(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
被検体に対して固定される複数のコイルと、
前記複数のコイルが発生する磁界あるいは前記複数のコイルが受信した磁界に基づいて、前記コイルの位置を算出するコイル位置算出部と、
前記コイル位置算出部の算出結果から、前記被検体の位置を算出する被検体位置算出部と、
前記コイル位置算出部の算出結果から、前記被検体の向きを算出する被検体向き算出部と、
前記被検体内の医療機器の姿勢を示す医療機器姿勢画像を生成する医療機器姿勢画像生成部と、
前記被検体位置算出部の算出結果と前記被検体向き算出部の算出結果とに基づいて、投影装置が投影する前記医療機器姿勢画像の出力を制御する医療機器姿勢画像出力制御部と、
前記被検体の周囲において前記投影装置を所定の範囲で移動可能にするレールと、
前記投影装置が固定され、前記レール上を移動する台車と、
を有し、
前記投影装置は、前記被検体に向けて前記医療機器姿勢画像を投影するプロジェクタであることを特徴とする医療機器の姿勢画像表示装置。
【請求項２】
前記台車は、モータ駆動可能で、ブレーキを有することを特徴とする請求項１に記載の医療機器の姿勢画像表示装置。
【請求項３】
被検体に対して固定される複数のコイルと、
前記複数のコイルが発生する磁界あるいは前記複数のコイルが受信した磁界に基づいて、前記コイルの位置を算出するコイル位置算出部と、
前記コイル位置算出部の算出結果から、前記被検体の位置を算出する被検体位置算出部と、
前記コイル位置算出部の算出結果から、前記被検体の向きを算出する被検体向き算出部と、
前記被検体内の医療機器の姿勢を示す医療機器姿勢画像を生成する医療機器姿勢画像生成部と、
前記被検体位置算出部の算出結果と前記被検体向き算出部の算出結果とに基づいて、前記被検体に向けて前記医療機器姿勢画像を投影する投影装置としての複数のプロジェクタが投影する前記医療機器姿勢画像の出力を制御する医療機器姿勢画像出力制御部と、
前記複数のプロジェクタのいずれか１つを選択するための選択部と、
を有することを特徴とする医療機器の姿勢画像表示装置。
【請求項４】
前記複数のプロジェクタは、第１のプロジェクタと、第２のプロジェクタを含み、
前記第１のプロジェクタは、前記被検体の上方に設けられ、
前記第２のプロジェクタは、前記被検体の側方に設けられていることを特徴とする請求項３に記載の医療機器の姿勢画像表示装置。
【請求項５】
被検体に対して固定される複数のコイルと、
前記複数のコイルが発生する磁界あるいは前記複数のコイルが受信した磁界に基づいて、前記コイルの位置を算出するコイル位置算出部と、
前記コイル位置算出部の算出結果から、前記被検体の位置を算出する被検体位置算出部と、
前記コイル位置算出部の算出結果から、前記被検体の向きを算出する被検体向き算出部と、
前記被検体内の医療機器の姿勢を示す医療機器姿勢画像を生成する医療機器姿勢画像生成部と、
前記被検体位置算出部の算出結果と前記被検体向き算出部の算出結果とに基づいて、投影装置が投影する前記医療機器姿勢画像の出力を制御する医療機器姿勢画像出力制御部と、
術者の位置を検出するためのカメラと、
前記カメラによって撮像して得られた画像を解析して、前記術者の位置を算出する術者位置算出部と、
を有し、
前記投影装置は、ヘッドアップディスプレイであり、
前記医療機器姿勢画像出力制御部は、前記被検体位置算出部の算出結果と、前記術者位置算出部の算出結果から、前記術者の視界において、前記被検体と前記医療機器姿勢画像が重なるように、前記ヘッドアップディスプレイにおける前記医療機器姿勢画像の位置を調整することを特徴とする医療機器の姿勢画像表示装置。
【請求項６】
前記ヘッドアップディスプレイは、前記被検体が横たわるベッドの横に設けられていることを特徴とする請求項５に記載の医療機器の姿勢画像表示装置。
【請求項７】
前記複数のコイルは、前記被検体の腹部近傍に設けられていることを特徴とする請求項１から６のいずれか１つに記載の医療機器の姿勢画像表示装置。
【請求項８】
前記医療機器姿勢画像出力制御部は、前記被検体の体表面あるいは衣類表面において、前記医療機器姿勢画像が歪まないようにする画像調整を行うことを特徴とする請求項１から７のいずれか１つに記載の医療機器の姿勢画像表示装置。
【請求項９】
前記画像調整は、前記投影装置が投影する画像の基準投影面に対する、前記医療機器姿勢画像が投影される投影面の傾きに応じた逆パースペクティブ処理を含むことを特徴とする請求項８に記載の医療機器の姿勢画像表示装置。
【請求項１０】
前記医療機器は、挿入部を有する内視鏡であり、
前記医療機器姿勢画像は、前記挿入部の挿入形状であることを特徴とする請求項１から９のいずれか１つに記載の医療機器の姿勢画像表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、医療機器の姿勢画像表示装置に関し、特に、被検体内の医療機器の姿勢画像を表示する医療機器の姿勢画像表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、内視鏡装置が医療分野において広く利用されている。内視鏡装置は、細長い可撓性を有する挿入部を有する医療機器であり、術者は、その挿入部を被検体内に挿入して、被検体内を観察することができる。内視鏡画像はモニタに表示されているが、術者には、挿入部の先端部が患者の体内のどこにあるのかは分からない。
【０００３】
そこで、例えば、特開２０００−１８９３７９号公報及び特開２０００−７９０８７号公報には、内視鏡の挿入部の挿入形状を表示する内視鏡挿入形状表示装置が提案されている。
【０００４】
内視鏡挿入形状表示装置は、挿入部内に組み込まれた複数のソースコイルと、コイルユニットに配置された複数のセンスコイルと、挿入部の挿入形状が表示されるモニタとを有する。複数のソースコースから発生された磁界を、コイルユニットの複数のセンスコイルにより検出し、内視鏡挿入形状表示装置は、検出した各ソースコイルからの磁界に基づいて各ソースコイルの位置を推定することによって、挿入部の挿入形状を推定して、その推定した挿入形状をモニタ上に表示する。
【０００５】
術者は、その内視鏡挿入形状表示装置のモニタを見ることによって、患者の体内に挿入された挿入部の先端部の位置、及び挿入部の屈曲状態を知ることができる。  
術者は、検査中、内視鏡挿入形状表示装置のモニタに表示される挿入形状を確認しながら、挿入部の挿入操作、用手圧迫操作、等を行うことができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０００−１８９３７９号公報
【特許文献２】特開２０００−７９０８７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかし、術者は、挿入部の挿入形状を確認するとき、一旦患者から目を離し、内視鏡挿入形状表示装置のモニタに目を移さなければならない。  
モニタ上に表示される挿入部の挿入形状は、肛門を下にして患者の体を正面から見たときの形状であるため、術者の視点とは異なる視点で見たときの形状となる。
【０００８】
従って、術者は、目をモニタから患者へ戻したときに、目で見ている患者の体の中で実際には挿入部がどのように湾曲して配置されているかを想像してから、挿入部の挿入操作、用手圧迫などの処置を行わなければならなかった。
【０００９】
上述した特開２０００−１８９３７９号公報には、患者の体表面に複数のコイルを配置して、挿入部の先端の位置をＬＥＤの点灯により知らしめる内視鏡形状検出システムが開示されているが、そのシステムは、挿入部の先端部の位置を示すだけであり、術者は、先端部の姿勢も挿入形状も知ることはできない。
【００１０】
また、上述した特開２０００−７９０８７号公報には、患者の基準位置を特定するためのマーカを用いて、モニタ上に、挿入形状と共に、マーカも表示する内視鏡形状検出装置が開示されているが、術者は、目で見ている患者の体内で挿入部がどのように湾曲しているかを理解することは容易ではない。
【００１１】
そこで、本発明は、術者が被検体から目を離さずに、被検体内の医療機器の姿勢を容易に認識することができる医療機器の姿勢画像表示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】
【００１２】
本発明の一態様の医療機器の姿勢画像表示装置は、被検体に対して固定される複数のコイルと、 前記複数のコイルが発生する磁界あるいは前記複数のコイルが受信した磁界に基づいて、前記コイルの位置を算出するコイル位置算出部と、 前記コイル位置算出部の算出結果から、前記被検体の位置を算出する被検体位置算出部と、 前記コイル位置算出部の算出結果から、前記被検体の向きを算出する被検体向き算出部と、 前記被検体内の医療機器の姿勢を示す医療機器姿勢画像を生成する医療機器姿勢画像生成部と、 前記被検体位置算出部の算出結果と前記被検体向き算出部の算出結果とに基づいて、投影装置が投影する前記医療機器姿勢画像の出力を制御する医療機器姿勢画像出力制御部と、 前記被検体の周囲において前記投影装置を所定の範囲で移動可能にするレールと、 前記投影装置が固定され、前記レール上を移動する台車と、を有し、前記投影装置は、前記被検体に向けて前記医療機器姿勢画像を投影するプロジェクタである。
本発明の一態様の医療機器の姿勢画像表示装置は、被検体に対して固定される複数のコイルと、 前記複数のコイルが発生する磁界あるいは前記複数のコイルが受信した磁界に基づいて、前記コイルの位置を算出するコイル位置算出部と、 前記コイル位置算出部の算出結果から、前記被検体の位置を算出する被検体位置算出部と、 前記コイル位置算出部の算出結果から、前記被検体の向きを算出する被検体向き算出部と、 前記被検体内の医療機器の姿勢を示す医療機器姿勢画像を生成する医療機器姿勢画像生成部と、 前記被検体位置算出部の算出結果と前記被検体向き算出部の算出結果とに基づいて、前記被検体に向けて前記医療機器姿勢画像を投影する投影装置としての複数のプロジェクタが投影する前記医療機器姿勢画像の出力を制御する医療機器姿勢画像出力制御部と、 前記複数のプロジェクタのいずれか１つを選択するための選択部と、を有する。
本発明の一態様の医療機器の姿勢画像表示装置は、被検体に対して固定される複数のコイルと、前記複数のコイルが発生する磁界あるいは前記複数のコイルが受信した磁界に基づいて、前記コイルの位置を算出するコイル位置算出部と、前記コイル位置算出部の算出結果から、前記被検体の位置を算出する被検体位置算出部と、前記コイル位置算出部の算出結果から、前記被検体の向きを算出する被検体向き算出部と、前記被検体内の医療機器の姿勢を示す医療機器姿勢画像を生成する医療機器姿勢画像生成部と、前記被検体位置算出部の算出結果と前記被検体向き算出部の算出結果とに基づいて、投影装置が投影する前記医療機器姿勢画像の出力を制御する医療機器姿勢画像出力制御部と、術者の位置を検出するためのカメラと、前記カメラによって撮像して得られた画像を解析して、前記術者の位置を算出する術者位置算出部と、を有し、前記投影装置は、ヘッドアップディスプレイであり、前記医療機器姿勢画像出力制御部は、前記被検体位置算出部の算出結果と、前記術者位置算出部の算出結果から、前記術者の視界において、前記被検体と前記医療機器姿勢画像が重なるように、前記ヘッドアップディスプレイにおける前記医療機器姿勢画像の位置を調整する。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、術者が被検体から目を離さずに、被検体内の医療機器の姿勢を容易に認識することができる医療機器の姿勢画像表示装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係わる内視鏡システムの構成を示す構成図である。
【図２】本発明の第１の実施の形態に係わる、基準プレート２６の正面図である。
【図３】本発明の第１の実施の形態に係わる、基準プレート２６の側面図である。
【図４】本発明の第１の実施の形態に係わる制御ユニット２３の構成を示すブロック図である。
【図５】本発明の第１の実施の形態に係わる、患者Pの位置と向きの検出処理の流れの例を示すフローチャートである。
【図６】本発明の第１の実施の形態に係わる、投影画像調整回路３５における投影画像の調整処理の流れの例を示すフローチャートである。
【図７】本発明の第１の実施の形態に係わる、基準投影面に対して、投影面が傾いている状態を示す図である。
【図８】本発明の第１の実施の形態に係わる、基準投影面に対して傾いている投影面上に投影される挿入形状画像の形状を説明するための図である。
【図９】本発明の第１の実施の形態に係わる、逆パースペクティブ処理が施された挿入形状画像の形状を説明するための図である。
【図１０】本発明の第２の実施の形態に係わる内視鏡システム１Aの構成を示す構成図である。
【図１１】本発明の第２の実施の形態に係わる、プロジェクタ４が移動可能に取り付けられるレール４１の構成を示す図である。
【図１２】本発明の第２の実施の形態に係わる制御ユニット２３の構成を示すブロック図である。
【図１３】本発明の第２の実施の形態に係わる、台車４３Ａのレール４１上の移動制御の流れの例を示すフローチャートである。
【図１４】本発明の第２の実施の形態に係わる、台車４３Ｂのレール４４上の移動制御の流れの例を示すフローチャートである。
【図１５】本発明の第３の実施の形態に係わる内視鏡システム１Ｂの構成を示す構成図である。
【図１６】本発明の第３の実施の形態に係わる、２つのプロジェクタ４Ａと４Ｂが取り付けられた構成を示す図である。
【図１７】本発明の第３の実施の形態に係わる制御ユニット２３の構成を示すブロック図である。
【図１８】本発明の第３の実施の形態に係わる、システムプロセッサ３１Ｂによる、２つのプロジェクタ４Aと４Bの切換制御の流れの例を示すフローチャートである。
【図１９】本発明の第４の実施の形態に係わる内視鏡システム１Ｃの構成を示す構成図である。
【図２０】本発明の第４の実施の形態に係わる、ヘッドアップディスプレイが設置されたベッドBの斜視図である。
【図２１】本発明の第４の実施の形態に係わる制御ユニット２３Ｃの構成を示すブロック図である。
【図２２】本発明の第４の実施の形態に係わる、システムプロセッサ３１Ｃと投影画像調整回路３５Aによる、投影画像の調整処理の流れの例を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。
（第１の実施の形態）
（システム構成）
図１は、本実施の形態に係わる内視鏡システムの構成を示す構成図である。
内視鏡システム１は、内視鏡装置２と、内視鏡形状検出装置３と、プロジェクタ４とを含んで構成されている。内視鏡システム１は、医療機器である内視鏡の姿勢画像表示装置を構成する。
【００１６】
内視鏡装置２は、内視鏡５と、プロセッサ６と、モニタ７とを含む。医療機器である内視鏡５は、被検体である患者Pの体腔内に挿入される細長で可撓性を有する挿入部１１と、挿入部１１の基端に接続され、各種操作器が設けられた操作部１２と、プロセッサ６と接続するための操作部１２から延出するケーブル１３とを有している。図１は、挿入部１１が、検査用のベッドB上に横たわる患者Pの肛門から大腸内に挿入されている状態を示している。
【００１７】
プロセッサ６は、内視鏡５の挿入部１１の先端部から照明光を出射するための光源と、挿入部１１の先端部に配置された撮像素子の駆動及び撮像素子からの画像信号を受信して信号処理を行う画像信号処理部と、を含む。プロセッサ６は、画像信号処理部により生成された画像をモニタ７へ出力することにより、内視鏡画像がモニタ７の画面上に表示される。
【００１８】
操作部１２には、操作器の１つとして湾曲ノブ１２ａが設けられている。湾曲部が挿入部１１の先端側に設けられている。術者は、湾曲ノブ１２ａを操作して湾曲部を湾曲させながら、挿入部１１を体腔内へ押し込むことができる。
【００１９】
挿入部１１内には、挿入部１１の軸に沿って処置具挿通チャンネルが形成されている。操作部１２には、処置具挿入口が形成されており、その処置具挿入口は、挿入部１１内の処置具挿通チャンネルの基端側開口である。挿入部１１の先端部には、処置具開口が形成されており、その処置具開口は、挿入部１１内の処置具挿通チャンネルの先端側開口である。
【００２０】
内視鏡形状検出装置３は、挿入形状検出用のプローブ２１と、コイルユニット２２と、制御ユニット２３と、モニタ２４と、入力部２５とを含む。  
挿入形状検出用のプローブ（以下、プローブという）２１は、処置具挿通チャンネル内に挿入される。
【００２１】
プローブ２１にはそのプローブ軸に沿って例えば所定の間隔で複数のソースコイル２１ａが取り付けられている。プローブ２１を処置具挿通チャンネル内に挿通して、プローブ２１の先端或いは後端を固定することにより、挿入部１１の軸方向に所定の間隔で複数のソースコイル２１ａが配置される。プローブ２１のケーブル２１ｂは、制御ユニット２３に接続されている。
【００２２】
制御ユニット２３は、磁気発生手段となるソースコイル２１ａに高周波の駆動信号を印加する。制御ユニット２３からの駆動信号による電流がソースコイル２１ａに流れ、ソースコイル２１ａは、磁界を伴う電磁波を周囲に放射する。
【００２３】
コイルユニット２２は、患者Pの体外における所定の位置に配置され、複数のセンスコイル２２ａを有する。コイルユニット２２のケーブル２２ｂは、制御ユニット２３に接続されている。制御ユニット２３は、コイルユニット２２からの各センスコイル２２ａの受信信号に基づいて、プローブ２１が挿入された挿入部１１の挿入形状画像をリアルタイムで生成し、モニタ２４へ出力する。
【００２４】
モニタ２４は、ケーブル２４ａを介して、制御ユニット２３に接続され、挿入部１１の挿入形状を表示する。挿入部１１の挿入形状をモニタ２４に表示する際には、Ｘ′−Ｙ′−Ｚ′軸の表示座標系で、挿入形状の表示が行われる。
【００２５】
入力部２５は、各種設定、各種コマンドの入力などを行うためのキーボードを含む入力装置である。  
さらに、基準プレート２６が、患者Pの体の所定の位置に、ここでは患者Pの腹部近傍に、装着されて固定される。よって、基準プレート２６は、患者Pの動きと共に動く。基準プレート２６は、患者Pの位置と向きを検出するためのコイルを含む。基準プレート２６は、ケーブル２６ａを介して、制御ユニット２３に接続されている。
【００２６】
ここでは、基準プレート２６が、患者Pの腹部に巻かれたベルト２７に設けられている。患者Pの胴体に装着された基準プレート２６は、患者Pの位置及び向きを検出するための機器である。
【００２７】
図２は、基準プレート２６の正面図である。図３は、基準プレート２６の側面図である。基準プレート２６は、３つのコイル２６ｂ、２６ｃ、２６ｄを同一平面上に配設して内蔵したプレート本体２６ｅを有している。プレート本体２６ｅには、図示しないベルト通しが設けられており、ベルト２７がそのベルト通しに通されて、ベルト２７が患者の腹部に装着されることによって、プレート本体２６ｅは、患者Pの体に対して固定される。よって、複数の、ここでは３つの、コイル２６ｂ、２６ｃ、２６ｄが、被検体である患者Pに対して固定される。そして、複数のコイルは、患者Pの腹部近傍に設けられている。
【００２８】
図２に示すように、３つのコイル２６ｂ、２６ｃ、２６ｄの内、コイル２６ｂと２６ｃは、プレート本体２６ｅが患者Pの体に対して固定されたときに、コイル２６ｂと２６ｃを結んだ線Ｌ１が、患者Pの体の軸に直交する方向に配置されるように、プレート本体２６ｅに設けられている。
【００２９】
また、３つのコイル２６ｂ、２６ｃ、２６ｄの内、コイル２６ｄは、プレート本体２６ｅが患者Pの体に対して固定されたときに、コイル２６ｂと２６ｃを結んだ線に直交しかつその結んだ線の中点を通る、線Ｌ２上に配置されるように、プレート本体２６ｅに設けられている。
【００３０】
３つのコイル２６ｂ、２６ｃ、２６ｄは、それぞれ、ケーブル２６ａ内に挿通された信号線２６ｂ１，２６ｃ１，２６ｄ１を介して制御ユニット２３から供給される高周波の駆動信号に応じて、電磁波を放射する。
【００３１】
３つのコイル２６ｂ、２６ｃ、２６ｄからより放射された磁界を伴う電磁波は、コイルユニット２２内のセンスコイル２２ａにより検知される。  
コイルユニット２２は、所定の検出座標系Ｘ″−Ｙ″−Ｚ″における、プローブ２１の複数のソースコイル２１ａの位置と、３つのコイル２６ｂ、２６ｃ、２６ｄの各々の位置を、検出する。
後述するように、３つのコイル２６ｂ、２６ｃ、２６ｄの各々の位置から、患者Pの位置と向きが算出される。
【００３２】
プロジェクタ４が、ベッドB上の患者Pに対して画像を投影することができる位置に設置されている。プロジェクタ４は、ケーブル４ａを介して、制御ユニット２３に接続されている。
【００３３】
プロジェクタ４は、ベッドBから離れた所定の位置に設置され、画像の投影方向D1と投影領域R1は予め設定され固定されている。  
プロジェクタ４の画像の投影方向D1は、患者Pが横たわるベッドBの方向であり、プロジェクタ４の画像の投影領域R1は、患者PがベッドB上で移動可能な範囲を含む領域である。プロジェクタ４は、患者Pに向けて挿入部１１の姿勢画像すなわち挿入形状画像を投影するための投影装置である。
【００３４】
プロジェクタ４が画像を投影するときの基準となる投影面（以下、基準投影面という）は、プロジェクタ４の投影レンズと正対している面である。基準投影面上では、プロジェクタ４により投影された画像のスケールと、検出座標系Ｘ″−Ｙ″−Ｚ″におけるスケールは、一致するように画像のサイズは調整されてている。プロジェクタ４は固定されているので、基準投影面は、検出座標系Ｘ″−Ｙ″−Ｚ″において予め決まった位置に位置している。
【００３５】
よって、プロジェクタ４から出射された挿入部１１の挿入形状画像が、基準投影面上に投影されると、挿入部１１の挿入形状は、検出座標系Ｘ″−Ｙ″−Ｚ″におけるスケールと同じスケールで、かつ歪みなく表示される。
【００３６】
基準投影面上では、挿入部１１の挿入形状は実際の挿入部１１のサイズでかつ歪みなく表示されるが、後述するように、画像の投影面は、患者Pの体の表面あるいは検査着の表面である。
【００３７】
よって、後述するように、プロジェクタ４から出射される投影画像は、投影画像調整回路３５で調整されてから出射される。
（制御ユニットの構成）
図４は、制御ユニット２３の構成を示すブロック図である。制御ユニット２３は、システムプロセッサ３１と、駆動回路３２と、検出回路３３と、画像生成回路３４と、投影画像調整回路３５とを含む。
【００３８】
システムプロセッサ３１は、入力部２５からの種々の設定信号、指示信号等に応じて、内視鏡システム１全体の制御を行う制御部であり、中央処理装置（以下、ＣＰＵという）、ＲＯＭ、ＲＡＭを含んでいる。
【００３９】
駆動回路３２は、プローブ２１に取り付けられた複数のソースコイル２１ａ及び基準プレート２６のコイル２６ｂ、２６ｃ、２６ｄに交流磁界を発生させるための駆動電流を供給する。  
検出回路３３は、コイルユニット２２内の各センスコイル２２ａから入力される磁界検出電流を増幅した後、アナログ−デジタル変換してシステムプロセッサ３１へ出力する。
【００４０】
システムプロセッサ３１は、基準プレート２６のコイル２６ｂ、２６ｃ、２６ｄが発生する磁界に基づいて各コイル２６ｂ、２６ｃ、２６ｄの位置を算出するコイル位置算出部３１ａと、コイル位置算出部３１ａの算出結果から、被検体である患者P位置を算出する被検体位置算出部３１ｂと、コイル位置算出部３１ａの算出結果から、被検体である患者P向きを算出する被検体向き算出部３１ｃを有する。
【００４１】
さらに、システムプロセッサ３１は、プローブ２１の複数のソースコイル２１ａが発生する磁界に基づいて、検出座標系Ｘ″−Ｙ″−Ｚ″における挿入部１１の挿入形状のデジタルデータを生成する挿入形状データ生成部３１ｄを有する。
【００４２】
画像生成回路３４は、システムプロセッサ３１で生成された挿入部１１の挿入形状のデジタルデータに基づき、内視鏡形状検出装置３のモニタ２４に挿入部１１の挿入形状画像を生成して、アナログ映像信号に変換してモニタ２４へ出力する。
【００４３】
具体的には、挿入形状データ生成部３１ｄは、コイルユニット２２の複数のセンスコイル２２ａにより検出された、各ソースコイル２１ａの位置と、基準プレート２６の各コイル２６ｂ、２６ｃ、２６ｄの位置とに基づいて、挿入部１１の挿入形状のデジタルデータを生成し、モニタ２４に出力する。挿入形状データ生成部３１ｄは、患者P内の医療機器である挿入部の姿勢を示す医療機器姿勢画像、ここでは内視鏡挿入形状画像、を生成する医療機器姿勢画像生成部を構成する。
【００４４】
コイル位置算出部３１ａにおいて算出された基準プレート２６の各コイル２６ｂ、２６ｃ、２６ｄの位置データに基づいて、被検体位置算出部３１ｂは、患者Pの位置を算出し、画像生成回路３４へ出力し、被検体向き算出部３１ｃは、患者Pの向きを算出し、患者Pの位置と向きの情報を、画像生成回路３４へ出力する。
【００４５】
画像生成回路３４は、患者Pの位置と向きの情報に基づいて、挿入部１１の挿入形状のデジタルデータから、表示される挿入形状が患者Pを正面から見たときの挿入部１１の挿入形状を生成し、モニタ２４に出力する。その結果、モニタ２４には、画面上において肛門を下にして患者Pの体を正面から見たときの挿入部１１の挿入形状が表示される。
【００４６】
投影画像調整回路３５は、システムプロセッサ３１で生成した挿入部１１の挿入形状のデジタルデータを、プロジェクタ４に対する基準プレート２６の位置及び向きの情報に基づいて補正し、位置、大きさ等が調整された挿入形状の投影画像のデジタルデータを生成して、プロジェクタ４へ出力する。投影画像調整回路３５の処理については、後述する。すなわち、投影画像調整回路３５は、被検体位置算出部３１ｂの算出結果と被検体向き算出部３１ｃの算出結果とに基づいて、被検体における医療機器姿勢画像、ここでは内視鏡挿入形状画像、を投影するプロジェクタ４が投影する医療機器姿勢画像の出力を制御する医療機器姿勢画像出力制御部を構成する。
【００４７】
よって、システムプロセッサ３１は、基準プレート２６の各コイル２６ｂ、２６ｃ、２６ｄの位置の情報から、患者Pの位置と向きを算出し、投影画像調整回路３５は、システムプロセッサ３１からの患者Pの位置と向きの情報に基づいて、挿入部１１の挿入形状の投影画像を調整する。
【００４８】
次に、投影画像調整回路３５の処理について説明する。
（投影画像の調整処理）
はじめに、システムプロセッサ３１における患者Pの位置と向きの検出処理について説明する。
【００４９】
図５は、患者Pの位置と向きの検出処理の流れの例を示すフローチャートである。図５の処理プログラムは、システムプロセッサ３１のＲＯＭに格納され、ＣＰＵにより読み出されて実行される。システムプロセッサ３１は、基準プレート２６の各コイル２６ｂ、２６ｃ、２６ｄについての磁界信号を検出回路３３から受信して、各コイル２６ｂ、２６ｃ、２６ｄの位置をリアルタイムで算出することができる。
【００５０】
まず、システムプロセッサ３１は、基準プレート２６のコイル２６ｂと２６ｃを結ぶベクトルを求め、基準プレート２６の仮のｘ軸、すなわちｘ′軸とする（Ｓ１）。  
システムプロセッサ３１は、コイル２６ｂと２６ｃを結ぶ線分の中点と、コイル２６ｄとを結んだベクトルを求め、基準プレートのｙ軸とする（Ｓ２）。
【００５１】
システムプロセッサ３１は、ｘ′軸を示すベクトルとｙ軸を示すベクトルを含む面の法線ベクトルを求め、基準プレート２６のｚ軸とする（Ｓ３）。  
システムプロセッサ３１は、ｙ軸を示すベクトルとｚ軸を示すベクトルを含む面の法線ベクトルを求め、基準プレート２６のｘ軸とする（Ｓ４）。
【００５２】
システムプロセッサ３１は、ｘ−ｙ−ｚ軸の交点座標を基準プレート２６の中心位置とする（Ｓ５）。  
そして、基準プレート２６が固定される患者Pの腹部の位置は予め決まっているので、システムプロセッサ３１は、S5で得られた基準プレート２６のｘ−ｙ−ｚ軸の交点座標から、患者Pの位置を算出する（Ｓ６）。Ｓ６の処理が、コイル位置算出部３１ａの算出結果から、被検体である患者Pの位置を算出する被検体位置算出部３１ｂを構成する。
【００５３】
そして、システムプロセッサ３１は、S3で得られた基準プレート２６のｚ軸方向から、患者Pの向きを算出する（Ｓ７）。Ｓ７の処理が、コイル位置算出部３１ａの算出結果から、被検体である患者Pの向きを算出する被検体向き算出部３１ｃを構成する。  
以上のようにして、システムプロセッサ３１は、患者Pの位置と向きを決定することができる。
【００５４】
投影画像調整回路３５は、患者Pの位置と向きから、投影画像の補正処理を行う。  
なお、はじめに、検出座標系Ｘ″−Ｙ″−Ｚ″における基準投影面の座標軸と、基準プレート２６の座標軸を一致させる座標軸一致処理が行われる。
【００５５】
内視鏡検査が開始されると、患者Pに装着されたベルト２７に装着された基準プレート２６の位置及び向きの情報に基づいて算出された患者Pの位置と向きから、投影画像調整回路３５は、投影画像の補正を行う。
【００５６】
図６は、投影画像調整回路３５における投影画像の調整処理の流れの例を示すフローチャートである。投影画像調整回路３５は、システムプロセッサ３１と同様に、中央処理装置（ＣＰＵ）、ＲＯＭ、ＲＡＭを含んでおり、ＣＰＵが図６の処理を実行するプログラムをＲＯＭから読み出して実行する。
【００５７】
投影画像調整回路３５は、基準投影面のX″軸上及びY″軸上の基準プレート２６の移動量ｄｍを算出し、移動量ｄｍに応じて、投影画像の中心位置をX″−Y″平面上で平行移動する（Ｓ１１）。
【００５８】
投影画像調整回路３５は、基準投影面のZ″軸上の基準プレート２６の移動量ΔZ″を算出し、投影画像のサイズを（１／ΔZ″）倍に変更する（Ｓ１２）。  
投影画像調整回路３５は、基準投影面のZ″軸に対する、基準プレート２６のｚ軸の回転量あるいは傾き量ｒｍを算出し、投影面の傾き量ｒｍに応じて投影画像を逆パースペクティブ処理する（Ｓ１３）。
【００５９】
上述したように、プロジェクタ４の画像の投影領域R1は、患者PがベッドB上で移動可能な範囲を含む領域であるので、患者Pの腹部よりも広い範囲内に挿入形状画像が投影可能である。
【００６０】
よって、患者Pの位置が基準投影面のX″−Y″平面内で変化すると、Ｓ１１の処理により、基準投影面上において、挿入形状画像は、移動する。患者Pの位置が基準投影面のZ″軸上において変化すると、Ｓ１２により、投影面すなわち患者Pの腹部が、プロジェクタ４から遠ざかると、挿入形状画像は縮小され、プロジェクタ４に近づくと、挿入形状画像は拡大される。患者Pの向きが基準投影面のZ″軸に対して変化して投影面が傾くと、Ｓ１３の処理により、投影面の傾きに応じて、挿入形状画像の拡大と縮小を行う。
【００６１】
図７から図９は、Ｓ１３における挿入形状画像の拡大と縮小処理を説明するための図である。図７は、基準投影面に対して、投影面が傾いている状態を示す図である。  
図７に示すように、プロジェクタ４から投影される挿入形状画像は、基準投影面に対して投影面が傾いていると、投影面上に投影される挿入形状画像は、歪む。図７は、ｚ軸が手間側で下がるように傾いている状態を示している。
【００６２】
図８は、基準投影面に対して傾いている投影面上に投影される挿入形状画像の形状を説明するための図である。ここでは、説明を分かり易くするために、投影画像は、正方形で示している。正方形の画像ＲＩは、投影面のｚ軸が手前左側が下がるように傾いていると、図８に示すように、投影面上に投影される挿入形状画像は、プロジェクタ４から遠い左下側の画像は、大きくなり、プロジェクタ４に近い右上側の画像は、小さくなる。  
そこで、Ｓ１３では挿入形状画像に対して、傾き量ｒｍに応じた逆パースペクティブ処理を施すことによって、投影面上に投影される挿入形状画像が歪まないようにしている。
【００６３】
図９は、逆パースペクティブ処理が施された挿入形状画像の形状を説明するための図である。投影面のｚ軸が手前左側が下がるように傾いているため、図９に示すように、投影画像ＰＩは、左下側の画像を縮小し、右上側の画像を拡大するように、変形され、その変形された画像が、プロジェクタ４から出射されて、投影面上に投影される。その結果、図９の投影画像ＰＩは、投影面上では、歪みのない挿入形状画像（ここでは四角形）となる。
【００６４】
すなわち、投影画像調整回路３５は、被検体の体表面あるいは検査着である衣類の「表面において、医療機器姿勢画像が歪まないようにする画像調整を行う。  
従って、本実施の形態によれば、患者Pの体表あるいは検査着の表面に、挿入形状画像が、挿入部１１の実際の大きさと形状で歪みなく表示される。
【００６５】
以上のように、本実施の形態によれば、術者が被検体から目を離さずに、被検体内の医療機器の姿勢を容易に認識することができる医療機器の姿勢画像表示装置を提供することができる。
（第２の実施の形態）
第１の実施の形態では、プロジェクタ４の位置は固定され、患者Pの向きに応じて、挿入形状を補正して、挿入部１１の実際の大きさでかつ挿入形状を歪みなく、患者Pの体表面に投影するシステムであるが、第２の実施の形態では、プロジェクタが、患者Pの向きに応じて移動し、患者Pの腹部に正対する位置から挿入形状を、患者Pの体表面に投影するシステムである。
【００６６】
第２の実施の形態の内視鏡システムは、第１の実施の形態の内視鏡システム１と略同様の構成であるので、同じ構成要素については、同じ符号を付して説明は省略し、異なる構成について説明する。  
図１０は、第２の実施の形態に係わる内視鏡システム１Aの構成を示す構成図である。図１１は、プロジェクタ４が移動可能に取り付けられるレール４１の構成を示す図である。
【００６７】
プロジェクタ４は、点線で示すように、レール４１に沿って移動可能に取り付けられている。レール４１は、ベッドBの上側を囲むように設置されたアーチ状の形状を有している。よって、プロジェクタ４がアーチ状のレール４１に沿って移動するとき、プロジェクタ４の画像の投影方向D1は、常にベッドB上の患者Pの中心に向かう。
【００６８】
プロジェクタ４は、モータで駆動可能でブレーキを有する台車４３Aに固定されている。台車４３Aは、レール４１に沿って移動可能に取り付けられている。レール４１は、被検体の周囲においてプロジェクタ４を移動可能にするレールである。
【００６９】
レール４１の両端は、固定部材４２に固定され、各固定部材４２は、モータで駆動可能でブレーキを有する台車４３Bに固定されている。台車４３Bは、レール４４に沿って移動可能に取り付けられている。よって、プロジェクタ４は、所定の範囲で移動可能である。
【００７０】
台車４３Ａと４３Ｂは、ケーブル４３ａを介して制御ユニット２３Aと接続されている。制御ユニット２３Aは、レール４１の基準位置から移動量に基づいて、台車４３Ａのレール４１上の位置を判定することができる。ここでは、レール４１の最も高い位置ｐ１を基準位置として、制御ユニット２３Aは、台車４３Ａの移動量に基づいて、レール４１上の台車４３Ａの位置を判定することができる。  
また、制御ユニット２３Aは、レール４１上の台車４３Ａの位置に応じて、検出座標系Ｘ″−Ｙ″−Ｚ″内における、プロジェクタ４の投影方向D1を判定することができる。
【００７１】
図１１に示すように、プロジェクタ４がレール４１上に沿って移動すると、投影方向D1は、検出座標系Ｘ″−Ｙ″−Ｚ″内において変化する。制御ユニット２３Aのシステムプロセッサ３１Ａは、記憶部３１ｅを有し、その記憶部３１ｅには、レール４１上の台車４３Ａの位置に対応する投影方向D1の角度情報が、予め記憶されている。
【００７２】
さらに、制御ユニット２３Aは、レール４４の基準位置から移動量に基づいて、台車４３Ｂの移動量に基づいて、レール４４上の台車４３Ｂの位置を判定することができる。ここでは、レール４４の一端を基準位置として、制御ユニット２３Aは、台車４３Ｂのレール４４上の位置を判定することができる。
【００７３】
よって、制御ユニット２３Aは、台車４３Ａと４３Ｂを所望の位置に位置させるように、駆動信号を出力して台車４３Ａと４３Ｂを移動し、かつ停止して、プロジェクタ４からの画像の投影方向を変更することができる。
【００７４】
レール４１上を移動する台車４３Ａは、図１１において、時計周りの方向が正方向ＰＤであり、反時計周りの方向が負方向ＮＤである。  
図１２は、制御ユニット２３Aの構成を示すブロック図である。制御ユニット２３Aは、画像調整回路３４Aと、投影装置位置制御回路５１を含む。
【００７５】
画像調整回路３４Aは、画像生成回路３４で生成された挿入形状画像を入力して、画像のサイズを、プロジェクタ４と患者Pの間の距離応じて調整する回路である。  
投影装置位置制御回路５１は、各台車４３Ａ，４３Ｂを駆動する駆動回路を含み、システムプロセッサ３１Ａからの駆動制御信号に応じて各台車４３Ａ，４３Ｂへ駆動信号及びブレーキ信号を出力する。
【００７６】
制御ユニット２３Aは、基準プレート２６の位置と向きから、検出座標系Ｘ″−Ｙ″−Ｚ″内におけるプロジェクタ４の位置を調整し、患者Pの体表面に挿入形状画像を投影する。
【００７７】
本実施の形態では、制御ユニット２３Aは、基準プレート２６の軸に、検出座標系Ｘ″−Ｙ″−Ｚ″における基準投影面の座標軸を合わせるように、プロジェクタ４の位置を調整し、患者Pの腹部に正対する視点からの挿入形状画像が、患者Pの体表面に投影される。プロジェクタ４は、常に、患者Pの腹部に正対する視点からの挿入形状画像を投影する。
【００７８】
図１１に示すように、ベッドBを囲むように形成されたアーチ上のレール４１上を、プロジェクタ４は、移動可能であり、システムプロセッサ３１Ａは、プロジェクタ４が常に腹部に正対する位置になるように、プロジェクタ４の位置を制御する。
【００７９】
具体的には、制御ユニット２３Aが、基準プレート２６の位置と向きに応じて、台車４３Ａのレール４１上の位置と、台車４３Ｂのレール４４上の位置を調整することによって、挿入形状画像は、常に、患者Pの腹部に正対する位置から投影される。すなわち、システムプロセッサ３１Ａと投影装置位置制御回路５１は、被検体位置算出部３１ｂの算出結果と被検体向き算出部３１ｃの算出結果とに基づいて、被検体における挿入形状画像を投影するプロジェクタ４が投影する挿入形状画像の出力を制御する医療機器姿勢画像出力制御部を構成する。
【００８０】
はじめに、基準プレート２６のｘ−ｙ−ｚ軸と、検出座標系Ｘ″−Ｙ″−Ｚ″におけるプロジェクタ４の基準投影面の座標軸に一致させる。また、アーチ状のレール４１上の台車４３Ａ及びレール４４上の台車４３Bは、それぞれの基準位置へ移動される。
【００８１】
図１３は、台車４３Ａのレール４１上の移動制御の流れの例を示すフローチャートである。  
検査が開始されると、システムプロセッサ３１Ａは、図１３の処理を実行する。
【００８２】
システムプロセッサ３１Ａは、検出座標系のＸ″−Ｚ″平面上における基準プレート２６のｚ軸のｙ軸周りの回動量Δφｚを算出する（Ｓ２１）。  
システムプロセッサ３１Ａは、プロジェクタ４の投影方向D1と、回動量Δφｚだけ回動したｚ軸方向が一致するかを判定する（Ｓ２２）。
【００８３】
一致している場合（Ｓ２２：ＹＥＳ）、台車４３Ａのブレーキを掛ける（Ｓ２３）。  
一致しない場合（Ｓ２２：ＮＯ）、システムプロセッサ３１Ａは、プロジェクタ４の投影方向D1と、回動量Δφｚだけ回動したｚ軸方向との差が正であるか否かを判定する（Ｓ２４）。
【００８４】
プロジェクタ４の投影方向と、回動量Δφｚだけ回動したｚ軸方向との差が正であるとは、台車４３Ａを回動量Δφｚだけ正方向に移動させると、プロジェクタ４の投影方向D1と、回動量Δφｚだけ回動したｚ軸方向が一致することを意味する。
【００８５】
よって、その差が正である場合（Ｓ２４：ＹＥＳ）、システムプロセッサ３１Ａは、台車４３Ａを正方向ＰＤに移動させる（Ｓ２５）。  
その差が正でない場合（Ｓ２４：ＮＯ）、システムプロセッサ３１Ａは、台車４３Ａを負方向ＮＤに移動させる（Ｓ２５）。  
Ｓ２３，Ｓ２４及びＳ２５の後、処理は、Ｓ２１に戻り、上述した処理が繰り返される。
【００８６】
図１４は、台車４３Ｂのレール４４上の移動制御の流れの例を示すフローチャートである。  
検査が開始されると、システムプロセッサ３１Ａは、図１３の処理と共に、図１４の処理も実行する。
【００８７】
システムプロセッサ３１Ａは、Ｙ″軸上のプロジェクタ４の位置と、基準プレート２６の位置が一致するかを判定する（Ｓ３１）。  
一致している場合（Ｓ３１：ＹＥＳ）、台車４３Ｂのブレーキを掛ける（Ｓ３２）。
【００８８】
一致しない場合（Ｓ３１：ＮＯ）、システムプロセッサ３１Ａは、Ｙ″軸上で、基準プレート２６の位置に対する、プロジェクタ４の位置の差が正であるか否かを判定する（Ｓ３３）。
【００８９】
Ｙ″軸上で、基準プレート２６の位置に対する、プロジェクタ４の位置の差が正であるとは、台車４３ＢをＹ″軸上で正方向ＰＤ１に移動させると、プロジェクタ４の位置と基準プレート２６の位置の差が縮まることを意味する。  
よって、その差が正である場合（Ｓ３３：ＹＥＳ）、システムプロセッサ３１Ａは、台車４３Ｂを正方向ＰＤ１に移動するように、台車４３Ｂを駆動する（Ｓ３４）。
【００９０】
その差が正でない場合（Ｓ３３：ＮＯ）、システムプロセッサ３１Ａは、台車４３ＢをＹ″軸上で正方向ＰＤ１とは逆方向である負方向ＮＤ１に移動させる（Ｓ３５）。  
Ｓ３２，Ｓ３４及びＳ３５の後、処理は、Ｓ３１に戻り、上述した処理が繰り返される。
【００９１】
図１４の処理により、レール４１は、Ｙ″軸に対して平行に移動し、患者Pの腹部に追随する。以上のように、システムプロセッサ３１Ａと投影装置位置制御回路５１により、被検体位置算出部３１ｂの算出結果と被検体向き算出部３１ｃの算出結果とに基づいて、被検体における医療機器姿勢画像である挿入形状画像を投影するプロジェクタ４から投影される挿入形状画像の出力が、制御される。そして、システムプロセッサ３１Ａと投影装置位置制御回路５１により、患者Pの体表面あるいは衣類表面において、挿入形状画像が歪まないようにする画像調整が行われる。
【００９２】
従って、本実施の形態によれば、患者Pの体表あるいは検査着の表面に、挿入形状画像が、挿入部１１の実際の大きさと形状で歪みなく表示される。  
以上のように、本実施の形態によれば、術者が被検体から目を離さずに、被検体内の医療機器の姿勢を容易に認識することができる医療機器の姿勢画像表示装置を提供することができる。
（変形例）
上述した第２の実施の形態では、基準プレート２６の軸を、検出座標系に合わせるように、プロジェクタ４の位置を調整し、患者Pの腹部に正対する視点からの挿入形状画像を、患者Pの体表面に投影する。そのとき、プロジェクタ４は、常に、患者Pの腹部に正対する視点からの挿入形状画像を投影する。
【００９３】
本変形例では、術者あるいは看護師がプロジェクタ４の位置を手動で変更し、システムプロセッサ３１Ａは、その位置の変更に応じて、投影基準面に対する投影面の傾きに応じて、挿入形状画像を補正して、プロジェクタ４が、その補正された挿入形状画像を投影する。
【００９４】
従って、図１１に示すようなアーチ状のレール４１上をプロジェクタ４は、モータ駆動されず、手動で移動可能であり、術者などは、プロジェクタ４の位置を任意の位置に移動することができる。
【００９５】
所定の基準位置、例えば位置ｐ１、からの台車４３Aの移動量が判定できるように、台車４３Aには、レール４１上の台車４３Aの位置を検出する位置検出機構を設け、検出位置情報をシステムプロセッサ３１Ａへ供給する。
【００９６】
制御ユニット２３Aは、第１の実施の形態の投影画像調整回路を有する。制御ユニット２３Aのシステムプロセッサ３１Ａは、プロジェクタ４のレール４１上の位置から算出したプロジェクタ４の投影方向D1と、基準プレート２６のｚ軸方向との差異から、挿入形状画像を補正して患者Pに向けて投影する。
【００９７】
その結果、術者がレール４１上のプロジェクタ４を任意の位置に移動させても、挿入形状画像は、歪みなく患者Pの体表面に投影される。
（第３の実施の形態）
第１と第２の実施の形態の内視鏡システムでは、プロジェクタは１つであるが、第３の実施の形態では、プロジェクタは複数あり、投影面に対して、他のプロジェクタに比べ、より正対しているプロジェクタが選択されて挿入形状画像が投影される。
【００９８】
第３の実施の形態の内視鏡システムは、第１及び第２の実施の形態の内視鏡システムと略同様の構成であるので、同じ構成要素については、同じ符号を付して説明は省略し、異なる構成について説明する。
【００９９】
図１５は、第３の実施の形態に係わる内視鏡システム１Ｂの構成を示す構成図である。図１６は、２つのプロジェクタ４Ａと４Ｂが取り付けられた構成を示す図である。  
第１のプロジェクタ４Ａは、図示しない固定部材に固定され、ベッドBの側方から挿入形状画像を患者Pに対して投影するプロジェクタであり、点線で示すプロジェクタ４Ｂは、図示しない固定部材により手術室の天井に固定され、ベッドBの上方から挿入形状画像を患者Pに対して投影するプロジェクタである。
【０１００】
プロジェクタ４Ａは、術者がベッドBの横に立つ側であって、術者が患者Pの腹部あるいは背中に投影された挿入形状画像を見ることができる位置に設置される。  
患者PがベッドBの上で、腹部を天井に向けて仰向けに横たわっているときにおける、患者Pの腹部に取り付けられた基準プレート２６のｚ軸の方向を、基準方向Ｒｐ１とする。患者Pは、ベッドBの上で腹部の向きを変更することができる。
【０１０１】
以下、患者PがベッドBの上で腹部の向きを変更した場合において、基準プレート２６のｚ軸がｙ軸周りに回動したときの角度、すなわち基準プレート２６のｚ軸の基準方向Ｒｐ１に対する回動量を、Δφｚとする。
【０１０２】
図１７は、制御ユニット２３Bの構成を示すブロック図である。制御ユニット２３Bは、切換回路６１を含む。  
切換回路６１は、画像調整回路３４Ａの出力する挿入形状画像を、プロジェクタ４Ａと４Ｂのいずれか１つに出力するように切り換える切換回路である。切換回路６１は、システムプロセッサ３１Ｂから切換制御信号に基づいて、挿入形状画像の出力先を、側方のプロジェクタ４Ａと上方のプロジェクタ４Ｂのいずれかに切り換える。
【０１０３】
図１８は、システムプロセッサ３１Ｂによる、２つのプロジェクタ４Aと４Bの切換制御の流れの例を示すフローチャートである。  
検査が開始されると、システムプロセッサ３１Ｂは、図１８の処理を実行する。
【０１０４】
システムプロセッサ３１Ｂは、検出座標系Ｘ″−Ｚ″平面上における基準プレート２６のｚ軸のｙ軸周りの回動量Δφｚを算出する（Ｓ４１）。  
システムプロセッサ３１Ｂは、算出して得られた回動量Δφｚが、基準方向Ｒｐ１に対して、図１６に示すような−４５度から＋４５度の間にあるか否かを判定する（Ｓ４２）。
【０１０５】
回動量Δφｚが−４５度から＋４５度の間にない場合（Ｓ４２：ＮＯ）、システムプロセッサ３１Ｂは、側方のプロジェクタ４Ａを選択するように切換回路６１へ選択制御信号を出力する（Ｓ４２）。その結果、挿入形状画像は、プロジェクタ４Ａから投影される。
【０１０６】
回動量Δφｚが−４５度から＋４５度の間にある場合（Ｓ４２：ＹＥＳ）、システムプロセッサ３１Ｂは、上方のプロジェクタ４Ｂを選択するように切換回路６１へ選択制御信号を出力する（Ｓ４３）。その結果、挿入形状画像は、プロジェクタ４Ｂから投影される。
【０１０７】
Ｓ４２及びＳ４３の後、処理は、Ｓ４１に戻り、上述した処理が繰り返される。以上の処理により、例えば患者が右側臥位あるいは左側臥位であれば、側方プロジェクタであるプロジェクタら４Ａが選択され、患者が仰臥位あるいは腹臥位であれば、上方プロジェクタであるプロジェクタら４Ｂが選択される。
【０１０８】
以上のように、プロジェクタは、複数、ここでは、プロジェクタ４Aと４Bの２つ、あり、システムプロセッサ３１Ｂと切換回路６１は、複数のプロジェクタのいずれか１つを選択するための選択部を構成する。
【０１０９】
そして、システムプロセッサ３１Ｂと切換回路６１により、被検体位置算出部３１ｂの算出結果と被検体向き算出部３１ｃの算出結果とに基づいて、被検体における医療機器姿勢画像である挿入形状画像を投影するプロジェクタ４A又は４Bが投影する挿入形状画像の出力が、制御される。そして、システムプロセッサ３１Ｂと切換回路６１により、患者Pの体表面あるいは衣類表面において、挿入形状画像が、略歪まないようにする画像調整が行われる。  
従って、本実施の形態によれば、患者Pの体表あるいは検査着の表面に、挿入形状画像が、挿入部１１の実際の大きさと形状で、略歪みなく表示される。
【０１１０】
以上のように、本実施の形態によれば、術者が被検体から目を離さずに、被検体内の医療機器の姿勢を容易に認識することができる医療機器の姿勢画像表示装置を提供することができる。
（変形例）  
上述した第３の実施の形態では、基準プレート２６の回動量に基づいて、投影された挿入形状を術者が見易い方のプロジェクタを選択して、挿入形状画像を患者Pの体表面に投影するが、プロジェクタ４は、常に、患者Pの腹部に正対する視点からの挿入形状画像を投影する。
【０１１１】
本変形例では、システムプロセッサ３１Ｂは、さらに、投影基準面に対する投影面の傾きに応じて、挿入形状画像を補正して、選択されたプロジェクタが、その補正された挿入形状画像を投影する。そのため、制御ユニット２３Ｂは、第１の実施の形態の投影画像調整回路を有する。
【０１１２】
すなわち、図１７に処理によって、挿入形状画像を投影するプロジェクタが決定されると、その選択されたプロジェクタの投影方向D1と、基準プレート２６のｚ軸方向との差異から、挿入形状画像を補正して患者Pに向けて投影する。
【０１１３】
その結果、切り換えられて選択されたプロジェクタにより患者Pの体表面上に投影された挿入形状画像には、歪みがなくなる。
（第４の実施の形態）
第１から第３の実施の形態では、挿入形状画像は、プロジェクタにより患者Pの体表面上に投影されているが、第４の実施の形態では、挿入形状画像は、ヘッドアップディスプレイに表示される。
【０１１４】
第４の実施の形態の内視鏡システムは、第１から第３の実施の形態の内視鏡システムと略同様の構成であるので、同じ構成要素については、同じ符号を付して説明は省略し、異なる構成について説明する。
【０１１５】
図１９は、第４の実施の形態に係わる内視鏡システム１Ｃの構成を示す構成図である。図２０は、ヘッドアップディスプレイが設置されたベッドBの斜視図である。  
ヘッドアップディスプレイ７１は、ベッドBの側面に、表示面が垂直方向に平行になるように取り付けられる。
【０１１６】
ヘッドアップディスプレイ７１は、ケーブル７１ａを介して制御ユニット２３に接続されている。ヘッドアップディスプレイ７１は、画像を表示可能な透明な投影装置である。ここでは、図１９と図２０に示すように、術者Ｓが、ベッドB上に横たわる患者Pの腹部を、透明なヘッドアップディスプレイ７１を通して見ることができる位置に、ヘッドアップディスプレイ７１は、設置される。
【０１１７】
さらに、内視鏡システム１Ｃは、術者Ｓの位置を検出するためのカメラ７２を有している。カメラ７２は、手術室内において、術者Ｓがヘッドアップディスプレイ７１を見ることができる、領域を撮像する撮像装置である。
【０１１８】
カメラ７２は、ケーブル７２ａを介して制御ユニット２３Ｃに接続されている。カメラ７２で撮像して得られた画像は、制御ユニット２３Ｃへ供給され、制御ユニット２３Ｃにおいて、画像解析により、術者Ｓの位置を算出して求める。
【０１１９】
図２１は、制御ユニット２３Ｃの構成を示すブロック図である。制御ユニット２３Ｃは、投影画像調整回路３５Ａを有している。システムプロセッサ３１Ｃは、術者位置算出部３１ｆを有している。
【０１２０】
投影画像調整回路３５Ａは、システムプロセッサ３１Ｃで生成した挿入部１１の挿入形状の投影画像を、術者Ｓの位置情報に基づいて調整して生成し、位置、大きさ等が調整された挿入形状の投影画像のデジタルデータをヘッドアップディスプレイ７１へ出力する。すなわち、投影画像調整回路３５Aは、被検体位置算出部３１ｂの算出結果と被検体向き算出部３１ｃの算出結果とに基づいて、被検体における医療機器姿勢画像、ここでは内視鏡挿入形状画像、を投影するヘッドアップディスプレイ７１が投影する医療機器姿勢画像の出力を制御する医療機器姿勢画像出力制御部を構成する。
【０１２１】
図２２は、システムプロセッサ３１Ｃと投影画像調整回路３５Aによる、投影画像の調整処理の流れの例を示すフローチャートである。  
検査が開始されると、システムプロセッサ３１Ｃは、図２２の処理を実行する。
【０１２２】
システムプロセッサ３１Ｃは、術者位置検出用のカメラ７２の撮像画像を解析し、術者Ｓの眼球を識別し、術者位置検出用のカメラ７２に対する左右の眼球の位置を算出する（Ｓ５１）。左右の眼球の位置は、右眼と左眼の中間位置である。
【０１２３】
システムプロセッサ３１Ｃは、座標変換により、術者Ｓの眼球の検出座標系Ｘ″−Ｙ″−Ｚ″上の位置を算出する（Ｓ５２）。よって、Ｓ５１とＳ５２の処理が、カメラ７２によって撮像して得られた画像を解析して、術者Ｓの位置を算出する術者位置算出部３１ｆを構成する。
【０１２４】
投影画像調整回路３５Aは、術者Ｓの眼球と基準プレート２６を結ぶベクトルａを求め、そのベクトルａが貫通する箇所をヘッドアップディスプレイ７１の投影画像の中心位置に設定する（Ｓ５３）。Ｓ５３により、患者Pの腹部に対する、ヘッドアップディスプレイ７１上の挿入形状画像の表示位置の位置合わせが行われる。
【０１２５】
投影画像調整回路３５Aは、ベクトルａの術者Ｓの眼球から基準プレート２６までの距離ａ１と、ヘッドアップディスプレイ７１から基準プレート２６までの距離ａ２を算出し、投影画像のサイズを、（１−ａ２／ａ１）倍する（Ｓ５４）。従って、ヘッドアップディスプレイ７１と基準プレート２６が同一平面上にあるときは、投影画像のサイズは１倍となり、ヘッドアップディスプレイ７１と眼球が同一平面上にあるときは、投影画像のサイズは０倍となる。
【０１２６】
投影画像調整回路３５Aは、検出座標系Ｘ″−Ｙ″−Ｚ″上を投影面のＸ″−Ｙ″−Ｚ″軸に座標変換する（Ｓ５５）。  
以上のように、投影画像調整回路３５Aは、被検体位置算出部３１ｂの検出結果と、術者位置算出部３１ｆの算出結果から、術者Ｓの視界において、患者Pと医療機器姿勢画像である挿入形状画像が重なるように、ヘッドアップディスプレイ７１における挿入形状画像の位置を調整するので、術者Ｓは、ヘッドアップディスプレイ７１を通して、患者Pの体表面あるいは検査着である衣類の表面に、医療機器姿勢画像を見ることができる。
【０１２７】
従って、本実施の形態によれば、ヘッドアップディスプレイ７１を通して、患者Pの体表あるいは検査着の表面に、挿入形状画像が、挿入部１１の実際の大きさと形状で表示される。  
以上のように、上述した各実施の形態によれば、術者が被検体から目を離さずに、被検体内の医療機器の姿勢を容易に認識することができる医療機器の姿勢画像表示装置を提供することができる。
【０１２８】
なお、上述した各実施の形態では、複数のソースコイル２１ａが設けられたプローブ２１が、挿入部１１の処置具挿通チャンネル内に挿通されて、プローブ２１により挿入部１１の挿入形状を検出するが、挿入部１１自体に複数のソースコイル２１ａを設けてもよい。
【０１２９】
さらになお、上述した各実施の形態では、挿入部１１内のコイルがソースコイルであり、コイルユニット２２内のコイルがセンスコイルで、挿入部１１内の各コイルの位置が検出しているが、挿入部１１内のコイルをセンスコイルとし、コイルユニット２２内のコイルがソースコイルとするようにして、挿入部１１内の各コイルの位置を検出するようにしてもよい。
【０１３０】
また、上述した各実施の形態では、挿入部を有する内視鏡の挿入形状が、患者の体表面などに表示されるが、カプセル内視鏡、カテーテル、硬性鏡などの他の医療機器に対しても、上述した各実施の形態は、適用可能である。カプセル内視鏡、カテーテル、硬性鏡などの姿勢画像が、患者の体表面などに表示されるので、術者は、被検体内の医療機器の姿勢を容易に認識することができる。
【０１３１】
本発明は、上述した実施の形態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。
【符号の説明】
【０１３２】
１、１A 、１Ｂ、１Ｃ  内視鏡システム、２  内視鏡装置、３  内視鏡形状検出装置、４、４A、４Ａ、４Ｂ  プロジェクタ、４ａ  ケーブル、５  内視鏡、６  プロセッサ、７  モニタ、１１  挿入部、１２  操作部、１２ａ  湾曲ノブ、１３  ケーブル、２１  プローブ、２１ａ  ソースコイル、２１ｂ  ケーブル、２２  コイルユニット、２２ａ  センスコイル、２２ｂ  ケーブル、２３、２３Ａ、２３Ｂ、２３Ｃ  制御ユニット、２４  モニタ、２４ａ  ケーブル、２５  入力部、２６  基準プレート、２６ａ  ケーブル、２６ｂ  コイル、２６ｂ１，２６ｃ１，２６ｄ１  信号線、２６ｄ  コイル、２６ｅ  プレート本、２７  ベルト、３１、３１Ａ、３１Ｂ、３１Ｃ  システムプロセッサ、３１ａ  コイル位置算出部、３１ｂ  被検体位置算出部、３１ｃ  被検体向き算出部、３１ｄ  挿入形状データ生成部、３１ｅ  記憶部、３１ｆ  術者位置算出部、３２  駆動回路、３３  検出回路、３４  画像生成回路、３４A  画像調整回路、３５、３５Ａ  投影画像調整回路、４１  レール、４２  固定部材、４３Ａ、４３Ｂ  台車、４３ａ  ケーブル、４４  レール、５１  投影装置位置制御回路、６１  切換回路、７１  ヘッドアップディスプレイ、７１ａ  ケーブル、７２  カメラ、７２ａ  ケーブル。
【図１】
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【図２】
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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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【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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