(57)【要約】  医療装置は、被検体内部の形状をモデル化したモデル画像を生成するモデル画像生成部と、前記被検体内部の特徴点の３次元位置を検出し、前記特徴点の位置を基に極座標を設定して、前記被検体内部の任意の３次元位置を前記極座標によって求める座標演算部と、前記座標演算部が求めた極座標の成分のうちの少なくとも１つの角度成分に基づいて、前記被検体内部の任意の３次元位置を前記モデル画像上に示す画像生成部と、を具備する。
2017006708.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被検体内部の形状をモデル化したモデル画像を生成するモデル画像生成部と、
前記被検体内部の特徴点の３次元位置を検出し、前記特徴点の位置を基に極座標を設定して、前記被検体内部の任意の３次元位置を前記極座標によって求める座標演算部と、
前記座標演算部が求めた極座標の成分のうちの少なくとも１つの角度成分に基づいて、前記被検体内部の任意の３次元位置を前記モデル画像上に示す画像生成部と、
を具備したことを特徴とする医療装置。
【請求項２】
前記特徴点を含む前記被検体内部の任意の３次元位置を求める位置方向取得部をさらに備えた
ことを特徴とする請求項１に記載の医療装置。
【請求項３】
撮像部を備え、被検体内部に挿入されて前記被検体内部の画像を取得する挿入部を具備し、
前記座標演算部は、前記挿入部が取得した前記被検体内部の画像の画像解析によって、前記特徴点を検出する
ことを特徴とする請求項１に記載の医療装置。
【請求項４】
前記被検体内部の所定位置に対して位置が固定の基準位置を基準にして前記特徴点を含む前記被検体内部の各３次元位置を求める位置方向取得部
を具備したことを特徴とする請求項３に記載の医療装置。
【請求項５】
前記位置方向取得部は、前記撮像部から前記被検体内部の各３次元位置までの距離を求め、求めた距離と前記撮像部の３次元位置及び方向とに基づいて前記被検体内部の各３次元位置を求める
ことを特徴とする請求項４に記載の医療装置。
【請求項６】
前記画像生成部は、前記撮像部の観察範囲を示す指標を前記モデル画像上に表示する
ことを特徴とする請求項１に記載の医療装置。
【請求項７】
前記画像生成部は、前記極座標の成分のうちの一方の角度成分と、前記一方の角度成分を他方の角度成分に応じて補正して得た値とに基づいて、前記被検体内部の各３次元位置を前記モデル画像上に示す
ことを特徴とする請求項１に記載の医療装置。
【請求項８】
前記画像生成部は、前記極座標の成分のうちの１つの角度成分と、前記極座標を変換した直交座標の１つの成分とに基づいて、前記被検体内部の各３次元位置を前記モデル画像上に示す
ことを特徴とする請求項１に記載の医療装置。
【請求項９】
位置方向取得部と、座標演算部と、モデル画像生成部と、画像生成部とを備えた医療装置における医療画像生成方法であって、
前記位置方向取得部が、被検体内部の特徴点を含む前記被検体内部の任意の３次元位置を求め、
前記座標演算部が、前記被検体内部の特徴点の３次元位置に基づいて極座標を設定して、前記被検体内部の任意の３次元位置を前記極座標によって求め、
前記モデル画像生成部が、前記被検体内部の形状をモデル化したモデル画像を生成し、
前記画像生成部が、前記座標演算部が求めた極座標の成分のうちの少なくとも１つの角度成分に基づいて、前記被検体内部の任意の３次元位置を前記モデル画像上に示す
ことを特徴とする医療画像生成方法。
【請求項１０】
コンピュータに、
被検体内部の特徴点を含む前記被検体内部の任意の３次元位置を求め、
前記被検体内部の特徴点の３次元位置に基づいて極座標を設定して、前記被検体内部の任意の３次元位置を前記極座標によって求め、
前記被検体内部の形状をモデル化したモデル画像を生成し、
前記座標演算部が求めた極座標の成分のうちの少なくとも１つの角度成分に基づいて、前記被検体内部の任意の３次元位置を前記モデル画像上に示す
手順を実行させるための医療画像生成プログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内視鏡観察を支援する医療装置、医療画像生成方法及び医療画像生成プログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、被検体内に挿入され、被検体内部を観察したり、処置具などを用いて処置する内視鏡を備えた医療装置としての内視鏡装置が広く普及している。内視鏡を用いて、観察（又は検査）対象の所定の管腔臓器内部を観察する場合において、画像上に観察範囲を表示する医療装置がある。【０００３】
このような医療装置においては、事前に患者の臓器についての計測を行って臓器の計測データを取得しておくことで、観察中における観察位置を、取得した計測データに基づいて推定したモデル画像上に表示することを可能にしている。【０００４】
例えば、日本国特開２０１４−１１７４４６号公報においては、人の臓器内に内視鏡を挿入し、内視鏡先端に設けたセンサによって臓器までの距離を求め、更に、内視鏡の動きを検出するセンサを設けることで、センサの測定結果と内視鏡の変位とから、その場で、臓器の形状を推定してモデル画像を生成する技術が提案されている。【０００５】
しかしながら、従来の医療装置においては、観察範囲の位置を正確に示すために、患者毎に臓器の形状を推定して作成したモデル画像上に観察位置を表示するようになっており、臓器毎の形状の個人差が大きい場合には、モデル画像の個人差も大きくなり、見易さが損なわれると共に、患者間での比較がし難いという問題がある。【０００６】
また、臓器内への灌流や送気を行う場合等、観察途中において、臓器の形状が変化することがある。この場合には、施術の途中で、臓器の再計測を行って対象の形状を推定し直してモデル画像を作り直す必要があり、観察や手術等を中断する必要が生じるという問題があった。また、この場合には、モデル画像の再作成前における観察済みの位置を、再作成後のモデル画像上の正確な範囲に表示することができないこともある。【０００７】
本発明は、臓器の変形に拘わらず、また、異なる人物の臓器であっても、共通のモデル画像を用いて正確に観察範囲等を示すことができる医療装置、医療画像生成方法及び医療画像生成プログラム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】
【０００８】
本発明の一態様による医療装置は、被検体内部の形状をモデル化したモデル画像を生成するモデル画像生成部と、前記被検体内部の特徴点の３次元位置を検出し、前記特徴点の位置を基に極座標を設定して、前記被検体内部の任意の３次元位置を前記極座標によって求める座標演算部と、前記座標演算部が求めた極座標の成分のうちの少なくとも１つの角度成分に基づいて、前記被検体内部の任意の３次元位置を前記モデル画像上に示す画像生成部と、を具備する。【０００９】
また、本発明の一態様による医療画像生成方法は、位置方向取得部と、座標演算部と、モデル画像生成部と、画像生成部とを備えた医療装置における医療画像生成方法であって、前記位置方向取得部が、被検体内部の特徴点を含む前記被検体内部の任意の３次元位置を求め、前記座標演算部が、前記被検体内部の特徴点の３次元位置に基づいて極座標を設定して、前記被検体内部の任意の３次元位置を前記極座標によって求め、前記モデル画像生成部が、前記被検体内部の形状をモデル化したモデル画像を生成し、前記画像生成部が、前記座標演算部が求めた極座標の成分のうちの少なくとも１つの角度成分に基づいて、前記被検体内部の任意の３次元位置を前記モデル画像上に示す。【００１０】
また、本発明の一態様による医療画像生成プログラムは、コンピュータに、被検体内部の特徴点を含む前記被検体内部の任意の３次元位置を求め、前記被検体内部の特徴点の３次元位置に基づいて極座標を設定して、前記被検体内部の任意の３次元位置を前記極座標によって求め、前記被検体内部の形状をモデル化したモデル画像を生成し、前記座標演算部が求めた極座標の成分のうちの少なくとも１つの角度成分に基づいて、前記被検体内部の任意の３次元位置を前記モデル画像上に示す手順を実行させる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係る医療装置を示すブロック図である。
【図２】図１の医療装置の外観を示す説明図である。
【図３】臓器変形中心の求め方を説明するための説明図である。
【図４】極座標における観察ポイントを示す説明図である。
【図５】横軸に極座標のθをとり縦軸に極座標のφをとって２次元モデル画像を示す説明図である。
【図６】仰臥位の状態の膀胱の平面形状Ｕ１及び右側臥位の状態の膀胱の側面形状Ｕ２を模式的に示して、極座標とモデル画像との対応を説明するための説明図である。
【図７】本実施の形態における動作フローを示すフローチャートである。
【図８】モデル画像上の指標を説明するための説明図である。
【図９Ａ】本発明の第２の実施の形態において採用するモデル画像を説明するための説明図である。
【図９Ｂ】本発明の第２の実施の形態において採用するモデル画像を示す説明図である。
【図１０】本発明の第３の実施の形態を説明するための説明図である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態について詳細に説明する。【００１３】
（第１の実施の形態）
図１は本発明の第１の実施の形態に係る医療装置を示すブロック図である。図２は図１の医療装置の外観を示す説明図である。【００１４】
一般的に、紙媒体に描かれるシェーマは臓器の実際の形状を模式的に表したものであり、紙面カルテ等では共通の形状のシェーマが用いられることが多い。術者は、内視鏡等によって実際に観察して得た病変部等の位置及び形状を、頭の中で縮尺や角度等を考慮しながら、紙面に描かれたシェーマ上に記入するという処理を行う。実際の臓器形状とは異なる共通の形状のシェーマを用いることで、術者にとって、病変部の確認等がし易い場合もある。【００１５】
そこで、本実施の形態においては、モニタに表示するモデル画像中に観察範囲等を表示する場合においても、共通のモデル画像を用いる。そして、この場合において、本実施の形態においては、臓器形状の個人差に拘わらず、また、臓器の変形に拘わらず、共通のモデル画像上の正確な位置や範囲に、観察範囲等を示すことを可能にする。【００１６】
図２に示すように、医療装置１は、被検体内部の観察を行うものである。本実施の形態では、被検体内部として患者Ｐａ内部の所定の管腔臓器（具体例では膀胱Ｕ）内部を観察（又は検査）する例について説明する。医療装置１は、観察装置である内視鏡２と、光源装置３と、プロセッサ４と、画像処理装置５と、モニタ６と、位置検出機構部２９とを備えて構成される。医療装置１は、通常光観察と特殊光観察の２つの観察モードで観察する機能を有していてもよい。医療装置１のユーザとしての術者は、ベッド８上に仰臥位等で横たわっている患者Ｐａにおける所定の管腔臓器（単に管腔臓器、又は臓器とも言う）としての膀胱Ｕ内部の内視鏡検査を行う。 
内視鏡２は、操作部２ａと、可撓性を有する挿入部２ｂと、ユニバーサルケーブル２ｃとを有する。内視鏡２は、例えば膀胱検査用の内視鏡である。ユニバーサルケーブル２ｃ内には、図１に示すライトガイド９が挿通されており、内視鏡２は、光源装置３からの照明光を、ライトガイド９を通して挿入部２ｂの先端部２ｄの照明窓から出射する。この照明光によって、挿入部２ｂの先端部２ｄが挿入された被検体内部である所定の管腔臓器（としての膀胱Ｕ）内部が照明されるようになっている。【００１７】
図１に示すように、挿入部２ｂの先端部２ｄには、対物光学系１０と撮像素子１１とが設けられている。撮像素子１１は、対物光学系１０の結像位置に撮像面が配置され、撮像面に結像された被検体光学像を光電変換して撮像信号として出力するようになっている。こうして、撮像素子１１は、光源装置３の照明光により照明された膀胱Ｕの内壁を撮像する。対物光学系１０及び撮像素子１１によって、管腔臓器内部を撮像して撮像画像を出力する撮像部（又は撮像装置）１２が構成される。【００１８】
撮像素子１１により得られた撮像信号は、ユニバーサルケーブル２ｃ内の信号線を介してプロセッサ４に入力される。プロセッサ４には画像生成回路４ａが設けられており、画像生成回路４ａは、入力された撮像信号を用いた画像生成処理を行い、管腔臓器としての膀胱Ｕ内部の内視鏡画像（撮像画像）を生成するようになっている。【００１９】
画像生成回路４ａは、生成した撮像画像を画像処理装置５に出力する。画像処理装置５の画像取込回路２４は、プロセッサ４において生成された内視鏡画像を、一定の周期で取り込む処理を行う画像取込部の機能を有する。画像取込回路２４は、例えば、フレームレートと同じ、１秒間に３０枚の内視鏡画像を、プロセッサ４から取得する。また、画像取込回路２４は、プロセッサ４からのレリーズ信号も受信する。画像取込回路２４は、画像生成回路４ａからの撮像画像を取り込んで、表示Ｉ／Ｆ２３を介してモニタ６に与える。これにより、内視鏡２によって取得された内視鏡画像は、モニタ６における内視鏡画像表示エリアに表示されるようになっている。なお、画像取込回路２４は、ＣＴ装置２９からの画像も取り込んで、表示Ｉ／Ｆ２３を介してモニタ６に供給することができるようになっている。【００２０】
プロセッサ４は、観察モードを切り換えるための切換スイッチ４ｂを有している。画像生成回路４ａは、切換スイッチ４ｂにより指定された観察モード信号が入力され、切換スイッチ４ｂにより指定された観察モードに応じた内視鏡画像を生成する。より具体的には、画像生成回路４ａは、通常光観察モードが指定された場合には、通常光（としての白色光）の照明の下で撮像した通常光観察画像を生成し、特殊光観察モードが指定された場合には、特殊光観察画像（より狭義には狭帯域光観察画像）を生成する。 
また、切換スイッチ４ｂによる観察モード信号は、光源装置３のＬＥＤ制御回路３ａにも入力される。ＬＥＤ制御回路３ａは、観察モードに応じた照明光を生成するようにＬＥＤ３ｂ，３ｃを制御する。即ち、ＬＥＤ制御回路３ａは、切換スイッチ４ｂにより通常光観察モードが指定された場合には、通常光観察モード用の光源となる白色ＬＥＤ３ｂを発光させるように制御し、特殊光観察モードが指定された場合には、特殊光観察モード用の光源となる狭帯域の青色ＬＥＤ３ｃを発光させるように制御する。 
狭帯域の青色ＬＥＤ３ｃが発光した場合には、狭帯域の青色の光は、この青色光の光路上に４５度の角度で配置されたダイクロイックミラー３ｄにより選択的に反射された後、集光レンズ３ｅにより集光されてライトガイド９の基端に入射される。ライトガイド９の基端に入射された狭帯域の青色の照明光は、ライトガイド９により伝送され、ライトガイド９の先端が取り付けられた照明窓から出射される。こうして、この場合には、特殊光観察モード用の照明（より狭義には狭帯域光観察モード用の照明）が行われる。【００２１】
また、白色ＬＥＤ３ｂが発光した場合には、白色光は、その光路上に配置されたダイクロイックミラー３ｄにより、狭帯域の青色の光を除く白色光の殆どが選択的に透過され、集光レンズ３ｅにより集光されてライトガイド９の基端に入射される。ライトガイド９の基端に入射された狭帯域の青色光を除く白色の照明光は、ライトガイド９により伝送され、ライトガイド９の先端に取り付けられた照明窓から出射される。こうして、この場合には、通常光観察モード用の照明が行われる。【００２２】
内視鏡２の操作部２ａには、レリーズボタン（又はレリーズスイッチ）１４が設けられている。レリーズボタン１４は、術者等のユーザが内視鏡画像を記録（又は記憶）するときに、押すためのボタンである。レリーズボタン１４が押されると、レリーズボタン操作信号がプロセッサ４へ入力され、プロセッサ４は、レリーズ信号を生成して、画像処理装置５へ出力する。レリーズボタン１４が押されたときの内視鏡画像は、画像処理装置５の後述するメモリ２２に記録（又は記憶）される。また、医療装置１は、画像処理装置５に対して、ユーザが各種の情報の入力や選択するための入力を行う入力装置３０を有する。【００２３】
画像処理装置５は、内視鏡画像をモニタ６に表示させると共に、観察対象に対応するモデル画像を表示し、内視鏡画像の撮影範囲等をモデル画像上に表示する機能を有する。画像処理装置５は、モニタ６の表示画面上の一部の表示領域にプロセッサ４によって生成された内視鏡画像を表示し、他の一部の表示領域にはモデル画像を表示する。そして、画像処理装置５は、表示画面上に表示されたモデル画像上に、表示した内視鏡画像の画像の範囲（撮影範囲）を示す指標を表示するようになっている。【００２４】
画像処理装置５は、制御部２１と、メモリ２２と、表示インターフュース（以下、表示Ｉ／Ｆと略す）２３と、画像取込回路２４と、位置方向取得回路２５と、位置検出機構制御部２７とを備える。ＣＰＵ２１と、メモリ２２と、表示Ｉ／Ｆ２３と、画像取込回路２４と、位置方向取得回路２５とは、バス２８を介して互いに接続されている。内視鏡画像は、画像取込回路２４からバス２８を介して制御部２１に供給される。【００２５】
記憶部としてのメモリ２２は、ＲＯＭ、ＲＡＭ（ランダムアクセスメモリ）、フラッシュメモリ等によって構成されている。メモリ２２は、制御部２１により実行される各種処理プログラム及び各種データを記憶する。また、メモリ２２は、画像生成回路４ａにより生成された内視鏡画像の情報を記憶する内視鏡画像記憶部２２ａ及び位置方向取得回路２５により取得された位置情報及び視線方向情報を記憶する位置方向情報記憶部２２ｂを有している。また、メモリ２２は、２次元（２Ｄ）及び３次元（３Ｄ）のモデル画像の画像データを記憶する２Ｄ／３Ｄモデル画像記憶部２２ｃを有している。本実施の形態においては、モデル画像としては、患者に拘わらず、また、臓器の状態に拘わらず、共通の形状のモデル画像が用いられる。【００２６】
制御部２１は、図示しないＣＰＵ等のプロセッサによって構成することができ、メモリに記憶されたプログラムに従って動作して各部を制御するものであってもよい。制御部２１によって、内視鏡画像の撮影範囲が求められると共に、モデル画像の表示及びモデル画像上の撮影範囲を示す指標の表示が制御される。【００２７】
本実施の形態において、観察装置である内視鏡２の撮影範囲、即ち、モニタ６の内視鏡画像の表示領域に表示される画像の範囲を求めて、共通のモデル画像中に正確に表示する。そこで、まず、位置方向取得回路２５は、撮像素子１１の位置及び方向を検出する。位置検出機構部２９は、撮像素子１１の位置及び方向を検出するように構成されている。位置検出機構制御部２７は、位置検出機構部２９を制御して、撮像素子１１の位置及び方向を検出すると共に、検出結果を位置方向取得回路２５に出力することができるようになっている。【００２８】
位置検出機構部および位置検出機構制御部としては公知の手法を採用することができる。例えば、位置検出機構部として、挿入部２ｂ先端に図示しない受信コイルを設け、内視鏡２の外部に磁界を発生する磁界送信アンテナを設けて、磁界送信アンテナからの磁界を受けた受信コイルの信号を解析し、受信コイルの位置及び方向を検出し、受信コイルと撮像素子１１との既知の位置関係から、撮像素子１１の位置及び方向を検出しても良いし、日本国特開２０１４−１１７４４６号公報に記載の方法を利用してもよい。位置方向取得回路２５の出力するデータは、前者の場合には磁界送信アンテナを基準とした座標系で出力される。【００２９】
次に、位置方向取得回路２５は、撮像素子１１から観察対象までの距離を算出する。内視鏡２の挿入部２ｂは、図示しない機構により、操作部２ａの操作レバーの操作に応じて挿入部２ｂの先端にある湾曲部を湾曲させることができるようになっている。この内視鏡２の挿入部２ｂの例えば先端には、挿入部２ｂと患者Ｐａの膀胱Ｕの表面（被挿入体内表面）との距離を測定して距離情報を出力する距離センサ１３が設けられている。【００３０】
距離センサ１３は、撮像素子１１が撮像する撮像中心の方向と略平行な方向の距離を測定するように設けられている。撮像素子１１の位置及び方向は、距離センサ１３の位置及び方向と略同一であるものと考えてよい。これにより、撮像素子１１が撮像する方向と同じ方向の被挿入体内表面までの距離を検出することができる。【００３１】
例えば、距離センサ１３は、赤外レーザ光を出射し、被挿入体内表面で反射した赤外レーザ光を検出し、赤外レーザ光の出射時間と検出時間との差に基づいて、距離センサ１３の位置、すなわち挿入部２ｂの先端から被挿入体内表面までの距離を測定するものであってもよい。なお、距離センサ１３に代えて、制御部２１において、内視鏡ステレオ画像の画像解析を行って、距離を求めるように構成することも可能である。【００３２】
距離センサ１３が設置されている挿入部２ｂは、挿入部２ｂの挿入、回転操作や、操作部２ａの操作レバー４１による湾曲操作により、位置と向きを移動させることができる。従って、距離センサ１３が測定する測定点も移動させることが可能である。すなわち、内視鏡２の操作可能な範囲で、任意の挿入部先端と距離測定点との距離を測定可能である。【００３３】
距離センサ１３は計測結果である距離情報を位置方向取得回路２５に出力するようになっている。位置方向取得回路２５は、撮像素子１１の位置及び方向と、距離センサ１３からの距離情報と後述する視野角に基づいて、内視鏡２の観察範囲を求める。【００３４】
本実施の形態においては、検査対象の臓器である膀胱Ｕの形状の個人差や拡張、縮小に伴うサイズの変化等に拘わらず、共通のモデル画像上に観察範囲を示すために、内視鏡２の観察範囲を極座標系で求める。【００３５】
（極座標系）
本実施の形態は、例えば、膀胱や大腸等においては、サイズ、形状に個人差があったとしても、拡張又は縮小等の変形が生じる場合には、ある点を起点として略相似形で変形するという特徴を利用する。本実施の形態においては、このような臓器内における変形の起点となるポイント（以下、臓器変形中心という）を求め、求めた臓器変形中心を原点とした極座標によって、観察範囲（座標）を表現する。以下では、簡略化するため、観察範囲内の任意の点を観察ポイントとして説明する。【００３６】
例えば、この極座標の原点から臓器内の所定の観察ポイントを観察している場合において、当該臓器が拡張又は縮小したものとする。この場合、臓器変形中心である極座標の原点を中心として相似形で拡張又は縮小が行われるので、原点から観察ポイントまでの距離は変化するが、見ている方向は変化しない。つまり、臓器内のいずれの位置が観察ポイントであるかを特定するためには、原点からの距離情報は必要ではなく、極座標の角度情報のみが分かればよい。膀胱や大腸等の、球形又は円筒形に近い形状のモデル画像は、角度情報のみによって位置を指定することができることから、これらの臓器のポイントを極座標によって求めることで、原点からの距離情報を用いることなく臓器のポイントに対応したモデル画像の位置を求めることができる。【００３７】
以上を考慮して、本実施の形態では、観察範囲を、臓器変形中心を原点とする極座標系で表現することで、臓器の実際の形状に拘わらず、観察範囲等を共通のモデル画像上に正確に表示するようになっている。【００３８】
図３を参照して、極座標の原点とする臓器変形中心の求め方について説明する。図３は臓器変形中心の求め方を説明するための説明図である。図３は膀胱の外形状を斜視図によって示したものであり、丸印で示す各位置はそれぞれ内尿道口Ａ、左尿管口Ｂ、右尿管口Ｃ、頂部Ｔである。図３は採石位の患者Ｐａの膀胱Ｕを患者の左側やや足側かつ腹側から見たものである。本実施の形態においては、臓器変形中心である極座標の原点を、膀胱Ｕの４つの特徴点である、内尿道口Ａ、左尿管口Ｂ、右尿管口Ｃ及び頂部Ｔから求める。即ち、腹部の頂部Ｔと内尿道口Ａとを結ぶ直線ＡＴを求め、この直線ＡＴに平行で、左右尿管口ＢＣを通る平面Ｌを求める。そして、極座標の原点Ｏは、直線ＡＴの中点を平面Ｌに射影した点とする。【００３９】
次に、図４及び図５を参照して、臓器壁面の所定の観察ポイントの極座標と、当該極座標とモデル画像上の表示との関係について説明する。図４は極座標における観察ポイントを示す説明図であり、図５は横軸に極座標のθをとり縦軸に極座標のφをとって２次元モデル画像を示す説明図である。図５に示す２次元モデル画像は、膀胱を前壁（Ｗｆ）及び後壁（Ｗｂ）の２つに分けてそれぞれ正方形によって示すものである。また、図６は後述するY軸の＋方向から−方向を見た状態の膀胱の平面形状Ｕ１及び後述するZ軸の−方向から＋方向を見た状態の膀胱の側面形状Ｕ２を模式的に示して、極座標とモデル画像との対応を説明するための説明図である。なお、図６の平面形状Ｕ１においては、Ｙ軸は原点を通り、紙面手前方向であり、側面形状Ｕ２においては、Ｚ軸は原点を通り紙面奥方向である。【００４０】
本実施の形態においては、極座標のＸＹＺ軸は、２次元モデル画像の座標に対応させて決定する。即ち、図４及び図６に示すように、極座標のＺ軸は、原点Ｏを通り、左尿管口Ｂから右尿管口Ｃへの方向（図４の紙面奥方向）に設定し、Ｘ軸は、Ｚ軸に垂直で原点Ｏを通る平面に対して内尿道口Ａを射影した点に、原点Ｏから向かう方向に設定し、Ｙ軸はＺとXの外積によって与えられる。本実施の形態では極座標のうち球座標を用いる例を示す。球座標では、所定のポイントは（ｒ，θ，φ）で表され、ｒは原点からの距離、θはＺ軸からの角度、φは所定のポイントをＸＹ平面に射影した点までのＸ軸からの角度である。なお、図６では内尿道口Ａはθ＝９０°である例を示しており、この場合には、Ｘ軸は、Ｚ軸に垂直で原点Ｏを通る平面において、原点Ｏから内尿道口Ａへの方向である。【００４１】
図５に示す膀胱のモデル画像においては、頂部Ｔから内尿道口Ａまでの腹側の範囲を前壁Ｗｆとして紙面下側の正方形で表し、残りの背中側の範囲を後壁Ｗｂとして紙面上側の正方形で表す。モデル画像の横軸は、図６の平面形状Ｕ１に示すＺ軸からの角度θに相当し、モデル画像の縦軸は、図６の側面形状Ｕ２に示すＸ軸からの角度φに相当する。【００４２】
例えば、内尿道口Ａは、図６の平面形状Ｕ１に示すように、Ｚ軸からの角度θは９０度であり、Ｘ軸上にあるので、側面形状Ｕ２に示すように、Ｘ軸からの角度φは０°であり、図５のモデル画像上では前壁Ｗｆと後壁Ｗｂとの境界位置に示される。同様に、頂部Ｔは、側面形状Ｕ２に示すように、Ｘ軸からの角度がφｓであり、図５のモデル画像の紙面下端の位置に示されると共に、Ｘ軸からの角度はφｓ−３６０でもあるので、図５のモデル画像の紙面上端の位置に示される。【００４３】
このように、膀胱Ｕ内の観察ポイントを極座標の座標位置として求め、座標位置の角度情報であるθ及びφのみによって、モデル画像上の位置を示すことができる。例えば、図４の膀胱Ｕの壁面の観察ポイントＰ１，Ｐ２の極座標がそれぞれ（ｒ１，θ１，φ１）、（ｒ２，θ２，φ２）であるものとする。この場合には、観察ポイントＰ１は、図５のモデル画像のθ＝θ１、φ＝φ１のポイントに表示され、観察ポイントＰ２は、図５のモデル画像のθ＝θ２、φ＝φ２のポイントに表示されることになる。【００４４】
なお、図４に示すように、前壁Ｗｆの広さに比べて後壁Ｗｂの広さは比較的広いが、一般的に紙媒体のシェーマ上では前壁Ｗｆ及び後壁Ｗｂの広さは同一に設定されるので、図５に示すモデル画像においても、前壁Ｗｆと後壁Ｗｂの広さは同一に設定してある。従って、図５のモデル画像では、縦軸のプラス側（紙面下側）よりもマイナス側（紙面上側）の方が単位長さ当たりの角度は大きい。なお、前壁Ｗｆと後壁Ｗｂのサイズに合わせて、プラス側のサイズとマイナス側のサイズを異ならせたモデル画像を採用してもよい。【００４５】
ところで、距離センサ１３によって検出する観察ポイントに対して、撮像部１２による撮像範囲は所定の広がり（視野角）を有しており、観察範囲を特定するためには、視野角の情報を取得する必要がある。撮像部１２の視野角の情報は、内視鏡２から取得してもよく、また、入力装置３０によって入力するようにしてもよい。内視鏡２には、各内視鏡２に固有の識別情報（ＩＤと略記）を発生するＲＯＭ（リードオンリメモリ）等により構成されるＩＤ発生部（図２では単にＩＤと略記）１５が設けられている。このＩＤ発生部１５は、画像処理装置５内の位置方向取得回路２５にＩＤを出力するようになっている。なお、ＩＤ発生部１５は、ＩＤをプロセッサ４を介して画像処理装置５に送信するようになっていてもよい。【００４６】
位置方向取得回路２５は、ＩＤから対物光学系１０の焦点距離、対物光学系１０による光学像を撮像する撮像素子１１の画素数、ピクセルのサイズ、視野角等、撮像部１２が撮像する場合の撮像情報を取得する撮像情報取得部としての機能を備える。位置方向取得回路２５は取得した撮像情報を制御部２１に出力することができ、制御部２１は観察範囲の算出に位置方向取得回路２５からの撮像情報を用いることができるようになっている。【００４７】
画像処理装置５の制御部２１中の座標演算部２１ｄは、位置方向取得回路２５が求めた観察ポイントの座標を極座標に変換する座標系変換部としても機能するようになっている。座標演算部２１ｄは、極座標の原点Ｏの位置及び座標軸Ｘ，Ｙ，Ｚを求めるために、内視鏡画像の画像解析を行う画像解析部としての機能も有する。術者は、挿入部２ｂの膀胱Ｕ内に挿入して、内尿道口Ａ、左尿管口Ｂ、右尿管口Ｃ及び頂部Ｔを観察する。座標演算部２１ｄは、内視鏡２によって得た内視鏡画像をメモリ２２から読み出して、画像解析を行い、観察部位が膀胱の４つの特徴点である内尿道口Ａ、左尿管口Ｂ、右尿管口Ｃ及び頂部Ｔであることを検出する。位置方向取得回路２５は、これらの位置を求め、位置の検出結果をメモリ２２の位置方向情報記憶部２２ｂに与えて記憶させる。座標演算部２１ｄは、位置方向情報記憶部２２ｂから読み出した位置情報に基づいて、位置方向取得回路の座標系を、原点Ｏ及び座標軸Ｘ，Ｙ，Ｚを有する極座標の座標系に変換するための座標変換式を求める。【００４８】
本実施の形態においては、膀胱Ｕの拡張又は縮小に拘わらず、極座標の原点Ｏ及び座標軸Ｘ，Ｙ，Ｚは変化しないので、１人の患者に付き１回だけ、座標変換式を求めるようにすればよい。この座標変換式は、メモリ２２や他の図示しないメモリに記憶される。【００４９】
座標演算部２１ｄは、観察時において位置方向取得回路２５から座標が与えられると、座標変換式を用いて、極座標に変換するようになっている。座標演算部２１ｄは、距離センサ１３の出力に基づいて求めた観察ポイントの極座標を求めると共に、撮像部１２の視野角の情報に基づいて観察範囲の極座標を求めることができるようになっている。【００５０】
モデル画像としては、２次元（２Ｄ）画像及び３次元（３Ｄ）画像を採用することができる。これらのモデル画像は、観察対象の臓器をモデル化したものであり、例えば、図５に示すモデル画像が採用される。モデル画像生成部２１ｂは、メモリ２２の２Ｄ／３Ｄモデル画像記憶部２２ｃからモデル画像の情報を読み出して、モデル画像をモニタ６の表示画面上に表示するための表示データを生成するようになっている。モデル画像生成部２１ｂはモデル画像を画像生成部２１ｃに出力する。【００５１】
指標生成部２１ａは、撮影範囲の極座標が与えられて、モデル画像上に撮影範囲を示す指標を表示するための表示用のデータ（以下、指標データという）を生成する。指標生成部２１ａは指標データを画像生成部２１ｃに出力する。画像生成部２１ｃは、モデル画像生成部２１ｂが生成したモデル画像とメモリ２２から読み出した内視鏡画像とをモニタ６に表示すると共に、モデル画像上に撮影範囲を示す指標を表示するための表示データを生成して、表示Ｉ／Ｆ２３を介してモニタ６に出力することができるようになっている。【００５２】
なお、指標生成部２１ａは、指標データをメモリ２２に記憶させてもよい。この場合には、画像生成部２１ｃは、現在観察中の領域（撮影範囲）を示す指標だけでなく、撮影範囲の移動に応じて過去に順次撮影された範囲についても指標として表示することが可能である。【００５３】
次にこのように構成された実施の形態の動作について図７及び図８を参照して説明する。 図７は本実施の形態における動作フローを示すフローチャートである。また、図８はモデル画像上の指標を説明するための説明図である。【００５４】
医療装置１が動作状態になると、最初のステップＳ１において、術者は、内視鏡２を患者Ｐａの尿道内に挿入する。位置方向取得回路２５は、位置検出機構制御部２７の検出結果によって、所定の測定対象基準位置を基準とした３次元座標系上において、挿入部２ｂの先端の距離センサ１３の位置及び方向を検出している。【００５５】
術者は、極座標を設定するために、挿入部２ｂの位置及び向きを変えて、撮像部１２により内尿道口Ａ、左尿管口Ｂ、右尿管口Ｃ及び頂部Ｔを撮像する。撮像部１２からの内視鏡画像は、画像取込回路２４によって画像処理装置５に取り込まれて、メモリ２２の内視鏡画像記憶部２２ａに順次記憶される。なお、画像生成部２１ｃは、内視鏡画像記憶部２２ａに記憶されている内視鏡画像を読み出して表示Ｉ／Ｆ２３を介してモニタ６に出力する。こうして、モニタ６の表示画面上には、内視鏡画像が表示される。術者はモニタ６の表示画面に表示された内視鏡画像を見ながら、挿入部２ｂの挿入操作を行うことができる。【００５６】
制御部２１の座標演算部２１ｄは、メモリ２２から内視鏡画像を読み出し、画像解析によって、撮像されている画像から膀胱Ｕの特徴点である内尿道口Ａ、左尿管口Ｂ、右尿管口Ｃ及び頂部Ｔの部分を検出する。座標演算部２１ｄは、これらの部位の検出時点において、位置方向取得回路２５が、距離センサ１３の位置及び方向、並びに距離情報に基づいて算出した位置情報、即ち、位置方向取得回路の座標系における内尿道口Ａ、左尿管口Ｂ、右尿管口Ｃ及び頂部Ｔの３次元座標を取得する（ステップＳ２）。【００５７】
座標演算部２１ｄは、次のステップＳ３において、膀胱Ｕの特徴点の３次元座標から、３次元空間上に、極座標を設定する。この場合の極座標の原点Ｏは、膀胱Ｕの拡張及び伸縮の臓器変形中心に設定し、各座標軸は、上述した通り、膀胱Ｕのモデル画像に対応して設定する。次に、座標演算部２１ｄは、ステップＳ４において、位置方向取得回路の３次元座標を、極座標に変換するための極座標変換式を求める。【００５８】
ステップＳ５において、制御部２１のモデル画像生成部２１ｂは、２Ｄ／３Ｄモデル画像記憶部２２ｃに記憶されている情報を読み出して、モデル画像を表示するための表示データを生成し、画像生成部２１ｃと表示Ｉ／Ｆ２３を介してモニタ６に出力する。こうして、モニタ６の表示画面上には、内視鏡画像と共に、モデル画像が表示される。【００５９】
位置方向取得回路２５には、距離センサ１３の位置及び方向、並びに距離センサ１３により求めた距離情報が順次与えられており、位置方向取得回路２５は、観察ポイントの３次元座標を取得する。更に、位置方向取得回路２５は、このＩＤ発生部１５から内視鏡２のＩＤを取得して、対物光学系１０の焦点距離、対物光学系１０による光学像を撮像する撮像素子１１の画素数、ピクセルのサイズ、視野角等、撮像部１２が撮像する場合の撮像情報を取得している。座標演算部２１ｄは、これらの情報と観察ポイントの３次元座標とから、観察範囲の３次元座標を求める（ステップＳ６）。【００６０】
座標演算部２１ｄは、観察範囲の３次元座標を、極座標変換式を用いて極座標に変換する（ステップＳ７）。更に、座標演算部２１ｄは、変換した極座標をモデル画像の表示位置の情報に変換する（ステップＳ８）。指標生成部２１ａは、観察範囲を示す指標を表示するための表示データを生成する。本実施の形態においては、座標演算部２１ｄによって得られた観察範囲の極座標のうち、θ及びφの情報を用いて、モデル画像上に表示する指標の表示データが生成される。【００６１】
画像生成部２１ｃは、指標生成部２１ａが生成した指標の表示データに基づいて、モニタ６の表示画面上に観察範囲を示す指標を含めて表示する。【００６２】
図８はモデル画像の表示例を示している。モデル画像５０は、紙面上方に後壁Ｗｂの表示領域５１と、紙面下方に前壁Ｗｆの表示領域５２とを有する。表示領域５１，５２の境界上に内尿道口Ａに対応する表示５３が表示されている。また、左尿管口Ｂ及び右尿管口Ｃにそれぞれ対応する位置５５，５６と表示５３の位置とを結ぶ三角形の表示５７が表示されている。また、表示領域５１の上端には頂部Ｔに対応する表示５４ｂが表示され、表示領域５２の下端には頂部Ｔに対応する表示５４ａが表示されている。【００６３】
後壁Ｗｂの表示領域５１中には、破線によって現在の観察範囲を示す指標表示５８が表示されている。また、斜線領域の指標表示５９は過去の観察範囲を示している。【００６４】
これらの指標表示５８，５９は、内視鏡２による患者Ｐａの臓器の観察範囲を測定し、座標変換することによって得られものであり、モデル画像上の正確な位置及び範囲に表示することができる。これにより、術者は、モニタ６に表示されるモデル画像５０上の指標表示５８，５９によって、現在及び過去の正確な撮影範囲を把握することができる。また、制御部２１は、撮影範囲の算出をリアルタイムで実施することができ、時々刻々変化する内視鏡挿入部２ｂ位置及び向きに応じた撮影範囲を順次表示することができる。【００６５】
ここで、観察途中において、灌流等により、膀胱Ｕが拡張したり、縮小したりするものとする。この場合でも、極座標の原点Ｏを臓器変形中心に設定していることから、挿入部２ｂの位置及び向きが変化しなければ、観察ポイントの極座標は、ｒのみが変化し、θ及びφは変化しない。モデル画像上の指標は、θ及びφの情報のみを用いて生成することができるので、臓器の拡張及び収縮が発生した場合でも、モデル画像の変更や、極座標の変更等は不要であり、観察を中断することなく、モデル画像上の正確な位置及び範囲に指標を継続して表示することができる。【００６６】
また、異なる患者の臓器を観察する場合でも、観察ポイントを極座標で求めて、モデル画像上の指標を、θ及びφの情報のみを用いて生成しているので、共通のモデル画像中の正確な位置及び範囲に指標を表示することができる。【００６７】
このように本実施の形態においては、臓器の拡張及び収縮の臓器変形中心を原点とする極座標系によって、臓器表面の位置を特定することにより、臓器の拡張及び収縮に拘わらず、また、臓器のサイズ及び形状の個人差に拘わらず、共通のモデル画像中の正確な位置及び範囲に、臓器表面の位置に対応する表示を表示することができる。これにより、観察途中においてモデル画像を作り直す必要が無く、観察や手術を継続して行うことができる。【００６８】
（第２の実施の形態）
図９Ａは本発明の第２の実施の形態において採用するモデル画像を説明するための説明図であり、図９Ｂは本発明の第２の実施の形態において採用するモデル画像を示す説明図である。図９Ａは図４に対応したモデル画像であり、図５と同じ画像を示している。本実施の形態におけるハードウェア構成は第１の実施の形態と同様である。【００６９】
第１の実施の形態においては、モデル画像として、前壁及び後壁が四角形状のモデル画像を採用した。本実施の形態は、前壁及び後壁を円形状で表すモデル画像を採用する例である。【００７０】
本実施の形態においては、座標演算部２１ｄが、四角形状のモデル画像から円形状のモデル画像への変換処理を追加して行う点が第１の実施の形態と異なるのみである。即ち、座標演算部２１ｄは、下記（１）式及び（２）式に示す変換式によって、円形状のモデル画像への変換を行う。【００７１】
ｙ＝φ      …（１）
ｘはｙの大きさに合わせて、θを補正した値とする。【００７２】
例えば、真円に変換する場合には、
φｓ−３６０＜φ＜０  において
ｘ＝（θ／９０）×（９０2−（ｙ−（φｓ−３６０）／２）2）1/2
０＜φ＜φｓ  において
ｘ＝（θ／９０）×（９０2−（ｙ−（φｓ）／２）2）1/2          …（２）
図９Ｂは変換後のモデル画像を示している。図９Ｂのモデル画像は、横軸にθに代えて上記（２）式のｘをとり、縦軸にφに代えて上記（１）式のｙをとって、膀胱Ｕを２次元に表示するものである。図９Ｂにおいても、図９Ａと同様に、観察ポイント等をモデル画像上の正確な位置に示すことが可能である。【００７３】
他の構成及び作用は第１の実施の形態と同様である。【００７４】
本実施の形態においても第１の実施の形態と同様の効果が得られると共に、モデル画像として、一般的に膀胱のシェーマに採用されている円形状の画像を採用することができる。【００７５】
（第３の実施の形態）
図１０は本発明の第３の実施の形態を説明するための説明図である。本実施の形態におけるハードウェア構成は第１の実施の形態と同様である。【００７６】
第１及び第２の実施の形態においては、観察ポイント等をモデル画像上に正確に示した。即ち、極座標のθ及びφに従ってモデル画像上の位置を決定することで、モデル画像とは形状が異なる膀胱Ｕの所定の観察ポイントをモデル画像上に正確に示した。このため、第１及び第２の実施の形態においては、極座標のＺ軸一定のライン上の観察ポイントは、ｚ＝ｒ×ｃｏｓθに従って距離ｒに応じてθが変化する曲線上の点として示される。【００７７】
しかしながら、医者は、習慣的に、左右の尿管を通り、図６の側面形状Ｕ２のＸＹ平面に平行な２つの面を境界にして、膀胱Ｕの右側壁、中央の前壁又は後壁、左側壁を判定して各種検査結果を判断している。そして、医者は、紙媒体のシェーマ上では、左右の尿管口を通る縦方向の直線の外側を右又は左側壁と判断して診断等を行う。即ち、紙媒体に表示される膀胱のシェーマを利用してきた医者にとっては、極座標のＺ軸が一定のライン上の観察ポイントは、モデル画像の横軸の座標値が一定の直線上に位置した場合に、違和感を感じることなく診断等を行うことができる。【００７８】
そこで、本実施の形態においては、座標演算部２１ｄによって、四角形状のモデル画像から円形状のモデル画像への変換処理に加えて、Ｚ軸一定のライン上の観察ポイントがモデル画像の横軸の座標値が一定の線上に位置するように補正を行うようになっている。即ち、座標演算部２１ｄは、観察ポイント等をモデル画像上に示す場合には、モデル画像の縦軸は極座標のφをそのまま用い、横軸は極座標のＸＹＺ軸をＸＹＺ軸とする直交座標におけるＺ軸の値Ｚを用いて、下記（３）式及び（４）式に示す補正を行って得たＰをとる。【００７９】
Ｚ＞０のとき
Ｐ＝Ｚ／ＺC      …（３）
Ｚ≦０のとき
Ｐ＝Ｚ／ＺB      …（４）
なお、上記（３）式及び（４）式のＰはモデル画像の横軸の値を示し、ＺBは左尿管口ＢのＺ軸の値、ＺCは右尿管口ＣのＺ軸の値である。【００８０】
図１０は変換後のモデル画像を示している。図１０のモデル画像は、横軸にθに代えて上記（３）式及び（４）式のＰをとり、縦軸にφをとって、膀胱Ｕを２次元に表示するものである。図１０のモデル画像では、直交座標のＺ軸の値がＺBであるラインは、Ｐ軸では値−１の直線で表され、直交座標のＺ軸の値がＺCであるラインは、Ｐ軸では値＋１の直線で表される。これにより、術者は、モデル画像中のＰ＜−１の領域を左側壁、Ｐ＞＋１の領域を右側壁と判断し、頂部Ｔ近傍を除いて、−１≦Ｐ≦＋１でφ≧０の領域を前壁、−１≦Ｐ≦＋１でφ＜０の領域を後壁と判断する。【００８１】
他の構成及び作用は第２の実施の形態と同様である。【００８２】
本実施の形態においても第２の実施の形態と同様の効果が得られると共に、左右の尿管を通る直線がモデル画像上においても直線に表示することができ、膀胱の右側壁、中央の前壁又は後壁、左側壁の判定を容易にすることができる。【００８３】
なお、上各実施の形態においては、モデル画像として２次元画像を用いて説明したが、３次元画像を採用してもよい。また、２次元モデル画像としては、前壁側と後壁側で同一形状の画像を用いたが、相互に異なる形状やサイズの画像を採用してもよい。【００８４】
また、上記各実施の形態においては、臓器の変形中心が１点であると仮定して臓器全体に１つの極座標を設定する例を説明したが、臓器の変形中心が複数ある場合には、各変形中心に対応して臓器を複数の領域に分割し、各領域毎に極座標を設定して、各領域毎に観察ポイント等の極座標のθ及びφを求めて、モデル画像上に示すようにしてもよい。【００８５】
また、上記各実施の形態においては、観察範囲をモデル画像上に表示するものとして説明したが、観察範囲の中心位置や、観察範囲のうち指定された一部の範囲などをモデル画像上に表示しても良いでもよい。【００８６】
また、上記各実施の形態においては、極座標を球座標として説明したが、大腸などの筒状の臓器の場合には円柱座標でもよい。その場合、座標成分は（ｒ，θ，ｚ）となり、角度成分θとｚでモデル画像上に表示することで、大腸の径方向のふくらみｒによらず、正しい位置に表示できる。【００８７】
また、上記各実施の形態においては、極座標の軸を決める際にCとBからｚ軸を先に決めるとして説明したが、AとOからｘ軸を先に決めても良い。【００８８】
本発明は、上記実施形態にそのまま限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合わせにより、種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素の幾つかの構成要素を削除してもよい
また、ここで説明した技術のうち、主にフローチャートで説明した制御や機能は、多くがプログラムにより設定可能であり、そのプログラムをコンピュータが読み取り実行することで上述した制御や機能を実現することができる。そのプログラムは、コンピュータプログラム製品として、フレキシブルディスク、ＣＤ−ＲＯＭ等、不揮発性メモリ等の可搬媒体や、ハードディスク、揮発性メモリ等の記憶媒体に、その全体あるいは一部を記録又は記憶することができ、製品出荷時又は可搬媒体或いは通信回線を介して流通又は提供可能である。利用者は、通信ネットワークを介してそのプログラムをダウンロードしてコンピュータにインストールしたり、あるいは記録媒体からコンピュータにインストールすることで、容易に本実施の形態の医療装置を実現することができる。【００８９】
本発明によれば、臓器の変形に拘わらず、また、異なる人物の臓器であっても、共通のモデル画像を用いて正確に観察範囲等を示すことができるという効果を有する。【００９０】
本出願は、２０１５年７月６日に日本国に出願された特願２０１５−１３５４７４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、請求の範囲に引用されるものとする。
【図１】
2017006708.tif 000003
【図２】
2017006708.tif 000004
【図３】
2017006708.tif 000005
【図４】
2017006708.tif 000006
【図５】
2017006708.tif 000007
【図６】
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【図７】
2017006708.tif 000009
【図８】
2017006708.tif 000010
【図９Ａ】
2017006708.tif 000011
【図９Ｂ】
2017006708.tif 000012
【図１０】
2017006708.tif 000013
【手続補正書】
【提出日】平成29年1月30日(2017.1.30)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００８】
本発明の一態様による医療装置は、被検体内部の形状をモデル化したモデル画像を生成するモデル画像生成部と、前記被検体内部の特徴点の３次元位置を検出し、前記特徴点の位置を基に極座標を設定して、前記被検体内部の任意の３次元位置を前記極座標によって求める座標演算部と、前記座標演算部が求めた極座標の成分のうちの一方の角度成分と、前記一方の角度成分を他方の角度成分に応じて補正して得た値とに基づいて、前記被検体内部の任意の３次元位置を前記モデル画像上に示す画像生成部と、を具備する。
また、本発明の他の態様による医療装置は、被検体内部の形状をモデル化したモデル画像を生成するモデル画像生成部と、前記被検体内部の特徴点の３次元位置を検出し、前記特徴点の位置を基に極座標を設定して、前記被検体内部の任意の３次元位置を前記極座標によって求める座標演算部と、前記座標演算部が求めた極座標の成分のうちの１つの角度成分と、前記極座標を変換した直交座標の１つの成分とに基づいて、前記被検体内部の任意の３次元位置を前記モデル画像上に示す画像生成部と、を具備する。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００９】
また、本発明の一態様による医療画像生成方法は、位置方向取得部と、座標演算部と、モデル画像生成部と、画像生成部とを備えた医療装置における医療画像生成方法であって、前記位置方向取得部が、被検体内部の特徴点を含む前記被検体内部の任意の３次元位置を求め、前記座標演算部が、前記被検体内部の特徴点の３次元位置に基づいて極座標を設定して、前記被検体内部の任意の３次元位置を前記極座標によって求め、前記モデル画像生成部が、前記被検体内部の形状をモデル化したモデル画像を生成し、前記画像生成部が、前記座標演算部が求めた極座標の成分のうちの少なくとも一方の角度成分と、前記一方の角度成分を他方の角度成分に応じて補正して得た値とに基づいて、前記被検体内部の任意の３次元位置を前記モデル画像上に示す。
【手続補正３】
【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】
また、本発明の一態様による医療画像生成プログラムは、コンピュータに、被検体内部の特徴点を含む前記被検体内部の任意の３次元位置を求め、前記被検体内部の特徴点の３次元位置に基づいて極座標を設定して、前記被検体内部の任意の３次元位置を前記極座標によって求め、前記被検体内部の形状をモデル化したモデル画像を生成し、前記座標演算部が求めた極座標の成分のうちの一方の角度成分と、前記一方の角度成分を他方の角度成分に応じて補正して得た値とに基づいて、前記被検体内部の任意の３次元位置を前記モデル画像上に示す手順を実行させる。
【手続補正４】
【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】
被検体内部の形状をモデル化したモデル画像を生成するモデル画像生成部と、
前記被検体内部の特徴点の３次元位置を検出し、前記特徴点の位置を基に極座標を設定して、前記被検体内部の任意の３次元位置を前記極座標によって求める座標演算部と、
前記座標演算部が求めた極座標の成分のうちの一方の角度成分と、前記一方の角度成分を他方の角度成分に応じて補正して得た値とに基づいて、前記被検体内部の任意の３次元位置を前記モデル画像上に示す画像生成部と、
を具備したことを特徴とする医療装置。
【請求項２】
前記特徴点を含む前記被検体内部の任意の３次元位置を求める位置方向取得部をさらに備えた
ことを特徴とする請求項１に記載の医療装置。
【請求項３】
撮像部を備え、被検体内部に挿入されて前記被検体内部の画像を取得する挿入部を具備し、
前記座標演算部は、前記挿入部が取得した前記被検体内部の画像の画像解析によって、前記特徴点を検出する
ことを特徴とする請求項１に記載の医療装置。
【請求項４】
前記被検体内部の所定位置に対して位置が固定の基準位置を基準にして前記特徴点を含む前記被検体内部の各３次元位置を求める位置方向取得部
を具備したことを特徴とする請求項３に記載の医療装置。
【請求項５】
前記位置方向取得部は、前記撮像部から前記被検体内部の各３次元位置までの距離を求め、求めた距離と前記撮像部の３次元位置及び方向とに基づいて前記被検体内部の各３次元位置を求める
ことを特徴とする請求項４に記載の医療装置。
【請求項６】
前記画像生成部は、前記撮像部の観察範囲を示す指標を前記モデル画像上に表示する
ことを特徴とする請求項３に記載の医療装置。
【請求項７】
被検体内部の形状をモデル化したモデル画像を生成するモデル画像生成部と、
前記被検体内部の特徴点の３次元位置を検出し、前記特徴点の位置を基に極座標を設定して、前記被検体内部の任意の３次元位置を前記極座標によって求める座標演算部と、
前記座標演算部が求めた極座標の成分のうちの１つの角度成分と、前記極座標を変換した直交座標の１つの成分とに基づいて、前記被検体内部の任意の３次元位置を前記モデル画像上に示す画像生成部と、
を具備したことを特徴とする医療装置。
【請求項８】
位置方向取得部と、座標演算部と、モデル画像生成部と、画像生成部とを備えた医療装置における医療画像生成方法であって、
前記位置方向取得部が、被検体内部の特徴点を含む前記被検体内部の任意の３次元位置を求め、
前記座標演算部が、前記被検体内部の特徴点の３次元位置に基づいて極座標を設定して、前記被検体内部の任意の３次元位置を前記極座標によって求め、
前記モデル画像生成部が、前記被検体内部の形状をモデル化したモデル画像を生成し、
前記画像生成部が、前記座標演算部が求めた極座標の成分のうちの少なくとも一方の角度成分と、前記一方の角度成分を他方の角度成分に応じて補正して得た値とに基づいて、前記被検体内部の任意の３次元位置を前記モデル画像上に示す
ことを特徴とする医療画像生成方法。
【請求項９】
コンピュータに、
被検体内部の特徴点を含む前記被検体内部の任意の３次元位置を求め、
前記被検体内部の特徴点の３次元位置に基づいて極座標を設定して、前記被検体内部の任意の３次元位置を前記極座標によって求め、
前記被検体内部の形状をモデル化したモデル画像を生成し、
前記被検体内部の任意の３次元位置について求められた前記極座標の成分のうちの一方の角度成分と、前記一方の角度成分を他方の角度成分に応じて補正して得た値とに基づいて、前記被検体内部の任意の３次元位置を前記モデル画像上に示す
手順を実行させるための医療画像生成プログラム。
【国際調査報告】
2017006708.tif 000014
2017006708.tif 000015
2017006708.tif 000016