内窥镜系统和内窥镜系统的工作方法_3

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1取得插入部2b的前端部2d的位置和方向的信息(S6)。通过从位置检测 部25读出位置方向信息,CPU 21能够取得前端部2d的位置和方向的信息。
[0091] 并且,在S6中,CPU 21根据S3中决定的基准信息将坐标系(XciYciZci)中的位置方向 信息转换为三维坐标系(X2Y2Z2)中的位置方向信息。即,在Sl~S3中使物镜光学窗Ila的 位置信息和规定的脏器模型图像即膀胱模型图像的坐标系一致后,在S6中,将位置方向检 测部25中取得的前端部2d的位置和方向(即物镜光学窗Ila的位置和方向)与膀胱模型 图像的坐标系中的位置和方向对应起来。即,S6的处理构成将作为存储部的存储器22中 记录的位置信息与被检体内的规定脏器的模型图像对应起来的对应部。
[0092] 然后,CPU 21执行将内窥镜图像、2D模型图像上的位置和方向以及有无释放信号 的各信息记录在存储器22中的记录处理(S7)。即,S7的处理构成如下的记录部:将由摄像 元件11取得的被检体内图像即内窥镜图像以及由位置方向检测部25取得的位置信息和方 向信息关联起来进行记录。
[0093] 接着,CPU21进行图像粘贴处理(S8)。图像粘贴处理是如下处理:根据S6中取得 并转换为三维坐标系(X2Y2Z2)的位置方向信息,将粘贴在球体即3D膀胱模型Ml的内表面 上的内窥镜图像粘贴在2D模型M2的图(以下称为2D模型图像)上。即,S8的处理构成 根据位置信息在S6中对应的规定脏器的模型图像上粘贴被检体内图像的图像粘贴部。在 S8的图像粘贴处理中,在存在多张粘贴在相同位置处的图像的情况下,从这些图像中选择 没有抖动等的清楚的内窥镜图像,以该图像成为最前面的方式粘贴在2D模型图像上。S8的 图像粘贴处理在后面叙述。
[0094] 由此,这里,在S7中,将由摄像元件11取得的全部被检体内图像与位置信息关联 起来记录在存储器22中,在S8中,读出存储器22中记录的全部被检体图像和与各被检体 内图像相关联的位置信息,判定被检体内图像是否是可粘贴图像。
[0095] 即,S8的处理构成如下的图像生成部,生成在通过构成位置对齐部的Sl~S3将 物镜光学窗Ila的位置和3D模型图像的坐标系中的位置对应起来的规定的脏器的模型图 像上粘贴被检体内图像而得到的图像。通过在二维坐标系(U,V)的2D膀胱模型M2的图像 上的位置处粘贴投影到三维坐标系(X2Y2Z2)中规定的3D膀胱模型Ml的球体内表面上的内 窥镜图像,进彳丁 S8的粘贴处理。
[0096] 如上所述决定粘贴在2D膀胱模型M2的图像上的内窥镜图像的位置和方向,要粘 贴的内窥镜图像的大小例如根据前端部2d与膀胱B的摄像部位之间的距离而变更。
[0097] S3中决定的位置和方向的基准信息是以体外的磁场产生装置7为基准而决定的 三维坐标系(XciYciZci)中的位置和方向,S8的图像粘贴处理中的位置和方向是以2D膀胱模型 M2的颈部RP为基准的二维坐标系(U,V)中的位置和方向。
[0098] 由此,CPU 21从S3得到的基准信息中导出二维坐标系中的前端部2d的位置方向 信息,根据该导出的位置方向信息,计算将内窥镜图像投影到2D模型图像上并进行粘贴的 位置和倾斜度。
[0099] 在粘贴内窥镜图像的位置已经粘贴了内窥镜图像的情况下,以将后取得的图像重 叠粘贴在先取得并粘贴的内窥镜图像上的方式,进行S8中的图像粘贴。
[0100] 图9是示出S8的图像粘贴处理的流程的例子的流程图。
[0101] 首先,CPU21判定在粘贴内窥镜图像的区域中是否已经粘贴了内窥镜图像(S21)。 根据粘贴了 S5中取得的内窥镜图像的区域是否具有与已经粘贴的内窥镜图像重合的区 域,进行该判定。
[0102] 在粘贴内窥镜图像的区域中存在已经粘贴的内窥镜图像的情况下(S21 :是), CPU21执行粘贴图像的判定处理(S22)。
[0103] 图10是示出S22的粘贴图像的判定处理的流程的例子的流程图。另外,由于图10 的处理包括能够仅根据S5中取得的一张内窥镜图像的信息来执行的处理、以及使用包含 已经取得的图像在内的多个内窥镜图像的信息来执行的处理,所以,在各内窥镜图像所需 要的信息一致的情况下,针对各内窥镜图像执行图10的各处理。
[0104] 首先,CPU21执行基于图像处理的判定处理(S31),判定图像处理的判定信息即 check2是否打开(ON) (S32)。基于图像处理的判定处理使用图11在后面叙述。如果check2 打开,则CPU21执行基于位置方向信息的判定处理(S33)。即,S22的判定处理包括如下的 判定处理:根据被检体内图像的图像信息,判定是否进行粘贴,其中,该被检体内图像的图 像信息是通过对由摄像元件11取得的被检体内图像进行图像处理而得到的。
[0105] 在S33的处理之后,CPU21判定位置方向信息的判定信息即判定信息check3是否 打开(S34)。基于位置方向信息的判定处理使用图12在后面叙述。如果判定信息check3 打开,则CPU21执行基于与膀胱壁面之间的距离和视线方向的判定处理(S35)。
[0106] 在S36的处理之后,CPU21判定与膀胱壁面之间的距离和视线方向的判定信息即 判定信息check4是否打开(S36)。基于与膀胱壁面之间的距离和视线方向的判定处理使用 图13在后面叙述。
[0107] 然后,在S36中,当判定信息check4打开时(S36 :是),CPU21使判定信息checkl 打开(S37)。即,在S31、S33、S35的全部判定结果的判定信息check2、check3、check4打 开时,判定信息checkl打开。换言之,在S31、S33、S35的任意一方中任意一个各判定信息 check2、check3、check4 关闭(OFF)的情况下(S32 :否;S34 :否;S36 :否),CPU21 使判定信 息 checkl 关闭(S38)。
[0108] 如上所述,S22的处理构成如下的判定部:该判定部根据由摄像元件11取得的被 检体内图像的图像信息或位置信息,判定在图像粘贴处理中是否进行粘贴。
[0109] 返回图9,在S22的处理之后,CPU21针对得到判定信息checkl的判定结果的内 窥镜图像,判定判定信息checkl是否打开(S23)。在判定信息checkl打开的情况下(S23 : 是),CPU21进行粘贴处理。其结果,将判定信息checkl打开的内窥镜图像投影到2D模型 图像上进行粘贴。在判定信息checkl未打开的情况下(S23 :否),CPU21不进行粘贴处理。
[0110] 图11是示出S31的基于图像处理的判定处理的流程的例子的流程图。首先,CPU21 判定S5中取得的内窥镜图像是否是模糊图像(S41)。能够根据内窥镜图像中的边缘成分来 判定是否是模糊图像。
[0111] 在内窥镜图像不是模糊图像的情况下(S41 :否),CPU21判定所取得的内窥镜图像 是否是偏红图像(赤玉画像)(S42)。能够根据内窥镜图像中的R像素的像素值来判定是否 是偏红图像。
[0112] 在内窥镜图像不是偏红图像的情况下(S42 :否),CPU21判定所取得的内窥镜图像 是否是抖动图像(S43)。能够根据内窥镜图像中的边缘成分来判定是否是抖动图像。
[0113] 在内窥镜图像不是抖动图像的情况下(S43 :否),CPU21判定在所取得的内窥镜图 像中是否存在亮度变化急剧的部分(S44)。能够根据内窥镜图像中的亮度值的分布来判定 内窥镜图像中是否存在亮度变化急剧的部分。内窥镜图像中存在亮度变化急剧的部分的情 况例如是指前端部2d不是以适当角度朝向膀胱壁面的情况等。
[0114] 在内窥镜图像中不存在亮度变化急剧的部分的情况下(S44 :否)、CPU21使判定信 息check2打开(S45)。在内窥镜图像是模糊图像(S41 :是)、偏红图像(S42 :是)、抖动图 像(S43 :是)、或内窥镜图像中存在亮度变化急剧的部分的情况下(S44 :是),CPU21使判定 信息check2关闭(S46)。
[0115] 即,通过图像处理,针对模糊图像等的不清楚的内窥镜图像,将判定信息check2 关闭。
[0116] 图12是示出S33的基于位置方向信息的判定处理的流程的例子的流程图。首先, CPU21读出前图像的位置方向信息(S51)。这里,前图像的位置方向信息是在S5中取得的 帧之前取得的2帧的位置方向信息。
[0117] 另外,例如在以每秒3张等的比帧率低的时间间隔进行图像粘贴的判定处理的情 况下,图像取入部24以与帧率相同的帧率取入内窥镜图像,在S51中读出作为图像粘贴的 判定对象的内窥镜图像的帧的前后帧的位置方向信息。
[0118] 当设S5中取得的第p帧为最新的内窥镜图像Img(p)时,由于已经取得该帧之前 取得的2张内窥镜图像Img(p-2)和Img(p-l)的位置方向信息,所以,读出这2个位置方向 信息。
[0119] 另外,关于最初的内窥镜图像,不存在之前的2帧,关于接着的第2张内窥镜图像, 不存在其前方的第2帧。由此,在取得第3张以后的内窥镜图像后,针对最新的内窥镜图像 Img(p)的前一个内窥镜图像Img(p-1)执行S8的处理。
[0120] 接着,CPU21判定前端部2d的移动速度MXn是否小于规定阈值Threl (S52)。这里, 在设η为(p-2)、m为p时,MXn*下式⑴表示。
[0121] [式 1]
[0122]
[0123] 在式⑴中,xn、yn、zn、x m、ym、Zm分别是三维坐标系(X 2Y2Z2)中的位置信息,Tn、Tm分别是取得内窥镜图像Img(p-2)时的时刻和取得内窥镜图像Img(p)时的时刻。
[0124] 即,根据前端部2d的位置信息判定摄像元件11是否以规定速度以上的速度移动, 如果内窥镜图像Img(p-l)是前端部2d未以规定速度以上的速度移动时的图像(即,如果 内窥镜图像Img(p-1)是前端部2d的移动速度MXn小于规定阈值Threl时进行摄像而得到 的图像),则S52的判定为"是",如果内窥镜图像Img(p-1)是前端部2d以小于规定速度的 速度移动时的图像(即,如果内窥镜图像Img(p-l)是前端部2d的移动速度MXnS规定阈 值Threl以上时进行摄像而得到的图像),则S52的判定为"否"。
[0125] 由此,S22的判定处理包含如下的判定处理:根据基于位置信息计算出的物镜光 学窗Ila的移动距离,判定是否进行粘贴。
[0126] 接着,CPU21判定前端部2d的绕轴角速度RXn是否小于规定阈值Thr
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