KR20060116849A - 내시경 및 내시경 시스템 - Google Patents

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KR20060116849A
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KR1020067016353A
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기요시 쯔지
아끼라 다니구찌
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올림푸스 가부시키가이샤
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Abstract

내시경의 삽입부의 선단부에는 대물 광학계가 설치되어 있다. 환부 등의 대상 부위에는 전자파를 송신 가능하게 하는 마커가 유치된다. 내시경의 삽입부의 후단이나 선단부 등에는, 유치된 마커의 위치를 전자적으로 검출하기 위한 센서가, 상기 삽입부의 선단부의 위치와 소정의 위치 관계로 되도록 설치되어 있다.

Description

내시경 및 내시경 시스템{ENDOSCOPE AND ENDOSCOPE SYSTEM}
본 발명은, 체내 등에 삽입하여 내시경 검사나 처치를 행하기 위한 내시경 및 내시경 시스템에 관한 것이다.
최근, 의료용 분야에서, 내시경이 널리 채택되게 되었다. 또한, 소화기용의 연성 내시경의 관찰 하에 의한 처치에도 이용된다. 이 경우, 환부의 상황 등에 따라서는, 경성 내시경의 관찰 하에 의한 외과 수술에 의한 처치가 행하기 쉬운 경우가 있다.
이러한 경우, 종래에서는, 시술자는, 외과 수술에서 검사, 처치를 행하고자 하는 환부 등의 대상 부위에, 안표로 되는 마커를 유치하고 있었다. 이 마커의 위치는, 위벽, 장벽 등이 개재하기 때문에, 경성 내시경에 의한 광학적인 관찰 시에는 화상으로서 인지할 수 없기 때문에, 선행예에서는, 체외로부터의 촉감이나 X선 투시 등의 수단에 의해 위치 확인을 행하고 있었다.
전술한 바와 같이 선행예의 내시경에서는, 마커를 유치하더라도, 그 마커의 위치를 간단히 인지할 수 없었다.
또한, 마커의 위치를 인지하여, 그 마커의 위치에 내시경의 선단측을 원활하게 더욱 어프로치할 수 있으면, 내시경 검사나 처치를 원활하게 행하기 쉽지만, 선행예에서는 그러한 구성으로 되어 있지 않았다.
또한, 일본 특허 공개 2002-131009호 공보에는, 연성 내시경의 선단부의 위치를 포함하는 삽입부의 형상을 검출할 수 있는 구성의 내시경 장치가 개시되어 있지만, 유치되는 마커의 위치에 어프로치를 하기 쉽게 하는 것도 아니다.
본 발명은, 전술한 점을 감안하여 이루어진 것으로서, 마커가 유치되는 환부 등의 대상 부위에 원활하게 가이드하기 쉽게 하는 내시경 및 내시경 시스템을 제공하는 것을 목적으로 한다.
<발명의 개시>
<과제를 해결하기 위한 수단>
본 발명은, 삽입부의 선단부에 대물 광학계를 구비한 내시경에 있어서,
대상부위에 유치되고, 전자파를 송신 가능하게 하는 마커의 위치를 전자적으로 검출하기 위한 센서를, 상기 삽입부의 선단부의 위치와 소정의 위치 관계로 되도록 설치한 것을 특징으로 한다.
상기 구성에 의해, 내시경의 선단부의 위치와, 환부 등의 대상 부위에 유치되는 마커와의 상대적인 위치 관계를 검출 가능하게 함으로써, 시술자는, 그 정보를 이용하여 대상 부위에 대하여 내시경의 선단부를 원활하게 어프로치하기 쉬워진다.
본 발명의 내시경 시스템은,
삽입부의 선단부에 대물 광학계를 구비한 내시경과,
대상 부위에 유치되고, 전자파를 송신 가능하게 하는 마커와,
상기 마커의 위치를 검출하기 위한 센서
를 구비하고,
상기 삽입부의 위치 및 상기 마커의 위치 관계가 검출되도록 한 것을 특징으로 한다.
상기 구성에 의해, 내시경의 삽입부의 위치와, 환부 등의 대상 부위에 유치되는 마커와의 상대적인 위치 관계를 검출 가능하게 함으로써, 시술자는, 그 정보를 이용하여 대상 부위에 대하여 삽입부를 원활하게 어프로치하기 쉬워진다.
도 1은 본 발명의 제1 실시예를 구비한 내시경 시스템의 전체 구성도.
도 2는 제1 내시경 장치의 전체 구성을 도시한 블록도.
도 3은 제2 내시경 장치의 전체 구성을 도시한 블록도.
도 4a는 경성 내시경의 내부 구성을 도시한 도면.
도 4b는 변형예의 경성 내시경의 내부 구성을 도시한 도면.
도 5는 유치 마커의 개략의 구성을 도시한 도면.
도 6은 센스 코일과 유치 마커 및 선단부와의 위치 검출 등의 상태를 도시하는 도면.
도 7a는 대상 부위의 형상에 부합하여 유치 마커를 설정하는 예를 도시한 도면.
도 7b는 대상 부위의 형상에 부합하여 유치 마커를 설정하는 예를 도시한 도면.
도 8은 드라이브 코일에 의한 구동 파형과 그 구동에 의해 유치 마커의 소스 코일로부터 송신하는 신호 파형의 타이밍 등을 도시하는 도면.
도 9는 드라이브 코일에 의한 구동 파형과 그 구동에 의해 유치 마커의 소스 코일로부터 주파수를 변경하여 송신하는 신호 파형의 타이밍 등을 도시하는 도면.
도 10은 소화기용의 연성 내시경에 의한 내시경 검사에 의해 유치 마커를 유치하는 수순을 도시하는 플로우차트.
도 11은 소화기용의 연성 내시경에 의한 유치 마커의 유치 후에서의 경성 내시경에 의한 외과 수술할 때의 처치하는 수순을 도시하는 플로우차트.
도 12는 모니터에서의 내시경 화상 등의 표시예를 도시하는 도면.
도 13은 본 발명의 제2 실시예를 구비한 내시경 시스템의 전체 구성을 도시하는 블록도.
도 14는 머니퓰레이터를 이용한 수술 시스템의 주요부를 도시하는 도면.
<발명을 실시하기 위한 최선의 형태>
이하, 도면을 참조하여 본 발명의 각 실시예를 설명한다.
(제1 실시예)
도 1 내지 도 12를 참조하여 본 발명의 제1 실시예를 설명한다.
도 1에 도시한 바와 같이 본 실시예를 구비한 내시경 시스템(1)은, 예를 들면 소화기용 내시경 장치로서의 제1 내시경 장치(2)와, 외과 수술용 내시경 장치로서의 제2 내시경 장치(3)와, 특히 제1 내시경 장치(3)측에 의해 환자(4)의 환부 등의 검사 혹은 처치하는 대상 영역(대상 부위)(5)에 유치되는 RF-ID 태그 등에 의해 구성되는 n개의 유치 마커(Mi/n(i=1, 2, …, n))를 구비하고 있다.
제1 내시경 장치(2)는, 굴곡한 체강 내를 따라 삽입 가능하게 하는 연성 내시경(11)과, 이 연성 내시경(11)에 조명광을 공급하는 광원 장치(12)와, 연성 내시경(11)에 내장된 촬상 소자에 대한 신호 처리를 행하는 프로세서 장치(13)와, 이 프로세서 장치(13)로부터 출력되는 영상 신호를 표시하는 모니터(14)와, 프로세서 장치(13)에 접속되고, 유치 마커(Mi/n) 등에의 정보의 입력을 행하는 키보드(15)와, 예를 들면 시술자(16)의 헤드에 장착되고, 음성에 의해 유치 마커(Mi/n) 등에의 정보의 입력 등을 행하는 것을 가능하게 하는 마이크(를 구비한 마이크 세트)(17)로 이루어진다.
또한, 제2 내시경 장치(2)는, 외과 수술을 위하여 예를 들면 환자(4)의 복부(4a) 등에 삽입되는 경성 내시경(21)과, 이 경성 내시경(21)에 조명광을 공급하는 광원 장치(22)와, 경성 내시경(21)에 내장된 촬상 소자에 대한 신호 처리를 행하는 프로세서 장치(23)와, 이 프로세서 장치(23)로부터 출력되는 영상 신호를 표시하는 모니터(24)와, 프로세서 장치(23)에 접속되고, 정보의 입력을 행하는 키보드(25)로 이루어진다.
연성 내시경(11)은, 연성으로 가늘고 긴 삽입부(30)와, 이 삽입부(30)의 기단에 설치되고, 시술자(16)에 의해 꽉 쥐어지는 파지부 혹은 핸들부(31)와, 이 핸들부(31)로부터 뻗어 나온 유니버설 케이블(32)을 갖고, 이 유니버설 케이블(32)의 말단측은, 예를 들면 라이트 가이드 케이블(32a)과 신호 케이블(32b)에 분기하고, 각각 말단에 설치된 커넥터(32c 및 32d)는, 광원 장치(12)와 프로세서 장치(13)에 착탈 가능하게 접속된다. 이 연성 내시경(11)은, 구부(口部)로부터 삽입부(30)를 삽입하고, 굴곡한 식도 등의 관로를 거쳐서 예를 들면 위(33)의 내부 등에 삽입할 수 있다.
또한, 삽입부(30)의 기단 부근에는 처치구 삽입구(34)가 설치되어 있고, 처치구를 삽입하여, 삽입부(30) 내에 설치된 채널을 통하여 그 선단측을 돌출하여 처치하거나, 유치용의 처치구로 되는 파지 감자(35)를 이용하여 유치 마커(Mi/n)를 유치할 수 있게 하고 있다.
또한, 삽입부(30)는, 경질의 선단부(30a)와, 만곡이 자유로운 만곡부(30b)와, 연성(가요성)의 연성부(30c)로 구성되고, 시술자(16)는, 핸들부(31)에 설치한 만곡 손잡이(36)를 조작함으로써, 만곡부(30b)를 상하, 좌우의 임의의 방향으로 만곡할 수 있다.
또한, 핸들부(31)에는, 유치 마커(Mi/n)에 정보를 기입하기 위해 전자적으로 신호를 송신하기 위한 구동 코일 유닛(37)이 부착되어 있다. 그리고, 후술하는 바와 같이 시술자(16)는 음성 입력 등을 함으로써, 구동 코일 유닛(37) 내의 구동 코일로부터 기입하는 정보를 전자파로 송신함으로써, 유치 마커(Mi/n) 내의 메모리 내에 송신된 정보를 기입(기억)할 수 있게 하고 있다.
한편, 경성 내시경(21)은, 경질성이고 가늘고 긴 삽입부(40)와, 이 삽입부(40)의 기단에 설치되고, 시술자(16)에 의해 꽉 쥐어지는 파지부 혹은 핸들부(41)와, 이 핸들부(41)로부터 뻗어 나온 유니버설 케이블(42)을 갖는다. 이 유니버설 케이블(42)의 말단측은, 예를 들면 라이트 가이드 케이블(42a)과 신호 케이블(42b)로 분기하고, 각각 말단에 설치된 커넥터(42c 및 42d)는, 광원 장치(22)와 프로세서 장치(23)에 착탈 가능하게 접속된다.
또한, 이 경성 내시경(21)에는, 예를 들면 그 삽입부(40)의 기단 부근에는, 유치 마커(6)의 위치를 검출하거나, 이 경성 내시경(21)에서의 삽입부(40)의 선단부(40a)의 위치(P)와, 그 시야 방향(S)을 검출 가능하게 하는(센스 코일을 내장한) 센스 코일 유닛(43)이 부착되어 있다.
이 센스 코일 유닛(43)은, 유치 마커(Mi/n)의 위치 검출에도 이용된다. 이 경성 내시경(21)은, 그 삽입부(40)가 트로카(44)를 통하여 환자(4)의 복부(4a)로부터 체내에 자입된다.
도 2는 제1 내시경 장치(2)의 상세한 구성을 도시한다.
도 2에 도시한 바와 같이, 연성 내시경(11)의 삽입부(30) 내에는 조명광을 전송하는 라이트 가이드(도 2에서의 확대도 참조)(45)가 삽입 관통되어 있고, 그 후단측의 입사단은, 도 1에 도시한 광원 장치(12)에 착탈 가능하게 접속된다. 그리고, 광원 장치(12)로부터 공급되는 조명광을 전송하고, 라이트 가이드(45)의 선단의 출사면으로부터 출사한다. 이 라이트 가이드(45)의 출사면은, 선단부(30a)의 조명창에 부착되어 있다.
선단부(30a)에는, 이 조명창에 인접하여 관찰 창이 설치되어 있고, 이 관찰 창에는 대물 렌즈(46)가 부착되어 있고, 그 결상 위치에는 촬상 소자로서 예를 들면 전하 결합 소자(CCD라고 약기)(47)가 배치되어 있다. 이 CCD(47)는, 신호선에 의해 커넥터(32d)의 접점에 전기적으로 접속되어 있다. 그리고, 유저는, 이 커넥터(32d)를 프로세서 장치(13)에 접속함으로써, 프로세서 장치(13) 내부의 구동 & 신호 처리 회로(48)에 접속된다.
또한, 삽입부(30) 내에는 채널(49)이 설치되어 있어, 유치 마커(Mi/n)를 유치하기 위한 파지 감자(35) 등의 처치구를 삽입 관통할 수 있다.
또한, 핸들부(31)에 설치한 구동 코일 유닛(37)의 내부에는, 유치 마커(Mi/n)에 대하여 기입하는 정보를 전자파에 의해 송신하는 구동 코일(50)이 수납되어 있다. 이 구동 코일(50)은, 핸들부(31) 내부 및 유니버설 케이블(32) 내를 삽입 관통된 신호선과 접속되고, 커넥터(32d)를 통하여 프로세서 장치(13)와 접속된다.
프로세서 장치(13)에 내장된 구동 & 신호 처리 회로(48)는, 각종 클럭 등의 타이밍 신호를 생성하는 타이밍 제너레이터(51)와, 그 타이밍 신호에 동기하여 CCD(47)를 구동하는 CCD 구동 신호를 발생하는 CCD 구동 회로(52)를 갖는다.
또한, CCD 구동 신호의 인가에 의해, CCD(47)로부터 출력되는 CCD 출력 신호를 증폭하는 앰프(53)와, 이 앰프(53)의 출력 신호를 A/D 변환하는 A/D 변환기(54)와, 이 A/D 변환기(54)로부터 출력되는 디지털의 CCD 출력 신호에 대하여 영상 신호 생성의 신호 처리를 행하는 영상 신호 처리 회로(55)와, 이 영상 신호 처리 회로(55)로부터 출력되는 영상 신호를 D/A 변환하는 D/A 변환기(56)와, 이 D/A 변환기(56)로부터 출력되는 아날로그의 영상 신호를 증폭하는 앰프(57)를 갖는다.
이 앰프(57)에 의해 증폭된 아날로그의 영상 신호는, 모니터(14)에 입력되고, 모니터(14)의 표시면에는, 이 영상 신호에 대응하는 내시경 화상이 표시된다.
또한, 타이밍 제너레이터(51)는, 타이밍 신호를, A/D 변환기(54), 영상 신호 처리 회로(55) 및 D/A 변환기(56)에도 공급한다.
또한, 이 프로세서 장치(13)에는, 제어 처리를 행하는 CPU(58)와, 음성 인식을 행하는 음성 인식 회로(59)와, 구동 코일(50)을 구동하는 신호를 생성하는 구동 코일용 구동 회로(60)가 내장되어 있다.
CPU(58)에는, 시술자(16) 등에 의해 키보드(15)의 조작에 의해 데이터 등이 입력된다. 또한, 시술자(16) 등에 의해 마이크 세트(17)를 통하여 입력되는 음성 신호는, 음성 인식 회로(59)에 의해 음성 인식되어 대응하는 문자 정보로 변환되어 CPU(58)에 입력된다.
CPU(58)는, 키보드(15)나 음성 인식 회로(59)로부터 입력되는 데이터나 문자 정보에 대응하는 신호를 구동 코일용 구동 회로(60)에 출력한다. 구동 코일용 구동 회로(60)는, 입력된 데이터나 문자 정보에 대응하는 신호를 핸들부(31) 내의 구동 코일(50)에 보내고, 이 구동 코일(50)은 CPU(58)측으로부터의 입력 정보를 변조한 신호로 하여, 전자파로서 방사한다.
유치 마커(Mi/n)는, 이 전자파를 수신하여, 그 일부를 전원에 이용함과 함께, 복조하여, 송신된 정보를 내장한 메모리(88a)(도 5 참조)에 기억한다.
구체적으로는, 구동 코일(50)로부터 전자파로서 방사되는 신호는, 시술자(16)에 의한 소견, (유치 마커(6)의) 유치 일시, (유치 마커(Mi/n)의) 일련 번호(즉 1/n, 2/n, …, n/n) 등의 정보가 중첩된다. 그리고, 유치 마커(Mi/n)에 내장된 수신 및 송신을 겸하는 소스 코일(Cmi)에 의해 그 전자파를 수신한다. 또한 그 일부를 전원에 이용하여, 송신된 신호를 복조하고, 상기 입력 정보에 대응하는 신호를 생성하고, 유치 마커(Mi/n) 내의 IC 칩(88)의 메모리(88a)에 기억한다.
본 실시예에서는, 유치 마커(Mi/n)의 소스 코일(Cmi)로부터 송신되는 신호에 의한 위치 정보 이외에, 유치 마커(Mi/n)의 메모리(88a) 내에 기억된 정보를, 판독함으로써, 이후의 경성 내시경(21)측에 의한 처치를 더 원활하게 행할 수 있도록 한다.
또한, 구동 코일(50)을 설치하는 위치는, 연성 내시경(11)의 핸들부(31)에 설치하는 경우에 한정되는 것이 아니라, 다른 위치 혹은, 연성 내시경(11) 이외의 위치, 예를 들면 프로세서 장치(13)에 설치하도록 해도 된다.
도 3은 제2 내시경 장치(3)의 상세한 구성을 도시한다. 또한, 도 4a는 제2 내시경 장치(3)를 구성하는 경성 내시경(21)의 상세를 도시한다.
도 4a에 도시한 바와 같이, 경성 내시경(21)의 경질성의 삽입부(40) 내에는, 라이트 가이트(61)가 삽입 관통되어 있고, 이 라이트 가이드(61)는 다시 핸들부(41)로부터 뻗어 나온 유니버설 케이블(42) 내에 삽입 관통되어 있다.
그리고, 도 1에 도시한 바와 같이 유저는, 커넥터(42a)를 광원 장치(22)에 접속함으로써, 광원 장치(22)로부터 커넥터(42a)를 거쳐서 입사되는 조명광을 라이트 가이드(61)는 전송한다. 이 라이트 가이드(61)의 선단의 출사면은, 삽입부(40)의 선단부(40a)의 조명창에 부착되어 있고, 전송된 조명광은, 이 조명창으로부터 전방에 출사된다.
또한, 이 조명창에 인접하여 설치된 관찰 창에는, 대물 렌즈(62)가 장착되어 있고, 그 결상 위치에는 CCD(63)가 배치되어 있다. 이 CCD(63)는, 삽입부(40) 내 등에 삽입 관통된 신호선을 통하여 도 3에 도시한 바와 같이 프로세서 장치(23)에 내장된 구동 & 신호 처리 회로(64)와 접속된다.
도 4a에 도시한 바와 같이, 이 경성 내시경(21)의 핸들부(41)에는, 센스 코일 유닛(43)이 착탈 가능하게 장착된다.
예를 들면, 핸들부(41)의 외주면에서의 1개소에는, 커넥터 받이(65)가 설치되어 있고, 이 커넥터 받이에는, 센스 코일 유닛(43)측의 케이스(43a)에 설치한 커넥터(66)가 착탈 가능하게 접속된다. 또한, 핸들부(41)의 외주면에는, 볼록부가 형성되어 있고, 이 볼록부에 케이스(43a)가 끼워 맞춰져서 착탈 가능하게 부착된다.
이 센스 코일 유닛(43)의 케이스(43a) 내에는 센스 코일(Cx, Cy, Cz)과, 드라이브 코일(Cd)이 내장되어 있고, 센스 코일(Cx, Cy, Cz)과 드라이브 코일(Cd)은, 커넥터(66)의 접점에 리드 선으로 접속되어 있다.
그리고, 이들 센스 코일(Cx, Cy, Cz)과 드라이브 코일(Cd)은, 커넥터 받이(65)의 접점에 접속된 신호선을 통하여, 도 3에 도시한 프로세서 장치(23) 내의 센스 코일용 처리 회로(67) 및 드라이브 코일용 신호 처리 회로(68)에 각각 접속된다.
또한, 드라이브 코일(Cd)을 센스 코일(Cx, Cy, Cz)의 1개로 겸용하도록 하여도 된다.
도 4b는, 드라이브 코일(Cd)을, 예를 들면 센스 코일(Cx)에 의해 겸용한 변형예의 경우의 구성을 도시한다. 도 4b에서, 센스 코일(Cx/Cd)은, 센스 코일(Cx)로서 사용됨과 함께, 드라이브 코일(Cd)로서도 사용된다. 따라서, 이 경우에는, 드라이브 코일(Cd)을 생략할 수 있다.
또한, 본 실시예에서는, 센스 코일 유닛(43)을, 경성 내시경(21)에 착탈 가능하게 하기 때문에, 도 4a에 도시한 바와 같이 센스 코일 유닛(43)이 실제로 장착되는 경성 내시경(21)에 적합한 상태에서 사용할 수 있도록 각 경성 내시경(21)에는, 그 경성 내시경(21)에 고유의 스코프 ID를 기입한 예를 들면 메모리 IC(69)가 내장되어 있다.
그리고, 이 메모리 IC(69)의 정보는, 프로세서 장치(23) 내에 설치한 CPU(70)에 의해 판독되고, 그 정보는, 경성 내시경(21)의 선단부(40a)를 유치 마커(Mi/n)가 유치되어 있는 부위에 접근시켜서 처치할 때에 이용된다.
상기한 바와 같이 센스 코일 유닛(43)이 착탈 가능한 경우에는, 경성 내시경(21)의 삽입부(40)의 길이 등의 기계적인 치수가 상이하면, 센스 코일(Cx, Cy, Cz)의 위치와 삽입부(40)의 선단부(40a)의 위치(P)와의 상대적인 위치가 상이하고, 이들의 위치 관계를 결정하기 위해서는, 그것을 일의적으로 결정 가능하게 하는 정보가 필요하게 된다.
이와 같이 센스 코일 유닛(43)을, 착탈 가능한 것으로서 호환성을 갖는 것으로 하여, 다양한 경성 내시경에 대하여 착탈 가능하게 조합하도록 하는 경우, 개개의 경성 내시경에서의 상기 정보가 필요하게 된다. 이것을 달성하기 위해서, 본 실시예에서는, 각 경성 내시경(21) 내의 메모리 IC(69)에 스코프 ID와 함께, 개개의 경성 내시경 특유의 정보를 기억하고 있고, 그 정보를 프로세서 장치(23)측에서 판독하고, 필요한 정보로 변환한 후에, 센스 코일 유닛(43)에 의한 위치 검출 시에 이용함과 함께, 선단부(40a)의 위치 검출에도 이용한다.
후술하는 도 6에서, 센스 코일(Cx, Cy, Cz)에 의한 유치 마커(Mi/n)의 위치 검출의 좌표계에서, 선단부(40a)의 위치(P) 등을 표시한 상태를 도시한다.
이 경우, 경성 내시경 특유의 정보란, 센스 코일 유닛(43)의 부착에 의한 센스 코일(Cx, Cy, Cz)의 위치와, 경성 내시경(21)의 기계적 치수(삽입부(40)의 길이와, 센스 코일(Cx, Cy, Cz)의 위치로부터 선단부(40a)의 대물 렌즈(62)까지의 거리나 공간 좌표 위치) 이외에도, 대물 렌즈(62)의 렌즈 배율, 렌즈 시야각, 직시 타입이나 사시 타입에서의 사시의 방향(사시각) 등의 정보를 들 수 있다.
이들 모든 정보를 상기 메모리 IC(69)에 기억해 두어도 되고, 혹은, 메모리 IC(69)에는, 경성 내시경(21)의 기종 번호와 제조 번호만을 기억하고, 그 정보에 기초하여 프로세서 장치(23)측에 설치한 도시하지 않은 LUT(룩 UP 테이블) 메모리에 의해, 1대1로 변환하여 이용하도록 하여도 된다. 또한, 경성 내시경(21)을 식별하기 위해서는, 스코프 ID를 기억한 메모리 IC(69)에 한하지 않고, 바코드 등의 광학적인 판독 수단 등에 의해서도 마찬가지로 달성할 수 있다.
또한, 도 4a에 도시한 바와 같이 경성 내시경(21)의 예를 들면 핸들부(41)에는, 지시 조작용의 스위치(Sa와 Sb)가 설치되어 있다. 그리고, 예를 들면 스위치(Sa)를 눌러서 ON함으로써, 그 조작 신호가 프로세서 장치(23) 내에 설치한 CPU(70)에 입력된다.
그리고, CPU(70)는, 이 지시 신호를 받아, 유치 마커(Mi/n)를 향하여 드라이브 코일(Cd)로부터 유치 마커(Mi/n)측에 신호를 보내고, 유치 마커(Mj/n)는, 이 신호를 받아서 송신 동작을 개시한다.
또한, 스위치(Sb)를 조작함으로써, 드라이브 코일(Cd)로부터 유치 마커(Mi/n)에 대하여 송신을 정지하는 신호를 보내고, 유치 마커(Mi/n)는 송신을 정지한다. 이와 같이 하여, 불필요하게 신호를 방사하지 않도록 제어할 수 있게 하고 있다.
또한, 스위치(Sa, Sb)는, 센스 코일 유닛(43)에 설치하도록 하여도 된다. 이 경우에는, 커넥터(66), 커넥터 받이(65)를 통하여 그 신호를 CPU(70)에 전송한다.
또한, 스위치(Sa)에 의해서만, 송신 개시와 송신 정지의 기능을 겸하도록 하여도 된다.
도 3에 도시한 프로세서 장치(23) 내의 구동 & 신호 처리 회로(64)는, 도 2에 도시하는 구동 & 신호 처리 회로(48)와 마찬가지의 구성이다.
즉, 구동 & 신호 처리 회로(64)는, 각종 타이밍 신호를 생성하는 타이밍 제너레이터(71)와, 그 타이밍 신호에 동기하여 CCD(63)를 구동하는 CCD 구동 신호를 발생하는 CCD 구동 회로(72)를 갖는다.
또한, CCD 구동 신호의 인가에 의해, CCD(63)로부터 출력되는 CCD 출력 신호를 증폭하는 앰프(73)와, 이 앰프(73)의 출력 신호를 A/D 변환하는 A/D 변환기(74)와, 이 A/D 변환기(74)로부터 출력되는 디지털의 CCD 출력 신호에 대하여 영상 신호 생성의 신호 처리를 행하는 영상 신호 처리 회로(75)와, 이 영상 신호 처리 회로(75)로부터 출력되는 영상 신호를 D/A 변환하는 D/A 변환기(76)와, 이 D/A 변환기(76)로부터 출력되는 아날로그의 영상 신호를 증폭하는 앰프(77)를 갖는다.
이 앰프(77)에 의해 증폭된 아날로그의 영상 신호는, 모니터(24)에 입력되고, 모니터(24)의 표시면에는, 이 영상 신호에 대응하는 내시경 화상이 표시된다.
또한, 타이밍 제너레이터(71)는, 타이밍 신호를, A/D 변환기(74), 영상 신호 처리 회로(75) 및 D/A 변환기(76)에도 공급한다.
또한, 드라이브 코일용 신호 처리 회로(68)는, 각종 타이밍의 클럭을 발생하는 타이밍 제너레이터(클럭 제너레이터)(78)와, 이 타이밍 제너레이터(78)로부터의 클럭을 통과시키도록 설정된 BPF에 의한 필터(79)와, 이 필터(79)를 통과한 클럭을 증폭하는 앰프(80)를 갖는다.
타이밍 제너레이터(78)로부터 필터(79)측에 출력되는 클럭은, CPU(70)에 의해 제어된다. 즉, 스위치(Sa)가 ON된 것을 받아, CPU(70)는 타이밍 제너레이터(78)로부터 필터(79)측에 클럭을 출력한다.
상기 앰프(80)를 거쳐서 증폭된 소정 주파수의 클럭이, 드라이브 코일(Cd)에 인가된다. 이 드라이브 코일(Cd)은, 인가된 클럭의 신호를 전자파로서 방사하고, 이 전자파는 유치 마커(Mi/n)의 소스 코일(Cmi)에 의해 수신되어, 전원으로서 이용된다. 또한, 그 전원의 공급에 의해, 위치 검출 등에 이용되는 신호를 송신한다.
유치 마커(Mi/n)측으로부터 송신되는 신호는, 센스 코일(Cx, Cy, Cz)에 의해 수신되고, 프로세서 장치(23) 내의 센스 코일용 처리 회로(67)의 앰프(81)에 입력된다. 이 앰프(81)에 의해 증폭된 후, 필터(82)에 의해 소정의 대역 내의 신호가 취출되고, 다시 A/D 변환기(83)에 의해 A/D 변환되어 디지털의 신호로 변환된다.
이 디지털의 신호는, 푸리에 변환 회로(84)에 입력됨과 함께, CPU(70)에 입력된다.
푸리에 변환 회로(84)는, 입력되는 신호, 구체적으로는 유치 마커(Mi/n)의 소스 코일로부터 송신되는 신호의 주파수 성분을 추출하기 위한 주파수 분석을 행하고, 그 주파수 분석 결과로부터 상기 신호의 주파수 성분을 추출한다.
추출된 신호를 진폭·위상 검출 회로(85)에 출력하고, 진폭·위상 검출 회로(85)는, 신호의 진폭 및 위상값(기준의 위상으로부터의 어긋남)을 검출하여, 마커 좌표 검출 회로(86)에 출력한다. 마커 좌표 검출 회로(86)는, 3개의 센스 코일(Cx, Cy, Cz)에 의해 검출한 신호의 진폭 및 위상값으로부터 각 유치 마커(Mi/n)의 3차원 좌표를 검출(산출)한다.
산출된 정보는, CPU(70)를 통하여 영상 신호 처리 회로(75)에 출력되고, 영상 신호 처리 회로(75)가 생성하는 내시경 화상의 영상 신호에 중첩하거나 하여, 모니터(24)의 표시면에 내시경 화상과 함께 유치 마커(Mi/n)의 위치를 표시할 수 있게 하고 있다.
또한, A/D 변환기(83)로부터의 출력 신호가 입력되는 CPU(70)는, 위치 검출용의 신호에 변조(중첩)된 정보를 복호화 처리하여, IC 칩(88)의 메모리(88a)에 기입된 정보를 얻는다. 그리고, CPU(70)는, 영상 신호 처리 회로(75)에 출력하고, 모니터(24)의 표시면에 유치 마커(Mi/n)의 위치와 함께, 기입되어 있는 소견 등의 정보를 표시할 수 있도록 제어 처리한다.
도 5는 유치 마커(Mi/n)의 구성을 도시한다.
유치 마커(Mi/n)는, 예를 들면 캡슐 형상 등의 외장 케이스 내에 송신 및 수신에 이용하는 소스 코일(Cmi/n)과, 이 소스 코일(Cmi/n)에 접속되어, 변복조를 행하는 변복조 회로(87)와, 송신된 정보를 기억하는 메모리(88a)를 갖고, 변복조 회로(87) 및 메모리(88a)에의 기입 및 판독 등을 제어하는 IC 칩(88)으로 이루어진다.
본 실시예에서는, 연성 내시경(11)에 의해, 나중에 처치하기 위한 정보를 송신하여 메모리(88a) 내에 기입한다(기억한다).
그리고, 경성 내시경(21)에 의해 처치할 때에는, IC 칩(88)은, 위치 검출을 위해 송신하도록 구동함과 함께, 메모리(88a) 내에 기억된 정보를 판독하고, 변조하여 송신도 한다. 그리고, 경성 내시경(21)측에서는, 송신된 신호를 수신하고, 복조한 정보에서의 예를 들면 소견을 참조하거나 함으로써, 처치를 원활하게 혹은 적절하게 행하기 위하여 이용한다.
도 6은, 센스 코일(Cx, Cy, Cz)에 의해 유치 마커(Mi/n)를 검출하는 상태를 도시한다.
센스 코일(Cx, Cy, Cz)은, 직교하는 3축(x, y, z) 방향으로 감도를 갖도록(즉 지향성을 갖도록) 단축 코일(솔레노이드 형상 코일)이 배치되고, 유치 마커(Mi/n)의 소스 코일(Cmi/n)로부터의 전자계 강도 및 위상 어긋남을 검출하는 데 이용되고, 그들의 검출 정보에 의해 소스 코일(Cmi/n)의 3차원의 좌표 위치가 산출된다.
또한, 센스 코일(Cx, Cy, Cz)을 원점으로 하면 소정의 3차원 좌표 위치로 되는 삽입부(40)의 선단부(40a)(혹은 선단부(40a)에서의 대물 렌즈(62))의 위치를, IC 메모리(69)로부터의 정보에 의해 산출할 수 있다.
도 6에서는, 센스 코일(Cx, Cy, Cz)을 원점으로 하여, 선단부(40a)의 위치(P)의 좌표를 (xo, yo, zo)로 나타내고 있다. 본 실시예에서는, 예를 들면 선단부(40a)의 위치를 원점으로 하여, 소스 코일(Cmi/3)의 3차원 좌표의 위치를 표시할 수 있다. 이 경우, 도 6에 의해 도시하면, 예를 들면 대물 렌즈(62)의 동공 위치를 선단부(40a)의 위치(P)로 하고, 그 위치(P)를 원점으로 한 좌표계를 (x', y', z')로서 나타내고 있다.
또한, 본 실시예에서는, 센스 코일(Cx)을 삽입부(40)의 축방향으로 지향성을 갖도록 배치하여, 대물 렌즈(62)의 시야 방향(S)이 센스 코일(Cx, Cy, Cz)을 원점으로 하는 좌표계(x, y, z)에서의 x축 방향과 평행해짐과 함께, 선단부(40a)의 위치(P)를 원점으로 하는 좌표계(x', y', z')에서도 x' 방향으로 되도록 설정하고 있다. 이 때문에, 센스 코일(Cx, Cy, Cz)을 원점으로 한 좌표계와, 선단부(40a)의 위치(P)를 원점으로 하는 좌표계의 상호 변환이 용이해진다. 또한, 본 실시예에서는, 직시 타입의 경우로 나타내고 있다.
도 7a 및 도 7b는 환부 등의 주목할 대상 영역(5)에 대하여 유치 마커(Mi/n)를 유치하는 상태를 도시한다.
환부 등의 대상 영역(5)의 형상에 부합하여, 도 7a 또는 도 7b와 같이 유치 마커(Mi/n)를 유치하면 된다.
도 7a와 같이 대상 영역(5)이 대략 3각형에 가까운 형상인 경우에는, 각 정점 부근의 위치에 3개의 유치 마커(M1/3, M2/3, M3/3)를 유치하면 된다.
또한, 도 7b와 같이 대상 영역(5)이 대략 4각형에 가까운 형상인 경우에는, 각 정점 부근의 위치에 4개의 유치 마커(M1/4, M2/4, M3/4, M4/4)를 유치하면 된다.
또한, 대상 영역(5)이 원형이나 타원형인 경우에는, 그 외형을 따라 3개 혹은 그 이상의 유치 마커(Mi/n)를 유치하여도 된다.
수술 시에, 수술 기술의 부족함을 없애기 위해서도, 유치 마커(Mi/n)에서의 총수(n)와 일련 번호(i/n)를 인지할 수 있는 것은 중요하게 된다.
도 8은, 경성 내시경(21)의 드라이브 코일(Cd)로부터, 유치된 예를 들면 3개의 유치 마커(Mi/3)에 송신시키는 신호와, 유치 마커(Mi/3)측의 소스 코일(Cmi)에 의해 위치 검출 등을 위해 송신하는 신호의 타이밍을 도시한다.
도 8의 (A)에 도시한 바와 같이 드라이브 코일(Cd)은, 발진 주파수가 예를 들면 10㎑인 버스트파를 소정 주기의 신호로서 출력한다.
이것을 받음으로써, 유치 마커(M1/3∼M3/3)에는 전력이 공급되고, 각각, 도 8의 (B)∼(D)에 도시한 출력 신호를 송신한다.
도 8의 (B)∼(D)에 도시한 신호는, 각각 출력 신호의 기본파(반송파)이다. 이 기본파에는, 각각의 유치 마커(M1/3∼M3/3) 내의 메모리(88a)에 기록된 고유 정보나 소견 등의 정보 등이 중첩되어 있다.
본 실시예에서는, 3개의 유치 마커(M1/3∼M3/3)의 위치 정보를 인식할 필요가 있지만, 그 3개의 유치 마커(M1/3∼M3/3)의 출력 신호는, 도 8의 (B)∼(D)에 도시한 바와 같이, 드라이브 코일(Cd)의 버스트파의 발신 타이밍으로부터, 각각 t1, t2, t3의 시간에, 소정의 진폭으로 발신함으로써, 그 신호를 외과용의 경성 내시경(21)에 설치한 센스 코일(Cx, Cy, Cz)로 수신할 때에, 어느 신호가, 어느 소스 코일(Cmi/3)에 대응하는 것인지를 인식할 수 있게 하고 있다.
또한, 시간(t1, t2, t3)으로부터의 시간 지연을, 소스 코일(Cmi/3)로부터의 신호 파형의 위상 어긋남으로서 검출함으로써, 센스 코일(Cx, Cy, Cz)과 각 소스 코일(Cmi/3) 사이의 거리를 검출할 수 있게 하고 있다. 또한, 상기 거리와, 센스 코일(Cx, Cy, Cz)에 의한 지향성과 검출된 신호 파형의 진폭값으로부터, 예를 들면 센스 코일(Cx, Cy, Cz)의 좌표계를 원점으로 한 소스 코일(Cmi/3)의 3차원 좌표의 위치를 산출할 수 있게 하고 있다.
또한, 센스 코일(Cx, Cy, Cz)을 원점으로 하면 소정의 3차원 좌표 위치로 되는 삽입부(40)의 선단부(40a)(혹은 선단부(40a)에서의 대물 렌즈(62))의 위치를 원점으로 하여, 소스 코일(Cmi/3)의 3차원 좌표의 위치를 산출할 수도 있다.
본 실시예에서는, 경성 내시경(21)의 선단부(40a)를, 유치 마커(Mi/3)가 유치된 대상 영역(5)에 시각적으로 어프로치하기 쉽게 하기 위해서, 소스 코일(Cmi/3)의 3차원 좌표의 위치를 산출한 결과를 표시하는 경우에는, 삽입부(40)의 선단부(40a)를 3차원 좌표계의 원점으로서 표시한다.
내시경을 이용한 수술 기술에 의해, 유치 마커(M1/3∼M3/3)를 유치하는 경우, 소화기용의 내시경 장치(2)측으로부터 각 유치 마커(Mi/3)에 소정의 정보를 인풋할 때, 일련 번호의 데이터도 인풋하기 때문에, 이 때에, 「드라이브 코일(Cd)로부터의 버스트파를 수신 후, 각각 t1, t2, t3의 시간 후부터 발신 신호를 출력한다」라고 하는 정보를 함께 프로그래밍함으로써 가능하게 된다.
도 9는, 도 8의 방법과는 다른 송신 방법을 도시한다.
도 9의 (A)에 도시한 바와 같이 드라이브 코일(Cd)의 발신 주파수를, 예를 들면 10㎑의 버스트파로 한다.
이것을 받아, 유치 마커(M1/3∼M3/3)에 내장한 소스 코일(Cm1/3∼Cm3/3)에는 전력이 공급되고, 각각, 도 9의 (B)∼(D)에 도시하는 출력 신호를 발신한다. 이들 소스 코일(Cm1/3-Cm3/3)로부터의 발신 신호는, 개시의 타이밍으로서는 모두 동일하지만, 대신에, 발신 주파수가, 각각 10㎑, 12㎑, 14㎑와 같이, 상호 다르게 하고 있다.
이 경우에도, 3개의 유치 마커(M1/3∼M3/3)의 위치 정보를 인식할 필요가 있지만, 소스 코일(Cm1/3∼Cm3/3)은 각각 10㎑, 12㎑, 14㎑와 같이 서로 상이한 주파수로 발신함으로써, 그 신호를 외과용의 경성 내시경(21)에 설치된 센스 코일(Cx, Cy, Cz)로 수신하고, 그 주파수로부터 어느 소스 코일(Cmi)에 대응하는 것인지를 인식할 수 있다.
유치 마커(M3/1∼M3/3)를 유치할 때에, 소화기용의 내시경 장치(2)측으로부터 각 유치 마커(Mi/3)에 소정의 정보를 인풋할 때, 일련 번호의 데이터도 인풋하므로, 이 때에, 「드라이브 코일(Cd)로부터의 버스트파를 수신하면, 각각 10㎑, 12㎑, 14㎑의 기본파를 발신 출력한다」라고 하는 정보를 함께 프로그래밍함으로써 가능하게 된다.
또한, 도 9의 (B)∼(D)는, 출력 신호의 기본파를 도시하고 있다. 이 기본파에는, 각각의 유치 마커(Mi/3) 내의 메모리(88a)에 기록된 고유 정보 등이 중첩되어 있다. 혹은, 기본파로 송신하는 타이밍과, 고유 정보를 중첩하여 송신하는 타이밍을 일정 주기로 교대로 변경하도록 하여도 된다.
이와 같은 구성의 내시경 시스템(1)에 의한 환부 등의 처치 대상 영역에 대한 소화기용의 연성 내시경(11)에 의한 진단 및 그 진단 결과에 의해 유치 마커(Mi/n)의 유치를 행하고, 그리고 유치된 유치 마커(Mi/n)를 이용하여 경성 내시경(21)에 의한 외과 수술의 수순을 도 10 및 도 11을 참조하여 설명한다.
도 10에 도시한 바와 같이 최초의 스텝 S1에서, 소화기용의 연성 내시경(11)에 의해, 내시경 검사를 행한다.
구체적으로는, 예를 들면 도 1에 도시한 바와 같이, 소화기용의 연성 내시경(11)에 의해, 환자(4)의 구부측을 통해 삽입하고, 소화관 내, 예를 들면 위(33)의 내측을 내시경 검사한다.
이 내시경 검사에 의해, 이 연성 내시경(11)에 의한 처치, 예를 들면 내시경 관찰 하에서의 점막 절제술로서의 EMR(Endoscopic mucosal resection) 등을 행한다.
그리고, 경성 내시경에 의한 외과 수술이 처치하기 쉬운 대상 영역(5)이 있는 경우에는, 스텝 S2에 도시한 바와 같이 시술자(16)는, 그 처치 대상 영역(5)에 유치 마커(Mi/n)를 유치한다. 유치 마커(Mi/n)를 유치하는 경우에는, 연성 내시경(11)의 채널(49) 내에 삽입 관통한 파지 감자(35) 등에 의해 대상 영역(5)을 둘러싸도록 3개 이상의 유치 마커(Mi/n)를 유치한다.
또한, 유치 마커(Mi/n)를 유치하는 경우, 도 2의 확대도에 도시한 바와 같이 채널(49)의 내부 직경보다 작은 외부 직경의 유치 마커(Mi/n)나 채널(49) 내를 삽입 관통할 수 있는 파지부를 선단에 설치한 파지 감자(35)를 채용하면, 환자(4)에게 고통을 주지 않고, 혹은 시술자(16)는, 간단히 유치할 수 있다.
또한, 유치 마커(Mi/n)를 유치하는 경우, 유치 마커(M/n)에 훅 등을 미리 부착해 두고, 그 훅의 선단을 환부 등의 대상 영역(5) 표면에 삽입함으로써, 유치 마커(Mi/n)를 유치할 수 있다. 또한, 훅 등을 사용하지 않고, 생체 접착성 폴리머를 유치 마커(Mi/n)의 외표면에 도포한 것을 이용하여, 대상 영역(5) 표면에 유치할 수도 있다.
그리고, 시술자(16)는, 스텝 S3에 도시한 바와 같이, 예를 들면 마이크 세트(17)에 의한 음성 입력 등에 의해, 소견, 유치 일시, 유치하는 유치 마커(Mi/n)의 총수(n)에 대한 일련 번호 등의 입력을 행한다.
이 입력을 행한 후, 유치 마커(Mi/n)에의 송신 혹은 기입의 음성 입력 등을 행함으로써, 프로세서 장치(13) 내의 CPU(58)는, 입력된 정보를 구동 코일(50)로부터 송신하도록 구동 코일용 구동 회로(60)를 작동시킨다.
그리고, 스텝 S4에 도시한 바와 같이, 유치 마커(Mi/n)는, 소스 코일(Cmi/n)에 의해 그 신호를 수신하여 전원으로서 이용함과 함께, IC 칩(88) 내의 메모리(88a)에 송신된 정보를 기억한다.
그 후, 시술자(16)는, 연성 내시경(11)을 체강 내로부터 빼낸다.
그리고, 유치한 일시 후의 적당한 일시에, 시술자는, 경성 내시경(21)에 의해 외과 수술을 행한다. 이 경우의 대표적인 처치의 수순을 도 11에 도시한다.
스텝 S11에 도시한 바와 같이, 환자(4)의 복부(4a) 등으로부터 경성 내시경(21)의 삽입부(40)를 트로카(44)를 통하여 자입한다.
그리고, 이 경성 내시경(21)의 CCD(63)에 의해 촬상된 내시경 화상은, 모니터(24)의 표시면에 표시된다.
또한, 도 11의 스텝 S12부터 스텝 S17까지의 처리를 CPU(70)에 내장하여 프로그램(70a)에 따라, CPU(70)의 제어로 행하게 하여도 된다.
시술자는, 스위치(Sa)를 조작하거나 하여, 스텝 S12에 도시한 바와 같이 유치 마커(Mi/n)에 드라이브 코일(Cd)로부터 드라이브용의 신호를 송신한다. 이하에서는 n=3으로 한다.
이 신호의 송신에 의해, 유치 마커(Mi/3)로부터, 도 8에 도시한 바와 같이 드라이브 코일(Cd)로부터의 송신의 타이밍부터 시간(t1, t2, t3)과 같이 순차적으로 어긋나서, 겹치지 않도록 한 타이밍에서, 소스 코일(Cm1/3)부터 소스 코일(Cm3/3)까지 (위치 검출 등을 위한) 신호가 순차적으로 송신된다(S13).
그리고, 경성 내시경(21)에 부착한 센스 코일 유닛(43) 내의 센스 코일(Cx, Cy, Cz)은, 각 소스 코일(Cmi/3)로부터의 신호를 수신한다. 그리고, CPU(70)의 제어에 의해, 센스 코일용 처리 회로(67)는, 소스 코일(Cmi/3)(유치 마커(Mi/3))의 각 3차원 위치를 검출한다(S14). 3차원 위치의 검출(산출)에는, 수신한 신호의 진폭값과 위상을 검출함으로써 가능하게 된다.
이들 위치 정보는, CPU(70)에 보내지고, CPU(70)는, 3개의 유치 마커(M1/3∼M3/3)로부터 3개의 유치 마커(M1/3∼M3/3)를 포함하는 평면 및 3개의 유치 마커(M1/3∼M3/3)의 예를 들면 중심 위치의 좌표를 산출한다(S15).
또한, CPU(70)는, 유치 마커(M1/3∼M3/3)를 포함하는 평면으로부터, 또한 그 평면에 수직인 법선 벡터를 산출하도록 하여도 된다.
이들 정보는, CPU(70)로부터 영상 신호 처리 회로(75)에 보내지고, 영상 신호에 중첩되어 모니터(24)에 출력되고, 내시경 화상과 함께 대상 영역의 정보가 표시된다(S16).
또한, 시술자(16)에 의해, 입력되어 메모리(88a)에 저장된 정보도 판독되고, CPU(70)에 입력된다. 이 정보도 CPU(70)로부터 영상 신호 처리 회로(75)에 보내지고, 영상 신호에 중첩되어 모니터(24)에 출력되고, 모니터(24)에 의해 표시된다(S17).
이 경우에서의 모니터(24)에 의한 표시예를 도 12에 도시하고 있다. 내시경 화상의 표시 에리어(Re)에는, 경성 내시경(21)의 CCD(63)에 의해 촬상한 내시경 화상이 표시되고, 또한 이 표시 에리어(Re)에 인접하여, 경성 내시경(21)의 삽입부(40)의 선단측의 삽입 방향 등의 가이드로 되는 가이드 화상이 삽입 가이드 표시 에리어(Rg)에 표시된다.
또한, 메모리 기억 정보 표시 에리어(Rm)에는, 유치 마커(M1/3∼M3/3)의 메모리(88a)로부터 판독된 시술자(16)에 의한 소견 등의 정보가 표시된다.
도 12의 삽입 가이드 표시 에리어(Rg)에서는, 대물 렌즈(62)의 위치를 원점으로 하여 그 시야 방향(S)을 예를 들면 x' 방향으로 설정한 경우, 이 x' 방향을 모니터 화면에 수직인 방향으로 설정하고, 검출된 유치 마커(Mi/n)의 위치를 시각적으로 나타내기 위해, 유치 마커(Mi/n)에서의 x' 성분만큼 시야 방향(S)으로 어긋나게 한 위치에서, 유치 마커(Mi/n)의 위치를 이 x' 방향으로 수직인 y' 및 z' 성분을 이용하여 도시하고 있다.
즉, 모니터 화면은, 유치 마커(Mi/n)의 y' 및 z' 성분을 상대적으로 나타내고 있다. 또한, 도 12에서는 Mi/n은 M1/3∼M3/3으로 된다.
또한, 이 상태에서는, x' 성분의 값을 시각적으로 파악하기 어렵게 되기 때문에, 예를 들면 x' 성분의 값에 비례한 크기가 상이한 2개의 동심의 원(H, C)을 표시한다. 이 원(H, C)의 크기는, 선단부(40a)의 위치(P)부터 유치 마커(Mi/n)까지의 거리에서의 x' 성분의 크기에 비례한다.
예를 들면 원(C)은, 선단부(40a)의 위치(P)부터 유치 마커(Mi/n)까지의 거리에서의 x' 성분의 값을 반경으로 한 것으로서 표시한다. 이렇게 표시함으로써, 선단부(40a)를 대상 영역(5)측에 접근시키는 조작을 시각적으로 행하기 쉽게 한다.
도 12의 구체예에서는, 시야 방향(S)의 우측에 대상 영역(5)의 정보(5a)가 표시되기 때문에, 시술자(16)는, 삽입부(40)의 선단부(40a)를 우측을 향하도록 변경하면, 대상 영역(5)측에 접근할 수 있는 것을 시각적으로 용이하게 알 수 있다.
또한, 도 12에서는, 유치 마커(M1/3∼M3/3)의 중심 위치를 O, 유치 마커(M1/3∼M3/3)의 중심 위치(O)로부터 이들을 포함하는 면의 법선 벡터(V) 등을 표시한다. 이 법선 벡터(V)를 표시함으로써, 그 면에 수직인 방향으로부터 선단부(40a)가 접근하고 있는지, 비스듬한 방향으로부터 접근하고 있는지 등을 판단할 수 있다.
이와 같이 하여 시술자는, 모니터(24)에 표시된 정보를 참조하여, 경성 내시경(21)의 삽입부(40)의 방향 등을 조정하거나 하여 대상 영역(5)에 어프로치한다(S18).
이와 같이, 삽입 가이드 표시 에리어(Rg)에는, 경성 내시경(21)의 선단부(40a)의 대물 렌즈(62)에 의한 시야 방향(S) 등과 함께, 대상 영역(5)의 중심 위치(O) 등이 표시됨과 함께, 그 대상 영역(5)의 면의 법선 벡터(V) 등도 표시되기 때문에, 삽입부(40)의 선단부(40a)를 스무스하게 대상 영역(5)의 중심 위치(O)에 어프로치할 수 있다. 또한, 법선 벡터(V)의 방향으로부터, 대상 영역(5)의 면에 수직인 방향으로부터 어프로치 혹은 관찰 하고 있는지의 여부 등도 시각적으로 인식하기 쉽다.
대상 영역(5)에 어프로치하여, 대상 영역(5)을 경성 내시경(21)의 대물 렌즈(62)의 관찰 시야에 넣고, 도시하지 않은 처치구를 이용하거나 하여 처치를 행한다(S19). 또한, 유치한 유치 마커(M1/1∼M3/3)를 제거한다. 그리고, 외과 수술을 종료한다.
도 11에 의한 유치 마커(Mi/3)의 위치 산출에 수반하는 대상 영역(5)의 표시 등에 대하여 보충 설명한다.
경성 내시경(21)의 선단부(40a)의 위치를 (xo, yo, zo)라고 한다.
이 경우, 경성 내시경(21)의 선단부(40a)의 위치(xo, yo, zo) 및, 대물 렌즈(62)의 시야 방향(S)은,
1) 핸들부(41)에 부착되는 센스 코일 유닛(43) 내에 있는 센스 코일(Cx, Cy, Cz)의 위치 및 각각의 방향과, 센스 코일 유닛(43)이 경성 내시경(21)에 장착된 상태에서의 물리적 위치, 방향과의 관계로부터 미리 결정된다.
그 때문에, 센스 코일 유닛(43) 내의 센스 코일(Cx, Cy, Cz)의 위치, 및 각각의 방향을 알면, 선단부(40a)의 위치(xo, yo, zo) 및 대물 렌즈(62)의 시야 방향(S)은, 결정이 가능하다. 그리고, 선단부(40a)의 위치(xo, yo, zo)를 산출한 후, 유치 마커(Mi/3)의 위치 산출한 결과를 모니터(24)에 표시하는 경우에는, 전술한 바와 같이 선단부(40a)의 위치를 좌표의 원점으로서 표시함으로써, 시각적으로 선단부(40a)를 유치 마커(Mi/3)에 어프로치하기 쉽게 할 수 있다.
본 실시예의 경우, 핸들부(41)에 센스 코일 유닛(43)을 장착하는 구성으로 하고 있기 때문에, 경성 내시경(21)의 광학계 등, 선단부(40a)에 내장하는 다른 부품과 간섭하지 않는다.
또한, 본 실시예에서는, 핸들부(41)에 센스 코일(Cx, Cy, Cz) 등을 착탈 가능하게 부착하게 하고 있지만, 경성 내시경(21)의 선단부(40a)에 위치 검출을 위한 센스 코일을 설치하면, 그 센스 코일의 위치, 방향으로부터 경성 내시경(21)의 선단부(40a)의 위치 및 시야 방향(S)을 결정하는 것이 가능하다. 따라서, 이와 같이 선단부(40a)에 센스 코일을 배치하여도 된다.
본 실시예에 따르면, 내시경의 선단부의 위치와, 환부 등의 대상 부위에 유치되는 마커와의 상대적인 위치 관계를 검출 가능하게 함으로써, 시술자는, 그 정보를 이용하여 선단부를 대상 부위에 대하여 원활하게 어프로치할 수 있다.
따라서 본 실시예에 따르면, 외과 수술 등을 행하기 쉽게 할 수 있다.
또한, 전술한 실시예에서는, 경성 내시경(21)에 의해, 그 선단부(40a)의 위치나 시야 방향(S)를 검출할 수 있게 하여, 유치 마커(Mi/n)가 유치되는 대상 영역(5)에 스무스하게 어프로치 등을 할 수 있도록 한 구성 및 작용 등을 설명하였으나, 연성 내시경(11)에 대해서도 이하의 제2 실시예와 같이 하여 적용할 수 있다.
(제2 실시예)
다음에 본 발명의 제2 실시예를 도 13을 참조하여 설명한다. 도 13은 본 발명의 제2 실시예를 구비한 내시경 시스템(1B)을 도시한다.
본 내시경 시스템(1B)은, 도 1 혹은 도 2에서, 연성 내시경(11)의 선단부(30a)에 센스 코일(Cx, Cy, Cz)을 배치한 구성으로 하여, 센스 코일(Cx, Cy, Cz)에 의한 이 연성 내시경(11)의 선단부(30a)의 위치와 그 선단부(30a)에 설치한 대물 렌즈(46)에 의한 시야 방향(S')을 검출할 수 있게 하고 있다.
즉, 연성 내시경(11)의 삽입부(30)의 선단부(30a)의 위치 및 대물 렌즈(46)시야 방향(S')은, 선단부(30a)에 센스 코일(Cx, Cy, Cz)을 설치하면, 그 센스 코일(Cx, Cy, Cz)의 위치, 및 그들의 방향으로부터 그 연성 내시경(11)의 선단부(30a)의 위치, 시야 방향(S')은 결정된다.
또한, 연성 내시경(11)의 선단부(30a)에서의 촬상 부분은 일반적으로 경성의 부재로 구성되어 있기 때문에, 기지의 위치만큼 후방으로 어긋나게 한 위치에 센스 코일(Cx, Cy, Cz)을 내장함으로써 그 연성 내시경(11)의 선단부(30a)의 위치, 시야 방향(S')의 결정이 가능하다. 상기한 바와 같이 센스 코일(Cx, Cy, Cz)을 배치하면, 연성 내시경(11)의 대물 렌즈(46) 등의 광학계 등 선단부(30a)에 내장하는 다른 부품과 간섭하지 않는다.
상기한 바와 같은 연성 내시경(11)을 이용하는 전제에서, 미리 경성 내시경(21)측으로부터 생체 내에 유치 마커(Mi/3)를 유치한 경우에 설명한다.
유치 마커(M1/3∼M3/3) 각각의 공간의 위치를, (x1, y1, z1), (x2, y2, z2), (x3, y3, z3)으로 한다.
연성 내시경(11)의 시야 방향(S')을, 여기서는 Z축, 원점을 광학계의 시야 중심으로 하고, 시야 상방을 Y의 플러스 방향, 시야 우측 방향을 X의 플러스 방향으로 하는 좌표계의 XYZ 공간을 설정한다.
이 좌표계에서는, 표시되는 내시경 화상은 Z축에 수직인 평면으로서 표현된다. X, Y, Z의 원점은, 상기 연성 내시경(11)의 선단부(30a)의 위치와 동일하게 되어 있다.
이 연성 내시경(11)에 설치된 센스 코일(Cx, Cy, Cz)에 의해 검출되는 유치 마커(M1/3∼M3/3)의 위치 (x1, y1, z1), (x2, y2, z2), (x3, y3, z3)는, 각각 X, Y, Z의 공간의 값으로서 변환된다.
그들의 좌표를 (X1, Y1, Z1), (X2, Y2, Z2), (X3, Y3, Z3)으로 한다.
연성 내시경(11)의 선단부(30a)를 유치 마커(M1/3)에 접근시키는 것을 상정 하면, XYZ 공간의 원점과, (X1, Y1, Z1)의 좌표를 접근시키는 것과 등가로 된다.
따라서, 선단부와 유치 마커(M1/3)의 거리(D)는, X, Y, Z 공간의 원점과, (X1, Y1, Z1)의 점과의 거리이다. 계산식에서는 (X1, Y1, Z1)의 각 항의 제곱합의 평방근으로서 단순 계산이 가능하고, 이 거리를 화면 상에 표시할 수 있다.
한편, 연성 내시경(11)의 선단부(30a)를 어느 방향을 향해 가는 것이 유치 마커(M1/3)와 연성 내시경(11)의 선단부(30a)가 접근하는 방향인지에 관해서는, 내시경 화면 상에서는 화상은 Z축에 수직이기 때문에 XY 평면에 투영한 (X1, Y1, Z1)의 유치 마커(M1/3)의 위치, 즉 X, Y, Z 공간의 원점으로부터 (X1, Y1, O)로 향하는 벡터(W)로 표현된다.
이것을 화면 상에 표현함으로써, 어느 방향으로 내시경 선단을 향하면 좋은지를 시술자 등의 내시경 검사 혹은 처치를 행하는 유저는, 용이하게 판단 가능하다.
예를 들면 X1, Y1 모두 플러스이면, 우측 경사 상방향으로 화살표를 내는 것이 가능하고, 그 방향으로 유치 마커(M1/3)가 존재한다. 이 경우에 대응하는 모니터(14)에서의 표시예를 도 13의 모니터(14)의 표시면에 도시하고 있다.
또한, 예를 들면, X1, Y1 모두 마이너스이면, 좌측 경사 하방향으로 화살표를 내는 것이 가능하고, 그 방향으로 유치 마커(M1/3)가 존재하게 된다.
이 경우에도, 유치 마커(M1/3) 등에 삽입부(30)의 선단부(30a)를 어프로치시키는 것을 시각적으로 간단히 행할 수 있게 되고, 연성 내시경(11)에 의한 처치가 하기 쉬워진다. 또한, 유치 마커(M1/3)의 경우에 설명하였으나, 다른 유치 마커(M2/3, M3/3)의 경우도 마찬가지이다.
또한, 상기 유치 마커(M1/3)의 경우에 나타낸 벡터(W)를 유치 마커(M1/3∼M3/3)의 중심 위치에 대하여 표시하도록 하여도 된다.
또한, 도 13에서, 프로세서 장치(13')는, 도 1에서의 프로세서 장치(23)와 동일한 구성이고, 또한 프로세서 장치(23')는, 도 1에서의 프로세서 장치(13)와 동일한 구성이다. 또한, 이 경우에는, 경성 내시경(21)에는 구동 코일을 내장한 유닛(43')이 접속된다(도 1에서의 구동 코일 유닛(37)에 상당함).
도 13에서는, 경성 내시경(21)에 의해 최초로 처치 등을 행하고, 그 경우에 있어서, 연성 내시경(11)에 의해 처치하는 것이 쉬운 경우에는, 경성 내시경(11)의 관찰 하에서 도시하지 않은 파지 감자 등을 이용하여 유치 마커(M1/3∼M3/3)를 유치하고, 그 후 연성 내시경(11)에 의해 유치 마커(M1/3∼M3/3)를 향하여 그 선단부(30a)를 어프로치시키는 상태를 나타낸다.
즉, 제1 실시예에서의 연성 내시경(11)에 의한 유치 마커(M1/3∼M3/3)의 유치와, 그 후의 유치 마커(M1/3∼M3/3)가 유치된 대상 영역(5)에의 경성 내시경(21)에 의한 어프로치의 수순에서의, 연성 내시경(11)과 경성 내시경(21)에 의한 기능을 교체한 것에 상당한다.
이와 같이 본 실시예에 따르면, 제1 실시예와 거의 마찬가지의 효과를 갖는다.
또한, 본 발명은, 도 14에 도시한 바와 같이 로봇 서저리(91)를 구성하는 수술용의 머니퓰레이터(92a, 92b)를 이용하여 수술을 행하는 경우에도 적용할 수 있다. 슬레이브 머니퓰레이터(92a)는, 그 선단부가 환자의 복벽(4a) 내에 삽입 구멍(b)을 통하여 체내(c)에 삽입되는 삽입부(93)를 갖는 수술 기구(94)와, 이 수술 기구(94)를 지지하기 위한 직동 및 회전의 자유도를 갖는 복수의 축을 갖는 로봇(95)으로 구성된다.
삽입부(93)의 선단부에는, 좌우로 1쌍의 대물 광학계(90a, 90b) 및 대물 광학계(90a, 90b)의 각 결상 위치에 각각 도시하지 않은 촬상 소자가 배치된 3차원(입체) 스코프(96)와, 1쌍의 처치구(97a, 97b)가 설치되어 있다.
입체 스코프(96)의 선단부(96a) 및 1쌍의 처치구(97a, 97b)는, 각각 다자유도로 만곡 가능하게 되어 있다.
한편, 조작 수단으로서, 다관절 구조를 갖는 마스터 머니퓰레이터(92b)가 설치되어 있고, 이 마스터 머니퓰레이터(92b)의 선단부에는, 시술자(103)가 장착하는 헤드 마운트 디스플레이(HMD라고 약기)(98)와 1쌍의 처치 기구용의 조작 아암(99a, 99b)이 설치되어 있다.
슬레이브 머니퓰레이터(92a) 및 마스터 머니퓰레이터(92b)는, 제어 장치(100)에 접속되어 있고, 마스터 머니퓰레이터(92b)의 선단부의 위치가 슬레이브 머니퓰레이터(92a)의 위치에 대응하고, 또한 HMD(98)의 회전부의 위치가 3차원 스코프(96)의 만곡각에 대응하고, 또한 조작 아암(99a, 99b)이, 처치구(97a, 97b)의 위치에 대응하여 동작하도록 제어 장치(100)에 의해 제어된다.
또한, 슬레이브 머니퓰레이터(92a)의 축에는, 도시하지 않은 액추에이터와 그 회전 위치를 검출하는 인코더(101) 및 도시하지 않은 감속기가 설치되어 있다. 또한, 마스터 머니퓰레이터(92b)의 관절부, HMD(98)의 회전부 및 조작 아암(99a, 99b)의 관절부에는, 인코더(102)가 설치되어 있다.
그리고, 시술자(103)는, HMD(98)에 표시되는 화상을 관찰 하면서 마스터 머니퓰레이터(92b)의 조작을 행하면, 마스터 머니퓰레이터(92b)는, 그 조작에 대응한 조작 신호를 발생하여, 그 조작 신호를 제어 장치(100)에 출력한다.
제어 장치(100)는, 이 조작 신호에 의해 슬레이브 마스터 머니퓰레이터(92a)의 동작을 제어한다. 이에 의해, 시술자(103)는, HMD(98)에 표시되는 화상을 관찰 하면서 마스터 머니퓰레이터(92b)의 조작을 행하면, 그 조작에 추종하여 슬레이브 머니퓰레이터(92a)가 동작하고, 체내(c)에 삽입된 수술 기구(94)를 조작할 수 있다.
또한, 시술자(103)의 머리부에 HMD(98) 및 HMD(98)의 회전축으로 되는 부분에 인코더(102)가 부착되어 있고, 시술자(103)가 두부를 움직이면, 인코더(102)의 움직임에 추종하여, 슬레이브 머니퓰레이터(92a)에 고정된 3차원 스코프(96)가 그 시야의 화상을 HMD(98)에 표시하게 되고, 시술자(103)는, 체내(c)에 있는 것 같은 현장감 속에서 처치할 수 있다. 또한, 도 14에서, 부호 A1∼A5는 회전 혹은 이동이 자유로운 부분을 나타내고 있다.
이 경우에도, 예를 들면 3차원 스코프(96)의 선단부(96a)에 센스 코일(Cx, Cy, Cz)을 설치해 두고, 또한 체내(c)에서의 대상 영역에 유치 마커(M1/3∼M3/3)를 유치하도록 하면, 3차원 스코프(96)의 선단부(96a)에서의 3차원 위치와, 그 시야 방향(S)을 검출 가능하게 되고, 이들을 HMD(98)의 표시면에 입체 화상과 함께, 유치 마커(M1/3∼M3/3)의 위치 등도 표시하도록 하면, 전술한 실시예와 같이 유치 마커(M1/3∼M3/3)의 위치를 광학적으로 시인할 수 있게 하는 경우에도, 3차원 스코프(96)의 선단부(96a)를 간단히 유치 마커(M1/3∼M3/3)의 위치에 어프로치할 수 있다.
또한, 전술한 각 실시예 등을 부분적으로 조합하거나 하여 구성되는 실시예 등도 본 발명에 속한다.
체내의 환부 등을 처치하는 경우, 전자적으로 신호를 송신하는 마커를 유치함으로써, 내시경에 설치한 전자적인 센서를 이용하여 내시경의 선단측을 마커에 원활하게 어프로치할 수 있도록 가이드할 수 있어, 내시경 관찰 하에서의 처치를 행하기 쉽게 한다.

Claims (42)

  1. 삽입부의 선단부에 대물 광학계를 구비한 내시경과,
    대상 부위에 유치되고, 전자파를 송신 가능하게 하는 마커와,
    상기 마커의 위치를 검출하기 위한 센서
    를 구비하고,
    상기 삽입부의 위치 및 상기 마커의 위치 관계가 검출되도록 한 것을 특징으로 하는 내시경 시스템.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 센서는, 상기 대물 광학계의 시야 방향을 검출 가능하게 설치한 것을 특징으로 하는 내시경 시스템.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 센서는, 상기 내시경에 착탈 가능하게 부착되는 것을 특징으로 하는 내시경.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 마커로부터 전자파를 송신시키기 위한 구동 신호를 송신하는 신호 송신 수단을 갖는 것을 특징으로 하는 내시경 시스템.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 마커의 기억 수단에 정보를 기입하는 신호를 송신하는 정보 송신 수단을 갖는 것을 특징으로 하는 내시경 시스템.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 센서는, 3차원 위치를 검출하는 복수의 코일에 의해 구성되는 것을 특징으로 하는 내시경 시스템.
  7. 제4항에 있어서,
    상기 센서는, 상기 신호 송신 수단의 기능을 겸하는 것을 특징으로 하는 내시경 시스템.
  8. 제5항에 있어서,
    상기 센서는, 상기 정보 송신 수단의 기능을 겸하는 것을 특징으로 하는 내시경 시스템.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 마커의 송신 동작을 제어하는 제어 스위치를 갖는 것을 특징으로 하는 내시경 시스템.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 센서는, 상기 삽입부의 선단부 혹은 상기 삽입부의 기단의 파지부에 설치되는 것을 특징으로 하는 내시경 시스템.
  11. 삽입부의 선단부에 대물 광학계를 구비한 내시경에 있어서,
    대상 부위에 유치되고, 전자파를 송신 가능하게 하는 마커의 위치를 전자적으로 검출하기 위한 센서를, 상기 삽입부의 선단부의 위치와 소정의 위치 관계로 되도록 설치한 것을 특징으로 하는 내시경.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 센서는, 상기 대물 광학계의 시야 방향을 검출 가능하게 더 설치한 것을 특징으로 하는 내시경.
  13. 제1항에 있어서,
    상기 센서는, 상기 내시경에 착탈 가능하게 부착되는 것을 특징으로 하는 내시경.
  14. 제11항에 있어서,
    상기 마커로부터 전자파를 송신시키기 위한 구동 신호를 송신하는 신호 송신 수단을 갖는 것을 특징으로 하는 내시경.
  15. 제11항에 있어서,
    상기 마커의 기억 수단에 정보를 기입하는 신호를 송신하는 정보 송신 수단을 갖는 것을 특징으로 하는 내시경.
  16. 제11항에 있어서,
    상기 센서는, 3차원 위치를 검출하는 복수의 코일에 의해 구성되는 것을 특징으로 하는 내시경.
  17. 제14항에 있어서,
    상기 센서는, 상기 신호 송신 수단의 기능을 겸하는 것을 특징으로 하는 내시경.
  18. 제15항에 있어서,
    상기 센서는, 상기 정보 송신 수단의 기능을 겸하는 것을 특징으로 하는 내시경.
  19. 제11항에 있어서,
    상기 마커의 송신 동작을 제어하는 제어 스위치를 갖는 것을 특징으로 하는 내시경.
  20. 제11항에 있어서,
    상기 센서는, 상기 삽입부의 선단부 혹은 상기 삽입부의 기단의 파지부에 설치되는 것을 특징으로 하는 내시경.
  21. 제11항에 있어서,
    상기 내시경의 종류에 고유한 정보를 저장한 정보 저장 수단을 갖는 것을 특징으로 하는 내시경.
  22. 제11항에 있어서,
    상기 센서는, 상기 마커와의 상대적인 위치 관계를 산출하는 위치 산출 수단에 접속되는 것을 특징으로 하는 내시경.
  23. 제13항에 있어서,
    상기 센서는, 상기 센서를 내장한 센서 유닛이 상기 내시경에 착탈 가능하게 부착되는 것을 특징으로 하는 내시경.
  24. 제23항에 있어서,
    상기 센서 유닛이 부착되는 위치와 상기 선단부와의 상대적인 위치 관계를 산출 가능하게 하는 정보를 저장한 정보 저장 수단을 갖는 것을 특징으로 하는 내시경.
  25. 가늘고 긴 삽입부의 선단부에 대물 광학계를 설치한 내시경과,
    상기 내시경에 설치되고, 대상 부위에 유치되어 전자파를 송신 가능하게 하는 마커의 위치를 전자적으로 검출하는 센서와,
    상기 센서의 출력 신호에 의해 상기 마커의 위치와 상기 선단부와의 상대적인 위치 관계를 산출하고, 산출한 위치 관계에 관한 정보를 표시 수단에 출력하는 신호 처리를 행하는 신호 처리 수단
    을 구비한 것을 특징으로 하는 내시경 장치.
  26. 제25항에 있어서,
    상기 신호 처리 수단은, 상기 대물 광학계의 시야 방향을 산출하는 신호 처리를 더 행하는 것을 특징으로 하는 내시경 장치.
  27. 제25항에 있어서,
    상기 위치 관계에 관한 정보와 상기 대물 광학계의 시야 방향에 관한 정보를 표시하는 표시 수단을 더 갖는 것을 특징으로 하는 내시경 장치.
  28. 제25항에 있어서,
    상기 표시 수단은, 상기 내시경에 설치된 촬상 수단에 의해 촬상한 내시경 화상을 표시하는 것을 특징으로 하는 내시경 장치.
  29. 제25항에 있어서,
    상기 표시 수단은, 상기 마커에 설치된 기억 수단으로부터 판독된 정보를 표시하는 표시부가 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 내시경 장치.
  30. 제25항에 있어서,
    상기 신호 처리 수단은, 상기 센서의 출력 신호에 의해 상기 마커의 위치를 산출하는 마커 위치 산출 수단을 갖는 것을 특징으로 하는 내시경 장치.
  31. 제25항에 있어서,
    상기 표시 수단은, 상기 선단부와 상기 마커와의 상대적인 위치 관계를 표시하는 것을 특징으로 하는 내시경 장치.
  32. 제25항에 있어서,
    상기 표시 수단은, 상기 선단부를 상기 마커의 위치에 어프로치하기 위한 이동 방향 등의 가이드 정보를 표시하는 것을 특징으로 하는 내시경 장치.
  33. 제25항에 있어서,
    상기 신호 처리 수단은, 상기 마커에 설치된 기억 수단에 정보를 기입하는 신호를 생성하는 기입용 신호 생성 수단을 갖는 것을 특징으로 하는 내시경 장치.
  34. 제33항에 있어서,
    상기 기입용 신호 생성 수단은, 키보드에 의한 입력 신호 또는 마이크로부터의 음성의 입력 신호로부터 상기 기억 수단에 기입하는 신호를 생성하는 것을 특징으로 하는 내시경 장치.
  35. 제25항에 있어서,
    상기 센서는, 상기 센서를 내장한 센서 유닛이 상기 내시경에 착탈 가능하게 부착되는 것을 특징으로 하는 내시경 장치.
  36. 제25항에 있어서,
    상기 내시경은, 상기 삽입부가 경성의 경성 내시경인 것을 특징으로 하는 내시경 장치.
  37. 제25항에 있어서,
    상기 내시경은, 상기 삽입부가 연성의 경성 내시경인 것을 특징으로 하는 내시경 장치.
  38. 제25항에 있어서,
    상기 내시경은, 1쌍의 대물 광학계를 구비한 입체 스코프인 것을 특징으로 하는 내시경 장치.
  39. 제38항에 있어서,
    상기 입체 스코프의 이동을, 조작 신호에 따라 제어하는 제어 장치를 더 갖는 것을 특징으로 하는 내시경 장치.
  40. 제39항에 있어서,
    상기 제어 장치에 대하여 상기 조작 신호를 발생하는 조작 신호 발생 수단을 갖는 것을 특징으로 하는 내시경 장치.
  41. 전자파를 발생하는 마커가 유치된 대상 부위에, 내시경의 선단부를 어프로치할 때의 가이드 지원 방법은,
    유치 마커에 신호를 송신시키는 처리를 행하는 신호 송신 개시 처리 스텝과,
    상기 유치 마커로부터의 신호를 수신하여 유치 마커의 위치의 산출 처리를 행하는 위치 산출 처리 스텝과,
    상기 내시경의 선단부와 상기 유치 마커의 위치와의 위치 관계에 관한 정보를 표시하는 처리를 행하는 정보 표시 처리 스텝
    을 구비하는 것을 특징으로 하는 가이드 지원 방법.
  42. 제41항에 있어서,
    상기 유치 마커에 설치된 기억 수단에 기억된 정보를 표시하는 처리를 행하는 기억 정보 표시 처리 스텝을 더 갖는 것을 특징으로 하는 가이드 지원 방법.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100925641B1 (ko) * 2007-12-10 2009-11-06 고려대학교 산학협력단 신체 내부 영상 출력을 위한 디스플레이 시스템

Families Citing this family (36)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9079762B2 (en) 2006-09-22 2015-07-14 Ethicon Endo-Surgery, Inc. Micro-electromechanical device
US7713265B2 (en) 2006-12-22 2010-05-11 Ethicon Endo-Surgery, Inc. Apparatus and method for medically treating a tattoo
US8273015B2 (en) 2007-01-09 2012-09-25 Ethicon Endo-Surgery, Inc. Methods for imaging the anatomy with an anatomically secured scanner assembly
US8801606B2 (en) 2007-01-09 2014-08-12 Ethicon Endo-Surgery, Inc. Method of in vivo monitoring using an imaging system including scanned beam imaging unit
US8216214B2 (en) 2007-03-12 2012-07-10 Ethicon Endo-Surgery, Inc. Power modulation of a scanning beam for imaging, therapy, and/or diagnosis
US7995045B2 (en) 2007-04-13 2011-08-09 Ethicon Endo-Surgery, Inc. Combined SBI and conventional image processor
US8626271B2 (en) 2007-04-13 2014-01-07 Ethicon Endo-Surgery, Inc. System and method using fluorescence to examine within a patient's anatomy
US8160678B2 (en) 2007-06-18 2012-04-17 Ethicon Endo-Surgery, Inc. Methods and devices for repairing damaged or diseased tissue using a scanning beam assembly
US7982776B2 (en) 2007-07-13 2011-07-19 Ethicon Endo-Surgery, Inc. SBI motion artifact removal apparatus and method
US9125552B2 (en) 2007-07-31 2015-09-08 Ethicon Endo-Surgery, Inc. Optical scanning module and means for attaching the module to medical instruments for introducing the module into the anatomy
US7983739B2 (en) 2007-08-27 2011-07-19 Ethicon Endo-Surgery, Inc. Position tracking and control for a scanning assembly
US7925333B2 (en) 2007-08-28 2011-04-12 Ethicon Endo-Surgery, Inc. Medical device including scanned beam unit with operational control features
JP5208495B2 (ja) * 2007-12-27 2013-06-12 オリンパスメディカルシステムズ株式会社 医療用システム
US8050520B2 (en) 2008-03-27 2011-11-01 Ethicon Endo-Surgery, Inc. Method for creating a pixel image from sampled data of a scanned beam imager
US8332014B2 (en) 2008-04-25 2012-12-11 Ethicon Endo-Surgery, Inc. Scanned beam device and method using same which measures the reflectance of patient tissue
US8935003B2 (en) 2010-09-21 2015-01-13 Intuitive Surgical Operations Method and system for hand presence detection in a minimally invasive surgical system
US8682489B2 (en) 2009-11-13 2014-03-25 Intuitive Sugical Operations, Inc. Method and system for hand control of a teleoperated minimally invasive slave surgical instrument
US8543240B2 (en) 2009-11-13 2013-09-24 Intuitive Surgical Operations, Inc. Master finger tracking device and method of use in a minimally invasive surgical system
US8996173B2 (en) 2010-09-21 2015-03-31 Intuitive Surgical Operations, Inc. Method and apparatus for hand gesture control in a minimally invasive surgical system
US8521331B2 (en) * 2009-11-13 2013-08-27 Intuitive Surgical Operations, Inc. Patient-side surgeon interface for a minimally invasive, teleoperated surgical instrument
JP5796982B2 (ja) * 2011-03-31 2015-10-21 オリンパス株式会社 手術用システムの制御装置及び制御方法
JP6323974B2 (ja) * 2012-05-18 2018-05-16 オリンパス株式会社 手術支援装置
US9463307B2 (en) * 2012-12-21 2016-10-11 Medtronic Xomed, Inc. Sinus dilation system and method
CN103142231B (zh) * 2013-02-16 2015-05-13 深圳市资福技术有限公司 一种胶囊内窥镜的谐波检测装置和检测方法
WO2014199413A1 (ja) 2013-06-13 2014-12-18 テルモ株式会社 医療用マニピュレータおよびその制御方法
DE102015109371A1 (de) * 2015-06-12 2016-12-15 avateramedical GmBH Vorrichtung und Verfahren zur robotergestützten Chirurgie
CA3034561A1 (en) * 2016-08-26 2018-03-01 Musc Foundation For Research Development Metal clip detectors and methods of detection
JP6737984B2 (ja) * 2016-09-16 2020-08-12 国立大学法人京都大学 読み取り装置のアンテナ
AU2017350754A1 (en) * 2016-10-24 2019-02-07 Csa Medical, Inc. Method and apparatus for performing cryotherapy of distal lung lesions
DE102017103198A1 (de) * 2017-02-16 2018-08-16 avateramedical GmBH Vorrichtung zum Festlegen und Wiederauffinden eines Bezugspunkts während eines chirurgischen Eingriffs
CA3063913A1 (en) * 2017-07-07 2019-01-10 Shadwell Endoscopic, Inc. System and method for marking and subsequently locating sites of biopsies using rfid technology
US11065064B2 (en) * 2017-11-14 2021-07-20 Biosense Webster (Israel) Ltd. Calibration of a rigid ENT tool
US11147629B2 (en) * 2018-06-08 2021-10-19 Acclarent, Inc. Surgical navigation system with automatically driven endoscope
WO2020185218A1 (en) * 2019-03-12 2020-09-17 Intuitive Surgical Operations, Inc. Layered functionality for a user input mechanism in a computer-assisted surgical system
JP6754150B1 (ja) * 2020-02-12 2020-09-09 リバーフィールド株式会社 手術用ロボット
JP2023550042A (ja) * 2020-11-12 2023-11-30 カーディオフォーカス，インコーポレーテッド 複数の内視鏡及び撮像チップ内視鏡を備えたアブレーションカテーテルならびに内視鏡画像の配向を変更するためのシステム

Family Cites Families (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5417210A (en) * 1992-05-27 1995-05-23 International Business Machines Corporation System and method for augmentation of endoscopic surgery
US6702736B2 (en) * 1995-07-24 2004-03-09 David T. Chen Anatomical visualization system
IL125757A (en) * 1996-02-15 2003-09-17 Biosense Inc Medical procedures and apparatus using intrabody probes
JPH1199125A (ja) * 1997-09-26 1999-04-13 Olympus Optical Co Ltd 内視鏡画像ファイリングシステム
JP3571675B2 (ja) 1998-03-18 2004-09-29 オリンパス株式会社 コイル位置測定装置およびコイル位置測定方法
US6115636A (en) * 1998-12-22 2000-09-05 Medtronic, Inc. Telemetry for implantable devices using the body as an antenna
US7174201B2 (en) * 1999-03-11 2007-02-06 Biosense, Inc. Position sensing system with integral location pad and position display
US7558616B2 (en) 1999-03-11 2009-07-07 Biosense, Inc. Guidance of invasive medical procedures using implantable tags
US20030055315A1 (en) * 2001-09-14 2003-03-20 Gatto Dominick L. Method and apparatus for endoscope system
JP3974769B2 (ja) * 2001-11-06 2007-09-12 オリンパス株式会社 カプセル型医療装置
JP2004041709A (ja) * 2002-05-16 2004-02-12 Olympus Corp カプセル医療装置

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100925641B1 (ko) * 2007-12-10 2009-11-06 고려대학교 산학협력단 신체 내부 영상 출력을 위한 디스플레이 시스템

Also Published As

Publication number Publication date
EP1716802B1 (en) 2013-07-03
US20060276686A1 (en) 2006-12-07
WO2005077251A1 (ja) 2005-08-25
CN1917803A (zh) 2007-02-21
CN100496375C (zh) 2009-06-10
EP1716802A1 (en) 2006-11-02
US7837616B2 (en) 2010-11-23
JP2005224528A (ja) 2005-08-25
EP1716802A4 (en) 2009-10-21

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