JP2005323681A - 体腔内観察装置 - Google Patents

Abstract

【課題】術者を少人数化することができる体腔内観察装置を提供する。
【解決手段】処置具１２の鉗子部３４に、体色とは全く異なる色のマーカＭを付ける。そして、マーカ追尾制御部９０による画像処理において、マーカ位置検出部８４によりマーカＭの位置を検出する。次に、このマーカＭが画像の中心部に位置するように画像をトリミング部８６によって所定の領域にトリミングする。次いで、その画像領域を拡大部８８によってモニタ２０に所定の倍率で拡大表示する。このような画像処理によって、本当に観察したい部位の画像をモニタ２０に大きく表示することができるので、臨床に不都合なく術者を削減できる。
【選択図】 図２

Description

本発明は体腔内観察装置に係り、特に被検者の体腔内をモニタ表示しながら各種処置を施す体腔内観察装置に関する。

体腔内観察装置である腹腔鏡装置は、患者の腹部表面からトラカール（挿通具）を体腔内に穿刺した後、このトラカールをガイドとして腹腔鏡の挿入部を体腔内に挿入し、体腔内の癒着の有無、卵巣腫瘍、子宮筋腫等の被観察体をモニタ表示しながら癒着治療等の各種処置を施す装置である。また、腹腔鏡は、臨床時において固定部に取り付けられた可動ホルダに保持され、固定状態に維持されている（例えば、特許文献１）。

ところで、腹腔鏡装置による臨床時には、腹部に通常３〜４箇所の孔を開口し、これらの孔から複数の処置具をそれぞれトラカールを介して挿入することにより処置が行われる。また、処置具を操作する術者は、腹腔鏡によって得られたモニタの被観察体映像を見ながら処置具を操作する。このため、処置具を操作する術者の指示により、腹腔鏡の位置がその都度変更されて被観察体の撮影位置が変えられる。すなわち、腹腔鏡装置による臨床時には、処置具を操作する１〜２名の術者の他、腹腔鏡の位置を変える術者、及び臨床全般を補助する１〜２名の術者が携わっている。
特開２００３−２６５４０２号公報

しかしながら、前記従来の腹腔鏡装置は、臨床に携わる術者が４〜５名と多く、術者を少なくすることも望まれていた。

本発明はこのような事情に鑑みてなされたもので、術者を少人数化することができる体腔内観察装置を提供することを目的とする。

請求項１に記載の発明は、前記目的を達成するために、被検者の体腔内に挿通具をガイドとして挿入される処置具と、被検者の体壁開口部に固定されるとともに観察光学系が設けられた観察ユニットと、前記観察ユニットの前記観察光学系によって撮像された前記体腔内を表示するモニタと、前記観察ユニットの前記観察光学系によって撮像された体腔内を示す画像のうち必要な画像領域を選択して拡大表示させる画像領域選択拡大表示手段と、を備えたことを特徴としている。

請求項１に記載の発明によれば、観察光学系を有する観察ユニットを被検者の体壁開口部に固定し、観察ユニットの観察光学系により撮像された体腔内映像をモニタに表示する。観察ユニットの観察光学系は、観察ユニットが体壁開口部に固定されるため、体腔内全体を見渡すことが必要になり、広い観察視野を有するものが使用される。しかしながら、観察視野の広い観察光学系によって撮像された撮像領域の全領域をモニタに全表示した場合、本当に観察したい部位の画像が小さくなるという不具合が生じる。この不具合を解消するため本発明は、観察ユニットの観察光学系によって撮像された画像のうち必要な画像領域を選択して拡大表示させる画像領域選択拡大表示手段を有している。これにより、必要な画像がモニタで拡大表示されるので、必要な画像を得るために観察ユニットの位置を変更する術者、すなわち従来の腹腔鏡を操作する術者が不要になる。したがって、臨床に不都合を与えることなく術者を少人数化することができる。

請求項２に記載の発明は、請求項１の体腔内観察装置において、前記画像領域選択拡大表示手段は、前記観察ユニットによって撮像された画像から、前記処置具又は挿通具に付されたマーカ部の位置を検出するマーカ位置検出部と、前記マーカ部が画像の中心部に位置するように画像を所定の領域にトリミングするトリミング部と、トリミングした画像領域をモニタに所定の倍率で拡大表示させる拡大部と、を備えたことを特徴としている。

請求項２に記載の発明によれば、本当に観察したい部位に相当する、処置具又は挿通具の先端に、例えば体色とは全く異なる色のマーカを付け、画像処理においてマーカ位置検出部によりマーカの位置を検出し、このマーカが画像の中心部に位置するように画像を所定の領域にトリミングした後、その画像領域を拡大手段によってモニタに所定の倍率で拡大表示する。このような画像処理によって、本当に観察したい部位の画像を人手を要することなく容易に拡大表示することができる。

請求項３に記載の発明は、被検者の体腔内に挿通具をガイドとして挿入される処置具と、被検者の体壁開口部に挿入されるとともに観察光学系が設けられた腹腔鏡と、前記腹腔鏡の前記観察光学系によって撮像された前記体腔内を表示するモニタと、前記腹腔鏡の前記観察光学系によって撮像された体腔内を示す画像のうち必要な画像領域を選択して拡大表示させる画像領域選択拡大表示手段と、を備えたことを特徴としている。請求項３に記載の発明によれば、腹腔鏡を観察ユニットに代えて使用したものである。

本発明に係る体腔内観察装置によれば、観察光学系を有する観察ユニットを体壁開口部に固定し、観察ユニットの観察光学系により撮像された体腔内映像をモニタに表示するとともに、画像領域選択拡大表示手段によって必要な画像領域を選択し拡大表示させたので、臨床に不都合を与えることなく術者を少人数化することができる。

以下、添付図面に従って本発明に係る体腔内観察装置の好ましい実施の形態について説明する。

図１は、本発明の第１の実施の形態に係る体腔内観察装置１０のシステム構成図が示され、図２は体腔内観察装置１０による臨床状況が示されている。

図１、図２に示すように体腔内観察装置１０は処置具１２、トラカール（挿通具）１４、観察ユニット１６、映像信号処理機１８、及びモニタ２０等から構成される。

処置具１２は、手術台２２に寝かされた被検者２４の体腔２６内の患部を処置するものであり、術者２８が操作する操作部３０が設けられている。また、この処置具１２は、操作部３０の先端に挿入部３２が接続され、挿入部３２の先端には鉗子部３４が設けられている。

処置具１２の挿入部３２は、図２の如く被検者２４の腹部４２の表面から穿刺されたトラカール１４をガイドとして体腔２６内に挿入される。トラカール１４は、先端が先鋭状に形成された金属性の中空管４４と、この中空管４４の基端に設けられた軟性の把持管４６とから構成される。このように構成されたトラカール１４は、術者２８が把持管４６を把持し、中空管４４の先鋭状先端を先頭にして腹部４２を穿刺することにより中空管４４が体腔２６内に挿入される。

観察ユニット１６は図１に示すように略円柱状に形成され、トラカール１４の穿刺位置の近傍で腹部４２を切除して広げられた開口部４３に固定されている。観察ユニット１６は、略円柱状に形成されたユニット本体４８と、ユニット本体４８の雄ねじ部４９に螺合されて腹壁（腹皮）をユニット本体４８との間で挟圧するナット部５０とから構成される。この挟圧保持によって観察ユニット１６が開口部４３に固定される。

ユニット本体４８には、複数の発光ダイオード５２、バッテリ５４、レンズ５６とＣＣＤ５８とを備えた観察光学系６０、及び映像信号を無線により送信する映像信号送信部６２が内蔵されている。ＬＥＤ５２、５２…は、ユニット本体４８の中心軸を中心とする同一円周上に等間隔で配置されている。また、ＬＥＤ５２を収納する収納凹部６４が、透明板又は散光板等のプレート６６によって密閉されている。更に、観察光学系６０は、ユニット本体４８の中心軸にその光軸が合致するように配置されている。観察光学系６０のレンズ５６の前方には透明板６８が配置され、この透明板６８によって観察光学系６０の収納凹部７０が密閉されている。

バッテリ５４は、小型軽量を考慮してボタン電池が用いられる。このバッテリ５４は、ユニット本体４８の上面に着脱自在に取り付けられたキャップ７２を取り外すことにより、新たなバッテリ５４と交換される。バッテリ５４は図３の如くＬＥＤ５２、ＣＣＤ５８、及び映像信号送信部６２に電力を供給するとともに、ＣＣＤ５８からの出力信号を映像信号に処理する映像信号処理部７４にも電力を供給する。この映像信号処理部７４も図２に示したユニット本体４８に内蔵されている。

このように構成された観察ユニット１６によれば、ＬＥＤ５２、５２…によって被観察体３６が照明され、その被観察体の光像がレンズ５６を介してＣＣＤ５８に結像される。そして、ＣＣＤ５８からの出力信号は、映像信号処理部７４によって映像信号に処理された後、映像信号送信部６２のアンテナ７６から図１に示した映像信号処理機１８に送信される。すなわち、観察ユニット１６は、内蔵されたバッテリ５４によって照明、撮像、映像信号を送信するという機能を兼ね備えている。

映像信号処理機１８に送信された映像信号は、図３に示すように映像信号受信部７８のアンテナ８０によって受信される。そして、受信された映像信号は、歪曲補正制御部８２によってレンズ５６が持つ歪曲特性が補正される。歪曲特性が補正された映像信号は、マーカ位置検出部８４、トリミング部８６、及び拡大部８８からなるマーカ追尾制御部（画像領域選択拡大表示手段）９０に出力される。

ここでマーカ追尾制御部９０について説明する。

図２に示した観察ユニット１６の観察光学系６０は、観察ユニット１６が体壁開口部４３に固定されるため、体腔２６全体を見渡せることができる広い観察視野を有するものが適用される。しかしながら、観察視野の広い（例えば視野角１７０°）観察光学系６０によって撮像された撮像領域の全領域をモニタ２０に全表示した場合、処置具又はトラカール１４の先端部近傍の本当に観察したい部位の画像が小さくなるという不具合が発生する。

この不具合を解消するために、図２の如く処置具１２の鉗子部３４に、体色とは全く異なる色（例えば：青）のマーカＭを付ける。そして、マーカ追尾制御部９０による画像処理において、図３のマーカ位置検出部８４によりマーカＭの位置を検出する。次に、このマーカＭが画像の中心部に位置するように画像をトリミング部８６によって所定の領域にトリミングする。次いで、その画像領域を拡大部８８によってモニタ２０に所定の倍率で拡大表示する。拡大倍率は、映像信号処理機１８の倍率調整ツマミ１９を操作することによって調整する。このような画像処理によって、本当に観察したい部位の画像をモニタ２０に大きく表示することができるので、観察視野の広い観察光学系を用いた場合の前記不具合を解消できる。すなわち、観察ユニットを術者が何も操作することなく体壁開口部４３に固定した状態で使用することができるので、臨床に不都合なく術者を少人数化できる。また、処置具１２の操作によってマーカＭの位置が変わっても、マーカ位置検出部８４によってマーカＭを常に追尾しているので、マーカＭ近傍の画像を常に拡大して観察することができる。なお、マーカＭはトラカール１４の先端に付してもよい。

実施の形態の映像信号処理機１８は、切替スイッチ９２を有している。この切替スイッチ９２は、モニタ２０に出力する映像信号を、歪曲特性が補正されただけの映像信号又はマーカＭを自動追尾して拡大した映像信号のうち、一つの映像信号を選択的に切り替えるものである。後者に切り替えた場合には、モニタ２０においてマーカＭ近傍の画像を拡大して観察することができ、前者に切り替えた場合には、観察視野の広い観察光学系６０によって撮像された撮像領域の全領域をモニタ２０で観察することができる。体腔２６全体における処置具１２の鉗子部３４の位置を把握する場合に便利である。

以上の如く構成された体腔内観察装置１０によれば、ＬＥＤ５２、バッテリ５４、観察光学系６０、及び映像信号送信部６２を有する観察ユニット１６を体壁開口部４３に固定し、観察ユニット１６の観察光学系６０により撮像された体腔２６内映像の映像信号を映像信号送信部６２により無線にてモニタ２０側の映像信号処理機１８に送信する。これにより、観察ユニット１６を操作する術者、すなわち従来の腹腔鏡を操作する術者が不要になる。また、観察ユニット１６は、内蔵のバッテリ５４によりＬＥＤ５２を駆動するのでライトガイドケーブルが不要になり、更に、観察ユニット１６によって撮像した映像信号を無線により送信するので送信用ケーブルが不要になる。したがって、実施の形態の体腔内観察装置１０によれば、臨床に不都合なく術者を少人数化できるとともに手術台２２の周りに引き回されるケーブルの本数を削減することができる。

また、実施の形態では、観察ユニット１６の照明部１６としてＬＥＤ５２を使用したので、電球を使用する照明部よりも省電力で小型化でき、観察ユニット１６がコンパクトになる。したがって、体壁開口部４３に固定される小型軽量の観察ユニット１６を提供できる。また、発熱量も電球と比較して低いので、発熱による影響も防止できる。ＬＥＤ５２の発光色は特に問わないが、前述したマーカＭの色は、マーカＭを正しく検出するために、ＬＥＤ５２の発光色とは異なる色が選択される。例えば、ＬＥＤ５２の発光色が赤の場合には、マーカＭの色は青を選択すればよい。

なお、実施の形態では、画像領域選択拡大表示手段としてマーカ追尾制御部９０を例示したが、これに限定されるものではない。例えば、図４に示す視線入力式システム１００によれば、赤外カメラ（アイモニタ）１０２によって術者２８の眼球像を取り込むとともに、赤外線（微弱レーザなど直進性のよいもの）によって術者２８の角膜反射点を読み取る。そして、その情報に基づき術者２８の視線方向を換算し、術者２８とモニタ２０との距離情報を考慮して、現在注視している画像位置を検出器１０４により検出する。この後、現在注視している画像位置が画像の中心部に位置するように画像をトリミングし、その画像領域をモニタ２０に所定の倍率で拡大表示する。これにより、処置具１２やトラカール１４にマーカを付すことなく、本当に観察したい被観察体の映像を拡大表示することができる。

実施の形態の体腔内観察装置１０では、体壁開口部４３に固定される観察ユニット１６について説明したが、この観察ユニット１６に代えて、図５の如くトラカール１４と観察光学系を有する腹腔鏡１１０とを用いた腹腔鏡装置を使用してもよい。前記腹腔鏡装置が硬性の場合、従来は腹腔鏡をトラカールの中で傾けたり、トラカールを腹壁に対して傾けたりして視野方向を変えていた。しかし、トラカールと腹腔鏡との隙間はわずかであり、また、トラカールと腹壁とは密着しているため、必要な方向への視野を向けるのは困難であった。そこで本発明を利用すれば、腹腔鏡はトラカールに挿入した状態で動かす必要はなく、必要な視野方向と拡大像を得ることができる。

なお、実施の形態では、体腔内観察装置１０につて説明したが、胸腔鏡装置においても、実施の形態の観察ユニット１６を適用することができる。

観察光学系が一体となった観察ユニットを有する体腔内観察装置のシステム構成図 図１に示した体腔内観察装置による臨床状況を示す説明図 図１に示した体腔内観察装置の構成を示すブロック図 視線入力式システムの構成図 腹腔鏡の使用状態を示す説明図

符号の説明

１０…体腔内観察装置、１２…処置具、１４…トラカール、１６…観察ユニット、１８…映像信号処理機、２０…モニタ、２６…体腔、４８…ユニット本体、５２…ＬＥＤ、５４…バッテリ、５８…ＣＣＤ、６０…観察光学系、６２…映像信号送信部、７４…映像信号処理部、１００…視線入力式システム

Claims (3)

1. 被検者の体腔内に挿通具をガイドとして挿入される処置具と、
   被検者の体壁開口部に固定されるとともに観察光学系が設けられた観察ユニットと、
   前記観察ユニットの前記観察光学系によって撮像された前記体腔内を表示するモニタと、
   前記観察ユニットの前記観察光学系によって撮像された体腔内を示す画像のうち必要な画像領域を選択して拡大表示させる画像領域選択拡大表示手段と、
   を備えたことを特徴とする体腔内観察装置。
2. 前記画像領域選択拡大表示手段は、
   前記観察ユニットによって撮像された画像から、前記処置具又は挿通具に付されたマーカ部の位置を検出するマーカ位置検出部と、
   前記マーカ部が画像の中心部に位置するように画像を所定の領域にトリミングするトリミング部と、
   トリミングした画像領域をモニタに所定の倍率で拡大表示させる拡大部と、
   を備えたことを特徴とする請求項１に記載の体腔内観察装置。
3. 被検者の体腔内に挿通具をガイドとして挿入される処置具と、
   被検者の体壁開口部に挿入されるとともに観察光学系が設けられた腹腔鏡と、
   前記腹腔鏡の前記観察光学系によって撮像された前記体腔内を表示するモニタと、
   前記腹腔鏡の前記観察光学系によって撮像された体腔内を示す画像のうち必要な画像領域を選択して拡大表示させる画像領域選択拡大表示手段と、
   を備えたことを特徴とする体腔内観察装置。

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