JP4179846B2

JP4179846B2 - 内視鏡手術システム

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Publication number: JP4179846B2
Application number: JP2002311535A
Authority: JP
Inventors: 代士久市来; 一仁中西
Original assignee: Olympus Corp
Current assignee: Olympus Corp
Priority date: 2002-10-25
Filing date: 2002-10-25
Publication date: 2008-11-12
Anticipated expiration: 2022-10-25
Also published as: JP2004141486A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、内視鏡下の手術中に例えば頭蓋内等に挿入された内視鏡と組み合わせて鉗子を使用する内視鏡手術システムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、処置具と内視鏡とを患者の体腔内に挿入するとともに、体腔内に挿入し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外科手術が知られている。この手術においては、術者が手術のし易い視野を得るために内視鏡の観察位置を変更する操作が随時行なわれている。
【０００３】
近年では、手術の高度化に伴い、多自由度で動作範囲が大きい処置具を用いてこれまで処置具が届かなかった部位まで処置をしたいという要望が増加している。このような処置具は特許文献１等に開示されている。
【０００４】
また、特許文献２には、内視鏡下の手術中に体腔内に挿入された処置具の移動に追従して内視鏡の視野を変更することができる視野移動内視鏡システムを開示されている。このシステムでは具体的には、色マーカーが設けられた処置具を内視鏡の撮影手段で撮影し、この時の画像中の色マーカーの位置を画像処理により検出し、検出位置に基づいて内視鏡を保持している電動マニピュレータを移動させて、色マーカーが画面中央に位置するように視野移動を行うものである。
【０００５】
【特許文献１】
特開２００１−２７６０９１号公報
【０００６】
【特許文献２】
特許第２５７５５８６号公報
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、特許文献１の多自由度で動作範囲の大きな処置具を斜視型或いは側視型の内視鏡と組み合わせて使用して処置を行う場合、次のような問題がある。すなわち、特許文献１の多自由度鉗子は従来の鉗子より大きな動作範囲を有している。そのため、視野移動の機能を有していない斜視型或いは側視型の内視鏡システムにおいて、特許文献１の多自由度鉗子を使用する場合には内視鏡の視野の移動や、処置具の移動により、鉗子の先端が内視鏡の視野から外れた死角域に入り易い。この状態に陥ると、多自由度鉗子を非常に慎重に操作して内視鏡の観察視野内に導かなければならないために時間がかかり、手術が円滑に行えない場合がある。
【０００８】
さらに、従来の視野移動の機能は、処置具の処置部の位置を基準とした視野移動を行っている。そのため、処置具の移動に追従する内視鏡の視野移動も広範囲に移動させる必要があるため、視野移動機構の大型化や複雑化を招く。
【０００９】
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、内視鏡下の手術中に、内視鏡の観察方向の変更に応じて、鉗子の処置部を内視鏡の視野内に導くことができる内視鏡手術システムを提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
請求項１の発明は、挿入部の先端部に前記挿入部の軸方向とは異なる方向を観察する観察光学系を備えた斜視型内視鏡と、細長い鉗子挿入部の先端部に動作範囲が広い多自由度の処置部が配設された多自由度鉗子と、前記斜視型内視鏡および前記多自由度鉗子を相互に略平行に挿抜可能なシースとを含み、前記斜視型内視鏡の前記観察光学系の視野内に前記多自由度鉗子の前記処置部の先端部分の画像を捕らえ、前記斜視型内視鏡によって観察しながら前記多自由度鉗子の処置作業を行う内視鏡手術システムにおいて、前記斜視型内視鏡の斜視角度を検出する検出手段と、この検出手段の検出結果に応じて前記多自由度鉗子の前記処置部の動作範囲が前記斜視型内視鏡の観察視野内から外れないように規制する鉗子動作規制手段とを設けたことを特徴とする内視鏡手術システムである。
そして、本請求項１の発明の内視鏡手術システムによれば、斜視型内視鏡と、広動作範囲な多自由度鉗子とを使用して前記斜視型内視鏡の前記観察光学系の視野内に前記多自由度鉗子の前記処置部の先端部分の画像を捕らえ、前記斜視型内視鏡によって観察しながら前記多自由度鉗子の処置作業を行う手術において、検出手段によって斜視型内視鏡の斜視角度を検出し、この検出手段の検出結果に応じて鉗子動作規制手段によって多自由度鉗子の動作範囲が内視鏡の観察視野内から外れないように規制する。これにより、多自由度鉗子を非常に慎重に操作して内視鏡の観察視野内に導かなければならない状態に陥ることがなく、内視鏡を移動させるだけで処置具を追従して移動させ、手術を円滑に行い易くできるようにしたものである。
請求項２の発明は、前記検出手段は、前記斜視型内視鏡の機種に応じて前記斜視型内視鏡の斜視角度を判別する内視鏡斜視角認識制御システムを有し、前記多自由度鉗子は、前記鉗子挿入部の基端部に配設された手元側操作部に前記処置部の操作を行う操作桿を有し、前記鉗子動作規制手段は、前記内視鏡斜視角認識制御システムの検出結果に応じて前記多自由度鉗子の前記操作桿の動作範囲を規制する操作桿規制手段を有することを特徴とする請求項１に記載の内視鏡手術システムである。
請求項３の発明は、前記斜視型内視鏡は、前記挿入部の手元部に軸方向に沿って前記斜視型内視鏡の機種に応じて組み合わせが異なる複数の突起が並設され、前記内視鏡斜視角認識制御システムは、前記斜視型内視鏡の前記複数の突起の有無を検知することにより、前記斜視型内視鏡の斜視角を判別し、前記多自由度鉗子は、前記操作桿の駆動角度を規制する規制板を有し、前記操作桿規制手段は、前記規制板が移動出来る範囲を規制する複数の駆動ストッパーと、前記内視鏡斜視角認識制御システムの検出結果に応じて前記複数の駆動ストッパーの位置を設定する手段とを有することを特徴とする請求項２に記載の内視鏡手術システムである。
請求項４の発明は、前記複数の駆動ストッパーの位置を設定する手段は、位置制御が可能なピニオンギアモータと、前記ピニオンギアモータと同軸に接続された１つのピニオンギアと、このピニオンギアの両側に配置され、前記ピニオンギアとそれぞれ噛合されている２つのストッパー支持ラックと、前記２つのストッパー支持ラックにそれぞれ突設された２本の駆動ストッパーとを具備し、前記規制板は、前記各駆動ストッパーの内側でしか移動出来ないように構成され、前記各駆動ストッパーの内側で前記規制板が移動出来る範囲に前記操作桿の駆動角度が規制されることを特徴とする請求項３に記載の内視鏡手術システムである。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の第１の実施の形態を図１乃至図９を参照して説明する。図１は本実施の形態の内視鏡手術システムの要部構成を示すものである。この内視鏡手術システムには、図１および図２に示すように、患者の例えば頭蓋Ｈ１内を観察する斜視型の硬性内視鏡１と、多自由度鉗子２と、１つの体内挿入具ガイドシース３と、鉗子移動制限リンク４とが設けられている。なお、斜視型の硬性内視鏡１に代えて側視型の硬性内視鏡を使用してもよい。
【００１２】
また、斜視型の硬性内視鏡１には、患者の例えば頭蓋Ｈ１内に挿入される細長い挿入部５が設けられている。図２に示すようにこの挿入部５の先端側には挿入部５の挿入方向（軸方向）に対して斜めに切欠された傾斜面６が形成されている。この傾斜面６には観察光学系の図示しない対物レンズが配設されている。なお、側視型の硬性内視鏡を使用した場合には図示しない対物レンズは挿入部５の先端部外周面に挿入部５の挿入方向（軸方向）に対して平行に配されている。
【００１３】
さらに、図１に示すように挿入部５の基端部には略クランク状に屈曲された屈曲部７が形成されている。この屈曲部７には細長い挿入部５の本体５ａに対して偏心位置に平行に配置された短い手元側直管部７ａと、この直管部７ａと挿入部５の本体５ａとの間を連結する傾斜状の連結管部７ｂとが設けられている。
【００１４】
また、手元側直管部７ａの端末部には接眼部８が配設されている。この接眼部８には図示しない接眼レンズが配設されている。さらに、この接眼部８には、内視鏡１の観察像の一部又は全体を撮像する図示しないＣＣＤ素子を内蔵するＴＶカメラ９が取り付けられている。このＴＶカメラ９は図示しないカメラコントロールユニットに接続され、このカメラコントロールユニットには図示しないモニタが接続されている。そして、図示しないモニタに内視鏡１の観察映像が表示されるようになっている。
【００１５】
また、多自由度鉗子２には、頭蓋Ｈ１内に挿入される細長い鉗子挿入部１０が設けられている。さらに、鉗子挿入部１０には手元側の直管部１０ａと、この直管部１０ａの先端部に配置された先端アーム１０ｂとが設けられている。ここで、直管部１０ａと先端アーム１０ｂとの連結部は第１の関節部１１を介して上下又は左右に回動可能に連結されている。
【００１６】
また、先端アーム１０ｂの先端部には多自由度の処置部１２が連結されている。この処置部１２には開閉可能な２つの挟持部材１２ａ，１２ｂが設けられている。さらに、先端アーム１０ｂと処置部１２との連結部は第２の関節部１３を介して上下又は左右に回動可能に連結されている。
【００１７】
また、図１に示すように多自由度鉗子２の鉗子挿入部１０の基端部には手元側の操作部１４が設けられている。この操作部１４には図３に示すように鉗子挿入部１０の基端部に他の部分よりも太径に形成された支軸部１５と、この支軸部１５の上端部に配置された操作桿１６とが設けられている。
【００１８】
さらに、操作桿１６には処置部１２の２つの挟持部材１２ａ，１２ｂを開閉操作するトリガー１７と、操作ボタン群１８と、先端アーム１０ｂを屈曲操作するアーム操作機構部１９とが設けられている。トリガー１７は図示しない支軸を介して操作桿１６に回動可能に取付けられている。このトリガー１７には操作桿１６内の図示しないワイヤーリンクの一端部が連結されている。このワイヤーリンクの他端部は挟持部材１２ａ，１２ｂの開閉駆動機構に連結されている。そして、操作桿１６のトリガー１７を引く操作に伴ってワイヤーリンクを介して挟持部材１２ａ，１２ｂが遠隔的に開閉操作されるようになっている。
【００１９】
また、操作ボタン群１８には、例えば、上ボタン、下ボタン、右ボタン、左ボタンの合計４つ操作ボタンが設けられている。この操作ボタン群１８は、操作桿１６内の図示しない電動制御回路に接続されている。この電動制御回路は第２の関節部１３に設けられた図示しないモータに接続されている。そして、この操作ボタン群１８のボタン操作によって多自由度の第２の関節部１３が上下又は左右に回動操作され、処置部１２を上下又は左右に移動できるようになっている。
【００２０】
さらに、アーム操作機構部１９には、支軸部１５の軸受部２０と、２本の平行リンク２１ａ，２１ｂとが設けられている。支軸部１５の上端部に操作桿１６の一端部を回動可能に軸支する軸受部２０が設けられている。また、先端アーム１０ｂの基端部にはワイヤ状の２本の平行リンク２１ａ，２１ｂの各一端部が連結されている。これらの平行リンク２１ａ，２１ｂは鉗子挿入部１０の直管部１０ａ内を通り、操作部１４側に延出され、軸受部２０の位置で操作桿１６の一端部に連結されている。そして、支軸部１５の軸受部２０を中心に操作桿１６を回動する操作にともない２本の平行リンク２１ａ，２１ｂを押し引き操作し、各平行リンク２１ａ，２１ｂの動きによって第１の関節部１１を介して先端アーム１０ｂを屈伸駆動するようになっている。
【００２１】
例えば、図４（Ａ）は操作桿１６が初期位置（ホームポジション）で保持されている状態、図４（Ｂ）は操作桿１６が回動操作された状態をそれぞれ示す。ここで、図４（Ａ）の初期位置では操作桿１６が略水平方向に向けた状態で配置されている。この場合には先端アーム１０ｂが直管部１０ａと同軸上に一直線上に配置されている状態で保持される。
【００２２】
さらに、操作桿１６が初期位置から図４（Ａ）中で反時計回り方向に回動操作された場合には図４（Ｂ）の回動操作位置に操作桿１６が移動する。このとき、操作桿１６の回動動作にともない２本の平行リンク２１ａ，２１ｂが押し引き操作され、各平行リンク２１ａ，２１ｂの動きによって第１の関節部１１を介して先端アーム１０ｂが回動操作位置に屈曲駆動される。
【００２３】
また、本実施の形態の多自由度鉗子２には、操作桿１６の動きを規制する操作桿規制手段（鉗子動作規制手段）２２が設けられている。この操作桿規制手段２２には図３に示すように１つのピニオンギア２３と、このピニオンギア２３の両側に配置された２つのストッパー支持ラック（第１のストッパー支持ラック２４ａおよび第２のストッパー支持ラック２４ｂ）とが設けられている。これらのストッパー支持ラック２４ａ，２４ｂはそれぞれピニオンギア２３と噛合されている。このピニオンギア２３は、例えばステッピングモータのような位置制御が容易なピニオンギアモータ２６（図７参照）と同軸に接続されている。なお、２つのストッパー支持ラック２４ａ，２４ｂは図示しないガイドレールによって図３中に矢印で示すように平行移動しか出来ないように動作方向を規制されている。
【００２４】
さらに、２つのストッパー支持ラック２４ａ，２４ｂにはそれぞれ２本のスタッド状の駆動ストッパー２５ａ，２５ｂ、２５ｃ，２５ｄが突設されている。また、操作桿１６の一端部には平板状の規制板２７が固定されている。この規制板２７は第１のストッパー支持ラック２４ａの駆動ストッパー２５ａ，２５ｂ間、および第２のストッパー支持ラック２４ｂの駆動ストッパー２５ｃ，２５ｄ間にそれぞれ挿入された状態で取付けられている。そして、規制板２７は、各駆動ストッパー２５ａ，２５ｂ、２５ｃ，２５ｄの内側でしか移動出来ないように構成されている。その結果、各駆動ストッパー２５ａ，２５ｂ、２５ｃ，２５ｄの内側で規制板２７が移動出来る範囲に操作桿１６の駆動角度が規制されるようになっている。
【００２５】
また、体内挿入具ガイドシース３は図１および図２に示すように例えば２つのルーメン３ａ，３ｂを備えた２ルーメンチューブによって形成されている。そして、このガイドシース３の一方のルーメン３ａは内視鏡１の挿入部５を挿入する内視鏡ガイド孔として使用され、他方のルーメン３ｂは多自由度鉗子２の鉗子挿入部１０を挿入する処置具ガイド孔として使用されている。
【００２６】
さらに、本実施の形態の内視鏡手術システムの使用時にはガイドシース３は図示しない保持具によって固定的に保持されている。そして、術中、このガイドシース３は、例えば患者の頭蓋Ｈ１に予め開けた穴Ｈ２に挿入されるようになっている。
【００２７】
また、内視鏡１の挿入部５は、シース３の内視鏡ガイド孔のルーメン３ａに挿入され、このルーメン３ａ内を通り、頭蓋Ｈ１内に挿入されるようになっている。ここで、内視鏡１の挿入部５の接眼部８側は、多関節構造の図示しない内視鏡保持具によって移動可能に保持される。さらに、多自由度鉗子２の鉗子挿入部１０は、シース３の処置具ガイド孔のルーメン３ｂに挿入され、このルーメン３ｂ内を通り、頭蓋Ｈ１内に挿入されるようになっている。
【００２８】
また、鉗子移動制限リンク４には、内視鏡１に固定される第１のリンク部品２８ａと、多自由度鉗子２に固定される第２のリンク部品２８ｂとが設けられている。ここで、第１のリンク部品２８ａは図８に示すように、内視鏡１の直管部７ａと挿入部５の本体５ａとの間の長さよりも若干長い長さ程度のブロック体によって形成されている。
【００２９】
この第１のリンク部品２８ａの外端部には内視鏡１の直管部７ａが挿入される挿入孔２９が形成されている。さらに、第１のリンク部品２８ａには挿入孔２９の周壁部に挿入孔２９の中心線方向とは略直交する方向からねじ穴部３０が形成されている。そして、このねじ穴部３０に螺挿される固定ねじ３１によって第１のリンク部品２８ａが内視鏡１の直管部７ａに固定されている。
【００３０】
また、第１のリンク部品２８ａの内端部には平行に配置された２つのリンクアーム２８ｃ，２８ｄの各一端部がそれぞれ回動可能に連結されている。ここで、２つのリンクアーム２８ｃ，２８ｄと第１のリンク部品２８ａとの連結部間を結ぶ直線Ｌ１と対応する位置に内視鏡１の挿入部５が配置されている。
【００３１】
また、２つのリンクアーム２８ｃ，２８ｄの各他端部は第２のリンク部品２８ｂにそれぞれ回動可能に連結されている。なお、第２のリンク部品２８ｂには２つのリンクアーム２８ｃ，２８ｄと第２のリンク部品２８ｂとの連結部間を結ぶ直線Ｌ２上に多自由度鉗子２が挿入される挿入孔３２が形成されている。そして、第１のリンク部品２８ａと、第２のリンク部品２８ｂと、２つのリンクアーム２８ｃ，２８ｄとによって平行リンク構造が形成されている。
【００３２】
また、図４（Ａ）に示すように多自由度鉗子２には支軸部１５の下端部に支軸部１５よりも小径な連結軸部３３が形成されている。さらに、支軸部１５と連結軸部３３との間には支軸部１５よりも大径なフランジ部３４が形成されている。
【００３３】
また、連結軸部３３の外周面には位置決め部品３５が突設されている。この位置決め部品３５の下端部には多自由度鉗子２が鉗子移動制限リンク４にセットされた状態を検知するセンサ３６が設けられている。このセンサ３６はボタン式のスイッチや、フォトスイッチ等によって構成されている。
【００３４】
さらに、図８に示すように第２のリンク部品２８ｂには挿入孔３２の周壁部にこの挿入孔３２の中心線方向とは略直交する方向からねじ穴部３７と係合溝３８とが形成されている。そして、第２のリンク部品２８ｂに多自由度鉗子２をセットする作業時には多自由度鉗子２の連結軸部３３が第２のリンク部品２８ｂの挿入孔３２内に挿入されるとともに、係合溝３８に多自由度鉗子２の位置決め部品３５が挿入されて係合される。さらに、この状態で、第２のリンク部品２８ｂのねじ穴部３７に螺挿される固定ねじ３９によって多自由度鉗子２が第２のリンク部品２８ｂに固定されている。
【００３５】
また、本実施の形態の内視鏡手術システムには内視鏡斜視角認識制御システム（検出手段）４０が設けられている。図６はこの内視鏡斜視角認識制御システム４０の一例を示す。ここで、内視鏡１の手元側直管部７ａには軸方向に沿って複数、本実施の形態では３つの突起４１ａ，４１ｂ，４１ｃが並設されている。これらの３つの突起４１ａ，４１ｂ，４１ｃは内視鏡１の機種に応じて適宜、選択的に設けられている。なお、内視鏡１の突起４１ａ，４１ｂ，４１ｃを選択的に設けることで二進法による認識方法を用い、次の通り斜視角を表すことができる。例えば、「突起４１ａのみ：１５°」、「突起４１ｂのみ：３０°」、「突起４１ｃのみ：４５°」、「突起４１ａと突起４１ｂ：６０°」、「突起４１ａと突起４１ｃ：７５°」、「突起４１ｂと突起４１ｃ：９０°[側視]」、「突起４１ａと突起４１ｂと突起４１ｃ：１０５°」のように設定されている。これにより、各突起４１ａ，４１ｂ，４１ｃの有無を検知することにより、内視鏡１の斜視角を判別することができる。
【００３６】
さらに、第１のリンク部品２８ａの挿入孔２９の周壁部内には挿入孔２９の軸方向に沿って複数、本実施の形態では３つの押しボタンスイッチ４２ａ，４２ｂ，４２ｃが並設されている。各押しボタンスイッチ４２ａ，４２ｂ，４２ｃは、それぞれ上述の突起４１ａ，４１ｂ，４１ｃの有無を認識するバネ式のボタンである。
【００３７】
また、内視鏡斜視角認識制御システム４０には図７に示す制御回路４３が内蔵されている。この制御回路４３には、各押しボタンスイッチ４２ａ，４２ｂ，４２ｃに接続された二進法演算斜視角認識システム４４が設けられている。この二進法演算斜視角認識システム４４にはピニオンギアモータ回転角制御システム４５が接続されている。このピニオンギアモータ回転角制御システム４５には操作桿規制手段２２のピニオンギアモータ２６が接続されている。
【００３８】
そして、本実施の形態の内視鏡斜視角認識制御システム４０では鉗子移動制限リンク４の第１のリンク部品２８ａに内視鏡１の手元側直管部７ａが挿入された際に、第１のリンク部品２８ａに内蔵された押しボタンスイッチ４２ａ，４２ｂ，４２ｃによって内視鏡１に選択的に設けられた各突起４１ａ，４１ｂ，４１ｃの有無を検知する。さらに、二進法演算斜視角認識システム４４ではその検知結果に基いて第１のリンク部品２８ａにセットされた内視鏡１の斜視角を認識する。このとき、二進法演算斜視角認識システム４４で認識された斜視角情報は、ピニオンギアモータ回転角制御システム４５に入力され、斜視角に応じてピニオンギアモータ２６の回転角を制御する。これにより、操作桿規制手段２２の２つのストッパー支持ラック２４ａ，２４ｂが駆動され、各ストッパー支持ラック２４ａ，２４ｂの駆動ストッパー２５ａ，２５ｂ、２５ｃ，２５ｄの位置がそれぞれ設定される。そして、各駆動ストッパー２５ａ，２５ｂ、２５ｃ，２５ｄによって規制板２７が移動出来る範囲が規制されることにより、認識された内視鏡１の斜視角に応じて多自由度鉗子２１の駆動範囲の制限範囲が適正に定められる。
【００３９】
次に、上記構成の作用について説明する。本実施の形態の内視鏡手術システムの使用時には図１に示すように、術中、ガイドシース３は、例えば患者の頭蓋Ｈ１に予め開けた穴Ｈ２に挿入される。この場合、シース３は図示しない保持具によって固定的に保持される。
【００４０】
続いて、ガイドシース３の内視鏡ガイド孔のルーメン３ａに内視鏡１の挿入部５が挿入され、このルーメン３ａ内を通り、頭蓋Ｈ１内に挿入される。このとき、内視鏡１の挿入部５の接眼部８側は、多関節構造の図示しない内視鏡保持具によって移動可能に保持される。
【００４１】
また、多自由度鉗子２は図４（Ａ）に示すように、挿入部１０の直管部１０ａと、先端アーム１０ｂと、処置部１２とが一直線に伸びるように操作桿１６の角度を保つ状態にセットされる。この状態で、多自由度鉗子２の挿入部１０がシース３の処置具ガイド孔のルーメン３ｂ内に挿入される。そして、このルーメン３ｂ内を通り、頭蓋Ｈ１内に挿入される。
【００４２】
また、患者の頭蓋Ｈ１の外側に配置されているシース３の基端部から外部側に延出されている内視鏡１および多自由度鉗子２の各基端部側には鉗子移動制限リンク４が装着されている。ここで、鉗子移動制限リンク４における第２のリンク部品２８ｂの挿入孔３２内には多自由度鉗子２の連結軸部３３が挿入されて固定される。このとき、多自由度鉗子２の連結軸部３３が第２のリンク部品２８ｂの挿入孔３２内に挿入される作業時には、係合溝３８に多自由度鉗子２の位置決め部品３５が挿入されて係合される。そして、多自由度鉗子２の位置決め部品３５が係合溝３８に挿入されるとセンサ３６によって多自由度鉗子２が鉗子移動制限リンク４にセットされた状態が検知される。この状態で、第２のリンク部品２８ｂのねじ穴部３７に螺挿される固定ねじ３９によって多自由度鉗子２が第２のリンク部品２８ｂに固定される。
【００４３】
なお、位置決め部品３５が鉗子移動制限リンク４における第２のリンク部品２８ｂの係合溝３８に挿入された状態をセンサ３６が検知すると、後述する通り、内視鏡斜視角認識制御システム４０が作動する。
【００４４】
また、鉗子移動制限リンク４における第１のリンク部品２８ａの挿入孔２９内には内視鏡１の基端部の直管部７ａが挿入されている。そして、第１のリンク部品２８ａのねじ穴部３０に螺挿される固定ねじ３１によって第１のリンク部品２８ａが内視鏡１の直管部７ａに固定される。
【００４５】
さらに、内視鏡１の基端部の直管部７ａが第１のリンク部品２８ａの挿入孔２９内に挿入される操作時には内視鏡斜視角認識制御システム４０が動作する。この内視鏡斜視角認識制御システム４０の動作時には第１のリンク部品２８ａの挿入孔２９の周壁部の３つの押しボタンスイッチ４２ａ，４２ｂ，４２ｃによって内視鏡１の手元側直管部７ａの突起４１ａ，４１ｂ，４１ｃの有無が認識される。これにより、二進法演算斜視角認識システム４４では各突起４１ａ，４１ｂ，４１ｃの有無により、内視鏡１の斜視角が判別される。
【００４６】
また、二進法演算斜視角認識システム４４からの出力信号はピニオンギアモータ回転角制御システム４５に入力され、斜視角に応じてピニオンギアモータ２６の回転角が制御される。これにより、操作桿規制手段２２の２つのストッパー支持ラック２４ａ，２４ｂが駆動され、各ストッパー支持ラック２４ａ，２４ｂの駆動ストッパー２５ａ，２５ｂ、２５ｃ，２５ｄの位置がそれぞれ設定される。そして、各駆動ストッパー２５ａ，２５ｂ、２５ｃ，２５ｄによって規制板２７が移動出来る範囲が規制されることにより、認識された内視鏡１の斜視角に応じて多自由度鉗子２１の駆動範囲の制限範囲が適正に定められる。これにより、多自由度鉗子２の処置部１２が内視鏡１の視野から外れないように操作桿１６の角度が規制される。
【００４７】
そして、内視鏡１および多自由度鉗子２が上述した通りセットされた状態で、患者の頭蓋Ｈ１に開けた穴Ｈ２の内部の患部Ｈ３の手術が図示しないモニタに表示される内視鏡１の映像を見ながら図示しない術者によって行なわれる。このとき、多自由度鉗子２の操作桿１６の操作ボタン群１８（例えば上ボタン、下ボタン、右ボタン、左ボタンの合計４つの集まり）の操作によって多自由度の第２の関節部１３が上下又は左右に回動操作され、処置部１２が上下又は左右に移動される。
【００４８】
さらに、多自由度鉗子２の操作桿１６を支軸部１５の軸受部２０を中心に回動する操作にともない２本の平行リンク２１ａ，２１ｂを押し引き操作し、各平行リンク２１ａ，２１ｂの動きによって第１の関節部１１を介して先端アーム１０ｂが屈伸駆動される。
【００４９】
そして、多自由度鉗子２の操作桿１６の操作ボタン群１８の操作と、多自由度鉗子２の操作桿１６を支軸部１５の軸受部２０を中心に回動する操作とを組み合わせることにより、内視鏡１の視野内の所望の位置に処置部１２を導くことができる。さらに、操作桿１６のトリガー１７を引く操作に伴って、処置部１２が遠隔的に開閉され、処置が行われる。
【００５０】
また、内視鏡１の挿入部５が軸回り方向に回転された場合には内視鏡１の視野も挿入部５の回転方向に移動する。このとき、内視鏡１の挿入部５が、例えば図８の位置から時計回り方向に回転された場合にはこの挿入部５の回転動作に連動して鉗子移動制限リンク４が図９に示すように移動する。すなわち、鉗子移動制限リンク４は、内視鏡１の回転動作に連動して、第１のリンク部品２８ａと、第２のリンク部品２８ｂと、２つのリンクアーム２８ｃ，２８ｄとによって形成される平行リンクの作用によって多自由度鉗子２が内視鏡１に連動して視野方向に回転されるように移動する。
【００５１】
そこで、上記構成のものにあっては次の効果を奏する。すなわち、本実施形態の内視鏡手術システムによれば、斜視型の内視鏡１と多自由度鉗子２とを一体のシース３に挿入し、内視鏡１と多自由度鉗子２との間に平行リンク構造の処置具移動制限リンク４を装着する状態にセットする。このとき、内視鏡斜視角認識制御システム４０によって内視鏡１の斜視角を判別し、この斜視角に応じてピニオンギアモータ２６の回転角を制御して、操作桿規制手段２２の２つのストッパー支持ラック２４ａ，２４ｂの駆動ストッパー２５ａ，２５ｂ、２５ｃ，２５ｄの位置をそれぞれ設定する。そして、各駆動ストッパー２５ａ，２５ｂ、２５ｃ，２５ｄによって規制板２７が移動出来る範囲を規制することにより、認識された内視鏡１の斜視角に応じて多自由度鉗子２１の駆動範囲の制限範囲を適正に定める。これにより、多自由度鉗子２の処置部１２が内視鏡１の視野から外れないように操作桿１６の角度が規制されるので、内視鏡１の視野から多自由度鉗子２の処置部１２が外れないようにすることができる。
【００５２】
したがって、斜視型の内視鏡１と、広動作範囲な多自由度鉗子２とを使用する手術において、内視鏡１の観察位置を検出する内視鏡斜視角認識制御システム４０と、この内視鏡斜視角認識制御システム４０の検出結果に応じて多自由度鉗子２の第１の関節部１１の動きを規制する操作桿規制手段２２とによって、内視鏡１の視野の移動時に鉗子２の処置部１２が内視鏡１の視野から外れることがなく追従して移動させることができる。そのため、内視鏡１の観察視野内に鉗子２の処置部１２を導く多自由度鉗子２の操作を簡素化することができるので、手術を円滑に行なうことができ、手術時間を短縮することができる。
【００５３】
また、内視鏡１の挿入部５が軸回り方向に回転された場合にはこの挿入部５の回転動作に連動して鉗子移動制限リンク４が第１のリンク部品２８ａと、第２のリンク部品２８ｂと、２つのリンクアーム２８ｃ，２８ｄとによって形成される平行リンクの作用によって多自由度鉗子２が内視鏡１に連動して視野方向に回転されるように移動する。そのため、内視鏡１の挿入部５を軸回り方向に回転させるだけで多自由度鉗子２が追従して移動するので、手術を円滑に行い易くすることができる。
【００５４】
さらに、本実施の形態の硬性内視鏡１には挿入部５の基端部に略クランク状に屈曲された屈曲部７が形成されている。そのため、この屈曲部７の位置と、観察光学系の周方向の特定の位置、例えば視野の上方向位置（或いは下、左、右の各位置）とを一致させた状態で設定することにより、挿入部５の屈曲部７の位置を目視するだけで内視鏡１の視野方向を簡単に確認することができる効果がある。
【００５５】
また、図１０および図１１は本発明の第２の実施の形態を示すものである。本実施の形態は第１の実施の形態（図１乃至図９参照）の内視鏡手術システムの構成を次の通り変更したものである。なお、この変更部分以外の主要部分は第１の実施の形態の内視鏡手術システムと同一構成になっており、第１の実施の形態の内視鏡手術システムと同一部分には同一の符号を付してここではその説明を省略する。
【００５６】
すなわち、本実施の形態の内視鏡手術システムでは第１の実施の形態の鉗子移動制限リンク４に代えて、図１０に示すようにシース３に対する内視鏡１の移動量（挿入部５の回転角および挿入部５の挿抜量）を検出する内視鏡移動検出部（検出手段）５１と、シース３に対する多自由度鉗子２の移動量（挿入部５の回転角および挿入部５の挿抜量）を制御する鉗子移動量制御部（鉗子動作規制手段）５２とが設けられている。
【００５７】
また、内視鏡移動検出部５１には、シース３に対する内視鏡１の回転角を検出する回転角検出部５３と、シース３に対する内視鏡１の挿入部５の軸方向の挿抜量を検出する挿抜量検出部５４とが設けられている。さらに、回転角検出部５３には、図１１に示す回転角検出センサ５５が内蔵されている。この回転角検出センサ５５は図示しない例えばロータリーエンコーダによって形成されている。挿抜量検出部５４には、挿抜量検出センサ５６が内蔵されている。この挿抜量検出センサ５６は例えば櫛状の等間隔な刻み５７を利用する図示しない例えばリニアエンコーダによって形成されている。
【００５８】
また、鉗子移動量制御部５２にはシース３に対する多自由度鉗子２の回転角制御部５８と、シース３に対する多自由度鉗子２の挿抜量制御部５９とを有している。回転角制御部５８は、図１１に示す例えばロータリーエンコーダ付きの回転モータ６０を内蔵する。挿抜量制御部５９は、図示しない例えばリニアエンコーダと、図１１に示す例えば挿抜モータ６１とを内蔵する。
【００５９】
また、図１１は内視鏡１の位置検出系と多自由度鉗子２の位置制御系とからなる本実施の形態の内視鏡手術システムの制御系６２のブロック図を示している。本制御系６２は、内視鏡１の回転角検出センサ５５と、挿抜量検出センサ５６と、視野移動量演算処理回路６３と、鉗子回転角制御回路６４と、鉗子挿抜量制御回路６５とを備えている。ここで、視野移動量演算処理回路６３には、内視鏡１の回転角検出センサ５５と、挿抜量検出センサ５６と、鉗子回転角制御回路６４と、鉗子挿抜量制御回路６５とがそれぞれ接続されている。
【００６０】
次に、上記構成の本実施の形態の内視鏡手術システムの作用について説明する。本実施の形態の内視鏡手術システムの使用時には、術中、例えば患者の頭蓋Ｈ１に開けた穴Ｈ２にガイドシース３が挿入される。この場合、シース３は図示しない保持具によって固定的に保持されている。
【００６１】
続いて、図１０に示すように、ガイドシース３の内視鏡ガイド孔のルーメン３ａに内視鏡１の挿入部５が挿入され、このルーメン３ａ内を通り、頭蓋Ｈ１内に挿入される。ここで、内視鏡１の挿入部５の接眼部８側は、多関節構造の図示しない内視鏡保持具によって移動可能に保持される。そして、図示しない術者が、図示しないモニタに表示される内視鏡１の映像を見ながら手術が行われる。
【００６２】
また、多自由度鉗子２の挿入部１０も、シース３の処置具ガイド孔のルーメン３ｂ内を通して頭蓋Ｈ１内に挿入される。そして、操作桿１６のトリガー１７を引く操作に伴って、処置部１２が遠隔的に開閉される。さらに、操作ボタン群１８（例えば上ボタン、下ボタン、右ボタン、左ボタンの合計４つの集まり）の操作によって多自由度の第２の関節部１３が上下又は左右に回動操作され、処置部１２が上下又は左右に移動される。
【００６３】
さらに、多自由度鉗子２の操作桿１６を支軸部１５の軸受部２０を中心に回動する操作にともない２本の平行リンク２１ａ，２１ｂを押し引き操作し、各平行リンク２１ａ，２１ｂの動きによって第１の関節部１１を介して先端アーム１０ｂが屈伸駆動される。
【００６４】
また、視野変更のために内視鏡１が移動されると、回転角検出部５３の回転角検出センサ５５は、内視鏡１の回転角の検出データを視野移動量演算処理回路６３に出力する。このとき、挿抜量検出部５４の挿抜量検出センサ５６は、内視鏡１の挿抜量の検出データを同様に視野移動量演算処理回路６３に出力する。
【００６５】
さらに、視野移動量演算処理回路６３には、回転角検出部５３の回転角検出センサ５５と、挿抜量検出部５４の挿抜量検出センサ５６と、多自由度鉗子２の回転角制御部５８の回転角制御回路６４と、挿抜量制御部５９の挿抜量制御回路６５とからの各出力信号がそれぞれ入力される。そして、視野移動量演算処理回路６３では、これらの入力信号に基づいて内視鏡１の移動量の演算処理を行い、内視鏡１の視野と多自由度鉗子２の処置部１２との位置関係を算出し、処置部１２が視野から外れないような算出値を多自由度鉗子２の回転角制御回路６４と、挿抜量制御回路６５とにそれぞれ出力する。
【００６６】
続いて、多自由度鉗子２の回転角制御回路６４は、視野移動量演算処理回路６３からの出力信号に基づいて回転モータ６０の制御を行う。また、多自由度鉗子２の挿抜量制御回路６５は、視野移動量演算処理回路６３からの出力信号に基づいて挿抜モータ６１の制御を行う。すなわち、内視鏡１の視野の移動に追従して多自由度鉗子２の処置部１２の位置を内視鏡１の視野内で保持する状態に制御する位置制御が行なわれる。
【００６７】
そこで、本実施の形態の内視鏡手術システムによれば、斜視型の内視鏡１と多自由度鉗子２とを一体のシース３に挿入した状態で、内視鏡１の移動量（挿入部５の回転角および挿入部５の挿抜量）を検出する内視鏡移動検出部５１を内視鏡１に装着し、シース３に対する多自由度鉗子２の移動量（挿入部５の回転角および挿入部５の挿抜量）を制御する鉗子移動量制御部５２を多自由度鉗子２に装着することにより、内視鏡１の視野から多自由度鉗子２の処置部１２が外れないように制御することができる。そのため、内視鏡１の観察視野内に鉗子２の処置部１２を導く多自由度鉗子２の操作を簡素化することができるので、手術を円滑に行なうことができ、手術時間を短縮することができる。
【００６８】
また、図１２乃至図１４は本発明の第３の実施の形態を示すものである。本実施の形態は第１の実施の形態（図１乃至図９参照）の内視鏡手術システムの構成を次の通り変更したものである。なお、この変更部分以外の主要部分は第１の実施の形態の内視鏡手術システムと同一構成になっており、第１の実施の形態の内視鏡手術システムと同一部分には同一の符号を付してここではその説明を省略する。
【００６９】
すなわち、本実施の形態の内視鏡手術システムには、多自由度鉗子２の位置を制御する位置制御装置７１が設けられている。この位置制御装置７１には、多自由度鉗子２の位置を挿入部１０の軸方向に沿って上下に移動する鉗子移動装置７２が設けられている。
【００７０】
この鉗子移動装置７２には、図１３に示すように上下方向に延設された縦アーム７３と、略水平方向に延設された横アーム７４とが設けられている。ここで、縦アーム７３の上端部には横アーム７４の基端部が連結されている。さらに、横アーム７４の先端部には多自由度鉗子２を把持する把持部７５が設けられている。この把持部７５には多自由度鉗子２の位置決め部品３５を収容する係合溝７６が形成されている。そして、把持部７５によって多自由度鉗子２を把持した際に、係合溝７６と位置決め部品３５との係合部で多自由度鉗子２の軸回り方向の位置規制を行うようになっている。
【００７１】
また、多自由度鉗子２と平行な縦アーム７３の下端部には、縦アーム７３を上下にスライドさせ、シース３に対する多自由度鉗子２の挿抜量（縦アーム７３の挿抜量）を制御する鉗子駆動部７７が設けられている。ここで、縦アーム７３にはラック状の直線ギア部７８が設けられている。
【００７２】
さらに、鉗子駆動部７７には、縦アーム７３の直線ギア部７８に噛合されたピニオンギア７９を回転駆動するモータ８０と、アームアームモータ駆動制御回路８１と、図示しない例えばリニアエンコーダ或いはロータリーエンコーダとが内蔵されている。ここで、モータ８０には例えばステッピングモータとギアヘッドとを備える。そして、この鉗子駆動部７７によってシース３への多自由度鉗子２の挿入量が制御されるようになっている。
【００７３】
また、多自由度鉗子２の操作桿１６には、信号線束８２の一端部が接続されている。この信号線束８２の他端部は多自由度鉗子２の鉗子モータ駆動制御回路８３が接続されている。この鉗子モータ駆動制御回路８３は、多自由度鉗子２に内蔵される処置部１２の動作用の図１２に示すモータ群８４を駆動制御するものである。
【００７４】
また、図１２は多自由度鉗子２の位置制御系のブロック図を示している。ここで、位置制御装置７１には、映像信号回路８５と、Ａ／Ｄコンバータ８６と、画像演算処理回路８７とが内蔵されている。ここで、映像信号回路８５には、ＴＶカメラ９に内蔵されているＣＣＤ素子８８及び表示モニタ８９がそれぞれ接続されている。さらに、画像演算処理回路８７には、アームモータ駆動制御回路８１と、鉗子モータ駆動制御回路８３とが接続されている。
【００７５】
次に、上記構成の本実施の形態の作用について説明する。本実施の形態の内視鏡手術システムの使用時には、術中、例えば患者の頭蓋Ｈ１に開けた穴Ｈ２にガイドシース３が挿入される。この場合、シース３は図示しない保持具によって固定的に保持されている。
【００７６】
続いて、図１３に示すように、ガイドシース３の内視鏡ガイド孔のルーメン３ａに内視鏡１の挿入部５が挿入され、このルーメン３ａ内を通り、頭蓋Ｈ１内に挿入される。ここで、内視鏡１の挿入部５の接眼部８側は、多関節構造の図示しない内視鏡保持具によって移動可能に保持される。そして、図示しない術者が、モニタ８９に表示される内視鏡１の映像を見ながら手術が行われる。
【００７７】
また、多自由度鉗子２の挿入部１０も、シース３の処置具ガイド孔のルーメン３ｂ内を通して頭蓋Ｈ１内に挿入される。そして、操作桿１６のトリガー１７を引く操作に伴って、処置部１２が遠隔的に開閉される。さらに、操作ボタン群１８（例えば上ボタン、下ボタン、右ボタン、左ボタンの合計４つの集まり）の操作によって多自由度の第２の関節部１３が上下又は左右に回動操作され、処置部１２が上下又は左右に移動される。
【００７８】
さらに、多自由度鉗子２の操作桿１６を支軸部１５の軸受部２０を中心に回動する操作にともない２本の平行リンク２１ａ，２１ｂを押し引き操作し、各平行リンク２１ａ，２１ｂの動きによって第１の関節部１１を介して先端アーム１０ｂが屈伸駆動される。
【００７９】
また、内視鏡１の観察時には位置制御装置７１の映像信号回路８５は、ＣＣＤ素子８８からの映像信号をＲＧＢやＮＴＳＣ等の映像信号に変換して表示モニタ８９及びＡ／Ｄコンバータ８６に出力する。続いて、Ａ／Ｄコンバータ８６は、映像信号８５から送られてくるアナログの映像信号をデジタル信号に変換して、画像演算処理回路８７に出力する。このとき、画像演算処理回路８７は、多自由度鉗子２の処置部１２を３次元的に認識することができる。そして、この画像演算処理回路８７は、Ａ／Ｄコンバータ８６からの出力信号に基づいて画像演算処理を行い、多自由度鉗子２の処置部１２の先端位置を求めて、縦アーム７３の位置及び移動量に関する指令をアームモータ駆動制御回路８１と、多自由度鉗子２の鉗子モータ駆動制御回路８３とに送信する。
【００８０】
これにより、縦アーム７３のアームモータ駆動制御回路８１と、多自由度鉗子２の鉗子モータ駆動制御回路８３とによって、次のような制御方法で多自由度鉗子２の処置部１２の位置制御が行なわれる。
【００８１】
例えば、術前の初期状態においては、図１４に示すように、内視鏡１の視野の中心線ＣＬに多自由度鉗子２の処置部１２の先端が一致する状態をホームポジションとするように、位置制御装置７１によって多自由度鉗子２が移動される。
【００８２】
その後、内視鏡１が移動することによって視野が移動すると、画像演算処理回路８７が処置部１２の先端位置を随時算出し、処置部１２の先端が内視鏡１の視野から外れないように多自由度鉗子２の多自由度な関節を位置制御する。
【００８３】
このとき、内視鏡１の視野の中心線ＣＬと多自由度鉗子２の処置部１２の先端が一致するように制御するための方法の一つとして、例えばＴＶカメラ９の画像を処理することにより行う方法がある。具体的には、多自由度鉗子２の処置部１２は、多自由度の関節を伸ばしきった状態にセットされている場合には、シース３にガイドされた状態で処置部１２が画像の中心線上を移動するように制御することができる。そのため、多自由度鉗子２の処置部１２の形状を予め画像認識させておき、内視鏡１の観察画像の中心にその処置部１２の先端部が到達したか否かを判別することによって、制御する。
【００８４】
なお、多自由度鉗子２の処置部１２の先端位置を検出する方法としては、予め把持部７５から先端位置までの長さを数値入力しておくことにより算出する方法等も考えられる。
【００８５】
また、視野変更のために内視鏡１が移動されると、画像演算処理回路５４により内視鏡１の視野と処置部１２との位置関係の演算処理を行い、処置部１２が視野から外れないような算出値を多自由度鉗子２の鉗子駆動部７７と、鉗子モータ駆動制御回路８３とにそれぞれ出力する。このとき、多自由度鉗子２の鉗子駆動部７７は、画像演算処理回路８７からの出力信号に基づいてモータ８０の制御を行う。さらに、多自由度鉗子２の鉗子モータ駆動制御回路８３は、画像演算処理回路８７からの出力信号に基づいて多自由度鉗子２内のモータ群８４の制御を行う。すなわち、内視鏡１の視野の移動に追従して多自由度鉗子２の位置を制御する。
【００８６】
そこで、上記構成のものにあっては次の効果を奏する。すなわち、本実施形態の内視鏡手術システムによれば、斜視型の内視鏡１と多自由度鉗子２とを一体のシース３に挿入し、多自由度鉗子２に多自由度鉗子２の位置制御装置７１を装着することにより、内視鏡１の視野から多自由度鉗子２の処置部１２が外れないように制御することができる。そのため、本実施の形態でも内視鏡１の観察視野内に鉗子２の処置部１２を導く多自由度鉗子２の操作を簡素化することができるので、手術を円滑に行なうことができ、手術時間を短縮することができる。
【００８７】
なお、本実施の形態の多自由度鉗子２の位置制御装置７１は、多自由度鉗子２の挿入部１０を軸中心に回転させる機構を備えた構成にしてもよい。
【００８８】
さらに、本発明は上記実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々変形実施できることは勿論である。
次に、本出願の他の特徴的な技術事項を下記の通り付記する。
記
（付記項１）術部の観察を行う内視鏡と、術部の処置を行う処置部と、この処置部を所望の位置に配置させる複数の関節と、を有する多自由度鉗子と、前記内視鏡の観察位置を検出する検出手段と、この検出手段の検出結果に応じて前記複数の関節の少なくとも一つの関節の動きを規制または制御する規制手段または制御手段と、を有することを特徴とする内視鏡手術システム。
【００８９】
（付記項２）前記検出手段は、内視鏡の挿抜量を検出する挿抜量検出手段であり、前記制御手段は前記挿抜量検出手段の検出量に応じて前記多自由度鉗子の挿抜量を制御する挿抜量制御手段である付記項１の内視鏡手術システム。
【００９０】
（付記項３）前記検出手段は、内視鏡の斜視角度を検出する斜視方向検出手段であり、前記規制手段は前記斜視方向検出手段の検出結果に応じて前記多自由度鉗子の関節の移動範囲を規制する移動範囲規制手段である付記項１の内視鏡手術システム。
【００９１】
（付記項４）前記検出手段は、内視鏡の視野方向を検出する視野方向検出手段であり、前記制御手段は前記視野方向検出手段の検出結果に応じて前記多自由度鉗子の関節移動方向を制御する関節移動方向制御手段である付記項１の内視鏡手術システム。
【００９２】
（付記項５）前記移動範囲規制手段は、前記内視鏡の種類に応じて規制量を可変するストッパーである付記項３の内視鏡手術システム。
【００９３】
（付記項６）前記視野方向検出手段は、前記内視鏡の回転角度を検出する回転角度検出手段である付記項４の内視鏡手術システム。
【００９４】
（付記項７）前記制御手段は、前記内視鏡の撮影画像から前記処置部の位置を画像認識する画像認識手段と、この画像認識手段の認識情報をもとに前記関節の移動範囲を制御する手段である付記項１の内視鏡手術システム。
【００９５】
（付記項８）前記関節移動方向制御手段は、前記内視鏡と前記多自由度鉗子の相対角度を一致させる平行四辺形リンクを含む付記項４の内視鏡手術システム。
【００９６】
（付記項１〜８の従来技術）一般に、処置具と内視鏡とを患者の体腔内に挿入するとともに、体腔内に挿入し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外科手術が知られている。
【００９７】
この手術において、術者は随時手術のし易い視野を得るために内視鏡の観察位置を変更している。近年では、手術の高度化に伴い、多自由度で動作範囲が大きい処置具を用いてこれまで処置具が届かなかった部位まで処置をしたいという要望が増加している。このような処置具は特開２００１−２７６０９１等に開示されている。しかし、斜視型或いは側視型の内視鏡を使用し、多自由度で動作範囲の大きな処置具を使用して処置を行う場合、視野の移動や処置具の移動により処置具の先端が視野から外れることがあり、手術が円滑に進行しないという問題がある。
【００９８】
そのため、登録特許第２５７５５８６号は、内視鏡下の手術中に体腔内に挿入された処置具の移動に追従して内視鏡の視野を変更することができる視野移動内視鏡システムを開示している。具体的には、色マーカーが設けられた処置具を内視鏡の撮影手段で撮影し、この時の画像中の色マーカーの位置を画像処理により検出し、検出位置に基づいて内視鏡を保持している電動マニピュレータを移動させて、色マーカーが画面中央に位置するように視野移動を行うものである。
【００９９】
（付記項１〜８が解決しようとする課題）前述した従来例では、処置具の処置部の位置を基準とした視野移動を行うため、多自由度鉗子を使用した場合には、その使用状態において従来の鉗子より大きな動作範囲を有しているため、それに追従する視野移動も頻繁で広範囲に移動させる必要があるため、視野移動機構の大型化や複雑化を招く。
【０１００】
また、従来例のような視野移動の機能を有していない斜視型或いは側視型の内視鏡システムにおいては、多自由度鉗子の大きな動作範囲のため、内視鏡の動作によって鉗子の先端が内視鏡の死角域に入り易い。この状態に陥ると、多自由度鉗子を非常に慎重に操作して内視鏡の観察視野内に導かなければならないため、手術が円滑に行えない。
【０１０１】
（付記項１〜８の目的）本発明は、前記事情に着目してなされたものであり、その目的とするところは、内視鏡の観察方向の変更に応じて、多自由度鉗子の処置部を内視鏡の視野内に導くことができる機構を有する内視鏡手術システムを提供することにある。
【０１０２】
（付記項１〜８の作用）このような本発明の内視鏡手術システムによれば、斜視型或いは側視型の内視鏡と、広動作範囲な多自由度鉗子とを使用する手術において、内視鏡の観察位置を検出する検出手段と、この検出手段の検出結果に応じて多自由度鉗子の複数関節の少なくとも一つの関節の動きを規制または制御する規制手段または制御手段とによって、内視鏡の視野の移動時に鉗子の処置部が視野から外れることがなく追従して移動するので、多自由度鉗子を非常に慎重に操作して内視鏡の観察視野内に導かなければならない状態に陥ることがない内視鏡手術システムを提供することができる。また、内視鏡を移動させるだけで処置具が追従して移動するので、手術を円滑に行い易くできる。
【０１０３】
（付記項１〜８の効果）以上説明したように、本発明の内視鏡手術システムによれば、斜視型或いは側視型の内視鏡と、広動作範囲な多自由度鉗子とを使用する手術において、内視鏡の観察位置を検出する検出手段と、この検出手段の検出結果に応じて多自由度鉗子の複数関節の少なくとも一つの関節の動きを規制または制御する規制手段または制御手段とによって、内視鏡の視野の移動時に鉗子の処置部が視野から外れることがなく追従して移動するので、多自由度鉗子を非常に慎重に操作して内視鏡の観察視野内に導かなければならない状態に陥ることがない内視鏡手術システムを提供することができる。また、内視鏡を移動させるだけで処置具が追従して移動するので、手術を円滑に行い易くできる。
【０１０４】
（付記項９）挿入部の軸方向とは異なる方向を観察する観察光学系を備えた内視鏡と、
動作範囲が広い多自由度鉗子とを組み合わせて使用する内視鏡手術システムにおいて、
前記内視鏡の観察状態を検出する検出手段と、
この検出手段の検出結果に応じて前記多自由度鉗子の動作範囲が前記内視鏡の観察視野内から外れることを規制する鉗子動作規制手段とを設けたことを特徴とする内視鏡手術システム。
【０１０５】
（付記項９の作用）そして、本付記項９の発明の内視鏡手術システムによれば、斜視型或いは側視型の内視鏡と、広動作範囲な多自由度鉗子とを使用する手術において、検出手段によって内視鏡の観察位置を検出し、この検出手段の検出結果に応じて鉗子動作規制手段によって多自由度鉗子の動作範囲が内視鏡の観察視野内から外れることを規制する。これにより、多自由度鉗子を非常に慎重に操作して内視鏡の観察視野内に導かなければならない状態に陥ることがなく、内視鏡を移動させるだけで処置具を追従して移動させ、手術を円滑に行い易くできるようにしたものである。
【０１０６】
（付記項１０）前記内視鏡の挿入部を挿入する内視鏡ガイド孔と、前記多自由度鉗子の挿入部を挿入する処置具ガイド孔とを備えたガイドシースをさらに有し、前記内視鏡の挿入部と前記多自由度鉗子の挿入部とが共通の前記ガイドシースを通して体内に挿入されることを特徴とする付記項９に記載の内視鏡手術システム。
【０１０７】
（付記項１０の作用）そして、本付記項１０の発明の発明では、ガイドシースの内視鏡ガイド孔に内視鏡の挿入部を挿入し、処置具ガイド孔に多自由度鉗子の挿入部を挿入することにより、内視鏡の挿入部と多自由度鉗子の挿入部とが共通のガイドシースを通して体内に挿入されるようにしたものである。
【０１０８】
（付記項１１）前記内視鏡は、前記観察光学系の観察方向が前記挿入部の軸方向に対して斜めに向けた斜視型の内視鏡によって形成され、
前記多自由度鉗子は、細長い鉗子挿入部の先端部に第１の関節部を介して前記鉗子挿入部の軸方向とは異なる方向に屈曲可能に連結された屈曲アームと、この屈曲アームの先端部に第２の関節部を介して回動可能に連結された処置部とを有することを特徴とする付記項１０に記載の内視鏡手術システム。
【０１０９】
（付記項１１の作用）そして、本付記項１１の発明の発明では、観察光学系の観察方向が挿入部の軸方向に対して斜めに向けた斜視型の内視鏡と、細長い鉗子挿入部の先端部に第１の関節部を介して鉗子挿入部の軸方向とは異なる方向に屈曲可能に連結された屈曲アームと、この屈曲アームの先端部に第２の関節部を介して回動可能に連結された処置部とを有する多自由度鉗子とを組み合わせて使用するようにしたものである。
【０１１０】
（付記項１２）前記検出手段は、前記内視鏡ガイド孔を通して体内に挿入された前記内視鏡の挿入部の軸方向の移動量を検出する移動量検出手段を有し、
前記鉗子動作規制手段は、前記処置具ガイド孔に沿って移動する前記多自由度鉗子の軸方向の移動量を前記移動量検出手段の検出量に応じて制御する移動量制御手段であることを特徴とする付記項１１に記載の内視鏡手術システム。
【０１１１】
（付記項１２の作用）そして、本付記項１２の発明の発明では、内視鏡ガイド孔を通して体内に挿入された内視鏡の挿入部の軸方向の移動量を検出手段の移動量検出手段によって検出し、処置具ガイド孔に沿って移動する多自由度鉗子の軸方向の移動量を移動量検出手段の検出量に応じて鉗子動作規制手段の移動量制御手段によって制御するようにしたものである。
【０１１２】
（付記項１３）前記検出手段は、前記内視鏡の斜視角度を検出する斜視角度検出手段を有し、
前記鉗子動作規制手段は、前記斜視角度検出手段の検出結果に応じて少なくとも１つの前記関節部の移動範囲を規制する移動範囲規制手段を有することを特徴とする付記項１１に記載の内視鏡手術システム。
【０１１３】
（付記項１３の作用）そして、本付記項１３の発明の発明では、検出手段の斜視角度検出手段によって内視鏡の斜視角度を検出し、この斜視角度検出手段の検出結果に応じて鉗子動作規制手段の移動範囲規制手段によって、少なくとも１つの関節部の移動範囲を規制するようにしたものである。
【０１１４】
（付記項１４）前記移動範囲規制手段は、前記内視鏡の種類に応じて規制量を可変するストッパーであることを特徴とする付記項１３に記載の内視鏡手術システム。
【０１１５】
（付記項１４の作用）そして、本付記項１４の発明の発明では、内視鏡の種類に応じて移動範囲規制手段のストッパーによる規制量を可変するようにしたものである。
【０１１６】
（付記項１５）前記検出手段は、前記内視鏡の視野方向を検出する視野方向検出手段を有し、
前記鉗子動作規制手段は、前記視野方向検出手段の検出結果に応じて前記関節部の移動方向を制御する関節部移動方向制御手段であることを特徴とする付記項１１に記載の内視鏡手術システム。
【０１１７】
（付記項１５の作用）そして、本付記項１５の発明の発明では、視野方向検出手段によって内視鏡の視野方向を検出し、この視野方向検出手段の検出結果に応じて関節部移動方向制御手段によって関節部の移動方向を制御するようにしたものである。
【０１１８】
（付記項１６）前記視野方向検出手段は、前記内視鏡の回転角度を検出する回転角度検出手段であることを特徴とする付記項１５に記載の内視鏡手術システム。
【０１１９】
（付記項１６の作用）そして、本付記項１６の発明の発明では、視野方向検出手段の回転角度検出手段によって内視鏡の回転角度を検出するようにしたものである。
【０１２０】
（付記項１７）前記関節部移動方向制御手段は、前記内視鏡と前記多自由度鉗子との相対角度を一致させる平行四辺形リンクを含むことを特徴とする付記項１５に記載の内視鏡手術システム。
【０１２１】
（付記項１７の作用）そして、本付記項１７の発明の発明では、関節部移動方向制御手段の平行四辺形リンクによって内視鏡と多自由度鉗子との相対角度を一致させるようにしたものである。
【０１２２】
（付記項１８）前記鉗子動作規制手段は、前記内視鏡の撮影画像から前記処置部の位置を画像認識する画像認識手段と、この画像認識手段の認識情報をもとに前記関節部の移動範囲を制御する手段とを具備することを特徴とする付記項９に記載の内視鏡手術システム。
【０１２３】
（付記項１８の作用）そして、本付記項１８の発明の発明では、鉗子動作規制手段の画像認識手段によって内視鏡の撮影画像から処置部の位置を画像認識し、この画像認識手段の認識情報をもとに関節部の移動範囲を制御するようにしたものである。
【０１２４】
【発明の効果】
本発明の内視鏡手術システムによれば、内視鏡下の手術中に、内視鏡の観察方向の変更に応じて、鉗子の処置部を内視鏡の視野内に導くことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態の内視鏡手術システムにおける体外に配置された各構成要素の概略構成を示す要部の縦断面図。
【図２】第１の実施の形態の内視鏡手術システムにおける体内に挿入された各構成要素の概略構成を示す要部の縦断面図。
【図３】第１の実施の形態の内視鏡手術システムにおける操作桿の動き規制機構を示す要部の側面図。
【図４】第１の実施の形態の内視鏡手術システムにおける多自由度鉗子の操作桿の動作状態を示すもので、（Ａ）は多自由度鉗子の先端アームが真っ直ぐに伸びた状態で保持されている状態を示す側面図、（Ｂ）は多自由度鉗子の先端アームが屈曲された状態を示す側面図。
【図５】第１の実施の形態の内視鏡手術システムにおける操作桿の動き規制機構の動作状態を示すもので、（Ａ）は図４（Ａ）の位置における規制板によって規制される操作桿の移動範囲を説明するための説明図、（Ｂ）は図４（Ｂ）の位置における規制板によって規制される操作桿の移動範囲を説明するための説明図。
【図６】第１の実施の形態の内視鏡手術システムにおける内視鏡斜視角認識制御システムの一例を示す要部の側面図。
【図７】第１の実施の形態の内視鏡手術システムにおける内視鏡斜視角認識制御システムの要部の概略構成図。
【図８】第１の実施の形態の内視鏡手術システムにおける鉗子移動制限リンクが初期位置で保持されている状態を示す平面図。
【図９】第１の実施の形態の内視鏡手術システムにおける鉗子移動制限リンクが内視鏡に連動して視野方向に移動した状態を示す平面図。
【図１０】本発明の第２の実施の形態の内視鏡手術システムにおける体外に配置された各構成要素の概略構成を示す要部の縦断面図。
【図１１】第２の実施の形態の内視鏡手術システムにおける制御系の概略構成を示すブロック図。
【図１２】本発明の第３の実施の形態の内視鏡手術システムにおける処置具移動制御系の概略構成を示すブロック図。
【図１３】第３の実施形態の内視鏡手術システムにおける体外に配置された各構成要素の概略構成を示す要部の縦断面図。
【図１４】第３の実施の形態の内視鏡手術システムにおける体内に挿入された各構成要素の概略構成を示す要部の縦断面図。
【符号の説明】
１内視鏡
２多自由度鉗子
５挿入部
２２操作桿規制手段（鉗子動作規制手段）
４０内視鏡斜視角認識制御システム（検出手段）

Claims

挿入部の先端部に前記挿入部の軸方向とは異なる方向を観察する観察光学系を備えた斜視型内視鏡と、
細長い鉗子挿入部の先端部に動作範囲が広い多自由度の処置部が配設された多自由度鉗子と、
前記斜視型内視鏡および前記多自由度鉗子を相互に略平行に挿抜可能なシースとを含み、前記斜視型内視鏡の前記観察光学系の視野内に前記多自由度鉗子の前記処置部の先端部分の画像を捕らえ、前記斜視型内視鏡によって観察しながら前記多自由度鉗子の処置作業を行う内視鏡手術システムにおいて、
前記斜視型内視鏡の斜視角度を検出する検出手段と、
この検出手段の検出結果に応じて前記多自由度鉗子の前記処置部の動作範囲が前記斜視型内視鏡の観察視野内から外れないように規制する鉗子動作規制手段とを設けたことを特徴とする内視鏡手術システム。
前記検出手段は、前記斜視型内視鏡の機種に応じて前記斜視型内視鏡の斜視角度を判別する内視鏡斜視角認識制御システムを有し、
前記多自由度鉗子は、前記鉗子挿入部の基端部に配設された手元側操作部に前記処置部の操作を行う操作桿を有し、
前記鉗子動作規制手段は、前記内視鏡斜視角認識制御システムの検出結果に応じて前記多自由度鉗子の前記操作桿の動作範囲を規制する操作桿規制手段を有することを特徴とする請求項１に記載の内視鏡手術システム。
前記斜視型内視鏡は、前記挿入部の手元部に軸方向に沿って前記斜視型内視鏡の機種に応じて組み合わせが異なる複数の突起が並設され、
前記内視鏡斜視角認識制御システムは、前記斜視型内視鏡の前記複数の突起の有無を検知することにより、前記斜視型内視鏡の斜視角を判別し、
前記多自由度鉗子は、前記操作桿の駆動角度を規制する規制板を有し、
前記操作桿規制手段は、前記規制板が移動出来る範囲を規制する複数の駆動ストッパーと、前記内視鏡斜視角認識制御システムの検出結果に応じて前記複数の駆動ストッパーの位置を設定する手段とを有することを特徴とする請求項２に記載の内視鏡手術システム。
前記複数の駆動ストッパーの位置を設定する手段は、位置制御が可能なピニオンギアモータと、前記ピニオンギアモータと同軸に接続された１つのピニオンギアと、このピニオンギアの両側に配置され、前記ピニオンギアとそれぞれ噛合されている２つのストッパー支持ラックと、前記２つのストッパー支持ラックにそれぞれ突設された２本の駆動ストッパーとを具備し、
前記規制板は、前記各駆動ストッパーの内側でしか移動出来ないように構成され、前記各駆動ストッパーの内側で前記規制板が移動出来る範囲に前記操作桿の駆動角度が規制されることを特徴とする請求項３に記載の内視鏡手術システム。