(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
被挿入体に挿入する管状の挿入部を有する挿入システムであって、
前記挿入部の少なくとも一部の状態である状態情報を検出する挿入部状態検出部と、
前記状態情報の閾値を有し、前記状態情報と前記閾値との比較に基づいて、前記挿入部の挿入を妨げる状態である注目状態の発生と前記注目状態を形成する前記挿入部の位置を検出する注目状態検出部と、
前記注目状態検出部の検出結果に基づいて、前記注目状態が発生しているときに、前記注目状態を形成する前記挿入部の前記位置の軌跡を表す注目状態情報を出力するための処理を行う状態情報処理部と、
前記状態情報処理部が処理した前記注目状態情報を含む情報を出力する出力部と、
を備える、挿入システム。
【請求項２】
前記状態情報処理部は、前記注目状態検出部の検出結果に基づいて、前記注目状態を形成する前記挿入部の前記位置における、色、文字、図形、及び点滅の有無、の少なくとも一つを変更することにより前記注目状態情報を表示する詳細状態情報表示部を、前記出力部に表示するための処理を行う、
請求項１に記載の挿入システム。
【請求項３】
前記挿入部状態検出部が検出する前記状態情報は、前記挿入部の少なくとも一部の形状を含み、
前記状態情報処理部は更に、前記挿入部の形状を前記被挿入体の形状と同時に表示する詳細状態情報表示部を、前記出力部に表示するための処理を行う、
請求項１に記載の挿入システム。
【請求項４】
前記被挿入体は、人体を含み、
前記状態情報処理部は、前記人体の形状に対する前記人体の医学的部位を描画する前記詳細状態情報表示部を、前記出力部に表示するための処理を行う、
請求項３に記載の挿入システム。
【請求項５】
前記挿入部は、撮像部を有し、
前記撮像部が撮像した前記被挿入体の内部の画像は、
前記出力部に表示される、または、
前記挿入システムが表示部を更に備え、前記表示部に表示される、
請求項１乃至４の何れかに記載の挿入システム。
【請求項６】
前記状態情報処理部は更に、前記撮像部が撮像した前記画像上、または前記画像近傍の、色、文字、図形、及び点滅の有無、の少なくとも一つを変更することにより前記注目状態情報を表示する撮影画像エリア注目状態情報表示部を、前記出力部または前記表示部に表示するための処理を行う、
請求項５に記載の挿入システム。
【請求項７】
前記注目状態検出部は、前記状態情報の前記閾値を複数有し、前記状態情報と前記複数の閾値との比較に基づいて、前記注目状態の注目度を算出し、
前記状態情報処理部は、前記注目度に基づいて、前記注目状態情報の表示を変更する、
請求項２または６に記載の挿入システム。
【請求項８】
前記挿入部状態検出部は、前記状態情報の一つである、前記挿入部の位置を検出し、
前記注目状態検出部は、前記注目状態が発生した前記挿入部の位置を検出し、
前記状態情報処理部は、前記挿入部の位置に関連付けて前記注目状態情報を表示する前記撮影画像エリア注目状態情報表示部を、前記出力部または前記表示部に表示するための処理を行う、
請求項６に記載の挿入システム。
【請求項９】
前記注目状態情報は更に、前記撮像部が撮像した前記画像における前記被挿入体の延在方向を示す情報を含み、
前記状態情報処理部は更に、前記注目状態検出部の検出結果及び前記撮像部が撮像した前記画像に基づいて、前記被挿入体の延在方向を示す情報を含む前記注目状態情報を、前記出力部または前記表示部に表示するための処理を行う、
請求項５または６に記載の挿入システム。
【請求項１０】
前記挿入部は、撮像部を有し、
前記撮像部が撮像した前記被挿入体の内部の画像は、
前記出力部に表示される、または、
前記挿入システムが表示部を更に備え、前記表示部に表示され、
前記状態情報処理部は、
前記注目状態情報を、前記撮像部が撮像した前記画像とは独立して前記出力部に表示するための処理、または、前記表示部に表示された前記撮像部が撮像した前記画像とは別体の前記出力部に表示するための処理を行い、
更に、前記撮像部が撮像した前記画像上または前記画像近傍に、前記注目状態情報が表示されることを知らせる注目状態情報告知部を、前記出力部または前記表示部に表示するための処理を行う、
請求項１に記載の挿入システム。
【請求項１１】
前記注目状態検出部は更に、前記挿入部が正常に挿入されている状態である正常挿入状態も検出し、
前記状態情報処理部は更に、前記注目状態検出部の検出結果に基づいて、正常挿入状態情報を前記出力部に出力するための処理を行う、
請求項１に記載の挿入システム。
【請求項１２】
前記状態情報処理部は更に、前記出力部に出力されている前記注目状態情報の説明を、前記出力部に出力するための処理を行う、
請求項１、２、６、または７に記載の挿入システム。
【請求項１３】
前記挿入部状態検出部は、磁気式位置検出センサ、ファイバ形状センサ、前記挿入部に組み込まれる撮像素子、歪みセンサ、及び操作量センサ、の少なくとも一つである、
請求項１に記載の挿入システム。
【請求項１４】
前記状態情報及び前記注目状態情報の少なくとも一方に基づいて、推奨する挿入操作の方法である推奨挿入操作情報を決定する推奨挿入操作決定部を更に備え、
前記状態情報処理部は更に、前記推奨挿入操作情報を前記出力部に出力するための処理を行う、
請求項１に記載の挿入システム。
【請求項１５】
前記状態情報及び前記注目状態情報の少なくとも一方に基づいて、推奨する挿入操作の方法である推奨挿入操作情報を決定する推奨挿入操作決定部を更に備え、
前記状態情報処理部は更に、前記推奨挿入操作情報を前記表示部に表示するための処理を行う、
請求項５に記載の挿入システム。
【請求項１６】
前記推奨挿入操作情報は、前記被挿入体の延在方向へ前記挿入部を向けるための操作、前記挿入部をその長手方向の軸周りに回転する操作、及び前記挿入部を押すまたは引く操作、の少なくとも一つである、
請求項１４または１５に記載の挿入システム。
【請求項１７】
前記状態情報及び前記注目状態情報の少なくとも一方を記録可能な記録部を更に備える、
請求項１乃至１３の何れかに記載の挿入システム。
【請求項１８】
前記状態情報、前記注目状態情報、及び前記推奨挿入操作情報、の少なくとも一つを記録可能な記録部を更に備える、
請求項１４乃至１６の何れかに記載の挿入システム。
【請求項１９】
前記注目状態情報の出力をＯＮ／ＯＦＦ指定するため入力部を更に備え、
前記状態情報処理部は、前記注目状態情報の出力のＯＮ指定に応じて、前記注目状態情報を出力するための処理を行う、
請求項１乃至１８の何れかに記載の挿入システム。
【請求項２０】
前記注目状態情報及び前記推奨挿入操作情報の少なくとも一方の出力をＯＮ／ＯＦＦ指定するため入力部を更に備え、
前記状態情報処理部は、前記注目状態情報及び前記推奨挿入操作情報の前記少なくとも一方のＯＮ指定に応じて、そのＯＮ指定された前記注目状態情報及び前記推奨挿入操作情報の少なくとも一方を出力するための処理を行う、
請求項１４乃至１６の何れかに記載の挿入システム。
【請求項２１】
前記挿入システムは、撮像部を有する内視鏡システムである、
請求項１に記載の挿入システム。
【請求項２２】
前記挿入システムは、撮像部を有する大腸用内視鏡システムであり、
前記注目状態情報は、前記挿入部が盲腸に到達したか否か及び盲腸到達時間の少なくとも一方を含む、
請求項１に記載の挿入システム。
【請求項２３】
前記撮像部が撮像した前記被挿入体の内部の画像は、
前記出力部に表示される、または、
前記挿入システムが表示部を更に備え、前記表示部に表示され、
前記注目状態検出部は、前記撮像部が撮像した画像から前記被挿入体に関わる注目状態である病変の位置を検出する病変検出部を含み、
前記状態情報処理部は更に、前記病変検出部の検出結果に基づいて、前記撮像部が撮像した前記画像上に病変位置情報を表示する病変検出結果表示部を、前記出力部または前記表示部に表示するための処理を行う、
請求項２１または２２に記載の挿入システム。
【請求項２４】
前記状態情報、前記注目状態情報、及び前記病変位置情報、の少なくとも一つを記録可能な記録部を更に備える、
請求項２３に記載の挿入システム。
【請求項２５】
前記状態情報及び前記注目状態情報の少なくとも一方に基づいて、推奨する挿入操作の方法である推奨挿入操作情報を決定する推奨挿入操作決定部を更に備え、
前記撮像部が撮像した前記被挿入体の内部の画像は、
前記出力部に表示される、または、
前記挿入システムが表示部を更に備え、前記表示部に表示され、
前記状態情報処理部は更に、前記推奨挿入操作情報を前記出力部または前記表示部に出力するための処理を行い、
前記推奨挿入操作情報は、前記被挿入体の延在方向へ前記挿入部を向けるための操作、前記挿入部をその長手方向の軸周りに回転する操作、前記挿入部を押すまたは引く操作、前記被挿入体の向きの変更、前記被挿入体を介して前記挿入部を抑える手技、及び前記被挿入体内部の送気、吸気及び／または吸水操作、の少なくとも一つである、
請求項２１または２２に記載の挿入システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、被挿入体に挿入する管状の挿入部を有する挿入システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、米国特許出願公開第２００３／００５５３１７号明細書（以下、特許文献１と記す。）は、コイルを使った磁気式形状検出によって挿入部の形状を検出し、更に、ループ形状等の挿入部の特定の形状を検出して、その検出した形状に応じて操作者に警告を発生する技術を開示している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】米国特許出願公開第２００３／００５５３１７号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記特許文献１に開示されている技術では、特定の形状が検出されたとき、操作者に警告が行われる。この警告は単に、ループ形状が検出されたことを、表示や音によって操作者へ呈示するだけのものである。操作者は、この警告の呈示に反応して、モニタ画面に表示されている検出された挿入部の形状を確認するだけで、そのループ形状の発生状態を把握することができる。【０００５】
しかしながら、操作者は挿入部の操作を行うため、また、被挿入体を観察するために、主に内視鏡の画面を注視する必要があり、挿入部の形状を示す画面を注視することが出来ない。そのため、操作者が確認したい注目状態、例えば挿入部の挿入を妨げる状態である、挿入操作に係る注目状態を、内視鏡の画面から短時間目を離すだけで、または目を離さずに認識できるような、わかりやすい注目状態の呈示方法が必要である。さらに、注目状態は１つとは限らず、複数の場合もある。また、１つの注目状態でも、注目の度合いが異なる場合がある。このように、異なる注目状態の呈示方法が必要となる場合もある。【０００６】
上記特許文献１は、そのような操作者が認識しやすい、注目状態を呈示するための構成については、開示していない。【０００７】
また、操作者が確認したい注目状態としては、上記のような挿入操作に係る注目状態以外も存在する。例えば、病変部のような通常状態とは異なる状態である、被挿入体に関わる注目状態がある。このような被挿入体に関わる注目状態についても、上記特許文献１のような操作者がモニタ画面に表示された挿入部形状を確認し得る構成だけでは、操作者は把握することができない。【０００８】
本発明は、上記の点に鑑みてなされたもので、少なくとも挿入操作に係る注目状態を操作者へ呈示可能な挿入システム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】
【０００９】
本発明の一態様による挿入システムは、被挿入体に挿入する管状の挿入部を有する挿入システムであって、前記挿入部の少なくとも一部の状態である状態情報を検出する挿入部状態検出部と、前記状態情報の閾値を有し、前記状態情報と前記閾値との比較に基づいて、前記挿入部の挿入を妨げる状態である注目状態の発生と前記注目状態を形成する前記挿入部の位置を検出する注目状態検出部と、前記注目状態検出部の検出結果に基づいて、前記注目状態が発生しているときに、前記注目状態を形成する前記挿入部の前記位置の軌跡を表す注目状態情報を出力するための処理を行う状態情報処理部と、前記状態情報処理部が処理した前記注目状態情報を含む情報を出力する出力部と、を備えている。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、状態情報と閾値との比較に基づいて少なくとも挿入操作に係る注目状態を検出し、その検出結果に基づいて、注目状態の内容を表す注目状態情報を出力するための処理を行うようにしているので、少なくとも挿入操作に係る注目状態を操作者へ呈示可能な挿入システムを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】図１は、本発明の第１実施形態に係る挿入システムとしての内視鏡システムの構成を示す概略図である。
【図２】図２は、注目状態の一つである伸展を検出するための複数の閾値の一例を示す図である。
【図３】図３は、注目状態の別の一つである座屈を検出するための複数の閾値の一例を示す図である。
【図４】図４は、モニタへの表示の一例を示す図である。
【図５】図５は、詳細状態情報表示部における注目状態情報の表示例を示す図である。
【図６】図６は、詳細状態情報表示部における注目状態情報の別の表示例を示す図である。
【図７】図７は、詳細状態情報表示部における注目状態情報の更に別の表示例を示す図である。
【図８】図８は、詳細状態情報表示部における注目状態情報の別の表示例を示す図である。
【図９】図９は、詳細状態情報表示部における注目状態情報の更に別の表示例を示す図である。
【図１０】図１０は、注目状態告知部の別の表示例を示す図である。
【図１１】図１１は、注目状態告知部の更に別の表示例を示す図である。
【図１２】図１２は、注目状態告知部の別の表示例を示す図である。
【図１３】図１３は、注目状態告知部の更に別の表示例を示す図である。
【図１４】図１４は、撮影画像エリア注目状態情報表示部の一例を示す図である。
【図１５】図１５は、撮影画像エリア注目状態情報表示部の別の例を示す図である。
【図１６】図１６は、管腔方向表示部の一例を示す図である。
【図１７】図１７は、盲腸到達情報表示部の一例を示す図である。
【図１８】図１８は、正常状態表示部の一例を示す図である。
【図１９】図１９は、出力部の様々な例を示す図である。
【図２０】図２０は、出力部の更に別の例を示す図である。
【図２１】図２１は、出力選択のための表示の一例を示す図である。
【図２２】図２２は、本発明の第２実施形態に係る挿入システムとしての内視鏡システムの構成を示す概略図である。
【図２３】図２３は、推奨挿入操作情報表示部の一例を示す図である。
【図２４】図２４は、病変検出結果表示部の一例を示す図である。
【図２５】図２５は、第２実施形態における出力選択のための表示の一例を示す図である。
【図２６】図２６は、本発明の第３実施形態に係る挿入システムとしての内視鏡システムの構成を示す概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本発明を実施するための実施形態を、図面を参照して説明する。
【００１３】
なお、以下の説明は、医療用の内視鏡、具体的には大腸用軟性内視鏡を例にとるが、本発明は、被挿入体に挿入し、少なくとも一部が可撓性をもつ挿入部を有する挿入システムであれば、汎用的に適用できる。また、被挿入体は人体に限らず、動物や他の構造物でも構わない。例えば、本発明は、医療用内視鏡（上部消化管内視鏡、大腸内視鏡、超音波内視鏡、膀胱鏡、腎盂鏡、気管支鏡、等）以外にも、カテーテルにも、さらには、マニピュレータ、工業用内視鏡、処置具、などにも適用できる。
【００１４】
［第１実施形態］
図１に示すように、本発明の第１実施形態に係る管状挿入システムとしての内視鏡システム１０は、内視鏡スコープ１２と、内視鏡システム本体１４と、磁気式位置検出センサ１６と、モニタ１８と、を有している。
【００１５】
内視鏡スコープ１２は、湾曲部材である細長い挿入部２０と、該挿入部２０の基端部と連結した操作部２２と、該操作部２２と内視鏡システム本体１４とを接続する接続ケーブル２４と、で構成されている。内視鏡スコープ１２は、管状の挿入部２０を被挿入体、本実施形態では人体、より具体的には大腸管腔内に挿入する管状挿入装置である。
【００１６】
挿入部２０は、挿入部２０の先端部側から基端部側に向かって、先端硬質部と、湾曲する操作湾曲部と、可撓管部と、を有している。ここで、先端硬質部は、挿入部２０の先端部及び内視鏡スコープ１２の先端部であり、硬い部材となっている。この先端硬質部に撮像部である撮像素子２６（例えば、ＣＣＤ等）が内蔵されている。操作湾曲部は、医師などの操作者が操作部２２に設けられた不図示の操作ノブを操作することで、所望の方向に湾曲させることが可能になっている。可撓管部は、所望な可撓性を有しており、外力によって曲がる。操作者は、被挿入体の入口、本実施形態では肛門、から挿入部２０を挿入し、先端に有する撮像素子２６により大腸管腔内部を観察する。
【００１７】
また、挿入部２０内には、磁気式位置検出センサ１６の一部である発信コイル２８が配置されている。発信コイル２８は、用途によっては一つでも構わないが、通常、挿入部２０の形状を検出するために、挿入部２０の長手方向に異なる位置に複数配置されている。これら発信コイル２８は、内視鏡システム本体１４から後述する電流が流されると、磁界信号を発生させる。
【００１８】
これらの発信コイル２８で発生された磁界信号は、磁気式位置検出センサ１６の一部である受信アンテナ３０によって検出される。この受信アンテナ３０は、図示しないが複数の受信コイルで構成されており、発信コイル２８が発生した磁界信号を検出する。検出した磁界の強度情報は、内視鏡システム本体１４に入力される。内視鏡システム本体１４で、検出した磁界の強度により各発信コイル２８の位置を計算するため、受信アンテナ３０は、被挿入体の近傍に位置を固定して、具体的には、部屋やベッドに対して動かないように固定して設置される。
【００１９】
一方、内視鏡システム本体１４は、発信信号生成部３２と、位置・形状演算部３４と、注目状態検出部３６と、状態情報処理部３８と、を有している。これら発信信号生成部３２、位置・形状演算部３４、注目状態検出部３６及び状態情報処理部３８は、それぞれ個別のハードウェア回路で構成されても良いし、幾つかが纏めて一つのハードウェア回路として構成されても良い。また、コンピュータプロセッサを、これらの発信信号生成部３２、位置・形状演算部３４、注目状態検出部３６及び／または状態情報処理部３８として機能させるためのソフトウェアプログラムを図示しないメモリ内に準備しておき、そのプログラムをプロセッサが実行することで、それら各部の少なくとも一つの機能をプロセッサが実施するように構成しても構わない。
【００２０】
発信信号生成部３２は、磁気式位置検出センサ１６の一部である。この発信信号生成部３２は、内視鏡スコープ１２の各発信コイル２８から磁界を発生させるための信号、例えば正弦波の電流を生成する。生成した信号は、複数の発信コイル２８それぞれに決められた順番、例えば挿入部２０の先端側の発信コイル２８から順番に出力される。なお、図１では、図面の簡略化のために、配線を１本しか示していないが、発信コイル２８一つにつき２本の配線が、この発信信号生成部３２から内視鏡スコープ１２内を挿通されている。また、発信信号生成部３２は、現時点にどの発信コイル２８に信号を出力しているかを示す出力タイミング情報を位置・形状演算部３４に供給する。
【００２１】
位置・形状演算部３４は、挿入部２０の少なくとも一部の状態である状態情報を検出する挿入部状態検出部として機能する。この位置・形状演算部３４は、磁気式位置検出センサ１６に接続されている。すなわち、位置・形状演算部３４は、受信アンテナ３０と、発信信号生成部３２と、に接続されている。また、この位置・形状演算部３４は、注目状態検出部３６にも接続されている。この位置・形状演算部３４は、受信アンテナ３０から入力された磁界の強度情報と、発信信号生成部３２から供給された出力タイミング情報とに基づいて、各発信コイル２８の位置情報を計算する。そして、位置・形状演算部３４は、それら求めた複数の発信コイル２８の位置情報を、挿入部２０の形状情報として取得する。また、位置・形状演算部３４は、必要に応じて、それら複数の発信コイル２８の位置情報をスプライン処理等により補間し、その結果を形状情報として取得するようにしても良い。このように、位置情報及び／または形状情報は、挿入部２０の発信コイル２８が配置された部分、つまり挿入部２０の少なくとも一部の状態を示すものである。以下、それら位置情報及び／または形状情報を状態情報と称する。位置・形状演算部３４は、このようにして求めた状態情報を、注目状態検出部３６に出力する。
【００２２】
注目状態検出部３６は、挿入部２０の状態情報に係る閾値を有し、位置・形状演算部３４から入力された挿入部２０の状態情報と閾値との比較を行い、その比較結果に基づいて、挿入部２０の挿入を妨げるような状態である、注目状態の発生とその発生した位置とを検出する。
【００２３】
注目状態検出部３６は、注目状態として、例えば、次のような状態を検出する。
【００２４】
＊伸展：挿入部２０の先端側の操作湾曲部を湾曲させた状態（撮像素子２６は大腸管腔内を撮像している）で、操作者が挿入操作を行っても、腸が伸びてしまい挿入部２０の先端が現在位置に対して進まない状態または先端が現在位置に対して戻る状態を検出する。
【００２５】
＊撓み（座屈）：挿入部２０の途中が意図せずに撓んでしまい、挿入部２０を挿入する力が撓んだ部分から挿入方向とは異なる方向に逃げていき、先端が進まない状態を検出する。
【００２６】
＊ループ：挿入部２０がループ形状になった状態を検出する。必要に応じて、ループの種類（αループ、γループ、Ｎループ）や、挿入部２０の重なり状態（上下の位置関係）も検出する。
【００２７】
＊押圧力：挿入部２０が腸に加えている力を検出する。本実施形態では、既知である挿入部２０の剛性と、挿入部２０の形状の変化とから、挿入部２０に加わる力、すなわち腸に与えている力を検出する。
【００２８】
なお、注目状態検出部３６は、同一の注目状態に対する閾値を複数有し、注目状態の注目度を算出しても良い。
【００２９】
図２は、伸展状態を複数の閾値で検出している例である。伸展を検出するためのパラメータの一つである、操作湾曲部を曲げた状態で挿入した距離に対して、第１〜第３の閾値を設ける。なお、この場合の距離は、例えば、湾曲の頂点近傍の発信コイル２８の位置情報により判別する。ここでは、第１乃至第３の計三つの閾値を有するものとする。距離が第１の閾値未満ならば、注目状態検出部３６は、伸展が発生していないと判定する。距離が第１の閾値を超えたならば、注目状態検出部３６は、弱い伸展が発生していると判定する。同様に、距離が第２の閾値を超えたならば中位の伸展、第３の閾値を超えたならば強い伸展が発生していると判定する。また、時間と共に距離が増加していく傾向から、距離が減少する方向に反転したとき、注目状態検出部３６は、伸展が解除したと判定する。
【００３０】
また、図３は、座屈検出を複数の閾値で検出している例である。この座屈検出のためには、挿入部２０の湾曲量に対して第１乃至第３の計三つの閾値を設けている。なお、この湾曲量は、例えば、隣接する複数の発信コイル２８の位置情報つまり形状情報より判別する。注目状態検出部３６は、湾曲量が第１の閾値未満ならば座屈が発生していない、湾曲量が第１の閾値を超えたならば弱い座屈、第２の閾値を超えたならば中位の座屈、第３の閾値を超えたならば強い座屈と判断する。注目状態検出部３６は、この第３の閾値を超えた後に第３の閾値以下となったならば中位の座屈と判断し、その後第２の閾値以下となったならば弱い座屈と判断する。そして、更に第１の閾値以下となったならば、注目状態検出部３６は、座屈が解除したと判定する。
【００３１】
注目状態検出部３６は、位置・形状演算部３４から入力された状態情報、この検出した注目状態とその位置、及び必要によりその注目度、を状態情報処理部３８に出力する。
【００３２】
状態情報処理部３８は、注目状態検出部３６から入力された状態情報をモニタ１８で表示出力するための画像処理を行う。また、注目状態検出部３６が検出した注目状態及びその位置（並びに注目度）に基づいて、その注目状態の内容を表す注目状態情報をモニタ１８で表示出力するための画像処理を行う。更に、状態情報処理部３８は、大腸管腔内を撮像する撮像素子２６からの画像信号を受信し、その画像信号に対して一般的な画像処理を行って、内視鏡画像を生成する。そして、状態情報処理部３８は、これらの状態情報と注目状態情報と内視鏡画像とを含む表示画像を生成し、モニタ１８に出力する。
【００３３】
出力部の一つであるモニタ１８は、例えば、表示画面上にタッチパネル等の入力部を配した液晶ディスプレイである。モニタ１８は、内視鏡画像を表示すると共に、状態情報及び注目状態情報を表示し、操作者は、このモニタ１８の表示画面を見ることで、大腸管腔内を観察すると共に挿入部２０の状態を知ることができる。また、モニタ１８に当該内視鏡システム１０の各種設定画面を表示し、タッチパネル操作により各種設定を行えるようになっている。勿論、モニタ１８をタッチパネル付きとする代わりに、別途専用の入力装置を設けても構わない。
【００３４】
なお、特に図示はしていないが、内視鏡システム１０は、挿入部２０の先端から大腸管腔内に空気や炭酸ガスなどの気体を放出するための送気機構、挿入部２０の先端から大腸管腔内の気体を吸引するための吸気機構、挿入部２０の先端から大腸管腔内の液体を吸引するための吸水機構、撮像素子２６の視野を照明する照明機構、などを有している。また、内視鏡スコープ１２には、鉗子などの処置具を操作部２２側から挿入部２０の先端部へ挿通するための鉗子チャネルなどを有している。
【００３５】
図４は、モニタ１８のタッチパネル付き表示画面１８Ａへの内視鏡画像と状態情報及び注目状態情報の表示の一例を示す図である。
【００３６】
なお、ここでは、出力部としての一つのモニタ１８に、内視鏡画像と状態情報及び注目状態情報との両方を表示する構成を説明するが、状態情報及び注目状態情報を表示出力する出力部としてのモニタ１８と内視鏡画像を表示する表示部としての表示装置とを別体に構成しても良いことは勿論である。この場合、状態情報処理部３８とは別に、撮像素子２６からの画像信号に対して一般的な画像処理を行って、内視鏡画像を生成する専用の画像処理部を設けても良い。
【００３７】
タッチパネル付き表示画面１８Ａには、内視鏡画像４０と、詳細状態情報表示部４２と、注目状態告知部４４と、状態情報説明部４６と、が表示される。ここで、内視鏡画像４０と詳細状態情報表示部４２とは、ウィンドウとして並べて表示され、それの間に、注目状態告知部４４が表示される。状態情報説明部４６は、詳細状態情報表示部４２の左上に表示される。状態情報処理部３８は、このような表示を行うための画像処理を実施して表示画像を生成し、それをモニタ１８に供給することで、モニタ１８が、その表示画像を表示する。以下、この表示画像の詳細を説明する。
【００３８】
詳細状態情報表示部４２は、注目状態が発生した位置に関連付けて注目状態情報４８を表示する部分である。具体的には、この詳細状態情報表示部４２には、磁気式位置検出センサ１６を用いて位置・形状演算部３４が検出した挿入部２０の形状である状態情報５０に関連付けて注目状態情報４８を表示する。この関連付けについては、図５乃至図９を用いて後述する。また、詳細状態情報表示部４２には、被挿入体である人体の形状５２と、その人体の形状５２に対する人体の医学的部位５４、例えばみぞおちや横隔膜、を描画することで、状態情報５０の人体に対する位置関係が判別可能とされる。
【００３９】
次に、この詳細状態情報表示部４２における注目状態情報４８の表示方法について説明する。
【００４０】
図５は、状態情報５０である挿入部２０の形状において注目状態が発生している範囲の色を変更することで、注目状態情報４８を表示する例である。例えば、撓みが発生した箇所の色を変え、さらに、注目状態検出部３６が複数の閾値と比較して算出する撓みの注目度、すなわち撓みが発生している挿入部２０の湾曲量に応じて、色を黄色→オレンジ→赤と変化させる。
【００４１】
これにより、操作者は、挿入部２０における撓みが生じた場所と撓み量とを知ることができる。なお、色ではなく、注目状態が発生している範囲以外の部分に対して、注目状態が発生している範囲の、濃度、透明度、あるいは明るさを変えるようにしても良いことは勿論である。
【００４２】
図６は、状態情報５０である挿入部２０の形状において注目状態が発生している箇所を指して、その注目状態がどのようなものであるかを説明する文字（この例では「撓み発生」）として、注目状態情報４８を表示する例である。
【００４３】
図７は、状態情報５０である挿入部２０の形状において、矢印として、注目状態情報４８を表示する例である。例えば、位置・形状演算部３４による押圧力の検出結果に基づいて、挿入部２０が腸に与えている力の大きさを矢印の大きさや長さで表示する。また、力のかかる向きを矢印の向きで表示する。この場合、力の大きさに応じて色を変化させても良い。腸にかかる力を矢印で表示することで、操作者は、腸に与えている力の大きさを視覚的にわかり易く知ることができ、挿入を継続するか他の操作を行うかの判断をし易くなる。腸に無理な力を加えなくなるので、安全性が向上する。また、被挿入体である人が痛みを感じることもないので、快適性が向上する。なお、矢印に限らず、注目状態を表現できれば、その他の図形であっても良いことは勿論である。
【００４４】
図８は、状態情報５０である挿入部２０の形状において注目状態が発生している箇所を点滅させることで、注目状態情報４８を表示する例である。この場合、更に、注目度に応じて点滅の速さを変えても良い。
【００４５】
なお、注目状態情報４８の表示においては、このような色、濃度、透明度、明るさ、文字、図形、点滅の二つ以上を組み合わせても良いことは勿論である。
【００４６】
また、図９に示すように、注目状態が発生した場合に、状態情報５０である挿入部２０形状の軌跡を表示させることで、注目状態情報４８を表示するようにしても良い。例えば、伸展が発生した場合に、軌跡を表示させる。この挿入部２０の形状の軌跡は、伸展の注目度、すなわち伸展が発生した状態で挿入部２０が挿入された挿入量に応じて色を変化させても良い。過去と現在の挿入部２０の形状及び位置を比較できるので、挿入部２０の状態の変化がわかり易く、伸展が発生していることを知ることができる。
【００４７】
このような注目状態情報４８の表示は、注目状態が終了したならば、例えば挿入部２０が抜去されて伸展の状態が解除されたならば、消去される。勿論、この表示消去のタイミングは、それに限らず、必要に応じて変えて構わない。例えば、伸展で抜去操作が行われた後も一定時間や一定挿抜長さまで表示し続けても構わない。
【００４８】
状態情報説明部４６は、詳細状態情報表示部４２に表示されている注目状態情報４８の説明を表示する部分である。図４の例は、撓みの「黄色⇔オレンジ⇔赤」の色変化について、黄色は撓み量が小さく（撓み度が低い）、赤は大きい（撓み度が高い）、という説明を示している。なお、この状態情報説明部４６は、必ずしも必要なものではなく、図６に示すように文字によって表示している場合など、省略することが可能である。
【００４９】
注目状態告知部４４は、注目状態が発生したとき、すなわち、挿入部２０の状態を操作者に知らせるべき状態になると、内視鏡画像４０を見ている操作者に対して、詳細状態情報表示部４２を見るように促すための表示を行う部分である。注目状態告知部４４は、内視鏡画像４０の周辺近傍に配置される。ここで、内視鏡画像４０の周辺近傍とは、操作者が内視鏡画像４０に注視している場合に、操作者の視界に入る範囲のことを指す。図４の例では、注目状態告知部４４は、内視鏡画像４０と詳細状態情報表示部４２との間に、詳細状態情報表示部４２を指す矢印の形態で表示されている。
【００５０】
通常、操作者は主に内視鏡画像４０を見ながら挿入部２０の挿入操作を行うため、例えば挿入操作中に詳細状態情報表示部４２を見ることは少ない。そのため、詳細状態情報表示部４２のみを表示させて、注目状態の発生により注目状態情報４８を表示したとしても、操作者はそれに気が付かないことが懸念される。そこで、注目状態が発生した場合に、操作者の視界に入る注目状態告知部４４が注目状態の発生を操作者に知らせることで、操作者は注目状態が発生したことを認識することができ、必要に応じて詳細状態情報表示部４２を見て確認することができる。操作者が注目状態を認識し、挿入を妨げる原因がわかることで、挿入操作の方法を判断する助けになり、挿入部２０の挿入性が向上する。
【００５１】
注目状態告知部４４は、内視鏡画像４０を注視している操作者が注目状態が発生したことに気がつく事ができれば、図４のような矢印を点灯させる方法に限らない。例えば、注目状態告知部４４は、図１０に示すように、内視鏡画像４０の周辺近傍に点灯するＬＥＤを模擬した表示としても良いし、図１１に示すように、内視鏡画像４０の周辺の色を変化させるものとしても良いし、図１２に示すように、文字として表示するものであっても構わない。
【００５２】
また、注目状態告知部４４は、内視鏡画像４０の周辺近傍に配置することに限るものではなく、図１３に示すように、注目状態告知部４４を内視鏡画像４０に重ねて表示させても構わない。この場合も、矢印に限らず、他の図形や文字で表示しても良い。操作者は通常、内視鏡画像４０を見ながら操作を行うため、このように注目状態告知部４４を内視鏡画像４０に重ねて表示することで、操作者は注目状態が発生したことを、より確実に認識することができる。また、注目状態告知部４４を内視鏡画像４０に重ねて表示する場合、注目状態告知部４４により内視鏡画像４０の一部が見えなくならないように、半透明の表示としても良い。
【００５３】
なお、注目状態情報は、詳細状態情報表示部４２に表示するものに限らない。例えば、図１４に示すように、詳細状態情報表示部４２とは別に、挿入部２０の位置に関連付けて注目状態情報を簡易的に表示する撮影画像エリア注目状態情報表示部５６を、内視鏡画像４０の周辺に表示するようにしても良い。すなわち、状態情報処理部３８は、内視鏡画像４０、注目状態情報４８及び状態情報５０に加えて、このような撮影画像エリア注目状態情報表示部５６を含む表示画像を生成し、タッチパネル付き表示画面１８Ａに出力することができる。図１４の例では、この撮影画像エリア注目状態情報表示部５６は、内視鏡画像４０の周辺に大腸を簡易的に模擬した形状として表示されている。また、この撮影画像エリア注目状態情報表示部５６は、色により表す挿入部２０の挿入量表示５８や、注目状態が発生したことを示す注目状態表示６０を行うようにしても良い。その際、大腸を簡易的に模擬した形状に対して、大腸の部位がわかるように、部位の略号６２（Ｐ（Proctodeum），Ｓ(Sigmoid colon)，Ｄ(Descending colon)，Ｔ(Transverse colon)，Ａ(Ascending colon)，Ｃ(Cecum)）を記載しても良い。略号６２のほかに、名称を記載したり、図で示すようにしたりしても構わない。注目状態表示６０は、挿入部２０の挿入量表示５８において長手方向の位置に相当する箇所に表示することで、操作者は注目状態が挿入部２０のどの位置で発生しているかを知ることができる。
【００５４】
勿論、この撮影画像エリア注目状態情報表示部５６は、必ずしも大腸を簡易的に模擬した形状である必要はなく、図１５に示すように、大腸を直線状のグラフで示して挿入量表示５８や注目状態表示６０を行うようにしても構わない。
【００５５】
なお、詳細状態情報表示部４２と撮影画像エリア注目状態情報表示部５６とは、必要に応じて両方表示するようにしても構わないし、どちらか片方のみを表示するものであっても構わない。
【００５６】
また、撮影画像エリア注目状態情報表示部５６の注目状態表示６０についても、詳細状態情報表示部４２における注目状態情報４８と同様に、注目度に応じて、色、濃度、透明度、明るさ、文字、図形、及び／または点滅を変化させるようにしても良い。
【００５７】
また、注目状態情報としては、図１６に示すように、内視鏡画像４０における大腸管腔の延在方向を示す、管腔方向表示部６４を表示するようにしても良い。すなわち、状態情報処理部３８は、撮像素子２６が撮像した画像信号を解析することで、例えば明暗を判別することで、大腸管腔の延在方向を検出する。あるいは、状態情報処理部３８は、先見情報として与えられている大腸の形状と挿入部２０の形状及び挿入量とから、大腸管腔の延在方向を検出する。そして、状態情報処理部３８は、その検出結果により、内視鏡画像４０、注目状態情報４８及び状態情報５０に加えて、このような管腔方向表示部６４を含む表示画像を生成し、モニタ１８に出力することができる。特に大腸管腔の延在方向が内視鏡画面の外にはずれた状態、つまり撮像素子２６が大腸の奥側ではなくて内壁を撮像している状態では、挿入部２０がどの方向に進むように操作部２２による挿入部２０の湾曲操作を行うかは、操作者の感覚や過去の経験に頼っている。これに対して、このような管腔方向表示部６４を内視鏡画像４０に重畳して表示することにより、操作者は、大腸管腔の延在している方向がわかることで、挿入部２０の操作湾曲部を湾曲させる方向がわかるため、挿入性が向上する。
【００５８】
さらに、注目状態情報としては、図１７に示すように、盲腸到達に関する情報を示す、盲腸到達情報表示部６６を表示するようにしても良い。この盲腸到達に関する情報は、例えば、盲腸に到達したか未到達か、到達した場合に挿入開始から到達までの時間、などである。すなわち、状態情報処理部３８は、撮像素子２６が撮像した画像信号を解析することで、盲腸に到達したか否かを検出する。あるいは、状態情報処理部３８は、先見情報として与えられている大腸の形状と挿入部２０の形状とから、盲腸に到達したことを推定しても良い。そして、状態情報処理部３８は、その検出結果により、内視鏡画像４０、注目状態情報４８及び状態情報５０に加えて、このような盲腸到達情報表示部６６を含む表示画像を生成し、モニタ１８に出力することができる。なお、盲腸を一例にしたが、これに限定される必要はなく、被挿入体の特定の部位に応じて適宜、表示する到達情報を変更しても良い。
【００５９】
また、図１８に示すように、正常に挿入部２０の挿入が行われている、すなわち、盲腸に近づいている状態であったり、腸に過度な負荷がかかっていない状態であったりを示す、正常状態表示部６８を表示するようにしても良い。すなわち、注目状態検出部３６は更に、挿入部２０が正常に挿入されている状態である正常挿入状態も検出し、状態情報処理部は更に、この正常挿入状態の検出に応じて、正常挿入状態情報を示す正常状態表示部６８を含む表示画像を生成し、モニタ１８に出力する事ができる。このような正常状態表示部６８により、操作者は、内視鏡スコープ１２の操作に問題が無いことを認識できる。
【００６０】
また、モニタ１８に注目状態情報４８や状態情報５０を表示することに加えて、別の出力部を使用して、操作者に注目状態情報や状態情報を伝えるようにしても構わない。
【００６１】
内視鏡画像４０を表示する表示部とは別体の出力部として、例えば、図１９に示すように、操作者７０が装着するイヤホン７２を使用して、音によって注目状態情報を伝えることができる。この場合、状態情報処理部３８は、発生した注目状態の内容や注目度に応じて、イヤホン７２のスピーカから出力する音の種類や大きさを変化させることで、どのような注目状態がどの程度発生したのかを、操作者７０は容易に知ることができる。なお、音の出力の一例として、イヤホン７２を用いたが、操作者７０が認識できるのであれば、内視鏡システム１０が設置される部屋に設置されるスピーカなどでも良い。また、操作者７０が装着するウエアラブル端末の一例である眼鏡型モニタ７４や振動発生器７６を使用して、光あるいは振動によって、注目状態情報を伝えるようにしても良い。この場合も、状態情報処理部３８は、発生した注目状態の内容や注目度に応じて、光や振動の種類や強さを変化させる。更には、内視鏡スコープ１２の操作部２２に、圧電素子などの振動発生器７６や香り発生器７８を配置し、振動や香りによって、注目状態情報を伝えるようにしても良い。この場合も、状態情報処理部３８は、発生した注目状態の内容や注目度に応じて、振動や香りの種類や強さを変化させる。
【００６２】
また、図２０に示すように、内視鏡画像４０を表示する表示部である表示装置８０とは別体の出力部として、プロジェクタ８２を使用することもできる。この場合、プロジェクションマッピングにより、被挿入体である患者８４の体に、注目状態情報や状態情報を表示するようにしても構わない。これにより、患者８４に対する挿入部２０の位置や、注目状態の位置がわかり易くなる。
【００６３】
なお、注目状態情報４８や状態情報５０である形状の出力に関する設定を操作者が変更できるようにしても構わない。例えば、図２１に示すように、出力に関する設定画面をモニタ１８のタッチパネル付き表示画面１８Ａに表示し、入力部であるタッチパネルで出力情報の選択指定を行う。この例では、出力情報として、形状や注目状態情報４８の表示をＯＮ／ＯＦＦ指定可能である。また、注目状態情報４８は、伸展、座屈などを個別にＯＮ／ＯＦＦ可能である。更に、注目状態情報４８は、操作者が注目状態情報４８を検出し易くするか、検出し難くするかを決める感度設定ができるようにしても構わない。
【００６４】
さらに、図１９及び図２０に示したように、出力部が複数有る場合、使用する出力部を選択できるようにしても構わない。また、出力部に応じて、出力の大きさを設定できるようにしても構わない。例えば、モニタ１８であれば表示の大きさ、イヤホン７２のスピーカであれば音の大きさ、振動発生器７６の振動であれば振動の強さ、香り発生器７８であれば香りの強さを変更できる。
【００６５】
なお、モニタ１８のタッチパネル付き表示画面１８Ａのタッチパネルではなく、マウスなどの別の入力部により、出力情報や出力部の選択ができるようにしても構わない。更には、モニタ１８に表示した設定画面ではなく、物理的なスイッチ等、操作者が入力可能な入力部であっても構わない。
【００６６】
このような入力部による選択指定結果は、状態情報処理部３８に入力され、状態情報処理部３８は、そのＯＮ指定された出力情報を出力するための処理を行い、ＯＮ指定された出力部に、その処理した出力情報を供給して、そこから出力させる。また、状態情報処理部３８は、ＯＮ指定された出力情報についての検出感度を注目状態検出部３６に出力し、注目状態検出部３６は、その検出感度の指定に応じて、状態情報の閾値を調整する。
【００６７】
以上のように、本第１実施形態による挿入システムとしての内視鏡システム１０は、挿入部２０の少なくとも一部の状態である状態情報を検出する挿入部状態検出部としての位置・形状演算部３４と、状態情報の閾値を有し、状態情報と閾値との比較に基づいて、挿入部２０の少なくとも挿入操作に係る注目状態を含む注目状態を検出する注目状態検出部３６と、注目状態検出部３６の検出結果に基づいて、注目状態の内容を表す注目状態情報を出力するための処理を行う状態情報処理部３８と、状態情報処理部３８が処理した注目状態情報４８を含む情報を出力する、モニタ１８、イヤホン７２、眼鏡型モニタ７４、振動発生器７６、香り発生器７８、プロジェクタ８２などの出力部と、を備える。
したがって、状態情報と閾値との比較に基づいて少なくとも挿入操作に係る注目状態を検出し、その検出結果に基づいて、注目状態の内容を表す注目状態情報を出力するための処理を行うようにしているので、少なくとも挿入操作に係る注目状態を操作者７０へ呈示可能な挿入システムを提供することができる。
操作者７０が挿入部２０の少なくとも挿入操作に係る注目状態情報を認識できるようになることで、操作者７０は、例えば注目状態情報の１つである伸展や撓み等の挿入を妨げる原因がわかり、挿入操作の方法を判断する助けになり、挿入性が向上する。また、注目状態情報の１つである押圧力（腸にかかる力）を知ることで、操作者７０は腸に与えている力の大きさを視覚的にわかり易く知ることができ、挿入を継続するか中断するか他の操作を行うかの判断をし易くなる。腸に無理な力を加えなくなるので、安全性が向上する。また、患者８４が痛みを感じることもないので、快適性が向上する。
【００６８】
ここで、上記位置・形状演算部３４は、上記状態情報の一つである、挿入部２０の位置を検出し、上記注目状態検出部３６は更に、注目状態が発生した挿入部２０の位置を検出し、状態情報処理部３８は、注目状態検出部３６の検出結果に基づいて、挿入部２０の位置に関連付けて注目状態情報４８を表示する詳細状態情報表示部４２を、出力部であるモニタ１８やプロジェクタ８２に表示するための処理を行う。
よって、本実施形態のような構成とすることにより、操作者７０へ注目状態情報４８を分かり易く呈示することができる。
【００６９】
そしてこの場合、状態情報処理部３８は、注目状態情報に基づいて、詳細状態情報表示部４２に表示された挿入部２０の注目状態が発生した位置における、色、文字、図形、及び点滅の有無、の少なくとも一つを変更することにより注目状態情報４８を表示するような上記詳細状態情報表示部４２を、モニタ１８やプロジェクタ８２に表示するための処理を行う。
このように、注目状態情報に基づいて挿入部２０の形状の色を変化させたり、矢印等の図形を表示させたり、文字を表示させることにより、操作者７０に挿入部２０の状態情報と注目状態情報４８とを分かり易く提供することができる。すなわち、挿入部２０の形状を表示し、注目状態が発生している挿入部２０の位置の表示状態を変更することにより、操作者７０は、注目状態が発生している挿入部２０上の位置を把握することができる。
【００７０】
あるいは、位置・形状演算部３４が検出する状態情報５０は、挿入部２０の少なくとも一部の形状を含み、状態情報処理部３８は、注目状態情報に基づいて、挿入部２０の少なくとも一部の形状における形状変化の軌跡として注目状態情報４８を表示するような上記詳細状態情報表示部４２を、モニタ１８やプロジェクタ８２に表示するための処理を行う。
このように、注目状態情報に基づいて挿入部２０の軌跡を表示させることにより、操作者７０に挿入部２０の状態情報と注目状態情報４８とを分かり易く提供することができる。
【００７１】
あるいは、位置・形状演算部３４が検出する状態情報５０は、挿入部２０の少なくとも一部の形状を含み、状態情報処理部３８は更に、挿入部２０の形状を、人体の形状５２などの被挿入体の形状と同時に表示するような上記詳細状態情報表示部４２を、モニタ１８に表示するための処理を行うようにしても良い。
これにより、被挿入体の形状に対する挿入部２０の位置関係が判別可能とされる。
【００７２】
特に、被挿入体は、患者８４などの人体を含み、状態情報処理部３８は、人体の形状５２に対する人体の医学的部位５４、例えばみぞおちや横隔膜、を描画するような上記詳細状態情報表示部４２を、モニタ１８に表示するための処理を行う。
これにより、状態情報５０の人体に対する挿入部２０の位置関係が判別可能とされる。
【００７３】
なお、挿入部２０は、撮像部である撮像素子２６を有し、内視鏡画像４０などの撮像素子２６が撮像した被挿入体の内部の画像は、モニタ１８に表示される、または、挿入システムが表示部としての表示装置８０を更に備え、この表示装置８０に表示される。
つまり、撮像素子２６が撮像した被挿入体の内部の画像も、注目状態情報４８と共に表示することができる。
【００７４】
この場合、状態情報処理部３８は更に、撮像素子２６が撮像した画像上、または画像近傍の、色、文字、図形、及び点滅の有無、の少なくとも一つを変更することにより注目状態情報４８を表示する撮影画像エリア注目状態情報表示部５６を、上記モニタ１８または上記表示装置８０に表示するための処理を行うようにしても良い。
このように、内視鏡画像４０などの撮像素子２６が撮像した画像の周辺近傍、またはその画像上に、注目状態情報４８を表示させることにより、操作者７０は、撮像素子２６が撮像した画像に注目しながら、またはその画像から大きく目を離さないで、注目状態情報４８を知ることができるようになる。
【００７５】
また、注目状態検出部３６は、状態情報の閾値を複数有し、状態情報と複数の閾値との比較に基づいて、注目状態の注目度を算出し、状態情報処理部３８は、注目度に基づいて、上記注目状態情報４８の表示を変更するようにしても良い。
これにより、操作者７０は、状態情報の度合いを考慮して挿入に関わる操作を実施することが可能となる。
【００７６】
あるいは、位置・形状演算部３４は、上記状態情報の一つである、挿入部２０の位置を検出し、注目状態検出部３６は、注目状態が発生した挿入部２０の位置を検出し、状態情報処理部３８は、挿入部２０の位置に関連付けて注目状態情報を示す注目状態表示６０を表示するような上記撮影画像エリア注目状態情報表示部５６を、モニタ１８または表示装置８０に表示するための処理を行うようにしても良い。
これにより、操作者７０は、注目状態が発生している挿入部２０上の位置を把握することが可能となる。
【００７７】
あるいは、注目状態情報は更に、撮像素子２６が撮像した画像における被挿入体の延在方向を示す情報を含み、状態情報処理部３８は更に、注目状態検出部３６の検出結果及び撮像素子２６が撮像した上記画像に基づいて、被挿入体の延在方向を示す情報を含む注目状態情報を管腔方向表示部６４として、上記モニタ１８または上記表示装置８０に表示するための処理を行うようにしても良い。
これにより、操作者７０は、大腸管腔の延在している方向がわかることで、挿入部２０の操作湾曲部を湾曲させる方向がわかるため、挿入性が向上する。
【００７８】
また、挿入部２０は、撮像部である撮像素子２６を有し、内視鏡画像４０などの撮像素子２６が撮像した被挿入体の内部の画像は、モニタ１８に表示される、または、挿入システムが表示部としての表示装置８０を更に備え、この表示装置８０に表示され、状態情報処理部３８は、詳細状態情報表示部４２を、撮像素子２６が撮像した画像とは独立してモニタ１８に表示するための処理、または、表示装置８０に表示された撮像素子２６が撮像した画像とは別体のモニタ１８に表示するための処理を行い、更に、撮像素子２６が撮像した画像上またはその画像近傍に、上記詳細状態情報表示部４２に上記注目状態情報４８が表示されることを知らせる注目状態告知部４４を、モニタ１８または表示装置８０に表示するための処理を行うようにしても良い。
操作者７０は、主に内視鏡画像４０を注目する必要があるが、このような注目状態告知部４４により、操作者７０は内視鏡画像４０を注目していても、注目状態になっていることを認識でき、必要に応じて詳細状態情報表示部４２で注目状態の詳細な内容を確認することができる。
【００７９】
なお、注目状態検出部３６は更に、挿入部２０が正常に挿入されている状態である正常挿入状態も検出し、状態情報処理部３８は更に、注目状態検出部３６の検出結果に基づいて、正常挿入状態情報を例えば正常状態表示部６８として出力部に出力するための処理を行うようにしても良い。
このような正常状態表示部６８により、操作者７０は、挿入部２０の挿入操作に問題が無いことを認識できる。
【００８０】
また、状態情報処理部３８は更に、状態情報説明部４６のような、出力部に出力されている注目状態情報４８の説明を、出力部に出力するための処理を行うことが望ましい。
これにより、操作者７０は、注目状態情報４８の内容を容易に把握可能となる。
【００８１】
なお、位置・形状演算部３４は、磁気式位置検出センサ１６を含むことができる。
これにより、状態情報として挿入部の形状を検出することが可能になる。
【００８２】
また、モニタ１８のタッチパネル付き表示画面１８Ａのタッチパネルやマウス、物理的なスイッチなど、注目状態情報４８の出力をＯＮ／ＯＦＦ指定するため入力部を更に備え、状態情報処理部３８は、この注目状態情報４８の出力のＯＮ指定に応じて、上記注目状態情報４８を出力するための処理を行うようにしても良い。
これにより、操作者７０が、自身の挿入操作の習熟度や好みに応じて、注目状態情報の出力の有無を切り替えることができる。
【００８３】
なお、挿入システムは、撮像部である撮像素子２６を有する内視鏡システム１０であって良い。
【００８４】
あるいは、挿入システムは、撮像部である撮像素子２６を有する大腸用内視鏡システムであって良く、この場合、注目状態情報は、盲腸到達情報表示部６６として出力部であるモニタ１８に表示される、挿入部２０が盲腸に到達したか否か及び盲腸到達時間の少なくとも一方を含むことができる。
これにより、大腸用内視鏡システムにおいて重要な情報の一つである盲腸に到達したか否か、あるいは、盲腸到達時間を操作者７０に呈示可能となる。
【００８５】
［第２実施形態］
次に、本発明の第２実施形態について説明する。以下では、第１実施形態と同様の構成部材には同様の参照符号を付してその説明は省略し、第１実施形態と異なる部分のみを説明する。
【００８６】
図２２に示すように、本発明の第２実施形態に係る管状挿入システムとしての内視鏡システム１０は、内視鏡システム本体１４内に、発信信号生成部３２、位置・形状演算部３４、注目状態検出部３６及び状態情報処理部３８に加えて、推奨挿入操作決定部８６と記録・再生部８８とを備えている。また、注目状態検出部３６は、病変検出部３６Ａを有している。
【００８７】
なお、これら推奨挿入操作決定部８６と記録・再生部８８についても、発信信号生成部３２、位置・形状演算部３４、注目状態検出部３６及び状態情報処理部３８と同様、それぞれ個別のハードウェア回路で構成されても良いし、他の構成部と幾つかが纏めて一つのハードウェア回路として構成されても良い。また、コンピュータプロセッサを、これらの発信信号生成部３２、位置・形状演算部３４、注目状態検出部３６、状態情報処理部３８、推奨挿入操作決定部８６及び／または記録・再生部８８として機能させるためのソフトウェアプログラムを図示しないメモリ内に準備しておき、そのプログラムをプロセッサが実行することで、それら各部の少なくとも一つの機能をプロセッサが実施するように構成しても構わない。
【００８８】
推奨挿入操作決定部８６は、位置・形状演算部３４が演算した形状と注目状態検出部３６が検出した注目状態情報４８との少なくとも一方に基づいて、推奨する挿入操作の方法であり、挿入を進めるまたは安全性を向上するための推奨挿入操作情報を決定する。推奨挿入操作情報は、操作部２２による湾曲操作、挿入部２０の押し操作、挿入部２０の引き操作、など、被挿入体の延在方向へ挿入部２０を向けるための操作を含む。また、推奨挿入操作情報は、挿入部２０の捻り操作といった、挿入部２０をその長手方向の軸周りに回転する操作を含む。さらに、推奨挿入操作情報は、送気機構、吸気機構及び／または吸水機構を用いた、被挿入体内部の送気操作、吸気操作及び／または吸水操作を含む。また、挿入部２０が硬度可変機構を備える場合には、硬度変更操作を含むこともできる。さらには、内視鏡システム、特に大腸用内視鏡システムにあっては、推奨挿入操作情報は、被挿入体である患者８４の向きの変更や、患者８４を介して挿入部２０を抑える手技、など内視鏡システム１０を操作しない手法も含み得る。推奨挿入操作決定部８６は、決定した推奨挿入操作情報を、状態情報処理部３８及び記録・再生部８８に出力する。
【００８９】
状態情報処理部３８は、この推奨挿入操作情報を出力部に出力するための処理を行う。例えば、状態情報処理部３８は、推奨挿入操作情報をモニタ１８へ表示するための画像処理を行い、その結果をモニタ１８に出力する。これにより、モニタ１８のタッチパネル付き表示画面１８Ａには、図２３に示すように、図や文字により推奨操作を操作者７０へ呈示する推奨挿入操作情報表示部９０が表示される。
【００９０】
勿論、推奨挿入操作情報は、表示に限らず、推奨挿入操作を音声により出力するようにしても良い。
【００９１】
このように、推奨挿入操作情報が出力されることにより、操作者７０は、挿入を進めるため、または安全性を向上させるための、具体的な操作を知ることができる。すなわち、挿入性、安全性が向上する。
【００９２】
また、病変検出部３６Ａは、注目状態情報４８の一つとして、被挿入体に関わる注目状態についての注目情報である、病変の有無や位置を検出する。なお、この病変検出部３６Ａは、注目状態検出部３６とは別体に設けても構わない。病変検出部３６Ａは、例えば、挿入部２０の先端に配置された撮像部である撮像素子２６から入力される映像を画像解析することで、病変を検出する。画像解析には、パターンや色のマッチング、機械学習等を用いる。病変検出部３６Ａは、検出した病変情報を、状態情報処理部３８及び記録・再生部８８に出力する。
【００９３】
状態情報処理部３８は、この病変情報を出力部であるモニタ１８に表示するための画像処理を行い、その結果をモニタ１８に出力する。これにより、モニタ１８のタッチパネル付き表示画面１８Ａには、図２４に示すように、内視鏡画像４０の上に、病変９２の位置を示す、病変検出結果表示部９４が表示される。また、状態情報処理部３８は、病変検出部３６Ａが検出した病変の数を計数し、病変の数表示９６も合わせて行うようにしても良い。
【００９４】
このように、病変を検出して操作者７０に呈示することで、病変の発見率の向上が期待できる。
【００９５】
なお、内視鏡画像４０がモニタ１８とは別体の表示装置８０に表示される場合には、状態情報処理部３８は、病変情報を出力部である表示装置８０に表示するための画像処理を行い、その結果を表示装置８０に出力することは勿論である。
【００９６】
記録・再生部８８は、図示しない記録媒体を有し、この記録媒体に、位置・形状演算部３４が検出した状態情報、注目状態検出部３６が検出した注目状態情報（病変検出部３６Ａが検出した病変情報を含む）、及び推奨挿入操作決定部８６が決定した推奨挿入操作情報の少なくとも一つを記録及び再生可能に構成されている。また、病変情報と共にそのときの画像も一緒に記録するようにしても良い。つまり、病変発見時の記録が自動で行われることで、操作者７０が記録を行う手間や記録ミスを削減できる。この記録・再生部８８が記録した情報は、状態情報処理部３８を介してモニタ１８や表示装置８０に表示することができる。
【００９７】
このように注目状態情報や推奨挿入操作情報を記録することで、内視鏡検査に関するデータ、例えば、盲腸到達率、盲腸到達時間、挿入困難例での挿入操作などを分析することが可能となり、医療品質の評価に使用できる。また、分析結果に基づいて次回の内視鏡検査を改善することで、医療の質の向上につながる。
【００９８】
また、記録された挿入困難箇所や病変位置を再生することで、２回目以降に同様の患者に挿入部２０を挿入する際に、事前に注意して挿入する事ができるので、挿入性、安全性、診察の正確性が向上する。特に、一人の患者８４に対して１回目と２回目の操作者７０が異なる場合は、２回目の操作者７０は初めて挿入することになるが、一度挿入した記録から挿入に関する情報を得ることで、挿入性、安全性、診察の正確性が向上する。
【００９９】
また、通常、操作者７０は、挿入部２０の挿入操作時は挿入に専念し、抜去時に病変の検査を行う。挿入中に病変検出部３６Ａが検出した病変位置を記録し、抜去時に病変の位置情報を再生することで、挿入中に検出された病変を抜去時に簡単に発見し、検査することが可能となる。さらに、挿入時に発見した病変部を抜去時に見逃す可能性も低くなる。これにより、病変の発見率の更なる向上が期待できる。
【０１００】
なお、推奨挿入操作情報表示部９０や病変検出結果表示部９４（及び／または病変の数表示９６）の出力に関する設定についても、操作者７０が変更できるようにしても構わない。例えば、図２５に示すように、出力に関する設定画面をモニタ１８のタッチパネル付き表示画面１８Ａに表示し、入力部であるタッチパネルで出力情報の選択指定を行う。この例では、出力情報として、第１実施形態で説明した情報に加えて、推奨挿入操作情報表示部９０や病変検出結果表示部９４をＯＮ／ＯＦＦ指定可能としている。
【０１０１】
このような入力部による選択指定結果は、状態情報処理部３８に入力され、状態情報処理部３８は、そのＯＮ指定された出力情報を出力するための処理を行い、ＯＮ指定された出力部（例えばモニタ１８、表示装置８０）に、その処理した出力情報を供給して、そこから出力させる。
【０１０２】
以上のように、本第２実施形態による挿入システムでは、状態情報及び注目状態情報の少なくとも一方に基づいて、推奨する挿入操作の方法である推奨挿入操作情報を決定する推奨挿入操作決定部８６を更に備え、状態情報処理部３８は更に、推奨挿入操作情報をモニタ１８などの上記出力部に出力するための処理を行う。
このように、推奨挿入操作情報が出力されることにより、操作者７０は、挿入を進めるため、または安全性を向上させるための、具体的な操作を知ることができる。すなわち、挿入性、安全性が向上する。
【０１０３】
あるいは、本第２実施形態による挿入システムは、状態情報５０及び注目状態情報４８の少なくとも一方に基づいて、推奨する挿入操作の方法である推奨挿入操作情報を決定する推奨挿入操作決定部８６を更に備え、状態情報処理部３８は更に、推奨挿入操作情報を表示装置８０に表示するための処理を行う。
このように、推奨挿入操作情報が出力されることにより、操作者７０は、挿入を進めるため、または安全性を向上させるための、具体的な操作を知ることができる。すなわち、挿入性、安全性が向上する。
【０１０４】
なおここで、推奨挿入操作情報は、被挿入体の延在方向へ挿入部２０を向けるための操作、挿入部２０をその長手方向の軸周りに回転する操作、及び挿入部２０を押すまたは引く操作、の少なくとも一つであることができる。
これにより、操作者７０は、被挿入体の延在方向へ挿入部２０を向けるための操作、挿入部２０をその長手方向の軸周りに回転する操作、及び挿入部２０を押すまたは引く操作の何れを行えば良いか知ることができる。
【０１０５】
また、本第２実施形態による挿入システムは、状態情報及び注目状態情報の少なくとも一方を記録可能な記録部である記録・再生部８８を更に備えることができる。
このように注目状態情報などを記録することで、内視鏡検査に関するデータ、例えば、盲腸到達率、盲腸到達時間、挿入困難例での挿入操作などを分析することが可能となり、医療品質の評価に使用できる。また、分析結果に基づいて次回の内視鏡検査を改善することで、医療の質の向上につながる。
【０１０６】
あるいは、状態情報、注目状態情報及び上記推奨挿入操作情報の少なくとも一つを記録可能な記録部である記録・再生部８８を更に備えても良い。
このように注目状態情報や推奨挿入操作情報を記録することで、内視鏡検査に関するデータ、例えば、盲腸到達率、盲腸到達時間、挿入困難例での挿入操作などを分析することが可能となり、医療品質の評価に使用できる。また、分析結果に基づいて次回の内視鏡検査を改善することで、医療の質の向上につながる。
【０１０７】
なお、モニタ１８のタッチパネル付き表示画面１８Ａのタッチパネルやマウス、物理的なスイッチなど、注目状態情報及び上記推奨挿入操作情報の少なくとも一方の出力をＯＮ／ＯＦＦ指定するため入力部を更に備え、状態情報処理部３８は、注目状態情報及び推奨挿入操作情報の少なくとも一方のＯＮ指定に応じて、そのＯＮ指定された注目状態情報及び推奨挿入操作情報の少なくとも一方を出力するための処理を行うようにしても良い。
これにより、操作者７０が、自身の挿入操作の習熟度や好みに応じて、注目状態情報や推奨挿入操作情報の出力の有無を切り替えることができる。
【０１０８】
ここで、挿入システムが内視鏡システム１０、特に大腸用内視鏡システムである場合、内視鏡画像４０である撮像素子２６が撮像した被挿入体の内部の画像は、出力部であるモニタ１８に表示される、または、挿入システムが表示部である表示装置８０を更に備えるならば、その表示装置８０に表示され、注目状態検出部３６は、撮像素子２６が撮像した画像から被挿入体に関わる注目状態である病変の位置を検出する病変検出部３６Ａを含み、状態情報処理部３８は更に、病変検出部３６Ａの検出結果に基づいて、撮像素子２６が撮像した画像上に病変位置情報を表示する病変検出結果表示部９４を、モニタ１８または表示装置８０に表示するための処理を行う。
このように、病変を検出して操作者７０に呈示することで、病変の発見率の向上が期待できる。
【０１０９】
なおこの場合、状態情報、注目状態情報及び上記病変位置情報、の少なくとも一つを記録可能な記録部である記録・再生部８８を更に備えても良い。
このように、病変発見時の記録が自動で行われることで、操作者７０が記録を行う手間や記録ミスを削減できる。また、挿入部２０を挿入していく途中で病変検出部３６Ａが検出した病変位置を記録し、抜去時に病変の位置情報を再生しながら抜去していくことで、病変の発見率の更なる向上が期待できる。
【０１１０】
また、挿入システムが内視鏡システム１０、特に大腸用内視鏡システムであるとき、状態情報及び注目状態情報の少なくとも一方に基づいて、推奨する挿入操作の方法である推奨挿入操作情報を決定する推奨挿入操作決定部８６を更に備え、内視鏡画像４０である撮像素子２６が撮像した被挿入体の内部の画像は、モニタ１８に表示される、または、挿入システムが表示部である表示装置８０を更に備える場合には、その表示装置８０に表示され、状態情報処理部３８は更に、推奨挿入操作情報をモニタ１８または表示装置８０に出力するための処理を行い、推奨挿入操作情報は、被挿入体の延在方向へ挿入部２０を向けるための操作、挿入部２０をその長手方向の軸周りに回転する操作、挿入部２０を押すまたは引く操作、被挿入体の向きの変更、被挿入体を介して挿入部２０を抑える手技、及び被挿入体内部の送気、吸気及び／または吸水操作、の少なくとも一つであるとしても良い。
これにより、操作者７０は、被挿入体の延在方向へ挿入部２０を向けるための操作、挿入部２０をその長手方向の軸周りに回転する操作、挿入部２０を押すまたは引く操作、被挿入体である患者８４の向きの変更、患者８４の体を介して挿入部２０を抑える手技、及び患者８４の大腸管腔内部の送気、吸気及び／または吸水操作、の何れを行えば良いか知ることができる。
【０１１１】
［第３実施形態］
次に、本発明の第３実施形態について説明する。以下では、第１実施形態と同様の構成部材には同様の参照符号を付してその説明は省略し、第１実施形態と異なる部分のみを説明する。
【０１１２】
上記第１及び第２実施形態では、位置・形状演算部３４は、状態情報を、磁気式位置検出センサ１６を用いて検出している。しかしながら、挿入部２０の位置や形状が検出できれば、磁気式位置検出センサ１６以外のセンサを使用しても構わない。
【０１１３】
例えば、挿入部２０の形状を検出するセンサとして、ファイバ形状センサを使用したり、複数の歪みセンサを組み合わせて使用したりすることができる。また、腸にかかる力の検出を、挿入部２０の形状から検出したが、挿入部２０に圧力センサを設けて検出しても構わない。また、挿入部２０に組み込まれる撮像素子２６を用いて、撮像された画像から管腔の方向や挿抜操作などを検出したり、操作部２２に設けた操作量センサを用いて挿入部２０の湾曲形状を検出したりすることができる。
【０１１４】
図２６は、ファイバ形状センサ９８を組み込んだ内視鏡システム１０の全体構成を示す図である。内視鏡システム本体１４には、接続ケーブル２４により、挿入部２０と操作部２２から構成される内視鏡スコープ１２が接続されている。内視鏡システム本体１４の位置・形状演算部３４は、光源３４Ａと、例えば受光素子等の受光部３４Ｂと、形状演算部３４Ｃとを含む。
【０１１５】
ファイバ形状センサ９８は、例えば国際公開第２０１５／１４６７１２号に開示されているように、複数の被検出部１００が設けられた光ファイバ１０２と、上記位置・形状演算部３４の光源３４Ａ及び受光部３４Ｂと、から構成される。被検出部１００は、挿入部２０の形状検出を行うべき部分に配置される。光源３４Ａから出射された光が光ファイバ１０２に入射され、光ファイバ１０２内を導光して、光ファイバ１０２の先端に設けられた不図示反射部で反射して再び光ファイバ１０２内を導光してきた戻り光が受光部３４Ｂで検出される。
【０１１６】
光ファイバ１０２に設けられた被検出部１００は、挿入部２０の湾曲に従って光ファイバ１０２が湾曲すると、光ファイバ１０２内を導光する光を、当該光ファイバ１０２の湾曲状態に応じて当該光ファイバ１０２の外部に向けて出射させる、あるいは、吸収する。光ファイバ１０２の外部に向けて出射するあるいは吸収する光量は、当該光ファイバ１０２の湾曲量に対応する。被検出部１００は、光ファイバ１０２の湾曲量に対応した光量の光を光ファイバ１０２の外部に漏らす又は吸収するような加工が施されている。換言すれば、被検出部１００は、光ファイバ１０２によって導光される光の光学特性、例えば光量を挿入部２０の湾曲状態に応じて変化させるものとなる。
【０１１７】
受光部３４Ｂは、光ファイバ１０２から入射した光を受光し、受光した光量等に応じた受光信号を出力する。すなわち、受光部３４Ｂは、受光信号に基づいて挿入部２０の湾曲の大きさ（湾曲量）に応じた受光信号を出力する。
【０１１８】
形状演算部３４Ｃは、受光部３４Ｂからの受光信号で示される各被検出部１００の位置における挿入部２０の湾曲量から、挿入部２０の形状を演算して、形状情報を得る。この形状情報が状態情報として注目状態検出部３６へ出力される。
【０１１９】
なお、光源３４Ａから複数の波長成分を含む広帯域光を出射し、各被検出部１００は、互いに異なる波長の光を外部に向けて出射させる、あるいは、吸収するものとする。あるいは、光源３４Ａから出射される光はレーザ等の狭帯域光とし、各被検出部１００は、互いに異なる波長の光に波長変換するものしても良い。これにより、受光部３４Ｂ及び形状演算部３４Ｃでは、それぞれの被検出部１００による光量変化を弁別することが可能である。
【０１２０】
以上のように、本第３実施形態による挿入システムでは、位置・形状演算部３４は、ファイバ形状センサ、挿入部２０に組み込まれる撮像素子２６、歪みセンサ、及び操作量センサ、の少なくとも一つを用いている。
このように、位置・形状演算部３４は、状態情報を、磁気式位置検出センサ１６以外のセンサを用いて検出することができる。
【０１２１】
以上、幾つかの実施形態に基づいて本発明を説明したが、本発明は、上述した実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内で種々の変形や応用が可能なことは勿論である。
【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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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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