WO2006112136A1 - 手術支援装置及び処置支援装置 - Google Patents

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WO2006112136A1
WO2006112136A1 PCT/JP2006/303176 JP2006303176W WO2006112136A1 WO 2006112136 A1 WO2006112136 A1 WO 2006112136A1 JP 2006303176 W JP2006303176 W JP 2006303176W WO 2006112136 A1 WO2006112136 A1 WO 2006112136A1
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treatment
probe
magnetic field
detection means
support apparatus
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PCT/JP2006/303176
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Fumiyuki Onoda
Hiroshi Niwa
Minoru Sato
Tomohiko Oda
Yoshitaka Miyoshi
Kensuke Miyake
Chieko Aizawa
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Olympus Medical Systems Corp.
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Definitions

  • the present invention relates to a surgery support device and a treatment support device that support surgery using a magnetic field generation element and a magnetic field detection element.
  • Japanese Patent Laid-Open No. 2003-245243, Japanese Patent Laid-Open No. 2003-290129, and the like detect an endoscope shape using a magnetic field and display the detected endoscope shape.
  • a device is disclosed.
  • a plurality of magnetic field generating elements arranged at predetermined intervals in an insertion portion of an endoscope inserted into the body are driven to generate a magnetic field around the magnetic field detecting elements arranged outside the body.
  • the three-dimensional position of each magnetic field generating element is detected, a curve continuously connecting the magnetic field generating elements is generated, and the modeled three-dimensional image of the insertion portion is displayed on the display means.
  • luminal organs unrelated to the affected organ such as blood vessels and ureters
  • the affected organ is treated with a high-frequency ablation device in a surgical operation.
  • it is necessary to perform treatment while avoiding the luminal organs but these luminal organs are often hidden in the affected organs, and there is a problem that it is difficult to perform procedures that are difficult to visually recognize. is there.
  • a biopsy of a tissue or various treatments such as a tissue For example, force used to use forceps, clips, and other treatment tools for forceps channels, etc. to perform hemostasis, etc.
  • force used to use forceps, clips, and other treatment tools for forceps channels, etc. to perform hemostasis etc.
  • treatment is performed while simply observing an endoscopic image on a monitor, etc.
  • the tissue site where the treatment was performed cannot be confirmed with the observation image o
  • the clip may be placed in the body after examination or treatment.
  • the placement state of the clip can be confirmed only by an X-ray transmission image or an endoscopic observation image. It was.
  • the present invention has been made in view of the above circumstances, and provides a surgical operation support device that can easily and reliably detect a luminal organ unrelated to a procedure and support a smooth procedure.
  • the purpose is that.
  • Another object of the present invention is to provide a treatment support apparatus capable of easily and reliably confirming treatment information using a treatment tool.
  • the surgical operation support device of the present invention comprises:
  • a probe in which a plurality of one of a magnetic field generating element and a magnetic field detecting element are arranged inside an insertion portion to be inserted into the body of a subject;
  • a treatment instrument in which one or a plurality of the one elements are arranged in the vicinity of a treatment section for performing treatment on a target site of the subject;
  • the other elements of the magnetic field generating element and the magnetic field detecting element are arranged outside the subject, and the respective positions of the one element arranged on the probe and the one element arranged on the treatment tool are determined.
  • the treatment support apparatus of the present invention A treatment instrument in which one element of a magnetic field generating element and a magnetic field detection element is disposed in the vicinity of a treatment section for performing treatment on a target site of a subject;
  • the other element of the magnetic field generation element and the magnetic field detection element is disposed outside the subject, and the position of the one element disposed on the treatment tool is used with reference to the position of the other element.
  • FIG. 3 Diagram showing the configuration of the surgical tool of FIG.
  • FIG. 4 is a diagram showing an example of arrangement of coils built in the coil unit of FIG.
  • FIG. 5 is a configuration diagram showing the configuration of the luminal organ shape detection device of FIG.
  • FIG. 6 is a diagram showing the configuration of the reception block and control block in FIG.
  • FIG. 7 is a diagram showing a detailed configuration of the reception block in FIG.
  • FIG. 10 is an explanatory diagram for explaining the processing of FIG.
  • FIG. 11 is a diagram showing a configuration of a first modification of the probe shown in FIG.
  • FIG. 12 is a diagram showing a configuration of a second modification of the probe in FIG.
  • ⁇ 13 A view showing a configuration of a surgical tool according to Embodiment 2 of the present invention
  • ⁇ 14 Flow chart for explaining the action of the luminal organ shape detection device when the surgical tool of FIG. 13 is used.
  • FIG. 16 is a second explanatory diagram illustrating the process of FIG.
  • FIG. 17 is a third explanatory diagram illustrating the process of FIG.
  • FIG. 18 is a configuration diagram showing the configuration of the surgery system according to Embodiment 3 of the present invention.
  • FIG. 20 is a configuration diagram showing a configuration of a surgery system according to Embodiment 4 of the present invention.
  • ⁇ 21] Flow chart for explaining the operation of the luminal organ shape detection device of FIG.
  • FIG. 22 is an explanatory diagram for explaining the processing of FIG.
  • FIG. 23 is a configuration diagram showing a configuration of a surgery system according to Embodiment 5 of the present invention.
  • FIG. 25 is a configuration diagram showing a configuration of a surgery system according to Embodiment 6 of the present invention.
  • FIG. 28 is a cross-sectional view showing a cross section along line AA in FIG.
  • FIG. 29 is a configuration diagram showing the configuration of an endoscope system according to Embodiment 8 of the present invention.
  • FIG. 30 is a view showing an arrangement example of coils incorporated in the coil unit of FIG.
  • FIG. 31 is a configuration diagram showing the configuration of the endoscope shape detection device of FIG. 29.
  • FIG. 32 is a diagram showing the configuration of the reception block and control block in FIG.
  • FIG. 33 is a diagram showing a detailed configuration of the reception block in FIG. 31.
  • FIG. 35 is a diagram showing the configuration of the electronic endoscope of FIG.
  • FIG. 36 is a first view showing a configuration of a biopsy forceps as the treatment instrument of FIG. 29.
  • FIG. 37 is a second view showing the configuration of the biopsy forceps of FIG.
  • FIG. 40 is a first diagram illustrating the process of FIG.
  • FIG. 41 is a second diagram for explaining the processing of FIG.
  • FIG. 42 is a third diagram illustrating the process of FIG.
  • FIG. 43 is a fourth diagram illustrating the process of FIG.
  • FIG. 45 First diagram for explaining the processing of FIG.
  • FIG. 46 is a second diagram for explaining the processing of FIG.
  • FIG. 47 is a third diagram for explaining the processing of FIG.
  • FIG. 48 is a fourth diagram illustrating the processing of FIG.
  • FIG. 49 is a diagram showing a configuration of a second modification of the biopsy forceps in FIG. 37.
  • FIG. 50 is a diagram showing the configuration of the source coil section of FIG.
  • FIG. 51 is a first diagram showing a first modification of the treatment instrument in FIG. 29.
  • FIG. 52 is a second view showing a first modification of the treatment instrument in FIG. 29.
  • FIG. 53 is a view for explaining the action of the treatment instrument in FIG. 51.
  • FIG. 54 is a first view showing a second modification of the treatment instrument in FIG. 29.
  • FIG. 55 is a second view showing a second modification of the treatment instrument in FIG. 29.
  • FIG. 56 is a view showing a third modification of the treatment instrument in FIG. 29.
  • FIG. 57 is a diagram showing a configuration of a third modification of the biopsy forceps in FIG. 37.
  • FIG. 58 is a diagram showing a configuration of a fourth modification of the biopsy forceps in FIG. 37.
  • FIG. 1 and FIG. 12 relate to Example 1 of the present invention
  • FIG. 1 is a diagram showing the configuration of the surgical system
  • FIG. 2 is a diagram showing the configuration of the probe in FIG. 1
  • FIG. FIG. 4 is a diagram showing an arrangement example of coils incorporated in the coil unit of FIG. 1
  • FIG. 5 is a configuration diagram showing the configuration of the luminal organ shape detecting device of FIG. 1
  • FIG. Is a diagram showing the configuration of the reception block and control block in FIG. 5
  • FIG. 7 is a diagram showing the detailed configuration of the reception block in FIG. 5
  • FIG. 8 is a timing diagram showing the operation of the 2-port memory, etc.
  • FIG. Is a flowchart for explaining the operation of the luminal organ shape detecting device of FIG. 1
  • FIG. 10 is an explanatory diagram for explaining the processing of FIG. 9
  • FIG. 11 is a diagram showing a configuration of a first modification of the probe of FIG.
  • FIG. 12 is a diagram showing a configuration of
  • a surgical operation system 1 as a surgical support device in this embodiment includes a surgical device 2 for performing treatment on a treatment site in a patient 5 by a laparotomy technique, and support (assistant laparotomy).
  • the luminal organ shape detecting device 3 is used to insert a probe 15 as a luminal organ insertion probe into the blood vessel of the patient 5 lying on the bed 4, for example. It is used as a blood vessel position notification means when performing a laparotomy technique.
  • the surgical device 2 includes, for example, a high-frequency cautery device 103 that supplies a high-frequency current, and a high-frequency cautery device.
  • a surgical tool 100 as a treatment tool for cauterizing a treatment site in the body of the patient 5 by a high-frequency current from the device 103, and the high-frequency ablation device 103 and the surgical tool 100 are connected by a cable 102.
  • the probe 15 is formed of a thin and flexible guide wire 15a, and, for example, 16 magnetic field generating elements ( Or source coil) 14a, 14b,..., 14p (hereinafter represented by reference numeral 14i: the number of source coils is not limited to 16).
  • the surgical tool 100 has a magnetic field generating element (or a source coil) 140 in the vicinity of the tip provided with the electrode 110 as a treatment portion.
  • the source cable 16 extended from the rear end of the probe 15 as shown in FIG. 1 has a detection device (detection device) as a detection means in which the connector 16a at the rear end is the device body of the luminal organ shape detection device 3 (Also referred to as the device body) 21 is detachably connected.
  • the source cable 101 with the rear end of the surgical tool 100 extended also has a rear end connector 101a detachably connected to the detection device 21 of the luminal organ shape detection device 3.
  • the detection device 21 side force also causes the source coils 14i and 140 to generate a magnetic field. Is generated.
  • the detection device 21 arranged near the bed 4 on which the patient 5 lies is provided with a (sense) coil unit 23 that can move up and down in the vertical direction (in the coil unit 23).
  • a plurality of magnetic field detecting elements (sense coils) are arranged.
  • 22c-2, 22c-3, and 22c-4 are arranged as 12 even sense coils (hereinafter represented by reference numeral 23 ⁇ 4).
  • the sense coil 22j is connected to the detection device 21 via a cable 23a from the coil unit 23.
  • the detection device 21 includes an operation panel 24 for a user to operate the device. Is provided. Further, the detection device 21 has a liquid crystal monitor 25 as display means for displaying the detected luminal organ shape (hereinafter referred to as a probe image) and the tip position of the surgical tool 100 (hereinafter referred to as a tool tip image). Is located at the top.
  • the luminal organ shape detection device 3 receives signals received by the transmission block 26 that drives the source coils 14i and 140 and the sense coil 22j in the coil unit 23. And a control block 28 that processes the signal detected by the reception block 27.
  • 16 source coils 14 i for generating a magnetic field are arranged at a predetermined interval, and these source coil 14 i and source coil 140 are arranged.
  • a source coil drive circuit 31 that generates drive signals of 17 different frequencies constituting the transmission block 26.
  • the source coil drive circuit unit 31 drives each source coil 14i of the probe 15 and the source coil 140 of the surgical tool 100 with sinusoidal drive signals having different frequencies, and each drive frequency is source coil drive. It is set by drive frequency setting data storage means (not shown) in the circuit unit 31 or drive frequency setting data (also referred to as drive frequency data) stored in the drive frequency setting data storage means.
  • This drive frequency data is supplied to the source coil drive circuit unit 31 via the PIO (parallel input / output circuit) 33 by the CPU (central processing unit) 32 which is a shape estimation means for performing probe shape calculation processing and the like in the control block 28. Is stored in a drive frequency data storage means (not shown).
  • twelve sense coils 22j in the coil unit 23 are connected to a sense coil signal amplification circuit unit 34 that constitutes a reception block 27.
  • the sense coil signal amplifying circuit unit 34 As shown in FIG. 7, 12 single-core coils 22k constituting the sense coil 22j are connected to the amplifying circuit 35k, respectively, and 12 processing systems are provided. Yes.
  • the minute signal detected by each single-core coil 22k is amplified by the amplifier circuit 35k.
  • the filter circuit 36k has a band in which a plurality of frequencies generated by the source coil group pass and removes unnecessary components. After the output of the filter circuit 36k is output to the output buffer 37k, it is converted into a digital signal that can be read by the control block 28 by an ADC (analog 'digital' converter) 38k.
  • the reception block 27 is composed of a sense coil signal amplification circuit unit 34 and an ADC 38k, and the sense coil signal amplification circuit unit 34 is composed of an amplification circuit 35k, a filter circuit 36k, and an output filter 37k.
  • the 12 outputs of the sense-coin signal amplifier circuit 34 are transmitted to the 12 ADCs 38k, and are sent from the control signal generator 40 which is numerical data writing means in the control block 28. It is converted to digital data with a predetermined sampling period by the supplied clock. This digital data is written into the 2-port memory 42 as data output means via the local data bus 41 by a control signal from the control signal generation circuit section 40.
  • the 2-port memory 42 is functionally composed of a local controller 42a, a first RAM 42b, a second RAM 42c, and a bus switch 42d, and has a timing as shown in FIG.
  • the ADC 38 k starts AZD conversion by the AZD conversion start signal from the local controller 42a.
  • the bus switch 42d switches between the RAMs 42b and 42c by the switching signal from the local controller 42a, and the first RAMs 42b and 42c are alternately used as the read memory and the write memory, and the data is always taken in after the power is turned on by the write signal. Go and go.
  • the CPU 32 converts the digital data written in the 2-port memory 42 by the control signal from the control signal generating circuit section 40 into the local data bus 43, the PCI controller 44, and the PCI bus 45 ( Read through the internal bus 46 consisting of Figure 7). Then, the CPU 32 uses the main memory 47 to perform frequency extraction processing (high-speed Fourier transform: FFT) on the digital data, and the magnetic field of the frequency component corresponding to the driving frequency of each source coil 14i and source coil 140. Separate and extract detection information. Thereafter, the CPU 32 calculates the spatial position coordinate of each source coil 14 i provided in the probe 15 and the source coil 140 of the surgical tool 100 for each digital data force of the separated magnetic field detection information.
  • FFT frequency extraction processing
  • the CPU 32 also estimates the insertion state of the probe 15 and the tip position of the external tool 100 based on the calculated position coordinate data force, generates display data for forming the probe image and the tool tip image, and displays the video. Output to RAM48.
  • the V and V data written in the video RAM 48 is read out by the video signal generation circuit 49 and converted into an analog video signal. Outputs to the LCD monitor 25. When this analog video signal is input, the LCD monitor 25 displays a probe image and a tool tip image on the display screen.
  • magnetic field detection information corresponding to each source coil 14i and source coil 140 that is, an electromotive force (amplitude value of a sine wave signal) generated in a single core coil 22k constituting each sense coil 23 ⁇ 4, and Phase information is calculated.
  • the phase information indicates the polarity of the electromotive force.
  • step S1 the detection device 21 of the luminal organ shape detection device 3 detects the position of each source coil 14i of the probe 15. Subsequently, in step S2, the detection device 21 detects the position of the source coil 140 of the surgical tool 100.
  • step S3 the detection device 21 generates a probe image and a tool tip image based on the detected position information, and in step S4, the probe image 15 is displayed on the monitor 25 as shown in FIG. 0 tool tip image 151 is displayed.
  • the positional relationship between the blood vessel through which the probe 15 is passed and the tip of the surgical tool 100 are clarified by the probe image 150 on the monitor 25 and the tool tip image 151. Can be displayed. Therefore, even if the surgeon cannot easily see the blood vessel to be noted when performing treatment on the treatment site, the operator can easily see the blood vessel by observing the positional relationship between the probe image 150 and the tool tip image 151. Can be recognized, and the procedure can be supported appropriately.
  • the plurality of source coils 14i are arranged on the probe 15 penetrating the blood vessel or the like to detect the shape of the blood vessel.
  • the present invention is not limited to this, and as shown in FIG.
  • a plurality of source coils 14i may be arranged in the side wall of the catheter 160 to detect the shape of the blood vessel.
  • a plurality of source coils 14i may be arranged on the outer periphery of the catheter 160 that is not within the side wall of the hollow catheter 160. That is, the luminal organ insertion probe may be the catheter 160 shown in FIG. 11 or FIG.
  • a blood vessel is described as an example of a luminal organ. However, it goes without saying that a luminal organ whose shape is detected according to a procedure can be a ureter, a bile duct, an intestinal tract, or the like. Nor.
  • the luminal organ is a bile duct, intestinal tract, or the like
  • a shape-detectable endoscope disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 2003-290129 is used as a luminal organ insertion probe. It can be.
  • FIGS. 13 to 17 relate to the second embodiment of the present invention
  • FIG. 13 is a diagram showing the configuration of the surgical tool
  • FIG. 14 is an operation of the luminal organ shape detecting device when the surgical tool of FIG. 13 is used.
  • 15 is a first explanatory diagram for explaining the processing of FIG. 14
  • FIG. 16 is a second explanatory diagram for explaining the processing of FIG. 14,
  • FIG. 17 is a third explanatory diagram of the processing of FIG. FIG.
  • the surgical tool 100 of the present embodiment has a plurality of at least two source coils 140 and 141 arranged along the longitudinal axis in the vicinity of the tip where the electrode 110 is provided. .
  • the tip position of the surgical tool 100 and the orientation of the surgical tool 100 are detected.
  • Other configurations are the same as those in the first embodiment.
  • step S11 the detection device 21 of the luminal organ shape detection device 3 detects the position of each source coil 14i of the probe 15. Subsequently, in step S12, the detection device 21 detects the positions of the source coils 140 and 141 of the surgical tool 100.
  • step S13 the detection device 21 generates a probe image and a tool tip image based on the detected position information, and in step S14, as shown in FIG. 15, the probe image 150 and the tool are displayed on the monitor 25.
  • the tip image 15 la is displayed.
  • the direction of the surgical tool 100 is calculated by the source coils 140 and 141. Therefore, as shown in FIG. 15, the tool tip image 151a is an image in which the position and orientation of the surgical tool 100 are divided.
  • step S15 the detection device 21 calculates the shortest distance L between the probe image and the tool tip, and in step S16, as shown in FIG. indicate.
  • step S17 the detection device 21 determines whether the distance L is a force less than the predetermined distance L0. If the distance L is less than the predetermined distance L0, as shown in FIG. 17 in step S18, A warning display process for displaying warning information 202 on the monitor 25 indicating that the blood vessel and the surgical tool 100 are close to each other is executed.
  • the effect of the first embodiment is taken into account, and the orientation of the surgical tool 100 can be visually recognized by the tool tip image 151a. It is possible to recognize the approaching state.
  • the approaching state can be recognized more reliably.
  • the warning information 202 is displayed on the monitor 25.
  • a warning may be given by an audio signal by a speaker (not shown) or a light emitting means (not shown) (for example, detection) You may be warned by emitting a lamp or LED on device 21).
  • FIG. 18 and 19 relate to the third embodiment of the present invention
  • FIG. 18 is a configuration diagram showing the configuration of the surgical system
  • FIG. 19 is a flowchart for explaining the operation of the luminal organ shape detecting device of FIG.
  • the detection device 21 of the luminal organ shape detection device 3 outputs the output of the high-frequency ablation device 103 in accordance with the approach state between the blood vessel and the surgical tool 100. Control via control cable 300.
  • Other configurations are the same as those of the second embodiment. [0060] The operation of the present embodiment thus configured will be described.
  • steps S1 to S18 are the same as those in the second embodiment.
  • the detection device 21 in step S21 It is determined whether the distance L between the probe image and the tool tip is less than the minimum limit distance Lmin shorter than the predetermined distance L0. If it is determined that the distance is less than the minimum limit distance Lmin, the detection device 21 controls the output stop of the high-frequency cauterization device 103 via the control cable 300 in step S22.
  • FIG. 20 and FIG. 22 relate to the fourth embodiment of the present invention
  • FIG. 20 is a configuration diagram showing the configuration of the surgical system
  • FIG. 21 is a flowchart for explaining the operation of the luminal organ shape detection device of FIG. 22 is an explanatory diagram for explaining the processing of FIG.
  • the present embodiment includes a laparoscope 400 that is inserted into the abdominal cavity via a trocar (not shown).
  • the surgical tool 100 is also inserted into the abdominal cavity via a trocar (not shown).
  • a light guide (not shown) is inserted through the laparoscope 400, and the light guide transmits illumination light from the light source section in the video processor 401, and transmits it from an illumination window provided at the distal end of the insertion section.
  • the illuminated light is emitted to illuminate the target site of patient 5 and the like.
  • the illuminated object such as the target part is imaged on the eyepiece by an objective lens and a relay lens attached to an observation window provided adjacent to the illumination window.
  • the camera head 402 is An image is connected to an image pickup device (CCD) provided in the camera head 402 and photoelectrically converted.
  • CCD image pickup device
  • the photoelectrically converted signal is subjected to signal processing by a video signal processing unit in the video processor 401 to generate a standard video signal, which is displayed on an image observation monitor 403 connected to the video processor 401. Further, the video processor 401 is configured to output endoscopic image data of a subject such as a target region to the detection device 21 of the luminal organ shape detection device 3. Other configurations are the same as those of the third embodiment.
  • the detection device 21 of the luminal organ shape detection device 3 detects the position of each source coil 14i of the probe 15 in step S31. Subsequently, in step S32, the detection device 21 detects the positions of the source coils 140 and 141 of the surgical tool 100.
  • step S33 the detection device 21 generates a probe image and a tool tip image based on the detected position information.
  • the detection device 21 captures endoscopic image data of a subject such as a target portion imaged by the camera head 402 in step S34, and the endoscopic image data captured in step S35. Image processing is performed, and for example, an image portion of the surgical tool 100 is extracted.
  • the detection device 21 corrects the orientations of the probe image and the tool tip image so that the tool tip image matches the image position of the image portion of the surgical tool 100 extracted in step S36.
  • the detection device 21 displays the endoscope image data captured in the live image display area 410 of the monitor 25 in step S37 and the shape display area of the monitor 25.
  • a probe image 150 and a tool tip image 151a are displayed on 411.
  • the tool tip image 151a displayed in the shape display area 411 is relatively in the same position and in the same direction as the surgical tool 100 displayed in the live image display area 410 by the correction in step S36.
  • the arrangement of the probe image 150 and the tool tip image 151a displayed in the shape display area 411 is displayed as an image, and the endoscope image data displayed in the live image display area 410 is displayed. Match.
  • step S15 is the same as that of the third embodiment.
  • an electronic endoscope having a flexible insertion portion may be used.
  • the surgical tool is passed through the treatment instrument channel of the electronic endoscope.
  • a source coil at the tip of this tool it is possible to obtain the same effect Z effect as in this embodiment.
  • FIG. 23 and FIG. 24 relate to Example 5 of the present invention
  • FIG. 23 is a configuration diagram showing the configuration of the surgical system
  • FIG. 24 is an explanatory diagram for explaining the operation of the luminal organ shape detection device of FIG.
  • the second surgical tool 500 is inserted into the abdominal cavity via a trocar (not shown).
  • the second surgical tool 500 is, for example, a grasping forceps and the like. Although not shown, the second surgical tool 500 is similar to the surgical tool 100, and source coils 140 and 141 are provided in the vicinity of the grasping portion at the tip.
  • the source coils 140 and 141 are detachably connected to the detection device 21 of the luminal organ shape detection device 3 by a connector 501a of the source cable 501 extending from the rear end of the surgical tool 500, and the surgical tool 100 It is driven in the same manner as the source coils 140 and 141.
  • the shape display area 411 of the monitor 25 includes the probe image 150 and the surgical tool 100.
  • a tool tip image 510 of the second surgical tool 500 is displayed.
  • the display shape is generated according to the tool so that the tool tip image 151a and the tool tip image 510 can be distinguished.
  • the distance information 201 is displayed in accordance with the color of the tool tip image. Show. Even when the warning information 202 (see FIG. 17) is displayed, it is displayed in accordance with the color of the tool tip image to be warned.
  • FIGS. 25 and 26 relate to Embodiment 6 of the present invention
  • FIG. 25 is a configuration diagram showing the configuration of the surgical system
  • FIG. 26 is an explanatory diagram for explaining the operation of the luminal organ shape detection device of FIG.
  • the second probe 600 that detects the shape of a blood vessel requiring attention other than the blood vessel whose shape is detected by the probe 15 is used. This is an example.
  • the second probe 600 is configured in the same manner as the probe 15, and the source coil 14i of the second probe 600 is formed into a luminal organ shape by the connector 601a of the source cable 601 extending from the rear end of the probe 600.
  • the detection device 3 is detachably connected to the detection device 21 and is driven in the same manner as the source coil 14i of the probe 15.
  • the shape display area 411 of the monitor 25 includes the probe image 150 of the probe 15 and the surgical image.
  • a probe image 610 of the second probe 600 is displayed.
  • the probe image 150a and the probe image 610 are displayed in different colors so as to be distinguishable.
  • the distance information 201 is displayed in accordance with the color of the tool tip image.
  • the warning information 202 see FIG. 17
  • it is displayed in accordance with the color of the tool tip image to be warned.
  • FIG. 27 and FIG. 28 relate to Embodiment 7 of the present invention
  • FIG. 27 is a view showing a configuration of a surgical tool
  • FIG. 28 is a cross-sectional view taken along line AA in FIG.
  • a magnetic coil unit 700 in which a source coil 140 is incorporated in an attachment portion using the panel nature of the material at the distal end portion of the surgical tool 100. Is configured to be wearable.
  • the method of attaching the surgical coil 100 to the magnetic coil unit 700 is not limited to this, and other fixing means may be used. Also, the source coil 140 part can be separated from the magnetic coil unit 700.
  • a plurality of magnetic coil units 700 may be set on the surgical tool 100.
  • FIGS. 29 to 58 relate to the eighth embodiment of the present invention
  • FIG. 29 is a configuration diagram showing the configuration of the endoscope system
  • FIG. 30 is a diagram showing an arrangement example of coils built in the coil unit of FIG. 31 is a block diagram showing the configuration of the endoscope shape detection device of FIG. 29,
  • FIG. 32 is a diagram showing the configuration of the reception block and control block of FIG. 31, and
  • FIG. 33 is a detailed configuration of the reception block of FIG. 34
  • FIG. 34 is a timing diagram showing the operation of the 2-port memory, etc. of FIG. 32
  • FIG. 35 is a diagram showing the configuration of the electronic endoscope of FIG. 29, and
  • FIG. 36 is the configuration of the biopsy forceps as the treatment instrument of FIG. FIG.
  • FIG. 37 is a second diagram showing the configuration of the biopsy forceps of FIG. 29, FIG. 38 is a diagram showing the configuration of the first modification of the biopsy forceps of FIG. 37, and FIG. 29 is a flowchart for explaining the operation of the endoscope shape detecting device in FIG. 29, FIG. 40 is a first diagram for explaining the processing of FIG. 39, and FIG. 41 is a second diagram for explaining the processing of FIG. 42 is a third diagram for explaining the processing of FIG. 39, FIG. 43 is a fourth diagram for explaining the processing of FIG. 39, and FIG. 44 is a modification of the operation of the endoscope shape detecting device of FIG. FIG. 45 is a first diagram illustrating the processing of FIG. 44, FIG. 46 is a second diagram illustrating the processing of FIG.
  • FIG. 44, and FIG. 47 is a third diagram illustrating the processing of FIG. Is a fourth diagram illustrating the process of FIG. 44
  • FIG. 49 is a configuration of a second modification of the biopsy forceps of FIG.
  • FIG. 50 is a diagram showing the configuration of the source coil portion of FIG. 49
  • FIG. 51 is a first diagram showing a first modification of the treatment instrument of FIG. 29, and
  • FIG. 52 is a first diagram of the treatment instrument of FIG.
  • FIG. 53 is a diagram illustrating the operation of the treatment instrument of FIG. 51
  • FIG. 54 is a first diagram illustrating a second modification of the treatment instrument of FIG. 29, and
  • FIG. 56 shows a third modification of the treatment instrument of FIG. 29, and
  • FIG. 57 shows a third modification of the biopsy forceps of FIG. 37.
  • FIG. 58 is a diagram showing a configuration of an example
  • FIG. 58 is a diagram showing a configuration of a fourth modification of the biopsy forceps in FIG.
  • an endoscope system 1001 in this embodiment includes an endoscope apparatus 1002 that performs an endoscopic examination, and an endoscope shape detection apparatus 1003 that is used to assist the endoscopic examination.
  • This endoscope shape detection device 1003 is used as an examination assisting means when an insertion part 1007 of an electronic endoscope 1006 is inserted into the body cavity of a patient 1005 lying on a bed 1004 to perform an endoscopic examination. used.
  • the electronic endoscope 1006 is formed with an operation portion 1008 provided with a bending operation knob at the rear end of the elongated insertion portion 1007 having flexibility, and a universal cord 1009 is extended from the operation portion 8. Connected to video imaging system (or video processor) 1010.
  • This electronic endoscope 1006 transmits the illumination light from the light source section in the video processor 1010 through the light guide, and emits the illumination light transmitted from the illumination window provided at the distal end of the insertion section 1007. Illuminate the affected area.
  • An illuminated subject such as an affected area, is connected to an image sensor (CCD) placed at its imaging position by an objective lens attached to an observation window provided adjacent to the illumination window. To do.
  • CCD image sensor
  • the photoelectrically converted signal is subjected to signal processing by a video signal processing unit in the video processor 1010 to generate a standard video signal, which is displayed on an image observation monitor 1011 connected to the video processor 1010.
  • This electronic endoscope 1006 is provided with two forceps channels 1012 and forceps channels 1122 (not shown: see Fig. 35). For example, 16 magnetic fields are generated from the heel entrance 1012a of the forceps channel 1012.
  • a probe 1015 having elements (or source coils) 1014a, 1014b,..., 1014p (hereinafter represented by reference numeral 1014i)
  • the source coil 1014i is installed in the insertion portion 1007.
  • the source cable 1016 extended from the rear end of the probe 1015 has a detection device (also referred to as a device main body) in which the connector 1016a at the rear end is a detection means as the device main body of the endoscope shape detection device 1003.
  • the source coil 1014i Removably connected to 1021. Then, by applying a high-frequency signal (drive signal) from the detection device 1021 side to the source coil 1014i serving as the magnetic field generating means via the source cable 1016 serving as the high-frequency signal transmitting means, the source coil 1014i is caused to generate an electromagnetic wave with a magnetic field. To the surroundings.
  • a high-frequency signal drive signal
  • the forceps channel 1122 (not shown: see Fig. 35) of the electronic endoscope 1006 has a biopsy forceps 1120, which is a treatment instrument having a source coil 1140 (not shown: see Fig. 36) at the tip. It is possible to communicate.
  • the source cable 1121 from which the rear end of the biopsy forceps 1120 is also extended has a rear end connector 1121a detachably connected to a detection device 1021 as a device body of the endoscope shape detection device 1003.
  • the source coil 1140 by applying a high-frequency signal (drive signal) from the detection device 1021 side to the source coil 1140 serving as the magnetic field generation means via the source cable 1121 as the high-frequency signal transmission means, the source coil 1140 generates an electromagnetic wave with a magnetic field. Radiates around.
  • a high-frequency signal drive signal
  • the source coil 1140 generates an electromagnetic wave with a magnetic field. Radiates around.
  • the detection device 1021 disposed near the bed 1004 on which the patient 1005 lies is provided with a (sense) coil unit 1023 that can be moved (lifted) in the vertical direction.
  • a (sense) coil unit 1023 that can be moved (lifted) in the vertical direction.
  • a plurality of magnetic field detection elements (sense coils) are arranged.
  • the f-axis where the center Z-coordinate is the first Z-coordinate ⁇ ⁇ axis [the sense sense line 1022a-1, 1022a-2, 1022a — 3, 1022a —4, and sense coinores 1022b—1, 1022b—2, 1022b—3, 1022b—4, and the second Z coordinate whose center Z coordinate is different from the first Z coordinate , Middle ', Z-coordinate force Sense coils 1022c-1, 1022c-2, 1022c-3, 1022c-4, facing the Z axis, which is a third Z coordinate different from the first and second Z coordinates
  • a number of sense coils (hereinafter represented by reference numeral 1022j) are arranged.
  • the sense coil 1022j is connected to the detection device 1021 via a cable (not shown) from the coil unit 1023.
  • the detection device 1021 is provided with an operation panel 1024 for a user to operate the device.
  • the detection device 1021 has a liquid crystal as display means for displaying the detected shape of the endoscope insertion portion (hereinafter referred to as a scope model).
  • a monitor 1025 is placed on top of it.
  • the endoscope shape detection apparatus 1003 receives signals received by the transmission block 1026 that drives the source coils 1014i and 1140 and the sense coil 1022j in the coil unit 1023 as shown in FIG.
  • the reception block 1027 includes a control block 1028 that performs signal processing on signals detected by the reception block 1027.
  • the probe 1015 installed in the insertion part 1007 of the electronic endoscope 1006 has 16 source coils 1014i for generating a magnetic field at a predetermined interval as described above. These source coils 1014i are connected to 16 source coil drive circuits 1031 that generate drive signals having different frequencies constituting the transmission block 1026.
  • the source coil 1140 of the biopsy forceps 1120 is also connected to the source coil drive circuit 1031 and driven by a drive signal having a frequency different from that of the source coil 1014i.
  • the source coil drive circuit unit 1031 drives each of the source coils 1014i and 1140 with sinusoidal drive signals having different frequencies, and the respective drive frequencies are drive frequency setting data (not shown) inside the source coil drive circuit unit 1031. It is set by drive frequency setting data (also referred to as drive frequency data) stored in storage means or drive frequency setting data storage means.
  • This drive frequency data is obtained from a source coil drive circuit unit 1031 via a PIO (parallel input / output circuit) 1033 by a CPU (central processing unit) 1032 which is a shape estimation means for performing endoscope shape calculation processing in the control block 1028. Is stored in drive frequency data storage means (not shown).
  • twelve sense coils 1022j in the coil unit 1023 are connected to a sense coil signal amplifying circuit unit 1034 constituting the reception block 1027.
  • the sense coil signal amplifier circuit unit 1034 As shown in FIG. 33, twelve single-core coils 1022k constituting the sense coil 1022j are connected to the amplifier circuit 1035k, and 12 processing systems are provided. Yes.
  • the minute signal detected by each single-core coil 1022k is amplified by the amplifier circuit 1035k.
  • the filter circuit 1036k has a band through which a plurality of frequencies generated by the source coil group passes and removes unnecessary components.
  • the filter circuit 1036 After the output from k is output to the output buffer 1037k, it is converted to a digital signal that can be read by the control block 1028 by an ADC (Analog-Digital 'Converter) 1038k.
  • ADC Analog-Digital 'Converter
  • the reception block 1027 includes a sense coil signal amplification circuit unit 1034 and an ADC 1038k, and the sense coil signal amplification circuit unit 1034 includes an amplification circuit 1035k, a filter circuit 1036k, and an output buffer 1037k.
  • the 12 outputs of the sense coil signal amplification circuit unit 1034 are transmitted to the 12 ADCs 1038k, and the control signal generation circuit unit 1040 serving as numerical data writing means in the control block 1028. Is converted into digital data of a predetermined sampling period by the clock supplied from the. This digital data is written to the two-point memory 1042 as data output means via the local data bus 1041 by a control signal from the control signal generation circuit unit 1040.
  • the 2-port memory 1042 is functionally composed of a local controller 1042a, a first RAM 1042b, a second RAM 1042c, and a bus switch 1042d, and has a timing as shown in FIG.
  • ADC1038k starts A / D conversion by A / D conversion start signal from local controller 1042a.
  • the bus switch 1042d switches between the RAMs 1042b and 1042c by the switching signal from the local controller 1042a, and the RAMs 1042b and 1042c are alternately used as the read memory and the write memory, and the data is always taken in after the power is turned on by the write signal. It is carried out.
  • the CPU 1032 converts the digital data written in the 2-port memory 1042 by the control signal from the control signal generation circuit unit 1040 into the local data bus 1043, the PCI controller 1044, and the PCI bus 1045 (Fig. Read through the internal bus 1046.
  • the CPU 1032 uses the main memory 1047 to perform frequency extraction processing (Fast Fourier Transform: FFT) on the digital data, and separate and extract the magnetic field detection information of frequency components corresponding to the driving frequencies of the source coils 1014i and 1140. To do.
  • FFT Fast Fourier Transform
  • the CPU 1032 calculates the spatial position coordinates of each source coil 1014i provided in the insertion part 7 of the electronic endoscope 1006 and the source coil 1140 of the biopsy forceps 1120 for each digital data force of the separated magnetic field detection information. To do.
  • the CPU 1032 also calculates the calculated position coordinate data force of the insertion unit 1 of the electronic endoscope 1006.
  • the insertion state of 007 is estimated, display data forming a scope model is generated, and output to the video RAM 1048.
  • the data written in the video RAM 1048 is read by the video signal generation circuit 1049, converted into an analog video signal, and output to the liquid crystal monitor 1025.
  • the LCD monitor 1025 displays the scope model of the insertion part 1007 of the electronic endoscope 1006 on the display screen.
  • the biopsy position is estimated from the position coordinate data of the source coil 1140 of the biopsy forceps 1120, and the biopsy position image is superimposed on the scope model.
  • Magnetic field detection information corresponding to each source coil 1014i, 1140 in CPU 1032 that is, electromotive force (amplitude value of sine wave signal) and phase information generated in single-core coil 1022k constituting each sense coil 1022j Is calculated.
  • the phase information indicates the polarity of the electromotive force.
  • the CPU 1032 detects the ON state (details will be described later) of the biopsy operation signal from the biopsy forceps 1120 via the control signal generation circuit unit 1040, the CPU 1032 uses the ON state of the biopsy operation signal as a trigger.
  • the endoscope image from the video processor 1010 at that time is captured by the capture circuit 105 0 and the captured endoscope image (still image) together with the position coordinate data of the source coils 1014i and 1140 is stored in the 2-port memory 1042. To record.
  • a light guide 1100 for transmitting illumination light to the insertion portion 1007 and a probe 1015 having a plurality of source coils 1014i are arranged.
  • a CCD 1101 for imaging a subject is provided in the tip. Then, the CCD 1101 is driven by the drive signal from the video processor 1010, and the imaging signal captured by the CCD 1101 is transmitted to the video processor 1010 via the buffer circuit 1102. The drive signal and the imaging signal are transmitted and received between the video processor 1010 and the CCD 1101 through a signal cable 1099 that interpolates the insertion section 7.
  • the operation unit 1102 on the proximal end side of the electronic endoscope 1006 is provided with a nonvolatile memory 1103.
  • the nonvolatile memory 1103 has a scope ID for identifying the electronic endoscope 1006. Data etc. are stored.
  • the non-volatile memory 1103 is also configured with an electrically rewritable flash memory (registered trademark) and the like.
  • the electronic endoscope 1006 has a probe.
  • a forceps channel 1012 in which 1015 is arranged and a forceps channel 1122 through which the biopsy forceps 1120 can be passed are provided.
  • the biopsy forceps 1120 is provided with a biopsy cup 1152 at the tip of an elongated flexible coil shaft 1151.
  • the biopsy cup 1152 is configured to be openable and closable around the hinge portion 1156 by operating an operation portion 1157 (see FIG. 35) provided at the proximal end of the biopsy forceps 1120.
  • An open / close sensor 1153 is provided in the vicinity of the open / close center of the hinge portion 1156 so that the open / close state of the biopsy cup 1152 can be detected by the open / close sensor 1153.
  • a source coil 1140 is provided at the base end of the biopsy cup 1152.
  • the detection signal of the open / close sensor 1153 is connected to the endoscope shape detection apparatus 1003 via the signal line 1155 and the drive signal of the source coil 1140 is connected to the endoscope shape detection apparatus 1003 via the source cable 1121.
  • this detection signal is The endoscope shape detection device 1003 detects the biopsy operation signal.
  • the endoscope shape detection device 1003 drives the source coil 1140 and estimates the biopsy position from the position coordinate data of the source coil 1140.
  • the hinge coin 1156a of the hinge rod 1156 may be used as the source coin 1140.
  • the endoscope shape detecting device 1003 is operated by the saw 15 of the probe 15 disposed on the electronic endoscope 6 in step S101.
  • the position of the source coil 1014i (insertion shape information) is detected by the sense coil 1022j, the insertion state of the insertion part 1007 of the electronic endoscope 1006 is estimated in step S102, and the scope model is displayed on the LCD monitor 1025 To display.
  • the endoscope image 1201 taken by the electronic endoscope 1006 is inserted into the image observation monitor 1011 and the electronic endoscope 1006 is inserted into the liquid crystal monitor 1025.
  • a scope model 1202 indicating the insertion state of the part 1007 is displayed.
  • the endoscope shape detection apparatus 1003 opens and closes the biopsy forceps 1120 in step S103. It is determined whether or not the biopsy operation signal from the sensor 1153 is ON force. If the biopsy operation signal is ON, the process proceeds to step SI 04.
  • step S108 When the biopsy operation signal is OFF, the process proceeds to step S108, and steps S101 to S108 are repeated until the test is completed in step S108.
  • the insertion of the electronic endoscope 1006 into the body cavity is continued, the display state of FIG. 40 is shifted to the display state of FIG. 41, and the endoscope displayed on the image observation monitor 1011 is displayed.
  • the case where a biopsy of the living tissue 1203 of the mirror image 1201 is described as an example.
  • step S103 As shown in the image observation monitor 1011 in FIG. 41, when the surgeon observes the image observation monitor 1011 and biopsy the living tissue 1203 with the biopsy forceps 1120, the biopsy operation is performed in step S103.
  • the signal turns ON.
  • step S104 the endoscope shape detection device 1003 is disposed at the distal end of the biopsy forceps 1120 !, drives the source coil 1140, and the sense coil 1 022j positions the source coil 1140 (biopsy position information). ) Is detected.
  • step S105 the endoscope shape detection apparatus 1003 sets a biopsy position marker indicating the position of the source coil 1140 as shown in the liquid crystal monitor 1025 as shown in FIG. Superimpose on top.
  • step S106 the endoscope shape detection apparatus 1003 captures the endoscope image at this time by the capture circuit 1050.
  • the endoscope shape detection device 1003 includes the captive endoscope together with the position of the source coil 1140 (biopsy position information) and the position of the source coil 1014i (insertion shape information) in step S107. Record the image (still image) in the 2-port memory 1042, and proceed to Step S108
  • a biopsy position marker 1210 continues to be superimposed on the liquid crystal monitor 1025.
  • the biopsy forceps 1120 which is a treatment tool
  • the source coil 1140 is provided with the source coil 1140, and the biopsy position is recorded using the ON state of the biopsy operation signal as a trigger.
  • the position where the biopsy is performed in the desired examination area can be automatically recorded.
  • the endoscopic images at the time of biopsy are captured and recorded, the status of biopsy after the procedure can be managed. Easy to check.
  • step S107 the position of the source coil 1140 (biopsy position information) and the position of the source coil 1014i (insertion shape information) as well as the captured endoscope image (still image) are stored in the 2-point memory 1042.
  • the force to be recorded is not limited to this. At least the position of the source coil 1140 (biopsy position information) and the position of the source coil 1014i (insertion shape information) may be recorded.
  • the force that drives the source coil 1140 with the biopsy operation signal ON as a trigger is not limited to this, and the source coil 1140 is always driven in conjunction with each source coil 1014i of the probe 1015. Then, the position of the source coil 1140 may be detected and the biopsy position marker 1210 may be superimposed on the liquid crystal monitor 1025.
  • the processing in the endoscope shape detection device 1003 is as shown in FIG. 44.
  • the force biopsy operation signal is turned on, that is, the operation biopsy position marker 1210a when the biopsy is performed is displayed.
  • the display form and the display form of the normal biopsy position marker 1210b during non-operation are varied as shown in FIGS. This makes it possible to easily visually recognize the position where the biopsy is performed.
  • the biopsy position marker 1210a during operation continues to be superimposed.
  • the biopsy position marker 1210a during operation is ⁇ and the biopsy position marker 1210a during normal operation is visible in the mouth display form.
  • the normal biopsy position marker 1210b may be in a display form in which the color is changed instead of the shape, such as green.
  • the biopsy position marker 1210a during operation may be always lit and the biopsy position marker 1210b during normal operation may be blinked.
  • the biopsy position marker 1210a during operation may be shown as an animated display of the opening and closing of the forceps cup 1152.
  • the source coil 1140 When the source coil 1140 is always driven in conjunction with each source coil 1014i of the probe 1015, as shown in Fig. 49, a source coil that does not require a drive signal of an external force in place of the source coil 1140.
  • Part 1160 may be provided.
  • the source coil section 1160 can be composed of a source coil 1140, an oscillation circuit 1161 that drives the source coil, and a small battery 1162.
  • the source coil portion 1160 can be applied to an indwelling snare treatment tool 1120A as shown in FIG. 51, for example. That is, the tip of the coil sheath 1151 Indwelling snare treatment instrument 1120 having an indwelling snare portion 1171 connected to the end via a connecting member 1172
  • the source coil portion 1160 is disposed in the connecting member 1172.
  • the connecting member 1172 is separated from the coil sheath 1151, and the indwelling snare portion 1171 is placed in a living tissue (not shown).
  • the present invention can also be applied to a clip treatment tool 1120B as shown in FIG. That is, in the indwelling snare treatment instrument 1120B in which the clip portion 1181 is connected to the distal end of the coil sheath 1151 via the connection member 1182, the source coil portion 1160 is disposed in the connection member 1182.
  • connection member 1182 is separated from the coil sheath 1151, and the biological tissue is clipped at the tap part 1181.
  • the scope shape 1202 and the clip position image can be displayed on the liquid crystal monitor 1025 by detecting the position of the source coil unit 1160 by the endoscope shape detection device 1003.
  • the indwelling snare treatment tool 1120A or the clip treatment tool 1120B is a treatment tool that is placed in the living body in a short term for hemostasis and the like, and therefore, an inspection with the electronic endoscope 1006 is provided by providing the source coil unit 1160. Simultaneously with the treatment, the position of the treated part and the endoscopic image can be recorded, so that the examination can be carried out effectively. In addition, at the time of re-examination or at a later date, the presence or absence of clips or snares (the force remaining after excreted force) can be confirmed without fluoroscopy.
  • the source coil portion 1160 can also be applied to a drainage chip 1300 that is a treatment tool placed in the long term.
  • an RFID tag may be provided in the vicinity of the source coil portion 1160 of the indwelling treatment tool. In this case, by recording what kind of treatment tool is used and when it is used in the RFID tag, By searching for the position of the treatment tool in the body cavity by the scoring unit 1160, the information recorded on the RFID tag can be read.
  • the source coil 1140 is formed on a part of the coil sheath 1151. This makes it possible to detect the treatment position of the treatment tool without increasing the number of parts. Further, in the present embodiment, the force that the probe 1015 is placed on the electronic endoscope 1006 and the insertion shape is estimated, as shown in FIG. 58, a plurality of source coils 1014i are formed on a part of the coil sheath 1151, and the forceps By placing it in channel 1122, the insertion shape of the electronic endoscope 1006 can be detected.

Abstract

　本発明では、手術支援装置としての内視鏡システムは、開腹手技により患者の体内の処置部位に処置を施す手術装置と、開腹手技の支援（補助）に用いられる管腔臓器形状検出装置とを備え、この管腔臓器形状検出装置は、ベッドに横たわる患者の、例えば血管内に管腔臓器挿入プローブとしてのプローブを挿入し、手技を行う際の血管位置告知手段として使用される。これにより、容易かつ確実に処置に無関係な管腔臓器を検知し、円滑な手技の実施を支援することを可能とする。

Description

手術支援装置及び処置支援装置
技術分野
[0001] 本発明は磁界発生素子と磁界検出素子とを用いて手術を支援する手術支援装置 及び処置支援装置に関する。
背景技術
[0002] 近年、磁界発生素子と磁界検出素子とを用いて体内等に挿入された内視鏡の形 状等を検出し、表示手段により表示を行う内視鏡形状検出装置が用いられるようにな つた o
[0003] 例えば、日本国特開 2003— 245243号公報等や日本国特開 2003— 290129号 公報等には、磁界を用いて内視鏡形状を検出し、検出した内視鏡形状を表示する装 置が開示されている。そして、これら従来例では、体内に挿入される内視鏡の挿入部 内に所定の間隔で配置した複数の磁界発生素子を駆動してその周囲に磁界を発生 させ、体外に配置した磁界検出素子により各磁界発生素子の 3次元位置を検出して 、各磁界発生素子を連続的に結ぶ曲線を生成して、モデル化した挿入部の 3次元的 な画像を表示手段で表示する。
[0004] 術者等はその画像を観察することにより、体内に挿入された挿入部の先端部の位 置や挿入形状等を把握でき、目的とする部位までの挿入作業等を円滑に行えるよう にしている。
[0005] 一方、外科手術においては、患部臓器に処置を施す際に、高周波焼灼装置や超 音波処置装置等が用いられる。
[0006] しかしながら、患部臓器の処置部位近傍には、患部臓器と無関係な管腔臓器、例 えば血管や尿管等が分布しており、外科手術では、高周波焼灼装置にて患部臓器 を処置する際には管腔臓器を避けて処置を行う必要があるが、これら管腔臓器が患 部臓器に隠されている場合が多ぐ視認し難ぐ手技を円滑に行うことができないとい つた問題がある。
[0007] また、内視鏡を用いた検査では、組織を生検するためや、組織に種々の処置、例 えば止血等を行うために、鉗子チャンネル等に生検鉗子、クリップ等の処置具が用い られる力 従来は、単に内視鏡画像をモニタ等で観察しながら、処置を行っているた めに、処置を実施した組織の部位は観察画像でし力確認できな 、と 、つた問題があ つた o
[0008] そのため、処置時の観察画像をフリーズさせて記録しないと、検査後に処置が適切 になされたかどうかを客観的に判断することが難しいため、処置前後の画像をマ-ュ アルで記録しなければならず、検査が煩雑となって 、た。
[0009] さらに、クリップ等の処置具の場合、検査あるいは処置後に体内に留置させることが あるが、従来は該クリップの留置状態は X線透過画像あるいは内視鏡観察画像のみ でしか確認できなかった。
[0010] 本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、容易かつ確実に処置に無関係 な管腔臓器を検知し、円滑な手技の実施を支援することのできる手術支援装置を提 供することを目的としている。
[0011] また、本発明は、簡単かつ確実に処置具による処置情報を確認することのできる処 置支援装置を提供することをさらなる目的としている。
発明の開示
課題を解決するための手段
[0012] 本発明の手術支援装置は、
被検体の体内に挿入される挿入部の内部に、磁界発生素子及び磁界検出素子の 一方の素子を複数配置したプローブと、
前記被検体の対象部位に処置を施す処置部の近傍に前記一方の素子を 1つまた は複数個配置した処置具と、
前記被検体の外部に前記磁界発生素子及び前記磁界検出素子の他方の素子を 配置して、前記プローブに配置された前記一方の素子及び前記処置具に配置され た前記一方の素子の各位置を前記他方の素子の位置を基準に用いて検出する検 出手段と
を備えて構成される。
[0013] また、本発明の処置支援装置は、 被検体の対象部位に処置を施す処置部の近傍に磁界発生素子及び磁界検出素 子の一方の素子を配置した処置具と、
前記被検体の外部に前記磁界発生素子及び前記磁界検出素子の他方の素子を 配置して、前記処置具に配置された前記一方の素子の位置を前記他方の素子の位 置を基準に用いて検出する検出手段と
を備えて構成される。
図面の簡単な説明
圆 1]本発明の実施例 1に係る手術システムの構成を示す構成図
[図 2]図 1のプローブの構成を示す図
[図 3]図 1の外科用ツールの構成を示す図
[図 4]図 1のコイルユニットに内蔵されたコイルの配置例を示す図
[図 5]図 1の管腔臓器形状検出装置の構成を示す構成図
[図 6]図 5の受信ブロック及び制御ブロックの構成を示す図
[図 7]図 5の受信ブロックの詳細な構成を示す図
[図 8]図 6の 2ポートメモリ等の動作を示すタイミング図
圆 9]図 1の管腔臓器形状検出装置の作用を説明するフローチャート
[図 10]図 9の処理を説明する説明図
[図 11]図 1のプローブの第 1の変形例の構成を示す図
[図 12]図 1のプローブの第 2の変形例の構成を示す図
圆 13]本発明の実施例 2に係る外科用ツールの構成を示す図
圆 14]図 13の外科用ツールを用いた際の管腔臓器形状検出装置の作用を説明する フローチャート
圆 15]図 14の処理を説明する第 1の説明図
[図 16]図 14の処理を説明する第 2の説明図
[図 17]図 14の処理を説明する第 3の説明図
[図 18]本発明の実施例3に係る手術システムの構成を示す構成図
圆 19]図 18の管腔臓器形状検出装置の作用を説明するフローチャート
[図 20]本発明の実施例4に係る手術システムの構成を示す構成図 圆 21]図 20の管腔臓器形状検出装置の作用を説明するフローチャート
[図 22]図 21の処理を説明する説明図
[図 23]本発明の実施例5に係る手術システムの構成を示す構成図
圆 24]図 23の管腔臓器形状検出装置の作用を説明する説明図
[図 25]本発明の実施例6に係る手術システムの構成を示す構成図
圆 26]図 25の管腔臓器形状検出装置の作用を説明する説明図
圆 27]本発明の実施例 7に係わる外科用ツールの構成を示す図
[図 28]図 27の A— A線断面を示す断面図
[図 29]本発明の実施例 8に係る内視鏡システムの構成を示す構成図
[図 30]図 29のコイルユニットに内蔵されたコイルの配置例を示す図
[図 31]図 29の内視鏡形状検出装置の構成を示す構成図
[図 32]図 31の受信ブロック及び制御ブロックの構成を示す図
[図 33]図 31の受信ブロックの詳細な構成を示す図
[図 34]図 32の 2ポートメモリ等の動作を示すタイミング図
[図 35]図 29の電子内視鏡の構成を示す図
[図 36]図 29の処置具である生検鉗子の構成を示す第 1の図
[図 37]図 29の生検鉗子の構成を示す第 2の図
圆 38]図 37の生検鉗子の第 1の変形例の構成を示す図
圆 39]図 29の内視鏡形状検出装置の作用を説明するフローチャート
[図 40]図 39の処理を説明する第 1の図
[図 41]図 39の処理を説明する第 2の図
[図 42]図 39の処理を説明する第 3の図
[図 43]図 39の処理を説明する第 4の図
圆 44]図 29の内視鏡形状検出装置の作用の変形例を説明するフローチャート [図 45]図 44の処理を説明する第 1の図
[図 46]図 44の処理を説明する第 2の図
[図 47]図 44の処理を説明する第 3の図
[図 48]図 44の処理を説明する第 4の図 [図 49]図 37の生検鉗子の第 2の変形例の構成を示す図
[図 50]図 49のソースコイル部の構成を示す図
[図 51]図 29の処置具の第 1の変形例を示す第 1の図
[図 52]図 29の処置具の第 1の変形例を示す第 2の図
[図 53]図 51の処置具の作用を説明する図
[図 54]図 29の処置具の第 2の変形例を示す第 1の図
[図 55]図 29の処置具の第 2の変形例を示す第 2の図
[図 56]図 29の処置具の第 3の変形例を示す図
[図 57]図 37の生検鉗子の第 3の変形例の構成を示す図
[図 58]図 37の生検鉗子の第 4の変形例の構成を示す図
発明を実施するための最良の形態
[0015] 以下、図面を参照しながら本発明の実施例について述べる。
[0016] (実施例 1)
図 1な ヽし図 12は本発明の実施例 1に係わり、図 1は手術システムの構成を示す構 成図、図 2は図 1のプローブの構成を示す図、図 3は図 1の外科用ツールの構成を示 す図、図 4は図 1のコイルユニットに内蔵されたコイルの配置例を示す図、図 5は図 1 の管腔臓器形状検出装置の構成を示す構成図、図 6は図 5の受信ブロック及び制御 ブロックの構成を示す図、図 7は図 5の受信ブロックの詳細な構成を示す図、図 8は 図 6の 2ポートメモリ等の動作を示すタイミング図、図 9は図 1の管腔臓器形状検出装 置の作用を説明するフローチャート、図 10は図 9の処理を説明する説明図、図 11は 図 1のプローブの第 1の変形例の構成を示す図、図 12は図 1のプローブの第 2の変 形例の構成を示す図である。
[0017] 図 1に示すように、本実施例における手術支援装置としての手術システム 1は、開 腹手技により患者 5の体内の処置部位に処置を施す手術装置 2と、開腹手技の支援 (補助）に用いられる管腔臓器形状検出装置 3とを備え、この管腔臓器形状検出装置 3は、ベッド 4に横たわる患者 5の、例えば血管内に管腔臓器挿入プローブとしてのプ ローブ 15を挿入し、開腹手技を行う際の血管位置告知手段として使用される。
[0018] 手術装置 2は、例えば高周波電流を供給する高周波焼灼装置 103と、高周波焼灼 装置 103からの高周波電流により患者 5の体内の処置部位を焼灼する処置具として の外科用ツール 100とから構成され、高周波焼灼装置 103と外科用ツール 100とは ケーブル 102により接続されている。
[0019] プローブ 15は、図 2に示すように、細長で可撓性を有するガイドワイヤ 15aより構成 され、ガイドワイヤ 15aの内部に先端より基端に沿って、例えば 16個の磁界発生素子 (またはソースコイル） 14a、 14b、 · · ·、 14p (以下、符号 14iで代表する：なお、ソース コイルの数は 16個に限定されない）を有する。また、図 3に示すように、外科用ツール 100は、処置部である電極 110が設けられた先端近傍内に磁界発生素子 (またはソ ースコイル） 140を有する。
[0020] 図 1〖こ戻り、プローブ 15の後端から延出されたソースケーブル 16は、その後端のコ ネクタ 16aが管腔臓器形状検出装置 3の装置本体である検出手段としての検出装置 (装置本体とも記す） 21に着脱自在に接続される。同様に、外科用ツール 100の後 端カも延出されたソースケーブル 101は、その後端のコネクタ 101aが管腔臓器形状 検出装置 3の検出装置 21に着脱自在に接続される。
[0021] そして、検出装置 21側力も駆動信号伝達手段としてソースケーブル 16、 101を介 して磁界発生手段となるソースコイル 14i、 140に駆動信号を印加することにより、ソ ースコイル 14i、 140は磁界を発生する。
[0022] また、患者 5が横たわるベッド 4の付近に配置されるこの検出装置 21には、（センス） コイルユニット 23が上下方向に移動（昇降）自在に設けられ、このコイルユニット 23内 には複数の磁界検出素子 (センスコイル）が配置されて 、る。
[0023] より具体的に説明すると、図 4に示すように例えば中心の Z座標が第 1の Z座標であ る ί列えば、 X軸に向！/、たセンスコィノレ 22a— 1、 22a— 2、 22a— 3、 22a— 4と、中 、の Z 座標が第 1の Z座標と異なる第 2の Z座標である Y軸に向いたセンスコイル 22b— 1、 2 2b— 2、 22b— 3、 22b— 4と、中心の Z座標が第 1及び第 2の Z座標と異なる第 3の Z 座標である Z軸【こ向!ヽたセンスコィノレ 22c— 1、 22c— 2、 22c— 3、 22c— 4の 12偶の センスコイル (以下、符号 2¾で代表する）が配置されている。
[0024] センスコイル 22jは、コイルユニット 23からのケーブル 23aを介して検出装置 21に接 続されている。この検出装置 21には使用者が装置を操作するための操作パネル 24 が設けられている。また、この検出装置 21には検出した管腔臓器形状 (以下、プロ一 ブ像と記す)及び外科用ツール 100の先端位置 (以下、ツール先端像と記す)を表示 する表示手段として液晶モニタ 25がその上部に配置されている。
[0025] 管腔臓器形状検出装置 3は、図 5に示すように、ソースコイル 14i、 140を駆動する 送信ブロック 26と、コイルユニット 23内のセンスコイル 22jが受信した信号を受信する 受信ブロック 27と、受信ブロック 27で検出した信号を信号処理する制御ブロック 28と から構成される。
[0026] 図 6に示すように、プローブ 15には、上述したように、磁界を生成するための 16個 のソースコイル 14iが所定の間隔で配置されており、これらソースコイル 14i及びソー スコイル 140は、送信ブロック 26を構成する 17個の互いに異なる周波数の駆動信号 を生成するソースコイル駆動回路 31に接続されて!、る。
[0027] ソースコイル駆動回路部 31は、プローブ 15の各ソースコイル 14i及び外科用ツー ル 100のソースコイル 140をそれぞれ異なる周波数の正弦波の駆動信号で駆動し、 それぞれの駆動周波数はソースコイル駆動回路部 31内部の図示しない駆動周波数 設定データ格納手段或いは駆動周波数設定データ記憶手段に格納された駆動周 波数設定データ (駆動周波数データとも記す）により設定される。この駆動周波数デ ータは、制御ブロック 28においてプローブ形状の算出処理等を行う形状推定手段で ある CPU (中央処理ユニット） 32により PIO (パラレル入出力回路） 33を介してソース コイル駆動回路部 31内の駆動周波数データ格納手段（図示せず）に格納される。
[0028] 一方、コイルユニット 23内の 12個のセンスコイル 22jは、受信ブロック 27を構成する センスコイル信号増幅回路部 34に接続されている。
[0029] センスコイル信号増幅回路部 34では、図 7に示すようにセンスコイル 22jを構成する 12個の単心コイル 22kがそれぞれ増幅回路 35kに接続されて 12系統の処理系が設 けられている。各単心コイル 22kで検出された微小な信号は増幅回路 35kにより増 幅される。フィルタ回路 36kはソースコイル群が発生する複数周波数が通過する帯域 をもち不要成分を除去する。そして、フィルタ回路 36kの出力が出力バッファ 37kに 出力された後、 ADC (アナログ'デジタル'コンバータ） 38kで制御ブロック 28が読み 込み可能なデジタル信号に変換される。 [0030] なお、受信ブロック 27は、センスコイル信号増幅回路部 34及び ADC38kより構成 され、センスコイル信号増幅回路部 34は増幅回路 35k、フィルタ回路 36k及び出力 ノ ッファ 37kより構成される。
[0031] 図 6に戻り、このセンスコィノレ信号増幅回路部 34の 12系統の出力は、 12個の前記 ADC38kに伝送され、制御ブロック 28内の数値データ書き込み手段である制御信 号発生回路部 40から供給されるクロックにより所定のサンプリング周期のデジタルデ ータに変換される。このデジタルデータは、制御信号発生回路部 40からの制御信号 によってローカルデータバス 41を介してデータ出力手段である 2ポートメモリ 42に書 き込まれる。
[0032] なお、 2ポートメモリ 42は、図 7に示すように、機能的には、ローカルコントローラ 42a 、第 1の RAM42b、第 2の RAM42c及びバススィッチ 42dよりなり、図 8に示すような タイミングにより、ローカルコントローラ 42aからの AZD変換開始信号により ADC38 kが AZD変換を開始する。そして、ローカルコントローラ 42aからの切り換え信号によ りバススィッチ 42dが RAM42b、 42cを切り換えながら第 lRAM42b、 42cを交互に 読み出しメモリ及び書き込みメモリとして用い、書き込み信号により、電源投入後は、 常時データの取り込みを行って 、る。
[0033] 再び、図 6に戻り、 CPU32は、制御信号発生回路部 40からの制御信号により 2ポ 一トメモリ 42に書き込まれたデジタルデータをローカルデータバス 43、 PCIコントロー ラ 44及び PCIバス 45 (図 7参照）からなる内部バス 46を介して読み出す。そして、 CP U32は、メインメモリ 47を用い、デジタルデータに対して周波数抽出処理（高速フー リエ変換: FFT)を行い、各ソースコイル 14i及びソースコイル 140の駆動周波数に対 応する周波数成分の磁界検出情報に分離抽出する。その後、 CPU32は、分離した 磁界検出情報の各デジタルデータ力もプローブ 15内に設けられた各ソースコイル 14 i及び外科用ツール 100のソースコイル 140の空間位置座標を算出する。
[0034] また、 CPU32は、算出された位置座標データ力もプローブ 15の挿入状態及び外 科用ツール 100の先端位置を推定し、プローブ像及びツール先端像を形成する表 示データを生成し、ビデオ RAM48に出力する。このビデオ RAM48に書き込まれて V、るデータをビデオ信号発生回路 49が読みだし、アナログのビデオ信号に変換して 液晶モニタ 25へと出力する。液晶モニタ 25は、このアナログのビデオ信号を入力す ると、表示画面上にプローブ像及びツール先端像を表示する。
[0035] CPU32において、各ソースコイル 14i及びソースコイル 140に対応した磁界検出情 報、すなわち、各センスコイル 2¾を構成する単心コイル 22kに発生する起電力（正 弦波信号の振幅値)と位相情報が算出される。なお、位相情報は、起電力の極性士 を示す。
[0036] このように構成された本実施例の作用につ 、て説明する。
[0037] 患者 5の血管内にプローブ 15を挿入し、外科用ツール 100を用いて患者 5の体内 の処置部位に処置を施す開腹手技を開始する（図 1参照）と、図 9に示すように、ステ ップ S1にて管腔臓器形状検出装置 3の検出装置 21は、プローブ 15の各ソースコィ ル 14iの位置を検出する。続いて、ステップ S2にて検出装置 21は、外科用ツール 10 0のソースコイル 140の位置を検出する。
[0038] 次に、ステップ S3にて検出装置 21は、検出した位置情報に基づきプローブ像とッ ール先端像を生成し、ステップ S4にて図 10に示すように、モニタ 25にプローブ像 15 0どツール先端像 151を表示する。
[0039] この処理をステップ S5にて手技の終了を検知するまで繰り返す。
[0040] このように本実施例では、モニタ 25上のプローブ像 150とツール先端像 151とによ りプローブ 15が揷通されている血管と、外科用ツール 100の先端の位置関係を明確 に表示することができる。従って、術者は処置部位に処置を施す際に注意すべき血 管が容易に目視できなくても、プローブ像 150とツール先端像 151との位置関係を視 認することで、容易に該血管を認識することが可能となり、手技を適切に支援すること ができる。
[0041] なお、本実施例では、血管等に揷通するプローブ 15に複数のソースコイル 14iを配 置し血管の形状を検出するとしたが、これに限らず、図 11に示すように、中空のカテ 一テル 160の側壁内に複数のソースコイル 14iを配置し血管の形状を検出するように してもよい。また、図 12に示すように、中空のカテーテル 160の側壁内ではなぐカテ 一テル 160の外周に複数のソースコイル 14iを配置してもよい。すなわち、管腔臓器 挿入プローブを図 11または図 12に示すカテーテル 160としてもよい。 [0042] また、本実施例では、管腔臓器として血管を例に説明したが、手技に応じて形状を 検出する管腔臓器を尿管ゃ胆管、腸管等とすることができるのはいうまでもない。
[0043] 管腔臓器を胆管、腸管等とした場合、プローブ 15の代りに、日本国特開 2003— 2 90129号公報等に開示されている形状検出可能な内視鏡を管腔臓器挿入プローブ とすることができる。
[0044] (実施例 2)
図 13ないし図 17は本発明の実施例 2に係わり、図 13は外科用ツールの構成を示 す図、図 14は図 13の外科用ツールを用いた際の管腔臓器形状検出装置の作用を 説明するフローチャート、図 15は図 14の処理を説明する第 1の説明図、図 16は図 1 4の処理を説明する第 2の説明図、図 17は図 14の処理を説明する第 3の説明図であ る。
[0045] 実施例 2は、実施例 1とほとんど同じであるので、異なる点のみ説明し、同一の構成 には同じ符号をつけ説明は省略する。
[0046] 本実施例の外科用ツール 100は、図 13に示すように、電極 110が設けられている 先端近傍に複数、少なくとも 2つのソースコイル 140、 141を長手軸に沿って配置して いる。この 2つのソースコイル 140、 141の位置を検出することで、外科用ツール 100 の先端位置及び、外科用ツール 100の向きが検出される。その他の構成は実施例 1 と同じである。
[0047] このように構成された本実施例の作用につ 、て説明する。
[0048] 患者 5の血管内にプローブ 15を挿入し、外科用ツール 100を用いて患者 5の体内 の処置部位に処置を施す開腹手技を開始する（図 1参照）と、図 14に示すように、ス テツプ S11にて管腔臓器形状検出装置 3の検出装置 21は、プローブ 15の各ソース コイル 14iの位置を検出する。続いて、ステップ S12にて検出装置 21は、外科用ツー ル 100のソースコイル 140、 141の位置を検出する。
[0049] 次に、ステップ S13にて検出装置 21は、検出した位置情報に基づきプローブ像と ツール先端像を生成し、ステップ S14にて図 15に示すように、モニタ 25にプローブ 像 150とツール先端像 15 laを表示する。
[0050] なお、本実施例では、ソースコイル 140、 141により外科用ツール 100の向きが算 出されるため、図 15のようにツール先端像 151aは、外科用ツール 100の位置と向き が分力る画像となっている。
[0051] そして、ステップ S15にて検出装置 21は、プローブ像とツール先端との最短距離 L を算出し、ステップ S16にて図 16に示すように、距離 Lを示す距離情報 201をモニタ 25に表示する。
[0052] 次に、ステップ S17にて検出装置 21は、距離 Lが所定の距離 L0未満力どうか判断 し、距離 Lが所定の距離 L0未満ならば、ステップ S18にて図 17に示すように、血管と 外科用ツール 100が接近している旨の警告情報 202をモニタ 25に表示する警告表 示処理を実行する。
[0053] この処理をステップ S 19にて手技の終了を検知するまで繰り返す。
[0054] このように本実施例では、実施例 1の効果にカ卩え、外科用ツール 100の向きがツー ル先端像 151aにより視認可能であるので、術者は血管と外科用ツール 100との接近 状態を認識することが可能となる。
[0055] また、距離情報 201や警告情報 202をモニタ 25に表示するので、より確実に接近 状態を認識することができる。
[0056] なお、距離 Lが所定の距離 L0未満ならば警告情報 202をモニタ 25に表示するとし たが、図示しないスピーカ等により音声信号により警告してもよいし、図示しない発光 手段 (例えば検出装置 21に設けるランプあるいは LED)を発光させて警告するように してちよい。
[0057] (実施例 3)
図 18及び図 19は本発明の実施例 3に係わり、図 18は手術システムの構成を示す 構成図、図 19は図 18の管腔臓器形状検出装置の作用を説明するフローチャートで ある。
[0058] 実施例 3は、実施例 2とほとんど同じであるので、異なる点のみ説明し、同一の構成 には同じ符号をつけ説明は省略する。
[0059] 本実施例では、図 18に示すように、管腔臓器形状検出装置 3の検出装置 21は、血 管と外科用ツール 100との接近状態に応じて、高周波焼灼装置 103の出力を制御ケ 一ブル 300を介して制御する。その他の構成は実施例 2と同じである。 [0060] このように構成された本実施例の作用につ 、て説明する。
[0061] 図 19に示すように、ステップ S1〜ステップ S18までは、実施例 2と同じであって、本 実施例では、ステップ S 18の警告表示処理後に、ステップ S21にて検出装置 21は、 プローブ像とツール先端との距離 Lが、所定の距離 L0より短い限界最小距離 Lmin未 満になったかどうか判断する。この限界最小距離 Lmin未満と判断すると、ステップ S2 2にて検出装置 21は、制御ケーブル 300を介して高周波焼灼装置 103の出力停止 の制御を行う。
[0062] その他の処理は実施例 2と同じであって、この処理をステップ S 19にて手技の終了 を検知するまで繰り返す。
[0063] このように本実施例では、実施例 2の効果にカ卩え、血管と外科用ツール 100の先端 が所定の距離 L0より短い限界最小距離 Lmin未満になると、高周波焼灼装置 103の 出力を停止することができる。
[0064] (実施例 4)
図 20な ヽし図 22は本発明の実施例 4に係わり、図 20は手術システムの構成を示 す構成図、図 21は図 20の管腔臓器形状検出装置の作用を説明するフローチャート 、図 22は図 21の処理を説明する説明図である。
[0065] 実施例 4は、実施例 3とほとんど同じであるので、異なる点のみ説明し、同一の構成 には同じ符号をつけ説明は省略する。
[0066] 上記実施例 1〜3では、開腹手技を例に説明したが、本実施例では低侵襲な腹腔 鏡下手技に適用される実施例を説明する。
[0067] 図 20に示すように、本実施例では、図示しないトラカールを介して腹腔内に挿入さ れる腹腔鏡 400を備えている。なお、本実施例では外科用ツール 100も図示しないト ラカールを介して腹腔内に挿入される。
[0068] 腹腔鏡 400は、ライトガイド（図示せず）が挿通されており、ライトガイドがビデオプロ セッサ 401内の光源部力もの照明光を伝送し、挿入部先端に設けた照明窓から伝送 した照明光を出射し、患者 5の対象部位等を照明する。照明された対象部位等の被 写体は照明窓に隣接して設けられた観察窓に取り付けた対物レンズ及びリレーレン ズ等により接眼部ににより結像する。その結像位置には、カメラヘッド 402が着脱自 在に設けられ、カメラヘッド 402に配置された撮像素子 (CCD)に像を結び、この撮 像素子は光電変換する。
[0069] 光電変換された信号はビデオプロセッサ 401内の映像信号処理部により信号処理 されて標準的な映像信号が生成され、ビデオプロセッサ 401に接続された画像観察 用モニタ 403に表示される。また、ビデオプロセッサ 401からは対象部位等の被写体 の内視鏡画像データが管腔臓器形状検出装置 3の検出装置 21に出力されるよう〖こ なっている。その他の構成は実施例 3と同じである。
[0070] このように構成された本実施例の作用につ 、て説明する。
[0071] 患者 5の血管内にプローブ 15を挿入し、腹腔鏡 400及び外科用ツール 100をトラ カールを介して患者 5の体内の処置部位に導き、腹腔鏡下手技による処置を開始す ると、図 21に示すように、ステップ S31にて管腔臓器形状検出装置 3の検出装置 21 は、プローブ 15の各ソースコイル 14iの位置を検出する。続いて、ステップ S32にて 検出装置 21は、外科用ツール 100のソースコイル 140、 141の位置を検出する。
[0072] 次に、ステップ S33にて検出装置 21は、検出した位置情報に基づきプローブ像と ツール先端像を生成する。
[0073] 続いて、検出装置 21は、ステップ S 34にてカメラヘッド 402により撮像された対象部 位等の被写体の内視鏡画像データを取り込み、ステップ S35にて取り込んだ内視鏡 画像データを画像処理し、例えば外科用ツール 100の画像部分を抽出する。
[0074] 続いて、検出装置 21は、ステップ S36にてツール先端像が抽出した外科用ツール 100の画像部分の画像位置に一致するように、プローブ像とツール先端像の向きを 補正する。
[0075] そして、検出装置 21は、ステップ S37にて図 22に示すように、モニタ 25のライブ画 像表示エリア 410に取り込んだ内視鏡画像データを表示すると共に、モニタ 25の形 状表示エリア 411にプローブ像 150とツール先端像 151aを表示する。このとき、形状 表示エリア 411に表示されるツール先端像 151aは、ステップ S36の補正によりライブ 画像表示エリア 410に表示される外科用ツール 100と各エリア内で相対的に同じ位 置及び同じ向きの画像となり、形状表示エリア 411に表示されるプローブ像 150とッ ール先端像 151aの配置がライブ画像表示エリア 410に表示される内視鏡画像デー タと一致している。
[0076] その後のステップ S15以降の処理は実施例 3と同じである。
[0077] このように本実施例では、腹腔鏡下手技にぉ ヽても実施例 3と同様な効果を得るこ とがでさる。
[0078] なお、腹腔鏡に限らず、可撓性の挿入部を有する、例えば電子内視鏡としてもよく 、この場合、外科用ツールは電子内視鏡の処置具チャンネルに揷通されるツールと なるが、このツール先端にソースコイルを設けることで、本実施例と同様な作用 Z効 果を得ることができるのは 、うまでもな 、。
[0079] (実施例 5)
図 23及び図 24は本発明の実施例 5に係わり、図 23は手術システムの構成を示す 構成図、図 24は図 23の管腔臓器形状検出装置の作用を説明する説明図である。
[0080] 実施例 5は、実施例 4とほとんど同じであるので、異なる点のみ説明し、同一の構成 には同じ符号をつけ説明は省略する。
[0081] 図 23に示すように、本実施例では、外科用ツール 100の他に、第 2の外科用ツー ル 500を図示しないトラカールを介して腹腔内に挿入する例である。
[0082] この第 2の外科用ツール 500は例えば把持鉗子等であって、図示はしないが、外科 用ツール 100と同様〖こ、先端の把持部の近傍にソースコイル 140、 141が設けられ、 該ソースコイル 140、 141は、外科用ツール 500の後端から延出されたソースケープ ル 501のコネクタ 501aにより管腔臓器形状検出装置 3の検出装置 21に着脱自在に 接続され、外科用ツール 100のソースコイル 140、 141と同様に駆動される。
[0083] その他の構成は実施例 4と同じである。
[0084] 本実施例では、実施例 4と同じ処理（図 21参照）がなされるが、図 24に示すように、 モニタ 25の形状表示エリア 411には、プローブ像 150と外科用ツール 100のツール 先端像 151aの他に第 2の外科用ツール 500のツール先端像 510が表示される。こ のとき、ツール先端像 151aとツール先端像 510とを識別可能に表示形状をツールに 応じて生成している。
[0085] また、ツール先端像 15 laとツール先端像 510とをより識別可能するために、異なる 色等で表示してもよぐこの場合、距離情報 201をツール先端像の色に合わせて表 示する。なお、警告情報 202 (図 17参照)を表示する場合も、警告対象となるツール 先端像の色に合わせて表示する。
[0086] このように本実施例では、実施例 4の効果に加え、外科用ツールが複数用いられる 場合においても、手技を適切に支援することができる。
[0087] (実施例 6)
図 25及び図 26は本発明の実施例 6に係わり、図 25は手術システムの構成を示す 構成図、図 26は図 25の管腔臓器形状検出装置の作用を説明する説明図である。
[0088] 実施例 6は、実施例 4とほとんど同じであるので、異なる点のみ説明し、同一の構成 には同じ符号をつけ説明は省略する。
[0089] 図 25〖こ示すよう〖こ、本実施例では、プローブ 15の他に、プローブ 15にて形状検出 する血管以外の、注意を要する血管の形状を検出する第 2のプローブ 600を用いた 例である。
[0090] 第 2のプローブ 600はプローブ 15と同様に構成され、第 2のプローブ 600のソース コイル 14iは、プローブ 600の後端から延出されたソースケーブル 601のコネクタ 601 aにより管腔臓器形状検出装置 3の検出装置 21に着脱自在に接続され、プローブ 15 のソースコイル 14iと同様に駆動される。
[0091] その他の構成は実施例 4と同じである。
[0092] 本実施例では、実施例 4と同じ処理（図 21参照）がなされるが、図 26に示すように、 モニタ 25の形状表示エリア 411には、プローブ 15のプローブ像 150と外科用ツール 100のツール先端像 151aの他に、第 2のプローブ 600のプローブ像 610が表示され る。このとき、プローブ像 150aとプローブ像 610とを識別可能に異なる色にて表示す る。また、この場合、距離情報 201をツール先端像の色に合わせて表示する。なお、 警告情報 202 (図 17参照)を表示する場合も、警告対象となるツール先端像の色に 合わせて表示する。
[0093] このように本実施例では、実施例 4の効果に加え、注意を要する血管等の管腔臓 器が複数ある場合にも、これら複数の管腔臓器にソースコイル 14iを設けたプローブ を配置し、その形状を検出することで、手技を適切に支援することができる。
[0094] (実施例 7) 図 27及びないし図 28は本発明の実施例 7に係わり、図 27は外科用ツールの構成 を示す図、図 28は図 27の A— A線断面を示す断面図である。
[0095] 実施例 7は、実施例 1とほとんど同じであるので、異なる点のみ説明し、同一の構成 には同じ符号をつけ説明は省略する。
[0096] 本実施例では、外科用ツール 100の先端部に、図 27及び図 28に示すように、例え ば素材のパネ性を利用した取り付け部内にソースコイル 140を内蔵させた磁気コイル ユニット 700が装着可能に構成される。
[0097] その他の構成は実施例 1と同じであって、本実施例でも実施例 1と同様な作用及び 効果を得ることができる。
[0098] なお、外科用ツール 100への磁気コイルユニット 700への装着方法は、これに限ら ず、他の固定手段でもよい。また、ソースコイル 140部分が磁気コイルユニット 700か ら分離できるようになって 、てもよ 、。
[0099] また、複数の磁気コイルユニット 700を外科用ツール 100にセットしてもよい。
[0100] (実施例 8)
図 29ないし図 58は本発明の実施例 8に係わり、図 29は内視鏡システムの構成を 示す構成図、図 30は図 29のコイルユニットに内蔵されたコイルの配置例を示す図、 図 31は図 29の内視鏡形状検出装置の構成を示す構成図、図 32は図 31の受信ブ ロック及び制御ブロックの構成を示す図、図 33は図 31の受信ブロックの詳細な構成 を示す図、図 34は図 32の 2ポートメモリ等の動作を示すタイミング図、図 35は図 29 の電子内視鏡の構成を示す図、図 36は図 29の処置具である生検鉗子の構成を示 す第 1の図、図 37は図 29の生検鉗子の構成を示す第 2の図、図 38は図 37の生検 鉗子の第 1の変形例の構成を示す図、図 39は図 29の内視鏡形状検出装置の作用 を説明するフローチャート、図 40は図 39の処理を説明する第 1の図、図 41は図 39 の処理を説明する第 2の図、図 42は図 39の処理を説明する第 3の図、図 43は図 39 の処理を説明する第 4の図、図 44は図 29の内視鏡形状検出装置の作用の変形例 を説明するフローチャート、図 45は図 44の処理を説明する第 1の図、図 46は図 44 の処理を説明する第 2の図、図 47は図 44の処理を説明する第 3の図、図 48は図 44 の処理を説明する第 4の図、図 49は図 37の生検鉗子の第 2の変形例の構成を示す 図、図 50は図 49のソースコイル部の構成を示す図、図 51は図 29の処置具の第 1の 変形例を示す第 1の図、図 52は図 29の処置具の第 1の変形例を示す第 2の図、図 5 3は図 51の処置具の作用を説明する図、図 54は図 29の処置具の第 2の変形例を示 す第 1の図、図 55は図 29の処置具の第 2の変形例を示す第 2の図、図 56は図 29の 処置具の第 3の変形例を示す図、図 57は図 37の生検鉗子の第 3の変形例の構成を 示す図、図 58は図 37の生検鉗子の第 4の変形例の構成を示す図である。
[0101] 図 29に示すように、本実施例における内視鏡システム 1001は、内視鏡検査を行う 内視鏡装置 1002と、内視鏡検査の補助に用いられる内視鏡形状検出装置 1003と を備え、この内視鏡形状検出装置 1003は、ベッド 1004に横たわる患者 1005の体 腔内に電子内視鏡 1006の挿入部 1007を挿入し、内視鏡検査を行う際の検査補助 手段として使用される。
[0102] 電子内視鏡 1006は、可撓性を有する細長の挿入部 1007の後端に湾曲操作ノブ を設けた操作部 1008が形成され、この操作部 8からユニバーサルコード 1009が延 出され、ビデオイメージングシステム（またはビデオプロセッサ） 1010に接続されてい る。
[0103] この電子内視鏡 1006は、ライトガイドが揷通されビデオプロセッサ 1010内の光源 部からの照明光を伝送し、挿入部 1007の先端に設けた照明窓から伝送した照明光 を出射し、患部等を照明する。照明された患部等の被写体は照明窓に隣接して設け られた観察窓に取り付けた対物レンズにより、その結像位置に配置された撮像素子（ CCD)に像を結び、この撮像素子は光電変換する。
[0104] 光電変換された信号はビデオプロセッサ 1010内の映像信号処理部により信号処 理されて標準的な映像信号が生成され、ビデオプロセッサ 1010に接続された画像 観察用モニタ 1011に表示される。
[0105] この電子内視鏡 1006には 2つの鉗子チャンネル 1012、鉗子チャンネル 1122 (図 示せず：図 35参照））が設けてあり、鉗子チャンネル 1012の揷入口 1012aから例え ば 16個の磁界発生素子（またはソースコイル） 1014a、 1014b, · ··、 1014p (以下、 符号 1014iで代表する）を有するプローブ 1015が挿通されることにより、挿入部 100 7内にソースコイル 1014iが設置される。 [0106] このプローブ 1015の後端から延出されたソースケーブル 1016は、その後端のコネ クタ 1016aが内視鏡形状検出装置 1003の装置本体としての検出手段である検出装 置 (装置本体とも記す） 1021に着脱自在に接続される。そして、検出装置 1021側か ら高周波信号伝達手段としてのソースケーブル 1016を介して磁界発生手段となるソ ースコイル 1014iに高周波信号（駆動信号）を印加することにより、ソースコイル 1014 iは磁界を伴う電磁波を周囲に放射する。
[0107] また、電子内視鏡 1006の鉗子チャンネル 1122 (図示せず：図 35参照）には先端 にソースコイル 1140 (図示せず：図 36参照）を有する処置具である生検鉗子 1120 が揷通可能となって 、る。生検鉗子 1120後端カも延出されたソースケーブル 1121 は、その後端のコネクタ 1121aが内視鏡形状検出装置 1003の装置本体としての検 出装置 1021に着脱自在に接続される。そして、検出装置 1021側から高周波信号 伝達手段としてのソースケーブル 1121を介して磁界発生手段となるソースコイル 11 40に高周波信号 (駆動信号)を印加することにより、ソースコイル 1140は磁界を伴う 電磁波を周囲に放射する。なお、生検鉗子 1120の詳細の構成は後述する。
[0108] また、患者 1005が横たわるベッド 1004の付近に配置されるこの検出装置 1021に は、（センス）コイルユニット 1023が上下方向に移動（昇降）自在に設けられ、このコィ ルユニット 1023内には複数の磁界検出素子（センスコイル）が配置されている。
[0109] より具体的に説明すると、図 30に示すように例えば中心の Z座標が第 1の Z座標で ある f列え ί Χ軸【こ向 ヽたセンスコィノレ 1022a— 1、 1022a— 2、 1022a— 3、 1022a —4と、中心の Z座標が第 1の Z座標と異なる第 2の Z座標である Y軸に向いたセンス コィノレ 1022b— 1、 1022b— 2、 1022b— 3、 1022b— 4と、中'、の Z座標力第 1及び 第 2の Z座標と異なる第 3の Z座標である Z軸に向いたセンスコイル 1022c— 1、 1022 c— 2、 1022c— 3、 1022c— 4の 12個のセンスコイル（以下、符号 1022jで代表する )が配置されている。
[0110] センスコイル 1022jは、コイルユニット 1023からの図示しないケーブルを介して検 出装置 1021に接続されて 、る。この検出装置 1021には使用者が装置を操作する ための操作パネル 1024が設けられている。また、この検出装置 1021には検出した 内視鏡挿入部の形状 (以下、スコープモデルと記す)を表示する表示手段として液晶 モニタ 1025がその上部に配置されている。
[0111] 内視鏡形状検出装置 1003は、図 31〖こ示すよう〖こ、ソースコイル 1014i、 1140を駆 動する送信ブロック 1026と、コイルユニット 1023内のセンスコイル 1022jが受信した 信号を受信する受信ブロック 1027と、受信ブロック 1027で検出した信号を信号処理 する制御ブロック 1028とから構成される。
[0112] 図 32に示すように、電子内視鏡 1006の揷入部 1007に設置されるプローブ 1015 には、上述したように、磁界を生成するための 16個のソースコイル 1014iが所定の間 隔で配置されており、これらソースコイル 1014iは、送信ブロック 1026を構成する 16 個の互いに異なる周波数の駆動信号を生成するソースコイル駆動回路 1031に接続 されている。
[0113] また、生検鉗子 1120のソースコイル 1140も同様〖こ、ソースコイル駆動回路 1031 に接続され、ソースコイル 1014iの駆動信号とは異なる周波数の駆動信号により駆動 される。
[0114] ソースコイル駆動回路部 1031は、各ソースコイル 1014i、 1140をそれぞれ異なる 周波数の正弦波の駆動信号で駆動し、それぞれの駆動周波数はソースコイル駆動 回路部 1031内部の図示しない駆動周波数設定データ格納手段或いは駆動周波数 設定データ記憶手段に格納された駆動周波数設定データ (駆動周波数データとも記 す）により設定される。この駆動周波数データは、制御ブロック 1028において内視鏡 形状の算出処理等を行う形状推定手段である CPU (中央処理ユニット） 1032により PIO (パラレル入出力回路） 1033を介してソースコイル駆動回路部 1031内の駆動 周波数データ格納手段（図示せず）に格納される。
[0115] 一方、コイルユニット 1023内の 12個のセンスコイル 1022jは、受信ブロック 1027を 構成するセンスコイル信号増幅回路部 1034に接続されている。
[0116] センスコイル信号増幅回路部 1034では、図 33に示すようにセンスコイル 1022jを 構成する 12個の単心コイル 1022kがそれぞれ増幅回路 1035kに接続されて 12系 統の処理系が設けられている。各単心コイル 1022kで検出された微小な信号が増幅 回路 1035kにより増幅さる。さらに、フィルタ回路 1036kはソースコイル群が発生する 複数周波数が通過する帯域をもち不要成分を除去する。そして、フィルタ回路 1036 kからの出力が出力バッファ 1037kに出力された後、 ADC (アナログ ·デジタル'コン バータ） 1038kで制御ブロック 1028が読み込み可能なデジタル信号に変換される。
[0117] なお、受信ブロック 1027は、センスコイル信号増幅回路部 1034及び ADC1038k より構成され、センスコイル信号増幅回路部 1034は増幅回路 1035k、フィルタ回路 1036k及び出力バッファ 1037kより構成される。
[0118] 図 32に戻り、このセンスコイル信号増幅回路部 1034の 12系統の出力は、 12個の 前記 ADC1038kに伝送され、制御ブロック 1028内の数値データ書き込み手段であ る制御信号発生回路部 1040から供給されるクロックにより所定のサンプリング周期の デジタルデータに変換される。このデジタルデータは、制御信号発生回路部 1040か らの制御信号によってローカルデータバス 1041を介してデータ出力手段である 2ポ 一トメモリ 1042に書き込まれる。
[0119] なお、 2ポートメモリ 1042は、図 33に示すように、機能的には、ローカルコントローラ 1042a,第 1の RAM1042b、第 2の RAM1042c及びバススィッチ 1042dよりなり、 図 34に示すようなタイミングにより、ローカルコントローラ 1042aからの A/D変換開 始信号により ADC1038kが A/D変換を開始する。そして、ローカルコントローラ 10 42aからの切り換え信号によりバススィッチ 1042dが RAM1042b、 1042cを切り換 えながら RAM1042b、 1042cを交互に読み出しメモリ及び書き込みメモリとして用い 、書き込み信号により、電源投入後は、常時データの取り込みを行っている。
[0120] 再び、図 32に戻り、 CPU1032は、制御信号発生回路部 1040からの制御信号に より 2ポートメモリ 1042に書き込まれたデジタルデータをローカルデータバス 1043、 PCIコントローラ 1044及び PCIバス 1045 (図 33参照）からなる内部バス 1046を介し て読み出す。そして、 CPU1032は、メインメモリ 1047を用い、デジタルデータに対し て周波数抽出処理（高速フーリエ変換: FFT)を行い、各ソースコイル 1014i、 1140 の駆動周波数に対応する周波数成分の磁界検出情報に分離抽出する。さらに、 CP U1032は、分離した磁界検出情報の各デジタルデータ力も電子内視鏡 1006の挿 入部 7内に設けられた各ソースコイル 1014i及び生検鉗子 1120のソースコイル 114 0の空間位置座標を算出する。
[0121] また、 CPU1032は、算出された位置座標データ力も電子内視鏡 1006の挿入部 1 007の挿入状態を推定し、スコープモデルを形成する表示データを生成し、ビデオ R AM1048に出力する。このビデオ RAM1048に書き込まれているデータをビデオ信 号発生回路 1049が読みだし、アナログのビデオ信号に変換して液晶モニタ 1025へ と出力する。液晶モニタ 1025は、このアナログのビデオ信号を入力すると、表示画面 上に電子内視鏡 1006の揷入部 1007のスコープモデルを表示する。
[0122] また、生検時には生検操作信号に基づき、生検鉗子 1120のソースコイル 1140の 位置座標データカゝら生検位置を推定し、スコープモデル上に生検位置画像を重畳 表示する。
[0123] CPU1032において、各ソースコイル 1014i、 1140に対応した磁界検出情報、す なわち、各センスコイル 1022jを構成する単心コイル 1022kに発生する起電力（正弦 波信号の振幅値)と位相情報が算出される。なお、位相情報は、起電力の極性士を 示す。
[0124] CPU1032は、制御信号発生回路部 1040を介して生検鉗子 1120からの生検操 作信号の ON状態 (詳細は後述)を検知すると、生検操作信号の ON状態をトリガと して、その時点でのビデオプロセッサ 1010からの内視鏡画像をキヤプチャ回路 105 0にてキヤプチヤし、ソースコイル 1014i、 1140の位置座標データと共にキヤプチヤし た内視鏡画像 (静止画)を 2ポートメモリ 1042に記録する。
[0125] 図 35に示すように、電子内視鏡 1006では、挿入部 1007に照明光を伝送するライ トガイド 1100と複数のソースコイル 1014iを有するプローブ 1015が配置されており、 また挿入部 1007の先端部内には被写体を撮像する CCD1101が設けられている。 そして、ビデオプロセッサ 1010からの駆動信号により CCD1101が駆動され、 CCD 1101で撮像された撮像信号がバッファ回路 1102を介してビデオプロセッサ 1010に 伝送される。駆動信号及び撮像信号は挿入部 7を内挿する信号ケーブル 1099によ りビデオプロセッサ 1010と CCD1101間で送受される。
[0126] 一方、電子内視鏡 1006の基端側の操作部 1102には、不揮発性メモリ 1103が設 けられており、この不揮発性メモリ 1103には、電子内視鏡 1006を識別するスコープ I Dデータ等が格納されている。不揮発性メモリ 1103は電気的に書き換え可能な、フ ラッシュメモリ（登録商標)等力も構成される。また、電子内視鏡 1006には、プローブ 1015が配置される鉗子チャンネル 1012及び生検鉗子 1120を揷通可能な鉗子チヤ ンネル 1122が設けられて!/、る。
[0127] 図 36に示すように、生検鉗子 1120は、細長の可撓性を有するコイルシャフト 1151 の先端には生検カップ 1152を設けている。生検鉗子 1120の基端に設けられた操作 部 1157 (図 35参照）を操作することでヒンジ部 1156を中心に生検カップ 1152が開 閉可能に構成されている。このヒンジ部 1156の開閉中心近傍には、開閉センサ 115 3が設けられ、開閉センサ 1153により生検カップ 1152の開閉状態が検出できるよう になっている。また、生検カップ 1152の基端にはソースコイル 1140が設けられてい る。開閉センサ 1153の検出信号は信号線 1155により、またソースコイル 1140の駆 動信号は信号線 1154によりソースケーブル 1121を介して内視鏡形状検出装置 10 03に接続される。
[0128] 図 37に示すように、生検カップ 1152が閉じられ、開閉センサ 1153の検出信号が ON状態 (例えば、生検カップ 1152が閉から開に遷移した状態）となると、この検出 信号を生検操作信号として内視鏡形状検出装置 1003が検知する。内視鏡形状検 出装置 1003は、この生検操作信号の ON状態を検知すると、ソースコイル 1140を駆 動し、ソースコイル 1140の位置座標データから生検位置を推定する。
[0129] なお、図 38【こ示すよう【こ、ヒンジ咅 1156のヒンジコィノレ 1156aをソースコィノレ 1140 として用いることも可能である。
[0130] このように構成された本実施例の作用につ 、て説明する。
[0131] 電子内視鏡 1006による検査が開始されると、図 39に示すように、内視鏡形状検出 装置 1003は、ステップ S101にて電子内視鏡 6に配置されているプローブ 15のソー スコイル 14iを駆動し、センスコイル 1022jによりソースコイル 1014iの位置（挿入形状 情報）を検出し、ステップ S102にて電子内視鏡 1006の挿入部 1007の挿入状態を 推定し、スコープモデルを液晶モニタ 1025に表示する。
[0132] この結果、図 40に示すように、画像観察用モニタ 1011には電子内視鏡 1006で撮 像された内視鏡画像 1201が、また液晶モニタ 1025には電子内視鏡 1006の挿入部 1007の挿入状態を示すスコープモデル 1202が表示される。
[0133] そして、内視鏡形状検出装置 1003は、ステップ S103にて生検鉗子 1120の開閉 センサ 1153からの生検操作信号が ON状態力どうかを判断し、生検操作信号が ON ならばステップ SI 04に進む。
[0134] 生検操作信号が OFFでステップ S 108に進み、ステップ S 108にて検査が終了する までステップ S101〜S108を繰り返す。
[0135] ここで、電子内視鏡 1006の体腔内への挿入が継続されて、図 40の表示状態から 、図 41の表示状態に移行し、画像観察用モニタ 1011に表示されている内視鏡画像 1201の生体組織 1203を生検する場合を例に説明する。
[0136] 図 41の画像観察用モニタ 1011に示すように、術者が画像観察用モニタ 1011を観 察しながら、生体組織 1203を生検鉗子 1120にて生検すると、ステップ S103にて生 検操作信号が ONとなる。そして、ステップ S104にて内視鏡形状検出装置 1003は、 生検鉗子 1120の先端に配置されて!、るソースコイル 1140を駆動し、センスコイル 1 022jによりソースコイル 1140の位置（生検位置情報）を検出する。
[0137] そして、内視鏡形状検出装置 1003は、ステップ S105にて、図 42に示すように、液 晶モニタ 1025に示すように、ソースコイル 1140の位置を示す生検位置マーカをスコ ープモデル 1202上に重畳表示する。また、ステップ S106にて内視鏡形状検出装置 1003は、このときの内視鏡画像をキヤプチャ回路 1050にてキヤプチヤする。
[0138] そして、内視鏡形状検出装置 1003は、ステップ S107〖こて、ソースコイル 1140の 位置 (生検位置情報)及びソースコイル 1014iの位置 (挿入形状情報）と共に、キヤプ チヤした内視鏡画像 (静止画）を 2ポートメモリ 1042に記録し、ステップ S108に進む
[0139] 以上のような処理を、図 43に示すような、体腔内の所望の検査領域に渡り実行し、 ステップ S 108にて検査が終了するまで継続する。
[0140] なお、図 43に示すように、一度生検がなされると、液晶モニタ 1025には、生検位置 マーカ 1210が重畳され続ける。
[0141] このように本実施例によれば、処置具である生検鉗子 1120にソースコイル 1140を 設け、生検操作信号の ON状態をトリガとして生検位置を記録するので、体腔内の所 望の検査領域における生検を実施した位置を自動的に記録することができる。また、 生検時の内視鏡画像をキヤプチヤして記録するので、処置後に生検の実施状況を容 易に確認できる。
[0142] なお、ステップ S107にてソースコイル 1140の位置（生検位置情報）及びソースコィ ル 1014iの位置 (挿入形状情報）と共に、キヤプチヤした内視鏡画像 (静止画)を 2ポ 一トメモリ 1042に記録するとした力 これに限らず、少なくとも、ソースコイル 1140の 位置（生検位置情報)及びソースコイル 1014iの位置 (挿入形状情報）のみ記録する ようにしてもよい。
[0143] また、本実施例では、生検操作信号の ON状態をトリガとしてソースコイル 1140を 駆動するとした力 これに限らず、プローブ 1015の各ソースコイル 1014iと連動し、 常時ソースコイル 1140を駆動し、ソースコイル 1140の位置を検出して液晶モニタ 10 25に生検位置マーカ 1210が重畳表示するようにしてよい。この場合、内視鏡形状 検出装置 1003での処理は図 44に示すようになる力 生検操作信号の ON状態、す なわち、生検が実施された際の操作時生検位置マーカ 1210aの表示形態と、非操 作時の通常時生検位置マーカ 1210bの表示形態とを、図 45ないし図 48に示すよう に可変する。これにより生検が実施された位置を容易に視認することが可能となる。 操作時生検位置マーカ 1210aは重畳表示し続ける。
[0144] 図 45ないし図 48では操作時生検位置マーカ 1210aを♦、通常時生検位置マーカ 1210bを口の表示形態で視認可能にした例である力 操作時生検位置マーカ 1210 aを赤、通常時生検位置マーカ 1210bを緑のように、形状ではなく色を変えた表示形 態としてもよい。また、操作時生検位置マーカ 1210aを常時点灯表示、通常時生検 位置マーカ 1210bを点滅表示させてもよい。さらに、操作時生検位置マーカ 1210a を鉗子カップ 1152の開閉の様子をアニメーション表示させて示すようにしてもょ 、。
[0145] また、プローブ 1015の各ソースコイル 1014iと連動し、常時ソースコイル 1140を駆 動する場合は、図 49に示すように、ソースコイル 1140の代りに外部力もの駆動信号 を要しないソースコイル部 1160を設けてよい。このソースコイル部 1160は、図 50に 示すように、ソースコイル 1140と、該ソースコイルを駆動する発振回路 1161と、小型 電池 1162とから構成することができる。
[0146] このソースコイル部 1160は、上記の生検鉗子 1120以外にも、例えば図 51に示す ような留置スネア処置具 1120Aにも適用できる。すなわち、コイルシース 1151の先 端に接続部材 1172を介して留置スネア部 1171を接続した留置スネア処置具 1120
Aにお 、て、接続部材 1172内にソースコイル部 1160を配置する。
[0147] そして、図 52に示すように、接続部材 1172をコイルシース 1151から分離させ、留 置スネア部 1171を図示しない生体組織に留置させる。
[0148] この状態で、内視鏡形状検出装置 1003によりソースコイル部 1160の位置を検出 することで、図 53に示すように、液晶モニタ 1025にスコープモデル 1202と留置位置 画像 1250を表示させることができる。
[0149] 同様に、図 54に示すようなクリップ処置具 1120Bにも適用できる。すなわち、コイル シース 1151の先端に接続部材 1182を介してクリップ部 1181を接続した留置スネア 処置具 1120Bにお 、て、接続部材 1182内にソースコイル部 1160を配置する。
[0150] そして、図 55に示すように、接続部材 1182をコイルシース 1151から分離させ、タリ ップ部 1181にて図示しな 、生体組織をクリップする。
[0151] この状態で、内視鏡形状検出装置 1003によりソースコイル部 1160の位置を検出 することで、液晶モニタ 1025にスコープモデル 1202とクリップ位置画像を表示させ ることがでさる。
[0152] 留置スネア処置具 1120Aあるいはクリップ処置具 1120Bは、止血等のため短期的 に生体内に留置させる処置具であるため、ソースコイル部 1160を設けることで、電子 内視鏡 1006での検査及び処置と同時に、処置を行った部位の位置及び内視鏡画 像が記録可能となり、検査を効果的に実施できる。さらに、再検査の際、あるいは後 日、クリップあるいはスネアの存在の有無 (排泄された力残存して 、る力）を X線透視 することなく確認することが可能となる。
[0153] さらに、図 56に示すように、長期的に留置させる処置具であるドレナージチープ 13 00にもソースコイル部 1160を適用することができる。
[0154] また、留置用の処置具のソースコイル部 1160の近傍に RFIDタグを設けてもよぐ この場合、どのような処置具をいつ使用したの力該 RFIDタグに記録することで、ソー スコイル部 1160により体腔内の処置具の位置を探し出すことで、 RFIDタグに記録さ れた情報を読み出すことが可能となる。
[0155] また、図 57に示すように、コイルシース 1151の一部にソースコイル 1140を形成す ることで、部品点数を増やすことなく処置具の処置位置検出が可能となる。さらに、本 実施例では、電子内視鏡 1006にプローブ 1015を配置して挿入形状を推定するとし た力 図 58に示すように、コイルシース 1151の一部に複数のソースコイル 1014iを 形成し、鉗子チャンネル 1122に配置することで、電子内視鏡 1006の挿入形状検出 を行わせるようにしてもょ 、。
本発明は、上述した実施例に限定されるものではなぐ本発明の要旨を変えない範 囲において、種々の変更、改変等が可能である。

Claims

請求の範囲
[1] 被検体の体内に挿入される挿入部の内部に、磁界発生素子及び磁界検出素子の 一方の素子を複数配置したプローブと、
前記被検体の対象部位に処置を施す処置部の近傍に前記一方の素子を 1つまた は複数個配置した処置具と、
前記被検体の外部に前記磁界発生素子及び前記磁界検出素子の他方の素子を 配置して、前記プローブに配置された前記一方の素子及び前記処置具に配置され た前記一方の素子の各位置を前記他方の素子の位置を基準に用いて検出する検 出手段と
を備えたことを特徴とする手術支援装置。
[2] 前記処置具は、前記一方の素子を複数配置し、
前記検出手段は、前記処置具に配置された複数の前記一方の素子の各位置に基 づき、前記処置具の前記対象部位への接近方向を検出する
ことを特徴とする請求項 1に記載の手術支援装置。
[3] 前記検出手段は、検出結果に基づき、前記処置具の前記処置部と前記プローブと の最短距離を算出する
ことを特徴とする請求項 1または 2に記載の手術支援装置。
[4] 前記検出手段は、前記最短距離が所定距離未満の場合、警告を行う
ことを特徴とする請求項 3に記載の手術支援装置。
[5] 前記処置具は、前記処置部より前記被検体の対象部位にエネルギーを印加して処 置を施すエネルギー処置具であって、
前記検出手段は、前記最短距離が所定限界距離未満の場合、前記エネルギー処 置具に対して前記エネルギーの印加を停止させる
ことを特徴とする請求項 4に記載の手術支援装置。
[6] 前記検出手段で算出した最短距離を表示手段上に表示する
ことを特徴とする請求項 3ないし 5に記載の手術支援装置。
[7] 前記被検体の対象部位を撮像する内視鏡装置を有し、
前記検出手段は、前記内視鏡装置からの前記対象部位の内視鏡画像に基づいた 前記プローブの形状画像及び前記処置具の先端画像を生成する
ことを特徴とする請求項 1ないし 6のいずれか 1つに記載の手術支援装置。
[8] 前記プローブは、ガイドワイヤより構成される
ことを特徴とする請求項 1ないし 7のいずれか 1つに記載の手術支援装置。
[9] 前記プローブは、カテーテルより構成される
ことを特徴とする請求項 1ないし 7のいずれか 1つに記載の手術支援装置。
[10] 前記プローブは、内視鏡より構成される
ことを特徴とする請求項 1ないし 7のいずれか 1つに記載の手術支援装置。
[11] 前記検出手段により得られた各素子の位置を基に、前記プローブの形状画像と、 前記処置部の先端部位置情報及び形状画像を生成する形状画像生成手段と、 前記形状画像生成手段が生成した画像を同一画面上に表示する表示手段と を備えたことを特徴とする請求項 1ないし 6のいずれか 1つに手術支援装置。
[12] 複数の前記処置具の先端部位置情報及び形状画像を前記表示手段に表示する ことを特徴とする請求項 10に記載の手術支援装置。
[13] 被検体の体内に挿入される挿入部の内部に、磁界発生素子及び磁界検出素子の 一方の素子を複数配置したプローブと、
前記磁界発生素子及び磁界検出素子の一方を内蔵し、処置具への取り付け部を 有する指標手段と、
前記被検体の外部に前記磁界発生素子及び前記磁界検出素子の他方の素子を 配置して、前記プローブに配置された前記一方の素子及び前記指標手段に配置さ れた前記一方の素子の各位置を前記他方の素子の位置を基準に用いて検出する 検出手段と
を備えたことを特徴とする手術支援装置。
[14] 前記検出手段で検出した位置情報に基づき、前記プローブの形状及び前記処置 部の先端部を表示手段に表示する
ことを特徴とする請求項 1に記載の手術支援装置。
[15] 被検体の対象部位に処置を施す処置部の近傍に磁界発生素子及び磁界検出素 子の一方の素子を配置した処置具と、 前記被検体の外部に前記磁界発生素子及び前記磁界検出素子の他方の素子を 配置して、前記処置具に配置された前記一方の素子の位置を前記他方の素子の位 置を基準に用いて検出する検出手段と
を備えたことを特徴とする処置支援装置。
[16] 前記被検体の管腔臓器に挿入される挿入部の内部に、前記一方の素子を複数配 置した管腔臓器挿入プローブをさらに備え、
検出手段は、前記管腔臓器挿入プローブに配置された前記一方の素子の各位置 を前記他方の素子の位置を基準に用いて検出する
ことを特徴とする請求項 15に記載の処置支援装置。
[17] 前記処置具の処置操作タイミングを検出する操作タイミング検出手段を有し、 前記検出手段は、前記操作タイミング検出手段が検出した処置操作タイミングに基 づき前記処置具に配置された前記一方の素子の位置を前記他方の素子の位置を基 準に用いて検出する
ことを特徴とする請求項 15または 16に記載の処置支援装置。
[18] 前記操作タイミング検出手段が検出した処置操作タイミングに基づき、前記検出手 段が検出した位置を記録する位置情報記録手段を有する
ことを特徴とする請求項 17に記載の処置支援装置。
[19] 前記管腔臓器挿入プローブは、前記被検体の管腔臓器を撮像する内視鏡の挿入 部内に配置される
ことを特徴とする請求項 16に記載の処置支援装置。
[20] 前記処置具の処置操作タイミングを検出する操作タイミング検出手段を有し、 前記検出手段は、前記操作タイミング検出手段が検出した処置操作タイミングに基 づき前記処置具に配置された前記一方の素子の位置を前記他方の素子の位置を基 準に用いて検出する
ことを特徴とする請求項 19に記載の処置支援装置。
[21] 前記操作タイミング検出手段が検出した処置操作タイミングに基づき、前記検出手 段が検出した位置を記録する情報記録手段を有する
ことを特徴とする請求項 20に記載の処置支援装置。 前記情報記録手段は、前記内視鏡が撮像した内視鏡画像データを、前記操作タイ ミング検出手段が検出した処置操作タイミングに基づき、前記検出手段が検出した位 置と共に記録する
ことを特徴とする請求項 21に記載の処置支援装置。
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