(57)【要約】【課題】観察対象物の術空間内における３次元的な状況を把握可能な超音波観察システムを提供する。【解決手段】超音波観察システム６０１は、超音波を送受信可能な超音波送受部を有し長尺な超音波プローブ６１１と、前記超音波送受部から発振する超音波の発振方向の任意の一方向を軸とし、その軸を中心に前記超音波プローブを回動操作可能な回動操作部としての保持部６１２とを含んでいる。把持部６１３は前記保持部６１２と一体で構成されている。接触部６１４は、該把持部６１３の先端に構成され、その内部に超音波振動子を有する。固定枠６２３は、前記超音波プローブ６１１の中心軸Ｓ１回りに回動自在となるように、ベアリング６２５を介して保持具６２１の先端部６２２に取り付けられている。【選択図】　図１
2004136066.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
超音波を送受信可能な超音波送受部を有し長尺な超音波プローブと、
前記超音波送受部から発振する超音波の発振方向の任意の一方向を軸とし、その軸を中心に前記超音波プローブを回動操作可能な回動操作部と、
を有することを特徴とする超音波観察システム。
【請求項２】
所定位置に位置決めされ、術部を光学観察する内視鏡と、
前記回転操作部に接続され、前記超音波プローブの中心軸の向きを移動させることの可能な移動手段とを具備したことを特徴とする請求項１に記載の超音波観察システム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、術部の前方に存在する患部を超音波観察する超音波観察システムに係り、特に脳外科等における３次元超音波画像の抽出において使用される超音波観察システムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、脳神経外科手術においてより低侵襲に腫瘍を摘出する方法として、内視鏡が頻繁に使用されるようになってきている。
【０００３】
このようなシステムとしては、内視鏡観察像を見ながら頭蓋内の治療部位に処置具を挿入し、腫瘍摘出等の処置が行われる。その際、内視鏡は、複数のアームと関節部を備えた医療用器具保持装置により、固定・支持がなされていた状態で使用される。頭蓋内は、神経、血管等の重要組織が複雑かつ微細に絡み合って構成されている。このため、前記保持装置は組織を傷付けないように内視鏡を微細かつスムーズに移動したり正確な位置に内視鏡を固定したりすることができる構成であることが望まれる。
【０００４】
このような手術を行うために内視鏡を保持固定するシステムとして特開２００１−２５８９０３号公報に記載の医療用機器保持装置がある。
【０００５】
特開２００１−２５８９０３号公報に記載の医療用機器保持装置では、手術台のサイドレールに設置部をスライド自在に係着している。この設置部には、支持アーム、上方支持部材、第１平行リンク機構を介して保持部傾斜機構であるリンク機構が設けられている。前記リンク機構に備えられた保持部は硬性鏡を保持している。このような構造により、保持装置の設置位置変えずに第１平行リンク機構及び保持部傾斜機構アームの変形により、硬性鏡の向きを変更することができるようにしている。
【０００６】
また、硬性鏡を術部に導く手技は、頭蓋骨の一部を開頭した後、盲目的な作業になる。これを防止し、より確実に術部へ誘導するために、硬性鏡の先端をリアルタイムに観察する手段として、術中Ｘ線観察装置や、術中超音波観察装置が用いられる。
【０００７】
一般に、超音波観察装置では、頭蓋骨の一部を開頭したのち、脳表に超音波振動子を内蔵した超音波プローブを当て、脳の一部分を観察する。
【０００８】
このような超音波観察装置としては、特開２００１−２２４５９５号公報や特開平１１−２０６７６４号公報に記載のものがある。
【０００９】
特開２００１−２２４５９５号公報には、開孔の狭い部位にも挿入可能な超音波プローブが開示されており、この公報の図１９及び図２０に示すように、超音波プローブの挿入軸に対して、側方及び前方の観察が可能になっている。
【００１０】
特開平１１−２０６７６４号公報には、前方観察が可能ないわゆる電子走査型の超音波プローブが開示されており、この公報の技術では、超音波プローブ先端を生体表面に当てることにより、生体表面から数センチ先の画像観察可能となっている。
【００１１】
超音波観察において、術中、術者は２次元の断層画像（奥行き画像）を観察することになる。従って、超音波プローブを頭部に対して自由に移動させて、所望の観察部位を確認しながら、硬性鏡を術部へと導くことになる。
【００１２】
ここで、一般に超音波観察は２次元断層像の観察となるが、腫瘍等の正確な位置、大きさを把握するためには、３次元画像での観察が望ましい。そのため、術者は、術中に超音波プローブを術部である脳表にあてた状態で、向きや位置をわずかに動かし、色々な状態の２次元画像を観察し、頭の中で３次元的な画像として理解する。
【００１３】
また、特開平１１−２０６７６４号公報に記載のように術者が頭の中で２次元画像から３次元画像をイメージする従来技術に対して、より簡単に３次元画像を得る方法として、特開平６−２６１９００号公報に記載の先行例がある。
【００１４】
特開平６−２６１９００号公報に記載の超音波診断装置は、磁場発生手段と検出手段のうち少なくとも一方を前記超音波プローブの先端に配し、前記磁場発生手段が発生した磁場を前記検出手段が検出した検出値に基づいて、三次元画像構築手段が超音波プローブの先端または超音波振動子の相対的な位置座標を認識している。そして、この超音波診断装置は、術者の手による超音波プローブの挿抜中おける超音波プローブの断層画像と前記位置座標を認識結果とにより三次元画像を構築している。
【００１５】
【特許文献１】
特開２００１−２５８９０３号公報
【００１６】
【特許文献２】
特開２００１−２２４５９５号公報
【００１７】
【特許文献３】
特開平１１−２０６７６４号公報
【００１８】
【特許文献４】
特開平６−２６１９００号公報
【００１９】
【発明が解決しようとする課題】
前記した従来の特開平１１−２０６７６４号公報に記載した超音波プローブを用いて、例えば観察対象物である腫瘍等の病巣部の３次元形状を把握しようとした場合、術者は超音波プローブを手で把持し、術部にその先端部を接触させて超音波プローブ先端を回転させるため、その超音波振動子の内蔵されている先端部が回転と同時に３次元的な位置ズレを生じる。そのため、表示される２次元の超音波観察画像は、超音波プローブの回転による画像の変化と位置ズレによって生じる画像の変化が融合した状態で変化するため、正確な３次元形状の把握が困難となる。さらに、超音波プローブ先端の位置ズレにより、表示される超音波画像は表示モニタ上の基準位置からも超音波プローブの移動に伴ってズレるため、術部の３次元形状の把握が更に難しくなる。
【００２０】
特開平６−２６１９００号公報に記載の超音波診断装置では、内視鏡の長軸方向に直交する２次元平面の断層像を断続的にスキャンし、３次元画像を自動で構築するため、特開平１１−２０６７６４号公報に記載した超音波プローブの位置ズレに対する画像のズレは防止でき、食道のような、管腔組織に対して患部の３次元形状把握が確実に行える。しかしながら、脳神経外科手術においては開頭後にその直進方向深部の超音波観察を行う場合には内視鏡自体を挿入することが不可能である。従って、特開平６−２６１９００号公報に記載したような超音波観察システムを使用する場合には、内視鏡の長軸方向を、術部へのアプローチ方向に対して直交して配置する必要があり、開頭範囲の非常に狭い脳神経外科手術においては到底使用することができなかった。
【００２１】
また、超音波プローブで、例えば観察対象物としての内視鏡先端部を目的術部へとガイドする手段として使用し、この内視鏡先端部の３次元的な状況を把握しようとする場合も考えられる。このような場合、前記した従来の技術では、内視鏡の先端を術部に導くことは、その動きを患者の頭部に対して挿入直後から、術部へ至るまで、常に確認することで、確実に行える。そのためには、超音波で描出される２次元画像の向きを内視鏡の挿入軸を含む平面に概ね合わせる必要がある。
【００２２】
特開２００１−２２４５９５号公報や特開平１１−２０６７６４号公報に記載の超音波観察装置を脳神経分野で用いた場合、画像を得るために、頭蓋骨を開け、脳表に超音波プローブを接触させる必要がある。ところが、脳神経分野では術部が非常に狭く、また、プローブを密着させる脳表自体、非常に重要組織であるため、婦人科等で用いられる超音波観察のように、体表上にプローブ先端を密着させ大きく自由に動かすことはできない。このため、術者の経験から超音波プローブの位置を確定し、固定したのち、内視鏡を挿入することになる。そのため、観察される画像もごく限られた範囲での２次元画像となる。
【００２３】
図３０はこのような従来の内視鏡と超音波プローブの位置による問題を示す説明図である。
【００２４】
図３０に示すように、仮に内視鏡５０１の挿入軸５０２と超音波プローブ５１１の中心軸５１２を含む平面Ａ０と、超音波プローブ５１１が描出する超音波画像の２次元平面（超音波観察平面）Ｂ０に、角度α０のズレが生じていた場合、内視鏡先端５０３は術部近傍に近づいて初めて超音波画像上に現れることになり、非常に不安な状態での内視鏡挿入となっていた。
【００２５】
一方、手術によっては内視鏡挿入孔から超音波プローブを挿入し、その前方の画像情報を確認しながら、内視鏡を術部に導くこともある。
【００２６】
この場合、術者は特開２００１−２２４５９５号公報に示すような超音波プローブを患者頭部の開孔から、内視鏡と交互に挿入し術部へのアプローチを試みる。しかし、この場合、内視鏡と超音波プローブの形状の違いや、開孔の大きさなどの問題から、超音波画像の中心と内視鏡の中心にズレが生じやすい。そのため、内視鏡の術部へのアプローチのズレが生じたり、また、これを防止するために、非常に頻繁に超音波プローブと内視鏡の交換を行う必要が生じ、極めて煩雑な作業を繰り返す必要があった。
【００２７】
本発明は、上記事情を鑑みてなされたものであり、観察対象物の術空間内における３次元的な状況を把握可能な超音波観察システムを提供することを目的とする。
【００２８】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するため請求項１に記載の超音波観察システムは、超音波を送受信可能な超音波送受部を有し長尺な超音波プローブと、前記超音波送受部から発振する超音波の発振方向の任意の一方向を軸とし、その軸を中心に前記超音波プローブを回動操作可能な回動操作部と、を有することを特徴とするものである。
【００２９】
上記本発明の請求項１に記載の超音波観察システムによれば、回転操作部を用いて回転操作するだけで、観察対象物の術部に対する超音波プローブの位置合せを簡単に行うことができ、この術空間内における３次元的な状況を把握可能となる。
【００３０】
請求項２に記載の超音波観察システムは、請求項１に記載の超音波観測システムにおいて、所定位置に位置決めされ、術部を光学観察する内視鏡と、前記回転操作部に接続され、前記超音波プローブの中心軸の向きを移動させることの可能な移動手段とを具備したことを特徴とするものである。
【００３１】
上記本発明の請求項２に記載の超音波観察システムによれば、観察対象物が内視鏡の先端部であった場合でも、この内視鏡先端部の術空間内における３次元的な状況を把握可能となり、内視鏡先端部を確実に術部へと導くことができるので、手術の作業効率を向上させることができる。
【００３２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。
（第１の実施の形態）
図１乃至図５は本発明の第１の実施の形態に係り、図１は超音波プローブにより患部の超音波観察を行う超音波観察システムの要部を示す構成図、図２は超音波プローブによる患部の走査状態を示す説明図、図３は超音波プローブによって描出される超音波画像のモニタ上での第１の表示状態を示す説明図、図４は超音波画像のモニタ上での第２の表示状態を示す説明図、図５は超音波画像のモニタ上での第３の表示状態を示す説明図である。
【００３３】
（構成）
図１において、超音波観察システム６０１は、超音波を送受信可能な超音波送受部を有し長尺な超音波プローブ６１１と、前記超音波送受部から発振する超音波の発振方向の任意の一方向を軸とし、その軸を中心に前記超音波プローブを回動操作可能な回動操作部としての保持部６１２とを含んでいる。
【００３４】
把持部６１３は前記保持部６１２と一体で構成されている。該把持部６１３の先端には接触部６１４が構成されている。接触部６１４は、前記超音波送受部となっており、その内部に超音波の発信方向及び操作方向を考慮して形成された接触部６１４の先端形状に応じた複数の超音波振動子を有する。この場合、接触部６１４は、術部表面６３１に接触可能であり、内部の超音波振動子から患部Ｐに超音波の送受信を行うようになっている。
【００３５】
保持具６２１は、前記超音波プローブ６１１を保持する保持手段であって、その一端側の先端部６２２には前記超音波プローブ６１１の把持部６１３に係合する固定枠６２３を有している。固定枠６２３は、固定ビス６２４によって前記把持部６１３を一体的に把持固定している。なお、超音波プローブ６１１の中心軸Ｓ１は、超音波振動子から発信される超音波発信方向の任意の一方向を示している。
【００３６】
さらに、固定枠６２３は、前記超音波プローブ６１１の中心軸Ｓ１回りに回動自在となるように、ベアリング６２５を介して前記保持具６２１の先端部６２２に取り付けられている。つまり、前記固定枠６２３、ベアリング６２５及び先端部６２２は、前記超音波プローブ６１１を中心軸Ｓ１回りに回動自在にするための回転手段を構成している。
【００３７】
保持具６２１の他端は、図示しない手術ベットに設けられたフレームに、接続部によって取り付けられている。一方、この保持具６２１の一端は、前記先端部６２２に取付けられている。
【００３８】
つまり、保持具６２１は、前記回転手段である先端部６２２，固定枠６２３及びベアリング６２５により回転自在に把持された超音波プローブ６１１を所定位置に位置決めする保持手段である。
【００３９】
また、保持具６２１は複数のアームを有し、更に、先端部６２２を３次元移動できるようにこれら複数のアームを物理的に結合する複数の関節を有し、前記超音波プローブ６１１を３次元移動可能に前記回転手段と接続された移動手段である。なお、複数のアームの内の１つのアーム６２６は、先端部６２２に複数の関節の内の１つの関節６２７を介して結合（接続）されている。また、これら複数の関節には前記超音波プローブ６１１の移動を規制するためのブレーキが適宜配置されており、移動規制手段を構成している。また、このブレーキとしては、例えば、電気的にブレーキのオン・オフを切り換えることができる電磁ブレーキが好ましい。この電磁ブレーキのオン・オフスイッチは、複数のアームの所望する位置にハンドスイッチとして、もしくは、術者の足元にフットスイッチとして設けられることが好ましい。
【００４０】
（作用）
このような第１の実施の形態において、術者は、まず、図１に示す患部Ｐ（例えば脳腫瘍）の大きさや形状などを把握するために保持具６２１を操作して前記超音波プローブ６１１の接触部６１４を、図２に示すように、超音波により得られる二次元画像平面方向と同じ方向の走査方向６３２と患部Ｐの長さＬ１１の方向が一致した状態で術部表面６３１に接触させる。この時、図３に示すように、モニタ６４１の超音波観察画像６４２には患部Ｐの大きさがＬ１１に相当する２次元平面の断層画像が表示される。
【００４１】
次に、術者は、超音波プローブ６１１の保持部６１２を手で把持して、超音波プローブ６１１を中心軸Ｓ１回りの矢印６３３の方向に角度θだけ回転させる。このとき、超音波プローブ６１１は固定枠６２３、ベアリング６２５を介して保持具６２１に把持されているので、接触部６１４、即ち、その中心軸Ｓ１は、３次元的に位置ズレすることなく回転される。例えば、θ＝４５°の場合、図２に示す前記超音波プローブ６１１の走査方向６３２と、患部Ｐの長さＬ１２が一致した状態となる。この時、図４に示すように、モニタ６４１の超音波観察画像６４３には患部Ｐの大きさがＬ１２に相当する２次元平面の断層画像が表示される。
【００４２】
更に、θ＝９０°の場合、図２に示す前記超音波プローブ６１１の走査方向６３２は患部Ｐの長さＬ１３に一致する。この時、図５に示すように、モニタ６４１の超音波観察画像６４４には患部Ｐの大きさがＬ１３に相当する２次元平面の断層画像が表示される。同様に、前記超音波プローブ６１１をその中心軸Ｓ１の回りにθ＝３６０°まで断続的に回転させることにより、各角度θでの走査方向６３２を含む２次元平面の断層画像が前記モニタ６４１に表示される。
【００４３】
こうして、術者は、前記保持部６１２の回動操作に応じて前記超音波プローブ６１１で得られるθ＝０°から３６０°まで被検体の超音波情報（２次元平面の断層画像）を観察しながら、頭の中で前記被検体の３次元的な画像として理解し、すなわち、該被検体の３次元的な状況を把握することができる。
【００４４】
（効果）
このような第１の実施の形態によれば、観察対象物の術空間内における３次元的な状況を把握することができるようになる。つまり、前記超音波プローブ６１１の先端部となる接触部６１４の位置をずらすことなく、その中心軸Ｓ１回りに回転を可能にする回転手段を保持具６２１の先端部６２２に設けるといった簡単な構成で、患部の状態を３次元的な形状、大きさとして確実に捉えることが可能となる。
【００４５】
また、前記超音波プローブ６１１は、保持具６２１によって常に位置がズレることなく保持できるので、術者は術部の処置を行っている際にも常に超音波観察画像を観察することができるようになり、より確実な患部の処置が可能となる。
【００４６】
さらに、第１の実施の形態では、図３１に示すブロック構成を付加することにより、簡単な構成で前記被検体の３次元画像を構築し、該被検体の３次元的な状況を把握することが可能である。
【００４７】
具体的には、前記前記超音波プローブ６１１は、図３１に示す超音波観測装置６６１に電気的に接続されている。該超音波観測装置６６１は、画像処理装置６６５に電気的に接続されており、前記保持部６１２の回動操作に応じて前記超音波プローブ６１１で得られる被検体の超音波情報（２次元画像情報や超音波プローブの位置情報等の情報）を画像処理装置６６５に供給する。
【００４８】
なお、超音波プローブ６１１の位置情報は、後段で詳述する図６に示された構成により得られる。つまり、超音波プローブ６１１の位置情報は、図６に示された超音波プローブ６５１、この超音波プローブ６５１に設けられた複数の発光ダイオード６５６、この複数の発光ダイオード６５６の３次元的な位置を測定可能な３次元観測装置６６２、及びこの３次元観測装置で測定された前記複数の発光ダイオード６５６の位置の変更（変化）情報に基づいて超音波プローブ６５１（６１１）の位置情報を算出可能なワークステーション６６４により得ることができる。ワークステーション６６４からの超音波プローブ６５１（６１１）の位置情報は、画像処理装置６６５に供給される。
【００４９】
画像処理装置６６５は、前記保持部６１２の回動操作に応じて超音波プローブ６１１で得られる被検体の超音波観察画像を表示するための処理を行うものであり、メモリ６６５ａと３次元画像構築処理回路６６５ｂとを備えて構成されている。
【００５０】
メモリ６６５ａは、ワークステーション６６４からの超音波プローブ６５１（６１１）の位置情報及び前記保持部６１２の回転操作に応じて超音波プローブ６１１により得られる被検体の２次元超音波観察画像を記憶する。３次元画像構築処理回路６６５ｂは、該メモリ６６５ａからの前記位置情報及び二次元超音波観察画像に処理を施して三次元画像を構築するための処理を行い、モニタ６４１（図３乃至図５に示すモニタ）に出力する。
【００５１】
上記構成の超音波観察システムにおいては、図１に示す超音波観察システムと同様に、術者は、前記保持部６１２の回動操作に応じて前記超音波プローブ６１１で得られるθ＝０°から３６０°まで被検体の超音波情報（２次元平面の断層画像）を観察しながら、頭の中で前記被検体の３次元的な画像として理解することができるが、さらに、図３１に示すブロック構成を付加することにより、前記保持部６１２の回動操作に応じて前記超音波プローブ６１１で得られるθ＝０°から３６０°まで被検体の超音波情報（２次元平面の断層画像や位置情報）を元に前記被検体の３次元画像を構築可能して前記モニタ６４１に表示する。
【００５２】
つまり、従来超音波プローブ用いて被検体を３次元的画像として捕らえようとすると、進退可能に設けられた超音波プローブにより、被検体に対しプローブの進退方向に２次元画像を撮っていき、それらの２次元画像を順に並べることで３次元画像を構築していた。つまりスライスした画像を積み重ねているイメージになっていた。
【００５３】
これに対し、本例によれば、超音波プローブ６１１から発振する超音波の発振方向の任意の一方向を中心軸Ｓ１とし、その中心軸Ｓ１を中心に超音波プローブを回転させることが可能なので、被検体に対して超音波プローブ６１１を相対的に移動させるのではなく、一方向から回転角度を変えて撮ることが可能となり、そのようにして得られた複数の２次元画像を元に、前記超音波観察装置６６１及び画像処理装置６６５を用いて前記任意の一方向の軸を中心にして３次元画像の構築を行うようにしている。
【００５４】
これにより脳などプローブの挿入が困難な部位に対しても３次元画像による超音波観測が可能となる。
【００５５】
即ち、本例によれば、観察対象物の術空間内における３次元的な状況を把握することができるようになる。つまり、脳外科等における術部の前方に存在する患部を超音波観察する超音波観察システム６０１において、３次元超音波画像を簡単に描出することができるようになり、術者の負担を軽減して確実な患部の処置が可能になる。
【００５６】
（第２の実施の形態）
図６乃至図１０は本発明の第２の実施の形態に係り、図６は超音波プローブにより患部の超音波観察を行う超音波観察システムの要部を示す構成図、図７は超音波プローブによる患部の走査状態を示す説明図、図８は超音波プローブによって描出される超音波画像のモニタ上における第１の表示状態を示す説明図、図９は超音波画像の第２の表示状態を示す説明図、図１０は超音波画像の第３の表示状態を示す説明図である。
【００５７】
但し、図６乃至図１０の第２の実施の形態の説明において、第１の実施の形態と同様の構成要素には同じ符号を付して説明を省略している。
【００５８】
（構成）
図６に示すように、超音波観察システム６０２は、超音波プローブ６５１と、センサアーム６５５と、超音波観測装置６６１と、３次元観測装置６６２と、ワークステーション６６４と、画像処理装置６６５と、モニタ６６６とを含んでいる。
【００５９】
超音波プローブ６５１は、中心軸Ｓ１を中心に前記超音波プローブ６５１を回動操作可能な回動操作部としての保持部６５２を有している。
【００６０】
接触部６１４は、保持部６５２の先端に構成され、その内部に超音波振動子を有する。
【００６１】
また、前記超音波プローブ６５１の保持部６５２にはセンサアーム６５５が取り付けられている。センサアーム６５５の外周には複数個の発光ダイオード６５６が取り付けられている。複数個の発光ダイオード６５６は、前記超音波送受部としての接触部６１４に対して決められた位置（接触部６１４の先端から既知の距離離れた位置）に設けられた信号発生部となっている。つまり、信号発生部としての複数個の発光ダイオード６５６が予め中心軸Ｓ１及び接触部６１４の先端から既知の距離離れた位置に正確に位置決めされて設けられているので、これらの発光ダイオード６５６、後述する３次元観測装置６６２、及びワークステーション６６４によって、前記超音波プローブ６５１の中心軸方向及び接触部６１４の先端を示す位置情報を検出することができるようになっている。
【００６２】
３次元観測装置６６２には、前記発光ダイオード６５６によって発せられる赤外光を受光する受光カメラ６６３ａ，６６３ｂが取り付けられている。これにより、３次元観測装置６６２は、前記信号発生部からの信号を受信する受信部となっている。
【００６３】
前記３次元観測装置６６２はワークステーション６６４に接続されている。ワークステーション６６４は、前記受信部から得られる信号発生部の情報、つまり、複数の発光ダイオード６５６の位置の変更情報（変化情報）、を元に前記超音波プローブの３次元位置及び姿勢を算出可能な第１の３次元位置算出手段となっている。
【００６４】
これにより、前記センサアーム６５５、３次元観測装置６６２及びワークステーション６６４は、前記超音波プローブ６５１の先端部となる接触部６１４の患部Ｐに対する位置を規定する３次元位置決定手段となっており、いわゆるナビゲーション装置を構成している。
【００６５】
画像処理装置６６５には超音波観測装置６６１及びワークステーション６６４が接続されている。
【００６６】
画像処理装置６６５は、前記第１の実施の形態（図３１参照）と略同様に、前記超音波プローブ６５１が回動操作され超音波観測により得られる述部の超音波観察画像を表示するための処理を行うものであり、メモリ６６５ａと３次元画像構築処理回路６６５ｂとを備えて構成されている。
【００６７】
メモリ６６５ａは、前記超音波プローブ６５１が回転操作され超音波観測により得られる超音波情報（２次元超音波観察画像）と、前記プローブ位置検出手段（第１の３次元位置算出手段）より得られるプローブ位置情報とを記憶する。
【００６８】
３次元画像構築処理回路６６５ｂは、該メモリ６６５ａからのプローブ位置情報及び二次元超音波観察画像に処理を施して三次元画像を構築するための処理を行い、モニタ６６６（図３１参照）に出力する。
【００６９】
なお、前記画像処理装置６６５は、超音波プローブ６５１の患部Ｐに対する位置ズレによって生じる超音波観察画像のモニタ６６６上での表示位置のズレを補正する画像表示制御手段として構成しても良い。
【００７０】
（作用）
このような第２の実施の形態において、術者は、図６に示す前記超音波プローブ６５１の保持部６５２を手で保持し、術部表面６３１にその先端部の接触部６１４を当て、患部Ｐの超音波観察を行う。この時、図８に示すようにモニタ６６６の超音波観察画像６６７には、患部Ｐの断層画像が表示される。
【００７１】
次に、術者が第１の実施の形態同様に超音波プローブ６５１をその中心軸Ｓ１回りに矢印６３３の方向に回転させる。この時、術者は超音波プローブ６５１を手で保持しているために、回転に伴って先端部の接触部６１４の位置がズレ、例えば図７に示すように、点Ｘ１０からＸ１１まで距離Ｌ２１だけのズレが生じる。３次元観測装置６６２は、センサアーム６５５に取り付けられた発光ダイオード６５６が発光する赤外光を受光カメラ６６３ａ，６６３ｂによって受光しているので、発光ダイオード６５６の位置の変化を常に検出している。そしてワークステーション６６４によって、発光ダイオード６５６の位置変化量に基づいてズレ量Ｌ２１が求められる。即ち、前記発光ダイオード６５６の位置が回転軸Ｓ１及び接触部６１４に対して既知の距離にて位置決めされていることから超音波プローブ６５１の先端部の接触部６１４の前記ズレ量Ｌ２１が計算される。このズレ量Ｌ２１は、画像処理装置６６５に出力される。合わせて超音波観測装置６６１から画像処理装置６６５へ患部Ｐの超音波観察画像が出力されている。従来、このような場合、図９に示すようにモニタ６６６の超音波観察画像６６８には、術部表面６３１における超音波プローブ６５１の先端部の接触部６１４のズレに伴って、そのズレ量Ｌ２１に相当する表示画像のズレ（例えばＡ１０からＡ１１）が発生する。
【００７２】
しかしながら、第２の実施の形態においては、画像処理装置６６５により、そのズレ量Ｌ２１が補正され、図１０に示すように、モニタ６６６の超音波観察画像６６９には、点Ａ１０の位置に確実に患部Ｐの断層画像が表示される。即ち、第１の実施の形態と同様に、患部Ｐの断層画像は常に患部Ｐのモニタ６６６上での基準位置がズレることなく、超音波プローブ６５１の回転に応じてその走査方向６３２を含む２次元平面の断層画像としてモニタ６６６に表示される。
【００７３】
（効果）
このような第２の実施の形態によれば、観察対象物の術空間内における３次元的な状況を把握することができるようになる。つまり、いわゆるナビゲーション装置を組み合わせることにより、超音波プローブ６５１の回転に伴う位置ズレを補正できるため、術者は超音波プローブ６５１のフリーハンドでの使用が可能となり、従来の超音波プローブ６５１の操作感を損なうことがない。
【００７４】
（第３の実施の形態）
図１１及び図１２は本発明の第３の実施の形態に係り、図１１は超音波プローブにより患部の超音波観察を行う超音波観察システムの全体構成を示す構成図、図１２は超音波画像の表示状態を示す説明図である。
【００７５】
但し、図１１及び図１２の第３の実施の形態の説明において、第２の実施の形態と同様の構成要素には同じ符号を付して説明を省略している。
【００７６】
（構成）
超音波観察システム６０３は、超音波プローブ６７１と、外套管６７５と、超音波観測装置６６１と、３次元観測装置６６２と、ワークステーション６６４と、画像処理装置６８５と、モニタ６８６とを含んでいる。
【００７７】
外套管６７５は、前記超音波プローブ６７１が挿入され、その中心軸Ｓ１回りに超音波プローブ６７１を回転自在に保持している。外套管６７５の外周の一部にはセンサアーム６７６が取り付けられている。センサアーム６７６には少なくとも３つの発光ダイオード６７７が取り付けられている。これらの発光ダイオード６７７は、上述の第２の実施の形態と同様に前記超音波送受部としての接触部６１４に対して決められた位置（接触部６１４の先端から既知の距離離れた位置）に設けられており、また、中心軸Ｓ１に対しても位置決めにされている。これにより、少なくとも２つの発光ダイオード６７７によって、該超音波プローブ６７１の軸方向を検出することができる。また、３つの発光ダイオード６７７を用いることにより、超音波プローブ６７１全体の中心軸Ｓ１回りの回転量及び３次元位置を検出することが可能になる。
【００７８】
また、前記超音波プローブ６７１の保持部６７２には、超音波観測装置６６１を介して画像処理装置６８５へ、接触部６１４による走査方向６３２を含む２次元超音波観察画像の記憶データを入力する入力スイッチ６７８が設けられている。なお、前記入力スイッチ６７８は、前記保持部６７２上ではなく、前記外套管６７５上の操作し易い位置に設けても良い。
【００７９】
また、第２の実施の形態と同様に、前記画像処理装置６８５には前記超音波プローブ６７１の位置ズレに伴う画像のズレを補正すべくナビゲーション装置を構成するワークステーション６６４が接続されている。
【００８０】
また、前記画像処理装置６８５は、前記第１の実施の形態と略同様に、図３２に示すように、前記超音波観測装置６６１から入力される前記２次元超音波観察画像及び被検体の位置情報を記憶するメモリ６６５ａと、該メモリ６６５ａからの前記位置情報及び二次元超音波観察画像に処理を施して三次元画像を構築するための処理を行う３次元画像構築処理回路６８５ｂとを備えて構成されている。３Ｄモニタ６８６は、前記画像処理装置６８５に接続されており、該画像処理装置６８５の出力信号に基づく画画像を表示する。
【００８１】
（作用）
このような第３の実施の形態において、術者は、超音波プローブ６７１の外套管６７５を保持して、第２の実施の形態と同様にその接触部６１４を術部に接触させる。この状態で保持部６７２を外套管６７５に対して３６０°その中心軸Ｓ１回りの矢印６３３の方向に回転させる。この時、第２の実施の形態と同様に、センサアーム６７６、３次元観測装置６６２、ワークステーション６６４によって構成されるナビゲーション装置により超音波プローブ６７１の接触部６１４の位置ズレが補正された超音波観察が行われる。
【００８２】
さらに、術者は、超音波プローブ６７１の保持部６７２に設けられた入力スイッチ６７８を押す。これにより、超音波プローブ６７１の走査方向６３２を含む２次元超音波観察画像が超音波観測装置６６１から画像処理装置６８５へ出力され、同時に画像処理装置６８５はワークステーション６６４からのプローブ先端位置のズレの補正情報から画像のズレ量を補正した後、メモリ６８５ａ（図３２参照）に記憶する。同様に、術者は、超音波プローブ６７１を中心軸Ｓ１回りの矢印６３３の方向に回転させながら入力スイッチ６７８を押す。これにより、超音波プローブ６７１の中心軸Ｓ１に対して断続的な回転に対応する２次元超音波観察画像が前記画像処理装置６８５のメモリ６８５ａに記憶される。
【００８３】
そして、術者は、超音波プローブ６７１を３６０°回転させ、その全周にわたって２次元超音波観察画像をメモリ６８５ａに記憶させた後、画像処理装置６８５の３次元画像構築スイッチ（図示せず）を押す。すると、画像処理装置６８５は、３次元画像構築処理回路６８５ａによって、メモリ６８５ａに記憶された２次元超音波観察画像から３次元超音波観察画像を構築し、３Ｄモニタ６８６に画像信号を出力する。これにより、３Ｄモニタ６８６は図１２に示すように患部Ｐの３次元超音波観察画像が表示される。
【００８４】
（効果）
このような第３の実施の形態によれば、観察対象物の術空間内における３次元的な状況を把握することができるようになる。つまり、患部Ｐが３次元画像として表示されるので、より簡単、確実に患部の形状、大きさなどの状態を把握することができるようになる。また、超音波プローブ６７１を外套管６７５と本体の２体で構成し、センサアーム６７６を外套管６７５に取り付け、超音波プローブ６７１の本体を外套管６７５に対して回転可能にしたことにより、より簡単に超音波プローブ６７１をその中心軸Ｓ１回りの矢印６３３の方向に回転させることが可能となり、その結果、回転に伴う接触部６１４のズレが小さくなる。更に、前記ナビゲーション装置による超音波プローブ６７１の検出精度も向上し、より精度の高い３次元画像が構築できるようになる。
【００８５】
（第４の実施の形態）
図１３は本発明の第４の実施の形態に係る超音波プローブにより患部の超音波観察を行う超音波観察システムの要部を示す構成図である。
【００８６】
但し、図１３の第４の実施の形態の説明において、第１の実施の形態と同様の構成要素には同じ符号を付して説明を省略している。
【００８７】
（構成）
図１３において、超音波観察システム６０４は、超音波プローブ６１１と、保持部６１２とを含んでいる。
【００８８】
保持具７２１は前記超音波プローブ６１１を保持する保持手段である。
前記保持具７２１の先端部７２２の内部には、第１の実施の形態と同様に超音波プローブ６１１の把持部６１３を保持固定する固定部７２３、モータ７２６、ギア７２８及びエンコーダ７２９を設けている。
【００８９】
この場合、固定枠７２３は固定ビス７２４によって前記把持部６１３を一体的に把持固定している。
【００９０】
また、固定部７２３の外周には、ギア７２５が形成されている。また、前記先端部７２２の内部にはモータ７２６が配置固定されている。モータ７２６の出力軸７２７にはギア７２８が取り付けられている。ギア７２８は前記固定部７２３の外周に設けられた前記ギア７２５に螺合する。
【００９１】
更に、前記出力軸７２７には前記ギア７２８の回転角を検出するエンコーダ７２９が取り付けられている。例えば、ギア７２８とギア７２５とのギア比を１：１で構成すれば、前記ギア７２８の回転角が前記超音波プローブ６１１の中心軸Ｓ１回りの矢印６３３の方向の回転角となる。また、先端部７２２は前記モータ７２６を駆動する入力スイッチ７３０が設けられている。
【００９２】
これにより、入力スイッチ７３０は、中心軸Ｓ１を中心に前記超音波プローブ６１１を回動操作可能な回動操作部となっている。
【００９３】
（作用）
このような第４の実施の形態において、術者は第１の実施の形態と同様に、保持具７２１を操作して超音波プローブ６１１の接触部６１４を術部表面６３１に当て、患部Ｐの超音波観察を行う。この状態で保持具７２１の先端部７２２に設けられた入力スイッチ７３０をオンする。これによりモータ７２６が駆動され、ギア７２８を介して固定部７２３と超音波プローブ６１１がその中心軸Ｓ１回りの矢印６３３の方向に回転される。合わせてエンコーダ７２９により、超音波プローブ６１１の回転角が検出される。該エンコーダ７２９によって検出される超音波プローブ６１１の回転角が０°〜３６０°の間において、図１１に示した第３の実施の形態と同様に、画像処理装置６８５には超音波プローブ６１１からの２次元超音波観察画像が超音波観測装置６６１を介して出力されメモリに記憶される。
【００９４】
これにより、第３実施の形態と同様に、図１２に示す３Ｄモニタ６８６に３次元超音波観察画像が表示される。
【００９５】
（効果）
このような第４の実施の形態によれば、観察対象物の術空間内における３次元的な状況を把握することができるようになる。つまり、保持具７２１の先端部に回転機構を構成し、超音波プローブ６１１の先端の接触部６１４を基準に位置がズレることなく３６０°回転できるので、より精度の高い３次元画像の描画が可能となる。
【００９６】
（第５の実施の形態）
図１４乃至図１９は本発明の第５の実施の形態に係り、図１４は内視鏡手術システムの全体構成を示す説明図、図１５は超音波プローブの保持具への固定状態を示す説明図、図１６は超音波プローブの画像描出平面を示す説明図、図１７は内視鏡挿入軸と前記超音波プローブの画像描出面の関係を示す概念図、図１８は超音波プローブによって描出される超音波画像の第１の説明図、図１９は超音波プローブによって描出される超音波画像の第２の説明図である。
【００９７】
（構成）
まず、図１４を用いて本発明の超音波観察システムを適用した内視鏡手術システムの全体構成を説明する。
図１４に示すように、内視鏡手術システム１は、内視鏡１１と、超音波プローブ２１と、保持具１６，２６と、３次元位置観測装置３１と、位置補正手段４１とを有して構成されている。
【００９８】
内視鏡１１は、患者２の術部３を光学観察するものである。
超音波プローブ２１は、前記術部３を超音波観察するものである。
３次元位置観測装置３１は、後述するセンサアーム３２及び図示しないワークステーションと共にナビゲーション装置を構成している。また、このナビゲーション装置は、前記内視鏡１１及び前記超音波プローブ２１の前記術部３に対する３次元位置を規定する３次元位置決定手段を構成している。なお、３次元位置観測装置３１、センサアーム３２及び図示しないワークステーションは、上述の第２，３の実施の形態にて詳述した構成と同一構成を流用することができるので、本実施の形態における詳細な説明は省略する。
【００９９】
位置補正手段４１は、前記超音波プローブ２１の中心軸２２を中心にして前記超音波プローブ２１を回転可能な状態で保持し、前記超音波プローブ２１が描出する超音波画像の２次元平面（超音波観察平面）を前記超音波プローブ２１の中心軸２２を中心にして回転させることで、前記内視鏡１１の中心軸１２と前記術部３を含む平面と、前記超音波プローブ２１による超音波観察平面を略一致させるようになっている。
【０１００】
以下、内視鏡手術システム１についてさらに詳細に説明する。
内視鏡１１は、細径の挿入部１３と接眼レンズ部１４とＴＶカメラ１５とから構成されている。
【０１０１】
内視鏡観察像は、挿入部１３の先端部１９に設けられた対物レンズおよび、図示しない内部のリレー光学系により接眼レンズ部１４に導かれ、接眼レンズ部１４により拡大される。
【０１０２】
内視鏡１１の接眼レンズ部１４にはＴＶカメラ１５が光学的に接続されている。
【０１０３】
ＴＶカメラ１５は、接眼レンズ部１４が拡大した内視鏡観察像を撮像し、図示しないＴＶカメラ駆動ユニット及びモニタによって、該モニタの画面上に内視鏡観察画像として表示する。
【０１０４】
保持具１６は、該内視鏡１１を３次元的に自由に把持固定する。また、保持具１６は図示しない手術ベットに設けられたフレーム１７に接続部１８によって取り付けられている。
【０１０５】
超音波プローブ２１は、上述の第１ないし４の実施の形態にて詳述した超音波プローブと同様の前方走査型になっており、挿入部となる超音波観測部２４の先端部２５の前方を走査して超音波画像を描写する。
【０１０６】
超音波プローブ２１は、保持具２６の一端に設けられた位置補正手段４１によって把持固定されている。保持具２６の他端は図示しない手術ベットに設けられたフレーム２７に接続部２８によって取り付けられている。
【０１０７】
一方、前記内視鏡１１にはナビゲーション装置を構成するセンサアーム３２が取り付けられている。センサアーム３２は、赤外光を発する発光ダイオード（以下、ＬＥＤと呼ぶ）３３が３個設けられている。これらのＬＥＤ３３は、前記内視鏡１１の先端部１９に対して決められた位置（内視鏡１１の先端から既知の距離離れた位置）で設けられており、また、中心軸１２に対しても位置決めされている。これにより、これら３つのＬＥＤ３３によって、該内視鏡１１の軸方向及び先端部１９の位置を検出することができる。
【０１０８】
ナビゲーション装置を構成する３次元位置観測装置３１は、赤外線受光部３４、３５によりセンサアーム３２の３個のＬＥＤ３３からの赤外線を検出するようになっている。３次元位置観測装置３１は、図示しないワークステーションとの組合せにより、赤外線の検出結果から受光前記センサアーム３２の位置や向きを、即ち内視鏡１１の先端位置及びその中心軸１２を計測し、モニタ等に、患者頭部に対する内視鏡１１の先端位置を表示する。なお、ナビゲーション装置に関する詳細な技術的事項については、上述の第２，３の実施の形態にて説明しているので、ここでは省略する。
【０１０９】
前記超音波プローブ２１にはセンサアーム３６が取り付けられている。センサアーム３６は、赤外光を発するＬＥＤ３７が３個設けられている。これらのＬＥＤ３７は、前記超音波プローブ２１の先端部２５に対して決められた位置（超音波プローブ２１の先端から既知の距離離れた位置）で設けられており、また、中心軸２２に対しても位置決めされている。これにより、これら３つのＬＥＤ３７によって、該超音波プローブ２１の軸方向及びプローブ２１の先端部２５の位置を検出することができる。
【０１１０】
３次元位置観測装置３１は、内視鏡１１の場合と同様に、赤外線受光部３４、３５によりセンサアーム３６の３個のＬＥＤ３７からの赤外線を検出し、この赤外線の検出結果から前記センサアーム３６の位置や向きを、すなわち超音波プローブ２１の先端位置及び中心軸２２を計測する。
【０１１１】
なお、本実施の形態では、前記接続部１８，２８は、基準となるポジションで位置決め固定されており、このため、それぞれ位置決めされた前記ＬＥＤ３３，３７からの赤外光を用いることで、前記内視鏡１１及び超音波プローブ２１の軸方向、内視鏡１１の先端部１９の位置及び超音波プローブ２１の先端部２５の位置の検出が可能である。
【０１１２】
次に、図１５及び図１６を用いて超音波プローブ２１と保持具２６との接続状態について説明する。
【０１１３】
図１５に示すように、前記超音波プローブ２１は、保持部２３と、超音波観測部２４から構成されている。超音波観測部２４は、その先端部２５に超音波振動子及び音響レンズを内蔵し、体腔内への挿入が可能となっている。
【０１１４】
図１６に示すように、超音波観測部２４により超音波観測される画像描出面Ｂ１は角度θ１を有する２次元で、その向きは前記先端部２５の長手方向と略一致している。
【０１１５】
図１５に示すように、超音波プローブ２１の保持部２３は保持具２６の一端に設けられた位置補正手段４１によって把持固定されている。なお、この図１５においては、超音波プローブ２１に設けられた構成であるセンサアーム３６及びＬＥＤ３７を省略している。
【０１１６】
位置補正手段４１は、把持部４２、軸受け４３，４４、保持具２６の先端部４５によって構成されている。
【０１１７】
把持部４２は前記保持部２３を一体的に取り付け可能になっている。
先端部４５は、リング状に形成され、このリング形状の内側に軸受４３，４４を介して把持部４２を中心軸２２回りに回動自在に取り付けている。
【０１１８】
（作用）
このような第５の実施の形態において、術者は、図１４に示す３次元位置観測装置３１により内視鏡１１の先端部１９の位置を確認しながら、保持具１６を操作し、内視鏡１１の中心軸１２を術部３の方向に合わせる。同様に３次元位置観測装置３１により超音波プローブ２１の中心軸２２を術部３の方向に合わせ、術部３の画像が描写できるまで、中心軸２２に沿って、超音波プローブ２１の超音波観測部２４を患者２の体腔内に挿入する。これにより、モニタ等の超音波画像上に術部３の画像が描写される。
【０１１９】
次に術者は、内視鏡１１を術部３に目掛けてその中心軸１２方向に挿入するが、この時、図１６及び図１７に示すように、前記超音波プローブ２１の画像描出面Ｂ１と前記内視鏡１１の中心軸１２と超音波プローブ２１の中心軸２２を含む平面Ａ１に角度α１のズレがある場合、内視鏡１１の先端部１９が超音波プローブ２１の画像描出面Ｂ１と交差しない限り、図１８に示すように、モニタの画面４に表示される超音波画像４６上には、術部３の映像４７が表示されるが、内視鏡１１の先端部１９は描出されない。そこで、術者は、前記超音波プローブ２１を把持部４２ごと、軸受４３，４４により保持具２６に対して、図１７に示す中心軸２２回りの矢印３０方向に角度α１分だけ回転させる。これにより、超音波プローブ２１の画像描出面Ｂ１上で、且つ、超音波プローブ２１から送出される超音波が走査される範囲（角度θ１）に内視鏡１１の先端部１９が位置していれば、図１９に示すように、超音波画像４６上には内視鏡１１の先端部１９が輝点４８として描出される。よって、術者は超音波画像４６を確認しながら、内視鏡１１を術部３へ挿入する。
【０１２０】
また、内視鏡１１の先端部１９が、超音波プローブ２１の２次元画像平面とねじれ位置にある場合には、前記超音波プローブ２１を中心軸２２を中心として徐々に回転させることにより、合わせ込みを行うことも可能である。
【０１２１】
（効果）
このような第５の実施の形態によれば、内視鏡１１及び超音波プローブ２１をそれぞれ保持具１６，２６で保持したことにより、各々の自由度を確保でき、容易に内視鏡１１の中心軸１２と超音波プローブ２１の中心軸２２を術部３に合わせることが可能となる。
【０１２２】
また、観察対象物の術空間内における３次元的な状況を把握することができるようになる。つまり、超音波プローブ２１は、軸受け４３，４４を介して保持具２６に取り付けられているため、超音波プローブ２１の中心軸２２方向へのズレを無くすことができるようになり、超音波プローブ２１を容易にその中心軸２２回りに回転させることができるようになる。これにより、超音波プローブ２１による超音波画像４６上には内視鏡１１の先端部１９を確実に表示できるようになり、内視鏡１１の先端部１９の動きの観察をより確実に行うことができ、内視鏡１１の先端部１９をより確実に術部に導くことが可能になる。これにより、手術の作業効率を向上できるようになる。
【０１２３】
なお、本実施の形態では、前記３次元位置観測装置３１を利用することで超音波プローブ２１及び内視鏡１１のナビゲーションを行う構成について説明したが、例えば前記３次元位置観測装置３１を用いずに超音波観察システムを構成しても良く、この場合、前記超音波プローブ２１を中心軸２２に対して適宜回転させることで徐々に合わせ込みを行えば、図１９に示すように超音波画像４６上に内視鏡１１の先端部１９が輝点４８として描出させることができるようになる。
（第６の実施の形態）
図２０乃至図２２は本発明の第６の実施の形態に係り、図２０は本実施の形態における内視鏡手術システムの全体構成を示す説明図、図２１は超音波プローブの斜視図、図２２は超音波プローブの保持具への固定状態を示す断面図である。
【０１２４】
但し、図２０乃至図２２の説明においては、第５の実施の形態と同様の構成要素に同じ符号を付して説明を省略している。
【０１２５】
（構成）
まず、図２０を用いて内視鏡手術システムの全体構成を説明する。
図２０に示すように、内視鏡手術システム５は、内視鏡１１と、超音波プローブ８１と、保持具５１と、制御部５２とから構成されている。
【０１２６】
保持具５１は、第５の実施の形態と同様に図示しない手術ベット等に取り付けられ、前記内視鏡１１及び超音波プローブ８１を保持する。
【０１２７】
さらに詳細に説明すると、保持具５１は、内視鏡１１を取り付ける内視鏡用アーム部５３と、超音波プローブ８１を取り付ける超音波プローブ用アーム部５４と、内視鏡用アーム部５３と超音波プローブ用アーム部５４を支持する支持アーム部５５とから構成されている。
【０１２８】
支持アーム部５５は、一端側が手術ベット等に取り付けられ、他端側に内視鏡用アーム部５３と超音波プローブ用アーム部５４を取り付ける取付部５６を有している。支持アーム部５５は、取付部５６を３次元的に位置調整可能にしている。
【０１２９】
内視鏡用アーム部５３は、アーム６１，６２，６３から構成されている。アーム６１，６２，６３は、それぞれ回転軸７１，７２，７３回りに回転可能になっている。アーム６１，６２，６３の回転軸７１，７２，７３上には、各アームの回転角度を検出するエンコーダが取り付けられている。
【０１３０】
内視鏡保持部６４は一端が前記アーム６３に対して軸７４回りに回転可能に取り付けられている。内視鏡保持部６４の他端側には前記内視鏡１１が一体的に取り付けられている。また、その回転軸７４上には前記アーム６３に対する内視鏡保持部６４の回転角度を検出するエンコーダが取り付けられている。
【０１３１】
超音波プローブ用アーム部５４は、アーム６５，６６，６７から構成されている。アーム６５，６６，６７は、それぞれ回転軸７１，７５，７６回りに回転可能になっており、その回転軸上には、各アームの回転角度を検出するエンコーダが取り付けられている。超音波プローブ保持部６８は、一端が前記アーム６７に対して軸７７回りに回転可能に取り付けられている。超音波プローブ保持部６８の他端側には前記超音波プローブ８１が一体的に取り付けられている。超音波プローブ保持部６８の回転軸７７上には前記アーム６７に対する超音波プローブ８１の回転角度を検出するエンコーダが取り付けられている。
【０１３２】
また、制御部５２は、保持具５１の回転軸７１，７２，７３，７４，７５，７６，７７に取り付けられたエンコーダと電気的に接続されいる。制御部５２は、前記各エンコーダからの出力値により、内視鏡保持部６４及び超音波プローブ保持部６８の３次元的な位置及び向きを算出する演算回路によって構成されている。このような構成により、第６の実施の形態では、前記内視鏡１１及び超音波プローブ８１の前記術部３に対する３次元位置（前記各エンコーダ）を規定する３次元位置決定手段が前記保持手段の保持具５１に設けられてる。
【０１３３】
また、図２１に示すように、超音波プローブ８１の把持部８３には、その中心軸８６が超音波プローブ８１の画像描出面Ｂ１内に配置されるように設けられた位置決め部８７（突起部、突出部）が取り付けられている。この場合、位置決め部８７の中心線と前記中心軸８６とを結んで形成される平面は、前記画像抽出面Ｂ１と一致することが好ましい。
【０１３４】
図２２を用いて、超音波プローブ８１の超音波プローブ保持部６８への取り付け構造について説明する。
【０１３５】
図２２に示すように、固定部９２上には、位置決め部８７と係合もしくは嵌合する係合部（嵌合部）１００が設けられている。係合部（嵌合部）１００は前記位置決め部８７と係合、もしくは、嵌合して超音波プローブ８１を一体的に固定する。なお、位置決め部８７は、超音波プローブ８１の先端部２５から既知の距離離れて設けられている。したがって、位置決め部８７は、固定部９２と係合もしくは嵌合して超音波プローブ保持部６８に対して回転可能に固定されている。つまり、超音波プローブ８１の先端部２５は、超音波プローブ保持部６８に対して所定の距離に固定される。
【０１３６】
超音波プローブ保持部６８は、開孔部９５を有しており、この開孔部９５の内側に軸受９３，９４を介して固定部９２を中心軸２２回りに回動自在に取り付けている。
【０１３７】
固定部９２の外周にはギヤ９６が一体的に取り付けられている。モータ９７は前記超音波プローブ保持部６８内に固定されている。モータ９７の出力軸にはギヤ９８が、前記ギヤ９６とかみ合うべく取り付けられている。また、該モータ９７の出力軸上にはエンコーダ９９が取り付けられている。このエンコーダ９９は、例えば、組み付けの初期設定時点で係合部（嵌合部）１００の回転位置とのキャリブレーションが取られている。したがって、位置決め部８７が係合部（嵌合部）１００に係合もしくは嵌合された状態において、超音波プローブ８１の先端部２５から送出される超音波の走査方向は、エンコーダ９９の出力に基づいて常に把握することが可能になる。
【０１３８】
第６の実施の形態における位置補正手段９１は、前記位置決め部８７、固定部９２、軸受９３，９４、ギヤ９６、モータ９７、ギヤ９８、エンコーダ９９によって構成されている。
【０１３９】
このような構成により、位置補正手段９１は、前記エンコーダからなる検出手段からの検出結果に応じて、前記超音波プローブ８１をその軸中心に回転させる回転機構からなっている。前記回転機構は、前記エンコーダによる検出手段からの検出結果に応じて規定される設定位置に自動で動作する。
【０１４０】
（作用）
このような第６の実施の形態において、術者は、保持具５１のアーム６５，６６，６７及び超音波プローブ保持部６８をそれぞれの回転軸７１，７５，７６，７７回りに回転させ、超音波プローブ８１の中心軸２２の向きを術部３に合わせる。この時、第５の実施の形態と同様に、超音波画像上に術部３の画像が描出される。次に、保持具５１のアーム６１，６２，６３及び内視鏡保持部６４をそれぞれの回転軸７１，７２，７３，７４回りに回転させ、内視鏡１１の中心軸１２を、述部３近傍に画像抽出面Ｂ１を形成している超音波プローブ８１の中心軸２２の位置に合わせる。
【０１４１】
ここで、術者は、図示しない入力スイッチをＯＮすることにより、前記保持具５１の制御部５２は、回転軸７１，７２，７３，７４に組み込まれたエンコーダからの出力値（回転角度）により、内視鏡１１の中心軸１２の３次元的な位置を算出する。続いて回転軸７１、７５，７６，７７に組み込まれたエンコーダからの出力値（回転角度）により超音波プローブ８１の中心軸２２の３次元的な位置を算出する。さらにエンコーダ９９からの出力値により、超音波プローブ８１の位置決め部８７の中心軸８６、すなわち、画像描出面Ｂ１の超音波プローブ８１の中心軸２２に対する回転角度が算出される。
【０１４２】
ここで、第５の実施の形態の図１７のように、内視鏡１１の中心軸１２、超音波プローブ８１（図１７の場合、超音波プローブ２１）の中心軸２２を含む平面Ａ１に対して、画像描出面Ｂ１が角度ズレα１を有している場合、図示しないモーター駆動電源及び駆動回路によって、モータ９７が駆動される。モータ９７の駆動によりギヤ９８が回転され、これによりギヤ９６を回転させ、すなわち超音波プローブ８１が中心軸２２回りに回転される。この時、前述の前記保持具５１の制御部５２により、エンコーダ９９からのギヤ９８の回転角度検出結果に応じて、前記角度ズレα１が“０”になった時点で、モータ９７の駆動が停止される。
【０１４３】
この時、超音波プローブ８１の画像描出面Ｂ１上で、且つ、超音波プローブ８１から送出される超音波が走査される範囲（角度θ１）に内視鏡１１の先端部１９が位置していれば、超音波画像上には内視鏡１１の先端部が輝点として表示されるが、内視鏡１１の中心軸１２と超音波プローブ８１の中心軸２２を含む平面上に術部３の中心が存在しない場合、描出される術部３の画像はモータ９７が駆動される以前の超音波画像に比べて小さい範囲での描出になる。そこで、術者は再度、保持具５１を操作して超音波プロープ８１及び内視鏡１１の位置を微調整し、再度上述の操作を繰り返す。これにより、超音波プロープ８１による画像描出面Ｂ１、内視鏡１１の中心軸１２及び術部３の中心が同一平面上に配置される。この状態で、術者は、超音波画像を確認しながら、内視鏡１１を術部３へ挿入する。
【０１４４】
（効果）
第６の実施の形態によれば、観察対象物の術空間内における３次元的な状況を把握することができるようになる。つまり、超音波プローブ８１及び内視鏡１１の３次元的な位置情報に応じて、自動で超音波プロープ８１による画像描出面Ｂ１の向きが調整されるため、簡単に超音波プローブ８１による画像描出面Ｂ１上に内視鏡１１の中心軸１２を合わせることができるようになる。さらに、第５の実施の形態にように大掛かりな３次元位置観測装置を必要としないため、手術室の煩雑化をさらに防ぐことができるようになる。
【０１４５】
なお、本実施の形態においては、内視鏡１１及び超音波プローブ８１を一つの保持具５１で保持したが、図１４に示すように、それぞれ別の保持具で保持するとともに、各々の保持具の基準を初期設定（キャリブレーション）するように構成しても良い。すなわち、各保持具を基準となるポジションにて位置決めを行うとともに、その基準となるポジションにおける内視鏡１１及び超音波プローブ８１の先端位置を３次元的に検出して特定し、図示しないメモリ等の記録媒体に記録しておくことにより、初期設定を行うことができるので、上記第６の実施の形態と同様の効果を得ることができるようになる。
【０１４６】
さらに、本実施の形態では、前記内視鏡１１及び超音波プローブ８１の各中心軸の合わせ込み動作を自動で行うことも可能である。このような構成例が図３３に示されている。
【０１４７】
図３３に示すように、本例の超音波観察システムでは、内視鏡１１の内視鏡用アーム部５３の各関節部位（詳しくはアーム６１，６２，６３の各回転軸７１，７２，７３近傍、及び内視鏡保持部６４の軸７４近傍）に駆動手段としてのモータ７１ａ，７２ａ，７３ａ，７４ａをそれぞれ組み付けて構成されている。
【０１４８】
モータ７１ａは、アーム６１の回転軸７１近傍に設けられ、該アーム６１を回転軸７１を軸にして回転駆動させる。モータ７２ａは、アーム６２の回転軸７２近傍に設けられ、該アーム６２を回転軸７２を軸にして回転駆動させる。モータ７３ａは、アーム６３の回転軸７３近傍に設けられ、該アーム６３を回転軸７３を軸にして回転駆動させる。モータ７４ａは、内視鏡保持部６４の軸７４上に設けられ、該内視鏡保持部６４を軸７４を軸にして回転駆動させる。
【０１４９】
これら各モータ７１ａ，７２ａ，７３ａ，７４ａは、前記制御部５２と電気的に接続されており、前記制御部５２によって駆動制御される。
【０１５０】
上記構成の超音波観察システムにおいては、例えば内視鏡１１の中心軸が超音波プローブ８１の画像抽出面Ｂ１に対し捻れ位置にある場合、制御部５２は、超音波プローブ８１の中心軸２２と内視鏡１１の中心軸とが交差するように、前記各モータ７１ａ，７２ａ，７３ａ，７４ａを駆動制御して、各アーム６１，６２，６３及び内視鏡保持部６４を回転させる。こうして、制御部５２による駆動制御によって、内視鏡１１の中心軸と超音波プローブ８１の中心軸２２とが一致することになる。なお、この場合、前記内視鏡１１は、予め頭外で移動させ、その後、術部３へ中心軸方向に挿入することになる。
【０１５１】
これにより、前記第６の実施の形態における超音波プローブ８１の中心軸２２と内視鏡１１の中心軸との合わせ込み動作を、簡単な構成且つ低コストで自動的に行うことが可能となり、手術の作業効率向上化に大きく寄与する。
【０１５２】
また、本例では、前記制御部５２に、ＬＥＤやブザー等を有する表示部５２ａが設けられており、制御部５２は、前述したように内視鏡１１の中心軸と超音波プローブ８１の中心軸２２とが一致したときに、この表示部５２ａが有するＬＥＤを点灯させ、あるいはＬＥＤ点灯と同時にブザーにより音を再生するように制御する。これにより、簡単な構成で内視鏡１１の中心軸と超音波プローブ８１の中心軸２２とが一致した状態を術者に即座に認識させることが可能となる。
【０１５３】
なお、前記表示部５２ａは、ＬＥＤ表示、ブザーの他に、さらに文字情報を表示して術者に知らしめるように構成しても良い。
【０１５４】
（第７の実施の形態）
図２３乃至図２５は本発明の第７の実施の形態に係り、図２３は超音波プローブの斜視図、図２４は超音波プローブを一部切り欠いて示す断面図、図２５は超音波プローブによって描出される超音波画像の説明図である。
【０１５５】
但し、図２３乃至図２５の説明においては、第５及び第６の実施の形態と同様の構成要素に同じ符号を付して説明を省略している。
【０１５６】
（構成）
図２３及び図２４に示すように、内視鏡手術システム１０１は、内視鏡１１１と、超音波プローブ１２１とを有して構成されている。
【０１５７】
前記超音波プローブ１２１は、保持部１２３と、超音波観測部２４から構成されている。
【０１５８】
前記超音波プローブ１２１の把持部１２３には、内視鏡挿入孔１３１が設けられている。内視鏡挿入孔１３１の中心軸１３２は、超音波プローブ１２１の中心軸２２に略平行、かつ、超音波観測される画像描出面Ｂ１と同一平面内になるようになっている。また、該内視鏡挿入孔１３１の内径１３３と前記内視鏡１１１の挿入部１１３の外径１２０は、各々の中心軸１１２、１３２が略一致するよう、嵌合する関係になっている。
【０１５９】
このような構造により、内視鏡挿入孔１３１は、前記内視鏡１１１の先端位置を前記超音波プローブ１２１によって観察される超音波観察範囲内に導く導入手段となっている。
【０１６０】
なお、図２３及び図２４においては、内視鏡挿入孔１３１は把持部１２３に対して、一面が開口したいわゆる切り欠きであるが、完全な孔であっても良い。また、超音波プローブ１２１の保持は手で保持しても、第５の実施の形態に示した保持具２６を用いても良い。
【０１６１】
（作用）
図２４に示すように、術者は、術部３の位置を確認するために、超音波プローブ１２１を術部３に向かって挿入する。この時、第５及び第６の実施の形態と同様に、図２５に示す超音波画像４６上に術部３の画像４７が描出される。次に、術部３の位置を超音波画像４６で確認しながら、内視鏡１１１の挿入部１１３を超音波プローブ１２１の内視鏡挿入孔１３１に挿入する。挿入部１１３が中心軸１３２に沿って術部３へ向かい挿入され、その先端１１９が超音波観察される画像描出面Ｂ１に到達したとき、図２５に示すように超音波画像４６上に輝点１４８として描出される。
【０１６２】
この後、術者は超音波画像４６により術部３及び内視鏡１１の先端部１９を確認しながら、内視鏡１１を術部３へと導く。
【０１６３】
（効果）
第７の実施の形態によれば、超音波プローブ１２１の把持部１２３に画像描出面Ｂ１と同一平面にその中心軸が配置される内視鏡挿入孔１３１を設けるといった簡単な構成で、内視鏡１１１を確実に術部３に導くことが可能となる。また、超音波観察している方向から内視鏡１１１が挿入されるため、術部３に対するオリエンテーションが取りやすい。
【０１６４】
（第８の実施の形態）
図２６は本発明の第８の実施の形態に係る内視鏡と超音波プローブとを一部切り欠いて示す断面図である。
【０１６５】
但し、図２６の説明においては、第５乃至第７の実施の形態と同様の構成要素に同じ符号を付して説明を省略している。
【０１６６】
（構成）
図２６に示すように、内視鏡手術システム２０１は、内視鏡１１１と、超音波プローブ２２１とを有して構成されている。
【０１６７】
前記超音波プローブ２２１は、保持部２２３と、超音波観測部２４から構成されている。
【０１６８】
前記超音波プローブ２２１の把持部２２３の基端側には、外径方向に突出する突出部２３０が設けられている。突出部２３０には内視鏡１１１の挿入部１１３と嵌合を成す内視鏡挿入孔２３１が設けられている。
【０１６９】
また、内視鏡挿入孔２３１の中心軸２３２及び内視鏡１１１の中心軸１１２は超音波画像の画像描出面Ｂ１（図２４参照）と同一平面内において超音波観測部２４の中心軸２２と一定の角度β１を有している。中心軸１１２と中心軸２２の交差点Ｘ１は超音波プローブ２２１の画像描出が確実に行える距離（いわゆる浸達度範囲）である先端部２５からの距離Ｌ１の位置となるようになっている。　このような構造により、内視鏡挿入孔２３１は前記内視鏡１１１の先端位置を前記超音波プローブ２２１によって観察される超音波観察範囲内における該超音波プローブ２２１の略中心軸２２上の点Ｘ１に導く導入手段となっている。
【０１７０】
（作用）
このような第８の実施の形態において、術者は、第７の実施の形態と同様に、超音波プローブ２２１を術部３（図２４参照）に向かって挿入し、超音波画像により術部３の位置を確認する。次に、術部３の位置を超音波画像で確認しながら、内視鏡１１の挿入部１１３を超音波プローブ２２１の内視鏡挿入孔２３１に挿入する。これにより挿入部１１３は中心軸１１２に沿って術部３へ向かって挿入され、その先端部１１９が超音波観察される画像描出面Ｂ１（図２４参照）に到達したとき、第７の実施の形態と同様に、超音波画像上に輝点として描出される。次に、術者は、術部３の中心と、超音波プローブ２２１と内視鏡１１と中心軸２２，１１２の交差点Ｘ１が略一致するように、超音波プローブ２２１の位置を微調整しながらゆっくりと内視鏡１１１の挿入を進める。これにより、内視鏡１１１の先端部は確実に術部３の中心へと導かれる。
【０１７１】
（効果）
第８の実施の形態においては、超音波プローブ２２１の中心軸２２と内視鏡１１１の中心軸１１２を、その浸達度範囲Ｌ１で交差するようにしたため、内視鏡１１１の先端部１１９は術部３の超音波観察範囲の中心に、簡単かつ確実に導くことが可能となる。
【０１７２】
（第９の実施の形態）
図２７は本発明の第９の実施の形態に係る内視鏡と超音波プローブとを一部切り欠いて示す断面図である。
【０１７３】
但し、図２７の説明においては、第５乃至第８の実施の形態と同様の構成要素に同じ符号を付して説明を省略している。
【０１７４】
（構成）
図２７に示すように、内視鏡手術システム３０１の超音波プローブ３２１は、保持部３２３と、超音波観測部２４から構成されている。
【０１７５】
前記超音波プローブ３２１の把持部３２３の基端側には、外径方向に突出する取付座３３０が設けられている。取付座３３０には内視鏡保持部３３１が軸３３２を中心に、矢印３３３方向に回転可能に取り付けられている。
【０１７６】
内視鏡保持部３３１には、図２６に示した内視鏡１１１の挿入部１１３と嵌合を成す内視鏡挿入孔２３１が設けられている。
【０１７７】
また、内視鏡１１１の中心軸１１２と、超音波プローブ３２１の中心軸２２の交差点Ｘ１は該内視鏡保持部３３１の矢印３３３方向の回転により移動先Ｘ２に移動される。超音波プローブ３２１の先端２５から移動先Ｘ２までの距離Ｌ２も、超音波プローブ３２１の浸達度範囲内となっている。
【０１７８】
このような構造により、取付座３３０、内視鏡保持部３３１及び軸３３２は前記中心軸２２上の交差点の位置を可変する可変機構となっている。
【０１７９】
（作用）
このような第９の実施の形態において、術者は、第８の実施の形態と同様に、超音波プローブ３２１を図２４に示した術部３に向かって挿入し、超音波画像により術部３の位置を確認する。次に、術部３の位置を超音波画像で確認しながら、内視鏡１１の挿入部１１３を超音波プローブ３２１の内視鏡挿入孔２３１に挿入する。挿入部１１３は図２４に示した中心軸１３２に沿って術部３へ向かって挿入され、その先端部が超音波観察される画像描出面Ｂ１に到達したとき、第８の実施の形態と同様に、図２５に示した超音波画像上に輝点として描出される。
【０１８０】
次に術者は、術部３の中心と、超音波プローブ３２１の中心軸２２と内視鏡１１１の中心軸１１２の交差点Ｘが略一致するように、交差点ＸをＸ１からＸ２の範囲内で内視鏡保持部３３１を矢印３３３回りに回転させながら、ゆっくりと内視鏡１１１の挿入を進める。これにより、内視鏡１１１の先端部は確実に術部３の中心へと導かれる。
【０１８１】
（効果）
第９の実施の形態においては、超音波プローブ３２１の中心軸２２と内視鏡１１１の中心軸１１２の交差点の位置を調整可能にしたため、術者は超音波プローブ３２１の位置を固定した状態で、内視鏡１１１の先端部を術部３の超音波観察範囲の中心に合わせることができるようになり、より、簡単に内視鏡１１１を術部３に導くことができるようになる。
【０１８２】
（第１０の実施の形態）
図２８及び図２９は本発明の第１０の実施の形態に係り、図２８は超音波プローブを、図２９は内視鏡を術部３へそれぞれ導いた状態を示す説明図である。
【０１８３】
但し、図２８及び図２９の説明においては、第５乃至第９の実施の形態と同様の構成要素に同じ符号を付して説明を省略している。
【０１８４】
（構成）
図２８に示すように、保持具４１１は、その先端部に超音波プローブ保持部４１２が取り付けられ、該超音波プローブ２１を３次元的に自由な位置に保持固定する。また、超音波プローブ保持部４１２は前記超音波プローブ２１をその中心軸２２方向に進退可能に保持部２３が挿入可能になっている。
【０１８５】
図２９に示すように、内視鏡アダプタ４２１は、本実施の形態における導入手段であって、その内径に前記内視鏡１１の挿入部１３が同軸状態で挿入可能になっている。内視鏡アダプタ４２１の外経は、前記超音波プローブ保持部４１２に同軸状態で挿入可能になっている。内視鏡アダプタ４２１の基端側にはフランジ４２２が設けられている。このフランジ４２２に対する内視鏡１１の先端部１９の突出量を調整することにより所望の内視鏡観察が可能になる。
【０１８６】
このような構造により、内視鏡アダプタ４２１は、前記内視鏡１１の先端位置を前記超音波プローブ２１によって観察される超音波観察範囲内における該超音波プローブ２１の略中心軸上の点に導く導入手段をとなっおり、該導入手段は前記保持手段の超音波プローブ保持部４１２に設けられている。前記導入手段は前記保持手段に対して着脱自在になっている。
【０１８７】
（作用）
このような第１０の実施の形態において、術者は、まず、図２８に示すごとく、超音波プロープ２１を保持具４１１の超音波プローブ保持部４１２に挿入し、また、保持具４１１を３次元的に移動させ、超音波プローブ２１の先端部２５を術部３に近接させ、超音波プローブ保持部４１２に対して内視鏡１１の中心軸１２を中心に回転して所望の超音波画像を得ることにより術部３の位置や深さを確認する。次に、超音波プローブ２１を超音波プローブ保持部４１２から抜き、代わりに内視鏡アダプタ４２１を挿入する。この時、内視鏡アダプタ４２１の内径中心軸は、前記超音波プローブ２１の中心軸２２と同軸状態に保たれる。この状態で、続いて、内視鏡１１の挿入部１３を内視鏡アダプタ４２１に挿入する。すなわち内視鏡１１の中心軸１２と超音波プローブ２１の中心軸２２は完全な同軸状態となる。この状態で、術者は内視鏡１１を真直ぐにその中心軸１２に沿って直進させる。これにより、内視鏡１１の先端部１９は術部３に導かれる。
【０１８８】
（効果）
第１０の実施の形態においては、超音波プローブ２１の中心軸２２と内視鏡１１の中心軸１２を完全に同軸状態にすることができるため、内視鏡１１の先端部１９を安全かつ確実に術部３に導くことができるようになる。また、従来の保持具に対して内視鏡アダプタといった簡単な構成の追加で実施できるため、非常に安価かつ、従来の保持具に対しても汎用性がある。
【０１８９】
なお、本発明は、上記第１乃至第１０の実施の形態及び変形例に限定されるものではなく、これら実施の形態及び変形例の組み合わせや応用も本発明に適用される。
【０１９０】
［付記］
以上詳述したような本発明の上記実施の形態によれば、以下の如き構成を得ることができる。
【０１９１】
（付記項１）　超音波を送受信可能な超音波送受部を有し長尺な超音波プローブと、
前記超音波送受部から発振する超音波の発振方向の任意の一方向を軸とし、その軸を中心に前記超音波プローブを回動操作可能な回動操作部と、
を有することを特徴とする超音波観察システム。
【０１９２】
（付記項２）　更に、前記回動操作部の回動操作に応じて前記超音波プローブで得られる被検体の超音波観察画像を表示するための処理を行う画像処理手段を有することを特徴とする付記項１に記載の超音波観測システム。
【０１９３】
（付記項３）　前記画像処理手段は、前記回動操作部の回転操作に応じて前記超音波プローブにより得られる被検体の位置情報及び２次元超音波観察画像を記憶するメモリと、該メモリからの前記位置情報及び二次元超音波観察画像に処理を施して三次元画像を構築可能な三次元画像構築処理部とを有して構成されたことを特徴とする付記項２に記載の超音波観察システム。
【０１９４】
（付記項４）　前記超音波プローブの所定位置に設けられた信号発生手段と、前記信号発生手段からの発生信号を検出する検出手段とを具備し、
前記検出手段は、前記信号発生手段からの発生信号に基づき、前記超音波プローブの三次元の中心軸方向を示す位置情報を検出し、この位置情報を前記二次元超音波観察画像とともに前記メモリに記憶させることを特徴とする付記項２又は付記項３に記載の超音波観察システム。
【０１９５】
（付記項５）　所定位置に位置決めされ、術部を光学観察する内視鏡と、
前記回転操作部に接続され、前記超音波プローブの中心軸の向きを移動させることの可能な移動手段とを具備したことを特徴とする付記項１に記載の超音波観察システム。
【０１９６】
（付記項６）　前記回転操作部に接続され、前記超音波プローブの中心軸方向を固定する固定手段と、
前記回動操作部の回転操作に応じて前記超音波プローブにより得られる被検体の複数方向の２次元超音波観察画像を記憶するメモリと、該メモリからの二次元超音波観察画像に処理を施して三次元画像を構築可能な三次元画像構築処理部とを有する画像処理手段と、を具備したことを特徴とする付記項１に記載の超音波観察システム。
【０１９７】
（付記項７）　術部を超音波観察する超音波プローブと、
前記超音波プローブの前記術部に対する３次元位置を規定する３次元位置決定手段と、
前記３次元位置決定手段により規定される３次元位置を基準に前記超音波プローブをその軸中心に回転可能にしたことを特徴とする超音波観察システム。
【０１９８】
（付記項８）　更に、前記超音波プローブを保持する保持手段と、
前記超音波プローブを３次元移動可能に保持手段と接続された移動手段と、
前記移動手段の移動を規制する移動規制手段と、
を有することを特徴とする付記項１または２に記載の超音波観測システム。
【０１９９】
（付記項９）　更に、前記超音波プローブの３次元位置及び姿勢を検出するプローブ位置検出手段を有することを特徴とする付記項１、２、８のいずれか一つに記載の超音波観測システム。
【０２００】
（付記項１０）　前記プローブ位置検出手段は、
前記超音波送受部に対して所定の位置に設けられた信号発生部と、
前記信号発生部からの信号を受信する受信部と、
前記受信部から得られる信号発生部の情報を元に前記超音波プローブの３次元
位置及び姿勢を算出可能な第１の３次元位置算出手段と、
を有することを特徴とする付記項９に記載の超音波観測システム。
【０２０１】
（付記項１１）　更に、前記プローブ位置決定手段の各リンクの相対的な角度、位置関係、リンク長などから、所定の位置を保持された前記超音波プローブの３次元位置及び姿勢を算出可能な第２の３次元位置算出手段を有することを特徴とする付記項９に記載の超音波観測システム。
【０２０２】
（付記項１２）　更に、前記超音波プローブが回動操作され超音波観測することにより得られる術部の超音波情報と、前記プローブ位置検出手段より得られるプローブ位置情報を元に、３次元空間内の任意の基点を基準にした術部の３次元画像を構築可能な第２の３次元画像構築手段を有することを特徴とする付記項９に記載の超音波観測システム。
【０２０３】
（付記項１３）　更に、前記被検体を光学観察可能な光学観察手段を有することを特徴とする付記項８または９に記載の超音波観測システム。
【０２０４】
（付記項１４）　更に、前記光学観察手段を保持する光学観察系保持手段と、前記超音波プローブを３次元移動可能に光学観察系保持手段と接続された光学観察系移動手段と、
前記光学観察系移動手段の移動を規制する光学観察系移動規制手段と、
を有することを特徴とする付記項１３に記載の超音波観測システム。
【０２０５】
（付記項１５）　更に、前記光学観察手段の３次元位置及び姿勢を検出する光学観察系位置検出手段を有することを特徴とする付記項１３または１４に記載の超音波観測システム。
【０２０６】
（付記項１６）　更に、前記プローブ位置検出手段もしくは前記光学観察系位置検出手段により得られた３次元位置情報を元に、前記光学観察系の中心軸と前記被検体を含む平面と、前記超音波プローブの観察平面とを略一致させる位置補正手段を有することを特徴とする付記項１４または１５に記載の超音波観測システム。
【０２０７】
（付記項１７）　術部を超音波観察する超音波プローブと、前記超音波プローブの３次元位置を規定する３次元位置決定手段とを有する超音波観察システムにおいて、
前記３次元位置決定手段に、前記超音波プローブをその中心軸回りに回転させる回転手段を有したことを特徴とする超音波観察システム。
【０２０８】
（付記項１８）　術部を超音波観察する超音波プローブと、前記超音波プローブの３次元位置を規定する３次元位置決定手段とを有する超音波観察システムにおいて、
前記超音波プローブにより得られる超音波観察画像を、前記３次元位置決定手段によって得られる基準位置を基準に表示する、画像表示制御手段を有したことを特徴とする超音波観察システム。
【０２０９】
（付記項１９）　前記超音波プローブによって得られる複数の２次元超音波画像から３次元超音波画像を構築する、３次元画像構築回路を有していることを特徴とする付記項７、１７、１８のいずれか一つに記載の超音波観察システム。
【０２１０】
（付記項２０）　前記３次元位置決定手段が前記超音波プローブを保持固定する保持手段からなることを特徴とする付記項７または１７に記載の超音波観察システム。
【０２１１】
（付記項２１）　前記３次元位置決定手段がナビゲーション装置からなることを特徴とする付記項１８に記載の超音波観察システム。
【０２１２】
（付記項２２）　前記超音波プローブは、前記回転手段によって、自動で回転されることを特徴とする付記項１７に記載の超音波観察システム。
【０２１３】
（付記項２３）　前記超音波プローブの回転に伴い、３次元超音波観察画像を構築する３次元画像構築回路を有していることを特徴とする付記項７、１７、１８のいずれか一つに記載の超音波観察システム。
【０２１４】
（付記項２４）　術部を超音波観察する超音波プローブと、
前記超音波プローブの前記術部に対する３次元位置を規定する３次元位置決定手段と、
前記３次元位置決定手段により規定される３次元位置を基準に前記超音波プローブをその軸中心に回転可能にしたことを特徴とする超音波観察システム。
【０２１５】
（付記項２５）　術部を光学観察する内視鏡と、前記術部を超音波観察する超音波プローブと、前記内視鏡及び前記超音波プローブの前記術部に対する３次元位置を規定する３次元位置決定手段と、を有する超音波観察システムにおいて、前記内視鏡の中心軸と前記術部を含む平面と、前記超音波プローブによる超音波観察平面を略一致させる位置補正手段を設けたことを特徴とする超音波観察システム。
【０２１６】
（付記項２６）　術部を光学観察する内視鏡と、
前記術部を超音波観察する超音波プローブと、
前記内視鏡及び前記超音波プローブの前記術部に対する３次元位置を規定する３次元位置決定手段と、
前記超音波プローブの中心軸を中心にして前記超音波プローブを回転可能な状態で保持し、前記超音波プローブが描出する超音波観察平面を前記超音波プローブの中心軸を中心にして回転させることで、前記内視鏡の中心軸と前記術部を含む平面と、前記超音波プローブによる超音波観察平面を略一致させる位置補正手段と、
を具備したことを特徴とする超音波観察システム。
【０２１７】
（付記項２７）　術部を光学観察する内視鏡と、
前記術部を超音波観察する超音波プローブと、
前記内視鏡及び前記超音波プローブの前記術部に対する３次元位置を規定する３次元位置決定手段と、
前記超音波プローブの中心軸を中心にして前記超音波プローブを回転可能な状態で保持し、前記超音波プローブが描出する超音波観察平面を前記超音波プローブの中心軸を中心にして回転させることで、前記内視鏡の中心軸と前記術部を含む平面と、前記超音波プローブによる超音波観察平面を略一致させる位置補正手段と、
を具備したことを特徴とする超音波観察システム。
【０２１８】
（付記項２８）　前記３次元位置決定手段がナビゲーション装置からなることを特徴とする付記項２４乃至２７のいずれか一つに記載の超音波観察システム。
【０２１９】
（付記項２９）　前記３次元位置決定手段が前記保持手段に設けられたことを特徴とする付記項２６に記載の超音波観察システム。
【０２２０】
（付記項３０）　前記位置補正手段は、前記３次元位置決定手段による規定に応じて、前記超音波プローブをその軸中心に回転させる回転機構からなることを特徴とする付記項２５または２６に記載の記載の超音波観察システム。
【０２２１】
（付記項３１）　前記回転機構は、前記３次元位置決定手段により規定される設定位置に自動で動作する動作手段を有することを特徴とする付記項３０に記載の超音波観察システム。
【０２２２】
（付記項３２）　術部を光学観察する内視鏡と、前記術部を超音波観察する超音波プローブと、を有する超音波観察システムにおいて、
前記内視鏡の先端位置を前記超音波プローブによって観察される超音波観察範囲内に導く導入手段を有したことを特徴とする超音波観察システム。
【０２２３】
（付記項３３）　術部を光学観察する内視鏡と、前記術部を超音波観察する超音波プローブと、を有する超音波観察システムにおいて、
前記内視鏡の先端位置を前記超音波プローブによって観察される超音波観察範囲内における該超音波プローブの略中心軸上の点に導く導入手段を有したことを特徴とする超音波観察システム。
【０２２４】
（付記項３４）　前記中心軸上の点の位置を可変する可変機構を有したことを特徴とする付記項３３に記載の超音波観察システム。
【０２２５】
（付記項３５）　前記導入手段が超音波プローブ本体に設けられていることを特徴とする付記項３２または３３に記載の超音波観察システム。
【０２２６】
（付記項３６）　術部を光学観察する内視鏡と、前記術部を超音波観察する超音波プローブと、を有する超音波観察システムにおいて、
前記内視鏡の先端位置を前記超音波プローブによって観察される超音波観察範囲内における該超音波プローブの略中心軸上の点に導く導入手段を有し、該導入手段が前記保持手段に設けられていることを特徴とする超音波観察システム。
【０２２７】
（付記項３７）　前記導入手段は前記保持手段に対して着脱自在であることを特徴とする付記項３６に記載の超音波観察システム。
【０２２８】
【発明の効果】
本発明の超音波観察システムによれば、観察対象物の術空間内における３次元的な状況を把握できるようになる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係る超音波観察システムの要部を示す構成図。
【図２】本発明の第１の実施の形態に係る超音波プローブによる患部の走査状態を示す説明図。
【図３】本発明の第１の実施の形態に係る超音波画像のモニタ上での第１の表示状態を示す説明図。
【図４】本発明の第１の実施の形態に係る超音波画像のモニタ上での第２の表示状態を示す説明図。
【図５】本発明の第１の実施の形態に係る超音波画像のモニタ上での第３の表示状態を示す説明図。
【図６】本発明の第２の実施の形態に係る超音波観察システムの要部を示す構成図。
【図７】本発明の第２の実施の形態に係る超音波プローブによる患部の走査状態を示す説明図。
【図８】本発明の第２の実施の形態に係る超音波画像のモニタ上での第１の表示状態を示す説明図。
【図９】本発明の第２の実施の形態に係る超音波画像のモニタ上での第２の表示状態を示す説明図。
【図１０】本発明の第２の実施の形態に係る超音波プローブによって描出される超音波画像のモニタ上での第３の表示状態を示す説明図。
【図１１】本発明の第３の実施の形態に係る超音波観察システムの全体構成を示す構成図。
【図１２】本発明の第３の実施の形態に係る超音波画像のモニタ上での表示状態を示す説明図。
【図１３】本発明の第４の実施の形態に係る超音波観察システムの要部を示す構成図。
【図１４】本発明の第５の実施の形態に係る内視鏡手術システムの全体構成を示す説明図。
【図１５】本発明の第５の実施の形態に係る超音波プローブの保持具への固定状態を示す説明図。
【図１６】本発明の第５の実施の形態に係る超音波プローブの画像描出平面を示す説明図
【図１７】本発明の第５の実施の形態に係る内視鏡挿入軸と前記超音波プローブの画像描出面の関係を示す概念図。
【図１８】本発明の第５の実施の形態に係る超音波プローブによって描出される超音波画像の第１の説明図。
【図１９】本発明の第５の実施の形態に係る超音波プローブによって描出される超音波画像の第２の説明図。
【図２０】本発明の第６の実施の形態に係る内視鏡手術システムの全体構成を示す説明図。
【図２１】本発明の第６の実施の形態に係る超音波プローブの斜視図。
【図２２】本発明の第６の実施の形態に係る超音波プローブの保持具への固定状態を示す断面図。
【図２３】本発明の第７の実施の形態に係る超音波プローブの斜視図。
【図２４】本発明の第７の実施の形態に係る超音波プローブを一部切り欠いて示す断面図。
【図２５】本発明の第７の実施の形態に係る超音波プローブによって描出される超音波画像の説明図。
【図２６】本発明の第８の実施の形態に係る内視鏡と超音波プローブとを一部切り欠いて示す断面図。
【図２７】本発明の第９の実施の形態に係る内視鏡と超音波プローブとを一部切り欠いて示す断面図。
【図２８】本発明の第１０の実施の形態に係る超音波プローブを術部へ導いた状態を示す説明図。
【図２９】本発明の第１０の実施の形態に係る内視鏡を術部へ導いた状態を示す説明図。
【図３０】従来の内視鏡と超音波プローブの位置による問題を示す説明図。
【図３１】本発明の第１の実施の形態の変形例を示し、３次元画像を生成するための付加回路群を示すブロック図。
【図３２】本発明の第３の実施の形態の図１１に示す画像処理装置の構成例を示すブロック図。
【図３３】本発明の第６の実施の形態の変形例を示し、該内視鏡手術システム全体構成を示す説明図。
【符号の説明】
６０１　　…超音波観察システム
６１１　　…超音波プローブ
６１２　　…保持部
６１３　　…把持部
６１４　　…接触部
６２１　　…保持具
６２２　　…先端部
６２３　　…固定枠
６２４　　…固定ビス
６２５　　…ベアリング
【図１】
2004136066.tif 000003
【図２】
2004136066.tif 000004
【図３】
2004136066.tif 000005
【図４】
2004136066.tif 000006
【図５】
2004136066.tif 000007
【図６】
2004136066.tif 000008
【図７】
2004136066.tif 000009
【図８】
2004136066.tif 000010
【図９】
2004136066.tif 000011
【図１０】
2004136066.tif 000012
【図１１】
2004136066.tif 000013
【図１２】
2004136066.tif 000014
【図１３】
2004136066.tif 000015
【図１４】
2004136066.tif 000016
【図１５】
2004136066.tif 000017
【図１６】
2004136066.tif 000018
【図１７】
2004136066.tif 000019
【図１８】
2004136066.tif 000020
【図１９】
2004136066.tif 000021
【図２０】
2004136066.tif 000022
【図２１】
2004136066.tif 000023
【図２２】
2004136066.tif 000024
【図２３】
2004136066.tif 000025
【図２４】
2004136066.tif 000026
【図２５】
2004136066.tif 000027
【図２６】
2004136066.tif 000028
【図２７】
2004136066.tif 000029
【図２８】
2004136066.tif 000030
【図２９】
2004136066.tif 000031
【図３０】
2004136066.tif 000032
【図３１】
2004136066.tif 000033
【図３２】
2004136066.tif 000034
【図３３】
2004136066.tif 000035
【手続補正書】
【提出日】平成15年3月17日(2003.3.17)
【手続補正１】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図１】
2004136066.tif 000036
【手続補正２】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図１３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図１３】
2004136066.tif 000037
【手続補正３】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図２２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図２２】
2004136066.tif 000038