JP4422262B2

JP4422262B2 - 内視鏡手術システム

Info

Publication number: JP4422262B2
Application number: JP35441499A
Authority: JP
Inventors: 浩二安永
Original assignee: Olympus Corp
Current assignee: Olympus Corp
Priority date: 1999-12-14
Filing date: 1999-12-14
Publication date: 2010-02-24
Anticipated expiration: 2019-12-14
Also published as: JP2001161711A

Description

【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１０２ａ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１０５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１０２ａ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し、前記動作方向変更手段は、前記入力部の操作を前記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とをそなえ、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。
【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１５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８ｂ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２１ａ〜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２１ａ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２５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９９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Ｏ１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、ＴＶ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６０ｃ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６５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

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、
を具備し、
前記動作方向変更手段は、
前記入力部の操作を前記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とをそなえ、
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内視鏡手術システム。