JP4546065B2 - 内視鏡保持装置及び内視鏡保持システム - Google Patents

Description

本発明は、内視鏡を術部に対して所望の位置に移動保持する内視鏡保持装置及び内視鏡保持システムに関する。

従来、内視鏡外科の分野においては、内視鏡を術部に対して所望の位置に移動保持しながら術部に処置を施す方法がとられている。このような処置においては、内視鏡保持装置が使用されている。この内鏡保持装置は、内視鏡を支持する支持部を移動保持して内視鏡を適切な位置に配置した後、内視鏡を支持部に対して駆動して内視鏡の配置を微調節する構成となっている。

このような内視鏡保持装置と同様な構成の手術用顕微鏡が、特許文献１に開示されている。この手術用顕微鏡は、手術用顕微鏡の鏡体を術部に対して所望の位置に移動保持するものである。この手術用顕微鏡は、床等上に設置される架台を有する。この架台の上部にはアームが配設されている。このアームは、先端部に配設されている鏡体移動装置を鉛直、水平方向に移動保持可能である。

アームの先端部の鏡体移動装置から鏡体吊り下げ部が懸架されている。鏡体移動装置には足踏式制御部が接続され、鏡体移動装置は，足踏式制御部により操作されて鏡体吊り下げ部を水平面内で電動により駆動する。また、鏡体移動装置には、鏡体吊り下げ部を鏡体移動装置の中心位置に自然復帰するためのリセットボタンが配設されている。そして、鏡体吊り下げ部の先端部に、鏡体が保持される。

この手術用顕微鏡を使用する際には、アームを操作して鏡体を術部の上方に配置する。その後、鏡体移動装置により鏡体吊り下げ部を電動により駆動して、鏡体を術部に対して正確に位置調節する。この状態で、鏡体により術部の観察を行う。手術の進行に応じて、鏡体を鏡体移動装置により適切に移動しつつ、手術操作及び観察を行う。必要ならばリセットボタンを操作して、鏡体吊り下げ部を鏡体と共に鏡体移動装置の中心位置に自然復帰させる。
特公平３−２１８８７号公報

特許文献１の手術用顕微鏡では、鏡体の観察光軸は、鏡体移動装置の鏡体の二次元的な駆動方向に垂直となっている。そして、鏡体の鏡体吊り下げ部に対する配置は、変化させることができない。このため、この手術用顕微鏡を内視鏡保持装置に応用した場合には以下の問題が生じる。

即ち、手術操作において、斜視角の異なる内視鏡を交換式に使用する場合がある。この場合、内視鏡の観察光軸が内視鏡の二次元的な駆動方向に垂直とならない状況が生じる。このような状況では、内視鏡の駆動方向と内視鏡の観察視野の移動方向とが異なることになる。このため、内視鏡の観察画像に基づいて内視鏡を駆動する際、直感的に操作できず、使い勝手の悪いものとなってしまう。

本発明は、上記課題に着目してなされたもので、その目的とするところは、操作性が向上された内視鏡保持装置及び内視鏡保持システムを提供することである。

請求項１の発明は、互いに異なる斜視角を有する複数の内視鏡を選択的に保持する内視鏡保持装置であって、前記内視鏡保持装置は、基端側から先端側へと順に接続されている保持部及び支持部を具備し、前記保持部は、前記支持部を三次元的に移動固定可能であり、前記支持部は、基端側から先端側へと順に接続されている支持基端部、駆動部、支持先端部及び配置調節部を有し、前記支持基端部は、前記保持部に保持されており、前記駆動部は、前記支持基端部に対して前記支持先端部を互いに直交する二軸方向に駆動可能であり、前記配置調節部は、前記支持先端部に対する内視鏡の配置を調節可能に内視鏡を支持し、前記二軸方向に対する内視鏡の中心軸のなす角度を変化させて前記二軸方向に対して内視鏡の観察光軸を垂直に配置することが可能な支持機構と、互いに異なる斜視角を有する複数の内視鏡について前記二軸方向に対して内視鏡の観察光軸が垂直に配置されるような内視鏡の位置を示す指示部と、を有し、前記内視鏡保持装置は、前記駆動部を操作するための操作部をさらに具備する、ことを特徴とする内視鏡保持装置である。

請求項２の発明は、互いに異なる斜視角を有する複数の内視鏡を選択的に保持する内視鏡保持装置であって、前記内視鏡保持装置は、基端側から先端側へと順に接続されている保持部及び支持部を具備し、前記保持部は、前記支持部を三次元的に移動固定可能であり、前記支持部は、基端側から先端側へと順に接続されている支持基端部、駆動部、支持先端部及び配置調節部を有し、前記支持基端部は、前記保持部に保持されており、前記駆動部は、前記支持基端部に対して前記支持先端部を互いに直交する二軸方向に駆動可能であり、前記配置調節部は、支持機構と、位置決め機構と、を有し、前記支持機構は、前記支持先端部に接続されている固定部材と、前記固定部材に対して回動可能に前記固定部材に支持され、内視鏡が着脱可能な回動部材であって、前記回動部材に装着されている内視鏡について、前記固定部材に対して前記回動部材を回動させることにより、前記先端支持部に対する内視鏡の配置を調節し、前記二軸方向に対する内視鏡の中心軸のなす角度を変化させて、前記二軸方向に対して内視鏡の観察光軸を垂直に配置することが可能な回動部材と、を有し、前記位置決め機構は、前記固定部材と前記回動部材との一方の部材に設けられている係合部と、前記固定部材と前記回動部材との他方の部材に設けられ、前記係合部が選択的に係脱可能であり、互いに異なる斜視角を有する複数の内視鏡の夫々に対応している複数の係合受部であって、前記回動部材に装着されている内視鏡について、前記複数の係合受部の内、前記回動部材に装着された内視鏡に対応する前記係合受部に前記係合部が係合された場合には、前記二軸方向に対して内視鏡の観察光軸が垂直に配置されるように前記内視鏡が位置決めされる、複数の係合受部と、を有し、前記内視鏡保持装置は、前記駆動部を操作するための操作部をさらに具備する、ことを特徴とする内視鏡保持装置である。

請求項３の発明は、前記配置調節部は、第１の配置調節部であり、前記支持基端部は、基端側から先端側へと順に接続されている基端部分、第２の配置調節部及び先端部分を有し、前記第２の配置調節部は、前記基端部分に対する前記先端部分の配置を調節可能であり、前記第１の配置調節部による前記支持先端部に対する内視鏡の配置の調節にかかわらず、前記基端部分を通る所定の基準軸に対して内視鏡の中心軸を平行に配置することが可能である、ことを特徴とする請求項１又は２に記載の内視鏡保持装置である。

請求項４の発明は、被険体の観察を行うための内視鏡、及び、前記内視鏡からの観察画像を表示するための表示部、を有する内視鏡観察装置と、請求項１乃至３のいずれか１項に記載の内視鏡保持装置と、を具備することを特徴とする内視鏡保持システムである。

請求項５の発明は、前記内視鏡観察装置は、前記表示部に表示された前記観察画像を回転させる回転手段を有し、前記内視鏡保持装置は、前記観察画像の回転によらず前記操作部への同一の入力に対する前記表示部における前記内視鏡の観察画像の移動方向が同一となるように前記駆動部を制御する駆動制御手段を有する、ことを特徴とする請求項４の内視鏡保持システムである。

請求項６の発明は、被険体の観察を行うための内視鏡と、請求項１乃至３のいずれか１項に記載の内視鏡保持装置であって、前記駆動部は前記内視鏡を所定の基準位置を基準として駆動する、内視鏡保持装置と、前記内視鏡の被険体に対する位置を検知するための検知手段と、前記駆動部に接続され、前記検知手段に検知された前記内視鏡の被険体に対する位置に応じて前記内視鏡を前記基準位置に復帰させる復帰手段とを有する内視鏡復帰装置と、を具備することを特徴とする内視鏡保持システムである。

本発明によれば、内視鏡保持装置及び内視鏡保持システムの操作性が向上されている。

以下、本発明の第１実施形態を図１乃至８を参照して説明する。図１は、本発明の第１実施形態の内視鏡保持システム２の概略構成を示す。この内視鏡保持システム２は、内視鏡５０を所望の位置に移動保持する内視鏡保持装置４を有する。

この内視鏡保持装置４は、鉛直方向に延びているスタンド６を有する。このスタンド６の基端部には、床面等に対して移動可能なベース８が配設されている。一方、スタンド６の先端部から、スタンド６を延長する方向に第１のアーム１０が延出されている。この第１のアーム１０は、矢印Ｇ１で示されるように、スタンド６に対して自身の中心軸（以下、第１の回転軸Ｏ１と称する）を中心として軸回り方向に回転可能である。また、スタンド６と第１のアーム１０との接続部には、スタンド６に対して第１のアーム１０を固定する第１のエアブレーキ１２が配設されている。

第１のアーム１０の先端部は、第２のアーム１４の中間部に接続されている。この第２のアーム１４は、矢印Ｇ２で示されるように、第１のアーム１０に対して、第１のアーム１０と第２のアーム１４との接続部を通り第１の回転軸Ｏ１に垂直な第２の回転軸Ｏ２を中心として回動可能である。また、第１のアーム１０と第２のアーム１４との接続部には、第１のアーム１０に対して第２のアーム１４を固定する第２のエアブレーキ１６が配設されている。

第２のアーム１４の端部は、第３のアーム１８の一端部に接続されている。この第３のアーム１８は、矢印Ｇ３で示されるように、第２のアーム１４に対して、第２のアーム１４と第３のアーム１８との接続部を通り第２の回転軸Ｏ２に平行な第３の回転軸Ｏ３を中心として回動可能である。また、第２のアーム１４と第３のアーム１８との接続部には、第２のアーム１４に対して第３のアーム１８を停止する第３のエアブレーキ２０が配設されている。

第３のアーム１８の他端部から、第３のアーム１８を延長する方向に第４のアーム２２が延出されている。第４のアーム２２は、矢印Ｇ４で示されるように、第３のアーム１８に対して自身の中心軸（以下、第４の回転軸Ｏ４と称する）を中心として軸回り方向に回転可能である。また、第３のアーム１８と第４のアーム２２との接続部には、第３のアーム１８に対して第４のアーム２２を固定する第４のエアブレーキ２４が配設されている。

第４のアーム２２の端部には、ボールジョイント機能を有するボール２６が埋設されている。このボール２６は、矢印Ｇ５で示されるように、第４のアーム２２に対して、自身の中心を通り第３及び第４の回転軸Ｏ３，Ｏ４に垂直な第５の回転軸Ｏ５を基準として傾斜自在である。また、第４のアーム２２とボール２６との接続部には、第４のアーム２２に対してボール２６を固定する第５のエアブレーキ２８が配設されている。ボール２６には第５の回転軸Ｏ５に沿って突出部３０が突設されている。この突出部３０の先端部には、内視鏡５０を支持するための支持部３２が配設されている。ここで、スタンド６、第１乃至４のアーム１０，１４，１８，２２、及び、ボール２６によって支持部３２を所望の位置に移動保持する保持部が形成されている。

上記支持部３２には、第１乃至５のエアブレーキ１２，１６，２０，２４，２８を固定、解除するためのスイッチ３４が配設されている。また、第１乃至５のエアブレーキ１２，１６，２０，２４，２８にエアを供給するエアホース３６がスタンド６から延出されている。図２に示されるように、上記スイッチ３４は、エアブレーキ制御回路３７に接続されている。このエアブレーキ制御回路３７は、電磁弁３８に接続され、電磁弁３８を制御するようになっている。これらエアブレーキ制御回路３７及び電磁弁３８は、スタンド６（図1参照）に内装されている。上記エアホース３６は、電磁弁３８を介して第１乃至５のエアブレーキ１２，１６，２０，２４，２８にエアを供給する構成となっている。

図３を参照して、上記支持部３２の詳細な構成を説明する。支持部３２の基端部には支持基端部４０が配設されている。この支持基端部４０の上面のほぼ中央には、上記スイッチ３４が配設されている。支持基端部４０の先端側には、支持先端部４２が連設されている。この支持先端部４２の基端側には、ほぼ円板状のＸＹステージ部４４が配設されている。

このＸＹステージ部４４は、支持基端部４０に対して、支持基端部４０の上面に沿って二次元的に移動される。ここで便宜上、ＸＹステージ部４４の移動方向を図３の座標系Ａにおいて示されるようにＸ軸方向及びＹ軸方向とする。Ｙ軸方向は支持基端部４０の長手方向に沿って先端側に向かう方向であり、Ｘ軸方向はＹ軸方向に垂直で支持基端部４０の上面に沿う方向である。また、Ｘ軸方向及びＹ軸方向によって規定される平面をＸＹ平面と称する。

支持基端部４０には、ＸＹステージ部４４を支持基端部４０に対して駆動する図４（Ａ）に示される駆動機構５２が内装されている。この駆動機構５２とＸＹステージ部４４とによって、内視鏡５０を二次元的に駆動する駆動部（駆動手段）が形成されている。

駆動機構５２は、Ｘ軸方向に延設されているＸ軸ハウジング５４を有する。このＸ軸ハウジング５４の長手方向に延びている一面には、Ｘ軸スリット５６が長手方向に延設されている。このＸ軸スリット５６には、Ｘ軸ハウジング５４に対して長手方向に摺動自在にＸ軸ラックギヤ５８が配設されている。このＸ軸ラックギヤ５８はＸ軸方向に延びている。

また、Ｘ軸ハウジング５４には、Ｘ軸モータ６０が固定されている。このＸ軸モータ６０の回転軸は、Ｘ軸ハウジング５４の長手方向に垂直に、Ｘ軸ハウジング５４からＸ軸ラックギヤ５８へと延びている。Ｘ軸モータ６０の回転軸にはＸ軸ピニオンギヤ６２が固定されており、このＸ軸ピニオンギヤ６２はＸ軸ラックギヤ５８に噛合されている。即ち、Ｘ軸モータ６０の回転軸が、Ｘ軸ピニオンギヤ６２からＸ軸モータ６０へと向かう方向から見て（以下、Ｘ軸モータ６０の回転軸の回転方向の基準とする）時計回りに回転されると、Ｘ軸ラックギヤ５８がＸ軸ハウジング５４に対してＸ軸方向に移動される構成となっている。

Ｘ軸ラックギヤ５８のＸ軸ハウジングに５４に対向した一面には、Ｙ軸ハウジング６４の一端部が固定されている。このＹ軸ハウジング６４は、Ｙ軸方向に延びている。また、Ｙ軸ハウジング６４には、Ｘ軸スリット５６、Ｘ軸ラックギヤ５８、Ｘ軸モータ６０及びＸ軸ピニオンギヤ６２と同様な構成のＹ軸スリット６６、Ｙ軸ラックギヤ６８、Ｙ軸モータ７０及びＹ軸ピニオンギヤ７２が配設されている。即ち、Ｙ軸モータ７０の回転軸が、Ｙ軸ピニオンギヤ６８からＹ軸モータ７０へと向かう方向から見て（以下、Ｙ軸モータ７０の回転軸の回転方向の基準とする）時計回りに回転されると、Ｙ軸ラックギヤ６８がＹ軸ハウジング６４に対してＹ軸方向に移動される構成となっている。

Ｙ軸ラックギヤ６８のＹ軸ラックギヤ６４に対向した一面には、ＸＹ接続部７４の基端部が接続されている。このＸＹ接続部７４は、ＸＹ平面に垂直に延びている。ＸＹ接続部７４の先端部は、ＸＹステージ部４４のほぼ中央に接続されている。

図４（Ｂ）を用いて、駆動機構５２を操作するための構成を説明する。駆動機構５２を操作するフットスイッチ７６には、４方向に操作可能なジョイスティック７８が突設されている。この４方向を、図中で矢印により示されるように上方向、下方向、右方向、左方向と称する。

フットスイッチ７６は、モータ駆動制御部８０及びモータ駆動部８２を介してＸ軸モータ６０及びＹ軸モータ７０に接続されている。ここで、ジョイスティック７８を上方向に操作すると、Ｙ軸モータ７０の回転軸が時計回りに回転され、下方向に操作すると、Ｙ軸モータ７０の回転軸が反時計回りに回転されるようになっている。また、ジョイスティック７８を右方向に操作すると、Ｘ軸モータ６０の回転軸が時計回りに回転され、左方向に操作すると、Ｘ軸モータ６０の回転軸が反時計回りに回転されるようになっている。即ち、ジョイスティック７８の上方向、下方向、右方向、左方向は、ＸＹステージ部４４のＹ軸方向、逆Ｙ軸方向、Ｘ軸方向、逆Ｘ軸方向への移動に対応している。

再び図３を参照すると、支持先端部４２の先端側には、半円板状の目盛板４６が配設されている。この目盛板４６には、カメラヘッド４８が着脱自在に装着されている。このカメラヘッド４８には、内視鏡５０の基端部が着脱自在に装着されている。目盛板４６とカメラヘッド４８とによって、内視鏡５０の支持部３２に対する配置を調節して、図３で矢印Ｅによって示される内視鏡５０の観察光軸を内視鏡５０の駆動方向にほぼ垂直とすることが可能な角度調節部（配置調節手段）が形成されている。

図５及び図６を参照して、角度調節部について詳細に説明する。図５に示されるように、目盛板４６は、ＸＹステージ部４４のＸＹ平面に垂直であり、Ｙ軸方向に延びている。ほぼ半円板状の目盛板４６の中心部には、図示しない挿通孔がＸ軸方向に貫通されており、この挿通孔のＸ軸方向に垂直な断面は円形である。この挿通孔には、ほぼ円筒状の固定ツマミ８４が嵌入されている。

この固定ツマミ８４は、目盛板４６の中心を通り目盛板４６に垂直な第１の枢支軸Ｐ１を中心として軸回り方向に回転自在である。また、この固定ツマミ８４の外周面には、固定ツマミ８４を回転操作するためのレバー８６が固定ツマミ８４の径方向に突設されている。一方、目盛板４６の内孔には雌ねじが形成されており、この雌ねじには固定ねじ８８が螺合されている。この固定ねじ８８の末端部は、固定ツマミ８４から突出している。

また、目盛板４６には、第１の枢支軸Ｐ１を中心とする周方向に指標窓９０が形成されている。目盛板４６の逆Ｘ軸方向側の面（以下、表面と称する）には、ＸＹ平面に垂直で第１の枢支軸Ｐ１を通る方向を基準（０°）とし、指標窓９０に沿って角度目盛が表示されている。本実施形態では、１０°間隔で角度目盛が表示されており、±３０°と±７０°とが表示されている。なお、先端側が＋の角度となっている。

図６に示されるように、上記カメラヘッド４８には、固定ねじ８８の末端部が螺着されるねじ穴９２が形成されている。また、上記カメラヘッド４８の基端部には、指標９４がカメラヘッド４８の長手方向に延設されている。この指標９４は、カメラヘッド４８の長手方向にねじ穴９２とアラインメントされており、カメラヘッド４８が目盛板４６に装着されている場合に指標窓９０を介して観察可能となるように配置されている。

カメラヘッド４８の先端部には、内視鏡５０の基端部９６に配設された接続部を介して内視鏡５０が接続されている。内視鏡５０の先端側には、体腔内に挿入される細長い挿入部９８が配設されている。カメラヘッド４８の中心軸は、内視鏡５０の中心軸と一致している。また、カメラヘッド４８には、内視鏡５０の観察光軸がねじ穴９２の中心軸方向に垂直でカメラヘッド４８の中心軸を含む平面内に配置されるように内視鏡５０を位置決めする図示しない位置決め手段が配設されている。

ここで、カメラヘッド４８は内視鏡保持装置４の一部であるが、被険体の観察画像を得るための内視鏡観察装置の一部でもある。即ち、内視鏡５０が装着されているカメラヘッド４８には、カメラコントロールユニット（ＣＣＵ）１００が接続されている。このＣＣＵ１００には、内視鏡５０によって得られた観察画像を表示するＴＶモニター（表示部）が接続されている。

図中の三角指標Ｃは、ＴＶモニター１０２の内視鏡５０の観察画像に表示されるアップ指標１０４の方向を示す。このアップ指標１０４は、図７に示されるように、内視鏡５０の観察画像において上方を示すものである。即ち、座標系Ａに示すように、内視鏡５０の観察画像の上方向、下方向、右方向、左方向は、夫々、Ｙ方向、逆Ｙ方向、Ｘ方向、逆Ｘ方向に対応している。

次に、上記構成の本実施形態の内視鏡保持システム２の作用について説明する。内視鏡保持システム２を用いて術部等を観察する場合には、まず、内視鏡保持装置４のベース８を床等の適切な位置に配置する。そして、内視鏡保持装置４の先端部のカメラヘッド４８に内視鏡５０を装着する。そして、角度調節部を調節して、内視鏡５０の観察光軸をＸＹ平面と垂直に配置する。

例えば、直視（斜視角度０°）の内視鏡５０ａをカメラヘッド４８に装着する場合には、図８（Ａ）に示されるように、カメラヘッド４８の指標９４が角度目盛の０°にアラインメントされるように固定ツマミ８４を操作する。この結果、内視鏡５０ａの挿入部９８の中心軸はＸＹステージ部４４に対して垂直に配置される。そして、図８（Ａ）で矢印Ｅにより示され、挿入部９８の中心軸方向に延びる観察光軸は、ＸＹステージ部４４に対して垂直に配置される。

また、斜視角度３０°で三角指標Ｃ側で挿入部９８が短くなっている斜視タイプの内視鏡５０ｂをカメラヘッド４８に装着する場合には、図８（Ｂ）に示されるように、カメラヘッド４８の指標９４が角度目盛の＋３０°にアラインメントされるように操作ツマミを操作する。この結果、挿入部９８の中心軸はＸ軸方向に垂直でＹ軸方向と１５０°の角度をなす。そして、図８（Ｂ）で矢印Ｅ’により示され、挿入部９８の中心軸方向と３０°の角度をなす観察光軸は、ＸＹステージ部４４に対して垂直に配置される。

同様に、斜視角度７０°で三角指標Ｃ側で挿入部９８が長くなっている斜視タイプの内視鏡５０ｃをカメラヘッド４８に装着する場合には、図８（Ｃ）に示されるように、カメラヘッド４８の指標９４が角度目盛の−７０°にアラインメントされるように操作ツマミを操作する。この結果、挿入部９８の中心軸はＸ軸方向に垂直でＹ軸方向と２０°の角度をなす。そして、図８（Ｃ）で矢印Ｅ’’により示され、挿入部９８の中心軸方向と７０°の角度をなす観察光軸は、ＸＹステージ部４４に対して垂直に配置される。

内視鏡５０を装着した後に、支持部３２を手によって保持し、スイッチ３４をＯＮにする。この結果、エアブレーキ制御回路３７によって電磁弁３８が操作されて、エアホース３６から第１乃至５のエアブレーキ１２，１６，２０，２４，２８にエアが供給され、第１乃至５のエアブレーキ１２，１６，２０，２４，２８は固定状態から解除状態へと移行される。

この後、支持部３２を手動により移動させて、内視鏡５０を観察に適した位置へと移動する。この際、第１のアーム１０は、スタンド６に対して第１の回転軸Ｏ１を中心として軸回り方向に回転される。また、第２のアーム１４は、第１のアーム１０に対して第２の回転軸Ｏ２を中心として回動される。そして、第３のアーム１８は、第２のアーム１４に対して第３の回転軸Ｏ３を中心として回動される。さらに、第４のアーム２２は、第３のアーム１８に対して第４の回転軸Ｏ４を中心として軸回り方向に回転される。そしてまた、ボール２６は、第４のアーム２２に対して第５の回転軸Ｏ５を基準として傾斜される。

内視鏡５０を体腔内等の観察に適した位置に移動した後、スイッチ３４をＯＦＦにする。この結果、第１乃至５のエアブレーキ１２，１６，２０，２４，２８は解除状態から固定状態へと移行され、第１乃至４のアーム１０，１４，１８，２２並びにボール２６は互いに固定され、内視鏡５０がその位置で保持される。

内視鏡５０によって取り込まれた観察像は、カメラヘッド４８で撮像され、ＣＣＵ１００で信号処理されてＴＶモニター１０２に表示される。内視鏡５０による観察画像を移動させたいときは、ジョイスティック７８を操作して駆動機構５２により内視鏡５０を二次元的に移動させ、内視鏡５０の位置を微調整する。

ここで、ＴＶモニター１０２上の観察画像を上に移動させたい場合には、ジョイスティック７８を上方向に操作する。この結果、モータ制御駆動部８０及びモータ制御部８２を介して、Ｙ軸モータ７０の回転軸が時計回りに回転する。回転軸はＹ軸ピニオンギヤ７２を時計回りに回転させ、Ｙ軸ピニオンギヤ７２はＹ軸ラックギヤ６８をＹ軸ハウジング６４に対してＹ軸方向に移動させる。Ｙ軸ラックギヤ６８のＹ軸方向への移動により、ＸＹ接続部７４を介してＸＹステージ部４４がＹ軸方向に移動される。上述したように、内視鏡５０の観察光軸は内視鏡５０の斜視角にかかわらずＸＹステージ部４４に垂直であるため、ＸＹステージ部４４の移動により、内視鏡５０の観察光軸はＸＹステージ部４４に垂直な状態を保ったままＹ軸方向に移動される。この結果、内視鏡５０の観察視野はＹ軸方向に移動され、ＴＶモニター１０２上の観察画像は上方向に移動される。

一方、ＴＶモニター１０２上の観察画像を下に移動させたい場合には、ジョイスティック７８を下方向に操作する。この結果、上述した上方向の操作とは逆の作用が生じて、ＴＶモニター１０２上の観察画像は下方向に移動される。

また、ＴＶモニター１０２上の観察画像を右に移動させたい場合には、ジョイスティック７８を右方向に操作する。この結果、モータ駆動制御部８０及びモータ制御部を介して、Ｘ軸モータ６０の回転軸が時計回りに回転される。回転軸はＸ軸ピニオンギヤ６２を時計回りに回転させ、Ｘ軸ピニオンギヤ６２はＸ軸ラックギヤ５８をＸ軸ハウジング５４に対してＸ軸方向に移動させる。Ｘ軸ラックギヤ５８のＸ軸方向への移動により、Ｙ軸ハウジング６４、Ｙ軸ラックギヤ６８及びＸＹ接続部７４を介してＸＹステージ部４４がＸ軸方向に移動される。この結果、内視鏡５０の観察視野はＸ軸方向に移動され、ＴＶモニター１０２上の観察画像は右方向に移動される。

一方、ＴＶモニター１０２上の観察画像を左方向に移動させたい場合には、ジョイスティック７８を左方向に操作する。この結果、上述した右方向の操作とは逆の作用が生じて、ＴＶモニター１０２上の観察画像は左方向に移動される。

そこで、上記構成のものにあっては次の効果を奏する。ＸＹステージ部４４は、駆動機構５２によって保持部に対してＸ軸方向又はＹ軸方向に駆動されている。また、角度調節部によって支持部３２に対する内視鏡５０の配置を調節し、内視鏡５０の斜視角にかかわらず、内視鏡５０の観察光軸をＸ軸方向及びＹ軸方向に垂直に配置している。このため、内視鏡５０の駆動方向と内視鏡５０の観察視野の移動方向とが一致し、内視鏡５０の観察画像に基づいて内視鏡５０を駆動する際、直感的に操作することが可能である。従って、術者は手術に集中することができ、手術の効率を向上させることができる。

また、支持部３２に対する内視鏡５０の配置を調節する角度調節部は、目盛板４６と、この目盛板４６に枢支されたカメラヘッド４８とによって形成されている。即ち、角度調節部は、コンパクトかつ簡単な構成となっている。角度調節部がコンパクトな構成となっているため、手術操作において術者を煩わすことがなく、手術の進行が促進され手術時間を短縮することが可能となっている。この結果、術者の疲労を軽減できる。一方、角度調節部が簡単な構成となっているため、組立性がよく、低コストで製造することが可能となっている。

図９乃至１４は、本発明の第２実施形態を示す。第１実施形態と同様な構成には、同一の参照符号を付して説明を省略する。本実施形態の内視鏡保持システム１０８は、図９に示すように、第１実施形態の内視鏡保持システム１０８と内視鏡保持装置１１０の支持部１１２の構成が異なっている。

図１０に示されるように、支持部１１２の先端側には、支持先端部１１４が配設されている。この支持先端部１１４の先端側には、第１実施形態の角度調節部と同様な機能を有する第１の角度調節部（第１の配置調節手段）が配設されている。この第１の角度調節部は、目盛板４６に代わって、半円板形状の固定板１１６を有する。この固定板１１６は、ＸＹ平面に垂直にＹ軸方向に延びている。また、固定板１１６には、カメラヘッド１１８が着脱自在に装着されている。

図１１を参照して、第１の角度調節部の詳細な構成を説明する。図１１（Ａ）に示されるように、固定板１１６の表面の中心部には、第１の固定ツマミ１２０を介して角柱状の回動部材１２２が枢支されている。この回動部材１２２は、固定板１１６の中心部を通りＸ軸方向に延びる第１の枢支軸Ｑ１を中心として回動可能である。また、回動部材１２２の下部は、固定板１１６の下端部を越えて突出している。

固定板１１６の表面には、複数の半球状のくぼみ部１２４ａ，…，１２４ｅが形成されており、これらくぼみ部１２４ａ，…，１２４ｅは第１の枢支軸Ｑ１の周方向に沿って互いに離間して配置されている。本実施形態では、ＸＹ平面に垂直で第１の枢支軸Ｑ１を通る軸ＸＩＢ−ＸＩＢの位置に０°のくぼみ部１２４ｃが配置されている。さらに、この０°のくぼみ部１２４ｃを第１の枢支軸Ｑ１を中心として±３０°、±７０°回転移動した位置に、±３０°のくぼみ部１２４ｂ，１２４ｃ、±７０°のくぼみ部１２４ａ，１２４ｅが配置されている。なお、先端側を＋の角度とする。

また、固定板１１６の下端部には、回動部材１２２の回動操作時に、後述する第２の固定ツマミ１３０の裏面側の部分が嵌入される半円状の切り欠き部１２６ａ，１２６ｂが形成されている。

固定板１１６の中心部には、図１１（Ｂ）に示されるように、挿通孔が貫通されており、この挿通孔のＸ軸方向に垂直な断面は円形である。また、回動部材１２２には、第１の貫通孔が形成されており、この第１の貫通孔のＸ軸方向に垂直な断面は挿通孔の断面とほぼ同じ形状である。挿通孔及び第１の貫通孔には、ほぼ円筒状の第１の固定ツマミ１２０が嵌入されている。ここで、第１の固定ツマミ１２０の固定板１１６側は、固定板１１６の挿通孔に対して第１の枢支軸Ｑ１を中心として軸回り方向に回転自在である。また、第１の固定ツマミ１２０の回動部材１２２側は、回動部材１２２の第１の貫通孔の内面に固定されている。そして、第１の固定ツマミ１２０の内腔には、雌ねじが形成されている。この雌ねじには第１の固定ねじ１２８が螺着されている。この第１の固定ねじ１２８の末端部は、第１の固定ツマミ１２０から突出されている。

固定板１１６の下端部を越えて突出している回動部材１２２の下部には、第１の貫通孔、第１の固定ツマミ１２０及び第１の固定ねじ１２８と同様な構成の第２の貫通孔、第２の固定ツマミ１３０及び第２の固定ねじ１３２が配設されている。

第１及び第２の固定ねじ１２８，１３２は、カメラヘッド１１８に形成された第１及び第２のねじ穴１３４，１３６に螺着されるようになっている。即ち、回動部材１２２とカメラヘッド１１８とは、固定板１１６に対して、第１の枢支軸Ｑ１を中心として一体的に回動されるようになっている。

一方、回動部材１２２の上部の裏面には、係止孔１３８が逆Ｘ軸方向に延設されており、この係止孔１３８のＸ軸方向に垂直な断面は円形である。この係止孔１３８の底面には、コイルスプリング１４０の一端部が接続され、コイルスプリング１４０の他端部には剛球１４２が接続されている。係止孔１３８は、回動部材１２２を固定板１１６に対して第１の枢支軸Ｑ１を介して回動させることにより、固定板１１６のくぼみ部１２４ａ，…，１２４ｅとアラインメントされるようになっている。係止孔１３８とくぼみ部１２４ａ，…，１２４ｅとがアラインメントされている場合には、コイルスプリング１４０の弾性により剛球１４２がくぼみ部１２４ａ，…，１２４ｅに押圧されて回動部材１２２は固定板１１６に対して留められるようになっている。即ち、係止孔１３８、コイルスプリング１４０、剛球１４２及びくぼみ部１２４ａ，…，１２４ｅによってプランジャーが形成されている。

再び図１０を参照すると、支持部１１２の基端側には、支持基端部１４４が配設されている。支持基端部１４４は、基端側の第１の部分１４６と先端側の第２の部分１４８とを有する。ここで、上記スイッチ３４は第１の部分１４６の上面に配設されている。また、第１の部分１４６と第２の部分１４８とは、内視鏡５０の保持部に対する配置を調節するための第２の角度調節部（第２の配置調節手段）を介して接続されている。

以下、第２の角度調節部について説明する。第１の部分１４６の先端部には、第１の部分１４６の長手方向に突出する凸部が形成されており、第１の部分１４６の先端部は、第１の部分１４６の上面側（又は下面側）から見て凸形状となっている。

第２の部分１４８の基端部には、第１の部分１４６の凸部が嵌入される凹部が形成されている。第１の部分１４６の凸部と第２の部分１４８の凹部とは、Ｘ軸方向に延びているシャフト１５０を介して接続されている。第２の部分１４８は、第１の部分１４６に対してシャフト１５０の中心軸（以下、第２の枢支軸Ｑ２と称する）を中心として回動可能である。

図１２（Ａ）に示されるように、第１の部分１４６の凸部の側面には、上記した第１の角度調節部のくぼみ部１２４ａ，…，１２４ｅと同様なくぼみ部１５２ａ，…，１５２ｅが、第２の枢支軸Ｑ２の周方向に沿って互いに離間して配置されている。本実施形態では、第１の部分１４６の長手方向に延び、第２の枢支軸Ｑ２を通る軸ＸＩＩＢ−ＸＩＩＢの位置に０°のくぼみ部１５２ｃが配置されている。さらに、この０°のくぼみ部１５２ｃを第２の枢支軸Ｑ２を中心として±３０°、±７０°回転移動した位置に、±３０°のくぼみ部１５２ｂ、１５２ｄ、±７０°のくぼみ部１５２ａ，１５２ｅが配置されている。なお、下方側を＋の角度とする。

また、図１２（Ｂ）に示されるように、第２の部分１４８の凹部の一方の測面には、上記した第１の角度調節部と同様な係止孔１５４が、第２の枢支軸Ｑ２の方向に延設されている。この第２の係止孔１５４には、第１の角度調節部の係止孔１３８と同様にコイルスプリング１５６、剛球１５８が配設されている。第２の部分１４８の係止孔１５４は、第２の部分１４８を第１の部分１４６に対して第２の枢支軸Ｑ２を中心として回動することにより、第１の部分１４６のくぼみ部１５２ａ，…，１５２ｅとアラインメントされるようになっている。係止孔１５４とくぼみ部１５２ａ，…，１５２ｅとがアラインメントされている場合には、第２の部分１４８は第１の部分１４６に対して留められる。即ち、係止孔１５４、コイルスプリング１５６、剛球１５８及びくぼみ部１５２ａ，…，１５２ｅによってプランジャーが形成されている。

次に、上記構成の本実施形態の内視鏡保持システム１０８の作用について説明する。本実施形態の内視鏡保持システム１０８の作用は、第１実施形態の作用と基本的に同じである。以下では、内視鏡保持装置１１０の先端部のカメラヘッド１１８に内視鏡５０を装着する場合について説明する。内視鏡５０を装着する際には、回動部材１２２の第１及び第２の固定ねじ１２８，１３２を内視鏡５０の第１及び第２のねじ穴１３４，１３６に夫々螺着する。そして、第１の角度調節部を調節して、内視鏡５０の観察光軸をＸＹ平面と垂直に配置する。さらに、第２の角度調節部を調節して、内視鏡５０の挿入部９８の中心軸をボール２６の第５の回転軸Ｏ５と平行に配置する。

例えば、内視鏡５０が直視（斜視角度０°）の内視鏡５０ａである場合には、図１３（Ａ）に示されるように、回動部材１２２の係止孔１３８を固定板１１６の０°のくぼみ部１２４ｃにアラインメントする。この結果、剛球１４２はコイルスプリング１４０によりくぼみ部１２４ｃに押圧されて、回動部材１２２は固定板１１６に対して留められる。そして、第１実施形態と同様、挿入部９８の中心軸方向に延びる観察光軸は、ＸＹ平面に対して垂直に配置される。

さらに、支持基端部１４４の第２の部分１４８の係止孔１５４を第１の部分１４６の０°のくぼみ部１５２ｃにアラインメントする。この結果、第２の部分１４８は第１の部分１４６に対して留められる。そして、挿入部９８の中心軸は、内視鏡保持装置１１０の保持部のボール２６の第５の回転軸Ｏ５と平行に配置される。

また、内視鏡が斜視角度３０°で三角指標Ｃ側で挿入部９８が短くなっている斜視タイプの内視鏡５０ｂである場合には、図１３（Ｂ）に示されるように、回動部材１２２の係止孔１３８を固定板１１６の＋３０°のくぼみ部１２４ｂにアラインメントする。この際、剛球１４２は固定板１１６に押圧されてコイルスプリング１４０の収縮により係止孔１３８内に一端収容された後、再び＋３０°のくぼみ部１２４ｂに押圧され留められる。この結果、第１実施形態と同様、挿入部９８の中心軸方向と３０°の角度をなす観察光軸は、ＸＹ平面に対して垂直に配置される。さらに、支持基端部１４４の第２の部分１４８の係止孔１５４を第１の部分１４６の＋３０°のくぼみ部１５２ｂにアラインメントする。この結果、挿入部９８の中心軸は、ボール２６の第５の回転軸Ｏ５と平行に配置される。

同様に、内視鏡５０が斜視角度７０°で三角指標Ｃ側で挿入部９８が長くなっている斜視タイプの内視鏡５０ｃである場合には、図１３（Ｃ）に示されるように、回動部材１２２の係止孔１３８を固定板１１６の−７０°のくぼみ部１２４ｅにアラインメントする。この結果、第１実施形態と同様、挿入部９８の中心軸方向と７０°の角度をなす観察光軸は、ＸＹ平面に対して垂直に配置される。さらに、支持基端部１４４の第２の部分１４８の係止孔１５４を第１の部分１４６の−７０°のくぼみ部１５２ｅにアラインメントする。この結果、挿入部９８の中心軸は、ボール２６の第５の回転軸Ｏ５と平行に配置される。

そこで、上記構成のものにあっては第１実施形態の効果に加えて次の効果を奏する。固定板１１６には、内視鏡５０の斜視角度に対応する複数のくぼみ部１２４ａ，…，１２４ｅが形成されている。そして、使用される内視鏡５０の斜視角度に応じて、回動部材１２２を回動して係止孔１３８をくぼみ部１２４ａ，…，１２４ｅのいずれかにアラインメントしてプランジャーにより回動部材１２２を固定板１１６に留めることにより、内視鏡５０の観察光軸をＸＹ平面に対して垂直に配置することが可能となっている。即ち、回動部材１２２を予め設定されている複数の位置のいずれかに配置するだけで、容易かつ確実に内視鏡５０の観察光軸をＸＹ平面に対して垂直に配置することが可能となっている。従って、手術時間が短縮でき、術者の疲労軽減が可能となる。

また、第１の角度調節部の角度調節に応じて、第２の角度調節部を角度調節することにより、内視鏡５０の挿入部９８の中心軸をボール２６の第５の回転軸Ｏ５に対して常に平行に配置することが可能となっている。このように配置することにより、支持部１１２のスイッチ３４をＯＮにして第１乃至４のアーム１０，１４，１８，２２によって支持部１１２を移動させるオールフリー操作の際の操作性は、第１の角度調節部の角度調節によって影響を受けないようになっている。従って、術者は手術に集中することができ、手術の効率を向上させることができる。

図１４及び図１５は、本発明の第３実施形態を示す。第１実施形態と同様な構成には、同一の参照符号を付して説明を省略する。本実施形態の内視鏡保持システムは、第１実施形態の内視鏡保持システムと、カメラヘッド、及び、ＸＹステージ部４４を駆動するためのモータ駆動制御部の構成が異なる。

図１４に示されるように、内視鏡５０の基端部の内部には、観察光軸Ｒ１に沿って接眼レンズ１６２が配設されている。カメラヘッド１６４の内部には、カメラヘッド１６４に装着された内視鏡５０の接眼レンズ１６２の後方に、観察光軸Ｒ１に沿って三角プリズム１６６、結像レンズ１６８、ＣＣＤ１７０が配設されている。三角プリズム１６６から射出された光束は、結像レンズ１６８に入射され、ＣＣＤ１７０によって撮像されるようになっている。

また、三角プリズム１６６は、ハウジング１７２に収容され、ハウジング１７２に一体的に固定されている。このハウジング１７２は、カメラヘッド１６４に対して観察光軸Ｒ１を中心として軸回り方向に回転自在にカメラヘッド１６４に支持されている。即ち、三角プリズム１６６とハウジング１７２とによって、内視鏡５０の観察画像を回転するためのイメージローテーターが形成されている。

ハウジング１７２の外周壁には、ハウジング１７２の回転の周方向に沿って図示しないギヤが延設されている。このギヤは、エンコーダ１７４のシャフト１７６に一体的に固定されている図示しないギヤと歯合している。エンコーダ１７４は、イメージローテーターの回転角を検出可能となっている。

図１５に示すように、エンコーダ１７４は、イメージローテーターの回転角をモータ駆動制御部１７８に入力するようになっている。モータ駆動制御部１７８は、イメージローテーターによる観察画像の回転にかかわらず、ジョイスティック７８の上下左右方向への操作に対してＴＶモニター１０２上の観察画像が上下左右に移動されるように、エンコーダ１７４から入力されたイメージローテーターの回転角に基づいてモータ駆動部８２に制御信号を出力するようになっている。

即ち、イメージローテーターの回転角をθ（以下、反時計回り方向の回転を正とする）とすると、ジョイスティック７８が上方向に操作された場合には、モータ駆動制御部１７８は、Ｘ軸モータ６０の回転軸とＹ軸モータ７０の回転軸とが時計回りに＋ｓｉｎθと＋ｃｏｓθとの比で回転されるようにモータ駆動部８２に制御信号を出力するようになっている。同様に、ジョイスティック７８が下方向、右方向、左方向に操作された場合には、モータ駆動制御部１７８は、夫々、Ｘ軸モータ６０の回転軸とＹ軸モータ７０の回転軸とが時計回りに−ｓｉｎθと−ｃｏｓθとの比、＋ｃｏｓθと−ｓｉｎθとの比、−ｃｏｓθと＋ｓｉｎθとの比で回転されるようにモータ駆動部８２に制御信号を出力するようになっている。

次に、上記構成の本実施形態の内視鏡保持システムの作用について説明する。本実施形態の内視鏡保持システムの作用は、第１実施形態の内視鏡保持システムの作用と基本的に同じである。

内視鏡５０による観察を行う際、ジョイスティック７８を図１６（Ａ）に示される上方向、下方向、右方向、左方向へと操作する。この結果、内視鏡５０は、図１６（Ｂ）の座標系Ａに示されるＹ軸方向、逆Ｙ軸方向、Ｘ軸方向、逆Ｘ軸方向に移動される。また、観察画像は、図１６（Ｃ）に示される上方向、下方向、右方向、左方向に移動される。

ここで、図１６（Ｂ）に示されるように、術者が実際に内視鏡５０を観察する場合の上方向、下方向、右方向、左方向をβ軸方向、逆β軸方向、α軸方向、逆α軸方向とする。また、α軸とβ軸とによって形成される座標系を座標系Ｂとする。通常、座標系Ａと座標系Ｂとは一致しない。例えば、図１６（Ｂ）に示されるように、Ｙ軸はβ軸に対して９０°の角度をなす。

この場合には、イメージローテーターをカメラヘッド１６４に対して回転角９０°だけ回転させる。イメージローテーターが回転されると、三角プリズム１６６が一体的に回転される。この結果、三角プリズム１６６において光学像が回転され、ＣＣＤ１７０によって撮像される画像が回転される。そして、図１６（Ｆ）に示されるように、ＴＶモニター１０２上の観察画像が回転角９０°だけ回転される。イメージローテーターの回転角９０°は、エンコーダ１７４によって検出される。エンコーダ１７４は、検出した回転角９０°をモータ駆動制御部１７８に入力する。

ジョイスティック７８を上方向に操作した場合には、モータ駆動制御部１７８からの制御信号によって、モータ駆動部８２は、Ｘ軸モータ６０の回転軸とＹ軸モータ７０の回転軸とを時計回り方向に１（＝＋ｓｉｎ（９０°））：０（＝＋ｃｏｓ（９０°））の比で回転させる。即ち、Ｘ軸モータ６０の回転軸が時計回り方向に回転される。この結果、内視鏡５０は、図１６（Ｅ）に示される、座標系Ａを回転角−９０°だけ回転移動した座標系Ａ’のＹ’軸方向に移動される。そして、ＴＶモニター上の観察画像は、図１６（Ｆ）に示されるＹ’軸方向に移動される。

同様に、ジョイスティック７８を下方向、右方向、左方向に操作した場合には、モータ駆動制御部１７８からの制御信号によって、モータ駆動部８２は、Ｘ軸モータ６０の回転軸とＹ軸モータ７０の回転軸とを時計回り方向に−１（＝−ｓｉｎ（９０°））：０（＝−ｃｏｓ（９０°））の比、０（＝＋ｃｏｓ（９０°））：−１（＝−ｓｉｎ（９０°））の比、０（＝−ｃｏｓ（９０°））：１（＝＋ｓｉｎ（９０°））の比で回転させる。即ち、Ｘ軸モータ６０の回転軸が反時計回り方向に回転され、Ｙ軸モータ７０の回転軸が反時計回り方向に回転され、Ｙ軸モータ７０の回転軸が時計回り方向に回転される。この結果、内視鏡５０は、逆Ｙ’軸方向、Ｘ’軸方向、逆Ｘ’軸方向へ移動される。そして、ＴＶモニター上の観察画像は、図１６（Ｆ）に示される逆Ｙ’軸方向、Ｘ’軸方向、逆Ｘ’軸方向へ移動される。

ここで、術者が実際に内視鏡５０を観察する場合の座標系Ｂは、座標系Ａ’と一致する。このようにして、ジョイスティック７８を上下左右方向に操作した場合には、内視鏡５０は術者が実際に内視鏡５０を観察する場合の上下左右方向に移動され、ＴＶモニター１０２上の観察画像は上下左右方向に移動される。即ち、フットスイッチ７６の操作方向と、術者が実際に観察する内視鏡５０の移動方向と、ＴＶモニター１０２上の観察画像の移動方向とが一致する。

イメージローテーターの回転による内視鏡５０の駆動方向の変化を確認する場合には、フットスイッチ７６を操作して、初動時には内視鏡５０をゆっくりと移動させ、フットスイッチ７６への操作を一定時間継続することで内視鏡５０を所定の移動スピードで移動させる。このようにして、内視鏡５０の駆動方向を確認し、内視鏡５０が他の手術機器に干渉したりすることを防止する。

そこで、上記構成のものにあっては第１実施形態の効果に加えて次の効果を奏する。術者が実際に内視鏡５０を観察する場合の上下左右方向が、フットスイッチ７６の操作方向、及び、ＴＶモニター１０２上の観察画像の移動方向と異なっている場合がある。この場合には、イメージローテーターを回転させて、モータ駆動制御部１７８の機能によって、フットスイッチ７６の操作方向と、術者が実際に観察する内視鏡５０の移動方向と、ＴＶモニター１０２上の観察画像の移動方向とを一致させることが可能である。このため、術者がいちいち内視鏡５０の駆動方向を考えながら操作しなくてすみ、手術に集中することができる。

図１７及び図１８は、本発明の第４実施形態を示す。第１実施形態と同様な構成には、同一の参照符号を付して説明を省略する。本実施形態の内視鏡保持システム１８０は、内視鏡５０の被険体に対する位置に応じて、ＸＹステージ部４４を後述する基準位置に復帰させる内視鏡復帰装置を有する。この内視鏡復帰装置は、図１７（Ａ）に示されるように、内視鏡５０の位置を検知するための光学式の三次元位置検知装置１８２（位置検知手段）を有する。

この位置検知装置１８２は、内視鏡５０が装着されるカメラヘッド４８に固定されたマーカー１８４を有する。また、位置検知装置１８２は、デジタイザ１８６を有する。このデジタイザ１８６には、マーカー１８４からの信号を撮像する２つのＣＣＤ１８８ａ，１８８ａが所定の距離だけ離間して固定されている。

デジタイザ１８６は、ナビゲーション制御部１９０に接続されている。ナビゲーション制御部１９０の図示しない画像処理装置及びワークステーションは、ＣＣＤ１８８ａ，１８８ｂによって撮像されたマーカー１８４の信号を信号処理してマーカー１８４の位置を検知するようになっている。ナビゲーション制御部１９０の図示しない記録装置には、術前画像が記録されている。そして、マーカー１８４の位置は、術前画像と共にモニター１９２に表示されるようになっている。

また、記録装置には、マーカー１８４と内視鏡５０との相対的な位置関係が予め記録されている。さらに、記録装置には、術部の位置と範囲とが予め記録されている。そして、ナビゲーション制御部１９０は、検知されたマーカー１８４の位置から内視鏡５０の位置を算出し、内視鏡５０が術部内にあるか否か判断するようになっている。

図１７（Ｂ）を参照すると、ナビゲーション制御部１９０は、モータ駆動制御部１９４に、内視鏡５０が術部内にあるか否かの判断を出力するようになっている。また、スイッチ３４のＯＮ−ＯＦＦ操作状態は、モータ駆動制御部１９４に出力されるようになっている。そして、モータ駆動制御部１９４は、モータ駆動部１９６を介してＸＹステージ部４４の位置を算出するようになっている。モータ駆動制御部１９４は、内視鏡５０が術部内になく、スイッチ３４がＯＮであり、かつ、ＸＹステージ部４４が基準位置にない場合に、ＸＹステージ部４４が基準位置に移動されるようにモータ駆動部１９６に制御信号を出力するようになっている。

ここで、ＸＹステージ部４４の基準位置とは、ＸＹステージ部４４の中心位置であり、Ｘ軸ラックギヤ５８がＸ軸ハウジング５４の中央部にあり、かつ、Ｙ軸ラックギヤ６８がＹ軸ハウジング６４の中央部にある場合のＸＹステージ部４４の位置である（図４参照）。

ナビゲーション制御部１９０、モータ駆動制御部１９４、モータ駆動部１９６によって、位置検知装置１８２によって検知された内視鏡５０の被険体に対する位置に応じて、内視鏡５０を基準位置に復帰させる復帰手段が形成されている。

次に、上記構成の本実施形態の内視鏡保持システム１８０の作用について説明する。内視鏡５０による観察を行う際には、スイッチ３４をＯＮにして内視鏡５０を術部内へと挿入する。例えば、内視鏡は、図１８に示されるように、患者の頭部１９８の術部内２００
（図１９において、斜線で示されている）に挿入される。この挿入操作における作用を図１９のフローチャートを用いて説明する。

ステップＳ１で、モータ駆動制御部１９４は、スイッチ３４からの出力信号に基づきスイッチ３４がＯＮであるか否か判断する。ステップＳ１で、スイッチ３４がＯＮでないと判断した場合には、再びステップＳ１を繰り返す。一方、ステップＳ１で、スイッチ３４がＯＮであると判断した場合には、ステップＳ２に進む。

ステップＳ２で、モータ駆動制御部１９４は、ナビゲーション制御部１９０からの出力信号に基づき内視鏡５０が術部内にあるか否か判断する。ステップＳ２で、内視鏡５０が術部内にあると判断された場合には、ステップＳ１に戻る。一方、ステップＳ２で、内視鏡５０が術部内にないと判断された場合には、ステップＳ３に進む。

ステップＳ３で、モータ駆動制御部１９４は、ＸＹステージ部４４が中心位置にあるか否か判断する。ステップＳ３で、ＸＹステージ部４４が中心位置にあると判断された場合には、ステップＳ１に戻る。一方、ステップＳ３で、ＸＹステージ部４４が中心位置にないと判断された場合には、ステップＳ４に進む。

ステップＳ４で、モータ駆動制御部１９４は、ＸＹステージ部４４を中心位置へと駆動する。その後、再びステップＳ１に戻る。

そこで、上記構成のものにあっては第１実施形態の効果に加えて次の効果を奏する。内視鏡５０を術部内に挿入する際には、内視鏡５０が術部外にある段階でＸＹステージ部４４は中心位置へと復帰されている。このため、内視鏡５０が術部内に挿入された状態でＸＹステージ部４４をフットスイッチ７６により操作する際には、ＸＹステージ部４４が移動の限界位置に突き当たることが少なくなる。加えて、内視鏡５０が術部内に挿入された状態では、内視鏡５０は中心位置へと復帰されることはない。このため、術部を観察している際にはＸＹステージ部４４の不用意な移動が行われず、術部を観察しやすくなっている。以上から、術者が手術に充分に集中することが可能となっている。

以下、本発明の第５実施形態を説明する。本実施形態では、術部の術前画像と手術の進行に応じた履歴画像とを記録し、これら画像と共に手術器具が被険体内のどの位置にあるかをリアルタイムで表示する手術用ナビゲーションシステムの技術が利用されている。このような技術は、サージカルトラックと称され、例えば特開平８−１４０９９２号公報に示されるように当業者に周知であるため詳細な説明を省略する。

本実施形態のナビゲーション制御部１９０では、上記サージカルトラックの処理が可能となっている。そして、ナビゲーション制御部１９０は、被険体と内視鏡５０との位置関係を算出するようになっている。一方、モータ駆動制御部１９４（図１７（Ｂ）参照）は、ＸＹステージ部４４をその中心位置まで移動させるのに必要な移動量を算出し、ナビゲーション制御部１９０に出力するようになっている。

ナビゲーション制御部１９０は、モータ駆動制御部１９４から入力された必要な移動量に基づいて、ＸＹステージ部４４が中心位置に移動された場合の内視鏡５０の移動後の位置を算出するようになっている。また、ナビゲーション制御部１９０は、算出された内視鏡５０の移動後の位置に基づいて、内視鏡５０が移動された場合に被険体と干渉するか否か判断するようになっている。

次に、上記構成の本実施形態の内視鏡保持システムの作用を、図２０のフローチャートを参照して説明する。ステップＳ１，Ｓ２，Ｓ３は、第４実施形態のステップＳ１，Ｓ２，Ｓ３と同様である。

ステップＳ３で、ＸＹステージが中心位置にないと判断した場合には、ステップＳ４に進む。ステップＳ４で、モータ駆動制御部１９４は、ＸＹステージ部４４をその中心位置まで移動させるのに必要な移動量を算出し、ナビゲーション制御部１９０にこの移動量を出力する。

ステップＳ５で、ナビゲーション制御部１９０は、この移動量に基づいて、ＸＹステージ部４４が中心位置に移動された場合の内視鏡５０の移動後の位置を算出し、内視鏡５０が移動された場合に被険体と干渉するか否か判断する。ステップＳ５で、内視鏡５０が被険体と干渉すると判断された場合には、ステップＳ１に戻る。一方、内視鏡５０が被険体と干渉しないと判断された場合には、ステップＳ６に進む。ステップＳ６は、第４実施形態のステップＳ４と同様なステップである。ステップＳ６の後、再びステップＳ１に戻る。

そこで、上記構成のものにあっては第１実施形態の効果に加えて次の効果を奏する。ナビゲーション制御部１９０は、オールフリー操作時に、仮にＸＹステージ部４４が中心位置に移動されたとした場合に内視鏡５０が被険体と干渉するか否か判断している。そして、内視鏡５０が被険体と干渉しないと判断した場合には、内視鏡５０が術部内に配置されている場合であっても、ＸＹステージ部４４は中心位置に復帰されるようになっている。このため、内視鏡５０が被険体と干渉することが防止されると共に、ＸＹステージ部４４をフットスイッチ７６により操作して内視鏡５０を駆動する際にはＸＹステージ部４４が移動の限界位置に突き当たることが非常に少なくなっている。従って、術者は手術に集中することが可能となっている。

図２１及び図２２は、本発明の第６実施形態を示す。第２実施形態と同様な構成には、同一の参照符号を付して説明を省略する。本実施形態の内視鏡保持システムは、図２１に示されるように第２の実施形態と支持部２０４の構成が異なる。

ＸＹステージ部４４から、円柱状の連結部２０６が延びている。この連結部２０６の中心軸（以下、第６の回転軸Ｏ６と称する）は、Ｙ軸方向に延びている。また、連結部２０６は、基端側の第１の部分２０８と先端側の第２の部分２１０とを有する。第２の部分２１０は、第１の部分２０８に対して第６の回転軸Ｏ６を中心として軸回り方向に回転自在である。また、第２の部分２１０は、第１及び第２の部分２１０に配設されている図示しない重さだし機構により、第６の回転軸Ｏ６を中心として軸回り方向に回転、固定自在となっている。

第２の部分２１０の外周面の基端部には、第６の回転軸Ｏ６の周方向に沿って角度目盛２１２が表示されている。本実施形態では、１０°間隔で角度目盛２１２が表示されており、図示しないが±３０°と±７０°とが表示されている。なお、基端側から見て時計回り方向が＋の角度となっている。第１の部分２０８の外周面の先端部には、第２の部分２１０の角度目盛２１２を指示するための指示マーク２１４が表示されている。このようにして、第１の部分２０８と第２の部分２１０との間に第１の角度調節部が形成されている。

連結部２０６の先端部は、カメラヘッド２１６と着脱自在に接続されており、第６の回転軸Ｏ６はカメラヘッド２１６の中心軸と垂直になっている。このカメラヘッド２１６には、内視鏡５０が接続されおり、カメラヘッド２１６の中心軸は内視鏡５０の中心軸と一致している。カメラヘッド２１６には、内視鏡５０の観察光軸が内視鏡の中心軸を通りＹ軸に垂直な平面内に配置されるように、内視鏡５０を位置決めする図示しない位置決め手段が配設されている。

一方、支持基端部２１８は、基端側の第１の部分２２０と先端側の第２の部分２２２とを有する。第１の部分２２０と第２の部分２２２の基端側とは、一体的な円柱形状である。第１の部分２２０と第２の部分２２２との接続部の構成は、支持先端部２０６の第１の部分２０８と第２の部分２１０との接続部の構成と同様であり、第２の角度調節部が形成されている。但し、角度目盛２２４については、基端側から見て反時計回り方向が＋の角度となっている。また、第２の部分２１０の回転軸を第７の回転軸Ｏ７と称する。

次に、上記構成の本実施形態の内視鏡保持システムの作用を説明する。本実施形態の内視鏡保持システムの作用は、第２実施形態の内視鏡保持システムの作用と基本的に同様である。以下では、内視鏡保持装置の先端部のカメラヘッド２１６に内視鏡５０を装着する場合について説明する。

内視鏡保持装置の先端部のカメラヘッド２１６に内視鏡５０を装着する。そして、第１の角度調節部を調節して、内視鏡５０の観察光軸をＸＹ平面と垂直に配置する。さらに、第２の角度調節部を調節して、内視鏡５０の挿入部９８の中心軸をボール２６の第５の回転軸と平行に配置する。

例えば、内視鏡５０が斜視角３０°の斜視タイプの内視鏡５０である場合を説明する。内視鏡５０を挿入部９８の短くなっている側がＸ軸方向側に配置されるようにカメラヘッド２１６に装着した場合には、図２２（Ａ）で矢印Ｈ１により示されるように、支持先端部２０６の第２の部分２１０を第１の部分２０８に対して第６の回転軸Ｏ６を中心として軸回り方向に回転させ、−３０°に角度調節する。さらに、図２２（Ｂ）で矢印Ｈ２により示されるように、支持基端部２１８の第２の部分２２２を第１の部分２２０に対して第７の回転軸Ｏ７を中心として軸回り方向に回転させ、−３０°に角度調節する。この結果、図２２（Ｃ）に示されるように、内視鏡５０の矢印Ｅ’で示される観察光軸はＸＹ平面と垂直に配置され、内視鏡５０の挿入部９８の中心軸はボール２６の第５の回転軸Ｏ５と平行に配置される。

そこで、上記構成のものにあっては次の効果を奏する。第１の角度調節部を調節することにより、内視鏡５０の斜視角にかかわらず、内視鏡５０の観察光軸をＸＹ平面に垂直に配置させることが可能となっている。また、第１の角度調節部は、円柱形状の連結部２０６の先端側の第２の部分２１０を基端側の第１の部分２０８に対して、円柱形状の中心軸である第６の回転軸Ｏ６を中心として軸回り方向に回転、固定自在とすることにより形成されており、コンパクトかつ簡単な構成となっている。以上より、本実施形態では第１実施形態と同様な効果を奏する。

そして、第１の角度調節部の角度調節に応じて、第２の角度調節部を角度調節することにより、内視鏡５０の挿入部９８の中心軸をボール２６の第５の回転軸Ｏ５に対して常に平行に配置することが可能となっている。以上より、本実施形態では第２実施形態と同様な効果を奏する。

なお、本実施形態と第２実施形態とを組み合わせることにより、内視鏡５０の装着方向に自由度が生まれ、様々な手術手技に対応することが可能となる。

次に、本出願の他の特徴的な技術事項を下記の通り付記する。
記
（付記項１）
前記復帰手段は、前記内視鏡が前記被険体外にある場合に前記内視鏡を前記基準位置に復帰させることを特徴とする請求項６の内視鏡保持システム。

（付記項２）
前記復帰手段は、前記内視鏡が前記基準位置に復帰しても前記被険体と干渉しない場合に前記内視鏡を前記基準位置に復帰させることを特徴とする請求項６の内視鏡保持システム。

（付記項３）
被検体を観察する内視鏡と、
前記内視鏡を支持する支持部材と、
前記支持部材と連結され、前記内視鏡を三次元的に移動、固定自在に保持する内視鏡保持手段を有する内視鏡保持装置において、
前記内視鏡を互いに直交する２軸方向に移動可能に駆動する駆動手段と、
前記内視鏡を、内視鏡の観察角度に関連付けて前記駆動手段に対する相対角度を変更可能な角度変更手段と
を有することを特徴とする。

（付記項４）
前記内視鏡保持手段を移動、固定自在に操作する入力手段を備えた把持部と、
前記把持部と前記内視鏡との間に前記角度変更手段の作動角度に対応して第２の角度変更手段を設けたこと
を特徴とする付記項３記載の内視鏡保持装置。

（付記項５）
前記内視鏡保持手段を移動、固定自在に操作する入力手段と、
被検体及び前記内視鏡先端部の相対位置を検出する三次元位置検出手段と、
を備えた付記項３又は付記項４記載の内視鏡保持装置において、
前記入力手段による操作信号と、前記三次元位置検出手段との信号に基づき、前記駆動手段を移動中心に駆動制御することを特徴とする内視鏡保持装置。

（付記項６）
前記内視鏡による観察画像を回転する画像回転手段と、
前記画像回転手段の回転量を検出する回転検出手段と、
前記回転検出手段の検出結果に基づいて前記駆動手段による駆動方向を補正する駆動補正手段と
を有することを特徴とする付記項３〜５記載の内視鏡保持装置。

（付記項７）
前記角度変更手段は内視鏡を前記駆動手段の一方の駆動方向と平行な軸回りに回転・固定可動とすることを特徴とする付記項３〜６記載の内視鏡保持装置。

（付記項８）
前記角度変更手段は内視鏡の観察角度に関連付けられた角度目盛りを有することを特徴とする付記項３〜６記載の内視鏡保持装置。

（付記項９）
前記内視鏡に前記固定手段の角度目盛りの所定の値を指し示す指標を設けたことを特徴とする付記項８記載の内視鏡保持装置。

（付記項１０）
前記第２の角度変更手段は駆動手段の一方の駆動方向と平行な軸回りに回転・固定可能とすることを特徴とする付記項４記載の内視鏡保持装置。

（付記項１１）
前記第２の角度変更手段は内視鏡の観察角度に関連付けられた角度目盛りを有することを特徴とする付記項４記載の内視鏡保持装置。

（付記項１２）
前記角度変更手段は予め所定の角度に位置決め可能なプランジャーによって構成されたことを特徴とする付記項３〜６記載の内視鏡保持装置。

（付記項１３）
前記三次元位置検出手段の信号は手術がなされた部位の記録に基づくことを特徴とする付記項５記載の内視鏡保持装置。

本発明は、操作性が向上された内視鏡を術部に対して所望の位置に移動保持する内視鏡保持装置を提供する。

本発明の第１実施形態の内視鏡保持システムの概略構成を示す説明図。 本発明の第１実施形態の内視鏡保持システムの第１乃至５のエアブレーキを作動させる構成を示す説明図。 本発明の第１実施形態の内視鏡保持システムの支持部周辺を示す斜視図。 （Ａ）は、本発明の第１実施形態の内視鏡保持システムの駆動機構を示す斜視図、（Ｂ）は、同内視鏡保持システムの駆動機構を作動させる構成を示す説明図。 本発明の第１実施形態の内視鏡保持システムの支持先端部を示す側面図。 本発明の第１実施形態の内視鏡保持システムの内視鏡及びカメラヘッドを示す側面図。 本発明の第１実施形態の内視鏡保持システムのＴＶモニターに表示される観察画像の一例を示す説明図。 （Ａ）は、本発明の第１実施形態の内視鏡保持システムの支持部周辺を直視の内視鏡を装着した状態で示す側面図、（Ｂ）は、同内視鏡保持システムの支持部周辺を斜視角３０°の内視鏡を装着した状態で示す側面図、（Ｃ）は、同内視鏡保持システムの支持部周辺を斜視角７０°の内視鏡を装着した状態で示す斜視図。 本発明の第２実施形態の内視鏡保持システムの概略構成を示す説明図。 本発明の第２実施形態の内視鏡保持システムの支持部周辺を示す斜視図。 （Ａ）は、本発明の第２実施形態の内視鏡保持システムの支持先端部を示す側面図、（Ｂ）は、同内視鏡保持システムの支持先端部及び内視鏡を（Ａ）のＸＩＢ−ＸＩＢ線に沿って切断して示す断面図。 （Ａ）は、本発明の第２実施形態の内視鏡保持システムの支持先端部の第２の角度調節部を示す側面図、（Ｂ）は、同内視鏡保持システムの支持先端部の第２の角度調節部を（Ａ）のＸＩＩＢ−ＸＩＩＢ線に沿って切断して示す断面図。 （Ａ）は、本発明の第２実施形態の内視鏡保持システムの支持部周辺を直視の内視鏡を装着した状態で示す側面図、（Ｂ）は、同内視鏡保持システムの支持部周辺を斜視角３０°の内視鏡を装着した状態で示す側面図、（Ｃ）は、同内視鏡保持システムの支持部周辺を斜視角７０°の内視鏡を装着した状態で示す斜視図。 本発明の第３実施形態の内視鏡保持システムのカメラヘッド及び内視鏡を中心軸を通る平面で切断して示す断面図。 本発明の第３実施形態の内視鏡保持システムの駆動機構を作動させる構成を示す説明図。 （Ａ）及び（Ｄ）は、本発明の第３実施形態の内視鏡保持システムのフットスイッチの操作方向を説明するための模式図、（Ｂ）及び（Ｅ）は、同内視鏡保持システムの内視鏡の駆動方向を説明するための模式図、（Ｃ）及び（Ｆ）は、同内視鏡保持システムのＴＶモニター上の観察画像の移動方向を説明するための模式図。 （Ａ）は、本発明の第４実施形態の内視鏡保持システムの概略構成を示す説明図、（Ｂ）は、本発明の第４実施形態の内視鏡保持システムの駆動機構を作動させる構成を示す説明図。 本発明の第４実施形態の内視鏡保持システムの内視鏡と術部との関係を示す説明図。 本発明の第４実施形態の内視鏡保持システムの作用を示すフローチャート。 本発明の第５実施形態の内視鏡保持システムの作用を示すフローチャート。 本発明の第６実施形態の内視鏡保持システムの支持部周辺を示す斜視図。 （Ａ）は、本発明の第６実施形態の内視鏡保持システムの第１の角度調節部の作用を示す説明図、（Ｂ）は、本発明の第６実施形態の内視鏡保持システムの第２の角度調節部の作用を示す説明図、（Ｃ）は、本発明の第１実施形態の内視鏡保持システムの支持部周辺を斜視角３０°の内視鏡を装着した状態で示す説明図。

符号の説明

４…内視鏡保持装置、６，１０，１４，１８，２２，２６…保持部、３２…支持部、４４，５２…駆動手段、４６，４８…配置調節手段、５０…内視鏡、７６…操作部。

Claims (6)

1. 互いに異なる斜視角を有する複数の内視鏡を選択的に保持する内視鏡保持装置であって、
   前記内視鏡保持装置は、基端側から先端側へと順に接続されている保持部及び支持部を具備し、
   前記保持部は、前記支持部を三次元的に移動固定可能であり、
   前記支持部は、基端側から先端側へと順に接続されている支持基端部、駆動部、支持先端部及び配置調節部を有し、
   前記支持基端部は、前記保持部に保持されており、
   前記駆動部は、前記支持基端部に対して前記支持先端部を互いに直交する二軸方向に駆動可能であり、
   前記配置調節部は、
   前記支持先端部に対する内視鏡の配置を調節可能に内視鏡を支持し、前記二軸方向に対する内視鏡の中心軸のなす角度を変化させて前記二軸方向に対して内視鏡の観察光軸を垂直に配置することが可能な支持機構と、
   互いに異なる斜視角を有する複数の内視鏡について前記二軸方向に対して内視鏡の観察光軸が垂直に配置されるような内視鏡の位置を示す指示部と、
   を有し、
   前記内視鏡保持装置は、前記駆動部を操作するための操作部をさらに具備する、
   ことを特徴とする内視鏡保持装置。
2. 互いに異なる斜視角を有する複数の内視鏡を選択的に保持する内視鏡保持装置であって、
   前記内視鏡保持装置は、基端側から先端側へと順に接続されている保持部及び支持部を具備し、
   前記保持部は、前記支持部を三次元的に移動固定可能であり、
   前記支持部は、基端側から先端側へと順に接続されている支持基端部、駆動部、支持先端部及び配置調節部を有し、
   前記支持基端部は、前記保持部に保持されており、
   前記駆動部は、前記支持基端部に対して前記支持先端部を互いに直交する二軸方向に駆動可能であり、
   前記配置調節部は、支持機構と、位置決め機構と、を有し、
   前記支持機構は、前記支持先端部に接続されている固定部材と、前記固定部材に対して回動可能に前記固定部材に支持され、内視鏡が着脱可能な回動部材であって、前記回動部材に装着されている内視鏡について、前記固定部材に対して前記回動部材を回動させることにより、前記先端支持部に対する内視鏡の配置を調節し、前記二軸方向に対する内視鏡の中心軸のなす角度を変化させて、前記二軸方向に対して内視鏡の観察光軸を垂直に配置することが可能な回動部材と、を有し、
   前記位置決め機構は、前記固定部材と前記回動部材との一方の部材に設けられている係合部と、前記固定部材と前記回動部材との他方の部材に設けられ、前記係合部が選択的に係脱可能であり、互いに異なる斜視角を有する複数の内視鏡の夫々に対応している複数の係合受部であって、前記回動部材に装着されている内視鏡について、前記複数の係合受部の内、前記回動部材に装着された内視鏡に対応する前記係合受部に前記係合部が係合された場合には、前記二軸方向に対して内視鏡の観察光軸が垂直に配置されるように前記内視鏡が位置決めされる、複数の係合受部と、を有し、
   前記内視鏡保持装置は、前記駆動部を操作するための操作部をさらに具備する、
   ことを特徴とする内視鏡保持装置。
3. 前記配置調節部は、第１の配置調節部であり、
   前記支持基端部は、基端側から先端側へと順に接続されている基端部分、第２の配置調節部及び先端部分を有し、
   前記第２の配置調節部は、前記基端部分に対する前記先端部分の配置を調節可能であり、前記第１の配置調節部による前記支持先端部に対する内視鏡の配置の調節にかかわらず、前記基端部分を通る所定の基準軸に対して内視鏡の中心軸を平行に配置することが可能である、
   ことを特徴とする請求項１又は２に記載の内視鏡保持装置。
4. 被険体の観察を行うための内視鏡、及び、前記内視鏡からの観察画像を表示するための表示部、を有する内視鏡観察装置と、
   請求項１乃至３のいずれか１項に記載の内視鏡保持装置と、
   を具備することを特徴とする内視鏡保持システム。
5. 前記内視鏡観察装置は、前記表示部に表示された前記観察画像を回転させる回転手段を有し、
   前記内視鏡保持装置は、前記観察画像の回転によらず前記操作部への同一の入力に対する前記表示部における前記内視鏡の観察画像の移動方向が同一となるように前記駆動部を制御する駆動制御手段を有する、
   ことを特徴とする請求項４の内視鏡保持システム。
6. 被険体の観察を行うための内視鏡と、
   請求項１乃至３のいずれか１項に記載の内視鏡保持装置であって、前記駆動部は前記内視鏡を所定の基準位置を基準として駆動する、内視鏡保持装置と、
   前記内視鏡の被険体に対する位置を検知するための検知手段と、前記駆動部に接続され、前記検知手段に検知された前記内視鏡の被険体に対する位置に応じて前記内視鏡を前記基準位置に復帰させる復帰手段とを有する内視鏡復帰装置と、
   を具備することを特徴とする内視鏡保持システム。

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