(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
体腔内に挿入され体腔内の術部を観察する先端部と、該先端部を支持する根元部と、前記先端部と前記根元部とを連結する湾曲部と有し、該湾曲部の湾曲により前記先端部を移動してその先端部での観察光軸を移動可能な内視鏡と、
体腔内に挿入され体腔内の術部を処置する処置具と、
前記内視鏡の先端部に前記処置具を機械的に連結して前記処置具と前記先端部とを一体的に移動して前記観察光軸を前記処置具の移動する向きに移動させるようにした連結手段と、
を具備したことを特徴とする内視鏡手術装置。
【請求項２】
体腔内に挿入され該体腔内の術部を観察する先端部と、該先端部を支持する根元部とを有し、前記先端部に観察光軸を規定する対物レンズを傾動可能に設けた内視鏡と、
体腔内に挿入され該体腔内の術部を処置する処置具と、
前記内視鏡の対物レンズに前記処置具を機械的に連結して前記処置具と前記対物レンズを一体的に移動し、前記観察光軸を前記処置具の移動する向きに移動させるようにした連結手段と、
を具備したことを特徴とする内視鏡手術装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、体腔内に処置具を挿入して内視鏡で観察しながら処置を行う内視鏡手術装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
処置具と内視鏡を患者の体腔内に挿入し、体腔内に挿入された処置具の先端部分の画像を内視鏡の観察視野内に捕らえ、処置具による患部の処置状態を内視鏡によって観察しながらその処置作業を行う内視鏡下の手術が知られている。
【０００３】
この内視鏡下の手術において、手術時間の短縮を目的として、常に最適な視野が得られるように内視鏡の視野を処置具の位置に合わせて移動させる装置が開示されている。
【０００４】
この種の内視鏡下手術で使用される内視鏡処置としては、特開平５−３３７１１８号公報で開示されている。この内視鏡処置では内視鏡を保持する多関節型のマニピュレータが設けられている。そして、内視鏡下の手術中、内視鏡によって観察される観察画像の画像処理により処置具の先端部の位置が検出され、処置具の先端部の移動に対応してマニピュレータを動かし、内視鏡の視野を処置具の先端部に向けた状態で保持するようになっている。
【０００５】
また、特開平５−３３７１１７号公報に示された内視鏡装置では内視鏡を保持する２関節型のマニピュレータと、鉗子等の先端部の移動に対応してマニピュレータを動かし、内視鏡の視野を処置具の先端部に向けた状態で保持するようになっている。
【０００６】
また、ＵＳＰ５，２７９，３０９にはマニピュレータが内視鏡を保持するとともに、例えば鉗子等の処置具の先端部にＬＥＤ光ファイバーで導光して標識を形成し、この標識を画像処理で検出する構成が示されている。
【０００７】
さらに、特開平８−１６４１４８号公報には内視鏡下の手術中、内視鏡によって観察される処置具の位置情報にもとづく画像メモリの切出しで内視鏡の視野制御を行い、内視鏡の視野を処置具の先端部に向けた状態で保持する技術が示されている。
【０００８】
また、特開平９−２８６６３号公報には処置具の位置を画像処理により検出し、処置具の移動に追従して、ＴＶカメラのＣＣＤをアクチュエータにより移動させ、内視鏡の視野を移動させる技術が開示されている。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、特開平５−３３７１１８号公報や、特開平５−３３７１１７号公報、ＵＳＰ５，２７９，３０９では内視鏡下の手術中、内視鏡の視野方向を変更するためのマニピュレータを動作させているので、このマニピュレータの動作が処置の妨げとなる問題がある。また、マニピュレータによって動作させるため、手動で簡便に内視鏡を動かすことができない。さらに、マニピュレータを動作させる方式であるため、システムが大掛かりである。
【００１０】
また、特開平８−１６４１４８号公報では内視鏡によって観察される観察画像の一部を切出し、その切出し部分を局部的に拡大してモニタ画面を表示するようになっているため、モニタ画面に表示される画像の画質が劣る問題がある。
【００１１】
特開平９−２８６６３号公報ではＣＣＤを移動させる方式であり、視野の移動範囲が撮影光学系により制限されてしまう。すなわち広範囲の視野移動が困難であるという問題がある。
【００１２】
また、前述した公報の技術はすべて処置具の位置ないし移動を検出するための位置検出手段が必要となり、簡便なシステムではない。
【００１３】
この発明は、前記事情に着目してなされたもので、その目的とするところは、簡便なシステムで、術中の作業をとめずに広い範囲の視野移動が可能な内視鏡手術装置の提供することにある。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
請求項１に係る発明は、体腔内に挿入され該体腔内の術部を観察する先端部と、該先端部を支持する根元部と、前記先端部と前記根元部とを連結する湾曲部と有し、該湾曲部の湾曲により前記先端部を移動してその先端部での観察光軸を移動可能な内視鏡と、体腔内に挿入され該体腔内の術部を処置する処置具と、前記内視鏡の先端部に前記処置具を機械的に連結して前記処置具と前記先端部とを一体的に移動して前記観察光軸を前記処置具の移動する向きに移動させるようにした連結手段と、
を具備したことを特徴とする内視鏡手術装置である。
請求項２に係る発明は、体腔内に挿入され該体腔内の術部を観察する先端部と、該先端部を支持する根元部とを有し、前記先端部に観察光軸を規定する対物レンズを傾動可能に設けた内視鏡と、体腔内に挿入され該体腔内の術部を処置する処置具と、前記内視鏡の対物レンズに前記処置具を機械的に連結して前記処置具と前記対物レンズを一体的に移動し、前記観察光軸を前記処置具の移動する向きに移動させるようにした連結手段と、を具備したことを特徴とする内視鏡手術装置である。
【００１５】
前記構成によれば、内視鏡及び処置具を体腔内の術部に導き、手術中、術者が処置具を移動させると、内視鏡の根元部を動かすことなく、その根元部に対して観察中心軸が変位する。この作用により、処置具の移動に連動して内視鏡の観察中心軸が移動し、処置具の先端部分を常に観察できるようになるので、術中、術者が処置具を操作することで観察視野を容易に追従させることが可能である。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
【００１７】
図１〜図３は第１の実施形態を示し、図１は内視鏡手術装置の概略的構成図、図２は内視鏡先端部の縦断側面図、図３は同作用を説明するための内視鏡先端部の側面図である。図１中、１はベッド２に固定された患者３の術部を示す。術部１には内視鏡４が挿入され、内視鏡４の先端部４ａは術部１に対向しており、この先端部４ａは、後述する内視鏡ホルダーに固定される根元部４ｂ、先端部４ａと根元部４ｂの間に形成された本実施形態の視野移動手段である湾曲部４ｃより構成されている。
【００１８】
内視鏡４の先端部４ａには、本実施形態の処置具を連結するための連結手段７が配設されている。また、ベッド２には内視鏡４を支持する内視鏡ホルダー５が設けられている。内視鏡ホルダー５には支持部５ａ及び複数の関節部５ｂ，５ｃが設けられている。これら支持部５ａ及び関節部５ｂ，５ｃにはハンドル６ａ，６ｂ，６ｃが設けられ、ハンドル６ａ，６ｂ，６ｃの操作により、支持部５ａ及び関節部５ｂ，５ｃの固定・解除し、内視鏡４を移動／固定可能になっている。
【００１９】
前記連結手段７には処置具８が支持され、処置具８は、連結手段７により術部１に対して進退可能に連結されている。また、内視鏡４により撮像された画像は映像処理回路９を介して画像を表示するＴＶモニター１０に伝送されるようになっている。
【００２０】
次に、図２に従い、内視鏡４の先端部４ａの詳細を説明する。内視鏡４の先端部４ａを構成するハウジング１１の内部には術部１側から順に対物レンズ１２、ＣＣＤ１３が配設されている。この対物レンズ１２、ＣＣＤ１３により撮影光軸１４が形成される。ＣＣＤ１３は映像処理回路９に電気的に接続されている。
【００２１】
また、ハウジング１１の内部にはライトガイド１５が配設されている。このライトガイド１５により照明光軸１６が形成され、照明光軸１６は撮影光軸１４と対物レンズ１２の焦点位置で交差するようになっている。ライトガイド１５は図示しない光源装置に接続され、この光源装置からの光は照明光軸１６を通して術部１に導かれる。
【００２２】
ハウジング１１の外周部には連結手段７が一体的に配設されている。この連結手段７は撮影光軸１４と略平行な軸１７を中心とした孔７ｂを有する筒状体７ａより構成されている。ハウジング１１は、湾曲部４ｃを構成する可撓性の筒状の湾曲部材１８に一体的に接続されている。この湾曲部材１８の他端部は根元部４ｂの端部に一体的に接続されている。
【００２３】
次に、第１の実施形態の作用について説明する。
【００２４】
光源装置からの照明光はライトガイド１５を介して術部１に供給される。術部１の像は撮影光軸１４上の対物レンズ１２によりＣＣＤ１３上に結像され、映像処理回路９を介してＴＶモニタ１０上に表示される。術者は、ＴＶモニタ１０を観ながら処置具８を操作して手術を進める。
【００２５】
次に処置具８の操作と観察視野の移動について説明する。術者は処置具８を筒状体７ａの孔７ｂに挿入し、術部１に導く。手術中に、術者が処置具８の先端を移動させると、図３の破線で示すように、内視鏡４の湾曲部４ｃの湾曲部材１８の変形により内視鏡４の根元部４ｂに対して先端部４ａが変位する。この作用により、処置具８の移動に連動して内視鏡４の撮影光軸１４が移動する。すなわち処置具８の先端部分が常に撮影される。これにより、術者は術中、処置具８を操作することにより、観察視野を移動できる。
【００２６】
第１の実施形態によれば、挿入部の先端部４ａが湾曲可能な内視鏡４に処置具８を連結する機械的部材を配設するだけで、術者は術中、処置具８を操作することにより、観察視野を移動できる。非常に簡便なシステムである。
【００２７】
図４〜図７は第２の実施形態を示し、図４は内視鏡手術装置の概略的構成図、図５は内視鏡支持アームの斜視図、図６は内視鏡保持部の縦断側面図、図７は制御回路のブロック図である。
【００２８】
図４中、１はベッド２に固定された患者３の術部である。２１は術部１に向け挿入された内視鏡である。内視鏡２１は挿入部２１ａの先端に図示しない対物光学系とＣＣＤを備える公知の電子内視鏡である。内視鏡２１の術部１に挿入される挿入部２１ａには、本実施形態の連結手段２２が配設されている。
【００２９】
連結手段２２には処置具２３が支持され、処置具２３は、連結手段２２により術部１に対して進退及び傾斜可能に連結されている。ベッド２には内視鏡２１を移動／固定可能に支持する本実施形態の視野移動手段である内視鏡支持アーム２４が設けられている。
【００３０】
内視鏡支持アーム２４は、関節部に後述の電磁ブレーキを備え、処置具２３に配設されたスイッチ２５により、移動／固定可能になっている。スイッチ２５は後述の第１入力回路５１に接続されている。内視鏡２１には第１の実施形態と同様に映像処理回路９を介してＴＶモニタ１０が接続されている。
【００３１】
次に、図５に従い、内視鏡支持アーム２４の詳細を説明する。ベッド２に固定可能な固定部２６には鉛直軸３０方向に延出した第１アーム２７が一体的に接続されている。第１アーム２７の上端は第２アーム２８が鉛直軸３０回りに回動可能に接続されている。第２アーム２８は水平方向に延出しており、端部には鉛直軸３０と平行な回転軸３１を中心に第３アーム２９が回転可能に接続されている。第３アーム２９の端部には、支持部材３２が回転軸３１と直交する回転軸３３回りに回動可能に接続されている。
【００３２】
支持部材３２にはこれを貫通し一体的に固定されているバランスアーム３４が設けられ、術部１側に内視鏡保持部３６、反対側に回転軸３３回りのバランスをとるべくカウンタウェイト３５が配設されている。なお、３７，３８，３９は電磁ブレーキである。電磁ブレーキ３７は、第２アーム２８の第１アーム２７に対する回動を固定する。電磁ブレーキ３８は、第３アーム２９の第２アーム２８に対する回動を固定する。電磁ブレーキ３９は、支持部材３２の第３アーム２９に対する回動を固定する。これら電磁ブレーキ３７，３８，３９は通電時に固定が解除される負作動式のものである。
【００３３】
次に、図６に従い、内視鏡保持部３６の詳細形状及び連結手段２２の詳細を説明する。バランスアーム３４にはハウジング４０が一体的に接続されている。このハウジング４０には球状のボール体４１が点４２を中心に転動可能になっている。ボール体４１には点４２を中心に貫通孔４３が形成されている。この貫通孔４３の上端には延出部４４が形成され、内視鏡２１を固体可能な固定ねじ４５が貫通孔４３に突出可能に螺合している。
【００３４】
ハウジング４０の内部にはパッド４６が配設され、このバッド４６はボール体４１を点４２方向に圧縮ばね４７により所定の力量にて押圧している。パッド４６には一体的にシャフト４８が接続されている。このシャフト４８はハウジング４０に固定されたソレノイド４９に一体的に接続されている。ソレノイド４９は通電時にシャフト４８を図中右方向に移動させる。ハウジング４０には内視鏡支持アーム２４を操作する第１スイッチ５０が設けられている。第１スイッチ５０は後述の第２入力回路５５に接続されている。
【００３５】
次に、連結手段２２について説明する。内視鏡２１の挿入部２１ａの先端近傍にはガイド部材５６が一体的に接続されている。ガイド部材５６には、点５８を中心とした球状の第２ボール体５７が点５８を中心に転動可能に配設されている。この第２ボール体５７には点５８を通る貫通孔５９が形成され、内部に処置具２３が進退可能に挿入されている。
【００３６】
次に、図７に従い電気的構成を説明する。５１は第１スイッチ２５を接続し、制御部５２に接続される第１入力回路である。５５は第２スイッチ５０を接続し、制御部５２に接続される第２入力回路である。制御部５２は、電磁ブレーキ駆動回路５３、ソレノイド駆動回路５４に接続されている。制御部５２は第１入力回路５１と第２入力回路５５からの入力信号に応じ、電磁ブレーキ駆動回路５３、ソレノイド駆動回路５４への出力状態を［表１］に示すように制御する。
【００３７】
【表１】
0004179798.tif 000002
【００３８】
電磁ブレーキ駆動回路５３は電磁ブレーキ３７，３８，３９に、ソレノイド駆動回路５４はソレノイド４９に接続されている。
【００３９】
次に、第２の実施形態の作用を説明する。
【００４０】
第１の実施形態と同様に、光源装置からの照明光はライトガイド１５を介して術部１に供給される。術部１の像は第１の実施形態と同様の作用によりＴＶモニタ１０上に表示される。術者はこのＴＶモニタ１０を観ながら手術を進める。
【００４１】
次に、内視鏡２１の保持に関して説明する。術者が内視鏡支持アーム２４の第２スイッチ５０を押すと、第２入力回路５５を介して制御部５２に信号が出力される。制御部５２は、電磁ブレーキ駆動回路５３、ソレノイド駆動回路５４に信号を出力する。これにより、電磁ブレーキ駆動回路５３から電磁ブレーキ３７、３８、３９に信号が出力され、それぞれの固定が解除される。すなわち、固定部２６に対してハウジング４０が３次元的に移動可能となる。
【００４２】
しかし、鉛直軸３０、回転軸２１は鉛直であること、またカウンタウェイト３５の作用により、回転軸３３回りの回転モーメントが釣り合っていることから、外部から力を加えない限り、内視鏡２１は空間上に停止している。これと同時に、ソレノイド駆動回路５４からソレノイド４９に信号が出力される。これによりソレノイド４９は圧縮ばね４７に抗してシャフト４８を介してパッド４６によるボール体４１の押圧を解除する。すなわち、ボール体４１はハウジング４０に対して点４２を中心に自在に転動可能となり、内視鏡２１が傾斜可能になる。この作用により、術者は内視鏡２１を目的位置に自在に移動し設置することができる。なお、第２スイッチ５０を放すことにより、逆の作用によって内視鏡２１の移動を固定することができる。
【００４３】
次に、処置具２３の挿入と操作に関して説明する。
【００４４】
術者は処置具２３を連結手段２２の第２ボール体５７の貫通孔５９に挿入して術部１に導く。処置具２３の操作は、第２ボール体５７の回転中心である点５８を支点に行われる。
【００４５】
次に、内視鏡２１の視野の移動について説明する。術者が処置具２３に配設された第１スイッチ２５を押すと、第１入力回路５１を介して制御部５２に信号が出力される。制御部５２は、ソレノイド駆動回路５４に信号を出力する。そしてソレノイド駆動回路５４からソレノイド４９に信号が出力される。これにより前述と同様の作用により、内視鏡２１が点４２を中心に傾斜可能になる。すなわち術者は内視鏡２１の視野を移動させたい場合、処置具２３の第１スイッチ２５を押しながら、処置具２１の先端を視野を動かしたい方向に移動させることにより、内視鏡２１が傾斜し視野移動が行われる。
【００４６】
第２の実施形態によれば、連結手段２２を支点として処置具２３を移動操作できるため、術者の手の震えが処置具２３の先端に伝わらず、安定して処置具２３を操作できる。通常の処置具操作時は内視鏡の視野が動かず、処置具２３のスイッチを押したときのみ内視鏡２１の視野が移動されるため、術者は術野に集中して手術することができる。視野移動手段は、内視鏡２１を固定かつ自在に移動可能な内視鏡支持アームであるため、視野移動のための新たな機器構成が必要ない。
【００４７】
図８は第３の実施形態を示し、内視鏡先端部の縦断側面図である。
【００４８】
体腔内に挿入される内視鏡先端部６５を示し、内視鏡は第１の実施形態と同様に内視鏡ホルダーにより固定され、湾曲部のない構成である。内視鏡先端部６５には先端側から順に対物レンズ６６、ＣＣＤ６７が配設されている。これらにより撮影光軸６８が構成されている。対物レンズ６６は撮影光軸６８上の点６９を中心とした球状の保持枠７０の内部に固定されている。
【００４９】
保持枠７０は、内視鏡先端部６５に対して点６９を中心に傾斜可能である。また、保持枠７０には側方に延出してアーム部７１が設けられ、内視鏡先端部６５の側方に形成された開口部７２を通して第１の実施形態と同様の連結手段７が接続されている。この連結手段７には第１の実施形態と同様に処置具１０が支持されている。内視鏡先端部６５には図示しない照明光学系が配設され、術部１に照明光を導くようになっている。
【００５０】
次に、第３の実施形態の作用を説明する。
【００５１】
術部１の像は撮影光軸６８上の対物レンズ６６によりＣＣＤ６７上に結像され、図示しないＴＶモニタ上に表示される。
【００５２】
次に、処置具１０の操作と観察視野の移動について説明する。
【００５３】
術者が連結手段７に装着された処置具１０を操作すると、これに連動し、保持枠７０を介して対物レンズ６６が点６９を中心に傾斜する。これにより図８中の矢印Ａに示すように、撮影光軸６８が傾斜する。これにより、処置具１０を移動させることにより、内視鏡の視野の移動が行える。
【００５４】
本実施形態によれば、第１の実施形態に対し、観察視野の移動が対物レンズの傾斜により行われるため（第１の実施形態のように、内視鏡先端部が変位しないため）、より狭い体腔内での手術が可能となる。
【００５５】
前記各実施形態のよれば次のような構成が得られる。
【００５６】
（付記１）体腔内に挿入され、術部を観察可能でありかつ観察視野を移動可能な観察視野移動手段を備えた内視鏡と、体腔内に挿入され、術部を処置するための処置具と、前記内視鏡と前記処置具を機械的に連結する連結手段とを備え、前記処置具の操作により前記内視鏡の観察視野移動手段を動作させることを特徴とする内視鏡手術装置。
【００５７】
（付記２）前記観察視野移動手段は、内視鏡を移動可能に支持する内視鏡支持手段であることを特徴とする付記１記載の内視鏡手術装置。
【００５８】
（付記３）前記観察視野移動手段は、内視鏡の観察光軸を挿入部に対して変位させる光軸変位手段であることを特徴とする付記１記載の内視鏡手術装置。
【００５９】
（付記４）前記光軸変位手段は、内視鏡の体腔内に挿入される部分に構成された湾曲部であることを特徴とする付記３記載の内視鏡手術装置。
【００６０】
（付記５）前記光軸変位手段は、内視鏡の対物レンズを移動させる対物レンズ移動手段であることを特徴とする付記３記載の内視鏡手術装置。
【００６１】
（付記６）前記連結手段は、前記内視鏡の挿入部に対し処置具を進退可能に連結することを特徴とする付記１記載の内視鏡手術装置。
【００６２】
（付記７）前記連結手段は、前記内視鏡の挿入部に対し処置具を転動及び進退可能に連結することを特徴とする付記１記載の内視鏡手術装置。
【００６３】
【発明の効果】
以上説明したように、この発明によれば、簡便なシステムでありながら、術者の術中の作業をとめずに、広い範囲の視野が可能となる。これにより、手術時間短縮、術者の疲労軽減が図れる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の第１の実施形態を示し、内視鏡手術装置の概略的構成図。
【図２】同実施形態の内視鏡先端部の縦断側面図。
【図３】同実施形態の作用を説明するための内視鏡先端部の側面図。
【図４】この発明の第２の実施形態を示し、内視鏡手術装置の概略的構成図。
【図５】同実施形態の内視鏡支持アームの斜視図。
【図６】同実施形態の内視鏡保持部の縦断側面図。
【図７】同実施形態の制御回路のブロック図。
【図８】この発明の第３の実施形態を示し、内視鏡先端部の縦断側面図。
【符号の説明】
１…術部
４…内視鏡
４ａ…先端部
４ｃ…湾曲部
５…内視鏡ホルダー
７…連結手段
１０…処置具
【図１】
0004179798.tif 000003
【図２】
0004179798.tif 000004
【図３】
0004179798.tif 000005
【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
0004179798.tif 000009
【図８】
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