JP2009195489A - マニピュレータ操作システム - Google Patents
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Abstract
【課題】操作部への操作量に対する表示部における処置具先端の移動距離を調整することで、術者に対する操作の負担を抑えることができるマニピュレータ操作システムを提供すること。
【解決手段】患部を処置するマニピュレータ型の電動式の内視鏡用処置具200と、患部等の撮像画像70を撮像し、内視鏡用処置具200とは別体である撮像部17と、撮像部17で撮像された画像を表示するモニタ53aと、内視鏡用処置具200の先端部212(把持鉗子213)の配置位置を検出する検出部258dと、撮像画像70の像面歪曲情報を取得する画像処理装置52と、先端部212の配置位置と、像面歪曲情報を基に、ジョイスティック205の操作量と湾曲部211における湾曲量の比を調整する調整部258eを備える。
【選択図】 図1
【解決手段】患部を処置するマニピュレータ型の電動式の内視鏡用処置具200と、患部等の撮像画像70を撮像し、内視鏡用処置具200とは別体である撮像部17と、撮像部17で撮像された画像を表示するモニタ53aと、内視鏡用処置具200の先端部212(把持鉗子213)の配置位置を検出する検出部258dと、撮像画像70の像面歪曲情報を取得する画像処理装置52と、先端部212の配置位置と、像面歪曲情報を基に、ジョイスティック205の操作量と湾曲部211における湾曲量の比を調整する調整部258eを備える。
【選択図】 図1
Description
本発明は、体腔内の患部を観察しながら手術を行う体腔内用のマニピュレータ操作システムに関する。
近年、例えば外科分野において、内視鏡や処置具を有し、遠隔操作により処置具先端の把持鉗子等を動作させ、体腔内の患部を観察する術者に代わって手術を行なう体腔内用のマニピュレータ操作システムが知られている。通常、処置具先端と連結する湾曲部や内視鏡の湾曲部は多関節構造となっている。こうしたマニピュレータ操作システムは、各関節部をアクチュエータにより動作させることで、体腔内における目的部位に対するアプローチを容易ならしめている。
その際、例えばCCD等の撮像部は、患部の撮像画像を撮像する。この撮像画像は、観察画像としてモニタ等の表示部に表示される。術者は、観察画像を目視しながら例えばジョイスティック等の操作部を操作する。処置具は術者による操作部への操作(入力)量に対する動作(湾曲)量にて遠隔操作され、患部が処置具における把持鉗子等によって処置される。
例えば特許文献1には、操作の都度、処置具や被検体が観察しやすいスピードで観察画面内を移動させることによって手技の操作性を高めた体腔内手術用マニピュレータ装置が開示されている。
また例えば特許文献2には、オペレータの操作量と操作方向に対応して、TVモニタ上のスレーブマニピュレータ制御点の移動速度が、カメラの焦点距離やカメラからスレーブマニピュレータ制御点までの距離、あるいはカメラの姿勢が変化しても常に設定した値となるようなマニピュレータの制御装置が開示されている。
また例えば特許文献3には、画像入力装置のズーム比を任意に変えたときに、マスターアームの手先の運動とテレビモニタ上のスレーブアームの手先の映像の運動との大きさの比率を常に一定に保持することのできるマニピュレータ制御システムが開示されている。
特開平8−187246号公報
特開平8−11071号公報
特開平8−309680号公報
しかしながら、撮像部が像面歪曲を有すると、撮像画像及び観察画像も像面歪曲を有することとなる。この場合、例えば観察画像(モニタ)の中央部及び周縁部では、また例えば拡大状態の観察画像と非拡大状態の観察画像では、術者による操作部への操作量が同じで、これにより処置具先端の実際の移動距離(移動速度、移動量)が同じであっても、観察画面上では操作量に対する処置具先端の移動距離が異なって見える。
詳細には、例えば観察画像の中心部では処置具先端は小さく動作しているように見え、周縁部では処置具先端は大きく動作しているように見える。言い換えると、処置具先端の移動距離は、モニタにて、観察画像の中心部では小さく、観察画像の周縁部では大きく表示される。
また例えば拡大状態の観察画像では処置具先端は大きく動作しているように見え、非拡大状態の観察画像では処置具先端は小さく動作しているように見える。言い換えると、処置具先端の移動距離は、モニタにて、拡大状態の観察画像では大きく、非拡大状態の観察画像では小さく表示される。
また例えば拡大状態の観察画像では処置具先端は大きく動作しているように見え、非拡大状態の観察画像では処置具先端は小さく動作しているように見える。言い換えると、処置具先端の移動距離は、モニタにて、拡大状態の観察画像では大きく、非拡大状態の観察画像では小さく表示される。
これにより術者は、同じ操作量であっても、モニタ上における処置具先端の移動距離が異なるように見えるため、操作に違和感を覚える虞がある。よって術者は、操作に対する慣れを必要とする虞が生じ、術者に負担がかかってしまう。
そのため本発明は、上記課題を鑑みて、操作部への操作量に対する表示部における処置具先端の移動距離を調整することで、術者に対する操作の負担を抑えることができるマニピュレータ操作システムを提供することを目的とする。
本発明は目的を達成するために、所望な方向に湾曲可能な湾曲部と、前記湾曲部と直接的または間接的に連結し患部を処置する処置具を有する先端部と、を有する内視鏡用処置具と、前記湾曲部を湾曲駆動させる湾曲駆動部と、前記湾曲駆動部を操作して前記湾曲部を湾曲操作する湾曲操作部と、を有する処置具先端移動制御部と、像面歪曲を有する光学系を含み、前記光学系によって前記先端部と前記湾曲部を撮像し、前記内視鏡用処置具とは別体な撮像部を有する撮像手段と、前記撮像部によって撮像され、前記像面歪曲を有する撮像画像を観察画像として表示する表示部を有する観察手段と、前記撮像部によって撮像され、前記表示部に表示される前記先端部の配置位置を検出する検出部を有する検出手段と、前記撮像画像の像面歪曲情報を取得する像面歪曲情報取得部を有する像面歪曲情報取得手段と、前記検出部によって検出された前記配置位置と、前記像面歪曲情報取得部によって取得された前記像面歪曲情報を基に、前記湾曲操作部の操作量と、前記湾曲駆動部の駆動量と、の比を調整する調整部を有する調整手段と、を具備することを特徴とするマニュピレータ操作システムを提供する。
また本発明は目的を達成するために、所望な方向に湾曲可能な湾曲部と、前記湾曲部と直接的または間接的に連結し患部を処置する処置具を有する先端部と、を有する内視鏡用処置具と、前記湾曲部を湾曲駆動させる湾曲駆動部と、前記湾曲駆動部を操作して前記湾曲部を湾曲操作する湾曲操作部と、前記先端部の配置位置を検出する検出部と、を有する処置具先端移動制御部と、像面歪曲を有する光学系を含み、前記光学系によって前記先端部と前記湾曲部を撮像し、前記内視鏡用処置具とは別体な撮像部を有する撮像手段と、前記検出部によって検出された前記配置位置から、前記撮像部の先端から前記先端部までの相対距離を算出する算出部を有する算出手段と、前記撮像部によって撮像され、前記像面歪曲を有する撮像画像を観察画像として表示する表示部を有する観察手段と、前記撮像画像の像面歪曲情報を取得する像面歪曲情報取得部を有する像面歪曲情報取得手段と、前記算出部によって算出された前記相対距離と、前記像面歪曲情報取得部によって取得された前記像面歪曲情報を基に、前記湾曲操作部の操作量と、前記湾曲駆動部の駆動量と、の比を調整する調整部を有する調整手段と、を具備することを特徴とするマニュピレータ操作システムを提供する。
本発明によれば、操作部への操作量に対する表示部における処置具先端の移動距離を調整することで、術者に対する操作の負担を抑えることができるマニピュレータ操作システムを提供することができる。
以下、図面を参照して本発明の実施形態について詳細に説明する。
図1乃至図10を参照して第1の実施形態について説明する。
図1は、本実施形態のマニピュレータ操作システム1の概略構成を示す図である。本実施形態におけるマニピュレータ操作システム1は、所望する方向に湾曲可能な内視鏡2と、内視鏡2の周辺装置(装置本体)3と、内視鏡2を挿通し患部を処置するマニピュレータ型の電動式の内視鏡用処置具200と、内視鏡用処置具200を遠隔操作する処置具先端移動制御装置300と、を有している。
図1乃至図10を参照して第1の実施形態について説明する。
図1は、本実施形態のマニピュレータ操作システム1の概略構成を示す図である。本実施形態におけるマニピュレータ操作システム1は、所望する方向に湾曲可能な内視鏡2と、内視鏡2の周辺装置(装置本体)3と、内視鏡2を挿通し患部を処置するマニピュレータ型の電動式の内視鏡用処置具200と、内視鏡用処置具200を遠隔操作する処置具先端移動制御装置300と、を有している。
内視鏡2には、患者の体腔内等に挿入される細長い挿入部10と、挿入部10の基端と連結し、挿入部10を操作する操作部30が設けられている。
操作部30には、術者が把持する把持部31と、挿入部10の後述する湾曲部12を湾曲させる湾曲操作ノブ32が設けられている。
把持部31には、ユニバーサルコード33の基端部が連結されている。このユニバーサルコード33の先端には、周辺装置3に接続されるコネクタ部34が連結されている。
また操作部30には、吸引ボタン35と、送気・送水ボタン36と、内視鏡撮影用の各種ボタン37と、処置具挿入部38とが設けられている。処置具挿入部38には、内視鏡用処置具200が挿通する後述する処置具挿通チャンネル39の挿入口40が設けられている。
挿入口40には、内視鏡用処置具200を内視鏡2の外部から挿入口40を介して処置具挿通チャンネル39までガイドするガイドチューブ(エクステンションチューブ)50が着脱自在に取り付けられている。
ガイドチューブ50が挿入口40と接続し、内視鏡用処置具200がガイドチューブ50に挿入された際、ガイドチューブ50は内視鏡用処置具200を処置具挿通チャンネル39までガイドする。内視鏡用処置具200は、ガイドチューブ50から挿入口40を介して処置具挿通チャンネル39内に挿入される。さらに内視鏡用処置具200は、後述する挿入部10の先端硬性部13側まで押し込み操作された後、図1に示す処置具挿通チャンネル39の先端開口部39aから体腔内に突出(挿入)される。
挿入部10は、操作部30側から順に可撓管部(蛇管部)11と、例えば上下左右方向に自在に湾曲可能な湾曲部12と、先端硬性部13を有している。詳細には、操作部30は、樹脂製の中空形状を有する細長い可撓管部11の基端と連結している。可撓管部11の先端は、湾曲部12の基端と連結している。湾曲部12の先端は、先端硬性部13の基端と連結している。
可撓管部11は、弾力性と可撓性を有し、外力によって曲がる。湾曲部12は、湾曲操作ノブ32が操作されることで、図示しない操作ワイヤが牽引され、所望する上下左右方向に湾曲する。湾曲部12が湾曲することにより、先端硬性部13の位置と向きが変わり、所望する観察対象物(患部や病変部等)が観察視野(または撮像視野)内に捉えられる。
可撓管部11や湾曲部12は、図示しない外皮チューブによって被覆されている。
先端硬性部13の先端面13aには、前述した処置具挿通チャンネル39の先端開口部39aと、撮像手段80に含まれ、撮像手段80の先端である観察窓14と、照射手段81に含まれる照明窓15と、図示しない送気送水用ノズルなどが配設されている。
先端硬性部13には、図2に示すように、観察窓14の後方に、撮像手段80に含まれ、図3Aに示す患部等の撮像画像70を撮像し、内視鏡用処置具200とは別体である撮像部17が固定されている。撮像部17には、所定の像面歪曲を有する対物レンズ18a等の光学系18と、CCD等の撮像素子19と、接続回路基板20などが含まれる。対物レンズ18aと、撮像素子19と、接続回路基板20は、観察窓14から順に配置されている。撮像部17は、光学系18等によって図4に示すように先端開口部39aから突出する後述する湾曲部211と先端部212を撮像する。
光学系18は像面歪曲を有するため、撮像される撮像画像70は像面歪曲を有することとなる。
接続回路基板20には、撮像素子19の信号線などのケーブル21が接続している。
なお対物レンズ18aは、複数配置されていても良く、少なくとも一部が軸方向に沿って移動可能である。このため、撮像素子19は、患部の像の焦点を撮像素子19上で結んだ状態で患部の像(像面歪曲を有する撮像画像70)を撮像可能である。
また、撮像素子19に代えて図示しないイメージガイドファイバの先端部を固定して、内視鏡2を電子スコープに限らずにファイバースコープとしてもよい。
また先端硬性部13には、図2に示すように、照明窓15の後方にて、照射手段81に含まれるライトガイドファイバ16の先端部が固定されている。照明窓15は、後述する光源装置51にて生成された内視鏡用照明光を後述する撮像部17の撮像範囲に照射する照射部である。
ライトガイドファイバ16や、ケーブル21や、ファイバースコープの場合の図示しないイメージガイドファイバや、処置具挿通チャンネル39や、図示しない送気チューブや、図示しない送水チューブなどの先端は、図2に示すように先端硬性部13に固定されている。またライトガイドファイバ16や、ケーブル21や、ファイバースコープの場合の図示しないイメージガイドファイバや、図示しない送気チューブや、図示しない送水チューブの基端は、湾曲部12と可撓管部11と操作部30と、ユニバーサルコード33を通じて周辺装置3と接続する。また処置具挿通チャンネル39の基端は、湾曲部12と可撓管部11と操作部30(処置具挿入部38)を通じて挿入口40と接続する。
本実施形態では1つの処置具挿通チャンネル39に対して図1に示すように2つの内視鏡用処置具200が挿通する場合を想定しているが、1つ、または複数の内視鏡用処置具200が1つの処置具挿通チャンネル39に挿入してもよい。また複数の処置具挿通チャンネル39が設けられ、各処置具挿通チャンネル39それぞれに内視鏡用処置具200が挿通することも可能である。
周辺装置3は、照射手段81に含まれ、内視鏡用照明光を生成する光源装置51と、像面歪曲情報取得手段82に含まれ、撮像部17で撮像された撮像画像70に対して種々の画像処理を行う画像処理装置52と、観察手段83に含まれ、画像と画像データ(撮像部17で撮像され、画像処理装置52によって画像処理された画像)と装置状態や操作指示状態等を表示する表示部であるモニタ53aを有する画像表示装置53と、マニピュレータ操作システム1全体の制御及び演算処理等を行う制御装置54と、キーボード等を備える入力装置55と、吸引ポンプ付きの廃液タンク装置56及び送水タンク57等を有している。
光源装置51は、前面に、コネクタ部34と接続する接続口51aと、光源装置51の動作状態を表示する表示部51bを有する。
画像処理装置52は、前面に接続ケーブル60の一端60aと接続するコネクタ受52aを有する。接続ケーブル60の他端60bには、キャップ付接続部60cが設けられている。キャップ付接続部60cには、コネクタ部34の図示しない電気的接続部が着脱自在に接続する。
画像処理装置52は、光学系18の像面歪曲情報を基に、撮像部17によって撮像され、像面歪曲を有する撮像画像70の像面歪曲情報を取得する像面歪曲情報取得部である。
光学系18の像面歪曲情報とは、撮像画像70の像面歪曲情報であり、図3Aに示すように、モニタ53a(撮像画像70)の中央部53bからモニタ53aの中央部周辺53cを介してモニタ53aの周縁部53dに向けて、どの程度歪曲しているかを示す情報である。
画像処理装置52は、光学系18の像面歪曲情報を基に、撮像部17によって撮像され、像面歪曲を有する撮像画像70の像面歪曲情報を取得する像面歪曲情報取得部である。
光学系18の像面歪曲情報とは、撮像画像70の像面歪曲情報であり、図3Aに示すように、モニタ53a(撮像画像70)の中央部53bからモニタ53aの中央部周辺53cを介してモニタ53aの周縁部53dに向けて、どの程度歪曲しているかを示す情報である。
モニタ53aは、図3Aに示すように撮像部17で撮像され、像面歪曲を有する撮像画像70を観察画像として表示する。撮像部17における対物レンズ18aが像面歪曲を有しているため、撮像画像70は像面歪曲を有することとなる。よって中央部53bから中央部周辺53cを介して周縁部53dに向けて歪曲が大きくなる。中央部53bと中央部周辺53cと周縁部53dの範囲は、図3Bに示すように光学系18の視野範囲に影響される。
また撮像部17は先端開口部39aから突出する後述する湾曲部211と先端部212を撮像すると、図4に示すように、モニタ53aは湾曲部211と先端部212も表示する。
制御装置54には、予め光学系18の光学特性(例えば対物レンズ18aの倍率)と、この光学特性に応じた光学系18の像面歪曲情報の組み合わせを記憶する記憶部54aが設けられている。例えば内視鏡2がコネクタ部34を介して周辺装置3(例えば画像処理装置52)と接続した際に、制御装置54には光学系18の光学特性が入力される。内視鏡2と周辺装置3が接続することは、撮像手段80に含まれる例えば撮像部17と像面歪曲情報取得手段82に含まれる例えば画像処理装置52が接続することである。
制御装置54は、記憶部54aに記憶されている組み合わせから、入力された光学系18の光学特性に応じる光学系18の像面歪曲情報を識別し、画像処理装置52に出力する。これにより画像処理装置52は、上述したように、入力された光学系18の像面歪曲情報を基に、撮像部17によって撮像され、像面歪曲を有する撮像画像70の像面歪曲情報を取得する。
なお像面歪曲情報の取得については上記に限定することはなく、入力装置55に、光学系18の像面歪曲情報が入力されてもよい。より詳細には、入力装置55に対物レンズ18aの倍率といった光学系18の光学特性等が入力されることで、像面歪曲情報が入力されることとなる。入力された像面歪曲情報は、記憶部54aなどに記憶される。制御装置54は、上記同様に画像処理装置52に出力する。画像処理装置52は、入力装置55にて入力された像面歪曲情報を基に、撮像部17によって撮像され、像面歪曲を有する撮像画像70の像面歪曲情報を取得する。また入力装置55には、後述する操作量と湾曲量の比が所望に入力される。
撮像手段80は、観察窓14と、撮像部17(光学系18と、撮像素子19と、接続回路基板20)を有し、内視鏡用処置具200とは別体である。撮像部17で撮像された撮像画像70(撮像信号)は、ユニバーサルコード33と接続ケーブル60を通じて画像処理装置52に送られる。
照射手段81は、照射部である照明窓15と、ライトガイドファイバ16と、光源装置51と、を有している。
像面歪曲情報取得手段82は、像面歪曲情報取得部である画像処理装置52を有している。画像処理装置52は、撮像画像70を画像処理し、映像画像(観察画像)に変換する。
観察手段83は、モニタ53aを含む画像表示装置53を有している。画像表示装置53は、撮像部17で撮像され、像面歪曲を有する撮像画像70を観察画像としてモニタ53aにて表示する。
照射手段81は、照射部である照明窓15と、ライトガイドファイバ16と、光源装置51と、を有している。
像面歪曲情報取得手段82は、像面歪曲情報取得部である画像処理装置52を有している。画像処理装置52は、撮像画像70を画像処理し、映像画像(観察画像)に変換する。
観察手段83は、モニタ53aを含む画像表示装置53を有している。画像表示装置53は、撮像部17で撮像され、像面歪曲を有する撮像画像70を観察画像としてモニタ53aにて表示する。
次に本実施形態の内視鏡用処置具200について説明する。
図1と図5と図6に示すように患部を処置する内視鏡用処置具200は、多関節湾曲機構を有している。内視鏡用処置具200は、体腔内に挿入される挿入部202と、挿入部202に連結され、挿入部202を内視鏡2の挿入方向に進退移動させ、挿入部202における湾曲部211を湾曲駆動させる湾曲駆動部である駆動ユニット203を有している。駆動ユニット203には、後述する把持鉗子213を操作する処置具操作部201が設けられている。
図1と図5と図6に示すように患部を処置する内視鏡用処置具200は、多関節湾曲機構を有している。内視鏡用処置具200は、体腔内に挿入される挿入部202と、挿入部202に連結され、挿入部202を内視鏡2の挿入方向に進退移動させ、挿入部202における湾曲部211を湾曲駆動させる湾曲駆動部である駆動ユニット203を有している。駆動ユニット203には、後述する把持鉗子213を操作する処置具操作部201が設けられている。
図1に示すように挿入部202は、ガイドチューブ50と、挿入口40と、処置具挿通チャンネル39を通じて先端開口部39aから体腔内に突出(挿入)される。挿入部202は、図5と図6に示すように手元(基端)側に位置する可撓管部(軟性部)210と、可撓管部210の先端と連結している湾曲部211と、湾曲部211の先端と直接的または間接的に連結している先端部212を有する。
可撓管部210は、弾力性と可撓性を有し、外力によって曲がる。
湾曲部211は、多関節湾曲機構を有し、上下左右に所望に湾曲する。
先端部212は、患部等を処置する処置具本体部である把持鉗子213を有している。把持鉗子213は、挿入部202内を挿通する後述する操作ワイヤ234によって図5と図6に示す上下に開閉する把持部材213a,213bを有している。先端部212には、把持鉗子213に限らず、例えば、高周波ナイフまたは高周波凝固子等の処置具が設けられていても良い。
次に、図5と図6を参照して湾曲部211について詳細に説明する。湾曲部211は、節輪221と節輪222と節輪223と節輪224を有し、節輪221と節輪222と節輪223と節輪224が連結することで、構成される。なお連結する節輪の数は、4個に限定する必要はなく、少なくとも2つであればよい。節輪221と節輪222と節輪223と節輪224は、環状の部材によって形成され、挿入部202の長軸方向へ一列に同軸的に並べて配置される。節輪221と節輪222と節輪223と節輪224は、隣接する節輪同士で回動自在に連結し、これにより多関節湾曲機構が構成される。
図7Aは、図6中のA−A矢視線で示す水平面で湾曲部211を挿入部202の長軸方向に沿って縦断した断面を上から見た断面図である。図7Bは、図6中のB−B矢視線で示す鉛直面で湾曲部211を挿入部202の長軸方向に沿って縦断した断面を左側から見た断面図である。湾曲部211についての上下左右の向きは図6に示す指標の通りである。
節輪221と節輪222は、第1回動軸部225を中心に回動可能に接続し、第1回動軸部225によって回動自在に連結される。第1回動軸部225の軸方向は、挿入部202の長軸方向と直交し、かつ図6で示す上下方向に沿う向きで配置される。したがって、節輪221と節輪222は、図6において手元(基端)側から見て相対的に左右方向へ回動自在である。
節輪222と節輪223は、第2回動軸部226を中心に回動可能に接続し、第2回動軸部226によって回動自在に連結される。第2回動軸部226の軸方向は、挿入部202の長軸方向と直交し、かつ図6で示す左右方向に沿う向きで配置される。したがって、節輪222と節輪223は、図6において手元(基端)側から見て相対的に上下方向へ回動自在である。
節輪223と節輪224は、第3回動軸部227を中心に回動可能に接続し、第3回動軸部227によって回動自在に連結される。第3回動軸部227の軸方向は、挿入部202の長軸方向と直交し、かつ図6で示す上下方向に沿う向きで配置される。したがって、節輪223と節輪224は、図6において手元(基端)側から見て相対的に左右方向へ回動自在である。
つまり第1回動軸部225は、節輪221と節輪222を相対的に左右方向へ回動させる関節を構成している。また第2回動軸部226は、節輪222と節輪223を相対的に上下方向へ回動させる関節を構成している。また第3回動軸部227は、節輪223と節輪224を相対的に左右方向へ回動する関節を構成している。
本実施形態では、第1回動軸部225と、第2回動軸部226と、第3回動軸部227の軸方向は、交互に90°ずれている。つまり節輪221,222と節輪223,224は、左右方向へ回動する。また節輪222,223は、上下方向へ回動する。さらに回動軸部225,226,227の軸方向は、湾曲部211の中心軸(長軸)L(図6と図7Aと図7B参照)に対し直交する。この中心軸Lは、挿入部202の長軸に一致している。
図7Aと図7Bに示すように、節輪221,222,223,224には、それぞれの端縁から突き出ている舌片状の連結部230が設けられている。連結部230が互いに重ね合わさった際、回動軸部225,226,227は、重ね合わさった部分に貫通する。つまり回動軸部225,226,227は、リベット状の軸部材である。
このように構成された多関節湾曲機構は、柔軟な外皮(図示せず)によって被覆される。これにより湾曲部211が構成される。
図7Aと図7Bに示すように、挿入部202内には、節輪221と接続する第1組目の非伸縮性の一対の操作ワイヤ231(231a,231b)と、節輪222と接続する第2組目の非伸縮性の一対の操作ワイヤ232(232a,232b)と、節輪223と接続する第3組目の非伸縮性の一対の操作ワイヤ233(233a,233b)と、が挿通されている。
操作ワイヤ231a,231bは、図7Aに示すように湾曲部211内において、中心軸Lを間にして左右対称に配置されている。操作ワイヤ231a,231bの先端は、節輪221内領域へ延び、節輪221と接続する。
節輪221の中心軸の方向は、中心軸Lの方向と略一致している。節輪221の中心軸の方向と第1回動軸部225の軸方向の両方を通る一平面において、節輪221の右側半分を右側部位とし、節輪221の左側半分を左側部位とする。
上述した操作ワイヤ231aの先端は、節輪221の右側部位に接続する。また操作ワイヤ231bの先端は、節輪221の左側部位に接続する。操作ワイヤ231aが図7Aに示す基端(手元)側へ牽引されると、節輪221は第1回動軸部225を中心に右側へ向かって回動する。また操作ワイヤ231bが基端側へ牽引されると、節輪221は第1回動軸部225を中心に左側へ向かって回動する。このように操作ワイヤ231は、節輪221を回動させる。
節輪221の中心軸の方向は、中心軸Lの方向と略一致している。節輪221の中心軸の方向と第1回動軸部225の軸方向の両方を通る一平面において、節輪221の右側半分を右側部位とし、節輪221の左側半分を左側部位とする。
上述した操作ワイヤ231aの先端は、節輪221の右側部位に接続する。また操作ワイヤ231bの先端は、節輪221の左側部位に接続する。操作ワイヤ231aが図7Aに示す基端(手元)側へ牽引されると、節輪221は第1回動軸部225を中心に右側へ向かって回動する。また操作ワイヤ231bが基端側へ牽引されると、節輪221は第1回動軸部225を中心に左側へ向かって回動する。このように操作ワイヤ231は、節輪221を回動させる。
操作ワイヤ232a,232bは、図7Bに示すように湾曲部211内において、中心軸Lを間にして上下対称に配置されている。操作ワイヤ232a,232bの先端は、節輪222内領域へ延び、節輪222と接続する。
節輪222の中心軸の方向は、中心軸Lの方向と略一致している。節輪222の中心軸の方向と第2回動軸部226の軸方向の両方を通る一平面において、節輪222の上側半分を上側部位とし、節輪222の下側半分を下側部位とする。
上述した操作ワイヤ232aの先端は、節輪222の上側部位に接続する。また操作ワイヤ232bの先端は、節輪222の下側部位に接続する。操作ワイヤ232aが図7Bに示す基端(手元)側へ牽引されると、節輪222は第2回動軸部226を中心に上側へ向かって回動する。また操作ワイヤ232bが図7Bに示す基端側へ牽引されると、節輪222は第2回動軸部226を中心に下側へ向かって回動する。このように操作ワイヤ232は、節輪222を回動させる。
節輪222の中心軸の方向は、中心軸Lの方向と略一致している。節輪222の中心軸の方向と第2回動軸部226の軸方向の両方を通る一平面において、節輪222の上側半分を上側部位とし、節輪222の下側半分を下側部位とする。
上述した操作ワイヤ232aの先端は、節輪222の上側部位に接続する。また操作ワイヤ232bの先端は、節輪222の下側部位に接続する。操作ワイヤ232aが図7Bに示す基端(手元)側へ牽引されると、節輪222は第2回動軸部226を中心に上側へ向かって回動する。また操作ワイヤ232bが図7Bに示す基端側へ牽引されると、節輪222は第2回動軸部226を中心に下側へ向かって回動する。このように操作ワイヤ232は、節輪222を回動させる。
操作ワイヤ233a,233bは、図7Aに示すように湾曲部211内において、中心軸Lを間にして左右対称に配置されている。操作ワイヤ233a,233bの先端は、節輪223内領域へ延び、節輪223と接続する。
節輪223の中心軸の方向は、中心軸Lの方向と略一致している。節輪223の中心軸の方向と第3回動軸部227の軸方向の両方を通る一平面において、節輪223の右側半分を右側部位とし、節輪223の左側半分を左側部位とする。
上述した操作ワイヤ233aの先端は、節輪223の右側部位に接続する。また操作ワイヤ233bの先端は、節輪223の左側部位に接続する。操作ワイヤ233aが図7Aに示す基端(手元)側へ牽引されると、節輪223は第3回動軸部227を中心に右側へ向かって回動する。また操作ワイヤ233bが図7Aに示す基端側へ牽引されると、節輪223は第3回動軸部227を中心に左側へ向かって回動する。このように操作ワイヤ233は、節輪223を回動させる。
節輪223の中心軸の方向は、中心軸Lの方向と略一致している。節輪223の中心軸の方向と第3回動軸部227の軸方向の両方を通る一平面において、節輪223の右側半分を右側部位とし、節輪223の左側半分を左側部位とする。
上述した操作ワイヤ233aの先端は、節輪223の右側部位に接続する。また操作ワイヤ233bの先端は、節輪223の左側部位に接続する。操作ワイヤ233aが図7Aに示す基端(手元)側へ牽引されると、節輪223は第3回動軸部227を中心に右側へ向かって回動する。また操作ワイヤ233bが図7Aに示す基端側へ牽引されると、節輪223は第3回動軸部227を中心に左側へ向かって回動する。このように操作ワイヤ233は、節輪223を回動させる。
以上の如く節輪221,222,223には、個別的に対応した一対の操作ワイヤ231,232,233が接続している。湾曲部211において、一対の操作ワイヤ231,232,233が適宜選択されて押し引き操作されると、節輪221,222,223は独立して回動する。
これにより多関節機構が形成され、湾曲部211は上下左右の4方向にそれぞれ湾曲できるように構成される。
なお操作ワイヤ231,232,233の先端が節輪221,222,223と接続する手段は、種々の方法を採用することが可能であり、例えばロウ付け固定される。
図7Aに示すように節輪221の基端部において、節輪221の右側部位と左側部位には、節輪221の内側に向けて突き出た切起し片235が形成される。操作ワイヤ231aの先端は、右側部位における切起し片235に差し込まれ、この切起し片235にロウ付け固定される。また操作ワイヤ231bの先端は、左側部位における切起し片235に差し込まれ、この切起し片235にロウ付け固定される。
また図7Bに示すように節輪222の基端部において、節輪222の上側部位と下側部位には、節輪222の内側に向けて突き出た切起し片235が形成される。操作ワイヤ232aの先端は、上側部位における切起し片235に差し込まれ、この切起し片235にロウ付け固定される。また操作ワイヤ232bの先端は、下側部位における切起し片235に差し込まれ、この切起し片235にロウ付け固定される。
また図7Aに示すように節輪223の基端部周囲において、節輪223の右側部位と左側部位には、節輪223の内側に向けて突き出た切起し片235が形成される。操作ワイヤ233aの先端は、右側部位における切起し片235に差し込まれ、この切起し片235にロウ付け固定される。また操作ワイヤ233bの先端は、左側部位における切起し片235に差し込まれ、この切起し片235にロウ付け固定される。
また操作ワイヤ231はガイドシース241に、操作ワイヤ232はガイドシース242に、操作ワイヤ233はガイドシース243に、挿通されて個別に駆動ユニット203まで導かれる。ガイドシース241,242,243は、可撓性を有し、例えば密巻きコイルまたは樹脂チューブ等の、シース状の弾性を有する弾性部材により形成される。ガイドシース241,242,243の内孔は、操作ワイヤ231,232,233の進行方向をガイドする案内部材である。
ガイドシースの先端は、自身がガイドする操作ワイヤが接続される節輪ではなく、それよりも基端側に配置される節輪に対して接続される。例えば、ガイドシース241a,241bの先端は、節輪222と接続する。またガイドシース242a,242bの先端は、節輪223と接続する。
詳細には、各ガイドシースの先端は、各節輪に設けられたワイヤガイドに固定される。なおガイドシース241,242,243は、図示しない接続口金等の接続具を用いてワイヤガイドに間接的に固定されてもよい。
ガイドシース241,242,243の基端は、湾曲部211の基端部(可撓管部210の先端部)に接続してもよい。
ガイドシースの先端が接続している節輪は、このガイドシースがガイドする操作ワイヤが接続される節輪ではなく、この操作ワイヤが接続される節輪よりも基端側に配置されている節輪である。したがってガイドシースの先端から突き出た操作ワイヤの先端は、ガイドシースの先端が接続している節輪の先端に配置される節輪と接続する。つまり操作ワイヤは、接続される節輪よりも基端側に配置される節輪まではガイドシース内に挿通されて導かれる。したがって、ガイドシースによって導かれる操作ワイヤは、他の操作ワイヤやガイドシース等の内蔵物に直接触れず、干渉を避けられる。
なお図6に示すように、節輪224は、湾曲部211の最基端に配置される節輪である。つまり節輪224は湾曲部211の基端部とみなすことができる。可撓管部210の先端部には、接続口金等の接続部材245が設けられている。節輪224は、接続部材245と連結する。また、節輪224は接続部材245に対して回動自在に連結してよい。この場合、接続部材245が湾曲部211の基端部とみなせる。
図5に示すように、駆動ユニット203には、湾曲部操作機構及び処置部操作機構が設けられている。
湾曲部操作機構は、操作ワイヤ231,232,233をそれぞれ押し引き操作する駆動モータ251,252,253を備える。
また、処置部操作機構は、操作ワイヤ234を押し引き操作するための駆動モータ254を備える。
操作ワイヤ231,232,233は、回動操作対象である節輪221,222,223に対応し、回動操作する。操作ワイヤ234は、把持鉗子213を操作する。
駆動モータ251,252,253,254の駆動軸には、それぞれプーリ255が取り付けられている。各駆動軸は、図示しない減速機を介して各プーリ255と連結してもよい。各プーリ255には、操作ワイヤ231,232,233,234が掛けられている。そして、駆動モータ251,252,253,254がそれぞれ個別的に駆動し、プーリ255が回動すると、プーリ255に掛けられた操作ワイヤ231,232,233,234が押し引き操作される。
湾曲部操作機構は、操作ワイヤ231,232,233をそれぞれ押し引き操作する駆動モータ251,252,253を備える。
また、処置部操作機構は、操作ワイヤ234を押し引き操作するための駆動モータ254を備える。
操作ワイヤ231,232,233は、回動操作対象である節輪221,222,223に対応し、回動操作する。操作ワイヤ234は、把持鉗子213を操作する。
駆動モータ251,252,253,254の駆動軸には、それぞれプーリ255が取り付けられている。各駆動軸は、図示しない減速機を介して各プーリ255と連結してもよい。各プーリ255には、操作ワイヤ231,232,233,234が掛けられている。そして、駆動モータ251,252,253,254がそれぞれ個別的に駆動し、プーリ255が回動すると、プーリ255に掛けられた操作ワイヤ231,232,233,234が押し引き操作される。
湾曲部操作機構及び処置部操作機構は、プーリ255を利用した伝達機構を用いたが、例えばピニオンギアやラックを利用する歯車機構等であってもよい。また湾曲部操作機構及び処置部操作機構は、駆動モータ251,252,253,254の代わりに他の形式の駆動アクチュエータを用いてもよい。
図1と図5に示すように、駆動ユニット203は、ケーブル257を介して処置具制御部258に接続されている。処置具制御部258には、操作入力装置としての湾曲操作部204がケーブル259を介して接続される。また処置具制御部258には、図5に示すように電力供給用電源コード290と、図1に示すように周辺装置(例えば光源装置51と画像処理装置52等)と接続する接続ケーブル291が設けられている。
湾曲操作部204は、例えば術者によって操作されることで内視鏡用処置具200の位置と姿勢を指示する例えばジョイスティック(操作入力装置)205を有する。このジョイスティック205は、3段重に連接した3つのジョイスティックスイッチ205a,205b,205cを有する。ジョイスティックスイッチ205a,205b,205cは、操作ボックス206に取り付けられている。
なお図5は、1つの内視鏡用処置具200に対する駆動ユニット203と処置具制御部258と湾曲操作部204を図示している。また本実施形態は、図1に示すように1つの処置具挿通チャンネル39に対して2つの内視鏡用処置具200を挿通させる。そのため2つの内視鏡用処置具200それぞれに対して駆動ユニット203と処置具制御部258と湾曲操作部204が配置されるが、図1には図示の簡略化のために駆動ユニット203と処置具制御部258と湾曲操作部204は1つのみ記載している。
図1に示すように、処置具制御部258には、ジョイスティック205から出力される指示やジョイスティック205の機能を制御するための条件等を入力する機能制御入力部258aと、駆動モータ251,252,253を駆動制御するモータドライバ(処置具駆動制御部)258bと、駆動ユニット203とケーブル257を介して接続し駆動ユニット203との間で通信を行うモータユニット通信部258cが設けられている。
ジョイスティックスイッチ205a,205b,205cが選択的に操作されると、処置具制御部258は、術者によるジョイスティック205の操作に応じて駆動モータ251,252,253を駆動させる制御信号をモータドライバ258bに送信し、駆動モータ251,252,253を回転させる。つまりジョイスティック205の操作に対応して駆動モータ251,252,253が個別的に駆動する。これにより操作ワイヤ231,232,233は回動するプーリ255によってそれぞれ押し引き操作され、節輪221,222,223は個別的に独立して上下左右方向へ回動し、各関節部は屈曲する。つまり湾曲部211は湾曲する。
このように湾曲操作部204は、駆動ユニット203を操作し、湾曲部211を湾曲操作する操作入力装置である。
このように湾曲操作部204は、駆動ユニット203を操作し、湾曲部211を湾曲操作する操作入力装置である。
処置具先端移動制御装置300は、図1と図5に示すように湾曲部211と先端部212を有する内視鏡用処置具200と、駆動ユニット(湾曲駆動部)203と、処置具操作部201と、湾曲操作部(操作入力装置)204と、を備える。また処置具先端移動制御装置300は、処置具制御部258を備えていても良い。ジョイスティック205の操作に従う動きにより先端部212を所望する位置に移動操作可能である。つまり処置具先端移動制御装置300は、マニピュレータ(マスタスレーブ)型の電動式の内視鏡用処置具200を構成している。なお、内視鏡用処置具200を動かす制御が設定された後に、術者等によりジョイスティック205が操作された場合には、ジョイスティック205の操作指示が優先される。
なお駆動モータ251,252,253には、図5に示すように各駆動モータの回転数を計測するエンコーダ251a,252a,253aが取り付けられている。エンコーダ251a,252a,253aは、各駆動モータの回転数に対応した信号を生成し、モータドライバ258bに送信して駆動モータ251,252,253に対するフィードバック制御を行う。
上述した処置具制御部258には、モータドライバ258bを介してエンコーダ251a,252a,253aによって生成された信号を検出し、さらに検出した信号を基に先端部212(把持鉗子213)の配置位置を検出する検出部258dが設けられている。処置具制御部258は、検出部258dを有する検出手段となる。
詳細には、検出部258dは、信号から、節輪221,222,233における回動角度、つまり各関節部の湾曲角度を検出(算出)する。検出部258dは、検出した湾曲角度を基に先端部212の配置位置を検出する。なお例えば図1に示すように先端開口部39aから湾曲部211と把持鉗子213が突出し、図4に示すように湾曲部211と把持鉗子213がモニタ53a(撮像画像70)に表示される場合、検出部258dは、モニタ53a上における先端部212の配置位置を検出することとなる。
また処置具制御部258には、検出部258dによって検出された先端部212の配置位置と、接続ケーブル291を介して像面歪曲情報取得部である画像処理装置52によって取得された像面歪曲情報を基に、術者等によるジョイスティック205の操作量と、湾曲部211における湾曲量と、の比(以下、操作量と湾曲量の比)を調整し、駆動ユニット203を制御する調整部258eが設けられている。処置具制御部258は、調整部258eを有する調整手段となる。
湾曲部211における湾曲量とは、駆動ユニット203(駆動モータ251,252,253)の駆動量であり、モニタ53a上における先端部212(把持鉗子213)と湾曲部211の移動距離(移動速度、移動(動作)量)である。先端部212と湾曲部211の移動距離を、以下にて移動距離と称する。
先端部212が図8Aに示すように中央部53bに配置されていると検出部258dによって検出され、像面歪曲情報が画像処理装置52によって取得された際、調整部258eは、操作量と湾曲量の比を例えば1:1に調整し、駆動ユニット203(駆動モータ251,252,253)を制御する。
また先端部212が図8Bに示すように中央部周辺53cに配置されていると検出部258dによって検出され、像面歪曲情報が画像処理装置52によって取得された際、調整部258eは、操作量と湾曲量の比を例えば1:1/3に調整し、駆動ユニット203を制御する。
また先端部212が図8Cに示すように周縁部53dに配置されていると検出部258dによって検出され、像面歪曲情報が画像処理装置52によって取得された際、調整部258eは、操作量と湾曲量の比を例えば1:1/5に調整し、駆動ユニット203を制御する。
また先端部212が図8Bに示すように中央部周辺53cに配置されていると検出部258dによって検出され、像面歪曲情報が画像処理装置52によって取得された際、調整部258eは、操作量と湾曲量の比を例えば1:1/3に調整し、駆動ユニット203を制御する。
また先端部212が図8Cに示すように周縁部53dに配置されていると検出部258dによって検出され、像面歪曲情報が画像処理装置52によって取得された際、調整部258eは、操作量と湾曲量の比を例えば1:1/5に調整し、駆動ユニット203を制御する。
一般に湾曲部211を操作するジョイスティック205の操作量が同じでも、撮像部17の像面歪曲によって、モニタ53a上における移動距離(移動速度、移動(動作)量)は、中央部53bと中央部周辺53cと周縁部53dでは異なって表示される。
詳細には、同じ操作量では、モニタ53a上には、周縁部53dにおける移動距離は中央部53bにおける移動距離よりも長く(移動速度は速く、移動量は大きく)表示される。つまり操作量が同じでも、モニタ53a(中央部53bと中央部周辺53cと周縁部53d)上における操作量に対する移動距離は異なって表示される。例えば図9Aに示すように周縁部53dにおける移動距離L1は、中央部53bにおける移動距離L2よりも長く表示される。言い換えると、操作量が同じ場合、操作量に対する移動距離も同じだが、像面歪曲によって操作量に対する表示量は異なる。
詳細には、同じ操作量では、モニタ53a上には、周縁部53dにおける移動距離は中央部53bにおける移動距離よりも長く(移動速度は速く、移動量は大きく)表示される。つまり操作量が同じでも、モニタ53a(中央部53bと中央部周辺53cと周縁部53d)上における操作量に対する移動距離は異なって表示される。例えば図9Aに示すように周縁部53dにおける移動距離L1は、中央部53bにおける移動距離L2よりも長く表示される。言い換えると、操作量が同じ場合、操作量に対する移動距離も同じだが、像面歪曲によって操作量に対する表示量は異なる。
しかし上記のように操作量と湾曲量の比が調整され、中央部53bと中央部周辺53cと周縁部53dにおける操作量が同じ場合、モニタ53aに図3Aに示すように像面歪曲を有する撮像画像70が観察画像として表示されても、モニタ53aには操作量に対する移動距離は中央部53bと中央部周辺53cと周縁部53dにおいて調整されて表示される。
詳細には、操作量が同じ場合、上記調整によって、例えば周縁部53dにおける移動距離は、中央部53bにおける移動距離よりも小さくなる。よって操作量が同じ場合、像面歪曲を有する撮像画像70を表示するモニタ53a(中央部53bと中央部周辺53cと周縁部53dでは)上における移動距離は同一となるように表示される。例えば図9Bに示すように周縁部53dにおける移動距離L1は、中央部53bにおける移動距離L2と同一に表示される。言い換えると操作量が同じ場合、操作量に対する移動距離が調整され、像面歪曲によって操作量に対する表示量は同一となる。
詳細には、操作量が同じ場合、上記調整によって、例えば周縁部53dにおける移動距離は、中央部53bにおける移動距離よりも小さくなる。よって操作量が同じ場合、像面歪曲を有する撮像画像70を表示するモニタ53a(中央部53bと中央部周辺53cと周縁部53dでは)上における移動距離は同一となるように表示される。例えば図9Bに示すように周縁部53dにおける移動距離L1は、中央部53bにおける移動距離L2と同一に表示される。言い換えると操作量が同じ場合、操作量に対する移動距離が調整され、像面歪曲によって操作量に対する表示量は同一となる。
なお本実施形態では、モニタ53aにおける領域は、図3Aと図3Bに示すように中央部53bと、中央部周辺53cと、周縁部53dと3つの領域に予め分けられている。しかしこれに限定する必要はなく、この数は限定されない。これら領域は、入力装置55にて所望に調整可能である。また領域の数に応じて、操作量と湾曲量の比は、入力装置55にて調整される。
なお操作量と湾曲量の比は、上記に限定される必要はなく、上述したように例えば入力装置55にて予め所望に入力することで設定可能である。つまり入力装置55は、操作量と湾曲量の比を予め所望に設定する設定部となる。
次に本実施形態における動作方法について図10に示すフローチャートを参照して説明する。
内視鏡2は、ユニバーサルコード33を通じて周辺装置3と接続する(Step1)。
内視鏡2は、ユニバーサルコード33を通じて周辺装置3と接続する(Step1)。
ガイドチューブ50が挿入口40と接続し、内視鏡用処置具200がガイドチューブ50から挿入口40を介して処置具挿通チャンネル39内に挿入される(Step2)。
内視鏡2が体腔内に挿入され、内視鏡用処置具200は先端硬性部13側まで押し込み操作された後、内視鏡用処置具200は図1に示すように先端開口部39aから体腔内に突出(挿入)される(Step3)。
体腔内の撮像部17の撮像範囲は、照明窓15等の照射手段81によって光を照射され、観察窓14や撮像部17等の撮像手段80にて撮像される。これにより観察手段83であるモニタ53aには、体腔内の撮像画像70が観察画像として表示され、また図4に示すように先端開口部39aから突出している湾曲部211と把持鉗子213が表示される。つまりモニタ53aは、図4に示すように、先端開口部39aから突出する湾曲部211と把持鉗子213を撮像した際の像面歪曲を有する撮像画像70を表示する(Step4)。
またStep1にて内視鏡2と周辺装置3が接続すると、制御装置54には光学系18の光学特性が入力される。制御装置54は、記憶部54aに記憶される組み合わせから、入力された光学特性に応じる光学系18の像面歪曲情報を識別し、画像処理装置52に出力する。画像処理装置52は、入力された像面歪曲情報を基に、撮像部17によって撮像され、像面歪曲を有する撮像画像70の像面歪曲情報を取得する(Step5)。
なお画像処理装置52は、入力装置55にて入力された像面歪曲情報を基に、像面歪曲情報を取得してもよい。
モニタ53aにおける領域が入力装置55にて入力され、操作量と湾曲量の比が入力装置55にて調整(入力)される(Step6)。ここでは、上述したようにモニタ53aにおける領域は、中央部53bと、中央部周辺53cと、周縁部53dと3つの領域に分けられるものとする。また各領域における操作量と湾曲量の比は、中央部53bを1:1、中央部周辺53cを1:1/3、周縁部53dを1:1/5と調整されるものとする(Step7)。
なおStep6,7の動作は、Step1乃至Step4の間のいずれかで行われても良く、また予め設定されていても良い。
Step7の状態で、湾曲部12が湾曲操作ノブ32に操作されて所望する上下左右方向に湾曲する。つまり内視鏡2は操作される(Step8)。
次にジョイスティック205が操作されると、駆動モータ251,252,253はジョイスティック205に対応して個別的に駆動する。これにより操作ワイヤ231,232,233は、回動するプーリ255によって押し引き操作され、節輪221,222,233は個別的に独立して上下左右方向へ回動する。つまり各関節部は屈曲し、湾曲部211が湾曲する。
このようにマニピュレータ(マスタスレーブ)型の電動式の内視鏡用処置具200は、湾曲操作部204におけるジョイスティック205によって操作され、駆動ユニット203によって駆動する(Step9)。
このようにマニピュレータ(マスタスレーブ)型の電動式の内視鏡用処置具200は、湾曲操作部204におけるジョイスティック205によって操作され、駆動ユニット203によって駆動する(Step9)。
内視鏡用処置具200が駆動する際、上述したように駆動モータ251,252,253が駆動する。その際、各駆動モータの回転数に対応した信号がエンコーダ251a,252a,253aによって生成される。検出部258dは、モータドライバ258bを介してこの信号を検出し、信号から各関節部の湾曲角度(節輪221,222,233における回動角度)を検出する(Step10)。
さらに検出部258dは、検出した湾曲角度を基に先端部212の配置位置を検出する(Step11)。なお図4や図8A,8B,8Cに示すようにモニタ53a(撮像画像70)には、湾曲部211と把持鉗子213が表示されている。よって検出された先端部212の配置位置は、モニタ53aに表示される配置位置となる。
これにより操作量と湾曲量の比が、検出部258dによって検出された先端部212の配置位置と、像面歪曲情報取得部である画像処理装置52によって取得された像面歪曲情報を基に、調整部258eによって調整される(Step12)。
例えば図8Aに示すように先端部212が中央部53bに配置されている場合、操作量と湾曲量の比は調整部258eによって例えば1:1に調整される。
また例えば図8Bに示すように先端部212が中央部周辺53cに配置されている場合、操作量と湾曲量の比は調整部258eによって例えば1:1/3に調整される。
また例えば図8Cに示すように先端部212が周縁部53dに配置されている場合、操作量と湾曲量の比は調整部258eによって例えば1:1/5に調整される。
また例えば図8Bに示すように先端部212が中央部周辺53cに配置されている場合、操作量と湾曲量の比は調整部258eによって例えば1:1/3に調整される。
また例えば図8Cに示すように先端部212が周縁部53dに配置されている場合、操作量と湾曲量の比は調整部258eによって例えば1:1/5に調整される。
操作量と湾曲量の比が調整部258eによって調整されると、駆動モータ251,252,253の駆動が調整部258eによって制御されることとなる。よって中央部53bと中央部周辺53cと周縁部53dにおいて、同じ操作量に対する湾曲部211と先端部212の移動距離が調整される(Step13)。
詳細には、同じ操作量であるならば、例えば周縁部53dにおける移動距離は、中央部53bにおける移動距離よりも小さくなる。
そしてモニタ53aには、湾曲部211と先端部212の移動距離は調整されて表示される。つまり操作量が同じ場合、操作量に対する移動距離が調整され、像面歪曲によって操作量に対する表示量は同一となる。例えば中央部53bと中央部周辺53cと周縁部53dにおいて、像面歪曲を有する撮像画像70を表示するモニタ53aには、図9Bに示すように同じ操作量に対してモニタ53a上にて同じ移動距離を移動する湾曲部211と先端部212が表示される(Step14)。
この状態で処置具操作部201が操作されと、駆動モータ254が駆動する。これにより操作ワイヤ234は、回動するプーリ255によって押し引き操作される。よって把持鉗子213が操作され、患部が処置され(Step15)、動作が終了する。
なおStep15の後に、Step9と同様に内視鏡用処置具200は、再びジョイスティック205によって操作され、駆動モータ251,252,253によって駆動すると、Step10乃至Step14の動作が繰り返されることとなる。つまり内視鏡用処置具200がジョイスティック205によって操作され駆動モータ251,252,253によって駆動する状態では、常に操作量と湾曲量の比が調整され、駆動モータ251,252,253の駆動が調整部258eによって制御されることとなる。
このように本実施形態は、多関節機構を有する内視鏡用処置具200をジョイスティック205にて遠隔操作するマニピュレータ操作システム1において、像面歪曲情報を画像処理装置52に取得させ(Step5)、エンコーダ251a,252a,253aから先端部212の配置位置を検出部258dに検出させる(Step11)。そして本実施形態は、先端部212の配置位置と像面歪曲情報を基に、操作量と湾曲量の比を調整し(Step12)、同じ操作量に対する湾曲部211と先端部212の移動距離を調整し(Step13)、同じ操作量に対してモニタ53a上にて同じ移動距離を移動する湾曲部211と先端部212を表示する(Step14)。
これにより本実施形態は、操作量が同じならばモニタ53a上のあらゆる箇所(例えば中央部53bと中央部周辺53cと周縁部53d)において、湾曲部211と先端部212の移動距離を調整させて表示することができる。つまり本実施形態は、ジョイスティック205の操作量が同じである場合、この操作量に対するモニタ53a(観察画面上)における湾曲部211と先端部212の移動距離を調整することで、モニタ53a上の湾曲部211と先端部212の移動距離をあらゆる箇所で同じになるように表示することができる(像面歪曲を有する撮像画像70を表示するモニタ53a上の表示量を同一にすることができる)。
よって本実施形態は、操作に対する術者の違和感を防止でき、操作に対する術者の慣れを不用とし、術者に対する操作の負担を抑えることができる。
また本実施形態は、湾曲部211と先端部212を例えば中央部53bから周縁部53dに移動させても、操作量に対する湾曲部211と先端部212の移動距離を同一にすることができる。よって本実施形態は、患部が例えば周縁部53dに表示される場合、湾曲部12を湾曲させる(内視鏡2を操作する)必要がなく、周縁部53dにおいても容易に湾曲部211と先端部212を操作することができるため、術者に対する操作の負担を抑えることができる。
また本実施形態は、光学系18の光学特性とこの光学特性に応じた像面歪曲情報の組み合わせを記憶部54aに記憶させている。よって本実施形態は、内視鏡2と周辺装置3を接続させた際に、素早く像面歪曲情報を取得することができる。
また本実施形態は、入力装置55にて、操作量と湾曲量の比を所望に調整できるため、術者に応じたマニピュレータ操作システム1を提供することができる。
なお本実施形態は、先端部212の配置位置を検出するために、エンコーダ251a,252a,253aを用いたがこれに限定する必要はない。例えば駆動モータ251,252,253の駆動前と駆動後の電位差を計測する電位差計(ポテンショメータ)や、先端部212に配置される例えばLED等といった指標が用いられても良い。
なお指標が用いられる場合、図11に示すようにStep10が削除される。Step11において、撮像手段80は、指標を基に先端部212の配置位置を検出する検出部となる。撮像手段80によって検出された指標の配置位置は、調整部258eに送信される。これによりStep12が行われる。
なお指標が用いられる場合、図11に示すようにStep10が削除される。Step11において、撮像手段80は、指標を基に先端部212の配置位置を検出する検出部となる。撮像手段80によって検出された指標の配置位置は、調整部258eに送信される。これによりStep12が行われる。
次に本発明に係る第2の実施形態について図1と図12と図13を参照して説明する。前述した第1の実施形態と同一部位については同符合を付し、その詳細な説明は省略する。
本実施形態において図12に示すように内視鏡2の先端と、先端開口部39aから突出する内視鏡用処置具200の先端と、までの相対距離をWorking Distance(以下、WD)と称する。
なお内視鏡2の先端とは、撮像手段80の先端である観察窓14であり、観察窓14が配設される先端面13aを示す。内視鏡用処置具200の先端とは、先端部212(把持鉗子213)を示す。
本実施形態において図12に示すように内視鏡2の先端と、先端開口部39aから突出する内視鏡用処置具200の先端と、までの相対距離をWorking Distance(以下、WD)と称する。
なお内視鏡2の先端とは、撮像手段80の先端である観察窓14であり、観察窓14が配設される先端面13aを示す。内視鏡用処置具200の先端とは、先端部212(把持鉗子213)を示す。
第1の実施形態は、中央部53bと中央部周辺53cと周縁部53dにおける操作量に対する移動距離について説明した。本実施形態は、拡大状態の観察画像と非拡大状態の観察画像における操作量に対する移動距離について説明する。拡大状態の観察画像と非拡大状態の観察画像は、モニタ53aに表示される。
本実施形態における制御装置54には、検出部258dによって検出された先端部212の配置位置からWDを算出する算出部54bが設けられている。制御装置54は、算出部54bを有する算出手段となる。
算出部54bは、内視鏡用照明光を用いる例えば測距センサなどをでもよい。上述したWDは、先端開口部39aから突出する湾曲部211と先端部212の突出量でもある。よって算出部54bは、突出量を測定する測定部も兼ねる。
また本実施形態における制御装置54には、算出部54bによって算出されたWDに応じて撮像部17の撮像倍率を調整する撮像倍率調整部54cを有する。制御装置54は、撮像倍率調整部54cを有する撮像倍率調整手段である。
撮像倍率調整部54cは、WDに応じて対物レンズ18aを軸方向に沿って移動させ、撮像倍率を調整する。これによりモニタ53aにおける表示倍率が調整される。よってモニタ53aには、拡大状態の観察画像、または非拡大状態の観察画像が表示される。拡大状態とは、例えばWDが例えば25mm未満であり、非拡大状態とは、WDが例えば25mm以上である場合を示す。
撮像倍率調整部54cは、WDに応じて対物レンズ18aを軸方向に沿って移動させ、撮像倍率を調整する。これによりモニタ53aにおける表示倍率が調整される。よってモニタ53aには、拡大状態の観察画像、または非拡大状態の観察画像が表示される。拡大状態とは、例えばWDが例えば25mm未満であり、非拡大状態とは、WDが例えば25mm以上である場合を示す。
また本実施形態における光源装置51には、算出部54bによって算出されたWDに応じて、光源装置51にて生成され、照射部である照明窓15によって撮像部17の撮像範囲に照射される内視鏡用照明光の光量を調整する光量調整部51cが設けられている。光源装置51は、光量調整部51cを有する光量調整手段となる。
なお光量調整部51cは、WDに応じて撮像倍率調整部54cによって調整された前記撮像倍率を基に、内視鏡用照明光の光量を調整しても良い。
なお光量調整部51cは、WDに応じて撮像倍率調整部54cによって調整された前記撮像倍率を基に、内視鏡用照明光の光量を調整しても良い。
WDが例えば15mm未満である場合、撮像倍率調整部54cは撮像倍率を例えば変化させず(例えば1倍)、光量調整部51cは内視鏡用照明光の光量を例えば変化させない。
WDが例えば15mm以上25mm未満である場合、撮像倍率調整部54cは撮像倍率を例えば最低倍(例えば1.2倍)に調整し、光量調整部51cは内視鏡用照明光の光量を例えば最小に調整する。
WDが例えば25mm以上35mm未満である場合、撮像倍率調整部54cは撮像倍率を例えば中倍(例えば1.4倍)に調整し、光量調整部51cは内視鏡用照明光の光量を例えば中間に調整する。
WDが例えば35mm以上である場合、撮像倍率調整部54cは撮像倍率を例えば最高倍(例えば1.6倍)に調整し、光量調整部51cは内視鏡用照明光の光量を例えば最大に調整する。
WDが例えば15mm以上25mm未満である場合、撮像倍率調整部54cは撮像倍率を例えば最低倍(例えば1.2倍)に調整し、光量調整部51cは内視鏡用照明光の光量を例えば最小に調整する。
WDが例えば25mm以上35mm未満である場合、撮像倍率調整部54cは撮像倍率を例えば中倍(例えば1.4倍)に調整し、光量調整部51cは内視鏡用照明光の光量を例えば中間に調整する。
WDが例えば35mm以上である場合、撮像倍率調整部54cは撮像倍率を例えば最高倍(例えば1.6倍)に調整し、光量調整部51cは内視鏡用照明光の光量を例えば最大に調整する。
本実施形態における検出部258dは、第1の実施形態と同様に先端部212の配置位置を検出する。なお検出部258dは、処置具先端移動制御装置300含まれるものである。
調整部258eは、算出部54bによって算出されたWD(突出量)と、像面歪曲情報取得部である画像処理装置52によって取得された像面歪曲情報を基に、操作量と湾曲量の比を調整し、駆動ユニット203を制御する。なお本実施形態における調整部258eは、撮像倍率調整部54cによって調整された撮像倍率を基に、さらに操作量と湾曲量の比を調整してもよい。
WDが算出部54bによって例えば15mm未満と算出され、像面歪曲情報が画像処理装置52によって取得された際に、調整部258eは、操作量と湾曲量の比を例えば1:1に調整し、駆動ユニット203(駆動モータ251,252,253)を制御する。
WDが算出部54bによって例えば15mm以上25mm未満と算出され、像面歪曲情報が画像処理装置52によって取得された際に、調整部258eは、操作量と湾曲量の比を例えば1:1/2に調整し、駆動ユニット203を制御する。
WDが算出部54bによって例えば25mm以上35mm未満と算出され、像面歪曲情報が画像処理装置52によって取得された際に、調整部258eは、操作量と湾曲量の比を例えば1:1/3に調整し、駆動ユニット203を制御する。
WDが算出部54bによって例えば35mm以上と算出され、像面歪曲情報が画像処理装置52によって取得された際に、調整部258eは、操作量と湾曲量の比を例えば1:1/4に調整し、駆動ユニット203を制御する。
上記のように操作量と湾曲量の比が調整され、操作量が同じ場合、モニタ53aに像面歪曲を有する撮像画像70が、拡大状態の観察画像、または非拡大状態の観察画像として表示されても、モニタ53aには操作量に対する移動距離は調整されて表示される。
詳細には、例えば操作量が同じ場合、上記調整によって、例えば非拡大状態の観察画像における移動距離は、拡大状態の観察画像における移動距離よりも小さくなる。よって操作量が同じ場合、拡大状態の観察画像または非拡大状態の観察画像(像面歪曲を有する撮像画像70)を表示するモニタ53a上における移動距離は同一となるように表示される。例えば拡大状態の観察画像における移動距離は、非拡大状態の観察画像における移動距離と同一に表示される。言い換えると操作量が同じ場合、操作量に対する移動距離が調整され、拡大状態と非拡大状態において、像面歪曲によって操作量に対する表示量は同一となる。
WDが算出部54bによって例えば15mm以上25mm未満と算出され、像面歪曲情報が画像処理装置52によって取得された際に、調整部258eは、操作量と湾曲量の比を例えば1:1/2に調整し、駆動ユニット203を制御する。
WDが算出部54bによって例えば25mm以上35mm未満と算出され、像面歪曲情報が画像処理装置52によって取得された際に、調整部258eは、操作量と湾曲量の比を例えば1:1/3に調整し、駆動ユニット203を制御する。
WDが算出部54bによって例えば35mm以上と算出され、像面歪曲情報が画像処理装置52によって取得された際に、調整部258eは、操作量と湾曲量の比を例えば1:1/4に調整し、駆動ユニット203を制御する。
上記のように操作量と湾曲量の比が調整され、操作量が同じ場合、モニタ53aに像面歪曲を有する撮像画像70が、拡大状態の観察画像、または非拡大状態の観察画像として表示されても、モニタ53aには操作量に対する移動距離は調整されて表示される。
詳細には、例えば操作量が同じ場合、上記調整によって、例えば非拡大状態の観察画像における移動距離は、拡大状態の観察画像における移動距離よりも小さくなる。よって操作量が同じ場合、拡大状態の観察画像または非拡大状態の観察画像(像面歪曲を有する撮像画像70)を表示するモニタ53a上における移動距離は同一となるように表示される。例えば拡大状態の観察画像における移動距離は、非拡大状態の観察画像における移動距離と同一に表示される。言い換えると操作量が同じ場合、操作量に対する移動距離が調整され、拡大状態と非拡大状態において、像面歪曲によって操作量に対する表示量は同一となる。
なお本実施形態では、WDは、15mm未満、15mm以上25mm未満、25mm以上35mm未満、35mm以上に予め4つ分けられている。しかしこれに限定する必要はなく、この領域と領域における数値は限定されない。これら領域と数値は、入力装置55にて所望に調整可能である。また領域の数に応じて、操作量と湾曲量の比は、入力装置55にて調整される。なお撮像倍率調整部54cによって調整される撮像倍率と光量調整部51cによって調整される内視鏡用照明光の光量は、領域の数や数値によって入力装置55にて調整されてもよい。
なお操作量と湾曲量の比は、上記に限定される必要はなく、上述したように例えば入力装置55にて所望に入力することで調整可能である。つまり入力装置55は、操作量と湾曲量の比や、領域と領域における数値や、撮像倍率や、光量を所望に調整可能に入力する入力部となる。
次に本実施形態における動作方法について図13に示すフローチャートを参照して説明する。
Step1乃至Step11までの動作は第1の実施形態と同様であるため説明を省略する。
Step1乃至Step11までの動作は第1の実施形態と同様であるため説明を省略する。
算出部54bは、WDを算出する(Step21)。
算出部54bによって算出されたWDに基づいて、撮像倍率調整部54cは撮像倍率を調整し、光量調整部51cは内視鏡用照明光の光量を調整する(Step22)。
なおStep22において。光量調整部51cは、上述したように撮像倍率を基に、内視鏡用照明光の光量を調整してもよい。
なおStep22において。光量調整部51cは、上述したように撮像倍率を基に、内視鏡用照明光の光量を調整してもよい。
Step21において、WDが例えば15mm未満である場合、Step22において、撮像倍率は例えば変化せず、また例えば内視鏡用照明光の光量も変化しない。
Step21において、WDが例えば15mm以上25mm未満である場合、Step22において、撮像倍率は例えば最低倍に調整され、また内視鏡用照明光の光量は例えば最小に調整される。
Step21において、WDが例えば25mm以上35mm未満である場合、Step22において、撮像倍率は例えば中倍に調整され、また内視鏡用照明光の光量は例えば中間に調整される。
Step21において、WDが例えば35mmである場合、Step22において、撮像倍率は例えば最高倍に調整され、また内視鏡用照明光の光量は例えば最大に調整される。
Step21において、WDが例えば15mm以上25mm未満である場合、Step22において、撮像倍率は例えば最低倍に調整され、また内視鏡用照明光の光量は例えば最小に調整される。
Step21において、WDが例えば25mm以上35mm未満である場合、Step22において、撮像倍率は例えば中倍に調整され、また内視鏡用照明光の光量は例えば中間に調整される。
Step21において、WDが例えば35mmである場合、Step22において、撮像倍率は例えば最高倍に調整され、また内視鏡用照明光の光量は例えば最大に調整される。
このようにモニタ53aには、WDに応じて表示倍率が調整され、拡大状態の観察画像、または非拡大状態の観察画像が表示される。
次に操作量と湾曲量の比が、算出部54bに算出されたWDと、像面歪曲情報取得部である画像処理装置52によって取得された像面歪曲情報を基に、調整部258eによって調整される(Step23)。
Step21において、WDが例えば15mm未満である場合、Step23において、操作量と湾曲量の比は調整部258eによって例えば1:1に調整される。
Step21において、WDが例えば15mm以上25mmである場合、Step23において、操作量と湾曲量の比は調整部258eによって例えば1:1/2に調整される。
Step21において、WDが例えば25mm以上35mm未満である場合、Step23において、操作量と湾曲量の比は調整部258eによって例えば1:1/3に調整される。
Step21において、WDが例えば35mm以上である場合、Step23において、操作量と湾曲量の比は調整部258eによって例えば1:1/4に調整される。
Step21において、WDが例えば15mm以上25mmである場合、Step23において、操作量と湾曲量の比は調整部258eによって例えば1:1/2に調整される。
Step21において、WDが例えば25mm以上35mm未満である場合、Step23において、操作量と湾曲量の比は調整部258eによって例えば1:1/3に調整される。
Step21において、WDが例えば35mm以上である場合、Step23において、操作量と湾曲量の比は調整部258eによって例えば1:1/4に調整される。
本実施形態におけるStep23では、WDである突出量によって操作量と湾曲量の比が調整されることとなる。
なおStep22において撮像倍率調整部54cによって調整された撮像倍率がさらに用いられて、操作量と湾曲量の比がStep23にて調整されてもよい。
なおStep22において撮像倍率調整部54cによって調整された撮像倍率がさらに用いられて、操作量と湾曲量の比がStep23にて調整されてもよい。
Step23にて操作量と湾曲量の比が調整部258eによって調整されると、駆動モータ251,252,253が調整部258eによって制御されることとなる。よって拡大状態と非拡大状態において、同じ操作量に対する湾曲部211と先端部212の移動距離が調整される(Step24)。
詳細には、同じ操作量であるならば、例えば非拡大状態の観察画像における移動距離は、拡大状態の観察画像における移動距離よりも小さくなる。
そしてモニタ53aには、湾曲部211と先端部212の移動距離は調整されて表示される。つまり操作量が同じ場合、操作量に対する移動距離が調整され、像面歪曲によって操作量に対する表示量は同一となる。例えば拡大状態と非拡大状態において、像面歪曲を有する撮像画像70を表示するモニタ53aには、同じ操作量に対してモニタ53a上にて同じ移動距離を移動する湾曲部211と先端部212が表示される(Step25)。
Step25の後、Step15の動作が行われる。
なおStep15の後に、Step9と同様に内視鏡用処置具200は、再びジョイスティック205によって操作され、駆動モータ251,252,253によって駆動すると、Step10乃至Step11とStep21乃至Step25の動作が繰り返されることとなる。つまり内視鏡用処置具200がジョイスティック205によって操作され、WDが変化する状態では、常にWDが算出され、撮像倍率が調整され、操作量と湾曲量の比が調整され、駆動モータ251,252,253が調整部258eによって制御されることとなる。
なおStep15の後に、Step9と同様に内視鏡用処置具200は、再びジョイスティック205によって操作され、駆動モータ251,252,253によって駆動すると、Step10乃至Step11とStep21乃至Step25の動作が繰り返されることとなる。つまり内視鏡用処置具200がジョイスティック205によって操作され、WDが変化する状態では、常にWDが算出され、撮像倍率が調整され、操作量と湾曲量の比が調整され、駆動モータ251,252,253が調整部258eによって制御されることとなる。
このように本実施形態は、像面歪曲情報を画像処理装置52に取得させ(Step5)、エンコーダ251a,252a,253aから先端部212の配置位置を検出部258dに検出させる(Step11)。次に本実施形態は、先端部212の配置位置からWDを算出部54bに算出させ(Step21)、WDに応じて撮像部17の撮像倍率を撮像倍率調整部54cに調整させ、WDに応じてモニタ53aに拡大状態の画像と非拡大状態の画像を表示させる(Step22)。また本実施形態は、WDに応じて内視鏡用照明光の光量を光量調整部51cに調整させる(Step22)。そして本実施形態は、WDと像面歪曲情報を基に、操作量と湾曲量の比を調整し(Step23)、拡大状態と非拡大状態において、同じ操作量に対する湾曲部211と先端部212の移動距離を調整する。(Step24)。そして本実施形態は、拡大状態と非拡大状態において、同じ操作量に対してモニタ53a上にて同じ移動距離を移動する湾曲部211と先端部212を表示する(Step25)。
これにより本実施形態は、WDに応じて拡大状態の画像と非拡大状態の画像を表示するモニタ53aにおいて、操作量が同じならば第1の実施形態と同様に湾曲部211と先端部212の移動距離を調整させて表示することができる。よって本実施形態は、拡大状態の画像と非拡大状態の画像においても、操作に対する術者の違和感を防止でき、操作に対する術者の慣れを不用とし、術者に対する操作の負担を抑えることができる。
また本実施形態は、第1の実施形態と同様に湾曲部12を湾曲させる(内視鏡2を操作する)ことなく、WDに応じて撮像倍率を調整できるために、モニタ53aに拡大画像と非拡大画像を表示させることができる。また本実施形態は、同時に内視鏡用照明光の光量を調整でき、操作量に対する移動距離を調整することができる。よって本実施形態は、拡大状態の画像と非拡大状態の画像が表示される状態であっても、操作量が同じならばモニタ上における移動距離が同じに表示され、操作に対する術者の違和感を防止でき、操作に対する術者の慣れを不用とし、術者に対する操作の負担を抑えることができる。
また本実施形態は、入力装置55にて、WDの領域と領域における数値と、撮像倍率と、内視鏡用照明光の光量と、操作量と湾曲量の比を調整可能である。よって本実施形態は、内視鏡の視野角や術者に応じたマニピュレータ操作システム1を提供することができる。
なお本実施形態におけるマニピュレータ操作システム1は、湾曲部と211と先端部212を、先端開口部39aから突出させているが、この形状に限定する必要はない。
例えば図14Aに示すマニピュレータ操作システム1は、内視鏡用処置具200を、内視鏡2(処置具挿通チャンネル39)に挿通させずに、挿入部10の外側に配設されている外付けチャンネル310を挿通させ、湾曲部と211と先端部212を外付けチャンネル310から突出させている。外付けチャンネル310は、固定具311によって可撓管部11と固定されている。
また図14Bに示すマニピュレータ操作システム1は、硬性な挿入部202を有する内視鏡用処置具200と、撮像部17であるTVカメラ320を有する硬性鏡321を、それぞれ異なるトロッカー322によって体腔323内に挿入させている。内視鏡用処置具200は、中端にて支持部324によって支持され、基端にて駆動ユニット203と接続している。硬性鏡321は、図示はしないが上記実施形態と同様に周辺装置3と接続している。
このように本実施形態は、湾曲部と211と先端部212を、観察窓14と同じ平面である先端開口部39aから突出させず、撮像部17と、湾曲部と211と先端部212を別体としても良い。つまり湾曲部と211と先端部212の突出口である先端開口部39aと、撮像手段80に含まれる観察窓14が例えば図1に示すように同一平面に配設されていなくても、本実施形態は、WDを算出部54bによって算出することができる。よって本実施形態は、上述した効果を得ることができ、様々なタイプのマニピュレータ操作システム1に用いることができる。
1…マニピュレータ操作システム、2…内視鏡、3…周辺装置、10…挿入部、11…可撓管部、12…湾曲部、13…先端硬性部、13a…先端面、14…観察窓、15…照明窓、17…撮像部、18a…対物レンズ、18…光学系、39…処置具挿通チャンネル、39a…先端開口部、40…挿入口、51…光源装置、51c…光量調整部、52…画像処理装置、53…画像表示装置、53a…モニタ、53b…中央部、53c…中央部周辺、53d…周縁部、54…制御装置、54a…記憶部、54b…算出部、54c…撮像倍率整部、55…入力装置、70…撮像画像、80…撮像手段、81…照射手段、82…像面歪曲情報取得手段、83…観察手段、200…内視鏡用処置具、201…処置具操作部、202…挿入部、203…駆動ユニット、204…湾曲操作部、205…ジョイスティック、210…可撓管部、211…湾曲部、212…先端部、213…把持鉗子、251,252,253…駆動モータ、251a,252a,253a…エンコーダ、258…処置具制御部、258d…検出部、258e…調整部、300…処置具先端移動制御装置、
Claims (9)
- 所望な方向に湾曲可能な湾曲部と、前記湾曲部と直接的または間接的に連結し患部を処置する処置具を有する先端部と、を有する内視鏡用処置具と、前記湾曲部を湾曲駆動させる湾曲駆動部と、前記湾曲駆動部を操作して前記湾曲部を湾曲操作する湾曲操作部と、を有する処置具先端移動制御部と、
像面歪曲を有する光学系を含み、前記光学系によって前記先端部と前記湾曲部を撮像し、前記内視鏡用処置具とは別体な撮像部を有する撮像手段と、
前記撮像部によって撮像され、前記像面歪曲を有する撮像画像を観察画像として表示する表示部を有する観察手段と、
前記撮像部によって撮像され、前記表示部に表示される前記先端部の配置位置を検出する検出部を有する検出手段と、
前記撮像画像の像面歪曲情報を取得する像面歪曲情報取得部を有する像面歪曲情報取得手段と、
前記検出部によって検出された前記配置位置と、前記像面歪曲情報取得部によって取得された前記像面歪曲情報を基に、前記湾曲操作部の操作量と、前記湾曲駆動部の駆動量と、の比を調整する調整部を有する調整手段と、
を具備することを特徴とするマニュピレータ操作システム。 - 所望な方向に湾曲可能な湾曲部と、前記湾曲部と直接的または間接的に連結し患部を処置する処置具を有する先端部と、を有する内視鏡用処置具と、前記湾曲部を湾曲駆動させる湾曲駆動部と、前記湾曲駆動部を操作して前記湾曲部を湾曲操作する湾曲操作部と、前記先端部の配置位置を検出する検出部と、を有する処置具先端移動制御部と、
像面歪曲を有する光学系を含み、前記光学系によって前記先端部と前記湾曲部を撮像し、前記内視鏡用処置具とは別体な撮像部を有する撮像手段と、
前記検出部によって検出された前記配置位置から、前記撮像部の先端から前記先端部までの相対距離を算出する算出部を有する算出手段と、
前記撮像部によって撮像され、前記像面歪曲を有する撮像画像を観察画像として表示する表示部を有する観察手段と、
前記撮像画像の像面歪曲情報を取得する像面歪曲情報取得部を有する像面歪曲情報取得手段と、
前記算出部によって算出された前記相対距離と、前記像面歪曲情報取得部によって取得された前記像面歪曲情報を基に、前記湾曲操作部の操作量と、前記湾曲駆動部の駆動量と、の比を調整する調整部を有する調整手段と、
を具備することを特徴とするマニュピレータ操作システム。 - 先端部において、前記内視鏡用処置具が挿通する挿通チャンネルの先端開口部と、前記先端開口部と同一平面上に配設され、前記撮像手段に含まれる観察窓を有する内視鏡と、
をさらに有し、
前記算出部は、先端開口部から突出する湾曲部と先端部の突出量を測定する測定部も兼ね、
前記調整部は、前記突出量を基に、さらに前記比を調整することを特徴とする請求項2に記載のマニュピレータ操作システム。 - 前記算出部によって算出された前記相対距離に応じて前記撮像部の撮像倍率を調整する撮像倍率調整部を含む撮像倍率調整手段を有し、
前記調整部は、前記撮像倍率を基に、さらに前記比を調整することを特徴とする請求項2に記載のマニュピレータ操作システム。 - 前記撮像部の撮像範囲に照明光を照射する照射部と、
前記算出部によって算出された前記相対距離に応じて、前記照射部によって照射される前記照明光の光量を調整する光量調整部を含む光量調整手段を有することを特徴とする請求項4に記載のマニュピレータ操作システム。 - 前記撮像部の撮像範囲に照明光を照射する照射部と、
前記撮像倍率調整部によって算出された前記撮像倍率に応じて、前記照射部によって照射される前記照明光の光量を調整する光量調整部を含む光量調整手段と、
を有することを特徴とする請求項4に記載のマニュピレータ操作システム。 - 前記光学系の像面歪曲情報を入力する入力部を有し、
前記像面歪曲情報取得部は、前記入力部から入力された前記光学系の前記像面歪曲情報を基に、前記撮像画像の前記像面歪曲情報を取得することを特徴とする請求項1乃至6のいずれか1つに記載のマニュピレータ操作システム。 - 前記像面歪曲情報取得部は、前記撮像手段と前記像面歪曲情報取得手段が接続した際に、前記光学系の前記像面歪曲情報を基に、前記撮像画像の前記像面歪曲情報を取得することを特徴とする請求項1乃至6のいずれか1つに記載のマニュピレータ操作システム。
- 前記調整部が調整する前記操作量と前記駆動量の前記比を予め設定する設定部を有することを特徴とする請求項1乃至2のいずれか1つに記載のマニュピレータ操作システム。
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A300 | Application deemed to be withdrawn because no request for examination was validly filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20110510 |