JP2001161711A - 内視鏡手術システム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】内視鏡の観察方向が変更されても、術者に対す
る処置具の操作方向と表示画像上の処置具の移動方向と
が一致し、手術の時間短縮と術者の疲労軽減を図ること
ができる内視鏡手術システムの提供を目的としている。 【解決手段】本発明の内視鏡手術システムは、挿入方向
に対し異なる方向が観察可能な内視鏡１と、内視鏡１に
接続され、内視鏡１の観察像を撮像する撮像手段３と、
撮像手段からの情報を表示する表示手段５と、術者が操
作を行なう入力部９と、入力部９の操作に基づき動作を
行なう出力部１０と、入力部９に対して出力部１０の動
作方向を変更可能な動作方向変更手段とを備えた処置具
８と、内視鏡１の挿入方向まわりの観察方向の変化に伴
い、前記動作方向変換手段を動作させる制御手段とを具
備することを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、内視鏡下で外科的
処置を行なう内視鏡手術システムに関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、脳神経外科において、手術用顕微
鏡によるマイクロサージャリーが頻繁に行われている。
手術用顕微鏡の観察範囲は頭蓋の開創部を通して観察で
きる範囲に限られており、手術用顕微鏡では見えない部
分（死角）を観察するために、内視鏡が頻繁に用いられ
ている。そして、この内視鏡の観察像を見ながら、処置
具を頭部内に挿入して処置が行なわれている。

【０００３】一般に、手術用顕微鏡の死角観察を目的と
して使用される内視鏡としては、その長手方向に対して
所定の角度をなす側方を観察することが可能ないわゆる
斜視型の硬性鏡が使用される。このような斜視型の硬性
鏡１０１を含む内視鏡手術システムが図１１に示されて
いる。この内視鏡手術システムは、ＴＶカメラヘッド１
０２ａとコントローラ１０２ｂとからなるＴＶカメラシ
ステム１０２と、ＴＶカメラシステム１０２により撮像
された画像を表示するモニタ１０３と、硬性鏡１０１に
照明光を供給する光源装置１０４およびライトガイド１
０５とから成る。術中、硬性鏡１０１はスコープホルダ
１０６により固定支持される。ＴＶカメラヘッド１０２
ａは、モニタ１０３の表示画面の下方が硬性鏡１０１の
挿入方向深部側（先端側）となり且つモニタ画像の上方
が硬性鏡１０１の挿入方向の浅部側（手元側）になるよ
うに、硬性鏡１０１に接続される。術者１００は、モニ
タ１０３の内視鏡観察画像を見ながら、処置具１０７を
操作し、腫瘍の摘出や止血等を行っている。

【０００４】一方、内視鏡観察下で遠隔操作により処置
具を作動して手術を術者に代わって行なう手術用マニピ
ュレータが、例えば、特開平７−３２８０１５号公報に
開示されているこの手術用マニピュレータでは、術者が
マスタマニピュレータの操作を行なうと、これに追従し
て処置用マニピュレータがアクチュエータにより動作し
て、術部の処置を行なう。また、術者は、頭部に表示装
置を装着し、その表示画像を見ながらマスタマニピュレ
ータを操作して手術を行なう。この場合、術者の頭の位
置が検出され、これに合わせて内視鏡の観察位置が移動
される。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところで、図１１で
は、術者１００から見て左方向を硬性鏡１０１が観察し
ており、その硬性鏡画像がモニタ１０３に表示されてい
る。こうした状況下で、術者１００がモニタ１０３に表
示された画像を見ながら手術を行なって処置具１０７を
モニタ１０３上で右方向（矢印Ｄ１方向）に動かすと、
実際の処置具１０７は術者に対して前方（矢印ｄ１方
向）に移動されてしまう。逆に、処置具１０７をモニタ
１０３上で左方向（矢印Ｂ１方向）に動かすと、実際の
処置具１０７は術者に対して手前側（矢印ｂ１方向）に
移動されてしまう。

【０００６】一方、図１２に示されるように、図１１の
状態から硬性鏡を９０度左回りに回転させて術者１００
側を観察する状況下で、モニタ１０３上の処置具１０７
を左右方向（Ｄ２，Ｂ２方向）に移動させたい場合に
は、実際には、処置具１０７をモニタ１０３上の画像に
対し完全に反対方向に移動させる必要がある。すなわ
ち、挿入方向に対して観察方向の異なる内視鏡を使用す
る手術では、実際に処置具を動かす方向とモニタ上での
処置具の移動方向とが一致しない。このため、術者は、
モニタを見ながら、頭の中で処置具を移動させる方向を
考えたり、処置具を微妙に動かして移動方向を確認しな
がら処置具を移動させる方向を判断しなければならな
い。したがって、手術時間が長くなり、結果的に術者の
疲労を招いていた。こうした問題を解決するためには、
内視鏡の観察方向にあわせて術者が手術部位に対して場
所を移動して、観察方向と術者の正面方向とが一致する
ようにすれば良いが、患者の体や他の手術装置と干渉し
てしまうため、困難である。

【０００７】一方、特開平７−３２８０１５号公報に開
示されているシステムは、術者の頭部の位置を検出して
内視鏡の視野を移動させるものであるが、システムが大
掛かりで簡便ではない。また、内視鏡の観察位置を変更
するには、術者自身の移動や頭の移動が必要である。こ
のため、遠隔手術では有効であるが、手術室は多くの機
器やケーブルが設置されており、術者が手術室内で使用
する場合には邪魔になったり、術者の移動範囲が狭くな
るといった問題がある。また、内視鏡が挿入方向を中心
に回転した場合には、術者が観察している表示画像の向
きが変化してしまう。このため、マスタマニピュレータ
を動かす方向と表示画像上で処置用マニピュレータが動
く方向との間にズレが生じてしまう。

【０００８】本発明は、前記事情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、内視鏡の観察方向
が変更されても、術者に対する処置具の操作方向と表示
画像上の処置具の移動方向とが一致し、手術の時間短縮
と術者の疲労軽減を図ることができる内視鏡手術システ
ムを提供することにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】前記課題を解決するため
に、本発明の内視鏡手術システムは、挿入方向に対し異
なる方向が観察可能な内視鏡と、前記内視鏡に接続さ
れ、内視鏡の観察像を撮像する撮像手段と、前記撮像手
段からの情報を表示する表示手段と、術者が操作を行な
う入力部と、前記入力部の操作に基づき動作を行なう出
力部と、前記入力部に対して前記出力部の動作方向を変
更可能な動作方向変更手段とを備えた処置具と、前記内
視鏡の挿入方向まわりの観察方向の変化に伴い、前記動
作方向変換手段を動作させる制御手段とを具備すること
を特徴とする。

【００１０】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照しながら本発明
の実施形態について説明する。

【００１１】図１〜図５は本発明の第１の実施形態を示
している。 図１に示されるように、本実施形態に係る
内視鏡手術システムは、硬性鏡１と、硬性鏡１の手元側
に取り付けられたＴＶカメラヘッド３ａとコントローラ
ー３ｂとからなるＴＶシステム３と、モニタ５とを備え
ている。硬性鏡１の先端に設けられた対物レンズ２の光
軸１３は、硬性鏡１の挿入部１ａの中心軸Ｏ１に対して
角度αをもって斜めに方向付けられている。また、対物
レンズ２を通して得られる観察像は、図示しないリレー
光学系と結像光学系とを介して、ＴＶカメラヘッド３ａ
の図示しない撮像素子により撮像される。ＴＶカメラヘ
ッド３ａは、コントローラ３ｂを介して、モニタ５上に
観察像を表示する。図中、６は、硬性鏡１の視野に照明
光を供給するための図示しない光源装置に接続されたラ
イトガイドである。ＴＶカメラヘッド３は、モニタ５の
表示画像の下方が硬性鏡１の挿入方向深部側（先端側）
となり且つモニタ５の表示画像の上方が挿入方向の浅部
側（手元側）となるように、硬性鏡１に接続されてい
る。

【００１２】図中、７は、可撓性を有し且つ硬性鏡１を
支持するスコープホルダである。このスコープホルダ７
は、図示しないベッドサイドのステーに固定されてい
る。スコープホルダ７は硬性鏡１を中心軸Ｏ１回りに回
動可能に支持している。図中、８は処置具である。この
処置具８は、接続部材１２を介して、硬性鏡１の挿入部
１ａに一体的に固定されている。処置具８は、術者が操
作する入力部９と、入力部９の操作に対応して動作する
出力部１０とを有している。また、処置具８には、電極
間に高周波電流が流されることによって術部の止血や凝
固を行なうバイポーラプローブ１１が装着されている。
処置具８は、出力部１０が硬性鏡１の光軸１３方向に配
置されて常に硬性鏡１により撮像可能となるような位置
関係で、硬性鏡１に接続されている。

【００１３】図２および図３には処置具８の具体的な構
成が示されている。図２に示されるように、処置具８
は、硬性鏡１の挿入部１ａに接続部材１２を介して一体
的に接続された下部シャーシ８ａと、下部シャーシ８ａ
に回動可能に接続された上部シャーシ８ｂと、下部シャ
ーシ８ａと上部シャーシ８ｂとの接続部である関節８ｃ
とを有している。上部シャーシ８ｂは、硬性鏡１の挿入
部１ａの中心軸Ｏ１と略平行な回転軸Ｏ３を中心に回動
できる。

【００１４】入力部９は中空構造の入力レバー１５を有
している。入力レバー１５は、手元側（術者側）に位置
する細径の把持部１５ａと、先端側に位置する円板状の
変位部１５ｂとを有している。入力レバー１５には、手
元側から順に、細径穴１５ｃと、球形の窪みをした凹部
１５ｄとが形成されている。細径穴１５ｃにはバイポー
ラプローブ１１が挿入されている。また、細径穴１５ｃ
の終端（凹部１５ｄとの境界部）には、細径穴１５ｃと
同一内径の可撓性チューブ１６の一端が接続されてい
る。そして、チューブ１６内にバイポーラプローブ１１
が進退可能に挿入されている。上部シャーシ８ｂには、
上部支持軸１７の一端が一体的に固定されている。ま
た、上部支持軸１７の他端は、球形を成して入力レバー
１５の凹部１５ｄに嵌挿されており、その中心部Ｐ１を
中心に入力レバー１５が傾斜できるように入力レバー１
５の先端側を支持している。なお、上部支持軸１７は、
中空構造を成しており、その内部にチューブ１６が挿通
されている。

【００１５】図３にも示されるように、入力レバー１５
の変位部１５ｂには、４本のワイヤ２０ａ〜２０ｄの一
端がそれぞれ固定されている。ワイヤ２０ａ〜２０ｄ
は、中心部Ｐ１を通る軸Ｏ４を中心とする半径ｒの円の
円周上に互いに９０度の角度間隔をもって配置固定され
ている。一方、変位部１５ｂと対向する上部シャーシ８
ｂの部位には、ワイヤ２０ａ〜２０ｄの４つの固定位置
に対応する位置に、中空の可撓性ホース２１ａ〜２１ｄ
の一端が接続されている。ホース２１ａ〜２１ｄの内部
にはそれぞれ、対応するワイヤ２０ａ〜２０ｄが進退可
能に挿通されている。

【００１６】出力部１０は中空構造の出力レバー２５を
有している。出力レバー２５は、先端側（術部側）に位
置する細径部２５ａと、術部と反対側に位置する円板状
の変位部２５ｂとを有している。また、出力レバー２５
には、術部側から順に、細径穴２５ｃと、球形の窪みを
した凹部２５ｄとが形成されている。細径穴２５ｃには
バイポーラプローブ１１が挿入されている。また、細径
穴２５ｃの終端（凹部２５ｄとの境界部）には、細径穴
２５ｃと同一内径のチューブ１６が接続されている。

【００１７】下部シャーシ８ａには、下部支持軸２７の
一端が一体的に固定されている。下部支持軸２７の他端
は、球形を成して出力レバー２５の凹部２５ｄに嵌挿さ
れており、その中心部Ｐ２を中心に出力レバー２５が傾
斜できるように、出力レバー２５を支持している。な
お、下部支持軸２７は、中空構造を成しており、その内
部にチューブ１６が挿通されている。

【００１８】出力レバー２５の変位部２５ｂには、４本
のワイヤ２０ａ〜２０ｄの他端がそれぞれ固定されい
る。ワイヤ２０ａ〜２０ｄは、中心部Ｐ２を通る軸Ｏ５
を中心とする半径ｒの円の円周上に互いに９０度の角度
間隔をもって配置固定されている。また、変位部２５ｂ
と対向する下部シャーシ８ａの部位には、ワイヤ２０ａ
〜２０ｄの４つの固定位置と対応する位置に、ホース２
１ａ〜２１ｄの他端が接続されている。なお、この場
合、ワイヤ２０ａ〜２０ｄおよびホース２１ａ〜２１ｄ
は、図３に示されるように、入力部９側の軸Ｏ４回りの
配置を軸Ｏ５回りに１８０度回転させた状態で、変位部
２５ｂおよび下部シャーシ８ａに固定されている。

【００１９】次に、上記構成の内視鏡手術システムの動
作について説明する。

【００２０】硬性鏡１が術者側から見て前方を観察して
いる場合、硬性鏡１とＴＶカメラシステム３により撮像
される観察像は、図４に示されるように、ＴＶモニタ５
に表示されている。

【００２１】実際に、モニタ５の画面上でバイポーラプ
ローブ１１を矢印Ａ３，Ｂ３，Ｃ３，Ｄ３の各方向に動
かしたい場合には、入力レバー１５を各方向に対応させ
て矢印ａ３，ｂ３，ｃ３，ｄ３方向にそれぞれ傾斜させ
れば良い。すなわち、モニタ５上でバイポーラプローブ
１１を右に動かしたい場合には、入力レバー１５を右に
傾斜させるというように、モニタ５を見ながら動かした
い方向に入力レバー１５を傾斜させれば良い。

【００２２】例えば、モニタ５上でバイポーラプローブ
１１の先端を矢印Ａ３方向（上）に移動させる場合に
は、入力レバー１５を矢印ａ３方向（上）に操作する。
これにより、入力レバー１５が中心部Ｐ１を中心に上部
支持軸１７に対して傾斜し、ワイヤ２０ｃが手元側に引
張られるとともに、ワイヤ２０ａが先端側に押し出され
る（緩む）。押し出されたワイヤ２０ａは、ホース２１
ａ内を前進し、出力レバー２５を中心部Ｐ２を中心に矢
印ａ３方向に傾動させる。すなわち、モニタ５上でバイ
ポーラプローブ１１の先端が矢印Ａ３方向に移動する。
なお、他の方向の場合も同様に動作する。具体的には、
入力レバー１５を矢印ｂ３方向（左）に操作すると、出
力レバー２５が矢印ｂ３方向に傾動し、モニタ５上でバ
イポーラプローブ１１が矢印Ｂ３方向に移動し、また、
入力レバー１５を矢印ｃ３方向（下）に操作すると、出
力レバー２５が矢印ｃ３方向に傾動し、モニタ５上でバ
イポーラプローブ１１が矢印Ｃ３方向に移動し、また、
入力レバー１５を矢印ｄ３方向（右）に操作すると、出
力レバー２５が矢印ｄ３方向に傾動し、モニタ５上でバ
イポーラプローブ１１が矢印Ｄ３方向に移動する。ま
た、バイポーラプローブ１１を目的部位へ進退させる場
合には、術者１００が入力レバー１５に対してバイポー
ラプローブ１１を進退させれば良い。これにより、バイ
ポーラプローブ１１がチューブ１６内で進退し、出力レ
バー２５の先端に対してバイポーラプローブ１１が突没
する。

【００２３】次に、硬性鏡１を術者１００に対し軸Ｏ１
回りに９０度左回転させた場合（術者１００から見て、
左側を観察する場合…図５参照）の処置具８の動作につ
いて説明する。

【００２４】図５に示されるように、硬性鏡１を９０度
左回転させると、処置具８も一体となって９０度左に回
転するが、手術中、手術部位に対する術者１００の位置
は変わらないため、術者１００は、上部シャーシ８ｂを
下部シャーシ８ａに対して矢印Ｓ方向に９０度回転さ
せ、入力レバー１５を術者１００の正面位置に戻して使
用する。すなわち、入力レバー１５に対し出力レバー２
５が９０度ずれた状態になる。しかしながら、この場合
でも、硬性鏡１の光軸１３と処置具８の出力部１０とが
既に一体的に移動しているため、モニタ５上での処置具
８の出力レバー２５の移動方向と入力レバー１５の操作
方向との関係は図４に示した関係と変わらない。すなわ
ち、術者１００が正面方向にモニタ５を設置するととも
に、処置具８の入力レバー１５を正面（手前）に向けて
使用さえすれば、モニタ５上で処置具８を動かしたい方
向に入力レバー１５を傾斜させると、出力レバー２５す
なわちバイポーラプローブ１１が適正に移動する。

【００２５】以上説明したように、本実施形態によれ
ば、硬性鏡１と処置具８とを一体的に接続することによ
り、硬性鏡１の観察方向の変化を処置具８に機械的に伝
達して入力に対する出力の方向を変更しているため、構
造がシンプルであり手術作業の邪魔にならない。また、
入力部９の操作を可撓性ワイヤと可撓性ホースとにより
出力部１０に伝達しているため、複雑な機構が必要な
く、シンプルに構成できる。

【００２６】なお、本実施形態では、処置具８を硬性鏡
１の挿入部１ａに一体的に固定しているが、公知の内視
鏡の外套管と同様に、硬性鏡１の挿入部１ａの外周に外
挿する方式で構成し、本実施例の如く、内部にバイポー
ラプローブ等を挿入する構造としても良い。

【００２７】図６は本実施形態の変形例を示している。
この変形例では、スコープホルダ７が回転規制部材３０
によって上部シャーシ８ｂに機械的に固定されている。
この構成によれば、硬性鏡１を軸Ｏ１回りに回転させて
も、常に入力部９を術者の正面に位置させることができ
る。 したがって、手術時間の短縮を図ることができ
る。

【００２８】図７〜図９は本発明の第２の実施形態を示
している。なお、本実施形態において、第１の実施形態
と共通する構成部分については、以下、同一符号を付し
てその説明を省略する。

【００２９】図７に示されるように、本実施形態に係る
内視鏡手術システムは、硬性鏡１をＸＹＺ方向にスライ
ド可能に支持するスコープホルダ４０を有している。こ
のスコープホルダ４０はベッドサイドのステー４１ａに
固定されている。スコープホルダ４０は硬性鏡接続部材
４２を有している。硬性鏡接続部材４２には、スコープ
ホルダ４０に対する硬性鏡１の回転角度を検出する角度
検出手段４３が配設されている。角度検出手段４３は、
エンコーダ４４（図９参照）から成り、硬性鏡１の挿入
部１ａの中心軸軸Ｏ１回りの回転角度を検出する。

【００３０】また、この内視鏡手術システムは、処置具
８をＸＹＺ方向にスライド可能に保持する処置具ホルダ
４５を有している。処置具ホルダ４５は、ベッドサイド
のステー４１ｂに固定されており、処置具８を支持する
処置具接続部材４６を有している。

【００３１】図８に示されるように、処置具ホルダ４５
の先端部に設けられた処置具接続部材４６は、処置具８
の下部シャーシ８ａに回り止め固定されたギア４７を有
している。ギア４７は、処置具接続部材４６とともに、
下部シャーシ８ａがその軸Ｏ３方向に沿って移動するこ
とを規制するとともに、下部シャーシ８ａを関節８ｃに
おいて軸Ｏ３回りに回動可能に保持している。一方、上
部シャーシ８ｂは、処置具接続部材４６に取り付けられ
たピン５２によって、軸Ｏ３回りの回動が規制されてい
る。

【００３２】また、処置具接続部材４６は、保持部材９
９に固定されたモータ４８を有している。モータ４８の
出力軸４８ａには、ギア４７と噛み合うギア４９が同軸
的に固定されている。なお、処置具８の入力部９および
出力部１０とその動きを伝達する構成は第１の実施形態
と同一である。

【００３３】図９に示されるように、角度検出手段４３
を構成するエンコーダ４４は制御回路５０に接続されて
いる。制御回路５０は、モータ４８に接続されたモータ
駆動回路５１に接続されている。制御回路５０は、エン
コーダ４４からの入力信号に対し、硬性鏡１の中心軸Ｏ
１回りの回転角度と同一方向に同一角度だけ処置具８を
軸Ｏ３回りに回動すべく、予め設定された条件に従い所
定の信号をモータ駆動回路５１に出力する。

【００３４】次に、上記構成の内視鏡手術システムの動
作について説明する。

【００３５】硬性鏡１を中心軸Ｏ１回りに回転させる
と、角度検出手段４３のエンコーダ４４により、硬性鏡
１の硬性鏡接続部材４２に対する回転角度が検出され、
制御部５０に角度情報が出力される。制御部５０は、こ
の角度情報に基づいて硬性鏡１の回転角度を演算し、処
置具８をこれと同一の角度回転すべく信号をモータ駆動
回路５１へ出力する。モータ駆動回路５１は、この入力
信号に従い、必要量モータ４８を回転させる。このモー
タ４８の回転は、出力軸４８ａに同軸に固定されたギア
４９とギア４７との噛み合いにより、下部シャーシ８ａ
へと伝達され、下部シャーシ８ａが硬性鏡１と同一角度
回転する。すなわち、硬性鏡１の観察方向と処置具８の
出力部１０の方向とが第１の実施形態と同じ関係にな
る。この際、上部シャーシ８ｂは、ピン５２の作用によ
り、処置具接続部材４６に対して回転しない。したがっ
て、入力部９の位置は常に術者１００に対して変わらな
い。これにより、術者の処置具８の操作方向とモニタ５
上での処置具８の移動方向とを一致させることができ
る。なお、硬性鏡１の中心軸Ｏ１回りの回転により、処
置具８の出力部１０が観察範囲から外れた場合には、処
置具ホルダ４５により処置具８をＸＹＺ方向に移動させ
て、調整を行なう。

【００３６】以上説明したように、本実施形態は、第１
の実施形態と異なり、電気的に硬性鏡１の挿入方向回り
の回転を検出するとともに、処置具８の出力部１０を電
気的に回転させるため、硬性鏡１と処置具８とを分離し
て保持可能となり、手術の状況に応じて、硬性鏡１と異
なる位置および方向から処置具８を挿入できる。これに
より、幅広い手術のスタイルに対応できる。

【００３７】なお、本実施形態では、硬性鏡１の回転を
エンコーダ４４により検出しているが、硬性鏡１に発光
体を接続し、この発光体を撮影手段（ＴＶカメラ）によ
り撮像して、その撮像信号により硬性鏡の位置および回
転角度を演算する、公知の光学的位置検出手段により、
硬性鏡１の回転を検出することも可能である。これによ
り、スコープホルダを用いない場合でも、位置検出が可
能となる。

【００３８】図１０は本発明の第３の実施形態を示して
いる。

【００３９】なお、本実施形態において、硬性鏡１、Ｔ
Ｖカメラシステム３、モニタ５、スコープホルダ４０、
スコープホルダ４０に対する硬性鏡１の位置を検出する
回転角度検出手段は第２の実施形態と同一であるため、
その説明を省略し、異なる部分である処置具６３につい
てのみ説明する。

【００４０】図中、６０は、処置具６３を先端に固定し
且つベッドサイドのステー４１ｂに取り付けられたスレ
ーブマニピュレータ（以下、 処置用マニピュレータと
いう）である。スレーブマニピュレータ６０は、垂直方
向および旋回方向に動作する支持機構としての第１の動
作アーム６０ａと、第１の動作アーム６０ａに設けられ
且つ水平方向に動作する第２の動作アーム６０ｂと、第
２の動作アーム６０ｂの先端部に設けられた関節部６０
ｃとから構成されている。また、処置用マニピュレータ
６０は、マニピュレータ制御装置６１と方向変換回路６
５とを介して、術者が操作できる領域内に設置されたマ
スタマニピュレータ６２に接続されている。

【００４１】マニピュレータ制御装置６１は、公知の如
く、マスターマニピュレータ６２からの信号を入力し、
マスターマニピュレータ６２に対して処置用マニピュレ
ーター６０が同一の動きをすべく、駆動信号を処置用マ
ニピュレータ６０に出力するものである。

【００４２】方向変換回路６５には、第２の実施例と同
様の角度検出手段４３を構成するエンコーダ４４が接続
されている。方向変換回路６５は、エンコーダ４４から
の入力信号により、マニピュレータ制御装置６１からの
信号を所定の変換式に基づき変更し、マスターマニピュ
レータ６２の操作に対する処置用マニピュレーター６０
の動作方向を変更する駆動信号を処置用マニピュレータ
６０に出力する。

【００４３】処置用マニピュレータ６０の第１の動作ア
ーム６０ａと第２の動作アーム６０ｂは、例えば電磁モ
ータ等のアクチュエータ（図示しない）によって動作す
る上下ｅ、旋回ｆ、水平ｇの動作軸からなるいわゆる円
筒座標型マニピュレータの駆動構造を有しているが、複
数の関節部からなるいわゆる多関節型マニピュレータの
構造でも構わない。関節部６０ｃは、電磁モータ等のア
クチュエータ（図示しない）により動作して、互いに直
交する２軸ｈ，ｉ回りに処置具６３を傾斜できるように
処置具６３と接続している。

【００４４】次に、上記構成の内視鏡手術システムの動
作について説明する。

【００４５】処置用マニピュレータ６０に接続された処
置具６３の先端位置Ｑは、上下ｅ、旋回ｆ、水平ｇ、傾
斜ｈ、ｉの各動作位置と各部材の幾何学的寸法により、
マニピュレータ制御装置６１で既知となっている。一
方、マスタマニピュレータ６２の作用点６２ａの位置は
マニピュレータ制御装置６１による演算により求めら
れ、マスタマニピュレータ６２の作用点６２ａの位置に
処置具先端Ｑが移動すべく信号がマニピュレータ制御装
置６１から方向変換回路６５へ出力される。また、硬性
鏡１の観察方向は、第２の実施形態と同様に回転角度検
出手段４３のエンコーダ４４により検出され、方向変換
回路６５に伝えられる。

【００４６】ここで、角度変換回路６５は、エンコーダ
４４からの信号に基づき、マニピュレータ制御装置６１
から入力される信号を、予め記憶された計算式に基づき
演算処理し、マスタマニピュレータ６２の操作方向がモ
ニタ５上における処置具６３の移動方向とが常に一致す
るように、処置用マニピュレータ６０に駆動信号を出力
する。すなわち、第２の実施形態と同様に、モニタ５の
画面上で表示されている処置具６３の先端位置Ｑの移動
方向がマスターマニピュレータ６２の操作方向と同じに
なるように、処置用マニピュレータ６０に信号が出力さ
れる。これにより、第２の実施形態と同様、術者による
処置具６３の操作方向とモニタ５上での処置具６３の移
動方向とが一致するようになる。

【００４７】以上説明したように、本実施形態では、処
置具６３の操作がマスターマニピュレータ６２により遠
隔的に行なうことができるため、マスタマニピュレータ
６２の設置場所に制限がなく、術者が操作し易い位置で
手術が行なえる。したがって、術者はより楽な姿勢で手
術操作が行えるようになる。

【００４８】なお、以上説明してきた技術内容によれ
ば、以下に示すような各種の構成が得られる。

【００４９】１．挿入方向に対し異なる方向が観察可能
な内視鏡と、前記内視鏡に接続され前記内視鏡の観察像
を撮像する撮像手段と、前記撮像手段からの情報表示す
る表示手段と、術者が操作を行う入力部と、前記入力部
の操作に基づき動作を行う出力部と、前記入力部に対し
て前記出力部の動作方向が変更可能な動作方向変更手段
を備えた処置具と、前記内視鏡の挿入方向まわりの観察
方向の変化にともない、前記動作方向変換手段を動作さ
せる制御手段を備えたことを特徴とする内視鏡手術シス
テム。

【００５０】２．前記動作方向変更手段は、前記入力部
の操作を出力部に伝達する操作伝達手段と、前記処置具
の術部への挿入方向まわりに前記入力部に対して前記出
力部を回転可能な回転部をそなえ、前記制御手段は、前
記内視鏡の挿入方向まわりの回転を伝達し前記回転部を
回転させる回転伝達手段よりなることを特徴とする第１
項に記載の内視鏡手術システム。

【００５１】３．前記操作伝達手段は、機械的伝達手段
よりなることを特徴とする第２項に記載の内視鏡手術シ
ステム。 ４．前記回転伝達手段は、前記内視鏡と前記処置具を一
体的に接続する接続部材よりなることを特徴とする第２
項または第３項に記載の内視鏡手術システム。

【００５２】５．前記回転伝達手術は、所定の部位に対
する内視鏡の挿入方向まわりの回転変位を検出する回転
検出手段と、前記回転部を回転可能な駆動手段と、前記
回転検出手段からの信号に基づき前記駆動手段の駆動を
制御する電気的制御手段よりなる第２項または第３項に
記載の内視鏡手術システム。 ６．前記回転検出手段は、エンコーダであることを特徴
とする第５項に記載の内視鏡手術システム。 ７．前記回転検出手段は前記内視鏡に接続された、光学
的発光体と、前記光学的発光体を撮像する第２の撮像手
段と、前記第２の撮像手段からの信号に基づき、前記内
視鏡の回転角度を算出する演算手段を備えた光学的位置
検出手段よりなることを特徴とする第５項に記載の内視
鏡手術システム。

【００５３】８．前記駆動手段はモーターであることを
特徴とする第５項に記載の内視鏡手術システム。 ９．前記機械的伝達手段は、第１の可撓性部材と前記第
１の可撓性部材に対して相対的に変位する第２の可撓性
部材よりなることを特徴とする第３項に記載の内視鏡手
術システム。 １０．前記第１の可撓性部材はワイヤーであり、前記第
２の可撓性部材は前記ワイヤーに外挿されたホースであ
ることを特徴とする付記９記載の内視鏡手術システム。

【００５４】１１．挿入方向に対し、側方が観察可能な
内視鏡と、前記内視鏡に接続され前記内視鏡の観察像を
撮像する撮像手段と、前記撮像手段からの情報を表示す
る表示手段と、術者が操作を行うマスタマニピュレータ
と、前記の操作に基づき動作を行うスレーブマニピュレ
ーターと、前記スレーブマニピュレーターが前記マスタ
マニピュレータの動きに追従した動作をすべく制御を行
うマニピュレータ制御手段を備えた処置具と、前記内視
鏡の挿入方向まわりの回転変位を検出する回転検出手段
と、前記マニピュレータ制御手段および前記回転検出手
段からの情報により前記スレーブマニピュレータの動作
方向を制御するマニピュレータ動作方向変換手段を備え
たことを特徴とする内視鏡手術システム。

【００５５】（第１項の目的）内視鏡の観察方向を変更
しても、術者に対する処置具の操作方向と、表示画像上
の処置具の移動方向が一致させることにより、手術の時
間短縮と術者の疲労軽減が可能な内視鏡手術システムの
提供。

【００５６】（第１項の作用）内視鏡が挿入方向まわり
に回転することにより生じる表示手段の上での術部の上
下、水平方向変化に合わせて、制御手段により、動作方
向変換手段を駆動し、処置具の入力部の操作方向に対し
て出力部の動作方向を制御する。（表示手段上での処置
具の出力部の動作方向と実際の処置具の入力部の操作方
向が常に一致するように制御される。） （第２項の作用）内視鏡が挿入方向まわりに回転する
と、回転伝達手段により前記処置具の回転部が回転され
る。これにより出力部が処置具の入力部に対して挿入方
向まわりに回転する。この状態で、入力部の操作は操作
伝達手段により、出力部に伝達されるため、入力操作に
対して出力部の動作方向が変換される。

【００５７】（第４項の作用）内視鏡が挿入方向まわり
に回転すると、接続部材により処置具が硬性鏡と一体的
に回転し、処置具の回転部が回転される。これにより出
力部が処置具の入力部に対して挿入方向まわりに回転す
る。この状態で、入力部の操作は操作伝達手段により、
出力部に伝達されるため、入力操作に対して出力部の動
作方向が変換される。

【００５８】（第５項の作用）内視鏡が挿入方向まわり
の回転は回転検出手段により検出され、電気的制御手段
に入力される。電気的制御手段はこの入力信号に基づき
駆動手段を駆動し回転部を回転させる。これにより出力
部が処置具の入力部に対して挿入方向まわりに回転す
る。この状態で、入力部の操作は操作伝達手段により、
出力部に伝達されるため、入力操作に対して出力部の動
作方向が変換される。

【００５９】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
硬性鏡の挿入方向まわりの回転にあわせて、処置具の移
動方向を制御するため、術者が表示手段を見ながら処置
具の出力部を動かしたい方向と同一方向に処置具の入力
部を操作すると、処置具の出力部が表示手段上で意図し
た方向（動かしたい方向）に移動する。そのため、手術
中に移動方向を考えたり、確認を行なう必要がなくな
る。これにより、処置具の操作が容易となり、手術時間
の短縮、ひいては、術者の疲労を大幅に軽減できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施形態に係る内視鏡手術シス
テムの斜視図である。

【図２】図１の内視鏡手術システムを構成する処置具の
断面図である。

【図３】図２の処置具のワイヤによる伝達手段を説明す
るための概念図である。

【図４】図１の内視鏡手術システムの第１の動作形態を
示す斜視図である。

【図５】図１の内視鏡手術システムの第２の動作形態を
示す斜視図である。

【図６】図１の内視鏡手術システムの変形例を示す斜視
図である。

【図７】本発明の第２の実施形態に係る内視鏡手術シス
テムの斜視図である。

【図８】図７の内視鏡手術システムの処置具接続部材の
断面図である。

【図９】図７の内視鏡手術システムの電気制御系のブロ
ック図である。

【図１０】本発明の第３の実施形態に係る内視鏡手術シ
ステムの斜視図である。

【図１１】内視鏡手術システムの従来例を示す図であ
る。

【図１２】内視鏡手術システムの従来例を示す図であ
る。

【符号の説明】

１…硬性鏡（内視鏡） ９…入力部 １０…出力部

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 挿入方向に対し異なる方向が観察可能な
   内視鏡と、 前記内視鏡に接続され、内視鏡の観察像を撮像する撮像
   手段と、 前記撮像手段からの情報を表示する表示手段と、 術者が操作を行なう入力部と、前記入力部の操作に基づ
   き動作を行なう出力部と、前記入力部に対して前記出力
   部の動作方向を変更可能な動作方向変更手段とを備えた
   処置具と、 前記内視鏡の挿入方向まわりの観察方向の変化に伴い、
   前記動作方向変換手段を動作させる制御手段と、 を具備することを特徴とする内視鏡手術システム。