JP7780396B2 - 挿入状態検出システム、挿入状態検出方法、およびプログラム - Google Patents

Description

本発明は、挿入状態検出システム、挿入状態検出方法、およびプログラムに関する。

ボイラー、パイプ、および航空機エンジン等の内部の異常および腐食等の検査に工業用の内視鏡装置が使用されている。内視鏡装置は、画像を取得するための挿入部を有する。ユーザーは、挿入部を被検体に挿入し、被検体内の検査部位の画像を取得する。ユーザーは、その画像を観察し、検査部位を検査する。検査部位において異常な部分が発見された場合、ユーザーはその部分の大きさを計測する。

ユーザーは、挿入部を被検体に挿入するために挿入操作を実施する。挿入操作は、挿入部を押すまたは引く操作と、挿入部を回転させる操作と、挿入部の姿勢を調整する操作と、挿入部の先端部を湾曲させる操作とを含む。被検体の内部の構造に応じて、これらの操作が組み合わされる。

ユーザーは、挿入部によって取得された画像を観察し、挿入操作を実施する。ユーザーの熟練度が低い場合、挿入部の先端が被検体内の壁に接触し、挿入部が進まないことがある。あるいは、挿入部が、ある方向に曲がりやすい傾向を持つ場合がある。そのため、熟練度が低いユーザーが挿入部を被検体に押し入れても先端部が曲がり、挿入部が進まないことがある。

特許文献１に開示された技術は、上記の問題を解決するために、挿入部の状態に応じた挿入支援情報を出力するナビゲーション機能を提供する。その技術は、把持部に対する挿入部の相対的な回転量を検出するセンサと、挿入部と被検体との位置関係を検出するセンサと、挿入部の湾曲状態を検出するセンサとを使用する。その位置関係は、被検体に挿入されている挿入部の長さ、被検体に対する挿入部の相対的な回転量、および被検体に対する挿入部の方向を示す。その技術は、これらのセンサによって検出された情報を処理し、挿入支援情報を生成する。

熟練度の低いユーザーは、上記のナビゲーション機能によって提供された挿入支援情報を参照することにより、挿入部を被検体に挿入するために必要な操作を実施することができる。そのため、作業の効率および検査の品質が向上する。

また、各センサによって検出された情報を使用することにより、以下の効果が期待される。内視鏡装置を使用する検査において、検査結果が記録される。検査結果は、検査部位の静止画および計測結果を含む。また、検査結果および挿入部の状態が互いに関連付けられ、かつ検査結果および挿入部の状態が記録される。ユーザーは、検査結果および挿入部の状態を参照することにより、検査が検査計画に従って実施されたことを確認することができる。また、検査が次に実施されるとき、ユーザーは、注目する検査部位を容易に探すことができる。

特開２０１４－１１３３５２号公報

特許文献１に開示された技術における把持部は、把持部に対する挿入部の相対的な回転量を検出するセンサを有する。しかしながら、ユーザーが実施した操作による把持部の回転の影響が考慮されていない。把持部自体が回転した場合、そのセンサによって検出された回転量は、挿入部の正確な回転量を示していない。

一方、特許文献１に開示された技術において、挿入部は被検体に形成された開口部を通って被検体内に挿入され、挿入部と被検体との位置関係を検出するセンサが開口部に配置される。そのセンサ自体は動かないため、そのセンサによって検出された回転量は、挿入部の正確な回転量を示している。工業用の内視鏡装置の検査対象物は、エンジン、水道管、プラント内配管などであり、非常に多くの種類の検査対象物が存在する。そのため、挿入部が挿入される開口部付近の被検体の形状が一様とは限らず、上記のセンサを設置することが容易ではないという課題があった。

本発明は、挿入部の回転量を正確に検出することができる挿入状態検出システム、挿入状態検出方法、およびプログラムを提供することを目的とする。

本発明は、内視鏡装置の細長い挿入部が被検体に挿入されるときに前記挿入部の中心軸の周りの前記挿入部の回転量を示す第１の回転量を検出する第１のセンサを有し、かつ前記挿入部が通る穴が形成されたセンサ部と、前記センサ部または前記センサ部に固定された物体に配置され、前記挿入部が前記被検体に挿入されるときに前記中心軸の周りの前記センサ部の回転量を示す第２の回転量を検出する第２のセンサと、制御部と、を有し、前記挿入部は前記センサ部に対して相対的に移動可能であり、前記制御部は、前記第１の回転量および前記第２の回転量を取得し、前記第２の回転量に基づいて前記第１の回転量を補正することにより補正回転量を算出する挿入状態検出システムである。

本発明の挿入状態検出システムにおいて、前記第１のセンサはさらに、前記挿入部が前記被検体に挿入されるときに前記挿入部の長手方向に前記挿入部が移動する量を示す移動量を検出する。

本発明の挿入状態検出システムにおいて、前記制御部はさらに、互いに関連付けられた前記補正回転量および前記移動量を含む挿入状態情報を記録媒体に記録する。

本発明の挿入状態検出システムにおいて、前記制御部はさらに、互いに関連付けられた前記第２の回転量および前記移動量を含む挿入状態情報を記録媒体に記録する。

本発明の挿入状態検出システムにおいて、前記第２のセンサはさらに、前記センサ部の姿勢を検出し、前記挿入状態情報はさらに、前記移動量と関連付けられ、かつ前記姿勢を示す姿勢情報を含む。

本発明の挿入状態検出システムにおいて、前記挿入部は、前記挿入部の先端を含む先端部に配置され、かつ前記先端部の姿勢を検出する第３のセンサを有し、前記挿入状態情報はさらに、前記移動量と関連付けられ、かつ前記姿勢を示す姿勢情報を含む。

本発明の挿入状態検出システムにおいて、前記挿入部の先端を含む先端部は、操作部の操作を通して入力された湾曲指示に基づいて前記被検体の内部において湾曲可能であり、前記挿入状態情報はさらに、前記移動量と関連付けられ、かつ前記先端部が湾曲している量を示す湾曲量を含む。

本発明の挿入状態検出システムにおいて、前記制御部はさらに、リアルタイムに算出された前記補正回転量と、前記記録媒体に記録された前記挿入状態情報に含まれる前記補正回転量とを使用することにより、前記挿入部を前記被検体に挿入するために必要な操作を示す操作情報を生成する。

本発明の挿入状態検出システムにおいて、前記制御部は、リアルタイムに算出された前記補正回転量と前記記録媒体に記録された前記挿入状態情報に含まれる前記補正回転量との差分を算出し、前記差分を使用することにより前記操作情報を生成する。

本発明の挿入状態検出システムにおいて、前記挿入部は、前記挿入部の先端を含む先端部に配置され、かつ前記挿入部の中心軸の周りの前記挿入部の回転量を示す第３の回転量を検出する第３のセンサを有し、前記制御部はさらに、前記第２の回転量および前記第３の回転量を使用することにより、前記センサ部に対する前記挿入部の相対的な回転量をリセットする。

本発明の挿入状態検出システムにおいて、前記挿入部の先端を含む先端部は、操作部の操作を通して入力された湾曲指示に基づいて前記被検体の内部において湾曲可能であり、前記第２のセンサは、前記操作部に配置されている。

本発明の挿入状態検出システムにおいて、前記操作部は、前記センサ部に着脱可能であり、前記操作部が前記センサ部に装着されているとき、前記第２のセンサは前記第２の回転量を検出する。

本発明の挿入状態検出システムにおいて、前記制御部は、前記第１の回転量および前記第２の回転量を使用する加算または減算を実施することにより前記補正回転量を算出する。

本発明は、内視鏡装置の細長い挿入部が被検体に挿入されるときに前記挿入部の中心軸の周りの前記挿入部の回転量を示す第１の回転量を制御部が取得し、前記第１の回転量は、前記挿入部が通る穴が形成されたセンサ部に配置された第１のセンサによって検出され、前記挿入部は前記センサ部に対して相対的に移動可能であるステップと、前記挿入部が前記被検体に挿入されるときに前記中心軸の周りの前記センサ部の回転量を示す第２の回転量を前記制御部が取得し、前記第２の回転量は、前記センサ部または前記センサ部に固定された物体に配置された第２のセンサによって検出されるステップと、前記制御部が前記第２の回転量に基づいて前記第１の回転量を補正することにより補正回転量を算出するステップと、を有する挿入状態検出方法である。

本発明は、内視鏡装置の細長い挿入部が被検体に挿入されるときに前記挿入部の中心軸の周りの前記挿入部の回転量を示す第１の回転量を取得し、前記第１の回転量は、前記挿入部が通る穴が形成されたセンサ部に配置された第１のセンサによって検出され、前記挿入部は前記センサ部に対して相対的に移動可能であるステップと、前記挿入部が前記被検体に挿入されるときに前記中心軸の周りの前記センサ部の回転量を示す第２の回転量を取得し、前記第２の回転量は、前記センサ部または前記センサ部に固定された物体に配置された第２のセンサによって検出されるステップと、前記第２の回転量に基づいて前記第１の回転量を補正することにより補正回転量を算出するステップと、をコンピュータに実行させるためのプログラムである。

本発明によれば、挿入状態検出システム、挿入状態検出方法、およびプログラムは、挿入部の回転量を正確に検出することができる。

本発明の第１の実施形態による内視鏡装置の全体構成を示す斜視図である。 本発明の第１の実施形態におけるセンサ部の状態を示す図である。 本発明の第１の実施形態におけるセンサ部の状態を示す図である。 本発明の第１の実施形態による内視鏡装置の内部構成を示すブロック図である。 本発明の第１の実施形態におけるセンサ部の構成を示す断面図である。 本発明の第１の実施形態における光学センサの構成を示す図である。 本発明の第１の実施形態におけるセンサ部の構成を示す断面図である。 本発明の第１の実施形態における操作部およびセンサ部の構成を示す断面図である。 本発明の第１の実施形態における挿入部およびセンサ部の状態変化の例を示すグラフである。 本発明の第１の実施形態における挿入操作の全体の手順を示すフローチャートである。 本発明の第１の実施形態における状態記録処理の手順を示すフローチャートである。 本発明の第１の実施形態における挿入部とセンサ部との位置関係を示す断面図である。 本発明の第１の実施形態における被検体と挿入部との位置関係を示す断面図である。 本発明の第１の実施形態における履歴記録処理の手順を示すフローチャートである。 本発明の第１の実施形態における挿入部およびセンサ部の状態変化の例を示すグラフである。 本発明の第１の実施形態における機器設定処理の手順を示すフローチャートである。 本発明の第１の実施形態における表示部に表示される情報を示す図である。 本発明の第１の実施形態における挿入支援処理の手順を示すフローチャートである。 本発明の第１の実施形態における表示部に表示される情報を示す図である。 本発明の第２の実施形態における状態記録処理の手順を示すフローチャートである。 本発明の第２の実施形態における挿入部とセンサ部との位置関係を示す断面図である。 本発明の第２の実施形態における挿入部とセンサ部との位置関係を示す断面図である。 本発明の第２の実施形態における機器設定処理の手順を示すフローチャートである。 本発明の第２の実施形態における表示部に表示される情報を示す図である。 本発明の第２の実施形態における表示部に表示される情報を示す図である。 本発明の第３の実施形態における操作部およびセンサ部の構成を示す断面図である。 本発明の第４の実施形態における操作部およびセンサ部の構成を示す断面図である。 本発明の第５の実施形態による内視鏡装置の内部構成を示すブロック図である。

以下、図面を参照し、本発明の実施形態を説明する。

（第１の実施形態）
図１は、本発明の第１の実施形態による内視鏡装置１（挿入状態検出システム）の外観を示す。図１に示す内視鏡装置１は、挿入部２、本体部３、操作部４、表示部５、およびセンサ部６を有する。

挿入部２は、被検体の内部に挿入される。ユーザー（検査者）は、挿入操作を実施し、挿入部２を被検体に挿入する。挿入部２は、細長い管状である。挿入部２は、先端部２ａを有する。先端部２ａは、撮像部２０および湾曲部２１を有する。撮像部２０は、挿入部２の先端を含み、硬質な材料で形成されている。光学アダプタ７が撮像部２０に装着される。湾曲部２１は撮像部２０の基端側に配置されている。湾曲部２１は、所定の方向に湾曲することができる。挿入部２は、被検体の光学像を撮像信号に変換し、かつ撮像信号を本体部３に出力する。

本体部３は、挿入部２を収納する収納部を備えた制御装置である。操作部４は、内視鏡装置１に対するユーザーの操作を受け付ける。表示部５は、表示画面を有し、かつ挿入部２によって取得された被検体の画像を表示画面に表示する。

操作部４は、ユーザーインターフェース（入力装置）である。例えば、操作部４は、ボタン、スイッチ、キー、マウス、ジョイスティック、タッチパッド、トラックボール、およびタッチパネルの少なくとも１つである。ユーザーは、操作部４を使用する湾曲操作を実施することにより、湾曲部２１を湾曲させる。あるいは、ユーザーは、操作部４を操作することにより照明の状態を制御する。また、ユーザーは、操作部４を操作することにより、内視鏡装置１の状態を設定するための情報を内視鏡装置１に入力する。操作部４を有する入力装置が本体部３と有線接続されていてもよいし、または無線接続されていてもよい。

表示部５は、ＬＣＤ（Ｌｉｑｕｉｄ Ｃｒｙｓｔａｌ Ｄｉｓｐｌａｙ）等のモニタ（ディスプレイ）である。表示部５は、タッチパネルであってもよい。その場合、操作部４および表示部５は一体化される。ユーザーは、体の一部（例えば、指）または道具を使用することにより表示部５の画面をタッチする。表示部５は、本体部３と有線接続されていてもよいし、または無線接続されていてもよい。操作部４および表示部５を含む端末として、タブレット、スマートフォン、またはパーソナルコンピュータなどの情報端末が使用されてもよい。

挿入部２が通る筒状の穴がセンサ部６に形成されている。挿入部２は、センサ部６内で移動可能である。センサ部６は、被検体内の空間に挿入された挿入部２の部分の長さを示す挿入長を検出する。挿入長は、撮像部２０の位置と対応する。また、センサ部６は、挿入部２の中心軸の周りの挿入部２の回転量を検出する。

ユーザーは、表示部５に表示された画像を見ながら、湾曲操作および挿入操作を実施する。挿入部２が被検体に挿入されるとき、内視鏡装置１は、挿入操作を支援する。ユーザーは、検査部位を探し、適切な状態で検査部位が画像に写るように撮像部２０を配置する。その後、ユーザーは被検体の検査を実施する。例えば、ユーザーは、検査において、被検体の劣化の程度を判断する。

図２および図３は、検査におけるセンサ部６の状態を示す。図２は第１の例を示し、図３は第２の例を示す。ユーザーＵ１は、挿入部２を被検体ＳＢ１に挿入する。

図２に示す第１の例では、ユーザーＵ１は、センサ部６を左手で持ち、かつ挿入部２を右手で持つ。ユーザーＵ１は、センサ部６を右手で持ち、かつ挿入部２を左手で持ってもよい。センサ部６が被検体ＳＢ１に固定されていないため、センサ部６は被検体ＳＢ１の近傍に限らず任意の位置に配置することができる。

図３に示す第２の例では、操作部４およびセンサ部６が一体化されている。ユーザーＵ１は、操作部４およびセンサ部６の一方または両方を左手で持ち、かつ挿入部２を右手で持つ。ユーザーＵ１は、操作部４およびセンサ部６の一方または両方を右手で持ち、かつ挿入部２を左手で持ってもよい。ユーザーＵ１は、操作部４の操作とセンサ部６の把持とを同時に実施することができる。

被検体が航空機エンジンである場合のように、被検体の形状が予め判明している場合、センサ部６は、被検体の表面に固定できるように構成されてもよい。センサ部６を固定するための補助部品が使用されてもよい。例えば、その補助部品が被検体の表面に固定され、かつセンサ部６がその補助部品に固定されてもよい。

図４は、内視鏡装置１の内部構成を示す。挿入部２の撮像部２０は、レンズ２２、撮像素子２３、および姿勢センサ２４を有する。

本体部３は、画像処理部３０、記録部３１、外部ＩＦ（インターフェース）３２、操作処理部３３、状態検出部３４、姿勢検出部３５、光源３６、照明制御部３７、モータ３８、湾曲制御部３９、情報処理部４０、メモリ４１、挿入支援部４２、および電源部４３を有する。

光学アダプタ７はレンズ７０を有する。レンズ７０に入射した光はレンズ７０を通り、レンズ２２に入射する。レンズ７０およびレンズ２２は観察光学系を構成する。レンズ２２に入射した光はレンズ２２を通り、撮像素子２３に入射する。撮像素子２３は、ＣＣＤセンサまたはＣＭＯＳセンサなどのイメージセンサである。撮像素子２３は、レンズ２２を通った光が入射する撮像面２３ａを有する。撮像素子２３は、撮像面２３ａに入射した光を撮像信号に変換する。

撮像素子２３によって生成された撮像信号は、被検体の画像を含む。したがって、撮像素子２３は、被検体の光学像を取得し、その被検体の画像を生成する。撮像素子２３によって生成された画像は本体部３に出力される。

姿勢センサ２４は、３軸の加速度センサ、３軸のジャイロセンサ、および３軸の地磁気センサの少なくとも１つを有する。姿勢センサ２４は、撮像部２０の姿勢に関する値を検出し、検出された値を本体部３に出力する。その値は、加速度、角速度、および地磁気の少なくとも１つを示す。

姿勢センサ２４は、加速度センサ、ジャイロセンサ、および地磁気センサのいずれか１つのみを有してもよい。姿勢センサ２４は、加速度センサ、ジャイロセンサ、および地磁気センサのいずれか２つまたは３つを有してもよい。例えば、姿勢センサ２４は、加速度センサおよびジャイロセンサを有してもよい。あるいは、姿勢センサ２４は、加速度センサ、ジャイロセンサ、および地磁気センサを有してもよい。姿勢センサ２４は不要であってもよい。

画像処理部３０は、撮像素子２３から出力された撮像信号を処理することにより、被検体の画像を処理する。例えば、画像処理部３０は、画質を向上させるために、ノイズ除去、明るさ調整、および色調整などの処理を実行する。画像処理部３０は、Ｓｉｍｕｌｔａｎｅｏｕｓ Ｌｏｃａｌｉｚａｔｉｏｎ ａｎｄ Ｍａｐｐｉｎｇ（ＳＬＡＭ）などの自己位置推定を実行し、撮像部２０の位置および姿勢を算出してもよい。さらに、画像処理部３０は、挿入支援部４２によって生成された挿入支援情報を被検体の画像に重畳する。

画像処理部３０によって処理された画像は、表示部５または記録部３１に出力される。表示部５は、画像処理部３０によって処理された画像を表示する。記録部３１は、記録媒体を有し、画像処理部３０によって処理された画像を記録媒体に記録する。

外部ＩＦ３２は、外部ＰＣ８と接続される。外部ＰＣ８は、汎用的なパーソナルコンピュータである。タブレットまたはスマートフォンなどの情報端末が外部ＰＣ８の代わりに使用されてもよい。外部ＩＦ３２は、ネットワーク（クラウド）上のサーバーと接続されてもよい。外部ＩＦ３２は、メモリカード等の記録媒体と接続されてもよい。

操作処理部３３は、操作部４と接続される。操作部４は、ユーザーが実施した操作に応じた情報を出力する。操作処理部３３は、内視鏡装置１の状態を、操作部４から出力された情報に応じた状態に設定する。

センサ部６は、光学センサ６０および姿勢センサ６１を収納する筐体である。光学センサ６０は、挿入部２の長手方向における挿入部２の移動量に関する値を検出する。これにより、光学センサ６０は、挿入部２の挿入長に関する値を検出する。また、光学センサ６０は、挿入部２の中心軸の周りの挿入部２の回転量に関する値を検出する。光学センサ６０は、挿入部２に接触せずに挿入部２の移動量に関する値および挿入部２の回転量に関する値を検出することができる。

姿勢センサ６１は、挿入部２の中心軸の周りのセンサ部６の回転量に関する値を検出する。また、姿勢センサ６１は、センサ部６の姿勢に関する値を検出する。センサ部６は、検出された値を状態検出部３４に出力する。センサ部６の詳細については、後述する。

状態検出部３４は、センサ部６から出力された値に基づいて、挿入部２の挿入長および回転量を算出する。また、状態検出部３４は、センサ部６から出力された値に基づいてセンサ部６の姿勢を算出し、その姿勢を示す姿勢情報を生成する。センサ部６に形成された穴を挿入部２が通るため、センサ部６の姿勢情報は、その穴における挿入部２の姿勢を示す。例えば、姿勢情報は、挿入部２の中心軸の角度を示す。

姿勢検出部３５は、姿勢センサ２４から出力された値に基づいて撮像部２０の姿勢を検出し、その姿勢を示す姿勢情報を生成する。

光源３６は、Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｏｄｅ（ＬＥＤ）等であり、照明光を生成する。照明光は、挿入部２に配置されたライトガイド２５を経由して撮像部２０に導かれる。照明光は、撮像部２０から被検体に照射される。照明制御部３７は、操作部４から出力された情報に基づいて光源３６を制御することにより、照明のオン、照明のオフ、および照明の強度を設定する。

モータ３８は、複数のアングルワイヤー２６と接続されている。複数のアングルワイヤー２６は、挿入部２に配置され、湾曲部２１と接続されている。モータ３８は、複数のアングルワイヤー２６を牽引することにより、湾曲部２１を湾曲させる。湾曲制御部３９は、操作部４から出力された情報に基づいてモータ３８を制御することにより、湾曲部２１の角度を制御する。つまり、湾曲制御部３９は、撮像部２０の姿勢を制御する。

情報処理部４０は、状態検出部３４によって生成された情報を処理する。具体的には、情報処理部４０は、挿入部２の挿入長、挿入部２の回転量、およびセンサ部６の姿勢情報を互いに関連付け、挿入状態情報を生成する。挿入状態情報は、撮像部２０の姿勢情報を含んでもよい。挿入状態情報は、湾曲部２１が湾曲している量を示す湾曲量を含んでもよい。情報処理部４０は、挿入状態情報をメモリ４１に記録する。

メモリ４１は、挿入長、回転量、および姿勢情報を含む挿入状態情報を記憶する。メモリ４１は、不揮発性の記録媒体である。例えば、メモリ４１は、ＳＲＡＭ（Ｓｔａｔｉｃ Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）、ＥＰＲＯＭ（Ｅｒａｓａｂｌｅ Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）、ＥＥＰＲＯＭ（Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌｌｙ Ｅｒａｓａｂｌｅ Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ Ｒｅａｄ－Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）、およびフラッシュメモリの少なくとも１つである。

挿入支援部４２は、挿入支援情報を生成する。挿入支援情報は、挿入操作を支援する情報を含む。挿入支援部４２は、画像処理部３０を経由して挿入支援情報を表示部５に出力する。これにより、挿入支援部４２は、挿入支援情報を表示部５に表示する。

電源部４３は、内視鏡装置１の各部に駆動電力を供給する。

画像処理部３０、操作処理部３３、状態検出部３４、姿勢検出部３５、照明制御部３７、湾曲制御部３９、情報処理部４０、および挿入支援部４２の少なくとも１つは、プロセッサおよび論理回路の少なくとも１つで構成されてもよい。例えば、プロセッサは、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）、ＤＳＰ（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｓｉｇｎａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｏｒ）、およびＧＰＵ（Ｇｒａｐｈｉｃｓ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）の少なくとも１つである。例えば、論理回路は、ＡＳＩＣ（Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ Ｓｐｅｃｉｆｉｃ Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔ）およびＦＰＧＡ（Ｆｉｅｌｄ－Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ Ｇａｔｅ Ａｒｒａｙ）の少なくとも１つである。画像処理部３０等は、１つまたは複数のプロセッサを含んでもよい。画像処理部３０等は、１つまたは複数の論理回路を含んでもよい。

内視鏡装置１のコンピュータがプログラムを読み込み、かつ読み込まれたプログラムを実行してもよい。そのプログラムは、画像処理部３０等の動作を規定する命令を含む。つまり、画像処理部３０等の機能はソフトウェアにより実現されてもよい。

上記のプログラムは、例えばフラッシュメモリのような「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」により提供されてもよい。そのプログラムは、そのプログラムを保持するコンピュータから、伝送媒体を経由して、あるいは伝送媒体中の伝送波により内視鏡装置１に伝送されてもよい。プログラムを伝送する「伝送媒体」は、情報を伝送する機能を有する媒体である。情報を伝送する機能を有する媒体は、インターネット等のネットワーク（通信網）および電話回線等の通信回線（通信線）を含む。上述したプログラムは、前述した機能の一部を実現してもよい。さらに、上述したプログラムは、差分ファイル（差分プログラム）であってもよい。前述した機能は、コンピュータに既に記録されているプログラムと差分プログラムとの組合せによって実現されてもよい。

図５は、センサ部６の構成を示す。図５は、センサ部６の断面を示す。図５は、図２に示す第１の例と対応する。

センサ部６は、光学センサ６０および姿勢センサ６１を有する。光学センサ６０および姿勢センサ６１は、センサ部６の内部に配置され、かつセンサ部６に固定されている。

挿入部２が通る穴Ｈ１がセンサ部６に形成されている。挿入部２は、穴Ｈ１において、挿入部２の中心軸ＣＡ１に平行な方向に移動できる。つまり、挿入部２は、穴Ｈ１において、挿入部２の長手方向Ｄ１に移動できる。

また、挿入部２は、穴Ｈ１において、中心軸ＣＡ１の周りに回転できる。例えば、センサ部６が中心軸ＣＡ１の周りに回転するとき、挿入部２はセンサ部６と一緒に回転する。センサ部６が回転するとき、挿入部２はセンサ部６に固定されてもよい。センサ部６が回転するときに挿入部２をセンサ部６に固定する機構をセンサ部６が有してもよい。センサ部６が回転せずに挿入部２が回転してもよい。挿入部２が回転せずにセンサ部６が回転してもよい。この場合、内視鏡装置１は、挿入部２が回転していないことを検出することができる。

穴Ｈ１の内径は挿入部２の外径とほぼ同じである。例えば、穴Ｈ１の中心軸は挿入部２の中心軸ＣＡ１と一致する。穴Ｈ１の内径は挿入部２の外径よりも大きくてもよい。光学センサ６０および姿勢センサ６１の各々が挿入部２の状態に関する値を正確に検出できるように、穴Ｈ１の内径が挿入部２の外径に近いことが好ましい。

光学センサ６０は、長手方向Ｄ１における挿入部２の移動量に関する値を検出する。これにより、光学センサ６０は、挿入部２の挿入長に関する値を検出する。また、光学センサ６０は、中心軸ＣＡ１の周りの挿入部２の回転量に関する値を検出する。その回転量は、センサ部６に対する挿入部２の相対的な回転量と対応する。

姿勢センサ６１は、中心軸ＣＡ１の周りのセンサ部６の回転量に関する値を検出する。穴Ｈ１の中心軸が挿入部２の中心軸ＣＡ１と一致する場合、姿勢センサ６１は、穴Ｈ１の中心軸の周りのセンサ部６の回転量に関する値を検出することにより、中心軸ＣＡ１の周りのセンサ部６の回転量に関する値を検出する。また、姿勢センサ６１は、センサ部６の姿勢に関する値を検出する。挿入部２が穴Ｈ１に挿入されているため、センサ部６の姿勢に関する値は、穴Ｈ１における挿入部２の姿勢を示す。

図６は、光学センサ６０の構成を示す。光学センサ６０は、発光デバイス６０ａおよび受光デバイス６０ｂを有する。発光デバイス６０ａは、光を挿入部２に照射する。挿入部２の表面によって反射された光は受光デバイス６０ｂに入射する。

受光デバイス６０ｂは、２次元状に配置された複数の受光素子を有する。挿入部２の表面において、多数の金属素線が編み込まれている。挿入部２の表面は、その金属素線が形成する模様を持つ。受光デバイス６０ｂは、光の量に応じた信号を生成することにより、挿入部２の表面の模様を画像として検出する。光学センサ６０は、その画像を示す信号を出力する。

状態検出部３４は、光学センサ６０から出力された信号の時間的な変化を算出する。これにより、状態検出部３４は、長手方向Ｄ１における挿入部２の第１の移動量を算出し、かつ長手方向Ｄ１に垂直な方向Ｄ２における挿入部２の第２の移動量を算出する。第１の移動量および第２の移動量は、センサ部６に対する挿入部２の相対的な移動量を示す。第１の移動量は、挿入部２の挿入長と対応する。第２の移動量は、中心軸ＣＡ１の周りの挿入部２の回転量と対応する。

姿勢センサ６１は、姿勢センサ２４と同様に、３軸の加速度センサ、３軸のジャイロセンサ、および３軸の地磁気センサの少なくとも１つを有する。姿勢センサ６１が加速度センサを有する場合、姿勢センサ６１は、重力の方向を基準とする物理量を検出することができる。姿勢センサ６１が地磁気センサを有する場合、姿勢センサ６１は、地磁気の方向を基準とする物理量を検出することができる。姿勢センサ６１が３軸の加速度センサおよび３軸のジャイロセンサを有する場合、状態検出部３４は、３軸方向の回転量、すなわちロール、ピッチ、およびヨーを正確に算出することができる。

センサ部６は、挿入部２をセンサ部６に固定するためのロック機構を有してもよい。ロック機構は、挿入部２がセンサ部６に固定された状態と、挿入部２が長手方向Ｄ１に移動可能な状態とを切り替え可能であってもよい。ユーザーは、挿入部２がセンサ部６に固定された状態でセンサ部６を捻ることにより、挿入部２を捻るために必要な力の量を減少させることができる。

図７に示すセンサ部６ａがセンサ部６の代わりに使用されてもよい。図７は、センサ部６ａの構成を示す。図７は、センサ部６ａの断面を示す。

センサ部６ａは、本体部６２、ネジ部６３、およびネジ部６４を有する。本体部６２は、光学センサ６０および姿勢センサ６１を有する。ネジ部６３およびネジ部６４は本体部６２に接続されている。雄ネジがネジ部６３およびネジ部６４の各々の表面に形成されている。挿入部２が通る穴Ｈ２が本体部６２、ネジ部６３、およびネジ部６４に形成されている。

挿入部２は、被検体ＳＢ２に挿入される。アクセスポートＡＰ１が被検体ＳＢ２に形成されている。雌ネジがアクセスポートＡＰ１に形成されている。ネジ部６４の雄ネジがアクセスポートＡＰ１の雌ネジと嵌合し、センサ部６ａが被検体ＳＢ２に固定される。

操作部４はセンサ部６に固定されてもよい。図８は、操作部４がセンサ部６に固定された状態を示す。図８は、操作部４およびセンサ部６の断面を示す。図８は、図３に示す第２の例と対応する。

操作部４は、ジョイスティック４５および基板４６を有する。ジョイスティック４５は、湾曲部２１を湾曲させる湾曲操作を受け付ける。ユーザーは、ジョイスティック４５を操作することにより、湾曲部２１を湾曲させるための湾曲指示を入力する。基板４６は、湾曲操作を通して入力された湾曲指示を受け付け、湾曲指示を操作処理部３３に出力する。操作処理部３３は、湾曲指示を湾曲制御部３９に出力する。湾曲制御部３９は、湾曲指示に基づいてモータ３８を制御し、湾曲部２１を湾曲させる。湾曲制御部３９は、湾曲部２１の湾曲量を検出する。

ユーザーは、挿入部２を被検体ＳＢ１に挿入する。ユーザーは、湾曲操作と挿入操作とを同時に実施することができる。操作部４は、センサ部６に着脱可能であってもよい。

挿入部２が通る穴が操作部４に形成されてもよい。操作部４がセンサ部６に固定され、挿入部２が操作部４およびセンサ部６の内部を通ってもよい。

図９を使用することにより、挿入部２およびセンサ部６の状態変化の例を説明する。図９は、挿入部２およびセンサ部６の状態変化の例を示す。図９は、回転量Ｇ１、回転量Ｇ２、回転量Ｇ３、および姿勢Ｇ４のグラフを示す。各グラフの横軸は時間を示し、各グラフの縦軸は回転量または姿勢を示す。

回転量Ｇ１は、挿入部２の絶対的な回転量を示す。回転量Ｇ２は、光学センサ６０から出力された信号に基づいて算出された挿入部２の回転量を示す。回転量Ｇ２は、センサ部６に対する挿入部２の相対的な回転量を示す。回転量Ｇ３は、姿勢センサ６１によって検出された値に基づいて算出されたセンサ部６の回転量を示す。

姿勢Ｇ４は、姿勢センサ６１によって検出された値に基づいて算出されたセンサ部６の姿勢を示す。センサ部６の姿勢は、挿入部２が通る穴Ｈ１における挿入部２の姿勢と同じである。例えば、姿勢Ｇ４は、水平面に対する挿入部２の中心軸ＣＡ１の角度を示す。姿勢Ｇ４は、重力方向に対する挿入部２の中心軸ＣＡ１の角度を示してもよい。

挿入部２が回転し、回転量Ｇ１は徐々に増加する。時刻Ｔ１の前、回転量Ｇ２は、回転量Ｇ１と同様に増加する。時刻Ｔ１の前、回転量Ｇ３は０である。つまり、センサ部６は回転しない。時刻Ｔ１の前、センサ部６は回転せず、挿入部２のみが回転する。

時刻Ｔ１の後、ユーザーは挿入部２およびセンサ部６を一緒に同じ方向に回転させる。そのため、回転量Ｇ２は一定であり、回転量Ｇ３は増加する。このとき、回転量Ｇ３は、挿入部２およびセンサ部６の回転量を示す。

回転量Ｇ２はセンサ部６に対する挿入部２の相対的な回転量を示すため、時刻Ｔ１の後の回転量Ｇ２は挿入部２の絶対的な回転量Ｇ１と異なる。情報処理部４０は、回転量Ｇ３に基づいて回転量Ｇ２を補正することにより、回転量Ｇ１を算出する。具体的には、情報処理部４０は、回転量Ｇ３を回転量Ｇ２に加算する。

挿入部２を被検体に上手に挿入するために、ユーザーが被検体の穴（アクセスポート）に対する挿入部２の角度を調整する場合がある。そのような調整を実施することにより、ユーザーは、被検体に挿入された撮像部２０の方向を、意図する方向に設定することができる。姿勢Ｇ４は、被検体の外部における挿入部２の姿勢を示す。

情報処理部４０は、第１の回転量および第２の回転量を使用することにより、補正回転量を算出する。第１の回転量は、センサ部６に対する挿入部２の相対的な回転量を示す。図９に示す例では、第１の回転量は回転量Ｇ２と対応する。第２の回転量は、センサ部６の回転量を示す。図９に示す例では、第２の回転量は回転量Ｇ３と対応する。補正回転量は、挿入部２の絶対的な回転量を示す。

例えば、姿勢センサ６１によって検出されたセンサ部６の回転の方向（第１の方向）が、光学センサ６０によって検出された挿入部２の回転の方向（第２の方向）と同じである場合、情報処理部４０は、第２の回転量を第１の回転量に加算することにより、補正回転量を算出する。第１の方向が第２の方向と反対である場合、情報処理部４０は、第２の回転量を第１の回転量から減算することにより、補正回転量を算出する。

第１の方向が第２の方向と反対であり、かつ第２の回転量が第１の回転量と同じである場合、補正回転量は０である。この場合、挿入部２は回転しておらず、センサ部６のみが回転する。

第２の回転量が０である場合、センサ部６は回転していない。この場合、情報処理部４０は、第１の回転量を挿入部２の正しい回転量として取得する。

第１の回転量および第２の回転量の各々は、回転の方向に応じた符号を持ってもよい。符号は、正符号（＋符号）または負符号（－符号）である。第２の方向が第１の方向と同じである場合、第２の回転量の符号は第１の回転量の符号と同じである。第２の方向が第１の方向と反対である場合、第２の回転量の符号は第１の回転量の符号と異なる。第１の回転量および第２の回転量の各々が符号を持つ場合、情報処理部４０は、第２の回転量を第１の回転量に加算することにより、補正回転量を算出してもよい。

上記のように、センサ部６が回転する場合、情報処理部４０は、センサ部６の回転量を使用することにより、挿入部２の回転量を補正する。情報処理部４０は、挿入部２の正確な回転量を算出することができる。

図１０から図１９を使用することにより、挿入操作に関する処理を説明する。図１０は、挿入操作の全体の手順を示す。

検査に熟練している熟練者が検査を実施した後、検査に熟練していない非熟練者が検査を実施する。熟練者が検査を実施している間、熟練者が実施する挿入操作の状態が記録される。その状態を使用することにより挿入支援情報が生成される。非熟練者は、挿入支援情報を参照し、熟練者の挿入操作を模倣することにより挿入操作を実施する。非熟練者が熟練者の挿入操作を模倣することにより、検査の効率が高まる。

まず、熟練者は、機器設定を実施する（操作Ｏ１）。このとき、熟練者は、挿入部２とセンサ部６との位置関係を初期状態に設定し、かつ被検体と挿入部２との位置関係を初期状態に設定する。内視鏡装置１は状態記録処理を実行し、初期状態における挿入部２およびセンサ部６の状態を記録する（ステップＳ１）。

機器設定が実施された後、熟練者は挿入操作を実施し、検査を実施する（操作Ｏ２）。内視鏡装置１は履歴記録処理を実行し、挿入操作における挿入部２およびセンサ部６の状態を記録する（ステップＳ２）。

熟練者が作業を終了してから任意の期間が経過した後、非熟練者は作業を実施する。その期間は、数日、数週間、または数カ月等であってもよい。

まず、非熟練者は、機器設定を実施する（操作Ｏ３）。このとき、非熟練者は、挿入部２とセンサ部６との位置関係を初期状態に設定し、被検体と挿入部２との位置関係を初期状態に設定する。内視鏡装置１は機器設定処理を実行する。このとき、内視鏡装置１は、機器の状態を初期状態に設定するための非熟練者の操作を支援する（ステップＳ３）。

機器設定が実施された後、非熟練者は挿入操作を実施し、検査を実施する（操作Ｏ４）。内視鏡装置１は挿入支援処理を実行し、非熟練者の挿入操作を支援する（ステップＳ４）。

例えば、内視鏡装置１は、熟練者の操作を学習する第１のモードと、非熟練者の挿入操作を支援する第２のモードとを持つ。内視鏡装置１は、例えばプロセッサを使用することにより、第１のモードと第２のモードとを切り替えることができる。

図１１は、熟練者が機器設定（操作Ｏ１）を実施するときに内視鏡装置１が実行する状態記録処理（ステップＳ１）の手順を示す。第１のモードが内視鏡装置１に設定されたとき、内視鏡装置１は状態記録処理を実行する。

熟練者は、挿入部２の位置をセンサ部６の位置と合わせる。図１２は、このときの挿入部２とセンサ部６との位置関係を示す。図１２は、センサ部６の断面を示す。例えば、熟練者は、挿入部２の先端面ＳＦ１をセンサ部６の端面ＳＦ２と一致させる。このとき、熟練者は操作部４を操作することにより、原点設定指示を内視鏡装置１に入力する。

操作処理部３３は、原点設定指示を状態検出部３４に出力する。状態検出部３４は、原点設定指示を受け付ける（ステップＳ１００）。

ステップＳ１００の後、状態検出部３４は、光学センサ６０から出力された値に基づいて算出される挿入長を０にリセットする（ステップＳ１０１）。挿入長が０にリセットされた後、新たに算出された挿入長は、ステップＳ１０１の後の挿入部２の長手方向Ｄ１における挿入部２の移動量を示す。

熟練者は、挿入部２を被検体に挿入し、被検体に対する挿入部２の相対的な状態を初期状態に設定する。図１３は、このときの被検体ＳＢ１と挿入部２との位置関係を示す。図１３は、被検体ＳＢ１およびセンサ部６の断面を示す。

熟練者は、撮像素子２３が被検体ＳＢ１内の部位ＳＰ１の画像を取得できるように挿入部２の位置を調整する。また、熟練者は、挿入部２が滑らかに進行できるように挿入部２の姿勢を調整する。

熟練者が上記の調整を実施している間、状態検出部３４は、光学センサ６０および姿勢センサ６１の各々によって検出された値を取得する。状態検出部３４は、挿入部２の挿入長を算出する。また、状態検出部３４は、センサ部６の姿勢を算出し、センサ部６の姿勢情報を生成する。

挿入部２の状態が所望の状態に設定された後、熟練者は操作部４を操作することにより、設定終了指示を内視鏡装置１に入力する。操作処理部３３は、設定終了指示を情報処理部４０に出力する。情報処理部４０は、設定終了指示を受け付ける（ステップＳ１０２）。

ステップＳ１０２の後、情報処理部４０は、画像処理部３０によって処理された画像を取得し、その画像を参照画像としてメモリ４１に記録する（ステップＳ１０３）。

ステップＳ１０３の後、情報処理部４０は、挿入部２の挿入長およびセンサ部６の姿勢情報を状態検出部３４から取得する（ステップＳ１０４）。例えば、挿入部２の状態が図１３に示す状態に設定されたとき、挿入部２の挿入長はＬ０であり、センサ部６の姿勢（傾き）を示す値はＳ０である。

ステップＳ１０４の後、情報処理部４０は、挿入部２の挿入長およびセンサ部６の姿勢情報をメモリ４１に記録する（ステップＳ１０５）。

熟練者は、検査を開始するために、操作部４を操作することにより、検査開始指示を内視鏡装置１に入力する。操作処理部３３は、検査開始指示を状態検出部３４、姿勢検出部３５、および情報処理部４０に出力する。状態検出部３４、姿勢検出部３５、および情報処理部４０は、検査開始指示を受け付ける（ステップＳ１０６）。検査開始指示が受け付けられたとき、図１１に示す状態記録処理が終了する。

挿入長は、光学センサ６０から出力された値に基づいて算出される。センサ部６と被検体との距離が変化する場合、その距離の変化が挿入部２の移動量として誤って検出され、挿入長が誤差を含む可能性がある。挿入長がステップＳ１０１においてリセットされた後、センサ部６と被検体との距離が一定に保たれることが好ましい。そのため、センサ部６は、センサ部６と被検体との距離を計測する距離センサを有してもよい。状態検出部３４は、その距離を示す距離情報を、画像処理部３０を経由して表示部５に出力してもよい。熟練者は、表示部５に表示された距離情報を参照し、センサ部６と被検体との距離を一定に保ってもよい。

図１４は、熟練者が検査（操作Ｏ２）を実施するときに内視鏡装置１が実行する履歴記録処理（ステップＳ２）の手順を示す。

状態検出部３４、姿勢検出部３５、および情報処理部４０は、各種の値をリセットする（ステップＳ２００）。状態検出部３４、姿勢検出部３５、および情報処理部４０は、ステップＳ２００において以下の処理を実行する。

状態検出部３４は、光学センサ６０から出力された値に基づいて算出される挿入長を０にリセットする。状態検出部３４は、姿勢センサ６１から出力された値に基づいて算出される姿勢を０にリセットする。姿勢検出部３５は、姿勢センサ２４から出力された値に基づいて算出される姿勢を０にリセットする。

挿入長が０にリセットされた後、新たに算出された挿入長は、ステップＳ２００の後の挿入部２の長手方向Ｄ１における挿入部２の移動量を示す。センサ部６の姿勢が０にリセットされた後、新たに算出された姿勢は、ステップＳ２００の後のセンサ部６の姿勢の変化量を示す。撮像部２０の姿勢が０にリセットされた後、新たに算出された姿勢は、ステップＳ２００の後の撮像部２０の姿勢の変化量を示す。

情報処理部４０は、挿入部２の回転量およびセンサ部６の回転量を状態検出部３４から取得する。情報処理部４０は、挿入部２の回転量およびセンサ部６の回転量を使用することにより、補正回転量を算出する。補正回転量は、挿入部２の絶対的な回転量を示す。情報処理部４０は、算出された補正回転量を０に変換することにより補正回転量を０にリセットする。情報処理部４０は、この変換に使用された変換式を保持する。

熟練者は挿入操作を実施し、挿入部２を被検体内で進行させる。状態検出部３４は、光学センサ６０および姿勢センサ６１の各々によって検出された値を取得する。状態検出部３４は、挿入部２の挿入長、挿入部２の回転量、およびセンサ部６の回転量を算出する。状態検出部３４は、センサ部６の姿勢を算出し、センサ部６の姿勢情報を生成する。姿勢検出部３５は、姿勢センサ２４によって検出された値を取得する。姿勢検出部３５は、撮像部２０の姿勢を算出し、撮像部２０の姿勢情報を生成する。

ステップＳ２００の後、情報処理部４０は、挿入部２の挿入長、挿入部２の回転量、センサ部６の回転量、およびセンサ部６の姿勢情報を状態検出部３４から取得する（ステップＳ２０１）。

ステップＳ２０１の後、情報処理部４０は、挿入部２の回転量およびセンサ部６の回転量を使用することにより、補正回転量を算出する。情報処理部４０は、ステップＳ２００において使用された変換式を使用することにより、補正回転量を新しい値に変換する（ステップＳ２０２）。その新しい値は、ステップＳ２００の後の補正回転量の変化を示し、ステップＳ２０２の後の処理において補正回転量として使用される。

ステップＳ２０２の後、情報処理部４０は、挿入部２の挿入長、補正回転量、およびセンサ部６の姿勢情報を挿入状態情報としてメモリ４１に記録する（ステップＳ２０３）。挿入部２の挿入長、補正回転量、およびセンサ部６の姿勢情報は、時刻情報と関連付けられている。

ステップＳ２０３の後、情報処理部４０は、湾曲部２１の湾曲量を湾曲制御部３９から取得する（ステップＳ２０４）。例えば、その湾曲量は、上方向（Ｕ）または下方向（Ｄ）における湾曲量を示し、かつ左方向（Ｌ）または右方向（Ｒ）における湾曲量を示す。

ステップＳ２０４の後、情報処理部４０は、湾曲部２１の湾曲量をメモリ４１に記録する（ステップＳ２０５）。その湾曲量は、挿入状態情報に含まれ、時刻情報と関連付けられている。

ステップＳ２０５の後、情報処理部４０は、撮像部２０の姿勢情報を姿勢検出部３５から取得する（ステップＳ２０６）。

ステップＳ２０６の後、情報処理部４０は、撮像部２０の姿勢情報をメモリ４１に記録する（ステップＳ２０７）。その姿勢情報は、挿入状態情報に含まれ、時刻情報と関連付けられている。

検査が終了したとき、熟練者は操作部４を操作することにより、検査終了指示を内視鏡装置１に入力する。操作処理部３３は、検査終了指示を状態検出部３４、姿勢検出部３５、および情報処理部４０に出力する。状態検出部３４、姿勢検出部３５、および情報処理部４０は、検査終了指示を受け付ける（ステップＳ２０８）。

検査終了指示が受け付けられたとき、図１４に示す履歴記録処理が終了する。検査終了指示が受け付けられるまで、ステップＳ２０１からＳ２０７が繰り返される。

ステップＳ２０２およびステップＳ２０３は、ステップＳ２０１とステップＳ２０８との間の任意のタイミングで実行されてもよい。ステップＳ２０４およびステップＳ２０５は、ステップＳ２００とステップＳ２０８との間の任意のタイミングで実行されてもよい。ステップＳ２０６およびステップＳ２０７は、ステップＳ２００とステップＳ２０８との間の任意のタイミングで実行されてもよい。

図１５を使用することにより、挿入部２およびセンサ部６の状態変化の例を説明する。図１５は、挿入部２およびセンサ部６の状態変化の例を示す。図１５は、補正回転量Ｇ５、姿勢Ｇ６、湾曲量Ｇ７、および姿勢Ｇ８のグラフを示す。各グラフの横軸は挿入長を示し、各グラフの縦軸は回転量等を示す。

補正回転量Ｇ５は、挿入部２の回転量およびセンサ部６の回転量を使用することにより算出された補正回転量を示す。姿勢Ｇ６は、姿勢センサ６１によって検出された値に基づいて算出されたセンサ部６の姿勢を示す。センサ部６の姿勢は、挿入部２が通る穴Ｈ１における挿入部２の姿勢と同じである。例えば、姿勢Ｇ６は、水平面に対する挿入部２の中心軸ＣＡ１の角度を示す。姿勢Ｇ６は、重力方向に対する挿入部２の中心軸ＣＡ１の角度を示してもよい。例えば、湾曲量Ｇ７は、湾曲部２１の上方向（Ｕ）および下方向（Ｄ）の各々の湾曲量を示す。姿勢Ｇ８は、姿勢センサ２４によって検出された値に基づいて算出された撮像部２０の姿勢を示す。

挿入長、補正回転量Ｇ５、姿勢Ｇ６、湾曲量Ｇ７、および姿勢Ｇ８は、同じ時刻情報によって互いに関連付けられている。そのため、情報処理部４０は、補正回転量Ｇ５、姿勢Ｇ６、湾曲量Ｇ７、および姿勢Ｇ８を、挿入長に応じた値に変換することができる。メモリ４１に記録された挿入状態情報は、挿入部２の回転量、センサ部６の回転量、補正回転量、センサ部６の姿勢情報、湾曲部２１の湾曲量、および撮像部２０の姿勢情報を含む。これらは、挿入長と関連付けられている。

図１６は、非熟練者が機器設定（操作Ｏ３）を実施するときに内視鏡装置１が実行する機器設定処理（ステップＳ３）の手順を示す。第２のモードが内視鏡装置１に設定されたとき、内視鏡装置１は機器設定処理を実行する。

非熟練者は、挿入部２の位置をセンサ部６の位置と合わせる。このとき、非熟練者が実施する作業は、熟練者が実施する作業（図１２）と同様である。例えば、非熟練者は、挿入部２の先端面をセンサ部６の端面と一致させる。このとき、非熟練者は操作部４を操作することにより、原点設定指示を内視鏡装置１に入力する。

操作処理部３３は、原点設定指示を状態検出部３４に出力する。状態検出部３４は、原点設定指示を受け付ける（ステップＳ３００）。

ステップＳ３００の後、状態検出部３４は、光学センサ６０から出力された値に基づいて算出される挿入長を０にリセットする（ステップＳ３０１）。挿入長が０にリセットされた後、新たに算出された挿入長は、ステップＳ３０１の後の挿入部２の長手方向Ｄ１における挿入部２の移動量を示す。

非熟練者は、挿入部２を被検体に挿入し、被検体に対する挿入部２の相対的な状態を初期状態に設定する。このとき、非熟練者は、熟練者が設定した初期状態と同じ状態が実現されるように作業を実施する。内視鏡装置１は、非熟練者の作業を支援する処理を実行する。以下では、その処理の詳細を説明する。

非熟練者は操作部４を操作することにより、設定実行指示を内視鏡装置１に入力する。操作処理部３３は、設定実行指示を挿入支援部４２に出力する。挿入支援部４２は、設定実行指示を受け付ける（ステップＳ３０２）。

挿入支援部４２は、ステップＳ１０３においてメモリ４１に記録された参照画像を取得し、画像処理部３０を経由して参照画像を表示部５に出力する。表示部５は、参照画像を表示する（ステップＳ３０３）。

状態検出部３４は、光学センサ６０および姿勢センサ６１の各々によって検出された値を取得する。状態検出部３４は、挿入部２の挿入長を算出する。また、状態検出部３４は、センサ部６の姿勢を算出し、センサ部６の姿勢情報を生成する。

ステップＳ３０３の後、挿入支援部４２は、挿入部２の挿入長およびセンサ部６の姿勢情報を状態検出部３４から取得する（ステップＳ３０４）。

ステップＳ３０４の後、挿入支援部４２は、ステップＳ１０５においてメモリ４１に記録された情報を取得する。つまり、挿入支援部４２は、挿入部２の挿入長（Ｌ０）およびセンサ部６の姿勢情報（Ｓ０）を取得する。挿入支援部４２は、メモリ４１から取得された情報と、ステップＳ３０４において状態検出部３４から取得された情報とを使用することにより、挿入支援情報を生成する。挿入支援部４２は、画像処理部３０を経由して挿入支援情報を表示部５に出力する。表示部５は、挿入長および姿勢情報に関する挿入支援情報を表示する（ステップＳ３０５）。

図１７は、表示部５に表示される情報を示す。表示部５は、ライブ画像ＩＭＧ１０、参照画像ＩＭＧ１１、挿入支援情報ＡＩ１０、およびボタンＢ１０を表示する。

ライブ画像ＩＭＧ１０は、撮像素子２３によってリアルタイムに生成された現在の画像である。参照画像ＩＭＧ１１は、ステップＳ３０３においてメモリ４１から取得される。

挿入支援情報ＡＩ１０は、挿入長情報Ｌ１０を含む。挿入長情報Ｌ１０は、過去の挿入長（Ｌ０）と現在の挿入長との差分を示す。過去の挿入長（Ｌ０）は、ステップＳ３０５においてメモリ４１から取得される。現在の挿入長は、ステップＳ３０４において状態検出部３４から取得される。挿入長情報Ｌ１０は、その差分の大きさに応じた長さを持つ線として表示される。挿入長情報Ｌ１０は、過去の挿入長（Ｌ０）と現在の挿入長との大きさの関係に応じて、軸ＡＸ１０の右側または左側に表示される。

挿入支援情報ＡＩ１０は、姿勢情報Ｓ１０を含む。姿勢情報Ｓ１０は、センサ部６の姿勢情報の過去の値（Ｓ０）と、センサ部６の姿勢情報の現在の値との差分を示す。姿勢情報の過去の値（Ｓ０）は、ステップＳ３０５においてメモリ４１から取得される。姿勢情報の現在の値は、ステップＳ３０４において状態検出部３４から取得される。姿勢情報Ｓ１０は、その差分の大きさに応じた長さを持つ線として表示される。姿勢情報Ｓ１０は、姿勢情報の過去の値（Ｓ０）と姿勢情報の現在の値との大きさの関係に応じて、軸ＡＸ１０の右側または左側に表示される。姿勢情報Ｓ１０は、挿入部２が通る穴Ｈ１における挿入部２の姿勢を示す。

非熟練者は、ライブ画像ＩＭＧ１０を参照画像ＩＭＧ１１と比較する。非熟練者は、ライブ画像ＩＭＧ１０の構図が参照画像ＩＭＧ１１の構図と一致するように挿入部２の回転量を調整する。また、非熟練者は、挿入支援情報ＡＩ１０を参照する。非熟練者は、挿入長情報Ｌ１０と対応する差分が０と一致するように挿入部２の位置を調整する。非熟練者は、姿勢情報Ｓ１０と対応する差分が０と一致するように挿入部２の姿勢を調整する。非熟練者が挿入部２の回転量、位置、および姿勢を調整している間、挿入長情報Ｌ１０および姿勢情報Ｓ１０は、非熟練者が実施する操作に応じて更新される。

上記の調整が終了したとき、非熟練者は、検査を開始するために、操作部４を操作することにより、検査開始指示を内視鏡装置１に入力する。例えば、非熟練者は、操作部４を操作することにより、ボタンＢ１０を押す。これにより、非熟練者は、検査開始指示を内視鏡装置１に入力することができる。

操作処理部３３は、検査開始指示を状態検出部３４、姿勢検出部３５、および挿入支援部４２に出力する。状態検出部３４、姿勢検出部３５、および挿入支援部４２は、検査開始指示を受け付ける（ステップＳ３０６）。検査開始指示が受け付けられたとき、図１６に示す機器設定処理が終了する。検査開始指示が受け付けられるまで、ステップＳ３０４およびステップＳ３０５が繰り返される。

挿入支援部４２は、現在の挿入長が過去の挿入長（Ｌ０）と一致し、かつ姿勢情報の現在の値が姿勢情報の過去の値（Ｓ０）と一致するか否かを判断してもよい。現在の挿入長が過去の挿入長（Ｌ０）と一致し、かつ姿勢情報の現在の値が姿勢情報の過去の値（Ｓ０）と一致すると挿入支援部４２が判断したとき、挿入支援部４２は検査開始指示を自動的に受け付け、検査開始指示を状態検出部３４および姿勢検出部３５に出力してもよい。

図１８は、非熟練者が検査（操作Ｏ４）を実施するときに内視鏡装置１が実行する挿入支援処理（ステップＳ４）の手順を示す。

状態検出部３４、姿勢検出部３５、および情報処理部４０は、各種の値をリセットする（ステップＳ４００）。状態検出部３４、姿勢検出部３５、および情報処理部４０は、ステップＳ４００において以下の処理を実行する。

状態検出部３４は、光学センサ６０から出力された値に基づいて算出される挿入長を０にリセットする。状態検出部３４は、姿勢センサ６１から出力された値に基づいて算出される姿勢を０にリセットする。姿勢検出部３５は、姿勢センサ２４から出力された値に基づいて算出される姿勢を０にリセットする。

挿入長が０にリセットされた後、新たに算出された挿入長は、ステップＳ４００の後の挿入部２の長手方向Ｄ１における挿入部２の移動量を示す。センサ部６の姿勢が０にリセットされた後、新たに算出された姿勢は、ステップＳ４００の後のセンサ部６の姿勢の変化量を示す。撮像部２０の姿勢が０にリセットされた後、新たに算出された姿勢は、ステップＳ４００の後の撮像部２０の姿勢の変化量を示す。

情報処理部４０は、挿入部２の回転量およびセンサ部６の回転量を状態検出部３４から取得する。情報処理部４０は、挿入部２の回転量およびセンサ部６の回転量を使用することにより、補正回転量を算出する。補正回転量は、挿入部２の絶対的な回転量を示す。情報処理部４０は、算出された補正回転量を０に変換することにより補正回転量を０にリセットする。情報処理部４０は、この変換に使用された変換式を保持する。

非熟練者は挿入操作を実施し、挿入部２を被検体内で進行させる。状態検出部３４は、光学センサ６０および姿勢センサ６１の各々によって検出された値を取得する。状態検出部３４は、挿入部２の挿入長、挿入部２の回転量、およびセンサ部６の回転量を算出する。状態検出部３４は、センサ部６の姿勢を算出し、センサ部６の姿勢情報を生成する。姿勢検出部３５は、姿勢センサ２４によって検出された値を取得する。姿勢検出部３５は、撮像部２０の姿勢を算出し、撮像部２０の姿勢情報を生成する。

ステップＳ４００の後、挿入支援部４２は、挿入部２の挿入長、挿入部２の回転量、センサ部６の回転量、およびセンサ部６の姿勢情報を状態検出部３４から取得する（ステップＳ４０１）。

ステップＳ４０１の後、情報処理部４０は、挿入部２の回転量およびセンサ部６の回転量を状態検出部３４から取得する。情報処理部４０は、挿入部２の回転量およびセンサ部６の回転量を使用することにより、補正回転量を算出する。情報処理部４０は、ステップＳ４００において使用された変換式を使用することにより、補正回転量を新しい値に変換する（ステップＳ４０２）。その新しい値は、ステップＳ４００の後の補正回転量の変化を示し、ステップＳ４０２の後の処理において補正回転量として使用される。

ステップＳ４０２の後、挿入支援部４２は、ステップＳ４０１において状態検出部３４から取得された挿入長を、画像処理部３０を経由して表示部５に出力する。表示部５は、挿入長を表示する（ステップＳ４０３）。

ステップＳ４０３の後、挿入支援部４２は、ステップＳ２０３においてメモリ４１に記録された補正回転量を取得する。このとき、挿入支援部４２は、ステップＳ４０１において状態検出部３４から取得された挿入長と同じ挿入長と関連付けられた補正回転量を取得する。挿入支援部４２は、ステップＳ４０２において算出された補正回転量を情報処理部４０から取得する。挿入支援部４２は、メモリ４１から取得された補正回転量と、ステップＳ４０２においてリアルタイムに算出された補正回転量とを使用することにより、挿入支援情報を生成する。例えば、挿入支援部４２は、２つの補正回転量の差分を算出する。挿入支援部４２は、その差分に応じた挿入支援情報を生成する。挿入支援部４２は、画像処理部３０を経由して挿入支援情報を表示部５に出力する。表示部５は、挿入部２の回転量に関する挿入支援情報を表示する（ステップＳ４０４）。

ステップＳ４０４の後、挿入支援部４２は、ステップＳ２０３においてメモリ４１に記録されたセンサ部６の姿勢情報を取得する。このとき、挿入支援部４２は、ステップＳ４０１において状態検出部３４から取得された挿入長と同じ挿入長と関連付けられた姿勢情報を取得する。挿入支援部４２は、メモリ４１から取得された姿勢情報と、ステップＳ４０１において状態検出部３４から取得された姿勢情報とを使用することにより、挿入支援情報を生成する。挿入支援部４２は、画像処理部３０を経由して挿入支援情報を表示部５に出力する。表示部５は、センサ部６の姿勢情報に関する挿入支援情報を表示する（ステップＳ４０５）。

ステップＳ４０５の後、挿入支援部４２は、湾曲部２１の湾曲量を湾曲制御部３９から取得する（ステップＳ４０６）。例えば、その湾曲量は、上方向（Ｕ）または下方向（Ｄ）における湾曲量を示し、かつ左方向（Ｌ）または右方向（Ｒ）における湾曲量を示す。

ステップＳ４０６の後、挿入支援部４２は、ステップＳ２０５においてメモリ４１に記録された湾曲量を取得する。このとき、挿入支援部４２は、ステップＳ４０１において状態検出部３４から取得された挿入長と同じ挿入長と関連付けられた湾曲量を取得する。挿入支援部４２は、メモリ４１から取得された湾曲量と、ステップＳ４０６において湾曲制御部３９から取得された湾曲量とを使用することにより、挿入支援情報を生成する。挿入支援部４２は、画像処理部３０を経由して挿入支援情報を表示部５に出力する。表示部５は、湾曲量に関する挿入支援情報を表示する（ステップＳ４０７）。

ステップＳ４０７の後、挿入支援部４２は、撮像部２０の姿勢情報を姿勢検出部３５から取得する（ステップＳ４０８）。

ステップＳ４０８の後、挿入支援部４２は、ステップＳ２０７においてメモリ４１に記録された撮像部２０の姿勢情報を取得する。このとき、挿入支援部４２は、ステップＳ４０１において状態検出部３４から取得された挿入長と同じ挿入長と関連付けられた姿勢情報を取得する。挿入支援部４２は、メモリ４１から取得された姿勢情報と、ステップＳ４０８において姿勢検出部３５から取得された姿勢情報とを使用することにより、挿入支援情報を生成する。挿入支援部４２は、画像処理部３０を経由して挿入支援情報を表示部５に出力する。表示部５は、撮像部２０の姿勢情報に関する挿入支援情報を表示する（ステップＳ４０９）。

図１９は、表示部５に表示される情報を示す。表示部５は、ライブ画像ＩＭＧ１２、挿入長ＩＬ１０、回転目標ＲＴ１０、姿勢目標ＰＴ１０、湾曲目標ＢＴ１０、および姿勢目標ＰＴ１１を表示する。

ライブ画像ＩＭＧ１２は、撮像素子２３によってリアルタイムに生成された現在の画像である。挿入長ＩＬ１０、回転目標ＲＴ１０、姿勢目標ＰＴ１０、湾曲目標ＢＴ１０、および姿勢目標ＰＴ１１は、ライブ画像ＩＭＧ１２上に表示される。

挿入長ＩＬ１０は、ステップＳ４０３において表示される。

回転目標ＲＴ１０は、挿入部２の回転量の目標を示す。回転目標ＲＴ１０は、ステップＳ４０４において表示された挿入支援情報と対応する。例えば、回転目標ＲＴ１０は、ステップＳ４０４において算出された差分に応じた矢印として表示される。矢印の向きは、差分の正または負の符号と対応する。矢印の長さは、差分の大きさと対応する。矢印は、差分の大きさと対応する色で表示されてもよい。矢印は、差分の大きさと対応する太さを持ってもよい。

挿入部２の回転量の目標を表示する方法は、図１９に示す方法に限らない。例えば、挿入支援部４２は、ステップＳ２０３においてメモリ４１に記録された補正回転量と、ステップＳ４０２において算出された補正回転量とを表示部５に表示してもよい。

姿勢目標ＰＴ１０は、センサ部６の姿勢の目標を示す。センサ部６の姿勢は、挿入部２が通る穴Ｈ１における挿入部２の姿勢と同じである。姿勢目標ＰＴ１０は、ステップＳ４０５において表示された挿入支援情報と対応する。姿勢目標ＰＴ１０は、線ＶＬ１０、線ＨＬ１０、およびマークＭ１０を含む。

線ＶＬ１０は、垂直方向におけるセンサ部６の姿勢情報の値を示す。線ＨＬ１０は、水平方向におけるセンサ部６の姿勢情報の値を示す。線ＶＬ１０と線ＨＬ１０との交点は、ステップＳ２０３においてメモリ４１に記録された姿勢情報の値を示す。マークＭ１０は、センサ部６の姿勢情報の現在の値を示す。マークＭ１０の垂直位置は、垂直方向における姿勢情報の現在の値と、垂直方向における姿勢情報の過去の値との差分に応じている。マークＭ１０の水平位置は、水平方向における姿勢情報の現在の値と、水平方向における姿勢情報の過去の値との差分に応じている。

センサ部６の姿勢の目標を表示する方法は、図１９に示す方法に限らない。例えば、挿入支援部４２は、ステップＳ２０３においてメモリ４１に記録された姿勢情報の値と、姿勢情報の現在の値との差分を算出してもよい。挿入支援部４２は、その差分の大きさに応じた長さを持つ矢印を表示部５に表示してもよい。

湾曲目標ＢＴ１０は、湾曲部２１の湾曲量の目標を示す。挿入支援部４２は、ステップＳ２０５においてメモリ４１に記録された湾曲量（第１の湾曲量）を参照し、かつステップＳ４０６において湾曲制御部３９から取得された湾曲量（第２の湾曲量）を参照する。挿入支援部４２は、第２の湾曲量を持つ状態から第１の湾曲量を持つ状態に湾曲部２１を変化させるために必要な湾曲方向および湾曲量を算出する。

挿入支援部４２は、算出された湾曲方向および湾曲量を示す矢印を湾曲目標ＢＴ１０として表示部５に表示する。矢印の方向は、湾曲方向を示す。矢印の長さは、湾曲量を示す。矢印は、湾曲量と対応する色で表示されてもよい。矢印は、湾曲量と対応する太さを持ってもよい。

湾曲部２１の湾曲量の目標を表示する方法は、図１９に示す方法に限らない。例えば、挿入支援部４２は、第１の湾曲量を示す矢印と、第２の湾曲量を示す矢印とを表示部５に表示してもよい。

姿勢目標ＰＴ１１は、撮像部２０の姿勢の目標を示す。姿勢目標ＰＴ１１は、ステップＳ４０９において表示された挿入支援情報と対応する。例えば、挿入支援部４２は、ステップＳ２０７においてメモリ４１に記録された姿勢情報（第１の姿勢情報）と、ステップＳ４０８において姿勢検出部３５から取得された姿勢情報（第２の姿勢情報）とを参照する。挿入支援部４２は、第１の姿勢情報の垂直成分と、第２の姿勢情報の垂直成分との差分（第１の差分）を算出する。また、挿入支援部４２は、第１の姿勢情報の水平成分と、第２の姿勢情報の水平成分との差分（第２の差分）を算出する。

挿入支援部４２は、第１の差分と対応する長さを持つ第１の矢印を表示部５に表示し、かつ第２の差分と対応する長さを持つ第２の矢印を表示部５に表示する。図１９に示す例では、第２の差分が０である。そのため、第２の矢印は表示されず、第１の矢印のみが表示される。第１の矢印は、第１の差分の大きさと対応する色で表示されてもよく、または第１の差分の大きさと対応する太さを持ってもよい。第２の矢印は、第２の差分の大きさと対応する色で表示されてもよく、または第２の差分の大きさと対応する太さを持ってもよい。

撮像部２０の姿勢の目標を表示する方法は、図１９に示す方法に限らない。例えば、挿入支援部４２は、姿勢目標ＰＴ１０を表示する方法と同様の方法を使用してもよい。

非熟練者は、図１９に示す情報を参照し、挿入部２の回転量等を調整する。非熟練者は、回転目標ＲＴ１０に従って挿入部２の回転量を調整する。非熟練者は、姿勢目標ＰＴ１０に従ってセンサ部６の姿勢を調整する。非熟練者は、湾曲目標ＢＴ１０に従って湾曲部２１の湾曲量を調整する。

挿入部２の回転量、センサ部６の姿勢、および湾曲部２１の湾曲量が調整された後、非熟練者は、姿勢目標ＰＴ１１に従って挿入部２の方向を確認する。挿入部２が通る経路が分岐部において２つ以上の経路に分岐する場合がある。撮像部２０の現在の姿勢が撮像部２０の姿勢の目標と異なるとき、挿入部２が誤った経路に挿入されている可能性がある。その場合、非熟練者は、挿入部２を分岐部に戻し、挿入部２を正しい経路に挿入することができる。

検査が終了したとき、非熟練者は操作部４を操作することにより、検査終了指示を内視鏡装置１に入力する。操作処理部３３は、検査終了指示を状態検出部３４、姿勢検出部３５、および挿入支援部４２に出力する。状態検出部３４、姿勢検出部３５、および挿入支援部４２は、検査終了指示を受け付ける（ステップＳ４１０）。

検査終了指示が受け付けられたとき、図１８に示す挿入支援処理が終了する。検査終了指示が受け付けられるまで、ステップＳ４０１からＳ４０９が繰り返される。

ステップＳ４０３は、ステップＳ４０１とステップＳ４１０との間の任意のタイミングで実行されてもよい。ステップＳ４０２およびステップＳ４０４は、ステップＳ４０１とステップＳ４１０との間の任意のタイミングで実行されてもよい。ステップＳ４０５は、ステップＳ４０１とステップＳ４１０との間の任意のタイミングで実行されてもよい。ステップＳ４０６およびステップＳ４０７は、ステップＳ４００とステップＳ４１０との間の任意のタイミングで実行されてもよい。ステップＳ４０８およびステップＳ４０９は、ステップＳ４００とステップＳ４１０との間の任意のタイミングで実行されてもよい。

挿入支援部４２は、挿入部２の３次元モデルを表示部５に表示してもよい。挿入支援部４２は、挿入部２の回転量の目標および挿入部２の姿勢の目標を３次元モデル上に表示してもよい。これにより、挿入部２の回転量および姿勢の調整に必要な情報の視認性が向上する。

湾曲制御部３９は、ユーザーが実施する湾曲操作によらずに湾曲部２１を湾曲させてもよい。例えば、挿入支援部４２は、第２の湾曲量を持つ状態から第１の湾曲量を持つ状態に湾曲部２１を変化させるために必要な湾曲方向および湾曲量を算出する。挿入支援部４２は、湾曲方向および湾曲量を含む湾曲指示を湾曲制御部３９に出力する。湾曲制御部３９は、湾曲指示に基づいて湾曲部２１を湾曲させる。

非熟練者が実施している検査における挿入部２の回転の状態が、熟練者によって実施された過去の検査における挿入部２の回転の状態と異なる場合がある。その場合、非熟練者が正しい湾曲操作を実施することが難しい。そのため、挿入支援部４２は、挿入部２の回転方向を過去の検査における回転方向に近づけ、かつ挿入部２の回転量を過去の検査における回転量に近づけるために必要な湾曲方向および湾曲量を算出してもよい。挿入支援部４２は、湾曲方向および湾曲量を含む湾曲指示を湾曲制御部３９に出力してもよい。湾曲制御部３９は、湾曲指示に基づいて湾曲部２１を湾曲させてもよい。非熟練者は、挿入部２の回転量と湾曲部２１の湾曲量との両方を気にする必要はないため、操作性が向上する。

状態検出部３４は、挿入部２の挿入長、挿入部２の回転量、センサ部６の回転量、およびセンサ部６の姿勢情報を外部ＩＦ３２に出力してもよい。姿勢検出部３５は、撮像部２０の姿勢情報を外部ＩＦ３２に出力してもよい。外部ＩＦ３２は、これらの情報を外部ＰＣ８に送信してもよい。

外部ＰＣ８は、ステップＳ１０５、ステップＳ２０２、ステップＳ２０３、ステップＳ２０５、およびステップＳ２０７を実行してもよい。外部ＰＣ８は、ステップＳ３０５において挿入支援情報を生成してもよく、生成された挿入支援情報を内視鏡装置１に送信してもよい。外部ＰＣ８は、ステップＳ４０２において補正回転量を算出してもよい。外部ＰＣ８は、ステップＳ４０４、ステップＳ４０５、ステップＳ４０７、およびステップＳ４０９において挿入支援情報を生成してもよく、生成された挿入支援情報を内視鏡装置１に送信してもよい。外部ＰＣ８の代わりにサーバー等が使用されてもよい。

本発明の各態様の挿入状態検出システム（内視鏡装置１）は、センサ部６、姿勢センサ６１（第２のセンサ）、情報処理部４０（制御部）、および挿入支援部４２（制御部）を有する。センサ部６は、内視鏡装置１の細長い挿入部２が被検体に挿入されるときに挿入部２の中心軸ＣＡ１の周りの挿入部２の回転量を示す第１の回転量を検出する光学センサ６０（第１のセンサ）を有する。挿入部２が通る穴Ｈ１がセンサ部６に形成されている。姿勢センサ６１は、センサ部６に配置されている。姿勢センサ６１は、挿入部２が被検体に挿入されるときに中心軸ＣＡ１の周りのセンサ部６の回転量を示す第２の回転量を検出する。情報処理部４０は、第１の回転量および第２の回転量を取得する。情報処理部４０は、第２の回転量に基づいて第１の回転量を補正することにより補正回転量を算出する。

本発明の各態様の挿入状態検出方法は、第１の取得ステップ、第２の取得ステップ、および算出ステップを有する。情報処理部４０（制御部）は、第１の取得ステップ（ステップＳ４０１）において、第１の回転量を取得する。情報処理部４０は、第２の取得ステップ（ステップＳ４０１）において、第２の回転量を取得する。情報処理部４０は、算出ステップ（ステップＳ４０２）において、第２の回転量に基づいて第１の回転量を補正することにより補正回転量を算出する。

本発明の各態様は、以下の変形例を含んでもよい。光学センサ６０（第１のセンサ）は、挿入部２が被検体に挿入されるときに挿入部２の長手方向Ｄ１に挿入部２が移動する量を示す移動量（挿入長）を検出する。

本発明の各態様は、以下の変形例を含んでもよい。情報処理部４０（制御部）は、互いに関連付けられた補正回転量および移動量（挿入長）を含む挿入状態情報をメモリ４１（記録媒体）に記録する。

本発明の各態様は、以下の変形例を含んでもよい。姿勢センサ６１（第２のセンサ）は、センサ部６の姿勢を検出する。挿入状態情報は、移動量（挿入長）と関連付けられ、かつセンサ部６の姿勢を示す姿勢情報を含む。

本発明の各態様は、以下の変形例を含んでもよい。挿入部２は、挿入部２の先端を含む先端部２ａに配置され、かつ先端部２ａの姿勢を検出する姿勢センサ２４（第３のセンサ）を有する。挿入状態情報は、移動量（挿入長）と関連付けられ、かつ先端部２ａの姿勢を示す姿勢情報を含む。

本発明の各態様は、以下の変形例を含んでもよい。挿入部２の先端を含む先端部２ａは、操作部４の操作を通して入力された湾曲指示に基づいて被検体の内部において湾曲可能である。挿入状態情報は、移動量（挿入長）と関連付けられ、かつ先端部２ａが湾曲している量を示す湾曲量を含む。

本発明の各態様は、以下の変形例を含んでもよい。挿入支援部４２（制御部）は、リアルタイムに算出された補正回転量と、メモリ４１（記録媒体）に記録された挿入状態情報に含まれる補正回転量とを使用することにより、挿入部２を被検体に挿入するために必要な操作を示す操作情報（挿入支援情報）を生成する。

本発明の各態様は、以下の変形例を含んでもよい。挿入支援部４２（制御部）は、リアルタイムに算出された補正回転量とメモリ４１（記録媒体）に記録された挿入状態情報に含まれる補正回転量との差分を算出し、その差分を使用することにより操作情報（挿入支援情報）を生成する。

本発明の各態様は、以下の変形例を含んでもよい。挿入支援部４２（制御部）は、第１の回転量および第２の回転量を使用する加算または減算を実施することにより補正回転量を算出する。

第１の実施形態において、内視鏡装置１は、センサ部６の回転量に基づいてセンサ部６に対する挿入部２の相対的な回転量を補正することにより補正回転量を算出する。そのため、内視鏡装置１は、挿入部２の回転量を正確に検出することができる。

センサ部６は被検体に固定されている必要はない。前述したようにユーザーがセンサ部６を手で持ってもよい。その場合であっても、内視鏡装置１は、挿入部２の回転量を正確に検出することができる。

挿入状態情報がメモリ４１に記録される。挿入状態情報は、挿入部２の補正回転量等を含む。内視鏡装置１は、検査における挿入操作の内容を記録することができる。ユーザーは、挿入状態情報を参照することにより、検査が計画に沿って実施されたか否かを確認することができる。

挿入支援部４２は、メモリ４１に記録された挿入状態情報に含まれる情報を使用することにより挿入支援情報を生成し、生成された挿入支援情報を表示部５に出力する。ユーザーが非熟練者である場合であっても、ユーザーは、様々な検査条件において、挿入支援情報に従って容易に挿入操作を実施することができる。ユーザーは、挿入部２を検査部位へ容易に到達させることができる。

（第２の実施形態）
本発明の第２の実施形態を説明する。前述した特許文献１に開示された技術は、挿入部の回転量の基準位置（回転原点）を毎回の検査において再現する方法を開示していない。この回転原点が定まらないと、挿入部の回転量を算出することが難しい。この技術では、把持部と挿入部とが一体化されている。そのため、把持部および挿入部が、特定の構造またはセンサを有することが推測される。その構造は、把持部に対する挿入部の相対的な位置を固定する。そのセンサは、把持部と挿入部とが近接している状態において把持部と挿入部との位置関係を検出する。

把持部を挿入部から取り外せることが好ましい。しかしながら、把持部が挿入部から取り外された場合、上記の構造またはセンサを使用することが難しい。前述したように、挿入部の表面において、多数の金属素線が編み込まれている。挿入部の表面は、その金属素線が形成する均一な模様を持つ。回転原点を示すマーク等を挿入部の表面に形成することは難しい。

前述した第１の実施形態において、熟練者が機器設定（操作Ｏ１）を実施するとき、参照画像がメモリ４１に記録される。非熟練者が機器設定（操作Ｏ３）を実施するとき、表示部５は、参照画像を表示し、かつ撮像素子２３によってリアルタイムに生成されたライブ画像を表示する。非熟練者は、ライブ画像の構図が参照画像の構図と一致するように挿入部２の回転量を調整する。これにより、被検体に対する挿入部２の相対的な回転位置が調整される。

しかしながら、上記の調整を通して被検体に対するセンサ部６の相対的な回転位置が調整されるとは限らない。そのため、ライブ画像の構図が参照画像の構図と一致したときであっても、センサ部６に対する挿入部２の相対的な回転位置（回転原点）が参照画像の構図における回転位置と一致するとは限らない。

一方、第２の実施形態は、画像を使用せずに挿入部２の回転原点を調整する方法を提供する。姿勢センサ６１および姿勢センサ２４は、重力の方向を基準とする物理量を検出する。検査対象物が工場におけるパイプまたは航空機エンジン等である場合、重力の方向を基準とする検査対象物の姿勢はほとんど変化しない。そのため、内視鏡装置１は、重力の方向を基準とする回転原点を設定することにより、検査のタイミングに応じた回転原点の変化を抑制することができる。

内視鏡装置１は、挿入部２の姿勢センサ２４およびセンサ部６の姿勢センサ６１の各々によって検出された値を使用することにより、挿入部２とセンサ部６との間の回転位置の関係を設定する。これにより、内視鏡装置１は、センサ部６に対する挿入部２の回転原点を調整する。

姿勢センサ２４は、加速度センサのみを有してもよい。姿勢センサ２４は、地磁気の方向を基準とする物理量を検出してもよい。したがって、姿勢センサ２４は、地磁気センサのみを有してもよい。姿勢センサ２４は、加速度センサ、ジャイロセンサ、および地磁気センサのいずれか２つまたは３つを有してもよい。例えば、姿勢センサ２４は、加速度センサおよびジャイロセンサを有してもよい。あるいは、姿勢センサ２４は、加速度センサ、ジャイロセンサ、および地磁気センサを有してもよい。

姿勢センサ６１は、加速度センサのみを有してもよい。姿勢センサ６１は、地磁気の方向を基準とする物理量を検出してもよい。したがって、姿勢センサ６１は、地磁気センサのみを有してもよい。姿勢センサ６１は、加速度センサ、ジャイロセンサ、および地磁気センサのいずれか２つまたは３つを有してもよい。例えば、姿勢センサ６１は、加速度センサおよびジャイロセンサを有してもよい。あるいは、姿勢センサ６１は、加速度センサ、ジャイロセンサ、および地磁気センサを有してもよい。

図１１に示す状態記録処理は、図２０に示す状態記録処理に変更される。図２０は、状態記録処理の手順を示す。図１１に示す処理と同じ処理の説明を省略する。

熟練者は、挿入部２の位置をセンサ部６の位置と合わせる。図２１は、このときの挿入部２とセンサ部６との位置関係を示す。図２１は、センサ部６の断面を示す。例えば、熟練者は、挿入部２の先端面をセンサ部６の端面と一致させる。このとき、熟練者は操作部４を操作することにより、原点設定指示を内視鏡装置１に入力する。

操作処理部３３は、ステップＳ１００において原点設定指示を状態検出部３４、姿勢検出部３５、および情報処理部４０に出力する。状態検出部３４、姿勢検出部３５、および情報処理部４０は、ステップＳ１００において原点設定指示を受け付ける。

姿勢センサ２４の座標系ＣＳ１および姿勢センサ６１の座標系ＣＳ２が図２１に示されている。座標系ＣＳ１は、Ｘ１軸、Ｙ１軸、およびＺ１軸を持つ。Ｙ１軸は、挿入部２の中心軸ＣＡ１と一致する。座標系ＣＳ２は、Ｘ２軸、Ｙ２軸、およびＺ２軸を持つ。挿入部２の先端面がセンサ部６の端面と一致するときにＹ１軸がＹ２軸と一致するように座標系ＣＳ１および座標系ＣＳ２が予め設定される。Ｘ１軸がＸ２軸と一致するとは限らない。Ｚ１軸がＺ２軸と一致するとは限らない。

ステップＳ１００の後、状態検出部３４は、光学センサ６０から出力された値に基づいて算出される挿入長を０にリセットする。状態検出部３４、姿勢検出部３５、および情報処理部４０は、回転量に関する処理を実行する（ステップＳ１１０）。

挿入長が０にリセットされた後、新たに算出された挿入長は、ステップＳ１１０の後の挿入部２の長手方向Ｄ１における挿入部２の移動量を示す。姿勢センサ６１および姿勢センサ２４が重力の方向を基準とする物理量を検出するため、状態検出部３４は、姿勢センサ６１および姿勢センサ２４の各々から出力された値に基づいて算出される姿勢を０にリセットする必要はない。

状態検出部３４、姿勢検出部３５、および情報処理部４０は、ステップＳ１１０において回転量に関する以下の処理を実行する。

姿勢センサ２４は、重力の方向を検出可能である。したがって、姿勢センサ２４における重力の方向とＹ１軸の方向との関係は既知である。姿勢検出部３５は、姿勢センサ２４から出力された値に基づいてＹ１軸の周りの挿入部２の回転量Ｒ１を算出する。

姿勢センサ６１は、重力の方向を検出可能である。したがって、姿勢センサ６１における重力の方向とＹ２軸の方向との関係は既知である。状態検出部３４は、姿勢センサ６１から出力された値に基づいてＹ２軸の周りのセンサ部６の回転量Ｒ２を算出する。

情報処理部４０は、挿入部２の回転量Ｒ１を姿勢検出部３５から取得し、かつセンサ部６の回転量Ｒ２を状態検出部３４から取得する。情報処理部４０は、挿入部２の回転量Ｒ１からセンサ部６の回転量Ｒ２を減算することにより、相対回転量（ΔＲｐ）を算出する。相対回転量（ΔＲｐ）は、挿入部２とセンサ部６との間の回転の位置関係を示す。情報処理部４０は、センサ部６の回転量Ｒ２から挿入部２の回転量Ｒ１を減算することにより、相対回転量（ΔＲｐ）を算出してもよい。情報処理部４０は、相対回転量（ΔＲｐ）をメモリ４１に記録する。

熟練者は、挿入部２を被検体に挿入し、被検体に対する挿入部２の相対的な状態を初期状態に設定する。図２２は、このときの被検体ＳＢ１と挿入部２との位置関係を示す。図２２は、被検体ＳＢ１およびセンサ部６の断面を示す。

熟練者は、撮像素子２３が被検体ＳＢ１内の部位の画像を取得できるように挿入部２の位置を調整する。また、熟練者は、挿入部２が滑らかに進行できるように挿入部２の姿勢を調整する。

熟練者が上記の調整を実施している間、状態検出部３４は、光学センサ６０および姿勢センサ６１の各々によって検出された値を取得する。状態検出部３４は、挿入部２の挿入長およびセンサ部６の回転量Ｒ２を算出する。状態検出部３４は、センサ部６の姿勢を算出し、センサ部６の姿勢情報を生成する。熟練者が上記の調整を実施している間、姿勢検出部３５は、挿入部２の回転量Ｒ１を算出する。

挿入部２の状態が所望の状態に設定された後、熟練者は操作部４を操作することにより、設定終了指示を内視鏡装置１に入力する。操作処理部３３は、ステップＳ１０２において設定終了指示を情報処理部４０に出力する。情報処理部４０は、ステップＳ１０２において設定終了指示を受け付ける。

ステップＳ１０２の後、状態検出部３４は、光学センサ６０から出力された値に基づいて算出される挿入部２の回転量ＲＥを０にリセットする（ステップＳ１１１）。回転量ＲＥは、センサ部６に対する挿入部２の相対的な回転量を示す。状態検出部３４は、回転量ＲＥを算出する。回転量ＲＥが０にリセットされた後、新たに算出された回転量ＲＥは、ステップＳ１１１の後の挿入部２の回転量を示す。

ステップＳ１１１の後、情報処理部４０は、挿入部２の挿入長、挿入部２の回転量ＲＥ、センサ部６の回転量Ｒ２、およびセンサ部６の姿勢情報を状態検出部３４から取得する（ステップＳ１１２）。例えば、挿入部２の状態が図２２に示す状態に設定されたとき、挿入部２の挿入長はＬ０であり、挿入部２の回転量ＲＥはＲＥ０である。また、センサ部６の姿勢（傾き）を示す値はＳ０であり、センサ部６の回転量Ｒ２はＲ２０である。

ステップＳ１１２の後、情報処理部４０は、挿入部２の挿入長、挿入部２の回転量ＲＥ、センサ部６の回転量Ｒ２、およびセンサ部６の姿勢情報をメモリ４１に記録する（ステップＳ１１３）。

熟練者は、検査を開始するために、操作部４を操作することにより、検査開始指示を内視鏡装置１に入力する。操作処理部３３は、ステップＳ１０６において検査開始指示を状態検出部３４、姿勢検出部３５、および情報処理部４０に出力する。状態検出部３４、姿勢検出部３５、および情報処理部４０は、ステップＳ１０６において検査開始指示を受け付ける。検査開始指示が受け付けられたとき、図２０に示す状態記録処理が終了する。

図１６に示す機器設定処理は、図２３に示す機器設定処理に変更される。図２３は、機器設定処理の手順を示す。図１６に示す処理と同じ処理の説明を省略する。

非熟練者は、挿入部２の位置をセンサ部６の位置と合わせる。このとき、非熟練者が実施する作業は、熟練者が実施する作業（図２１）と同様である。例えば、非熟練者は、挿入部２の先端面をセンサ部６の端面と一致させる。このとき、非熟練者は操作部４を操作することにより、原点設定指示を内視鏡装置１に入力する。

操作処理部３３は、ステップＳ３００において原点設定指示を状態検出部３４、姿勢検出部３５、および情報処理部４０に出力する。状態検出部３４、姿勢検出部３５、および情報処理部４０は、ステップＳ３００において原点設定指示を受け付ける。

ステップＳ３００の後、状態検出部３４は、光学センサ６０から出力された値に基づいて算出される挿入長を０にリセットする。状態検出部３４、姿勢検出部３５、および情報処理部４０は、回転量に関する処理を実行する（ステップＳ３１０）。

挿入長が０にリセットされた後、新たに算出された挿入長は、ステップＳ３１０の後の挿入部２の長手方向Ｄ１における挿入部２の移動量を示す。姿勢センサ６１および姿勢センサ２４が重力の方向を基準とする物理量を検出するため、状態検出部３４は、姿勢センサ６１および姿勢センサ２４の各々から出力された値に基づいて算出される姿勢を０にリセットする必要はない。

状態検出部３４、姿勢検出部３５、および情報処理部４０は、ステップＳ３１０において回転量に関する以下の処理を実行する。

姿勢検出部３５は、姿勢センサ２４から出力された値に基づいてＹ１軸の周りの挿入部２の回転量Ｒ１を算出する。状態検出部３４は、姿勢センサ６１から出力された値に基づいてＹ２軸の周りのセンサ部６の回転量Ｒ２を算出する。

情報処理部４０は、挿入部２の回転量Ｒ１を姿勢検出部３５から取得し、かつセンサ部６の回転量Ｒ２を状態検出部３４から取得する。情報処理部４０は、挿入部２の回転量Ｒ１からセンサ部６の回転量Ｒ２を減算することにより、相対回転量（ΔＲｃ）を算出する。相対回転量（ΔＲｃ）は、挿入部２とセンサ部６との間の回転の位置関係を示す。情報処理部４０は、センサ部６の回転量Ｒ２から挿入部２の回転量Ｒ１を減算することにより、相対回転量（ΔＲｃ）を算出してもよい。

非熟練者は、熟練者が実施した作業と同様の作業を実施し、図２１に示す状態と同様の状態を実現する。非熟練者は、挿入部２の回転の状態を、熟練者が実施した作業における挿入部２の回転の状態と同じ状態に設定する。内視鏡装置１は、非熟練者の作業を支援する処理を実行する。以下では、その処理の詳細を説明する。

挿入支援部４２は、ステップＳ１１０においてメモリ４１に記録された相対回転量（ΔＲｐ）を取得する。挿入支援部４２は、メモリ４１から取得された相対回転量（ΔＲｐ）と、ステップＳ３１０において算出された相対回転量（ΔＲｃ）とに関する挿入支援情報を生成する。挿入支援部４２は、画像処理部３０を経由して挿入支援情報を表示部５に出力する。表示部５は挿入支援情報を表示する（ステップＳ３１１）。

図２４は、表示部５に表示される情報を示す。表示部５は、ライブ画像ＩＭＧ１０、挿入支援情報ＡＩ１１、およびボタンＢ１１を表示する。

ライブ画像ＩＭＧ１０は、撮像素子２３によってリアルタイムに生成された現在の画像である。

挿入支援情報ＡＩ１１は、差分情報Ｄ１０を含む。差分情報Ｄ１０は、相対回転量（ΔＲｐ）と相対回転量（ΔＲｃ）との差分を示す。相対回転量（ΔＲｐ）は、ステップＳ３１１においてメモリ４１から取得される。相対回転量（ΔＲｃ）は、ステップＳ３１０において算出される。差分情報Ｄ１０は、相対回転量（ΔＲｐ）と相対回転量（ΔＲｃ）との差分に応じた長さを持つ線として表示される。差分情報Ｄ１０は、相対回転量（ΔＲｐ）と相対回転量（ΔＲｃ）との大きさの関係に応じて、軸ＡＸ１１の右側または左側に表示される。

非熟練者は、挿入支援情報ＡＩ１１を参照する。非熟練者は、差分情報Ｄ１０と対応する差分が０と一致するように挿入部２の回転量を調整する。非熟練者が挿入部２の回転量を調整している間、差分情報Ｄ１０は、非熟練者が実施する操作に応じて更新される。

上記の調整が終了したとき、非熟練者は、操作部４を操作することにより、設定実行指示を内視鏡装置１に入力する。例えば、非熟練者は、操作部４を操作することにより、ボタンＢ１１を押す。これにより、非熟練者は、設定実行指示を内視鏡装置１に入力することができる。

操作処理部３３は、ステップＳ３０２において設定実行指示を挿入支援部４２に出力する。挿入支援部４２は、ステップＳ３０２において設定実行指示を受け付ける。

状態検出部３４は、光学センサ６０および姿勢センサ６１の各々によって検出された値を取得する。状態検出部３４は、挿入部２の挿入長およびセンサ部６の回転量Ｒ２を算出する。状態検出部３４は、センサ部６の姿勢を算出し、センサ部６の姿勢情報を生成する。

ステップＳ３０２の後、状態検出部３４は、光学センサ６０から出力された値に基づいて算出される挿入部２の回転量ＲＥを０にリセットする（ステップＳ３１２）。回転量ＲＥは、センサ部６に対する挿入部２の相対的な回転量を示す。状態検出部３４は、回転量ＲＥを算出する。回転量ＲＥが０にリセットされた後、新たに算出された回転量ＲＥは、ステップＳ３１２の後の挿入部２の回転量を示す。

ステップＳ３１２の後、挿入支援部４２は、挿入部２の挿入長、挿入部２の回転量ＲＥ、センサ部６の回転量Ｒ２、およびセンサ部６の姿勢情報を状態検出部３４から取得する（ステップＳ３１３）。

ステップＳ３１３の後、挿入支援部４２は、ステップＳ１１３においてメモリ４１に記録された情報を取得する。つまり、挿入支援部４２は、挿入部２の挿入長（Ｌ０）、挿入部２の回転量ＲＥ（ＲＥ０）、センサ部６の回転量Ｒ２（Ｒ２０）、およびセンサ部６の姿勢情報（Ｓ０）を取得する。挿入支援部４２は、メモリ４１から取得された情報と、ステップＳ３１３において状態検出部３４から取得された情報とを使用することにより、挿入支援情報を生成する。挿入支援部４２は、画像処理部３０を経由して挿入支援情報を表示部５に出力する。表示部５は、挿入支援情報を表示する（ステップＳ３１４）。

図２５は、表示部５に表示される情報を示す。表示部５は、ライブ画像ＩＭＧ１０、挿入支援情報ＡＩ１２、およびボタンＢ１０を表示する。

ライブ画像ＩＭＧ１０は、撮像素子２３によってリアルタイムに生成された現在の画像である。

挿入支援情報ＡＩ１２は、挿入長情報Ｌ１１を含む。挿入長情報Ｌ１１は、過去の挿入長（Ｌ０）と現在の挿入長との差分を示す。過去の挿入長（Ｌ０）は、ステップＳ３１４においてメモリ４１から取得される。現在の挿入長は、ステップＳ３１３において状態検出部３４から取得される。挿入長情報Ｌ１１は、その差分の大きさに応じた長さを持つ線として表示される。挿入長情報Ｌ１１は、過去の挿入長（Ｌ０）と現在の挿入長との大きさの関係に応じて、軸ＡＸ１２の右側または左側に表示される。

挿入支援情報ＡＩ１２は、回転量情報Ｒ１１を含む。回転量情報Ｒ１１は、過去の回転量ＲＥ（ＲＥ０）と現在の回転量ＲＥとの差分を示す。過去の回転量ＲＥ（ＲＥ０）は、ステップＳ３１４においてメモリ４１から取得される。現在の回転量ＲＥは、ステップＳ３１３において状態検出部３４から取得される。回転量情報Ｒ１１は、その差分の大きさに応じた長さを持つ線として表示される。回転量情報Ｒ１１は、過去の回転量ＲＥ（ＲＥ０）と現在の回転量ＲＥとの大きさの関係に応じて、軸ＡＸ１２の右側または左側に表示される。

挿入支援情報ＡＩ１２は、姿勢情報Ｓ１１を含む。姿勢情報Ｓ１１は、センサ部６の姿勢情報の過去の値（Ｓ０）と、センサ部６の姿勢情報の現在の値との差分を示す。姿勢情報の過去の値（Ｓ０）は、ステップＳ３１４においてメモリ４１から取得される。姿勢情報の現在の値は、ステップＳ３１３において状態検出部３４から取得される。姿勢情報Ｓ１１は、その差分の大きさに応じた長さを持つ線として表示される。姿勢情報Ｓ１１は、姿勢情報の過去の値（Ｓ０）と姿勢情報の現在の値との大きさの関係に応じて、軸ＡＸ１２の右側または左側に表示される。姿勢情報Ｓ１１は、穴Ｈ１における挿入部２の姿勢を示す。

挿入支援情報ＡＩ１２は、回転量情報Ｒ１２を含む。回転量情報Ｒ１２は、センサ部６の過去の回転量Ｒ２（Ｒ２０）とセンサ部６の現在の回転量Ｒ２との差分を示す。過去の回転量Ｒ２（Ｒ２０）は、ステップＳ３１４においてメモリ４１から取得される。現在の回転量Ｒ２は、ステップＳ３１３において状態検出部３４から取得される。回転量情報Ｒ１２は、その差分の大きさに応じた長さを持つ線として表示される。回転量情報Ｒ１２は、過去の回転量Ｒ２（Ｒ２０）と現在の回転量Ｒ２との大きさの関係に応じて、軸ＡＸ１２の右側または左側に表示される。

非熟練者は、挿入支援情報ＡＩ１２を参照する。非熟練者は、挿入長情報Ｌ１１と対応する差分が０と一致するように挿入部２の位置を調整する。非熟練者は、回転量情報Ｒ１１と対応する差分が０と一致するように挿入部２の回転量を調整する。非熟練者は、姿勢情報Ｓ１１と対応する差分が０と一致するように挿入部２の姿勢を調整する。非熟練者は、回転量情報Ｒ１２と対応する差分が０と一致するようにセンサ部６の回転量を調整する。非熟練者が挿入部２の位置、回転量、および姿勢を調整し、かつセンサ部６の回転量を調整している間、挿入長情報Ｌ１１、回転量情報Ｒ１１、姿勢情報Ｓ１１、および回転量情報Ｒ１２は、非熟練者が実施する操作に応じて更新される。

回転量情報Ｒ１１と対応する差分が０と一致するとき、相対回転量（ΔＲｃ）は相対回転量（ΔＲｐ）と同じである。挿入部２の回転量ＲＥがステップＳ３１２において０にリセットされた後、非熟練者は、現在の回転量ＲＥが過去の回転量ＲＥ（ＲＥ０）と一致するように挿入部２の回転量を調整する。現在の回転量ＲＥが過去の回転量ＲＥ（ＲＥ０）と一致したとき、挿入部２の中心軸ＣＡ１の周りの挿入部２およびセンサ部６の回転量の基準位置が過去の基準位置と同じに設定される。つまり、センサ部６に対する挿入部２の回転原点が過去の回転原点と同じに設定される。このとき、挿入部２とセンサ部６との間の回転の現在の位置関係は、熟練者によって実施された過去の検査における挿入部２とセンサ部６との間の回転の位置関係と一致する。

回転量情報Ｒ１２と対応する差分が０と一致するとき、センサ部６の現在の回転量Ｒ２は、過去の検査におけるセンサ部６の回転量Ｒ２（Ｒ２０）と同じである。このとき、センサ部６の回転の現在の状態が、過去の検査におけるセンサ部６の回転の状態と一致する。これにより、非熟練者は、熟練者の手の動きを再現することができる。

上記の調整が終了したとき、非熟練者は、検査を開始するために、操作部４を操作することにより、検査開始指示を内視鏡装置１に入力する。例えば、非熟練者は、操作部４を操作することにより、ボタンＢ１０を押す。これにより、非熟練者は、検査開始指示を内視鏡装置１に入力することができる。

操作処理部３３は、ステップＳ３０６において検査開始指示を状態検出部３４、姿勢検出部３５、および挿入支援部４２に出力する。状態検出部３４、姿勢検出部３５、および挿入支援部４２は、ステップＳ３０６において検査開始指示を受け付ける。検査開始指示が受け付けられたとき、図２３に示す機器設定処理が終了する。検査開始指示が受け付けられるまで、ステップＳ３１３およびＳ３１４が繰り返される。

挿入支援部４２は、挿入部２の３次元モデルを表示部５に表示してもよい。挿入支援部４２は、挿入部２の回転量の目標および挿入部２の姿勢の目標を３次元モデル上に表示してもよい。これにより、挿入部２の回転量および姿勢の調整に必要な情報の視認性が向上する。

第２の実施形態における履歴記録処理の手順は、図１４に示す手順と同じである。第２の実施形態における挿入支援処理の手順は、図１８に示す手順と同じである。

情報処理部４０は、第１の実施形態または第２の実施形態における履歴記録処理のステップＳ２０３において、センサ部６の回転量Ｒ２をメモリ４１に記録してもよい。これにより、センサ部６を持つ熟練者の手の動きが記録される。挿入支援部４２は、第１の実施形態または第２の実施形態における挿入支援処理において、メモリ４１に記録されたセンサ部６の回転量Ｒ２と、ステップＳ４０１において状態検出部３４から取得されたセンサ部６の回転量Ｒ２とに関する挿入支援情報を生成してもよい。挿入支援部４２は、第１の実施形態または第２の実施形態における挿入支援処理において、その挿入支援情報を表示部５に表示してもよい。非熟練者は、熟練者がセンサ部６を捻ったタイミングを知ることができる。

本発明の各態様は、以下の変形例を含んでもよい。情報処理部４０（制御部）は、互いに関連付けられた第２の回転量（回転量Ｒ２）および移動量（挿入長）を含む挿入状態情報をメモリ４１（記録媒体）に記録する。

本発明の各態様は、以下の変形例を含んでもよい。挿入部２は、挿入部２の先端を含む先端部２ａに配置され、かつ挿入部２の中心軸ＣＡ１の周りの挿入部２の回転量を示す第３の回転量（回転量Ｒ１）を検出する姿勢センサ２４（第３のセンサ）を有する。情報処理部４０は、第２の回転量および第３の回転量を使用することによりセンサ部６に対する挿入部２の相対的な回転量をリセットする。

第２の実施形態において、内視鏡装置１は、挿入部２の回転量Ｒ１およびセンサ部６の回転量Ｒ２を使用することにより、センサ部６に対する挿入部２の回転原点を調整することができる。内視鏡装置１は、その回転原点を調整するために、撮像素子２３によって生成された画像を使用する必要はない。そのため、ユーザー（検査者）が目視で確認を行う要素が減り、回転原点の調整の精度および効率が向上する。

図８に示すように操作部４がセンサ部６に固定された場合、操作部４およびセンサ部６を含む構造は、挿入部２の中心軸ＣＡ１に対して回転対称性を持たない。また、挿入部２が、ある方向に曲がりやすい傾向を持つ場合、挿入部２は、中心軸ＣＡ１に対して回転対称性を持たない。挿入部２を被検体に上手に挿入するために、ユーザーは、湾曲操作を実施し、かつ挿入部２の曲がりの傾向を考慮に入れて挿入部２を回転させる必要がある。

非熟練者は、挿入部２とセンサ部６との間の回転の位置関係を、熟練者が実施した過去の検査における位置関係と一致させる必要がある。現在の検査におけるその位置関係が過去の検査におけるその位置関係と一致しない状態において非熟練者が熟練者と同様に挿入部２を回転させた場合であっても、挿入部２を被検体に上手に挿入できない可能性がある。

第２の実施形態において、非熟練者は、センサ部６に対する挿入部２の回転原点を調整する。また、非熟練者は、現在の検査におけるセンサ部６の回転量Ｒ２が過去の検査におけるセンサ部６の回転量Ｒ２と一致するように挿入部２およびセンサ部６の回転量を調整する。これにより、非熟練者が挿入部２を被検体に上手に挿入する可能性が高まる。

（第３の実施形態）
本発明の第３の実施形態を説明する。図１等に示す操作部４は、図２６に示す操作部４ｂに変更される。図１等に示すセンサ部６は、図２６に示すセンサ部６ｂに変更される。図２６は、操作部４ｂおよびセンサ部６ｂの断面を示す。

操作部４ｂは、センサ部６ｂに固定されている。操作部４ｂは、ジョイスティック４５、基板４６、および姿勢センサ４７を有する。ジョイスティック４５は、図８に示すジョイスティック４５と同じである。基板４６は、図８に示す基板４６と同じである。姿勢センサ４７は、図５等に示す姿勢センサ６１と同じである。姿勢センサ４７は、操作部４ｂの内部に配置され、かつ操作部４ｂに固定されている。

姿勢センサ４７は、基板４６上に配置されている。姿勢センサ４７によって検出された値は、基板４６を経由して操作処理部３３に出力される。姿勢センサ４７は、操作部４ｂの姿勢または動きに応じた湾曲指示を生成してもよい。操作処理部３３は、姿勢センサ４７によって生成された湾曲指示を湾曲制御部３９に出力してもよい。

センサ部６ｂは、光学センサ６０を有する。センサ部６ｂは、図５等に示す姿勢センサ６１を有していない。

挿入部２が通る穴Ｈ１がセンサ部６ｂに形成されている。挿入部２は、穴Ｈ１において、挿入部２の長手方向Ｄ１に移動できる。また、挿入部２は、穴Ｈ１において、挿入部２の中心軸ＣＡ１の周りに回転できる。

操作処理部３３は、姿勢センサ４７によって検出された値を取得する。操作処理部３３は、操作部４ｂの姿勢を算出し、操作部４ｂの姿勢情報を生成する。操作部４ｂがセンサ部６ｂに固定されているため、操作部４ｂの姿勢情報はセンサ部６ｂの姿勢を示す。センサ部６ｂに形成された穴Ｈ１を挿入部２が通るため、センサ部６ｂの姿勢は、穴Ｈ１における挿入部２の姿勢と同じである。そのため、操作部４ｂの姿勢情報は、穴Ｈ１における挿入部２の姿勢を示す。

操作部４ｂは、センサ部６ｂに着脱可能であってもよい。操作部４ｂは、操作部４ｂとセンサ部６ｂとの接続状態を検出するセンサを有してもよい。基板４６は、そのセンサから出力された値に基づいて操作部４ｂとセンサ部６ｂとの接続状態を判断する制御回路を有してもよい。

操作部４ｂがセンサ部６ｂに装着されているときのみ、その制御回路は、姿勢センサ４７によって検出された値を操作処理部３３に出力してもよい。あるいは、その制御回路は、操作部４ｂとセンサ部６ｂとの接続状態を示す情報を操作処理部３３に出力してもよい。操作処理部３３は、その情報を使用することにより操作部４ｂとセンサ部６ｂとの接続状態を判断してもよい。操作部４ｂがセンサ部６ｂに装着されているときのみ、操作処理部３３は、姿勢センサ４７によって検出された値が有効であると判断し、その値を処理してもよい。

本発明の各態様は、以下の変形例を含んでもよい。挿入部２の先端を含む先端部２ａは、操作部４ｂの操作を通して入力された湾曲指示に基づいて被検体の内部において湾曲可能である。姿勢センサ４７（第２のセンサ）は、操作部４ｂに配置されている。

本発明の各態様は、以下の変形例を含んでもよい。操作部４ｂは、センサ部６ｂに着脱可能である。操作部４ｂがセンサ部６ｂに装着されているとき、姿勢センサ４７（第２のセンサ）はセンサ部６ｂの第２の回転量を検出する。

第３の実施形態において、センサ部６ｂは姿勢センサ６１を有しておらず、操作部４ｂは姿勢センサ４７を有する。センサ部６ｂは、センサ部６よりも小型化される。

（第４の実施形態）
本発明の第４の実施形態を説明する。図１等に示す操作部４は、図２７に示す操作部４ｂに変更される。図１等に示すセンサ部６は、図２７に示すセンサ部６ｃに変更される。図２７は、操作部４ｂおよびセンサ部６ｃの断面を示す。操作部４ｂは、図２６に示す操作部４ｂと同じである。

センサ部６ｃは、本体部６２およびネジ部６４を有する。本体部６２は、光学センサ６０を有する。ネジ部６４は本体部６２に接続されている。雄ネジがネジ部６４の表面に形成されている。挿入部２が通る穴Ｈ３が本体部６２およびネジ部６４に形成されている。

センサ部６ｃは、ガイドチューブ９に接続されている。ガイドチューブ９は、筒状の補助部材である。挿入部２が通る穴がガイドチューブ９に形成されている。ネジ部６４の雄ネジがガイドチューブ９の雌ネジと嵌合し、センサ部６ｃがガイドチューブ９に固定される。

挿入部２は、被検体ＳＢ１に挿入される。アクセスポートＡＰ２が被検体ＳＢ１に形成されている。ガイドチューブ９は、アクセスポートＡＰ２を通って被検体ＳＢ１に挿入される。

アクセスポートＡＰ２の付近における被検体ＳＢ１の構造が複雑である場合に、ガイドチューブ９は挿入部２の先端の位置を予め制限するために使用される。ガイドチューブ９は、挿入部２の姿勢を維持することができる。

第４の実施形態において、操作部４ｂ、センサ部６ｃ、およびガイドチューブ９は、互いに固定される。挿入部２の姿勢が容易に維持されるため、操作性が向上する。

センサ部６ｃと被検体ＳＢ１との距離が変化する場合、その距離の変化が挿入部２の移動量として誤って検出され、挿入長が誤差を含む可能性がある。ガイドチューブ９を使用することにより、センサ部６ｃと被検体ＳＢ１との距離が固定されやすい。

ガイドチューブ９の側面に目盛が表示されてもよい。ユーザーは、その目盛を参照し、センサ部６ｃと被検体ＳＢ１との距離を維持してもよい。

（第５の実施形態）
本発明の第５の実施形態を説明する。図４に示す内視鏡装置１は、図２８に示す内視鏡装置１ｄに変更される。図２８は、内視鏡装置１ｄの内部構成を示す。図４に示す構成と同じ構成の説明を省略する。

図４に示す本体部３は、図２８に示す本体部３ｄに変更される。本体部３ｄは、画像処理部３０、記録部３１、外部ＩＦ（インターフェース）３２、操作処理部３３、状態検出部３４、姿勢検出部３５、光源３６、照明制御部３７、モータ３８、湾曲制御部３９、情報処理部４０、メモリ４１、挿入支援部４２、電源部４３、および駆動制御部４８を有する。

図４に示すセンサ部６は、センサ部６ｄに変更される。センサ部６ｄは、光学センサ６０、姿勢センサ６１、および駆動部６５を有する。光学センサ６０は、図４に示す光学センサ６０と同じである。姿勢センサ６１は、図４に示す姿勢センサ６１と同じである。

駆動部６５は、モータ、ギア、およびローラーを有する。ローラーは、挿入部２の側面に接触する。駆動部６５は、モータおよびギアを使用することにより、ローラーを駆動する。摩擦力がローラーと挿入部２との間で発生する。挿入部２は、その摩擦力に応じて、挿入部２の長手方向Ｄ１に移動し、または挿入部２の中心軸ＣＡ１の周りに回転する。駆動制御部４８は、駆動部６５に駆動信号を出力し、駆動部６５を制御する。

ローラーが挿入部２の表面で滑る場合がある。その場合、ローラーの回転量が正しく検出されない。そのため、ローラーの回転量から挿入部２の回転量を正しく検出することが難しい。

第５の実施形態において、内視鏡装置１ｄは、挿入部２に接触せずに挿入部２の回転量を検出する光学センサ６０を有する。そのため、内視鏡装置１ｄは、挿入部２の回転量を正確に検出することができる。

以上、本発明の好ましい実施形態を説明したが、本発明はこれら実施形態およびその変形例に限定されることはない。本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、構成の付加、省略、置換、およびその他の変更が可能である。また、本発明は前述した説明によって限定されることはなく、添付のクレームの範囲によってのみ限定される。

１，１ｄ 内視鏡装置
２ 挿入部
２ａ 先端部
３，３ｄ，６２ 本体部
４，４ｂ 操作部
５ 表示部
６，６ａ，６ｂ，６ｃ，６ｄ センサ部
７ 光学アダプタ
９ ガイドチューブ
２０ 撮像部
２１ 湾曲部
２２，７０ レンズ
２３ 撮像素子
２３ａ 撮像面
２４，４７，６１ 姿勢センサ
２５ ライトガイド
２６ アングルワイヤー
３０ 画像処理部
３１ 記録部
３２ 外部ＩＦ
３３ 操作処理部
３４ 状態検出部
３５ 姿勢検出部
３６ 光源
３７ 照明制御部
３８ モータ
３９ 湾曲制御部
４０ 情報処理部
４１ メモリ
４２ 挿入支援部
４３ 電源部
４５ ジョイスティック
４６ 基板
４８ 駆動制御部
６０ 光学センサ
６０ａ 発光デバイス
６０ｂ 受光デバイス
６３，６４ ネジ部
６５ 駆動部

Claims (15)

1. 内視鏡装置の細長い挿入部が被検体に挿入されるときに前記挿入部の中心軸の周りの前記挿入部の回転量を示す第１の回転量を検出する第１のセンサを有し、かつ前記挿入部が通る穴が形成されたセンサ部と、
   前記センサ部または前記センサ部に固定された物体に配置され、前記挿入部が前記被検体に挿入されるときに前記中心軸の周りの前記センサ部の回転量を示す第２の回転量を検出する第２のセンサと、
   制御部と、
   を有し、
   前記挿入部は前記センサ部に対して相対的に移動可能であり、
   前記制御部は、
   前記第１の回転量および前記第２の回転量を取得し、
   前記第２の回転量に基づいて前記第１の回転量を補正することにより補正回転量を算出する
   挿入状態検出システム。
2. 前記第１のセンサはさらに、前記挿入部が前記被検体に挿入されるときに前記挿入部の長手方向に前記挿入部が移動する量を示す移動量を検出する
   請求項１に記載の挿入状態検出システム。
3. 前記制御部はさらに、互いに関連付けられた前記補正回転量および前記移動量を含む挿入状態情報を記録媒体に記録する
   請求項２に記載の挿入状態検出システム。
4. 前記制御部はさらに、互いに関連付けられた前記第２の回転量および前記移動量を含む挿入状態情報を記録媒体に記録する
   請求項２に記載の挿入状態検出システム。
5. 前記第２のセンサはさらに、前記センサ部の姿勢を検出し、
   前記挿入状態情報はさらに、前記移動量と関連付けられ、かつ前記姿勢を示す姿勢情報を含む
   請求項３または請求項４に記載の挿入状態検出システム。
6. 前記挿入部は、前記挿入部の先端を含む先端部に配置され、かつ前記先端部の姿勢を検出する第３のセンサを有し、
   前記挿入状態情報はさらに、前記移動量と関連付けられ、かつ前記姿勢を示す姿勢情報を含む
   請求項３または請求項４に記載の挿入状態検出システム。
7. 前記挿入部の先端を含む先端部は、操作部の操作を通して入力された湾曲指示に基づいて前記被検体の内部において湾曲可能であり、
   前記挿入状態情報はさらに、前記移動量と関連付けられ、かつ前記先端部が湾曲している量を示す湾曲量を含む
   請求項３または請求項４に記載の挿入状態検出システム。
8. 前記制御部はさらに、リアルタイムに算出された前記補正回転量と、前記記録媒体に記録された前記挿入状態情報に含まれる前記補正回転量とを使用することにより、前記挿入部を前記被検体に挿入するために必要な操作を示す操作情報を生成する
   請求項３または請求項４に記載の挿入状態検出システム。
9. 前記制御部は、リアルタイムに算出された前記補正回転量と前記記録媒体に記録された前記挿入状態情報に含まれる前記補正回転量との差分を算出し、前記差分を使用することにより前記操作情報を生成する
   請求項８に記載の挿入状態検出システム。
10. 前記挿入部は、前記挿入部の先端を含む先端部に配置され、かつ前記挿入部の中心軸の周りの前記挿入部の回転量を示す第３の回転量を検出する第３のセンサを有し、
    前記制御部はさらに、前記第２の回転量および前記第３の回転量を使用することにより、前記センサ部に対する前記挿入部の相対的な回転量をリセットする
    請求項１に記載の挿入状態検出システム。
11. 前記挿入部の先端を含む先端部は、操作部の操作を通して入力された湾曲指示に基づいて前記被検体の内部において湾曲可能であり、
    前記第２のセンサは、前記操作部に配置されている
    請求項１に記載の挿入状態検出システム。
12. 前記操作部は、前記センサ部に着脱可能であり、
    前記操作部が前記センサ部に装着されているとき、前記第２のセンサは前記第２の回転量を検出する
    請求項１１に記載の挿入状態検出システム。
13. 前記制御部は、前記第１の回転量および前記第２の回転量を使用する加算または減算を実施することにより前記補正回転量を算出する
    請求項１に記載の挿入状態検出システム。
14. 内視鏡装置の細長い挿入部が被検体に挿入されるときに前記挿入部の中心軸の周りの前記挿入部の回転量を示す第１の回転量を制御部が取得し、前記第１の回転量は、前記挿入部が通る穴が形成されたセンサ部に配置された第１のセンサによって検出され、前記挿入部は前記センサ部に対して相対的に移動可能であるステップと、
    前記挿入部が前記被検体に挿入されるときに前記中心軸の周りの前記センサ部の回転量を示す第２の回転量を前記制御部が取得し、前記第２の回転量は、前記センサ部または前記センサ部に固定された物体に配置された第２のセンサによって検出されるステップと、
    前記制御部が前記第２の回転量に基づいて前記第１の回転量を補正することにより補正回転量を算出するステップと、
    を有する挿入状態検出方法。
15. 内視鏡装置の細長い挿入部が被検体に挿入されるときに前記挿入部の中心軸の周りの前記挿入部の回転量を示す第１の回転量を取得し、前記第１の回転量は、前記挿入部が通る穴が形成されたセンサ部に配置された第１のセンサによって検出され、前記挿入部は前記センサ部に対して相対的に移動可能であるステップと、
    前記挿入部が前記被検体に挿入されるときに前記中心軸の周りの前記センサ部の回転量を示す第２の回転量を取得し、前記第２の回転量は、前記センサ部または前記センサ部に固定された物体に配置された第２のセンサによって検出されるステップと、
    前記第２の回転量に基づいて前記第１の回転量を補正することにより補正回転量を算出するステップと、
    をコンピュータに実行させるためのプログラム。