JPH08336497A - 体腔内観察装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】本発明は内視鏡下外科手術において、簡単に観
察手段の視野変換作業を行うことができ、拡大画像観察
と、広角画像観察とを繰り返す反復操作を、操作性良く
実現することを最も主要な特徴とする。 【構成】ＸＹステージ制御部の動作を第１のフットスイ
ッチ３３ａによって制御し、このＸＹステージ制御部に
よってＴＶカメラユニット１８で得られる視野を移動さ
せるとともに、ズームレンズの動作を第２のフットスイ
ッチ３３ｂによって制御し、ＴＶカメラユニット１８で
得られる画像の視野範囲を変化させるようにしたもので
ある。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は体腔内に挿入される内視
鏡を通して体腔内を観察する体腔内観察装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、処置具と内視鏡とがそれぞれ別
個に患者の体腔内に挿入され、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】また、特開平６−３０８９６号公報には内
視鏡の観察視野の向きを変更する視野変換機構を設ける
とともに、内視鏡の観察光学系の視野範囲を変更するズ
ーム機構を設けた構成が示されている。そして、ズーム
機構をズームアウトさせることにより、視野範囲を広く
する広角観察位置まで移動させるとともに、例えば広角
観察内の一部の処置対象部位を局部的に拡大観察する拡
大観察位置までズームインできるようになっている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】一般に、患者の体内に
例えば処置対象部位等の関心領域が複数存在する場合に
は内視鏡下手術の際に、関心領域の変化に応じて内視鏡
の観察視野の向きを変更する視野変換作業を行う必要が
ある。さらに、縫合糸を使用して患者の体内の生体組織
に縫合・結紮等の高度な処置を行なう場合にはこの処置
操作の進行によって処置対象の拡大観察や、広角観察を
反復して繰り返しながらその作業を行なうことが必要と
なっている。

【０００５】しかしながら、特開平６−３０８９６号公
報の装置では内視鏡の視野変換操作と、ズームイン、ズ
ームアウトの切換え操作は可能であるが、このズームイ
ン、ズームアウトの切換え操作を行う場合にはいちいち
術者が内視鏡を直接操作する必要があるので、術者の集
中を必要とする微細処置の妨げになるおそれがある。

【０００６】また、上記公報では鉗子先端に設けた発光
体や、特徴的な形状の構造体等を内視鏡を通して送られ
る内視鏡画像の画像処理により識別し、そこから検出し
た鉗子の先端位置を基準位置として用いて内視鏡の視野
変換操作を行なっている。しかしながら、内視鏡下手術
による処置時に鉗子の発光体や、構造体が体内の生体組
織に隠れてしまったり、或いは血液等の付着による汚れ
により鉗子の発光体や、構造体がはっきり認識できなく
なった場合には、鉗子の移動によって体内の生体組織の
外に引き出したり、水洗い等によって鉗子の表面の汚れ
を洗い流す等の特別な操作を行い、鉗子の発光体や、構
造体が認識できる様になるまでは内視鏡の視野変換操作
が行なえず、処置が中断してしまうおそれがある。

【０００７】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、内視鏡下外科手術において、術者が体
腔内における所望の部位を観察するために、患者の体内
の処置対象部位等の関心領域の変化に応じて簡単に観察
手段の視野変換作業を行うことができるとともに、縫合
・結紮等の高度な処置を行なう場合に有効である拡大画
像観察と、広角画像観察とを繰り返す反復操作を、操作
性良く実現した体腔内観察装置を提供することにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明は体腔内を観察す
る観察手段と、この観察手段で得られる画像の視野を移
動させる視野移動手段と、前記観察手段で得られる画像
の視野範囲を変化させる視野範囲可変手段と、前記視野
移動手段の動作を制御する第１の操作手段と、前記視野
範囲可変手段の動作を制御する第２の操作手段とを具備
したものである。

【０００９】

【作用】視野移動手段の動作を第１の操作手段によって
制御し、この視野移動手段によって体腔内の観察手段で
得られる画像の視野を移動させるとともに、視野範囲可
変手段の動作を第２の操作手段によって制御し、この視
野範囲可変手段によって観察手段で得られる画像の視野
範囲を変化させることにより、体腔内の関心領域の変化
に対応した観察手段の視野変換と、縫合糸を使用して患
者の体内の生体組織に縫合・結紮する処置に対応した視
野範囲の可変が操作性良く行なえるようにしたものであ
る。

【００１０】

【実施例】以下、本発明の第１の実施例を図１乃至図５
を参照して説明する。図１は体腔内観察装置である内視
鏡装置のシステム全体の概略構成を示すものである。こ
の内視鏡装置には患者の体腔内を観察する例えば腹腔鏡
等の直視型の硬性鏡１が設けられている。

【００１１】この硬性鏡１には患者の体腔内に挿入され
る挿入部２と、この挿入部２の基端部に配設された接眼
部３とが設けられている。さらに、この硬性鏡１には図
２に示すように挿入部２の先端面に対物レンズ４、接眼
部３に接眼レンズ５がそれぞれ配設されているととも
に、挿入部２を形成する円筒状の筒体６内には複数のリ
レーレンズ７がそれぞれ適宜の間隔を存して対物レンズ
４と接眼レンズ５との間に並設されている。なお、硬性
鏡１の光学系には図示しない歪み除去レンズが設けられ
ている。

【００１２】また、硬性鏡１の挿入部２は予め例えば患
者の腹壁部８等に穿刺されたトラカール９内に挿通さ
れ、体腔内に挿入されている。ここで、硬性鏡１の挿入
部２の接眼部３側は多関節構造のスコープホルダー１０
によって移動可能に保持されている。

【００１３】さらに、硬性鏡１の挿入部２内には図示し
ない照明用ライトガイドファイバが配設されている。こ
の照明用ライトガイドファイバにはライトガイドケーブ
ル１１の一端部が連結されている。このライトガイドケ
ーブル１１の他端部は照明光を供給する外部の光源装置
１２に接続されている。

【００１４】また、患者の腹壁部８等には硬性鏡１の挿
入場所とは別の挿入場所から第２のトラカール９´が穿
刺されている。そして、このトラカール９´を通して処
置具である鉗子１３が体腔内に挿入されている。

【００１５】この鉗子１３には体腔内に挿入される挿入
部１４の先端部に処置部１５が配設されている。さら
に、挿入部１４の基端部には手元側のハンドル部１６が
配設されている。そして、このハンドル部１６の開閉操
作にともない処置部１５が遠隔的に開閉操作されるよう
になっている。

【００１６】また、鉗子１３の処置部１５の先端には色
マーカー１７が設けられている。この色マーカー１７は
生体適合性を有する塗料であり、その色には臓器にはな
い色、例えば緑、黄等が適する。なお、処置具としては
鉗子１１の代わりに剥離鉗子、ハサミ、レーザープロー
ブ、縫合器、電気メス、持針器、超音波吸引器等の他の
構成の処置具を使用してもよい。

【００１７】また、硬性鏡１の接眼部３にはこの硬性鏡
１の観察像を撮像するＴＶカメラユニット（観察手段）
１８が着脱可能に取付けられている。このＴＶカメラユ
ニット１８のケーシング１９内には硬性鏡１の接眼部３
の接眼レンズ５に離間対向配置され、硬性鏡１の接眼部
３から出射される光学像を２つに分配するハーフミラー
２０と、このハーフミラー２０によって分配された片方
の像（ハーフミラー２０を透過した光学像）が入射され
る拡大光学系２１と、ハーフミラー２０によって分配さ
れた他方の像（ハーフミラー２０によって反射された光
学像）が入射される広角光学系２２とが設けられてい
る。なお、ハーフミラー２０はプリズム等の光学的反射
素子でもよい。

【００１８】ここで、拡大光学系２１はズームレンズ
（視野範囲可変手段）２３と、結像レンズ２４と、第１
のＣＣＤ２５ａとから構成されている。さらに、広角光
学系２２は結像レンズ２６と、第２のＣＣＤ２５ｂとか
ら構成されている。

【００１９】また、拡大光学系２１の第１のＣＣＤ２５
ａは、拡大光学系２１の光軸方向と直交する２方向（Ｘ
方向およびＹ方向）に移動可能な図示しないＸ，Ｙステ
ージに装着されている。このＸ，Ｙステージの駆動源と
してはこれも図示しないＸ，Ｙステージ駆動用アクチュ
エータ、例えばＤＣサーボモーター、ステッピングモー
ター、ボイスコイルモーター等が使用されている。

【００２０】さらに、拡大光学系２１のズームレンズ２
３の駆動源としては、図示しないズームレンズ駆動用ア
クチュエータ（ＤＣサーボモーター、ステッピングモー
ター、ボイスコイルモーター等）が使用されている。

【００２１】また、ＴＶカメラユニット１８は、映像信
号ケーブル２７ａ，２７ｂを介して２台（第１，第２）
のカメラコントロールユニット（以下ＣＣＵ）２８ａ，
２８ｂと接続され、さらに制御信号ケーブル２９を介し
て視野変換制御ユニット３０に接続されている。ここ
で、ＴＶカメラユニット１８内の拡大光学系２１の第１
のＣＣＤ２５ａは一方の映像信号ケーブル２７ａを介し
て第１のＣＣＵ２８ａに接続され、広角光学系２２の第
２のＣＣＤ２５ｂは他方の映像ケーブル２７ｂを介して
第２のＣＣＵ２８ｂに接続される。さらに、ＴＶカメラ
ユニット１８内の図示しないＸ，Ｙステージ駆動用アク
チュエータ、ズームレンズ駆動用アクチュエータは制御
信号ケーブル２９を介して視野変換制御ユニット３０に
接続される。

【００２２】また、第１，第２のＣＣＵ２８ａ，２８ｂ
はビデオミキサー３１に接続され、このビデオミキサー
３１はＴＶモニタ３２に接続されている。さらに、第２
のＣＣＵ２８ｂは視野変換制御ユニット３０にも接続さ
れている。この視野変換制御ユニット３０には２つ（第
１，第２）のフットスイッチ３３ａ，３３ｂがそれぞれ
接続されている。ここで、第１のフットスイッチ３３ａ
は縫合・結紮モードのフットスイッチであり、第２のフ
ットスイッチ３３ｂは視野変換モードのフットスイッチ
である。なお、第２のフットスイッチ３３ｂには図示し
ないズーム用スイッチが設けられている。そして、本実
施例のシステムでは、第１のフットスイッチ３３ａの操
作にともない縫合や結紮等の高度な処置が必要な場合に
有効な縫合・結紮モードが設定され、第２のフットスイ
ッチ３３ｂの操作にともない近接観察時に頻繁に起こる
処置対象部位の変更時に有効な視野変化モードが設定さ
れるようになっている。

【００２３】また、図３は視野変換制御ユニット３０の
概略構成を示すものである。この視野変換制御ユニット
３０には第２のＣＣＵ２８ｂからの信号が入力される色
空間変換部３４と、この色空間変換部３４からの出力信
号が入力される抽出画像生成部３５と、この抽出画像生
成部３５からの出力信号が入力される重心位置演算部３
６と、この重心位置演算部３６からの出力信号が入力さ
れる位置指令部３７と、この位置指令部３７および第
１，第２の各フットスイッチ３３ａ，３３ｂにそれぞれ
接続された動作モード切換部３８と、この動作モード切
換部３８にそれぞれ接続されたＸＹステージ制御部（観
察視野移動手段）３９およびズーム制御部（視野範囲可
変手段）４０とが設けられている。

【００２４】ここで、ＸＹステージ制御部３９にはＴＶ
カメラユニット１８内のＸ，Ｙステージ駆動用アクチュ
エータが接続されている。そして、このＸＹステージ制
御部３９から出力される制御信号がＸ，Ｙステージ駆動
用アクチュエータに入力されるようになっている。さら
に、ズーム制御部４０にはＴＶカメラユニット１８内の
ズームレンズ駆動用アクチュエータが接続されている。

【００２５】次に、上記構成の作用について説明する。
まず、本実施例の内視鏡装置の使用時には図１に示すよ
うに予め例えば患者の腹壁部８等に穿刺されたトラカー
ル９内にスコープホルダー１０で保持された硬性鏡１の
挿入部２が挿通され、体腔内に挿入される。さらに、患
者の腹壁部８等には硬性鏡１の挿入場所とは別の挿入場
所から第２のトラカール９´が穿刺され、このトラカー
ル９´を通して鉗子１３が体腔内に挿入される。このと
き、鉗子１３の先端の処置部１５が硬性鏡１の接眼部３
による視野範囲Ｒ₁ 内に挿入される状態にセットされ
る。

【００２６】また、内視鏡装置の使用中、硬性鏡１によ
って伝達された体腔内の観察像は、ＴＶカメラユニット
１８内のハーフミラー２０により、２つに分配される。
さらに、このハーフミラー２０によって分配された片方
の像（ハーフミラー２０を透過した光学像）は拡大光学
系２１に入射され、この拡大光学系２１の第１のＣＣＤ
２５ａで撮像されるとともに、ハーフミラー２０によっ
て分配された他方の像（ハーフミラー２０によって反射
された光学像）は広角光学系２２に入射され、この広角
光学系２２の第２のＣＣＤ２５ｂで撮像される。

【００２７】ここで、術者が縫合・結紮等の処置を行う
場合には、まず第１のフットスイッチ３３ａをオン操作
し、縫合・結紮モードに設定させる。この第１のフット
スイッチ３３ａのＯＮ信号は、視野変換制御ユニット３
０の動作モード切換部３８に伝達される。このように第
１のフットスイッチ３３ａのＯＮ信号が入力された場合
には動作モード切換部３８からズーム制御部４０に生体
組織の縫合・結紮処置に適した動作指令が出される。

【００２８】このとき、ズーム制御部４０による動作
は、縫合対象組織に針を差し込む処置や、血管や神経等
を結紮する処置に必要な目標部位の拡大観察と、縫合・
結紮処置後の鉗子１３同士の針糸の受け渡しを行うとき
に必要な広角観察とを処置の進み具合に合わせて交互に
切換える動作を連続的に行うものである。すなわち、ズ
ーム制御部４０は、縫合・結紮動作指令を受けると、予
め設定されている術者の結紮・縫合処置スピードに合わ
せた周期で拡大光学系２１のズームレンズ２３を光軸方
向に沿って動かすズームイン動作と、ズームアウト動作
とを繰り返し行う状態で、拡大光学系２１のズームレン
ズ２３の駆動用アクチュエータが駆動される。このと
き、ＴＶモニタ３２には図４（Ａ）に示す広角画像と、
図４（Ｂ）に示す拡大画像とが周期的に表示され、縫合
・結紮対象組織の周辺の広角画像と、縫合・結紮対象組
織の局部的な拡大画像とが周期的に観察される。

【００２９】なお、縫合・結紮モードによる縫合・結紮
処置中に、ＴＶモニタ３２に表示される広角光学系２２
の画像から鉗子１３の動作を検出し、その現在の動作状
態が縫合・結紮処置工程中、或いは針糸渡し工程中のど
れかであることを画像処理により認識し、例えば縫合・
結紮処置工程の終了時点でズームアウト動作を行い、針
糸渡し動作工程の終了時点でズームイン動作を行わせて
もよい。

【００３０】また、術者が処置対象部位の変化に対応し
て視野変換を行う場合は、第２のフットスイッチ３３ｂ
をオン操作し、視野変換モードに設定させる。この第２
のフットスイッチ３３ｂのＯＮ信号は、視野変換制御ユ
ニット３０の動作モード切換部３８に伝達される。この
ように第２のフットスイッチ３３ｂのＯＮ信号が入力さ
れた場合には動作モード切換部３８からＸＹステージ制
御部３９に拡大光学系２１の第１のＣＣＤ２５ａを拡大
光学系２１の光軸方向と直交する２方向（Ｘ方向および
Ｙ方向）に移動させることにより、視野変換を行うのに
適した動作指令が出される。

【００３１】次に、この視野変換動作について説明す
る。ここで、広角光学系２２の第２のＣＣＤ２５ｂで撮
像され、第２のＣＣＵ２５ｂを経た映像信号は、視野変
換制御ユニット３０の色空間変換部３４に入力される。
この色空間変換部３４では各画素毎に抽出された色成分
を、設定された色空間、例えばＨＳＩ（色相、彩度、明
度）・色差（Ｙ、Ｒ−Ｙ、Ｂ−Ｙ）等、のデータに変換
するようになっている。

【００３２】さらに、色空間変換部３４からの出力は抽
出画像生成部３５に入力される。この抽出画像生成部３
５では入力された色空間の信号が予め設定されている抽
出対象色の範囲に入っているかどうかを各画素毎に比較
し、設定範囲内であればその画素の明度を０に、設定範
囲外であればその画素の明度を１にして、無彩色で出力
する。この結果、抽出対象に設定された色の部分が黒、
それ以外の部分が白である２値画像が出力される。

【００３３】その出力は重心位置演算部３６に入力され
る。この重心位置演算部３６では、設定色の抽出部分で
ある黒色部分の面積重心を算出し、その画像上の画素デ
ータを出力する。なお、抽出画像生成部３５で、抽出対
象部分を明度１（白）に、それ以外の部分を明度０
（黒）とし、重心位置演算部３６で白色部分の面積重心
を求めるように設定してもよい。

【００３４】また、重心位置演算部３６から出力される
画素データは位置指令部３７に入力される。この位置指
令部３７では、予め設定されている抽出点を位置させた
い画面上の画素位置、例えば画面中央と、算出した抽出
対象点の画素データとの差をとり、抽出対象点を予め設
定されている画面上の点に移動させるための指令位置を
求めるようになっている。そして、この指令位置のデー
タは動作モード切換部３１に入力される。ここで、第２
のフットスイッチ３３ｂがＯＮ操作されると、動作モー
ド切換部３１では位置指令部３７で算出した指令位置の
データがＸＹステージ制御部３９に入力される。

【００３５】さらに、ＸＹステージ制御部３９では、Ｔ
Ｖカメラユニット１８内の図示しないＸＹステージを指
令位置分だけ動かし、これにより拡大光学系２１の第１
のＣＣＤ２５ａを拡大光学系２１の光軸方向と直交する
２方向（Ｘ方向およびＹ方向）に移動させる。このと
き、抽出対象点がＴＶモニタ３２の画面上に設定された
位置に来るように、拡大光学系２１の第１のＣＣＤ２５
ａを移動させる。

【００３６】また、硬性鏡１によって伝達された体腔内
の観察像は拡大光学系２１のズームレンズ２３により拡
大され、第１のＣＣＤ２５ａにはその画像の一部のみが
結像される。すなわち、第１のＣＣＤ２５ａから出力さ
れる画像データによって拡大観察が行えることになる。

【００３７】ここで、鉗子１３の処置部１５の色マーカ
ー１７の色を抽出対象色として設定してもよい。また、
抽出対象点を位置させたいＴＶモニタ３２の画面上の位
置をＴＶモニタ３２の画面中央として視野変換制御ユニ
ット３０に設定した場合、鉗子１３の色マーカー１７が
広角光学系２２の観察範囲内にあって、処置対象部位が
拡大光学系２１の撮像画像の中央からずれていて医師等
の作業者が処置を行いづらい状況で、鉗子１３の先端を
処置対象部位に移動させた状態でフットスイッチ１１を
ＯＮすると、前述の動作により図４（Ｃ）に示すように
鉗子１３の先端位置が拡大観察系撮像画像の中央にくる
ように第１のＣＣＤ２５ａが動く。言い換えれば、画像
が鉗子１３の先端を追尾するように視野変換を行う。

【００３８】また、第２のフットスイッチ３３ｂに設け
られている図示しないズーム用スイッチをＯＮ操作する
と、動作モード切換部３８からズーム制御部４０にズー
ム作動指令が与えられる。このとき、ズーム制御部４０
はＴＶカメラユニット１８内の図示しないズームレンズ
駆動用アクチュエータにズーム移動量を伝達し、第１の
ＣＣＤ２５ａの視軸方向にズームレンズ２３を移動させ
る。

【００３９】また、ビデオミキサー３１はＣＣＵ２８
ａ，２８ｂからの信号を受け、この２画像を親子画面と
して表示する信号を生成し、ＴＶモニタ３２に出力する
ことで、関心領域の拡大画像とその周辺を含んだ広角画
像を同時に観察することができる。ここで、第１のＣＣ
Ｕ２８ａから送られる画像のみの単一画面表示、或いは
第２のＣＣＵ２８ｂから送られる画像のみの単一画面表
示も必要に応じて適宜選択することができる。

【００４０】また、視野変換動作により抽出対象点を位
置させるＴＶモニタ３２の画面上の位置の設定は変更が
可能である。縫合・結紮モード、視野変換モードを行わ
せる動作スイッチとしては、第１，第２のフットスイッ
チ３３ａ，３３ｂの他に、鉗子１３のハンドル部１６に
取り付けられるハンドスイッチでもよい。さらに、ＸＹ
ステージに固定され、視野変換を行うために移動される
のは、結像レンズ２４でもよい。

【００４１】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、縫合や結紮等の高度な処置が必
要な場合に必要である、連続的な拡大観察と広角観察と
を交互に繰り返す縫合・結紮モードと、処置対象部位の
変化に対応して観察視野の変換を行う視野変換モードと
を設けたことにより、複数の機器を使わずに、操作性よ
く内視鏡下手術で必要な視野を得ることができる。

【００４２】なお、上記実施例ではＴＶカメラユニット
１８のケーシング１９内にハーフミラー２０を使用して
硬性鏡１の接眼部３から出射される光学像を２つに分配
する構成のものを示したが、ハーフミラー２０に代えて
プリズム等の光学的反射素子を使用してもよい。

【００４３】さらに、鉗子１３の先端に色マーカー１７
を設ける代わりに、図５に示すように処置対象組織にそ
れぞれ色の異なる複数の色素を付着させ、各色素付着部
分４１ａ，４１ｂ，４１ｃを順次ＴＶモニタ３２の画面
中央に位置させるように第１のＣＣＤ２５ａを動かして
視野変換を行ってもよい。この場合は、抽出対象色の設
定を順次変えることで、所望の処置対象部位をＴＶモニ
タ３２の画面中央に位置させることができる。

【００４４】また、色素の代わりに、異なる色のついた
クリップを処置対象組織に固定してもよい。また、画像
処理を用いて鉗子１３の先端の輪郭等の形状特徴を抽出
し、パターンマッチングにより鉗子１３の先端位置を検
出してもよい。

【００４５】また、図６は第１の実施例の変形例を示す
ものである。本変形例は、第１の実施例の視野変換制御
ユニット３０の構成を次のように変更したものである。
すなわち、本変形例では第１の実施例の視野変換制御ユ
ニット３０内に新たに鉗子先端動き検出部５１およびズ
ームイン／ズームアウト判定部５２をそれぞれ設けたも
のである。ここで、視野変換制御ユニット３０内の色空
間変換部３４と、抽出画像生成部３５と、重心位置演算
部３６と、位置指令部３７とによって視野変換位置指令
ブロック５３が形成され、鉗子先端動き検出部５１と、
ズームイン／ズームアウト判定部５２とによって縫合・
結紮動作判定ブロック５４が形成されている。その他の
構成は第１の実施例と同一構成であり、ここでは第１の
実施例と同一部分には同一符号を付してその説明を省略
する。

【００４６】そして、上記構成の本変形例にあっては内
視鏡装置の使用中、広角光学系２２の画像信号である第
２のＣＣＤ２５ｂからの信号を受け、鉗子先端動き検出
部５１では鉗子１３の動作を検出する。このとき、鉗子
１３の動作が縫合・結紮処置、針持ち換え動作のどれか
であることを鉗子先端動き検出部５１で画像処理により
認識する。さらに、鉗子先端動き検出部５１からの処理
結果を受け、ズームイン／ズームアウト判定部では、縫
合・結紮処置動作の検出時には拡大光学系２１のズーム
レンズ２３をズームイン動作させ、また針持ち換え動作
の検出時には拡大光学系２１のズームレンズ２３をズー
ムアウトを行わせる制御信号を生成する。具体的には、
鉗子先端動き検出部５１では鉗子１３の先端と、そこに
保持される針の形状モデルのパターンマッチングによる
鉗子１３の先端の動きの追跡を行い、ズームイン／ズー
ムアウト判定部では、針が組織に刺入された時の鉗子１
３の先端の回転動作を検出した場合にはズームイン動作
を、また、針持ち換え動作時に鉗子１３の開閉動作を検
出した場合にはズームアウト動作を行わせるようになっ
ている。

【００４７】また、図７および図８は本発明の第２の実
施例を示すものである。本実施例では第１の実施例の内
視鏡装置の硬性鏡１を保持するスコープホルダー１０と
して少なくとも２自由度を有する電動マニピュレータ６
１が設けられている。

【００４８】この電動マニピュレータ６１には基台６２
と、この基台６２に上向きに突設された昇降動作可能な
支軸６３と、この支軸６３の上端部に支軸６３を中心に
回動可能に連結された回動アーム６４と、この回動アー
ム６４の先端部に伸縮可能に設けられた移動アーム６５
と、この移動アーム６５の先端部に回動可能に連結され
た内視鏡保持リング６６とが設けられている。

【００４９】また、電動マニピュレータ６１の基台６２
にはマニピュレータ制御信号ケーブル６７の一端部が連
結されている。このマニピュレータ制御信号ケーブル６
７の他端部は視野変換制御ユニット６８に接続されてい
る。

【００５０】この視野変換制御ユニット６８には図８に
示すように鉗子先端位置算出部６９、位置指令部７０、
動作モード切換部７１およびマニピュレータ制御部７２
がそれぞれ設けられている。さらに、鉗子先端位置算出
部６９には磁気センサ本体７３が接続されている。この
磁気センサ本体７３には鉗子１３の挿入部１４の手元側
に取付けられた磁気センサ７４と、硬性鏡１の手元側に
取付けられた磁気ソース７５とが接続されている。ここ
で、磁気センサ７４は直交３軸のコイルで構成され、そ
の座標系の１軸が鉗子１３の挿入部１４の挿入方向と一
致するように設置されている。また、磁気ソース７５は
同様に直交３軸のコイルで構成され、その座標系が３軸
とも硬性鏡１の撮像画像面の水平、垂直、視軸方向とそ
れぞれ一致するように設置されている。

【００５１】そして、磁気センサ本体７３からは磁気ソ
ース７５の各軸を時分割で駆動する信号を出力し、磁気
ソース７５は磁界を発生させるようになっている。磁気
センサ７４はこの磁気ソース７５の磁界を検出し、その
検出データを磁気センサ本体７３に伝送するようになっ
ている。この検出データは磁気センサ本体７３で演算さ
れ、磁気ソース７５を基準とした磁気センサ７４の３次
元位置、姿勢を求めるようになっている。

【００５２】また、磁気センサ本体７３からの出力信号
は視野変換制御ユニット６８の鉗子先端位置算出部６９
に入力され、その出力は位置指令部７０に入力されるよ
うになっている。さらに、位置指令部７０からの出力は
動作モード切換部７１に入力されるようになっている。

【００５３】また、動作モード切換部７１には縫合・結
紮モード切換え用の第１のフットスイッチ７６と、視野
変換モード切換え用の第２のフットスイッチ７７とが接
続されている。さらに、動作モード切換部７１の出力は
マニピュレータ制御部７２に入力される。そして、この
マニピュレータ制御部７２からの出力される制御信号に
よって電動マニピュレータ６１の動作が制御されるよう
になっている。

【００５４】また、硬性鏡１の接眼部３にはＴＶカメラ
アダプタ７８が着脱自在に固定されている。このＴＶカ
メラアダプタ７８の出力信号は映像信号ケーブル７９を
介してＣＣＵ８０に接続されている。このＣＣＵ８０は
ＴＶモニタ３２に接続されている。それ以外の構成は第
１の実施例と同じであり、ここでは第１の実施例と同一
部分には同一の符号を付してその説明を省略する。

【００５５】次に、上記構成の作用について説明する。
本実施例の内視鏡装置の使用時には磁気センサ本体７３
から磁気ソース７５の各軸を時分割で駆動する駆動信号
を出力する。これにより、磁気ソース７５は磁界を発生
させる。このとき、磁気センサ７４はこの磁界を検出
し、その検出データを磁気センサ本体７３に伝送する。
この検出データは、磁気センサ本体７３で演算される。
そして、磁気ソース７５を基準とした磁気センサ７４の
３次元位置、姿勢が求められる。

【００５６】ここで、磁気センサ７４が設置された鉗子
１３の挿入部１４の手元側と鉗子１３の先端処置部１５
との間の距離は既知であり、前述のように座標系を合わ
せてあることから、鉗子１３の手元側の３次元位置・姿
勢データと、磁気センサ７４の設置位置と鉗子１３の先
端処置部１５との間の距離データとを用い、回転・並進
変換をかけることで、鉗子１３の先端位置を算出するこ
とができる。

【００５７】また、これも前述のように、磁気ソース７
５はその座標系と硬性鏡１の撮像画面の座標系が一致す
るように設置されているため、算出した鉗子１３の先端
位置は硬性鏡１の撮像画面の座標系と関連づけることが
可能である。すなわち、算出した鉗子１３の先端位置を
用いて、硬性鏡１を保持している電動マニピュレータ６
１を制御可能である。

【００５８】そして、術者が処置対象部位の変化に対応
してＴＶモニタ３２の画面上に表示される画面の視野変
換を行う場合には、視野変換モード切換え用の第２のフ
ットスイッチ７７をオン操作する。このとき、磁気セン
サ本体７３からの鉗子１３の手元側の位置データは、鉗
子先端位置算出部６９に入力され、鉗子１３の先端位置
が算出される。

【００５９】この位置データは位置指令部７０に入力さ
れ、予め設定されている鉗子１３の先端を位置させたい
ＴＶモニタ３２の画面上の位置、例えば画面中央と、算
出した鉗子１３の先端位置との差をとり、鉗子１３の先
端を予め設定されているＴＶモニタ３２の画面上の点に
移動させるための指令位置を求める。

【００６０】そして、第２のフットスイッチ７７がＯＮ
になると、動作モード切換部７１は視野変換を行うため
の指令位置をマニピュレータ制御部７２に送り、電動マ
ニピュレータ６１を指令位置だけ動かすことにより、鉗
子１３の先端位置が予め設定されているＴＶモニタ３２
の画面上の設定位置に来るように視野変換を行う。

【００６１】また、この鉗子１３の先端を位置させたい
ＴＶモニタ３２の画面上の位置を画面中央として視野変
換制御ユニット６８に設定した場合に、処置対象部位が
硬性鏡１の撮像画像の中央からずれていて医師等の作業
者が処置を行いづらい状況では、予め鉗子１３の先端を
処置対象部位に移動させた状態で、フットスイッチ７７
をＯＮ操作する。この場合には、前述の動作により鉗子
１３の先端位置をＴＶモニタ３２の撮像画像の中央に移
動させるように電動マニピュレータ６１が動作する。

【００６２】また、術者が縫合・結紮等の処置を行う場
合には、縫合・結紮モード切換え用の第１のフットスイ
ッチ７６をオン操作する。このとき、第１のフットスイ
ッチ７６のＯＮ信号は、視野変換制御ユニット６８の動
作モード切換部７１に伝達され、この動作モード切換部
７１から縫合・結紮処置に適した動作指令がマニピュレ
ータ制御部７２に供給される。

【００６３】この動作は、縫合対象組織に針を差し込む
処置や、血管や、神経等を結紮する処置に必要な拡大観
察と、縫合・結紮処置後の鉗子１３同士の針糸の受け渡
し作業を行うときに必要な広角観察を、処理の進み具合
に合わせて連続的に行うものである。そして、マニピュ
レータ制御部７２では、縫合・結紮動作指令を受ける
と、予め設定されている術者の結紮・縫合処理スピード
に合わせた周期でズームイン動作とズームアウト動作と
を繰り返し行うように電動マニピュレータ６１が駆動さ
れる。

【００６４】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、処置対象部位の変化に対応して
観察視野の変換を行う視野変換モードにおいて、視野変
換に必要な鉗子１３の先端位置の検出を磁気センサ７４
で行うことにより、ＴＶモニタ３２の画像による位置検
出を行う場合よりも広範囲に渡る視野変換が可能とな
る。

【００６５】また、図９および図１０は本発明の第３の
実施例を示すものである。本実施例では第１の実施例の
内視鏡装置に第２の実施例で示した磁気センサ本体７３
を組み合わせ、この磁気センサ本体７３によって鉗子１
３の先端位置を求める構成にしたものである。

【００６６】すなわち、本実施例では鉗子１３の挿入部
１４の手元側には磁気センサ７４が取付けられている。
この磁気センサ７４は直交３軸のコイルで構成され、そ
の座標系の１軸が鉗子１３の挿入部１４の挿入方向と一
致するように設置されている。

【００６７】さらに、硬性鏡１の手元側には磁気ソース
７５が取付けられている。この磁気ソース７５は磁気セ
ンサ７４と同様に直交３軸のコイルで構成され、その座
標系が３軸とも硬性鏡１の撮像画像面の水平、垂直、視
軸方向とそれぞれ一致するように設置されている。

【００６８】また、鉗子１３の磁気センサ７４および硬
性鏡１の磁気ソース７５はそれぞれ磁気センサ本体７３
に接続されている。さらに、本実施例では図１０に示す
ように第１の実施例と略同様の構成の視野変換制御ユニ
ット３０内に第２の実施例で示した鉗子先端位置算出部
６９が組み込まれている。この鉗子先端位置算出部６９
には磁気センサ本体７３が接続されている。そして、磁
気センサ本体７３からの出力信号は鉗子先端位置算出部
６９に入力されるようになっている。

【００６９】また、位置指令部３７には鉗子先端位置算
出部６９からの出力信号と重心位置演算部３６からの出
力信号とが入力され、この位置指令部３７からの出力は
動作モード切換部３８に入力されるようになっている。
それ以外の構成は第１の実施例と同じである。

【００７０】次に、上記構成の作用について説明する。
本実施例の内視鏡装置の使用時には術者が縫合・結紮等
の処置を行う場合は、第１の実施例と同様に、縫合・結
紮モード切換え用の第１のフットスイッチ３３ａにより
縫合・結紮を行う。さらに、術者が処置対象部位の変化
に対応して視野変換を行う場合は、視野変換モード切換
え用の第２のフットスイッチ３３ｂにより、視野変換を
行う。

【００７１】この時、広角光学系２２の第２のＣＣＤ２
５ｂ，第２のＣＣＵ２５ｂの撮像範囲内にありながら、
鉗子１３の先端に設けられた色マーカー１７が検出でき
ない状況、例えば色マーカーの部分を組織が覆ってしま
うこと、血液や胆汁等の体液が色マーカー１７に付着
し、この色マーカー１７の色が正確に認識できないこ
と、等が起こった場合、視野変換制御ユニット３０内の
色空間変換部３４、抽出画像生成部３５、重心位置演算
部３６で処理を行っても、鉗子１３の先端位置が算出で
きず、視野変換が行えなくなってしまう。

【００７２】そこで、本実施例ではこの状況を検出デー
タ選択・位置指令部３７によって検出し、磁気センサ本
体７３で検出された位置情報を視野変換の制御情報とし
て選択する。ここで、検出データ選択・位置指令部３７
は鉗子先端位置算出部６９で算出された鉗子１３の先端
位置と、予め設定されている鉗子１３の先端を位置させ
たいＴＶモニタ３２の画面上の位置データとを用いて、
鉗子１３の先端位置をＴＶモニタ３２の画面上の設定位
置に移動させるための指令位置を算出し、算出した指令
位置を動作モード切換部３８を通し、ＸＹステージ制御
部３９に伝送し、視野変換を行う。

【００７３】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、第１の実施例の内視鏡装置に第
２の実施例で示した磁気センサ本体７３を組み合わせ、
この磁気センサ本体７３によって鉗子１３の先端位置を
求めることができる構成にしたので、視野変換を行うた
めの位置検出手段を、第１の実施例のように画像処理に
よるものに加えて更に他の１系統を新たに設けることが
できる。そのため、画像処理で鉗子１３の先端位置の位
置検出ができなくなった場合であっても、新たに設けた
磁気センサ本体７３による位置検出手段のデータを用い
て視野変換を行えるため、術中の様々な状況においても
視野変換動作が中断されることがなく、より信頼性を高
めることができる。

【００７４】なお、本実施例では磁気センサ７４の代わ
りに鉗子１３の先端位置を検出・算出可能なセンサ、例
えば超音波センサ、赤外線センサ、加速度センサとジャ
イロの組み合わせセンサを用いることが可能である。

【００７５】また、ＴＶカメラユニット１８の代わりに
第２の実施例で示したＴＶカメラアダプタ７８を使用す
るとともに、スコープホルダー１０の代わりに第２の実
施例で示した電動マニピュレータ６１を用い、ＴＶカメ
ラアダプタ７８の撮像画像から求めた位置情報と、磁気
センサ本体７３で検出した位置情報とを選択し電動マニ
ピュレータ６１を制御してもよい。

【００７６】また、図１１乃至図１３（Ａ）は本発明の
第４の実施例を示すものである。図１１は体腔内観察装
置である内視鏡装置全体の概略構成を示すものである。
図１１中、８１は手術台であり、この手術台８１上には
患者８２が載る。手術台８１の側面にはベッドサイドレ
ール８３が設けられている。このベッドサイドレール８
３には電動マニピュレータ８４が装着されている。

【００７７】この電動マニピュレータ８４には基台８５
と、この基台８５に矢印Ａ方向に回動可能に、かつ矢印
Ｂ方向に昇降動作可能に連結されたＬ字状部材８６と、
このＬ字状部材８６の上端水平部に水平方向（矢印Ｃ方
向）に伸縮可能に設けられた移動アーム８７と、この移
動アーム８７の先端部に連結された内視鏡保持リング８
８とが設けられている。そして、電動マニピュレータ８
４の内視鏡保持リング８８に硬性鏡８９が着脱自在に連
結され、この電動マニピュレータ８４によって硬性鏡８
９が移動可能に支持されている。なお、硬性鏡８９は患
者８２の腹壁部等に予め穿刺されたトラカール９（図１
参照）を通して体腔内に挿入されている。

【００７８】さらに、硬性鏡８９は例えば腹腔鏡等の直
視型の内視鏡によって形成されている。この硬性鏡８９
には患者の体腔内に挿入される挿入部９０と、この挿入
部９０の基端部に配設された接眼部９１とが設けられて
いる。

【００７９】また、硬性鏡８９の接眼部９１にはＴＶカ
メラ９２が着脱可能に取付けられている。このＴＶカメ
ラ９２はカメラコントロールユニット（ＣＣＵ）９３に
接続されている。

【００８０】さらに、ＣＣＵ９３は制御装置９４内の画
像合成部９５に接続されている。ここで、画像合成部９
５には２つの入力端子と１つの出力端子とが設けられて
いる。そして、ＣＣＵ９３は画像合成部９５の一方の入
力端子に接続されている。

【００８１】また、制御装置９４内には画像合成部９５
の他に、画像合成部９５の他方の入力端子に接続された
マーカー生成部９６と、このマーカー生成部９６に接続
された制御部９７と、この制御部９７に接続された視線
検出部９８およびマニピュレータ制御部９９とが設けら
れている。

【００８２】ここで、画像合成部９５の出力端子には観
察用のＴＶモニタ１００が接続されている。さらに、Ｔ
Ｖモニタ１００上には視線検出装置１０１が設けられて
いる。この視線検出装置１０１は術者がＴＶモニタ１０
０の表示画面に表示された画像のどの部分を見ているか
を検出するもので、この視線検出装置１０１の出力は制
御装置９４内の視線検出部９８へ入力されるようになっ
ている。

【００８３】そして、視線検出装置１０１の検出結果は
視線検出部９８を介して制御部９７へ伝達されるように
なっている。この制御部９７はマーカー生成部９６にマ
ーカ生成位置を出力するものである。また、硬性鏡８９
の接眼部９１に接続されたＴＶカメラ９２によって撮像
される画像はＣＣＵ９３を介して画像合成部９５へ入力
され、上記マーカー生成部９６で作られたマーカー１０
６と合成してＴＶモニタ１００に表示されるようになっ
ている。

【００８４】また、制御装置９４には電動マニピュレー
タ８４に接続されたマニピュレータ制御部９９が設けら
れている。このマニピュレータ制御部９９は制御部９７
に接続されている。そして、このマニピュレータ制御部
９９によって電動マニピュレータ８４内の図示しない各
駆動モーターを動かし、電動マニピュレータ８４のＬ字
状部材８６を矢印Ａ方向に回動させ、かつ矢印Ｂ方向に
昇降動作させるとともに、移動アーム８７を矢印Ｃ方向
に伸縮させるようになっている。

【００８５】また、患者８２の腹壁部等には硬性鏡８９
の挿入場所とは別の挿入場所から第２のトラカール９´
（図１参照）が穿刺され、このトラカール９´を通して
処置具である鉗子１０２が体腔内に挿入されている。

【００８６】この鉗子１０２には体腔内に挿入される挿
入部１０３の先端部に処置部１０４が配設されている。
さらに、挿入部１０３の基端部には手元側のハンドル部
１０５が配設されている。そして、このハンドル部１０
５の開閉操作にともない処置部１０４が遠隔的に開閉操
作されるようになっている。

【００８７】次に、上記構成の作用について説明する。
本実施例の内視鏡装置の使用時には術者がＴＶモニタ１
００の表示画面上のどこの部分を見ているかを視線検出
装置１０１及び視線検出部９８で検出する。さらに図１
２（Ａ）に示すようにここで検出された検出位置に対応
するマーカー１０６をマーカー生成部９６によって生成
し、このマーカー１０６と内視鏡像とを画像合成部９５
によって合成してＴＶモニタ１００に表示する。

【００８８】また、術者が図示しない操作スイッチを押
すことで上記マーカー生成部９６によって生成されたマ
ーカー１０６がＴＶモニタ１００の表示画面上にあらか
じめ決められた例えば画面中心点等の設定位置に移動す
るように電動マニピュレータ８４を動かす。

【００８９】なお、上記以外の動作として、操作スイッ
チを押すことでＴＶモニタ１００の表示画面上の内視鏡
像のズームイン、ズームアウトを行うようにしても良
い。さらに、上記操作スイッチは各々別々のスイッチで
も良いし、制御部９７によって１つのスイッチの機能を
切り換え可能としても良い。

【００９０】又、スイッチを押したときにマーカー１０
２とあらかじめ決められた画面中心点等の設定位置とが
一致するように電動マニピュレータ８４を動かし、さら
にスイッチを一定時間押し続けることでズームイン／ズ
ームアウト動作を行うようにしても良い。

【００９１】ズームイン、ズームアウトは電動マニピュ
レータ８４を硬性鏡８９の軸方向に動かすように制御し
ても良いし、硬性鏡８９とＴＶカメラ９２との間にズー
ムレンズを設け、モニタ１００の位置までズームレンズ
を動かすようにしても良い。

【００９２】また、ＴＶカメラ９２の代わりに第１の実
施例のＴＶカメラユニット１８、電動マニピュレータ８
４の代わりに第１の実施例のスコープホルダー１０を用
い、視線検出装置１０１及び視線検出部９８で検出され
た視線位置があらかじめ設定されたＴＶモニタ１００の
画面上の設定位置に来るように、ＴＶカメラユニット１
８内の拡大光学系２１の結像レンズ２４、あるいは第１
のＣＣＤ２５ａを移動させてもよい。

【００９３】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、視線検出装置１０１によってＴ
Ｖモニタ１００の表示画面上の術者が見たい位置を検出
するようにしたので、鉗子１０２に色マーカー等を付け
る必要が無い。そのため、鉗子１０２の先端が患部内に
かくれても術者の見たい位置をＴＶモニタ１００の画面
中央に表示する状態で視野変換動作を行うことができ
る。さらに、ＴＶモニタ１００の画面上に術者が見てい
る位置を表示することで術者が見ている部位を確認して
操作することが可能となる。

【００９４】また、視線検出装置１０１の具体例として
は図１３（Ａ）に示すようにＣＣＤカメラ１０７で術者
の左右の眼球１０８ａ，１０８ｂを観察するものがあ
る。これは、画像処理により左右の眼球１０８ａ，１０
８ｂの位置と、瞳孔の中心位置の相対関係から術者の視
線Ａ，Ｂを検出する方式である。

【００９５】また、図１３（Ｂ）は第４の実施例の視線
検出装置１０１の別の構成例を示すものである。これ
は、術者の左右の眼球１０８ａ，１０８ｂに対し、発光
ダイオード１０９から赤外光を出射し、眼球１０８ａ，
１０８ｂで反射した光をＰＳＤ（ポジション・センシン
グ・デバイス）１１０で検出することにより、視線Ａ，
Ｂの方向を検出する方式が知られている。図１３
（Ａ），（Ｂ）のいずれの方式も公知であり、詳述する
ことを省略するが、例えば、写真工業（１９９３年１月
号、Ｐ６３〜Ｐ６４、Ｐ１０４〜Ｐ１０５／写真工業社
発行）には、瞳孔と目の角膜で反射した赤外光による反
射像との位置関係をマイクロコンピュータで高速演算し
て眼球の回転角を求め、どこを見ているかを算出する方
式が記載されている。（特願平５−２７４４０５号参
照） また、図１４（Ａ）〜（Ｄ）は本発明の第５の実施例を
示すものである。図１４（Ａ）は本実施例の内視鏡装置
全体の概略構成を示すもので、１１１は患者の体腔内を
観察する例えば腹腔鏡等の直視型の硬性鏡である。この
硬性鏡１１１には患者の体腔内に挿入される挿入部１１
２と、この挿入部１１２の基端部に配設された接眼部１
１３とが設けられている。ここで、硬性鏡１１１の挿入
部１１２は予め例えば患者の腹壁部１１４等に穿刺され
たトラカール１１５内に挿通され、体腔内に挿入されて
いる。

【００９６】また、患者の腹壁部１１４等には硬性鏡１
１１の挿入場所とは別の挿入場所から第２のトラカール
１１６が穿刺されている。そして、このトラカール１１
６を通して体腔内の処置あるいは臓器の把持を行う処置
具１１７が体腔内に挿入されている。

【００９７】さらに、第２のトラカール１１６にはレー
ザポインタ１１８が装着されている。このレーザポイン
タ１１８には例えば半導体レーザが内蔵されている。そ
して、このレーザポインタ１１８の半導体レーザから投
射されるレーザ光がトラカール１１６の軸心方向に概ね
平行となる状態でレーザポインタ１１８がトラカール１
１６に取付けられている。

【００９８】また、硬性鏡１１１の接眼部１１３にはＴ
Ｖカメラユニット１１９が装着されている。このＴＶカ
メラユニット１１９には図１４（Ｂ）に示すようにアダ
プタ１２０とＴＶカメラ１２１とが設けられている。

【００９９】さらに、アダプタ１２０内には硬性鏡１１
１の接眼部１１３に離間対向配置されるハーフミラー１
２２が配設され、硬性鏡１１１から得られた観察像はこ
のハーフミラー１２２によって２つの光路に分けられる
ようになっている。なお、ハーフミラー１２２に代えて
ビームスプリッタを使用しても良い。

【０１００】また、ハーフミラー１２２によって分配さ
れた片方の像（ハーフミラー１２２を透過した光学像）
が入射される第１の光路１２３ａの観察像はＴＶカメラ
１２１内の光学素子１２４を経て内視鏡画像用の第１の
撮像素子１２５に結像され、体腔内の観察像が得られ
る。ここで、ＴＶカメラ１２１内には光学素子１２４を
第１の光路１２３ａの光軸方向と直交する方向に移動さ
せるアクチュエータ１２６が装着されている。

【０１０１】さらに、ハーフミラー１２２によって分配
された他方の像（ハーフミラー１２２によって反射され
た光学像）が入射される第２の光路１２３ｂの観察像は
レーザ光のみを透過するフィルタ１２７でレーザ光のみ
透過され、光学素子１２８を経て第２の撮像素子１２９
に結像される。この第２の撮像素子１２９には、ＣＣＤ
もしくはＰＳＤを用いる。なお、第１の撮像素子１２５
によって得られる内視鏡画像は第２の撮像素子１２９に
よって得られるレーザ光の像とが重ね合わされ得た状態
で図１４（Ｃ），（Ｄ）に示すＴＶモニタ１３０の表示
画面に表示されるようになっている。

【０１０２】次に、上記構成の作用について説明する。
まず、本実施例の内視鏡装置の使用時には予め例えば患
者の腹壁部１１４等に穿刺されたトラカール１１５内に
硬性鏡１１１の挿入部１１２が挿通され、体腔内に挿入
される。さらに、患者の腹壁部１１４等には硬性鏡１１
１の挿入場所とは別の挿入場所から第２のトラカール１
１６が穿刺され、このトラカール１１６を通して処置具
１１７が体腔内に挿入される。このとき、処置具１１７
の先端の処置部１１７ａが硬性鏡１１１の接眼部１１３
による視野範囲内に挿入される状態にセットされる。

【０１０３】また、内視鏡装置の使用中、硬性鏡１１１
によって伝達された体腔内の観察像は、ＴＶカメラユニ
ット１１９内のハーフミラー１２２により、２つに分配
される。そして、このハーフミラー１２２によって分配
された片方の像（ハーフミラー１２２を透過した光学
像）が入射される第１の光路１２３ａの観察像はＴＶカ
メラ１２１内の光学素子１２４を経て内視鏡画像用の第
１の撮像素子１２５に結像され、体腔内の観察像が得ら
れる。

【０１０４】また、ハーフミラー１２２によって分配さ
れた他方の像（ハーフミラー１２２によって反射された
光学像）が入射される第２の光路１２３ｂの観察像はレ
ーザ光のみを透過するフィルタ１２７でレーザ光のみ透
過され、光学素子１２８を経て第２の撮像素子１２９に
結像される。

【０１０５】そして、第１の撮像素子１２５によって得
られる内視鏡画像は第２の撮像素子１２９によって得ら
れるレーザ光の像とが重ね合わされた状態で図１４
（Ｃ），（Ｄ）に示すＴＶモニタ１３０の表示画面に表
示される。このときのＴＶモニタ１３０の表示画面では
図１４（Ｃ），（Ｄ）のようにレーザポインタ１１８か
らのレーザ光が当たった組織Ｌが点状にレーザ光を反射
する状態で表示される。なお、図１４（Ｃ）は処置具１
１７の先端の処置部１１７ａと生体組織との間が近い場
合の硬性鏡１１１の観察像、図１４（Ｄ）は処置具１１
７の先端の処置部１１７ａと生体組織との間が遠い場合
の硬性鏡１１１の観察像をそれぞれ示すものである。

【０１０６】さらに、硬性鏡１１１による体腔内の観察
中は第２の撮像素子１２９により検出されたレーザ光が
当たった組織Ｌの画像データにもとづいて、ＴＶモニタ
１３０の表示画面の重心位置を計算で求める。そして、
この重心位置がＴＶモニタ１３０の内視鏡画像の中心に
来るようにＴＶカメラ１２１内の光学素子１２４をアク
チュエータ１２６で移動させる。

【０１０７】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、処置具１１７と第２のトラカー
ル１１６の挿入方向とが一致しているため、処置具１１
７の向きを変えると処置具１１７の概ね延長線上にある
処置を行おうとする対象臓器にレーザ光があたる。ここ
で、レーザ光の当たった組織Ｌの位置が常に硬性鏡１１
１の観察像の中央にくるように制御することにより、処
置の対象臓器がＴＶモニタ１３０の表示画面の中央で観
察できる。そのため、内視鏡下外科手術において、術者
が体腔内における所望の部位を観察するために、処置具
１１７の操作に応じて簡単に硬性鏡１１１の観察範囲を
変更することができる。

【０１０８】また、図１５および図１６（Ａ）〜（Ｃ）
は本発明の第６の実施例を示すものである。図１５は本
実施例の内視鏡装置全体の概略構成を示すもので、１３
１は患者の体腔内を観察する例えば腹腔鏡等の直視型の
硬性鏡である。この硬性鏡１３１には患者の体腔内に挿
入される挿入部１３２と、この挿入部１３２の基端部に
配設された接眼部１３３とが設けられている。ここで、
硬性鏡１３１の挿入部１３２は予め例えば患者の腹壁部
１３４等に穿刺されたトラカール１３５内に挿通され、
体腔内に挿入されている。なお、患者の腹壁部１３４の
内側の腹腔１３６内に、内視鏡下手術によって摘出など
の処置を行う患部１３７が存在している。

【０１０９】また、患者の腹壁部１３４等には硬性鏡１
３１の挿入場所とは別の挿入場所から第２，第３のトラ
カール１３８，１３９が穿刺されている。そして、これ
らのトラカール１３８，１３９を通して腹腔１３６内の
患部１３７の処置あるいは臓器の把持を行う第１，第２
の処置具１４０，１４１が腹腔１３６内に挿入されてい
る。

【０１１０】また、硬性鏡１３１にはライトガイドケー
ブル１４２の一端部が連結されている。このライトガイ
ドケーブル１４２の他端部は光源装置１４３に接続さ
れ、光源装置１４３から導かれた光が腹腔１３６内に照
射されるようになっている。

【０１１１】さらに、硬性鏡１３１は手術用マニピュレ
ータ１４４に設けられた多自由度のアーム１４５により
固定支持されている。このマニピュレータ１４４はＣＰ
Ｕ１４６からの指令によってコントローラ１４７を作動
させ、ドライバ１４８を制御することによって動作する
ようになっている。

【０１１２】また、硬性鏡１３１の接眼部１３３にはカ
メラ１４９が取付けられている。このカメラ１４９には
硬性鏡１３１により得られた腹腔１３６内の映像情報を
電気信号化するＣＣＤ等の撮像素子が内蔵されている。
そして、硬性鏡１３１により得られた腹腔１３６内の映
像情報は硬性鏡１３１に取付けられたカメラ１４９によ
り電気信号化され、ＣＣＵ１５０によって処理された後
に、画像ミキサー１５１を介してモニタ１５２上に硬性
鏡１３１の映像として表示されるようになっている。

【０１１３】さらに、画像ミキサー１５１にはメニュー
画像作成回路１５３およびカーソル画像作成回路１５４
がそれぞれ接続されている。ここで、メニュー画像作成
回路１５３はＣＰＵ１４６に接続されている。そして、
モニタ１５２上にはＣＰＵ１４６からの指令により、図
１６（Ａ）〜（Ｃ）に示すようにメニュー画像作成回路
１５３にて生成されるメニュー１５３ａ、及びカーソル
画像作成回路１５４にて生成される矢印状のカーソル１
５４ａが画像ミキサー１５１によって硬性鏡１３１の映
像と同時に表示されるようになっている。

【０１１４】さらに、カーソル画像作成回路１５４はカ
ーソル位置計算回路１５５に接続されている。このカー
ソル位置計算回路１５５にはＣＰＵ１４６およびベクト
ル信号受信回路１５６がそれぞれ接続されている。

【０１１５】また、第１，第２の処置具１４０，１４１
を操作し、手術を行う術者１５７の頭部には、ジャイロ
固定具１５８によって固定されたジャイロ１５９が取付
けられている。そして、ジャイロ１５９によって、術者
１５７の頭部の位置、方向を検出し、ベクトル情報とし
て、ベクトル信号受信回路１５６に無線送信するように
なっている。なお、ベクトル情報は、有線による手段に
よってベクトル信号受信回路１５６に送信しても良い。
さらに、術者１５７の頭部の位置、方向を検出する手段
として、磁気ソースと３次元コイルによる方法、発光体
などのマーカを画像処理により検出する方法、加速度セ
ンサを用いる方法、視線検出などを使用しても良い。

【０１１６】また、ベクトル信号受信回路１５６にて検
出されたベクトル情報は、カーソル位置計算回路１５５
にて座標データ化され、モニタ１５２上に表示されるカ
ーソル１５４ａの位置の情報として前記カーソル画像作
成回路１５４に与えられる。なお、この座標データは、
同時にＣＰＵ１４６にも情報伝達される。

【０１１７】また、術者１５７が操作する一方の（第１
の）処置具１４０の操作部には一つ、あるいは複数のハ
ンドスイッチ１６０が取付けられている。このハンドス
イッチ１６０のＯＮ／ＯＦＦの情報は、ＯＮ／ＯＦＦ受
信回路１６１で受信され、ＣＰＵ１４６に伝達されるよ
うになっている。なお、ＯＮ／ＯＦＦの情報の伝達は、
無線でも有線でも良い。さらに、前記のＯＮ／ＯＦＦ受
信回路１６１、ＣＰＵ１４６、カーソル位置計算回路１
５５、カーソル画像作成回路１５４、メニュー画像作成
回路１５３は一体的に制御装置１６２としてまとめられ
ている。

【０１１８】また、図１６（Ａ）〜（Ｃ）はモニタ１５
２の表示例を示している。ここで、モニタ１５２の画面
中央には、硬性鏡１３１で得られた腹腔１３６内の患部
１３７の映像、画面下部にはメニュー１５３ａ、そし
て、画面上を、術者１５７の頭の動きに従って動くカー
ソル１５４ａが同時に表示されている。

【０１１９】さらに、図１６（Ａ）のモニタ１５２の画
面ではメニュー１５３ａとしてマニピュレータ１４４、
光源装置１４３、ＣＣＵ１５０などの周辺器材を選択で
きるメインメニューの各項目の選択ボタンが表示されて
いる。

【０１２０】また、図１６（Ｂ）のモニタ１５２の画面
ではメニュー１５３ａとして図１６（Ａ）のメニュー１
５３ａのメインメニューでマニピュレータ１４４の選択
ボタンを選択した際に表示されるサブメニューの各項目
の選択ボタン、すなわちマニピュレータ１４４の機能選
択メニューの各項目の選択ボタンおよびメインメニュー
に戻るための復帰ボタン等が表示されている。

【０１２１】さらに、図１６（Ｃ）のモニタ１５２の画
面ではメニュー１５３ａとして図１６（Ａ）のメニュー
１５３ａのメインメニューで光源装置１４３の選択ボタ
ンを選択した際に表示されるサブメニューの各項目の選
択ボタン、すなわち光源装置１４３の機能選択メニュー
の各項目の選択ボタンおよびメインメニューに戻るため
の復帰ボタン等が表示されている。

【０１２２】なお、ＣＰＵ１４６によって、制御される
周辺装置として、ＣＣＵ１５０、図示しない電気焼灼メ
ス、レーザ装置、超音波吸引器、マイクロターゼ装置な
どでも良い。

【０１２３】次に、上記構成の作用について説明する。
まず、術者１５７が両手に処置具１４０，１４１を保持
し、硬性鏡１３１による患部１３７の画像をモニタ１５
２上で観察しながら手術を行っている。

【０１２４】手術の進行に従って患部１３７の画像がモ
ニタ１５２の画面上の端の方に移動した場合には、硬性
鏡１３１を移動させ、再び患部１３７の画像をモニタ１
５２の画面上の中央に移動させる必要がある。この場
合、本実施例では術者１５７は頭を動かすことによっ
て、ジャイロ１５９の向きを変え、図１６（Ａ）のモニ
タ１５２のメインメニューの画面上のカーソル１５４ａ
を移動させ、図１６（Ａ）のメニュー１５３ａのメイン
メニューでマニピュレータ１４４の選択ボタンの位置に
持ってくる。この状態で、術者１５７は、処置具１４０
に設けられたハンドスイッチ１６０をこの処置具１４０
を保持したままＯＮにする。

【０１２５】この情報は、ＯＮ／ＯＦＦ受信回路１６１
を介してＣＰＵ１４６に伝えられる。ＣＰＵ１４６には
さらにメニュー画像作成回路１５３に伝えたメニュー１
５３ａのモニタ１５２の画面上の位置と内容の情報、カ
ーソル位置計算回路１５５から得られるカーソル１５４
ａのモニタ１５２の画面上の位置の情報が入力されてい
るため、ＣＰＵ１４６において、術者１５７がどのメニ
ュー１５３ａの選択ボタンの内容を選択したかが判断さ
れる。

【０１２６】例えば、図１６（Ａ）のモニタ１５２の画
面に表示されているメニュー１５３ａのメインメニュー
の各項目の選択ボタンのうち、マニピュレータ１４４が
選択されたことをＣＰＵ１４６が判断すると、続いて図
１６（Ｂ）のモニタ１５２の画面が表示される。このと
き、モニタ１５２の画面に表示されているメニュー１５
３ａにはマニピュレータ１４４の選択ボタンを選択した
際に表示されるサブメニューの各項目の選択ボタン、す
なわちマニピュレータ１４４の機能選択メニューの各項
目の選択ボタンおよびメインメニューに戻るための復帰
ボタン等が表示される。

【０１２７】この状態で、術者１５７は引き続き先と同
様の操作を行い、カーソル１５４ａとハンドスイッチ１
６０を用いて図１６（Ｂ）のモニタ１５２の画面に表示
されているマニピュレータ１４４の機能選択メニューの
各項目の選択ボタンおよびメインメニューに戻るための
復帰ボタン等のうち、マニピュレータ１４４の機能選択
メニューの選択ボタンを選択し、メニュー１５３ａの画
面上の移動の項目を選択する。

【０１２８】ここで、画面の拡大、縮小を望むときに
は、ズームの選択ボタンを選択し、処置具１４０，１４
１の自動追尾を行いたいときには処置具１４０，１４１
の自動追尾の項目を選択することができる。

【０１２９】また、処置具１４０，１４１の追尾を行う
場合にはそれぞれ処置具１４０，１４１の操作部に設け
たハンドスイッチ１６０，１６３の追尾用スイッチ（図
示せず）を押すことによって、これに対応した処置具の
先端を追尾することができる。

【０１３０】さらに、ＣＰＵ１４６においてマニピュレ
ータ１４４の移動項目が選択されたことを認識すると、
コントローラ１４７に指令を送り、ドライバ１４８によ
って、マニピュレータ１４４を動作させる。

【０１３１】また、図１６（Ａ）のモニタ１５２の画面
に表示されているメニュー１５３ａのメインメニューの
各項目の選択ボタンのうち、光源装置１４３が選択され
た場合には、続いて図１６（Ｃ）のモニタ１５２の画面
が表示される。図１６（Ｃ）のモニタ１５２の画面のメ
ニュー１５３ａには光源装置１４３の機能選択メニュー
の各項目の選択ボタン、すなわち光量の増減、スチール
写真、ビデオ、フィルタの選択などの項目の選択ボタン
およびメインメニューに戻るための復帰ボタン等が表示
され、ＣＰＵ１４６によって光源装置１４３の機能をコ
ントロールできる。さらに、図１６（Ａ）のモニタ１５
２の画面に表示されているメニュー１５３ａのメインメ
ニューの各項目の選択ボタンで、ＣＣＵ１５０や、その
ほかの周辺装置の機能を選択することにより、メインメ
ニューの各項目の選択ボタンで選択された周辺装置の機
能をコントロールすることができる。

【０１３２】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、術者１５７が、処置具１４０，
１４１から手を離したり、モニタ１５２の画面に表示さ
れる硬性鏡１３１の映像から目を離したりすること無し
に、硬性鏡１３１の位置の移動や、各種周辺機器の操作
ができるために、これらの操作のために手術を一次中断
する事なく、スピーディーで安全に手術を行うことがで
きる。

【０１３３】また、硬性鏡１３１を保持するための助手
や、周辺機器の操作を行う看護婦が不要になるため、手
術の省人化によって、低コストで手術を行うことができ
て経済的である。

【０１３４】また、図１７乃至図１９は本発明の第７の
実施例を示すものである。図１７は体腔内観察装置であ
る内視鏡装置のシステム全体の概略構成を示すものであ
る。この内視鏡装置には患者の体腔内を観察する先端湾
曲内視鏡１７１が設けられている。

【０１３５】この先端湾曲内視鏡１７１には患者の体腔
内に挿入される挿入部１７２と、この挿入部１７２の基
端部に配設された手元側端部１７３とが設けられてい
る。さらに、挿入部１７２の先端側には先端構成部１７
４とこの先端構成部１７４を湾曲操作する湾曲部１７５
とが設けられている。

【０１３６】また、先端湾曲内視鏡１７１の挿入部１７
２は予め例えば患者の腹壁部１７６等に穿刺されたトラ
カール１７７内に挿通され、体腔内に挿入されている。
ここで、先端湾曲内視鏡１７１の挿入部１７２の手元側
端部１７３側は多関節構造のスコープホルダー１７８に
よって移動可能に保持されている。

【０１３７】さらに、先端湾曲内視鏡１７１の手元側端
部１７３にはユニバーサルケーブル１７９の一端部が連
結されている。このユニバーサルケーブル１７９の他端
部はカメラコントロールユニット（以下ＣＣＵ）１８０
と、視野変換駆動ユニット１８１とに接続されている。

【０１３８】また、ＣＣＵ１８０はＴＶモニタ１８２お
よび視野変換制御ユニット１８３に接続されている。こ
の視野変換制御ユニット１８３にはフットスイッチ１８
４が接続されている。

【０１３９】また、図１８（Ａ）は視野変換制御ユニッ
ト１８３の概略構成を示すものである。この視野変換制
御ユニット１８３にはＣＣＵ１８０からの信号が入力さ
れる色空間変換部１８５と、抽出画像生成部１８６と、
重心位置演算部１８７と、設定位置記憶部１８８と、モ
ーター駆動量算出部１８９とが設けられている。ここ
で、モーター駆動量算出部１８９にはフットスイッチ１
８４が接続されている。

【０１４０】また、図１９は先端湾曲内視鏡１７１の湾
曲部１７５の湾曲機構の構成を示すものである。この湾
曲部１７５には複数の湾曲コマ１９０が回動自在に連結
されている。ここで、最先端位置の湾曲コマ１９０には
２本のアングルワイヤ１９１の各一端部が固定されてい
る。

【０１４１】さらに、内視鏡１７１の手元側端部１７３
には湾曲部１７５の湾曲操作機構部１９２が配設されて
いる。この湾曲操作機構部１９２には内視鏡１７１の挿
入部１７２の軸心方向にスライド可能な筒状のスライド
部材１９３が設けられている。そして、このスライド部
材１９３の外周面の前端部に一方のアングルワイヤ１９
１の他端部が固定されている。さらに、他方のアングル
ワイヤ１９１の他端部はプーリー１９４に係合された状
態でスライド部材１９３の外周面の後端部に固定されて
いる。

【０１４２】また、スライド部材１９３の内周面には雌
ねじ部１９３ａが形成されている。そして、このスライ
ド部材１９３の雌ねじ部１９３ａに送りネジ１９５が螺
合されている。この送りネジ１９５の基端部はカップリ
ング１９６を介して駆動モータ１９７の回転軸に連結さ
れている。この駆動モータ１９７の回転軸にはエンコー
ダ１９８が取付けられている。

【０１４３】また、患者の腹壁部１７６等には内視鏡１
７１の挿入場所とは別の挿入場所から第２のトラカール
１９９が穿刺されている。そして、このトラカール１９
９を通して処置具である鉗子２００が体腔内に挿入され
ている。

【０１４４】この鉗子２００には体腔内に挿入される挿
入部２０１の先端部に処置部２０２が配設されている。
さらに、挿入部２０１の基端部には手元側のハンドル部
２０３が配設されている。そして、このハンドル部２０
３の開閉操作にともない処置部２０２が遠隔的に開閉操
作されるようになっている。

【０１４５】また、鉗子２００の処置部２０２の先端に
は色マーカー２０４が設けられている。この色マーカー
２０４は生体適合性を有する塗料であり、その色には臓
器にはない色、例えば緑、黄等が適する。

【０１４６】次に、上記構成の作用について説明する。
まず、本実施例の内視鏡装置の使用時には予め例えば患
者の腹壁部１７６等に穿刺されたトラカール１７７内に
スコープホルダー１７８で保持された内視鏡１７１の挿
入部１７２が挿通され、体腔内に挿入される。さらに、
患者の腹壁部１７６等には内視鏡１７１の挿入場所とは
別の挿入場所から第２のトラカール１９９が穿刺され、
このトラカール１９９を通して鉗子２００が体腔内に挿
入される。このとき、鉗子２００の先端の処置部２０２
が内視鏡１７１による視野範囲Ｒ₁ 内に挿入される状態
にセットされる。

【０１４７】また、内視鏡装置の使用中、内視鏡１７１
の先端構成部１７４に組み込まれた図示しないＣＣＤに
よって体腔内の観察像が撮像される。このＣＣＤからの
出力信号はＣＣＵ１８０で映像信号に変換され、この映
像信号は視野変換制御ユニット１８３の色空間変換部１
８５に入力される。さらに、この色空間変換部１８５で
は各画素毎に抽出された色成分を設定された色空間、例
えばＨＳＩ（色相、彩度、明度）・色差（Ｙ、Ｒ−Ｙ、
Ｂ−Ｙ）等、のデータに変換する。

【０１４８】また、色空間変換部１８５からの出力信号
は抽出画像生成部１８６に入力される。この抽出画像生
成部１８６では入力された色空間の信号が予め設定され
ている抽出対象色の範囲に入っているかどうかを各画素
毎に比較し、設定範囲内あればその画素の明度を０に、
設定範囲外であればその画素の明度を１にして、無彩色
で出力する。この結果、抽出対象に設定された色の部分
が黒、それ以外の部分が白である２値画像が出力され
る。

【０１４９】さらに、抽出画像生成部１８６からの出力
信号は重心位置演算部１８７に入力される。この重心位
置演算部１８７では設定色の抽出部分である黒色部分の
面積重心を算出し、その画像上の画素データを出力す
る。なお、抽出画像生成部１８６にて、抽出対象部分を
明度１（白）に、それ以外の部分を明度０（黒）とし、
重心位置演算部１８７で白色部分の面積重心を求めるよ
うに設定してもよい。

【０１５０】また、重心位置演算部１８７の画素データ
と、設定位置記憶部１８８に予め格納されている抽出点
を位置させたいＴＶモニタ１８２の画面上の画素位置デ
ータ（例えば画面中央）は、モーター駆動量算出部１８
９に入力され、湾曲部１７５の湾曲操作機構部１９２の
駆動モータ１９７を駆動する図示しないモーター駆動部
へ制御信号を生成する。この制御信号は、設定されてい
る画素位置データと算出した抽出対象点の画素データの
差をとり、抽出対象点を設定されている画面上の点に移
動させるための湾曲部１７５の湾曲角を求めることによ
り算出した、その湾曲角を実現するための駆動モータ１
９７のモーター駆動量である。

【０１５１】また、鉗子２００の先端部に色マーカー２
０４を設け、そのマーカーの色を抽出対象色として、ま
た抽出対象点を位置させたい画面上の位置を画面中央と
して設定位置記憶部１８８に設定した場合には、鉗子２
００の色マーカー２０４が内視鏡１７１の観察範囲にあ
って、処置対象部位が撮像画像の中央からずれていて医
師等の術者が処置を行いずらい状況で、鉗子２００の先
端を処置対象部位にもってゆきフットスイッチ１８４を
ＯＮすることにより、前述の動作により鉗子２００の先
端位置がＴＶモニタ１８２の撮像画像の中央に移動させ
るように湾曲部１７５が動く。

【０１５２】ここで、フットスイッチ１８４がＯＮされ
ると、算出された制御信号がモーター駆動部に与えられ
る。モーター駆動部は、エンコーダ１９８の出力をフィ
ードバックして所定の移動量だけ駆動モータ１９７を駆
動する。このとき、駆動モータ１９７の駆動により送り
ネジ１９５が回転し、この回転によってスライド部材１
９３が内視鏡１７１の挿入部１７２の軸心方向に進退す
る。

【０１５３】ここで、スライド部材１９３が図１９中
で、右方向に移動した場合にはこのスライド部材１９３
の動作にともない上側のアングルワイヤ１９１が引っ張
り操作され、下側のアングルワイヤ１９１が押し出し操
作される。そして、ここで引っ張り操作される上側のア
ングルワイヤ１９１側に湾曲部１７５が湾曲される。

【０１５４】また、スライド部材１９３が逆方向（図１
９中で、左方向）に移動した場合には２本のアングルワ
イヤ１９１はそれぞれ反対方向に動き、湾曲部１７５が
逆方向に湾曲される。したがって、上記スライド部材１
９３の動作にともない湾曲部１７５が２方向に湾曲され
る。なお、この２本のワイヤ１９１に直交してして他の
２本のワイヤと、その駆動制御部を設けることにより、
４方向の湾曲が可能である。

【０１５５】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、ＴＶモニタ１８２の画像中の所
望の位置に鉗子２００の先端位置を移動させる内視鏡１
７１の視野変換を、内視鏡１７１の湾曲部１７５の駆動
により行うことができるので、体腔内側壁部や、臓器の
側面、裏面に観察・処置対象がある場合でも良好な観察
を行うことができる。

【０１５６】なお、第７の実施例の内視鏡装置の視野変
換制御ユニット１８３内のモーター駆動量算出部１８９
の代わりに、図１８（Ｂ）に示すように、抽出対象点の
画素データが設定位置記憶部１８８に設定されている画
素データと一致しているかどうかを比較判定する比較判
定部２１１を設け、一致するまで駆動モータ１９７に制
御信号を与えても良い。

【０１５７】また、設定位置記憶部１８８に格納されて
いる、視野変換動作により抽出対象点を位置させる画面
上の位置の設定は変更が可能である。さらに、動作スイ
ッチはフットスイッチ１８４の他に、鉗子２００のハン
ドル部２０３に取付けられるハンドスイッチでもよい。

【０１５８】また、アングルワイヤ１９１の先端部を形
状記憶合金で構成し、通電加熱による合金の縮みを用い
て湾曲を行ってもよい。さらに、鉗子２００の先端位置
の検出は、鉗子２００の先端の形状認識を行い、パター
ンマッチングでその動きを追跡し、先端位置を検出する
形状認識画像処理でもよい。

【０１５９】また、図２０および図２１は本発明の第８
の実施例を示すものである。本実施例は第７の実施例で
示した内視鏡装置の先端湾曲内視鏡１７１を保持するス
コープホルダー１７８として第２実施例の電動マニピュ
レータ６１を使用するとともに、視野変換制御ユニット
１８３内に図２１に示すように湾曲／マニピュレータ駆
動判定部２２１およびマニピュレータ位置指令部２２２
を新たに加えたものである。そして、フットスイッチ１
８４からの出力信号はモーター駆動量算出部１８９およ
びマニピュレータ位置指令部２２２にそれぞれ入力され
るようになっている。それ以外の構成は第７の実施例と
同一である。

【０１６０】次に、上記構成の作用について説明する。
本実施例の内視鏡装置の使用時に、例えば内視鏡１７１
の観察視野内の抽出対象点が内視鏡１７１の湾曲部１７
５の可動範囲から逸脱した場合、視野変換制御ユニット
１８３の重心位置演算部１８６からその状態を示す信号
を出力する。この信号を受けた時にフットスイッチ１８
４がＯＮされた場合は、湾曲／マニピュレータ駆動判定
部２２１はマニピュレータ６１を駆動させるようマニピ
ュレータ位置指令部２２２に逸脱直前の抽出対象点の位
置データを出力する。

【０１６１】さらに、マニピュレータ位置指令部２２２
ではこのデータから鉗子２００の先端の方向を推定し、
その方向が観察可能となるようなマニピュレータ駆動信
号を出力し、マニピュレータ６１を移動させる。これに
より、再度、鉗子２００の先端の色マーカー２０４が内
視鏡１７１の撮像画像中に入ってきた場合は、湾曲／マ
ニピュレータ駆動判定部２２１は湾曲部１７５を駆動さ
せる。

【０１６２】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、内視鏡１７１の視野変換手段と
して、湾曲部１７５の駆動による手段と内視鏡１７１を
保持する電動マニピュレータ６１の駆動による手段とを
設け、両者を補完的に動作させることができる。そのた
め、内視鏡１７１の湾曲部１７５の湾曲可動範囲外に鉗
子２００の先端が位置した場合には、電動マニピュレー
タ６１の駆動による視野変換手段を使用することによ
り、マニュアル操作を必要とせず鉗子２００の先端を内
視鏡１７１の撮像画面内に収めることができ、内視鏡１
７１の操作性を一層向上できる。

【０１６３】また、図２２乃至図２５は本発明の第９の
実施例を示すものである。本実施例は第２の実施例の内
視鏡装置の構成を一部変更したものである。すなわち、
本実施例の内視鏡装置では第２の実施例の磁気センサ本
体７３、磁気センサ７４および磁気ソース７５が省略さ
れている。そして、本実施例の内視鏡装置ではＣＣＵ８
０にＴＶモニタ３２と、視野変換制御ユニット２３１と
が接続されている。

【０１６４】さらに、本実施例の視野変換制御ユニット
２３１には、フットスイッチ２３２と、電動マニピュレ
ータ６１とが接続されている。ここで、視野変換制御ユ
ニット２３１には図２３に示すようにＣＣＵ８０からの
信号が入力される色空間変換部２３３と、抽出画像生成
部２３４と、重心位置演算部２３５と、鉗子先端位置推
定演算部２３６と、マニピュレータ位置指令部２３７と
が設けられている。そして、マニピュレータ位置指令部
２３７にはフットスイッチ２３２が接続されている。

【０１６５】また、体腔内に硬性鏡１の挿入場所とは別
の挿入場所から挿入される鉗子１３の挿入部１４の先端
には図２４に示すように複数、本実施例では２つの異な
る色の色マーカー２３８ａ，２３８ｂが設けられてい
る。この色マーカー２３８ａ，２３８ｂの色には、臓器
にない色である緑や黄が適する。ここで、鉗子１３の挿
入部１４の先端の手元側に配置された一方の色マーカー
２３８ｂによって第１のマーカー、先端側に配置された
他方の色マーカー２３８ａによって第２のマーカーが形
成されている。そして、第１のマーカー２３８ｂと第２
のマーカー２３８ａとの間の距離はＡ、第２のマーカー
２３８ａと鉗子１３の処置部１５の先端との間の距離は
Ｂにそれぞれ設定されている。なお、図２５は硬性鏡１
で撮像した鉗子１３の先端部の画像を示すものである。

【０１６６】次に、上記構成の作用について説明する。
まず、本実施例の内視鏡装置の使用時に電動マニピュレ
ータ６１に保持された硬性鏡１によって伝達された体腔
内像は、ＴＶカメラアダプタ７８内のＣＣＤにより撮像
される。このＣＣＤからの出力信号はＣＣＵ８０で映像
信号に変換され、視野変換制御ユニット２３１内に入力
される。

【０１６７】この視野変換制御ユニット２３１内では映
像信号を色空間変換部２３３、抽出画像生成部２３４で
処理し、抽出色として鉗子１３の先端に設けられた２つ
の色マーカー２３８ａ，２３８ｂの色を設定し、マーカ
ー部分のみが抽出された２値画像を出力する。

【０１６８】さらに、抽出画像生成部２３４からの出力
信号は重心位置演算部２３５に入力される。この重心位
置演算部２３５では、それぞれの色マーカー２３８ａ，
２３８ｂの重心位置を算出し、出力する。この重心位置
演算部２３５からの出力信号は鉗子先端位置推定演算部
２３６に入力される。そして、この鉗子先端位置推定演
算部２３６では、入力した重心位置データから鉗子１３
の先端位置を推定する演算を行い、マニピュレータ位置
指令部２３７に出力する。

【０１６９】続いて、マニピュレータ位置指令部２３７
では、この先端位置データと予め設定されている抽出点
を位置させたい画面上の画素位置データとの差を取り、
抽出対象点を設定されている画面上の点に移動させるた
めの移動量を算出し、フットスイッチ２３２がＯＮの時
にマニピュレータ６１に指令を行う。

【０１７０】また、鉗子１３の先端位置を推定する演算
は、次のように行われる。ここで、第１のマーカー２３
８ｂの位置を（ｘ₁ ，ｙ₁ ）、第２のマーカー２３８ａ
の位置を（ｘ₂ ，ｙ₂ ）とし、第１のマーカー２３８ｂ
と第２のマーカー２３８ａとの間の距離をＡ、第２のマ
ーカー２３８ａと鉗子１３の先端との間の距離をＢとす
ると、鉗子１３の先端位置（ｘ₀ ，ｙ₀ ）は次の式
（１）で算出可能である。

【０１７１】 （ｘ₀ ，ｙ₀ ）＝（Ｂ／Ａ＊（ｘ₂ −ｘ₁ ） ＋ｘ₂ ，Ｂ／Ａ＊（ｙ₂ −ｙ₁ ）＋ｙ₂ ） （１） また、第１のマーカー２３８ｂが臓器に隠れたり体液等
の付着により一時的に見えなくなった場合は、見えなく
なる寸前の第１，第２の各マーカー２３８ｂ，２３８ａ
の位置（ｘ₁ ′，ｙ₁ ′）、（ｘ₂ ′，ｙ₂ ′）と第２
のマーカー２３８ａの現在位置（ｘ₂ ，ｙ₂ ）を用いて
次の式（２）から鉗子１３の先端位置を推定する。

【０１７２】 （ｘ₀ ，ｙ₀ ）＝（Ｂ／Ａ＊（ｘ₂ ′−ｘ₁ ′） ＋ｘ₂ ，Ｂ／Ａ＊（ｙ₂ ′−ｙ₁ ′）＋ｙ₂ ） （２） さらに、第２のマーカー２３８ａが一時的に見えなくな
った場合は、第１のマーカー２３８ｂの場合と同様に見
えなくなる寸前の第１，第２の各マーカー２３８ｂ，２
３８ａの位置（ｘ₁ ′，ｙ₁ ′）、（ｘ₂ ′，ｙ₂ ′）
と第１のマーカー２３８ｂの現在位置（ｘ₁ ，ｙ₁ ）を
用いて次の式（３）から鉗子１３の先端位置を推定す
る。

【０１７３】 （ｘ₀ ，ｙ₀ ）＝((Ｂ＋Ａ）／Ａ*(ｘ₂ ′−ｘ₁ ′） ＋ｘ₁ ，（Ｂ＋Ａ）／Ａ＊（ｙ₂ ′−ｙ₁ ′）＋ｙ₁ ） （３） なお、マーカーをそれぞれ異なる色の３点として鉗子１
３の挿入部１４に設け、その中の２点を取り出して鉗子
１３の先端位置を算出してもよい。また、フットスイッ
チ２３２の代わりに鉗子１３のハンドル部１６に取付け
られるハンドスイッチを設けてもよい。

【０１７４】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、鉗子１３の挿入部１４の先端に
２つの異なる色の色マーカー２３８ａ，２３８ｂを設け
たことにより、処置中は見えなくなることの多い鉗子１
３の処置部１５の先端にマーカーを設けずに、鉗子１３
の先端位置が算出できる。そのため、処置中に、鉗子１
３の処置部１５の先端が見えなくなった場合でも確実に
鉗子１３の先端位置が算出でき、処置の中断等を防止す
ることができる。

【０１７５】また、鉗子１３の挿入部１４の先端の２つ
の異なる色の色マーカー２３８ａ，２３８ｂのうちのい
ずれか一方のマーカーが臓器に隠れたり、体液等の付着
により一時的に見えなくなった場合でも、見えなくなる
直前のデータを用いて鉗子１３の先端位置を推定可能で
あり、処置中でも確実に視野変換が行える。

【０１７６】また、視野範囲可変手段として前述の硬性
鏡を保持するマニピュレータを用いる方法の他に、第１
の実施例で示した拡大光学系に使用するＣＣＤをＸ，Ｙ
ステージで移動する方法でも構わない。

【０１７７】なお、本発明は上記実施例に限定されるも
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。

【０１７８】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。

【０１７９】記 （付記項１） 体腔内の関心領域を観察する体腔内観察
手段と、この体腔内観察手段で得られた画像の観察視野
を移動させる視野移動手段と、前記体腔内観察手段で得
られた画像の観察視野を変化させる視野範囲可変手段
と、前記視野移動手段を動作させる視野移動動作入力手
段と、前記視野範囲可変手段を動作させる視野範囲可変
動作入力手段とを具備したことを特徴とする体腔内観察
装置。

【０１８０】（付記項２） 付記項１に記載の体腔内観
察装置であって、前記視野範囲可変手段は、結紮又は縫
合処置スピードに合わせた周期でズームイン及びズーム
アウトを行うことを特徴とする体腔内観察装置。

【０１８１】（付記項３） 体腔内の関心領域を観察す
る体腔内観察手段と、この体腔内観察手段で得られた画
像の観察視野を移動させる視野移動手段と、術者の視線
位置を検出する視線位置検出手段と、この視線位置検出
手段による視線位置情報から視野移動方向を前記視野移
動手段に出力する視野移動方向出力手段とを具備したこ
とを特徴とする体腔内観察装置。

【０１８２】（付記項４） 付記項３に記載の体腔内観
察装置であって、さらに体腔内に挿入される処置具先端
の位置を検出する処置具先端位置検出手段を具備するこ
とを特徴とする体腔内観察装置。

【０１８３】（付記項５） 体腔内の関心領域を観察す
る体腔内観察手段と、この体腔内観察手段で得られた画
像の観察視野を移動させる視野移動手段と、被検部に指
標を投影する指標投影手段と、前記指標が被検部で反射
した光を検知する反射指標検知手段と、この反射指標検
知手段からの被検部位置を検出する被検部位置検出手段
と、この被検部位置検出手段による被検部位置情報から
視野移動方向を前記視野移動手段に出力する視野移動方
向出力手段とを具備したことを特徴とする体腔内観察装
置。

【０１８４】（付記項６） 体腔内の関心領域を観察す
る体腔内観察手段と、前記体腔内観察手段で得られた画
像の観察視野を移動させる視野変換手段と、前記体腔内
観察手段で得られた画像の観察範囲を変化させる視野範
囲可変手段と、前記視野変換手段を動作させる視野変換
動作入力手段と、前記視野範囲可変手段を動作させる視
野範囲可変動作入力手段とからなる体腔内観察システ
ム。

【０１８５】（付記項６〜３６の目的） 関心領域の変
化に応じた視野変換に加え、縫合・結紮処置時に有効で
ある、拡大画像と広角画像の反復観察を、操作性良く実
現した体腔内観察システムを提供することにある。

【０１８６】（付記項６〜３６の作用） 体腔内の関心
領域の変化に対応した視野変換と、縫合・結紮処置に対
応した視野範囲の可変が操作性良く行なえる。

【０１８７】（付記項７） 前記体腔内観察手段は体腔
内に挿入される内視鏡と、前記内視鏡を保持する保持手
段と、前記内視鏡により伝送された体腔内像を２つに分
配する光路分配手段と、分配された一方の像を撮像する
広角撮像手段と、分配された他方の像を拡大して撮像す
る拡大撮像手段とからなる撮像手段とからなる付記項６
の体腔内観察システム。

【０１８８】（付記項８） 前記保持手段は手動マニピ
ュレータである付記項７の体腔内観察システム。

【０１８９】（付記項９） 前記光路分配手段はハーフ
ミラーである付記項７の体腔内観察システム。

【０１９０】（付記項１０） 前記光路分配手段はビー
ムスプリッタである付記項７の体腔内観察システム。

【０１９１】（付記項１１） 前記広角撮像手段は結像
レンズと、撮像素子とからなる付記項７の体腔内観察シ
ステム。

【０１９２】（付記項１２） 前記拡大撮像手段はズー
ムレンズと、結像レンズと、撮像素子とからなる付記項
７の体腔内観察システム。

【０１９３】（付記項１３） 前記撮像素子は単板モザ
イクフィルタＣＣＤである付記項１１，１２の体腔内観
察システム。

【０１９４】（付記項１４） 前記撮像素子は３板式Ｃ
ＣＤである付記項１１，１２の体腔内観察システム。

【０１９５】（付記項１５） 前記視野変換手段は体腔
内に挿入される目標識別手段と、前記広角撮像手段で得
られた画像から前記目標識別手段の位置を検出する位置
検出手段と、前記拡大撮像手段に設けられている撮像素
子を移動させる移動手段と、前記位置検出手段で検出し
た位置に基づいて前記移動手段の移動量を算出し、指令
する移動位置指令手段とからなる付記項７の体腔内観察
システム。

【０１９６】（付記項１６） 前記視野変換手段は体腔
内に挿入される目標識別手段と、前記広角撮像手段で得
られた画像から前記目標識別手段の位置を検出する位置
検出手段と、前記拡大撮像手段に設けられている結像レ
ンズを移動させる移動手段と、前記位置検出手段で検出
した位置に基づいて前記移動手段の移動量を算出し、指
令する移動位置指令手段とからなる付記項７の体腔内観
察システム。

【０１９７】（付記項１７） 前記目標識別手段は体腔
内に挿入される処置具先端に設けられた色材であり、前
記位置検出手段は前記色材の色を抽出し、その抽出部分
の重心位置を検出する色抽出画像処理装置である付記項
１５，１６の体腔内観察システム。

【０１９８】（付記項１８） 前記目標識別手段は体腔
内組織に固定されたクリップに付けられた色材であり、
前記位置検出手段は前記色材の色を抽出し、その抽出部
分の重心位置を検出する色抽出画像処理装置である付記
項１５，１６の体腔内観察システム。

【０１９９】（付記項１９） 前記目標識別手段は体腔
内組織に付着された色素であり、前記位置検出手段は前
記色素の色を抽出し、その抽出部分の重心位置を検出す
る色抽出画像処理装置である付記項１５，１６の体腔内
観察システム。

【０２００】（付記項２０） 前記目標識別手段は前記
処置具先端に設けられた輪郭強調用構造体であり、前記
位置検出手段は前記輪郭強調構造体の輪郭を抽出し、そ
の抽出部分の位置を検出する輪郭抽出画像処理装置であ
る付記項１５，１６の体腔内観察システム。

【０２０１】（付記項２１） 前記移動手段はＸＹステ
ージと、ＸＹステージ駆動用モーターとからなり、前記
移動位置指令手段は前記視野変換動作入力手段からの入
力がある間、あらかじめ設定された画像上位置に前記位
置検出手段で検出した前記目標識別手段を位置させるよ
うな指令位置を算出する演算部を有する付記項１５，１
６の体腔内観察システム。

【０２０２】（付記項２２） 前記視野範囲可変手段は
前記拡大撮像手段に設けられているズームレンズを駆動
するズームレンズ駆動用モーターと、前記視野範囲可変
動作入力手段からの入力がある間、あらかじめ設定され
た周期でズームイン／アウトを行うようズームレンズ駆
動用モーターに指令を行うズーム指令手段とからなる付
記項７の体腔内観察システム。

【０２０３】（付記項２３） 前記視野変換動作入力手
段、前記視野範囲可変動作入力手段はフットスイッチで
ある付記項７の体腔内観察システム。

【０２０４】（付記項２４） 前記視野変換動作入力手
段、前記視野範囲可変動作入力手段はハンドスイッチで
ある付記項７の体腔内観察システム。

【０２０５】（付記項２５） 前記体腔内観察手段は体
腔内に挿入される内視鏡と、前記内視鏡を保持する保持
手段と、前記内視鏡により伝送された体腔内像を結像す
る、結像レンズと撮像素子からなる撮像手段とからなる
付記項６の体腔内観察システム。

【０２０６】（付記項２６） 前記保持手段は電動マニ
ピュレータである付記項２５の体腔内観察システム。

【０２０７】（付記項２７） 前記撮像素子は単板モザ
イクフィルタＣＣＤである付記項２５の体腔内観察シス
テム。

【０２０８】（付記項２８） 前記撮像素子は３板式Ｃ
ＣＤである付記項２５の体腔内観察システム。

【０２０９】（付記項２９） 前記視野変換手段は体腔
内に挿入される処置具先端の位置を検出する位置検出手
段と、前記視野変換動作入力手段からの入力がある間、
あらかじめ設定された画像上位置に前記位置検出手段で
検出した前記処置具先端を位置させるような移動量を算
出し、前記電動マニピュレータに位置指令を行うマニピ
ュレータ移動位置指令手段とからなる付記項２５の体腔
内観察システム。

【０２１０】（付記項３０） 前記位置検出手段は磁気
センサである付記項２９の体腔内観察システム。

【０２１１】（付記項３１） 前記位置検出手段は超音
波センサである付記項２９の体腔内観察システム。

【０２１２】（付記項３２） 前記位置検出手段は赤外
線センサである付記項２９の体腔内観察システム。

【０２１３】（付記項３３） 前記位置検出手段は加速
度センサとジャイロである付記項２９の体腔内観察シス
テム。

【０２１４】（付記項３４） 前記視野範囲可変手段は
前記視野範囲可変動作入力手段からの入力がある間、あ
らかじめ設定された周期でズームイン／アウトを行うよ
う前記電動マニピュレータに指令を行うマニピュレータ
ズーム指令手段からなる付記項２５の体腔内観察システ
ム。

【０２１５】（付記項３５） 前記視野変換動作入力手
段、前記視野範囲可変動作入力手段はフットスイッチで
ある付記項２５の体腔内観察システム。

【０２１６】（付記項３６） 前記視野変換動作入力手
段、前記視野範囲可変動作入力手段はハンドスイッチで
ある付記項２５の体腔内観察システム。

【０２１７】（付記項３７） 体腔内の関心領域を観察
する体腔内観察手段と、体腔内に挿入される目標識別手
段と、前記体腔内観察手段で得られた観察画像から前記
目標識別手段の位置を検出する第１の位置検出手段と、
体腔内に挿入される処置具先端の位置を検出する第２の
位置検出手段と、前記第１と第２の位置検出手段のどち
らを出力するか判定・選択するデータ判定・選択手段
と、前記データ判定・選択手段から出力された位置に基
づいて前記体腔内観察手段で得られた拡大観察画像の観
察視野を変化させる視野変換手段と、前記視野変換手段
を動作させる動作入力手段とからなる体腔内観察システ
ム。

【０２１８】（付記項３７〜１０５の目的） 体腔内で
鉗子先端部が認識しづらい状況においても、継続して視
野変換を行なうことのできる体腔内観察システムを提供
することにある。

【０２１９】（付記項３７〜１０５の作用） 鉗子先端
部分が組織に覆われたり、血液等の付着により認識でき
なくなる場合にも、継続して視野変換が行なえる。

【０２２０】（付記項３８） 前記体腔内観察手段は体
腔内に挿入される内視鏡と、前記内視鏡を保持する保持
手段と、体腔内の拡大像と広角像を観察するために、前
記内視鏡により伝送された体腔内像を２つに分配する光
路分配手段と、分配された一方の像を撮像する広角撮像
手段と、分配された他方の像を拡大して撮像する拡大撮
像手段とからなる撮像手段とからなる付記項３７の体腔
内観察システム。

【０２２１】（付記項３９） 前記保持手段は手動マニ
ピュレータである付記項３８の体腔内観察システム。

【０２２２】（付記項４０） 前記光路分配手段はハー
フミラーである付記項３８の体腔内観察システム。

【０２２３】（付記項４１） 前記光路分配手段はビー
ムスプリッタである付記項３８の体腔内観察システム。

【０２２４】（付記項４２） 前記広角撮像手段は結像
レンズと、撮像素子とからなる付記項３８の体腔内観察
システム。

【０２２５】（付記項４３） 前記拡大撮像手段はズー
ムレンズと、結像レンズと、撮像素子とからなる付記項
３６の体腔内観察システム。

【０２２６】（付記項４４） 前記撮像素子は単板モザ
イクフィルタＣＣＤである付記項４２，４３の体腔内観
察システム。

【０２２７】（付記項４５） 前記撮像素子は３板式Ｃ
ＣＤである付記項４２，４３の体腔内観察システム。

【０２２８】（付記項４６） 前記目標識別手段は体腔
内に挿入される処置具先端に設けられた色材であり、前
記第１の位置検出手段は、前記広角撮像手段により得ら
れた画像から前記色材の色を抽出し、その抽出部分の重
心位置を検出する色抽出画像処理装置である付記項３８
の体腔内観察システム。

【０２２９】（付記項４７） 前記目標識別手段は前記
処置具の挿入部複数箇所に設けられた色材であり、前記
第１の位置検出手段は、前記広角撮像手段により得られ
た画像から前記色材の色を抽出し、その抽出部分の重心
位置を検出する色抽出画像処理装置である付記項３８の
体腔内観察システム。

【０２３０】（付記項４８） 前記目標識別手段は前記
処置具先端に設けられた輪郭強調用構造体であり、前記
第１の位置検出手段は、前記広角撮像手段により得られ
た画像から前記輪郭強調構造体の輪郭を抽出し、その抽
出部分の位置を検出する輪郭抽出画像処理装置である付
記項３８の体腔内観察システム。

【０２３１】（付記項４９） 前記第２の位置検出手段
は磁気センサである付記項３８の体腔内観察システム。

【０２３２】（付記項５０） 前記第２の位置検出手段
は超音波センサである付記項３８の体腔内観察システ
ム。

【０２３３】（付記項５１） 前記第２の位置検出手段
は赤外線センサである付記項３８の体腔内観察システ
ム。

【０２３４】（付記項５２） 前記第２の位置検出手段
は加速度センサとジャイロである付記項３８の体腔内観
察システム。

【０２３５】（付記項５３） 前記視野変換手段は前記
拡大撮像手段に設けられている撮像素子を移動させる移
動手段と、前記データ判定・選択手段から出力された位
置に基づいて前記移動手段の移動量を算出し、指令する
位置指令手段とからなる付記項３８の体腔内観察システ
ム。

【０２３６】（付記項５４） 前記視野変換手段は前記
拡大撮像手段に設けられている結像レンズを移動させる
移動手段と、前記データ判定・選択手段から出力された
位置に基づいて前記移動手段の移動量を算出し、指令す
る位置指令手段とからなる付記項３８の体腔内観察シス
テム。

【０２３７】（付記項５５） 前記移動手段はＸＹステ
ージと、ＸＹステージ駆動用モーターとからなり、前記
位置指令手段は前記動作入力手段からの入力がある間、
あらかじめ設定された画像上位置に前記データ判定・選
択手段から出力された位置を一致させるような指令位置
を算出する演算部を有する付記項５３，５４の体腔内観
察システム。

【０２３８】（付記項５６） 前記動作入力手段はフッ
トスイッチである付記項３８の体腔内観察システム。

【０２３９】（付記項５７） 前記動作入力手段はハン
ドスイッチである付記項３８の体腔内観察システム。

【０２４０】（付記項５８） 前記体腔内観察手段は体
腔内に挿入される内視鏡と、前記内視鏡を保持する保持
手段と、前記内視鏡により伝送された体腔内像を結像す
る、結像レンズと撮像素子からなる撮像手段とからなる
付記項３７の体腔内観察システム。

【０２４１】（付記項５９） 前記保持手段は電動マニ
ピュレータである付記項５３の体腔内観察システム。

【０２４２】（付記項６０） 前記撮像素子は単板モザ
イクフィルタＣＣＤである付記項５８の体腔内観察シス
テム。

【０２４３】（付記項６１） 前記撮像素子は３板式Ｃ
ＣＤである付記項５８の体腔内観察システム。

【０２４４】（付記項６２） 前記目標識別手段は体腔
内に挿入される処置具先端に設けられた色材であり、前
記第１の位置検出手段は、前記撮像手段により得られた
画像から前記色材の色を抽出し、その抽出部分の重心位
置を検出する色抽出画像処理装置である請求項５３の体
腔内観察システム。

【０２４５】（付記項６３） 前記目標識別手段は前記
処置具の挿入部複数箇所に設けられた色材であり、前記
第１の位置検出手段は、前記撮像手段により得られた画
像から前記色材の色を抽出し、その抽出部分の重心位置
を検出する色抽出画像処理装置である付記項５８の体腔
内観察システム。

【０２４６】（付記項６４） 前記目標識別手段は前記
処置具先端に設けられた輪郭強調用構造体であり、前記
第１の位置検出手段は、前記撮像手段により得られた画
像から前記輪郭強調構造体の輪郭を抽出し、その抽出部
分の位置を検出する輪郭抽出画像処理装置である付記項
５８の体腔内観察システム。

【０２４７】（付記項６５） 前記第２の位置検出手段
は磁気センサである付記項５８の体腔内観察システム。

【０２４８】（付記項６６） 前記第２の位置検出手段
は超音波センサである付記項５８の体腔内観察システ
ム。

【０２４９】（付記項６７） 前記第２の位置検出手段
は赤外線センサである付記項５８の体腔内観察システ
ム。

【０２５０】（付記項６８） 前記第２の位置検出手段
は加速度センサとジャイロである付記項５８の体腔内観
察システム。

【０２５１】（付記項６９） 前記視野変換手段は、前
記動作入力手段からの入力がある間、あらかじめ設定さ
れた画像上位置に前記データ判定・選択手段から出力さ
れた位置を一致させるような移動量を算出し、前記電動
マニピュレータに位置指令を行う付記項５８の体腔内観
察システム。

【０２５２】（付記項７０） 前記動作入力手段はフッ
トスイッチである付記項５８の体腔内観察システム。

【０２５３】（付記項７１） 前記動作入力手段はハン
ドスイッチである付記項５８の体腔内観察システム。

【０２５４】（付記項７２） 体腔内の関心領域を観察
する体腔内観察手段と、関心領域位置を検出する位置検
出手段と、前記位置検出手段で検出した位置に基づいて
前記体腔内観察手段で得られた拡大観察画像の観察視野
を変化させる視野変換手段と、前記視野変換手段を動作
させる動作入力手段とからなる体腔内観察システム。

【０２５５】（付記項７３） 前記体腔内観察手段は体
腔内に挿入される内視鏡と、前記内視鏡を保持する保持
手段と、体腔内の拡大像と広角像を観察するために、前
記内視鏡により伝送された体腔内像を２つに分配する光
路分配手段と、分配された一方の像を撮像する広角撮像
手段と、分配された他方の像を拡大して撮像する拡大撮
像手段とからなる撮像手段とからなる付記項７２の体腔
内観察システム。

【０２５６】（付記項７４） 前記保持手段は手動マニ
ピュレータである付記項７３の体腔内観察システム。

【０２５７】（付記項７５） 前記光路分配手段はハー
フミラーである付記項７３の体腔内観察システム。

【０２５８】（付記項７６） 前記光路分配手段はビー
ムスプリッタである付記項７３の体腔内観察システム。

【０２５９】（付記項７７） 前記広角撮像手段は結像
レンズと、撮像素子とからなる付記項７３の体腔内観察
システム。

【０２６０】（付記項７８） 前記拡大撮像手段はズー
ムレンズと、結像レンズと、撮像素子とからなる付記項
７３の体腔内観察システム。

【０２６１】（付記項７９） 前記体腔内観察手段は体
腔内に挿入される内視鏡と、前記内視鏡を保持する保持
手段と、前記内視鏡により伝送された体腔内像を結像す
る、結像レンズと撮像素子とからなる撮像手段とからな
る付記項７２の体腔内観察システム。

【０２６２】（付記項８０） 前記保持手段は電動マニ
ピュレータである付記項７９の体腔内観察システム。

【０２６３】（付記項８１） 前記撮像素子は単板モザ
イクフィルタＣＣＤである付記項７７，７８，７９の体
腔内観察システム。

【０２６４】（付記項８２） 前記撮像素子は３板式Ｃ
ＣＤである付記項７７，７８，７９の体腔内観察システ
ム。

【０２６５】（付記項８３） 前記位置検出手段は術者
の視線を検出する視線検出手段である付記項７３，７９
の体腔内観察システム。

【０２６６】（付記項８４） 前記視線検出手段は術者
の眼球を撮像するＣＣＤカメラと、ＣＣＤカメラ出力画
像から視線を検出する画像処理装置とからなる付記項８
３の体腔内観察システム。

【０２６７】（付記項８５） 前記視線検出手段は術者
の眼球を撮像するＰＳＤと、ＰＳＤ出力信号から視線を
検出する信号処理装置とからなる付記項８３の体腔内観
察システム。

【０２６８】（付記項８６） 前記視野変換手段は前記
拡大撮像手段に設けられている撮像素子を移動させる移
動手段と、前記視線検出手段で検出した関心領域位置に
基づいて前記移動手段の移動量を算出し、指令する位置
指令手段とからなる付記項７３の体腔内観察システム。

【０２６９】（付記項８７） 前記視野変換手段は前記
拡大撮像手段に設けられている結像レンズを移動させる
移動手段と、前記視線検出手段で検出した関心領域位置
に基づいて前記移動手段の移動量を算出し、指令する位
置指令手段とからなる付記項７３の体腔内観察システ
ム。

【０２７０】（付記項８８） 前記移動手段はＸＹステ
ージと、ＸＹステージ駆動用モーターとからなり、前記
位置指令手段は前記動作入力手段からの入力がある間、
あらかじめ設定された画像上位置に前記視線検出手段で
検出した関心領域部分を位置させるような指令位置を算
出する演算部を有する付記項８６，８７の体腔内観察シ
ステム。

【０２７１】（付記項８９） 前記視野変換手段は、前
記動作入力手段からの入力がある間、あらかじめ設定さ
れた画像上位置に前記視線検出手段で検出した関心領域
部分を位置させるような移動量を算出し、前記保持手段
に位置指令を行う位置指令手段からなる付記項７９の体
腔内観察システム。

【０２７２】（付記項９０） 前記動作入力手段はフッ
トスイッチである付記項７３，７９の体腔内観察システ
ム。

【０２７３】（付記項９１） 前記動作入力手段はハン
ドスイッチである付記項７３，７９の体腔内観察システ
ム。

【０２７４】（付記項９２） 前記体腔内観察手段は体
腔内に挿入される内視鏡と、前記内視鏡を保持する保持
手段と、前記内視鏡により伝送された体腔内像を２つに
分配する光路分配手段と、分配された一方の像を撮像す
る第１の撮像系と、分配された他方の像を撮像する第２
の撮像系とからなる撮像手段とからなる付記項７２の体
腔内観察システム。

【０２７５】（付記項９３） 前記保持手段は手動マニ
ピュレータである付記項９２の体腔内観察システム。

【０２７６】（付記項９４） 前記光路分配手段はハー
フミラーである付記項９２の体腔内観察システム。

【０２７７】（付記項９５） 前記光路分配手段はビー
ムスプリッタである付記項９２の体腔内観察システム。

【０２７８】（付記項９６） 前記第１の撮像系はレー
ザー光透過フィルタと、結像レンズと、撮像素子とから
なる付記項９２の体腔内観察システム。

【０２７９】（付記項９７） 前記第２の撮像系は結像
レンズと、撮像素子とからなる付記項９２の体腔内観察
システム。

【０２８０】（付記項９８） 前記撮像素子はＣＣＤで
ある付記項９６の体腔内観察システム。

【０２８１】（付記項９９） 前記撮像素子はＰＳＤで
ある付記項９６の体腔内観察システム。

【０２８２】（付記項１００） 前記撮像素子はＣＣＤ
である付記項９７の体腔内観察システム。

【０２８３】（付記項１０１） 前記位置検出手段は前
記体腔内観察手段を体腔内に挿通するトラカールに設け
られたレーザー光照射手段と、前記第１の撮像系で得ら
れた信号から前記レーザー光照射手段から発せられたレ
ーザー光を検出し、その重心位置を算出する重心位置算
出手段とからなる付記項９２の体腔内観察システム。

【０２８４】（付記項１０２） 前記視野変換手段は前
記第２の撮像系に設けられている結像レンズを移動させ
る移動手段と、前記位置検出手段で検出した関心領域位
置に基づいて前記移動手段の移動量を算出し、指令する
位置指令手段とからなる付記項９２の体腔内観察システ
ム。

【０２８５】（付記項１０３） 前記移動手段はＸＹス
テージと、ＸＹステージ駆動用モーターとからなり、前
記位置指令手段は前記動作入力手段からの入力がある
間、あらかじめ設定された画像上位置に前記位置検出手
段で検出した関心領域部分を位置させるような指令位置
を算出する演算部を有する付記項１０２の体腔内観察シ
ステム。

【０２８６】（付記項１０４） 前記動作入力手段はフ
ットスイッチである付記項９２の体腔内観察システム。

【０２８７】（付記項１０５） 前記動作入力手段はハ
ンドスイッチである付記項９２の体腔内観察システム。

【０２８８】（付記項１０６） 挿入部先端の湾曲部
と、前記湾曲部を湾曲させる湾曲駆動部とを有する内視
鏡と、体腔内に挿入させる目標識別手段と、前記内視鏡
で得られた観察画像から前記目標識別手段の位置を検出
する位置検出手段と、前記位置検出手段で検出した位置
に基づいて前記内視鏡で得られた観察画像の観察視野を
変化させる視野変換手段と、前記視野変換手段を動作さ
せる動作入力手段とからなる体腔内観察システム。

【０２８９】（付記項１０６の従来技術） 特開平６−
８０８９６号公報。

【０２９０】（付記項１０６の技術課題） 電動マニピ
ュレータに保持され体腔内観察を行う内視鏡は硬性であ
り、体腔内側壁部や臓器の側面、裏面に観察・処置対象
がある場合に視野変換を行うと、拘束点である内視鏡刺
入点の影響で内視鏡可動範囲に制限があるため、観察・
処置対象が十分観察できないという問題があった。

【０２９１】（付記項１０６の目的） 体腔内側壁部
や、臓器の側面、裏面に観察・処置対象がある場合に視
野変換を行った場合でも、その部位が良好に観察できる
体腔内観察システムの提供。

【０２９２】（付記項１０６の作用） 体腔内側壁部や
臓器の側面、裏面に観察・処置対象がある場合でも、視
野変換によりその部位の観察が良好に行える作用を有す
る。

【０２９３】（付記項１０７） 前記内視鏡は手動マニ
ピュレータによって保持され、前記視野変換手段は前記
湾曲駆動部を制御する湾曲制御部からなる付記項１０６
の体腔内観察システム。

【０２９４】（付記項１０８） 前記内視鏡は電動マニ
ピュレータによって保持され、前記視野変換手段は前記
湾曲駆動部を制御する湾曲制御部と、前記電動マニピュ
レータを制御するマニピュレータ制御部とからなる付記
項１０６の体腔内観察システム。

【０２９５】（付記項１０９） 前記湾曲部は湾曲コマ
で構成され、前記湾曲駆動部はアングルワイヤと、アン
グルワイヤを牽引するモーターとからなる付記項１０
７、１０８の体腔内観察システム。

【０２９６】（付記項１１０） 前記湾曲部は湾曲コマ
で構成され、前記湾曲駆動部は形状記憶合金である付記
項１０７、１０８の体腔内観察システム。

【０２９７】（付記項１１１） 前記目標識別手段は前
記処置具の少なくとも１箇所に設けられた色材であり、
前記位置検出手段は前記色材の色を抽出し、その抽出部
分の重心位置を検出する色抽出画像処理装置である付記
項１０７、１０８の体腔内観察システム。

【０２９８】（付記項１１２） 前記目標識別手段は前
記処置具先端に設けられた輪郭強調用構造体であり、前
記位置検出手段は前記輪郭強調構造体の輪郭を抽出し、
その抽出部分の位置を検出する輪郭抽出画像処理装置で
ある付記項１０７、１０８の体腔内観察システム。

【０２９９】（付記項１１３） 前記湾曲制御部は前記
位置検出手段で検出した位置に基づいて湾曲駆動部制御
信号を算出し、前記湾曲駆動部に指令する制御信号指令
手段とからなる付記項１０７の体腔内観察システム。

【０３００】（付記項１１４） 前記湾曲制御部は前記
位置検出手段で検出した位置に基づいて湾曲駆動部制御
信号を算出し、前記湾曲駆動部に指令する制御信号指令
手段からなり、前記マニピュレータ制御部は前記位置検
出手段の検出範囲から前記目標識別手段が外れた場合に
前記電動マニピュレータの移動量を算出し、指令するマ
ニピュレータ位置指令手段からなる付記項１０８の体腔
内観察システム。

【０３０１】（付記項１１５） 前記動作入力手段はフ
ットスイッチである付記項１０７、１０８の体腔内観察
システム。

【０３０２】（付記項１１６） 前記動作入力手段はハ
ンドスイッチである付記項１０７、１０８の体腔内観察
システム。

【０３０３】（付記項１１７） 体腔内の関心領域を観
察する体腔内観察手段と、前記体腔内観察手段で得られ
た画像の観察視野を移動させる視野変換手段と、前記体
腔内観察手段で得られた画像の観察視野を変化させる視
野範囲可変手段と、前記視野変換手段を動作させる視野
変換動作入力手段と、体腔内に挿入される処置具と、前
記処置具の挿入部に波長の異なる色を少なくとも２箇所
に設けられた色呈示手段と、前記体腔内観察手段から得
られた画像から前記色呈示手段の位置を求める位置検出
手段と、前記位置検出手段で検出した位置に基づいて前
記移動手段の移動量を算出し、指令する移動位置指令手
段とからなる体腔内観察システム。

【０３０４】（付記項１１８） 前記色呈示手段は少な
くとも２色の色材であり、前記位置検出手段は前記色材
の色を抽出し、その抽出部分の重心位置を検出し、少な
くとも２色の色材の重心位置より処置具の先端付近の位
置を求める位置検出手段とからなる付記項１１７の体腔
内観察システム。

【０３０５】（付記項１１９） 前記色呈示手段は少な
くとも２色の発光体であり、前記位置検出手段は前記発
光体の色を抽出し、その抽出部分の重心位置を検出し、
少なくとも２色の発光体の重心位置より処置具の先端付
近の位置を求める位置検出手段とからなる付記項１１７
の体腔内観察システム。

【０３０６】（付記項１１７〜１１９の目的） 処置具
の先端が体腔内で見えなくなった場合でも確実に処置具
先端位置を検出し、その位置をもとに視野範囲の変更を
行う体腔内観察システムの提供。

【０３０７】（付記項１１７〜１１９の作用） 処置具
の先端が体腔内で見えなくなった場合でも処置具先端位
置を検出し、その位置をもとに視野範囲の変更が行え
る。

【０３０８】

【発明の効果】本発明によれば内視鏡下外科手術におい
て、術者が体腔内における所望の部位を観察するため
に、患者の体内の処置対象部位等の関心領域の変化に応
じて簡単に観察手段の視野変換作業を行うことができる
とともに、縫合・結紮等の高度な処置を行なう場合に有
効である拡大画像観察と、広角画像観察とを繰り返す反
復操作を、操作性良く実現することができ、内視鏡下手
術において操作性良く所望の処置に応じた観察視野を得
ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の第１の実施例を示す内視鏡装置全体
の概略構成図。

【図２】 第１の実施例の硬性鏡とＴＶカメラユニット
の内部構成を示す概略構成図。

【図３】 第１の実施例の視野変換制御ユニットの概略
構成図。

【図４】 （Ａ）はＴＶモニタの画面に広角画像が表示
されている状態を示す平面図、（Ｂ）はＴＶモニタの画
面に拡大画像が表示されている状態を示す平面図、
（Ｃ）は画像が画像処理による視野変換を行うＴＶモニ
タの画面を示す平面図。

【図５】 処置対象組織にそれぞれ色の異なる複数の色
素を付着させたＴＶモニタの画面を示す平面図。

【図６】 第１の実施例の視野変換制御ユニットの変形
例を示す概略構成図。

【図７】 本発明の第２の実施例を示す内視鏡装置全体
の概略構成図。

【図８】 第２の実施例の視野変換制御ユニットの概略
構成図。

【図９】 本発明の第３の実施例を示す内視鏡装置全体
の概略構成図。

【図１０】 第３の実施例の視野変換制御ユニットの概
略構成図。

【図１１】 本発明の第４の実施例を示す内視鏡装置全
体の概略構成図。

【図１２】 （Ａ）はＴＶモニタの画面にマーカと画像
の合成画像が表示されている状態を示す平面図、（Ｂ）
は合成画像の位置が移動した状態を示す平面図。

【図１３】 （Ａ）は視線検知装置の一例を示す概略構
成図、（Ｂ）は第４の実施例の視線検知装置の変形例を
示す概略構成図。

【図１４】 本発明の第５の実施例を示すもので、
（Ａ）は内視鏡装置全体の概略構成図、（Ｂ）は硬性鏡
とＴＶカメラユニットの内部構成を示す概略構成図、
（Ｃ）は生体組織が近い場合の硬性鏡の観察像を示す平
面図、（Ｄ）は生体組織が遠い場合の硬性鏡の観察像を
示す平面図。

【図１５】 本発明の第６の実施例を示す内視鏡装置全
体の概略構成図。

【図１６】 （Ａ）はＴＶモニタのメインメニュー画面
を示す平面図、（Ｂ）はＴＶモニタのメインメニュー画
面でマニピュレータの機能が選択された状態を示す平面
図、（Ｃ）はＴＶモニタのメインメニュー画面で光源の
機能が選択された状態を示す平面図。

【図１７】 本発明の第７の実施例を示す内視鏡装置全
体の概略構成図。

【図１８】 （Ａ）は第７の実施例の視野変換制御ユニ
ットの概略構成図、（Ｂ）は第７の実施例の視野変換制
御ユニットの変形例を示す概略構成図。

【図１９】 第７の実施例の内視鏡の湾曲部の概略構成
を示す縦断面図。

【図２０】 本発明の第８の実施例を示す内視鏡装置全
体の概略構成図。

【図２１】 第８の実施例の視野変換制御ユニットの概
略構成図。

【図２２】 本発明の第９の実施例を示す内視鏡装置全
体の概略構成図。

【図２３】 第９の実施例の視野変換制御ユニットの概
略構成図。

【図２４】 鉗子の先端の色マーカー部を示す概略構成
図。

【図２５】 硬性鏡の観察像を示す平面図。

【符号の説明】

１８…ＴＶカメラユニット（観察手段）、２３…ズーム
レンズ（視野範囲可変手段）、３３ａ，７６…第１のフ
ットスイッチ（第１の操作手段）、３３ｂ，７７…第２
のフットスイッチ（第２の操作手段）、３９…ＸＹステ
ージ制御部（観察視野移動手段）、４０…ズーム制御部
（視野範囲可変手段）、６１…電動マニピュレータ（観
察視野移動手段）、７２…マニピュレータ制御部（観察
視野移動手段）、７８…ＴＶカメラアダプタ（観察手
段）。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 水野 均 東京都渋谷区幡ヶ谷２丁目43番２号 オリ ンパス光学工業株式会社内

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 体腔内を観察する観察手段と、この観察
   手段で得られる画像の視野を移動させる視野移動手段
   と、前記観察手段で得られる画像の視野範囲を変化させ
   る視野範囲可変手段と、前記視野移動手段の動作を制御
   する第１の操作手段と、前記視野範囲可変手段の動作を
   制御する第２の操作手段とを具備したことを特徴とする
   体腔内観察装置。