JPH0531068A - 内視鏡システム - Google Patents

内視鏡システム

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JPH0531068A
JPH0531068A JP3092235A JP9223591A JPH0531068A JP H0531068 A JPH0531068 A JP H0531068A JP 3092235 A JP3092235 A JP 3092235A JP 9223591 A JP9223591 A JP 9223591A JP H0531068 A JPH0531068 A JP H0531068A
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芳広 小坂
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英之 安達
Seiji Yamaguchi
征治 山口
Koichi Umeyama
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Eiichi Fuse
栄一 布施
Michio Sato
道雄 佐藤
Masakazu Nakamura
雅一 中村
Yasuto Tanaka
靖人 田中
Takashi Fukaya
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Katsuya Suzuki
克哉 鈴木
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    • Y10S600/921—Manipulating image characteristics

Abstract

(57)【要約】 【目的】 ユーザの求める対象部位を観察視野内に設定
する湾曲制御とか、処置の操作性を向上できる内視鏡シ
ステムを提供するを提供することを目的とする。 【構成】 内視鏡システム１は術者の動きを検出する動
き検出手段２と、この動き検出手段２で検出された信号
を処理する信号処理手段３と、この信号処理手段３の出
力信号に基づき、内視鏡システム１の構成要素４を制御
する制御手段５とから構成され、術者の動きに応じて術
者の望む方向に観察視野を向けたり、処置具の動作を制
御可能にしている。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は目的部位を観察する操作
とか処置操作を容易にした内視鏡システムに関する。
【０００２】
【従来の技術】近年、細長の挿入部を挿入することによ
り、体腔内部等を観察したり、必要に応じ処置具を挿入
することにより治療処置のできる内視鏡が広く用いられ
るようになった。
【０００３】上記内視鏡を屈曲した体腔内等の挿入経路
内に挿入する場合には、その挿入経路の屈曲に応じて、
内視鏡の湾曲部を湾曲する操作が必要になる。又、体腔
内深部まで挿入した状態においても、目的とする対象部
位を観察するためには、湾曲部を湾曲して、挿入部先端
部に設けられた観察用の光学系の視野方向を対象部位側
に向ける操作が必要になる。
【０００４】例えば特開平１−１４８２３２号公報は管
路内に設けられ、挿入部を管路内に挿入する挿入手段
と、内視鏡の湾曲部を湾曲する湾曲手段と、内視鏡の先
端の管壁への接近を検出する検出手段と、この検出手段
の出力で前記湾曲手段の湾曲方向を制御する制御手段を
設けた自動挿入装置を開示している。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】上記公報の従来例は、
屈曲した体腔内への挿入は可能になるが、自動挿入後に
おいて、対象部位に観察視野を導くことはできないの
で、対象部位を観察する場合、やはり湾曲部を手動で操
作しなければならない。又、対象部位を変える場合に
も、湾曲操作が必要になる。
【０００６】さらに治療処置を行う場合にも、処置具の
操作が容易になるものでもない。
【０００７】本発明は上述した点にかんがみてなされた
もので、ユーザの求める対象部位を観察視野内に設定し
たり、処置の操作性を向上できる内視鏡システムを提供
することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段及び作用】図１の基本的構
成図に示すように、本発明の内視鏡システム１は術者の
動きを検出する動き検出手段２と、この動き検出手段２
で検出された信号を処理する信号処理手段３と、この信
号処理手段３の出力信号に基づき、内視鏡システム１の
構成要素４を制御する制御手段５とから構成され、術者
の動きに応じて術者の望む方向に観察視野を向けたり、
処置具の動作を制御できるようにしている。
【０００９】
【実施例】以下、図面を参照して本発明の実施例を具体
的に説明する。図２ないし図４は本発明の第１実施例に
係り、図２は第１実施例の全体構成を示し、図３は術者
がモニタ上の画像を観察している様子を示し、図４は視
点位置検出の説明図を示す。
【００１０】図２に示すように第１実施例の内視鏡シス
テム１１は、視点位置１２を検出するアイフォン１３
と、このアイフォン１３から出力される視点位置信号に
対する信号処理を行う位置信号処理回路１４と、この位
置信号処理回路１４の出力信号で電子内視鏡（電子スコ
ープと略記）１５の湾曲制御を行うための信号を生成す
るアングルワイヤ駆動回路１６と、このアングルワイヤ
駆動回路１６の出力信号で電子スコープ１５のアングル
ワイヤを駆動して上下／左右方向等に湾曲するアングル
ワイヤ駆動部１７と、電子スコープ１５に照明光を供給
する光源及び撮像手段に対する信号処理を行うビテオプ
ロセッサ１８と、このビデオプロセッサ１８から出力さ
れる映像信号を表示するモニタ１９とから構成される。
【００１１】上記電子スコープ１５は、細長の挿入部２
１を有し、この挿入部２１の後端には操作部２２が連設
され、この操作部２２の側部からユニバーサルケーブル
２３が延出され、このケーブル２３の先端のコネクタ２
４はアングルワイヤ駆動部１７に接続される。このコネ
クタ２４はさらにケーブル２５を介してビデオプロセッ
サ１８と接続される。
【００１２】上記挿入部２１の先端部２６には、図示し
ない対物レンズが取付けられ、この対物レンズの焦点面
にはＣＣＤ等の固体撮像素子が配設されている。この固
体撮像素子で光電変換された信号は、ビデオプロセッサ
１８に入力され、信号処理され、モニタ１９に図３に示
すように内視鏡画像２７が表示されるようになってい
る。
【００１３】又、上記挿入部の先端部２６に隣接して湾
曲部２８が形成され、この湾曲部２８は、図示しないア
ングルワイヤを牽引又は弛緩（押し引き）することによ
り、湾曲部２８を上方向又は下方向と、右方向又は左方
向（それぞれＵ，Ｄ，Ｒ，Ｌとも略記）にそれぞれ湾曲
できるようになっている。
【００１４】図３に示すようにアイフォン１３は、術者
３１の前方に取付けられ、術者３１の目３２の動きから
視点位置を検出し、視点位置信号を出力する。このアイ
フォン１３から出力される視点位置信号は、位置信号処
理回路１４に入力され、湾曲部２８を湾曲する制御信号
Ｕ／Ｄ，Ｒ／Ｌを生成する信号処理を行う。例えば、図
４に示すように内視鏡画像２７の領域をａ１〜ａ９の９
個の領域に分けて、視点位置信号がどの領域ａｉ（ｉは
１〜９）に存在するか否かを位置信号処理回路１４は判
別し、判別した結果に応じて表１のように制御信号Ｕ／
Ｄ，Ｒ／Ｌを出力する。
【００１５】 表１ 視点位置 湾曲部の制御 ――――――――――――――――――――――――――――――――――― ａ１ ストレートに保持 ａ２ Ｕ（上）方向にアングルが掛かる ａ３ Ｄ（下）方向にアングルが掛かる ａ４ Ｒ（右）方向にアングルが掛かる ａ５ Ｌ（左）方向にアングルが掛かる ａ６ ＵＲ方向にアングルが掛かる ａ７ ＤＲ方向にアングルが掛かる ａ８ ＤＬ方向にアングルが掛かる ａ９ ＵＬ方向にアングルが掛かる ――――――――――――――――――――――――――――――――――― 但し、表１において、ａ１〜ａ９のいずれにも属さない
ときは湾曲部は前の状態を保持する。
【００１６】上記制御信号Ｕ／Ｄ，Ｒ／Ｌは、アングル
ワイヤ駆動回路１６に入力され、電流増幅されてアング
ルワイヤ駆動部１７を駆動する。このアングルワイヤ駆
動部１７は、例えばモータで構成され、該モータが回転
駆動されることにより、湾曲部２８を上方向又は下方向
及び右方向又は下方向に湾曲駆動できる。尚、アイフォ
ン１３により湾曲部２８の自動湾曲操作をＯＮ／ＯＦＦ
するスイッチ手段も設けられている（図示略）。
【００１７】この第１実施例によれば、術者３１はモニ
タ画面の内視鏡画像２７を観察し、観察を望む位置に視
点１２を設定（目視）すれば、その視点１２がアイフォ
ン１３で検出され、位置信号処理回路１４等を経て湾曲
部２８が湾曲され、観察視野が移動して、視点１２が中
心となるように自動的に設定される。従って、術者は、
煩しい湾曲操作を行わなくても、所望とする部位を観察
することができる。また、このアイフォン１３による湾
曲部２８を自動的に湾曲制御を行うことを望まない場合
には図示しないスイッチ手段をＯＦＦにすれば良い。
【００１８】図５は、本発明の第２実施例の主要部を示
す。この実施例ではアイフォン１３の代りに、例えば４
つの超音波センサ４１ａ，４１ｂ，４１ｃ，４１ｄと、
術者３１に取付けた超音波反射鏡４２とが設けられ、４
つの超音波センサ４１ａ〜４１ｄの出力信号は図６に示
すように信号処理回路４３に入力され、この信号処理回
路４３によって、術者３１の頭位置信号ｈｓが図６のよ
うに生成される。この頭位置信号ｈｓは図２に示す位置
信号処理回路１４に入力され、この頭位置信号から、例
えば表２に示すように頭の状態に応じて湾曲部を制御す
る制御信号Ｕ／Ｄ，Ｒ／Ｌを生成する。
【００１９】 表２ 頭の状態 湾曲部の制御 ――――――――――――――――――――――――――――――――――― モニタを正面視 ストレートに保持 頭を上に傾ける Ｕ（上）方向にアングルが掛かる 頭を下に傾ける Ｄ（下）方向にアングルが掛かる 頭を右に傾ける Ｒ（右）方向にアングルが掛かる 頭を左に傾ける Ｌ（左）方向にアングルが掛かる ――――――――――――――――――――――――――――――――――― 上記超音波センサ４１ａ〜４１ｄは、それぞれ異る波長
域の超音波を出射し、超音波反射鏡４２で反射された超
音波を受信して反射鏡４２までの距離をそれぞれ求め
る。これらの距離から、信号処理回路４３は術者３１の
頭位置に対応する頭位置信号ｈｓを生成し、位置信号処
理回路１４に出力する。その他の構成は第１実施例と同
様である。この第２実施例の作用効果は第１実施例とほ
ぼ同様のものとなる。
【００２０】図７は本発明の第３実施例を示す。この実
施例の内視鏡システム５１は、ステレオ電子スコープ５
２と、ビデオプロセッサ５３と、右用及び左用ヘッドマ
ウスディスプレイ（ＨＭＤと略記する）５４Ｒ，５４Ｌ
と、指の動きを検出するデータグローブ５５と、データ
グローブ５５をはめた手の動きを検出するための磁界発
生器５６ａ及びセンサ５６ｂからなる３次元ディジタイ
ザ５６とから構成される。
【００２１】上記ステレオ電子スコープ５２は、細長の
挿入部６１と操作部６２と、この操作部６２から延出さ
れたユニバーサルケーブル６３とを有し、このユニバー
サルケーブル６３の先端のコネクタ６４をビデオプロセ
ッサ５３に着脱自在で接続できる。このコネクタ６４を
接続すると、ビデオプロセッサ５３内の光源ランプ６５
の光がライトガイド６６の端面に供給され、挿入部６１
の先端部６７の端面からさらに照明レンズ６８を経て前
方に出射される。
【００２２】この先端部６７には１対の対物レンズ６９
Ｒ，６９Ｌが取付けられ、各レンズ６９Ｒ，９６Ｌの焦
点面には、図示しないＣＣＤが配設され、光電変換し、
ビデオプロセッサ５３内のカメラコントロールユニット
（ＣＣＵと略記する）７１に出力する。
【００２３】上記先端部６７に隣接して湾曲部７２が形
成され、この湾曲部７２は、図示しないワイヤを介して
操作部６２内の湾曲用モータ（図示せず）に接続され、
該モータは信号線を介してモータ制御部７３と接続され
ている。このモータ制御部７３は、手の動きデータ処理
部７４からの制御信号により、モータの回転を制御し、
湾曲部７２を湾曲できるようになっている。
【００２４】又、上記電子スコープ５２は、チャンネル
７５を有し、該チャンネル７５内には、例えば図８
（ａ）に示すような高周波スネア７６等の処置具を挿通
できる。この高周波スネアは、外筒８１内にスネア線８
２が挿通され、このスネア線８２の先端はループ８３が
形成してある。又、外筒８１の後端にはネジ部が形成さ
れ、第１のモータ８４により進退できるようになってい
る。又、スネア線８２の後端は第２のモータ８５に接続
され、該モータ８５の回転により、スネア線８２を進退
できるようになっている。上記第１及び第２のモータ８
４，８５も上記モータ制御部７３からの制御信号によ
り、制御されるようになっている。
【００２５】上記ＣＣＤでそれぞれ撮像され、ＣＣＵ７
１で信号処理された各映像信号は、ＨＭＤ５４Ｒ，５４
Ｌに出力され、撮像された画像がそれぞれ表示される。
各ＨＭＤ５４Ｒ，５４Ｌは、図９に示すように術者７７
に装着できるゴーグル８６内に収納され、各ＨＭＤ５４
Ｒ，５４Ｌに表示される画像を右目及び左目で観察する
ことにより、立体視できるようになっている。
【００２６】上記データグローブ５５内には、光ファイ
バ８７が複数収納され、各光ファイバ８７の一方の端部
は発光回路８８から光が供給され、他方の端部から出射
される光は、受光回路８９で検出される。そして、指の
動きにより、光ファイバ８７の光の減衰量が変化し、こ
の減衰量に対応した光量が受光回路８９で検出され、減
衰量検出回路９１に送出される。このデータグローブ５
５及び３次元ディジタイザ５６として例えばＶＰＬ社
（アメリカ）の製品を用いることができる。
【００２７】上記減衰量検出回路９１で検出された減衰
量は、データ処理回路９２に出力され、このデータ処理
回路９２では、各光ファイバ８７での光の減衰量から指
の動きを検出し、検出した指の状態に対応する手のコン
ピュータグラフィック図形（ＣＧ図形と略記）を作り、
ＣＣＵ７１に出力する。又、データグローブ５５に取付
けられた磁界発生器５６ａに、発振回路９３から発振電
流を供給して、交流磁界を発生させ、この高流磁界を磁
気センサ５６ｂで検出し、この検出信号は検出回路９４
を介してデータ処理回路９２に出力する。
【００２８】この磁界発生器５６ａ及びセンサ５６ｂと
による３次元ディジタイザ５６の出力からデータ処理回
路９２はデータグローブ５５内の手の位置を検出する。
この検出した位置に応じてＣＣＵ７１に手のＣＧ図形を
送出するタイミングを制御し、内視鏡画像に手のＣＧ図
形をスーパインポーズ表示できるようになっている。こ
の様子を図１０（ａ）に示す。内視鏡画像内にポリープ
９６が存在し、手を前に出すと、手のＣＧ図形９７が内
視鏡画像にスーパインポーズして表示される。上記手を
前に出すと、この手を前に出す動きが検出されて、図８
（ａ）に示すように第１のモータ８４，８５が手の動き
（図８（ｂ）参照）に応じて駆動され、図１１（ａ）に
示すようにポリープ９６の方に高周波スネア７６のルー
プ８３が前方に突出される。
【００２９】図１０（ａ）に示す状態から手を前方に出
し、図１０（ｂ）に示すようにポリープ９６をつかむよ
うに動かすと、図１１（ｂ）に示すように高周波スネア
７６もこの動きに応じて駆動され、ポリープ９６にルー
プ８３を引っかけるように駆動される。さらに、図１０
（ｃ）に示すように、ポリープ９６をつかみ取るように
手を動かすと、図１１（ｃ）に示すようにループ８６が
引っぱられてポリープを切除するように動作する。この
様子は図８（ｃ）及び（ｄ）によっても示している。つ
まり、手をつかみ取るように固く握ると、第２のモータ
８５が駆動し、スネア線８２を引っぱり、ポリープ９６
を切除する動作を行うようになる。
【００３０】この実施例では、手の動きを合成したモニ
タ像としては、図１０に示すようになり、一方、実際の
像は図１１のものとなる。従って、術者は、図１０に示
すような合成像（立体像である）において、単に手を動
かす動作を行うことにより、実際には、図１１に示すよ
うにスネアによりポリープ９６等の切除を行うことがで
きる。
【００３１】尚、この実施例では、図１０の合成像を表
示する場合、処置具の画像を消去した状態で表示してい
る。尚、図７では、高周波スネア７６は、電子スコープ
５２のチャンネル７５内を挿通して手元側を外部に延出
したが操作部６２の内部に収納したものでも良い。ま
た、この実施例でも図示しないスイッチ手段が設けてあ
り、このスイッチ手段がＯＦＦにされた場合には、通常
のマニュアル動作となる。
【００３２】図１２は本発明の第４実施例の内視鏡シス
テム１０１を示す。このシステム１０１は、電子スコー
プ１０２と、この電子スコープ１０２の挿入を行う挿入
装置１０３と、図７に示すようなビデオプロセッサ５３
及びデータグローブ５５及び３次元ディジタイザ５６
と、ＨＭＤ５４Ｒ，５４Ｌとから構成される。
【００３３】上記電子スコープ１０２は、図７に示すも
のと同様に、挿入部６１と操作部６２とユニバーサルケ
ーブル６３とを有し、このケーブル６３のコネクタ６４
をビデオプロセッサ５３に接続することができる。この
挿入部６１は、先端部６７及び湾曲部７２と可橈部１０
５を有し、挿入部６１をジェットエンジン１０６内にア
クセスポート１０７を介して挿入することができる。
又、この電子スコープ１０２は、先端部６７に回転処置
具１０８が取付けてあり、ジェットエンジン１０６内の
タービンブレード１０９のクラック部分１１０の研削を
行うことができるようになっている。
【００３４】上記第３実施例では、手を動かすことによ
り、高周波スネア７６の動きを制御したのに対し、この
実施例では、スコープ１０２の挿入を挿入装置１０３に
より自動的に行うと共に、湾曲部７２のアングル操作も
自動的に制御し、簡単に研削を行えるようになってい
る。例えば手を前方に動かすと挿入装置１０３を駆動し
て、挿入部６１をジェットエンジン１０６内に挿入する
ように動かし、手をクラック部分１１０に向けて例えば
斜め方向に移動すると、湾曲部７２を湾曲して斜め方向
に導くことができるようになっている。
【００３５】
【発明の効果】以上述べたように本発明によれば、術者
の動きを検出する動き検出手段と、この検出手段の検出
信号により、システム構成要素を制御する制御手段とを
設けてて術者の動きに応じて湾曲部などの構成要素を制
御するようにしてあるので、術者は煩しい操作を行うこ
となく、システム構成要素を制御できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の概念的構成を示す構成図。
【図２】本発明の第１実施例の構成図。
【図３】第１実施例における視点位置信号の生成手段を
示す説明図。
【図４】視点位置信号からアングル制御信号を生成する
ための説明図。
【図５】本発明の第２実施例における頭位置検出部分を
示す説明図。
【図６】第２実施例における主要部の構成を示すブロッ
ク図。
【図７】本発明の第３実施例の構成図。
【図８】第３実施例における高周波スネア装置の制御の
説明図。
【図９】第３実施例におけるヘッドマウントディスプレ
イを示す斜視図。
【図１０】内視鏡画像と手のコンピュータグラフィック
図形との合成像の説明図。
【図１１】図１０に対応した実際の画像を示す説明図。
【図１２】本発明の第４実施例の構成図。
【符号の説明】
１…内視鏡システム ２…動作検出手段 ３…信号処理手段 ４…内視鏡システム構成要素 ５…制御手段 １１…内視鏡システム １３…アイフォン １４…信号処理回路 １５…電子スコープ １６…アングルワイヤ駆動回路 １７…アングルワイヤ駆動部 １８…ビデオプロセッサ １９…モニタ
─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成３年１２月２日
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２０
【補正方法】変更
【補正内容】
【００２０】図７は本発明の第３実施例を示す。この実
施例の内視鏡システム５１は、ステレオ電子スコープ５
２と、ビデオプロセッサ５３と、右用及び左用ヘッドマ
ウントディスプレイ（Ｈｅａｄ Ｍｏｕｎｔｅｄ Ｄｉ
ｓｐｌａｙ：ＨＭＤと略記する）５４Ｒ，５４Ｌと、指
の動きを検出するデータグローブ５５と、データグロー
ブ５５をはめた手の動きを検出するための磁界発生器５
６ａ及びセンサ５６ｂからなる３次元ディジタイザ５６
とから構成される。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 山口 征治 東京都渋谷区幡ケ谷２丁目43番２号 オリ ンパス光学工業株式会社内 (72)発明者 梅山 広一 東京都渋谷区幡ケ谷２丁目43番２号 オリ ンパス光学工業株式会社内 (72)発明者 布施 栄一 東京都渋谷区幡ケ谷２丁目43番２号 オリ ンパス光学工業株式会社内 (72)発明者 佐藤 道雄 東京都渋谷区幡ケ谷２丁目43番２号 オリ ンパス光学工業株式会社内 (72)発明者 中村 雅一 東京都渋谷区幡ケ谷２丁目43番２号 オリ ンパス光学工業株式会社内 (72)発明者 田中 靖人 東京都渋谷区幡ケ谷２丁目43番２号 オリ ンパス光学工業株式会社内 (72)発明者 深谷 孝 東京都渋谷区幡ケ谷２丁目43番２号 オリ ンパス光学工業株式会社内 (72)発明者 松野 清孝 東京都渋谷区幡ケ谷２丁目43番２号 オリ ンパス光学工業株式会社内 (72)発明者 鈴木 克哉 東京都渋谷区幡ケ谷２丁目43番２号 オリ ンパス光学工業株式会社内

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 【請求項１】 被検体の検査または処置を行う内視鏡シ
    ステムにおいて、術者の動きを検出するための動作検出
    手段と、前記動作検出手段で検出された信号を処理する
    信号処理手段と、前記信号処理手段の出力信号に基づき
    前記内視鏡システム構成要素の動作を制御する制御手段
    とを具備したことを特徴とする内視鏡システム。
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