JP5371771B2 - 内視鏡装置 - Google Patents

Description

本発明は、内視鏡装置に関する。特に、撮像素子を含んで体腔内に移動可能に配置される観察部若しくは処置部を、体壁を挟んで体外に配置された操作部によって移動操作する内視鏡装置に関する。

従来、内視鏡下外科手術においては、体壁に３〜１０ｍｍ程度の孔を複数あけて、硬性内視鏡と複数の鉗子をこの孔から体腔内に挿入し、様々な手術が行われているのが一般的である。

このような手術で使用される硬性内視鏡としては、例えば、下記の特許文献１に記載された装置がある。
この文献で示された硬性内視鏡は、対物レンズ系、撮像素子、及び、撮像素子から延びる信号ケーブルが、順に先端側から組み込まれた硬性挿入管と、硬性挿入管の基端側に信号ケーブルを介して撮像素子と電気的に接続されたモニタとを備える。この硬性内視鏡では、体壁にあけた孔から硬性挿入管の先端を挿入し、撮像素子で撮像された体腔内の画像がモニタで表示される。

また、手術で使用される内視鏡として、下記の特許文献２には、体内ロボットと、３Ｄ勾配磁界発生装置を備えた装置が記載されている。この装置では、体内ロボットを体腔内に挿入し、この体内ロボットを、３Ｄ勾配磁気発生装置で発生させた磁気によって、遠隔操作しながら移動させて、体腔内の画像を体内ロボットに組み込んだ撮像素子によって撮像し、体内ロボット内の送信手段を利用して体外に送信する。

特開平１１−３２６７８３号 特開２００３−１１１７２２０号

このような、硬性内視鏡及び鉗子を使用した内視鏡下外科手術では、体壁により形成された体腔によって硬性内視鏡が移動できる領域が限られる。このため、硬性内視鏡を挿入しての作業には制約があり、患部を限られた方向からしか観察することができない。また、硬性内視鏡により撮像されモニタに表示された画像は、どちらの方向から撮像されたのか速やかに判定することが困難である。また、体内ロボットとともに使用される３Ｄ勾配磁界発生装置は体積が大きく、手術時に広いスペースが必要である。また、３Ｄ勾配磁界発生装置により、設備費及び手術費が増加する。

本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、容易に操作することができると共に、設備を増大化させることなく、視覚的にわかりやすく患部を任意の方向から容易に観察内視鏡装置を提供することを目的とする。

本発明の内視鏡装置は、撮像素子を有する内視鏡と、前記撮像素子で撮影された内視鏡画像を表示するモニタとを備え、前記内視鏡は、前記撮像素子を含んで体腔内に移動可能に配置される体腔内挿入部と、体壁を挟んで体外に配置されて前記体腔内挿入部の位置を操作する操作部とが別体とされ、かつ、前記体腔内挿入部と前記操作部とが前記体壁を挟んで同軸状に配置され、前記体腔内挿入部と前記操作部とを結ぶ軸線周りに生じた前記操作部の回転力を、前記体腔内挿入部に対して非接触で伝達する回転力伝達部をさらに備え、前記回転力伝達部は、前記操作部の表面上と体腔内挿入部の表面上とに対応して配置された磁石を備え、該磁石と前記体壁との間の空間に非磁性スライド板が配置されている。

本内視鏡装置により、内視鏡下外科手術において、任意の方向から観察することで患部を視覚的に認知することができる。また、本発明は、設備の増強が不要であるため、設備費及び手術費を抑えることができるとともに、容易な操作を実現することができる。

本発明の第１の実施形態に係る内視鏡装置の概略構成図である。 本発明の第１の実施形態に係る内視鏡装置の使用状態を示す一部の拡大断面図である。 本発明の第２の実施形態に係る内視鏡装置の概略を示す平面図である。 本発明の第２の実施形態に係る内視鏡装置を示し、図３のＡ−Ａに沿う断面図である。 本発明の第２の実施形態に係る内視鏡装置を示し、図４の一部の拡大断面図である。 本発明の第２の実施形態に係る内視鏡装置を示し、図５のＢ−Ｂに沿う断面図である。 本発明の第２の実施形態に係る内視鏡装置を示し、図３のＣ矢視図である。 本発明の第２の実施形態に係る内視鏡装置を示し、図７のＤ−Ｄに沿う断面図である。 本発明の第２の実施形態に係る内視鏡装置を示し、図３のE部分の拡大図である。 本発明の第１の実施形態に係る内視鏡装置の概略構成図である。 本発明の第１の実施形態に係る内視鏡装置の使用状態を説明する断面図である。 本発明の第１の実施形態に係る内視鏡装置の概略構成図である。 本発明の第１の実施形態に係る内視鏡装置の概略構成図である。 本発明の第５の実施形態に係る内視鏡装置について、図１３のＦ−Ｆ線に沿って示した図である。 本発明の同第５実施形態に係る内視鏡装置について、図１３のＧ−ｇ線に沿って示した図である。

以下に、本発明の実施形態について添付図面を参照して説明する。すべての図面において、実施形態が異なる場合であっても、同一または相当する部材には同一符号を付し、共通する説明は省略する。
＜第１の実施形態＞
本発明の第１の実施形態に係る内視鏡装置について図１および図２に基づいて説明する。
図１は本発明の第１の実施形態に係る内視鏡装置の概略構成を示す図である。内視鏡装置１００は、体腔内に移動可能に配置される体腔内挿入部１、及び、体壁２を挟んで体外に移動可能に配置されて前記体腔内挿入部１の位置を操作する操作部３を備える内視鏡４と、内視鏡４と伝送ワイヤ５ａ、５ｃを介して電気的に接続されるプロセッサ６と、プロセッサ６と伝送ワイヤ７を介して電気的に接続されて、内視鏡４で撮像された画像を表示するモニタ８とを備える。

体腔内挿入部１は、基部９と、基部９に対して関節部１０を介して取付角度可変に取り付けられた観察部本体１１とを備える。体腔内挿入部１が体腔内に配置される際に体壁２側端部には磁石１２が取り付けられている。磁石１２としては、例えば長方形状の永久磁石が用いられる。

関節部１０は、基部９と観察部本体１１との間に介在される中間体１３と、基部９と中間体１３に設けられた回転軸１４と、中間体１３と観察部本体１１との間に設けられた回転軸１５とを備える。回転軸１４と回転軸１５とは互いに直交するように配置される。回転軸１４と回転軸１５にはそれぞれモータ１６、１７が連結され、これらモータ１６、１７によって、回転軸１４，１５がそれぞれ個別に正・逆回転されるようになっている。
観察部本体１１は、対物光学系１９と撮像素子２０とを備える。

操作部３は、案内部２２により体壁２に沿って案内されながら移動され、かつ、所定個所で静止されるようになっている。案内部２２は、互いに平行な２本の直線状レール２３と、これら２本の直線状レール２３にまたがって、その長さ方向に移動可能かつ操作部３を円弧状に移動可能に案内するアーチ状レール２４とを備える。アーチ状レール２４の両端には、それぞれ２本の直線状レール２３の上面に形成されたラック２３ａに噛み合うピニオン２５がそれぞれ取り付けられ、これらピニオン２５がモータ２６により同期して回転されることで、アーチ状レール２４は直線状レール２３上を直線状レール２３に直交する姿勢を保ったまま直線状レール２３の長さ方向に移動されるようになっている。
なお、図１では一方のピニオン２５に接続されるモータ２６しか図示していないが、他方のピニオン２５にもモータは取り付けられている。

操作部３は、直線状レール２３を左右両側から挟み込む側部２８ａ、２８ａを有する筐体２８と、筐体２８により回転自在に支持されてアーチ状レール２４の上面に形成された歯部２４ａと噛み合うピニオン２９と、筐体２８の下部に取り付けられた磁石３０からなっている。操作部３は、モータ３１によりピニオン２９が回転されることで、アーチ状レール２４に沿って案内されるようになっている。

操作部３が、案内部２２によって体壁２に沿って案内されながら移動する際に、この操作部３の移動に追従して体腔内挿入部１を体腔内で移動させて、操作部３と体腔内挿入部１とを体壁２を挟んで同軸上に配設する連動部４０が設けられている。連動部４０は、操作部３に設けられた磁石１２と、体腔内挿入部１に設けられた磁石３０によって構成されている（図２参照）。

また、操作部３の磁石３０は、体壁２を挟んで磁石３０方向へ引き寄せられるように配置された磁石１２を介することで、体腔内挿入部１を体壁２方向へ引き上げるだけの磁力を有する。磁石３０については、より磁力を上げるため、電磁石や超伝導磁石を利用しても良い。このことは、基部９の磁石についても同様である。

操作部３の磁石３０と体腔内挿入部１の磁石１２とは、それらが体壁２を挟んで正規の状態で互いに吸着されたときに、回転軸１４がアーチ状レール２４の存する平面と平行となり、かつ回転軸１５がアーチ状レール２４の存する平面と直交するように、位置決めされて取り付けられている。

なお、上記の図示例では、ピニオン２５とラック２３ａの組み合わせによって、アーチ状レール２４を直線状レール２３に対して移動させているが、これに限るものではなく、ボールねじ機構によって、アーチ状レール２４を直線状レール２３に対して移動させるようにしてもよい。また、操作部３をアーチ状レール２４に沿って移動させるときも、同様にボールねじ機構を用いても良い。

プロセッサ６は、駆動制御回路３３と画像信号処理回路３４から構成される。
駆動制御回路３３は、伝送ワイヤ５ａを介してモータ１６，１７，２６に対して電気的に接続され、また、モータ３１は、硬性鉗子３６のスイッチ（入力部）３７ａ、３７ｂに対して、伝送ワイヤ５ｂを介して電気的に接続される。画像信号処理回路３４は、伝送ワイヤ５ｃを介して撮像素子２０に電気的に接続されるとともに、伝送ワイヤ５ｄを介して硬性鉗子３８のズームスイッチ（入力部）３７ｃに電気的に接続されている。さらに、画像信号処理回路３４はモニタ８に対して伝送ワイヤ７を介して電気的に接続されている。

ここで、スイッチ３７ａはジョイスティック等の４方向の入力が可能のスイッチであり、例えば、左右方向の操作で、モータ３１を駆動させてアーチ状レール２４に対する操作部３の移動を、前後方向の操作で、モータ２６を駆動させて直線状レール２３に対するアーチ状レール２４の移動を、それぞれ駆動制御回路３３を介して行う。スイッチ３７ｂもジョイスティック等の４方向の入力が可能のスイッチであり、例えば、左右方向の操作で、モータ１６を駆動させて基部９に対する中間体１３の回転を、前後方向の操作で、モータ１７を駆動させて中間体１３に対する観察部本体１１の回転を、駆動制御回路３３を介して行う。
また、ズームスイッチ３７ｃは、画像のズームを制御するためのスイッチであり、このズームスイッチ３７ｃを操作することにより、画像信号処理回路３４を駆動して画像サイズの拡大・縮小を行う。

次に、上記構成の内視鏡装置１００の作用について説明する。
図１に示すように、患者の体壁２に合わせて、アーチ状レール２４と直線状レール２３とを設置する。

次に、体壁２にあけた孔２ａから体腔内挿入部１を体腔内に挿入し、アーチ状レール２４に予め固定してある操作部３に近づける。すると、操作部３の磁石３０と体腔内挿入部１の磁石１２の吸着力により、体腔内挿入部１は体壁２の内部に押し付けられた状態で、体壁２の内面に固定される。

体腔内挿入部１の観察部本体１１からの情報は、画像信号処理回路３４を介してモニタ８で映し出される。術者は、モニタ８を見ながら、体壁２にあけた別の孔２ａから挿入されている硬性鉗子３６，３８等を操作し、患部の処置を行う。

この際、患部を側面から見る場合には、硬性鉗子３６に取り付けた、例えばジョイスティック状のスイッチ３７ａを操作することにより、アーチ状レール２４に対して操作部３を移動させ、また、直線状レール２３に対してアーチ状レール２４を移動させる。そのとき、体腔内挿入部１は磁力により操作部３と連動して、操作部３の内側を移動する。さらに、スイッチ３７ｂを操作し、モータ１６、１７をそれぞれ個別に駆動させて、基部９に対する観察部本体１１の傾斜角度を調整する。
これにより、術者は、所望の角度から患部を観察した状態で、患部の処置が可能となる。

同様に、硬性鉗子３８に取り付けたズームスイッチ３７ｃを操作することにより、画像信号処理回路３４を介して、モニタ８で所望の大きさの画像を見ながらの患部処置が可能となる。

上記構成の内視鏡装置によれば、体腔内挿入部１と操作部３とを体壁２を挟んで磁力により固定し、体外で操作部３を体壁２に対して移動することにより、体腔内挿入部１を動かすことができるため、体壁２にあけた孔２ａの位置の制約を受けることなく、体腔内挿入部１を体壁２に対して移動可能であり、患部を任意の方向から観察可能となる。

また、体腔内挿入部１は体壁２を挟んで操作部３に固定されるため、操作部３の位置が体腔内挿入部１の位置、つまり観察部本体１１の位置になる。このため、モニタ８に映し出される画像がどの位置から撮影されたのが直感的に分かりやすく、オリエンテーションがつき易いため、適切な処置が可能となる。

また、上記構成の内視鏡装置によれば、大掛かりな磁界を発生する装置が不要となり、その分、省スペース化、部品点数の削減、並びに低コストを図ることができる。

さらに、従来の内視鏡装置を用いた手術では、硬性鏡を操作するスコピストと呼ばれる医師と２本の硬性鉗子を操作する医師が別々に必要であったが、上記構成の内視鏡装置では、２本の硬性鉗子３６、３８を操作する医師が、２本の硬性鉗子から手を離さずに、体腔内挿入部１の移動およびズーム操作ができるため、前述したスコピストが不要になることはもとより、鉗子操作をする医師とスコピストとの連携が不要になる。

＜第２の実施形態＞
本発明の第２の実施形態に係る内視鏡装置について説明する。
この第２の実施形態が前述した第１の実施形態と異なるところは、操作部３が、案内部２２によって体壁２に沿って案内されながら移動する際に、この操作部３の移動に追従して体腔内挿入部１を移動させて、操作部３と体腔内挿入部１とを体壁２を挟んで同軸状に配設させる連動部４０の構成である。

また、第１の実施形態では、操作部３を移動させるのにモータ２６，３１を利用しているが、第２の実施形態では、モータ等の駆動力を利用することなく手動で動かしている。このため、第２の実施形態ではモータ２６、３１を有していない。この点も、第２の実施形態が第１の実施形態に対して異なる。

以下、図３〜図９に基づき、第２の実施形態に係る内視鏡装置について説明する。
図３は内視鏡装置１０１の全体の構成を示す平面図。図４は図３のＡ−Ａ線に沿う断面図、図５〜図９は内視鏡装置１０１の要部の拡大図である。

体腔内挿入部１は、複数のフレキシブルでかつ伸縮性のあるゴム状のロープ（長尺体）５１ａ…で体外に設けられた操作部３あるいは操作部３を案内する案内部２２と結ばれている。この第２の実施形態では、ロープ５１が４本の場合を例に挙げて説明する。

体腔内に配置される体腔内挿入部１の基部９には４本のロープ５１ａ、…のそれぞれの一端が固定されており、これら４本のロープ５１ａ、…のうちの２本のロープ５１ａ、５１ｂの他端は、体腔内で体腔内挿入部１から左右方向に延びた後、体壁２に形成された孔２ａを通ってそれぞれ体外へ出され、折り返された後、それぞれ操作部３に固定される（図４参照）。残りの２本のロープ５１ｃ、５１ｄの他端は、体腔内で直線状レール２３に平行となるよう前後方向に延びた後、体壁２に形成された孔２ａを通ってそれぞれ体外へ出され、折り返された後、アーチ状レール２４の頂上部分に設けられた滑車５２、５２を経由して、アーチ状レール２４の一方の端部へ延びて、そこに固定されている。

図５，図６に示すように、操作部３には、各々ロープ５１ａ、５１ｂの巻き取り、送り出しを行うための滑車５３ａ、５３ｂが設けられている。前述した２本のロープ５１ａ、５１ｂは、他端が滑車５３ａ、５３ｂに固定されるとともに、互いに逆方向となるように、滑車５３ａ、５３ｂに巻きつけられている。ロープ５１ａ、５１ｂの滑車５３ａ、５３ｂへの巻き付け量は、操作部３がアーチ状レール２４の中央に位置するとき、アーチ状レール２４の長さの半分の長さ程度とされている。

また、図６に示したように、両側部５４に形成された上端係合部５４ａがアーチ状レール２４の側面に形成された円弧状の溝２４ｂに対して挿入されることで、アーチ状レール２４の内表面に沿って操作部３が移動可能となる。また、両側部５４によって軸５５が支持されている。軸５５にはピニオン５６が支持され、ピニオン５６はアーチ状レール２４の内側の歯部２４ａに噛合している。ピニオン５６の両側には前記滑車５３ａ、５３ｂがピニオン５６と一体的に回転するように取り付けられている。これにより、操作部３がアーチ状レール２４に対して移動すると、滑車５３ａ、５３ｂが回転される。

一方、図７、図８に示すように、アーチ状レール２４の端部にはロープ５１ｃ、５１ｄの巻き取り、送り出しを行うための滑車５７が設けられており、前述した２本のロープ５１ｃ、５１ｄの他端がこの滑車５７に固定されている。２本のロープ５１ｃ、５１ｄは、互いに逆方向となるように滑車５７に巻きつけられている。ロープ５１ｃ、５１ｄの滑車５７への巻き付け量は、操作部３およびアーチ状レール２４が直線状レール２３の中央に位置するとき、直線状レール２３の長さの半分の長さ程度とされている。

アーチ状レール２４の下端には、直線状レール２３のラック２３ａ噛み合うピニオン２５が軸５８によって支持されており、軸５８には前記滑車がピニオン２５と一体的に回転するように取り付けられている。これにより、アーチ状レール２４が直線状レール２３に対して移動すると、滑車５７が所定方向へ回転される。
なお、滑車５７は、一つに限られることなく、ロープ５１ｃ、５１ｄにそれぞれ対応させて２つ設けても良い。この場合、それら滑車は、共に、ピニオン２５と一体的に回転するように取り付けられる。

また、図９に示すように、４本のロープ５１ａ…は、それぞれその途中で分断できるような着脱自在なフック状の接続部５９を有する。
なお、この第２の実施形態において、滑車５３ａ、５３ｂ、５７およびピニオン２５，５６は、ロープ５１ａ、５１ｂ、５１ｃ、５１ｄの長さを調整する。ロープ長さ調整部（長尺体長さ調整部）６０を構成している。また、この長さ調整部６０とロープ５１ａ、５１ｂ、５１ｃ、５１ｄは、操作部の移動に追従して１体腔内挿入部を移動させる連動部４０を構成している。

次に、上記構成の内視鏡装置１０１の作用について説明する。
体壁２にあけた４つの孔２ａのひとつから体腔内挿入部１を１本のロープ５１ａを残して体腔内に挿入する。この時、体腔内に挿入した３本のロープ５１ｂ〜５１ｄに関しては、接続部５９を切り離した状態としておく。

次に、残る３つの孔２ａから各々硬性鉗子等を使い、３本のロープ５１ｂ〜５１ｄの端部を体外に導出させる。導出させた３本のロープ５１ｂ〜５１ｄは接続部５９で操作部３および案内部２２に残っているロープ５１ｂ〜５１ｄに接続する。

この状態で、操作部３を手動でアーチ状レール２４に対して動かすと、アーチ状レール２４の歯部２４ａと噛み合うピニオン５６が回転し、これに伴い、滑車５３ａ、５３ｂも回転する。この回転により、１本のロープ５１ａは滑車５３ａに巻き取られ、他のロープ５１ｂは逆に滑車５３ｂから送り出される。これにより、体腔内挿入部１が巻き取られたロープ５１ａにより引かれ、体腔内を操作部３に連動して移動する。

また、操作部３をアーチ状レール２４とともに、直線状レール２３に対して動かすと、直線状レール２３のラック２３ａと噛み合うピニオン２５が回転し、これに伴い、滑車５７も回転する。この回転により、一側のロープ５１ｃは滑車５７に巻き取られ、他側のロープ５１ｄは逆に滑車５７から送り出される。これにより、体腔内挿入部１が巻き取られたロープ５１ｃにより引かれ、体腔内を操作部３に連動して移動する。

また、前述した２つの移動を複合して、動かした場合には、ロープ５１ａ…を伸縮性のある材料としているため、ロープ５１ａ…が一定量伸びることで、ロープ５１ａ…に求められる長さを補う構造となっている。
なお、その他の作用は前記第１の実施形態と同様である。

上記構成の内視鏡装置１０１によれば、体腔内挿入部１と操作部３とを体壁２を挟んでロープ５１ａ…により固定し、体外で操作部３を体壁２に対して移動することにより、体腔内挿入部１を動かすことができるため、体壁２にあけた孔２ａの位置の制約を受けることなく、体腔内挿入部１を体壁２に対して移動可能であって、患部を任意の方向から観察可能となる点、体腔内挿入部１を体壁２を挟んで操作部３に固定できるため、モニタ８に映し出される画像がどの位置から撮影されたのが直感的に分かりやすく、オリエンテーションがつき易いことから、適切な処置が可能となるという点は、前記第１の実施形態と同様である。

この第２の実施形態では、操作部３を移動させるのに、モータではなく手動としているので、全体の機構を簡略化でき、低コストに押さえることができる。
なお、第２の実施形態では、操作部３を手動で動かすことで説明したが、第１の実施形態と同様、モータの駆動力を利用して操作部３を移動させるようにしても良く、また、体腔内挿入部１の撮像素子２０の画像を拡大するズーム機構や、基部に対する観察部本体の角度調整が行えるように関節部を設ける構成にしても良い。

＜第３の実施形態＞
本発明の第３の実施形態に係る内視鏡装置について図１０〜図１１に基づいて説明する。図１０は内視鏡装置の一部を体腔内に挿入する状態を示した図であり、図１１は内視鏡装置の一部を体腔内に挿入した後の状態を示した図である。

第１の実施形態に対して、体腔内レール７８がある点、体腔内レール７８が円滑に動くための骨７５がある点が大きく異なる。なお、これらの図において、体外に操作部３があることは、第１実施形態及び第２実施形態と同様であり、ここでは、この点は省略してある。

第３の実施形態において、符号７３は、下端が体壁２に形成された孔２ａから体腔内に挿入されて固定される円筒状の固定部材である。固定部材７３の手元側にはフランジ７４が設けられており、このフランジ７４は体壁２にあけられた孔２ａより大きな径となっている。これにより、固定部材７３先端側の所定以上の体腔内への挿入が規制される。

固定部材７３の下端には、複数(例えば４本や８本)の骨７５が周方向に間隔をあけて、かつ固定部材７３の中心軸線を含む平面に沿って回動自在に取り付けられている。骨７５は体壁２の内部形状に合うように緩やかな湾曲した形状になっているのが好ましい。

固定部材７３の中心孔７３ａには中心棒７６が挿入される。中心棒７６は略棒状に形成されていて、両端を除いた部分が、固定部材７３の中心孔７３ａに挿入可能なように小径部分７６ａとなっている。中心棒７６の先端側（下端側）には大径部分７６ｂが、また、手元側（上端側）には取手７６ｃが設けられている。

また、中心棒７６の手元側には羽根部７７が設けられている。羽根部７７はその弾性により拡開自在になっている。中心棒７６は、羽根部７７が閉じた状態では、中心孔７３ａに挿通可能で、羽根部７７が開いた状態では、この羽根部７７が中心孔７３ａより大きく拡開し、中心孔７３ａに挿通不可となる。さらに、羽根部７７はその弾性により、通常開状態を保持するようになっている。大径部分７６ｂは中心孔７３ａより大きく、固定部材７３の骨７５を回転自在に支持するピン支持部分の離間距離程度の直径を有している。

また、羽根部７７から大径部分７６ｂまでの長さは、固定部材７３の中心孔７３ａの長さとほぼ同一の長さに設定されている。
中心棒７６の下端には体腔内レール７８が、回動自在に取り付けられている。体腔内レール７８は、大径部分７６ｂとの間に介装されたバネ７９により、中心棒７６に対して屈曲される方向に付勢されている。

体腔内レール７８には体腔内挿入部１が体腔内レール７８の長さ方向に移動可能に取り付けられている。体腔内挿入部１は、体腔内レール７８との間に設けられる、例えば、ラック・ピニオン機構により、体腔内レール７８の任意の位置まで移動してその位置に固定可能になっている。体腔内挿入部１の移動は、例えば、体腔内挿入部１に組み込まれたモータ７８ａにより行われる。すなわち、体腔内レール７８は、体腔内において体腔内挿入部１を案内する体腔内案内部を構成する。また、固定部材７３と中心棒７６との間には、中心棒７６を旋回させるためのモータ８０が介装されている。

次に、上記構成の内視鏡装置１０２の作用について説明する。
まず、羽根部７７を手で閉じ、中心棒７６を固定部材７３の中心孔７３ａに押し込む。さらに、骨７５を閉じた状態で、体壁２にあけた孔２ａから、フランジ７４が体壁２に突き当たるまで挿入する。

次に、固定部材７３を手で保持しながら、固定部材７３に対して中心棒７６を、羽根部７７が中心孔７３ａから露出し、しかも大径部分６ｂが固定部材７３に突き当たるまで引き上げる。これにより、羽根部７７がその弾性により広がり、羽根部７７と大径部分７６ｂとで固定部材７３を挟むことで、中心棒７６が固定部材７３に固定される。また、大径部分７６ｂが引き上げられることにより、骨７５の根元部分を押し上げ、骨７５を拡開させた状態となる。さらに、体腔内レール７８が、バネ７９の縮み力により、中心棒７６に対して屈曲した状態となる。この状態で体腔内観察が可能となる。
このとき、体腔内挿入部１と図示せぬ操作部は、体壁２を挟んで互いに対応する位置にある。

体腔内挿入部１の撮像素子により撮像される画像をモニタ８で確認しながら、上述した体壁２にあけた孔２ａとは別の孔２ａから硬性鉗子を挿入し、患部の処置を行う。その際別角度から患部を観察したい場合は、第１の実施形態と同様、硬性鉗子３６に取り付けたスイッチ３７ａ、３７ｂにより図示せぬ操作部を移動させる。操作部の位置は、図示しないセンサより検知され、その検出信号はプロセッサ６に送られる。この操作部の位置信号に基づき、駆動制御回路３３から駆動信号が発せられ、この駆動信号によりモータ８０が駆動されて、体腔内挿入部１が操作部と対応する角度なるまで、中心棒７６を回転させる。その後、駆動制御回路３３からの駆動信号により、モータ７８ａが駆動されて、体腔内挿入部１を体腔内レール７８に対して移動させる。これにより、体腔内にある体腔内挿入部１を体壁２を挟んで図示せぬ操作部と対応する位置に配置させることができる。

その後、必要に応じて、硬性鉗子３８に設けたズームスイッチ３７ｃを操作し、患部を拡大鏡察する。

処置終了後は、駆動制御回路３３からの駆動信号により、モータ７８ａを駆動させて、体腔内挿入部１を体腔内レール７８の先端まで移動させる。その後、中心棒７６の羽根部７７を手で縮め、中心棒７６を固定部材７３内に押し込む。骨７５は、固定部材７３の大径部分７６ｂによる支えがなくなり、拡開状態から縮径状態へ移行する。同時に、体腔内レール７８も骨７５に押されて中心棒７６と同軸状となる。この状態で、固定部材７３ごと中心棒７６を体壁２の孔２ａから引き抜く。

上記構成の内視鏡装置１０２によれば、体腔内挿入部１を、体腔内で放射方向に延びるとともに旋回可能な体腔内レール７８に沿って移動できるので、体壁２にあけた孔２ａの位置の制約を受けることなく、体腔内挿入部１を体壁２に対して移動可能であり、患部を任意の方向から観察可能となる点、体腔内挿入部１を体壁２を挟んで操作部３に固定できるため、モニタ８に映し出される画像がどの位置から撮影されたのが直感的に分かりやすく、オリエンテーションがつき易いことから、適切な処置が可能となるという点は、前記第１実施形態と同様である。

この第３の実施形態では、それに加えて、体腔内での体腔内挿入部１の移動が回転可能な中心棒７６および体腔内レール７８により行われるため、言い換えれば、極座標で動くため、スムーズな移動が可能となる。さらに、骨７５を体腔内で広げることにより、通常使われるＣＯ_２ガスによる気腹が不要となり、体腔内での作業スペースを確保できるという効果も得られる。

＜第４の実施形態＞
本発明の第４の実施形態に係る内視鏡装置１０３について図１２に基づいて説明する。図１２は内視鏡装置の一部を体腔内に挿入した状態を示す断面図である。

この第４の実施形態では、第１の実施形態に対して、操作部３を体外で案内する案内部２２を有することなく、操作部３を、体壁２上にて直接手で動かすようにした点で異なる。また、体腔内挿入部１に受信部８１及び駆動プロセッサ８２を設け、硬性鉗子３６，３８に送信部８３を設けた点でも異なる。さらに、体腔内挿入部１に送信部８４を設け、体外に設置した画像プロセッサ８５に受信部８６を設けた点でも異なる。

すなわち、体腔内挿入部１において、例えば基部９には受信部８１、駆動プロセッサ８２及び受信部８４が組み込まれている。受信部８１は、硬性鉗子３６の送信部８３から発せられる信号を受信する。また、送信部８４は、撮像素子２０で得られた画像信号を、所定の処理をして、画像プロセッサ８５の受信部８６に送る。画像プロセッサ８５の受信部８６は、硬性鉗子３８のズームスイッチ３７ｃに接続される送信部８３からの信号も受信するようになっている。

第４の実施形態の内視鏡装置１０３の作用について説明する。
体壁２にあけた孔２ａから、体腔内挿入部１を体腔内に挿入し、体壁２の外に操作部３を配置することで、磁石１２、３０により、体腔内挿入部１を、操作部３に対応する体壁２の内面に吸着させる。そして、操作部３を手で持ち、体壁２に沿って前後左右に動かすことで、磁石１２、３０により連動して、体腔内挿入部１を体腔内で任意の位置に移動させることができる。

移動が終了したら、手を離すことになるが、その場合、体腔内挿入部１と操作部３とが磁石１２、３０で体壁２を挟み込む力により、体腔内挿入部１はその位置で固定される。

体腔内挿入部１による撮像のズーム、角度変更は、硬性鉗子３６に取り付けられたスイッチ３７ａ、３７ｂを操作することで、送信部８３を介して無線にて、体腔内挿入部１内の受信部８１に送られ、駆動プロセッサ８２を介してモータ１６、１７等が制御される。

また、同様に体腔内挿入部１で得られた体腔内の画像は、体腔内挿入部１内に設けられた送信部８４を介して、画像プロセッサ８５の受信部８６に送られ、モニタ８にて表示される。画像を拡大する場合には、硬性鉗子３８に取り付けたズームスイッチ３７ｃを操作することで、送信部８３を介して無線にて、画像プロセッサ８５の受信部８６に送られ、画像プロセッサ８５内で所定の処理が行われて、モニタ８に拡大した画像が写される。

上記構成の内視鏡装置１０３によれば、体腔内挿入部１を、磁石１２、３０の吸着力を利用して、体壁２を挟んで操作部３に支持させることができるので、体壁２にあけた孔２ａの位置の制約を受けることなく、体腔内挿入部１を体壁２に対して移動可能であり、患部を任意の方向から観察可能となる点、体腔内挿入部１を体壁２を挟んで操作部３に固定できるため、モニタ８に映し出される画像がどの位置から撮影されたのが直感的に分かりやすく、オリエンテーションがつき易いことから、適切な処置が可能となるという点は、前記第１実施形態と同様である。

この第４の実施形態では、それに加えて、操作部３を案内する直線状レールやアーチ状レール等の案内部２２が不要になるため、装置の小型化が図れるとともにコストダウンも図れる。

＜第５の実施形態＞
次に、本発明の第５実施形態について図１３から図１５を用いて説明する。図１３は、内視鏡装置の一部が体腔内に挿入された状態を示した図である。

本第５実施形態は、操作部３に設けられた内側回転板９４の回転力が、体腔内挿入部１に設けられた駆動力変換部９０によって観察部本体１１に移動し、これにより観察部本体１１の傾動角を変えることができる、という点が第４実施形態と異なっている。また、スライド板９１及び９２が、操作部３、体壁２、及び体腔内挿入部１の間に設けられている。

すなわち、操作部３は、スライド板９１と、該スライド板９１の上部に設けられた環状の外側回転板９３と、外側回転板９３の内部に取り付けられた内側回転板９４とを有している。スライド板９１、外側回転板９３、及び、内側回転板９４は、それぞれ相対的に同軸回転することができるようになっている。外側回転板９３と内側回転板９４の中心軸は、操作部３と体腔内挿入部１とを結ぶ軸線と一致している。

図１４に示したように、外側回転板９３の下面には、Ｎ極を有する等角の磁石９３ａと、Ｓ極を有する等角の磁石９３ｂとが周方向に沿って交互に配置されている。また、内側回転板９４の下面には、Ｎ極を有する等角の磁石９４ａと、Ｓ極を有する等角の磁石９４ｂとが、周方向に沿って交互に配置されている。なお、シリコン樹脂またはフッ素樹脂を非磁性体のスライド板９１とすれば、摩擦係数が十分に小さく、人体に無害とすることができる。また、外側回転板９３及び内側回転板９４は、人体に無害の非金属により作ることができる。符号９３ｃは、外側回転板９３と一体化したハンドルである。符号９４ｃは、内側回転板９４と一体化したハンドルである。

一方、体腔内挿入部１は、スライド板９２と、スライド板９２の下方に配置された円筒状筐体９５と、円筒状筐体９５の内部に配置された回転部材９６とを備え、さらに、回転部材９６の下方には、スライド板９２の軸方向に対して直交方向を向いて円筒状筐体９５に取り付けられた回転軸９７によって、観察部本体１１が回転自在に支持されている。これらスライド板９２、円筒状筐体９５、及び、回転部材９６は、互いに相対的に、同軸で回転可能である。

円筒状筐体９５の上面には、上面にＮ極を持った等角の磁石９５ｂと、上面にＳ極を持った等角の磁石９５ａとが、周方向に沿って交互に配置されている。磁石９５ｂ及び磁石９５ａは、外側回転板９３の下面に取り付けられた磁石９３ａと磁石９３ｂに対して数と大きさとが対応している。すなわち、数は同じであり、大きさは略一致している。回転部材９６の上面には、上面にＮ極を持った等角の磁石９６ｂと、Ｓ極を持った等角の磁石９６ａとが、周方向に沿って交互に配置されている。磁石９６ｂ及び磁石９６ａは、内側回転板９４の下面に取り付けられた磁石９４ａ及び磁石９４ｂと、数と寸法が一致している。

外側回転板９３と内側回転板９４とが属する操作部３の表面は、円筒状筐体９５と回転部材９６とが属する体腔内挿入部１の表面と対向しており、これら表面上に配置された磁石により、操作部３の回転力を体腔内挿入部１に対して非接触状態で伝達する、回転力伝達部が形成されている。

図示の例は、二つの磁石が、対向面の二つの磁石に対向している例に限定されるものではない。すなわち、一つの磁石が一つの磁石に対向していても良いし、３個またはそれ以上の磁石が、対応する個数の磁石に面していても良い。図においては（円筒状筐体９５の）外側回転板９３上に配置された磁石の数が、（回転部材９６の）内側回転板９４に配置された磁石の数と同じである例、すなわち、二つのＮ極と二つのＳ極、合計４個の例を示したが、この数は同じでなくても良い。すなわち、磁石の数は決められていなくてもよい。磁石の数は同じであっても良いし、異なっていても良い。

回転部材９６の下方には傘歯車９８が形成されている。傘歯車９８は、観察部本体１１に配置された傘歯車９９と噛合し、駆動力変換部９０が形成される。すなわち、この駆動力変換部９０によって、操作部３の内側回転板９４の回転に対して連動した回転部材９６の回転が観察部本体１１に対して伝達し、観察部本体１１が軸９７周りに回転する。さらに、観察部本体１１には、撮像素子２０によって撮像された画像のデータに対して所定の処理を行なうとともに画像プロセッサ８５の受信部８６に対して送信する、送信部８４が設けられている。

次に、本第５実施形態における内視鏡装置１０４の作用について説明する。
体壁２に形成された孔２ａを通じて体腔内挿入部１を体内に挿入し、体壁２の外側に操作部３を配置すると、互いに対向する外側回転板９３及び円筒状筐体９５に設けられた磁石９３ａ，９５ｂ，９３ｂ，９５ａにより発生する吸引力、並びに、内側回転板９４及び回転部材９６に設けられた磁石９４ａ，９４ｂ，９６ｂ，９６ａにより発生した吸引力により、体腔内挿入部１が操作部３に対応した位置で、体壁の内表面に付着する。

体腔内挿入部１は、体壁２に孔２ａを形成することなく、人体が自然に備える開口を通じて挿入され、組織の壁に形成された開口を通じて目的の場所に配置するようにしても良い。例えば、胃壁に形成された開口を通じて挿入され、目的の場所に配置することができる。

そして、操作部３が手で保持され、操作部３が体壁２に沿って前後及び周囲に移動される。すなわち、磁石により発生した吸引力を介して連結することで、体腔内挿入部１を体腔内の任意の場所に同時に移動させることが可能である。磁石と体壁２との間に設けられたスライド板９１及び９２は、十分に小さい摩擦係数を有する。このため、内側回転板９４及び円筒状筐体９５が体壁２に対して直に接する場合と比較し、操作部３及び体腔内挿入部１は滑らかに移動することができる。

操作部３に添えられた手は、所定の場所に対する移動が終わった後に離されるが、体腔内挿入部１は、体腔内挿入部１及び操作部３の対向表面に配置された磁石の吸引力で、現在位置に留まることができる。

体腔内挿入部１の観察部本体１１の傾斜角を調整するには、まず外側回転板９３を操作部３の内側回転板９４とともに回転させる。これにより、磁石によって外側回転板９３に吸引されている円筒状筐体９５が回転し、この外側回転板９３等に従い、磁石によって内側回転板９４に吸引されている回転部材９６が回転する。すなわち、操作部３の回転に従って体腔内挿入部１も回転する。体壁２と接するスライド板９１及び９２は静止している、すなわち回転しないため、外側回転板９３及び円筒状筐体９５は、滑らかに回転することができる。

体腔内挿入部１の観察部本体１１の向きが定まった後、外側回転板９３を手で保持しつつ、内側回転板９４のみが回転される。互いに面している磁石９３ａ，９３ｂ，９５ｂ，９５ａによって外側回転板９３に吸引された円筒状筐体９５は回転しない。一方、互いに面している磁石９４ａ，９４ｂ，９６ｂ，９６ａによって内側回転板９４に吸引された回転部材９６は、内側回転板９４とともに回転する。これによって回転部材９６は円筒状筐体９５に対して相対的に回転し、その回転力が傘歯車９８及び９９を通じて観察部本体１１に伝達し、観察部本体１１を軸９７の周りに所定角度回転させる。最終的に、内側回転板９４の回転によって観察部本体１１は、軸９７の周りに所定角だけ回転することができ、これにより観察部本体１１の傾斜角が調整される。

体腔内挿入部１により撮像された体腔内の画像は、体腔内挿入部１内に配置された送信部８４によって画像プロセッサ８５の受信部８６に送られ、モニタ８に表示される。画像を拡大したい場合、使用する硬性鉗子３８に取り付けられたズームスイッチ３７ｃを操作すると、送信部８３を介して画像プロセッサ８５の受信部８６に対してワイヤレスで信号が送られる。画像信号に所定の処理が掛けられ、拡大された画像がモニタ８によって表示される。

上述した内視鏡装置１０４によれば、磁石の付着力によって、間に体壁が介在した状態で体腔内挿入部１が操作部３により支持される。したがって、体壁２にあけた孔２ａの位置の制約を受けることなく、体腔内挿入部１を体壁２に対して移動可能であり、患部を任意の方向から観察可能となる。さらに、体腔内挿入部１は体壁２を挟んで操作部３と組み合わせられているため、モニタ８に映し出される画像がどの位置から撮影されたのが直感的に分かりやすく、オリエンテーションがつき易いため、適切な処置が可能となる。これらの利点は第１及び第４実施形態と同様である。

さらに、本第５実施形態では、操作部３を操作することによって、観察部本体１１の傾斜角を調整することができる。体腔内挿入部１には直線状レールやアーチ状レール等の案内部２２は不要であり、さらにモータ等の駆動部も不要である。したがって体腔内挿入部１を小型化することができ、コストを低減することができる。

なお、本発明は上述の実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加えることは可能である。
例えば、上述した第１、第４の実施形態では、操作部３と体腔内挿入部を互いに吸着させるのに、それぞれの対向部分に設けた磁石１２、３０を利用しているが、双方のうちの一方を磁性体に代えてもよい。

また、上述した各実施形態では、体腔内挿入部１に撮像素子２０を組み込んでいたが、撮像素子２０の代わりに、あるいは撮像素子２０とともに患部に対して所定の処置を行う処置部を設けてもよい。

また、例えば、第１及び第４実施形態では、操作部３と体腔内挿入部１とを互いに組み合わせるために、磁石１２，３０をそれぞれ操作部３と体腔内挿入部１に対して互いに対向するように配置している。しかしながら、磁石１２または磁石３０の一方を磁性体に置き換えても良い。

上記第５実施形態の体腔内挿入部１では、操作部３の外側回転板９３が円筒状筐体９５を固定するために使用され、内側回転板９４が回転部材９６を回転させるために使用されているが、これらの構成に限るものではない。これとは逆に、円筒状筐体９５と回転部材９６とが逆の位置であってもよい。すなわち、操作部３の外側回転板９３が回転部材９６を回転させるために使用され、内側回転板９４が円筒状筐体９５を固定するために使用されても良い。

また、上記第５実施形態において、操作部３の外側回転板９３と、内側回転板９４との間に、着脱可能な係合手段を設けても良い。これにより、係合部が係合状態であると、外側回転板９３が内側回転板９４とともに回転し、係合部が非係合状態であると、一方の回転板が他方に対して相対的に回転するように構成することができる。

なお、本実施形態では、磁力により、操作部３と体腔内挿入部１とを連動して動かすことを可能としているが、磁力は、体腔内挿入部１を体腔内壁に固定するためだけに用いられ、体腔内挿入部１は体腔内で移動不能に固定されていても良い。

この場合、体腔内挿入部１の対物光学系１９は、体腔内全体を視野範囲として捉えられる広角な光学系を備えており、モニタ８には撮像された画像の一部のみを表示させるようになっている。そして、操作部３に設けられた入力手段により表示したい範囲を上下左右に移動して指定することで、この対物光学系１９の撮像範囲のうち所望の範囲を切り取ってモニタ８に表示しても良い。このような構成をとることで、簡易的に視野変更を行うことができる。

この場合、体腔内挿入部１の固定は磁力を用いた方法に限られることはなく、別の機械的手段を用いることにより体腔内壁に固定しても良い。

また、体腔内挿入部１を体腔内壁に固定せず、自由に移動させて視野を確保する方法も考えられる。
例えば、体腔内全体に生理食塩水や水などの液体を満たし、体腔内挿入部１をこの液体内に配置して、外部からの信号により移動させるようにしても良い。ここで、液体中に体腔内挿入部１を配置したのは、液体中に配置することで浮力を得ることができる点、もしくはこの流体を移動させることでその反力を得て体腔内挿入部１を移動させることができる点で有利だからである。

具体的には、体腔内挿入部１にプロペラ等推進力を得るための装置を設け、体腔外から無線操縦する方法や、体腔外からの磁力と体腔内挿入部１との自重とをバランスさせることで患部からの距離を調整し、磁力発生位置を移動させるなどして体腔外で磁界を変化させることで、体腔内挿入部１を移動させることを可能とする方法でも良い。

Claims (4)

1. 撮像素子を有する内視鏡と、前記撮像素子で撮影された内視鏡画像を表示するモニタとを備え、
   前記内視鏡は、前記撮像素子を含んで体腔内に移動可能に配置される体腔内挿入部と、体壁を挟んで体外に配置されて前記体腔内挿入部の位置を操作する操作部とが別体とされ、かつ、前記体腔内挿入部と前記操作部とが前記体壁を挟んで同軸状に配置され、
   前記体腔内挿入部と前記操作部とを結ぶ軸線周りに生じた前記操作部の回転力を、前記体腔内挿入部に対して非接触で伝達する回転力伝達部をさらに備え、
   前記回転力伝達部は、前記操作部の表面上と体腔内挿入部の表面上とに対応して配置された磁石を備え、
   該磁石と前記体壁との間の空間に非磁性スライド板が配置されていることを特徴とする内視鏡装置。
2. 撮像素子を有する内視鏡と、前記撮像素子で撮影された内視鏡画像を表示するモニタとを備え、
   前記内視鏡は、前記撮像素子を含んで体腔内に移動可能に配置される体腔内挿入部と、体壁を挟んで体外に配置されて前記体腔内挿入部の位置を操作する操作部とが別体とされ、かつ、前記体腔内挿入部と前記操作部とが前記体壁を挟んで同軸状に配置され、
   前記体腔内挿入部と前記操作部とを結ぶ軸線周りに生じた前記操作部の回転力を、前記体腔内挿入部に対して非接触で伝達する回転力伝達部をさらに備え、
   前記操作部は、該操作部と前記体腔内挿入部とを結ぶ軸線の周りに回転するための回転部を有し、
   前記体腔内挿入部は、前記操作部の回転部の回転力を非接触で受ける回転部材を備え、
   さらに、前記回転部の回転力を前記軸線に対して垂直な軸周りの回転に変換するとともに、変換後の回転力を、前記撮像素子を含む部位に伝達する、駆動力変換部を備えることを特徴とする内視鏡装置。
3. 撮像素子を有する内視鏡と、前記撮像素子で撮影された内視鏡画像を表示するモニタとを備え、
   前記内視鏡は、前記撮像素子を含んで体腔内に移動可能に配置される体腔内挿入部と、体壁を挟んで体外に配置されて前記体腔内挿入部の位置を操作する操作部とが別体とされ、かつ、前記体腔内挿入部と前記操作部とが前記体壁を挟んで同軸状に配置され、
   前記体腔内挿入部と前記操作部とを結ぶ軸線周りに生じた前記操作部の回転力を、前記体腔内挿入部に対して非接触で伝達する回転力伝達部をさらに備え、
   前記操作部の回転部と、前記体腔内挿入部の回転部材と、前記体壁との間には、スライド板が設けられていることを特徴とする内視鏡装置。
4. 請求項１から３のいずれか一項に記載の内視鏡装置であって、
   前記撮像素子が付随して設けられた観察用光学系の光軸は、体腔内挿入部と操作部とを結ぶ軸線に対して斜め方向を向いて配置されている。

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