(57)【要約】【課題】斜視鏡を人体内部に挿入して操作した場合に、観察対象物を常に撮像画像の領域に収める。【解決手段】本開示に係る医療用支持アームは、斜視鏡を支持する支持アームと、前記斜視鏡を人体内部へ挿入した際の挿入口を原点とする座標系において被写体の座標を規定した第１の式と、前記斜視鏡の先端を原点とする座標系において前記斜視鏡の先端に配置された対物レンズの光軸方向に位置する前記被写体の座標を規定した第２の式とに基づき、前記斜視鏡の長手方向の軸周りの回転角と前記斜視鏡の人体内部への挿入量を演算する演算部と、を備える。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
斜視鏡を支持する支持アームと、
前記斜視鏡を人体内部へ挿入した際の挿入口を原点とする座標系において被写体の座標を規定した第１の式と、前記斜視鏡の先端を原点とする座標系において前記斜視鏡の先端に配置された対物レンズの光軸方向に位置する前記被写体の座標を規定した第２の式とに基づき、前記斜視鏡の長手方向の軸周りの回転角と前記斜視鏡の人体内部への挿入量を演算する演算部と、
を備える、医療用支持アーム。
【請求項２】
前記挿入口を支点とする前記斜視鏡の回転を術者の操作量として取得する操作量取得部を備え、
前記演算部は前記操作量に基づいて前記回転角及び前記挿入量を演算する、請求項１に記載の医療用支持アーム。
【請求項３】
前記演算部は、前記第２の式において、前記対物レンズの光軸の中心に前記被写体が位置する条件の基に前記回転角及び前記挿入量を演算する、請求項１に記載の医療用支持アーム。
【請求項４】
前記演算部は、前記第２の式において、前記対物レンズの光軸の中心から所定距離の範囲に前記被写体が位置する条件の基に前記回転角及び前記挿入量を演算する、請求項１に記載の医療用支持アーム。
【請求項５】
前記演算部は、前記挿入口を原点とする第１座標系において前記被写体の第１座標を規定した前記第１の式と、前記斜視鏡の先端を原点とする第２座標系において前記第１座標に基づいて前記被写体の座標を規定した前記第２の式とに基づき、前記回転角及び前記挿入量を演算する、請求項１に記載の医療用支持アーム。
【請求項６】
前記回転角と前記挿入量に基づいて前記支持アームを制御するアーム制御部を更に備える、請求項１に記載の医療用支持アーム。
【請求項７】
被写体を撮像する撮像部を有するカメラヘッドと、
人体内部に挿入され、挿入方向の軸周りに前記カメラヘッドに対して回転可能とされた斜視鏡と、
前記斜視鏡を支持する支持アームと、
前記支持アームを制御するアーム制御装置と、を備え、
前記アーム制御装置は、前記斜視鏡を人体内部へ挿入した際の挿入口を原点とする座標系において前記被写体の座標を規定した第１の式と、前記斜視鏡の先端を原点とする座標系において前記斜視鏡の先端に配置された対物レンズの光軸方向に位置する前記被写体の座標を規定した第２の式とに基づき、前記斜視鏡の長手方向の軸周りの回転角と前記斜視鏡の人体内部への挿入量を演算する演算部を有する、医療用システム。
【請求項８】
前記アーム制御装置は、前記挿入口を支点とする前記斜視鏡の回転を術者の操作量として取得する操作量取得部を備え、
前記演算部は前記操作量に基づいて前記回転角及び前記挿入量を演算する、請求項７に記載の医療用システム。
【請求項９】
前記演算部は、前記第２の式において、前記対物レンズの光軸の中心に前記被写体が位置する条件の基に前記回転角及び前記挿入量を演算する、請求項７に記載の医療用システム。
【請求項１０】
前記演算部は、前記第２の式において、前記対物レンズの光軸の中心から所定距離の範囲に前記被写体が位置する条件の基に前記回転角及び前記挿入量を演算する、請求項７に記載の医療用システム。
【請求項１１】
前記演算部は、前記挿入口を原点とする第１座標系において前記被写体の第１座標を規定した前記第１の式と、前記斜視鏡の先端を原点とする第２座標系において前記第１座標に基づいて前記被写体の座標を規定した前記第２の式とに基づき、前記回転角及び前記挿入量を演算する、請求項７に記載の医療用システム。
【請求項１２】
前記アーム制御装置は、前記回転角と前記挿入量に基づいて前記支持アームを制御するアーム制御部を更に備える、請求項７に記載の医療用システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、医療用支持アーム及び医療用システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、例えば下記の特許文献１には、医療用観察装置において、術部の画像を撮影する撮像部と、前記撮像部が接続され、少なくとも６自由度で動作可能に回転軸が設けられる保持部と、を備え、前記回転軸のうち、少なくとも２軸は当該回転軸の状態に基づいて駆動が制御される能動軸であり、少なくとも１軸は接触を伴う外部からの直接的な操作に従って回転する受動軸である構成が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】国際公開第２０１６／０１７５３２号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、人体内部に挿入される内視鏡において、観察対象物の前に障害物があったとしても、斜視鏡を用いることで、障害物に遮られることなく観察対象物の観察が可能となる。しかしながら、術者が斜視鏡を操作しながら、観察対象物を撮像画像の中心に位置させることは、非常な困難が伴う。
【０００５】
上記特許文献１には医療用顕微鏡におけるポイントロック観察に関して記載されているが、特許文献１に記載された技術は、斜視鏡を人体内部に挿入した場合に、腹壁などの特定箇所を制約条件として斜視鏡を支持することは何ら想定していなかった。
【０００６】
そこで、斜視鏡を人体内部に挿入して操作した場合に、観察対象物を常に撮像画像の領域に収めることが望まれていた。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本開示によれば、斜視鏡を支持する支持アームと、前記斜視鏡を人体内部へ挿入した際の挿入口を原点とする座標系において被写体の座標を規定した第１の式と、前記斜視鏡の先端を原点とする座標系において前記斜視鏡の先端に配置された対物レンズの光軸方向に位置する前記被写体の座標を規定した第２の式とに基づき、前記斜視鏡の長手方向の軸周りの回転角と前記斜視鏡の人体内部への挿入量を演算する演算部と、を備える、医療用支持アームが提供される。
【０００８】
また、本開示によれば、被写体を撮像する撮像部を有するカメラヘッドと、人体内部に挿入され、挿入方向の軸周りに前記カメラヘッドに対して回転可能とされた斜視鏡と、前記斜視鏡を支持する支持アームと、前記支持アームを制御するアーム制御装置と、を備え、前記アーム制御装置は、前記斜視鏡を人体内部へ挿入した際の挿入口を原点とする座標系において前記被写体の座標を規定した第１の式と、前記斜視鏡の先端を原点とする座標系において前記斜視鏡の先端に配置された対物レンズの光軸方向に位置する前記被写体の座標を規定した第２の式とに基づき、前記斜視鏡の長手方向の軸周りの回転角と前記斜視鏡の人体内部への挿入量を演算する演算部を有する、医療用システムが提供される。
【発明の効果】
【０００９】
以上説明したように本開示によれば、斜視鏡を人体内部に挿入して操作した場合に、観察対象物を常に撮像画像の領域に収めることが可能となる。
なお、上記の効果は必ずしも限定的なものではなく、上記の効果とともに、または上記の効果に代えて、本明細書に示されたいずれかの効果、または本明細書から把握され得る他の効果が奏されてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本開示に係る技術が適用され得る内視鏡手術システムの概略的な構成の一例を示す図である。
【図２】図１に示すカメラヘッド及びＣＣＵの機能構成の一例を示すブロック図である。
【図３】本開示の一実施形態に係る斜視鏡の構成を示す模式図である。
【図４】斜視鏡と直視鏡を対比して示す模式図である。
【図５】斜視鏡を腹壁から人体内部に挿入して観察対象物を観察している様子を示す模式図である。
【図６】斜視鏡を腹壁から人体内部に挿入して観察対象物を観察している様子を示す模式図である。
【図７】腹壁を貫通して斜視鏡が人体内部に挿入された状態を示す模式図である。
【図８】（１）式、（２）式に基づいて挿入量Ｌと回転角度θＺを演算するアーム制御装置５０４５の構成を示す模式図である。
【図９】図６に示す状態から術者が斜視鏡を外へ引き抜く方向に動かした状態を示す模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下に添付図面を参照しながら、本開示の好適な実施の形態について詳細に説明する。なお、本明細書及び図面において、実質的に同一の機能構成を有する構成要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略する。
【００１２】
なお、説明は以下の順序で行うものとする。
１．内視鏡システムの構成例
２．斜視鏡の基本的構成
３．本実施形態に係る斜視鏡の制御
【００１３】
１．内視鏡システムの構成例
図１は、本開示に係る技術が適用され得る内視鏡手術システム５０００の概略的な構成の一例を示す図である。図１では、術者（医師）５０６７が、内視鏡手術システム５０００を用いて、患者ベッド５０６９上の患者５０７１に手術を行っている様子が図示されている。図示するように、内視鏡手術システム５０００は、内視鏡５００１と、その他の術具５０１７と、内視鏡５００１を支持する支持アーム装置５０２７と、内視鏡下手術のための各種の装置が搭載されたカート５０３７と、から構成される。
【００１４】
内視鏡手術では、腹壁を切って開腹する代わりに、トロッカ５０２５ａ〜５０２５ｄと呼ばれる筒状の開孔器具が腹壁に複数穿刺される。そして、トロッカ５０２５ａ〜５０２５ｄから、内視鏡５００１の鏡筒５００３や、その他の術具５０１７が患者５０７１の体腔内に挿入される。図示する例では、その他の術具５０１７として、気腹チューブ５０１９、エネルギー処置具５０２１及び鉗子５０２３が、患者５０７１の体腔内に挿入されている。また、エネルギー処置具５０２１は、高周波電流や超音波振動により、組織の切開及び剥離、又は血管の封止等を行う処置具である。ただし、図示する術具５０１７はあくまで一例であり、術具５０１７としては、例えば攝子、レトラクタ等、一般的に内視鏡下手術において用いられる各種の術具が用いられてよい。
【００１５】
内視鏡５００１によって撮影された患者５０７１の体腔内の術部の画像が、表示装置５０４１に表示される。術者５０６７は、表示装置５０４１に表示された術部の画像をリアルタイムで見ながら、エネルギー処置具５０２１や鉗子５０２３を用いて、例えば患部を切除する等の処置を行う。なお、図示は省略しているが、気腹チューブ５０１９、エネルギー処置具５０２１及び鉗子５０２３は、手術中に、術者５０６７又は助手等によって支持される。
【００１６】
（支持アーム装置）
支持アーム装置５０２７は、ベース部５０２９から延伸するアーム部５０３１を備える。図示する例では、アーム部５０３１は、関節部５０３３ａ、５０３３ｂ、５０３３ｃ、及びリンク５０３５ａ、５０３５ｂから構成されており、アーム制御装置５０４５からの制御により駆動される。アーム部５０３１によって内視鏡５００１が支持され、その位置及び姿勢が制御される。これにより、内視鏡５００１の安定的な位置の固定が実現され得る。
【００１７】
（内視鏡）
内視鏡５００１は、先端から所定の長さの領域が患者５０７１の体腔内に挿入される鏡筒５００３と、鏡筒５００３の基端に接続されるカメラヘッド５００５と、から構成される。図示する例では、硬性の鏡筒５００３を有するいわゆる硬性鏡として構成される内視鏡５００１を図示しているが、内視鏡５００１は、軟性の鏡筒５００３を有するいわゆる軟性鏡として構成されてもよい。
【００１８】
鏡筒５００３の先端には、対物レンズが嵌め込まれた開口部が設けられている。内視鏡５００１には光源装置５０４３が接続されており、当該光源装置５０４３によって生成された光が、鏡筒５００３の内部に延設されるライトガイドによって当該鏡筒の先端まで導光され、対物レンズを介して患者５０７１の体腔内の観察対象に向かって照射される。なお、内視鏡５００１は、直視鏡であってもよいし、斜視鏡又は側視鏡であってもよい。
【００１９】
カメラヘッド５００５の内部には光学系及び撮像素子が設けられており、観察対象からの反射光（観察光）は当該光学系によって当該撮像素子に集光される。当該撮像素子によって観察光が光電変換され、観察光に対応する電気信号、すなわち観察像に対応する画像信号が生成される。当該画像信号は、ＲＡＷデータとしてカメラコントロールユニット（ＣＣＵ：Camera  Control  Unit）５０３９に送信される。なお、カメラヘッド５００５には、その光学系を適宜駆動させることにより、倍率及び焦点距離を調整する機能が搭載される。
【００２０】
なお、例えば立体視（３Ｄ表示）等に対応するために、カメラヘッド５００５には撮像素子が複数設けられてもよい。この場合、鏡筒５００３の内部には、当該複数の撮像素子のそれぞれに観察光を導光するために、リレー光学系が複数系統設けられる。
【００２１】
（カートに搭載される各種の装置）
ＣＣＵ５０３９は、ＣＰＵ（Central  Processing  Unit）やＧＰＵ（Graphics  Processing  Unit）等によって構成され、内視鏡５００１及び表示装置５０４１の動作を統括的に制御する。具体的には、ＣＣＵ５０３９は、カメラヘッド５００５から受け取った画像信号に対して、例えば現像処理（デモザイク処理）等の、当該画像信号に基づく画像を表示するための各種の画像処理を施す。ＣＣＵ５０３９は、当該画像処理を施した画像信号を表示装置５０４１に提供する。また、ＣＣＵ５０３９は、カメラヘッド５００５に対して制御信号を送信し、その駆動を制御する。当該制御信号には、倍率や焦点距離等、撮像条件に関する情報が含まれ得る。
【００２２】
表示装置５０４１は、ＣＣＵ５０３９からの制御により、当該ＣＣＵ５０３９によって画像処理が施された画像信号に基づく画像を表示する。内視鏡５００１が例えば４Ｋ（水平画素数３８４０×垂直画素数２１６０）又は８Ｋ（水平画素数７６８０×垂直画素数４３２０）等の高解像度の撮影に対応したものである場合、及び／又は３Ｄ表示に対応したものである場合には、表示装置５０４１としては、それぞれに対応して、高解像度の表示が可能なもの、及び／又は３Ｄ表示可能なものが用いられ得る。４Ｋ又は８Ｋ等の高解像度の撮影に対応したものである場合、表示装置５０４１として５５インチ以上のサイズのものを用いることで一層の没入感が得られる。また、用途に応じて、解像度、サイズが異なる複数の表示装置５０４１が設けられてもよい。
【００２３】
光源装置５０４３は、例えばＬＥＤ（light  emitting  diode）等の光源から構成され、術部を撮影する際の照射光を内視鏡５００１に供給する。
【００２４】
アーム制御装置５０４５は、例えばＣＰＵ等のプロセッサによって構成され、所定のプログラムに従って動作することにより、所定の制御方式に従って支持アーム装置５０２７のアーム部５０３１の駆動を制御する。
【００２５】
入力装置５０４７は、内視鏡手術システム５０００に対する入力インタフェースである。ユーザは、入力装置５０４７を介して、内視鏡手術システム５０００に対して各種の情報の入力や指示入力を行うことができる。例えば、ユーザは、入力装置５０４７を介して、患者の身体情報や、手術の術式についての情報等、手術に関する各種の情報を入力する。また、例えば、ユーザは、入力装置５０４７を介して、アーム部５０３１を駆動させる旨の指示や、内視鏡５００１による撮像条件（照射光の種類、倍率及び焦点距離等）を変更する旨の指示、エネルギー処置具５０２１を駆動させる旨の指示等を入力する。
【００２６】
入力装置５０４７の種類は限定されず、入力装置５０４７は各種の公知の入力装置であってよい。入力装置５０４７としては、例えば、マウス、キーボード、タッチパネル、スイッチ、フットスイッチ５０５７及び／又はレバー等が適用され得る。入力装置５０４７としてタッチパネルが用いられる場合には、当該タッチパネルは表示装置５０４１の表示面上に設けられてもよい。
【００２７】
あるいは、入力装置５０４７は、例えばメガネ型のウェアラブルデバイスやＨＭＤ（Head  Mounted  Display）等の、ユーザによって装着されるデバイスであり、これらのデバイスによって検出されるユーザのジェスチャや視線に応じて各種の入力が行われる。また、入力装置５０４７は、ユーザの動きを検出可能なカメラを含み、当該カメラによって撮像された映像から検出されるユーザのジェスチャや視線に応じて各種の入力が行われる。更に、入力装置５０４７は、ユーザの声を収音可能なマイクロフォンを含み、当該マイクロフォンを介して音声によって各種の入力が行われる。このように、入力装置５０４７が非接触で各種の情報を入力可能に構成されることにより、特に清潔域に属するユーザ（例えば術者５０６７）が、不潔域に属する機器を非接触で操作することが可能となる。また、ユーザは、所持している術具から手を離すことなく機器を操作することが可能となるため、ユーザの利便性が向上する。
【００２８】
処置具制御装置５０４９は、組織の焼灼、切開又は血管の封止等のためのエネルギー処置具５０２１の駆動を制御する。気腹装置５０５１は、内視鏡５００１による視野の確保及び術者の作業空間の確保の目的で、患者５０７１の体腔を膨らめるために、気腹チューブ５０１９を介して当該体腔内にガスを送り込む。レコーダ５０５３は、手術に関する各種の情報を記録可能な装置である。プリンタ５０５５は、手術に関する各種の情報を、テキスト、画像又はグラフ等各種の形式で印刷可能な装置である。
【００２９】
以下、内視鏡手術システム５０００において特に特徴的な構成について、更に詳細に説明する。
【００３０】
（支持アーム装置）
支持アーム装置５０２７は、基台であるベース部５０２９と、ベース部５０２９から延伸するアーム部５０３１と、を備える。図示する例では、アーム部５０３１は、複数の関節部５０３３ａ、５０３３ｂ、５０３３ｃと、関節部５０３３ｂによって連結される複数のリンク５０３５ａ、５０３５ｂと、から構成されているが、図１では、簡単のため、アーム部５０３１の構成を簡略化して図示している。実際には、アーム部５０３１が所望の自由度を有するように、関節部５０３３ａ〜５０３３ｃ及びリンク５０３５ａ、５０３５ｂの形状、数及び配置、並びに関節部５０３３ａ〜５０３３ｃの回転軸の方向等が適宜設定され得る。例えば、アーム部５０３１は、好適に、６自由度以上の自由度を有するように構成され得る。これにより、アーム部５０３１の可動範囲内において内視鏡５００１を自由に移動させることが可能になるため、所望の方向から内視鏡５００１の鏡筒５００３を患者５０７１の体腔内に挿入することが可能になる。
【００３１】
関節部５０３３ａ〜５０３３ｃにはアクチュエータが設けられており、関節部５０３３ａ〜５０３３ｃは当該アクチュエータの駆動により所定の回転軸まわりに回転可能に構成されている。当該アクチュエータの駆動がアーム制御装置５０４５によって制御されることにより、各関節部５０３３ａ〜５０３３ｃの回転角度が制御され、アーム部５０３１の駆動が制御される。これにより、内視鏡５００１の位置及び姿勢の制御が実現され得る。この際、アーム制御装置５０４５は、力制御又は位置制御等、各種の公知の制御方式によってアーム部５０３１の駆動を制御することができる。
【００３２】
例えば、術者５０６７が、入力装置５０４７（フットスイッチ５０５７を含む）を介して適宜操作入力を行うことにより、当該操作入力に応じてアーム制御装置５０４５によってアーム部５０３１の駆動が適宜制御され、内視鏡５００１の位置及び姿勢が制御されてよい。当該制御により、アーム部５０３１の先端の内視鏡５００１を任意の位置から任意の位置まで移動させた後、その移動後の位置で固定的に支持することができる。なお、アーム部５０３１は、いわゆるマスタースレイブ方式で操作されてもよい。この場合、アーム部５０３１は、手術室から離れた場所に設置される入力装置５０４７を介してユーザによって遠隔操作され得る。
【００３３】
また、力制御が適用される場合には、アーム制御装置５０４５は、ユーザからの外力を受け、その外力にならってスムーズにアーム部５０３１が移動するように、各関節部５０３３ａ〜５０３３ｃのアクチュエータを駆動させる、いわゆるパワーアシスト制御を行ってもよい。これにより、ユーザが直接アーム部５０３１に触れながらアーム部５０３１を移動させる際に、比較的軽い力で当該アーム部５０３１を移動させることができる。従って、より直感的に、より簡易な操作で内視鏡５００１を移動させることが可能となり、ユーザの利便性を向上させることができる。
【００３４】
ここで、一般的に、内視鏡下手術では、スコピストと呼ばれる医師によって内視鏡５００１が支持されていた。これに対して、支持アーム装置５０２７を用いることにより、人手によらずに内視鏡５００１の位置をより確実に固定することが可能になるため、術部の画像を安定的に得ることができ、手術を円滑に行うことが可能になる。
【００３５】
なお、アーム制御装置５０４５は必ずしもカート５０３７に設けられなくてもよい。また、アーム制御装置５０４５は必ずしも１つの装置でなくてもよい。例えば、アーム制御装置５０４５は、支持アーム装置５０２７のアーム部５０３１の各関節部５０３３ａ〜５０３３ｃにそれぞれ設けられてもよく、複数のアーム制御装置５０４５が互いに協働することにより、アーム部５０３１の駆動制御が実現されてもよい。
【００３６】
（光源装置）
光源装置５０４３は、内視鏡５００１に術部を撮影する際の照射光を供給する。光源装置５０４３は、例えばＬＥＤ、レーザ光源又はこれらの組み合わせによって構成される白色光源から構成される。このとき、ＲＧＢレーザ光源の組み合わせにより白色光源が構成される場合には、各色（各波長）の出力強度及び出力タイミングを高精度に制御することができるため、光源装置５０４３において撮像画像のホワイトバランスの調整を行うことができる。また、この場合には、ＲＧＢレーザ光源それぞれからのレーザ光を時分割で観察対象に照射し、その照射タイミングに同期してカメラヘッド５００５の撮像素子の駆動を制御することにより、ＲＧＢそれぞれに対応した画像を時分割で撮像することも可能である。当該方法によれば、当該撮像素子にカラーフィルタを設けなくても、カラー画像を得ることができる。
【００３７】
また、光源装置５０４３は、出力する光の強度を所定の時間ごとに変更するようにその駆動が制御されてもよい。その光の強度の変更のタイミングに同期してカメラヘッド５００５の撮像素子の駆動を制御して時分割で画像を取得し、その画像を合成することにより、いわゆる黒つぶれ及び白とびのない高ダイナミックレンジの画像を生成することができる。
【００３８】
また、光源装置５０４３は、特殊光観察に対応した所定の波長帯域の光を供給可能に構成されてもよい。特殊光観察では、例えば、体組織における光の吸収の波長依存性を利用して、通常の観察時における照射光（すなわち、白色光）に比べて狭帯域の光を照射することにより、粘膜表層の血管等の所定の組織を高コントラストで撮影する、いわゆる狭帯域光観察（Narrow  Band  Imaging）が行われる。あるいは、特殊光観察では、励起光を照射することにより発生する蛍光により画像を得る蛍光観察が行われてもよい。蛍光観察では、体組織に励起光を照射し当該体組織からの蛍光を観察するもの（自家蛍光観察）、又はインドシアニングリーン（ICG）等の試薬を体組織に局注するとともに当該体組織にその試薬の蛍光波長に対応した励起光を照射し蛍光像を得るもの等が行われ得る。光源装置５０４３は、このような特殊光観察に対応した狭帯域光及び／又は励起光を供給可能に構成され得る。
【００３９】
（カメラヘッド及びＣＣＵ）
図２を参照して、内視鏡５００１のカメラヘッド５００５及びＣＣＵ５０３９の機能についてより詳細に説明する。図２は、図１に示すカメラヘッド５００５及びＣＣＵ５０３９の機能構成の一例を示すブロック図である。
【００４０】
図２を参照すると、カメラヘッド５００５は、その機能として、レンズユニット５００７と、撮像部５００９と、駆動部５０１１と、通信部５０１３と、カメラヘッド制御部５０１５と、を有する。また、ＣＣＵ５０３９は、その機能として、通信部５０５９と、画像処理部５０６１と、制御部５０６３と、を有する。カメラヘッド５００５とＣＣＵ５０３９とは、伝送ケーブル５０６５によって双方向に通信可能に接続されている。
【００４１】
まず、カメラヘッド５００５の機能構成について説明する。レンズユニット５００７は、鏡筒５００３との接続部に設けられる光学系である。鏡筒５００３の先端から取り込まれた観察光は、カメラヘッド５００５まで導光され、当該レンズユニット５００７に入射する。レンズユニット５００７は、ズームレンズ及びフォーカスレンズを含む複数のレンズが組み合わされて構成される。レンズユニット５００７は、撮像部５００９の撮像素子の受光面上に観察光を集光するように、その光学特性が調整されている。また、ズームレンズ及びフォーカスレンズは、撮像画像の倍率及び焦点の調整のため、その光軸上の位置が移動可能に構成される。
【００４２】
撮像部５００９は撮像素子によって構成され、レンズユニット５００７の後段に配置される。レンズユニット５００７を通過した観察光は、当該撮像素子の受光面に集光され、光電変換によって、観察像に対応した画像信号が生成される。撮像部５００９によって生成された画像信号は、通信部５０１３に提供される。
【００４３】
撮像部５００９を構成する撮像素子としては、例えばＣＭＯＳ（Complementary  Metal  Oxide  Semiconductor）タイプのイメージセンサであり、Ｂａｙｅｒ配列を有するカラー撮影可能なものが用いられる。なお、当該撮像素子としては、例えば４Ｋ以上の高解像度の画像の撮影に対応可能なものが用いられてもよい。術部の画像が高解像度で得られることにより、術者５０６７は、当該術部の様子をより詳細に把握することができ、手術をより円滑に進行することが可能となる。
【００４４】
また、撮像部５００９を構成する撮像素子は、３Ｄ表示に対応する右目用及び左目用の画像信号をそれぞれ取得するための１対の撮像素子を有するように構成される。３Ｄ表示が行われることにより、術者５０６７は術部における生体組織の奥行きをより正確に把握することが可能になる。なお、撮像部５００９が多板式で構成される場合には、各撮像素子に対応して、レンズユニット５００７も複数系統設けられる。
【００４５】
また、撮像部５００９は、必ずしもカメラヘッド５００５に設けられなくてもよい。例えば、撮像部５００９は、鏡筒５００３の内部に、対物レンズの直後に設けられてもよい。
【００４６】
駆動部５０１１は、アクチュエータによって構成され、カメラヘッド制御部５０１５からの制御により、レンズユニット５００７のズームレンズ及びフォーカスレンズを光軸に沿って所定の距離だけ移動させる。これにより、撮像部５００９による撮像画像の倍率及び焦点が適宜調整され得る。
【００４７】
通信部５０１３は、ＣＣＵ５０３９との間で各種の情報を送受信するための通信装置によって構成される。通信部５０１３は、撮像部５００９から得た画像信号をＲＡＷデータとして伝送ケーブル５０６５を介してＣＣＵ５０３９に送信する。この際、術部の撮像画像を低レイテンシで表示するために、当該画像信号は光通信によって送信されることが好ましい。手術の際には、術者５０６７が撮像画像によって患部の状態を観察しながら手術を行うため、より安全で確実な手術のためには、術部の動画像が可能な限りリアルタイムに表示されることが求められるからである。光通信が行われる場合には、通信部５０１３には、電気信号を光信号に変換する光電変換モジュールが設けられる。画像信号は当該光電変換モジュールによって光信号に変換された後、伝送ケーブル５０６５を介してＣＣＵ５０３９に送信される。
【００４８】
また、通信部５０１３は、ＣＣＵ５０３９から、カメラヘッド５００５の駆動を制御するための制御信号を受信する。当該制御信号には、例えば、撮像画像のフレームレートを指定する旨の情報、撮像時の露出値を指定する旨の情報、並びに／又は撮像画像の倍率及び焦点を指定する旨の情報等、撮像条件に関する情報が含まれる。通信部５０１３は、受信した制御信号をカメラヘッド制御部５０１５に提供する。なお、ＣＣＵ５０３９からの制御信号も、光通信によって伝送されてもよい。この場合、通信部５０１３には、光信号を電気信号に変換する光電変換モジュールが設けられ、制御信号は当該光電変換モジュールによって電気信号に変換された後、カメラヘッド制御部５０１５に提供される。
【００４９】
なお、上記のフレームレートや露出値、倍率、焦点等の撮像条件は、取得された画像信号に基づいてＣＣＵ５０３９の制御部５０６３によって自動的に設定される。つまり、いわゆるＡＥ（Auto  Exposure）機能、ＡＦ（Auto  Focus）機能及びＡＷＢ（Auto  White  Balance）機能が内視鏡５００１に搭載される。
【００５０】
カメラヘッド制御部５０１５は、通信部５０１３を介して受信したＣＣＵ５０３９からの制御信号に基づいて、カメラヘッド５００５の駆動を制御する。例えば、カメラヘッド制御部５０１５は、撮像画像のフレームレートを指定する旨の情報及び／又は撮像時の露光を指定する旨の情報に基づいて、撮像部５００９の撮像素子の駆動を制御する。また、例えば、カメラヘッド制御部５０１５は、撮像画像の倍率及び焦点を指定する旨の情報に基づいて、駆動部５０１１を介してレンズユニット５００７のズームレンズ及びフォーカスレンズを適宜移動させる。カメラヘッド制御部５０１５は、更に、鏡筒５００３やカメラヘッド５００５を識別するための情報を記憶する機能を備えてもよい。
【００５１】
なお、レンズユニット５００７や撮像部５００９等の構成を、気密性及び防水性が高い密閉構造内に配置することで、カメラヘッド５００５について、オートクレーブ滅菌処理に対する耐性を持たせることができる。
【００５２】
次に、ＣＣＵ５０３９の機能構成について説明する。通信部５０５９は、カメラヘッド５００５との間で各種の情報を送受信するための通信装置によって構成される。通信部５０５９は、カメラヘッド５００５から、伝送ケーブル５０６５を介して送信される画像信号を受信する。この際、上記のように、当該画像信号は好適に光通信によって送信され得る。この場合、光通信に対応して、通信部５０５９には、光信号を電気信号に変換する光電変換モジュールが設けられる。通信部５０５９は、電気信号に変換した画像信号を画像処理部５０６１に提供する。
【００５３】
また、通信部５０５９は、カメラヘッド５００５に対して、カメラヘッド５００５の駆動を制御するための制御信号を送信する。当該制御信号も光通信によって送信されてよい。
【００５４】
画像処理部５０６１は、カメラヘッド５００５から送信されたＲＡＷデータである画像信号に対して各種の画像処理を施す。当該画像処理としては、例えば現像処理、高画質化処理（帯域強調処理、超解像処理、ＮＲ（Noise  reduction）処理及び／又は手ブレ補正処理等）、並びに／又は拡大処理（電子ズーム処理）等、各種の公知の信号処理が含まれる。また、画像処理部５０６１は、ＡＥ、ＡＦ及びＡＷＢを行うための、画像信号に対する検波処理を行う。
【００５５】
画像処理部５０６１は、ＣＰＵやＧＰＵ等のプロセッサによって構成され、当該プロセッサが所定のプログラムに従って動作することにより、上述した画像処理や検波処理が行われ得る。なお、画像処理部５０６１が複数のＧＰＵによって構成される場合には、画像処理部５０６１は、画像信号に係る情報を適宜分割し、これら複数のＧＰＵによって並列的に画像処理を行う。
【００５６】
制御部５０６３は、内視鏡５００１による術部の撮像、及びその撮像画像の表示に関する各種の制御を行う。例えば、制御部５０６３は、カメラヘッド５００５の駆動を制御するための制御信号を生成する。この際、撮像条件がユーザによって入力されている場合には、制御部５０６３は、当該ユーザによる入力に基づいて制御信号を生成する。あるいは、内視鏡５００１にＡＥ機能、ＡＦ機能及びＡＷＢ機能が搭載されている場合には、制御部５０６３は、画像処理部５０６１による検波処理の結果に応じて、最適な露出値、焦点距離及びホワイトバランスを適宜算出し、制御信号を生成する。
【００５７】
また、制御部５０６３は、画像処理部５０６１によって画像処理が施された画像信号に基づいて、術部の画像を表示装置５０４１に表示させる。この際、制御部５０６３は、各種の画像認識技術を用いて術部画像内における各種の物体を認識する。例えば、制御部５０６３は、術部画像に含まれる物体のエッジの形状や色等を検出することにより、鉗子等の術具、特定の生体部位、出血、エネルギー処置具５０２１使用時のミスト等を認識することができる。制御部５０６３は、表示装置５０４１に術部の画像を表示させる際に、その認識結果を用いて、各種の手術支援情報を当該術部の画像に重畳表示させる。手術支援情報が重畳表示され、術者５０６７に提示されることにより、より安全かつ確実に手術を進めることが可能になる。
【００５８】
カメラヘッド５００５及びＣＣＵ５０３９を接続する伝送ケーブル５０６５は、電気信号の通信に対応した電気信号ケーブル、光通信に対応した光ファイバ、又はこれらの複合ケーブルである。
【００５９】
ここで、図示する例では、伝送ケーブル５０６５を用いて有線で通信が行われていたが、カメラヘッド５００５とＣＣＵ５０３９との間の通信は無線で行われてもよい。両者の間の通信が無線で行われる場合には、伝送ケーブル５０６５を手術室内に敷設する必要がなくなるため、手術室内における医療スタッフの移動が当該伝送ケーブル５０６５によって妨げられる事態が解消され得る。
【００６０】
以上、本開示に係る技術が適用され得る内視鏡手術システム５０００の一例について説明した。なお、ここでは、一例として内視鏡手術システム５０００について説明したが、本開示に係る技術が適用され得るシステムはかかる例に限定されない。例えば、本開示に係る技術は、検査用軟性内視鏡システムや顕微鏡手術システムに適用されてもよい。
【００６１】
２．斜視鏡の基本的構成
図３は、本開示の一実施形態に係る斜視鏡１００の構成を示す模式図である。図３に示すように、斜視鏡１００は、カメラヘッド２００の先端に装着されている。斜視鏡１００は図１及び図２で説明した鏡筒５００３に対応し、カメラヘッド２００は、図１及び図２で説明したカメラヘッド５００５に対応する。斜視鏡１００とカメラヘッド２００は互いに独立して回動可能とされている。斜視鏡１００とカメラヘッド２００の間には、各関節部５０３３ａ，５０３３ｂ，５０３３ｃと同様にアクチュエータが設けられており、斜視鏡１００はアクチュエータの駆動によってカメラヘッド２００に対して回転する。これにより、後述する回転角θＺが制御される。
【００６２】
斜視鏡１００は支持アーム装置５０２７によって支持される。支持アーム装置５０２７は、スコピストの代わりに斜視鏡１００を保持し、また術者や助手の操作によって斜視鏡１００を所望の部位が観察できるように移動させる機能を有する。
【００６３】
図４は、斜視鏡１００と直視鏡１５０を対比して示す模式図である。直視鏡１５０では、対物レンズの被写体への向き（Ｃ１）と直視鏡１５０の長手方向（Ｃ２）は一致する。一方、斜視鏡１００では、対物レンズの被写体への向き（Ｃ１）は、斜視鏡１００の長手方向（Ｃ２）に対して所定の角度φを有している。
【００６４】
図５及び図６は、斜視鏡１００を腹壁３２０から人体内部に挿入して観察対象物３００を観察している様子を示す模式図である。図５及び図６において、トロッカ点Ｔは、トロッカ５０２５ａが配置される位置であり、人体への斜視鏡１００の挿入位置を示している。図５及び図６に示すＣ３方向は、トロッカ点Ｔと観察対象物３００を結ぶ方向である。観察対象物３００の前に臓器などの障害物３１０が存在する場合、直視鏡１５０で図５及び図６に示すＣ３方向から観察対象物３００を観察すると、障害物３１０の陰となって観察対象物３００の全域を観察することができない。図５では、斜視鏡１００を用い、斜視鏡１００の挿入方向がＣ３方向とは異なる状態４００と、状態４００の場合に斜視鏡１００で撮像した撮像画像４１０を示している。斜視鏡１００を用いた場合であっても、図５に示す状態４００では、観察対象物３００は障害物３１０の陰となってしまう。
【００６５】
一方、図６は、図５の状態に加え、斜視鏡１００の挿入方向を図５の状態４００から変え、対物レンズの向きも変えた状態４２０と、状態４２０の場合の撮像画像４３０を示している。図６の状態４２０のように斜視鏡１００の挿入方向を変え、対物レンズの向きも変えることで、障害物３１０に遮られることなく、視点を変えて観察対象物３００を観察することが可能となる。
【００６６】
一方で、図６に示すように、観察対象物３００が障害物３１０に遮られてしまう状態４００から、観察対象物３００が障害物３１０によって遮られない状態４２０へ斜視鏡１００を手動で動かそうとする場合に、観察対象物３００を撮像画像の中心に位置させた状態を維持しながら状態４００から状態４２０へ直感的に操作して撮影することは一般的に難しい。また、既存の内視鏡支持アームにおいては、直視鏡１５０の操作のみを対象としており、そもそも斜視鏡１００を使用した操作に対応していない。
【００６７】
３．本実施形態に係る斜視鏡の制御
本実施形態では、図６に示す状態４００から状態４２０へ遷移させて、観察対象物３００が障害物３１０によって遮られないようにする際に、観察対象物３００が撮像画像の中央に配置されるように斜視鏡１００の向きをアーム指示装置５０２７で自動的に調整する。以下、詳細に説明する。
【００６８】
図７は、腹壁３２０を貫通して斜視鏡１００が人体内部に挿入された状態を示す模式図である。斜視鏡１００の腹壁３２０の貫通位置（トロッカ点Ｔ）には、トロッカ５０２５ａ（不図示）が配置され、斜視鏡１００はトロッカ５０２５ａを貫通するように人体内部へ挿入される。
【００６９】
図７では、体内での座標系の設定を示している。体内での座標系として、トロッカ点Ｔを原点とする座標系Ｔを設定する。また、斜視鏡１００の先端を原点Ｈとし、対物レンズが向いている光軸方向（撮影方向）に沿った座標系Ｈを設定する。このとき、トロッカ点Ｔから見た撮影画像の中心点（被写体の中心点）Ｐの座標をＰＴとすると、座標ＰＴは以下の（１）式に示すような同次変換行列で表すことができる。
【００７０】
【数１】
2018075218.tif 000003
【００７１】
但し、（１）式ではＰＴ∈Ｒ４の同次座標表現を示しており、θｘ，θｙ，θｚはトロッカ点Ｔでの斜視鏡の挿入姿勢を示す角度であって添字ｘ，ｙ，ｚのそれぞれの軸の周りに回転した角度である。なお、座標系Ｔにおいて、ｘ軸、ｙ軸、ｚ軸は、一例としてｚ軸を鉛直方向とし、ｘｙ平面をｚ軸に直交する平面として規定することができる。または、ｚ軸を斜視鏡１００の初期の挿入方向とし、ｘｙ平面をｚ軸に直交する平面として規定することもできる。また、Ｌはトロッカ点Ｔから斜視鏡１００を人体内部に挿入した長さであり、φは対物レンズの斜視の角度、ｌは対物レンズから撮影点までの距離である。本制御演算開始時のθｘ，θｙ，θｚ，Ｌ，ｌは支持アーム装置の構成から決定可能であるため、式（１）に適用することによって観察対象の座標ＰＴを具体的に求めることが可能である。
【００７２】
また、（１）式において、Ｙａｗ，Ｒｏｌｌ，Ｐｉｔｃｈ，Ｔｒａｎｓｆｅｒはそれぞれ以下のような同次変換行列を表す。（１）式のＹａｗ（θｚ），Ｒｏｌｌ（θｘ），Ｐｉｔｃｈ（θｙ）は、ｘ軸、ｙ軸、ｚ軸に対して斜視鏡１００をどれだけ傾けたかを示している。また、Ｔｒａｎｓｆｅｒは斜視鏡１００を人体内部にどれだけ挿入したかを示している。
【００７３】
【数２】
2018075218.tif 000004
【００７４】
図６に示す状態４００から状態４２０へ姿勢を変えて観察対象物３００を観察する場合、トロッカ点Ｔでは、斜視鏡１００の腹壁３２０に沿った方向の移動は制限される。このため、術者は、トロッカ点Ｔを中心に斜視鏡１００を回転させる動きを与えることになる。つまり、（１）式のパラメータのうちθｘ，θｙが外部（術者）から新しい姿勢のパラメータとして与えられる。本実施形態では、θｘ，θｙを既知の値として、目的の被写体（観察対象物３００）を画面の中心に維持するように、残りのパラメータを求める。特に、本実施形態では、トロッカ点Ｔから人体内部への斜視鏡１００の挿入量Ｌと、座標系ＴにおけるＺ軸周りの斜視鏡１００の回転角度θＺを求め、挿入量Ｌと回転角度θＺに基づいて支持アーム装置５０２７の操作が行われる。これにより、術者がトロッカ点Ｔを中心に斜視鏡１００を回転させる動きを与えた際に、観察対象物３００が画面の中心に常に位置することになる。
【００７５】
具体的な手法は以下の通りである。ここで、（１）式に示した撮影画像の中心点Ｐの座標ＰＴは座標系Ｔから見たときの座標であるが、座標系Ｈから見た撮影画像の中心点Ｐの座標ＰＨは、（１）式のＰＴを用いて以下の（２）式で表すことができる。
【００７６】
【数３】
2018075218.tif 000005
【００７７】
座標系Ｈにおいて、ｚ軸方向は斜視鏡１００の対物レンズの光軸方向となる。従って、撮像画像はｘｙ平面に相当する画像となる。このため、（２）式において、画面の中心に観察対象物３００が位置する条件は、（ｘＨ，ｙＨ）＝（０，０）に相当する。また、本実施形態では、体内の４自由度であることによる不足した２自由度分の制約として、ｚＨの目標値を設定しないこととした。これによって、解くべき方程式として、ｘＨ＝０，ｙＨ＝０という２つの方程式を解くことで、新しい姿勢のパラメータθｘとθｙに対応した挿入量Ｌと回転角度θＺの解を得ることができる。上述のように、Ｌはトロッカ点Ｔから人体内部への斜視鏡１００の挿入量、θＺは座標系ＴにおけるＺ軸（斜視鏡１００の長手方向軸）周りの斜視鏡１００の回転角度である。他のパラメータは既知であるので、ＬとθＺが求まることで斜視鏡１００の位置と姿勢を一意に決定することができる。
【００７８】
なお、本実施形態では同次変換行列で式を表現しているが、同様の計算は３行３列の回転行列と３次元のベクトルを用いても表現できることは数学的に自明である。更に、座標の回転の順序として、上記では左からＹａｗ、Ｒｏｌｌ、Ｐｉｔｃｈの順に乗算しているが、この順番を任意に設定しても（ｘＨ，ｙＨ）＝（０，０）を解くことは可能である。また、斜視鏡１００の対物レンズの光軸方向に対する長手方向の角度を便宜上Ｐｉｔｃｈの回転としているが、ＹａｗやＲｏｌｌを選択しても解くことも可能である。
【００７９】
図８は、（１）式、（２）式に基づいて挿入量Ｌと回転角度θＺを演算するアーム制御装置５０４５の構成を示す模式図である。図８に示すように、アーム制御装置５０４５は、操作量取得部５０４５ａ、演算部５０４５ｂ、アーム制御部５０４５ｃを有して構成される。図８に示すアーム制御装置５０４５の構成は、回路（ハードウェア）、またはＣＰＵなどの中央演算処理装置とこれを機能させるためのプログラム（ソフトウェア）から構成することができる。なお、本実施形態に係る医療用支持アームは、斜視鏡１００を支持する支持アーム装置５０２７とアーム制御装置５０４５とを有して構成される。支持アーム装置５０２７は７自由度以上の能動軸（アクチュエータ）を有するものとする。
【００８０】
操作量取得部５０４５ａは、回転角度θｘ，θｙを取得する。各関節部５０３３ａ，５０３３ｂ，５０３３ｃに設けられたアクチュエータは、各関節部５０３３ａ，５０３３ｂ，５０３３ｃの回転角度を検出するエンコーダを備えている。また、カメラヘッド２００に対する斜視鏡１００の回転角度もエンコーダによって検出される。これにより、アーム制御装置５０４５は、斜視鏡１００の対物レンズの光軸方向を検知可能とされている。操作量取得部５０４５ａは、各関節部５０３３ａ，５０３３ｂ，５０３３ｃのエンコーダが検出する回転角度に基づいて、回転角度θｘ，θｙを取得することができる。
【００８１】
演算部５０４５ｂは、回転角度θｘ，θｙに基づいて、上述した（１）式、（２）式を用いて挿入量Ｌと回転角度θＺを演算する。この際、演算部５０４５ｂは、（２）式において（ｘＨ，ｙＨ）＝（０，０）の条件を設定することで挿入量Ｌと回転角度θＺを演算する。なお、観察対象物３００は、撮像画像の中心に配置されていなくても良く、中心からずれた位置に配置されても良い。この場合は、ｘＨ，ｙＨの値を任意の値に設定すれば良い。
【００８２】
アーム制御部５０４５ｃは、演算部５０４５ｂが演算した挿入量Ｌと回転角度θＺに基づいて、また操作量取得部５０４５ａが取得した回転角度θｘ，θｙに基づいて、支持アーム装置５０２７を制御する。挿入量Ｌと回転角度θｘ，θｙ，θＺが既知であれば、支持アーム装置５０２７のアーム部５０３１の駆動制御は、力制御又は位置制御等、各種の公知の制御方式によって行うことができる。なお、挿入量Ｌと回転角度θｘ，θｙ，θＺに基づく支持アーム装置５０２７の駆動は、挿入量Ｌと回転角度θｘ，θｙ，θＺを操作量として術者が手動で行うこともできる。
【００８３】
以上により本実施形態では、体内での斜視鏡１００の順運動学モデルを構築して所望の場所を画面中心に維持しながら様々な方向から撮影することを可能にした。その際、完全に任意の位置と姿勢から撮影するためには体内での自由度（Ｄｅｇｒｅｅ  ＯＦ  Ｆｒｅｅｄｏｍ，  ＤＯＦ）が６自由度となるが、実際には４自由度である課題について、画面中心に目標点がくるような条件を設定し、モデル化することで方程式を解析的に解くことを可能とした。
【００８４】
図９は、図６に示す状態４２０から術者が斜視鏡１００を外へ引き抜く方向に動かした状態４４０と、状態４４０の場合の撮像画像４５０を示している。（１）式、（２）式による演算により、図９のように斜視鏡１００を動かした場合であっても、撮像画像４５０の中央に観察対象物３００を位置させることが可能である。
【００８５】
以上説明したように本実施形態によれば、斜視鏡１００を人体内部に挿入し、斜視鏡１００の位置、向きを変えた場合に、撮像画像の中央に常に被写体を位置させることができる。従って、術者による斜視鏡１００の操作性を大幅に向上することが可能となる。
【００８６】
以上、添付図面を参照しながら本開示の好適な実施形態について詳細に説明したが、本開示の技術的範囲はかかる例に限定されない。本開示の技術分野における通常の知識を有する者であれば、特許請求の範囲に記載された技術的思想の範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、これらについても、当然に本開示の技術的範囲に属するものと了解される。
【００８７】
また、本明細書に記載された効果は、あくまで説明的または例示的なものであって限定的ではない。つまり、本開示に係る技術は、上記の効果とともに、または上記の効果に代えて、本明細書の記載から当業者には明らかな他の効果を奏しうる。
【００８８】
なお、以下のような構成も本開示の技術的範囲に属する。
（１）  斜視鏡を支持する支持アームと、
前記斜視鏡を人体内部へ挿入した際の挿入口を原点とする座標系において被写体の座標を規定した第１の式と、前記斜視鏡の先端を原点とする座標系において前記斜視鏡の先端に配置された対物レンズの光軸方向に位置する前記被写体の座標を規定した第２の式とに基づき、前記斜視鏡の長手方向の軸周りの回転角と前記斜視鏡の人体内部への挿入量を演算する演算部と、
を備える、医療用支持アーム。
（２）  前記挿入口を支点とする前記斜視鏡の回転を術者の操作量として取得する操作量取得部を備え、
前記演算部は前記操作量に基づいて前記回転角及び前記挿入量を演算する、前記（１）に記載の医療用支持アーム。
（３）  前記演算部は、前記第２の式において、前記対物レンズの光軸の中心に前記被写体が位置する条件の基に前記回転角及び前記挿入量を演算する、前記（１）又は（２）に記載の医療用支持アーム。
（４）  前記演算部は、前記第２の式において、前記対物レンズの光軸の中心から所定距離の範囲に前記被写体が位置する条件の基に前記回転角及び前記挿入量を演算する、前記（１）又は（２）に記載の医療用支持アーム。
（５）  前記演算部は、前記挿入口を原点とする第１座標系において前記被写体の第１座標を規定した前記第１の式と、前記斜視鏡の先端を原点とする第２座標系において前記第１座標に基づいて前記被写体の座標を規定した前記第２の式とに基づき、前記回転角及び前記挿入量を演算する、前記（１）〜（４）のいずれかに記載の医療用支持アーム。
（６）  前記回転角と前記挿入量に基づいて前記支持アームを制御するアーム制御部を更に備える、前記（１）〜（５）のいずれかに記載の医療用支持アーム。
（７）  被写体を撮像する撮像部を有するカメラヘッドと、
人体内部に挿入され、挿入方向の軸周りに前記カメラヘッドに対して回転可能とされた斜視鏡と、
前記斜視鏡を支持する支持アームと、
前記支持アームを制御するアーム制御装置と、を備え、
前記アーム制御装置は、前記斜視鏡を人体内部へ挿入した際の挿入口を原点とする座標系において前記被写体の座標を規定した第１の式と、前記斜視鏡の先端を原点とする座標系において前記斜視鏡の先端に配置された対物レンズの光軸方向に位置する前記被写体の座標を規定した第２の式とに基づき、前記斜視鏡の長手方向の軸周りの回転角と前記斜視鏡の人体内部への挿入量を演算する演算部を有する、医療用システム。
（８）  前記アーム制御装置は、前記挿入口を支点とする前記斜視鏡の回転を術者の操作量として取得する操作量取得部を備え、
前記演算部は前記操作量に基づいて前記回転角及び前記挿入量を演算する、前記（７）に記載の医療用システム。
（９）  前記演算部は、前記第２の式において、前記対物レンズの光軸の中心に前記被写体が位置する条件の基に前記回転角及び前記挿入量を演算する、前記（７）又は（８）に記載の医療用システム。
（１０）  前記演算部は、前記第２の式において、前記対物レンズの光軸の中心から所定距離の範囲に前記被写体が位置する条件の基に前記回転角及び前記挿入量を演算する、前記（７）又は（８）に記載の医療用システム。
（１１）  前記演算部は、前記挿入口を原点とする第１座標系において前記被写体の第１座標を規定した前記第１の式と、前記斜視鏡の先端を原点とする第２座標系において前記第１座標に基づいて前記被写体の座標を規定した前記第２の式とに基づき、前記回転角及び前記挿入量を演算する、前記（７）〜（１０）のいずれかに記載の医療用システム。
（１２）  前記アーム制御装置は、前記回転角と前記挿入量に基づいて前記支持アームを制御するアーム制御部を更に備える、前記（７）〜（１１）のいずれかに記載の医療用システム。
【符号の説明】
【００８９】
１００    斜視鏡
２００    カメラヘッド
５０２７    支持アーム
５０４５    アーム制御装置
５０４５ａ    操作量取得部
５０４５ｂ    演算部
５０４５ｃ    アーム制御部
【図１】
2018075218.tif 000006
【図２】
2018075218.tif 000007
【図３】
2018075218.tif 000008
【図４】
2018075218.tif 000009
【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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