(57)【要約】医療機器１は、被検者７の気管支９に挿入される挿入部と、予め取得した被検者７の３次元画像データを記憶するＣＴ画像データ記憶部１５と、気管支内における挿入部２Ａの先端部２Ｃの位置および方向を算出する位置算出部２０と、３次元画像に基づいて気管支９を介して先端部２Ｃを目標部位９Ｇまで挿入するための挿入経路Ｒを生成する経路生成部１８と、先端部２Ｃの位置および方向に基づいた断層画像を３次元画像データから生成する断層画像生成部１４と、挿入経路Ｒと断層画像ＰＯとを重畳した重畳画像ＰＷ１を生成する重畳画像生成部１２と、重畳画像ＰＷ１を表示する表示部４と、を具備する。
2012101888.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被検体の管腔に挿入される挿入手段と、
予め取得した前記被検体の３次元画像データを記憶する記憶手段と、
前記管腔内における前記挿入手段の先端部の位置および方向を算出する位置算出手段と、
前記３次元画像に基づいて、前記管腔を介して前記先端部を目標位置まで挿入するための挿入経路を生成する経路生成手段と、
前記先端部の位置および方向に基づいた断層画像を、前記３次元画像データから生成する断層画像生成手段と、
前記挿入経路と前記断層画像とを重畳した重畳画像を生成する重畳画像生成手段と、
前記重畳画像を表示する表示手段と、を具備することを特徴とする医療機器。
【請求項２】
前記断層画像生成手段が、前記先端部の位置を含み、前記先端部の方向と垂直な平面の断層画像を生成することを特徴とする請求項１に記載の医療機器。
【請求項３】
前記重畳画像生成手段が、前記重畳画像に、前記先端部の位置または方向の少なくともいずれかを示す先端部表示マークを、重畳することを特徴とする請求項１に記載の医療機器。
【請求項４】
前記重畳画像生成手段が、前記挿入経路に、分岐している前記管路の分岐部の位置を示す分岐部表示マークを重畳することを特徴とする請求項１に記載の医療機器。
【請求項５】
前記重畳画像生成手段が、挿入開始位置から前記先端部の位置までの前記挿入経路を、前記先端部の位置から前記目標位置までの前記挿入経路と、識別可能に表示することを特徴とする請求項１に記載の医療機器。
【請求項６】
前記重畳画像生成手段が、挿入開始位置から前記先端部の位置までの前記挿入経路を表示しないことを特徴とする請求項１に記載の医療機器。
【請求項７】
前記挿入手段が、前記先端部に内視鏡画像を撮像する撮像手段を有し、
前記先端部の位置および方向および回転角を視線パラメータとする仮想内視鏡画像を前記３次元画像データから生成する仮想内視鏡画像生成手段を具備し、
前記表示手段が、さらに前記内視鏡画像または前記仮想内視鏡画像の少なくともいずれかを表示することを特徴とする請求項１に記載の医療機器。
【請求項８】
位置算出手段が、前記内視鏡画像と類似した前記仮想内視鏡画像の視線パラメータをもとに、前記先端部の位置および方向を算出することを特徴とする請求項７に記載の医療機器
【請求項９】
前記重畳画像生成手段が、前記挿入経路を示す第２の挿入経路画像を前記内視鏡画像または前記仮想内視鏡画像の少なくともいずれかに重畳表示することを特徴とする請求項８に記載の医療機器。
【請求項１０】
重畳表示された前記第２の挿入経路画像の表示面積を算出する表示面積算出手段を具備し、
前記表示面積が第１の所定値以下の場合に、前記重畳画像生成手段が前記第２の挿入経路画像を強調表示することを特徴とする請求項９に記載の医療機器。
【請求項１１】
重畳表示された前記第２の挿入経路画像の表示面積を算出する表示面積算出手段と、
前記挿入経路を含む平面と前記管腔の管腔壁との交差線である、補助挿入経路を算出する補助挿入経路算出手段と、を具備し、
前記表示面積が第２の所定値以下の場合に、前記重畳画像生成手段が前記補助挿入経路を示す補助経路画像を重畳表示することを特徴とする請求項９に記載の医療機器。
【請求項１２】
前記先端部に配設された位置センサを具備し、
前記位置算出手段が、前記位置センサのデータから前記先端部の位置および方向を算出することを特徴とする請求項１に記載の医療機器。
【請求項１３】
前記先端部のチャンネル開口から突出する、処置具先端部に位置センサを有する処置具、を具備し、
前記位置算出手段が、前記位置センサのデータから前記先端部の位置および方向を算出することを特徴とする請求項１に記載の医療機器。
【請求項１４】
前記表示手段が表示する画像が、前記先端部の位置に基づいて選択されることを特徴とする請求項９に記載の医療機器。
【請求項１５】
前記断層画像生成手段が、前記先端部の位置を含み、前記先端部の方向と平行な平面の断層画像を、さらに生成することを特徴とする請求項１４に記載の医療機器。
【請求項１６】
前記挿入手段が、内部を挿通し前記先端部にチャンネル開口のあるチャンネルを有し、
前記断層画像生成手段が、前記先端部の方向と平行な平面の前記断層画像を生成するときには、前記先端部の位置として前記チャンネル開口の位置に基づいて、前記断層画像を生成することを特徴とする請求項１５に記載の医療機器。
【請求項１７】
前記挿入手段が、コンベックス走査方式の超音波振動子を前記先端部に有し、
前記断層画像生成手段が生成する前記先端部の方向と平行な平面の前記断層画像が、前記超音波振動子の走査平面の断層画像であることを特徴とする請求項１６に記載の医療機器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、被検体の管腔に挿入する医療機器に関し、特に被検体の３次元画像データに基づき、精度の高い検査／処置を行う医療機器に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、３次元画像を用いた診断が広く行われるようになっている。例えば、Ｘ線ＣＴ（Ｃｏｍｐｕｔｅｄ   Ｔｏｍｏｇｒａｐｈｙ）装置により被検体の断層像を撮像することにより被検体内の３次元画像データを得て、この３次元画像データを用いて目標部位の診断が行われるようになっている。【０００３】
ＣＴ装置では、Ｘ線照射位置および検出位置を連続的に回転させつつ、被検体を連続的に移動することにより、被検体を螺旋状の連続スキャン（ヘリカルスキャン：ｈｅｌｉｃａｌ ｓｃａｎ）する。そして、連続した被検体の多数の２次元断層画像から、３次元画像が形成される。【０００４】
診断に用いられる３次元画像の１つに、肺の気管支の３次元画像がある。気管支の３次元画像は、例えば肺癌等が疑われる異常部の位置を３次元的に把握するのに利用される。そして、異常部を生検によって確認するために、気管支内視鏡を挿入して挿入部の先端部から生検針または生検鉗子等を突出して組織のサンプルを採取することが行われる。【０００５】
気管支のように、多段階の分岐を有する体内の管路では、異常部の所在が気管支の末梢にあるときには、先端部を短時間で正しく目標部位近傍に到達させることが難しい。このため、例えば、日本国特開２００４−１８０９４０号公報および日本国特開２００５−１３１０４２号公報には、被検体の３次元の画像データに、基づいて前記被検体内の管路の３次元画像を形成し、３次元画像上で管路に沿って目的点までの経路を求め、経路に沿った前記管路の仮想内視画像を前記画像データに基づいて形成し、表示する挿入ナビゲーションシステムが開示されている。【０００６】
また、日本国特開２００３−２６５４０８号公報には、内視鏡先端部の位置を断層画像に重畳表示する内視鏡誘導装置が開示されている。【０００７】
しかし、公知の挿入ナビゲーションシステムでは、術者が、挿入操作中に、挿入経路の全体像を確認することは容易ではないことがあった。また内視鏡先端部の位置を断層画像に重畳表示する場合であっても、３次元的な位置を確認するには２枚以上の断層画像を用いる必要があり、視認性がよいとはいえなかった。【０００８】
このため、公知の挿入ナビゲーションシステムは、挿入部の先端部を目標部位まで容易に挿入できないことがあった。【０００９】
本発明の実施形態は、挿入部の先端部を目標部位まで挿入しやすい医療機器を提供することを目的とする。
【発明の開示】
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の一の形態の医療機器は、被検体の管腔に挿入される挿入手段と、予め取得した前記被検体の３次元画像データを記憶する記憶手段と、前記管腔内における前記挿入手段の先端部の位置および方向を算出する位置算出手段と、前記３次元画像に基づいて、前記管腔を介して前記先端部を目標位置まで挿入するための挿入経路を生成する経路生成手段と、前記先端部の位置および方向に基づいた断層画像を、前記３次元画像データから生成する断層画像生成手段と、前記挿入経路と前記断層画像とを重畳した重畳画像を生成する重畳画像生成手段と、前記重畳画像を表示する表示手段と、を具備する。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】第１実施形態の医療機器の気管支への挿入状態を説明するための３次元モデル図である。
【図２】第１実施形態の医療機器の構成を説明するための構成図である。
【図３Ａ】断層画像を説明するための説明図である。
【図３Ｂ】断層画像を説明するための説明図である。
【図３Ｃ】断層画像を説明するための説明図である。
【図３Ｄ】断層画像を説明するための説明図である。
【図３Ｅ】断層画像を説明するための説明図である。
【図３Ｆ】断層画像を説明するための説明図である。
【図４】第１実施形態の医療機器の処理の流れを説明するためのフローチャートである。
【図５】第１実施形態の医療機器の目標位置設定画面を説明するための説明図である。
【図６】第１実施形態の医療機器の目標位置設定画面を説明するための説明図である。
【図７】第１実施形態の医療機器のナビゲーション画面を説明するための説明図である。
【図８】第１実施形態の医療機器が表示する重畳画像を説明するための３次元モデル図である。
【図９】第１実施形態の医療機器が表示する重畳画像の一例である。
【図１０】第１実施形態の医療機器が表示する重畳画像の一例である。
【図１１】第１実施形態の医療機器が表示する重畳画像の一例である。
【図１２】第１実施形態の医療機器が表示する重畳画像の一例である。
【図１３】第１実施形態の医療機器が表示する重畳画像の一例である。
【図１４】第２実施形態の医療機器のナビゲーション画面を説明するための説明図である。
【図１５】第２実施形態の変形例１の医療機器の構成を説明するための構成図である。
【図１６Ａ】第２実施形態の変形例１の医療機器が表示する重畳画像を説明するための構成図である。
【図１６Ｂ】第２実施形態の変形例１の医療機器が表示する重畳画像を説明するための構成図である。
【図１７】第２実施形態の変形例２の医療機器の構成を説明するための構成図である。
【図１８Ａ】第２実施形態の変形例２の医療機器が表示する重畳画像を説明するための説明図である。
【図１８Ｂ】第２実施形態の変形例２の医療機器が表示する重畳画像を説明するための説明図である。
【図１９Ａ】第２実施形態の変形例２の医療機器が表示する補助経路を説明するための説明図である。
【図１９Ｂ】第２実施形態の変形例２の医療機器が表示する補助経路を説明するための説明図である。
【図２０】第３実施形態の医療機器の構成を説明するための構成図である。
【図２１】第３実施形態の変形例の医療機器の構成を説明するための構成図である。
【図２２】第４実施形態の医療機器の挿入部の先端部を説明するための説明図である。
【図２３】第４実施形態の医療機器が表示する重畳画像の一例である。
【図２４】第４実施形態の医療機器の処理の流れを説明するためのフローチャートである。
【図２５】第５実施形態の医療機器の挿入部の先端部を説明するための説明図である。
【図２６】第５実施形態の医療機器が表示する重畳画像の一例である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
＜第１実施形態＞  
以下、図面を参照して本発明の第１実施形態の医療機器１について説明する。図１に示すように、医療機器１は、内視鏡装置２の挿入部２Ａの先端部２Ｃを、挿入開始位置である被検者７の咽頭部７Ａから、複数の分岐部Ｊ１〜Ｊ５を有する気管支９を介して、目標位置である目標部位９Ｇまで挿入するナビゲーションを行う。図１は、目標部位９Ｇに向けて挿入部２Ａが挿入操作されている状態を示している３次元モデル図である。挿入部２Ａは、内部を挿通するチャンネル８を有し、チャンネル挿入口８Ａから挿入された処置具６を、先端部２Ｃから突出させて、目標部位９Ｇの生検を行う。なお、以下の図において、Ｚ軸方向は被検者７の体軸であり、Ｘ軸方向は被検者７の左右方向、Ｙ軸方向は被検者７の前後方向である。【００１３】
後述するように、医療機器１では、挿入操作中に、そのときの先端部２Ｃの位置を含み、先端部２Ｃの方向に垂直な平面の断層画像（オブリーク画像）ＰＯと、３次元の挿入経路Ｒと、が重畳表示された３次元空間を示す３次元モデル画像である重畳画像ＰＷ１が、表示部４（図２参照）に表示される。３次元モデル図の視線ＬＡ（視点位置、視線方向、視線回転角）は、術者が任意に設定可能である。【００１４】
先端部２Ｃの位置変化につれて、すなわち挿入操作の進行につれて表示される断層画像ＰＯは自動的に更新される。なお、挿入部２Ａの先端部２Ｃの位置を示す位置表示マークＰ２Ｃが、断層画像ＰＯに重畳表示されている。【００１５】
次に、図２を用いて、医療機器１の構成について説明する。医療機器１は、内視鏡装置２と、挿入支援を行うための本体部３と、表示手段である表示部４と、入力手段である入力部５と、を具備する。【００１６】
内視鏡装置２は、撮像手段である撮像部２Ｂが先端部２Ｃに配設された挿入手段である挿入部２Ａと、挿入部２Ａ等を制御する内視鏡制御部２Ｄと、を有する気管支鏡である。挿入部２Ａの内部には、処置具６が挿通可能なチャンネル８が配設されている。目標部位９Ｇの近傍まで先端部２Ｃが挿入されると、先端部２Ｃのチャンネル開口８Ｅから処置具６を突出させて生検が行われる。【００１７】
本体部３は、内視鏡画像処理部１１と、重畳画像生成手段である重畳画像生成部１２と、位置算出手段である位置算出部２０と、仮想内視鏡画像（  Ｖｉｒｔｕａｌ  Ｂｒｏｎｃｈｕｓ  Ｓｃｏｐｅ  画像：以下、「ＶＢＳ画像」ともいう。）生成部１３と、断層画像生成手段である断層画像生成部１４と、記憶手段であるＣＴ画像データ記憶部１５と、芯線算出手段である芯線算出部１６と、経路生成手段である経路生成部１８と、制御手段である制御部１０と、を有する。【００１８】
制御部１０はナビゲーション全体の制御を行う。内視鏡画像処理部１１は、撮像部２Ｂが撮像した画像を処理し、内視鏡画像（以下、「リアル画像」ともいう。）を出力する。ＣＴ画像データ記憶部１５は、ＣＴ装置を用いて予め取得された被検体である被検者７の３次元画像データを記憶する。ＶＢＳ画像生成部１３は、３次元画像データから、先端部２Ｃの位置および方向および回転角（以下「位置等」ともいう）を視線パラメータとするＶＢＳ画像を生成する。【００１９】
位置算出部２０は、気管支９に挿入された挿入部２Ａの先端部２Ｃの位置等を算出する。芯線算出部１６は気管支９の芯線Ｓを、３次元画像データから算出する。ここで、芯線Ｓとは気管支９の管路方向垂直面の重心点を結んだ線、すなわち、管腔長手方向の情報である。芯線Ｓとして、管腔の管路方向垂直面の中心点を結んだ中心線等の情報を用いてもよい。【００２０】
経路生成部１８は、入力部５を介して術者が設定した目標位置である目標部位９Ｇまでの芯線Ｓに沿った挿入経路Ｒを、３次元画像データから生成する。【００２１】
断層画像生成部１４は、位置算出部２０が算出した先端部２Ｃの３次元位置を含み、先端部２Ｃの方向に垂直な平面の断層画像ＰＯを、３次元画像データから生成する。【００２２】
重畳画像生成部１２は、３次元の挿入経路Ｒと断層画像生成部１４が生成した断層画像ＰＯとを重畳した３次元空間を、所定の視線ＬＡから観察したときの３次元モデル画像である重畳画像ＰＷ１を生成する。【００２３】
表示部４は、挿入操作中は、リアル画像またはＶＢＳ画像の少なくともいずれかと、重畳画像ＰＷ１と、を有するナビゲーション画像を表示する。【００２４】
なお、本体部３の上記構成要素は独立したハードウエアである必要はなく、例えばＣＰＵに読み込まれて動作するプログラムであってもよい。【００２５】
ここで、図３Ａ〜図３Ｆを用いて断層画像生成部１４が生成する断層画像について説明する。【００２６】
図３Ａに示すアキシャル画像ＰＡは、被検者７の体軸に垂直なＸＹ面の画像であり、図３Ｂに示すコロナル画像ＰＣは、被検者７と向かい合うＸＺ面の画像であり、図３Ｃに示すサジタル画像ＰＳは、被検者７の側面方向のＹＺ面の画像である。そして、図３Ｄに示すオブリーク画像ＰＯは、任意の平面の画像である。【００２７】
また、図３Ｅに示す複合断層画像は、２つの直交する平面ＰＡとＰＣとからなる。直交する２つの平面を含む複合断層画像としては、他の平面の画像の組み合わせでもよい。さらに、前記オブリーク画像ＰＯおよび直交する平面の画像からなる複合断層画像であってもよい。また、図３Ｆに示す複合断層画像は、直交する３つの平面を含む複合断層画像の例である。【００２８】
次に、図４のフローチャートを用いて、医療機器１の処理の流れについて説明する。【００２９】
＜＜設定操作モード＞＞
最初に、図５に示す目標位置設定画面が表示部４に表示される。目標位置設定画面には、アキシャル画像ＰＡとコロナル画像ＰＣとサジタル画像ＰＳとが表示されている。【００３０】
＜ステップＳ１０＞  断層画像作成
２次元画像を表示する表示部４を用いて、目標部位９Ｇを示す３次元座標を設定する必要があるため、最初に、３種類の断層画像、アキシャル画像ＰＡとコロナル画像ＰＣとサジタル画像ＰＳと、が、被検者の３次元画像データから生成される。目標位置設定のための断層画像は、例えば体軸をＺ軸として作成される。【００３１】
＜ステップＳ１１＞  目標位置設定
図５に示すように、表示部４に表示された目標位置設定画面を用いて目標部位９Ｇが設定される。このために、目標位置設定画面に表示された、アキシャル画像ＰＡとコロナル画像ＰＣとサジタル画像ＰＳには、目標位置を示す目標位置マークＰ９Ｇと、が重畳されている。なお、図５に示した例では、挿入開始位置である咽頭部７Ａの位置を示す開始位置マークＰ７Ａは、アキシャル画像ＰＡの表示範囲内にはあるが、コロナル画像ＰＣ、サジタル画像ＰＳの表示範囲外にある。【００３２】
術者が、いずれかの断層画像に重畳表示された目標位置マークＰ９Ｇを、入力手段であるマウス等を用いて移動すると、他の断層画像に表示された目標位置マークＰ９Ｇも、それにつれて移動する。【００３３】
なお、挿入開始位置も開始位置マークＰ７Ａの移動操作により設定可能であってもよい。また、目標位置は点である必要はなく所定の体積を有する目標領域であってもよい。また、より正確に目標位置を設定するために、断層画像を拡大表示してもよい。【００３４】
＜ステップＳ１２＞  挿入経路算出
目標部位９Ｇが設定されると、経路生成部１８が、挿入開始位置である咽頭部７Ａから目標位置である目標部位９Ｇまでの挿入経路Ｒを、ＣＴ画像データ記憶部１５に記憶されている３次元画像データから生成する。挿入経路Ｒは、３次元画像データの管腔断面の重心点または中心点をつないだ芯線Ｓのうち、目標部位９Ｇにつながる芯線である。【００３５】
経路生成部１８は、複数の挿入経路を生成し、術者に選択を促してもよい。すなわち、目標部位９Ｇが複数の管腔の間に存在する場合、または、目標部位９Ｇが所定以上の体積を有する部位の場合等には、複数の挿入経路が算出される。【００３６】
図６に示すように、挿入経路Ｒが算出されると、挿入経路Ｒを示す経路画像ＰＰＲが、それぞれの断層画像に重畳された重畳画像ＰＷ２が表示される。ここで経路画像ＰＰＲは、３次元の挿入経路Ｒを、それぞれの断層画像の平面に投影した画像である。【００３７】
一方、ＶＢＳ画像生成部１３は、挿入経路Ｒにある分岐部Ｊ１〜Ｊ４のＶＢＳ画像と、それぞれのＶＢＳ画像の縮小画像であるサムネイル画像とを、生成する。【００３８】
＜＜挿入ナビゲーションモード＞＞
図７に示すように、挿入操作が開始されると、表示部４には、ナビゲーション画面が表示される。ナビゲーション画面には、リアル画像ＲＢＳと、ＶＢＳ画像ＶＢＳと、重畳画像ＰＷ１と、サムネイル画像と、分岐番号と、が表示されている。なお、図７は、先端部２Ｃが、４個の分岐部のうちの最初の分岐部Ｊ１にあるときのナビゲーション画面例である。サムネイル画像には、４個の分岐部Ｊ１〜Ｊ４の縮小画像が表示されており、分岐部番号Ｊ１が大きく表示されている。【００３９】
＜ステップＳ１３＞  先端部の位置および方向および回転角算出
位置算出部２０は、先端部２Ｃの位置等を、リアルタイムまたは所定の時間間隔で、算出する。【００４０】
そして、位置算出部２０は、ＶＢＳ画像生成部１３を制御して、ＣＣＤ（２Ｂ）が撮影したリアル画像と類似したＶＢＳ画像を生成する。すなわち、ＶＢＳ画像生成部１３は、位置および方向および回転角（Ｘ１、Ｙ１、Ｚ１、ａ１、ｅ１、ｒ１）を視線パラメータとするＶＢＳ画像を生成する。ここで、（Ｘ、Ｙ、Ｚ）は３次元座標値を、（ａ）はアジマス角度（azimuth angle）を、（ｅ）はエレベーション角度（elevation angle）を、（ｒ）は回転角 （roll angle）を示している。【００４１】
そして、位置算出部２０は、ＶＢＳ画像とリアル画像との類似度を比較する。ここで、画像の類似度は、公知の画像処理により行われ、画素データレベルのマッチング、または、画像から抽出した特徴のレベルにおけるマッチングのいずれを用いてもよい。【００４２】
リアル画像とＶＢＳ画像とのマッチング処理は、リアル画像のフレーム単位で行われるため、実際の比較処理は静止内視鏡画像とＶＢＳ画像の類似度を基準に行われる。【００４３】
リアル画像とＶＢＳ画像Ｂとの類似度を比較し算出した両画像の誤差ｅが、所定の許容誤差ｅ０よりも大きい場合には、位置算出部２０は、値を変えた視線パラメータ値をＶＢＳ画像生成部１３に出力する。ＶＢＳ画像生成部１３は新規な視線パラメータに従った、次の１枚のＶＢＳ画像を生成する。【００４４】
上記処理を繰り返し行うこと、すなわち、視線パラメータを変化させることで、ＶＢＳ画像生成部１３が生成するＶＢＳ画像Ｂは、徐々にリアル画像に類似した画像となっていき、何回かの繰り返し処理の後に、両画像の誤差ｅは、許容誤差ｅ０以下となる。【００４５】
そして、位置算出部２０は、リアル画像と類似したＶＢＳ画像の視線パラメータをもとに、先端部２Ｃの位置等の情報（Ｘ、Ｙ、Ｚ、ａ、ｅ、ｒ）を算出する。すなわち、位置算出部２０が算出する先端部２Ｃの位置および方向および回転角は、より正確には、先端部２Ｃに配設されている撮像部２Ｂの視線位置および視線方向および回転角である。【００４６】
＜ステップＳ１４＞  断層画像生成
断層画像生成部１４は、位置算出部２０が算出した先端部２Ｃの３次元位置（Ｘ、Ｙ、Ｚ）を含む平面Ｐの断層画像を生成する。なお、術者は、図３Ａ〜図３Ｅに示した断面画像の中から所望の画像を選択することができる。好ましい断層画像は、図３Ｆに示した、先端部２Ｃの方向と垂直な平面のオブリーク画像ＰＯ、または、前記オブリーク画像ＰＯを含む複合断層画像である。術者が先端部２Ｃの位置および方向を最も容易に把握できるためである。【００４７】
＜ステップＳ１５＞  重畳画像生成
重畳画像生成部１２が、断層画像ＰＯと挿入経路Ｒとの重畳画像ＰＷ１を生成する。【００４８】
図８に示すように、２次元の断層画像ＰＯと、３次元の挿入経路Ｒと、が配置されている３次元空間の、所望の視線ＬＡからの３次元モデル画像が、図９に示す重畳画像ＰＷ１である。【００４９】
図９に示す重畳画像ＰＷ１は、図６に示した目標位置設定画面の重畳画像ＰＷ２と類似しているようにも見える。しかし、重畳画像ＰＷ２では、経路画像は、３次元の挿入経路Ｒを断層画像に投影した２次元の経路画像であり、また断層画像は予め定められた平面の断層像である。すなわち、重畳画像ＰＷ２は、通常の２次元画像である。【００５０】
これに対して、重畳画像ＰＷ１は、３次元モデル画像であり、術者が視線ＬＡを任意に変更することにより、所望の状態に変えることができる。例えば、視線ＬＡを断層画像ＰＯの平面の延長上に設定すれば、重畳画像ＰＷ１上の断層画像ＰＯは、線で表示される。また、重畳画像ＰＷ１では断層画像ＰＯは先端部２Ｃを含むため、術者は先端部２Ｃの周囲組織の情報を得ることができる。【００５１】
なお、重畳画像ＰＷ１においては、挿入経路Ｒを示す経路画像ＰＲと断層画像ＰＯとの交点が、先端部２Ｃの位置であり、位置表示マークＰ２Ｃが表示されている。【００５２】
また、重畳画像生成部１２は、挿入開始位置である咽頭部７Ａの位置を示す開始位置マークＰ７Ａから先端部２Ｃの位置を示す位置表示マークＰ２Ｃまでの経路画像ＰＲ１を、位置表示マークＰ２Ｃから前記目標位置を示す目標位置マークＰ９Ｇまでの経路画像ＰＲ２とは、識別可能な異なる線種で表示している。すなわち、経路画像ＰＲ１は点線で、経路画像ＰＲ２は主として実線で表示されている。さらに重畳画像生成部１２は、経路画像ＰＲ２のうち、視線ＬＡから見て断層画像ＰＯの後側にある部分は破線で表示している。【００５３】
なお  重畳画像生成部１２は、経路画像ＰＲ１と、経路画像ＰＲ２とを、識別するために、異なる色または太さで表示してもよい。また重畳画像生成部１２は、経路画像ＰＲ１を表示しなくともよい。【００５４】
さらに、図１０に示すように、重畳画像生成部１２は、断層画像ＰＯとして、複合断層画像を用いた重畳画像ＰＷ１Ａを生成してもよい。重畳画像ＰＷ１Ａは、図３Ｅに示した２つの直交する平面ＰＡとＰＣとからなる複合断層画像と挿入経路Ｒとの３次元モデル画像である。重畳画像ＰＷ１Ａでは、平面ＰＡと先端部７Ｃの方向と垂直な平面ＰＣとの交差線上に先端部７Ｃがある。【００５５】
また、図１１に示すように、重畳画像生成部１２は、経路画像ＰＲに、それぞれの分岐部の位置を示す分岐部表示マークＰＪ１〜ＰＪ４も重畳した重畳画像ＰＷ１Ｂを生成してもよい。【００５６】
さらに、図１２に示すように、重畳画像生成部１２は、経路画像ＰＲとして、挿入経路以外の芯線Ｓの画像ＰＲ２を、重畳した重畳画像ＰＷ１Ｃを生成してもよい。ただし、多くの芯線Ｓを表示すると認識が困難となるために、図１２に示すように、挿入経路から１分岐した芯線Ｓのみを表示する等の表示制限を行うことが好ましい。表示制限方法としては、所定数の分岐の芯線Ｓのみを表示したり、分岐部Ｊから所定の長さだけ芯線Ｓを表示したりしてもよい。【００５７】
また、図１３に示すように、重畳画像生成部１２は、先端部２Ｃの位置を含むアキシャル画像ＰＡを有する重畳画像ＰＷ１Ｄを生成してもよい。この場合には、重畳画像生成部１２は、重畳画像ＰＷ１Ｄに、先端部２Ｃの位置だけでなく先端部２Ｃの方向も示す先端部表示マークＰ２ＣＤを表示してもよいし、方向のみを表示してもよい。すなわち、先端部表示マークは、先端部の位置または方向の少なくともいずれかを示していれば所定の効果が得られる。さらに重畳画像生成部１２は、先端部表示マークに先端部２Ｃの回転角を表示してもよい。【００５８】
なお、図１３においては、重畳画像生成部１２は、すでに通過した挿入経路である、咽頭部７Ａから先端部２Ｃの経路の経路画像ＰＲ１を表示していないため、重畳画像の視認性がよい。【００５９】
また、断層画像生成部１４が、先端部２Ｃの位置を含む、コロナル画像ＰＣまたはサジタル画像ＰＳを生成してもよい。【００６０】
すなわち、断層画像生成部１４は、先端部２Ｃの位置および方向に基づいた断層画像を生成するが、先端部２Ｃの位置のみに基づく断層画像も生成可能である。【００６１】
＜ステップＳ１６＞  重畳表示
重畳画像生成部１２が生成した重畳画像ＰＷ１が、リアル画像およびＶＢＳ画像とともに、表示部４に表示される。【００６２】
なお、重畳画像ＰＷ１は、常時、ナビゲーション画面に表示されていてもよいが、術者の設定により重畳画像ＰＷ１を一時的に非表示としてもよいし、制御部１０の制御のもと、自動的に重畳画像ＰＷ１を非表示としてもよい。また、重畳画像ＰＷ１に表示される断層画像の種類も術者の設定または制御部１０の制御により変更されてもよい。【００６３】
ナビゲーション画面に表示する画像は、先端部２Ｃの位置に基づいて選択されてもよい。例えば、先端部２Ｃが分岐部Ｊに近づいたときは、重畳画像ＰＷ１を含むナビゲーション画面を表示する表示モードとし、先端部２Ｃが分岐部Ｊを通過した後は、重畳画像ＰＷ１を表示しないナビゲーション画面を表示する表示モードに切り替えてもよい。【００６４】
表示モードの切り替えは、後述するナビゲーションモードの切り替えと同様に、トリガ設定の有無により制御部１０が制御する（図２４参照）。【００６５】
＜ステップＳ１７＞  終了？
目標部位９Ｇの近傍まで先端部２Ｃが挿入される（Ｓ１７：Ｙｅｓ）まで、ステップＳ１３からの処理が繰り返し行われる。【００６６】
目標部位９Ｇの近傍まで先端部２Ｃが挿入されると、挿入ナビゲーションモードは終了し、処置具６を、先端部２Ｃから突出させて、目標部位９Ｇの生検等が行われる。【００６７】
以上の説明のように、医療機器１は、表示部４に表示される重畳画像により、術者が先端部２Ｃの位置を容易に把握できる。さらに術者は、先端部２Ｃの近傍組織の状態を断層画像ＰＯにより把握できる。このため医療機器１は、挿入部２Ａの先端部２Ｃを目標部位９Ｇまで挿入しやすい。【００６８】
＜第２実施形態＞
以下、図面を参照して本発明の第２実施形態の医療機器１Ａについて説明する。医療機器１Ａは、医療機器１と類似しているため、同じ構成要素には同じ符号を付し説明は省略する。【００６９】
図１４に示すように、医療機器１Ａでは、ナビゲーション画面にＶＢＳ画像が表示されておらず、リアル画像には挿入経路Ｒを示す第２の経路画像ＰＲ２が重畳表示されている。【００７０】
リアル画像に第２の経路画像ＰＲ２を挿入するためには、まずリアル画像と対応したＶＢＳ画像に重畳される第２の経路画像ＰＲ２が生成され、そして、生成した第２の経路画像ＰＲ２がリアル画像に重畳される。【００７１】
術者は、リアル画像に重畳表示された第２の経路画像ＰＲ２により挿入経路Ｒを確認しながら、かつ、重畳画像ＰＷ１により先端部２Ｃの位置等を把握しながら、挿入操作を行うことができる。【００７２】
医療機器１Ａは、医療機器１が有する効果を有し、さらにナビゲーション画面が単純で視認性に優れている。なお、医療機器１Ａにおいても医療機器１で説明した各種の構成を用いることができるし、医療機器１Ａの構成を医療機器１で用いることもできる。【００７３】
＜第２実施形態の変形例１、２＞  
以下、図面を参照して本発明の第２実施形態の変形例１の医療機器１Ｂおよび変形例２の医療機器１Ｃについて説明する。医療機器１Ｂ、１Ｃは、医療機器１Ａと類似しているため、同じ構成要素には同じ符号を付し説明は省略する。【００７４】
図１５に示すように医療機器１Ｂは、表示面積算出手段である表示面積算出部３０を具備する。表示面積算出部３０は、ＶＢＳ画像に重畳表示された第２の経路ＰＲ２の表示面積を算出する。【００７５】
挿入経路Ｒは所定の太さのある気管支９の中心である芯線Ｓに沿って算出されている。このため、図１６Ａに示すように、ＶＢＳ画像に表示される第２の経路は、先端部２Ｃの方向等によっては、短くなる。すると、術者が正しい挿入経路Ｒを認識することが容易ではなくなる。【００７６】
しかし、図１６Ｂに示すように、医療機器１Ａでは、表示面積算出部３０が算出した表示面積が第１の所定値以下の場合に、重畳画像生成部１２が第２の経路画像ＰＲ２を強調表示する。【００７７】
例えば、表示面積算出部３０は、５００×５００の画素で構成されているＶＢＳ画像の中の、第２の経路画像ＰＲ２の画素数Ｋをカウントする。そして、画素数Ｋが第１の所定値Ｋ１以下の場合に、重畳画像生成部１２が経路画像ＰＲを表示する線を、例えば、画素数がＫ１となるように太く表示する。すなわち、重畳表示される経路が短いほど、経路画像ＰＲは太く表示される。【００７８】
また、リアル画像はハレーション等を起こすと部分的に真っ白になってしまうこともあるし、管腔内の色と第２の経路画像ＰＲ２の色との区別がつきにくくなることもある。このため、第２の経路画像ＰＲ２の強調表示方法としては、色または線種を変えてもよいし、点滅表示するようにしてもよい。【００７９】
また、表示面積算出部３０は、リアル画像ＲＢＳの全体ではなく、所定の注目領域（ＲＯＩ）の範囲の画素について平均輝度を算出し、その平均輝度の変化に応じて第２の経路画像ＰＲ２の視認性が改善するように表示方法を変更してもよい。【００８０】
ＲＯＩとしては、第２の経路画像ＰＲ２を取り囲む範囲に設定することが好ましく、その形状は円、楕円、長方形、または正方形等のいずれであってもよい。また予め設定した形状に限られるものではなく、処理毎に第２の経路画像ＰＲ２を取り囲む範囲が最小面積となる図形を選択してもよいし、予め選択した図形を第２の経路画像ＰＲ２を取り囲む範囲に拡大縮小してもよい。【００８１】
一方、図１７に示すように、第２実施形態の変形例２の医療機器１Ｃは、補助挿入経路生成手段である補助挿入経路生成部３１を有する。【００８２】
図１８Ａに示すように、先端部２Ｃの位置または方向によっては、第２の経路画像ＰＲ２が極めて短く表示されたり、または全く表示されないこともある。すると、術者が正しい挿入経路を認識することが容易ではなくなる。【００８３】
しかし、図１８Ｂに示すように、医療機器１Ｂでは、表示面積算出部３０が算出した第２の経路画像ＰＲ２の表示面積が第２の所定値Ｋ２以下の場合に、重畳画像生成部１２が第２の経路画像ＰＲ２に変えて、または第２の経路画像ＰＲ２とともに補助挿入経路画像ＰＳＲを重畳表示する。ここで、第２の所定値Ｋ２は、例えば０であってもよい。【００８４】
補助挿入経路生成部３１は、管腔の３次元形状情報として、芯線情報だけでなく、ボリューム情報も用いる。すでに説明したように、芯線Ｓは管腔の管路方向垂直面の重心点を結んだ線であるが、ボリュームは管腔の管壁の位置を示す情報である。【００８５】
すなわち、図１９Ａに示すように、補助挿入経路生成部３１は、挿入経路Ｒを含む面と、ボリューム情報である気管支９の管腔壁と、の交差線である、補助挿入経路ＳＲを生成する。なお、図１９Ａは説明のため管腔が直管の場合を示している。このため、挿入経路Ｒを含む面は２次元の平面である。しかし、実際の管腔は湾曲しているため、挿入経路Ｒを含む面も湾曲した平面である。【００８６】
図１９Ａは、挿入経路Ｒを含む直交した２つの面により、４本の補助挿入経路ＳＲが生成される場合を示している。このため、図１９Ｂに示すように芯線Ｓ方向と視線方向ＬＡが一致する場合でも、内視鏡画像には、４本の補助挿入経路画像ＰＳＲが重畳される。【００８７】
なお、補助挿入経路生成部３１は、４本以上、例えば８本の補助挿入経路ＳＲを生成してもよい。【００８８】
医療機器１Ｂおよび１Ｃは、医療機器１、１Ａが有する効果を有し、さらにナビゲーション画面における挿入経路Ｒの視認性に優れている。なお、医療機器１Ｂおよび１Ｃにおいても医療機器１、１Ａで説明した各種の構成を用いることができるし、医療機器１Ｂ、１Ｃの構成を医療機器１、１Ａで用いることもできる。【００８９】
＜第３実施形態＞  
以下、図面を参照して本発明の第３実施形態の医療機器１Ｄについて説明する。医療機器１Ｄは、医療機器１と類似しているため、同じ構成要素には同じ符号を付し説明は省略する。【００９０】
図２０に示すように、医療機器１Ｄの挿入部２Ａの先端部２Ｃには位置センサである磁界センサ２１が配設されており、位置算出部２０Ｄは、磁界センサ２１のデータから先端部２Ｃの位置および方向および回転角を算出する。【００９１】
磁界センサが、被検者７の外部に配設した複数の磁界発生アンテナ２２からの磁界を検出することで、位置算出部２０Ｄは、先端部２Ｃの位置等を検出する。すなわち、先端部２Ｃに配設された磁界センサ２１の配設位置と撮像部２Ｂの配設位置とは既知であるため、位置算出部２０Ｄは、撮像部２Ｂの視線位置および視線方向および回転角を検出する。なお、磁界検出センサとして、ＭＲセンサ、ホール素子またはコイル等を用いることができる。【００９２】
医療機器１Ｄは、医療機器１と同じ効果を有する。なお、医療機器１Ｄにおいても医療機器１、１Ａ〜１Ｃで説明した各種の構成を用いることができるし、医療機器１Ｄの構成を医療機器１、１Ａ〜１Ｃで用いることもできる。【００９３】
＜第３実施形態の変形例＞  
以下、図面を参照して本発明の第３実施形態の変形例の医療機器１ＤＡについて説明する。医療機器１ＤＡは、医療機器１Ｄと類似しているため、同じ構成要素には同じ符号を付し説明は省略する。【００９４】
図２１に示すように、医療機器１ＤＡの処置具６の処置具先端部６Ａには位置センサである磁界センサ２１Ｄが配設されている。そして、挿入部２Ａの挿入操作中は、処置具先端部６Ａは挿入部２Ａの先端部２Ｃに収容されている。このため、位置算出部２０Ｄは、磁界センサ２１Ｄのデータから先端部２Ｃの位置および方向および回転角を算出する。さらに処置具６を挿入操作中は、処置具先端部６Ａの位置および方向および回転角を算出する。なお、処置具先端部６Ａとは、処置具が針の場合には刃先であるが、生検鉗子の場合にはカップの中心であってもよく、ブラシの場合にはブラシの中心であってもよい。【００９５】
なお、気管支分岐への挿入を補助するために、処置具６として、先細り型で関節付きの先端部を手元操作で曲げられる鉗子である誘導子を用いる場合には、磁界センサ２１Ｄは誘導子の先端部に配設されていてもよい。【００９６】
医療機器１ＤＡは医療機器１Ｄと同じ効果を有し、さらに、チャンネル開口８Ｅから突出した処置具先端部６Ａの位置情報を取得することができる。【００９７】
＜第４実施形態＞  
以下、図面を参照して本発明の第４実施形態の医療機器１Ｅについて説明する。医療機器１Ｅは、医療機器１と類似しているため、同じ構成要素には同じ符号を付し説明は省略する。【００９８】
医療機器１Ｅは、挿入部２Ａの先端部２Ｃが、目標部位９Ｇの近傍まで到達すると、ナビゲーション画面に表示される断層画像が変化する。言い換えれば、表示部４が表示する画像が、先端部２Ｃの位置に基づいて制御部１０により選択される。より具体的には、先端部２Ｃの位置と目標部位９Ｇの位置との距離が所定値以下となった場合、または、最後の分岐部を通過した場合等には、ナビゲーションモードが、挿入部挿入支援モードから、処置具操作支援モードに切り替わる。もちろん術者が、ナビゲーションモードを選択してもよい。【００９９】
ここで、図２２に示すように医療機器１Ｅの先端部２Ｃには、撮像部２Ｂ、照明部２Ｂ１が配設されており、チャンネル開口８Ｅからは処置具６が突出可能である。チャンネル開口８Ｅの位置と撮像部２Ｂの位置とは異なる。より正確な処置具操作支援を行うために、ナビゲーションモードが処置具操作支援モードに切り替わると、医療機器１Ｅでは、先端部２Ｃの位置としてチャンネル開口８Ｅの位置を用いることが好ましい。【０１００】
そして、断層画像生成部１４は、チャンネル開口８Ｅの位置を含み、チャンネル８の軸方向に平行な平面、すなわち先端部２Ｃの方向と平行な平面の断層画像ＰＰＥを生成する。さらに、図２３に示すように、重畳画像生成部１２は、断層画像ＰＰＥにチャンネル８の延長線Ｐ８Ｓを重畳表示した重畳画像ＰＷ１Ｅを生成する。延長線８Ｓは処置具６がチャンネル開口８Ｅから突出する方向を示している。【０１０１】
延長線Ｐ８Ｓには目盛りが付加されていたり、長さに応じて色が変えられたりしてもよい。また、延長線Ｐ８Ｓの方向は、先端部２Ｃの方向に対して所定の角度を有していてもよく、その角度は術者が任意に変更可能である。【０１０２】
ここで、図２４のフローチャートを用いて、医療機器１Ｅにおけるナビゲーションモードの切り替えについて説明する。【０１０３】
＜ステップＳ２０〜Ｓ２３＞
図４を用いて説明した第１実施形態の医療機器１のステップＳ１０〜Ｓ１３と同様である。【０１０４】
＜ステップＳ２４＞トリガ算出
医療装置１Ｅでは、Ｓ２１にて算出した先端部２Ｃの位置に応じてトリガが制御部１０により設定される。例えば、トリガは、先端部２Ｃの位置と目標部位９Ｇとの距離が所定値以下になった場合に設定される。ここで、先端部２Ｃの位置と目標部位９Ｇとの距離は、直線距離でもよいし、芯線Ｓを介した挿入経路距離でもよい。【０１０５】
また、例えば、トリガは、先端部２Ｃの位置の気管支９の内径が所定値以下になった場合、または、先端部２Ｃの位置の気管支９の内径と挿入部２Ａの外径との差が所定値以下になった場合に設定される。【０１０６】
また、トリガは制御部１０により自動的に設定されるだけでなく、術者の入力部５を介した設定操作によって設定されてもよい。または、リアル画像に処置具６の画像が映ったこと、すなわち、術者がチャンネル開口８Ｅから処置具６を突出して生検を開始したことを検出してトリガを設定してもよい。【０１０７】
例えば、処置具６がチャンネル開口８Ｅから突出すると、リアル画像の所定の注目領域（ＲＯＩ）の範囲の画素の輝度が上がる。このためＲＯＩについて平均輝度を算出し、その平均輝度の変化に応じてトリガを設定してもよい。【０１０８】
＜ステップＳ２５＞トリガＯＮ？＜ステップＳ２６＞モード切り替え
トリガがＯＮの場合（ＹＥＳ）、ステップＳ２６においてナビゲーションモードが切り替わる。これに対してトリガがＯＦＦの場合（ＮＯ）、今までのナビゲーションモードが継続する。【０１０９】
＜ステップＳ２７〜Ｓ３０＞
図４を用いて説明した第１実施形態の医療機器１のステップＳ１４〜Ｓ１７と同様である。【０１１０】
医療機器１Ｅは、医療機器１等と同じ効果を有し、さらに先端部２Ｃが目標部位９Ｇの近傍まで挿入された後も、さらに処置具操作支援を行う。なお、医療機器１Ｅにおいても医療機器１、１Ａ〜１Ｄで説明した各種の構成を用いることができるし、医療機器１Ｅの構成を医療機器１、１Ａ〜１Ｄで用いることもできる。【０１１１】
＜第５実施形態＞  
以下、図面を参照して本発明の第５実施形態の医療機器１Ｆについて説明する。医療機器１Ｆは、医療機器１と類似しているため、同じ構成要素には同じ符号を付し説明は省略する。【０１１２】
図２４に示すように、医療機器１Ｆの内視鏡装置２Ｆは、円弧状の範囲を走査するコンベックス走査方式の超音波振動子４０を先端部２Ｃに有している。術者は超音波画像によりリンパ節または血管等の位置を確認することができる。【０１１３】
そして、断層画像生成部１４は、先端部２Ｃが目標部位９Ｇの近傍まで挿入されると、ナビゲーションモードが処置具操作支援モードに切り替わり、先端部２Ｃの位置を含み、超音波振動子４０の走査平面の断層画像ＰＰＦ（図２６参照）を生成する。【０１１４】
さらに、図２５に示すように、処置具操作支援モードでは、重畳画像生成部１２は、断層画像ＰＰＦに超音波振動子４０の走査範囲４1と、チャンネル開口８Ｅから突出した処置具６が処置可能な範囲６Ｅと、を重畳表示した重畳画像ＰＷ１Ｆを生成する。【０１１５】
術者は、３次元モデル画像である重畳画像ＰＷ１Ｆの、視線位置等を変更することで、走査範囲４1と処置可能な範囲６Ｅとの３次元の関係を把握することができる。【０１１６】
なお、医療機器１Ｆにおいても、ナビゲーションモードの切り替えは、第４実施形態の医療機器１Ｅと同様に、トリガの設定を検出することにより行われる。【０１１７】
医療機器１Ｆは、医療機器１等と同じ効果を有し、さらに先端部２Ｃが目標部位９Ｇの近傍まで挿入された後も、さらに処置具操作支援を行う。なお、医療機器１Ｆにおいても医療機器１、１Ａ〜１Ｅで説明した各種の構成を用いることができるし、医療機器１Ｆの構成を医療機器１、１Ａ〜１Ｅで用いることもできる。【０１１８】
なお、実施形態の医療機器は、スクリーニングのように目的部位を確定しないで全体を観察するときにも使用できる。この場合には挿入経路に替えて内視鏡先端の軌跡を表示する。軌跡を構成する点は、位置算出手段で求めた位置でもよいし、求めた位置近傍にある管腔臓器の中心線上の点でもよい。また表示する軌跡は、それまでの内視鏡先端の全ての移動を示す移動履歴でもよいし、所定期間または所定空間範囲内の軌跡のみでもよい。また、軌跡に管腔臓器の中心線を重畳表示することにより、どの部位まで観察したのかの判別が容易となる。【０１１９】
スクリーニングのときには、所定の部位まで内視鏡先端を挿入後に、例えば、カリーナまで内視鏡を引き抜いたときにも、それまでの内視鏡先端の全ての移動を示す軌跡を表示しておいてもよい。そのときには、カリーナよりも深部側の内視鏡先端位置を示す線、すなわち軌跡は別色で表示したり点線で表示したりして判別可能とすることが好ましい。【０１２０】
すなわち、本発明は、上述した実施形態または変形例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。例えばすでに説明したように上述した実施形態および変形例は適宜、組み合わせてもよい。【０１２１】
本出願は、２０１１年１月２４日に日本国に出願された特願２０１１−０１２１０３号を優先権主張の基礎として出願するものであり、上記の開示内容は、本願明細書、請求の範囲、図面に引用されたものとする。
【図１】
2012101888.tif 000003
【図２】
2012101888.tif 000004
【図３Ａ】
2012101888.tif 000005
【図３Ｂ】
2012101888.tif 000006
【図３Ｃ】
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【図３Ｄ】
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【図３Ｅ】
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【図３Ｆ】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６Ａ】
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【図１６Ｂ】
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【図１７】
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【図１８Ａ】
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【図１８Ｂ】
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【図１９Ａ】
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【図１９Ｂ】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【手続補正書】
【提出日】平成24年7月24日(2012.7.24)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１０】
本発明の一の形態の医療機器は、予め取得した被検体の３次元画像データを記憶する記憶手段と、前記被検体内の管腔に挿入された挿入手段の先端部の位置および方向を算出する位置算出手段と、前記３次元画像データに基づいて、前記被検体内の管腔を介して前記先端部を目標位置まで挿入するための３次元の挿入経路を生成する経路生成手段と、前記先端部の位置および方向に基づいた２次元の断層画像を、前記３次元画像データから生成する断層画像生成手段と、前記３次元の挿入経路と前記２次元の断層画像とが３次元空間上で重畳された画像データから、前記３次元空間を所望の視線からの３次元モデル画像として表示可能に生成する重畳画像生成手段と、を具備する。
【手続補正２】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
予め取得した被検体の３次元画像データを記憶する記憶手段と、
前記被検体内の管腔に挿入された挿入手段の先端部の位置および方向を算出する位置算出手段と、
前記３次元画像データに基づいて、前記被検体内の管腔を介して前記先端部を目標位置まで挿入するための３次元の挿入経路を生成する経路生成手段と、
前記先端部の位置および方向に基づいた２次元の断層画像を、前記３次元画像データから生成する断層画像生成手段と、
前記３次元の挿入経路と前記２次元の断層画像とが３次元空間上で重畳された画像データから、前記３次元空間を所望の視線からの３次元モデル画像として表示可能に生成する重畳画像生成手段と、を具備することを特徴とする医療機器。
【請求項２】
前記断層画像生成手段が、前記先端部の位置を含み、前記先端部の方向と垂直な平面の断層画像を生成することを特徴とする請求項１に記載の医療機器。
【請求項３】
前記重畳画像生成手段が、前記３次元モデル画像に対して前記先端部の位置または方向の少なくともいずれかを示す先端部表示マークを重畳することを特徴とする請求項１に記載の医療機器。
【請求項４】
前記重畳画像生成手段が、前記挿入経路に対して分岐している前記管路の分岐部の位置を示す分岐部表示マークを重畳することを特徴とする請求項１に記載の医療機器。
【請求項５】
前記重畳画像生成手段が、挿入開始位置から前記先端部の位置までの前記挿入経路を、前記先端部の位置から前記目標位置までの前記挿入経路と、識別可能に表示することを特徴とする請求項１に記載の医療機器。
【請求項６】
前記重畳画像生成手段が、挿入開始位置から前記先端部の位置までの前記挿入経路を表示しないことを特徴とする請求項１に記載の医療機器。
【請求項７】
前記挿入手段の先端部に内視鏡画像を撮像する撮像手段と、
前記先端部の位置および方向および回転角を視線パラメータとする仮想内視鏡画像を前記３次元画像データから生成する仮想内視鏡画像生成手段と、
前記重畳画像生成手段により生成された前記３次元モデル画像及び前記内視鏡画像及び前記仮想内視鏡画像の少なくともいずれかを表示する表示手段と、
を更に備えることを特徴とする請求項１に記載の医療機器。
【請求項８】
位置算出手段が、前記内視鏡画像と類似した前記仮想内視鏡画像の視線パラメータをもとに、前記先端部の位置および方向を算出することを特徴とする請求項７に記載の医療機器
【請求項９】
前記重畳画像生成手段が、前記挿入経路を示す第２の挿入経路画像を前記内視鏡画像または前記仮想内視鏡画像の少なくともいずれかに重畳表示することを特徴とする請求項８に記載の医療機器。
【請求項１０】
重畳表示された前記第２の挿入経路画像の表示面積を算出する表示面積算出手段を具備し、
前記表示面積が第１の所定値以下の場合に、前記重畳画像生成手段が前記第２の挿入経路画像を強調表示することを特徴とする請求項９に記載の医療機器。
【請求項１１】
重畳表示された前記第２の挿入経路画像の表示面積を算出する表示面積算出手段と、
前記挿入経路を含む平面と前記管腔の管腔壁との交差線である、補助挿入経路を算出する補助挿入経路算出手段と、を具備し、
前記表示面積が第２の所定値以下の場合に、前記重畳画像生成手段が前記補助挿入経路を示す補助経路画像を重畳表示することを特徴とする請求項９に記載の医療機器。
【請求項１２】
前記重畳画像生成手段により生成された３次元モデル画像が、前記先端部の位置に基づいて選択されることを特徴とする請求項９に記載の医療機器。
【請求項１３】
前記断層画像生成手段が、前記先端部の位置を含み、前記先端部の方向と平行な平面の断層画像を、さらに生成することを特徴とする請求項１２に記載の医療機器。
【国際調査報告】
2012101888.tif 000037
2012101888.tif 000038
2012101888.tif 000039
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