内窥镜系统的制作方法_3

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对应的VBS图像并显示。但是,在将插入部11插入到支气管2的深部侧 的设为目标的目标位置的过程中,在进行再次对位等而校正了以前对位时的坐标系的情况 下,需要考虑该校正等来获取VBS图像并显示。如果如上述那样还记录VBS图像,则无论有 无进行再次对位都能够在短时间内显示与各位置姿势信息对应的VBS图像。
[0076] 在本实施方式中,将由方向比较部25f进行比较得到的支气管2的芯线方向与由 视线方向检测部25e检测出的视线方向所成的角0为规定的阈值以下的情况设定为满足 上述规定条件的情况。此外,规定的阈值的信息例如被记录于由存储器等构成的位置姿势 信息记录部27,但是也可以记录于位置姿势信息记录部27以外的存储器等记录装置。
[0077] 在支气管2的芯线方向与视线方向所成的角0为规定的阈值以下的情况下,上述 方向比较部25f进行控制以将该情况下的插入部11的前端的位置和姿势的信息记录于位 置姿势信息记录部27。此外,在图1中示出了将条件判定部26b设置在控制部26内部的结 构,但是也可以设为在图像处理部25内设置条件判定部26b的结构。
[0078] 另外,也可以设为方向比较部25f具备条件判定部26b的功能的结构。此外,也可 以代替使用上述两个方向所成的角9而利用以下内积来设定上述规定条件。也可以计算 (设定)上述芯线方向和视线方向的各单位矢量,计算两个矢量的内积,将计算出的内积的 值为阈值以上的情况设定为满足上述规定条件的情况。
[0079] 在两个方向所成的角0为规定的阈值以下的条件下,由于插入部11的前端的视 线方向与芯线方向大致相同,因此,在该情况下,成为可看见支气管2的末梢侧的状态,在 该状态下,当附近存在分支部时,能够在视场内捕捉到插入的情况下的成为特征区域的分 支部,也容易进行对位。与此相对,如果无论是否满足规定条件都记录位置姿势信息,则也 包含不适合于对位的信息,难以顺利地进行再次对位。
[0080] 在对位置姿势信息记录部27记录位置姿势信息的情况下,也可以设为记录插入 部11的前端的位置和姿势以及同该前端的位置和姿势对应的VBS图像(与其视线方向或 者姿势信息一并记录),作为在需要提示的情况下提示的候选信息来记录。
[0081] 也就是说,也可以将位置姿势信息记录部27设为具备位置姿势信息&VBS图像生 成信息记录部27a的结构,该位置姿势信息&VBS图像生成信息记录部27a记录插入部11的 前端的位置姿势信息、与该位置姿势信息对应的VBS图像、以及用于生成VBS图像的CT坐 标系的位置及视线方向的信息等VBS图像生成信息。
[0082] 另外,记录于位置姿势信息记录部27等的信息是能够通过读出而在监视器32中 作为成为对位的候选的候选信息被提示(显示)的信息,因此还可以说是具有记录候选信 息的候选信息记录部的功能。
[0083] 此外,也可以设为也将同上述位置姿势信息对应的内窥镜图像与该位置姿势信 息、同该位置姿势信息对应的VBS图像、其记录时间一并记录于位置姿势信息记录部27。而 且,也可以设为在进行再次对位的情况下能够利用记录于位置姿势信息记录部27的与VBS 图像一并记录的内窥镜图像。
[0084] 在本实施方式中,在将插入部11插入到支气管2内的目标位置的操作过程中,在 满足上述视线方向与芯线方向所成的角9为规定的阈值以下的条件的情况下,将插入部 11的前端的位置和姿势的信息等记录于位置姿势信息记录部27。
[0085] 另外,也可以代替记录插入部11的前端的位置姿势信息而记录由芯线方向计算 部25g计算出的芯线上的点和芯线方向。在该情况下,根据所记录的位置姿势信息来获取 VBS图像并显示。
[0086] 由此,在从通过图像匹配进行最初的对位之后由于插入部11的移动操作而插入 部11的前端的(利用了图像匹配的)位置估计的精度下降从而需要进行再次对位(或者 再对位)的情况下等,能够将用于该再对位的信息作为候选信息来提示。
[0087] 施术者也可以从构成输入装置31的键盘、鼠标等向图像处理部25或者控制部26 指示输入进行再对位的指示。
[0088] 当进行再对位的指示等(或者进行触发输入)时,控制部26的显示控制部26a从 位置姿势信息记录部27读出插入部11的前端的当前位置附近的候选信息,经由图像处理 部25进行在监视器32中提示候选信息的控制。
[0089] 进行在监视器32中提示候选信息的控制的显示控制部26a具有候选信息提示控 制部的功能,该候选信息提示控制部构成为进行候选信息提示的控制。另外,图像处理部25 具有候选信息生成部的功能,该候选信息生成部构成为接受显示控制部26a的候选信息提 示的控制来将候选信息显示于监视器32。
[0090] 此外,显示控制部26a也可以进行控制使得从位置姿势信息记录部27读出信息, 以不经由图像处理部25的方式在监视器32中提示候选信息。在监视器32中提示候选信 息的情况下,例如在图2D中作为二维断层图像而示出的支气管形状图像2a上显示与图像 比较有关(或者通过图像比较得到)的候选信息中的插入部11的前端的位置和姿势的信 息以及与该候选信息对应的VBS图像。
[0091] 如上所述,在插入部11的前端移动了的情况下,图像处理部25的对位处理部25a 利用图像匹配来估计(计算)插入部11的前端和姿势,但是有时会产生在所设定的精度以 内无法进行图像匹配的图像匹配错误。
[0092] 在该情况下,图像处理部25的对位处理部25a产生图像匹配错误的信号,在监视 器32中显示产生了图像匹配错误。另外,对位处理部25a将图像匹配错误的信号发送到控 制部26,控制部26的显示控制部26a进行在监视器32中提示候选信息的控制。而且,上述 监视器32形成候选信息提示单元(候选信息提示部),该候选信息提示单元(候选信息提 示部)构成为对施术者提示候选信息。
[0093] 施术者使用候选信息来进行再次对位处理。通过进行再次对位处理,施术者能够 从进行该再次对位处理的位置附近起继续进行插入部11的插入操作。
[0094] 另外,在施术者判断为图像匹配的精度恶化的情况下,也可以进行再对位的指示 来进行上述处理。
[0095] 具有这种结构的内窥镜系统1的特征在于,具备:CT图像数据存储部22,其构成为 形成图像存储单元,存储预先获取到的被检体中的三维图像信息;支气管提取部23,其构 成为形成管腔脏器提取单元,从上述三维图像信息中提取作为规定的管腔脏器的支气管2 ; 作为对物光学系统的物镜15,其设置于内窥镜3的插入部11的前端;视线方向检测部25e, 其构成为形成视线方向检测单元,检测物镜15的视线方向;方向比较部25f,其构成为形 成方向比较单元,将由上述管腔脏器提取单元提取出的上述规定的管腔脏器的芯线方向与 上述视线方向进行比较;以及位置姿势信息记录部27,其构成为形成位置姿势信息记录单 元,在上述芯线方向与上述视线方向所成的角为规定的阈值以下的情况下记录上述内窥镜 3的插入部11的前端的位置和姿势的信息。
[0096]接着,参照图3的流程图说明本实施方式中的代表性处理。接通图1的内窥镜系 统1中的内窥镜装置4、插入辅助装置5的电源,当各部成为动作状态时,在图3示出的最初 步骤Sl中,对于内窥镜3的插入部11的前端,将患者的支气管2的入口位置等施术者通过 内窥镜图像容易判断位置的部位设定为至少一个基准位置。
[0097] 然后,图像处理部25的对位处理部25a将基准位置处的VBS图像生成部24的VBS 图像(的图像信号)输出到监视器32。施术者从输入装置31指定一个基准位置,将插入 部11的前端插入到所指定的基准位置,并且对图像处理部25的对位处理部25a进行指示 使其进行对位处理。
[0098] 在进行步骤Sl的对位处理之后,如步骤S2所示,对位处理部25a(的位置姿势计 算部25b)根据对位处理的结果通过图像匹配来估计(计算)插入部11的前端的位置和姿 势。具体地说,使用对位的位置的信息作为图像匹配的初始值,通过图像处理来计算与内窥 镜图像匹配最好的VBS图像。
[0099] 在步骤S3中,对位处理部25a进行如下判定:通过图像匹配是否在规定条件以内 (例如估计位置位于支气管内部)估计出了插入部11的前端的位置和姿势(即位置和姿势 的估计是否成功)。在步骤S3的判定为成功的情况下,如步骤S4所示,图像处理部25 (的 图像生成部)进行如下图像处理:将由位置姿势计算部25b估计出的插入部11的前端的位 置叠加地显示在支气管形状图像2a上的估计出的位置处。图2B示出通过步骤S4的图像 处理生成的图像的显示例。
[0100] 图2B用双点划线示出插入到支气管2内的内窥镜3的插入部11的前端侧,并且 示出将作为其形状图像的、支气管形状图像2a中的估计出的插入部11的前端的位置Pl和 同姿势对应的前端的长度方向或者视线方向Dl叠加地显示(在支气管形状图像2a中)的 情形。
[0101] 此外,在图2B中用箭头示出与插入部11的前端的姿势对应的长度方向或者视线 方向Dl。另外,在步骤S3的判定处理为成功的情况下,进行步骤S4的处理并且进行步骤 S5的处理。
[0102] 在步骤S5中,视线方向检测部25e根据由位置姿势计算部25b估计(计算)出的 插入部11的前端的姿势信息来计算物镜15的视线方向D1。另外,芯线方向计算部25g计 算在计算出视线方向Dl的上述插入部11的前端的位置附近的芯线方向E1。然后,方向比 较部25f将视线方向Dl与芯线方向El进行比较,将比较结果输出到条件判定部26b。
[0103] 在下一步骤S6中,条件判定部26b判定视线方向Dl与芯线方向El所成的角0 是否为预先设定的规定的阈值0th以下。
[0104] 图2C示出步骤S5的处理的情形。在图2C中,用Pl示出插入部11的前端的估计 出的位置,用Dl示出其视线方向。另外,用Cl示出最接近位置Pl的芯线35的位置,芯线 方向计算部25g针对该位置Cl来计算其芯线方向E1,方向比较部25f将两个方向进行比 较。此外,也可以设为芯线方向计算部25g例如将从位置Pl起到与芯线35的交点为止的 长度为最小的垂直线的情况下的位置作为Cl来计算芯线方向E1。另外,也可以设为针对满 足接近从位置Pl朝向芯线35引出的垂线的条件的位置来计算芯线方向E1。
[0105] 在图2C中示出利用方向比较部25f来计算两个方向所成的角0的情形。条件判 定部26b判定作为比较结果的计算出的角0是否为规定的阈值0th以下。在判定结果是 如图2C所示那样计算出的角0为规定的阈值0th以下的情况下,在下一步骤S7中,位置 姿势信息记录部27在将该判定结果的情况下的作为插入部11的前端的位置和姿势的信息 的位置姿势信息与(同该位置姿势对应的)VBS图像及该判定结果的时间一并记录之后转 移到步骤SlO的处理。此外,在该情况下,也可以设为也将同该位置姿势对应的内窥镜图像 与该位置姿势相关联地记录。此外,也可以设为,在步骤S7中仅记录位置姿势信息,或者记 录位置姿势信息与时间的信息,或者记录位置姿势信息与VBS图像。
[0106] 另一方面,在步骤S3的估计为失败的情况下,转移到步骤S8的处理。在步骤S8 中,对位处理部25a产生图像匹配错误的信号。该信号成为候选信息的提示信号,被输入到 控制部26。
[0107] 控制部26的显示控制部26a进行提示候选信息的控制。显示控制部26a进行控 制以将包含与在产生候选信息的提示信号之前位置姿势信息记录部27中记录的位置姿势 信息对应的VBS图像的信息作为候选信息显示在监视器32中,之后返回到步骤Sl的处理。
[0108] 图2D示出在监视器32中显示的候选信息的例子。在图2D中示意性地示出产生 图像匹配错误的信号的状态下的插入部11的前端的位置P3 (实际上位置P3不固定)。此 时,根据位置姿势信息记录部27中记录的位置姿势信息,在监视器32中,在支气管形状图 像2a上显示前端的位置P2及其姿势(视线方向)D2,并且显示与该位置姿势信息对应的 VBS图像。
[0109] 另外,在本实施方式中,图像处理部25进行图像处理使得例如虚线所示那样与 VBS图像相邻地显示与上述位置姿势信息对应的内窥镜图像。在该情况下,也可以设为在与 VBS图像相邻的位置处以相同显示倍率进行显示使得容易进行比较。
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