WO2021020067A1 - 内視鏡形状表示制御装置、内視鏡形状表示制御装置の作動方法、および内視鏡形状表示制御装置の作動プログラム - Google Patents

Abstract

内視鏡形状表示制御装置は、少なくとも１つのプロセッサを備え、プロセッサは、内視鏡の挿入部の形状を画像化するための情報を取得し、取得した情報に基づいて、挿入部の形状を表示する形状表示画像を生成し、形状表示画像全体を第１縮小率で縮小する際に、形状表示画像内の挿入部の直径については、第１縮小率よりも大きな第２縮小率に設定する第１制御を実行する。

Description

内視鏡形状表示制御装置、内視鏡形状表示制御装置の作動方法、および内視鏡形状表示制御装置の作動プログラム

　本開示は、内視鏡形状表示制御装置、内視鏡形状表示制御装置の作動方法、および内視鏡形状表示制御装置の作動プログラムに関する。

　大腸等の下部消化管を観察するための内視鏡が知られている。下部消化管は、比較的直線的に伸びる食道等の上部消化管と異なり、複雑に湾曲している。そのため、患者等の被検体内である下部消化管内に挿入された内視鏡は、内視鏡の挿入部も複雑に湾曲する。このような被検体内に挿入される内視鏡の挿入部の形状を把握するために、被検体内の内視鏡の挿入部の形状を検出する内視鏡形状検出装置（例えば、特開２００４－５５１号公報参照）が知られている。

　特開２００４－５５１号公報に記載の内視鏡形状検出装置は、磁気を利用して、被検体内の挿入部の形状を画像化するための情報を取得することにより、取得した情報に基づいて挿入部の形状を画像化する機能を備えている。例えば、内視鏡の挿入部内には、複数の磁界発生素子が間隔を空けて配置されている。内視鏡形状検出装置は、挿入部内の各磁界発生素子が発生する磁界を、被検体の外側に配置された磁界検出素子で検出する。検出された各磁界発生素子の磁界の強さは、被検体の外側の磁界検出素子に対する挿入部の各部の位置を表すため、特開２００４－５５１号公報に記載の内視鏡形状検出装置は、各磁界発生素子の磁界の強さの情報を、挿入部の形状を画像化するための情報として用いて、挿入部の形状を示す画像を生成する。そして、生成された画像をモニタに表示し、術者（例えば、医師）等のユーザに提示する。

　特開２００４－５５１号公報の内視鏡形状検出装置における画像化の手順は、例えば次のように行われる。まず、特開２００４－５５１号公報の内視鏡形状検出装置は、挿入部の形状を画像化するための情報（例えば、上述の磁界の強さの情報）に基づいて、挿入部の各部の位置を特定することにより、挿入部の３次元モデルを生成する。次に、挿入部の３次元モデルに対してレンダリング処理を行い、モニタに表示するための２次元画像を生成する。この２次元画像は、挿入部の３次元モデルを、任意に設定することが可能な１つの視点から見た挿入部の形状を示す画像であり、以下において、形状表示画像という。

　内視鏡の挿入部が被検体内でループ状に湾曲した場合、設定した視点によっては、形状表示画像内において、挿入部の異なる部分同士が交差する。特開２００４－５５１号公報では、交差した部分同士の前後を表現するために、レンダリング処理の際に陰線処理あるいは隠れ面処理を施すことが記載されている。

　しかしながら、特開２００４－５５１号公報に記載の陰線処理または隠れ面処理を施す方法では、交差部分の前後関係、すなわち、挿入部の重なり具合が視認しにくい場合があった。すなわち、内視鏡の挿入部は細長い管状をしている。形状表示画像全体を縮小して表示すると、挿入部の長さばかりでなく、挿入部の径も同じ割合で細くなってしまう。

　そうすると、縮小率によっては挿入部が細くなり過ぎて線状に表示されてしまう場合があった。このような場合、挿入部がループ状に湾曲すると、２本の線が交差しているようにしか見えない。線状の部分に陰影処理および隠れ面処理を施しても、挿入部の重なり具合の視認性を向上するという効果は期待できない。そのため、ユーザが交差部分の前後（言い換えれば、挿入部の重なり具合）を瞬時に判断することが難しいなど、挿入部の重なり具合が視認しにくいという問題があった。

　本開示の技術は、被検体内に挿入されている内視鏡の挿入部の形状を表示する形状表示画像を縮小表示する場合でも、挿入部の重なり具合が視認し易い形状表示画像を表示することが可能な内視鏡形状表示制御装置、内視鏡形状表示制御装置の作動方法、および内視鏡形状表示制御装置のプログラムを提供することを目的とする。

　本開示の一態様に係る内視鏡形状表示制御装置は、少なくとも１つのプロセッサを備え、プロセッサは、被検体内に挿入されている内視鏡の挿入部の形状を画像化するための情報を取得し、取得した情報に基づいて、挿入部の形状を表示する形状表示画像を生成し、表示される形状表示画像を縮小する際に、予め設定された基準サイズに対する縮小後のサイズである縮小率を制御するプロセッサであって、形状表示画像全体を第１縮小率で縮小する際に、形状表示画像内の挿入部の直径については、第１縮小率よりも大きな第２縮小率に設定する第１制御を実行する。

　上記態様の内視鏡形状表示制御装置においては、プロセッサは、挿入部の長さについては縮小率を第１縮小率に設定し、かつ、挿入部の直径については第２縮小率に設定してもよい。

　また、上記態様の内視鏡形状表示制御装置においては、プロセッサは、第１縮小率が予め設定された閾値以上の場合は、第１縮小率と第２縮小率とを同じ値に設定する第２制御を実行し、第１縮小率が閾値未満の場合は、第１制御を実行してもよい。

　本開示の一態様に係る内視鏡形状表示制御装置の作動方法は、被検体内に挿入されている内視鏡の挿入部の形状を画像化するための情報を取得する情報取得ステップと、取得した情報に基づいて、挿入部の形状を表示する形状表示画像を生成する画像生成ステップと、表示される形状表示画像を縮小する際に、予め設定された基準サイズに対する縮小後のサイズである縮小率を制御する縮小率制御ステップであって、形状表示画像全体を第１縮小率で縮小する際に、形状表示画像内の挿入部の直径については、第１縮小率よりも大きな第２縮小率に設定する第１制御を実行する縮小率制御ステップとを備える。

　本開示の一態様に係る内視鏡形状表示制御装置の作動プログラムは、被検体内に挿入されている内視鏡の挿入部の形状を画像化するための情報を取得する情報取得部と、取得した情報に基づいて、挿入部の形状を表示する形状表示画像を生成する画像生成部と、表示される形状表示画像を縮小する際に、予め設定された基準サイズに対する縮小後のサイズである縮小率を制御する縮小率制御部であって、形状表示画像全体を第１縮小率で縮小する際に、形状表示画像内の挿入部の直径については、第１縮小率よりも大きな第２縮小率に設定する第１制御を実行する縮小率制御部として、コンピュータを機能させる。

　本開示の技術によれば、被検体内に挿入されている内視鏡の挿入部の形状を表示する形状表示画像を縮小表示する場合でも、挿入部の重なり具合が視認し易い形状表示画像を表示することが可能な内視鏡形状表示制御装置、内視鏡形状表示制御装置の作動方法、および内視鏡形状表示制御装置のプログラムを提供することができる。

内視鏡システムを用いた内視鏡検査の様子を示す説明図である。 内視鏡システムの全体構成を示す概略図である。 内視鏡システムの電気的構成を示すブロック図である。 複数の発生コイルが発生する磁界を、複数の検出コイルが検出する様子を示す説明図である。 磁界測定データの一例を示す説明図である。 判別部による判別処理と、位置検出部による各検出コイルの位置検出処理とを説明するための説明図である。 挿入部の形状検出処理の一例を示す説明図である。 画像生成部の機能ブロック図である。 画像生成部による等倍表示時の形状表示画像の生成処理の流れを説明するためのフローチャートである。 画像生成部によるモデリング処理の流れを説明するためのフローチャートである。 挿入部の３Ｄモデル生成処理の一例を示す説明図である。 形状表示画像の一例を示す図である。 画像生成部および情報記憶部の機能ブロック図である。 第１制御の内容を説明するための図である。 挿入部の３Ｄモデル生成処理の一例を示す説明図である。 形状表示画像の一例を示す図である。 従来の形状表示画像の一例を示す図である。 画像生成部によるモデリング処理の流れを説明するためのフローチャートである。

［内視鏡システムの全体構成］
　図１は、本開示の技術に係る内視鏡形状表示制御装置を備えた内視鏡システム９の全体構成を示す概略図である。図１に示すように、内視鏡システム９は、内視鏡１０と、光源装置１１と、ナビゲーション装置１２と、磁界発生器１３と、プロセッサ装置１４と、モニタ１５と、を備える。内視鏡システム９は、患者等の被検者Ｈの体内の内視鏡検査に用いられる。被検者Ｈは、被検体の一例である。この内視鏡１０は、例えば、大腸等の消化管内に挿入される内視鏡であり、可撓性を有する軟性内視鏡である。内視鏡１０は、消化管内に挿入される挿入部１７と、挿入部１７の基端側に連設され且つ術者ＯＰが把持して各種操作を行う操作部１８と、操作部１８に連設されたユニバーサルコード１９と、を有する。

　内視鏡検査は、例えば、被検者Ｈを寝台１６の天面１６Ａに寝かせた状態で行う。大腸検査の場合は、医師である術者ＯＰによって、内視鏡１０の挿入部１７が肛門から消化管内に挿入される。光源装置１１は、観察部位である大腸内を照明する照明光を内視鏡１０に供給する。プロセッサ装置１４は、内視鏡１０で撮像された画像を処理することにより、観察画像４１を生成する。観察画像４１は、モニタ１５に表示される。術者ＯＰは、観察画像４１を確認しながら内視鏡検査を進める。モニタ１５に表示される観察画像４１は、基本的には動画であるが、観察画像４１として、必要に応じて静止画を表示することも可能である。

　また、内視鏡システム９は、術者ＯＰが行う内視鏡１０の挿入操作等の手技をナビゲーションするナビゲーション機能を備えている。ここで、ナビゲーションとは、被検者Ｈの体内での内視鏡１０の挿入部１７の位置および形状を含む挿入状態を、術者ＯＰに対して提示することにより、術者ＯＰの内視鏡１０の手技を支援することをいう。ナビゲーション機能は、磁界ＭＦを利用して挿入部１７の挿入状態を検出して、検出した挿入状態を提示する。

　ナビゲーション機能は、ナビゲーション装置１２と、磁界発生器１３と、後述する内視鏡１０内の磁界測定装置とによって実現される。磁界発生器１３は、磁界ＭＦを発生する。磁界発生器１３は、発生する磁界ＭＦが被検者Ｈの体内に届く範囲内の予め定められた位置に配置される。磁界発生器１３は、本開示の技術に係る磁界装置の一例である。

　内視鏡１０内の磁界測定装置は、磁界発生器１３が発生する磁界ＭＦを検出し、検出した磁界ＭＦの強さを測定する。ナビゲーション装置１２は、磁界測定装置による磁界測定結果に基づいて、磁界発生器１３と挿入部１７との相対的な位置を導出することにより、挿入部１７の挿入状態を検出する。プロセッサ装置１４は、ナビゲーション装置１２が検出した挿入状態を表す形状表示画像４２を生成する。

　モニタ１５は、観察画像４１と形状表示画像４２とを表示する。なお、観察画像４１と形状表示画像４２とを表示するモニタ１５がそれぞれ別に設けられていてもよい。

　図２に示すように、挿入部１７は、細径でかつ長尺の管状部分であり、基端側から先端側に向けて順に、軟性部２１と、湾曲部２２と、先端部２３とが連接されて構成される。軟性部２１は、可撓性を有する。湾曲部２２は、操作部１８の操作により湾曲可能な部位である。先端部２３は、撮像装置４８（図３参照）等が配置される。また、図２では図示しないが、先端部２３の先端面には、観察部位に照明光を照明する照明窓４６（図３参照）と、照明光が被写体で反射した被写体光が入射する観察窓４７（図３参照）と、処置具が突出させるための処置具出口（図示せず）と、観察窓４７に気体および水を噴射することにより、観察窓４７を洗浄するための洗浄ノズル（図示せず）とが設けられている。

　挿入部１７内には、ライトガイド３３と、信号ケーブル３２と、操作ワイヤ（図示せず）と、処置具挿通用の管路（図示せず）とが設けられている。ライトガイド３３は、ユニバーサルコード１９から延設され、光源装置１１から供給される照明光を、先端部２３の照明窓４６に導光する。信号ケーブル３２は、撮像装置４８からの画像信号および撮像装置４８を制御する制御信号の通信に加えて、撮像装置４８に対する電力供給に用いられる。信号ケーブル３２も、ライトガイド３３と同様に、ユニバーサルコード１９から延設され、先端部２３まで配設されている。

　操作ワイヤは、湾曲部２２を操作するためのワイヤであり、操作部１８から湾曲部２２までの間に配設される。処置具挿通用の管路は、鉗子等の処置具（図示せず）を挿通するための管路であり、操作部１８から先端部２３まで配設される。挿入部１７内には、この他、送気送水用の流体チューブが設けられる。流体チューブは、先端部２３に、観察窓４７の洗浄用の気体および水を供給する。

　また、挿入部１７内には、軟性部２１から先端部２３にかけて複数の検出コイル２５が予め設定された間隔で設けられている。各検出コイル２５は、磁界ＭＦを検出する磁界検出素子に相当する。各検出コイル２５は、それぞれ磁界発生器１３から発生した磁界ＭＦの影響を受けることにより、電磁誘導の作用により誘導起電力を生じ、誘導起電力によって誘導電流を発生する。各検出コイル２５から発生した誘導電流の値は、各検出コイル２５でそれぞれ検出した磁界ＭＦの強さを表し、これが磁界測定結果となる。すなわち、磁界測定結果とは、磁界ＭＦの強さを表す誘導電流の大きさに応じた値をいう。

　操作部１８には、術者ＯＰによって操作される各種操作部材が設けられている。具体的には、操作部１８には、２種類の湾曲操作ノブ２７と、送気送水ボタン２８と、吸引ボタン２９と、が設けられている。２種類の湾曲操作ノブ２７は、それぞれが操作ワイヤに連結されており、湾曲部２２の左右湾曲操作および上下湾曲操作に用いられる。また、操作部１８には、処置具挿通用の管路の入口である処置具導入口３１が設けられている。

　ユニバーサルコード１９は、内視鏡１０を光源装置１１に接続するための接続コードである。ユニバーサルコード１９は、信号ケーブル３２と、ライトガイド３３と、流体チューブ（不図示）とを内包している。また、ユニバーサルコード１９の端部には、光源装置１１に接続されるコネクタ３４が設けられている。

　コネクタ３４を光源装置１１に接続することで、光源装置１１から内視鏡１０に対して、内視鏡１０の運用に必要な電力と制御信号と照明光と気体と水とが供給される。また、先端部２３の撮像装置４８（図２参照）により取得される観察部位の画像信号と、各検出コイル２５の検出信号に基づく磁界測定結果とが、内視鏡１０から光源装置１１へ送信される。

　コネクタ３４は、光源装置１１との間で、金属製の信号線等を用いた電気的な有線接続はされず、その代わりに、コネクタ３４と光源装置１１とは、光通信（例えば、非接触型通信）により通信可能に接続される。コネクタ３４は、内視鏡１０と光源装置１１の間で遣り取りされる制御信号の送受信と、内視鏡１０から光源装置１１への画像信号および磁界測定結果の送信と、を光通信により行う。コネクタ３４には、信号ケーブル３２に接続されたレーザダイオード（Laser Diode：以下、ＬＤという）３６が設けられている。

　ＬＤ３６は、内視鏡１０から光源装置１１への大容量データの送信、具体的には画像信号および磁界測定結果の送信に用いられる。ＬＤ３６は、元々は電気信号の形態であった、画像信号および磁界測定結果を光信号の形態で、光源装置１１に設けられているフォトダイオード（Photodiode：以下、ＰＤという）３７に向けて送信する。

　なお、図示は省略するが、ＬＤ３６およびＰＤ３７とは別に、コネクタ３４および光源装置１１の双方には、内視鏡１０と光源装置１１との間で遣り取りされる小容量の制御信号を光信号化して送受信する光送受信部が設けられている。さらに、コネクタ３４には、光源装置１１の給電部（不図示）からワイヤレス給電により給電を受ける受電部（不図示）が設けられている。

　コネクタ３４内のライトガイド３３は光源装置１１内に挿入される。また、コネクタ３４内の流体チューブ（不図示）は光源装置１１を介して送気送水装置（不図示）に接続される。これにより、光源装置１１および送気送水装置から内視鏡１０に対して、照明光と気体および水とがそれぞれ供給される。

　光源装置１１は、コネクタ３４を介して、内視鏡１０のライトガイド３３へ照明光を供給すると共に、送気送水装置（不図示）から供給された気体および水を内視鏡１０の流体チューブ（不図示）へ供給する。また、光源装置１１は、ＬＤ３６から送信される光信号をＰＤ３７で受光し、受光した光信号を電気信号である元の画像信号および磁界測定結果に変換した後、ナビゲーション装置１２へ出力する。

　ナビゲーション装置１２は、光源装置１１から入力された、観察画像４１生成用の画像信号をプロセッサ装置１４へ出力する。また、ナビゲーション装置１２は、後述の磁界発生器１３の駆動を制御すると共に、被検者Ｈの体内の挿入部１７の形状等を検出して、この検出結果を、形状表示画像４２を生成するための情報として、プロセッサ装置１４へ出力する。

　このように、本例における内視鏡１０は、光源装置１１と接続する１つのコネクタ３４を持つワンコネクタタイプである。内視鏡１０は、コネクタ３４が接続される光源装置１１を介して、プロセッサ装置１４およびナビゲーション装置１２のそれぞれと通信可能に接続される。

　磁界発生器１３は、複数の磁界発生素子に相当する複数の発生コイル３９を有している。各発生コイル３９は、例えば、駆動電流の印加により、直交座標系ＸＹＺのＸＹＺ座標軸にそれぞれ対応した方向に交流磁界（言い換えれば、交流磁場）を発生するＸ軸コイルとＹ軸コイルとＺ軸コイルとを含む。各発生コイル３９は、同じ周波数の磁界ＭＦを発生する。各発生コイル３９は、ナビゲーション装置１２の制御の下、詳しくは後述するが、互いに異なるタイミングで磁界ＭＦを発生する。

＜内視鏡＞
　図３は、内視鏡システム９の電気的構成を示すブロック図である。図３に示すように、内視鏡１０は、ライトガイド３３と、照射レンズ４５と、照明窓４６と、観察窓４７と、撮像装置４８と、磁界検出回路４９と、統括制御回路５０と、信号ケーブル３２と、ＬＤ３６と、不図示の流体チューブおよび洗浄ノズルと、を有する。

　ライトガイド３３は、大口径光ファイバまたはバンドルファイバ等である。ライトガイド３３の入射端は、コネクタ３４を介して光源装置１１内に挿入される。ライトガイド３３は、コネクタ３４内とユニバーサルコード１９内と操作部１８内とに挿通されており、挿入部１７の先端部２３内に設けられた照射レンズ４５に、出射端が対向している。これにより、光源装置１１からライトガイド３３の入射端に供給された照明光は、照射レンズ４５から先端部２３の先端面に設けられた照明窓４６を通して、観察部位に照射される。そして、観察部位で反射した照明光は、観察部位の像光として、先端部２３の先端面に設けられた観察窓４７を通して撮像装置４８の撮像面に入射する。

　なお、前述の流体チューブ（不図示）の一端側は、コネクタ３４および光源装置１１を通して送気送水装置（不図示）に接続されると共に、流体チューブ（不図示）の他端側は、挿入部１７内等を通って先端部２３の先端面に設けられた送気送水ノズル（不図示）に接続している。これにより、送気送水装置（不図示）から供給された気体または水が、送気送水ノズル（不図示）から観察窓４７に噴射されて、観察窓４７が洗浄される。

　撮像装置４８は、集光レンズ５２と撮像素子５３とを有する。集光レンズ５２は、観察窓４７から入射した観察部位の像光を集光し、かつ、集光した観察部位の像光を撮像素子５３の撮像面に結像させる。撮像素子５３は、ＣＭＯＳ（complementary metal oxide semiconductor）型またはＣＣＤ（charge coupled device）型の撮像素子である。撮像素子５３は、例えば、各画素にＲ（Red）、Ｇ（Green）、Ｂ（Blue）のいずれかのマイクロフィルタが割り当てられたカラー撮像素子である。撮像素子５３は、観察対象である観察部位を撮像する。より具体的には、撮像素子５３は、撮像面に結像した観察部位の像光を撮像（すなわち、電気信号に変換）して、観察部位の画像信号を統括制御回路５０へ出力する。

　また、撮像素子５３には、例えば水晶振動子等の基準信号（例えば、クロック信号）を出力する発振部５３ａが設けられており、この発振部５３ａから発振される基準信号を基準として、撮像素子５３が動画を構成する画像信号を出力する。基準信号の間隔はフレームレートを規定する。フレームレートは例えば３０ｆｐｓ（frames per second）である。

　磁界検出回路４９は、挿入部１７内の各検出コイル２５に電気的に接続している。磁界検出回路４９は、磁界発生器１３の発生コイル３９から発生した磁界ＭＦに応じた、各検出コイル２５のそれぞれの磁界測定結果を含む磁界測定データ５５を、統括制御回路５０へ出力する。

　統括制御回路５０は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）を含む各種の演算回路と、各種のメモリとを含んで構成されており、内視鏡１０の各部の動作を統括的に制御する。この統括制御回路５０は、不図示のメモリに記憶された制御用のプログラムを実行することで、信号処理部５７と、磁界測定制御部５８と、画像信号出力部５９として機能する。磁界検出回路４９と、磁界測定制御部５８とを合わせて磁界測定部を構成する。磁界測定部は、検出コイル２５が出力する検出信号に基づいて、複数の磁界発生素子に相当する発生コイル３９のそれぞれを発生元とする複数の磁界ＭＦを測定することにより、磁界ＭＦ毎の磁界測定結果を出力する。磁界測定部と、検出コイル２５とを合わせて磁界測定装置を構成する。

　信号処理部５７は、撮像素子５３から順次出力される画像信号に対して各種信号処理を施す。信号処理としては、例えば、相関二重サンプリング処理、および信号増幅処理等のアナログ信号処理と、アナログ信号処理後にアナログ信号をデジタル信号に変換するＡ／Ｄ（Analog/Digital)変換処理等が含まれる。信号処理が施された後の画像信号をフレーム画像信号６１と呼ぶ。信号処理部５７は、フレームレートに従ってフレーム画像信号６１を、画像信号出力部５９へ出力する。フレーム画像信号６１は、観察部位の動画像データとして使用される。このように、複数のフレーム画像信号６１は、撮像素子５３が動画撮影を実行することにより取得され、予め設定された時間間隔で出力される画像信号である。

　磁界測定制御部５８は、磁界検出回路４９を介して各検出コイル２５の複数の磁界測定結果を含む磁界測定データ５５を取得し、取得した磁界測定データ５５を、画像信号出力部５９へ出力する。

　図４に示すように、各検出コイル２５の磁界測定結果は、各発生コイル３９が発生する磁界の強さが同じであっても、例えば、磁界ＭＦを発生する各発生コイル３９と、各検出コイル２５のそれぞれとの間の距離および向きに応じて変化する。例えば、図４に示す第１発生コイル３９は、実線で示すように、第１～第３の各検出コイル２５との距離および向きが異なる。そのため、１つの第１発生コイル３９が発生する磁界ＭＦについて、第１～第３の各検出コイル２５のそれぞれの磁界測定結果は異なる。第２発生コイル３９および第３発生コイル３９のそれぞれと、第１～第３の各検出コイル２５との関係も同様である。

　また、反対に、第１～第３の各発生コイル３９が発生する磁界ＭＦの強さが同じであっても、各発生コイル３９のそれぞれの磁界ＭＦについての１つの第１検出コイル２５の磁界測定結果は異なる。ここで、例えば、第１～第３の各発生コイル３９がそれぞれＸ軸コイル、Ｙ軸コイルおよびＺ軸コイルである場合を考える。この場合は、Ｘ軸、Ｙ軸およびＺ軸の各コイルのそれぞれの磁界ＭＦについての１つの第１検出コイル２５の磁界測定結果に基づいて、ＸＹＺ座標軸に対応する、第１検出コイル２５の三次元座標位置を検出することができる。第２検出コイル２５および第３検出コイル２５についても同様である。挿入部１７に予め設定された間隔で設けられる各検出コイル２５の三次元座標位置を検出することができれば、挿入部１７の形状を検出することが可能である。

　なお、実際には、磁界測定結果に基づいて、各検出コイル２５の三次元座標位置に加えて、各検出コイル２５の角度も検出される。三次元座標位置と角度の情報に基づいて挿入部１７の形状が検出される。以下においては、煩雑化を避けるため、角度については省略して、三次元座標位置のみで説明する。

　図５は、磁界測定制御部５８が取得する磁界測定データ５５の一例を説明するための説明図である。磁界測定制御部５８は、複数の発生コイル３９が発生する複数の磁界ＭＦのそれぞれを、複数の各検出コイル２５がそれぞれ検出し、各検出コイル２５からそれぞれ出力される複数の磁界測定結果を含む磁界測定データ５５を取得する。

　図５において、（１）～（４）は、それぞれ１つの発生コイル３９が発生する磁界ＭＦについての、複数の検出コイル２５のそれぞれの磁界測定結果を示すデータ列である。例えば、「Ｄ１１」は第１番目の発生コイル３９で発生した磁界ＭＦを第１検出コイル２５で検出した磁界測定結果である。「Ｄ１２」は第１番目の発生コイル３９で発生した磁界ＭＦを「第２検出コイル」で検出した磁界測定結果である。同様に、「Ｄ４２」は第４番目の発生コイル３９で発生した磁界ＭＦを第２検出コイル２５で検出した磁界測定結果である。「Ｄ４３」は第４番目の発生コイル３９で発生した磁界ＭＦを第３検出コイル２５で検出した磁界測定結果である。

　磁界測定制御部５８は、磁界発生器１３における各発生コイル３９のそれぞれの磁界発生タイミングと同期を取りながら、各検出コイル２５の磁界測定結果を順番に取得する。磁界測定制御部５８は、例えば、後述する同期信号で規定される１回の磁界測定期間において、すべての発生コイル３９のそれぞれの磁界ＭＦについて、すべての検出コイル２５のそれぞれの磁界測定結果を取得する。これにより、磁界測定制御部５８は、１回の磁界測定期間において、各発生コイル３９と各検出コイル２５とのすべての組み合わせに係る複数の磁界測定結果を含む磁界測定データ５５を取得する。

　例えば、磁界発生器１３内に９個の発生コイル３９が設けられており、挿入部１７内に１７個の検出コイル２５が設けられている場合は、各発生コイル３９について１７個の磁界測定結果が得られる。そのため、磁界測定制御部５８は、１回の磁界測定期間内に、合計で、９×１７＝１５３個の磁界測定結果を含む磁界測定データ５５を取得する。こうしたすべての組み合わせに係る複数の磁界測定結果を含む磁界測定データ５５を、全磁界測定データと呼ぶ。本例においては、特に断りの無い限り、磁界測定データ５５には、全磁界測定データが含まれるものとする。

　画像信号出力部５９は、図６に示すように、信号処理部５７から順次入力される複数のフレーム画像信号６１のそれぞれに対して、フレーム開始信号ＶＤを付加して、フレーム画像信号６１を出力する。図６において、「フレーム１」、「フレーム２」、「フレーム３」・・・は、便宜上示した、複数のフレーム画像信号６１の出力順序を示すフレーム番号である。フレーム開始信号ＶＤは、例えば、垂直同期信号である。

　さらに、画像信号出力部５９は、フレーム画像信号６１に、磁界測定データ５５を付加して、フレーム画像信号６１を出力する。すなわち、画像信号出力部５９が出力するフレーム画像信号６１のすべてに対して、フレーム開始信号ＶＤおよび磁界測定データ５５が含まれる。磁界測定データ５５は、図６に示すように、撮像素子５３のブランキングタイムに対応する、各フレーム画像信号６１の間の信号無効領域ＮＤに付加される。ブランキングタイムは、例えば垂直ブランキング期間である。上述したとおり、フレーム開始信号ＶＤも、複数のフレーム画像信号６１の垂直ブランキング期間に含まれる信号である。

　図３において、画像信号出力部５９は、フレーム画像信号６１を、信号ケーブル３２を介して既述のＬＤ３６へ出力する。ＬＤ３６は、フレーム画像信号６１を光信号化した光信号を、光源装置１１のＰＤ３７に向けて送信する。

　このように、画像信号出力部５９は、撮像素子５３から、信号処理部５７を介して取得したフレーム画像信号６１を、内視鏡１０の外部に出力する。また、フレーム画像信号６１に含まれるフレーム開始信号ＶＤを同期信号として利用することにより、画像信号出力部５９を同期信号生成部として機能させている。

＜光源装置＞
　光源装置１１は、照明光源６３と、ＰＤ３７と、光源制御部６４と、信号中継部６２と、通信インタフェース６５とを有している。照明光源６３は、例えばＬＤ（Laser Diode）または発光ダイオード（Light Emitting Diode：ＬＥＤ）等の半導体光源を含んで構成されており、波長が赤色領域から青色領域にわたる白色光を照明光として出射する白色光源である。なお、照明光源６３としては、白色光源に加えて、紫色光および赤外光等の特殊光を出射する特殊光光源を用いてもよい。照明光源６３から出射された照明光は、前述のライトガイド３３の入射端に入射される。

　光源制御部６４は、ＣＰＵを含む各種の演算回路と、各種のメモリとを含んで構成されており、照明光源６３等の光源装置１１の各部の動作を制御する。

　ＰＤ３７は、ＬＤ３６から送信された光信号を受信する。ＰＤ３７は、光信号の形態で受信したフレーム画像信号６１を、元の電気信号の形態に変換して、変換後のフレーム画像信号６１を信号中継部６２に入力する。信号中継部６２は、例えばＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）で構成される。ＦＰＧＡは、製造後に回路構成を変更可能なプロセッサであり、回路構成には、各種の演算回路および各種のメモリ回路等が含まれる。

＜ナビゲーション装置＞
　ナビゲーション装置１２は、画像信号取得部６８と、挿入状態検出部７０と、磁界発生制御部７１と、表示出力部７４と、画像生成部７７と、指示入力部８０と、情報記憶部８１と、を有する。ナビゲーション装置１２の各部は、１または複数のＣＰＵを含む各種演算回路（不図示）により構成され、不図示のメモリに記憶されている制御用のプログラムを実行することで動作する。

　画像信号取得部６８は、通信インタフェース６５を介して信号中継部６２からフレーム画像信号６１を取得する。そして、画像信号取得部６８は、取得したフレーム画像信号６１を表示出力部７４へ出力する。

　また、画像信号取得部６８は、フレーム画像信号６１に含まれるフレーム開始信号ＶＤおよび磁界測定データ５５を抽出し、抽出したフレーム開始信号ＶＤおよび磁界測定データ５５を挿入状態検出部７０に出力する。また、画像信号取得部６８は、フレーム画像信号６１からフレーム開始信号ＶＤを抽出し、抽出したフレーム開始信号ＶＤを磁界発生制御部７１に出力する。

　挿入状態検出部７０は、画像信号取得部６８から取得したフレーム開始信号ＶＤおよび磁界測定データ５５に基づいて、被検者Ｈの体内に挿入される内視鏡１０の挿入部１７の挿入状態を検出する。挿入状態検出部７０は、位置検出部７２と、挿入部形状検出部７３とを有する。

　位置検出部７２は、フレーム開始信号ＶＤおよび磁界測定データ５５に基づき各検出コイル２５の位置を検出する。位置検出部７２には、判別部７２Ａが設けられている。

　図６に示すように、判別部７２Ａは、対応関係７５を参照して、磁界測定データ５５に含まれる複数の磁界測定結果を判別する。対応関係７５は、磁界測定データ５５に含まれる、各発生コイル３９と各検出コイル２５との複数の組み合わせに対応する複数の磁界測定結果の格納順序を表す情報である。判別部７２Ａは、対応関係７５に基づいて、磁界測定データ５５に含まれる各磁界測定結果が、各発生コイル３９と各検出コイル２５とのどの組み合わせに対応するデータであるかを判別する。

　具体的には、磁界測定においては、フレーム開始信号ＶＤを基準として、各発生コイル３９が磁界ＭＦを発生する発生順序と、１つの発生コイル３９の磁界ＭＦについて、各検出コイル２５の磁界測定結果の取得順序とが決まっている。各発生コイル３９と各検出コイル２５の組み合わせに応じた複数の磁界測定結果は、発生順序と取得順序に従って、磁界測定データ５５内に格納される。そのため、判別部７２Ａは、フレーム開始信号ＶＤを基準として、格納順序を規定した対応関係７５を参照することで、磁界測定データ５５に含まれる複数の磁界測定結果がどの組み合わせ（例えば、「Ｄ１１」、「Ｄ１２」、「Ｄ１３」・・・）に対応するかを判別することができる。

　位置検出部７２は、判別部７２Ａが判別した複数の磁界測定結果に基づき、各検出コイル２５の位置、具体的には三次元座標位置をコイル位置データ７６として検出する。コイル位置データは、磁界発生器１３を基準とした相対位置である。図６において、例えば、Ｐ１は第１検出コイル２５の三次元座標位置（ここでは、ｘ１，ｙ１，ｚ１）を示す。Ｐ２、Ｐ３、Ｐ４等についても同様である。

　図３において、位置検出部７２は、コイル位置データ７６を挿入部形状検出部７３へ出力する。挿入部形状検出部７３は、位置検出部７２から入力されたコイル位置データ７６に基づき、被検者Ｈの体内での挿入部１７の形状を検出する。

　図７は、挿入部形状検出部７３による挿入部１７の形状検出処理の一例を説明するための説明図である。図７に示すように、挿入部形状検出部７３は、コイル位置データ７６が示す各検出コイル２５の位置（ここでは、Ｐ１、Ｐ２、・・・）に基づき、各位置を曲線で補間する補間処理を行って挿入部１７の中心軸Ｃを導出し、挿入部１７の形状を示す挿入部形状データ７８を生成する。曲線で補間する補間処理は、例えば、ベジェ曲線補間である。挿入部形状データ７８には、挿入部１７の先端部２３の先端位置ＰＴが含まれる。

　図３において、挿入部形状検出部７３は、挿入部形状データ７８を画像生成部７７に出力する。挿入状態検出部７０は、画像信号取得部６８が新たなフレーム画像信号６１を取得するごとに、判別部７２Ａによる判別処理、各検出コイル２５のコイル位置データ７６を検出する位置検出処理、挿入部１７の形状検出処理、および挿入部形状データ７８の出力を繰り返し行う。

　画像生成部７７は、挿入部形状データ７８に基づいて、形状表示画像４２を生成する。図８に示すように、画像生成部７７には、モデリング部７７Ａおよびレンダリング部７７Ｂが設けられている。詳しくは後述するが、画像生成部７７において、モデリング部７７Ａは、挿入部形状データ７８に基づいて挿入部１７の３Ｄ（Dimension）モデルを生成し、レンダリング部７７Ｂは、挿入部１７の３Ｄモデルに対してレンダリング処理を行うことにより、挿入部１７の形状を示す２Ｄ（Dimension）の形状表示画像４２を生成する。画像生成部７７は、生成した形状表示画像４２のデータをプロセッサ装置１４に出力する。

　画像生成部７７は、新たな挿入部形状データ７８が入力される毎に、形状表示画像４２を更新する。そして、画像生成部７７は、形状表示画像４２が更新される毎に、更新された形状表示画像４２のデータをプロセッサ装置１４に出力する。

　指示入力部８０は、ユーザがナビゲーション装置１２を使用する際のインタフェースである。指示入力部８０は、例えば、ユーザによるタッチ操作を可能とするタッチパネルを備えたディスプレイ、および操作ボタン等で構成されている。指示入力部８０は、表示倍率変更指示など、ナビゲーション装置１２の各部に対する指示を入力可能に設けられている。

　情報記憶部８１は、例えば、フラッシュメモリ等の不揮発性メモリで構成される。不揮発性メモリは、ナビゲーション装置１２の電源を切っても、メモリに格納されたデータを保持する。

　ナビゲーション装置１２は、本開示の技術に係る、形状表示画像４２に関する表示制御を行う内視鏡形状表示制御装置の一例である。上述のとおり、磁界測定データ５５は、本開示の技術に係る、内視鏡１０の挿入部１７内に設けられた複数の磁界検出素子の一例である複数の検出コイル２５を利用して得たデータである。挿入部形状データ７８は、磁界測定データ５５に基づく情報であり、本開示の技術に係る、被検体の一例である被検者Ｈ内に挿入されている内視鏡１０の挿入部１７の形状を画像化するための情報の一例である。画像生成部７７は、挿入部形状データ７８に基づいて、挿入部１７の形状を画像化した形状表示画像４２を生成する。また、画像生成部７７は、形状表示画像４２の表示倍率変更の際のサイズの縮小率を制御する。すなわち、画像生成部７７は、本開示の技術に係る情報取得部、画像生成部、および縮小率制御部の一例である。

　表示出力部７４は、前述の画像信号取得部６８から先に入力されたフレーム画像信号６１と、画像生成部７７から入力された形状表示画像４２のデータと、を通信インタフェース９０Ａ，９０Ｂを介してプロセッサ装置１４へ出力する。この際に、表示出力部７４は、フレーム画像信号６１と、そのフレーム画像信号６１と時間的に対応する形状表示画像４２のデータとを対応付けて、プロセッサ装置１４へ出力する。

＜プロセッサ装置＞
　プロセッサ装置１４は、表示入力部９２と表示制御部９３とを有している。表示入力部９２は、表示出力部７４から通信インタフェース９０Ａ，９０Ｂを介して逐次入力されたフレーム画像信号６１および形状表示画像４２のデータを、表示制御部９３へ逐次出力する。

　表示制御部９３は、表示入力部９２からフレーム画像信号６１の入力を受けて、フレーム画像信号６１に基づく観察画像４１（例えば、動画像）をモニタ１５に表示させる（図１および図２参照）。また、表示制御部９３は、表示入力部９２から形状表示画像４２のデータの入力を受けて、形状表示画像４２（例えば、動画像）をモニタ１５に表示させる（図１および図２参照）。

［形状表示画像生成処理の流れ］
　図９は、画像生成部７７による形状表示画像４２の生成処理の流れを説明するためのフローチャートである。図１０は、画像生成部７７によるモデリング処理の流れを説明するためのフローチャートである。先ず、形状表示画像４２を等倍表示する場合について説明する。

　図９のフローチャートに示すように、画像生成部７７は、挿入状態検出部７０から挿入部形状データ７８を取得する挿入部形状データ取得処理を実行する（ステップＳ１）。次に、画像生成部７７において、モデリング部７７Ａは、挿入部形状データ７８に基づいて挿入部１７の３Ｄモデルを生成するモデリング処理を実行する（ステップＳ２）。

　図１０のフローチャートに示すように、モデリング処理においては、先ず、モデリング部７７Ａは、表示倍率変更指示を受信したか否かの判定を行う（ステップＳ１１）。

　ステップＳ１１において、表示倍率変更指示を受信していないと判定された場合（判定結果Ｎｏ）、図１１に示すように、モデリング部７７Ａは、形状表示画像４２全体の表示倍率と、挿入部１７の直径の表示倍率の表示倍率を等しい値に設定する通常制御を実行する（ステップＳ１５）。等倍表示の場合、形状表示画像４２全体の表示倍率と、挿入部１７の直径の表示倍率とは、ともに１００％（基準サイズの一例）である。

　次に、モデリング部７７Ａは、挿入部形状データ７８における挿入部１７の中心軸Ｃを中心軸とし、予め設定されている基準直径Ｄ０の円筒形状の３ＤモデルＭを生成するモデリング本処理を実行する（ステップＳ１６）。ここで、挿入部１７の３ＤモデルＭの予め設定された部分の長さを基準長さＬ０とする。基準長さＬ０は、厳密には、挿入部１７の中心軸Ｃの予め設定された部分の長さであり、挿入部１７が湾曲している場合は曲線の長さであるが、図１１などにおいては、便宜的に直線で示す。

　図９のフローチャートに戻り、次に、レンダリング部７７Ｂは、挿入部１７の３ＤモデルＭをレンダリングする際の光源位置を設定する光源位置設定処理を実行する（ステップＳ３）。光源位置は、３ＤモデルＭを生成する仮想空間内において、寝台１６の天面１６Ａに対して上方から光が照射される位置に設定される。具体的には、現実空間においては、磁界発生器１３と寝台１６とを同じ床面に設置した場合、磁界発生器１３の水平方向と寝台１６の天面１６Ａは平行関係となる。そのため、仮想空間内において、寝台１６の天面１６Ａと平行な面をＸ-Ｙ平面とし、Ｘ－Ｙ平面に対して直交するＺ軸が設定される。そして、仮想空間内において、設定されたＺ軸の上方から下方に向けて光が照射されるように、光源位置が設定される。

　次に、レンダリング部７７Ｂは、挿入部１７の３ＤモデルＭをレンダリングする際のカメラ位置（視点位置ともいう）を設定するカメラ位置設定処理を実行する（ステップＳ４）。カメラ位置は、光源位置と同じく、仮想空間内において、寝台１６の天面１６Ａに対してＺ軸の上方から、挿入部１７の３ＤモデルＭを観察する位置に設定される。

　次に、レンダリング部７７Ｂは、挿入部１７の３ＤモデルＭをレンダリングする際の３ＤモデルＭの表面の仕上げを行うテクスチャ設定処理を実行する（ステップＳ５）。テクスチャ設定処理において、挿入部１７の表面は、例えば、単色無地の模様のテクスチャとする処理が行われる。

　最後に、レンダリング部７７Ｂは、設定した光源位置、カメラ、およびテクスチャに基づいて、３ＤモデルＭの表面に模様を付す。加えて、模様を付した３ＤモデルＭの表面に光源に対応した陰影を付ける陰影処理を施す。レンダリング部７７Ｂは、このように、挿入部１７の形状を示す２Ｄの形状表示画像４２を生成するレンダリング処理を実行する（ステップＳ６）。

　これにより、図１２に示すように、等倍表示の形状表示画像４２が生成される。形状表示画像４２は、挿入部１７を示す画像とその背景になる画像とを含んで構成される。以下において、形状表示画像４２内の挿入部１７、より正確には形状表示画像４２における挿入部１７の画像を、簡単化のために単に挿入部と呼び、実際の挿入部１７と区別するために、符号１７Ｇを付して挿入部１７Ｇという。

　形状表示画像４２の生成処理は、挿入部形状データ７８が更新される毎に繰り返される。

　次に、形状表示画像４２の表示倍率変更指示が出された場合について説明する。図１３は、画像生成部７７および情報記憶部８１の機能ブロック図である。

　表示倍率変更指示は、指示入力部８０を経由してユーザにより入力される。表示倍率変更指示には、形状表示画像４２全体の表示倍率が含まれる。表示倍率を示す情報は、表示倍率情報８２として情報記憶部８１に記憶される。表示倍率情報８２は、新たな表示倍率変更指示が出る毎に、新たな表示倍率変更指示に含まれる内容に更新される。

　表示倍率が１００％の場合は、形状表示画像４２全体を等倍表示（ここでは、基準サイズによる表示）する。表示倍率が１００％を超える場合は、形状表示画像４２全体を拡大表示（ここでは、基準サイズに対する拡大表示）する。この場合の表示倍率は、拡大率と同じ意味である。表示倍率が１００％未満の場合は、形状表示画像４２全体を縮小表示（ここでは、基準サイズに対する縮小表示）する。この場合の表示倍率は、縮小率と同じ意味である。縮小率は、本開示の技術に係る第１縮小率Ｒ１に相当する。以後、表示倍率情報８２が示す表示倍率が１００％未満の場合の表示倍率（ここでは、縮小率）を、第１縮小率Ｒ１として説明する。第１縮小率Ｒ１は、例えば、５０％である。

　表示倍率変更指示が出された場合の処理については、図９のフローチャートにおけるモデリング処理Ｓ２の処理内容のみが異なる。先ず、図９のフローチャートの挿入部形状データ取得処理（ステップＳ１）およびモデリング設定処理（ステップＳ２）を順に実行する。

　図１０のフローチャートに示すように、モデリング処理においては、先ず、モデリング部７７Ａは、表示倍率変更指示を受信したか否かの判定を行う（ステップＳ１１）。ステップＳ１１において、表示倍率変更指示を受信したと判定された場合（判定結果Ｙｅｓ）、モデリング部７７Ａは、情報記憶部８１から表示倍率情報８２を取得する表示倍率情報取得処理を実行する（ステップＳ１２）。

　次に、モデリング部７７Ａは、表示倍率情報８２が示す表示倍率が１００％未満か、すなわち等倍表示時の形状表示画像４２に対する縮小表示であるか否かの判定を行う（ステップＳ１３）。ステップＳ１３において、表示倍率が１００％未満である（すなわち、形状表示画像４２の縮小表示）と判定された場合（判定結果Ｙｅｓ）、モデリング部７７Ａは、形状表示画像４２内の挿入部１７の直径の縮小率である第２縮小率Ｒ２を、第１縮小率Ｒ１よりも大きな値に設定する第１制御を実行する（ステップＳ１４）。

　図１４は、モデリング部７７Ａにより実行される第１制御の内容を説明するための図である。なお、図１４では、説明を分かり易くするため、挿入部１７を直線で表示している。第１縮小率Ｒ１は、形状表示画像４２全体の縮小率であり、等倍表示時の挿入部１７の予め設定された部分の基準長さＬ０に対する、縮小後の形状表示画像４２の挿入部１７の予め設定された部分の縮小後長さＬ１の割合（すなわち、Ｌ１／Ｌ０）と等しい値である。第２縮小率Ｒ２は、等倍表示時の挿入部１７の基準直径Ｄ０に対する、縮小後の形状表示画像４２の挿入部１７の縮小後直径Ｄ１の割合（すなわち、Ｄ１／Ｄ０）である。第１制御は、第２縮小率Ｒ２を第１縮小率Ｒ１よりも大きな値に設定する制御である。第１制御の結果、基準長さＬ０に対する基準直径Ｄ０の比よりも、縮小後長さＬ１に対する縮小後直径Ｄ１の比の方が大きくなるため、挿入部１７が第１縮小率Ｒ１に見合った太さよりも太く表示されることになる。

　具体的には、モデリング部７７Ａは、例えば下記式により第２縮小率Ｒ２を算出する。ここで、第１縮小率Ｒ１および第２縮小率Ｒ２の単位は％である。第１縮小率Ｒ１が例えば５０％の場合、下記式で算出した結果、第２縮小率Ｒ２は、第１縮小率Ｒ１（ここでは、５０％）よりも大きな値である７５％に設定される。
　　Ｒ２＝｛（１００－Ｒ１）／２｝＋Ｒ１

　図１５は、縮小表示時における、挿入部の３Ｄモデル生成処理の一例を示す説明図である。なお、図１５および後述の図１６および図１７は、説明図であり、正確な寸法を示したものではない。図１５に示すように、モデリング部７７Ａは、挿入部形状データ７８における挿入部１７の中心軸Ｃを中心軸とする円筒形状の３ＤモデルＭを生成するモデリング本処理を実行する（ステップＳ１６）。ステップＳ１４までの処理において、形状表示画像４２全体の縮小率である第１縮小率Ｒ１は５０％に、形状表示画像４２内の挿入部１７の直径の縮小率である第２縮小率Ｒ２は７５％に設定されている。なお、図１５中において点線で示す領域Ｅは、等倍表示時の表示範囲を示している。

　そのため、モデリング部７７Ａは、図１５に示すように、縮小後の形状表示画像４２の挿入部１７の予め設定された部分の縮小後長さＬ１が、等倍表示時の挿入部１７の予め設定された部分の基準長さＬ０の５０％の長さとなるように、挿入部１７全体の長さを縮小する。また、モデリング部７７Ａは、挿入部１７の縮小後直径Ｄ１が、基準直径Ｄ０の７５％の長さとなるように、挿入部１７の直径を縮小する。

　図９のフローチャートに戻り、レンダリング部７７Ｂは、光源位置設定処理（ステップＳ３）、カメラ位置設定処理（ステップＳ４）、およびテクスチャ設定処理（ステップＳ５）を順に実行する。レンダリング部７７Ｂは、各設定処理において等倍表示時と同じ内容の設定処理を実行する。最後に、レンダリング部７７Ｂは、レンダリング処理を実行する（ステップＳ６）。

　これにより、図１６に示すように、形状表示画像４２全体を５０％に縮小した形状表示画像４２Ａが生成される。形状表示画像４２Ａは、挿入部１７を示す画像とその背景になる画像とを含んで構成される。以下において、形状表示画像４２Ａ内の挿入部１７、より正確には形状表示画像４２Ａにおける挿入部１７の画像を、簡単化のために単に挿入部と呼び、実際の挿入部１７と区別するために、符号１７Ｇを付して挿入部１７Ｇという。　　　　

　形状表示画像４２Ａの生成処理は、挿入部形状データ７８が更新される毎に繰り返される。

　なお、表示倍率が１００％以上の場合は、図１０のフローチャートのステップＳ１３において、表示倍率が１００％未満ではない（すなわち、形状表示画像４２全体の等倍表示または拡大表示）と判定される（判定結果Ｎｏ）。この場合、モデリング部７７Ａは、形状表示画像４２全体の表示倍率と、挿入部１７の直径の表示倍率の表示倍率を等しい値に設定する通常制御を実行し（ステップＳ１５）、ステップＳ１６に移行する。これにより、形状表示画像４２全体を等倍表示または拡大表示した画像が取得される。

［作用効果］
　本開示の内視鏡システム９においては、以上で説明したように、形状表示画像４２を縮小表示する場合に、モデリング部７７Ａにおいて、形状表示画像４２内の挿入部１７の直径の縮小率である第２縮小率Ｒ２を、形状表示画像４２全体の縮小率である第１縮小率Ｒ１よりも大きな値に設定する第１制御を実行している。

　その結果、５０％に縮小した形状表示画像４２Ａでは、等倍表示の形状表示画像４２と比較して、縮小後長さＧＬ１は基準長さＧＬ０の５０％の長さであるのに対し、縮小後直径ＧＤ１は基準直径ＧＤ０の７５％の長さとなる。

　比較例として、形状表示画像４２全体を一律に縮小する従来技術により生成された形状表示画像４２Ｂを、図１７に示す。形状表示画像４２Ｂは、表示領域全体を５０％で一律に縮小した画像である。５０％に縮小後の形状表示画像４２Ｂでは、等倍表示の形状表示画像４２と比較して、縮小後長さＧＬｎは基準長さＧＬ０の５０％の長さであり、縮小後直径ＧＤｎも基準直径ＧＤ０の５０％の長さとなる。

　同じ縮小率で形状表示画像４２を縮小する場合、本開示の技術に基づいて生成された形状表示画像４２Ａの縮小後直径ＧＤ１の方が、従来技術に基づいて生成された形状表示画像４２Ｂの縮小後直径ＧＤｎと比較して、大きくなる。そのため、挿入部１７Ｇの交差部分１７ＧＸの前後を容易に判断することが可能である。このように、本開示の技術によれば、形状表示画像４２を縮小表示する場合でも、挿入部１７Ｇの重なり具合が視認し易い形状表示画像４２Ａを表示することが可能である。

［変形例］
　上記実施形態は、一例であり、以下に示すように種々の変形が可能である。

　例えば、上記実施形態では、形状表示画像４２を縮小表示する場合は必ず、モデリング部７７Ａにおいて、形状表示画像４２内の挿入部１７の直径の縮小率である第２縮小率Ｒ２を、形状表示画像４２全体の縮小率である第１縮小率Ｒ１よりも大きな値に設定する第１制御を実行している。これに対し、形状表示画像４２を縮小表示する場合に、第１縮小率が予め設定された閾値未満の場合のみ、モデリング部７７Ａにおいて、第１制御を実行するようにしてもよい。

　この場合の処理の流れについて説明する。形状表示画像４２の生成処理全体の流れについては上述の図９のフローチャートに示す通りである。本態様では、図９のフローチャートにおけるモデリング処理Ｓ２の処理内容のみが異なる。図１８は、本態様のモデリング処理の流れを説明するためのフローチャートである。閾値は、任意の縮小率を設定することができる。

　図１８のフローチャートに示すように、モデリング処理においては、先ず、モデリング部７７Ａは、表示倍率変更指示を受信したか否かの判定を行う（ステップＳ２１）。ステップＳ２１において、表示倍率変更指示を受信したと判定された場合（判定結果Ｙｅｓ）、モデリング部７７Ａは、情報記憶部８１から表示倍率情報８２を取得する表示倍率情報取得処理を実行する（ステップＳ２２）。

　次に、モデリング部７７Ａは、表示倍率情報８２が示す表示倍率が１００％未満か、すなわち等倍表示時の形状表示画像４２に対する縮小表示であるか否かの判定を行う（ステップＳ２３）。ステップＳ２３において、表示倍率が１００％未満である（すなわち、形状表示画像４２の縮小表示）と判定された場合（判定結果Ｙｅｓ）、モデリング部７７Ａは、第１縮小率Ｒ１が閾値未満か否かの判定を行う（ステップＳ２４）。

　ステップＳ２４において、第１縮小率Ｒ１が閾値未満であると判定された場合（判定結果Ｙｅｓ）、モデリング部７７Ａは、形状表示画像４２内の挿入部１７の直径の縮小率である第２縮小率Ｒ２を、第１縮小率Ｒ１よりも大きな値に設定する第１制御を実行する（ステップＳ２６）。

　例えば、第１縮小率Ｒ１が５０％、閾値が８０％の場合、モデリング部７７Ａは、下記式により第２縮小率Ｒ２を算出する。ここで、第１縮小率Ｒ１および第２縮小率Ｒ２の単位は％である。下記式で算出した結果、第２縮小率Ｒ２は、第１縮小率Ｒ１（ここでは、５０％）よりも大きな値である６５％に設定される。
　　Ｒ２＝｛（８０－Ｒ１）／２｝＋Ｒ１

　ステップＳ２４において、第１縮小率Ｒ１が閾値未満ではないと判定された場合（判定結果Ｎｏ）、モデリング部７７Ａは、形状表示画像４２内の挿入部１７の直径の縮小率である第２縮小率Ｒ２を、第１縮小率Ｒ１と同じ値に設定する第２制御を実行する（ステップＳ２７）。

　次に、モデリング部７７Ａは、第１縮小率Ｒ１および第２縮小率Ｒ２に基づいて、挿入部形状データ７８における挿入部１７の中心軸Ｃを中心軸とする円筒形状の３ＤモデルＭを生成するモデリング本処理を行い（ステップＳ２８）、図９のフローチャートのステップＳ３に移行する。

　なお、図１８のフローチャートのステップＳ２１において、表示倍率変更指示を受信していないと判定された場合（判定結果Ｎｏ）、およびステップＳ２３において、表示倍率が１００％未満ではない（すなわち、形状表示画像４２の等倍表示または拡大表示）と判定された場合（判定結果Ｎｏ）は、ステップＳ２５に移行する。モデリング部７７Ａは、形状表示画像４２全体の表示倍率と、挿入部１７の直径の表示倍率の表示倍率を等しい値に設定する通常制御を実行し（ステップＳ２５）、ステップＳ２８に移行する。これにより、形状表示画像４２全体を等倍表示または拡大表示した画像が取得される。

　形状表示画像４２を縮小表示する場合に第１制御を実行すると、縮小後の形状表示画像４２Ａにおいて、挿入部１７Ｇの縮小後直径ＧＤ１が実際の挿入部１７よりも太く表示されることになる。しかしながら、本態様では、第１縮小率Ｒ１が閾値以上の場合に第２制御を実行し、第１縮小率Ｒ１が閾値未満の場合のみ第１制御を実行する。

　その結果、縮小率が大きく、挿入部１７があまり細くならずに表示できる場合は、挿入部１７Ｇの直径を第１縮小率Ｒ１に見合った太さで表示でき、縮小率が小さく、挿入部１７が細く表示されてしまう場合のみ、挿入部１７Ｇの直径を第１縮小率Ｒ１に見合った太さよりも太く表示できる。そのため、違和感が少なく、自然な縮小画像を表示することができる。

　また、上記実施形態において、第１制御における第２縮小率Ｒ２の決定方法は、上記式を用いて決定する態様に限らず、第２縮小率Ｒ２が第１縮小率Ｒ１よりも大きくなる決定方法であれば、どのような決定方法としてもよい。例えば、上記式とは異なる式を用いて決定してもよいし、第１縮小率Ｒ１の値と第２縮小率Ｒ２の値の関係を示すテーブルを参照して決定してもよい。

　また、上記実施形態において、表示倍率変更後の形状表示画像４２を生成する処理は、上記で説明した、モデリング時の挿入部１７の長さと直径を表示倍率に対応して変化させ、レンダリング時のカメラ位置を固定する方法に限らず、どのような方法としてもよい。例えば、モデリング時の挿入部１７の長さは固定とし直径のみを表示倍率に対応して変化させ、レンダリング時のカメラ位置を表示倍率に対応して変化させる方法としてもよい。　　　

　また、上記実施形態では、各発生コイル３９が同じ周波数の磁界ＭＦを発生する例で説明したが、各発生コイル３９が発生する磁界ＭＦの周波数が異なっていてもよい。

　また、上記各実施形態では、内視鏡１０に、磁界測定制御部５８を含む磁界測定部を配置し、ナビゲーション装置１２に磁界発生制御部７１を配置した例で説明したが、反対に、内視鏡１０に磁界発生制御部７１を配置して、ナビゲーション装置１２に磁界測定部を配置してもよい。

　また、上記実施形態において、例えば、情報取得部、画像生成部、および縮小率制御部の一例である画像生成部７７等の各種の処理を実行する処理部（Processing Unit）のハードウェア的な構造としては、次に示す各種のプロセッサ（Processor）を用いることができる。各種のプロセッサには、ソフトウェアを実行して各種の処理部として機能する汎用的なプロセッサであるＣＰＵ（Central Processing Unit)に加えて、ＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）等の製造後に回路構成を変更可能なプロセッサであるプログラマブルロジックデバイス（Programmable Logic Device :ＰＬＤ）、および／またはＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）等の特定の処理を実行させるために専用に設計された回路構成を有するプロセッサである専用電気回路等が含まれる。

　１つの処理部は、これらの各種のプロセッサのうちの１つで構成されてもよいし、同種または異種の２つ以上のプロセッサの組み合わせ（例えば、複数のＦＰＧＡの組み合わせ、および／または、ＣＰＵとＦＰＧＡとの組み合わせ）で構成されてもよい。このように、各種の処理部は、ハードウェア的な構造として、上記各種のプロセッサの１つ以上を用いて構成される。

　さらに、これらの各種のプロセッサのハードウェア的な構造としては、より具体的には、半導体素子等の回路素子を組み合わせた電気回路（circuitry）を用いることができる。

　情報取得部、画像生成部、および縮小率制御部を有する内視鏡表示制御装置を、プロセッサがＣＰＵで構成されるコンピュータによって実現してもよい。ＣＰＵを情報取得部および画像生成部として機能させるためのプログラムが、内視鏡表示制御装置の作動プログラムである。本開示の技術は、内視鏡表示制御装置の作動プログラムに加えて、この作動プログラムを非一時的に記憶するコンピュータが読み取り可能な記憶媒体にも及ぶ。

　上記の記載により、以下の付記項に記載の発明を把握することができる。

　「付記項１」
　被検体内に挿入されている内視鏡の挿入部の形状を画像化するための情報を取得する情報取得プロセッサと、
　取得した情報に基づいて、挿入部の形状を表示する形状表示画像を生成する画像生成プロセッサと、
　表示される形状表示画像を縮小する際に、予め設定された基準サイズに対する縮小後のサイズである縮小率を制御する縮小率制御部であって、形状表示画像全体を第１縮小率で縮小する際に、形状表示画像内の挿入部の直径については、第１縮小率よりも大きな第２縮小率に設定する第１制御を実行する縮小率制御プロセッサとを備えた、
　内視鏡形状表示制御装置。

　本明細書において、「Ａおよび／またはＢ」は、「ＡおよびＢのうちの少なくとも１つ」と同義である。つまり、「Ａおよび／またはＢ」は、Ａだけであってもよいし、Ｂだけであってもよいし、ＡおよびＢの組み合わせであってもよい、という意味である。また、本明細書において、３つ以上の事柄を「および／または」で結び付けて表現する場合も、「Ａおよび／またはＢ」と同様の考え方が適用される。

　以上に示した記載内容および図示内容は、本開示の技術に係る部分についての詳細な説明であり、本開示の技術の一例に過ぎない。例えば、上記の構成、機能、作用、および効果に関する説明は、本開示の技術に係る部分の構成、機能、作用、および効果の一例に関する説明である。よって、本開示の技術の主旨を逸脱しない範囲内において、以上に示した記載内容および図示内容に対して、不要な部分を削除したり、新たな要素を追加したり、置き換えたりしてもよいことはいうまでもない。また、錯綜を回避し、本開示の技術に係る部分の理解を容易にするために、以上に示した記載内容および図示内容では、本開示の技術の実施を可能にする上で特に説明を要しない技術常識等に関する説明は省略されている。

　２０１９年７月３１日に出願された日本出願特願２０１９－１４１３８７の開示はその全体が参照により本明細書に取り込まれる。本明細書に記載された全ての文献、特許出願、及び技術規格は、個々の文献、特許出願、及び技術規格が参照により取り込まれることが具体的かつ個々に記された場合と同程度に、本明細書中に参照により取り込まれる。

Claims (5)

1. 　少なくとも１つのプロセッサを備え、
   　前記プロセッサは、
   　被検体内に挿入されている内視鏡の挿入部の形状を画像化するための情報を取得し、
   　取得した前記情報に基づいて、前記挿入部の形状を表示する形状表示画像を生成し、
   　表示される前記形状表示画像を縮小する際に、予め設定された基準サイズに対する縮小後のサイズである縮小率を制御するプロセッサであって、前記形状表示画像全体を第１縮小率で縮小する際に、前記形状表示画像内の挿入部の直径については、前記第１縮小率よりも大きな第２縮小率に設定する第１制御を実行する
   　内視鏡形状表示制御装置。
2. 　前記プロセッサは、前記挿入部の長さについては前記縮小率を前記第１縮小率に設定し、かつ、前記挿入部の直径については前記第２縮小率に設定する
   　請求項１に記載の内視鏡形状表示制御装置。
3. 　前記プロセッサは、前記第１縮小率が予め設定された閾値以上の場合は、前記第１縮小率と前記第２縮小率とを同じ値に設定する第２制御を実行し、前記第１縮小率が前記閾値未満の場合は、前記第１制御を実行する
   　請求項１または２に記載の内視鏡形状表示制御装置。
4. 　被検体内に挿入されている内視鏡の挿入部の形状を画像化するための情報を取得する情報取得ステップと、
   　取得した前記情報に基づいて、前記挿入部の形状を表示する形状表示画像を生成する画像生成ステップと、
   　表示される前記形状表示画像を縮小する際に、予め設定された基準サイズに対する縮小後のサイズである縮小率を制御する縮小率制御ステップであって、前記形状表示画像全体を第１縮小率で縮小する際に、前記形状表示画像内の挿入部の直径については、前記第１縮小率よりも大きな第２縮小率に設定する第１制御を実行する縮小率制御ステップとを備えた、
   　内視鏡形状表示制御装置の作動方法。
5. 　被検体内に挿入されている内視鏡の挿入部の形状を画像化するための情報を取得する情報取得部と、
   　取得した前記情報に基づいて、前記挿入部の形状を表示する形状表示画像を生成する画像生成部と、
   　表示される前記形状表示画像を縮小する際に、予め設定された基準サイズに対する縮小後のサイズである縮小率を制御する縮小率制御部であって、前記形状表示画像全体を第１縮小率で縮小する際に、前記形状表示画像内の挿入部の直径については、前記第１縮小率よりも大きな第２縮小率に設定する第１制御を実行する縮小率制御部として、
   　コンピュータを機能させる内視鏡形状表示制御装置の作動プログラム。

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