JP4695420B2 - 湾曲制御装置 - Google Patents

Description

本発明は、体腔内に挿入される内視鏡の挿入部に設けられた湾曲部を湾曲制御する湾曲制御装置に関する。

近年、内視鏡は、医療用分野その他において広く採用されるようになった。また、内視鏡の挿入部には、屈曲した体腔内にも円滑に挿入できるように、先端部の基端付近に湾曲部が設けてあり、術者は、湾曲部を湾曲させる方向を操作する場合には、操作部等に設けられた湾曲操作ノブや、特開２００３−２４５２４６号公報に開示されている電動湾曲方式の内視鏡の場合にはジョイスティック等を湾曲操作する。
従来例においては、湾曲部を湾曲する場合、挿入部の先端部に設けられた撮像素子等により撮像された内視鏡画像を観察することにより、内視鏡画像における消化管等の管腔部分を示す画像部分がどの方向に有るかにより、湾曲部を湾曲する方向を決定している。

つまり、先端部には撮像素子は所定方向に取り付けられており、撮像素子により撮像された内視鏡画像をモニタ等の表示手段に表示する場合には、内視鏡画像の上方向を湾曲部の上下、左右方向における上方向に一致させて表示する。
従って、管腔部分を示す暗く表示される画像部分が内視鏡画像中において、上下、左右のどの方向に有るかを確認して、湾曲部を湾曲させる方向を決定する。
一方、内視鏡の挿入部をより円滑に挿入するために、体腔内に挿入された挿入部の挿入形状を表示する場合がある。
例えば、特開２０００−７９０８７号公報には、内視鏡画像と、挿入形状とを表示する内視鏡システムが開示されている。
特開２００３−２４５２４６号公報

特開２０００−７９０８７号公報には、内視鏡画像と、挿入形状の画像とが表示されているが、従来例においては、湾曲部を湾曲する場合には内視鏡画像に基づいて湾曲操作を行うものであり、挿入形状の画像は、その補助的な画像として利用するものであった。

一方、内視鏡画像において管腔の方向が分からないような場合には、挿入形状の画像等、他の表示画像に基づいて湾曲操作及びその湾曲操作に対応した湾曲部の湾曲制御が行えると、挿入等の作業をより行い易くなり、非常に便利である。
しかし、従来例においては、例えば挿入形状等の表示される画像と、挿入部の先端側の方向との関係が分からないため、表示される画像に基づいて管腔の深部側に挿入するため等に湾曲部を湾曲を行うことは実質的に行えなかった。

（発明の目的）
本発明は、上述した点に鑑みてなされたもので、内視鏡画像に対応した湾曲制御の他に、挿入部の先端側を示す他の画像に対応した湾曲制御も行える湾曲制御装置を提供することを目的とする。

本発明は、湾曲指示操作手段による湾曲指示に応じて内視鏡の挿入部に設けられた湾曲部の湾曲方向の制御を行う湾曲制御装置において、
画像表示手段に表示される撮像手段により撮像された第１の画像に対応した湾曲制御を行う第１の湾曲制御手段と、
前記挿入部の先端側の表示に関係する第２の画像に対応した湾曲制御を行う第２の湾曲制御手段と、
を具備したことを特徴とする。
上記構成により、撮像手段により撮像された内視鏡画像に相当する第１の画像による湾曲制御の他に、少なくとも挿入部の先端側の表示に関係するＸ線透視画像や、挿入形状表示画像等の第２の画像に対応した湾曲制御も行うことができるようにしている。

本発明によれば、挿入部の挿入時等における湾曲操作の操作性を向上することができる。

以下、図面を参照して本発明の実施例を説明する。

図１ないし図１４は本発明の実施例１に係り、図１は本発明の実施例１を備えた内視鏡装置の全体構成を示し、図２は内視鏡の挿入部の先端側の構成を示し、図３は実施例１の湾曲制御装置の構成を示し、図４は操作部周辺の構成を示し、図５はハイビジョンモニタに表示される２つの画像を示し、図６は体腔内に挿入された内視鏡の挿入部の状態を示し、図７は図６の先端部付近を拡大した概略図を示す。
また、図８は図７の挿入状態での内視鏡画像を示し、図９は図７の挿入部の先端部を右回りに９０°回転した状態を示し、図１０は図９の挿入状態での内視鏡画像を示し、図１１は図９の挿入部の先端部をさらに右回りに９０°回転した状態を示し、図１２は本実施例による２つの湾曲モードで湾曲する場合の動作手順を示し、図１３は第１変形例の内視鏡装置の構成の一部を示し、図１４は第２変形例の内視鏡装置の構成の一部を示す。

図１に示すように本発明の実施例１を備えた内視鏡装置１は、体腔内等に挿入される内視鏡２と、この内視鏡２に照明光を供給する光源部３、内視鏡２に内蔵された撮像手段に対する信号処理を行う信号処理部４、内視鏡２の湾曲部の湾曲制御を行う湾曲制御装置５等を内蔵した映像プロセッサ６とを有する。
この内視鏡装置１は、さらに内視鏡２に設けられた挿入形状検出コイル（以下ＵＰＤコイルと略記）の位置検出を行うＵＰＤコイルユニット７と、このＵＰＤコイルユニット７からの検出信号により、内視鏡２の挿入形状の画像を生成する挿入形状検出装置（ＵＰＤ装置）８と、撮像手段により撮像した内視鏡画像とＵＰＤ装置８による挿入形状検出画像（ＵＰＤ画像）とを混合する画像ミキサ９と、この画像ミキサ９により混合された２つの画像を１６：９のアスペクト比で表示するハイビジョンモニタ１０とを有する。

内視鏡２は、体腔内に挿入される細長の挿入部１１と、この挿入部１１の後端に設けられた操作部１２と、この操作部１２から延出されたユニバーサルコード１３とを有し、このユニバーサルコード１３の後端のコネクタ１４は、映像プロセッサ６に着脱自在に接続される。
また、挿入部１１は、先端に設けられた硬質の先端部１５と、この先端部１５の後端に隣接して湾曲自在に設けられた湾曲部１６と、この湾曲部１６の後端から操作部１２の前端にまで延びる可撓性を有する可撓管部１７とを有する。
操作部１２には、前記湾曲部１６を湾曲方向及び湾曲角度の指示操作を行う湾曲用ジョイスティック１８と、湾曲モードの選択（切替）を行う湾曲モード選択スイッチ１９と、静止画等の指示操作を行うスコープスイッチ２０とが設けてある。

この内視鏡２の挿入部１１内等には、照明光を伝送するライトガイド２１が挿通されており、このライトガイド２１の後端は、コネクタ１４から突出して入射端面となる。
この入射端面には、光源部３に内蔵されたランプ２２による照明光が絞り２３及び集光レンズ２４を経て入射される。なお、ランプ２２はランプ駆動回路２５から供給されるランプ駆動電源により点灯して、照明光を発生する。
また、絞り２３は、絞り制御回路２６により、照明光を通過する開口量（絞り量）が制御される。
ライトガイド２１により伝送された照明光は、挿入部１１の先端部１５に固定されたライトガイド先端面からさらに照明窓に取り付けられた照明レンズ２７（図参照）を経て外部に出射され、体腔内の患部等を照明する。

図２に示すように先端部１５には、（照明窓に隣接して）観察窓が設けてあり、この観察窓には、撮像ユニット３１が取り付けられている。
この撮像ユニット３１は、レンズ枠に取り付けられた対物レンズ３２と、この対物レンズ３２による結像位置にその撮像面が配置された撮像素子としての電荷結合素子（ＣＣＤと略記）３３と、このＣＣＤ３３の背面側に配置されアンプ等を形成する電子素子が実装された回路基板３４とを有する。
そして、回路基板３４等に先端側が接続されたケーブル３５は、挿入部１１内等を挿通され、その後端側はコネクタ１４の電気接点を経て信号処理部４を構成するＣＣＤ駆動回路３６及び映像処理回路３７に接続される。

ＣＣＤ駆動回路３６は、ＣＣＤ駆動信号を発生し、このＣＣＤ駆動信号をＣＣＤ３３に印加する。ＣＣＤ３３は、ＣＣＤ駆動信号の印加により、撮像面に結像された光学像を光電変換して、ＣＣＤ出力信号として出力する。
このＣＣＤ出力信号は、映像処理回路３７に入力され、映像処理回路３７は、ＣＣＤ３３により撮像した内視鏡画像の映像信号を生成し、画像ミキサ９を経てハイビジョンモニタ１０の表示画面に内視鏡画像Ｉａが、例えば図５に示すように表示される。
また、この映像信号は、絞り制御回路２６に入力され、この絞り制御回路２６はこの映像信号の輝度信号成分を所定周期で積分する等して平均の明るさを算出する。この平均の明るさの信号から適切な明るさに相当する基準値を引き算した差分の信号を絞り制御信号として絞り２３の開口量を調整する。そして、絞り２３を通過する照明光量が基準値となるように自動調光する。

図２に示すように挿入部１１内には処置具用チャンネル３８が設けてあり、この処置具用チャンネル３８の後端側は、操作部１２の前端付近に設けられた処置具挿入口３９と連通している。
また、この挿入部１１内には、ＵＰＤコイル４１が例えば所定間隔で配置されており、ＵＰＤコイル４１に接続された信号線４２は、図１に示すようにコネクタ１４の電気接点を経て映像プロセッサ６内に設けたＵＰＤコイル駆動回路４３と接続されている。
このＵＰＤコイル駆動回路４３は、信号線４２を経て各ＵＰＤコイル４１に交流の駆動信号を順次印加し、各ＵＰＤコイル４１の周囲に交流磁場を発生する。
また、挿入部１１が挿入される図示しない患者が横たわるベッドの周辺部などにおける所定位置には、複数のＵＰＤコイル４４からなるＵＰＤコイルユニット７が配置され、複数のＵＰＤコイル４４により、挿入部１１内に配置されたＵＰＤコイル４１により発生される磁場を検出する。

そして、ＵＰＤコイル４４による検出信号は、ＵＰＤ装置８内のアンプ４５により増幅された後、ＵＰＤコイル位置算出回路４６に入力され、このＵＰＤコイル位置算出回路４６により、ＵＰＤコイル４４により検出された信号における振幅値及び位相値から各ＵＰＤコイル４１の位置を算出する。
このＵＰＤコイル位置算出回路４６により算出された位置情報は、挿入形状算出／表示処理回路４７に入力され、算出された各ＵＰＤコイル４１の位置を連結した形状から挿入部１１の挿入形状を推定する処理と、推定された挿入形状をモデル化してＵＰＤ画像Ｉｂとして表示する信号処理とを行う。
この挿入形状算出／表示処理回路４７から出力されるＵＰＤ画像Ｉｂの映像信号は、画像ミキサ９を経てハイビジョンモニタ１０に入力され、その表示画面にＵＰＤ画像Ｉｂが、例えば図５の画面における右側に示すように表示される。

また、挿入形状算出／表示処理回路４７から出力されるＵＰＤ画像Ｉｂの情報は、補助画像生成回路４８に入力され、この補助画像生成回路４８は、入力されるＵＰＤ画像Ｉｂの情報から、対応する体腔内形状画像を補助画像として生成する。そして、この補助画像の映像信号を画像ミキサ９に出力し、画像ミキサ９は、この補助画像をＵＰＤ画像Ｉｂに重畳してハイビジョンモニタ１０に出力する。
図５の画面右側のＵＰＤ画像Ｉｂにおいて、実際のＵＰＤ画像は符号Ｉｂ′で示すものであり、また符号Ｉｂ″が対応する消化管等の補助画像を示す。つまり、通常のＵＰＤ画像は、符号Ｉｂ′で示すものであるが、本実施例では、挿入操作をより行い易くために、ＵＰＤ画像Ｉｂ′の情報から対応する挿入部１１が実際に挿入される体腔内の概略の形状の補助画像Ｉｂ″を生成して同時に表示するようにしている。

この補助画像Ｉｂ″は、消化管などの情報をデータベース化したものから、実際のＵＰＤ情報Ｉｂ′に対応する補助画像Ｉｂ″を読み出して、図５に示すようにＵＰＤ画像Ｉｂ′に重畳表示する。なお、以下では、単にＵＰＤ画像として符号Ｉｂを用いる。
なお、図２に示すように、先端部１５内にも、ＵＰＤコイル４１が取り付けてあり、ＵＰＤコイル位置算出回路４６は、先端部１５に取り付けた例えば２つのＵＰＤコイル４１の位置から先端部１５の位置の他に、先端部１５の周方向の（上下、左右などの方向における特定の）方向を算出する。なお、先端部１５付近の長手方向（軸方向）の情報も検出し、表示する際に利用する。

そして、その位置及び方向の情報を湾曲制御装置５に出力する。このことにより、先端部１５が実際にどの方向を向いているかを知ることができる。
また、挿入形状算出／表示処理回路（ＵＰＤ算出／表示処理回路）４７は、ＵＰＤ画像Ｉｂを表示する際の表示方向（表示を行う視点方向）の情報を湾曲制御装置５に出力する。この表示方向の情報として、ＵＰＤ画像Ｉｂにおける挿入部１１の先端側の軸方向の情報も含む。本実施例では、簡単化のため、ＵＰＤ画像Ｉｂを表示する際に、挿入部の先端側部分におけるその軸方向が表示画面の概ね上方向となるように表示する例で説明する。 そして、湾曲制御装置５は、湾曲モード選択スイッチ１９により、内視鏡画像Ｉａに対応した湾曲モードが選択された場合には、通常の湾曲制御を行う。

一方、ＵＰＤ画像Ｉｂに対応した湾曲モードが選択された場合には、ＵＰＤ画像Ｉｂに対応した湾曲制御を行うように湾曲制御の内容を変更する。つまり、本実施例の湾曲制御装置５は、互いに異なる２つの画像Ｉａ、Ｉｂにそれぞれ対応した互いに異なる２つの湾曲制御を行う機能（２つの湾曲制御手段或いは２つの湾曲制御方法）を備えている。
また、本実施例では、いずれの湾曲モードが選択されたかを示す指標を内視鏡画像Ｉａ或いはＵＰＤ画像Ｉｂに表示するようにしている。例えば、ＵＰＤ画像Ｉｂに対応した湾曲モードが選択された場合には、図５の右側のＵＰＤ画像Ｉｂ中に例えばＡｎｇｌｅの指標Ｅを表示し、操作者に分かり易くしている。
つまり、図１において、湾曲モード選択スイッチ１９の信号は、湾曲制御装置５に入力されると共に、そのその信号から指標Ｅを表示するために映像処理回路３７にも入力され、映像処理回路３７は、湾曲モードの選択状態に対応して、内視鏡画像Ｉａ中或いはＵＰＤ画像Ｉｂ中に例えばＡｎｇｌｅの指標Ｅを表示する。

本実施例における内視鏡２の挿入部１１内には図２に示すような湾曲部１６が設けてあり、またこの湾曲部１６を湾曲制御する湾曲制御装置５は、図３に示すような構成となっている。
図２に示すように、前記可撓管部１７は、螺旋管５１をブレード管５２で被嵌し、さらに外側を外皮５３で被覆した構造にしている。螺旋管５１は、帯状の金属板を螺旋状に巻いて円筒状に形成したものであり、また、ブレード管５２は、多数の金属素線を編組して円筒状に形成したものである。
また湾曲部１６は、挿入部１１の長手軸方向に並べた複数の湾曲駒５４を有し、隣接する湾曲駒５４同士をリベット５５により回転自在に連設することにより長手方向に湾曲自在な管状の湾曲管用芯材５６を構成している。この湾曲管用芯材５６の外周は、筒状のブレードで被嵌され、その外周は外皮５８で被覆されている。

個々の湾曲駒５４は、リベット５５を設ける位置によって湾曲する方向が定まるが、ここではリベット５５は、左右位置と上下位置に交互または適宜周期毎に配置して湾曲管用芯材５６を全体的に上下、左右方向に湾曲可能なものとしている。そして、前記湾曲管用芯材５６は、アングルワイヤ５９により牽引される側に湾曲する湾曲機構６０を構成している。
また、最先端に位置する湾曲駒５４と最後端に位置する湾曲駒５４を除く他の湾曲駒５４の内面には上下・左右にそれぞれ配置したアングルワイヤ５９に対応した位置において、それぞれのアングルワイヤ５９を個別的に挿通して進退自在に案内するためのリング状のワイヤガイド６１がろう付け等により取着されている。

最先端の湾曲駒または先端部１５の本体部材には各アングルワイヤ５９の先端がロー付け等によりそれぞれ固定されている。そこで、各アングルワイヤ５９のいずれかを選択して、それを牽引すると、その選んだアングルワイヤ５９の方向に湾曲部１６を湾曲することができる。
前記挿入部１１の可撓管部１７と湾曲部１６は、金属製の接続管６２によって連結されている。可撓管部１７における螺旋管５１及びブレード管５２の積層先端部分が接続管６２の後端部内に嵌合し、ろう付け等により固定されている。また前記湾曲部１６の湾曲管用芯材５６における最後に位置する湾曲駒５４の後端部は前記接続管６２の先端部外周に被嵌し、ろう付けまたはネジ止め等により固定されている。

湾曲部１６のブレード及び外皮５８の後端側部分は最後端に位置する湾曲駒５４を越えて前記接続管６２の外周部分まで至り、その接続管６２の外周に被嵌してろう付け等により固定されている。
可撓管部１７の外皮５３と湾曲部１６の外皮５８は突き当てられ、その突き当てた両端部分にわたりその外周には糸を密に巻付けて締結し、その糸巻き部の外周に接着剤を塗布して突当て部を液密的に封止している。そして、このような可撓管部１７と湾曲部１６の接続部分は通常、比較的硬質な領域の部分になっている。
各アングルワイヤ５９は前記可撓管部１７内においてそれぞれのガイドシース６３内に個別的に挿通され、前記操作部１２内に導かれている。

このガイドシース６３としては例えば、ステンレス鋼（ＳＵＳ）製のコイル素線を密にコイル状に巻いて形成したコイルシースからなり、各コイルシースにはそれぞれのアングルワイヤ５９が個別的に挿通されている。
コイルシースの先端は、前記接続管６２の内面にろう付けして固定的に取着されている。コイルシースの後端側は挿入部１１の可撓管部１７内にフリーな状態で配置され、他の内蔵物と共に操作部１２内まで導かれている。
一方、図３で示すように、操作部１２内には上、下の各アングルワイヤ５９を両端に連結したワイヤを巻装したプーリ６６ａと、左、右の各アングルワイヤ５９を両端に連結したワイヤを巻装したプーリ６６ｂが設置されている。
前記プーリ６６ａ，６６ｂは電動モータ６７ａ，６７ｂにより正逆自在に回転させられる。電動モータ６７ａ，６７ｂは制御部６８によって制御されるモータ駆動部６９により駆動させられる。

そして、電動モータ６７ａ，６７ｂによりプーリ６６ａ，６６ｂを回転し、前記アングルワイヤ５９を介して湾曲部１６を湾曲駆動するアクチュエータを構成している。
前記アクチュエータの操作位置は、アクチュエータ位置検出手段により検出される。ここでのアクチュエータ位置検出手段は、前記電動モータ６７ａ，６７ｂのシャフト部に取り付けられているロータリーエンコーダ７１ａ，７１ｂによって構成され、ロータリーエンコーダ７１ａ，７１ｂの出力信号を基に前記湾曲機構６０の湾曲角を検出するようになっている。
前記制御部６８は、そのアクチュエータ位置検出手段の位置検出信号を基にアクチュエータによる湾曲操作量を制御し、前記湾曲部１６を所定の湾曲角度まで湾曲するようになっている。

すなわち、操作部１２には湾曲指示操作手段としてのジョイスティック１８が設けられている。このジョイスティック１８によって上下、左右の任意の湾曲方向を指示すると共にその湾曲操作量（湾曲角）の指令を与える。
上下、左右の湾曲する方向の指定と湾曲操作量の指令を行うことにより、上下方向ジョイスティックモータ７３ａ及び左右方向ジョイスティックモータ７３ｂが回転し、その回転角、つまり湾曲操作量は、ロータリエンコーダ７４ａ，７４ｂが検知し、このロータリエンコーダ７４ａ，７４ｂの検知信号は、入力ドライバ７５を介して制御部６８に入力される。
次に、前記湾曲部１６の状態を検知する手段について説明する。

図２に示すように、挿入部１１の先端部１５には各アングルワイヤ５９に対応して歪センサ等の張力センサ７６が固定され、この張力センサ７６にはアングルワイヤ５９の先端部が連結され、アングルワイヤ５９の張力を検知するようになっている。
張力センサ７６の信号線７７は、挿入部１１を通じて操作部２内の張力センサアンプ７８、Ａ／Ｄ変換器７９を介して制御部６８に接続されている。
さらに、可撓管部１７の先端部と湾曲部１６の後端部との接続管６２の内側にはアングルワイヤ５９に対応して磁気誘導センサ、レーザ変位センサ等の変位センサ８０が固定され、アングルワイヤ５９の軸方向の変位量を検知するようになっている。

変位センサ８０は、アングルワイヤ５９を挿通案内するコイルシースの部分に組み込んで構成されている。変位センサ８０は信号線８１が接続され、この信号線８１は、挿入部１１を通じて操作部１２内の変位センサアンプ８３、Ａ／Ｄ変換器８４を介して制御部６８に接続されている。
そして、湾曲部１６に外力が加わっていない場合には、張力センサ７６で測定した張力と、変位センサ８０で測定した変位の関係は、ある曲線で示されるように、変位に対して張力が上昇する。ところが、湾曲部１６を湾曲して観察したり、処置中に、張力センサ７６で測定した張力と、変位センサ８０で測定した変位の関係は、外力が加わっていない特性からずれることになる。

図３に示すように、挿入部１１を例えば消化管内ａに挿入し、湾曲部１６を湾曲した場合、アングルワイヤ５９の変位量が変位センサ８０によって測定され、その測定結果は変位センサアンプ８３、Ａ／Ｄ変換器８４を介して制御部６８に入力される。
また、湾曲部１６を湾曲したとき、先端部１５が管壁ｂに当たってさらに湾曲させた場合、あるいは管壁ｂから矢印ｃ方向の外力が加わった場合、張力センサ７６がその張力を測定し、その測定結果は、張力センサアンプ７８、Ａ／Ｄ変換器７９を介して制御部６８に入力される。
そして、通常の湾曲モードの場合には、制御部６８は、張力の差を算出し、その差分の大きさだけの力量をジョイスティック１８にフィードバックするように入力ドライバ７５を作動させる。従って、ジョイスティック１８を操作する操作者の手の感覚で、挿入部１１の先端部１５が外力を受けたことが判るようにしている。

このように、挿入部１１内にアングルワイヤ５９の変位量を測定する変位センサ８０を設置して、挿入部１１の形状が変化しても、いわゆるアングルダウンを解消する制御を確実に行うことができるようにしている。また、アングルワイヤ５９の張力を測定する張力センサ７６を設置することによって湾曲部１６を湾曲したときに先端部１５が管壁ｂ等に当たって外力ｃを受けたときに、その張力を張力センサ７６によって測定する。
そして、その張力の差を制御部６８が算出し、張力差の分の大きさだけの力量をジョイスティック１８にフィードバックすることにより、ジョイスティック１８を操作する操作者の手の感覚で挿入部１１の先端部１５が外力を受けたことが判るため、ジョイスティック１８によって湾曲部１６の湾曲を戻したり、湾曲方向を変更するなどの操作を行うことができ、操作性を向上できるようにしている。

また、本実施例においては、湾曲制御装置５は、通常の内視鏡画像Ｉａに対応して湾曲制御を行う通常の湾曲モード（第１の湾曲モード）の他に、ＵＰＤ画像Ｉｂに対応した湾曲モード（第２の湾曲モード）で湾曲制御を行うことができるようにしている。
このために、上述したようにＵＰＤ装置５による先端部１５の方向情報と、（ＵＰＤ画像Ｉｂの）表示方向の情報とを湾曲制御装置５の制御部６８は、所定時間間隔で取り込み、内部のメモリ等に格納する。
後述するようにこれらの情報から、制御部６８内に設けた方向補正回路２９は、ＵＰＤ画像Ｉｂ中における先端部１５の所定方向（具体的には先端部１５の表示画像において、その表示されている部分の上下、左右の方向）が実際の方向とどれだけずれているかの方向ずれ量（方向ずれの角度）を、方向の補正量として算出する。

また、この湾曲モードにおいては、ＵＰＤ画像Ｉｂ中における先端部１５の画像の所定方向（後述するようにこの所定方向は、先端部１５の画像であるので、先端部１５を軸回りに回転しても変化しない）をジョイスティック１８の所定方向とを（操作し易いように両者）操作上においては、対応付けるようにする。つまりＵＰＤ画像Ｉｂを見て判断する場合の湾曲指示方向と、湾曲操作手段としてのジョイスティック１８による湾曲指示方向とを一致させる。
そして、ジョイスティック１８が操作された場合には、方向補正回路２９により算出されたずれ量だけジョイスティック１８による操作指示の方向を補正して、湾曲部１６を湾曲するように駆動する。

このような構成にすることにより、ＵＰＤ画像Ｉｂによる第２の湾曲モードの場合には、術者は、単にＵＰＤ画像Ｉｂを見て、そのＵＰＤ画像Ｉｂから湾曲部１６を湾曲させたい方向に、ジョイスティック１８を傾ける湾曲指示操作を行えばよいようにしている。

制御部６８は、通常の湾曲モードの場合には、公知の方法でジョイスティック１８の傾動操作に従って湾曲制御を行うが、ＵＰＤ画像Ｉｂに対応した第２の湾曲モードが選択された場合には、制御部６８の内部の方向補正回路２９により、ジョイスティック１８の傾動方向を補正したものを用いて湾曲制御を行う。

このため、術者等の操作者は、ＵＰＤ画像Ｉｂを見て、そのＵＰＤ画像Ｉｂ中における湾曲したい方向に、ジョイスティック１８を単に傾動する操作することにより、湾曲制御装置５は、ＵＰＤ画像Ｉｂ中における湾曲したい方向に、湾曲部１６を湾曲制御するようにしていることが特徴となっている。
このような構成による本実施例の作用を具体的に説明する。
図１に示すように内視鏡２のコネクタ１４を映像プロセッサ６に接続して、内視鏡２の挿入部１１を患者の屈曲した例えば消化管内ａに挿入する。挿入部１１を消化管内ａに挿入した様子を図６に示す。

また、この状態における先端部１５付近の拡大概略図を図７に示す。なお、図７において、実際には、ＣＣＤ３３の前に対物レンズ３２が配置されているが、ここでは簡単化のため省略している。
図７に示すように、先端部１５内に内蔵されたＣＣＤ３３の上方向が、矢印Ｄｕで示す方向であるとする。また、図７においては、消化管内ａは、左側に屈曲しており、従って湾曲部１６を矢印Ｗで示す方向に湾曲させながら挿入部１１を押し込むことで、挿入部１１を屈曲した消化管内ａの深部側に円滑に挿入できることになる（後述するようにＵＰＤ画像Ｉｂにおいては、そのように湾曲させる湾曲指示操作を行うことになる）。
この場合のように、ＣＣＤ３３の上方向が、矢印Ｄｕで示す方向であると、ＣＣＤ３３により撮像された内視鏡画像Ｉａは、図８のようになる。なお、内視鏡画像Ｉａは、ＣＣＤ３３における上方向が、常に上となるようにして表示される。

図８に示すように、表示された内視鏡画像Ｉａ中において、消化管ａにおける暗い部分が管腔の方向に対応する（管腔に沿った方向からの反射光は、弱くなり、従って管腔の走行方向の画像は暗くなる）。
従って、操作者は、図８のような内視鏡画像Ｉａを観察して、挿入部１１の先端部１５を屈曲した消化管内ａの深部側に円滑に挿入しようとする場合には、湾曲部１６を暗い画像部分がある左側に湾曲させるために、ジョイスティック１８を左方向に傾ける。
また、一般に、屈曲した体腔内に挿入部１１を挿入する場合、操作者は、挿入を円滑に行うために、挿入部１１を捻る等の操作をしばしば行う。

例えば、図７において、挿入部１１が右回りに９０度捻られて、図９に示すようにＣＣＤ３３の上方向が、矢印Ｄｕで示す右方向になる場合がある。この状態においてＣＣＤ３３により撮像された内視鏡画像Ｉａは、図１０のようになる。
図１０は、図８における内視鏡画像Ｉａを９０°回転した画像となっている。そして、この内視鏡画像Ｉａを観察して、挿入部１１の先端部１５を屈曲した消化管内ａに円滑に挿入しようとする場合には、湾曲部１６を暗い画像部分がある下側に湾曲させるために、ジョイスティック１８を下方向に傾ける。
また、図９に示す挿入状態の場合には、湾曲部１６を矢印Ｗで示す方向に湾曲させて挿入することにより、屈曲した消化管内ａの深部側に円滑に挿入できることになる。

さらに図９において、挿入部１１が右回りに９０度捻られて、図１１に示すようにＣＣＤ３３の上方向が、矢印Ｄｕで示すように紙面下方向となる場合がある。
この状態の場合にも、対応する図示しない内視鏡画像Ｉａを観察することにより、上述した場合と同様に容易に消化管内ａの深部側に挿入することができる。また、図１１に示す挿入状態の場合にも、湾曲部１６を矢印Ｗで示す方向に湾曲させて挿入することにより、屈曲した消化管内ａの深部側に円滑に挿入できることになる。
一方、例えば先端部１５が例えば消化管内ａの壁面に近接し過ぎた場合のように、内視鏡画像Ｉａからは管腔の方向が分かり難い場合がある。
そのような場合には湾曲モード選択スイッチ１９を操作して、ＵＰＤ画像Ｉｂに対応した湾曲モードに設定する。

ＵＰＤ画像Ｉｂは、図５の画面の右側に示すような表示である。この場合、挿入部１１の先端部１５の状態は、図７、図９、図１１等に示したどの状態に対応するものであるかを従来例では分からなかったが、本実施例ではＵＰＤコイル４１による先端部１５の方向情報と、実際にＵＰＤ画像Ｉｂを表示する表示方向の情報を制御部６８は取り込むことにより、図５のＵＰＤ画像Ｉｂにおける先端部１５の所定方向と実際の先端部１５の方向（或いはジョイスティック１８の湾曲方向）との関係を把握できる。
本実施例では、ＵＰＤ画像Ｉｂにおける先端部１５の画像中での所定方向をジョイスティック１８の所定の湾曲方向とに操作上では対応付け、実際の湾曲駆動の際には、両者の方向のずれを考慮して湾曲制御を行う。
具体的には、ＵＰＤ画像Ｉｂにおける先端部１５の軸に沿って先端側に向く軸回りの上下、左右の方向において、例えば紙面垂直な上方向と、ジョイスティック１８の湾曲指示の上方向とを操作上では、一致させるように設定する。さらにＵＰＤ画像Ｉｂ中における先端部付近の軸方向が、表示画面の上方向に近い向きとなるようにＵＰＤ画像Ｉｂの表示方向の設定が行われる。

図７、図９、図１１のいずれの場合においても、紙面に垂直な上方向をジョイスティック１８の湾曲指示の上方向と設定することにより、操作者は、図７、図９、図１１のいずれの場合においても、ジョイスティック１８を左方向に傾ける操作を行いながら、挿入部１１を押し込む操作を行うことにより、制御部６８は、その左方向に傾ける操作に対応して、実際の湾曲部１６の上方向との方向ずれを方向補正回路２９により補正して、ＵＰＤ画像Ｉｂ中で指示された方向に湾曲されるように湾曲駆動するように制御する。
例えば、図７の状態の場合には、方向補正回路２９により方向の補正は行わない。これに対して、図９の場合には、制御部６８は、方向補正回路２９により、左方向の湾曲指示が行われた場合には、実際には下方向に湾曲指示がされたように方向補正を行って、湾曲制御を行う。

この場合、他の方向に関しても説明すると、下方向の湾曲指示が行われた場合には、実際には右方向に湾曲指示がされたように方向補正、右方向の湾曲指示が行われた場合には、実際には上方向に湾曲指示がされたように方向補正、上方向の湾曲指示が行われた場合には、実際には左方向に湾曲指示がされたように方向補正を行う。
このように操作上においては、操作者は、単にＵＰＤ画像Ｉｂ中において、先端部１５の基端の湾曲部１６を湾曲させたい方向と思う方向にジョイスティック１８を湾曲させれば、実際には湾曲部１６の湾曲方向はその方向に一致しない場合においても、制御部６８内での方向補正回路２９による方向補正により、ＵＰＤ画像Ｉｂ中における湾曲部１６を湾曲させたい方向に湾曲させることができる。

図１２は、本実施例における概略の動作を示す。図１のように設定された状態で内視鏡２の挿入部１１を消化管内ａ等に挿入する。湾曲制御装置５の制御部６８を構成する図示しないＣＰＵは、ステップＳ１に示すように、湾曲モード選択スイッチ１９により通常の湾曲モードが選択されているかの判断を行う。
通常の湾曲モードが選択されている場合には、制御部６８のＣＰＵは、ステップＳ２に示すようにジョイスティック１８の湾曲操作が有るかの判断を行う。湾曲操作無しの場合には、ステップＳ１に戻る。
湾曲操作有りの場合には、ステップＳ３に示すようにＣＰＵは、ジョイスティック１８の湾曲指示方向に湾曲部１６を湾曲させるように電動モータ６７ａ或いは６７ｂを駆動する。そして、ステップＳ１に戻る。

ステップＳ１において、通常の湾曲モードでない場合には、ＵＰＤ画像Ｉｂに対応した湾曲モードに設定されるので、ステップＳ４に示すようにＣＰＵは、先端部１５の方向情報とＵＰＤ画像Ｉｂの表示方向の情報とを取り込む。
次のステップＳ５においてＣＰＵは、これらの情報から、ＵＰＤ画像Ｉｂ中における先端部の所定方向と実際の方向との方向ずれの情報（角度）を算出する。
また、次のステップＳ６においてＣＰＵは、ジョイスティック１８の湾曲操作が有りかの判断を行う。湾曲操作なしの場合には、ステップＳ１に戻る。
湾曲操作有りの場合には、ステップＳ７に示すようにＣＰＵは、ジョイスティック１８の湾曲指示方向に対して、方向ずれの補正を行って、湾曲部１６を湾曲させるように電動モータ６７ａ或いは６７ｂを駆動する。そして、ステップＳ１に戻る。

なお、図１２において、ステップＳ４及びＳ５は、ステップＳ６の後で行うようにしても良い。短い時間で閉ループ的に各ステップを行うので、順序を変えても実質的に殆ど同じ動作となる。
このような作用を有する本実施例は、以下の効果を有する。
本実施例によれば、術者は、図５に示される２つの画像Ｉａ，Ｉｂにおいて、湾曲操作を行い易い画像に対応した方の湾曲モードに設定することにより、従来例よりも挿入等の作業をより円滑に行うことができる。

なお、例えば図５に示すように内視鏡画像Ｉａに対応した湾曲モードで湾曲する場合、ジョイスティック１８により湾曲操作された場合、その湾曲操作により湾曲される方向を内視鏡画像Ｉａ中等にマーカＭａ或いはＭｂ等により表示するようにしても良い。このようにすると、術者によってより湾曲を行い易くなる。
また、同様にＵＰＤ画像Ｉｂに対応した湾曲モードで湾曲する場合、ジョイスティック１８により湾曲操作された場合、その湾曲操作により湾曲される方向をＵＰＤ画像Ｉｂ中等にマーカＭｃ或いはＭｄ等により表示するようにしても良い。このようにすると、術者によってより湾曲を行い易くなる。

また、図５に示すＵＰＤ画像Ｉｂ中において、ジョイスティック１８により湾曲操作を行う場合の基準となる方向、例えば上方向や左或いは右方向をマーカや矢印などで表示するようにしても良い。
なお、ＵＰＤ画像Ｉｂを表示する場合、表示方向を指定して、その指定された表示方向でＵＰＤ画像を表示したり、表示方向を指定するプレートなどを用いる場合もあるが、先端部１５の長手方向が表示面となる（表示面に含まれる）ような表示方法を採用すると、湾曲方向の指示及びその湾曲指示に対応する湾曲制御等をより精度良く行える。
なお、ＵＰＤ画像Ｉｂとしては、図５の右側に示すように挿入部１１の先端側部分の軸方向が略上方向に延びるような表示状態の場合で説明したが、挿入部１１の先端側部分の軸方向が異なる方向に延びるように表示しても良い。

例えば、図５の表示状態からＵＰＤ画像Ｉｂを例えば９０度程度、反時計回り方向に回転して、挿入部１１の先端側部分の軸方向が左側に延びるようにＵＰＤ画像Ｉｂを表示する場合には、実際の湾曲駆動の際に、その表示方向が９０度ずれた方向に設定された場合を考慮して湾曲制御を行うようにすれば良い。
なお、ＵＰＤ画像Ｉｂにおける挿入部１１の先端側が延びる方向としては、上下、左右のいずれかに近い方向が、このＵＰＤ画像Ｉｂを見て湾曲指示の方向を判断する場合に、その方向の判断が行い易くなるので、他の中間的な方向よりも望ましい。

なお、実施例１ではＵＰＤコイル４１等を用いて挿入部１１の挿入形状を表示する構成を説明したが、この他の位置検出手段を利用して、少なくとも挿入部１１の先端側の位置検出或いは方向検出を行うようにしても良い。例えば高周波ＩＣタグを利用して、先端部１５付近の方向を検出し、その先端部１５付近の画像を表示する場合にも利用できる。 なお、図５に示した湾曲制御装置５を構成する制御部６８をＣＰＵなどにより構成した場合、図１２に示す処理内容を、メモリ等に格納したプログラムに従って、ＣＰＵが行うようにしても良い。

また、図１２に示す処理内容に沿って湾曲制御を行う湾曲制御方法を採用しても良い。 上述した実施例１では、映像プロセッサ６とＵＰＤ装置８との各画像を画像ミキサ９で合成して、例えばハイビジョンモニタ１０に出力して同時に表示しているが、一方を選択して表示しても良い。
また、図１３に示す第１変形例の内視鏡装置１Ｂのように映像プロセッサ６とＵＰＤ装置８との各画像を切替スイッチ３０を介してモニタ１０Ｂに選択して出力するようにしても良い。
また、図１４に示す第２変形例の内視鏡装置１Ｃのように映像プロセッサ６とＵＰＤ装置８との各画像をそれぞれ別々のモニタ１０Ｂ、１０Ｃに表示するようにしても良い。

次に本実施例の第３変形例を図１５（Ａ）及び図１５（Ｂ）を参照して説明する。
実施例１では、図５に示したようにハイビジョンモニタ１０の表示面に内視鏡画像ＩａとＵＰＤ画像Ｉｂとを表示する構成にしていたが、本変形例では図１５（Ａ）に示すようにさらに湾曲用指標Ｆを表示するようにしている。
本変形例では、ＵＰＤ画像Ｉｂ（より正確にはＩｂ′）における湾曲操作を行い易くするために、このＵＰＤ画像Ｉｂ（Ｉｂ′）における少なくとも先端側の軸方向と対応付けた湾曲用指標Ｆを表示するようにしている。
図１５（Ａ）の例では、内視鏡画像Ｉａの表示エリアの下側の表示枠Ｗに湾曲用指標Ｆを表示するようにしている。

この湾曲用指標Ｆを表示する表示例としては、図１５（Ａ）のように簡略化して表示しても良いし、図１５（Ｂ）に示すようにより具体的に表示しても良い。
図１５（Ａ）ではＵＰＤ画像Ｉｂ（Ｉｂ′）における挿入部１１の先端部付近の方向と一致する方向をモデル化して示す矢印８６ａの基端側に、例えば上下左右のいずれかの方向に湾曲させる湾曲操作を行う場合に実際に湾曲部１６が湾曲される上下左右の湾曲方向を示すＵ、Ｄ、Ｒ、Ｌを付した矢印を示している。
また、図１５（Ｂ）ではより具体的に挿入部１１の形状に近い円柱形状にしたスコープモデル８６ｂを表示し、その基端側に湾曲操作を行った際に実際に湾曲部１６が湾曲される上下左右の湾曲方向を示すＵ、Ｄ、Ｒ、Ｌを付した矢印を示している。
また、図１５（Ｂ）においては、スコープモデル８６ｂの先端部を他の部分と色を変える等して表示する先端マーク８６ｃを付けて表示している。

なお、上記湾曲用指標Ｆを表示するために、本変形例では、図１の映像プロセッサ６の映像処理回路３７或いはＵＰＤ装置８の挿入形状算出／表示処理回路４７は、上記湾曲用指標Ｆの画像を表示する処理を行う。
本変形例では、このように湾曲用指標Ｆを表示するため、仮にＵＰＤ画像Ｉｂ側の表示を参照して湾曲操作を行う場合においても、所望とする方向への湾曲操作を行い易くなる。
つまり、この湾曲用指標Ｆにおいては、実際に表示されているＵＰＤ画像Ｉｂにおける先端部の軸方向と一致する方向に矢印８６ａ、スコープモデル８６ｂ等が表示され、かつその軸方向に対して湾曲操作を行う場合に、実際に湾曲される湾曲方向が表示されているので、この湾曲用指標Ｆを参照することにより、ユーザは、所望とする方向に容易に湾曲することができる。
なお、少なくともＵＰＤ画像Ｉｂに対応した湾曲モードを選択した場合に、湾曲用指標Ｆを表示するようにしても良い。

図１５に示す第３変形例のように内視鏡画像Ｉａの表示領域側に湾曲用指標Ｆを表示する代わりに図１６に示す第４変形例のように表示しても良い。図１６の場合には、例えばＵＰＤ画像Ｉｂ（Ｉｂ′）上における先端部周辺部に、湾曲操作を行った場合に上下、左右に湾曲される方向を表す湾曲用指標Ｇを表示するようにしている。
このように湾曲用指標Ｇを表示した場合にも、ユーザは、このＵＰＤ画像Ｉｂ（Ｉｂ′）の表示から所望とする方向に湾曲操作することが簡単にできるようになる。

また、図１７に示す第５変形例のような表示を行うようにしても良い。図１７においては、例えばＵＰＤ画像Ｉｂの下側に患者が横たわるベッド８８を表示し、そのベッド８８の方向に対応して設定された座標系ＸＹＺも表示し、かつＵＰＤ画像Ｉｂを表示する視点方向を矢印８８ａで示している。
また、内視鏡画像Ｉａの例えば下側の表示エリアには、上記座標系ＸＹＺと共に、湾曲用指標Ｈを表示するようにしている。
このように表示することにより、第３変形例のように所望の方向に湾曲し易くできると共に、さらに患者の身体の方向に関して、挿入部の先端部付近の方向も把握することができるようになる。
なお、図１５等では、内視鏡画像Ｉａ、ＵＰＤ画像Ｉｂ及び湾曲用指標Ｆ等を共通の画面上で表示するようにしているが、例えば図１７に示すように内視鏡画像Ｉａ側の表示画面８９ａとＵＰＤ画像Ｉｂ側の表示画面８９ｂに分けて表示しても良いし、別体のモニタ等に分けて表示しても良い。

次に図１８を参照して本発明の実施例２を説明する。図１８は実施例２を備えた内視鏡装置１Ｄを示す。この内視鏡装置１Ｄは、図１において、ＵＰＤコイルユニット７及びＵＰＤ装置８の代わりにＸ線装置９０を採用している。
このＸ線装置９０は、Ｘ線発生部９１ａ及びその透過Ｘ線を検出する検出部９１ｂとが支持部材９１ｃにより対向するように支持され、その間に患者が横たわることができるようにしている。
そして、検出部９１ｂにより電気信号に変換された信号は、Ｘ線プロセッサ９２に入力され、その内部の映像処理回路９２ａにより、Ｘ線画像に対応する映像信号に変換される。

また、この内視鏡装置１Ｄでは、例えば映像プロセッサ６Ｂ内に親子画像生成回路（ＰｉｎＰ画像生成回路）９３を内蔵し、映像処理回路３７からの画像を親画像とし、Ｘ線プロセッサ９２からのＸ線画像を子画像とするＰｉｎＰ画像の映像信号を生成し、モニタ１０Ｂに出力する。
そして、モニタ１０Ｂには、内視鏡画像ＩａとＸ線画像ＩｃがＰｉｎＰ画像で表示される。
なお、ＰｉｎＰ画像生成回路９３は、例えばスコープスイッチ２０の操作により、親子の画像を入れ替えて表示したり、一方の画像のみを表示したり、両方を同じサイズで隣接して表示する等の選択も行えるようにしている。

また、本実施例における内視鏡２Ｂは、実施例１における内視鏡２において、ＵＰＤコイル４１を有しない構造である。また、Ｘ線画像Ｉｃに対応した湾曲モードで湾曲制御ができるように、先端部１５がどの方向にあるかを検出する方向センサ９５が先端部１５内に設けてある。
この方向センサ９５は、方向検出用の信号線を介して、映像プロセッサ６Ｂ内の方向検出回路９６と接続され、方向検出回路９６により先端部１５の方向を示す情報となり、この情報は、湾曲制御装置５（の制御部）に入力される。
そして、この制御部は、Ｘ線画像Ｉｃに対応した湾曲モードが選択された場合には、この情報を用いて実施例１のように方向補正処理を行う。なお、本実施例におけるＸ線装置９０においては、図１４に示すようにＸ線発生部９１ａと検出部９１ｂとが上下方向（鉛直方向）となる状態で使用することを前提としており、この場合にはＸ線画像Ｉｃの撮像方向は、鉛直方向に決まっている。

しかし、Ｘ線画像Ｉｃを表示する場合、湾曲制御装置５からの制御により、湾曲操作手段による湾曲指示方向と画面上から判断される湾曲指示方向とが一致するように表示方向が変更される。より具体的には、湾曲制御装置５からの制御により、例えばＸ線画像Ｉｃの回転制御が行われる。
そして、図１８のＸ線画像Ｉｃに示してあるように、例えばその画像中での挿入部の先端側の軸方向が、略上方向となるようにＸ線画像Ｉｃの表示の方向が映像処理回路９２ａ内の画像回転処理回路により画像回転処理が行われる。なお、映像プロセッサ６Ｂに入力されるＸ線画像Ｉｃをこの映像プロセッサ６Ｂ内で回転する処理をしても良い。
図１９は、上記方向センサ９５の構造を示す。先端部１５にはその横断面が図１９に示すように円環形状の収納部９５ａが絶縁部材により形成され、その内部には水銀等の導電性流体９５ｂが収納されている。

また収納部９５ａの内周面にはその周方向に所定間隔で電極Ｔ１，Ｔ２，…、Ｔ１２が設けてあり、各電極Ｔｉは、それぞれ信号線を介して方向検出回路９６と接続される。方向検出回路９６は、導電性流体９５ｂにより導通する接点の情報から先端部１５における上下、左右のどの位置が重力方向（鉛直方向の下方位置）にあるかの検出情報となる。 本実施例においても、術者は、内視鏡画像Ｉａに対応した湾曲モードで湾曲操作ができると共に、Ｘ線画像Ｉｃに対応した湾曲モードで湾曲操作を行うこともできる。
なお、Ｘ線画像Ｉｃの他に、ＭＲＩ画像や体外からの超音波画像を利用したりして同様にそれらの画像に対応した湾曲モードで湾曲制御しても良い。また、以下に説明するようにＣＴ装置による画像に対応した湾曲モードで湾曲制御しても良い。

次に図２０を参照して本発明の実施例３を説明する。本実施例は、例えば実施例２において、一定方向のＸ線画像Ｉｃを得るＸ線装置９０の代わりに、対向するように支持されたＸ線発生部９１ａ及び検出部９１ｂを備えたＣＴ本体１０１ａを、モータ１０６により回転可能にしており（図２０ではＣＴ本体１０１ａを半円筒形で模式的に示した）、異なる方向からのＸ線画像を得て、任意の断面のＸ線によるＣＴ画像Ｉｄを生成できるＣＴ装置１０１を用いている。
そして、モニタ１０Ｂには、ＣＴ画像Ｉｄを表示する場合、挿入部１１の先端側の表示面が、挿入部１１の先端側の軸方向を含み、従ってその先端側が挿通されている管腔の走行方向を含むように自動設定する制御を行うようにして、挿入作業における湾曲操作を伴う操作性を向上するものである。

図２０は、実施例３を備えた内視鏡システム１Ｅの構成を模式的に示し、ベッド１０２には側臥位で患者１０３が横たわり、ベッド１０２の一方の側面に対向する術者１０４は、内視鏡２Ｃの挿入部１１を患者１０３の体内に挿入し、内視鏡検査を行う。
この内視鏡２Ｃのユニバーサルコード１３は、映像プロセッサ６Ｃに接続される。また、ベッド１０２における他方の側面に対向するようにモニタ１０Ｂが配置され、このモニタ１０Ｂには内視鏡画像ＩａとＸ線によるＣＴ画像Ｉｄとが左右に隣接して表示される。 また、ＣＴ本体１０１ａに接続され、ＣＴ画像Ｉｄを生成する画像処理を行うＣＴプロセッサ１０１ｂは、異なる方向からの画像から任意の断面のＣＴ画像Ｉｄを生成する。

実施例１で説明したように、ＵＰＤ画像Ｉｂによる湾曲制御を行う場合には、ＵＰＤ画像Ｉｂの表示方向と湾曲操作手段としてのジョイスティック１８の所定方向とを操作上、操作し易い関係に対応付け、挿入部１１が捻られる等した場合には、そのねじれ量を補正して湾曲制御できるようにしていた。
これと類似して、ＣＴ装置１０１の場合においても、挿入部１１の先端部１５内に配置した方向センサ９５の出力を利用して先端部１５が実際に（周方向の）どの方向にあるかを検出できるようにすると共に、本実施例では先端部１５の軸方向を検出するセンサ（１０７とする）も先端部１５内等に設けている。
そして、図２１に示すような処理により、挿入部１１の先端側の軸方向と管腔走行方向を表示面内に含むような表示（図２０のＣＴ画像Ｉｄ参照）を行うと共に、その表示方向を湾曲操作手段の湾曲指示方向と一致させて湾曲制御を行い易くしている。

電源が投入されると、図２１のステップＳ１１に示すように湾曲制御装置５内の制御部を形成するＣＰＵは、湾曲制御の初期パラメータの設定を行う。ここで、最初は、湾曲がされていないとして、湾曲量に対応するパラメータの初期値を設定する。
次のステップＳ１２においてＣＰＵは、画像表示パラメータの取得を行う。この画像表示パラメータの取得を行うために図２２の処理を行う。後述するように図２２の処理を行うことにより、表示される画像が、例えば患者１０３をどの方向から見た場合の画像となっているか、挿入部１１の先端部１５の周方向のどの位置が鉛直方向であるか及び先端部１５の軸方向が物理的に鉛直方向に対してどれだけ傾いているかに関する情報などが得られる。

次のステップＳ１３においてＣＰＵは、ステップＳ１２の情報を参照して、ジョイスティック１８やトラックボール等による湾曲操作手段による湾曲指示方向と実際の表示画像上から判断される湾曲指示方向とを一致させる（対応付ける）設定を行う。
具体的には、この設定により、実施例１で説明したのと同様に、術者１０４等の操作者は、モニタ１０ＢのＣＴ画像Ｉｄを見て、そのＣＴ画像Ｉｄから挿入部１１の先端側を湾曲したい方向にジョイスティック１８を傾動して湾曲方向の指示操作を行えば、そのＣＴ画像Ｉｄで判断される指示の方向に、実際に湾曲部１６が湾曲されるように制御部は、湾曲制御する。
また、このステップＳ１３において、管腔走行方向表示を湾曲指示方向に一致させる設定処理も行われるう。

ＣＴ装置１０１の場合には、ＵＰＤ画像Ｉｂの場合における補助画像生成回路４８を有しない場合にも、Ｘ線による透過画像上に管腔形状が補助画像的に付随して表示される。この場合には、ステップＳ１３のように設定するのみで、管腔走行方向も挿入部１１の先端側が挿入されている方向に概ね沿って表示される（勿論、先端部１５に近い位置で、先端部１５がこれから挿入される深部側となる管腔部分が屈曲している場合には、その部分ではその管腔走行方向は挿入部１１の先端側の方向から外れた方向となる）。なお、管腔形状の輪郭が分かりにくい場合には、ＵＰＤ画像Ｉｂの場合のように補助画像を表示しても良い。
次のステップＳ１４においてＣＰＵは、ステップＳ１３による設定による変更を行う（必要ある）か否かの判断を行う。湾曲方向指示手段の上下、左右方向を変更しない場合には、ステップＳ１２に戻る。

湾曲方向指示手段の上下、左右方向を変更しない場合には、湾曲方向指示手段が設けられている操作部等に対して常に上下、左右方向が変わらないため、例えば右利き、左利きに合わせた操作部などの操作手段の保持の仕方を一意に設定して提供する場合に、湾曲指示方向を誤って入力することがない。
一方、湾曲方向指示手段の上下、左右方向を変更する場合には、ステップＳ１６に示すように、その変更に応じて制御パラメータを変更する。
湾曲方向指示手段の上下、左右方向を変更する場合には、例えば操作パネル上に設けた、もしくは任意の位置に配置することが可能なトラックボールのような湾曲操作手段等（後述）が適する。

このような湾曲制御を行うことにより、患者体位の変更などが有っても、常時ＣＴ画像Ｉｄから判断される湾曲したい方向にジョイスティック１８等の湾曲操作手段を操作することにより、そのＣＴ画像Ｉｄから判断される湾曲したい方向に実際に湾曲部１６を湾曲駆動する湾曲制御ができるようになる。
次にステップＳ１２の処理を図２２により説明する。この画像表示パラメータの取得の処理が開始すると、ステップＳ２１に示すようにＣＰＵは、基準となるＣＴ画像Ｉｄの表示方向の情報を、ＣＴ装置１０１（のＣＴプロセッサ１０１ｂ）が自動的に出力するかの判断を行う。

ＣＴ装置１０１が画像表示方向の情報を自動的に出力する場合の出力の形式としては、例えば、A-P（患者１０３の正面から背中方向）、L-R（患者１０３の左側から患者１０３の体を見た場合）、R-R（患者１０３の右側から患者１０３の体を見た場合）P-A（患者１０３の背中から患者１０３の体を見た場合）など、もしくはそれぞれの基準から例えば３０度時計方向に回転したなどの情報を出力すればよい。
一方、ＣＴ装置１０１が表示方向の情報を自動的に出力しない場合には、ステップＳ２２に示すように操作者が表示方向を手動で入力する。
この手動入力の場合における入力の形式は例えば、A-P（患者１０３の正面から背中方向）、L-R（患者１０３の左側から患者１０３の体を見た場合）、R-R（患者１０３の右側から患者１０３の体を見た場合）P-A（患者１０３の背中から患者１０３の体を見た場合）など、もしくはそれぞれの基準から例えば３０度時計方向に回転したなどの情報を湾曲制御手段に対して入力すればよい。

患者体位の変更と連動させた方が良いので、ステップＳ２１或いはＳ２２の後、ステップＳ２３において、ＣＰＵはＣＴ装置１０１から患者体位の方向の情報の出力が有るかの判断を行う。
そして、患者体位の方向の情報が出力される場合には、ステップＳ２５に移り、患者体位の方向の情報が出力されない場合には、ステップＳ２４による患者体位の情報の手動入力の処理を経てステップＳ２５に移る。
ステップＳ２５において、ＣＰＵは、ステップＳ２１からステップＳ２４の処理を経てモニタ１０Ｂ上の画像表示方向の情報と患者体位情報との取得を行うことになる。

ステップＳ２３の場合、通常のＣＴ装置１０１においては、挿入部１１の挿入の際の患者体位の変化に対して表示方向をリアルタイムに出力が可能であるため、制御部を構成するＣＰＵは、その情報を利用することにより、先端部１５付近の湾曲制御を連動させることが容易にできる。
術者１０４等の操作者が、湾曲方向の指示を与える場合は、図２０に示すように、操作者は内視鏡画像Ｉａ、もしくはＣＴ画像Ｉｄが表示されているモニタ１０Ｂを観察しているため、操作者の位置と観察用のモニタ１０Ｂの方向を結んだ軸に概平行な軸の方向を表示されている画面上の天地方向（上下方向）、前記軸と垂直な略水平方向（軸と離間する方向）を画面上の左右方向として割り付けることが考えられる。

この場合、操作者は、モニタ１０ＢのＣＴ画像Ｉｄにおける腸の走行、挿入部１１の先端側の形状に着目して湾曲操作を（ＣＴ画像Ｉｄの湾曲モードで）行う場合、挿入部１１がどれだけ捻れていても、（図２０のＣＴ画像Ｉｄの部分拡大図に示すように、上方向を向いている挿入部１１の先端部１５に対して、管腔１０７は、先端部１５の近くで左側に屈曲しているので）このＣＴ画像Ｉｄを見た感覚としては左方向に湾曲操作をすることが最も違和感なく操作できる。
なお、上述の場合には、内視鏡２の操作部１２にジョイスティック１８等の湾曲操作手段が設けられている場合を主に説明したが、例えば湾曲操作手段が映像プロセッサ６Ｃ或いは湾曲制御装置５の操作パネル等に設けられている場合や、リモコンタイプの湾曲操作手段の場合もあり得る。

そのため、内視鏡の挿入部１１がどれだけ回転しているかを検出し、上記の湾曲方向制御の出力制御値を補正するようにしても良い。
図２３は、この場合の制御処理の概要を示す。ステップＳ３１においてＣＰＵは、内視鏡の挿入部１１の回転量を検出（例えば方向センサ９５の出力で検出）する。そして、その検出情報により、ステップＳ３２に示すようにＣＰＵは、湾曲方向の補正量を算出し、さらに次のステップＳ３３において、算出された補正量により補正すべき補正量パラメータの変更設定を行って、ステップＳ３１に戻る。このようにして、内視鏡の挿入部１１が回転されても（捻られても）、それに影響されることなく良好な湾曲操作及び湾曲制御ができる。

術者１０４等の操作者が、湾曲方向の指示を与える場合の湾曲指示方向の割り付けの設定する場合、操作者が使い易いように設定すると良い。
この場合、前述したようにモニタ画面と対応付けた割り付けの他に以下のように割り付けても良い。
図２１に示すように術者１０４等の操作者の位置を中心として、例えばトラックボール１１１を設けたリモコン１１２による湾曲操作手段と操作者の位置を結んだ線を中心軸としてその概中心軸上に上下方向の指示を、中心軸に対して概垂直な軸方向に左右方向の操作を配分することが人間の操作感覚に最も合致する。

腕を最も伸ばした位置に湾曲操作指示手段を配置する場合には、腕を伸ばした状態で動かせる概円弧上が左右方向に対応するが、腕を伸ばした状態での操作は、人間工学的に考えて非常に無理な姿勢を強いるため、腕は軽く曲げた程度の状態で届く範囲に操作入力手段が存在することが望ましい。
このように操作者にとって自分の位置と操作入力手段を結ぶ線を基本の軸として中心としてその軸から離れる方向を湾曲指示の左右方向、概中心軸上で離れる、近づく方向を湾曲指示の上下方向に割り付けるようにしても良い。
操作者の位置を常に検出することは困難であるが、湾曲操作入力手段と操作者の距離は操作を考えると腕の距離程度しか離れていないため、概操作入力手段の位置とモニタの位置を操作者とモニタの位置の代用とすることが可能である。

モニタの位置と操作入力手段が配置されている位置とは、実際に同じ高さに配置されていることは非常に稀である。
よって、より厳密に鉛直方向、水平方向を合わせる場合には、操作入力手段とモニタを結んだ軸を地面を水平面として投影した軸を画像上の上下方向の湾曲の軸に、その投影した軸に対して垂直な方向を左右方向の操作軸として設定することができる。
しかし、操作入力手段とモニタを結んだ軸が地面を水平面として考えた場合にさほど傾斜していない場合には水平面投影した軸の代わりに操作入力手段とモニタを結んだ軸そのものを表示画像上の上下方向の湾曲に、操作入力手段とモニタを結んだ軸と垂直で水平面内の軸を左右方向の湾曲に割り振るという方法を採用してもよい。
また、これら二種類の制御方向の割り付けを操作者が任意に切り替えて設定できるようにしてもよい。

本実施例によれば、実施例１等と同様に屈曲した体腔内へ内視鏡の挿入部を挿入する作業を円滑に行うことができる。また、ユーザの好み等により、使い勝手が良い状態で、湾曲指示操作を行うことができ、より使い易いシステムを実現できる。
なお、本実施例では、ＣＴ装置の場合で説明したが、ＵＰＤ装置等の他の装置を用いた場合に適用しても良い。
また、通常の湾曲制御を行う既存の湾曲制御装置に対して、本実施例で説明したＵＰＤ画像Ｉｂ等の第２の画像に対応して湾曲制御を行う湾曲制御手段を設けたり、湾曲制御方法を採用したりしたするものも本発明に属する。また、複数の湾曲制御手段を設け、実際に使用する場合には一方を動作させるようにしても良い。
また、上述した実施例等を部分的に組み合わせる等して構成される実施例等も本発明に属する。

［付記］
１．請求項１において、前記第２の画像に対応して、前記挿入部が挿入される体腔内の補助画像を表示する補助画像表示手段を有する。
２．請求項１において、前記第２の画像に対応する第２の湾曲制御手段は、前記第２の画像における挿入部の先端側の表示画像における所定方向と、実際の挿入部の先端側における所定方向とのずれ量を算出する算出手段を有し、湾曲部を湾曲する場合には前記ずれ量により補正を行って湾曲駆動する。
３．付記２において、前記第２の画像における挿入部の先端側の表示画像における所定方向は、実際の挿入部の先端側のその中心軸の回りの回転に不変であり、前記第１の画像においては、実際の挿入部の先端側のその中心軸の回りの回転量に応じて、前記第１の画像の表示方向が変化する。

４．請求項１において、前記第２の画像は、挿入部に内蔵された位置検出用素子の位置を検出することにより、前記挿入部における少なくとも先端側の形状を表示する形状表示画像である。
５．請求項１において、前記第２の画像は、Ｘ線による透過により、前記挿入部の先端側を含む画像を表示するＸ線画像である。
６．湾曲指示操作手段による湾曲指示に応じて内視鏡の挿入部に設けられた湾曲部の湾曲方向の制御を行う湾曲制御装置において、
画像表示手段に表示される撮像手段により撮像された第１の画像と、少なくとも前記挿入部の先端側の表示に関係する第２の画像とにそれぞれ対応した湾曲制御を選択的に行うことを特徴とする湾曲制御装置。

７．請求項１において、前記第２の画像は、異なる方向のＸ線による透過により、前記挿入部の先端側を含む任意方向の画像を表示するＣＴ画像である。
８．請求項１において、前記第２の画像は、前記挿入部の先端側の軸方向を概ね表示面内に含むように表示する。
９．請求項１において、前記第２の画像は、前記挿入部の先端側の軸方向を概ね表示面内に含むと共に、前記先端部付近が挿入されている管腔部分の走行方向もその走行方向が概ね表示面内に含まれるように表示する。
１０．請求項１において、前記第２の画像は、前記挿入部の先端側の表示画像と共に、前記挿入部の先端側が挿入されている管腔部分も表示され、前記第２の湾曲制御手段は、前記挿入部の先端側と前記管腔部分との表示画面から湾曲指示方向を判断した場合におけるその湾曲指示方向に前記湾曲部を湾曲駆動するように湾曲制御を行う。

１１．請求項５において、前記湾曲用指標の表示手段は、前記挿入部の先端側の軸方向と共に該軸方向が湾曲される方向を表示する。
１２．付記１１において、前記湾曲用指標の表示手段は、前記第１の画像が表示される表示エリア側に表示される。
１３．付記１１において、前記湾曲用指標の表示手段は、前記第２の画像が表示される表示エリア側に表示される。
１４．付記１１において、前記湾曲用指標の表示手段は、前記第２の画像中の前記挿入部の先端部付近に表示される。

内視鏡の挿入部を体腔内に挿入する場合、内視鏡画像を観察して湾曲部を湾曲する通常の湾曲制御の他に、少なくとも挿入部の先端側の表示を行うＵＰＤ画像等の第２の画像が表示される場合には、第２の画像中の挿入部の先端側の表示から湾曲すべき湾曲方向に湾曲部を湾曲できるように第２の湾曲制御を行えるようにして、屈曲した体腔内の場合にも、挿入部の挿入をより円滑に行えるようにした。

本発明の実施例１を備えた内視鏡装置の全体構成図。 内視鏡の挿入部の先端側の構成を示す縦断面図。 実施例１の湾曲制御装置の構成を示すブロック図。 操作部周辺の構成を示す外観図。 ハイビジョンモニタに表示される２つの画像を示す図。 体腔内に挿入された内視鏡の挿入部の状態を示す図。 図６の先端部付近を拡大した概略図。 図７の挿入状態での内視鏡画像を示す図。 図７の挿入部の先端部を右回りに９０°回転した状態を示す図。 図９の挿入状態での内視鏡画像を示す図。 図９の挿入部の先端部をさらに右回りに９０°回転した状態を示す図。 本実施例における湾曲制御の手順を示すフローチャート図。 第１変形例の内視鏡装置の構成の一部を示すブロック図。 第２変形例の内視鏡装置の構成の一部を示すブロック図。 第３変形例における湾曲用指標の表示例を示す図。 第４変形例における湾曲用指標の表示例を示す図。 第５変形例における湾曲用指標の表示例を示す図。 本発明の実施例２を備えた内視鏡装置を示す構成図。 方向センサの構成を示す図。 本発明の実施例３を備えた内視鏡装置の概略を示す構成図。 湾曲制御装置によるＣＴ画像に対応した湾曲モード時の動作内容を示すフローチャート図。 図２１における画像表示パラメータの取得の動作内容を示すフローチャート図。 挿入部の捻れ等の回転量を検出して湾曲制御を行う動作内容等を示す図。

符号の説明

１…内視鏡装置
２…内視鏡
３…光源部
４…信号処理部
５…湾曲制御装置
６…映像プロセッサ
７…ＵＰＤコイルユニット
８…ＵＰＤ装置
９…画像ミキサ
１０…ハイビジョンモニタ
１１…挿入部
１２…操作部
１４…コネクタ
１５…先端部
１６…湾曲部
１７…可撓管部
１８…湾曲用ジョイスティック
１９…湾曲モード選択スイッチ
２０…スコープスイッチ
２９…方向変換回路
３１…撮像ユニット
３２…対物レンズ
３３…ＣＣＤ
３６…ＣＣＤ駆動回路
３７…映像処理回路
４１、４４…ＵＰＤコイル
４３…ＵＰＤコイル駆動回路
４６…ＵＰＤコイル位置算出回路
４７…挿入形状算出／表示処理回路
４８…補助画像生成回路
５４…湾曲駒
５９…アングルワイヤ
６７ａ、６７ｂ…電動モータ
６８…制御部
６９…モータ駆動部
代理人 弁理士 伊藤 進

Claims (5)

1. 湾曲指示操作手段による湾曲指示に応じて内視鏡の挿入部に設けられた湾曲部の湾曲方向の制御を行う湾曲制御装置において、
   画像表示手段に表示される撮像手段により撮像された第１の画像に対応した湾曲制御を行う第１の湾曲制御手段と、
   前記挿入部の先端側の表示に関係する第２の画像に対応した湾曲制御を行う第２の湾曲制御手段と、
   を具備したことを特徴とする湾曲制御装置。
2. 前記第１の画像と前記第２の画像にそれぞれ対応する前記第１の湾曲制御手段及び第２の湾曲制御手段の一方で湾曲制御を行う選択をする選択手段を有することを特徴とする請求項１に記載の湾曲制御装置。
3. 前記選択手段による選択状態を表示するための選択表示手段を有することを特徴とする請求項２に記載の湾曲制御装置。
4. 前記第１の画像及び第２の画像の少なくとも一方の画像中において、前記湾曲指示操作手段による湾曲指示操作された場合の湾曲部が湾曲される方向を表示する方向表示手段を有することを特徴とする請求項１に記載の湾曲制御装置。
5. 少なくとも前記第２の湾曲制御を行う場合に、前記第２の画像における前記挿入部の先端側の表示と対応した湾曲方向を表す湾曲用指標の表示手段を有することを特徴とする請求項１に記載の湾曲制御装置。

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