JP4022068B2

JP4022068B2 - 内視鏡システム

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Publication number: JP4022068B2
Application number: JP2001401834A
Authority: JP
Inventors: 渉大野; 敬司塩田; 元一中村; 昌章植田; 一仁中西; 正和溝口; 正彦絹川
Original assignee: Olympus Corp
Current assignee: Olympus Corp
Priority date: 2001-12-28
Filing date: 2001-12-28
Publication date: 2007-12-12
Anticipated expiration: 2021-12-28
Also published as: JP2003199707A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、体腔内の被写体の光学像を得るための内視鏡を具備した内視鏡システムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、微細な患部の手術であるマイクロサージャリーの発達及び普及に伴い、眼科、脳神経外科、耳鼻科等は勿論のこと、さまざまな分野で手術用顕微鏡下で行うマイクロサージャリーが盛んになってきている。これに伴い、当然のことながら、手術用顕微鏡も術者の手術手技等に応じてさまざまな要求がなされ、改良が加えられている。
【０００３】
さらに、最近の手術は、手術後の患者の早期社会復帰を考慮して、より低侵襲な手術へと変化してきており、より細孔内での術部等の観察が望まれている。さらに、体腔内深部の観察においては、顕微鏡観察では影になって観察できない部位についても手術における正確性をより向上させるために観察可能にすることが望まれている。
【０００４】
このような問題点を改善する手段として、事前にＸ線ＣＴ（コンピュータ断層撮影装置）、ＭＲＩ（磁気共鳴断層撮影装置）等の画像診断より得られた断層画像データをモニタに映し出し、その画像を基に、目的の治療部位や手術器具が何処にあるか、どのように移動しているかを表示して手術を進める方法があった。
【０００５】
さらに、近年では、細孔内部に対して内視鏡を併用して手術を行う方法も取られ、特開平５−３０５０７３号公報に開示されるように内視鏡や処置器具の位置を術前診断画像に投影して手術を写す方法があった。
【０００６】
また、内視鏡を使用する場合、特開昭６１−２４４３２３号公報、特公平７−６２７３７号公報、特公平８−２２２７２号公報、特開平８−２３８２１６号公報、及び特公平２５４３８５５号公報で開示されているように、内視鏡固有の情報を内視鏡自体が持ち、それに基づいて内視鏡の画像を補正し、適切な内視鏡画像を提供する方法があった。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
前記した従来の技術では、細孔内観察用の補助光学系を用いて、術者が顕微鏡観察では死角になる観察できない部位、例えば動脈瘤の裏側、腫瘍剥離後の神経または周囲組織等の観察を行うときは、内視鏡などの補助光学系によって撮像された映像を視野内に表示して行うが、その場合、内視鏡によって撮像された像がどの部位にあたるかを把握する必要がある。
【０００８】
そのために、この内視鏡の映像にＭＲＩやＸ線ＣＴなどの術前診断画像を表示させる場合があるが、内視鏡の光学系による像面の歪みによって実際の観察組織と術前診断画像との位置の対応がずれる可能性があった。これにより、目的の腫瘍や血管の位置を正確に把握できず処置が難しくなることがあった。この問題に対して従来技術で挙げた内視鏡像の補正手段があるが、Ｘ線ＣＴなどの平面画像との位置合わせを行う場合、Ｘ線ＣＴなどの平面画像に対し、内視鏡画像は立体面を撮像した画像であり、その歪みを除去するのは容易ではなく正確さに欠けていた。
【０００９】
本発明は、上記事情を鑑みてなされたものであり、内視鏡の光学系で得られる観察画像と、この観察画像に対応した断層画像信号とを正確に位置合わせすることができる内視鏡システムを提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するため、本発明の内視鏡システムは、体腔内の被写体の光学像を得る光学系と、焦点面に応じた像面湾曲情報が像面湾曲情報として記憶されたメモリと、を具備する内視鏡と、前記光学系によって得られた前記光学像を撮像する撮像部と、前記内視鏡の先端の位置、及び、前記光学系の光軸方向に存在する前記被写体の位置を検出する位置検出部と、前記位置検出部の検出結果に基づき、前記被写体の位置における前記被写体の断層像を断層画像信号として取得する断層像取得部と、前記メモリに記憶された前記像面湾曲情報に基づき、前記断層像取得部が取得した前記断層像に対し、前記光学像の湾曲状態と同等の湾曲状態を与えるための歪み処理を施す画像変形部と、前記光学像、及び、前記歪み処理が施された断層像を合成して出力する画像合成部と、を具備することを特徴とする。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。
（第１の実施の形態）
図１及び図２は本発明の第１の実施の形態に係り、図１は内視鏡装置の全体構成を示す説明図、図２は内視鏡とカメラヘッドの接続部を示す断面図である。
【００１２】
（構成）
まず、図１を用いて内視鏡装置の全体構成を説明する。
図１に示すように、内視鏡装置１は、内視鏡テレビ観察装置に適用したものである。
【００１３】
この内視鏡装置１は、内視鏡１１と、テレビカメラヘッド１２と、カメラコントロールユニット１４と、ナビゲーション装置１７と、断層画像信号入力手段１８と、マーカ１９ａと、デジタイザ１９ｂと、ミキサ２１と、モニタ２３とから構成されている。
【００１４】
前記内視鏡１１は、細長な挿入部３１と、この挿入部３１の後端に連設された接眼部３２とを有して構成されている。
【００１５】
被写体の光学像は、挿入部３１の先端部に設けられた図示しない対物レンズによって内視鏡１１の図示しないリレー光学系に結像され、この結像された像はそのリレー光学系により接眼部３２側に伝送される。そして、接眼部３２の図示しない接眼レンズを介して肉眼で観察出来るようになっている。
【００１６】
前記接眼部３２には、前記テレビカメラヘッド１２が着脱自在で装着される。テレビカメラヘッド１２は、固体操像素子としての、図２に示すＣＣＤ３９を内蔵している。このテレビカメラヘッド１２は、ＣＣＤ３９で内視鏡像を光電変換により電気信号に変換する。変換された電気信号はテレビカメラヘッド１２から延出されたケーブル１３によってカメラコントロールユニット１４に伝送される。カメラコントロールユニット１４はケーブル１３から伝送される電気信号を映像信号に変換して映像ケーブル１５に出力する。
【００１７】
カメラコントロールユニット１４は映像ケーブル１５によってミキサ２１に接続されている。
【００１８】
また、テレビカメラヘッド１２はケーブル１６によってナビゲーション装置１７に接続されている。
【００１９】
テレビカメラヘッド１２にはマーカ１９ａが取り付けらている。デジタイザ１９ｂはマーカ１９ａの位置の検出を行い、この検出結果のデータ信号をナビゲーション装置１７に供給する。また、ナビゲーション装置１７にはＭＲＩやＣＴによって得られた断層画像信号であるところの術前診断画像ａ１が断層画像信号入力手段１８によって供給されるようになっている。ナビゲーション装置１７の出力側はケーブル２０を介して前記ミキサ２１に接続されている。
【００２０】
前記ミキサ２１の出力側は映像ケーブル２２を介してモニタ２３に接続されている。
【００２１】
ここで、断層画像信号入力手段１８には、ＭＲＩやＣＴと電気的に接続するインターフェイス、ＭＲＩやＣＴによって得られた術前診断画像ａ１を記録した記録媒体の読み出しを行う記録媒体読み出し手段等を用いている。
【００２２】
次に、図２を用いて内視鏡１１とテレビカメラヘッド１２の接続部を詳細に説明する。
【００２３】
図２に示すように、内視鏡１１の接眼部３２のアイピース３３内部にはメモリチップ３４が配置されている。前記メモリチップ３４の制御線及びデータ線は端子３５によってアイピース３３の外部に接続されている。
【００２４】
一方、テレビカメラヘッド１２の接続部３６には、前記端子３５に着脱可能な端子３７が設けられている。端子３７はデータ線３８に接続されされている。データ線３８は、図１に示した前記ケーブル１６としてテレビカメラヘッド１２の外部に引き出されている。また、テレビカメラヘッド１２の接続部３６には光学像を光電変換するＣＣＤ３９が配置されている。ＣＣＤ３９の出力は図１に示したケーブル１３によってカメラコントロールユニット１４に供給される。
【００２５】
このような構成により、内視鏡装置１は、内視鏡１１の挿入部３１が体腔内に挿入されるとともに挿入部３１の所定の光学系を介して前記体腔内を撮像するようになっている。
【００２６】
メモリチップ３４、端子３５，３７及びデータ線３８は、前記内視鏡装置１の内視鏡１１の前記光学系に関する光学情報を入力する光学情報入力手段となっている。
【００２７】
断層画像信号入力手段１８は、前記体腔内の断層画像を表示可能な所定の医療観察装置で得られた断層画像信号（術前診断画像ａ１）を入力するようになっている。
【００２８】
ナビゲーション装置１７は、前記光学情報入力手段からの前記光学情報に基づいて前記断層画像信号入力手段１８からの前記断層画像信号を処理し、前記内視鏡装置１の前記光学系で得られる観察画像に対応した断層画像信号を得る断層画像信号処理手段となっている。
【００２９】
（作用）
次に、上記構成よりなる本実施の形態の作用について説明する。
図１において、内視鏡１１によって捕らえられた図示しない光学像は、図２のＣＣＤ３９によって光電変換され、ケーブル１３を介してカメラコントロールユニット１４によって映像信号に変換され、映像ケーブル１５によってミキサ２１に入力される。
【００３０】
次に、図２において、メモリチップ３２には、内視鏡１１あるいは図示しないほかの種類の内視鏡の、図示しない焦点面および焦点面より遠点の少なくとも２つの光学収差による像面湾曲情報が記憶されている。前記像面湾曲情報は内視鏡の種類によって異なった値を持つ。メモリチップ３２の像面湾曲情報は、端子３５に出力され、端子３７、データ線３８及び図１のケーブル１６によってナビゲーション装置１７に送られる。
【００３１】
ナビゲーション装置１７では、マーカ１９ａおよびデジタイザ１９ｂにより、内視鏡１１の先端、および先端から光軸方向に一定距離の術部に対する位置を検知する。
【００３２】
次に、ナビゲーション装置１７では、前記位置の検知結果に基づいて、ＭＲＩやＣＴによって得られた術前診断画像ａ１を、カメラコントロールユニット１４で得られた内視鏡画像に位置関係が一致するように拡大あるいは縮小および回転処理する。
【００３３】
さらに、ナビゲーション装置１７は、メモリチップ３２からの像面湾曲情報に基づいて、術前診断画像ａ１を写像変換による変形処理を行ってケーブル２０によってミキサ２１に入力する。
【００３４】
ミキサ２１では、ケーブル２０からの映像とケーブル１５からの映像を合成処理し、モニタ２３に出力する。
【００３５】
図３及び図４はナビゲーション装置１７の内部での処理を示す説明図であり、図３は内視鏡１１として第１の種類となる内視鏡Ａを用いた場合を示し、図４は内視鏡１１として第２の種類となる内視鏡Ｂの場合を示している。
【００３６】
図３において、内視鏡Ａ像４１は第１の種類となる内視鏡Ａの像面湾曲を示すものである。
【００３７】
前記術前診断画像ａ１として供給されるナビゲーションａ画像４２は、歪みのない画像である。前記ナビゲーション装置１７内部の画像変形手段４３は、ナビゲーションａ画像４２に対して、内視鏡Ａの前記メモリチップ３４に記憶された像面湾曲情報であるスコープ湾曲パターンデータｂ１により、内視鏡Ａ像４１と同等のパターンの画像変形を加えてナビゲーションａ’画像４５として出力する。
【００３８】
一方、図４において、内視鏡Ａ像４１と異なる内視鏡Ｂ像４６は第２の種類となる内視鏡Ｂの像面湾曲を示すものである。
【００３９】
内視鏡Ａ像４１と異なる内視鏡Ｂ像４６は図示しない内視鏡Ｂの像面湾曲を示すものである。前記術前診断画像ａ１として供給される腫瘍の位置・形状等を示すナビゲーションｂ画像４７は歪みのない画像である。前記画像変形手段４３は、ナビゲーションｂ画像４７に対して、内視鏡Ｂの前記メモリチップ３４に記憶された像面湾曲情報である内視鏡湾曲パターンデータｂ２により、内視鏡Ｂ像４６と同等のパターンの画像変形を加えてナビゲーションｂ’画像４９として出力する。
【００４０】
（効果）
第１の本実施の形態によれば、内視鏡装置１の光学系で得られる観察画像であるところの内視鏡画像に、術前診断画像である光軸方向に垂直な断層画像を投影する場合、断層画像に対して内視鏡画像と同様の画像変形を加えるので、内視鏡装置の光学系で得られる観察画像と、この観察画像に対応した断層画像とを正確に位置合わせして精度良く重畳でき、さらに内視鏡を付け替えても内視鏡の種類に応じて補正された術前診断画像が重畳される。これにより、内視鏡を用いて手術を行う場合において術者に必要な術前診断情報を正確に提供することができ、手術の作業効率を向上できる。
【００４１】
（第２の実施の形態）
図５及び図６は本発明の第２の実施の形態に係り、図５は内視鏡装置の全体構成を示す説明図、図６は内視鏡とカメラヘッド接続部を示す断面図である。図５及び図６の説明においては、図１及び図２に示した実施の形態と同様の構成要素に同じ符号を付して説明を省略している。
【００４２】
（構成）
図５に示すように、内視鏡装置２の前記内視鏡１１で得られた光学像は、ズーム付きテレビカメラヘッド５０によって光電変換され電気信号に変換される。このテレビカメラヘッド５０にはズームリング５１が設けられている。
【００４３】
テレビカメラヘッド５０により変換された信号は、ケーブル１３を介してカメラコントロールユニット１４によって映像信号に変換され、映像ケーブル１５によってミキサ２１に供給される。
【００４４】
一方、テレビカメラヘッド５０は、ケーブル５６によってナビゲーション装置５７に接続されている。ナビゲーション装置５７は、ケーブル２０を介して前記ミキサ２１に接続されている。前記ミキサ２１の出力はモニタ２３に供給される。
【００４５】
次に、図６を用いてテレビカメラヘッド５０の接続部を詳細に説明する。
図６に示すように、テレビカメラヘッド５０に接続される前記内視鏡１１は第１の実施の形態と同じ構造である。一方カメラヘッド接続部６６にはスコープ接続端子６７がある。スコープ接続端子６７は、データ線６８に接続されている。データ線６８はカメラヘッド５０の外部に引き出されている。
【００４６】
また、カメラヘッド接続部６６には光学像を光電変換するＣＣＤ６９が配置される。ＣＣＤ６９の出力端子は図５に示すカメラコントロールユニット１４に接続されている。ＣＣＤ６９の前方には、内視鏡１１の光学像の変倍を行うズーム光学系７０が設けられている。ズーム光学系７０は、ズームリング５１の回転により各レンズの位置が前後することで、光学像の変倍を行う。
【００４７】
ズームリング５１の内部構造７１の近傍には、ズームリング５１の回転角の検出を行う回転角検出器７２が配置されている。回転角検出器７２の出力はズーム倍率信号ｃ１として図５のケーブル５６によってナビゲーション装置５７に出力されている。
【００４８】
（作用）
次に、上記構成よりなる第２の実施の形態の作用について説明する。
図５において内視鏡１１によって捕らえられた図示しない光学像は図６のズーム光学系７０を介してＣＣＤ６９によって光電変換される。ＣＣＤ６９によって光電変換された信号は、カメラコントロールユニット１４によって映像信号に変換され、ミキサ２１に入力される。
【００４９】
一方、図６に示すように、メモリチップ３２からの前記像面湾曲情報は図６の端子６７及びデータ線６８を介して内視鏡像湾曲パターンデータ信号ｂ１としてナビゲーション装置５７に送られる。
【００５０】
ナビゲーション装置５７では、ＭＲＩやＣＴによって得られた術前診断画像ａ１を、マーカ１９ａとデジタイザ１９ｂによる内視鏡１１の先端および、先端から一定距離の位置情報、さらに前記像面湾曲情報およびズーム倍率信号ｃ１に基づいて変形処理してケーブル２０によってミキサ２１に入力する。ミキサ２１では２つの映像を合成処理し、モニタ２３に出力する。
【００５１】
図７及び図８はナビゲーション装置５７の内部での処理を示す説明図であり、図７はズームリング５１を高倍率側にセットした場合を示し、図４はズームリング５１を低倍率側にセットした場合を示している。
【００５２】
図７に示すように、ズームリング５１を高倍率側にセットした場合はＣＣＤ６９には内視鏡像（高倍率）８１が撮像される。
【００５３】
内視鏡像（高倍率）８１はテレビカメラヘッド５０が高倍率で撮像した場合の内視鏡１１の光学像の像面湾曲を示すものである。
【００５４】
前記術前診断画像であるナビゲーション画像Ｔ８２は歪みのない画像であるが、前記ナビゲーション装置５７の内部の画像変形手段８３は、ナビゲーション画像Ｔ８２に対して、前記メモリチップ３４に記憶された像面湾曲情報である内視鏡湾曲パターンデータｂ１とズーム倍率信号ｃ１により、内視鏡像（高倍率）８１と同等のパターンの画像変形を加えてナビゲーション画像Ｔ’８５として出力する。
【００５５】
一方、ズームリング５１を低倍率側にセットした場合は、ＣＣＤ６９には図７に示すように、内視鏡像（低倍率）８６が撮像される。
【００５６】
内視鏡像（低倍率）８６はテレビカメラヘッド５０が低倍率で撮像した場合の内視鏡１１の光学像の像面湾曲を示すものである。
【００５７】
前記術前診断画像であるナビゲーション画像Ｗ８７は歪みのない画像であるが、前記ナビゲーション装置内部の画像変形手段８３は、ナビゲーション画像Ｗ８７に対して、前記内視鏡湾曲パターンデータｂ１とズーム倍率信号ｃ１により、内視鏡像（低倍率）８６と同等のパターンの画像変形を加えてナビゲーション画像Ｗ’８９として出力する。
【００５８】
（効果）
第２の実施の形態によれば、第１の本実施の形態と同様に内視鏡画像に術前診断画像である深さ方向に垂直な断層画像を投影する場合、内視鏡画像に対して精度良く重畳できることに加えて、さらにズーム倍率を変えても補正された断層画像を精度良く重畳できる。
【００５９】
（第３の実施の形態）
ところで、内視鏡により処置を行う場合、表示させている診断画像が内視鏡の先端からどれだけの距離にあるか、または組織表面からどれだけの深さの像であるかを判断しながら進めなければならない。従来は頭骸の座標に対して術前診断画像を表示するため、内視鏡像に対しての診断画像の位置関係の把握が難しかった。
【００６０】
第３の実施の形態は、このような事情に鑑みて成されたものであり、術中簡便な操作により目的の術前診断画像を表示することができる内視鏡装置を提供することを目的にしている。
【００６１】
図９乃至図１１は本発明の第３の実施の形態に係り、図９は内視鏡装置の全体構成を示す説明図、図１０は内視鏡の先端部を示す断面図、図１１はモニタに表示される画像を示す平面図である。
【００６２】
（構成）
図９に示すように、内視鏡装置３は、内視鏡９１と、テレビカメラヘッド９２と、カメラコントロールユニット９４と、ナビゲーション装置９７と、断層画像信号入力手段９８と、マーカ９９ａと、デジタイザ９９ｂと、ミキサ１０１と、モニタ１０３と、距離設定手段１０４とから構成されている。
【００６３】
カメラコントロールユニット９４、断層画像信号入力手段９８、マーカ９９ａ、デジタイザ９９ｂ、ミキサ１０１、モニタ１０３は、図１の第１の実施の形態と同様の構成になっている。
【００６４】
内視鏡９１はテレビカメラヘッド９２に接続され光学像を光電変換する。テレビカメラヘッド９２はカメラコントロールユニット９４に接続される。カメラコントロールユニット９４の出力はミキサ１０１に接続されている。また、テレビカメラヘッド９２にはマーカ９９ａが取り付けられている。
【００６５】
一方、図１０に示すように、内視鏡９１の先端部１２１は、観察光学系１２２と照明光学系１２３を有している。また、先端部１２１の径両端には超音波振動子１２４および超音波受信子１２５が配置されている。
【００６６】
超音波受信子１２５の出力は図９に示すテレビカメラヘッド９２を介して超音波測距手段１０５に接続される。
【００６７】
図９に示ように、超音波測距手段１０５は、前記超音波受信子１２５の出力に基づいて距離データを作成してナビゲーション装置９７に入力する。
【００６８】
ナビゲーション装置９７は、ミキサ１０１、デジタイザ９９ｂ及び距離設定手段１０４に接続されている。ミキサ１０１の出力側はモニタ１０３に接続される。モニタ１０３には図１１に示すモニタ画面１４１が表示される。
【００６９】
図１１に示すように、モニタ画面１４１は、内視鏡画像１４２およびその画像中心１４３、断層画像１４４、内視鏡先端からの距離１４５、そして、内視鏡先端から断層画像までの距離１４６で構成される。
【００７０】
なお、断層画像１４４は内視鏡画像１４２に重畳されても良い。
【００７１】
（作用）
次に、第３の形態の作用について説明する。
【００７２】
図１０に示すように、内視鏡９１は、先端部１２１の照明光学系１２３によって図示しない光源装置による照明光を伝送し、組織１２９を照明する。組織１２９の画像は観察光学系１２２によって伝送されテレビカメラヘッド９２内のＣＣＤおよびカメラコントロールユニット９４によって映像信号に変換される。
【００７３】
内視鏡９１およびテレビカメラヘッド９２によって撮像された内視鏡像、およびナビゲーション装置９７からの術前診断画像ａ１による断層画像は、ミキサ１０１によって合成されモニタ１０３に表示される。
【００７４】
尚、図１０に示す画像中心１２８は図１１に示す内視鏡像１４２が画像中心１４３の位置に表示される。
【００７５】
一方、図１０に示すように、超音波振動子１２４からの超音波信号の出力波１２６は、組織１２９により反射され、この反射信号の反射波１２７は超音波受信子１２５によって電気信号に変換され、その反射波形より図９に示す超音波測距手段１０５は先端部１２１から組織１２９までの距離１３０を計算する。超音波測距手段１０５による距離情報はナビゲーション装置９７に入力され、断層画像入力手段９８からの術前診断画像ａ１による断層画像１４４と共に、先端からの距離の表示１４５としてモニタ画面１４１に表示される。
【００７６】
一方、図９に示す距離設定手段１０４によって図１０に示す先端部１２１からの距離１３１が設定される。ナビゲーション装置９７は、先端部１２１からの距離１３１で、該距離１３１の奥行き方向に垂直な組織１２９内の断層面１３２を設定し、この断層面１３２にある断層画像を断層画像入力手段９８からの術前診断画像ａ１から選択して、図１１に示すモニタ画面１４１に断層画像１４４として表示する。また、距離設定手段１０４によって設定された距離１３１はモニタ画面１４１に距離情報（断層画像からの距離の表示１４６）として表示する。断層画像１４４は内視鏡１１が移動された場合も、内視鏡１１の移動に合わせて設定された距離１３１を保ちながら更新される。
【００７７】
（効果）
第３の実施の形態によれば、モニタ画面１４１に内視鏡画像１４２とともに術前診断画像である組織の深さ方向に垂直な断層画像１４４を表示する場合、その表示距離を任意の深さに設定ができ、内視鏡画像１４２に対して見たい深さの断層画像１４４の選択が可能となるとともに、先端部１２１から組織１２９までの距離をリアルタイムに表示することにより断層画像１４４の組織表面からの深さを知ることができ、断層画像を設定する内視鏡からの距離を判断しやすくなる。
【００７８】
また、内視鏡画像１４２に断層画像１４４を重ねて投影する場合についても同様の効果が得られる。
【００７９】
（第４の実施の形態）
図１２及び図１３は本発明の第４の実施の形態に係り、図１２は内視鏡の先端部を示す断面図、図１３はモニタに表示される画像を示す平面図である。第４の実施の形態の全体構成については図９を代用して説明する。
【００８０】
（構成）
第４の実施の形態は、図１２に示す組織１２９からの深さを図９に示す距離設定手段１０４により設定し、この深さにある断層画像を図９に示す断層画像入力手段９８からの術前診断画像ａ１から選択して、図１３に示すモニタ画面１６１に表示する。
【００８１】
モニタ画面１６１は、内視鏡画像１６２、断層画像１６３、先端からの距離１６５、表面からの深さ１６６が表示される。
【００８２】
（作用）
まず、術者は、図９に示す距離設定手段１０４によって図１２に示す組織１２９からの深さ（図１３に示す深さ１６６の数値）を設定する。これにより、ナビゲーション装置９７は、断層画像を表示する内視鏡９１の先端部１２１からの距離１３１を、先端部１２１からの距離１３０と組織１２９の表面からの深さ和として計算し、計算した距離にある断層画像を断層画像入力手段９８からの術前診断画像ａ１から選択して、図１３に示すモニタ画面１６１に断層画像１６３として表示する。これにより、内視鏡の先端からの距離１３０が変化しても、常に一定の深さの断層画像▲１▼１５１、断層画像▲２▼１５２、断層画像▲３▼１５３、断層画像▲４▼１５４が得られる。
【００８３】
（効果）
このような第４の実施の形態によれば、モニタ画面１６１に内視鏡画像１６２とともに術前診断画像である組織の深さ方向に垂直な断層画像を表示する場合において、内視鏡９１の先端部１２１が変化した場合にも組織１２９の表面からの任意の深さの断層画像を常に表示することが出来る。
【００８４】
また、内視鏡画像１６２に断層画像１６４を重ねて投影する場合についても同様の効果が得られる。
【００８５】
［付記］
以上詳述したような本発明の上記実施の形態によれば、以下の如き構成を得ることができる。
【００８６】
（付記項１）体腔内に挿入されるとともに所定の光学系を介して前記体腔内を撮像する内視鏡装置において、
前記内視鏡装置の前記光学系に関する光学情報を入力する光学情報入力手段と、
前記体腔内の断層画像を表示可能な所定の医療観察装置で得られた断層画像信号を入力する断層画像信号入力手段と、
前記光学情報入力手段からの前記光学情報に基づいて前記断層画像信号入力手段からの前記断層画像信号を処理し、前記内視鏡装置の前記光学系で得られる観察画像に対応した断層画像信号を得る断層画像信号処理手段と、
を具備したことを特徴とする内視鏡装置。
【００８７】
（付記項２）内部に固有の情報を保持する手段を具備する内視鏡において、
前記固有情報が前記内視鏡の光学系の像面湾曲情報であり、
前記固有情報により処理を行う術前診断画像表示装置と、
前記内視鏡の画像内に術前診断画像を表示する手段と、
を具備することを特徴とする内視鏡装置。
【００８８】
（付記項３）前記光学系の倍率を変更する手段と、
倍率変更情報を出力する手段と、
を具備し、前記術前診断画像表示装置が前記倍率変更情報と前記固有情報により処理を行うことを特徴とする付記項２に記載の内視鏡装置。
【００８９】
（付記項４）前記内視鏡の先端からの距離を指定する距離設定手段と、
前記内視鏡の組織からの距離測定手段と、
前記距離設定手段により指定距離の術前診断画像を表示する術前診断画像表示装置と、
を具備することを特徴とする付記項３に記載の内視鏡装置。
【００９０】
（付記項５）前記距離測定手段が超音波振動子および受信子であることを特徴とする付記項４に記載の内視鏡装置。
【００９１】
（付記項６）前記距離測定手段が可干渉光を用いることを特徴とする付記項４に記載の内視鏡装置。
【００９２】
（付記項７）前記術前診断画像表示装置が前記像面湾曲情報により、湾曲画像を平面に戻す処理を行うことを特徴とする付記項３に記載の内視鏡装置。
【００９３】
（付記項８）前記像面湾曲情報が、焦点位置、およびその前後の情報であることを特徴とする付記項３に記載の内視鏡装置。
【００９４】
（付記項９）前記術前診断画像表示装置が、組織の深さを指定する手段と、前記組織の深さと前記距離測定手段による結果の和によって前記術前診断画像を表示することを特徴とする付記項４に記載の内視鏡装置。
【００９５】
（付記項１０）前記距離手段による距離情報を表示する表示手段を有することを特徴とする付記項４に記載の内視鏡装置。
【００９６】
【発明の効果】
以上述べた様に、本発明の内視鏡システムによれば、内視鏡の光学系で得られる観察画像と、この観察画像に対応した断層画像信号とを正確に位置合わせできるので、内視鏡を用いて手術を行う場合において術者に必要な術前診断情報を正確に提供でき、手術の作業効率を向上できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係る内視鏡装置の全体構成を示す説明図。
【図２】本発明の第１の実施の形態に係る内視鏡とカメラヘッドの接続部を示す断面図。
【図３】本発明の第１の実施の形態に係るナビゲーション装置の内部での処理を示す第１の説明図。
【図４】本発明の第１の実施の形態に係るナビゲーション装置の内部での処理を示す第２の説明図。
【図５】本発明の第２の実施の形態に係る内視鏡装置の全体構成を示す説明図。
【図６】本発明の第２の実施の形態に係る内視鏡とカメラヘッドの接続部を示す断面図。
【図７】本発明の第２の実施の形態に係るナビゲーション装置の内部での処理を示す第１の説明図。
【図８】本発明の第２の実施の形態に係るナビゲーション装置の内部での処理を示す第２の説明図。
【図９】本発明の第３の実施の形態に係る内視鏡装置の全体構成を示す説明図。
【図１０】本発明の第３の実施の形態に係る内視鏡の先端部を示す断面図。
【図１１】本発明の第３の実施の形態に係るモニタに表示される画像を示す平面図。
【図１２】本発明の第４の実施の形態に係る内視鏡の先端部を示す断面図。
【図１３】本発明の第４の実施の形態に係るモニタに表示される画像を示す平面図。
【符号の説明】
１ …内視鏡装置
１１ …内視鏡
１２ …テレビカメラヘッド
１４ …カメラコントロールユニット
１７ …ナビゲーション装置
１８ …断層画像信号入力手段
１９ａ …マーカ
１９ｂ …デジタイザ
２１ …ミキサ
２３ …モニタ
３４ …メモリチップ
３８ …データ線
３９ …ＣＣＤ

Claims

体腔内の被写体の光学像を得る光学系と、焦点面に応じた像面湾曲情報が記憶されたメモリと、を具備する内視鏡と、
前記光学系によって得られた前記光学像を撮像する撮像部と、
前記内視鏡の先端の位置、及び、前記光学系の光軸方向に存在する前記被写体の位置を検出する位置検出部と、
前記位置検出部の検出結果に基づき、前記被写体の位置における前記被写体の断層像を断層画像信号として取得する断層像取得部と、
前記メモリに記憶された前記像面湾曲情報に基づき、前記断層像取得部が取得した前記断層像に対し、前記光学像の湾曲状態と同等の湾曲状態を与えるための歪み処理を施す画像変形部と、
前記光学像、及び、前記歪み処理が施された断層像を合成して出力する画像合成部と、
を具備することを特徴とする内視鏡システム。
前記撮像部は、ズーム倍率を変更しつつ前記被写体の光学像を撮像可能であるとともに、該ズーム倍率をズーム倍率信号として出力し、
前記画像変形部は、前記メモリに記憶された前記像面湾曲情報と、前記撮像部から出力される前記ズーム倍率情報とに基づき、前記断層像取得部が取得した前記断層像に対し、前記ズーム倍率に応じた前記光学像の湾曲状態と同等の湾曲状態を与えるための歪み処理を施すことを特徴とする請求項１に記載の内視鏡システム。