JP4108958B2

JP4108958B2 - Endoscopic surgery system

Info

Publication number: JP4108958B2
Application number: JP2001325318A
Authority: JP
Inventors: 浩二安永; 孝深谷
Original assignee: Olympus Corp
Current assignee: Olympus Corp
Priority date: 2001-10-23
Filing date: 2001-10-23
Publication date: 2008-06-25
Anticipated expiration: 2021-10-23
Also published as: JP2003126115A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は内視鏡手術システムに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、外科分野特に脳神経外科等では、手術をより低侵襲に行なうために、内視鏡による観察が行なわれている。
【０００３】
また、頭蓋内で術部を処置するための作業空間を確保するために、図１５に示すようなシースを用いた内視鏡手術が行なわれている。この手術では、頭蓋骨に開けた小さな穴を通して、円筒状のシース１００を頭蓋内に挿入し、このシース１００内の空間に内視鏡１０１や術具１０２を挿入して手術するものである。このようなシース１００を用いた内視鏡手術において、内視鏡は一般的には、内視鏡支持装置に接続して使用されている。この内視鏡支持装置の例は、例えば実用新案登録第３００５４００号や米国特許第５６９５５００号に開示されている。
【０００４】
実用新案登録第３００５４００号では、内視鏡支持装置の固定、解除をおこない、内視鏡を自在に移動、固定可能にするものである。また、米国特許第５６９５５００号では、術部に対して規定した位置以上に術具が移動すると、ブレーキをロックし当該術具を固定するものである。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、実用新案登録第３００５４００号においては、シースを組み合せて使用する場合、内視鏡の挿入部は、光学系が内蔵されているため、内視鏡をシースに強く接触させると光学系が破損し、光学性能の劣化を招くという問題があった。また、内視鏡の先端が術部に接触すると、光学系に血液等が付着し観察性能を低下させてしまう問題があった。
【０００６】
これにより術者は、内視鏡とシースおよび内視鏡の先端と術部の位置関係に常に注意を払う必要があり、大きな疲労を招くとともに、手術時間の延長につながっていた。
【０００７】
一方、米国特許第５６９５５００号においては、患者の術部生体の情報により内視鏡の移動範囲を制御するため、システムが大掛かりであり、内視鏡の移動を容易に行なえない。
【０００８】
本発明はこのような課題に着目してなされたものであり、その目的とするところは、内視鏡の接触について注意を払う必要がなく、内視鏡の移動すなわち視野の移動が容易に行える簡便な内視鏡手術システムを提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するために、本発明の第１の態様に係る内視鏡手術システムは、術部を観察するための内視鏡と、体表から体内に挿入される筒状のシースと、前記内視鏡を移動可能に支持する移動支持装置と、前記内視鏡が前記シース内に設定された所定の空間領域内に存在するか否かを検出する検出手段と、前記検出手段による検出結果に基づいて、前記移動支持装置が前記内視鏡を移動させる動作を制御する制御手段とを備え、前記検出手段により前記内視鏡が前記所定の空間領域内に存在することが検出された場合に、前記制御手段は、前記移動支持装置が前記内視鏡の移動を停止させるように制御を行い、前記検出手段により前記内視鏡が前記所定の空間領域内に存在しないことが検出された場合に、前記制御手段は、前記移動支持装置が前記内視鏡を移動させるように制御を行う。
【００１０】
また、本発明の第２の態様に係る内視鏡手術システムは、術部を観察するための内視鏡と、体表から体内に挿入される筒状のシースと、前記内視鏡を移動可能に支持する移動支持装置と、前記内視鏡が前記シース内に設定された所定の空間領域内に存在するか否かを検出する検出手段と、前記検出手段による検出結果に基づいて、前記移動支持装置が前記内視鏡を移動させる動作を制御する制御手段とを備え、前記検出手段により前記内視鏡が前記所定の空間領域内に存在することが検出された場合に、前記制御手段は、前記移動支持装置が前記内視鏡の移動を停止させるように制御を行い、前記検出手段により前記内視鏡が前記所定の空間領域内に存在しないことが検出された場合に、前記検出手段はさらに、前記内視鏡が前記所定の空間領域よりも広い第２の空間領域に存在するか否かを検出し、前記内視鏡が前記第２の空間領域内に存在することが検出された場合に、前記制御手段は、前記移動支持装置が前記内視鏡を低速で移動させるように制御を行い、前記内視鏡が前記第２の空間領域内に存在しないことが検出された場合に、前記制御手段は、前記移動支持装置が前記内視鏡を高速で移動させるように制御を行う。
【００１１】
また、本発明の第３の態様に係る内視鏡手術システムは、術部を観察するための内視鏡と、体表から体内に挿入される筒状のシースと、前記内視鏡を移動可能に支持する移動支持装置と、前記内視鏡が前記シース内に設定された所定の空間領域内に存在するか否かを検出する検出手段と、前記検出手段による検出結果に基づいて、前記移動支持装置が前記内視鏡を移動させる動作を制御する制御手段とを備え、前記検出手段により前記内視鏡が前記所定の空間領域内に存在することが検出された場合に、前記制御手段は、前記移動支持装置が前記内視鏡の移動を停止させるように制御を行い、前記検出手段により前記内視鏡が前記所定の空間領域内に存在しないことが検出された場合に、前記検出手段はさらに、前記内視鏡が前記所定の空間領域よりも広い第２の空間領域に存在するか否かを検出し、前記内視鏡が前記第２の空間領域内に存在しないことが検出された場合に、前記制御手段は、前記移動支持装置が前記内視鏡を移動させるように制御を行い、前記内視鏡が前記第２の空間領域内に存在することが検出された場合に、前記制御手段は、前記移動支持装置が前記内視鏡の移動力量を重くするような制御を行う。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の実施形態を詳細に説明する。
【００１３】
（第１実施形態）
（構成）
図１は第１実施形態の構成を示す概略図である。患者５０はベッド１により支持されている。ベッドサイド１ａには本実施形態の移動支持装置２が接続されている。この移動支持装置２の先端には内視鏡３が接続されている。患者５０の頭部にはシース４が挿入されている。前記移動支持装置２にはコントロールボックス５が電気的に接続されている。
【００１４】
図２は上記した移動支持装置２の具体的な構成を説明するための図である。６はベッドサイド１ａのレールに固定可能なベッド固定部であり、その上方には、順に、関節７、支柱８、関節９、アーム１０、関節１１、アーム１２が接続されている。関節７はベッド固定部６に対し支柱８を鉛直軸Ｏ１まわりに回動可能、かつ固定可能に電磁ブレーキ１３ａを備えている。関節９は支柱８に対し、アーム１０を紙面に垂直な軸Ｏ２まわりに回動可能、かつ固定可能に電磁ブレーキ１３ｂを備えている。関節１１はアーム１０に対し、アーム１２を紙面に垂直な軸Ｏ３まわりに回動可能、かつ固定可能に電磁ブレーキ１３ｃを備えている。
【００１５】
回転軸Ｏ２，Ｏ３は鉛直軸Ｏ１と直交しかつ互いに平行である。
【００１６】
各電磁ブレーキ１３ａ，１３ｂ，１３ｃは通電時に固定が解除される負作動式ブレーキであり、後述のブレーキ駆動回路１５に接続されている。
【００１７】
アーム１２の先端にはブロック体１６が一体的に接続されている。１７は球体であり、ブロック体１６に対し転動可能に保持されかつ、ブロック体１６に一体的に接続されたソレノイド１８の動作により固定、解除可能である。ソレノイド１８は通電時に球体１７の固定を解除する構成であり、後述のソレノイド駆動回路３０に接続されている。
【００１８】
１９は球体１７の下方に一体的に接続され内視鏡３を保持する保持筒である。保持筒１９の外周には、押しボタン式のスイッチ２０が配設されている。スイッチ２０は後述のスイッチ入力回路に接続されている。
【００１９】
内視鏡３は先端に図示しない対物レンズ、ＣＣＤ（固体撮像素子）、照明光学系を備え、術部を撮像し図示しないＴＶモニターに表示する。内視鏡３の挿入部３ａには、挿入部３ａに対し距離Ｑ１の間隔を保ち２個のＴＶカメラ２１ａ，２１ｂが支持腕２２により接続されている。図中Ｒ１はＴＶカメラ２１ａとＴＶカメラ２１ｂを結ぶ直線に対する内視鏡３の先端の距離である。
【００２０】
シース４は軸Ｏ２１を中心とした円筒状をしており、円筒状のフランジ４ａを備えている。フランジ４ａには、４つのＬＥＤ２３ａ〜２３ｄが所定の位置関係で設置されている。この位置関係は図３に示すように中心軸Ｏ２１を中心とした半径Ｔ１をもつ円の円周を４等分した位置である。図３中Ｄ１はシース４の内径、Ｓ１はＬＥＤ２３ａ〜２３ｄ設置面からのシース４の長さを示している。Ｄ２は軸Ｏ２１を中心とするＤ１より小径の円の直径である。ＣはＤ１とＤ２をそれぞれ外径、内径とする長さＳ１の円筒状の領域である。
【００２１】
図４は、上記したコントロールボックス５の電気的構成について説明するための図である。
【００２２】
ＴＶカメラ２１ａ，２１ｂは各々ＴＶコントロールユニット２４ａ，２４ｂを介し、位置検出手段である計測回路２６に接続される。ＬＥＤ２３ａ〜２３ｄはＬＥＤ駆動装置２５を介して計測回路２６に接続される。
【００２３】
ブレーキ駆動回路１５は、前述の電磁ブレーキ１３ａ，１３ｂ，１３ｃに接続される。また、ソレノイド１８はソレノイド駆動回路３０に接続される。
【００２４】
演算回路２７は、前記計測回路２６、ブレーキ駆動回路１５、ソレノイド駆動回路３０、およびスイッチ入力回路２８に接続されている。スイッチ入力回路２８は前記スイッチ２０に接続されている。
【００２５】
ここで演算回路２７は、メモリを備え、以下の３つの情報が記憶されている。
【００２６】
▲１▼シース４のＬＥＤ２３ａ〜２３ｄを基準とした、シース４の中心Ｏ２１の位置、シース４の内径Ｄ１、長さＳ１。
【００２７】
▲２▼ＴＶカメラ２１ａ，２１ｂの位置を基準とした、内視鏡挿入部３ａの中心軸Ｏ２０の位置および内視鏡の挿入部３ａの外径ｄ、ＴＶカメラ２１ａ，２１ｂと内視鏡先端間の距離Ｒ１。
【００２８】
▲３▼図３に示す、シース４の内径Ｄ１とＤ２をそれぞれ外径、内径とする長さＳ１の円筒領域Ｃの立体的情報。（Ｄ２は図示しない入力装置により任意に設定可能である）
３１はリセットスイッチであり、入力回路３２を介して演算回路２７に接続されている。
【００２９】
（作用）
スイッチ２０が押されていない状態では、各電磁ブレーキ１３ａ〜１３ｃおよびソレノイド１８が固定されており、関節７，９，１１および球体１７も固定されている。すなわち内視鏡３は移動支持装置２により空間的に固定支持されている。
【００３０】
術者がスイッチ２０を押すと、スイッチ入力回路２８を介して演算回路２７に信号を出力する。これにより演算回路２７は、計測回路２６からの情報を入力し、演算を行い所定の信号をブレーキ駆動回路１５に出力する。
【００３１】
このときの作用を以下に説明する。計測回路２６からの指示により、ＬＥＤ駆動回路２５からの信号を受けて所定のタイミングでＬＥＤ２３ａ〜２３ｄが発光する。ＴＶカメラ２１ａ，２１ｂはＬＥＤ２３ａ〜２３ｄを撮像し、ＴＶカメラコントローラ２４ａ，２４ｂを介し計測回路２６に映像信号を出力する。計測回路２６は、この情報をもとに、ＴＶカメラ２１ａ，２１ｂに対するＬＥＤ２３ａ〜２３ｂの空間的位置を算出し、演算回路２７に情報を出力する。
【００３２】
演算回路２７はこの情報をもとに図５に従った処理を行なう。すなわち、演算回路２７は、ＴＶカメラ２１ａ，２１ｂとＬＥＤ２３ａ〜２３ｄの位置情報と、予め記憶されている前述の内視鏡３、シース４の情報により、シース４に対する内視鏡３の位置を演算し（ステップＳ１）、内視鏡３の先端がシース４の先端から突出しているか否かを判断する（ステップＳ３）。ここでの判断結果がＮＯの場合にはさらに、少なくとも内視鏡３の一部が図３に示す設定範囲である領域Ｃに含まれるか否かを判断する（ステップＳ５）。
【００３３】
ステップＳ３において、内視鏡３の先端がシース４の先端から突出していないと判断され（ステップＳ３の判断がＮＯ）、かつ、少なくとも内視鏡３の一部が図３に示す設定範囲である領域Ｃに含まれない（ステップＳ５の判断がＮＯ）と判断された場合、演算回路２７はブレーキ駆動回路１５およびソレノイド駆動回路３０に信号を出力し、各電磁ブレーキ１３ａ〜１３ｃおよびソレノイド１８の制動を解除する（ステップＳ７）。
【００３４】
これにより関節７，９，１１および球体１７が可動となり、内視鏡３は３次元的に移動、傾斜可能となる。
【００３５】
一方、内視鏡３をシース４内で移動させることにより、内視鏡３の先端がシース４の先端より突出する場合（ステップＳ３の判断がＹＥＳ）、または、少なくとも内視鏡３の一部が図３に示す設定範囲である領域Ｃに含まれる場合（ステップＳ５の判断がＹＥＳ）、演算回路２７はブレーキ駆動回路１５およびソレノイド駆動回路３０への信号出力を停止し（ステップＳ４、Ｓ６）、各電磁ブレーキ１３ａ〜１３ｃおよびソレノイド１８を固定する。
【００３６】
これにより関節７，９，１１および球体１７が固定され、内視鏡３が移動支持装置２により空間的に固定される。
【００３７】
この作用により、内視鏡３をシース４内で移動させる時、内視鏡３がシース４の内径Ｄ１に近接する領域であるＣに入ると、移動支持装置２により内視鏡３の移動が強制的に停止される。
【００３８】
この内視鏡３の強制的な固定状態を解除する場合は、リセットスイッチ３１を押す。これにより入力回路３２を介して演算回路２７に信号が出力され、内視鏡３が領域Ｃから外れるまでの間、演算回路２７はブレーキ駆動回路１５およびソレノイド駆動回路３０への信号を出力し、各電磁ブレーキ１３ａ〜１３ｃおよびソレノイド１８の制動を解除する。これにより関節７，９，１１および球体１７が可動となり、内視鏡３は一時的に３次元的に移動、傾斜可能となる。
【００３９】
（効果）
上記した第１実施形態によれば、スイッチ２０を押すことにより、関節７，９，１１および球体１７が可動となり、内視鏡３を手動で操作できるため、目的位置にすばやく内視鏡３が移動できる。
【００４０】
また、内視鏡３がシース４に接近すると強制的に内視鏡３の移動を停止するため、シース４への内視鏡３の接触を確実に防止できる。
【００４１】
（第２実施形態）
（構成）
図６は、本発明の第２実施形態の構成を説明するための図である。架台４０は、床面に対してキャスター４１により移動可能である。上下伸縮アーム４２は、架台４０に対して鉛直軸Ｏ３０と平行にアクチュエータ４６ａより伸縮可能である。旋回アーム４３は、上下伸縮アーム４２に対して、アクチュエータ４６ｂにより鉛直軸Ｏ３０まわりに旋回可能である。屈曲アーム４４は、旋回アーム４３上部に一体的に接続されＬ字形状をしたアームである。水平伸縮アーム４５は、屈曲アーム４４に対して、アクチュエータ４６ｃにより水平軸Ｏ３２と平行に伸縮可能である。
【００４２】
水平移動手段４７は、水平伸縮アーム４５の先端に一体的に接続され、内視鏡３を水平面内で移動可能である。この水平移動手段４７は、水平伸縮アーム４５の先端に一体的に接続されたガイド体４７ａと、前記ガイド体４７ａに対し図中矢印Ａ方向（紙面左右方向）にアクチュエータ４７ｂの駆動により移動可能な第１移動体４７ｃと、前記第１移動体４７ｃに対し図中矢印Ｂ方向（紙面垂直方向）にアクチュエータ４７ｄの駆動により移動可能な第２移動体４７ｅとからなる。
【００４３】
接続体４８は、第２移動体４７ｅの下部に一体的に接続され、下方に球体４９を転動可能に保持している。球体４９の下部には、第１実施形態と同様の内視鏡３が接続筒５０を介して一体的に接続されている。
【００４４】
内視鏡３の挿入部３ａには、挿入部３ａに対し所定の間隔を保ち２個の超音波受信手段５１ａ，５１ｂが支持腕２２により接続されている。図中Ｒ１は超音波受信手段５１ａ，５１ｂを結ぶ直線に対する内視鏡３の先端の距離である。超音波受信手段５１ａ，５１ｂは後述の超音波計測装置５５に接続されている。
【００４５】
ジョイスティック１５３は、前記水平移動手段４７および、上下伸縮アーム４２を動作させるための入力手段であり、図中の矢印の６方向の入力が可能である。ジョイスティック１５３は後述の入力回路５９に接続されている。
【００４６】
以下に図７を参照してシース５２の詳細な構成について説明する。シース５２は中心軸Ｏ２１を中心とした円筒状をしており、円筒状のフランジ５２ａを備えている。フランジ５２ａには、４つの超音波発信手段５３ａ〜５３ｄが所定の位置関係で設置されている。この位置関係は中心軸Ｏ２１を中心とし半径Ｔ１をもつ円の円周を４等分した位置である。支持腕６１は、シース５２の内周に延出しており、先端に球体６２を転動可能に支持している。球体６２には、貫通穴６２ａが形成され、内視鏡３が嵌挿されている。
【００４７】
図８はシース５２の内部空間を表した図である。図中Ｄ１はシース４の内径、Ｓ１は超音波発信手段５３ａ〜５３ｄ設置面からのシース５２の長さを示している。Ｄ２は軸Ｏ２１を中心とするＤ１より小径の円の直径である。Ｄ３は軸Ｏ２１を中心とするＤ２より小径の円の直径である。ＣはＤ１とＤ２をそれぞれ外径、内径とする長さＳ１の円筒状の領域である。ＥはＤ２とＤ３をそれぞれ外径、内径とする長さＳ１の円筒状の領域である。
【００４８】
次に図９を参照して入力回路５４を含めた電気的構成について説明する。２個の超音波受信手段５１ａ，５１ｂが接続された超音波計測装置５５は、演算回路５７に接続されている。また、４つの超音波発信手段５３ａ〜５３ｄが接続された超音波駆動装置５６は、演算回路５７に接続されている。
【００４９】
アクチュエータ４６ａ，４７ｂ，４７ｄは、それぞれアクチュエータ駆動回路５８ａ〜５８ｃを介し、演算回路５７に接続されている。
【００５０】
演算回路５７は各アクチュエータ駆動回路５８ａ〜５８ｃに駆動（２種）、停止の信号を出力する。
【００５１】
アクチュエータ駆動回路５８ａ〜５８ｃは、演算回路５７からの信号に従い、アクチュエータ４６ａ，４７ｂ，４７ｄの駆動速度を高速、低速２段階に切り換えて出力が可能である。
【００５２】
ジョイスティック１５３は、入力回路５４を介して演算回路５７に接続されている。
【００５３】
前述の全てのアクチュエータはモータである。
【００５４】
演算回路５７はメモリを備え、以下の３つの情報が記憶されている。
【００５５】
▲１▼シース５２の超音波発信手段５３ａ〜５３ｄを基準とした、シース５２の中心Ｏ２１の位置、シース５２の内径Ｄ１、長さＳ１。
【００５６】
▲２▼超音波受信手段５１ａ，５１ｂの位置を基準とした、内視鏡挿入部３ａの中心軸Ｏ２０の位置および内視鏡挿入部３ａの外径ｄ、超音波受信手段ａ，ｂと内視鏡先端間の距離Ｒ１。
【００５７】
▲３▼図８に示す、シース４の内径Ｄ１とＤ２をそれぞれ外径、内径とする長さＳ１の円筒領域Ｃの立体的情報。（Ｄ２は任意に設定可能）
▲４▼図８に示す、Ｄ２とＤ３をそれぞれ外径、内径とする長さＳ１の円筒領域Ｅの立体的情報。（Ｄ３は任意に設定可能）
（作用）
術者がジョイスティック１５３を操作すると、操作方向に応じた信号が入力回路５４から演算回路５７に出力される。これにより演算回路５７からの指示により超音波駆動装置５６からの信号を受けて超音波発信手段５３ａ〜５３ｄが超音波を発する。超音波受信手段５１ａ，５１ｂは超音波発信手段５３ａ〜５３ｄによる超音波を受信し超音波計測装置５５に信号を出力する。超音波計測装置５５は、この情報をもとに、超音波受信手段５１ａ，５１ｂに対する超音波発信手段５３ａ〜５３ｄの空間的位置を算出し、演算回路５７に情報を出力する。
【００５８】
演算回路５７は、この情報に基づき図１０に従った処理を行なう。すなわち、演算回路５７は、超音波受信手段５１ａ，５１ｂに対する超音波発信手段５３ａ〜５３ｄの位置情報と、予め記憶されている前述の内視鏡３、シース５２の情報により、シース５２に対する内視鏡３の位置を演算し（ステップＳ２０）、内視鏡３の先端がシース４の先端から突出しているか否かを判断する（ステップＳ２２）。ここでの判断結果がＮＯの場合にはさらに、少なくとも、少なくとも内視鏡３の一部が図８に示す設定範囲である領域ＣおよびＥに含まれる否かを判断する（ステップＳ２４、Ｓ２６）。
【００５９】
ステップＳ２２において、内視鏡３の先端がシースから突出していないと判断され（ステップＳ２２の判断がＮＯ）、かつ、少なくとも内視鏡３の一部が図８に示す設定範囲である領域ＣおよびＥに含まれない（ステップＳ２４、Ｓ２６の判断がＮＯ）と判断された場合、演算回路５７は各アクチュエータ駆動回路５８ａ〜５８ｃに信号を出力し、各アクチュエータ４６ａ，４７ｂ，４７ｄを高速で駆動させる（ステップＳ２８）。
【００６０】
ここでジョイスティック１５３の操作による具体的な動作を説明する。ジョイスティック１５３の傾斜および、押し引きにより、この入力に対応したアクチュエータが所定の方向に駆動する。
【００６１】
例えばアクチュエータ４６ａが駆動されると上下伸縮アーム４２が上下動し、内視鏡３がシース５２に対し進退する。
【００６２】
また、アクチュエータ４７ｂが駆動されると、アクチュエータ４７ａに対しアクチュエータ４７ｃが紙面左右方向に移動する。これにより内視鏡３がシース５２の球体６２の中心点を支点として球体４９を中心に傾斜する。
【００６３】
また、アクチュエータ４７ｄが駆動されると、アクチュエータ４７ｃに対しアクチュエータ４７ｅが紙面垂直方向に移動する。
【００６４】
同様に内視鏡３がシース５２の球体６２の中心点を支点として球体４９を中心に傾斜する。
【００６５】
さらに内視鏡３をシース５２内で移動させることにより、内視鏡３の先端がシース５２の先端から術部側に突出していない場合（ステップＳ２２の判断がＮＯ）で、かつ、少なくとも内視鏡３の一部が図８に示す設定範囲である領域Ｅのみに含まれる場合（ステップＳ２４の判断がＮＯ、ステップＳ２６の判断がＹＥＳ）、演算回路５７は各アクチュエータ駆動回路５８ａ〜５８ｃに信号を出力し、各アクチュエータ４６ａ，４７ｂ，４６ｄを低速で駆動する（ステップＳ２７）。
【００６６】
さらに内視鏡３の移動を続け、内視鏡３の先端がシース５２の先端から術部側に突出している場合（ステップＳ２２の判断がＹＥＳ）、または、少なくとも内視鏡３の一部が図８に示す設定範囲である領域Ｃに含まれる場合（ステップＳ２４の判断がＹＥＳ）、演算回路５７は各アクチュエータ駆動回路５８ａ〜５８ｃへの信号出力を停止し、各アクチュエータ４６ａ，４７ｂ，４６ｄを強制的に停止させる（ステップＳ２３、Ｓ２５）。これにより内視鏡３の移動が停止する。
【００６７】
この内視鏡３の強制的な固定状態を解除する場合は、図示しないリセットスイッチを押すと、第一実施形態と同様に内視鏡３が領域Ｃから外れるまでの間、一時的に内視鏡３が移動可能となる。
【００６８】
（効果）
上記した第２実施形態によれば、内視鏡３がジョイスティック１５３により操作可能であるため、術者は内視鏡３を直接手で把持して操作する必要がない。例えばジョイスティック１５３を足で操作するフットスイッチに搭載すれば、術者は手術作業を中断することなく内視鏡３の移動が可能となる。
【００６９】
また、内視鏡３がシース５２に接近したことを内視鏡３の移動速度を変化させて術者に知らせるため、術者は予め意識しながら内視鏡３を操作可能となり、内視鏡３が急に移動停止し、手術が中断することがない。
【００７０】
（第３実施形態）
（構成）
本実施形態は第１実施形態と電気的構成のみが異なり、これに関して説明する。同様の部分は同一の番号を付して、説明は省略する。
【００７１】
図１１に従い電気的構成を説明する。図中７０は演算回路であり、第１実施形態に加えて以下の点が異なる。
【００７２】
▲１▼第２実施形態の図８に示す、Ｄ２とＤ３をそれぞれ外径、内径とする長さＳ１の円筒領域Ｅの立体的情報を記憶している。（Ｄ３は任意に設定可能）
▲２▼演算回路７０はブレーキ駆動回路７１およびソレノイド駆動回路７２に接続されており、固定、解除、半固定の３つの情報を出力する。
【００７３】
▲３▼ブレーキ駆動回路７１およびソレノイド駆動回路７２は、半固定状態では、電磁ブレーキ１３ａ〜１３ｃ及びソレノイド１８に図１２に示すようなパルス状の電圧を供給する。これにより電磁ブレーキ１３ａ〜１３ｃ、ソレノイド１８は半固定状態となる。
【００７４】
（作用）
第１実施形態と異なる部分についてのみ図１３を参照してその作用を説明する。ここでは、第１実施形態と比較してステップＳ５’及び６’が追加されている。内視鏡３をシース４内で移動させることにより、少なくとも内視鏡３の一部が図８に示す設定範囲である領域Ｅのみに含まれる場合（ステップＳ５’の判断がＹＥＳ）、演算回路７０はブレーキ駆動回路７１、ソレノイド駆動回路７２に半固定の信号を出力する。これによりブレーキ駆動回路７１、ソレノイド駆動回路７２はそれぞれ電磁ブレーキ１３ａ〜１３ｃおよびソレノイド１８にパルス状の電圧を供給し、半固定状態にする（ステップＳ６’）。これにより関節７，９，１１および球体１７が半固定状態となり、内視鏡３の移動力量が重くなる。
【００７５】
さらに内視鏡３の移動を続け、内視鏡３の先端がシース４より突出する場合（ステップＳ３の判断がＹＥＳ）、または、少なくとも内視鏡３の一部が図８に示す設定範囲である領域Ｃに含まれる場合（ステップＳ５の判断がＹＥＳ）には、演算回路７０はブレーキ駆動回路７１、ソレノイド駆動回路７２への信号出力を停止し、電磁ブレーキ１３ａ〜１３ｃおよびソレノイド１８を強制的に固定させる（ステップＳ４）。これにより内視鏡３の移動が固定される。
【００７６】
（効果）
上記した第３実施形態によれば、第１実施形態に対して、内視鏡３がシース４に接近すると、内視鏡３を移動させる操作力を変化させて術者に知らせるため、術者は予め意識しながら内視鏡３を操作可能となり、内視鏡が急に移動停止し、手術が中断することがない。
【００７７】
（第４実施形態）
（構成）
本実施形態は第１実施形態と電気的構成のみ異なり、これに関して説明する。同様の部分は同一の番号を付して、説明は省略する。
【００７８】
図１４に従い電気的構成を説明する。図中７４は演算回路であり、第１実施形態に加えて以下の点が異なる。
【００７９】
▲１▼第２実施形態の図８に示す、Ｄ２とＤ３をそれぞれ外径、内径とする長さＳ１の円筒領域Ｅの立体的情報を記憶している。（Ｄ３は任意に設定可能）
▲２▼演算回路７４は、スピーカー７５にスピーカ駆動回路７６を介して接続され、計測回路２６からの情報により、スピーカ駆動回路７６に信号を出力する。
【００８０】
（作用）
第１実施形態と異なる作用についてのみ説明する。本作用は、図１３のフローチャートの「ブレーキ、ソレノイド半固定」の処理（ステップＳ６’）を「スピーカーから発音」の処理に変更したものである。
【００８１】
内視鏡３をシース内で移動させることにより、少なくとも内視鏡３の一部が図８に示す設定範囲である領域Ｅのみに含まれる場合（ステップＳ５’の判断がＹＥＳ）、演算回路７４は、スピーカ駆動回路７６に信号を出力し、スピーカー７５から音を発生させる。
【００８２】
さらに内視鏡３の移動を続け、内視鏡３の先端がシース４より突出する場合（ステップＳ３の判断がＹＥＳ）、または、少なくとも内視鏡３の一部が図８に示す設定範囲である領域Ｃに含まれる場合（ステップＳ５の判断がＹＥＳ）は、第１実施形態と同様に電磁ブレーキ１３ａ〜１３ｃおよびソレノイド１８を強制的に固定し（ステップＳ４）、内視鏡３の移動を固定する。
【００８３】
（効果）
上記した第４実施形態によれば、第３実施形態に対して、内視鏡３のシース４に対する接近を音にて術者に知らせるため、簡単な構成で実現できる。
【００８４】
なお、上記した具体的実施形態から以下のような構成の発明が抽出される。
【００８５】
［付記項］
（１）術部を観察するための内視鏡と、
体表から体内に挿入される筒状のシースと、
前記内視鏡を移動可能に支持する移動支持装置と、
前記内視鏡と前記シースの相対位置を検出する相対位置検出手段と、
前記相対位置検出手段での検出結果に基づいて所定の演算を行い、前記移動支持装置の動作状態を変化させる演算手段と
を備えたことを特徴とする内視鏡手術システム。
【００８６】
（２）前記移動支持装置は、各々が固定、解除が可能な少なくとも１つの関節を備え、この関節を介して前記内視鏡を移動または固定することを特徴とする（１）記載の内視鏡手術システム。
【００８７】
（３）前記移動支持装置は、少なくとも１つの駆動手段を備え、前記駆動手段の動作により、前記内視鏡を移動または停止させることを特徴とする（１）記載の内視鏡手術システム。
【００８８】
（４）前記相対位置検出手段は、光学的位置計測手段であることを特徴とする（１）〜（３）記載の内視鏡手術システム。
【００８９】
（５）前記相対位置検出手段は超音波を用いて位置検出を行なうことを特徴とする（１）〜（３）記載の内視鏡手術システム。
【００９０】
（６）前記演算手段は、前記シース内の所定の空間領域に対する内視鏡の位置を演算し、前記関節の固定、解除状態を変化させることを特徴とする（２）記載の内視鏡手術装置。
【００９１】
（７）前記演算手段は、前記シース内の所定の空間領域に対する内視鏡の位置を演算し、前記駆動手段の駆動状態を変化させることを特徴とする（３）記載の内視鏡手術システム。
【００９２】
（８）前記演算手段は、前記シース内の所定の空間領域に対する内視鏡の位置を演算し、音を発することを特徴とする（１）〜（５）記載の内視鏡手術システム。
【００９３】
（９）前記所定の空間領域は複数であることを特徴とする（６）〜（８）記載の内視鏡手術システム。
【００９４】
（１０）前記演算手段は（６）〜（８）の少なくとも２つの構成を組合せたことを特徴とする（６）〜（８）記載の内視鏡手術システム。
【００９５】
【発明の効果】
請求項１に記載の発明によれば、内視鏡と組み合わせて使用されるシースを基準として、内視鏡の位置を検出し、移動支持装置の動作状態を変化させるため、システムが簡便でありながら、内視鏡がシースや術部に接触することを防止することが可能になる。これにより、術者は内視鏡の位置を気にせず操作が可能となり、手術中の疲労軽減、手術時間の短縮につながる。
【００９６】
また、請求項２に記載の発明によれば、内視鏡を手動で移動固定が可能であり、目的位置にすばやく内視鏡が移動できる。請求項１に記載の発明の効果に加えて、さらに手術時間の短縮が図れる。
【００９７】
また、請求項３に記載の発明によれば、電動で内視鏡を移動させるため、請求項１に記載の発明の効果に加えて、さらに術者の疲労軽減が図れる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施形態の構成を示す概略図である。
【図２】図１に示す移動支持装置２の具体的な構成を説明するための図である。
【図３】４つのＬＥＤ２３ａ〜２３ｄが所定の位置関係で設置されているようすを示す図である。
【図４】コントロールボックス５の電気的構成について説明するための図である。
【図５】本発明の第１実施形態の作用を説明するためのフローチャートである。
【図６】本発明の第２実施形態の構成を説明するための図である。
【図７】シース５２の詳細な構成について説明するための図である。
【図８】シース５２の内部空間を表した図である。
【図９】コントロールボックス５４を含めた電気的構成について説明するための図である。
【図１０】本発明の第２実施形態の作用を説明するためのフローチャートである。
【図１１】本発明の第３実施形態の構成を説明するための図である。
【図１２】電磁ブレーキ１３ａ〜１３ｃ及びソレノイド１８に供給されるパルス状の電圧を示す図である。
【図１３】本発明の第３実施形態の作用を説明するためのフローチャートである。
【図１４】本発明の第４実施形態の構成を説明するための図である。
【図１５】従来の内視鏡手術について説明するための図である。
【符号の説明】
１ベッド
１ａベッドサイド
２移動支持装置
３内視鏡
３ａ挿入部
４シース
４ａフランジ
５コントロールボックス
６ベッド固定部
７関節
８支柱
９関節
１０アーム
１１関節
１２アーム
１３ａ電磁ブレーキ
１３ｂ電磁ブレーキ
１３ｃ電気ブレーキ
１５ブレーキ駆動回路
１６ブロック体
１７球体
１８ソレノイド
１９保持筒
２０スイッチ
２１ａ、２１ｂＴＶカメラ
２２支持腕
２３ａ〜２３ｄＬＥＤ
２４ａ〜２４ｂＴＶコントロールユニット
２５ＬＥＤ駆動装置
２６計測回路
２７演算回路
２８スイッチ入力回路
３０ソレノイド駆動回路
３１リセットスイッチ
３２入力回路[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an endoscopic surgical system.
[0002]
[Prior art]
2. Description of the Related Art Conventionally, in the surgical field, particularly neurosurgery, observation with an endoscope has been performed in order to perform a less invasive operation.
[0003]
Further, endoscopic surgery using a sheath as shown in FIG. 15 is performed in order to secure a working space for treating the surgical site within the skull. In this operation, a cylindrical sheath 100 is inserted into the skull through a small hole formed in the skull, and the endoscope 101 and the surgical instrument 102 are inserted into the space in the sheath 100 for the operation. In endoscopic surgery using such a sheath 100, the endoscope is generally used by being connected to an endoscope support device. Examples of this endoscope support apparatus are disclosed in, for example, Utility Model Registration No. 3005400 and US Pat. No. 5,695,500.
[0004]
In Utility Model Registration No. 3005400, the endoscope support device is fixed and released so that the endoscope can be moved and fixed freely. Further, in US Pat. No. 5,695,500, when the surgical instrument moves beyond the position defined with respect to the surgical site, the brake is locked and the surgical instrument is fixed.
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
However, in Utility Model Registration No. 3005400, when a sheath is used in combination, the insertion portion of the endoscope has an optical system built therein, so that the optical system is damaged if the endoscope is brought into strong contact with the sheath. However, there is a problem in that the optical performance is deteriorated. In addition, when the distal end of the endoscope comes into contact with the surgical site, there is a problem that blood or the like adheres to the optical system and the observation performance is deteriorated.
[0006]
As a result, the surgeon must always pay attention to the positional relationship between the endoscope, the sheath, and the distal end of the endoscope, and the surgical site, which causes great fatigue and extends the operation time.
[0007]
On the other hand, in US Pat. No. 5,695,500, since the range of movement of the endoscope is controlled based on information on the living body of the patient's operative part, the system is large and the endoscope cannot be moved easily.
[0008]
The present invention has been made paying attention to such problems, and the purpose thereof is not to pay attention to the contact of the endoscope, and the endoscope can be easily moved, that is, the visual field can be moved. The object is to provide a simple endoscopic surgery system.
[0009]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, an endoscopic surgery system according to a first aspect of the present invention includes an endoscope for observing a surgical site, a cylindrical sheath inserted from the body surface into the body, and A movable support device that movably supports the endoscope, a detection unit that detects whether or not the endoscope is present in a predetermined space region set in the sheath, and the detection unit Control means for controlling the movement of the endoscope to move the endoscope based on the detection result. When the detection means detects that the endoscope is present in the predetermined space region, the control means controls the movement support device to stop the movement of the endoscope. And when the detection means detects that the endoscope does not exist within the predetermined space region, the control means performs control so that the movement support device moves the endoscope. .
[0010]
Moreover, the endoscopic surgery system according to the second aspect of the present invention includes: An endoscope for observing the surgical site, a cylindrical sheath inserted into the body from the body surface, a moving support device for movably supporting the endoscope, and the endoscope in the sheath Detecting means for detecting whether or not the predetermined space area is set, and control means for controlling an operation of moving the endoscope by the moving support device based on a detection result by the detecting means; With When the detection unit detects that the endoscope is present in the predetermined space region, the control unit is configured so that the movement support device is the endoscope. Stop moving And when the detection means detects that the endoscope does not exist in the predetermined space area, the detection means Further, it is detected whether or not the endoscope is present in a second spatial region wider than the predetermined spatial region, and it is detected that the endoscope is present in the second spatial region. In this case, the control means performs control so that the movement support device moves the endoscope at a low speed, and when it is detected that the endoscope does not exist in the second space region. The control means controls the moving support device to move the endoscope at a high speed. .
[0011]
Moreover, the endoscopic surgery system according to the third aspect of the present invention includes: An endoscope for observing the surgical site, a cylindrical sheath inserted into the body from the body surface, a moving support device for movably supporting the endoscope, and the endoscope in the sheath Detecting means for detecting whether or not the predetermined space area is set, and control means for controlling an operation of moving the endoscope by the moving support device based on a detection result by the detecting means; With The endoscope is present in the predetermined space area by the detecting means. Do When this is detected, the control means performs control so that the movement support device stops the movement of the endoscope, and the endoscope is present in the predetermined space region by the detection means. do not do The detection means is further configured so that the endoscope is more than the predetermined space region. wide Detects whether the endoscope exists in the second space area, and the endoscope exists in the second space area do not do When the movement is detected, the movement support device is Move Control to move, and the endoscope is present in the second space region Do When the movement is detected, the movement support device is To increase the amount of movement Take control.
[0012]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
[0013]
(First embodiment)
(Constitution)
FIG. 1 is a schematic diagram showing the configuration of the first embodiment. The patient 50 is supported by the bed 1. The movement support device 2 of this embodiment is connected to the bedside 1a. An endoscope 3 is connected to the distal end of the moving support device 2. A sheath 4 is inserted in the head of the patient 50. A control box 5 is electrically connected to the movement support device 2.
[0014]
FIG. 2 is a diagram for explaining a specific configuration of the above-described moving support device 2. Reference numeral 6 denotes a bed fixing portion that can be fixed to the rail of the bedside 1a, and a joint 7, a column 8, a joint 9, an arm 10, a joint 11, and an arm 12 are connected to the upper portion of the bed fixing portion. The joint 7 includes an electromagnetic brake 13a so that the column 8 can be rotated around the vertical axis O1 with respect to the bed fixing portion 6 and can be fixed. The joint 9 includes an electromagnetic brake 13b with respect to the support column 8 so that the arm 10 can be rotated about an axis O2 perpendicular to the paper surface and can be fixed. The joint 11 is provided with an electromagnetic brake 13c with respect to the arm 10 so that the arm 12 can be rotated around an axis O3 perpendicular to the paper surface and can be fixed.
[0015]
The rotation axes O2 and O3 are orthogonal to the vertical axis O1 and parallel to each other.
[0016]
Each of the electromagnetic brakes 13a, 13b, and 13c is a negatively operated brake that is unlocked when energized, and is connected to a brake drive circuit 15 described later.
[0017]
A block body 16 is integrally connected to the tip of the arm 12. Reference numeral 17 denotes a spherical body, which is held so as to be able to roll with respect to the block body 16 and can be fixed and released by the operation of a solenoid 18 integrally connected to the block body 16. The solenoid 18 is configured to release the fixation of the sphere 17 when energized, and is connected to a solenoid drive circuit 30 described later.
[0018]
Reference numeral 19 denotes a holding cylinder that is integrally connected to the lower side of the sphere 17 and holds the endoscope 3. A push button type switch 20 is disposed on the outer periphery of the holding cylinder 19. The switch 20 is connected to a switch input circuit described later.
[0019]
The endoscope 3 includes an objective lens (not shown), a CCD (solid-state imaging device), and an illumination optical system at the distal end. Two TV cameras 21 a and 21 b are connected to the insertion portion 3 a of the endoscope 3 by a support arm 22 while maintaining a distance of Q1 with respect to the insertion portion 3 a. In the figure, R1 is the distance of the tip of the endoscope 3 with respect to a straight line connecting the TV camera 21a and the TV camera 21b.
[0020]
The sheath 4 has a cylindrical shape centered on the axis O21, and includes a cylindrical flange 4a. Four LEDs 23a to 23d are installed on the flange 4a in a predetermined positional relationship. This positional relationship is a position obtained by dividing the circumference of a circle having a radius T1 around the central axis O21 into four equal parts as shown in FIG. 3, D1 indicates the inner diameter of the sheath 4, and S1 indicates the length of the sheath 4 from the LED 23a to 23d installation surface. D2 is the diameter of a circle having a smaller diameter than D1 with the axis O21 as the center. C is a cylindrical region having a length S1 in which D1 and D2 are an outer diameter and an inner diameter, respectively.
[0021]
FIG. 4 is a diagram for explaining the electrical configuration of the control box 5 described above.
[0022]
The TV cameras 21a and 21b are connected to a measurement circuit 26 serving as position detection means via TV control units 24a and 24b, respectively. The LEDs 23 a to 23 d are connected to the measurement circuit 26 via the LED driving device 25.
[0023]
The brake drive circuit 15 is connected to the electromagnetic brakes 13a, 13b, and 13c described above. The solenoid 18 is connected to a solenoid drive circuit 30.
[0024]
The arithmetic circuit 27 is connected to the measurement circuit 26, the brake drive circuit 15, the solenoid drive circuit 30, and the switch input circuit 28. The switch input circuit 28 is connected to the switch 20.
[0025]
Here, the arithmetic circuit 27 includes a memory and stores the following three pieces of information.
[0026]
(1) The position of the center O21 of the sheath 4, the inner diameter D1, and the length S1 of the sheath 4 with reference to the LEDs 23a to 23d of the sheath 4.
[0027]
(2) The position of the central axis O20 of the endoscope insertion portion 3a, the outer diameter d of the insertion portion 3a of the endoscope, the TV cameras 21a, 21b and the distal end of the endoscope with respect to the positions of the TV cameras 21a, 21b Distance R1 between.
[0028]
(3) Three-dimensional information of the cylindrical region C having a length S1 with the inner diameter D1 and D2 of the sheath 4 shown in FIG. (D2 can be arbitrarily set by an input device not shown)
A reset switch 31 is connected to the arithmetic circuit 27 via the input circuit 32.
[0029]
(Function)
In a state where the switch 20 is not pressed, the electromagnetic brakes 13a to 13c and the solenoid 18 are fixed, and the joints 7, 9, 11 and the sphere 17 are also fixed. That is, the endoscope 3 is spatially fixed and supported by the moving support device 2.
[0030]
When the operator presses the switch 20, a signal is output to the arithmetic circuit 27 through the switch input circuit 28. As a result, the arithmetic circuit 27 inputs information from the measurement circuit 26, performs an arithmetic operation, and outputs a predetermined signal to the brake drive circuit 15.
[0031]
The operation at this time will be described below. In response to an instruction from the measurement circuit 26, the LEDs 23a to 23d emit light at a predetermined timing in response to a signal from the LED drive circuit 25. The TV cameras 21a and 21b take images of the LEDs 23a to 23d, and output video signals to the measuring circuit 26 via the TV camera controllers 24a and 24b. Based on this information, the measurement circuit 26 calculates the spatial positions of the LEDs 23a to 23b with respect to the TV cameras 21a and 21b, and outputs the information to the arithmetic circuit 27.
[0032]
The arithmetic circuit 27 performs processing according to FIG. 5 based on this information. That is, the arithmetic circuit 27 calculates the position of the endoscope 3 relative to the sheath 4 based on the position information of the TV cameras 21a and 21b and the LEDs 23a to 23d and the information of the endoscope 3 and the sheath 4 stored in advance. Then, it is determined whether or not the distal end of the endoscope 3 protrudes from the distal end of the sheath 4 (step S3). If the determination result here is NO, it is further determined whether or not at least a part of the endoscope 3 is included in the region C that is the set range shown in FIG. 3 (step S5).
[0033]
In step S3, it is determined that the distal end of the endoscope 3 does not protrude from the distal end of the sheath 4 (NO in step S3), and at least a part of the endoscope 3 is within the set range shown in FIG. When it is determined that it is not included in the region C (NO in step S5), the arithmetic circuit 27 outputs a signal to the brake drive circuit 15 and the solenoid drive circuit 30, and brakes the electromagnetic brakes 13a to 13c and the solenoid 18. Is released (step S7).
[0034]
As a result, the joints 7, 9, 11 and the sphere 17 are movable, and the endoscope 3 can be moved and tilted three-dimensionally.
[0035]
On the other hand, by moving the endoscope 3 within the sheath 4, the distal end of the endoscope 3 protrudes from the distal end of the sheath 4 (Yes in step S <b> 3), or at least a part of the endoscope 3. Is included in the region C, which is the set range shown in FIG. 3 (YES in step S5), the arithmetic circuit 27 stops signal output to the brake drive circuit 15 and the solenoid drive circuit 30 (steps S4 and S6). The electromagnetic brakes 13a to 13c and the solenoid 18 are fixed.
[0036]
As a result, the joints 7, 9, 11 and the sphere 17 are fixed, and the endoscope 3 is spatially fixed by the movement support device 2.
[0037]
Due to this action, when the endoscope 3 is moved in the sheath 4, if the endoscope 3 enters C, which is a region close to the inner diameter D 1 of the sheath 4, the movement support device 2 moves the endoscope 3. It is forcibly stopped.
[0038]
In order to cancel the forced fixing state of the endoscope 3, the reset switch 31 is pushed. As a result, a signal is output to the arithmetic circuit 27 via the input circuit 32, and the arithmetic circuit 27 outputs signals to the brake drive circuit 15 and the solenoid drive circuit 30 until the endoscope 3 is removed from the region C. The brakes of the electromagnetic brakes 13a to 13c and the solenoid 18 are released. As a result, the joints 7, 9, 11 and the sphere 17 are movable, and the endoscope 3 can be temporarily moved and tilted three-dimensionally.
[0039]
(effect)
According to the first embodiment described above, when the switch 20 is pressed, the joints 7, 9, 11 and the sphere 17 are movable, and the endoscope 3 can be manually operated. Therefore, the endoscope 3 can be quickly moved to the target position. I can move.
[0040]
Further, since the movement of the endoscope 3 is forcibly stopped when the endoscope 3 approaches the sheath 4, the contact of the endoscope 3 with the sheath 4 can be reliably prevented.
[0041]
(Second Embodiment)
(Constitution)
FIG. 6 is a diagram for explaining the configuration of the second embodiment of the present invention. The gantry 40 can be moved by a caster 41 with respect to the floor surface. The vertical telescopic arm 42 can be expanded and contracted by the actuator 46 a in parallel to the vertical axis O <b> 30 with respect to the gantry 40. The swivel arm 43 can swivel around the vertical axis O30 by the actuator 46b with respect to the vertical telescopic arm 42. The bending arm 44 is an L-shaped arm that is integrally connected to the upper portion of the turning arm 43. The horizontal telescopic arm 45 can be expanded and contracted with respect to the bending arm 44 by an actuator 46c in parallel with the horizontal axis O32.
[0042]
The horizontal moving means 47 is integrally connected to the distal end of the horizontal telescopic arm 45 and can move the endoscope 3 in a horizontal plane. The horizontal moving means 47 is movable in the direction of arrow A in the figure (left and right in the drawing) with respect to the guide body 47a integrally connected to the tip of the horizontal telescopic arm 45 and driven by the actuator 47b. The first moving body 47c and the second moving body 47e movable with respect to the first moving body 47c in the direction of arrow B (perpendicular to the plane of the drawing) by driving the actuator 47d.
[0043]
The connecting body 48 is integrally connected to the lower part of the second moving body 47e, and holds the sphere 49 in a rollable manner below. An endoscope 3 similar to that of the first embodiment is integrally connected to the lower part of the sphere 49 via a connection tube 50.
[0044]
Two ultrasonic receiving means 51 a and 51 b are connected to the insertion portion 3 a of the endoscope 3 by a support arm 22 at a predetermined interval with respect to the insertion portion 3 a. In the figure, R1 is the distance of the tip of the endoscope 3 with respect to a straight line connecting the ultrasonic wave receiving means 51a and 51b. The ultrasonic receiving means 51a and 51b are connected to an ultrasonic measuring device 55 described later.
[0045]
The joystick 153 is an input means for operating the horizontal moving means 47 and the vertical telescopic arm 42, and can input in six directions indicated by arrows in the figure. The joystick 153 is connected to an input circuit 59 described later.
[0046]
The detailed configuration of the sheath 52 will be described below with reference to FIG. The sheath 52 has a cylindrical shape centered on the central axis O21, and includes a cylindrical flange 52a. Four ultrasonic transmission means 53a to 53d are installed on the flange 52a in a predetermined positional relationship. This positional relationship is a position obtained by dividing the circumference of a circle having a radius T1 around the central axis O21 into four equal parts. The support arm 61 extends to the inner periphery of the sheath 52, and supports the sphere 62 at its tip so that it can roll. A through hole 62a is formed in the sphere 62, and the endoscope 3 is inserted therein.
[0047]
FIG. 8 is a view showing the internal space of the sheath 52. In the figure, D1 indicates the inner diameter of the sheath 4, and S1 indicates the length of the sheath 52 from the installation surface of the ultrasonic wave transmitting means 53a to 53d. D2 is the diameter of a circle having a smaller diameter than D1 with the axis O21 as the center. D3 is the diameter of a circle having a smaller diameter than D2 centered on the axis O21. C is a cylindrical region having a length S1 in which D1 and D2 are an outer diameter and an inner diameter, respectively. E is a cylindrical region having a length S1 in which D2 and D3 are an outer diameter and an inner diameter, respectively.
[0048]
Next, the electrical configuration including the input circuit 54 will be described with reference to FIG. The ultrasonic measuring device 55 to which the two ultrasonic receiving means 51 a and 51 b are connected is connected to the arithmetic circuit 57. Further, the ultrasonic drive device 56 to which the four ultrasonic transmission means 53 a to 53 d are connected is connected to the arithmetic circuit 57.
[0049]
The actuators 46a, 47b and 47d are connected to the arithmetic circuit 57 via actuator drive circuits 58a to 58c, respectively.
[0050]
The arithmetic circuit 57 drives (two types) to each actuator drive circuit 58a-58c, and outputs a stop signal.
[0051]
The actuator drive circuits 58a to 58c can output by switching the drive speed of the actuators 46a, 47b, and 47d between high speed and low speed in accordance with a signal from the arithmetic circuit 57.
[0052]
The joystick 153 is connected to the arithmetic circuit 57 via the input circuit 54.
[0053]
All the actuators described above are motors.
[0054]
The arithmetic circuit 57 includes a memory and stores the following three pieces of information.
[0055]
(1) The position of the center O21 of the sheath 52, the inner diameter D1, and the length S1 of the sheath 52 with reference to the ultrasonic wave transmitting means 53a to 53d of the sheath 52.
[0056]
(2) The position of the central axis O20 of the endoscope insertion portion 3a and the outer diameter d of the endoscope insertion portion 3a with respect to the positions of the ultrasonic reception means 51a and 51b, the ultrasonic reception means a and b, Distance R1 between endoscope tips.
[0057]
(3) Three-dimensional information of the cylindrical region C having a length S1 with the inner diameters D1 and D2 of the sheath 4 shown in FIG. (D2 can be set arbitrarily)
(4) Three-dimensional information of a cylindrical region E having a length S1 having an outer diameter and an inner diameter D2 and D3, respectively, as shown in FIG. (D3 can be set arbitrarily)
(Function)
When the operator operates the joystick 153, a signal corresponding to the operation direction is output from the input circuit 54 to the arithmetic circuit 57. Thereby, the ultrasonic transmission means 53a-53d emits an ultrasonic wave in response to an instruction from the arithmetic circuit 57 in response to a signal from the ultrasonic driving device 56. The ultrasonic receivers 51 a and 51 b receive the ultrasonic waves from the ultrasonic transmitters 53 a to 53 d and output signals to the ultrasonic measuring device 55. Based on this information, the ultrasonic measurement device 55 calculates the spatial positions of the ultrasonic transmission means 53a to 53d with respect to the ultrasonic reception means 51a and 51b, and outputs the information to the arithmetic circuit 57.
[0058]
The arithmetic circuit 57 performs processing according to FIG. 10 based on this information. That is, the arithmetic circuit 57 uses the position information of the ultrasonic wave transmitting means 53a to 53d with respect to the ultrasonic wave receiving means 51a and 51b and the previously stored information on the endoscope 3 and the sheath 52 to perform an internal view on the sheath 52. The position of the mirror 3 is calculated (step S20), and it is determined whether or not the distal end of the endoscope 3 protrudes from the distal end of the sheath 4 (step S22). If the determination result here is NO, it is further determined whether or not at least a part of the endoscope 3 is included in the regions C and E that are the setting range shown in FIG. 8 (steps S24 and S26). .
[0059]
In step S22, it is determined that the distal end of the endoscope 3 does not protrude from the sheath (the determination in step S22 is NO), and at least a part of the endoscope 3 has a set range shown in FIG. If it is determined that it is not included in E (NO in steps S24 and S26), the arithmetic circuit 57 outputs a signal to each actuator drive circuit 58a to 58c to drive each actuator 46a, 47b, 47d at high speed. (Step S28).
[0060]
Here, a specific operation by operating the joystick 153 will be described. The actuator corresponding to this input is driven in a predetermined direction by tilting and pushing / pulling the joystick 153.
[0061]
For example, when the actuator 46 a is driven, the vertical extendable arm 42 moves up and down, and the endoscope 3 advances and retreats with respect to the sheath 52.
[0062]
When the actuator 47b is driven, the actuator 47c moves in the left-right direction on the paper with respect to the actuator 47a. As a result, the endoscope 3 tilts around the sphere 49 with the center point of the sphere 62 of the sheath 52 as a fulcrum.
[0063]
When the actuator 47d is driven, the actuator 47e moves in the direction perpendicular to the paper surface with respect to the actuator 47c.
[0064]
Similarly, the endoscope 3 tilts around the sphere 49 with the center point of the sphere 62 of the sheath 52 as a fulcrum.
[0065]
Further, when the endoscope 3 is moved in the sheath 52, the distal end of the endoscope 3 does not protrude from the distal end of the sheath 52 to the surgical site side (NO in Step S22), and at least the endoscope When a part of the mirror 3 is included only in the region E that is the set range shown in FIG. 8 (NO in step S24, YES in step S26), the arithmetic circuit 57 sends signals to the actuator drive circuits 58a to 58c. And the actuators 46a, 47b, 46d are driven at a low speed (step S27).
[0066]
If the endoscope 3 continues to move, and the distal end of the endoscope 3 protrudes from the distal end of the sheath 52 toward the surgical site (YES in step S22), or at least a part of the endoscope 3 is When included in the region C, which is the setting range shown in FIG. 8 (YES in step S24), the arithmetic circuit 57 stops signal output to the actuator drive circuits 58a to 58c, and the actuators 46a, 47b, and 46d are turned off. The operation is forcibly stopped (steps S23 and S25). Thereby, the movement of the endoscope 3 is stopped.
[0067]
When releasing the forced fixing state of the endoscope 3, when a reset switch (not shown) is pressed, the endoscope 3 is temporarily viewed until the endoscope 3 is removed from the region C as in the first embodiment. The mirror 3 becomes movable.
[0068]
(effect)
According to the second embodiment described above, since the endoscope 3 can be operated by the joystick 153, the operator does not need to operate the endoscope 3 by directly holding it. For example, if the joystick 153 is mounted on a foot switch operated with a foot, the operator can move the endoscope 3 without interrupting the operation.
[0069]
Further, in order to notify the operator that the endoscope 3 has approached the sheath 52 by changing the moving speed of the endoscope 3, the operator can operate the endoscope 3 while being conscious in advance. 3 suddenly stops moving and the operation is not interrupted.
[0070]
(Third embodiment)
(Constitution)
This embodiment is different from the first embodiment only in electrical configuration, and this will be described. Similar parts are denoted by the same reference numerals and description thereof is omitted.
[0071]
The electrical configuration will be described with reference to FIG. In the figure, reference numeral 70 denotes an arithmetic circuit, which differs from the first embodiment in the following points.
[0072]
(1) Three-dimensional information of a cylindrical region E having a length S1 with D2 and D3 as outer diameter and inner diameter, respectively, shown in FIG. 8 of the second embodiment is stored. (D3 can be set arbitrarily)
(2) The arithmetic circuit 70 is connected to the brake drive circuit 71 and the solenoid drive circuit 72, and outputs three pieces of information: fixed, released, and semi-fixed.
[0073]
(3) The brake drive circuit 71 and the solenoid drive circuit 72 supply a pulsed voltage as shown in FIG. 12 to the electromagnetic brakes 13a to 13c and the solenoid 18 in the semi-fixed state. Thereby, the electromagnetic brakes 13a to 13c and the solenoid 18 are in a semi-fixed state.
[0074]
(Function)
Only the parts different from the first embodiment will be described with reference to FIG. Here, steps S5 ′ and 6 ′ are added as compared with the first embodiment. When at least a part of the endoscope 3 is included only in the region E that is the set range shown in FIG. 8 by moving the endoscope 3 in the sheath 4 (YES in step S5 ′), an arithmetic circuit 70 outputs a semi-fixed signal to the brake drive circuit 71 and the solenoid drive circuit 72. As a result, the brake drive circuit 71 and the solenoid drive circuit 72 supply pulsed voltages to the electromagnetic brakes 13a to 13c and the solenoid 18, respectively, so as to be in a semi-fixed state (step S6 '). As a result, the joints 7, 9, 11 and the sphere 17 are in a semi-fixed state, and the amount of moving force of the endoscope 3 becomes heavy.
[0075]
Further, when the endoscope 3 continues to move and the distal end of the endoscope 3 protrudes from the sheath 4 (Yes in step S3), or at least a part of the endoscope 3 is within the set range shown in FIG. If it is included in a certain area C (YES in step S5), the arithmetic circuit 70 stops signal output to the brake drive circuit 71 and the solenoid drive circuit 72, and forcibly activates the electromagnetic brakes 13a to 13c and the solenoid 18. (Step S4). Thereby, the movement of the endoscope 3 is fixed.
[0076]
(effect)
According to the third embodiment described above, in contrast to the first embodiment, when the endoscope 3 approaches the sheath 4, the operating force for moving the endoscope 3 is changed to notify the operator. Can operate the endoscope 3 while being conscious in advance, the endoscope suddenly stops moving, and the operation is not interrupted.
[0077]
(Fourth embodiment)
(Constitution)
This embodiment is different from the first embodiment only in electrical configuration, and this will be described. Similar parts are denoted by the same reference numerals and description thereof is omitted.
[0078]
The electrical configuration will be described with reference to FIG. In the figure, reference numeral 74 denotes an arithmetic circuit, which differs from the first embodiment in the following points.
[0079]
(1) Three-dimensional information of a cylindrical region E having a length S1 with D2 and D3 as outer diameter and inner diameter, respectively, shown in FIG. 8 of the second embodiment is stored. (D3 can be set arbitrarily)
(2) The arithmetic circuit 74 is connected to the speaker 75 via the speaker driving circuit 76 and outputs a signal to the speaker driving circuit 76 based on information from the measurement circuit 26.
[0080]
(Function)
Only the operation different from that of the first embodiment will be described. This action is obtained by changing the “brake and solenoid semi-fixed” process (step S6 ′) in the flowchart of FIG.
[0081]
When at least a part of the endoscope 3 is included only in the region E that is the set range shown in FIG. 8 by moving the endoscope 3 within the sheath (YES in step S5 ′), the arithmetic circuit 74 Outputs a signal to the speaker drive circuit 76 to generate sound from the speaker 75.
[0082]
Further, when the endoscope 3 continues to move and the distal end of the endoscope 3 protrudes from the sheath 4 (Yes in step S3), or at least a part of the endoscope 3 is within the set range shown in FIG. When included in a certain area C (Yes in step S5), the electromagnetic brakes 13a to 13c and the solenoid 18 are forcibly fixed (step S4) and the movement of the endoscope 3 is performed as in the first embodiment. Fix it.
[0083]
(effect)
According to the fourth embodiment described above, since the operator is informed of the approach of the endoscope 3 to the sheath 4 by sound compared to the third embodiment, it can be realized with a simple configuration.
[0084]
The invention having the following configuration is extracted from the specific embodiment described above.
[0085]
[Additional notes]
(1) an endoscope for observing the surgical site;
A cylindrical sheath inserted into the body from the body surface;
A movement support device for movably supporting the endoscope;
A relative position detecting means for detecting a relative position between the endoscope and the sheath;
A calculation unit that performs a predetermined calculation based on a detection result of the relative position detection unit and changes an operation state of the movable support device;
An endoscopic surgery system comprising:
[0086]
(2) The endoscope according to (1), wherein each of the movement support devices includes at least one joint that can be fixed and released, and the endoscope is moved or fixed through the joint. Mirror surgery system.
[0087]
(3) The endoscopic surgery system according to (1), wherein the movement support device includes at least one drive unit, and moves or stops the endoscope by an operation of the drive unit.
[0088]
(4) The endoscopic surgery system according to any one of (1) to (3), wherein the relative position detecting means is an optical position measuring means.
[0089]
(5) The endoscopic surgery system according to any one of (1) to (3), wherein the relative position detection means performs position detection using ultrasonic waves.
[0090]
(6) The endoscopic operation according to (2), wherein the calculating means calculates the position of the endoscope with respect to a predetermined space region in the sheath, and changes the fixation / release state of the joint. apparatus.
[0091]
(7) The endoscopic surgery system according to (3), wherein the calculation means calculates the position of the endoscope with respect to a predetermined space region in the sheath and changes the driving state of the driving means. .
[0092]
(8) The endoscopic surgery system according to any one of (1) to (5), wherein the calculation means calculates a position of the endoscope with respect to a predetermined space region in the sheath and emits a sound.
[0093]
(9) The endoscopic surgery system according to any one of (6) to (8), wherein the predetermined space area is plural.
[0094]
(10) The endoscopic surgery system according to (6) to (8), wherein the calculation means combines at least two configurations of (6) to (8).
[0095]
【The invention's effect】
According to the first aspect of the present invention, the system is simple because the position of the endoscope is detected and the operating state of the movable support device is changed using the sheath used in combination with the endoscope as a reference. However, it is possible to prevent the endoscope from coming into contact with the sheath or the surgical site. As a result, the surgeon can operate without worrying about the position of the endoscope, which reduces fatigue during the operation and shortens the operation time.
[0096]
According to the invention described in claim 2, the endoscope can be manually moved and fixed, and the endoscope can be quickly moved to the target position. In addition to the effect of the first aspect of the invention, the operation time can be further shortened.
[0097]
Further, according to the invention described in claim 3, since the endoscope is electrically moved, in addition to the effect of the invention described in claim 1, it is possible to further reduce the operator's fatigue.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic diagram showing the configuration of a first embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a diagram for explaining a specific configuration of the movement support device 2 shown in FIG. 1;
FIG. 3 is a diagram showing that four LEDs 23a to 23d are installed in a predetermined positional relationship.
FIG. 4 is a diagram for explaining an electrical configuration of the control box 5;
FIG. 5 is a flowchart for explaining the operation of the first exemplary embodiment of the present invention.
FIG. 6 is a diagram for explaining a configuration of a second embodiment of the present invention.
7 is a diagram for explaining a detailed configuration of a sheath 52. FIG.
8 is a view showing the internal space of the sheath 52. FIG.
FIG. 9 is a diagram for explaining an electrical configuration including a control box.
FIG. 10 is a flowchart for explaining the operation of the second exemplary embodiment of the present invention.
FIG. 11 is a diagram for explaining a configuration of a third embodiment of the present invention.
12 is a diagram showing pulse voltages supplied to the electromagnetic brakes 13a to 13c and the solenoid 18. FIG.
FIG. 13 is a flowchart for explaining the operation of the third exemplary embodiment of the present invention.
FIG. 14 is a diagram for explaining a configuration of a fourth embodiment of the present invention.
FIG. 15 is a diagram for explaining a conventional endoscopic operation.
[Explanation of symbols]
1 bed
1a bedside
2 Moving support device
3 Endoscope
3a Insertion part
4 sheath
4a Flange
5 Control box
6 Bed fixing part
7 joints
8 props
9 joints
10 arms
11 joints
12 arms
13a Electromagnetic brake
13b Electromagnetic brake
13c Electric brake
15 Brake drive circuit
16 blocks
17 Sphere
18 Solenoid
19 Holding cylinder
20 switches
21a, 21b TV camera
22 Support arms
23a-23d LED
24a-24b TV control unit
25 LED drive unit
26 Measuring circuit
27 Arithmetic circuit
28 Switch input circuit
30 Solenoid drive circuit
31 Reset switch
32 input circuit

Claims

An endoscope for observing the surgical site;
A cylindrical sheath inserted into the body from the body surface;
A movement support device for movably supporting the endoscope;
Detecting means for detecting whether or not the endoscope is present in a predetermined spatial region set in the sheath;
Based on the detection result of the detecting means, Bei example and control means for said mobile support device controls the operation of moving the endoscope,
When the detection unit detects that the endoscope is present in the predetermined space region, the control unit performs control so that the movement support device stops the movement of the endoscope. When the detection means detects that the endoscope does not exist in the predetermined space region, the control means performs control so that the movement support device moves the endoscope. endoscopic surgical system according to claim.

An endoscope for observing the surgical site;
A cylindrical sheath inserted into the body from the body surface;
A movement support device for movably supporting the endoscope;
Detecting means for detecting whether or not the endoscope is present in a predetermined spatial region set in the sheath;
Control means for controlling the movement of the movement support device to move the endoscope based on the detection result by the detection means;
With
When the detection unit detects that the endoscope is present in the predetermined space region, the control unit performs control so that the movement support device stops the movement of the endoscope. When the detection means detects that the endoscope is not present in the predetermined space area, the detection means further includes a second space in which the endoscope is wider than the predetermined space area. When the presence of the endoscope is detected in the region, and when it is detected that the endoscope is present in the second space region, the control means causes the moving support device to slow down the endoscope. The control means moves the endoscope at a high speed when it is detected that the endoscope does not exist in the second space region. endoscope you and performs control so as to Surgical system.

An endoscope for observing the surgical site;
A cylindrical sheath inserted into the body from the body surface;
A movement support device for movably supporting the endoscope;
Detecting means for detecting whether or not the endoscope is present in a predetermined spatial region set in the sheath;
Control means for controlling the movement of the movement support device to move the endoscope based on the detection result by the detection means;
With
If the endoscope it is detected that is present in the predetermined spatial region by said detecting means, said control means, said mobile support device performs control so as to stop the movement of the endoscope When the detection means detects that the endoscope is not present in the predetermined space area, the detection means further includes a second space in which the endoscope is wider than the predetermined space area. It is detected whether or not the endoscope exists in the area, and when it is detected that the endoscope does not exist in the second space area, the control means moves the endoscope with the moving support device. performs control so as to moving, when said endoscope is present in the second space area is detected, the control means, the moving support device is heavy movement force of the endoscope endoscope surgery that you wherein performing control such that Stem.

The endoscopic surgery system according to any one of claims 1 to 3, wherein the detection unit is provided in the movement support device or the sheath .

The movement support device includes at least one joint that can be fixed and released, and moves or stops the endoscope through the joint. The endoscopic surgical system as described.