内窥镜系统技术方案

内窥镜系统具备：图像存储部，其存储预先获取到的被检体中的三维图像信息；管腔脏器提取部，其从三维图像信息中提取规定的管腔脏器；对物光学系统，其设置于内窥镜的插入部的前端；视线方向检测部，其检测对物光学系统的视线方向；方向比较部，其将由管腔脏器提取部提取出的规定的管腔脏器的芯线方向与视线方向进行比较；以及位置姿势信息记录部，其在芯线方向与视线方向所成的角为规定的阈值以下的情况下，记录内窥镜的插入部的前端的位置和姿势的信息。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】内窥镜系统
本专利技术涉及一种利用摄像单元对被检体内进行拍摄的内窥镜系统。
技术介绍
近年来，在医疗领域等领域中广泛使用具有能够插入到体腔内等的插入部的内窥镜。另一方面，在插入到如体腔内的支气管那样复杂地分支的管腔脏器内来检查管腔脏器的末端侧的目标部位(的患部组织)或者使用处置器具进行活检、处置的情况下，仅根据在插入时得到的内窥镜图像，有时难以将插入部前端导入到目标部位附近。因此，提出了进行用于辅助将内窥镜的插入部前端导入到目标部位附近的作业的显示等的系统或者装置。例如，在作为第一以往例的日本特开2011-189074号公报中公开了一种医疗装置，该医疗装置具备：插入部，其被插入到支气管中；多个FBG传感器部，其配设于插入部；存储部，其存储预先获取到的支气管的三维图像数据；形状测量部，其根据FBG传感器部的数据来测量插入部的形状；芯线计算部，其根据存储部中存储的三维图像数据来计算支气管的芯线；以及位置计算部，其根据由形状测量部测量出的形状和由芯线计算部计算出的芯线来计算插入部的位置。而且，通过提取芯线来计算插入部的前端的位置和方向。另外，在作为第二以往例的日本特开2012-24518号公报中公开了一种辅助装置，该辅助装置从预先获取到的被检体的三维图像中获取被检体的管状组织(管状脏器)的中心线，显示一边使插入到上述管状组织的内窥镜沿着上述管状组织的长度方向移动一边进行拍摄得到的内窥镜图像，在所显示的上述内窥镜图像中显示有上述管状组织的一个特征区域时，输入上述内窥镜的基准位置并且在上述中心线上设定与上述一个特征区域对应的位置，获取从上述基准位置起进一步移动后的上述内窥镜的移动量和前进方向，将从与上述一个特征区域对应的位置起沿着上述中心线向获取到的上述前进方向仅离开获取到的上述移动量后的位置计算为当前位置，使表示计算出的当前位置的指标显示在上述中心线上。而且，根据管状脏器的芯线和摄像单元的移动量及前进方向来计算摄像单元的位置。在上述第一以往例中公开了通过提取芯线来计算插入部的前端的位置的观点，在第二以往例中公开了根据管腔脏器的芯线和摄像单元(内窥镜前端)的移动量及前进方向来计算摄像单元(内窥镜前端)的位置，但是并未公开记录在插入部的前端的位置的计算(估计)失败的情况下所需的适用于进行再次对位的信息。在进行再次对位的情况下，期望的是，不仅将芯线的信息作为与插入部的前端的位置有关的信息来记录，还将由摄像单元经由对物光学系统进行拍摄时的视线方向等姿势信息作为与插入部的前端的位置有关的信息来记录，从而容易地进行再次对位。本专利技术是鉴于上述点而完成的，目的在于提供一种将内窥镜的前端的姿势信息与位置信息一并记录使得容易进行再次对位等的内窥镜系统。
技术实现思路
本专利技术的一个方式的内窥镜系统具备：图像存储部，其构成为存储预先获取到的被检体中的三维图像信息；管腔脏器提取部，其构成为从上述三维图像信息中提取规定的管腔脏器；对物光学系统，其设置于内窥镜的插入部的前端；视线方向检测部，其构成为检测上述对物光学系统的视线方向；方向比较部，其构成为将由上述管腔脏器提取部提取出的上述规定的管腔脏器的芯线方向与上述视线方向进行比较；以及位置姿势信息记录部，其构成为在上述芯线方向与上述视线方向所成的角为规定的阈值以下的情况下记录上述内窥镜的插入部的前端的位置和姿势的信息。附图说明图1是表示本专利技术的第一实施方式的内窥镜系统的整体结构的图。图2A是表示作为支气管的形状图像的支气管形状图像的图。图2B是表示在图2A示出的支气管形状图像上叠加地显示内窥镜的插入部的前端的位置和方向的情形的图。图2C是将视线方向与芯线方向所成的角进行比较的情形的说明图。图2D是表示在进行再次对位时在监视器中显示的信息的显示例的图。图3是表示第一实施方式的代表性处理例的流程图。图4是表示具备位置传感器的第一实施方式的第一变形例的内窥镜系统的整体结构的图。图5是第一变形例中的两个坐标系的对位的说明图。图6是表示第二变形例中的处理的一部分的流程图。图7是表示本专利技术的第二实施方式中的处理的一部分的流程图。图8是表示本专利技术的第三实施方式中的处理的一部分的流程图。图9是表示本专利技术的第四实施方式中的处理的一部分的流程图。图10是本专利技术的第五实施方式中的动作的说明图。具体实施方式以下，参照附图来说明本专利技术的实施方式。(第一实施方式)如图1所示，本专利技术的第一实施方式的内窥镜系统1主要包括：内窥镜装置4，其具备内窥镜3，该内窥镜3被插入到作为成为检查对象的被检体的患者的作为规定的管腔脏器的支气管2(图2A)内；以及插入辅助装置5，其与该内窥镜装置4一起使用，用于进行内窥镜3的插入辅助。内窥镜装置4具有：内窥镜3；光源装置6，其向该内窥镜3提供照明光；作为信号处理装置的照相机控制部件(简称为CCU)8，其对搭载于内窥镜3的构成摄像单元(摄像部)的摄像元件7进行信号处理；以及作为显示装置(显示部)的监视器9，其显示由CCU8生成的内窥镜图像。内窥镜3包括具有挠性的细长的插入部(或者内窥镜插入部)11和设置于该插入部11的后端的操作部12，在设置于插入部11的前端附近的前端部13设置有照明窗和观察窗。在插入部11、操作部12内贯穿用于传递照明光的光导件14，该光导件14的后端的入射端与光源装置6相连接，由光源装置6内的未图示的光源灯或者LED产生的照明光入射到入射端。由该光导件14传递的照明光从安装于照明窗的射出端(前端面)向前方射出。另外，在观察窗安装物镜15，该物镜15形成使被摄体成像的对物光学系统，在其成像位置处配置电荷耦合元件(CCD)等摄像元件7，由物镜15和摄像元件7形成作为摄像单元(摄像部)的摄像装置16，该摄像装置16将作为供插入部11插入的规定的管腔脏器的支气管2的内部作为被摄体来拍摄。此外，在本实施方式中，物镜15的光轴方向与插入部11的前端部13(或者前端)的轴向或者长度方向平行。因而，由摄像装置16拍摄被摄体的摄像方向(或者用户经由摄像装置16进行观察的视线方向)成为沿着物镜15的光轴方向的物镜15的前方侧(与摄像元件7相反的一侧)的方向。另外，能够近似为物镜15的光轴方向与插入部11的前端部13的轴向或者长度方向一致。因此，在本实施方式中，能够近似为摄像元件7的经由物镜15的摄像方向或者视线方向与插入部11的前端的轴向或者长度方向一致。而且，至少根据配置于插入部11的前端的物镜15的摄像方向或者视线方向的信息来决定插入部11的前端的位置和姿势，并反过来根据插入部11的前端的位置和姿势的信息来决定物镜15的摄像方向或者视线方向。在本实施方式中，还能够将插入部11的前端的位置和姿势称为插入部11的前端的位置和前端的轴向或长度方向或者物镜15的视线方向。此外，如图1所示，本专利技术并不限定于在前端部13设置有摄像装置16的结构的内窥镜3，在设置于前端部13的物镜15的成像位置处配置有由纤维束构成的图像导路的前端面的纤维镜和在该图像导路的目镜部安装有TV照相机的装有照相机的内窥镜的情况下也能够应用。无论在哪一个内窥镜的情况下，在前端部13都至少配置有物镜15。因此，相比于使用摄像装置16的视线方向，主要使用物镜15的视线方向或者基于物镜15的视线方向。摄像元件7经由贯穿插入部本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种内窥镜系统，其特征在于，具备：图像存储部，其构成为存储预先获取到的被检体中的三维图像信息；管腔脏器提取部，其构成为从上述三维图像信息中提取规定的管腔脏器；对物光学系统，其设置于内窥镜的插入部的前端；视线方向检测部，其构成为检测上述对物光学系统的视线方向；方向比较部，其构成为将由上述管腔脏器提取部提取出的上述规定的管腔脏器的芯线方向与上述视线方向进行比较；以及位置姿势信息记录部，其构成为在上述芯线方向与上述视线方向所成的角为规定的阈值以下的情况下记录上述内窥镜的插入部的前端的位置和姿势的信息。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2013.04.15 JP 2013-0849181.一种内窥镜系统，能够预先获取与被检体的管腔脏器的三维位置信息相对应的三维形状信息，其特征在于，具备：位置姿势计算部，其估计内窥镜插入部的前端的位置和该内窥镜插入部的前端部的长度方向；条件判定部，其根据由上述位置姿势计算部估计出的上述内窥镜插入部的前端的位置处的上述三维形状信息，来判定位于上述管腔脏器的大致中心的芯线方向与由上述位置姿势计算部估计出的上述内窥镜插入部的前端部的长度方向所成的角是否为规定的阈值以下；以及位置姿势信息记录部，其在上述芯线方向与上述内窥镜插入部的前端部的长度方向所成的角为规定的阈值以下的情况下，记录由上述位置姿势计算部估计出的上述内窥镜插入部的前端的位置和上述内窥镜插入部的前端部的长度方向的信息。2.根据权利要求1所述的内窥镜系统，其特征在于，上述位置姿势计算部还估计包含上述内窥镜插入部的前端部的长度方向的上述内窥镜插入部的前端部的姿势，上述位置姿势信息记录部在上述芯线方向与上述内窥镜插入部的前端部的长度方向所成的角为规定的阈值以下的情况下，记录由上述位置姿势计算部估计出的上述内窥镜插入部的前端的位置和上述内窥镜插入部的前端部的姿势的信息。3.根据权利要求2所述的内窥镜系统，其特征在于，还具备方向比较部，该方向比较部将上述被检体的管腔脏器的上述芯线方向与上述内窥镜插入部的前端部的长度方向进行比较，上述方向比较部将基于过去记录在上述位置姿势信息记录部中的上述长度方向的信息的过去长度方向与由上述位置姿势计算部估计出的当前长度方向进行比较，上述位置姿势信息记录部在由上述方向比较部进行比较得到的上述过去长度方向与由上述位置姿势计算部估计出的当前长度方向所成的角大于第二规定阈值的情况下，记录上述内窥镜插入部的前端的位置和姿势的信息。4.根据权利要求3所述的内窥镜系统，其特征在于，上述方向比较部在上述内窥镜插入部的前端在上述管腔脏器中的移动距离为规定的距离间隔以上的情况下，将上述芯线方向与上述长度方向进行比较。5.根据权利要求3所述的内窥镜系统，其特征在于，还具备摄像部，该摄像部设置在内窥镜内，构成为对上述管腔脏器内进行拍摄，该内窥镜系统还具备方向变化检测部，该方向变化检测部构成为检测由上述摄像部获取到的内窥镜图像的方向的变化，在检测出由上述方向变化检测部检测出的上述内窥镜图像的方向与上述位置姿势信息记录部中记录的内窥镜图像的方向所成的角的变化为阈值以上的情况下，上述位置姿势信息记录部记录上述内窥镜插入部的前端的位置和姿势的信息。6.根据权利要求2所述的内窥镜系统，其特征在于，上述内窥镜系统能够预先获取与上述三维形状信息相对应的图像信息，上述内...

【专利技术属性】
技术研发人员：秋本俊也，大西顺一，伊藤满祐，
申请(专利权)人：奥林巴斯医疗株式会社，
类型：发明
国别省市：日本;JP