WO2012101888A1 - 医療機器 - Google Patents

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WO2012101888A1
WO2012101888A1 PCT/JP2011/075686 JP2011075686W WO2012101888A1 WO 2012101888 A1 WO2012101888 A1 WO 2012101888A1 JP 2011075686 W JP2011075686 W JP 2011075686W WO 2012101888 A1 WO2012101888 A1 WO 2012101888A1
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image
medical device
tip
superimposed
distal end
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Application number
PCT/JP2011/075686
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English (en)
French (fr)
Inventor
大西　順一
秋本　俊也
満祐 伊藤
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Olympus Medical Systems Corp
Original Assignee
Olympus Medical Systems Corp
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Publication date
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Priority to US13/556,732 priority patent/US20120287238A1/en
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    • A61B1/00043—Operational features of endoscopes provided with output arrangements
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    • A61B1/0005—Display arrangement combining images e.g. side-by-side, superimposed or tiled
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    • A61B8/5261—Devices using data or image processing specially adapted for diagnosis using ultrasonic, sonic or infrasonic waves involving processing of medical diagnostic data for combining image data of patient, e.g. merging several images from different acquisition modes into one image combining images from different diagnostic modalities, e.g. ultrasound and X-ray

Definitions

  • Embodiments of the present invention relate to a medical device that is inserted into a lumen of a subject, and more particularly, to a medical device that performs highly accurate examination / treatment based on three-dimensional image data of a subject.
  • diagnosis using three-dimensional images has been widely performed. For example, by capturing a tomographic image of a subject with an X-ray CT (Computed Tomography) apparatus, three-dimensional image data in the subject is obtained, and a target region is diagnosed using the three-dimensional image data. It has become.
  • X-ray CT Computed Tomography
  • the subject is continuously moved while continuously rotating the X-ray irradiation position and the detection position, thereby subjecting the subject to a helical continuous scan (helical scan). Then, a three-dimensional image is formed from a large number of two-dimensional tomographic images of consecutive subjects.
  • One of the three-dimensional images used for diagnosis is a three-dimensional image of the lung bronchus.
  • the three-dimensional image of the bronchus is used to three-dimensionally grasp the position of an abnormal part suspected of lung cancer, for example.
  • a bronchoscope is inserted and a biopsy needle or biopsy forceps is protruded from the distal end of the insertion part to collect a tissue sample.
  • Japanese Laid-Open Patent Publication No. 2004-180940 and Japanese Laid-Open Patent Publication No. 2005-131042 disclose a three-dimensional image of a duct in the subject based on three-dimensional image data of the subject.
  • Japanese Patent Application Laid-Open No. 2003-265408 discloses an endoscope guidance device that superimposes and displays the position of the distal end portion of an endoscope on a tomographic image.
  • the known insertion navigation system may not be able to easily insert the distal end of the insertion portion to the target site.
  • Embodiment of this invention aims at providing the medical device which is easy to insert the front-end
  • a medical device includes an insertion unit that is inserted into a lumen of a subject, a storage unit that stores three-dimensional image data of the subject acquired in advance, and the insertion unit within the lumen
  • Position calculation means for calculating the position and direction of the distal end portion of the limb, and path generation means for generating an insertion path for inserting the distal end portion to the target position via the lumen based on the three-dimensional image
  • a tomographic image generating means for generating a tomographic image based on the position and direction of the tip from the three-dimensional image data
  • a superimposed image generating means for generating a superimposed image by superimposing the insertion path and the tomographic image
  • Display means for displaying the superimposed image.
  • FIG. 1 is a three-dimensional model diagram showing a state where the insertion portion 2A is being inserted toward the target site 9G.
  • the insertion portion 2A has a channel 8 that passes through the inside thereof, and the treatment tool 6 inserted from the channel insertion port 8A protrudes from the distal end portion 2C to perform a biopsy of the target site 9G.
  • the Z-axis direction is the body axis of the subject 7
  • the X-axis direction is the left-right direction of the subject 7
  • the Y-axis direction is the front-rear direction of the subject 7.
  • a superimposed image PW1 which is a three-dimensional model image showing a three-dimensional space in which R and N are superimposed and displayed, is displayed on the display unit 4 (see FIG. 2).
  • the operator can arbitrarily set the line of sight LA (viewpoint position, line of sight direction, line of sight rotation angle) of the three-dimensional model diagram.
  • the tomographic image PO displayed is automatically updated as the position of the tip 2C changes, that is, as the insertion operation proceeds.
  • a position display mark P2C indicating the position of the distal end portion 2C of the insertion portion 2A is superimposed on the tomographic image PO.
  • the medical device 1 includes an endoscope apparatus 2, a main body unit 3 for performing insertion support, a display unit 4 that is a display unit, and an input unit 5 that is an input unit.
  • the endoscopic apparatus 2 includes a bronchus having an insertion unit 2A that is an insertion unit in which an imaging unit 2B that is an imaging unit is disposed at a distal end portion 2C, and an endoscope control unit 2D that controls the insertion unit 2A and the like. It is a mirror.
  • a channel 8 into which the treatment tool 6 can be inserted is disposed inside the insertion portion 2A.
  • the main body unit 3 includes an endoscope image processing unit 11, a superimposed image generating unit 12 that is a superimposed image generating unit, a position calculating unit 20 that is a position calculating unit, and a virtual endoscopic image (Virtual Bronchus Scope image: hereinafter , Also referred to as a “VBS image”.)
  • the control unit 10 controls the entire navigation.
  • the endoscopic image processing unit 11 processes an image captured by the imaging unit 2B and outputs an endoscopic image (hereinafter also referred to as “real image”).
  • the CT image data storage unit 15 stores three-dimensional image data of the subject 7 as a subject acquired in advance using a CT apparatus.
  • the VBS image generation unit 13 generates a VBS image using the position, direction, and rotation angle (hereinafter also referred to as “position etc.”) of the distal end portion 2C as line-of-sight parameters from the three-dimensional image data.
  • the position calculation unit 20 calculates the position and the like of the distal end portion 2C of the insertion portion 2A inserted into the bronchus 9.
  • the core line calculation unit 16 calculates the core line S of the bronchi 9 from the three-dimensional image data.
  • the core line S is a line connecting the barycentric points of the vertical direction of the bronchus 9, that is, information on the longitudinal direction of the lumen.
  • information such as a center line that connects the center points of the vertical planes of the lumen in the duct direction may be used.
  • the path generation unit 18 generates an insertion path R along the core line S from the three-dimensional image data to the target site 9G that is the target position set by the operator via the input unit 5.
  • the tomographic image generation unit 14 generates a tomographic image PO that includes the three-dimensional position of the tip 2C calculated by the position calculator 20 and is perpendicular to the direction of the tip 2C from the three-dimensional image data.
  • the superimposed image generation unit 12 is a superimposition that is a three-dimensional model image when a three-dimensional space in which the three-dimensional insertion path R and the tomographic image PO generated by the tomographic image generation unit 14 are superimposed is observed from a predetermined line of sight LA. An image PW1 is generated.
  • the display unit 4 displays a navigation image having at least one of a real image and a VBS image and a superimposed image PW1 during the insertion operation.
  • main body 3 do not have to be independent hardware, and may be programs that are read and operated by a CPU, for example.
  • the tomographic image generated by the tomographic image generation unit 14 will be described with reference to FIGS. 3A to 3F.
  • the axial image PA shown in FIG. 3A is an image on the XY plane perpendicular to the body axis of the subject 7, and the coronal image PC shown in FIG. 3B is an image on the XZ plane facing the subject 7, FIG.
  • the sagittal image PS shown in FIG. 3 is an image of the YZ plane in the side surface direction of the subject 7.
  • the oblique image PO shown in FIG. 3D is an image of an arbitrary plane.
  • the composite tomographic image shown in FIG. 3E is composed of two orthogonal planes PA and PC.
  • the combined tomographic image including two orthogonal planes may be a combination of images of other planes. Further, it may be a composite tomographic image composed of the oblique image PO and an orthogonal plane image.
  • the composite tomographic image shown in FIG. 3F is an example of a composite tomographic image including three orthogonal planes.
  • ⁇ Setting operation mode >> First, the target position setting screen shown in FIG. An axial image PA, a coronal image PC, and a sagittal image PS are displayed on the target position setting screen.
  • the target part 9G is set using the target position setting screen displayed on the display unit 4.
  • the target position mark P9G indicating the target position is superimposed on the axial image PA, the coronal image PC, and the sagittal image PS displayed on the target position setting screen.
  • the start position mark P7A indicating the position of the pharynx 7A, which is the insertion start position is within the display range of the axial image PA, but the display range of the coronal image PC and the sagittal image PS. Is outside.
  • the target position mark P9G displayed on the other tomographic image also moves accordingly.
  • the insertion start position may also be set by moving the start position mark P7A.
  • the target position does not need to be a point and may be a target area having a predetermined volume. Further, in order to set the target position more accurately, the tomographic image may be enlarged and displayed.
  • the path generation unit 18 calculates the insertion path R from the pharynx 7A, which is the insertion start position, to the target site 9G, which is the target position, by the CT image data storage unit. 15 is generated from the three-dimensional image data stored in 15.
  • the insertion path R is a core line connected to the target site 9G among the core lines S connecting the center of gravity or the center point of the lumen cross section of the three-dimensional image data.
  • the route generation unit 18 may generate a plurality of insertion routes and prompt the operator to select. That is, when the target site 9G exists between a plurality of lumens, or when the target site 9G is a site having a predetermined volume or more, a plurality of insertion paths are calculated.
  • a superimposed image PW2 in which a path image PPR indicating the insertion path R is superimposed on each tomographic image is displayed.
  • the path image PPR is an image obtained by projecting the three-dimensional insertion path R onto the plane of each tomographic image.
  • the VBS image generation unit 13 generates the VBS images of the branch units J1 to J4 in the insertion path R and the thumbnail images that are reduced images of the respective VBS images.
  • FIG. 7 is an example of a navigation screen when the distal end portion 2C is at the first branch portion J1 of the four branch portions.
  • the thumbnail image reduced images of the four branch portions J1 to J4 are displayed, and the branch portion number J1 is displayed larger.
  • the position calculator 20 calculates the position and the like of the tip 2C in real time or at predetermined time intervals.
  • the position calculation unit 20 controls the VBS image generation unit 13 to generate a VBS image similar to the real image captured by the CCD (2B). That is, the VBS image generation unit 13 generates a VBS image having the line-of-sight parameter as the position, direction, and rotation angle (X1, Y1, Z1, a1, e1, r1).
  • (X, Y, Z) is a three-dimensional coordinate value
  • (a) is an azimuth angle (azimuth angle)
  • e) is an elevation angle (elevation angle)
  • (r) is a rotation angle (roll angle).
  • the position calculation unit 20 compares the similarity between the VBS image and the real image.
  • the similarity between images is performed by known image processing, and either matching at the pixel data level or matching at the level of the feature extracted from the image may be used.
  • the actual comparison process is performed based on the similarity between the static endoscope image and the VBS image.
  • the position calculation unit 20 uses the line-of-sight parameter value with the changed value as the VBS image. Output to the generator 13.
  • the VBS image generation unit 13 generates the next single VBS image according to the new line-of-sight parameter.
  • the VBS image B generated by the VBS image generation unit 13 gradually becomes an image similar to a real image, and is repeated several times. Later, the error e between the two images is less than or equal to the allowable error e0.
  • the position calculation unit 20 calculates information (X, Y, Z, a, e, r) such as the position of the tip 2C based on the line-of-sight parameter of the VBS image similar to the real image. That is, the position, direction, and rotation angle of the distal end portion 2C calculated by the position calculation unit 20 are more accurately the line-of-sight position, the line-of-sight direction, and the rotation angle of the imaging unit 2B disposed in the distal end portion 2C.
  • the tomographic image generation unit 14 generates a tomographic image of the plane P including the three-dimensional position (X, Y, Z) of the distal end portion 2C calculated by the position calculation unit 20.
  • the operator can select a desired image from the cross-sectional images shown in FIGS. 3A to 3E.
  • a preferred tomographic image is the oblique image PO in a plane perpendicular to the direction of the distal end portion 2C shown in FIG. 3F, or a composite tomographic image including the oblique image PO. This is because the surgeon can most easily grasp the position and direction of the distal end portion 2C.
  • the superimposed image generator 12 generates a superimposed image PW1 of the tomographic image PO and the insertion path R.
  • the three-dimensional model image from the desired line of sight LA in the three-dimensional space in which the two-dimensional tomographic image PO and the three-dimensional insertion path R are arranged is superposed as shown in FIG. This is the image PW1.
  • the path image is a two-dimensional path image obtained by projecting the three-dimensional insertion path R onto the tomographic image
  • the tomographic image is a predetermined plane tomographic image. That is, the superimposed image PW2 is a normal two-dimensional image.
  • the superimposed image PW1 is a three-dimensional model image, and can be changed to a desired state by the operator arbitrarily changing the line of sight LA.
  • the line of sight LA is set on an extension of the plane of the tomographic image PO
  • the tomographic image PO on the superimposed image PW1 is displayed as a line.
  • the surgeon can obtain information on the tissue around the distal end portion 2C.
  • the intersection of the path image PR indicating the insertion path R and the tomographic image PO is the position of the tip 2C, and a position display mark P2C is displayed.
  • the superimposed image generation unit 12 displays the path image PR1 from the start position mark P7A indicating the position of the pharynx 7A, which is the insertion start position, to the position display mark P2C indicating the position of the tip 2C from the position display mark P2C.
  • the path image PR2 up to the target position mark P9G indicating the target position is displayed with a distinguishable different line type. That is, the route image PR1 is displayed with a dotted line, and the route image PR2 is mainly displayed with a solid line.
  • the superimposed image generation unit 12 displays a portion of the route image PR2 on the rear side of the tomographic image PO as viewed from the line of sight LA with a broken line.
  • the superimposed image generation unit 12 may display the route image PR1 and the route image PR2 in different colors or thicknesses in order to identify them.
  • the superimposed image generation unit 12 may not display the route image PR1.
  • the superimposed image generation unit 12 may generate a superimposed image PW1A using a composite tomographic image as the tomographic image PO.
  • the superimposed image PW1A is a three-dimensional model image of a combined tomographic image composed of two orthogonal planes PA and PC shown in FIG.
  • the tip portion 7C is located on the intersection line between the plane PA and the plane PC perpendicular to the direction of the tip portion 7C.
  • the superimposed image generation unit 12 may generate a superimposed image PW1B in which the branch portion display marks PJ1 to PJ4 indicating the positions of the respective branch portions are superimposed on the route image PR.
  • the superimposed image generation unit 12 may generate a superimposed image PW1C in which the image PR2 of the core line S other than the insertion path is superimposed as the path image PR.
  • display restrictions such as displaying only the core line S branched from the insertion path as shown in FIG.
  • a display restriction method only a predetermined number of branch cores S may be displayed, or the core S may be displayed for a predetermined length from the branch part J.
  • the superimposed image generation unit 12 may generate a superimposed image PW1D having an axial image PA including the position of the distal end portion 2C.
  • the superimposed image generation unit 12 may display the tip end display mark P2CD indicating not only the position of the tip end 2C but also the direction of the tip end 2C on the superimposed image PW1D, or display only the direction. May be. That is, a predetermined effect can be obtained if the tip display mark indicates at least one of the position and direction of the tip.
  • the superimposed image generation unit 12 may display the rotation angle of the tip 2C on the tip display mark.
  • the superimposed image generation unit 12 does not display the route image PR1 of the path from the pharynx 7A to the tip 2C, which is the insertion path that has already passed, and thus the visibility of the superimposed image is good.
  • the tomographic image generation unit 14 may generate a coronal image PC or a sagittal image PS including the position of the tip 2C.
  • the tomographic image generation unit 14 generates a tomographic image based on the position and direction of the tip 2C, but can also generate a tomographic image based only on the position of the tip 2C.
  • Step S16> Superimposed Display
  • the superimposed image PW1 generated by the superimposed image generating unit 12 is displayed on the display unit 4 together with the real image and the VBS image.
  • the superimposed image PW1 may be always displayed on the navigation screen, but the superimposed image PW1 may be temporarily hidden by the operator's setting, or automatically under the control of the control unit 10. The superimposed image PW1 may be hidden. Further, the type of tomographic image displayed on the superimposed image PW1 may be changed by the operator's setting or the control of the control unit 10.
  • the image to be displayed on the navigation screen may be selected based on the position of the tip 2C. For example, when the distal end portion 2C approaches the branch portion J, the navigation mode including the superimposed image PW1 is displayed. The navigation screen does not display the superimposed image PW1 after the distal end portion 2C passes the branch portion J. The display mode may be switched to display.
  • the switching of the display mode is controlled by the control unit 10 according to the presence or absence of a trigger setting, similarly to the switching of the navigation mode described later (see FIG. 24).
  • the insertion navigation mode ends, the treatment tool 6 is projected from the distal end portion 2C, and a biopsy or the like of the target site 9G is performed.
  • the medical device 1 allows the operator to easily grasp the position of the distal end portion 2 ⁇ / b> C from the superimposed image displayed on the display unit 4. Furthermore, the operator can grasp the state of the tissue near the distal end portion 2C from the tomographic image PO. For this reason, the medical device 1 can easily insert the distal end portion 2C of the insertion portion 2A up to the target site 9G.
  • a medical device 1A according to a second embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. Since the medical device 1A is similar to the medical device 1, the same components are denoted by the same reference numerals and description thereof is omitted.
  • the VBS image is not displayed on the navigation screen, and the second route image PR2 indicating the insertion route R is superimposed on the real image.
  • the second route image PR2 In order to insert the second route image PR2 into the real image, first, the second route image PR2 to be superimposed on the VBS image corresponding to the real image is generated, and the generated second route image PR2 is real. It is superimposed on the image.
  • the surgeon can perform the insertion operation while confirming the insertion path R with the second path image PR2 superimposed and displayed on the real image and grasping the position of the distal end portion 2C with the superimposed image PW1. .
  • the medical device 1A has the effects of the medical device 1, and has a simple navigation screen and excellent visibility.
  • Various configurations described in the medical device 1 can be used in the medical device 1 ⁇ / b> A, and the configuration of the medical device 1 ⁇ / b> A can be used in the medical device 1.
  • the medical device 1B includes a display area calculation unit 30 that is a display area calculation unit.
  • the display area calculation unit 30 calculates the display area of the second route PR2 superimposed and displayed on the VBS image.
  • the insertion path R is calculated along the core S which is the center of the bronchus 9 having a predetermined thickness. For this reason, as shown to FIG. 16A, the 2nd path
  • the superimposed image generation unit 12 highlights the second route image PR2. To do.
  • the display area calculation unit 30 counts the number K of pixels of the second path image PR2 in the VBS image composed of 500 ⁇ 500 pixels. Then, when the number of pixels K is equal to or less than the first predetermined value K1, the superimposed image generation unit 12 displays a line for displaying the route image PR so that the number of pixels is K1, for example. That is, the shorter the route displayed in a superimposed manner, the thicker the route image PR is displayed.
  • the real image may become partially white, or the color in the lumen and the color of the second route image PR2 may be difficult to distinguish. For this reason, as a highlighting method of the second route image PR2, the color or line type may be changed, or the blinking display may be performed.
  • the display area calculation unit 30 calculates the average luminance for pixels in a range of a predetermined region of interest (ROI), not the entire real image RBS, and the second route image PR2 is changed according to the change in the average luminance.
  • the display method may be changed so that the visibility is improved.
  • the ROI is preferably set in a range surrounding the second route image PR2, and the shape may be any of a circle, an ellipse, a rectangle, a square, and the like. Further, the shape is not limited to a preset shape, and a graphic having a minimum area in the range surrounding the second route image PR2 may be selected for each process, or the second route image PR2 may be selected as a preselected shape. You may enlarge and reduce to the surrounding range.
  • the medical device 1 ⁇ / b> C according to the second modification of the second embodiment includes an auxiliary insertion path generation unit 31 that is an auxiliary insertion path generation unit.
  • the second route image PR2 may be displayed very short or not at all depending on the position or direction of the tip 2C. Then, it is not easy for the surgeon to recognize the correct insertion path.
  • the superimposed image generation unit 12 when the display area of the second route image PR2 calculated by the display area calculation unit 30 is equal to or less than the second predetermined value K2, the superimposed image generation unit 12 The auxiliary insertion path image PSR is superimposed and displayed in place of the second path image PR2 or together with the second path image PR2.
  • the second predetermined value K2 may be 0, for example.
  • the auxiliary insertion path generation unit 31 uses not only the core information but also volume information as the three-dimensional shape information of the lumen.
  • the core line S is a line connecting the center of gravity of the vertical direction of the lumen in the duct direction
  • the volume is information indicating the position of the lumen wall.
  • the auxiliary insertion path generation unit 31 generates an auxiliary insertion path SR that is a cross line between the plane including the insertion path R and the lumen wall of the bronchus 9 that is volume information.
  • FIG. 19A shows a case where the lumen is a straight tube for the sake of explanation. For this reason, the plane including the insertion path R is a two-dimensional plane. However, since the actual lumen is curved, the plane including the insertion path R is also a curved plane.
  • FIG. 19A shows a case where four auxiliary insertion paths SR are generated by two orthogonal surfaces including the insertion path R. For this reason, as shown in FIG. 19B, even when the core line S direction and the line-of-sight direction LA coincide, the four auxiliary insertion path images PSR are superimposed on the endoscopic image.
  • auxiliary insertion path generation unit 31 may generate four or more, for example, eight auxiliary insertion paths SR.
  • the medical devices 1B and 1C have the effects of the medical devices 1 and 1A, and are excellent in the visibility of the insertion path R on the navigation screen.
  • Various configurations described in the medical devices 1 and 1A can be used in the medical devices 1B and 1C, and the configurations of the medical devices 1B and 1C can be used in the medical devices 1 and 1A.
  • a medical device 1D according to a third embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. Since the medical device 1D is similar to the medical device 1, the same components are denoted by the same reference numerals and description thereof is omitted.
  • a magnetic field sensor 21 that is a position sensor is disposed at the distal end portion 2C of the insertion portion 2A of the medical device 1D, and the position calculation unit 20D calculates the position of the distal end portion 2C from the data of the magnetic field sensor 21. The position, direction and rotation angle are calculated.
  • the magnetic field sensor detects the magnetic field from the plurality of magnetic field generating antennas 22 disposed outside the subject 7, whereby the position calculation unit 20D detects the position of the tip 2C and the like. That is, since the arrangement position of the magnetic field sensor 21 arranged at the distal end portion 2C and the arrangement position of the imaging unit 2B are known, the position calculation unit 20D determines the line-of-sight position, the line-of-sight direction, and the rotation angle of the imaging unit 2B. Is detected.
  • An MR sensor, a Hall element, a coil, or the like can be used as the magnetic field detection sensor.
  • the medical device 1D has the same effect as the medical device 1.
  • the various configurations described in the medical devices 1, 1A to 1C can be used, and the configuration of the medical device 1D can be used in the medical devices 1, 1A to 1C.
  • a magnetic field sensor 21D which is a position sensor, is disposed at the distal end portion 6A of the treatment instrument 6 of the medical device 1DA.
  • the position calculation unit 20D calculates the position, direction, and rotation angle of the tip 2C from the data of the magnetic field sensor 21D. Further, during the insertion operation of the treatment instrument 6, the position and direction and the rotation angle of the treatment instrument distal end portion 6A are calculated.
  • the treatment tool tip 6A is the cutting edge when the treatment tool is a needle, but may be the center of the cup in the case of a biopsy forceps, and the center of the brush in the case of a brush. Also good.
  • the magnetic field sensor 21D is an inductor. You may arrange
  • the medical device 1DA has the same effect as the medical device 1D, and can acquire position information of the treatment instrument distal end portion 6A protruding from the channel opening 8E.
  • a medical device 1E according to a fourth embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. Since the medical device 1E is similar to the medical device 1, the same components are denoted by the same reference numerals and description thereof is omitted.
  • the tomographic image displayed on the navigation screen changes.
  • the image displayed on the display unit 4 is selected by the control unit 10 based on the position of the distal end portion 2C. More specifically, when the distance between the position of the distal end portion 2C and the position of the target portion 9G is equal to or less than a predetermined value, or when the last branch portion is passed, the navigation mode is set to insert portion insertion.
  • the support mode is switched to the treatment instrument operation support mode. Of course, the surgeon may select the navigation mode.
  • an imaging unit 2B and an illumination unit 2B1 are disposed at the distal end portion 2C of the medical device 1E, and the treatment tool 6 can protrude from the channel opening 8E.
  • the position of the channel opening 8E is different from the position of the imaging unit 2B.
  • the medical device 1E preferably uses the position of the channel opening 8E as the position of the distal end portion 2C.
  • the tomographic image generation unit 14 generates a tomographic image PPE including the position of the channel opening 8E and a plane parallel to the axial direction of the channel 8, that is, a plane parallel to the direction of the distal end portion 2C. Further, as shown in FIG. 23, the superimposed image generation unit 12 generates a superimposed image PW1E in which the extension line P8S of the channel 8 is superimposed and displayed on the tomographic image PPE.
  • the extension line 8S indicates the direction in which the treatment tool 6 protrudes from the channel opening 8E.
  • the scale may be added to the extension line P8S, or the color may be changed according to the length. Further, the direction of the extension line P8S may have a predetermined angle with respect to the direction of the distal end portion 2C, and the angle can be arbitrarily changed by the operator.
  • Steps S20 to S23> This is the same as steps S10 to S13 of the medical device 1 of the first embodiment described with reference to FIG.
  • a trigger is set by the control unit 10 according to the position of the distal end portion 2C calculated in S21.
  • the trigger is set when the distance between the position of the distal end portion 2C and the target site 9G is equal to or less than a predetermined value.
  • the distance between the position of the tip 2C and the target site 9G may be a linear distance or an insertion path distance via the core wire S.
  • the trigger has a predetermined difference between the inner diameter of the bronchus 9 at the position of the distal end 2C or a predetermined value or a difference between the inner diameter of the bronchus 9 at the position of the distal end 2C and the outer diameter of the insertion part 2A. Set when the value falls below the value.
  • the trigger may be set not only automatically by the control unit 10 but also by a setting operation via the operator's input unit 5.
  • the trigger may be set by detecting that the image of the treatment tool 6 is reflected in the real image, that is, that the surgeon protrudes the treatment tool 6 from the channel opening 8E and starts biopsy.
  • the treatment tool 6 protrudes from the channel opening 8E, the luminance of pixels in a range of a predetermined region of interest (ROI) of the real image increases. For this reason, an average luminance may be calculated for the ROI, and a trigger may be set according to a change in the average luminance.
  • ROI region of interest
  • Steps S27 to S30> This is the same as steps S14 to S17 of the medical device 1 according to the first embodiment described with reference to FIG.
  • the medical device 1E has the same effect as the medical device 1 and the like, and further performs treatment tool operation support after the distal end portion 2C is inserted to the vicinity of the target site 9G.
  • the various configurations described in the medical devices 1, 1A to 1D can be used, and the configuration of the medical device 1E can be used in the medical devices 1, 1A to 1D.
  • a medical device 1F according to a fifth embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. Since the medical device 1F is similar to the medical device 1, the same components are denoted by the same reference numerals and description thereof is omitted.
  • the endoscope apparatus 2F of the medical device 1F has a convex scanning type ultrasonic transducer 40 for scanning an arcuate range at the distal end portion 2C.
  • the operator can confirm the position of the lymph node or blood vessel by the ultrasonic image.
  • the tomographic image generation unit 14 switches the navigation mode to the treatment instrument operation support mode, includes the position of the distal end portion 2C, and scans the ultrasonic transducer 40.
  • a planar tomographic image PPF (see FIG. 26) is generated.
  • the superimposed image generation unit 12 can treat the tomographic image PPF with the scanning range 41 of the ultrasonic transducer 40 and the treatment instrument 6 protruding from the channel opening 8E.
  • a superimposed image PW1F in which the range 6E is displayed in a superimposed manner is generated.
  • the surgeon can grasp the three-dimensional relationship between the scanning range 41 and the treatable range 6E by changing the line-of-sight position of the superimposed image PW1F, which is a three-dimensional model image.
  • the navigation mode is switched by detecting the trigger setting as in the medical device 1E of the fourth embodiment.
  • the medical device 1F has the same effect as the medical device 1 and the like, and further performs operation tool operation support after the distal end portion 2C is inserted to the vicinity of the target site 9G.
  • the various configurations described in the medical devices 1, 1A to 1E can be used, and the configuration of the medical device 1F can be used in the medical devices 1, 1A to 1E.
  • the medical device of the embodiment can also be used when observing the whole without determining the target site as in screening.
  • the locus of the endoscope tip is displayed instead of the insertion path.
  • the point constituting the trajectory may be a position obtained by the position calculating means, or a point on the center line of the luminal organ in the vicinity of the obtained position.
  • the trajectory to be displayed may be a movement history indicating all movements of the endoscope tip so far, or may be only a trajectory within a predetermined period or a predetermined space range.
  • by displaying the center line of the luminal organ superimposed on the trajectory it is easy to determine which part has been observed.
  • a trajectory indicating all movement of the endoscope tip up to that point is displayed. Also good.
  • the line indicating the endoscope tip position deeper than the carina, that is, the trajectory can be discriminated by displaying it in a different color or by displaying it with a dotted line.

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Abstract

医療機器１は、被検者７の気管支９に挿入される挿入部と、予め取得した被検者７の３次元画像データを記憶するＣＴ画像データ記憶部１５と、気管支内における挿入部２Ａの先端部２Ｃの位置および方向を算出する位置算出部２０と、３次元画像に基づいて気管支９を介して先端部２Ｃを目標部位９Ｇまで挿入するための挿入経路Ｒを生成する経路生成部１８と、先端部２Ｃの位置および方向に基づいた断層画像を３次元画像データから生成する断層画像生成部１４と、挿入経路Ｒと断層画像ＰＯとを重畳した重畳画像ＰＷ１を生成する重畳画像生成部１２と、重畳画像ＰＷ１を表示する表示部４と、を具備する。

Description

医療機器
　本発明の実施形態は、被検体の管腔に挿入する医療機器に関し、特に被検体の３次元画像データに基づき、精度の高い検査／処置を行う医療機器に関する。
　近年、３次元画像を用いた診断が広く行われるようになっている。例えば、Ｘ線ＣＴ（Ｃｏｍｐｕｔｅｄ 　Ｔｏｍｏｇｒａｐｈｙ）装置により被検体の断層像を撮像することにより被検体内の３次元画像データを得て、この３次元画像データを用いて目標部位の診断が行われるようになっている。
　ＣＴ装置では、Ｘ線照射位置および検出位置を連続的に回転させつつ、被検体を連続的に移動することにより、被検体を螺旋状の連続スキャン（ヘリカルスキャン：ｈｅｌｉｃａｌ ｓｃａｎ）する。そして、連続した被検体の多数の２次元断層画像から、３次元画像が形成される。
　診断に用いられる３次元画像の１つに、肺の気管支の３次元画像がある。気管支の３次元画像は、例えば肺癌等が疑われる異常部の位置を３次元的に把握するのに利用される。そして、異常部を生検によって確認するために、気管支内視鏡を挿入して挿入部の先端部から生検針または生検鉗子等を突出して組織のサンプルを採取することが行われる。
　気管支のように、多段階の分岐を有する体内の管路では、異常部の所在が気管支の末梢にあるときには、先端部を短時間で正しく目標部位近傍に到達させることが難しい。このため、例えば、日本国特開２００４－１８０９４０号公報および日本国特開２００５－１３１０４２号公報には、被検体の３次元の画像データに、基づいて前記被検体内の管路の３次元画像を形成し、３次元画像上で管路に沿って目的点までの経路を求め、経路に沿った前記管路の仮想内視画像を前記画像データに基づいて形成し、表示する挿入ナビゲーションシステムが開示されている。
　また、日本国特開２００３－２６５４０８号公報には、内視鏡先端部の位置を断層画像に重畳表示する内視鏡誘導装置が開示されている。
　しかし、公知の挿入ナビゲーションシステムでは、術者が、挿入操作中に、挿入経路の全体像を確認することは容易ではないことがあった。また内視鏡先端部の位置を断層画像に重畳表示する場合であっても、３次元的な位置を確認するには２枚以上の断層画像を用いる必要があり、視認性がよいとはいえなかった。
　このため、公知の挿入ナビゲーションシステムは、挿入部の先端部を目標部位まで容易に挿入できないことがあった。
　本発明の実施形態は、挿入部の先端部を目標部位まで挿入しやすい医療機器を提供することを目的とする。
　本発明の一の形態の医療機器は、被検体の管腔に挿入される挿入手段と、予め取得した前記被検体の３次元画像データを記憶する記憶手段と、前記管腔内における前記挿入手段の先端部の位置および方向を算出する位置算出手段と、前記３次元画像に基づいて、前記管腔を介して前記先端部を目標位置まで挿入するための挿入経路を生成する経路生成手段と、前記先端部の位置および方向に基づいた断層画像を、前記３次元画像データから生成する断層画像生成手段と、前記挿入経路と前記断層画像とを重畳した重畳画像を生成する重畳画像生成手段と、前記重畳画像を表示する表示手段と、を具備する。
第１実施形態の医療機器の気管支への挿入状態を説明するための３次元モデル図である。 第１実施形態の医療機器の構成を説明するための構成図である。 断層画像を説明するための説明図である。 断層画像を説明するための説明図である。 断層画像を説明するための説明図である。 断層画像を説明するための説明図である。 断層画像を説明するための説明図である。 断層画像を説明するための説明図である。 第１実施形態の医療機器の処理の流れを説明するためのフローチャートである。 第１実施形態の医療機器の目標位置設定画面を説明するための説明図である。 第１実施形態の医療機器の目標位置設定画面を説明するための説明図である。 第１実施形態の医療機器のナビゲーション画面を説明するための説明図である。 第１実施形態の医療機器が表示する重畳画像を説明するための３次元モデル図である。 第１実施形態の医療機器が表示する重畳画像の一例である。 第１実施形態の医療機器が表示する重畳画像の一例である。 第１実施形態の医療機器が表示する重畳画像の一例である。 第１実施形態の医療機器が表示する重畳画像の一例である。 第１実施形態の医療機器が表示する重畳画像の一例である。 第２実施形態の医療機器のナビゲーション画面を説明するための説明図である。 第２実施形態の変形例１の医療機器の構成を説明するための構成図である。 第２実施形態の変形例１の医療機器が表示する重畳画像を説明するための構成図である。 第２実施形態の変形例１の医療機器が表示する重畳画像を説明するための構成図である。 第２実施形態の変形例２の医療機器の構成を説明するための構成図である。 第２実施形態の変形例２の医療機器が表示する重畳画像を説明するための説明図である。 第２実施形態の変形例２の医療機器が表示する重畳画像を説明するための説明図である。 第２実施形態の変形例２の医療機器が表示する補助経路を説明するための説明図である。 第２実施形態の変形例２の医療機器が表示する補助経路を説明するための説明図である。 第３実施形態の医療機器の構成を説明するための構成図である。 第３実施形態の変形例の医療機器の構成を説明するための構成図である。 第４実施形態の医療機器の挿入部の先端部を説明するための説明図である。 第４実施形態の医療機器が表示する重畳画像の一例である。 第４実施形態の医療機器の処理の流れを説明するためのフローチャートである。 第５実施形態の医療機器の挿入部の先端部を説明するための説明図である。 第５実施形態の医療機器が表示する重畳画像の一例である。
＜第１実施形態＞　
　以下、図面を参照して本発明の第１実施形態の医療機器１について説明する。図１に示すように、医療機器１は、内視鏡装置２の挿入部２Ａの先端部２Ｃを、挿入開始位置である被検者７の咽頭部７Ａから、複数の分岐部Ｊ１～Ｊ５を有する気管支９を介して、目標位置である目標部位９Ｇまで挿入するナビゲーションを行う。図１は、目標部位９Ｇに向けて挿入部２Ａが挿入操作されている状態を示している３次元モデル図である。挿入部２Ａは、内部を挿通するチャンネル８を有し、チャンネル挿入口８Ａから挿入された処置具６を、先端部２Ｃから突出させて、目標部位９Ｇの生検を行う。なお、以下の図において、Ｚ軸方向は被検者７の体軸であり、Ｘ軸方向は被検者７の左右方向、Ｙ軸方向は被検者７の前後方向である。
　後述するように、医療機器１では、挿入操作中に、そのときの先端部２Ｃの位置を含み、先端部２Ｃの方向に垂直な平面の断層画像（オブリーク画像）ＰＯと、３次元の挿入経路Ｒと、が重畳表示された３次元空間を示す３次元モデル画像である重畳画像ＰＷ１が、表示部４（図２参照）に表示される。３次元モデル図の視線ＬＡ（視点位置、視線方向、視線回転角）は、術者が任意に設定可能である。
　先端部２Ｃの位置変化につれて、すなわち挿入操作の進行につれて表示される断層画像ＰＯは自動的に更新される。なお、挿入部２Ａの先端部２Ｃの位置を示す位置表示マークＰ２Ｃが、断層画像ＰＯに重畳表示されている。
　次に、図２を用いて、医療機器１の構成について説明する。医療機器１は、内視鏡装置２と、挿入支援を行うための本体部３と、表示手段である表示部４と、入力手段である入力部５と、を具備する。
　内視鏡装置２は、撮像手段である撮像部２Ｂが先端部２Ｃに配設された挿入手段である挿入部２Ａと、挿入部２Ａ等を制御する内視鏡制御部２Ｄと、を有する気管支鏡である。挿入部２Ａの内部には、処置具６が挿通可能なチャンネル８が配設されている。目標部位９Ｇの近傍まで先端部２Ｃが挿入されると、先端部２Ｃのチャンネル開口８Ｅから処置具６を突出させて生検が行われる。
　本体部３は、内視鏡画像処理部１１と、重畳画像生成手段である重畳画像生成部１２と、位置算出手段である位置算出部２０と、仮想内視鏡画像（　Ｖｉｒｔｕａｌ　Ｂｒｏｎｃｈｕｓ　Ｓｃｏｐｅ　画像：以下、「ＶＢＳ画像」ともいう。）生成部１３と、断層画像生成手段である断層画像生成部１４と、記憶手段であるＣＴ画像データ記憶部１５と、芯線算出手段である芯線算出部１６と、経路生成手段である経路生成部１８と、制御手段である制御部１０と、を有する。
　制御部１０はナビゲーション全体の制御を行う。内視鏡画像処理部１１は、撮像部２Ｂが撮像した画像を処理し、内視鏡画像（以下、「リアル画像」ともいう。）を出力する。ＣＴ画像データ記憶部１５は、ＣＴ装置を用いて予め取得された被検体である被検者７の３次元画像データを記憶する。ＶＢＳ画像生成部１３は、３次元画像データから、先端部２Ｃの位置および方向および回転角（以下「位置等」ともいう）を視線パラメータとするＶＢＳ画像を生成する。
　位置算出部２０は、気管支９に挿入された挿入部２Ａの先端部２Ｃの位置等を算出する。芯線算出部１６は気管支９の芯線Ｓを、３次元画像データから算出する。ここで、芯線Ｓとは気管支９の管路方向垂直面の重心点を結んだ線、すなわち、管腔長手方向の情報である。芯線Ｓとして、管腔の管路方向垂直面の中心点を結んだ中心線等の情報を用いてもよい。
　経路生成部１８は、入力部５を介して術者が設定した目標位置である目標部位９Ｇまでの芯線Ｓに沿った挿入経路Ｒを、３次元画像データから生成する。
　断層画像生成部１４は、位置算出部２０が算出した先端部２Ｃの３次元位置を含み、先端部２Ｃの方向に垂直な平面の断層画像ＰＯを、３次元画像データから生成する。
　重畳画像生成部１２は、３次元の挿入経路Ｒと断層画像生成部１４が生成した断層画像ＰＯとを重畳した３次元空間を、所定の視線ＬＡから観察したときの３次元モデル画像である重畳画像ＰＷ１を生成する。
　表示部４は、挿入操作中は、リアル画像またはＶＢＳ画像の少なくともいずれかと、重畳画像ＰＷ１と、を有するナビゲーション画像を表示する。
　なお、本体部３の上記構成要素は独立したハードウエアである必要はなく、例えばＣＰＵに読み込まれて動作するプログラムであってもよい。
　ここで、図３Ａ～図３Ｆを用いて断層画像生成部１４が生成する断層画像について説明する。
　図３Ａに示すアキシャル画像ＰＡは、被検者７の体軸に垂直なＸＹ面の画像であり、図３Ｂに示すコロナル画像ＰＣは、被検者７と向かい合うＸＺ面の画像であり、図３Ｃに示すサジタル画像ＰＳは、被検者７の側面方向のＹＺ面の画像である。そして、図３Ｄに示すオブリーク画像ＰＯは、任意の平面の画像である。
　また、図３Ｅに示す複合断層画像は、２つの直交する平面ＰＡとＰＣとからなる。直交する２つの平面を含む複合断層画像としては、他の平面の画像の組み合わせでもよい。さらに、前記オブリーク画像ＰＯおよび直交する平面の画像からなる複合断層画像であってもよい。また、図３Ｆに示す複合断層画像は、直交する３つの平面を含む複合断層画像の例である。
　次に、図４のフローチャートを用いて、医療機器１の処理の流れについて説明する。
＜＜設定操作モード＞＞
　最初に、図５に示す目標位置設定画面が表示部４に表示される。目標位置設定画面には、アキシャル画像ＰＡとコロナル画像ＰＣとサジタル画像ＰＳとが表示されている。
＜ステップＳ１０＞　断層画像作成
　２次元画像を表示する表示部４を用いて、目標部位９Ｇを示す３次元座標を設定する必要があるため、最初に、３種類の断層画像、アキシャル画像ＰＡとコロナル画像ＰＣとサジタル画像ＰＳと、が、被検者の３次元画像データから生成される。目標位置設定のための断層画像は、例えば体軸をＺ軸として作成される。
＜ステップＳ１１＞　目標位置設定
　図５に示すように、表示部４に表示された目標位置設定画面を用いて目標部位９Ｇが設定される。このために、目標位置設定画面に表示された、アキシャル画像ＰＡとコロナル画像ＰＣとサジタル画像ＰＳには、目標位置を示す目標位置マークＰ９Ｇと、が重畳されている。なお、図５に示した例では、挿入開始位置である咽頭部７Ａの位置を示す開始位置マークＰ７Ａは、アキシャル画像ＰＡの表示範囲内にはあるが、コロナル画像ＰＣ、サジタル画像ＰＳの表示範囲外にある。
　術者が、いずれかの断層画像に重畳表示された目標位置マークＰ９Ｇを、入力手段であるマウス等を用いて移動すると、他の断層画像に表示された目標位置マークＰ９Ｇも、それにつれて移動する。
　なお、挿入開始位置も開始位置マークＰ７Ａの移動操作により設定可能であってもよい。また、目標位置は点である必要はなく所定の体積を有する目標領域であってもよい。また、より正確に目標位置を設定するために、断層画像を拡大表示してもよい。
＜ステップＳ１２＞　挿入経路算出
　目標部位９Ｇが設定されると、経路生成部１８が、挿入開始位置である咽頭部７Ａから目標位置である目標部位９Ｇまでの挿入経路Ｒを、ＣＴ画像データ記憶部１５に記憶されている３次元画像データから生成する。挿入経路Ｒは、３次元画像データの管腔断面の重心点または中心点をつないだ芯線Ｓのうち、目標部位９Ｇにつながる芯線である。
　経路生成部１８は、複数の挿入経路を生成し、術者に選択を促してもよい。すなわち、目標部位９Ｇが複数の管腔の間に存在する場合、または、目標部位９Ｇが所定以上の体積を有する部位の場合等には、複数の挿入経路が算出される。
　図６に示すように、挿入経路Ｒが算出されると、挿入経路Ｒを示す経路画像ＰＰＲが、それぞれの断層画像に重畳された重畳画像ＰＷ２が表示される。ここで経路画像ＰＰＲは、３次元の挿入経路Ｒを、それぞれの断層画像の平面に投影した画像である。
　一方、ＶＢＳ画像生成部１３は、挿入経路Ｒにある分岐部Ｊ１～Ｊ４のＶＢＳ画像と、それぞれのＶＢＳ画像の縮小画像であるサムネイル画像とを、生成する。
＜＜挿入ナビゲーションモード＞＞
　図７に示すように、挿入操作が開始されると、表示部４には、ナビゲーション画面が表示される。ナビゲーション画面には、リアル画像ＲＢＳと、ＶＢＳ画像ＶＢＳと、重畳画像ＰＷ１と、サムネイル画像と、分岐番号と、が表示されている。なお、図７は、先端部２Ｃが、４個の分岐部のうちの最初の分岐部Ｊ１にあるときのナビゲーション画面例である。サムネイル画像には、４個の分岐部Ｊ１～Ｊ４の縮小画像が表示されており、分岐部番号Ｊ１が大きく表示されている。
＜ステップＳ１３＞　先端部の位置および方向および回転角算出
　位置算出部２０は、先端部２Ｃの位置等を、リアルタイムまたは所定の時間間隔で、算出する。
　そして、位置算出部２０は、ＶＢＳ画像生成部１３を制御して、ＣＣＤ（２Ｂ）が撮影したリアル画像と類似したＶＢＳ画像を生成する。すなわち、ＶＢＳ画像生成部１３は、位置および方向および回転角（Ｘ１、Ｙ１、Ｚ１、ａ１、ｅ１、ｒ１）を視線パラメータとするＶＢＳ画像を生成する。ここで、（Ｘ、Ｙ、Ｚ）は３次元座標値を、（ａ）はアジマス角度（azimuth angle）を、（ｅ）はエレベーション角度（elevation angle）を、（ｒ）は回転角 （roll angle）を示している。
　そして、位置算出部２０は、ＶＢＳ画像とリアル画像との類似度を比較する。ここで、画像の類似度は、公知の画像処理により行われ、画素データレベルのマッチング、または、画像から抽出した特徴のレベルにおけるマッチングのいずれを用いてもよい。
　リアル画像とＶＢＳ画像とのマッチング処理は、リアル画像のフレーム単位で行われるため、実際の比較処理は静止内視鏡画像とＶＢＳ画像の類似度を基準に行われる。
　リアル画像とＶＢＳ画像Ｂとの類似度を比較し算出した両画像の誤差ｅが、所定の許容誤差ｅ０よりも大きい場合には、位置算出部２０は、値を変えた視線パラメータ値をＶＢＳ画像生成部１３に出力する。ＶＢＳ画像生成部１３は新規な視線パラメータに従った、次の１枚のＶＢＳ画像を生成する。
　上記処理を繰り返し行うこと、すなわち、視線パラメータを変化させることで、ＶＢＳ画像生成部１３が生成するＶＢＳ画像Ｂは、徐々にリアル画像に類似した画像となっていき、何回かの繰り返し処理の後に、両画像の誤差ｅは、許容誤差ｅ０以下となる。
　そして、位置算出部２０は、リアル画像と類似したＶＢＳ画像の視線パラメータをもとに、先端部２Ｃの位置等の情報（Ｘ、Ｙ、Ｚ、ａ、ｅ、ｒ）を算出する。すなわち、位置算出部２０が算出する先端部２Ｃの位置および方向および回転角は、より正確には、先端部２Ｃに配設されている撮像部２Ｂの視線位置および視線方向および回転角である。
＜ステップＳ１４＞　断層画像生成
　断層画像生成部１４は、位置算出部２０が算出した先端部２Ｃの３次元位置（Ｘ、Ｙ、Ｚ）を含む平面Ｐの断層画像を生成する。なお、術者は、図３Ａ～図３Ｅに示した断面画像の中から所望の画像を選択することができる。好ましい断層画像は、図３Ｆに示した、先端部２Ｃの方向と垂直な平面のオブリーク画像ＰＯ、または、前記オブリーク画像ＰＯを含む複合断層画像である。術者が先端部２Ｃの位置および方向を最も容易に把握できるためである。
＜ステップＳ１５＞　重畳画像生成
　重畳画像生成部１２が、断層画像ＰＯと挿入経路Ｒとの重畳画像ＰＷ１を生成する。
　図８に示すように、２次元の断層画像ＰＯと、３次元の挿入経路Ｒと、が配置されている３次元空間の、所望の視線ＬＡからの３次元モデル画像が、図９に示す重畳画像ＰＷ１である。
　図９に示す重畳画像ＰＷ１は、図６に示した目標位置設定画面の重畳画像ＰＷ２と類似しているようにも見える。しかし、重畳画像ＰＷ２では、経路画像は、３次元の挿入経路Ｒを断層画像に投影した２次元の経路画像であり、また断層画像は予め定められた平面の断層像である。すなわち、重畳画像ＰＷ２は、通常の２次元画像である。
　これに対して、重畳画像ＰＷ１は、３次元モデル画像であり、術者が視線ＬＡを任意に変更することにより、所望の状態に変えることができる。例えば、視線ＬＡを断層画像ＰＯの平面の延長上に設定すれば、重畳画像ＰＷ１上の断層画像ＰＯは、線で表示される。また、重畳画像ＰＷ１では断層画像ＰＯは先端部２Ｃを含むため、術者は先端部２Ｃの周囲組織の情報を得ることができる。
　なお、重畳画像ＰＷ１においては、挿入経路Ｒを示す経路画像ＰＲと断層画像ＰＯとの交点が、先端部２Ｃの位置であり、位置表示マークＰ２Ｃが表示されている。
　また、重畳画像生成部１２は、挿入開始位置である咽頭部７Ａの位置を示す開始位置マークＰ７Ａから先端部２Ｃの位置を示す位置表示マークＰ２Ｃまでの経路画像ＰＲ１を、位置表示マークＰ２Ｃから前記目標位置を示す目標位置マークＰ９Ｇまでの経路画像ＰＲ２とは、識別可能な異なる線種で表示している。すなわち、経路画像ＰＲ１は点線で、経路画像ＰＲ２は主として実線で表示されている。さらに重畳画像生成部１２は、経路画像ＰＲ２のうち、視線ＬＡから見て断層画像ＰＯの後側にある部分は破線で表示している。
　なお　重畳画像生成部１２は、経路画像ＰＲ１と、経路画像ＰＲ２とを、識別するために、異なる色または太さで表示してもよい。また重畳画像生成部１２は、経路画像ＰＲ１を表示しなくともよい。
　さらに、図１０に示すように、重畳画像生成部１２は、断層画像ＰＯとして、複合断層画像を用いた重畳画像ＰＷ１Ａを生成してもよい。重畳画像ＰＷ１Ａは、図３Ｅに示した２つの直交する平面ＰＡとＰＣとからなる複合断層画像と挿入経路Ｒとの３次元モデル画像である。重畳画像ＰＷ１Ａでは、平面ＰＡと先端部７Ｃの方向と垂直な平面ＰＣとの交差線上に先端部７Ｃがある。
　また、図１１に示すように、重畳画像生成部１２は、経路画像ＰＲに、それぞれの分岐部の位置を示す分岐部表示マークＰＪ１～ＰＪ４も重畳した重畳画像ＰＷ１Ｂを生成してもよい。
　さらに、図１２に示すように、重畳画像生成部１２は、経路画像ＰＲとして、挿入経路以外の芯線Ｓの画像ＰＲ２を、重畳した重畳画像ＰＷ１Ｃを生成してもよい。ただし、多くの芯線Ｓを表示すると認識が困難となるために、図１２に示すように、挿入経路から１分岐した芯線Ｓのみを表示する等の表示制限を行うことが好ましい。表示制限方法としては、所定数の分岐の芯線Ｓのみを表示したり、分岐部Ｊから所定の長さだけ芯線Ｓを表示したりしてもよい。
　また、図１３に示すように、重畳画像生成部１２は、先端部２Ｃの位置を含むアキシャル画像ＰＡを有する重畳画像ＰＷ１Ｄを生成してもよい。この場合には、重畳画像生成部１２は、重畳画像ＰＷ１Ｄに、先端部２Ｃの位置だけでなく先端部２Ｃの方向も示す先端部表示マークＰ２ＣＤを表示してもよいし、方向のみを表示してもよい。すなわち、先端部表示マークは、先端部の位置または方向の少なくともいずれかを示していれば所定の効果が得られる。さらに重畳画像生成部１２は、先端部表示マークに先端部２Ｃの回転角を表示してもよい。
　なお、図１３においては、重畳画像生成部１２は、すでに通過した挿入経路である、咽頭部７Ａから先端部２Ｃの経路の経路画像ＰＲ１を表示していないため、重畳画像の視認性がよい。
　また、断層画像生成部１４が、先端部２Ｃの位置を含む、コロナル画像ＰＣまたはサジタル画像ＰＳを生成してもよい。
　すなわち、断層画像生成部１４は、先端部２Ｃの位置および方向に基づいた断層画像を生成するが、先端部２Ｃの位置のみに基づく断層画像も生成可能である。
＜ステップＳ１６＞　重畳表示
　重畳画像生成部１２が生成した重畳画像ＰＷ１が、リアル画像およびＶＢＳ画像とともに、表示部４に表示される。
　なお、重畳画像ＰＷ１は、常時、ナビゲーション画面に表示されていてもよいが、術者の設定により重畳画像ＰＷ１を一時的に非表示としてもよいし、制御部１０の制御のもと、自動的に重畳画像ＰＷ１を非表示としてもよい。また、重畳画像ＰＷ１に表示される断層画像の種類も術者の設定または制御部１０の制御により変更されてもよい。
　ナビゲーション画面に表示する画像は、先端部２Ｃの位置に基づいて選択されてもよい。例えば、先端部２Ｃが分岐部Ｊに近づいたときは、重畳画像ＰＷ１を含むナビゲーション画面を表示する表示モードとし、先端部２Ｃが分岐部Ｊを通過した後は、重畳画像ＰＷ１を表示しないナビゲーション画面を表示する表示モードに切り替えてもよい。
　表示モードの切り替えは、後述するナビゲーションモードの切り替えと同様に、トリガ設定の有無により制御部１０が制御する（図２４参照）。
＜ステップＳ１７＞　終了？
　目標部位９Ｇの近傍まで先端部２Ｃが挿入される（Ｓ１７：Ｙｅｓ）まで、ステップＳ１３からの処理が繰り返し行われる。
　目標部位９Ｇの近傍まで先端部２Ｃが挿入されると、挿入ナビゲーションモードは終了し、処置具６を、先端部２Ｃから突出させて、目標部位９Ｇの生検等が行われる。
　以上の説明のように、医療機器１は、表示部４に表示される重畳画像により、術者が先端部２Ｃの位置を容易に把握できる。さらに術者は、先端部２Ｃの近傍組織の状態を断層画像ＰＯにより把握できる。このため医療機器１は、挿入部２Ａの先端部２Ｃを目標部位９Ｇまで挿入しやすい。
＜第２実施形態＞
　以下、図面を参照して本発明の第２実施形態の医療機器１Ａについて説明する。医療機器１Ａは、医療機器１と類似しているため、同じ構成要素には同じ符号を付し説明は省略する。
　図１４に示すように、医療機器１Ａでは、ナビゲーション画面にＶＢＳ画像が表示されておらず、リアル画像には挿入経路Ｒを示す第２の経路画像ＰＲ２が重畳表示されている。
　リアル画像に第２の経路画像ＰＲ２を挿入するためには、まずリアル画像と対応したＶＢＳ画像に重畳される第２の経路画像ＰＲ２が生成され、そして、生成した第２の経路画像ＰＲ２がリアル画像に重畳される。
　術者は、リアル画像に重畳表示された第２の経路画像ＰＲ２により挿入経路Ｒを確認しながら、かつ、重畳画像ＰＷ１により先端部２Ｃの位置等を把握しながら、挿入操作を行うことができる。
　医療機器１Ａは、医療機器１が有する効果を有し、さらにナビゲーション画面が単純で視認性に優れている。なお、医療機器１Ａにおいても医療機器１で説明した各種の構成を用いることができるし、医療機器１Ａの構成を医療機器１で用いることもできる。
＜第２実施形態の変形例１、２＞　
　以下、図面を参照して本発明の第２実施形態の変形例１の医療機器１Ｂおよび変形例２の医療機器１Ｃについて説明する。医療機器１Ｂ、１Ｃは、医療機器１Ａと類似しているため、同じ構成要素には同じ符号を付し説明は省略する。
　図１５に示すように医療機器１Ｂは、表示面積算出手段である表示面積算出部３０を具備する。表示面積算出部３０は、ＶＢＳ画像に重畳表示された第２の経路ＰＲ２の表示面積を算出する。
　挿入経路Ｒは所定の太さのある気管支９の中心である芯線Ｓに沿って算出されている。このため、図１６Ａに示すように、ＶＢＳ画像に表示される第２の経路は、先端部２Ｃの方向等によっては、短くなる。すると、術者が正しい挿入経路Ｒを認識することが容易ではなくなる。
　しかし、図１６Ｂに示すように、医療機器１Ａでは、表示面積算出部３０が算出した表示面積が第１の所定値以下の場合に、重畳画像生成部１２が第２の経路画像ＰＲ２を強調表示する。
　例えば、表示面積算出部３０は、５００×５００の画素で構成されているＶＢＳ画像の中の、第２の経路画像ＰＲ２の画素数Ｋをカウントする。そして、画素数Ｋが第１の所定値Ｋ１以下の場合に、重畳画像生成部１２が経路画像ＰＲを表示する線を、例えば、画素数がＫ１となるように太く表示する。すなわち、重畳表示される経路が短いほど、経路画像ＰＲは太く表示される。
　また、リアル画像はハレーション等を起こすと部分的に真っ白になってしまうこともあるし、管腔内の色と第２の経路画像ＰＲ２の色との区別がつきにくくなることもある。このため、第２の経路画像ＰＲ２の強調表示方法としては、色または線種を変えてもよいし、点滅表示するようにしてもよい。
　また、表示面積算出部３０は、リアル画像ＲＢＳの全体ではなく、所定の注目領域（ＲＯＩ）の範囲の画素について平均輝度を算出し、その平均輝度の変化に応じて第２の経路画像ＰＲ２の視認性が改善するように表示方法を変更してもよい。
　ＲＯＩとしては、第２の経路画像ＰＲ２を取り囲む範囲に設定することが好ましく、その形状は円、楕円、長方形、または正方形等のいずれであってもよい。また予め設定した形状に限られるものではなく、処理毎に第２の経路画像ＰＲ２を取り囲む範囲が最小面積となる図形を選択してもよいし、予め選択した図形を第２の経路画像ＰＲ２を取り囲む範囲に拡大縮小してもよい。
　一方、図１７に示すように、第２実施形態の変形例２の医療機器１Ｃは、補助挿入経路生成手段である補助挿入経路生成部３１を有する。
　図１８Ａに示すように、先端部２Ｃの位置または方向によっては、第２の経路画像ＰＲ２が極めて短く表示されたり、または全く表示されないこともある。すると、術者が正しい挿入経路を認識することが容易ではなくなる。
　しかし、図１８Ｂに示すように、医療機器１Ｂでは、表示面積算出部３０が算出した第２の経路画像ＰＲ２の表示面積が第２の所定値Ｋ２以下の場合に、重畳画像生成部１２が第２の経路画像ＰＲ２に変えて、または第２の経路画像ＰＲ２とともに補助挿入経路画像ＰＳＲを重畳表示する。ここで、第２の所定値Ｋ２は、例えば０であってもよい。
　補助挿入経路生成部３１は、管腔の３次元形状情報として、芯線情報だけでなく、ボリューム情報も用いる。すでに説明したように、芯線Ｓは管腔の管路方向垂直面の重心点を結んだ線であるが、ボリュームは管腔の管壁の位置を示す情報である。
　すなわち、図１９Ａに示すように、補助挿入経路生成部３１は、挿入経路Ｒを含む面と、ボリューム情報である気管支９の管腔壁と、の交差線である、補助挿入経路ＳＲを生成する。なお、図１９Ａは説明のため管腔が直管の場合を示している。このため、挿入経路Ｒを含む面は２次元の平面である。しかし、実際の管腔は湾曲しているため、挿入経路Ｒを含む面も湾曲した平面である。
　図１９Ａは、挿入経路Ｒを含む直交した２つの面により、４本の補助挿入経路ＳＲが生成される場合を示している。このため、図１９Ｂに示すように芯線Ｓ方向と視線方向ＬＡが一致する場合でも、内視鏡画像には、４本の補助挿入経路画像ＰＳＲが重畳される。
　なお、補助挿入経路生成部３１は、４本以上、例えば８本の補助挿入経路ＳＲを生成してもよい。
　医療機器１Ｂおよび１Ｃは、医療機器１、１Ａが有する効果を有し、さらにナビゲーション画面における挿入経路Ｒの視認性に優れている。なお、医療機器１Ｂおよび１Ｃにおいても医療機器１、１Ａで説明した各種の構成を用いることができるし、医療機器１Ｂ、１Ｃの構成を医療機器１、１Ａで用いることもできる。
＜第３実施形態＞　
　以下、図面を参照して本発明の第３実施形態の医療機器１Ｄについて説明する。医療機器１Ｄは、医療機器１と類似しているため、同じ構成要素には同じ符号を付し説明は省略する。
　図２０に示すように、医療機器１Ｄの挿入部２Ａの先端部２Ｃには位置センサである磁界センサ２１が配設されており、位置算出部２０Ｄは、磁界センサ２１のデータから先端部２Ｃの位置および方向および回転角を算出する。
　磁界センサが、被検者７の外部に配設した複数の磁界発生アンテナ２２からの磁界を検出することで、位置算出部２０Ｄは、先端部２Ｃの位置等を検出する。すなわち、先端部２Ｃに配設された磁界センサ２１の配設位置と撮像部２Ｂの配設位置とは既知であるため、位置算出部２０Ｄは、撮像部２Ｂの視線位置および視線方向および回転角を検出する。なお、磁界検出センサとして、ＭＲセンサ、ホール素子またはコイル等を用いることができる。
　医療機器１Ｄは、医療機器１と同じ効果を有する。なお、医療機器１Ｄにおいても医療機器１、１Ａ～１Ｃで説明した各種の構成を用いることができるし、医療機器１Ｄの構成を医療機器１、１Ａ～１Ｃで用いることもできる。
＜第３実施形態の変形例＞　
　以下、図面を参照して本発明の第３実施形態の変形例の医療機器１ＤＡについて説明する。医療機器１ＤＡは、医療機器１Ｄと類似しているため、同じ構成要素には同じ符号を付し説明は省略する。
　図２１に示すように、医療機器１ＤＡの処置具６の処置具先端部６Ａには位置センサである磁界センサ２１Ｄが配設されている。そして、挿入部２Ａの挿入操作中は、処置具先端部６Ａは挿入部２Ａの先端部２Ｃに収容されている。このため、位置算出部２０Ｄは、磁界センサ２１Ｄのデータから先端部２Ｃの位置および方向および回転角を算出する。さらに処置具６を挿入操作中は、処置具先端部６Ａの位置および方向および回転角を算出する。なお、処置具先端部６Ａとは、処置具が針の場合には刃先であるが、生検鉗子の場合にはカップの中心であってもよく、ブラシの場合にはブラシの中心であってもよい。
　なお、気管支分岐への挿入を補助するために、処置具６として、先細り型で関節付きの先端部を手元操作で曲げられる鉗子である誘導子を用いる場合には、磁界センサ２１Ｄは誘導子の先端部に配設されていてもよい。
　医療機器１ＤＡは医療機器１Ｄと同じ効果を有し、さらに、チャンネル開口８Ｅから突出した処置具先端部６Ａの位置情報を取得することができる。
＜第４実施形態＞　
　以下、図面を参照して本発明の第４実施形態の医療機器１Ｅについて説明する。医療機器１Ｅは、医療機器１と類似しているため、同じ構成要素には同じ符号を付し説明は省略する。
　医療機器１Ｅは、挿入部２Ａの先端部２Ｃが、目標部位９Ｇの近傍まで到達すると、ナビゲーション画面に表示される断層画像が変化する。言い換えれば、表示部４が表示する画像が、先端部２Ｃの位置に基づいて制御部１０により選択される。より具体的には、先端部２Ｃの位置と目標部位９Ｇの位置との距離が所定値以下となった場合、または、最後の分岐部を通過した場合等には、ナビゲーションモードが、挿入部挿入支援モードから、処置具操作支援モードに切り替わる。もちろん術者が、ナビゲーションモードを選択してもよい。
　ここで、図２２に示すように医療機器１Ｅの先端部２Ｃには、撮像部２Ｂ、照明部２Ｂ１が配設されており、チャンネル開口８Ｅからは処置具６が突出可能である。チャンネル開口８Ｅの位置と撮像部２Ｂの位置とは異なる。より正確な処置具操作支援を行うために、ナビゲーションモードが処置具操作支援モードに切り替わると、医療機器１Ｅでは、先端部２Ｃの位置としてチャンネル開口８Ｅの位置を用いることが好ましい。
　そして、断層画像生成部１４は、チャンネル開口８Ｅの位置を含み、チャンネル８の軸方向に平行な平面、すなわち先端部２Ｃの方向と平行な平面の断層画像ＰＰＥを生成する。さらに、図２３に示すように、重畳画像生成部１２は、断層画像ＰＰＥにチャンネル８の延長線Ｐ８Ｓを重畳表示した重畳画像ＰＷ１Ｅを生成する。延長線８Ｓは処置具６がチャンネル開口８Ｅから突出する方向を示している。
　延長線Ｐ８Ｓには目盛りが付加されていたり、長さに応じて色が変えられたりしてもよい。また、延長線Ｐ８Ｓの方向は、先端部２Ｃの方向に対して所定の角度を有していてもよく、その角度は術者が任意に変更可能である。
　ここで、図２４のフローチャートを用いて、医療機器１Ｅにおけるナビゲーションモードの切り替えについて説明する。
＜ステップＳ２０～Ｓ２３＞
　図４を用いて説明した第１実施形態の医療機器１のステップＳ１０～Ｓ１３と同様である。
＜ステップＳ２４＞トリガ算出
　医療装置１Ｅでは、Ｓ２１にて算出した先端部２Ｃの位置に応じてトリガが制御部１０により設定される。例えば、トリガは、先端部２Ｃの位置と目標部位９Ｇとの距離が所定値以下になった場合に設定される。ここで、先端部２Ｃの位置と目標部位９Ｇとの距離は、直線距離でもよいし、芯線Ｓを介した挿入経路距離でもよい。
　また、例えば、トリガは、先端部２Ｃの位置の気管支９の内径が所定値以下になった場合、または、先端部２Ｃの位置の気管支９の内径と挿入部２Ａの外径との差が所定値以下になった場合に設定される。
　また、トリガは制御部１０により自動的に設定されるだけでなく、術者の入力部５を介した設定操作によって設定されてもよい。または、リアル画像に処置具６の画像が映ったこと、すなわち、術者がチャンネル開口８Ｅから処置具６を突出して生検を開始したことを検出してトリガを設定してもよい。
　例えば、処置具６がチャンネル開口８Ｅから突出すると、リアル画像の所定の注目領域（ＲＯＩ）の範囲の画素の輝度が上がる。このためＲＯＩについて平均輝度を算出し、その平均輝度の変化に応じてトリガを設定してもよい。
＜ステップＳ２５＞トリガＯＮ？＜ステップＳ２６＞モード切り替え
　トリガがＯＮの場合（ＹＥＳ）、ステップＳ２６においてナビゲーションモードが切り替わる。これに対してトリガがＯＦＦの場合（ＮＯ）、今までのナビゲーションモードが継続する。
＜ステップＳ２７～Ｓ３０＞
　図４を用いて説明した第１実施形態の医療機器１のステップＳ１４～Ｓ１７と同様である。
　医療機器１Ｅは、医療機器１等と同じ効果を有し、さらに先端部２Ｃが目標部位９Ｇの近傍まで挿入された後も、さらに処置具操作支援を行う。なお、医療機器１Ｅにおいても医療機器１、１Ａ～１Ｄで説明した各種の構成を用いることができるし、医療機器１Ｅの構成を医療機器１、１Ａ～１Ｄで用いることもできる。
＜第５実施形態＞　
　以下、図面を参照して本発明の第５実施形態の医療機器１Ｆについて説明する。医療機器１Ｆは、医療機器１と類似しているため、同じ構成要素には同じ符号を付し説明は省略する。
　図２４に示すように、医療機器１Ｆの内視鏡装置２Ｆは、円弧状の範囲を走査するコンベックス走査方式の超音波振動子４０を先端部２Ｃに有している。術者は超音波画像によりリンパ節または血管等の位置を確認することができる。
　そして、断層画像生成部１４は、先端部２Ｃが目標部位９Ｇの近傍まで挿入されると、ナビゲーションモードが処置具操作支援モードに切り替わり、先端部２Ｃの位置を含み、超音波振動子４０の走査平面の断層画像ＰＰＦ（図２６参照）を生成する。
　さらに、図２５に示すように、処置具操作支援モードでは、重畳画像生成部１２は、断層画像ＰＰＦに超音波振動子４０の走査範囲４1と、チャンネル開口８Ｅから突出した処置具６が処置可能な範囲６Ｅと、を重畳表示した重畳画像ＰＷ１Ｆを生成する。
　術者は、３次元モデル画像である重畳画像ＰＷ１Ｆの、視線位置等を変更することで、走査範囲４1と処置可能な範囲６Ｅとの３次元の関係を把握することができる。
　なお、医療機器１Ｆにおいても、ナビゲーションモードの切り替えは、第４実施形態の医療機器１Ｅと同様に、トリガの設定を検出することにより行われる。
　医療機器１Ｆは、医療機器１等と同じ効果を有し、さらに先端部２Ｃが目標部位９Ｇの近傍まで挿入された後も、さらに処置具操作支援を行う。なお、医療機器１Ｆにおいても医療機器１、１Ａ～１Ｅで説明した各種の構成を用いることができるし、医療機器１Ｆの構成を医療機器１、１Ａ～１Ｅで用いることもできる。
　なお、実施形態の医療機器は、スクリーニングのように目的部位を確定しないで全体を観察するときにも使用できる。この場合には挿入経路に替えて内視鏡先端の軌跡を表示する。軌跡を構成する点は、位置算出手段で求めた位置でもよいし、求めた位置近傍にある管腔臓器の中心線上の点でもよい。また表示する軌跡は、それまでの内視鏡先端の全ての移動を示す移動履歴でもよいし、所定期間または所定空間範囲内の軌跡のみでもよい。また、軌跡に管腔臓器の中心線を重畳表示することにより、どの部位まで観察したのかの判別が容易となる。
　スクリーニングのときには、所定の部位まで内視鏡先端を挿入後に、例えば、カリーナまで内視鏡を引き抜いたときにも、それまでの内視鏡先端の全ての移動を示す軌跡を表示しておいてもよい。そのときには、カリーナよりも深部側の内視鏡先端位置を示す線、すなわち軌跡は別色で表示したり点線で表示したりして判別可能とすることが好ましい。
　すなわち、本発明は、上述した実施形態または変形例に限定されるものではなく、本発明の要旨を変えない範囲において、種々の変更、改変等が可能である。例えばすでに説明したように上述した実施形態および変形例は適宜、組み合わせてもよい。
　本出願は、２０１１年１月２４日に日本国に出願された特願２０１１－０１２１０３号を優先権主張の基礎として出願するものであり、上記の開示内容は、本願明細書、請求の範囲、図面に引用されたものとする。

Claims (17)

  1. 　被検体の管腔に挿入される挿入手段と、
    　予め取得した前記被検体の３次元画像データを記憶する記憶手段と、
    　前記管腔内における前記挿入手段の先端部の位置および方向を算出する位置算出手段と、
    　前記３次元画像に基づいて、前記管腔を介して前記先端部を目標位置まで挿入するための挿入経路を生成する経路生成手段と、
    　前記先端部の位置および方向に基づいた断層画像を、前記３次元画像データから生成する断層画像生成手段と、
    　前記挿入経路と前記断層画像とを重畳した重畳画像を生成する重畳画像生成手段と、
    　前記重畳画像を表示する表示手段と、を具備することを特徴とする医療機器。
  2. 　前記断層画像生成手段が、前記先端部の位置を含み、前記先端部の方向と垂直な平面の断層画像を生成することを特徴とする請求項１に記載の医療機器。
  3. 　前記重畳画像生成手段が、前記重畳画像に、前記先端部の位置または方向の少なくともいずれかを示す先端部表示マークを、重畳することを特徴とする請求項１に記載の医療機器。
  4. 　前記重畳画像生成手段が、前記挿入経路に、分岐している前記管路の分岐部の位置を示す分岐部表示マークを重畳することを特徴とする請求項１に記載の医療機器。
  5. 　前記重畳画像生成手段が、挿入開始位置から前記先端部の位置までの前記挿入経路を、前記先端部の位置から前記目標位置までの前記挿入経路と、識別可能に表示することを特徴とする請求項１に記載の医療機器。
  6. 　前記重畳画像生成手段が、挿入開始位置から前記先端部の位置までの前記挿入経路を表示しないことを特徴とする請求項１に記載の医療機器。
  7. 　前記挿入手段が、前記先端部に内視鏡画像を撮像する撮像手段を有し、
    　前記先端部の位置および方向および回転角を視線パラメータとする仮想内視鏡画像を前記３次元画像データから生成する仮想内視鏡画像生成手段を具備し、
    　前記表示手段が、さらに前記内視鏡画像または前記仮想内視鏡画像の少なくともいずれかを表示することを特徴とする請求項１に記載の医療機器。
  8. 　位置算出手段が、前記内視鏡画像と類似した前記仮想内視鏡画像の視線パラメータをもとに、前記先端部の位置および方向を算出することを特徴とする請求項７に記載の医療機器
  9. 　前記重畳画像生成手段が、前記挿入経路を示す第２の挿入経路画像を前記内視鏡画像または前記仮想内視鏡画像の少なくともいずれかに重畳表示することを特徴とする請求項８に記載の医療機器。
  10. 　重畳表示された前記第２の挿入経路画像の表示面積を算出する表示面積算出手段を具備し、
    　前記表示面積が第１の所定値以下の場合に、前記重畳画像生成手段が前記第２の挿入経路画像を強調表示することを特徴とする請求項９に記載の医療機器。
  11. 　重畳表示された前記第２の挿入経路画像の表示面積を算出する表示面積算出手段と、
    　前記挿入経路を含む平面と前記管腔の管腔壁との交差線である、補助挿入経路を算出する補助挿入経路算出手段と、を具備し、
    　前記表示面積が第２の所定値以下の場合に、前記重畳画像生成手段が前記補助挿入経路を示す補助経路画像を重畳表示することを特徴とする請求項９に記載の医療機器。
  12. 　前記先端部に配設された位置センサを具備し、
    　前記位置算出手段が、前記位置センサのデータから前記先端部の位置および方向を算出することを特徴とする請求項１に記載の医療機器。
  13. 　前記先端部のチャンネル開口から突出する、処置具先端部に位置センサを有する処置具、を具備し、
    　前記位置算出手段が、前記位置センサのデータから前記先端部の位置および方向を算出することを特徴とする請求項１に記載の医療機器。
  14. 　前記表示手段が表示する画像が、前記先端部の位置に基づいて選択されることを特徴とする請求項９に記載の医療機器。
  15. 　前記断層画像生成手段が、前記先端部の位置を含み、前記先端部の方向と平行な平面の断層画像を、さらに生成することを特徴とする請求項１４に記載の医療機器。
  16. 　前記挿入手段が、内部を挿通し前記先端部にチャンネル開口のあるチャンネルを有し、
    　前記断層画像生成手段が、前記先端部の方向と平行な平面の前記断層画像を生成するときには、前記先端部の位置として前記チャンネル開口の位置に基づいて、前記断層画像を生成することを特徴とする請求項１５に記載の医療機器。
  17. 　前記挿入手段が、コンベックス走査方式の超音波振動子を前記先端部に有し、
    　前記断層画像生成手段が生成する前記先端部の方向と平行な平面の前記断層画像が、前記超音波振動子の走査平面の断層画像であることを特徴とする請求項１６に記載の医療機器。
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