內(nèi)窺鏡系統(tǒng)和內(nèi)窺鏡系統(tǒng)的工作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及內(nèi)窺鏡系統(tǒng)和內(nèi)窺鏡系統(tǒng)的工作方法，特別涉及顯示粘貼有內(nèi)窺鏡圖 像的臟器模型圖像的內(nèi)窺鏡系統(tǒng)和內(nèi)窺鏡系統(tǒng)的工作方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 以往，內(nèi)窺鏡系統(tǒng)廣泛利用于醫(yī)療領(lǐng)域和工業(yè)領(lǐng)域。例如，在醫(yī)療領(lǐng)域的內(nèi)窺鏡系 統(tǒng)中，手術(shù)醫(yī)生將內(nèi)窺鏡的插入部插入到被檢體內(nèi)，在顯示裝置中顯示通過設(shè)置在插入部 的前端部中的觀察窗得到的內(nèi)窺鏡圖像。觀察所顯示的內(nèi)窺鏡圖像，手術(shù)醫(yī)生能夠進行內(nèi) 窺鏡檢查。進而，內(nèi)窺鏡系統(tǒng)還能夠記錄內(nèi)窺鏡圖像。例如，手術(shù)醫(yī)生能夠利用所記錄的病 變部的內(nèi)窺鏡圖像作為病歷的一部分。
[0003] 并且，近年來，膠囊型內(nèi)窺鏡系統(tǒng)也已經(jīng)實用化，當(dāng)患者吞入該膠囊型內(nèi)窺鏡后， 膠囊型內(nèi)窺鏡在體內(nèi)移動的期間內(nèi)對體內(nèi)進行攝像，記錄體內(nèi)的圖像。
[0004] 在膠囊內(nèi)窺鏡的情況下，由于取得龐大數(shù)量的圖像，所以，提出了從所取得的多個 圖像中僅提取病變部等觀察對象部位的圖像的技術(shù)、如日本特開2010-240000號公報所公 開的那樣在將多個圖像粘貼在3D模型上時根據(jù)特征參數(shù)使用優(yōu)先順位高的圖像生成診斷 用圖像的技術(shù)。
[0005] 并且，在日本特開2008-220672號公報中還提出了對應(yīng)于插入部的插入長度來存 儲內(nèi)窺鏡圖像的內(nèi)窺鏡裝置。
[0006] 但是，有時為了對上次的內(nèi)窺鏡檢查中發(fā)現(xiàn)的病變部的狀態(tài)進行觀察而再次進行 內(nèi)窺鏡檢查，或者使用內(nèi)窺鏡對上次的內(nèi)窺鏡檢查中發(fā)現(xiàn)的病變部進行處置。
[0007] 因此，手術(shù)醫(yī)生將檢查中發(fā)現(xiàn)的病變部的檢查對象臟器中的位置記入病歷中。例 如，在檢查對象臟器為膀胱的情況下，通過在病歷中所描繪的膀胱展開圖（圖解）中附加標(biāo) 記，來指定病變部的位置。
[0008] 但是，有時很難得知上次的內(nèi)窺鏡檢查中得到的內(nèi)窺鏡圖像是對象臟器中的哪個 位置的圖像。
[0009] 在利用膠囊內(nèi)窺鏡的上述日本特開2010-240000號公報所公開的內(nèi)窺鏡系統(tǒng)中， 內(nèi)窺鏡圖像粘貼在對象臟器的3D模型上，但是，由于是膠囊型內(nèi)窺鏡，所以，手術(shù)醫(yī)生根據(jù) 所得到的內(nèi)窺鏡圖像，無法容易地掌握臟器中的病變部的位置。
[0010] 并且，在具有插入部的內(nèi)窺鏡的情況下，例如也不容易掌握膀胱展開圖中指定的 位置和現(xiàn)實的膀胱中的位置的對應(yīng)關(guān)系，對于手術(shù)醫(yī)生來說，不容易將內(nèi)窺鏡檢查中確認(rèn) 到的病變部的位置記入這種膀胱展開圖中，而且，不容易根據(jù)這種病歷的膀胱展開圖中記 錄的位置掌握現(xiàn)實的膀胱中的位置。
[0011] 因此，即使存在上次檢查中得到的病變部的內(nèi)窺鏡圖像，手術(shù)醫(yī)生也很少無死角 地再次對臟器內(nèi)進行觀察而搜尋病變部。
[0012] 在上述日本特開2008-220672號公報所公開的內(nèi)窺鏡裝置中，對應(yīng)于插入長度來 記錄內(nèi)窺鏡圖像，但是，如果病歷中添加的內(nèi)窺鏡圖像是抖動的圖像等畫質(zhì)不好的圖像，則 病歷中添加的內(nèi)窺鏡圖像不清楚，手術(shù)醫(yī)生很難識別病變部、其周邊區(qū)域和觀察到的區(qū)域 的狀態(tài)。
[0013] 其結(jié)果，存在內(nèi)窺鏡的檢查時間或處置時間變長的問題。
[0014] 因此，本發(fā)明的目的在于，提供如下的內(nèi)窺鏡系統(tǒng)和內(nèi)窺鏡系統(tǒng)的工作方法：容易 得知內(nèi)窺鏡圖像在檢查對象臟器中的位置，并且，在對象臟器的臟器模型圖像上粘貼清楚 的內(nèi)窺鏡圖像。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0015] 用于解決課題的手段
[0016] 本發(fā)明的一個方式的內(nèi)窺鏡系統(tǒng)具有：插入部，其插入到被檢體內(nèi)；物鏡光學(xué)窗， 其設(shè)置在所述插入部的前端側(cè)，接收來自所述被檢體的光；攝像部，其根據(jù)從所述物鏡光學(xué) 窗入射的光對所述被檢體內(nèi)進行攝像；位置信息取得部，其取得所述物鏡光學(xué)窗的位置信 息；判定部，其根據(jù)由所述攝像部取得的被檢體內(nèi)圖像的圖像信息或所述位置信息，判定所 述被檢體內(nèi)圖像是否是可粘貼圖像；以及圖像粘貼部，其針對由所述判定部判定為所述可 粘貼圖像的圖像，根據(jù)所述位置信息，在所述被檢體內(nèi)的規(guī)定臟器的模型圖像上粘貼所述 被檢體內(nèi)圖像。
[0017] 在本發(fā)明的一個方式的內(nèi)窺鏡系統(tǒng)的工作方法中，該內(nèi)窺鏡系統(tǒng)具有取得內(nèi)窺鏡 的插入部的物鏡光學(xué)窗的位置信息的位置信息取得部、根據(jù)從所述物鏡光學(xué)窗輸入的光對 被檢體內(nèi)進行攝像的攝像部、判定部以及圖像粘貼部，其中，所述判定部根據(jù)由所述攝像部 取得的被檢體內(nèi)圖像的圖像信息或所述位置信息，判定所述被檢體內(nèi)圖像是否是可粘貼圖 像，所述圖像粘貼部針對判定為所述可粘貼圖像的圖像，根據(jù)所述位置信息，在所述被檢體 內(nèi)的規(guī)定臟器的模型圖像上粘貼所述被檢體內(nèi)圖像。
【附圖說明】
[0018] 圖1是示出本發(fā)明的實施方式的內(nèi)窺鏡系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)圖。
[0019] 圖2是示出本發(fā)明的實施方式的內(nèi)窺鏡系統(tǒng)1的結(jié)構(gòu)的框圖。
[0020] 圖3是示出本發(fā)明的實施方式的在膀胱內(nèi)的觀察時在膀胱模型圖像上粘貼內(nèi)窺 鏡圖像的粘貼處理的流程的例子的流程圖。
[0021] 圖4是示出本發(fā)明的實施方式的用于說明膀胱的各部名稱的示意性的患者的膀 胱的位置的圖。
[0022] 圖5是示出本發(fā)明的實施方式的用于說明膀胱的各部名稱的示意性的膀胱的圖。
[0023] 圖6是示出本發(fā)明的實施方式的3D膀胱模型Ml的圖。
[0024] 圖7是示出本發(fā)明的實施方式的膀胱B的二維模型M2的圖。
[0025] 圖8是示出膀胱展開圖BE的圖。
[0026] 圖9是示出S8的圖像粘貼處理的流程的例子的流程圖。
[0027] 圖10是示出S22的粘貼圖像的判定處理的流程的例子的流程圖。
[0028] 圖11是示出S31的基于圖像處理的判定處理的流程的例子的流程圖。
[0029] 圖12是示出S33的基于位置方向信息的判定處理的流程的例子的流程圖。
[0030] 圖13是示出S35的基于與膀胱壁之間的距離和視線方向的判定處理的流程的例 子的流程圖。
[0031] 圖14是用于說明本發(fā)明的實施方式的膀胱壁面與前端部2d之間的距離Dp、閾值 Thre3和Thre4的關(guān)系的圖。
[0032] 圖15是用于說明本發(fā)明的實施方式的膀胱壁面的法線方向與攝像元件11的視線 方向所成的角度的關(guān)系的圖。
[0033] 圖16是示出本發(fā)明的實施方式的監(jiān)視器6的畫面上顯示的內(nèi)窺鏡檢查時的顯示 畫面的例子的圖。
[0034] 圖17是示出本發(fā)明的實施方式的多個內(nèi)窺鏡圖像粘貼在2D模型圖像31a上的監(jiān) 視器6的畫面上顯示的顯示畫面的例子的圖。
[0035] 圖18是用于說明本發(fā)明的實施方式的磁場產(chǎn)生裝置7的坐標(biāo)系和床8上的患者 P的膀胱B的坐標(biāo)系的關(guān)系的圖。
[0036] 圖19是用于說明本發(fā)明的實施方式的投影在中間坐標(biāo)系（X1Y1Z 1)上的方向矢量 的圖。
[0037] 圖20是用于說明本發(fā)明的實施方式的中間坐標(biāo)系（X1Y1Z 1)和第2坐標(biāo)系（X2Y2Z2) 的關(guān)系的圖。
[0038] 圖21是用于在本發(fā)明的實施方式的第2坐標(biāo)系（X2Y2Z 2)中說明球體的內(nèi)表面上 的坐標(biāo)的圖。
[0039] 圖22是用于根據(jù)本發(fā)明的實施方式的前端部2d的位置和方向矢量說明第2坐標(biāo) 系（X2Y2Z2)中的位置P2和方向V 2的圖。
[0040] 圖23是用于說明本發(fā)明的實施方式的二維坐標(biāo)系（U，V)中的坐標(biāo)關(guān)系的圖。 [0041] 圖24是用于說明本發(fā)明的實施方式的對內(nèi)窺鏡圖像的整體進行掃描并在第2坐 標(biāo)系（X2Y2Z2)的球體的內(nèi)表面上粘貼各像素的情況的圖。
[0042] 圖25是示出本發(fā)明的實施方式的監(jiān)視器6的畫面上顯示的圖像的另一個例子的 圖。
[0043] 圖26是示出本發(fā)明的實施方式的使用了 5軸傳感器的情況下的監(jiān)視器6的畫面 上顯示的圖像的例子的圖。
[0044] 圖27是示出本發(fā)明的實施方式的使用了 5軸傳感器的情況下的、僅將按壓了釋放 按鈕13時的內(nèi)窺鏡圖像粘貼在2D模型圖像31a上的圖像的例子的圖。
[0045] 圖28是示出本發(fā)明的實施方式的對應(yīng)于2個觀察模式顯示2個臟器模型的圖像 的情況下的顯示畫面的例子的圖。
【具體實施方式】
[0046] 下面，參照附圖對本發(fā)明的實施方式進行說明。下面，以取得膀胱內(nèi)的內(nèi)窺鏡圖像 的情況為例對本發(fā)明的實施方式進行說明。
[0047] (結(jié)構(gòu)）
[0048] 圖1是示出本實施方式的內(nèi)窺鏡系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)圖。圖2是示出內(nèi)窺鏡系統(tǒng)1 的結(jié)構(gòu)的框圖。內(nèi)窺鏡系統(tǒng)1構(gòu)成為包括內(nèi)窺鏡2、記錄裝置3、光源裝置4、處理器5、監(jiān)視 器6、磁場產(chǎn)生裝置7。內(nèi)窺鏡系統(tǒng)1具有通常光觀察和特殊光觀察這2個觀察模式。作為 檢查者的手術(shù)醫(yī)生對仰臥在床8上的患者P的膀胱B進行內(nèi)窺鏡檢查。
[0049] 內(nèi)窺鏡2具有：操作部2a、具有撓性且插入到被檢體內(nèi)的插入部2b、通用纜線2c。 內(nèi)窺鏡2是膀胱檢查用的內(nèi)窺鏡。
[0050] 進而，雖然沒有圖示，但是，在通用纜線2c內(nèi)貫穿插入有光導(dǎo)，內(nèi)窺鏡2構(gòu)成為穿 過光導(dǎo)而從插入部2b的前端部2d射出來自光源裝置4的照明光。
[0051] 并且，如圖2所示，在插入部2b的前端部2d中設(shè)有攝像元件11，攝像元件11經(jīng) 由物鏡光學(xué)窗Ila對由光源裝置4的照明光照明的膀胱B內(nèi)的部位進行攝像。物鏡光學(xué)窗 Ila設(shè)置在插入部2的前端側(cè)，接收來自被檢體的光。即，攝像元件11構(gòu)成插入到被檢體內(nèi) 并根據(jù)從物鏡光學(xué)窗Ila入射的光對被檢體內(nèi)進行攝像的攝像部。由攝像元件11得到的 攝像信號經(jīng)由通用纜線2c內(nèi)的信號線供給到處理器5,在處理器5中對攝像信號進行圖像 處理。
[0052] 處理器5具有用于切換觀察模式的切換開關(guān)5a，處理器5生成與切換開關(guān)5a所指 定的觀察模式對應(yīng)的內(nèi)窺鏡圖像。
[0053] 并且，所生成的內(nèi)窺鏡圖像從處理器5輸出到監(jiān)視器6,實時內(nèi)窺鏡圖像顯示在監(jiān) 視器6上。進行檢查的手術(shù)醫(yī)生（以下稱為檢查者）能夠?qū)⒉迦氩?b的前端部2d從患者 P的尿道插入，對患者P的膀胱B (圖1中虛線所示）內(nèi)進行觀察。
[0054] 進而，在插入部2b的前端部2d中配置有磁傳感器12。具體而言，在前端部2d的 物鏡光學(xué)窗Ila的附近設(shè)有具有2個線圈2e的磁傳感器12。由此，磁傳感器12是6軸傳 感器。磁傳感器12的信號線2f從內(nèi)窺鏡2延伸出并與記錄裝置3連接。
[0055] 磁場產(chǎn)生裝置7產(chǎn)生規(guī)定的磁場，磁傳感器12檢測磁場產(chǎn)生裝置7產(chǎn)生的磁場。 磁場的檢測信號經(jīng)由信號線2f從內(nèi)窺鏡2供給到記錄裝置3。
[0056] 在內(nèi)窺鏡2的操作部2a中設(shè)有釋放按鈕13。釋放按鈕13是用于在檢查者記錄 內(nèi)窺鏡圖像