JP3458060B2 - 内視鏡形状検出装置及び内視鏡形状表示制御方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は磁界を用いて内視鏡
の挿入部の形状を検出して表示する内視鏡形状検出装置
及び内視鏡形状表示制御方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、内視鏡は医療用分野及び工業用分
野で広く用いられるようになった。この内視鏡は特に挿
入部が軟性のものは、屈曲した体腔内に挿入することに
より、切開することなく体腔内深部の臓器を診断した
り、必要に応じてチャンネル内に処置具を挿通してポリ
ープ等を切除するなどの治療処置を行うことができる。

【０００３】この場合、例えば肛門側から下部消化管内
を検査する場合のように、屈曲した体腔内に挿入部を円
滑に挿入するためにはある程度の熟練を必要とする場合
がある。

【０００４】つまり、挿入作業を行っている場合、管路
の屈曲に応じて挿入部に設けた湾曲部を湾曲させる等の
作業が円滑な挿入を行うのに必要になり、そのためには
挿入部の先端位置等が、体腔内のどの位置にあるかと
か、現在の挿入部の屈曲状態等を知ることができると便
利である。

【０００５】このため、本出願人による例えば特開平８
−１０７８７５号公報で示される内視鏡形状検出装置で
は、互いに異なる視点からの内視鏡検出形状を２画面で
同時に表示していた。この装置においては、内視鏡挿入
形状をユーザの操作によって任意の視点から表示してい
た。また、ユーザの希望視点位置を保持し、その視点位
置からの表示を装置起動直後から表示していた。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】このような磁界を用い
た内視鏡形状検出装置が使用される以前はＸ線透視下で
内視鏡検査をおこなっていた。従来の装置においてはＸ
線透視下における内視鏡Ｘ線像表示との関連がなく、Ｘ
線透視下で内視鏡検査を行ってきたユーザにとってわか
りづらい内視鏡形状表示であった。

【０００７】より具体的には、挿入形状を表示する場合
には患者の身長方向をモニタ画面の上下方向に設定した
状態で表示するのに対し、Ｘ線透視による内視鏡Ｘ線像
の表示では患者の身長方向を横向きとした表示を行う。

【０００８】本発明は、上述した点に鑑みてなされたも
ので、Ｘ線像表示と対応した表示に切り替えられるよう
にしてより内視鏡の挿入部の形状が理解し易い内視鏡形
状検出装置及び内視鏡形状表示制御方法を提供すること
を目的としている。

【０００９】

【課題を解決するための手段】この課題を解決するため
に、本発明の第１の内視鏡形状検出装置は、内視鏡挿入
部の挿入軸に沿って配置された複数のコイルを有する第
１のコイル手段と、予め決められた所定の位置に配置さ
れた複数のコイルを有する第２のコイル手段と、前記第
１のコイル手段及び第２のコイル手段との一方で発生し
た磁界を他方のコイル手段で検出することにより、前記
第１のコイル手段における複数のコイルそれぞれの位置
情報を演算する演算手段と、前記演算手段の演算結果に
基づき、前記内視鏡挿入部の挿入形状を表示手段に擬似
的に表示する挿入形状画像を生成する画像生成手段と、
前記表示手段に表示される前記挿入形状の視野方向を変
更して表示する表示変更手段と、前記画像生成手段で生
成された前記挿入形状画像の上下の表示方向を、患者の
身長方向または診断ベッドの長手方向を上下方向として
表示する第１の画面モードと、前記磁界に基づき挿入形
状画像を生成する前記画像生成手段とは異なる手段によ
り内視鏡挿入部の挿入形状を取得して表示する機器にお
いては診断ベッドの短手方向を上下方向として挿入形状
画像を取得し、前記磁界に基づき挿入形状画像を生成す
る前記画像生成手段で生成された内視鏡挿入部の挿入形
状を、第２の視点方向から観察した場合の挿入形状とし
て前記診断ベッドの短手方向を上下方向として表示する
第２の画面モードでの表示とを選択的に行って表示する
ように前記表示変更手段を制御する表示制御手段と、を
設けたことを特徴とする。また、前記目的を達成するた
めに、本発明の第２の内視鏡形状検出装置は、内視鏡挿
入部の挿入軸に沿って配置された複数のコイルを有する
第１のコイル手段と、予め決められた所定の位置に配置
された複数のコイルを有する第２のコイル手段と、前記
の第１コイル手段及び第２のコイル手段との一方で発生
した磁界を他方のコイル手段で検出することにより、前
記第１のコイル手段における複数のコイルそれぞれの位
置情報を演算する演算手段と、前記演算手段の演算結果
に基づき、前記内視鏡挿入部の挿入形状を表示手段に擬
似的に表示する挿入形状画像を生成する画像生成手段
と、前記表示手段に表示される前記挿入形状の視野方向
を変更して表示する表示変更手段と、前記画像生成手段
で生成された前記挿入形状画像の上下の表示方向を、患
者の身長方向または診断ベッドの長手方向を上下方向と
して表示する第１の画面モードと、前記磁界に基づき挿
入形状画像を生成する前記画像生成手段とは異なる手段
により内視鏡挿入部の挿入形状を取得して表示する機器
においては診断ベッドの短手方向を上下方向として挿入
形状画像を取得し、前記磁界に基づき挿入形状画像を生
成する前記画像生成手段で生成された内視鏡挿入部の挿
入形状を、第２の視点方向から観察した場合の挿入形状
として前記診断ベッドの短手方向を上下方向として１つ
表示する１画面表示モードと、前記診断ベッドの上下方
向から観察した場合の挿入形状と前記短手方向から観察
した場合の挿入形状とを、患者の身長方向または診断ベ
ッドの長手方向を上下方向として２つ表示する２画面表
示モードのいずれかで前記挿入形状画像の表示を行う第
２の画面モードでの表示とを選択的に行って表示するよ
うに前記表示変更手段を制御する表示制御手段と、を設
けたことを特徴とする。また、前記目的を達成するため
に、本発明の第３の内視鏡形状検出装置は、請求項１又
は請求項２に記載の内視鏡形状検出装置において、前記
第２の視点方向は前記第１の視点方向に対して９０度異
なるものであることを特徴とする。また、前記目的を達
成するために、本発明の第４の内視鏡形状検出装置は、
請求項１に記載の内視鏡形状検出装置において、前記表
示制御手段は、更に、前記第２の視点方向から観察した
前記挿入形状画像を表示する際に、前記第２の視点方向
から観察した前記挿入形状画像と併せて前記第２の視点
方向から観察した場合の表示であることを表す標識を表
示するように制御することを特徴とする。また、前記目
的を達成するために、本発明の第１の内視鏡形状表示制
御方法は、内視鏡挿入部の挿入軸に沿って配置された複
数のコイルを有する第１のコイル手段と、予め決められ
た所定の位置に配置された複数のコイルを有する第２の
コイル手段とを有し、前記第１、第２のコイル手段の一
方で発生した磁界を他方のコイル手段で検出する検出手
段により得られた前記第１のコイル手段における複数の
コイルそれぞれの位置情報を演算する演算ステップと、
前記演算ステップでの演算結果に基づき、前記内視鏡挿
入部の挿入形状を表示手段に擬似的に表示する挿入形状
画像を生成する画像生成ステップと、前記表示手段に表
示される前記挿入形状の視野方向を変更して表示する表
示変更ステップと、前記画像生成ステップで生成された
前記挿入形状画像の上下の表示方向で第１の視点方向か
ら観察した場合の前記挿入形状画像を表示する第１の画
面モードと、前記磁界に基づき挿入形状画像を生成する
前記画像生成ステップによる方法とは異なる方法により
前記第１の視点方向とは異なる第２の視点方向から前記
内視鏡挿入部の挿入形状画像を取得して表示する機器の
表示画面上の該挿入形状画像の上下の表示方向に対応さ
せて前記第２の視点方向から観察した場合の前記挿入形
状画像を表示する第２の画面モードでの表示を選択的に
行って表示するように制御する表示制御ステップと、と
を設けたことを特徴とする。また、前記目的を達成する
ために、本発明の第２の内視鏡形状表示制御方法は、内
視鏡挿入部の挿入軸に沿って配置された複数のコイルを
有する第１のコイル手段と、予め決められた所定の位置
に配置された複数のコイルを有する第２のコイル手段と
を有し、前記第１、第２のコイル手段の一方で発生した
磁界を他方のコイル手段で検出する検出手段により得ら
れた前記第１のコイル手段における複数のコイルそれぞ
れの位置情報を演算する演算ステップと、前記演算ステ
ップでの演算結果に基づき、前記内視鏡挿入部の挿入形
状を表示手段に擬似的に表示する挿入形状画像を生成す
る画像生成ステップと、前記表示手段に表示される前記
挿入形状の視野方向を変更して表示する表示変更ステッ
プと、前記画像生成ステップで生成された前記挿入形状
画像の上下の表示方向で第１の視点方向から観察した場
合の前記挿入形状画像を表示する第１の画面モードと、
前記磁界に基づき挿入形状画像を生成する前記画像生成
ステップによる方法とは異なる方法により前記第１の視
点方向とは異なる第２の視点方向から前記内視鏡挿入部
の挿入形状画像を取得して表示する機器の表示画面上の
該挿入形状画像の上下の表示方向に対応させて前記第２
の視点方向から観察した場合の前記挿入形状画像を１つ
表示する１画面表示モードと、前記第２の視点方向に対
応した上下の表示方向は共通で観察方向がそれぞれ異な
る方向から観察した場合の前記挿入形状画像を２つ表示
する２画面表示モードのいずれかで、前記挿入形状画像
の表示を行う第２の画面モードでの表示を選択的に行っ
て表示するように制御する表示制御ステップとを設けた
ことを特徴とする。

【００１０】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の実
施の形態を説明する。 （第１の実施の形態）図１ないし図９は本発明の第１の
実施の形態に係り、図１は本発明の第１の実施の形態を
備えた内視鏡システムの全体構成を示し、図２は制御ユ
ニットの概略の機能構成を示し、図３は図１の内視鏡形
状検出装置の作用のフローチャートを示し、図４は図３
のフローにおける内視鏡形状描画処理の内容を示し、図
５は図４の１画面モード処理の内容を示し、図６は図４
の２画面モード処理の内容を示し、図７は形状表示用モ
ニタに表示される１画面モードでの内視鏡挿入形状を示
し、図８は形状表示用モニタに表示される２画面モード
での内視鏡挿入形状を示し、図９は形状表示用モニタに
表示される２画面モード時での通常表示モードとＸ線像
対応モードでの内視鏡挿入形状を示す。

【００１１】図１に示すように、内視鏡システム１は内
視鏡検査を行う内視鏡装置２と、この内視鏡検査の際に
内視鏡挿入形状の検出及び表示を行う本発明の第１の実
施の形態の内視鏡形状検出装置３とを有する。

【００１２】内視鏡装置２は検査ベッド４上によこたわ
る患者５の体内に挿入される内視鏡（スコープと略記）
６と、このスコープ６に照明光を供給する図示しない光
源部とスコープ６に内蔵された撮像素子に対する信号処
理を行う映像信号処理部とを内蔵したビデオプロセッサ
７と、このビデオプロセッサ７内の映像信号処理部によ
り生成された標準的な映像信号が入力されることによ
り、内視鏡画像が表示される画像観察用モニタ８とから
構成され、術者はこの画像観察用モニタ８に表示される
内視鏡画像を観察することにより、内視鏡検査を行うこ
とができる。

【００１３】スコープ６は細長で可撓性を有する挿入部
１１と、この挿入部１１の後端に設けられた操作部１２
と、この操作部１２から延出されたユニバーサルケーブ
ル１３とを有し、ユニバーサルケーブル１３の端部のコ
ネクタがビデオプロセッサ７に接続される。また、操作
部１２には湾曲ノブ１４が設けられ、この湾曲ノブ１４
を操作することにより、挿入部１１の先端部に隣接して
設けられた湾曲部１６を湾曲することができる。

【００１４】また、本実施の形態では、挿入部１１の軸
に沿って設けられた処置具チャンネルには、挿入形状検
出用プローブ１７が挿通され、この挿入形状検出用プロ
ーブ（以下、単にプローブと略記）１７にはそのプロー
ブ軸に沿って例えば所定の間隔で１２個のソースコイル
１８−１〜１８−１２が取り付けてある。

【００１５】従って、このプローブ１７を処置具チャン
ネル内に挿通してその先端或いは後端側等を位置決め固
定することにより、挿入部１１の軸方向に所定の間隔で
１２個のソースコイル１８−１〜１８−１２が配置され
る。

【００１６】内視鏡形状検出装置３はこのプローブ１７
と、患者５の体外における既知の位置に配置され、例え
ば１２個のセンスコイル１９−１〜１９−１２を有する
コイルユニット２０と、プローブ１７のケーブル２１及
びコイルユニット２０から延出されたケーブル２２が接
続され、この装置３の制御及び位置推定等の処理を行う
制御ユニット２３と、この制御ユニット２３から出力端
から出力される映像信号が入力され、内視鏡挿入形状を
表示する形状表示用モニタ２４とから構成され、制御ユ
ニット２３には画面表示モードの指示或いは選択等の入
力を行う入力部２５が接続されている。

【００１７】なお、本実施の形態では、スコープ６の処
置具チャンネル内にソースコイル１８−１〜１８−１２
を取り付けたプローブ１７を挿通固定することにより、
スコープ６（の挿入部１１）内にソースコイル１８−１
〜１８−１２を組み込んでいるが、プローブ１７を介す
ることなく直接スコープ６（の挿入部１１）内にソース
コイル１８−１〜１８−１２を組み込んでも良い。

【００１８】図２に示すように制御ユニット２３は、装
置３の制御及び位置推定等の演算処理を行うシステムプ
ロセッサ３１と、このシステムプロセッサ３１からの制
御信号によりスコープ６内部に配置されたソースコイル
１８−１〜１８−１２に交流磁界を発生させるための駆
動電流を供給する駆動回路３２と、コイルユニット２０
内のセンスコイル１９−１〜１９−１２から入力される
磁界検出電流を増幅した後、アナログ−デジタル変換し
てシステムプロセッサ３１へ出力する検出回路３３と、
システムプロセッサ３１で生成したスコープ６の挿入部
１１の形状のデジタルデータをアナログ映像信号に変換
して出力する画像生成回路３４とで構成され、制御ユニ
ット２３には画面表示モードの指示或いは選択等の入力
を行う例えばキーボード或いはフロントパネル等に設け
られた操作パネル及びマウス（或いはトラックボール等
の他のポインティングデバイス）からなる入力部２５が
接続されている。

【００１９】本実施の形態では入力部２５からの指示に
より、形状表示用モニタ２４に表示される（内視鏡）挿
入形状を指定された視点方向から観察した場合の挿入形
状を１つ表示する１画面モードでの表示と、前記視点方
向と９０°異なる視点方向からの挿入形状も表示する２
画面モードでの表示とを行うことができる。また、本実
施の形態では上記のように挿入形状を表示する通常表示
のモードの他に、Ｘ線透視による内視鏡Ｘ線像を表示す
る場合と密接に関連した挿入形状の表示を行うＸ線像対
応表示のモードを備えている。

【００２０】通常表示のモードでは挿入形状表示用モニ
タ２４に挿入形状を表示する場合の上下方向は患者５の
身長方向に設定されて表示される。つまり、図１におい
て、検査ベッド４の長手方向（左右方向）、つまり検査
ベッド４に固定された直交する座標系（Ｘ、Ｙ、Ｚ）に
おける−Ｙ方向が挿入形状表示用モニタ２４の上下方向
に設定される。さらに説明すると、ベッド４の長手方向
におけるスコープ６の先端が挿入される患者５の肛門付
近が（挿入形状表示用モニタ２４の）上下方向の下側に
設定され、患者５の腹部側が（挿入形状表示用モニタ２
４の）上下方向の上側に設定されて表示されることにな
る。

【００２１】これに対し、Ｘ線像対応表示のモードで
は、挿入形状表示用モニタ２４に挿入形状を表示する場
合の上下方向は術者（ユーザ）の身長方向を基準にして
設定され、従って術者に対してベッド４に横たわる患者
５の身長方向等は挿入形状表示用モニタ２４では水平方
向に表示される。

【００２２】つまり、Ｘ線像対応表示のモードでは、図
１において、検査ベッド４の短手方向（座標系（Ｘ、
Ｙ、Ｚ）ではＸ方向）が挿入形状表示用モニタ２４の上
下方向に設定されて挿入形状表示用モニタ２４に挿入形
状が表示されることになる。

【００２３】これは、例えば図１では、図示しないＸ線
装置により紙面の上方からＸ線を紙面の下方に向けて照
射することにより、Ｘ線透視による内視鏡Ｘ線像が得ら
れ、この方向を図１ではＸ線像対応表示方向Ｄ１で示し
ている。

【００２４】また、Ｘ線像対応表示のモードでも形状表
示用モニタ２４に表示される挿入形状を図１のＸ線像対
応表示方向Ｄ１の方向で観察した場合の挿入形状を１つ
表示する１画面モードでの表示と、前記方向Ｄ１と９０
°異なるＸ線像対応表示方向Ｄ２で観察した場合の挿入
形状も表示する２画面モードでの表示とを行うことがで
きるようにしている。

【００２５】なお、２画面モードでは通常モード及びＸ
線像対応表示のモードでも形状表示用モニタ２４に表示
される２つの挿入形状における上下方向は共通で観察方
向が９０°異なる方向となるようにしている。

【００２６】例えば、Ｘ線像対応表示の指示を２画面モ
ードで行った場合には、前記方向Ｄ１と、この方向Ｄ１
の周りで上下方向を変えないで（つまり水平面で）９０
度回転して方向Ｄ２の方向から見た場合の内視鏡挿入形
状をそれぞれ表示、つまり２画面モードで方向Ｄ１とＤ
２の方向から見た場合の２つの内視鏡挿入形状を表示す
ることができるようにしている。そして、通常モード及
びＸ線像対応表示のモードの切り換えの指示は入力部２
５から行うことができるようにしている。

【００２７】つまり、本実施の形態では通常の挿入形状
の観察を行う場合の第１の視野方向に対応した方向を表
示の上下方向として挿入形状の表示を行う通常表示モー
ドででの挿入形状の表示と、内視鏡Ｘ線像観察の場合の
第２の視野方向に対応した方向を表示の上下方向として
挿入形状の表示を行うＸ線像対応表示モードでの挿入形
状の表示とを行う視野方向変更手段を有し、この視野方
向変更手段に表示モードの切り替えを指示する指示手段
を設け、内視鏡Ｘ線像表示に慣れたユーザに対してもよ
り把握しやすい状態で内視鏡形状表示を行うことができ
るようにしている。

【００２８】上記視野方向変更手段は図２のシステムプ
ロセッサ３１と画像生成回路３４で構成され、例えば通
常表示モードでの挿入形状の表示からＸ線像対応表示モ
ードに切り換えて挿入形状の表示を行う指示がされる
と、１画面モードにおける通常モードでの挿入形状を図
１の−Ｚ軸方向を視点方向とする基準の視点方向からの
挿入形状に変換し、さらに図１のＺ軸の周りで反時計回
り方向に９０°回転する処理をしてＸ線像対応表示モー
ドの（１画面モードの）挿入形状として表示する視野方
向の変換を行う。２画面モードでの表示は後述するよう
に２画面モードにおける一方の挿入形状（これは１画面
モードでの１つの挿入形状と同じ）を基準として、その
挿入形状を９０°回転処理して生成する。

【００２９】次に第１の実施の形態の作用について図３
を参照して説明する。制御ユニット２３内のシステムプ
ロセッサ３１はまずステップＳ１のユーザの画面構成の
設定状態を取得する。つまり、１画面で内視鏡挿入形状
を表示するか、２画面で内視鏡挿入形状を表示するかの
画面構成の設定情報を得る。次に１２個のソースコイル
１８−１〜１８−１２に同時にないしは順次交流信号を
印加してそのソースコイルの周囲に磁界を発生させ、そ
の磁界を既知の位置に配置された１２個のセンスコイル
１９−１〜１９−１２で検出し、その検出された磁界検
出電流のデジタル値を用いてスコープ６に組み込まれた
１２個のソースコイル１８−１〜１８−１２の位置を算
出する（ステップＳ２）。

【００３０】次にステップＳ３の画面モード変更要求の
有無を判断し、画面モード変更要求がなければステップ
Ｓ４に進む。もし画面モード変更要求があれば、分岐Ａ
に進み、現在の画面モードを判断し（ステップＳ１
１）、現在の画面モードが１画面モードであれば２画面
モードに変更し（ステップＳ１２）、ステップＳ４に移
る。逆に現在の画面モードが２画面モードであれば１画
面モードに変更し（ステップＳ１３）、ステップＳ４に
移る。

【００３１】ステップＳ４において２画面モードでかつ
Ｘ線対応表示モード変更要求の有無を判断し、Ｘ線対応
表示モード変更要求があれば、分岐Ｃに進み、現在の表
示モードを判断し（ステップＳ２１）、現在の表示モー
ドが通常表示モードであればＸ線像対応表示モードに変
更し（ステップＳ２２）、ステップＳ５に移る。逆に、
現在の表示モードがＸ線像対応表示モードであれば通常
表示モードに変更し（ステップＳ２３）、ステップＳ５
に移る。

【００３２】次に図３のステップＳ５の内視鏡形状描画
処理の内容を図４を参照して説明する。図４に示すよう
まずステップＳ３１の内視鏡形状モデル描画モードを判
断し、、その描画モードが１画面モードであれば１画面
モード処理（ステップＳ３２）を行い、２画面モードな
ら２画面モード処理（ステップＳ３３）を行って終了す
る。

【００３３】この場合、１画面モードにおける内視鏡形
状の描画処理はユーザにより入力部２５等から入力或い
は選択指示された視点方向から見た場合に対応したもの
となる。また、２画面モードでは、１画面モードでの視
点方向と、その際の表示の上下方向を保つようにして９
０°回転した前記視点方向に垂直な方向とに対応したも
のとなる（図６で後述）。

【００３４】図５は図４のステップＳ３２での１画面モ
ード処理の詳細なフローを示す。まずステップＳ４１の
ソースコイルの位置座標を取得して視野座標に変換し、
次に内視鏡形状モデルデータを作成する（ステップＳ４
２）。そして、この内視鏡形状モデルデータを制御ユニ
ット２３内の画像生成回路３４内にある図示しないＶＲ
ＡＭに展開する（ステップＳ４３）。

【００３５】その結果、ＶＲＡＭに展開された内視鏡形
状モデルデータが形状表示用モニタ２４に出力され、こ
の形状表示用モニタ２４には図７に示すような内視鏡形
状モデル４１ａが表示される（ステップＳ４４）。

【００３６】なお、形状表示用モニタ２４に表示される
内視鏡形状モデル４１ａは実際には例えば、グレースケ
ールで表示され、立体感がある状態で表示される。例え
ば図７の形状の場合、先端部が手前側で明るく、この先
端部に重なる部分は暗く表示され、屈曲した状態が分か
るように立体的に表示される。なお、図７以外の図８等
でも実際には立体感があるように表示される。なお、グ
レースケールの代わりにハッチングにより、立体感があ
る表示を行うようにしても良い。ここで、ステップＳ４
２の内視鏡形状モデルデータ作成手順は先に出願した特
願平１０−６９０７５号と同様である。

【００３７】図６は図４のステップＳ３３での２画面モ
ード処理のフローを示し、まずステップＳ５１の２画面
用の表示領域を設定し、次に視点を設定する（ステップ
Ｓ５２）。次にソースコイルの位置座標を視野座標に変
換し（ステップＳ５３）、２画面のうち左側の内視鏡形
状モデルデータを作成する（ステップＳ５４）。

【００３８】そして、この内視鏡形状モデルデータを制
御ユニット２３内の画像生成回路３４内にある図示しな
いＶＲＡＭに展開する（ステップＳ５５）。次に、２画
面のうち左側の内視鏡形状モデルを９０゜回転して右側
の内視鏡形状モデルを作成する（ステップＳ５６）。こ
の右側のモデルデータをＶＲＡＭに展開する（ステップ
Ｓ５７）。その結果、形状表示用モニタ２４には図８に
示すような内視鏡形状モデル４１ａ、４１ｂが２画面モ
ードで表示される（ステップＳ５８）。

【００３９】なお、Ｘ線像対応表示モードの場合、ステ
ップＳ５２で図１に示されるようなＸ線像対応表示方向
Ｄ１（−Ｚ方向）に視点が設定され、かつ図１の上下方
向（Ｘ方向）を視野方向、つまり形状表示用モニタ２４
で挿入形状を表示する場合の上下方向に設定してステッ
プＳ５４で内視鏡形状モデルが作成される。

【００４０】また、ステップＳ５６で作成される内視鏡
形状モデルは左側のモデルを水平面方向に９０°回転し
て、図１のＸ線像対応表示方向Ｄ２に視点が設定された
モデルが作成される。

【００４１】ここで、ステップＳ５４の内視鏡形状モデ
ルデータ作成手順は先に出願した特願平１０−６９０７
５号と同様である。通常表示モードとＸ線像対応表示モ
ードは図３のフローに従い切り替えられ、例えば２画面
モードで通常表示モードとＸ線像対応表示モードとの切
替えを行った場合には、図９に示すように２つの通常表
示モードでの内視鏡形状モデル４１ｃ、４１ｄとＸ線像
対応表示モードでの内視鏡形状モデル４１ｅ、４１ｆと
が切替指示に応じて表示される。図示しないが、１画面
モードの場合でも同様に通常表示モードでの内視鏡形状
モデルとＸ線像対応表示モードでの内視鏡形状モデルと
が切替指示に応じて表示される。

【００４２】従って、本実施の形態によれば、術者が挿
入状態を確認し易いと思う表示形態で挿入形状を表示さ
せることができる。例えば、Ｘ線透視を使い慣れた術者
の場合には、入力部２５からＸ線像対応表示モードの指
示入力を行えば、Ｘ線透視で通常観察する状態に対応す
る視点方向及びその場合の表示手段での表示方向で挿入
形状を表示できるので、挿入状態を把握し易い。

【００４３】また、Ｘ線透視をあまり使用しないような
術者の場合には、通常表示モードでの表示の指示或いは
選択を行えば、挿入方向を表示手段の上下方向とした通
常の挿入形状の表示を行うので、挿入状態の把握等を行
い易い。

【００４４】

【第２の実施の形態】次に本発明の第２の実施の形態を
図１０と図１１を参照して説明する。図１０及び図１１
は第２の実施の形態に係り、図１０は２画面モードの処
理のフローを示し、図１１は形状表示用モニタに表示さ
れる内視鏡挿入形状等を示す。

【００４５】本実施の形態は図１において、Ｘ線像対応
モードでの内視鏡挿入形状の表示の指示がされた場合に
はその標識図形を表示するようにしたものであり、その
他の構成は第１の実施の形態と同様である。

【００４６】次に図１０を用いて第２の実施の形態の作
用について説明する。図１０はステップＳ５１からステ
ップＳ５７までのフローは第１の実施の形態における図
６と同様である。

【００４７】ステップＳ５７の後、ステップＳ６１で現
在の表示モードの判断を行い、通常表示モードであれ
ば、そのまま内視鏡形状を表示する（ステップＳ５
８）。一方、Ｘ線像対応表示モードであれば、標識図形
をＶＲＡＭに展開する（ステップＳ６２）。そして内視
鏡形状とともに標識図形を表示する（ステップＳ５
８）。

【００４８】その結果形状表示用モニタ２４には図１１
に示すような標識図形５１を伴った内視鏡挿入形状モデ
ル４１ｅ、４１ｆが表示される。なお、図１１では２画
面モードの場合で示したが、１画面モードでもＸ線像対
応表示モードであれば、標識図形５１を伴った内視鏡挿
入形状モデルが表示されることになる。その他の構成お
よび作用は第１の実施の形態と同様である。

【００４９】本実施の形態によれば、内視鏡Ｘ線像表示
と対応した表示中にその状態である事を示す標識図形５
１が表示されるので、ユーザは内視鏡Ｘ線像表示に対応
した表示中であることを認識し易い。その他は第１の実
施の形態と同様の効果を有する。なお、図形の代わりに
文字や記号等を用いても良い。

【００５０】なお、第１の実施の形態では、スコープ６
側に複数のソースコイル１８−１〜１８−１２を配置
し、複数のセンスコイル１９−１〜１９−１２をスコー
プ６外部の既知の位置に配置したが、スコープ６内に複
数のセンスコイル１９−１〜１９−１２を所定間隔等で
配置し、スコープ６の外部の既知の位置に複数のソース
コイル１８−１〜１８−１２を配置しても良い。

【００５１】なお、例えばＸ線像対応モードで挿入形状
を表示する場合の表示面の上下方向として図１のＸ方向
として説明したが、本発明では形状表示モニタ２４に挿
入形状を表示する場合の視野方向を自由に変更可能であ
り、例えば患者５が図１のＹ軸方向から傾いて横たえた
場合等においてもそれに対応した通常モード及びＸ線像
対応モードで挿入形状を表示できる。

【００５２】つまり、この場合には挿入方向は図１の水
平方向（−Ｙ軸方向）から（ＸＹ面内で）傾いた方向と
なり、これに応じて通常モードで挿入形状の表示の場合
の表示画面の上下方向（垂直方向）は水平方向から傾い
た挿入方向に設定される。また、Ｘ線像対応モードで挿
入形状を表示する場合には、この挿入方向が表示画面の
水平方向に設定されて表示される。

【００５３】［付記］ （１）内視鏡挿入部の挿入軸に沿って配置された複数の
コイルを有する第１のコイル手段と、予め決められた所
定の位置に配置された複数のコイルを有する第２のコイ
ル手段と、前記第１のコイル手段と第２のコイル手段と
の間で磁気信号を送受する送受信手段と、前記磁気信号
の送受によって得られた検出信号に基づき、前記第２の
コイル手段と前記第１のコイル手段における複数のコイ
ルそれぞれの位置情報を演算する演算手段と、前記演算
手段の演算結果に基づき、前記内視鏡挿入部の挿入形状
を表示手段に擬似的に表示する表示制御手段と、を有す
る内視鏡形状検出装置において、前記表示手段に表示さ
れる前記挿入形状の視野方向を変更指示可能な視野方向
変換手段、を具備したことを特徴とする内視鏡形状検出
装置。

【００５４】（２）内視鏡挿入部の挿入軸に沿って配置
された複数のコイルを有する第１のコイル手段と、予め
決められた所定の位置に配置された複数のコイルを有す
る第２のコイル手段と、前記磁気信号の送受によって得
られた検出信号に基づき、前記第２のコイル手段と前記
第１のコイル手段における複数のコイルそれぞれの位置
情報を演算する演算手段と、前記演算手段の演算結果に
基づき、前記内視鏡挿入部の挿入形状を表示手段に擬似
的に表示する表示制御手段と、を有する内視鏡形状検出
装置において、前記表示手段の表示画面の垂直方向を前
記内視鏡挿入部の挿入方向と一致させて表示させる第１
の表示モードと、前記表示画面の水平方向を前記内視鏡
挿入部の挿入方向と一致させて表示させる第２の表示モ
ードとを変更可能な視野方向変換手段、を具備したこと
を特徴とする内視鏡形状検出装置。

【００５５】（３）複数の磁界発生手段と、前記磁界発
生手段から発生した磁界を検出する磁界検出手段とを有
し、磁界検出結果から各々の磁界発生手段の位置を算出
し、内視鏡の形状を内視鏡形状表示手段に表示する内視
鏡形状検出装置において、前記内視鏡形状表示手段が互
いに異なる視点方向からの複数の内視鏡形状を同時に表
示し、Ｘ線透視下の内視鏡像に対応する表示に切り替え
る手段を設けたことを特徴とする内視鏡形状検出装置。 （４）Ｘ線透視した内視鏡像に対応する表示をしている
間に、その状態であることを示す図形ないし文字を表示
することを特徴とした付記３記載の内視鏡形状検出装
置。

【００５６】

【発明の効果】以上説明したように、本発明に係る内視
鏡形状表示装置及び方法によれば、Ｘ線透視に慣れた術
者の場合にも把握し易い状態で内視鏡形状を表示でき
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施の形態を備えた内視鏡シス
テムの全体構成図。

【図２】制御ユニットの概略の機能構成を示すブロック
図。

【図３】図１の内視鏡形状検出装置の作用を示すフロー
チャート図。

【図４】図３における内視鏡形状描画処理の内容を示す
フローチャート図。

【図５】図４の１画面モード処理の内容を示すフローチ
ャート図。

【図６】図４の２画面モード処理の内容を示すフローチ
ャート図。

【図７】形状表示用モニタに表示される１画面モードで
の内視鏡挿入形状を示す図。

【図８】形状表示用モニタに表示される２画面モードで
の内視鏡挿入形状を示す図。

【図９】形状表示用モニタに表示される２画面モード時
での通常表示モードとＸ線像対応モードでの内視鏡挿入
形状を示す図。

【図１０】本発明の第２の実施の形態における２画面モ
ード処理の内容を示すフローチャート図。

【図１１】形状表示用モニタに表示される２画面モード
時でのＸ線像対応モードの内視鏡挿入形状が標識図形と
共に表示される様子を示す図。

【符号の説明】

１…内視鏡システム ２…内視鏡装置 ３…内視鏡形状検出装置 ４…検査ベッド ５…患者 ６…内視鏡（スコープ） ７…ビデオプロセッサ ８…画像観察用モニタ １１…挿入部 １２…操作部 １３…ユニバーサルケーブル １６…湾曲部 １７…挿入形状検出用プローブ １８−１〜１８−１２…ソースコイル １９−１〜１９−１２…センスコイル ２０…コイルユニット ２３…制御ユニット ２４…形状表示用モニタ ２５…入力部 ３１…システムプロセッサ ３２…駆動回路 ３３…検出回路 ３４…画像生成回路 ４１ａ〜４１ｆ…内視鏡挿入形状モデル

フロントページの続き (72)発明者 吉沢 靖宏 東京都渋谷区幡ヶ谷２丁目43番２号 オ リンパス光学工業株式会社内 (72)発明者 谷口 明 東京都渋谷区幡ヶ谷２丁目43番２号 オ リンパス光学工業株式会社内 (72)発明者 小野田 文幸 東京都渋谷区幡ヶ谷２丁目43番２号 オ リンパス光学工業株式会社内 (72)発明者 相沢 千恵子 東京都渋谷区幡ヶ谷２丁目43番２号 オ リンパス光学工業株式会社内 (72)発明者 原 雅直 東京都渋谷区初台１丁目34番14号 初台 ＴＮビル オリンパスシステムズ株式会 社内 (72)発明者 辻 和孝 東京都渋谷区初台１丁目34番14号 初台 ＴＮビル オリンパスシステムズ株式会 社内 (56)参考文献 特開 平９−28659（ＪＰ，Ａ) 特開 平８−107875（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) A61B 1/00 - 1/32

Claims (6)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】内視鏡挿入部の挿入軸に沿って配置された
   複数のコイルを有する第１のコイル手段と、 予め決められた所定の位置に配置された複数のコイルを
   有する第２のコイル手段と、 前記第１のコイル手段及び第２のコイル手段との一方で
   発生した磁界を他方のコイル手段で検出することによ
   り、前記第１のコイル手段における複数のコイルそれぞ
   れの位置情報を演算する演算手段と、 前記演算手段の演算結果に基づき、前記内視鏡挿入部の
   挿入形状を表示手段に擬似的に表示する挿入形状画像を
   生成する画像生成手段と、 前記表示手段に表示される前記挿入形状の視野方向を変
   更して表示する表示変更手段と、 前記画像生成手段で生成された前記挿入形状画像の上下
   の表示方向を、患者の身長方向または診断ベッドの長手
   方向を上下方向として表示する第１の画面モードと、前
   記磁界に基づき挿入形状画像を生成する前記画像生成手
   段とは異なる手段により内視鏡挿入部の挿入形状を取得
   して表示する機器においては診断ベッドの短手方向を上
   下方向として挿入形状画像を取得し、前記磁界に基づき
   挿入形状画像を生成する前記画像生成手段で生成された
   内視鏡挿入部の挿入形状を、第２の視点方向から観察し
   た場合の挿入形状として前記診断ベッドの短手方向を上
   下方向として表示する第２の画面モードでの表示とを選
   択的に行って表示するように前記表示変更手段を制御す
   る表示制御手段と、 を設けたことを特徴とする内視鏡形状検出装置。
2. 【請求項２】内視鏡挿入部の挿入軸に沿って配置された
   複数のコイルを有する第１のコイル手段と、 予め決められた所定の位置に配置された複数のコイルを
   有する第２のコイル手段と、 前記の第１コイル手段及び第２のコイル手段との一方で
   発生した磁界を他方のコイル手段で検出することによ
   り、前記第１のコイル手段における複数のコイルそれぞ
   れの位置情報を演算する演算手段と、 前記演算手段の演算結果に基づき、前記内視鏡挿入部の
   挿入形状を表示手段に擬似的に表示する挿入形状画像を
   生成する画像生成手段と、 前記表示手段に表示される前記挿入形状の視野方向を変
   更して表示する表示変更手段と、 前記画像生成手段で生成された前記挿入形状画像の上下
   の表示方向を、患者の身長方向または診断ベッドの長手
   方向を上下方向として表示する第１の画面モードと、前
   記磁界に基づき挿入形状画像を生成する前記画像生成手
   段とは異なる手段により内視鏡挿入部の挿入形状を取得
   して表示する機器においては診断ベッドの短手方向を上
   下方向として挿入形状画像を取得し、前記磁界に基づき
   挿入形状画像を生成する前記画像生成手段で生成された
   内視鏡挿入部の挿入形状を、第２の視点方向から観察し
   た場合の挿入形状として前記診断ベッドの短手方向を上
   下方向として１つ表示する１画面表示モードと、前記診
   断ベッドの上下方向から観察した場合の挿入形状と前記
   短手方向から観察した場合の挿入形状とを、患者の身長
   方向または診断ベッドの長手方向を上下方向として２つ
   表示する２画面表示モードのいずれかで前記挿入形状画
   像の表示を行う第２の画面モードでの表示とを選択的に
   行って表示するように前記表示変更手段を制御する表示
   制御手段と、 を設けたことを特徴とする内視鏡形状検出装置。
3. 【請求項３】前記第２の視点方向は前記第１の視点方向
   に対して９０度異なるものであることを特徴とする請求
   項１または請求項２に記載の内視鏡形状検出装置。
4. 【請求項４】前記表示制御手段は、更に、前記第２の視
   点方向から観察した前記挿入形状画像を表示する際に、
   前記第２の視点方向から観察した前記挿入形状画像と併
   せて前記第２の視点方向から観察した場合の表示である
   ことを表す標識を表示するように制御することを特徴と
   する請求項１に記載の内視鏡形状検出装置。
5. 【請求項５】内視鏡挿入部の挿入軸に沿って配置された
   複数のコイルを有する第１のコイル手段と、予め決めら
   れた所定の位置に配置された複数のコイルを有する第２
   のコイル手段とを有し、前記第１、第２のコイル手段の
   一方で発生した磁界を他方のコイル手段で検出する検出
   手段により得られた前記第１のコイル手段における複数
   のコイルそれぞれの位置情報を演算する演算ステップ
   と、 前記演算ステップでの演算結果に基づき、前記内視鏡挿
   入部の挿入形状を表示手段に擬似的に表示する挿入形状
   画像を生成する画像生成ステップと、 前記表示手段に表示される前記挿入形状の視野方向を変
   更して表示する表示変更ステップと、 前記画像生成ステップで生成された前記挿入形状画像の
   上下の表示方向で第１の視点方向から観察した場合の前
   記挿入形状画像を表示する第１の画面モードと、前記磁
   界に基づき挿入形状画像を生成する前記画像生成ステッ
   プによる方法とは異なる方法により前記第１の視点方向
   とは異なる第２の視点方向から前記内視鏡挿入部の挿入
   形状画像を取得して表示する機器の表示画面上の該挿入
   形状画像の上下の表示方向に対応させて前記第２の視点
   方向から観察した場合の前記挿入形状画像を表示する第
   ２の画面モードでの表示を選択的に行って表示するよう
   に制御する表示制御ステップと、 を設けたことを特徴とする内視鏡形状検出装置の表示制
   御方法。
6. 【請求項６】内視鏡挿入部の挿入軸に沿って配置された
   複数のコイルを有する第１のコイル手段と、予め決めら
   れた所定の位置に配置された複数のコイルを有する第２
   のコイル手段とを有し、前記第１、第２のコイル手段の
   一方で発生した磁界を他方のコイル手段で検出する検出
   手段により得られた前記第１のコイル手段における複数
   のコイルそれぞれの位置情報を演算する演算ステップ
   と、 前記演算ステップでの演算結果に基づき、前記内視鏡挿
   入部の挿入形状を表示手段に擬似的に表示する挿入形状
   画像を生成する画像生成ステップと、 前記表示手段に表示される前記挿入形状の視野方向を変
   更して表示する表示変更ステップと、 前記画像生成ステップで生成された前記挿入形状画像の
   上下の表示方向で第１の視点方向から観察した場合の前
   記挿入形状画像を表示する第１の画面モードと、前記磁
   界に基づき挿入形状画像を生成する前記画像生成ステッ
   プによる方法とは異なる方法により前記第１の視点方向
   とは異なる第２の視点方向から前記内視鏡挿入部の挿入
   形状画像を取得して表示する機器の表示画面上の該挿入
   形状画像の上下の表示方向に対応させて前記第２の視点
   方向から観察した場合の前記挿入形状画像を１つ表示す
   る１画面表示モードと、前記第２の視点方向に対応した
   上下の表示方向は共通で観察方向がそれぞれ異なる方向
   から観察した場合の前記挿入形状画像を２つ表示する２
   画面表示モードのいずれかで、前記挿入形状画像の表示
   を行う第２の画面モードでの表示を選択的に行って表示
   するように制御する表示制御ステップと、 を設けたことを特徴とする内視鏡形状検出装置の表示制
   御方法。