本發(fā)明涉及支援內(nèi)窺鏡觀察的醫(yī)療裝置、醫(yī)療圖像生成方法以及醫(yī)療圖像生成程序。

背景技術(shù)：

近年來，作為具有內(nèi)窺鏡的醫(yī)療裝置的內(nèi)窺鏡裝置廣泛普及，其中，該內(nèi)窺鏡插入到被檢體內(nèi)而對(duì)被檢體內(nèi)部進(jìn)行觀察或者使用處置器具等進(jìn)行處置。具有如下的醫(yī)療裝置：在使用內(nèi)窺鏡對(duì)觀察(或者檢查)對(duì)象的規(guī)定的管腔器官內(nèi)部進(jìn)行觀察的情況下在圖像上顯示觀察范圍。

在這樣的醫(yī)療裝置中，通過事先對(duì)患者的器官進(jìn)行測(cè)量來取得器官的測(cè)量數(shù)據(jù)，能夠在根據(jù)所取得的測(cè)量數(shù)據(jù)而推定的模型圖像上顯示出觀察中的觀察位置。

例如，在日本特開2014-117446號(hào)公報(bào)中提出了如下的技術(shù)：將內(nèi)窺鏡插入到人的器官內(nèi)，通過設(shè)置在內(nèi)窺鏡前端的傳感器求出與器官相距的距離，還設(shè)置有檢測(cè)內(nèi)窺鏡的動(dòng)作的傳感器，從而根據(jù)傳感器的測(cè)定結(jié)果和內(nèi)窺鏡的移位而當(dāng)場(chǎng)推定器官的形狀并生成模型圖像。

然而，在現(xiàn)有的醫(yī)療裝置中，為了準(zhǔn)確地顯示觀察范圍的位置而按照每個(gè)患者來推定器官的形狀從而制作模型圖像，在該模型圖像上顯示觀察位置，在每個(gè)器官的形狀的個(gè)人差異較大的情況下，模型圖像的個(gè)人差異也較大，從而存在不易于觀察并且難以在患者之間進(jìn)行比較這樣的問題。

并且，在向器官內(nèi)進(jìn)行灌流或送氣的情況等時(shí)，有時(shí)在觀察過程中器官的形狀發(fā)生變化。在該情況下，在實(shí)施手術(shù)的過程中，需要再次測(cè)量器官而重新推定對(duì)象的形狀并重新制作模型圖像，從而存在需要中斷觀察或手術(shù)等這樣的問題。并且，在該情況下，還有時(shí)無法在再制作后的模型圖像上的準(zhǔn)確的范圍內(nèi)顯示出模型圖像的再制作之前的完成觀察的位置。

本發(fā)明的目的在于，提供如下的醫(yī)療裝置、醫(yī)療圖像生成方法以及醫(yī)療圖像生成程序：不論器官的變形如何，并且即使是不同的人的器官都能夠使用共用的模型圖像而準(zhǔn)確地顯示觀察范圍等。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

用于解決課題的手段

本發(fā)明的一個(gè)方式的醫(yī)療裝置具有：模型圖像生成部，其生成將被檢體內(nèi)部的形狀模型化而得到的模型圖像；坐標(biāo)運(yùn)算部，其檢測(cè)所述被檢體內(nèi)部的特征點(diǎn)的三維位置，根據(jù)所述特征點(diǎn)的位置來設(shè)定極坐標(biāo)，通過所述極坐標(biāo)來求出所述被檢體內(nèi)部的任意的三維位置；以及圖像生成部，其根據(jù)由所述坐標(biāo)運(yùn)算部求出的極坐標(biāo)的成分中的至少一個(gè)角度成分而將所述被檢體內(nèi)部的任意的三維位置顯示在所述模型圖像上。

并且，關(guān)于本發(fā)明的一個(gè)方式的醫(yī)療圖像生成方法，該醫(yī)療裝置具有位置方向取得部、坐標(biāo)運(yùn)算部、模型圖像生成部以及圖像生成部，在該醫(yī)療圖像生成方法中，所述位置方向取得部求出包含被檢體內(nèi)部的特征點(diǎn)在內(nèi)的所述被檢體內(nèi)部的任意的三維位置，所述坐標(biāo)運(yùn)算部根據(jù)所述被檢體內(nèi)部的特征點(diǎn)的三維位置來設(shè)定極坐標(biāo)，通過所述極坐標(biāo)來求出所述被檢體內(nèi)部的任意的三維位置，所述模型圖像生成部生成將所述被檢體內(nèi)部的形狀模型化而得到的模型圖像，所述圖像生成部根據(jù)由所述坐標(biāo)運(yùn)算部求出的極坐標(biāo)的成分中的至少一個(gè)角度成分而將所述被檢體內(nèi)部的任意的三維位置顯示在所述模型圖像上。

并且，本發(fā)明的一個(gè)方式的醫(yī)療圖像生成程序使計(jì)算機(jī)執(zhí)行以下的步驟：求出包含被檢體內(nèi)部的特征點(diǎn)在內(nèi)的所述被檢體內(nèi)部的任意的三維位置，根據(jù)所述被檢體內(nèi)部的特征點(diǎn)的三維位置來設(shè)定極坐標(biāo)，通過所述極坐標(biāo)來求出所述被檢體內(nèi)部的任意的三維位置，生成將所述被檢體內(nèi)部的形狀模型化而得到的模型圖像，根據(jù)由所述坐標(biāo)運(yùn)算部求出的極坐標(biāo)的成分中的至少一個(gè)角度成分而將所述被檢體內(nèi)部的任意的三維位置顯示在所述模型圖像上。

附圖說明

圖1是示出本發(fā)明的第一實(shí)施方式的醫(yī)療裝置的框圖。

圖2是示出圖1的醫(yī)療裝置的外觀的說明圖。

圖3是用于對(duì)器官變形中心的求出方法進(jìn)行說明的說明圖。

圖4是示出極坐標(biāo)中的觀察點(diǎn)的說明圖。

圖5是以極坐標(biāo)的θ為橫軸并且以極坐標(biāo)的φ為縱軸來示出二維模型圖像的說明圖。

圖6是示意性地示出仰臥位的狀態(tài)下的膀胱的平面形狀u1和右側(cè)臥位的狀態(tài)下的膀胱的側(cè)面形狀u2的、用于對(duì)極坐標(biāo)與模型圖像的對(duì)應(yīng)進(jìn)行說明的說明圖。

圖7是示出本實(shí)施方式中的動(dòng)作流程的流程圖。

圖8是用于對(duì)模型圖像上的標(biāo)志進(jìn)行說明的說明圖。

圖9a是用于對(duì)本發(fā)明的第二實(shí)施方式中采用的模型圖像進(jìn)行說明的說明圖。

圖9b是示出本發(fā)明的第二實(shí)施方式中采用的模型圖像的說明圖。

圖10是用于對(duì)本發(fā)明的第三實(shí)施方式進(jìn)行說明的說明圖。

具體實(shí)施方式

以下，參照附圖對(duì)本發(fā)明的實(shí)施方式詳細(xì)地進(jìn)行說明。

(第一實(shí)施方式)

圖1是示出本發(fā)明的第一實(shí)施方式的醫(yī)療裝置的框圖。圖2是示出圖1的醫(yī)療裝置的外觀的說明圖。

一般情況下，在紙質(zhì)介質(zhì)上描繪的圖表(schema)示意性地表示器官的實(shí)際形狀，在紙質(zhì)病歷等中多數(shù)情況下使用共用的形狀的圖表。手術(shù)人員一邊在腦中考慮比例尺和角度等一邊進(jìn)行將通過內(nèi)窺鏡等實(shí)際上觀察到的病變部等的位置和形狀記錄到在紙面上描繪的圖表上這樣的處理。還有時(shí)使用與實(shí)際的器官形狀不同的共用形狀的圖表，因而對(duì)手術(shù)人員來說易于進(jìn)行病變部的確認(rèn)等。

因此，在本實(shí)施方式中，當(dāng)在監(jiān)視器所顯示的模型圖像中顯示觀察范圍等的情況下也使用共用的模型圖像。而且，在該情況下，在本實(shí)施方式中，不論器官形狀的個(gè)人差異如何，并且不論器官的變形如何都能夠在共用的模型圖像上的準(zhǔn)確的位置和范圍內(nèi)顯示觀察范圍等。

如圖2所示，醫(yī)療裝置1是進(jìn)行被檢體內(nèi)部的觀察的裝置。在本實(shí)施方式中，關(guān)于將患者pa內(nèi)部的規(guī)定的管腔器官(在具體例中為膀胱u(yù))內(nèi)部作為被檢體內(nèi)部進(jìn)行觀察(或檢查)的例子進(jìn)行說明。醫(yī)療裝置1構(gòu)成為具有光源裝置3、處理器4、圖像處理裝置5、監(jiān)視器6、位置檢測(cè)機(jī)構(gòu)部29以及作為觀察裝置的內(nèi)窺鏡2。醫(yī)療裝置1也可以具有在通常光觀察和特殊光觀察這兩種觀察模式下進(jìn)行觀察的功能。作為醫(yī)療裝置1的用戶的手術(shù)人員對(duì)于在床8上以仰臥位等橫躺著的患者pa的作為規(guī)定的管腔器官(簡(jiǎn)稱為管腔器官或器官)的膀胱u(yù)內(nèi)部進(jìn)行內(nèi)窺鏡檢查。

內(nèi)窺鏡2具有操作部2a、插入部2b以及通用纜線2c，其中，該插入部2b具有撓性。內(nèi)窺鏡2例如是膀胱檢查用的內(nèi)窺鏡。在通用纜線2c內(nèi)貫穿插入有圖1所示的光導(dǎo)9，內(nèi)窺鏡2使來自光源裝置3的照明光通過光導(dǎo)9而從插入部2b的前端部2d的照明窗射出。通過該照明光對(duì)規(guī)定的管腔器官(膀胱u(yù))內(nèi)部進(jìn)行照明，該規(guī)定的管腔器官(膀胱u(yù))是供插入部2b的前端部2d插入的被檢體內(nèi)部。

如圖1所示，在插入部2b的前端部2d設(shè)置有物鏡光學(xué)系統(tǒng)10和攝像元件11。攝像元件11的攝像面配置在物鏡光學(xué)系統(tǒng)10的成像位置，該攝像元件11對(duì)成像在攝像面上的被檢體光學(xué)像進(jìn)行光電轉(zhuǎn)換并作為攝像信號(hào)輸出。這樣，攝像元件11對(duì)由光源裝置3的照明光進(jìn)行照明的膀胱u(yù)的內(nèi)壁進(jìn)行拍攝。由物鏡光學(xué)系統(tǒng)10和攝像元件11構(gòu)成了對(duì)管腔器官內(nèi)部進(jìn)行拍攝并輸出攝像圖像的攝像部(或攝像裝置)12。

由攝像元件11取得的攝像信號(hào)經(jīng)由通用纜線2c內(nèi)的信號(hào)線被輸入給處理器4。在處理器4中設(shè)置有圖像生成電路4a，圖像生成電路4a進(jìn)行使用所輸入的攝像信號(hào)的圖像生成處理，生成作為管腔器官的膀胱u(yù)內(nèi)部的內(nèi)窺鏡圖像(攝像圖像)。

圖像生成電路4a將所生成的攝像圖像輸出給圖像處理裝置5。圖像處理裝置5的圖像取入電路24具有圖像取入部的功能，該圖像取入部進(jìn)行以一定的周期取入由處理器4生成的內(nèi)窺鏡圖像的處理。圖像取入電路24例如與幀速相同地在一秒內(nèi)從處理器4取得30張內(nèi)窺鏡圖像。并且，圖像取入電路24也接收來自處理器4的釋放信號(hào)。圖像取入電路24取入來自圖像生成電路4a的攝像圖像，經(jīng)由顯示i/f23提供給監(jiān)視器6。由此，由內(nèi)窺鏡2取得的內(nèi)窺鏡圖像被顯示在監(jiān)視器6的內(nèi)窺鏡圖像顯示區(qū)域上。另外，使圖像取入電路24還能夠取入來自ct裝置29的圖像，經(jīng)由顯示i/f23提供給監(jiān)視器6。

處理器4具有用于切換觀察模式的切換開關(guān)4b。圖像生成電路4a被輸入由切換開關(guān)4b指定的觀察模式信號(hào)，生成與由切換開關(guān)4b指定觀察模式對(duì)應(yīng)的內(nèi)窺鏡圖像。更具體而言，在指定了通常光觀察模式的情況下，圖像生成電路4a生成在通常光(白色光)的照明下拍攝的通常光觀察圖像，在指定了特殊光觀察模式的情況下，圖像生成電路4a生成特殊光觀察圖像(更狹義而言為窄帶光觀察圖像)。

并且，切換開關(guān)4b的觀察模式信號(hào)還被輸入給光源裝置3的led控制電路3a。led控制電路3a對(duì)led3b、3c進(jìn)行控制以生成與觀察模式對(duì)應(yīng)的照明光。即，在由切換開關(guān)4b指定了通常光觀察模式的情況下，led控制電路3a進(jìn)行控制以使作為通常光觀察模式用的光源的白色led3b發(fā)光，在指定了特殊光觀察模式的情況下，led控制電路3a進(jìn)行控制以使作為特殊光觀察模式用的光源的窄帶的藍(lán)色led3c發(fā)光。

在窄帶的藍(lán)色led3c發(fā)光的情況下，窄帶的藍(lán)色光被以45度的角度配置在該藍(lán)色光的光路上的分色鏡3d選擇性地反射，然后被聚光透鏡3e會(huì)聚而向光導(dǎo)9的基端入射。入射到光導(dǎo)9的基端的窄帶的藍(lán)色照明光被光導(dǎo)9傳送而從安裝有光導(dǎo)9的前端的照明窗射出。這樣，在該情況下進(jìn)行了特殊光觀察模式用的照明(更狹義而言為窄帶光觀察模式用的照明)。

并且，在白色led3b發(fā)光的情況下，白色光的去除了窄帶的藍(lán)色光后的大部分白色光被配置在該白色光的光路上的分色鏡3d選擇性地透射，被聚光透鏡3e會(huì)聚而向光導(dǎo)9的基端入射。入射到光導(dǎo)9的基端的去除了窄帶的藍(lán)色光后的白色照明光被光導(dǎo)9傳送而從安裝于光導(dǎo)9的前端的照明窗射出。于是，在該情況下進(jìn)行了通常光觀察模式用的照明。

在內(nèi)窺鏡2的操作部2a上設(shè)置有釋放按鈕(或者釋放開關(guān))14。釋放按鈕14是手術(shù)人員等用戶在記錄(或者存儲(chǔ))內(nèi)窺鏡圖像時(shí)按壓的按鈕。當(dāng)釋放按鈕14被按壓時(shí)，向處理器4輸出釋放按鈕操作信號(hào)，處理器4生成釋放信號(hào)并輸出給圖像處理裝置5。釋放按鈕14被按壓時(shí)的內(nèi)窺鏡圖像被記錄(或者存儲(chǔ))在圖像處理裝置5的后述的存儲(chǔ)器22中。并且，醫(yī)療裝置1具有輸入裝置30，該輸入裝置30供用戶對(duì)圖像處理裝置5進(jìn)行各種信息的輸入或用于選擇的輸入。

圖像處理裝置5具有如下的功能：使監(jiān)視器6顯示內(nèi)窺鏡圖像并且顯示與觀察對(duì)象對(duì)應(yīng)的模型圖像，在模型圖像上顯示內(nèi)窺鏡圖像的攝影范圍等。圖像處理裝置5使由處理器4生成的內(nèi)窺鏡圖像顯示在監(jiān)視器6的顯示畫面上的一部分的顯示區(qū)域，使模型圖像顯示在另一部分的顯示區(qū)域。而且，圖像處理裝置5使得表示所顯示的內(nèi)窺鏡圖像的圖像范圍(攝影范圍)的標(biāo)志顯示于在顯示畫面上顯示的模型圖像上。

圖像處理裝置5具有控制部21、存儲(chǔ)器22、顯示接口(以下，簡(jiǎn)稱為顯示i/f)23、圖像取入電路24、位置方向取得電路25以及位置檢測(cè)機(jī)構(gòu)控制部27。cpu21、存儲(chǔ)器22、顯示i/f23、圖像取入電路24以及位置方向取得電路25經(jīng)由總線28而彼此連接。內(nèi)窺鏡圖像從圖像取入電路24經(jīng)由總線28被提供給控制部21。

作為存儲(chǔ)部的存儲(chǔ)器22由rom、ram(隨機(jī)存取存儲(chǔ)器)、閃存等構(gòu)成。存儲(chǔ)器22存儲(chǔ)由控制部21執(zhí)行的各種處理程序和各種數(shù)據(jù)。并且，存儲(chǔ)器22具有內(nèi)窺鏡圖像存儲(chǔ)部22a和位置方向信息存儲(chǔ)部22b，該內(nèi)窺鏡圖像存儲(chǔ)部22a存儲(chǔ)由圖像生成電路4a生成的內(nèi)窺鏡圖像的信息，該位置方向信息存儲(chǔ)部22b存儲(chǔ)由位置方向取得電路25取得的位置信息和視線方向信息。并且，存儲(chǔ)器22具有2d/3d模型圖像存儲(chǔ)部22c，該2d/3d模型圖像存儲(chǔ)部22c存儲(chǔ)二維(2d)和三維(3d)的模型圖像的圖像數(shù)據(jù)。在本實(shí)施方式中，作為模型圖像，不論患者如何，并且不論器官的狀態(tài)如何都使用共用形狀的模型圖像。

控制部21能夠由未圖示的cpu等處理器構(gòu)成，也可以根據(jù)存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器中的程序進(jìn)行動(dòng)作而對(duì)各部分進(jìn)行控制。通過控制部21來求出內(nèi)窺鏡圖像的攝影范圍，并且對(duì)模型圖像的顯示和模型圖像上的表示攝影范圍的標(biāo)志的顯示進(jìn)行控制。

在本實(shí)施方式中，求出作為觀察裝置的內(nèi)窺鏡2的攝影范圍(即在監(jiān)視器6的內(nèi)窺鏡圖像的顯示區(qū)域中顯示的圖像的范圍)，并且在共用的模型圖像中準(zhǔn)確地顯示。因此，首先，位置方向取得電路25檢測(cè)攝像元件11的位置和方向。位置檢測(cè)機(jī)構(gòu)部29構(gòu)成為檢測(cè)攝像元件11的位置和方向。位置檢測(cè)機(jī)構(gòu)控制部27能夠?qū)ξ恢脵z測(cè)機(jī)構(gòu)部29進(jìn)行控制以檢測(cè)攝像元件11的位置和方向，并且將檢測(cè)結(jié)果輸出給位置方向取得電路25。

作為位置檢測(cè)機(jī)構(gòu)部和位置檢測(cè)機(jī)構(gòu)控制部，能夠采用公知的方法。例如，作為位置檢測(cè)機(jī)構(gòu)部，可以在插入部2b前端設(shè)置有未圖示的接收線圈，在內(nèi)窺鏡2的外部設(shè)置有產(chǎn)生磁場(chǎng)的磁場(chǎng)發(fā)送天線，對(duì)接收到來自磁場(chǎng)發(fā)送天線的磁場(chǎng)的接收線圈的信號(hào)進(jìn)行分析而檢測(cè)接收線圈的位置和方向，根據(jù)接收線圈與攝像元件11的已知的位置關(guān)系而檢測(cè)攝像元件11的位置和方向，也可以采用日本特開2014-117446號(hào)公報(bào)所記載的方法。在前者的情況下位置方向取得電路25輸出的數(shù)據(jù)是按照以磁場(chǎng)發(fā)送天線為基準(zhǔn)的坐標(biāo)系輸出的。

接著，位置方向取得電路25計(jì)算從攝像元件11到觀察對(duì)象為止的距離。對(duì)于內(nèi)窺鏡2的插入部2b，能夠通過未圖示的機(jī)構(gòu)根據(jù)操作部2a的操作桿的操作而使位于插入部2b的前端的彎曲部彎曲。在該內(nèi)窺鏡2的插入部2b的例如前端設(shè)置有距離傳感器13，該距離傳感器13測(cè)定插入部2b與患者pa的膀胱u(yù)的表面(被插入體內(nèi)表面)的距離并輸出距離信息。

距離傳感器13被設(shè)置為對(duì)與攝像元件11進(jìn)行拍攝的攝像中心的方向大致平行的方向上的距離進(jìn)行測(cè)定?？梢哉J(rèn)為攝像元件11的位置和方向與距離傳感器13的位置和方向大致相同。由此，能夠檢測(cè)在與攝像元件11進(jìn)行拍攝的方向相同的方向上與被插入體內(nèi)表面相距的距離。

例如，也可以是，距離傳感器13射出紅外激光，并檢測(cè)由被插入體內(nèi)表面反射出的紅外激光，根據(jù)紅外激光的出射時(shí)間與檢測(cè)時(shí)間之差來測(cè)定距離傳感器13的位置(即從插入部2b的前端到被插入體內(nèi)表面為止的距離)。另外，也可以代替距離傳感器13，而在控制部21中構(gòu)成為進(jìn)行內(nèi)窺鏡立體圖像的圖像分析來求出距離。

能夠通過插入部2b的插入、旋轉(zhuǎn)操作和由操作部2a的操作桿41進(jìn)行的彎曲操作而使設(shè)置有距離傳感器13的插入部2b的位置和朝向移動(dòng)。因此，也能夠使由距離傳感器13測(cè)定的測(cè)定點(diǎn)移動(dòng)。即，能夠在內(nèi)窺鏡2的能夠操作的范圍內(nèi)測(cè)定任意的插入部前端與距離測(cè)定點(diǎn)的距離。

距離傳感器13將作為測(cè)量結(jié)果的距離信息輸出給位置方向取得電路25。位置方向取得電路25根據(jù)攝像元件11的位置和方向、來自距離傳感器13的距離信息以及后述的視角來求出內(nèi)窺鏡2的觀察范圍。

在實(shí)施方式中，利用極坐標(biāo)系求出內(nèi)窺鏡2的觀察范圍，以使得不論作為檢查對(duì)象的器官的膀胱u(yù)的形狀的個(gè)人差異和伴隨著擴(kuò)張、縮小的尺寸的變化等，都在共用的模型圖像上顯示觀察范圍。

(極坐標(biāo)系)

在本實(shí)施方式中，例如，即使膀胱或大腸等的尺寸、形狀存在個(gè)人差異，也能夠利用以下這樣的特征：在產(chǎn)生擴(kuò)張或縮小等變形的情況下以某個(gè)點(diǎn)為起點(diǎn)按照大致相似形狀進(jìn)行變形。在本實(shí)施方式中，求出這樣的器官內(nèi)的作為變形起點(diǎn)的點(diǎn)(以下，稱為器官變形中心)，通過以所求出的器官變形中心為原點(diǎn)的極坐標(biāo)來表現(xiàn)觀察范圍(坐標(biāo))。以下，為了簡(jiǎn)化，將觀察范圍內(nèi)的任意點(diǎn)作為觀察點(diǎn)進(jìn)行說明。

例如，假設(shè)在從該極坐標(biāo)的原點(diǎn)對(duì)器官內(nèi)的規(guī)定的觀察點(diǎn)進(jìn)行觀察的情況下該器官擴(kuò)張或縮小。在該情況下，由于以作為器官變形中心的極坐標(biāo)的原點(diǎn)為中心按照相似形狀進(jìn)行擴(kuò)張或縮小，因此雖然從原點(diǎn)到觀察點(diǎn)的距離發(fā)生變化，但觀察的方向不變。即，為了確定器官內(nèi)的任何位置是否是觀察點(diǎn)，無需從原點(diǎn)起的距離信息，只要了解極坐標(biāo)的角度信息即可。關(guān)于膀胱或大腸等的近似球形或圓筒形的形狀的模型圖像，由于能夠僅通過角度信息來指定位置，因此根據(jù)極坐標(biāo)來求出這些器官的點(diǎn)，從而無需使用從原點(diǎn)起的距離信息就能夠求出與器官的點(diǎn)對(duì)應(yīng)的模型圖像的位置。

考慮到以上情況，在本實(shí)施方式中，通過使用以器官變形中心為原點(diǎn)的極坐標(biāo)系來表現(xiàn)觀察范圍，不論器官的實(shí)際形狀如何都能夠在共用的模型圖像上準(zhǔn)確地顯示觀察范圍等。

參照?qǐng)D3對(duì)作為極坐標(biāo)的原點(diǎn)的器官變形中心的求出方法進(jìn)行說明。圖3是用于對(duì)器官變形中心的求出方法進(jìn)行說明的說明圖。圖3以立體圖的方式示出了膀胱的外形，圓圈標(biāo)記所示的各位置分別是內(nèi)尿道口a、左尿管口b、右尿管口c、頂部t。圖3是從患者的左側(cè)稍微靠腳側(cè)并且靠腹側(cè)觀察切石位的患者pa的膀胱u(yù)時(shí)的圖。在本實(shí)施方式中，根據(jù)作為膀胱u(yù)的四個(gè)特征點(diǎn)的內(nèi)尿道口a、左尿管口b、右尿管口c以及頂部t來求出作為器官變形中心的極坐標(biāo)的原點(diǎn)。即，求出將腹部的頂部t和內(nèi)尿道口a連結(jié)起來的直線at，求出與該直線at平行并且通過左右尿管口b、c的平面l。而且，設(shè)極坐標(biāo)的原點(diǎn)o為將直線at的中點(diǎn)投影到平面l上的點(diǎn)。

接下來，參照?qǐng)D4和圖5對(duì)器官壁面的規(guī)定的觀察點(diǎn)的極坐標(biāo)以及該極坐標(biāo)與模型圖像上的顯示的關(guān)系進(jìn)行說明。圖4是示出極坐標(biāo)中的觀察點(diǎn)的說明圖，圖5是以極坐標(biāo)的θ為橫軸并且以極坐標(biāo)的φ為縱軸來示出二維模型圖像的說明圖。圖5所示的二維模型圖像是將膀胱分成前壁(wf)和后壁(wb)兩部分并分別以正方形示出的圖。并且，圖6示意性地示出從后述的y軸的+方向觀察-方向的狀態(tài)下的膀胱的平面形狀u1和從后述的z軸的-方向觀察+方向的狀態(tài)下的膀胱的側(cè)面形狀u2，是用于對(duì)極坐標(biāo)與模型圖像的對(duì)應(yīng)進(jìn)行說明的說明圖。另外，在圖6的平面形狀u1中，y軸通過原點(diǎn)，是朝向紙面外側(cè)的方向，在側(cè)面形狀u2中，z軸通過原點(diǎn)，是朝向紙面里側(cè)的方向。

在本實(shí)施方式中，極坐標(biāo)的xyz軸是對(duì)應(yīng)于二維模型圖像的坐標(biāo)而決定的。即，如圖4和圖6所示，極坐標(biāo)的z軸通過原點(diǎn)o，被設(shè)定為從左尿管口b朝向右尿管口c的方向(圖4的朝向紙面里側(cè)的方向)，x軸被設(shè)定為從原點(diǎn)o朝向?qū)?nèi)尿道口a投影到與z軸垂直且通過原點(diǎn)o的平面上的點(diǎn)的方向，y軸是通過z與x的外積而得到的。在本實(shí)施方式中示出了使用極坐標(biāo)中的球坐標(biāo)的例子。在球坐標(biāo)中，使用(r，θ，φ)表示規(guī)定的點(diǎn)，r是與原點(diǎn)的距離，θ是與z軸的角度，φ是將規(guī)定的點(diǎn)投影到xy平面上的點(diǎn)與x軸的角度。另外，在圖6中示出了內(nèi)尿道口a是θ＝90°的例子，在該情況下，在與z軸垂直且通過原點(diǎn)o的平面上x軸是從原點(diǎn)o朝向內(nèi)尿道口a的方向。

在圖5所示的膀胱的模型圖像中，將從頂部t到內(nèi)尿道口a的腹側(cè)的范圍作為前壁wf，由紙面下側(cè)的正方形表示，將余下的背部側(cè)的范圍作為后壁wb，由紙面上側(cè)的正方形表示。模型圖像的橫軸相當(dāng)于圖6的平面形狀u1所示的與z軸相距的角度θ，模型圖像的縱軸相當(dāng)于圖6的側(cè)面形狀u2所示的與x軸相距的角度φ。

例如，如圖6的平面形狀u1所示，內(nèi)尿道口a與z軸的角度θ是90度，并且位于x軸上，因此如側(cè)面形狀u2所示，該內(nèi)尿道口a與x軸的角度φ是0°，在圖5的模型圖像上被表示在前壁wf與后壁wb的邊界位置上。同樣地，如側(cè)面形狀u2所示，頂部t與x軸的角度是φs，被表示在圖5的模型圖像的紙面下端的位置上，并且與x軸的角度又是φs-360，因此被表示在圖5的模型圖像的紙面上端的位置。

這樣，將膀胱u(yù)內(nèi)的觀察點(diǎn)求出為極坐標(biāo)的坐標(biāo)位置，僅通過作為坐標(biāo)位置的角度信息的θ和φ就能夠示出模型圖像上的位置。例如，設(shè)圖4的膀胱u(yù)的壁面的觀察點(diǎn)p1、p2的極坐標(biāo)分別是(r1，θ1，φ1)、(r2，θ2，φ2)。在該情況下，觀察點(diǎn)p1被顯示在圖5的模型圖像的θ＝θ1、φ＝φ1的點(diǎn)處，觀察點(diǎn)p2被顯示在圖5的模型圖像的θ＝θ2、φ＝φ2的點(diǎn)處。

另外，如圖4所示，與前壁wf的寬度相比，后壁wb的寬度比較寬，但通常在紙質(zhì)介質(zhì)的圖表上將前壁wf和后壁wb的寬度設(shè)置為相同，因此在圖5所示的模型圖像中也將前壁wf和后壁wb的寬度設(shè)置為相同。因此，在圖5的模型圖像中，與正側(cè)(紙面下側(cè))相比，縱軸的負(fù)側(cè)(紙面上側(cè))的每單位長(zhǎng)度的角度較大。另外，也可以按照前壁wf和后壁wb的尺寸而采用正側(cè)的尺寸與負(fù)側(cè)的尺寸不同的模型圖像。

而且，對(duì)于由距離傳感器13檢測(cè)的觀察點(diǎn)，攝像部12的攝像范圍具有規(guī)定的廣度(視角)，為了確定觀察范圍，需要取得視角的信息。攝像部12的視角的信息可以從內(nèi)窺鏡2取得，并且也可以由輸入裝置30輸入。在內(nèi)窺鏡2中設(shè)置有使各內(nèi)窺鏡2產(chǎn)生固有的識(shí)別信息(簡(jiǎn)記為id)的由rom(只讀存儲(chǔ)器)等構(gòu)成的id產(chǎn)生部(在圖2中簡(jiǎn)記為id)15。該id產(chǎn)生部15將id輸出給圖像處理裝置5內(nèi)的位置方向取得電路25。另外，id產(chǎn)生部15也可以將id經(jīng)由處理器4發(fā)送給圖像處理裝置5。

位置方向取得電路25具有作為攝像信息取得部的功能，該攝像信息取得部從id取得物鏡光學(xué)系統(tǒng)10的焦點(diǎn)距離、對(duì)物鏡光學(xué)系統(tǒng)10的光學(xué)像進(jìn)行拍攝的攝像元件11的像素?cái)?shù)、像素的尺寸、視角等、以及攝像部12進(jìn)行拍攝的情況下的攝像信息。位置方向取得電路25能夠?qū)⑺〉玫臄z像信息輸出給控制部21，控制部21能夠在觀察范圍的計(jì)算中使用來自位置方向取得電路25的攝像信息。

圖像處理裝置5的控制部21中的坐標(biāo)運(yùn)算部21d也作為坐標(biāo)系轉(zhuǎn)換部發(fā)揮功能，該坐標(biāo)系轉(zhuǎn)換部將位置方向取得電路25求出的觀察點(diǎn)的坐標(biāo)轉(zhuǎn)換成極坐標(biāo)。坐標(biāo)運(yùn)算部21d也具有作為圖像分析部的功能，該圖像分析部為了求出極坐標(biāo)的原點(diǎn)o的位置和坐標(biāo)軸x、y、z而進(jìn)行內(nèi)窺鏡圖像的圖像分析。手術(shù)人員將插入部2b插入到膀胱u(yù)內(nèi)來觀察內(nèi)尿道口a、左尿管口b、右尿管口c以及頂部t。坐標(biāo)運(yùn)算部21d從存儲(chǔ)器22中讀出由內(nèi)窺鏡2取得的內(nèi)窺鏡圖像，進(jìn)行圖像分析，對(duì)作為觀察部位即膀胱的四個(gè)特征點(diǎn)的內(nèi)尿道口a、左尿管口b、右尿管口c以及頂部t進(jìn)行檢測(cè)。位置方向取得電路25求出這些位置，并將位置的檢測(cè)結(jié)果提供給存儲(chǔ)器22的位置方向信息存儲(chǔ)部22b而使其存儲(chǔ)。坐標(biāo)運(yùn)算部21d根據(jù)從位置方向信息存儲(chǔ)部22b讀出的位置信息，而求出用于將位置方向取得電路的坐標(biāo)系轉(zhuǎn)換成具有原點(diǎn)o和坐標(biāo)軸x、y、z的極坐標(biāo)的坐標(biāo)系的坐標(biāo)轉(zhuǎn)換式。

在本實(shí)施方式中，不論膀胱u(yù)擴(kuò)張或縮小，極坐標(biāo)的原點(diǎn)o和坐標(biāo)軸x、y、z都不變，因此只要對(duì)每位患者僅求出一次坐標(biāo)轉(zhuǎn)換式即可。該坐標(biāo)轉(zhuǎn)換式被存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器22或其他未圖示的存儲(chǔ)器中。

當(dāng)在觀察時(shí)從位置方向取得電路25向坐標(biāo)運(yùn)算部21d提供了坐標(biāo)時(shí)，該坐標(biāo)運(yùn)算部21d使用坐標(biāo)轉(zhuǎn)換式將該坐標(biāo)轉(zhuǎn)換成極坐標(biāo)。坐標(biāo)運(yùn)算部21d能夠求出根據(jù)距離傳感器13的輸出而求出的觀察點(diǎn)的極坐標(biāo)，并且能夠根據(jù)攝像部12的視角的信息而求出觀察范圍的極坐標(biāo)。

作為模型圖像，能夠采用二維(2d)圖像和三維(3d)圖像。這些模型圖像是將觀察對(duì)象的器官模型化而得到的，例如采用圖5所示的模型圖像。模型圖像生成部21b從存儲(chǔ)器22的2d/3d模型圖像存儲(chǔ)部22c中讀出模型圖像的信息，生成用于將模型圖像顯示在監(jiān)視器6的顯示畫面上的顯示數(shù)據(jù)。模型圖像生成部21b將模型圖像輸出給圖像生成部21c。

標(biāo)志生成部21a被提供攝影范圍的極坐標(biāo)而生成顯示用的數(shù)據(jù)(以下，稱為標(biāo)志數(shù)據(jù))，該顯示用的數(shù)據(jù)用于在模型圖像上顯示出表示攝影范圍的標(biāo)志。標(biāo)志生成部21a將標(biāo)志數(shù)據(jù)輸出給圖像生成部21c。圖像生成部21c能夠?qū)⒛Ｐ蛨D像生成部21b生成的模型圖像和從存儲(chǔ)器22中讀出的內(nèi)窺鏡圖像顯示到監(jiān)視器6上，并且生成顯示數(shù)據(jù)，并經(jīng)由顯示i/f23輸出給監(jiān)視器6，其中該顯示數(shù)據(jù)用于在模型圖像上顯示出表示攝影范圍的標(biāo)志。

另外，標(biāo)志生成部21a也可以使存儲(chǔ)器22存儲(chǔ)標(biāo)志數(shù)據(jù)。在該情況下，圖像生成部21c不僅能夠顯示出表示當(dāng)前觀察中的區(qū)域(攝影范圍)的標(biāo)志，還能夠以標(biāo)志的形式顯示出與攝影范圍的移動(dòng)對(duì)應(yīng)地在之前依次拍攝的范圍。

接下來參照?qǐng)D7和圖8對(duì)這樣構(gòu)成的實(shí)施方式的動(dòng)作進(jìn)行說明。圖7是示出本實(shí)施方式中的動(dòng)作流程的流程圖。并且，圖8是用于對(duì)模型圖像上的標(biāo)志進(jìn)行說明的說明圖。

在醫(yī)療裝置1處于動(dòng)作狀態(tài)時(shí)，在最初的步驟s1中，手術(shù)人員將內(nèi)窺鏡2插入到患者pa的尿道內(nèi)。位置方向取得電路25根據(jù)位置檢測(cè)機(jī)構(gòu)控制部27的檢測(cè)結(jié)果而在以規(guī)定的測(cè)定對(duì)象基準(zhǔn)位置為基準(zhǔn)的三維坐標(biāo)系上檢測(cè)插入部2b的前端的距離傳感器13的位置和方向。

手術(shù)人員為了設(shè)定極坐標(biāo)而改變插入部2b的位置和朝向，通過攝像部12對(duì)內(nèi)尿道口a、左尿管口b、右尿管口c以及頂部t進(jìn)行拍攝。來自攝像部12的內(nèi)窺鏡圖像被圖像取入電路24取入到圖像處理裝置5中，依次存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器22的內(nèi)窺鏡圖像存儲(chǔ)部22a中。另外，圖像生成部21c讀出存儲(chǔ)在內(nèi)窺鏡圖像存儲(chǔ)部22a中的內(nèi)窺鏡圖像并經(jīng)由顯示i/f23輸出給監(jiān)視器6。于是，在監(jiān)視器6的顯示畫面上顯示了內(nèi)窺鏡圖像。手術(shù)人員能夠一邊觀察在監(jiān)視器6的顯示畫面上顯示的內(nèi)窺鏡圖像一邊進(jìn)行插入部2b的插入操作。

控制部21的坐標(biāo)運(yùn)算部21d從存儲(chǔ)器22中讀出內(nèi)窺鏡圖像，通過圖像分析而從所拍攝的圖像中檢測(cè)作為膀胱u(yù)的特征點(diǎn)的內(nèi)尿道口a、左尿管口b、右尿管口c以及頂部t的部分。在坐標(biāo)運(yùn)算部21d檢測(cè)這些部位的時(shí)刻，位置方向取得電路25取得距離傳感器13的位置、方向以及根據(jù)距離信息而計(jì)算出的位置信息(即位置方向取得電路的坐標(biāo)系中的內(nèi)尿道口a、左尿管口b、右尿管口c以及頂部t的三維坐標(biāo))(步驟s2)。

坐標(biāo)運(yùn)算部21d在接下來的步驟s3中，根據(jù)膀胱u(yù)的特征點(diǎn)的三維坐標(biāo)而在三維空間上設(shè)定極坐標(biāo)。該情況下的極坐標(biāo)的原點(diǎn)o設(shè)定在膀胱u(yù)擴(kuò)張和伸縮的器官變形中心，各坐標(biāo)軸像上述那樣與膀胱u(yù)的模型圖像對(duì)應(yīng)地設(shè)定。接著，坐標(biāo)運(yùn)算部21d在步驟s4中求出用于將位置方向取得電路的三維坐標(biāo)轉(zhuǎn)換成極坐標(biāo)的極坐標(biāo)轉(zhuǎn)換式。

在步驟s5中，控制部21的模型圖像生成部21b讀出存儲(chǔ)在2d/3d模型圖像存儲(chǔ)部22c中的信息，生成用于顯示模型圖像的顯示數(shù)據(jù)并經(jīng)由圖像生成部21c和顯示i/f23輸出給監(jiān)視器6。這樣，在監(jiān)視器6的顯示畫面上與內(nèi)窺鏡圖像一同顯示模型圖像。

依次向位置方向取得電路25提供距離傳感器13的位置、方向以及由距離傳感器13求出的距離信息，位置方向取得電路25取得觀察點(diǎn)的三維坐標(biāo)。此外，位置方向取得電路25從該id產(chǎn)生部15取得內(nèi)窺鏡2的id，從而取得物鏡光學(xué)系統(tǒng)10的焦點(diǎn)距離、對(duì)物鏡光學(xué)系統(tǒng)10的光學(xué)像進(jìn)行拍攝的攝像元件11的像素?cái)?shù)、像素的尺寸、視角等、以及攝像部12進(jìn)行拍攝情況下的攝像信息。坐標(biāo)運(yùn)算部21d根據(jù)這些信息和觀察點(diǎn)的三維坐標(biāo)來求出觀察范圍的三維坐標(biāo)(步驟s6)。

坐標(biāo)運(yùn)算部21d使用極坐標(biāo)轉(zhuǎn)換式將觀察范圍的三維坐標(biāo)轉(zhuǎn)換成極坐標(biāo)(步驟s7)。此外，坐標(biāo)運(yùn)算部21d將轉(zhuǎn)換后的極坐標(biāo)轉(zhuǎn)換成模型圖像的顯示位置的信息(步驟s8)。標(biāo)志生成部21a生成顯示數(shù)據(jù)，該顯示數(shù)據(jù)用于顯示出表示觀察范圍的標(biāo)志。在本實(shí)施方式中，使用由坐標(biāo)運(yùn)算部21d取得的觀察范圍的極坐標(biāo)中的θ和φ的信息來生成在模型圖像上顯示的標(biāo)志的顯示數(shù)據(jù)。

圖像生成部21c根據(jù)由標(biāo)志生成部21a生成的標(biāo)志的顯示數(shù)據(jù)而在監(jiān)視器6的顯示畫面上以包含表示觀察范圍的標(biāo)志的方式進(jìn)行顯示。

圖8示出了模型圖像的顯示例。模型圖像50在紙面上方具有后壁wb的顯示區(qū)域51并且在紙面下方具有前壁wf的顯示區(qū)域52。在顯示區(qū)域51、52的邊界上顯示出與內(nèi)尿道口a對(duì)應(yīng)的顯示53。并且，顯示出將與左尿管口b和右尿管口c分別對(duì)應(yīng)的位置55、56和顯示53的位置連結(jié)起來的三角形的顯示57。并且，在顯示區(qū)域51的上端顯示出與頂部t對(duì)應(yīng)的顯示54b，在顯示區(qū)域52的下端顯示出與頂部t對(duì)應(yīng)的顯示54a。

在后壁wb的顯示區(qū)域51中用虛線顯示出表示當(dāng)前的觀察范圍的標(biāo)志顯示58。并且，斜線區(qū)域的標(biāo)志顯示59顯示出之前的觀察范圍。

該標(biāo)志顯示58、59是通過測(cè)定內(nèi)窺鏡2對(duì)患者pa的器官的觀察范圍并進(jìn)行坐標(biāo)轉(zhuǎn)換而得到的，能夠顯示在模型圖像上的準(zhǔn)確的位置和范圍內(nèi)。由此，手術(shù)人員能夠通過在監(jiān)視器6上顯示的模型圖像50上的標(biāo)志顯示58、59來掌握當(dāng)前和之前的準(zhǔn)確的攝影范圍。并且，控制部21能夠?qū)崟r(shí)地實(shí)施攝影范圍的計(jì)算，能夠依次顯示與時(shí)時(shí)刻刻變化的內(nèi)窺鏡插入部2b位置和朝向?qū)?yīng)的攝影范圍。

這里，假設(shè)在觀察過程中由于灌流等而導(dǎo)致膀胱u(yù)擴(kuò)張或縮小。在該情況下也將極坐標(biāo)的原點(diǎn)o設(shè)定在器官變形中心，因此如果插入部2b的位置和朝向不變，則關(guān)于觀察點(diǎn)的極坐標(biāo)，僅r發(fā)生變化，而θ和φ不變。由于能夠僅使用θ和φ的信息來生成模型圖像上的標(biāo)志，因此即使在產(chǎn)生了器官的擴(kuò)張和收縮的情況下也不需要變更模型圖像或變更極坐標(biāo)等，無需中斷觀察就能夠在模型圖像上的準(zhǔn)確的位置和范圍內(nèi)繼續(xù)顯示標(biāo)志。

并且，即使在觀察不同的患者的器官的情況下也使用極坐標(biāo)求出觀察點(diǎn)，僅使用θ和φ的信息來生成模型圖像上的標(biāo)志，因此能夠在共用的模型圖像中的準(zhǔn)確的位置和范圍內(nèi)顯示標(biāo)志。

這樣在本實(shí)施方式中，通過以器官擴(kuò)張和收縮的器官變形中心為原點(diǎn)的極坐標(biāo)系來確定器官表面的位置，從而不論器官的擴(kuò)張和收縮如何，并且不論器官的尺寸和形狀的個(gè)人差異如何，都能夠在共用的模型圖像中的準(zhǔn)確的位置和范圍內(nèi)顯示與器官表面的位置對(duì)應(yīng)的顯示。由此，無需在觀察過程中重新制作模型圖像就能夠繼續(xù)進(jìn)行觀察和手術(shù)。

(第二實(shí)施方式)

圖9a是用于對(duì)本發(fā)明的第二實(shí)施方式中采用的模型圖像進(jìn)行說明的說明圖，圖9b是示出本發(fā)明的第二實(shí)施方式中采用的模型圖像的說明圖。圖9a是與圖4對(duì)應(yīng)的模型圖像，示出與圖5相同的圖像。本實(shí)施方式中的硬件結(jié)構(gòu)與第一實(shí)施方式相同。

在第一實(shí)施方式中，作為模型圖像，采用了前壁和后壁為四邊形的模型圖像。本實(shí)施方式是采用以圓形來表示前壁和后壁的模型圖像的例子。

在本實(shí)施方式中，坐標(biāo)運(yùn)算部21d追加進(jìn)行從四邊形的模型圖像轉(zhuǎn)換成圓形的模型圖像轉(zhuǎn)換的轉(zhuǎn)換處理，僅該點(diǎn)與第一實(shí)施方式不同。即，坐標(biāo)運(yùn)算部21d通過下述式子(1)和式子(2)所示的轉(zhuǎn)換式而轉(zhuǎn)換成圓形的模型圖像。

y＝φ…(1)

設(shè)x是根據(jù)y的大小對(duì)θ進(jìn)行校正而得到的值。

例如，在轉(zhuǎn)換成正圓的情況下，

在φs-360＜φ＜0時(shí)，

x＝(θ/90)×(90²-(y-(φs-360)/2)²)^1/2

在0＜φ＜φs時(shí)，

x＝(θ/90)×(90²-(y-(φs)/2)²)^1/2…(2)

圖9b示出了轉(zhuǎn)換后的模型圖像。圖9b的模型圖像是代替θ而以上述式子(2)的x為橫軸并且代替φ而以上述式子(1)的y為縱軸來二維地顯示膀胱u(yù)的圖。在圖9b中，與圖9a同樣地，也能夠在模型圖像上的準(zhǔn)確的位置示出觀察點(diǎn)等。

其他的結(jié)構(gòu)和作用與第一實(shí)施方式相同。

在本實(shí)施方式中也能夠得到與第一實(shí)施方式相同的效果，并且作為模型圖像能夠采用通常在膀胱的圖表中采用的圓形的圖像。

(第三實(shí)施方式)

圖10是用于對(duì)本發(fā)明的第三實(shí)施方式進(jìn)行說明的說明圖。本實(shí)施方式的硬件結(jié)構(gòu)與第一實(shí)施方式相同。

在第一和第二實(shí)施方式中，在模型圖像上準(zhǔn)確地顯示觀察點(diǎn)等。即，通過根據(jù)極坐標(biāo)的θ和φ來決定模型圖像上的位置，而在模型圖像上準(zhǔn)確地顯示出形狀與模型圖像不同的膀胱u(yù)的規(guī)定的觀察點(diǎn)。因此，在第一和第二實(shí)施方式中，極坐標(biāo)的z軸恒定的線上的觀察點(diǎn)根據(jù)z＝r×cosθ而被表示為θ根據(jù)距離r而變化的曲線上的點(diǎn)。

然而，醫(yī)生習(xí)慣以通過左、右尿管并與圖6的側(cè)面形狀u2的xy平面平行的兩個(gè)面為邊界來判定膀胱u(yù)的右側(cè)壁、中央的前壁或者后壁、左側(cè)壁，從而判斷各種檢查結(jié)果。而且，醫(yī)生將在紙質(zhì)介質(zhì)的圖表上通過左、右尿管口的縱向的直線的外側(cè)判斷為右或左側(cè)壁而進(jìn)行診斷等。即，對(duì)于使用顯示在紙質(zhì)介質(zhì)上的膀胱的圖表的醫(yī)生來說，在極坐標(biāo)的z軸恒定的線上的觀察點(diǎn)位于模型圖像的橫軸的坐標(biāo)值恒定的直線上的情況下，能夠無違和感地進(jìn)行診斷等。

因此，在本實(shí)施方式中，坐標(biāo)運(yùn)算部21d除了進(jìn)行從四邊形的模型圖像轉(zhuǎn)換成圓形的模型圖像的轉(zhuǎn)換處理之外，還進(jìn)行校正以使z軸恒定的線上的觀察點(diǎn)位于模型圖像的橫軸的坐標(biāo)值恒定的線上。即，當(dāng)在模型圖像上顯示觀察點(diǎn)等的情況下，模型圖像的縱軸直接使用極坐標(biāo)的φ、橫軸使用以極坐標(biāo)的xyz軸為xyz軸的直角坐標(biāo)中的z軸的值z(mì)，坐標(biāo)運(yùn)算部21d采用進(jìn)行下述式子(3)和式子(4)所示的校正而得到的p。

在z＞0時(shí)

p＝z/zc…(3)

在z≤0時(shí)

p＝z/zb…(4)

另外，上述式子(3)和式子(4)的p表示模型圖像的橫軸的值，zb是左尿管口b的z軸的值，zc是右尿管口c的z軸的值。

圖10示出轉(zhuǎn)換后的模型圖像。圖10的模型圖像是代替θ而以上述式子(3)和式子(4)的p為橫軸并且以φ為縱軸來二維地顯示膀胱u(yù)的圖。在圖10的模型圖像中，直角坐標(biāo)的z軸的值為zb的線由在p軸上值為-1的直線表示，直角坐標(biāo)的z軸的值為zc的線由在p軸上值為+1的直線表示。由此，手術(shù)人員將模型圖像中的p＜-1的區(qū)域判斷為左側(cè)壁、將p＞+1的區(qū)域判斷為右側(cè)壁，將除了頂部t附近的-1≤p≤+1并且φ≥0的區(qū)域判斷為前壁、將除了頂部t附近的-1≤p≤+1并且φ＜0的區(qū)域判斷為后壁。

其他的結(jié)構(gòu)和作用與第二實(shí)施方式相同。

在本實(shí)施方式中也能夠得到與第二實(shí)施方式相同的效果，并且在模型圖像上也能夠?qū)⑼ㄟ^左、右尿管的直線顯示成直線，從而能夠容易地判定膀胱的右側(cè)壁、中央的前壁或后壁、左側(cè)壁。

另外，在上各實(shí)施方式中，使用二維圖像作為模型圖像進(jìn)行了說明，但也可以采用三維圖像。并且，作為二維模型圖像，在前壁側(cè)和后壁側(cè)使用了相同形狀的圖像，但也可以采用彼此不同的形狀或尺寸的圖像。

并且，在上述各實(shí)施方式中，關(guān)于假定器官的變形中心為一點(diǎn)并在整個(gè)器官中設(shè)定一個(gè)極坐標(biāo)的例子進(jìn)行了說明，但在器官的變形中心為多個(gè)的情況下，也可以對(duì)應(yīng)于各變形中心而將器官分割成多個(gè)區(qū)域，按照每個(gè)區(qū)域來設(shè)定極坐標(biāo)，按照每個(gè)區(qū)域來求出觀察點(diǎn)等的極坐標(biāo)的θ和φ，并顯示在模型圖像上。

并且，在上述各實(shí)施方式中，關(guān)于將觀察范圍顯示在模型圖像上的情況進(jìn)行了說明，但也可以將觀察范圍的中心位置、觀察范圍中的被指定的一部分的范圍等顯示在模型圖像上。

并且，在上述各實(shí)施方式中，對(duì)極坐標(biāo)為球坐標(biāo)的情況進(jìn)行了說明，但在大腸等筒狀的器官的情況下也可以是圓柱坐標(biāo)。在該情況下，坐標(biāo)成分為(r、θ、z)，通過使用角度成分θ和z在模型圖像上進(jìn)行顯示，不論大腸的徑向的膨脹r如何都能夠在正確的位置進(jìn)行顯示。

并且，在上述各實(shí)施方式中，關(guān)于在決定極坐標(biāo)的軸時(shí)先根據(jù)c和b來決定z軸的情況進(jìn)行了說明，但也可以先根據(jù)a和o來決定x軸。

本發(fā)明不限于上述實(shí)施方式，能夠在實(shí)施階段在不脫離其主旨的范圍內(nèi)對(duì)結(jié)構(gòu)要素進(jìn)行變形并將其具體化。并且，通過適當(dāng)組合在上述實(shí)施方式中公開的多個(gè)結(jié)構(gòu)要素，能夠形成各種發(fā)明。例如，可以從在實(shí)施方式中示出的所有結(jié)構(gòu)要素中刪除幾個(gè)結(jié)構(gòu)要素。

并且，這里說明的技術(shù)中的、主要以流程圖說明的控制和功能多數(shù)能夠由程序進(jìn)行設(shè)定，能夠通過計(jì)算機(jī)讀取并執(zhí)行該程序而實(shí)現(xiàn)上述的控制和功能。該程序作為計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品，其整體或一部分能夠記錄或存儲(chǔ)在軟盤、cd-rom等非易失性存儲(chǔ)器等便攜式介質(zhì)或硬盤、易失性存儲(chǔ)器等存儲(chǔ)介質(zhì)中，能夠在產(chǎn)品出廠時(shí)流通或提供，或者經(jīng)由便攜式介質(zhì)或通信電線而流通或提供。使用者通過經(jīng)由通信網(wǎng)絡(luò)下載該程序并安裝到計(jì)算機(jī)上或者從記錄介質(zhì)安裝到計(jì)算機(jī)上，能夠容易地實(shí)現(xiàn)本實(shí)施方式的醫(yī)療裝置。

根據(jù)本發(fā)明，具有如下的效果：不論器官的變形如何，并且即使是不同的人的器官也能夠使用共用的模型圖像而準(zhǔn)確地顯示觀察范圍等。

本申請(qǐng)是以2015年7月6日在日本申請(qǐng)的日本特愿2015-135474號(hào)為優(yōu)先權(quán)主張的基礎(chǔ)而申請(qǐng)的，上述的公開內(nèi)容被引用于本申請(qǐng)說明書、權(quán)利要求書。