(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
予め取得した被検体における３次元画像情報を記憶するよう構成された記憶部と、
対物レンズが設けられた先端部を備え、前記被検体内の光学像を取得する撮像装置と、
前記３次元画像情報から前記被検体内の所定の管腔臓器の３次元形状の画像情報を抽出するよう構成された管腔臓器抽出部と、
第１の座標系における前記所定の管腔臓器中の所定位置の位置情報と、第２の座標系における前記所定位置に設定された前記先端部の位置情報とを対応付けた位置対応付け情報を生成することで、第１の座標系における前記所定の管腔臓器の３次元形状の画像情報の位置情報と、第２の座標系における前記撮像装置の位置情報を対応付ける位置対応付け制御部と、
前記第２の座標系における前記撮像装置の位置情報に基づき、前記位置対応付け制御部によって対応付けられた、前記第１の座標系における前記所定の管腔臓器内に挿入される前記撮像装置の位置情報に基づいて、前記管腔臓器抽出部により抽出された前記所定の管腔臓器において、前記撮像装置が挿入された領域の３次元形状の画像情報における特徴情報を取得するよう構成された特徴情報取得部と、
前記所定の管腔臓器の３次元形状の画像情報に、前記特徴情報を対応付けた画像を生成するよう構成された対応付け画像生成部と、
前記第２の座標系における前記撮像装置の位置情報に基づき、前記位置対応付け制御部によって対応付けられた、前記第１の座標系における前記撮像装置の位置情報が、前記第１の座標系における前記３次元形状の画像情報において前記所定の管腔臓器の内側に位置するか否か、若しくは前記被検体の前記第２の座標系における所定部位の位置変化が所定量以上か否かを判定する判定部と、
前記判定部の判定結果に基づいて、前記所定の管腔臓器内における前記撮像装置の位置情報近傍の特徴情報を表示部に表示制御するよう構成された制御部と、
を備えることを特徴とする医療装置。
【請求項２】
前記特徴情報取得部は、前記所定の管腔臓器における分岐に関する２次元の画像情報を取得、又は前記所定の管腔臓器内における前記撮像装置の位置、前記撮像装置の位置近傍の前記所定の管腔臓器の内径、前記撮像装置の位置から前記所定の管腔臓器の所定位置までの距離のいずれかの計測情報を取得することを特徴とする請求項１に記載の医療装置。
【請求項３】
前記対応付け画像生成部は、前記特徴情報を対応付けた画像として、前記所定の管腔臓器内における前記撮像装置の位置情報近傍の前記所定の管腔臓器の分岐画像を生成することを特徴とする請求項１に記載の医療装置。
【請求項４】
更に、前記所定の管腔臓器内に挿入される前記撮像装置が位置する位置情報を生成するよう構成された位置情報生成部を有することを特徴とする請求項１に記載の医療装置。
【請求項５】
前記表示部は、前記判定部によって、前記第１の座標系における前記撮像装置の位置情報が前記第１の座標系における前記３次元形状の画像情報において前記所定の管腔臓器の内側に位置するか否かを判定する前記所定条件内で整合していると判定された、前記所定の管腔臓器内における前記撮像装置の位置情報近傍の特徴情報を表示することを特徴とする請求項１に記載の医療装置。
【請求項６】
前記位置対応付け情報を記憶するよう構成された対応付け情報記憶部を備えることを特徴とする請求項１に記載の医療装置。
【請求項７】
前記位置情報生成部は、前記撮像装置の近傍に設けた位置センサを用いて構成されることを特徴とする請求項４に記載の医療装置。
【請求項８】
前記制御部は、前記判定部が、前記第１の座標系における前記撮像装置の位置情報が前記所定の管腔臓器の内側に位置しないと判定された場合には、更に、前記表示部が、当該第１の判定に該当する前記撮像装置が所定距離以内で、前記管腔臓器の位置情報と前記撮像装置の位置情報とを対応付ける位置として所定条件を満たす位置を含むように前記特徴情報としての第１の特徴情報を表示するように制御することを特徴とする請求項１に記載の医療装置。
【請求項９】
更に、前記所定の管腔臓器内に挿入される前記撮像装置の位置情報と、該撮像装置により撮像した撮像画像とを、時系列に記憶するよう構成された情報記憶部を有することを特徴とする請求項１に記載の医療装置。
【請求項１０】
更に、前記所定位置において、前記第１の座標系の前記管腔臓器の位置情報と前記第２の座標系の前記撮像装置の位置情報との対応付け指示を行うよう構成された指示入力部を有し、
前記対応付け指示に基づいて、前記位置対応付け情報を生成するように制御することを特徴とする請求項８に記載の医療装置。
【請求項１１】
前記制御部は、前記判定部によって前記所定の管腔臓器の内側に位置しないと判定された場合には、前記第１の座標系における前記撮像装置の位置の近傍における複数の前記特徴情報のうち、前記撮像装置により撮像された画像から算出された特徴量とを比較して、所定の条件を満たす前記特徴情報を表示することを特徴とする請求項１に記載の医療装置。
【請求項１２】
前記制御部は、前記判定部によって前記所定の管腔臓器の内側に位置しないと判定された前記第１の座標系における前記撮像装置の位置近傍の前記所定の管腔臓器の分岐部の位置情報と、前記第２の座標系における前記分岐部に設定された前記先端部の位置情報と、を対応付けて前記位置対応付け情報を補正する請求項１に記載の医療装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、被検体内を撮像する医療装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
被検体内に挿入され、先端部に撮像手段を設けた医療装置として内視鏡は、医療分野及びその他の分野において広く用いられるようになっている。  
また、内視鏡を被検体の管腔臓器内に挿入して検査又は検査結果に応じて処置具による処置等を円滑に行うことができるように、ＣＴ装置等の情報と組み合わせた医療装置も提案されている。  
例えば第１の従来例としての日本国特開２００７−７０４１号公報に開示された手術支援装置は、内視鏡の位置を逐次検出する３次元位置検出装置と、内視鏡の映像に重畳される手術支援画像を作成する画像作成手段と、３次元位置検出装置の座標と画像作成手段が有する画像座標とを統合する座標統合手段とを備えている。【０００３】
画像作成手段は、ＭＲＩ等で撮像された被検体の３次元ボリューム画像データを用いて内視鏡の映像に重畳される手術支援画像を作成する。座標統合手段により、内視鏡の位置や向きが変更されても、それと相対位置が保たれた状態で、リアルタイムで内視鏡の向きに合わせた手術支援画像を重畳表示することができるようにしている。  
また、第２の従来例としての日本国特開２００５−１３１０４２号公報は、気管支の複数の分岐点での仮想内視鏡画像を生成し、気管支内に挿入される内視鏡を支援する挿入支援装置を開示している。【０００４】
しかしながら、上記第１の従来例は、内視鏡の位置を逐次検出する３次元位置検出装置による座標と、手術支援画像による座標との座標統合に（位置ずれ等の）ずれが発生した場合の対処手段ないしは対処方法が考慮されていない。両座標に位置ずれが発生すると、内視鏡の映像と手術支援情報とがずれ量だけずれてしまうため、ずれが発生する前のような円滑な手術支援を行うことができなくなる。  
また、第２の従来例は、管腔臓器としての気管支内に挿入される内視鏡の先端部に搭載される撮像手段の位置情報と、ＣＴ装置による気管支の３次元の位置情報とを整合（マッチング）させる構成を開示していない。  
このため、より有効に挿入支援することができるように内視鏡の先端部又は撮像手段の位置情報と、撮像手段が挿入される管腔臓器の位置情報との間に、許容される程度以上のずれが発生した場合、術者等がずれを解消する事に対処し易い情報の提示等ができる構成が望まれる。  
本発明は上述した点に鑑みてなされたもので、内視鏡等に搭載された撮像手段と、撮像手段が挿入される管腔臓器の情報との間でずれが発生した場合に対して、対処し易い情報の提示が可能な医療装置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】
【０００５】
本発明の一態様の医療装置は、予め取得した被検体における３次元画像情報を記憶するよう構成された記憶部と、対物レンズが設けられた先端部を備え、前記被検体内の光学像を取得する撮像装置と、前記３次元画像情報から前記被検体内の所定の管腔臓器の３次元形状の画像情報を抽出するよう構成された管腔臓器抽出部と、第１の座標系における前記所定の管腔臓器中の所定位置の位置情報と、第２の座標系における前記所定位置に設定された前記先端部の位置情報とを対応付けた位置対応付け情報を生成することで、第１の座標系における前記所定の管腔臓器の３次元形状の画像情報の位置情報と、第２の座標系における前記撮像装置の位置情報を対応付ける位置対応付け制御部と、前記第２の座標系における前記撮像装置の位置情報に基づき、前記位置対応付け制御部によって対応付けられた、前記第１の座標系における前記所定の管腔臓器内に挿入される前記撮像装置の位置情報に基づいて、前記管腔臓器抽出部により抽出された前記所定の管腔臓器において、前記撮像装置が挿入された領域の３次元形状の画像情報における特徴情報を取得するよう構成された特徴情報取得部と、前記所定の管腔臓器の３次元形状の画像情報に、前記特徴情報を対応付けた画像を生成するよう構成された対応付け画像生成部と、前記第２の座標系における前記撮像装置の位置情報に基づき、前記位置対応付け制御部によって対応付けられた、前記第１の座標系における前記撮像装置の位置情報が、前記第１の座標系における前記３次元形状の画像情報において前記所定の管腔臓器の内側に位置するか否か、若しくは前記被検体の前記第２の座標系における所定部位の位置変化が所定量以上か否かを判定する判定部と、前記判定部の判定結果に基づいて、前記所定の管腔臓器内における前記撮像装置の位置情報近傍の特徴情報を表示部に表示制御するよう構成された制御部と、を備える。
【図面の簡単な説明】
【０００６】
【図１】図１は本発明の第１の実施形態の医療装置の全体構成を示す図。
【図２Ａ】図２Ａは特徴情報取得部の構成を示すブロック図。
【図２Ｂ】図２Ｂは気管支の３次元形状を表す気管支仮想画像等を示す図。
【図３】図３は図２における１つの分岐部周辺の詳細を示す図。
【図４】図４は気管支内に内視鏡の挿入部を挿入する場合の医療装置による挿入支援の処理内容を示すフローチャート。
【図５】図５は２つの座標系における同じ位置の対応付けする場合の説明図。
【図６】図６は気管支内に内視鏡の挿入部を挿入した場合における位置計測された撮像装置の位置が所定条件で管腔内か否かの判定を行う場合の説明図。
【図７】図７はリスタート画面において、新たに基準位置を設定して位置対応付け情報を補正するための説明図。
【図８】図８は基準位置を特定して位置対応付け情報を補正する処理を示すフローチャート。
【図９】図９は気管支内の所定位置に内視鏡の先端部を設定して位置対応付けを行う様子を示す説明図。
【図１０】図１０は本発明の第２の実施形態の医療装置の全体構成を示す図。
【図１１】図１１は第２の実施形態における気管支内に内視鏡の挿入部を挿入する場合の医療装置による挿入支援の処理内容を示すフローチャート。
【図１２】図１２は気管支に設定した領域毎に計測情報を選択的に設定した様子の説明図。
【図１３】図１３は第２の実施形態の第７変形例における撮像装置の現在位置などを示す説明図。
【図１４】図１４は図１３の状態から計測情報を取得する動作を続行した場合の撮像装置の各位置等を示す図。
【図１５】図１５は第２の実施形態の第９変形例におけるＣＴ断層像画像上に撮像装置の位置を表示した場合の対応付け画像の表示例を示す図。
【図１６】図１６は、図１５において、撮像装置の位置が切断面上に有る場合と無い場合とで異なる形状で表示した場合の表示例を示す図。
【図１７】図１７は第２の実施形態の第９変形例におけるＣＴ断層像画像上に撮像装置の位置を表示すると共に、仮想内視鏡画像も表示する対応付け画像の表示例を示す図。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
以下、図面を参照して本発明の実施形態を説明する。  
（第１の実施形態）
図１に示すように本発明の第１の実施形態の医療装置１は、検査対象となる被検体としての患者における所定の管腔臓器としての気管支２（図２、図７参照、図２においては、その一部を点線で示す）内に挿入される内視鏡３を備えた内視鏡装置４と、この内視鏡装置４と共に使用され、内視鏡の挿入支援を行うための挿入支援装置５と、から主に構成される。  
内視鏡装置４は、内視鏡３と、この内視鏡３に照明光を供給する光源装置６と、内視鏡３に搭載された撮像手段を構成する撮像素子７に対する信号処理を行う信号処理装置としてのカメラコントロールユニット（ＣＣＵと略記）８と、ＣＣＵ８により生成され内視鏡画像を表示するモニタ９と、を有する。【０００８】
内視鏡３は、可撓性を有する細長の挿入部１１と、この挿入部１１の後端に設けられた操作部１２とを有し、挿入部１１の先端部１３には照明窓と観察窓とが設けられる。挿入部１１，操作部１２内には照明光を伝達するライトガイド１４が挿通され、このライトガイド１４の入射端は光源装置に接続され、光源装置６内の図示しない光源ランプ又はＬＥＤにより発生した照明光が入射端に入射される。このライトガイド１４により伝達された照明光は、照明窓に取り付けられた出射端（先端面）から前方に出射される。  
また、観察窓には、対物レンズ１５が取り付けられ、その結像位置にＣＣＤ等の撮像素子７が配置され、対物レンズ１５と撮像素子７とにより、挿入部１１が挿入される所定の管腔臓器としての気管支２内を撮像する撮像手段としての撮像装置１６が形成される。【０００９】
撮像素子７は、挿入部１１，操作部１２内を挿通された信号線を介してＣＣＵ８に接続される。ＣＣＵ８は、その内部の図示しない画像信号生成回路により撮像素子７の撮像面に結像された光学像に対応する撮像画像の画像信号を生成し、この画像信号をモニタ９に出力する。モニタ９は、画像信号の画像（動画像）を、内視鏡画像（撮像画像とも言う）として表示する。  
また、先端部１３内には、撮像素子７の近傍位置に、位置センサ１７が設けてある。また、内視鏡３及び被検体の外部となる所定の位置には、この位置センサ１７の３次元位置（単に位置とも記す）を計測（検出）する処理を行う計測処理装置又は計測処理部１８が設けてある。  
計測処理部１８は、位置センサ１７の位置を計測するが、その位置は先端部１３又は撮像装置１６（の撮像素子７）の位置と近似することができる。【００１０】
この計測処理部１８は、位置センサ１７を用いて所定の管腔臓器としての気管支２内に挿入される撮像手段を構成する撮像装置１６が位置する位置情報を生成する位置情報生成部１８ｂの機能を有する。  
位置検出方法としては、磁気を利用したものを利用できる。例えば、計測処理部１８に接続されたアンテナ１８ａから発せられる交流磁場をコイルで構成された位置センサ１７が検知し、位置センサ１７で検知した信号における、その信号の振幅及び位相を（振幅検出回路及び位相検出回路を備えた）計測処理部１８が検出することによりアンテナ１８ａから位置センサ１７までの距離を計測する。計測処理部１８は、３つ以上となる複数のアンテナ１８ａをそれぞれ異なる既知の位置に設けることにより、位置センサ１７の３次元位置を特定する。【００１１】
なお、位置センサ１７を構成するコイルに交流信号を印加して、その周囲に交流磁場を発生させ、アンテナ１８ａ側で交流磁場を検知して位置センサ１７の位置を検出する構成にしても良い。一例としてコイルを用いた磁気式位置検出装置を説明したが、位置センサ１７及び計測処理部１８の構成は、上記説明の場合に限定されるものでない。例えば、挿入部１１の長手方向に沿って所定間隔で位置検出のための複数のコイルを配置し、複数のコイルの位置から挿入部１１の形状を推定し、先端部１３等の位置を検出することができるようにしても良い。  
なお、内視鏡３の挿入部１１には、先端部１３の後端に湾曲自在の湾曲部１９が設けてあり、術者は操作部１２に設けた湾曲操作ノブ２５ｃを回転する操作を行うことにより、湾曲部１９を上下、左右の任意の方向に湾曲することができる。【００１２】
上記挿入支援装置５は、内視鏡３による検査が行われる患者に対して、公知のＣＴ装置で生成された患者の３次元画像情報としてのＣＴ画像データを、ＤＶＤ、ブルーレイディスク、フラッシュメモリ等の可搬型の記憶媒体を介して取り込むＣＴ画像データ取込部２１と、このＣＴ画像データ取込部２１によって取り込まれたＣＴ画像データを記憶するＣＴ画像データ記憶部２２とを有する。  
なお、ＣＴ画像データ記憶部２２は、ＣＴ装置で生成された（被検体としての患者の）ＣＴ画像データを通信回線、インタネット等を経由して記憶しても良い。このＣＴ画像データ記憶部２２は、ハードディスク装置や、フラッシュメモリ、ＤＶＤ等により構成される。  
また、ＣＴ画像データ記憶部２２は、ＣＴ画像データと、該ＣＴ画像データに対応する第１の座標系を用いた３次元の位置データとを対応付けた対応付け情報として記憶する対応付け情報記憶部２２ａを有する。【００１３】
また、挿入支援装置５は、ＣＴ画像データ記憶部２２のＣＴ画像データから所定の管腔臓器としての気管支２の３次元画像データを抽出する管腔臓器抽出部又は管腔臓器抽出回路としての気管支抽出部２３を有する。  
この気管支抽出部２３は、抽出した気管支２の３次元画像データ（より具体的には３次元のボリュームデータ）から、気管支２の中空形状を表す３次元形状の画像情報（画像データ）を生成する。つまり、気管支抽出部２３は、抽出した気管支２の３次元画像データから中空の３次元形状の気管支形状の仮想画像としての気管支形状仮想画像を生成する気管支仮想画像生成回路を備えた気管支仮想画像生成部２３ａを有する。  
また、この気管支抽出部２３は、気管支２の３次元形状の画像データを抽出する際、３次元画像データに対応する第１の座標系での３次元の位置データと対応付けて抽出する。そして、この気管支抽出部２３は、気管支２の３次元形状の画像データ（つまり気管支形状仮想画像データ）と３次元の位置データとを対応付けした対応付け情報を記憶するメモリなどからなる対応付け情報記憶部２３ｂを有する。【００１４】
また、挿入支援装置５は、撮像装置１６が位置する位置情報に基づいて、撮像装置１６により気管支２内を撮像した場合の仮想的な内視鏡画像（ＶＢＳ画像と言う）を生成するための画像処理を行うＶＢＳ画像処理部２４を有する。  
このＶＢＳ画像処理部２４は、ＶＢＳ画像を生成するＶＢＳ画像生成部２４ａと、生成したＶＢＳ画像を格納するＶＢＳ画像格納部２４ｂとを備える。なお、ＶＢＳ画像格納部２４ｂをＶＢＳ画像処理部２４の外部に設けるようにしても良い。  
また、挿入支援装置５は、気管支抽出部２３により抽出された所定の管腔臓器としての気管支２の３次元形状の画像情報における特徴情報を取得する特徴情報取得する画像処理を行う特徴情報取得部２５ａと、気管支２の３次元形状の画像情報に、特徴情報を対応付けた画像としての特徴情報対応付け画像を生成する対応付け画像生成部２５ｂとを備えた画像処理回路からなる画像処理部２５を有する。【００１５】
特徴情報取得部２５ａは、図２Ａに示すように気管支２における分岐に関する２次元の画像情報を取得する２次元の画像情報取得部３３ａと、主に気管支２における分岐に関する計測情報を取得する計測情報取得部３３ｂとを有する。  
２次元の画像情報取得部３３ａは、気管支２における分岐に関する２次元の画像情報を取得することにより、取得した情報に基づいて気管支２における分岐している分岐部分の仮想的な内視鏡画像としてのＶＢＳ画像を生成するのに利用する。なお、ＶＢＳ画像生成部２４は、分岐部分及び分岐していない部分を含めたＶＢＳ画像を生成する。このため、２次元の画像情報取得部３３ａをＶＢＳ画像処理部２４内に設けるようにしても良い。  
また、図１においては、画像処理部２５とＶＢＳ画像処理部２４とを別ユニットで示しているが、例えば画像処理部２５がＶＢＳ画像処理部２４におけるＶＢＳ画像生成部２４ａを含む構成にしても良い。【００１６】
計測情報取得部３３ｂは、気管支２における分岐に関する計測情報として、より具体的には（第２の座標系での撮像装置１６の位置と、この位置に対応した第１の座標系での）位置、気管支径、気管支２の所定位置までの距離、の計測情報を取得する位置／気管支径／距離計測情報取得部を有する。  
なお、計測情報取得部３３ｂが位置、気管支径、距離の３つの計測情報を取得する場合に限定されるものでなく、これらの内の２つ又は少なくとも１つを取得する構成にしても良い。また、特徴情報取得部２５ａは、２次元の画像情報取得部３３ａと、計測情報取得部３３ｂとの両方を有する場合に限定されるものでなく、一方のみを有する構成にしても良い。また、計測情報取得部３３ｂを画像処理部２５内の特徴情報取得部２５ａ内に設ける場合に限定されるものでなく、画像処理部２５の外部、例えば計測処理部１８内に設けたり、画像処理部２５と計測処理部１８とは別ユニットとして設けるようにしても良い。【００１７】
上記特徴情報は、挿入支援の情報として利用されると共に、所定条件での位置推定が失敗した場合に対処し易くするために提示される情報を形成する。  
また、この画像処理部２５は、気管支形状仮想画像と、気管支２内部の仮想内視鏡画像（ＶＢＳ画像）と、撮像素子７による内視鏡画像（撮像画像）等を合成する画像処理を行う画像合成処理部２５ｃを有する。画像合成処理部２５ｃは、合成した合成画像（の画像信号）を表示手段としてのモニタ２６に出力し、モニタ２６には合成画像が表示される。  
図２Ｂは気管支仮想画像生成部２３ａにより生成された気管支形状仮想画像２ａを示す。なお、この気管支形状仮想画像２ａは、その画像データがそれぞれ対応する３次元の位置情報と対応付けして対応付け情報記憶部２３ｂに記憶されている。【００１８】
図１においては、特徴情報取得部２５ａは、画像処理部２５内に設けた場合で示しているが、画像処理部２５の外部のＶＢＳ画像処理部２４内部、又は気管支抽出部２３内部やその他の位置に特徴情報取得部２５ａを設けるようにしても良い。この場合には、特徴情報取得部２５ａにより取得した特徴情報は、画像処理部２５の画像生成部２５ｂに入力される。  
この画像処理部２５により生成された合成画像の場合を含む画像信号は、画像表示手段としてのモニタ２６に出力され、モニタ２６にはこの画像信号の画像が表示される。【００１９】
また、挿入支援装置５は、画像処理部２５による画像処理等を制御するＣＰＵ等から構成される制御部２７と、モニタ２６に表示する画像や、ＣＴ画像データを生成し、気管支形状仮想画像２ａの生成にも利用された座標系（第１の座標系）の位置と、位置センサ１７及び計測処理部１８により撮像装置１６の位置の計測に用いられる座標系（第２の座標系）の位置とを対応付けた位置対応付け情報等を記憶する記憶部２８とを有する。  
制御部２７は、モニタ２６に表示する画像の表示制御を行う画像表示制御部２７ａの機能を有する。【００２０】
また、この制御部２７は、所定の管腔臓器としての気管支２内における撮像装置１６の位置情報近傍の前記気管支２の特徴情報を、表示手段としてのモニタ２６に表示するように制御する（位置情報近傍）特徴情報表示制御部２７ｂを有する。そして、モニタ２６は、当該位置情報近傍の前記気管支２の特徴情報を表示することになる。  
また、本実施形態においては、気管支２内への（術者による）内視鏡３の挿入作業を円滑に支援できるように、気管支２の３次元形状の画像データを管理する第１の座標系での位置（位置情報）と、気管支２内に挿入される内視鏡３の挿入部１１の先端部１３の撮像装置１６の第２の座標系での位置（位置情報）との位置対応付け又は位置合わせ（レジストレーション）を行う。【００２１】
制御部２７は、両座標系での位置対応付けの制御を行う位置対応付け制御部２７ｃの機能を持つ。  
この位置対応付けした位置対応付け情報は、例えば記憶部２８の位置対応付け情報記憶部２８ａに記憶される。  
また、制御部２７は、位置対応付け後において、両座標系での位置情報が所定条件以内で位置推定が成功したか否かの判定を行う判定部２７ｄの機能を有する。  
また、挿入支援装置５は、ＣＴ画像データ記憶部２２に記憶されたＣＴ画像データに基づき多断面再構築画像（ＭＰＲ画像という）を生成するＭＰＲ画像生成部２９と、ＭＰＲ画像生成部２９が生成したＭＰＲ画像を有する支援ルート（単にルートと言う）又は経路の設定画面としてのルート設定画面（又は経路設定画面）を生成し、内視鏡３の気管支２へのルートを設定するルート設定部３０とを有する。【００２２】
また、医療装置１は、ルート設定部３０に対して設定情報を入力するキーボード及びポインティングデバイス等からなる入力装置３１を有する。また、術者は、この入力装置３１から画像処理部２５に対して、画像処理を行う際のパラメータや、データを入力したり、制御部２７に対して制御動作を選択、指示することができる。  
また、術者がルート設定を行った場合、ルート設定部３０は設定されたルート（経路）の情報をＶＢＳ画像処理部２４、ＭＰＲ画像生成部２９、制御部２７に送る。ＶＢＳ画像処理部２４及びＭＰＲ画像生成部２９は、それぞれルートに沿ったＶＢＳ画像、ＭＰＲ画像を生成し、制御部２７はルートに沿って各部の動作の制御を行う。【００２３】
上記特徴情報取得部２５ａは、気管支２内に挿入される撮像装置１６の位置情報に基づいて、気管支抽出部２３により抽出された気管支２の３次元形状の画像データにおける、気管支２の分岐に関する２次元の画像情報又は気管支２における撮像装置１６の位置に対応する位置、気管支径、気管支２の所定位置までの距離等の計測情報を、上記気管支２に関する特徴情報として取得する。  
例えば、図２Ｂに示すように（気管支２の形状をＣＴ画像データに基づいて仮想的に表示する）気管支形状仮想画像２ａにおける３次元形状の中空の管腔は、多数に分岐した分岐部が存在する。図２Ｂでは、ルート設定部３０により設定したルートに沿って内視鏡３の挿入部１１を先端側から挿入した場合に対応した分岐部Ｂ１−Ｂ５を示している。なお、図２Ｂでは分岐部Ｂ１−Ｂ５を示しているが、分岐部Ｂ１−Ｂ５の場合に限定されるものでなく、Ｂ１−Ｂｎ（ｎは２以上の自然数）に適用できる。【００２４】
本実施形態においては挿入支援を円滑に行うために、特徴情報取得部２５ｂは、気管支２の３次元形状の画像データを利用して、各分岐部Ｂｉ（ｉ＝１，２，…，ｎ）近傍の位置において、内視鏡３の撮像装置１６を仮想的に配置して分岐部Ｂｉを撮像した場合に対応する２次元のＶＢＳ画像を２次元の画像情報として、ＶＢＳ画像を（ＶＢＳ画像処理部２４の）ＶＢＳ画像格納部２４ｂから取得する。  
そして、対応付け画像生成部２５ｂは、気管支２の３次元形状の画像情報としての気管支形状仮想画像２ａに、特徴情報取得部２５ａが取得した２次元の画像情報として分岐部を撮像するＶＢＳ画像Ｉｉを対応付けた対応付け画像Ｊを生成する。そして、モニタ２６は、この対応付け画像Ｊが例えば図２Ｂに示すように表示する。【００２５】
図２Ｂでは、各分岐部Ｂｉに、分岐部Ｂｉを撮像したＶＢＳ画像Ｉｉを対応付けた状態で示している。なお、図２Ｂにおいて気管支２（気管支形状仮想画像２ａ）の管腔の中心線を符号Ｃで示している。  
図３は、１つの分岐部Ｂｉ付近における該分岐部Ｂｉを撮像したＶＢＳ画像Ｉｉを対応付けた内容をより詳細に示す。  
図３は、（気管支２における）１つの管腔形状が分岐境界位置ＰＢｉから２つの管腔形状に分岐する分岐部Ｂｉを形成する分岐部Ｂｉ周辺部を示している。  
また、図３は、（気管支２又は）気管支形状仮想画像２ａ上において所定位置としての分岐境界位置ＰＢｉから所定距離ａｉだけ離し、管腔の中心線Ｃ上の位置Ｐｉに、撮像装置１６（又は先端部１３又は位置センサ１７）を配置した状態を示している。なお、所定距離ａｉだけ離し、管腔路の中心線Ｃ上の位置Ｐｉを特定する説明は、図７において後述する。【００２６】
そして、対応付け画像生成部２５ｃは、この撮像装置１６により分岐部Ｂｉ側を撮像した場合に対応するＶＢＳ画像Ｉｉを、この気管支２の分岐部Ｂｉに対応付けた対応付け画像Ｊｉを有するように、対応付け画像Ｊを生成する。  
また、本実施形態においては、特徴情報取得部２５ａは、図３における各位置Ｐｉ等における計測情報として気管支２の内径としての気管支径Ｄｉを、気管支２の３次元形状の画像情報から計測情報として取得する。そして、表示制御部２７ａは、気管支径Ｄｉをモニタ２６で表示するように制御する。また、例えば記憶部２８は、気管支径Ｄｉの計測情報を記憶する。なお、気管支径Ｄｉを、気管支２の３次元形状の画像情報から取得する場合に限らず、後述する立体計測を利用して気管支径Ｄｉの計測情報を取得しても良い。【００２７】
制御部２７の判定部２７ｄは、気管支２の３次元形状の位置情報と、記憶部２８に記憶された気管支径Ｄｉ等の計測情報を用いて、計測処理部１８により位置計測された気管支２内に挿入された撮像装置１６の位置情報が、気管支２内において実際に挿入された状態において許容される所定条件以内で推定できているか否かを判定する。  
制御部２７は、所定条件以内で推定できると判定した場合には、挿入支援の動作を続行し、所定条件以内で位置ずれが発生（換言すると位置推定が失敗した）と判定した場合には、失敗した位置近傍の気管支２の分岐部の情報を算出するように制御動作を行う。【００２８】
また、制御部２７は、算出した分岐部を含む気管支形状仮想画像２ａと挿入支援するためのＶＢＳ画像とを合成するように画像処理部２５を制御し、モニタ２６にリスタート時の表示画面としてのリスタート画面を表示するように制御する。  
リスタート時には、制御部２７は、リスタートする撮像装置１６の位置（つまり、位置推定に失敗した時の撮像装置１６の位置）を気管支形状仮想画像２ａ上に表示すると共に、その位置近傍のＶＢＳ画像を表示し、記憶部２８に記憶された位置対応付け情報を補正し易くする画像を提示する。  
なお、表示するＶＢＳ画像は、以下の条件の少なくとも1つを使用した条件式を満たす分岐部である。  
（Ｉ）内視鏡画像から気管支径を算出し、その気管支径と事前にＣＴ画像上から算出していた分岐位置での気管支径との差分がしきい値以下の分岐のＶＢＳ画像。  
（II）最後に位置推定に成功した位置から一定の範囲内にある分岐部に対してのＶＢＳ画像。  
（III）位置推定に失敗した位置から一定の範囲内にある分岐部に対してのＶＢＳ画像。  
（IV）位置推定に失敗した時点から過去一定期間内に記憶部２８に記録された位置近傍の分岐部に対してのＶＢＳ画像。  
（V）ルート上の分岐部
さらに、内視鏡先端から分岐までの距離を内視鏡画像から算出し、上記条件を満たす分岐部に対して同じ距離離れたＶＢＳ画像を生成してもよい。  
これらの条件での距離とは、２点間の直線距離でもよいし、管腔の中心線上の道のりでもよい。【００２９】
このような構成の医療装置１は、予め取得した被検体における３次元画像情報を記憶する記憶手段を構成するＣＴ画像データ記憶部２２と、前記被検体内を撮像する撮像手段を構成する撮像装置１６と、前記３次元画像情報から前記被検体内の所定の管腔臓器としての気管支２の３次元形状の画像情報を抽出する管腔臓器抽出手段を構成する気管支抽出部２３と、前記所定の管腔臓器内に挿入される前記撮像手段の位置情報に基づいて、前記管腔臓器抽出手段により抽出された前記所定の管腔臓器の３次元形状の画像情報における特徴情報を取得する特徴情報取得手段を構成する特徴情報取得部２５ａと、前記所定の管腔臓器の３次元形状の画像情報に、前記特徴情報を対応付けた画像を生成する対応付け画像生成手段を構成する対応付け画像生成部２５ｂと、前記所定の管腔臓器内における前記撮像手段の位置情報近傍の前記所定の管腔臓器の特徴情報を表示する表示手段を構成するモニタ２６と、を備えることを特徴とする。【００３０】
次に本実施形態の動作を図４を参照して説明する。図４は、内視鏡３の挿入部１１を気管支２内に挿入する場合の医療装置１各部の主要な処理を示す。  
気管支２内に内視鏡３の挿入部１１を挿入する場合、ステップＳ１に示すように医療装置１の制御部２７は、両座標系での位置対応付け（レジストレーション）を行う処理を行う。  
制御部２７（の位置対応付け制御部２７ｄ）は、ＣＴ画像データ及びこのＣＴ画像データから気管支２の３次元形状の画像データの抽出に用いられた第１の座標系と、先端部１３の位置センサ１７の計測処理部１８による計測に用いられる第２の座標系とで、３つ以上となる複数の位置で対応付ける位置対応付け（レジストレーション）の処理を行う。【００３１】
図５は位置対応付けの動作の説明図を示す。例えば気管支２の入り口付近における例えば４点Ｑ０−Ｑ３に、術者は内視鏡３の先端部１３（又は位置センサ１７）を順次設定して、第１の座標系Ｏ−ＸＹＺと第２の座標系ｏ−ｘｙｚにおいてそれぞれ位置対応付けする指示又は指示入力を入力装置３１から行う。このため、入力装置３１は、位置対応付けの指示を行う指示入力部又は指示入力手段を形成する。  
例えば、先端部１３（又は位置センサ１７）を、第１の座標系Ｏ−ＸＹＺにおける原点Ｏの位置Ｑ０（０，０，０），Ｘ座標上の位置Ｑ１（１，０，０）、Ｙ座標上の位置Ｑ２（０，１，０）、Ｚ座標上の位置Ｑ３（０，０，１）、に順次設定して、術者が位置対応付けの指示を行う。この指示において、各位置において計測処理部１８が順次計測した位置を（ｘ０，ｙ０，ｚ０）、（ｘ１，ｙ１，ｚ１）、（ｘ２，ｙ２，ｚ２）、（ｘ３，ｙ３，ｚ３）とすると、制御部２７は位置対応付けを行い、位置対応付け情報を記憶部２８に記憶するように制御する。【００３２】
この場合の位置対応付け情報（具体的には、第１の座標系Ｏ−ＸＹＺにおけるＱ０（０，０，０）、Ｑ１（１，０，０）、Ｑ２（０，１，０）、Ｑ３（０，０，１）は、第２の座標系ｏ−ｘｙｚにおいては（ｘ０，ｙ０，ｚ０）、（ｘ１，ｙ１，ｚ１）、（ｘ２，ｙ２，ｚ２）、（ｘ３，ｙ３，ｚ３）がそれぞれ対応する情報）を記憶部２８は記憶する。  
また、制御部２７は、記憶部２８に記憶した位置対応付け情報を用いて両座標系の任意の位置を対応つける変換情報を決定する。制御部２７は、この変換情報を記憶部２８に記憶する。【００３３】
図５においては、座標位置Ｑ０（０，０，０），Ｑ１（１，０，０），Ｑ２（０，１，０），Ｑ３（０，０，１）と、それぞれ対応する座標位置（ｘ０，ｙ０，ｚ０）、（ｘ１，ｙ１，ｚ１）、（ｘ２，ｙ２，ｚ２）、（ｘ３，ｙ３，ｚ３）とを簡略化してＱ０⇔（ｘ０，ｙ０，ｚ０）、Ｑ１⇔（ｘ１，ｙ１，ｚ１）、Ｑ２⇔（ｘ２，ｙ２，ｚ２）、Ｑ３⇔（ｘ３，ｙ３，ｚ３）で示している。なお、図５に示す４点でなく、そのうちの１点を省略した３点で位置対応付けを行う（決定する）ようにしても良い。  
このように位置対応付けの処理が終了した後、術者は、内視鏡２の挿入部１１を気管支２内に挿入して内視鏡検査を行うことを開始する。【００３４】
術者は、気管支２の３次元形状の気管支形状仮想画像２ａをモニタ２６に表示させるように入力装置３１から指示入力し、モニタ２６に気管支２の３次元形状の気管支仮想画像を表示させ、さらに内視鏡３の挿入部１１を気管支２内に挿入するルート（経路）の設定等を行う。  
術者は、内視鏡３の挿入部１１をその先端部１３側から気管支２内に挿入すると、図４のステップＳ２に示すように先端部１３の撮像装置１６は気管支２内を撮像し、撮像画像をモニタ９に表示すると共に、モニタ２６においても表示する。  
また、ステップＳ３に示すように計測処理部１８は、位置センサ１７ないしは先端部１３（又は撮像装置１６）の位置計測を行い、位置計測した位置データを制御部２７に出力する。【００３５】
ステップＳ４に示すように制御部２７は、計測処理部１８から入力された第２の座標系の位置データが、気管支２の３次元形状を表す第１の座標系の位置データと所定条件の位置推定が成功か否かの判定を行う。  
所定条件の位置推定の１つの判定法としては、例えば図６に示すように、計測処理部１８により、例えばｉ番目に計測された第２の座標系での計測位置Ｐｍｉが、第１の座標系における気管支２の管腔形状の内側に存在するか否かを採用する。  
図６に示すように（ｉ−１）番目に計測された計測位置Ｐｍ（ｉ−１）においては、第１の座標系では（気管支２の３次元形状の仮想画像としての）気管支形状仮想画像２ａにおける管腔内側となる領域内に存在するとして算出された場合には、判定部２７ｄは所定条件の位置推定が成功と判定する。なお、図６においては、管腔形状の外側を斜線で示している。【００３６】
このように判定部２７ｄが所定条件の位置推定が成功と判定した場合には、次のステップＳ５において制御部２７は、所定条件の位置推定が成功した状態での計測位置Ｐｍ（ｉ−１）、撮像装置１６による撮像画像、先端部１３の姿勢の情報、計測時の時間の情報を記憶部２８に記憶するように制御する。  
このように、記憶部２８は、気管支２内に挿入された撮像装置１６の位置情報と、撮像装置１６により撮像した撮像画像と、先端部１３の姿勢の情報とを、時系列に記憶する位置・画像記憶部２８ｂを有する。なお、位置推定が成功した場合に限らず、位置推定が成功しないで失敗した場合にも、記憶部２８は上記の情報を時系列に記憶するようにしても良い。【００３７】
ステップＳ５の処理の後、ステップＳ２の処理に戻り、ステップＳ２−Ｓ５の処理を繰り返す。  
これに対して、図６において示すようにｉ番目に計測された計測位置Ｐｍｉが、第１の座標系では管腔の外側となる斜線で示す領域内として算出された場合には、判定部２７ｄは所定条件の位置推定が失敗したと判定する。  
この場合には、図４のステップＳ６の処理に移り、このステップＳ６において制御部２７は、計測処理部１８が計測を行うように制御する。そして、ステップＳ７において計測処理部１８は、上記計測位置Ｐｍｉ周辺の分岐部を気管支抽出部２３の３次元形状の画像データから求め、気管支径を特徴情報取得部２５ａから取得しておく。さらに、計測位置ＰｍｉとＰｍｉ―１の内視鏡画像により立体計測により分岐部での気管支径Ｒｉを求め、周辺の分岐のうち特徴情報取得部２５ａから取得した気管支径との差分がしきい値以下であるものを算出する。【００３８】
なお、上述したように、１つの分岐部Ｂｉの場合に限定されるものでなく、制御部２７は、術者に対する選択肢を広げるために、複数の分岐部を算出するようにしても良い。  
また、ステップＳ８において制御部２７は、上記分岐部Ｂｉ近傍の仮想内視鏡画像、つまりＶＢＳ画像を生成する。そして、次のステップＳ９において制御部２７は、画像処理部２５の対応付け画像生成部２５ｂに対して、対応付け画像を生成してモニタ２６にリスタート画面として表示するように制御する。このリスタート画面における画像としては、例えば図３に示すような対応付け画像Ｊｉを表示する。【００３９】
術者は、対応付け画像Ｊｉがモニタ２６での表示によって提示されるので、ステップＳ１０に示すように対応付け画像Ｊｉを用いて、位置推定が失敗した場合の対応、例えば位置対応付けの補正の処理を行う。ステップＳ１０の処理後にステップＳ２の処理に戻る。なお、図２Ｂに示すように複数の分岐部及びＶＢＳ画像を表示するようにしても良い。また、表示する場合の分岐部の数、ＶＢＳ画像の数を術者が選択的に設定できるようにしても良い。
次に対応付け画像Ｊｉ又はリスタート画面における位置対応付け情報を補正する処理動作を説明する。  
図６において計測位置Ｐｍｉが管腔の外側となった場合には、制御部２７はその計測位置Ｐｍｉ近傍の分岐部Ｂｉを算出するように制御し、モニタ２６に図３に示すような対応付け画像Ｊｉを表示するように制御する。  
術者は、対応付け画像Ｊｉの表示から、以下のようにして初期状態で設定した位置対応付け情報を補正することによって、内視鏡３の挿入作業を円滑に続行することが可能になる。【００４０】
図３の画像から位置対応付けの誤差が大きくなった位置対応付け情報を補正する動作を説明する。  
図７は、図３の状態に対応した気管支２とその気管支２内に挿入された内視鏡３の先端側の状態において、基準位置としての位置Ｐｉを特定して、位置対応付け情報を補正すための説明図を示す。また、図８は位置対応付け情報を補正する操作や処理を示す。  
術者は、図８のステップＳ１１に示すように基準位置を特定するための操作（作業）を行う。初期状態で設定した位置対応付け情報を補正するために、新たに基準位置を設定する操作を行う。第１の座標系において、分岐境界位置ＰＢｉの３次元位置は、気管支２の３次元形状の画像データにおいて管腔の内側に突出する頂点位置となるため、特定することが容易な特定位置となる。【００４１】
また、この分岐境界位置ＰＢｉから所定距離ａｉとなる気管支２の管腔の中心線Ｃ上の位置Ｐｉを基準位置として特定するために、術者は、ステップＳ１２に示すように内視鏡３の撮像装置１６を所定位置としての分岐境界位置ＰＢｉを立体計測する状態に設定する。  
内視鏡３が１つの撮像装置１６のみを有する場合には、図７に示すように気管支２の管腔内で、術者は内視鏡３の湾曲部１９を湾曲させ、管腔内壁に当接させた２つの状態Ｓｔ１，Ｓｔ２に順次設定する。  
そして、ステップＳ１３に示すように各状態Ｓｔ１，Ｓｔ２で分岐境界位置ＰＢｉを撮像装置１６で撮像し、それぞれ撮像画像を例えば、記憶部２８に記憶させる。【００４２】
ステップＳ１４に示すように２つの撮像画像上において、術者は同じ所定位置としての分岐境界位置ＰＢｉを、入力装置３１から指定する。  
ステップＳ１５に示すように制御部２７は、この指定に基づいて、内視鏡３の対物レンズ１５の焦点距離、撮像素子７の撮像面のサイズ、画素数等の情報を用いて、距離ａｉを算出すると共に、第１の座標系における基準位置としての位置Ｐｉの３次元位置を算出する。  
次のステップＳ１６において術者は、先端部１３を位置Ｐｉに設定して、位置対応付けの指示を入力装置３１から行う。  
この指示を受けて、ステップＳ１７において制御部２７は、基準位置としての位置Ｐｉにおいて、第１の座標系と、第２の座標系とで新たな位置対応付けの処理を行う。【００４３】
つまり制御部２７は、第１の座標系の位置Ｐｉを第２の座標系で位置計測した場合の位置Ｐｒｉを対応付ける処理を行う。  
更に、ステップＳ１８において制御部２７は、位置対応付けの情報により、初期状態の位置対応付け情報を補正する。  
例えば、制御部２７は、図７の位置の対応付け情報と、初期状態で設定した位置対応付け情報における３つの位置対応付け情報とから補正した位置対応付け情報を生成する。また、第１の座標系での位置と、第２の座標系での位置とを変換する、或いは対応つける変換式も補正（更新）する。【００４４】
図７に示した位置Ｐｉにおいて取得した位置対応付け情報は、気管支２の入り口付近で設定した初期状態の位置対応付け情報に比較すると、気管支２の管路に沿った深部側での位置対応付け情報であるので、内視鏡３の挿入部１１を実際に挿入した場合においては、より信頼性が高い位置情報と考えられる。そして、この位置対応付け情報で、初期状態で設定した位置対応付け情報を補正することにより、気管支２の管路に沿った深部側での位置対応付け情報による補正の誤差を補正できる。  
そして、このようにして、補正された位置対応付け情報を用いて、術者は、挿入操作を続行する。例えば、術者は、リスタート画面において、入力装置３１から位置計測を再開させる指示を行うことにより、補正された位置対応付け情報を用いて図４のステップＳ２以後の処理が再開する。【００４５】
このようにして、医療装置１における挿入支援の情報を利用することにより、術者が気管支２の深部側に内視鏡３を円滑に挿入する作業を支援することができる。  
なお、上述の説明においては、立体計測を利用して基準位置において両座標系の位置対応付けを行った例を説明したが、図９に示すように分岐境界位置ＰＢｉに先端部１３の先端面を当接させた状態で、この分岐境界位置ＰＢｉにおいて両座標系の位置対応付けを行うようにして良い。  
この場合には、術者は先端部１３の先端面を、所定位置としての分岐境界位置ＰＢｉに当接させる状態に設定して、入力装置３１から制御部２７に対して位置対応付けの指示入力を行うだけで、入力支援装置５が図８の位置対応付けの処理を行うようにできる。また、日本国特開2009-279251号公報に記載の方法、つまり内視鏡画像に似ているＶＢＳ画像を探し出すことにより内視鏡先端の位置姿勢を求める方法を使用して、位置対応付け情報を補正してもよい。または、上記方法から算出される内視鏡先端の位置と、初期の位置対応付け情報を算出する際に使用した4点より3点を選択し、前述の方法にて位置対応付け情報を補正してもよい。【００４６】
また、先端部１３に設ける位置センサ１７を、図９に示すように複数配置しても良い。位置センサ１７を複数配置する場合、図９に示すように挿入部１１の軸方向（長手方向）に沿って配置したもの（１７ａ，１７ｂ）の他に、軸方向と例えば直交する方向に配置したもの（１７ｃ）を設けることにより、先端部１３における撮像装置１６が撮像する方向（方位）を検出することができる。この場合の撮像装置１６が撮像する方向を視線方向とも言う。そして、撮像装置１６の位置を記憶部２８に記憶する場合、その視線方向の情報も記憶するようにしても良い。  
なお、図４におけるステップＳ４の所定条件の位置推定の判定は、位置計測された第２の座標系の位置が第１の座標系の気管支径の内部となるかを判定条件としていたが、位置対応付けを行った位置から事前に設定された距離以内を判定条件として組み合わせても良い。【００４７】
この場合には、過去に行った位置対応付けの位置から一定距離Ｒを超えた場合には、図４におけるステップＳ４で所定条件の位置推定を行う判定条件に該当しないと判定して、ステップＳ６の処理に移るようにしても良い。  
また、ステップＳ４の判定条件としてさらに別の判定条件を採用しても良い。  
内視鏡３の先端部１３の位置計測を行うための位置センサ１７の他に、例えば患者の呼吸による臓器の移動を補正するための位置センサ（体外マーカ）が想定していない方向に動いたとき、又は体外マーカが一定以上の移動量を検出した場合には、制御部２７の判定部２７ｄは、ステップＳ４において所定条件の位置推定の判定条件に該当しないとしてステップＳ６の処理に移るようにしても良い。【００４８】
また、上述した判定法、つまり気管支径、距離、一定以上の移動量より２つ以上の条件を組み合わせるようにしても良い。  
上述した第１の実施形態によれば、内視鏡３の挿入部１１を所定の管腔臓器としての気管支２内に挿入した場合、医療装置１は、挿入部１１の先端部１３に設けた撮像装置１６の位置を計測して、その位置近傍における気管支２内での仮想内視鏡画像や、気管支径や、気管支２の所定位置までの距離等をモニタ２６に表示するようにしているので、撮像装置１６の位置推定に失敗したような場合に、術者に対して位置推定の失敗に対処し易い情報を提示することができる。【００４９】
例えば、位置推定が失敗した場合のモニタ２６に表示されるリスタート画面において図８で説明した立体計測を利用して２つの座標系での位置対応付け情報を補正することにより、そのリスタート画面から再び内視鏡３の挿入部１１を気管支２の深部側に挿入する操作を続行することができるように支援できる。より簡便な方法として、内視鏡３の先端部１３の先端面を気管支２の所定位置となる分岐境界位置に当接させて位置対応付け情報を補正することもできる。  
なお、上述したステップＳ４において複数の条件を組み合わせることにより、以下の効果がある。具体的には「気管支から飛び出ていること」、「過去に行った位置対応付けの位置からある距離以内」、「一定以上の移動量」における２つ以上の条件をｏｒで組み合わせて判定式とした場合には、位置対応付け情報による補正の誤差が小さくても検出が可能になり、精度の高い内視鏡先端の位置表示が可能となる。また、２つ以上の条件をａｎｄで組み合わせた場合には、判定のロバスト性が向上するため、ノイズなどにより位置センサの精度が悪化してもリスタートの回数が増加することを防ぐことができる。  
また、ステップＳ９において「気管支径」や「分岐部までの距離」という計測情報を使用してリスタート画面に表示されるＶＢＳ画像を絞り込むことにより、術者によるＶＢＳ画像の選択を容易にする。  
なお、上述した実施形態において、位置推定が失敗しない場合においても、画像処理部２５は、所定の管腔臓器としての気管支２の３次元形状の画像情報に、特徴情報を対応付けた画像を生成し、制御部２７が、モニタ２６に撮像装置１６の位置情報近傍の気管支２の（特徴情報取得部２５ａが取得した）特徴情報を表示するように制御しても良い。この場合、特徴情報として、撮像装置１６の近傍の例えば分岐部のＶＢＳ画像を表示すると、術者は分岐部において先端部１３をいずれの管路側に挿入するか否かを確認しながら行えるため、挿入の作業が行い易くなる。  
また、上述した場合の計測情報としての所定位置までの距離を計測する計測情報としては、撮像装置１６の位置から分岐部Ｂｊの所定位置までの距離の例で説明したが、以下の実施形態で説明するように撮像装置１６の位置から気管支２の管路の中心線Ｃが分岐部Ｂｊにおいて分岐する分岐点までの距離を計測情報に設定しても良い。【００５０】
（第２の実施形態）
次に本発明の第２の実施形態を説明する。図１０に示す本実施形態の医療装置１Ｂは、図１に示す医療装置１の構成において、気管支２に領域を設定し、領域毎に計測情報を切り替える選択を行う選択手段を設けた構成である。この選択手段を使用しない場合には、第１の実施形態と同様の構成及び作用となる。  
上記選択手段としては、例えば入力装置３１は領域の設定と、領域毎に計測情報を選択する設定・選択指示を行う設定・選択指示部３１ａを有し、制御部２７は、この設定・選択指示に対して領域の設定と、領域毎に計測情報を選択する制御とを行う設定・計測情報選択部２７ｅを備える。その他の構成は、第１の実施形態と同様である。  
図１１は、本実施形態の処理内容を示す。なお、図１１におけるステップＳ３１−Ｓ３３，Ｓ３５−３７は、第１の実施形態の場合とほぼ同様の処理となる。【００５１】
図１１に示すように最初のステップＳ３１において制御部２７は、図４のステップＳ１と同様に２つの座標系での位置対応付けの処理を行う。  
次のステップＳ３２において撮像装置１６は撮像を行い、さらにステップＳ３３において計測処理部１８は、先端部１３（又は撮像装置１６）の位置計測を行う。  
次のステップＳ３４において制御部２７の設定・計測情報選択部２７ｅは、位置計測により先端部１３（又は撮像装置１６）が位置する領域に応じて計測方法を選択する。【００５２】
図１２は、先端部１３（又は撮像装置１６）が位置する領域に応じて計測方法を選択するように設定した場合の設定例を示す。  
図１２に示すように気管支２の管腔の中心線Ｃに沿って、例えば分岐部Ｂｊ、Ｂｊ＋１における分岐点Ｂｐｊ、Ｂｐｊ＋１から一定距離以内となる領域Ａｊ，Ａｊ＋１と，それらの間の領域Ａｊ，ｊ＋１，…が設定される。なお、分岐点Ｂｐｊ、又はＢｐｊ＋１は、１本の中心線Ｃが分岐部Ｂｊ又はＢｊ＋１付近において２本など、複数に分岐する点として定義される。【００５３】
そして、先端部１３（又は撮像装置１６）が、気管支２の管腔内における、例えば領域Ａｊ内に位置する場合には計測情報は位置、領域Ａｊ，ｊ＋１内に位置する場合には計測情報は距離、領域Ａｊ＋１内に位置する場合には計測情報は気管支径に設定されている。なお、計測情報が位置、又は距離の場合には計測処理部１８による位置計測により行われる。  
一方、計測情報が気管支径の場合には、図７において説明した立体計測で気管支径を計測する。  
また、図１２の図示例は、１つの設定例を示し、術者は入力装置３１の設定・選択指示部３１ａから図１２の図示例と異なる設定を行うことができる。つまり、術者が望む計測方法で計測情報を取得したり、表示させることができる。【００５４】
なお、図１２においては、計測情報を切り替える領域の１つの設定例を示しているが、図１２の設定例を含めて以下のように設定しても良い。  
（Ａ）分岐点から中心線上で一定の距離離れた位置までとそれ以外（図１２の図示例）
（Ｂ）分岐点を中心とした一定の半径の球に含まれる領域とそれ以外の領域
（Ｃ）特定の位置（例えば図２ＢにおいてＫで示すカリーナ）からの距離
（Ｄ）気管支の次数、または気管支の入り口側から順次数えた分岐数の数
（Ｅ）ＣＴ断層像画像から算出した気管支径
（Ｆ）前回リスタート（又はスタート）した位置からの距離
ここで、A、C、Fに記載した距離とは、2点間の直線距離でもよいし、管腔の中心線上の道のりでもよい。  
また、これらの条件は2つ以上を組み合わせても良い。  
ステップＳ３４の次のステップＳ３５において計測処理部１８等は先端部１３（又は撮像装置１６）が位置する領域に応じた計測を行う。【００５５】
次のステップＳ３６において制御部２７の判定部２７ｄは、ステップＳ３５で計測した場合の位置推定が成功したか否かの判定を行う。  
第１の実施形態において説明したように、第２の座標系で計測された位置が（ａ）気管支径以内に存在するか、（ｂ）過去に行った位置対応付けの位置からある距離以内となるか、（ｃ）位置センサ１７以外のセンサ等により患者において一定量の移動量以内、の少なくとも1つの条件を用いる。  
ステップＳ３６において（ａ）、（ｂ）、（ｃ）の条件で位置推定に成功した場合には、ステップＳ３７の処理に移る。一方、位置推定に成功しない場合には、ステップＳ３８−Ｓ４１の処理を行った後、ステップＳ３２の処理に戻る。【００５６】
位置推定に成功しない場合には、ステップＳ３８において分岐の算出、ステップＳ３９のＶＢＳ画像の算出、ステップＳ４０のリスタート画面の表示、ステップＳ４１の位置対応付け情報の補正の処理を行った後、ステップＳ３２の処理に戻る。なお、ステップＳ３８−Ｓ４１の処理は図４のステップＳ７−Ｓ１０と同様の処理である。  
一方、ステップＳ３６において、（ａ）、（ｂ）、（ｃ）の条件で位置推定に成功する場合には、ステップＳ３７の処理に移る。  
このステップＳ３７において制御部２７は、第２の座標系で計測された先端部１３（又は撮像装置１６）の位置、撮像装置１６で撮像した撮像画像、先端部１３の姿勢（先端部１３の軸方向又は撮像方向）の情報を時間の情報と共に記憶部２８に記憶するように制御した後、ステップＳ３２の処理に戻る。なお、記憶部３８は、取得した計測情報も記憶するようにしても良い。
このような動作を行う本実施形態によれば、第１の実施形態と同様の効果を有すると共に、計測方法を選択して計測を行うことができる効果を有する。以下、第２の実施形態の変形例を順次説明する。【００５７】
（第１変形例）
第２の実施形態における上記ステップＳ４０のリスタート画面の表示の処理に対して本変形例は以下のようにする。【００５８】
内視鏡画像から気管支径を算出する。【００５９】
その気管支径と事前にＣＴ画像上から算出していた分岐での気管支径を比較し、同じ（ぐらい）の径を持つ分岐のＶＢＳ画像でリスタート画面を生成する。【００６０】
また、すべての分岐に対して径を比較するのではなく、
（ｄ）位置推定が失敗した位置近傍の分岐
（ｅ）位置推定に最後に成功した位置近傍の分岐
（ｆ）経路上の分岐
（g）上記条件の２つ以上の組み合わせ
でもよい。【００６１】
（第２変形例）
本変形例は、分岐までの距離を内視鏡画像から算出し、全ての分岐に対して同じ距離離れたＶＢＳ画像を生成し、リスタート画面を生成する。【００６２】
また、すべての分岐ではなく、
（ｄ）位置推定が失敗した位置近傍の分岐
（ｅ）位置推定に最後に成功した位置近傍の分岐
（ｆ）経路上の分岐
（g）上記条件の２つ以上の組み合わせ
でもよい。  
（第３変形例）
本変形例は、第１変形例での比較する分岐の条件を第２の実施形態のように領域毎に設定する。  
（第４変形例）
本変形例は、第２変形例での生成する分岐の条件を第２の実施形態のように領域毎に設定する。  
また、上述した第２の実施形態の第1変形例と第２変形例においては、条件を満たした分岐全てを表示するが、以下の第５変形例から第８変形例のように条件により表示する位置情報を限定しても良い。【００６３】
（第５変形例）
第２の実施形態の第1変形例から第４変形例において、位置推定に失敗した瞬間から一定時間以内の過去の位置のみを表示する。  
（第６変形例）
第２の実施形態の第1変形例から第４変形例において、位置推定に失敗した位置から一定の範囲以内の過去の位置のみを表示する。【００６４】
（第７変形例）
第２の実施形態の第1変形例から第４変形例において、計測情報が、基準とする値よりも閾値以上変化した位置のみ表示する。  
この場合、基準とする値とは、表示すると判定された位置での計測情報の内、現在位置に最も近傍の位置での計測情報の値である。  
例えば、計測情報を分岐点までの距離とした場合で説明する。図１３において、分岐部Ｂｊ付近における位置Ｐ０、Ｐ１、Ｐ２は過去において位置推定が成功した位置である。また、黒丸で示す位置Ｐ０は計測情報が閾値以上変化した位置を示し、白丸で示すＰ１、Ｐ２は計測情報が閾値以内の位置を示している。そして、リスタート画面においては、黒丸で示す位置Ｐ０が表示されるようにする。【００６５】
また、図１３において現在位置をＰ３で示すと、現在位置Ｐ３での計測情報は、現在位置Ｐ３から気管支の末梢側にある分岐点Ｂｐｊ＋１までの距離Ｐ３Ｂｐｊ＋１となる。基準とする計測情報は、現在位置Ｐ３に最近傍の位置Ｐ1の計測情報であるから、その計測情報は距離Ｐ1Ｂｐｊ＋１となる。  
そして、距離Ｐ３Ｂｐｊ＋１と距離Ｐ２Ｂｐｊ＋１との差分が閾値以上ならば、位置Ｐ３をリスタート画面において表示する。同様に処理を続行すると、図１４のようになる。図１４において白丸で示す（図１３で示して位置Ｐ１の他に）位置Ｐ４，Ｐ５，Ｐ６，Ｐ８は位置推定に成功した位置（但し、計測情報が閾値以内の変化量）を示し、黒丸で示す位置Ｐ３，Ｐ７，Ｐ９は位置推定に成功し、かつ計測情報が閾値以上変化した位置、つまりリスタート画面で表示する位置となる。【００６６】
（第８変形例）
第1変形例から第7変形例において、少なくとも2つを組み合わせるようにしても良い。  
（第９変形例）
また、上述した実施形態においては、対応付け画像生成部２５ｂは、気管支２の３次元形状の気管支形状画像と、ＶＢＳ画像とを組み合わせた対応付け画像を生成し、モニタ２６は対応付け画像を表示するように説明した。  
これに対して、対応付け画像生成部２５ｂは、本変形例のように撮像装置１６の位置情報を気管支２を含む断層像画像（ＭＰＲ画像）とを合成した対応付け画像を生成し、この対応付け画像をモニタ２６上に表示するようにしても良い。【００６７】
図１５は、本変形例におけるモニタ２６に表示する対応付け画像を示す。図１５の左上は患者の気管支を含む横断面のＣＴ断層像を示し、図１５の右上は患者の正面に平行な縦断面のＣＴ断層像を示し、図１５の左下は患者の正面に垂直な縦断面のＣＴ断層像を示し、図１５の右下は術者に座標を設定する場合のメニュー画面を示す。  
図１５に示すように本変形例においては、撮像装置１６の位置計測した位置（点）を断層像画像上に、例えば同じ色の円その他の形状で表示する。図１５では、４つの位置を、断層像画像の表示色と異なる色（例えば青色）で表示する。  
また、図１５では、位置計測された位置が、切断面上に有る場合と、それ以外の場合とで同じ色、形状で示しているが、図１６に示すように、切断面上に有る場合と、切断面上に無い場合とで、異なる形状（例えば前者を円、後者を四角）で表示するようにしても良いし、（色を変えるようにしても良い）。また、切断面上に有る場合のみを表示するようにしても良い。【００６８】
（第１０変形例）
第９変形例においては、撮像装置１６の位置計測した位置を断層像画像に表示する対応付け画像を生成する場合を説明したが、断層像画像と、仮想内視鏡画像としてのＶＢＳ画像とを組み合わせて表示するようにしても良い。
図１７は、図１５に示した第９変形例の場合において、撮像装置１６の位置計測した位置を断層像画像上で表示すると共に、各位置でのＶＢＳ画像を表示するようにしている。  
また、図１７においては、撮像装置１６の位置に対応するＶＢＳ画像との対応が断層像画像上で分かるように、例えば文字情報を用いて示している。図１７においては、撮像装置１６の位置を４点としているので、４つの文字を用いて示している。【００６９】
なお、撮像装置１６の位置と、対応するＶＢＳ画像との対応付けを図２Ｂで示したような線等で結ぶ等して表示するようにしても良い。  
また、図１７の例では、撮像装置１６の位置、全てに対して対応するＶＢＳ画像を表示する場合を示しているが、断層像画像上で術者が選択した位置のみに対してＶＢＳ画像を表示するようにしても良い。  
また、撮像装置１６の全ての位置に対して、対応するＶＢＳ画像を表示し、術者により選択されたＶＢＳ画像に対応する位置のみを断層像画像上で表示するようにしても良い。  
また、上述した（変形例を含む）実施形態を部分的に組み合わせる等して異なる実施形態を構成した場合も本発明に属する。【００７０】
本出願は、２０１２年９月７日に日本国に出願された特願２０１２−１９７４０５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】
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【図２Ａ】
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【図２Ｂ】
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【図３】
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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１６】
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【図１７】
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