專利名稱：醫療處理系統、內窺鏡系統、內窺鏡插入操作程序及內窺鏡裝置的制作方法
技術領域：
本發明涉及能夠安全正確地執行將內窺鏡等的插入部插入體腔內管路的插入操作的醫療處理系統、內窺鏡系統、內窺鏡插入操作程序以及內窺鏡裝置。
背景技術：
最近，內窺鏡系統以及內窺鏡裝置得到了廣泛使用。在內窺鏡系統和內窺鏡裝置中，將細長的插入部插入體腔內以觀察體腔內的臟器，并在需要時，通過使用插入到用于插入處理器具的通道內的處理器具來實現各種治療處理。
此外，最近，在醫用內窺鏡系統和內窺鏡裝置中，例如由CT(Computed Tomography，計算機斷層成像)來拍攝被檢體的斷層圖像，并利用從該斷層圖像中獲得的三維圖像來進行患部的診斷。
這些三維圖像中的一個是肺支氣管的三維圖像。肺支氣管的三維圖像用于三維地掌握被懷疑為肺癌等的異常部分的位置。為了對上述掌握的異常部分進行活組織檢查，例如利用從插入到肺支氣管中的支氣管內窺鏡的插入部的前端部伸出的活組織檢查器具來對異常部分的組織進行采樣，從而對患病部分是否異常進行診斷。
通常，內窺鏡在其插入管路的插入部或在其前端部具有觀測裝置等，例如用于獲得管路內的觀察圖像的物鏡光學系統和圖像拍攝裝置，或物鏡光學系統和圖像傳導光纖。此外，內窺鏡在其插入部的前端部側具有彎曲部，用于按照所期望的方向自由地引導上述插入部的前端部。在具有上述結構的內窺鏡中，通過彎曲上述彎曲部或通過轉動該插入部并隨后將其插入到形狀復雜的管路中，而將上述插入部的前端部指向所期望的各個方向。
在這種情況下，例如，在具有許多分支的體腔中的管路(如支氣管)中，當異常部分的所在位置接近上述分支的末端時，很難在短時間內正確地使內窺鏡的插入部到達目的部位。
為解決該問題，例如日本特開2000-135215號公報提出了一種裝置，其通過根據被檢體的三維圖像數據形成所述被檢體內的管路的三維圖像，獲得沿所述三維圖像上的所述管路到達目的點的路徑，基于所述圖像數據沿著所述路徑形成所述管路的虛擬內窺鏡圖像，并在監視器上顯示所述虛擬內窺鏡圖像，從而將支氣管內窺鏡引導到目的部位。
在上述常規的內窺鏡裝置中，監視器顯示了由支氣管內窺鏡拍攝到的被檢體的實時內窺鏡圖像，以及支氣管的虛擬內窺鏡圖像，從而引導內窺鏡插入部的插入目的地。在這種情況下，手術者在觀看上述三維虛擬內窺鏡圖像和實時內窺鏡圖像的同時，通過適當地旋轉內窺鏡插入部或通過彎曲該彎曲部，而將內窺鏡插入部插入到支氣管中。
然而，上述支氣管具有許多分支，并且在這些分支處的各個圖像為具有多個分支路徑的類似圖像。例如，如圖48A和48B所示，在支氣管內窺鏡200中，對于支氣管201的分支的末梢部201A，將彎曲部200B彎曲到各個分支中，從而插入部的前端部200A到達關心部位。
在上述支氣管內窺鏡中，例如，當所獲得的內窺鏡圖像如圖49B所示具有特征分支結構時，很容易分辯出具有關心部位的支氣管的分支方向。然而，在該支氣管內窺鏡中，例如，當所獲得的內窺鏡圖像如圖49A所示，左右分支沒有特征，并因此不能判斷重力方向時，很難僅從圖像中分辯出具有關心部位的分支方向。
另外，日本特開平5-127100號公報和美國專利第5,280,781號公報中記載了一種重力方向指示裝置，用于可以確認內窺鏡圖像和重力方向之間的關系的內窺鏡。由本發明的申請人申請的日本特開平11-281897號公報中記載了一種可以通過設置陀螺儀等的重力檢測部來檢測重力方向的內窺鏡。
然而，如上述日本特開平11-281897號公報中所記載的，很難在內窺鏡的插入部的外徑受到限制的支氣管內窺鏡中的插入部的前端部中提供陀螺儀等的重力檢測裝置。
因而，在上述常規的支氣管內窺鏡裝置中，難以正確地檢測上述插入部的前端部的重力方向，以指定具有關心部位的支氣管的分支方向。實際上，具有內窺鏡手術豐富經驗的熟練醫生可以在短時間內正確地使支氣管內窺鏡的前端部到達目的部位。
本發明的目的是鑒于上述問題而提出的，其提供了內窺鏡系統、內窺鏡插入操作程序和內窺鏡裝置，其中，可以在短時間內將內窺鏡的插入部無故障地準確插入到體腔內的目的部位。
發明內容
本發明的醫療用處理系統是具有插入到被檢體內的細長插入部的醫療系統，其特征在于包括位置關系檢測部，其檢測所述插入部的前端部與所述被檢體之間的相對位置關系；信息輸入部，其能夠輸入預定信息；以及存儲部，其相互關聯地存儲由所述位置關系檢測部檢測到的位置信息和所述預定信息。
此外，本發明的內窺鏡系統是具有插入到被檢體內的插入部的內窺鏡系統，其包括位置關系檢測部，其檢測所述插入部的前端部與所述被檢體之間的相對位置關系；信息輸入部，其能夠輸入預定信息；以及存儲部，其相互關聯地存儲由所述位置關系檢測部檢測的所述位置信息和所述預定信息。
此外，本發明的內窺鏡插入操作程序是用于將內窺鏡的插入部插入被檢體內的內窺鏡插入操作程序，其具有位置關系檢測步驟，用于檢測所述插入部的前端部與所述被檢體之間的相對位置關系；信息輸入步驟，用于輸入預定信息；以及存儲步驟，其相互關聯地存儲由所述位置關系檢測步驟檢測的位置信息和從所述信息輸入步驟輸入的預定信息。
另外，本發明的內窺鏡系統是具有插入到被檢體內的插入部的內窺鏡系統，其包括存儲部，其預先存儲預定信息，該預定信息與所述插入部的前端部與所述被檢體之間的相對位置信息相關；位置關系檢測部，其檢測所述被檢體和所述插入部的前端部之間的相對位置關系；以及信息輸出部，其從所述存儲部輸出預定信息，該預定信息與所述位置關系檢測部檢測的位置關系信息相關聯。
此外，本發明的內窺將插入程序是用于將內窺鏡的插入部插入被檢體內的內窺鏡插入操作程序，其包括位置關系檢測步驟，用于檢測所述插入部的前端部與所述被檢體之間的相對位置關系；以及信息輸出步驟，用于從存儲部輸出預定信息，該預定信息與在所述位置關系檢測步驟檢測的位置關系信息相對應，所述存儲部預先存儲與所述被檢體和所述插入部的前端部之間的相對位置關系相關的預定信息。
此外，本發明的內窺鏡裝置包括檢測部，其檢測插入到被檢體內的內窺鏡插入部的插入操作信息；存儲部，其將所述檢測部檢測到的插入操作信息作為基準插入操作信息，相互關聯地存儲該基準插入操作信息和通過拍攝在進行插入操作時內窺鏡插入部的前端部位置處的被檢體而獲得內窺鏡圖像；以及控制部，其比較存儲在所述存儲部中的基準插入操作信息與在手術期間從所述檢測部獲得的插入操作信息，并監視所述內窺鏡插入部的插入操作情況。
此外，本發明的內窺鏡插入程序是用于將內窺鏡的插入部插入被檢體內的內窺鏡插入操作程序，其包括檢測步驟，檢測插入到被檢體內的內窺鏡插入部的插入操作信息；存儲步驟，將所述檢測步驟檢測出的插入操作信息作為基準插入操作信息，相互關聯地存儲該基準插入操作信息和通過拍攝在進行插入操作時所述內窺鏡插入部的前端部位置的被檢體而獲得的內窺鏡圖像；以及比較監視步驟，比較在所述存儲步驟中存儲的基準插入操作信息與手術期間由所述檢測步驟獲得的插入操作信息，并監視內窺鏡插入部的插入操作狀況。
圖1是示出了本發明各實施例所共有的內窺鏡系統和內窺鏡裝置的主要構成部分的概要結構的方框圖；圖2是示出了第一實施例的內窺鏡系統和內窺鏡裝置的概要結構的方框圖；圖3是表示圖2的內窺鏡系統和內窺鏡裝置的具體結構示例的結構圖；圖4A是表示內窺鏡插入部的插入長度測量部的結構圖；圖4B是表示圖4A的內窺鏡插入部的插入長度測量部的變型例的結構圖；圖5A是表示內窺鏡插入部的轉角測量部的結構圖；圖5B是表示圖5A的內窺鏡插入部的轉角測量部的變型例的結構圖；圖6A是表示圖1所示的存儲部中所存儲的基準插入操作信息的第一解釋圖，其為表示彎曲部的轉角相對于內窺鏡插入部的插入長度的曲線；圖6B是表示圖1所示的存儲部中所存儲的基準插入操作信息的第二解釋圖，其為表示彎曲部的轉角相對于內窺鏡插入部的插入長度的曲線；圖6C是表示圖1所示的存儲部中所存儲的基準插入操作信息的第三解釋圖，其為表示操作注釋句、注釋圖像的顯示、注釋話音的再生(發聲)的執行與內窺鏡插入部的插入長度之間的關系的曲線；圖7A是示出了第一實施例的通知部的操作示例的解釋圖，示出了顯示在圖3所示的顯示裝置上的第一畫面顯示示例；圖7B是示出了第一實施例的通知部的操作示例的解釋圖，示出了顯示在圖3所示的顯示裝置上的第二畫面顯示示例；圖7C是示出了第一實施例的通知部的操作示例的解釋圖，示出了顯示在圖3所示的顯示裝置上的第三畫面顯示示例；圖7D是示出了第一實施例的通知部的操作示例的解釋圖，示出了相對于當前的插入部插入長度的操作指示角度；
圖8是示出了第一實施例的內窺鏡系統和內窺鏡裝置的插入操作程序的流程圖；圖9是示出了第二實施例的內窺鏡系統和內窺鏡裝置的概要結構的方框圖；圖10是示出了第二實施例的自動插入操作部的結構示例的結構圖；圖11A是示出了存儲在圖9所示的存儲部中的基準插入操作信息的第一解釋圖，其為表示相對于時間的彎曲部的角度的曲線；圖11B是示出了存儲在圖9所示的存儲部中的基準插入操作信息的第二解釋圖，其為表示相對于時間的內窺鏡插入部的插入長度的曲線；圖11C是示出了存儲在圖9的存儲部中的基準插入操作信息的第一解釋圖，其為表示相對于時間的內窺鏡插入部的轉角的曲線；圖12是示出了圖10的自動插入操作部的具體結構示例的方框圖；圖13是示出了第三實施例的內窺鏡系統和內窺鏡裝置的概要結構的方框圖；圖14是示出了第三實施例的內窺鏡系統和內窺鏡裝置的結構的構成圖；圖15示出了圖14的虛擬圖像顯示裝置的畫面顯示示例；圖16是示出了第四實施例的醫療用處理系統的結構圖；圖17是示出了第五實施例的內窺鏡系統和內窺鏡裝置的整體結構圖；圖18是示出了圖17的內窺鏡插入部的前端部和從該前端部突出的探針前端側的擴大圖；圖19示出了顯示由圖17所示的內窺鏡獲得的觀察圖像的監視器的示例；圖20是示出了在圖17所示的導航部中的圖像處理程序的流程圖；圖21示出了前端側設置有氣球的處理器具的解釋圖；圖22A示出了一監視器顯示示例，其中該監視器上顯示了在膨脹圖21所示的氣球之前的觀測圖像；
圖22B示出了一監視器顯示示例，其中該監視器顯示了從圖22A的狀態開始膨脹氣球之后的觀測圖像；圖23示出了第六實施例的內窺鏡裝置中所使用的探針的前端側結構圖；圖24是沿圖23所示的B-B線的截面圖；圖25A是示出了當重力方向在右下側時，導電性液體的液面和三個電極之間的關系的示意圖；圖25B是示出了當重力方向在右側時，導電性液體的液面和三個電極之間的關系的示意圖；圖26是表示探針的變型例的前端側結構圖；圖27是示出了從內窺鏡的處理器具插入口插入圖26所示的探針的解釋圖；圖28是表示圖27的A部或探針的放大透視圖；圖29是用于第七實施例的內窺鏡裝置的內窺鏡插入部的前端側的解釋圖；圖30示出了一監視器顯示示例，其中該監視器中顯示了由圖29的狀態下的內窺鏡獲得的觀測圖像；圖31是表示當將桿部件從插入部的前端部側拔出，并將流體密封部與插入部的前端部相接觸時，內窺鏡插入部的前端側的解釋圖；圖32是表示由圖31的狀態中的內窺鏡獲得的觀測圖像的監視器顯示示例；圖33是表示變型例的內窺鏡插入部的前端側的解釋圖；圖34是表示由圖33的內窺鏡獲得的觀測圖像的監視器顯示示例；圖35是表示如下狀態的解釋圖，在該狀態，氣球從指向斜上方的內窺鏡的插入部的前端部向斜上方突出；圖36是由圖35的內窺鏡獲得的觀測圖像的監視器顯示示例；圖37是表示用于第八實施例的內窺鏡裝置的內窺鏡插入部的前端側的解釋圖；
圖38是表示在圖37的氣球膨脹之前的內窺鏡插入部的前端側的解釋圖；圖39是表示圖37的探針的變形例的解釋圖；圖40是表示氣球膨脹后的樣子的解釋圖；圖41是表示由圖37的內窺鏡獲得的觀測圖像的監視器顯示示例；圖42是表示圖像上所示的球狀部件的位置和占用范圍(大小)的曲線；圖43是表示氣球從內窺鏡插入部的前端部凸出的狀態的模型圖；圖44是圖43所示的模型的解釋圖；圖45是表示投影在圖44的z＝f平面上的觀測圖像的曲線；圖46是表示用于第九實施例的內窺鏡裝置的重力傳感器的解釋圖；圖47是包含圖46的重力傳感器的電路框圖；圖48A是表示將常規支氣管內窺鏡插入支氣管中的狀態的概要前視圖；圖48B是圖48A的概要側視圖；圖49A是表示由常規支氣管內窺鏡獲得的內窺鏡圖像的第一圖像顯示示例；以及圖49B是表示由常規支氣管內窺鏡獲得的內窺鏡圖像的第二圖像顯示示例。
具體實施例方式
以下，參照附圖描述本發明的實施例。
(第一實施例)圖1到圖8示出了本發明的內窺鏡系統或內窺鏡裝置的第一實施例。
參照圖1，內窺鏡系統或內窺鏡裝置包括處理裝置2，其具有存儲部2A；內窺鏡診斷所需的外圍設備3；作為支氣管內窺鏡的內窺鏡本體4，其具有隨后描述的內窺鏡插入部；插入操作信息收集部5；內窺鏡視頻輸出部6；注釋輸入部7；以及編輯部8。
所述插入操作信息收集部5檢測并收集作為基準插入操作信息的由例如熟練的手術者將內窺鏡插入部插入到支氣管中的插入操作的信息。該插入操作信息收集部5包括傳感器等的檢測部，該檢測部能夠通過外圍設備3和內窺鏡本體4獲得插入操作信息。
插入操作信息包括彎曲部的角度、插入部的轉角、插入部的插入長度、插入部的插入速度、插入部的前端固定狀態以及插入部的保持部分的固定狀態等。由插入操作信息收集部5中的檢測部檢測并捕獲所述插入操作信息。插入操作信息收集部5向處理裝置2提供所捕獲的插入操作信息。該處理裝置2根據所述插入操作信息中的彎曲部的角度、插入部的轉角和插入部的插入長度信息等，檢測插入部的前端部和作為被檢體的體腔內管路的相對位置關系，并使在該位置的內窺鏡圖像與該對應位置(具體地，根據插入部的插入長度)相關聯。
內窺鏡視頻輸出部6向處理裝置2輸出從支氣管內窺鏡14中的內窺鏡插入部4A的前端部(具有圖中未示出的物鏡光學系統以及攝像裝置)獲得的內窺鏡圖像(實時圖像)。
注釋輸入部7包括圖中未示出的文字輸入部、語音輸入部和圖像輸入部。該注釋輸入部7在所述插入操作信息具有特征操作和注意事項時，通過各輸入部創建注釋信息，并向處理裝置2輸出所創建的信息。
處理裝置2具有擁有大存儲容量的存儲部2A，并在存儲部2A中存儲有插入操作信息收集部5所獲得的插入操作信息以及來自內窺鏡視頻圖像輸出部6的內窺鏡圖像，作為時間序列數據。在這種情況下，該處理裝置2存儲各個時間點的相互關聯的插入操作信息和內窺鏡圖像。此處，處理裝置2根據該插入操作信息來檢測內窺鏡插入部的前端部與被檢體之間的相對位置關系，而存儲部2A相互關聯地存儲該位置關系信息和所述內窺鏡圖像。在這種情況下，該處理裝置2使內窺鏡插入部的前端部和被檢體的相對位置信息、在該位置的內窺鏡圖像、和在該位置的上述插入操作信息相互關聯，并在存儲部2A中存儲該相關聯的信息。
此外，上述處理裝置2在注釋輸入部7提供插入操作指示等的注釋信息時，向對應于上述時間序列數據的部分中增加并存儲該注釋信息，該時間序列數據存儲在存儲部2A中，并由相互關聯的插入操作信息和內窺鏡圖像構成。
編輯部8與上述處理裝置2相連接。該編輯部8讀出存儲在處理裝置2的存儲部2A中的存儲信息，刪除并重新整理不需要的信息，并重新記錄該信息。
接下來，參照圖2說明第一實施例的內窺鏡系統或內窺鏡裝置1的構成。
除圖1所示的結構外，內窺鏡系統或內窺鏡裝置1具有圖2所示的作為監視控制部的分析部9和通知部10。
所述作為監視控制部的分析部9與插入操作信息收集部5、內窺鏡視頻輸出部6和處理裝置2相連接，并接收實時插入操作信息和內窺鏡圖像、作為存儲信息的基準插入操作信息、以及與該操作信息相關聯的內窺鏡圖像(通過基于插入操作信息在所檢測的插入部的前端部的位置處拍攝被檢體而獲得的內窺鏡圖像)。手術者操作該支氣管內窺鏡，由此該分析部9實時地從插入操作信息收集部5和內窺鏡視頻輸出部6收集插入操作信息和內窺鏡信息，此外，分析部9通過與存儲在處理裝置2的存儲部2A中的基準插入操作信息和與該插入操作信息相關的內窺鏡圖像進行依次比較和分析，將該比較結果輸出到通知部10，從而監視由手術者進行的內窺鏡插入部的插入操作。
所述通知部10由顯示部和聲音再生部構成。該通知部10通過使用文字、視頻和聲音等顯示或播放來自分析部9的比較結果，向手術者提示作為插入操作過程的基準插入操作信息。
如圖3所示，內窺鏡系統或內窺鏡裝置1包括用作通知部10的顯示裝置11，其具有揚聲器和監視器；插入操作量處理裝置12，其具有包括存儲部2A的處理裝置2和分析部9；支氣管內窺鏡14，其具有插入部4A；嘴塊14A，其保持內窺鏡插入部4A，從而通過患者50的嘴安全并平滑地將內窺鏡插入部4A插入體腔(例如支氣管)；用于內窺鏡的視頻處理器13，包括處理來自該支氣管內窺鏡14的內窺鏡圖像信息的內窺鏡視頻輸出部6；彎曲部的角度測量部15A，其布置在作為插入操作信息收集部5的支氣管內窺鏡14處并對彎曲部的角度進行測量；插入長度測量部15B，測量插入部的插入長度(其可檢測插入速度)；以及轉角測量部15C，其測量插入部的轉角。
在進行診斷時，在支氣管內窺鏡14中，由患者的嘴含著的嘴塊14A保持內窺鏡插入部4A的插入。
在該支氣管內窺鏡14的操作部附近設置操作杠桿14B，其用于調整內窺鏡插入部4A的彎曲部的角度。當使用操作杠桿14B調節彎曲部的角度時，布置在操作杠桿14B附近的角度測量部15A測量由手術者彎曲該彎曲部所形成的角度。
內窺鏡視頻處理器13通過內窺鏡視頻輸出部6處理來自支氣管內窺鏡14的內窺鏡圖像數據，并向插入操作量處理裝置12輸出該處理過的數據。此外，內窺鏡視頻處理器13獲取來自彎曲部的角度測量部15A、插入部的插入長度測量部15B(如果需要，測量插入部的插入速度)以及插入部的轉角測量部15C的測量結果，并類似地向插入操作量處理裝置12輸出所獲取的測量結果。
插入操作量處理裝置12執行上述處理裝置2和作為監視控制部的分析部9的處理，獲得關于由手術者執行的插入部的插入操作信息，將所獲得的插入操作信息和內窺鏡圖像與存儲在存儲部2A中的基準插入操作信息和與該信息相關聯的內窺鏡圖像(存儲信息)依次進行比較、分析，并在監視操作狀況的同時，向顯示裝置11輸出比較結果以顯示該輸出。
顯示裝置11具有監視器和揚聲器，其在插入操作量處理裝置12的控制下，根據所述分析和比較結果，以文字、視頻圖像和語音等的形式將支氣管內窺鏡14的插入操作狀況和操作指示通知給手術者，因而在內窺鏡手術中反映基準插入操作信息和過程。隨后說明作為通知部10的顯示裝置11所指示的具體通知示例。
下面，利用圖4A到圖5B說明插入部的插入長度測量部15B和插入部的轉角測量部15C的具體結構的示例。
首先說明插入部的插入長度測量部15B的結構示例。
如圖4A所示，插入部的插入長度測量部15B與插入支氣管內的內窺鏡插入部4A的外表面相接觸，該插入部的插入長度測量部15B包括一對輥16和作為測量部的電位計17，該輥16可以自由地在內窺鏡插入部4A的移動方向上旋轉，該電位計17測量該輥16的旋轉量。用于測量輥16的旋轉量的測量部不限于電位計17，而可以是能夠測量輥16的旋轉角度的其它角度測量裝置。在這種情況下，可以通過測量每單位時間的插入長度來測量插入部的插入速度。
在具有上述結構的插入長度測量部15B中，在一對輥16隨著內窺鏡插入部4A的插入操作和拔出操作而旋轉的同時，電位計17與該旋轉連動地轉動，因此，根據輥旋轉量來測量電位計旋轉量，將測量結果轉換為電信號，并且將轉換信號輸出到插入操作量處理裝置12。另一方面，插入操作量處理裝置12根據該測量結果獲得插入部的插入長度。在這種情況下，插入部的插入長度通過下面所示的式1求得插入部的插入長度＝k(預定轉換系數)×電位計旋轉量 (式1)下面示出了另一變型例。
如圖4B，插入部的插入長度測量部15B包括一個或多個攝像機18，其實時拍攝等間距設置在內窺鏡插入部4A的外周面上的標記4a的運動；以及圖像處理部19，其實現對來自攝像機18的拍攝信號的實時圖像處理，并計算出畫面(在顯示裝置11的顯示畫面上)上的標記4a的運動量。用于實時拍攝標記4a的運動的攝像部不限于攝像機18，而可以是二維攝像設備，例如CIS。
插入部的插入長度測量部15B利用攝像機18實時拍攝隨著內窺鏡插入部4A的插入操作和拔出操作而移動的標記4a。圖像處理部19對來自攝像機18的攝像信號進行實時圖像處理，并計算畫面(在顯示裝置11的顯示屏上)上的標記4a的移動量，并根據該計算結果求得插入部的插入長度。
接下來說明插入部的轉角測量部15C的結構示例。
如圖5A所示，插入部的轉角測量部15C與插入支氣管內的內窺鏡插入部4A的外周面相接觸，該插入部的轉角測量部15C包括一對輥16A和作為測量部的電位計17A，該輥16A可以自由地在內窺鏡插入部4A的旋轉方向上旋轉，該電位計17A測量該輥16A的旋轉量。用于測量輥16A的旋轉量的測量部不限于電位計17A，而可以是能夠測量輥16A的旋轉角度的其它角度測量裝置。
在具有上述結構的插入部的轉角測量部15C中，內窺鏡插入部4A本身隨著內窺鏡插入部4A的插入和拔出而轉動，在一對輥16A旋轉的同時，電位計17與該旋轉連動地轉動。因此，插入部的轉角測量部15C根據輥的旋轉量測量電位計的旋轉量，將該測量結果轉換為電信號，并且將轉換信號輸出到插入操作量處理裝置12。該插入操作量處理裝置12根據該測量結果獲得插入部的轉角。在這種情況下，插入部的轉角通過下面所示的式2求得插入部的轉角＝h(預定轉換系數)×電位計旋轉量 (式2)下面示出了另一變型例。如圖5B所示，與插入部的插入長度測量部15B類似，該變型例包括一個或多個攝像機18A，其實時拍攝在與內窺鏡插入部4A的插入方向相同的方向上等間距設置在該內窺鏡插入部4A的外周面上的標記4b的移動；以及圖像處理部(雖然圖中未示出，但其與圖4B的結構大致相同)19，其對來自該攝像機18A的攝像信號進行實時圖像處理，并計算畫面上(顯示裝置11的顯示畫面上)的標記4b的移動量。根據該變型例，用于實時拍攝標記4b的移動的攝像部不限于攝像機18A，而可以是二維攝像設備部，例如CIS。
在具有上述結構的插入部的轉角測量部15C中，內窺鏡插入部4A自身隨著內窺鏡插入部4A的插入和拔出而旋轉，攝像機18A拍攝標記4b的移動量，來自攝像機18A的攝像信號被實時地進行圖像處理，計算畫面上(顯示裝置11的顯示畫面上)的標記4b的移動量，并根據該計算結果求得插入部的轉角。
接下來，參照圖6A到圖8描述第一實施例的內窺鏡系統或內窺鏡裝置1的操作。
假定手術者使用第一實施例的內窺鏡系統或內窺鏡裝置1進行支氣管等的診斷。插入操作量處理裝置12的控制部(未示出)起動圖8所示的內窺鏡插入操作程序的處理例程。也就是，在步驟S1的處理中，讀出插入操作量處理裝置12中的存儲部2A中所存儲的存儲信息(基準插入操作信息以及操作時在插入部的前端位置處的內窺鏡圖像)，并且處理轉到步驟S2。
在步驟S2的處理中，所述控制部根據插入部的插入長度重新整理所存儲的數據。例如，在圖6A和圖6B中示出了通過該處理而獲得的存儲數據的示例。
圖6A所示的插入操作信息表示了縱坐標上所示的彎曲部的角度對應于橫坐標上所示的插入部的插入長度而如何變化。圖6B所示的插入操作信息表示了縱坐標上所示的彎曲部的轉角對應于橫坐標上所示的插入部的插入長度而如何變化。類似地，如果需要，根據插入部的插入長度重新整理與基準插入操作信息和注釋信息相關聯存儲的內窺鏡圖像。例如，如圖6C所示，形成與橫坐標上的插入部的插入長度對應的用于指示插入操作的數據，以執行句子A和圖像B的顯示操作、語音C的再生(發聲)等。
在這種情況下，分別利用下面的式3和式4所示的插入部的插入長度的函數來計算各插入操作指示數據，彎曲部的角度＝f(插入部的插入長度)…(式3)插入部的轉角＝g(插入部的插入長度)…(式4)利用類似的插入部的插入長度函數計算內窺鏡圖像和指示注釋信息(句子、聲音和圖像)。
所述控制部繼續將處理轉換到步驟S3的處理，在該處理中，通過使用插入部的插入長度測量部15B實時測量手術者當前操作的插入部的插入長度，并將處理轉換到步驟S4。
在步驟S4的處理中，使用在上述步驟S2的處理中提供的關系式(式3和式4)，輸入在步驟S3中測量的插入部的插入長度，獲得彎曲部的角度、插入部的轉角、與插入操作信息相關聯的內窺鏡圖像以及所顯示的指示注釋信息，并隨后將處理轉換到步驟S5。
在S5的處理中，所述控制部向作為通知部10的顯示裝置11(參照圖3)輸出并顯示在步驟S4中獲得的數據。
此后，處理返回到步驟S3，于是循環執行步驟S3或步驟S5的處理例程，并且向手術者提供插入操作的指示。
圖7A到圖7C示出了作為上述步驟S5的處理結果而在顯示裝置11上呈現的顯示示例。
如圖7A所示，插入部的插入操作量處理裝置12中的控制部在顯示裝置11的畫面上至少顯示3個多畫面，從而將插入操作指示通知給手術者。也就是說，分別在顯示裝置11的畫面上部和該畫面下部多畫面顯示兩個畫面11A和11B和一個畫面11C，在畫面11A上顯示由支氣管內窺鏡的內窺鏡插入部4A獲得的內窺鏡圖像(實時圖像)，在畫面11B上，與插入部插入被檢體內的插入長度相對應，基于CT圖像數據顯示支氣管內部的虛擬內窺鏡圖像(VBS圖像)。同時，在畫面下部的畫面11C上，通過文字將插入操作指示顯示為指示，并通過揚聲器11D將這些文字再生為話音。也就是說，以插入部的插入長度為基準，通過向手術者顯示實時圖像和VBS圖像，由文字和聲音指示彎曲部的角度或插入部的轉角。
當呈現指示注釋信息時，或將該注釋信息加到圖1所示的編輯部8中時，如圖6C所示，以插入部的插入長度為基準，將注釋信息(句子、聲音和圖像)顯示在顯示裝置11的畫面上的相應畫面上，或通過揚聲器11D將其再生。
在圖7A所示的示例中，取代在屏幕11B中顯示的虛擬內窺鏡圖像，根據與基準插入操作信息相關聯存儲的插入部的插入長度來顯示內窺鏡圖像。
此外，在圖7A所示的示例中，可以同時顯示圖7C中所示的畫面11B，以向手術者呈現彎曲部角度顯示部20b，其顯示有表示插入部的當前角度的顯示條21a以及表示作為所存儲的基準插入操作信息的操作指示角度的顯示條21b；插入部的轉角顯示部20c，其顯示有表示插入部的當前轉角的顯示條22a和表示所存儲的基準插入操作指示角度的顯示條22b；以及顯示部20a，其顯示在與基準插入操作信息相關聯的當前插入操作中的插入部的前端部位置處的內窺鏡圖像。
根據第一實施例，如圖7B，在顯示實時圖像的畫面11A上，在子畫面11a中可以根據與基準插入操作信息相關聯存儲的同一插入長度顯示內窺鏡圖像，因此，可以更詳細地呈現插入操作指示。因此，內窺鏡裝置1A可以正確地對支氣管內窺鏡14的插入部進行插入。
此外，如圖7C所示，作為另一插入操作指示的顯示示例，可以同時在子畫面11a上顯示以向手術者呈現彎曲部角度顯示部20b，其顯示用于表示彎曲部的當前角度的顯示條21a以及表示作為所存儲的基準插入操作信息的操作指示角度的顯示條21b；插入部的轉角顯示部20c，其顯示表示插入部的當前轉角的顯示條22a和表示所存儲的基準插入操作角度的顯示條22b；以及顯示部20a，其顯示與基準插入操作信息相關聯的當前插入操作中的插入部的前端部位置處的內窺鏡圖像。在這種情況下，如圖7D所示，與插入操作的當前插入長度相對應地顯示插入操作指示角度。當當前角度與插入操作指示角度明顯不同時，可以執行控制操作，從而在顯示裝置11上顯示或再現表示警告的文字或聲音。
如上所述，根據第一實施例，可以基于插入部的基準插入操作信息呈現插入操作的指示，從而可以在短時間內準確地將內窺鏡插入目的部位。
(第二實施例)圖9到圖12示出了根據本發明的內窺鏡系統或內窺鏡裝置的第二實施例。參照圖9到圖12，與依據第一實施例的內窺鏡裝置1的部件相同的部件由相同的標號指示，并省略其說明，只描述不同的部分。
通過設置自動插入操作部23來構造第二實施例的內窺鏡系統或內窺鏡裝置，該自動插入操作部23根據使用上述第一實施例的通知部10的插入操作指示，自動控制插入操作。其它結構與第一實施例的內窺鏡裝置1的結構大致相同。
如圖9所示，在第二實施例的內窺鏡裝置(系統)1B中，將自動插入操作部23設置在分析部9、外圍設備3及支氣管內窺鏡14之間。自動插入操作部23執行與第一實施例的通知部10相同的處理內容，并根據來自分析部9的分析結果自動控制支氣管內窺鏡14和其它外圍設備3的各種操作。
也就是說，自動插入操作部23根據該分析結果自動控制支氣管內窺鏡14的插入部的插入操作。與上述第一實施例類似，支氣管內窺鏡14的插入部的插入操作包括彎曲部的角度操作、插入部的轉動操作、插入部的插入操作、固定和解除插入部的前端的操作，以及固定和解除插入部的保持部分的操作。
在這種情況下，與上述第一實施例類似，可以在顯示裝置11上顯示自動插入的支氣管內窺鏡14的插入操作狀況。
接著，在圖10中示出了用于支氣管內窺鏡14的自動插入操作的結構。該自動插入裝置具有多個驅動部，這些驅動部由自動插入操作部23控制，并執行支氣管內窺鏡14的插入部的插入操作。
所述多個驅動部包括各種馬達彎曲部的角度調節馬達24A、插入部的插入長度調節馬達25A、以及插入部的轉角調節馬達26A。
角度調節馬達24A與支氣管內窺鏡14中的彎曲部的角度測量部24B一體化構成，并通過將其旋轉軸與支氣管內窺鏡14的彎曲部角度調節機構(未示出)相連接來傳送旋轉力，以執行內窺鏡插入部4A中的彎曲部的角度操作。彎曲部的角度測量部24B不停地檢測彎曲部的角度，并將所檢測的結果輸出到自動插入操作部23。
將插入部的插入長度調節馬達25A設置為與插入支氣管中的內窺鏡插入部4A的外周面相接觸，并直接與在內窺鏡插入部4A的移動方向上旋轉的一對輥相連接，從而向該對輥提供驅動力。將插入部的插入長度測量部25B設置為靠近該插入部的插入長度調節馬達25A，并測量插入部的插入長度調節馬達25A的旋轉量，從而不停地向自動插入操作部23輸出測量結果。
將插入部的轉角調節馬達26A設置為與插入支氣管中的內窺鏡插入部4A的外周面相接觸。此外，插入部的轉角調節馬達26A直接與在內窺鏡插入部4A的旋轉方向(轉動方向)上旋轉的一對轉筒相連接，從而向輥提供驅動力。將插入部的轉角測量部26B設置為靠近該插入部的轉角調節馬達26A，并測量插入部的轉角調節馬達26A的旋轉量，從而不停地向自動插入操作部23輸出測量結果。
自動插入操作部23根據來自彎曲部的角度測量部24B、插入部的插入長度測量部25B、以及插入部的轉角測量部26B的測量結果來識別支氣管內窺鏡14的彎曲部的當前角度、插入部的插入長度、以及插入部的轉角，并控制彎曲部的角度調節馬達24A、插入部的插入長度調節馬達25A和插入部的轉角調節馬達26A的旋轉驅動，以使內窺鏡插入部4A的插入狀態成為根據從存儲部2A讀出的基準插入動作信息的插入動作狀態。
也就是說，根據該第二實施例，圖11A、圖11B、圖11C示出了從存儲部2A讀出的基準插入操作信息的一個示例。自動插入操作部23控制彎曲部的角度調節馬達24A、插入部的插入長度調節馬達25A和插入部的轉角調節馬達26A的旋轉驅動，以使支氣管內窺鏡14的插入部的插入操作狀態與圖11A到圖11C所示的操作信息基本匹配。
圖12示出了上述自動插入操作部23的結構。
如圖12所示，自動插入操作部23包括作為控制部的CPU 23a，其執行支氣管內窺鏡14的各種驅動控制以及存儲部2A的讀出控制；輸入界面(此下稱為I/F)23b，其獲取來自存儲部2A的基準插入操作信息；ROM 23c，其存儲操作信息(例如所獲取的插入操作信息)以及自動插入操作所需的程序RAM 23d，其臨時存儲與插入支氣管內窺鏡14的插入部的插入相關的測量結果和基準插入操作信息，作為比較運算處理的工作區域；第一放大器23e，其放大并輸出用于驅動控制彎曲部的角度調節馬達24A的驅動信號；I/F 23h，其捕獲來自插入部的角度測量部24B的測量結果；第二放大器23f，其放大并輸出用于驅動控制插入部的插入長度調節馬達25A的驅動信號；I/F 23i，其獲取來自插入部的插入長度測量部25B的測量結果；第三放大器23g，其放大并輸出用于對插入部的轉角調節馬達26A進行驅動的驅動信號；以及I/F 23j，其獲取來自插入部的轉角測量部26B的測量結果。
第二實施例的內窺鏡裝置(系統)1B通過自動插入操作部23根據來自彎曲部的角度測量部24B、插入部的插入長度測量部25B、以及插入部的轉角測量部26B的測量結果來識別支氣管內窺鏡14的彎曲部的當前角度、插入部的插入長度、以及插入部的轉角，并同時控制彎曲部的角度調節馬達24A、插入部的插入長度調節馬達25A和插入部的轉角調節馬達26A的旋轉驅動，從而使內窺鏡插入部4A的插入狀態變為根據從存儲部2A讀出的基準插入操作信息的插入操作狀態。這樣，第二實施例的內窺鏡裝置(系統)1B根據基準插入操作信息自動執行支氣管內窺鏡14的插入部的插入操作。
根據第二實施例，對如下情況進行了說明自動插入操作部23自動進行支氣管內窺鏡14中的插入部的插入操作。然而，例如可以在自動模式和手動模式之間進行切換，并在需要手動操作時，切換到手動模式而向手術者呈現與第一實施例類似的操作指示。
因此，根據第二實施例，可以根據基準插入操作信息自動進行支氣管內窺鏡14的插入部的插入操作，并且隨后，可以在短時間內準確地將內窺鏡插入到目的部位中，而不管手術者的技術怎樣。
根據該實施例，將基準插入操作信息反應到內窺鏡手術期間由手術者進行的支氣管內窺鏡14的插入部的插入操作中，從而可以在短時間內準確地實現插入部的插入操作。因此，手術者可以得到在訓練用內窺鏡裝置中使用該基準插入操作信息的體驗，因而，可以有效地使用基準插入操作信息。下面描述該實施例。
(第三實施例)圖13到圖15示出了本發明的內窺鏡系統或內窺鏡裝置的第三實施例。參照圖13到圖15，與依據第一實施例的部件相同的部件由相同的標號指示，并省略對其的說明，只描述不同的部分。
第三實施例的內窺鏡裝置(系統)1C代替了第一實施例的支氣管內窺鏡14，其包括訓練用內窺鏡部31，其由與第一實施例結構類似的用于訓練的支氣管內窺鏡構成，此外，內窺鏡裝置(系統)1C包括虛擬內窺鏡圖像數據輸出部6A，其代替了內窺鏡視頻輸出部6，輸出虛擬內窺鏡圖像數據；以及編輯分析部32，其可以執行編輯部8和分析部9的類似處理。其它結構與第一實施例的大致相同。
如圖13所示，在第三實施例的內窺鏡裝置(系統)1C中，處理裝置2的存儲部2A中存儲有基準插入操作信息和虛擬內窺鏡圖像數據。與第一實施例類似，編輯和分析部32讀取或重新處理、并編輯所存儲的數據。
訓練用內窺鏡部31具有支氣管內窺鏡，其具有外圍設備3和內窺鏡插入部4A，并進一步具有與第一實施例的支氣管內窺鏡14相同的結構。如圖14，具體地，該訓練用內窺鏡部分31包括彎曲部的角度測量部15A、插入部的插入長度測量部15B、以及插入部的轉角測量部15C。訓練用內窺鏡部31向編輯分析部32輸出從測量部15A、15B和15C獲得的插入操作信息。在訓練內窺鏡的手操作部附近設置有凍結按鈕15D。當按下凍結按鈕15D時，將此時所顯示的虛擬內窺鏡圖像顯示為快照(snapshot)。
虛擬內窺鏡圖像數據輸出部6A根據CT圖像數據生成支氣管內部的內窺鏡圖像(VBS圖像)，并向編輯分析部32輸出所生成的圖像。
虛擬圖像顯示裝置33具有與根據第一實施例而使用的顯示裝置11相同的結構。該虛擬圖像顯示裝置33至少顯示三個多畫面，從而顯示作為訓練用內窺鏡部31的插入操作結果的虛擬內窺鏡圖像。
編輯分析部32根據由手術者利用訓練用內窺鏡部31對插入部進行測量的結果，獲得插入操作信息，隨后將所獲得的插入操作信息和虛擬內窺鏡圖像與存儲在存儲部2A中的存儲圖像(基準插入操作信息和內窺鏡圖像)進行順序比較并分析，并在監視插入操作狀況的同時，在視覺圖像顯示裝置33上輸出并顯示該比較結果。
在這種情況下，如圖7A所示，編輯分析部32分別在虛擬圖像顯示裝置33的畫面上部以及畫面下部多畫面地顯示兩個屏幕33A和33B以及一個屏幕33C。在畫面33A中，根據訓練用內窺鏡部31的各插入操作的測量結果，顯示來自虛擬內窺鏡圖像數據輸出部6A的虛擬內窺鏡圖像(VBS圖像)，一旦按下訓練用內窺鏡部31的凍結按鈕15D，畫面33B顯示所顯示的虛擬內窺鏡圖像(VBS圖像)的快照。同時，在畫面下部的畫面33C中將過去的快照(VBS圖像)按照插入部的插入長度從短到長的順序在附圖中從左到右顯示為列表(參照圖15)。
在編輯和分析部32的控制下，將屏幕33C上的快照的列表顯示信息存儲在處理裝置2的存儲部2A中。與第一實施例類似，列表顯示信息被顯示在作為通知部10的虛擬圖像顯示裝置33上，從而可以向進行訓練用內窺鏡部31的插入操作的手術者呈現操作指示。
其它的結構和操作與第一實施例的相同。
因此，根據第三實施例，手術者可以利用訓練內窺鏡設備而獲得使用基準插入操作信息的經驗，因此可以有效地使用該基準插入操作信息和過程。例如，將該訓練內窺鏡設備用作教學系統會對提高手術者的插入技巧做出巨大的貢獻。
在第三實施例的內窺鏡裝置(系統)1C中，與上述第二實施例類似，編輯分析部32根據基準插入操作信息自動操作訓練用內窺鏡部31。因此，操作訓練用內窺鏡部31的手術者可以獲得與基準插入操作信息和過程類似的插入方法的經驗。
根據第一到第三實施例，給出了如下情況的說明在該情況下，根據基準插入操作信息提供插入操作指示，同時顯示VBS圖像以及實時圖像。然而，本發明不限于此，而是可以呈現插入操作指示，同時只顯示實時圖像。
下面示出的內窺鏡裝置可以很容易地檢測出插入部的前端部的重力方向。具有上述結構的內窺鏡可以應用于根據第一到第三實施例的內窺鏡系統和內窺鏡裝置。
(第四實施例)圖16示出了本發明的第四實施例。
所述第一到第三實施例示出了內窺鏡插入部的應用示例。然而，作為具有細長插入部的醫療處理器具，第四實施例是例如與插入用于血管治療的導管有關的應用示例。
如圖16所示，第四實施例的醫療系統包括取代了第一實施例的插入操作信息收集部的插入位置信息收集部，并且因為第四實施例涉及血管治療導管(以下簡稱為導管)51的插入，所以省略了內窺鏡視頻輸出部。
根據第四實施例，設置導管插入長度測量部52以檢測血管治療導管(此后簡稱為導管)51的插入位置，將該測量部52檢測到的導管前端部的位置信息輸出到圖中未示出的所述插入位置信息收集部。上述導管插入長度測量部52設置在例如與患者體表相附接的裝置本體53的內部空間部分中。該裝置本體53具有開口部分55a和55b，上述導管51可以在該前端側部分和基端側部分這兩個位置插入其中。
此外，在所述裝置本體53中配置有引導輪62，其引導導管51；和一對第一夾輪61和第二夾輪64，以發出和收回導管。齒輪63與所述第二夾輪64同軸附接，齒輪63在夾住并擠壓導管51的狀態下根據所述導管51的前進與收回而旋轉。所述齒輪63與蝸輪65相嚙合，并且該蝸輪65的旋轉軸66具有編碼器(encoder)67，從而構成導管插入長度測量部52。
信號線67a從編碼器67延伸出，并且來自編碼器67的信號通過該信號線67a輸入到導管插入位置處理裝置(未示出)，該導管插入位置處理裝置具有與根據第一實施例描述的插入操作量處理裝置12相同的結構，計算出血管68內部的導管51的插入長度和位置。
下面將描述具有上述結構的導管插入長度測量部52的作用。
導管51通過在裝置本體53的前端部形成的開口部分55a被引導到裝置本體53的外側，隨后通過在基端部形成的開口部分55b再次將導管51引導到裝置本體53的內部空間中。該導管51被插入到第一夾輪61和第二夾輪64之間，并且以預定力拔出/拉入。根據該實施例，根據導管51的插入量旋轉第二夾輪64，并且隨著第二夾輪64的旋轉，齒輪部分63旋轉。因此，與該齒輪部分63相嚙合的蝸輪65旋轉，旋轉量被編碼器67轉換為電信號，并且將插入長度信息輸出到所述導管插入位置處理裝置。
所述導管插入位置處理裝置根據來自編碼器67的信號計算導管51在血管68中的插入長度，根據所計算出的插入長度，執行與第一實施例的處理類似的處理，并將與插入位置信息相關聯的待顯示或待通知的指示注釋信息輸出到、顯示在或通知到作為通知部的顯示裝置。
利用上述的結構和操作，與第一到第三實施例的內窺鏡插入部的情況基本類似，本發明可以應用到作為具有長插入部的醫療器械的血管治療導管51。
根據第四實施例，作為醫療處理器具，描述了血管治療導管51，然而，本發明不限于此，而是可以應用于內窺鏡處理器具，例如插入到用于插入內窺鏡處理器具的通道中的鉗子等。
(第五實施例)圖17到圖22B示出了第五實施例。
第五實施例說明了將本發明應用于作為內窺鏡本體的支氣管內窺鏡的情況。
如圖17所示，第五實施例的內窺鏡裝置101主要包括支氣管內窺鏡(下文簡稱為內窺鏡)102，其作為內窺鏡本體能夠插入支氣管中；攝像機控制部(后文稱為CCU)103，其對通過該內窺鏡102中的圖像獲取部(未示出)的攝像操作所獲得的內窺鏡圖像進行信號處理；觀察監視器104，其顯示經過該CCU 103圖像處理過的內窺鏡觀察圖像(下文稱為觀測圖像)；導航部105，其形成虛擬內窺鏡圖像(下文稱為VBS圖像)，該VBS圖像根據由CT設備(未示出)初步獲得的三維CT圖像而生成；以及導航監視器106，其顯示由該導航部105生成的VBS圖像。
CT設備是例如X射線CT(計算機斷層成像)設備，其通過拍攝被檢體的斷層圖像，來獲得該被檢體的三維圖像數據，并通過使用該三維圖像數據來執行患病部分的診斷。
內窺鏡102包括柔性的細長插入部111；以及操作部112，其與插入部111的基端相連接，并用作把手部分。通用塞繩113從操作部112的后面延伸到內窺鏡102。設置在通用塞繩113的端部的連接器與CCU103相連接。
通過連續連接布置在前端側的前端部114、布置在前端部114的基端的可以自由彎曲的彎曲部115、以及布置在彎曲部115的基端的柔性長柔管部分116來形成內窺鏡插入部111。
內窺鏡操作部112(內窺鏡102的操作部112)具有在其基端側的把手部分112a，作為能夠被手術者抓握的部分。內窺鏡操作部112具有在把手部分112a上側的用于遠程控制CCU 103的視頻開關112b。
內窺鏡操作部112具有彎曲操作捏手117。通過抓握把手部分112a并旋轉彎曲操作捏手117來彎曲所述彎曲部115。
此外，內窺鏡操作部112具有靠近把手部分112a的前端的處置器具插入端口118，用于插入處理器具(例如活組織檢查鉗)。該醫療器具插入端口118在其內部與處理器具插入通路119相通。例如活組織檢查鉗(未示出)的處理器具被插入到處理器具插入端口118中，處理器具的前端側通過內窺鏡的醫療器械插入通路119從形成在前端部114上的通道開口119a伸出。
在內窺鏡102中，用于傳送照明光的光導(未示出)插入并布置在插入部111、操作部112和通用塞繩113中。光導的基端側通過操作部112達到通用塞繩113的連接器部分，并且光導傳送來自光源(未示出)的照明光。從光導傳送的照明光從固定到插入部的前端部114的照明窗114a的前端表面照明患病部位等的目標。
被照明的目標的圖像從鄰近照明窗114a布置的觀測窗114b被內窺鏡102捕獲。所捕獲的目標圖像被獲得并被圖像獲得設備(未示出)光電轉換為圖像獲得信號。圖像獲得信號被傳送到信號電纜(未示出)，并通過通用塞繩113輸出到CCU 103。
CCU 103對于來自內窺鏡102的攝像設備的攝像信號進行信號處理，生成基準視頻信號，向該觀察監視器104輸出該視頻信號，并在該監視器104的顯示表面顯示所觀察的圖像。
如上所述，導航部105形成VBS圖像，向導航監視器106輸出所生成的視頻圖像，并通過聯接到內窺鏡插入部111的前端部114的位置而在該導航監視器106的顯示表面上顯示VBS圖像。由導航部105將內窺鏡102導向顯示在導航監視器106上的VBS圖像，并且插入部的前端部114到達氣管中的關心部位。
支氣管具有多級分支，并進一步在分支點獲得的觀察圖像具有含有多個分支路線的類似圖像。
因此，當所獲得的觀測圖像具有帶有特征的分支圖像時，很容易分辨具有關心部位的支氣管的分支方向。然而，不能僅根據在所獲得的觀察圖像的左分支和右分支上沒有特征的圖像來分辨具有關心部位的分支方向。
根據第五實施例，內窺鏡裝置101具有重力方向指示部，其根據內窺鏡102的斜度可視地指示重力方向，并具有配置部，其將重力方向指示部配置在內窺鏡102的觀察視野范圍內。
也就是說，在根據第五實施例的內窺鏡裝置101中，探針121從內窺鏡操作部112的處理器具插入口118中插入，探針121的前端側從處理器具插入通路119的通道開口119a伸出，并將在其前端側設置的作為重力方向指示部的氣球122設置在內窺鏡102的觀察視野范圍內。也就是說，探針121具有配置部，其將作為重力方向指示部的氣球122設置在內窺鏡102的觀察視野范圍內。
探針121包括探針部121a，其被插入內窺鏡102的處療器具插入通路119中；以及探針操作部121b，其設置在探針部121a的后端部。
上述探針部121a具有在其前端側的氣球122，由透明部件或半透明部件制成，并且用于提供和排出流體123的流體管路124通過開口124a插入和設置進氣球122內(參照圖18)。與該流體管路124相連接的注入纜線125延伸到探針操作部121b。注入纜線125在其端部具有帶有止回閥的注入杯125a。通過將注射器126連接到帶有止回閥的注射杯125a，探針121可以向該注射器126注入或排放注入流體123。
很少氣管或支氣管內包括藍色或綠色結構，因此，流體123被染成藍色或綠色。因此，流體123可以很明顯地從身體器官(如支氣管等)中分辨出來，并進一步有利于通過處理圖像數據來計算由藍色或綠色占據的范圍。
探針121是例如超聲波探針，其在探針前端部具有超聲波探頭(未示出)，其獲得超聲波斷層圖像，并通過探針纜線127連接到導航部105。
導航部105根據內窺鏡102的攝像設備(將隨后描述)獲得的觀測圖像來計算內窺鏡插入部111的前端部114的重力方向，并執行處理，使對于計算出的重力方向的VBS圖像與支氣管內窺鏡的真實圖像的旋轉方向相一致。也就是說，導航部105構成了圖像處理部。可以自動執行該處理，或通過設計用于該處理的指示開關來手動地執行。當探針121是超聲波探針時，導航部105還根據重力方向執行與由該超聲探針獲得的超聲斷層圖像有關的處理，使支氣管鏡的真實圖像與旋轉方向相一致。
具有上述結構的內窺鏡裝置101被用于支氣管疾病等的內窺鏡觀察與處理(活組織檢查和治療)。
首先，手術者從患者的嘴或鼻子將內窺鏡102的插入部111插入患者的體腔，使插入部的前端部114向由手術者確定的預定位置(例如到氣管的頂部(喉部))前進。隨后，在觀看顯示在觀察監視器104上的由內窺鏡102獲得的觀測圖像的同時，手術者插入內窺鏡插入部111。
手術者使插入部的前端部114向預定位置前進，隨后，移動導航部105參照顯示在導航監視器106上的VBS圖像并隨著到達關心部位的路線，插入所述插入部的前端部114。
此處，如上所述，支氣管具有多級分支，并進一步在分支點獲得的觀察圖像具有帶有許多分支目的地路線的類似圖像。
因此，當所獲得的觀測圖像具有帶有特點的分支結構時，很容易分辨具有關心部位的支氣管的分支方向。然而，很難僅根據沒有特點的左分支和右分支處獲得的觀察圖像來分辨具有關心部位的分支方向。相反地，當確定了重力方向時，通過與VBS圖像相比較來確定分支方向。
手術者從內窺鏡操作部112的處理器具插入口118插入探針121，并且探針121的前端側從該處理器具插入通路119的通道開口119a伸出。順便提及，探針121還未處于沒有鼓起狀態。
手術者將注射器126連接到注射纜線125的帶有止回閥的注入杯125a，將預定量的被染成藍色或綠色的流體(液體)123注入探針部121a的氣球122內，注入空氣，并因此使氣球122鼓起。可以代替注入流體(液體)123和空氣，將不同顏色不同重力的兩種流體(液體)123注入氣球122內。此外，所用的流體123是根據第五實施例的液體，然而，本發明不限于此，而可以是作為流體123的粉末狀物質。
隨后，如圖18所示，在氣球122中，該被染成藍色或綠色的流體123被密封。氣球122中的流體123根據插入部的前端部114的斜度在其中移動，并且流體表面123a根據重力方向改變。也就是，在液體表面123a上，該垂直方向代表重力方向。
因此，氣球122可以從視覺上示出重力方向。例如，如圖19所示，根據獲得的觀察圖像，流體(液體)123的液面123a在右側傾斜，并因此判斷重力方向在略右下方向。
根據本實施例，根據該觀察圖像計算內窺鏡插入部111的前端部114的重力方向。執行圖像處理，從而與對于所計算的重力方向的VBS的旋轉方向相一致。例如，導航部105根據圖20所示的流程圖進行圖像處理。
導航部105檢測由CCU 103獲得的觀察圖像上的藍色或綠色的流體(步驟S11)。導航部105識別由所檢測的藍或綠色所占據的部分的位置或形狀(圖形)，并測量流面123a的面積(步驟S12)。隨后，導航部105增加光學特征，例如所用的內窺鏡102的視角或失真等，并修正所獲得的位置關系(步驟S13)。
接著，導航部105三維地分析所獲得的位置關系(步驟S14)。導航部105根據所得的分析結果確定重力方向(步驟S15)。隨后，導航部15根據所確定的重力方向使VBS圖像的旋轉方向與所觀測的圖像的旋轉方向相一致(步驟S16)。
隨后，導航監視器106按照與所觀察的圖像的方向相一致的旋轉方向顯示VBS圖像。手術者通過逐分支地使用彎曲部115將插入部的前端部114彎曲到支氣管分支的末梢部分，并且使插入部的前端部到達關注部位。手術者執行關注部位的內窺鏡觀察和治療(活組織檢查與治療)等。
因此，第五實施例的內窺鏡裝置101可以很容易地通過插入部的前端部114檢測出重力方向，并且在將插入部111插入復雜的管路中時，手術者可以防止所觀測圖像的重力方向丟失。
結果，第五實施例的內窺鏡裝置101可以檢測所觀察圖像的重力方向并可提高可操作性。
例如，在內窺鏡裝置101中，一旦將插入部111插入大腸，操作部112的方向被轉動從而可以很容易地插入所述插入部111，并且，隨后，可以得知所觀察圖像的重力方向。因此，在內窺鏡裝置101中，當發現癌癥等的病變區域(如)時，可以知道該癌癥在哪個方向。此外，在增加了評估癌癥擴散到哪個器官時的可操作性。
此外，當在具有管路(如用于熱交換的許多管子)的裝置或設備的檢查中在管子內發現任何裂縫時，在內窺鏡裝置101中，所觀察圖像的重力方向是已知的。因此，在內窺鏡裝置101中，管路內的裂縫的方向角是已知的，并且在估計可能被來自裂縫部分的蒸汽散射引起腐蝕等的其它管路方面，可操作性被提高。
代替提供探針121，例如，可以在在設置如圖21所示的鉗子等的處理器具128(例如鉗)的前端側布置氣球122，在這種情況下，所觀察的圖像如圖22A或圖22B所示。
圖22A示出了設置在處理器具128的前端側的氣球122鼓起之前的狀態下所觀察的圖像，圖22B示出了設置在處理器具128的前端側的氣球122從圖22A所示的狀態鼓起之后的狀態下所觀察的圖像。
通過將氣球122設置在醫療器械128的前端側，根據變型例的內窺鏡裝置101可以檢測重力方向，并能實現諸如活組織檢查和治療等的處理。
也就是說，變型例的內窺鏡裝置101具有這樣的優點在檢測重力方向之后，可迅速進行諸如活組織檢查或治療的處理，而不需拔出探針。
內窺鏡裝置包括電子內窺鏡，其對在其插入部的前端部114處的內窺鏡圖像進行攝像。然而，本發明不限于此，本發明可以應用于光學內窺鏡，其中從插入部的前端部114獲取的內窺鏡圖像被圖像傳送部傳送到眼塊部，并被眼塊部所觀察。
(第六實施例)圖23到圖28是根據第六實施例的圖。
根據第六實施例，密封在氣球122中的流體123是導電流體。其它的結構與上述第五實施例的結構相同，因此，省略對其的說明，并且相同的標號用于指示相同的部件。
也就是說，如圖23所示，第六實施例的內窺鏡裝置包括使用導電流體131作為密封在設于前端側的氣球122中的流體123的探針121B。與上述第五實施例的說明類似地插入和布置流體管路124，流體管路124與探針操作部121b中的注入纜線125相連接，以將來自注射器126的導電性流體131提供并排出氣球122。
如圖24所示，探針121B至少具有三個電極132，以與氣球122中的導電流體131相接觸。
在電極132中，導電部分132a和絕緣部分132b交替布置。用于向導電部分132a提供電流的電線133插入到電線插入通路134中，并延伸到探針操作部121b。
通過將探針121B通過探針纜線連接到導航部105，電流被從導航部105提供給電極132。
根據第六實施例，根據電極132的電流變化，計算導電性流體131的位置變化，并確定重力方向。
如圖25A所示，例如，當導電性流體131的液面131a在右側傾斜時，三個電極132在圖中的A點、B點和C點的下側導電。流向電極132的電流根據導電范圍而發生變化，根據該電流變化，導航部105計算導電性流體131的位置變化，并確定重力方向在右下方向。如圖25B所示，例如，當導電性流體131的液面131a與三個電極132全部接觸并隨后它們導電時，導航部105確定重力的方向在右側。
因此，第六實施例的內窺鏡裝置101具有與上述第五實施例的內窺鏡裝置相同的優點。
如圖26所示，探針可以在內部密封導電流體131而無需在其前端側提供氣球122。
再次參照圖26，探針121C具有流體密封部135，其密封導電性流體131，用以代替該前端側的氣球122，與上述第六實施例的說明類似，其還具有流體密封部135中的至少三個電極132。流體密封部135是防水密封形成的，從而防止導電性流體131泄露到其中插入了從電極132延伸出的電線133的電線插入通路134。
探針121C無需設置在內窺鏡102的觀察視野范圍內，探針121C被插入內窺鏡插入部111的前端部114，并在這種狀態下，可以以與第六實施例的上述說明相同的方式，根據三個電極132中流動的電流的變化，計算導電性流體131的位置變化并確定重力方向。
探針121C需要修正內窺鏡102的旋轉方向。在這種情況下，如圖27所示，探針121C從內窺鏡102的處理器具插入口118插入到處理器具插入通路119中。
如圖28所示，出于修正內窺鏡102的旋轉方向的目的，在探針121C中，設置在探針部121a的基端側的突出部分136與形成在內窺鏡102的處理器具插入口118中的槽口118a相接合。因此，探針121C可以糾正內窺鏡102的旋轉方向。
具有該結構的變型例具有與上述第六實施例的結構的優點相同的優點，另外，因為不需要氣球122，因此直徑可以縮小，例如，內窺鏡裝置可以到達支氣管更深的部分。
(第七實施例)圖29到圖34是根據第七實施例的圖。
第四和第六實施例使用探針來檢測重力方向，但第七實施例通過在內窺鏡插入部111的前端部114提供流體密封部來檢測重力方向。其它的結構與上述第五實施例的結構相同，因此，省略對其的說明，并且相同的標號指示相同的部件。
也就是說，參照圖29，第七實施例的內窺鏡102B具有流體密封部141，用于檢測插入部的前端部114處的重力方向。
流體密封部141是透明部件或半透明部件，中空并具有與插入部的前端部114的外徑相同的外徑，此外，流體密封部141具有與上述第五實施例相類似的密封流體(液體)123和空氣或兩種不同密度的流體(液體)123的外部部件。在流體密封部141中，中空部分為觀察窗區域。
此外，流體密封部141按下插入在插入部111中的桿部件142，從而在插入部111的縱向上自由地推進或收回流體密封部141。由布置在操作部112中的進退操作機構(未示出)按下或拉動桿部件142。
一旦檢測到內窺鏡102B中的重力方向，則在向插入部的前端部114相反的方向按下桿部件142，因此流體密封部141進入觀察視野范圍。參照圖30，內窺鏡102B獲得觀察圖像。在圖30所示的觀察圖像中，由于密封在流體密封部141中的流體(液體)的液面123a在斜左側傾斜，因而判斷重力方向大約在左下。
與第五實施例的說明類似，導航部105根據所觀察的圖像計算內窺鏡插入部111的前端部114的重力方向，并實現圖像處理，使VBS圖像的旋轉方向與計算的重力方向相一致。
在重力方向檢測之外的觀察中，在內窺鏡102B中，桿部件142被拉到插入部的前端部114側，因此，流體密封部141靠近插入部的前端部114，并獲得流體密封部的觀察窗區域上的視野。
參照圖32，僅在所觀察的圖像的外圍部分出現內窺鏡102B。
結果，第七實施例的內窺鏡102B具有與上述第五實施例的內窺鏡相同的優點，并因為不使用探針而提高了可用性。
另外，內窺鏡沒有在其插入部的前端部114中的流體密封部141，而如圖33所示，可以在杯143B中設置流體密封部141。
也就是說，如圖33所示，內窺鏡102是透明部件或半透明部件，并具有杯143B，該杯143B具有與插入部的前端部114的外徑相同的外徑。
也就是說，參照圖33，杯143B具有在前端側的與上述第七實施例的流體密封部相同的流體密封部141；以及附接部分144，內窺鏡插入部111的前端側利用該附接部分144與杯143B的基端側相嚙合。
具有上述結構的內窺鏡102獲得如圖34所示的觀察圖像。參照圖34，密封在流體密封部141中的流體123向正下方傾斜，因此確定重力方向在下方。參照圖33，液面123a在所觀測圖像的斜右側傾斜，重力方向在略右下側。
與上述第五實施例類似，導航部105通過該觀察圖像計算該內窺鏡插入部111的前端部114的重力方向，并執行圖像處理，使VBS圖像的旋轉方向與所計算的重力方向相一致。
結果，本變型例的內窺鏡具有與上述第七實施例的內窺鏡相同的效果，并因為不需要流體密封部141的桿部件142，因此可以縮小直徑。
(第八實施例)圖35到圖44是根據第八實施例的圖。
在上述第五實施例的內窺鏡裝置中，在體腔中的管路彎曲的情況下，例如，如圖35所示，當氣球122從指向斜上方向的內窺鏡的插入部的前端部在斜上方向上突出時，從插入部的前端部獲得的觀察圖像為從下部觀察的圖像。
在這種情況下，如圖36所示，不能看到密封在氣球122中的流體123的流體表面123a，因此很難確定所觀察圖像中的重力方向。
依據第八實施例，除流體123外，至少具有不同密度的兩種球狀部件被密封在氣球122中，并檢測重力方向。其它結構與上述第五實施例的相同，因此，省略了對其的說明，并且相同的符號指示相同的部件。
參照圖37，在第八實施例的內窺鏡102D中，流體123和具有不同密度的至少兩種球狀部件145A和145B被密封在設置在探針121處的氣球122中。
在兩種球狀部件145A和145B中，球狀部件145A被染成例如綠色，而球狀部件145B被染成藍色。球狀部件145A和145B的密度例如具有關系球狀部件145A(綠色)的密度＜流體123的密度＜球狀部件145B(藍色)的密度與上述第五實施例類似，流體123被從注射器126提供給并排出氣球122。氣球122在提供流體123(鼓起)之前的收縮狀態下，如圖38所示，氣球狀部件的收縮力將該兩個球狀部件145A和145B排列并容納在其前端側的探針121C的軸線上。
參照圖39，氣球122可以排列為將兩個球狀部件145a和145b容納在探針121c的前端側。
隨后，參照圖40，流體123被提供給氣球122并且氣球122因此而鼓起。
由于上述密度關系，球狀部件145A(綠)的密度輕于流體123的密度，因此，球狀部件145A(綠)浮在流體123上。另一方面，球狀部件145B(藍)因其密度高于流體123的密度而沉在流體123的底部。因而確定重力方向是通過球狀部件145A(綠)的中心和球狀部件145B(藍)的中心的直線上的球狀部件145B(藍)方向側。例如參照圖40，重力方向是下方向。
當如圖35所示氣球122從指向斜上方的內窺鏡的插入部的前端部114沿斜上方突出時，具有上述結構的內窺鏡102D得到如圖41所示的觀察圖像。
與上述第五實施例的說明類似，導航部105根據所觀察的圖像計算內窺鏡插入部111的前端部114的重力方向，并執行圖像處理，使VBS圖像的旋轉方向與所計算的重力方向相一致。
利用上述密度關系，參照圖41，球狀部件145A(綠)因浮在流體123上而處于較遠位置，從而看起來很小。另一方面，球狀部件145B(藍)因沉在流體123的底部而處于較近位置，從而看起來較大。
因此參照圖42，需要識別球狀部件145A(綠)和球狀部件145B(藍)在圖像上占據的位置和范圍(大小)，并需要得到球狀部件145A(綠)和球狀部件145B(藍)之間的三維位置關系。
接下來，說明該三維位置關系。
首先，為了簡化說明，在模型中考慮圖43所示的氣球122從內窺鏡插入部111的前端部114突出的狀態。
此處，原點O內窺鏡102D的視點中心；R2球狀部件145A和145B的半徑R1氣球122的半徑(R1＞＞R2)f焦距D1氣球122和內窺鏡插入部111的前端部114之間的中心距離。
球狀部件145A和145B分別受重力的作用，并因此在氣球122中移動。因此，球狀部件145A和145B的中心在半徑(R1-R2)的球面上移動。
然而，由于(R1＞＞R2)的關系，因此，該半徑約等于R1。
也就是說，球狀部件145A和145B的中心如下
x2+y2+(z-D1)2＝R12(1)根據式1，球狀部件145A的中心OA(X，Y，Z)被考慮如下Z=D1+R12-X2-Y2]]>(Z＞D1)在觀察圖像上，物體被投影到焦距f處，并如圖45所示，在投影到z＝f平面上的情況下考慮式(2)。
假定投影之后的坐標為(x′，y′，z′)。
x′∶X＝z′∶Z(3)y′∶Y＝z′∶Z(4)根據式(2)、(3)和(4)，x′=fXD1+R12-X2-Y2---(5)]]>y′=fYD1+R12-X2-Y2---(6)]]>也就是說，參照圖45，根據所觀察的圖像測量z＝f平面上的x和y坐標(x′，y′)，并因此根據式(5)和式(6)獲得球狀部件145A的x和y坐標(X，Y)，并根據式(2)獲得z坐標(如果根據所觀測的圖像讀出了中心坐標，則確定了三維坐標)。
如上所述，根據三維坐標系統確定了球狀部件145A的坐標。
由于球狀部件145B具有對象中心(0，0，D1)，所以球狀部件145B的坐標是(-X，-Y，2D1-Z)如上所述，重力方向AB(向量)為向量AB＝(0-x，0-Y，D1-z)＝(-X，-Y，D1-Z)為了確定球狀部件145A和145B哪個更靠近視點，在觀察圖像上測量球狀部件145A和145B的大小(測量了大小，但不計算距離)。
當球狀部件145A和145B具有某種程度的大小(在圖像上占據了任何范圍)時，隨著球狀部件145A和145B從所觀察圖像的中心脫離，失真增加。因此，在讀取球狀部件145A和145B的中心坐標(x′，y′)時，需要進行修正。三維坐標的基本計算方法與所述的相同。
因此，第八實施例的內窺鏡102D可以導出球狀部件145A(綠)和球狀部件145B(藍)之間的三維位置關系。當氣球122中的球狀部件145具有某種程度的大小，并根據觀察圖像確定了球狀部件145的中心是在z＝D1平面之上還是之下時，獲得了與當氣球122中的球狀部件為一個時相同的優點。
結果，第八實施例的內窺鏡102D具有與上述第五實施例相同的優點。當體腔中的管路彎曲時，在氣球122從指向斜上方向的內窺鏡的插入部的前端部114向著斜上方向突出的情況下，也可以很容易地確定重力的方向。
(第九實施例)圖46和圖47是根據第九實施例的圖。
根據第九實施例，使用設置在內窺鏡插入部、探針或處理器具前端側的重力傳感器。其它的結構與上述第五實施例的相同，因此省略了對其的說明，并且相同的符號表示相同的部件。
也就是說，參照圖46，第九實施例的內窺鏡具有設置在內窺鏡插入部、探針或處理器具前端側的作為重力方向指示部的重力傳感器151。重力傳感器151具有在球狀容器151A中設置的許多微電極152，導電性流體131的液滴131B具有低的可濕性，其根據重力方向在微電極152上移動，并密封在球體容器151A中。從微電極152延伸的信號線152b與導航部105電連接，從而由導航部105控制這些微電極152。
參照圖47，導航部105全球狀地掃描重力傳感器151，并測量相鄰微電極152之間的電阻，從而檢測在具有低電阻的部分出現的液滴131B，根據所檢測位置，計算重力方向。
在重力傳感器151中，球體容器151A可以充滿導電性流體131，并可以根據導電性流體131中移動的氣泡來檢測重力的方向。在這種情況下，導航部105全球狀地掃描重力傳感器151，并測量相鄰微電極152之間的阻抗，從而檢測在高阻抗部分是否具有氣泡，根據檢測位置，計算重力方向。
因此，與上述第四到第八實施例相比較，第九實施例的內窺鏡的插入部的前端部114的直徑可以更小。
已經描述了本發明的實施例，應該清楚，本發明不限于這些具體實施例，而可以在不脫離所附權利要求限定的本發明的范圍或精神的情況下，對其進行各種修改和變型。
工業應用如上所述，根據本發明的內窺鏡系統、內窺鏡插入部的插入操作程序和內窺鏡裝置對于體腔內的醫療觀察和各種治療處理等是有用的，并進一步適用于醫療教學。此外，除了上述醫療使用之外，根據本發明的內窺鏡裝置在檢測各種設備的管路或箱子、飛行器的機身或機翼的內部、鍋爐、燃氣輪機、化工廠等的配管、汽車引擎的主體等的內部劃痕或腐蝕等時是有用的。
相關申請的交叉引用本發明要求2002年8月30日在日本提交的日本專利申請2002-255696和2002年11月7日在日本提交的日本專利申請2002-255700的優先權，上述內容被引用到本申請的說明書、權利要求書和附圖中。
權利要求
1.一種具有插入到被檢體內的細長插入部的醫療處理系統，其特征在于包括位置關系檢測部，其檢測所述插入部的前端部與所述被檢體之間的相對位置關系；信息輸入部，其能夠輸入預定信息；以及存儲部，其相互關聯地存儲由所述位置關系檢測部檢測到的位置信息和所述預定信息。
2.一種具有插入到被檢體內的插入部的內窺鏡系統，其特征在于包括位置關系檢測部，其檢測所述插入部的前端部與所述被檢體之間的相對位置關系；信息輸入部，其能夠輸入預定信息；以及存儲部，其相互關聯地存儲由所述位置關系檢測部檢測到的位置信息和所述預定信息。
3.根據權利要求2所述的內窺鏡系統，其特征在于，所述位置關系檢測部是檢測所述內窺鏡的插入部相對于被檢體的插入長度的插入長度檢測部。
4.根據權利要求3所述的內窺鏡系統，其特征在于，所述位置關系檢測部進一步具有下列部中的至少一個彎曲角度檢測部，其檢測所述內窺鏡的彎曲部的彎曲角；以及轉角檢測部，其檢測所述內窺鏡的插入部的轉角。
5.根據權利要求2所述的內窺鏡系統，其特征在于，所述預定信息為通過內窺鏡拍攝到的被檢體內的內窺鏡圖像信息、文字信息、根據所述被檢體的三維數據生成的虛擬內窺鏡圖像、以及插入操作信息中的至少一種。
6.一種用于將內窺鏡的插入部插入到被檢體內的內窺鏡插入操作程序，其特征在于，包括位置關系檢測步驟，檢測所述插入部的前端部與所述被檢體之間的相對位置關系；信息輸入步驟，輸入預定信息；以及存儲步驟，相互關聯地存儲由所述位置關系檢測步驟檢測出的位置信息與所述輸入步驟輸入的預定信息。
7.根據權利要求6所述的內窺鏡插入操作程序，其特征在于，所述位置關系檢測步驟是檢測所述內窺鏡的插入部相對于被檢體內的插入長度的插入長度檢測步驟。
8.根據權利要求7所述的內窺鏡插入操作程序，其特征在于，所述位置關系檢測步驟進一步包括下列步驟中的至少一個彎曲角度檢測步驟，檢測所述內窺鏡的彎曲部的彎曲角；以及轉角檢測步驟，檢測所述內窺鏡的插入部的轉角。
9.根據權利要求6所述的內窺鏡插入操作程序，其特征在于，所述預定信息為由內窺鏡拍攝的被檢體內的圖像信息、文字信息、根據所述被檢體的三維數據生成的虛擬圖像、以及插入操作信息中的至少一種。
10.一種具有插入到被檢體內的插入部的內窺鏡系統，其特征在于，包括存儲部，其預先將預定的信息與所述插入部的前端部與所述被檢體之間的相對位置信息相互關聯地存儲；位置關系檢測部，其檢測所述被檢體和所述插入部的前端部之間的相對位置關系；以及信息輸出部，其從所述存儲部輸出與所述位置關系檢測部檢測的位置關系信息相關聯的預定信息。
11.根據權利要求10所述的內窺鏡系統，其特征在于，包括驅動部，其根據從所述信息輸出部輸出的預定信息執行將所述插入部插入到所述被檢體內的操作。
12.根據權利要求10所述的內窺鏡系統，其特征在于，所述預定信息為由內窺鏡拍攝的被檢體內的圖像信息、文字信息、根據所述被檢體的三維數據生成的虛擬圖像、以及插入操作信息中的至少一種。
13.一種用于將內窺鏡的插入部插入被檢體內的內窺鏡插入操作程序，其特征在于，包括位置關系檢測步驟，檢測所述插入部的前端部與所述被檢體之間的相對位置關系；以及信息輸出步驟，從存儲部輸出與所述位置關系檢測步驟中檢測出的位置信息相關聯的預定信息，所述存儲部預先將預定的信息與所述插入部的前端部和所述被檢體之間的相對位置關系相互關聯地存儲。
14.根據權利要求13所述的內窺鏡插入操作程序，其特征在于，所述位置關系檢測步驟是檢測內窺鏡的插入部相對于被檢體的插入長度的插入長度檢測步驟。
15.根據權利要求14所述的內窺鏡插入操作程序，其特征在于，所述位置關系檢測步驟進一步包括下列步驟中的至少一個彎曲角度檢測步驟，檢測所述內窺鏡的彎曲部的彎曲角度；以及轉角檢測步驟，檢測所述內窺鏡的插入部的轉角。
16.根據權利要求13所述的內窺鏡插入操作程序，其特征在于，所述預定信息為由內窺鏡拍攝的被檢體內的圖像信息、文字信息、根據所述被檢體的三維數據生成的虛擬圖像、以及插入操作信息中的至少一種。
17.一種內窺鏡裝置，其特征在于，包括檢測部，其檢測插入到被檢體內的內窺鏡插入部的插入操作信息；存儲部，其將所述檢測部檢測到的插入操作信息作為基準插入操作信息，相互關聯地存儲該基準插入操作信息和通過拍攝該插入操作時所述內窺鏡插入部的前端部位置處的被檢體而獲得的內窺鏡圖像；以及控制部，其比較所述存儲部中存儲的基準插入操作信息與在手術期間從所述檢測部獲得的插入操作信息，監視內窺鏡插入部的插入操作狀況。
18.根據權利要求17所述的內窺鏡裝置，其特征在于，所述插入操作信息是測量內窺鏡插入部的插入長度的插入長度信息、測量內窺鏡插入部的插入速度的插入速度信息、測量所述插入部的轉角的轉角信息、以及測量插入部的彎曲部的角度的角度信息中的至少一種。
19.根據權利要求17所述的內窺鏡裝置，其特征在于，所述存儲部向所存儲的相互關聯的插入操作信息和內窺鏡圖像信息的對應部分添加插入操作指示注釋信息，并進行存儲。
20.根據權利要求17所述的內窺鏡裝置，其特征在于，所述控制部進一步比較與所述基準插入操作信息相關聯地存儲在所述存儲部中的插入操作時在插入部的前端部位置處的內窺鏡圖像與在手術中插入操作期間在插入部的前端部位置處的內窺鏡圖像，監視內窺鏡插入操作的狀況。
21.根據權利要求17或20所述的內窺鏡裝置，其特征在于，包括通知部，其根據所述控制裝置的比較分析結果通知插入操作狀況和操作指示。
22.根據權利要求19所述的內窺鏡裝置，其特征在于，根據用于檢測插入操作信息的檢測部所檢測到的插入部的插入長度，從所述通知部通知附加存儲在存儲部中的插入操作指示注釋。
23.根據權利要求17所述的內窺鏡裝置，其特征在于，所述控制部對從插入部的前端部獲得的內窺鏡圖像和從所述檢測部獲得的插入操作信息與從所述存儲部讀出的基準插入操作信息和與該操作信息相關聯的內窺鏡圖像依次進行比較、分析，將分析結果輸出到通知部，監視手術者的內窺鏡插入操作狀況，并對插入操作給予指示。
24.一種用于將內窺鏡的插入部插入被檢體內的內窺鏡插入操作程序，其特征在于，包括檢測步驟，檢測插入到被檢體內的內窺鏡插入部的插入操作信息；存儲步驟，將所述檢測步驟檢測出的插入操作信息作為基準插入操作信息，相互關聯地存儲該基準插入操作信息和該插入操作時通過對所述內窺鏡插入部的前端部位置處的被檢體進行拍攝而得到的內窺鏡圖像；以及比較監視步驟，比較在所述存儲步驟中存儲的基準插入操作信息與手術期間通過所述檢測步驟獲得的插入操作信息，監視內窺鏡插入部的插入操作狀況。
25.根據權利要求24所述的內窺鏡插入操作程序，其特征在于，包括附加記錄步驟，對于所存儲的相互關聯的插入操作信息和內窺鏡圖像信息的對應部分添加插入操作指示注釋信息，并進行存儲。
26.根據權利要求25所述的內窺鏡插入操作程序，其特征在于，包括通知步驟，根據由檢測所述插入操作信息的檢測步驟所檢測出的插入部的插入長度，通知所述附加記錄步驟中附加存儲的插入操作指示注釋。
全文摘要
分析部(9)與插入操作信息收集部(5)、內窺鏡視頻輸出部(6)和處理裝置(2)相連接，以接收實時插入操作信息和內窺鏡圖像、作為存儲信息的基準插入操作信息、以及與該操作信息相關聯的內窺鏡圖像(通過對基于插入操作信息檢測的插入部的前端部位置處的被檢體進行拍攝而獲得的內窺鏡圖像)。當手術者操作支氣管內窺鏡時，分析部(9)實時地從插入操作信息收集部(5)和內窺鏡視頻輸出部(6)收集插入操作信息和內窺鏡圖像。此外，分析部(9)通過對存儲在處理裝置(2)的存儲部(2A)中的基準插入操作信息和與該插入操作信息相關的內窺鏡圖像進行比較，將所收集的插入操作信息和內窺鏡圖像與和所述處理裝置2的存儲部2A中存儲的存儲信息相關聯的基準插入操作信息和內窺鏡圖像依次進行比較分析，將該比較結果輸出到通知部(10)，并監視由手術者執行的內窺鏡插入部的插入操作。
文檔編號A61B1/04GK1678234SQ03820518
公開日2005年10月5日 申請日期2003年8月29日 優先權日2002年8月30日
發明者大西順一, 秋本俊也, 梶國英, 小林英一, 齊藤明人, 柴崎隆男, 峰泰治 申請人:奧林巴斯株式會社