ビデオプロセッサ 10に接続される画像観察用モユタ 11に被写体 (対象物）の画像を表示するようになって!/、る。

[0015] 前記電子内視鏡 6は、鉗子チャンネル 12を有し、チャンネル挿入口 12aよりプロ一ブ 15を揷通することができるようになつている。このプローブ 15は挿入軸に沿って例えば 16個の磁界発生素子（またはソースコイル） 14a、 14b、 · ··、 14p (以下、符号 14 iで代表する）を有する。したがって、前記電子内視鏡 6は、プローブ 15が鉗子チャンネル 12内に揷通されることにより、挿入部 7内にソースコイル 14iが設置されることとなる。

[0016] 前記プローブ 15は、その後端力も駆動信号伝達部としてのソースケーブル 16を延出している。このソースケーブル 16は、その後端にコネクタ 16aを有し、このコネクタ 1 6aが内視鏡形状検出装置 3の装置本体としての検出装置 (装置本体とも記す) 21に着脱自在に接続されるようになっている。そして、前記検出装置 21は、ソースケープル 16を介して磁界発生部となるソースコイル 14iに駆動信号を印加することにより、ソースコイル 14iが磁界を発生させる。

[0017] また、前記検出装置 21は、患者 5が横たわるベッド 4の付近に配置される。この検出装置 21には、（センス）コイルユニット 23がベッド 4に対して鉛直軸上の上下方向に移動（昇降）自在に設けられている。このコイルユニット 23内には複数の磁界検出素子（センスコイル）が配置されて、る。

[0018] より具体的に説明すると、コイルユニット 23は、図 2に示すように例えば中心の Z座標が第 1の Z座標である例えば (コイル面の法線ベクトル力 X軸に向いたセンスコィノレ 22a— 1、 22a— 2、 22a— 3、 22a— 4と、中' 、の Z座標力 ^第 1の Z座標と異なる第 2 の Z座標である（コイル面の法線ベクトルカ Y軸に向いたセンスコイル 22b— 1、 22b 2、 22b— 3、 22b— 4と、中心の Z座標が第 1及び第 2の Z座標と異なる第 3の Z座標である（コイル面の法線ベクトル力 Z軸に向いたセンスコイル 22c— 1、 22c— 2、 2 2c— 3、 22c— 4の 12個のセンスコイル（以下、符号 22jで代表する）を配置して構成されている。

[0019] 前記センスコイル 22jは、コイルユニット 23からの図示しないケーブルを介して検出装置 21に接続される。この検出装置 21には、使用者が装置を操作するための操作パネル 24が設けられている。また、この検出装置 21には、検出した内視鏡挿入部の形状 (以下、スコープモデルと記す)を表示する表示部として液晶モニタ 25がその上部に配置されている。

[0020] また、本実施例では、図 1に示すように、検出装置 21に、体内に挿入された挿入部 7の位置を確認したりするための、体外マーカ 57及び基準プレート 58を接続して使用することちでさる。

[0021] 前記基準プレート 58は、患者 5の腹部などに取り付ける等して、検出装置 21に接続される。この基準プレート 58は、患者 5の体位が変化しても（患者 5の）特定の方向力も常にスコープモデルを表示させるため等で使用することができる。

[0022] 具体的には、前記体外マーカ 57は、内部に 1つのソースコイルが収納されており、この体外マーカ 57に設けたケーブル 59の基端のコネクタ 59aが検出装置 21に着脱自在に接続される。

[0023] そして、前記体外マーカ 57は、コネクタ 59aを検出装置 21に接続することにより、検出装置 21がプローブ 15内のソースコイル 14iの場合と同様に体外マーカ 57のソースコイルを駆動する。そして、検出装置 21は、コイルユニット 23にて検出された体外マ一力 57のソースコイルの位置もスコープモデルと同様に液晶モニタ 25に表示する。

[0024] また、前記基準プレート 58は、そのディスク形状部分の内部に例えば 3個のソースコイルが配置されて、る。これら 3個のソースコイルにはケーブル 60が接続されており、このケーブル 60の基端にはコネクタ 60aが設けられている。そして、このコネクタ 60 aは、検出装置 21に着脱自在に接続される。そして、検出装置 21は、コイルユニット 23にて基準プレート 58の 3個のソースコイルの位置を検出することが可能になっている。

[0025] 前記検出装置 21は、基準プレート 58の例えば 3個のソースコイルの位置を検出することにより、 3個のソースコイルが配置されている基準プレート 58の面を決定する。そして、この検出装置 21は、決定した基準プレート 58の面を使用し、その基準プレート 58の面に垂直な方向力も挿入部 7を見た場合に観察されるようにスコープモデルの描画を行う。

[0026] 前記検出装置 21とビデオプロセッサ 10は、信号ケーブル 41により接続されており、この信号ケーブル 41を介して検出装置 21とビデオプロセッサ 10間にて種々のデータが送受可能となって、る。

[0027] 図 3及び図 4は、内視鏡装置 2と内視鏡形状検出装置 3の患者 5及び術者 50に対する配置例とを示している。これらの図に示すように、内視鏡装置 2と内視鏡形状検出装置 3とは、患者 5を挟んだ状態に配置され、内視鏡装置 2のモニタ 11及び内視鏡形状検出装置 3の液晶モニタ 25の表示画面が術者 50に向けられるようになつている。

[0028] 術者 50は、このように（上述及び図 3、図 4のように）配置された液晶モニタ 25及びモニタ 11にて、主として挿入手技時においては液晶モニタ 25により挿入時の内視鏡形状画像 (スコープモデル)を観察し、主として患部観察及び処置時にお、てはモ- タ 11により内視鏡画像を観察することが可能である。

[0029] 図 5に示すように、前記検出装置 21は、送信部 111と、受信部 112と、素子検出部としての位置算出部 113と、モデル画像生成部としてのスコープモデル生成部 114と、表示休止時画像格納部 115と、セレクタ 116と、これら各部を制御する形状推定部としての制御部 117とを備えて構成される。

[0030] 前記送信部 111は、プローブ 15に配置されている、例えば 16個のソースコイル 14i を駆動するためのものである。前記受信部 112は、（センス）コイルユニット 23内のセンスコイル 2¾力もの検出信号を受信するためのものである。

[0031] 前記位置算出部 113は、前記受信部 112が受信したセンスコイル 2¾からの検出信号に基づき、ソースコイル 14iの各位置を算出する。前記スコープモデル生成部 1 14は、前記位置算出部 113が算出したソースコイル 14iの各位置に基づき、電子内視鏡 6のスコープモデルを生成する。

[0032] 前記セレクタ 116は、前記表示休止時画像格納部 115に格納されている表示休止時画像と前記スコープモデル生成部 114からのスコープモデル画像を選択的に液晶モニタ 25に出力する。

[0033] 前記制御部 117は、検出装置 21の操作パネル 24及び切替スィッチ 40を所定のタイミングで読み込むことで、これらからの指示 Z設定を受け付ける。なお、セレクタ 11 6は、切替スィッチ 40を操作することで、制御部 117により制御される。

[0034] また、表示休止時画像格納部 115に格納されている表示休止時画像は、例えば一面、黒あるいはグレーの画像である。

[0035] 例えば挿入手技に熟練してヽる術者は、挿入手技時にぉ、ても内視鏡画像を観察しながら挿入を継続する場合がある。しかし、このような内視鏡画像を観察しながらの挿入手技時や挿入手技後の内視鏡観察時においては、液晶モニタ 25にスコープモデルを表示して、ると、挿入形状画像を見る必要がな、ときにもモニタ 11の内視鏡画像の術者の観察視野内に液晶モニタ 25のスコープモデルが入り込んでくることがある。ここで、スコープモデル生成部 114でのスコープモデルの生成を単に停止し、スコープモデル生成部 114からのスコープモデルの画像のな!、画像信号をセレクタ 116から液晶モニタ 25に出力すると、液晶モニタ 25上の表示画像が乱れたりノィズが表示されたりすることがある。

[0036] そこで、本実施例では、液晶モニタ 25でのスコープモデル生成部 114の画像の表示を停止する際に、液晶モニタ 25上の表示画像が乱れたりノイズが表示されたりしないようにするため補完的に表示休止画像出力部 115を設けている。すなわち、挿入形状画像を見る必要がないときは、上述したように、制御部 117は、セレクタ 116を制御して、表示休止時画像格納部 115に格納されて、る表示休止時画像を液晶モ- タ 25上に表示する。

[0037] なお、表示休止画像出力部 115を設ける代りに、セレクタ 116をスィッチとして用い、制御部 117がセレクタ 116を制御して、セレクタ 116がスコープモデル生成部 114 力のスコープモデルの出力信号をモニタ 11に対してオン Zオフするようにしても良い。

[0038] そこで、本実施例では、前記検出装置 21は、液晶モニタ 25におけるスコープモデルの表示のオン Zオフを制御する（例えば、スコープモデル生成部 114からの画像を表示するか、ある、は表示休止時画像格納部 115に格納されて、る表示休止時画像を表示するかを制御する）画像表示制御部としての切替スィッチ 40 (図 1及び図 4参照）を有している。

[0039] 図 5に示すように、前記ビデオプロセッサ 10は、 CCDドライバ 101と、前処理部 102 と、画像処理部 103と、制御部 104とを備えて構成される。 CCDドライバ 101は、電子内視鏡 6の先端内に設けられている撮像部 100の撮像素子、例えば CCDを駆動するためのものである。前処理部 102は、撮像部 100からの撮像信号に対して相関 2 重サンプリング等の処理を行う。画像処理部 103は、前処理部 102からの信号に対して例えば RGBマトリックス処理、輪郭強調処理、色補正処理等の画像処理を行う。制御部 104は、ビデオプロセッサ 10の各部を制御する。

[0040] 前記制御部 104は、電子内視鏡 6の操作部 8 (図 1参照）に設けられているスコープスィッチ 8a、ビデオプロセッサ 10のパネルスィッチ 10a、キーボード 10b等の入力部力の入力を所定のタイミングで読み込むことで、これら入力部からの指示 Z設定を受け付ける。前記画像処理部 103で処理された画像は、モニタ 11に出力され、モ- タ 11にお、て内視鏡画像が観察できるようになって!/、る。

[0041] このように構成された本実施例の作用につ、て説明する。

[0042] 図 6に示すように、ステップ S1にて電子内視鏡 6の挿入が開始されると、制御部 11 7はステップ S2にて、セレクタ 116をスコープモデル生成部 114側にセットする。これにより、制御部 117は、ステップ S3にてセレクタ 116を介してスコープモデル生成部 1 14からの画像であるスコープモデルを液晶モニタ 25に表示する。

[0043] このとき、モニタ 11は、図 7に示すように電子内視鏡 6からの内視鏡画像 120を表示し、上述したように、液晶モニタ 25は、図 8に示すようにスコープモデル 130を表示する。モニタ 11の表示画像は、画面上の内視鏡画像 120の表示エリアの近傍に、患者 ID表示エリア 121、時間情報表示エリア 122、コメント表示エリア 123等の各種データを表示する表示エリアを有し、また、液晶モニタ 25の表示画像は、画面上のスコープモデル 130の表示エリアの近傍に患者 ID表示エリア 131、時間情報表示エリア 13 2等の各種データを表示する表示エリアを有する。

[0044] 本実施例では、ビデオプロセッサ 10と検出装置 21とは独立した構成であるため、例えば、それぞれが有する時間情報が異なる場合がる。このような場合、図 7及び図 8に示すように、モニタ 11上の時間情報表示エリア 122、液晶モニタ 25上の時間情報表示エリア 132に表示される時間情報が異なることになる。

[0045] 本実施例では、ビデオプロセッサ 10の制御部 104と、検出装置 21の制御部 117が信号ケーブル 41により接続されている。本実施例は、この信号ケーブル 41により、例えば検出装置 21の制御部 117が、ビデオプロセッサ 10の時間情報を読み出し、検出装置 21の時間情報をキャリブレーションする。このキャリブレーションにより前記制御部 117は、図 9に示すように、液晶モニタ 25の時間情報表示エリア 132に表示される時間情報を、図 7に示したモニタ 11の時間情報表示エリア 122に表示される時間情報に一致させている。なお、制御部 117は、時間情報に限らず、患者 ID、コメント等の情報のキャリブレーションも行う。

[0046] そして、制御部 117はステップ S4にて、切替スィッチ 40がオンされたかどうか判断する。切替スィッチ 40がオンされると、制御部 117はステップ S5にて、セレクタ 116の選択状態がスコープモデルかどうか判断する。そして、セレクタ 116がスコープモデルを選択している場合はステップ S6に進み、セレクタ 116が表示休止時画像を選択している場合はステップ S8に進む。

[0047] 制御部 117は、ステップ S6では、セレクタ 116を表示休止時画像格納部 115側にセットし、ステップ S7にて液晶モニタ 25に表示休止時画像を表示させ、ステップ S10 に進む。

[0048] また、制御部 117は、ステップ S8では、セレクタ 116をスコープモデル生成部 114 側にセットし、ステップ S9にて液晶モニタ 25にスコープモデルを表示させ、ステップ S 10に進む。

[0049] 制御部 117は、このステップ S5〜S9の処理により、切替スィッチ 40からのオン信号により、図 10に示すように、液晶モニタ 25に表示される画像をトグル的に、スコープモデル 130と表示休止時画像 140とに切り替えて表示する制御を行う。なお、表示休止時画像 140においては、図 11〖こ示すよう〖こ、表示休止時画像であることを示す文字情報 141を表示休止時画像 140に重畳表示するようにしてもよい。

[0050] そして、制御部 117は、ステップ S10にて検査が終了するまで、上記ステップ S4〜 S9の処理を繰り返す。

[0051] このように本実施例では、検出装置 21に液晶モニタ 25におけるスコープモデルの表示をオン Zオフする切替スィッチ 40を設けてヽるので、切替スィッチ 40を操作することで、必要に応じたタイミングで内視鏡の挿入形状を表示することができる。

[0052] なお、切替スィッチ 40を検出装置 21に設けるとした力これに限らず、図 12に示すように切替スィッチ 40をビデオプロセッサ 10に設け、信号ケーブル 41を介してビデォプロセッサ 10の制御部 104によりセレクタ 116を切り換えるようにしてもよ!、。

[0053] さらに、切替スィッチ 40の代りに、切替スィッチ 40のスィッチ機能を操作パネル 24、パネルスィッチ 10a、スコープスィッチ 8a、あるいはキーボード 10bに割り付けることで、これら操作パネル 24、パネルスィッチ 10a、スコープスィッチ 8a、あるいはキーボード 10bの操作によりセレクタ 116を切り換えるようにしてもょヽ。

[0054] (実施例 2)

図 13ないし図 20は本発明の実施例 2を示している。

実施例 2は、実施例 1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。

[0055] 図 13に示すように、本実施例では、ビデオプロセッサ 10からの内視鏡画像と検出装置 21からのスコープモデル画像を合成し、合成画像を液晶モニタ 25に表示させる画像合成装置 145を備えている。 [0056] この画像合成装置 145は、図 14に示すように、表示休止時画像格納部 115、セレクタ 116及び合成回路 146を備えている。前記セレクタ 116は、表示休止時画像と検出装置 21のスコープモデル生成部 114からのスコープモデル画像を選択的に合成回路 146に出力する。また、合成回路 146は、ビデオプロセッサ 10の画像処理部 10 3からの内視鏡画像を入力し、内視鏡画像とスコープモデル画像 (あるいは表示休止時画像)を合成して、図 15に示すような合成画像を、液晶モニタ 25に表示する。

[0057] 液晶モニタ 25に表示される合成画像は、内視鏡画像 130を表示する内視鏡画像表示エリア 130aと、スコープモデル画像 120を表示する形状表示エリア 120aと、力ら構成される。

[0058] 前記セレクタ 116は、検出装置 21に設けられた切替スィッチ 40からのオン信号に基づき検出装置 21の制御部 117により制御される。制御部 117は、図 15に示すように、液晶モニタ 25の形状表示エリア 120aに表示される画像をトグル的に、スコープモデル 130と表示休止時画像 140とに切り替えて表示する制御を行う。なお、形状表示エリア 120aの表示休止時画像 140においては、図 16に示すように、表示休止時画像であることを示す文字情報 141を表示休止時画像 140に重畳表示するようにしてもよい。

[0059] このように本実施例では、実施例 1と同様に、切替スィッチ 40を操作することで、必要に応じたタイミングで内視鏡の挿入形状を表示することができる。

[0060] なお、切替スィッチ 40を検出装置 21に設けるとした力これに限らず、図 17に示すように切替スィッチ 40をビデオプロセッサ 10に設け、信号ケーブル 41を介してビデォプロセッサ 10の制御部 104によりセレクタ 116を切り換えるようにしてもよ!、。

[0061] さらに、切替スィッチ 40の代りに、切替スィッチ 40のスィッチ機能を操作パネル 24、パネルスィッチ 10a、スコープスィッチ 8a、あるいはキーボード 10bに割り付けることで、これら操作パネル 24、パネルスィッチ 10a、スコープスィッチ 8a、あるいはキーボード 10bの操作によりセレクタ 116を切り換えるようにしてもょヽ。

[0062] また、図 18に示すように、画像合成装置 145の合成回路 146は、 2つの合成画像を生成し、それぞれの合成画像をモニタ 11及び液晶モニタ 25に出力するようにしてちょい。 [0063] すなわち、例えばモニタ 11に対しては、合成回路 146は、図 19に示すように、スコープモデル画像 130を半透明画像として内視鏡画像 120に重畳した合成画像を出力する。

[0064] また、例えば液晶モニタ 25に対しては、合成回路 146は、図 20に示すように、スコープモデル画像 130の先端位置に、先端の移動に追従して変化する内視鏡画像の縮小画像 120bを重畳した合成画像を出力する。内視鏡画像の縮小画像の代りに内視鏡画像の切り出し画像でもよ、。

[0065] (実施例 3)

図 21ないし図 24は本発明の実施例 3を示している。

[0066] 実施例 3は、実施例 1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。

[0067] 上記実施例 1及び 2においては、スコープモデル画像 120と表示休止時画像 140 を切替スィッチ 40のオン信号によりトグル的に切り替えるとした力本実施例では、スコープモデルの形状に基づき、スコープモデル画像 120と表示休止時画像 140を切り換える構成となっている。

[0068] 具体的には、本実施例は、図 21に示すように、スコープモデル生成部 114が生成したスコープモデルの形状を解析する形状解析部 150を検出装置 21内に設け、この形状解析部 150の解析結果に基づき、形状解析部 150がセレクタ 116を切り換えるようになっている。

[0069] このように構成された検出装置 21は、図 22に示すように、ステップ S21にて電子内視鏡 2の挿入が開始されると、ステップ S22にて制御部 117は自動切替モードがオン状態かどうか判断する。この自動切替モードは、操作パネル 24により制御部 117に設定される。制御部 117は、自動切替モードがオン状態に設定されると、形状解析部 150での解析結果に基づくセレクタ 116の制御を許可し、自動切替モードがオフ状態に設定されると、形状解析部 150での解析結果に基づくセレクタ 116の制御を禁止する。

[0070] なお、自動切替モードがオフ状態の場合には、ステップ S27にて制御部 117によりセレクタ 116はスコープモデル画像を液晶モニタ 25に出力する状態にセットする。この自動切替モードの設定は、操作パネル 24により常時可能となっている。

[0071] そこで、ステップ S22にて制御部 117は、自動切替モードがオン状態と判断すると、形状解析部 150に対して解析を実行させる。

[0072] まず、ステップ S23にて形状解析部 150は、スコープモデル 130の形状変化量が所定の最大変化量以上力どうか判断する。形状解析部 150は、最大変化量以上の変化がスコープモデル 130の形状に生じて、ると判断した場合には、順調な内視鏡挿入がなされていると判断し、ステップ S28に進む。

[0073] ここで、形状変化量は、電子内視鏡 6の挿入長や電子内視鏡 6内の各ソースコイル

14iの座標位置力も形状解析部 150が算出する。

[0074] ステップ S23での形状解析部 150の形状変化量に対する具体的な動作は、以下のとおりである。

[0075] 1)位置検出部 113から電子内視鏡 6の挿入長データや電子内視鏡 6内の各ソースコイル 14iの座標データを得る。

[0076] 2)その電子内視鏡 6の挿入長データやソースコイル 14iの座標データと一定時間前の電子内視鏡 6の挿入長データやソースコイル 14iの座標データと比較演算し形状変化量を得る。

[0077] 3)得られた形状変化量が予め定められた所定値を超えなヽで、る時間が定められた所定時間以上経過した場合に、スコープ形状表示を行った方が良、と判定する。

[0078] 形状解析部 150は、スコープモデル 130の形状変化量が所定の最大変化量未満と判断した場合には、ステップ S24にて形状解析部 150は、挿入状態が終了状態に達したカゝどうかを判断する。例えば形状解析部 150は、スコープモデル 130の形状が所定の挿入終了形状に一致しているかどうかにより、挿入状態が終了状態に達したカゝどうかを判断する。形状解析部 150は挿入状態が終了状態と判断するとステップ S28に進む。

[0079] つぎにステップ S25にて形状解析部 150は、スコープモデル 130の形状に異常ループが生じているかどうかを判断する。異常ループは挿入手技に支障があるため、形状解析部 150は、異常ループがないと判断するとステップ S28に進み、異常ループがあると判断するとステップ S26に進む。 [0080] 形状解析部 150は、ステップ S26にてスコープモデル 130の形状の変化が所定の最小変化量以下の状態が所定時間以上継続して、るかどうか判断し、所定の最小変化量以下の状態が所定時間以上継続している場合はステップ S27に進み、そうでない場合にはステップ S28に進む。ここで、異常ループとは、スコープの形状がループが複数回に成る場合や極端に小さい小径のループ等を示す。

[0081] ステップ S26での形状解析部 150の異常ループに対する具体的な動作は、以下のとおりである。

[0082] 1)位置検出部 113から電子内視鏡 6内の各ソースコイル 14iの座標データを得る。

[0083] 2)その各ソースコイル 14iの座標データ同士を比較演算しその各ソースコイル 1^からスコープ形状データを得る。

[0084] 3)得られたスコープ形状データがループ状で有り、そのループ回数が複数回に成つて、る場合や、ループ形状が所定の形状 (比較されるループ形状)より小さ!、形状の場合などに、スコープ形状表示を行った方が良いと判定する。

[0085] 形状解析部 150は、ステップ S27にてセレクタ 116を制御し液晶モニタ 25にスコープモデル画像 120を表示し、またステップ S28にて形状解析部 150は、セレクタ 116 を制御し液晶モニタ 25に表示休止時画像 140を表示する。

[0086] そして、ステップ S29にて検査が終了するまで、形状解析部 150は、上記ステップ S

22〜S28の処理を繰り返す。

[0087] 上記処理にて、電子内視鏡の挿入が所定時間滞っている場合には、形状解析部 1

50は挿入支援が必要と判断し、液晶モニタ 25にスコープモデル 120を表示し、その他の場合は挿入支援が必要ないと判断し液晶モニタ 25に表示休止時画像 140を表示する。

[0088] なお、異常ループが生じていなくても、スコープモデル 130の形状の変化が所定の最小変化量以下の状態が所定時間以上継続して、る場合には、挿入支援が必要な場合があるため、図 23に示すように、上記ステップ S25の処理 (異常ループ検出処理)を省略してもよい。

[0089] このように本実施例では、形状解析部 150の解析結果に基づき、スコープモデルの表示のオン Zオフを制御するので、挿入形状に基づく必要に応じたタイミングで内視鏡の挿入形状を表示することができる。

[0090] また、本実施例は、電子内視鏡 6の状態を判定し形状表示があった方が良い場合に自動的に表示されるため、術者が表示操作に煩わされずにスコープ操作に集中することができる。

[0091] なお、本実施例は、図 24に示すように、実施例 2と同様に、画像合成装置 145内に表示休止時画像格納部 115、セレクタ 116、合成回路 146と共に、形状解析部 150 を設けてもよい。

[0092] (実施例 4)

図 25ないし図 27は本発明の実施例 4を示している。

[0093] 実施例 4は、実施例 3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。

[0094] 実施例 3では、スコープモデルの形状 (電子内視鏡の挿入状態）を解析し、挿入支援が必要な状態と判断した場合に、液晶モニタ 25にスコープモデル 120を表示した力本実施例では、内視鏡画像を解析し、内視鏡画像が挿入支援を必要とする画像となった場合に液晶モニタ 25にスコープモデル 120を表示するようになっている。

[0095] 具体的には、本実施例は、図 25に示すように、ビデオプロセッサ 10の画像処理部 103からの内視鏡画像を解析する内視鏡画像解析部 160を検出装置 21内に設け、この内視鏡画像解析部 160の解析結果に基づき、内視鏡画像解析部 160がセレクタ 116を切り換えるようになって、る。

[0096] このように構成された検出装置 21は、図 26に示すように、ステップ S31にて電子内視鏡 2の挿入が開始されると、ステップ S32にて制御部 117は自動切替モードがオン状態かどうか判断する。この自動切替モードは、操作パネル 24により制御部 117に設定される。制御部 117は、自動切替モードがオン状態に設定されると、内視鏡画像解析部 160での解析結果に基づくセレクタ 116の制御を許可し、自動切替モードがオフ状態に設定されると、内視鏡画像解析部 160での解析結果に基づくセレクタ 11 6の制御を禁止する。

[0097] なお、自動切替モードがオフ状態の場合には、ステップ S36にて制御部 117によりセレクタ 116は、スコープモデル画像を液晶モニタ 25に出力する状態にセットする。この自動切替モードの設定は、操作パネル 24により常時可能となっている。

[0098] そこで、ステップ S32にて制御部 117は、自動切替モードがオン状態と判断すると、内視鏡画像解析部 160に対して解析を実行させる。

[0099] まず、ステップ S33にて内視鏡画像解析部 160は、観察中の内視鏡画像に変化が有るかどうか判断し、観察中の内視鏡画像に変化がない場合にはステップ S36に進み、観察中の内視鏡画像に変化がある場合にはステップ S34に進む。

[0100] ステップ S34にて内視鏡画像解析部 160は、例えば輝度解析により、内視鏡画像の変化がハレーション等による異常なものか、正常な状態での内視鏡画像の変化かどうか判断し、正常画像における内視鏡画像の変化と判断するとステップ S35に進み、ハレーション等の異常による変化と判断するとステップ S37に進む。

[0101] ここで、内視鏡画像解析部 160での輝度解析は、スコープ先端部が腸壁を密着した状態などで画像全体が暗くなつてしまった場合等を解析する。

[0102] ステップ S35にて内視鏡画像解析部 160は、例えば色調解析により、内視鏡画像は出血が生じた出血部位画像力どうか判断し、内視鏡画像が出血部位画像と判断すると、ステップ S36に進み、出血部位画像ではない判断するとステップ S37に進む

[0103] ここで、内視鏡画像解析部 160での色調解析は、出血部位などで純度の高い赤成分の領域がまとまって有る場合等を解析する。

[0104] ステップ S36にて内視鏡画像解析部 160は、セレクタ 116を制御し液晶モニタ 25にスコープモデル画像 120を表示し、またステップ S 37にて内視鏡画像解析部 160は

、セレクタ 116を制御し液晶モニタ 25に表示休止時画像 140を表示する。

[0105] そして、ステップ S38にて検査が終了するまで、内視鏡画像解析部 160は、上記ステツプ S32〜S37の処理を繰り返す。

[0106] このように本実施例では、内視鏡画像解析部 160の解析結果に基づき、スコープモデルの表示のオン Zオフを制御するので、内視鏡画像に基づく必要に応じたタイミングで内視鏡の挿入形状を表示することができる。

[0107] なお、図 27に示すように、本実施例は、実施例 2と同様に、画像合成装置 145内に表示休止時画像格納部 115、セレクタ 116、合成回路 146と共に、内視鏡画像解析部 160を設けてもよい。

[0108] 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。

[0109] 本出願は、 2005年 4月 18日に日本国に出願された特願 2005— 120043号を優先権主張の基礎として出願するものであり、上記の開示内容は、本願明細書、請求の範囲、図面に引用されたものとする。

Claims

請求の範囲

[1] 被検体に挿入される内視鏡の挿入部の内部に複数の磁界発生素子及び複数の磁界検出素子の一方の素子を配置し、被検体の外部に他方の素子を配置して、前記挿入部の内部に配置された一方の素子の各位置を前記他方の素子の位置を基準に用いて検出する素子検出部と、

前記素子検出部を制御すると共に、前記素子検出部の検出結果に基づき、内視鏡挿入部の形状を推定する形状推定部と、

前記形状推定部が推定した前記内視鏡挿入部の形状のモデル画像を生成するモデル画像生成部と、

前記モデル画像の表示部への表示を制御する画像表示制御部と、

を備えたことを特徴とする内視鏡形状検出装置。

[2] 前記画像表示制御部は、前記モデル画像の表示部へのオン Zオフ表示を指示するスィッチ部である

ことを特徴とする請求項 1に記載の内視鏡形状検出装置。

[3] 前記画像表示制御部は、前記内視鏡挿入部の形状に基づき、前記モデル画像の表示部への表示を制御する

ことを特徴とする請求項 1に記載の内視鏡形状検出装置。

[4] 前記内視鏡より得られた内視鏡画像を画像解析する内視鏡画像解析部を備え、前記画像表示制御部は、前記内視鏡画像の画像解析結果に基づき、前記モデル画像の表示部への表示を制御する

ことを特徴とする請求項 1に記載の内視鏡形状検出装置。