(57)【要約】  内視鏡の先端部の位置や向きを正確に認識することが可能なＸ線透視撮影装置を提供するものであり、Ｘ線透視撮影装置は、内視鏡５０の方向と位置を特定して内視鏡５０の操作を補助するためのナビゲーション処理部７０を備える。このナビゲーション処理部７０は、内視鏡５０の先端部の位置と方向を検出するための位置・方向検出部７１と、コーンビームＣＴ画像を処理するためのＣＴ画像処理部７２と、仮想内視鏡画像を処理するための仮想内視鏡像処理部７３とを備える。コーンビームＸ線ＣＴ撮影により得たコロナル像と、サジタル像と、アキシャル像と、フロンタル側の透視画像と、ラテラル方向からの透視画像と、仮想内視鏡像とは、第１モニター３０のモニター画面に分割表示され、リアル内視鏡像は、第２モニター４０のモニター画面に表示される。
2012066661.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内視鏡を使用した内視鏡検査に使用されるＸ線透視撮影装置であって、
第１のＸ線照射部と、第１のＸ線検出器と、前記第１のＸ線照射部と前記第１のＸ線検出器とを被検体を挟んで対向配置するとともに、前記第１のＸ線照射部と前記第１のＸ線検出器とを前記被検体の体軸回りに回転可能に支持するアームとを備え、前記アームを前記被検体の体軸回りに回転させた状態でコーンビームＸ線ＣＴ撮影を行うとともに、前記アームを停止させた状態で前記被検体に対して第１の方向から透視撮影を行う第１の撮影機構と、
第２のＸ線照射部と、第２のＸ線検出器とを備え、前記被検体に対して前記第１の方向と直交する第２の方向から透視撮影を行う第２の撮影機構と、
前記第１の撮影機構により撮影したコーンビームＸ線ＣＴ撮影画像と、前記第１の撮影機構により撮影した前記第１の方向からの透視画像と、前記第２の撮影機構により撮影した前記第２の方向からの透視画像を表示可能な表示部と、
前記第１の撮影機構および前記第２の撮影機構により透視撮影を実行中に、前記第１の撮影機構および前記第２の撮影機構により得た二方向からの透視画像に基づいて、前記内視鏡の先端部の三次元座標位置を検出する位置検出部と、
前記位置検出部により検出した前記内視鏡の先端部の位置における前記コーンビームＸ線ＣＴ撮影画像を、前記内視鏡の先端の画像と重ね合わせて、前記表示部に表示させるＣＴ画像処理部と、
を備えたことを特徴とするＸ線透視撮影装置。
【請求項２】
請求項１に記載のＸ線透視撮影装置において、
前記ＣＴ画像処理部は、前記コーンビームＸ線ＣＴ撮影により得たコロナル像と、サジタル像と、アキシャル像とを、前記内視鏡の先端の画像と重ね合わせて、前記表示部に表示させるＸ線透視撮影装置。
【請求項３】
請求項２に記載のＸ線透視撮影装置において、
前記コーンビームＸ線ＣＴ撮影により得た多数の断層二次元画像から三次元画像を作成するとともに、この前記内視鏡の先端部の三次元画像を仮想内視鏡像として前記表示部に表示させる仮想内視鏡処理部をさらに備えるＸ線透視撮影装置。
【請求項４】
請求項３に記載のＸ線透視撮影装置において、
前記表示部は、前記コーンビームＸ線ＣＴ撮影により得たコロナル像と、サジタル像と、アキシャル像と、前記第１の撮影機構により撮影した前記第１の方向からの透視画像と、前記第２の撮影機構により撮影した前記第２の方向からの透視画像と、前記仮想内視鏡像とを、単一のモニター画面に分割表示するとともに、
前記内視鏡により撮影した内視鏡像を表示する第２の表示部をさらに備えるＸ線透視撮影装置。
【請求項５】
請求項３に記載のＸ線透視撮影装置において、
前記第１のＸ線照射部と前記第１のＸ線検出器とはＣ型のアームの両端部に配設されるととともに、前記第２のＸ線検出器は前記Ｃ型アームの中央部に配設され、さらに、前記第２のＸ線照射部は前記第２の検出器と対向する位置に配設されるＸ線撮影装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、内視鏡検査に使用されるＸ線透視撮影装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、気管支を内視鏡で検査する場合においては、内視鏡の先端部の位置を正確に把握することが重要となる。従来、内視鏡の先端部の位置を特定するためには、Ｘ線ＣＴ撮影により得た多数の二次元画像から三次元画像を仮想内視鏡像として作成し、この仮想内視鏡像と実際に内視鏡で撮影した内視鏡像（リアル画像）とが類似する位置を、現在の内視鏡の先端部の位置として検出していた（特許文献１参照）。【０００３】
また、この特許文献１には、内視鏡の先端に設けた磁界センサに外部から特定方向の磁界を印加して内視鏡の先端部の位置を検出してもよい旨記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００９−５６２３９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上述したように仮想内視鏡の画像と実際に内視鏡で撮影した内視鏡像とが類似する位置を現在の内視鏡の位置として特定する構成を採用しても、人体の組織は柔軟性を有することから、正確な内視鏡の先端部の位置の特定が困難であったり、類似性を有する位置が見つからず内視鏡の先端部の位置を特定することができない場合がある。【０００６】
また、磁界センサを利用した場合には、内視鏡の先端部の位置自体は認識可能であるが、内視鏡の向き、すなわち内視鏡の挿入方向を認識することは不可能である。【０００７】
この発明は上記課題を解決するためになされたものであり、内視鏡の先端部の位置や向きを正確に認識することが可能なＸ線透視撮影装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
請求項１に記載の発明は、内視鏡を使用した内視鏡検査に使用されるＸ線透視撮影装置であって、第１のＸ線照射部と、第１のＸ線検出器と、前記第１のＸ線照射部と前記第１のＸ線検出器とを被検体を挟んで対向配置するとともに、前記第１のＸ線照射部と前記第１のＸ線検出器とを前記被検体の体軸回りに回転可能に支持するアームとを備え、前記アームを前記被検体の体軸回りに回転させた状態でコーンビームＸ線ＣＴ撮影を行うとともに、前記アームを停止させた状態で前記被検体に対して第１の方向から透視撮影を行う第１の撮影機構と、第２のＸ線照射部と、第２のＸ線検出器とを備え、前記被検体に対して前記第１の方向と直交する第２の方向から透視撮影を行う第２の撮影機構と、前記第１の撮影機構により撮影したコーンビームＸ線ＣＴ撮影画像と、前記第１の撮影機構により撮影した前記第１の方向からの透視画像と、前記第２の撮影機構により撮影した前記第２の方向からの透視画像を表示可能な表示部と、前記第１の撮影機構および前記第２の撮影機構により透視撮影を実行中に、前記第１の撮影機構および前記第２の撮影機構により得た二方向からの透視画像に基づいて、前記内視鏡の先端部の三次元座標位置を検出する位置検出部と、前記位置検出部により検出した前記内視鏡の先端部の位置における前記コーンビームＸ線ＣＴ撮影画像を、前記内視鏡の先端の画像と重ね合わせて、前記表示部に表示させるＣＴ画像処理部とを備えたことを特徴とする。【０００９】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、前記ＣＴ画像処理部は、前記コーンビームＸ線ＣＴ撮影により得たコロナル像と、サジタル像と、アキシャル像とを、前記内視鏡の先端の画像と重ね合わせて、前記表示部に表示させる。【００１０】
請求項３に記載の発明は、請求項２に記載の発明において、前記コーンビームＸ線ＣＴ撮影により得た多数の断層二次元画像から三次元画像を作成するとともに、この前記内視鏡の先端部の三次元画像を仮想内視鏡像として前記表示部に表示させる仮想内視鏡処理部をさらに備える。【００１１】
請求項４に記載の発明は、請求項３に記載の発明において、前記表示部は、前記コーンビームＸ線ＣＴ撮影により得たコロナル像と、サジタル像と、アキシャル像と、前記第１の撮影機構により撮影した前記第１の方向からの透視画像と、前記第２の撮影機構により撮影した前記第２の方向からの透視画像と、前記仮想内視鏡像とを、単一のモニター画面に分割表示するとともに、前記内視鏡により撮影した内視鏡像を表示する第２の表示部をさらに備える。【００１２】
請求項５に記載の発明は、請求項３に記載の発明において、前記第１のＸ線照射部と前記第１のＸ線検出器とはＣ型のアームの両端部に配設されるととともに、前記第２のＸ線検出器は前記Ｃ型アームの中央部に配設され、さらに、前記第２のＸ線照射部は前記第２の検出器と対向する位置に配設される。
【発明の効果】
【００１３】
請求項１に記載の発明によれば、透視撮影を実行中に第１の撮影機構および前記第２の撮影機構により得た透視画像に基づいて内視鏡の先端部の三次元座標位置を検出し、この内視鏡の先端部の位置におけるコーンビームＸ線ＣＴ撮影画像を、内視鏡の先端の画像と重ね合わせて表示部に表示させることから、内視鏡の先端部の位置や向きを正確かつ容易に認識することが可能となる。【００１４】
請求項２に記載の発明によれば、コーンビームＸ線ＣＴ撮影により得たコロナル像と、サジタル像と、アキシャル像とを、内視鏡の先端の画像と重ね合わせて表示部に表示させることから、内視鏡の先端部の位置や向きをより容易に認識することが可能となる。【００１５】
請求項３に記載の発明によれば、コーンビームＸ線ＣＴ撮影により得た多数の断層二次元画像から三次元画像を作成するとともに、この内視鏡の先端部の三次元画像を仮想内視鏡像として前記表示部に表示させることから、この仮想内視鏡像と実際に内視鏡により撮影した内視鏡像とを比較することにより、認識された内視鏡の先端部の位置や向きが正しいか否かを容易に確認することが可能となる。【００１６】
請求項４に記載の発明によれば、多数の画像情報を単一のモニター画面に分割表示することにより容易に認識することができ、また、実際の内視鏡により撮影した内視鏡像を第２の表示部に表示することにより内視鏡検査を正確に行うことが可能となる。【００１７】
請求項５に記載の発明によれば、Ｃ型アームを移動させてコーンビームＸ線ＣＴ撮影を実行するとともに、Ｃ型アームを固定させて二方向からの透視撮影を実行することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】この発明に係るＸ線透視撮影装置の概要図である。
【図２】この発明に係るＸ線透視撮影装置の概要図である。
【図３】第１モニター３０および第２モニター４０を示す概要図である。
【図４】このＸ線透視撮影装置を利用した内視鏡検査に使用される内視鏡５０の概要図である。
【図５】この発明に係るＸ線透視撮影装置の主要な電気的構成を示すブロック図である。
【図６】二方向からの透視撮影による透視画像を示す模式図である。
【図７】コーンビームＸ線ＣＴ撮影画像を示す模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、この発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。図１および図２は、この発明に係るＸ線透視撮影装置の概要図である。なお、図１は第１の撮影機構１０を使用してコーンビームＸ線ＣＴ撮影を実行する状態を示し、図２は第１の撮影機構１０と第２の撮影機構２０を使用して二方向から透視撮影を実行する状態を示している。
【００２０】
このＸ線透視撮影装置は、第１のＸ線照射部としてのＸ線管１１と第１のＸ線検出器としてのフラットパネルディテクタ（ＦＰＤ）１２とを備える第１の撮影機構１０と、第２のＸ線照射部としてのＸ線管２１と第２のＸ線検出器としてのフラットパネルディテクタ２２とを備える第２の撮影機構２０と、表示部としての第１モニター３０と、第２の表示部としての第２モニター４０とを備える。
【００２１】
第１の撮影機構１０は、Ｘ線管１１およびフラットパネルディテクタ１２を支持するＣ型のアーム１３と、このアーム１３をスライド可能に支持する支持部１４とを備える。この支持部１４は、天井に固定されたレール９０に、基部１６および吊下部１５を介して固定されている。アーム１３は、基部１６において鉛直方向を向く軸線を中心に回転可能であるとともに、支持部１４において水平方向を向く軸線を中心に回転可能となっている。
【００２２】
アーム１３には図示しない円弧状の案内部が形成されており、支持部１４はこの案内部と係合することにより、アーム１３をスライド可能に支持している。そして、アーム１３は、Ｘ線管１１とフラットパネルディテクタ１２とを、Ｘ線管１１からフラットパネルディテクタ１２に至るＸ線の軸線が、アーム１３を形成する円弧の直径と一致する状態で支持している。
【００２３】
第２の撮影機構２０は、Ｘ線管２１を昇降可能に支持する吊下部２４と、この吊下部２４を天井に固定されたレール９０に対してスライド可能に支持する基部２６と、Ｘ線管２１に位置や方向を調整するためのハンドル２５とを備える。また、第２の撮影機構２０におけるフラットパネルディテクタ２２は、第１の撮影機構１０における支持部１４に対して、スライド部２３（図２参照）の作用により、水平方向に移動可能な状態で支持されている。
【００２４】
第１モニター３０は、吊下部３７と、この吊下部３７を天井に固定されたレール９０に対してスライド可能に支持する基部３８とにより支持されている。また、第２モニター４０は、吊下部４７と、この吊下部４７を天井に固定されたレール９０に対してスライド可能に支持する基部４８とにより支持されている。
【００２５】
図３は、第１モニター３０および第２モニター４０を示す概要図である。
【００２６】
第１モニター３０は、後述する各種の画像を単一のモニター画面に分割表示するためのものであり、この実施形態においては、６個の表示領域３１、３２、３３、３４、３５、３６を有する。また、第２モニター４０は、後述する内視鏡５０により撮影した内視鏡像を表示するための単一のモニター画面４１を備える。
【００２７】
図４は、このＸ線透視撮影装置を利用した内視鏡検査に使用される内視鏡５０の概要図である。
【００２８】
この内視鏡５０は、鉗子５１と、カメラに接続された第１の光ファイバー５２と、光源に接続された第２の光ファイバー５３と、カバー５４とを備える。
【００２９】
図５は、この発明に係るＸ線透視撮影装置の主要な電気的構成を示すブロック図である。
【００３０】
上述した第１の撮影機構１０におけるフラットパネルディテクタ１２は、透視撮影時にはフロンタル側（正面側）の撮影に使用される。このフラットパネルディテクタ１２からの画像信号は、フロンタル側の画像処理部７４により画像処理され、フロンタル側の透視画像が第１モニター３０における表示領域３４に表示される。また、上述した第２の撮影機構２０におけるフラットパネルディテクタ２２は、透視撮影時にはラテラル側（側面側）の撮影に使用される。このフラットパネルディテクタ２２からの画像信号は、ラテラル側の画像処理部７５により画像処理され、ラテラル側の透視画像が第１モニター３０における表示領域３５に表示される。
【００３１】
このＸ線透視撮影装置は、内視鏡５０の方向と位置を特定して内視鏡５０の操作を補助するためのナビゲーション処理部７０を備える。このナビゲーション処理部７０は、内視鏡５０の先端部の位置と方向を検出するための位置・方向検出部７１と、コーンビームＸ線ＣＴ撮影によるＣＴ画像を処理するためのＣＴ画像処理部７２と、仮想内視鏡画像を処理するための仮想内視鏡像処理部７３とを備える。
【００３２】
透視撮影時におけるフラットパネルディテクタ１２およびフラットパネルディテクタ２２の画像信号は、各々、位置・方向検出部７１に送信される。位置・方向検出部７１は、第１の撮影機構１０および第２の撮影機構２０の両方により透視撮影を実行中に、フラットパネルディテクタ１２およびフラットパネルディテクタ２２により得た透視画像に基づいて、内視鏡５０の先端部の三次元座標位置と、内視鏡５０の方向とを、画像処理等を利用して検出する。
【００３３】
また、コーンビームＸ線ＣＴ撮影時において、フラットパネルディテクタ１２で得た多数の断層二次元画像は、ＣＴ画像処理部７２に送信される。また、位置・方向検出部７１により検出された内視鏡５０の先端部の三次元座標位置とその方向の情報も、このＣＴ画像処理部７２に送信される。そして、ＣＴ画像処理部７２においては、位置・方向検出部７１により検出した内視鏡５０の先端部の位置におけるコーンビームＸ線ＣＴ撮影画像を、内視鏡５０の先端の画像と重ね合わせて第１モニターに表示させる。より具体的には、ＣＴ画像処理部７２は、コーンビームＸ線ＣＴ撮影により得たコロナル像を第１モニター３０における表示領域３１に、コーンビームＸ線ＣＴ撮影により得たサジタル像を第１モニター３０における表示領域３２に、コーンビームＸ線ＣＴ撮影により得たアキシャル像を第１モニター３０における表示領域３３に、各々、内視鏡５０の先端の画像と重ね合わせて表示させる。
【００３４】
さらに、位置・方向検出部７１により検出された内視鏡５０の先端部の三次元座標位置とその方向の情報は、仮想内視鏡像処理部７３に送信される。また、コーンビームＸ線ＣＴ撮影時においてフラットパネルディテクタ１２で得た多数の断層二次元画像も、ＣＴ画像処理部７２から仮想内視鏡像処理部７３に送信される。そして、仮想内視鏡像処理部７３は、コーンビームＸ線ＣＴ撮影により得た多数の断層二次元画像から三次元画像を作成するとともに、内視鏡１０の先端部の三次元画像を仮想内視鏡像として、第１モニター３０における表示領域３６に表示させる。このときには、位置・方向検出部７１が検出した内視鏡５０の先端部の三次元座標位置と、内視鏡５０の方向とが利用される。
【００３５】
また、内視鏡５０により撮影した内視鏡像は、内視鏡画像処理部７６により画像処理され、リアル内視鏡像として、第２モニター４０の表示領域４１に表示される。
【００３６】
以上のような構成を有するＸ線透視撮影装置を使用して内視鏡検査を実行するときには、最初に、第１の撮影機構１０を使用してコーンビームＸ線ＣＴ撮影を実行する。このときには、図１に示すように、第２の撮影機構２０におけるＸ線管２１を、レール９０に沿って、第１の撮影機構１０より離隔した退避位置に移動させる。また、図２に示すスライド部２３の作用により、フラットパネルディテクタ２２を被検者９２から離隔する退避位置に移動させる。この状態において、テーブル９１上に被検者９２を仰臥させた状態で、アーム１３を被検者９２の体軸回りに回転させることによりコーンビームＸ線ＣＴ撮影を行う。これにより得られた多数の断層二次元画像は、ナビゲーション処理部７０に送信される。
【００３７】
以上の準備工程が完了すれば、内視鏡５０を使用して内視鏡検査を開始する。このときには、二方向からの透視撮影を行う。すなわち、図２に示すように、第２の撮影機構２０におけるＸ線管２１を、レール９０に沿って、被検者９２と近接する撮影位置に移動させる。また、スライド部２３の作用により、フラットパネルディテクタ２２を被検者９２と近接する撮影位置に移動させる。そして、第１の撮影機構１０と第２の撮影機構２０を使用して二方向から透視撮影を実行する。
【００３８】
図６は、二方向からの透視撮影による透視画像を示す模式図である。
【００３９】
図６（ａ）は、第２の撮影機構２０により撮影したラテラル方向の透視画像を示している。この透視画像は、第１モニター３０における表示領域３５に表示される。図６（ｂ）は、第１撮影機構１０により撮影したフロンタル方向の透視画像を示している。この透視画像は、第１モニター３０における表示領域３４に表示される。これらの透視画像には、内視鏡５０の先端部の鉗子５１が表示されている。なお、この図において、符号６１は肋骨を示し、符号６２は脊椎（背骨）を示している。
【００４０】
また、これと同時に、ナビゲーション処理部７０により、コーンビームＸ線ＣＴ撮影により得たコロナル像と、サジタル像と、アキシャル像を、各々、内視鏡５０の先端の画像と重ね合わせて第１モニター３０に表示させるとともに、コーンビームＸ線ＣＴ撮影による多数の断層二次元画像から得た内視鏡１０の先端部の三次元画像を、仮想内視鏡像として第１モニター３０に表示させる。
【００４１】
図７は、コーンビームＸ線ＣＴ撮影画像を示す模式図である。
【００４２】
図７（ａ）はコーンビームＸ線ＣＴ撮影によるコロナル像を示している。このコロナル像は、第１モニター３０における表示領域３１に表示される。図７（ｂ）はコーンビームＸ線ＣＴ撮影によるサジタル像を示している。このサジタル像は、第１モニター３０における表示領域３２に表示される。図７（ｃ）はコーンビームＸ線ＣＴ撮影によるアキシャル像を示している。このアキシャル像は、第１モニター３０における表示領域３３に表示される。なお、この図において、符号６１は肋骨を、符号６２は脊椎（背骨）を、符号６３は大静脈を、符号６４は大動脈を、符号６５はその他の血管を、各々、示している。また、これらの表示画像における内視鏡５０の先端部の鉗子５１の位置には、十字状の標線６９が表示されている。これらの表示画像は、内視鏡５０の移動に伴って変化する。
【００４３】
このように、コーンビームＸ線ＣＴ撮影により得たコロナル像と、サジタル像と、アキシャル像を、各々、内視鏡５０の先端の画像と重ね合わせて表示させることにより、内視鏡の先端部の位置や向きをより容易に認識することが可能となる。このため、内視鏡検査において、内視鏡の操作をナビゲーションして、操作性を向上させることが可能となる。
【００４４】
また、このときには、上述したように、コーンビームＸ線ＣＴ撮影による多数の断層二次元画像から得た内視鏡１０の先端部の三次元画像が、仮想内視鏡像として第１モニター３０の表示領域３６に表示される。また、内視鏡５０により撮影した実際の内視鏡像は、リアル内視鏡像として、第１モニター３０の表示領域３６に近接配置された第２モニター４０の表示領域４１に表示される。これらの仮想内視鏡像とリアル内視鏡像とは、内視鏡の移動に伴って変化する。
【００４５】
そして、これらの仮想内視鏡像とリアル内視鏡像とがほぼ同一である場合には、先認識された内視鏡の先端部の位置や向きが正確であることを確認することができ、これらの仮想内視鏡像とリアル内視鏡像とが大幅に異なっていた場合においては、先に認識された内視鏡の先端部の位置や向きが誤りであることを確認することが可能となる。
【００４６】
なお、上述した実施形態においては、コーンビームＸ線ＣＴ撮影により得たコロナル像と、サジタル像と、アキシャル像を、各々、内視鏡５０の先端の画像と重ね合わせて表示している。しかしながら、フロンタル像とラテラル像とを表示してもよく、また、三次元情報として３Ｄ表示を行ってもよい。
【００４７】
また、上述した実施形態においては、コーンビームＸ線ＣＴ撮影により得たコロナル像と、サジタル像と、アキシャル像と、第１の撮影機構１０により撮影したフロンタル側の透視画像と、第２の撮影機構２０により撮影したラテラル方向からの透視画像と、仮想内視鏡像とを、第１モニター３０のモニター画面に分割表示するとともに、リアル内視鏡像を第２モニター４０のモニター画面に表示しているが、これらを異なるモニター画面に表示してもよく、あるいは、これらを切り換えて表示するようにしてもよい。
【符号の説明】
【００４８】
１０    第１撮影機構
１１    Ｘ線管
１２    フラットパネルディテクタ
１３    アーム
１４    支持部
１５    吊下部
２０    第２撮影機構
２１    Ｘ線管
２２    フラットパネルディテクタ
２４    吊下部
３０    第１モニター
３７    吊下部
４０    第２モニター
４７    吊下部
５０    内視鏡
５１    鉗子
７０    ナビゲーション処理部
７１    位置・方向検出部
７２    ＣＴ画像処理部
７３    仮想内視鏡像処理部
７４    画像処理部
７５    画像処理部
７６    内視鏡画像処理部
９０    レール
９１    テーブル
９２    被検者
【図１】
2012066661.tif 000003
【図２】
2012066661.tif 000004
【図３】
2012066661.tif 000005
【図４】
2012066661.tif 000006
【図５】
2012066661.tif 000007
【図６】
2012066661.tif 000008
【図７】
2012066661.tif 000009
【国際調査報告】
2012066661.tif 000010
2012066661.tif 000011
2012066661.tif 000012
2012066661.tif 000013