(57)【要約】シャフト（１０）と操作部（２０）と撮像部（１５）とを備える内視鏡本体（１）と、内視鏡本体（１）を支持し、所定の各回転軸回りに回転角度を変更可能な複数の関節部により内視鏡本体（１）の姿勢および位置を変更可能なアーム（４１）と、関節部ごとの角度情報を記録するメモリと、ＣＰＵと、操作者（Ｄ）が操作部（２０）を把持して内視鏡本体（１）の姿勢および位置を変更する記録操作モードとＣＰＵにより内視鏡本体（１）の姿勢および位置を変更する自動操作モードとを切り替えるモード切替スイッチ（２３）とを備え、記録操作モードから自動操作モードに切り替えた場合に、ＣＰＵが、記録操作モード中にメモリに記録された角度情報に基づいて関節部ごとの回転角度の変化を時系列的に逆再生し、内視鏡本体（１）の姿勢および位置を記録操作モードの初期状態に戻す内視鏡システム（１００）を提供する。
2014156218.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
体腔内に挿入される細長い挿入部と、該挿入部の基端側に設けられ操作者が把持可能な本体操作部と、前記挿入部の先端の視野を撮像する撮像部とを備える内視鏡本体と、
該内視鏡本体を支持し、所定の各回転軸回りに回転角度を変更可能な複数のホルダ関節部を有し、これらのホルダ関節部の回転角度を変えることにより前記内視鏡本体の姿勢および位置を変更可能なホルダと、
前記ホルダ関節部ごとの回転角度に関するホルダ角度情報を記録するホルダ角度記録部と、
前記ホルダ関節部ごとに回転角度の変更を制御する制御部と、
操作者が前記本体操作部を把持して前記内視鏡本体の姿勢および位置を変更する手動モードと前記制御部により前記内視鏡本体の姿勢および位置を変更する自動復帰モードとを切り替える切替部とを備え、
該切替部により前記手動モードから前記自動復帰モードに切り替えた場合に、前記制御部が、前記手動モード中に前記ホルダ角度記録部に記録された前記ホルダ角度情報に基づいて前記ホルダ関節部ごとの回転角度の変化を時系列的に逆再生し、前記内視鏡本体の姿勢および位置を前記手動モードの初期状態に戻す内視鏡システム。
【請求項２】
前記複数のホルダ関節部が、前記ホルダの長手方向に交差する前記回転軸回りに回転可能な複数の湾曲関節部と、前記ホルダの長手方向に沿って延びる前記回転軸回りに回転可能なホルダ回転関節部と、前記挿入部を前記撮像部の光軸に沿って延びる前記回転軸回りに回転させる内視鏡回転関節部とを含む請求項１に記載の内視鏡システム。
【請求項３】
前記内視鏡本体が、前記挿入部の先端部に設けられ、長手方向に交差する所定の各回転軸回りに回転角度を変更可能な複数の先端関節部と、前記操作者の操作により前記先端関節部ごとの回転角度を変更する先端操作部とを有し、
該先端操作部により変更される前記先端関節部ごとの回転角度の時系列変化に関する先端角度情報を記録する先端角度記録部とを備え、
前記切替部により前記手動モードから前記自動復帰モードに切り替えた場合に、前記制御部が、前記手動モード中に前記先端角度記録部に記録された前記先端角度情報に基づいて、前記ホルダ関節部ごとの回転角度の変化の逆再生に同期して前記先端関節部ごとの回転角度の変化を時系列的に逆再生し、前記挿入部の角度を前記手動モードの初期状態に戻す請求項１または請求項２に記載の内視鏡システム。
【請求項４】
前記ホルダ関節部が、前記回転軸回りに回転駆動する回転駆動部と、該回転駆動部の前記ホルダ角度情報を出力する情報出力部とを備え、
前記制御部が、前記手動モード中は前記駆動部による前記回転部の制御を停止し、前記自動復帰モード中は前記情報出力部からの前記ホルダ角度情報の出力を停止する請求項１から請求項３のいずれかに記載の内視鏡システム。
【請求項５】
前記切替部が、前記制御部による各前記ホルダ関節部の制御を停止するとともに前記ホルダ角度記録部による前記ホルダ角度情報の記録を停止し、操作者が前記本体操作部を把持して前記内視鏡本体の姿勢および位置を変更する非記録モードを前記手動モードおよび前記自動復帰モードと切り替える請求項１から請求項４のいずれかに記載の内視鏡システム。
【請求項６】
前記撮像部により撮像された前記先端の視野の画像を記録する画像記録部と、
該画像記録部により前記手動モード中に記録された前記画像と前記撮像部により前記自動復帰モード中に取得される前記先端の視野の画像とを比較する画像比較部とを備え、
該画像比較部により、前記自動復帰モード中に取得される前記先端の視野の画像の特徴が前記画像記録部によって前記手動モード中に記録された前記画像の特徴よりも所定の閾値以上異なると判断された場合に、前記制御部が前記ホルダ関節部の回転角度の変化の逆再生を停止する請求項１から請求項５のいずれかに記載の内視鏡システム。
【請求項７】
前記ホルダ関節部の種類、数および／または位置が異なる複数の前記内視鏡本体が、前記関節部の種類、数および／または位置に応じた個体情報を有し、
前記ホルダが、支持した前記内視鏡装置の個体情報を識別する識別部を備え、
前記制御部が、前記識別部により識別された前記個体情報に基づいて前記ホルダ関節部ごとの回転角度の変更を制御する請求項１から請求項６のいずれかに記載の内視鏡システム。
【請求項８】
所定の各回転軸回りに回転角度を変更可能な複数のホルダ関節部を有するホルダにより内視鏡本体を支持し、前記ホルダ関節部の回転角度を変えることにより前記内視鏡本体の姿勢および位置を変更可能な内視鏡システムの作動方法であって、
操作者により前記内視鏡本体が把持されて前記内視鏡本体の姿勢および位置が変更されたときの前記ホルダ関節部ごとの回転角度の時系列変化に関するホルダ角度情報を記録する記録ステップと、
該記録ステップにより記録された前記ホルダ角度情報に基づいて前記ホルダ関節部ごとの回転角度の変化を時系列的に逆再生し、前記内視鏡本体の姿勢および位置を前記記録ステップの初期状態に戻す自動復帰ステップとを含む内視鏡システムの作動方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内視鏡システムおよび内視鏡システムの作動方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、腹腔鏡下外科手術等に用いられ、患者の体腔内に挿入した処置具による患部の処置状態を内視鏡によって術者が観察しながら処置を行うようにした内視鏡システムが知られている（例えば、特許文献１参照。）。特許文献１に記載の内視鏡システムは、体腔内に挿入した内視鏡の観察像の一部または全部をＣＣＤ（Ｃｈａｒｇｅ  Ｃｏｕｐｌｅｄ  Ｄｅｖｉｃｅ）により撮像して術者が外部で観察できるようにしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平１０−１１８００６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、腹腔鏡下外科手術等においては、リニアステイプラ処置具により患部の組織切離と縫合とを同時に行う場合や、クリップ処置具により患部の管状組織を挟んで管状組織を切除する場合のように、患部の近接視野が得られる位置と俯瞰視野が得られる位置との間で内視鏡を高い頻度で行き来させて処置状態を確認することが必要になる。その場合に、従来の内視鏡システムでは、内視鏡を操作する内視鏡操作者の習熟度によっては、患部に対する近接位置と俯瞰位置との間を行き来させたり患部の側面の視野を得るための側面位置と正面位置との間を行き来させたりするなど内視鏡の往復移動を繰り返す際に、内視鏡を最適な位置に配置することが困難であった。【０００５】
本発明は上述した事情に鑑みてなされたものであって、内視鏡の往復移動を繰り返す際に、操作者による操作の煩わしさを軽減して内視鏡を再現性よく配置することができる内視鏡システムおよび内視鏡システムの作動方法を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するために、本発明は以下の手段を提供する。
本発明の第１態様は、体腔内に挿入される細長い挿入部と、該挿入部の基端側に設けられ操作者が把持可能な本体操作部と、前記挿入部の先端の視野を撮像する撮像部とを備える内視鏡本体と、該内視鏡本体を支持し、所定の各回転軸回りに回転角度を変更可能な複数のホルダ関節部を有し、これらのホルダ関節部の回転角度を変えることにより前記内視鏡本体の姿勢および位置を変更可能なホルダと、前記ホルダ関節部ごとの回転角度に関するホルダ角度情報を記録するホルダ角度記録部と、前記ホルダ関節部ごとに回転角度の変更を制御する制御部と、操作者が前記本体操作部を把持して前記内視鏡本体の姿勢および位置を変更する手動モードと前記制御部により前記内視鏡本体の姿勢および位置を変更する自動復帰モードとを切り替える切替部とを備え、該切替部により前記手動モードから前記自動復帰モードに切り替えた場合に、前記制御部が、前記手動モード中に前記ホルダ角度記録部に記録された前記ホルダ角度情報に基づいて前記ホルダ関節部ごとの回転角度の変化を時系列的に逆再生し、前記内視鏡本体の姿勢および位置を前記手動モードの初期状態に戻す内視鏡システムである。【０００７】
本態様によれば、内視鏡本体がホルダにより支持されており、操作者が本体操作部を把持して手動で操作すると、ホルダの複数のホルダ関節部の回転角度が変化することにより内視鏡本体の姿勢および位置が変更される。したがって、操作者が手動操作により患者の体腔内に内視鏡本体の挿入部を挿入し、撮像部により挿入部の視野の前方を撮像させることで、体腔内の所望の位置の画像を取得することができる。【０００８】
この場合において、手動モードにより、操作者が内視鏡本体の姿勢および位置を変更しながら体腔内の所望の位置に挿入部を挿入して観察を行うと、手動モード中の初期状態の内視鏡本体の姿勢および位置を原点として、ホルダ角度記録部によりホルダ関節部ごとの回転角度の時系列変化に関するホルダ角度情報が記録される。【０００９】
そして、切替部により手動モードから自動復帰モードに切り替えると、制御部により、手動モード中にホルダ角度記録部に記録されたホルダ角度情報に基づいてホルダ関節部ごとの回転角度の変化が時系列的に逆再生される。これにより、手動モードにおいて操作者により手動操作された際の移動軌跡と同一の軌跡を内視鏡本体が逆方向に移動して、内視鏡本体の姿勢および位置が手動モードの初期状態に戻される。【００１０】
したがって、操作者が手動で内視鏡本体を操作して体腔内の所望の位置を観察した後は、操作者の習熟度によらずに内視鏡本体を元の姿勢および位置に容易に戻し、安定した視野を再現性よく得ることができる。したがって、患部に対する近接位置と俯瞰位置との間を行き来させるなど内視鏡本体の往復移動を繰り返す際に、操作者による操作の煩わしさを軽減して内視鏡本体を再現性よく配置することができる。【００１１】
上記態様においては、前記複数のホルダ関節部が、前記ホルダの長手方向に交差する前記回転軸回りに回転可能な複数の湾曲関節部と、前記ホルダの長手方向に沿って延びる前記回転軸回りに回転可能なホルダ回転関節部と、前記挿入部を前記撮像部の光軸に沿って延びる前記回転軸回りに回転させる内視鏡回転関節部とを含むこととしてもよい。【００１２】
このように構成することで、複数の湾曲関節部の回転角度をそれぞれ変化させることにより、内視鏡本体を光軸に交差する方向に揺動させたり、光軸方向に進退させたり、あるいは、光軸に平行する方向に平行移動等させたりすることができる。また、ホルダ回転関節部の回転角度を変化させることにより、挿入部の視野を光軸に直交する方向に移動させることができる。また、内視鏡回転関節部の回転角度を変化させることにより、挿入部の視野を光軸回りに回転させることができる。したがって、体腔内で内視鏡本体の挿入部を自在に操作することができる。【００１３】
上記態様においては、前記内視鏡本体が、前記挿入部の先端部に設けられ、長手方向に交差する所定の各回転軸回りに回転角度を変更可能な複数の先端関節部と、前記操作者の操作により前記先端関節部ごとの回転角度を変更する先端操作部とを有し、該先端操作部により変更される前記先端関節部ごとの回転角度の時系列変化に関する先端角度情報を記録する先端角度記録部とを備え、前記切替部により前記手動モードから前記自動復帰モードに切り替えた場合に、前記制御部が、前記手動モード中に前記先端角度記録部に記録された前記先端角度情報に基づいて、前記ホルダ関節部ごとの回転角度の変化の逆再生に同期して前記先端関節部ごとの回転角度の変化を時系列的に逆再生し、前記挿入部の角度を前記手動モードの初期状態に戻すこととしてもよい。【００１４】
このように構成することで、複数の先端関節部により挿入部の先端を光軸に交差する方向に屈曲させることにより、挿入部全体を移動させて視野を大きく展開しなくても、組織の裏側や狭所空間の視野を容易に確保することができる。【００１５】
上記態様においては、前記ホルダ関節部が、前記回転軸回りに回転駆動する回転駆動部と、該回転駆動部の前記ホルダ角度情報を出力する情報出力部とを備え、前記制御部が、前記手動モード中は前記駆動部による前記回転部の制御を停止し、前記自動復帰モード中は前記情報出力部からの前記ホルダ角度情報の出力を停止することとしてもよい。【００１６】
このように構成することで、手動モード中は、駆動部の影響を受けずに操作者が手動で回転部を回転軸回りに容易に回転させることができる。また、自動復帰モード中は、情報出力部からのホルダ角度情報の出力を停止する分だけ電力消費を低減することができる。【００１７】
上記態様においては、前記切替部が、前記制御部による各前記ホルダ関節部の制御を停止するとともに前記ホルダ角度記録部による前記ホルダ角度情報の記録を停止し、操作者が前記本体操作部を把持して前記内視鏡本体の姿勢および位置を変更する非記録モードを前記手動モードおよび前記自動復帰モードと切り替えることとしてもよい。【００１８】
このように構成することで、ホルダ関節部の回転角度を変更する電力を抑制するとともにホルダ角度記録部のメモリ容量を抑制しつつ、操作者が制御部の影響を受けずに手動で内視鏡本体を操作することができる。【００１９】
上記態様においては、前記撮像部により撮像された前記先端の視野の画像を記録する画像記録部と、該画像記録部により前記手動モード中に記録された前記画像と前記撮像部により前記自動復帰モード中に取得される前記先端の視野の画像とを比較する画像比較部とを備え、該画像比較部により、前記自動復帰モード中に取得される前記先端の視野の画像の特徴が前記画像記録部によって前記手動モード中に記録された前記画像の特徴よりも所定の閾値以上異なると判断された場合に、前記制御部が前記ホルダ関節部の回転角度の変化の逆再生を停止することとしてもよい。【００２０】
このように構成することで、手動モードと自動復帰モードとで体腔内の環境や他の処置具の状態等が変化した場合に、挿入部が処置具等と接触するのを防ぐことができる。【００２１】
上記態様においては、前記ホルダ関節部の種類、数および／または位置が異なる複数の前記内視鏡本体が、前記関節部の種類、数および／または位置に応じた個体情報を有し、前記ホルダが、支持した前記内視鏡装置の個体情報を識別する識別部を備え、前記制御部が、前記識別部により識別された前記個体情報に基づいて前記ホルダ関節部ごとの回転角度の変更を制御することとしてもよい。【００２２】
このように構成することで、ホルダにより内視鏡本体を支持すると、識別部により内視鏡本体ごとの個体情報が識別され、制御部によりその個体情報に基づいてホルダ関節部ごとの回転角度の変更が制御される。したがって、自動復帰モードにおいて、内視鏡本体ごとにホルダ関節部の種類、数および／または位置に対応した操作を行うことができる。【００２３】
本発明の第２態様は、所定の各回転軸回りに回転角度を変更可能な複数のホルダ関節部を有するホルダにより内視鏡本体を支持し、前記ホルダ関節部の回転角度を変えることにより前記内視鏡本体の姿勢および位置を変更可能な内視鏡システムの作動方法であって、操作者により前記内視鏡本体が把持されて前記内視鏡本体の姿勢および位置が変更されたときの前記ホルダ関節部ごとの回転角度の時系列変化に関するホルダ角度情報を記録する記録ステップと、該記録ステップにより記録された前記ホルダ角度情報に基づいて前記ホルダ関節部ごとの回転角度の変化を時系列的に逆再生し、前記内視鏡本体の姿勢および位置を前記記録ステップの初期状態に戻す自動復帰ステップとを含む内視鏡システムの作動方法である。【００２４】
本態様によれば、記録ステップにおいて、ホルダにより支持された内視鏡本体が操作者により把持されて手動で操作されると、初期状態の内視鏡本体の姿勢および位置を原点として、ホルダ関節部ごとの回転角度の時系列変化に関するホルダ角度情報が記録される。【００２５】
次いで、自動復帰ステップにおいて、記録ステップによって記録されたホルダ角度情報に基づいてホルダ関節部ごとの回転角度の変化が時系列的に逆再生されることにより、操作者が把持して手動で操作した際の移動軌跡を内視鏡本体が逆方向に移動し、内視鏡本体の姿勢および位置が記録ステップの初期状態に戻される。【００２６】
したがって、操作者が手動で内視鏡本体を操作して体腔内の所望の位置を観察した後は、操作者の習熟度によらずに内視鏡本体を元の姿勢および位置に容易に戻し、安定した視野を再現性よく得ることができる。したがって、患部に対する近接位置と俯瞰位置との間を行き来させるなど内視鏡本体の往復移動を繰り返す際に、操作者による操作の煩わしさを軽減して内視鏡を再現性よく配置することができる。
【発明の効果】
【００２７】
本発明によれば、内視鏡の往復移動を繰り返す際に、操作者による操作の煩わしさを軽減して内視鏡を再現性よく配置することができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】本発明の第１実施形態に係る内視鏡システムを示す全体構成図である。
【図２】図１の内視鏡システムを拡大した図である。
【図３】図２の内視鏡本体を体腔内で操作する様子を示す図である。
【図４】図２の内視鏡本体の操作部を拡大した図である。
【図５Ａ】図２の内視鏡本体のシャフトを直線状に伸ばした状態を示す図である。
【図５Ｂ】図５Ａの内視鏡本体のシャフトの先端部を湾曲させた状態を示す図である。
【図６Ａ】図２の内視鏡本体のモード切替スイッチを押し続けている状態を示す図である。
【図６Ｂ】図５Ｃの内視鏡本体のモード切替スイッチから指を離した状態を示す図である。
【図７】アームの保持部と支持部の縦断面図である。
【図８】図７の保持部によりシャフトを位置決め固定する構成を説明する図である。
【図９】制御装置の構成を説明するブロック図である。
【図１０Ａ】通常操作モードでのモータドライバとモータおよびエンコーダとの関係を示す図である。
【図１０Ｂ】記録操作モードでのモータドライバとモータおよびエンコーダとの関係を示す図である。
【図１０Ｃ】自動操作モードでのモータドライバとモータおよびエンコーダとの関係を示す図である。
【図１１】図１の内視鏡システムの作動方法を説明するフローチャートである。
【図１２Ａ】通常操作モードにより体腔内にシャフトを挿入した様子を示す図である。
【図１２Ｂ】記録操作モードにより体腔内でシャフトを操作している様子を示す図である。
【図１２Ｃ】自動操作モードにより内視鏡本体の姿勢および位置を自動復帰させている様子を示す図である。
【図１２Ｄ】内視鏡本体の自動復帰が終了した様子を示す図である。
【図１３】本発明の第２実施形態に係る内視鏡システムの制御装置の構成を説明するブロック図である。
【図１４】本発明の第１実施形態および第２実施形態の変形例に係る内視鏡システムが有する手動操作モードにおけるモータドライバとモータおよびエンコーダとの関係を示す図である。
【図１５Ａ】本発明の第３実施形態の内視鏡システムを示すブロック図である。
【図１５Ｂ】図１５Ａの撮像装置の構成を説明するブロック図である。
【図１５Ｃ】図１５Ａの映像表示装置の構成を説明するブロック図である。
【図１６】図１５Ａの内視鏡システムの作動方法を説明するフローチャートである。
【図１７】本発明の各実施形態の変形例に係る内視鏡システムのシャフトに設けられたＩＤ記録部を示す図である。
【図１８】本発明の各実施形態の変形例に係る内視鏡システムのアームに設けられたＩＤ読み取り部を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２９】
〔第１実施形態〕
本発明の第１実施形態に係る内視鏡システムおよび内視鏡システムの作動方法について図面を参照して以下に説明する。
本実施形態に係る内視鏡システム１００は、図１に示されるように、患者Ｐの体腔内の画像を取得する内視鏡本体１と、内視鏡本体１を保持し、操作者Ｄによる内視鏡本体１の操作を補助する内視鏡保持装置３と、内視鏡本体１により取得された画像を表示するモニタ５を有する映像表示装置７とを備えている。
【００３０】
内視鏡本体１は、図２に示すように、患者Ｐの体腔内に挿入される細長い略円筒形状のシャフト（挿入部）１０と、シャフト１０の基端側に設けられ操作者Ｄにより把持される操作部（本体操作部）２０と、シャフト１０の先端の視野を撮像する撮像部１５を有する撮像装置（図示略）とを備えている。
【００３１】
シャフト１０は、図３に示すように、患者Ｐの腹壁等の体壁Ｗに穿刺したトロッカ９を介して体内に挿入することができるようになっている。また、シャフト１０は、トロッカ９により長手方向の途中位置を支持されることにより、トロッカ９を支点にして先端部を動かすことができるようになっている。
【００３２】
また、シャフト１０は、その先端部に長手方向に交差する方向に湾曲可能な、例えばコマ構造の湾曲部１１を有している。湾曲部１１は、長手方向に直交する所定の各回転軸回りに回転角度を変更可能な複数の先端関節部１３（本実施形態においては４つ。）により構成されている。
【００３３】
これらの先端関節部１３は、モータ（図示略）による回転駆動により各回転軸回りに回転角度を変更することができるようになっている。これにより、シャフト１０の先端面を長手方向に交差する方向に向けることができるようになっている。
【００３４】
シャフト１０の先端には撮像装置の撮像部１５が内蔵されている。撮像部１５は、シャフト１０の先端面の前方に向けた視野を有しており、湾曲部１１の湾曲により、シャフト１０の先端面の向きに合わせて視野の向きが変化するようになっている。
【００３５】
操作部２０は、シャフト１０よりも太い略円筒形状に形成されており、シャフト１０側を前方に向けた状態で操作者Ｄが片手で握って操作することができるようになっている。この操作部２０には、シャフト１０の各先端関節部１３の回転角度を変更するジョイスティック（先端操作部）２１と、内視鏡本体１の操作モードを切り替えるモード切替スイッチ（切替部）２３と、操作モードの設定状態を表示する状態表示インジケータ２５とが設けられている。
【００３６】
ジョイスティック２１は、図４に示すように、操作部２０におけるシャフト１０側に配置されており、操作者Ｄが操作部２０を把持しながら親指で操作することができるようになっている。このジョイスティック２１は、傾き角度に応じた角度で各先端関節部１３の回転角度を変更することができるようになっている。
【００３７】
また、ジョイスティック２１は、操作者Ｄが傾けた方向にシャフト１０の湾曲部１１を湾曲させることができるようになっている。例えば、図５Ａおよび図５Ｂに示すように、シャフト１０側を前方に向けて操作者Ｄが操作部２０を握った状態で、ジョイスティック２１を操作部２０の基端側に傾けると、シャフト１０の先端部を上方に向かって湾曲させることができるようになっている。また、ジョイスティック２１を操作部２０の先端側に傾けるとシャフト１０の先端部を下方に向かって湾曲させ、ジョイスティック２１を操作部２０の幅方向（左右）に傾けるとシャフト１０の先端部を左右に湾曲させることができるようになっている。
【００３８】
モード切替スイッチ２３は、図５Ａおよび図５Ｂに示すように、操作部２０におけるジョイスティック２１とは反対側の面に配置されており、操作者Ｄが操作部２０を把持しながら人差し指で押すことができるようになっている。このモード切替スイッチ２３は、例えば、通常操作モード、記録操作モード（手動モード）および自動操作モード（自動復帰モード）の３段階に切り替えることができるようになっている。
【００３９】
例えば、通常操作モード中に操作者Ｄがモード切替スイッチ２３を押すと、押し続けている間は記録操作モードに切り替わり、操作者Ｄが指を離すと自動操作モードに切り替わるようになっている。そして、モード切替スイッチ２３は、自動操作モードが完了すると通常操作モードに切り替わるようになっている。図６Ａは操作者Ｄがモード切替スイッチ２３を押し続けて記録操作モードに切り替わった様子を示し、図６Ｂは操作者Ｄがモード切替スイッチ２３から指を離して自動操作モードに切り替わった様子を示している。
【００４０】
状態表示インジケータ２５は、操作部２０の先端におけるジョイスティック２１と同じ面に配置されている。この状態表示インジケータ２５は、通常操作モード、記録操作モードおよび自動操作モードごとに異なる態様で点灯するようになっている。例えば、通常操作モードでは左右両方が点灯し、記録操作モードではシャフト１０に向かって左側が点灯して右側が消滅し、自動操作モードではシャフト１０に向かって右側が点灯して左側が消滅するようになっている。
【００４１】
内視鏡保持装置３は、図７に示すように、内視鏡本体１を支持するアーム（ホルダ）３０と、アーム３０を制御する制御装置５０とを備えている。
アーム３０は、内視鏡本体１を保持する保持部３１と、保持部３１を支持し長手方向に直交する方向に湾曲可能な支持部４１とを備えている。
【００４２】
これらの保持部３１および支持部４１には、所定の各回転軸回りに回転角度を変更可能な複数のアーム関節部（ホルダ関節部）３５，４５Ａ，４５Ｂ，４５Ｃ等が設けられており、これらのアーム関節部３５，４５Ａ，４５Ｂ，４５Ｃ等の回転角度を変えることにより内視鏡本体１の姿勢および位置を変更することができるようになっている。
【００４３】
保持部３１は、例えば、シャフト１０の基端部や操作部２０を保持することができるようになっている。この保持部３１は、図８に示すように、内視鏡本体１のシャフト１０を嵌合可能な貫通孔３１ａを有しており、貫通孔３１ａに嵌合したシャフト１０をネジ３３により長手方向および周方向に位置決め固定することができるようになっている。保持部３１には、図７に示すように、貫通孔３１ａに嵌合したシャフト１０を撮像部１５の光軸方向の回転軸回りに回転させる内視鏡回転関節部（ホルダ関節部）３５が備えられている。
【００４４】
支持部４１は、基端側から先端側に向かって順に、複数（本実施形態では３つ）のフレーム４３Ａ，４３Ｂ，４３Ｃと、アーム３０の長手方向に直交する回転軸回りに回転角度を変更可能な複数（本実施形態では３つ）の湾曲関節部（ホルダ関節部）４５Ａ，４５Ｂ，４５Ｃとが交互に連結して構成されている。最先端に配された湾曲関節部４５Ｃには保持部３１が接続され、最後端に配されたフレーム４３Ａは制御装置５０に取り付けられている。
【００４５】
また、支持部４１には、保持部３１の内視鏡回転関節部３５に一端が接続され、制御装置５０に収容されたプーリ５１に湾曲関節部４５Ａ，４５Ｂ，４５Ｃを介して他端が接続された複数のワイヤ４７が設けられている。プーリ５１の回転によりワイヤ４７の張力を変化させると、湾曲関節部４５Ａ，４５Ｂ，４５Ｃの回転角度を変化させて支持部４１を長手方向に交差する方向に湾曲させたり、内視鏡回転関節部３５によりシャフト１０を回転軸回りに回転させたりすることができるようになっている。
【００４６】
また、支持部４１は、アーム３０の長手方向に沿って延びる回転軸回りに回転可能なアーム回転関節部（ホルダ回転関節部）４９を備えており、最後端に配されたフレーム４３がアーム回転関節部４９を介して制御装置５０に固定されている。この支持部４１は、アーム回転関節部４９により、その回転軸を中心として周方向にアーム３０を回転させることができるようになっている。以下、内視鏡回転関節部３５、湾曲関節部４５Ａ，４５Ｂ，４５Ｃおよびアーム回転関節部４９をまとめて示すときはアーム関節部という。
【００４７】
図９に示すように、アーム関節部３５，４５Ａ，４５Ｂ，４５Ｃ，４９ごとに、それぞれプーリ５１と、アーム関節部３５，４５Ａ，４５Ｂ，４５Ｃ，４９を各回転軸回りに回転させるモータ（回転駆動部）５３と、各モータ５５の回転角度を電気信号に変換してアーム角度情報（ホルダ角度情報）として出力するエンコーダ（情報出力部）５５とがアーム駆動装置５２に収容されている。図９においては、アーム３０に配された湾曲関節部４５Ａ，４５Ｂ，４５Ｃのモータ５３Ａ，５３Ｂ，５３Ｃとエンコーダ５５Ａ，５５Ｂ，５５Ｃ（いずれも屈曲駆動用）を例示している。
【００４８】
制御装置５０は、各モータ５３および各エンコーダ５５を駆動するモータドライバ６１と、モータドライバ６１からモータ５３およびエンコーダ５５に供給するＶＣＣ（電源電圧）を出力するＶＣＣ供給部６３と、エンコーダ５５から出力されたアーム角度情報をアナログ信号からデジタル信号に変換して出力するＡＤコンバータ６５と、アーム関節部３５，４５Ａ，４５Ｂ，４５Ｃ，４９ごとのアーム角度情報（エンコーダデータ）を記録するメモリ（ホルダ角度記録部）６７と、モータドライバ６１およびメモリ６７等を介してアーム関節部３５，４５Ａ，４５Ｂ，４５Ｃ，４９ごとに回転角度の変更を制御するＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｕｎｉｔ、制御部）６９とを備えている。
【００４９】
ＣＰＵ６９は、通常操作モードでは、図１０Ａに示すように、モータドライバ６１からモータ５３に送るＶＣＣの供給を停止させる一方、モータドライバ６１からエンコーダ５５にＶＣＣを供給するが、エンコーダ５５からのアーム角度情報の入力は停止する（Ｉｎｐｕｔ／Ｏｕｔｐｕｔはオープン。）ようになっている。また、ＣＰＵ６９は、記録操作モードでは、モータドライバ６１からモータ５３へのＶＣＣの供給を停止させる一方、モータドライバ６１からエンコーダ５５にＶＣＣを供給し、エンコーダ５５からのアーム角度情報を入力してメモリ６７に送るようになっている。
【００５０】
また、ＣＰＵ６９は、自動操作モードでは、モータドライバ６１からモータ５３およびエンコーダ５５にＶＣＣを供給させるようになっている。また、ＣＰＵ６９は、自動操作モードでは、記録操作モード中にメモリ６７に記録されたアーム角度情報を時系列に読み出してモータドライバ６１からモータ５３に送るとともに、エンコーダ５５からのアーム角度情報を入力してメモリ６７に送るようになっている。
【００５１】
すなわち、ＣＰＵ６９は、モード切替スイッチ２３により記録操作モードから自動操作モードに切り替えられると、記録操作モード中にメモリ６７に記録させたアーム関節部３５，４５Ａ，４５Ｂ，４５Ｃ，４９ごとの回転角度の変化をモータドライバ６１およびモータ５３により時系列的に逆再生させるようになっている。これにより、ＣＰＵ６９は、内視鏡本体１の姿勢および位置を記録操作モードの初期状態に戻すようになっている。
【００５２】
次に、本実施形態に係る内視鏡システムの作動方法は、図１１のフローチャートに示されるように、操作者Ｄにより内視鏡本体１が把持されて内視鏡本体１の姿勢および位置が変更されたときのアーム関節部３５，４５Ａ，４５Ｂ，４５Ｃ，４９ごとの回転角度に関するアーム角度情報を記録する記録ステップＳＡ３と、記録ステップＳＡ３により記録されたアーム角度情報に基づいてアーム関節部３５，４５Ａ，４５Ｂ，４５Ｃ，４９ごとの回転角度の変化を時系列的に逆再生し、内視鏡本体１の姿勢および位置を記録ステップＳＡ３の初期状態に戻す自動復帰ステップＳＡ８とを含んでいる。
【００５３】
このように構成された内視鏡システム１００の動作およびその作動方法の作用について、図１１のフローチャートを参照して説明する。
本実施形態に係る内視鏡システム１００は、アーム３０により支持された内視鏡本体１を操作者Ｄが把持して操作する。操作者Ｄが内視鏡本体１を動かすと、保持部３１の内視鏡回転関節部３５、支持部４１の湾曲関節部４５Ａ，４５Ｂ，４５Ｃおよびアーム回転関節部４９の回転角度が各回転軸回りに変化することにより、アーム３０により補助されて内視鏡本体１の姿勢および位置を変更することができる。
【００５４】
この内視鏡システム１００およびその作動方法により体腔内の所望の位置を観察するには、まず、アーム３０により支持された内視鏡本体１を操作者Ｄが把持して通常操作モードで操作し（ステップＳＡ１）、図１２Ａに示すように、患者Ｐの腹壁等の体壁Ｗに穿刺したトロッカ９を介して体内にシャフト１０を挿入する。そして、撮像部１５によりシャフト１０の先端の前方の視野を撮像させる。
【００５５】
次いで、操作者Ｄは、モード切替スイッチ２３を押して記録操作モードに切り替え（ステップＳＡ２「ＹＥＳ」）、モード切替スイッチ２３を押し続けながら内視鏡本体１を操作する。例えば、図１２Ｂに示すように、操作者Ｄは、内視鏡本体１のシャフト１０を体腔内のより深い位置まで挿入したり、トロッカ９を支点にしてシャフト１０の先端部を長手方向に交差する方向に移動させたりして、所望の視野の画像が得られるように内視鏡本体１を操作する。
【００５６】
内視鏡保持装置３においては、記録操作モードに切り替えられることにより、ＣＰＵ６９によってモータドライバ６１からエンコーダ５５にＶＣＣが供給され、エンコーダ５５から出力される各アーム関節部３５，４５Ａ，４５Ｂ，４５Ｃ，４９のアーム角度情報がメモリ６７に記録される（ステップＳＡ３、記録ステップ）。これにより、記録操作モードの開始時の各アーム関節部３５，４５Ａ，４５Ｂ，４５Ｃ，４９のアーム角度情報を原点として、各アーム関節部３５，４５Ａ，４５Ｂ，４５Ｃ，４９の回転角度の変化に伴うアーム角度情報が一定の時間間隔でメモリ６７に記録されていく。
【００５７】
このとき、図１２Ｂに示すように、操作者Ｄがジョイスティック２１を操作すると、シャフト１０の各先端関節部１３の回転角度が変更され、ジョイスティック２１の傾き方向および傾き角度に応じた方向および角度で湾曲部１１が湾曲する。これにより、シャフト１０全体を動かすことなく撮像部１５の視野を所望の方向に向けて、組織の裏側や狭所空間の視野を容易に確保することができる。
【００５８】
次いで、体腔内の所望の観察位置の撮像が終了すると、操作者Ｄは、モード切替スイッチ２３から指を離して自動操作モードに切り替え（ステップＳＡ４）、操作部２０から手を離す。内視鏡保持装置３においては、ＣＰＵ６９により、モータドライバ６１からモータ５３およびエンコーダ５５にＶＣＣが供給される（ステップＳＡ５）。
【００５９】
また、ＣＰＵ６９により、記録操作モード中にメモリ６７に記録されたアーム角度情報が時系列に読み出される（ステップＳＡ６）。そして、読み出したアーム角度情報がモータドライバ６１からモータ５３に時系列に送られ（ステップＳＡ７）、各モータ５３がアーム角度情報に基づいて駆動される（ステップＳＡ８、自動復帰ステップ）。
【００６０】
これにより、図１２Ｃに示すように、記録操作モード中のアーム関節部３５，４５Ａ，４５Ｂ，４５Ｃ，４９ごとの回転角度が時系列的に逆再生し、操作者Ｄにより手動操作された際の移動軌跡と同一の軌跡を内視鏡本体１が逆方向に移動する。そして、図１２Ｄに示すように、操作者Ｄが操作部２０から手を離した状態で、アーム３０により内視鏡本体１の姿勢および位置が記録操作モード開始時の初期状態に戻される。
【００６１】
記録操作モード中にメモリ６７に記録されたアーム角度情報の全てがモータドライバ６１からモータ５３に送られると（ステップＳＡ９「ＹＥＳ」）、操作モードが通常操作モードに切り替えられる（ステップＳＡ１０）。通常操作モードに切り替わると、ＣＰＵ６９により、モータドライバ６１からモータ５３へのＶＣＣの供給が停止させられる（ステップＳＡ１１）。これにより、内視鏡システム１００およびその作動方法による体腔内の所望の位置の観察が終了する。
【００６２】
以上説明したように、本実施形態に係る内視鏡システム１００およびその作動方法によれば、操作者Ｄが手動で内視鏡本体１を操作して体腔内の所望の位置を観察した後は、自動制御により操作者Ｄの習熟度によらずに内視鏡本体１を行きと同一の移動軌跡で元の姿勢および位置に戻し、安定した視野を再現性よく得ることができる。したがって、患部に対する近接位置と俯瞰位置との間を行き来させたり患部の側面の視野を得るための側面位置と正面位置との間を行き来させたりするなど内視鏡本体１の往復移動を繰り返す際に、操作者Ｄによる操作の煩わしさを軽減して内視鏡本体１を再現性よく配置することができる。
【００６３】
〔第２実施形態〕
次に、本発明の第２実施形態に係る内視鏡システムおよび内視鏡システムの作動方法について説明する。
本実施形態に係る内視鏡システム１００は、図１３に示すように、制御装置５０に代えて、シャフト１０の湾曲部１１の形状変化も逆再生により自動復帰させる制御装置１５０を備える点で第１実施形態と異なる。
以下、第１実施形態に係る内視鏡システム１００およびその作動方法と構成を共通する箇所には、同一符号を付して説明を省略する。
【００６４】
シャフト１０の先端関節部１３ごとに各回転軸回りの回転角度を変化させるモータ１５３Ａ，１５３Ｂ，１５３Ｃと、モータ１５３Ａ，１５３Ｂ，１５３Ｃの回転角度を電気信号に変換してアーム角度情報として出力するエンコーダ１５５Ａ，１５５Ｂ，１５５Ｃとがアーム駆動装置１５２に収容されている。
【００６５】
制御装置１５０は、モータ１５３Ａ，１５３Ｂ，１５３Ｃおよびエンコーダ１５５Ａ，１５５Ｂ，１５５Ｃを駆動するモータドライバ１６１と、モータ１５３Ａ，１５３Ｂ，１５３Ｃおよびエンコーダ１５５Ａ，１５５Ｂ，１５５Ｃに供給するＶＣＣ（電源電圧）を出力するＶＣＣ供給部１６３と、エンコーダ１５５Ａ，１５５Ｂ，１５５Ｃから出力された先端角度情報をアナログ信号からデジタル信号に変換してＣＰＵ６９に送るＡＤコンバータ１６５と、ＣＰＵ６９から送られてくる先端関節部１３ごとの先端角度情報（エンコーダデータ）を記録するメモリ（先端角度記録部）１６７とを更に備えている。
【００６６】
ＣＰＵ６９は、通常操作モードでは、さらに、モータドライバ１６１からモータ１５３Ａ，１５３Ｂ，１５３Ｃに送るＶＣＣの供給も停止させる一方、エンコーダ１５５Ａ，１５５Ｂ，１５５ＣにＶＣＣを供給するが、エンコーダ１５５Ａ，１５５Ｂ，１５５Ｃからの先端角度情報の入力は停止するようになっている。
【００６７】
また、ＣＰＵ６９は、記録操作モードでは、モータドライバ１６１からモータ１５３Ａ，１５３Ｂ，１５３ＣへのＶＣＣの供給も停止させる一方、モータドライバ１６１からエンコーダ１５５Ａ，１５５Ｂ，１５５ＣにもＶＣＣを供給し、エンコーダ１５５Ａ，１５５Ｂ，１５５Ｃからの先端角度情報を入力してメモリ１６７に送るようになっている。
【００６８】
また、ＣＰＵ６９は、自動操作モードでは、モータドライバ１６１からモータ１５３およびエンコーダ１５５Ａ，１５５Ｂ，１５５ＣにもＶＣＣを供給させるようになっている。また、ＣＰＵ６９は、自動操作モードでは、記録操作モード中にメモリ１６７に記録された先端角度情報も時系列に読み出してモータドライバ１６１からモータ１５３Ａ，１５３Ｂ，１５３Ｃに送るとともに、エンコーダ１５５Ａ，１５５Ｂ，１５５Ｃからの先端角度情報も入力してメモリ１６７に送るようになっている。
【００６９】
すなわち、ＣＰＵ６９は、モード切替スイッチ２３により記録操作モードから自動操作モードに切り替えられると、記録操作モード中にメモリ１６７に記録させた先端関節部１３ごとの回転角度の変化もモータドライバ１６１およびモータ１５３Ａ，１５３Ｂ，１５３Ｃにより時系列的に逆再生させるようになっている。これにより、ＣＰＵ６９は、シャフト１０の湾曲部１１の形状変化も含めて内視鏡本体１の姿勢および位置を記録操作モードの初期状態に戻すようになっている。
【００７０】
このように構成された本実施形態に係る内視鏡システム１００によれば、複数の先端関節部１３によりシャフト１０の先端を光軸に交差する方向に屈曲させて、組織の裏側や狭所空間の視野を容易に確保した場合に、シャフト１０の湾曲動作も含めて、操作者Ｄの習熟度によらずに内視鏡本体１を元の姿勢および位置に容易に戻し、安定した視野を再現性よく得ることができる。したがって、内視鏡本体１の往復移動を繰り返す際に、操作者Ｄによる操作の煩わしさをより軽減して内視鏡本体１をより再現性よく配置することができる。
【００７１】
上記各実施形態は以下のように変形することができる。
上記各実施形態においては、操作モードを通常操作モード、記録操作モード、自動操作モードの３段階に切り替えることとしたが、これに代えて、第１変形例としては、図１４に示すように、ＣＰＵ６９が、モータドライバ６１（１６１）からモータ５３（１５３）およびエンコーダ５５（１５５）へのＶＣＣの供給を停止する手動操作モード（非記録モード）を有することとしてもよい。この場合、モード切替スイッチ２３により、この非記録モード、通常操作モード、記録操作モードおよび自動操作モードを切り替えることができるようにすればよい。
【００７２】
このようにすることで、手動操作モードにより、アーム関節部３５，４５Ａ，４５Ｂ，４５Ｃ，４９および先端関節部１３の回転角度を変更する電力を抑制するとともにメモリ６７，１６７のメモリ容量を抑制することができる。また、操作者Ｄが操作部２０を把持して、ＣＰＵ６９の影響を受けずに手動で内視鏡本体１を操作することができる。
【００７３】
〔第３実施形態〕
次に、本発明の第３実施形態に係る内視鏡システムおよび内視鏡システムの作動方法について説明する。
本実施形態に係る内視鏡システム２００は、図１５Ａ〜図１５Ｃに示すように、制御装置１５０に代えて、撮像部１５により撮像された画像とアーム関節部３５，４５Ａ，４５Ｂ，４５Ｃ，４９のアーム角度情報および先端関節部１３の先端角度情報とに基づいてアーム関節部３５，４５Ａ，４５Ｂ，４５Ｃ，４９および先端関節部１３の回転角度の変化を逆再生することにより内視鏡本体１の姿勢および位置を自動復帰させる制御装置２５０を備える点で第２実施形態と異なる。
以下、第２実施形態に係る内視鏡システム１００と構成を共通する箇所には、同一符号を付して説明を省略する。
【００７４】
本実施形態に係る内視鏡システム２００は、撮像部１５を有する撮像装置２１０と、撮像装置２１０により撮像された画像を処理してモニタ５に表示する映像表示装置７とを備えている。
【００７５】
撮像装置２１０は、撮像部１５と、撮像部１５を制御する撮像制御部２１１と、撮像部１５により撮像された画像を映像信号に変換する信号処理部２１３と、画像を処理する画像処理部２１５と、信号処理部２１３により得られた映像信号を映像表示装置７に送る映像信号出力部２１７とを備えている。画像処理部２１３により得られた画像信号はＣＰＵ６９に送られるようになっている。
【００７６】
映像表示装置７は、モニタ５と、撮像装置２１０から送られてきた映像信号を入力する映像信号入力部２２１と、映像信号入力部２２１に入力された映像信号を処理する信号処理部２２３と、モニタ５を制御するモニタ制御部２２５とを備えている。
【００７７】
制御装置２５０は、撮像部１５により撮像されたシャフト１０の先端の視野の画像を記録する画像メモリ（画像記録部）２５１と、画像メモリ２５１により記録操作モード中に記録された画像と撮像部１５により自動操作モード中に取得されるシャフト１０の先端の視野の画像とを比較する画像判断部（画像比較部）２５３とを備えている。画像判断部２５３は、例えば、両画像の輝度分布等の特徴を比較するようになっている。
【００７８】
ＣＰＵ６９は、画像処理部２１３から送られてくる画像信号を画像判断部２５３を介して画像メモリ２５１に送るようになっている。またＣＰＵ６９は、手動操作モードにおいて、自動操作モード中に取得されるシャフト１０の先端の視野の画像の特徴が、画像メモリ２５１によって手動操作モード中に記録された画像の特徴よりも所定の閾値以上異なると画像判断部２５３により判断された場合に、アーム関節部３５，４５Ａ，４５Ｂ，４５Ｃ，４９および先端関節部１３の回転駆動の逆再生を停止するようになっている。
【００７９】
このように構成された内視鏡システム２００の動作について、図１６のフローチャートに基づいて説明する。
本実施形態に係る内視鏡システム２００により体腔内の所望の位置を観察するには、まず、アーム３０により支持された内視鏡本体１を操作者Ｄが把持して通常操作モードで操作し（ステップＳＡ１）、体腔内にシャフト１０を挿入して記録操作モードに切り替える（ステップＳＡ２「ＹＥＳ」）。
【００８０】
内視鏡保持装置３においては、記録操作モードに切り替えられることにより、ＣＰＵ６９により、各アーム関節部３５，４５Ａ，４５Ｂ，４５Ｃ，４９の回転角度の変化に伴いエンコーダ５５から出力される各アーム関節部３５，４５Ａ，４５Ｂ，４５Ｃ，４９のアーム角度情報がメモリ６７に記録され、先端関節部１３の回転角度の変化に伴いエンコーダ１５５から出力される各先端関節部１３の先端角度情報がメモリ１６７に記録される（ステップＳＡ３、記録ステップ）。
【００８１】
これにより、記録操作モードの開始時の各アーム関節部３５，４５Ａ，４５Ｂ，４５Ｃ，４９のアーム角度情報および各先端関節部１３の先端角度情報を原点として、メモリ６７にアーム角度情報が一定時間間隔で記録されるとともに、メモリ１６７に先端角度情報が一定の時間間隔で記録されていく。
【００８２】
また、メモリ６７およびメモリ１６７に記録されるアーム角度情報および先端角度情報の各記録周期と同期して、撮像部１５により取得され画像処理部２１３から送られてくる画像信号がＣＰＵ６９により画像メモリ２５１に記録される（ステップＳＢ３）。
【００８３】
次いで、体腔内の所望の観察位置の撮像が終了し、操作者Ｄがモード切替スイッチ２３から指を離して自動操作モードに切り替えると（ステップＳＡ４）、ＣＰＵ６９により、モータドライバ６１，１６１からモータ５３，１５３およびエンコーダ５５，１５５にＶＣＣが供給される（ステップＳＡ５）。そして、ＣＰＵ６９により、手動操作モード中に記録された画像信号が画像メモリ２５１から時系列に読み出される（ステップＳＢ６）。
【００８４】
また、ＣＰＵ６９により、記録操作モード中にメモリ６７およびメモリ１６７に記録されたアーム角度情報および先端角度情報がそれぞれ時系列に読み出される（ステップＳＡ６）。そして、画像判断部２５３により、自動操作モード中に取得される画像信号と記録操作モード中にメモリに記録された画像信号とが比較され、これらの画像信号の特徴が一致するか否かが判断される（ステップＳＢ７）。
【００８５】
画像判断部２５３により、両画像データが一致すると判断されると、ＣＰＵ６９により、読み出したアーム角度情報がモータドライバ６１，１６１からアーム関節部３５，４５Ａ，４５Ｂ，４５Ｃ，４９および先端関節部１３に時系列に送られ（ステップＳＡ７）、各モータ５３がアーム角度情報に基づいて駆動され、また、各モータ１５３が先端角度情報に基づいて駆動される（ステップＳＡ８、自動復帰ステップ）。
【００８６】
これにより、記録操作モード中のアーム関節部３５，４５Ａ，４５Ｂ，４５Ｃ，４９および先端関節部１３ごとの回転角度の変化が時系列的に逆再生される。そして、操作者Ｄにより手動操作された際の移動軌跡と同一の軌跡を内視鏡本体１が逆方向に移動し、アーム３０により内視鏡本体１の姿勢および位置が記録操作モード開始時の初期状態に戻される。
【００８７】
記録操作モード中にメモリ６７およびメモリ６７に記録されたアーム角度情報および先端角度情報の全てがモータドライバ６１，１６１からモータ５３，１５３に送られると（ステップＳＡ９「ＹＥＳ」）、モード切替スイッチ２３が通常操作モードに切り替えられる（ステップＳＡ１０）。一方、アーム角度情報の全てがモータドライバ６１，１６１からモータ５３，１５３に送られていない場合は、ステップＳＢ６に戻る。
【００８８】
通常操作モードに切り替わると、ＣＰＵ６９により、モータドライバ６１，１６１からモータ５３，１５３へのＶＣＣの供給が停止させられる（ステップＳＡ１１）。これにより、内視鏡システム２００およびその作動方法による体腔内の所望の位置の観察が終了する。
【００８９】
一方、ステップＳＢ７において、画像判断部２５３により、両画像データが所定の閾値以上異なると判断された場合は、ＣＰＵ６９により、操作モードが通常操作モードに切り替えられ（ステップＳＡ１０）、モータドライバ６１，１６１からモータ５３，１５３へのＶＣＣの供給が停止させられる。これにより、アーム関節部３５，４５Ａ，４５Ｂ，４５Ｃ，４９および先端関節部１３の回転駆動の逆再生が停止される。
【００９０】
以上説明したように、本実施形態に係る内視鏡システム２００によれば、自動操作モード中に取得されるシャフト１０の先端の視野の画像が記録操作モード中に記録された画像と一致しない場合に、ＣＰＵ６９がアーム関節部３５，４５Ａ，４５Ｂ，４５Ｃ，４９および先端関節部１３の回転駆動の逆再生を停止することで、記録操作モードと自動操作モードとの間に体腔内の環境や他の処置具の状態等が変化していたとしても、シャフト１０が処置具等と接触するのを防ぐことができる。
【００９１】
上記各実施形態は以下のように変形することができる。
例えば、図１７に示すように、複数の内視鏡本体１が、アーム関節部３５，４５Ａ，４５Ｂ，４５Ｃ，４９および先端関節部１３の種類、数および位置に応じた個体情報を記録するＩＤ記録部２１９を有することとしてもよい。
【００９２】
また、図１８に示すように、アーム３０が、支持した内視鏡本体１の個体情報を識別するＩＤ読み取り部（識別部）２３９を備えることとしてもよい。そして、ＣＰＵ６９が、ＩＤ読み取り部２３９により識別されたＩＤ記録部２１９の個体情報に基づいてアーム関節部３５，４５Ａ，４５Ｂ，４５Ｃ，４９および先端関節部１３ごとの回転角度の変更を制御することとしてもよい。
【００９３】
この場合、ＩＤ記録部２１９は、シャフト１０の外周面における保持部３１により保持される位置に配置することとすればよい。
また、ＩＤ読み取り部２３９は、例えば、非接触ＲＦＩＤ（Ｒａｄｉｏ  Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ  ＩＤｅｎｔｉｆｉｃａｔｉｏｎ）を採用し、保持部３１の貫通孔３１ａにおける保持したシャフト１０のＩＤ記録部２１９が対面する位置に配置するＩこととすればよい。
【００９４】
このようにすることで、アーム３０の保持部３１の貫通孔３１ａに内視鏡本体１のシャフト１０を挿入すると、ＩＤ読み取り部２３９によりＩＤ記録部２１９から内視鏡本体１ごとの個体情報が識別され、ＣＰＵ６９によりその個体情報に基づいてアーム関節部３５，４５Ａ，４５Ｂ，４５Ｃ，４９および先端関節部１３ごとの回転角度の変更が制御される。したがって、ＣＰＵ６９により、内視鏡本体１ごとにアーム関節部３５，４５Ａ，４５Ｂ，４５Ｃ，４９および先端関節部１３の種類、数および位置に対応した操作を行うことができる。
【００９５】
本変形例においては、アーム関節部３５，４５Ａ，４５Ｂ，４５Ｃ，４９および先端関節部１３の種類、数および位置に応じた個体情報を例示して説明したが、個体情報はこれに限定されるものではない。
【００９６】
以上、本発明の実施形態について図面を参照して詳述してきたが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更等も含まれる。例えば、本発明を上記各実施形態および変形例に適用したものに限定されることなく、これらの実施形態および変形例を適宜組み合わせた実施形態に適用してもよく、特に限定されるものではない。
【００９７】
上記各実施形態においては、ホルダとしてアーム３０を例示して説明したが、ホルダは内視鏡本体１を支持し、所定の各回転軸回りに回転角度を変更可能な複数のホルダ関節部を有し、これらのホルダ関節部の回転角度を変えることにより内視鏡本体１の姿勢および位置を変更するものであればよく、アームの形状を有さない構成でもよい。また、ホルダ関節部としてアーム関節部３５，４５Ａ，４５Ｂ，４５Ｃ，４９を例示して説明したが、ホルダ関節部の種類および数はこれに限定されるものではない。
【符号の説明】
【００９８】
１    内視鏡本体
１０    シャフト（挿入部）
１３    先端関節部
１５    撮像部
２０    操作部（本体操作部）
２１    ジョイスティック（先端操作部）
２３    モード切替スイッチ（切替部）
３５    内視鏡回転関節部（ホルダ関節部）
４１    アーム（ホルダ）
４５Ａ，４５Ｂ，４５Ｃ    湾曲関節部（ホルダ関節部）
４９    アーム回転関節部（ホルダ回転関節部）
５３，１５３    モータ（回転駆動部）
５７，１５７    エンコーダ（情報出力部）
６７    メモリ（ホルダ角度情報）
６９    ＣＰＵ（制御部）
１００，２００    内視鏡システム
１６７    メモリ（先端角度記録部）
２５１    画像メモリ（画像記録部）
２５３    画像判断部（画像比較部）
２３９    ＩＤ読み取り部（識別部）
ＳＡ３    記録ステップ
ＳＡ８    自動復帰ステップ
【図１】
2014156218.tif 000003
【図２】
2014156218.tif 000004
【図３】
2014156218.tif 000005
【図４】
2014156218.tif 000006
【図５Ａ】
2014156218.tif 000007
【図５Ｂ】
2014156218.tif 000008
【図６Ａ】
2014156218.tif 000009
【図６Ｂ】
2014156218.tif 000010
【図７】
2014156218.tif 000011
【図８】
2014156218.tif 000012
【図９】
2014156218.tif 000013
【図１０Ａ】
2014156218.tif 000014
【図１０Ｂ】
2014156218.tif 000015
【図１０Ｃ】
2014156218.tif 000016
【図１１】
2014156218.tif 000017
【図１２Ａ】
2014156218.tif 000018
【図１２Ｂ】
2014156218.tif 000019
【図１２Ｃ】
2014156218.tif 000020
【図１２Ｄ】
2014156218.tif 000021
【図１３】
2014156218.tif 000022
【図１４】
2014156218.tif 000023
【図１５Ａ】
2014156218.tif 000024
【図１５Ｂ】
2014156218.tif 000025
【図１５Ｃ】
2014156218.tif 000026
【図１６】
2014156218.tif 000027
【図１７】
2014156218.tif 000028
【図１８】
2014156218.tif 000029
【手続補正書】
【提出日】平成27年9月28日(2015.9.28)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
体腔内に挿入される細長い挿入部と、該挿入部の基端側に設けられ操作者が把持可能な本体操作部と、前記挿入部の先端の視野を撮像する撮像部とを備える内視鏡本体と、
該内視鏡本体を支持し、所定の各回転軸回りに回転角度を変更可能な複数のホルダ関節部を有し、これらのホルダ関節部の回転角度を変えることにより前記内視鏡本体の姿勢および位置を変更可能なホルダと、
前記ホルダ関節部ごとの回転角度に関するホルダ角度情報を記録するホルダ角度記録部と、
前記ホルダ関節部ごとに回転角度の変更を制御する制御部と、
操作者が前記本体操作部を把持して前記内視鏡本体の姿勢および位置を変更する手動モードと前記制御部により前記内視鏡本体の姿勢および位置を変更する自動復帰モードとを切り替える切替部とを備え、
該切替部により前記手動モードから前記自動復帰モードに切り替えた場合に、前記制御部が、前記手動モード中に前記ホルダ角度記録部に記録された前記ホルダ角度情報に基づいて前記ホルダ関節部ごとの回転角度の変化を時系列的に逆再生し、前記内視鏡本体の姿勢および位置を前記手動モードの初期状態に戻す内視鏡システム。
【請求項２】
前記複数のホルダ関節部が、前記ホルダの長手方向に交差する前記回転軸回りに回転可能な複数の湾曲関節部と、前記ホルダの長手方向に沿って延びる前記回転軸回りに回転可能なホルダ回転関節部と、前記挿入部を前記撮像部の光軸に沿って延びる前記回転軸回りに回転させる内視鏡回転関節部とを含む請求項１に記載の内視鏡システム。
【請求項３】
前記内視鏡本体が、前記挿入部の先端部に設けられ、長手方向に交差する所定の各回転軸回りに回転角度を変更可能な複数の先端関節部と、前記操作者の操作により前記先端関節部ごとの回転角度を変更する先端操作部とを有し、
該先端操作部により変更される前記先端関節部ごとの回転角度の時系列変化に関する先端角度情報を記録する先端角度記録部とを備え、
前記切替部により前記手動モードから前記自動復帰モードに切り替えた場合に、前記制御部が、前記手動モード中に前記先端角度記録部に記録された前記先端角度情報に基づいて、前記ホルダ関節部ごとの回転角度の変化の逆再生に同期して前記先端関節部ごとの回転角度の変化を時系列的に逆再生し、前記挿入部の角度を前記手動モードの初期状態に戻す請求項１または請求項２に記載の内視鏡システム。
【請求項４】
前記ホルダ関節部が、前記回転軸回りに回転駆動する回転駆動部と、該回転駆動部の前記ホルダ角度情報を出力する情報出力部とを備え、
前記制御部が、前記手動モード中は前記回転駆動部による制御を停止し、前記自動復帰モード中は前記情報出力部からの前記ホルダ角度情報の出力を停止する請求項１から請求項３のいずれかに記載の内視鏡システム。
【請求項５】
前記切替部が、前記制御部による各前記ホルダ関節部の制御を停止するとともに前記ホルダ角度記録部による前記ホルダ角度情報の記録を停止し、操作者が前記本体操作部を把持して前記内視鏡本体の姿勢および位置を変更する非記録モードを前記手動モードおよび前記自動復帰モードと切り替える請求項１から請求項４のいずれかに記載の内視鏡システム。
【請求項６】
前記撮像部により撮像された前記先端の視野の画像を記録する画像記録部と、
該画像記録部により前記手動モード中に記録された前記画像と前記撮像部により前記自動復帰モード中に取得される前記先端の視野の画像とを比較する画像比較部とを備え、
該画像比較部により、前記自動復帰モード中に取得される前記先端の視野の画像の特徴が前記画像記録部によって前記手動モード中に記録された前記画像の特徴よりも所定の閾値以上異なると判断された場合に、前記制御部が前記ホルダ関節部の回転角度の変化の逆再生を停止する請求項１から請求項５のいずれかに記載の内視鏡システム。
【請求項７】
前記ホルダ関節部の種類、数および／または位置が異なる複数の前記内視鏡本体が、前記ホルダ関節部の種類、数および／または位置に応じた個体情報を有し、
前記ホルダが、支持した前記内視鏡装置の個体情報を識別する識別部を備え、
前記制御部が、前記識別部により識別された前記個体情報に基づいて前記ホルダ関節部ごとの回転角度の変更を制御する請求項１から請求項６のいずれかに記載の内視鏡システム。
【請求項８】
所定の各回転軸回りに回転角度を変更可能な複数のホルダ関節部を有するホルダにより内視鏡本体を支持し、前記ホルダ関節部の回転角度を変えることにより前記内視鏡本体の姿勢および位置を変更可能な内視鏡システムの作動方法であって、
操作者により前記内視鏡本体が把持されて前記内視鏡本体の姿勢および位置が変更されたときの前記ホルダ関節部ごとの回転角度の時系列変化に関するホルダ角度情報を記録する記録ステップと、
該記録ステップにより記録された前記ホルダ角度情報に基づいて前記ホルダ関節部ごとの回転角度の変化を時系列的に逆再生し、前記内視鏡本体の姿勢および位置を前記記録ステップの初期状態に戻す自動復帰ステップとを含む内視鏡システムの作動方法。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１５】
上記態様においては、前記ホルダ関節部が、前記回転軸回りに回転駆動する回転駆動部と、該回転駆動部の前記ホルダ角度情報を出力する情報出力部とを備え、前記制御部が、前記手動モード中は前記回転駆動部による制御を停止し、前記自動復帰モード中は前記情報出力部からの前記ホルダ角度情報の出力を停止することとしてもよい。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２１】
上記態様においては、前記ホルダ関節部の種類、数および／または位置が異なる複数の前記内視鏡本体が、前記ホルダ関節部の種類、数および／または位置に応じた個体情報を有し、前記ホルダが、支持した前記内視鏡装置の個体情報を識別する識別部を備え、前記制御部が、前記識別部により識別された前記個体情報に基づいて前記ホルダ関節部ごとの回転角度の変更を制御することとしてもよい。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２８】
【図１】本発明の第１実施形態に係る内視鏡システムを示す全体構成図である。
【図２】図１の内視鏡システムを拡大した図である。
【図３】図２の内視鏡本体を体腔内で操作する様子を示す図である。
【図４】図２の内視鏡本体の操作部を拡大した図である。
【図５Ａ】図２の内視鏡本体のシャフトを直線状に伸ばした状態を示す図である。
【図５Ｂ】図５Ａの内視鏡本体のシャフトの先端部を湾曲させた状態を示す図である。
【図６Ａ】図２の内視鏡本体のモード切替スイッチを押し続けている状態を示す図である。
【図６Ｂ】図２の内視鏡本体のモード切替スイッチから指を離した状態を示す図である。
【図７】アームの保持部と支持部の縦断面図である。
【図８】図７の保持部によりシャフトを位置決め固定する構成を説明する図である。
【図９】制御装置の構成を説明するブロック図である。
【図１０Ａ】通常操作モードでのモータドライバとモータおよびエンコーダとの関係を示す図である。
【図１０Ｂ】記録操作モードでのモータドライバとモータおよびエンコーダとの関係を示す図である。
【図１０Ｃ】自動操作モードでのモータドライバとモータおよびエンコーダとの関係を示す図である。
【図１１】図１の内視鏡システムの作動方法を説明するフローチャートである。
【図１２Ａ】通常操作モードにより体腔内にシャフトを挿入した様子を示す図である。
【図１２Ｂ】記録操作モードにより体腔内でシャフトを操作している様子を示す図である。
【図１２Ｃ】自動操作モードにより内視鏡本体の姿勢および位置を自動復帰させている様子を示す図である。
【図１２Ｄ】内視鏡本体の自動復帰が終了した様子を示す図である。
【図１３】本発明の第２実施形態に係る内視鏡システムの制御装置の構成を説明するブロック図である。
【図１４】本発明の第１実施形態および第２実施形態の変形例に係る内視鏡システムが有する手動操作モードにおけるモータドライバとモータおよびエンコーダとの関係を示す図である。
【図１５Ａ】本発明の第３実施形態の内視鏡システムを示すブロック図である。
【図１５Ｂ】図１５Ａの撮像装置の構成を説明するブロック図である。
【図１５Ｃ】図１５Ａの映像表示装置の構成を説明するブロック図である。
【図１６】図１５Ａの内視鏡システムの作動方法を説明するフローチャートである。
【図１７】本発明の各実施形態の変形例に係る内視鏡システムのシャフトに設けられたＩＤ記録部を示す図である。
【図１８】本発明の各実施形態の変形例に係る内視鏡システムのアームに設けられたＩＤ読み取り部を示す図である。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４６】
また、支持部４１は、アーム３０の長手方向に沿って延びる回転軸回りに回転可能なアーム回転関節部（ホルダ回転関節部）４９を備えており、最後端に配されたフレーム４３Ａがアーム回転関節部４９を介して制御装置５０に固定されている。この支持部４１は、アーム回転関節部４９により、その回転軸を中心として周方向にアーム３０を回転させることができるようになっている。以下、内視鏡回転関節部３５、湾曲関節部４５Ａ，４５Ｂ，４５Ｃおよびアーム回転関節部４９をまとめて示すときはアーム関節部という。
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４７】
図９に示すように、アーム関節部３５，４５Ａ，４５Ｂ，４５Ｃ，４９ごとに、それぞれプーリ５１と、アーム関節部３５，４５Ａ，４５Ｂ，４５Ｃ，４９を各回転軸回りに回転させるモータ（回転駆動部）５３と、各モータ５３の回転角度を電気信号に変換してアーム角度情報（ホルダ角度情報）として出力するエンコーダ（情報出力部）５５とがアーム駆動装置５２に収容されている。図９においては、アーム３０に配された湾曲関節部４５Ａ，４５Ｂ，４５Ｃのモータ５３Ａ，５３Ｂ，５３Ｃとエンコーダ５５Ａ，５５Ｂ，５５Ｃ（いずれも屈曲駆動用）を例示している。
【手続補正７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００８７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００８７】
記録操作モード中にメモリ６７およびメモリ１６７に記録されたアーム角度情報および先端角度情報の全てがモータドライバ６１，１６１からモータ５３，１５３に送られると（ステップＳＡ９「ＹＥＳ」）、モード切替スイッチ２３が通常操作モードに切り替えられる（ステップＳＡ１０）。一方、アーム角度情報の全てがモータドライバ６１，１６１からモータ５３，１５３に送られていない場合は、ステップＳＢ６に戻る。
【手続補正８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００９８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００９８】
１    内視鏡本体
１０    シャフト（挿入部）
１３    先端関節部
１５    撮像部
２０    操作部（本体操作部）
２１    ジョイスティック（先端操作部）
２３    モード切替スイッチ（切替部）
３５    内視鏡回転関節部（ホルダ関節部）
３０    アーム（ホルダ）
４５Ａ，４５Ｂ，４５Ｃ    湾曲関節部（ホルダ関節部）
４９    アーム回転関節部（ホルダ回転関節部）
５３，１５３    モータ（回転駆動部）
５７，１５７    エンコーダ（情報出力部）
６７    メモリ（ホルダ角度記録部）
６９    ＣＰＵ（制御部）
１００，２００    内視鏡システム
１６７    メモリ（先端角度記録部）
２５１    画像メモリ（画像記録部）
２５３    画像判断部（画像比較部）
２３９    ＩＤ読み取り部（識別部）
ＳＡ３    記録ステップ
ＳＡ８    自動復帰ステップ
【国際調査報告】
2014156218.tif 000030
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