專利名稱：插入支持系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及支持內(nèi)窺鏡的插入的插入支持系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
近年來(lái)廣泛地進(jìn)行基于圖像的診斷，例如，利用X射線CT(ComputedTomography，計(jì)算機(jī)斷層攝影)裝置等拍攝被檢體的斷層像，從而在被檢體內(nèi)得到三維圖像數(shù)據(jù)，使用該三維圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行目標(biāo)部位的診斷。
在CT裝置中，通過(guò)連續(xù)地旋轉(zhuǎn)X射線照射/檢測(cè)、并在體軸方向上連續(xù)輸送被檢體，可以對(duì)被檢體的三維區(qū)域進(jìn)行螺旋狀的連續(xù)掃描(螺旋掃描helical scan)，根據(jù)三維區(qū)域的連續(xù)切片的斷層像作成三維圖像。
作為這種三維圖像之一有肺的支氣管的三維圖像。支氣管的三維圖像例如用來(lái)三維地掌握被懷疑為肺癌等的異常部的位置。并且，為了通過(guò)活檢確認(rèn)異常部，插入支氣管內(nèi)窺鏡并從末端部伸出活檢針或活檢鉗等，采集組織的樣本(sample)。
在像支氣管那樣具有多個(gè)階段的分支的體內(nèi)管路中，異常部的位置接近分支的末梢時(shí)，難以使內(nèi)窺鏡的末端在短時(shí)間內(nèi)準(zhǔn)確到達(dá)目標(biāo)部位，因此例如在日本特開(kāi)2000-135215號(hào)公報(bào)等中提出了如下的裝置根據(jù)被檢體的三維區(qū)域的圖像數(shù)據(jù)作成所述被檢體內(nèi)的管路的三維像，在所述三維像上求出沿著所述管路到達(dá)目標(biāo)點(diǎn)的路徑，根據(jù)所述圖像數(shù)據(jù)作成沿著所述路徑的所述管路的虛擬內(nèi)窺像，顯示所述虛擬內(nèi)窺像，從而把支氣管內(nèi)窺鏡導(dǎo)向目標(biāo)部位。
但是，作為目標(biāo)部位的活體組織一般存在擴(kuò)展性，所以即使指定活檢時(shí)的活檢位置，也不能唯一地確定到達(dá)該活檢位置的插入路徑，而可能設(shè)定多個(gè)插入路徑，但在現(xiàn)有的裝置中，存在不能從多個(gè)插入路徑中確定進(jìn)行插入支持時(shí)的最佳插入路徑的問(wèn)題。
本發(fā)明就是鑒于上述情況而提出的，其目的在于，提供能夠在多個(gè)插入路徑中驗(yàn)證進(jìn)行插入支持時(shí)的最佳插入路徑的插入支持系統(tǒng)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的插入支持系統(tǒng)構(gòu)成為具有虛擬圖像生成單元，其根據(jù)被檢體的三維區(qū)域的圖像數(shù)據(jù)，生成所述被檢體內(nèi)的體腔路的虛擬圖像；路徑始點(diǎn)設(shè)定單元，其設(shè)定內(nèi)窺鏡到達(dá)所述被檢體內(nèi)的體腔路的插入路徑的始點(diǎn)；關(guān)注區(qū)域設(shè)定單元，其設(shè)定所述被檢體內(nèi)的關(guān)注部位的區(qū)域；路徑提取單元，其提取從所述始點(diǎn)至所述關(guān)注部位的區(qū)域的多個(gè)所述插入路徑；以及路徑驗(yàn)證單元，其驗(yàn)證由所述路徑提取單元提取出的多個(gè)所述插入路徑。
本發(fā)明的插入支持系統(tǒng)具有能夠從多個(gè)插入路徑中驗(yàn)證進(jìn)行插入支持時(shí)的最佳插入路徑的效果。


圖1是表示本發(fā)明的實(shí)施例1的支氣管插入支持系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)圖。
圖2是表示圖1的路徑設(shè)定部的功能結(jié)構(gòu)的方框圖。
圖3是表示通過(guò)圖1的插入支持裝置進(jìn)行的插入支持準(zhǔn)備處理的流程的流程圖。
圖4是表示在圖3的處理中展開(kāi)的路徑設(shè)定畫面的第1圖。
圖5是表示在圖3的處理中展開(kāi)的路徑設(shè)定畫面的第2圖。
圖6是表示在圖3的處理中展開(kāi)的路徑設(shè)定畫面的第3圖。
圖7是表示在圖3的處理中展開(kāi)的路徑設(shè)定畫面的第4圖。
圖8是表示在圖3的處理中展開(kāi)的路徑設(shè)定畫面的第4圖。
圖9是表示圖3的路徑設(shè)定處理的流程的流程圖。
圖10是說(shuō)明圖9的處理的第1圖。
圖11是說(shuō)明圖9的處理的第2圖。
圖12是表示在圖9的處理中展開(kāi)的路徑設(shè)定畫面的第1圖。
圖13是說(shuō)明圖9的處理的第3圖。
圖14是表示在圖9的處理中展開(kāi)的路徑設(shè)定畫面的第2圖。
圖15是說(shuō)明圖9的處理的第4圖。
圖16是表示在圖9的處理中展開(kāi)的路徑設(shè)定畫面的第3圖。
圖17是表示基于圖2的路徑設(shè)定部的路徑驗(yàn)證功能所生成的MPR圖像的路徑驗(yàn)證窗口的圖。
圖18是說(shuō)明圖17的路徑驗(yàn)證窗口的作用的第1圖。
圖19是說(shuō)明圖17的路徑驗(yàn)證窗口的作用的第2圖。
圖20是說(shuō)明圖17的路徑驗(yàn)證窗口的作用的第3圖。
圖21是說(shuō)明圖17的路徑驗(yàn)證窗口的作用的第4圖。
圖22是說(shuō)明圖17的路徑驗(yàn)證窗口的作用的第5圖。
圖23是說(shuō)明圖17的路徑驗(yàn)證窗口的作用的第6圖。
圖24是說(shuō)明圖17的路徑驗(yàn)證窗口的作用的第7圖。
圖25是說(shuō)明圖17的路徑驗(yàn)證窗口的作用的第8圖。
圖26是說(shuō)明圖17的路徑驗(yàn)證窗口的作用的第9圖。
圖27是說(shuō)明圖26的VBS顯示框的第1圖。
圖28是說(shuō)明圖26的VBS顯示框的第2圖。
圖29是說(shuō)明圖26的VBS顯示框的第3圖。
圖30是說(shuō)明圖26的VBS顯示框的變形例的圖。
圖31是表示基于圖2的路徑設(shè)定部的路徑驗(yàn)證功能所生成的細(xì)線化模型圖像的路徑驗(yàn)證窗口的圖。
圖32是說(shuō)明圖31的細(xì)線化模型圖像的圖。
圖33是說(shuō)明圖31的路徑驗(yàn)證窗口的作用的第1圖。
圖34是說(shuō)明圖31的路徑驗(yàn)證窗口的作用的第2圖。
圖35是說(shuō)明圖31的路徑驗(yàn)證窗口的作用的第3圖。
圖36是說(shuō)明圖31的路徑驗(yàn)證窗口的作用的第4圖。
圖37是說(shuō)明圖31的路徑驗(yàn)證窗口的作用的第5圖。
圖38是說(shuō)明圖31的路徑驗(yàn)證窗口的作用的第6圖。
圖39是表示在圖2的處理中展開(kāi)的插入支持畫面的圖。
圖40是表示基于本發(fā)明的實(shí)施例2的路徑驗(yàn)證功能的路徑設(shè)定仿真處理的流程的流程圖。
圖41是說(shuō)明圖40的路徑設(shè)定仿真處理的第1圖。
圖42是說(shuō)明圖40的路徑設(shè)定仿真處理的第2圖。
圖43是說(shuō)明圖40的路徑設(shè)定仿真處理的第3圖。
圖44是說(shuō)明圖40的路徑設(shè)定仿真處理的第4圖。
具體實(shí)施例方式
以下，參照

本發(fā)明的實(shí)施例。
(實(shí)施例1)如圖1所示，本實(shí)施例的支氣管插入支持系統(tǒng)1由支氣管內(nèi)窺鏡裝置3和插入支持裝置5構(gòu)成。
插入支持裝置5根據(jù)CT圖像數(shù)據(jù)生成支氣管內(nèi)部的虛擬的內(nèi)窺像(以下表述為VBS圖像)，并且將通過(guò)支氣管內(nèi)窺鏡裝置3得到的內(nèi)窺鏡圖像(以下表述為實(shí)時(shí)圖像)和VBS圖像合成，顯示在監(jiān)視器6上，進(jìn)行支氣管內(nèi)窺鏡裝置3向支氣管的插入支持。
并且，雖然未圖示，但支氣管內(nèi)窺鏡裝置3由具有攝像單元的支氣管鏡、向支氣管鏡提供照明光的光源、以及對(duì)來(lái)自支氣管鏡的攝像信號(hào)進(jìn)行信號(hào)處理的攝像機(jī)控制單元等構(gòu)成，把支氣管鏡插入到患者體內(nèi)的支氣管中，對(duì)支氣管內(nèi)部進(jìn)行拍攝，對(duì)支氣管末端的目標(biāo)組織進(jìn)行活檢，并且將實(shí)時(shí)圖像和VBS圖像合成而顯示在監(jiān)視器7上。
監(jiān)視器7設(shè)有由觸摸屏構(gòu)成的輸入部8，能夠一面進(jìn)行插入操作一面容易地操作由觸摸屏構(gòu)成的輸入部8。
插入支持裝置5由以下部分構(gòu)成CT圖像數(shù)據(jù)取入部11，其通過(guò)例如MO(Magnetic Optical disk，磁光盤)裝置或DVD(Digital VersatileDisk，數(shù)字通用光盤)裝置等移動(dòng)型的存儲(chǔ)介質(zhì)，取入由拍攝患者的X射線斷層像的未圖示的公知的CT裝置生成的三維圖像數(shù)據(jù)CT圖像數(shù)據(jù)存儲(chǔ)部12，其存儲(chǔ)通過(guò)CT圖像數(shù)據(jù)取入部11取入的CT圖像數(shù)據(jù)；MPR圖像生成部13，其根據(jù)存儲(chǔ)在CT圖像數(shù)據(jù)存儲(chǔ)部12中的CT圖像數(shù)據(jù)，生成MPR圖像(多斷面重建圖像冠狀位像、軸位像、矢狀位像)；路徑設(shè)定部14，其生成具有由MPR圖像生成部生成的MPR圖像的后述的路徑設(shè)定畫面，設(shè)定支氣管內(nèi)窺鏡裝置3到達(dá)支氣管的支持路徑(以下簡(jiǎn)記為路徑)；作為虛擬圖像生成單元的VBS圖像生成部15，其根據(jù)存儲(chǔ)在CT圖像數(shù)據(jù)存儲(chǔ)部12中的CT圖像數(shù)據(jù)，以幀為單位生成由路徑設(shè)定部14設(shè)定的路徑的連續(xù)的VBS圖像；VBS圖像存儲(chǔ)部16，其存儲(chǔ)由VBS圖像生成部15生成的VBS圖像；圖像處理部17，其輸入來(lái)自支氣管內(nèi)窺鏡裝置3的攝像信號(hào)和來(lái)自輸入部8的輸入信號(hào)，生成由實(shí)時(shí)圖像、VBS圖像以及多個(gè)縮略VBS圖像構(gòu)成的后述的插入支持畫面；圖像顯示控制部18，其在監(jiān)視器6上顯示由路徑設(shè)定部14生成的路徑設(shè)定畫面和由圖像處理部17生成的插入支持畫面；以及輸入裝置19，其由向路徑設(shè)定部14輸入設(shè)定信息的鍵盤和指示設(shè)備構(gòu)成。
支氣管內(nèi)窺鏡裝置3從插入支持裝置5的圖像處理部17接收VBS圖像和縮略VBS圖像，與實(shí)時(shí)圖像合成，在監(jiān)視器7上顯示與由插入支持裝置5顯示于監(jiān)視器6上的插入支持畫面同等的畫面，并且把來(lái)自監(jiān)視器7的由觸摸屏構(gòu)成的輸入部8的輸入信息輸出給插入支持裝置5的圖像處理部17。
另外，CT圖像數(shù)據(jù)存儲(chǔ)部12和VBS圖像存儲(chǔ)部16也可以通過(guò)一個(gè)硬盤構(gòu)成，且MPR圖像生成部13、路徑設(shè)定部14、VBS圖像生成部15以及圖像處理部17可以由一個(gè)運(yùn)算處理電路構(gòu)成。并且，CT圖像數(shù)據(jù)取入部11通過(guò)MO或DVD等移動(dòng)型的存儲(chǔ)介質(zhì)取入CT圖像數(shù)據(jù)，但在CT裝置或保存CT圖像數(shù)據(jù)的內(nèi)部服務(wù)器連接在內(nèi)部LAN上時(shí)，也可以通過(guò)可連接該內(nèi)部LAN的接口電路構(gòu)成CT圖像數(shù)據(jù)取入部11，通過(guò)內(nèi)部LAN取入CT圖像數(shù)據(jù)。
如圖2所示，路徑設(shè)定部14構(gòu)成為具有作為路徑始點(diǎn)設(shè)定單元的路徑始點(diǎn)設(shè)定功能14a，其設(shè)定支氣管插入的插入始點(diǎn)；作為關(guān)注區(qū)域設(shè)定單元的關(guān)注區(qū)域設(shè)定功能14b，其設(shè)定作為支氣管插入的插入終點(diǎn)的關(guān)注區(qū)域；作為路徑提取單元的路徑提取功能14c，其提取從插入始點(diǎn)到插入終點(diǎn)的插入路徑；以及作為路徑驗(yàn)證單元的路徑驗(yàn)證功能14d，其進(jìn)行所提取的插入路徑的驗(yàn)證。關(guān)于這些功能的具體情況將在后面敘述。
說(shuō)明這樣構(gòu)成的本實(shí)施方式的作用。
如圖3所示，在利用支氣管內(nèi)窺鏡裝置3進(jìn)行觀察/處置之前，插入支持裝置5在步驟S1中通過(guò)CT圖像數(shù)據(jù)取入部11取入由CT裝置生成的患者的CT圖像數(shù)據(jù)，在步驟S2中把所取入的CT圖像數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在CT圖像數(shù)據(jù)存儲(chǔ)部12中。
在步驟S3中，通過(guò)路徑設(shè)定部14在監(jiān)視器6上顯示圖4所示的路徑設(shè)定畫面21，在路徑設(shè)定畫面21上的患者信息標(biāo)簽畫面22中選擇患者信息。通過(guò)該選擇，在步驟S4中，生成所選擇的患者的例如由3個(gè)不同的多斷面重建圖像構(gòu)成的作為MPR圖像的冠狀位像23a、軸位圖像23b、矢狀位像23c(以下也簡(jiǎn)記為MPR圖像23)，在步驟S5中，在路徑設(shè)定畫面21上顯示該冠狀位像23a、軸位像23b、矢狀位像23c。在路徑設(shè)定畫面21中設(shè)有顯示VBS圖像的VBS圖像顯示區(qū)域23d。
另外，患者信息標(biāo)簽畫面22中的患者信息的選擇通過(guò)利用輸入裝置19輸入識(shí)別患者的患者ID來(lái)進(jìn)行。
然后，在步驟S6中，通過(guò)輸入裝置19選擇路徑設(shè)定畫面21上的路徑設(shè)定標(biāo)簽24(參照?qǐng)D4)時(shí)，圖5所示的路徑設(shè)定標(biāo)簽畫面25顯示在路徑設(shè)定畫面21上，進(jìn)行后述的路徑設(shè)定處理，設(shè)定支氣管鏡在支氣管內(nèi)的插入支持的路徑。
在設(shè)定了插入支持的路徑時(shí)，在步驟S7中，通過(guò)VBS圖像生成部15以幀為單位生成所設(shè)定的所有路徑的連續(xù)的VBS圖像，在步驟S8中，把所生成的VBS圖像存儲(chǔ)在VBS圖像存儲(chǔ)部16中。
通過(guò)上述的步驟S1～S8的處理，完成使用支氣管鏡進(jìn)行觀察/處置時(shí)的通過(guò)插入支持裝置4進(jìn)行的插入支持的準(zhǔn)備。
此處，使用圖6～圖9說(shuō)明上述步驟S6的路徑設(shè)定處理。
在路徑設(shè)定畫面21中選擇了路徑搜索按鈕時(shí)，開(kāi)始步驟S6的路徑設(shè)定處理。具體講，通過(guò)路徑設(shè)定部14的路徑始點(diǎn)設(shè)定功能14a，在路徑設(shè)定畫面21上顯示圖6所示的促使輸入路徑始點(diǎn)的始點(diǎn)輸入指示窗口31，在路徑設(shè)定畫面21上使用光標(biāo)30在MPR圖像23中的一個(gè)斷層像上設(shè)定始點(diǎn)71。設(shè)定始點(diǎn)71后，在MPR圖像23的其它兩個(gè)斷層像上也在對(duì)應(yīng)的位置處設(shè)定始點(diǎn)71，并且在VBS圖像顯示區(qū)域23d中顯示始點(diǎn)71的VBS圖像，在路徑設(shè)定畫面21上顯示圖7所示的促使設(shè)定作為路徑終點(diǎn)的活檢區(qū)域72的活檢區(qū)域輸入指示窗口32。
然后，利用路徑設(shè)定部14的關(guān)注區(qū)域設(shè)定功能14b，在該圖6的路徑設(shè)定畫面21上，使用光標(biāo)30在MPR圖像23中的任意兩個(gè)斷層像上二維地描畫而設(shè)定作為關(guān)注區(qū)域的活檢區(qū)域72。此時(shí)設(shè)定的活檢區(qū)域72的數(shù)量不限于一個(gè)，而可以指定多個(gè)，在圖7中示出了指定兩個(gè)活檢區(qū)域72a、72b的狀態(tài)。
并且，在活檢區(qū)域72的設(shè)定結(jié)束后，利用路徑設(shè)定部14的路徑提取功能14c，在路徑設(shè)定畫面21上顯示圖8所示的設(shè)定每一個(gè)活檢區(qū)域72的待搜索的路徑數(shù)量的路徑數(shù)量設(shè)定窗口33。通過(guò)設(shè)定每一個(gè)活檢區(qū)域72的待搜索的路徑數(shù)量，搜索出多個(gè)引導(dǎo)對(duì)象的到達(dá)活檢區(qū)域72的接近路徑。
即，通過(guò)圖6～圖8設(shè)定始點(diǎn)、活檢區(qū)域72以及搜索路徑數(shù)量后，按照?qǐng)D9的處理，利用路徑提取功能14c搜索路徑。
即，如圖9所示，在步驟S11中，檢測(cè)所設(shè)定的活檢區(qū)域72的數(shù)量，在步驟S12中，讀入搜索路徑數(shù)量n，在步驟S13中，讀入始點(diǎn)71的位置。
并且，在步驟S14中，提取活檢區(qū)域72的重心位置，在步驟S15中，把表示以重心位置為中心的球的半徑的r設(shè)為初始值r0后，在步驟S16中，把半徑r的球內(nèi)部指定為搜索區(qū)域。
在步驟S17中，判斷搜索區(qū)域內(nèi)是否有支氣管，在有支氣管時(shí)，在步驟S18中，確定以其位置作為終點(diǎn)的路徑候選。
在確定了路徑候選后，在步驟S19中，判斷所確定的路徑候選是否已經(jīng)登記，在未登記時(shí)，在步驟S20中，生成基于從始點(diǎn)到終點(diǎn)的分支點(diǎn)名稱的路徑名稱，登記為支持路徑。
并且，在步驟S21中，判斷所登記的路徑數(shù)量是否小于在步驟S12中讀入的路徑數(shù)量n。
另外，在步驟S17中判斷為搜索區(qū)域內(nèi)沒(méi)有支氣管時(shí)、在步驟S19中所確定的路徑候選已經(jīng)登記時(shí)，或者在步驟S21中登記的路徑數(shù)量小于路徑數(shù)量n時(shí)，在步驟S22中，把r設(shè)為r+Δr，擴(kuò)大搜索區(qū)域，返回步驟S16。
在已登記的路徑數(shù)量達(dá)到在步驟S2中讀入的路徑數(shù)量n時(shí)，在步驟S23中，判斷是否已搜索所設(shè)定的所有活檢區(qū)域，如果已搜索所有活檢區(qū)域則結(jié)束處理，在還有未搜索的活檢區(qū)域時(shí)，在步驟S23中提取下一個(gè)活檢區(qū)域的重心位置，返回步驟S15。
具體講，如圖10所示，在支氣管101的端部指定了活檢區(qū)域72時(shí)，提取活檢區(qū)域72的重心103。
并且，如圖11所示，把以該重心103為中心的圓作為搜索區(qū)域104，將搜索區(qū)域104擴(kuò)大到使支氣管位于搜索區(qū)域104內(nèi)，把支氣管最先位于搜索區(qū)域104內(nèi)的點(diǎn)作為終點(diǎn)105，如圖12所示，確定連接始點(diǎn)71和該終點(diǎn)105的第1路徑候選106，如果該第1路徑候選106尚未登記，則作為第1支持路徑進(jìn)行登記。此時(shí)的路徑名稱根據(jù)將要通過(guò)的分支點(diǎn)名稱而命名。
在確定了第1支持路徑后，如圖13所示，增大以重心103為中心的搜索區(qū)域104的半徑，擴(kuò)大搜索區(qū)域104，之后把支氣管位于搜索區(qū)域104內(nèi)的點(diǎn)作為終點(diǎn)107，如圖14所示，確定連接始點(diǎn)71和該終點(diǎn)107的第2路徑候選108，如果該第2路徑候選108尚未登記，則作為第2支持路徑進(jìn)行登記。在圖14中，第2路徑候選108與圖12中的第1支持路徑不同，所以第2路徑候選108成為第2支持路徑。此時(shí)的路徑名稱也根據(jù)將要通過(guò)的分支點(diǎn)名稱而命名。
在本實(shí)施例中，路徑數(shù)量為3個(gè)，所以完全同樣地，確定了第2支持路徑后，如圖15所示，進(jìn)一步增大以重心103為中心的搜索區(qū)域104的半徑，擴(kuò)大搜索區(qū)域104，之后把支氣管位于搜索區(qū)域104內(nèi)的點(diǎn)作為終點(diǎn)109，如圖16所示，確定連接始點(diǎn)71和該終點(diǎn)109的第3路徑候選110，如果該第3路徑候選110尚未登記，則作為第3支持路徑進(jìn)行登記。在圖16中，第3路徑候選110與第1和第2支持路徑不同，所以第3路徑候選110成為第3支持路徑。此時(shí)的路徑名稱也根據(jù)將要通過(guò)的分支點(diǎn)名稱而命名。
這樣，可以設(shè)定所指定的路徑數(shù)量那么多的支持路徑。對(duì)所有活檢區(qū)域72執(zhí)行這些處理，對(duì)每個(gè)活檢區(qū)域72設(shè)定所指定的路徑數(shù)量那么多的支持路徑。
下面，說(shuō)明利用路徑設(shè)定部14的路徑驗(yàn)證功能14d進(jìn)行的、所設(shè)定的多個(gè)支持路徑中的最佳支持路徑的選擇。
路徑設(shè)定部14的路徑驗(yàn)證功能14d在從輸入裝置19輸入驗(yàn)證開(kāi)始信號(hào)后，在監(jiān)視器6上顯示圖17所示的路徑驗(yàn)證窗口200。路徑驗(yàn)證窗口200由以下部分構(gòu)成作為MPR圖像的冠狀位像23a、軸位像23b、矢狀位像23c；顯示VBS圖像的VBS圖像顯示區(qū)域23d；指定所設(shè)定的多個(gè)支持路徑的復(fù)選框201；以及重放按鈕202，把顯示在VBS圖像顯示區(qū)域23d中的VBS圖像沿著支持路徑重放為運(yùn)動(dòng)圖像。在該路徑驗(yàn)證窗口200的冠狀位像23a、軸位像23b、矢狀位像23c中顯示有所設(shè)定的多個(gè)支持路徑，在圖17中示出為3個(gè)。
操作輸入裝置19，例如利用復(fù)選框201選擇3個(gè)支持路徑中的第1支持路徑時(shí)，如圖18所示，在冠狀位像23a、軸位像23b、矢狀位像23c上的第1支持路徑的始點(diǎn)位置處標(biāo)出指針210，在VBS圖像顯示區(qū)域23d中顯示該指針210所在的第1支持路徑的位置處的VBS圖像。另外，指針210僅可以在第1支持路徑上移動(dòng)，在指針210的附近同時(shí)標(biāo)有表示是第1支持路徑的指針的字符數(shù)據(jù)“1”。
操作輸入裝置19，例如把指針210在冠狀位像23a上沿著第1支持路徑移動(dòng)到任意位置時(shí)，如圖19所示，顯示在VBS圖像顯示區(qū)域23d中的VBS圖像變化為移動(dòng)后的指針210所在的第1支持路徑的位置處的VBS圖像。另外，作為與指針210的移動(dòng)相伴隨的VBS圖像的運(yùn)動(dòng)圖像，從圖18的VBS圖像變遷為圖19的VBS圖像。
并且，例如圖20所示，在第1支持路徑的始點(diǎn)位置處標(biāo)出了指針210的狀態(tài)下，利用輸入裝置19點(diǎn)擊重放按鈕202時(shí)，指針210沿著支持路徑從始點(diǎn)位置移動(dòng)到終點(diǎn)位置，VBS圖像作為運(yùn)動(dòng)圖像而顯示在VBS圖像顯示區(qū)域23d中，最終如圖21所示，顯示在VBS圖像顯示區(qū)域23d中的VBS圖像成為終點(diǎn)位置處的VBS圖像。
另外，在第1支持路徑的任意位置處標(biāo)出了指針210的情況下，點(diǎn)擊重放按鈕202時(shí)，從該位置沿著支持路徑移動(dòng)到終點(diǎn)位置，VBS圖像作為運(yùn)動(dòng)圖像而顯示在VBS圖像顯示區(qū)域23d中，并最終仍如圖21所示，顯示在VBS圖像顯示區(qū)域23d中的VBS圖像成為終點(diǎn)位置處的VBS圖像。
這樣，可以確認(rèn)第1支持路徑中的VBS圖像，所以能夠驗(yàn)證該第1支持路徑是否是適合于支持的路徑。
把這些過(guò)程也應(yīng)用于第2支持路徑和第3支持路徑，從而可以驗(yàn)證/選擇最適合于支持的路徑。
并且，在路徑驗(yàn)證窗口200中可以同時(shí)驗(yàn)證多個(gè)支持路徑。即，如圖22所示，例如在復(fù)選框201中全部選擇3個(gè)支持路徑時(shí)，在冠狀位像23a、軸位像23b、矢狀位像23c上的支持路徑的始點(diǎn)位置處標(biāo)出指針210，但由于3個(gè)支持路徑的始點(diǎn)位置相同，所以指針210的顯示為1個(gè)。此時(shí)，在指針210的附近同時(shí)標(biāo)有表示是第1～第3支持路徑的指針的字符數(shù)據(jù)“1”、“2”、“3”。
并且，在該圖22的路徑驗(yàn)證窗口200中，代替VBS圖像顯示區(qū)域23d而設(shè)有3個(gè)用于顯示各個(gè)路徑的VBS圖像的VBS圖像顯示區(qū)域23d1、VBS圖像顯示區(qū)域23d2、VBS圖像顯示區(qū)域23d3。并且，在VBS圖像顯示區(qū)域23d1、VBS圖像顯示區(qū)域23d2、VBS圖像顯示區(qū)域23d3中顯示了各個(gè)路徑上的指針210所在的VBS圖像。在圖22中，各個(gè)路徑上的指針210位于始點(diǎn)位置，所以第1插入路徑用的VBS圖像顯示區(qū)域23d1、第2插入路徑用的VBS圖像顯示區(qū)域23d2、第3插入路徑用的VBS圖像顯示區(qū)域23d3中顯示的VBS圖像均相同，顯示了始點(diǎn)位置處的VBS圖像。
并且，在該狀態(tài)下，例如點(diǎn)擊指針210附近的字符數(shù)據(jù)“3”而沿著第3插入路徑移動(dòng)時(shí)，如圖23所示，在第3插入路徑上標(biāo)出第3插入路徑的指針210，并且在VBS圖像顯示區(qū)域23d3中顯示了第3插入路徑的指針210所在的VBS圖像。此時(shí)，在VBS圖像顯示區(qū)域23d1、VBS圖像顯示區(qū)域23d2中依舊顯示始點(diǎn)位置處的VBS圖像。
這些字符數(shù)據(jù)的點(diǎn)擊操作可以在各個(gè)插入路徑上進(jìn)行，通過(guò)在插入路徑中進(jìn)行這種操作，在與進(jìn)行了操作的插入路徑對(duì)應(yīng)的VBS圖像顯示區(qū)域中顯示該插入路徑的指針210所在的VBS圖像。伴隨指針210的移動(dòng)的VBS圖像如上面所述那樣作為運(yùn)動(dòng)圖像而變遷。
并且，如圖24所示，在點(diǎn)擊重放按鈕202時(shí)，各個(gè)指針210沿著所有插入路徑移動(dòng)，VBS圖像作為運(yùn)動(dòng)圖像而顯示在第1插入路徑用的VBS圖像顯示區(qū)域23d1、第2插入路徑用的VBS圖像顯示區(qū)域23d2、第3插入路徑用的VBS圖像顯示區(qū)域23d3中，并最終如圖21所示，在第1插入路徑用的VBS圖像顯示區(qū)域23d1、第2插入路徑用的VBS圖像顯示區(qū)域23d2、第3插入路徑用的VBS圖像顯示區(qū)域23d3中顯示的VBS圖像成為終點(diǎn)位置處的VBS圖像。
如圖25所示，在插入路徑為4個(gè)時(shí)，雖然顯示了第4插入路徑用的VBS圖像顯示區(qū)域23d4，但此時(shí)的作用與圖22～圖24相同。
并且，在插入路徑為5個(gè)或5個(gè)以上的情況下，同時(shí)顯示VBS圖像時(shí)，由于所顯示的VBS圖像變得過(guò)小，所以如圖26所示，在路徑驗(yàn)證窗口200中顯示VBS顯示框220。
如圖27所示，該VBS顯示框220例如由以下部分構(gòu)成指定6個(gè)支持路徑內(nèi)的任意的支持路徑的復(fù)選框221；以及VBS圖像顯示部222，其由VBS圖像顯示區(qū)域構(gòu)成，該VBS圖像顯示區(qū)域顯示通過(guò)復(fù)選框221選擇的支持路徑為4個(gè)或4個(gè)以下時(shí)的顯示VBS圖像。例如，在復(fù)選框221中，選擇了第1支持路徑、第3支持路徑、第4支持路徑、第6支持路徑時(shí)，在VBS圖像顯示部222的VBS圖像顯示區(qū)域的左上側(cè)標(biāo)出了支持路徑的序號(hào)，在該VBS圖像顯示區(qū)域中顯示各個(gè)支持路徑上的指針210所在的VBS圖像。VBS圖像的顯示方法與上述的圖22～圖24相同。
并且，通過(guò)復(fù)選框221例如選擇了全部6個(gè)支持路徑時(shí)，如圖28和圖29所示，在VBS圖像顯示部222中顯示滾動(dòng)條223。雖然顯示在VBS圖像顯示部222中的VBS圖像顯示區(qū)域限于4個(gè)，但通過(guò)操作滾動(dòng)條223，可以依次確認(rèn)6個(gè)VBS圖像顯示區(qū)域的VBS圖像。圖28表示可以顯示第1～第4插入路徑上的VBS圖像的狀態(tài)，圖29表示可以顯示第3～第6插入路徑上的VBS圖像的狀態(tài)。
另外，代替復(fù)選框221而如圖30所示，也可以通過(guò)操作輸入裝置19，在VBS顯示框220上顯示彈出窗口224，在彈出窗口224上選擇插入路徑，此時(shí)把選擇數(shù)量限于4個(gè)或4個(gè)以下，從而可以將所顯示的VBS圖像的尺寸設(shè)為能夠確認(rèn)的大小。
并且，在本實(shí)施例的路徑設(shè)定部14的路徑驗(yàn)證功能14d中，在從輸入裝置19輸入路徑顯示變更信號(hào)時(shí)，在監(jiān)視器6上顯示圖31所示的路徑驗(yàn)證窗口200。
路徑驗(yàn)證功能14d如圖32所示那樣，使基于CT圖像數(shù)據(jù)的支氣管的三維圖像300細(xì)線化，從而生成支氣管的細(xì)線化模型圖像301，在圖31的路徑驗(yàn)證窗口200中，可以在3D圖像顯示區(qū)域310中顯示細(xì)線化模型圖像301來(lái)代替冠狀位像23a、軸位像23b、矢狀位像23c。
在該3D圖像顯示區(qū)域310的下段設(shè)有使細(xì)線化模型圖像301圍繞C軸旋轉(zhuǎn)用的左旋轉(zhuǎn)按鈕311、右旋轉(zhuǎn)按鈕312，其它與圖17相同。
如圖33所示，例如通過(guò)復(fù)選框201選擇了第1插入路徑時(shí)，在細(xì)線化模型圖像301上的始點(diǎn)位置處標(biāo)出指針210，在VBS圖像顯示區(qū)域23d中顯示始點(diǎn)位置處的第1插入路徑的VBS圖像。
此時(shí)，點(diǎn)擊旋轉(zhuǎn)按鈕311或右旋轉(zhuǎn)按鈕312時(shí)，細(xì)線化模型圖像301圍繞C軸向左或右旋轉(zhuǎn)與點(diǎn)擊相應(yīng)的時(shí)間。VBS圖像顯示區(qū)域23d的VBS圖像是從固定的始點(diǎn)開(kāi)始的圖像，所以細(xì)線化模型圖像301圍繞C軸旋轉(zhuǎn)時(shí)，VBS圖像與該旋轉(zhuǎn)同步地旋轉(zhuǎn)。由此，可以使VBS圖像在支氣管內(nèi)任意地旋轉(zhuǎn)而確認(rèn)VBS圖像。
并且，如圖34所示，可以使細(xì)線化模型圖像301上的指針210移動(dòng)到任意的插入路徑上的位置處，此時(shí)如上面所述，VBS圖像作為運(yùn)動(dòng)圖像而變遷，并在VBS圖像顯示區(qū)域23d中顯示指針210所在的插入路徑的VBS圖像。
同樣，通過(guò)點(diǎn)擊重放按鈕202，例如，從圖35所示的指針210位于始點(diǎn)位置處的狀態(tài)移動(dòng)到圖36所示的指針210位于終點(diǎn)位置處的狀態(tài)，此時(shí)與該指針210的移動(dòng)連動(dòng)，在VBS圖像顯示區(qū)域23d中作為運(yùn)動(dòng)圖像而顯示VBS圖像。
另外，如圖37所示，例如通過(guò)復(fù)選框201選擇了3個(gè)插入路徑時(shí)，在細(xì)線化模型圖像301上顯示各個(gè)指針210。另外，VBS圖像的顯示與在MPR圖像中在插入路徑上操作指針210等時(shí)相同，在小于等于4個(gè)插入路徑的情況下，可以使用圖37所示形式的路徑驗(yàn)證窗口200。
在插入路徑為5個(gè)或5個(gè)以上時(shí)，如圖38所示，在路徑驗(yàn)證窗口200中顯示VBS顯示框220，關(guān)于該VBS顯示框220前面已經(jīng)敘述，所以省略說(shuō)明。
這樣，在開(kāi)始通過(guò)虛擬圖像驗(yàn)證功能14d選擇出的最佳支持路徑中、由插入支持裝置5進(jìn)行的插入支持下的支氣管內(nèi)窺鏡檢查時(shí)，在監(jiān)視器7上顯示圖39所示的插入支持畫面51。另外，在監(jiān)視器6上也顯示與監(jiān)視器7相同的插入支持畫面51。
該插入支持畫面51由下述部分構(gòu)成顯示來(lái)自支氣管內(nèi)窺鏡裝置3的實(shí)時(shí)圖像的內(nèi)窺鏡實(shí)時(shí)圖像顯示區(qū)域52；顯示VBS圖像像53a的VBS圖像顯示區(qū)域53；以及將路徑的所有分支點(diǎn)處的VBS圖像像53a縮小而顯示為分支縮略VBS圖像54(a)～54(j)的分支縮略VBS圖像區(qū)域54，并且，在VBS圖像顯示區(qū)域53中顯示作為與實(shí)時(shí)圖像所在的分支點(diǎn)對(duì)應(yīng)的虛擬圖像的VBS圖像像53a。
此處，與顯示在VBS圖像顯示區(qū)域53中的VBS圖像53a相同的分支縮略VBS圖像的框顯示為粗框或彩色，以便可以與其它的分支縮略VBS圖像區(qū)分，手術(shù)醫(yī)生能夠容易地識(shí)別顯示在VBS圖像顯示區(qū)域53中的VBS圖像是哪個(gè)分支的圖像。
(實(shí)施例2)實(shí)施例2與實(shí)施例1幾乎相同，所以僅說(shuō)明不同之處，對(duì)相同的結(jié)構(gòu)標(biāo)以相同標(biāo)號(hào)并省略說(shuō)明。
實(shí)施例2的路徑設(shè)定部14的路徑驗(yàn)證功能14d具有路徑設(shè)定仿真功能，該路徑設(shè)定仿真功能在路徑設(shè)定結(jié)束后，比較作為對(duì)象的患者的支氣管結(jié)構(gòu)與過(guò)去的支氣管結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)的相似性，當(dāng)在CT圖像數(shù)據(jù)存儲(chǔ)部12中存在支氣管結(jié)構(gòu)相似預(yù)定的相似度以上的支氣管結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)、而且在VBS圖像存儲(chǔ)部16中存在終點(diǎn)位置相似的插入支持時(shí)的插入支持畫面51上的操作數(shù)據(jù)時(shí)，可以顯示該情況，進(jìn)行使用了該支氣管結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)和操作數(shù)據(jù)的插入支持的仿真，對(duì)于手術(shù)醫(yī)生可以更加恰當(dāng)?shù)貙?shí)施所設(shè)定的路徑的驗(yàn)證。
具體講，如圖40所示，路徑驗(yàn)證功能14d在步驟S101中，分析存儲(chǔ)在CT圖像數(shù)據(jù)存儲(chǔ)部12中的成為對(duì)象的患者的支氣管結(jié)構(gòu)，在步驟S102中，從CT圖像數(shù)據(jù)存儲(chǔ)部12上構(gòu)建的由過(guò)去的支氣管結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)構(gòu)成的數(shù)據(jù)庫(kù)中檢索相似結(jié)構(gòu)的支氣管結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)。
并且，在步驟S103中，路徑驗(yàn)證功能14d判斷是否存在與成為對(duì)象的患者的支氣管結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)相似預(yù)定的相似度以上的過(guò)去的支氣管結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)，當(dāng)存在時(shí)，在步驟S104中，顯示預(yù)定的相似度以上一致的路徑范圍。作為顯示方法，例如通過(guò)(1)圖41所示的MPR圖像上(2)圖42所示的細(xì)線化模型圖像上(3)圖43所示的體數(shù)據(jù)(volume data)圖像上等各個(gè)圖像上的路徑范圍顯示而實(shí)現(xiàn)。
另外，在圖41～圖43中的各個(gè)圖像上，利用分色來(lái)顯示在到終點(diǎn)范圍1000為止的路徑上一致的路徑范圍1001和不一致的路徑范圍1002。
并且，在步驟S105中，判斷是否對(duì)所顯示的路徑實(shí)施基于過(guò)去的支氣管結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)的VBS圖像的仿真，在實(shí)施仿真時(shí)，在步驟S106中，如圖44所示的VBS圖像那樣，實(shí)施通過(guò)一致的路徑范圍中的成為對(duì)象的患者的VBS圖像和過(guò)去的VBS圖像的比較顯示而進(jìn)行的仿真，在步驟S107中，將過(guò)去的支氣管結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)作為仿真對(duì)象數(shù)據(jù)而登記在CT圖像數(shù)據(jù)存儲(chǔ)部12的數(shù)據(jù)庫(kù)中，結(jié)束處理。
另外，在圖44中，通過(guò)由以下部分構(gòu)成的畫面進(jìn)行顯示，即，顯示成為對(duì)象的患者(當(dāng)前數(shù)據(jù))的VBS圖像的第1 VBS圖像顯示區(qū)域1010；顯示相似(過(guò)去數(shù)據(jù))的VBS圖像的第2 VBS圖像顯示區(qū)域1011；以及用于指定這些VBS圖像的顯示框的滑條1012。
本發(fā)明不限于上述的實(shí)施例，可以在不改變本發(fā)明宗旨的范圍內(nèi)進(jìn)行各種變更、修改等。
權(quán)利要求
1.一種插入支持系統(tǒng)，其特征在于，具有虛擬圖像生成單元，其根據(jù)被檢體的三維區(qū)域的圖像數(shù)據(jù)，生成所述被檢體內(nèi)的體腔路的虛擬圖像；路徑始點(diǎn)設(shè)定單元，其設(shè)定內(nèi)窺鏡到所述被檢體內(nèi)的體腔路的插入路徑的始點(diǎn)；關(guān)注區(qū)域設(shè)定單元，其設(shè)定所述被檢體內(nèi)的關(guān)注部位的區(qū)域；路徑提取單元，其提取從所述始點(diǎn)至所述關(guān)注部位的區(qū)域的多個(gè)所述插入路徑；以及路徑驗(yàn)證單元，其驗(yàn)證由所述路徑提取單元提取出的多個(gè)所述插入路徑。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的插入支持系統(tǒng)，其特征在于，所述路徑驗(yàn)證單元具有位置指定單元，其指定由所述路徑提取單元提取出的所述插入路徑上的任意位置；以及顯示單元，顯示由所述位置指定單元指定的所述位置處的所述虛擬圖像。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的插入支持系統(tǒng)，其特征在于，具有使所述位置指定單元所指定的所述位置移動(dòng)的位置移動(dòng)單元。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的插入支持系統(tǒng)，其特征在于，所述路徑提取單元提取多個(gè)到位于所述關(guān)注區(qū)域附近的所述體腔路的位置的所述插入路徑。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的插入支持系統(tǒng)，其特征在于，所述顯示單元在基于所述三維區(qū)域的圖像數(shù)據(jù)的多斷面重建圖像上顯示由所述路徑提取單元提取出的所述插入路徑。
6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的插入支持系統(tǒng)，其特征在于，所述顯示單元在基于所述三維區(qū)域的圖像數(shù)據(jù)的所述被檢體內(nèi)的體腔路的三維重建圖像上顯示由所述路徑提取單元提取出的所述插入路徑。
7.一種插入支持系統(tǒng)，其特征在于，具有虛擬圖像生成單元，其根據(jù)被檢體的三維區(qū)域的圖像數(shù)據(jù)，生成所述被檢體內(nèi)的體腔路的虛擬圖像；路徑始點(diǎn)設(shè)定單元，其設(shè)定內(nèi)窺鏡到所述被檢體內(nèi)的體腔路的插入路徑的始點(diǎn)；路徑終點(diǎn)設(shè)定單元，其設(shè)定內(nèi)窺鏡到所述被檢體內(nèi)的體腔路的插入路徑的終點(diǎn)；路徑提取單元，其提取從所述始點(diǎn)至所述終點(diǎn)的多個(gè)所述插入路徑；以及路徑驗(yàn)證單元，其驗(yàn)證由所述路徑提取單元提取出的多個(gè)所述插入路徑。
全文摘要
在本發(fā)明的支氣管插入支持系統(tǒng)中，路徑設(shè)定部構(gòu)成為具有設(shè)定支氣管插入的插入始點(diǎn)的路徑始點(diǎn)設(shè)定功能；設(shè)定作為支氣管插入的插入終點(diǎn)的關(guān)注區(qū)域的關(guān)注區(qū)域設(shè)定功能；提取從插入始點(diǎn)到插入終點(diǎn)的插入路徑的路徑提取功能；以及進(jìn)行所提取的插入路徑的驗(yàn)證的路徑驗(yàn)證功能。從而，通過(guò)這些功能，確定多個(gè)插入路徑中的進(jìn)行插入支持時(shí)的最佳插入路徑。
文檔編號(hào)A61B1/267GK1874717SQ200480032338
公開(kāi)日2006年12月6日 申請(qǐng)日期2004年11月1日 優(yōu)先權(quán)日2003年11月4日
發(fā)明者秋本俊也, 大西順一 申請(qǐng)人:奧林巴斯株式會(huì)社