WO2022059197A1 - 生体組織の採取方法および生検支援システム - Google Patents

生体組織の採取方法および生検支援システム Download PDF

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WO2022059197A1
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biopsy
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光一郎 伊藤
哲英 武山
武志 菅
和成 花野
圭悟 松尾
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オリンパスメディカルシステムズ株式会社
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Definitions

  • the present invention uses a method for collecting a living tissue and a biopsy support system, particularly an ultrasonic tomographic image when an ultrasonic probe is inserted into the lumen of a subject such as a bronchus, to perform a biopsy from a target tissue such as a tumor.
  • a biopsy support system which support the procedure for performing the procedure.
  • an endoscope capable of acquiring an optical image of a subject and an intraluminal probe
  • an ultrasonic endoscope capable of acquiring a tomographic image of a subject, a gastrointestinal tract, a bronchus, a biliary pancreatic duct, a blood vessel, etc.
  • Techniques for observing and diagnosing the lumen and surrounding organs of the gall bladder are widely known.
  • Japanese Patent Publication No. 2014-204904 guides access to the vicinity of the lesion by an ultrasonic probe inserted into the forceps channel of the endoscope.
  • the guide system to be used is disclosed.
  • the process of observing the lesion and biopsy (collecting biological tissue) by the guide system shown in Japanese Patent Publication No. 2014-204904 is as follows. First, the tip of the bronchoscope inserted into the bronchus is brought close to the lesion. Then, an ultrasonic probe with a guide sheath is inserted through the forceps channel formed in the bronchial endoscope. Further, the tip of the ultrasonic probe is projected forward from the tip of the bronchial endoscope to bring it closer to the vicinity of the lesion.
  • the ultrasonic probe is removed from the forceps channel of the bronchial endoscope, and a forceps, which is a biopsy instrument, is newly inserted into the forceps channel instead. .. Then, the tip of the forceps is accessed to the vicinity of the lesion based on the above-mentioned grasped position information, and the biological tissue of the lesion is collected.
  • US Patent Publication No. US9,452,276 proposes a technique for performing a biopsy using an endoscope and a biopsy needle.
  • a predetermined endoscope is first inserted into a sheath that enables angle operation and has a function of measuring the shape of a lumen. Then, the endoscope inserted through this sheath is inserted into the lumen of the subject together with the sheath, and the shape measuring function provided in the sheath is used to access to a desired site. After that, the endoscope is removed from the sheath, a biopsy needle is inserted into the sheath instead, the biopsy needle is accessed to the desired site, and then the biological tissue of the site is collected.
  • the guide system in the above-mentioned Japanese Patent Publication No. 2014-204904 can access the vicinity of the lesion relatively accurately by using an ultrasonic probe through which a forceps channel is inserted in a bronchial endoscope.
  • the forceps which is a biopsy instrument to be inserted instead, cannot be provided with a sufficiently large biological tissue collection unit due to the limitation of the inner diameter of the forceps channel. That is, there is a problem that the amount of tissue collected in one biopsy is small.
  • the present invention has been made in view of the above circumstances, and can accurately access a desired site in the lumen of a subject, and has a sheath outer diameter and inner diameter suitable for peripheral procedures, that is, a small diameter of the outer diameter. It is an object of the present invention to provide a method for collecting a living tissue and a biopsy support system that can achieve both the increase in the diameter and the increase in the inner diameter.
  • the method for collecting a living tissue is a guide sheath composed of a tubular member inserted into the body cavity of a subject, and is a guide that is plastically deformed by an internal object inserted inside the tubular portion. Insertion into the body cavity of the subject with an endoscope that can capture the endoscopic image of the inside of the body cavity of the subject and output the tip position information of the endoscope to the outside. In the subject obtained by imaging the subject with a device different from the endoscope when the step and the endoscope inserted through the guide sheath are inserted into the body cavity of the subject.
  • the three-dimensional image information related to the body cavity path and the tip position data of the endoscope obtained by acquiring the tip position information of the endoscope are collated, and the tip position of the endoscope and the three-dimensional image are collated.
  • the guide sheath was placed in the body cavity after the endoscope access step and the endoscope access step in which the tips of the endoscope and the guide sheath were brought closer to the region of interest by associating with.
  • a biopsy instrument is inserted into the guide sheath, and the biopsy instrument inserted through the guide sheath is brought closer to the region of interest. It comprises a test instrument access step and, after the biopsy device access step, a biopsy step in which the biopsy device collects biological tissue in the area of interest.
  • the biopsy support system includes a guide sheath which is configured as a tubular member inserted into the body cavity of a subject and is plastically deformed by an internal object inserted inside the tubular portion, and the guide.
  • An endoscope that can be inserted into the inside of the tubular portion of the sheath, and is capable of capturing an endoscope image relating to the inside of the body cavity of the subject and outputting the tip position information of the endoscope to the outside.
  • a mirror a three-dimensional image information storage unit that stores three-dimensional image information related to a body cavity path in the subject obtained by imaging the subject with a device different from the endoscope, and the endoscope.
  • the tip position of the endoscope is on the three-dimensional image based on the tip position information acquisition unit that acquires the tip position information of the endoscope and obtains the tip position data of the endoscope and the tip position data of the endoscope.
  • a processor having an image generation unit for generating a navigation image displaying a corresponding position, and a biopsy tissue in a region of interest in the body cavity of the subject, which can be inserted into the inside of the cylinder portion in the guide sheath, are collected. Equipped with a biopsy instrument.
  • FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of a biopsy support system according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 shows the appearance of the guide sheath in the biopsy support system of one embodiment, the state in which the endoscope is inserted through the guide sheath, and the state in which the biopsy instrument and the ultrasonic probe are inserted through the guide sheath. It is an external perspective view shown.
  • FIG. 3 is a flowchart showing a process in which the insertion support device acquires CT image data and generates and stores three-dimensional image information in the biopsy support system of one embodiment.
  • FIG. 4 is a flowchart showing a process of collecting a living tissue in the biopsy support system of one embodiment.
  • FIG. 5 is a diagram showing a state in which the endoscope is brought close to the region of interest in the bronchus in a state where the endoscope is inserted through a guide sheath in the biopsy support system of one embodiment.
  • FIG. 6 shows a state in which the biopsy instrument and the ultrasonic probe are brought close to the region of interest in the bronchus in the state where the biopsy instrument and the ultrasonic probe are inserted into the guide sheath in the biopsy support system of one embodiment. It is a figure.
  • FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of a biopsy support system according to an embodiment of the present invention
  • FIG. 2 shows an appearance of a guide sheath in the biopsy support system of one embodiment and an inside of the guide sheath. It is an external perspective view which showed the state which inserted the endoscope, and the state which the biopsy instrument and the ultrasonic probe were inserted through the guide sheath.
  • the biopsy support system 1 includes an endoscope 2 that captures an endoscopic image of the inside of the body cavity of a subject and the endoscope 2.
  • a processor 3 that performs predetermined image processing on the endoscope image acquired by being connected to the endoscope and outputs it to the outside, an insertion support device 4 that supports the insertion of the endoscope 2 and the ultrasonic probe 6, and an ultrasonic probe.
  • An ultrasonic observation device 5 that controls ultrasonic observation by 6 and an ultrasonic probe 6 that is connected to the ultrasonic observation device 5 to obtain an image taken in the body cavity of the subject, and an X-ray tomographic image related to the subject. It mainly includes a CT device 8 for acquisition.
  • the biopsy support system 1 of the present embodiment has a guide sheath 7 for guiding the insertion of the subject into the lumen by inserting the endoscope 2 or the ultrasonic probe 6 into the inside, and the biopsy support system 1 in the lumen of the subject. It has a biopsy instrument 60 for collecting a biological tissue of a lesion.
  • the guide sheath 7 has a tubular shape having a lumen portion.
  • the guide sheath 7 allows an internal object such as an endoscope 2 or an ultrasonic probe 6 to be inserted into the lumen thereof, and is plastically deformed by the internal object. Then, in the state where these internal objects are installed internally, they are inserted into the lumen of the subject while guiding these internal objects.
  • the guide sheath 7 used in the present embodiment does not have an induction function on the sheath itself as described in detail later, it is possible to reduce the outer diameter, but the inner diameter is relatively large. It becomes possible to set. Specifically, since the outer diameter can be set to a size that can reach the periphery of the bronchus (for example, ⁇ 3.5 mm) and the thickness of the sheath outer skin can be set thin, this kind of guide sheath can be set for the inner diameter. The diameter is set to approximately ⁇ 3.5 mm, which is a relatively large diameter.
  • the guide sheath 7 is provided with a wire 72 for angle adjustment in the longitudinal direction of the tubular portion.
  • the wire 72 is connected to the wire drive unit 33 in the processor 3, and the angle of the guide sheath 7 is changed by the control of the wire drive unit 33.
  • the middle portion of FIG. 2 shows a state in which the endoscope 2 is inserted into the lumen portion of the guide sheath 7, and the tip portion 21 of the endoscope 2 protrudes from the tip of the guide sheath 7 and is exposed.
  • a biopsy instrument 60 is inserted into the lumen portion of the guide sheath 7 instead of the endoscope 2, and the tip portion of the biopsy instrument 60 (biopsy) is inserted from the tip of the guide sheath 7. It shows a state in which the cup portion 61) is projected and exposed.
  • the ultrasonic probe 6 is inserted into the insertion hole in the main body 62 of the biopsy instrument 60, and in FIG. 2, the inside of the main body of the biopsy instrument 60 is inserted. It shows how the tip of the ultrasonic probe 6 protrudes from the cavity.
  • the biopsy support system of the present embodiment includes, for example, an endoscope system for observing and diagnosing the bronchus of a subject, and in the present embodiment, the endoscope system is an endoscope (bronchial endoscope) 2
  • the processor 3 to which the endoscope 2 is connected, driving and controlling the endoscope 2 and performing predetermined image processing on the image captured by the endoscope 2, and outputting the image generated by the processor 3. It has a monitor 51 and a monitor 51.
  • Endoscope 2 assumes a so-called bronchial endoscope in the present embodiment.
  • the present invention is not limited to a biopsy support system including a bronchial endoscope, but can be applied to a biopsy support system including other endoscopes such as an upper gastrointestinal tract endoscope and a colonoscope.
  • the endoscope (bronchial endoscope) 2 is provided with an imaging optical system and an illumination optical system in an elongated insertion portion.
  • the imaging optical system includes an objective lens 21a arranged at the tip portion 21 (see FIG. 2), an image fiber (not shown) arranged on the proximal end side of the objective lens 21a, and a relay lens.
  • the image pickup light of the subject received by the objective lens 21a is input to the image pickup element arranged on the proximal end side via the image fiber and the relay lens.
  • the image pickup signal from the image pickup element arranged at the base end of the image pickup optical system is input to the image processing unit 35 in the processor 3, appropriately subjected to image processing, and then output to the monitor 51. ing.
  • the illumination optical system is provided with a light guide for transmitting illumination light from a light source (not shown), and is irradiated from the illumination window 21b at the tip portion 21.
  • the endoscope (bronchial endoscope) 2 of the present embodiment has the above-mentioned imaging optical system and illumination optical system, but does not have a so-called forceps channel for inserting forceps or the like. As a result, the forceps cannot be inserted into the lumen of the subject via the endoscope 2, but the diameter of the endoscope itself can be reduced because there is no forceps channel.
  • the endoscope 2 has a pattern light projection unit 22 that projects a predetermined pattern light on its tip portion 21.
  • the pattern light projection unit 22 projects a predetermined pattern light toward the lumen to obtain three-dimensional shape data of the lumen. Has a function to acquire.
  • the endoscope 2 when the endoscope 2 is inserted into the cavity of the subject, the endoscope 2 projects a predetermined pattern light from the pattern light projection unit 22 under the control of the processor 3, and the information obtained by the projection (the endoscope). (Three-dimensional measurement information relating to the lumen facing the mirror 2) is transmitted to the tip position information acquisition unit 31 in the processor 3.
  • the tip position information acquisition unit 31 acquires the endoscope image on which the pattern light which is the tip position information is projected, and the tip position data of the endoscope 2 is obtained from the tip position information. Is coming to ask.
  • the three-dimensional shape data is obtained by projecting a predetermined pattern light, but another method, for example, a stereo camera is provided at the tip portion 21 and the three-dimensional shape is formed by known stereo matching. You may ask for data.
  • the three-dimensional shape data may be obtained by other known methods.
  • the tip position data of the endoscope 2 inserted into the cavity of the subject is obtained by the pattern light projection, but the tip position data related to the endoscope 2 is other. It may be obtained by a configuration, for example, a sensor such as an electromagnetic sensor or a shape sensor.
  • a sensor such as an electromagnetic sensor or a shape sensor.
  • the pattern light projection unit 22 adopted in the present embodiment can be made smaller than these electromagnetic sensors or shape sensors, the detection of the tip position data by the pattern light projection unit can be adopted. The diameter of the endoscope can be further reduced.
  • the endoscope 2 is inserted into the lumen of the subject in a state of being inserted into the lumen of the tubular guide sheath 7 (see FIG. 2), and in the present embodiment, it is inserted into the bronchus. There is.
  • FIG. 5 is a diagram showing a state in which the endoscope is brought close to the region of interest in the bronchus with the endoscope inserted through the guide sheath in the biopsy support system of the present embodiment.
  • the bronchial endoscope 2 is inserted into the lumen of the guide sheath 7 in the present embodiment having a relatively large diameter (FIG. 2). (See the middle section), in this state, the tip of the guide sheath 7 and the tip 21 of the endoscope 2 are brought closer to the region of interest (lesion 101) in the bronchus.
  • the subsequent treatment in this embodiment will be described in detail later.
  • the processor 3 controls the driving of the image pickup element in the endoscope 2 so that the endoscope 2 can be connected, and in the present embodiment, the tip position information acquisition unit 31, the image generation unit 32, the wire drive unit 33, and the processor 3 control the drive of the image pickup element. It has an image processing unit 35 and the like.
  • the image processing unit 35 has a known image processing function, acquires an image pickup signal from the image pickup element in the endoscope 2, performs predetermined image processing, and directs the image signal to the monitor 51 as an image signal of the endoscope image. Output.
  • the tip position information acquisition unit 31 acquires the endoscope image on which the pattern light which is the tip position information is projected from the endoscope 2, and the tip of the endoscope 2 is obtained from the tip position information. Obtain position data.
  • the image generation unit 32 combines the tip position data of the endoscope 2 obtained by the tip position information acquisition unit 31 and the three-dimensional image information stored in the three-dimensional image information storage unit 42 of the insertion support device 4. By collating, a navigation image is generated in which the tip position of the endoscope 2 displays the corresponding position on the three-dimensional image, and the navigation image is output to the monitor 52.
  • the processor 3 is provided with the above-mentioned tip position information acquisition unit 31 and image generation unit 32, but any of these tip position information acquisition units 31 and image generation unit 32 is provided.
  • One may be provided in another device, for example, the insertion support device 4 described later.
  • the wire drive unit 33 drives and controls the angle adjusting wire 72 (see FIG. 2) arranged on the guide sheath 7.
  • the angle of the guide sheath 7 is controlled in the vertical and horizontal directions by driving and controlling the angle adjusting wire 72 by the wire driving unit 33.
  • the angle of the endoscope 2 or the ultrasonic probe 6 inserted as an internal component in the guide sheath 7 is also controlled while being inserted into the lumen of the subject.
  • the biopsy support system of the present embodiment includes an insertion support system, and the insertion support system acquires an X-ray tomographic image of a subject output from a known CT device 8 and a known CT device 8.
  • An insertion support device 4 and an endoscope 2 or It has a monitor 52 for synthesizing and displaying a real image obtained from the ultrasonic probe 6 and a three-dimensional image related to the subject.
  • the insertion support device 4 performs predetermined image processing on the captured CT image and a CT image data acquisition unit (not shown) that acquires a CT image (X-ray tomographic image) from the CT device 8. It has an image processing unit (not shown), a three-dimensional image information generation unit 41 that generates a predetermined three-dimensional image from the captured CT image, and a three-dimensional image information storage unit 42 that stores the three-dimensional image information. ..
  • the CT image data acquisition unit acquires a CT image (X-ray tomographic image) from the CT device 8 and stores the image data in a predetermined image data storage unit.
  • the image processing unit performs bronchial extraction processing, for example, by processing to extract a body cavity portion in which air exists, based on the image data captured by the CT image data acquisition unit.
  • the 3D image information generation unit 41 has a function of generating a 3D image of the bronchus by a known method based on the image data captured by the CT image data acquisition unit.
  • the 3D image information storage unit 42 stores the 3D image information of the bronchus generated by the 3D image information generation unit 41.
  • the three-dimensional image information related to the bronchus of the subject stored in the three-dimensional image information storage unit 42 is sent to the processor 3 and the ultrasonic observation device 5, and the tip position of the endoscope 2 or the ultrasonic probe 6 is the said. It contributes to the generation of a navigation image that displays the corresponding position on the three-dimensional image.
  • the CT device 8 is a known CT (Computed Tomography) device that captures an X-ray tomographic image of a subject, and in the biopsy support system of the present embodiment, the subject is observed, diagnosed, and biopsied. Prior to this, an X-ray tomographic image of the subject is imaged and sent to the insertion support device 4.
  • CT Computer Tomography
  • the biopsy support system of the present embodiment includes an ultrasonic observation system, and the ultrasonic observation system is an ultrasonic image generation in which an ultrasonic probe 6 and the ultrasonic probe 6 are connected to generate an ultrasonic tomographic image. It has an ultrasonic observation device 5 provided with a unit, and a monitor 53 for displaying an ultrasonic tomographic image generated by the ultrasonic observation device 5.
  • the ultrasonic probe 6 is provided with a known ultrasonic vibrator, acquires an ultrasonic image based on the reflected wave from the inserted subject, and outputs the ultrasonic image to the ultrasonic observation device 5.
  • the ultrasonic probe 6 has an elongated probe main body and a probe tip portion, and an ultrasonic vibrator is arranged at the probe tip portion.
  • This ultrasonic transducer is driven based on the drive signal from the ultrasonic observation device 5, and emits an ultrasonic beam to the inside of the living body. Further, the ultrasonic transducer receives the reflected wave reflected by the ultrasonic beam in the living tissue inside the living body, and outputs an echo signal corresponding to the reflected wave to the ultrasonic observation device 5. ing.
  • the ultrasonic observation system may include an ultrasonic probe 6 and a position detection device (not shown) for detecting the tip position of the ultrasonic probe 6.
  • the ultrasonic probe 6 is provided with a known position sensor at the tip thereof for detecting the position of the ultrasonic vibrator, and the position detection device detects the three-dimensional position of the above-mentioned position sensor in the ultrasonic probe 6. It is designed to do. Since the position detection method of the ultrasonic probe 6 including the position detection device and the above-mentioned position sensor is a known technique, detailed description thereof will be omitted here.
  • ⁇ Biopsy instrument 60 As a biopsy instrument for collecting a biological tissue of a lesion in the lumen (bronchus) of a subject, a biopsy instrument 60 having an insertion hole through which an ultrasonic probe 6 can be inserted is adopted. ..
  • the biopsy instrument 60 has a main body portion 62 which is a long tubular portion, and a biopsy cup 61 arranged at the tip end portion of the main body portion 62.
  • the biopsy cup 61 is displaceable by a drive mechanism (not shown) and has a grip 61a for collecting biological tissue.
  • a grip portion 61b for gripping a living tissue is formed together with the grip portion 61a at a portion of the tip portion of the main body portion 62 facing the grip portion 61a.
  • the biopsy cup 61 in the present embodiment is characterized by having a large-capacity collection function as compared with a normal biopsy cup when collecting a biological tissue of a lesion. This is because, as will be described later, since the inner diameter of the guide sheath 7 used in the present embodiment is relatively large, it has become possible to use a cup portion having a relatively large capacity in accordance with this.
  • the shape of the biopsy cup 61 and the configurations of the grips 61a and 61b are not limited to this, and various forms having a function of collecting biological tissue can be adopted.
  • the biopsy instrument 60 is set to a size that can be inserted into the lumen portion of the guide sheath 7, including the biopsy cup 61 described above. That is, as described above, since the inner diameter of the guide sheath 7 in the present embodiment is approximately ⁇ 3.5 mm, a relatively large biopsy instrument can be applied.
  • the main body 62 of the biopsy instrument 60 has an insertion hole through which the ultrasonic probe 6 can be inserted as described above. That is, in the present embodiment, the biopsy instrument 60 covers the entire biopsy instrument 60 including the biopsy cup 61 in the lumen of the guide sheath 7 in a state where the ultrasonic probe 6 is inserted into the insertion hole in the main body 62. It can be inserted through the part (see the lower part of FIG. 2).
  • the guide sheath 7 in the present embodiment is set to a size (for example, ⁇ 3.5 mm) that can reach the periphery of the bronchi in terms of outer diameter, while inducing. Due to the thinning of the outer skin of the sheath by not installing the function, the inner diameter is set to ⁇ 3.5 mm, which is almost the same diameter as the outer diameter. As described above, a large-capacity biopsy cup 61 can be adopted, and a real-time sampling function using the ultrasonic probe 6 can be exhibited.
  • the ultrasonic probe 6 is inserted into the lumen of the subject while being inserted into the lumen of the guide sheath 7 (see FIG. 2).
  • FIG. 6 shows a state in which the biopsy instrument and the ultrasonic probe are brought close to the region of interest in the bronchus in the state where the biopsy instrument and the ultrasonic probe are inserted into the guide sheath in the biopsy support system of the present embodiment. It is a figure.
  • the endoscope 2 inserted through the guide sheath 7 is first brought close to the region of interest (lesion portion 101) in the bronchus, and then the guide sheath 7 is placed. In this state, the endoscope 2 is inserted, and the biopsy instrument 60 is inserted into the guide sheath 7 instead.
  • the ultrasonic probe 6 is inserted into the insertion hole at the main end portion 62 of the biopsy instrument 60, the biopsy cup 61 of the biopsy instrument 60 is brought closer to the lesion portion 101, and the tip portion of the ultrasonic probe 6 is brought closer to the lesion portion 101. .. After that, the biological tissue of the lesion 101 is collected by the biopsy cup 61 while operating the ultrasonic probe 6 and demonstrating the real-time sampling function.
  • the ultrasonic observation device 5 has a known ultrasonic observation function that enables the ultrasonic probe 6 to be connected. That is, the ultrasonic observation device 5 generates and outputs a drive signal for driving the ultrasonic transducer in the ultrasonic probe 6, and based on the echo signal from the ultrasonic transducer in the ultrasonic probe 6, the living body. Ultrasound images as tomographic images are sequentially generated at a predetermined frame rate. Further, the ultrasonic observation device 5 sequentially outputs the generated ultrasonic image to the processor 3.
  • the ultrasonic tomographic image generated by the ultrasonic observation device 5 is displayed on the monitor 53, but other effects are the same as those of the known ultrasonic observation device. The detailed description here is omitted.
  • FIG. 3 is a flowchart showing a process in which the insertion support device acquires CT image data and generates and stores three-dimensional image information in the biopsy support system of one embodiment.
  • the insertion support device 4 acquires CT image data from the CT device 8 prior to collecting the biological tissue of the lesion in the lumen (bronchi) of the subject, and the CT image data is used as the CT image data. Based on this, 3D image information is generated and stored.
  • the CT image data acquisition unit in the insertion support device 4 first acquires a CT image (X-ray tomographic image) from the CT device 8 (step S1). After that, the image processing unit in the insertion support device 4 performs a bronchial extraction process based on the image data captured by the CT image data acquisition unit, for example, by extracting a body cavity portion in which air exists (step S2). ..
  • the 3D image information generation unit 41 in the insertion support device 4 generates a 3D image of the bronchus by a known method based on the image data captured by the CT image data acquisition unit (step S3).
  • the 3D image information storage unit 42 in the insertion support device 4 stores the 3D image information of the bronchus generated by the 3D image information generation unit 41 (step S4).
  • the three-dimensional image information related to the bronchus of the subject stored in the three-dimensional image information storage unit 42 is sent to the processor 3 and the ultrasonic observation device 5, and the tip position of the endoscope 2 or the ultrasonic probe 6 is reached. Will contribute to the generation of a navigation image that displays the corresponding position on the three-dimensional image.
  • FIG. 4 is a flowchart showing a process of collecting a living tissue in the biopsy support system of one embodiment.
  • the operator in collecting the biological tissue of the lesion in the lumen (bronchus) of the subject, the operator first inserts the endoscope 2 into the lumen of the tubular guide sheath 7. In this state (see the middle part of FIG. 2), it is inserted into the lumen of the subject, or in the bronchus in the present embodiment (step S11; insertion step).
  • step S12 endoscope access step
  • the endoscope 2 projects a predetermined pattern light from the pattern light projection unit 22 under the control of the processor 3, and the information obtained by the projection (three-dimensional measurement relating to the cavity facing the endoscope 2).
  • Information such as an endoscope image and tip position information) is sent to the tip position information acquisition unit 31 in the processor 3.
  • the tip position information acquisition unit 31 in the processor 3 acquires the endoscope image on which the pattern light which is the tip position information is projected from the endoscope 2, and the tip of the endoscope 2 is obtained from the tip position information. Obtain position data.
  • the image generation unit 32 in the processor 3 has the tip position data of the endoscope 2 obtained in the tip position information acquisition unit 31 and the three-dimensional image stored in the three-dimensional image information storage unit 42 in the insertion support device 4. The information is collated to generate a navigation image in which the tip position of the endoscope 2 displays the corresponding position on the three-dimensional image, and the navigation image is output to the monitor 52.
  • the operator brings the tip of the guide sheath 7 and the tip 21 of the endoscope 2 closer to the region of interest (lesion 101) in the bronchus based on the navigation image. (See Fig. 5).
  • the surgeon inserts the biopsy instrument 60 and the ultrasonic probe 6 into the indwelling guide sheath 7. That is, the lumen of the guide sheath 7 in which the biopsy instrument 60 and the ultrasonic probe 6 are placed in the vicinity of the lesion portion 101 in a state where the ultrasonic probe 6 is inserted into the insertion hole in the main body portion 62 of the biopsy instrument 60. Insert through the part.
  • step S14 ultrasonic imaging step
  • step S15 biopsy instrument access step
  • the surgeon collects the biological tissue in the lesion with the biopsy instrument 60 and performs the biopsy process (step S16; biopsy step).
  • the biopsy support system in the present embodiment is set to have an outer diameter that can reach the periphery of the bronchus (for example, ⁇ 3.5 mm), but is not equipped with a guidance function. Due to the thinning of the outer skin of the sheath, the guide sheath 7 is provided with the inner diameter set to ⁇ 3.5 mm, which is almost the same as the outer diameter.
  • the biopsy support system of the present embodiment adopts such a guide sheath 7 to provide a large-sized large-capacity biopsy cup 61 such as the biopsy instrument 60, while being reachable to the periphery. In addition to being able to be adopted, it is possible to achieve an excellent effect that a real-time sampling function using the ultrasonic probe 6 can be exhibited.
  • the pattern light projection unit 22 provided in the endoscope 2 is used. Since the structure is such that the tip position data is obtained by pattern light projection, it is possible to reduce the diameter of the endoscope more than adopting another method, for example, a structure in which the tip position data is obtained by an electromagnetic sensor or a shape sensor. ..
  • the biopsy support system of the present embodiment can accurately access the desired site in the lumen of the subject, and at the same time, the outer and inner diameters of the sheath, that is, the outer diameter, which is suitable for peripheral procedures, can be reduced. It has the effect of being able to achieve both an increase in the inner diameter and an increase in the inner diameter.
  • the present invention is not limited to the above-described embodiment, and various changes, modifications, and the like can be made without changing the gist of the present invention.

Abstract

ガイドシースに挿通された内視鏡を被検体の体腔内に挿入する挿入ステップと、ガイドシースに挿通された内視鏡を被検体の体腔内に挿入した際、予めＣＴ装置により得られた当該被検体内の体腔路に係る３次元画像情報と、内視鏡の先端位置情報を取得して求められた当該内視鏡の先端位置データと、を照合し、内視鏡の先端位置と前記３次元画像とを対応付けることにより内視鏡とガイドシースとの先端を注目領域に近づける内視鏡アクセスステップと、内視鏡アクセスステップの後に、ガイドシースを体腔内に留置させたまま内視鏡を当該ガイドシースから抜去する抜去ステップと、抜去ステップの後にガイドシースに生検器具を挿入し、当該ガイドシースに挿通した当該生検器具を注目領域に近づける生検器具アクセスステップと、生検器具が注目領域の生体組織を採取する生検ステップと、を含む。

Description

生体組織の採取方法および生検支援システム
　本発明は、生体組織の採取方法および生検支援システム、特に、気管支等の被検体の管腔に超音波プローブを挿入した場合の超音波断層画像を利用して腫瘍等の目標組織から生検を行う処置を支援する、生体組織の採取方法および生検支援システムに関する。
　従来、被検体の光学像を取得可能な内視鏡、および、被検体の断層像を取得可能な超音波内視鏡等の体腔内プローブを用いて、消化管、気管支、胆膵管または血管等の管腔および周辺臓器の観察・診断を行う技術が広く知られている。
　例えば、被検体の気管支における病変の観察・診断を行うガイドシステムとして、日本国２０１４－２０４９０４号公報には、内視鏡の鉗子チャンネルに挿通された超音波プローブを病変部近傍までのアクセスを案内するガイドシステムが開示されている。
　この日本国２０１４－２０４９０４号公報に示されたガイドシステムによる病変部の観察および生検（生体組織採取）工程は、概略以下のとおりである。まず、気管支に挿入した気管支内視鏡の先端部を病変部付近まで近づける。その後、当該気管支内視鏡に形成された鉗子チャンネルに、ガイドシースを付けた超音波プローブを挿通する。さらに、当該超音波プローブの先端部を当該気管支内視鏡先端から前方に突出させ、病変部近傍まで近づける。そして、この超音波プローブによって病変部の位置等を把握した後、当該超音波プローブを気管支内視鏡の鉗子チャンネルから抜去し、代わって新たに当該鉗子チャンネルに生検器具である鉗子を挿通する。そして、この鉗子の先端部を上記把握した位置情報に基づいて病変部近傍までアクセスさせ、当該病変部の生体組織を採取する。
　一方、米国特許公報ＵＳ９，４５２，２７６には、内視鏡と生検針とを用いて生検を行う技術が提案されている。この技術は、まず、アングル操作を可能とする共に管腔の形状計測機能を備えたシースに所定の内視鏡を挿通する。そして、このシースに挿通された内視鏡を当該シースと共に被検体の管腔に挿入し、当該シースに備えた形状計測機能を用いて、所望の部位までアクセスする。この後、当該シースから内視鏡を抜去し、代わって、生検針を当該シースに挿通し、上記所望の部位まで当該生検針をアクセスさせた後、当該部位の生体組織を採取する。
　さらに、自らの位置計測機能を備えた内視鏡をシースと共に被検体の管腔に挿入し、当該位置計測機能を用いながら所望の病変部にアクセスする技術も、従来知られるところにある。
　一方、超音波プローブを病変等の所望の部位までアクセスさせる際、内視鏡による光学像または超音波プローブによる断層像の情報のみを用いてアクセスさせるには困難が伴う場合もある。この点に鑑みて、超音波プローブの先端部を所望の部位に対して容易に到達するためのガイドシステムが提案されている。
　具体的には、日本国特開２００８－６１０８号公報、日本国特開２０１０－６９０１８号公報等において、被検体の観察または診断の前に取得したＣＴ画像から臓器の３次元データを構築し、その３次元データ上に超音波観測位置を表示することにより超音波プローブの挿入動作を支援するガイドシステムが提案されている。
　ところで、上述した日本国２０１４－２０４９０４号公報におけるガイドシステムは、気管支内視鏡における鉗子チャンネルを挿通した超音波プローブを用いて、病変部近傍まで比較的正確にアクセスすることが可能であるが、代わって挿通される生検器具である鉗子は、当該鉗子チャンネルの内径の制約により十分な大きさの生体組織採取部を備えることができない。すなわち、一回の生検において採取することができる組織採取量が少ない、という課題を有していた。
　一方、米国特許公報ＵＳ９，４５２，２７６において示された生検技術は、上記同様、病変部に対して比較的正確にアクセスすることができるものの、シース自体に形状計測機能を一体的に備える構成となっていることから、気管支に係る末梢手技に適したシース外径と内径とを両立することは困難であった。
　さらに、自らの位置計測機能を備えた内視鏡を用いる従来例においても、上記同様に、気管支に係る末梢手技に適したシース外径と内径とを両立することは困難である。
　本発明は上述した事情に鑑みてなされたものであり、被検体の管腔における所望部位まで正確にアクセスすることができると共に、末梢手技に適したシース外径と内径、すなわち外径の細径化と内径の太径化とを両立することができる、生体組織の採取方法および生検支援システムを提供することを目的とする。
　本発明の一態様の生体組織の採取方法は、被検体の体腔内に挿入される筒状部材により構成されたガイドシースであって、筒部の内部に挿通された内蔵物によって塑性変形するガイドシースに挿通された、被検体の体腔内に係る内視鏡画像を撮像すると共に当該内視鏡の先端位置情報を外部に出力可能な内視鏡を、当該被検体の体腔内に挿入する挿入ステップと、前記ガイドシースに挿通された前記内視鏡を前記被検体の体腔内に挿入した際、前記内視鏡とは異なる装置により前記被検体を撮像して得られた当該被検体内の体腔路に係る３次元画像情報と、前記内視鏡の先端位置情報を取得して求められた内視鏡の先端位置データと、を照合し、前記内視鏡の先端位置と前記３次元画像とを対応付けることにより、前記内視鏡と前記ガイドシースとの先端を注目領域に近づける、内視鏡アクセスステップと、前記内視鏡アクセスステップの後に、前記ガイドシースを前記体腔内に留置させたまま前記内視鏡を前記ガイドシースから抜去する、抜去ステップと、前記抜去ステップの後に、前記ガイドシースに生検器具を挿入し、当該ガイドシースに挿通した当該生検器具を注目領域に近づける生検器具アクセスステップと、前記生検器具アクセスステップの後に、前記生検器具が前記注目領域の生体組織を採取する、生検ステップと、を含む。
　また、本発明の一態様の生検支援システムは、被検体の体腔内に挿入される筒状部材に構成され、筒部の内部に挿通された内蔵物によって塑性変形するガイドシースと、前記ガイドシースにおける前記筒部の内部に挿通可能な内視鏡であって、被検体の体腔内に係る内視鏡画像を撮像すると共に、当該内視鏡の先端位置情報を外部に出力可能な内視鏡と、前記内視鏡とは異なる装置により前記被検体を撮像して得られた当該被検体内の体腔路に係る３次元画像情報を記憶する３次元画像情報記憶部と、前記内視鏡の先端位置情報を取得して当該内視鏡の先端位置データを求める先端位置情報取得部と、当該内視鏡の先端位置データに基づき、当該内視鏡の先端位置が前記３次元画像上において対応する位置を表示するナビゲーション画像を生成する画像生成部と、を有するプロセッサと、前記ガイドシースにおける前記筒部の内部に挿通可能であって、被検体の体腔内における注目領域の生体組織を採取する生検器具と、を備える。
図１は、本発明の一実施形態に係る生検支援システムの構成を示すブロック図である。 図２は、一実施形態の生検支援システムにおけるガイドシースの外観、並びに、当該ガイドシースに内視鏡を挿通した状態、および、ガイドシースに生検器具と超音波プローブとを挿通した状態を示した外観斜視図である。 図３は、一実施形態の生検支援システムにおいて、挿入支援装置がＣＴ画像データを取得し、３次元画像情報を生成記憶する工程を示したフローチャートである。 図４は、一実施形態の生検支援システムにおいて、生体組織の採取工程を示したフローチャートである。 図５は、一実施形態の生検支援システムにおいて、内視鏡をガイドシースに挿通した状態において、当該内視鏡を気管支における注目領域まで近づけた状態を示した図である。 図６は、一実施形態の生検支援システムにおいて、生検器具および超音波プローブをガイドシースに挿通した状態において、これら生検器具および超音波プローブを気管支における注目領域まで近づけた状態を示した図である。
　以下、本発明の実施の形態について図面を用いて説明する。
　図１は、本発明の一実施形態に係る生検支援システムの構成を示すブロック図であり、図２は、一実施形態の生検支援システムにおけるガイドシースの外観、並びに、当該ガイドシースに内視鏡を挿通した状態、および、ガイドシースに生検器具と超音波プローブとを挿通した状態を示した外観斜視図である。
　図１、図２に示すように、本発明の一実施形態に係る生検支援システム１は、被検体の体腔内に係る内視鏡画像を撮像する内視鏡２と、当該内視鏡２に接続され取得した内視鏡画像に対して所定の画像処理を施して外部に出力するプロセッサ３と、内視鏡２および超音波プローブ６の挿入を支援する挿入支援装置４と、超音波プローブ６による超音波観測を制御する超音波観測装置５と、超音波観測装置５に接続され、被検体の体腔内に係る撮像画像を得る超音波プローブ６と、被検体に係るＸ線断層像を取得するＣＴ装置８と、を主に備える。
　さらに、本実施形態の生検支援システム１は、内視鏡２または超音波プローブ６を内部に挿通し、被検体の管腔への挿入をガイドするガイドシース７と、被検体の管腔における病変部の生体組織を採取するための生検器具６０と、を有する。
　＜ガイドシース７の構成＞
　本実施形態においてガイドシース７は、図２に示すように、内腔部を有する筒状形状を呈する。このガイドシース７は、その内腔部に内視鏡２または超音波プローブ６等の内蔵物を挿通可能とし、当該内蔵物によって塑性変形するようになっている。そして、これら内蔵物を内設した状態においてこれら内蔵物をガイドしつつ被検体の管腔内に挿入されるようになっている。
　なお、本実施形態において採用するガイドシース７は、後に詳述するようにシース自体に誘導機能を搭載しないことから、外径を細くすることが可能となる一方で内径については比較的大口径に設定することが可能となる。具体的には、外径については気管支の末梢にまで到達することができる寸法（例えばφ３．５ｍｍ）とし、かつ、シース外皮の肉厚を薄く設定できることから、内径については、この種のガイドシースとしては比較的大口径である、略φ３．５ｍｍに設定する。
　これにより、すなわち、この寸法のガイドシース７を採用することにより、気管支の末梢まで到達可能としながら、大口径の内径に見合った内視鏡を適用することができ、かつ、比較的大きな生検器具および超音波プローブを適用することができる。例えば、超音波プローブを挿通可能な生検鉗子器具を採用することができる。
　図２に戻って、図２上段部において示すように、ガイドシース７には、筒部の長手方向にアングル調整用のワイヤー７２が配設されている。このワイヤー７２は、プロセッサ３におけるワイヤー駆動部３３に接続され、このワイヤー駆動部３３の制御により、ガイドシース７はそのアングルが変化するようになっている。
　図２の中段部は、ガイドシース７の内腔部に内視鏡２が挿通され、当該ガイドシース７の先端から内視鏡２における先端部２１が突出し露出している状態を示している。
　また、図２の下段部は、ガイドシース７の内腔部に、内視鏡２に代わって生検器具６０が挿通され、当該ガイドシース７の先端から生検器具６０における先端部（生検カップ部６１）が突出し露出している状態を示している。なお、本実施形態においては、この生検器具６０の本体部６２における挿通孔には超音波プローブ６が挿通されるようになっており、図２においては、その生検器具６０のおける本体内腔部から超音波プローブ６の先端部が突出している様子を示している。
　なお、これら内視鏡２、超音波プローブ６および生検器具６０の構成、並びに、これら部材とガイドシース７との関係については、後述する。
　＜内視鏡システム＞
　本実施形態の生検支援システムは、例えば被検体の気管支を観測、診断するための内視鏡システムを含み、本実施形態においてこの内視鏡システムは、内視鏡（気管支内視鏡）２と、当該内視鏡２が接続され、内視鏡２を駆動制御すると共に内視鏡２による撮像画像に対して所定の画像処理を施すプロセッサ３と、当該プロセッサ３において生成された映像を出力するモニタ５１と、を有する。
　＜内視鏡（気管支内視鏡）２＞
　内視鏡２は、上述したように本実施形態においては、いわゆる気管支内視鏡を想定する。なお、本発明は、気管支内視鏡を含む生検支援システムに限らず、上部消化管内視鏡、大腸内視鏡等の他の内視鏡を含む生検支援システムに適用することができる。
　内視鏡（気管支内視鏡）２は、細長の挿入部内に撮像光学系および照明光学系を備える。撮像光学系は、先端部２１（図２参照）に配設した対物レンズ２１ａ、当該対物レンズ２１ａの基端側に配設された図示しないイメージファイバおよびリレーレンズを有する。前記対物レンズ２１ａにおいて受光した被検体の撮像光は前記イメージファイバおよびリレーレンズを経由して基端側に配設した撮像素子に入力するようになっている。
　上記撮像光学系の基端に配設された前記撮像素子からの撮像信号は、プロセッサ３における画像処理部３５に入力され、適宜画像処理が施された後、モニタ５１に出力されるようになっている。
　また、照明光学系は、図示しない光源からの照明光を伝送するライトガイドを備え、先端部２１における照明窓２１ｂから照射されるようになっている。
　なお、本実施形態の内視鏡（気管支内視鏡）２は、上述した撮像光学系および照明光学系を有する一方で、鉗子等を挿通するための、いわゆる鉗子チャンネルは備えない。これにより、被検体の管腔に、当該内視鏡２を介しての鉗子を挿入することはできないが、当該鉗子チャンネルが無いことから内視鏡自体を細径化することができる。
　一方、内視鏡２は、その先端部２１に、所定のパターン光を投影するパターン光投影部２２を有する。このパターン光投影部２２は、当該内視鏡２を被検体の管腔内に挿入した際において当該管腔に向けて所定のパターン光を投影することにより、当該管腔の３次元形状データを取得する機能を有する。
　また内視鏡２は、被検体の管腔内に挿入された際、プロセッサ３の制御下に当該パターン光投影部２２から所定のパターン光を投影し、投影によって得られた情報（当該内視鏡２が対峙する管腔に係る３次元計測情報）をプロセッサ３における先端位置情報取得部３１に対して送出するようになっている。
　なお、プロセッサ３においては、この先端位置情報取得部３１において、先端位置情報である前記パターン光を投影した前記内視鏡画像を取得し、当該先端位置情報から当該内視鏡２の先端位置データを求めるようになっている。
　なお、本実施形態においては、３次元形状データを所定のパターン光を投影することにより求めているが、他の手法、例えば、先端部２１にステレオカメラを備え、既知のステレオマッチングによって３次元形状データを求めることとしてもよい。もちろん、その他の既知の手法によって３次元形状データを求めることしてもよい。
　また、本実施形態においては、被検体の管腔に挿入した内視鏡２の先端位置データを、当該パターン光投影により求める構成としているが、内視鏡２にかかる先端位置データは、他の構成、例えば、電磁センサまたは形状センサ等のセンサにより求めても良い。しかしながら、本実施形態において採用するパターン光投影部２２は、これら電磁センサまたは形状センサよりもより小型化を実現することができるので、パターン光投影部による先端位置データの検出を採用することで、より内視鏡を細径化することができる。
　＜内視鏡２とガイドシース７＞
　本実施形態においては、内視鏡２は筒状のガイドシース７の内腔部に挿通した状態（図２参照）において被検体の管腔、本実施形態においては気管支に挿入するようになっている。
　図５は、本実施形態の生検支援システムにおいて、内視鏡をガイドシースに挿通した状態において、当該内視鏡を気管支における注目領域まで近づけた状態を示した図である。
　図５に示すように、本実施形態の生検支援システムにおいては、まず、比較的大口径である本実施形態におけるガイドシース７の内腔部に気管支内視鏡２を挿通し（図２の中段部参照）、この状態にてガイドシース７の先端部と内視鏡２の先端部２１とを、気管支における注目領域（病変部１０１）まで近づけるようになっている。なお、本実施形態におけるこの後の処置については、後に詳述する。
　＜プロセッサ３＞
　プロセッサ３は、内視鏡２を接続可能として当該内視鏡２における撮像素子の駆動を制御するとともに、本実施形態においては、先端位置情報取得部３１、画像生成部３２、ワイヤー駆動部３３および画像処理部３５等を有する。
　画像処理部３５は、公知の画像処理機能を有し、内視鏡２における撮像素子からの撮像信号を取得し、所定の画像処理を施し、内視鏡画像の映像信号としてモニタ５１に向けて出力する。
　先端位置情報取得部３１は、上述したように、先端位置情報である前記パターン光を投影した前記内視鏡画像を内視鏡２から取得し、当該先端位置情報から当該内視鏡２の先端位置データを求める。
　画像生成部３２は、前記先端位置情報取得部３１において得られた内視鏡２の先端位置データと、挿入支援装置４における３次元画像情報記憶部４２に記憶された３次元画像情報と、を照合し、内視鏡２の先端位置が前記３次元画像上において対応する位置を表示するナビゲーション画像を生成し、当該ナビゲーション画像をモニタ５２に向けて出力する。
　なお、本実施形態においては、プロセッサ３が上述した先端位置情報取得部３１および画像生成部３２を備えるものとしたが、これら先端位置情報取得部３１および画像生成部３２は、いずれもまたはいずれか一方を他の装置、例えば、後述する挿入支援装置４に備えるようにしてもよい。
　ワイヤー駆動部３３は、ガイドシース７に配設されたアングル調整用ワイヤー７２（図２参照）を駆動制御する。ガイドシース７は、当該アングル調整用ワイヤー７２がワイヤー駆動部３３によって駆動制御されることにより、上下左右方向にアングルが制御される。これにより、ガイドシース７に内蔵物として挿通された内視鏡２または超音波プローブ６も、被検体の管腔内に挿入された状態においてそのアングルが制御されることになる。
　＜挿入支援システム＞
　本実施形態の生検支援システムは、挿入支援システムを含み、この挿入支援システムは、公知のＣＴ装置８と、公知のＣＴ装置８から出力された被検体のＸ線断層像を取得し、当該被検体の管腔、例えば気管支の像を抽出し、さらに仮想３次元形状画像を構築すると共に、内視鏡２および超音波プローブ６の挿入を支援する挿入支援装置４と、内視鏡２または超音波プローブ６から得られるリアル画像と、当該被検体に係る３次元画像とを合成して表示するためのモニタ５２と、を有する。
　＜挿入支援装置４＞
　挿入支援装置４は、本実施形態においては、ＣＴ装置８からのＣＴ画像（Ｘ線断層像）を取得する図示しないＣＴ画像データ取得部と、取り込まれたＣＴ画像に対して所定の画像処理を施す図示しない画像処理部と、取り込まれたＣＴ画像から所定の３次元画像を生成する３次元画像情報生成部４１と、当該３次元画像情報を記憶する３次元画像情報記憶部４２と、を有する。
　ＣＴ画像データ取得部は、ＣＴ装置８からのＣＴ画像（Ｘ線断層像）を取得し所定の画像データ格納部に当該画像データを格納する。
　前記画像処理部は、ＣＴ画像データ取得部が取り込んだ画像データに基づいて、例えば空気が存在する体腔部分を抽出する処理等により、気管支の抽出処理を行うようになっている。
　３次元画像情報生成部４１は、ＣＴ画像データ取得部が取り込んだ画像データに基づいて、公知の手法により当該気管支の３次元画像を生成する機能を有する。
　３次元画像情報記憶部４２は、３次元画像情報生成部４１において生成した当該気管支の３次元画像情報を記憶する。
　前記３次元画像情報記憶部４２において記憶された被検体の気管支に係る３次元画像情報は、プロセッサ３および超音波観測装置５に送出され、内視鏡２または超音波プローブ６の先端位置が前記３次元画像上において対応する位置を表示するナビゲーション画像の生成に寄与する。
　ＣＴ装置８は、被検体のＸ線断層像を撮像する公知のＣＴ（Ｃｏｍｐｕｔｅｄ　Ｔｏｍｏｇｒａｐｈｙ）装置であって、本実施形態の生検支援システムにおいては、被検体の観察、診断、生検処置をする前に、事前に、当該被検体のＸ線断層像を撮像し、挿入支援装置４に向けて送出するようになっている。
　＜超音波観測システム＞
　本実施形態の生検支援システムは、超音波観測システムを含み、当該超音波観測システムは、超音波プローブ６と、前記超音波プローブ６が接続され、超音波断層画像を生成する超音波画像生成部を備えた超音波観測装置５と、この超音波観測装置５により生成された超音波断層画像を表示するモニタ５３と、を有する。
　＜超音波プローブ６＞
　超音波プローブ６は、公知の超音波振動子を備え、挿入した被検体からの反射波に基づいて超音波画像を取得し、超音波観測装置５に対して出力するようになっている。
　また、超音波プローブ６は、細長のプローブ本体とプローブ先端部とを有し、プローブ先端部には、超音波振動子が配設されている。
　この超音波振動子は、超音波観測装置５からの駆動信号に基づいて駆動し、生体の内部へ超音波ビームを出射する。また、超音波振動子は、生体の内部の生体組織において超音波ビームが反射した反射波を受波し、該反射波に応じたエコー信号を超音波観測装置５に対して出力するようになっている。
　なお当該超音波観測システムは、超音波プローブ６と共に、当該超音波プローブ６の先端位置を検出するための図示しない位置検出装置を備えるものであってもよい。この場合、超音波プローブ６は、先端部に超音波振動子の位置を検出するための公知の位置センサを備え、位置検出装置は、超音波プローブ６における上述した位置センサの３次元位置を検出するようになっている。なお、当該位置検出装置および上述した位置センサを含めた超音波プローブ６の位置検出手法は公知の技術であるので、ここでの詳しい説明は省略する。
　＜生検器具６０＞
　本実施形態においては、被検体の管腔内（気管支）における病変部の生体組織を採取する生検器具として、内部に超音波プローブ６を挿通可能な挿通孔を有する生検器具６０を採用する。
　この生検器具６０は、図２に示すように、長尺な筒状部である本体部６２と、本体部６２の先端部に配設された生検カップ６１と、を有する。生検カップ６１は、図示しない駆動機構により変位可能であって、生体組織を採取するための把持部６１ａを有する。一方、本体部６２の先端部における当該把持部６１ａに対向する箇所には、当該把持部６１ａと共に生体組織を把持するための把持部６１ｂが形成されている。
　本実施形態におけるこの生検カップ６１は、病変部の生体組織を採取するに際して、通常の生検カップと比較して大容量の採取機能を備えることを特徴とする。これは、後述するように、本実施形態において採用するガイドシース７の内径が比較的大きいことから、これに合わせて比較的大容量のカップ部の採用が可能になったからである。
　なお、生検カップ６１の形状、把持部６１ａ、６１ｂの構成についてはこれに限らず、生体組織の採取機能を備える種々の形態が採用可能である。
　また、生検器具６０は、上述した生検カップ６１を含めて、ガイドシース７における内腔部に挿通可能な寸法に設定される。すなわち、上述したように、本実施形態におけるガイドシース７の内径は略φ３．５ｍｍであるので、比較的大きな生検器具を適用することができる。
　さらに、生検器具６０における本体部６２は、上述したように超音波プローブ６を挿通可能な挿通孔を有する。すなわち、本実施形態において生検器具６０は、この本体部６２における挿通孔に超音波プローブ６を挿通した状態において、生検カップ６１を含めて生検器具６０全体をガイドシース７の前記内腔部に挿通することが可能である（図２下段部参照）。
　すなわち、超音波プローブ６の機能を稼働しつつ生検器具６０による生体組織の採取が可能となることから、いわゆるリアルタイムサンプリングによる生検を実現することができる。
　ここで重要なことは、上述したように、本実施形態におけるガイドシース７は、外径については気管支の末梢にまで到達することができる寸法（例えばφ３．５ｍｍ）に設定される一方で、誘導機能を搭載しないことによるシース外皮の薄皮化の実現により、内径についてもほぼ外径と同径のφ３．５ｍｍに設定されているので、末梢にまで到達可能でありながら、上記生検器具６０の如き、大型の大容量の生検カップ６１を採用することができると共に、さらに、超音波プローブ６を利用したリアルタイムサンプリング機能を発揮することができる、という効果を奏する。
　＜超音波プローブ６、生検器具６０およびガイドシース７＞
　本実施形態においては、上述したように、超音波プローブ６はガイドシース７の内腔に挿通された状態において（図２参照）、被検体の管腔に挿入するようになっている。
　図６は、本実施形態の生検支援システムにおいて、生検器具および超音波プローブをガイドシースに挿通した状態において、これら生検器具および超音波プローブを気管支における注目領域まで近づけた状態を示した図である。
　図６に示すように、本実施形態の生検支援システムにおいては、ガイドシース７に挿通した内視鏡２をまず気管支における注目領域（病変部１０１）まで近づけた後、当該ガイドシース７を留置した状態において内視鏡２し、代わりに生検器具６０をガイドシース７に挿通する。
　さらに、生検器具６０における本端部６２における挿通孔に超音波プローブ６を挿通し、当該生検器具６０における生検カップ６１を病変部１０１に近づけるとともに、超音波プローブ６の先端部を近づける。その後、超音波プローブ６を稼働しつつ、リアルタイムサンプリング機能を発揮させながら、生検カップ６１により病変部１０１の生体組織を採取するようになっている。
　＜超音波観測装置５＞
　本実施形態において超音波観測装置５は、超音波プローブ６を接続可能とする公知の超音波観測機能を有する。すなわち、超音波観測装置５は、超音波プローブ６における超音波振動子を駆動させるための駆動信号を生成及び出力し、当該超音波プローブ６における超音波振動子からのエコー信号に基づき、生体の断層像としての超音波画像を所定のフレームレートにより順次生成する。さらに超音波観測装置５は、生成した超音波画像をプロセッサ３に対して順次出力するようになっている。
　なお、この超音波観測装置５により生成された超音波断層画像は、モニタ５３において表示されるようになっているが、その他の作用効果については、公知の超音波観測装置と同様であるので、ここでの詳しい説明は省略する。
　＜本実施形態の作用＞
　次に、図３を参照して、本実施形態の生検支援システムにおける３次元画像情報を生成記憶する工程作用について説明する。
　図３は、一実施形態の生検支援システムにおいて、挿入支援装置がＣＴ画像データを取得し、３次元画像情報を生成記憶する工程を示したフローチャートである。
　本実施形態の生検支援システムは、被検体の管腔（気管支）における病変部の生体組織の採取に先だって、挿入支援装置４がＣＴ装置８からＣＴ画像データを取得し、このＣＴ画像データに基づいて３次元画像情報を生成記憶しておく。
　すなわち、図３に示すように、挿入支援装置４におけるＣＴ画像データ取得部が、まず、ＣＴ装置８からのＣＴ画像（Ｘ線断層像）を取得する（ステップＳ１）。その後、挿入支援装置４における画像処理部が、ＣＴ画像データ取得部が取り込んだ画像データに基づいて、例えば空気が存在する体腔部分を抽出する処理等により、気管支の抽出処理を行う（ステップＳ２）。
　次に、挿入支援装置４における３次元画像情報生成部４１が、ＣＴ画像データ取得部が取り込んだ画像データに基づいて、公知の手法により当該気管支の３次元画像を生成する（ステップＳ３）。
　さらに、挿入支援装置４における３次元画像情報記憶部４２が、前記３次元画像情報生成部４１において生成した当該気管支の３次元画像情報を、記憶する（ステップＳ４）。
　なお、前記３次元画像情報記憶部４２において記憶された被検体の気管支に係る３次元画像情報は、プロセッサ３および超音波観測装置５に送出され、内視鏡２または超音波プローブ６の先端位置が前記３次元画像上において対応する位置を表示するナビゲーション画像の生成に寄与することとなる。
　次に、図４を参照して、本実施形態の生検支援システムにおける生体組織の採取工程について説明する。
　図４は、一実施形態の生検支援システムにおいて、生体組織の採取工程を示したフローチャートである。
　図４に示すように、被検体の管腔（気管支）における病変部の生体組織を採取するにあたり、術者はまず、内視鏡２を筒状のガイドシース７の内腔部に挿通し、この状態（図２中段部参照）において被検体の管腔、本実施形態においては気管支に挿入する（ステップＳ１１；挿入ステップ）。
　次に、術者は、ガイドシース７の内腔部に気管支内視鏡２を挿通した状態にてガイドシース７の先端部と内視鏡２の先端部２１とを、気管支における注目領域（病変部１０１）まで近づける（ステップＳ１２；内視鏡アクセスステップ）。
　ここで内視鏡アクセスステップにおける内視鏡２、プロセッサ３および挿入支援装置４の作用について説明する。
　まず内視鏡２は、プロセッサ３の制御下に当該パターン光投影部２２から所定のパターン光を投影し、投影によって得られた情報（当該内視鏡２が対峙する管腔に係る３次元計測情報である内視鏡画像であって先端位置情報）をプロセッサ３における先端位置情報取得部３１に対して送出する。
　そして、プロセッサ３における先端位置情報取得部３１は、先端位置情報である前記パターン光を投影した前記内視鏡画像を内視鏡２から取得し、当該先端位置情報から当該内視鏡２の先端位置データを求める。
　さらに、プロセッサ３における画像生成部３２は、先端位置情報取得部３１において得られた内視鏡２の先端位置データと、挿入支援装置４における３次元画像情報記憶部４２に記憶された３次元画像情報と、を照合し、内視鏡２の先端位置が前記３次元画像上において対応する位置を表示するナビゲーション画像を生成し、当該ナビゲーション画像をモニタ５２に向けて出力する。
　この内視鏡アクセスステップにおいては、術者は、ナビゲーション画像に基づいて、ガイドシース７の先端部と内視鏡２の先端部２１とを、気管支における注目領域（病変部１０１）まで近づけることとなる（図５参照）。
　次に、術者は、内視鏡２およびガイドシース７を病変部１０１まで近づけた段階において、ガイドシース７をその場に留置したまま内視鏡２をガイドシース７から抜去する（ステップＳ１３；抜去ステップ）。
　その後術者は、留置したガイドシース７に生検器具６０および超音波プローブ６を挿通する。すなわち、生検器具６０における本体部６２における挿通孔に超音波プローブ６を挿通した状態においてこれら生検器具６０および超音波プローブ６を、病変部１０１の付近に留置されたガイドシース７の内腔部に挿通する。
　そして、これら生検器具６０および超音波プローブ６の先端部がガイドシース７の先端から若干突出した段階において、超音波プローブ６により病変部周辺の撮像を行う（ステップＳ１４；超音波撮像ステップ）。
　さらに術者は、この超音波プローブ６による撮像情報に基づいて生検器具６０における生検カップ６１を注目領域である病変部１０１に近づける（ステップＳ１５；生検器具アクセスステップ）（図６参照）。
　その後術者は、生検器具６０により当該病変部における生体組織を採取して生検処理を実施する（ステップＳ１６；生検ステップ）。
　以上説明しように、本実施形態における生検支援システムは、外径については気管支の末梢にまで到達することができる寸法（例えばφ３．５ｍｍ）に設定される一方で、誘導機能を搭載しないことによるシース外皮の薄皮化の実現により、内径についてもほぼ外径と同径のφ３．５ｍｍに設定されるガイドシース７を備える。そして本実施形態の生検支援システムは、斯様なガイドシース７を採用することで、末梢にまで到達可能でありながら、上記生検器具６０の如き、大型の大容量の生検カップ６１を採用することができると共に、さらに、超音波プローブ６を利用したリアルタイムサンプリング機能を発揮することができる、という優れた効果を奏することができる。
　また、本実施形態の生検支援システムでは、被検体の管腔に対してガイドシース７に内包された内視鏡２を挿入した際、当該内視鏡２に備えたパターン光投影部２２によるパターン光投影により先端位置データを求める構成としたので、他の手法、例えば電磁センサまたは形状センサにより先端位置データを求める構成を採用するよりも、より内視鏡を細径化できるという効果を奏する。
　このように本実施形態の生検支援システムは、被検体の管腔における所望部位まで正確にアクセスすることができると共に、末梢手技に適したシース外径と内径、すなわち外径の細径化と内径の太径化とを両立することができるという効果を奏する。
　本発明は、上述した実施形態に限定されるものではなく、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 (14)

  1. 　被検体の体腔内に挿入される筒状部材により構成されたガイドシースであって、筒部の内部に挿通された内蔵物によって塑性変形するガイドシースに挿通された、被検体の体腔内に係る内視鏡画像を撮像すると共に当該内視鏡の先端位置情報を外部に出力可能な内視鏡を、当該被検体の体腔内に挿入する挿入ステップと、
    　前記ガイドシースに挿通された前記内視鏡を前記被検体の体腔内に挿入した際、前記内視鏡とは異なる装置により前記被検体を撮像して得られた当該被検体内の体腔路に係る３次元画像情報と、前記内視鏡の先端位置情報を取得して求められた内視鏡の先端位置データと、を照合し、前記内視鏡の先端位置と前記３次元画像とを対応付けることにより、前記内視鏡と前記ガイドシースとの先端を注目領域に近づける、内視鏡アクセスステップと、
    　前記内視鏡アクセスステップの後に、前記ガイドシースを前記体腔内に留置させたまま前記内視鏡を前記ガイドシースから抜去する、抜去ステップと、
    　前記抜去ステップの後に、前記ガイドシースに生検器具を挿入し、当該ガイドシースに挿通した当該生検器具を注目領域に近づける生検器具アクセスステップと、
    　前記生検器具アクセスステップの後に、前記生検器具が前記注目領域の生体組織を採取する、生検ステップと、
    　を含むことを特徴とする生体組織の採取方法。
  2. 　前記ガイドシースに、外径が前記内視鏡の外径よりも小さい撮像機器を挿通し、当該撮像機器が当該被検体の体腔路の画像を撮像する、撮像ステップと、
    　をさらに含むことを特徴とする請求項１に記載の生体組織の採取方法。
  3. 　前記生検器具アクセスステップにおいては、前記撮像ステップにおいて前記撮像機器が撮像した前記体腔路の画像を参照しながら前記ガイドシースに挿通した前記生検器具を注目領域に近づける
    　ことを特徴とする請求項２に記載の生体組織の採取方法。
  4. 　前記内視鏡アクセスステップにおいて、
    　前記内視鏡は、３次元形状データによる当該内視鏡の先端位置情報を取得し、
    　前記内視鏡と接続されるプロセッサにおける先端位置情報取得部は、前記３次元形状データである先端位置情報から前記内視鏡の先端位置データを求め、
    　前記プロセッサにおける画像生成部は、前記先端位置情報取得部において得られた前記内視鏡の先端位置データと、前記３次元画像情報と、を照合し、前記内視鏡の先端位置が前記３次元画像上において対応する位置を表示するナビゲーション画像を生成する
    　ことを特徴とする請求項１に記載の生体組織の採取方法。
  5. 　前記内視鏡アクセスステップにおいて、
    　前記内視鏡は、先端部にパターン光を投影するパターン光投影部を有すると共に、当該パターン光を投影した内視鏡画像を取得することで前記３次元形状データによる当該内視鏡の先端位置情報を取得し、
    　前記内視鏡と接続されるプロセッサにおける先端位置情報取得部は、前記先端位置情報である前記パターン光を投影した前記内視鏡画像を取得することにより、当該先端位置情報から前記内視鏡の先端位置データを求める
    　ことを特徴とする請求項４に記載の生体組織の採取方法。
  6. 　被検体の体腔内に挿入される筒状部材に構成され、筒部の内部に挿通された内蔵物によって塑性変形するガイドシースと、
    　前記ガイドシースにおける前記筒部の内部に挿通可能な内視鏡であって、被検体の体腔内に係る内視鏡画像を撮像すると共に、当該内視鏡の先端位置情報を外部に出力可能な内視鏡と、
    　前記内視鏡とは異なる装置により前記被検体を撮像して得られた当該被検体内の体腔路に係る３次元画像情報を記憶する３次元画像情報記憶部と、
    　前記内視鏡の先端位置情報を取得して当該内視鏡の先端位置データを求める先端位置情報取得部と、当該内視鏡の先端位置データに基づき、当該内視鏡の先端位置が前記３次元画像上において対応する位置を表示するナビゲーション画像を生成する画像生成部と、を有するプロセッサと、
    　前記ガイドシースにおける前記筒部の内部に挿通可能であって、被検体の体腔内における注目領域の生体組織を採取する生検器具と、
    　を備えることを特徴とする生検支援システム。
  7. 　前記ガイドシースにおける前記筒部の内部に挿通可能であって、被検体の体腔内に係る画像を撮像する撮像機器をさらに備える
    　こと特徴とする請求項６に記載の生検支援システム。
  8. 　前記生検器具は、前記撮像機器を挿通するための挿通孔を備える
    　ことを特徴とする請求項７に記載の生検支援システム。
  9. 　前記撮像機器は、被検体に対して超音波を照射し当該被検体からの反射波に基づいて超音波画像を取得する超音波プローブであり、
    　前記超音波プローブは、前記生検器具における前記挿通孔に挿通される
    　ことを特徴とする請求項８に記載の生検支援システム。
  10. 　前記生検器具は、鉗子である
    　ことを特徴とする請求項６に記載の生検支援システム。
  11. 　前記内視鏡は、３次元形状データによる当該内視鏡の先端位置情報を取得し、
    　前記プロセッサにおける前記先端位置情報取得部は、前記３次元形状データである先端位置情報から当該内視鏡の先端位置データを求め、
    　前記プロセッサにおける前記画像生成部は、前記先端位置情報取得部において得られた前記内視鏡の先端位置データと、前記３次元画像情報記憶部に記憶された前記３次元画像情報と、を照合し、前記内視鏡の先端位置が前記３次元画像上において対応する位置を表示するナビゲーション画像を生成する
    　ことを特徴とする請求項６に記載の生検支援システム。
  12. 　前記内視鏡は、先端部にパターン光を投影するパターン光投影部を有すると共に、当該パターン光を投影した内視鏡画像を取得することで前記３次元形状データによる当該内視鏡の先端位置情報を取得し、
    　前記内視鏡と接続されるプロセッサにおける先端位置情報取得部は、前記先端位置情報である前記パターン光を投影した前記内視鏡画像を取得することにより、当該先端位置情報から前記内視鏡の先端位置データを求める
    　ことを特徴とする請求項１１に記載の生検支援システム。
  13. 　前記３次元画像情報は、Ｘ線ＣＴ装置により取得される
    　ことを特徴とする請求項６に記載の生検支援システム。
  14. 　前記被検体の体腔は、呼吸器系に属する
    　ことを特徴とする請求項６に記載の生検支援システム。
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