JP3532660B2 - Body cavity observation device - Google Patents

Body cavity observation device

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JP3532660B2
JP3532660B2 JP14366795A JP14366795A JP3532660B2 JP 3532660 B2 JP3532660 B2 JP 3532660B2 JP 14366795 A JP14366795 A JP 14366795A JP 14366795 A JP14366795 A JP 14366795A JP 3532660 B2 JP3532660 B2 JP 3532660B2
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正宏 工藤
裕一 池田
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Description

【発明の詳細な説明】 【0001】 【産業上の利用分野】本発明は体腔内に挿入される内視
鏡を通して体腔内を観察する体腔内観察装置に関する。 【0002】 【従来の技術】一般に、処置具と内視鏡とがそれぞれ別
個に患者の体腔内に挿入され、体腔内に挿入された処置
具の先端部分の画像を内視鏡の観察視野内に捕らえ、処
置具による患部の処置状態を内視鏡によって観察しなが
らその処置作業を行う内視鏡下の手術が知られている。 【0003】また、特開平6−30896号公報には内
視鏡の観察視野の向きを変更する視野変換機構を設ける
とともに、内視鏡の観察光学系の視野範囲を変更するズ
ーム機構を設けた構成が示されている。そして、ズーム
機構をズームアウトさせることにより、視野範囲を広く
する広角観察位置まで移動させるとともに、例えば広角
観察内の一部の処置対象部位を局部的に拡大観察する拡
大観察位置までズームインできるようになっている。 【0004】 【発明が解決しようとする課題】一般に、患者の体内に
例えば処置対象部位等の関心領域が複数存在する場合に
は内視鏡下手術の際に、関心領域の変化に応じて内視鏡
の観察視野の向きを変更する視野変換作業を行う必要が
ある。さらに、縫合糸を使用して患者の体内の生体組織
に縫合・結紮等の高度な処置を行なう場合にはこの処置
操作の進行によって処置対象の拡大観察や、広角観察を
反復して繰り返しながらその作業を行なうことが必要と
なっている。 【0005】しかしながら、特開平6−30896号公
報の装置では内視鏡の視野変換操作と、ズームイン、ズ
ームアウトの切換え操作は可能であるが、このズームイ
ン、ズームアウトの切換え操作を行う場合にはいちいち
術者が内視鏡を直接操作する必要があるので、術者の集
中を必要とする微細処置の妨げになるおそれがある。 【0006】また、上記公報では鉗子先端に設けた発光
体や、特徴的な形状の構造体等を内視鏡を通して送られ
る内視鏡画像の画像処理により識別し、そこから検出し
た鉗子の先端位置を基準位置として用いて内視鏡の視野
変換操作を行なっている。しかしながら、内視鏡下手術
による処置時に鉗子の発光体や、構造体が体内の生体組
織に隠れてしまったり、或いは血液等の付着による汚れ
により鉗子の発光体や、構造体がはっきり認識できなく
なった場合には、鉗子の移動によって体内の生体組織の
外に引き出したり、水洗い等によって鉗子の表面の汚れ
を洗い流す等の特別な操作を行い、鉗子の発光体や、構
造体が認識できる様になるまでは内視鏡の視野変換操作
が行なえず、処置が中断してしまうおそれがある。 【0007】本発明は上記事情に着目してなされたもの
で、その目的は、内視鏡下外科手術において、術者が体
腔内における所望の部位を観察するために、患者の体内
の処置対象部位等の関心領域の変化に応じて簡単に観察
手段の視野変換作業を行うことができるとともに、縫合
・結紮等の高度な処置を行なう場合に有効である拡大画
像観察と、広角画像観察とを繰り返す反復操作を、操作
性良く実現した体腔内観察装置を提供することにある。 【0008】 【課題を解決するための手段】本発明は体腔内を観察す
る観察手段と、この観察手段で得られる画像の視野を移
動させる視野移動手段と、前記観察手段で得られる画像
の視野範囲を移動させる視野範囲可変手段と、前記視野
移動手段の動作を制御する第1の操作手段と、縫合・結
紮指令を受けた時に前記視野範囲可変手段の動作を、
期的に自動動作するように制御する第2の操作手段と、
を具備したことを特徴とする体腔内観察装置である。 【0009】 【作用】視野移動手段の動作を第1の操作手段によって
制御し、この視野移動手段によって体腔内の観察手段で
得られる画像の視野を移動させるとともに、縫合・結紮
指令を受けた時に視野範囲可変手段の動作を第2の操作
手段によって周期的に自動動作するように制御し、観察
手段で得られる画像の視野範囲を視野範囲可変手段によ
って変化させることにより、体腔内の関心領域の変化に
対応した観察手段の視野変換と、縫合糸を使用して患者
の体内の生体組織に縫合・結紮する処置に対応した視野
範囲の可変が操作性良く行なえるようにしたものであ
る。このとき、視野範囲可変手段による動作は、縫合対
象組織に針を差し込む処置や、血管や神経等を結紮する
処置に必要な目標部位の拡大観察と、縫合・結紮処置後
の鉗子同士の針糸の受け渡しを行うときに必要な広角観
察とを処置の進み具合に合わせて交互に切換える動作を
連続的に行うものである。すなわち、視野範囲可変手段
は、縫合・結紮動作指令を受けると、術者の結紮・縫合
処置スピードに合わせた周期でズームイン動作と、ズー
ムアウト動作とを繰り返し行う状態で自動動作される。
このとき、観察手段には広角画像と、拡大画像とが周
的に表示され、縫合・結紮対象組織の周辺の広角画像
と、縫合・結紮対象組織の局部的な拡大画像とが周期的
に観察される。 【0010】 【実施例】以下、本発明の第1の実施例を図1乃至図5
を参照して説明する。図1は体腔内観察装置である内視
鏡装置のシステム全体の概略構成を示すものである。こ
の内視鏡装置には患者の体腔内を観察する例えば腹腔鏡
等の直視型の硬性鏡1が設けられている。 【0011】この硬性鏡1には患者の体腔内に挿入され
る挿入部2と、この挿入部2の基端部に配設された接眼
部3とが設けられている。さらに、この硬性鏡1には図
2に示すように挿入部2の先端面に対物レンズ4、接眼
部3に接眼レンズ5がそれぞれ配設されているととも
に、挿入部2を形成する円筒状の筒体6内には複数のリ
レーレンズ7がそれぞれ適宜の間隔を存して対物レンズ
4と接眼レンズ5との間に並設されている。なお、硬性
鏡1の光学系には図示しない歪み除去レンズが設けられ
ている。 【0012】また、硬性鏡1の挿入部2は予め例えば患
者の腹壁部8等に穿刺されたトラカール9内に挿通さ
れ、体腔内に挿入されている。ここで、硬性鏡1の挿入
部2の接眼部3側は多関節構造のスコープホルダー10
によって移動可能に保持されている。 【0013】さらに、硬性鏡1の挿入部2内には図示し
ない照明用ライトガイドファイバが配設されている。こ
の照明用ライトガイドファイバにはライトガイドケーブ
ル11の一端部が連結されている。このライトガイドケ
ーブル11の他端部は照明光を供給する外部の光源装置
12に接続されている。 【0014】また、患者の腹壁部8等には硬性鏡1の挿
入場所とは別の挿入場所から第2のトラカール9´が穿
刺されている。そして、このトラカール9´を通して処
置具である鉗子13が体腔内に挿入されている。 【0015】この鉗子13には体腔内に挿入される挿入
部14の先端部に処置部15が配設されている。さら
に、挿入部14の基端部には手元側のハンドル部16が
配設されている。そして、このハンドル部16の開閉操
作にともない処置部15が遠隔的に開閉操作されるよう
になっている。 【0016】また、鉗子13の処置部15の先端には色
マーカー17が設けられている。この色マーカー17は
生体適合性を有する塗料であり、その色には臓器にはな
い色、例えば緑、黄等が適する。なお、処置具としては
鉗子11の代わりに剥離鉗子、ハサミ、レーザープロー
ブ、縫合器、電気メス、持針器、超音波吸引器等の他の
構成の処置具を使用してもよい。 【0017】また、硬性鏡1の接眼部3にはこの硬性鏡
1の観察像を撮像するTVカメラユニット(観察手段)
18が着脱可能に取付けられている。このTVカメラユ
ニット18のケーシング19内には硬性鏡1の接眼部3
の接眼レンズ5に離間対向配置され、硬性鏡1の接眼部
3から出射される光学像を2つに分配するハーフミラー
20と、このハーフミラー20によって分配された片方
の像(ハーフミラー20を透過した光学像)が入射され
る拡大光学系21と、ハーフミラー20によって分配さ
れた他方の像(ハーフミラー20によって反射された光
学像)が入射される広角光学系22とが設けられてい
る。なお、ハーフミラー20はプリズム等の光学的反射
素子でもよい。 【0018】ここで、拡大光学系21はズームレンズ
(視野範囲可変手段)23と、結像レンズ24と、第1
のCCD25aとから構成されている。さらに、広角光
学系22は結像レンズ26と、第2のCCD25bとか
ら構成されている。 【0019】また、拡大光学系21の第1のCCD25
aは、拡大光学系21の光軸方向と直交する2方向(X
方向およびY方向)に移動可能な図示しないX,Yステ
ージに装着されている。このX,Yステージの駆動源と
してはこれも図示しないX,Yステージ駆動用アクチュ
エータ、例えばDCサーボモーター、ステッピングモー
ター、ボイスコイルモーター等が使用されている。 【0020】さらに、拡大光学系21のズームレンズ2
3の駆動源としては、図示しないズームレンズ駆動用ア
クチュエータ(DCサーボモーター、ステッピングモー
ター、ボイスコイルモーター等)が使用されている。 【0021】また、TVカメラユニット18は、映像信
号ケーブル27a,27bを介して2台(第1,第2)
のカメラコントロールユニット(以下CCU)28a,
28bと接続され、さらに制御信号ケーブル29を介し
て視野変換制御ユニット30に接続されている。ここ
で、TVカメラユニット18内の拡大光学系21の第1
のCCD25aは一方の映像信号ケーブル27aを介し
て第1のCCU28aに接続され、広角光学系22の第
2のCCD25bは他方の映像ケーブル27bを介して
第2のCCU28bに接続される。さらに、TVカメラ
ユニット18内の図示しないX,Yステージ駆動用アク
チュエータ、ズームレンズ駆動用アクチュエータは制御
信号ケーブル29を介して視野変換制御ユニット30に
接続される。 【0022】また、第1,第2のCCU28a,28b
はビデオミキサー31に接続され、このビデオミキサー
31はTVモニタ32に接続されている。さらに、第2
のCCU28bは視野変換制御ユニット30にも接続さ
れている。この視野変換制御ユニット30には2つ(第
1,第2)のフットスイッチ33a,33bがそれぞれ
接続されている。ここで、第1のフットスイッチ33a
は縫合・結紮モードのフットスイッチであり、第2のフ
ットスイッチ33bは視野変換モードのフットスイッチ
である。なお、第2のフットスイッチ33bには図示し
ないズーム用スイッチが設けられている。そして、本実
施例のシステムでは、第1のフットスイッチ33aの操
作にともない縫合や結紮等の高度な処置が必要な場合に
有効な縫合・結紮モードが設定され、第2のフットスイ
ッチ33bの操作にともない近接観察時に頻繁に起こる
処置対象部位の変更時に有効な視野変化モードが設定さ
れるようになっている。 【0023】また、図3は視野変換制御ユニット30の
概略構成を示すものである。この視野変換制御ユニット
30には第2のCCU28bからの信号が入力される色
空間変換部34と、この色空間変換部34からの出力信
号が入力される抽出画像生成部35と、この抽出画像生
成部35からの出力信号が入力される重心位置演算部3
6と、この重心位置演算部36からの出力信号が入力さ
れる位置指令部37と、この位置指令部37および第
1,第2の各フットスイッチ33a,33bにそれぞれ
接続された動作モード切換部38と、この動作モード切
換部38にそれぞれ接続されたXYステージ制御部(観
察視野移動手段)39およびズーム制御部(視野範囲可
変手段)40とが設けられている。 【0024】ここで、XYステージ制御部39にはTV
カメラユニット18内のX,Yステージ駆動用アクチュ
エータが接続されている。そして、このXYステージ制
御部39から出力される制御信号がX,Yステージ駆動
用アクチュエータに入力されるようになっている。さら
に、ズーム制御部40にはTVカメラユニット18内の
ズームレンズ駆動用アクチュエータが接続されている。 【0025】次に、上記構成の作用について説明する。
まず、本実施例の内視鏡装置の使用時には図1に示すよ
うに予め例えば患者の腹壁部8等に穿刺されたトラカー
ル9内にスコープホルダー10で保持された硬性鏡1の
挿入部2が挿通され、体腔内に挿入される。さらに、患
者の腹壁部8等には硬性鏡1の挿入場所とは別の挿入場
所から第2のトラカール9´が穿刺され、このトラカー
ル9´を通して鉗子13が体腔内に挿入される。このと
き、鉗子13の先端の処置部15が硬性鏡1の接眼部3
による視野範囲R1 内に挿入される状態にセットされ
る。 【0026】また、内視鏡装置の使用中、硬性鏡1によ
って伝達された体腔内の観察像は、TVカメラユニット
18内のハーフミラー20により、2つに分配される。
さらに、このハーフミラー20によって分配された片方
の像(ハーフミラー20を透過した光学像)は拡大光学
系21に入射され、この拡大光学系21の第1のCCD
25aで撮像されるとともに、ハーフミラー20によっ
て分配された他方の像(ハーフミラー20によって反射
された光学像)は広角光学系22に入射され、この広角
光学系22の第2のCCD25bで撮像される。 【0027】ここで、術者が縫合・結紮等の処置を行う
場合には、まず第1のフットスイッチ33aをオン操作
し、縫合・結紮モードに設定させる。この第1のフット
スイッチ33aのON信号は、視野変換制御ユニット3
0の動作モード切換部38に伝達される。このように第
1のフットスイッチ33aのON信号が入力された場合
には動作モード切換部38からズーム制御部40に生体
組織の縫合・結紮処置に適した動作指令が出される。 【0028】このとき、ズーム制御部40による動作
は、縫合対象組織に針を差し込む処置や、血管や神経等
を結紮する処置に必要な目標部位の拡大観察と、縫合・
結紮処置後の鉗子13同士の針糸の受け渡しを行うとき
に必要な広角観察とを処置の進み具合に合わせて交互に
切換える動作を連続的に行うものである。すなわち、ズ
ーム制御部40は、縫合・結紮動作指令を受けると、予
め設定されている術者の結紮・縫合処置スピードに合わ
せた周期で拡大光学系21のズームレンズ23を光軸方
向に沿って動かすズームイン動作と、ズームアウト動作
とを繰り返し行う状態で、拡大光学系21のズームレン
ズ23の駆動用アクチュエータが駆動される。このと
き、TVモニタ32には図4(A)に示す広角画像と、
図4(B)に示す拡大画像とが周期的に表示され、縫合
・結紮対象組織の周辺の広角画像と、縫合・結紮対象組
織の局部的な拡大画像とが周期的に観察される。 【0029】なお、縫合・結紮モードによる縫合・結紮
処置中に、TVモニタ32に表示される広角光学系22
の画像から鉗子13の動作を検出し、その現在の動作状
態が縫合・結紮処置工程中、或いは針糸渡し工程中のど
れかであることを画像処理により認識し、例えば縫合・
結紮処置工程の終了時点でズームアウト動作を行い、針
糸渡し動作工程の終了時点でズームイン動作を行わせて
もよい。 【0030】また、術者が処置対象部位の変化に対応し
て視野変換を行う場合は、第2のフットスイッチ33b
をオン操作し、視野変換モードに設定させる。この第2
のフットスイッチ33bのON信号は、視野変換制御ユ
ニット30の動作モード切換部38に伝達される。この
ように第2のフットスイッチ33bのON信号が入力さ
れた場合には動作モード切換部38からXYステージ制
御部39に拡大光学系21の第1のCCD25aを拡大
光学系21の光軸方向と直交する2方向(X方向および
Y方向)に移動させることにより、視野変換を行うのに
適した動作指令が出される。 【0031】次に、この視野変換動作について説明す
る。ここで、広角光学系22の第2のCCD25bで撮
像され、第2のCCU25bを経た映像信号は、視野変
換制御ユニット30の色空間変換部34に入力される。
この色空間変換部34では各画素毎に抽出された色成分
を、設定された色空間、例えばHSI(色相、彩度、明
度)・色差(Y、R−Y、B−Y)等、のデータに変換
するようになっている。 【0032】さらに、色空間変換部34からの出力は抽
出画像生成部35に入力される。この抽出画像生成部3
5では入力された色空間の信号が予め設定されている抽
出対象色の範囲に入っているかどうかを各画素毎に比較
し、設定範囲内であればその画素の明度を0に、設定範
囲外であればその画素の明度を1にして、無彩色で出力
する。この結果、抽出対象に設定された色の部分が黒、
それ以外の部分が白である2値画像が出力される。 【0033】その出力は重心位置演算部36に入力され
る。この重心位置演算部36では、設定色の抽出部分で
ある黒色部分の面積重心を算出し、その画像上の画素デ
ータを出力する。なお、抽出画像生成部35で、抽出対
象部分を明度1(白)に、それ以外の部分を明度0
(黒)とし、重心位置演算部36で白色部分の面積重心
を求めるように設定してもよい。 【0034】また、重心位置演算部36から出力される
画素データは位置指令部37に入力される。この位置指
令部37では、予め設定されている抽出点を位置させた
い画面上の画素位置、例えば画面中央と、算出した抽出
対象点の画素データとの差をとり、抽出対象点を予め設
定されている画面上の点に移動させるための指令位置を
求めるようになっている。そして、この指令位置のデー
タは動作モード切換部31に入力される。ここで、第2
のフットスイッチ33bがON操作されると、動作モー
ド切換部31では位置指令部37で算出した指令位置の
データがXYステージ制御部39に入力される。 【0035】さらに、XYステージ制御部39では、T
Vカメラユニット18内の図示しないXYステージを指
令位置分だけ動かし、これにより拡大光学系21の第1
のCCD25aを拡大光学系21の光軸方向と直交する
2方向(X方向およびY方向)に移動させる。このと
き、抽出対象点がTVモニタ32の画面上に設定された
位置に来るように、拡大光学系21の第1のCCD25
aを移動させる。 【0036】また、硬性鏡1によって伝達された体腔内
の観察像は拡大光学系21のズームレンズ23により拡
大され、第1のCCD25aにはその画像の一部のみが
結像される。すなわち、第1のCCD25aから出力さ
れる画像データによって拡大観察が行えることになる。 【0037】ここで、鉗子13の処置部15の色マーカ
ー17の色を抽出対象色として設定してもよい。また、
抽出対象点を位置させたいTVモニタ32の画面上の位
置をTVモニタ32の画面中央として視野変換制御ユニ
ット30に設定した場合、鉗子13の色マーカー17が
広角光学系22の観察範囲内にあって、処置対象部位が
拡大光学系21の撮像画像の中央からずれていて医師等
の作業者が処置を行いづらい状況で、鉗子13の先端を
処置対象部位に移動させた状態でフットスイッチ11を
ONすると、前述の動作により図4(C)に示すように
鉗子13の先端位置が拡大観察系撮像画像の中央にくる
ように第1のCCD25aが動く。言い換えれば、画像
が鉗子13の先端を追尾するように視野変換を行う。 【0038】また、第2のフットスイッチ33bに設け
られている図示しないズーム用スイッチをON操作する
と、動作モード切換部38からズーム制御部40にズー
ム作動指令が与えられる。このとき、ズーム制御部40
はTVカメラユニット18内の図示しないズームレンズ
駆動用アクチュエータにズーム移動量を伝達し、第1の
CCD25aの視軸方向にズームレンズ23を移動させ
る。 【0039】また、ビデオミキサー31はCCU28
a,28bからの信号を受け、この2画像を親子画面と
して表示する信号を生成し、TVモニタ32に出力する
ことで、関心領域の拡大画像とその周辺を含んだ広角画
像を同時に観察することができる。ここで、第1のCC
U28aから送られる画像のみの単一画面表示、或いは
第2のCCU28bから送られる画像のみの単一画面表
示も必要に応じて適宜選択することができる。 【0040】また、視野変換動作により抽出対象点を位
置させるTVモニタ32の画面上の位置の設定は変更が
可能である。縫合・結紮モード、視野変換モードを行わ
せる動作スイッチとしては、第1,第2のフットスイッ
チ33a,33bの他に、鉗子13のハンドル部16に
取り付けられるハンドスイッチでもよい。さらに、XY
ステージに固定され、視野変換を行うために移動される
のは、結像レンズ24でもよい。 【0041】そこで、上記構成のものにあっては次の効
果を奏する。すなわち、縫合や結紮等の高度な処置が必
要な場合に必要である、連続的な拡大観察と広角観察と
を交互に繰り返す縫合・結紮モードと、処置対象部位の
変化に対応して観察視野の変換を行う視野変換モードと
を設けたことにより、複数の機器を使わずに、操作性よ
く内視鏡下手術で必要な視野を得ることができる。 【0042】なお、上記実施例ではTVカメラユニット
18のケーシング19内にハーフミラー20を使用して
硬性鏡1の接眼部3から出射される光学像を2つに分配
する構成のものを示したが、ハーフミラー20に代えて
プリズム等の光学的反射素子を使用してもよい。 【0043】さらに、鉗子13の先端に色マーカー17
を設ける代わりに、図5に示すように処置対象組織にそ
れぞれ色の異なる複数の色素を付着させ、各色素付着部
分41a,41b,41cを順次TVモニタ32の画面
中央に位置させるように第1のCCD25aを動かして
視野変換を行ってもよい。この場合は、抽出対象色の設
定を順次変えることで、所望の処置対象部位をTVモニ
タ32の画面中央に位置させることができる。 【0044】また、色素の代わりに、異なる色のついた
クリップを処置対象組織に固定してもよい。また、画像
処理を用いて鉗子13の先端の輪郭等の形状特徴を抽出
し、パターンマッチングにより鉗子13の先端位置を検
出してもよい。 【0045】また、図6は第1の実施例の変形例を示す
ものである。本変形例は、第1の実施例の視野変換制御
ユニット30の構成を次のように変更したものである。
すなわち、本変形例では第1の実施例の視野変換制御ユ
ニット30内に新たに鉗子先端動き検出部51およびズ
ームイン/ズームアウト判定部52をそれぞれ設けたも
のである。ここで、視野変換制御ユニット30内の色空
間変換部34と、抽出画像生成部35と、重心位置演算
部36と、位置指令部37とによって視野変換位置指令
ブロック53が形成され、鉗子先端動き検出部51と、
ズームイン/ズームアウト判定部52とによって縫合・
結紮動作判定ブロック54が形成されている。その他の
構成は第1の実施例と同一構成であり、ここでは第1の
実施例と同一部分には同一符号を付してその説明を省略
する。 【0046】そして、上記構成の本変形例にあっては内
視鏡装置の使用中、広角光学系22の画像信号である第
2のCCD25bからの信号を受け、鉗子先端動き検出
部51では鉗子13の動作を検出する。このとき、鉗子
13の動作が縫合・結紮処置、針持ち換え動作のどれか
であることを鉗子先端動き検出部51で画像処理により
認識する。さらに、鉗子先端動き検出部51からの処理
結果を受け、ズームイン/ズームアウト判定部では、縫
合・結紮処置動作の検出時には拡大光学系21のズーム
レンズ23をズームイン動作させ、また針持ち換え動作
の検出時には拡大光学系21のズームレンズ23をズー
ムアウトを行わせる制御信号を生成する。具体的には、
鉗子先端動き検出部51では鉗子13の先端と、そこに
保持される針の形状モデルのパターンマッチングによる
鉗子13の先端の動きの追跡を行い、ズームイン/ズー
ムアウト判定部では、針が組織に刺入された時の鉗子1
3の先端の回転動作を検出した場合にはズームイン動作
を、また、針持ち換え動作時に鉗子13の開閉動作を検
出した場合にはズームアウト動作を行わせるようになっ
ている。 【0047】また、図7および図8は本発明の第2の実
施例を示すものである。本実施例では第1の実施例の内
視鏡装置の硬性鏡1を保持するスコープホルダー10と
して少なくとも2自由度を有する電動マニピュレータ6
1が設けられている。 【0048】この電動マニピュレータ61には基台62
と、この基台62に上向きに突設された昇降動作可能な
支軸63と、この支軸63の上端部に支軸63を中心に
回動可能に連結された回動アーム64と、この回動アー
ム64の先端部に伸縮可能に設けられた移動アーム65
と、この移動アーム65の先端部に回動可能に連結され
た内視鏡保持リング66とが設けられている。 【0049】また、電動マニピュレータ61の基台62
にはマニピュレータ制御信号ケーブル67の一端部が連
結されている。このマニピュレータ制御信号ケーブル6
7の他端部は視野変換制御ユニット68に接続されてい
る。 【0050】この視野変換制御ユニット68には図8に
示すように鉗子先端位置算出部69、位置指令部70、
動作モード切換部71およびマニピュレータ制御部72
がそれぞれ設けられている。さらに、鉗子先端位置算出
部69には磁気センサ本体73が接続されている。この
磁気センサ本体73には鉗子13の挿入部14の手元側
に取付けられた磁気センサ74と、硬性鏡1の手元側に
取付けられた磁気ソース75とが接続されている。ここ
で、磁気センサ74は直交3軸のコイルで構成され、そ
の座標系の1軸が鉗子13の挿入部14の挿入方向と一
致するように設置されている。また、磁気ソース75は
同様に直交3軸のコイルで構成され、その座標系が3軸
とも硬性鏡1の撮像画像面の水平、垂直、視軸方向とそ
れぞれ一致するように設置されている。 【0051】そして、磁気センサ本体73からは磁気ソ
ース75の各軸を時分割で駆動する信号を出力し、磁気
ソース75は磁界を発生させるようになっている。磁気
センサ74はこの磁気ソース75の磁界を検出し、その
検出データを磁気センサ本体73に伝送するようになっ
ている。この検出データは磁気センサ本体73で演算さ
れ、磁気ソース75を基準とした磁気センサ74の3次
元位置、姿勢を求めるようになっている。 【0052】また、磁気センサ本体73からの出力信号
は視野変換制御ユニット68の鉗子先端位置算出部69
に入力され、その出力は位置指令部70に入力されるよ
うになっている。さらに、位置指令部70からの出力は
動作モード切換部71に入力されるようになっている。 【0053】また、動作モード切換部71には縫合・結
紮モード切換え用の第1のフットスイッチ76と、視野
変換モード切換え用の第2のフットスイッチ77とが接
続されている。さらに、動作モード切換部71の出力は
マニピュレータ制御部72に入力される。そして、この
マニピュレータ制御部72からの出力される制御信号に
よって電動マニピュレータ61の動作が制御されるよう
になっている。 【0054】また、硬性鏡1の接眼部3にはTVカメラ
アダプタ78が着脱自在に固定されている。このTVカ
メラアダプタ78の出力信号は映像信号ケーブル79を
介してCCU80に接続されている。このCCU80は
TVモニタ32に接続されている。それ以外の構成は第
1の実施例と同じであり、ここでは第1の実施例と同一
部分には同一の符号を付してその説明を省略する。 【0055】次に、上記構成の作用について説明する。
本実施例の内視鏡装置の使用時には磁気センサ本体73
から磁気ソース75の各軸を時分割で駆動する駆動信号
を出力する。これにより、磁気ソース75は磁界を発生
させる。このとき、磁気センサ74はこの磁界を検出
し、その検出データを磁気センサ本体73に伝送する。
この検出データは、磁気センサ本体73で演算される。
そして、磁気ソース75を基準とした磁気センサ74の
3次元位置、姿勢が求められる。 【0056】ここで、磁気センサ74が設置された鉗子
13の挿入部14の手元側と鉗子13の先端処置部15
との間の距離は既知であり、前述のように座標系を合わ
せてあることから、鉗子13の手元側の3次元位置・姿
勢データと、磁気センサ74の設置位置と鉗子13の先
端処置部15との間の距離データとを用い、回転・並進
変換をかけることで、鉗子13の先端位置を算出するこ
とができる。 【0057】また、これも前述のように、磁気ソース7
5はその座標系と硬性鏡1の撮像画面の座標系が一致す
るように設置されているため、算出した鉗子13の先端
位置は硬性鏡1の撮像画面の座標系と関連づけることが
可能である。すなわち、算出した鉗子13の先端位置を
用いて、硬性鏡1を保持している電動マニピュレータ6
1を制御可能である。 【0058】そして、術者が処置対象部位の変化に対応
してTVモニタ32の画面上に表示される画面の視野変
換を行う場合には、視野変換モード切換え用の第2のフ
ットスイッチ77をオン操作する。このとき、磁気セン
サ本体73からの鉗子13の手元側の位置データは、鉗
子先端位置算出部69に入力され、鉗子13の先端位置
が算出される。 【0059】この位置データは位置指令部70に入力さ
れ、予め設定されている鉗子13の先端を位置させたい
TVモニタ32の画面上の位置、例えば画面中央と、算
出した鉗子13の先端位置との差をとり、鉗子13の先
端を予め設定されているTVモニタ32の画面上の点に
移動させるための指令位置を求める。 【0060】そして、第2のフットスイッチ77がON
になると、動作モード切換部71は視野変換を行うため
の指令位置をマニピュレータ制御部72に送り、電動マ
ニピュレータ61を指令位置だけ動かすことにより、鉗
子13の先端位置が予め設定されているTVモニタ32
の画面上の設定位置に来るように視野変換を行う。 【0061】また、この鉗子13の先端を位置させたい
TVモニタ32の画面上の位置を画面中央として視野変
換制御ユニット68に設定した場合に、処置対象部位が
硬性鏡1の撮像画像の中央からずれていて医師等の作業
者が処置を行いづらい状況では、予め鉗子13の先端を
処置対象部位に移動させた状態で、フットスイッチ77
をON操作する。この場合には、前述の動作により鉗子
13の先端位置をTVモニタ32の撮像画像の中央に移
動させるように電動マニピュレータ61が動作する。 【0062】また、術者が縫合・結紮等の処置を行う場
合には、縫合・結紮モード切換え用の第1のフットスイ
ッチ76をオン操作する。このとき、第1のフットスイ
ッチ76のON信号は、視野変換制御ユニット68の動
作モード切換部71に伝達され、この動作モード切換部
71から縫合・結紮処置に適した動作指令がマニピュレ
ータ制御部72に供給される。 【0063】この動作は、縫合対象組織に針を差し込む
処置や、血管や、神経等を結紮する処置に必要な拡大観
察と、縫合・結紮処置後の鉗子13同士の針糸の受け渡
し作業を行うときに必要な広角観察を、処理の進み具合
に合わせて連続的に行うものである。そして、マニピュ
レータ制御部72では、縫合・結紮動作指令を受ける
と、予め設定されている術者の結紮・縫合処理スピード
に合わせた周期でズームイン動作とズームアウト動作と
を繰り返し行うように電動マニピュレータ61が駆動さ
れる。 【0064】そこで、上記構成のものにあっては次の効
果を奏する。すなわち、処置対象部位の変化に対応して
観察視野の変換を行う視野変換モードにおいて、視野変
換に必要な鉗子13の先端位置の検出を磁気センサ74
で行うことにより、TVモニタ32の画像による位置検
出を行う場合よりも広範囲に渡る視野変換が可能とな
る。 【0065】また、図9および図10は本発明の第3の
実施例を示すものである。本実施例では第1の実施例の
内視鏡装置に第2の実施例で示した磁気センサ本体73
を組み合わせ、この磁気センサ本体73によって鉗子1
3の先端位置を求める構成にしたものである。 【0066】すなわち、本実施例では鉗子13の挿入部
14の手元側には磁気センサ74が取付けられている。
この磁気センサ74は直交3軸のコイルで構成され、そ
の座標系の1軸が鉗子13の挿入部14の挿入方向と一
致するように設置されている。 【0067】さらに、硬性鏡1の手元側には磁気ソース
75が取付けられている。この磁気ソース75は磁気セ
ンサ74と同様に直交3軸のコイルで構成され、その座
標系が3軸とも硬性鏡1の撮像画像面の水平、垂直、視
軸方向とそれぞれ一致するように設置されている。 【0068】また、鉗子13の磁気センサ74および硬
性鏡1の磁気ソース75はそれぞれ磁気センサ本体73
に接続されている。さらに、本実施例では図10に示す
ように第1の実施例と略同様の構成の視野変換制御ユニ
ット30内に第2の実施例で示した鉗子先端位置算出部
69が組み込まれている。この鉗子先端位置算出部69
には磁気センサ本体73が接続されている。そして、磁
気センサ本体73からの出力信号は鉗子先端位置算出部
69に入力されるようになっている。 【0069】また、位置指令部37には鉗子先端位置算
出部69からの出力信号と重心位置演算部36からの出
力信号とが入力され、この位置指令部37からの出力は
動作モード切換部38に入力されるようになっている。
それ以外の構成は第1の実施例と同じである。 【0070】次に、上記構成の作用について説明する。
本実施例の内視鏡装置の使用時には術者が縫合・結紮等
の処置を行う場合は、第1の実施例と同様に、縫合・結
紮モード切換え用の第1のフットスイッチ33aにより
縫合・結紮を行う。さらに、術者が処置対象部位の変化
に対応して視野変換を行う場合は、視野変換モード切換
え用の第2のフットスイッチ33bにより、視野変換を
行う。 【0071】この時、広角光学系22の第2のCCD2
5b,第2のCCU25bの撮像範囲内にありながら、
鉗子13の先端に設けられた色マーカー17が検出でき
ない状況、例えば色マーカーの部分を組織が覆ってしま
うこと、血液や胆汁等の体液が色マーカー17に付着
し、この色マーカー17の色が正確に認識できないこ
と、等が起こった場合、視野変換制御ユニット30内の
色空間変換部34、抽出画像生成部35、重心位置演算
部36で処理を行っても、鉗子13の先端位置が算出で
きず、視野変換が行えなくなってしまう。 【0072】そこで、本実施例ではこの状況を検出デー
タ選択・位置指令部37によって検出し、磁気センサ本
体73で検出された位置情報を視野変換の制御情報とし
て選択する。ここで、検出データ選択・位置指令部37
は鉗子先端位置算出部69で算出された鉗子13の先端
位置と、予め設定されている鉗子13の先端を位置させ
たいTVモニタ32の画面上の位置データとを用いて、
鉗子13の先端位置をTVモニタ32の画面上の設定位
置に移動させるための指令位置を算出し、算出した指令
位置を動作モード切換部38を通し、XYステージ制御
部39に伝送し、視野変換を行う。 【0073】そこで、上記構成のものにあっては次の効
果を奏する。すなわち、第1の実施例の内視鏡装置に第
2の実施例で示した磁気センサ本体73を組み合わせ、
この磁気センサ本体73によって鉗子13の先端位置を
求めることができる構成にしたので、視野変換を行うた
めの位置検出手段を、第1の実施例のように画像処理に
よるものに加えて更に他の1系統を新たに設けることが
できる。そのため、画像処理で鉗子13の先端位置の位
置検出ができなくなった場合であっても、新たに設けた
磁気センサ本体73による位置検出手段のデータを用い
て視野変換を行えるため、術中の様々な状況においても
視野変換動作が中断されることがなく、より信頼性を高
めることができる。 【0074】なお、本実施例では磁気センサ74の代わ
りに鉗子13の先端位置を検出・算出可能なセンサ、例
えば超音波センサ、赤外線センサ、加速度センサとジャ
イロの組み合わせセンサを用いることが可能である。 【0075】また、TVカメラユニット18の代わりに
第2の実施例で示したTVカメラアダプタ78を使用す
るとともに、スコープホルダー10の代わりに第2の実
施例で示した電動マニピュレータ61を用い、TVカメ
ラアダプタ78の撮像画像から求めた位置情報と、磁気
センサ本体73で検出した位置情報とを選択し電動マニ
ピュレータ61を制御してもよい。 【0076】また、図11乃至図13(A)は本発明の
第4の実施例を示すものである。図11は体腔内観察装
置である内視鏡装置全体の概略構成を示すものである。
図11中、81は手術台であり、この手術台81上には
患者82が載る。手術台81の側面にはベッドサイドレ
ール83が設けられている。このベッドサイドレール8
3には電動マニピュレータ84が装着されている。 【0077】この電動マニピュレータ84には基台85
と、この基台85に矢印A方向に回動可能に、かつ矢印
B方向に昇降動作可能に連結されたL字状部材86と、
このL字状部材86の上端水平部に水平方向(矢印C方
向)に伸縮可能に設けられた移動アーム87と、この移
動アーム87の先端部に連結された内視鏡保持リング8
8とが設けられている。そして、電動マニピュレータ8
4の内視鏡保持リング88に硬性鏡89が着脱自在に連
結され、この電動マニピュレータ84によって硬性鏡8
9が移動可能に支持されている。なお、硬性鏡89は患
者82の腹壁部等に予め穿刺されたトラカール9(図1
参照)を通して体腔内に挿入されている。 【0078】さらに、硬性鏡89は例えば腹腔鏡等の直
視型の内視鏡によって形成されている。この硬性鏡89
には患者の体腔内に挿入される挿入部90と、この挿入
部90の基端部に配設された接眼部91とが設けられて
いる。 【0079】また、硬性鏡89の接眼部91にはTVカ
メラ92が着脱可能に取付けられている。このTVカメ
ラ92はカメラコントロールユニット(CCU)93に
接続されている。 【0080】さらに、CCU93は制御装置94内の画
像合成部95に接続されている。ここで、画像合成部9
5には2つの入力端子と1つの出力端子とが設けられて
いる。そして、CCU93は画像合成部95の一方の入
力端子に接続されている。 【0081】また、制御装置94内には画像合成部95
の他に、画像合成部95の他方の入力端子に接続された
マーカー生成部96と、このマーカー生成部96に接続
された制御部97と、この制御部97に接続された視線
検出部98およびマニピュレータ制御部99とが設けら
れている。 【0082】ここで、画像合成部95の出力端子には観
察用のTVモニタ100が接続されている。さらに、T
Vモニタ100上には視線検出装置101が設けられて
いる。この視線検出装置101は術者がTVモニタ10
0の表示画面に表示された画像のどの部分を見ているか
を検出するもので、この視線検出装置101の出力は制
御装置94内の視線検出部98へ入力されるようになっ
ている。 【0083】そして、視線検出装置101の検出結果は
視線検出部98を介して制御部97へ伝達されるように
なっている。この制御部97はマーカー生成部96にマ
ーカ生成位置を出力するものである。また、硬性鏡89
の接眼部91に接続されたTVカメラ92によって撮像
される画像はCCU93を介して画像合成部95へ入力
され、上記マーカー生成部96で作られたマーカー10
6と合成してTVモニタ100に表示されるようになっ
ている。 【0084】また、制御装置94には電動マニピュレー
タ84に接続されたマニピュレータ制御部99が設けら
れている。このマニピュレータ制御部99は制御部97
に接続されている。そして、このマニピュレータ制御部
99によって電動マニピュレータ84内の図示しない各
駆動モーターを動かし、電動マニピュレータ84のL字
状部材86を矢印A方向に回動させ、かつ矢印B方向に
昇降動作させるとともに、移動アーム87を矢印C方向
に伸縮させるようになっている。 【0085】また、患者82の腹壁部等には硬性鏡89
の挿入場所とは別の挿入場所から第2のトラカール9´
(図1参照)が穿刺され、このトラカール9´を通して
処置具である鉗子102が体腔内に挿入されている。 【0086】この鉗子102には体腔内に挿入される挿
入部103の先端部に処置部104が配設されている。
さらに、挿入部103の基端部には手元側のハンドル部
105が配設されている。そして、このハンドル部10
5の開閉操作にともない処置部104が遠隔的に開閉操
作されるようになっている。 【0087】次に、上記構成の作用について説明する。
本実施例の内視鏡装置の使用時には術者がTVモニタ1
00の表示画面上のどこの部分を見ているかを視線検出
装置101及び視線検出部98で検出する。さらに図1
2(A)に示すようにここで検出された検出位置に対応
するマーカー106をマーカー生成部96によって生成
し、このマーカー106と内視鏡像とを画像合成部95
によって合成してTVモニタ100に表示する。 【0088】また、術者が図示しない操作スイッチを押
すことで上記マーカー生成部96によって生成されたマ
ーカー106がTVモニタ100の表示画面上にあらか
じめ決められた例えば画面中心点等の設定位置に移動す
るように電動マニピュレータ84を動かす。 【0089】なお、上記以外の動作として、操作スイッ
チを押すことでTVモニタ100の表示画面上の内視鏡
像のズームイン、ズームアウトを行うようにしても良
い。さらに、上記操作スイッチは各々別々のスイッチで
も良いし、制御部97によって1つのスイッチの機能を
切り換え可能としても良い。 【0090】又、スイッチを押したときにマーカー10
2とあらかじめ決められた画面中心点等の設定位置とが
一致するように電動マニピュレータ84を動かし、さら
にスイッチを一定時間押し続けることでズームイン/ズ
ームアウト動作を行うようにしても良い。 【0091】ズームイン、ズームアウトは電動マニピュ
レータ84を硬性鏡89の軸方向に動かすように制御し
ても良いし、硬性鏡89とTVカメラ92との間にズー
ムレンズを設け、モニタ100の位置までズームレンズ
を動かすようにしても良い。 【0092】また、TVカメラ92の代わりに第1の実
施例のTVカメラユニット18、電動マニピュレータ8
4の代わりに第1の実施例のスコープホルダー10を用
い、視線検出装置101及び視線検出部98で検出され
た視線位置があらかじめ設定されたTVモニタ100の
画面上の設定位置に来るように、TVカメラユニット1
8内の拡大光学系21の結像レンズ24、あるいは第1
のCCD25aを移動させてもよい。 【0093】そこで、上記構成のものにあっては次の効
果を奏する。すなわち、視線検出装置101によってT
Vモニタ100の表示画面上の術者が見たい位置を検出
するようにしたので、鉗子102に色マーカー等を付け
る必要が無い。そのため、鉗子102の先端が患部内に
かくれても術者の見たい位置をTVモニタ100の画面
中央に表示する状態で視野変換動作を行うことができ
る。さらに、TVモニタ100の画面上に術者が見てい
る位置を表示することで術者が見ている部位を確認して
操作することが可能となる。 【0094】また、視線検出装置101の具体例として
は図13(A)に示すようにCCDカメラ107で術者
の左右の眼球108a,108bを観察するものがあ
る。これは、画像処理により左右の眼球108a,10
8bの位置と、瞳孔の中心位置の相対関係から術者の視
線A,Bを検出する方式である。 【0095】また、図13(B)は第4の実施例の視線
検出装置101の別の構成例を示すものである。これ
は、術者の左右の眼球108a,108bに対し、発光
ダイオード109から赤外光を出射し、眼球108a,
108bで反射した光をPSD(ポジション・センシン
グ・デバイス)110で検出することにより、視線A,
Bの方向を検出する方式が知られている。図13
(A),(B)のいずれの方式も公知であり、詳述する
ことを省略するが、例えば、写真工業(1993年1月
号、P63〜P64、P104〜P105/写真工業社
発行)には、瞳孔と目の角膜で反射した赤外光による反
射像との位置関係をマイクロコンピュータで高速演算し
て眼球の回転角を求め、どこを見ているかを算出する方
式が記載されている。(特願平5−274405号参
照) また、図14(A)〜(D)は本発明の第5の実施例を
示すものである。図14(A)は本実施例の内視鏡装置
全体の概略構成を示すもので、111は患者の体腔内を
観察する例えば腹腔鏡等の直視型の硬性鏡である。この
硬性鏡111には患者の体腔内に挿入される挿入部11
2と、この挿入部112の基端部に配設された接眼部1
13とが設けられている。ここで、硬性鏡111の挿入
部112は予め例えば患者の腹壁部114等に穿刺され
たトラカール115内に挿通され、体腔内に挿入されて
いる。 【0096】また、患者の腹壁部114等には硬性鏡1
11の挿入場所とは別の挿入場所から第2のトラカール
116が穿刺されている。そして、このトラカール11
6を通して体腔内の処置あるいは臓器の把持を行う処置
具117が体腔内に挿入されている。 【0097】さらに、第2のトラカール116にはレー
ザポインタ118が装着されている。このレーザポイン
タ118には例えば半導体レーザが内蔵されている。そ
して、このレーザポインタ118の半導体レーザから投
射されるレーザ光がトラカール116の軸心方向に概ね
平行となる状態でレーザポインタ118がトラカール1
16に取付けられている。 【0098】また、硬性鏡111の接眼部113にはT
Vカメラユニット119が装着されている。このTVカ
メラユニット119には図14(B)に示すようにアダ
プタ120とTVカメラ121とが設けられている。 【0099】さらに、アダプタ120内には硬性鏡11
1の接眼部113に離間対向配置されるハーフミラー1
22が配設され、硬性鏡111から得られた観察像はこ
のハーフミラー122によって2つの光路に分けられる
ようになっている。なお、ハーフミラー122に代えて
ビームスプリッタを使用しても良い。 【0100】また、ハーフミラー122によって分配さ
れた片方の像(ハーフミラー122を透過した光学像)
が入射される第1の光路123aの観察像はTVカメラ
121内の光学素子124を経て内視鏡画像用の第1の
撮像素子125に結像され、体腔内の観察像が得られ
る。ここで、TVカメラ121内には光学素子124を
第1の光路123aの光軸方向と直交する方向に移動さ
せるアクチュエータ126が装着されている。 【0101】さらに、ハーフミラー122によって分配
された他方の像(ハーフミラー122によって反射され
た光学像)が入射される第2の光路123bの観察像は
レーザ光のみを透過するフィルタ127でレーザ光のみ
透過され、光学素子128を経て第2の撮像素子129
に結像される。この第2の撮像素子129には、CCD
もしくはPSDを用いる。なお、第1の撮像素子125
によって得られる内視鏡画像は第2の撮像素子129に
よって得られるレーザ光の像とが重ね合わされ得た状態
で図14(C),(D)に示すTVモニタ130の表示
画面に表示されるようになっている。 【0102】次に、上記構成の作用について説明する。
まず、本実施例の内視鏡装置の使用時には予め例えば患
者の腹壁部114等に穿刺されたトラカール115内に
硬性鏡111の挿入部112が挿通され、体腔内に挿入
される。さらに、患者の腹壁部114等には硬性鏡11
1の挿入場所とは別の挿入場所から第2のトラカール1
16が穿刺され、このトラカール116を通して処置具
117が体腔内に挿入される。このとき、処置具117
の先端の処置部117aが硬性鏡111の接眼部113
による視野範囲内に挿入される状態にセットされる。 【0103】また、内視鏡装置の使用中、硬性鏡111
によって伝達された体腔内の観察像は、TVカメラユニ
ット119内のハーフミラー122により、2つに分配
される。そして、このハーフミラー122によって分配
された片方の像(ハーフミラー122を透過した光学
像)が入射される第1の光路123aの観察像はTVカ
メラ121内の光学素子124を経て内視鏡画像用の第
1の撮像素子125に結像され、体腔内の観察像が得ら
れる。 【0104】また、ハーフミラー122によって分配さ
れた他方の像(ハーフミラー122によって反射された
光学像)が入射される第2の光路123bの観察像はレ
ーザ光のみを透過するフィルタ127でレーザ光のみ透
過され、光学素子128を経て第2の撮像素子129に
結像される。 【0105】そして、第1の撮像素子125によって得
られる内視鏡画像は第2の撮像素子129によって得ら
れるレーザ光の像とが重ね合わされた状態で図14
(C),(D)に示すTVモニタ130の表示画面に表
示される。このときのTVモニタ130の表示画面では
図14(C),(D)のようにレーザポインタ118か
らのレーザ光が当たった組織Lが点状にレーザ光を反射
する状態で表示される。なお、図14(C)は処置具1
17の先端の処置部117aと生体組織との間が近い場
合の硬性鏡111の観察像、図14(D)は処置具11
7の先端の処置部117aと生体組織との間が遠い場合
の硬性鏡111の観察像をそれぞれ示すものである。 【0106】さらに、硬性鏡111による体腔内の観察
中は第2の撮像素子129により検出されたレーザ光が
当たった組織Lの画像データにもとづいて、TVモニタ
130の表示画面の重心位置を計算で求める。そして、
この重心位置がTVモニタ130の内視鏡画像の中心に
来るようにTVカメラ121内の光学素子124をアク
チュエータ126で移動させる。 【0107】そこで、上記構成のものにあっては次の効
果を奏する。すなわち、処置具117と第2のトラカー
ル116の挿入方向とが一致しているため、処置具11
7の向きを変えると処置具117の概ね延長線上にある
処置を行おうとする対象臓器にレーザ光があたる。ここ
で、レーザ光の当たった組織Lの位置が常に硬性鏡11
1の観察像の中央にくるように制御することにより、処
置の対象臓器がTVモニタ130の表示画面の中央で観
察できる。そのため、内視鏡下外科手術において、術者
が体腔内における所望の部位を観察するために、処置具
117の操作に応じて簡単に硬性鏡111の観察範囲を
変更することができる。 【0108】また、図15および図16(A)〜(C)
は本発明の第6の実施例を示すものである。図15は本
実施例の内視鏡装置全体の概略構成を示すもので、13
1は患者の体腔内を観察する例えば腹腔鏡等の直視型の
硬性鏡である。この硬性鏡131には患者の体腔内に挿
入される挿入部132と、この挿入部132の基端部に
配設された接眼部133とが設けられている。ここで、
硬性鏡131の挿入部132は予め例えば患者の腹壁部
134等に穿刺されたトラカール135内に挿通され、
体腔内に挿入されている。なお、患者の腹壁部134の
内側の腹腔136内に、内視鏡下手術によって摘出など
の処置を行う患部137が存在している。 【0109】また、患者の腹壁部134等には硬性鏡1
31の挿入場所とは別の挿入場所から第2,第3のトラ
カール138,139が穿刺されている。そして、これ
らのトラカール138,139を通して腹腔136内の
患部137の処置あるいは臓器の把持を行う第1,第2
の処置具140,141が腹腔136内に挿入されてい
る。 【0110】また、硬性鏡131にはライトガイドケー
ブル142の一端部が連結されている。このライトガイ
ドケーブル142の他端部は光源装置143に接続さ
れ、光源装置143から導かれた光が腹腔136内に照
射されるようになっている。 【0111】さらに、硬性鏡131は手術用マニピュレ
ータ144に設けられた多自由度のアーム145により
固定支持されている。このマニピュレータ144はCP
U146からの指令によってコントローラ147を作動
させ、ドライバ148を制御することによって動作する
ようになっている。 【0112】また、硬性鏡131の接眼部133にはカ
メラ149が取付けられている。このカメラ149には
硬性鏡131により得られた腹腔136内の映像情報を
電気信号化するCCD等の撮像素子が内蔵されている。
そして、硬性鏡131により得られた腹腔136内の映
像情報は硬性鏡131に取付けられたカメラ149によ
り電気信号化され、CCU150によって処理された後
に、画像ミキサー151を介してモニタ152上に硬性
鏡131の映像として表示されるようになっている。 【0113】さらに、画像ミキサー151にはメニュー
画像作成回路153およびカーソル画像作成回路154
がそれぞれ接続されている。ここで、メニュー画像作成
回路153はCPU146に接続されている。そして、
モニタ152上にはCPU146からの指令により、図
16(A)〜(C)に示すようにメニュー画像作成回路
153にて生成されるメニュー153a、及びカーソル
画像作成回路154にて生成される矢印状のカーソル1
54aが画像ミキサー151によって硬性鏡131の映
像と同時に表示されるようになっている。 【0114】さらに、カーソル画像作成回路154はカ
ーソル位置計算回路155に接続されている。このカー
ソル位置計算回路155にはCPU146およびベクト
ル信号受信回路156がそれぞれ接続されている。 【0115】また、第1,第2の処置具140,141
を操作し、手術を行う術者157の頭部には、ジャイロ
固定具158によって固定されたジャイロ159が取付
けられている。そして、ジャイロ159によって、術者
157の頭部の位置、方向を検出し、ベクトル情報とし
て、ベクトル信号受信回路156に無線送信するように
なっている。なお、ベクトル情報は、有線による手段に
よってベクトル信号受信回路156に送信しても良い。
さらに、術者157の頭部の位置、方向を検出する手段
として、磁気ソースと3次元コイルによる方法、発光体
などのマーカを画像処理により検出する方法、加速度セ
ンサを用いる方法、視線検出などを使用しても良い。 【0116】また、ベクトル信号受信回路156にて検
出されたベクトル情報は、カーソル位置計算回路155
にて座標データ化され、モニタ152上に表示されるカ
ーソル154aの位置の情報として前記カーソル画像作
成回路154に与えられる。なお、この座標データは、
同時にCPU146にも情報伝達される。 【0117】また、術者157が操作する一方の(第1
の)処置具140の操作部には一つ、あるいは複数のハ
ンドスイッチ160が取付けられている。このハンドス
イッチ160のON/OFFの情報は、ON/OFF受
信回路161で受信され、CPU146に伝達されるよ
うになっている。なお、ON/OFFの情報の伝達は、
無線でも有線でも良い。さらに、前記のON/OFF受
信回路161、CPU146、カーソル位置計算回路1
55、カーソル画像作成回路154、メニュー画像作成
回路153は一体的に制御装置162としてまとめられ
ている。 【0118】また、図16(A)〜(C)はモニタ15
2の表示例を示している。ここで、モニタ152の画面
中央には、硬性鏡131で得られた腹腔136内の患部
137の映像、画面下部にはメニュー153a、そし
て、画面上を、術者157の頭の動きに従って動くカー
ソル154aが同時に表示されている。 【0119】さらに、図16(A)のモニタ152の画
面ではメニュー153aとしてマニピュレータ144、
光源装置143、CCU150などの周辺器材を選択で
きるメインメニューの各項目の選択ボタンが表示されて
いる。 【0120】また、図16(B)のモニタ152の画面
ではメニュー153aとして図16(A)のメニュー1
53aのメインメニューでマニピュレータ144の選択
ボタンを選択した際に表示されるサブメニューの各項目
の選択ボタン、すなわちマニピュレータ144の機能選
択メニューの各項目の選択ボタンおよびメインメニュー
に戻るための復帰ボタン等が表示されている。 【0121】さらに、図16(C)のモニタ152の画
面ではメニュー153aとして図16(A)のメニュー
153aのメインメニューで光源装置143の選択ボタ
ンを選択した際に表示されるサブメニューの各項目の選
択ボタン、すなわち光源装置143の機能選択メニュー
の各項目の選択ボタンおよびメインメニューに戻るため
の復帰ボタン等が表示されている。 【0122】なお、CPU146によって、制御される
周辺装置として、CCU150、図示しない電気焼灼メ
ス、レーザ装置、超音波吸引器、マイクロターゼ装置な
どでも良い。 【0123】次に、上記構成の作用について説明する。
まず、術者157が両手に処置具140,141を保持
し、硬性鏡131による患部137の画像をモニタ15
2上で観察しながら手術を行っている。 【0124】手術の進行に従って患部137の画像がモ
ニタ152の画面上の端の方に移動した場合には、硬性
鏡131を移動させ、再び患部137の画像をモニタ1
52の画面上の中央に移動させる必要がある。この場
合、本実施例では術者157は頭を動かすことによっ
て、ジャイロ159の向きを変え、図16(A)のモニ
タ152のメインメニューの画面上のカーソル154a
を移動させ、図16(A)のメニュー153aのメイン
メニューでマニピュレータ144の選択ボタンの位置に
持ってくる。この状態で、術者157は、処置具140
に設けられたハンドスイッチ160をこの処置具140
を保持したままONにする。 【0125】この情報は、ON/OFF受信回路161
を介してCPU146に伝えられる。CPU146には
さらにメニュー画像作成回路153に伝えたメニュー1
53aのモニタ152の画面上の位置と内容の情報、カ
ーソル位置計算回路155から得られるカーソル154
aのモニタ152の画面上の位置の情報が入力されてい
るため、CPU146において、術者157がどのメニ
ュー153aの選択ボタンの内容を選択したかが判断さ
れる。 【0126】例えば、図16(A)のモニタ152の画
面に表示されているメニュー153aのメインメニュー
の各項目の選択ボタンのうち、マニピュレータ144が
選択されたことをCPU146が判断すると、続いて図
16(B)のモニタ152の画面が表示される。このと
き、モニタ152の画面に表示されているメニュー15
3aにはマニピュレータ144の選択ボタンを選択した
際に表示されるサブメニューの各項目の選択ボタン、す
なわちマニピュレータ144の機能選択メニューの各項
目の選択ボタンおよびメインメニューに戻るための復帰
ボタン等が表示される。 【0127】この状態で、術者157は引き続き先と同
様の操作を行い、カーソル154aとハンドスイッチ1
60を用いて図16(B)のモニタ152の画面に表示
されているマニピュレータ144の機能選択メニューの
各項目の選択ボタンおよびメインメニューに戻るための
復帰ボタン等のうち、マニピュレータ144の機能選択
メニューの選択ボタンを選択し、メニュー153aの画
面上の移動の項目を選択する。 【0128】ここで、画面の拡大、縮小を望むときに
は、ズームの選択ボタンを選択し、処置具140,14
1の自動追尾を行いたいときには処置具140,141
の自動追尾の項目を選択することができる。 【0129】また、処置具140,141の追尾を行う
場合にはそれぞれ処置具140,141の操作部に設け
たハンドスイッチ160,163の追尾用スイッチ(図
示せず)を押すことによって、これに対応した処置具の
先端を追尾することができる。 【0130】さらに、CPU146においてマニピュレ
ータ144の移動項目が選択されたことを認識すると、
コントローラ147に指令を送り、ドライバ148によ
って、マニピュレータ144を動作させる。 【0131】また、図16(A)のモニタ152の画面
に表示されているメニュー153aのメインメニューの
各項目の選択ボタンのうち、光源装置143が選択され
た場合には、続いて図16(C)のモニタ152の画面
が表示される。図16(C)のモニタ152の画面のメ
ニュー153aには光源装置143の機能選択メニュー
の各項目の選択ボタン、すなわち光量の増減、スチール
写真、ビデオ、フィルタの選択などの項目の選択ボタン
およびメインメニューに戻るための復帰ボタン等が表示
され、CPU146によって光源装置143の機能をコ
ントロールできる。さらに、図16(A)のモニタ15
2の画面に表示されているメニュー153aのメインメ
ニューの各項目の選択ボタンで、CCU150や、その
ほかの周辺装置の機能を選択することにより、メインメ
ニューの各項目の選択ボタンで選択された周辺装置の機
能をコントロールすることができる。 【0132】そこで、上記構成のものにあっては次の効
果を奏する。すなわち、術者157が、処置具140,
141から手を離したり、モニタ152の画面に表示さ
れる硬性鏡131の映像から目を離したりすること無し
に、硬性鏡131の位置の移動や、各種周辺機器の操作
ができるために、これらの操作のために手術を一次中断
する事なく、スピーディーで安全に手術を行うことがで
きる。 【0133】また、硬性鏡131を保持するための助手
や、周辺機器の操作を行う看護婦が不要になるため、手
術の省人化によって、低コストで手術を行うことができ
て経済的である。 【0134】また、図17乃至図19は本発明の第7の
実施例を示すものである。図17は体腔内観察装置であ
る内視鏡装置のシステム全体の概略構成を示すものであ
る。この内視鏡装置には患者の体腔内を観察する先端湾
曲内視鏡171が設けられている。 【0135】この先端湾曲内視鏡171には患者の体腔
内に挿入される挿入部172と、この挿入部172の基
端部に配設された手元側端部173とが設けられてい
る。さらに、挿入部172の先端側には先端構成部17
4とこの先端構成部174を湾曲操作する湾曲部175
とが設けられている。 【0136】また、先端湾曲内視鏡171の挿入部17
2は予め例えば患者の腹壁部176等に穿刺されたトラ
カール177内に挿通され、体腔内に挿入されている。
ここで、先端湾曲内視鏡171の挿入部172の手元側
端部173側は多関節構造のスコープホルダー178に
よって移動可能に保持されている。 【0137】さらに、先端湾曲内視鏡171の手元側端
部173にはユニバーサルケーブル179の一端部が連
結されている。このユニバーサルケーブル179の他端
部はカメラコントロールユニット(以下CCU)180
と、視野変換駆動ユニット181とに接続されている。 【0138】また、CCU180はTVモニタ182お
よび視野変換制御ユニット183に接続されている。こ
の視野変換制御ユニット183にはフットスイッチ18
4が接続されている。 【0139】また、図18(A)は視野変換制御ユニッ
ト183の概略構成を示すものである。この視野変換制
御ユニット183にはCCU180からの信号が入力さ
れる色空間変換部185と、抽出画像生成部186と、
重心位置演算部187と、設定位置記憶部188と、モ
ーター駆動量算出部189とが設けられている。ここ
で、モーター駆動量算出部189にはフットスイッチ1
84が接続されている。 【0140】また、図19は先端湾曲内視鏡171の湾
曲部175の湾曲機構の構成を示すものである。この湾
曲部175には複数の湾曲コマ190が回動自在に連結
されている。ここで、最先端位置の湾曲コマ190には
2本のアングルワイヤ191の各一端部が固定されてい
る。 【0141】さらに、内視鏡171の手元側端部173
には湾曲部175の湾曲操作機構部192が配設されて
いる。この湾曲操作機構部192には内視鏡171の挿
入部172の軸心方向にスライド可能な筒状のスライド
部材193が設けられている。そして、このスライド部
材193の外周面の前端部に一方のアングルワイヤ19
1の他端部が固定されている。さらに、他方のアングル
ワイヤ191の他端部はプーリー194に係合された状
態でスライド部材193の外周面の後端部に固定されて
いる。 【0142】また、スライド部材193の内周面には雌
ねじ部193aが形成されている。そして、このスライ
ド部材193の雌ねじ部193aに送りネジ195が螺
合されている。この送りネジ195の基端部はカップリ
ング196を介して駆動モータ197の回転軸に連結さ
れている。この駆動モータ197の回転軸にはエンコー
ダ198が取付けられている。 【0143】また、患者の腹壁部176等には内視鏡1
71の挿入場所とは別の挿入場所から第2のトラカール
199が穿刺されている。そして、このトラカール19
9を通して処置具である鉗子200が体腔内に挿入され
ている。 【0144】この鉗子200には体腔内に挿入される挿
入部201の先端部に処置部202が配設されている。
さらに、挿入部201の基端部には手元側のハンドル部
203が配設されている。そして、このハンドル部20
3の開閉操作にともない処置部202が遠隔的に開閉操
作されるようになっている。 【0145】また、鉗子200の処置部202の先端に
は色マーカー204が設けられている。この色マーカー
204は生体適合性を有する塗料であり、その色には臓
器にはない色、例えば緑、黄等が適する。 【0146】次に、上記構成の作用について説明する。
まず、本実施例の内視鏡装置の使用時には予め例えば患
者の腹壁部176等に穿刺されたトラカール177内に
スコープホルダー178で保持された内視鏡171の挿
入部172が挿通され、体腔内に挿入される。さらに、
患者の腹壁部176等には内視鏡171の挿入場所とは
別の挿入場所から第2のトラカール199が穿刺され、
このトラカール199を通して鉗子200が体腔内に挿
入される。このとき、鉗子200の先端の処置部202
が内視鏡171による視野範囲R1 内に挿入される状態
にセットされる。 【0147】また、内視鏡装置の使用中、内視鏡171
の先端構成部174に組み込まれた図示しないCCDに
よって体腔内の観察像が撮像される。このCCDからの
出力信号はCCU180で映像信号に変換され、この映
像信号は視野変換制御ユニット183の色空間変換部1
85に入力される。さらに、この色空間変換部185で
は各画素毎に抽出された色成分を設定された色空間、例
えばHSI(色相、彩度、明度)・色差(Y、R−Y、
B−Y)等、のデータに変換する。 【0148】また、色空間変換部185からの出力信号
は抽出画像生成部186に入力される。この抽出画像生
成部186では入力された色空間の信号が予め設定され
ている抽出対象色の範囲に入っているかどうかを各画素
毎に比較し、設定範囲内あればその画素の明度を0に、
設定範囲外であればその画素の明度を1にして、無彩色
で出力する。この結果、抽出対象に設定された色の部分
が黒、それ以外の部分が白である2値画像が出力され
る。 【0149】さらに、抽出画像生成部186からの出力
信号は重心位置演算部187に入力される。この重心位
置演算部187では設定色の抽出部分である黒色部分の
面積重心を算出し、その画像上の画素データを出力す
る。なお、抽出画像生成部186にて、抽出対象部分を
明度1(白)に、それ以外の部分を明度0(黒)とし、
重心位置演算部187で白色部分の面積重心を求めるよ
うに設定してもよい。 【0150】また、重心位置演算部187の画素データ
と、設定位置記憶部188に予め格納されている抽出点
を位置させたいTVモニタ182の画面上の画素位置デ
ータ(例えば画面中央)は、モーター駆動量算出部18
9に入力され、湾曲部175の湾曲操作機構部192の
駆動モータ197を駆動する図示しないモーター駆動部
へ制御信号を生成する。この制御信号は、設定されてい
る画素位置データと算出した抽出対象点の画素データの
差をとり、抽出対象点を設定されている画面上の点に移
動させるための湾曲部175の湾曲角を求めることによ
り算出した、その湾曲角を実現するための駆動モータ1
97のモーター駆動量である。 【0151】また、鉗子200の先端部に色マーカー2
04を設け、そのマーカーの色を抽出対象色として、ま
た抽出対象点を位置させたい画面上の位置を画面中央と
して設定位置記憶部188に設定した場合には、鉗子2
00の色マーカー204が内視鏡171の観察範囲にあ
って、処置対象部位が撮像画像の中央からずれていて医
師等の術者が処置を行いずらい状況で、鉗子200の先
端を処置対象部位にもってゆきフットスイッチ184を
ONすることにより、前述の動作により鉗子200の先
端位置がTVモニタ182の撮像画像の中央に移動させ
るように湾曲部175が動く。 【0152】ここで、フットスイッチ184がONされ
ると、算出された制御信号がモーター駆動部に与えられ
る。モーター駆動部は、エンコーダ198の出力をフィ
ードバックして所定の移動量だけ駆動モータ197を駆
動する。このとき、駆動モータ197の駆動により送り
ネジ195が回転し、この回転によってスライド部材1
93が内視鏡171の挿入部172の軸心方向に進退す
る。 【0153】ここで、スライド部材193が図19中
で、右方向に移動した場合にはこのスライド部材193
の動作にともない上側のアングルワイヤ191が引っ張
り操作され、下側のアングルワイヤ191が押し出し操
作される。そして、ここで引っ張り操作される上側のア
ングルワイヤ191側に湾曲部175が湾曲される。 【0154】また、スライド部材193が逆方向(図1
9中で、左方向)に移動した場合には2本のアングルワ
イヤ191はそれぞれ反対方向に動き、湾曲部175が
逆方向に湾曲される。したがって、上記スライド部材1
93の動作にともない湾曲部175が2方向に湾曲され
る。なお、この2本のワイヤ191に直交してして他の
2本のワイヤと、その駆動制御部を設けることにより、
4方向の湾曲が可能である。 【0155】そこで、上記構成のものにあっては次の効
果を奏する。すなわち、TVモニタ182の画像中の所
望の位置に鉗子200の先端位置を移動させる内視鏡1
71の視野変換を、内視鏡171の湾曲部175の駆動
により行うことができるので、体腔内側壁部や、臓器の
側面、裏面に観察・処置対象がある場合でも良好な観察
を行うことができる。 【0156】なお、第7の実施例の内視鏡装置の視野変
換制御ユニット183内のモーター駆動量算出部189
の代わりに、図18(B)に示すように、抽出対象点の
画素データが設定位置記憶部188に設定されている画
素データと一致しているかどうかを比較判定する比較判
定部211を設け、一致するまで駆動モータ197に制
御信号を与えても良い。 【0157】また、設定位置記憶部188に格納されて
いる、視野変換動作により抽出対象点を位置させる画面
上の位置の設定は変更が可能である。さらに、動作スイ
ッチはフットスイッチ184の他に、鉗子200のハン
ドル部203に取付けられるハンドスイッチでもよい。 【0158】また、アングルワイヤ191の先端部を形
状記憶合金で構成し、通電加熱による合金の縮みを用い
て湾曲を行ってもよい。さらに、鉗子200の先端位置
の検出は、鉗子200の先端の形状認識を行い、パター
ンマッチングでその動きを追跡し、先端位置を検出する
形状認識画像処理でもよい。 【0159】また、図20および図21は本発明の第8
の実施例を示すものである。本実施例は第7の実施例で
示した内視鏡装置の先端湾曲内視鏡171を保持するス
コープホルダー178として第2実施例の電動マニピュ
レータ61を使用するとともに、視野変換制御ユニット
183内に図21に示すように湾曲/マニピュレータ駆
動判定部221およびマニピュレータ位置指令部222
を新たに加えたものである。そして、フットスイッチ1
84からの出力信号はモーター駆動量算出部189およ
びマニピュレータ位置指令部222にそれぞれ入力され
るようになっている。それ以外の構成は第7の実施例と
同一である。 【0160】次に、上記構成の作用について説明する。
本実施例の内視鏡装置の使用時に、例えば内視鏡171
の観察視野内の抽出対象点が内視鏡171の湾曲部17
5の可動範囲から逸脱した場合、視野変換制御ユニット
183の重心位置演算部186からその状態を示す信号
を出力する。この信号を受けた時にフットスイッチ18
4がONされた場合は、湾曲/マニピュレータ駆動判定
部221はマニピュレータ61を駆動させるようマニピ
ュレータ位置指令部222に逸脱直前の抽出対象点の位
置データを出力する。 【0161】さらに、マニピュレータ位置指令部222
ではこのデータから鉗子200の先端の方向を推定し、
その方向が観察可能となるようなマニピュレータ駆動信
号を出力し、マニピュレータ61を移動させる。これに
より、再度、鉗子200の先端の色マーカー204が内
視鏡171の撮像画像中に入ってきた場合は、湾曲/マ
ニピュレータ駆動判定部221は湾曲部175を駆動さ
せる。 【0162】そこで、上記構成のものにあっては次の効
果を奏する。すなわち、内視鏡171の視野変換手段と
して、湾曲部175の駆動による手段と内視鏡171を
保持する電動マニピュレータ61の駆動による手段とを
設け、両者を補完的に動作させることができる。そのた
め、内視鏡171の湾曲部175の湾曲可動範囲外に鉗
子200の先端が位置した場合には、電動マニピュレー
タ61の駆動による視野変換手段を使用することによ
り、マニュアル操作を必要とせず鉗子200の先端を内
視鏡171の撮像画面内に収めることができ、内視鏡1
71の操作性を一層向上できる。 【0163】また、図22乃至図25は本発明の第9の
実施例を示すものである。本実施例は第2の実施例の内
視鏡装置の構成を一部変更したものである。すなわち、
本実施例の内視鏡装置では第2の実施例の磁気センサ本
体73、磁気センサ74および磁気ソース75が省略さ
れている。そして、本実施例の内視鏡装置ではCCU8
0にTVモニタ32と、視野変換制御ユニット231と
が接続されている。 【0164】さらに、本実施例の視野変換制御ユニット
231には、フットスイッチ232と、電動マニピュレ
ータ61とが接続されている。ここで、視野変換制御ユ
ニット231には図23に示すようにCCU80からの
信号が入力される色空間変換部233と、抽出画像生成
部234と、重心位置演算部235と、鉗子先端位置推
定演算部236と、マニピュレータ位置指令部237と
が設けられている。そして、マニピュレータ位置指令部
237にはフットスイッチ232が接続されている。 【0165】また、体腔内に硬性鏡1の挿入場所とは別
の挿入場所から挿入される鉗子13の挿入部14の先端
には図24に示すように複数、本実施例では2つの異な
る色の色マーカー238a,238bが設けられてい
る。この色マーカー238a,238bの色には、臓器
にない色である緑や黄が適する。ここで、鉗子13の挿
入部14の先端の手元側に配置された一方の色マーカー
238bによって第1のマーカー、先端側に配置された
他方の色マーカー238aによって第2のマーカーが形
成されている。そして、第1のマーカー238bと第2
のマーカー238aとの間の距離はA、第2のマーカー
238aと鉗子13の処置部15の先端との間の距離は
Bにそれぞれ設定されている。なお、図25は硬性鏡1
で撮像した鉗子13の先端部の画像を示すものである。 【0166】次に、上記構成の作用について説明する。
まず、本実施例の内視鏡装置の使用時に電動マニピュレ
ータ61に保持された硬性鏡1によって伝達された体腔
内像は、TVカメラアダプタ78内のCCDにより撮像
される。このCCDからの出力信号はCCU80で映像
信号に変換され、視野変換制御ユニット231内に入力
される。 【0167】この視野変換制御ユニット231内では映
像信号を色空間変換部233、抽出画像生成部234で
処理し、抽出色として鉗子13の先端に設けられた2つ
の色マーカー238a,238bの色を設定し、マーカ
ー部分のみが抽出された2値画像を出力する。 【0168】さらに、抽出画像生成部234からの出力
信号は重心位置演算部235に入力される。この重心位
置演算部235では、それぞれの色マーカー238a,
238bの重心位置を算出し、出力する。この重心位置
演算部235からの出力信号は鉗子先端位置推定演算部
236に入力される。そして、この鉗子先端位置推定演
算部236では、入力した重心位置データから鉗子13
の先端位置を推定する演算を行い、マニピュレータ位置
指令部237に出力する。 【0169】続いて、マニピュレータ位置指令部237
では、この先端位置データと予め設定されている抽出点
を位置させたい画面上の画素位置データとの差を取り、
抽出対象点を設定されている画面上の点に移動させるた
めの移動量を算出し、フットスイッチ232がONの時
にマニピュレータ61に指令を行う。 【0170】また、鉗子13の先端位置を推定する演算
は、次のように行われる。ここで、第1のマーカー23
8bの位置を(x1 ,y1 )、第2のマーカー238a
の位置を(x2 ,y2 )とし、第1のマーカー238b
と第2のマーカー238aとの間の距離をA、第2のマ
ーカー238aと鉗子13の先端との間の距離をBとす
ると、鉗子13の先端位置(x0 ,y0 )は次の式
(1)で算出可能である。 【0171】 (x0 ,y0 )=(B/A*(x2 −x1 ) +x2 ,B/A*(y2 −y1 )+y2 ) (1) また、第1のマーカー238bが臓器に隠れたり体液等
の付着により一時的に見えなくなった場合は、見えなく
なる寸前の第1,第2の各マーカー238b,238a
の位置(x1 ′,y1 ′)、(x2 ′,y2 ′)と第2
のマーカー238aの現在位置(x2 ,y2 )を用いて
次の式(2)から鉗子13の先端位置を推定する。 【0172】 (x0 ,y0 )=(B/A*(x2 ′−x1 ′) +x2 ,B/A*(y2 ′−y1 ′)+y2 ) (2) さらに、第2のマーカー238aが一時的に見えなくな
った場合は、第1のマーカー238bの場合と同様に見
えなくなる寸前の第1,第2の各マーカー238b,2
38aの位置(x1 ′,y1 ′)、(x2 ′,y2 ′)
と第1のマーカー238bの現在位置(x1 ,y1 )を
用いて次の式(3)から鉗子13の先端位置を推定す
る。 【0173】 (x0 ,y0 )=((B+A)/A*(x2 ′−x1 ′) +x1 ,(B+A)/A*(y2 ′−y1 ′)+y1 ) (3) なお、マーカーをそれぞれ異なる色の3点として鉗子1
3の挿入部14に設け、その中の2点を取り出して鉗子
13の先端位置を算出してもよい。また、フットスイッ
チ232の代わりに鉗子13のハンドル部16に取付け
られるハンドスイッチを設けてもよい。 【0174】そこで、上記構成のものにあっては次の効
果を奏する。すなわち、鉗子13の挿入部14の先端に
2つの異なる色の色マーカー238a,238bを設け
たことにより、処置中は見えなくなることの多い鉗子1
3の処置部15の先端にマーカーを設けずに、鉗子13
の先端位置が算出できる。そのため、処置中に、鉗子1
3の処置部15の先端が見えなくなった場合でも確実に
鉗子13の先端位置が算出でき、処置の中断等を防止す
ることができる。 【0175】また、鉗子13の挿入部14の先端の2つ
の異なる色の色マーカー238a,238bのうちのい
ずれか一方のマーカーが臓器に隠れたり、体液等の付着
により一時的に見えなくなった場合でも、見えなくなる
直前のデータを用いて鉗子13の先端位置を推定可能で
あり、処置中でも確実に視野変換が行える。 【0176】また、視野範囲可変手段として前述の硬性
鏡を保持するマニピュレータを用いる方法の他に、第1
の実施例で示した拡大光学系に使用するCCDをX,Y
ステージで移動する方法でも構わない。 【0177】なお、本発明は上記実施例に限定されるも
のではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々変形
実施できることは勿論である。 【0178】次に、本出願の他の特徴的な技術事項を下
記の通り付記する。 【0179】記 (付記項1) 体腔内の関心領域を観察する体腔内観察
手段と、この体腔内観察手段で得られた画像の観察視野
を移動させる視野移動手段と、前記体腔内観察手段で得
られた画像の観察視野を変化させる視野範囲可変手段
と、前記視野移動手段を動作させる視野移動動作入力手
段と、前記視野範囲可変手段を動作させる視野範囲可変
動作入力手段とを具備したことを特徴とする体腔内観察
装置。 【0180】(付記項2) 付記項1に記載の体腔内観
察装置であって、前記視野範囲可変手段は、結紮又は縫
合処置スピードに合わせた周期でズームイン及びズーム
アウトを行うことを特徴とする体腔内観察装置。 【0181】(付記項3) 体腔内の関心領域を観察す
る体腔内観察手段と、この体腔内観察手段で得られた画
像の観察視野を移動させる視野移動手段と、術者の視線
位置を検出する視線位置検出手段と、この視線位置検出
手段による視線位置情報から視野移動方向を前記視野移
動手段に出力する視野移動方向出力手段とを具備したこ
とを特徴とする体腔内観察装置。 【0182】(付記項4) 付記項3に記載の体腔内観
察装置であって、さらに体腔内に挿入される処置具先端
の位置を検出する処置具先端位置検出手段を具備するこ
とを特徴とする体腔内観察装置。 【0183】(付記項5) 体腔内の関心領域を観察す
る体腔内観察手段と、この体腔内観察手段で得られた画
像の観察視野を移動させる視野移動手段と、被検部に指
標を投影する指標投影手段と、前記指標が被検部で反射
した光を検知する反射指標検知手段と、この反射指標検
知手段からの被検部位置を検出する被検部位置検出手段
と、この被検部位置検出手段による被検部位置情報から
視野移動方向を前記視野移動手段に出力する視野移動方
向出力手段とを具備したことを特徴とする体腔内観察装
置。 【0184】(付記項6) 体腔内の関心領域を観察す
る体腔内観察手段と、前記体腔内観察手段で得られた画
像の観察視野を移動させる視野変換手段と、前記体腔内
観察手段で得られた画像の観察範囲を変化させる視野範
囲可変手段と、前記視野変換手段を動作させる視野変換
動作入力手段と、前記視野範囲可変手段を動作させる視
野範囲可変動作入力手段とからなる体腔内観察システ
ム。 【0185】(付記項6〜36の目的) 関心領域の変
化に応じた視野変換に加え、縫合・結紮処置時に有効で
ある、拡大画像と広角画像の反復観察を、操作性良く実
現した体腔内観察システムを提供することにある。 【0186】(付記項6〜36の作用) 体腔内の関心
領域の変化に対応した視野変換と、縫合・結紮処置に対
応した視野範囲の可変が操作性良く行なえる。 【0187】(付記項7) 前記体腔内観察手段は体腔
内に挿入される内視鏡と、前記内視鏡を保持する保持手
段と、前記内視鏡により伝送された体腔内像を2つに分
配する光路分配手段と、分配された一方の像を撮像する
広角撮像手段と、分配された他方の像を拡大して撮像す
る拡大撮像手段とからなる撮像手段とからなる付記項6
の体腔内観察システム。 【0188】(付記項8) 前記保持手段は手動マニピ
ュレータである付記項7の体腔内観察システム。 【0189】(付記項9) 前記光路分配手段はハーフ
ミラーである付記項7の体腔内観察システム。 【0190】(付記項10) 前記光路分配手段はビー
ムスプリッタである付記項7の体腔内観察システム。 【0191】(付記項11) 前記広角撮像手段は結像
レンズと、撮像素子とからなる付記項7の体腔内観察シ
ステム。 【0192】(付記項12) 前記拡大撮像手段はズー
ムレンズと、結像レンズと、撮像素子とからなる付記項
7の体腔内観察システム。 【0193】(付記項13) 前記撮像素子は単板モザ
イクフィルタCCDである付記項11,12の体腔内観
察システム。 【0194】(付記項14) 前記撮像素子は3板式C
CDである付記項11,12の体腔内観察システム。 【0195】(付記項15) 前記視野変換手段は体腔
内に挿入される目標識別手段と、前記広角撮像手段で得
られた画像から前記目標識別手段の位置を検出する位置
検出手段と、前記拡大撮像手段に設けられている撮像素
子を移動させる移動手段と、前記位置検出手段で検出し
た位置に基づいて前記移動手段の移動量を算出し、指令
する移動位置指令手段とからなる付記項7の体腔内観察
システム。 【0196】(付記項16) 前記視野変換手段は体腔
内に挿入される目標識別手段と、前記広角撮像手段で得
られた画像から前記目標識別手段の位置を検出する位置
検出手段と、前記拡大撮像手段に設けられている結像レ
ンズを移動させる移動手段と、前記位置検出手段で検出
した位置に基づいて前記移動手段の移動量を算出し、指
令する移動位置指令手段とからなる付記項7の体腔内観
察システム。 【0197】(付記項17) 前記目標識別手段は体腔
内に挿入される処置具先端に設けられた色材であり、前
記位置検出手段は前記色材の色を抽出し、その抽出部分
の重心位置を検出する色抽出画像処理装置である付記項
15,16の体腔内観察システム。 【0198】(付記項18) 前記目標識別手段は体腔
内組織に固定されたクリップに付けられた色材であり、
前記位置検出手段は前記色材の色を抽出し、その抽出部
分の重心位置を検出する色抽出画像処理装置である付記
項15,16の体腔内観察システム。 【0199】(付記項19) 前記目標識別手段は体腔
内組織に付着された色素であり、前記位置検出手段は前
記色素の色を抽出し、その抽出部分の重心位置を検出す
る色抽出画像処理装置である付記項15,16の体腔内
観察システム。 【0200】(付記項20) 前記目標識別手段は前記
処置具先端に設けられた輪郭強調用構造体であり、前記
位置検出手段は前記輪郭強調構造体の輪郭を抽出し、そ
の抽出部分の位置を検出する輪郭抽出画像処理装置であ
る付記項15,16の体腔内観察システム。 【0201】(付記項21) 前記移動手段はXYステ
ージと、XYステージ駆動用モーターとからなり、前記
移動位置指令手段は前記視野変換動作入力手段からの入
力がある間、あらかじめ設定された画像上位置に前記位
置検出手段で検出した前記目標識別手段を位置させるよ
うな指令位置を算出する演算部を有する付記項15,1
6の体腔内観察システム。 【0202】(付記項22) 前記視野範囲可変手段は
前記拡大撮像手段に設けられているズームレンズを駆動
するズームレンズ駆動用モーターと、前記視野範囲可変
動作入力手段からの入力がある間、あらかじめ設定され
た周期でズームイン/アウトを行うようズームレンズ駆
動用モーターに指令を行うズーム指令手段とからなる付
記項7の体腔内観察システム。 【0203】(付記項23) 前記視野変換動作入力手
段、前記視野範囲可変動作入力手段はフットスイッチで
ある付記項7の体腔内観察システム。 【0204】(付記項24) 前記視野変換動作入力手
段、前記視野範囲可変動作入力手段はハンドスイッチで
ある付記項7の体腔内観察システム。 【0205】(付記項25) 前記体腔内観察手段は体
腔内に挿入される内視鏡と、前記内視鏡を保持する保持
手段と、前記内視鏡により伝送された体腔内像を結像す
る、結像レンズと撮像素子からなる撮像手段とからなる
付記項6の体腔内観察システム。 【0206】(付記項26) 前記保持手段は電動マニ
ピュレータである付記項25の体腔内観察システム。 【0207】(付記項27) 前記撮像素子は単板モザ
イクフィルタCCDである付記項25の体腔内観察シス
テム。 【0208】(付記項28) 前記撮像素子は3板式C
CDである付記項25の体腔内観察システム。 【0209】(付記項29) 前記視野変換手段は体腔
内に挿入される処置具先端の位置を検出する位置検出手
段と、前記視野変換動作入力手段からの入力がある間、
あらかじめ設定された画像上位置に前記位置検出手段で
検出した前記処置具先端を位置させるような移動量を算
出し、前記電動マニピュレータに位置指令を行うマニピ
ュレータ移動位置指令手段とからなる付記項25の体腔
内観察システム。 【0210】(付記項30) 前記位置検出手段は磁気
センサである付記項29の体腔内観察システム。 【0211】(付記項31) 前記位置検出手段は超音
波センサである付記項29の体腔内観察システム。 【0212】(付記項32) 前記位置検出手段は赤外
線センサである付記項29の体腔内観察システム。 【0213】(付記項33) 前記位置検出手段は加速
度センサとジャイロである付記項29の体腔内観察シス
テム。 【0214】(付記項34) 前記視野範囲可変手段は
前記視野範囲可変動作入力手段からの入力がある間、あ
らかじめ設定された周期でズームイン/アウトを行うよ
う前記電動マニピュレータに指令を行うマニピュレータ
ズーム指令手段からなる付記項25の体腔内観察システ
ム。 【0215】(付記項35) 前記視野変換動作入力手
段、前記視野範囲可変動作入力手段はフットスイッチで
ある付記項25の体腔内観察システム。 【0216】(付記項36) 前記視野変換動作入力手
段、前記視野範囲可変動作入力手段はハンドスイッチで
ある付記項25の体腔内観察システム。 【0217】(付記項37) 体腔内の関心領域を観察
する体腔内観察手段と、体腔内に挿入される目標識別手
段と、前記体腔内観察手段で得られた観察画像から前記
目標識別手段の位置を検出する第1の位置検出手段と、
体腔内に挿入される処置具先端の位置を検出する第2の
位置検出手段と、前記第1と第2の位置検出手段のどち
らを出力するか判定・選択するデータ判定・選択手段
と、前記データ判定・選択手段から出力された位置に基
づいて前記体腔内観察手段で得られた拡大観察画像の観
察視野を変化させる視野変換手段と、前記視野変換手段
を動作させる動作入力手段とからなる体腔内観察システ
ム。 【0218】(付記項37〜105の目的) 体腔内で
鉗子先端部が認識しづらい状況においても、継続して視
野変換を行なうことのできる体腔内観察システムを提供
することにある。 【0219】(付記項37〜105の作用) 鉗子先端
部分が組織に覆われたり、血液等の付着により認識でき
なくなる場合にも、継続して視野変換が行なえる。 【0220】(付記項38) 前記体腔内観察手段は体
腔内に挿入される内視鏡と、前記内視鏡を保持する保持
手段と、体腔内の拡大像と広角像を観察するために、前
記内視鏡により伝送された体腔内像を2つに分配する光
路分配手段と、分配された一方の像を撮像する広角撮像
手段と、分配された他方の像を拡大して撮像する拡大撮
像手段とからなる撮像手段とからなる付記項37の体腔
内観察システム。 【0221】(付記項39) 前記保持手段は手動マニ
ピュレータである付記項38の体腔内観察システム。 【0222】(付記項40) 前記光路分配手段はハー
フミラーである付記項38の体腔内観察システム。 【0223】(付記項41) 前記光路分配手段はビー
ムスプリッタである付記項38の体腔内観察システム。 【0224】(付記項42) 前記広角撮像手段は結像
レンズと、撮像素子とからなる付記項38の体腔内観察
システム。 【0225】(付記項43) 前記拡大撮像手段はズー
ムレンズと、結像レンズと、撮像素子とからなる付記項
36の体腔内観察システム。 【0226】(付記項44) 前記撮像素子は単板モザ
イクフィルタCCDである付記項42,43の体腔内観
察システム。 【0227】(付記項45) 前記撮像素子は3板式C
CDである付記項42,43の体腔内観察システム。 【0228】(付記項46) 前記目標識別手段は体腔
内に挿入される処置具先端に設けられた色材であり、前
記第1の位置検出手段は、前記広角撮像手段により得ら
れた画像から前記色材の色を抽出し、その抽出部分の重
心位置を検出する色抽出画像処理装置である付記項38
の体腔内観察システム。 【0229】(付記項47) 前記目標識別手段は前記
処置具の挿入部複数箇所に設けられた色材であり、前記
第1の位置検出手段は、前記広角撮像手段により得られ
た画像から前記色材の色を抽出し、その抽出部分の重心
位置を検出する色抽出画像処理装置である付記項38の
体腔内観察システム。 【0230】(付記項48) 前記目標識別手段は前記
処置具先端に設けられた輪郭強調用構造体であり、前記
第1の位置検出手段は、前記広角撮像手段により得られ
た画像から前記輪郭強調構造体の輪郭を抽出し、その抽
出部分の位置を検出する輪郭抽出画像処理装置である付
記項38の体腔内観察システム。 【0231】(付記項49) 前記第2の位置検出手段
は磁気センサである付記項38の体腔内観察システム。 【0232】(付記項50) 前記第2の位置検出手段
は超音波センサである付記項38の体腔内観察システ
ム。 【0233】(付記項51) 前記第2の位置検出手段
は赤外線センサである付記項38の体腔内観察システ
ム。 【0234】(付記項52) 前記第2の位置検出手段
は加速度センサとジャイロである付記項38の体腔内観
察システム。 【0235】(付記項53) 前記視野変換手段は前記
拡大撮像手段に設けられている撮像素子を移動させる移
動手段と、前記データ判定・選択手段から出力された位
置に基づいて前記移動手段の移動量を算出し、指令する
位置指令手段とからなる付記項38の体腔内観察システ
ム。 【0236】(付記項54) 前記視野変換手段は前記
拡大撮像手段に設けられている結像レンズを移動させる
移動手段と、前記データ判定・選択手段から出力された
位置に基づいて前記移動手段の移動量を算出し、指令す
る位置指令手段とからなる付記項38の体腔内観察シス
テム。 【0237】(付記項55) 前記移動手段はXYステ
ージと、XYステージ駆動用モーターとからなり、前記
位置指令手段は前記動作入力手段からの入力がある間、
あらかじめ設定された画像上位置に前記データ判定・選
択手段から出力された位置を一致させるような指令位置
を算出する演算部を有する付記項53,54の体腔内観
察システム。 【0238】(付記項56) 前記動作入力手段はフッ
トスイッチである付記項38の体腔内観察システム。 【0239】(付記項57) 前記動作入力手段はハン
ドスイッチである付記項38の体腔内観察システム。 【0240】(付記項58) 前記体腔内観察手段は体
腔内に挿入される内視鏡と、前記内視鏡を保持する保持
手段と、前記内視鏡により伝送された体腔内像を結像す
る、結像レンズと撮像素子からなる撮像手段とからなる
付記項37の体腔内観察システム。 【0241】(付記項59) 前記保持手段は電動マニ
ピュレータである付記項53の体腔内観察システム。 【0242】(付記項60) 前記撮像素子は単板モザ
イクフィルタCCDである付記項58の体腔内観察シス
テム。 【0243】(付記項61) 前記撮像素子は3板式C
CDである付記項58の体腔内観察システム。 【0244】(付記項62) 前記目標識別手段は体腔
内に挿入される処置具先端に設けられた色材であり、前
記第1の位置検出手段は、前記撮像手段により得られた
画像から前記色材の色を抽出し、その抽出部分の重心位
置を検出する色抽出画像処理装置である請求項53の体
腔内観察システム。 【0245】(付記項63) 前記目標識別手段は前記
処置具の挿入部複数箇所に設けられた色材であり、前記
第1の位置検出手段は、前記撮像手段により得られた画
像から前記色材の色を抽出し、その抽出部分の重心位置
を検出する色抽出画像処理装置である付記項58の体腔
内観察システム。 【0246】(付記項64) 前記目標識別手段は前記
処置具先端に設けられた輪郭強調用構造体であり、前記
第1の位置検出手段は、前記撮像手段により得られた画
像から前記輪郭強調構造体の輪郭を抽出し、その抽出部
分の位置を検出する輪郭抽出画像処理装置である付記項
58の体腔内観察システム。 【0247】(付記項65) 前記第2の位置検出手段
は磁気センサである付記項58の体腔内観察システム。 【0248】(付記項66) 前記第2の位置検出手段
は超音波センサである付記項58の体腔内観察システ
ム。 【0249】(付記項67) 前記第2の位置検出手段
は赤外線センサである付記項58の体腔内観察システ
ム。 【0250】(付記項68) 前記第2の位置検出手段
は加速度センサとジャイロである付記項58の体腔内観
察システム。 【0251】(付記項69) 前記視野変換手段は、前
記動作入力手段からの入力がある間、あらかじめ設定さ
れた画像上位置に前記データ判定・選択手段から出力さ
れた位置を一致させるような移動量を算出し、前記電動
マニピュレータに位置指令を行う付記項58の体腔内観
察システム。 【0252】(付記項70) 前記動作入力手段はフッ
トスイッチである付記項58の体腔内観察システム。 【0253】(付記項71) 前記動作入力手段はハン
ドスイッチである付記項58の体腔内観察システム。 【0254】(付記項72) 体腔内の関心領域を観察
する体腔内観察手段と、関心領域位置を検出する位置検
出手段と、前記位置検出手段で検出した位置に基づいて
前記体腔内観察手段で得られた拡大観察画像の観察視野
を変化させる視野変換手段と、前記視野変換手段を動作
させる動作入力手段とからなる体腔内観察システム。 【0255】(付記項73) 前記体腔内観察手段は体
腔内に挿入される内視鏡と、前記内視鏡を保持する保持
手段と、体腔内の拡大像と広角像を観察するために、前
記内視鏡により伝送された体腔内像を2つに分配する光
路分配手段と、分配された一方の像を撮像する広角撮像
手段と、分配された他方の像を拡大して撮像する拡大撮
像手段とからなる撮像手段とからなる付記項72の体腔
内観察システム。 【0256】(付記項74) 前記保持手段は手動マニ
ピュレータである付記項73の体腔内観察システム。 【0257】(付記項75) 前記光路分配手段はハー
フミラーである付記項73の体腔内観察システム。 【0258】(付記項76) 前記光路分配手段はビー
ムスプリッタである付記項73の体腔内観察システム。 【0259】(付記項77) 前記広角撮像手段は結像
レンズと、撮像素子とからなる付記項73の体腔内観察
システム。 【0260】(付記項78) 前記拡大撮像手段はズー
ムレンズと、結像レンズと、撮像素子とからなる付記項
73の体腔内観察システム。 【0261】(付記項79) 前記体腔内観察手段は体
腔内に挿入される内視鏡と、前記内視鏡を保持する保持
手段と、前記内視鏡により伝送された体腔内像を結像す
る、結像レンズと撮像素子とからなる撮像手段とからな
る付記項72の体腔内観察システム。 【0262】(付記項80) 前記保持手段は電動マニ
ピュレータである付記項79の体腔内観察システム。 【0263】(付記項81) 前記撮像素子は単板モザ
イクフィルタCCDである付記項77,78,79の体
腔内観察システム。 【0264】(付記項82) 前記撮像素子は3板式C
CDである付記項77,78,79の体腔内観察システ
ム。 【0265】(付記項83) 前記位置検出手段は術者
の視線を検出する視線検出手段である付記項73,79
の体腔内観察システム。 【0266】(付記項84) 前記視線検出手段は術者
の眼球を撮像するCCDカメラと、CCDカメラ出力画
像から視線を検出する画像処理装置とからなる付記項8
3の体腔内観察システム。 【0267】(付記項85) 前記視線検出手段は術者
の眼球を撮像するPSDと、PSD出力信号から視線を
検出する信号処理装置とからなる付記項83の体腔内観
察システム。 【0268】(付記項86) 前記視野変換手段は前記
拡大撮像手段に設けられている撮像素子を移動させる移
動手段と、前記視線検出手段で検出した関心領域位置に
基づいて前記移動手段の移動量を算出し、指令する位置
指令手段とからなる付記項73の体腔内観察システム。 【0269】(付記項87) 前記視野変換手段は前記
拡大撮像手段に設けられている結像レンズを移動させる
移動手段と、前記視線検出手段で検出した関心領域位置
に基づいて前記移動手段の移動量を算出し、指令する位
置指令手段とからなる付記項73の体腔内観察システ
ム。 【0270】(付記項88) 前記移動手段はXYステ
ージと、XYステージ駆動用モーターとからなり、前記
位置指令手段は前記動作入力手段からの入力がある間、
あらかじめ設定された画像上位置に前記視線検出手段で
検出した関心領域部分を位置させるような指令位置を算
出する演算部を有する付記項86,87の体腔内観察シ
ステム。 【0271】(付記項89) 前記視野変換手段は、前
記動作入力手段からの入力がある間、あらかじめ設定さ
れた画像上位置に前記視線検出手段で検出した関心領域
部分を位置させるような移動量を算出し、前記保持手段
に位置指令を行う位置指令手段からなる付記項79の体
腔内観察システム。 【0272】(付記項90) 前記動作入力手段はフッ
トスイッチである付記項73,79の体腔内観察システ
ム。 【0273】(付記項91) 前記動作入力手段はハン
ドスイッチである付記項73,79の体腔内観察システ
ム。 【0274】(付記項92) 前記体腔内観察手段は体
腔内に挿入される内視鏡と、前記内視鏡を保持する保持
手段と、前記内視鏡により伝送された体腔内像を2つに
分配する光路分配手段と、分配された一方の像を撮像す
る第1の撮像系と、分配された他方の像を撮像する第2
の撮像系とからなる撮像手段とからなる付記項72の体
腔内観察システム。 【0275】(付記項93) 前記保持手段は手動マニ
ピュレータである付記項92の体腔内観察システム。 【0276】(付記項94) 前記光路分配手段はハー
フミラーである付記項92の体腔内観察システム。 【0277】(付記項95) 前記光路分配手段はビー
ムスプリッタである付記項92の体腔内観察システム。 【0278】(付記項96) 前記第1の撮像系はレー
ザー光透過フィルタと、結像レンズと、撮像素子とから
なる付記項92の体腔内観察システム。 【0279】(付記項97) 前記第2の撮像系は結像
レンズと、撮像素子とからなる付記項92の体腔内観察
システム。 【0280】(付記項98) 前記撮像素子はCCDで
ある付記項96の体腔内観察システム。 【0281】(付記項99) 前記撮像素子はPSDで
ある付記項96の体腔内観察システム。 【0282】(付記項100) 前記撮像素子はCCD
である付記項97の体腔内観察システム。 【0283】(付記項101) 前記位置検出手段は前
記体腔内観察手段を体腔内に挿通するトラカールに設け
られたレーザー光照射手段と、前記第1の撮像系で得ら
れた信号から前記レーザー光照射手段から発せられたレ
ーザー光を検出し、その重心位置を算出する重心位置算
出手段とからなる付記項92の体腔内観察システム。 【0284】(付記項102) 前記視野変換手段は前
記第2の撮像系に設けられている結像レンズを移動させ
る移動手段と、前記位置検出手段で検出した関心領域位
置に基づいて前記移動手段の移動量を算出し、指令する
位置指令手段とからなる付記項92の体腔内観察システ
ム。 【0285】(付記項103) 前記移動手段はXYス
テージと、XYステージ駆動用モーターとからなり、前
記位置指令手段は前記動作入力手段からの入力がある
間、あらかじめ設定された画像上位置に前記位置検出手
段で検出した関心領域部分を位置させるような指令位置
を算出する演算部を有する付記項102の体腔内観察シ
ステム。 【0286】(付記項104) 前記動作入力手段はフ
ットスイッチである付記項92の体腔内観察システム。 【0287】(付記項105) 前記動作入力手段はハ
ンドスイッチである付記項92の体腔内観察システム。 【0288】(付記項106) 挿入部先端の湾曲部
と、前記湾曲部を湾曲させる湾曲駆動部とを有する内視
鏡と、体腔内に挿入させる目標識別手段と、前記内視鏡
で得られた観察画像から前記目標識別手段の位置を検出
する位置検出手段と、前記位置検出手段で検出した位置
に基づいて前記内視鏡で得られた観察画像の観察視野を
変化させる視野変換手段と、前記視野変換手段を動作さ
せる動作入力手段とからなる体腔内観察システム。 【0289】(付記項106の従来技術) 特開平6−
80896号公報。 【0290】(付記項106の技術課題) 電動マニピ
ュレータに保持され体腔内観察を行う内視鏡は硬性であ
り、体腔内側壁部や臓器の側面、裏面に観察・処置対象
がある場合に視野変換を行うと、拘束点である内視鏡刺
入点の影響で内視鏡可動範囲に制限があるため、観察・
処置対象が十分観察できないという問題があった。 【0291】(付記項106の目的) 体腔内側壁部
や、臓器の側面、裏面に観察・処置対象がある場合に視
野変換を行った場合でも、その部位が良好に観察できる
体腔内観察システムの提供。 【0292】(付記項106の作用) 体腔内側壁部や
臓器の側面、裏面に観察・処置対象がある場合でも、視
野変換によりその部位の観察が良好に行える作用を有す
る。 【0293】(付記項107) 前記内視鏡は手動マニ
ピュレータによって保持され、前記視野変換手段は前記
湾曲駆動部を制御する湾曲制御部からなる付記項106
の体腔内観察システム。 【0294】(付記項108) 前記内視鏡は電動マニ
ピュレータによって保持され、前記視野変換手段は前記
湾曲駆動部を制御する湾曲制御部と、前記電動マニピュ
レータを制御するマニピュレータ制御部とからなる付記
項106の体腔内観察システム。 【0295】(付記項109) 前記湾曲部は湾曲コマ
で構成され、前記湾曲駆動部はアングルワイヤと、アン
グルワイヤを牽引するモーターとからなる付記項10
7、108の体腔内観察システム。 【0296】(付記項110) 前記湾曲部は湾曲コマ
で構成され、前記湾曲駆動部は形状記憶合金である付記
項107、108の体腔内観察システム。 【0297】(付記項111) 前記目標識別手段は前
記処置具の少なくとも1箇所に設けられた色材であり、
前記位置検出手段は前記色材の色を抽出し、その抽出部
分の重心位置を検出する色抽出画像処理装置である付記
項107、108の体腔内観察システム。 【0298】(付記項112) 前記目標識別手段は前
記処置具先端に設けられた輪郭強調用構造体であり、前
記位置検出手段は前記輪郭強調構造体の輪郭を抽出し、
その抽出部分の位置を検出する輪郭抽出画像処理装置で
ある付記項107、108の体腔内観察システム。 【0299】(付記項113) 前記湾曲制御部は前記
位置検出手段で検出した位置に基づいて湾曲駆動部制御
信号を算出し、前記湾曲駆動部に指令する制御信号指令
手段とからなる付記項107の体腔内観察システム。 【0300】(付記項114) 前記湾曲制御部は前記
位置検出手段で検出した位置に基づいて湾曲駆動部制御
信号を算出し、前記湾曲駆動部に指令する制御信号指令
手段からなり、前記マニピュレータ制御部は前記位置検
出手段の検出範囲から前記目標識別手段が外れた場合に
前記電動マニピュレータの移動量を算出し、指令するマ
ニピュレータ位置指令手段からなる付記項108の体腔
内観察システム。 【0301】(付記項115) 前記動作入力手段はフ
ットスイッチである付記項107、108の体腔内観察
システム。 【0302】(付記項116) 前記動作入力手段はハ
ンドスイッチである付記項107、108の体腔内観察
システム。 【0303】(付記項117) 体腔内の関心領域を観
察する体腔内観察手段と、前記体腔内観察手段で得られ
た画像の観察視野を移動させる視野変換手段と、前記体
腔内観察手段で得られた画像の観察視野を変化させる視
野範囲可変手段と、前記視野変換手段を動作させる視野
変換動作入力手段と、体腔内に挿入される処置具と、前
記処置具の挿入部に波長の異なる色を少なくとも2箇所
に設けられた色呈示手段と、前記体腔内観察手段から得
られた画像から前記色呈示手段の位置を求める位置検出
手段と、前記位置検出手段で検出した位置に基づいて前
記移動手段の移動量を算出し、指令する移動位置指令手
段とからなる体腔内観察システム。 【0304】(付記項118) 前記色呈示手段は少な
くとも2色の色材であり、前記位置検出手段は前記色材
の色を抽出し、その抽出部分の重心位置を検出し、少な
くとも2色の色材の重心位置より処置具の先端付近の位
置を求める位置検出手段とからなる付記項117の体腔
内観察システム。 【0305】(付記項119) 前記色呈示手段は少な
くとも2色の発光体であり、前記位置検出手段は前記発
光体の色を抽出し、その抽出部分の重心位置を検出し、
少なくとも2色の発光体の重心位置より処置具の先端付
近の位置を求める位置検出手段とからなる付記項117
の体腔内観察システム。 【0306】(付記項117〜119の目的) 処置具
の先端が体腔内で見えなくなった場合でも確実に処置具
先端位置を検出し、その位置をもとに視野範囲の変更を
行う体腔内観察システムの提供。 【0307】(付記項117〜119の作用) 処置具
の先端が体腔内で見えなくなった場合でも処置具先端位
置を検出し、その位置をもとに視野範囲の変更が行え
る。 【0308】 【発明の効果】本発明によれば内視鏡下外科手術におい
て、術者が体腔内における所望の部位を観察するため
に、患者の体内の処置対象部位等の関心領域の変化に応
じて簡単に観察手段の視野変換作業を行うことができる
とともに、縫合・結紮等の高度な処置を行なう場合に有
効である拡大画像観察と、広角画像観察とを繰り返す反
復操作を、操作性良く実現することができ、内視鏡下手
術において操作性良く所望の処置に応じた観察視野を得
ることができる。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [0001] BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an endoscope inserted into a body cavity.
The present invention relates to an in-vivo observation device for observing the inside of a body cavity through a mirror. [0002] 2. Description of the Related Art Generally, a treatment tool and an endoscope are separately provided.
The procedure inserted into the patient's body cavity and inserted into the body cavity
Captures the image of the tip of the tool in the viewing field of the endoscope and
While observing the treatment status of the affected area with the endoscope using an endoscope
Endoscopic surgery for performing such procedures is known. [0003] Also, Japanese Patent Application Laid-Open No. 6-30896 discloses
Provide a visual field conversion mechanism to change the direction of the viewing field of the endoscope
To change the field of view of the observation optical system of the endoscope.
A configuration provided with a game mechanism is shown. And zoom
Zoom out the mechanism to widen the field of view
To the wide-angle observation position
Enlargement for locally observing a portion of the treatment target in the observation
You can zoom in to the large observation position. [0004] Generally, in a patient's body
For example, when there are multiple regions of interest such as
Is used during endoscopic surgery.
It is necessary to perform visual field conversion work to change the direction of the observation visual field
is there. In addition, sutures can be used to remove biological tissue in the patient's body.
When performing advanced procedures such as suturing or ligating
As the operation progresses, magnified observation of the treatment target and wide-angle observation
It is necessary to do the work repeatedly and repeatedly
Has become. However, Japanese Patent Application Laid-Open No. Hei 6-30896 discloses
In the information device, you can change the field of view of the endoscope and zoom in and out.
It is possible to switch the zoom-out
When switching between zoom-in and zoom-out,
Since the surgeon needs to operate the endoscope directly,
It may hinder the fine treatment that requires the inside. In the above publication, a light emitting device provided at the tip of a forceps is used.
The body and the structure with a characteristic shape are sent through the endoscope.
Image processing of the endoscope image
Field of view of the endoscope using the tip position of the clamped forceps as a reference position
A conversion operation is being performed. However, endoscopic surgery
The luminous body and structure of the forceps during the treatment with
Hidden by weaving or stains due to adhesion of blood etc.
The luminous body and structure of the forceps cannot be clearly recognized
When the forceps move, the forceps move
Dirt on the surface of the forceps by pulling it out or washing it with water
Perform special operations such as flushing out the luminous body of the forceps and the structure.
Until the structure can be recognized, change the view of the endoscope
Cannot be performed, and the treatment may be interrupted. The present invention has been made by paying attention to the above circumstances.
The purpose is to make the body
To observe a desired site in the cavity,
Simple observation according to the change of the region of interest such as the treatment target site
Means of changing the field of view and suturing
・ Enlarged image that is effective when performing advanced procedures such as ligation
Iterative operation of repeating image observation and wide-angle image observation
An object of the present invention is to provide an in-vivo observation device that is realized with good performance. [0008] SUMMARY OF THE INVENTION The present invention is directed to observing the inside of a body cavity.
Between the observation means and the field of view of the image obtained by this observation means.
Moving field of view moving means and images obtained by the observation means
Field of view variable means for moving the field of view of the
First operation means for controlling the operation of the moving means;Suture / Knot
When receiving a ligation commandThe operation of the visual field range variable means,Week
PeriodicallyA second operating means for controlling to operate automatically,
A body cavity observation device comprising: [0009] The operation of the visual field moving means is controlled by the first operating means.
Control, and by this visual field moving means,
While moving the field of view of the obtained image,Suture / ligation
When receiving a directiveThe operation of the field-of-view range changing means is controlled by the second operation
By meansAutomatically operate periodicallyControl and observe
Means for changing the field of view of the image obtained by
To change the region of interest in the body cavity.
The field of view of the corresponding observation means is changed, and the patient is
Field of view corresponding to the procedure of suturing and ligating the living tissue in the human body
The range can be changed with good operability.
You. At this time, the operation by the visual field range changing means is performed by
Procedure for inserting a needle into elephant tissue and ligating blood vessels, nerves, etc.
Enlarged observation of the target site required for the procedure and after suturing and ligating
Angle view required when transferring needle thread between forceps
The operation to alternately switch between insight and progress according to the progress of the treatment
It is performed continuously. That is, the view range variable means
Receives a suture / ligation command, ArtAnd suturing of the elderly
Zoom in at a cycle that matches the treatment speed,
In a state where theAutomatic operationIs done.
At this time, a wide-angle image and an enlarged imageIs aroundPeriod
Wide-angle image around the tissue to be sutured or ligated
And a locally enlarged image of the tissue to be sutured or ligated periodically
To be observed. [0010] 1 to 5 show a first embodiment of the present invention.
This will be described with reference to FIG. FIG. 1 is an endoscope which is an in-vivo observation device.
1 shows a schematic configuration of the entire mirror device system. This
For example, a laparoscope for observing the inside of a patient's body cavity
, Etc., is provided. The rigid endoscope 1 is inserted into a body cavity of a patient.
Insertion portion 2 and an eyepiece provided at the base end of insertion portion 2
A part 3 is provided. Furthermore, this rigid endoscope 1
As shown in FIG. 2, the objective lens 4 and the eyepiece
The eyepieces 5 are provided in the part 3 respectively.
In the meantime, a plurality of screws are provided in the cylindrical cylindrical body 6 forming the insertion portion 2.
Ray lenses 7 are spaced apart from each other by an appropriate distance.
4 and are arranged in parallel between the eyepiece 5. In addition, hardness
The optical system of the mirror 1 is provided with a distortion removing lens (not shown).
ing. Further, the insertion section 2 of the rigid endoscope 1
Trocar 9 punctured in the abdominal wall 8 etc. of the elderly
Is inserted into the body cavity. Here, insertion of the rigid endoscope 1
The eyepiece 3 side of the section 2 is a scope holder 10 having an articulated structure.
It is movably held by Further, the inside of the insertion section 2 of the rigid endoscope 1 is shown in FIG.
No illumination light guide fiber is provided. This
Light guide cable for light guide fiber for lighting
One end of the rule 11 is connected. This light guide case
The other end of the cable 11 is an external light source device for supplying illumination light.
12 is connected. The rigid endoscope 1 is inserted into the patient's abdominal wall 8 and the like.
The second trocar 9 'is pierced from an insertion location different from the insertion location.
Have been stabbed. And through this trocar 9 '
A forceps 13 as a device is inserted into a body cavity. The forceps 13 are inserted into a body cavity.
A treatment section 15 is provided at a distal end of the section 14. Further
In addition, a handle portion 16 on the proximal side is provided at the base end of the insertion portion 14.
It is arranged. The opening and closing operation of the handle portion 16 is performed.
The treatment unit 15 can be remotely opened and closed with the operation
It has become. The distal end of the treatment section 15 of the forceps 13 has a color
A marker 17 is provided. This color marker 17
It is a biocompatible paint and its color is not an organ.
Suitable colors are green, yellow and the like. In addition, as a treatment tool
Peeling forceps, scissors, laser probe instead of forceps 11
, Suture device, electric scalpel, needle holder, ultrasonic aspirator etc.
A treatment tool having the above configuration may be used. The eyepiece 3 of the rigid endoscope 1 is provided with the rigid endoscope.
TV camera unit (observation means) for capturing one observation image
18 is removably attached. This TV camera unit
In the casing 19 of the knit 18, the eyepiece 3 of the rigid endoscope 1 is provided.
Eyepiece of the rigid endoscope 1 which is disposed to face the eyepiece 5
Half mirror for distributing the optical image emitted from 3 into two
20 and one half distributed by the half mirror 20
(Optical image transmitted through the half mirror 20) is incident
Distributed by the magnifying optical system 21 and the half mirror 20.
(The light reflected by the half mirror 20)
And a wide-angle optical system 22 on which the optical image is incident.
You. In addition, the half mirror 20 is optically reflected by a prism or the like.
An element may be used. Here, the magnifying optical system 21 is a zoom lens.
(Field of View Range Variable Means) 23, Imaging Lens 24,
And a CCD 25a. In addition, wide-angle light
The science system 22 includes an imaging lens 26 and a second CCD 25b.
It is composed of The first CCD 25 of the magnifying optical system 21
a are two directions (X) orthogonal to the optical axis direction of the magnifying optical system 21.
X and Y stages (not shown)
Page. The drive source of this X, Y stage
The actuator for driving the X and Y stages (not shown)
E.g. DC servo motor, stepping motor
And voice coil motors are used. Further, the zoom lens 2 of the magnifying optical system 21
The driving source 3 is a zoom lens driving arm (not shown).
Actuator (DC servo motor, stepping motor
, Voice coil motor, etc.). The TV camera unit 18 is provided with a video signal.
No. 2 (No. 1 and No. 2) via No. cables 27a and 27b
Camera control unit (hereinafter CCU) 28a,
28b, and via a control signal cable 29
And is connected to the visual field conversion control unit 30. here
The first of the magnifying optical system 21 in the TV camera unit 18
CCD 25a is connected via one video signal cable 27a.
Connected to the first CCU 28a,
The second CCD 25b is connected via the other video cable 27b.
It is connected to the second CCU 28b. In addition, TV cameras
An X, Y stage drive actuator (not shown) in the unit 18
Controls the actuator for driving the tutor and zoom lens
To the visual field conversion control unit 30 via the signal cable 29
Connected. The first and second CCUs 28a, 28b
Is connected to the video mixer 31 and this video mixer
Reference numeral 31 is connected to a TV monitor 32. Furthermore, the second
CCU 28b is also connected to the visual field conversion control unit 30.
Have been. This view conversion control unit 30 has two (first
The first and second) foot switches 33a and 33b are respectively
It is connected. Here, the first foot switch 33a
Is a suture / ligation mode foot switch, and the second
The switch 33b is a foot switch of the visual field conversion mode.
It is. It should be noted that the second foot switch 33b is shown in FIG.
There is no zoom switch. And the real
In the system of the embodiment, the operation of the first foot switch 33a is performed.
When advanced procedures such as suturing or ligating are required
A valid suture / ligation mode is set and the second foot switch
Frequently occurs during close-up observation with the operation of the switch 33b
An effective visual field change mode is set when changing the treatment target site.
It is supposed to be. FIG. 3 shows the view conversion control unit 30.
1 shows a schematic configuration. This view conversion control unit
Reference numeral 30 denotes a color to which a signal from the second CCU 28b is input.
A space conversion unit 34 and an output signal from the color space conversion unit 34
And an extracted image generation unit 35 to which a signal is input.
Center-of-gravity position calculating unit 3 to which an output signal from the forming unit 35 is input
6 and an output signal from the center-of-gravity position calculating unit 36 are input.
Position command unit 37, and the position command unit 37 and the
1, the second foot switch 33a, 33b respectively
The connected operation mode switching unit 38 and the operation mode
XY stage control units (view
View field moving means) 39 and zoom control section (field of view range possible)
40) are provided. Here, the XY stage control unit 39 has a TV set.
Actuator for driving X and Y stages in camera unit 18
Eta is connected. And this XY stage system
The control signal output from the control unit 39 drives the X and Y stages
Is input to the actuator for use. Further
In addition, the zoom control unit 40 has a
A zoom lens driving actuator is connected. Next, the operation of the above configuration will be described.
First, when the endoscope apparatus of the present embodiment is used, it is shown in FIG.
A trocar previously punctured in the patient's abdominal wall 8 etc.
Of the rigid endoscope 1 held in the scope 9 by the scope holder 10
The insertion section 2 is inserted and inserted into a body cavity. In addition,
The abdominal wall 8 etc. of the elderly, the insertion place different from the insertion place of the rigid endoscope 1
The second trocar 9 'is punctured from the place,
The forceps 13 is inserted into the body cavity through the screw 9 '. This and
The treatment section 15 at the tip of the forceps 13 is moved to the eyepiece section 3 of the rigid endoscope 1.
Field of view R1Is set to be inserted into
You. During use of the endoscope apparatus, the rigid endoscope 1
The observation image transmitted in the body cavity is transmitted to the TV camera unit.
The light is divided into two parts by a half mirror 20 in 18.
Further, one of the two mirrors distributed by the half mirror 20
(Optical image transmitted through the half mirror 20) is an enlarged optical
The first CCD of the magnifying optical system 21
25a and the half mirror 20
Image (reflected by the half mirror 20)
Optical image) is incident on a wide-angle optical system 22, and the wide-angle optical system 22
The image is picked up by the second CCD 25b of the optical system 22. Here, the operator performs a procedure such as suturing or ligating.
In this case, first turn on the first foot switch 33a.
Then, the suturing / ligating mode is set. This first foot
The ON signal of the switch 33a is transmitted to the view conversion control unit 3
0 is transmitted to the operation mode switching unit 38. Like this
When the ON signal of the foot switch 33a is input
The operation mode switching unit 38 controls the zoom control unit 40
An operation command suitable for suturing and ligating the tissue is issued. At this time, the operation of the zoom control unit 40
Is a procedure for inserting a needle into the tissue to be sutured, blood vessels, nerves, etc.
Magnified observation of the target site necessary for the procedure for ligating
When transferring the needle thread between the forceps 13 after the ligation procedure
Wide-angle observation required for the procedure alternates with the progress of the procedure
The switching operation is performed continuously. That is,
When receiving the suturing / ligating operation command, the
According to the operator's ligation and suturing procedure speed
The zoom lens 23 of the magnifying optical system 21 in the optical axis direction
Zooming in and out moving along the direction
Are repeated, the zoom lens of the magnifying optical system 21 is
The driving actuator of the nozzle 23 is driven. This and
Then, the TV monitor 32 displays the wide-angle image shown in FIG.
The enlarged image shown in FIG.
・ Wide-angle image around the tissue to be ligated and the set to be sutured and ligated
A locally enlarged image of the weave is periodically observed. In the suturing / ligating mode, the suturing / ligating mode is used.
During the treatment, the wide-angle optical system 22 displayed on the TV monitor 32
The operation of the forceps 13 is detected from the image of FIG.
During the suturing or ligating process or during the needle thread passing process
It is recognized by image processing that
At the end of the ligation procedure, perform a zoom-out operation and
Let the zoom-in operation be performed at the end of the thread transfer operation process.
Is also good. In addition, the operator responds to the change of the treatment target site.
When performing visual field conversion, the second foot switch 33b
Is turned on to set the field of view conversion mode. This second
The ON signal of the foot switch 33b is supplied to the visual field conversion control unit.
This is transmitted to the operation mode switching unit 38 of the knit 30. this
The ON signal of the second foot switch 33b is input as
XY stage control from the operation mode switching unit 38
The first CCD 25a of the magnifying optical system 21 is enlarged to the control unit 39.
Two directions orthogonal to the optical axis direction of the optical system 21 (X direction and
Moving in the Y direction)
A suitable operation command is issued. Next, this view conversion operation will be described.
You. Here, the image is captured by the second CCD 25b of the wide-angle optical system 22.
The video signal that has been imaged and has passed through the second CCU 25b
Is input to the color space conversion unit 34 of the conversion control unit 30.
The color space conversion unit 34 extracts the color components extracted for each pixel.
To a set color space, for example, HSI (hue, saturation,
Degree), color difference (Y, RY, BY), etc.
It is supposed to. Further, the output from the color space conversion unit 34 is extracted.
It is input to the output image generation unit 35. This extracted image generation unit 3
In step 5, the signal of the input color space is extracted in advance.
Compare whether each pixel is within the range of the target color for each pixel
If it is within the setting range, the brightness of the pixel is set to 0,
If not, set the brightness of the pixel to 1 and output in achromatic color
I do. As a result, the part of the color set as the extraction target is black,
A binary image whose other parts are white is output. The output is input to the center-of-gravity position calculator 36.
You. In the center-of-gravity position calculating unit 36, the set color extraction portion
Calculate the area centroid of a certain black part and calculate the pixel data on the image.
Output data. Note that the extraction image generation unit 35
The elephant part has brightness 1 (white) and the other parts have brightness 0.
(Black), and the center of gravity of the white portion is calculated by the center of gravity position calculation unit 36.
May be set. Also, it is output from the center-of-gravity position calculating section 36.
The pixel data is input to the position command unit 37. This position finger
In the command part 37, a preset extraction point is located.
Pixel position on the screen, such as the center of the screen, and the calculated extraction
By taking the difference from the pixel data of the target point, the extraction target point is set in advance.
Command position to move to a specified point on the screen
I am asking for it. And the data of this command position
The data is input to the operation mode switching unit 31. Here, the second
When the foot switch 33b is turned ON, the operation mode
In the mode switching unit 31, the command position calculated by the position command unit 37 is
The data is input to the XY stage control unit 39. Further, the XY stage control section 39 sets T
Point the XY stage (not shown) in the V camera unit
Of the magnifying optical system 21
CCD 25a is orthogonal to the optical axis direction of the magnifying optical system 21
It is moved in two directions (X direction and Y direction). This and
The extraction target point is set on the screen of the TV monitor 32
The first CCD 25 of the magnifying optical system 21 so as to come to the position.
Move a. In the body cavity transmitted by the rigid endoscope 1
Is magnified by the zoom lens 23 of the magnifying optical system 21.
The first CCD 25a stores only a part of the image.
It is imaged. That is, the output from the first CCD 25a is
The magnified observation can be performed by the image data to be obtained. Here, the color marker of the treatment section 15 of the forceps 13
-17 may be set as the extraction target color. Also,
The position on the screen of the TV monitor 32 where the extraction target point is to be located
Field of view conversion control unit as the center of the screen of the TV monitor 32.
In the case where the color marker 17 of the forceps 13 is set to
In the observation range of the wide-angle optical system 22, the treatment target site is
A doctor or the like that is shifted from the center of the captured image of the
In a situation where it is difficult for the operator to perform the treatment,
With the foot switch 11 moved to the treatment target site,
When it is turned on, the above-described operation causes the operation to be performed as shown in FIG.
The tip of the forceps 13 is located at the center of the image taken by the magnifying observation system.
The first CCD 25a moves as described above. In other words, the image
Performs field-of-view conversion so as to track the tip of the forceps 13. Also, provided on the second foot switch 33b.
Turn ON the zoom switch (not shown)
From the operation mode switching unit 38 to the zoom control unit 40.
A system operation command is given. At this time, the zoom control unit 40
Denotes a zoom lens (not shown) in the TV camera unit 18.
The amount of zoom movement is transmitted to the driving actuator, and the first
Move the zoom lens 23 in the visual axis direction of the CCD 25a
You. The video mixer 31 is connected to the CCU 28
a, 28b, and the two images are used as a parent-child screen
To generate a signal to be displayed and output to the TV monitor 32
Wide-angle image including the enlarged image of the region of interest and its surroundings
Images can be observed simultaneously. Here, the first CC
Single screen display of only the image sent from U28a, or
Single screen table of images only sent from second CCU 28b
The indication can also be appropriately selected as needed. Further, the extraction target point is located by the visual field conversion operation.
The setting of the position on the screen of the TV monitor 32 to be
It is possible. Performs suture / ligation mode and view conversion mode
The first and second foot switches
In addition to the hooks 33a and 33b, the handle 16 of the forceps 13
An attached hand switch may be used. Furthermore, XY
Fixed on stage and moved to perform field of view conversion
May be the imaging lens 24. Therefore, the following effects are obtained with the above configuration.
Play a fruit. That is, advanced procedures such as suturing and ligating are necessary.
Continuous magnification observation and wide-angle observation required when necessary
Suturing and ligating modes that alternate between
A visual field conversion mode that converts the observation visual field in response to changes
Operability without using multiple devices.
The necessary visual field can be obtained by endoscopic surgery. In the above embodiment, the TV camera unit is used.
Using a half mirror 20 in a casing 19 of 18
Optical image emitted from the eyepiece 3 of the rigid endoscope 1 is divided into two
Is shown, but instead of the half mirror 20,
An optical reflecting element such as a prism may be used. Further, a color marker 17 is attached to the tip of the forceps 13.
Instead of providing the tissue to be treated, as shown in FIG.
A plurality of dyes of different colors are applied, and
The minutes 41a, 41b and 41c are sequentially displayed on the screen of the TV monitor 32.
Move the first CCD 25a so that it is located at the center
View conversion may be performed. In this case, set the extraction target color.
By sequentially changing the settings, the desired treatment target
Can be positioned at the center of the screen of the screen 32. Also, instead of dyes, different colored
The clip may be fixed to the tissue to be treated. Also the image
Extract shape features such as the contour of the tip of forceps 13 using processing
Then, the tip position of the forceps 13 is detected by pattern matching.
May be issued. FIG. 6 shows a modification of the first embodiment.
Things. This modification is a view conversion control according to the first embodiment.
The configuration of the unit 30 is changed as follows.
That is, in this modification, the visual field conversion control unit of the first embodiment is used.
A new forceps tip movement detecting unit 51 and
With a zoom-in / zoom-out determination unit 52
It is. Here, the color sky in the visual field conversion control unit 30
Interval conversion unit 34, extracted image generation unit 35, and center-of-gravity position calculation
Field conversion position command by the unit 36 and the position command unit 37
A block 53 is formed, and a forceps tip movement detecting unit 51,
Suturing with the zoom-in / zoom-out determination unit 52
A ligation operation determination block 54 is formed. Other
The configuration is the same as that of the first embodiment.
The same parts as those of the embodiment are denoted by the same reference numerals, and the description thereof is omitted.
I do. In this modified example of the above configuration,
During use of the endoscope apparatus, the image signal of the wide-angle optical system 22
2 receives the signal from the CCD 25b and detects the movement of the forceps tip
The unit 51 detects the operation of the forceps 13. At this time, forceps
13 is any of the suturing / ligating operation and the needle changing operation
By the image processing in the forceps tip movement detecting section 51.
recognize. Further, processing from the forceps tip movement detecting unit 51
In response to the result, the zoom-in / zoom-out
When the joint / ligation operation is detected, the zooming of the magnifying optical system 21 is performed.
The lens 23 is zoomed in and the needle is changed.
Is detected, the zoom lens 23 of the magnifying optical system 21 is zoomed.
A control signal is generated to cause the start-up. In particular,
In the forceps tip movement detecting unit 51, the tip of the forceps 13 and the
By pattern matching of the held needle shape model
Track the movement of the tip of the forceps 13 and zoom in / zoom
In the muting determination section, the forceps 1 when the needle is inserted into the tissue
Zoom-in operation when the rotation operation of the tip of 3 is detected
And the opening / closing operation of the forceps 13 during the needle holding operation.
Zoom out operation
ing. FIGS. 7 and 8 show a second embodiment of the present invention.
It shows an example. In this embodiment, of the first embodiment,
A scope holder 10 for holding the rigid endoscope 1 of the endoscope apparatus;
Manipulator 6 having at least two degrees of freedom
1 is provided. The electric manipulator 61 has a base 62
And upwardly protrudingly provided on the base 62 and capable of moving up and down.
A support shaft 63 and an upper end of the support shaft 63 centered on the support shaft 63
A rotatable arm 64 rotatably connected, and
Moving arm 65 provided at the distal end of the
And is rotatably connected to the distal end of the moving arm 65.
And an endoscope holding ring 66. The base 62 of the electric manipulator 61
Is connected to one end of the manipulator control signal cable 67.
Is tied. This manipulator control signal cable 6
The other end of 7 is connected to a visual field conversion control unit 68.
You. FIG. 8 shows the view conversion control unit 68.
As shown, the forceps tip position calculation unit 69, the position command unit 70,
Operation mode switching unit 71 and manipulator control unit 72
Are provided respectively. Furthermore, forceps tip position calculation
The magnetic sensor main body 73 is connected to the section 69. this
The magnetic sensor main body 73 has the insertion portion 14 of the forceps 13
And a magnetic sensor 74 mounted on the rigid endoscope 1
The attached magnetic source 75 is connected. here
The magnetic sensor 74 is composed of coils of three orthogonal axes.
1 axis of the coordinate system corresponds to the insertion direction of the insertion portion 14 of the forceps 13.
It is installed to match. Also, the magnetic source 75
Similarly, it is composed of coils of three orthogonal axes, and its coordinate system is three axes
In addition, the horizontal, vertical, visual axis directions and the
They are installed to match each other. The magnetic sensor body 73 outputs a magnetic
Output signals for driving each axis of the
The source 75 generates a magnetic field. Magnetic
The sensor 74 detects the magnetic field of the magnetic source 75,
The detection data is transmitted to the magnetic sensor body 73.
ing. This detection data is calculated by the magnetic sensor body 73.
Of the magnetic sensor 74 based on the magnetic source 75
The original position and posture are to be obtained. The output signal from the magnetic sensor body 73
Is a forceps tip position calculation unit 69 of the visual field conversion control unit 68
Is input to the position command unit 70.
Swelling. Further, the output from the position command unit 70 is
The data is input to the operation mode switching unit 71. The operation mode switching section 71 has a
A first foot switch 76 for switching a ligation mode,
The second foot switch 77 for switching the conversion mode
Has been continued. Further, the output of the operation mode switching unit 71 is
It is input to the manipulator control unit 72. And this
The control signal output from the manipulator control unit 72
Therefore, the operation of the electric manipulator 61 is controlled.
It has become. The eyepiece 3 of the rigid endoscope 1 has a TV camera.
An adapter 78 is detachably fixed. This TV camera
The output signal of camera adapter 78 is connected to video signal cable 79.
It is connected to the CCU 80 via the CCU. This CCU80
It is connected to a TV monitor 32. Other configurations are
This is the same as the first embodiment, and here is the same as the first embodiment.
The same reference numerals are given to the portions, and the description thereof will be omitted. Next, the operation of the above configuration will be described.
When the endoscope device of the present embodiment is used, the magnetic sensor body 73 is used.
Drive signal for driving each axis of the magnetic source 75 in a time division manner
Is output. As a result, the magnetic source 75 generates a magnetic field.
Let it. At this time, the magnetic sensor 74 detects this magnetic field
Then, the detection data is transmitted to the magnetic sensor main body 73.
This detection data is calculated by the magnetic sensor body 73.
Then, the magnetic sensor 74 based on the magnetic source 75 is
A three-dimensional position and orientation are required. Here, the forceps on which the magnetic sensor 74 is installed
13 and the distal treatment section 15 of the forceps 13
Is known, and the coordinate system is
The three-dimensional position and shape of the forceps 13 near the hand
Force data, the installation position of the magnetic sensor 74, and the tip of the forceps 13.
Rotation / translation using distance data with the end treatment unit 15
By performing the conversion, the tip position of the forceps 13 can be calculated.
Can be. Also, as described above, the magnetic source 7
5 indicates that the coordinate system matches the coordinate system of the imaging screen of the rigid endoscope 1.
So that the calculated tip of the forceps 13
The position can be associated with the coordinate system of the imaging screen of the rigid endoscope 1.
It is possible. That is, the calculated tip position of the forceps 13 is
Electric manipulator 6 holding rigid endoscope 1
1 can be controlled. Then, the operator responds to the change of the treatment target site.
To change the visual field of the screen displayed on the screen of the TV monitor 32.
When performing switching, the second field for switching the visual field conversion mode is used.
Switch 77 is turned on. At this time,
The position data on the hand side of the forceps 13 from the
The tip position of the forceps 13 is input to the
Is calculated. This position data is input to the position command unit 70.
Want to position the tip of the forceps 13 set in advance
The position on the screen of the TV monitor 32, for example, the center of the screen,
The difference between the position of the forceps 13 and the tip of the forceps 13
Set the end to a preset point on the screen of the TV monitor 32
Find the command position to move. Then, the second foot switch 77 is turned on.
Is reached, the operation mode switching unit 71 performs view conversion.
Is sent to the manipulator control section 72 and the electric
By moving the manipulator 61 only by the command position, the forceps
The TV monitor 32 in which the tip position of the child 13 is set in advance
Field of view conversion so as to come to the set position on the screen. It is also desired to position the tip of the forceps 13
Change the field of view with the position on the screen of the TV monitor 32 as the center of the screen.
When the replacement control unit 68 is set,
The center of the image captured by the rigid endoscope 1 is displaced from the center and work by a doctor
In situations where it is difficult for the patient to perform the treatment,
With the foot switch 77 moved to the treatment target site,
Is turned ON. In this case, the forceps
13 to the center of the captured image on the TV monitor 32.
The electric manipulator 61 operates so as to be moved. Further, when an operator performs a procedure such as suturing or ligating.
The first foot switch for switching the suture / ligation mode.
Switch 76 is turned on. At this time, the first foot switch
The ON signal of the switch 76 is operated by the view conversion control unit 68.
The operation mode switching unit 71
Operation commands suitable for suturing and ligating procedures are
Is supplied to the data control unit 72. In this operation, the needle is inserted into the tissue to be sutured.
Enlarged view necessary for procedures and procedures for ligating blood vessels, nerves, etc.
And delivery of needle thread between forceps 13 after suturing and ligating procedure
The wide-angle observation required when performing the work
It is performed continuously according to. And manipul
The lator controller 72 receives a suturing / ligating operation command
And the operator's preset ligation and suturing speed
Zoom-in and zoom-out with a cycle that matches
The electric manipulator 61 is driven so that
It is. Therefore, the following effects can be obtained with the above configuration.
Play a fruit. In other words, in response to changes in the treatment target site
In the field of view conversion mode that converts the observation field of view,
The position of the tip of the forceps 13 necessary for the replacement is detected by the magnetic sensor 74.
The position detection based on the image on the TV monitor 32
Field of view conversion over a wider area than when
You. FIGS. 9 and 10 show a third embodiment of the present invention.
It shows an embodiment. In this embodiment, the first embodiment
The magnetic sensor body 73 shown in the second embodiment in the endoscope device
And the forceps 1 by the magnetic sensor body 73.
3 is obtained. That is, in this embodiment, the insertion portion of the forceps 13
A magnetic sensor 74 is attached to the near side of 14.
The magnetic sensor 74 is composed of coils of three orthogonal axes.
1 axis of the coordinate system corresponds to the insertion direction of the insertion portion 14 of the forceps 13.
It is installed to match. Further, a magnetic source is located near the rigid endoscope 1.
75 are mounted. This magnetic source 75 is a magnetic cell.
Like the sensor 74, it is composed of coils of three orthogonal axes.
All three axes are horizontal, vertical, and visible on the image plane of the rigid endoscope 1.
They are installed so as to correspond to the axial directions, respectively. The magnetic sensor 74 of the forceps 13
The magnetic sources 75 of the sex mirror 1 are each a magnetic sensor body 73.
It is connected to the. Further, in this embodiment, FIG.
As described above, the field-of-view conversion control unit having substantially the same configuration as the first embodiment.
The forceps tip position calculation unit shown in the second embodiment
69 are incorporated. This forceps tip position calculator 69
Is connected to the magnetic sensor body 73. And magnetic
The output signal from the air sensor body 73 is a forceps tip position calculation unit.
69 is input. The position command unit 37 has a forceps tip position calculation.
The output signal from the output unit 69 and the output from the centroid position calculation unit 36
And the output from the position command unit 37 is
The data is input to the operation mode switching unit 38.
Other configurations are the same as those of the first embodiment. Next, the operation of the above configuration will be described.
When using the endoscope apparatus of the present embodiment, the operator may suture, ligate, etc.
When performing the above procedure, the suture and suturing
By the first foot switch 33a for switching the ligating mode
Suture and ligate. In addition, the surgeon changes the site to be treated.
When performing field-of-view conversion corresponding to
With the second foot switch 33b,
Do. At this time, the second CCD 2 of the wide-angle optical system 22
5b, while being within the imaging range of the second CCU 25b,
The color marker 17 provided at the tip of the forceps 13 can be detected.
Situation, for example, the tissue covers the color marker
Body fluids such as blood and bile adhere to the color markers 17
However, the color of the color marker 17 cannot be accurately recognized.
And so on, when the visual field conversion control unit 30
Color space conversion unit 34, extracted image generation unit 35, gravity center position calculation
Even if the processing is performed by the unit 36, the tip position of the forceps 13 can be calculated.
This makes it impossible to perform visual field conversion. Therefore, in this embodiment, this situation is detected
The magnetic sensor is detected by the
The position information detected by the body 73 is used as the control information of the visual field conversion.
To select. Here, the detection data selection / position command unit 37
Is the tip of the forceps 13 calculated by the forceps tip position calculator 69
Position and the tip of the forceps 13 set in advance.
Using the position data on the screen of the desired TV monitor 32,
The position of the tip of the forceps 13 is set at a set position on the screen of the TV monitor 32.
Command position to move to the position
XY stage control through the operation mode switching unit 38
The data is transmitted to the unit 39 and the view is converted. Therefore, the above configuration has the following effects.
Play a fruit. That is, the endoscope apparatus of the first embodiment is
By combining the magnetic sensor body 73 shown in the second embodiment,
The tip position of the forceps 13 is adjusted by the magnetic sensor body 73.
Because it was configured so that it can be obtained,
Position detecting means for image processing as in the first embodiment.
In addition to the above, another one system should be newly provided.
it can. Therefore, the position of the distal end of the forceps 13 is
Even if it becomes impossible to detect the position,
Using the data of the position detecting means by the magnetic sensor body 73
Can change the field of view in various situations during surgery.
High reliability without interruption of view conversion operation
Can be In this embodiment, the magnetic sensor 74 is replaced.
Sensor that can detect and calculate the tip position of forceps 13
For example, ultrasonic sensors, infrared sensors,
It is possible to use a combination sensor of Iro. In place of the TV camera unit 18,
Using the TV camera adapter 78 shown in the second embodiment.
And the second holder instead of the scope holder 10
Using the electric manipulator 61 shown in the embodiment, a TV camera
Position information obtained from the captured image of the
The position information detected by the sensor body 73 is selected and the
The purator 61 may be controlled. FIGS. 11 to 13A show the present invention.
This shows a fourth embodiment. FIG. 11 shows a body cavity observation device.
1 shows a schematic configuration of an entire endoscope apparatus as a device.
In FIG. 11, reference numeral 81 denotes an operating table.
The patient 82 is loaded. On the side of the operating table 81,
A rule 83 is provided. This bedside rail 8
An electric manipulator 84 is mounted on 3. The electric manipulator 84 has a base 85
And the base 85 is rotatable in the direction of arrow A, and
An L-shaped member 86 connected to be movable up and down in the B direction,
The horizontal direction (arrow C direction) is
Arm 87 provided to be extendable and retractable
Endoscope holding ring 8 connected to the distal end of moving arm 87
8 are provided. And the electric manipulator 8
The rigid endoscope 89 is detachably connected to the endoscope holding ring 88 of FIG.
The hard manipulator 84 is connected by the electric manipulator 84.
9 is movably supported. In addition, the rigid endoscope 89 is
Trocar 9 previously punctured into the abdominal wall of the patient 82 (FIG. 1)
Ref.) Into the body cavity. Further, the rigid endoscope 89 is, for example, a laparoscope or the like.
It is formed by a visual endoscope. This rigid endoscope 89
The insertion portion 90 is inserted into the body cavity of the patient,
An eyepiece portion 91 provided at a base end portion of the portion 90;
I have. The eyepiece 91 of the rigid endoscope 89 has a TV camera.
A camera 92 is detachably attached. This TV turtle
LA 92 to camera control unit (CCU) 93
It is connected. Further, the CCU 93 controls the image in the control unit 94.
The image synthesizing unit 95 is connected. Here, the image synthesizing unit 9
5 has two input terminals and one output terminal.
I have. Then, the CCU 93 receives one of the inputs of the image synthesizing section 95.
Connected to the input terminal. The control device 94 has an image synthesizing section 95.
Besides, is connected to the other input terminal of the image synthesizing unit 95.
A marker generation unit 96 and a connection to the marker generation unit 96
Control unit 97 and the line of sight connected to this control unit 97
A detection unit 98 and a manipulator control unit 99 are provided.
Have been. Here, the output terminal of the image synthesizing section 95 is
A TV monitor 100 for observation is connected. Furthermore, T
A gaze detection device 101 is provided on the V monitor 100.
I have. This gaze detection device 101 allows the operator to use the TV monitor 10
Which part of the image displayed on the 0 display screen is being viewed
The output of the gaze detection device 101 is controlled.
Input to the line-of-sight detection unit 98 in the control device 94
ing. The detection result of the eye-gaze detecting device 101 is as follows.
To be transmitted to the control unit 97 via the line-of-sight detection unit 98
Has become. The control unit 97 sends a mark to the marker generation unit 96.
Outputs the marker generation position. In addition, the rigid endoscope 89
Taken by TV camera 92 connected to eyepiece 91 of
The input image is input to the image synthesizing unit 95 via the CCU 93.
The marker 10 created by the marker generation unit 96
6 and displayed on the TV monitor 100.
ing. The control device 94 includes an electric manipulator.
A manipulator control unit 99 connected to the
Have been. The manipulator control unit 99 includes a control unit 97
It is connected to the. And this manipulator control unit
Each of the motor manipulators 84 (not shown)
Operate the drive motor and move the L-shaped electric manipulator 84
The member 86 is rotated in the direction of arrow A, and
Move the moving arm 87 in the arrow C direction
It is designed to expand and contract. A rigid endoscope 89 is placed on the abdominal wall of the patient 82.
From the insertion place different from the insertion place of the second trocar 9 '
(See FIG. 1) is punctured and passed through this trocar 9 '
A forceps 102 as a treatment tool is inserted into a body cavity. The forceps 102 is inserted into a body cavity.
A treatment section 104 is provided at a distal end of the entrance section 103.
Furthermore, a handle portion on the hand side is provided at the base end of the insertion portion 103.
105 is provided. And this handle part 10
In response to the opening / closing operation of No. 5, the treatment section 104 remotely opens and closes
It is being made. Next, the operation of the above configuration will be described.
When using the endoscope apparatus according to the present embodiment, the operator uses the TV monitor 1.
Eye-gaze detection of where on the 00 display screen you are looking
The detection is performed by the device 101 and the line-of-sight detection unit 98. Further FIG.
Corresponds to the detected position detected here as shown in 2 (A)
Marker 106 to be generated by the marker generation unit 96
Then, the marker 106 and the endoscope image are combined with the image synthesizing unit 95.
And display it on the TV monitor 100. The operator presses an operation switch (not shown).
The marker generated by the marker generator 96
Is displayed on the display screen of the TV monitor 100.
Move to a preset position, such as the screen center point
The electric manipulator 84 is moved as described above. Note that, as an operation other than the above, the operation switch
The endoscope on the display screen of the TV monitor 100 by pressing
You can zoom in and out of the image
No. In addition, each of the above operation switches is a separate switch.
Or the function of one switch by the control unit 97.
Switching may be possible. When the switch is pressed, the marker 10
2 and the preset position such as the screen center point
Move the electric manipulator 84 so that it matches,
Zoom in / out by holding down the switch for a certain time
A timeout operation may be performed. The zoom-in and zoom-out can be performed by an electric manipulator.
The oscillator 84 is controlled to move in the axial direction of the rigid endoscope 89.
Or between the rigid endoscope 89 and the TV camera 92.
A zoom lens to the position of the monitor 100
May be moved. Also, the first camera is used instead of the TV camera 92.
The TV camera unit 18 and the electric manipulator 8 of the embodiment
4 is replaced with the scope holder 10 of the first embodiment.
Is detected by the gaze detection device 101 and the gaze detection unit 98.
Of the TV monitor 100 where the line-of-sight position
TV camera unit 1 so that it comes to the set position on the screen
8, the imaging lens 24 of the magnifying optical system 21 or the first
May be moved. Therefore, with the above configuration, the following effects are obtained.
Play a fruit. That is, the line-of-sight detection device 101
Detects the position on the display screen of V monitor 100 that the operator wants to see
The forceps 102 with a color marker or the like.
There is no need to Therefore, the tip of the forceps 102 is
The position on the TV monitor 100 where the surgeon wants to see
Field of view conversion operation can be performed with the image displayed in the center.
You. Further, the surgeon looks at the screen of the TV monitor 100.
To see where the surgeon is looking
It becomes possible to operate. As a specific example of the eye-gaze detecting device 101,
Is the operator using the CCD camera 107 as shown in FIG.
Observe the left and right eyeballs 108a and 108b
You. This is because the left and right eyeballs 108a, 108
8b and the relative position of the center of the pupil.
This is a method for detecting the lines A and B. FIG. 13B is a line of sight of the fourth embodiment.
3 shows another configuration example of the detection device 101. this
Emits light to the left and right eyeballs 108a and 108b of the operator.
The infrared light is emitted from the diode 109, and the eyeballs 108a,
The light reflected by 108b is converted to PSD (position sensor).
Device 110 to detect the line of sight A,
A method for detecting the direction of B is known. FIG.
Both methods (A) and (B) are known and will be described in detail.
Although omitted, for example, Photo Industry (January 1993)
No., P63-P64, P104-P105 / Photographic Industry
Issuance), the infrared light reflected by the pupil and the cornea of the eye
High-speed calculation of the positional relationship with the image using a microcomputer
To determine the angle of rotation of the eyeball and calculate where you are looking
The formula is described. (See Japanese Patent Application No. 5-274405)
See) FIGS. 14A to 14D show a fifth embodiment of the present invention.
It is shown. FIG. 14A is an endoscope apparatus according to the present embodiment.
Shows the overall schematic configuration, 111 is the inside of the patient's body cavity
It is a direct-view type rigid endoscope such as a laparoscope for observation. this
The insertion portion 11 inserted into the body cavity of the patient is provided in the rigid endoscope 111.
2 and an eyepiece 1 disposed at the base end of the insertion portion 112
13 are provided. Here, insertion of the rigid endoscope 111
The portion 112 is previously punctured, for example, into the patient's abdominal wall 114 or the like.
Inserted into the trocar 115 and inserted into the body cavity
I have. The rigid endoscope 1 is placed on the patient's abdominal wall 114 and the like.
The second trocar from the insertion place different from the insertion place of 11
116 is punctured. And this trocar 11
Procedure to perform treatment in the body cavity or grasp organs through 6.
The tool 117 has been inserted into the body cavity. Further, the second trocar 116
The pointer 118 is mounted. This laser point
For example, a semiconductor laser is built in the monitor 118. So
Then, the laser pointer 118 is projected from the semiconductor laser.
The emitted laser light is substantially in the axial direction of the trocar 116.
The laser pointer 118 moves to the trocar 1 in the parallel state.
16 attached. The eyepiece 113 of the rigid endoscope 111 has a T
A V camera unit 119 is mounted. This TV camera
The camera unit 119 has an adapter as shown in FIG.
A cover 120 and a TV camera 121 are provided. Further, the rigid endoscope 11 is provided in the adapter 120.
Half mirror 1 arranged to be spaced apart and opposed to one eyepiece 113
22 is provided, and the observation image obtained from the rigid endoscope 111 is
Divided into two optical paths by the half mirror 122
It has become. Note that, instead of the half mirror 122,
A beam splitter may be used. Also, the light is distributed by the half mirror 122.
One of the images (optical image transmitted through the half mirror 122)
The observation image of the first optical path 123a where light is incident is a TV camera.
Via an optical element 124 in a first endoscope image
An image is formed on the image sensor 125, and an observation image of the body cavity is obtained.
You. Here, an optical element 124 is provided in the TV camera 121.
Moved in a direction perpendicular to the optical axis direction of the first optical path 123a.
The actuator 126 is mounted. Further, the light is distributed by the half mirror 122.
The other image (reflected by the half mirror 122)
The observation image of the second optical path 123b on which the
Only laser light with filter 127 that transmits only laser light
Transmitted through the optical element 128 and the second image sensor 129
Is imaged. The second image sensor 129 includes a CCD
Alternatively, a PSD is used. Note that the first image sensor 125
Endoscope image obtained by the second imaging device 129
A state in which the obtained laser light image is superimposed
Is displayed on the TV monitor 130 shown in FIGS.
It is displayed on the screen. Next, the operation of the above configuration will be described.
First, when using the endoscope apparatus of the present embodiment, for example,
Inside the trocar 115 punctured in the abdominal wall 114 of the elderly
Insertion section 112 of rigid endoscope 111 is inserted and inserted into body cavity
Is done. Further, the rigid endoscope 11 is placed on the patient's abdominal wall 114 and the like.
The second trocar 1 is inserted from an insertion place different from the insertion place 1
16 is punctured, and the treatment instrument is passed through the trocar 116.
117 is inserted into the body cavity. At this time, the treatment tool 117
The treatment unit 117a at the tip of the eyepiece unit 113 of the rigid endoscope 111
Is set in a state of being inserted into the visual field range by Further, during use of the endoscope apparatus, the rigid endoscope 111 is used.
The observation image transmitted inside the body cavity transmitted by the TV camera unit
Is divided into two by the half mirror 122 in the unit 119
Is done. And distributed by this half mirror 122
One image (the optical transmitted through the half mirror 122)
Image) is incident on the first optical path 123a.
Via an optical element 124 in the camera 121
1 is formed on the image sensor 125, and an observation image of the body cavity is obtained.
It is. Also, the light is distributed by the half mirror 122.
Image (reflected by the half mirror 122)
The observation image of the second optical path 123b on which the optical image
Filter 127 that transmits only laser light
Passed through the optical element 128 to the second image sensor 129.
It is imaged. Then, the image is obtained by the first image sensor 125.
The obtained endoscope image is obtained by the second image sensor 129.
FIG. 14 shows a state in which the image of the laser beam to be
(C) and (D) show on the display screen of the TV monitor 130.
Shown. At this time, the display screen of the TV monitor 130
As shown in FIG. 14C and FIG.
The tissue L hit by the laser light reflects the laser light in a point-like manner
It is displayed in the state where it does. FIG. 14C shows the treatment tool 1.
Where the distance between the treatment section 117a at the distal end of the body 17 and the living tissue is close
14D shows the observation image of the rigid endoscope 111, and FIG.
When the distance between the treatment section 117a at the tip of No. 7 and the living tissue is far
1 shows an observation image of the rigid endoscope 111 of FIG. Further, observation inside the body cavity using the rigid endoscope 111
Inside, the laser light detected by the second image sensor 129 is
TV monitor based on the image data of the hit tissue L
The position of the center of gravity of the display screen 130 is calculated. And
This center of gravity position is at the center of the endoscope image on the TV monitor 130.
Activate the optical element 124 in the TV camera 121 to
It is moved by the tutor 126. Therefore, the following effects are obtained with the above configuration.
Play a fruit. That is, the treatment tool 117 and the second truck
Since the insertion direction of the tool 116 matches, the treatment tool 11
When the direction of 7 is changed, it is almost on the extension line of the treatment tool 117
The target organ to be treated is irradiated with laser light. here
Therefore, the position of the tissue L irradiated with the laser beam is always
1 by controlling it to be at the center of the observation image.
The target organ is viewed in the center of the display screen of the TV monitor 130.
I can understand. Therefore, in endoscopic surgery, the surgeon
For observing a desired site in a body cavity
The observation range of the rigid endoscope 111 can be easily changed according to the operation of 117.
Can be changed. FIG. 15 and FIGS. 16 (A) to 16 (C)
Shows a sixth embodiment of the present invention. Figure 15 is a book
1 shows a schematic configuration of an entire endoscope apparatus of an embodiment,
1 is a direct-view type such as a laparoscope for observing the inside of a patient's body cavity.
It is a rigid endoscope. The rigid endoscope 131 is inserted into the body cavity of the patient.
The insertion part 132 to be inserted and the base end of the insertion part 132
An eyepiece 133 is provided. here,
The insertion part 132 of the rigid endoscope 131 is, for example, a patient's abdominal wall in advance.
134 is inserted into the trocar 135 punctured at
Inserted into body cavity. The abdominal wall 134 of the patient
In the inside abdominal cavity 136, it is removed by endoscopic surgery
There is an affected part 137 for performing the above-mentioned treatment. The rigid endoscope 134 is placed on the patient's abdominal wall 134 and the like.
31 from the insertion place different from the insertion place 31
Curls 138 and 139 have been punctured. And this
Through the trocars 138 and 139
First and second treatment of the affected part 137 or grasping of an organ
Treatment instruments 140 and 141 are inserted into the abdominal cavity 136.
You. The rigid endoscope 131 has a light guide cable.
One end of the bull 142 is connected. This light guy
The other end of the cable 142 is connected to the light source device 143.
The light guided from the light source device 143 illuminates the abdominal cavity 136.
Is being fired. Further, the rigid endoscope 131 is a surgical manipure.
Data arm 144 with multiple degrees of freedom
Fixedly supported. This manipulator 144 is a CP
Activate controller 147 according to command from U146
And operates by controlling the driver 148.
It has become. The eyepiece 133 of the rigid endoscope 131 has a camera.
A camera 149 is attached. This camera 149
Image information in the abdominal cavity 136 obtained by the rigid endoscope 131 is
An imaging device such as a CCD for converting into an electric signal is built in.
Then, the image inside the abdominal cavity 136 obtained by the rigid endoscope 131 is displayed.
Image information is obtained by a camera 149 attached to the rigid endoscope 131.
After being converted into electrical signals and processed by the CCU 150
In addition, the rigidity is set on the monitor 152 through the image mixer 151.
The image is displayed as an image of the mirror 131. Further, the image mixer 151 has a menu.
Image creation circuit 153 and cursor image creation circuit 154
Are connected respectively. Here, create a menu image
The circuit 153 is connected to the CPU 146. And
On the monitor 152, an instruction from the CPU 146 is displayed.
16 (A) to 16 (C), a menu image creation circuit
Menu 153a generated by 153 and cursor
Arrow-shaped cursor 1 generated by the image creation circuit 154
54a is an image of the rigid endoscope 131 projected by the image mixer 151.
It is displayed simultaneously with the image. Furthermore, the cursor image creation circuit 154
Is connected to the cursor position calculation circuit 155. This car
The CPU 146 and the vector
Signal receiving circuits 156 are connected to each other. Further, the first and second treatment tools 140, 141
The gyro is placed on the head of the operator 157 who operates the
Gyro 159 fixed by fixture 158 is attached
Have been killed. And by gyro 159, the surgeon
157, the position and direction of the head are detected as vector information.
So that it can be wirelessly transmitted to the vector signal receiving circuit 156.
Has become. Note that vector information is stored in a wired
Therefore, it may be transmitted to the vector signal receiving circuit 156.
Further, means for detecting the position and direction of the head of the operator 157
As a method using a magnetic source and a three-dimensional coil, a luminous body
Method for detecting markers such as
A method using a sensor, gaze detection, or the like may be used. Further, the detection is performed by the vector signal receiving circuit 156.
The output vector information is stored in a cursor position calculation circuit 155.
Is converted into coordinate data and displayed on the monitor 152.
Cursor information as the position information of the cursor 154a.
It is provided to the forming circuit 154. This coordinate data is
At the same time, information is also transmitted to the CPU 146. Further, one of the (first)
) Of the treatment tool 140 may be one or more
Switch 160 is attached. This hands
The ON / OFF information of the switch 160 is ON / OFF received.
It is received by the communication circuit 161 and transmitted to the CPU 146.
Swelling. The transmission of ON / OFF information is as follows.
It may be wireless or wired. In addition, the ON / OFF reception
Communication circuit 161, CPU 146, cursor position calculation circuit 1
55, cursor image creation circuit 154, menu image creation
The circuit 153 is integrated as a controller 162.
ing. FIGS. 16A to 16C show the state of the monitor 15.
2 shows a display example. Here, the screen of the monitor 152
In the center, the affected area in the abdominal cavity 136 obtained by the rigid endoscope 131
137 video, menu 153a at the bottom of the screen, and
And move on the screen according to the movement of the surgeon's 157 head.
Sol 154a is displayed at the same time. Further, the image on the monitor 152 shown in FIG.
On the surface, manipulator 144 as menu 153a,
Select peripheral equipment such as light source device 143 and CCU150
Select buttons for each item of the main menu
I have. The screen of the monitor 152 shown in FIG.
Then, as the menu 153a, the menu 1 in FIG.
Select manipulator 144 in the main menu of 53a
Each item of the submenu displayed when the button is selected
Selection button, that is, the function selection of the manipulator 144.
Selection buttons for each item in the selection menu and the main menu
A return button or the like for returning to is displayed. Further, the image on the monitor 152 shown in FIG.
As for the menu 153a, the menu shown in FIG.
In the main menu of 153a, select button of light source device 143
Select each item of the submenu displayed when you select
Selection button, that is, a function selection menu of the light source device 143
Select button for each item and to return to the main menu
Are displayed. It is controlled by the CPU 146.
CCU150 as a peripheral device, an electrocautery
Devices, laser devices, ultrasonic aspirators, microtase devices
Any is fine. Next, the operation of the above configuration will be described.
First, the operator 157 holds the treatment tools 140 and 141 in both hands.
Then, the image of the affected part 137 by the rigid endoscope 131 is displayed on the monitor 15.
2 We are performing surgery while observing. As the operation progresses, the image of the affected area 137 is
When moving to the edge on the screen of the Nita 152,
The mirror 131 is moved, and the image of the affected part 137 is again displayed on the monitor 1.
52 needs to be moved to the center on the screen. This place
In this embodiment, the operator 157 moves the head in this embodiment.
To change the direction of the gyro 159, and
Cursor 154a on the main menu screen of the
Is moved to the main menu 153a of FIG.
At the position of the selection button of the manipulator 144 in the menu
bring up. In this state, the operator 157 holds the treatment tool 140
The hand switch 160 provided on the
Turn ON while holding. This information is supplied to the ON / OFF receiving circuit 161.
Is transmitted to the CPU 146 via. CPU 146
Further, the menu 1 transmitted to the menu image creation circuit 153
Information on the position and contents of the monitor
Cursor 154 obtained from the cursor position calculation circuit 155
The information of the position on the screen of the monitor 152 of a is input.
Therefore, in the CPU 146, the operator 157
It is determined whether the contents of the selection button of the menu 153a have been selected.
It is. For example, the image on the monitor 152 shown in FIG.
Main menu of menu 153a displayed on the screen
Of the selection buttons for each item of, the manipulator 144 is
If the CPU 146 determines that the selection has been made,
The screen of the monitor 152 of 16 (B) is displayed. This and
Menu 15 displayed on the screen of the monitor 152
3a, the selection button of the manipulator 144 is selected.
Buttons for selecting each item in the submenu
That is, each item of the function selection menu of the manipulator 144
Eye select button and return to return to main menu
Buttons and the like are displayed. In this state, the surgeon 157 continues to perform the same operation as before.
Perform the same operation as above, and move the cursor 154a and the hand switch 1
Display on the screen of the monitor 152 of FIG.
Of the function selection menu of the manipulator 144
Select button for each item and return to main menu
Function selection of manipulator 144 among return buttons
Select the menu selection button and select the menu 153a
Select the item to move on the surface. Here, when the user wants to enlarge or reduce the screen,
Selects the zoom selection button, and selects the treatment tools 140 and 14
1 when it is desired to perform automatic tracking
Items for automatic tracking can be selected. In addition, the treatment tools 140 and 141 are tracked.
In the case, it is provided in the operation part of the treatment tools 140 and 141, respectively.
Tracking switches of the hand switches 160 and 163 (see FIG.
(Not shown) by pressing the corresponding treatment tool
The tip can be tracked. Further, in the CPU 146, the manipulation
When it is recognized that the movement item of the data 144 has been selected,
A command is sent to the controller 147 and the driver 148
Thus, the manipulator 144 is operated. The screen of the monitor 152 shown in FIG.
Of the main menu of the menu 153a displayed in
The light source device 143 is selected from the selection buttons of each item.
Is displayed, the screen of the monitor 152 shown in FIG.
Is displayed. The screen of the monitor 152 shown in FIG.
The menu for selecting the function of the light source device 143 is displayed in the menu 153a.
Select buttons for each item, ie increase / decrease light, steal
Buttons for selecting items such as photos, videos, and filters
And a return button to return to the main menu are displayed.
The function of the light source device 143 is controlled by the CPU 146.
Control. Further, the monitor 15 shown in FIG.
Main menu 153a displayed on the screen
With the selection button of each item of the menu, CCU150 and its
By selecting the functions of other peripheral devices,
Menu of the peripheral device selected with the select button of each item in the menu
You can control the ability. Therefore, the following effects are obtained with the above configuration.
Play a fruit. That is, the surgeon 157 sets the treatment tool 140,
141 is released or displayed on the screen of the monitor 152.
Without taking your eyes off the image of the rigid endoscope 131
In addition, movement of the position of the rigid endoscope 131 and operation of various peripheral devices
To temporarily interrupt surgery for these operations
Surgery can be performed quickly and safely without performing
Wear. In addition, an assistant for holding the rigid endoscope 131
And the need for a nurse to operate peripheral devices is eliminated.
Surgery can be performed at low cost due to labor saving
And economical. FIGS. 17 to 19 show a seventh embodiment of the present invention.
It shows an embodiment. FIG. 17 shows a body cavity observation device.
1 shows a schematic configuration of an entire endoscope system.
You. This endoscope device has a tip bay for observing the inside of a patient's body cavity.
A music endoscope 171 is provided. The end curved endoscope 171 has a body cavity of a patient.
The insertion portion 172 inserted into the inside, and the base of the insertion portion 172
And a hand-side end 173 provided at the end.
You. Furthermore, the distal end side of the insertion portion 172 has
4 and a bending portion 175 for performing a bending operation on the distal end component portion 174
Are provided. The insertion section 17 of the curved endoscope 171
2 is a tiger previously punctured in the patient's abdominal wall 176, for example.
It is inserted into the curl 177 and inserted into the body cavity.
Here, the hand side of the insertion portion 172 of the distal end bending endoscope 171
The end 173 side is to the scope holder 178 of the articulated structure.
Therefore, it is held movably. Furthermore, the proximal end of the curved endoscope 171
One end of the universal cable 179 is connected to the portion 173.
Is tied. The other end of this universal cable 179
The part is a camera control unit (CCU) 180
And the field-of-view conversion drive unit 181. The CCU 180 has a TV monitor 182 and
And a visual field conversion control unit 183. This
Of the foot switch 18
4 are connected. FIG. 18A is a view conversion control unit.
FIG. This view conversion system
A signal from the CCU 180 is input to the control unit 183.
A color space conversion unit 185, an extracted image generation unit 186,
The center-of-gravity position calculation unit 187, the set position storage unit 188, and the
And a motor drive amount calculation unit 189. here
The motor drive amount calculation unit 189 has the foot switch 1
84 are connected. FIG. 19 shows a bay of the end-curved endoscope 171.
9 shows a configuration of a bending mechanism of the bending portion 175. This bay
A plurality of curved pieces 190 are rotatably connected to the curved portion 175.
Have been. Here, the curved top 190 at the foremost position
One end of each of the two angle wires 191 is fixed.
You. Further, the proximal end 173 of the endoscope 171
Is provided with a bending operation mechanism section 192 of the bending section 175.
I have. The endoscope 171 is inserted into the bending operation mechanism 192.
A cylindrical slide slidable in the axial direction of the entrance 172
A member 193 is provided. And this slide part
One angle wire 19 is attached to the front end of the outer peripheral surface of the material 193.
The other end of 1 is fixed. Furthermore, the other angle
The other end of the wire 191 is engaged with the pulley 194
Fixed to the rear end of the outer peripheral surface of the slide member 193
I have. The inner peripheral surface of the slide member 193 has a female
A screw portion 193a is formed. And this sly
The feed screw 195 is screwed into the female screw portion 193a of the
Have been combined. The base end of this feed screw 195 is coupled
Connected to the rotation shaft of the drive motor 197 through the ring 196.
Have been. The drive shaft of the drive motor 197 has an encoder
A damper 198 is attached. The endoscope 1 is placed on the patient's abdominal wall 176 and the like.
The second trocar from the insertion place different from the insertion place of 71
199 has been punctured. And this trocar 19
9, a forceps 200 as a treatment tool is inserted into a body cavity.
ing. The forceps 200 is inserted into a body cavity.
A treatment section 202 is provided at a distal end of the entrance section 201.
Furthermore, a handle portion on the proximal side is provided at the base end of the insertion portion 201.
203 is provided. And this handle part 20
In response to the opening / closing operation of Step 3, the treatment section 202 remotely opens and closes
It is being made. Further, the distal end of the treatment section 202 of the forceps 200
Is provided with a color marker 204. This color marker
Reference numeral 204 denotes a biocompatible paint, the color of which is
Colors not found in the vessels, such as green, yellow, etc., are suitable. Next, the operation of the above configuration will be described.
First, when using the endoscope apparatus of the present embodiment, for example,
Inside the trocar 177 punctured in the abdominal wall 176 of the elderly
Insertion of endoscope 171 held by scope holder 178
The insertion portion 172 is inserted and inserted into the body cavity. further,
Where is the endoscope 171 inserted into the patient's abdominal wall 176, etc.
A second trocar 199 is punctured from another insertion location,
The forceps 200 is inserted into the body cavity through the trocar 199.
Is entered. At this time, the treatment section 202 at the tip of the forceps 200
Is the field of view R by the endoscope 1711State inserted inside
Is set to Further, during use of the endoscope apparatus, the endoscope 171 is used.
The CCD (not shown) incorporated in the tip component 174
Therefore, an observation image in the body cavity is captured. From this CCD
The output signal is converted to a video signal by the CCU 180, and the
The image signal is supplied to the color space conversion unit 1 of the visual field conversion control unit 183.
85 is input. Further, the color space conversion unit 185
Is a color space where the color components extracted for each pixel are set, for example
For example, HSI (hue, saturation, lightness), color difference (Y, RY,
(B-Y). The output signal from the color space conversion unit 185
Is input to the extracted image generation unit 186. This extracted image raw
In the component 186, the input color space signal is set in advance.
Whether each pixel is within the range of the extraction target color
Each time, and if it is within the setting range, the brightness of the pixel is set to 0,
If it is out of the setting range, the brightness of the pixel is set to 1 and achromatic
To output. As a result, the part of the color set as the extraction target
Is a black image and the rest is white.
You. Further, the output from the extracted image generation unit 186
The signal is input to the center-of-gravity position calculation unit 187. This center of gravity
The position calculation unit 187 extracts the black portion, which is the set color extraction portion.
Calculate area centroid and output pixel data on the image
You. Note that the extraction target part is extracted by the extraction image generation unit 186.
Lightness 1 (white) and other parts lightness 0 (black),
The area center of gravity of the white part is calculated by the center of gravity position calculation unit 187.
May be set as follows. The pixel data of the center-of-gravity position calculator 187 is
And an extraction point stored in advance in the set position storage unit 188.
Pixel position on the TV monitor 182 screen
(For example, the center of the screen)
9 and is input to the bending operation mechanism 192 of the bending portion 175.
Motor drive unit (not shown) that drives the drive motor 197
To generate a control signal. This control signal is
Pixel position data and the calculated pixel data of the extraction target point.
Take the difference and move the extraction target point to the set point on the screen.
By calculating the bending angle of the bending portion 175 for moving
Drive motor 1 for realizing the calculated bending angle
97 is the motor drive amount. The color marker 2 is attached to the tip of the forceps 200.
04, and use the color of the marker as the extraction target color.
The position on the screen where you want to place the extracted
Is set in the set position storage unit 188, the forceps 2
00 color marker 204 is in the observation range of the endoscope 171.
Therefore, the treatment target part is shifted from the center of the
In a situation where it is difficult for an operator such as a nurse to perform a procedure,
Move the end to the site to be treated and push the foot switch 184
By turning ON, the tip of the forceps 200 is
Move the end position to the center of the captured image on the TV monitor 182
The bending portion 175 moves as follows. Here, the foot switch 184 is turned on.
Then, the calculated control signal is given to the motor drive unit.
You. The motor driving section filters the output of the encoder 198.
And drives the drive motor 197 by a predetermined amount.
Move. At this time, the feed is performed by driving the drive motor 197.
The screw 195 rotates, and the rotation causes the slide member 1 to rotate.
93 moves back and forth in the axial direction of the insertion portion 172 of the endoscope 171
You. Here, the slide member 193 is shown in FIG.
In the case where the slide member 193 is moved rightward,
The upper angle wire 191 is pulled by the operation of
Operation, and the lower angle wire 191 is pushed out.
Made. Then, the upper
The bending portion 175 is bent toward the angle wire 191. The sliding member 193 moves in the opposite direction (FIG. 1).
9 to the left), two anglers
The ears 191 move in opposite directions, and the curved portion 175
Curved in the opposite direction. Therefore, the slide member 1
With the operation of 93, the bending portion 175 is bent in two directions.
You. In addition, orthogonally to these two wires 191,
By providing two wires and its drive control unit,
Four directions of curvature are possible. Therefore, the following effects are obtained with the above configuration.
Play a fruit. That is, a portion in the image of the TV monitor 182
Endoscope 1 for moving distal end position of forceps 200 to desired position
The field of view conversion of 71 is performed by driving the bending portion 175 of the endoscope 171.
Can be performed by using the inner wall of the body cavity or organs.
Good observation even when there are observation and treatment targets on the side and back
It can be performed. Note that the field of view of the endoscope apparatus of the seventh embodiment is changed.
Drive amount calculation section 189 in exchange control unit 183
Instead, as shown in FIG. 18B,
The image in which the pixel data is set in the set position storage unit 188
Comparison judgment to judge whether it matches with raw data
Setting unit 211, and controls the drive motor 197 until they match.
A control signal may be given. [0157] The data stored in the set position storage unit 188 is
Screen where the extraction target point is located by the view conversion operation
The setting of the upper position can be changed. In addition, operation switches
In addition to the foot switch 184, the hand
A hand switch attached to the dollar unit 203 may be used. Also, the tip of the angle wire 191 is shaped.
Constructed of shape memory alloy, using the shrinkage of the alloy by electric heating
Curving may be performed. Further, the tip position of the forceps 200
Is detected by recognizing the shape of the tip of the forceps 200 and
Tracking the movement and detecting the tip position
Shape recognition image processing may be used. FIGS. 20 and 21 show an eighth embodiment of the present invention.
FIG. This embodiment is a seventh embodiment.
A switch for holding the curved endoscope 171 of the endoscope device shown in FIG.
The electric manipulator of the second embodiment is used as a co-op holder 178.
Using the radiator 61 and a visual field conversion control unit
183, a bending / manipulator drive as shown in FIG.
Motion determination unit 221 and manipulator position command unit 222
Is newly added. And foot switch 1
The output signal from the motor driving amount calculating unit 189 and
And input to the manipulator position command unit 222, respectively.
It has become so. Other configurations are the same as in the seventh embodiment.
Identical. Next, the operation of the above configuration will be described.
When the endoscope device of the present embodiment is used, for example, the endoscope 171 is used.
The extraction target point in the observation field of view is the curved portion 17 of the endoscope 171.
5. When deviating from the movable range of 5, the visual field conversion control unit
A signal indicating the state from the center-of-gravity position calculation unit 186 of 183
Is output. When this signal is received, the foot switch 18
When 4 is turned ON, the bending / manipulator drive judgment
The unit 221 controls the manipulator 61 to operate.
The position of the extraction target point immediately before the deviation
Output the position data. Further, the manipulator position command section 222
Then, the direction of the tip of the forceps 200 is estimated from this data,
Manipulator drive signal so that the direction can be observed
And the manipulator 61 is moved. to this
Again, the color marker 204 at the tip of the forceps 200 is
If the image enters the captured image of the endoscope 171,
The manipulator drive determining unit 221 drives the bending unit 175.
Let Therefore, the following effects can be obtained with the above configuration.
Play a fruit. That is, the visual field conversion means of the endoscope 171
Then, the means by driving the bending portion 175 and the endoscope 171
Means for driving the electric manipulator 61 to be held.
And both can operate complementarily. That
Forceps out of the bending movable range of the bending portion 175 of the endoscope 171.
When the tip of the child 200 is positioned, the electric manipulator
By using the visual field conversion means by driving the
Without the need for manual operation.
The endoscope 1 can be stored in the imaging screen of the endoscope 171.
The operability of 71 can be further improved. FIGS. 22 to 25 show a ninth embodiment of the present invention.
It shows an embodiment. This embodiment is different from the second embodiment.
The configuration of the endoscope device is partially changed. That is,
In the endoscope apparatus of the present embodiment, the magnetic sensor of the second embodiment is used.
The body 73, the magnetic sensor 74 and the magnetic source 75 are omitted.
Have been. In the endoscope apparatus of the present embodiment, the CCU 8
0 to the TV monitor 32 and the visual field conversion control unit 231
Is connected. Further, the visual field conversion control unit of this embodiment
231 includes a foot switch 232 and an electric manipulator.
Data 61 are connected. Here, the view conversion control unit
As shown in FIG. 23, the knit 231
A color space conversion unit 233 to which a signal is input, and extraction image generation
234, a center-of-gravity position calculating unit 235, and a forceps tip position estimating unit.
A constant calculation unit 236, a manipulator position command unit 237,
Is provided. And the manipulator position command section
A foot switch 232 is connected to 237. [0165] In addition, the place where the rigid endoscope 1 is inserted into the body cavity is different.
Tip of insertion portion 14 of forceps 13 inserted from insertion point
As shown in FIG. 24, there are a plurality of
Color markers 238a and 238b of different colors are provided.
You. The color of the color markers 238a and 238b indicates the organ
The colors that are not available are green and yellow. Here, insertion of the forceps 13 is performed.
One color marker placed near the front end of the entrance 14
First marker by 238b, located on the tip side
The second marker is formed by the other color marker 238a.
Has been established. Then, the first marker 238b and the second
A is the distance between the marker 238a and the second marker
238a and the distal end of the treatment section 15 of the forceps 13
B respectively. FIG. 25 shows the rigid endoscope 1.
5 shows an image of the distal end portion of the forceps 13 taken in FIG. Next, the operation of the above configuration will be described.
First, when using the endoscope apparatus of this embodiment, the electric manipulator is used.
Cavity transmitted by the rigid endoscope 1 held by the data 61
The internal image is captured by the CCD in the TV camera adapter 78
Is done. The output signal from this CCD is imaged by CCU80.
It is converted into a signal and input into the visual field conversion control unit 231.
Is done. In the visual field conversion control unit 231,
The image signal is converted by the color space conversion unit 233 and the extracted image generation unit 234.
Two of the processed and extracted colors provided at the tip of the forceps 13
The color of the color markers 238a and 238b is set,
-Output a binary image in which only the portion is extracted. Further, the output from the extracted image generation unit 234
The signal is input to the center-of-gravity position calculation unit 235. This center of gravity
In the placement calculation unit 235, each of the color markers 238a,
The position of the center of gravity of 238b is calculated and output. This center of gravity position
The output signal from the operation unit 235 is a forceps tip position estimation operation unit.
236. Then, the forceps tip position estimation
The calculating unit 236 calculates the forceps 13 based on the input centroid position data.
Calculation to estimate the tip position of the manipulator
Output to the command unit 237. Subsequently, the manipulator position command section 237
Now, let's look at this tip position data and the preset extraction point
Take the difference from the pixel position data on the screen where you want to position
Move the extraction target point to the point on the screen where it is set.
Calculated when the foot switch 232 is ON
Command to the manipulator 61. In addition, a calculation for estimating the tip position of the forceps 13
Is performed as follows. Here, the first marker 23
8b to (x1, Y1), The second marker 238a
The position of (xTwo, YTwo) And the first marker 238b
A is the distance between the second marker and the second marker 238a.
B is the distance between the anchor 238a and the tip of the forceps 13.
Then, the tip position (x0, Y0) Is the following formula
It can be calculated in (1). [0171]   (X0, Y0) = (B / A * (xTwo-X1)                   + XTwo, B / A * (yTwo-Y1) + YTwo(1) In addition, the first marker 238b may be hidden by an organ,
If it becomes temporarily invisible due to the adhesion of
First and second markers 238b, 238a on the verge of becoming
Position (x1', Y1'), (XTwo', YTwo') And the second
Current position of the marker 238a (xTwo, YTwo)Using
The tip position of the forceps 13 is estimated from the following equation (2). [0172]   (X0, Y0) = (B / A * (xTwo'-X1′)                   + XTwo, B / A * (yTwo'-Y1') + YTwo(2) Further, the second marker 238a is temporarily invisible.
If it does, it is viewed in the same way as for the first marker 238b.
The first and second markers 238b, 2 on the verge of disappearing
38a position (x1', Y1'), (XTwo', YTwo′)
And the current position of the first marker 238b (x1, Y1)
And the tip position of the forceps 13 is estimated from the following equation (3).
You. [0173]   (X0, Y0) = ((B + A) / A * (xTwo'-X1′)             + X1, (B + A) / A * (yTwo'-Y1') + Y1(3) In addition, the marker is set as three points of different colors, respectively.
3 is provided in the insertion portion 14, and two points are taken out of the
13 may be calculated. Also, the foot switch
Attached to the handle 16 of the forceps 13 instead of the hook 232
May be provided. The following effects are obtained with the above configuration.
Play a fruit. That is, the distal end of the insertion portion 14 of the forceps 13
Two different color markers 238a and 238b are provided.
Forceps 1 which often disappears during the procedure
3 without using a marker at the distal end of the treatment section 15,
Can be calculated. Therefore, during the procedure, the forceps 1
Even if the tip of the treatment section 15 of 3 becomes invisible,
The tip position of the forceps 13 can be calculated, thereby preventing interruption of treatment and the like.
Can be Also, the two distal ends of the insertion portion 14 of the forceps 13
Of the color markers 238a and 238b of different colors
Either one of the markers is hidden by an organ or adheres to bodily fluids, etc.
Even if it temporarily disappears due to
The tip position of the forceps 13 can be estimated using the immediately preceding data.
Yes, field of view conversion can be performed reliably even during treatment. The above-mentioned rigidity is used as the visual field range changing means.
In addition to the method using a manipulator holding a mirror,
The CCD used in the magnifying optical system shown in the embodiment of FIG.
A method of moving on the stage may be used. The present invention is not limited to the above embodiment.
Instead, various modifications are made without departing from the gist of the present invention.
Of course, it can be implemented. Next, other characteristic technical matters of the present application will be described below.
Appended as noted. Note (Appendix 1) In-vivo observation to observe the region of interest in the body cavity
Means and an observation field of view of the image obtained by the in-vivo observation means
Field moving means for moving the object, and the observation means in the body cavity.
Field-of-view range changing means for changing the observation field of view of the displayed image
And a visual field movement operation input means for operating the visual field moving means
Step and variable view range for operating the view range changing means
Characterized by comprising a motion input means,
apparatus. (Appendix 2) Body cavity view described in Appendix 1
A ligating or sewing device.
Zoom in and zoom out at a cycle that matches the joint treatment speed
An in-vivo observation device characterized by performing out. (Additional Item 3) Observe the region of interest in the body cavity
Body cavity observation means and the image obtained by the body cavity observation means
Field-of-view moving means for moving the field of view of the image, and the gaze of the operator
Gaze position detection means for detecting the position, and gaze position detection
Means for moving the visual field movement direction from the visual line position information by the means.
Field of view moving direction output means for outputting to the moving means.
A body cavity observation device, characterized in that: (Appendix 4) The in-vivo view of appendix 3
Medical instrument, the tip of a treatment tool further inserted into a body cavity
Treatment tool tip position detecting means for detecting the position of
A body cavity observation device, characterized in that: (Appendix 5) Observing a region of interest in a body cavity
Body cavity observation means and the image obtained by the body cavity observation means
Field moving means for moving the field of view for image observation, and a finger
Index projection means for projecting a target, wherein the index is reflected by a portion to be inspected
Reflection index detection means for detecting the reflected light;
Test part position detecting means for detecting the position of the test part from the sensing means
And the position information of the part to be detected by the part position detecting means
A visual field moving method for outputting a visual field moving direction to the visual field moving means
Body observing apparatus comprising:
Place. (Additional Item 6) Observe the region of interest in the body cavity
Body cavity observing means, and an image obtained by the body cavity observing means.
Field-of-view conversion means for moving a field of view of an image;
Viewing range that changes the observation range of the image obtained by the observation means
Field changing means for operating the field changing means and the field changing means
Operation input means, and a visual control for operating the visual field range varying means.
Body cavity observation system comprising field range variable motion input means
M (Purpose of Supplementary Items 6 to 36)
In addition to changing the field of view according to
Performs repeated observation of a magnified image and wide-angle image with good operability.
An object of the present invention is to provide an in-vivo observation system. (Effects of Additional Items 6 to 36) Interest in body cavity
For field-of-view conversion corresponding to changes in the area and suture / ligation procedures
The range of the visual field can be changed with good operability. (Appendix 7) The body cavity observation means may be a body cavity
An endoscope inserted into the device, and a holding hand for holding the endoscope
And the body image transmitted by the endoscope is divided into two parts.
Optical path distributing means for distributing and capturing one of the distributed images
Wide-angle imaging means and magnify the other distributed image
Additional item 6 comprising an image pickup device comprising an enlarged image pickup device
Body cavity observation system. (Appendix 8) The holding means is a manual manifold.
Item 7. The in-vivo observation system according to Item 7, which is a turbulator. (Additional Item 9) The optical path distribution means is a half
Item 9. The body cavity observation system according to Item 7, which is a mirror. (Additional Item 10) The optical path distribution means is a beeper.
8. The body cavity observation system according to claim 7, which is a muscle splitter. (Additional Item 11) The wide-angle imaging means forms an image.
Item 7: In-vivo observation system consisting of a lens and an image sensor
Stem. (Additional Item 12)
Additional items consisting of a lens, an imaging lens, and an image sensor
7. The body cavity observation system of 7. (Appendix 13) The image pickup device is a single-plate mosaic.
Appearance items 11 and 12 in the body cavity
Insight system. (Appendix 14) The image pickup device is a three-plate type C
The body cavity observation system according to attachments 11 and 12, which is a CD. (Additional Item 15) The visual field converting means is a body cavity
A target identification unit inserted into the camera, and the wide-angle imaging unit.
Position for detecting the position of the target identification means from the obtained image
Detecting means, and an imaging element provided in the magnified imaging means
Moving means for moving the child, and detecting by the position detecting means.
The movement amount of the moving means is calculated based on the position
Intra-cavity observation of Additional Item 7, consisting of moving position commanding means
system. (Appendix 16) The visual field conversion means is a body cavity
A target identification unit inserted into the camera, and the wide-angle imaging unit.
Position for detecting the position of the target identification means from the obtained image
Detecting means; and an imaging lens provided in the magnifying imaging means.
Movement means for moving the lens, and detection by the position detection means
The amount of movement of the moving means is calculated based on the position
Introductory view of the additional item 7 consisting of commanding moving position command means
Insight system. (Additional Item 17) The target identifying means is a body cavity
The color material provided at the distal end of the treatment tool inserted into the
The position detection means extracts the color of the color material, and
Item that is a color extraction image processing device that detects the position of the center of gravity of
15. In-vivo observation system for body. (Additional Item 18) The target identifying means is a body cavity
It is a coloring material attached to the clip fixed to the internal tissue,
The position detection means extracts the color of the color material, and
Color extraction image processor that detects the center of gravity of the minute
Item 15. The body cavity observation system according to Item 15, 16. (Appendix 19) The target identifying means is a body cavity
A dye attached to internal tissue, wherein the position detecting means is
Extract the color of the pigment and detect the position of the center of gravity of the extracted part
Items 15 and 16, which are color extraction image processing devices
Observation system. (Additional Item 20) The target identification means may be
A contour enhancement structure provided at the distal end of the treatment tool,
The position detecting means extracts the contour of the contour enhancement structure, and
Contour extraction image processing device for detecting the position of the extracted portion of
Intracorporeal observation system according to Additional Items 15, 16. (Appendix 21) The moving means is an XY station.
And an XY stage drive motor,
The movement position instructing means receives an input from the visual field conversion operation input means.
While there is power, the position is set to a preset position on the image.
Position the target identification means detected by the position detection means.
Items 15 and 1 having an operation unit for calculating such a command position
6. The body cavity observation system of 6. (Additional Item 22) The visual field range changing means may be
Driving a zoom lens provided in the magnifying imaging means
Motor for driving the zoom lens and the variable view range
While there is an input from the action input means,
Zoom lens drive to zoom in / out
And a zoom command means for commanding the motor.
7. The body cavity observation system according to item 7. (Additional Item 23) The input device for inputting the visual field conversion operation
Step, the visual field range variable operation input means is a foot switch
An intracavity observation system according to an additional item 7. (Additional Item 24) The input means for inputting the visual field conversion operation
Step, the visual field range variable operation input means is a hand switch
An intracavity observation system according to an additional item 7. (Appendix 25) The body cavity observation means may be a body
Endoscope to be inserted into a cavity and holding for holding the endoscope
Means for imaging the body cavity image transmitted by the endoscope.
And an imaging means including an imaging lens and an imaging element.
Item 6. The body cavity observation system according to additional item 6. (Additional Item 26) The holding means may be an electric manifold.
Item 25. The body cavity observation system according to attachment 25, which is a purator. (Additional Item 27) The image pickup element is a single-plate mosaic.
Item 25 in the body cavity observation system
Tem. (Additional Item 28) The image pickup device is a three-plate type C
Item 25. The body cavity observation system according to attachment 25, which is a CD. (Additional Item 29) The visual field converting means is a body cavity
Position detection hand that detects the position of the tip of the treatment instrument inserted into the
Step, while there is an input from the visual field conversion operation input means,
A position on the image set in advance by the position detecting means.
Calculate the amount of movement to position the detected tip of the treatment tool.
Manipulator that issues a position command to the electric manipulator
25. The body cavity according to claim 25, further comprising:
Internal observation system. (Additional Item 30) The position detecting means may be magnetic.
Item 30. The in-vivo observation system according to attachment 29, which is a sensor. (Additional Item 31) The position detecting means is a supersonic
Item 30. The body cavity observation system according to attachment 29, which is a wave sensor. (Additional Item 32) The position detecting means is an infrared
Item 29. The body cavity observation system according to attachment 29, which is a line sensor. (Additional Item 33) The position detecting means may be an acceleration
In-body observation system of Appendix 29, which is a degree sensor and a gyro
Tem. (Additional Item 34) The visual field range changing means may be
While there is an input from the visual field range variable operation input means,
Zoom in / out at a preset cycle
A manipulator that issues commands to the electric manipulator
The body cavity observation system according to claim 25, comprising zoom command means.
M (Additional Item 35) The input means for inputting the visual field conversion operation
Step, the visual field range variable operation input means is a foot switch
An intrabody cavity observation system according to an additional item 25. (Appendix 36) The input means for inputting the visual field conversion operation
Step, the visual field range variable operation input means is a hand switch
An intrabody cavity observation system according to an additional item 25. (Additional Item 37) Observing a region of interest in a body cavity
Body observing means and a target identifying hand inserted into the body cavity
And the step, from the observation image obtained by the in-vivo observation means,
First position detection means for detecting the position of the target identification means;
A second method for detecting the position of the distal end of the treatment instrument inserted into the body cavity
Position detecting means, and any one of the first and second position detecting means
Data judgment / selection means for judging / selecting whether to output data
Based on the position output from the data determination / selection means.
Of the magnified observation image obtained by the in-vivo observation means
Field-of-view conversion means for changing the field of view, and the field-of-view conversion means
Body cavity observation system, comprising an operation input means for operating the body
M (Purpose of Supplementary Notes 37 to 105) In the body cavity
Even in situations where the tip of the forceps is difficult to recognize,
Provides a body cavity observation system that can perform field conversion
Is to do. (Effects of Additional Items 37 to 105) Tip of Forceps
Part can be recognized by tissue being covered or adhesion of blood etc.
Even when it disappears, the field of view conversion can be performed continuously. (Supplementary Note 38) The body cavity observation means may be a body
Endoscope to be inserted into a cavity and holding for holding the endoscope
Means to observe enlarged and wide-angle images inside the body cavity.
Light for distributing the body cavity image transmitted by the endoscope into two
Road distribution means and wide-angle imaging for capturing one of the distributed images
Means for enlarging the other distributed image by enlarging the other image
The body cavity according to attachment 37, comprising imaging means comprising: imaging means.
Internal observation system. (Additional Item 39) The holding means is a manual manifold.
Item 39. The body cavity observation system according to attachment 38, wherein the system is a purator. (Supplementary Note 40) The optical path distribution means may be a hard disk.
Item 39. The in-vivo observation system according to attachment 38, which is a fmirror. (Additional Item 41) The optical path distribution means may be
Item 39. The in-vivo observation system according to attachment 38, which is a muscle splitter. (Additional Item 42) The wide-angle imaging means forms an image.
Intracorporeal observation according to attachment 38, comprising a lens and an imaging element
system. (Supplementary Note 43) The magnified image pickup means may be
Additional items consisting of a lens, an imaging lens, and an image sensor
36. In-vivo observation system. (Additional Item 44) The image pickup device is a single-plate mosaic.
Appearance items 42 and 43 in the body cavity
Insight system. (Appendix 45) The image pickup device is a three-plate type C
The body cavity observation system according to additional items 42 and 43, which is a CD. (Additional Item 46) The target identifying means is a body cavity
The color material provided at the distal end of the treatment tool inserted into the
The first position detecting means is obtained by the wide-angle imaging means.
The color of the color material is extracted from the extracted image, and the weight of the extracted portion is
Additional Item 38 which is a color extraction image processing device for detecting a heart position
Body cavity observation system. (Additional Item 47) The target identification means may be
A coloring material provided at a plurality of insertion portions of the treatment tool,
The first position detecting means is obtained by the wide-angle imaging means.
The color of the color material is extracted from the extracted image, and the center of gravity of the extracted portion is extracted.
Item 38 which is a color extraction image processing device for detecting a position.
In-vivo observation system. (Additional Item 48) The target identification means may be
A contour enhancement structure provided at the distal end of the treatment tool,
The first position detecting means is obtained by the wide-angle imaging means.
The contour of the contour enhancement structure is extracted from the
A contour extraction image processing device that detects the position of
Item 39. The body cavity observation system according to item 38. (Additional Item 49) The Second Position Detecting Means
Item 38 is the body cavity observation system according to Item 38, which is a magnetic sensor. (Additional Item 50) The second position detecting means
Is an ultrasonic sensor;
M (Additional Item 51) The Second Position Detecting Means
Is an infrared sensor;
M (Additional Item 52) The Second Position Detecting Means
Is the accelerometer and the gyro, and
Insight system. (Additional Item 53)
A moving device for moving an image sensor provided in the magnifying image means;
Moving means and the position outputted from the data judging / selecting means.
Calculates the movement amount of the moving means based on the position and issues a command.
Item 38, the body cavity observation system comprising position command means.
M (Appendix 54) The visual field conversion means may be
Move the imaging lens provided in the magnifying imaging means
Moving means, output from the data determination / selection means
The movement amount of the moving means is calculated based on the position, and a command is issued.
Item 38 in the body cavity,
Tem. (Additional Item 55) The moving means may be an XY station.
And an XY stage drive motor,
While the position command means is input from the operation input means,
The data judgment / selection is performed at a predetermined position on the image.
Command position that matches the position output from the selection means
Items 53 and 54 having a calculation unit for calculating
Insight system. (Additional Item 56) The operation input means may be
Item 38. The in-vivo observation system according to attachment 38, which is a switch. (Appendix 57) The operation input means may be a hand
38. The body cavity observation system according to attachment 38, wherein the observation switch is a de-switch. (Appendix 58) The body cavity observation means may be a body
Endoscope to be inserted into a cavity and holding for holding the endoscope
Means for imaging the body cavity image transmitted by the endoscope.
And an imaging means including an imaging lens and an imaging element.
Item 37. The in-vivo observation system according to attachment 37. (Additional Item 59) The holding means may be an electric manifold.
The in-vivo observation system according to attachment 53, which is a purator. (Supplementary Note 60) The image pickup device is a single-plate mosaic.
Item 58, which is an active filter CCD
Tem. (Additional Item 61) The image pickup device is a three-plate type C
Item 58. The in-vivo observation system according to attachment 58, which is a CD. (Additional Item 62) The target identifying means may be a body cavity.
The color material provided at the distal end of the treatment tool inserted into the
The first position detecting means is obtained by the imaging means.
The color of the color material is extracted from the image, and the center of gravity of the extracted portion is extracted.
54. The body according to claim 53, wherein the body is a color extraction image processing device that detects the position
Intracavitary observation system. (Additional Item 63) The target identification means may be
A coloring material provided at a plurality of insertion portions of the treatment tool,
The first position detecting means is an image obtained by the imaging means.
The color of the color material is extracted from the image, and the position of the center of gravity of the extracted portion is extracted.
Item 58, which is a color extraction image processing device that detects
Internal observation system. (Additional Item 64) The target identification means may be
A contour enhancement structure provided at the distal end of the treatment tool,
The first position detecting means is an image obtained by the imaging means.
Extracting an outline of the outline emphasis structure from the image;
An additional item that is a contour extraction image processing device that detects the position of the minute
58. A body cavity observation system. (Additional Item 65) The Second Position Detecting Means
Is a body cavity observation system according to attachment 58, which is a magnetic sensor. (Additional Item 66) The Second Position Detecting Means
Is an ultrasonic sensor;
M (Additional Item 67) The Second Position Detecting Means
Is an infrared sensor;
M (Additional Item 68) The Second Position Detecting Means
Is an accelerometer and a gyro, the view of the body cavity in Appendix 58
Insight system. (Additional Item 69)
During the input from the operation input means,
Output from the data determination / selection means at the position on the selected image.
The movement amount is calculated so that the
Introductory view of the body cavity of Appendix 58 that issues a position command to the manipulator
Insight system. (Additional Item 70) The operation input means may be
Item 58. The body cavity observation system according to Item 58, which is a switch. (Appendix 71) The operation input means may be a hand
39. The body cavity observation system according to attachment 58, which is a switch. (Appendix 72) Observing a region of interest in a body cavity
Body cavity observation means and position detection for detecting the position of the region of interest
Output means and a position detected by the position detection means.
Observation visual field of the magnified observation image obtained by the in-vivo observation means
Operating the visual field converting means, and changing the visual field converting means
An in-vivo observation system, comprising: an operation input unit for causing an operation to be performed. (Appendix 73) The body cavity observation means may be a body
Endoscope to be inserted into a cavity and holding for holding the endoscope
Means to observe enlarged and wide-angle images inside the body cavity.
Light for distributing the body cavity image transmitted by the endoscope into two
Road distribution means and wide-angle imaging for capturing one of the distributed images
Means for enlarging the other distributed image by enlarging the other image
The body cavity according to item 72, wherein the imaging means comprises imaging means.
Internal observation system. (Additional Item 74) The holding means is a manual manifold.
The observation system in body cavity according to attachment 73, which is a purator. (Additional Item 75) The optical path distribution means may be a hard disk.
The in-vivo observation system according to attachment 73, which is a fmirror. (Additional Item 76) The optical path distribution means may be a beeper.
The in-vivo observation system according to attachment 73, wherein the observation system is a muscle splitter. (Additional Item 77) The wide-angle imaging means forms an image.
Intra-cavity observation according to attachment 73, comprising a lens and an imaging element
system. (Supplementary Note 78) The magnified image pickup means may be
Additional items consisting of a lens, an imaging lens, and an image sensor
73 body cavity observation system. (Appendix 79) The body cavity observation means may be a body
Endoscope to be inserted into a cavity and holding for holding the endoscope
Means for imaging the body cavity image transmitted by the endoscope.
And an imaging means including an imaging lens and an imaging device.
72. The body cavity observation system according to attachment 72. (Additional Item 80) The holding means may be an electric manifold.
Item 79. The body cavity observation system according to attachment 79, which is a purator. (Additional Item 81) The image pickup device may be a single-plate mosaic.
The body of Supplementary Items 77, 78 and 79, which is an active filter CCD
Intracavitary observation system. (Supplementary Note 82) The image pickup device is a three-plate type C
Item 77, 78, 79, which is a CD
M (Additional Item 83) The position detecting means is an operator
Additional items 73 and 79 which are line-of-sight detecting means for detecting the line of sight of
Body cavity observation system. (Additional Item 84) The line-of-sight detecting means is an operator
Camera that captures the eyeball of the eye, and the output image of the CCD camera
Additional Item 8 comprising an image processing device that detects a line of sight from an image
3. In-vivo observation system. (Additional Item 85) The line-of-sight detecting means is an operator
PSD that captures the eyeball of the eye and the gaze from the PSD output signal
Item 83, which is a signal processing device for detecting
Insight system. (Additional Item 86) The visual field conversion means may be
A moving device for moving an image sensor provided in the magnifying image means;
Moving means, and a region of interest detected by the visual line detecting means.
Calculating the movement amount of the moving means based on the position, and instructing the movement amount
The in-vivo observation system according to attachment 73, comprising a command unit. (Additional Item 87)
Move the imaging lens provided in the magnifying imaging means
Moving means, and the position of the region of interest detected by the visual line detecting means
The movement amount of the moving means is calculated based on
73. The in-vivo observation system according to claim 73, further comprising
M (Additional Item 88) The moving means may be an XY station.
And an XY stage drive motor,
While the position command means is input from the operation input means,
The line-of-sight detection means sets the position on the image set in advance.
Calculate the command position to position the detected region of interest.
Items 86 and 87 having a calculation unit
Stem. (Additional Item 89)
During the input from the operation input means,
Region of interest detected by the line-of-sight detection means at a position on the detected image
Calculating an amount of movement to position the portion;
Item 79, comprising position command means for issuing a position command to
Intracavitary observation system. (Appendix 90) The operation input means may be
Items 73 and 79 that are intra-body observation systems
M (Appendix 91) The operation input means may be a hand
Items 73 and 79, which are in-body switches,
M (Supplementary Note 92) The body cavity observation means may be a body
Endoscope to be inserted into a cavity and holding for holding the endoscope
Means and the body cavity image transmitted by the endoscope into two
An optical path distributing means for distributing and capturing one of the distributed images;
A first imaging system, and a second imaging system for capturing the other distributed image.
72. The body according to claim 72, wherein the imaging means comprises:
Intracavitary observation system. (Appendix 93) The holding means is a manual manifold.
The in-body cavity observation system according to attachment 92, which is a purator. (Additional Item 94) The optical path distribution means may be a hard disk.
The in-vivo observation system according to attachment 92, which is a fmirror. (Appendix 95) The optical path distribution means may be
Item 90. The in-vivo observation system according to attachment 92, which is a muscle splitter. (Additional Item 96) The first image pickup system is a laser
Laser light transmission filter, imaging lens, and image sensor
The observation system in body cavity according to attachment 92, wherein (Additional Item 97) The second imaging system forms an image.
Intra-cavity observation according to attachment 92, comprising a lens and an imaging element
system. (Additional Item 98) The image pickup device is a CCD.
An in-body cavity observation system according to additional item 96. (Appendix 99) The image pickup device is a PSD.
An in-body cavity observation system according to additional item 96. (Appendix 100) The image pickup device is a CCD
Item 97, the in-vivo observation system. (Additional Item 101) The position detecting means may be
The observation means in the body cavity is provided on the trocar inserted into the body cavity.
Laser light irradiation means obtained by the first imaging system.
The signal emitted from the laser beam irradiation means from the signal
Center position calculation to detect the user light and calculate the position of the center of gravity
An in-body cavity observation system according to attachment 92, further comprising an output unit. (Additional Item 102) The visual field conversion means is
Moving the imaging lens provided in the second imaging system;
Moving means, and the region of interest detected by the position detecting means.
Calculates the movement amount of the moving means based on the position and issues a command.
The body cavity observation system according to claim 92, further comprising a position command means.
M (Additional Item 103) The moving means is an XY
And a XY stage drive motor.
The position command means has an input from the operation input means.
The position detection hand at a predetermined position on the image
Command position to position the region of interest detected by the step
Item 102, which has a calculation unit for calculating
Stem. (Appendix 104) The operation input means may be
Item 92. The body cavity observation system according to Item 92, which is a switch. (Additional Item 105) The operation input means is
Item 92. The in-body-cavity observation system according to attachment 92, which is a switch. (Additional Item 106) Curved portion at tip of insertion portion
And a bending drive section for bending the bending section.
A mirror, target identification means to be inserted into a body cavity, and the endoscope
The position of the target identification means from the observation image obtained in
Position detecting means, and a position detected by the position detecting means.
Based on the observation field of view of the observation image obtained by the endoscope
Changing the visual field converting means, and operating the visual field converting means.
An in-body observation system comprising: an operation input unit for causing the operator to perform an operation. (Prior Art in Additional Item 106)
No. 80896. (Technical problem of Appendix 106) Electric manipulator
The endoscope that is held by the
Observation and treatment on the inner wall of the body cavity and the side and back of the organ
If there is a field of view conversion, the endoscope
Because the range of movement of the endoscope is limited due to the entry point,
There is a problem that the treatment target cannot be sufficiently observed. (Purpose of Additional Item 106) Inner Wall of Body Cavity
Or when there is an object to be observed or treated on the side or back of the organ
Even when field conversion is performed, the site can be observed well
Providing a body cavity observation system. (Effect of Additional Item 106)
Even if there is an observation or treatment target on the side or back of the organ,
It has the effect that the area can be observed well by field conversion
You. (Appendix 107) The endoscope is a manual
And the field-of-view conversion means is
Supplementary item 106 including a bending control unit that controls the bending driving unit
Body cavity observation system. (Additional Item 108) The endoscope is an electric
And the field-of-view conversion means is
A bending control unit that controls a bending driving unit; and the electric manipulator.
Note consisting of a manipulator control unit that controls the
Clause 106. The body cavity observation system of Clause 106. (Additional Item 109) The bending section is a bending frame.
And the bending drive unit includes an angle wire and an angle wire.
Supplementary note 10 consisting of a motor for pulling the glue wire
7, 108. In-vivo observation system. (Additional Item 110) The curved portion is a curved frame.
And wherein the bending drive unit is a shape memory alloy.
Clause 107, The body cavity observation system of 108. (Additional Item 111) The target identification means is
A color material provided in at least one place of the treatment instrument,
The position detection means extracts the color of the color material, and
Color extraction image processor that detects the center of gravity of the minute
Clause 107, The body cavity observation system of 108. (Additional Item 112) The target identification means is
This is a contour enhancement structure provided at the tip of the treatment instrument.
The position detection means extracts the contour of the contour emphasis structure,
A contour extraction image processing device that detects the position of the extracted part
Additional observation items 107 and 108 for the in-vivo observation system. (Additional Item 113) The bending control section
Bending drive control based on the position detected by the position detection means
A control signal command for calculating a signal and instructing the bending drive unit
The body cavity observation system according to attachment 107, further comprising means. (Additional Item 114) The bending control section
Bending drive control based on the position detected by the position detection means
A control signal command for calculating a signal and instructing the bending drive unit
Means, the manipulator control unit is configured to detect the position.
When the target identification means is out of the detection range of the output means
The amount of movement of the electric manipulator is calculated and a command is issued.
The body cavity of the supplementary item 108 constituted by the manipulator position command means
Internal observation system. (Additional Item 115) The operation input means is
Observation of the additional items 107 and 108 as body switches
system. (Additional Item 116) The operation input means may be
Observation of the additional items 107 and 108 as body switches
system. (Additional Item 117) Viewing the region of interest in the body cavity
Observing means in the body cavity,
Field-of-view conversion means for moving an observation field of view of an image,
Vision that changes the observation field of view of the image obtained by the intracavity observation means
Field-of-view variable means and a visual field for operating the visual field converting means
Conversion operation input means, a treatment instrument inserted into a body cavity,
At least two colors with different wavelengths at the insertion part of the treatment instrument
From the color presenting means provided in the
Position detection for obtaining the position of the color presenting means from the obtained image
Means based on the position detected by the position detecting means.
A movement position commander that calculates and commands the movement amount of the moving means.
A body cavity observation system consisting of steps. (Additional Item 118) The color presenting means
At least two color materials, wherein the position detecting means is the color material
Color, and the position of the center of gravity of the extracted part is detected.
The position near the tip of the treatment tool from the center of gravity of at least two color materials
117. The body cavity according to item 117, further comprising a position detecting means for determining the position.
Internal observation system. (Appendix 119) The color presenting means is
At least two color light emitters, and the position detecting means
Extract the color of the light body, detect the position of the center of gravity of the extracted part,
With the tip of the treatment tool from the position of the center of gravity of at least two colors of light emitters
Additional clause 117 consisting of a position detecting means for finding a nearby position
Body cavity observation system. (Purpose of Supplementary Items 117 to 119)
Even if the tip of the body becomes invisible in the body cavity,
Detects the tip position and changes the field of view based on that position
Providing an in-vivo observation system. (Effects of Additional Items 117 to 119)
Even if the tip of the instrument is no longer visible in the body cavity
Position can be detected and the field of view can be changed based on that position.
You. [0308] According to the present invention, in endoscopic surgery,
To observe the desired site in the body cavity
In response to changes in the area of interest, such as the treatment site in the patient's body.
Can easily change the field of view of the observation means
Along with advanced procedures such as suturing and ligating
Image observation and wide-angle image observation
Return operation can be realized with good operability.
Obtain the observation visual field according to the desired procedure with good operability in surgery
Can be

【図面の簡単な説明】 【図1】 本発明の第1の実施例を示す内視鏡装置全体
の概略構成図。 【図2】 第1の実施例の硬性鏡とTVカメラユニット
の内部構成を示す概略構成図。 【図3】 第1の実施例の視野変換制御ユニットの概略
構成図。 【図4】 (A)はTVモニタの画面に広角画像が表示
されている状態を示す平面図、(B)はTVモニタの画
面に拡大画像が表示されている状態を示す平面図、
(C)は画像が画像処理による視野変換を行うTVモニ
タの画面を示す平面図。 【図5】 処置対象組織にそれぞれ色の異なる複数の色
素を付着させたTVモニタの画面を示す平面図。 【図6】 第1の実施例の視野変換制御ユニットの変形
例を示す概略構成図。 【図7】 本発明の第2の実施例を示す内視鏡装置全体
の概略構成図。 【図8】 第2の実施例の視野変換制御ユニットの概略
構成図。 【図9】 本発明の第3の実施例を示す内視鏡装置全体
の概略構成図。 【図10】 第3の実施例の視野変換制御ユニットの概
略構成図。 【図11】 本発明の第4の実施例を示す内視鏡装置全
体の概略構成図。 【図12】 (A)はTVモニタの画面にマーカと画像
の合成画像が表示されている状態を示す平面図、(B)
は合成画像の位置が移動した状態を示す平面図。 【図13】 (A)は視線検知装置の一例を示す概略構
成図、(B)は第4の実施例の視線検知装置の変形例を
示す概略構成図。 【図14】 本発明の第5の実施例を示すもので、
(A)は内視鏡装置全体の概略構成図、(B)は硬性鏡
とTVカメラユニットの内部構成を示す概略構成図、
(C)は生体組織が近い場合の硬性鏡の観察像を示す平
面図、(D)は生体組織が遠い場合の硬性鏡の観察像を
示す平面図。 【図15】 本発明の第6の実施例を示す内視鏡装置全
体の概略構成図。 【図16】 (A)はTVモニタのメインメニュー画面
を示す平面図、(B)はTVモニタのメインメニュー画
面でマニピュレータの機能が選択された状態を示す平面
図、(C)はTVモニタのメインメニュー画面で光源の
機能が選択された状態を示す平面図。 【図17】 本発明の第7の実施例を示す内視鏡装置全
体の概略構成図。 【図18】 (A)は第7の実施例の視野変換制御ユニ
ットの概略構成図、(B)は第7の実施例の視野変換制
御ユニットの変形例を示す概略構成図。 【図19】 第7の実施例の内視鏡の湾曲部の概略構成
を示す縦断面図。 【図20】 本発明の第8の実施例を示す内視鏡装置全
体の概略構成図。 【図21】 第8の実施例の視野変換制御ユニットの概
略構成図。 【図22】 本発明の第9の実施例を示す内視鏡装置全
体の概略構成図。 【図23】 第9の実施例の視野変換制御ユニットの概
略構成図。 【図24】 鉗子の先端の色マーカー部を示す概略構成
図。 【図25】 硬性鏡の観察像を示す平面図。 【符号の説明】 18…TVカメラユニット(観察手段)、23…ズーム
レンズ(視野範囲可変手段)、33a,76…第1のフ
ットスイッチ(第1の操作手段)、33b,77…第2
のフットスイッチ(第2の操作手段)、39…XYステ
ージ制御部(観察視野移動手段)、40…ズーム制御部
(視野範囲可変手段)、61…電動マニピュレータ(観
察視野移動手段)、72…マニピュレータ制御部(観察
視野移動手段)、78…TVカメラアダプタ(観察手
段)。
BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is a schematic configuration diagram of an entire endoscope apparatus according to a first embodiment of the present invention. FIG. 2 is a schematic configuration diagram showing an internal configuration of a rigid endoscope and a TV camera unit according to the first embodiment. FIG. 3 is a schematic configuration diagram of a visual field conversion control unit according to the first embodiment. 4A is a plan view showing a state in which a wide-angle image is displayed on the screen of the TV monitor, FIG. 4B is a plan view showing a state in which an enlarged image is displayed on the screen of the TV monitor;
(C) is a top view which shows the screen of the TV monitor which performs a visual field conversion by image processing of an image. FIG. 5 is a plan view showing a screen of a TV monitor in which a plurality of dyes having different colors are attached to a treatment target tissue. FIG. 6 is a schematic configuration diagram showing a modified example of the visual field conversion control unit of the first embodiment. FIG. 7 is a schematic configuration diagram of an entire endoscope apparatus according to a second embodiment of the present invention. FIG. 8 is a schematic configuration diagram of a visual field conversion control unit according to a second embodiment. FIG. 9 is a schematic configuration diagram of an entire endoscope apparatus according to a third embodiment of the present invention. FIG. 10 is a schematic configuration diagram of a visual field conversion control unit according to a third embodiment. FIG. 11 is a schematic configuration diagram of an entire endoscope apparatus according to a fourth embodiment of the present invention. FIG. 12A is a plan view showing a state where a composite image of a marker and an image is displayed on the screen of the TV monitor, and FIG.
9 is a plan view showing a state in which the position of the composite image has moved. 13A is a schematic configuration diagram illustrating an example of a visual line detection device, and FIG. 13B is a schematic configuration diagram illustrating a modification of the visual line detection device of the fourth embodiment. FIG. 14 shows a fifth embodiment of the present invention.
(A) is a schematic configuration diagram of the entire endoscope apparatus, (B) is a schematic configuration diagram showing an internal configuration of a rigid endoscope and a TV camera unit,
(C) is a plan view showing an observation image of the rigid endoscope when the living tissue is near, and (D) is a plan view showing an observation image of the rigid endoscope when the living tissue is far. FIG. 15 is a schematic configuration diagram of an entire endoscope apparatus according to a sixth embodiment of the present invention. 16A is a plan view showing a main menu screen of the TV monitor, FIG. 16B is a plan view showing a state where a manipulator function is selected on the main menu screen of the TV monitor, and FIG. FIG. 4 is a plan view showing a state where a light source function is selected on a main menu screen. FIG. 17 is a schematic configuration diagram of an entire endoscope apparatus according to a seventh embodiment of the present invention. 18A is a schematic configuration diagram of a visual field conversion control unit according to a seventh embodiment, and FIG. 18B is a schematic configuration diagram illustrating a modified example of the visual field conversion control unit according to the seventh embodiment. FIG. 19 is a longitudinal sectional view showing a schematic configuration of a bending portion of an endoscope according to a seventh embodiment. FIG. 20 is a schematic configuration diagram of an entire endoscope apparatus according to an eighth embodiment of the present invention. FIG. 21 is a schematic configuration diagram of a visual field conversion control unit according to an eighth embodiment. FIG. 22 is a schematic configuration diagram of an entire endoscope apparatus according to a ninth embodiment of the present invention. FIG. 23 is a schematic configuration diagram of a visual field conversion control unit according to a ninth embodiment. FIG. 24 is a schematic configuration diagram showing a color marker portion at the tip of the forceps. FIG. 25 is a plan view showing an observation image of a rigid endoscope. [Description of Signs] 18 TV camera unit (observation means), 23 zoom lens (field-of-view range variable means), 33a, 76 ... first foot switch (first operation means), 33b, 77 ... second
Foot switch (second operation means), 39 ... XY stage control section (observation field moving means), 40 ... zoom control section (field of view range varying means), 61 ... electric manipulator (observation field moving means), 72 ... manipulator Control unit (observation field moving means), 78 ... TV camera adapter (observation means).

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 水野 均 東京都渋谷区幡ヶ谷2丁目43番2号 オ リンパス光学工業株式会社内 (56)参考文献 特開 平5−337118(JP,A) 特開 平1−197716(JP,A) 特開 平6−30896(JP,A) 特開 昭63−125082(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) A61B 1/00 - 1/32 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (72) Inventor Hitoshi Mizuno 2-43-2 Hatagaya, Shibuya-ku, Tokyo Inside Olympus Optical Co., Ltd. (56) References JP-A-5-337118 (JP, A) JP-A-1-197716 (JP, A) JP-A-6-30896 (JP, A) JP-A-63-125082 (JP, A) (58) Fields investigated (Int. Cl. 7 , DB name) A61B 1 / 00-1/32

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】 【請求項1】 体腔内を観察する観察手段と、 この観察手段で得られる画像の視野を移動させる視野移
動手段と、 前記観察手段で得られる画像の視野範囲を移動させる視
野範囲可変手段と、 前記視野移動手段の動作を制御する第1の操作手段と、縫合・結紮指令を受けた時に 前記視野範囲可変手段の動
作を、周期的に自動動作するように制御する第2の操作
手段と、 を具備したことを特徴とする体腔内観察装置。
(57) [Claims] 1. Observing means for observing the inside of a body cavity, visual field moving means for moving a visual field of an image obtained by the observing means, and a visual field range of an image obtained by the observing means , A first operation unit for controlling an operation of the visual field moving unit, and an operation of the visual field range variable unit automatically and periodically when a suturing / ligating command is received. And a second operating means for controlling the in-vivo observation apparatus.
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