(57)【要約】【課題】本発明は、処置具の動作効率及び位置精度の向上を図ることができる内視鏡装置を提供することを最も主要な特徴とする。【解決手段】第１，第２の制御出力指示入力装置２５，２６で稼動指示の入力時に、稼動指示された関節部Ａ１〜Ａ４のいずれかに基づいて第１，第２の能動処置具６，７が動く軌跡を軌跡算出手段７０によって算出し、この軌跡算出手段７０による算出結果に基づいて第１，第２の能動機構８，９による第１，第２の能動処置具６，７の操作を処置具操作制御手段６９によって制御させるものである。【選択図】      図３
2008245840.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも被検体内を撮像する撮像部と処置具挿通用のチャンネルとを有する内視鏡と、
前記内視鏡のチャンネルを通して被検体内に挿入される挿入部を有し、前記挿入部はそれぞれ独立して個々に操作できる複数の関節部を有する処置具と、
前記処置具を操作する操作手段と、
前記処置具を操作する稼動指示を入力するための指示入力手段と、
前記指示入力手段で前記稼動指示の入力時に、稼動指示された前記関節部に基づいて前記処置具が動く軌跡を算出する軌跡算出手段と、
前記軌跡算出手段による算出結果に基づいて前記操作手段による前記処置具の操作を制御させる処置具操作制御手段と、
を具備することを特徴とする内視鏡装置。
【請求項２】
前記指示入力手段は、前記複数の関節部のうち稼動させる関節部を選択する稼動関節選択手段を有し、
前記軌跡算出手段は、前記稼動関節選択手段によって選択された関節情報を基に前記処置具が動く軌跡を算出することを特徴とする請求項１に記載の内視鏡装置。
【請求項３】
前記稼動関節選択手段は、前記複数の関節部のうちの１つ、もしくは複数を選択するための切替え装置を有することを特徴とする請求項２に記載の内視鏡装置。
【請求項４】
少なくとも被検体内を撮像する撮像部と処置具挿通用のチャンネルとを有する内視鏡と、
前記内視鏡で撮像された画像を表示する表示手段と、
前記内視鏡のチャンネルを通して被検体内に挿入される挿入部を有し、前記挿入部はそれぞれ独立して個々に操作できる複数の関節部を有する処置具と、
前記処置具を操作する操作手段と、
前記処置具を操作する稼動指示を入力するための指示入力手段と、
前記指示入力手段で前記稼動指示の入力時に、稼動指示された前記関節部に基づいて前記表示手段上で前記処置具が稼動する所定の軌跡を描写する軌跡描写手段と、
前記軌跡描写手段によって描写された軌跡情報に基づいて稼動指示された前記関節部により前記操作手段による前記処置具の操作を制御させる処置具操作制御手段と、
を具備することを特徴とする内視鏡装置。
【請求項５】
前記処置具操作制御手段は、前記軌跡描写手段によって描写された軌跡情報に基づいて前記複数の関節部のうち稼動させる前記関節部を選択する稼動関節選択手段を有し、前記稼動関節選択手段によって選択された関節情報に基づいて前記操作手段による前記処置具の操作を制御させることを特徴とする請求項４に記載の内視鏡装置。
【請求項６】
前記軌跡描写手段は、少なくとも前記処置具の先端部が描く軌跡、もしくは前記処置具の先端部が通過する面のいずれか一方を算出する算出手段を有し、前記指示入力手段で前記処置具を操作する稼動指示の入力時に、稼動指示された前記関節部に基づいて前記表示手段上で前記処置具が稼動する前記処置具の先端部が描く軌跡、もしくは前記処置具の先端部が通過する面のいずれか一方を描写することを特徴とする請求項４に記載の内視鏡装置。
【請求項７】
前記指示入力手段は、前記表示装置の表示画面上に表示された内視鏡画像に前記処置具の先端部の動作方向を指示入力するための操作方向指示入力手段を有し、
前記処置具操作制御手段は、前記操作方向指示入力手段の入力を基に、前記操作手段による前記処置具の操作を制御させることを特徴とする請求項４に記載の内視鏡装置。
【請求項８】
前記処置具操作制御手段は、前記操作方向指示入力手段の入力を基に、前記処置具の先端の操作方向と、前記稼動関節選択手段により選択された関節部とその際の前記処置具の先端部の軌跡、もしくは前記処置具の先端が通過する面のうち少なくともいずれか一方が一致する制御を前記稼動関節選択手段によって選択されなかった前記処置具の他の関節部に対し行うことを特徴とする請求項５に記載の内視鏡装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内視鏡の処置具挿通チャンネルに挿通した処置具を用いて体腔内の病変の診断、処置が行われる内視鏡装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、内視鏡の処置具挿通チャンネルに挿通した処置具を用いて体腔内の病変の診断、処置が行われている。処置具の操作性を改善するため、処置具を多自由度化、能動化する技術の検討も行われている。
【０００３】
特許文献１には、スコープを任意の位置に移動可能に保持させる垂直多関節型６自由度ロボットが示されている。ここでは、垂直多関節型６自由度ロボットのアームの各関節角度からスコープの位置姿勢を算出する構成になっている。
【特許文献１】特開２００３−１２７０７６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
処置具を多自由度化、能動化する技術として、複数の湾曲駒をそれぞれ操作ワイヤにより独立して個々に操作できるようにした多関節湾曲機構及びその多関節湾曲機構を湾曲部に用いた多関節式の能動処置具が考えられている。この能動処置具では、個々の湾曲駒ごとにそれぞれ独立に操作ワイヤを設けている。そして、個々の湾曲駒ごとにそれぞれの操作ワイヤを独立して操作する構成になる。そのため、操作対象の湾曲駒の数に応じて操作ワイヤの本数が増える。各々の操作ワイヤはいずれも能動処置具の細長い挿入部に配置されている細い管路に挿通されている。細い管路に挿通される操作ワイヤの数が増えると細い管路内での操作ワイヤの配置が煩雑になり、干渉が起きたりする可能性がある。そのため、複数のワイヤを通して多関節の制御を行う際に、関節数が増加するにつれて、能動処置具の位置精度や動作効率が低下する問題がある。
【０００５】
例えば、能動処置具を動かすための能動機構が６自由度ある場合、１つの関節のみを使用して実現できる動作に対しても、全ての関節の位置、姿勢を制御してその動作を行うことになる。そのために、関節１つ１つに存在する誤差が使用した関節の分だけ蓄積し、制御の際の位置精度が低くなってしまう。また、動作効率も悪くなってしまう。その結果、湾曲部の各湾曲駒をそれぞれの操作ワイヤによって独立して個々の湾曲駒ごと任意の向きに湾曲するようにした多関節湾曲機構を採用した能動処置具のように細い管路に複数のワイヤを通して多関節の制御を行う場合、動く関節数が増えると制御の精度が下がる。
【０００６】
本発明は上記事情に着目してなされたもので、その目的は、処置具の動作効率及び位置精度の向上を図ることができる内視鏡装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
請求項１の発明は、少なくとも被検体内を撮像する撮像部と処置具挿通用のチャンネルとを有する内視鏡と、前記内視鏡のチャンネルを通して被検体内に挿入される挿入部を有し、前記挿入部はそれぞれ独立して個々に操作できる複数の関節部を有する処置具と、前記処置具を操作する操作手段と、前記処置具を操作する稼動指示を入力するための指示入力手段と、前記指示入力手段で前記稼動指示の入力時に、稼動指示された前記関節部に基づいて前記処置具が動く軌跡を算出する軌跡算出手段と、前記軌跡算出手段による算出結果に基づいて前記操作手段による前記処置具の操作を制御させる処置具操作制御手段と、を具備することを特徴とする内視鏡装置である。  
そして、本請求項１の発明では、指示入力手段によって処置具を操作する稼動指示を入力した際に、稼動指示された関節部に基づいて処置具が動く軌跡を軌跡算出手段によって算出し、この軌跡算出手段による算出結果に基づいて前記操作手段による前記処置具の操作を処置具操作制御手段によって制御させる。これにより、任意に選択された関節情報に基づく処置具の稼動軌跡を算出し、その軌跡に基づいて処置具の稼動制御を行うことができ、効率よく多関節処置具を駆動させることができるようにしたものである。
【０００８】
請求項２の発明は、前記指示入力手段は、前記複数の関節部のうち稼動させる関節部を選択する稼動関節選択手段を有し、前記軌跡算出手段は、前記稼動関節選択手段によって選択された関節情報を基に前記処置具が動く軌跡を算出することを特徴とする請求項１に記載の内視鏡装置である。  
そして、本請求項２の発明では、前記指示入力手段の稼動関節選択手段によって前記複数の関節部のうち稼動させる関節部を選択し、前記稼動関節選択手段によって選択された関節情報を基に前記軌跡算出手段によって前記処置具が動く軌跡を算出するようにしたものである。
【０００９】
請求項３の発明は、前記稼動関節選択手段は、前記複数の関節部のうちの１つ、もしくは複数を選択するための切替え装置を有することを特徴とする請求項２に記載の内視鏡装置である。  
そして、本請求項３の発明では、前記稼動関節選択手段の切替え装置によって前記複数の関節部のうちの１つ、もしくは複数を選択するようにしたものである。
【００１０】
請求項４の発明は、少なくとも被検体内を撮像する撮像部と処置具挿通用のチャンネルとを有する内視鏡と、前記内視鏡で撮像された画像を表示する表示手段と、前記内視鏡のチャンネルを通して被検体内に挿入される挿入部を有し、前記挿入部はそれぞれ独立して個々に操作できる複数の関節部を有する処置具と、前記処置具を操作する操作手段と、前記処置具を操作する稼動指示を入力するための指示入力手段と、前記指示入力手段で前記稼動指示の入力時に、稼動指示された前記関節部に基づいて前記表示手段上で前記処置具が稼動する所定の軌跡を描写する軌跡描写手段と、前記軌跡描写手段によって描写された軌跡情報に基づいて稼動指示された前記関節部により前記操作手段による前記処置具の操作を制御させる処置具操作制御手段と、を具備することを特徴とする内視鏡装置である。  
そして、本請求項４の発明では、前記指示入力手段で前記稼動指示の入力時に、稼動指示された前記関節部に基づいて軌跡描写手段によって前記表示手段上で前記処置具が稼動する所定の軌跡を描写するとともに、前記軌跡描写手段によって描写された軌跡情報に基づいて稼動指示された前記関節部により前記操作手段による前記処置具の操作を処置具操作制御手段によって制御させるようにしたものである。
【００１１】
請求項５の発明は、前記処置具操作制御手段は、前記軌跡描写手段によって描写された軌跡情報に基づいて前記複数の関節部のうち稼動させる前記関節部を選択する稼動関節選択手段を有し、前記稼動関節選択手段によって選択された関節情報に基づいて前記操作手段による前記処置具の操作を制御させることを特徴とする請求項４に記載の内視鏡装置である。  
そして、本請求項５の発明では、前記処置具操作制御手段は、前記軌跡描写手段によって描写された軌跡情報に基づいて前記複数の関節部のうち稼動させる前記関節部を選択する稼動関節選択手段を有し、前記稼動関節選択手段によって選択された関節情報に基づいて前記操作手段による前記処置具の操作を制御させるようにしたものである。
【００１２】
請求項６の発明は、前記軌跡描写手段は、少なくとも前記処置具の先端部が描く軌跡、もしくは前記処置具の先端部が通過する面のいずれか一方を算出する算出手段を有し、前記指示入力手段で前記処置具を操作する稼動指示の入力時に、稼動指示された前記関節部に基づいて前記表示手段上で前記処置具が稼動する前記処置具の先端部が描く軌跡、もしくは前記処置具の先端部が通過する面のいずれか一方を描写することを特徴とする請求項４に記載の内視鏡装置である。  
そして、本請求項６の発明では、前記軌跡描写手段の算出手段によって少なくとも前記処置具の先端部が描く軌跡、もしくは前記処置具の先端部が通過する面のいずれか一方を算出し、指示入力手段で処置具を操作する稼動指示の入力時に、稼動指示された前記関節部に基づいて前記表示手段上で前記処置具が稼動する前記処置具の先端部が描く軌跡、もしくは前記処置具の先端部が通過する面のいずれか一方を描写するようにしたものである。
【００１３】
請求項７の発明は、前記指示入力手段は、前記表示装置の表示画面上に表示された内視鏡画像に前記処置具の先端部の動作方向を指示入力するための操作方向指示入力手段を有し、前記処置具操作制御手段は、前記操作方向指示入力手段の入力を基に、前記操作手段による前記処置具の操作を制御させることを特徴とする請求項４に記載の内視鏡装置である。  
そして、本請求項７の発明では、前記指示入力手段の操作方向指示入力手段によって前記表示装置の表示画面上に表示された内視鏡画像に前記処置具の先端部の動作方向を指示入力し、前記処置具操作制御手段によって前記操作方向指示入力手段の入力を基に、前記操作手段による前記処置具の操作を制御させる。これにより、任意に設定した軌跡に基づいて稼動すべき関節を算出することで処置具の稼動制御を行うことができ、効率よく多関節処置具を駆動させることができるようにしたものである。
【００１４】
請求項８の発明は、前記処置具操作制御手段は、前記操作方向指示入力手段の入力を基に、前記処置具の先端の操作方向と、前記稼動関節選択手段により選択された関節部とその際の前記処置具の先端部の軌跡、もしくは前記処置具の先端が通過する面のうち少なくともいずれか一方が一致する制御を前記稼動関節選択手段によって選択されなかった前記処置具の他の関節部に対し行うことを特徴とする請求項５に記載の内視鏡装置である。  
そして、本請求項８の発明では、前記処置具操作制御手段によって前記操作方向指示入力手段の入力を基に、前記処置具の先端の操作方向と、前記稼動関節選択手段により選択された関節部とその際の前記処置具の先端部の軌跡、もしくは前記処置具の先端が通過する面のうち少なくともいずれか一方が一致する制御を前記稼動関節選択手段によって選択されなかった前記処置具の他の関節部に対し行うようにしたものである。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、任意に選択された関節情報に基づく処置具の稼動軌跡を算出し、その軌跡に基づいて処置具の稼動制御を行うこと、或いは任意に設定した軌跡に基づいて稼動すべき関節を算出することで効率よく多関節処置具を駆動させることができる。これにより、処置具の動作効率及び位置精度の向上を図ることができる内視鏡装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、本発明の第１の実施の形態を図１乃至図９を参照して説明する。図３は本実施の形態の内視鏡装置１のシステム全体の概略構成を示す。内視鏡装置１のシステムは、内視鏡２と、その周辺装置とによって構成される。周辺装置は、内視鏡用照明光を生成する光源装置３と、内視鏡２の撮像部で撮像された画像データに対して種々の画像処理を行う画像処理装置である表示用プロセッサ４と、表示装置５と、１または複数、本実施の形態では２つ（第１，第２）の能動処置具６，７と、第１，第２の能動処置具６，７の駆動装置である２つ（第１，第２）の能動機構（操作手段）８，９と、第１，第２の能動処置具６，７の動作を制御する処置具制御部１０とを有する。第１，第２の能動処置具６，７は、多関節式内視鏡用処置具である。第１の能動処置具６は、例えば、電気メスの高周波ナイフ、第２の能動処置具７は、例えば把持鉗子によってそれぞれ形成されている。
【００１７】
図１、図２は本実施の形態の内視鏡装置１のシステムを手術室内に設置した実際の使用例を示している。図２中で、中央位置に手術台１１が配設されている。手術台１１の一側部側には、体腔内の病変の診断、処置装置１２と、この診断、処置装置１２の操作装置１３とが配設されている。手術台１１の他側部側には内視鏡制御装置１４と、処置具制御装置１５とが配設されている。
【００１８】
診断、処置装置１２は、内視鏡支持装置１６と、この内視鏡支持装置１６に支持された前記内視鏡２と、前記第１，第２の能動処置具６，７とを有する。内視鏡支持装置１６は、架台１８と、多段アーム構造の支持アーム１９とを有する。
【００１９】
操作装置１３は、内視鏡２を操作する内視鏡操作ユニット２０と、処置具操作ユニット２１とを有する。内視鏡操作ユニット２０は、スタンド２２と、スタンド２２上に装着された内視鏡コントローラ２３とを有する。内視鏡コントローラ２３は、内視鏡２の湾曲動作を操作する例えばジョイスティックによって形成されている。処置具操作ユニット２１は、スタンド２４と、スタンド２４上に装着された第１，第２の制御出力指示入力装置（指示入力手段）２５，２６とを有する。第１，第２の制御出力指示入力装置２５，２６は、第１，第２の能動処置具６，７をそれぞれ操作するマスタースレーブ方式のマスター型アクチュエータによって形成されている。
【００２０】
内視鏡制御装置１４は、前記光源装置３と、カメラコントロールユニットである前記表示用プロセッサ４と、前記表示装置５とを有する。処置具制御装置１５は、電気メスの制御部２７と、把持鉗子の制御部２８と、第１，第２の能動処置具６，７の制御画像の表示装置２９とを有する。なお、内視鏡画像の表示装置５と、第１，第２の能動処置具６，７の制御画像の表示装置２９とは共通のモニター装置を使用しても良い。
【００２１】
内視鏡支持装置１６の支持アーム１９は、架台１８の上端部に第１垂直軸Ｏ１を中心に一端部が回動可能に連結された水平アーム１９ａと、水平アーム１９ａの他端部に下端部が第２垂直軸Ｏ２を中心に回動可能に連結された第１垂直アーム１９ｂと、この第１垂直アーム１９ｂと平行に配置された第２垂直アーム１９ｃと、第１垂直アーム１９ｂと第２垂直アーム１９ｃとの間に架設された２つ（第１，第２）の平行リンクアーム１９ｄ，１９ｅと、第３垂直軸Ｏ３を中心に第２垂直アーム１９ｃを回動可能に支持するアーム支持体１９ｆとを有する。水平アーム１９ａには、第１，第２の能動処置具６，７の第１，第２の能動機構８，９が配設されている。
【００２２】
第１，第２の平行リンクアーム１９ｄ，１９ｅの各一端は、第１垂直アーム１９ｂの上端部に水平軸Ｏ４，Ｏ５を中心に回動可能に連結されている。第１，第２の平行リンクアーム１９ｄ，１９ｅの各他端は、アーム支持体１９ｆに水平軸Ｏ６，Ｏ７を中心に回動可能に連結されている。これにより、第１垂直アーム１９ｂと、第１，第２の平行リンクアーム１９ｄ，１９ｅと、アーム支持体１９ｆとによって第２垂直アーム１９ｃを上下方向に平行移動可能に支持する平行四辺形リンクが形成されている。
【００２３】
第２垂直アーム１９ｃの下端部には水平方向に屈曲された屈曲部１９ｃ１が形成されている。この屈曲部１９ｃ１には、内視鏡ホルダ３０が水平軸Ｏ８を中心に回動可能に支持されている。内視鏡ホルダ３０には、内視鏡２の基端部が第４垂直軸Ｏ９を中心に回動可能に、かつ着脱可能に支持されている。
【００２４】
内視鏡２は、体内に挿入される細長い挿入部２ａと、この挿入部２ａの基端部に連結された手元側端部２ｂとを有する。挿入部２ａは、細長い可撓管部２ａ１と、可撓管部２ａ１の先端に連結された湾曲部２ａ２と、湾曲部２ａ２の先端に連結された先端硬性部２ａ３とを有する。先端硬性部２ａ３の先端面には、図４（Ｂ）に示すように例えば１つの観察窓部３１と、２つの照明窓部３２ａ，３２ｂと、２つの処置具挿通用のチャンネル３３ａ，３３ｂの開口部とを有する。観察窓部３１の内側には、図示しない対物レンズ等の光学系およびＣＣＤ等の撮像素子を備えた撮像部が配設されている。この撮像部によって体腔内の病変部等が撮像される。そして、内視鏡２の撮像部で得られた撮像信号は接続ケーブルを通じて表示用プロセッサ４に送られ、映像信号に変換され、この映像信号によって内視鏡２で撮影した像を表示装置５に映し出すようになっている。
【００２５】
湾曲部２ａ２は、内視鏡コントローラ２３のジョイスティックを傾動操作することにより、遠隔的に湾曲操作される。湾曲部２ａ２を湾曲することにより、所望の観察対象物（病変部等）を観察視野（または撮像視野）内に捉えることができる。
【００２６】
手元側端部２ｂと挿入部２ａとの連結部の近傍には、２つの処置具挿通用のチャンネル３３ａ，３３ｂとそれぞれ連通する２つのチャンネル口が形成されている。これらのチャンネル口には第１，第２の能動処置具６，７がそれぞれ挿入されるようになっている。
【００２７】
本実施形態では２つの挿通用チャンネル３３ａ，３３ｂに第１，第２の能動処置具６，７をそれぞれ１つずつ挿通する構成を示したが、複数の内視鏡用処置具を１つの挿通用チャンネルに挿入してもよい。また、手元側端部２ｂには、湾曲部２ａ２を湾曲するジョイスティックや、十字キーなどの湾曲操作手段３４が設けられている。
【００２８】
第１の能動処置具６および第２の能動処置具７は、主要部がほぼ同一構成になっている。ここでは、第１の能動処置具６の構成を図５〜図７（Ａ），（Ｂ）を参照して説明する。なお、第２の能動処置具７における第１の能動処置具６と同一部分は同一の符号を付してその説明は省略し、異なる部分についてのみ説明する。
【００２９】
図５に示すように、第１の能動処置具６は、内視鏡２の挿通用チャンネル３３ａ内に挿入される細長い挿入部３５を有する。この挿入部３５の基端部には、第１の能動機構８が連結されている。挿入部３５は、手元側に位置した長尺の可撓管（軟性部）３６と、この可撓管３６の先端に接続された湾曲部３７と、この湾曲部３７の先端に接続された先端処置部３８とから構成される。
【００３０】
可撓管３６は外力によって比較的柔らかに弾性的に曲がり得る可撓性部分である。湾曲部３７は上記第１の能動機構８により強制的に湾曲される部分である。また、先端処置部３８は、その第１の能動処置具６に対応した処置機能を備える。本実施形態では処置機能として高周波ナイフ３９を備える。なお、第２の能動処置具７は、先端処置部３８に把持鉗子４０が設けられている。
【００３１】
上記湾曲部３７は図５に示すように複数の湾曲駒（関節駒）４１〜４５によって構成した多関節式湾曲機構を備える。各湾曲駒４１〜４５はいずれも環状の部材によって形成されている。各湾曲駒４１〜４５は挿入部３５の軸方向へ一列に同軸的に並べて配置されている。先端側から順番に第１湾曲駒４１、第２湾曲駒４２、第３湾曲駒４３、第４湾曲駒４４及び第５湾曲駒４５と称する。
【００３２】
第１湾曲駒４１の前端部には、先端処置部３８が固定される先端処置部固定部４１ａが設けられている。第１湾曲駒４１の後端部には、舌片状の２つの後方突出部４１ｂが突設されている。これら２つの後方突出部４１ｂは、第１湾曲駒４１の周方向に１８０°の位置に配置されている。
【００３３】
第２湾曲駒４２の前端部には、舌片状の２つの前方突出部４２ａが突設されている。第２湾曲駒４２の後端部には、舌片状の２つの後方突出部４２ｂが突設されている。２つの前方突出部４２ａと、２つの後方突出部４２ｂとはそれぞれ第２湾曲駒４２の周方向に１８０°の位置に配置されている。さらに、２つの前方突出部４２ａと、２つの後方突出部４２ｂとは、互いに第２湾曲駒４２の周方向に９０°ずらした位置に配置されている。
【００３４】
そして、第１湾曲駒４１の２つの後方突出部４１ｂと、第２湾曲駒４２の２つの前方突出部４２ａとの間は、互いに重ね合わせ、その双方に貫通しているリベット状の軸部材である第１回動軸４６によって回動可能に連結されている。
【００３５】
また、第３湾曲駒４３と第４湾曲駒４４は、第２湾曲駒４２と同様に構成されている。すなわち、第３湾曲駒４３の前端部には、舌片状の２つの前方突出部４３ａ、第３湾曲駒４３の後端部には、舌片状の２つの後方突出部４３ｂがそれぞれ突設され、２つの前方突出部４３ａと、２つの後方突出部４３ｂとは、互いに第３湾曲駒４３の周方向に９０°ずらした位置に配置されている。第４湾曲駒４４の前端部には、舌片状の２つの前方突出部４４ａ、第４湾曲駒４４の後端部には、舌片状の２つの後方突出部４４ｂがそれぞれ突設され、２つの前方突出部４４ａと、２つの後方突出部４４ｂとは、互いに第４湾曲駒４４の周方向に９０°ずらした位置に配置されている。
【００３６】
そして、第２湾曲駒４２の２つの後方突出部４２ｂと、第３湾曲駒４３の前方突出部４３ａとの間は、互いに重ね合わせ、その双方に貫通しているリベット状の軸部材である第２回動軸４７によって回動可能に連結されている。同様に、第３湾曲駒４３の２つの後方突出部４３ｂと、第４湾曲駒４４の前方突出部４４ａとの間は、互いに重ね合わせ、その双方に貫通しているリベット状の軸部材である第３回動軸４８によって回動可能に連結されている。
【００３７】
第５湾曲駒４５の前端部には、舌片状の２つの前方突出部４５ａが突設されている。これら２つの前方突出部４５ａは、第５湾曲駒４５の周方向に１８０°の位置に配置されている。そして、第４湾曲駒４４の後方突出部４４ｂと、第５湾曲駒４５の前方突出部４５ａとの間は、互いに重ね合わせ、その双方に貫通しているリベット状の軸部材である第４回動軸４９によって回動可能に連結されている。
【００３８】
第５湾曲駒４５の後端部には、円管状の連結部材５０の前端部が嵌着固定されている。この連結部材５０の後端部は、可撓管３６の先端部が外嵌された状態で連結固定されている。
【００３９】
挿入部３５内には、第１湾曲駒４１から第４湾曲駒４４をそれぞれ個別的に回動させるための４組のワイヤユニット５１〜５４が設けられている。各組のワイヤユニット５１〜５４は、それぞれ一対の非伸縮性の操作ワイヤを一組として形成されている。
【００４０】
第１湾曲駒４１は、第１組目のワイヤユニット５１の２本の操作ワイヤ５１ａ，５１ｂによって駆動される。同様に、第２湾曲駒４２は、第２組目のワイヤユニット５２の２本の操作ワイヤ５２ａ，５２ｂ、第３湾曲駒４３は、第３組目のワイヤユニット５３の２本の操作ワイヤ５３ａ，５３ｂ、第４湾曲駒４４は、第４組目のワイヤユニット５４の２本の操作ワイヤ５４ａ，５４ｂによってそれぞれ駆動される。
【００４１】
図６（Ｂ）に示すように第１湾曲駒４１の後端部の周壁面には、内側へ向けて突き出した２つの切起し片５５ａ，５５ｂが形成されている。これら２つの切起し片５５ａ，５５ｂは、第１湾曲駒４１の周方向に１８０°の位置で、かつ２つの後方突出部４１ｂとは、互いに第１湾曲駒４１の周方向に９０°ずらした位置に配置されている。一方の切起し片５５ａには、第１組目のワイヤユニット５１の一方の操作ワイヤ５１ａの先端が差し込まれ、ロウ付けして固定されている。他方の切起し片５５ｂには、第１組目のワイヤユニット５１の他方の操作ワイヤ５１ｂの先端が差し込まれ、ロウ付けして固定されている。
【００４２】
同様に、第２湾曲駒４２の後端部の周壁面に内側へ向けて突き出した２つの切起し片５６ａ，５６ｂ（図６（Ａ）参照）、第３湾曲駒４３の後端部の周壁面に内側へ向けて突き出した２つの切起し片５７ａ，５７ｂ（図６（Ｂ）参照）、第４湾曲駒４４の後端部の周壁面に内側へ向けて突き出した２つの切起し片５８ａ，５８ｂ（図６（Ａ）参照）がそれぞれ形成されている。第２湾曲駒４２の２つの切起し片５６ａ，５６ｂは、第２湾曲駒４２の周方向に１８０°の位置で、かつ２つの後方突出部４２ｂとは、互いに第２湾曲駒４２の周方向に９０°ずらした位置に配置されている。第３湾曲駒４３の２つの切起し片５７ａ，５７ｂは、第３湾曲駒４３の周方向に１８０°の位置で、かつ２つの後方突出部４３ｂとは、互いに第３湾曲駒４３の周方向に９０°ずらした位置に配置されている。第４湾曲駒４４の２つの切起し片５８ａ，５８ｂは、第４湾曲駒４４の周方向に１８０°の位置で、かつ２つの後方突出部４４ｂとは、互いに第４湾曲駒４４の周方向に９０°ずらした位置に配置されている。
【００４３】
第２湾曲駒４２の一方の切起し片５６ａには、第２組目のワイヤユニット５２の一方の操作ワイヤ５２ａの先端が差し込まれ、ロウ付けして固定されている。他方の切起し片５６ｂには、第２組目のワイヤユニット５２の他方の操作ワイヤ５２ｂの先端が差し込まれ、ロウ付けして固定されている。
【００４４】
第３湾曲駒４３の一方の切起し片５７ａには、第３組目のワイヤユニット５３の一方の操作ワイヤ５３ａの先端が差し込まれ、ロウ付けして固定されている。他方の切起し片５７ｂには、第３組目のワイヤユニット５３の他方の操作ワイヤ５３ｂの先端が差し込まれ、ロウ付けして固定されている。
【００４５】
第４湾曲駒４４の一方の切起し片５８ａには、第４組目のワイヤユニット５４の一方の操作ワイヤ５４ａの先端が差し込まれ、ロウ付けして固定されている。他方の切起し片５８ｂには、第４組目のワイヤユニット５４の他方の操作ワイヤ５４ｂの先端が差し込まれ、ロウ付けして固定されている。
【００４６】
また、各操作ワイヤ５１ａ，５１ｂ、５２ａ，５２ｂ、５３ａ，５３ｂ、５４ａ，５４ｂはそれぞれ別々の可撓性ガイドシース５９ａ，５９ｂ、６０ａ，６０ｂ、６１ａ，６１ｂ、６２ａ，６２ｂ内に進退自在に挿通されている。各ガイドシース５９ａ，…は例えば密巻きコイルまたは樹脂チューブ等のシース状の可撓性部材により形成されている。その可撓性部材の内孔によって各操作ワイヤ５１ａ，…を進退する向きにのみガイドする。
【００４７】
すなわち、第１組目のワイヤユニット５１の２本の操作ワイヤ５１ａ，５１ｂは、ガイドシース５９ａ，５９ｂ内に進退自在に挿通されている。ガイドシース５９ａ，５９ｂの先端部は、第２湾曲駒４２の前端部内周面に固定されている。
【００４８】
第２組目のワイヤユニット５２の２本の操作ワイヤ５２ａ，５２ｂは、ガイドシース６０ａ，６０ｂ内に進退自在に挿通されている。ガイドシース６０ａ，６０ｂの先端部は、第３湾曲駒４３の前端部内周面に固定されている。
【００４９】
第３組目のワイヤユニット５３の２本の操作ワイヤ５３ａ，５３ｂは、ガイドシース６１ａ，６１ｂ内に進退自在に挿通されている。ガイドシース６１ａ，６１ｂの先端部は、連結部材５０の前端部内周面に固定されている。なお、ガイドシース６１ａ，６１ｂの先端部は、第４湾曲駒４４または第５湾曲駒４５の前端部内周面に固定してもよい。
【００５０】
第４組目のワイヤユニット５４の２本の操作ワイヤ５４ａ，５４ｂは、ガイドシース６２ａ，６２ｂ内に進退自在に挿通されている。ガイドシース６２ａ，６２ｂの先端部は、連結部材５０の前端部内周面に固定されている。なお、ガイドシース６２ａ，６２ｂの先端部は、第５湾曲駒４５の前端部内周面に固定してもよい。
【００５１】
ガイドシース５９ａ，５９ｂは、第２湾曲駒４２の内部から第３湾曲駒４３、第４湾曲駒４４、第５湾曲駒４５、連結部材５０、可撓管３６の内部に順次、挿通され、手元側の第１の能動機構８まで導かれる。
【００５２】
ガイドシース６０ａ，６０ｂは、第３湾曲駒４３の内部から第４湾曲駒４４、第５湾曲駒４５、連結部材５０、可撓管３６の内部に順次、挿通され、手元側の第１の能動機構８まで導かれる。
【００５３】
ガイドシース６１ａ，６１ｂおよびガイドシース６２ａ，６２ｂは、連結部材５０、可撓管３６の内部に順次、挿通され、手元側の第１の能動機構８まで導かれる。これにより、各操作ワイヤ５１ａ，５１ｂ、５２ａ，５２ｂ、５３ａ，５３ｂ、５４ａ，５４ｂはそれぞれ別々の可撓性ガイドシース５９ａ，５９ｂ、６０ａ，６０ｂ、６１ａ，６１ｂ、６２ａ，６２ｂ内を通して個別的に手元側の第１の能動機構８まで導かれる。
【００５４】
そして、４組のワイヤユニット５１〜５４をそれぞれ個別に独立に駆動することにより、第１湾曲駒４１から第４湾曲駒４４をそれぞれ個別的に回動させることができる。すなわち、第１組目のワイヤユニット５１の２本の操作ワイヤ５１ａ，５１ｂをそれぞれ押し引きすることにより第１湾曲駒４１のみを個別に独立して第１回動軸４６を中心に回動して個別に屈曲させることができる。これにより、第１関節部Ａ１が形成されている。同様に、第２組目のワイヤユニット５２の２本の操作ワイヤ５２ａ，５２ｂにより第２湾曲駒４２のみを個別に独立して第２回動軸４７を中心に回動して個別に屈曲させることができる。これにより、第２関節部Ａ２が形成されている。また、第３組目のワイヤユニット５３の２本の操作ワイヤ５３ａ，５３ｂにより第３湾曲駒４３のみを個別に独立して第３回動軸４８を中心に回動して個別に屈曲させることができる。これにより、第３関節部Ａ３が形成されている。さらに、第４組目のワイヤユニット５４の２本の操作ワイヤ５４ａ，５４ｂにより第４湾曲駒４４のみを個別に独立して第４回動軸４９を中心に回動して個別に屈曲させることができる。これにより、第４関節部Ａ４が形成されている。このように本実施の形態では第１関節部Ａ１、第２関節部Ａ２、第３関節部Ａ３、第４関節部Ａ４の４つの関節をそれぞれ個別に独立に駆動可能な多関節式湾曲機構が形成されている。この多関節式湾曲機構の部分は柔軟な外皮（図示せず）によって被覆され、その全体が湾曲部３７を構成している。
【００５５】
先端処置部３８には、有底円筒状のストッパ部材６３と、ストッパ部材６３内に固定された管状の連結部材６４と、前記高周波ナイフ３９とが設けられている。ストッパ部材６３の先端部閉塞部６３ａには、軸心部に高周波ナイフ挿通孔６３ｂが形成されている。連結部材６４の内径は、ストッパ部材６３の高周波ナイフ挿通孔６３ｂよりも大径に形成されている。
【００５６】
連結部材６４の後端部には、先端部側よりも外径が小さい小径部６４ａが形成されている。小径部６４ａには可撓管３６の内部に挿通された小径な内部可撓管６５の先端部が嵌着固定されている。内部可撓管６５の後端部は可撓管３６の後端側に延出され、可撓管３６の外部の高周波ナイフ操作部６６に連結されている。
【００５７】
前記高周波ナイフ３９は、内部可撓管６５の内部に挿通された操作ワイヤ６７の先端部に固定されている。高周波ナイフ３９と操作ワイヤ６７の先端部との連結部の周囲には管状のストッパ受部６８が固定されている。
【００５８】
高周波ナイフ操作部６６は、円管状のガイド部材６６ａと、このガイド部材６６ａの軸方向に進退可能にスライドするスライダ６６ｂとを有する。スライダ６６ｂには電気メスの制御部２７が接続されている。ガイド部材６６ａには内部可撓管６５の後端部が固定されている。スライダ６６ｂには操作ワイヤ６７の後端部が固定されている。
【００５９】
そして、ガイド部材６６ａに対してスライダ６６ｂを軸方向に進退動作させることにより、高周波ナイフ３９が軸方向に進退駆動される。このとき、スライダ６６ｂを基端部側に引っ張り操作することにより、図６（Ｂ）に示すように高周波ナイフ３９がストッパ部材６３の高周波ナイフ挿通孔６３ｂから先端部閉塞部６３ａの内側に引き込まれた収納位置に収納されるようになっている。スライダ６６ｂを先端部側に押し込み操作することにより、図６（Ａ）に示すように高周波ナイフ３９がストッパ部材６３の高周波ナイフ挿通孔６３ｂから先端部閉塞部６３ａの外側に突出されるようになっている。このとき、ストッパ受部６８がストッパ部材６３の先端部閉塞部６３ａに当接することにより、高周波ナイフ３９の突出位置が規制されるようになっている。
【００６０】
第１の能動処置具６の第１の能動機構８には湾曲部３７の第１湾曲駒４１から第４湾曲駒４４をそれぞれ個別的に回動駆動する湾曲部操作機構が設けられている。湾曲部操作機構は回動操作対象の第１湾曲駒４１から第４湾曲駒４４に対応した４組の操作ワイヤ５１ａ，５１ｂ、５２ａ，５２ｂ、５３ａ，５３ｂ、５４ａ，５４ｂをそれぞれ押し引き操作する４つの駆動モータを備える。そして、４つの駆動モータを個別的に駆動して４組の操作ワイヤ５１ａ，５１ｂ、５２ａ，５２ｂ、５３ａ，５３ｂ、５４ａ，５４ｂを押し引き操作するようになっている。
【００６１】
また、第２の能動処置具７は、第１の能動処置具６とは、先端処置部３８の構成が異なる。すなわち、第２の能動処置具７は、先端処置部３８の部分に把持鉗子４０を備えている。把持鉗子４０は、内部可撓管６５の内部に挿通した操作ワイヤ（図示せず）によって開閉操作されるようになっている。これ以外の第１の能動処置具６の多関節式湾曲機構の湾曲部３７の部分は、第２の能動処置具７も同一構成になっている。そのため、第２の能動処置具７の第２の能動機構９の構成は、第１の能動処置具６の第１の能動機構８と同一構成になっている。
【００６２】
第１の制御出力指示入力装置２５は、第１の能動処置具６の位置と姿勢を指示する操作入力装置である。同様に、第２の制御出力指示入力装置２６は、第２の能動処置具７の位置と姿勢を指示する操作入力装置である。これら第１，第２の制御出力指示入力装置２５，２６は、多関節式湾曲機構の湾曲部３７の部分とそれぞれ対応する多関節式湾曲機構の構成のマスタースレーブ方式のマスター型アクチュエータによって形成されている。そして、マスター型アクチュエータの第１，第２の制御出力指示入力装置２５，２６の操作に応じて第１の能動機構８および第２の能動機構９のそれぞれ４つの駆動モータが個別的に駆動される。このとき、第１の能動機構８および第２の能動機構９のそれぞれ４つの駆動モータに対応する４組の操作ワイヤ５１ａ，５１ｂ、５２ａ，５２ｂ、５３ａ，５３ｂ、５４ａ，５４ｂが押し引き操作される。これにより、第１の制御出力指示入力装置２５の操作に応じて第１の能動処置具６の多関節式湾曲機構の湾曲部３７の第１湾曲駒４１から第４湾曲駒４４がそれぞれ個別的に回動駆動される。同様に、第２の制御出力指示入力装置２６の操作に応じて第２の能動処置具７の多関節式湾曲機構の湾曲部３７の第１湾曲駒４１から第４湾曲駒４４がそれぞれ個別的に回動駆動される。
【００６３】
図７（Ａ）は、本実施の形態の第１の能動処置具６の湾曲部３７における６自由度の多関節構造モデルを示す。図７（Ａ）に示すように、内視鏡２の先端部２ａ３より第１の能動処置具６の湾曲部３７における全ての関節部を突き出した状態において、操作部側（基端側）に位置する関節から先端側に位置する関節を順次Ｊ１、Ｊ２、Ｊ３、Ｊ４、Ｊ５、Ｊ６と呼ぶ。図７（Ａ）中の関節Ｊ１は、第１の能動処置具６全体を軸方向に動かす機構、関節Ｊ２は、第１の能動処置具６全体を軸回り方向に動かす機構である。関節Ｊ３は、図５の第４関節部Ａ４、関節Ｊ４は、図５の第３関節部Ａ３、関節Ｊ５は、図５の第２関節部Ａ２、関節Ｊ６は、図５の第１関節部Ａ１にそれぞれ対応する。図７（Ａ）はすべての関節部Ａ１〜Ａ４が真っ直ぐになっている状態、図７（Ｂ）はすべての関節部Ａ１〜Ａ４のうち、第４関節部Ａ４（Ｊ３）と第２関節部Ａ２（Ｊ５）が屈曲された状態を示す。
【００６４】
したがって、第１の能動処置具６の湾曲部３７が複数の関節部Ａ１〜Ａ４を有することにより第１の能動処置具６の先端部を任意の位置と姿勢に移動でき、病変の切開・剥離を従来よりも容易に行うことができる。また、第１の能動処置具６の関節構造と第１の制御出力指示入力装置２５の関節構造を同等に対応させることにより術者は複数の関節を有する処置具を容易に操作することができる。
【００６５】
第１の能動機構８および第２の能動機構９は制御用ケーブルを介して処置具制御部１０に接続されている。図３に示すように、処置具制御部１０は、制御装置（処置具操作制御手段）６９と、軌跡算出手段７０とを有する。軌跡算出手段７０には、操作入力装置としての第１，第２の制御出力指示入力装置２５，２６と、関節選択手段７１とが接続されている。
【００６６】
関節選択手段７１は、第１，第２の能動処置具６，７の関節部Ａ１〜Ａ４のうち、動かす関節部を１または複数、選択する。関節選択手段７１の入力方法は、一例として次のような手段がある。
【００６７】
１．例えば、タッチパネル方式で内視鏡画像が表示されている表示装置５の表示画面上の第１，第２の能動処置具６，７の関節部Ａ１〜Ａ４のいずれかに直接、手指、あるいは入力ペンで触れて選択する。
【００６８】
２．制御装置６９の付属のパソコンのキーボードにより、第１，第２の能動処置具６，７のいずれか一方と、関節部Ａ１〜Ａ４のいずれかの関節番号Ｎ（１〜使用関節数）を入力することで選択する。その際、表示装置５の表示画面上の第１，第２の能動処置具６，７の関節部Ａ１〜Ａ４のいずれか選択した関節部にマーク等を付けて表示するとわかりやすい。
【００６９】
なお、関節選択手段７１の関節選択モードオフの場合は、第１の制御出力指示入力装置２５、第２の制御出力指示入力装置２６により制御を行う。
【００７０】
軌跡算出手段７０は、軌跡描写手段を有する。そして、軌跡算出手段７０は、第１，第２の制御出力指示入力装置２５，２６からの出力信号によって第１，第２の能動処置具６，７の関節部Ａ１〜Ａ４のいずれかに稼動指示が入力された時に、稼動指示された関節部Ａ１〜Ａ４のいずれかに基づいて第１，第２の能動処置具６，７が動く軌跡を算出する。このとき、軌跡描写手段によって表示装置５上で第１，第２の能動処置具６，７が稼動する所定の軌跡を描写する。
【００７１】
図９は、表示装置５上に表示される表示画面の一例を示す。ここで、表示装置５の画面上には内視鏡像が前面に表示されている。この内視鏡像の画面上には患者の体内の患部（病変部）Ｈ等と、第１の能動処置具６の画像と、第２の能動処置具７の画像とが表示されている。この状態で、第１の制御出力指示入力装置２５、または第２の制御出力指示入力装置２６の少なくともいずれか一方が駆動された場合には、表示装置５上には、第１の能動処置具６の稼動指示された関節部Ａ１〜Ａ４のいずれかに基づいて算出された第１の能動処置具６の先端が稼動する所定の軌跡７２が描写されるとともに、第２の能動処置具７の稼動指示された関節部Ａ１〜Ａ４のいずれかに基づいて算出された第２の能動処置具７の先端が稼動する所定の軌跡７３が描写される。このとき、第１の能動処置具６の軌跡７２と第２の能動処置具７の軌跡７３とは異なる色で表示装置５の画面上に表示される。例えば、第１の能動処置具６の軌跡７２は、赤色で表示され、第２の能動処置具７の軌跡７３は、緑色で表示される。
【００７２】
制御装置６９は、軌跡算出手段７０の軌跡描写手段によって描写された軌跡情報に基づいて稼動指示された第１，第２の能動処置具６，７の関節部Ａ１〜Ａ４のいずれかの関節部を動かすように第１の能動機構８、または第２の能動機構９による第１の能動処置具６、または第２の能動処置具７の操作を制御させる。
【００７３】
次に、上記構成の本実施の形態の作用について説明する。本実施の形態の内視鏡装置１のシステムの使用時には、予め内視鏡２の挿入部が患者の管腔内に挿入される。そして、内視鏡２の挿入部の先端部が患者の体内の患部（病変部）Ｈ等の近傍に接近される位置まで挿入される。このとき、内視鏡２の撮像部で撮像された画像データは、ＣＣＤ等の撮像素子で体腔内の病変部等が撮像される。そして、内視鏡２の撮像部で得られた撮像信号は接続ケーブルを通じて表示用プロセッサ４に送られ、映像信号に変換され、この映像信号によって内視鏡２で撮影した病変部Ｈを含みその周囲の観察像が表示装置５に映し出される。
【００７４】
この状態で、内視鏡２の一方の処置具挿通用のチャンネル３３ａに第１の能動処置具６が挿入され、他方の処置具挿通用のチャンネル３３ｂに第２の能動処置具７が挿通される。処置具挿通用のチャンネル３３ａ，３３ｂに挿入された第１，第２の能動処置具６，７は、図４（Ａ）に示すように先端硬性部２ａ３の処置具挿通用のチャンネル３３ａ，３３ｂの開口部からそれぞれ突出される。これにより、図９に示すように表示装置５の内視鏡画像には、体腔内の病変部Ｈ等と、第１の能動処置具６および第２の能動処置具７の先端部分とが表示される。このとき、表示装置５の内視鏡画像には、第１の能動処置具６および第２の能動処置具７の先端部分は、複数の関節、例えば第１関節部Ａ１と、第２関節部Ａ２とが表示される状態にセットされる。
【００７５】
その後、第１の能動処置具６、または第２の能動処置具７を所望の位置に導く操作が行われる。この操作時には、処置具操作ユニット２１の第１，第２の制御出力指示入力装置２５，２６が使用される。そして、図８のフローチャートに示す動作が行われる。
【００７６】
まず、システムが開始されたのち、最初のステップＳ１で、関節選択手段７１によって動作の対象となる第１，第２の能動処置具６，７の関節部Ａ１〜Ａ４のいずれかの関節部が選択される。
【００７７】
次のステップＳ２では、軌跡算出手段７０によって第１の能動処置具６の先端が稼動する所定の軌跡７２、または第２の能動処置具７の先端が稼動する所定の軌跡７３が算出される。このとき、第１，第２の能動処置具６，７の先端が稼動する所定の軌跡７２，７３に代えて第１，第２の能動処置具６，７の先端が通過する面（図１３参照）を算出してもよい。
【００７８】
続いて、次のステップＳ３では、軌跡算出手段７０の軌跡描写手段から表示用プ口セッサ４に制御信号が出力される。これにより、表示用プ口セッサ４によって表示装置５上に、第１の能動処置具６の稼動指示された関節部Ａ１〜Ａ４のいずれかに基づいて算出された第１の能動処置具６の先端が稼動する所定の軌跡７２の赤色の表示、あるいは第２の能動処置具７の稼動指示された関節部Ａ１〜Ａ４のいずれかに基づいて算出された第２の能動処置具７の先端が稼動する所定の軌跡７３の緑色の表示のうち少なくとも一方が描写される。なお、図９は第１の能動処置具６の第２関節部Ａ２と、第２の能動処置具７の第１関節部Ａ１とが動作対象関節として選択された例を示す。このとき、第１，第２の能動処置具６，７の先端が稼動する所定の軌跡７２，７３に代えて第１，第２の能動処置具６，７の先端が通過する面（図１３参照）を表示装置５上に、描写してもよい。
【００７９】
そこで、上記構成のものにあっては次の効果を奏する。すなわち、本実施の形態の内視鏡装置１のシステムでは、第１の能動処置具６、または第２の能動処置具７の湾曲部３７を操作する場合に、第１，第２の制御出力指示入力装置２５，２６によって稼動指示された関節部に基づいて第１の能動処置具６の先端部が動く軌跡７２、または第２の能動処置具７の先端部が動く軌跡７３を軌跡算出手段７０によって算出し、この軌跡算出手段７０による算出結果に基づいて稼動指示された第１，第２の能動処置具６，７の関節部Ａ１〜Ａ４のいずれかの関節部を動かすように第１の能動機構８、または第２の能動機構９による第１の能動処置具６、または第２の能動処置具７の操作を制御装置６９によって制御させる。これにより、任意に選択された関節情報に基づく第１，第２の能動処置具６，７の先端部の稼動軌跡７２，７３を算出し、その軌跡７２，７３に基づいて第１，第２の能動処置具６，７の稼動制御を行うことができ、効率よく多関節処置具である第１，第２の能動処置具６，７を駆動させることができる。そのため、第１，第２の能動処置具６，７を動かすための能動機構が６自由度ある場合であっても、１つの関節のみを使用して実現できる動作に対しては、第１，第２の能動処置具６，７の関節部Ａ１〜Ａ４のうち、任意に選択されたいずれか１つ（または複数）の関節部のみを動かす制御を行うことができる。その結果、第１，第２の能動処置具６，７を動かすための能動機構が６自由度ある場合であっても、処置具の操作において使用する関節数を状況に応じて制限することにより、従来のように全ての関節の位置、姿勢を制御してその動作を行う必要がないので、使用関節ごとに蓄積される誤差や、エネルギー効率の低下を軽減させることができる。したがって、第１，第２の能動処置具６，７の動作効率及び位置精度の向上を図ることができる。
【００８０】
さらに、本実施の形態では、第１，第２の制御出力指示入力装置２５，２６による稼動指示の入力時に、稼動指示された第１，第２の能動処置具６，７の関節部Ａ１〜Ａ４のいずれかの関節部に基づいて軌跡算出手段７０の軌跡描写手段によって表示装置５の内視鏡画像上で第１，第２の能動処置具６，７の先端部の稼動軌跡７２，７３を描写するようにしたので、表示装置５の内視鏡画像上で第１，第２の能動処置具６，７の先端部の稼動軌跡７２，７３を目視しながら第１，第２の能動処置具６，７の先端部を体腔内の病変部Ｈなどの目的の場所に移動する操作を行うことができる。そのため、第１，第２の能動処置具６，７の先端部を体腔内の病変部Ｈなどの目的の場所に移動する操作を簡単に行うことができる。
【００８１】
図１０乃至図１２は、本発明の第２の実施の形態を示す。本実施の形態は第１の実施の形態（図１乃至図９参照）の内視鏡装置１のシステムの構成を次の通り変更したものである。
【００８２】
すなわち、本実施の形態では図１０に示すように第１の実施の形態のシステムの軌跡算出手段７０に操作方向指示入力手段８２が接続されている。操作方向指示入力手段８２は、例えば図１２に示すタッチパネル式の表示装置８２ａを有する。そして、このタッチパネル式の表示装置８２ａに表示される内視鏡画像の上に手指、あるいはペンのような入力装置で第１の能動処置具６および第２の能動処置具７を動かす軌跡８３、８４を直接入力する。上記画像内に点線で示す軌跡８３、８４を入力する。
【００８３】
操作方向指示入力手段８２には、入力方向切替装置８１が接続されている。入力方向切替装置８１には、さらに第１，第２の制御出力指示入力装置２５，２６が接続されている。入力方向切替装置８１は、第１の能動処置具６および第２の能動処置具７を動かす入力モードを軌跡算出手段７０に設定する。本実施の形態では、入力方向切替装置８１によって処置具操作ユニット２１の第１，第２の制御出力指示入力装置２５，２６を使用するマスタースレーブモードと、操作方向指示入力手段８２を使用する操作方向指示入力モードとのいずれかに選択的に切替えられる。
【００８４】
次に、上記構成の本実施の形態の作用について説明する。本実施の形態の内視鏡装置１のシステムの使用時には、図１２に示すように表示装置８２ａの内視鏡画像に、体腔内の病変部Ｈ等と、第１の能動処置具６および第２の能動処置具７の先端部分とが表示される。このとき、表示装置５の内視鏡画像には、第１の能動処置具６および第２の能動処置具７の先端部分は、複数の関節、例えば第１関節部Ａ１と、第２関節部Ａ２とが表示される状態にセットされる。
【００８５】
その後、第１の能動処置具６、または第２の能動処置具７を所望の位置に導く操作が行われる。この操作時には、入力方向切替装置８１によって処置具操作ユニット２１の第１，第２の制御出力指示入力装置２５，２６を使用するマスタースレーブモードと、操作方向指示入力手段８２を使用する操作方向指示入力モードとのいずれか一方が選択される。
【００８６】
入力方向切替装置８１によってマスタースレーブモードが選択された場合には、第１の実施の形態と同様の動作が行われる。また、入力方向切替装置８１によって操作方向指示入力手段８２を使用する操作方向指示入力モードに切り替えられた場合には、図１１のフローチャートに示す動作が行われる。
【００８７】
まず、システムが開始されたのち、最初のステップＳ１１で、操作方向指示入力手段８２が使用される。このとき、操作方向指示入力手段８２の表示装置８２ａに表示される内視鏡画像の上に手指、あるいはペンのような入力装置を使用して第１の能動処置具６および第２の能動処置具７を動かす軌跡８３、８４を直接入力する。すなわち、操作者は図１２中に点線で示すように患部Ｈの処置を行えるように第１の能動処置具６および第２の能動処置具７の先端を動かしたい方向に軌跡８３、８４を入力する。
【００８８】
次のステップＳ１２では、第１の実施の形態と同様に関節選択手段７１によって動作の対象となる第１，第２の能動処置具６，７の関節部Ａ１〜Ａ４のいずれかの関節部が選択される。
【００８９】
続いて、次のステップＳ１３では、軌跡８３、８４の入力値と一致するように軌跡算出手段７０によって第１の能動処置具６の先端が稼動する所定の軌跡８３、または第２の能動処置具７の先端が稼動する所定の軌跡８４の制御パラメータが算出される。
【００９０】
次のステップＳ１４では、算出手段７０の算出結果を基に、制御装置６９によって第１，第２の能動処置具６，７の動作が制御される。このとき、第１，第２の能動処置具６，７の先端が稼動する所定の軌跡８３，８４に代えて第１，第２の能動処置具６，７の先端が通過する面（図１３参照）を算出してもよい。
【００９１】
そこで、上記構成のものにあっては次の効果を奏する。すなわち、本実施の形態の内視鏡装置１のシステムでは、第１の能動処置具６、または第２の能動処置具７の湾曲部３７を操作する場合に、入力方向切替装置８１によって処置具操作ユニット２１の第１，第２の制御出力指示入力装置２５，２６を使用するマスタースレーブモードと、操作方向指示入力手段８２を使用する操作方向指示入力モードとのいずれか一方が選択可能となる。入力方向切替装置８１によって操作方向指示入力手段８２を使用する操作方向指示入力モードに切り替えられた場合には、操作方向指示入力手段８２の表示装置８２ａに表示される内視鏡画像の上に手指、あるいはペンのような入力装置を使用して第１の能動処置具６および第２の能動処置具７を動かす軌跡８３、８４を直接入力することができる。
【００９２】
その後、操作方向指示入力手段８２での入力を基に、関節選択手段７１によって動作の対象となる第１，第２の能動処置具６，７の関節部Ａ１〜Ａ４のいずれかの関節部が選択される。このとき、稼動指示された関節部に基づいて第１の能動処置具６および第２の能動処置具７の先端を動かしたい方向の軌跡８３、８４の入力値と一致するように軌跡算出手段７０によって制御パラメータが算出される。この軌跡算出手段７０による算出結果に基づいて稼動指示された第１，第２の能動処置具６，７の関節部Ａ１〜Ａ４のいずれかの関節部を動かすように第１の能動機構８、または第２の能動機構９による第１の能動処置具６、または第２の能動処置具７の操作を制御装置６９によって制御させる。
【００９３】
これにより、本実施の形態では操作方向指示入力手段８２の表示装置８２ａに表示される内視鏡画像の上に手指、あるいはペンのような入力装置を使用して第１の能動処置具６および第２の能動処置具７を動かす軌跡８３、８４を直接入力して第１，第２の能動処置具６，７の稼動制御を行うことができ、効率よく多関節処置具である第１，第２の能動処置具６，７を駆動させることができる。そのため、第１，第２の能動処置具６，７を動かすための能動機構が６自由度ある場合であっても、１つの関節のみを使用して実現できる動作に対しては、第１，第２の能動処置具６，７の関節部Ａ１〜Ａ４のうち、任意に選択されたいずれか１つ（または複数）の関節部のみを動かす制御を行うことができる。その結果、第１，第２の能動処置具６，７を動かすための能動機構が６自由度ある場合であっても、処置具の操作において使用する関節数を状況に応じて制限することにより、従来のように全ての関節の位置、姿勢を制御してその動作を行う必要がないので、使用関節ごとに蓄積される誤差や、エネルギー効率の低下を軽減させることができる。したがって、第１，第２の能動処置具６，７の動作効率及び位置精度の向上を図ることができる。
【００９４】
さらに、本実施の形態では、制御装置６９は、操作方向指示入力手段８２の入力を基に、第１，第２の能動処置具６，７の先端の操作方向と、稼動関節選択手段７１により選択された関節部とその際の第１，第２の能動処置具６，７の先端部の軌跡が一致する制御を稼動関節選択手段７１によって選択されなかった第１，第２の能動処置具６，７の他の関節部に対し行うようにしている。そのため、第１，第２の能動処置具６，７の操作において使用する関節数を状況に応じて制限することにより、第１，第２の能動処置具６，７の動作効率及び位置精度の向上を図ることができる。
【００９５】
図１３は、前記第１の実施の形態の内視鏡装置１の変形例を示す。第１の実施の形態では、第１の能動処置具６および第２の能動処置具７の操作の制御時に、軌跡算出手段７０によって第１の能動処置具６の先端が稼動する所定の軌跡７２、または第２の能動処置具７の先端が稼動する所定の軌跡７３を算出する構成を示したが、本変形例は、軌跡算出手段７０によって第１，第２の能動処置具６，７の先端が通過する面９１，９２を算出し、第１，第２の能動処置具６，７の先端が通過する面９１，９２を表示装置５、８２ａの表示画面に表示する構成にしたものである。そして、本変形例でも第１の実施の形態と同様の効果が得られる。
【００９６】
図１４は、内視鏡１０１の挿入部１０２の湾曲部１０２ｂの駆動機構として形状記憶合金（ＳＭＡ）ワイヤ１０３を使用した例を示す。なお、１０２ａは挿入部１０２の可撓管部、１０２ｃは先端部である。ＳＭＡワイヤ１０３は、銅線等の導電性のリード線１０４を介して手元側のＳＭＡ駆動回路１０５に接続されている。ＳＭＡ駆動回路１０５には、制御装置１０６が接続されている。制御装置１０６には、さらに入力装置１０７が接続されている。
【００９７】
ＳＭＡワイヤ１０３は、非通電時には一定の長さの直線形状に形成されている。このとき、上記内視鏡１０１の湾曲部１０２ｂは、真っ直ぐな非湾曲形状（初期形状）で保持される。
【００９８】
そして、ＳＭＡワイヤ１０３は、リード線１０４を介して電流を通電することにより、通電加熱される。このとき、ＳＭＡワイヤ１０３の形状が例えば収縮形状に変形することにより、上記内視鏡１０１の湾曲部１０２ｂは、ＳＭＡワイヤ１０３の変形に応じて湾曲操作される構成になっている。
【００９９】
このＳＭＡワイヤ１０３を第１の実施の形態（図１乃至図９参照）の内視鏡装置１の第１の能動処置具６および第２の能動処置具７の多関節式湾曲機構の湾曲部３７の４組のワイヤユニット５１〜５４の各操作ワイヤの先端に接続する構成（第３の実施の形態）にしても良い。この場合には、湾曲部３７の４組のワイヤユニット５１〜５４の各操作ワイヤのＳＭＡワイヤ１０３の変形に応じて４組のワイヤユニット５１〜５４をそれぞれ個別に独立に駆動することにより、第１湾曲駒４１から第４湾曲駒４４をそれぞれ個別的に回動させることができる。なお、本実施の形態のＳＭＡワイヤ１０３に代えて、人工筋などのアクチュエータを使用しても良い。
【０１００】
図１５は、本発明の第４の実施の形態を示す。本実施の形態は第１の実施の形態（図１乃至図９参照）の内視鏡装置１の表示装置５の表示画面１１１を図１５に示すように変更したものである。
【０１０１】
すなわち、本実施の形態の表示装置５の表示画面１１１には、２つ（第１，第２）の表示領域１１２，１１３が設けられている。第１の表示領域１１２には、第１の実施の形態の表示装置５の表示画面と同様の内視鏡画像が表示される。第２の表示領域１１３は、関節選択手段７１の入力方法を表示する入力方法表示領域１１３ａと、関節選択状態を表示する関節選択状態表示領域１１３ｂとを有する。
【０１０２】
入力方法表示領域１１３ａには、関節選択手段７１の入力方法の種類とその選択結果とが表示される。例えば、関節選択手段７１の入力方法の種類としては、１：タッチパネル、２：マウス、３：その他デバイスの３項目が表示される。さらに、その選択結果として図１５では２：マウスが入力方式として選択された状態を示す。
【０１０３】
関節選択状態表示領域１１３ｂには、関節選択モードのオンオフと、制御対象関節とが表示される。この場合、関節選択状態表示領域１１３ｂの表示画面上の第１，第２の能動処置具６，７の関節部Ａ１〜Ａ４のいずれか選択した関節部にマーク等を付けて表示するとわかりやすい。
【０１０４】
さらに、本発明は上記実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々変形実施できることは勿論である。  
次に、本出願の他の特徴的な技術事項を下記の通り付記する。  
記  
（付記項１）  被検体内を撮像する内視鏡と、前記内視鏡のチャンネルを通して被検体内に挿入される、複数関節からなる処置具と、前記処置具を操作する操作手段と、稼動指示された関節に基づいて前記処置具が動く軌跡を算出する軌跡算出手段と、前記軌跡算出手段による算出結果に基づいて前記操作手段による処置具の操作を制御させる処置具操作制御手段と、を有することを特徴とする内視鏡装置。
【０１０５】
（付記項２）  被検体内を撮像する内視鏡と、前記内視鏡のチャンネルを通して被検体内に挿入される、複数関節からなる処置具と、前記処置具を操作する操作手段と、前記複数関節のうち稼動させる関節を選択する稼動関節選択手段と、前記稼動関節選択手段によって選択された関節情報を基に前記処置具が動く軌跡を算出する軌跡算出手段と、前記軌跡算出手段による算出結果に基づいて前記操作手段による処置具の操作を制御させる処置具操作制御手段と、を有することを特徴とする内視鏡装置。
【０１０６】
（付記項３）  被検体内を撮像する内視鏡と、前記撮像された画像を表示する表示手段と、前記内視鏡のチャンネルを通して被検体内に挿入される、複数関節からなる処置具と、前記処置具を操作する操作手段と、前記表示手段上で、前記処置具が稼動する所定の軌跡を描写する軌跡描写手段と、前記軌跡描写手段によって描写された軌跡情報に基づいて稼動指示された関節により前記操作手段による処置具の操作を制御させる処置具操作制御手段と、を有することを特徴とする内視鏡装置。
【０１０７】
（付記項４）  被検体内を撮像する内視鏡と、前記撮像された画像を表示する表示手段と、前記内視鏡のチャンネルを通して被検体内に挿入される、複数関節からなる処置具と、前記処置具を操作する操作手段と、前記表示手段上で、前記処置具が稼動する所定の軌跡を描写する軌跡描写手段と、前記軌跡描写手段によって描写された軌跡情報に基づいて前記複数関節のうち稼動させる関節を選択する稼動関節選択手段と、前記稼動関節選択手段によって選択された関節情報に基づいて前記操作手段による処置具の操作を制御させる処置具操作制御手段と、を有することを特徴とする内視鏡装置。
【０１０８】
（付記項５）  体内を観察するための内視鏡と、内視鏡により撮像した画像の処理を行う為の表示用プロセッサと、内視鏡により撮像した画像の表示を行う為の表示装置と、内視鏡により撮像する為の光源装置と、体内の観察及び処置の両方もしくは一方を行うための能動処置具と、能動処置具を動かすための能動機構と、能動機構の制御を行うための制御装置と、制御装置に操作者の指示を入力するための制御出力指示入力装置と、を有する内視鏡処置システムにおいて、能動処置具は１つ以上の関節を有し、かつその関節を選択するための関節選択手段を有し、制御装置は関節選択手段によって選択された関節もしくは予め定められている関節を動作の対象とし、その関節が動作した時の能動処置具先端が描く軌跡もしくは能動処置具先端が通過する面を算出する算出手段を有し、算出手段により算出された算出結果を基に能動処置具先端が描く軌跡もしくは能動処置具先端が通過する面を内視鏡画像上に表示することを特徴とする内視鏡処置システム。
【０１０９】
（付記項６）  前記関節選択手段は、能動機構の関節の１つもしくは複数を選択するための切替え装置であることを特徴とする付記項５に記載の内視鏡処置システム。
【０１１０】
（付記項７）  前記表示装置の表示画面上に表示された内視鏡画像に能動処置具先端の動作方向を指示入力するための操作方向指示入力手段を有し、操作方向指示入力手段の入力を基に、制御装置は能動機構の制御を行うことを特徴とする付記項５に記載の内視鏡処置システム。
【０１１１】
（付記項８）  前記操作方向指示入力手段は、３次元入力装置であることを特徴とする付記項７に記載の内視鏡処置システム。
【０１１２】
（付記項９）  前記操作方向指示入力手段と、前記制御出力指示入力装置の入力モードを切替えるための入力方法切替装置を有することを特徴とする付記項７に記載の内視鏡処置システム。
【０１１３】
（付記項１０）  前記制御装置は、操作方向指示入力手段により入力された能動処置具先端の操作方向と、選択手段により選択された関節とその際の能動処置具先端の軌跡もしくは能動処置具先端が通過する面が一致する制御を関節選択手段によって選択されなかった能動処置具の他の関節に対し行うことを特徴とする付記項７に記載の内視鏡処置システム。
【産業上の利用可能性】
【０１１４】
本発明は、内視鏡のチャンネルに挿通した処置具を用いて体腔内の病変の診断、処置が行われる際に処置具の動作を制御する制御装置の分野、この処置具の制御装置を製造、使用する技術分野に有効である。
【図面の簡単な説明】
【０１１５】
【図１】本発明の第１の実施の形態の内視鏡装置のシステム全体の概略構成図。
【図２】第１の実施の形態の内視鏡装置の配置状態を示すシステム全体の概略構成図。
【図３】第１の実施の形態の内視鏡装置のシステム全体のブロック図。
【図４】（Ａ）は第１の実施の形態の内視鏡装置の内視鏡から２つの処置具を突出させた状態を示す斜視図、（Ｂ）は内視鏡の先端面を示す正面図。
【図５】第１の実施の形態の内視鏡装置のナイフ形処置具の湾曲部における多関節構造を示す斜視図。
【図６】第１の実施の形態のナイフ形処置具の湾曲部における多関節構造を示すもので、（Ａ）はすべての関節が真っ直ぐになっている状態を示す縦断面図、（Ｂ）は最先端位置の関節のみが屈曲された状態を示す縦断面図。
【図７】第１の実施の形態の処置具の湾曲部における多関節構造を示すもので、（Ａ）はすべての関節が真っ直ぐになっている状態を示す概略構成図、（Ｂ）は湾曲部の複数の関節が屈曲された状態の一例を示す概略構成図。
【図８】第１の実施の形態の内視鏡装置の動作を説明するためのフローチャート。
【図９】第１の実施の形態の内視鏡装置の処置具の操作時のモニターの表示画面を示す正面図。
【図１０】本発明の第２の実施の形態の内視鏡装置のシステム全体のブロック図。
【図１１】第２の実施の形態の内視鏡装置の動作を説明するためのフローチャート。
【図１２】第２の実施の形態の内視鏡装置の処置具の操作時のモニターの表示画面を示す正面図。
【図１３】第１の実施の形態の内視鏡装置の処置具の操作時に処置具の先端が通過する面を表示画面に表示した変形例を示す正面図。
【図１４】本発明の第３の実施の形態の内視鏡装置を説明するための内視鏡の斜視図。
【図１５】本発明の第４の実施の形態の内視鏡装置の処置具の操作時のモニターの表示画面を示す正面図。
【符号の説明】
【０１１６】
２…内視鏡、４…表示用プロセッサ（画像処理装置）、５…表示装置（表示手段）、６…第１の能動処置具、７…第２の能動処置具、８…第１の能動機構（操作手段）、９…第２の能動機構（操作手段）、１０…処置具制御部、２５…第１の制御出力指示入力装置（指示入力手段）、２６…第２の制御出力指示入力装置（指示入力手段）、３３ａ，３３ｂ…処置具挿通用のチャンネル、３５…挿入部、３７…多関節式湾曲機構の湾曲部、Ａ１…第１関節部、Ａ２…第２関節部、Ａ３…第３関節部、Ａ４…第４関節部、４１…第１湾曲駒、４２…第２湾曲駒、４３…第３湾曲駒、４４…第４湾曲駒、６９…制御装置（処置具操作制御手段）、７０…算出手段（軌跡算出手段）、７１…関節選択手段。
【図１】
2008245840.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【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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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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