内窥镜系统的制作方法

文档序号:9768413阅读:303来源:国知局
内窥镜系统的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明设及使用脏器的模型图像来呈现内窥镜图像的内窥镜系统。
【背景技术】
[0002] W往,内窥镜系统在医疗领域和工业领域被广泛利用。例如,在医疗领域的内窥镜 系统中,手术医生将内窥镜的插入部插入于被检体内,通过设置于插入部的前端部的观察 窗而得到的内窥镜图像显示于显示装置。手术医生能够观察所显示的内窥镜图像而进行内 窥镜检查。并且,内窥镜系统也能够进行内窥镜图像的记录。例如,医生能够将所记录的病 变部的内窥镜图像用作病历的一部分。
[0003] 并且,近年来,胶囊型内窥镜系统也被实用化,若患者吞服该胶囊型内窥镜,则胶 囊型内窥镜在体内移动的期间对体内进行摄像而记录体内的图像。
[0004] 在胶囊型内窥镜的情况下,由于获取了数量庞大的图像,所W提出了如下的技术: 从所获取到的多个图像中仅提取病变部等观察对象部位的图像;W及像在作为第一现有例 的日本特开2010-240000号公报中公开的那样,在将多个图像粘贴于3D模型上时,根据特征 参数使用优先顺序从高到低的图像来生成诊断用图像。
[0005] 但是,为了对上次内窥镜检查中发现的病变部的状态进行观察,也再一次进行内 窥镜检查,或者利用内窥镜对上次内窥镜检查中发现的病变部进行处置。
[0006] 因此,医生将在检查中发现的病变部的检查对象脏器的位置记入病历。例如,在检 查对象脏器为膀脫的情况下,通过在绘制于病历的膀脫展开图(图解)上标注记号来指定病 变部的位置。
[0007] 并且,在作为第二现有例的日本特开2006-288869号公报中公开了如下的技术:将 坐标变换运算部所求得的第一至第四内窥镜的前端部的二维坐标数据输入给图像描绘电 路部,图像描绘电路部根据从第一至第四内窥镜得到的多个影像信息和从医疗诊断图像装 置得到的位置信息即二维坐标数据来将各内窥镜的影像显示于与各内窥镜的位置对应的 监视器上的位置。并且,在该公报中公开了将立体的患部的影像作为将患部平面地展开的 影像而显示于监视器的技术。
[000引但是,上次内窥镜检查中得到的内窥镜图像是对象脏器中的哪个位置的图像有时 很难判定。
[0009] 在作为使用胶囊型内窥镜的上述第一现有例的日本特开2010-240000号公报所公 开的内窥镜系统中,内窥镜图像被粘贴于对象脏器的3D模型上,但因为是胶囊型内窥镜,所 W医生不能容易地根据所得到的内窥镜图像来把握脏器中的病变部的位置。
[0010] 并且,即使在具有插入部的内窥镜的情况下,例如,有时也不容易把握在膀脫展开 图上指定的位置与实际的膀脫中的位置之间的对应,对于医生来说,将内窥镜检查中确认 的病变部的位置记入那样的膀脫展开图,并且根据那样的病历的膀脫展开图中标记的位置 来把握实际的膀脫中的位置是不容易的。
[0011] 并且,如上所述,在作为第二现有例的日本特开2006-288869号公报中公开了将立 体的患部的影像作为将患部平面地展开的影像(图像)而显示于监视器的技术,但在内窥镜 插入部在如膀脫内那样大致球形状的规定的脏器内移动或者改变了插入方向的情况下,不 容易把握平面地展开的展开图的图像与实际摄像的图像的对应关系。
[0012] 因此,当想要呈现在平面地展开的展开图的平面模型图像上粘贴有由内窥镜的摄 像单元拍摄的图像而得到的粘贴图像的情况下,期望W使手术医生容易把握由摄像单元拍 摄的图像与粘贴于平面模型图像的粘贴图像之间的对应关系的方式进行呈现。
[0013] 本发明就是鉴于上述的情况而完成的,其目的在于提供一种内窥镜系统,该内窥 镜系统W能够容易地把握由内窥镜的摄像单元拍摄的图像与粘贴于平面模型图像的粘贴 图像之间的对应关系的方式进行呈现。

【发明内容】

[0014] 用于解决课题的手段
[0015] 本发明的一个方式的内窥镜系统具有:内窥镜,其插入部插入于被检体内的规定 的脏器内;摄像部,其设置于所述内窥镜,对所述被检体内的规定的脏器内进行摄像;摄像 信息获取部,其设置于所述摄像部附近或与该摄像部连接的部件,对所述摄像部的位置信 息和视线信息进行检测;展开图像生成部,其生成将与所述规定的脏器对应的模型图像平 面地展开的平面模型图像;W及图像粘贴呈现部,其将基于所述摄像部的位置信息的所述 规定的脏器内的图像粘贴于所述展开图像生成部所生成的所述平面模型图像,并且根据所 述位置信息来变更所述平面模型图像的呈现方法。
【附图说明】
[0016] 图1是示出本发明的第一实施方式的内窥镜系统的整体的结构的立体图。
[0017] 图2是示出本发明的第一实施方式的内窥镜系统的结构的框图。
[0018] 图3是示意性地示出患者中的成为观察对象的作为规定的脏器的膀脫的位置和名 称的图。
[0019] 图4是示出将内窥镜的插入部插入于膀脫内的情况下的膀脫的各部分的图。
[0020] 图5是与将膀脫模型化后的3D模型图像一起示出插入部的插入形状图像的图。
[0021 ]图6是示出将膀脫平面化后的2D模型的图。
[0022] 图7是示出将膀脫的内表面平面地展开并模型化后的平面模型图像和膀脫内的各 部分的位置的图。
[0023] 图8是示出显示于监视器的3个图像的显示区域的图。
[0024] 图9是示出第一实施方式中的对膀脫内进行观察的情况下的整体的处理内容的一 例的流程图。
[0025] 图10是示出图9中的粘贴图像的判定处理的细节的流程图。
[0026] 图11是将在恒定的帖数或时间内获取到的内窥镜图像用作粘贴图像的情况下的 说明图。
[0027] 图12是示出基于图10中的图像处理的判定处理的细节的流程图。
[0028] 图13是示出与图12的处理有关的散焦图像等例子的图。
[0029] 图14是示出图10中的使用了位置/方向信息的判定处理的细节的流程图。
[0030] 图15是W表格形式示出与图像同步地获取到的传感器信息的例子的图。
[0031] 图16是图14中的基于移动量和移动速度的判定的说明图。
[0032] 图17是图14中的基于角速度的判定的说明图。
[0033] 图18是示出图10中的基于到膀脫壁的距离和视线方向的判定处理的细节的流程 图。
[0034] 图19是图18中的步骤S52、S53的处理的说明图。
[0035] 图20是图18中的步骤S54的处理的说明图。
[0036] 图21是在粘贴于展开图像而显示的图像中示出与显示于第一区域的内窥镜图像 对应的摄像范围的呈现例的图。
[0037] 图22A是当粘贴了最新的粘贴图像后粘贴下一个粘贴图像时缩小呈现的呈现例的 说明图。
[0038] 图22B是示出将与显示于第一区域的内窥镜图像对应的展开图像的位置设定于展 开图像的中屯、而对该图像进行呈现的例子的图。
[0039] 图23是示出将插入部插入于膀脫的立体模型内并从正面侧对观察对象进行摄像 的样子和摄像的情况下的内窥镜图像的说明图。
[0040] 图24是示出将插入部插入于膀脫的立体模型内并使其W向上方反转的程度较大 地弯曲而从背面侧对观察对象进行摄像的样子和摄像的情况下的内窥镜图像的说明图。
[0041] 图25是示出将插入部插入于膀脫的立体模型内并使其W向下方向反转的程度较 大地弯曲而从背面侧对观察对象进行摄像的样子和摄像的情况下的内窥镜图像的说明图。
[0042] 图26是示出使粘贴于展开图像上的图像的朝向与图24的内窥镜图像的显示的朝 向对应地一致而显示的例子的说明图。
[0043] 图27是示出使粘贴于展开图像上的图像的朝向与图25的内窥镜图像的显示的朝 向对应地一致而显示的例子的说明图。
[0044] 图28是示出了图9中的步骤Sl 5的处理例的流程图。
[0045] 图29是示出硬性内窥镜的结构的图。
[0046] 图30是示出使用了硬性内窥镜的情况下的展开图像的显示例的图。
[0047] 图31是对使用了硬性内窥镜的情况下的展开图像的显示进行变更的情况下的说 明图。
[004引图32是磁场产生装置的坐标系与床上患者P的膀脫B的坐标系之间的关系的说明 图。
[0049] 图33是对投影于中间坐标系(XiYiZi)上的方向向量进行说明的说明图。
[0050] 图34是中间坐标系(XiYiZi)与第二坐标系促Y2Z2)之间的关系的说明图。
[0化1 ]图35是在第二坐标系(X2Y2Z2)中球体的内表面上的坐标的说明图。
[0052]图36是根据前端部的位置和方向向量来说明第二坐标系(X2Y2Z2)中的位置P2和方 向向量V2的说明图。
[0化3]图37是二维坐标系化,V)中的坐标关系的说明图。
[0054]图38是对内窥镜图像的整体进行扫描并对第二坐标系(X2Y2Z2)中的各像素向球体 的内表面的粘贴进行说明的说明图。
【具体实施方式】
[0055] 下面,参照附图对本发明的实施方式进行说明。
[0056] (第一实施形式)
[0057] 如图1所示,本发明的第一实施方式的内窥镜系统1具有:内窥镜3,其用于插入横 邸于床2的作为被检体的患者P内而进行观察或检查;光源装置4,其对内窥镜3供给照明光; 作为信号处理装置的处理器5,其对内窥镜3的摄像单元进行信号处理;图像处理装置6,其 对由处理器5生成的图像进行图像处理和记录等;监视器7,其对由处理器生成的内窥镜图 像和被图像处理装置6进行了图像处理后的图像进行显示;W及磁场产生装置9,其对设置 于摄像单元附近的磁传感器8的位置进行检测。
[005引内窥镜3具有:插入部11,其具有晓性;操作部12,其设置于该插入部11的后端(基 端),并由手术医生把持着进行弯曲等操作;W及通用线缆13,其从操作部12延伸。
[0059] 并且,如图2所示,在插入部11内插入有传输照明光的光导14,该光导14从操作部 12经过通用线缆13,其端部的光导连接器可自由拆卸地与光源装置4连接。
[0060] 如图2所示,在光源装置4内设置有发光二极管(简写为160)153、1513、15(3、反射镜 16a、l化、16cW及LED电源(电路)17dLED 15a产生白色光,该白色光被反射镜16a反射后透 过分色镜16b、16c入射到光导14的端部。
[0061 ] 并且,LED 1化和15c分别产生中屯、波长被设定于415皿附近和540皿附近的窄带的 蓝色光(Bn)和绿色光(Gn)。L抓1化所产生的窄带光化被分色镜16b选择性地反射后,透过 分色镜16c向光导14的端部入射。并且,LED 15c所产生的窄带光Gn被分色镜16c选择性地反 射后,向光导14的近前侧端部入射。
[0062] 在内窥镜3的操作部12中设置有镜体开关18,该镜体开关具有切换开关SW1、释放 开关SW2W及静帖开关SW3等,其中,该切换开关SWl进行从通常光观察模式(或者白色光观 察模式,也称作WBI模式)和窄带光观察模式(也称作NBI模式)中的一方的观察模式向另一 方的观察模式切换的操作,该释放开关SW2进行释放操作,该静帖开关SW3进行静帖操作。
[0063] 当把持内窥镜3的操作部12的手术医生对切换开关SWl进行操作时,切换信号被发 送给光源装置4和处理器5,光源装置4与切换信号对应地使L抓电源17对LED 16a和LED 16b、LED16c的发光进行切换。并且,处理器5进行与切换信号相对应的信号处理。
[0064] 并且,对释放开关SW2进行了操作的情况下的释放信号被输入给图像处理装置6内 的构成控制单元的中央运算处理装置(简写为CPU)31,由CPU 31进行记录内窥镜图像的控 制动作。
[0065] 另外,也可W是,将对释放开关SW2进行了操作的情况下的操作信号输入给处理器 5(内的信号处理部化),处理器5根据操作信号生成释放信号并将该释放信号发送给图像处 理装置6的CPU 31 ,CPU 31根据从处理器5输入的释放信号来进行记录内窥镜图像的控制动 作。在图2中示出了将释放信号输入给处理器5和31的结构例。
[0066] 并且,对静帖开关SW3进行了操作的情况下的静帖信号被输入给处理器5(内的信 号处理部化),处理器5进行将动态的内窥镜图像变为静态图像的处理。并且,静帖信号也被 发送给CPU 31 ,CPU 31把握进行了静帖操作的情况。
[0067] 入射到光导14的近前侧端部的照明光被光导14传输到其前端面。光导14的前端面 配置于照明窗,从照明窗向外部射出,其中,该照明窗设置于插入部11的前端部20。在本实 施方式中,由于插入部11经由患者P的尿道插入作为规定的脏器的膀脫B内,所W照明光对 膀脫B内进行照明。
[0068] 如图2所示,在插入部11的前端部20配置有物镜21和配置于其成像位置的电荷成 像元件(简写为CCD)22,由物镜21和CCD 22形成了摄像部(或者摄像组件)23,该摄像部23构 成对规定的脏器内进行摄像的摄像单元。摄像部23对被照明光照明的部位进行摄像并输出 作为光电转换后的电信号的摄像信号。
[0069] 另外,CCD 22具有例如在红(R)、绿(G)、篮(B)的波段上按照像素单位进行颜色分 离的马赛克滤波器22曰。因此,例如在通常光观察模式(WBI模式)的情况下,CCD 22输出由马 赛克滤波器22a进行颜色分离后的宽带的R、G、B信号,在NBI模式的情况下,通过在LED 16b、 16c的照明光下的摄像,CCD 22输出由马赛克滤波器2?进行颜色分离后的窄带的G、B
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