JP2020039418A - 支援装置、内視鏡システム、支援方法、及び支援プログラム - Google Patents

Abstract

【課題】被検体に内視鏡の挿入部が挿入されているか否かに関わらず、検出装置の検出範囲を検査者に提示する。【解決手段】支援装置１６は、取得部７４と、表示制御部７８と、を備える。支援装置１６は、内視鏡における被検体に挿入する挿入部に沿って設けられた、複数の受信コイルを含む受信コイルユニット、及び被検体の外部に設けられた筐体内に設けられた複数の送信コイルを含む送信コイルユニットによって検出された磁界を表す検出信号に基づき、検出装置により挿入部の位置及び形状の少なくとも一方を検出する場合に、取得部７４が、送信コイルユニットの位置を表す位置情報を取得する。また、表示制御部７８が、取得部７４が取得した位置情報に基づいて、検出装置による検出が可能な検出範囲を表す検出範囲画像を、被検体の上に表示する制御を行う。【選択図】図６

Description

本開示は、支援装置、内視鏡システム、支援方法、及び支援プログラムに関する。

従来、内視鏡による被検体の体内の検査（以下、「内視鏡検査」という）において、被検体の体内に挿入された内視鏡の挿入部の形状を検出して挿入部の形状を表す形状画像を表示部に表示させる検出装置が知られている。また、この種の検出装置として、内視鏡の挿入部に沿って設けられた、磁界発生素子及び磁界検出素子の一方の複数の素子、及び被検体の外部に設けられた他方の複数の素子によって検出された磁界を表す検出信号を用いる検出装置が知られている。

この種の検出装置では、磁界発生素子の出力の強度、及び磁界検出素子の感度等の影響により、適切な検出が可能な検出範囲が定まり、この検出範囲外に位置する内視鏡の挿入部については、その形状の検出精度が低下したり、検出できなかったりする場合があった。

そのため、内視鏡の挿入部が、上記検出範囲内に位置するか否かを表す情報を検査者に提示する技術が知られている。例えば、特許文献１には、内視鏡画像に、有効検出範囲を示す情報を表示する技術が記載されている。また例えば、特許文献２には、挿入部に沿って設けられた上記一方の複数の素子が、有効検出範囲内に存在するか否かを検出手段の出力に基づいて判定し、判定結果に基づいて、内視鏡の挿入部の挿入形状を表示する表示形態を選択する技術が記載されている。

特開２００１−４６３１８号公報 特開２００２−３２５７２１号公報

しかしながら、上記特許文献１及び特許文献２に記載の技術はいずれも、内視鏡の挿入部の形状を表す形状画像と組み合わせて、検出範囲を検査者に対して提示する技術である。そのため、特許文献１及び特許文献２に記載を内視鏡検査に適用する場合、内視鏡の挿入部が被検体に挿入された状態において検出範囲を提示することが一般的であり、内視鏡の挿入部を被検体に挿入する前に、検出範囲を検査者に対して提示するのは困難な場合があった。

本開示は、以上の事情を鑑みて成されたものであり、被検体に内視鏡の挿入部が挿入されているか否かに関わらず、検出装置の検出範囲を検査者に提示することができる、支援装置、内視鏡システム、支援方法、及び支援プログラムを提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本開示の第１の態様の支援装置は、内視鏡における被検体に挿入する挿入部に沿って設けられた、複数の磁界発生素子、及び複数の磁界検出素子の一方の複数の素子を含む第１素子群、及び被検体の外部に設けられた外部装置内に設けられた他方の複数の素子を含む第２素子群によって検出された磁界を表す検出信号に基づき、検出装置により挿入部の位置及び形状の少なくとも一方を検出する場合に、第２素子群の位置を表す位置情報を取得する取得部と、取得部が取得した位置情報に基づいて、検出装置による検出が可能な検出範囲を表す検出範囲画像を、被検体の上に表示する制御を行う表示制御部と、を備えた。

本開示の第２の態様の支援装置は、第１の態様の支援装置において、第２素子群は、外部装置内に固定的に設けられており、取得部は、位置情報として外部装置の位置を表す情報を取得する。

本開示の第３の態様の支援装置は、第２の態様の支援装置において、取得部は、位置情報として、外部装置と被検体との相対的な位置を表す情報、及び外部装置の被検体に対する姿勢を表す情報を取得する。

本開示の第４の態様の支援装置は、第３の態様の検出装置において、外部装置と被検体との相対的な位置、及び外部装置の被検体に対する姿勢を検出する第１検出部をさらに備えた。

本開示の第５の態様の支援装置は、第２の態様から第４の態様のいずれか１態様の支援装置において、検出範囲画像を投影する投影部をさらに備え、表示制御部は、投影部により、検出範囲画像を被検体の体表面に投影させる制御を行う。

本開示の第６の態様の支援装置は、第５の態様の支援装置において、取得部は、位置情報として、さらに外部装置と投影部との相対的な位置を表す情報、及び外部装置の投影部に対する姿勢を表す情報を取得する。

本開示の第７の態様の支援装置は、第６の態様の支援装置において、外部装置と投影部との相対的な位置、及び外部装置の投影部に対する姿勢を検出する第２検出部をさらに備えた。

本開示の第８の態様の支援装置は、第５の態様から第７の態様のいずれか１態様の支援装置において、取得部は、投影部が検出範囲画像を投影する被検体の形状を表す情報をさらに取得し、表示制御部は、検出範囲画像として、被検体の形状を表す情報に応じた画像を、投影部により投影させる。

本開示の第９の態様の支援装置は、第５の態様から第８の態様のいずれか１態様の支援装置において、投影部は、外部装置と一体的に構成されている。

本開示の第１０の態様の支援装置は、第５の態様から第８の態様のいずれか１態様の支援装置において、投影部は、被検体の周辺を移動可能に設けられている。

本開示の第１１の態様の支援装置は、第５の態様から第１０の態様のいずれか１態様の支援装置において、検出範囲画像は、３次元の検出範囲を表す３次元画像である。

本開示の第１２の態様の支援装置は、第１の態様または第２の態様の支援装置において、取得部は、被検体及び外部装置を撮像して撮像画像の画像データを出力する撮像部を含み、撮像画像に基づいて、位置情報を取得し、表示制御部は、撮像画像に含まれる被検体の画像に、検出範囲画像を重畳させた画像を表示部に表示させる制御を行う。

本開示の第１３の態様の支援装置は、第１２の態様の支援装置において、表示部は、携帯型端末装置が備える表示部、またはヘッドマウントディスプレイである。

本開示の第１４の態様の内視鏡システムは、被検体に挿入する挿入部を備えた内視鏡と、内視鏡の挿入部に沿って設けられた、複数の磁界発生素子、及び複数の磁界検出素子の一方の複数の素子を含む第１素子群、及び被検体の外部に設けられた外部装置内に設けられた他方の複数の素子を含む第２素子群によって検出された磁界を表す検出信号に基づき、挿入部の位置及び形状の少なくとも一方を検出する検出装置と、検出装置による検出を支援する第１の態様から第１３の態様のいずれか１態様に記載の支援装置と、を備えた。

本開示の第１５の態様の支援方法は、内視鏡における被検体に挿入する挿入部に沿って設けられた、複数の磁界発生素子、及び複数の磁界検出素子の一方の複数の素子を含む第１素子群、及び被検体の外部に設けられた外部装置内に設けられた他方の複数の素子を含む第２素子群によって検出された磁界を表す検出信号に基づき、検出装置により挿入部の位置及び形状の少なくとも一方を検出する場合に、第２素子群と被検体の位置を表す位置情報を取得し、取得した位置情報に基づいて、検出装置による検出が可能な検出範囲を表す検出範囲画像を、被検体の上に表示する制御を行う、処理をコンピュータが実行する。

本開示の第１６の態様の支援プログラムは、内視鏡における被検体に挿入する挿入部に沿って設けられた、複数の磁界発生素子、及び複数の磁界検出素子の一方の複数の素子を含む第１素子群、及び被検体の外部に設けられた外部装置内に設けられた他方の複数の素子を含む第２素子群によって検出された磁界を表す検出信号に基づき、検出装置により挿入部の位置及び形状の少なくとも一方を検出する場合に、第２素子群の位置を表す位置情報を取得し、取得した位置情報に基づいて、検出装置による検出が可能な検出範囲を表す検出範囲画像を、被検体の上に表示する制御を行う、処理をコンピュータに実行させるためのものである。

また、本開示の支援装置は、プロセッサを有する支援装置であって、プロセッサが、内視鏡における被検体に挿入する挿入部に沿って設けられた、複数の磁界発生素子、及び複数の磁界検出素子の一方の複数の素子を含む第１素子群、及び被検体の外部に設けられた外部装置内に設けられた他方の複数の素子を含む第２素子群によって検出された磁界を表す検出信号に基づき、検出装置により挿入部の位置及び形状の少なくとも一方を検出する場合に、第２素子群の位置を表す位置情報を取得し、取得した位置情報に基づいて、検出装置による検出が可能な検出範囲を表す検出範囲画像を、被検体の上に表示する制御を行う。

本開示によれば、被検体に内視鏡の挿入部が挿入されているか否かに関わらず、検出装置の検出範囲を検査者に提示することができる。

第１実施形態の内視鏡システムの構成の一例を示す構成図である。 第１実施形態の内視鏡システムの構成の一例を示すブロック図である。 第１実施形態の位置検出装置の受信コイルユニット及び送信コイルユニットの一例を示す構成図である。 第１実施形態の検出部及び各制御部のハードウェア構成の一例を示すブロック図である。 第１実施形態の外部装置としての送信部の筐体、及び支援装置の構成の一例を示す正面図及び側面図である。 第１実施形態の支援装置の構成の一例を示す機能ブロック図である。 第１実施形態の検出範囲画像を被検体の上に表示した状態の一例を模式的に示す図である。 第１実施形態の検出装置の検出範囲の一例を説明するための図である。 第１実施形態の支援装置のハードウェア構成の一例を示すブロック図である。 第１実施形態の支援装置で実行される支援処理の一例を示すフローチャートである。 第１実施形態の第２検出部による、送信部の筐体と支援装置の投影部との相対的な位置及び姿勢を検出する方法の一例を説明するための図である。 第１実施形態の生成部による検出範囲画像の生成方法の一例を説明するための図である。 第１実施形態の生成部による検出範囲画像の生成方法の一例を説明するための図である。 第１実施形態の生成部による検出範囲画像の生成方法の他の例を説明するための図である。 第１実施形態の生成部による検出範囲画像の生成方法の他の例を説明するための図である。 第２実施形態の検出装置と、被検体と、送信部を収納する筐体との関係の一例を示す図である。 第２実施形態の支援装置の構成の一例を示す機能ブロック図である。 第２実施形態の支援装置で実行される支援処理の一例を示すフローチャートである。 第２実施形態の支援装置側から見た、被検体及び筐体の状態の一例を表す図である。 第２実施形態の支援装置の撮像部により撮像された撮像画像の一例を示す図である。 第２実施形態の支援装置の合成部により生成された合成画像の一例を示す図である。

以下、図面を参照して、本開示の技術を実施するための形態例を詳細に説明する。

［第１実施形態］
まず、図１を参照して本実施形態の内視鏡システム１の全体の構成について説明する。図１には、本実施形態の内視鏡システム１の構成の一例を示す構成図が示されている。

内視鏡システム１は、被検体Ｗの体内の画像（以下、「内視鏡画像」という）を撮像する内視鏡１０、内視鏡検査装置１２、検出装置１４、及び支援装置１６を備えている。

内視鏡１０は、挿入部１０Ａ及び操作部１０Ｂを備え、内視鏡検査を行う場合、検査者は、操作部１０Ｂを操作して、挿入部１０Ａを被検体Ｗに挿入し、被検体Ｗの体内の内視鏡画像を撮像する。ケーブル１１により内視鏡１０と接続された内視鏡検査装置１２は、ビデオプロセッサ３４、全体制御部４０、送信部４１、検出部５０、及び液晶ディスプレイ等の表示部５２を備える。ビデオプロセッサ３４は、内視鏡１０による内視鏡画像の撮像の制御を行う。全体制御部４０は、内視鏡システム１の全体を制御する。検出部５０は、内視鏡１０の挿入部１０Ａの形状の検出を行う。一方、検出装置１４は、内視鏡検査装置１２に備えられた送信部４１と、内視鏡１０の内部に設けられた受信部２１（図２参照）と、を備え、送信部４１で発生した磁界を受信部２１で受信することにより、挿入部１０Ａの位置を検出する。なお、図１に示すように、送信部４１は、ビデオプロセッサ３４、全体制御部４０、検出部５０、及び表示部５２とは別体として構成されており、詳細を後述する筐体４１Ａ（図５参照）に収納されている。本実施形態の検出装置１４及び検出部５０が、本開示の検出装置の一例である。

次に、図２を参照して、内視鏡１０、内視鏡検査装置１２、及び検出装置１４の詳細な構成について説明する。また、図２には、本実施形態の内視鏡システム１の構成の一例を示すブロック図が示されている。

図２に示すように、内視鏡１０は、ＣＣＤ（Charge Coupled Device）イメージセンサ、及びＣＭＯＳ（Complementary Metal-Oxide-Semiconductor）イメージセンサ等の撮像素子を含む画像センサ３０を備えている。内視鏡１０は、ビデオプロセッサ３４の制御により光源３６から出射された光を伝送路（図示省略）によって伝送し、挿入部１０Ａの先端に設けられた出射部（図示省略）から出射し、出射した光によって被検体Ｗの体内を照明する。この照明光による被検体Ｗからの反射光が対物レンズ（図示省略）によって画像センサ３０に結像し、結像した光学像である内視鏡画像に応じた画像信号が、ケーブル１１を介して内視鏡検査装置１２のビデオプロセッサ３４に出力される。ビデオプロセッサ３４により、入力された画像信号に対して予め定められた画像処理が行われ、この画像処理によって得られた内視鏡画像の画像データは、検出部５０に出力される。

図２に示すように、検出装置１４のうち、被検体Ｗの外部に設けられた送信部４１は、送信制御ユニット４２及び送信コイルユニット４８を備える。送信コイルユニット４８は、図３にも示すように、複数（本実施形態では、１２個）の送信コイル４９、具体的には、送信コイル４９_１ｘ、４９_１Ｙ、４９_１Ｚ、４９_２ｘ、４９_２Ｙ、４９_２Ｚ、４９_３ｘ、４９_３Ｙ、４９_３Ｚ、４９_４ｘ、４９_４Ｙ、及び４９_４Ｚを備える。なお、本実施形態では、送信コイル４９について、総称する場合は、単に「送信コイル４９」といい、個々を区別する場合は、「送信コイル４９」の後に個々を表す符号（_１Ｘ・・・_４Ｚ）を付す。本実施形態の送信コイル４９が、本開示の他方の複数の素子の一例である。また、本実施形態の送信コイルユニット４８が、本開示の第２素子群の一例である。

図３に示すように、本実施形態の送信コイル４９は軸が、Ｘ軸、Ｙ軸、及びＺ軸の各々の方向に向いた３つの送信コイル４９を１組としており、送信コイルユニット４８は、４組の送信コイル群を備える。具体的には、送信コイルユニット４８は、Ｘ軸方向に向いた送信コイル４９_１Ｘ、Ｙ軸方向に向いた送信コイル４９_１Ｙ、及びＺ軸方向に向いた送信コイル４９_１Ｚの組と、Ｘ軸方向に向いた送信コイル４９_２Ｘ、Ｙ軸方向に向いた送信コイル４９_２Ｙ、及びＺ軸方向に向いた送信コイル４９_２Ｚの組と、を備える。また、送信コイルユニット４８は、Ｘ軸方向に向いた送信コイル４９_３Ｘ、Ｙ軸方向に向いた送信コイル４９_３Ｙ、及びＺ軸方向に向いた送信コイル４９_３Ｚの組と、Ｘ軸方向に向いた送信コイル４９_４Ｘ、Ｙ軸方向に向いた送信コイル４９_４Ｙ、及びＺ軸方向に向いた送信コイル４９_４Ｚの組と、を備える。このように、本実施形態の送信コイルユニット４８は、３軸コイルを４つ、送信コイル４９として備えた状態と同等となっている。

また、送信制御ユニット４２は、送信制御部４４、及び送信コイル４９に接続された送信回路４６、具体的には、送信回路４６_１ｘ、４６_１Ｙ、４６_１Ｚ、４６_２ｘ、４６_２Ｙ、４６_２Ｚ、４６_３ｘ、４６_３Ｙ、４６_３Ｚ、４６_４ｘ、４６_４Ｙ、及び４６_４Ｚを備える。なお、本実施形態では、送信回路４６についても、送信コイル４９と同様に、総称する場合は、単に「送信回路４６」といい、個々を区別する場合は、「送信回路４６」の後に個々を表す符号（_１Ｘ・・・_４Ｚ）を付す。

送信回路４６は、送信制御部４４の制御に応じて、送信コイル４９を駆動するための駆動信号を生成して、各々接続されている送信コイル４９に出力する。各送信コイル４９は駆動信号が印加されることで、磁界を伴う電磁波を周囲に放射する。なお、本実施形態の送信制御部４４は、予め定められた時間間隔、例えば数十ｍ秒間隔で、各送信回路４６に駆動信号を生成させ、各送信コイル４９を順次、駆動させる。

一方、図２に示すように、検出装置１４のうち、内視鏡１０の内部に設けられた受信部２１は、受信制御部２０、受信コイルユニット２２、受信回路２４（２４_１〜２４_１６）、ＡＤＣ（Analog-to-Digital Converter）２６（２６_１〜２６_１６）、及びＩ／Ｆ（Interface）２９を備える。受信制御部２０は、受信部２１の全体を制御し、受信コイルユニット２２の駆動を制御する。

受信コイルユニット２２は、図３にも示すように、一例として１６個（図３に図示したものは６個）の受信コイル２３、具体的には、受信コイル２３_１〜２３_１６を備える。なお、本実施形態では、送信コイル４９と同様に、受信コイル２３、受信回路２４、及びＡＤＣ２６の各々について、総称する場合は、単に「受信コイル２３」、「受信回路２４」、及び「ＡＤＣ２６」といい、個々を区別する場合は、「受信コイル２３」、「受信回路２４」、及び「ＡＤＣ２６」の後に個々を表す符号（_１・・・_１６）を付す。本実施形態の受信コイル２３が、本開示の一方の複数の素子の一例である。また、本実施形態の受信コイルユニット２２が、本開示の第１素子群の一例である。

受信コイルユニット２２の各受信コイル２３は、内視鏡１０の挿入部１０Ａに、被検体Ｗに挿入される方向に沿って配置されている。受信コイル２３は、送信コイルユニット４８の各送信コイル４９で発生した磁界を検出する。各受信コイル２３は、受信回路２４に接続されており、検出した磁界に応じた検出信号を受信回路２４に出力する。受信回路２４は、ＬＰＦ（Low Pass Filter）及び増幅器（いずれも図示省略）等を含み、ＬＰＦによって外乱ノイズが除去され、増幅器により増幅された検出信号をＡＤＣ２６に出力する。ＡＤＣ２６は、入力されたアナログの検出信号をデジタルの検出信号に変換して受信制御部２０に出力する。受信制御部２０は、各ＡＤＣ２６から入力された検出信号を、Ｉ／Ｆ２９を介して、内視鏡検査装置１２へ送信する。

内視鏡検査装置１２に入力された検出信号は、Ｉ／Ｆ５３を介して、検出部５０に入力される。

検出部５０は、入力した検出信号に基づいて、各受信コイル２３の位置を検出する。すなわち、本実施形態の検出部５０は、各送信コイル４９で発生した磁界を受信コイル２３で検出し、受信コイル２３から出力された検出信号に基づいて、各受信コイル２３の位置及び方向（向き）を検出する。検出部５０が検出信号に基づいて受信コイル２３の位置を検出する方法は、特に限定されず、例えば、特許第３４３２８２５号公報に記載されている技術を適用することができる。特許第３４３２８２５号公報に記載されている技術では、各送信コイル４９によって発生された磁界の測定値、及び受信コイル２３の方向の推定値から、特定の送信コイル４９から受信コイル２３までの距離の推定値を計算する。次に、各送信コイル４９から受信コイル２３までの距離の推定値と、送信コイル４９の既知の位置とから受信コイル２３の位置の推定値を計算する。次に、受信コイル２３の推定された位置、及び受信コイル２３の磁界の測定値から受信コイル２３の方向の新しい推定値を計算する。そして、受信コイル２３の方向の新しい推定値を用いて、上述した送信コイル４９から受信コイル２３までの距離の推定値の計算と、受信コイル２３の位置の推定値の計算とを繰り返すことにより、受信コイル２３の位置及び方向を導出する。

また、本実施形態の検出部５０は、検出した各受信コイル２３の位置及び方向に基づいて、内視鏡１０の挿入部１０Ａの形状を検出する。

一例として本実施形態の検出部５０は、図４に示したハードウェアを含んで構成されるマイクロコンピュータ等により実現される。図４に示すように、検出部５０は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）６０、ＲＯＭ（Read Only Memory）６２、ＲＡＭ（Random Access Memory）６４、及びＨＤＤ（Hard Disk Drive）、ＳＳＤ（Solid State Drive）、及びフラッシュメモリ等の不揮発性の記憶部６６を備えている。ＣＰＵ６０、ＲＯＭ６２、ＲＡＭ６４、及び記憶部６６は、互いに通信が可能にバス６９に、接続されている。記憶部６６には、画像表示処理プログラム６８が記憶されている。ＣＰＵ６０は、記憶部６６から画像表示処理プログラム６８を読み出してからＲＡＭ６４に展開し、展開した画像表示処理プログラム６８を実行する。ＣＰＵ６０が、画像表示処理プログラム６８を実行することで、内視鏡画像と、検出装置１４の検出結果に基づいて生成された、内視鏡１０の挿入部１０Ａの形状を表す形状画像とが、表示部５２に表示される。

なお、本実施形態の内視鏡システム１では、受信制御部２０、全体制御部４０、及び送信制御部４４も、検出部５０と同様のハードウェア（図４参照）により実現される。

一方、本実施形態の支援装置１６は、内視鏡検査において、検出装置１４により内視鏡１０の挿入部１０Ａの形状を検出する場合に、検査者に対する支援を行うための装置である。詳細は後述するが、本実施形態の支援装置１６は、検出装置１４により、内視鏡１０の挿入部１０Ａの形状の検出を精度良く行うことができる検出範囲を表す画像（以下、「検出範囲画像」という）を被検体Ｗの体表面の上に表示する。

本実施形態の支援装置１６は、一例として、送信部４１と一体的に構成されている。図５には、本実施形態の支援装置１６及び送信部４１の正面図及び側面図を示す。図５に示すように本実施形態の送信部４１は、被検体Ｗの外部に設けられた外部装置としての筐体４１Ａ内に収納されており、送信コイルユニット４８が、検出面４１Ｂを有する筐体４１Ａ内に固定的に設けられている。筐体４１Ａは、軸１０４の一端に設けられており、２軸の直動関節１０８によって、軸１０２に接続されている。軸１０２の一方の端部は、基台１００に固定されており、他方の端部には、固定関節１１０が設けられている。

一方、支援装置１６は、投光面１６Ｂを有する筐体１６Ａを有する。筐体１６Ａの投光面１６Ｂには、検出範囲画像を表す光を投光する投影部７０が設けられている。支援装置１６の筐体１６Ａは、アーム１２０の一端に設けられており、アーム１２０の他端は、Ｙ軸方向に延びた軸を回転軸とする回転関節１１８によって、アーム１１６の一端に接続されている。アーム１１６の他端は、Ｙ軸方向に延びた軸を回転軸とする回転関節１１４により、アーム１１２の一端に接続されている。アーム１１２の他端は固定関節１１０に接続されている。本実施形態の回転関節１１４及び回転関節１１８には、ロータリーエンコーダ及びリニアエンコーダが設けられており、各関節の回転角度、及び各関節に接続されているアームの長さが検出できる。

検出装置１４により内視鏡１０の挿入部１０Ａの形状の検出を行う場合、送信部４１の筐体４１Ａの検出面４１Ｂが被検体Ｗに向けられる。また、支援装置１６の筐体１６Ａの投光面１６Ｂが、被検体Ｗに向けられる。

図６には、本実施形態の支援装置１６の構成の一例の機能ブロック図を示す。図６に示すように本実施形態の支援装置１６は、投影部７０、第１検出部７１、第２検出部７２、取得部７４、生成部７６、及び表示制御部７８を備える。

第１検出部７１は、筐体４１Ａと被検体Ｗとの相対的な位置を検出する。具体例として、本実施形態の第１検出部７１は、筐体４１Ａの検出面４１Ｂから被検体Ｗの体表面までの距離を検出する。また、第１検出部７１は、筐体４１Ａの被検体Ｗに対する姿勢を検出する。具体例として、本実施形態の第１検出部７１は、被検体Ｗに対する筐体４１Ａの検出面４１Ｂの向き（角度）を検出する。このような第１検出部７１としては、例えば、赤外線や撮像装置等を用いた距離センサ及びロータリーエンコーダ等が挙げられる。

なお、被検体Ｗの体表面には、凹凸が存在するため、第１検出部７１は、例えば、予め定められた位置に対する、距離及び角度の各々を検出して検出結果としてもよいし、また例えば、体表面の複数箇所について距離及び角度の各々を検出し、検出した値の平均値を導出して検出結果としてもよい。

第２検出部７２は、筐体４１Ａと支援装置１６の投影部７０との相対的な位置を検出する。具体例として、本実施形態の第２検出部７２は、筐体４１Ａにおける検出面４１Ｂの基準点４１Ｃ（図１０参照）と、支援装置１６の筐体１６Ａにおける投光面１６Ｂの基準点１６Ｃ（図１０参照）とのＸ軸方向及びＺ軸方向の距離を検出する。また、第２検出部７２は、筐体４１Ａの、支援装置１６の投影部７０に対する姿勢を検出する。具体例として、本実施形態の第２検出部７２は、筐体１６Ａの投光面１６Ｂと、筐体４１Ａの検出面４１Ｂとが成す角度を検出する。このような第２検出部７２としては、例えば、回転関節１１４及び回転関節１１８に設けられたロータリーエンコーダ、及びリニアエンコーダを組み合わせたセンサ等が挙げられる。なお、具体的な導出方法については、詳細を後述する。

取得部７４は、送信コイルユニット４８の位置情報として、送信部４１を収納する筐体４１Ａと被検体Ｗとの位置関係を表す情報を取得する。具体的には、本実施形態の取得部７４は、第１検出部７１から検出結果を表す情報を取得して生成部７６に出力する。また、取得部７４は、第２検出部７２から検出結果を表す情報を取得して、生成部７６に出力する。

生成部７６は、取得部７４から入力された第１検出部７１の検出結果を表す情報と、第２検出部７２の検出結果を表す情報とに基づいて、検出範囲画像の画像データを生成して、表示制御部７８に出力する。

表示制御部７８は、生成部７６が生成した検出範囲画像の画像データに基づいて、投影部７０から、検出範囲画像を表す光を投光し、被検体Ｗの体表面を投影面として検出範囲画像を投影することで、被検体Ｗの上に検出範囲画像を表示する。図７Ａには、被検体Ｗの上に検出範囲画像２００を表示した状態の一例を模式的に示す。図７Ａに示すように、本実施形態の検出範囲画像２００は、検出範囲領域２０２を含む。換言すると、本実施形態の検出範囲画像２００は、検出範囲領域２０２の画像と、検出範囲領域２０２以外の領域の画像とを含む。検出範囲領域２０２は、検出範囲１５に対応しており、検出装置１４により、内視鏡１０の挿入部１０Ａの形状の検出を精度良く行うことができる検出範囲を表している。図７Ｂに示したように、一例として本実施形態の検出装置１４における検出範囲１５は、３次元形状、具体的には、Ｘ軸方向に延びる辺１５ｂの長さがｂ０、及びＹ軸方向に延びる辺１５ａの長さがａ０の直方体とみなせる形状をしている。なお、具体的な検出範囲１５の大きさ（辺１５ａ及び辺１５ｂの長さ等）は、筐体４１Ａ内に収納されている送信コイルユニット４８（送信コイル４９）の配置状態に応じて定まる。そのため、検出範囲画像２００の検出範囲領域２０２は、一辺（Ｙ軸方向に延びる辺２０２ａ）の長さがａ０、及び他辺（Ｘ軸方向に延びる辺２０２ｂ）の長さがｂ０の２辺を有する矩形状（直方形状）の範囲となる。

一例として本実施形態の支援装置１６は、図８に示したハードウェアを含んで構成されるマイクロコンピュータ等により実現される。図８に示すように、支援装置１６は、ＣＰＵ９０、ＲＯＭ９２、ＲＡＭ９４、Ｉ／Ｆ９５、及びＨＤＤ、ＳＳＤ、及びフラッシュメモリ等の不揮発性の記憶部９６を備えている。ＣＰＵ９０、ＲＯＭ９２、ＲＡＭ９４、Ｉ／Ｆ９５、及び記憶部９６は、互いに通信が可能にバス９９に、接続されている。記憶部９６には、詳細を後述する支援処理を実行するための支援処理プログラム９８が記憶されている。ＣＰＵ９０は、記憶部９６から支援処理プログラム９８を読み出してからＲＡＭ９４に展開し、展開した支援処理プログラム９８を実行する。ＣＰＵ９０が、支援処理プログラム９８を実行することで、第１検出部７１、第２検出部７２、取得部７４、生成部７６、及び表示制御部７８の各々として機能する。また、支援装置１６は、Ｉ／Ｆ２９を介して、内視鏡検査装置１２の全体制御部４０と種々の情報の送受信を行う。

次に、本実施形態の支援装置１６の作用を説明する。図９は、支援装置１６のＣＰＵ９０によって実行される支援処理の流れの一例を示すフローチャートである。一例として、本実施形態の支援装置１６では、検査者によって、支援装置１６の操作部（図示省略）を介して、支援処理の実行の指示が成された場合に、ＣＰＵ９０が、支援処理プログラム９８を実行することにより、図９に示した支援処理が実行される。なお、本支援処理は、被検体Ｗに内視鏡１０の挿入部１０Ａが挿入された状態か否かに関わらず実行される。

ステップＳ１００で第１検出部７１は、被検体Ｗと筐体４１Ａとの相対的な位置及び姿勢を検出する。上述したように、本実施形態の第１検出部７１は、筐体４１Ａの検出面４１Ｂから被検体Ｗの体表面までの距離（以下、「被検体Ｗとの距離」という）、及び被検体Ｗに対する筐体４１Ａの検出面４１Ｂの向き（角度）（以下、「被検体Ｗとの角度」という）を検出する。具体的には、例えば、第１検出部７１が赤外線センサの場合、被検体Ｗの、内視鏡１０の挿入部１０Ａを挿入する部位に応じた体表（例えば、腹部）と、筐体４１Ａの検出面４１Ｂとの距離を検出する。また例えば、第１検出部７１がウェブカメラ等の小型の撮像装置の場合、撮像装置を２台設け、２台の撮像装置各々により被検体Ｗを撮像して得られた撮像画像に対してステレオマッチング等を行い、被検体Ｗの体表面の３次元形状を取得し、取得した３次元形状に基づいて、被検体Ｗとの距離及び角度を検出する。

また例えば、第１検出部７１を受信コイル２３及び送信コイル４９と同様の、磁界検出素子及び磁界発生素子とし、一方の素子を被検体Ｗの体表面に取り付けて、磁界検出素子から出力される検出信号に基づいて、被検体Ｗとの距離及び角度を検出してもよい。なお、この場合、内視鏡１０の内部に設けられる方の素子（本実施形態では、受信コイル２３）を被検体Ｗの体表面に取り付けることにより、送信部４１の送信コイル４９を利用して、被検体Ｗとの距離及び角度を検出することができる。

なお、内視鏡１０の挿入部１０Ａを被検体Ｗに挿入した状態の場合、検出装置１４により検出された各受信コイル２３の位置情報から、受信コイル２３との距離を導出し、得られた距離に、被検体Ｗの腹部の平均的な厚みを加算した値を被検体Ｗとの距離としてもよい。この場合、第１検出部７１としてセンサや撮像装置を別途設ける場合に比べて、装置全体を小型化することができ、また、被検体Ｗとの距離を簡便に導出することができる。

次のステップＳ１０２で第２検出部７２は、筐体４１Ａと支援装置１６の投影部７０との相対的な位置及び姿勢を検出する。上述したように、本実施形態の第２検出部７２は、筐体４１Ａにおける検出面４１Ｂの基準点４１Ｃ（図１０参照）と、支援装置１６の筐体１６Ａにおける投光面１６Ｂの基準点１６Ｃ（図１０参照）とのＸ軸方向及びＺ軸方向の距離を検出する。また、第２検出部７２は、筐体１６Ａの投光面１６Ｂと、筐体４１Ａの検出面４１Ｂとが成す角度を検出する。以下、図１０を参照して、第２検出部７２による具体的な検出方法の一例を説明する。

まず、第２検出部７２は、距離ｋ１及びｋ２を、直動関節１０８及び固定関節１１０に設けられたセンサ（エンコーダ）を用いて検出する。なお、距離ｋ１は、検出面４１Ｂと軸１０２の中心線との距離であり、距離ｋ２は、直動関節１０８と固定関節１１０との距離である。また、第２検出部７２は、距離ｋ３、ｋ４、及びｋ５を取得する。距離ｋ３は、アーム１１２の長さであり、距離ｋ４は、アーム１１６の長さであり、距離ｋ５は、筐体１６Ａの投光面１６Ｂと回転関節１１８の回転中心との距離であり、各々固定値である。本実施形態では、これらの固定値は、予め記憶部９６に記憶されており、第２検出部７２は、記憶部９６に記憶されている各固定値を取得する。

また、第２検出部７２は、角度θ１及びθ２を、回転関節１１４及び回転関節１１８の各々に設けられたセンサ（エンコーダ）を用いて検出する。なお、角度θ１は、アーム１１６とアーム１１２とが成す角度であり、角度θ２は、アーム１１６とアーム１２０とが成す角度である。

さらに、第２検出部７２は、下記（１）式により、投光面１６Ｂの基準点１６Ｃと検出面４１Ｂの基準点４１ＣとのＸ軸方向の距離Ｘを導出する。また、第２検出部７２は、下記（２）式により、投光面１６Ｂの基準点１６Ｃと検出面４１Ｂの基準点４１ＣとのＺ軸方向の距離Ｚを導出する。さらに、第２検出部７２は、下記（３）式により、投光面１６Ｂと検出面４１Ｂとが成す角度θｐを導出する。なお、本実施形態では、投光面１６Ｂの基準点１６Ｃと検出面４１Ｂの基準点４１ＣとのＹ軸方向の位置は、同一としている。また、本実施形態において基準点１６Ｃを、投影部７０が投光に用いるレンズの中心点としている。

Ｘ＝ｋ２＋ｋ４×ｓｉｎθ１−ｋ５×ｓｉｎ（θ２−θ１） ・・・（１）
Ｚ＝ｋ３＋ｋ４×ｃｏｓθ１＋ｋ５×ｃｏｓ（θ２−θ１）−ｋ１ ・・・（２）
θｐ＝θ２−θ１ ・・・（３）

なお、上記ステップＳ１００及びＳ１０２の各処理を実行する順番は、限定されず、処理の順番が逆（ステップＳ１０２が先）であってもよいし、両処理を並列に実行してもよい。

次のステップＳ１０４で取得部７４は、第１検出部７１の検出結果を表す情報を取得して生成部７６に出力する。また、取得部７４は、第２検出部７２の検出結果を表す情報を取得して、生成部７６に出力する。

次のステップＳ１０６で生成部７６は、取得した第１検出部７１の検出結果及び第２検出部７２の検出結果が、前回、上記ステップＳ１０４の処理により取得した第１検出部７１の検出結果及び第２検出部７２の検出結果から変化したか否かを判定する。変化した場合、ステップＳ１０６の判定が肯定判定となり、ステップＳ１０８へ移行する。なお、本支援処理を開始した直後は、ステップＳ１０６の処理を省略してもよい。

ステップＳ１０８で生成部７６は、第１検出部７１の検出結果、及び第２検出部７２の検出結果に基づいて、検出範囲画像２００を生成する。本実施形態の生成部７６における、検出範囲画像２００の生成方法の例について、具体的に説明する。

一例として、図１１Ａに示すように本実施形態では、支援装置１６の基準点１６Ｃから投影面までの投影距離がＬ０である場合、検出範囲画像２００の幅（辺２００ｗの長さ）がｗ０、及び高さ（辺２００ｈの長さ）がｈ０であり、検出範囲領域２０２の辺２０２ａの長さがａ、及び辺２０２ｂの長さがｂである検出範囲画像２００を基準画像としている。

被検体Ｗの体表面（投影面）と筐体４１Ａとの距離が変化した場合、投影距離が変化することになり、投影面における検出範囲画像２００の大きさが、投影距離の変化に応じて変化する。一例として、投影距離がＬ０からＬ１（Ｌ０＜Ｌ１）に変化した場合について、図１１Ｂを参照して説明する。図１１Ｂに示すように、投影距離がＬ１の投影面に投影される検出範囲画像２００の各辺の長さは、上記の基準画像の検出範囲画像２００の各辺の長さに、投影距離Ｌ１を投影距離Ｌ０で除した値（Ｌ１／Ｌ０）を乗算した長さとなる。具体的には、辺２０２ｗの長さ及び辺２００ｈの長さは、各々下記（４）式及び下記（５）式により得られる。
辺２００ｗ：ｗ０×Ｌ１／Ｌ０ ・・・（４）
辺２００ｈ：ｈ０×Ｌ１／Ｌ０ ・・・（５）

上述した図１１Ａに示した基準画像を、そのまま投影距離がＬ１の投影面に投影した場合、検出範囲画像２００の各辺の長さも、投影距離Ｌ１を投影距離Ｌ０で除した値（Ｌ１／Ｌ０）を乗算した長さとなる。

しかしながら、上述したように、投影面における検出範囲領域２０２の大きさは投影距離によらず変化しない。すなわち、検出範囲画像２００の大きさが変化しても検出範囲領域２０２の大きさは変化せず、投影距離がＬ１の場合も検出範囲領域２０２の辺２０２ａの長さはａであり、辺２０２ｂの長さはｂである。従って、基準画像をそのまま用いると、図１１Ｂに示した、投影距離がＬ１の投影面に投影した場合の検出範囲画像２００よりも、検出範囲領域２０２の大きさが大きくなってしまう。

投影距離がＬ１である投影面に、図１１Ｂに示した検出範囲画像２００を投影する場合、投影距離がＬ０である投影面における検出範囲領域２０２の各辺の長さは、上記の基準画像の検出範囲領域２０２の各辺の長さに投影距離Ｌ０を投影距離Ｌ１で除した値（Ｌ０／Ｌ１）を乗算した長さとなる。具体的には、辺２０２ａの長さ及び辺２０２ｂの長さは、各々下記（６）式及び下記（７）式により得られる。
辺２０２ａ：ａ×Ｌ０／Ｌ１ ・・・（６）
辺２０２ｂ：ｂ×Ｌ０／Ｌ１ ・・・（７）

従って、この場合、本実施形態の生成部７６は、検出範囲領域２０２の大きさを上記（６）式及び（７）式の大きさとした検出範囲画像２００を生成する。

さらに、図１２Ａを参照して、生成部７６による検出範囲画像２００の生成方法の具体例について説明する。図１２Ａに示した一例では、図５及び図７Ｂを参照して説明した、筐体４１Ａと一体的に構成された支援装置１６により、投影面２５０に検出範囲画像２００を投影する場合について説明する。図１２Ａに示した一例では、投影面２５０に、Ｘ軸方向の長さがａ０（図示省略）、かつＹ軸方向の長さがｂ０の検出範囲領域２０２を有する検出範囲画像２００が投影されるためには、支援装置１６が投影する検出範囲画像２００における検出範囲領域２０２の投影範囲は、図１２Ａにおいて濃いハッチングで示した投影範囲２５５となる。

投影範囲２５５と検出範囲１５の上側（Ｘ軸方向上側）端部とが成す角度を角度α１とし、投影面２５０と筐体４１Ａの検出面４１Ｂとの距離を距離Ｕとすると、角度α１は、下記（８）式により得られる。また、投影範囲２５５と検出範囲１５の下側（Ｘ軸方向下側）端部とが成す角度を角度β１とした場合、角度β１は、下記（９）式により得られる。
ｔａｎα１＝（Ｘ−ｂ０／２）／（Ｕ−Ｚ） ・・・（８）
ｔａｎβ１＝（Ｘ＋ｂ０／２）／（Ｕ−Ｚ） ・・・（９）

また、図１２Ａに示すように、支援装置１６の投光面１６Ｂと平行な投影面に対する垂線Ｌと投影範囲２５５とが成す角度を、角度α２及び角度β２とした場合、角度α２及び角度β２の各々は、下記（１０）式及び（１１）式により得られる。
α２＝θｐ−α１ ・・・（１０）
β２＝β１−θｐ ・・・（１１）

従って、図１２Ｂに示すように、投影距離がＬ０の場合の、検出範囲画像２００における検出範囲領域２０２の辺２０２ｂの長さは、下記（１２）式により得られる。
辺２０２ｂ：Ｂ１＋Ｂ２＝Ｌ０×（ｔａｎ（θｐ−α１）＋ｔａｎ（β１−θｐ）） ・・・（１２）
但し、Ｂ１＝Ｌ０×ｔａｎα２＝Ｌ０×ｔａｎ（θｐ−α１）
Ｂ２＝Ｌ０×ｔａｎβ２＝Ｌ０×ｔａｎ（β１−θｐ）

従って、この場合、本実施形態の生成部７６は、検出範囲領域２０２の大きさについて、辺２０２ａの長さをａ、辺２０２ｂの長さを上記（１２）式の長さとした検出範囲画像２００を生成する。

なお、位置情報として、被検体Ｗの体表面の凹凸を表す情報が得られた場合、生成部７６は、得られた凹凸を表す情報に基づいて、検出範囲画像２００に対してアフィン変換等を適用することで、被検体Ｗの体表面の凹凸に応じた検出範囲画像２００を生成してもよい。

なお、投影部７０が、３次元画像の投影が可能な装置である場合、生成部７６は、３次元画像（立体画像）として検出範囲画像２００を生成してもよい。この場合、例えば、検査者が、円偏光式等を適用した立体視用の眼鏡を着用することで、検出範囲画像２００を立体画像として表示させることができる。

なお、支援装置１６の位置、及び角度（上記角度θｐ）等によっては、被検体Ｗの体表面、検出範囲１５に応じた検出範囲領域２０２を含む検出範囲画像２００を生成部７６が生成できない場合がある。例えば、角度θｐが９０度であり、筐体４１Ａの検出面４１Ｂと被検体Ｗとが対向している場合、検出範囲画像２００を被検体Ｗの体表面の上に投影することができないことがある。このように、検出範囲１５を表す検出範囲領域２０２を欠けることなく被検体Ｗの体表面の上に投影できない場合、ステップＳ１０８の処理の後、支援装置１６の位置や角度の調整を即すメッセージを検査者に対して出力する等、予め定められたエラー処理を行う形態としてもよい。

次のステップＳ１１０で表示制御部７８は、生成部７６が生成した検出範囲画像の画像データに基づいて、投影部７０から、検出範囲画像２００を表す光を投光し、被検体Ｗの体表面である投影面に、検出範囲画像２００を投影する。このように被検体Ｗの体表面の上に検出範囲画像２００を表示した後、ステップＳ１１２へ移行する。

このように、支援装置１６により、被検体Ｗの体表面の上に検出範囲画像２００が表示されると、検査者は、検出範囲画像２００の検出範囲領域２０２を確認し、内視鏡検査を行う範囲（挿入部１０Ａを挿入する範囲）に対応しているか否かを判断することができる。検出範囲領域２０２が、内視鏡検査を行う範囲に対応していない場合、検査者は、送信部４１が収納された筐体４１Ａの位置及び姿勢を調整したり、被検体Ｗの位置及び姿勢を調整したりする。

一方、上記ステップＳ１０６において前回の検出結果から変化していない場合は、否定判定となり、ステップＳ１１２へ移行する。

ステップＳ１１２で表示制御部７８は、本支援処理を終了するか否かを判定する。本実施形態では、一例として、本実施形態の支援装置１６では、検査者によって、支援装置１６の操作部（図示省略）を介して、支援処理の実行の終了の指示が成された場合に、本支援処理を終了するために、ステップＳ１１２の判定が肯定判定となる。ステップＳ１１２の判定が肯定判定となった場合、本支援処理を終了する。一方、支援処理の実行の終了の指示が成されていない場合、ステップＳ１１２の判定が否定判定となり、ステップＳ１００に戻り、上記ステップＳ１０２〜Ｓ１１０の各処理を繰り返す。

このように、本実施形態の支援装置１６は、送信部４１を収納する筐体４１Ａと被検体Ｗとの位置関係を表す情報に基づいて、被検体Ｗの体表面の上に、検出範囲１５を表す検出範囲領域２０２を含む検出範囲画像２００を表示する。

なお、本実施形態では、レンズから放射状に投光した光により、検出範囲画像２００を表示する投影部７０について説明したが、投影部７０の構成は本実施形態に限定されない。本実施形態では、投影部７０が上述の構成を有しているため、検出範囲画像２００内での検出範囲領域２０２の位置及び大きさを変える形態とした。例えば、投影部７０を、検出範囲画像２００を投影するレンズの向き、位置、及び拡大率等の変更が可能な構成を有する形態としてもよい。投影部７０がこの形態である場合、検出範囲画像２００を検出範囲領域２０２のみが含まれる画像とし、レンズの向き、位置、及び拡大率等を調整することで、適切な検出範囲画像２００（検出範囲領域２０２）を表示させる形態としてもよい。また例えば、検出範囲画像２００が検出範囲領域２０２のみを含む場合、投光が広がる範囲を制御するフィルタや遮蔽部等の、検出範囲領域２０２に応じた大きさに限部を設け、投光制限部により、検出範囲画像２００（検出範囲領域２０２）の大きさ及び位置を制御する形態としてもよい。

［第２実施形態］
以下、第２実施形態について詳細に説明する。なお、本実施形態では、上記第１実施形態で説明した構成及び作用と同一の構成及び作用については同一の符号を付し、詳細な説明を省略する。

本実施形態の内視鏡システム１の全体的な構成及び作用は、第１実施形態の内視鏡システム１の全体的な構成（図１参照）及び作用と同様であるため、説明を省略する。また、本実施形態の内視鏡検査装置１２及び検出装置１４の構成及び作用は、第１実施形態の内視鏡検査装置１２及び検出装置１４の構成（図１〜図４参照）及び作用と同様であるため、説明を省略する。

一方、本実施形態の支援装置１６の構成及び作用は、第１実施形態の支援装置１６の構成及び作用と異なる。第１実施形態の支援装置１６では、被検体Ｗの体表面の上に、検出範囲画像２００を表示した。一方、本実施形態の支援装置１６では、被検体Ｗを撮像した撮像画像における被写体画像の上に、検出範囲画像を表示する。以下、本実施形態の支援装置１６の構成及び作用について説明する。

まず、本実施形態の検出装置１４の構成について説明する。図１３には、本実施形態の検出装置１４と、被検体Ｗと、送信部４１を収納する筐体４１Ａとの関係の一例を表す図を示す。また、図１４には、本実施形態の支援装置１６の構成の一例の機能ブロック図を示す。図１３及び図１４に示すように、本実施形態の支援装置１６は、撮像部７５と、検出範囲画像を表示する表示部７９と、を備える。本実施形態の支援装置１６としては、専用の装置の他、例えば、スマートフォンやタブレット端末装置等の携帯型端末装置、及びスマートグラス等のヘッドマウントディスプレイを適用することができる。

図１３に示すように、内視鏡検査を行う場合、より具体的には、内視鏡検査において検出装置１４により、内視鏡１０の挿入部１０Ａの形状の検出を行う場合、支援装置１６を、被検体Ｗを挟んで筐体４１Ａと対向する位置に配置する。

図１４に示すように、本実施形態の支援装置１６は、取得部７４、生成部７６、合成部７７、表示制御部７８、及び表示部７９を備える。取得部７４は、上述した撮像部７５を含む。撮像部７５は、被検体Ｗ及び筐体４１Ａを撮像して撮像画像の画像データを出力する。取得部７４は、撮像部７５が撮像した撮像画像に基づいて、筐体４１Ａの位置を表す位置情報を取得する。

生成部７６は、取得部７４が取得した筐体４１Ａの位置を表す位置情報に基づいて、検出範囲１５を表す検出範囲画像２００の画像データを生成して合成部７７に出力する。

合成部７７は、取得部７４の撮像部７５が撮像した撮像画像に含まれる被検体Ｗを表す画像を抽出し、抽出した被検体Ｗを表す画像と、生成部７６が生成した検出範囲画像２００とを重畳させた状態に、両画像を合成した画像（以下、「合成画像」という）を生成し、生成した合成画像の画像データを表示制御部７８に出力する。

表示制御部７８は、撮像部７５が撮像した撮像画像に含まれる被検体の画像に、検出範囲画像２００を重畳（合成）した合成画像を表示部７９に表示させる制御を行う。具体的には、表示制御部７８は、合成部７７から入力された合成画像の画像データに応じた画像を表示部７９に表示させる。

本実施形態の支援装置１６を実現するハードウェアの構成は、第１実施形態の支援装置１６を実現するハードウェアの構成（図８参照）と同様である。ＣＰＵ９０が、支援処理プログラム９８を実行することで、取得部７４、生成部７６、合成部７７、及び表示制御部７８の各々として機能する。

次に本実施形態の支援装置１６の作用を説明する。図１５は、本実施形態の支援装置１６のＣＰＵ９０によって実行される支援処理の流れの一例を示すフローチャートである。一例として、本実施形態の支援装置１６では、検査者によって、支援装置１６の操作部（図示省略）を介して、支援処理の実行の指示が成された場合に、ＣＰＵ９０が、支援処理プログラム９８を実行することにより、図１５に示した支援処理が実行される。なお、第１実施形態と同様に、本支援処理は、被検体Ｗに内視鏡１０の挿入部１０Ａが挿入された状態か否かに関わらず実行される。

ステップＳ２００で取得部７４は、撮像部７５により被検体Ｗと筐体４１Ａとを撮像した撮像画像を取得する。一例として本実施形態の取得部７４は、被検体Ｗと筐体４１Ａとを撮像するのを促すメッセージを表示部７９に表示する。図１６には、支援装置１６側から見た、被検体Ｗ及び筐体４１Ａの状態の一例を表す。検査者は、メッセージに従い、図１６に示した状態の、被検体Ｗと筐体４１Ａとを撮像部７５により撮像する。取得部７４は、このようにメッセージに応じて撮像部７５により撮像された撮像画像を取得する。図１７には、撮像部７５により撮像された撮像画像の一例を示す。図１７に示した一例のように、撮像画像３００には、被検体Ｗの被検体画像３０２と、筐体４１Ａの筐体画像３０４とが含まれる。

次のステップＳ２０２で取得部７４は、撮像部７５により撮像された撮像画像に基づいて、筐体４１Ａの位置を表す位置情報を取得する。具体的には、本実施形態の取得部７４は、撮像画像３００を画像解析し、例えば、顔認識技術等を適用して、筐体画像３０４の色、形状、及び模様等から特頂点を抽出し、筐体４１Ａの検出面４１Ｂの位置、姿勢、及び大きさを検出する。なお、取得部７４が、撮像画像３００から筐体画像３０４の特徴点を検出し難いことが想定される場合、筐体４１Ａの検出面４１Ｂに２次元バーコード等の特頂点として検出可能なマーカを予め設けておくとよい。

次のステップＳ２０４で生成部７６は、取得部７４が取得した位置情報、本実施形態では、一例として上述したように筐体４１Ａの検出面４１Ｂの位置、姿勢、及び大きさが、前回、上記ステップＳ２０２の処理により取得した情報から変化したか否かを判定する。変化した場合、ステップＳ２０４の判定が肯定判定となり、ステップＳ２０６へ移行する。なお、本支援処理を開始した直後は、ステップＳ２０４の処理を省略してもよい。

ステップＳ２０６で生成部７６は、取得部７４が取得した位置情報に基づいて検出範囲１５を表す検出範囲画像を生成した後、ステップＳ２０８へ移行する。本実施形態の生成部７６における検出範囲画像の生成方法の例について説明する。

第１実施形態において上述したように、検出範囲１５は、筐体４１Ａ内に収納された送信コイルユニット４８（送信コイル４９）の配置に応じて定まる。本実施形態では、検出範囲１５の大きさと、筐体４１Ａの検出面４１Ｂの大きさとの対応関係を予め得ておき、記憶部９６に予め記憶させておく。また、予め基準となる大きさの検出範囲１５に対応する検出範囲画像の画像データを記憶部９６に記憶させておく。そして、生成部７６は、記憶部９６に記憶されている、この対応関係に基づいて、記憶部９６に記憶されている画像データに応じた検出範囲画像に、アフィン変換等を適用して、筐体４１Ａの検出面４１Ｂの位置、姿勢、及び大きさに対応する、位置、姿勢、及び大きさの検出範囲１５を示す検出範囲画像を生成する。

一方、上記ステップＳ２０４において、前回の位置情報から変化していない場合は、否定判定となり、ステップＳ２０８へ移行する。

次のステップＳ２０８で合成部７７は、撮像画像３００の被検体画像３０２に、生成部７６が生成した検出範囲画像を合成（重畳）させた合成画像を生成する。なお、合成部７７が合成する検出範囲画像は、本ステップＳ２０８の直近に実施したステップＳ２０６において生成部７６が生成した検出範囲画像である。

このように、本実施形態では、筐体４１Ａの位置情報に変化が有った場合、生成部７６が検出範囲画像を新たに生成し、合成部７７は、新たに生成した検出範囲画像を撮像画像３００の被検体画像３０２に合成する。一方、筐体４１Ａの位置情報に変化が無い場合、合成部７７は、前回、合成画像を生成した場合に用いた検出範囲画像を撮像画像３００の被検体画像３０２に合成する。

図１８には、合成部７７により生成された合成画像３０８の一例を示す。図１８に示すように、合成画像３０８では、被検体画像３０２の上に検出範囲画像３１０が表示されている。なお、このように、被検体画像３０２と検出範囲画像３１０とを重畳することにより、被検体画像３０２が検出範囲画像３１０によって隠れてしまい、被検体Ｗと検出範囲１５との位置関係がわかり難くなるのを抑制するため、検出範囲画像３１０は、半透明の画像等とすることが好ましい。また、検出範囲画像３１０は、２次元の範囲である検出範囲１５に併せ、３次元画像としてもよい。

次のステップＳ２１０で表示制御部７８は、合成部７７が生成した合成画像を表示部７９に表示させる。このように被検体画像３０２に検出範囲画像３１０が重畳された合成画像３０８を表示部７９に表示した後、ステップＳ２１２へ移行する。

このように、支援装置１６により、合成画像３０８が表示されると、検査者は、合成画像３０８に含まれる検出範囲画像３１０を確認し、内視鏡検査を行う範囲（挿入部１０Ａを挿入する範囲）に対応しているか否かを判断することができる。検出範囲画像３１０が、内視鏡検査を行う範囲に対応していない場合、検査者は、送信部４１が収納された筐体４１Ａの位置及び姿勢を調整したり、被検体Ｗの位置及び姿勢を調整したりする。

ステップＳ２１２で表示制御部７８は、本支援処理を終了するか否かを判定する。一例として本実施形態においても、第１実施形態の支援装置１６で実行される支援処理（図９参照）のステップＳ１１２と同様に、本支援処理を終了するか否かを判定する。ステップＳ２１２の判定が肯定判定となった場合、本支援処理を終了する。一方、ステップＳ２１２の判定が否定判定となった場合、ステップＳ２００に戻り、上記ステップＳ２０２〜Ｓ２１０の各処理を繰り返す。

このように、本実施形態の支援装置１６は、送信部４１を収納する筐体４１Ａの位置情報に基づいて、被検体Ｗの被検体画像３０２の上に、検出範囲１５を表す検出範囲画像３１０を重畳した合成画像３０８を表示する。

以上説明したように、上記各実施形態の支援装置１６は、取得部７４と、表示制御部７８と、を備える。上記各実施形態の支援装置１６は、内視鏡１０における被検体Ｗに挿入する挿入部１０Ａに沿って設けられた、複数の受信コイル２３を含む受信コイルユニット２２、及び被検体Ｗの外部に設けられた筐体４１Ａ内に設けられた複数の送信コイル４９を含む送信コイルユニット４８によって検出された磁界を表す検出信号に基づき、検出装置１４により挿入部１０Ａの位置及び形状の少なくとも一方を検出する場合に、取得部７４が、送信コイルユニット４８の位置を表す位置情報を取得する。また、表示制御部７８が、取得部７４が取得した位置情報に基づいて、検出装置１４による検出が可能な検出範囲１５を表す検出範囲画像２００を、被検体Ｗの上に表示する制御を行う。

このように、上記各実施形態の支援装置１６では、表示制御部７８が、送信コイルユニット４８の位置情報に基づいて、検出装置１４による検出が可能な検出範囲１５を表す検出範囲画像２００を、被検体Ｗの上に表示する。送信コイルユニット４８の位置情報は、被検体Ｗに内視鏡１０の挿入部１０Ａが挿入されているか否かに関わらず取得することができる。従って、各実施形態の支援装置１６によれば、被検体Ｗに内視鏡１０の挿入部１０Ａが挿入されているか否かに関わらず、検出装置１４の検出範囲１５を検査者に提示することができる。

また、上記各実施形態の支援装置１６は、検出範囲１５を表す検出範囲画像２００を、被検体Ｗの上に表示する。第１実施形態の支援装置１６では、被検体Ｗの体表面の上に検出範囲画像を表示する。また、第２実施形態の支援装置１６では、被検体Ｗの被検体画像３０２の上に、検出範囲画像３１０を重畳させて表示部７９に表示する。従って、上記各実施形態の支援装置によれば、検査者は、被検体Ｗに対する検出範囲１５の位置を、容易に把握することができる。

また、上記各実施形態では検出装置１４を、内視鏡検査装置１２に磁界を発生する送信コイルユニット４８を含む送信部４１を配置し、内視鏡１０に磁界を検出する受信コイルユニット２２を含む受信部２１を配置した形態としたが、検出装置１４は、本実施形態に限定されない。例えば、スピントルク発振素子等の送信コイルユニット４８（送信コイル４９）以外の磁界を発生する磁界発生素子を用いてもよい。また例えば、ホール素子やＭＲ（Magneto Resistive）素子等の受信コイルユニット２２（受信コイル２３）以外の磁界を検出する磁界検出素子を用いてもよい。また、検出装置１４は、内視鏡検査装置１２に受信部２１を配置し、内視鏡１０に送信部４１を配置した形態としてもよい。

また、上記第１実施形態では、支援装置１６が、投影部７０、第１検出部７１、第２検出部７２、取得部７４、生成部７６、及び表示制御部７８の機能を備える形態について説明した。また、上記第２実施形態では、支援装置１６が、取得部７４、撮像部７５、生成部７６、合成部７７、表示制御部７８、及び表示部７９の機能を備える形態について説明した。しかしながら、これらの機能のうち一部の機能を他の一つの装置、または複数の装置が備える形態としてもよい。例えば、第１実施形態の支援装置１６では、第１検出部７１及び第２検出部７２の一方または両方を、支援装置１６の外部の装置が備える形態としてもよい。また、第２実施形態の支援装置１６では、撮像部７５及び表示部７９の一方または両方を支援装置１６の外部の装置が備える形態としてもよい。

上記各実施形態において、例えば取得部７４及び表示制御部７８といった各種の処理を実行する処理部（processing unit）のハードウェア的な構造としては、次に示す各種のプロセッサ（processor）を用いることができる。上記各種のプロセッサには、上述したように、ソフトウェア（プログラム）を実行して各種の処理部として機能する汎用的なプロセッサであるＣＰＵに加えて、ＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）等の製造後に回路構成を変更可能なプロセッサであるプログラマブルロジックデバイス（Programmable Logic Device ：ＰＬＤ）、ＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）等の特定の処理を実行させるために専用に設計された回路構成を有するプロセッサである専用電気回路などが含まれる。

１つの処理部は、これらの各種のプロセッサのうちの１つで構成されてもよいし、同種または異種の２つ以上のプロセッサの組み合わせ（例えば、複数のＦＰＧＡの組み合わせや、ＣＰＵとＦＰＧＡとの組み合わせ）で構成されてもよい。また、複数の処理部を１つのプロセッサで構成してもよい。

複数の処理部を１つのプロセッサで構成する例としては、第１に、クライアント及びサーバ等のコンピュータに代表されるように、１つ以上のＣＰＵとソフトウェアの組み合わせで１つのプロセッサを構成し、このプロセッサが複数の処理部として機能する形態が挙げられる。第２に、システムオンチップ（System On Chip：ＳｏＣ）等に代表されるように、複数の処理部を含むシステム全体の機能を１つのＩＣ（Integrated Circuit）チップで実現するプロセッサを使用する形態が挙げられる。このように、各種の処理部は、ハードウェア的な構造として、上記各種のプロセッサの１つ以上を用いて構成される。

さらに、これらの各種のプロセッサのハードウェア的な構造としては、より具体的には、半導体素子等の回路素子を組み合わせた電気回路（circuitry）を用いることができる。

また、上記各実施形態では、画像表示処理プログラム６８が記憶部６６に、また、支援処理プログラム９８が記憶部９６及びに予め記憶（インストール）されている態様を説明したが、これに限定されない。画像表示処理プログラム６８及び支援処理プログラム９８の各々は、ＣＤ−ＲＯＭ（Compact Disk Read Only Memory）、ＤＶＤ−ＲＯＭ（Digital Versatile Disk Read Only Memory）、及びＵＳＢ（Universal Serial Bus）メモリ等の記録媒体に記録された形態で提供されてもよい。また、画像表示処理プログラム６８及び支援処理プログラム９８の各々は、ネットワークを介して外部装置からダウンロードされる形態としてもよい。

１ 内視鏡システム
１０ 内視鏡、１０Ａ 挿入部、１０Ｂ 操作部
１１ ケーブル
１２ 内視鏡検査装置
１４ 検出装置
１５ 検出範囲、１５ａ、１５ｂ 辺
１６ 支援装置、１６Ａ 筐体、１６Ｂ 投光面、１６Ｃ 基準点
２０ 受信制御部
２１ 受信部
２２ 受信コイルユニット
２３_１〜２３_１６ 受信コイル
２４_１〜２４_１６ 受信回路
２６_１〜２６_１６ ＡＤＣ
２９ Ｉ／Ｆ
３０ 画像センサ
３４ ビデオプロセッサ
３６ 光源
４０ 全体制御部
４１ 送信部、４１Ａ 筐体、４１Ｂ 検出面、４１Ｃ 基準点
４２ 送信制御ユニット
４４ 送信制御部
４６_１Ｘ、４６_１Ｙ、４６_１Ｚ〜４６_４Ｘ、４６_４Ｙ、４６_４Ｚ 送信回路
４８ 送信コイルユニット
４９_１Ｘ、４９_１Ｙ、４９_１Ｚ〜４９_４Ｘ、４９_４Ｙ、４９_４Ｚ 送信コイル
５０ 検出部
５２ 表示部
５３、９５ Ｉ／Ｆ
６０、９０ ＣＰＵ
６２、９２ ＲＯＭ
６４、９４ ＲＡＭ
６６、９６ 記憶部
６８ 画像表示処理プログラム
６９、９９ バス
７０ 投影部
７１ 第１検出部
７２ 第２検出部
７４ 取得部
７５ 撮像部
７６ 生成部
７７ 合成部
７８ 表示制御部
７９ 表示部
９８ 支援処理プログラム
１００ 基台
１０２、１０４ 軸
１０８ 直動関節
１１０ 固定関節
１１２、１１６、１２０ アーム
１１４、１１８ 回転関節
２００、３１０ 検出範囲画像、２００ｈ、２００ｗ 辺
２０２ 検出範囲領域、２０２ａ、２０２ｂ 辺
２５０ 投影面
２５５ 投影範囲
３００ 撮像画像
３０２ 被検体画像
３０４ 筐体画像
３０８ 合成画像
ａ０、ｂ０ 長さ
ｋ１、ｋ２、ｋ３、ｋ４、ｋ５、Ｕ、Ｘ、Ｚ 距離
Ｌ 垂線、Ｌ０、Ｌ１ 投影距離
Ｗ 被検体
α１、α２、β１、β２、θ１、θ２、θｐ 角度

Claims (16)

1. 内視鏡における被検体に挿入する挿入部に沿って設けられた、複数の磁界発生素子、及び複数の磁界検出素子の一方の複数の素子を含む第１素子群、及び前記被検体の外部に設けられた外部装置内に設けられた他方の複数の素子を含む第２素子群によって検出された磁界を表す検出信号に基づき、検出装置により前記挿入部の位置及び形状の少なくとも一方を検出する場合に、
   前記第２素子群の位置を表す位置情報を取得する取得部と、
   前記取得部が取得した前記位置情報に基づいて、前記検出装置による検出が可能な検出範囲を表す検出範囲画像を、前記被検体の上に表示する制御を行う表示制御部と、
   を備えた支援装置。
2. 前記第２素子群は、前記外部装置内に固定的に設けられており、
   前記取得部は、前記位置情報として前記外部装置の位置を表す情報を取得する、
   請求項１に記載の支援装置。
3. 前記取得部は、前記位置情報として、前記外部装置と前記被検体との相対的な位置を表す情報、及び前記外部装置の前記被検体に対する姿勢を表す情報を取得する、
   請求項２に記載の支援装置。
4. 前記外部装置と前記被検体との相対的な位置、及び前記外部装置の前記被検体に対する姿勢を検出する第１検出部をさらに備えた、
   請求項３に記載の支援装置。
5. 前記検出範囲画像を投影する投影部をさらに備え、
   前記表示制御部は、前記投影部により、前記検出範囲画像を前記被検体の体表面に投影させる制御を行う、
   請求項２から請求項４のいずれか１項に記載の支援装置。
6. 前記取得部は、前記位置情報として、さらに前記外部装置と前記投影部との相対的な位置を表す情報、及び前記外部装置の前記投影部に対する姿勢を表す情報を取得する、
   請求項５に記載の支援装置。
7. 前記外部装置と前記投影部との相対的な位置、及び前記外部装置の前記投影部に対する姿勢を検出する第２検出部をさらに備えた、
   請求項６に記載の支援装置。
8. 前記取得部は、前記投影部が前記検出範囲画像を投影する前記被検体の形状を表す情報をさらに取得し、
   前記表示制御部は、前記検出範囲画像として、前記被検体の形状を表す情報に応じた画像を、前記投影部により投影させる、
   請求項５から請求項７のいずれか１項に記載の支援装置。
9. 前記投影部は、前記外部装置と一体的に構成されている、
   請求項５から請求項８のいずれか１項に記載の支援装置。
10. 前記投影部は、前記被検体の周辺を移動可能に設けられている、
    請求項５から請求項８のいずれか１項に記載の支援装置。
11. 前記検出範囲画像は、３次元の前記検出範囲を表す３次元画像である、
    請求項５から請求項１０のいずれか１項に記載の支援装置。
12. 前記取得部は、前記被検体及び前記外部装置を撮像して撮像画像の画像データを出力する撮像部を含み、前記撮像画像に基づいて、前記位置情報を取得し、
    前記表示制御部は、前記撮像画像に含まれる前記被検体の画像に、前記検出範囲画像を重畳させた画像を表示部に表示させる制御を行う、
    請求項１または請求項２に記載の支援装置。
13. 前記表示部は、携帯型端末装置が備える表示部、またはヘッドマウントディスプレイである、
    請求項１２に記載の支援装置。
14. 被検体に挿入する挿入部を備えた内視鏡と、
    前記内視鏡の前記挿入部に沿って設けられた、複数の磁界発生素子、及び複数の磁界検出素子の一方の複数の素子を含む第１素子群、及び前記被検体の外部に設けられた外部装置内に設けられた他方の複数の素子を含む第２素子群によって検出された磁界を表す検出信号に基づき、前記挿入部の位置及び形状の少なくとも一方を検出する検出装置と、
    前記検出装置による検出を支援する請求項１から請求項１３のいずれか１項に記載の支援装置と、
    を備えた内視鏡システム。
15. 内視鏡における被検体に挿入する挿入部に沿って設けられた、複数の磁界発生素子、及び複数の磁界検出素子の一方の複数の素子を含む第１素子群、及び前記被検体の外部に設けられた外部装置内に設けられた他方の複数の素子を含む第２素子群によって検出された磁界を表す検出信号に基づき、検出装置により前記挿入部の位置及び形状の少なくとも一方を検出する場合に、
    前記第２素子群の位置を表す位置情報を取得し、
    取得した前記位置情報に基づいて、前記検出装置による検出が可能な検出範囲を表す検出範囲画像を、前記被検体の上に表示する制御を行う、
    処理をコンピュータが実行する支援方法。
16. 内視鏡における被検体に挿入する挿入部に沿って設けられた、複数の磁界発生素子、及び複数の磁界検出素子の一方の複数の素子を含む第１素子群、及び前記被検体の外部に設けられた外部装置内に設けられた他方の複数の素子を含む第２素子群によって検出された磁界を表す検出信号に基づき、検出装置により前記挿入部の位置及び形状の少なくとも一方を検出する場合に、
    前記第２素子群の位置を表す位置情報を取得し、
    取得した前記位置情報に基づいて、前記検出装置による検出が可能な検出範囲を表す検出範囲画像を、前記被検体の上に表示する制御を行う、
    処理をコンピュータに実行させるための支援プログラム。