JP5996359B2 - 医療用観察システム - Google Patents

Description

本発明は、内視鏡を着脱可能で移動可能に保持する医療用観察システムに関する。

一般に、検査や診断に用いられる撮像素子を内蔵する内視鏡は、操作者や術者に手に把持されて、挿入動作や屈曲動作を含めた操作により、患部等の観察対象を撮像し、モニタに映し出して観察している。内視鏡を用いた外科手術では、患者は手術台の上に横たわるように配置され、術者はその患者の傍らに立ち、内視鏡で対象となる術部（患部）を見ながら外科的な処置を行っている。このため、術者は、両手による手術を行う場合には、手術スタッフに内視鏡の保持を一時的に託すことになる。さらに、長時間に渡り、内視鏡を手で把持していることは疲労となり、さらに、同じ位置で保持させた際に、手振れの影響で画像に不必要に揺れが生じる場合もある。

そこで例えば、特許文献１には、可動式アームの先端アームにアタッチメントを用いて一般的な内視鏡を取り付け、アームを可変動作させることで、内視鏡の位置や観察視野の方向を変えることができるアーム装置が提案されている。この構成例では、アタッチメントを手で持ち、スイッチレバーを操作することで、クラッチが解除されて、内視鏡を片手で移動させることができる。この内視鏡は、アーム機構とは別体で、一般的に市販されている内視鏡（挿入部）と撮像部（光学系を含む）が一体となっている形態である。

このアーム装置は、内視鏡の延伸方向と交差する方向に固定するアタッチメントを回転可能に保持する直線的なアームである。例えば、内視鏡を上方から患者体内に差し入れて手術を実施する場合に、アーム上方に内視鏡のカメラ部分が張り出し、さらに一般的にはケーブル（ユニバーサルケーブル等）がカメラ後方から延びた構成となっているため、ケーブルも上方に伸び出て、目の前に張り出している状況となり、モニタ観察する術者の視野をさえぎったり、他の機器との干渉を起こしやすくなったりすることで、手術するためのスペースを限定している。

このような課題を解決する技術として、特許文献２が提案されている。特許文献２は、術者の手術するためのスペースを確保するために アーム部と内視鏡の挿入部分を湾曲又は屈曲させた形状としている。さらに、内視鏡をアーム先端で球対偶体（ボールジョイント）を用いて垂直方向に保持させて、内視鏡の重心位置が球対偶体の支持軸上又はその近傍に位置するように構成しているため、内視鏡の略全重量がアームに掛かり、軽い操作で内視鏡を移動させて、精密な位置決めを実現している。

通常、脳神経外科等の手術に用いられている手術用顕微鏡で観察視野範囲外の死角となる所望箇所に対しては、内視鏡を用いて観察補助を行っている。特許文献２では、一般的な直管形状の内視鏡に加えて、体内へ内視鏡を挿入した際に、外部に露呈するカメラ部等が手術用顕微鏡の対物部と干渉しないように、クランク形状の内視鏡（挿入部）を適用し、手術台上の患者に対して、クランク部分を利用して設けたスペースを利用して術部にアプローチすることで、手術用顕微鏡の障害物にならず、且つ内視鏡上方に手術スペースを十分に確保している。

特開２００９−２９７２３６号公報 特開２００４−２１５９０５号公報 特開２００１−２５８９０３号公報

前述した特許文献１に開示されるアーム装置は、手術を行う術者に対して、限定されたアーム形態以外に患部へのアプローチするための必要なスペースを与えることができない。また、内視鏡本体と撮像部とで構成された内視鏡は、それなりの重量を有しており、アーム部の先端に取り付けた構成においては、内視鏡の向きを変えるための回転軸に対してバランスを取ろうとすると、アタッチメントの近くに回転軸を配置する構成であれば、その近傍に配置する錘が大型化し、手術スペースを狭めることとなる。

また、観察を所望する視野の方向からアプローチできない場合には、その状況に応じて、アーム装置から内視鏡を取り外して手持ちで観察することが必要になる。特許文献２で提案されている観察部は、把持部に内視鏡及びカメラ部を取り付け、光学機能をも持たせて一体的に構成しているため、必要に応じて取り外して、手持ちの内視鏡として利用することはできない。従って、別途、手持ち用の内視鏡を用意しなければならない。また、通常の内視鏡は、内視鏡とカメラ部が一体的に構成されているため、例えば、高画質化や３Ｄ化された撮像素子を採用したカメラ部に交換して、性能向上を実現しようとした場合には、内視鏡ごとを買い換える必要があり、特許文献２のシステムであれば、少なくとも再設計及び作製された観察部に交換しなければならない。

そこで本発明は、高精度及び高性能のカメラに変更が可能であり、術者に対して、十分に処置スペースを与えてスムーズな移動により、所望する角度からの観察アプローチが可能で且つ、内視鏡をアーム装置から容易に脱着できる医療用観察システムを提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明に従う実施形態の医療用観察システムは、光路を形成する光学素子を内装する内視鏡と、先端を３次元的に移動可能なアーム部の該先端と揺動機構により一体的に連結する保持部を有し、内部に観察像を先端側から後端側に通過させる光路上に光学系を備えて、前記先端側の外周面にドレープ受け部が形成される把持部と、前記内視鏡の基端を前記把持部の先端側に着脱可能に装着させる第１のアダプタと、前記内視鏡とは分離合体可能で、前記内視鏡が取り込んだ観察像を撮像するカメラ部と、前記カメラ部を前記把持部の後端側に着脱可能に装着させる第２のアダプタと、で構成され、前記内視鏡と前記カメラ部を前記把持部に装着した観察部を有する第１のシステム形態と、前記内視鏡と前記カメラ部を前記把持部から取り外して合体させた観察部を有する第２のシステム形態と、のいずれかを選択的に構成するとともに、さらに前記把持部の後端側にドレープ受け部を備え、それぞれの前記ドレープ受け部に嵌め込まれて周囲を弾性的に封止して、前記内視鏡及び前記カメラ部を露呈し、前記把持部を含むアーム部を覆うドレープを有する。

本発明によれば、高精度及び高性能のカメラに変更が可能であり、術者に対して、十分に処置スペースを与えてスムーズな移動により、所望する角度からの観察アプローチが可能で且つ、内視鏡をアーム装置から容易に脱着できる医療用観察システムを提供することができる。

図１は、第１の実施形態に係る医療用観察システムの内視鏡を取り付けた状態のアーム部の外観構成を示す図である。 図２は、医療用観察システムの全体的な構成を示すブロック図である。 図３は、第１の実施形態の医療用観察システムの観察部の断面構成を示す図である。 図４は、観察部から取り外した手持ち用の内視鏡の断面構成を示す図である。 図５は、第２の実施形態に係る医療用観察システムの内視鏡を取り付けた状態のアーム部の外観構成を示す図である。 図６は、第２の実施形態の医療用観察システムの観察部の断面構成を示す図である。 図７は、観察部から取り外した手持ち用の内視鏡の断面構成を示す図である。 図８は、第３の実施形態の医療用観察システムの観察部の断面構成を示す図である。

以下、図面を参照して本発明の実施形態について詳細に説明する。
図１は、第１の実施形態に係る医療用観察システムの内視鏡を取り付けた状態のアーム部の外観構成を示す図である。図２は、医療用観察システムの全体的な構成を示すブロック図である。

本実施形態の医療用観察システム１は、内視鏡とカメラ部を把持部に装着した第１のシステム形態と、内視鏡とカメラ部を把持部から取り外して、合体させた手持ちタイプの内視鏡による第２のシステム形態と、を術者の要望により選択的に変更するシステムである。
医療用観察システム１は、大別して、内視鏡を搭載する観察部２と、観察部２を自在に移動可能で且つ、切り換え操作による姿勢保持が可能なアーム部３と、画像表示部６とで構成される。以下に記載される内視鏡は、光学素子（ミラー等）を含む挿入部である。

まず、アーム部３について説明する。
アーム部３は、底面に複数のキャスタ１３が配置された星形又は円盤状のベース部１２と、ベース部１２の上面に設けられた筒形状の支柱基部１４に回転可能に立設された支柱１１と、支柱１１の頂部に設けられた回転支持部２０に回動可能に支持されるリンク機構７と、リンク機構７の上端側に設けられたアーム２４と、リンク機構７の下端側で延設されたリンクアーム上を移動可能に設けられたバランス錘２２と、アーム２４の先端側に設けられた揺動機構（２５，２６）と、揺動機構に揺動可能に取り付けられた把持部２７と、で構成されている。

リンク機構７は、四辺形の形状例えば、２本の長辺のリンクアーム１５，１６と、２本の短辺のリンクアーム１７，１８とをそれぞれの一辺とする平行四辺形を形成し、それぞれの角部では、リンク即ち、各アーム間を回転支持部材２１（２１ａ，２１ｂ），２３（２３ａ，２３ｂ）を用いて回動可能に連結している。この４つのリンクを有するリンク機構７は、変形した場合であっても平行四辺形を維持する。

図１に示すリンク機構７は、リンクアーム１５の略中央位置で、支柱１１の頂部に設けられた回転支持部２０により、回動可能に支持されている。このリンクアーム１５の支持位置は、観察部２が設けられたアーム２４とバランス錘２２を含むアーム部の重心位置が好ましい。重心位置は、バランス錘２２のリンクアーム上の位置又は重さを調整して、バランスを取り、リンクアーム１５の略中央位置（回転位置）に合わせることができる。

この構成では、アーム２４を移動させて、平行四辺形が変形した場合であっても、バランス錘２２により、リンク機構７のバランスが保たれる。即ち、バランス錘２２は、把持部２７に取り付けられる内視鏡やカメラ部の重さに応じて、リンクアーム上を移動させて、リンク機構７におけるアーム２４とのバランスが取れるようにしている。さらに、バランス錘２２は、揺動機構が揺動した際に生じる回転モーメントに対してもバランスを保つように作用する。

また、支柱基部１４と、回転支持部材２１，２３のうちの少なくとも１つ（例えば、回転支持部材２３ａ）と、後述する球対偶受け部２５とには、図示しないブレーキ機構が設けられている。本実施形態で用いられるブレーキ機構は、例えば、電磁ブレーキであり、特開２００１−２５８９０３号公報等で開示されているような固定状態と固定解除状態とを切り換えることができる公知な構成部位である。本実施形態におけるブレーキ機構の固定状態と固定が解除された可動状態との切り換えは、把持部２７上面に設けられた後述するスイッチ２８によるスイッチ操作で行われる。つまり、術者がスイッチ操作で固定解除後、把持部を移動させて、再度スイッチ操作で固定設定することで、変形したアーム形態と内視鏡の姿勢を保持する構成である。

アーム２４は、後端側がリンクアーム１７に固定され、先端側には、保持部となる揺動機構が設けられている。この揺動機構として、球対偶受け部２５が設けられており、ボール形状の球対偶体２６ａが嵌め込まれている。球対偶体２６ａは、軸２６ｂを介して把持部２７と一体的に連結されている所謂、ボールジョイント構成である。この例では、軸２６ｂの一端（下端）は、球対偶体２６ａに一体的に固定され、他端（上端）は、把持部２７の下側に固定されている。保持部は、球対偶体２６ａと球対偶受け部２５とで構成され、後述する把持部２７は球対偶体２６ａを中心として揺動（スイング）する。

画像表示部６は、カメラ部３２で撮像された観察画像に種々の画像処理を施す画像処理部３４と、画像処理された観察画像を表示するモニタ３５と、キーボード又はタッチパネル等の入力部３６とで構成される。表示画像に対する種々の設定は、画像処理部３４によるアプリケーションに従い、入力部３６の入力設定により変更される。尚、画像処理部３４は、解像度が異なる画像信号、例えば、高解像度画像信号（高密度画素の撮像素子による画像信号）や立体画像（３Ｄ画像）等の異なる画像信号に対応可能な構成であることが好ましい。

観察部２の構成について説明する。
図３は、アーム２４の球対偶体２６に支持される観察部２の断面構成を示す図である。以下の説明において、把持部の先端側とは、内視鏡が配置される側を示唆し、後端側とは、カメラ部が配置される側を示唆している。
図２に示すように、観察部２は、大別して、アーム機構の一部である把持部２７と、先端側に着脱可能に配置される内視鏡３１と、後端側に着脱可能に配置されるカメラ部３２とで構成される。

把持部２７は、アダプタ（第１アダプタ）３０を用いて内視鏡３１と着脱可能に連結され、アダプタ（第２アダプタ）２９を用いてカメラ部３２と着脱可能に連結されている。把持部２７は、先端側が斜め下方に屈曲する筒形状を成し、下部で軸２６ｂにより球対偶体２６ａと一体的に連結された構成であり、球対偶受け部２５に対して、一般的なジョイスティックと同等な半円球の可動範囲を有している。把持部２７は、樹脂部又は、軽量な金属材料により、剛性と軽量化とが考慮され、人の手で掴みやすい大きさ（径）に形成されている。

把持部２７内には、内視鏡より入射された観察像（光像）の進行方向を変更させる光屈曲部材（光学プリズム等）６１と、観察像を伝搬させるリレー光学系６２とが、先端側から第１光路４６上に沿って配置されている。尚、以下の説明において、光路とは、光像が通過する経路を示唆し、その進行する方向を光軸方向としている。これらの光学部材により、内視鏡３１から入射された観察像の減衰を抑制し、且つ内視鏡３１からカメラ部３２に観察像を導いている。

把持部２７の筐体上面には、前述したアーム部３及び球対偶体２６に設けられたブレーキ機構の固定状態と可動状態との切り換えを行うスイッチ２８が設けられている。このスイッチ２８は、例えば、モーメンタリータイプのスイッチであり、押下した状態の時には、アーム部３や球対偶体２６ａの固定が解除された可動状態となり、指を離して押下を止めて復帰させた時には、固定状態に設定されるように設計してもよい。従って、スイッチ２８を操作していない通常時には、アーム部３や球対偶体２６ａは固定状態を維持している。

このような設計仕様であれば、術者が把持部２７を移動させたい時には、スイッチ２８を指で押下し、停止させたい時には、スイッチ２８から指を離して復帰させることで把持部２７を固定させることができる。以下の説明で、スイッチ２７の押下及び復帰させることをスイッチ操作と称している。尚、スイッチは、固定設定及び固定解除が操作できればよく、押下による機械的操作に限定されるものではなく、例えば、光学センサスイッチを採用して、指による遮光や非遮光（導光）により、オンオフ操作するスイッチであってもよいし、指による押圧を感知する圧電スイッチを用いることもできる。

把持部２７の先端側には、アダプタ３０の嵌合溝からなるアダプタ受け部５４が形成され、把持部表面からアダプタ受け部５４内壁を貫通するネジ孔が形成され、固定用ネジ５３が螺入されている。この固定用ネジ５３は、先端中央が尖った形状となっている。

また、アダプタ３０との当接面の外周には、段差形状のドレープ受け部５２が形成されている。アダプタ３０が取り付けられていた場合には、アダプタ３０の面を利用した溝形状のドレープ受け部５２となる。このドレープ受け部５２には、後述するドレープ４ａのドレープキャップ５１が気密に嵌め込まれる。
把持部２７の後端側には、アダプタ２９の嵌合孔からなるアダプタ受け部６５が形成され、把持部表面からアダプタ受け部６５内壁を貫通するネジ孔が形成され、固定用ネジ６４が螺入されている。この固定用ネジ６４は、先端中央が尖った形状となっている。

アダプタ３０は、例えば、円板形状又は板形状を成し、主面（円板表裏面）には、内視鏡３１の本体を嵌入するための貫通孔からなる内視鏡受け部４４が形成される。アダプタ側面には、表面側から内視鏡受け部４４内壁を貫通するネジ孔が形成され、固定用ネジ４５が螺入されている。この固定用ネジ４５は、先端中央が尖った形状となっている。

また、把持部２７に当接する側のアダプタ３０の主面上には、アダプタ受け部５４に嵌合されるための突起部６０が形成され、嵌合時に固定用ネジ５３の尖端が当接する位置には、Ｖ溝が形成され、嵌合時の取り付け位置が位置決めされている。固定用ネジ５３の締め付けにより、アダプタ３０が把持部２７に固定される。

内視鏡３１は、金属管からなる挿入部として、２箇所で屈曲したクランク形状に形成されている。屈曲する角度は、観察対象の種別や用途に応じて、製作時に適宜設定される。内視鏡３１の先端には、ガラス等の透明部材からなる観察窓４１が水密に設けられており、それぞれの屈曲箇所の内部には、観察像が導かれる第１光路４６上に沿って観察像を反射して進行方向を変え、光屈曲部材６１に導くミラー４２，４３が配置されている。

尚、本実施形態では、内視鏡３１が屈曲箇所を直線に繋ぐクランク形状であるため、ミラーを用いて、観察像を導く構成であったが、内視鏡が円弧を有するような屈曲であった場合には、例えば、光ファイバーケーブルを利用して観察像を導く構成としてもよい。
また、内視鏡３１の後端（基端部）の外周面には、内視鏡受け部４４に装着されるために、Ｖ溝が形成されている。このＶ溝は、固定用ネジ４５の尖端が当接する位置に形成され、嵌合時の取り付け位置が位置決めされている。固定用ネジ４５の締め付けにより、内視鏡３１が固定される。

把持部２７の後端側には、アダプタ２９が嵌合される。アダプタ２９は、例えば、円板形状又は板形状を成し、把持部２７に当接する側の主面上には、アダプタ受け部６５に嵌合する突起部６３が設けられている。この突起部６３の周面には、Ｖ溝が形成されている。このＶ溝は、固定用ネジ６４の尖端が当接する位置に形成され、嵌合時のアダプタ２９の取り付け位置が位置決めされる。固定用ネジ６４の締め付けにより、把持部２７にアダプタ２９が固定される。

さらに、アダプタ２９の突起部６３が設けられた主面の反対側の主面には、カメラ部３２を装着するための突起部６７が形成される。突起部６７の周面には、前述と同様にＶ溝が形成される。アダプタ２９には、突起部６３と突起部６７を貫通して、リレー光学系６２から出射された観察像を通過させ、カメラ部３２に導く第２光路７１を形成するための貫通孔が形成されている。

カメラ部３２は、アダプタ２９の反対主面に設けられた突起部６７が嵌合されるアダプタ受け部６６が設けられている。カメラ部３２の側面には、表面からアダプタ受け部６６内壁を貫通するネジ孔が形成され、固定用ネジ６８が螺入されている。この固定用ネジ６８は、先端中央が尖った形状となっている。

前述したアダプタ２９の突起部６７の周面に形成されたＶ溝は、固定用ネジ６８の尖端が当接する位置に形成され、嵌合時のカメラ部３２の取り付け位置が位置決めされる。固定用ネジ６８の締め付けにより、アダプタ２９にカメラ部３２が固定される。尚、本実施形態では、アダプタ受け部６６と内視鏡受け部４４とは、同じ大きさである。即ち、内視鏡３１をカメラ部３２に直接取り付けることができる構成としている。

カメラ部３２内には、第２光路７１上に沿って、結像光学系６９と撮像素子７０が配置されている。撮像素子７０は、観察画像を電気信号に光電変換する例えば、ＣＣＤやＣＭＯＳ等の撮像素子が用いられている。撮像素子７０により生成された画像信号は、ケーブル３３を通じて、画像処理部３４に送出される。

一般的に、医療用観察システムは、手術に使用される際には、不潔域と清潔域を隔離するためのドレープ４ａが被せられる。本実施形態においては、図１又は図３に示すように、把持部２７とアダプタ３０との連結箇所の境に形成されるドレープ受け部５２の溝にドレープキャップ５１が嵌め込まれる。ドレープキャップ５１は、伸縮性を有する弾性部材等で形成され、ドレープ受け部５２に嵌め込まれた状態においては、把持部２７の表面に付着している細菌や汚れ等が内視鏡側（清潔域）に漏れ出ることを防止している。術者は、ドレープ４ａ上から把持部２７を手で握り、スイッチ操作を含めた移動操作を行っている。

次に、本実施形態の医療用観察システムの操作手順及び作用について説明する。
まず、術前準備として、不潔域のスタッフが把持部２７の後端側にアダプタ２９を利用してカメラ部３２が固定用ネジ６４，６８で固定される。その後、清潔域の術者又は術者スタッフがアーム部３全体にドレープ４ａを被せて覆い隠し、ドレープ受け部５２の溝にドレープキャップ５１を嵌め込む。このドレープ４ａにより清潔域と不潔域が分離される。尚、図示していないが、それぞれの固定用ネジには、緩め過ぎた際に、ネジ孔から抜け落ちないように、公知なストッパが取り付けられている。

次に、清潔域の術者又は術者スタッフは、把持部２７の先端側に滅菌されたアダプタ３０を固定用ネジ５３（滅菌済み）で螺着して固定し、さらに、滅菌された内視鏡３１をアダプタ３０の内視鏡受け部４４に嵌合して、固定用ネジ４５（滅菌済み）で螺着して固定する。

手術の開始後、術者はドレープ４ａ上から把持部２７を持ち、スイッチ２８の操作によりブレーキ機構の固定解除を行い、手術の手順に従って所望する位置に移動し、再度スイッチ操作を行って固定状態に設定する。本実施形態では、観察部２の重心を球対偶体２６ａの軸２６ｂ上に置いているため、観察部２の重量を相殺するようにバランス錘２２が作用し、内視鏡の重さを感じずに、軽い力量で緻密な移動操作を可能にしている。内視鏡３１に撮像されてモニタ３５に表示されている術部の画像を確認しながら、手術を進行させる。

また、手術の終盤等で術後確認（撮像視野外の術部周辺の出血の有無等）を行う場合には、内視鏡を手持ちに変えて使用した方が、視認範囲が広がり、その確認作業も容易になる。そこで、図４に示すように、把持部２７から内視鏡３１とカメラ部２１を取り外して、一体化させた内視鏡に変形する。

まず、清潔域において、術者は固定用ネジ４５を緩めて、内視鏡３１を取り外す。次に、不潔域の手術スタッフが、ドレープ４ａ内でカメラ部３２を掴み、固定用ネジ６８を緩めてドレープ４ａを外し、カメラ部３２を取り出す。術者が持つ新たなカメラ用のドレープ内に手術スタッフがカメラ部３２を入れ、そのドレープ越しに術者がカメラ部３２を掴み、受渡が行われる。術者は、ドレープ上から持つカメラ部３２のアダプタ受け部６６に内視鏡を差し入れ、ドレープの上から固定用ネジ６８を締めて、内視鏡３１をカメラ部３２に固定する。この時、ドレープキャップは、内視鏡３１の基端側に掛かった状態にする。このような手順により、図４に示す手持ち可能な内視鏡に変更することができる。

以上説明した第１の実施形態の医療用観察システムによれば、湾曲された内視鏡により、クランク部分を利用して設けたスペースを利用して、内視鏡が手術用顕微鏡の障害物にならず、術部に容易にアプローチでき、且つ内視鏡上方に手術スペースを十分に確保することができる。また、内視鏡をアーム先端で球対偶体（ボールジョイント）を用いて垂直方向に保持させ、内視鏡の重心位置が球対偶体の支持軸上又はその近傍に位置させることにより、内視鏡の略全重量がアーム側に掛かり、軽い操作で内視鏡を移動させて、精密な位置決めを実現できる。

さらに、観察部において、アーム部側の把持部から簡単に内視鏡とカメラ部を取り外すことができ、手持ちによる形態に変更することで、観察対象に対して所望する視野の方向からアプローチして観察を行うことができ、利用性が向上する。
また、医療用観察システムにおいては、把持部に嵌合する現状のアダプタに合わせる又は、新たなアダプタに変更するだけで、撮像素子や画像処理等の特性及び性能向上に伴う高画質化又は３Ｄ化された画像を取得できるカメラ部に交換することができ、低コストで画像の向上を実現できる。

また、内視鏡３１においては、アダプタ３０への取り付け部分を同一とすることで、種々のタイプを作成して観察対象に応じて、選択することも可能である。このように、複数の種別の内視鏡３１やカメラ部３２を選択する構成であって、それぞれの重さが異なっていた場合には、前述したようにバランス錘２２を移動させてバランスを取る必要がある。

次に、第の２実施形態について説明する。
図５は、第２の実施形態に係る医療用観察システムの内視鏡を取り付けた状態のアーム部の外観構成を示す図、図６は、観察部の断面構成を示す図、図７は、観察部から取り外した手持ち用の内視鏡の断面構成を示す図である。尚、本実施形態の構成部位で前述した第１の実施形態と同等の構成部位には、同じ参照符号を付して、その詳細な説明を省略する。

本実施形態の医療用観察システムは、内視鏡３１共にカメラ部３２も清潔域に配置される構成である。図６に示すように、把持部２７のアダプタ３０との当接面の外周には、段差形状のドレープ受け部５２が形成されている。アダプタ３０が取り付けられていた場合には、アダプタ３０の面を利用した溝形状のドレープ受け部５２となる。同様に、把持部２７のアダプタ２９との当接面の外周には、段差形状のドレープ受け部８２が形成されている。アダプタ２９が取り付けられていた場合には、アダプタ２９の面を利用した溝形状のドレープ受け部８２となる。

これらのうち、ドレープ受け部５２には、ドレープ４ｂのドレープキャップ８０が嵌め込まれ、ドレープ受け部８２には、ドレープ４ｂのドレープキャップ８１が嵌め込まれている。これら以外の構成は、前述した第１の実施形態における医療用観察システムと同等の構成である。

次に、本実施形態の医療用観察システムの操作手順及び作用について説明する。
まず、清潔域の術者又は術者スタッフがアーム部３全体にドレープ４ｂを被せて覆い隠し、ドレープ受け部５２，８２の溝にドレープキャップ８０，８１をそれぞれに嵌め込む。このドレープ４ｂにより清潔域と不潔域が分離される。

次に、清潔域の術者又は術者スタッフは、把持部２７の先端側に滅菌されたアダプタ３０を固定用ネジ５３で螺着して固定し、さらに、滅菌された内視鏡３１をアダプタ３０の内視鏡受け部４４に嵌合して、固定用ネジ４５で螺着して固定する。同様に、把持部２７の後端側に滅菌されたアダプタ２９を固定用ネジ６４（滅菌済み）で螺着して固定し、さらに、アダプタ２９の突起部６７に滅菌されたカメラ部３２のアダプタ受け部６６を嵌合して、固定用ネジ６８（滅菌済み）で螺着して固定する。

手術の開始後は、前述した第１の実施形態と同様に、術者はドレープ４ｂ上から把持部２７を持ち、モニタ３５に表示されている術部の画像を確認しながら移動し、スイッチ２８の操作によりブレーキ機構の固定解除、把持部２７を移動し、再度スイッチ操作により固定状態に設定する。
また、手術の終盤等で術後確認を行う場合には、内視鏡を手持ちに変えて使用した方が、視認範囲が広がり、その確認作業も容易になる。そこで、図７に示すように、把持部２７から内視鏡３１とカメラ部２１を取り外して、一体化させた内視鏡に変形する。

まず、清潔域において、術者は固定用ネジ４５を緩めて、内視鏡３１を取り外す。次に、清潔域で固定用ネジ６８を緩めて、アダプタ２９からカメラ部３２を取り外し、内視鏡３１をカメラ部３２のアダプタ受け部６６を差し入れ、固定用ネジ６８を締めて、内視鏡３１をカメラ部３２に固定する。このような手順により、図７に示す手持ち可能な内視鏡に変更することができる。

また、本実施形態では、カメラ部３２が清潔域に置かれているため、カメラ部３２から伸び出たケーブル３３も清潔域内にある。このため、カメラ部の比較的近傍に配置される画像処理部３４に差し込まれるため、ドレープ４内を通過させるケーブル引き回しよりも短い距離で接続することができ、ケーブル長を短くすることができる。このケーブル長を短くすることで、画像信号の減衰（画質劣化）を防止することができ、高画質画像に対して、より効果的である。

以上説明した第２の実施形態の医療用観察システムは、前述した第１の実施形態と同等の作用効果を奏することができる。本実施形態は、内視鏡と共にカメラ部が清潔域にあるため、カメラ部３２を固定する固定用ネジ６８を直接、手で緩めたり締めたりすることができ、カメラ部３２もドレープ４ｂを挟まずに取り扱うことができ、組み替え作業が簡単になる。また、内視鏡とカメラ部を分離して、再度、把持部２７に取り付けて、使用することも容易である。

次に、第３の実施形態について説明する。
図８は、第３の実施形態の医療用観察システムの観察部の断面構成を示す図である。本実施形態では、撮像画像の光路上に、イメージローテータを配置することで、モニタに表示される観察像を回転して表示させる医療用観察システムである。尚、本実施形態の構成部位で前述した第１の実施形態と同等の構成部位には、同じ参照符号を付して、その詳細な説明を省略する。

本実施形態の観察部２は、大別して、アーム機構の一部である把持部９４と、先端側に着脱可能に配置される内視鏡３１と、後端側に着脱可能に配置されるカメラ部３２とで構成される。内視鏡３１とカメラ部３２は、第１の実施形態と同等である。
把持部９４は、アダプタ３０を用いて内視鏡３１と着脱可能に連結され、アダプタ１９を用いてカメラ部３２と着脱可能に連結されている。把持部９４は、人の手で掴みやすい大きさ（径）の筒状に形成され、下部が軸２６ｂにより球対偶体２６ａと一体的に連結され、球対偶受け部２５に対して、前述した半円球の可動範囲を有している。

把持部９４内には、観察像の第１光路上に沿って、内視鏡より入射された観察像（光像）の進行方向を変更させるミラー９５と、第１光路を中心軸として回転可能に設けられたイメージローテータ９６と、合焦を含む結像するための対物レンズ光学系９８と、焦点距離を変更するズーミングを行う変倍光学系９９とが配置されている。尚、対物レンズ光学系９８と変倍光学系９９は、光路上を進退する図示しない移動機構に実装されており、自動合焦及び結像を行い、手動又は自動のズーミング動作で駆動される。尚、ズーミング動作は、別途、スイッチ２８の脇に配置されたズームボタン１００により操作が行われる。

イメージローテータ９６は、円筒の枠体内に配置された複数の光学プリズム要素９７ａ，９７ｂ，９７ｃにより構成されている。イメージローテータ９６は、図示しない回転機構に回動可能に支持され、把持部９４の筐体外に露呈する操作ツマミ９６ａが枠体と一体的に設けられている。これらの光学部材により、内視鏡３１から入射された観察像の向き（結像面）を光軸方向に回転させることができる。また、対物レンズ光学系９８では合焦された観察像を結像し、変倍光学系９９により画像の拡大や縮小が行われる。

把持部９４の筐体上面には、ブレーキ機構の固定状態と固定解除状態との切り換えを行うスイッチ２８が設けられている。このスイッチ２８は、押下時に、アーム部３や球対偶体２６ａの固定を解除し、非押下の復帰時に、固定状態に設定される。把持部２７の先端側には、前述したアダプタ３０を介して、固定用ネジ９２により着脱可能に内視鏡３１が装着されている。また、把持部９４の後端側には、前述したアダプタ２９を介して、固定用ネジ６８により着脱可能にカメラ部３２が装着されている。

また、第２の実施形態と同様に、把持部２７の先端側及び後端側には、ドレープ受け部５２，８２が形成されている。これらのドレープ受け部５２，８２には、ドレープ４ｂのドレープキャップ８０，８１が嵌め込まれている。

以上説明した第３の実施形態の医療用観察システムは、前述した第２の実施形態と同等の作用効果を奏することができる。さらに、本実施形態は、イメージローテータ９６を搭載することで、モニタに表示される観察像の向き（天地方向）を所望する角度まで回転させることができる。さらに、ズーミング機能も有しており、観察像内の注目箇所を拡大表示することができる。また、観察対象となる術部の周辺を観察したい場合には、視野角を拡げた観察像が表示することができる。

本発明は、上述した各実施形態より、以下の発明の要旨を有している。
［１］ブレーキ機能が搭載された変形可能なリンク機構と、
前記リンク機構に連結するアームの先端に設けられた、ブレーキ機能が搭載された揺動機構を備える保持部と、
前記保持部に揺動可能に支持され、内部に光像を通過させる光路を有する把持部と、
前記把持部に実装され、前記アーム部及び保持部に対して、共に前記ブレーキ機能による固定状態と可動状態を切り換えるスイッチと、を有するアーム部と、
光路を形成する光学素子を内装し、屈曲箇所を含む形状の挿入部からなる内視鏡と、
前記内視鏡を前記把持部の先端側に着脱可能に装着させる第１のアダプタと、
前記内視鏡とは分離合体可能で、前記内視鏡が取り込んだ観察像を撮像するカメラ部と、
前記カメラ部を前記把持部の後端側に着脱可能に装着させる第２のアダプタと、
で構成され、前記内視鏡と前記カメラ部を前記把持部に装着した観察部を有する第１のシステム形態と、前記内視鏡と前記カメラ部を前記把持部から取り外して合体させた観察部を有する第２のシステム形態と、のいずれかを選択的に構成することを特徴とする医療用観察システム。

［２］前記把持部は、筒形状を成し、前記第１のアダプタとの接合箇所の周回に渡る溝形状からなる受け部を有し、前記受け部にドレープキャップを気密に嵌合し、前記内視鏡以外の前記療用観察システムの構成部位を覆う第１ドレープを有することを特徴とする１項に記載の医療用観察システム。

［３］前記把持部は、筒形状を成し、前記第１のアダプタとの接合箇所の周回に渡る溝形状からなる第１の受け部と、前記第２のアダプタとの接合箇所の周回に渡る溝形状からなる第２の受け部と、を有し、
それぞれの前記受け部にドレープキャップを気密に嵌合し、前記内視鏡及び前記カメラ部以外の前記療用観察システムの構成部位を覆う第２ドレープを有することを特徴とする１項に記載の医療用観察システム。

［４］前記アーム部は、前記第１のシステム形態の前記把持部に対して異なるタイプの内視鏡又はカメラ部を装着した際に、前記アーム部のバランスを取るために、移動可能に設けられたバランス錘を有することを特徴とする１項に記載の医療用観察システム。

１…医療用観察システム、２…観察部、３…アーム部、４ａ，４ｂ…ドレープ、６…画像表示部、７…リンク機構、１１…支柱、１２…ベース部、１３…キャスタ、１４…支柱基部、１５，１６，１７，１８…リンクアーム、２０…回転支持部、２１，２１ａ，２１ｂ，２３，２３ａ，２３ｂ…回転支持部材（リンク）、２２…バランス錘、２４…アーム、２５…球対偶受け部、２６ａ…球対偶体、２６ｂ…軸、２７…把持部、２８…スイッチ、２９…アダプタ（第２アダプタ）、３０…アダプタ（第１アダプタ）、３１…内視鏡、３２…カメラ部、３３…ケーブル、３４…画像処理部、３５…モニタ、３６…入力部、４１…観察窓、４２，４３…ミラー、４４…内視鏡受け部、４６…第１光路、５１…ドレープキャップ、５２…ドレープ受け部、４５，５３，６４…固定用ネジ、５４，６５…アダプタ受け部、６１…光屈曲部材、７０…撮像素子、７１…第２光路。

Claims (4)

1. 光路を形成する光学素子を内装する内視鏡と、
   先端を３次元的に移動可能なアーム部の該先端と揺動機構により一体的に連結する保持部を有し、内部に観察像を先端側から後端側に通過させる光路上に光学系を備えて、前記先端側の外周面にドレープ受け部が形成される把持部と、
   前記内視鏡の基端を前記把持部の先端側に着脱可能に装着させる第１のアダプタと、
   前記内視鏡とは分離合体可能で、前記内視鏡が取り込んだ観察像を撮像するカメラ部と、
   前記カメラ部を前記把持部の後端側に着脱可能に装着させる第２のアダプタと、
   で構成され、前記内視鏡と前記カメラ部を前記把持部に装着した観察部を有する第１のシステム形態と、前記内視鏡と前記カメラ部を前記把持部から取り外して合体させた観察部を有する第２のシステム形態と、のいずれかを選択的に構成するとともに、
   さらに前記把持部の後端側にドレープ受け部を備え、それぞれの前記ドレープ受け部に嵌め込まれて周囲を弾性的に封止して、前記内視鏡及び前記カメラ部を露呈し、前記把持部を含むアーム部を覆うドレープを有することを特徴とする医療用観察システム。
2. 前記把持部を含む前記アーム部は、さらに、
   ブレーキ機能が搭載された変形可能なリンク機構と、
   前記リンク機構に連結するアームの先端に設けられて、前記把持部を揺動可能に支持し、ブレーキ機能が搭載された揺動機構を備える前記保持部と、
   前記把持部に実装され、前記リンク機構及び前記保持部に対して、共に前記ブレーキ機能による移動及び揺動における固定状態と可動状態を切り換えるスイッチと、
   前記把持部に対して異なるタイプの内視鏡又はカメラ部を装着した際に、前記アーム部のバランスを取るために、移動可能に設けられたバランス錘と、
   を有することを特徴とする請求項１に記載の医療用観察システム。
3. 前記把持部内には、前記内視鏡から入射した観察像の進行する光路を変更する第１の光学素子を有することを特徴とする請求項１に記載の医療用観察システム。
4. 前記把持部内には、前記内視鏡から入射した観察像を回転させる第２の光学素子を有することを特徴とする請求項１に記載の医療用観察システム。

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