JP5084139B2 - Endoscope device - Google Patents
Endoscope device Download PDFInfo
- Publication number
- JP5084139B2 JP5084139B2 JP2005358310A JP2005358310A JP5084139B2 JP 5084139 B2 JP5084139 B2 JP 5084139B2 JP 2005358310 A JP2005358310 A JP 2005358310A JP 2005358310 A JP2005358310 A JP 2005358310A JP 5084139 B2 JP5084139 B2 JP 5084139B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- bending
- index
- endoscope
- observation
- treatment
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Images
Description
本発明は、内視鏡と、処置具が挿入配置される湾曲機能付きの挿入部を備えた挿入具とを具備する内視鏡装置に関する。 The present invention relates to an endoscope apparatus including an endoscope and an insertion tool including an insertion portion with a bending function into which a treatment tool is inserted and arranged.
従来より、細長の挿入部を体腔内に挿入することにより、体腔内臓器などを観察したり、必要に応じて処置具挿通用チャンネル内に挿通した処置具を用いて各種治療処置の行える医療用の内視鏡が広く利用されている。また、内視鏡による観察のもと、軟性の導入ガイドチューブを通じて体腔内に処置具を導入して、治療等を行う内視鏡治療装置が知られている。さらに近年においては、ロボット鉗子、あるいはマニピュレータを使用するものに発展している。 Conventionally, by inserting a long and thin insertion portion into a body cavity, a medical device capable of observing organs in the body cavity or performing various treatments using a treatment instrument inserted into a treatment instrument insertion channel as necessary. Endoscopes are widely used. In addition, an endoscope treatment apparatus is known that performs treatment or the like by introducing a treatment tool into a body cavity through a flexible introduction guide tube under observation by an endoscope. Furthermore, in recent years, it has been developed to use robot forceps or a manipulator.
例えば、特開２００４−１８０７８１号公報には、消化管を進入路することが可能で、しかも開腹手術と同程度の自由度を持って手術作業のできることを目的とした内視鏡手術ロボットが示されている。この内視鏡手術ロボットは、内視鏡と、この内視鏡に平行して設けられた術者の両腕に対応するマニピュレータとを備えている。鉗子アームの鉗子部、及びアーム部は内視鏡に設けられている先端レンズの前方側に突出している。 For example, Japanese Unexamined Patent Application Publication No. 2004-180781 discloses an endoscopic surgical robot that can enter the digestive tract and can perform surgical operations with the same degree of freedom as laparotomy. Has been. This endoscopic surgical robot includes an endoscope and manipulators corresponding to both arms of an operator provided in parallel with the endoscope. The forceps part of the forceps arm and the arm part protrude to the front side of the tip lens provided in the endoscope.
また、特開２０００−３３０７１号公報の内視鏡治療装置には導入ガイドチューブ（本発明の挿入具に対応）の先端付近に湾曲部を設け、手元側操作部によって湾曲部を湾曲動作可能にした湾曲機能付きの導入ガイドチューブが提案されている。この内視鏡治療装置では内視鏡観察下で、１つ以上の湾曲機能付きの導入ガイドチューブを通じて処置具を体腔内に導き、導入ガイドチューブの湾曲部を湾曲動作させて処置具を操作することによって各種治療が行える。 Further, the endoscope treatment apparatus disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 2000-33071 is provided with a bending portion near the distal end of the introduction guide tube (corresponding to the insertion tool of the present invention), and the bending portion can be bent by the hand side operation unit. An introduction guide tube with a bending function has been proposed. In this endoscopic treatment apparatus, under endoscopic observation, a treatment tool is guided into a body cavity through one or more introduction guide tubes with a bending function, and the treatment tool is operated by bending the bending portion of the introduction guide tube. Various treatments can be performed.
さらに、特開平８−１６４１４８号公報にはコンパクトな構成で使い易く、容易にセットアップが可能であり、安価なシステム構成を目的とした内視鏡下手術装置が示されている。この内視鏡下手術装置では、内視鏡の視野で患部を見ながらアーム状の処置具の先端に設けられている例えば鉗子部で処置を行っているときに画像中の処置部の位置が変わらないように、内視鏡画像を制御する構成になっている。言い換えれば、表示画面に表示される内視鏡画像においては、移動する処置部が常に表示画面上の設定された位置に表示され、該処置部の周辺の画像は処置部の移動に追従して変化する。
しかしながら、特許文献１の内視鏡手術ロボットでは、両手を使用して鉗子アームを操作しているとき、先端レンズの前方側に突出している鉗子部、或いはアーム部によって視野が遮られるおそれがある。そして、視野が遮られることによって、処置部位が見え難くなり、処置をスムーズに行えなくなるという不具合が生じる。
However, in the endoscopic surgical robot of
また、特許文献２の内視鏡治療装置では、表示装置の画面上に表示されている内視鏡画像を観察している状態において導入ガイドチューブの湾曲部を湾曲させて処置具を操作したとき、湾曲部の湾曲操作量が大きすぎると、画面上から処置具が消えてしまうという不都合が生じる。
Further, in the endoscope treatment apparatus of
さらに、特許文献３の内視鏡下手術装置では、術者が鉗子部を移動させたとき、表示装置の画面に表示される内視鏡画像は鉗子部を追尾した画像になる。このため、術者が患部の観察を継続して行いたい場合であっても、鉗子部の移動に伴って表示されていた患部の画像が移動する。このため、患部の観察を継続して行うことが困難になる。そして、鉗子部の移動量が大きな場合には、患部の画像が移動されて画面上から消えてしまうおそれがある。
Furthermore, in the endoscopic surgical apparatus of
本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、画面上に患部を表示させた状態で、その患部に対して処置具を用いて処置を行う際、患部が表示されている画面上から処置部の画像が画面の外に外れてしまうことを防止した内視鏡装置を提供することを目的としている。 The present invention has been made in view of the above circumstances, and when a treatment is performed on a diseased part using the treatment tool in a state where the diseased part is displayed on the screen, the treatment is performed from the screen on which the diseased part is displayed. An object of the present invention is to provide an endoscope apparatus that prevents an image of a part from being removed from the screen.
本発明の内視鏡装置は、対物光学系を備え、所定の観察範囲を観察する該観察範囲を、表示画面に表示される観察画像表示範囲内に設定される第１の領域、該第１の領域の周囲に設定された第２の領域、および該観察画像表示範囲の外側に設けられた非表示範囲に区分した観察手段と、体腔内の組織を処置する処置部、該処置部を前記観察手段の観察範囲に対して移動させる電動湾曲部を有する挿入部、及び該電動湾曲部を湾曲操作するための湾曲操作情報を出力する湾曲操作部を有する操作部を備える処置手段と、前記処置手段の電動湾曲部を湾曲動作させる複数の駆動モータ、及び前記湾曲操作部から出力された湾曲操作情報が入力されて当該複数の駆動モータの駆動を制御する制御部を備える湾曲部駆動機構と、前記処置部が備える指標の位置を検出する位置検出手段と、前記位置検出手段で検出された前記指標の位置が、前記第１の領域内であるか、又は前記第２の領域内であるか、又は前記非表示範囲内であるかを告知する告知手段と、前記位置検出手段によって特定した前記指標の位置情報を時系列的に取得して該指標の移動方向情報を求める移動方向判定手段と、前記位置検出手段の検出結果に基づいて、前記指標が前記第１の領域内に位置しているか、又は前記第２の領域内に位置しているか、又は前記非表示範囲内に位置しているか、又は前記観察範囲外に位置しているかを判別すると共に、前記湾曲部駆動機構の制御部及び前記告知手段に各種指示信号を出力する判別手段と、を具備している。 An endoscope apparatus according to the present invention includes an objective optical system, and a first region in which an observation range for observing a predetermined observation range is set within an observation image display range displayed on a display screen, the first A second region set around the region, an observation means divided into a non-display range provided outside the observation image display range, a treatment unit for treating tissue in a body cavity , and the treatment unit as described above A treatment means comprising: an insertion portion having an electric bending portion that is moved with respect to the observation range of the observation means ; and an operation portion having a bending operation portion that outputs bending operation information for bending the electric bending portion; A bending portion drive mechanism comprising a plurality of drive motors for bending the electric bending portion of the means, and a control portion that receives the bending operation information output from the bending operation portion and controls the driving of the plurality of drive motors; finger said treatment unit comprises Position detecting means for detecting the position, the position of the index detected by said position detecting means, the first or a region, or the a second region, or the non-display area A notification means that notifies whether the position is within, a movement direction determination means that obtains the position information of the index specified by the position detection means in time series and obtains the movement direction information of the index, and based on the detection result, whether the index is positioned in front Symbol first region, or before SL is located in the second region, or the positioned within the non-display range, or the together to determine whether a located outside the observation range, which comprises a, determining means for outputting various instruction signals to the control unit and the notification means of the bending portion drive mechanism.
本発明によれば、画面上に患部を表示させた状態で、その患部に対して処置具を用いて処置を行う際、患部が表示されている画面上から処置部の画像が画面の外に外れてしまうことを防止した内視鏡装置を実現できる。 According to the present invention, when a treatment tool is used to treat an affected area while the affected area is displayed on the screen, the image of the treated area is out of the screen from the screen on which the affected area is displayed. It is possible to realize an endoscope apparatus that prevents the disconnection.
以下、図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。
図１ないし図１４は本発明の第１実施形態に係り、図１は挿入具を説明する図、図２は挿入具の挿入具挿入部の構成を説明する断面図、図３は挿入具挿入部の先端部の構成を説明する図、図４は挿入具と内視鏡とを備えた内視鏡装置の一構成例を説明する図、図５は撮像素子の撮像面と表示画面との関係を説明する図、図６は挿入具挿入部の先端部が表示画面上に表示された内視鏡画像を示す図、図７は指標を介して処置部を監視する位置検出回路、及び判別回路の作用を説明する図、図８は挿入具挿入部の先端部に設けられた指標を特定する作業例を説明する模式図、図９は内視鏡装置を構成する内視鏡、及び挿入具を介して把持鉗子を胃内に導入した状態を説明する図、図１０は挿入具挿入部の先端部に設けられた指標が表示画面の第２領域に表示されている状態を説明する図、図１１は挿入具挿入部の先端部に設けられた指標が表示画面の第１領域に表示されている状態と、表示画面から外れて撮像面の非表示範囲内に存在する状態を説明するための図、図１２は挿入具挿入部の先端部に設けられた指標が表示画面の第１領域から枠部分を通過して表示画面から外れたとき、その通過地点を告知する通過点告知目印を説明する図、図１３は指標の他の構成を説明する図、図１４は指標の別の構成を説明する図である。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
1 to 14 relate to a first embodiment of the present invention, FIG. 1 is a diagram for explaining an insertion tool, FIG. 2 is a cross-sectional view for explaining the configuration of an insertion tool insertion portion of the insertion tool, and FIG. FIG. 4 is a diagram illustrating a configuration example of an endoscope apparatus including an insertion tool and an endoscope, and FIG. 5 is a diagram illustrating an imaging surface of an imaging element and a display screen. FIG. 6 is a diagram illustrating the relationship, FIG. 6 is a diagram illustrating an endoscopic image in which the distal end portion of the insertion instrument insertion unit is displayed on the display screen, and FIG. 7 is a position detection circuit that monitors the treatment unit via an index FIG. 8 is a diagram for explaining the operation of the circuit, FIG. 8 is a schematic diagram for explaining an operation example for specifying an index provided at the distal end portion of the insertion instrument insertion portion, and FIG. 9 is an endoscope constituting the endoscope device and insertion FIG. 10 is a diagram for explaining a state in which grasping forceps are introduced into the stomach through a tool, and FIG. 10 shows a second display screen with an index provided at the distal end of the insertion tool insertion portion. FIG. 11 is a diagram for explaining the state displayed in the area, and FIG. 11 shows a state in which the index provided at the distal end of the insertion tool insertion portion is displayed in the first area of the display screen, FIG. 12 is a diagram for explaining a state existing within the non-display range, and FIG. 12 shows a state where an indicator provided at the distal end portion of the insertion tool insertion portion passes from the first region of the display screen through the frame portion and is off the display screen. FIG. 13 is a diagram for explaining another configuration of the indicator, and FIG. 14 is a diagram for explaining another configuration of the indicator.
図１に示すように処置手段である挿入具１は、体腔内に挿入される挿入部である細長な挿入具挿入部１１と、把持部を兼ねる操作部１２とを備えている。挿入具挿入部１１は、後述する図４に示す内視鏡２の内視鏡挿入部４とともに体腔内に導入される。
As shown in FIG. 1, an
挿入具挿入部１１は、先端側から順に、先端部１３、湾曲部１４、及び可撓管部１５を連設して構成されている。可撓管部１５は長尺で可撓性を有する。先端部１３の先端面には処置具である例えば把持鉗子３０等が導出される処置具開口１３ａが設けられている。
The insertion
本実施形態の湾曲部１４は例えば複数の湾曲部、具体的には第１湾曲部１６、及び第２湾曲部１７、を有して構成されている。第１湾曲部１６は挿入具挿入部１１の先端側に設けられ、第２湾曲部１７は第１湾曲部１６の基端部に対してツナギ部材（不図示）を介して連設されている。
The
第１湾曲部１６は複数の湾曲駒（図２の符号２４参照）を連接して例えば矢印ａに示す上下方向、及び矢印ｂに示す左右方向に対して湾曲自在に構成されている。一方、第２湾曲部１７は複数の湾曲駒を連接して例えば上下方向に対して湾曲自在に構成されている。なお、挿入具１の挿入具挿入部１１に設けられる湾曲部１４は複数に限定されるものではなく、１つであってもよい。
The
操作部１２には主湾曲操作部１８と副湾曲操作部１９とが設けられている。副湾曲操作部１９は主湾曲操作部１８より基端側に設けられている。
主湾曲操作部１８には、移動手段である第１湾曲部上下操作用ノブ（以下、第１湾曲上下ノブと略記する）１８ａ及び、第１湾曲部左右操作用ノブ（以下、第１湾曲左右ノブと略記する）１８ｂと、第１湾曲部上下方向固定レバー（以下、固定レバーと略記する（不図示））及び、第１湾曲部左右方向固定ツマミ（以下、固定ツマミと略記する）１８ｄとが設けられている。また、処置具の動作状態を遠隔操作するための例えば操作釦２０ａ、２０ｂ等とが備えられている。例えば処置具が焼灼装置の場合、操作釦２０ａは切開／凝固動作スイッチとして使用され、操作釦２０ｂは切開状態と凝固状態とを切り替えるモード切替スイッチとして使用される。
The
The main
第１湾曲上下ノブ１８ａは第１湾曲部１６を上下方向に湾曲操作するためのノブである。第１湾曲左右ノブ１８ｂは第１湾曲部１６を左右方向に湾曲操作するためのノブである。固定レバーは回動自在である第１湾曲上下ノブ１８ａを所望の回動位置に固定して、第１湾曲部１６の上下方向湾曲状態を保持するレバーである。第１固定ツマミ１８ｄは、回動自在である第１湾曲左右ノブ１８ｂを所望の回動位置に固定して、第１湾曲部１６の左右方向湾曲状態を保持するツマミである。
The first bending up / down
なお、符号２１は処置具挿入口であり、処置具である例えば把持鉗子３０等が挿入される。処置具挿入口２１は、挿入具挿入部１１を構成する先端部１３に設けられている処置具開口１３ａに処置具挿通用チャンネルチューブ（後述する図２の符号２２参照）を介して連通している。把持鉗子３０は先端側に処置部である開閉自在な把持部３１を備え、手元側に設けられた、術者の手指が配置されるスライダ３２を進退操作することによって把持部３１が開閉動作するようになっている。
一方、副湾曲操作部１９には移動手段である第２湾曲部上下操作用レバー（以下、第２湾曲上下レバーと略記する）１９ａと、第２湾曲部上下方向固定ツマミ（以下、第２固定ツマミと略記する（不図示））とが設けられている。第２湾曲上下レバー１９ａは第２湾曲部１７を上下方向に湾曲操作するためのレバーである。第２固定ツマミは、回動自在である第２湾曲上下レバー１９ａを所望の回動位置に固定して、第２湾曲部１７の上下方向湾曲状態を保持するレバーである。
図２に示すように挿入具１を構成する挿入具挿入部１１の略中央部には長手軸方向に沿って処置具である把持鉗子３０等が挿通される処置具チャンネル１１ａが備えられている。先端部１３には処置具チャンネル１１ａを構成する貫通孔１３ｂが形成されている。つまり、この挿入具１においては湾曲機構を操作するための部材の他に、処置具を挿通するための処置具チャンネル１１ａが内蔵物として設けられている。
On the other hand, the secondary
As shown in FIG. 2, a
具体的に、処置具チャンネル１１ａは、先端部１３に設けられた貫通孔１３ｂと、この貫通孔１３ｂ、及び処置具挿入口２１に連通配置される処置具挿通用チャンネルチューブ（以下、処置具チューブと略記する）２２とによって主に構成されている。処置具チューブ２２の先端部は金属製の先端側連結管２３を介して貫通孔１３ｂに連通され、基端部は金属製の基端側連結管（不図示）を介して処置具挿入口２１に連通されている。このことによって、処置具挿入口２１から挿入された処置具は、処置具チューブ２２内を挿通して先端部１３に設けられた処置具開口１３ａから導出される。
Specifically, the
挿入具挿入部１１に設けられた第１湾曲部１６、及び第２湾曲部１７を備える湾曲部１４には網管２５、及び湾曲ゴム２６が被覆配置されている。網管２５は、例えば第１湾曲部１６、及び第２湾曲部１７を一体的に被覆し、湾曲ゴム２６は該網管２５をさらに被覆している。
The bending
そして、本実施形態の挿入具１においては、図３に示すように挿入具挿入部１１を構成する先端部１３に指標２７が設けられている。指標２７は、例えば白色の円形形状であり、後述する位置検出手段によって検出される。指標２７は、先端部１３の周方向に対して等間隔で例えば２つ設けられている。なお、指標２７は先端部１３の外表面に、例えば生体適合性を有する蛍光塗料を含む塗料によって描かれている。
And in the
図４に示すように前述のように構成された挿入具１は、内視鏡２と組み合わせて内視鏡装置３として構成される。
挿入具１の挿入具挿入部１１は、例えば内視鏡２の内視鏡挿入部４に沿わせて並設されている外付けチューブ５を介して、内視鏡挿入部４に一体的に設けられるようになっている。
As shown in FIG. 4, the
The insertion
内視鏡２の内視鏡挿入部４は、先端側から順に先端部４ａ、湾曲部４ｂ、及び可撓管部４ｃとを連設して構成されている。先端部４ａの先端面には観察窓４ｄ、照明窓４ｅ、及び処置具開口４ｆ等が設けられている。湾曲部４ｂは内視鏡挿入部４の基端側に設けられた内視鏡操作部６の湾曲ノブ（不図示）を操作することによって、例えば上下左右方向に湾曲動作されるようになっている。符号６ａは処置具挿通チャンネルの処置具挿入口である。処置具挿入口６ａと処置具開口４ｆとは図示しない処置具挿通用チャンネルチューブを介して連通されている。したがって、処置具挿入口６ａから処置具を挿入することによって、処置具開口４ｆから処置具を導出させることができるようになっている。
The
外付けチューブ５は、連結固定部５ａと、チャンネルチューブ（以下、チューブ体と略記する）５ｂとで構成されている。チューブ対５ｂは軟性チューブ体である。連結固定部５ａには内視鏡挿入部４が挿通される第１挿入孔５ｃと、挿入具１の挿入具挿入部１１や他の処置具等が挿通される第２挿入孔５ｄとが設けられている。チューブ体５ｂの一端部は第２挿入孔５ｄに連通するように固設されている。連結固定部５ａは、可撓管部１５の先端側部に配置される。チューブ体５ｂと内視鏡挿入部４の可撓管部４ｃとは例えば所定間隔に設けたテープ部材８によって内視鏡挿入部４に並設されるようになっている。
The
挿入具挿入部１１は、チューブ体５ｂの基端開口５ｅから挿通されるようになっている。チューブ体５ｂの所定位置まで挿入具挿入部１１を挿通させることによって、内視鏡２の内視鏡挿入部４に対して挿入具１が組み付けられた状態の内視鏡装置３が構成される。本実施形態においては、挿入具挿入部１１に設けられている第２湾曲部１７が第２挿入孔５ｄの先端側から突出した状態にされる。
The insertion
このことによって、内視鏡操作部６の図示しない湾曲ノブを操作することによって、内視鏡挿入部４に設けられている湾曲部４ｂを湾曲動作させて先端部４ａを所望の位置に移動させられる。一方、挿入具１の操作部１２に設けられている第１湾曲上下ノブ１８ａ、第１湾曲左右ノブ１８ｂを操作することによって挿入具挿入部１１に設けられている第１湾曲部１６が湾曲される。また、第２湾曲上下レバー１９ａを操作することによって挿入具挿入部１１に設けられている第２湾曲部１７を湾曲される。つまり、第１湾曲上下ノブ１８ａ、第１湾曲左右ノブ１８ｂ、及び第２湾曲上下レバー１９ａを適宜操作することによって挿入具挿入部１１の先端部１３を所望の位置に移動させられるようになっている。
Accordingly, by operating a bending knob (not shown) of the
内視鏡２には光源装置７ａ、ビデオプロセッサ７ｂ、表示手段であるモニタ７ｃ、内視鏡画像の記録を行うＶＴＲデッキ７ｄやビデオディスク７ｅと、観察画像のプリントアウトを行うビデオプリンタ７ｆ等の各種外部装置が備えられている。
The
内視鏡２の操作部６の側部からは、端部に内視鏡コネクタ６ｂを備えたユニバーサルコード６ｃが延出している。内視鏡コネクタ６ｂは光源装置７ａと着脱自在に接続される。内視鏡コネクタ６ｂには第１コネクタ９ａを介して電気ケーブル９が着脱自在に接続される。電気ケーブル９の他端部にはビデオプロセッサ７ｂに着脱自在に接続される第２コネクタ９ｂが設けられている。ビデオプロセッサ７ｂからは複数の信号ケーブル１０ａ、１０ｂ、１０ｃ、１０ｄが延出されており、それぞれモニタ７ｃ、ＶＴＲデッキ７ｄ、ビデオディスク７ｅ、ビデオプリンタ７ｆに接続されている。
A
光源装置７ａは内視鏡２へ照明光を供給する。ビデオプロセッサ７ｂは内視鏡２の先端部４ａに備えられた観察手段である撮像素子４ｇの制御、及びこの撮像素子から出力される電気信号の処理を行う。そして、照明光によって照射された観察部位の像は、先端部４ａに内蔵されている撮像素子４ｇの撮像領域である撮像面に結像して電気信号に変換された後、ビデオプロセッサ７ｂに伝送される。ビデオプロセッサ７ｂに伝送された電気信号は、該ビデオプロセッサ７ｂでビデオ信号に変換され、内視鏡画像としてモニタ７ｃの画面７ｋ上に表示される。符号７ｍは告知手段の一例としてのランプである。ランプ７ｍは表示画面７ｋ近傍に設けられている。
The light source device 7 a supplies illumination light to the
ビデオプロセッサ７ｂには撮像素子から伝送される電気信号から映像信号を生成する等の信号処理を行う信号処理部７ｇが設けられている。信号処理部７ｇには位置検出手段である位置検出回路７ｈと、判別手段である判別回路７ｉとが設けられている。位置検出回路７ｈは、撮像素子４ｇで撮像されたフレームデーター毎に、挿入具挿入部１１を構成する先端部１３に設けられている指標２７が、撮像面のどの位置に位置しているか否かを例えばマッチング演算によって検出する。
The
図５に示すように撮像素子４ｇの観察範囲である撮像面４０は、中央に設けられた観察画像表示範囲４１と、該観察画像表示範囲４１の外側に設けられた非表示範囲４２とに区分けされている。観察画像表示範囲４１はモニタ７ｃの表示画面７ｋに対応している。したがって、観察画像表示範囲４１に結像された光学像は、図において例えば四隅を除いて表示画面７ｋ上に内視鏡画像として表示される。
As shown in FIG. 5, the
これに対して、非表示範囲４２は観察画像表示範囲４１の外側に設けられ斜線で示す範囲であり、モニタ７ｃの表示画面７ｋより外側に対応する。したがって、非表示範囲４２に結像された光学像は、指標２７の位置を検出するための非観察画像として処理され、表示画面７ｋ上に内視鏡画像として表示されることはない。
On the other hand, the
また、観察画像表示範囲４１は例えば、破線に示す処置作業領域４４と、告知領域４６とに分割されている。処置作業領域４４は表示画面７ｋ上の破線に示す第１の領域４３に対応し、告知領域４６は表示画面７ｋ上の第１の領域４３の外側に設けられた第２の領域４５に対応する。
Further, the observation
なお、図において第１の領域４３は、表示画面７ｋの枠部分４７からそれぞれ所定量ずつ、内側に位置する例えば四角形状で設定される。このため、撮像面４０上において処置作業領域４４は、観察画像表示範囲４１の境界線４１ａよりそれぞれ所定画素分だけ内側に位置するように設定される。
In the figure, the
これに対して、第２領域４５は第１の領域４３の周囲に所定形状で適宜設定される。本図において第２の領域４５は、表示画面７ｋの枠部分４７内であって、かつ第１の領域４３より外側部分の全体である。このため、撮像面４０上において告知領域４６は、観察画像表示範囲４１の内側であって、処置作業領域４４より外側の全範囲として設定される。しかし、第２の領域４５Ａを着色部で示すように第１の領域４３の外側に適宜、設定するようにしてもよい。この場合、撮像面４０上に着色部で示すように第２の領域４５Ａに対応する告知領域４６Ａを設定する。
On the other hand, the
判別回路７ｉは位置検出回路７ｈによって特定された位置情報に基づいて、指標２７が撮像素子４ｇの観察画像表示範囲４１に設けられた第１の領域４３内に位置しているか、或いは観察画像表示範囲４１に設けられた第２の領域４５内に位置しているか、或いは非表示範囲４２に位置しているか、或いは撮像素子４ｇの撮像面４０内に位置していない状態であるかを判定する。そして、その判定結果に基づいて、ランプ７ｍに向けて所定の指示信号を出力する。そして、告知手段であるランプ７ｍは判別回路７ｉから出力された指示信号に基づいて、所定の点灯状態、或いは点滅状態になる。
Based on the position information specified by the
例えば、判別回路７ｉは、該判別回路７ｉで指標２７が撮像面４０の処置作業領域４４内に位置していると判別したとき、ランプ７ｍに所定の指示信号を出力して該ランプ７ｍを例えば緑色に点灯させる。このとき、指標２７は表示画面７ｋの第１の領域４３内に表示される。
For example, when the determination circuit 7i determines that the
また、判別回路７ｉは、該判別回路７ｉで指標２７が撮像面４０の告知領域４６に位置していると判別したとき、所定の指示信号を出力してランプ７ｍを例えば橙色で点滅させる。このとき、指標２７は表示画面７ｋの第２の領域４５内に表示される。そして、判別回路７ｉは、該判別回路７ｉで指標２７が観察画像表示範囲４１の境界線４１ａに対して近接した状態であると判別したとき、その点滅速度を例えば高速にする指示信号を出力する。
Further, when the determination circuit 7i determines that the
また、判別回路７ｉは、該判別回路７ｉで指標２７が撮像面４０の非表示範囲４２に位置していると判別したとき、所定の指示信号を出力してランプ７ｍを例えば赤色で点滅させる。そして、判別回路７ｉは、該判別回路７ｉで指標２７が観察画像表示範囲４１の境界線４１ａから所定画素分離れたと判別したとき、言い換えれば撮像面４０の端に所定画素分近づいたと判別したとき、その点滅速度を例えば段階的に高速に変化させるし自信号を出力する。
Further, when the determination circuit 7i determines that the
また、判別回路７ｉは、該判別回路７ｉで指標２７が撮像面４０の撮像面４０内に位置していない状態であると判別したとき、所定の指示信号を出力してランプ７ｍを例えば赤色で点灯させる。
In addition, when the determination circuit 7i determines that the
なお、本実施形態においては告知手段をランプ７ｍとしているが、告知手段はモニタ７ｃの近傍に設けられたランプ７ｍに限定されるものではない。すなわち、外部装置としてのブザーや、内視鏡２の例えば操作部６に取り付け可能で所定の振動を発生させる振動発生装置等であってもよい。また、表示画面７ｋ上に指標の位置を告知する文字、或いは絵等を表示させるようにしてもよい。さらに、表示画面とランプ、或いはブザー等とを組み合せて告知手段を構成するようにしてもよい。
In the present embodiment, the notification means is the
図６に示すように挿入具１の挿入具挿入部１１を介して例えば胃内に把持鉗子３０を導入して処置部である把持部３１を操作するとき、ビデオプロセッサ７ｂに設けられている位置検出回路７ｈ、及び判別回路７ｉを動作状態にする。
As shown in FIG. 6, when the grasping
すると、撮像素子４ｇの撮像面４０における指標２７の位置を特定する。そして、特定した指標２７の位置が撮像面４０のどの領域に対応するかを判別する。次いで、その判別結果に基づいて、ランプ７ｍを点灯状態、或いは点滅状態を切り替えて、術者に指標２７の位置、言い換えれば処置部の位置を告知する。
Then, the position of the
具体的には、図７のステップＳ１乃至ステップＳ８に示すような手順となる。
位置検出回路７ｈ、及び判別回路７ｉが動作状態において、ステップＳ１に示すように指標２７が撮像面４０上の何処に位置しているか否かの特定を開始する。
Specifically, the procedure is as shown in steps S1 to S8 of FIG.
When the
このとき、位置検出回路７ｈは、マッチング計算によって、指標２７に対応するパターンを備えた注目ブロックに最も類似したパターンを有するブロックを探索領域内で探索する。即ち、図８に示すように観察像が結像している撮像面４０の全範囲（１フレーム）を探索領域５１とし、その探索領域５１内を所定ドット数で設定した探索ブロック５２でマッチング演算を行いながら例えば矢印に示すように所定方向に移動させながら探索を行う。そして、注目ブロック５３のパターンに最も類似したパターンのブロックをフレーム中から探索する。
At this time, the
つまり、探索領域５１内で探索ブロック５２を所定画素単位で移動させながら順次、注目ブロック５３と探索領域のブロックとの間で対応する各画素同士の差分の絶対値を累積するマッチング計算を行う。そして、その探索領域５１内で最も累積値の小さいブロックを位置特定ブロックとして抽出する。したがって、指標２７が撮像面に結像している場合においては、該指標２７の位置が撮像面４０上で特定される。特定後、指標２７の位置を示す位置情報は位置検出回路７ｈから判別回路７ｉに出力される。
That is, matching calculation is performed in which the absolute value of the difference between corresponding pixels between the
撮像面４０の探索領域５１の探索を終了したらステップＳ２に移行して、指標２７の位置が特定されたか否かを確認する。言い換えれば、撮像面４０の探索領域５１の全探索を終了した後、判別回路７ｉは位置検出回路７ｈから該判別回路７ｉに対して位置情報が出力されたか否かを確認する。
When the search of the
このステップＳ２において、位置情報の判別回路７ｉへの出力がされていないことが確認された場合、即ち指標２７が探索領域５１内に位置していない場合、ステップＳ３に移行する。ステップＳ３で判別回路７ｉは、ランプ７ｍへ所定の指示信号を出力する。このことによって、ランプ７ｍが赤色の点灯状態になるとともに、例えば表示画面７ｋ上に処置部が探索領域５１内に位置していない旨を告知する文字等を表示する。
If it is confirmed in step S2 that the position information is not output to the determination circuit 7i, that is, if the
一方、ステップＳ２において、判別回路７ｉに位置情報が出力されたことを確認した場合にはステップＳ４に移行する。ステップＳ４で判別回路７ｉは、まず、指標２７の位置が処置作業領域４４内に位置しているか否かを判別する。ここで、判別回路７ｉが指標２７は処置作業領域４４内に位置していると判別した場合、ステップＳ５に移行する。ステップＳ５において判別回路７ｉはランプ７ｍへ所定の指示信号を出力する。このことによって、ランプ７ｍを青色の点灯状態になる。
On the other hand, if it is confirmed in step S2 that the position information has been output to the determination circuit 7i, the process proceeds to step S4. In step S4, the determination circuit 7i first determines whether or not the position of the
また、ステップＳ４において、判別回路７ｉが指標２７は処置作業領域４４内に存在していないと判別した場合、ステップＳ６に移行する。ステップＳ６で判別回路７ｉは、指標２７の位置が告知領域４６内に位置しているか否かを判別する。ここで、判別回路７ｉが指標２７は告知領域４６内に位置していると判別して場合、ステップＳ７に移行する。ステップＳ７において判別回路７ｉはランプ７ｍへ所定の指示信号を出力する。このことによって、ランプ７ｍを橙色の点滅状態になる。
If the determination circuit 7i determines that the
さらに、ステップＳ６において、判別回路７ｉが指標２７は告知領域４６内にも存在していないと判別した場合、ステップＳ８に移行する。ステップＳ８で判別回路７ｉはランプ７ｍへ所定の指示信号を出力して該ランプ７ｍを赤色の点滅状態にする。
Furthermore, when the determination circuit 7i determines in step S6 that the
図４、図６、及び図９乃至図１１を参照して、内視鏡２の内視鏡挿入部４に設けられた外付けチューブ５を介して挿入具１を組み付けた内視鏡装置３の作用を説明する。
図４に示すように外付けチューブ５が内視鏡挿入部４に並設された内視鏡２と、挿入具１とを備える内視鏡治療装置３において観察、処置を行う際、まず、外付けチューブ５が並設された内視鏡挿入部４を体腔内に導入する。このとき、モニタ７ｃの表示画面７ｋ上に表示される内視鏡画像を観察しながら内視鏡挿入部４を目的観察部位に向けて導入していく。
Referring to FIGS. 4, 6, and 9 to 11, an
When performing observation and treatment in an
そして、内視鏡挿入部４が目的観察部位である例えば胃内に到達したなら、内視鏡操作部６に設けられている湾曲ノブを適宜操作して、モニタ７ｃの表示画面７ｋ上に胃壁の内視鏡画像を表示させて観察を行う。この観察時において、例えば潰瘍を発見したなら処置を行うか否かを判断する。ここで、処置を行うと判断を下した際、術者はビデオプロセッサ７ｂに設けられている位置検出回路７ｈ、及び判別回路７ｉを動作させる。その後、潰瘍閉塞を行うため外付けチューブ５を介して挿入具１の挿入具挿入部１１を胃内に導入していく。
When the
挿入具挿入部１１を外付けチューブ５を介して胃内に導入するとき、該挿入具挿入部１１の先端部１３に設けられている指標２７が撮像素子４ｇに設けられた非表示範囲４２に到達するまでの間、ランプ７ｍは赤色の点灯状態である。そして、術者が所望した量、挿入具挿入部１１を導入すると、該挿入具挿入部１１の先端部１３に設けられている指標２７が撮像素子４ｇに設けられた非表示範囲４２内に到達する。すると、ランプ７ｍは赤色の点灯状態から赤色の点滅状態に切り替わる。
When the insertion
ここで、術者はさらに挿入具挿入部１１の導入を行う。このとき、先端部１３が撮像素子４ｇに設けられた処置作業領域４４に向かって非表示範囲４２内を移動している場合、赤色の点滅状態が高速から徐々に低速の点滅状態に切り替わっていく。この後、さらに、先端部１３が処置作業領域４４に向かって非表示範囲４２内を移動して、該先端部１３の指標２７が観察画像表示範囲４１の境界線４１ａに近づいていく。すると、ランプ７ｍは赤色で低速の点滅状態から橙色で高速な点滅状態に切り替わり、その後、モニタ７ｃの表示画面７ｋ上に挿入具挿入部１１の先端部１３が表示される。このことによって、挿入具１の挿入具挿入部１１が胃内に導入されたことが視認される。ここで、表示画面７ｋ上に表示される内視鏡画像を観察しながら、挿入具１に設けられている第１湾曲上下ノブ１８ａ、第１湾曲左右ノブ１８ｂ、或いは第２湾曲上下レバー１９ａを適宜湾曲操作して、挿入具挿入部１１の先端部１３を処置作業領域４４内の所望する位置に配置させる。
Here, the surgeon further introduces the insertion
次に、挿入具１に設けられている処置具チャンネル１１ａを介して例えば、把持鉗子３０の把持部３１を胃内に導出させる。また、内視鏡２に設けられている処置具挿通チャンネル内に縫合部材を配設した縫合器（不図示）を挿通配置しておく。
Next, for example, the grasping
ここで、術者は、内視鏡操作部６に設けられている湾曲ノブを適宜操作して湾曲部４ｂを湾曲動作させて、図９に示すように先端部４ａを矢印ｄ、ｅに示すように移動させる。このとき、術者が目的部位に集中して湾曲部４ｂを湾曲動作させていると、指標２７が処置作業領域４４内から告知領域４６内に移動されることがある。すると、緑色で点灯していたランプ７ｍが橙色の点滅状態に切り替わる。
Here, the surgeon appropriately operates the bending knob provided in the
このとき、表示画面７ｋに表示されている内視鏡画像を観察していた術者は、ランプ７ｍが橙色の点滅状態に切り替わったことを確認する。ここで、術者は、湾曲部４ｂの湾曲操作を行うとともに、挿入具１に設けられている第１湾曲上下ノブ１８ａ、第１湾曲左右ノブ１８ｂ、或いは第２湾曲上下レバー１９ａを適宜湾曲操作して、第１湾曲部１６、第２湾曲部１７を矢印ａ、ｂ、ｃに示すように湾曲動作させる操作を行う。
At this time, the surgeon observing the endoscopic image displayed on the
このことによって、図６に示すようにモニタ７ｃの表示画面７ｋ上に把持部３１が潰瘍近傍の生体組織に術者の所望する状態で対峙した内視鏡画像が表示される。この後、術者は内視鏡画像を観察しながら、把持部３１で生体組織を把持して、該生体組織を引っ張り上げる等の手元操作を行う。そのため、術者は、内視鏡２に設けられている湾曲部４ｂの湾曲状態を例えば保持状態にして、表示画面７ｋの略中央に目的部位が表示される状態を確保する。
As a result, as shown in FIG. 6, an endoscopic image is displayed on the
表示画面７ｋに表示された内視鏡画像を観察しながら、術者は第１湾曲上下ノブ１８ａ、第１湾曲左右ノブ１８ｂ、或いは第２湾曲上下レバー１９ａを操作して把持部３１を移動させる。このとき、図１０に示すように先端部１３に設けられている指標２７が表示画面７ｋ中に設定された第１の領域４３から第２の領域４５に移動してしまうこと、図１１に示すように先端部１３に設けられている指標２７が表示画面７ｋ中に設定された第１の領域４３から破線に示すように表示画面７ｋの枠部分４７より外側に移動してしまうことがある。
While observing the endoscopic image displayed on the
図１０に示す状態は、表示画面７ｋの第２の領域４５内に先端部１３に設けられた指標２７が表示されている状態である。このとき、指標２７は撮像面４０に設定された告知領域４６内で撮像されている。このため、表示画面７ｋの近傍に設けられているランプ７ｍは橙色の点滅状態である。術者は橙色で点滅しているランプ７ｍを目でとらえることによって、把持部３１が表示画面７ｋの枠部分４７近傍に位置していると判断する。このことによって、把持部３１が表示画面７ｋから外側に外れることが防止される。
The state shown in FIG. 10 is a state in which the
一方、図１１に示す状態は、例えばランプ７ｍが橙色で点滅していたにもかかわらず、そのランプ７ｍの点滅に気付かないうちに、把持部３１が表示画面７ｋ上から消えてしまった状態である。このとき、指標２７は撮像面４０に設定された非表示範囲４２内で撮像される。このため、表示画面７ｋの近傍に設けられているランプ７ｍは赤色の点滅状態である。術者は赤色で点滅しているランプ７ｍを目でとらえることによって、把持部３１が表示画面７ｋ上からは消えてしまった状態であるが、それほど遠くまで移動していない状況であることを理解できる。
On the other hand, the state shown in FIG. 11 is a state in which the
このため、術者は、慌てることなく例えば第１湾曲上下ノブ１８ａを慎重に操作して把持部３１を表示画面７ｋ上に表示させるための操作を行う。すると、第１湾曲上下ノブ１８ａの操作に伴ってランプ７ｍの赤色の点滅状態が低速に、或いはさらに高速に変化する。ランプ７ｍの点滅状態が低速に変化していく場合、術者は操作方向が正しいと判断してその操作を継続して行う。すると、把持部３１が再び表示画面７ｋ中に表示される。
For this reason, the surgeon performs an operation for displaying the
これに対して、ランプ７ｍの点滅状態が高速に点滅するように変化した場合、術者はその操作方向が逆方向であると判断して、逆方向に湾曲させる操作を行う。ここで、点滅状態が低速に変化していく場合にはその操作方向が正しいと判断してその操作を継続して行う。このことによって、把持部３１が再び表示画面７ｋ中に表示される。
On the other hand, when the blinking state of the
一方、逆方向に湾曲させても点滅状態がさらに高速に変化する、或いは点滅状態が高速のままである場合には、第１湾曲上下ノブ１８ａに変えて第１湾曲左右ノブ１８ｂを操作する。そして、ランプ７ｍの点滅速度が低速になる方向に湾曲操作を行う。このことによって、把持部３１が再び表示画面７ｋ中に表示される。
On the other hand, if the blinking state changes even faster even when curved in the reverse direction, or the blinking state remains at a high speed, the first bending left /
このように、体腔内に挿入される挿入具の挿入具挿入部を構成する先端部に指標を設ける。また、体腔内に挿入される内視鏡挿入部に設けた対物光学系を通過した光学像を表示装置の画面上に表示させるための信号を生成する信号処理部に、指標の位置を特定する位置検出回路と、特定された指標の位置を判別する判別回路とを設ける。さらに、表示装置の表示画面近傍等に指標が画面上のどの領域に位置しているか等を術者に告知するランプを設ける。 In this way, the index is provided at the distal end portion constituting the insertion tool insertion portion of the insertion tool to be inserted into the body cavity. In addition, the position of the index is specified in a signal processing unit that generates a signal for displaying an optical image that has passed through the objective optical system provided in the endoscope insertion unit inserted into the body cavity on the screen of the display device. A position detection circuit and a determination circuit for determining the position of the specified index are provided. Furthermore, a lamp is provided in the vicinity of the display screen of the display device to notify the surgeon where the index is located on the screen.
そして、挿入具の挿入具挿入部に処置具を挿通させて、内視鏡観察下で処置を行う際、位置検出回路と判別回路とを動作状態にして処置を行う。このとき、位置検出回路によって先端部に設けられた指標の位置が特定される。また、判別回路は、位置検出回路の検出結果に基づいて、特定された指標の位置が画面上のどの領域に対応するか等を判別し、その判別した領域に対応する指示信号をランプに向けて出力する。このことによって、ランプが所定の点灯状態、或いは点滅状態に変化する。このため、術者は観察画面に表示されている処置部位を観察して処置を行っているとき、ランプの点灯状態、或いは点滅状態を視認することで、処置具の処置部がどの領域に存在しているかを把握しながら処置を行うことができる。 Then, when the treatment tool is inserted into the insertion tool insertion portion of the insertion tool and treatment is performed under endoscopic observation, the treatment is performed with the position detection circuit and the determination circuit in the operating state. At this time, the position of the index provided at the tip is specified by the position detection circuit. Further, the discrimination circuit discriminates on which area on the screen the position of the specified index corresponds based on the detection result of the position detection circuit, and directs the instruction signal corresponding to the discriminated area to the lamp. Output. As a result, the lamp changes to a predetermined lighting state or blinking state. For this reason, when the surgeon observes the treatment site displayed on the observation screen and performs the treatment, the treatment part of the treatment tool exists in which region by visually checking the lighting state or blinking state of the lamp. It is possible to take measures while grasping whether or not
また、たとえ処置具の処置部が表示画面上に表示されていない、即ち画面上から消えてしまった状態になった場合でも、ランプが赤色の点滅状態であるときには、処置部が近くに位置していると判断できる。このため、術者は冷静に対処して表示画面上に再び処置部を表示させられる。 Even if the treatment part of the treatment tool is not displayed on the display screen, that is, when the treatment part has disappeared from the screen, the treatment part is located nearby when the lamp is flashing red. Can be judged. For this reason, the surgeon can cope with calmness and display the treatment section on the display screen again.
さらに、先端部の指標が告知領域に結像しているとき、及び指標が撮像面の非表示範囲に結像しているとき、ランプが所定の発光色で点滅状態になる。また、先端部の指標が観察画像表示
範囲の境界線に近接しているか否か、及び非表示範囲の外側に近接しているか否かによって点滅速度を変化させている。このため、ランプの発光色と点滅状態とを視認することによって、処置部が処置作業領域から告知領域に移動したことや、非表示範囲に移動してしまったこと、或いは、境界線に向かって移動していることや非表示範囲の外側に向かって移動していること等の判断を瞬時に行うことができる。したがって、処置部が非表示領域に存在する状態においては、ランプの点滅速度の変化を確認することで、湾曲部を湾曲させる手元操作を的確に行って、処置部を観察画面上に復帰させることを容易に行える。
Further, when the index at the tip is imaged in the notification area and when the index is imaged in the non-display range of the imaging surface, the lamp blinks in a predetermined emission color. Further, the blinking speed is changed depending on whether the index at the tip is close to the boundary of the observation image display range and whether it is close to the outside of the non-display range. For this reason, by visually recognizing the light emission color and the blinking state of the lamp, the treatment section has moved from the treatment work area to the notification area, moved to the non-display area, or toward the boundary line. It is possible to instantaneously determine whether the object is moving or moving outside the non-display range. Therefore, in a state where the treatment portion is present in the non-display area, by confirming the change in the blinking speed of the lamp, the hand operation for bending the bending portion is accurately performed, and the treatment portion is returned to the observation screen. Can be easily performed.
なお、先端部１３の指標２７が撮像面４０の非表示範囲４２上に結像しているとき、ランプ７ｍが赤色で点滅状態になって、その旨は術者に告知される。しかし、術者は表示画面７ｋ上に表示されている内視鏡画像に把持部３１等が表示されていない状態であるため、把持部３１が表示画面７ｋに対して上下左右のどの方向に移動してしまったかを判断することができない。言い換えれば、湾曲部を湾曲させる手元操作を行って、観察画面上に処置部を復帰させるとき、表示画面７ｋの枠部分４７のどの位置から把持部３１が現れるかの判断を行えない。
Note that when the
この不具合を解消するため、図１２に示すように指標２７が表示画面７ｋの枠部分４７を横切って外側に移動してしまったとき、判別回路７ｉは指標２７が横切った枠部分４７に対応する画素、及びその画素周辺の所定数の画素を通過点告知目印４８として点滅させる指示信号を出力する。
In order to eliminate this problem, as shown in FIG. 12, when the
このように、判別回路によって、指標が枠部分を横切って非表示領域に移動してしまったとき、通過点告知目印を点滅表示させる。このことによって、術者は処置作業領域、或いは告知領域に位置していた処置部が、表示画面の枠部のどの位置から該表示画面より外に移動してしまったかを確認することができる。このことによって、処置部を観察画面上に復帰させる際の手元操作を容易に行えるので、処置部の表示画面上への再表示が素早く行われる。 In this way, when the indicator has moved to the non-display area across the frame portion by the discrimination circuit, the passing point notification mark is displayed blinking. Accordingly, the surgeon can confirm from which position of the frame portion of the display screen the treatment unit located in the treatment work area or the notification area has moved out of the display screen. As a result, a hand operation when returning the treatment section to the observation screen can be easily performed, so that the re-display of the treatment section on the display screen is performed quickly.
また、本実施形態において指標を白色の円形形状としている。しかし、指標の色、及び形状はこれに限定されるものではなく、以下に示すように指標の色や、形状を変化させるようにしてもよい。指標の色は、白色と同様に体腔内で識別が容易な色であればよく、例えば緑色や青色で指標を着色するようにしてもよい。指標を着色して構成するのではなくＬＥＤなどの発光体で構成するようにしてもよい。図１３に示す指標２７Ａは、円形であって、体腔内では存在しないと思われる規則的な模様２７ａ、２７ｂを設けたものである。図１４に示す指標は先端部１３の先端側外周面を指標部２７Ｂとして所定の色、例えば白色で着色したものである。縞模様に着色して指標部２７Ｂを構成するようにしてもよい。第１湾曲部１６の外表面は例えば黒色に着色されている。先端部１３に指標２７Ａ、指標２７Ｂを設けるときには、探索ブロックを指標に対応させて変化させる。
In the present embodiment, the index is a white circular shape. However, the color and shape of the index are not limited to this, and the color and shape of the index may be changed as described below. The color of the index may be any color that can be easily identified in the body cavity, like white, and may be colored with green or blue, for example. You may make it comprise with light-emitting bodies, such as LED, instead of coloring and comprising a parameter | index. The
図１５乃至図１９は本発明の第２実施形態にかかり、図１５は挿入具と内視鏡とを備えた内視鏡装置の他の構成例を説明する図、図１６は処置部の移動制御を説明する図、図１７はジョイスティックの概略構成を説明する図、図１８は制御部による駆動モータの駆動制御を説明する図、図１９は指標の画面上の位置、及び指標が表示画面の枠部分に停止された状態における移動可能範囲を説明する図である。」
図１５に示すように本実施形態の内視鏡装置３Ａは挿入具１Ａと内視鏡２とで構成されている。内視鏡２の外部装置であるビデオプロセッサ７ｂに設けられている信号処理部７ｇには、位置検出回路７ｈ、判別回路７ｉに加えて、移動方向検出回路７ｎが設けられている。移動方向検出回路７ｎは、位置検出回路７ｈで特定したフレーム中の指標２７の位置情報を時系列的に取得して、位置の変化を示すベクトルを動きベクトルとして求め、移動方向を判定する。
15 to 19 are related to a second embodiment of the present invention. FIG. 15 is a diagram for explaining another configuration example of an endoscope apparatus provided with an insertion tool and an endoscope. FIG. FIG. 17 is a diagram for explaining the schematic configuration of the joystick, FIG. 18 is a diagram for explaining drive control of the drive motor by the control unit, FIG. 19 is a position of the index on the screen, and the index is on the display screen. It is a figure explaining the movable range in the state stopped by the frame part. "
As shown in FIG. 15, the
一方、挿入具１Ａにおいて湾曲部１４は電動湾曲部として構成されている。このため、操作部１２には第１湾曲部１６を上下左右方向に湾曲操作する湾曲操作部として第１のジョイスティック６１が設けられるとともに、第２湾曲部１７を上下方向に湾曲操作する湾曲操作部として第２のジョイスティック６２が設けられている。また、挿入具１Ａの操作部１２からはユニバーサルコード６３が延出している。ユニバーサルコード６３内にはそれぞれの湾曲部１６、１７から延出された複数の湾曲ワイヤ（不図示）や、第１のジョイスティック６１、及び第２のジョイスティック６２からそれぞれ延出する信号線（不図示）が挿通している。
On the other hand, in the insertion tool 1A, the bending
ユニバーサルコード６３の基端部は、湾曲部１６、１７を湾曲動作させる複数の駆動モータ７１、及び該複数の駆動モータ７１の駆動等を制御する制御部７２を備えた挿入具制御装置７０に着脱自在に連結される。複数の駆動モータ７１、及び制御部７２によって、第１湾曲部１６の駆動を制御する第１湾曲部駆動機構と、第２湾曲部１７の駆動を制御する第２湾曲部駆動機構（不図示）とがそれぞれ構成される。
The base end portion of the universal cord 63 is attached to and detached from an insertion
したがって、挿入具１Ａにおいては、術者がジョイスティック６１を適宜傾倒操作することによって、第１湾曲部１６が上下左右方向に動作し、第２のジョイスティック６２を適宜傾倒操作することによって第２湾曲部１７が上下方向に湾曲動作するようになっている。
Therefore, in the insertion tool 1A, when the surgeon appropriately tilts the
なお、本実施形態においては、ビデオプロセッサ７ｂと挿入具制御装置７０とが信号ケーブル１０ｅによって電気的に接続されている。符号７３はパーソナルコンピュータであり、各種パラメータを設定、或いは変更する際に使用される。その他の構成は前記第１実施形態と同様であり、同部材には同符号を付して説明を省略する。
In the present embodiment, the
ここで、本実施形態における信号処理部７ｇに設けられた位置検出回路７ｈ、判別回路７ｉ、及び移動方向検出回路７ｎの作用を説明する。
移動方向検出回路７ｎで求められた移動方向にかかわる情報である移動方向情報は判別回路７ｉに出力される。このため、本実施形態の判別回路７ｉにおいては、前記第１実施形態と同様に位置検出回路７ｈから出力される位置情報を基に指標２７の位置する領域を判別して、その指標２７の位置する領域に対応する各種指示信号を告知手段に出力するとともに、以下に示すように指示信号を挿入具制御装置７０の制御部７２に対して出力するようになっている。
Here, the operation of the
Movement direction information, which is information related to the movement direction obtained by the movement direction detection circuit 7n, is output to the determination circuit 7i. For this reason, the discrimination circuit 7i of this embodiment discriminates the region where the
挿入具１Ａを備えた内視鏡装置３において、前記図９に示すように挿入具１Ａの挿入具挿入部１１を介して例えば胃内に把持鉗子３０を導入して処置部である把持部３１を操作するとき、ビデオプロセッサ７ｂに設けられている位置検出回路７ｈ、判別回路７ｉ、及び移動方向検出回路７ｎは動作状態にされる。
In the
そのため、図１６のステップＳ１１乃至ステップＳ１７に示すように処置部の移動制御を行う。まず、ステップＳ１１、及びステップＳ１２に示すように判別回路７ｉは位置検出回路７ｈで求められた位置情報、及び移動方向検出回路７ｎで求められた移動方向情報を取得する。そして、ステップＳ１３に移行して特定した指標２７の位置が撮像面４０の処置作業領域４４内に位置しているか、或いは、告知領域４６内に位置しているかを判別する。
Therefore, the movement control of the treatment section is performed as shown in steps S11 to S17 in FIG. First, as shown in step S11 and step S12, the determination circuit 7i acquires the position information obtained by the
このステップＳ１３において判別回路７ｉで、指標２７は処置作業領域４４内に位置していると判別した場合には、ステップＳ１１、ステップＳ１２に示したように新たな移動方向情報、及び位置情報の取得を行う。一方、ステップＳ１３において判別回路７ｉで、指標２７が告知領域４６内に位置していると判別した場合にはステップＳ１４に移行する。ステップＳ１４で判別回路７ｉは、移動方向情報を基に指標２７の移動方向が非表示範囲４２方向に向かっているか否かを判別する。
If the determination circuit 7i determines in step S13 that the
ステップＳ１４において判別回路７ｉで、指標２７の移動方向が非表示範囲方向ではないと判別した場合には、ステップＳ１１、ステップＳ１２に示したように新たな移動方向情報、及び位置情報を取得する。一方、ステップＳ１４において判別回路７ｉで、指標２７の移動方向が非表示範囲方向であると判別した場合にはステップＳ１５に移行する。ステップＳ１５で判別回路７ｉは、指標２７の位置が観察画像範囲４１の境界線４１ａに近接しているか否かを判別する。
When the determination circuit 7i determines in step S14 that the movement direction of the
ステップＳ１５において判別回路７ｉで、指標２７の位置が観察画像範囲４１の境界線４１ａに近接していると判断した場合にはステップＳ１６に移行する。ステップＳ１６において判別回路７ｉは、挿入具制御装置７０の制御部７２に向けて、ジョイスティック６１、６２から制御部６２に出力された湾曲操作信号を入力処理することをキャンセルする指示信号、及びランプ７ｍを赤色で点滅させる指示信号を出力する。また、この状態における位置情報、及び移動方向情報を制御部７２に向けて出力する。
If the determination circuit 7i determines in step S15 that the position of the
一方、ステップＳ１５において判別回路７ｉで、指標２７の位置が観察画像範囲４１の境界線４１ａに近接してはいないと判断した場合にはステップＳ１７に移行する。ステップＳ１６において判別回路７ｉは、挿入具制御装置７０の制御部７２に向けて例えば、動作中の駆動モータの出力を低下させる指示信号とともに、ランプ７ｍを橙色で点滅させる指示信号を出力する。
On the other hand, when the determination circuit 7i determines in step S15 that the position of the
図１７に示すように第１のジョイスティック６１には上下湾曲方向と左右湾曲方向とを指示するための２軸のレバー６１ａと、レバー６１ａの傾倒角度をそれぞれの上下方向、左右方向毎に検出するポテンショメータ６１ｂ、６１ｃとが設けられている。一方、第２のジョイスティック６２には上下湾曲方向を指示するための１軸のレバー６２ａと、レバーの傾倒角度を検出するポテンショメータ（不図示）とが設けられている。術者が所望のレバー６１ａ、６２ａを傾倒操作することによって、ジョイスティック６１、６２から湾曲操作信号が制御部７２に向けて出力される。そして、制御部７２ではジョイスティック６１、６２の操作に対応する駆動モータ７１を動作させる。このことによって、術者の所望する湾曲部１６、１７が傾倒操作方向に対して湾曲動作する。つまり、術者がジョイスティックを傾倒操作したとき制御部に出力される湾曲操作信号には傾倒方向、及び傾倒角度を含む湾曲操作情報が含まれている。
As shown in FIG. 17, the
ここで、図１８を参照して駆動モータを駆動制御する制御部の作用を説明する。
挿入具１Ａを備えた内視鏡装置３において前記図９に示すように挿入具１Ａの挿入具挿入部１１を介して例えば胃内に把持鉗子３０を導入して処置部である把持部３１を操作するため第１ジョイスティック６１のレバー６１ａ、又は第２ジョイスティック６２のレバー６２ａを操作する。すると、制御部７２は図１８のステップ２１乃至ステップＳ３３に示すように駆動モータ７１を駆動制御する。
Here, with reference to FIG. 18, the operation of the control unit that controls the drive motor will be described.
In the
まず、ステップＳ２１に示すように制御部７２は、操作されたジョイスティック６１、６２から出力された湾曲操作情報を取得する。そして、ステップＳ２２に移行して判別回路７ｉから出力されている指示信号の有無を確認する。ここで、指示信号が出力されていないことを確認した場合にはステップＳ２３に移行する。
First, as shown in step S21, the
ステップＳ２３において制御部７２は、ジョイスティック６１、６２から出力された湾曲操作情報を基に対応する駆動モータ７１を駆動状態にする。そして、ステップＳ２４に移行して判別回路７ｉから出力される指示信号の有無を確認する。ステップＳ２４において、指示信号の出力が確認されなかった場合にはステップＳ２５に移行して湾曲操作情報と、駆動モータ７１の駆動量、及び湾曲方向とを比較する。ここで、湾曲操作情報と、駆動モータ７１の駆動量、及び湾曲方向とが一致していない場合にはステップＳ２３に移行して引き続き所定の駆動モータを駆動させて湾曲部を湾曲動作させる。
In step S23, the
一方、ステップＳ２５において湾曲操作情報と、駆動モータ７１の駆動量、及び湾曲方向とが一致した場合にはステップＳ２６に移行して駆動モータの駆動を停止させるとともに、その停止位置を保持して、ジョイスティック６１、６２から湾曲操作情報が出力されることを待機する待機状態になる。このとき、例えば図１９の実線に示すような停止状態になる。
On the other hand, when the bending operation information coincides with the driving amount of the driving motor 71 and the bending direction in step S25, the process proceeds to step S26 to stop the driving motor and hold the stop position. A standby state is entered to wait for the bending operation information to be output from the
これに対して、ステップＳ２２、又はステップＳ２４において、判別回路７ｉからの指示信号の出力を確認したる場合にステップＳ２７に移行する。ステップＳ２７では、指示信号の種類を確認する。つまり、指示信号が「駆動モータの出力を低下させる指示」であるか「ジョイスティックから出力される湾曲操作信号の入力処理をキャンセルする指示」を指示する第２の指示信号であるかを確認する。 On the other hand, when the output of the instruction signal from the determination circuit 7i is confirmed in step S22 or step S24, the process proceeds to step S27. In step S27, the type of instruction signal is confirmed. That is, it is confirmed whether the instruction signal is “an instruction to decrease the output of the drive motor” or “second instruction signal to instruct to cancel the input processing of the bending operation signal output from the joystick”.
ステップＳ２７おいて、指示信号が「駆動モータの出力を低下させる指示」する指示信号であった場合にはステップＳ２８に移行する。ステップＳ２８において、制御部７２は動作させる駆動モータ、或いは動作中の駆動モータの出力を低下させる制御を行う。このことによって、湾曲部１６、１７が通常よりゆっくりと湾曲動作されることによって、処置部の移動が低速に切り替わる。このとき、ランプ７ｍは橙色の点滅状態になる。このため、術者は図１９の破線に示すように指標２７が告知領域に移動している状態であると瞬時に判断して、ジョイスティック６１、６２の操作を注意を払って慎重に行う。
If it is determined in step S27 that the instruction signal is an instruction signal for “instructing to reduce the output of the drive motor”, the process proceeds to step S28. In step S28, the
一方、ステップＳ２７おいて、指示信号が「ジョイスティックから出力される湾曲操作信号の入力処理をキャンセルする指示」する指示信号であった場合にはステップＳ２９に移行する。ステップＳ２９において制御部７２は動作中の駆動モータ７１の駆動を停止させるとともに、その停止位置を保持してステップＳ３０に移行する。このとき、指標２７は表示画面７ｋの枠部分４７上、又はその近傍で停止し、ランプ７ｍは赤色の点滅状態である。このため、術者は図１９の二点鎖線に示すように指標２７が告知領域から非表示範囲に移動している状態であると瞬時に判断して、ジョイスティック６１、６２の操作方向を修正する。
On the other hand, if it is determined in step S27 that the instruction signal is an instruction signal for “instruction to cancel the input process of the bending operation signal output from the joystick”, the process proceeds to step S29. In step S29, the
ステップＳ３０において制御部７２は、前記指示信号とともに入力された移動方向情報と湾曲操作情報とを比較するとともに、位置情報を参照して、停止位置と画面中央部６４との位置関係を把握する。そして、制御部７２は図１９に示すように把持部３１が移動可能範囲（図中の斜線範囲）６５を設定した後、ステップＳ３１に移行する。なお、制御部７２は、移動可能範囲６５を設定するまでの間、ジョイスティック６１、６２から出力される湾曲操作信号の入力処理をキャンセルする処理を継続する。
In step S30, the
ステップＳ３１において制御部７２は、操作方向が修正されてジョイスティック６１、６２から出力される湾曲操作信号の入力処理を再開する。そして、ジョイスティック６１、６２から出力される湾曲操作情報を取得したならステップＳ３２に移行する。
In step S31, the
ステップＳ３２において制御部７２は、ジョイスティック６１、６２から出力された湾曲操作情報によって把持部３１が移動可能範囲６５に向けて移動させるか否かを判定する。ここで、把持部３１が該移動可能範囲６５内を移動すると判断した場合、ステップＳ３３に移行する。ステップＳ３３において制御部７２はジョイスティック６１、６２から出力された湾曲操作情報を基に、対応する駆動モータ７１を駆動状態にして、把持部３１を所定量移動させ、その後ステップＳ２１に移行する。このことによって、把持部３１が図中の矢印に示すように移動可能範囲６５内を中央方向に向かって徐々に移動して、指標２７が第２の領域４５内、或いは第１の領域４３内に位置した状態になる。
In step S <b> 32, the
一方、ステップＳ３２において制御部７２がジョイスティックから出力された湾曲操作情報では処置部を移動可能範囲６５に向けて移動させることができないと判断した場合、ステップＳ３１に移行して、再び操作方向が修正されたジョイスティックから出力される新たな湾曲操作情報を取得する。
On the other hand, when the
このように、体腔内に挿入される挿入具の挿入具挿入部を構成する先端部に指標を設ける。挿入具挿入部を構成する湾曲部は電動湾曲部である。電動湾曲部は操作部に設けられたジョイスティックを操作することによって、挿入具制御装置に設けられている駆動モータが駆動され、湾曲ワイヤを牽引操作して湾曲部を湾曲動作させる。一方、体腔内に挿入される内視鏡挿入部に設けた対物光学系を通過した光学像を表示装置の画面上に表示させるための信号を生成する信号処理部に、指標の位置を特定する位置検出回路と、特定された指標の位置を判別する判別回路と、特定した位置情報を時系列的に取得して移動方向を検出する判移動方向検出回路とを設ける。さらに、表示装置の表示画面近傍等に指標が画面上のどの領域に位置しているか等を術者に告知するランプを設ける。 In this way, the index is provided at the distal end portion constituting the insertion tool insertion portion of the insertion tool to be inserted into the body cavity. The bending portion constituting the insertion tool insertion portion is an electric bending portion. The electric bending portion operates a joystick provided in the operation portion, thereby driving a drive motor provided in the insertion tool control device and pulling the bending wire to bend the bending portion. On the other hand, the position of the index is specified in the signal processing unit that generates a signal for displaying an optical image that has passed through the objective optical system provided in the endoscope insertion unit inserted into the body cavity on the screen of the display device. A position detection circuit, a determination circuit that determines the position of the specified index, and a determination movement direction detection circuit that acquires the specified position information in time series and detects the movement direction are provided. Furthermore, a lamp is provided in the vicinity of the display screen of the display device to notify the surgeon where the index is located on the screen.
そして、挿入具の挿入具挿入部に処置具を挿通させて、内視鏡観察下で処置を行う際、位置検出回路と判別回路と移動方向検出回路とを動作状態にして処置を行う。このとき、位置検出回路によって先端部に設けられた指標の位置が特定される。また、判別回路は、位置検出回路の検出結果、及び移動方向検出回路の検出結果に基づいて、特定された指標の位置が画面上のどの領域に対応するか、どの方向に向かって移動しているか等を判別し、指示信号をランプ、及び挿入具制御装置の制御部に伝送する。 Then, when the treatment tool is inserted into the insertion tool insertion portion of the insertion tool and treatment is performed under endoscopic observation, the position detection circuit, the determination circuit, and the movement direction detection circuit are operated to perform the treatment. At this time, the position of the index provided at the tip is specified by the position detection circuit. Further, the discriminating circuit moves to which area on the screen the position of the identified index corresponds, based on the detection result of the position detection circuit and the detection result of the moving direction detection circuit. And the instruction signal is transmitted to the lamp and the control unit of the insertion tool control device.
このことによって、ランプが所定の点灯状態、或いは点滅状態に変化するとともに、駆動モータの駆動状態が制御される。そして、本実施形態においては、指標が第１の領域内に位置しているとき、ジョイスティックからの湾曲操作情報に基づいて湾曲部が通常の動作状態になる。一方、指標が第２の領域内に位置しているとき、ジョイスティックからの湾曲操作情報に基づいて湾曲部は動作状態になるが、そのときの湾曲動作は低速になる。そして更に、指標が第２の領域内で枠部分に近接し、かつ移動方向検出回路の検出結果が非表示範囲方向であった場合には、ジョイスティックから出力される湾曲操作信号の入力処理をキャンセルして、湾曲動作を停止させる。このため、指標が表示画面より外側に移動することを確実に防止することができる。 As a result, the lamp changes to a predetermined lighting state or blinking state, and the driving state of the driving motor is controlled. In the present embodiment, when the index is located in the first region, the bending portion is in a normal operation state based on the bending operation information from the joystick. On the other hand, when the index is located in the second region, the bending portion is in an operating state based on the bending operation information from the joystick, but the bending operation at that time is slow. Further, when the index is close to the frame portion in the second area and the detection result of the moving direction detection circuit is the non-display range direction, the input processing of the bending operation signal output from the joystick is canceled. Then, the bending operation is stopped. For this reason, it can prevent reliably that a parameter | index moves outside a display screen.
また、本実施形態においては、指標が表示画面の枠部分で停止されたとき、制御部に指示信号とともに入力された移動方向情報と湾曲操作情報とを比較するとともに、位置情報を参照して、把持部を移動させるのに最適な移動可能範囲を制御部によって設定する。そして、移動可能範囲を設定した後、制御部がジョイスティックから出力された湾曲操作情報によって処置部が移動可能範囲に向けて移動させることができないと判断した場合には、処置部は移動されることなく停止状態が保持される。したがって、術者が誤ってジョイスティックを操作してしまった場合でも、指標が表示画面の枠部分よりさらに外側に移動することを確実に防止することができる。その他の作用、及び効果は前記第１実施形態と同様である。 In the present embodiment, when the index is stopped at the frame portion of the display screen, the moving direction information input together with the instruction signal to the control unit is compared with the bending operation information, and the position information is referred to. The optimal movable range for moving the gripping part is set by the control part. Then, after setting the movable range, if the control unit determines that the treatment unit cannot be moved toward the movable range based on the bending operation information output from the joystick, the treatment unit is moved. The stop state is maintained. Therefore, even if the surgeon accidentally operates the joystick, it is possible to reliably prevent the indicator from moving further outside the frame portion of the display screen. Other operations and effects are the same as those of the first embodiment.
図２０乃至図３４は本発明の第３実施形態にかかり、図２０は挿入具と内視鏡とを備えた内視鏡装置の別の構成例を説明する図、図２１乃至図２５は特開２００３−２７５１６４号公報に示されている図であって、図２１は挿入部位置検出装置の構成を説明する図、図２２はソースコイルとセンスコイルとを説明する図、図２３は内視鏡形状検出装置の構成を説明するブロック図、図２４は描写処理を説明するフローチャート、図２５は表示画面上に一画面モードで表示された内視鏡挿入部の形状を表す出力画像の一例を説明する図、図２６は挿入具挿入部に設けられた挿入具形状検出ユニットを説明する図、図２７は内視鏡挿入部に設けられた内視鏡形状検出ユニットを説明する図、図２８は内視鏡挿入部に設けられた内視鏡形状検出ユニットを構成する第１ソースコイルと、先端面形成用ソースコイルとの配置位置関係を説明する図、図２９は平面Ｐｃ上に演算処理して求めた視野範囲の一例を説明する図、図３０は内視鏡の観察領域を説明する図、図３１は形状検出による処置部の監視を説明する図、図３２は観察領域の中心と、挿入具挿入部に設けられた第１ソースコイルとの距離や、中心と第１ソースコイルと結ぶ線分と観察領域との交点を求める際の状態を説明する模式図、図３３は交差告知目印を表示画面上に表示させた状態を説明する図、図３４は形状画像表示部に表示された形状画像の一例を説明する図である。 20 to 34 relate to the third embodiment of the present invention. FIG. 20 is a diagram for explaining another configuration example of an endoscope apparatus including an insertion tool and an endoscope, and FIGS. FIG. 21 is a diagram illustrating a configuration of an insertion portion position detection device, FIG. 22 is a diagram illustrating a source coil and a sense coil, and FIG. 23 is an internal view. 24 is a block diagram for explaining the configuration of the mirror shape detection device, FIG. 24 is a flowchart for explaining the rendering process, and FIG. 25 is an example of an output image representing the shape of the endoscope insertion portion displayed in the single screen mode on the display screen. FIG. 26 is a diagram for explaining the insertion tool shape detection unit provided in the insertion tool insertion portion, FIG. 27 is a diagram for explaining the endoscope shape detection unit provided in the endoscope insertion portion, and FIG. Is an endoscope shape detection unit provided in the endoscope insertion section. FIG. 29 is a diagram for explaining an arrangement position relationship between the first source coil and the source coil for forming the tip end surface, FIG. 29 is a diagram for explaining an example of a visual field range obtained by calculation processing on the plane Pc, and FIG. Is a diagram for explaining the observation region of the endoscope, FIG. 31 is a diagram for explaining the monitoring of the treatment portion by shape detection, and FIG. FIG. 33 is a diagram for explaining a state in which a crossing notice mark is displayed on the display screen, FIG. 33 is a schematic diagram for explaining a state when a distance, an intersection of a line segment connecting the center and the first source coil, and an observation region are obtained; FIG. 34 is a diagram illustrating an example of a shape image displayed on the shape image display unit.
図２０に示すように本実施形態の内視鏡装置３Ｂは挿入具１Ｂと、内視鏡２Ａと、挿入形状検出装置８０とを備えて構成されている。本実施形態の内視鏡装置３Ｂを構成する挿入形状検出装置８０は位置検出手段をも兼ね、磁界を発生する磁界発生素子であるソースコイルを挿入具１Ｂ、及び内視鏡２Ａの挿入部にそれぞれ所定の間隔で配設し、磁界を検知する磁界検知素子であるセンスコイル（不図示）を例えば装置本体８１内に配設している。挿入形状検出装置８０では、センスコイルで得られた信号から挿入部内の各ソースコイルの位置をそれぞれ検出し、このソースコイルの位置情報から挿入具１Ｂ、及び内視鏡２Ａの挿入部の３次元形状を算出する。そして、挿入具１Ｂの挿入具挿入部１１、及び内視鏡２Ａの内視鏡挿入部４の３次元形状を所定の視点から見た２次元形状に変換し、形状画像表示部８２の表示画面上に表示する構成である。このことによって、例えば特開２００３−２７５１６４号公報に示されている挿入部位置検出装置と同様に、被検体内における挿入具１Ｂの挿入具挿入部１１、及び内視鏡２Ａの内視鏡挿入部４の形状を表示画面上で知ることができる。
As shown in FIG. 20, the endoscope apparatus 3B according to the present embodiment includes an insertion tool 1B, an
なお、挿入形状検出装置８０の構成の詳細、及び作用は、特開２００３−２７５１６４号公報に示されている挿入部位置検出装置と略同様であるので、該挿入部位置検出装置の構成をここで説明する。
The details and operation of the configuration of the insertion
図２１に示すように内視鏡システム２０１は内視鏡装置２０２と、内視鏡２０６の内視鏡挿入部２０７の位置を検出する機能を備え、さらに内視鏡挿入部２０７の形状を推定してその形状に対応する画像を表示する内視鏡形状検出装置２０３とを有して構成される。内視鏡検査用ベッド２０４には患者２０５が載置され、この患者２０５の体腔内に内視鏡２０６の内視鏡挿入部２０７が挿入される。
As shown in FIG. 21, the
内視鏡２０６の操作部２０８には湾曲操作ノブ２０８Ａが設けてある。ノブ２０８Ａを回動する操作を行うことにより内視鏡挿入部２０７の先端付近に形成した湾曲自在の湾曲部２０７Ａを湾曲できるようにして屈曲した体腔内経路にもその屈曲に沿うように先端側を湾曲させることによりスムーズに挿入できるようにしている。内視鏡２０６には内視鏡挿入部２０７内には中空のチャンネル２１３が設けられている。このチャンネル２１３に（体腔内に挿入された内視鏡挿入部２０７の）位置、及び形状検出のためのプローブ２１５を挿入し、このプローブ２１５の先端側をチャンネル２１３内の所定の位置に設定することができる。プローブ２１５には磁界を発生する磁界発生素子としての複数のソースコイル２１６ａ，２１６ｂ，…（符号２１６ｉで代表する）が、絶縁性で可撓性を有する円形断面のチューブ２１９内に例えば一定間隔ｄとなる状態で、チューブ２１９内壁に絶縁性の接着剤２２０で固定されている。
The operation section 208 of the
各ソースコイル２１６ｉは例えば絶縁性で硬質の円柱状のコア２１０に絶縁被覆された導線が巻回されたソレノイド状コイルで構成され、さらにコイルの外周面に絶縁性の接着剤２２０で塗布されてコイルをコア２１０に絶縁被覆した状態で固定すると共に、チューブ２１９の内壁にも固定している。 Each source coil 216i is composed of, for example, a solenoidal coil in which an insulating and hard cylindrical core 210 is wound with a conductive wire, and is applied to the outer peripheral surface of the coil with an insulating adhesive 220. The coil is fixed to the core 210 in a state of insulating coating, and is also fixed to the inner wall of the tube 219.
そして、チューブ２１９が屈曲されて変形した場合でも、各ソースコイル２１６ｉは、硬質のコア２１０に導線が巻回して、接着剤２２０で固定されているので、ソースコイル２１６ｉ自身はその形状が変形しない構造にしてあり、磁界発生の機能はチューブ２１９が変形した場合でも不変となるようにしている。 Even when the tube 219 is bent and deformed, the source coil 216i is not deformed because the source coil 216i itself is deformed because the conductive wire is wound around the hard core 210 and fixed by the adhesive 220. The structure is such that the function of generating a magnetic field remains unchanged even when the tube 219 is deformed.
また、例えば末端（先端）のソースコイル２１６ａの位置はチャンネル２１３の処置具挿入口２１４の面と（その先端面が）一致するように設置され、従って最も先端のソースコイル２１６ａの位置を検出することにより、内視鏡２０６の内視鏡挿入部２０７の先端面の位置（より正確には先端面よりソースコイル２１６ａの（内視鏡挿入部２０７の軸方向の）長さの１／２だけ後方位置）を検出できるようにしている。
Further, for example, the position of the distal end (tip) source coil 216a is set so as to coincide with the surface of the treatment
先端のソースコイル２１６ａの位置は内視鏡２０６の既知の位置であると共に、一定間隔ｄでそれぞれソースコイル２１６ｉは設けてあるので、各ソースコイル２１６ｉの位置は内視鏡２０６の内視鏡挿入部２０７内の既知の位置に設定されていることになり、各ソースコイル２１６ｉの位置を検出することにより、内視鏡２０６の内視鏡挿入部２０７の離散的な位置（より厳密には各ソースコイル２１６ｉの位置）が検出できる。
The position of the source coil 216a at the tip is a known position of the
これらの離散的な位置を検出することにより、それらの間の位置もほぼ推定でき、従って離散的な位置の検出により、体腔内に挿入された内視鏡２０６の内視鏡挿入部２０７の形状を求めることが可能になる。
By detecting these discrete positions, the position between them can also be estimated approximately. Therefore, the shape of the
各ソースコイル２１６ｉに接続されたリード線２１７はプローブ２１５の後端に設けた、或はプローブ２１５の後端から延出されたケーブルの後端に設けたコネクタ２１８に接続され、このコネクタ２１８は（内視鏡）形状検出装置本体２２１のコネクタ受けに接続される。そして、後述するように各ソースコイル２１６ｉには駆動信号が印加され、位置検出に利用される磁界を発生する。
The
ソースコイル２１６ｉは例えば、図２２に示すように３軸のセンスコイル２２２ｊと同様な構造の３軸のソースコイル２１６ｉで構成しても、１軸のコイルで構成してもよい。３軸のソースコイル２１６ｉで形成した場合には、非磁性体或は磁性体で形成した例えば立方体形状の硬質のコア２１０に３つのコイルを巻回して構成される。非磁性体のコア２１０を用いることにより、隣接等する他のソースコイルで発生する磁界分布に影響を及ぼさないようにしても良いし、隣接するソースコイルとあまり接近していない場合には磁性体のコア２１０にして導線を巻回したコイルで磁界発生素子としてのソースコイルを構成しても良い。
For example, as shown in FIG. 22, the source coil 216i may be constituted by a triaxial source coil 216i having the same structure as the
また、コア２１０におけるコイルが巻回されていない部分に穴を設けて、各コイルの両端に接続されるリード線２１７を通すようにしている（各コイルの一端は共通にできる）。なお、コア２１０を有しないで例えば３つのコイルの中空部分も含めて３つのコイルを絶縁性の接着剤で接着固定した構造にしても良い。
また、図２１に示すようにベッド２０４の既知の位置、例えば３つの隅にはそれぞれ磁界を検出する磁界検出素子としての３軸センスコイル２２２ａ，２２２ｂ，２２２ｃ（２２２ｊで代表する）が取り付けてあり、これらの３軸センスコイル２２２ｊはベッド２０４から延出されたケーブルを介して形状検出装置本体２２１に接続される。
In addition, a hole is provided in a portion of the core 210 where the coil is not wound so that
Further, as shown in FIG. 21, triaxial sense coils 222a, 222b, and 222c (represented by 222j) as magnetic field detecting elements for detecting a magnetic field are attached to known positions of the
３軸センスコイル２２２ｊはそれぞれのコイル面が直交するように３方向にそれぞれ巻回され、各コイルはそのコイル面に直交する軸方向成分の磁界の強度に比例した信号を検出する。
The
形状検出装置本体２２１は、３軸センスコイル２２２ｊの出力に基づいて各ソースコイル２１６ｉの位置を検出して、患者２０５内に挿入された内視鏡２０６の内視鏡挿入部２０７の形状を推定し、推定した形状に対応したコンピュータグラフィック画像をモニタ２２３に表示する。
The shape detection device
内視鏡形状検出装置２０３は磁気を利用しているので、磁気に対して透明でない金属が存在すると鉄損などにより、影響を受けてしまい、磁界発生用のソースコイル２１６ｉと検出用の３軸センスコイル２２２ｊの間の相互インダクタンスに影響を与える。一般に、相互インダクタンスをＲ＋ｊＸで表すと、（磁気に対して透明でない金属は）このＲ，Ｘ両者に影響を及ぼすことになる。
Since the endoscope
この場合、微少磁界の検出で一般に用いられている直交検波で測定される信号の、振幅、位相が変化することになる。そのため、精度よく信号を検出するためには、発生する磁界が影響を受けない環境を設定することが望ましい。 In this case, the amplitude and phase of the signal measured by the quadrature detection generally used for detecting a minute magnetic field change. Therefore, in order to detect signals with high accuracy, it is desirable to set an environment in which the generated magnetic field is not affected.
これを実現するためには、磁気的に透明な材料（換言すると磁界に影響を及ぼさない材料）でベッド２０４を作ればよい。
この磁気的に透明な材料としては例えば、デルリン等の樹脂、木材、非磁性材金属であればよい。
In order to realize this, the
The magnetically transparent material may be, for example, a resin such as delrin, wood, or a nonmagnetic metal.
実際にはソースコイル２１６ｉの位置検出には交流磁界を用いるため、駆動信号の周波数において磁気的に影響のない材料で形成しても良い。
そこで、本内視鏡形状検出装置２０３とともに使用する図２１に示す内視鏡検査用ベッド２０４は、少なくとも、発生する磁界の周波数において磁気的に透明な非磁性材で構成されている。
Actually, since an AC magnetic field is used for detecting the position of the source coil 216i, the source coil 216i may be formed of a material that has no magnetic influence on the frequency of the drive signal.
Therefore, the
図２３は内視鏡形状検出装置２０３の概略の構成をブロック図である。内視鏡２０６のチャンネル２１３内に設定されたプローブ２１５内のソースコイル２１６ｉにソースコイル駆動部２２４からの駆動信号が供給され、この駆動信号が印加されたソースコイル２１６ｉ周辺に磁界が発生する。
FIG. 23 is a block diagram showing a schematic configuration of the endoscope
このソースコイル駆動部２２４は、（磁界発生用）発振部２２５から供給される交流信号を増幅して、必要な磁界を発生するための駆動信号を出力する。発振部２２５の交流信号は、ベッド２０４に設けられた３軸センスコイル２２２ｊで検出される微少な磁界を検出するための（相互インダクタンス）検出部２６に参照信号として送出される。３軸センスコイル２２２ｊで検出される微少な磁界検出信号は（センスコイル）出力増幅器２２７で増幅された後、検出部２２６に入力される。検出部２２６では、参照信号を基準として、増幅、直交検波（同期検波）を行い、コイル間の相互インダクタンスに関連した信号を得る。
The source
複数のソースコイル２１６ｉが存在するので、各ソースコイル２１６ｉに接続されたリード線へ駆動信号を順次供給するように切り換える切り換え手段となる（ソースコイル駆動電流）分配器２２８がソースコイル駆動部２２４とソースコイル２１６ｉの間に存在する。
Since there are a plurality of source coils 216i, a distributor (228) serving as switching means for switching to sequentially supply drive signals to the lead wires connected to each source coil 216i (source coil drive current) is connected to the source
上記検出部２２６で得られた信号は、形状算出部２３０を構成する（ソースコイル）位置検出部（又は位置推定部）２３１に入力され、入力されたアナログ信号をデジタル信号に変換して位置検出の計算或は位置推定の演算を行い、各ソースコイル２１６ｉに対して推定された位置情報を得る。
この位置情報は形状画像生成部２３２に送られ、得られた離散的な各位置情報から間を補間する補間処理等のグラフィック処理を行って内視鏡２０６（内視鏡挿入部２０７）の形状を推定し、推定された形状に対応する画像を生成し、モニタ信号生成部２３３に送る。
The signal obtained by the
This position information is sent to the shape
モニタ信号生成部２３３は形状に対応する画像を表すＲＧＢ或はＮＴＳＣ或はＰＡＬ方式の映像信号を生成し、モニタ２２３に出力し、モニタ２２３の表示面に内視鏡２０６の挿入部形状に対応する画像を表示する。
The monitor
なお、位置検出部２３１は１つの位置検出の計算を終了した後に、分配器２２８に切り換えの信号を送り、次のソースコイル２１６ｉに駆動電流を供給してその位置検出の計算を行う（各位置検出の計算を終了する前に、分配器２２８に切り換えの信号を送り、センスコイル２２２ｊで検出した信号をメモリに順次記憶させるようにしても良い）。
The
また、システム制御部２３４はＣＰＵ等で構成され、位置検出部２３１、形状画像生成部２３２、モニタ信号生成部２３３の動作等を制御する。また、このシステム制御部２３４には操作パネル２３５が接続され、この操作パネル２３５のキーボードとかスイッチ等を操作することにより、内視鏡形状の描画モデルの選択とか、モニタ２２３に表示される内視鏡形状を選択された視野方向に対する表示状態に変更させることなどができる。
The
なお、破線で示す形状算出部２３０はソフトウェアを含む。 The shape calculation unit 230 indicated by a broken line includes software.
図２４は形状検出のためのソースコイルの駆動動作とセンスコイルによる信号検出のフローを示す。まずパラメータｉを１に設定した後（ステップＳ１）、ソースコイル切換信号によりｉ番目のソースコイル２１６ｉを選択してそのソースコイル２１６ｉに駆動電流を流す（ステップＳ２）。 FIG. 24 shows a source coil driving operation for shape detection and a signal detection flow by the sense coil. First, after setting the parameter i to 1 (step S1), the i-th source coil 216i is selected by the source coil switching signal, and a drive current is passed through the source coil 216i (step S2).
次に、過渡応答の時間Δｔ待ち（ステップＳ３）、この時間Δｔ後にセンスコイル２２２ｊで検出した検出信号をサンプリングする（ステップＳ４）。そして、次に駆動されたｉ番目のソースコイルが最後のソースコイルか否かの判断を行い（ステップＳ５）、最後のものでないと、ｉをｉ＋１にインクリメントして（ステップＳ６）再びｉ番目のソースコイル２１６ｉに駆動電流を流すステップに戻り、一方最後のソースコイルの場合には終了する。
Next, a transient response time Δt is waited (step S3), and the detection signal detected by the
図２２に示すようにソースコイル２１６ｉとして３軸のソースコイルを用い、あるソースコイル２１６ｉの位置を３軸センスコイル２２２ｊで検出する場合の様子を示す。３軸のソースコイル２１６ｉにおける互いに直交する３つのコイルそれぞれを２１６ｘ，２１６ｙ，２１６ｚで、３軸センスコイル２２２ｊの３つのコイルを２２２Ｘ，２２２Ｙ，２２２Ｚとして考える。また、それぞれのコイルのばらつきはないものとする。そして３軸のソースコイル２１６ｉの各コイル２１６ｘ，２１６ｙ，２１６ｚをそれぞれ駆動した時の３軸センスコイル２２２ｊ（の３つのコイル２２２Ｘ，２２２Ｙ，２２２Ｚ）で検出される信号出力を以下のように定義する。
FIG. 22 shows a state in which a triaxial source coil is used as the source coil 216i and the position of a certain source coil 216i is detected by the
３軸のソースコイル２１６ｉのうち、
コイル２１６ｘを駆動したときのセンスコイル出力を、Ｘｘ，Ｙｘ，Ｚｘ
コイル２１６ｙを駆動したときのセンスコイル出力を、Ｘｙ，Ｙｙ，Ｚｙ
コイル２１６ｚを駆動したときのセンスコイル出力を、Ｘｚ，Ｙｚ，Ｚｚ
とする。
Of the three-axis source coil 216i,
The sense coil output when the
The sense coil output when the
The sense coil output when the
And
３つのコイル２１６ｘ，２１６ｙ，２１６ｚでそれぞれ形成される磁界強度の２乗に対応する検出信号出力Ｘｘ＾２＋Ｙｘ＾２＋Ｚｘ＾２、Ｘｙ＾２＋Ｙｙ＾２＋Ｚｙ＾２、Ｘｚ＾２＋Ｙｚ＾２＋Ｚｚ＾２の値で確定される８個の位置がソースコイル２１６ｉの検出位置の候補として得られる。
The detection signal outputs Xx ^ 2 + Yx ^ 2 + Zx ^ 2, Xy ^ 2 + Yy ^ 2 + Zy ^ 2, Xz ^ 2 + Yz ^ 2 + Zz ^ 2 corresponding to the square of the magnetic field strength formed by the three
また、検出部２２６の同期検波で得られるＸｘ，Ｙｘ，Ｚｘ、Ｘｙ，Ｙｙ，Ｚｙ 、Ｘｚ，Ｙｚ，Ｚｚの位相情報からセンサ（３軸センスコイル２２２ｊ）を原点にした座標におけるソースコイル２１６ｉの存在する（８個の象現の内の）１つの象現が確定する。
Further, the source coil 216i at the coordinates with the sensor (three-
これにより、ソースコイル２１６ｉの存在位置が確定する（この実施形態では、後述するようにソースコイル２１６ｉの存在位置を検出された磁界強度に対応する信号を用いて直接計算で求めることを行わないで、予め測定により得た基準となるデータを参照して存在位置を算出（推定）する）。 As a result, the position of the source coil 216i is determined (in this embodiment, as will be described later, the position of the source coil 216i is not directly calculated using a signal corresponding to the detected magnetic field strength. The presence position is calculated (estimated) with reference to the reference data obtained by measurement in advance).
このように、３軸のソースコイル２１６ｉと、３軸センスコイル２２２ｊを用いれば、離散的なソースコイル２１６ｉの位置を検出できる。また、図２１に示すようにベッド２０４の複数箇所に３軸センスコイル２２２ｊを配置すれば、より正確に各ソースコイル２１６ｉの位置を検出できることになる。
As described above, the position of the discrete source coil 216i can be detected by using the three-axis source coil 216i and the three-
このようにして検出された複数の位置情報により推定された内視鏡２０６の内視鏡挿入部２０７の形状をモデル化した画像２００で、モニタ２２３の表示面に例えば図２５のように左側のグラフィックス出力領域に表示される。なお、右側の領域はユーザが操作パネル２３５からのキー入力等により、視点（位置と原点との距離）、回転角、視点位置とｚ軸とのなす仰角等を設定するユーザインタフェース領域である。
図２０に示した本実施形態の挿入形状検出装置８０には挿入具１Ｂに設けられる第１の磁気発生手段である挿入具形状検出ユニット９１と、内視鏡２Ａに設けられる第２磁気発生手段である内視鏡形状検出ユニット９２とが接続されるようになっている。図２６に示すように挿入具１Ｂの挿入具挿入部１１には挿入具形状検出ユニット９１が設けられている。挿入具形状検出ユニット９１は複数のソースコイル９１ａ、９１ｂ、…と、複数の信号線９９ａ等とで構成されている。複数のソースコイル９１ａ、９１ｂ、…は所定の間隔で配設されている。
An
The insertion
一方、図２７に示すように内視鏡２Ａの内視鏡挿入部４を構成する例えば湾曲駒９３ａ、９３ｂ、９３ｃ…には内視鏡形状検出ユニット９２を構成する複数のソースコイル９２ｓ、９２ａ、９２ｂ、…が所定の間隔で設けられている。それぞれのソースコイル９２ｓ、９２ａ、９２ｂ、…からは複数の信号線９９ｂが延出している。
On the other hand, as shown in FIG. 27, for example, the bending
内視鏡形状検出ユニット９２においては、内視鏡挿入部４を構成する先端硬性部９４、及びこの先端硬性部９４に一体な先端湾曲駒９３ａに対して第１ソースコイル９２ａ、及び第２ソースコイル９２ｂと、先端面形成用ソースコイル９２ｓとが設けられている。第１ソースコイル９２ａと第２ソースコイル９２ｂとは挿入部長手軸に平行に配置されている。これに対して、第１ソースコイル９２ａと先端面形成用ソースコイル９２ｓとは内視鏡挿入部４の挿入部長手軸に対して直交する同一平面上に配置されている。
In the endoscope
なお、本実施形態においてソースコイル９１ａの設置位置は、挿入具挿入部１１の先端面から所定距離離れた位置である。また、第１ソースコイル９２ａ、及び第２ソースコイル９２ｂの設置一致は、内視鏡２Ａの先端面から所定距離離れた位置である。
In the present embodiment, the installation position of the
そして、図２８に示すように内視鏡２Ａを配置したとき、第１ソースコイル９２ａと先端面形成用ソースコイル９２ｓとを結ぶ矢印Ａと鉛直軸を示す矢印Ｂとが所定角度θだけ傾くように配置されている。言い換えれば、第１ソースコイル９２ａと先端面形成用ソースコイル９２ｓとを結ぶ線上に対して角度θの方向の、該第１ソースコイル９２ａから延出する方向が内視鏡挿入部の上方向に一致している。符号９８はチャンネルチューブである。
Then, when the
図２０に示すように装置本体８１には、挿入具１Ｂの挿入具挿入部１１に備えられた複数のソースコイル９１ａ、９１ｂ、…から発生した磁界、及び内視鏡２Ａの内視鏡挿入部４に備えられた複数のソースコイル９２ｓ、９２ａ、９２ｂ、…から発生した磁界を、センスコイル（不図示）を介して検出する磁気検出手段である検出部８３が設けられている。検出部８３に検出された信号は、算出手段である挿入具形状算出部８４、及び内視鏡形状算出部８５に設けられている図示しないシステム制御部の制御の基、該信号に対して各種信号処理を行う。このことにより、形状画像表示部８２の画面上に挿入具挿入部１１の挿入形状、及び内視鏡挿入部の挿入形状が表示させる構成、及び作用を有している。この挿入形状検出装置８０には演算回路を有して構成される判別回路８６が設けられている。
As shown in FIG. 20, the apparatus
図２９乃至図３３を参照して本実施形態の挿入具形状算出部８４、内視鏡形状算出部８５、及び判別回路８６の作用を説明する。
図２９に示すように複数のソースコイル９２ａ、９２ｂ、…が備えられた内視鏡挿入部４、及び複数のソースコイル９１ａ、９１ｂ、…が備えられた挿入具挿入部１１が体腔内に配置された状態において、挿入形状検出装置８０がオン状態にされている。すると、図示しないシステム制御部の制御の基、図３１のステップＳ４１に示すように内視鏡形状検出ユニット９２に設けられている第１ソースコイル９２ａの位置情報と先端面形成用ソースコイル９２ｓの位置情報とを基に内視鏡２Ａの鉛直方向Ｖを求める。その後、ステップＳ４２に移行して第１ソースコイル９２ａと先端面形成用ソースコイル９２ｓとを含む平面Ｐｓを求める。
The operation of the insertion tool
As shown in FIG. 29, the
次いで、ステップＳ４３に移行して平面Ｐｓから挿入具形状検出ユニット９１の第１ソースコイル９１ａまでの距離Ｌを求める。そして、ステップＳ４４に移行し、平面Ｐｓに対して距離Ｌだけ離れた位置の平面Ｐｃを求める。そして、内視鏡２Ａの対物光学系の光学仕様データを基にスコープ鉛直方向Ｖから平面Ｐｃ上の視野範囲９０を演算処理によって求めステップＳ４５に移行する。ステップＳ４５において観察領域９５を決定する。観察領域９５は、図３０に示すように視野範囲９０より指定マージン分だけ狭めた略角錐形状の領域であり、二点鎖線に示す第１の領域４３と、一点鎖線に示す第２の領域４５とを形成される。
Next, the process proceeds to step S43, and a distance L from the plane Ps to the
本実施形態においては、ステップＳ４６に示すように挿入具挿入部１１に設けられている第１ソースコイル９１ａが観察領域９５内に位置しているか否かを演算で求め判別回路８６において判定して、例えば、告知手段であるランプ８７を緑色の点灯状態、或いは橙色、赤色の点滅状態にする。
In the present embodiment, as shown in step S46, whether or not the
具体的には、判別回路８６において第１ソースコイル９１ａの位置情報が観察領域９５内の第１の領域４３に位置していると判定したとき、ステップＳ４７に移行してランプ８７を緑色で点灯状態にする。また、判別回路８６において第１ソースコイル９１ａの位置情報が観察領域９５内の第２の領域４５に位置していると判定したとき、ステップＳ４８に移行してランプ８７を橙色で点滅状態にする。これに対して、判別回路８６において、第１ソースコイル９１ａの位置情報が観察領域９５外であると判定したとき、ステップＳ４９に移行してランプ８７を赤色で点灯状態にする。
Specifically, when the
なお、本実施形態においては、判別回路８６によって第１ソースコイル９１ａが観察領域９５内に位置していないと判定された場合であっても、挿入具形状算出部８４によって第１ソースコイル９１ａの位置情報が取得されている。このため、判別回路８６で演算処理を行うことによって、例えば図３２、及び図３３に示すように観察領域９５の中心９５ａと、第１ソースコイル９１ａとの距離を求めることや、中心９５ａと、第１ソースコイル９１ａと結ぶ線分８８と観察領域９５との交点８９を求めることができる。
In the present embodiment, even when the
本実施形態においては、ステップＳ５０に示すように交点８９を交差告知目印９７として表示画面７ｋ上に、前記通過点告知目印と同様に点滅表示させる。このことによって、第１ソースコイル９１ａを中心９５ａ方向に移動させる手元操作を行うことによって、表示画面７ｋ上に挿入具挿入部１１の先端部１３を表示させることができる。
In the present embodiment, as shown in step S50, the
なお、上述と同様に点滅速度を変化させて、第１ソースコイル９１ａと交差告知目印９７までの距離の遠近を術者に告知するようにしてもよい。
Note that the blinking speed may be changed in the same manner as described above to notify the surgeon of the distance between the
このように、体腔内に挿入される挿入具の挿入具挿入部に複数のソースコイルを備えた挿入具形状検出ユニットを設ける。また、体腔内に挿入される内視鏡挿入部に内視鏡形状検出ユニットを設ける。この内視鏡形状検出ユニットにおいては、先端側部に第１ソースコイル、第２ソースコイル、及び先端面形成用ソースコイルとを設ける。さらに、挿入具形状検出ユニット、及び内視鏡形状検出ユニットに設けられた各ソースコイルの位置情報を得るための挿入形状検出装置を設ける。この挿入形状検出装置の形状画像表示部８２の近傍等には挿入具形状検出ユニットを構成する第１のソースコイルが画面上のどの領域に位置しているか等を術者に告知するランプを設ける。
Thus, the insertion tool shape detection unit including a plurality of source coils is provided in the insertion tool insertion portion of the insertion tool to be inserted into the body cavity. In addition, an endoscope shape detection unit is provided in an endoscope insertion portion that is inserted into a body cavity. In this endoscope shape detection unit, a first source coil, a second source coil, and a tip surface forming source coil are provided on the tip side portion. Furthermore, the insertion tool shape detection unit and the insertion shape detection device for obtaining the position information of each source coil provided in the endoscope shape detection unit are provided. In the vicinity of the shape
そして、挿入具の挿入具挿入部に処置具を挿通させて、内視鏡観察下で処置を行う際、挿入具挿入部、及び内視鏡挿入部の挿入形状を形状画像表示部に表示させて行う。このとき、挿入具形状算出部によって、挿入具挿入部に設けられている各ソースコイルの位置情報が得られるとともに、内視鏡形状算出部によって内視鏡挿入部に設けられている各ソースコイルの位置情報が得られる。 Then, when the treatment tool is inserted into the insertion tool insertion portion of the insertion tool and treatment is performed under endoscopic observation, the insertion shape of the insertion tool insertion portion and the endoscope insertion portion is displayed on the shape image display portion. Do it. At this time, the position information of each source coil provided in the insertion tool insertion unit is obtained by the insertion tool shape calculation unit, and each source coil provided in the endoscope insertion unit by the endoscope shape calculation unit Position information is obtained.
また、スコープ鉛直方向Ｖから平面Ｐｃ上の内視鏡の観察範囲は内視鏡の対物光学系の光学仕様データを基に得られる。したがって、挿入具形状検出ユニットの第１ソースコイルが観察範囲内に位置しているか否かを演算処理して判別回路で判別し、その判別結果に基づいて、挿入具形状検出ユニットの第１ソースコイルの位置が画面上のどの領域に対応するか等をランプを所定の点灯状態、或いは点滅状態にして術者に告知することができる。その他の作用、及び効果は上述した実施形態と同様である。 Further, the observation range of the endoscope on the plane Pc from the scope vertical direction V is obtained based on the optical specification data of the objective optical system of the endoscope. Therefore, whether or not the first source coil of the insertion tool shape detection unit is positioned within the observation range is determined by the determination circuit, and based on the determination result, the first source of the insertion tool shape detection unit is determined. The operator can be notified of which region on the screen the coil position corresponds to by setting the lamp in a predetermined lighting state or blinking state. Other operations and effects are the same as those in the above-described embodiment.
なお、本実施形態においては、図３４に示すように形状画像表示部８２の画面８２ａ上に独立して湾曲状態が変化する内視鏡挿入部４の挿入形状を表す内視鏡イメージ画像１０１と、独立して湾曲状態が変化する挿入具挿入部１１の挿入形状を表す挿入具イメージ画像１０２とが表示される。
In the present embodiment, as shown in FIG. 34, an
このため、画面８２ａ上のイメージ画像１０１、１０２を観察することによって湾曲形状を容易に把握することができる。言い換えれば、イメージ画像を観察することによって、それぞれのデバイスの湾曲状態が、最大であるか否か、或いは更に湾曲動作させることが可能であるか否か等の判断を行うことができる。
Therefore, the curved shape can be easily grasped by observing the
このことによって、内視鏡挿入部の位置を変化させて再トライするべきであるとか、いったん、把持部の把持を解除してから再トライを行うべきである等の判断を操作する以前に画面上で判断可能になる。 This makes it possible to change the position of the endoscope insertion portion and retry, or to release the gripping portion and then retry before re-operating. It becomes possible to judge above.
なお、上述した実施形態において、目的部位が観察画面上から外れない範囲であれば、内視鏡を処置具の移動に伴って動かす操作を行うようにしてもよい。 In the above-described embodiment, an operation of moving the endoscope with the movement of the treatment tool may be performed as long as the target site is within a range that does not deviate from the observation screen.
尚、本発明は、以上述べた実施形態のみに限定されるものではなく、発明の要旨を逸脱しない範囲で種々変形実施可能である。 The present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications can be made without departing from the spirit of the invention.
１…挿入具１ ２…内視鏡 ３…内視鏡装置 ４…内視鏡挿入部
４ｂ…湾曲部 ４ｇ…撮像素子 ７ｇ…信号処理部 ７ｈ…位置検出回路
７ｉ…判別回路 ７ｋ…表示画面 ７ｍ…ランプ
１１ａ…処置具チャンネル １４…湾曲部 １８ａ…第１湾曲上下ノブ
１８ｂ…第１湾曲左右ノブ １９ａ…第２湾曲上下レバー ２７…指標
３０…把持鉗子 ３１…把持部 ４０…撮像面 ４１…観察画像範囲
４２…非表示範囲 ４３…第１の領域 ４４…処置作業領域
４５…第２の領域 ４６…告知領域 ４７…枠部分
DESCRIPTION OF
DESCRIPTION OF
45 ...
Claims (6)
体腔内の組織を処置する処置部、該処置部を前記観察手段の観察範囲に対して移動させる電動湾曲部を有する挿入部、及び該電動湾曲部を湾曲操作するための湾曲操作情報を出力する湾曲操作部を有する操作部を備える処置手段と、
前記処置手段の電動湾曲部を湾曲動作させる複数の駆動モータ、及び前記湾曲操作部から出力された湾曲操作情報が入力されて当該複数の駆動モータの駆動を制御する制御部を備える湾曲部駆動機構と、
前記処置部が備える指標の位置を検出する位置検出手段と、
前記位置検出手段で検出された前記指標の位置が、前記第１の領域内であるか、又は前記第２の領域内であるか、又は前記非表示範囲内であるかを告知する告知手段と、
前記位置検出手段によって特定した前記指標の位置情報を時系列的に取得して該指標の移動方向情報を求める移動方向判定手段と、
前記位置検出手段の検出結果に基づいて、前記指標が前記第１の領域内に位置しているか、又は前記第２の領域内に位置しているか、又は前記非表示範囲内に位置しているか、又は前記観察範囲外に位置しているかを判別すると共に、前記湾曲部駆動機構の制御部及び前記告知手段に各種指示信号を出力する判別手段と、
を具備することを特徴とする内視鏡装置。 An observation optical range that includes an objective optical system and observes a predetermined observation range is a first region set within an observation image display range displayed on the display screen, and a first region set around the first region. Observation means divided into two regions and a non-display range provided outside the observation image display range;
A treatment section for treating tissue in a body cavity, an insertion section having an electric bending section for moving the treatment section with respect to the observation range of the observation means, and bending operation information for bending the electric bending section are output. A treatment means including an operation unit having a bending operation unit;
A bending portion drive mechanism comprising a plurality of drive motors for bending the electric bending portion of the treatment means, and a control portion that receives the bending operation information output from the bending operation portion and controls the driving of the plurality of drive motors. When,
Position detecting means for detecting the position of the indicator provided in the treatment section;
Notification means for notifying whether the position of the index detected by the position detection means is in the first area, the second area, or the non-display range; ,
A movement direction determination unit that obtains the position information of the index specified by the position detection unit in time series and obtains the movement direction information of the index;
Whether the indicator is located in the first area, the second area, or in the non-display range based on the detection result of the position detecting means Or determining whether the position is outside the observation range, and determining means for outputting various instruction signals to the controller of the bending portion drive mechanism and the notification means,
An endoscope apparatus comprising:
前記指標が前記境界線に近接している場合には、前記湾曲操作部から前記制御部に出力された前記湾曲操作指示情報が該制御部に入力されて処理されることをキャンセルする指示信号を出力し、
前記指標が前記境界線に近接していない場合には、前記制御部に動作中の前記駆動モータの出力を低下させる指示信号を出力することを特徴とする請求項１に記載の内視鏡装置。 When determining that the index is located in the second area, the determination unit determines whether the index is in the non-display range direction, and as a result, the index is in the non-display range direction. When it is heading, it is determined whether or not the index is close to the boundary line of the observation image range, and then the determination means includes:
When the indicator is close to the boundary line, an instruction signal for canceling that the bending operation instruction information output from the bending operation unit to the control unit is input to the control unit and processed. Output,
2. The endoscope apparatus according to claim 1, wherein when the index is not close to the boundary line, an instruction signal for reducing an output of the driving motor in operation is output to the control unit. .
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2005358310A JP5084139B2 (en) | 2005-12-12 | 2005-12-12 | Endoscope device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2005358310A JP5084139B2 (en) | 2005-12-12 | 2005-12-12 | Endoscope device |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2007159738A JP2007159738A (en) | 2007-06-28 |
| JP5084139B2 true JP5084139B2 (en) | 2012-11-28 |
Family
ID=38243314
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2005358310A Expired - Fee Related JP5084139B2 (en) | 2005-12-12 | 2005-12-12 | Endoscope device |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP5084139B2 (en) |
Families Citing this family (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP5432473B2 (en) * | 2008-05-02 | 2014-03-05 | オリンパス株式会社 | Chemical solution administration device |
| CN102834043B (en) | 2010-09-14 | 2015-07-01 | 奥林巴斯医疗株式会社 | Endoscope system and poor visibility determination method |
| JP6061602B2 (en) * | 2012-10-10 | 2017-01-18 | オリンパス株式会社 | Insertion system having an insertion part and an insertion member |
| WO2015049962A1 (en) * | 2013-10-02 | 2015-04-09 | オリンパスメディカルシステムズ株式会社 | Endoscope system |
| DE102014101455B4 (en) * | 2014-02-06 | 2023-02-09 | MAQUET GmbH | Illumination unit and suction tip for minimally invasive surgeries with optionally illuminated markings |
| JP2015154814A (en) * | 2014-02-20 | 2015-08-27 | オリンパス株式会社 | Manipulator system and control method of the same |
| WO2018216188A1 (en) | 2017-05-26 | 2018-11-29 | オリンパス株式会社 | Endoscopic image processing apparatus and endoscopic image processing method |
| WO2018235255A1 (en) | 2017-06-23 | 2018-12-27 | オリンパス株式会社 | Medical system and operation method thereof |
| CN109015640B (en) * | 2018-08-15 | 2020-07-14 | 深圳清华大学研究院 | Grabbing method, grabbing system, computer device and readable storage medium |
| WO2023144986A1 (en) * | 2022-01-28 | 2023-08-03 | オリンパス株式会社 | Endoscope system, control method, and recording medium |
| WO2023170765A1 (en) * | 2022-03-07 | 2023-09-14 | オリンパス株式会社 | Imaging device, treatment system, and imaging method |
Family Cites Families (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP3772151B2 (en) * | 1994-04-21 | 2006-05-10 | オリンパス株式会社 | Insertion position detection device |
| JP3717552B2 (en) * | 1995-09-01 | 2005-11-16 | オリンパス株式会社 | Medical manipulator system |
| JPH09149876A (en) * | 1995-11-30 | 1997-06-10 | Olympus Optical Co Ltd | Endoscope device |
| JPH09266882A (en) * | 1996-04-02 | 1997-10-14 | Olympus Optical Co Ltd | Endoscope device |
| JPH10118076A (en) * | 1996-10-24 | 1998-05-12 | Olympus Optical Co Ltd | Device for surgical operation under endoscope |
-
2005
- 2005-12-12 JP JP2005358310A patent/JP5084139B2/en not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2007159738A (en) | 2007-06-28 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP5084139B2 (en) | Endoscope device | |
| US11744445B2 (en) | Method and system for assisting an operator in endoscopic navigation | |
| US20210177299A1 (en) | Method And System For Providing Visual Guidance To An Operator For Steering A Tip Of An Endoscopic Device Towards One Or More Landmarks In A Patient | |
| US20210228295A1 (en) | System and apparatus for positioning an instrument in a body cavity for performing a surgical procedure | |
| KR101764438B1 (en) | System for providing visual guidance for steering a tip of an endoscopic device towards one or more landmarks and assisting an operator in endoscopic navigation | |
| JP4914574B2 (en) | Endoscope shape detection device | |
| JP2012529970A (en) | Virtual measurement tool for minimally invasive surgery | |
| WO2018225132A1 (en) | Medical system and method for operating medical system | |
| JP2015107249A (en) | Endoscope control method and endoscope system | |
| JP4027876B2 (en) | Body cavity observation system | |
| KR20140121933A (en) | Surgical robot | |
| JP4382894B2 (en) | Field of view endoscope system | |
| JP3289996B2 (en) | Endoscope device | |
| JP3771992B2 (en) | Endoscope device | |
| JPH09149879A (en) | Endoscope device |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20081009 |
|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20110428 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20110510 |
|
| A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20110704 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20120529 |
|
| A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20120730 |
|
| TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20120814 |
|
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 |
|
| A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20120904 |
|
| R151 | Written notification of patent or utility model registration |
Ref document number: 5084139 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R151 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20150914 Year of fee payment: 3 |
|
| S111 | Request for change of ownership or part of ownership |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313111 |
|
| R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |
|
| S531 | Written request for registration of change of domicile |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313531 |
|
| R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |