(57)【要約】      （修正有）【課題】内視鏡を操作する術者の負担を軽減することができる表示装置を提供する。【解決手段】投影手段は、内視鏡に規定されているベクトルＮの延長線上に座標系ＣＨの原点Ｏ１が位置するように、ベクトルＮ、Ｕ、およびＶを平行移動する。ベクトルＮ、Ｕ、およびＶを平行移動した後、投影手段は、座標軸ＡＰ、ＲＬ、およびＳＩを内視鏡画像に投影する。そして、投影された座標軸ＡＰ、ＲＬ、およびＳＩを、内視鏡画像とともに、表示部に表示する。術者は、表示部に表示された内視鏡画像を見ることによって、座標軸ＡＰ、ＲＬ、およびＳＩの情報を確認することができる。【選択図】図７
2014083156.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
対象を観察する内視鏡により得られた内視鏡画像を表示する表示装置であって、
前記対象に対して設定された座標軸を、前記内視鏡画像に投影する投影手段と、
前記内視鏡画像と、前記内視鏡画像に投影された前記座標軸とを表示する表示部と、を有する表示装置。
【請求項２】
前記対象に対して複数の座標軸が設定されており、
前記投影手段は、
前記複数の座標軸を前記内視鏡画像に投影し、
前記表示部は、
前記内視鏡画像と、前記内視鏡画像に投影された前記複数の座標軸とを表示する、請求項１に記載の表示装置。
【請求項３】
前記複数の座標軸の中から前記表示部に表示する座標軸を選択する選択手段を有し、
前記表示部は、
前記選択手段により選択された座標軸を表示する、請求項２に記載の表示装置。
【請求項４】
前記選択手段は、
前記複数の座標軸の各々と前記内視鏡の視野方向との成す角度に基づいて、前記座標軸を選択する、請求項３に記載の表示装置。
【請求項５】
前記内視鏡の先端の角度を算出する第１の算出手段を有する、請求項１〜４のうちのいずれか一項に記載の表示装置。
【請求項６】
前記第１の算出手段は、
前記内視鏡の先端の仰角を算出する、請求項５に記載の表示装置。
【請求項７】
前記第１の算出手段は、
前記内視鏡の先端の方位角を算出する、請求項５又は６に記載の表示装置。
【請求項８】
前記内視鏡の先端には、前記対象のターゲットに対して外科的処置を施すための外科用器具が備えられており、
前記外科用器具は、前記内視鏡の視野方向に突出させることができる、請求項１〜７のうちのいずれか一項に記載の表示装置。
【請求項９】
前記表示部は、
前記対象のターゲットを表示する、請求項８に記載の表示装置。
【請求項１０】
前記内視鏡の先端位置から前記対象のターゲットまでの距離を算出する第２の算出手段を有する、請求項８又は９に記載の表示装置。
【請求項１１】
前記表示部は、
前記内視鏡の先端位置から前記対象のターゲットまでの距離を表示する、請求項１０に記載の表示装置。
【請求項１２】
前記内視鏡は、前記外科用器具を前記内視鏡の先端から突出させたと仮想したときの前記外科用器具の仮想の突出距離を設定することができるように構成されている、請求項８〜１１のうちのいずれか一項に記載の表示装置。
【請求項１３】
前記表示部は前記突出距離を表示する、請求項１２に記載の表示装置。
【請求項１４】
請求項１〜１３のうちのいずれか一項に記載の医用装置。
【請求項１５】
対象を観察する内視鏡により得られた内視鏡画像を表示する表示方法であって、
前記対象に対して設定された座標軸を、前記内視鏡画像に投影する投影ステップと、
前記内視鏡画像と、前記内視鏡画像に投影された前記座標軸とを表示する表示ステップと、を有する表示方法。
【請求項１６】
対象を観察する内視鏡により得られた内視鏡画像を表示する表示部を備えた表示装置のプログラムであって、
前記対象に対して設定された座標軸を、前記内視鏡画像に投影する投影処理と、
前記表示部に、前記内視鏡画像と、前記内視鏡画像に投影された前記座標軸とを表示させる表示制御処理と、
を計算機に実行させるためのプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内視鏡画像を表示する表示装置、この表示装置を有する医用装置、内視鏡画像を表示する表示方法、および表示装置に用いられるプログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、内視鏡で患者の体内を観察しながら、医用装置（ＭＲ装置、ＣＴ装置など）で患者を撮影し、内視鏡画像と医用画像（ＭＲ画像やＣＴ画像）とを見ながら手術する方法が知られている（特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００９−１７２０５０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、一般的に、内視鏡の視野は狭いので、術者が内視鏡画像から視認できる範囲は限られている。したがって、術者は、視認できる範囲が限られた条件下で、内視鏡の移動方向などを決める必要があり、術者に大きな負担が掛かる。このような理由から、内視鏡を操作する術者の負担を軽減することが望まれている。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の第１の観点は、対象を観察する内視鏡により得られた内視鏡画像を表示する表示装置であって、
前記対象に対して設定された座標軸を、前記内視鏡画像に投影する投影手段と、
前記内視鏡画像と、前記内視鏡画像に投影された前記座標軸とを表示する表示部と、を有する表示装置である。
【０００６】
本発明の第２の観点は、第１の観点の表示装置を有する医用装置である。
【０００７】
本発明の第３の観点は、対象を観察する内視鏡により得られた内視鏡画像を表示する表示方法であって、
前記対象に対して設定された座標軸を、前記内視鏡画像に投影する投影ステップと、
前記内視鏡画像と、前記内視鏡画像に投影された前記座標軸とを表示する表示ステップと、を有する表示方法である。
【０００８】
本発明の第４の観点は、対象を観察する内視鏡により得られた内視鏡画像を表示する表示部を備えた表示装置のプログラムであって、
前記対象に対して設定された座標軸を、前記内視鏡画像に投影する投影処理と、
前記表示部に、前記内視鏡画像と、前記内視鏡画像に投影された前記座標軸とを表示させる表示制御処理と、
を計算機に実行させるためのプログラムである。
【発明の効果】
【０００９】
表示部には、内視鏡画像に投影された座標軸が表示される。したがって、術者は、内視鏡画像に表示されている部位と座標軸との対応関係を容易に認識することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の第１の形態の磁気共鳴装置の概略図である。
【図２】内視鏡３０の構造の説明図である。
【図３】外科用器具３４を内視鏡３０の先端から突出させたときの様子を示す図である。
【図４】内視鏡３０に対して規定されているベクトルの説明図である。
【図５】内視鏡３０の先端を回転させたときの面ＮＶ、ＮＵ、およびＵＶを示す図である。
【図６】内視鏡３０を動物１１に挿入したときの様子を概略的に示す図である。
【図７】内視鏡画像の説明図である。
【図８】内視鏡画像を表示部１０に表示するときの説明図である。
【図９】表示部１０に表示された内視鏡画像の一例を概略的に示す図である。
【図１０】座標系ＣＨの座標情報を表示するときの説明図である。
【図１１】座標軸ＡＰ、ＲＬ、およびＳＩを内視鏡画像に投影した後の様子を示す図である。
【図１２】座標軸ＡＰ、ＲＬ、およびＳＩおよび内視鏡画像を表示部１０に表示するときの説明図である。
【図１３】表示部１０に表示された内視鏡画像の一例を概略的に示す図である。
【図１４】表示部１０に表示される内視鏡画像の例を示す図である。
【図１５】内視鏡３０の先端の回転角αをα０からα１に変更したときの座標系ＣＨとベクトルＮ、Ｕ、およびＶとの位置関係を示す図である。
【図１６】α＝α１の場合に取得される内視鏡画像の説明図である。
【図１７】内視鏡画像に座標軸ＡＰ、ＲＬ、およびＳＩを投影するときの説明図である。
【図１８】座標軸ＡＰ、ＲＬ、およびＳＩを内視鏡画像に投影した後の様子を示す図である。
【図１９】座標軸ＡＰ、ＲＬ、およびＳＩおよび内視鏡画像を表示部１０に表示するときの説明図である。
【図２０】表示部１０に表示された内視鏡画像の一例を概略的に示す図である。
【図２１】２つの座標軸のみを表示するときの説明図である。
【図２２】３つの座標軸の中から、ベクトルＮとの成す角度が大きい座標軸を選択するときの説明図である。
【図２３】内視鏡画像に２つの座標軸ＡＰおよびＲＬを表示した例を示す図である。
【図２４】第２の形態のＭＲ装置２００の概略図である。
【図２５】仰角θの説明図である。
【図２６】表示部１０に表示される仰角θの表示方法の一例を示す図である。
【図２７】内視鏡３０の先端の仰角θがθ＝０°のときの座標系ＣＨとベクトルＮとの位置関係を示す図である。
【図２８】θ＝０°のときの仰角インジケータＩｅの一例を示す図である。
【図２９】内視鏡３０の先端の仰角θがθ＝−４５°のときの座標系ＣＨとベクトルＮとの位置関係を示す図である。
【図３０】θ＝−４５°のときの仰角インジケータＩｅの一例を示す図である。
【図３１】方位角φの説明図である。
【図３２】表示部１０に表示される方位角φの表示方法の一例を示す図である。
【図３３】内視鏡３０の先端の方位角φがφ＝０°のときの座標系ＣＨとベクトルＮとの位置関係を示す図である。
【図３４】φ＝０°のときの方位角インジケータＩａの一例を示す図である。
【図３５】内視鏡３０の先端の方位角φがφ＝２０°Ｌのときの座標系ＣＨとベクトルＮとの位置関係を示す図である。
【図３６】φ＝２０°Ｌのときの方位角インジケータＩａの一例を示す図である。
【図３７】第４の形態において手術を行うときのフローを示す図である。
【図３８】スキャンにより取得された画像データＤを概略的に示す図である。
【図３９】術者が特定したターゲットＴを示す図である。
【図４０】内視鏡３０を動物１１に挿入したときの様子を概略的に示す図である。
【図４１】表示部１０に表示される内視鏡画像や種々の情報の一例を示す図である。
【図４２】ターゲットＴを表示部１０に表示するときの説明図である。
【図４３】距離ｄ、δ、およびΔの説明図である。
【図４４】内視鏡３０の位置および向きを調整した後の様子を概略的に示す図である。
【図４５】ターゲットＴを内視鏡画像に投影するときの説明図である。
【図４６】表示部１０に表示される内視鏡画像の一例を示す図である。
【図４７】外科用器具３４の仮想の突出距離δをδ＝δ１に設定したときの様子を示す図である。
【図４８】表示部１０に表示される画像の一例を示す図である。
【図４９】術者がδを別の値に設定したときの様子を示す図である。
【図５０】表示部１０に表示される画像の一例を示す図である。
【図５１】面ＵＶのＭＲ画像、面ＮＵのＭＲ画像、および面ＮＶのＭＲ画像を表示させたときの一例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、発明を実施するための形態について説明するが、本発明は、以下の形態に限定されることはない。
【００１２】
（１）第１の形態
図１は、本発明の第１の形態の磁気共鳴装置の概略図である。
磁気共鳴装置（以下、「ＭＲ装置」と呼ぶ。ＭＲ：Magnetic Resonance）１００は、マグネット２、テーブル３、受信コイル４などを有している。
【００１３】
マグネット２はボア２１を有している。また、マグネット２には、超伝導コイル、勾配コイル、およびＲＦコイルなどが内蔵されている。超伝導コイルは静磁場を印加し、勾配コイルは勾配磁場を印加し、ＲＦコイルはＲＦパルスを送信する。
【００１４】
テーブル３はクレードル３ａを有している。クレードル３ａは、ボア２１内に移動できるように構成されている。クレードル３ａには、手術を受ける動物１１が寝かされている。動物１１には内視鏡３０が挿入されている。術者１２および１３は、内視鏡３０を操作しながら動物１１の手術を行う。
【００１５】
受信コイル４は、動物１１に取り付けられている。受信コイル４は、動物１１からの磁気共鳴信号を受信する。
【００１６】
ＭＲ装置１００は、更に、送信器５、勾配磁場電源６、受信器７、制御部８、操作部９、および表示部１０などを有している。
【００１７】
送信器５はＲＦコイルに電流を供給し、勾配磁場電源６は勾配コイルに電流を供給する。
受信器７は、受信コイル４から受け取った信号に対して、検波などの信号処理を実行する。
【００１８】
制御部８は、受信器７から受け取ったデータに基づいて画像を再構成するなど、ＭＲ装置１００の各種の動作を実現するように、ＭＲ装置１００の各部の動作を制御する。制御部８は、投影手段８１、選択手段８２、および表示制御手段８３などを有している。
【００１９】
投影手段８１は、座標軸ＡＰ、ＲＬ、およびＳＩ（例えば、図６参照）を、内視鏡３０により取得された内視鏡画像に投影する。
選択手段８２は、座標軸ＡＰ、ＲＬ、およびＳＩの中から、内視鏡画像に重ねて表示する座標軸を選択する。
表示制御手段８３は表示部１０を制御する。
【００２０】
制御部８は、投影手段８１、選択手段８２、および表示制御手段８３を構成する一例であり、所定のプログラムを実行することにより、これらの手段として機能する。
【００２１】
操作部９は、オペレータにより操作され、種々の情報を制御部８に入力する。表示部１０は、内視鏡３０により得られた内視鏡画像などを表示する。尚、表示部１０および制御部８を合わせたものが、表示装置の一例である。
ＭＲ装置１００は、上記のように構成されている。
【００２２】
次に、内視鏡３０について説明する。
図２は内視鏡３０の構造の説明図である。
図２（ａ）は内視鏡３０の外観図、図２（ｂ）は内視鏡３０の先端の正面図である。
【００２３】
内視鏡３０には、光源３１、光ファイバ３２、磁気センサ３３、および外科用器具３４などが設けられている。磁気センサ３３は、勾配磁場を検出し、内視鏡３０の先端の位置および内視鏡３０の先端の向きを求める。外科用器具３４は、動物１１の外科的治療を行うための器具であり、内視鏡３０の先端から突出させることができるように構成されている。図３に、外科用器具３４を内視鏡３０の先端から突出させたときの様子を示す。術者は内視鏡３０の操作部を操作することにより、外科用器具３４を内視鏡３０の先端から所定の方向ｎに突出させることができる。
【００２４】
また、内視鏡３０には、ベクトルが規定されている（図４および図５参照）。
図４は、内視鏡３０に対して規定されているベクトルの説明図である。
内視鏡３０の先端には、３つのベクトルＮ、ベクトルＵ、およびベクトルＶが規定されている。ベクトルＮ、Ｕ、およびＶは互いに直交するベクトルである。ベクトルＮの方向は、内視鏡３０の外科用器具３４の突出方向ｎ（図３参照）に設定されている。ベクトルＮ、Ｕ、およびＶによって、３つの面ＮＶ、ＮＵ、およびＵＶが規定されている。これらの面ＮＶ、ＮＵ、およびＵＶは、以下のように規定される面である。
面ＮＶ：ベクトルＮおよびＶによって規定される面
面ＮＵ：ベクトルＮおよびＵによって規定される面
面ＵＶ：ベクトルＵおよびＶによって規定される面
【００２５】
内視鏡３０の先端は、ベクトルＮを中心軸としてＰ方向およびＱ方向に回転させることができるように構成されている。図５に、内視鏡３０の先端を回転させたときの面ＮＶ、ＮＵ、およびＵＶを示す。
【００２６】
図５（ａ）は、内視鏡３０の先端をベクトルＮを中心としてＰ方向に角度α＝α０だけ回転させたときの面ＮＶ、ＮＵ、およびＵＶを示す図であり、図５（ｂ）は、図５（ａ）をベクトルＮの方向から見たときの図である。
【００２７】
内視鏡３０の先端をＰ方向（又はＱ方向）に回転させることにより、面ＮＶ、ＮＵ、およびＵＶもベクトルＮを中心として回転させることができる。
ＭＲ装置１００は、手術の間、以下のスキャンを実行することができる。
（１）面ＮＶのＭＲ画像を取得するためのスキャンＡ
（２）面ＮＵのＭＲ画像を取得するためのスキャンＢ
（３）面ＵＶのＭＲ画像を取得するためのスキャンＣ
【００２８】
術者１２および１３は、スキャンＡにより取得されるＭＲ画像、スキャンＢにより取得されるＭＲ画像、およびスキャンＣにより取得されるＭＲ画像の中から、表示部１０に表示されるＭＲ画像を任意に選択することができる。
【００２９】
以下に、術者１２および１３が内視鏡３０を用いて動物１１の手術をするときの手順について説明する。
【００３０】
図６は、内視鏡３０を動物１１に挿入したときの様子を概略的に示す図である。
図６（ａ）は、動物１１に設定された座標系ＣＨと、内視鏡３０のベクトルＮ、Ｕ、およびＶとの位置関係を示す図、図６（ｂ）は図６（ａ）をベクトルＮの方向から見たときの図である。図６では、内視鏡３０の先端の回転角αがα＝α０の場合の例が示されている。
【００３１】
動物１１には座標系ＣＨ（座標軸ＡＰ、ＲＬ、およびＳＩ）が設定されている。座標軸ＡＰ、ＲＬ、およびＳＩの原点Ｏ１は、例えば、マグネット２のアイソセンターに位置決めされている。
【００３２】
内視鏡３０の磁気センサ３３は勾配磁場を検出する。磁気センサ３３により検出された勾配磁場は、制御部８に送信される。制御部８では、磁気センサ３３により検出された勾配磁場に基づいて、内視鏡３０の先端の位置および内視鏡３０の先端の向きを検出する。内視鏡３０の先端の位置および向きを検出することにより、ベクトルＮ、Ｕ、およびＶの位置および向きを検出することができる。
【００３３】
また、図６（ａ）および（ｂ）には、内視鏡３０により観察される部位Ｇを概略的に示してある。内視鏡３０により観察される部位Ｇが、内視鏡画像として得られる。
図７は、内視鏡画像の説明図である。
内視鏡画像は、図７（ａ）に示すように、内視鏡３０により観察される部位Ｇを面ＵＶに投影したときの画像として得ることができる。ベクトルＵは内視鏡画像の上側を規定しており、ベクトルＶは内視鏡画像の左側を規定している。図７（ｂ）には、図７（ａ）をベクトルＮの方向から見たときの図が示されている。内視鏡３０の先端はα＝α０だけ回転しているので（図６参照）、内視鏡画像もα＝α０だけ傾いている。内視鏡画像は、表示制御手段８３により、表示部１０（図１参照）に表示される。
【００３４】
図８は、内視鏡画像を表示部１０に表示するときの説明図である。
内視鏡３０の先端がα＝α０だけ回転している場合、得られる内視鏡画像も、α＝α０だけ回転している（図８（ａ）参照）。そこで、内視鏡画像の回転角を元に戻すために、ベクトルの原点Ｏ２を中心として内視鏡画像を時計方向にα０だけ回転させる（図８（ｂ）参照）。これにより、ベクトルＵが上側を向き、ベクトルＶが左側を向くようにすることができる。このように内視鏡画像を回転させた後で、内視鏡画像を表示部１０に表示する。図９に、表示部１０に表示された内視鏡画像の一例を概略的に示す。内視鏡３０の先端の回転角に関わらず、表示部１０には、ベクトルＵが上側を向くように内視鏡画像が表示される。
【００３５】
また、本形態では、表示部１０には、内視鏡画像の他に、座標系ＣＨ（座標軸ＡＰ、ＲＬ、およびＳＩ）の座標情報も表示される。以下に、座標情報がどのようにして表示されるかについて説明する。
【００３６】
図１０および図１１は、座標系ＣＨの座標情報を表示するときの説明図である。
投影手段８１（図１参照）は、図１０（ａ）に示すように、ベクトルＮの延長線上に座標系ＣＨの原点Ｏ１が位置するように、ベクトルＮ、Ｕ、およびＶを平行移動する。図１０（ｂ）には、図１０（ａ）をベクトルＮの方向から見たときの図が示されている。ベクトルＮ、Ｕ、およびＶを平行移動した後、投影手段８１は、座標軸ＡＰ、ＲＬ、およびＳＩを内視鏡画像に投影する（図１１参照）。
【００３７】
図１１は、座標軸ＡＰ、ＲＬ、およびＳＩを内視鏡画像に投影した後の様子を示す図である。図１１（ａ）は座標軸ＡＰ、ＲＬ、およびＳＩを内視鏡画像に投影するときの様子を概略的に示す図、図１１（ｂ）は図１１（ａ）をベクトルＮの方向から見たときの図である。
座標軸ＡＰ、ＲＬ、およびＳＩを内視鏡画像に投影することによって、座標軸ＡＰ、ＲＬ、およびＳＩと、内視鏡画像に表示される部位との対応関係を求めることができる。投影された座標軸ＡＰ、ＲＬ、およびＳＩは、表示制御手段８３により、内視鏡画像とともに、表示部１０に表示される（図１２参照）。
【００３８】
図１２は、座標軸ＡＰ、ＲＬ、およびＳＩおよび内視鏡画像を表示部１０に表示するときの説明図である。
内視鏡画像はα＝α０だけ回転しているので（図１２（ａ）参照）、内視鏡画像の回転角を元に戻すために、ベクトルの原点Ｏ２を中心として内視鏡画像を時計方向にα０だけ回転させる（図１２（ｂ）参照）。これにより、ベクトルＵが上側を向き、ベクトルＶが左側を向くようにすることができる。このように内視鏡画像を回転させた後で、内視鏡画像を表示部１０に表示する。図１３に、表示部１０に表示された内視鏡画像の一例を概略的に示す。内視鏡画像には、座標軸ＡＰ、ＲＬ、およびＳＩが投影されているので、術者は、内視鏡画像を見るだけで、内視鏡画像の下側がＰ軸側（腹部側）であり、内視鏡画像の上側がＡ軸側（背中側）であることを視覚的に容易に認識することができる。したがって、術者は、座標軸の情報を、内視鏡の移動方向などを決めるときの判断材料として使用することができ、術者の負担を軽減することができる。
【００３９】
尚、図１３では、座標軸ＡＰ、ＲＬ、およびＳＩを表す矢印が示されている。しかし、これらの矢印は、内視鏡画像に重なっているので、術者が内視鏡画像を視認する上では邪魔になる。そこで、表示部１０に内視鏡画像を表示するときは、これらの矢印は表示しないようにする。図１４に、表示部１０に表示される内視鏡画像の例を示す。図１４（ａ）では、矢印は表示されておらず、内視鏡画像には、ＡＰ軸を表すアルファベット「Ａ」および「Ｐ」、ＲＬ軸を表すアルファベット「Ｒ」および「Ｌ」、ＳＩ軸を表すアルファベット「Ｓ」および「Ｉ」が示されている。したがって、術者に内視鏡画像を見易くさせることができる。
【００４０】
一方、図１４（ｂ）では、アルファベット「Ａ」、「Ｐ」、「Ｒ」、「Ｌ」、「Ｓ」、および「Ｉ」を取り囲むようなサークルが追加されている。このようなサークルを表示することによって、術者に、内視鏡画像の中央部分の領域の位置を視覚的に認識しやすくさせることができる。
【００４１】
次に、内視鏡３０の先端の角度αを変化させた場合、ＡＰ軸、ＲＬ軸、およびＳＩ軸の表示がどのように変化するかについて説明する。
【００４２】
図１５は内視鏡３０の先端の回転角αをα０からα１に変更したときの座標系ＣＨとベクトルＮ、Ｕ、およびＶとの位置関係を示す図、図１６はα＝α１の場合に取得される内視鏡画像の説明図である。
【００４３】
内視鏡３０の先端の回転角を変更しても、内視鏡３０により観察される部位Ｇに変化はない。したがって、図１６（ａ）に示すように、α＝α１の場合も、α＝α０の場合と同様に、部位Ｇを面ＵＶに投影したときの画像が、内視鏡画像として得られる。図１６（ｂ）には、図１６（ａ）をベクトルＮの方向から見たときの図が示されている。
【００４４】
次に、内視鏡画像に、座標軸ＡＰ、ＲＬ、およびＳＩを投影する（図１７および図１８参照）。
図１７および図１８は、内視鏡画像に座標軸ＡＰ、ＲＬ、およびＳＩを投影するときの説明図である。
投影手段８１は、先ず、図１７（ａ）に示すように、ベクトルＮの延長線上に座標系ＣＨの原点Ｏ１が位置するように、ベクトルＮ、Ｕ、およびＶを平行移動する。図１７（ｂ）には、図１７（ａ）をベクトルＮの方向から見たときの図が示されている。ベクトルＮ、Ｕ、およびＶを平行移動した後、投影手段８１は、座標軸ＡＰ、ＲＬ、およびＳＩを内視鏡画像に投影する（図１８参照）。
【００４５】
図１８は、座標軸ＡＰ、ＲＬ、およびＳＩを内視鏡画像に投影した後の様子を示す図である。図１８（ａ）は座標軸ＡＰ、ＲＬ、およびＳＩを内視鏡画像に投影するときの様子を概略的に示す図、図１８（ｂ）は図１８（ａ）をベクトルＮの方向から見たときの図である。
座標軸ＡＰ、ＲＬ、およびＳＩを内視鏡画像に投影することによって、座標軸ＡＰ、ＲＬ、およびＳＩと、内視鏡画像に表示される部位との対応関係を求めることができる。投影された座標軸ＡＰ、ＲＬ、およびＳＩは、表示制御手段８３により、内視鏡画像とともに、表示部１０に表示される（図１９参照）。
【００４６】
図１９は、座標軸ＡＰ、ＲＬ、およびＳＩおよび内視鏡画像を表示部１０に表示するときの説明図である。
内視鏡画像はα＝α１だけ回転しているので（図１９（ａ）参照）、内視鏡画像の回転角を元に戻すために、ベクトルの原点Ｏ２を中心として内視鏡画像を時計方向にα０だけ回転させる（図１９（ｂ）参照）。これにより、ベクトルＵが上側を向き、ベクトルＶが左側を向くようにすることができる。このように内視鏡画像を回転させた後で、内視鏡画像を表示部１０に表示する。図２０に、表示部１０に表示された内視鏡画像の一例を概略的に示す。図２０（ａ）はサークルが表示されない例を示し、図２０（ｂ）はサークルが表示される例を示す。内視鏡画像には、座標軸ＡＰ、ＲＬ、およびＳＩが投影されているので、術者は、内視鏡画像を見るだけで、内視鏡画像の下側がＬ軸側（左半身側）であり、内視鏡画像の上側がＲ軸側（右半身側）であることを視覚的に容易に認識することができる。
【００４７】
尚、上記の説明では、内視鏡画像に、３つの座標軸ＡＰ、ＲＬ、およびＳＩが全て表示されている。しかし、３つの座標軸ＡＰ、ＲＬ、およびＳＩを全て表示する必要はなく、例えば、２つの座標軸のみを表示してもよい。以下に、２つの座標軸のみを表示する場合について説明する。
【００４８】
図２１は、２つの座標軸のみを表示するときの説明図である。
術者が内視鏡画像を見ると、術者の視線はベクトルＮと同一方向になる。したがって、術者としては、ベクトルＮとの成す角が小さい座標軸の方向を知るよりも、ベクトルＮとの成す角が大きい座標軸の方向を知る方が、内視鏡３０の先端の位置を視覚的に認識する上では有用な情報であると考えられる。そこで、３つの座標軸の中から、ベクトルＮとの成す角度が１番大きい座標軸と２番目に大きい座標軸を選択し、選択された座標軸のみを表示させてもよい（図２２参照）。
【００４９】
図２２は、３つの座標軸の中から、ベクトルＮとの成す角度が大きい座標軸を選択するときの説明図である。
先ず、ベクトルＮの延長線上に座標系ＣＨの原点Ｏ１が位置するように内視鏡３０のベクトルＮ、Ｕ、およびＶを平行移動する。このようにベクトルＮ、Ｕ、およびＶを平行移動することにより、ベクトルＮと３つの座標軸ＡＰ、ＲＬ、およびＳＩとの成す角β１、β２、およびβ３が規定される。
【００５０】
選択手段８２（図１参照）は、角β１、β２、およびβ３を計算する。したがって、角β１、β２、およびβ３を比較することにより、ベクトルＮとの成す角度が１番大きい座標軸と２番目に大きい座標軸を選択することができる。例えば、角β１、β２、およびβ３の間に、β１＞β２＞β３の関係がある場合、ベクトルＮとの成す角が最大となる座標軸は、ＡＰであり、ベクトルＮとの成す角が２番目に大きい座標軸は、ＲＬとなる。したがって、２つの座標軸ＡＰおよびＲＬを表示する。図２３に、内視鏡画像に２つの座標軸ＡＰおよびＲＬを表示した例を示す。内視鏡画像に対して、３つの座標軸のうち、２つの座標軸のみを表示することにより、術者が内視鏡３０の先端の位置を知る上で優先順位の高い座標軸のみを表示することができる。
【００５１】
（２）第２の形態
図２４は、第２の形態のＭＲ装置２００の概略図である。
ＭＲ装置２００は、内視鏡３０の仰角θを算出する算出手段８４を有している。尚、その他の構成は、第１の形態と同じである。以下に、仰角θについて説明する。
【００５２】
図２５は、仰角θの説明図である。
仰角θを求める場合も、第１の形態と同様に、内視鏡３０のベクトルＮが座標の原点Ｏ１を横切るように、内視鏡３０のベクトルＮ、Ｕ、およびＶを平行移動する。図２５には、ＳＩ軸とＲＬ軸とによって規定される面ＲＩが示されている。仰角θは、ベクトルＮの面ＲＩへの投影成分Ｎ０とベクトルＮとの成す角度として規定される。仰角θは、表示制御手段８３により、表示部１０に表示される。図２６に、表示部１０に表示される仰角θの表示方法の一例を示す。図２６では、内視鏡画像の中央部分に、仰角θを示すための仰角インジケータＩｅが表示されている。仰角インジケータ
Ｉｅは、仰角θの値を指示するポインタＰＴを有している。図２６では、仰角インジケータＩｅは、１０°〜７０°の角度範囲を示し、ポインタが、θ＝４５°を指示している例が示されている。したがって、術者は、表示部１０に表示された内視鏡画像を見ながら、同時に、仰角θ（θ＝４５°）を確認することができるので、内視鏡３０の先端が面ＲＩに対してどの程度傾いているかを知ることができる。
次に、仰角θの値を変化させた場合、仰角θの表示がどのように変化するかについて説明する。
【００５３】
図２７は、内視鏡３０の先端の仰角θがθ＝０°のときの座標系ＣＨとベクトルＮとの位置関係を示す図、図２８は、θ＝０°のときの仰角インジケータＩｅの一例を示す図である。
【００５４】
θ＝０°の場合、ベクトルＮは面ＲＩに対して平行になる。仰角インジケータＩｅは、−３０°〜３０°の角度範囲を示し、ポインタはθ＝０°を指示している。したがって、術者は、表示部１０に表示された内視鏡画像を見ながら、同時に、仰角θ（θ＝０°）を確認することができるので、内視鏡３０のベクトルＮが面ＲＩに平行であることを認識できる。
次に、内視鏡３０の先端の仰角θがθ＝−４５°の場合の仰角インジケータについて説明する。
【００５５】
図２９は、内視鏡３０の先端の仰角θがθ＝−４５°のときの座標系ＣＨとベクトルＮとの位置関係を示す図、図３０は、θ＝−４５°のときの仰角インジケータＩｅの一例を示す図である。
【００５６】
θ＝−４５°の場合、ベクトルＮは面ＲＩに対して斜め上方向を向く。仰角インジケータは、−１０°〜−７０°の角度範囲を示し、ポインタはθ＝−４５°を指示している。したがって、術者は、表示部１０に表示された内視鏡画像を見ながら、同時に、仰角θの値（θ＝−４５°）を確認することができるので、内視鏡３０の先端は斜め上の方向を向いていることを認識できる。
【００５７】
（３）第３の形態
以下に、第３の形態について説明する。第３の形態では、算出手段８４が、仰角θの他に、方位角φを算出するように構成されているが、その他の構成は、第２の形態と同じである。以下に、方位角φについて説明する。
【００５８】
図３１は、方位角φの説明図である。
方位角φを求める場合も、内視鏡３０のベクトルＮが座標の原点Ｏ１を横切るように、内視鏡３０のベクトルＮ、Ｕ、およびＶを平行移動する。方位角φは、ベクトルＮの面ＲＩへの投影成分Ｎ０とＳＩ軸との成す角として規定される。この角度φが、表示制御手段８３により、表示部１０に表示される。図３２に、表示部１０に表示される方位角φの表示方法の一例を示す。図３２では、内視鏡画像内のサークルの上部に、方位角φを示すための方位角インジケータＩａが表示されている。方位角インジケータＩａは、方位角φの値を指示するポインタＰＴを有している。図３２では、方位角インジケータＩａは、５０°Ｒ〜１０°Ｌの角度範囲を示し、ポインタＰＴが、φ＝２０°Ｒを指示している例が示されている。尚、φを表す角度には、アルファベット「Ｒ」又は「Ｌ」が併記されている。アルファベット「Ｒ」は、角度φがＳＩ軸に対してＲ軸側であることを示しており、アルファベット「Ｌ」は、角度φがＳＩ軸に対してＬ軸側であることを示している。したがって、ポインタＰＴが指示しているφ＝２０°Ｒは、ＳＩ軸に対してＲ軸側に２０°傾いていることを表している。術者は、表示部１０に表示された内視鏡画像を見ながら、同時に、方位角φ（θ＝２０°Ｒ）を確認することができるので、内視鏡３０の先端がＳＩ軸に対してどの程度傾いているかを知ることができる。
次に、方位角φの値を変化させた場合、方位角φの表示がどのように変化するかについて説明する。
【００５９】
図３３は、内視鏡３０の先端の方位角φがφ＝０°のときの座標系ＣＨとベクトルＮとの位置関係を示す図、図３４は、φ＝０°のときの方位角インジケータＩａの一例を示す図である。
【００６０】
図３３には、面ＲＩの他に、面ＡＩが表示されている。面ＡＩは、ＳＩ軸とＡＰ軸とによって規定される面である。φ＝０°の場合、ベクトルＮは面ＡＩに対して平行になる。方位角インジケータは、３０°Ｒ〜３０°Ｌの角度範囲を示し、ポインタＰＴはφ＝０°を指し示している。したがって、術者は、表示部１０に表示された内視鏡画像を見ながら、同時に、方位角φ（φ＝０°）を確認することができるので、内視鏡３０のベクトルＮが面ＡＩに平行であることを認識できる。
次に、内視鏡３０の先端の方位角φがφ＝２０°Ｌの場合の方位角インジケータについて説明する。
【００６１】
図３５は、内視鏡３０の先端の方位角φがφ＝２０°Ｌのときの座標系ＣＨとベクトルＮとの位置関係を示す図、図３６は、φ＝２０°Ｌのときの方位角インジケータＩａの一例を示す図である。
【００６２】
方位角インジケータは、１０°Ｒ〜５０°Ｌの角度範囲を示し、ポインタはφ＝２０°Ｌを指し示している。したがって、術者は、表示部１０に表示された内視鏡画像を見ながら、同時に、方位角φ（φ＝２０°Ｌ）を確認することができるので、ベクトルＮがＳＩ軸に対して２０°傾いていることがわかる。
【００６３】
（４）第４の形態
以下に、第４の形態について説明する。尚、ＭＲ装置のハードウェア構成は、第２の形態と同じである。
【００６４】
図３７は、第４の形態において手術を行うときのフローを示す図である。
ステップＳＴ１では、手術部位の画像データを取得するためのスキャンを実行する。図３８には、スキャンにより取得された画像データＤを概略的に示す。スキャンを実行した後、ステップＳＴ２に進む。
【００６５】
ステップＳＴ２では、術者は、画像データＤを見ながら、外科用器具３４で外科的処置を施したい部位（以下、「ターゲット」と呼ぶ）を特定する。図３９に、術者が特定したターゲットＴを示す。ターゲットＴを特定した後、ステップＳＴ３に進む。
【００６６】
ステップＳＴ３では、動物１１に内視鏡３０を挿入し、手術を行う。
図４０は、内視鏡３０を動物１１に挿入したときの様子を概略的に示す図である。
図４０（ａ）は、動物１１に設定された座標系ＣＨと、内視鏡３０のベクトルＮ、Ｕ、およびＶとの位置関係を示す図、図４０（ｂ）は図４０（ａ）をベクトルＮの方向から見たときの図である。
内視鏡３０を挿入することにより、術者は、動物１１の内部の部位Ｇを観察することができる。このとき、表示部１０には、表示制御手段８３により、内視鏡画像や種々の情報が表示される。図４１に、表示部１０に表示される内視鏡画像や種々の情報の一例を示す。具体的には、表示部１０には、以下の（１）〜（６）などが表示される。
（１）内視鏡画像
（２）座標軸
（３）仰角インジケータＩｅ
（４）方位角インジケータＩａ
（５）ターゲットＴ
（６）距離ｄ、δ、およびΔ
尚、（１）〜（４）は、第１〜第３の形態で説明されているので、（１）〜（３）の説明は省略し、以下では、（５）および（６）について説明する。
【００６７】
（５）ターゲットＴについて
図４２は、ターゲットＴを表示部１０に表示するときの説明図である。
図４２（ａ）は、ターゲットＴを内視鏡画像に投影するときの様子を示す図、図４２（ｂ）は図４２（ａ）をベクトルＮの方向から見たときの図である。
投影手段８１は、ターゲットＴを内視鏡画像に投影する。これにより、内視鏡画像とターゲットＴとの位置関係を求めることができる。したがって、図４１に示すように、内視鏡画像内に、ターゲットＴを表示することができる。
【００６８】
（６）距離ｄ、δ、およびΔについて
図４３は、距離ｄ、δ、およびΔの説明図である。
距離ｄは、内視鏡３０の先端からターゲットＴまでの距離である。内視鏡３０の先端の位置は、内視鏡３０の磁気センサ３３を用いて検出することができる。また、ターゲットＴの位置はステップＳＴ１で求められている。したがって、内視鏡３０の先端の位置と、ターゲットＴの位置とが分かっているので、距離ｄを算出することができる。距離ｄは、算出手段８４によって算出される。
【００６９】
距離δは、内視鏡３０から外科用器具３４を突出させたと仮想したときの外科用器具３４の仮想の突出距離を表している。この場合、ベクトルＵおよびＶは、距離δだけベクトルＮの方向に平行移動する。距離δは、術者によって設定される。
【００７０】
距離Δは、外科用器具３４の仮想の先端位置からターゲットＴまでの距離ｇを、ベクトルＮに投影したときの投影成分の長さを表している。距離ｇは、外科用器具３４の仮想の先端位置とターゲットＴの位置から算出することができる。したがって、距離ｇをベクトルＮに投影することにより、距離Δを算出することができる。距離Δは、算出手段８４によって算出される。
【００７１】
このように、表示部１０には、ターゲットＴや距離ｄ、δ、Δなども表示される。
術者は、表示部１０（図４１参照）を見て、ターゲットＴの位置を確認し、ターゲットＴが内視鏡画像の中心点Ｃに重なっているか否かを判断する。図４１では、ターゲットＴは、内視鏡画像の中心点Ｃからずれている。そこで、術者は、ターゲットＴが内視鏡画像の中心点Ｃに重なるように、内視鏡３０の位置および向きを調整する。
【００７２】
図４４は、内視鏡３０の位置および向きを調整した後の様子を概略的に示す図である。図４４では、ベクトルＮがターゲットＴを横切っている。この場合、ターゲットＴを内視鏡画像に投影すると、以下のようになる。
【００７３】
図４５は、ターゲットＴを内視鏡画像に投影するときの説明図である。
図４５（ａ）は、ターゲットＴを内視鏡画像に投影するときの様子を示す図、図４５（ｂ）は図４５（ａ）をベクトルＮの方向から見たときの図である。
ベクトルＮがターゲットＴを横切る場合、ターゲットＮは内視鏡画像の中心に投影される。したがって、表示部１０に表示される内視鏡画像を見ると、図４６に示すように、内視鏡画像の中心点ＣにターゲットＴが表示されている。術者は、ターゲットＴが内視鏡画像の中心点Ｃに重なっていることを確認したら、外科用器具３４の仮想の突出距離δを設定する（図４７参照）。
【００７４】
図４７は、外科用器具３４の仮想の突出距離δをδ＝δ１に設定したときの様子を示す図である。
突出距離δ＝δ１が設定されると、算出手段８４は、距離Δなどを計算する。また、ＭＲ装置は、面ＵＶのＭＲ画像を取得するためのスキャンを実行する。このスキャンにより取得された面ＵＶのＭＲ画像は、内視鏡画像とともに表示部１０に表示される。図４８に、表示部１０に表示される画像の一例を示す。
【００７５】
δ＝δ１の場合、外科用器具３４の仮想の先端位置は、ターゲットＴには到達していない（図４７参照）。この場合、面ＵＶはターゲットＴを横切らないので、術者は、面ＵＶのＭＲ画像を見ても、面ＵＶのＭＲ画像の中に、ターゲットＴを確認することができない。したがって、術者は、δ＝δ１の位置は、ターゲットＴの位置から外れていることが分かる。そこで、術者はδを別の値に設定する（図４９参照）。
【００７６】
図４９は、術者がδを別の値に設定したときの様子を示す図である。
図４９では、δ＝ｄに設定された例が示されている。この場合、外科用器具３４の仮想の先端位置はターゲットＴに到達している。ＭＲ装置は、面ＵＶのＭＲ画像を取得するためのスキャンを実行する。この場合、表示部１０には、図５０に示すような画像が表示される。
【００７７】
δ＝ｄの場合、外科用器具３４の仮想の先端位置はターゲットＴに到達しているので（図４９参照）、術者は、面ＵＶのＭＲ画像の中に、ターゲットＴを確認することができる。
【００７８】
以下同様に、術者は、δの値を変更し、δの値ごとに得られる面ＵＶのＭＲ画像を確認する。このように、δの値ごとに得られる面ＵＶのＭＲ画像を確認することにより、術者は、ターゲットＴの位置、大きさ、形状などの情報を確認することができる。術者はターゲットＴの位置、大きさ、形状などを確認したら、内視鏡３０の先端から外科用器具３４を実際に突出させ、ターゲットＴに外科的処置を施し、治療を行う。
【００７９】
第４の形態では、術者は、表示部１０を見ることにより、内視鏡画像とターゲットＴとの位置関係を確認することができる。また、距離Δを算出することによって、外科用器具３４の仮想の先端位置からターゲットＴまでの距離を知ることもできるので、術者がδの値を設定するときの参考にすることができる。
【００８０】
尚、第４の形態では、面ＵＶのＭＲ画像を表示しているが、更に、面ＮＵおよび面ＮＶ（図４参照）のＭＲ画像を表示させてもよい。図５１に、面ＵＶのＭＲ画像、面ＮＵのＭＲ画像、および面ＮＶのＭＲ画像を表示させたときの一例を示す。これらのＭＲ画像を表示することにより、術者は、互いに直交する３面のＭＲ画像を確認することができるので、内視鏡３０の先端の位置や向きの調整をスムーズに行うことができる。
【００８１】
また、第１〜第４の形態では、磁気共鳴装置について説明されている。しかし、本発明は、内視鏡画像を表示する表示装置を有する医用装置であれば、磁気共鳴装置とは別の医用装置（例えば、ＣＴ装置）に適用することができる。
【００８２】
また、第１〜第４の形態では、動物１１の内視鏡画像を取得する例について説明されている。しかし、本発明は、内視鏡で観察される対象は、動物に限定されることはなく、人体や、生物以外の物体（例えば、配管の内部や、建物の内部）を、内視鏡で観察される対象とすることができる。
【符号の説明】
【００８３】
２  マグネット
３  テーブル
３ａ  クレードル
４  受信コイル
５  送信器
６  勾配磁場電源
７  受信器
８  制御部
９  操作部
１０  表示部
１１  動物
１２、１３  術者
２１  ボア
８１  投影手段
８２  選択手段
８３  表示制御手段
【図１】
2014083156.tif 000003
【図２】
2014083156.tif 000004
【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】
2014083156.tif 000009
【図８】
2014083156.tif 000010
【図９】
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【図１０】
2014083156.tif 000012
【図１１】
2014083156.tif 000013
【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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【図１８】
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【図１９】
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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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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【図３１】
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【図３２】
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【図３３】
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【図３４】
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【図３５】
2014083156.tif 000037
【図３６】
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【図３７】
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【図３８】
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【図３９】
2014083156.tif 000041
【図４０】
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【図４１】
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【図４２】
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【図４３】
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【図４４】
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【図４５】
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【図４６】
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【図４７】
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【図４８】
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【図４９】
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【図５０】
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【図５１】
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