CN104837432A - 内窥镜装置和控制内窥镜装置的方法 - Google Patents
内窥镜装置和控制内窥镜装置的方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN104837432A CN104837432A CN201380064285.9A CN201380064285A CN104837432A CN 104837432 A CN104837432 A CN 104837432A CN 201380064285 A CN201380064285 A CN 201380064285A CN 104837432 A CN104837432 A CN 104837432A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- unit
- image
- plug
- generating unit
- endoscope apparatus
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
Classifications
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B1/00—Instruments for performing medical examinations of the interior of cavities or tubes of the body by visual or photographical inspection, e.g. endoscopes; Illuminating arrangements therefor
- A61B1/00147—Holding or positioning arrangements
- A61B1/0016—Holding or positioning arrangements using motor drive units
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B1/00—Instruments for performing medical examinations of the interior of cavities or tubes of the body by visual or photographical inspection, e.g. endoscopes; Illuminating arrangements therefor
- A61B1/00002—Operational features of endoscopes
- A61B1/00004—Operational features of endoscopes characterised by electronic signal processing
- A61B1/00006—Operational features of endoscopes characterised by electronic signal processing of control signals
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B1/00—Instruments for performing medical examinations of the interior of cavities or tubes of the body by visual or photographical inspection, e.g. endoscopes; Illuminating arrangements therefor
- A61B1/00112—Connection or coupling means
- A61B1/00114—Electrical cables in or with an endoscope
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B1/00—Instruments for performing medical examinations of the interior of cavities or tubes of the body by visual or photographical inspection, e.g. endoscopes; Illuminating arrangements therefor
- A61B1/00163—Optical arrangements
- A61B1/00174—Optical arrangements characterised by the viewing angles
- A61B1/00183—Optical arrangements characterised by the viewing angles for variable viewing angles
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B1/00—Instruments for performing medical examinations of the interior of cavities or tubes of the body by visual or photographical inspection, e.g. endoscopes; Illuminating arrangements therefor
- A61B1/005—Flexible endoscopes
- A61B1/0051—Flexible endoscopes with controlled bending of insertion part
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B1/00—Instruments for performing medical examinations of the interior of cavities or tubes of the body by visual or photographical inspection, e.g. endoscopes; Illuminating arrangements therefor
- A61B1/04—Instruments for performing medical examinations of the interior of cavities or tubes of the body by visual or photographical inspection, e.g. endoscopes; Illuminating arrangements therefor combined with photographic or television appliances
- A61B1/045—Control thereof
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B1/00—Instruments for performing medical examinations of the interior of cavities or tubes of the body by visual or photographical inspection, e.g. endoscopes; Illuminating arrangements therefor
- A61B1/04—Instruments for performing medical examinations of the interior of cavities or tubes of the body by visual or photographical inspection, e.g. endoscopes; Illuminating arrangements therefor combined with photographic or television appliances
- A61B1/05—Instruments for performing medical examinations of the interior of cavities or tubes of the body by visual or photographical inspection, e.g. endoscopes; Illuminating arrangements therefor combined with photographic or television appliances characterised by the image sensor, e.g. camera, being in the distal end portion
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B1/00—Instruments for performing medical examinations of the interior of cavities or tubes of the body by visual or photographical inspection, e.g. endoscopes; Illuminating arrangements therefor
- A61B1/06—Instruments for performing medical examinations of the interior of cavities or tubes of the body by visual or photographical inspection, e.g. endoscopes; Illuminating arrangements therefor with illuminating arrangements
- A61B1/0661—Endoscope light sources
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B1/00—Instruments for performing medical examinations of the interior of cavities or tubes of the body by visual or photographical inspection, e.g. endoscopes; Illuminating arrangements therefor
- A61B1/273—Instruments for performing medical examinations of the interior of cavities or tubes of the body by visual or photographical inspection, e.g. endoscopes; Illuminating arrangements therefor for the upper alimentary canal, e.g. oesophagoscopes, gastroscopes
- A61B1/2733—Oesophagoscopes
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B1/00—Instruments for performing medical examinations of the interior of cavities or tubes of the body by visual or photographical inspection, e.g. endoscopes; Illuminating arrangements therefor
- A61B1/273—Instruments for performing medical examinations of the interior of cavities or tubes of the body by visual or photographical inspection, e.g. endoscopes; Illuminating arrangements therefor for the upper alimentary canal, e.g. oesophagoscopes, gastroscopes
- A61B1/2736—Gastroscopes
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B1/00—Instruments for performing medical examinations of the interior of cavities or tubes of the body by visual or photographical inspection, e.g. endoscopes; Illuminating arrangements therefor
- A61B1/307—Instruments for performing medical examinations of the interior of cavities or tubes of the body by visual or photographical inspection, e.g. endoscopes; Illuminating arrangements therefor for the urinary organs, e.g. urethroscopes, cystoscopes
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B34/00—Computer-aided surgery; Manipulators or robots specially adapted for use in surgery
- A61B34/30—Surgical robots
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B17/00—Surgical instruments, devices or methods, e.g. tourniquets
- A61B17/28—Surgical forceps
- A61B17/29—Forceps for use in minimally invasive surgery
- A61B2017/2901—Details of shaft
- A61B2017/2906—Multiple forceps
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B34/00—Computer-aided surgery; Manipulators or robots specially adapted for use in surgery
- A61B34/30—Surgical robots
- A61B2034/301—Surgical robots for introducing or steering flexible instruments inserted into the body, e.g. catheters or endoscopes
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B90/00—Instruments, implements or accessories specially adapted for surgery or diagnosis and not covered by any of the groups A61B1/00 - A61B50/00, e.g. for luxation treatment or for protecting wound edges
- A61B90/30—Devices for illuminating a surgical field, the devices having an interrelation with other surgical devices or with a surgical procedure
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B90/00—Instruments, implements or accessories specially adapted for surgery or diagnosis and not covered by any of the groups A61B1/00 - A61B50/00, e.g. for luxation treatment or for protecting wound edges
- A61B90/36—Image-producing devices or illumination devices not otherwise provided for
- A61B90/361—Image-producing devices, e.g. surgical cameras
Abstract
一种控制内窥镜装置(1,2,3,4,6)的方法,包括:第一视野移动过程,该第一视野移动过程使成像单元(40,120)相对于远端刚性区段(11)移动到关于插入单元(10)的轴线(C3)的第一侧(D1);插入单元移动过程,该插入单元移动过程使弯曲区段(12)弯曲以使所述远端刚性区段(11)移动到关于所述插入单元(10)的所述轴线(C3)的所述第一侧(D1);以及第二视野移动过程,该第二视野移动过程使所述成像单元(40,120)相对于所述远端刚性区段(11)移动到关于所述插入单元(10)的所述轴线(C3)的位于所述第一侧的相反方向的第二侧(D2)。
Description
技术领域
本发明涉及一种插入体腔内并在该体腔内使用的内窥镜装置以及控制该内窥镜装置的方法。
要求2012年12月11日提交的美国临时申请No.61/735,755的优先权,通过引证将其内容结合在本文中。
背景技术
近年来,为了节省医疗设施中的人力,已经研究了使用机器人的医疗处理。特别是在外科领域中,关于内窥镜装置已经提出了各种建议,内窥镜装置使用操纵器进行处理,同时成像单元进行观察。
例如,在专利文献1中阐述的外科处理器械中,图像系统的摄像机头部(成像单元)布置在引入管(插入单元)的远端处。第一工作工具和第二工作工具(处理单元)被设置成从该引入管的远端延伸到摄像机头部的视野范围内。限定容许容积以与该视野范围的边界对应。外科处理器械的控制系统防止这两个工作工具的所有部分超过容许容积操作。由此,由于外科医生能看到这两个工作工具的全部操作部分,因此外科医生能够操纵两个工作工具又不会使它们与周围组织发生碰撞。虚拟的工具容积由这两个工作工具能在其中移动的边界来确定。该控制系统使这两个工作工具在容许移动范围内移动,该容许移动范围是工具容积的位于所述容许容积内的区域。
当成像系统相对于引入管插入远端内时,成像系统的视野边界,即,容许容积,也移动到该远端,而两个工作工具中的每个工作工具的一部分位于成像系统的视野之外。
[引用列表]
[专利文献]
[专利文献1]
美国专利申请公开号No.2008/0065109。
发明内容
[本发明解决的问题]
在专利文献1中阐述的外科处理器械中,当成像系统相对于引入管插入远端侧以便改变摄像机头部的视野范围时,容许容积移动到远端侧,而工具容易不移动,从而减少了容许移动范围。在这种情况下,难以既操作工作工具又进行处理。
本发明是考虑到这种情况作出的,并且本发明的目的是提供一种内窥镜装置和控制该内窥镜装置的方法,该内窥镜装置能够加宽处理单元的容许移动范围。
[解决问题的手段]
根据本发明的第一方面,提供了一种控制内窥镜装置的方法,所述内窥镜装置包括:插入单元,该插入单元具有可弯曲的弯曲区段和设置成比所述弯曲区段更接近所述内窥镜装置的远端侧的远端刚性区段;操纵器,该操纵器允许设置在所述插入单元的远端处的处理单元以至少一个自由度相对于所述远端刚性区段移动;以及成像单元,该成像单元被允许相对于所述远端刚性区段移动并获取视野范围内的图像,所述方法包括:第一视野移动过程,该第一视野移动过程使所述成像单元相对于所述远端刚性区段移动到关于所述插入单元的轴线的第一侧,从而使样本位于所述视野范围中并接近所述视野范围的中间部分;插入单元移动过程,该插入单元移动过程使所述弯曲区段弯曲以使所述远端刚性区段移动到关于所述插入单元的所述轴线的所述第一侧;以及第二视野移动过程,该第二视野移动过程使所述成像单元相对于所述远端刚性区段移动到关于所述插入单元的所述轴线的位于所述第一侧的相反方向的第二侧。
根据本发明的第二方面,在根据第一方面的方法中,所述处理单元具有容许移动范围,该容许移动范围被设置为所述处理单元相对于所述远端刚性区段的可动范围的位于所述视野范围内的那一部分;并且所述第一视野移动过程包括:在停止所述成像单元的移动时所述容许移动范围等于或小于参考值的情况下,给出请求弯曲所述弯曲区段以加宽所述容许移动范围的指令。
根据本发明的第三方面,在根据第一方面的方法中,所述处理单元具有容许移动范围,该容许移动范围被设置为所述处理单元相对于所述远端刚性区段的可动范围的位于所述视野范围内的那一部分;并且所述第一视野移动过程包括:在停止所述成像单元的移动时所述处理单元被布置在所述容许移动范围之外的情况下,给出请求使所述处理单元在所述视野范围内移动的指令。
根据本发明的第四方面,在根据第一方面至第三方面的方法中,所述处理单元具有容许移动范围,该容许移动范围被设置为所述处理单元相对于所述远端刚性区段的可动范围的位于所述视野范围内的那一部分;以及所述插入单元移动过程包括:弯曲所述弯曲区段,使得所述样本在所述处理单元的所述容许移动范围的中间部分面对所述远端刚性区段。
根据本发明的第五方面,在根据第一至第四方面中的任一方面的方法中,所述第一视野移动过程和所述第二视野移动过程中的每个都包括:使所述成像单元仅在延伸区域内移动,该延伸区域是位于所述插入单元的前方并由所述插入单元和所述操纵器占据的宽度规定的区域。
根据本发明的第六方面,根据第一方面至第四方面中任一方面的方法可以进一步包括:同时执行所述插入单元移动过程和所述第二视野移动过程,以控制被转移到所述图像的中间部分的目标,从而防止所述目标在所述图像内移动。
根据本发明的第七方面,根据第一方面的方法可以进一步包括:将所述成像单元布置在所述成像单元的移动范围的中央并且执行所述第一视野移动过程;以及当由操作员输入确认指令时同时执行所述插入单元移动过程和所述第二视野移动过程,并且使所述成像单元伴随着所述插入单元移动过程和所述第二视野移动过程而移动到所述成像单元的所述移动范围的所述中央。
根据本发明的第八方面,在根据第一方面的方法中,所述第一视野移动过程和所述第二视野移动过程中的每个都包括:在所述处理单元被保持在所述视野范围中的情况下移动所述成像单元。
根据本发明的第九面,在根据第一方面的方法中,所述第一视野移动过程和所述第二视野移动过程中的每个都包括:在所述成像单元移动之后停止时所述处理单元未位于所述视野范围内的情况下,给出请求使所述成像单元移动以将所述处理单元放置在所述视野范围内的指令;以及在所述处理单元位于所述视野范围内的情况下以可动状态控制所述操纵器。
根据本发明的第十方面,在根据第一方面至第九方面中任一方面的方法中,所述内窥镜装置可以进一步包括:操作单元,该操作单元操作所述弯曲区段、所述操纵器和所述成像单元;以及显示单元,该显示单元显示所述图像
根据本发明的第十一方面,提供了一种内窥镜装置,该内窥镜装置包括:插入单元,该插入单元具有可弯曲的弯曲区段和设置成比所述弯曲区段更接近所述内窥镜装置的远端侧的远端刚性区段;操纵器,该操纵器允许设置在所述插入单元的远端处的处理单元以至少一个自由度相对于所述远端刚性区段移动;成像单元,该成像单元被允许相对于所述远端刚性区段移动并获取视野范围内的图像;以及控制单元,该控制单元控制所述插入单元、所述操纵器和所述成像单元。所述控制单元:使所述成像单元相对于所述远端刚性区段移动到关于所述插入单元的轴线的第一侧,从而使得样本位于所述视野范围内并接近所述视野范围的中间部分;弯曲所述弯曲区段以使所述远端刚性区段移动到关于所述插入单元的所述轴线的所述第一侧;以及使所述成像单元相对于所述远端刚性区段移动到关于所述插入单元的所述轴线的位于所述第一侧的相反方向的第二侧。
[发明效果]
根据所述内窥镜装置和控制所述内窥镜的方法,可以容易地加宽所述处理单元的容许移动范围。
附图说明
图1是示出了根据本发明的第一实施方式的内窥镜装置的总体图。
图2是示出了根据本发明的第一实施方式的内窥镜装置的框图;
图3是示出了根据本发明的第一实施方式的内窥镜装置中的插入单元的远端侧的立体图。
图4是通过将根据本发明的第一实施方式的内窥镜装置中的插入单元的远端侧的一部分切除而示出的平面图。
图5是示出了控制根据本发明的第一实施方式的内窥镜装置的方法的流程图。
图6是用于描述控制根据本发明的第一实施方式的内窥镜装置的方法的视图。
图7是示出了通过控制根据本发明的第一实施方式的内窥镜装置的方法获取的图像的示例的视图。
图8是用于描述控制根据本发明的第一实施方式的内窥镜装置的方法的视图。
图9是用于描述控制根据本发明的第一实施方式的修改示例的内窥镜装置的方法的视图。
图10是示出了控制根据本发明的第二实施方式的内窥镜装置的方法的流程图。
图11是示出了控制根据本发明的第三实施方式的内窥镜装置的方法的流程图。
图12是示出了控制根据本发明的第四实施方式的内窥镜装置的方法的流程图。
图13是示出了根据本发明的修改实施方式的内窥镜装置中的插入单元的远端侧的立体图。
图14是用于描述使成像单元在根据本发明的修改实施方式的内窥镜装置中移动的范围的平面图。
图15是用于描述使成像单元在根据本发明的修改实施方式的内窥镜装置中移动的范围的平面图。
图16是用于描述使成像单元在根据本发明的修改实施方式的内窥镜装置中移动的范围的平面图。
具体实施方式
(第一实施方式)
下面,将参照图1至图9描述根据本发明的内窥镜装置的第一实施方式。
如图1至图3所示,根据当前第一实施方式的内窥镜装置1包括插入单元10、操纵器30、成像单元40、操作单元50、显示单元60和控制器70。插入单元10被插入身体内。操纵器30和成像单元40安装在布置于插入单元10的远端的远端刚性区段11上。操作单元50由诸如外科医生之类的操作员O操作,并输出操作指令(指令)。显示单元60被设置成显示由成像单元40获取的图像。控制器70根据操作指令控制插入单元10。
如图3所示,插入单元10是柔性的,并且具有上述的远端刚性区段11、弯曲区段12和柔性管区段13。弯曲区段12被设置成比远端刚性区段11更接近内窥镜装置1的近端侧,并且被构造成能够进行弯曲操作。具有柔性的柔性管区段13被设置成比弯曲区段12更接近内窥镜装置1的近端侧。
远端刚性区段11具有由诸如不锈钢之类的金属以圆筒状形状形成的支撑件16。发光部件17(每个发光部件17都具有发光二极管(LED))在这些发光部件17暴露于外部的状态下设置在支撑件16的远端表面16a上,并且在支撑件16的远端表面16a中形成有凹部16b。远端刚性区段11是形成为不如弯曲区段12容易弯曲的部分。
在当前第一实施方式中,上述的成像单元40布置在凹部16b中。诸如电荷耦合器件(CCD)(参见图2)之类的图像拾取元件41容纳在成像单元40的远端侧处。图像拾取元件41能够获取视野范围R1内的图像。图像拾取元件41将图像转换成信号,并将所述信号输出给控制器70。
成像单元40的近端侧由轴构件19可枢转地支撑在支撑件16上。成像单元移动马达20(参见图2)经由连杆机构(未示出)连接至成像单元40。成像单元移动马达20被驱动而使成像单元40相对于远端刚性区段11围绕轴构件19旋转。视野范围R1设置在成像单元40的前方。然而,成像单元40旋转而使视野范围R1的方向摆动到关于插入单元10的轴线C3的第一侧D1或第二侧D2,第二侧D2位于第一侧D1的相反方向。成像单元角度传感器42(参见图2)安装在成像单元40上,并且检测成像单元40相对于支撑件16的方向。成像单元40的检测方向被输出到控制器70。
操纵器30的近端安装在支撑件16的远端表面16a上。操纵器30具有多接头结构,并且包括沿操纵器30的纵向方向布置的多个管状构件31,并且被构造成使用接头32来连接沿纵向方向相邻的管状构件31。
如图2所示,角度检测传感器33和接头驱动马达34设置在每个接头32中。角度检测传感器33检测相邻管状构件31围绕轴线C1形成的角度。角度检测传感器33例如包括编码器或电位计。接头驱动马达34被设置成调节该角度。在该示例中,如图3中所示,沿纵向方向相邻的接头32的轴线C1并不平行,而是设置在扭转位置。
每个接头驱动马达34被驱动以允许操纵器30以各种形状弯曲。
每个角度检测传感器33将所检测到的角度转换成信号,并将该信号输出到控制器70。接头驱动马达34由控制器70驱动。
在多个管状构件31当中,布置在内窥镜装置的最远端侧的一个管状构件31设置有夹持部件(处理单元)37,该夹持部件具有一对夹持件37a并且能够沿管状构件31的纵向方向移动。操作线(没有示出)的远端连接至每个夹持件37a的近端。操作线穿过每个管状构件31和每个接头32,并延伸到操纵器30的近端侧。操作线的近端连接至安装在操纵器30的近端上的开闭马达38(参见图2)。操作线的近端由开闭马达38拉回或推动,由此允许一对夹持件37a的远端侧朝向彼此或远离彼此移动或进行打开或关闭操作。
以这种方式构造的操纵器30布置在远端刚性区段11的前部中。使操纵器30的接头32弯曲,并使夹持部件37沿管状构件31的纵向方向移动。由此,能够使夹持部件37以两个自由度相对于远端刚性区段11移动。
可以使用现有技术中已知的构造作为弯曲区段12。尽管没有示出,但是该弯曲区段12配备有多个接头环(件),所述多个接头环(件)被连接成在所述接头环沿着插入单元10的轴线C3布置的状态下可相互旋转。四个操作线的远端以相等角度围绕轴线C3连接至多个接头环当中位于远端侧的那个接头环。每个操作线的近端连接至为插入单元10的近端设置的每个弯曲马达23(参见图2)。操作线的近端由弯曲马达23拉动。由此,能够使弯曲区段12在期望方向上以弓形弯曲。
如图1和图2所示,操作单元50具有安装在操作台51上的一对操作臂52和53以及布置在底板F上的脚踏开关54。
操作臂52和53中的每个都具有多接头结构。操作臂52被设置成使插入单元10的弯曲区段12弯曲。操作臂53被设置成使操纵器30弯曲并使夹持部件37沿纵向方向移动。
操作臂52的远端设置有通过驱动成像单元移动马达20来使成像单元40相对于远端刚性区段11旋转的成像单元移位控制杆52a(参见图2)。操作臂53的远端设置有通过驱动开闭马达38来打开/关闭一对夹持件37a的开关控制杆53a。
如下所述,当前的第一实施方式被构造成能够基于预定条件来使插入单元10的弯曲区段12能够弯曲、操纵器30能够弯曲并且成像单元40能够旋转,而无需同时执行所有操作。
脚踏开关54设置有模式选择开关54a和确认开关54b。模式选择开关54a是用于切换下面将描述的主控制单元72的四个控制模式的开关。确认开关54b是供操作员O使用以输入确认指令的开关。
当由操作员O操作时,操作臂52和53、成像单元移位控制杆52a和开闭控制杆53a向控制器70输出操作指令。
当由操作单元50输出操作指令时,操作员O可以通过控制器70操作弯曲区段12、操纵器30和成像单元40。
如图1所示,显示单元60布置在当操作员O将操作臂52和53保持在他/她的手中时该显示单元60面对操作员O的位置。显示单元60连接至控制器70。
如图2所示,控制器70具有主控制单元(控制单元)72和图像处理单元73(这二者均连接至总线71)以及电源74。
插入单元10的弯曲马达23和成像单元移动马达20;成像单元40的成像单元角度传感器42和图像拾取元件41;操纵器30的开闭马达38、接头驱动马达34和角度检测传感器33;操作单元50的脚踏开关54、开闭控制杆53a、成像单元移位控制杆52a和操作臂52和53;以及显示单元60均连接至总线71。
主控制单元72和图像处理单元73中的每个都由算术元件、存储器和控制程序构成。
主控制单元72根据为插入单元10的弯曲区段12提供并从操作臂52输出的操作指令而驱动弯曲马达23,由此拉动足够的操作线以使弯曲区段12弯曲。主控制单元72根据为操纵器30提供并从操作臂53输出的操作指令而驱动每个接头驱动马达34,由此使操纵器30弯曲。
管状构件31和夹持部件37的长度、图像拾取元件41的视野范围R1的方向以及成像单元40的观察角度存储在主控制单元72的存储器中。主控制单元72的算术元件可以基于由角度检测传感器33检测到的角度以及存储在存储器中的每个值来计算操纵器30的形状以及操纵器30的夹持部件37相对于插入单元10的远端表面16a的位置。另外,主控制单元72的算术元件可以基于由成像单元角度传感器42检测到的角度以及存储在存储器中的每个值来计算图像拾取元件41的视野范围R1。
主控制单元72具有四种控制模式。使插入单元10的弯曲区段12能够弯曲但限制操纵器30的弯曲和成像单元40的旋转的控制模式是插入单元操作模式。使操纵器30能够弯曲但限制插入单元10的弯曲区段12的弯曲和成像单元40的旋转的控制模式是操纵器操作模式。使成像单元40能够旋转但限制插入单元10的弯曲区段12的弯曲和操纵器30的弯曲的控制模式是图像单元操作模式。
使插入单元10的弯曲区段12能够弯曲并使成像单元40能够旋转但限制操纵器30的弯曲的控制模式是插入单元和成像单元操作模式。
如图4所示,操作臂53进行操作以允许夹持部件37相对于远端刚性区段11在其中移动的范围是夹持部件37的可动范围R2。可动范围R2被示意性地示出。在可动范围R2内,位于图像拾取元件41的视野范围R1内的部分是夹持部件37的容许移动范围R3。
每当成像单元40旋转预定角度时主控制单元72都计算容许移动范围R3的大小。由主控制单元72计算的容许移动范围R3的大小值显示在显示单元60上。
主控制单元72通过按压脚踏开关54中的模式选择开关54a而被切换到上述四种控制模式中的一种模式。
这样,主控制单元72能够根据从操作单元50输出的操作指令来控制插入单元10的弯曲区段12、操纵器30和成像单元40。
图像处理单元73适当地转换从图像拾取元件41输出的图像信号并将转换结果输出到显示单元60。
电源74从外部向插入单元10、操纵器30、图像拾取元件41、操作单元50和主控制单元72供应电力输入。
接下来,将集中于如以上所述构造的根据当前第一实施方式的内窥镜装置1的控制方法来描述使用该内窥镜装置1进行的处理,当借助于操纵器30的夹持部件37处理位于视野范围R1以外的目标组织(样本)时使用该内窥镜装置1。下面,将描述处理形成在大肠的内壁上的目标组织的示例。然而,进行处理的目标部位不限于大肠,而是可以为中空器官,诸如食道、胃、十二指肠、小肠、子宫或膀胱。
如图1所示,助手(没有示出)使患者P躺在手术台81(操作单元50布置在手术台81旁边)上,并进行适当的过程,诸如杀菌和麻醉。当内窥镜装置1启动时,电力从电源74供应至插入单元10、操纵器30、图像拾取元件41、操作单元50和主控制单元72。
电力从电源74供应到照明部件17。由此,通过照明部件17将光投射到插入单元10前方。操作员O在抓紧操作臂52和53的同时经由显示单元60检查由图像拾取元件41在插入单元10前方获得的图像。
操作员O按压脚踏开关54的模式选择开关54a以将控制模式设置为操纵器操作模式。操作员O操作开闭控制杆53a以输出用于夹持部件37的操作指令,如图4所述关闭一对夹持件37a,并操作操作臂53,使得操纵器30采取向前延伸的线性形状。
当操作员O将控制模式设置为图像单元操作模式并操作成像单元移位控制杆52a时,成像单元40向前指向,从而使得视野范围R1在从上面观察时相对于插入单元10的轴线C3对称。在这种情况下,夹持部件37的可动范围R2包括图像拾取元件41的视野范围R1。
操作员O按压模式选择开关54a以将控制模式设定为插入单元操作模式。
操作员O指示助手将插入单元10从患者P的肛门引入到大肠P1内。操作员O操作操作臂52以适当地弯曲插入单元10的弯曲区段12。
如图4所示,目标组织P2位于视野范围R1以外。在这种情况下,如下面将描述的,操作员O检查目标组织P2的位置和状态,并使用夹持部件37对该目标组织P2进行处理。图5是示出了控制根据当前第一实施方式的内窥镜装置1的方法的流程图。
首先,在步骤S10中,操作员O按压脚踏开关54的模式选择开关54a以将控制模式设置为图像单元操作模式,并且该过程继续至步骤S12。
在步骤S12中,如图6所示,操作员O操作成像单元移位控制杆52a,使目标组织P2位于视野范围R1中,并且接近视野范围R1的中间部分。由此,将成像单元40摆动到关于插入单元10的轴线C3的第一侧D1(第一视野移动过程)。当成像单元40指向第一侧D1时,通过成像单元40获取如图7所示的图像G1。由于目标组织P2被转移到图像G1,操作员O能够利用显示单元60检查目标组织P2的图像。另外,在该示例中,当成像单元40的方向摆动时,则减小了容许移动范围R3的大小。当成像单元40的移动停止时,该过程继续至步骤S14。
在步骤S14中,当弯曲区段12被弯曲时,操作员O通过图像G1检查操纵器30没有与诸如目标组织P2之类的组织接触。在检查之后,将控制模式设置为插入单元和成像单元操作模式,并且过程继续至步骤S16。
在步骤S16中,如图8所示,同时执行插入单元移动过程和第二视野移动过程,下面将对二者进行描述。插入单元移动过程是将弯曲区段12弯曲以使远端刚性区段11向关于轴线C3的第一侧D1摆动的过程。第二视野移动过程是驱动成像单元移动马达20以使成像单元40相对于远端刚性区段11向位于关于插入单元10的轴线C3的第一侧D1的相反方向的第二侧D2摆动的过程。
在当前第一实施方式中,例如,在步骤S12中,当操作员O操作操作臂52而将弯曲区段12弯曲以使远端刚性区段11的方向摆动到关于轴线C3的第一侧D1时,主控制单元72检测弯曲区段12的弯曲方向和量。在步骤S16中,为了防止目标P3(通过将控制模式设置为插入单元和图像单元操作模式而将该目标P3转移到图7中所示的图像G1的中间部分)移动到由成像单元40获取的图像内(以防止成像单元40的视野范围R1移动),控制成像单元40的方向。作为控制成像单元40的方向从而防止目标P3的位置移动到图像内的方法,可以适当地选择和使用现有技术中已知的图像处理方法。
在插入单元移动过程中,当弯曲区段12弯曲到关于轴线C3的第一侧D1时,安装在远端刚性区段11上的成像单元40的视野范围R1移动。由于第二视野移动过程与插入单元移动过程同时进行,所以成像单元40被移动到位于关于轴线C3的第一侧D1的相反方向的第二侧D2,从而抵消了插入单元移动过程中视野范围R1的移动。
当远端刚性区段11的方向摆动到关于轴线C3的第一侧D1时,容许移动范围R3的大小增加而恢复到其原始大小,而容许移动范围R3在目标组织P2附近被加宽。
由此,控制根据当前第一实施方式的内窥镜装置1的方法终止。
之后,操作员O将控制模式设置为操纵器操作模式,并且打开或关闭一对夹持件37a,由此在目标组织P2上进行适当的处理。
当处理终止时,操作员将控制模式设置为操纵器操作模式,将一对夹持件37a关闭,并将操纵器30置于向前延伸的线性形状。操作员指示助手将插入单元10从大肠P1移除。之后,操作员执行必要的处理,并终止一系列处理。
根据内窥镜装置1以及控制根据当前第一实施方式的内窥镜装置1的方法,对操作单元50进行操作以将成像单元40摆动到关于轴线C3的第一侧D1。由此,位于视野范围R1之外的目标组织P2位于视野范围R1内,并且能够通过显示单元60检查目标组织P2的图像。当成像单元40摆动到关于轴线C3的第一侧D1时,夹持部件37的容许移动范围R3的大小减小。然而,当成像单元40向位于关于轴线C3的第一侧的相反方向的第二侧D2摆动时,能够将容许移动范围R3容易地加宽而使其恢复到其原始大小。插入单元10的远端刚性区段11摆动到关于轴线C3的第一侧D1。由此,夹持部件37的容许移动范围R3在目标组织P2的附近增加,因此可以容易地使用夹持部件37对目标组织P2进行处理。
这样,为了对位于视野范围R1之外的目标组织P2进行处理,使视野范围R1移动。即使在这种情况下,也可以抑制容许移动范围R3变窄。在借助于显示单元60检查目标组织P2的图像的同时由夹持部件37在被确保为较宽的容许移动范围R3内对目标组织P2进行处理。由此,可以可靠地对目标组织P2进行处理。
通过同时执行插入单元移动过程和第二视野移动过程而转移到图像G1的中间部分的目标P3受到控制,从而不会移动到由成像单元40获取的图像内。由此,在插入单元移动过程中,即使当远端刚性区段11摆动到关于轴线C3的第一侧D1时,被转移到操作员O所看的图像的中间部分的目标P3也不会移动到该图像内(成像单元40的视野范围R1不会移动)。这样,可以增加操作员O的可操作性。
在当前第一实施方式中,在步骤S16中,如图9所示,弯曲区段12可以被弯曲成使得目标组织P2面对夹持部件37的容许移动范围R3的中间部分R5。
由于控制,可以使用中间部分R5作为中心来将容许移动范围R3设置到面对目标组织P2的部分。因而,可以更容易地使用夹持部件37来对目标组织P2进行处理。
在当前的第一实施方式中,在步骤S16中,同时进行插入单元移动过程和第二视野移动过程。然而,在步骤S16中,可以进行如下过程。首先,在第一视野移动过程中,检测并存储弯曲区段12的弯曲方向和量。进行第二视野移动过程以使成像单元40摆动到关于轴线C3的第二侧D2。随后,进行插入单元移动过程。根据所存储的弯曲区段12的弯曲方向和量来使弯曲区段12再次弯曲,并使远端刚性区段11摆动到关于轴线C3的第一侧D1。
在使用内窥镜装置1进行处理时,在将插入单元10引入患者P内之前,使操纵器30形成向前延伸的线性形状。然而,在引入插入单元10之前,可以折叠并通过接头32容纳操纵器30。当操纵器30被插入形成在插入单元10中的通道(没有示出)内时,可以在引入插入单元10之前将整个操纵器30向回拉到通道内。
在当前第一实施方式中,使视野范围R1移动,从而使位于视野范围R1以外的目标组织P2进入视野范围R1。然而,可以使视野范围R1移动,从而使得位于视野范围R1的边界上的目标组织P2接近视野范围R1的中间部分。
主控制单元72计算的容许运动范围R3的大小值可以不显示在显示单元60上。
(第二实施方式)
接下来,将参照图2和图10描述本发明的第二实施方式。与第一实施方式相同的部分将给予相同的附图标记,并且将省略其描述,仅描述不同点。
如图2所示,根据当前第二实施方式的内窥镜装置2配备有主控制单元91,取代根据第一实施方式的内窥镜装置1的主控制单元72。内窥镜装置2与内窥镜装置1的不同之处在于内窥镜插入单元10和操纵器30的控制内容方面。
除了以上描述的插入单元操作模式、操纵器操作模式和图像单元操作模式之外,主控制单元91还包括待机模式,该待机模式是这样一种控制模式,其中限制了插入单元10的弯曲区段12的弯曲、操纵器30的弯曲和成像单元40的旋转。
容许移动范围R3的参考值预先存储在主控制单元91的存储器中。可以适当地将诸如夹持部件37的可动范围R2的40%之类的值设置为该参考值。
主控制单元91仅在将要描述的步骤S22中计算容许移动范围R3的大小,而不是每当成像单元40旋转预定角度时都计算。
将针对与使用根据第一实施方式的内窥镜装置1进行的处理的不同之处来描述使用根据当前第二实施方式的如上所述构造的内窥镜装置2进行的处理。图10是示出了在当前第二实施方式中使用的内窥镜装置2的控制方法的流程图。
在步骤S20中,当操作员O按压模式选择开关54a以将控制模式设置为待机模式时,过程继续至步骤S22。当控制模式被设置为待机模式时,插入单元10的弯曲区段12的弯曲、操纵器30的弯曲以及成像单元40的旋转被停止。
在步骤S22中,计算容许移动范围R3的大小,并且过程继续至步骤S24。
在步骤S24中,确定容许移动范围R3的大小是否等于或小于存储在主控制单元91中的参考值。当容许移动范围R3的大小不等于或小于参考值时(否),认为容许移动范围R3在一定程度上较大,从而容易使用夹持部件37进行处理。这样,控制内窥镜装置2的方法中的所有过程都终止。之后,操作员O可以例如通过切换上述四种控制模式来操作内窥镜装置2。
另一方面,在步骤S24中,当容许移动范围R3的大小等于或小于参考值时(是),过程继续至步骤S26。
在步骤S26中,在显示单元60上显示消息,例如“夹持部件的容许移动范围变窄。你想要将插入单元的弯曲区段弯曲以加宽该容许移动范围吗?”,然后操作员O选择是否将弯曲区段12弯曲。当操作员O利用确认开关54b给出同意将弯曲区段12弯曲的指令时(是),过程继续至步骤S28。
在步骤S28中,控制模式被自动地切换到插入单元操作模式,由此使操作员O能够将弯曲区段12弯曲。控制内窥镜装置2的方法中的所有过程终止。之后,操作员O在适当地切换控制模式的同时操作操作臂52和成像单元移位控制杆52a,并朝向关于轴线C3的第一侧D1将弯曲区段12弯曲,同时相对于远端刚性区段11使成像单元40摆动到位于关于轴线C3的第一侧的相反方向的第二侧D2,从而不移动成像单元40的视野范围R1。由此,加宽容许移动范围R3。
相比而言,在步骤S26中,当操作员O利用确认开关54b给出不同意将弯曲区段12弯曲的指令时(否),控制内窥镜装置2的方法中的所有过程终止。
在以根据当前第二实施方式的方式构造的内窥镜装置2中,当处理位于视野范围R1之外的目标组织P2时,借助于显示单元60检查目标组织P2的图像,并且防止容许移动范围R3变窄。因而,可以容易地使用夹持部件37对目标处置P2进行处理。
此外,容许移动范围R3显示在显示单元60上。由此,操作员O可以容易地认识到容许移动范围R3的大小减小了。
在当前第二实施方式中,在将控制模式从图像单元操作模式设置为待机模式时,计算容许移动范围R3的大小以确定容许移动范围R3的大小是否等于或小于参考值。然而,主控制单元91可以在第一视野移动过程中在控制模式被设置为图像单元操作模式之后继续计算容许移动范围R3的大小,并且确定该容许移动范围R3的大小是否等于或小于参考值。在这种情况下,当容许移动范围R3的大小等于或小于参考值时,停止成像单元40的方向向第一侧D1的摆动,并且在显示单元60上显示将弯曲区段12弯曲以加宽容许移动范围R3的请求。
另外,作为当前第二实施方式的修改示例,在步骤S20中,当控制模式被设置为待机模式时,如图6所示将成像单元40摆动到关于轴线C3的第一侧D1,由此将夹持部件37布置在容许移动范围R3之外。在这种情况下,可以进行如下过程。在显示单元60上显示旋转成像单元40以便将夹持部件37移动到成像单元40的视野范围R1内(即,容许移动范围R3内)的请求。
从由主控制单元91如上所述计算的夹持部件37的位置以及从视野范围R1获得容许移动范围R3和夹持部件37之间的位置关系。该位置关系可以通过使用现有技术中已知的图像分析方法来分析夹持部件37是否被转移到图像内而获得。
在显示请求旋转成像单元40之后,当操作员O被允许操作确认开关54b以将控制模式切换到插入单元操作模式时,可以将弯曲区段12设置成弯曲的。
根据当前修改示例,操作员O能够容易地认识到夹持部件37被布置在容许移动范围R3之外。
在该修改示例中,当上述夹持部件37被布置在容许移动范围R3之外时,可以将成像单元40控制成在其中夹持部件37进入容许移动范围R3的方向上旋转。在这种情况下,当夹持部件37位于容许移动范围R3中时,可以将控制模式切换到操纵器操作模式。为此,当夹持部件37位于视野范围R1中时,操纵器30被控制成进入可动的状态中。
这里,在操纵器30弯曲之后,可以将控制模式再次切换到图像单元操作模式。当控制模式被切换到图像单元操作模式时,可以将成像单元40控制成只有夹持部件37布置在容许移动范围R3内时才不旋转。
在该修改示例中,当夹持部件37被布置在容许移动范围R3之外时,可以在显示单元60上显示消息,例如“你想要将插入单元的弯曲区段弯曲并且同时旋转成像单元以使得夹持部件位于容许移动范围内吗?”。之后,当操作员O利用确认开关54b给出同意将控制模式切换到插入单元和成像单元操作模式时,可以使插入单元10的弯曲区段12弯曲,并且同时旋转成像单元40,使得不移动成像单元40的视野范围R1。
另外,在第一视野移动过程和第二视野移动过程中,在夹持部件37保持在视野范围R1中的同时,可以旋转成像单元40。详细地说,即使当操作员O操作成像单元移位控制杆52a以输出操作指令(通过该指令,夹持部件37离开视野范围R1)时,主控制单元也控制成像单元40,使其不根据该操作指令而旋转。
由于这种控制,可以通过显示单元60一直看到夹持部件37的图像,并且能够检查夹持部件37的状态。
(第三实施方式)
接下来,将参考图2、图4、图8和图11来描述本发明的第三实施方式。与第一和第二实施方式相同的部分将被给予相同的附图标记,并且将省略其描述,仅描述不同点。
如图2所示,根据当前第三实施方式的内窥镜装置3配备有主控制单元101,取代根据第二实施方式的内窥镜装置2的主控制单元91。
除了主控制单元91包括的四种控制模式外,主控制单元101还包括以上描述的插入单元和成像单元操作模式。
在当前第三实施方式中,如图4所示,在将成像单元40布置在位于成像单元40的移动范围R7的中央的原始位置之后,进行第一视野移动过程。当成像单元40布置在该原始位置时,可动范围R2大致被布置在视野范围R1内,由此使得夹持部件37的容许移动范围R3的大小最大化。
将针对与使用第二实施方式的内窥镜装置2进行的处理的不同之处来描述使用根据当前第三实施方式如上所述构造的内窥镜装置3的处理。图11是示出了在当前第三实施方式中使用的内窥镜装置3的控制方法的流程图。
在步骤S30中,主控制单元101将诸如“你想要将弯曲区段弯曲并将弯曲区段自动地移动原始位置吗?”之类的消息显示在显示单元60上,并使操作员O选择是否将弯曲区段移动到原始位置。
操作员O看着目标组织P2的显示在显示单元60上的图像,并检查在弯曲区段12弯曲时是否有问题。当操作员O输入同意操作确认开关54b以将弯曲区段12弯曲的确认指令时(是),该过程继续到步骤S32。
在步骤S32中,控制模式被自动设置为插入单元和图像单元操作模式,并且如在以上描述的步骤S16中一样同时进行插入单元移动过程和第二视野移动过程。在这种情况下,如图8所示,使成像单元40移动到夹持部件37的移动范围R7的中心。更具体地说,使弯曲区段12弯曲这样的角度,该角度是成像单元40在步骤S12中向关于轴线C3的第一侧D1摆动的角度,由此使远端刚性区段11摆动到关于轴线C3的第一侧D1,并使成像单元40相对于远端刚性区段11摆动到位于关于轴线C3的第一侧的相反方向的第二侧D2。
由此,将成像单元40布置在原始位置,从而不使成像单元40的视野范围R1在弯曲区段12弯曲的同时移动。控制内窥镜装置3的方法中的所有过程终止。
另一方面,当操作员O输入不同意操作确认开关54b以使成像单元40自动地移动到原始位置的指令时(否),控制内窥镜装置3的方法中的所有过程终止,不执行步骤S32。
在根据当前第三实施方式如上所述构造的内窥镜装置3中,当处理位于视野范围R1之外的目标组织P2时,可以防止容许移动范围R3变窄,并可以使用夹持部件37容易地处理目标组织P2。
此外,当操作确认开关54b时,成像单元40被自动地布置在原始位置。这样,可增加夹持部件37的容许运动范围R3,并可利用夹持部件37容易地处理目标组织P2。
在当前第三实施方式中,原始位置被设置为成像单元40的移动范围R7的中心。然而,如果可动范围R2布置在视野范围R1内,则原始位置不再限于此,可以例如设置在移动范围R7的一端。
(第四实施方式)
接下来,将参照图2、图6和图12描述本发明的第四实施方式。在这些实施方式中的相同部分被给予相同的附图标记,并且将省略它们的描述,仅描述不同点。
如图2所示,根据当前第四实施方式的内窥镜装置3配备有主控制单元111,代替根据第二实施方式的内窥镜装置2的主控制单元91。
将针对与使用根据第二实施方式的内窥镜装置2进行处理的不同之处来描述使用根据当前第四实施方式的内窥镜装置4的处理。图12是示出了根据当前第四实施方式的内窥镜装置4的控制方法的流程图。
在步骤S40中,确定夹持部件37相对于图6中所示的插入单元10的状态是否位于视野范围R1中。在这种情况下,由于夹持部件37没有布置在视野范围R1中(否),过程继续至步骤S42。
在步骤S42中,在显示单元60上显示诸如“由于夹持部件没有位于视野范围内,控制模式无法切换到操纵器操作模式。你想要移动成像单元40以将夹持部件放置到视野范围内吗?”的信息。换言之,显示操作员O旋转成像单元40以将夹持部件37放置在视野范围R1的请求。
例如,当操作员O利用确认开关54b给出同意旋转成像单元40的指令时,过程继续到步骤S44。
在步骤S44中,控制模式自动地设置为图像单元操作模式,并且过程继续至步骤S46。
在步骤S46中,操作员O操作成像单元移位控制杆52a以旋转成像单元40,并且过程继续至步骤S20。
之后,重复步骤S20至S46,直到夹持部件37被布置在视野范围R1内。
另一方面,在步骤S40中,当夹持部件37位于视野范围R1内时(是),过程继续至步骤S22。
在步骤S22中,主控制单元111计算容许移动范围R3的大小,并且过程继续至步骤S48。
在步骤S48中,操作员O按压模式选择开关54a以将控制模式切换到操纵器操作模式。由此,操作操作臂53以允许操纵器30弯曲。
在根据当前第四实施方式以这种方式构造的内窥镜装置4中,当处理位于视野范围R1之外的目标组织P2时,可以防止容许移动范围R3变窄,并且利用夹持部件37容易地处理目标组织P2。
此外,由于成像单元40自由旋转,直到控制模式被设置为待机模式,因此可以提高成像单元40的操作性。
在当前第四实施方式中,在控制模式被切换到待机模式之后,在步骤S40中确定夹持部件37是否位于视野范围R1内。然而,当运动的成像单元40被停止时也可以进行这种确定。
已经描述了在第一视野移动过程中进行这种控制的示例。然而,可以在第二视野移动过程中进行这种控制。
例如,在第一至第四实施方式中,像图13中所示的内窥镜装置6,成像单元120可以被构造成具有类似于操纵器30的多接头结构。在这种修改示例中,为成像单元120的远端表面120a设置以上描述的图像拾取元件41和照明部件17。成像单元120的近端安装在支撑件16的远端表面16a上。在当前修改示例中,成像单元120被布置成从远端刚性区段11向前突出。
操作单元50设置有具有多接头结构的成像单元操作臂(没有示出),代替成像单元移位控制杆52a。成像单元操作臂被操作而允许成像单元120以期望形状弯曲。在图13中,成像单元120被弯曲成使得图像拾取元件41面对目标组织P2。
当内窥镜装置6配备有这种构造的成像单元120时,如图14所示,在第一视野移动过程和第二视野移动过程中,可以将成像单元120控制成仅在延伸区域R9中移动,该延伸区域R9位于插入单元10的前方,并由插入单元10和操纵器30占据的宽度(即,垂直于轴线C3的方向的长度)来指定。在图14所示的示例中,操纵器30布置在插入单元10占据的宽度内。
延伸区域R9是在插入单元10被推向内窥镜装置6的远端侧时插入单元10和操纵器30所经过的区域。延伸区域R9被认为是这样一个区域,在该区域上,相对难以与周围组织接触。为此,使成像单元120仅在延伸区域R9内移动。由此,对于成像单元120来说难以接触周围组织。
除了操纵器30外,图15中所示的内窥镜装置6配备有操纵器130,该操纵器130设置在插入单元10的远端表面16a上,并且被构造成类似于操纵器30。在该状态下,操纵器130的全部都被布置在位于插入单元10前方的区域内,但是操纵器30的一部分从位于插入单元10前方的该区域横向悬置。为此,延伸区域R9是图15中所示的范围。
在图16所示的内窥镜装置6中,操纵器30和130的近端安装在远端刚性区段11的一侧,而操纵器30和130的远端在插入单元10之前延伸。在这种情况下,操纵器30和130中的每个都从位于插入单元10前方的区域部分地横向悬置。为此,延伸区域R9是图16中所示的范围。
即使在图15和图16所示的内窥镜装置6中,也使成像单元120仅在延伸区域R9内移动。由此,成像单元120可能难以与周围组织接触。
即使当内窥镜装置包括三个或更多个操纵器,也可以通过类似地指定延伸区域而对这些操纵器进行控制。
另外,在第一至第四实施方式中,主控制单元具有多个控制模式,并且插入单元10的弯曲、操纵器30的弯曲和成像单元40的旋转当中的仅一个或两个被控制成不能每次都被执行。然而,插入单元10的弯曲、操纵器30的弯曲和成像单元40的旋转当中的全部都可以控制成每次都被执行。
在第一至第四实施方式中,使操纵器30的接头32弯曲,并使夹持部件37沿管状构件31的纵向方向移动。由此,能够使夹持部件37以两个自由度相对于远端刚性区段11移动。该构造是作为示例给出的。然而,夹持部件37相对于远端刚性区段11移动的自由度可以为至少一个自由度。
在第一至第四实施方式中,通过在显示单元60上显示消息来给出请求操作员O操作的指令。然而,可以通过操作臂52和53的声音或振动来给出请求操作员O操作的指令。
在第一至第四实施方式中,插入单元10的弯曲区段12被设置为弯曲的。然而,弯曲区段12可以被变形以便进行折叠,由此远端刚性区段11可以被构造成将其方向摆动到关于插入单元10的轴线C3的第一侧D1或位于第一侧的相反方向的第二侧D2。
在第一至第四实施方式中,将插入单元10说明为包括柔性管区段13的柔性构造。然而,插入单元10可以被构成为其中仅有弯曲区段12能够弯曲的刚性构造。
在第一至第四实施方式中,通过管状构件21和接头32实现操纵器30的多接头结构,但是其不限于此。例如,这些多接头结构可以通过在插入单元10的弯曲区段12中使用的接头环(件)来实现。
在第一至第四实施方式中,成像单元40围绕轴构件19旋转。然而,成像单元40的运动并不限于旋转。例如,成像单元40可以被构造成在与插入单元10的轴线C3相交的方向上(以平行方式)线性移动。
在第一至第四实施方式中,操纵器30的每个接头32都设置有角度检测传感器33和接头驱动马达34。然而,可以与远端刚性区段11中一样将接头驱动马达34设置成比操纵器30更接近近端侧,并且可以通过连接至接头驱动马达34的驱动轴的线(没有示出)使接头32旋转。接头驱动马达34的驱动轴的转速可以通过诸如编码器之类的角度检测传感器来检测,并且可以从所检测的转速来计算由相邻的管状构件31形成的角度。
在第一至第四实施方式中,操纵器30的近端安装在插入单元10的远端表面16a上。然而,可以在插入单元10中形成通向远端刚性区段11的通道,并且可以将操纵器30构造成插入该通道内。
在第一至第四实施方式中,处理单元存在于夹持部件37上,但是其类型不限于此。作为处理单元,除了夹持部件37之外,还可以适当地选择和使用圈套器、刀和注射针等。
在第一至第四实施方式中,操作单元50具有一对操作臂52和53。然而,操作单元50所具有的操作臂的数量不限于此,而是可以为一个或三个或更多个。当操作单元50具有一个操作臂时,例如,脚踏开关54可以被操作成使一个操作臂在其中弯曲区段12弯曲的插入单元操作模式和其中操纵器30弯曲的操纵器操作模式之间切换。
在第一至第四实施方式中,为了便于描述,主控制单元被描述为具有诸如插入单元操作模式和操纵器操作模式之类的控制模式。然而,主控制单元所具有的控制模式不限于此。例如,主控制单元可以具有其中插入单元10和操纵器30协同操作的控制模式以及其中多个操作员O同时操作插入单元10、操纵器30和成像单元40的控制模式。
尽管已经描述了本发明的优选实施方式,但是本发明不限于这些实施方式。在不脱离本发明的精神和范围的情况下可以对所述构造进行增加、省略、替换以及其他改动。本发明不受上述描述的限制,而是由所附权利要求来限制。
工业实用性
每个实施方式都提供了能够容易地加宽处理单元的容许移动范围的内窥镜装置以及控制该内窥镜装置的方法。
附图标记列表
1,2,3,4,6: 内窥镜装置
10: 插入单元
11: 远端刚性区段
12: 弯曲区段
13: 柔性管区段
16: 支撑件
16a,120a: 远端表面
16b: 凹部
17: 照明部件
19: 轴构件
20: 成像单元移动马达
23: 弯曲马达
30,130: 操纵器
31: 管状构件
32: 接头
33: 角度检测传感器
34: 接头驱动马达
37: 夹持部件(处理单元)
37a: 夹持件
38: 开闭马达
40,120: 成像单元
41: 图像拾取元件
42: 成像单元角度传感器
50: 操作单元
51: 操作台
52,53: 操作臂
52a: 成像单元移位控制杆
53a: 开闭控制杆
54: 脚踏开关
54a: 模式选择开关
54b: 确认开关
60: 显示单元
70: 控制器
71: 总线
72,91,101,111: 主控制单元
73: 图像处理单元
74: 电源
C3: 轴线
D1: 第一侧
D2: 第二侧
G1: 图像
O: 操作员
P1: 大肠
P2: 目标把组织
R1: 视野范围
R2: 可动范围
R3: 容许移动范围
R7: 移动范围
R9: 延伸区域
Claims (11)
1.一种控制内窥镜装置的方法,其中所述内窥镜装置包括:
插入单元,该插入单元具有可弯曲的弯曲区段和设置成比所述弯曲区段更接近所述内窥镜装置的远端侧的远端刚性区段;
操纵器,该操纵器允许设置在所述插入单元的远端处的处理单元以至少一个自由度相对于所述远端刚性区段移动;以及
成像单元,该成像单元被允许相对于所述远端刚性区段移动并获取视野范围内的图像,
所述方法包括:
第一视野移动过程,该第一视野移动过程使所述成像单元相对于所述远端刚性区段移动到关于所述插入单元的轴线的第一侧,从而使样本位于所述视野范围中并接近所述视野范围的中间部分;
插入单元移动过程,该插入单元移动过程使所述弯曲区段弯曲以使所述远端刚性区段移动到关于所述插入单元的所述轴线的所述第一侧;以及
第二视野移动过程,该第二视野移动过程使所述成像单元相对于所述远端刚性区段移动到关于所述插入单元的所述轴线的位于所述第一侧的相反方向的第二侧。
2.根据权利要求1所述的控制内窥镜装置的方法,其中:
所述处理单元具有容许移动范围,该容许移动范围被设置为所述处理单元相对于所述远端刚性区段的可动范围的位于所述视野范围内的那一部分;并且
所述第一视野移动过程包括:在停止所述成像单元的移动时所述容许移动范围等于或小于参考值的情况下,给出请求弯曲所述弯曲区段以加宽所述容许移动范围的指令。
3.根据权利要求1所述的控制内窥镜装置的方法,其中:
所述处理单元具有容许移动范围,该容许移动范围被设置为所述处理单元相对于所述远端刚性区段的可动范围的位于所述视野范围内的那一部分;并且
所述第一视野移动过程包括:在停止所述成像单元的移动时所述处理单元被布置在所述容许移动范围之外的情况下,给出请求使所述处理单元在所述视野范围内移动的指令。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的控制内窥镜装置的方法,其中:
所述处理单元具有容许移动范围,该容许移动范围被设置为所述处理单元相对于所述远端刚性区段的可动范围的位于所述视野范围内的那一部分;并且
所述插入单元移动过程包括:弯曲所述弯曲区段,使得所述样本在所述处理单元的所述容许移动范围的中间部分面对所述远端刚性区段。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的控制内窥镜装置的方法,其中:所述第一视野移动过程和所述第二视野移动过程中的每个都包括:使所述成像单元仅在延伸区域内移动,该延伸区域是位于所述插入单元的前方并由所述插入单元和所述操纵器占据的宽度规定的区域。
6.根据权利要求1至4中任一项所述的控制内窥镜装置的方法,该方法进一步包括:同时执行所述插入单元移动过程和所述第二视野移动过程,以控制被转移到所述图像的中间部分的目标,从而防止所述目标在所述图像内移动。
7.根据权利要求1所述的控制内窥镜装置的方法,该方法进一步包括:
将所述成像单元布置在所述成像单元的移动范围的中央并且执行所述第一视野移动过程;以及
当由操作员输入确认指令时同时执行所述插入单元移动过程和所述第二视野移动过程,并且使所述成像单元伴随着所述插入单元移动过程和所述第二视野移动过程而移动到所述成像单元的所述移动范围的所述中央。
8.根据权利要求1所述的控制内窥镜装置的方法,其中:所述第一视野移动过程和所述第二视野移动过程中的每个都包括:在所述处理单元被保持在所述视野范围中的情况下移动所述成像单元。
9.根据权利要求1所述的控制内窥镜装置的方法,其中:所述第一视野移动过程和所述第二视野移动过程中的每个都包括:
在所述成像单元移动之后停止时所述处理单元未位于所述视野范围内的情况下,给出请求使所述成像单元移动以将所述处理单元放置在所述视野范围内的指令;以及
在所述处理单元位于所述视野范围内的情况下以可动状态控制所述操纵器。
10.根据权利要求1至9中任一项所述的控制内窥镜装置的方法,其中所述内窥镜装置进一步包括:
操作单元,该操作单元操作所述弯曲区段、所述操纵器和所述成像单元;以及
显示单元,该显示单元显示所述图像。
11.一种内窥镜装置,该内窥镜装置包括:
插入单元,该插入单元具有可弯曲的弯曲区段和设置成比所述弯曲区段更接近所述内窥镜装置的远端侧的远端刚性区段;
操纵器,该操纵器允许设置在所述插入单元的远端处的处理单元以至少一个自由度相对于所述远端刚性区段移动;
成像单元,该成像单元被允许相对于所述远端刚性区段移动并获取视野范围内的图像;以及
控制单元,该控制单元控制所述插入单元、所述操纵器和所述成像单元,
其中所述控制单元:
使所述成像单元相对于所述远端刚性区段移动到关于所述插入单元的轴线的第一侧,从而使得样本位于所述视野范围内并接近所述视野范围的中间部分;
弯曲所述弯曲区段以使所述远端刚性区段移动到关于所述插入单元的所述轴线的所述第一侧;以及
使所述成像单元相对于所述远端刚性区段移动到关于所述插入单元的所述轴线的位于所述第一侧的相反方向的第二侧。
Applications Claiming Priority (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US201261735755P | 2012-12-11 | 2012-12-11 | |
US61/735,755 | 2012-12-11 | ||
PCT/JP2013/083542 WO2014092197A1 (en) | 2012-12-11 | 2013-12-10 | Endoscopic device and method of controlling endoscopic device |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN104837432A true CN104837432A (zh) | 2015-08-12 |
CN104837432B CN104837432B (zh) | 2017-05-17 |
Family
ID=50934476
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN201380064285.9A Active CN104837432B (zh) | 2012-12-11 | 2013-12-10 | 内窥镜装置和控制内窥镜装置的方法 |
Country Status (5)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US10085620B2 (zh) |
EP (1) | EP2931162A4 (zh) |
JP (1) | JP6072249B2 (zh) |
CN (1) | CN104837432B (zh) |
WO (1) | WO2014092197A1 (zh) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN109152519A (zh) * | 2016-03-31 | 2019-01-04 | 索尼奥林巴斯医疗解决方案公司 | 医疗观察装置、图像移动校正方法、及医疗观察系统 |
WO2022126996A1 (zh) * | 2020-12-15 | 2022-06-23 | 深圳市精锋医疗科技有限公司 | 手术机器人及其控制方法、控制装置 |
Families Citing this family (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US20140323802A1 (en) * | 2013-03-08 | 2014-10-30 | Stephen C. Lloyd | Methods and Systems for Improving the Prevention of Colorectal Cancer |
KR102195714B1 (ko) * | 2013-05-02 | 2020-12-28 | 삼성전자주식회사 | 수술용 트로카 및 이를 이용한 영상 획득 방법 |
DE102013108115A1 (de) * | 2013-07-30 | 2015-02-05 | gomtec GmbH | Verfahren und Vorrichtung zum Festlegen eines Arbeitsbereichs eines Roboters |
US11090123B2 (en) * | 2014-04-22 | 2021-08-17 | Bio-Medical Engineering (HK) Limited | Robotic devices and systems for performing single incision procedures and natural orifice translumenal endoscopic surgical procedures, and methods of configuring robotic devices and systems |
US11154368B2 (en) | 2014-04-22 | 2021-10-26 | Bio-Medical Engineering (HK) Limited | Port assembly for use with robotic devices and systems to perform single incision procedures and natural orifice translumenal endoscopic surgical procedures |
WO2017132386A1 (en) * | 2016-01-27 | 2017-08-03 | Boston Scientific Scimed, Inc. | Endoscope device and method |
US20180147014A1 (en) * | 2016-11-30 | 2018-05-31 | Wipro Limited | Ureteroscope and a method for dusting stones in a body cavity |
CN110559080A (zh) * | 2019-08-05 | 2019-12-13 | 北京航空航天大学 | 腹腔镜机器人及具有其的系统 |
US11547286B2 (en) * | 2020-01-22 | 2023-01-10 | Brio13Inv. LLC | Stylet assembly |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2000166936A (ja) * | 1998-12-09 | 2000-06-20 | Olympus Optical Co Ltd | 内視鏡治療装置 |
US20070265502A1 (en) * | 2006-05-11 | 2007-11-15 | Ryo Minosawa | Treatment system, trocar, treatment method and calibration method |
US20090062604A1 (en) * | 2006-02-27 | 2009-03-05 | Ryo Minosawa | Endoscopic surgery tool |
CN101500470A (zh) * | 2006-06-13 | 2009-08-05 | 直观外科手术公司 | 微创手术系统 |
Family Cites Families (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS5435035B2 (zh) * | 1973-06-19 | 1979-10-30 | ||
JPH078450A (ja) * | 1993-06-22 | 1995-01-13 | Olympus Optical Co Ltd | 内視鏡 |
US5836869A (en) | 1994-12-13 | 1998-11-17 | Olympus Optical Co., Ltd. | Image tracking endoscope system |
JP4382894B2 (ja) | 1998-12-04 | 2009-12-16 | オリンパス株式会社 | 視野移動内視鏡システム |
US8277373B2 (en) | 2004-04-14 | 2012-10-02 | Usgi Medical, Inc. | Methods and apparaus for off-axis visualization |
JP2008536552A (ja) * | 2005-04-11 | 2008-09-11 | ユーエスジーアイ メディカル インク. | 軸外可視化のための方法および装置 |
EP1955643B1 (en) * | 2005-12-01 | 2019-01-09 | Olympus Corporation | Guiding long medical member and long medical device |
US8864652B2 (en) | 2008-06-27 | 2014-10-21 | Intuitive Surgical Operations, Inc. | Medical robotic system providing computer generated auxiliary views of a camera instrument for controlling the positioning and orienting of its tip |
-
2013
- 2013-12-10 JP JP2015524270A patent/JP6072249B2/ja not_active Expired - Fee Related
- 2013-12-10 CN CN201380064285.9A patent/CN104837432B/zh active Active
- 2013-12-10 EP EP13862449.9A patent/EP2931162A4/en not_active Withdrawn
- 2013-12-10 WO PCT/JP2013/083542 patent/WO2014092197A1/en active Application Filing
-
2015
- 2015-05-22 US US14/719,451 patent/US10085620B2/en active Active
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2000166936A (ja) * | 1998-12-09 | 2000-06-20 | Olympus Optical Co Ltd | 内視鏡治療装置 |
US20090062604A1 (en) * | 2006-02-27 | 2009-03-05 | Ryo Minosawa | Endoscopic surgery tool |
US20070265502A1 (en) * | 2006-05-11 | 2007-11-15 | Ryo Minosawa | Treatment system, trocar, treatment method and calibration method |
CN101500470A (zh) * | 2006-06-13 | 2009-08-05 | 直观外科手术公司 | 微创手术系统 |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN109152519A (zh) * | 2016-03-31 | 2019-01-04 | 索尼奥林巴斯医疗解决方案公司 | 医疗观察装置、图像移动校正方法、及医疗观察系统 |
US11422346B2 (en) | 2016-03-31 | 2022-08-23 | Sony Olympus Medical Solutions Inc. | Medical observation device, image movement correcting method, and medical observation system |
WO2022126996A1 (zh) * | 2020-12-15 | 2022-06-23 | 深圳市精锋医疗科技有限公司 | 手术机器人及其控制方法、控制装置 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
EP2931162A1 (en) | 2015-10-21 |
JP6072249B2 (ja) | 2017-02-01 |
EP2931162A4 (en) | 2016-07-13 |
CN104837432B (zh) | 2017-05-17 |
WO2014092197A1 (en) | 2014-06-19 |
US20150327750A1 (en) | 2015-11-19 |
JP2016502411A (ja) | 2016-01-28 |
US10085620B2 (en) | 2018-10-02 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN104837432A (zh) | 内窥镜装置和控制内窥镜装置的方法 | |
JP5908172B2 (ja) | 手術支援システムおよび手術支援システムの制御方法 | |
JP6072283B2 (ja) | 医療用マニピュレータおよび医療用マニピュレータの作動方法 | |
US8376934B2 (en) | Multijoint manipulator and endoscope system having the same | |
JP4608601B2 (ja) | 医療用システム | |
JP3683554B2 (ja) | 手術ロボット | |
JP5301867B2 (ja) | 医療用マニピュレータシステム | |
EP2092874B1 (en) | Manipulator operation system | |
EP2064984B1 (en) | Therapeutic device system and manipulator system | |
EP2052671B1 (en) | Medical apparatus e.g. for bile or pancreatic duct | |
KR101924394B1 (ko) | 독립적으로 회전하는 부재 내의 병렬 구동 샤프트들을 위한 모터 연접부 | |
JP6300801B2 (ja) | 医療用マニピュレータおよび医療用マニピュレータの制御方法 | |
WO2007111571A1 (en) | Surgical robotic system for flexible endoscopy | |
WO2015005072A1 (ja) | 手術支援ロボット | |
US11033346B2 (en) | Medical master-slave manipulator system | |
JPH06285009A (ja) | 可撓性管状挿入具の湾曲装置 | |
Du et al. | Progress in Control-Actuation Robotic System for Gastrointestinal NOTES Development | |
KR100956549B1 (ko) | 수술용 보조 인스트루먼트 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PB01 | Publication | ||
EXSB | Decision made by sipo to initiate substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
GR01 | Patent grant | ||
GR01 | Patent grant |