[发明专利]内窥镜形状检测装置及内窥镜的插入部的形状检测方法

权利要求书

1.一种内窥镜形状检测装置(1)，其具备：

内窥镜(10)，其具有插入部(11)，该插入部(11)以沿长度方向彼此离开预定的传感器间尺寸(I)的方式配置有多个传感器单元(S_i)；

姿态检测部(30)，其基于所述传感器单元(S_i)中的测量数据来检测各个所述传感器单元(S_i)的姿态；

线形形状检测部(40)，其基于由所述姿态检测部(30)检测到的各个所述传感器单元(S_i)的姿态，将各个所述传感器单元(S_i)之间的形状假定为尺寸与所述传感器间尺寸(I)相等的直线状的链(T_j)，来检测所述内窥镜(10)的所述插入部(11)的检测线形形状(71)；以及

形状修正部(50、150)，其使用粒子滤波器对各个所述传感器单元(S_i)的至少位置进行校正，检测对所述线形形状检测部(40)检测到的所述检测线形形状(71)进行修正后的修正形状(75、175)。

2.根据权利要求1所述的内窥镜形状检测装置(1)，其中，

所述形状修正部(50、150)具备：

形状修正顺序实施部(51、151)，其在以最靠基端侧或最靠前端侧的所述传感器单元(S₁、S_N)的中心为原点的全局坐标系(C)中，针对各个所述链(T_j)从离所述全局坐标系(C)的所述原点较近一侧的所述链(T_j)起依次进行形状修正，形成所述修正形状(75、175)的各个所述传感器单元(S_i)之间的形状即修正传感器间要素(T′_j、L_j)；以及

形状修正控制部(52、152)，其将所述形状修正顺序实施部(51、151)控制为对所有所述链(T_j)进行所述形状修正的状态。

3.根据权利要求2所述的内窥镜形状检测装置(1)，其中，

所述形状修正部(50、150)具备未修正链位置校正部(53、153)，该未修正链位置校正部(53、153)每当所述形状修正顺序实施部(51、151)进行一个所述链(T_j)的所述形状修正时，使由未进行所述形状修正的所述链(T_j)即未修正链构成的修正未完成部(79、179)平行移动为与由通过所述形状修正而形成的所述修正传感器间要素构成的修正完成部(77、177)边界连续的状态，对所述修正未完成部(79、179)的位置进行校正。

4.根据权利要求2所述的内窥镜形状检测装置(1)，其中，

所述形状修正顺序实施部(51、151)具备：

传感器状态估计部(61、161)，其在通过所述形状修正顺序实施部(51、151)进行所述形状修正的对象的所述链(T_j)即修正对象链(T_k)中，使用所述粒子滤波器，基于通过所述形状修正顺序实施部(51、151)进行所述修正对象链(T_k)的形状修正之前的所述状态校正对象传感器(S_k)的初始状态或上一次的估计的估计结果，对离所述全局坐标系(C)的所述原点较远一侧的所述传感器单元(S_i)即状态校正对象传感器(S_k)的至少位置进行估计；以及

状态估计控制部(62、162)，其将所述传感器状态估计部(61、161)控制成进行预定次数的所述状态校正对象传感器的所述估计的状态。

5.根据权利要求4所述的内窥镜形状检测装置(1)，其中，

所述形状修正顺序实施部(51、151)具备：

传感器状态校正部(55、155)，其基于所述传感器状态估计部(61、161)的估计结果，校正所述状态校正对象传感器(S_k)的至少位置；以及

修正传感器间要素形成部(57、157)，其基于由所述传感器状态校正部(55、155)进行了校正的所述状态校正对象传感器(S_k)的位置来形成所述修正传感器间要素(T′_j、L_j)。