JP2019076575A - 内視鏡システム - Google Patents

Abstract

【課題】全方向からの被写体部の画像を同時に撮像して表示することができる内視鏡システムを提供すること。【解決手段】内視鏡システムは、制御装置３が、展開部１３の内面部１３４同士を互いに近接させて、展開部を収束状態とする制御が可能であるとともに、収束状態にある展開部の先端側を内視鏡１の外側方向に展開させて、内面部のカメラ部１４を露出させる制御が可能であり、露出した前記カメラ部によって撮像された複数の撮像画像が表示装置３に表示される。【選択図】図３

Description

本発明は、内視鏡システムに関する。

従来より、内視鏡手術において、人体の内部に挿入される挿入部の先端にカメラを配置して、このカメラによる撮像で得られた画像をモニターに表示させることができる内視鏡システムが知られている。このような内視鏡システムでは、注目する病変部を多様な方向から観察したり、広角な画像で病変部の周辺の広い範囲を観察したりすることができるようにすると、手術を手際よく進めることができる。

例えば、特許文献１には、観察対象の内部に挿入される挿入部に、長手方向に並んで配置された複数のカメラ部を有する内視鏡を備え、複数のカメラ部の各々による複数の撮像画像に対して、切替えおよび合成の少なくともいずれかの調整を行って、表示装置に表示画像を表示させる内視鏡システムが提案されている。特許文献１の内視鏡システムによれば、観察対象の内部の被写体部を内視鏡の挿入部に設けられた複数のカメラ部で撮像するため、同時に多様な画像を取得することができ、複数の内視鏡を用いることなく、適切な画像を簡単に表示させることができるとされている。

さらに、特許文献１の内視鏡システムでは、各カメラ部の視線方向を個別に変更する視線調整機構を備えることで、視線方向が異なる複数の撮像画像を同時に取得することができるため、内視鏡を動かすことなく、被写体部上で観察者が注目する部分を異なる方向から観察することができるとされている。

特開2015−119827号公報

しかしながら、特許文献１の内視鏡システムでは、複数のカメラ部が内視鏡の長手方向に並んで配置されている。このため、各カメラ部の視線方向を制御して被写体部を撮像したとしても、同一直線状に配置された各カメラ部から被写体部を撮像できるに留まり、被写体部を全方向から観察することは容易でないという問題があった。

本発明は、以上のとおりの事情に鑑みてなされたものであり、全方向からの被写体部の画像を同時に撮像して表示することができる内視鏡システムを提供することを課題としている。

上記の課題を解決するために、本発明の内視鏡システムは、
観察対象の内部の被写体部を撮像する略チューブ状の内視鏡と、
前記内視鏡による撮像と動作を制御し、かつ、前記内視鏡から出力される撮像画像を処理する制御装置と、
この制御装置から出力される画像を表示する表示装置と、
を備えた内視鏡システムであって、
前記内視鏡は、観察対象の内部に挿入される先端部に、前記内視鏡の周方向に沿って３以上配設された展開部を備え、
前記展開部のそれぞれには、前記内視鏡の中心側と対峙する内面部にカメラ部が配設されており、
前記制御装置は、前記展開部の前記内面部同士を互いに近接させて、前記展開部を収束状態とする制御が可能であるとともに、収束状態にある前記展開部の先端側を前記内視鏡の外側方向に展開させて、前記内面部の前記カメラ部を外部に露出させる制御が可能であり、
露出した前記カメラ部によって撮像された複数の撮像画像が前記表示装置に表示されることを特徴としている。

この内視鏡システムでは、前記制御装置は、前記展開部の展開角度を制御可能であることが好ましい。

この内視鏡システムでは、前記制御装置は、各々の前記カメラ部の視線方向を個別に制御可能であることが好ましい。

本発明の内視鏡システムによれば、全方向からの被写体部の画像を同時に撮像して表示することができる。

本発明の内視鏡システムの一実施形態を例示した全体構成図である。 本発明の内視鏡システムにおいて、収束状態にある内視鏡の一実施形態を例示した先端部側の斜視図である。 本発明の内視鏡システムにおいて、展開状態にある内視鏡の一実施形態を例示した先端部側の斜視図である。 本発明の内視鏡システムにおける内視鏡のカメラ部の一実施形態を例示した内部透視図である。

図１は、本発明の内視鏡システムの一実施形態を例示した全体構成図である。図２は、本発明の内視鏡システムにおいて、収束状態にある内視鏡の一実施形態を例示した先端部側の斜視図である。図３は、本発明の内視鏡システムにおいて、展開状態にある内視鏡の一実施形態を例示した先端部側の斜視図である。

内視鏡システムは、内視鏡１と、制御装置２と、表示装置３とを備えている。

内視鏡１は、全体が略チューブ状に形成されており、観察対象の内部の被写体部を撮像することができる。具体的には、内視鏡１は、可撓性を有する円筒状の筐体１１を備えており、所望の方向に屈曲等させることができる。また、内視鏡１の筐体１１の先端には、内視鏡１の長手方向に長いスリット部１２が周方向に沿って等間隔に４つ設けられている。

内視鏡１は、観察対象の内部に挿入される先端部に、内視鏡の周方向に沿って配設された４つの展開部１３を備えている。展開部１３は、内視鏡１の筐体１１の先端側と接続する接続部１３１と、この接続部１３１から先端方向に向かって延びるアーム部１３２を備えている。

展開部１３の接続部１３１は幅小な板状であり、筐体１１の先端のスリット部１２に挿入されて筐体１１の内側で支持されている。

アーム部１３２は、接続部１３１から先端側に向かって延び、筐体１１と略同じ曲率で周方向に曲がる断面視略円弧状の外面部１３２aを備えている。さらに、アーム部１３１は、外面部１３２aから先端側に向かって延びるとともに、内視鏡１の中心側に向かって曲がる湾曲部１３２bを備えている。湾曲部１３２bは先端側に向かって幅が小さくなるように形成されており、湾曲部１３２bの先端部Ｐは、内視鏡１の長手方向と直交する面に対して略平行に形成されている。

図２に例示した状態では、隣接する展開部１３のアーム部１３２（外面部１３２aおよび湾曲部１３２b）の側面同士が接続しており、アーム部１３２全体が面一に形成されている。また、アーム部１３２は湾曲部１３２bを備えていることで、先端側に向かって外径が小さくなっている。さらに、それぞれの湾曲部１３２bの先端部Ｐの両端が隣接する他の湾曲部１３２bの先端部Ｐの端部と接続しているため、アーム部１３２の先端には、湾曲部１３２bの先端部Ｐによって囲まれる略四角形状の開口部１３３が形成されている。したがって、例えば、内視鏡１を観察対象の内部に挿入する際には、筐体１１の内部に配設されたカメラ部（図示していない）によって、アーム部１３２の先端の開口部１３３を通じて観察対象の内部の状況を確認することができる。

さらに、図３に例示したように、展開部１３のそれぞれには、内視鏡１の中心側と対峙する内面部１３４にカメラ部１４が配設されており、このカメラ部１４の各々から出力される画像信号が制御装置２に入力される。

制御装置２は、内視鏡１による撮像とその動作を制御するとともにその内視鏡から出力される撮像画像を処理する。また、制御装置２は、それぞれの展開部１３およびカメラ部１４と接続している。

制御装置２は、図２に例示したように、展開部１３の内面部１３４同士を互いに近接させて、展開部１３を収束状態とする制御を行うことができる。また、制御装置２は、収束状態（図２）にある展開部１３の先端側を接続部１３１を支軸として内視鏡１の外側方向（展開部１３の内面部１３４同士が互い離れる方向）に展開させて、内面部１３４のカメラ部１４を外部に露出させる制御を行うことができる（図３）。制御装置２は、展開部１３の収束と展開を自在に切り替える制御をすることができる。制御装置２による展開部１３の操作形態は特に限定されず、例えば、展開部１３と接続する電動モーターなどによって行うことができる。

したがって、例えば、内視鏡１を観察対象の内部に挿入する際には、展開部１３を収束状態に制御することで、スムーズに内視鏡１を被写体部まで接近させることができる。また、展開部１３の内面部１３４のカメラ部１４が内視鏡１の中心側に位置しているため、内視鏡１を観察対象の内部に挿入する際にカメラ部１４が保護されている。

そして、内視鏡１を被写体部まで接近させた後は、収束状態（図２）にある展開部１３を内視鏡１の外側方向に展開させて、内面部１３４に配設されているカメラ部１４を外部に露出させることができる。展開状態（図３）の展開部１３は、隣接する展開部１３同士が互いに直交する方向に配置されているため、それぞれの展開部１３に配設されているカメラ部１４によって被写体部の周囲を囲んで４方向から同時に撮像することができる。

また、制御装置２は、展開部１３の展開の角度を調整可能であることが好ましい。具体的には、例えば、それぞれの展開部１３を内視鏡１の長手方向に対して３０°〜９０°の範囲で展開できることが好ましい。この場合、それぞれの展開部１３の展開角度を被写体部の位置や大きさなどに応じて個別に調整することができるため、より正確に被写体部を撮像することができる。

さらに、制御装置２は、それぞれのカメラ部１４の視線方向を個別に制御可能であることが好ましい。

カメラ部１４の構造は特に限定されず、従来公知の構造を適宜採用することができる。具体的には、例えば、図４に例示した構造などを例示することができる。

図４に例示した実施形態では、撮像部１４１は、撮像素子およびレンズなどの光学系部品を内部に備えている。外筐体１４２には、光透過材料で形成された撮像窓１４３が設けられており、被写体部からの光が、撮像窓１４３を介してカメラ筐体１４４の内部に導かれて、可動ミラー１４５で反射されて撮像部１４１に入射する。

可動ミラー１４５は、矢印Ｃで示すように、支軸１４５aを中心にして回転可能に設けられている。

ミラー回転アクチュエータ１４６は、電動モーターなどで構成され、カメラ筐体１４４に固定されている。このミラー回転アクチュエータ１４６は、可動ミラー１４５に連結されており、ミラー回転アクチュエータ１４６を動作させると、矢印Ｃで示すように、可動ミラー１４５が支軸１４５aを中心にして回転する。これにより、カメラ部１４の視線方向を変化させることができる。

カメラ筐体１４４は、支軸１４４a、１４４bに回転可能に支持されており、カメラ筐体１４４が、矢印Ｄで示すように、中心軸を中心にして回転するようになっている。

カメラ回転アクチュエータ１４７は、電動モーターなどで構成され、カメラ筐体１４４に固定されている。このカメラ回転アクチュエータ１４７は、一方の支軸１４４aに連結されており、カメラ回転アクチュエータ１４７を動作させると、矢印Ｄで示すように、カメラ部が支軸１４４a、１４４bを中心にして回転する。これにより、カメラ部１４の視線方向を変化させることができる。

この実施形態の内視鏡システムでは、被写体部の位置や大きさなどに応じて、展開している展開部１３に配設されているカメラ部１４の視線方向を制御装置２によって個別に調整できるため、より正確に被写体部を撮像することができる。また、展開部１３の展開角度の調節とカメラ部１４の視線方向の調整とを併せて行うことで、より一層正確に被写体部を撮像することができる。

そして、カメラ部１４によって撮像された複数の撮像画像は制御装置２から出力されて表示装置３に表示される。

表示装置３は、従来使用されているモニターなどであってよく、具体的な構成は特に限定されない。また、この内視鏡システムでは、表示装置３の数も１または２以上であってよい。さらに、撮像された複数の撮像画像は、１または２以上の表示装置３に同時に表示してもよいし、撮像画像を切り替えながら表示してもよい。このような表示形態も制御装置２によって制御することができる。

本発明の内視鏡システムは、以上の実施形態に限定されるものではない。具体的には、展開部の形状や数も上記の実施形態に限定されない。例えば、展開部の数（カメラ部の数）は３つ以上であればよいが、４つであることが好ましい。また、展開部の形態に応じてカメラの配設位置なども適宜設計することができる。さらに、制御装置は、ゲイン調整やダイナミックレンジ拡大などの各種処理を行う画像処理部などを備えることもできる。

１ 内視鏡
１３ 展開部
１３４ 内面部
１４ カメラ部
２ 制御装置
３ 表示装置

Claims (3)

1. 観察対象の内部の被写体部を撮像する略チューブ状の内視鏡と、
   前記内視鏡による撮像とその動作を制御し、かつ、前記内視鏡から出力される撮像画像を処理する制御装置と、
   この制御装置から出力される画像を表示する表示装置と、
   を備えた内視鏡システムであって、
   前記内視鏡は、観察対象の内部に挿入される先端部に、前記内視鏡の周方向に沿って３以上配設された展開部を備え、
   前記展開部のそれぞれには、前記内視鏡の中心側と対峙する内面部にカメラ部が配設されており、
   前記制御装置は、前記展開部の前記内面部同士を互いに近接させて、前記展開部を収束状態とする制御が可能であるとともに、収束状態にある前記展開部の先端側を前記内視鏡の外側方向に展開させて、前記内面部の前記カメラ部を外部に露出させる制御が可能であり、
   露出した前記カメラ部によって撮像された複数の撮像画像が前記表示装置に表示されることを特徴とする内視鏡システム。
2. 前記制御装置は、前記展開部の展開角度を制御可能であることを特徴とする請求項１の内視鏡システム。
3. 前記制御装置は、各々の前記カメラ部の視線方向を個別に制御可能であることを特徴とする請求項１または２の内視鏡システム。

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