JP3850217B2

JP3850217B2 - 気管支用内視鏡位置検出装置

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Publication number: JP3850217B2
Application number: JP2000399113A
Authority: JP
Inventors: 裕史高橋; 祐一森實; 裕昭加川; 国英梶; 雅博萩原; 竹千代中満; 康彦菊地; 修一木村; 明人斉藤; 剛明中村
Original assignee: Olympus Corp
Current assignee: Olympus Corp
Priority date: 2000-12-27
Filing date: 2000-12-27
Publication date: 2006-11-29
Anticipated expiration: 2020-12-27
Also published as: JP2002200030A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、少なくとも内視鏡挿入部の位置情報を基に、内視鏡を目的部位までスムーズに案内する気管支用内視鏡位置検出装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、医療用分野で内視鏡が広く用いられている。この内視鏡のうち、特に挿入部が軟性のものは、体腔内の屈曲した管路に挿入することにより、体表面を切開することなく体腔内深部の臓器を診断したり、必要に応じて内視鏡の有するチャンネル内に処置具を挿通してポリープ等を切除する治療処置を行うことができる。しかし、屈曲した体腔内に挿入部を円滑に挿入するためにはある程度の熟練を必要とする。
【０００３】
つまり、挿入部を円滑に挿入するためには、管路の屈曲状態に応じて挿入部に設けた湾曲部を湾曲操作したり、把持部を捻り操作する等の作業が必要になる。そして、そのとき挿入部の先端位置が体腔内のどの位置にあるかとか、体腔内にある挿入部の屈曲形状がどのような形状であるか等がわかると便利である。
【０００４】
そのため、例えば特開平８−０５４２号公報には必要とされる検出範囲内で精度良く内視鏡の三次元的な位置を検出できる内視鏡位置検出装置が示されている。この内視鏡位置検出装置は、磁界発生素子と磁界検出素子とを用いて内視鏡の位置を検出する。
【０００５】
一方、内視鏡を関心部位まで容易に到着させる管路ナビゲーション方法として、例えば、特開平２０００−１３５２１５号公報には気管支等のような体内の管路への内視鏡の挿入を支援する管路案内方法および装置、並びに、そのような管路案内装置を備えた放射線断層撮影装置が示されている。この管路案内方法および装置、並びに、そのような管路案内装置を備えた放射線断層撮影装置では、Ｘ線照射・検出装置のヘリカルスキャンで得られたプロジェクションに基づいて、中央処理装置で仮想的な内視鏡像、関心部位の生検を行なうための案内画像を生成していた。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、例えば末梢肺野で好発する腺癌の診断では、気管支の太さが３ミリ程度の分岐次数で第７又は第８分岐以降が多く、第１５ないし第１８分岐程度で肺胞に到達する。この第１５次気管支における太さは２ミリ程度であるため、現在の観察装置の性能では末端の気管支までの画像を造影できない場合がある。つまり、末端部までの気管支３次元画像を得難いという問題があった。
【０００７】
また、関心部位までの経路が断片的な情報提供、即ち、内視鏡先端の位置情報が常にリアルタイムで気管支３次元画像上に表示されないため、気管支内における道筋がわかり難いといった問題があった。
【０００８】
本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、観察又は処置を行う場合、管路及び挿入道筋を明らかにして、内視鏡及び処置具の誘導を正確且つ迅速に行える気管支用内視鏡位置検出装置を提供することを目的にしている。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明の気管支用内視鏡位置検出装置は、磁界発生素子と、磁界検出素子とを用いて気管支に挿入された気管支用の内視鏡挿入部の先端位置を検出する挿入部先端位置検出手段と、少なくとも、予め取得した被検体の気管支における連続するスライス断層像から作成した、未造影末端部を含む基準気管支３次元画像データを格納する基準気管支３次元画像データ記憶手段と、前記基準気管支３次元画像データ記憶手段に記憶された前記基準気管支３次元画像データを読み出して基準気管支３次元画像として表示手段に表示するよう制御する基準気管支３次元画像表示制御手段と、前記基準気管支３次元画像表示制御手段の制御下に前記表示手段に表示された前記基準気管支３次元画像に対して、前記挿入部先端位置検出手段により検出された内視鏡挿入部の先端位置の位置補正を行う先端位置補正手段と、前記先端位置補正手段により先端位置が補正された後、当該内視鏡挿入部の先端位置の軌跡情報を所定のサンプリング周波数に基づいて取得する先端位置軌跡情報取得手段と、前記先端位置軌跡情報取得手段により取得された内視鏡挿入部の先端位置の軌跡情報に基づいて、前記基準気管支３次元画像データにおける未造影末端部に係る画像データを生成する未造影末端部画像データ生成手段と、前記未造影末端部画像データ生成手段によって生成された未造影末端部画像データを前記基準気管支３次元画像データに対して追加して合成気管支３次元画像データを生成する合成気管支３次元画像データ生成手段と、前記合成気管支３次元画像データ生成手段によって生成された合成気管支３次元画像データを新たな気管支３次元画像データとして記憶する合成気管支３次元画像データ記憶手段と、を具備したことを特徴とする。
【００１０】
この構成によれば、まず、内視鏡を一度挿抜することによって、予め取得した気管支３次元画像データに軌跡画像を合成した画像が作成される。内視鏡を再び挿入させる際には、前回の挿抜で作成された合成画像を参照することにより関心部位まで内視鏡をスムーズに案内することが可能になる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。
図１ないし図１１は本発明の一実施形態に係り、図１は内視鏡システムを説明する図、図２は内視鏡を説明する図、図３は内視鏡とビデオプロセッサとを説明する図、図４は内視鏡に挿通されるプローブの先端部を説明する図、図５はブロック図、図６は実際の気管支を示す図、図７はＣＴスキャンによって得られた気管支３次元画像を説明する図、図８は位置情報を補正するスイッチ入力位置を説明する図、図９は気管支３次元画像に軌跡情報より得られた未造影末端部画像を合成した合成３次元気管支画像説明する図、図１０は気管支画像作成処理を説明するフローチャート、図１１は追加データの表示例を説明する図である。
【００１２】
なお、図９（ａ）は軌跡情報より得られた未造影末端部画像を追加した合成３次元気管支画像を示す図、図９（ｂ）は軌跡情報より得られた未造影末端部画像部分を説明する拡大図、図１１（ａ）は追加データをプロット表示した合成３次元気管支画像を示す図、図１１（ｂ）は追加データをドット表示した合成３次元気管支画像を示す図である。
【００１３】
図１に示すように本実施形態の内視鏡システム１は、内視鏡６を用いて検査等を行う内視鏡装置２と、この内視鏡装置２とともに使用され、前記内視鏡６の挿入部７の少なくとも先端位置を検出する機能を備え、さらに挿入部７の３次元位置を推定してその先端部の対応する位置をモニタ２３に表示させる内視鏡位置検出装置３とで主に構成されている。
【００１４】
ベッド４上に横たわる患者５の気管支には例えば図２に示す内視鏡６の挿入部７が挿入される。この内視鏡６は細長で、前記挿入部７とその後端に配設された操作部８と、この操作部８の側部から延出するユニバーサルケーブル９とを有して構成されている。このユニバーサルケーブル９の末端部にはコネクタ９Ａが設けてあり、このコネクタ９Ａの側部からは信号ケーブル９Ｂが延出している。この信号ケーブル９Ｂの末端部には信号用コネクタ９Ｃが設けてある。
【００１５】
そして、図３に示すようにコネクタ９Ａは、前記ビデオプロセッサ１１内の光源部３６に着脱自在に接続され、前記信号用コネクタ９Ｃは信号処理部３７に着脱自在に接続されるようになっている。
【００１６】
前記挿入部７内には中空のチャンネル１３が形成されている。このチャンネル１３の基端部である挿入口１３ａから鉗子等の処置具を挿入して、処置具の先端側が挿入部先端面のチャンネル出口から突出させることによって、患部等に対して治療処置等を行える。また、前記チャンネル１３には位置検出のためのプローブ１５が挿入可能であり、このプローブ１５の先端側をチャンネル１３内の所定位置（後述する図４参照）に設置することができるようになっている。
【００１７】
前記挿入部７内には照明光を伝送するライトガイド３８が挿通している。このライトガイド３８は、挿入部７、操作部８、ユニバーサルケーブル９内を通ってコネクタ９Ａに至っている。このコネクタ９Ａの端面には前記光源部３６内のランプ３６Ａの照明光が集光されるようになっている。このことにより、ランプ３６Ａの照明光は、コネクタ９Ａの端面に集光され、ライトガイド３８内を伝送されて挿入部７の先端部に設けた照明光出射手段を形成する照明窓から前方方向に向かって出射される。
【００１８】
前記照明窓から出射された照明光により明らされた気管支内の内壁、あるいは患部等の被写体は、この照明窓に隣接して配置されている観察窓に取り付けた対物レンズ３９によってその焦点位置に配置された固体撮像素子としてのＣＣＤ２９の撮像面に像を結ぶ。
【００１９】
前記ＣＣＤ２９は、信号処理部３７内のＣＣＤドライブ回路３７Ａから出力されるＣＣＤドライブ信号が印可されることにより、ＣＣＤ２９で光電変換された画像信号が読み出され、挿入部７内を通る信号線を経て信号処理回路３７Ｂで標準的な映像信号に変換してカラーモニター１２に出力する。
【００２０】
一方、前記操作部８には湾曲操作ノブ８Ａが設けてある。術者が、この湾曲操作ノブ８Ａを回動操作することにより、挿入部７の先端付近に形成された湾曲自在な湾曲部７Ａを湾曲させることができる。この湾曲部７Ａを設けたことによっ、屈曲した気管支内経路にもその屈曲に沿うように先端側を湾曲させながら挿入を行なえる。また、前記操作部８には内視鏡装置２及び信号接続ケーブル１４を経由して内視鏡位置検出装置本体２１に指示信号を出力する、ＯＮ／ＯＦＦ操作の可能なスイッチ手段としての操作スイッチ８Ｂが設けてある。
【００２１】
図４に示すように前記プローブ１５には、磁界を発生する磁界発生素子としてのソースコイル１６が絶縁体であって可撓性を有する断面形状が円形のチューブ１９の先端部内壁に絶縁性の接着剤２０で固定されている。
【００２２】
前記ソースコイル１６は、例えば絶縁性で硬質な円柱状のコア１０に、絶縁被膜された導線が巻かれたソレノイド状コイルで構成され、更にこのコイルの外周面に絶縁性の接着剤２０を塗布してコイルをコア１０に絶縁被膜した状態で固定するとともにチューブ１９の内壁にも固定している。
【００２３】
硬質のコア１０に導線が巻かれ前記ソースコイル１６は、接着剤２０で固定されているので、たとえチューブ１９が屈曲されて変形した場合でも、このソースコイル１６自身はその形状が変形しない構造であり、磁界発生の機能は不変である。そして、前記ソースコイル１６の位置は、内視鏡６の既知の位置であるので、ソースコイル１１の位置を検出することにより、内視鏡６の挿入部７の先端位置が検出される。
【００２４】
前記ソースコイル１６に接続されたリード線１７は、プローブ１５の後端に設けた、あるいはプローブ１５の後端から延びるケーブルの後端に設けたコネクタ１８に接続されている。このコネクタ１８は、内視鏡位置検出装置本体２１のコネクタ受けに接続されている。このため、内視鏡位置検出装置本体２１の後述するソースコイル駆動部（図５の符号２４参照）から出力された駆動信号がソースコイル１６に印加されることによって、位置検出に利用される磁界が発生する。
【００２５】
そして、前記図１に示すようにベッド４の所定の位置である例えば３箇所の隅にはそれぞれ前記ソースコイル１６からの磁界を検出する磁界検出素子として３軸センスコイル２２ａ、２２ｂ、２２ｃ（以下、２２ｊで代表する）が取り付けてある。これらの３軸センスコイル２２ｊは、ベッド４から延びたケーブルを介して内視鏡位置検出装置本体２１に接続されている。
【００２６】
前記３軸センスコイル２２ｊは、図示はしないがそれぞれのコイル面が直交するように３方向にそれぞれ巻かれ、各コイルはそのコイル面に直交する軸方向成分の磁界強度に比例した信号を検出する。そして、前記内視鏡位置検出装置本体２１は、３軸センスコイル２２ｊの出力に基づいてソースコイル１６の位置を検出して患者５内に挿入された内視鏡６の挿入部７の位置を推定する一方、推定した位置をモニター２３の画面上にマーキング表示する。
【００２７】
前記内視鏡位置検出装置３は磁気を利用している。したがって、磁気に対して透明でない金属が存在すると、鉄損などによる影響を受けて、磁界発生用のソースコイル１６と、検出用３軸センスコイル２２ｊとの間の相互インダクタンスに影響を与える。
【００２８】
一般に、相互インダクタンスをＲ＋ｊＸで表すと、磁気に対して透明でない金属はこのＲ、Ｘ両者に影響を及ぼすことになる。この場合、微少磁界の検出で、一般に用いられている直交検波で測定される信号の振幅、位相が変化することになる。そのため、精度良く信号を検出には、発生する磁界が影響を受けない環境を設定することが望ましく、これを実現するためには磁気的に透明な材料、つまり磁界に影響を及ぼさない材料でベッド４を作れば良い。
【００２９】
なお、この磁気的に透明な材料としては例えば、デルリン等の樹脂、木材、被磁性材金属であれば良く、実際には、ソースコイル１６の位置検出に交流磁界を用いるため、駆動信号の周波数において磁気的に影響のない材料で形成しても良い。そこで、本内視鏡位置検出装置３と共に使用する前記ベッド４は、少なくとも発生する磁界の周波数において磁気的に透明な被磁性材で構成してある。
【００３０】
図５に示すように前記内視鏡位置検出装置本体２１のソースコイル駆動部２４から前記内視鏡６のチャンネル１３内に設置されるプローブ１５の所定位置に配置されたソースコイル１６に駆動信号が供給されるようになっている。そして、駆動信号をソースコイル１６に印加することにより、このソースコイル１６の周辺に磁界が発生する。
【００３１】
前記ソースコイル駆動部２４は、磁界発生用発信部２５から供給される交流信号を増幅して必要な磁界を発生するための駆動信号を出力する。前記磁界発生用発信部２５の交流信号は、ベッド４に設けられた３軸センスコイル２２ｊで検出される微小な磁界を検出するための相互インダクタンス検出部２６に参照信号として送出される。
【００３２】
前記３軸センスコイル２２ｊで検出される微小な磁界検出信号は、センスコイル出力増幅器２７で増幅され、その後前記相互インダクタンス検出部２６に入力される。この相互インダクタンス検出部２６では前記参照信号を基準にして、増幅、直交検波（同期検波）を行い、コイル間の相互インダクタンスに関連した信号を取得する。
【００３３】
前記相互インダクタンス検出部２６で得られた信号は、ソースコイル位置検出部３１に入力される。このとき入力されたアナログ信号はデジタル信号に変換されて位置検出の計算を行い、ソースコイル１６に対して推定される位置情報を得て、この位置情報をマップ画像生成部３２に送る。そして、このマップ画像生成部３２に送られた位置情報は、モニター信号生成部３３及びシステム制御部３４へ送られる。
【００３４】
前記モニター信号生成部３３では画像をモニタ２３の画面上に表示させることが可能なＲＧＢあるいはＮＴＳＣあるいはＰＡＬ方式の映像信号を生成して前記モニター２３に出力する。このことにより、モニター２３の画面上に表示されている後述する合成３次元気管支画像上に内視鏡６の先端位置が表示される。
【００３５】
前記システム制御部３４は、ＣＰＵ等で構成された制御部３４ａ、マップ情報合成手段であるマップ情報合成回路３４ｂ、位置情報記憶手段である位置情報記憶部３４ｃ、位置情報補正手段である位置情報補正回路３４ｄが設けられ、前記ソースコイル位置検出部３１、マップ画像生成部３２、モニター信号生成部３３の動作等を制御する。
【００３６】
前記システム制御部３４には、キーボードやスイッチ等を備えた操作パネル３５が接続されている。この操作パネル３５のキーボード等を操作することによって例えば、前記制御部３４ａを介して予め画像データ記憶部３７に記憶されている図７に示すような患者５の気管支３次元画像４１を選択的にモニター２３の画面上に表示させられる。
【００３７】
なお、患者５の気管支３次元画像４１のデータは、この内視鏡システム１と図示しないＬＡＮ等で接続された記録装置のＣＴスキャンデータを基にモデル化したものであり、術前等にデータ記憶部３７に事前に登録したものである。
【００３８】
前記システム制御部３４の位置情報補正回路３４ｄは、内視鏡６の操作スイッチ８Ｂを操作して出力された指示信号が内視鏡装置２、信号接続ケーブル１４を経由してＳＷ入力部３６に入力されると、この信号を基に気管支３次元画像４１と操作スイッチ８Ｂが投入された時点における内視鏡先端座標とをソースコイル位置検出部３１より取得して所定の補正処理を行う。
【００３９】
前記システム制御部３４のマップ情報合成回路３４ｂでは、前記気管支３次元画像４１と、前記位置情報記憶部３４ｃに記録された座標位置サンプリング値とを基に合成３次元気管支画像データを構築し、この合成３次元気管支画像データをマップ画像生成部３２へ送る。そして、このマップ画像生成部３２では最終的に合成した、つまり気管支３次元画像４１に軌跡情報より得られた未造影末端部画像（図９（ｂ）の破線部参照）を合成した合成３次元気管支画像データを前記モニター信号生成部３３に送る。そして、このモニター信号生成部３３では前記合成３次元気管支画像データに、現在の内視鏡先端位置を例えばＸ印で示す画像データを重畳する。
【００４０】
このことにより、モニター２３の画面上には合成３次元気管支画像４３が表示されるとともに、この合成３次元気管支画像４３上に現在の内視鏡先端位置を示すＸ印４３ａがリアルタイムで表示される。
【００４１】
ここで、モニター２３に表示される画像について図６ないし図９を参照して説明する。なお、処理ステップついては後述する「気管支画像作成処理」で説明する。
【００４２】
図６は実際の患者５の気管支を示すものであり、気管支の末端部では管路が複雑に入り組み、多数の分岐路が細い管路が存在している。しかし、図７に示すようにＣＴスキャンデータを基にモデル化した気管支３次元画像４１では患者５の気管支末端の管路までを表示することができず、管路途中で切断された状態になってしまう。
【００４３】
図８は操作スイッチ８Ｂを操作する位置を示すものであり、目標と推定される関心部位である腫瘍の位置までの経路中に、前記操作パネル３５を操作して第１、第２、第３分岐点近傍にカーソルキー等で操作点をマーキングしている。その操作点は、気管支３次元画像４１上で例えばＡ、Ｂ、Ｃとして表示される。
【００４４】
なお、この段階においては、この画面に表示されている気管支３次元画像４１の座標系と内視鏡先端を示すマーク４２の位置との補正は行われていない。このため、内視鏡６でとらえた実際の画像である内視鏡装置２のモニター１２の画面上に表示される映像を確認しながら、予めマーキングした第１分岐点、第２分岐点、第３分岐点に到達したときに前記操作スイッチ８Ｂを操作する。このことにより、３つの分岐点の座標位置を得て、この時点で補正処理が行われて内視鏡先端の現在位置が所定のマークであるＸ印等で表示されるようになる。
【００４５】
また、内視鏡観察中に、挿入部７を末端部位方向に向けて挿入している場合、位置情報記憶部３４ｃでは所定時間間隔で順次サンプリング値を記録している。そして、このサンプリング値を基に、内視鏡先端の挿入軌跡を合成３次元気管支画像データとして構築して図９（ａ）に示すように、軌跡情報より得られた未造影末端部画像を追加した合成３次元気管支画像４３を画面上に表示してる。
【００４６】
このため、２度目以降の観察及び処置時には、この合成３次元気管支画像４３をモニター２３に表示させることにより、この合成３次元気管支画像４３に表示されるＸ印を確認して挿入部７を速やかに関心部位に向けて挿入することが可能になる。
【００４７】
ここで、ＣＴスキャンデータによる３Ｄソリッドモデルである気管支３次元画像４１では造影できない末端患部に至る合成３次元気管支画像を合成するまでの「気管支画像作成処理」を説明する。
【００４８】
図１０に示すようにまず、ステップＳ１の初期化において、位置情報記憶部３４ｃに記憶されているデータをクリアする一方、画像データ記憶部３７に記憶されているデータの中から対応する患者５の気管支３次元画像４１を呼び出し、モニター２３の画面上に表示させる。
【００４９】
そして、気管支３次元画像４１上に操作点Ａ、操作点Ｂ、操作点Ｃを設定して内視鏡６の挿入を開始する。このとき、前記モニター１２の画面上に表示される映像を確認しながら、内視鏡６の先端がマーキング地点である第１分岐点、第２分岐点、第３分岐点に到達したときステップＳ２、ステップＳ４、ステップＳ６に示すようにスイッチ８Ｂを順次操作する。なお、この内視鏡６挿入の際、スイッチ８Ｂの操作がされない場合にはステップＳ２、ステップＳ４、ステップＳ６においてスイッチ投入待機状態になる。
【００５０】
そして、各ステップＳ２、ステップＳ４、ステップＳ６においてスイッチ８Ｂが適宜操作されることにより、ステップＳ３、ステップＳ５、ステップＳ７に示すように気管支モデルの経路中に第１分岐における座標の取得、第２分岐における座標の取得、第３分岐における座標の取得が行われる。
【００５１】
そして、３箇所の分岐における座標の取得が完了したならステップＳ８に移行する。このステップＳ８では前記第１、第２、第３分岐点の座標から現在の内視鏡先端位置と、気管支３次元画像４１の座標系とを一致させる補正処理を行う。この補正処理方法は、ＣＴ画像が実物と等倍であるので、Ａ点、Ｂ点、Ｃ点でそれぞれ得られる法線ベクトルと、取得した第１、第２、第３分岐点の座標から得られた法線ベクトルとが一致するように気管支３次元画像４１を座標変換する方法である。なお、ここでは３点の座標を取得して位置情報補正を行うようにしているが、３点以上を利用して補正を行うようにしてもよい。
【００５２】
前記ステップＳ８に示す位置情報の補正処理が完了したならステップＳ９に移行して２００ｍｓ毎に、移動する内視鏡先端の座標値を順次サンプリングして記録する。このとき、最新の内視鏡先端座標を３次元気管支画像４３上にＸ印でリアルタイムに表示させる。
【００５３】
ステップＳ１０ではサンプリングされた座標値が、気管支３次元画像４１の３Ｄソリッドモデルから外れた領域の座標値であるか否かを判断し、外れた領域の座標値であった場合には、前記気管支３次元画像４１に対して新たに追加する画像データであると判断して画像データの追加を行う一方、画面上に追加して強調表示を行う。
【００５４】
なお、気管支の末端部では管路が細径であるので、このとき追加する画像を３Ｄソリッドモデルとして扱わずに、単にプロット座標の軌跡を線画表示したり、プロット画像のままであっても構わない。
【００５５】
つまり、前記ステップＳ９で２００ｍｓ毎にサンプリングしたときの座標値を単純にプロット表示した場合には図１１（ａ）に示すように追加データである複数のプロット４５，…，４５が画面上に表示される。したがって、実線に示す管路末端からはみ出たプロットデータを追加データとして扱う。
【００５６】
一方、前記ステップＳ１０でオーバーレイ処理による画像合成した場合には図１１（ｂ）に示すようにドット４６が画面上に表示される。ここでは、追加データであるプロット座標を点描画の集合画像である例えば赤色のドットにして強調しいる。
【００５７】
ステップＳ１１では、関心部位である目的の気管支末端まで内視鏡が到達した段階で操作パネル３５のキー入力操作等で最終的な合成３次元気管支画像４３を構築するデータとして新たに記憶し直す指示を行う。このことによって、関心部位までの合成３次元気管支画像データの記憶を完了して、２度目からの観察及び処置を行う際、関心部位までの必要な全道筋が表示可能になり、関心部位までの誘導を迅速かつ正確に行なえる。
【００５８】
このように、位置情報補正回路と位置情報記憶部とマップ情報合成回路とを有するシステム制御部を設けたことによって、内視鏡挿入時、画像データ記憶部に記憶されているＣＴスキャンデータから得た気管支３次元画像に加えて、位置情報記憶部で所定時間間隔で順次サンプリングする一方、この内視鏡先端位置の座標値が気管支３次元画像の３Ｄソリッドモデルから外れた領域の座標値であるか否かを判断し、外れた領域の座標値であるときには気管支３次元画像に対して新たな画像データとして追加することにより、気管支３次元画像では観察することのできなかった末端部を追加した必要最小限の合成３次元気管支画像を得ることができる。
【００５９】
また、マップ画像生成部を設けて合成３次元気管支画像に内視鏡先端位置を示す目印となる画像データを重畳することによって、合成３次元気管支画像上に内視鏡先端位置を表示させて関心部位と現在位置との把握を容易に行なうことができる。
【００６０】
さらに、一度、挿入された挿入部の先端位置が３Ｄソリッドモデルから外れた領域の座標値である場合、合成３次元気管支画像上に追加データとして表示される一方、この追加データを含む合成３次元気管支画像を再記憶することにより、再び内視鏡の挿入を行なう際に最新の合成３次元気管支画像を表示させて関心部位までの必要な全道筋を確認しながら内視鏡の誘導を行なうことができる。
【００６１】
なお、本発明は、以上述べた実施形態のみに限定されるものではなく、発明の要旨を逸脱しない範囲で種々変形実施可能である。
【００６２】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、観察又は処置を行う場合、管路及び挿入道筋を明らかにして、内視鏡及び処置具の誘導を正確且つ迅速に行える内視鏡位置検出装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】内視鏡システムを説明する図
【図２】内視鏡を説明する図
【図３】内視鏡とビデオプロセッサとを説明する図
【図４】内視鏡に挿通されるプローブの先端部を説明する図
【図５】内視鏡位置検出装置本体及びその関係部分を説明するブロック図
【図６】実際の気管支を示す図
【図７】ＣＴスキャンによって得られた気管支３次元画像を説明する図
【図８】位置情報を補正するスイッチ入力位置を説明する図
【図９】気管支３次元画像に軌跡情報より得られた未造影末端部画像を合成した合成３次元気管支画像説明する図
【図１０】気管支画像作成処理を説明するフローチャート
【図１１】追加データの表示例を説明する図
【符号の説明】
３…内視鏡位置検出装置
２１…内視鏡位置検出装置本体
３２…マップ画像生成部
３４…システム制御部
３４ｂ…マップ情報合成回路
３４ｃ…位置情報記憶部
３４ｄ…位置情報補正回路
３６…スイッチ入力部
３７…画像データ記憶部

Claims

磁界発生素子と、磁界検出素子とを用いて気管支に挿入された気管支用の内視鏡挿入部の先端位置を検出する挿入部先端位置検出手段と、
少なくとも、予め取得した被検体の気管支における連続するスライス断層像から作成した、未造影末端部を含む基準気管支３次元画像データを格納する基準気管支３次元画像データ記憶手段と、
前記基準気管支３次元画像データ記憶手段に記憶された前記基準気管支３次元画像データを読み出して基準気管支３次元画像として表示手段に表示するよう制御する基準気管支３次元画像表示制御手段と、
前記基準気管支３次元画像表示制御手段の制御下に前記表示手段に表示された前記基準気管支３次元画像に対して、前記挿入部先端位置検出手段により検出された内視鏡挿入部の先端位置の位置補正を行う先端位置補正手段と、
前記先端位置補正手段により先端位置が補正された後、当該内視鏡挿入部の先端位置の軌跡情報を所定のサンプリング周波数に基づいて取得する先端位置軌跡情報取得手段と、
前記先端位置軌跡情報取得手段により取得された内視鏡挿入部の先端位置の軌跡情報に基づいて、前記基準気管支３次元画像データにおける未造影末端部に係る画像データを生成する未造影末端部画像データ生成手段と、
前記未造影末端部画像データ生成手段によって生成された未造影末端部画像データを前記基準気管支３次元画像データに対して追加して合成気管支３次元画像データを生成する合成気管支３次元画像データ生成手段と、
前記合成気管支３次元画像データ生成手段によって生成された合成気管支３次元画像データを新たな気管支３次元画像データとして記憶する合成気管支３次元画像データ記憶手段と、
を具備したことを特徴とする気管支用内視鏡位置検出装置。
前記未造影末端部画像データに対応する画像を強調して前記表示手段に表示するよう制御する未造影末端部強調表示制御手段をさらに備えたことを特徴とする請求項１に記載の気管支用内視鏡位置検出装置。
前記未造影末端部画像データは、前記基準気管支３次元画像データにおける未造影末端部に対応する部分に形成された３次元画像データであることを特徴とする請求項１または２に記載の気管支用内視鏡位置検出装置。
前記未造影末端部画像データは、前記基準気管支３次元画像データにおける未造影末端部に対応する部分に形成されたプロット画像データであることを特徴とする請求項１または２に記載の気管支用内視鏡位置検出装置。
前記未造影末端部画像データは、前記基準気管支３次元画像データにおける未造影末端部を含む部分に形成された、内視鏡挿入部の先端位置の軌跡を示したプロット画像データであることを特徴とする請求項１または２に記載の気管支用内視鏡位置検出装置。