CN100364479C - 内窥镜装置及其引导方法、以及内窥镜图像的显示方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种内窥镜装置。在该内窥镜装置(1)中，显示导航画面(51)，该导航画面(51)由以下部分构成：显示来自支气管镜(2)的实际图像的内窥镜实际图像显示区域(52)；显示VBS图像的VBS图像显示区域(53)；把路径中的所有分支点的VBS图像缩小并作为分支缩放VBS图像进行显示的分支缩放VBS图像区域(54)。由此，可以根据对应实际分支位置的导航图像，把内窥镜可靠地引导到目的部位。

Description

内窥镜装置及其引导方法、以及内窥镜图像的显示方法
技术领域
本发明涉及一种内窥镜装置，特别涉及引导向例如支气管等体内管道插入内窥镜的内窥镜装置。
背景技术
近年来，正在推广图像诊断，例如，利用X线CT(ComputedTomography)装置等摄像被检测体的断层像，在被检测体内获得三维图像数据，使用该三维图像数据进行患部诊断。
在CT装置中，通过连续旋转进行X线照射·检测，同时向体轴方向连续输送被检测体，由此在被检测体的三维区域进行螺旋状的连续扫描(螺旋扫描：helical scan)，根据三维区域的连续的切片的断层像而作成三维图像。
这种三维图像之一有肺支气管的三维图像。支气管的三维图像可以用来把握例如被怀疑为肺癌等的异常部位的三维位置。并且，为了通过活检确认异常部位，插入支气管内窥镜，利用前端部的活检针采取组织试样(sample)。
如图31所示的支气管500那样，在具有多阶段分支的体内管道中，在异常部位的位置接近分支的末端时，很难在短时间内使内窥镜的前端正确到达目的部位，所以例如日本特开2000-135215号公报等提出以下装置，根据被检测体的三维区域的图像数据作成所述被检测体内的管道的三维图像，在所述三维图像上求出沿着所述管道到目的点的路径，根据所述图像数据作成沿着所述路径的所述管道的假想内窥像，并通过显示所述假想内窥像，把支气管内窥镜引导到目的部位。
但是，在利用上述日本特开2000-135215号公报的装置进行向目的部位的引导时，在显示支气管内窥镜摄像的实际的内窥镜图像的同时，显示支气管分支处的假想内窥像来引导插入点，但如上所述支气管不仅具有多阶段的分支，而且各个分支的图像形成为具有多个分支点路径的相似图像，所以仅通过单纯显示假想的内窥像，即使显示出与实际的内窥镜图像的实际分支位置不同的分支位置的假想内窥像时，有可能使手术医生误认为是正确分支位置的假想内窥像，因此，这种错误认识将导致防碍向目的部位的支气管内窥镜的引导的问题。
发明内容
本发明就是鉴于上述情况而提出的，其目的在于提供一种可以根据对应实际分支位置的导航图像将内窥镜可靠地引导到目的部位的内窥镜装置。
本发明的内窥镜装置具有：根据被检测体的三维区域的图像数据生成所述被检测体内的体腔路径的三维图像的三维图像生成单元；用于对所述被检测体内的体腔路径进行摄像的内窥镜；导航图像生成单元，为了一面向所述被检测体内的体腔路径的插入路径引导所述内窥镜，一面观察和处理所述被检测体的内部，生成由通过所述内窥镜拍摄的所述被检测体内的体腔路径的内窥镜图像和所述三维图像构成的导航图像；和使监视器显示所述导航图像的图像显示控制单元，其中，所述导航图像生成单元将所述被检测体内的体腔路径中形成分支的所有分支点的所述三维图像的缩小图像附加在所述导航图像上，生成所述导航图像。
本发明还涉及一种内窥镜装置，其特征在于，具有：根据被检测体的三维区域的图像数据生成所述被检测体内的体腔路径的三维图像的三维图像生成单元；对所述被检测体内的体腔路径进行摄像的内窥镜；生成由通过所述内窥镜拍摄的所述被检测体内的体腔路径的内窥镜图像和所述三维图像构成的导航图像的第1导航图像生成单元；指示计算出引导所述内窥镜的插入路径的从该内窥镜的插入地点到所述被检测体的目的部位的到达地点的路径的路径指示单元；根据所述路径指示单元的计算结果，生成所设定的路径在所述体腔路径中形成分支的所有分支点的所述三维图像的缩小图像，并且附加该缩小图像并生成所述导航图像的第2导航图像生成单元；将通过所述第2导航图像生成单元生成的所述导航图像在监视器上进行显示的图像显示控制单元。
本发明还涉及一种内窥镜装置的引导方法，其特征在于，包括：根据被检测体的三维区域的图像数据生成所述被检测体内的体腔路径的三维图像的三维图像生成步骤；生成由对所述被检测体内的体腔路径进行摄像的内窥镜所拍摄的所述被检测体内的体腔路径的内窥镜图像和所述三维图像构成的导航图像的第1导航图像生成步骤；指示计算出引导所述内窥镜的插入路径的从该内窥镜的插入地点到所述被检测体的目的部位的到达地点的路径的路径指示步骤；根据所述路径指示步骤的计算结果，生成所设定的路径在所述体腔路径中形成分支的所有分支点的所述三维图像的缩小图像，并且附加该缩小图像，生成所述导航图像的第2导航图像生成步骤；在监视器上显示通过所述第2导航图像生成步骤生成的所述导航图像的图像显示控制步骤。
本发明还涉及一种内窥镜图像的显示方法，其特征在于，包括：输入由所述内窥镜摄像的被检测体的管道的图像数据的内窥镜图像数据输入步骤；根据所述被检测体的三维数据，生成表示管道的第1被检测体图像数据的第1被检测体图像数据生成步骤；根据所述被检测体的三维数据，生成表示管道的第2被检测体图像数据的第2被检测体图像数据生成步骤；根据所述内窥镜图像数据显示所述内窥镜图像的内窥镜图像显示步骤；根据所述第1被检测体图像数据显示所述第1被检测体图像的第1被检测体图像显示步骤；根据所述第2被检测体图像数据显示所述第2被检测体图像的第2被检测体图像显示步骤。
本发明还涉及一种内窥镜图像的显示方法，其特征在于，包括：输入由所述内窥镜摄像的被检测体的管道的图像数据的内窥镜图像数据输入步骤；根据所述被检测体的三维数据，生成表示管道的第1被检测体图像数据的第1被检测体图像数据生成步骤；根据所述被检测体的三维数据，生成表示管道的第2被检测体图像数据的第2被检测体图像数据生成步骤；和显示基于在所述内窥镜图像输入步骤输入的所述内窥镜图像数据的内窥镜图像、在所述第1被检测体图像数据生成步骤中生成的第1被检测体图像、和在所述第2被检测体图像数据生成步骤中生成的第2被检测体图像的显示步骤。
附图说明
图1是表示本发明的一实施方式的内窥镜装置的结构的图。
图2是表示图1的输入部的结构的图。
图3是表示图1的支气管镜引导装置的引导数据的生成处理流程的流程图。
图4是表示通过图3所示处理被展开的路径设定画面的第1图。
图5是表示通过图3所示处理被展开的路径设定画面的第2图。
图6是表示图3的路径设定处理流程的流程图。
图7是表示通过图6所示处理被展开的路径设定画面的第1图。
图8是表示通过图6所示处理被展开的路径设定画面的第2图。
图9是表示通过图6所示处理被展开的路径设定画面的第3图。
图10是说明图1的支气管镜引导装置的路径探询的变形例的图。
图11是表示图1的支气管镜引导装置的引导处理流程的第1流程图。
图12是表示在图11所示处理中被展开的导航画面的第1图。
图13是表示在图11所示处理中被展开的导航画面的第2图。
图14是表示在图11所示处理中被展开的导航画面的第3图。
图15是表示在图11所示处理中被展开的导航画面的第4图。
图16是表示在图11所示处理中被展开的导航画面的第5图。
图17是表示图1的支气管镜引导装置的引导处理流程的第2流程图。
图18是表示在图17所示处理中被展开的导航画面的第1图。
图19是说明在图17所示处理中显示的动画的图。
图20是表示在图17所示处理中被展开的导航画面的第2图。
图21是表示在图17所示处理中被展开的导航画面的第3图。
图22是表示在图17所示处理中被展开的导航画面的第3图。
图23是表示图14的导航画面的第1变形例的图。
图24是表示图14的导航画面的第2变形例的图。
图25是表示图14的导航画面的第3变形例的图。
图26是表示图14的导航画面的第4变形例的图。
图27是表示图14的导航画面的第5变形例的图。
图28是表示图14的导航画面的第6变形例的图。
图29是表示图14的导航画面的第7变形例的图。
图30是表示图14的导航画面的第8变形例的图。
图31是表示支气管的结构的图。
具体实施方式
以下，参照附图说明本发明的实施方式。
图1～图30表示本发明的一实施方式，图1是表示内窥镜装置的结构的结构图，图2是表示图1的输入部的结构的结构图，图3是表示图1的支气管镜引导装置的引导数据的生成处理流程的流程图，图4是表示在图3所示处理中展开的路径设定画面的第1图，图5是表示在图3所示处理中展开的路径设定画面的第2图，图6是表示图3的路径设定处理流程的流程图，图7是表示在图6所示处理中展开的路径设定画面的第1图，图8是表示在图6所示处理中展开的路径设定画面的第2图，图9是表示在图6所示处理中展开的路径设定画面的第3图，图10是说明图1的支气管镜引导装置的路径探询的变形例的图，图11是表示图1的支气管镜引导装置的引导处理流程的第1流程图，图12是表示在图11所示处理中展开的导航画面的第1图，图13是表示在图11所示处理中展开的导航画面的第2图，图14是表示在图11所示处理中展开的导航画面的第3图，图15是表示在图11所示处理中展开的导航画面的第4图，图16是表示在图11所示处理中展开的导航画面的第5图，图17是表示图1的支气管镜引导装置的引导处理流程的第2流程图，图18是表示在图17所示处理中展开的导航画面的第1图，图19是说明在图1 7所示处理中显示的动画的图，图20是表示在图17所示处理中展开的导航画面的第2图，图21是表示在图17所示处理中展开的导航画面的第3图，图22是表示在图17所示处理中展开的导航画面的第3图，图23是表示图14的导航画面的第1变形例的图，图24是表示图14的导航画面的第2变形例的图，图25是表示图14的导航画面的第3变形例的图，图26是表示图14的导航画面的第4变形例的图，图27是表示图14的导航画面的第5变形例的图，图28是表示图14的导航画面的第6变形例的图，图29是表示图14的导航画面的第7变形例的图，图30是表示图14的导航画面的第8变形例的图。
如图1所示，本实施方式的内窥镜装置1具有：支气管镜2，插入患者支气管内并对支气管内部进行摄像，提取支气管末端的患部组织活检；插入量检测装置3，例如由编码器等构成，用于检测支气管镜2的插入部在患者体内的插入量；输入部4，由使设在支气管镜2的操作侧的多个开关形成为薄膜状的挠性薄片构成；支气管镜引导装置6，根据CT图像数据生成支气管内部的假想的内窥镜图像(以下称为VBS像)，同时根据来自支气管镜2的摄像信号、来自插入量检测装置3的检测信号及来自输入部4的输入信号，将通过支气管镜2获得的内窥镜图像(以下称为实际图像)和VBS图像合成并显示在监视器5上，进行支气管镜2在支气管中的引导。
另外，所述输入部4设在支气管镜2的操作部侧，但也可以由脚踏开关构成。
支气管镜引导装置6由以下部分构成：CT图像数据取得部11，通过例如MO(Magnetic Optical disk)装置或DVD(Digital Versatile Disk)装置等移动型存储介质，取得通过拍摄患者的X线断层像的未图示的公知CT装置所生成的三维图像数据；CT图像数据存储部12，存储通过CT图像数据取得部11取得的三维图像数据；MPR图像生成部13，根据存储在CT图像数据存储部12的三维图像数据，生成MPR图像；路径设定部14，生成具有MPR图像生成部生成的MPR图像的后述路径设定画面，设定支气管镜2在支气管中的引导路径(以下单纯称为路径)；VBS图像生成部15，根据存储在CT图像数据存储部12的三维图像数据，以帧为单位生成通过路径设定部14设定的路径的连续的VBS图像；VBS图像存储部16，存储VBS图像生成部15生成的VBS图像；图像处理部17，输入来自支气管镜2的摄像信号、来自插入量检测装置3的检测信号和来自输入部4的输入信号，生成由实际图像、VBS图像和多个缩放VBS图像构成的后述导航画面；图像显示控制部18，使监视器5显示路径设定部14生成的路径设定画面和图像处理部17生成的导航画面；设定信息输入部19，由向路径设定部14输入设定信息的键盘和指向单元构成。
另外，CT图像数据存储部12和VBS图像存储部16可以由一个硬盘构成，MPR图像生成部13、路径设定部14、VBS图像生成部15和图像处理部17可以由一个运算处理电路构成。另外，CT图像数据取得部11通过MO或DVD等移动型存储介质取得CT图像数据，但在CT装置或保存CT图像数据的医院内部服务器连接医院内部LAN的情况下，也可以利用可连接该医院内部LAN的接口电路构成CT图像数据取得部11，通过医院内部LAN取得CT图像数据。
输入部4如图2所示，由以下部分构成：指示更新显示在导航画面的支气管的每个分支点的VBS图像的下一VBS开关SW1；指示VBS图像自动旋转以对应实际图像的方向的图像旋转自动开关SW2；指示VBS图像逐次旋转规定角度以对应实际图像的方向的图像旋转手动开关SW3；指示取得实际图像的静态图像的锁定开关SW4。
下面说明这样构成的本实施方式的作用。
如图3所示，在利用支气管镜2进行观察处理之前，支气管镜引导装置6在步骤S1通过CT图像数据取得部11取得由CT装置生成的患者的三维图像数据，在步骤S2把所取得的三维图像数据存储在CT图像数据存储部12。
在步骤S3通过路径设定部14使监视器5显示图4所示的路径设定画面21，利用路径设定画面21上的患者信息标记画面22选择患者信息。通过该选择，生成在步骤S4选择的患者的例如由三个不同的多断面像构成的MPR图像，在步骤S5在路径设定画面21显示该MPR图像23。
另外，在患者信息标记画面22的患者信息的选择是通过设定信息输入部19输入用于识别患者的患者ID来进行的。
然后，在步骤S6通过设定信息输入部19选择路径设定画面21上的路径设定标记24(参照图4)，图5所示的路径设定标记画面25显示在路径设定画面21上，进行后述的路径设定处理，设定支气管镜2在支气管中的插入引导路径。
设定插入引导路径后，在步骤S7以帧单位生成通过VBS图像生成部15设定的所有路径的连续的VBS图像，把在步骤S8生成的VBS图像存储在VBS图像存储部16。
在本实施方式的支气管镜引导装置6中，例如可以利用后述的两种引导方法引导支气管镜2在支气管中的插入，所以把该方法设为模式1和模式2，在步骤S9，通过设定信息输入部19在路径设定部14设定模式(引导模式)。该引导模式的信息通过路径设定部14也被发送给图像处理部17，分别存储模式信息。
通过上述步骤S1～S9的处理，完成使用支气管镜2进行观察处理时的支气管镜引导装置6的引导准备工作。
此处，使用图6说明上述步骤S6的路径设定处理。
如图6所示，在步骤S6的路径设定处理中，通过操作设定信息输入部19，点击图5所示的路径设定标记画面25上的路径探询按钮，在步骤S11，促使输入图7所示的路径始点的始点输入指示窗口31显示在路径设定画面21上，在路径设定画面21上使用光标30在MPR图像23中的一个断层像上设定始点。设定始点后，在其他的MPR图像23的两个断层像上的对应位置也被设定始点，同时促使输入图8所示的路径终点的终点输入指示窗口32显示在路径设定画面21上。
因此，在步骤S12和始点设定相同，在路径设定画面21上使用光标30在MPR图像23中的一个断层像上设定终点。设定终点后，在其他的MPR图像23的两个断层像上的对应位置也被设定终点。
设定始点和终点后，在步骤S13，路径设定部14探询从始点到终点的支气管内的路径。支气管具有复杂的路径，所以不限于一意地确定从始点到终点的支气管内的路径，因此在路径设定部14，在步骤S13探询从始点到终点的支气管内的路径的第1候补。
并且，路径设定部14在路径设定画面21上，如图9所示，使在步骤S14探询的路径重叠显示在MPR图像23上，同时显示促使输入路径确定等的路径确定窗口33。
在路径确定窗口33具有：指示确定所探询的路径的路径确定按钮41；指示探询下一候补路径的下一候补探询按钮42；重新设定始点和终点的路径再设定按钮43；取消路径探询处理的取消按钮44。
在步骤S15判断是否已点击下一候补探询按钮42，如果已点击，在步骤S16自动探询下一候补路径，并转入步骤S17，在未点击时转入步骤S18。在步骤S17判断下一候补的探询结果是否具有下一候补，如果没有，虽然未图示，但显示表示没有下一候补路径的信息，并返回步骤S13，如果有则返回步骤S14。
在步骤S18判断是否已点击路径再设定按钮43，如果已点击则返回步骤S11，如果未点击则转入步骤S19。
在步骤S19判断是否已点击路径确定按钮41，如果未点击则返回步骤S15，如果已点击则转入步骤S20，在步骤S20确定路径和路径内的各分支点的位置信息，返回图6的步骤S7。
在步骤S20确定路径内的各分支点的三维位置信息后，把从始点101到终点102的插入路径的分支顺序附加到各分支点的VBS图像数据中，通过步骤S8存储在VBS图像存储部16。因此，表示分支点的各VBS图像数据具有分支部的假想图像、分支部的三维位置信息、所选择的插入路径中的分支顺序。
另外，虽然已经叙述了使用MPR图像的路径探询处理，但也可以使用图10所示的旋纽图标(Volume Rendering Technique)图像100，指定始点101和终点102进行路径探询。
下面，对这样设定路径的支气管镜引导装置6利用支气管镜2进行观察处理时的插入引导方式进行说明。以下，以路径的分支点为10个的情况为例进行说明。
如图11所示，支气管镜引导装置6开始引导时，在步骤S21使监视器5显示图12所示的导航画面51。
该导航画面51由以下部分构成：显示来自支气管镜2的实际图像的内窥镜实际图像显示区域52；显示VBS图像的VBS图像显示区域53；把路径中的所有分支点的VBS图像缩小并作为分支缩放VBS图像进行显示的分支缩放VBS图像区域54，在插入支气管镜2之前的步骤S21，在内窥镜实际图像显示区域52不显示实际图像，但在VBS图像显示区域53显示路径的最初分支点的VBS图像53a，在分支缩放VBS图像区域54显示所有分支点的分支缩放VBS图像54(a)～54(j)。
另外，在VBS图像53a使图标55重叠显示在路径中行进的路径孔中。并且，和显示在VBS图像显示区域53的VBS图像53a相同的分支缩放VBS图像的框为粗线框或彩色显示，以便可以与其他分支缩放VBS图像进行识别，手术医生容易识别显示在VBS图像显示区域53的VBS图像是哪个分支的图像。在该步骤S21中，分支缩放VBS图像54(a)的框为粗线框或彩色显示。
另外，在步骤S22开始向支气管内插入支气管镜2，如图13所示，在步骤S23，在导航画面51的内窥镜实际图像显示区域52显示来自支气管镜2的实际图像52a。并且，在图13中，在VBS图像显示区域53显示路径的最初分支点的VBS图像53a，在分支缩放VBS图像区域54显示所有分支点的分支缩放VBS图像54(a)～54(j)，分支缩放VBS图像54(a)的框为粗线框或彩色显示。
然后，通过在步骤S24接收了实际图像的图像处理部17判断引导模式是否是模式1。
以下，首先说明引导模式为模式1时的支气管镜引导装置6的引导处理。
首先，支气管镜2的前端到达最初(第1)分支点，手术医生判断是否按下锁定开关SW4。手术医生仅通过目视VBS图像显示区域53的VBS图像53a和实际图像52a就能在实际图像52a上看到图标55指示的路径孔时继续进行插入，在实际图像52a上很难看到图标55指示的路径孔时，按下锁定开关SW4。
因此，在步骤S25判断锁定开关SW4是否接通，如果判断为接通，在步骤S26取得实际图像52a的静态图像，利用公知的图像处理比较该静态图像和最初分支点的VBS图像53a的相似度，如果判断为没有接通则转入步骤S27。
另外，在步骤S26，在相似度小于等于规定值时，判断为插入到设定路径以外的路径中(或者在和不同分支点的VBS图像进行比较)，并给予报警显示(未图示)。
在步骤S26，在判断为相似度超过规定值，并且实际图像52a的静态图像和VBS图像53a相似时，认为两图像是同一分支点的图像，手术医生通过操作图像旋转自动开关SW2或图像旋转手动开关SW3，使VBS图像53a旋转，在实际图像52a的静态图像和VBS图像53a一致后，转入步骤S27。
另外，手术医生按下图像旋转自动开关SW2后，例如通过图形识别处理使实际图像52a的静态图像和VBS图像53a自动一致。并且，手术医生按下图像旋转手动开关SW3时，使VBS图像53a仅旋转规定角度，手术医生反复按下SW3，由此通过手动操作使实际图像52a和VBS图像53a一致。
这样，在实际图像52a的静态图像和VBS图像53a一致后，手术医生容易在实际图像52a上看到图标55指示的路径孔，按照图标55的指示继续进行插入。
在步骤S27，判断手术医生是否已按下下一VBS开关SW1，在未按下时返回步骤S25，在手术医生按下SW1时，在步骤S28，在VBS图像显示区域53显示下一(第2)分支缩放VBS图像(b)的VBS图像53a。此时，第2分支缩放VBS图像54(b)的框为粗线框或彩色显示，分支缩放VBS图像54(a)的框变成为其他分支缩放VBS图像的框显示。
并且，在步骤S29判断是否到达病变部(即是否到达引导的终点)，在已到达病变部时结束处理，在未到达病变部时返回步骤S25，反复步骤S25～S29的处理，直到到达病变部。
使用导航画面51说明上述步骤S25～S29的处理的具体示例。如图14所示，例如在已到达第8分支点的引导中，在VBS图像显示区域53显示第8分支缩放VBS图像54(h)的VBS图像53(a)，在内窥镜实际图像显示区域52显示第8分支点附近的实际图像52a。此时，分支缩放VBS图像54(h)的框为粗线框或彩色显示，使手术医生识别到第8分支点的引导。
在该状态下，手术医生按下锁定开关SW4(步骤S25)后，取得实际图像的静态图像，例如手术医生按下图像旋转自动开关SW2时，如图15所示，使VBS图像53(a)旋转，使实际图像52a的静态图像和VBS图像53a一致(步骤S26)。
然后，手术医生识别插入点的路径孔，按下下一VBS开关SW1(步骤S27)，如图16所示，在VBS图像显示区域53显示第9分支缩放VBS图像54(i)的VBS图像53(a)，只有分支缩放VBS图像54(i)的框为粗线框或彩色显示，使手术医生识别到下一引导位置是第9分支点(步骤S28)，进行相同的引导直到到达病变部(即引导的终点)(步骤S29)。
下面，说明引导模式为模式2时的支气管镜引导装置6的引导处理。
在图11的步骤S24已接收实际图像的图像处理部17，判断为引导模式不是模式1而是模式2，处理转入图17的步骤S41。
模式2的引导模式是针对支气管的插入手术操作的熟练者使用的模式，是虽然期望引导，但在熟知几乎所有分支点的插入点的路径孔的情况下，不必像模式1那样进行到达规定位置的各个分支点的引导的模式。
但是，在模式1的情况下，每次到达各分支点时，按下下一VBS开关SW1，可以使实际图像的分支点位置和VBS图像的分支点位置相同，但在不必进行到达规定位置的各个分支点的引导的情况下继续进行插入，并且期望进行在某位置的分支点的引导的场合时，很难看到希望引导的分支点位置的分支缩放VBS图像。
因此，在模式2的引导模式中，根据支气管镜的插入部的插入量检索希望引导的分支点位置的分支缩放VBS图像，使VBS图像显示区域53显示VBS图像53a，可以进行引导。
即，在模式2的引导模式中，在手术医生不需要引导的情况下，一面监视实际图像一面继续插入支气管镜2，但在支气管镜2的前端已到达需要引导的分支点时，手术医生按下锁定开关SW4。
在模式2的支气管镜引导装置6的引导处理中，如图17所示，在步骤S41等待按下锁定开关SW4，在SW4被按下后，如图18所示，在步骤S42，在内窥镜实际图像显示区域52的实际图像52a上重叠显示锁定开关SW4被按下时的静态图像的缩小图像60。
另外，在图18中，锁定开关SW4被按下的时间点是第8分支点，表示在截止到该时间点不必引导的情况下，锁定开关SW4在该时间点才被按下的状态图，显示在VBS图像显示区域53的VBS图像53a成为第1分支缩放VBS图像54(a)的VBS图像。
并且，在步骤S43，通过插入量检测装置3检测支气管镜2的插入部在患者体内的插入量，在步骤S44中根据检测出的插入量计算出支气管镜2的前端位置及其附近的分支点。
在步骤S45，把以计算出的分支点为基准从前一个分支点到后一个分支点的VBS图像以动画形式显示在VBS图像显示区域53。并且，只有所计算出的分支点的分支缩放VBS图像的框为粗线框或彩色显示。
图19表示以图18的第8分支点为基准从第7分支点到第9分支点的VBS图像的动画显示状态，图20表示开始动画显示时的第7分支点的VBS图像53a被显示在VBS图像显示区域53的导航画面51，图21表示动画显示结束时的第9分支点的VBS图像53a被显示在VBS图像显示区域53的导航画面51。
另外，如图21和图21所示，在VBS图像显示区域53中进行动画显示的区域即分支缩放VBS图像区域54显示的分支缩放VBS图像的下部显示动画区域栏71。图20和图21表示在从第7分支点的分支缩放VBS图像54(g)到第9分支点的分支缩放VBS图像54(i)的下部显示动画区域栏71的显示例，此时，只有所计算出的分支点的分支缩放VBS图像54(h)的框为粗线框或彩色显示。
这样，手术医生可以识别当前插入部的前端位置在哪个分支点位置，所以手术医生进行前后插入，并在内窥镜实际图像显示区域52的实际图像52a中获得分支点的实际图像52a，以便容易看到附近的分支点的实际图像。
由此，获得需要引导的位置的实际图像52a，然后在步骤S46等待锁定开关SW4被接通，在被接通后，在步骤S47取得实际图像52a的静态图像，把所计算出的分支点的VBS图像53a显示在VBS图像显示区域53，在步骤S48，利用公知的图像处理比较实际图像52a的静态图像和所计算出的分支点的VBS图像53a的相似度，进行和模式1相同的处理。
另外，在图21所示状态下，锁定开关SW4被接通后，如图22所示，把所计算出的分支点的分支缩放VBS图像54(h)的VBS图像53a显示在VBS图像显示区域53，并且只有分支缩放VBS图像54(h)的框为粗线框或彩色显示。
另外，在步骤S48，和模式1相同，在相似度小于等于规定值时，判断为插入到设定路径以外的路径中(或者在和不同分支点的VBS图像进行比较)，并给予报警显示(未图示)。
在步骤S48，和模式1相同，在判断为相似度超过规定值，并且实际图像52a的静态图像和VBS图像53a相似时，认为两图像是同一分支点的图像，手术医生通过操作图像旋转自动开关SW2或图像旋转手动开关SW3，使VBS图像53a旋转，在实际图像52a的静态图像和VBS图像53a一致后，转入步骤S49。
这样，在实际图像52a的静态图像和VBS图像53a一致后，手术医生容易在实际图像52a上看到图标55指示的路径孔，按照图标55的指示继续进行插入。
并且，在步骤S49判断是否到达病变部(即是否到达引导的终点)，在已到达病变部时结束处理，在未到达病变部时返回步骤S41，反复步骤S41～S49的处理，直到到达病变部。
另外，在步骤S45，把以计算出的分支点为基准从前一个分支点到后一个分支点的VBS图像以动画形式显示在VBS图像显示区域53，但不限于此，例如也可以把以计算出的分支点为基准从前两个分支点到后两个分支点的VBS图像以动画形式显示在VBS图像显示区域53。
这样，在本实施方式中，在模式1的引导中，把所有分支点的分支缩放VBS图像显示在分支缩放VBS图像区域54，同时使和实际图像52a进行比较的VBS图像53a对应的分支缩放VBS图像框成为粗线框或彩色显示，所以能够容易识别实际图像52a是哪个分支点的图像。
并且，在模式2的引导中，在需要引导时，简单地探询成为对象的分支点的VBS图像53a，以动画形式显示实际图像52a附近的VBS图像53a，所以能够容易识别实际图像52a是哪个分支点的图像。
并且，在模式1和模式2的引导中，在比较实际图像52a和VBS图像53a时，利用图像处理计算出两图像的相似度，在相似度小于等于规定值时进行报警，所以能够中止手术医生在识别错误的分支点的继续插入，容易进行使支气管镜2的前端位于合适的分支点位置的处理。
另外，在导航画面51中，使对应VBS图像53a的分支缩放VBS图像区域54的分支缩放VBS图像的框成为粗线框或彩色显示，但也可以如图23所示，将对应VBS图像53a的分支缩放VBS图像放大，并且使放大后的分支缩放VBS图像的框成为粗线框或彩色显示。在图23中，表示分支点是9个的情况下显示第7分支缩放VBS图像的VBS图像53a的状态。
另外，在导航画面51中，将分支缩放VBS图像显示为一列，但在分支点多的情况下，可以如图24所示，将分支缩放VBS图像显示为两列或多于两列。并且，可以如图25所示，使分支缩放VBS图像区域54形成为可以滚动的框，从而滚动显示多个分支缩放VBS图像。
另外，在导航画面51中，在VBS图像53a中将图标55重叠显示在路径中行进的路径孔上，但不限于此，例如图26所示，也可以强调显示在VBS图像53a上的路径中行进的路径孔的轮廓或彩色显示路况孔内部。
并且，也可以如图27所示，在导航画面51中，在VBS图像53a上显示与患者的姿势相适应的上下方向(重力方向)。另外，还可在实际图像52a上进行图28所示的显示。
并且，如图29所示，也可以利用图标81在VBS图像53a上显示插入点的活检对象组织的位置，在VBS图像53a上显示从当前位置到活检对象的组织位置的距离或活检对象的组织的大小等。并且，可以如图30所示，不使用图标81，而在VBS图像53a上显示模仿组织的大小或形状的组织像82。
因此，根据本实施方式，可以根据对应实际分支位置的导航图像，把内窥镜可靠地引导到目的部位。
本发明不限于上述实施方式，可以在不改变本发明的技术构思的范围内进行各种变更、改良等。
如上所述，本发明的内窥镜装置可以用作引导内窥镜插入体内管道的内窥镜装置、引导支气管内窥镜插入类似支气管等的体内管道的内窥镜装置、引导内窥镜插入具有多阶段分支点的管道的工业用内窥镜装置等，特别适合在目的部位是类似支气管等具有多阶段分支点的体内管道中的末端时可靠地引导支气管内窥镜前端部。

Claims (14)

1.一种内窥镜装置，其特征在于，具有：
根据被检测体的三维区域的图像数据生成所述被检测体内的体腔路径的三维图像的三维图像生成单元；
用于对所述被检测体内的体腔路径进行摄像的内窥镜；
导航图像生成单元，为了一面向所述被检测体内的体腔路径的插入路径引导所述内窥镜，一面观察和处理所述被检测体的内部，生成由通过所述内窥镜拍摄的所述被检测体内的体腔路径的内窥镜图像和所述三维图像构成的导航图像；和
使监视器显示所述导航图像的图像显示控制单元，
其中，所述导航图像生成单元将所述被检测体内的体腔路径中形成分支的所有分支点的所述三维图像的缩小图像附加在所述导航图像上，生成所述导航图像。
2.根据权利要求1所述的内窥镜装置，其特征在于，所述导航图像生成单元具有：路径指示单元，指示计算出引导所述内窥镜的插入路径的从该内窥镜的插入地点到所述被检测体的目的部位的到达地点的路径；图像处理部，根据该路径指示单元的计算结果，生成所设定的路径在所述体腔路径中形成分支的所有分支点的所述三维图像的缩小图像，并且通过附加该缩小图像来生成所述导航图像。
3.根据权利要求2所述的内窥镜装置，其特征在于，由所述图像处理部生成的所述导航图像包括：所述内窥镜图像、所述三维图像和在由所述路径指示单元设定的路径中在所述体腔路径内形成分支的所有分支点的所述三维图像的缩小图像。
4.根据权利要求2所述的内窥镜装置，其特征在于，所述路径指示单元可以多次指示并计算出从该内窥镜的插入地点到所述被检测体的目的部位到达地点的多个路径。
5.根据权利要求2所述的内窥镜装置，其特征在于，所述路径指示单元一面参照由所述三维图像生成单元生成的所述被检测体内的体腔路径的三维图像的显示画面，一面指示所述路径。
6.根据权利要求2所述的内窥镜装置，其特征在于，所述导航图像生成单元具有多画面再构筑图像生成单元，根据所述被检测体的三维区域的图像数据生成所述被检测体内的体腔路径的多画面再构筑图像，所述路径指示单元一面参照由所述多画面再构筑图像生成单元生成的所述多画面再构筑图像，一面指示所述路径。
7.根据权利要求6所述的内窥镜装置，其特征在于，所述三维图像是根据所述作为被检测体的三维区域的图像数据的CT图像数据而生成的所述被检测体内的体腔路径的假想VBS图像，所述多画面再构筑图像是根据所述CT图像数据生成的所述被检测体内的体腔路径的MPR图像。
8.根据权利要求7所述的内窥镜装置，其特征在于，所述图像处理部根据所述路径指示单元的计算结果，使用由所述多画面再构筑图像生成单元生成的所述MPR图像，生成所述三维图像的缩小图像。
9.根据权利要求7所述的内窥镜装置，其特征在于，所述三维图像生成单元，以帧为单位，并与所述内窥镜图像同步地生成由所述路径指示部设定的路径的连续的所述VBS图像。
10.根据权利要求7所述的内窥镜装置，其特征在于，还具有：取得所述CT图像数据的取得部；存储由该取得部取得的所述CT图像数据的第1存储部；和存储基于所述VBS图像的图像数据的第2存储部。
11.根据权利要求1所述的内窥镜装置，其特征在于，具有计算出所述内窥镜的插入量的插入量计算单元，所述图像显示控制单元根据所述插入量计算单元的插入量计算结果，显示所述导航图像内的所述内窥镜图像。
12.根据权利要求1所述的内窥镜装置，其特征在于，设有对所述路径指示单元和所述图像显示控制单元下达操作指示的操作输入单元。
13.根据权利要求1所述的内窥镜装置，其特征在于，所述图像显示控制单元将在监视器上显示的所述导航图像内的所述三维图像进行旋转显示。
14.一种内窥镜装置，其特征在于，具有：
根据被检测体的三维区域的图像数据生成所述被检测体内的体腔路径的三维图像的三维图像生成单元；
对所述被检测体内的体腔路径进行摄像的内窥镜；
生成由通过所述内窥镜拍摄的所述被检测体内的体腔路径的内窥镜图像和所述三维图像构成的导航图像的第1导航图像生成单元；
指示计算出引导所述内窥镜的插入路径的从该内窥镜的插入地点到所述被检测体的目的部位的到达地点的路径的路径指示单元；
根据所述路径指示单元的计算结果，生成所设定的路径在所述体腔路径中形成分支的所有分支点的所述三维图像的缩小图像，并且附加该缩小图像并生成所述导航图像的第2导航图像生成单元；
将通过所述第2导航图像生成单元生成的所述导航图像在监视器上进行显示的图像显示控制单元。
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