JPH0938030A - 内視鏡装置 - Google Patents
内視鏡装置Info
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- JPH0938030A JPH0938030A JP7212818A JP21281895A JPH0938030A JP H0938030 A JPH0938030 A JP H0938030A JP 7212818 A JP7212818 A JP 7212818A JP 21281895 A JP21281895 A JP 21281895A JP H0938030 A JPH0938030 A JP H0938030A
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- Japan
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- endoscope
- laparoscope
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 内視鏡を支える助手を必要としない上、医師
や患者の負担増大や手術の安全性低下の懸念を伴わず
に、的確な内視画像を常に表示する。 【解決手段】 撮像機能付きの腹腔鏡1が挿入された被
検体Mの内視画像がモニタ3に表示されるようになって
いる内視鏡装置において、ビデオトラッカー4が内視画
像での注目対象である特定位置に関する位置情報を逐次
計測する一方、ビデオトラッカー4からの位置情報に基
づいてトラッキング制御部6が腹腔鏡1の自動的な移動
制御を行うことにより、常に観察し易い内視画像が表示
される構成となっている。
や患者の負担増大や手術の安全性低下の懸念を伴わず
に、的確な内視画像を常に表示する。 【解決手段】 撮像機能付きの腹腔鏡1が挿入された被
検体Mの内視画像がモニタ3に表示されるようになって
いる内視鏡装置において、ビデオトラッカー4が内視画
像での注目対象である特定位置に関する位置情報を逐次
計測する一方、ビデオトラッカー4からの位置情報に基
づいてトラッキング制御部6が腹腔鏡1の自動的な移動
制御を行うことにより、常に観察し易い内視画像が表示
される構成となっている。
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】この発明は、医用の内視鏡装
置、つまり撮像機能付きの内視鏡による被検体の内視画
像が表示できるようになっている内視鏡装置に係り、特
に、内視画像の中の注目対象の位置を逐次監視しながら
内視画像が観察し易い状態で映し出されるように内視鏡
の自動的移動制御を行う技術に関する。
置、つまり撮像機能付きの内視鏡による被検体の内視画
像が表示できるようになっている内視鏡装置に係り、特
に、内視画像の中の注目対象の位置を逐次監視しながら
内視画像が観察し易い状態で映し出されるように内視鏡
の自動的移動制御を行う技術に関する。
【0002】
【従来の技術】近年、内視鏡装置を用いて行う手術、す
なわち胆嚢の摘出手術に代表されるような内視鏡下手術
が盛んである。従来の内視鏡装置は、撮像機能付きの内
視鏡(電子内視鏡)と、この内視鏡からの光電変換信号
を入力して画像を表示する画像表示手段を備え、内視鏡
が挿入された患者の内視画像が画像表示手段により表示
されるという構成である。内視鏡下手術の際は、内視鏡
を患者の体内に差し込んで内視画像をTV用ブラウン管
などのモニタ上に映し出しておいて、医師がモニタ上の
内視画像を見ながら手術を進めてゆく。医師が患部の状
況をリアルタイムで目視観察しながら手術するのであ
る。
なわち胆嚢の摘出手術に代表されるような内視鏡下手術
が盛んである。従来の内視鏡装置は、撮像機能付きの内
視鏡(電子内視鏡)と、この内視鏡からの光電変換信号
を入力して画像を表示する画像表示手段を備え、内視鏡
が挿入された患者の内視画像が画像表示手段により表示
されるという構成である。内視鏡下手術の際は、内視鏡
を患者の体内に差し込んで内視画像をTV用ブラウン管
などのモニタ上に映し出しておいて、医師がモニタ上の
内視画像を見ながら手術を進めてゆく。医師が患部の状
況をリアルタイムで目視観察しながら手術するのであ
る。
【0003】通常の内視鏡下手術では、医師の他にも助
手が必要とされる。手術中、モニタ上の内視画像が適当
な視野を提示するように、内視鏡の距離や方向をコント
ロールしながら内視鏡を常に支える助手が要るのであ
る。最近は助手の代わりに、施術者である医師の指示に
従い内視鏡をコントロールするロボットが使われ始めた
りもしている。このロボットは、医師の発する音声、医
師が踏み分け操作するフットスイッチ、あるいは、医師
の視線の向き方に応じて動く。音声による場合、上下や
左右などの指示をロボットが聞き分けて動くことにな
る。フットスイッチによる場合、医師の踏んだスイッチ
に従ってロボットが動く。また、医師の視線によるコン
トロールの場合、予め医師へ装着しておいた特殊な眼鏡
(スコープ)による医師の視線の検出結果に従ってロボ
ットが動く。
手が必要とされる。手術中、モニタ上の内視画像が適当
な視野を提示するように、内視鏡の距離や方向をコント
ロールしながら内視鏡を常に支える助手が要るのであ
る。最近は助手の代わりに、施術者である医師の指示に
従い内視鏡をコントロールするロボットが使われ始めた
りもしている。このロボットは、医師の発する音声、医
師が踏み分け操作するフットスイッチ、あるいは、医師
の視線の向き方に応じて動く。音声による場合、上下や
左右などの指示をロボットが聞き分けて動くことにな
る。フットスイッチによる場合、医師の踏んだスイッチ
に従ってロボットが動く。また、医師の視線によるコン
トロールの場合、予め医師へ装着しておいた特殊な眼鏡
(スコープ)による医師の視線の検出結果に従ってロボ
ットが動く。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上に説
明した従来の内視鏡下手術には、それぞれ、改善が望ま
れている点がある。前者の助手が必要とされる場合、内
視鏡を支える助手の人件費が手術費用に加えるられるた
め経済的とは言えないだけでなく、時として、医師と助
手の意思疎通がうまくいかないことがあり、却って手術
に時間がかかってしまうため、患者には負担であり、好
ましくない。後者のロボットを使用する場合、まず、音
声聞き分け方式では、音声認識の正確性が十分でないこ
とから、手術の安全性が低下することが懸念される。フ
ットスイッチの踏み分け方式では、手術する医師の負担
が大きくて手術効率が悪くなり、手術が長引くなど患者
にも負担を強いることになる。また、視線追跡方式だ
と、医師が視線検知用の眼鏡を付けねばならず、医師と
って負担となる他、手術中、医師がモニター上の内視画
像を見ているときばかりではなく、医師の視線の向きが
必ずしも内視鏡を動かしたい方向を示しているとは限ら
ないため、的確さに欠くことが懸念される。
明した従来の内視鏡下手術には、それぞれ、改善が望ま
れている点がある。前者の助手が必要とされる場合、内
視鏡を支える助手の人件費が手術費用に加えるられるた
め経済的とは言えないだけでなく、時として、医師と助
手の意思疎通がうまくいかないことがあり、却って手術
に時間がかかってしまうため、患者には負担であり、好
ましくない。後者のロボットを使用する場合、まず、音
声聞き分け方式では、音声認識の正確性が十分でないこ
とから、手術の安全性が低下することが懸念される。フ
ットスイッチの踏み分け方式では、手術する医師の負担
が大きくて手術効率が悪くなり、手術が長引くなど患者
にも負担を強いることになる。また、視線追跡方式だ
と、医師が視線検知用の眼鏡を付けねばならず、医師と
って負担となる他、手術中、医師がモニター上の内視画
像を見ているときばかりではなく、医師の視線の向きが
必ずしも内視鏡を動かしたい方向を示しているとは限ら
ないため、的確さに欠くことが懸念される。
【0005】この発明は、上記事情に鑑み、内視鏡を支
える助手を必要とせず、かつ、医師や患者の負担増大を
招かず、しかも、手術の安全性低下の懸念なく、的確な
内視画像を常に表示することのできる内視鏡装置を提供
することを目的とする。
える助手を必要とせず、かつ、医師や患者の負担増大を
招かず、しかも、手術の安全性低下の懸念なく、的確な
内視画像を常に表示することのできる内視鏡装置を提供
することを目的とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、この発明に係る内視鏡装置は、撮像機能付きの内視
鏡と、この内視鏡からの光電変換信号を入力して画像を
表示する画像表示手段とを備え、前記内視鏡が挿入され
た被検体の内視画像が前記画像表示手段により表示され
るようになっている内視鏡装置において、前記内視画像
上における注目対象に関する位置情報を逐次もたらす位
置情報計測手段と、この位置情報計測手段からの位置情
報に基づいて内視鏡の自動的移動制御を行う移動制御手
段とを備え、前記注目対象に関する位置情報に基づく内
視鏡の移動により内視画像が変わるようになっている構
成としたものである。
め、この発明に係る内視鏡装置は、撮像機能付きの内視
鏡と、この内視鏡からの光電変換信号を入力して画像を
表示する画像表示手段とを備え、前記内視鏡が挿入され
た被検体の内視画像が前記画像表示手段により表示され
るようになっている内視鏡装置において、前記内視画像
上における注目対象に関する位置情報を逐次もたらす位
置情報計測手段と、この位置情報計測手段からの位置情
報に基づいて内視鏡の自動的移動制御を行う移動制御手
段とを備え、前記注目対象に関する位置情報に基づく内
視鏡の移動により内視画像が変わるようになっている構
成としたものである。
【0007】
【作用】この発明の作用は、次の通りである。この発明
に係る内視鏡装置によれば、位置情報計測手段が内視画
像の中の注目対象に関する位置を逐次監視して位置情報
を送出する一方、この位置情報に基づき、内視鏡の移動
制御手段が内視鏡を自動的に適当な位置へ移動させる結
果、モニタの画面に自動的に常に観察し易い内視画像が
映し出されることになる。
に係る内視鏡装置によれば、位置情報計測手段が内視画
像の中の注目対象に関する位置を逐次監視して位置情報
を送出する一方、この位置情報に基づき、内視鏡の移動
制御手段が内視鏡を自動的に適当な位置へ移動させる結
果、モニタの画面に自動的に常に観察し易い内視画像が
映し出されることになる。
【0008】
【発明の実施の形態】以下、この発明の好ましい実施の
形態としての内視鏡装置の実施例を、図面を参照しなが
ら説明する。図1は実施例に係る内視鏡装置全体構成を
示すブロック図である。実施例の内視鏡装置は、被検体
に挿入される撮像機能付きの内視鏡として、電子式腹腔
鏡1を備えるとともに、内視画像を表示するための手段
(画像表示手段)として、信号処理部2およびTVモニ
タ3を備えている。被検体Mの腹腔mに挿入された腹腔
鏡1からの光電変換信号は、まず信号処理部2で処理さ
れてビデオ信号に変換された後、TVモニタ3の画面上
に内視画像として表示されるという構成である。
形態としての内視鏡装置の実施例を、図面を参照しなが
ら説明する。図1は実施例に係る内視鏡装置全体構成を
示すブロック図である。実施例の内視鏡装置は、被検体
に挿入される撮像機能付きの内視鏡として、電子式腹腔
鏡1を備えるとともに、内視画像を表示するための手段
(画像表示手段)として、信号処理部2およびTVモニ
タ3を備えている。被検体Mの腹腔mに挿入された腹腔
鏡1からの光電変換信号は、まず信号処理部2で処理さ
れてビデオ信号に変換された後、TVモニタ3の画面上
に内視画像として表示されるという構成である。
【0009】この内視鏡装置を用いて手術を行う場合、
まず、気腹装置(図示省略)や吊上げ装置(図示省略)
により、図1に示すように、被検体Mの腹壁Nと患部n
の間に腹腔mを形成する一方、金属製ないしプラスチッ
ク製のトロカールT1〜T3を腹壁Nを貫通して腹腔m
に挿し込む。気腹装置は、手術中、炭酸ガスを送り込ん
で腹腔mを形成するものであり、吊上げ装置はワイヤ等
で腹壁Nを引っ張りあげつつ気体も送り込んだりして腹
腔mを形成するものである。そして、トロカールT1を
通して腹腔鏡1を被検体Mの腹腔m内に挿入するととも
に、トロカールT2を通して切除用の鉗子15を腹腔m
内に挿入し、又、トロカールT3を通して把持用の鉗子
16を腹腔m内に挿入する。そして、腹腔鏡1を通して
TVモニタ3に映し出される内視画像を見ながら、医師
が手術を行うことになるのであるが、以下、各部の構成
を具体的に説明する。
まず、気腹装置(図示省略)や吊上げ装置(図示省略)
により、図1に示すように、被検体Mの腹壁Nと患部n
の間に腹腔mを形成する一方、金属製ないしプラスチッ
ク製のトロカールT1〜T3を腹壁Nを貫通して腹腔m
に挿し込む。気腹装置は、手術中、炭酸ガスを送り込ん
で腹腔mを形成するものであり、吊上げ装置はワイヤ等
で腹壁Nを引っ張りあげつつ気体も送り込んだりして腹
腔mを形成するものである。そして、トロカールT1を
通して腹腔鏡1を被検体Mの腹腔m内に挿入するととも
に、トロカールT2を通して切除用の鉗子15を腹腔m
内に挿入し、又、トロカールT3を通して把持用の鉗子
16を腹腔m内に挿入する。そして、腹腔鏡1を通して
TVモニタ3に映し出される内視画像を見ながら、医師
が手術を行うことになるのであるが、以下、各部の構成
を具体的に説明する。
【0010】電子式腹腔鏡1は、患部照明用の光ファイ
バーと患部撮影用の対物レンズおよびCCD等を用いた
カラー映像検出器を内蔵することで撮像機能が備わった
ものとなっている。ハロゲンランプ等の光源5の光が光
ファイバトー(ライトガイド)を通して腹腔鏡1の先端
から投光されて腹腔m内が照明される一方、照らし出さ
れた腹腔mの内部が対物レンズを介して映像検出器に結
像し光電変換信号となって信号処理部2へ送り出され
る。光電変換信号は信号処理部2でビデオ信号に変換さ
れてから、ビデオトラッカー4に送られる。ビデオ信号
はビデオトラッカー4からその後段のTVモニタ3に送
られて、患部nや鉗子15,16が映し出された内視画
像がTVモニタ3の画面にカラー表示される一方、ビデ
オトラッカー(位置情報計測手段)4がビデオ信号に基
づいて内視画像の中における注目対象に関する位置情報
を計測する構成になっている。
バーと患部撮影用の対物レンズおよびCCD等を用いた
カラー映像検出器を内蔵することで撮像機能が備わった
ものとなっている。ハロゲンランプ等の光源5の光が光
ファイバトー(ライトガイド)を通して腹腔鏡1の先端
から投光されて腹腔m内が照明される一方、照らし出さ
れた腹腔mの内部が対物レンズを介して映像検出器に結
像し光電変換信号となって信号処理部2へ送り出され
る。光電変換信号は信号処理部2でビデオ信号に変換さ
れてから、ビデオトラッカー4に送られる。ビデオ信号
はビデオトラッカー4からその後段のTVモニタ3に送
られて、患部nや鉗子15,16が映し出された内視画
像がTVモニタ3の画面にカラー表示される一方、ビデ
オトラッカー(位置情報計測手段)4がビデオ信号に基
づいて内視画像の中における注目対象に関する位置情報
を計測する構成になっている。
【0011】電子式腹腔鏡1は、天井または手術台にし
っかりと取り付けられたサポートアーム12に上下移動
が可能なように支持されている。すなわち、サポートア
ーム12の下端の取付アーム13へ回転可能に立設され
ているボールネジ14に電子式腹腔鏡1の取付ピース1
aが螺合(ねじ結合)しており、ステッピング型回転モ
ータ10が回転すると、ボールネジ14の方は上下動せ
ずに回転だけして、腹腔鏡1の方が図1中に矢印で示す
ように上または下に移動する。
っかりと取り付けられたサポートアーム12に上下移動
が可能なように支持されている。すなわち、サポートア
ーム12の下端の取付アーム13へ回転可能に立設され
ているボールネジ14に電子式腹腔鏡1の取付ピース1
aが螺合(ねじ結合)しており、ステッピング型回転モ
ータ10が回転すると、ボールネジ14の方は上下動せ
ずに回転だけして、腹腔鏡1の方が図1中に矢印で示す
ように上または下に移動する。
【0012】また、エンコーダー11は腹腔鏡1の上下
位置に対応した位置信号をビデオトラッカー4やトラッ
キング制御部6へ送出するものである。ビデオトラッカ
ー4と共に後に詳しく説明するが、後者のトラッキング
制御部6は、ビデオトラッカー4から送られてくる位置
情報に基づき、モータ制御部7を介して回転モータ10
を回転させ腹腔鏡1を上または下に自動的に移動させる
ことにより、TVモニタ3へ表示される内視画像が常に
観察し易い状態で映し出されるようにするものである。
上のトラッキング制御部6とモータ制御部7とで移動制
御手段を構成しているのである。
位置に対応した位置信号をビデオトラッカー4やトラッ
キング制御部6へ送出するものである。ビデオトラッカ
ー4と共に後に詳しく説明するが、後者のトラッキング
制御部6は、ビデオトラッカー4から送られてくる位置
情報に基づき、モータ制御部7を介して回転モータ10
を回転させ腹腔鏡1を上または下に自動的に移動させる
ことにより、TVモニタ3へ表示される内視画像が常に
観察し易い状態で映し出されるようにするものである。
上のトラッキング制御部6とモータ制御部7とで移動制
御手段を構成しているのである。
【0013】次に、ビデオトラッカー4による内視画像
の中の注目対象(トラッキング対象)に関する位置情報
の計測について説明する。この実施例の装置の場合、注
目対象に関する位置情報の計測モードには、次の3つの
モード〜があり、目的に応じて適当なモードが医師
により選択される。
の中の注目対象(トラッキング対象)に関する位置情報
の計測について説明する。この実施例の装置の場合、注
目対象に関する位置情報の計測モードには、次の3つの
モード〜があり、目的に応じて適当なモードが医師
により選択される。
【0014】モード 注目対象としてひとつの動的対
象(図1では鉗子15または鉗子16のいずれか一方)
の特定位置が選定されて、その位置情報が計測される。
これにより、注目対象である鉗子の特定位置が内視画像
のほぼ真ん中に常に映し出されるようにコントロールで
きる。
象(図1では鉗子15または鉗子16のいずれか一方)
の特定位置が選定されて、その位置情報が計測される。
これにより、注目対象である鉗子の特定位置が内視画像
のほぼ真ん中に常に映し出されるようにコントロールで
きる。
【0015】モード 注目対象としてふたつの動的対
象(図1では鉗子15および鉗子16の双方)それぞれ
の特定位置が選定されてそれらの位置情報が計測され
る。これにより、両鉗子15,16が常にほぼ適当な間
隔をもって内視画像上にあらわれるようにコントロール
できる。 $ モード 注目対象としてひとつの動的対象(図1
では鉗子15または鉗子16のいずれか一方)とひとつ
の静的対象(図1では患部n)それぞれの特定位置が選
定されてそれらの位置情報が計測される。これにより、
ひとつの鉗子と患部nの特定位置が常にほぼ適当な間隔
をもって内視画像上にあらわれるようにコントロールで
きる。
象(図1では鉗子15および鉗子16の双方)それぞれ
の特定位置が選定されてそれらの位置情報が計測され
る。これにより、両鉗子15,16が常にほぼ適当な間
隔をもって内視画像上にあらわれるようにコントロール
できる。 $ モード 注目対象としてひとつの動的対象(図1
では鉗子15または鉗子16のいずれか一方)とひとつ
の静的対象(図1では患部n)それぞれの特定位置が選
定されてそれらの位置情報が計測される。これにより、
ひとつの鉗子と患部nの特定位置が常にほぼ適当な間隔
をもって内視画像上にあらわれるようにコントロールで
きる。
【0016】以下、上の3つのモードのうちモードが
選択された場合を例にとって説明する。医師が操作する
鉗子15,16は常々動くものなのであるが、図2
(a)に示すように、TVモニタ3に映った両鉗子1
5,16の間隔が適当であれば、医師は観察し易くて鉗
子15,16の操作が的確に行える。しかし、図6
(a)に示すように、両鉗子15,16が患部nに近づ
くことにより、両鉗子15,16が接近している場合に
は、腹腔鏡1を患部nに近づけて拡大表示する方が医師
にとって鉗子15,16の操作が容易で的確である。一
方、図6(b)に示すように、両鉗子15,16が離れ
過ぎてバラバラに見えるようでは、医師が観察し難くて
鉗子15,16の操作が的確に行えない。だから、図2
に示すように、各鉗子15,16の特定位置A,Bの位
置情報をビデオトラッカー4で計測する一方、その位置
情報からトラッキング制御部6が特定位置A,Bの間隔
を算出し、両鉗子15,16が医師の観察に適した間隔
で内視画像中に映し出されるように、腹腔鏡1を自動的
に上下移動させるのである。因みに、腹腔鏡1が上昇す
ると表示倍率が低下して内視画像中の特定位置A,B間
の間隔が狭くなり、腹腔鏡1が下降すると表示倍率が増
大して内視画像中の特定位置A,B間の間隔が拡がる。
なお、実施例の装置の場合、フットスイッチ9を押すと
ビデオトラッカー4の動作が開始し、再びフットスイッ
チ9を押すとビデオトラッカー4の動作が停止するよう
になっている。大略説明は、以上のとおりであるが、以
下、より具体的に説明する。
選択された場合を例にとって説明する。医師が操作する
鉗子15,16は常々動くものなのであるが、図2
(a)に示すように、TVモニタ3に映った両鉗子1
5,16の間隔が適当であれば、医師は観察し易くて鉗
子15,16の操作が的確に行える。しかし、図6
(a)に示すように、両鉗子15,16が患部nに近づ
くことにより、両鉗子15,16が接近している場合に
は、腹腔鏡1を患部nに近づけて拡大表示する方が医師
にとって鉗子15,16の操作が容易で的確である。一
方、図6(b)に示すように、両鉗子15,16が離れ
過ぎてバラバラに見えるようでは、医師が観察し難くて
鉗子15,16の操作が的確に行えない。だから、図2
に示すように、各鉗子15,16の特定位置A,Bの位
置情報をビデオトラッカー4で計測する一方、その位置
情報からトラッキング制御部6が特定位置A,Bの間隔
を算出し、両鉗子15,16が医師の観察に適した間隔
で内視画像中に映し出されるように、腹腔鏡1を自動的
に上下移動させるのである。因みに、腹腔鏡1が上昇す
ると表示倍率が低下して内視画像中の特定位置A,B間
の間隔が狭くなり、腹腔鏡1が下降すると表示倍率が増
大して内視画像中の特定位置A,B間の間隔が拡がる。
なお、実施例の装置の場合、フットスイッチ9を押すと
ビデオトラッカー4の動作が開始し、再びフットスイッ
チ9を押すとビデオトラッカー4の動作が停止するよう
になっている。大略説明は、以上のとおりであるが、以
下、より具体的に説明する。
【0017】まず、図2(a)に示すように、TVモニ
タ3の上の内視画像に、鉗子15,16の両方があらわ
れるようにしておき、注目対象として鉗子15の先端側
の特定位置Aと鉗子16の先端側の特定位置Bを下記の
操作により選定する。操作部8からのカーソル操作で点
a,bと点c,dを画面上で指定すれば、正方形検索用
エリア17,18が区画設定されると同時に、図2
(b)に示すように、正方形検索用エリア17,18の
中心が特定位置A,Bとして設定される。それに加え
て、検索用エリア17,18部分のビデオ信号に適当な
パターン化を施してからそれぞれパターンメモリ部(図
示省略)へ記憶する。パターン化の例としては、『0』
と『1』の2値信号によるパターン化がある。
タ3の上の内視画像に、鉗子15,16の両方があらわ
れるようにしておき、注目対象として鉗子15の先端側
の特定位置Aと鉗子16の先端側の特定位置Bを下記の
操作により選定する。操作部8からのカーソル操作で点
a,bと点c,dを画面上で指定すれば、正方形検索用
エリア17,18が区画設定されると同時に、図2
(b)に示すように、正方形検索用エリア17,18の
中心が特定位置A,Bとして設定される。それに加え
て、検索用エリア17,18部分のビデオ信号に適当な
パターン化を施してからそれぞれパターンメモリ部(図
示省略)へ記憶する。パターン化の例としては、『0』
と『1』の2値信号によるパターン化がある。
【0018】一方、鉗子15,16の動きに応じて、T
Vモニタ3の内視画像の上の両鉗子15,16の位置に
変化が生じ間隔が変化するから、これを追跡することに
なる。1/60秒毎に得られる新たな画面(新規画面)
のビデオ信号(輝度信号、色信号のいずれか一方、また
は両者の併用)をパターン化してパターンメモリ部に記
憶してから、先に記憶しておいた当初の正方形の検索用
エリア17,18との比較(パターンマッチング)を行
って、当初の正方形の検索用エリア17,18と対応す
る新規画面での正方形エリアをそれぞれサーチ抽出する
というエリア認識を実行する。エリア認識が終われば、
ビデオトラッカー4は続いてサーチ抽出された新規画面
の両正方形エリアにおける中心位置(つまり、新規画面
での特定位置A,B)が内視画像上のどの位置にあるか
を(パターンメモリ部の番地等に基づくなどして)計測
し、それを特定位置A,Bの新たな位置情報(内視画像
上での位置情報)として、次のトラッキング制御部6へ
送出する。
Vモニタ3の内視画像の上の両鉗子15,16の位置に
変化が生じ間隔が変化するから、これを追跡することに
なる。1/60秒毎に得られる新たな画面(新規画面)
のビデオ信号(輝度信号、色信号のいずれか一方、また
は両者の併用)をパターン化してパターンメモリ部に記
憶してから、先に記憶しておいた当初の正方形の検索用
エリア17,18との比較(パターンマッチング)を行
って、当初の正方形の検索用エリア17,18と対応す
る新規画面での正方形エリアをそれぞれサーチ抽出する
というエリア認識を実行する。エリア認識が終われば、
ビデオトラッカー4は続いてサーチ抽出された新規画面
の両正方形エリアにおける中心位置(つまり、新規画面
での特定位置A,B)が内視画像上のどの位置にあるか
を(パターンメモリ部の番地等に基づくなどして)計測
し、それを特定位置A,Bの新たな位置情報(内視画像
上での位置情報)として、次のトラッキング制御部6へ
送出する。
【0019】トラッキング制御部6は、特定位置A,B
の新たな位置情報、すなわち新たな両正方形エリアにお
ける中心点の間の相対距離(内視画像上での距離)を算
出してから、これにエンコーダー11からの腹腔鏡1の
上下位置に対応した位置信号を使って倍率補正演算を行
い、両特定位置A,Bの実距離を算出する。TVモニタ
3に表示された内視画像の倍率は、腹腔鏡1の上下位置
に比例するものであるから、両特定位置A,Bの相対距
離にエンコーダー11からの位置信号による倍率補正を
行えば、特定位置A,Bの実距離が求まるのである。
の新たな位置情報、すなわち新たな両正方形エリアにお
ける中心点の間の相対距離(内視画像上での距離)を算
出してから、これにエンコーダー11からの腹腔鏡1の
上下位置に対応した位置信号を使って倍率補正演算を行
い、両特定位置A,Bの実距離を算出する。TVモニタ
3に表示された内視画像の倍率は、腹腔鏡1の上下位置
に比例するものであるから、両特定位置A,Bの相対距
離にエンコーダー11からの位置信号による倍率補正を
行えば、特定位置A,Bの実距離が求まるのである。
【0020】一方、モード〜が選択された場合、腹
腔鏡1は、図3に示すように、位置H1〜H5と間欠的
に上下移動するようになっている。他方、鉗子15,1
6の特定位置A,Bの実距離に応じて適当な内視画像と
いうものが決まるという実情がある。
腔鏡1は、図3に示すように、位置H1〜H5と間欠的
に上下移動するようになっている。他方、鉗子15,1
6の特定位置A,Bの実距離に応じて適当な内視画像と
いうものが決まるという実情がある。
【0021】すなわち、図3に実線で示すごとく鉗子1
5,16の両特定位置A,Bの実距離がLAであれば、
図5(a)に示す内視画像が鉗子15,16の間隔が適
当となるため、観察し易い。この時、腹腔鏡1の位置
は、図3に示した位置H3となる。また、図3に一点鎖
線で示すごとく鉗子15,16の両特定位置A,Bの実
距離LBが小さい場合、図5(b)に示す内視画像が鉗
子15,16の間隔が適当となるため、観察し易い。こ
の時、腹腔鏡1の位置は、図3に示した位置H1となっ
て倍率が大きくなる。もし、この場合、腹腔鏡1が位置
H3にあると、図6(a)に示すように、鉗子15,1
6がひとつに見えてしまい不適当な内視画像となってし
まう。そして、図3に破線で示すごとく鉗子15,16
の両特定位置A,Bの実距離LCが大きい場合、図5
(c)に示す内視画像が鉗子15,16の間隔が適当と
なるため、観察し易い。この時、腹腔鏡1の位置は、図
3に示した位置H5となって倍率が小さくなる。もし、
この場合、腹腔鏡1が位置H3にあると、図6(b)に
示すように、鉗子15,16がばらばらで纏まりなく見
えてしまい不適当な内視画像となってしまう。
5,16の両特定位置A,Bの実距離がLAであれば、
図5(a)に示す内視画像が鉗子15,16の間隔が適
当となるため、観察し易い。この時、腹腔鏡1の位置
は、図3に示した位置H3となる。また、図3に一点鎖
線で示すごとく鉗子15,16の両特定位置A,Bの実
距離LBが小さい場合、図5(b)に示す内視画像が鉗
子15,16の間隔が適当となるため、観察し易い。こ
の時、腹腔鏡1の位置は、図3に示した位置H1となっ
て倍率が大きくなる。もし、この場合、腹腔鏡1が位置
H3にあると、図6(a)に示すように、鉗子15,1
6がひとつに見えてしまい不適当な内視画像となってし
まう。そして、図3に破線で示すごとく鉗子15,16
の両特定位置A,Bの実距離LCが大きい場合、図5
(c)に示す内視画像が鉗子15,16の間隔が適当と
なるため、観察し易い。この時、腹腔鏡1の位置は、図
3に示した位置H5となって倍率が小さくなる。もし、
この場合、腹腔鏡1が位置H3にあると、図6(b)に
示すように、鉗子15,16がばらばらで纏まりなく見
えてしまい不適当な内視画像となってしまう。
【0022】そのため、図4に示すように、鉗子15,
16の両特定位置A,Bの実距離の範囲に対して適当な
腹腔鏡1の位置H1〜H5を予め対応づけしデータとし
てトラッキング制御部6が保持している。具体的には、
次の通りの対応となる。特定位置A,Bの実距離L1〜
L2の範囲J1は腹腔鏡1が位置H1となる。特定位置
A,Bの実距離L2〜L3の範囲J2は腹腔鏡1が位置
H2となる。特定位置A,Bの実距離L3〜L4の範囲
J3は腹腔鏡1が位置H3となる。特定位置A,Bの実
距離L4〜L5の範囲J4は腹腔鏡1が位置H4とな
る。特定位置A,Bの実距離L5〜L6の範囲J4は腹
腔鏡1が位置H5となる。そのため、トラッキング制御
部6では、特定位置A,Bの実距離が求められた後、範
囲J1〜J5の中から、求められた実距離が含まれる範
囲を探索するとともに、位置H1〜H5の中から探索さ
れた範囲に対応する腹腔鏡1の位置を確定し、その確定
した位置に腹腔鏡1がくるようにトラッキング制御部6
がコントロール信号をモータ制御部7へ送出する。そう
すると回転モータ10が回り、ボールネジ14が回転す
るのに伴い、腹腔鏡1が確定した位置に向かって上また
は下に移動してゆくのである。もちろん、確定した腹腔
鏡1の位置が現状の位置であれば、腹腔鏡1の上下移動
せずそのまま停止している。
16の両特定位置A,Bの実距離の範囲に対して適当な
腹腔鏡1の位置H1〜H5を予め対応づけしデータとし
てトラッキング制御部6が保持している。具体的には、
次の通りの対応となる。特定位置A,Bの実距離L1〜
L2の範囲J1は腹腔鏡1が位置H1となる。特定位置
A,Bの実距離L2〜L3の範囲J2は腹腔鏡1が位置
H2となる。特定位置A,Bの実距離L3〜L4の範囲
J3は腹腔鏡1が位置H3となる。特定位置A,Bの実
距離L4〜L5の範囲J4は腹腔鏡1が位置H4とな
る。特定位置A,Bの実距離L5〜L6の範囲J4は腹
腔鏡1が位置H5となる。そのため、トラッキング制御
部6では、特定位置A,Bの実距離が求められた後、範
囲J1〜J5の中から、求められた実距離が含まれる範
囲を探索するとともに、位置H1〜H5の中から探索さ
れた範囲に対応する腹腔鏡1の位置を確定し、その確定
した位置に腹腔鏡1がくるようにトラッキング制御部6
がコントロール信号をモータ制御部7へ送出する。そう
すると回転モータ10が回り、ボールネジ14が回転す
るのに伴い、腹腔鏡1が確定した位置に向かって上また
は下に移動してゆくのである。もちろん、確定した腹腔
鏡1の位置が現状の位置であれば、腹腔鏡1の上下移動
せずそのまま停止している。
【0023】腹腔鏡1の位置がステップ状の設定とされ
ている理由は、連続的な設定とされていると、鉗子1
5,16の僅かな動きでも腹腔鏡1が上下に移動して内
視画像が常に変化して画像がぶれて見えるようになり、
逆に観察し難くなるからである。なお、上記では腹腔鏡
1の上下位置の設定が5段階であったが、設定段数を増
やして腹腔鏡1がもう少し細かく刻みで上下に移動する
ようにしてもよい。
ている理由は、連続的な設定とされていると、鉗子1
5,16の僅かな動きでも腹腔鏡1が上下に移動して内
視画像が常に変化して画像がぶれて見えるようになり、
逆に観察し難くなるからである。なお、上記では腹腔鏡
1の上下位置の設定が5段階であったが、設定段数を増
やして腹腔鏡1がもう少し細かく刻みで上下に移動する
ようにしてもよい。
【0024】なお、腹腔鏡1の上下位置が当初の正方形
検索用エリア17,18の部分ビデオ信号をそれぞれパ
ターンメモリ部に記憶した時の位置と異なる場合は、内
視画像(つまりはビデオ信号)の倍率が互いに異なるた
め、そのままでは、当初の正方形検索用エリア17,1
8と対応する新規画面の正方形エリアのサーチ抽出(パ
ターンマッチング)が出来ない。したがって、この場合
は、エンコーダー11の位置信号により、パターンメモ
リ部から読みだす信号を、新規画面の倍率と合うように
倍率補正を施してからサーチ抽出を行うか、あるいは、
新規画面のビデオ信号を、当初画面のビデオ信号に合う
よう倍率補正を施す。
検索用エリア17,18の部分ビデオ信号をそれぞれパ
ターンメモリ部に記憶した時の位置と異なる場合は、内
視画像(つまりはビデオ信号)の倍率が互いに異なるた
め、そのままでは、当初の正方形検索用エリア17,1
8と対応する新規画面の正方形エリアのサーチ抽出(パ
ターンマッチング)が出来ない。したがって、この場合
は、エンコーダー11の位置信号により、パターンメモ
リ部から読みだす信号を、新規画面の倍率と合うように
倍率補正を施してからサーチ抽出を行うか、あるいは、
新規画面のビデオ信号を、当初画面のビデオ信号に合う
よう倍率補正を施す。
【0025】続いて、以上の構成の内視鏡装置を内視鏡
下手術で稼働させるときの様子を、図7として示すフロ
ーチャートを参照しながら説明する。 手順 まず、手術台の上の被検体Mに対して、図1に
示すように、トロカールT1〜T3の挿入を行った後、
腹腔鏡1、および、両鉗子15,16の差し込みを行
う。
下手術で稼働させるときの様子を、図7として示すフロ
ーチャートを参照しながら説明する。 手順 まず、手術台の上の被検体Mに対して、図1に
示すように、トロカールT1〜T3の挿入を行った後、
腹腔鏡1、および、両鉗子15,16の差し込みを行
う。
【0026】手順 腹腔鏡1を初期位置(基準位
置)、すなわち腹腔mの真ん中である位置H3に腹腔鏡
1の先端が来るようにセットするとともに、初期位置で
の内視画像をTVモニタ3に映し出す。
置)、すなわち腹腔mの真ん中である位置H3に腹腔鏡
1の先端が来るようにセットするとともに、初期位置で
の内視画像をTVモニタ3に映し出す。
【0027】手順 注目対象に関する位置情報の計測
のための3つのモード〜のうちからひとつを選択す
る。今は、モードが選択されたものとする。
のための3つのモード〜のうちからひとつを選択す
る。今は、モードが選択されたものとする。
【0028】手順 操作部8により、内視画像の中の
鉗子15,16の先端側のところに正方形の検索用エリ
ア17,18を区画設定する(同時に特定位置A,Bが
設定される)。ビデオトラッカー4は、検索用エリア1
7,18の中心、すなわち特定位置A,Bの位置情報を
計測し送出することになる。
鉗子15,16の先端側のところに正方形の検索用エリ
ア17,18を区画設定する(同時に特定位置A,Bが
設定される)。ビデオトラッカー4は、検索用エリア1
7,18の中心、すなわち特定位置A,Bの位置情報を
計測し送出することになる。
【0029】手順 の段階が終了した時点で医師が
フットスイッチ9を踏むと、内視鏡装置1のビデオトラ
ッキング4による位置情報の計測動作がスタートする。
フットスイッチ9を踏むと、内視鏡装置1のビデオトラ
ッキング4による位置情報の計測動作がスタートする。
【0030】手順 ビデオトラッキング4の位置情報
の計測動作がスタートに伴って、下記a〜gに従っ
て、腹腔鏡1の上下の自動的移動制御が始まる。 a ビデオトラッカー4により、1/60秒の間隔で
得られる新規画面に対し検索用エリア17,18に対応
する正方形エリアをサーチ抽出するエリア認識を行う。 b エリア認識で確定した正方形エリアに基づいて新
規画面での特定位置A,Bの位置情報の計測する。 c 計測により得られた新規画面での特定位置A,B
の位置情報をトラッキング制御部6へ送出する。 d トラッキング制御部6で、まず特定位置A,Bの
相対距離が算出される。 e 続いて、トラッキング制御部6では、算出された
相対距離に対してエンコーダー11からの位置信号によ
る倍率補正が施されて、特定位置A,Bの実距離が算出
される。 f トラッキング制御部6で、範囲J1〜J5のうち
の特定位置A,Bの実距離の属する範囲が検索決定され
るとともに、位置H1〜H5のうちから対応する腹腔鏡
1の位置が確定する。 g トラッキング制御部6から必要に応じてモータ制
御部7にコントロール信号が送られて回転モータ10が
回るのに伴って、腹腔鏡1が確定した位置に移動すると
同時にモニタ3の上の画面が適切な内視画像へと変化す
る。
の計測動作がスタートに伴って、下記a〜gに従っ
て、腹腔鏡1の上下の自動的移動制御が始まる。 a ビデオトラッカー4により、1/60秒の間隔で
得られる新規画面に対し検索用エリア17,18に対応
する正方形エリアをサーチ抽出するエリア認識を行う。 b エリア認識で確定した正方形エリアに基づいて新
規画面での特定位置A,Bの位置情報の計測する。 c 計測により得られた新規画面での特定位置A,B
の位置情報をトラッキング制御部6へ送出する。 d トラッキング制御部6で、まず特定位置A,Bの
相対距離が算出される。 e 続いて、トラッキング制御部6では、算出された
相対距離に対してエンコーダー11からの位置信号によ
る倍率補正が施されて、特定位置A,Bの実距離が算出
される。 f トラッキング制御部6で、範囲J1〜J5のうち
の特定位置A,Bの実距離の属する範囲が検索決定され
るとともに、位置H1〜H5のうちから対応する腹腔鏡
1の位置が確定する。 g トラッキング制御部6から必要に応じてモータ制
御部7にコントロール信号が送られて回転モータ10が
回るのに伴って、腹腔鏡1が確定した位置に移動すると
同時にモニタ3の上の画面が適切な内視画像へと変化す
る。
【0031】手順 フットスイッチ9がもしオンのま
まであれば、上のの手順が再び繰り返される。
まであれば、上のの手順が再び繰り返される。
【0032】手順 フットスイッチ9がもしオフであ
れば、腹腔鏡1の上下の自動的移動制御が停止(トラッ
キングストップ)となる。なお、フットスイッチ9が途
中でオフされた場合は直ちにトラッキングストップとな
る。また、モードでなくて、モード,が選択され
た場合も、モードと実質的に同様の手順でなされるこ
とは言うまでもない。
れば、腹腔鏡1の上下の自動的移動制御が停止(トラッ
キングストップ)となる。なお、フットスイッチ9が途
中でオフされた場合は直ちにトラッキングストップとな
る。また、モードでなくて、モード,が選択され
た場合も、モードと実質的に同様の手順でなされるこ
とは言うまでもない。
【0033】この発明の内視鏡装置は、以下のように変
形して実施することができる。 (1)上記の実施例の場合、腹腔鏡1の移動は上下方向
だけであったが、上下方向に加えて腹腔鏡の傾きを変化
させる移動も可能ないわゆる多軸(3次元)移動制御方
式のものが他の実施例として挙げられる。
形して実施することができる。 (1)上記の実施例の場合、腹腔鏡1の移動は上下方向
だけであったが、上下方向に加えて腹腔鏡の傾きを変化
させる移動も可能ないわゆる多軸(3次元)移動制御方
式のものが他の実施例として挙げられる。
【0034】(2)上記の実施例の場合、操作部により
内視画像の上で検索用エリア17,18や特定位置A,
Bの設定を行う構成であったが、鉗子15,16の先端
に、腹腔内にはまず見られない青色の発光ダイオードや
蛍光塗料を付け、腹腔内で光らせる一方、この捉えやす
い波長の光点を注目対象としてビデオトラッカーが逐次
追跡して位置情報を計測するという形態であってもよ
い。
内視画像の上で検索用エリア17,18や特定位置A,
Bの設定を行う構成であったが、鉗子15,16の先端
に、腹腔内にはまず見られない青色の発光ダイオードや
蛍光塗料を付け、腹腔内で光らせる一方、この捉えやす
い波長の光点を注目対象としてビデオトラッカーが逐次
追跡して位置情報を計測するという形態であってもよ
い。
【0035】(3)上記の実施例の場合、内視鏡が腹腔
鏡であったが、この発明では、腹腔鏡以外の内視鏡も使
用可能であることは言うまでもない。また、医療器具と
して鉗子が使われていたが、鉗子以外の医療器具が使わ
れてもよいことも言うまでもない。
鏡であったが、この発明では、腹腔鏡以外の内視鏡も使
用可能であることは言うまでもない。また、医療器具と
して鉗子が使われていたが、鉗子以外の医療器具が使わ
れてもよいことも言うまでもない。
【0036】
【効果】この発明は、以上に述べたとおり、内視画像中
の注目対象の位置を位置情報計測手段により監視しなが
ら内視鏡を自動的に移動させて常に観察し易い的確な内
視画像とするものであることから、内視鏡を支える人手
が要らなくて経済的である上、施術中、医師や患者の負
担を増大させることもなく、かつ、手術の安全性が低下
するような懸念もない。
の注目対象の位置を位置情報計測手段により監視しなが
ら内視鏡を自動的に移動させて常に観察し易い的確な内
視画像とするものであることから、内視鏡を支える人手
が要らなくて経済的である上、施術中、医師や患者の負
担を増大させることもなく、かつ、手術の安全性が低下
するような懸念もない。
【図1】実施例に係る内視鏡装置全体構成を示すブロッ
ク図である。
ク図である。
【図2】実施例装置での検索用エリアと特定位置の設定
の様子を示す説明図である。
の様子を示す説明図である。
【図3】腹腔鏡の上下位置変化と鉗子の間隔変化をあら
わす模式的説明図である。
わす模式的説明図である。
【図4】鉗子の実距離範囲と腹腔鏡の上下位置の対応関
係を示す説明図である。
係を示す説明図である。
【図5】好ましい内視画像例を示す模式的平面図であ
る。
る。
【図6】好ましくない内視画像例を示す模式的平面図で
ある。
ある。
【図7】実施例の内視鏡装置の稼働手順を示すフローチ
ャートである。
ャートである。
1…撮像機能付きの内視鏡としての腹腔鏡 2…画像表示手段を構成する信号処理部 3…画像表示手段を構成するTVモニタ 4…位置情報計測手段としてのビデオトラッカー 6…トラッキング制御部 7…モータ制御部 A…注目対象としての特定位置 B…注目対象としての特定位置 M…被検体
Claims (1)
- 【請求項1】 撮像機能付きの内視鏡と、この内視鏡か
らの光電変換信号を入力して画像を表示する画像表示手
段とを備え、前記内視鏡が挿入された被検体の内視画像
が前記画像表示手段により表示されるようになっている
内視鏡装置において、前記内視画像の中における注目対
象に関する位置情報を逐次もたらす位置情報計測手段
と、この位置情報計測手段からの位置情報に基づいて内
視鏡の自動的移動制御を行う移動制御手段とを備え、前
記注目対象に関する位置情報に基づく内視鏡の移動によ
り内視画像が変化するようになっていることを特徴とす
る内視鏡装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP7212818A JPH0938030A (ja) | 1995-07-28 | 1995-07-28 | 内視鏡装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP7212818A JPH0938030A (ja) | 1995-07-28 | 1995-07-28 | 内視鏡装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH0938030A true JPH0938030A (ja) | 1997-02-10 |
Family
ID=16628872
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP7212818A Pending JPH0938030A (ja) | 1995-07-28 | 1995-07-28 | 内視鏡装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH0938030A (ja) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2002253598A (ja) * | 2001-03-01 | 2002-09-10 | Nidek Co Ltd | レーザ治療装置 |
WO2018235255A1 (ja) * | 2017-06-23 | 2018-12-27 | オリンパス株式会社 | 医療システムとその作動方法 |
WO2019035206A1 (ja) * | 2017-08-18 | 2019-02-21 | オリンパス株式会社 | 医療システムおよび画像生成方法 |
WO2022054428A1 (ja) * | 2020-09-10 | 2022-03-17 | オリンパス株式会社 | 医療システムおよび制御方法 |
-
1995
- 1995-07-28 JP JP7212818A patent/JPH0938030A/ja active Pending
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2002253598A (ja) * | 2001-03-01 | 2002-09-10 | Nidek Co Ltd | レーザ治療装置 |
WO2018235255A1 (ja) * | 2017-06-23 | 2018-12-27 | オリンパス株式会社 | 医療システムとその作動方法 |
US11510552B2 (en) | 2017-06-23 | 2022-11-29 | Olympus Corporation | Medical system and operation method therefor |
WO2019035206A1 (ja) * | 2017-08-18 | 2019-02-21 | オリンパス株式会社 | 医療システムおよび画像生成方法 |
WO2022054428A1 (ja) * | 2020-09-10 | 2022-03-17 | オリンパス株式会社 | 医療システムおよび制御方法 |
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