JP2003310546A - ビデオ式硬性内視鏡装置及び内視鏡システム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 架台の先端に装着した時に、バランス良く吊
り下げられ、撮影された画像にブレ等が発生することの
ないビデオ式硬性内視鏡装置を、提供する。 【解決手段】ビデオ式硬性内視鏡装置１は、硬性内視鏡
１０を、ビデオ撮影装置１４の側面の下端近傍から突出
させた形状を有している。このビデオ式硬性内視鏡１を
架台２のフリーアーム２３の先端に装着するために、こ
のフリーアーム２３の先端に穿たれた貫通孔２３ａに挿
入される取付部材３３は、ビデオ撮影装置１４の同側面
における上端近傍から、硬性内視鏡１０と平行に突出す
るように固定されている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、硬性内視鏡の基端
にビデオ撮影装置を固定してなるビデオ式硬性内視鏡装
置，及び、このビデオ式硬性内視鏡装置と架台とからな
る内視鏡システムに関する。

【０００２】

【従来の技術】例えば内臓や関節の患部の手術を体壁を
切開することなく内視鏡観察下で行うために用いられる
内視鏡装置の一つとして、体壁に開けられた小さな孔を
通して患者の体内に挿入される硬性内視鏡と、この硬性
内視鏡によって得られる患部の像を術者やその他の医療
スタッフにモニタ表示させるための撮影を行うビデオ撮
影装置とから構成されているビデオ式硬性内視鏡装置
が、実用されている。

【０００３】本出願人は、このようなビデオ式硬性内視
鏡装置の新規構成を、先に、特願2000-346439において
提案した。この出願によって開示されたビデオ式硬性内
視鏡では、硬性内視鏡を構成する複数のリレーレンズを
透過した光路をそのまま直線状に進行する光路と像反転
プリズムを経た後に前記光路と平行に進行する光路とに
分割する光学系が、ビデオ撮影装置に含まれている。さ
らに、このビデオ撮影装置には、前者の光路を経た被写
体光に基づいて被写体の広角な画像を撮影する撮影装置
（撮影光学系及び撮像デバイス）と、後者の光路を経た
被写体光に基づいて被写体の拡大画像を撮影する撮影装
置（撮影光学系及び撮像デバイス）とが、含まれてい
る。前者の撮影装置によって撮影される画像内における
後者の撮影装置によって撮影される領域は、上記像反転
プリズムを光路に直交する面内で移動させることによ
り、任意に移動させることができる。これにより、術者
及びその他の手術スタッフは、一方のモニタに表示され
ている患部全体の画像を見つつ、その一部の領域を他方
のモニタに拡大して表示させて、観察することができ
る。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】以上のようなビデオ式
硬性内視鏡装置は、従来、術者の指示に従い、手術助手
によって手で保持されていた。

【０００５】しかしながら、ビデオ式硬性内視鏡装置
は、それ自体重いので、手術が長時間に亘る場合には、
手術助手に多大な負荷を強いていた。また、このように
手術助手によって保持されるのであると、特に、硬性内
視鏡を構成する光学系のサイズが大きくなった場合に
は、ビデオ式硬性内視鏡装置が安定しないために、モニ
タ上に拡大して映される画像がブレるという問題を生じ
る。そのため、一般的に用いられているフリーアーム付
きの架台を利用し、そのフリーアームの先端にビデオ式
硬性内視鏡装置を装着することが考えられる。

【０００６】本発明は、このような架台のアームの先端
に装着した時に、バランス良く吊り下げられ、それによ
って、撮影された画像にブレ等が発生することのないビ
デオ式硬性内視鏡装置の提供を、課題とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
めに案出された本発明のビデオ式硬性内視鏡は、アーム
を有する架台の当該アームの先端に装着されて使用され
るビデオ式硬性内視鏡装置であって、多数のレンズから
構成される対物光学系を内蔵した円筒である硬性内視鏡
と、この硬性内視鏡がその側面の下端近傍に垂直に接続
される柱状のケーシングを有するとともに、前記対物光
学系から射出された被写体光を前記ケーシングの中心軸
と平行な方向へ反射する反射部材，この反射部材によっ
て反射された前記被写体光を収斂させる結像光学系，及
び、この結像光学系によって収斂された前記被写体光に
よって形成された像を撮像する撮像デバイスを前記ケー
シング内に内蔵してなる撮影装置と、前記ケーシングの
前記硬性内視鏡が接続された側面における上端近傍から
当該硬性内視鏡と平行に突出して、前記アームの先端に
おいてその中心軸と直交する方向に穿たれた貫通孔に挿
入される取付部材とを、備えたことを特徴とする。

【０００８】また、上記の課題を解決するために案出さ
れた本発明の内視鏡システムは、架台と、この架台に装
着されて使用されるビデオ式硬性内視鏡装置とからなる
内視鏡システムであって、前記架台は、先端に貫通孔が
穿たれたアームを有し、前記ビデオ式硬性内視鏡装置
は、多数のレンズから構成される対物光学系を内蔵した
円筒である硬性内視鏡と、この硬性内視鏡がその側面の
下端近傍に垂直に接続される柱状のケーシングを有する
とともに、前記対物光学系から射出された被写体光を前
記ケーシングの中心軸と平行な方向へ反射する反射部
材，この反射部材によって反射された前記被写体光を収
斂させる結像光学系，及び、この結像光学系によって収
斂された前記被写体光によって形成された像を撮像する
撮像デバイスを前記ケーシング内に内蔵してなる撮影装
置と、前記ケーシングの前記硬性内視鏡が接続された側
面における上端近傍から当該硬性内視鏡と平行に突出し
て、前記アームの先端においてその中心軸と直交する方
向に穿たれた貫通孔に挿入される取付部材とを備えたこ
とを、特徴とする。

【０００９】以上のように構成されると、ビデオ式硬性
内視鏡装置の重量の大部分を占める硬性内視鏡と撮影装
置とが略Ｌ字状の形状をなすので、その重心は、撮影装
置のケーシングにおける硬性内視鏡が接続されている側
面の中央近傍に存在する。従って、取付部材を架台のア
ームの先端に穿たれた貫通孔に挿入したときには、取付
部材と貫通孔との接触部は、ビデオ式硬性内視鏡装置全
体の重心の上方に存在することになる。従って、架台に
よってビデオ式硬性内視鏡装置を安定的に保持すること
ができる。具体的には、自然状態において硬性内視鏡を
バランス良くつり下げることができるとともに、硬性内
視鏡を水平方向から傾けた場合でも重力によってフリー
アームの先端に掛かるトルクが最小で済む。その結果、
安定的に保持されているビデオ式内視鏡装置によって撮
影された画像に、ブレ等が発生することがない。また、
硬性内視鏡と取付部材とは、撮影装置のケーシングにお
ける同一側面から互いに平行に突出しているので、硬性
内視鏡を患者の体壁に取り付けられたトラカールから引
き抜く際に、同時に、取付部材をアームの貫通孔から引
き抜くことができる。

【００１０】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して、本発明の
実施の形態を説明する。

【００１１】図１に示されるように、本実施形態による
内視鏡システムは、ビデオ式硬性内視鏡装置１と、これ
を支持する架台２とから構成される。

【００１２】この架台２は、従来公知のものであり、大
重量の台座２０と、この台座２０から垂直に術者の背丈
よりも高く伸びた支柱２１と、この支柱２１の先端から
水平方向に伸びたビーム２２と、このビーム２２の先端
から更に伸びているフリーアーム２３とから、構成され
ている。このフリーアーム２３は、複数の関節によって
連結された複数のセグメントから構成されており、その
最先端のセグメントは、図２の斜視図に示すように、角
柱状に形成されている。そして、このフリーアーム２３
の最先端セグメントの先端近傍には、その側面及び中心
軸に直交する断面円形の貫通孔２３ａが穿たれている。

【００１３】一方、ビデオ式硬性内視鏡装置１は、患者
の腹壁に嵌め込まれたトラカールを介して患者の体腔内
に挿入される硬性内視鏡１０と、この硬性内視鏡１０の
基端（接眼レンズ１３を収容するアイピース１０ａ）に
接続されたビデオ撮影装置１４とから、構成されてい
る。

【００１４】硬性内視鏡１０は、図３の光学構成図に示
されているように、体腔内の像を形成してリレーするた
めの対物光学系１１，１２と、体腔内を照明するために
図示せぬ光源装置からの照明光を先端部へ導く図示せぬ
ライトガイドとを、体腔内に挿入される円筒状の管の内
部に有している。そして、この対物光学系は、対物レン
ズ群１１と複数のリレーレンズ１２とから構成されてい
る。なお、対物レンズ群１１は、広い範囲（例えば、１
２０°以上の画角）の視野の像を形成可能なレトロフォ
ーカス型の対物レンズとして、構成されている。この対
物レンズ群１１により形成される体腔内部の像は、結像
面１１ｉに結像する。この結像面１１ｉ上の像は、各リ
レーレンズ１２により夫々の結像面１２ｉに順次結像さ
れてリレーされ、最終のリレーレンズ１２の結像面１２
ｉに結像される。

【００１５】この硬性内視鏡１０のアイピースは、上述
したアイピース１０ａとして、上記管よりも大径に形成
されている。この基端の表面には、硬性内視鏡１０をビ
デオ撮影装置１４に対して固定するための雄ねじマウン
トが形成されている。また、その内部に収容されている
接眼レンズ１３は、光軸方向へ位置調整可能に保持され
ており、ビデオ撮影装置１４に固定される場合には、プ
ラスディオプトリの位置（即ち、結像面１２ｉに形成さ
れた像の実像を結像面１３ｉに再結像できる位置）に移
動される。

【００１６】ビデオ撮影装置１４は、図２に示すよう
に、角柱状のケーシングを備えている。このケーシング
の側面における下端近傍には、図３に示すように、硬性
内視鏡１０の基端が嵌め込まれる受け口１４ａが形成さ
れている。この受け口１４ａの内面には、硬性内視鏡１
０の雄ねじマウントに係合するメスネジマウントが、形
成されている。

【００１７】また、図３に示すように、このビデオ撮影
装置１４のケーシング内には、受け口１４ａに装着され
た硬性内視鏡１０からの被写体光の光路上に順番に配置
された反射部材として、ハーフミラー１５及び反射鏡１
６が、設けられている。このハーフミラー１５は、接眼
レンズ１３の光軸に対して４５度傾けて配置されてお
り、物体光の一部を透過させるとともに反射させること
によって光軸を分岐し、分岐後の一方の光軸Ax1をケー
シングの中心軸と平行な方向（上方）へ、９０度折り曲
げる。また、反射鏡１６は、ハーフミラー１５と平行に
配置されており、分岐後の他方の光軸Ax２を光軸Ax1と
平行に折り曲げる。

【００１８】光軸Ax1上には、順番に、正のパワーを持
つ一のレンズ群からなる広角用再結像光学系（結像光学
系）１７及び広角用ＴＶカメラ（撮像デバイス）３１が
配置されている。また、光軸Ax2上には、光軸シフトプ
リズム３０，フォーカスレンズ１８，第１乃至第３レン
ズ群１９ａ〜１９ｃからなる拡大用再結像光学系（結像
光学系）１９，及び、拡大用ＴＶカメラ（撮像デバイ
ス）３２が、配置されている。なお、広角用ＴＶカメラ
（撮像デバイス）３１及び拡大用ＴＶカメラ（撮像デバ
イス）３２は、共に、ビデオ撮影装置１４５のケーシン
グの端部に装着されており、撮像面に形成された像をビ
デオ信号に変換する。そして、各ＴＶカメラ３１，３２
から出力されたビデオ信号は、夫々、広角画像用モニタ
３３，拡大画像用モニタ３４に入力されて、これらモニ
タ３３，３４上に画像を表示させる。

【００１９】上記広角用再結像光学系１７は、結像面１
３ｉに結像された像のほぼ全域を、広角用ＴＶカメラ３
１の撮像面上に再結像させる。

【００２０】また、光軸シフトプリズム３０は、アッベ
プリズム，ダハプリズム，ポロプリズム等の像反転プリ
ズム（像を上下左右に反転させるプリズム）であり、図
示せぬ移動機構によって光軸Ax２に直交する面内で移動
させられることにより、自己の内部を通過した光軸Ax2
を、その移動方向と同じ方向へ、その移動量の二倍の量
だけシフトさせる。

【００２１】フォーカスレンズ１８は、初期位置にある
光軸シフトプリズム３０を通過した光軸Ax２と同軸に、
配置されている。このフォーカスレンズ１８は、その光
軸に沿って移動可能に保持されている。

【００２２】拡大用再結像光学系１９の第１乃至第３レ
ンズ群１９ａ〜１９ｃも、初期位置にある光軸シフトプ
リズム３０を通過した光軸Ax２に対して同軸となるよう
に、フォーカスレンズ１８と拡大用ＴＶカメラ３２との
間に配置されている。拡大用再結像光学系１９を構成す
る第３レンズ群１９ｃは、固定されているが、第１及び
第２レンズ群１９ａ，１９ｂは、それらの光軸に沿って
移動可能に保持されている。これら第１及び第２レンズ
群１９ａ，１９ｂが光軸方向に移動されることにより、
拡大用再結像光学系１９の倍率は、任意に調整される。

【００２３】これらフォーカシングレンズ１８及び拡大
用再結像光学系１９は、結像面１３ｉに形成された像
を、広角用再結像光学系１７による倍率よりも大きい倍
率にて、拡大用ＴＶカメラ３２の撮像面上に再結像させ
る。この拡大用再結像光学系１９によって形成された像
は、拡大用ＴＶカメラ３２の撮像面よりも大きい。従っ
て、対物光学系によって形成された像の一部領域が、拡
大されて、拡大用ＴＶカメラ３２によって撮像される。

【００２４】以上のように構成されているために、ビデ
オ式硬性内視鏡装置１の全体形状は、Ｌ字状となってい
る。従って、その重心は、図１におけるアイピース１０
ａの直上（図１において参照記号Ｘにて示す位置）に存
在している。

【００２５】そのために、ビデオ撮影装置１４のケーシ
ングにおける口金１４ａが設けられた側面の上端近傍に
は、この重心Ｘを跨ぐように、ビデオ式硬性内視鏡装置
１を架台２に装着するための取付部材３３が、口金１４
ａに固定された硬性内視鏡１０の軸方向と平行に突出し
た状態で取り付けられている。この取付部材３３は全体
的に略円柱状の形状を有しており、その基端近傍部分の
外径は上述したフリーアーム２３の貫通孔２３ａの内径
よりも大きく、それよりも先端側の外径は貫通孔２３ａ
の内径よりも小さい。従って、この貫通孔２３ａに取付
部材３３を挿入すると、外径が変わる段差部分が貫通孔
２３ａの口に当接することにより、この取付部材３３が
フリーアーム２３に対して位置決めされる。このように
位置決めされた状態では、フリーアーム２３の中心軸の
延長線上に、ビデオ式硬性内視鏡装置１全体の重心が存
在することになる。従って、硬性内視鏡１０を安定的に
水平に保つことができる。さらに、フリーアーム２３の
各関節を適宜回転させることによって、硬性内視鏡１０
を水平方向から傾けた場合でも、フリーアーム２３の各
関節に掛かるトルクが比較的小さくて済むので、その状
態を保持するのが容易である。

【００２６】なお、この取付部材３３の小径部分におけ
る外周面は、取付部材３３の中心軸と平行な１又は複数
の平面に沿って、Ｄカットされている。上述したフリー
アーム２３の貫通孔２３ａの横断面形状は、この取付部
材３３における小径部分の断面形状よりも若干大きい相
似形となっている。従って、貫通孔２３ａに挿入された
取付部材３３は、貫通孔２３ａの内面に対して均等な隙
間を開けるとともに、そのＤカットによる平面が貫通孔
２３ａ内面の平面と係合することによって、回転防止さ
れている。

【００２７】ところで、実際の使用時において、架台２
全体には、この架台２の全体形状に沿った形状に形成さ
れた減菌袋３が、被せられる。具体的には、そのフリー
アーム２３の先端から減菌袋３が被せられ、台座２０の
下縁において、その減菌袋３の口が絞られることによっ
て、閉じられている。従って、図１に示すように、フリ
ーアーム２３の先端は、減菌袋３の末端によって覆われ
る。

【００２８】上述した取付部材３３は、図４に示すよう
に、減菌袋３の外側から、この減菌袋３の膜を貫通孔２
３ａに押し込みつつ、貫通孔２３ａに挿入される。従っ
て、貫通孔２３ａを貫通した取付部材３３におけるこの
貫通孔２３ａから突出した部分は、減菌袋３の膜によっ
て二重に覆われることになる。このように減菌袋３の膜
によって二重に覆われた状態で貫通孔２３ａから突出し
た取付部材３３の先端には、図５に示すように、貫通孔
２３ａの内径よりも大きい外径を有する有底筒状の固定
部材３４が、被せられる。

【００２９】この固定部材３４の凹部の横断面形状は、
貫通孔２３ａの横断面形状と合同である。また、その凹
部の深さは、フリーアーム２３の貫通孔２３ａを貫通し
た取付部材３３における貫通孔２３ａから突出した部分
の長さよりも、若干深い。従って、取付部材３３の先端
に被せられた固定部材３４の口は、減菌袋３越しに、フ
リーアーム２３の側壁と当接する。

【００３０】また、固定部材３４における側壁には、そ
の中心軸と直交する方向に外周面から凹部の内周面まで
貫通するネジ孔が、形成されている。このネジ孔には、
円柱型のネジ頭を有するとともに先端が平面上の固定ネ
ジ３５が、固定部材３４の外周面からねじ込まれてい
る。従って、この固定部材３４を取付部材３４の先端に
被せた状態で固定ネジ３５をねじ込むと、その固定ネジ
３５の先端が、減菌袋３の二重の膜越しに、取付部材３
３の外周面に当接し、取付部材３３に対する固定部材３
４の相対移動を防止する。この状態では、固定部材３４
と取付部材３３の段差との間でフリーアーム２３が挟み
込まれることにより、取付部材３４の貫通孔３４ａに対
する進退が規制され、よって、ビデオ式硬性内視鏡装置
１がフリーアーム２３に対して固定される。

【００３１】このような固定の過程において、減菌袋３
は一切破られていない。従って、架台１に装着された状
態でビデオ式硬性内視鏡装置１を使用する間中、減菌袋
３の内面が外部に露出することは一切無いので、架台１
の汚染が患者に伝染することは無い。

【００３２】なお、ビデオ式固定内視鏡装置１を架台２
から外す場合には、取付部材３３の先端から固定部材３
４を外しさえすれば良い。そうすれば、取付部材３３が
ビデオ撮影装置１４と同一側面から硬性内視鏡１０と同
じ方向へ平行に突出している関係で、患者の体壁に取り
付けられたトラカールから硬性内視鏡１０を引き抜くの
と一緒に、ビデオ式固定内視鏡装置１全体を架台２から
外すことができる。

【００３３】

【発明の効果】以上に説明したように、本発明によるビ
デオ式硬性内視鏡装置は、架台のアームの先端に装着し
た時に、バランスが良く吊り下げられる。その結果、撮
影された画像にブレ等が発生することがない。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の実施の形態である内視鏡システムの
全体構成図

【図２】 フリーアームに装着されたビデオ式硬性内視
鏡装置の斜視図

【図３】 ビデオ式硬性内視鏡装置の内部構造を示す光
学硬性図

【図４】 取付部材，貫通孔及び固定部材の形状を示す
断面図（分解図）

【図５】 取付部材，貫通孔及び固定部材の形状を示す
断面図（組付図）

【符号の説明】

１ ビデオ式硬性内視鏡装置 ２ 架台 ３ 減菌袋 １０ 硬性内視鏡 １４ ビデオ撮影装置 ２３ フリーアーム ２３ａ 貫通孔 ３３ 取付部材 ３４ 固定部材

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】アームを有する架台の当該アームの先端に
   装着されて使用されるビデオ式硬性内視鏡装置であっ
   て、 多数のレンズから構成される対物光学系を内蔵した円筒
   である硬性内視鏡と、 この硬性内視鏡がその側面の下端近傍に垂直に接続され
   る柱状のケーシングを有するとともに、前記対物光学系
   から射出された被写体光を前記ケーシングの中心軸と平
   行となる方向へ反射する反射部材，この反射部材によっ
   て反射された前記被写体光を収斂させる結像光学系，及
   び、この結像光学系によって収斂された前記被写体光に
   よって形成された像を撮像する撮像デバイスを前記ケー
   シング内に内蔵してなる撮影装置と、 前記ケーシングの前記硬性内視鏡が接続された側面にお
   ける上端近傍から当該硬性内視鏡と平行に突出して、前
   記アームの先端においてその中心軸と直交する方向に穿
   たれた貫通孔に挿入される取付部材とを備えたことを特
   徴とするビデオ式硬性内視鏡装置。
2. 【請求項２】前記貫通孔に挿入された前記取付部材の先
   端には、前記アームにおける前記取付部材が前記貫通孔
   に挿入された側とは反対側から、前記貫通孔より大径の
   固定部材が固定されることを特徴とする請求項１記載の
   ビデオ型硬性内視鏡装置。
3. 【請求項３】架台と、この架台に装着されて使用される
   ビデオ式硬性内視鏡装置とからなる内視鏡システムであ
   って、 前記架台は、その先端においてその中心軸と直交する方
   向に貫通孔が穿たれたアームを有し、 前記ビデオ式硬性内視鏡装置は、多数のレンズから構成
   される対物光学系を内蔵した円筒である硬性内視鏡と、
   この硬性内視鏡がその側面の下端近傍に垂直に接続され
   る柱状のケーシングを有するとともに、前記対物光学系
   から射出された被写体光を前記ケーシングの中心軸と平
   行な方向へ反射する反射部材，この反射部材によって反
   射された前記被写体光を収斂させる結像光学系，及び、
   この結像光学系によって収斂された前記被写体光によっ
   て形成された像を撮像する撮像デバイスを前記ケーシン
   グ内に内蔵してなる撮影装置と、前記ケーシングの前記
   硬性内視鏡が接続された側面における上端近傍から当該
   硬性内視鏡と平行に突出して、前記アームの先端に穿た
   れた貫通孔に挿入される取付部材とを備えたことを特徴
   とする内視鏡システム。