内視鏡システム
【課題】管腔について管腔の長手軸に略直交する方向の大きさを正確に計測することを可能とするような観察画像を得るための内視鏡システムを提供する。
【解決手段】内視鏡システムは、長手軸を有し管腔内に挿入される挿入部３２、及び、挿入部３２に設けられ観察画像を得るための画像取得部４１ｌ，４１ｒ、を有する内視鏡３１と、挿入部３２の長手軸方向について画像取得部４１ｌ，４１ｒよりも先端側から、少なくとも、長手軸に略直交する平面である出射面内の第１の方向、及び、出射面内の第１の方向とは異なる第２の方向に、管腔内面にマーキングを形成するためのマーキング手段を出射可能な出射ユニット５４と、を具備することを特徴とする。
【解決手段】内視鏡システムは、長手軸を有し管腔内に挿入される挿入部３２、及び、挿入部３２に設けられ観察画像を得るための画像取得部４１ｌ，４１ｒ、を有する内視鏡３１と、挿入部３２の長手軸方向について画像取得部４１ｌ，４１ｒよりも先端側から、少なくとも、長手軸に略直交する平面である出射面内の第１の方向、及び、出射面内の第１の方向とは異なる第２の方向に、管腔内面にマーキングを形成するためのマーキング手段を出射可能な出射ユニット５４と、を具備することを特徴とする。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、管腔内の対象物の大きさを計測するために管腔内の観察画像を得る内視鏡システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
通常の内視鏡システムでは、管腔内に内視鏡を挿入し、内視鏡の先端部の撮像系によって管腔内の対象物を撮像し、モニターに観察画像を表示している。このようにして得られる観察画像は、平面的であり、対象物の立体形状を把握しにくい。これに対して、立体視内視鏡システムでは、左画像用及び右画像用の一対の撮像系によって視差を有する左画像及び右画像を得て、モニターに左画像及び右画像を夫々表示して立体観察を行うことで、対象物の立体形状を把握するようにしている。
【０００３】
特許文献１及び２には、計測用立体視内視鏡システムが開示されている。計測用立体視内視鏡システムでは、左画像及び右画像を利用して計測対象物の大きさを計測する。即ち、左画像及び右画像において対応する点を指定することにより、三角測量の原理によって、当該点の実際の三次元座標を算出することが可能である。このため、観察画像において、互いに異なる二点を指定することにより、当該二点の三次元座標を計測して、当該二点間の長さを計測することが可能であり、また、閉曲線を指定して閉曲線によって囲まれる領域を指定することにより、当該閉曲線の三次元座標を計測して、当該領域の面積を計測することが可能である。換言すれば、観察画像において、対象物の外縁上の互いに対向する二点を指定することにより対象物の長さを計測することが可能であり、対象物の外縁を指定することで対象物の面積を計測することが可能である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平６−７２８９号公報
【特許文献２】特開平６−３３９４５４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
管腔について、管腔の長手軸に略直交する方向の大きさを計測しようとする場合には、観察画像において、管腔内面について、管腔の長手軸に略直交する同一平面内の部分を指定する必要がある。しかしながら、観察画像において、管腔内面について、管腔の長手軸に略直交する同一平面内にある部分を正確に指定することは難しく、管腔について、管腔の長手軸に略直交する方向の大きさを正確に計測することは困難である。
【０００６】
本発明は、上記課題に着目してなされたもので、その目的とするところは、管腔について管腔の長手軸に略直交する方向の大きさを正確に計測することを可能とするような観察画像を得るための内視鏡システムを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の第１実施態様では、内視鏡システムは、長手軸を有し管腔内に挿入される挿入部、及び、前記挿入部に設けられ観察画像を得るための画像取得部、を有する内視鏡と、前記挿入部の長手軸方向について前記画像取得部よりも先端側から、少なくとも、前記長手軸に略直交する平面である出射面内の第１の方向、及び、前記出射面内の前記第１の方向とは異なる第２の方向に、前記管腔内面にマーキングを形成するためのマーキング手段を出射可能な出射ユニットと、を具備することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
本発明の第１実施態様の内視鏡システムでは、内視鏡の挿入部の長手軸を管腔の長手軸に略平行に配置することで、管腔の長手軸に略直交する所定の平面内で互いに異なる少なくとも２つの方向にマーキング手段を出射して、管腔内面において当該平面内の互いに異なる少なくとも２つの位置にマーキングを形成することができる。また、挿入部の長手軸方向について画像取得部よりも先端側からマーキング手段が出射されるため、観察視野内にマーキングが配置されることになり、観察画像においてマーキングを視認することができる。このため、管腔について、管腔の長手軸に略直交する方向の大きさを計測する場合には、観察画像において、マーキングを基準として指定を行うことで、管腔内面において、管腔の長手軸に略直交する同一平面内の部分を正確に指定することができる。従って、管腔について、管腔の長手軸に略直交する方向の大きさを正確に計測することが可能となっている。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の第１実施形態の内視鏡システムを示す概略図。
【図２】本発明の第１実施形態の内視鏡の先端部及びレーザープローブを示す縦断面図。
【図３】本発明の第１実施形態のレーザープローブの先端部を示す横断面図。
【図４】本発明の第１実施形態の内視鏡システムを示すブロック図。
【図５】本発明の第１実施形態の表示画像を示す模式図。
【図６Ａ】本発明の第１実施形態の三次元座標計測の原理をｘｚ平面について示す模式図。
【図６Ｂ】本発明の第１実施形態の三次元座標計測の原理をｙｚ平面について示す模式図。
【図７】本発明の第１実施形態の管腔内径の計測方法を示す模式図。
【図８】本発明の第２実施形態のレーザープローブの先端部を示す横断面図。
【図９】本発明の第２実施形態の演算装置を示すブロック図。
【図１０】本発明の第２実施形態の表示画像を示す模式図。
【図１１】本発明の第２実施形態の面積計測の原理を示す模式図。
【図１２】本発明の第２実施形態のステントの留置方法を示す模式図。
【図１３】本発明の第３実施形態のレーザープローブを示す縦断面図。
【図１４】本発明の第３実施形態の表示画像を示す縦断面図。
【図１５】本発明の第４実施形態の表示画像における処置前の状態を示す模式図。
【図１６】本発明の第４実施形態の表示画像における拡張処置を示す模式図。
【図１７】本発明の第４実施形態の表示画像における処置後の状態を示す模式図。
【図１８】本発明の第４実施形態の表示画像における面積計測を示す模式図。
【図１９】本発明の第５実施形態の内視鏡の先端部を示す斜視図。
【図２０】本発明の第５実施形態の光出射ユニットを示す横断面図。
【図２１】本発明の第６実施形態の内視鏡の先端部を示す斜視図。
【図２２】本発明の第６実施形態の光出射ユニットを示す横断面図。
【図２３】本発明の第７実施形態の散布ユニットによるマーキングの形成を示す模式図。
【図２４】本発明の第７実施形態の第１変形例の点墨ユニットによるマーキングの形成を示す模式図。
【図２５】本発明の第７実施形態の第２変形例の留置ユニットによるマーキングの形成を示す模式図。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
本発明の各実施形態を図面を参照して説明する。
【００１１】
図１乃至図７を参照し、本発明の第１実施形態を説明する。
【００１２】
図１乃至図５を参照し、計測用立体視内視鏡システムについて説明する。
【００１３】
内視鏡システムは立体視内視鏡３１を有する。内視鏡３１は、体内に挿入される長尺で可撓性を備える内視鏡挿入部３２を有する。内視鏡挿入部３２の基端部には、操作者に保持、操作される内視鏡操作部３３が連結されている。内視鏡操作部３３からユニバーサルケーブル３４が延出されており、ユニバーサルケーブル３４はビデオプロセッサ３６及び光源装置３７に接続されている。光源装置３７で発生された照明光は、内視鏡３１を挿通されている内視鏡ライトガイド３８を介して、内視鏡挿入部３２の先端部の照明レンズ３９まで導光され、照明レンズ３９から観察対象物へと照射される。内視鏡挿入部３２の先端部には画像取得部としての撮像ユニット４１ｌ，４１ｒが配設されており、観察対象物の光学像は、撮像ユニット４１ｌ，４１ｒの対物レンズ４２ｌ，４２ｒによって結像され、撮像素子４３ｌ，４３ｒにより撮像されて画像信号へと変換される。画像信号は、内視鏡３１を挿通されている信号ケーブル４４ｌ，４４ｒを介して、ビデオプロセッサ３６の信号処理部４６ｌ，４６ｒへと出力される。信号処理部４６ｌ，４６ｒは、画像信号を信号処理して、観察画像を生成する。ここで、立体視内視鏡システムでは、視差を有する左画像４９ｌ及び右画像４９ｒを取得するために、左画像用及び右画像用の一対の撮像素子４３ｌ，４３ｒ、信号ケーブル４４ｌ，４４ｒ、信号処理部４６ｌ，４６ｒが用いられている。左画像用及び右画像用の信号処理部４６ｌ，４６ｒによって生成された左画像４９ｌ及び右画像４９ｒは画像合成部４７によって合成されて、モニター４８に表示される。図５に示されるように、表示画像においては、左画像４９ｌが左側に、右画像４９ｒが右側に互いに並列して表示されるようになっており、当該左画像４９ｌ及び右画像４９ｒを立体視することで立体観察が可能である。
【００１４】
内視鏡操作部３３には処置具挿入口５１が配設されている。内視鏡挿入部３２の先端部には処置具突出口５２が形成されている。処置具挿入口５１と処置具突出口５２とは、内視鏡３１内に延設されている処置具チャンネル５３によって互いに接続されている。処置具チャンネル５３の長手軸は内視鏡挿入部３２の長手軸に略平行になっている。
【００１５】
また、内視鏡システムは、マーキング装置としてのレーザープローブ５４を有する。レーザープローブ５４はマーキング手段としてのガイド光５５を出射する光出射ユニットからなる。即ち、レーザープローブ５４は長尺で可撓性を備えるプローブ挿入部５７を有する。プローブ挿入部５７の基端部は、操作者に保持、操作されるプローブ操作部５８へと挿入されている。プローブ操作部５８には点灯スイッチ５９が配設されている。点灯スイッチ５９を押下操作することにより、電源６０から電力が供給されて、発光回路部６１によって発光部６２が作動され、発光部６２においてガイド光５５が生成される。本実施形態では、発光部６２として半導体レーザーが用いられている。発光部６２はプローブ挿入部５７の基端面に対面して配置されている。プローブ挿入部５７では全長にわたって円管状のシース６３が延設されており、シース６３内にはシース６３の基端部から先端部の手前までライトガイド６４が延設されている。本実施形態では、ライトガイド６４として単一のファイバーが用いられている。発光部６２で発生されたガイド光５５は、ライトガイド６４の基端面に入射され、ライトガイド６４を導光されて、ライトガイド６４の先端面から先端向きにプローブ挿入部５７の中心軸に略平行に出射される。シース６３の先端部は閉塞されており、シース６３の先端壁内面には先端ミラー６６が基端向きに突設されている。先端ミラー６６は頂角が略９０°の直円錐状をなし、先端ミラー６６の中心軸はプローブ挿入部５７の中心軸と一致しており、先端ミラー６６の円錐面が反射面をなしている。ライトガイド６４の先端面からプローブ挿入部５７の中心軸に略平行に出射されたガイド光５５は、先端ミラー６６の反射面によって、プローブ挿入部５７の中心軸の径方向に反射される。シース６３の先端部の外周壁には複数の出射口６７がプローブ挿入部５７の中心軸の径方向に貫通形成されている。複数の出射口６７は、プローブ挿入部５７の中心軸の軸方向について互いに同じ位置に、周方向について互いに異なる位置に配置されている。先端ミラー６６によってプローブ挿入部５７の中心軸の径方向に反射されたガイド光５５は、出射口６７を介して、プローブ挿入部５７の中心軸の径方向に出射される。即ち、プローブ挿入部５７の中心軸が出射中心軸となり、出射中心軸に略直交する平面内で、当該出射中心軸の径方向であって周方向について互いに異なる複数の方向に、夫々、複数のガイド光５５が出射される。このように、プローブ挿入部５７の先端部には、複数のガイド光５５を互いに異なる複数の方向に夫々出射する複数の出射部６８が形成されている。本実施形態では、プローブ挿入部５７の中心軸の周方向に等間隔だけ離間して第１乃至第８の出射口６７が配置されており、プローブ挿入部５７の中心軸の径方向であって周方向について等間隔だけ離間した第１乃至第８の方向に夫々第１乃至第８のガイド光５５が出射される。
【００１６】
また、プローブ挿入部５７は、内視鏡３１の処置具挿入口５１に挿入され、処置具チャンネル５３に挿通され、処置具突出口５２から突出される。プローブ挿入部５７が処置具チャンネル５３に挿通される場合には、プローブ挿入部５７の長手軸は処置具チャンネル５３の長手軸即ち内視鏡挿入部３２の長手軸に略平行に配置される。プローブ挿入部５７の先端部が内視鏡３１の処置具突出口５２から突出される場合には、プローブ挿入部５７の突出部分について、プローブ挿入部５７の長手軸は内視鏡挿入部３２の長手軸に略平行に配置される。従って、プローブ挿入部５７の先端部から出射される第１乃至第８のガイド光５５は、内視鏡挿入部３２の長手軸に略直交する平面である出射面内で出射されることになる。
【００１７】
図４乃至図７を参照し、管腔内径の計測方法について説明する。
【００１８】
図４乃至図６Ｂを参照し、管腔内径の計測方法の前提となる立体視内視鏡システムによる長さの計測方法について説明する。
【００１９】
演算装置６９のカーソル生成部７１によってカーソル画像が生成され、ビデオプロセッサ３６の画像合成部４７によって右画像４９ｒにカーソル画像が合成され、モニター４８において右画像４９ｒにカーソルが表示される。演算装置６９に接続されているマウス７６によってカーソルを操作して、右画像４９ｒにおいて所定の一点を指定点ｔとして指定する。対象点設定部７２によって、左画像４９ｌにおいて指定点ｔに対応する対応点ｕを検出し、左画像４９ｌ及び右画像４９ｒにおいて対象点を設定する。対応点ｕの検出には、パターンマッチング等に基づく所定の検出プログラムが用いられる。なお、左画像４９ｌにおいて指定点ｔを指定し、右画像４９ｒにおいて対応点ｕを検出するようにしてもよく、また、対応点ｕをマニュアル操作により指定するようにしてもよい。対象点の設定は繰り返し行われ、第１及び第２の対象点が設定される。長さ算出部７０では、第１の対象点と第２の対象点との間の長さが算出される。算出された長さ情報は、適宜、外部記憶装置７３に記憶される。
【００２０】
長さの算出について詳細に説明すると、図６Ａ及び図６Ｂに示されるように、対象点ｖの三次元座標（Ｘ，Ｙ，Ｚ）は，三角測量の原理により、以下の式により算出される。
【００２１】
Ｘ＝ｅ・（Ｌｘ−ＲＸ）／（ＬＸ＋ＲＸ）
Ｙ＝２ｅ・ＬＹ／（ＬＸ＋Ｒｘ）
Ｚ＝２ｅ・ｆ／（ＬＸ＋ＲＸ）
ここで、座標系としては、左画像用対物レンズ４２ｌの中心点と右画像用対物レンズ４２ｒの中心点との中点を原点とし、両対物レンズ４２ｌ，４２ｒの中心点を通る直線をＸ軸、両対物レンズ４２ｌ，４２ｒの光軸に平行で原点を通る直線をＺ軸、Ｘ軸及びＺ軸に直交し原点を通る直線をＹ軸とする。そして、両対物レンズ４２ｌ，４２ｒの中心点間の距離を２ｅ、両対物レンズ４２ｌ，４２ｒの焦点距離をｆとする。また、左画像用撮像ユニット４１ｌについて、撮像素子４３ｌにおける光軸Ｏｌから対象点ｖの結像位置までのＸ軸方向、Ｙ軸方向の距離をＬＸ，ＬＹ、右画像用撮像ユニット４１ｒについて、撮像素子４３ｒにおける光軸Ｏｒから対象点ｖの結像位置までのＸ軸方向、Ｙ軸方向の距離をＲＸ，ＲＹとする。ｅ，ｆについては既知であり、ＬＸ，ＬＹ，ＲＸ，ＲＹについては対象点ｖを設定することにより決定される。以上により、対象点ｖの三次元座標（Ｘ，Ｙ，Ｚ）を算出することが可能である。算出した第１及び第２の対象点の三次元座標から、第１の対象点と第２の対象点との間の長さを算出する。
【００２２】
図５及び図７を参照し、管腔内径の計測方法について説明する。
【００２３】
体内の管腔内に内視鏡挿入部３２を挿入する。管腔内に内視鏡挿入部３２を挿入していく過程で、管腔の長手軸Ｋに略平行に内視鏡挿入部３２の長手軸が配置されることになる。続いて、内視鏡３１の処置具チャンネル５３にレーザープローブ５４のプローブ挿入部５７を挿通し、内視鏡挿入部３２の処置具突出口５２からプローブ挿入部５７の先端部を突出させて、管腔の長手軸方向について、プローブ挿入部５７の出射口６７を計測対象位置に位置決めする。ここで、プローブ挿入部５７の先端部は内視鏡３１の観察視野内に収められる。続いて、プローブ操作部５８の点灯スイッチ５９を押下操作することにより、プローブ挿入部５７の出射口６７からガイド光５５が出射され、ガイド光５５によって管腔内面にスポット状のマーキングＭが形成される。ガイド光５５は出射面内で出射され、マーキングＭは出射面と管腔内面との交線上に配置されることになり、出射面は内視鏡挿入部３２の長手軸に略直交し、従って管腔の長手軸Ｋに略直交することになるため、マーキングＭは管腔内面において管腔の長手軸Ｋに略直交する所定の計測基準面Ｐ内に配置されることになる。当該マーキングＭはモニター４８に表示されている観察画像において視認可能である。上述したように、モニター４８に表示されている右画像４９ｒにおいて第１及び第２の指定点ｔ１，ｔ２を指定することで、第１及び第２の対象点が設定されて、第１の対象点と第２の対象点との間の長さが算出される。本実施形態では、計測基準面Ｐ内で管腔内径ｄを計測するため、複数のマーキングＭを結び計測基準面Ｐ内に配置される仮想的な円周ｎ上で、管腔の中心軸に対して互いに対向する２つの位置に夫々第１及び第２の指定点ｔ１、ｔ２を指定し、当該２つの位置間の長さを算出する。なお、計測基準面Ｐ内の点を正確に指定するためには、マーキングＭの位置に指定点を指定することが好ましい。マーキングＭが適切な位置に配置されていない場合には、内視鏡挿入部３２に対してプローブ挿入部５７を回転操作することにより、マーキングＭを計測基準面Ｐ内で周方向に移動させて、適切な位置に再配置することが可能である。このようにして、管腔の長手軸Ｋに略直交する計測基準面Ｐにおいて管腔内径の計測が行われる。
【００２４】
なお、上述した仮想的な円周ｎ上で適宜２つの位置に指定点を指定することで、管腔の長手軸Ｋに略直交する計測基準面Ｐ内において、管腔内径以外の様々な管腔の長さを計測することが可能である。
【００２５】
本実施形態の計測用立体視内視鏡システムでは、内視鏡挿入部３２の長手軸を管腔の長手軸Ｋに略平行に配置することで、管腔の長手軸Ｋに略直交する計測基準面Ｐ内で互いに異なる多数の方向にガイド光５５を出射して、管腔内面において当該計測基準面Ｐ内の互いに異なる多数の位置にマーキングＭを形成することができる。また、内視鏡挿入部３２の長手軸方向について撮像ユニット４１ｌ，４１ｒよりも先端側からガイド光５５が出射され、観察視野内にマーキングＭが配置されることになり、観察画像においてマーキングＭを視認することができる。管腔内径ｄを計測する場合には、観察画像において多数のマーキングＭを結ぶ仮想的な円周ｎ上の点を指定することで、管腔内面において管腔の長手軸Ｋに略直交する計測基準面Ｐ内の点を正確に指定することができる。従って、管腔について、管腔の長手軸Ｋに略直交する方向の内径ｄを正確に計測することが可能となっている。
【００２６】
また、左画像４９ｌと右画像４９ｒとの内の一方の画像において指定点ｔを指定し、他方の画像において対応点ｕを検出あるいは指定する際、指定点ｔが指定される位置とその周囲との間で形状、色彩等の相違が小さい場合には、対応点ｕを正確に検出あるいは指定することが難しくなる。通常、生体組織の表面は形状、色彩等の変化が少なく、指定点ｔとその周囲との間で形状、色彩等の相違が小さくなるため、対応点ｕの検出あるいは指定は困難である。これに対して、本実施形態において、ガイド光５５によって生体組織の表面にマーキングＭを形成し、当該マーキングＭの位置に指定点ｔを指定する場合には、指定点ｔの位置の色彩がその周囲の色彩と顕著に相違することになり、マーキングＭが対応点ｕの検出あるいは指定のためのランドマークとして機能することになるため、対応点ｕを容易かつ正確に検出あるいは指定することが可能となる。
【００２７】
図８乃至図１２を参照し、本発明の第２実施形態を説明する。
【００２８】
図８を参照し、本実施形態のレーザープローブ５４は第１実施形態のレーザープローブ５４と同様な構成を有する。但し、プローブ挿入部５７の先端部には、ガイド光５５を透過する出射窓７４がプローブ挿入部５７の周方向に全周にわたって形成されている。即ち、プローブ挿入部５７の中心軸が出射中心軸となり、出射中心軸の径方向に全周にわたってガイド光５５が出射されることになる。
【００２９】
図９乃至図１１を参照し、ステント内径の決定方法の前提となる立体視内視鏡システムによる面積の計測方法について説明する。
【００３０】
マウス７６によるカーソルの移動に伴い、演算装置６９のライン生成部７５によってライン画像が生成され、画像合成部４７によって右画像４９ｒにライン画像が合成され、右画像４９ｒにおいてカーソルの移動に沿ってラインが表示される。マウス７６によってカーソルを移動し、右画像４９ｒにおいてラインによって閉曲線ｃを指定することにより、閉曲線ｃによって囲まれる領域を指定領域ｓとして指定する。図１１に示されるように、分割点設定部７７によって、右画像４９ｒにおける閉曲線ｃ上において所定の間隔で多数の分割点ｇを設定し、左画像４９ｌにおいて各分割点ｇに対応する各対応点を検出し、右画像４９ｒ及び左画像４９ｌにおいて多数の分割点を設定する。面積算出部７８では、多数の分割点ｇを直線で順に連結した多角形Ｉの面積を算出し、当該多角形の面積を指定領域ｓの面積とみなす。多角形Ｉの面積については、当該多角形Ｉを３つの分割点ｇを頂点とする多数の三角形Ｊに分割し、各三角形Ｊについて３つの頂点の三次元座標を算出して面積を算出し、多数の三角形Ｊの面積を積算することで算出する。
【００３１】
図１０及び図１２を参照し、ステント内径の決定方法について説明する。
【００３２】
体内の管腔では、各種病変により閉塞部７９が形成されて、管腔を介した流通が阻害される場合がある。このような場合には、管腔内に筒状のステント８０を留置して閉塞部７９を押し広げ、管腔を介した流通を確保する手技が行われる。閉塞部７９の残存開口８１の面積をＳ、残存開口８１の拡張倍率をｋ、ステント内径をＤとすると、Ｄ＝（４ｋＳ／π）１／２となる。従って、閉塞部７９の残存開口８１の面積を計測することで、所望の拡張率を与えるステント内径を決定することが可能である。
【００３３】
残存開口８１の面積の測定は以下のように行われる。即ち、内視鏡３１の内視鏡挿入部３２を管腔内に挿入し、閉塞部７９の残存開口８１を内視鏡３１の視野内に収める。ここで、内視鏡挿入部３２の長手軸は管腔の長手軸Ｋに平行に配置される。そして、レーザープローブ５４のプローブ挿入部５７を閉塞部７９の残存開口８１に挿入し、プローブ挿入部５７の出射窓７４を閉塞部７９の最閉塞位置に配置する。続いて、プローブ挿入部５７の出射窓７４からガイド光５５を全周にわたって出射して、ガイド光５５によって開口内面に環状のマーキングＭを形成する。ガイド光５５は出射面内で出射され、環状のマーキングＭは出射面と開口内面との交線上に形成されることになる。出射面は内視鏡挿入部３２の長手軸に略直交し、従って管腔の長手軸Ｋに略直交することになるため、環状のマーキングＭは開口内面において管腔の長手軸Ｋに略直交する所定の計測基準面Ｐ内に配置されることになる。上述したように、モニター４８に表示されている右画像４９ｒにおいて閉曲線ｃを指定することで、閉曲線ｃによって囲まれる領域が指定領域ｓとして指定され、指定領域ｓの面積が算出される。本実施形態では、環状のマーキングＭに沿ってカーソルを移動させて、マーキングＭ上に閉曲線ｃを指定し、マーキングＭによって囲まれる領域を指定領域ｓとして指定する。この結果、マーキングＭによって囲まれる領域の面積が算出される。このようにして、残存開口８１について、管腔の長手軸Ｋに略直交する断面積Ｓが算出される。
【００３４】
本実施形態の計測用立体視内視鏡システムでは、内視鏡挿入部３２の長手軸を管腔の長手軸Ｋに略平行に配置することで、管腔の長手軸Ｋに略直交する計測基準面Ｐ内で全周にわたってガイド光５５が出射され、開口内面において当該計測基準面Ｐと開口内面との交線上に環状のマーキングＭが形成されるようになっている。このため、観察画像においてマーキングＭ上に閉曲線ｃを指定することで、残存開口８１について管腔の長手軸Ｋに略直交する断面積Ｓを正確に計測することが可能となっている。
【００３５】
特に、従来のステント内径の決定方法では、残存開口についての一方向の長さのみに基づいてステント内径を決定している。当該長さについても、Ｘ線を用いて測定されたり、残存開口においてバルーンを膨張させ、予め作成しておいたバルーンへの流体の注入量とバルーンの膨張量との相関表に基づいて決定されたりする他、単に、内視鏡の観察画像から感覚的に目測されたりしている。このように、従来のステント内径の決定方法では、特に残存開口がいびつな形状を有する場合には、ステント内径の正確な決定が困難である。これに対して、本実施形態のステント内径の決定方法では、残存開口８１がいびつな形状を有する場合であっても、残存開口８１の断面積Ｓを正確に計測することができ、ステント内径Ｄを正確に決定することが可能となっている。
【００３６】
なお、第１実施形態において、本実施形態のようなレーザープローブを用いることも可能である。この場合には、環状のマーキングＭ上の任意の２つの位置に夫々第１及び第２の指定点を指定することで、当該２つの位置間の長さが計測される。
【００３７】
図１３及び図１４は、本発明の第３実施形態を示す。
【００３８】
図１３を参照し、本実施形態のレーザープローブ５４では、プローブ挿入部５７において、円管状の外シース８８に円棒状の回転体８２が共軸に挿通されている。外シース８８の基端部はプローブ操作部５８に連結されており、回転体８２の基端部はプローブ操作部５８内に挿入されている。回転体８２では、内シース８９の基端部に環状の平歯車である従動歯車８３が共軸に連結されており、従動歯車８３には平歯車である駆動歯車８４が噛合されており、駆動歯車８４は駆動モータ８６の出力軸に連結されている。点灯スイッチ５９を押下操作することにより、発光部６２においてガイド光５５が生成されると共に、電源６０から電力が供給されて、モータ制御部８７によって駆動モータ８６が駆動される。駆動モータ８６によって駆動歯車８４が回転され、駆動歯車８４によって従動歯車８３が回転されて、回転体８２全体が外シース８８に対してプローブ挿入部５７の中心軸を中心として回転される。また、速度調節スイッチ９１によって駆動モータ８６の回転速度を調節して、回転体８２の回転速度を調節することが可能である。
【００３９】
回転体８２では、回転体８２の基端部から先端部の手前まで、従動歯車８３及び内シース８９にライトガイド６４が挿通されている。発光部６２で生成されたガイド光５５は、ライトガイド６４の基端面に入射され、ライトガイド６４を介して導光されて、ライトガイド６４の先端面から先端向きにプローブ挿入部５７の中心軸に略平行に出射される。内シース８９の先端部は閉塞されており、内シース８９の先端部には先端ミラー６６が内蔵されている。先端ミラー６６の反射面は、基端向きで、プローブ挿入部５７の中心軸に対して略４５°の角度をなしている。ライトガイド６４の先端面から出射されたガイド光５５は、先端ミラー６６の反射面によって、プローブ挿入部５７の長手軸方向に略直交する方向に反射される。内シース８９の周壁には、先端ミラー６６の反射面に対面して、プローブ挿入部５７の中心軸の径方向に内側出射口９２が貫通形成されている。先端ミラー６６の反射面によって反射されたガイド光５５は、内側出射口９２を介して、プローブ挿入部５７の中心軸の径方向に出射される。外シース８８の先端部には、プローブ挿入部５７の長手軸方向について内側出射口９２と同じ位置に、ガイド光５５を透過する外側出射窓９３がプローブ挿入部５７の中心軸の周方向の全周にわたって形成されている。内シース８９の内側出射口９２から出射されたガイド光５５は、外シース８８の外側出射窓９３を介して、プローブ挿入部５７の中心軸の径方向に出射される。第１実施形態と同様に、プローブ挿入部５７の長手軸は内視鏡挿入部３２の長手軸に略平行に配置されるため、ガイド光５５は、内視鏡挿入部３２の長手軸に略直交する出射面内で、プローブ挿入部５７の中心軸の径方向に出射される。
【００４０】
外シース８８に対して回転体８２がプローブ挿入部５７の中心軸を中心として回転されるため、ガイド光５５の出射方向はプローブ挿入部５７の中心軸の周方向に変位されることになる。プローブ操作部５８の速度調節スイッチ９１を操作して回転体８２の回転速度を調節することにより、ガイド光５５の出射方向の変位速度を調節することが可能である。
【００４１】
このように本実施形態では、回転体８２の先端部にガイド光５５を出射する出射部６８が形成されており、回転体８２及び駆動モータ８６によって、第１の方向にガイド光５５を出射する第１の位置と、第１の方向と異なる第２の方向にガイド光５５を出射する第２の位置とに出射部６８を移動させる移動機構が形成されている。
【００４２】
図１４を参照し、管腔の計測方法について説明する。
【００４３】
内視鏡挿入部３２を管腔内に挿入し、内視鏡挿入部３２の処置具突出口５２からプローブ挿入部５７の先端部を突出させ、管腔の長手軸方向について、プローブ挿入部５７の先端部の出射窓７４を計測対象位置に位置決めする。続いて、プローブ操作部５８の点灯スイッチ５９を押下操作する。この結果、プローブ挿入部５７の出射窓７４から、内視鏡挿入部３２の長手軸に略直交する出射面内で、プローブ挿入部５７の中心軸の径方向に、ガイド光５５が出射され、ガイド光５５の出射方向はプローブ挿入部５７の中心軸の周方向に変位される。ガイド光５５によって管腔内面にスポット状のマーキングＭが形成され、マーキングＭは出射面と管腔内面との交線上で当該交線に沿って周方向に移動される。ガイド光５５の出射面は内視鏡挿入部３２の長手軸に略直交し、従って管腔の長手軸に略直交するため、マーキングＭは管腔内面において管腔の長手軸に略直交する所定の計測基準面内に配置され、当該計測基準面内で移動されることになる。実際のマーキングＭはスポット状であるが、観察画像上では、マーキングＭは、観察画像を取得する際の露光時間及びスポット状のマーキングＭの実際の移動速度に応じて、所定の長さを備える帯形状をなす。プローブ操作部５８の速度調節スイッチ９１を操作して、ガイド光５５の出射方向の変位速度を調節し、マーキングＭの移動速度を調節することにより、観察画像上の帯状のマーキングＭの長さを調節することが可能である。管腔のどのような長さを計測したいかに応じて、観察画像において帯状のマーキングＭ上で２つの位置を選択し、選択した２つの位置に夫々第１及び第２の指定点ｔ１，ｔ２を指定することにより、第１実施形態と同様に、当該２つの位置間の長さＬを算出することが可能である。また、露光時間に対して回転体８２の回転速度を充分に速く設定することにより、環状のマーキングを得ることが可能であり、環状のマーキング上に閉曲線を指定し、マーキングによって囲まれる領域を指定領域として指定することにより、第２実施形態と同様に、環状のマーキングによって囲まれる領域の面積を算出することが可能である。本実施形態でも、長さ、面積の測定は、管腔の長手軸に略直交する計測基準面において行われることになる。
【００４４】
本実施形態の計測用立体視内視鏡システムでは、回転体８２の回転速度を調節することにより、観察画像上に表示される帯状のマーキングＭの長さを調節することができ、計測対象に応じた最適なマーキングＭを形成することが可能となっている。
【００４５】
なお、回転体８２を互いに異なる複数の回転位置に配置し、各回転位置でスポット状のマーキングＭを形成して、各回転位置において観察画像を得た上で、各回転位置における複数の観察画像を合成して、複数のマーキングＭを含む観察画像を得るようにしてもよい。
【００４６】
図１５乃至図１８は、本発明の第４実施形態を示す。
【００４７】
本実施形態の計測用立体視内視鏡システムでは、処置具として、経内視鏡的に体内に挿入され、生体組織の一部分を削り取り吸引除去するマイクロデブリッター９４が用いられる。マイクロデブリッター９４の先端部には、第２実施形態と同様に、内視鏡挿入部の長手軸に直交する出射面内で、マイクロデブリッター９４の中心軸の径方向に全周にわたってガイド光５５を出射する出射部６８が形成されている。
【００４８】
図１５乃至図１８を参照し、開口部の拡張方法について、副鼻腔手術を例として説明する。
【００４９】
副鼻腔手術では、副鼻腔炎の治療として、副鼻腔を閉塞している腫脹粘膜及び鼻茸をマイクロデブリッター９４により削り取り吸引除去して、閉塞された開口部９６を拡張し、鼻腔と副鼻腔との流通を確保する。
【００５０】
図１５を参照し、内視鏡挿入部を鼻腔内に挿入し、副鼻腔の開口部９６を観察視野内に収める。内視鏡挿入部の長手軸は開口部９６の長手軸と略平行となるように配置される。処置前には、副鼻腔の開口部９６は腫脹粘膜及び鼻茸によって閉塞されており、開口部９６の幅、断面積は比較的小さな幅ｗｆ、断面積Ｓｆとなっている。続いて、図１６を参照し、マイクロデブリッター９４を経内視鏡的に鼻腔内に挿入し、マイクロデブリッター９４により、開口部９６を閉塞している腫脹粘膜及び鼻茸を削り取り吸引除去して、閉塞された開口部９６を拡張していく。図１７を参照し、開口部９６の幅、断面積が目標とする幅ｗｅ、断面積Ｓｅに達した場合には処置を終了する。
【００５１】
ここで、図１８に示されるように、処置前、並びに、処置中に適宜、開口部９６の幅、断面積の計測を行う。即ち、開口部９６にマイクロデブリッター９４を挿入して、マイクロデブリッター９４の出射部６８を計測対象位置に位置決めし、出射部６８からガイド光を出射して、開口部９６内面に環状のマーキングＭを形成する。観察画像において、環状のマーキングＭ上で、幅方向に最も離間し互いに対向する２つの位置を選択し、選択した２つの位置に夫々第１及び第２の指定点を指定することにより、第１実施形態と同様に、当該２つの位置間の長さが算出され、開口部９６の幅が計測される。また、環状のマーキング上に閉曲線を指定し、マーキングＭによって囲まれる領域を指定領域として指定することにより、第２実施形態と同様に、環状のマーキングＭによって囲まれる領域の面積が算出され、開口部９６の断面積が計測される。
【００５２】
本実施形態の計測用立体視内視鏡システムでは、開口部９６の拡張方法において、開口部９６の幅、断面積等の大きさを適宜測定して、開口部９６の大きさを定量的に評価することができ、適切な処置を行うことが可能となっている。
【００５３】
図１９及び図２０は、本発明の第５実施形態を示す。
【００５４】
内視鏡挿入部３２の中心軸に直交し互いに直交する二方向を上下方向、左右方向とする。内視鏡挿入部３２の先端面において、左右の位置に左画像用及び右画像用の対物レンズ４２ｌ，４２ｒが配設されており、上下の位置に夫々照明レンズ３９ｕ，３９ｄが配設されている。また、内視鏡挿入部３２の先端面の中心部に光出射ユニット５６が突設されている。光出射ユニット５６は、内視鏡挿入部３２の長手軸方向に先端向きに延出され、上下方向に略直交する板状をなし、上下方向にみて先端部が幅広のＴ字状をなしている。光出射ユニット５６の先端部には収容部９７が形成されている。収容部９７内には、上下の位置に、夫々、一対のＬＥＤユニット９８ｕ，９８ｄが配設されている。上位置のＬＥＤユニット９８ｕでは、上下方向に直交するＬＥＤ基板９９ｕの上面に、複数のＬＥＤ１０１ｕが左右方向に並設されている。上位置のＬＥＤユニット９８ｕの各ＬＥＤ１０１ｕは上方向にガイド光５５を出射する。同様に、下位置のＬＥＤユニット９８ｄでは、上下方向に直交するＬＥＤ基板９９ｄの下面に、複数のＬＥＤ１０１ｄが左右方向に並設されている。下位置のＬＥＤユニット９８ｄの各ＬＥＤ１０１ｄは下方向にガイド光５５を出射する。収容部９７の外装部１００には、上壁及び下壁に、各ＬＥＤ１０１ｕ，１０１ｄに対面して、出射口６７ｕ，６７ｄが上下方向に貫通形成されている。各出射口６７ｕ，６７ｄは、内視鏡挿入部３２の長手軸に直交する同一平面内に配置されている。同該同一平面が出射面となる。ＬＥＤ１０１ｕ，１０１ｄから出射されたガイド光５５は、対応する出射口６７ｕ，６７ｄを介して出射される。上位置の各出射口６７ｕ，６７ｄから出射面内で上方向にガイド光５５が出射され、下位置の各出射口６７ｕ，６７ｄから出射面内で下方向にガイド光５５が出射される。即ち、内視鏡挿入部３２の長手軸に直交する上下方向軸が出射基準軸となり、ガイド光５５は出射面内で出射基準軸に平行に出射される。このように、光出射ユニット５６の先端部には、上方向にガイド光５５を出射する第１乃至第４の出射部６８ｕ、下方向にガイド光５５を出射する第５乃至第８の出射部６８ｄが形成されている。
【００５５】
本実施形態の管腔の計測方法では、内視鏡挿入部３２を管腔内に挿入した後、さらに内視鏡挿入部３２を進退させて、光出射ユニット５６の先端部の出射口６７ｕ，６７ｄを計測対象位置に位置決めする。続いて、光出射ユニット５６の出射口６７ｕ，６７ｄから出射面内でガイド光５５を出射して、管腔内面にスポット状のマーキングを形成する。第１実施形態と同様に、内視鏡挿入部３２の長手軸は管腔の長手軸に略平行に配置されるため、出射面は管腔の長手軸に略直交することになり、マーキングは管腔内面において管腔の長手軸に略直交する所定の計測基準面内に配置されることになる。観察画像において、複数のマーキングを結ぶ仮想的な円周上、好ましくはマーキング上の２つの位置に夫々第１及び第２の指定点を指定することにより、第１実施形態と同様に、当該２つの位置間の長さが算出される。本実施形態でも、長さの測定は、管腔の長手軸に略直交する計測基準面内において行われることになる。
【００５６】
図２１及び図２２は、本発明の第６実施形態を示す。
【００５７】
本実施形態の内視鏡３１の構成は第５実施形態の内視鏡３１の構成と同様である。但し、光出射ユニット５６の収容部９７では、上壁及び下壁に出射スリット１０２ｕ，１０２ｄが形成されている。上位置あるいは下位置の出射スリット１０２ｕ，１０２ｄは、上壁あるいは下壁を上下方向に貫通し、左右方向に延び、上位置あるいは下位置の全てのＬＥＤ１０１ｕ，１０１ｄに対面している。両出射スリット１０２ｕ，１０２ｄは内視鏡挿入部３２の長手軸に直交する同一平面内に配置されており、当該同一平面が出射面をなす。また、上位置あるいは下位置の出射スリット１０２ｕ，１０２ｄの両側壁は、上方向あるいは下方向に向かって上位置あるいは下位置の出射スリット１０２ｕ，１０２ｄが広がるように傾斜している。上位置あるいは下位置の出射スリット１０２ｕ，１０２ｄから、出射面内で、上方向あるいは下方向に向かって左右方向に広がるようにガイド光５５が出射される。
【００５８】
本実施形態の管腔の計測方法では、光出射ユニット５６の上位置及び下位置の出射スリット１０２ｕ，１０２ｄから、出射面内で、夫々、上方向及び下方向に向かって左右方向に広がるようにガイド光５５が出射され、管腔内面に２つの帯状のマーキングが形成される。観察画像において、２つの帯状のマーキングを含む仮想的な円周上、好ましくは２つの帯状のマーキング上の２つの位置に夫々第１及び第２の指定点を指定することにより、第１実施形態と同様に、当該２つの位置の間の長さを算出することが可能である。本実施形態でも、長さの測定は、管腔の長手軸に略直交する計測基準面において行われることになる。
【００５９】
なお、第５及び第６実施形態において、光出射ユニットを内視鏡の長手軸方向に進退可能としてもよい。この場合、内視鏡を進退させることなく、光出射ユニットを進退させることで、光出射ユニットの出射口を計測対象位置に位置決めすることが可能である。
【００６０】
図２３乃至図２５を参照し、本発明の第７実施形態及びその変形例を説明する。
【００６１】
図２３を参照し、本実施形態では、マーキング手段として染料１０３を用い、マーキング手段を出射する出射ユニットとして染料出射ユニットとしての散布ユニットを用いる。即ち、内視鏡３１の先端部に先端向きに支持部が突設されており、支持部には、内視鏡挿入部３２の長手軸に直交する少なくとも２方向に染料１０３を散布する少なくとも２つのノズル１０４が配設されている。染料１０３としては、生体組織に周囲の生体組織と区別しやすい色彩を付与するものが用いられ、例えば、メチレンブルーが用いられる。散布ユニットによって生体組織の表面に染料１０３を散布し、生体組織の表面に周囲の生体組織と識別可能な少なくとも２つの染色領域１０６を形成し、マーキングとする。
【００６２】
図２４を参照し、本変形例では、マーキング手段として墨汁１０５を用い、マーキング手段を出射する出射ユニットとして点墨ユニットを用いる。即ち、点墨ユニットは、経内視鏡的に体内に挿入され先端部から墨汁１０５を滴下する長尺な滴下具１０８を有する。また、第７実施形態と同様の支持部に滴下具１０８を突出する処置具突出口が形成されており、処置具突出口には内視鏡挿入部の長手軸に直交する方向に滴下具１０８を突出させる起上台が配設されている。内視鏡挿入部を内視鏡挿入部の中心軸を中心として回転させつつ、点墨ユニットによって生体組織の表面に墨汁１０５を滴下して少なくとも２つの点墨１０９を形成して、マーキングとする。
【００６３】
図２５を参照し、本変形例では、マーキング手段としてクリップ等のマーキング部材１１１を用い、マーキング手段を出射する出射ユニットとして留置ユニットを用いる。即ち、留置ユニットはマーキング部材１１１を留置する留置具１１２を有する。また、第７実施形態と同様の支持部に処置具突出口が形成されており、処置具突出口には内視鏡の長手軸に直交する方向に留置具１１２を突出させる起上台が配設されている。内視鏡挿入部を内視鏡挿入部の中心軸を中心として回転させつつ、留置ユニットによって生体組織の表面に少なくとも２つのマーキング部材１１１を留置して、マーキングとする。
【００６４】
本実施形態及びその変形例でも、上述した実施形態と同様に、マーキングは右画像と左画像との対応付けにおいてランドマークとして用いられると共に、管腔の長手軸に直交する計測基準面内での管腔の大きさの計測に利用される。本実施形態及びその変形例のマーキングは、ガイド光によって形成されるマーキングと異なり、一旦形成した後はそのまま維持されるため、同一の部分の計測を繰り返し行うような場合に適したものとなっている。
【００６５】
なお、本願では、ガイド光が空間的に互いに異なる２つの方向を含む所定の方向範囲に出射される場合については、ガイド光が空間的に互いに異なる２つの方向に出射されているものと解釈する。また、２つのガイド光が互いに平行かつ同じ向きに出射される場合であっても、当該２つのガイド光の出射点が互いに異なっていれば、２つのガイド光は互いに異なる２つの方向に出射されていると解釈する。例えば、第５実施形態において、上位置の２つの出射部から出射される２つのガイド光はいずれも上方向に出射されているが、２つの出射部は別の位置に配置されており、出射点が互いに異なるため、互いに異なる２つの方向に出射されていることになる。さらに、ガイド光が所定の時点で所定の方向に出射され、異なる時点で当該所定の方向とは異なる方向に出射される場合についても、ガイド光が互いに異なる２つの方向に出射されているものと解釈する。
【符号の説明】
【００６６】
３１…内視鏡、３２…挿入部、４１ｌ，４１ｒ…画像取得部（撮像ユニット）、５３…チャンネル、５４…出射ユニット（光出射ユニット）、マーキング装置（レーザープローブ）、５５，１０３，１０５，１１１…マーキング手段、５５…ガイド光、１０３…染料、１０５…墨汁、１１１…マーキング部材、６８，６８ｕ，６８ｄ…出射部、８２，８６…移動機構、８２…回転体、８６…駆動モータ、９４…処置装置（マイクロデブリッター）、１０４…染料出射ユニット（散布ユニット、ノズル）。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、管腔内の対象物の大きさを計測するために管腔内の観察画像を得る内視鏡システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
通常の内視鏡システムでは、管腔内に内視鏡を挿入し、内視鏡の先端部の撮像系によって管腔内の対象物を撮像し、モニターに観察画像を表示している。このようにして得られる観察画像は、平面的であり、対象物の立体形状を把握しにくい。これに対して、立体視内視鏡システムでは、左画像用及び右画像用の一対の撮像系によって視差を有する左画像及び右画像を得て、モニターに左画像及び右画像を夫々表示して立体観察を行うことで、対象物の立体形状を把握するようにしている。
【０００３】
特許文献１及び２には、計測用立体視内視鏡システムが開示されている。計測用立体視内視鏡システムでは、左画像及び右画像を利用して計測対象物の大きさを計測する。即ち、左画像及び右画像において対応する点を指定することにより、三角測量の原理によって、当該点の実際の三次元座標を算出することが可能である。このため、観察画像において、互いに異なる二点を指定することにより、当該二点の三次元座標を計測して、当該二点間の長さを計測することが可能であり、また、閉曲線を指定して閉曲線によって囲まれる領域を指定することにより、当該閉曲線の三次元座標を計測して、当該領域の面積を計測することが可能である。換言すれば、観察画像において、対象物の外縁上の互いに対向する二点を指定することにより対象物の長さを計測することが可能であり、対象物の外縁を指定することで対象物の面積を計測することが可能である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平６−７２８９号公報
【特許文献２】特開平６−３３９４５４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
管腔について、管腔の長手軸に略直交する方向の大きさを計測しようとする場合には、観察画像において、管腔内面について、管腔の長手軸に略直交する同一平面内の部分を指定する必要がある。しかしながら、観察画像において、管腔内面について、管腔の長手軸に略直交する同一平面内にある部分を正確に指定することは難しく、管腔について、管腔の長手軸に略直交する方向の大きさを正確に計測することは困難である。
【０００６】
本発明は、上記課題に着目してなされたもので、その目的とするところは、管腔について管腔の長手軸に略直交する方向の大きさを正確に計測することを可能とするような観察画像を得るための内視鏡システムを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の第１実施態様では、内視鏡システムは、長手軸を有し管腔内に挿入される挿入部、及び、前記挿入部に設けられ観察画像を得るための画像取得部、を有する内視鏡と、前記挿入部の長手軸方向について前記画像取得部よりも先端側から、少なくとも、前記長手軸に略直交する平面である出射面内の第１の方向、及び、前記出射面内の前記第１の方向とは異なる第２の方向に、前記管腔内面にマーキングを形成するためのマーキング手段を出射可能な出射ユニットと、を具備することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
本発明の第１実施態様の内視鏡システムでは、内視鏡の挿入部の長手軸を管腔の長手軸に略平行に配置することで、管腔の長手軸に略直交する所定の平面内で互いに異なる少なくとも２つの方向にマーキング手段を出射して、管腔内面において当該平面内の互いに異なる少なくとも２つの位置にマーキングを形成することができる。また、挿入部の長手軸方向について画像取得部よりも先端側からマーキング手段が出射されるため、観察視野内にマーキングが配置されることになり、観察画像においてマーキングを視認することができる。このため、管腔について、管腔の長手軸に略直交する方向の大きさを計測する場合には、観察画像において、マーキングを基準として指定を行うことで、管腔内面において、管腔の長手軸に略直交する同一平面内の部分を正確に指定することができる。従って、管腔について、管腔の長手軸に略直交する方向の大きさを正確に計測することが可能となっている。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の第１実施形態の内視鏡システムを示す概略図。
【図２】本発明の第１実施形態の内視鏡の先端部及びレーザープローブを示す縦断面図。
【図３】本発明の第１実施形態のレーザープローブの先端部を示す横断面図。
【図４】本発明の第１実施形態の内視鏡システムを示すブロック図。
【図５】本発明の第１実施形態の表示画像を示す模式図。
【図６Ａ】本発明の第１実施形態の三次元座標計測の原理をｘｚ平面について示す模式図。
【図６Ｂ】本発明の第１実施形態の三次元座標計測の原理をｙｚ平面について示す模式図。
【図７】本発明の第１実施形態の管腔内径の計測方法を示す模式図。
【図８】本発明の第２実施形態のレーザープローブの先端部を示す横断面図。
【図９】本発明の第２実施形態の演算装置を示すブロック図。
【図１０】本発明の第２実施形態の表示画像を示す模式図。
【図１１】本発明の第２実施形態の面積計測の原理を示す模式図。
【図１２】本発明の第２実施形態のステントの留置方法を示す模式図。
【図１３】本発明の第３実施形態のレーザープローブを示す縦断面図。
【図１４】本発明の第３実施形態の表示画像を示す縦断面図。
【図１５】本発明の第４実施形態の表示画像における処置前の状態を示す模式図。
【図１６】本発明の第４実施形態の表示画像における拡張処置を示す模式図。
【図１７】本発明の第４実施形態の表示画像における処置後の状態を示す模式図。
【図１８】本発明の第４実施形態の表示画像における面積計測を示す模式図。
【図１９】本発明の第５実施形態の内視鏡の先端部を示す斜視図。
【図２０】本発明の第５実施形態の光出射ユニットを示す横断面図。
【図２１】本発明の第６実施形態の内視鏡の先端部を示す斜視図。
【図２２】本発明の第６実施形態の光出射ユニットを示す横断面図。
【図２３】本発明の第７実施形態の散布ユニットによるマーキングの形成を示す模式図。
【図２４】本発明の第７実施形態の第１変形例の点墨ユニットによるマーキングの形成を示す模式図。
【図２５】本発明の第７実施形態の第２変形例の留置ユニットによるマーキングの形成を示す模式図。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
本発明の各実施形態を図面を参照して説明する。
【００１１】
図１乃至図７を参照し、本発明の第１実施形態を説明する。
【００１２】
図１乃至図５を参照し、計測用立体視内視鏡システムについて説明する。
【００１３】
内視鏡システムは立体視内視鏡３１を有する。内視鏡３１は、体内に挿入される長尺で可撓性を備える内視鏡挿入部３２を有する。内視鏡挿入部３２の基端部には、操作者に保持、操作される内視鏡操作部３３が連結されている。内視鏡操作部３３からユニバーサルケーブル３４が延出されており、ユニバーサルケーブル３４はビデオプロセッサ３６及び光源装置３７に接続されている。光源装置３７で発生された照明光は、内視鏡３１を挿通されている内視鏡ライトガイド３８を介して、内視鏡挿入部３２の先端部の照明レンズ３９まで導光され、照明レンズ３９から観察対象物へと照射される。内視鏡挿入部３２の先端部には画像取得部としての撮像ユニット４１ｌ，４１ｒが配設されており、観察対象物の光学像は、撮像ユニット４１ｌ，４１ｒの対物レンズ４２ｌ，４２ｒによって結像され、撮像素子４３ｌ，４３ｒにより撮像されて画像信号へと変換される。画像信号は、内視鏡３１を挿通されている信号ケーブル４４ｌ，４４ｒを介して、ビデオプロセッサ３６の信号処理部４６ｌ，４６ｒへと出力される。信号処理部４６ｌ，４６ｒは、画像信号を信号処理して、観察画像を生成する。ここで、立体視内視鏡システムでは、視差を有する左画像４９ｌ及び右画像４９ｒを取得するために、左画像用及び右画像用の一対の撮像素子４３ｌ，４３ｒ、信号ケーブル４４ｌ，４４ｒ、信号処理部４６ｌ，４６ｒが用いられている。左画像用及び右画像用の信号処理部４６ｌ，４６ｒによって生成された左画像４９ｌ及び右画像４９ｒは画像合成部４７によって合成されて、モニター４８に表示される。図５に示されるように、表示画像においては、左画像４９ｌが左側に、右画像４９ｒが右側に互いに並列して表示されるようになっており、当該左画像４９ｌ及び右画像４９ｒを立体視することで立体観察が可能である。
【００１４】
内視鏡操作部３３には処置具挿入口５１が配設されている。内視鏡挿入部３２の先端部には処置具突出口５２が形成されている。処置具挿入口５１と処置具突出口５２とは、内視鏡３１内に延設されている処置具チャンネル５３によって互いに接続されている。処置具チャンネル５３の長手軸は内視鏡挿入部３２の長手軸に略平行になっている。
【００１５】
また、内視鏡システムは、マーキング装置としてのレーザープローブ５４を有する。レーザープローブ５４はマーキング手段としてのガイド光５５を出射する光出射ユニットからなる。即ち、レーザープローブ５４は長尺で可撓性を備えるプローブ挿入部５７を有する。プローブ挿入部５７の基端部は、操作者に保持、操作されるプローブ操作部５８へと挿入されている。プローブ操作部５８には点灯スイッチ５９が配設されている。点灯スイッチ５９を押下操作することにより、電源６０から電力が供給されて、発光回路部６１によって発光部６２が作動され、発光部６２においてガイド光５５が生成される。本実施形態では、発光部６２として半導体レーザーが用いられている。発光部６２はプローブ挿入部５７の基端面に対面して配置されている。プローブ挿入部５７では全長にわたって円管状のシース６３が延設されており、シース６３内にはシース６３の基端部から先端部の手前までライトガイド６４が延設されている。本実施形態では、ライトガイド６４として単一のファイバーが用いられている。発光部６２で発生されたガイド光５５は、ライトガイド６４の基端面に入射され、ライトガイド６４を導光されて、ライトガイド６４の先端面から先端向きにプローブ挿入部５７の中心軸に略平行に出射される。シース６３の先端部は閉塞されており、シース６３の先端壁内面には先端ミラー６６が基端向きに突設されている。先端ミラー６６は頂角が略９０°の直円錐状をなし、先端ミラー６６の中心軸はプローブ挿入部５７の中心軸と一致しており、先端ミラー６６の円錐面が反射面をなしている。ライトガイド６４の先端面からプローブ挿入部５７の中心軸に略平行に出射されたガイド光５５は、先端ミラー６６の反射面によって、プローブ挿入部５７の中心軸の径方向に反射される。シース６３の先端部の外周壁には複数の出射口６７がプローブ挿入部５７の中心軸の径方向に貫通形成されている。複数の出射口６７は、プローブ挿入部５７の中心軸の軸方向について互いに同じ位置に、周方向について互いに異なる位置に配置されている。先端ミラー６６によってプローブ挿入部５７の中心軸の径方向に反射されたガイド光５５は、出射口６７を介して、プローブ挿入部５７の中心軸の径方向に出射される。即ち、プローブ挿入部５７の中心軸が出射中心軸となり、出射中心軸に略直交する平面内で、当該出射中心軸の径方向であって周方向について互いに異なる複数の方向に、夫々、複数のガイド光５５が出射される。このように、プローブ挿入部５７の先端部には、複数のガイド光５５を互いに異なる複数の方向に夫々出射する複数の出射部６８が形成されている。本実施形態では、プローブ挿入部５７の中心軸の周方向に等間隔だけ離間して第１乃至第８の出射口６７が配置されており、プローブ挿入部５７の中心軸の径方向であって周方向について等間隔だけ離間した第１乃至第８の方向に夫々第１乃至第８のガイド光５５が出射される。
【００１６】
また、プローブ挿入部５７は、内視鏡３１の処置具挿入口５１に挿入され、処置具チャンネル５３に挿通され、処置具突出口５２から突出される。プローブ挿入部５７が処置具チャンネル５３に挿通される場合には、プローブ挿入部５７の長手軸は処置具チャンネル５３の長手軸即ち内視鏡挿入部３２の長手軸に略平行に配置される。プローブ挿入部５７の先端部が内視鏡３１の処置具突出口５２から突出される場合には、プローブ挿入部５７の突出部分について、プローブ挿入部５７の長手軸は内視鏡挿入部３２の長手軸に略平行に配置される。従って、プローブ挿入部５７の先端部から出射される第１乃至第８のガイド光５５は、内視鏡挿入部３２の長手軸に略直交する平面である出射面内で出射されることになる。
【００１７】
図４乃至図７を参照し、管腔内径の計測方法について説明する。
【００１８】
図４乃至図６Ｂを参照し、管腔内径の計測方法の前提となる立体視内視鏡システムによる長さの計測方法について説明する。
【００１９】
演算装置６９のカーソル生成部７１によってカーソル画像が生成され、ビデオプロセッサ３６の画像合成部４７によって右画像４９ｒにカーソル画像が合成され、モニター４８において右画像４９ｒにカーソルが表示される。演算装置６９に接続されているマウス７６によってカーソルを操作して、右画像４９ｒにおいて所定の一点を指定点ｔとして指定する。対象点設定部７２によって、左画像４９ｌにおいて指定点ｔに対応する対応点ｕを検出し、左画像４９ｌ及び右画像４９ｒにおいて対象点を設定する。対応点ｕの検出には、パターンマッチング等に基づく所定の検出プログラムが用いられる。なお、左画像４９ｌにおいて指定点ｔを指定し、右画像４９ｒにおいて対応点ｕを検出するようにしてもよく、また、対応点ｕをマニュアル操作により指定するようにしてもよい。対象点の設定は繰り返し行われ、第１及び第２の対象点が設定される。長さ算出部７０では、第１の対象点と第２の対象点との間の長さが算出される。算出された長さ情報は、適宜、外部記憶装置７３に記憶される。
【００２０】
長さの算出について詳細に説明すると、図６Ａ及び図６Ｂに示されるように、対象点ｖの三次元座標（Ｘ，Ｙ，Ｚ）は，三角測量の原理により、以下の式により算出される。
【００２１】
Ｘ＝ｅ・（Ｌｘ−ＲＸ）／（ＬＸ＋ＲＸ）
Ｙ＝２ｅ・ＬＹ／（ＬＸ＋Ｒｘ）
Ｚ＝２ｅ・ｆ／（ＬＸ＋ＲＸ）
ここで、座標系としては、左画像用対物レンズ４２ｌの中心点と右画像用対物レンズ４２ｒの中心点との中点を原点とし、両対物レンズ４２ｌ，４２ｒの中心点を通る直線をＸ軸、両対物レンズ４２ｌ，４２ｒの光軸に平行で原点を通る直線をＺ軸、Ｘ軸及びＺ軸に直交し原点を通る直線をＹ軸とする。そして、両対物レンズ４２ｌ，４２ｒの中心点間の距離を２ｅ、両対物レンズ４２ｌ，４２ｒの焦点距離をｆとする。また、左画像用撮像ユニット４１ｌについて、撮像素子４３ｌにおける光軸Ｏｌから対象点ｖの結像位置までのＸ軸方向、Ｙ軸方向の距離をＬＸ，ＬＹ、右画像用撮像ユニット４１ｒについて、撮像素子４３ｒにおける光軸Ｏｒから対象点ｖの結像位置までのＸ軸方向、Ｙ軸方向の距離をＲＸ，ＲＹとする。ｅ，ｆについては既知であり、ＬＸ，ＬＹ，ＲＸ，ＲＹについては対象点ｖを設定することにより決定される。以上により、対象点ｖの三次元座標（Ｘ，Ｙ，Ｚ）を算出することが可能である。算出した第１及び第２の対象点の三次元座標から、第１の対象点と第２の対象点との間の長さを算出する。
【００２２】
図５及び図７を参照し、管腔内径の計測方法について説明する。
【００２３】
体内の管腔内に内視鏡挿入部３２を挿入する。管腔内に内視鏡挿入部３２を挿入していく過程で、管腔の長手軸Ｋに略平行に内視鏡挿入部３２の長手軸が配置されることになる。続いて、内視鏡３１の処置具チャンネル５３にレーザープローブ５４のプローブ挿入部５７を挿通し、内視鏡挿入部３２の処置具突出口５２からプローブ挿入部５７の先端部を突出させて、管腔の長手軸方向について、プローブ挿入部５７の出射口６７を計測対象位置に位置決めする。ここで、プローブ挿入部５７の先端部は内視鏡３１の観察視野内に収められる。続いて、プローブ操作部５８の点灯スイッチ５９を押下操作することにより、プローブ挿入部５７の出射口６７からガイド光５５が出射され、ガイド光５５によって管腔内面にスポット状のマーキングＭが形成される。ガイド光５５は出射面内で出射され、マーキングＭは出射面と管腔内面との交線上に配置されることになり、出射面は内視鏡挿入部３２の長手軸に略直交し、従って管腔の長手軸Ｋに略直交することになるため、マーキングＭは管腔内面において管腔の長手軸Ｋに略直交する所定の計測基準面Ｐ内に配置されることになる。当該マーキングＭはモニター４８に表示されている観察画像において視認可能である。上述したように、モニター４８に表示されている右画像４９ｒにおいて第１及び第２の指定点ｔ１，ｔ２を指定することで、第１及び第２の対象点が設定されて、第１の対象点と第２の対象点との間の長さが算出される。本実施形態では、計測基準面Ｐ内で管腔内径ｄを計測するため、複数のマーキングＭを結び計測基準面Ｐ内に配置される仮想的な円周ｎ上で、管腔の中心軸に対して互いに対向する２つの位置に夫々第１及び第２の指定点ｔ１、ｔ２を指定し、当該２つの位置間の長さを算出する。なお、計測基準面Ｐ内の点を正確に指定するためには、マーキングＭの位置に指定点を指定することが好ましい。マーキングＭが適切な位置に配置されていない場合には、内視鏡挿入部３２に対してプローブ挿入部５７を回転操作することにより、マーキングＭを計測基準面Ｐ内で周方向に移動させて、適切な位置に再配置することが可能である。このようにして、管腔の長手軸Ｋに略直交する計測基準面Ｐにおいて管腔内径の計測が行われる。
【００２４】
なお、上述した仮想的な円周ｎ上で適宜２つの位置に指定点を指定することで、管腔の長手軸Ｋに略直交する計測基準面Ｐ内において、管腔内径以外の様々な管腔の長さを計測することが可能である。
【００２５】
本実施形態の計測用立体視内視鏡システムでは、内視鏡挿入部３２の長手軸を管腔の長手軸Ｋに略平行に配置することで、管腔の長手軸Ｋに略直交する計測基準面Ｐ内で互いに異なる多数の方向にガイド光５５を出射して、管腔内面において当該計測基準面Ｐ内の互いに異なる多数の位置にマーキングＭを形成することができる。また、内視鏡挿入部３２の長手軸方向について撮像ユニット４１ｌ，４１ｒよりも先端側からガイド光５５が出射され、観察視野内にマーキングＭが配置されることになり、観察画像においてマーキングＭを視認することができる。管腔内径ｄを計測する場合には、観察画像において多数のマーキングＭを結ぶ仮想的な円周ｎ上の点を指定することで、管腔内面において管腔の長手軸Ｋに略直交する計測基準面Ｐ内の点を正確に指定することができる。従って、管腔について、管腔の長手軸Ｋに略直交する方向の内径ｄを正確に計測することが可能となっている。
【００２６】
また、左画像４９ｌと右画像４９ｒとの内の一方の画像において指定点ｔを指定し、他方の画像において対応点ｕを検出あるいは指定する際、指定点ｔが指定される位置とその周囲との間で形状、色彩等の相違が小さい場合には、対応点ｕを正確に検出あるいは指定することが難しくなる。通常、生体組織の表面は形状、色彩等の変化が少なく、指定点ｔとその周囲との間で形状、色彩等の相違が小さくなるため、対応点ｕの検出あるいは指定は困難である。これに対して、本実施形態において、ガイド光５５によって生体組織の表面にマーキングＭを形成し、当該マーキングＭの位置に指定点ｔを指定する場合には、指定点ｔの位置の色彩がその周囲の色彩と顕著に相違することになり、マーキングＭが対応点ｕの検出あるいは指定のためのランドマークとして機能することになるため、対応点ｕを容易かつ正確に検出あるいは指定することが可能となる。
【００２７】
図８乃至図１２を参照し、本発明の第２実施形態を説明する。
【００２８】
図８を参照し、本実施形態のレーザープローブ５４は第１実施形態のレーザープローブ５４と同様な構成を有する。但し、プローブ挿入部５７の先端部には、ガイド光５５を透過する出射窓７４がプローブ挿入部５７の周方向に全周にわたって形成されている。即ち、プローブ挿入部５７の中心軸が出射中心軸となり、出射中心軸の径方向に全周にわたってガイド光５５が出射されることになる。
【００２９】
図９乃至図１１を参照し、ステント内径の決定方法の前提となる立体視内視鏡システムによる面積の計測方法について説明する。
【００３０】
マウス７６によるカーソルの移動に伴い、演算装置６９のライン生成部７５によってライン画像が生成され、画像合成部４７によって右画像４９ｒにライン画像が合成され、右画像４９ｒにおいてカーソルの移動に沿ってラインが表示される。マウス７６によってカーソルを移動し、右画像４９ｒにおいてラインによって閉曲線ｃを指定することにより、閉曲線ｃによって囲まれる領域を指定領域ｓとして指定する。図１１に示されるように、分割点設定部７７によって、右画像４９ｒにおける閉曲線ｃ上において所定の間隔で多数の分割点ｇを設定し、左画像４９ｌにおいて各分割点ｇに対応する各対応点を検出し、右画像４９ｒ及び左画像４９ｌにおいて多数の分割点を設定する。面積算出部７８では、多数の分割点ｇを直線で順に連結した多角形Ｉの面積を算出し、当該多角形の面積を指定領域ｓの面積とみなす。多角形Ｉの面積については、当該多角形Ｉを３つの分割点ｇを頂点とする多数の三角形Ｊに分割し、各三角形Ｊについて３つの頂点の三次元座標を算出して面積を算出し、多数の三角形Ｊの面積を積算することで算出する。
【００３１】
図１０及び図１２を参照し、ステント内径の決定方法について説明する。
【００３２】
体内の管腔では、各種病変により閉塞部７９が形成されて、管腔を介した流通が阻害される場合がある。このような場合には、管腔内に筒状のステント８０を留置して閉塞部７９を押し広げ、管腔を介した流通を確保する手技が行われる。閉塞部７９の残存開口８１の面積をＳ、残存開口８１の拡張倍率をｋ、ステント内径をＤとすると、Ｄ＝（４ｋＳ／π）１／２となる。従って、閉塞部７９の残存開口８１の面積を計測することで、所望の拡張率を与えるステント内径を決定することが可能である。
【００３３】
残存開口８１の面積の測定は以下のように行われる。即ち、内視鏡３１の内視鏡挿入部３２を管腔内に挿入し、閉塞部７９の残存開口８１を内視鏡３１の視野内に収める。ここで、内視鏡挿入部３２の長手軸は管腔の長手軸Ｋに平行に配置される。そして、レーザープローブ５４のプローブ挿入部５７を閉塞部７９の残存開口８１に挿入し、プローブ挿入部５７の出射窓７４を閉塞部７９の最閉塞位置に配置する。続いて、プローブ挿入部５７の出射窓７４からガイド光５５を全周にわたって出射して、ガイド光５５によって開口内面に環状のマーキングＭを形成する。ガイド光５５は出射面内で出射され、環状のマーキングＭは出射面と開口内面との交線上に形成されることになる。出射面は内視鏡挿入部３２の長手軸に略直交し、従って管腔の長手軸Ｋに略直交することになるため、環状のマーキングＭは開口内面において管腔の長手軸Ｋに略直交する所定の計測基準面Ｐ内に配置されることになる。上述したように、モニター４８に表示されている右画像４９ｒにおいて閉曲線ｃを指定することで、閉曲線ｃによって囲まれる領域が指定領域ｓとして指定され、指定領域ｓの面積が算出される。本実施形態では、環状のマーキングＭに沿ってカーソルを移動させて、マーキングＭ上に閉曲線ｃを指定し、マーキングＭによって囲まれる領域を指定領域ｓとして指定する。この結果、マーキングＭによって囲まれる領域の面積が算出される。このようにして、残存開口８１について、管腔の長手軸Ｋに略直交する断面積Ｓが算出される。
【００３４】
本実施形態の計測用立体視内視鏡システムでは、内視鏡挿入部３２の長手軸を管腔の長手軸Ｋに略平行に配置することで、管腔の長手軸Ｋに略直交する計測基準面Ｐ内で全周にわたってガイド光５５が出射され、開口内面において当該計測基準面Ｐと開口内面との交線上に環状のマーキングＭが形成されるようになっている。このため、観察画像においてマーキングＭ上に閉曲線ｃを指定することで、残存開口８１について管腔の長手軸Ｋに略直交する断面積Ｓを正確に計測することが可能となっている。
【００３５】
特に、従来のステント内径の決定方法では、残存開口についての一方向の長さのみに基づいてステント内径を決定している。当該長さについても、Ｘ線を用いて測定されたり、残存開口においてバルーンを膨張させ、予め作成しておいたバルーンへの流体の注入量とバルーンの膨張量との相関表に基づいて決定されたりする他、単に、内視鏡の観察画像から感覚的に目測されたりしている。このように、従来のステント内径の決定方法では、特に残存開口がいびつな形状を有する場合には、ステント内径の正確な決定が困難である。これに対して、本実施形態のステント内径の決定方法では、残存開口８１がいびつな形状を有する場合であっても、残存開口８１の断面積Ｓを正確に計測することができ、ステント内径Ｄを正確に決定することが可能となっている。
【００３６】
なお、第１実施形態において、本実施形態のようなレーザープローブを用いることも可能である。この場合には、環状のマーキングＭ上の任意の２つの位置に夫々第１及び第２の指定点を指定することで、当該２つの位置間の長さが計測される。
【００３７】
図１３及び図１４は、本発明の第３実施形態を示す。
【００３８】
図１３を参照し、本実施形態のレーザープローブ５４では、プローブ挿入部５７において、円管状の外シース８８に円棒状の回転体８２が共軸に挿通されている。外シース８８の基端部はプローブ操作部５８に連結されており、回転体８２の基端部はプローブ操作部５８内に挿入されている。回転体８２では、内シース８９の基端部に環状の平歯車である従動歯車８３が共軸に連結されており、従動歯車８３には平歯車である駆動歯車８４が噛合されており、駆動歯車８４は駆動モータ８６の出力軸に連結されている。点灯スイッチ５９を押下操作することにより、発光部６２においてガイド光５５が生成されると共に、電源６０から電力が供給されて、モータ制御部８７によって駆動モータ８６が駆動される。駆動モータ８６によって駆動歯車８４が回転され、駆動歯車８４によって従動歯車８３が回転されて、回転体８２全体が外シース８８に対してプローブ挿入部５７の中心軸を中心として回転される。また、速度調節スイッチ９１によって駆動モータ８６の回転速度を調節して、回転体８２の回転速度を調節することが可能である。
【００３９】
回転体８２では、回転体８２の基端部から先端部の手前まで、従動歯車８３及び内シース８９にライトガイド６４が挿通されている。発光部６２で生成されたガイド光５５は、ライトガイド６４の基端面に入射され、ライトガイド６４を介して導光されて、ライトガイド６４の先端面から先端向きにプローブ挿入部５７の中心軸に略平行に出射される。内シース８９の先端部は閉塞されており、内シース８９の先端部には先端ミラー６６が内蔵されている。先端ミラー６６の反射面は、基端向きで、プローブ挿入部５７の中心軸に対して略４５°の角度をなしている。ライトガイド６４の先端面から出射されたガイド光５５は、先端ミラー６６の反射面によって、プローブ挿入部５７の長手軸方向に略直交する方向に反射される。内シース８９の周壁には、先端ミラー６６の反射面に対面して、プローブ挿入部５７の中心軸の径方向に内側出射口９２が貫通形成されている。先端ミラー６６の反射面によって反射されたガイド光５５は、内側出射口９２を介して、プローブ挿入部５７の中心軸の径方向に出射される。外シース８８の先端部には、プローブ挿入部５７の長手軸方向について内側出射口９２と同じ位置に、ガイド光５５を透過する外側出射窓９３がプローブ挿入部５７の中心軸の周方向の全周にわたって形成されている。内シース８９の内側出射口９２から出射されたガイド光５５は、外シース８８の外側出射窓９３を介して、プローブ挿入部５７の中心軸の径方向に出射される。第１実施形態と同様に、プローブ挿入部５７の長手軸は内視鏡挿入部３２の長手軸に略平行に配置されるため、ガイド光５５は、内視鏡挿入部３２の長手軸に略直交する出射面内で、プローブ挿入部５７の中心軸の径方向に出射される。
【００４０】
外シース８８に対して回転体８２がプローブ挿入部５７の中心軸を中心として回転されるため、ガイド光５５の出射方向はプローブ挿入部５７の中心軸の周方向に変位されることになる。プローブ操作部５８の速度調節スイッチ９１を操作して回転体８２の回転速度を調節することにより、ガイド光５５の出射方向の変位速度を調節することが可能である。
【００４１】
このように本実施形態では、回転体８２の先端部にガイド光５５を出射する出射部６８が形成されており、回転体８２及び駆動モータ８６によって、第１の方向にガイド光５５を出射する第１の位置と、第１の方向と異なる第２の方向にガイド光５５を出射する第２の位置とに出射部６８を移動させる移動機構が形成されている。
【００４２】
図１４を参照し、管腔の計測方法について説明する。
【００４３】
内視鏡挿入部３２を管腔内に挿入し、内視鏡挿入部３２の処置具突出口５２からプローブ挿入部５７の先端部を突出させ、管腔の長手軸方向について、プローブ挿入部５７の先端部の出射窓７４を計測対象位置に位置決めする。続いて、プローブ操作部５８の点灯スイッチ５９を押下操作する。この結果、プローブ挿入部５７の出射窓７４から、内視鏡挿入部３２の長手軸に略直交する出射面内で、プローブ挿入部５７の中心軸の径方向に、ガイド光５５が出射され、ガイド光５５の出射方向はプローブ挿入部５７の中心軸の周方向に変位される。ガイド光５５によって管腔内面にスポット状のマーキングＭが形成され、マーキングＭは出射面と管腔内面との交線上で当該交線に沿って周方向に移動される。ガイド光５５の出射面は内視鏡挿入部３２の長手軸に略直交し、従って管腔の長手軸に略直交するため、マーキングＭは管腔内面において管腔の長手軸に略直交する所定の計測基準面内に配置され、当該計測基準面内で移動されることになる。実際のマーキングＭはスポット状であるが、観察画像上では、マーキングＭは、観察画像を取得する際の露光時間及びスポット状のマーキングＭの実際の移動速度に応じて、所定の長さを備える帯形状をなす。プローブ操作部５８の速度調節スイッチ９１を操作して、ガイド光５５の出射方向の変位速度を調節し、マーキングＭの移動速度を調節することにより、観察画像上の帯状のマーキングＭの長さを調節することが可能である。管腔のどのような長さを計測したいかに応じて、観察画像において帯状のマーキングＭ上で２つの位置を選択し、選択した２つの位置に夫々第１及び第２の指定点ｔ１，ｔ２を指定することにより、第１実施形態と同様に、当該２つの位置間の長さＬを算出することが可能である。また、露光時間に対して回転体８２の回転速度を充分に速く設定することにより、環状のマーキングを得ることが可能であり、環状のマーキング上に閉曲線を指定し、マーキングによって囲まれる領域を指定領域として指定することにより、第２実施形態と同様に、環状のマーキングによって囲まれる領域の面積を算出することが可能である。本実施形態でも、長さ、面積の測定は、管腔の長手軸に略直交する計測基準面において行われることになる。
【００４４】
本実施形態の計測用立体視内視鏡システムでは、回転体８２の回転速度を調節することにより、観察画像上に表示される帯状のマーキングＭの長さを調節することができ、計測対象に応じた最適なマーキングＭを形成することが可能となっている。
【００４５】
なお、回転体８２を互いに異なる複数の回転位置に配置し、各回転位置でスポット状のマーキングＭを形成して、各回転位置において観察画像を得た上で、各回転位置における複数の観察画像を合成して、複数のマーキングＭを含む観察画像を得るようにしてもよい。
【００４６】
図１５乃至図１８は、本発明の第４実施形態を示す。
【００４７】
本実施形態の計測用立体視内視鏡システムでは、処置具として、経内視鏡的に体内に挿入され、生体組織の一部分を削り取り吸引除去するマイクロデブリッター９４が用いられる。マイクロデブリッター９４の先端部には、第２実施形態と同様に、内視鏡挿入部の長手軸に直交する出射面内で、マイクロデブリッター９４の中心軸の径方向に全周にわたってガイド光５５を出射する出射部６８が形成されている。
【００４８】
図１５乃至図１８を参照し、開口部の拡張方法について、副鼻腔手術を例として説明する。
【００４９】
副鼻腔手術では、副鼻腔炎の治療として、副鼻腔を閉塞している腫脹粘膜及び鼻茸をマイクロデブリッター９４により削り取り吸引除去して、閉塞された開口部９６を拡張し、鼻腔と副鼻腔との流通を確保する。
【００５０】
図１５を参照し、内視鏡挿入部を鼻腔内に挿入し、副鼻腔の開口部９６を観察視野内に収める。内視鏡挿入部の長手軸は開口部９６の長手軸と略平行となるように配置される。処置前には、副鼻腔の開口部９６は腫脹粘膜及び鼻茸によって閉塞されており、開口部９６の幅、断面積は比較的小さな幅ｗｆ、断面積Ｓｆとなっている。続いて、図１６を参照し、マイクロデブリッター９４を経内視鏡的に鼻腔内に挿入し、マイクロデブリッター９４により、開口部９６を閉塞している腫脹粘膜及び鼻茸を削り取り吸引除去して、閉塞された開口部９６を拡張していく。図１７を参照し、開口部９６の幅、断面積が目標とする幅ｗｅ、断面積Ｓｅに達した場合には処置を終了する。
【００５１】
ここで、図１８に示されるように、処置前、並びに、処置中に適宜、開口部９６の幅、断面積の計測を行う。即ち、開口部９６にマイクロデブリッター９４を挿入して、マイクロデブリッター９４の出射部６８を計測対象位置に位置決めし、出射部６８からガイド光を出射して、開口部９６内面に環状のマーキングＭを形成する。観察画像において、環状のマーキングＭ上で、幅方向に最も離間し互いに対向する２つの位置を選択し、選択した２つの位置に夫々第１及び第２の指定点を指定することにより、第１実施形態と同様に、当該２つの位置間の長さが算出され、開口部９６の幅が計測される。また、環状のマーキング上に閉曲線を指定し、マーキングＭによって囲まれる領域を指定領域として指定することにより、第２実施形態と同様に、環状のマーキングＭによって囲まれる領域の面積が算出され、開口部９６の断面積が計測される。
【００５２】
本実施形態の計測用立体視内視鏡システムでは、開口部９６の拡張方法において、開口部９６の幅、断面積等の大きさを適宜測定して、開口部９６の大きさを定量的に評価することができ、適切な処置を行うことが可能となっている。
【００５３】
図１９及び図２０は、本発明の第５実施形態を示す。
【００５４】
内視鏡挿入部３２の中心軸に直交し互いに直交する二方向を上下方向、左右方向とする。内視鏡挿入部３２の先端面において、左右の位置に左画像用及び右画像用の対物レンズ４２ｌ，４２ｒが配設されており、上下の位置に夫々照明レンズ３９ｕ，３９ｄが配設されている。また、内視鏡挿入部３２の先端面の中心部に光出射ユニット５６が突設されている。光出射ユニット５６は、内視鏡挿入部３２の長手軸方向に先端向きに延出され、上下方向に略直交する板状をなし、上下方向にみて先端部が幅広のＴ字状をなしている。光出射ユニット５６の先端部には収容部９７が形成されている。収容部９７内には、上下の位置に、夫々、一対のＬＥＤユニット９８ｕ，９８ｄが配設されている。上位置のＬＥＤユニット９８ｕでは、上下方向に直交するＬＥＤ基板９９ｕの上面に、複数のＬＥＤ１０１ｕが左右方向に並設されている。上位置のＬＥＤユニット９８ｕの各ＬＥＤ１０１ｕは上方向にガイド光５５を出射する。同様に、下位置のＬＥＤユニット９８ｄでは、上下方向に直交するＬＥＤ基板９９ｄの下面に、複数のＬＥＤ１０１ｄが左右方向に並設されている。下位置のＬＥＤユニット９８ｄの各ＬＥＤ１０１ｄは下方向にガイド光５５を出射する。収容部９７の外装部１００には、上壁及び下壁に、各ＬＥＤ１０１ｕ，１０１ｄに対面して、出射口６７ｕ，６７ｄが上下方向に貫通形成されている。各出射口６７ｕ，６７ｄは、内視鏡挿入部３２の長手軸に直交する同一平面内に配置されている。同該同一平面が出射面となる。ＬＥＤ１０１ｕ，１０１ｄから出射されたガイド光５５は、対応する出射口６７ｕ，６７ｄを介して出射される。上位置の各出射口６７ｕ，６７ｄから出射面内で上方向にガイド光５５が出射され、下位置の各出射口６７ｕ，６７ｄから出射面内で下方向にガイド光５５が出射される。即ち、内視鏡挿入部３２の長手軸に直交する上下方向軸が出射基準軸となり、ガイド光５５は出射面内で出射基準軸に平行に出射される。このように、光出射ユニット５６の先端部には、上方向にガイド光５５を出射する第１乃至第４の出射部６８ｕ、下方向にガイド光５５を出射する第５乃至第８の出射部６８ｄが形成されている。
【００５５】
本実施形態の管腔の計測方法では、内視鏡挿入部３２を管腔内に挿入した後、さらに内視鏡挿入部３２を進退させて、光出射ユニット５６の先端部の出射口６７ｕ，６７ｄを計測対象位置に位置決めする。続いて、光出射ユニット５６の出射口６７ｕ，６７ｄから出射面内でガイド光５５を出射して、管腔内面にスポット状のマーキングを形成する。第１実施形態と同様に、内視鏡挿入部３２の長手軸は管腔の長手軸に略平行に配置されるため、出射面は管腔の長手軸に略直交することになり、マーキングは管腔内面において管腔の長手軸に略直交する所定の計測基準面内に配置されることになる。観察画像において、複数のマーキングを結ぶ仮想的な円周上、好ましくはマーキング上の２つの位置に夫々第１及び第２の指定点を指定することにより、第１実施形態と同様に、当該２つの位置間の長さが算出される。本実施形態でも、長さの測定は、管腔の長手軸に略直交する計測基準面内において行われることになる。
【００５６】
図２１及び図２２は、本発明の第６実施形態を示す。
【００５７】
本実施形態の内視鏡３１の構成は第５実施形態の内視鏡３１の構成と同様である。但し、光出射ユニット５６の収容部９７では、上壁及び下壁に出射スリット１０２ｕ，１０２ｄが形成されている。上位置あるいは下位置の出射スリット１０２ｕ，１０２ｄは、上壁あるいは下壁を上下方向に貫通し、左右方向に延び、上位置あるいは下位置の全てのＬＥＤ１０１ｕ，１０１ｄに対面している。両出射スリット１０２ｕ，１０２ｄは内視鏡挿入部３２の長手軸に直交する同一平面内に配置されており、当該同一平面が出射面をなす。また、上位置あるいは下位置の出射スリット１０２ｕ，１０２ｄの両側壁は、上方向あるいは下方向に向かって上位置あるいは下位置の出射スリット１０２ｕ，１０２ｄが広がるように傾斜している。上位置あるいは下位置の出射スリット１０２ｕ，１０２ｄから、出射面内で、上方向あるいは下方向に向かって左右方向に広がるようにガイド光５５が出射される。
【００５８】
本実施形態の管腔の計測方法では、光出射ユニット５６の上位置及び下位置の出射スリット１０２ｕ，１０２ｄから、出射面内で、夫々、上方向及び下方向に向かって左右方向に広がるようにガイド光５５が出射され、管腔内面に２つの帯状のマーキングが形成される。観察画像において、２つの帯状のマーキングを含む仮想的な円周上、好ましくは２つの帯状のマーキング上の２つの位置に夫々第１及び第２の指定点を指定することにより、第１実施形態と同様に、当該２つの位置の間の長さを算出することが可能である。本実施形態でも、長さの測定は、管腔の長手軸に略直交する計測基準面において行われることになる。
【００５９】
なお、第５及び第６実施形態において、光出射ユニットを内視鏡の長手軸方向に進退可能としてもよい。この場合、内視鏡を進退させることなく、光出射ユニットを進退させることで、光出射ユニットの出射口を計測対象位置に位置決めすることが可能である。
【００６０】
図２３乃至図２５を参照し、本発明の第７実施形態及びその変形例を説明する。
【００６１】
図２３を参照し、本実施形態では、マーキング手段として染料１０３を用い、マーキング手段を出射する出射ユニットとして染料出射ユニットとしての散布ユニットを用いる。即ち、内視鏡３１の先端部に先端向きに支持部が突設されており、支持部には、内視鏡挿入部３２の長手軸に直交する少なくとも２方向に染料１０３を散布する少なくとも２つのノズル１０４が配設されている。染料１０３としては、生体組織に周囲の生体組織と区別しやすい色彩を付与するものが用いられ、例えば、メチレンブルーが用いられる。散布ユニットによって生体組織の表面に染料１０３を散布し、生体組織の表面に周囲の生体組織と識別可能な少なくとも２つの染色領域１０６を形成し、マーキングとする。
【００６２】
図２４を参照し、本変形例では、マーキング手段として墨汁１０５を用い、マーキング手段を出射する出射ユニットとして点墨ユニットを用いる。即ち、点墨ユニットは、経内視鏡的に体内に挿入され先端部から墨汁１０５を滴下する長尺な滴下具１０８を有する。また、第７実施形態と同様の支持部に滴下具１０８を突出する処置具突出口が形成されており、処置具突出口には内視鏡挿入部の長手軸に直交する方向に滴下具１０８を突出させる起上台が配設されている。内視鏡挿入部を内視鏡挿入部の中心軸を中心として回転させつつ、点墨ユニットによって生体組織の表面に墨汁１０５を滴下して少なくとも２つの点墨１０９を形成して、マーキングとする。
【００６３】
図２５を参照し、本変形例では、マーキング手段としてクリップ等のマーキング部材１１１を用い、マーキング手段を出射する出射ユニットとして留置ユニットを用いる。即ち、留置ユニットはマーキング部材１１１を留置する留置具１１２を有する。また、第７実施形態と同様の支持部に処置具突出口が形成されており、処置具突出口には内視鏡の長手軸に直交する方向に留置具１１２を突出させる起上台が配設されている。内視鏡挿入部を内視鏡挿入部の中心軸を中心として回転させつつ、留置ユニットによって生体組織の表面に少なくとも２つのマーキング部材１１１を留置して、マーキングとする。
【００６４】
本実施形態及びその変形例でも、上述した実施形態と同様に、マーキングは右画像と左画像との対応付けにおいてランドマークとして用いられると共に、管腔の長手軸に直交する計測基準面内での管腔の大きさの計測に利用される。本実施形態及びその変形例のマーキングは、ガイド光によって形成されるマーキングと異なり、一旦形成した後はそのまま維持されるため、同一の部分の計測を繰り返し行うような場合に適したものとなっている。
【００６５】
なお、本願では、ガイド光が空間的に互いに異なる２つの方向を含む所定の方向範囲に出射される場合については、ガイド光が空間的に互いに異なる２つの方向に出射されているものと解釈する。また、２つのガイド光が互いに平行かつ同じ向きに出射される場合であっても、当該２つのガイド光の出射点が互いに異なっていれば、２つのガイド光は互いに異なる２つの方向に出射されていると解釈する。例えば、第５実施形態において、上位置の２つの出射部から出射される２つのガイド光はいずれも上方向に出射されているが、２つの出射部は別の位置に配置されており、出射点が互いに異なるため、互いに異なる２つの方向に出射されていることになる。さらに、ガイド光が所定の時点で所定の方向に出射され、異なる時点で当該所定の方向とは異なる方向に出射される場合についても、ガイド光が互いに異なる２つの方向に出射されているものと解釈する。
【符号の説明】
【００６６】
３１…内視鏡、３２…挿入部、４１ｌ，４１ｒ…画像取得部（撮像ユニット）、５３…チャンネル、５４…出射ユニット（光出射ユニット）、マーキング装置（レーザープローブ）、５５，１０３，１０５，１１１…マーキング手段、５５…ガイド光、１０３…染料、１０５…墨汁、１１１…マーキング部材、６８，６８ｕ，６８ｄ…出射部、８２，８６…移動機構、８２…回転体、８６…駆動モータ、９４…処置装置（マイクロデブリッター）、１０４…染料出射ユニット（散布ユニット、ノズル）。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
長手軸を有し管腔内に挿入される挿入部、及び、前記挿入部に設けられ観察画像を得るための画像取得部、を有する内視鏡と、
前記挿入部の長手軸方向について前記画像取得部よりも先端側から、少なくとも、前記長手軸に略直交する平面である出射面内の第１の方向、及び、前記出射面内の前記第１の方向とは異なる第２の方向に、前記管腔内面にマーキングを形成するためのマーキング手段を出射可能な出射ユニットと、
を具備することを特徴とする内視鏡システム。
【請求項２】
前記出射ユニットは、前記マーキング手段を前記第１の方向である一方向に出射する第１の出射部と、前記マーキング手段を前記第２の方向である別の一方向に出射する第２の出射部と、を有する、
ことを特徴とする請求項１に記載の内視鏡システム。
【請求項３】
前記出射ユニットは、前記マーキング手段を前記第１の方向と前記第２の方向とを含む所定の方向範囲に出射する出射部を有する、
ことを特徴とする請求項１に記載の内視鏡システム。
【請求項４】
前記出射ユニットは、前記マーキング手段を一方向に出射する出射部と、前記出射部を前記マーキング手段を前記第１の方向に出射する第１の出射位置及び前記マーキング手段を前記第２の方向に出射する第２の出射位置に配置可能な移動機構と、を有する、
ことを特徴とする請求項１に記載の内視鏡システム。
【請求項５】
前記出射ユニットは、前記挿入部の長手軸に略平行な出射中心軸を有し、前記出射面内で前記出射中心軸の径方向に前記マーキング手段を出射する、
ことを特徴とする請求項１に記載の内視鏡システム。
【請求項６】
前記出射ユニットは、前記出射面内で前記出射中心軸の径方向に全周にわたって前記マーキング手段を出射する、
ことを特徴とする請求項５に記載の内視鏡システム。
【請求項７】
前記出射ユニットは、前記挿入部の長手軸に略直交する出射基準軸を有し、前記出射面内で前記出射基準軸に略平行に前記マーキング手段を出射する、
ことを特徴とする請求項１に記載の内視鏡システム。
【請求項８】
前記出射ユニットは、前記マーキング手段として光を出射する光出射ユニットを有する、
ことを特徴とする請求項１に記載の内視鏡システム。
【請求項９】
前記出射ユニットは、前記マーキング手段として染料を出射する染料出射ユニットを有する、
ことを特徴とする請求項１に記載の内視鏡システム。
【請求項１０】
前記内視鏡システムは、前記出射ユニットを有するマーキング装置を具備し、
前記内視鏡は、前記マーキング装置を挿通可能なチャンネルを有する、
ことを特徴とする請求項１に記載の内視鏡システム。
【請求項１１】
請求項１０に記載のマーキング装置。
【請求項１２】
前記内視鏡システムは、前記出射ユニットを有し生体組織を処置するための処置装置を具備し、
前記内視鏡は、前記処置装置を挿通可能なチャンネルを有する、
ことを特徴とする請求項１に記載の内視鏡システム。
【請求項１３】
請求項１２に記載の処置装置。
【請求項１４】
前記内視鏡は、前記内視鏡に一体的に設けられている前記出射ユニットを有する、
ことを特徴とする請求項１に記載の内視鏡システム。
【請求項１】
長手軸を有し管腔内に挿入される挿入部、及び、前記挿入部に設けられ観察画像を得るための画像取得部、を有する内視鏡と、
前記挿入部の長手軸方向について前記画像取得部よりも先端側から、少なくとも、前記長手軸に略直交する平面である出射面内の第１の方向、及び、前記出射面内の前記第１の方向とは異なる第２の方向に、前記管腔内面にマーキングを形成するためのマーキング手段を出射可能な出射ユニットと、
を具備することを特徴とする内視鏡システム。
【請求項２】
前記出射ユニットは、前記マーキング手段を前記第１の方向である一方向に出射する第１の出射部と、前記マーキング手段を前記第２の方向である別の一方向に出射する第２の出射部と、を有する、
ことを特徴とする請求項１に記載の内視鏡システム。
【請求項３】
前記出射ユニットは、前記マーキング手段を前記第１の方向と前記第２の方向とを含む所定の方向範囲に出射する出射部を有する、
ことを特徴とする請求項１に記載の内視鏡システム。
【請求項４】
前記出射ユニットは、前記マーキング手段を一方向に出射する出射部と、前記出射部を前記マーキング手段を前記第１の方向に出射する第１の出射位置及び前記マーキング手段を前記第２の方向に出射する第２の出射位置に配置可能な移動機構と、を有する、
ことを特徴とする請求項１に記載の内視鏡システム。
【請求項５】
前記出射ユニットは、前記挿入部の長手軸に略平行な出射中心軸を有し、前記出射面内で前記出射中心軸の径方向に前記マーキング手段を出射する、
ことを特徴とする請求項１に記載の内視鏡システム。
【請求項６】
前記出射ユニットは、前記出射面内で前記出射中心軸の径方向に全周にわたって前記マーキング手段を出射する、
ことを特徴とする請求項５に記載の内視鏡システム。
【請求項７】
前記出射ユニットは、前記挿入部の長手軸に略直交する出射基準軸を有し、前記出射面内で前記出射基準軸に略平行に前記マーキング手段を出射する、
ことを特徴とする請求項１に記載の内視鏡システム。
【請求項８】
前記出射ユニットは、前記マーキング手段として光を出射する光出射ユニットを有する、
ことを特徴とする請求項１に記載の内視鏡システム。
【請求項９】
前記出射ユニットは、前記マーキング手段として染料を出射する染料出射ユニットを有する、
ことを特徴とする請求項１に記載の内視鏡システム。
【請求項１０】
前記内視鏡システムは、前記出射ユニットを有するマーキング装置を具備し、
前記内視鏡は、前記マーキング装置を挿通可能なチャンネルを有する、
ことを特徴とする請求項１に記載の内視鏡システム。
【請求項１１】
請求項１０に記載のマーキング装置。
【請求項１２】
前記内視鏡システムは、前記出射ユニットを有し生体組織を処置するための処置装置を具備し、
前記内視鏡は、前記処置装置を挿通可能なチャンネルを有する、
ことを特徴とする請求項１に記載の内視鏡システム。
【請求項１３】
請求項１２に記載の処置装置。
【請求項１４】
前記内視鏡は、前記内視鏡に一体的に設けられている前記出射ユニットを有する、
ことを特徴とする請求項１に記載の内視鏡システム。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６Ａ】
【図６Ｂ】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２３】
【図２４】
【図２５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６Ａ】
【図６Ｂ】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２３】
【図２４】
【図２５】
【公開番号】特開２０１０−２５９５８２（Ｐ２０１０−２５９５８２Ａ）
【公開日】平成２２年１１月１８日（２０１０．１１．１８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−１１２０３７（Ｐ２００９−１１２０３７）
【出願日】平成２１年５月１日（２００９．５．１）
【出願人】（３０４０５０９２３）オリンパスメディカルシステムズ株式会社 (1,905)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年１１月１８日（２０１０．１１．１８）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年５月１日（２００９．５．１）
【出願人】（３０４０５０９２３）オリンパスメディカルシステムズ株式会社 (1,905)
【Ｆターム（参考）】
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