(57)【要約】      （修正有）【課題】体腔内の環境が変化した場合であっても、対象領域が視野から外れない内視鏡システムを提供する。【解決手段】撮像部１ａの向きを変える視野調節機構１ｂ、視野調節機構１ｂを駆動する駆動部、内視鏡用位置センサ５、撮像対象Ｐｔまでの距離を計測する距離計測部１ｃ、内視鏡先端及び撮像対象Ｐｔの位置を計算する位置計算部及びその位置を記憶する位置記憶部、記憶された位置と内視鏡先端の位置とに応じて視野調節機構１ｂの駆動量を計算する第１駆動量計算部、撮像対象Ｐｔの画像を記憶する画像記憶部、画像記憶部に記憶された撮像対象Ｐｔの画像、新たに撮像されている画像とを比較する比較部、比較した結果に応じて視野調節機構１ｂの駆動量を計算する第２駆動量計算部、第１駆動量計算部が計算した第１駆動量又は第２駆動量計算部が計算した第２駆動量のどちらで駆動部８を駆動するかを判定する判定部を備える。【選択図】図２
2015154803.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
撮像対象を撮像可能な撮像部、前記撮像部の向きを変える視野調節機構、及び前記視野調節機構を駆動する駆動部、を有する内視鏡と、
体腔内の前記内視鏡の位置を検出する内視鏡用位置センサと、
前記内視鏡の先端から前記撮像対象までの距離を計測する距離計測部と、
前記内視鏡用位置センサと前記距離計測部の情報をもとに前記内視鏡先端及び前記撮像対象の位置を計算する位置計算部と、
前記位置計算部が計算した前記撮像対象の位置を記憶する位置記憶部と、
前記位置記憶部に記憶された位置と前記内視鏡先端の位置を用いて前記視野調節機構の駆動量を計算する第１駆動量計算部と、
前記撮像部が撮像した前記撮像対象の画像を記憶する画像記憶部と、
前記画像記憶部に記憶された前記撮像対象の画像と、新たに撮像されている撮像対象の画像と、を比較する比較部と、
前記比較部が比較した結果に応じて前記視野調節機構の駆動量を計算する第２駆動量計算部と、
前記第１駆動量計算部が計算した第１駆動量又は前記第２駆動量計算部が計算した第２駆動量のどちらで前記駆動部を駆動するかを判定する判定部と、
を備える
ことを特徴とする内視鏡システム。
【請求項２】
前記比較部は、前記画像記憶部に記憶された前記撮像対象の画像と、新たに撮像されている撮像対象の画像と、の類似度を計算する類似度計算部を有し、
前記判定部は、前記類似度計算部が計算した類似度に応じて判定する
請求項１に記載の内視鏡システム。
【請求項３】
前記画像記憶部は、前記類似度計算部が計算した類似度があらかじめ定めた所定値よりも高いと判定された後、前記画像記憶部が記憶した前記撮像対象の画像を削除して、新たに撮像されている撮像対象の画像に書き換え、再記憶する
請求項２に記載の内視鏡システム。
【請求項４】
前記画像記憶部は、前記類似度計算部が計算した類似度があらかじめ定めた所定値よりも低いと判定された後、前記類似度の時間変化があらかじめ定めた所定値よりも低い場合、前記画像記憶部が記憶した前記撮像対象の画像を削除して、新たに撮像されている撮像対象の画像に書き換え、再記憶する
請求項２に記載の内視鏡システム。
【請求項５】
前記画像記憶部に記憶された前記撮像対象の画像又は前記新たに撮像されている撮像対象の画像の特徴点を抽出する特徴点抽出部
を備え、
前記特徴点抽出部の抽出した特徴点の量があらかじめ定めた所定量より少ない場合、前記第１駆動量で前記駆動部を駆動する
請求項１乃至請求項４のいずれか１つに記載の内視鏡システム。
【請求項６】
前記内視鏡を体腔内に挿通する内視鏡用トロッカ
を備え、
前記内視鏡用位置センサは、
前記内視鏡用トロッカに設けられ前記撮像部の先端の位置を測定する内視鏡用トロッカセンサと、
前記撮像部に設けられ前記撮像対象との距離を測定する距離センサと、
を有する
請求項１乃至請求項５のいずれか１つに記載の内視鏡システム。
【請求項７】
前記判定部が前記第１駆動量又は前記第２駆動量のどちらに判定したかを表示する表示部を備える
請求項１乃至請求項６のいずれか１つに記載の内視鏡システム。
【請求項８】
前記内視鏡用位置センサからの入力信号を補正する補正部と、
前記第１駆動量計算部と前記第２駆動量計算部の計算値を比較して前記内視鏡用位置センサの検出誤差を取得し、前記補正部の補正パラメータを更新する補正パラメータ更新部と、
を備える
請求項１乃至請求項７のいずれか１つに記載の内視鏡システム。
【請求項９】
体腔内を処置する処置具と、
前記処置具が挿通される処置具用トロッカと、
前記処置具用トロッカに設けられ前記処置具の先端の位置を測定する処置具用位置センサと、
を備え、
前記内視鏡用位置センサと前記処置具用位置センサの測定値から前記第１駆動量計算部又は前記第２駆動量計算部が計算した駆動量によって前記視野調節機構を駆動させて、前記内視鏡に前記処置具を追尾させる
請求項１乃至請求項８のいずれか１つに記載の内視鏡システム。
【請求項１０】
撮像部と、前記撮像部の向きを変える視野調節機構を有する内視鏡における所望の撮像対象を捉えながら該視野調節機構を制御する内視鏡の制御方法であって、
前記内視鏡の先端または前記所望の撮像対象の位置を計算する位置計算ステップと、
前記所望の撮像対象を撮像した画像を記録する画像記録ステップと、
前記所望の撮像対象の位置を計算し記録する位置記憶ステップと、
前記撮像部による現時点での画像と記録された前記所望の撮像対象の画像を比較する画像比較ステップと、
前記所望の撮像対象が前記撮像部の視軸上に位置するように前記視野調節機構を駆動するための駆動量を計算する第１の駆動量計算ステップと、
前記所望の撮像対象の画像の中心を含むように前記視野調節機構を駆動するための駆動量を計算する第２の駆動量計算ステップと、
前記第１の駆動量計算ステップまたは前記第２の駆動量計算ステップのいずれかで計算した駆動量から前記視野調節機構を駆動する駆動ステップと、
を有する内視鏡の制御方法。
【請求項１１】
前記第１の駆動量計算ステップは、前記画像比較ステップで比較した双方の画像の類似度が低いと判断した場合に駆動量を計算し、
前記第２の駆動量計算ステップは、前記画像比較ステップで比較した双方の画像の類似度が高いと判断した場合に駆動量を計算する請求項１０に記載の内視鏡の制御方法。
【請求項１２】
前記画像比較ステップで比較した双方の画像の類似度が高いと判断した場合、前記記録された画像を前記撮像部による現時点での画像に書き換える第１の画像書換ステップをさらに有する請求項１０または１１に記載の内視鏡の制御方法。
【請求項１３】
前記第１の駆動量計算ステップは、前記画像比較ステップで比較した双方の画像の類似度が低いと判断した場合、かつ類似度の経時変化量が所定値よりも大きい場合に、前記駆動量を計算する請求項１０に記載の内視鏡の制御方法。
【請求項１４】
前記画像比較ステップで比較した双方の画像の類似度が低いと判断した場合、かつ類似度の経時変化量が所定値以下である場合に、前記記録された画像を前記撮像部による現時点での画像に書き換える第２の画像書換ステップをさらに有する請求項１３に記載の内視鏡の制御方法。
【請求項１５】
前記撮像部による現時点での画像の特徴点を抽出する特徴点抽出ステップをさらに有し、
前記特徴点抽出ステップで特徴点の量が所定量以下の場合、前記第１の駆動量計算ステップにより前記駆動量を計算し、
前記特徴点抽出ステップで特徴点の量が所定量よりも大きい場合、前記画像比較ステップで双方の画像を比較する請求項１０から１４のいずれかに記載の内視鏡の制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、外科手術において患者の体腔内に挿入し、患者体腔内での観察、処置等を行うことのできる内視鏡システムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
腹腔鏡手術では、患者の腹部などに複数の穴を開け、カメラ、鉗子、（電気）メスといった各種医療用器具を挿入し、カメラで撮像された映像を確認することで、患部の観察、施術が行われる。この腹腔鏡手術は、切開領域が少なくて済むため、患者に対する負担を軽減することが可能である。
【０００３】
特許文献１は、患者の腹部に挿入する各種医療器具を案内するトロッカの傾斜角を検出し、対象領域が内視鏡の視野に入るように内視鏡の電動関節を駆動させる技術を開示している。
【０００４】
特許文献２は、画像処理により処置具上の特徴点を抽出し、処置具を視野内におさめるように内視鏡を駆動させる技術を開示している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００７−３０１３７８号公報
【特許文献２】特許４３８２８９４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献１に記載の技術では、体表のピボット点で計測された結果から内視鏡先端の位置を計算して駆動させるので、体腔内での内視鏡の姿勢が考慮されておらず、内視鏡先端位置の計算に誤差が生じる場合があった。
【０００７】
また、特許文献２に記載の技術では、処置具上の特徴点が障害物又は血液の付着等によって見えなくなると、特徴点を抽出できず、画像情報が得られないため、内視鏡を駆動させることが困難となる場合があった。
【０００８】
本発明は上記課題に着目してなされたものであり、体腔内の環境が変化した場合であっても、対象領域が視野から外れないように内視鏡を制御する内視鏡システムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の一実施形態に係る内視鏡システムは、
撮像対象を撮像可能な撮像部、前記撮像部の向きを変える視野調節機構、及び前記視野調節機構を駆動する駆動部、を有する内視鏡と、
体腔内の前記内視鏡の位置を検出する内視鏡用位置センサと、
前記内視鏡の先端から前記撮像対象までの距離を計測する距離計測部と、
前記内視鏡用位置センサと前記距離計測部の情報をもとに前記内視鏡先端及び前記撮像対象の位置を計算する位置計算部と、
前記位置計算部が計算した前記撮像対象の位置を記憶する位置記憶部と、
前記位置記憶部に記憶された位置と前記内視鏡先端の位置を用いて前記視野調節機構の駆動量を計算する第１駆動量計算部と、
前記撮像部が撮像した前記撮像対象の画像を記憶する画像記憶部と、
前記画像記憶部に記憶された前記撮像対象の画像と、新たに撮像されている撮像対象の画像と、を比較する比較部と、
前記比較部が比較した結果に応じて前記視野調節機構の駆動量を計算する第２駆動量計算部と、
前記第１駆動量計算部が計算した第１駆動量又は前記第２駆動量計算部が計算した第２駆動量のどちらで前記駆動部を駆動するかを判定する判定部と、
を備える
ことを特徴とする。
【００１０】
本発明の一実施形態に係る内視鏡システムでは、
前記比較部は、前記画像記憶部に記憶された前記撮像対象の画像と、新たに撮像されている撮像対象の画像と、の類似度を計算する類似度計算部を有し、
前記判定部は、前記類似度計算部が計算した類似度に応じて判定する。
【００１１】
本発明の一実施形態に係る内視鏡システムでは、
前記画像記憶部は、前記類似度計算部が計算した類似度があらかじめ定めた所定値よりも高いと判定された後、前記画像記憶部が記憶した前記撮像対象の画像を削除して、新たに撮像されている撮像対象の画像に書き換え、再記憶する。
【００１２】
本発明の一実施形態に係る内視鏡システムでは、
前記画像記憶部は、前記類似度計算部が計算した類似度があらかじめ定めた所定値よりも低いと判定された後、前記類似度の時間変化があらかじめ定めた所定値よりも低い場合、前記画像記憶部が記憶した前記撮像対象の画像を削除して、新たに撮像されている撮像対象の画像に書き換え、再記憶する。
【００１３】
本発明の一実施形態に係る内視鏡システムでは、
前記画像記憶部に記憶された前記撮像対象の画像又は前記新たに撮像されている撮像対象の画像の特徴点を抽出する特徴点抽出部
を備え、
前記特徴点抽出部の抽出した特徴点の量があらかじめ定めた所定量より少ない場合、前記第１駆動量で前記駆動部を駆動する。
【００１４】
本発明の一実施形態に係る内視鏡システムは、
前記内視鏡を体腔内に挿通する内視鏡用トロッカ
を備え、
前記内視鏡用位置センサでは、
前記内視鏡用トロッカに設けられ前記撮像部の先端の位置を測定する内視鏡用トロッカセンサと、
前記撮像部に設けられ前記撮像対象との距離を測定する距離センサと、
を有する。
【００１５】
本発明の一実施形態に係る内視鏡システムでは、
前記判定部が前記第１駆動量又は前記第２駆動量のどちらに判定したかを表示する表示部を備える
【００１６】
本発明の一実施形態に係る内視鏡システムでは、
前記内視鏡用位置センサからの入力信号を補正する補正部と、
前記第１駆動量計算部と前記第２駆動量計算部の計算値を比較して前記内視鏡用位置センサの検出誤差を取得し、前記補正部の補正パラメータを更新する補正パラメータ更新部と、
を備える。
【００１７】
本発明の一実施形態に係る内視鏡システムでは、
体腔内の患部を処置する処置具と、
前記処置具が挿通される処置具用トロッカと、
前記処置具用トロッカに設けられ前記処置具の先端の位置を測定する処置具用位置センサと、
を備え、
前記内視鏡用位置センサと前記処置具用位置センサの測定値から前記第１駆動量計算部又は前記第２駆動量計算部が計算した駆動量によって前記視野調節機構を駆動させて、前記内視鏡に前記処置具を追尾させる。
【００１８】
本発明の一実施形態に係る内視鏡の制御方法では、
撮像部と、前記撮像部の向きを変える視野調節機構を有する内視鏡における所望の撮像対象を捉えながら該視野調節機構を制御する内視鏡の制御方法であって、
前記内視鏡の先端または前記所望の撮像対象の位置を計算する位置計算ステップと、
前記所望の撮像対象を撮像した画像を記録する画像記録ステップと、
前記所望の撮像対象の位置を計算し記録する位置記憶ステップと、
前記撮像部による現時点での画像と記録された前記所望の撮像対象の画像を比較する画像比較ステップと、
前記所望の撮像対象が前記撮像部の視軸上に位置するように前記視野調節機構を駆動するための駆動量を計算する第１の駆動量計算ステップと、
前記所望の撮像対象の画像の中心を含むように前記視野調節機構を駆動するための駆動量を計算する第２の駆動量計算ステップと、
前記第１の駆動量計算ステップまたは前記第２の駆動量計算ステップのいずれかで計算した駆動量から前記視野調節機構を駆動する駆動ステップと、
を有する。
【００１９】
本発明の一実施形態に係る内視鏡の制御方法では、
前記第１の駆動量計算ステップは、前記画像比較ステップで比較した双方の画像の類似度が低いと判断した場合に駆動量を計算し、
前記第２の駆動量計算ステップは、前記画像比較ステップで比較した双方の画像の類似度が高いと判断した場合に駆動量を計算する。
【００２０】
本発明の一実施形態に係る内視鏡の制御方法では、
前記画像比較ステップで比較した双方の画像の類似度が高いと判断した場合、前記記録された画像を前記撮像部による現時点での画像に書き換える第１の画像書換ステップをさらに有する。
【００２１】
本発明の一実施形態に係る内視鏡の制御方法では、
前記第１の駆動量計算ステップは、前記画像比較ステップで比較した双方の画像の類似度が低いと判断した場合、かつ類似度の経時変化量が所定値よりも大きい場合に、前記駆動量を計算する。
【００２２】
本発明の一実施形態に係る内視鏡の制御方法では、
前記画像比較ステップで比較した双方の画像の類似度が低いと判断した場合、かつ類似度の経時変化量が所定値以下である場合に、前記記録された画像を前記撮像部による現時点での画像に書き換える第２の画像書換ステップをさらに有する。
【００２３】
本発明の一実施形態に係る内視鏡の制御方法では、
前記撮像部による現時点での画像の特徴点を抽出する特徴点抽出ステップをさらに有し、
前記特徴点抽出ステップで特徴点の量が所定量以下の場合、前記第１の駆動量計算ステップにより前記駆動量を計算し、
前記特徴点抽出ステップで特徴点の量が所定量よりも大きい場合、前記画像比較ステップで双方の画像を比較する。
【発明の効果】
【００２４】
この態様に係る内視鏡システムによれば、体腔内の環境が変化した場合であっても、対象領域が視野から外れないように内視鏡を制御することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本実施形態の内視鏡システムの一例を示す概略図である。
【図２】第１実施形態の内視鏡システムの一例を示す概略図である。
【図３】第１実施形態の内視鏡システムのトロッカセンサを模式的に示す図である。
【図４】第１実施形態の内視鏡システムの制御システムの一例を示す図である。
【図５】第１実施形態の内視鏡システムの制御フローチャートの一例を示す図である。
【図６】第１実施形態の内視鏡システムが画像を記憶する状態を示す図である。
【図７】第１実施形態の内視鏡システムの第１位置へ移動した後の内視鏡を示す図である。
【図８】第１実施形態の内視鏡システムの内視鏡１が関節を駆動させた状態を示す図である。
【図９】第１実施形態の内視鏡システムの第２位置へ移動した後の内視鏡を示す図である。
【図１０】第１実施形態の内視鏡システムが関節を駆動した状態を示す図である。
【図１１】第１実施形態の内視鏡システムで遮蔽物が存在する場合を示す図である。
【図１２】第２実施形態の内視鏡システムの制御フローチャートの一例を示す図である。
【図１３】第３実施形態の内視鏡システムの制御フローチャートの一例を示す図である。
【図１４】第４実施形態の内視鏡システムの制御フローチャートを示す図である。
【図１５】第４実施形態の内視鏡システムの画像内の特徴点を示す図である。
【図１６】第５実施形態の内視鏡システムのシステム図の一例を示す図である。
【図１７】第６実施形態の内視鏡システムが画像を記憶する状態を示す図である。
【図１８】第６実施形態の内視鏡システムの処置具３を移動した際に類似度が大きい状態を示す図である。
【図１９】第６実施形態の内視鏡システムの処置具３を移動した際に類似度が小さい状態を示す図である。
【図２０】他の実施形態の内視鏡システム１０の一例を示す概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
以下、実施形態について説明する。
【００２７】
図１は、本実施形態の内視鏡システム１０の一例を示す概略図である。
【００２８】
腹腔鏡手術では、患者の体壁に開けた穴にトロッカ（チャネル）２ａ〜２ｄと呼ばれる管を差し込み、このトロッカ２ａ〜２ｄを介して患者の体腔内に各種医療用器具が挿入される。図１では、トロッカ２ｂに内視鏡１が挿通され、トロッカ２ｄに鉗子等の処置具３が挿通された状態が示されている。トロッカ２ｂを介して患者の体腔内に差し込まれた内視鏡１の先端には、撮像部１ａ及び視野調節機構１ｂが設けられており、患部又は処置具等を視野に入れるように角度等を調節することが可能になっている。トロッカ２ｄを介して患者の体腔内に差し込まれた処置具３の先端部分には把持部等の先端部３ａが設けられており、施術者Ｍは内視鏡１の視野調節機構１ｂを調節し、撮像部１ａが撮像した患部の映像が表示されたモニタ等の表示部６を見ながら処置具３を操作することで、この先端部３ａを開閉し、患部に対する施術を行う。
【００２９】
図２は、第１実施形態の内視鏡システム１０の一例を示す概略図である。図３は、第１実施形態の内視鏡システム１０のトロッカセンサ５を模式的に示す図である。
【００３０】
内視鏡１は、トロッカ２に挿通されて体腔内Ｂに差し込まれる。内視鏡１は、操作入力部４を操作することによって、視野調節機構１ｂが調節され、撮像部１ａが撮像対象Ｐｔに向けられる。撮像部１ａの先端には、撮像対象Ｐｔとの距離を測定する位置センサとしての距離センサ１ｃが設置されることが好ましい。
【００３１】
なお、視野調節機構１ｂは、回転可能な少なくとも１つの電動関節を有することが好ましい。電動関節は、複数の関節を連続して設置すると、撮像部１ａの指向性が高くなるので、より好ましい。また、視野調節機構１ｂは、体腔外に配置してもよい。
【００３２】
本実施形態のトロッカ２は、図３に示すように、トロッカセンサ５を有している。本実施形態では、トロッカセンサ５として、傾斜角検出センサ５１、進退量検出センサ５２、回転量検出センサ５３を有して構成している。
【００３３】
傾斜角検出センサ５１は、トロッカ２が、基準座標系に対してどの方向を向いているかを検出するためのセンサである。ここで、基準座標系とは、患者あるいは地面といった固定物に対して定義される座標系であり、例えば、図２の支点Ｐｂを中心とした座標系Ａである。傾斜角検出センサ５１としては、加速度センサなどの各種センサを使用することが可能である。加速度センサは、自己にかかる加速度を検出することで、トロッカ２がどの方向を向いているか、すなわち、図２に示すような基準座標系に対する傾斜角θを検出することが可能である。
【００３４】
進退量検出センサ５２は、トロッカ２に挿入された内視鏡１等の医療用器具がトロッカ２の挿通方向に対する進退量を検出するセンサである。医者などの施術者は、トロッカ２に対して医療用器具を抜き差しすることで、患者体内において医療用器具を操作して適切な位置に移動させる。進退量検出センサ５２は、トロッカ２に対する医療用器具の挿入位置を進退量として検出することが可能である。図２には、トロッカ１の挿通方向の中心軸Ｃが一点鎖線で示されている。進退量検出センサ５２は、この中心軸Ｃに平行な移動量を進退量として検出する。本実施形態における進退量検出センサ５２は、進退量検出ローラ５２ａとフォトセンサ５２ｂの組み合わせで構成されている。この場合、内視鏡１等の医療用器具に、フォトセンサ５２ｂで検出可能な進退位置検出マーク１１を設けることが好ましい。
【００３５】
回転量検出センサ５３は、施術者などの操作に応じて回転する医療用器具の回転量を検出するセンサである。挿通孔５５に挿入された医療用器具に対して、中心軸Ｃを軸とする回転操作を行うことで、医療用器具の先端に設けられたエンドエフェクタの向きを患者体内で変更することが可能である。回転量検出センサ５３は、この回転量を検出することで、医療用器具のエンドエフェクタがどの向きを向いているかを検出することが可能である。本実施形態における回転量検出センサ５３は、回転量検出ローラ５３ａとフォトセンサ５３ｂの組み合わせで構成されている。この場合、内視鏡１等の医療用器具に、フォトセンサ５３ｂで検出可能な進退位置検出マーク１２を設けることが好ましい。
【００３６】
以上、トロッカ２に配設されたトロッカセンサ５について説明したが、センサの構成は、各種形態を採用することが可能である。例えば、本実施形態では、進退量、回転量を検出するため、ローラを使用する機械センサの構成を採用しているが、進退量、回転量は、レーザマウスに用いられる表面の移動量、移動方向を検出可能な光学センサを採用することも可能である。その場合、１つの光学センサにて進退量及び回転量を検出することも可能である。本実施形態に係る医療システムは、患者体内に挿入される医療用器具の方向、あるいは、方向と位置が必要とされる。本実施形態では、これらを検出するため、各種センサをトロッカ２内に配設することで取り扱いを容易にしているが、医療用器具の方向、あるいは、方向と位置の検出は、トロッカ２外部に配設されたセンサを使用することとしてもよい。例えば、トロッカ２に配設された傾斜角検出センサ５１は、直接、医療用器具側に配設することとしてもよい。
【００３７】
図４は、第１実施形態の内視鏡システム１０の制御システムの一例を示す図である。
【００３８】
内視鏡システム１０は、制御部（コントローラ）７によって制御される。位置計算部７１は、トロッカセンサ５及び距離センサ１ｃから入力された情報をもとに図２に示した撮像対象Ｐｔの位置を計算する。位置記憶部７２は、位置計算部７１で計算された撮像対象Ｐｔの位置を記憶する。第１駆動量計算部７３は、位置計算部７１で計算された撮像対象Ｐｔの位置が内視鏡視軸上にくるように、図２に示した視野調節機構１ｂを駆動する駆動部８の駆動量を計算する。駆動部８としては、視野調節機構１ｂの関節を回動させる電動モータ等により直接回動させる形態、あるいは、ワイヤ等を介して間接的に関節を回動させる形態がある。
【００３９】
画像記憶部７４は、撮像部１ａが撮像した画像を記憶する。記憶する画像は、撮像部１ａが撮像した画像の少なくとも一部でよい。比較部としての類似度計算部７５は、撮像部１ａが移動前に撮像し画像記憶部７４に記憶された記憶画像と、撮像部１ａが移動後に撮像した撮像画像と、を比較し、類似度を計算する。類似度の計算は、従来のテンプレートマッチングのような方法でよい。第２駆動量計算部７６は、撮像部１ａが移動後の撮像画像を撮像した位置から移動前の記憶画像を撮像した位置に向くように、図２に示した視野調節機構１ｂを駆動する駆動部８の駆動量を計算する。
【００４０】
判定部７７は、類似度計算部７５が計算した類似度から、第１駆動量計算部７３が計算したセンサベースの第１駆動量と、第２駆動量計算部７６が計算した画像ベースの第２駆動量のどちらを用いるか判定する。
【００４１】
切替部７８は、操作入力部４からの入力信号によって、通常モードとトラッキングモードを切り替える。通常モードは撮像部１ａが移動した場合に視野も移動し、トラッキングモードは撮像部１ａが移動した場合でも撮像対象Ｐｔを視野内に固定する。
【００４２】
なお、判定部７７の判定結果、切替部７８のモード状態、及び画像のうち、少なくとも１つを表示する表示部６を備えてもよい。
【００４３】
図５は、第１実施形態の内視鏡システム１０の制御フローチャートの一例を示す図である。
【００４４】
第１実施形態の内視鏡システム１０では、まずステップ１で、切替部７８のトラッキングモードがＯＮか否かを判定する（ＳＴ１）。
【００４５】
ステップ１において、切替部７８のトラッキングモードがＯＮの場合、ステップ２で、カウンタがｉ＝０か否かを判定する（ＳＴ２）。
【００４６】
ステップ２において、カウンタがｉ＝０の場合、ステップ３で、画像記憶部７４が、現在、撮像部１ａが撮像している撮像対象Ｐｔの基準画像Ｐｔ0を記憶する（ＳＴ３）。
【００４７】
図６は、第１実施形態の内視鏡システム１０が画像を記憶する状態を示す図である。図６（Ａ）は、撮像対象Ｐｔに向けた第１実施形態の内視鏡１を示す図、図６（Ｂ）は、その時の表示部６を示す図、図６（Ｃ）は基準画像Ｐｔ0を示す図である。
【００４８】
施術者は、図６（ｂ）に示すように撮像対象Ｐｔが映るように、図６（ａ）に示すように、内視鏡１の撮像部１ａを操作する。この状態で、施術者が撮像対象Ｐｔの画像を記憶するように指示すると、図６（ｃ）に示すように、撮像対象Ｐｔの基準画像Ｐｔ0を記憶する。
【００４９】
続いて、ステップ４で、位置計算部７１が、トロッカセンサ５及び距離センサ１ｃから入力された情報をもとに内視鏡先端及び撮像対象Ｐｔの位置を計算し、位置記憶部７２がその位置を記憶する（ＳＴ４）。
【００５０】
続いて、ステップ５で、カウンタをｉ＝１とし（ＳＴ５）、ステップ１に戻る。
【００５１】
また、ステップ２において、カウンタがｉ＝０でない場合、ステップ６で、類似度計算部７５が前回記憶された撮像対象Ｐｔの基準画像Ｐｔ0と移動後の撮像対象Ｐｔの画像Ｐｔ1との類似度を計算し、判定部７７は類似度Ｐが所定の値Ｐｔｈより大きいか否かを判定する（ＳＴ６）。言い換えれば、判定部７７が、第１駆動量計算部７３が計算したセンサベースの第１駆動量と、第２駆動量計算部７６が計算した画像ベースの第２駆動量のどちらを用いるか判定する。
【００５２】
ステップ６において、類似度Ｐが所定の値Ｐｔｈより大きい場合、ステップ７で、第２駆動量計算部７６が計算した画像ベースの第２駆動量を計算する（ＳＴ７）。続いて、ステップ８で、第２駆動量で関節を駆動する（ＳＴ８）。
【００５３】
図７は、第１実施形態の内視鏡システム１０の第１位置へ移動した後の内視鏡１及びその時の表示部６を示す図である。図７（Ａ）は、第１実施形態の内視鏡システム１０の第１位置へ移動した後の内視鏡１を示す図、図７（Ｂ）は、その時の表示部６を示す図、図７（Ｃ）は撮像対象Ｐｔの画像Ｐｔ1の移動目標を示す図である。
【００５４】
図８は、第１実施形態の内視鏡システム１０の内視鏡１が関節を駆動させた状態を示す図である。図８（Ａ）は、第１実施形態の内視鏡システム１０の内視鏡１が関節を駆動させた状態を示す図、図８（Ｂ）は、その時の表示部６を示す図である。
【００５５】
施術者が内視鏡１を図６（Ａ）に示した記憶位置から図７（Ａ）に示す第１位置に移動させると、図６（Ｂ）に示すように記憶された撮像対象Ｐｔの基準画像Ｐｔ0は、図７（Ｂ）に示すように、移動後の撮像対象Ｐｔの画像Ｐｔ1のように見える。ここで、制御部７の類似度計算部７５は、画像記憶部７４に記憶された撮像対象Ｐｔの基準画像Ｐｔ0と、移動後の撮像対象Ｐｔの画像Ｐｔ1を比較し、類似度を計算する。
【００５６】
ここで、類似度Ｐがあらかじめ定めた所定の値Ｐｔｈより大きい場合、第２駆動量計算部７６は、図７（Ｃ）に示すように、移動後の撮像対象Ｐｔの画像Ｐｔ1を画像記憶部７４に記憶された撮像対象Ｐｔの基準画像Ｐｔ0のように少なくとも視野中心Ｏを含むように移動させるための方向と移動量を計算する。すなわち、第２駆動量計算部７６は、視野調節機構１ｂを駆動する第２駆動量を計算する。
【００５７】
その後、図８（Ａ）に示すように、視野調節機構１ｂを駆動して、撮像部１ａの向きを変更して、図８（Ｂ）に示すように、移動後の撮像対象Ｐｔの画像Ｐｔ1が少なくとも視野中心Ｏを含むように中央付近に移動する。
【００５８】
また、ステップ６において、類似度Ｐが所定の値Ｐｔｈより小さい場合、ステップ９で、第１駆動量計算部７３が計算したセンサベースの第１駆動量を計算する（ＳＴ９）。続いて、ステップ８で、第１駆動量で関節を駆動する。
【００５９】
図９は、第１実施形態の内視鏡システム１０の第２位置へ移動した後の内視鏡１及びその時の表示部６を示す図である。図９（Ａ）は、第１実施形態の内視鏡システム１０の第２位置へ移動した後の内視鏡１を示す図、図９（Ｂ）は、その時の表示部６を示す図、図９（Ｃ）は撮像対象Ｐｔの画像Ｐｔ2の移動目標を示す図である。
【００６０】
図１０は、第１実施形態の内視鏡システム１０が関節を駆動した状態を示す図及びその時の表示部６を示す図である。図１０（ａ）は第１実施形態の内視鏡システム１０が関節を駆動した状態を示す図、図１０（Ｂ）はその時の表示部６を示す図である。
【００６１】
施術者が内視鏡１を図６（Ａ）に示した記憶位置から図９（Ａ）に示す第２位置に移動させると、図６（Ｂ）に示す記憶された撮像対象Ｐｔの基準画像Ｐｔ0は、図９（Ｂ）に示すように、移動後の撮像対象Ｐｔの画像Ｐｔ2のように見える。制御部７の類似度計算部７５は、画像記憶部７４に記憶された撮像対象Ｐｔの基準画像Ｐｔ0と、移動後の撮像対象Ｐｔの画像Ｐｔ2を比較し、類似度を計算する。
【００６２】
ここで、類似度Ｐが所定の値Ｐｔｈより小さい場合、第１駆動量計算部７３は、トロッカセンサ５と距離センサ１ｃの測定値から、図９（Ｃ）に示すように、移動後の撮像対象Ｐｔの画像Ｐｔ2を画像記憶部７４に記憶された撮像対象Ｐｔの基準画像Ｐｔ0のように少なくとも視野中心Ｏを含むように中央付近に移動するための視野調節機構１ｂの方向と角度を計算する。すなわち、第２駆動量計算部７６は、視野調節機構１ｂを駆動する第２駆動量を計算する。
【００６３】
その後、図１０（Ａ）に示すように、視野調節機構１ｂを駆動して、撮像部１ａの向きを変更して、図１０（Ｂ）に示すように、移動後の撮像対象Ｐｔの画像Ｐｔ2を少なくとも視野中心Ｏを含むように中央付近に移動する。
【００６４】
なお、ステップ１において、切替部７８のトラッキングモードがＯＦＦの場合、ステップ１０で、ユーザーインターフェイスから駆動量を計算する（ＳＴ１０）。続いて、ステップ１１で、カウンタをｉ＝０とする（ＳＴ１１）。その後、ステップ８で、第１駆動量で関節を駆動する。
【００６５】
このように、本実施形態の内視鏡システム１０によれば、撮像対象Ｐｔを撮像可能な撮像部１ａ、撮像部１ａの向きを変える視野調節機構１ｂ、視野調節機構１ｂを操作する操作入力部４、及び視野調節機構１ｂを駆動する駆動部、を有する内視鏡１と、体腔Ｂ内の内視鏡１の位置を検出する内視鏡用位置センサ（トロッカセンサ）５と、内視鏡１の先端から撮像対象Ｐｔまでの距離を計測する距離計測部（距離センサ）１ｃと、内視鏡用位置センサ５と距離計測部１ｃの情報をもとに内視鏡先端及び撮像対象Ｐｔの位置を計算する位置計算部７１と、位置計算部７１が計算した位置を記憶する位置記憶部７２と、位置記憶部７２の位置情報に応じて視野調節機構１ｂの駆動量を計算する第１駆動量計算部７３と、撮像部１ａが撮像した撮像対象Ｐｔの画像Ｐｔ0を記憶する画像記憶部７４と、画像記憶部７４に記憶された撮像対象Ｐｔの画像Ｐｔ0と、新たに撮像されている撮像対象Ｐｔの画像Ｐｔ1と、を比較する比較部７５と、比較部７５が比較した結果に応じて視野調節機構１ｂの駆動量を計算する第２駆動量計算部７６と、第１駆動量計算部７３が計算した第１駆動量又は第２駆動量計算部７６が計算した第２駆動量のどちらで駆動部８を駆動するかを判定する判定部７７と、を備えるので、体腔Ｂ内の環境が変化した場合であっても、対象領域Ｐｔが視野から外れないように内視鏡１を制御することが可能となる。
【００６６】
また、比較部７５は、画像記憶部７４に記憶された撮像対象Ｐｔの画像Ｐｔ0と、新たに撮像されている撮像対象Ｐｔの画像Ｐｔ1と、類似度を計算する類似度計算部７５を有し、判定部７７は、類似度計算部７５が計算した類似度に応じて判定するので、精度を向上させることが可能となる。
【００６７】
さらに、本実施形態の内視鏡１の制御方法によれば、撮像部１ａと、撮像部１ａの向きを変える視野調節機構１ｂを有する内視鏡１における所望の撮像対象を捉えながら該視野調節機構１ｂを制御する内視鏡１の制御方法であって、内視鏡１の先端または所望の撮像対象の位置を計算する位置計算ステップと、所望の撮像対象を撮像した画像を記録する画像記録ステップと、所望の撮像対象の位置を計算し記録する位置記憶ステップと、撮像部１ａによる現時点での画像と記録された所望の撮像対象の画像を比較する画像比較ステップと、所望の撮像対象が撮像部１ａの視軸上に位置するように視野調節機構１ｂを駆動するための駆動量を計算する第１の駆動量計算ステップと、所望の撮像対象の画像の中心を含むように視野調節機構１ｂを駆動するための駆動量を計算する第２の駆動量計算ステップと、第１の駆動量計算ステップまたは第２の駆動量計算ステップのいずれかで計算した駆動量から視野調節機構１ｂを駆動する駆動ステップと、を有するので、体腔Ｂ内の環境が変化した場合であっても、対象領域Ｐｔが視野から外れないように内視鏡１を制御することが可能となる。
【００６８】
また、内視鏡の制御方法として、第１の駆動量計算ステップは、画像比較ステップで比較した双方の画像の類似度が低いと判断した場合に駆動量を計算し、第２の駆動量計算ステップは、画像比較ステップで比較した双方の画像の類似度が高いと判断した場合に駆動量を計算するので、精度を向上させることが可能となる。
【００６９】
次に、遮蔽物が存在することで類似度が低いと判定される場合について説明する。
【００７０】
図１１は、第１実施形態の内視鏡システム１０で遮蔽物が存在する場合を示す図及びその時の表示部６を示す図である。図１１（ａ）は第１実施形態の内視鏡システム１０で遮蔽物が存在する場合を示す図、図１１（Ｂ）はその時の表示部６を示す図である。
【００７１】
施術者が内視鏡１と共に鉗子等の処置具３を使用する際、図１１（Ａ）に示すように撮像対象Ｐｔの前に鉗子等の遮蔽物３が存在する場合がある。制御部７の類似度計算部７５は、画像記憶部７４に記憶された撮像対象Ｐｔの基準画像Ｐｔ0と、移動後の撮像対象Ｐｔの画像Ｐｔ1を比較し、類似度を計算する。
【００７２】
ここで、類似度Ｐが所定の値Ｐｔｈより小さい場合、第１駆動量計算部７３は、トロッカセンサ５と距離センサ１ｃの測定値から、図１１（Ｂ）に示すように、移動後の撮像対象Ｐｔの画像Ｐｔ1を中央に移動するための視野調節機構１ｂの方向と角度を計算する。すなわち、第１駆動量計算部７３が視野調節機構１ｂを駆動する第１駆動量を計算し、計算した第１駆動量で視野調節機構１ｂを駆動する。
【００７３】
図１２は、第２実施形態の内視鏡システム１０の制御フローチャートの一例を示す図である。
【００７４】
第２実施形態の内視鏡システム１０の制御では、第１実施形態の制御における類似度判定のステップ６において、カウンタがｉ＝０の最初に記憶された撮像対象Ｐｔの基準画像Ｐｔ0とカウンタがｉ＝１の移動後の撮像対象Ｐｔの画像Ｐｔ1の類似度Ｐが所定値Ｐｔｈよりも高いと判定された後に、ステップ６2で、画像記憶部７４が最初に記憶された撮像対象Ｐｔの基準画像Ｐｔ0を削除して移動後の撮像対象Ｐｔの画像Ｐｔ1に書き換え、再記憶する（ＳＴ６2）。
【００７５】
例えば、カウンタがｉ＝０の最初のターンで内視鏡システム１０の状態が図６（Ａ）に示す初期状態であり、図６（Ｃ）の撮像対象の基準画像Ｐｔ0が記憶されるとする。次のカウンタがｉ＝１のターンで図８に示す新たな状態になり、図６（Ｃ）の撮像対象Ｐｔの基準画像Ｐｔ0との類似度が高いと判定されると、図６（Ｃ）の撮像対象Ｐｔの基準画像Ｐｔ0に代えて、図８（Ｂ）の移動後の撮像対象Ｐｔの画像Ｐｔ1を上書き記憶する。
【００７６】
また、次のターンで図１０に示す状態になり、図１０（Ｂ）の再移動後の撮像対象Ｐｔの画像Ｐｔ2と図８（Ｂ）の移動後の撮像対象Ｐｔの画像Ｐｔ1との類似度が高いと判定されると、図８（Ｂ）の移動後の撮像対象Ｐｔの画像Ｐｔ1に代えて、図１０（Ｂ）の再移動後の撮像対象Ｐｔの画像Ｐｔ2を上書き記憶する。
【００７７】
すなわち、撮像対象Ｐｔに急激な変化が存在しなければ、再記憶して画像ベースで視野調節機構１ｂを駆動する。なお、図１１に示した鉗子等のような処置具３が遮蔽物として現れ、急激な変化が存在する場合には、センサベースで視野調節機構１ｂを駆動する。
【００７８】
このように、画像記憶部７４は、類似度計算部７５が計算した類似度があらかじめ定めた所定値よりも高いと判定された後、画像記憶部７４が記憶した撮像対象Ｐｔの画像Ｐｔ0を削除して、新たに撮像されている撮像対象Ｐｔの画像Ｐｔ1に書き換え、再記憶するので、より精度を向上させることが可能となる。
【００７９】
また、内視鏡の制御方法として、画像比較ステップで比較した双方の画像の類似度が高いと判断した場合、記録された画像を撮像部１ａによる現時点での画像に書き換える第１の画像書換ステップをさらに有するので、より精度を向上させることが可能となる。
【００８０】
図１３は、第３実施形態の内視鏡システム１０の制御フローチャートの一例を示す図である。
【００８１】
第３実施形態の内視鏡システム１０の他の制御では、第１実施形態の制御における類似度判定のステップ６において、カウンタがｉ＝０の最初に記憶された撮像対象Ｐｔの基準画像Ｐｔ0とカウンタがｉ＝１の移動後の撮像対象Ｐｔの画像Ｐｔ1の類似度Ｐが所定値Ｐｔｈよりも低いと判定された後に、ステップ６1で、画像類似度の時間変化Ｐδがあらかじめ定めた所定値Ｐ１よりも大きいか否かを判定する（ＳＴ６1）。
【００８２】
ステップ６1において、画像類似度の時間変化Ｐδが所定値Ｐ１よりも大きい場合、ステップ９に進み、センサベースで駆動する。
【００８３】
ステップ６1において、画像類似度の時間変化Ｐδが所定値Ｐ１よりも小さい場合、ステップ６2で、画像記憶部７４が撮像対象Ｐｔの基準画像Ｐｔ0を削除して所定時間後の撮像対象Ｐｔの画像Ｐｔ1に書き換えて、再記憶する（ＳＴ６2）。その後、ステップ７に進む。
【００８４】
すなわち、撮像対象Ｐｔに急激な変化が生じても、その後の時間変化が少ない場合、新たな所定時間後の撮像対象Ｐｔの画像Ｐｔ1を再記憶して、画像ベースの第２駆動量で視野調節機構１ｂを駆動する。例えば、患部の一部に出血が生じても、出血後の所定時間後の撮像対象Ｐｔの画像Ｐｔ1の変化が少なく安定している場合には、出血後の所定時間後の撮像対象の画像Ｐｔ1を新たな基準の画像として再記憶することが好ましい。
【００８５】
このように、画像記憶部７４は、類似度計算部７５が計算した類似度があらかじめ定めた所定値よりも低いと判定された後、類似度の時間変化があらかじめ定めた所定値よりも低い場合、画像記憶部７４が記憶した撮像対象Ｐｔの画像Ｐｔ0を削除して、新たに撮像されている撮像対象Ｐｔの画像Ｐｔ1に書き換え、再記憶するので、より精度を向上させることが可能となる。
【００８６】
また、内視鏡の制御方法として、第１の駆動量計算ステップは、画像比較ステップで比較した双方の画像の類似度が低いと判断した場合、かつ類似度の経時変化量が所定値よりも大きい場合に、駆動量を計算するので、精度を向上させることが可能となる。
【００８７】
また、内視鏡の制御方法として、画像比較ステップで比較した双方の画像の類似度が低いと判断した場合、かつ類似度の経時変化量が所定値以下である場合に、記録された画像を撮像部１ａによる現時点での画像に書き換える第２の画像書換ステップをさらに有するので、より精度を向上させることが可能となる。
【００８８】
図１４は、第４実施形態の内視鏡システム１０の制御フローチャートを示す図である。図１５は、第４実施形態の内視鏡システム１０の画像内の特徴点を示す図である。図１５（Ａ）は特徴点が多い場合、図１５（Ｂ）は特徴点Ｆが少ない場合を示す。
【００８９】
第４実施形態の内視鏡システム１０は、画像内の特徴点を抽出する特徴点抽出部及び抽出した特徴点の量があらかじめ定めた所定量よりも多いか否かを判定する特徴点計算部を有する。第４実施形態の内視鏡システム１０の制御では、第１実施形態の制御における類似度判定のステップ６の前に、ステップ６’で、画像の特徴点Ｆを抽出する（ＳＴ６’）。画像の特徴点Ｆは、例えば、図１５に示すように、背景と異なる部分及びその部分の屈曲点等を抽出すればよい。
【００９０】
次に、ステップ６”で、画像内の特徴点Ｆの量があらかじめ定めた所定量よりも多いか否かを判定する（ＳＴ６”）。例えば、図１５（Ｂ）に示した中央付近の領域のように、特徴点Ｆが少ない部分で類似度を比較すると、類似度を的確に判定することができない。
【００９１】
そのため、ステップ６”において、画像内の特徴点Ｆの量があらかじめ定めた所定量よりも少ない場合、ステップ９に進み、センサベースで駆動する。
【００９２】
ステップ６”において、画像内の特徴点Ｆの量があらかじめ定めた所定量よりも多い場合には、ステップ６に進み、以下、実施形態１と同様に制御する。
【００９３】
なお、ステップ６’及びステップ６”で行う特徴点Ｆの抽出及び特徴点Ｆの量の判定は、ステップ６の類似度判定の前であればどの時点で実行してもよい。
【００９４】
このように、画像記憶部７４に記憶された撮像対象Ｐｔの画像Ｐｔ0又は新たに撮像されている撮像対象Ｐｔの画像Ｐｔ1の特徴点を抽出する特徴点抽出部と、を備え、特徴点抽出部の抽出した特徴点の量があらかじめ定めた所定量より少ない場合、第１駆動量で駆動部８を駆動するので、特徴量が少なく類似度が比較しづらい場合であっても適用することが可能となる。なお、特徴点の量を判断する領域のサイズは、可変である。
【００９５】
また、内視鏡の制御方法として、撮像部１ａによる現時点での画像の特徴点を抽出する特徴点抽出ステップをさらに有し、特徴点抽出ステップで特徴点の量が所定量以下の場合、第１の駆動量計算ステップにより駆動量を計算し、特徴点抽出ステップで特徴点の量が所定量よりも大きい場合、画像比較ステップで双方の画像を比較するので、特徴量が少なく類似度が比較しづらい場合であっても適用することが可能となる。
【００９６】
図１６は、第５実施形態の内視鏡システム１０のシステム図の一例を示す図である。
【００９７】
第５実施形態の内視鏡システム１０は、トロッカセンサ５及び距離センサ１ｃからの入力信号を補正する補正部９１と、第１駆動量計算部７３と第２駆動量計算部７６の計算値を比較して各センサの検出誤差を取得し、補正部９１の補正パラメータを更新する補正パラメータ更新部９２と、を有する。
【００９８】
本実施形態の内視鏡システム１０は、画像ベースによる制御が行われる場合及びセンサベースによる制御が行われる場合がある。センサは、製作時の初期誤差又は経時的な誤差が生じる可能性がある。そこで、第５実施形態の内視鏡システム１０では、センサベースで駆動量を計算する第１駆動量計算部７３の計算値と、画像ベースで駆動量を計算する第２駆動量計算部７６の計算値と、を比較して、補正パラメータ更新部９２で補正パラメータを求め、補正部９１で各センサの入力信号を補正する。したがって、トロッカセンサ５及び距離センサ１ｃからの入力信号は補正されて位置計算部７１に入力する。
【００９９】
このように、補正部９１が各センサ５，１ｃの入力信号を補正することによって、センサベースの駆動量の計算の精度を向上させることが可能となる。なお、補正部９１による補正及び補正パラメータ更新部９２による補正パラメータの更新は、どの時点で行ってもよい。例えば、制御開始前にあらかじめ補正パラメータ更新部９２で補正パラメータを更新し、センサベースの駆動量計算時に補正部９１で補正を行えばよい。また、センサベースの駆動量計算時に、補正パラメータ更新部９２で補正パラメータの更新し、補正部９１で補正を行ってもよい。
【０１００】
図１７は、第６実施形態の内視鏡システム１０が画像を記憶する状態及びその時の表示部６を示す図である。図１７（Ａ）は、第６実施形態の内視鏡システム１０が画像を記憶する状態を示す図、図１７（Ｂ）は、その時の表示部６を示す図、図１７（Ｃ）は基準画像Ｐｔ0を示す図である。
【０１０１】
第６実施形態の内視鏡システム１０では、撮像対象Ｐｔとして処置具３の先端部３ａを用いる。
【０１０２】
図１７（Ａ）に示すように、処置具３が挿通される第２トロッカ２’は支点Ｐｂ’を中心に回転可能であって、第２位置センサとしての第２トロッカセンサ５’は、トロッカセンサ５と同様に、少なくとも第２トロッカ２’の傾斜角度、第２トロッカ２’に対する処置具３の挿入量を検出可能である。
【０１０３】
第６実施形態の内視鏡システム１０では、基本的に図５と同様の制御フローチャートで制御される。
【０１０４】
図５に示したステップ３の画像記憶では、図４に示した画像記憶部７４が、現在、撮像部１ａが撮像している撮像対象Ｐｔの基準画像Ｐｔ0を記憶する。具体的には、施術者は、図１７（Ｂ）に示すように撮像対象Ｐｔとなる処置具３の先端部３ａの画像が映るように、内視鏡１の撮像部１ａを操作する。この状態で、施術者が撮像対象Ｐｔの基準画像Ｐｔ0を記憶するように指示すると、図１７（Ｃ）に示すように、撮像対象Ｐｔのとなる処置具３の先端部３ａの画像を基準画像Ｐｔ0として記憶する。
【０１０５】
また、ステップ４の位置記憶の際には、内視鏡１の位置に加えて処置具３の位置も記憶する。すなわち、ステップ４で、図４に示した位置計算部７１が、内視鏡１のトロッカセンサ５及び距離センサ１ｃから入力された情報及び処置具３の第２トロッカセンサ５’ から入力された情報をもとに内視鏡先端及び撮像対象Ｐｔとしての処置具３の先端部３ａの位置を計算し、位置記憶部７２がそれらの位置を記憶する。
【０１０６】
その後、ステップ６で、類似度Ｐを計算し、センサベース又は画像ベースで関節を駆動するか判定する。
【０１０７】
図１８は、第６実施形態の内視鏡システム１０の処置具３を移動した際に類似度が大きい状態及びその時の表示部６を示す図である。図１８（Ａ）は第６実施形態の内視鏡システム１０の処置具３を移動した際に類似度が大きい状態を示す図、図１８（Ｂ）はその時の表示部６を示す図である。
【０１０８】
施術者が処置具３を図１７（Ａ）に示した記憶位置から図１８（Ａ）に示す第１位置に移動させ、類似度Ｐが所定の値Ｐｔｈより大きい場合、内視鏡システム１０は、図５に示したステップ７で、画像ベースの第２駆動量を計算する。内視鏡１は、第２駆動量に基づいて視野調節機構１ｂを駆動させて、撮像部１ａの向きを変更し、図１８（Ｂ）に示すように、移動後の撮像対象Ｐｔの画像Ｐｔ1を少なくとも画面中心Ｏを含むように中央付近に移動させる。すなわち、内視鏡１は、処置具３の動きに追従することとなる。
【０１０９】
図１９は、第６実施形態の内視鏡システム１０の処置具３を移動した際に類似度が小さい状態を示す図である。図１９（Ａ）は第６実施形態の内視鏡システム１０の処置具３を移動した際に類似度が小さい状態を示す図、図１９（Ｂ）はその時の表示部６を示す図である。
【０１１０】
施術者が処置具３を図１７（Ａ）に示した記憶位置から図１９（Ａ）に示す第２位置に移動させると、身体組織等の障害物Ｏｂが撮像部１ａと撮像対象Ｐｔの間に存在する場合、類似度Ｐが所定の値Ｐｔｈより小さくなる。この場合、内視鏡システム１０は、図５に示したステップ９で、トロッカセンサ５と距離センサ１ｃの測定値及び第２トロッカセンサ５’の測定値からセンサベースの第１駆動量を計算する。そして、内視鏡１は、視野調節機構１ｂを駆動させて、撮像部１ａの向きを変更し、図１９（Ｂ）に示すように、移動後の撮像対象Ｐｔの画像Ｐｔ1を中央に移動する。すなわち、内視鏡１は、処置具３の動きを追従することとなる。
【０１１１】
このように、第６実施形態の内視鏡システム１０では、撮像対象Ｐｔとして処置具３の先端部３ａを用いるので、内視鏡１が処置具３を追従して駆動することとなり、処置具３を常に画面内に映すことができ、操作性を向上させることが可能となる。
【０１１２】
図２０は、他の実施形態の内視鏡システム１０の一例を示す概略図である。
【０１１３】
図２０に示す例では、体腔外に内視鏡１の駆動部８を設けている。駆動部８は、アクチュエータによって内視鏡１を進退方向、傾斜方向、及び軸中心に対する回転方向に駆動させることが可能である。
【０１１４】
本実施形態の内視鏡システム１０では、その他の例として、以下の実施態様も考えられる。
【０１１５】
例えば、位置記憶部７２が複数の位置を記憶することができ、記憶した複数の位置のうち、追従する位置を選択する選択部を有してもよい。この際、記憶した複数の位置に名称をつけ、表示部６に表示している複数の位置の名称を表示させてもよい。また、方向指示マークの近傍に、その方向指示マークに対応する位置の名称を表示させてもよい。さらに、本実施形態では、硬式の内視鏡１を例として用いたが、軟性の内視鏡でもよい。
【０１１６】
また、上記各実施形態における位置や駆動量等の計算は、予め設定した各種数式に入力値を与えて算出するものの他に、予め設定したルックアップテーブル（対応表）に対し、入力値をキーとし参照して所望の数値を導出する態様でもよい。さらには、数式とテーブルの組み合わせによる態様でもよい。
【０１１７】
なお、この実施形態によって本発明は限定されるものではない。すなわち、実施形態の説明に当たって、例示のために特定の詳細な内容が多く含まれるが、当業者であれば、これらの詳細な内容に色々なバリエーションや変更を加えても、本発明の範囲を超えないことは理解できよう。従って、本発明の例示的な実施形態は、権利請求された発明に対して、一般性を失わせることなく、また、何ら限定をすることもなく、述べられたものである。
【符号の説明】
【０１１８】
１…内視鏡
１ａ…撮像部
１ｂ…視野調節機構
１ｃ…距離センサ（距離計測部）
２…トロッカ
３…処置具
４…操作入力部
５…トロッカセンサ（内視鏡用位置センサ）
７…制御部（コントローラ）
７１…位置計算部
７２…位置記憶部
７３…第１駆動量計算部
７４…画像記憶部
７５…類似度計算部（比較部）
７６…第２駆動量計算部
７７…判定部
７８…切替部
８…駆動部
９１…補正部
９２…補正パラメータ更新部
１０…内視鏡システム
【図１】
2015154803.tif 000003
【図２】
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【図３】
2015154803.tif 000005
【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
2015154803.tif 000009
【図８】
2015154803.tif 000010
【図９】
2015154803.tif 000011
【図１０】
2015154803.tif 000012
【図１１】
2015154803.tif 000013
【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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