医療装置
【課題】マーカが留置される患部等の対象部位に円滑にガイドし易くする内視鏡等の医療装置を提供する。
【解決手段】硬性の挿入部４０の先端部４０ａに対物レンズ６２を設けた硬性内視鏡２１における把持部４１には、患部等に留置される留置マーカの位置を電磁的に検出するセンスコイルＣｘ，Ｃｙ，Ｃｚを内蔵したセンスコイルユニット４３が着脱自在に装着される。各硬性内視鏡２１は、さらに各挿入部４０の長さ等の固有の情報を書き込んだＩＣメモリ６９を内蔵する。その情報を利用し、センスコイルＣｘ，Ｃｙ，Ｃｚによる留置マーカの位置の検出によりその留置マーカの位置と先端部４０ａの位置Ｐとの相対的な位置関係を検出し、留置マーカが留置された患部等の部位に先端部４０ａを導き易くする。
【解決手段】硬性の挿入部４０の先端部４０ａに対物レンズ６２を設けた硬性内視鏡２１における把持部４１には、患部等に留置される留置マーカの位置を電磁的に検出するセンスコイルＣｘ，Ｃｙ，Ｃｚを内蔵したセンスコイルユニット４３が着脱自在に装着される。各硬性内視鏡２１は、さらに各挿入部４０の長さ等の固有の情報を書き込んだＩＣメモリ６９を内蔵する。その情報を利用し、センスコイルＣｘ，Ｃｙ，Ｃｚによる留置マーカの位置の検出によりその留置マーカの位置と先端部４０ａの位置Ｐとの相対的な位置関係を検出し、留置マーカが留置された患部等の部位に先端部４０ａを導き易くする。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、体内等に挿入して内視鏡検査や処置を行うための内視鏡等の医療装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、医療用分野において、内視鏡が広く採用されるようになった。また、消化器用の軟性内視鏡の観察下による処置にも利用される。この場合、患部の状況等によっては、硬性内視鏡の観察下による外科手術による処置の方が行い易い場合がある。
このような場合、従来では、消化器内視鏡の術者は、外科手術で検査、処置を行おうとする消化管内の患部等の対象部位に、目印となるマーカを留置していた。このマーカの位置は、胃壁、腸壁等が介在するため、硬性内視鏡による光学的な観察の際には画像として認知できないため、従来例においては、体外からの触感やＸ線透視等の手段により行っていた。
【特許文献１】特開２００２−１３１００９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
上述のように従来の内視鏡においては、マーカを留置しても、そのマーカの位置を簡単に認知できなかった。
また、マーカの位置を認知して、さらにそのマーカの位置に内視鏡の先端側を円滑にアプローチすることができると、内視鏡検査や処置を円滑に行い易くなるが、従来例においてはそのような構成になっていなかった。
なお、特開２００２−１３１００９号公報には、軟性内視鏡の先端部の位置を含む挿入部の形状を検出できる構成の内視鏡装置が開示されているが、留置されるマーカの位置にアプローチをし易くするものでもない。
【０００４】
（発明の目的）
本発明は、上述した点に鑑みてなされたもので、マーカが留置される患部等の対象部位に円滑にガイドし易くする内視鏡等の医療装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明は、体腔内に挿入するための挿入部を備えた医療装置において、当該医療装置における前記挿入部の基端側に配設され、体腔外位置から体腔内の対象部位に留置されたマーカの位置を電磁的に検知するセンサと、当該医療装置における、前記センサが配設される位置と前記挿入部の先端部の位置との第１の位置関係に係る情報と、前記センサの出力信号とに基づいて、前記挿入部の先端部の位置と前記マーカの位置との相対的な第２の位置関係を検出可能とした第２位置関係検出手段と、を具備したことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００６】
本発明によれば、内視鏡等の医療装置の先端部の位置と、患部等の対象部位に留置されるマーカとの相対的な位置関係を検出可能とすることにより、術者は、その情報を利用して先端部を対象部位に対して円滑にアプローチできる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
以下、図面を参照して本発明の実施例を説明する。
【実施例１】
【０００８】
図１ないし図１２は本発明の実施例１に係り、図１は本発明の実施例１を備えた内視鏡システムの全体構成を示し、図２は第１の内視鏡装置の全体構成を示し、図３は第２の内視鏡装置の全体構成を示し、図４は硬性内視鏡の内部構成を示し、図５は留置マーカの構成を示し、図６はセンスコイルと留置マーカ及び先端部の位置検出の様子を示し、図７は対象部位（対象領域）の形状に応じて留置マーカを設定する例を示し、図８及び図９はドライブコイルによる駆動波形とその駆動により留置マーカのソースコイルから送信する信号波形のタイミング等を示し、図１０は消化器用の軟性内視鏡による内視鏡検査及び留置マーカを留置する内容を示し、図１１は消化器用の軟性内視鏡による留置マーカの留置後における硬性内視鏡による外科手術する際の処置する内容を示し、図１２はモニタでの内視鏡画像等の表示例を示す。
【０００９】
図１に示すように本実施例を備えた内視鏡システム１は、例えば消化器用内視鏡装置としての第１の内視鏡装置２と、外科手術用内視鏡装置としての第２の内視鏡装置３と、特に第１の内視鏡装置３側により患者４の患部等の検査或いは処置する対象領域（対象部位）５に留置されるＲＦ−ＩＤタグ等により構成されるｎ個の留置マーカＭｉ／ｎ（ｉ＝１，２，…、ｎ）とを備えている。
第１の内視鏡装置２は、屈曲した体腔内に沿って挿入可能とする軟性内視鏡１１と、この軟性内視鏡１１に照明光を供給する光源装置１２と、軟性内視鏡１１に内蔵された撮像素子に対する信号処理を行うプロセッサ装置１３と、このプロセッサ装置１３から出力される映像信号を表示するモニタ１４と、プロセッサ装置１３に接続され、留置マーカＭｉ／ｎ等への情報の入力を行うキーボード１５と、例えば術者１６のヘッドに装着され、音声によって留置マーカＭｉ／ｎ等への情報の入力等を行うことを可能とするマイク（を備えたマイクセット）１７とからなる。
【００１０】
また、第２の内視鏡装置２は、外科手術のために例えば患者４の腹部４ａ等に挿入される硬性内視鏡２１と、この硬性内視鏡２１に照明光を供給する光源装置２２と、硬性内視鏡２１に内蔵された撮像素子に対する信号処理を行うプロセッサ装置２３と、このプロセッサ装置２３から出力される映像信号を表示するモニタ２４と、プロセッサ装置２３に接続され、情報の入力を行うキーボード２５とからなる。
軟性内視鏡１１は、軟性で細長の挿入部３０と、この挿入部３０の基端に設けられ、術者１６により把持されるハンドル部３１と、このハンドル部３１から延出されるユニバーサルケーブル３２とを有し、このユニバーサルケーブル３２の末端側は、例えばライトガイドケーブル３２ａと信号ケーブル３２ｂとに分岐し、それぞれ末端に設けられたコネクタ３２ｃ及び３２ｄは、光源装置１２とプロセッサ装置１３とに着脱自在に接続される。
【００１１】
この軟性内視鏡１１は、口部から挿入部３０を挿入し、屈曲した食道等の管路を経て例えば胃３３の内部等に挿入することができる。
【００１２】
また、挿入部３０の基端付近には処置具挿入口３４が設けてあり、処置具を挿入して、挿入部３０内に設けられたチャンネルを介してその先端側を突出して処置したり、留置用の処置具となる把持鉗子３５を用いて留置マーカＭｉ／ｎを留置することができるようにしている。
また、挿入部３０は、硬質の先端部３０ａと、湾曲自在の湾曲部３０ｂと、軟性（可撓性）の軟性部３０ｃとから構成され、術者１６は、ハンドル部３１に設けた湾曲ノブ３６を操作することにより、湾曲部３０ｂを上下、左右の任意の方向に湾曲することができる。
また、ハンドル部３１には、術者１６が音声等による留置マーカＭｉ／ｎに情報を書き込むために電磁的に送信するための駆動コイルユニット３７がとりつけられている。そして、後述するように駆動コイルユニット３７内の駆動コイルから書き込む情報を電磁波で送信することにより、留置マーカＭｉ／ｎ内のメモリに送信された情報を書き込む（記憶）することができるようにしている。
【００１３】
一方、硬性内視鏡２１は、硬質性で細長の挿入部４０と、この挿入部４０の基端に設けられ、術者１６により把持されるハンドル部４１と、このハンドル部４１から延出されるユニバーサルケーブル４２とを有し、このユニバーサルケーブル４２の末端側は、例えばライトガイドケーブル４２ａと信号ケーブル４２ｂとに分岐し、それぞれ末端に設けられたコネクタ４２ｃ及び４２ｄは、光源装置２２とプロセッサ装置２３とに着脱自在に接続される。
また、この硬性内視鏡２１には、例えばその挿入部４０の基端付近には、留置マーカ６の位置を検出したり、この硬性内視鏡２１における挿入部４０の先端部４０ａの位置Ｐ（図４参照）と、その視野方向Ｓを検出可能とする（センスコイルを内蔵した）センスコイルユニット４３が取り付けられている。
【００１４】
このセンスコイルユニット４３は、留置マーカＭｉ／ｎの位置検出にも利用される。
この硬性内視鏡２１は、その挿入部４０がトラカール４４を介して患者４の腹部４ａから体内に刺入される。
【００１５】
図２は第１の内視鏡装置２の詳細な構成を示す。
図２に示すように、軟性内視鏡１１の挿入部３０内には照明光を伝送するライトガイド（図２における拡大図参照）４５が挿通されており、その後端側の入射端は、図１に示した光源装置１２に着脱自在に接続される。そして、光源装置１２から供給される照明光を伝送し、ライトガイド４５の先端の出射面から出射する。このライトガイド４５の出射面は、先端部３０ａの照明窓に取り付けられている。
先端部３０ａには、この照明窓に隣接して観察窓が設けてあり、この観察窓には対物レンズ４６が取り付けてあり、その結像位置には撮像素子として例えば電荷結合素子（ＣＣＤと略記）４７が配置されている。このＣＣＤ４７は、信号線によりコネクタ３２ｄの接点に電気的に接続されている。そして、ユーザは、このコネクタ３２ｄをプロセッサ装置１３に接続することにより、プロセッサ装置１３内部の駆動＆信号処理回路４８に接続される。
また、挿入部３０内にはチャンネル４９が設けてあり、留置マーカＭｉ／ｎを留置するための把持鉗子３５等の処置具を挿通することができる。
【００１６】
また、ハンドル部３１に設けた駆動コイルユニット３７の内部には、留置マーカＭｉ／ｎに対して書き込む情報を電磁波により送信する駆動コイル５０が収納されている。この駆動コイル５０は、ハンドル部３１内部及びユニバーサルケーブル３２内を挿通された信号線と接続され、コネクタ３２ｄを介してプロセッサ装置１３と接続される。
プロセッサ装置１３に内蔵された駆動＆信号処理回路４８は、各種のクロック等のタイミング信号を生成するタイミングジェネレータ５１と、そのタイミング信号に同期してＣＣＤ４７を駆動するＣＣＤ駆動信号を発生するＣＣＤ駆動回路５２とを有する。
また、ＣＣＤ駆動信号の印加により、ＣＣＤ４７から出力されるＣＣＤ出力信号を増幅するアンプ５３と、このアンプ５３の出力信号をＡ／Ｄ変換するＡ／Ｄ変換器５４と、このＡ／Ｄ変換器５４から出力されるデジタルのＣＣＤ出力信号に対して映像信号生成の信号処理を行う映像信号処理回路５５と、この映像信号処理回路５５から出力される映像信号をＤ／Ａ変換するＤ／Ａ変換器５６と、このＤ／Ａ変換器５６から出力されるアナログの映像信号を増幅するアンプ５７とを有する。
【００１７】
このアンプ５７により増幅されたアナログの映像信号は、モニタ１４に入力され、モニタ１４の表示面には、この映像信号に対応する内視鏡画像が表示される。
なお、タイミングジェネレータ５１は、タイミング信号を、Ａ／Ｄ変換器５４、映像信号処理回路５５及びＤ／Ａ変換器５６にも供給する。
また、このプロセッサ装置１３には、制御処理を行うＣＰＵ５８と、音声認識を行う音声認識回路５９と、駆動コイル５０を駆動する信号を生成する駆動コイル用駆動回路６０とが内蔵されている。
ＣＰＵ５８には、術者１６等によりキーボード１５の操作によりデータ等が入力される。また、術者１６等によりマイクセット１７を介して入力される音声信号は、音声認識回路５９により音声認識されて対応する文字情報に変換されてＣＰＵ５８に入力される。
【００１８】
ＣＰＵ５８は、キーボード１５や音声認識回路５９から入力されるデータや文字情報に対応する信号を駆動コイル用駆動回路６０に出力する。駆動コイル用駆動回路６０は、入力されたデータや文字情報に対応する信号をハンドル部３１内の駆動コイル５０に送り、この駆動コイル５０はＣＰＵ５８側からの入力情報を変調した信号にして、電磁波として放射する。
【００１９】
ここで、軟性内視鏡１１の例えばハンドル部３１には、指示操作用のスイッチＳｃとＳｄとが設けてある。そして、例えばスイッチＳｃを押してＯＮする事により、その操作信号がプロセッサ装置１３内に設けたＣＰＵ５８に入力される。そして、ＣＰＵ５８は、この指示信号を受けて、留置マーカＭｉ／ｎに向けて駆動コイル５０から留置マーカＭｉ／ｎへの送信動作を実行する。また、スイッチＳｄを操作することにより、駆動コイル５０から留置マーカＭｉ／ｎへの送信を停止させる。このようにして、不必要に信号を放射しないようにしている。
なお、スイッチＳｃ，Ｓｄは、駆動コイルユニット３７に設けるようにしても良い。この場合には、駆動コイルユニット３７から軟性内視鏡１１を介してその信号をＣＰＵ５８に伝送する。また、スイッチＳｃのみにより、送信開始と送信停止の機能を兼ねるようにしても良い。
【００２０】
留置マーカＭｉ／ｎは、この電磁波を受信して、その一部を電源に利用すると共に、復調して、送信された情報を内蔵したメモリ８８ａ（図５参照）に記憶する。
具体的には、駆動コイル５０から電磁波として放射される信号は、術者１６による所見、（留置マーカ６の）留置日時、（留置マーカＭｉ／ｎの）通し番号（つまり１／ｎ，２／ｎ、…、ｎ／ｎ）などの情報が重畳される。そして、留置マーカＭｉ／ｎに内蔵された受信及び送信を兼ねるソースコイルＣｍｉによりその電磁波を受信する。さらにその一部を電源に利用し、送信された信号を復調して、上記入力情報に対応する信号を生成し、留置マーカＭｉ／ｎ内のＩＣチップ８８のメモリ８８ａに記憶する。
本実施例においては、留置マーカＭｉ／ｎのソースコイルＣｍｉから送信される信号による位置情報の他に、留置マーカＭｉ／ｎのメモリ８８ａ内に記憶された情報を、読み出すことにより、以後の硬性内視鏡２１側による処置をより円滑に行えるようにする。
【００２１】
なお、駆動コイル５０を設ける位置は、軟性内視鏡１１のハンドル部３１に設ける場合に限定されるものでなく、他の位置或いは、軟性内視鏡１１以外の位置、例えばプロセッサ装置１３に設けるようにしても良い。
図３は第２の内視鏡装置３の詳細な構成を示す。また、図４は第２の内視鏡装置３を構成する硬性内視鏡２１の詳細を示す。
図４に示すように、硬性内視鏡２１の硬質性の挿入部４０内には、ライトガイド６１が挿通されており、このライトガイド６１はさらにハンドル部４１から延出されたユニバーサルケーブル４２内に挿通されている。
そして、図１に示すようにユーザは、コネクタ４２ａを光源装置２２に接続することにより、光源装置２２から供給される照明光を伝送する。このライトガイド６１の先端の出射面は、挿入部４０の先端部４０ａの照明窓に取り付けてあり、照明光はこの照明窓から前方に出射される。
【００２２】
また、この照明窓に隣接して設けられた観察窓には、対物レンズ６２が取り付けてあり、その結像位置にはＣＣＤ６３が配置されている。このＣＣＤ６３は、挿入部４０内等に挿通された信号線を介して図３に示すようにプロセッサ装置２３に内蔵された駆動＆信号処理回路６４と接続される。
図４に示すように、この硬性内視鏡２１のハンドル部４１には、センスコイルユニット４３が着脱自在に装着される。
例えば、ハンドル部４１の外周面における１箇所には、コネクタ受け６５が設けてあり、センスコイルユニット４３側のコネクタ６６に着脱自在に接続される。このセンスコイルユニット４３にはセンスコイルＣｘ、Ｃｙ、Ｃｚと、ドライブコイルＣｄとが内蔵されており、センスコイルＣｘ、Ｃｙ、ＣｚとドライブコイルＣｄは、コネクタ６６の接点にリード線にて接続されている。
【００２３】
そして、これらセンスコイルＣｘ、Ｃｙ、ＣｚとドライブコイルＣｄは、コネクタ受け６５の接点に接続された信号線を介して、図３に示すプロセッサ装置２３内のセンスコイル用処理回路６７及びドライブコイル用信号処理回路６８にそれぞれ接続される。
なお、ドライブコイルＣｄをセンスコイルＣｘ、Ｃｙ、Ｃｚの１つで兼用するようにしても良い。その場合には、ドライブコイルＣｄを省くことができる。
また、本実施例においては、センスコイルユニット４３を、硬性内視鏡２１に着脱自在にしているので、センスコイルユニット４３が実際に装着される硬性内視鏡２１に適した状態で使用できるように各硬性内視鏡２１には、その硬性内視鏡２１に固有のスコープＩＤを書き込んだ例えばメモリＩＣ６９が内蔵されている。
そして、このメモリＩＣ６９の情報は、プロセッサ装置２３内に設けたＣＰＵ７０により読みとられ、その情報は、硬性内視鏡２１の先端部４０ａを留置マーカＭｉ／ｎが留置されている部位に接近させて処置する際に利用される。
【００２４】
上記のようにセンスコイルユニット４３が着脱自在の場合には、硬性内視鏡２１の挿入部４０の長さ等の機械的な寸法が異なると、センスコイルＣｘ、Ｃｙ、Ｃｚの位置と挿入部４０の先端部４０ａの位置Ｐとの相対的な位置が異なり、それらの位置関係を決定するためには、それを一義的に決定可能とする情報が必要となる。
このようにセンスコイルユニット４３を、着脱自在として互換性を有するものにして、種々の硬性内視鏡に対して着脱可能に組み合わせようとする場合、個々の硬性内視鏡における上記情報が必要となる。これを達成する為に、本実施例においては、各硬性内視鏡２１内のメモリＩＣ６９にスコープＩＤと共に、個々の硬性内視鏡特有の情報を記憶しており、その情報をプロセッサ装置２３側で読みとり、必要な情報に変換した上で、センスコイルユニット４３による位置検出の際に利用すると共に、先端部４０ａの位置検出にも利用する。
【００２５】
後述する図６において、センスコイルＣｘ、Ｃｙ、Ｃｚによる留置マーカＭｉ／ｎの位置検出の座標系において、先端部４０ａの位置Ｐ等を表示した様子を示す。
この場合、硬性内視鏡特有の情報とは、センスコイルユニット４３の取り付けによるセンスコイルＣｘ、Ｃｙ、Ｃｚの位置と、硬性内視鏡２１の機械的寸法（挿入部４０の長さと、センスコイルＣｘ、Ｃｙ、Ｃｚの位置から先端部４０ａの対物レンズ６２までの距離や空間座標位置）以外にも、対物レンズ６２のレンズ倍率、レンズ視野角、直視タイプや斜視タイプにおける斜視の方向（斜視角）等の情報が挙げられる。
【００２６】
これらすべての情報を上記メモリＩＣ６９に記憶しておいても良いし、或いは、メモリＩＣ６９には、硬性内視鏡２１の機種番号と製造番号のみを記憶し、その情報を基にプロセッサ装置２３側に設けた図示しないＬＵＴ（ルックＵＰテーブル）メモリにより、１対１に変換して用いるようにしても良い。なお、硬性内視鏡２１を識別するためには、スコープＩＤを記憶したメモリＩＣ６９に限らず、バーコード等の光学的な読みとり手段等によっても同様に達成できる。
また、硬性内視鏡２１の例えばハンドル部４１には、指示操作用のスイッチＳａと、Ｓｂとが設けてある。そして、例えばスイッチＳａを押してＯＮすることにより、その操作信号がプロセッサ装置２３内に設けたＣＰＵ７０に入力される。そして、ＣＰＵ７０は、この指示信号を受けて、留置マーカＭｉ／ｎに向けてドライブコイルＣｄから留置マーカＭｉ／ｎ側への送信動作を開始させる。また、スイッチＳｂを操作することにより、ドライブコイルＣｄから留置マーカＭｉ／ｎへの送信を停止させる。このようにして、不必要に信号を放射しないようにしても良い。
【００２７】
なお、スイッチＳａ、Ｓｂは、センスコイルユニット４３に設けるようにしても良い。この場合には、コネクタ６６、コネクタ受け６５を介してその信号をＣＰＵ７０に伝送する。また、スイッチＳａのみにより、送信開始と送信停止の機能を兼ねるようにしても良い。
図３に示すプロセッサ装置２３内の駆動＆信号処理回路６４は、図２に示す駆動＆信号処理回路４８と同様の構成である。
つまり、駆動＆信号処理回路６４は、各種のタイミング信号を生成するタイミングジェネレータ７１と、そのタイミング信号に同期してＣＣＤ６３を駆動するＣＣＤ駆動信号を発生するＣＣＤ駆動回路７２とを有する。
【００２８】
また、ＣＣＤ駆動信号の印加により、ＣＣＤ６３から出力されるＣＣＤ出力信号を増幅するアンプ７３と、このアンプ７３の出力信号をＡ／Ｄ変換するＡ／Ｄ変換器７４と、このＡ／Ｄ変換器７４から出力されるデジタルのＣＣＤ出力信号に対して映像信号生成の信号処理を行う映像信号処理回路７５と、この映像信号処理回路７５から出力される映像信号をＤ／Ａ変換するＤ／Ａ変換器７６と、このＤ／Ａ変換器７６から出力されるアナログの映像信号を増幅するアンプ７７とを有する。
このアンプ７７により増幅されたアナログの映像信号は、モニタ２４に入力され、モニタ２４の表示面には、この映像信号に対応する内視鏡画像が表示される。
なお、タイミングジェネレータ７１は、タイミング信号を、Ａ／Ｄ変換器７４、映像信号処理回路７５及びＤ／Ａ変換器７６にも供給する。
【００２９】
また、ドライブコイル用信号処理回路６８は、各種のタイミングのクロックを発生するタイミングジェネレータ（クロックジェネレータ）７８と、このタイミングジェネレータ７８からのクロックを通すように設定されたＢＰＦによるフィルタ７９と、このフィルタ７９を通過したクロックを増幅するアンプ８０とを有する。
タイミングジェネレータ７８からフィルタ７９側に出力されるクロックは、ＣＰＵ７０により制御される。つまり、スイッチＳａがＯＮされたことを受けて、ＣＰＵ７０はタイミングジェネレータ７８からフィルタ７９側にクロックを出力する。
上記アンプ８０を経て増幅された所定周波数のクロックが、ドライブコイルＣｄに印加される。このドライブコイルＣｄは、印加されたクロックの信号を電磁波として放射し、この電磁波は留置マーカＭｉ／ｎのソースコイルＣｍｉにより受信され、電源として利用される。また、その電源の供給により、位置検出等に用いられる信号を送信する。
【００３０】
留置マーカＭｉ／ｎ側から送信される信号は、センスコイルＣｘ、Ｃｙ、Ｃｚにより受信され、プロセッサ装置２３内のセンスコイル用処理回路６７のアンプ８１に入力される。このアンプ８１により増幅された後、フィルタ８２により所定の帯域内の信号が取り出され、さらにＡ／Ｄ変換器８３によりＡ／Ｄ変換されてデジタルの信号に変換される。
このデジタルの信号は、フーリエ変換回路８４に入力されると共に、ＣＰＵ７０に入力される。
フーリエ変換回路８４は、入力される信号、具体的には留置マーカＭｉ／ｎのソースコイルから送信される信号の周波数成分を抽出するための周波数分析を行い、その周波数分析結果から前記信号の周波数成分を抽出する。抽出された信号を振幅・位相検出回路８５に出力し、振幅・位相検出回路８５は、信号の振幅及び位相値（基準の位相からのずれ）を検出して、マーカ座標検出回路８６に出力する。マーカ座標検出回路８６は、３つのセンスコイルＣｘ、Ｃｙ、Ｃｚにより検出した信号の振幅及び位相値から各留置マーカＭｉ／ｎの３次元座標を検出（算出）する。
【００３１】
算出された情報は、ＣＰＵ７０を介して映像信号処理回路７５に出力され、映像信号処理回路７５が生成する内視鏡画像の映像信号に重畳する等して、モニタ２４の表示面に内視鏡画像と共に留置マーカＭｉ／ｎの位置を表示することができるようにしている。
また、Ａ／Ｄ変換器８３からの出力信号が入力されるＣＰＵ７０は、位置検出用の信号に変調（重畳）された情報を復号化処理して、ＩＣチップ８８のメモリ８８ａに書き込まれた情報を得る。そして、ＣＰＵ７０は、映像信号処理回路７５に出力し、モニタ２４の表示面に留置マーカＭｉ／ｎの位置と共に、書き込まれている所見等の情報を表示できるように制御処理する。
【００３２】
図５は留置マーカＭｉ／ｎの構成を示す。
留置マーカＭｉ／ｎは、例えばカプセル形状等の外装ケース内に送信及び受信に用いるソースコイルＣｍｉ／ｎと、このソースコイルＣｍｉ／ｎに接続され、変復調を行う変復調回路８７と、送信された情報を記憶するメモリ８８ａを有し、変復調回路８７及びメモリ８８ａへの書き込み及び読み出し等を制御するＩＣチップ８８とからなる。
本実施例においては、軟性内視鏡１１により、後で処置するための情報を送信してメモリ８８ａ内に書き込む（記憶する）。そして、硬性内視鏡２１により処置する際に、位置検出のために送信させるように駆動すると共に、メモリ８８ａ内に記憶された情報を読み出し、その情報における例えば所見を参照するなどして処置を円滑に或いは適切に行いやすくするのに利用する。
図６は、センスコイルＣｘ、Ｃｙ、Ｃｚにより留置マーカＭｉ／ｎを検出する様子を示す。
【００３３】
センスコイルＣｘ、Ｃｙ、Ｃｚは、直交する３軸ｘ、ｙ、ｚ方向に感度を持つ（つまり指向性を持つ）ように配置され、留置マーカＭｉ／ｎのソースコイルＣｍｉ／ｎからの電磁界強度及び位相ずれを検出するのに用いられ、それらの検出情報によりソースコイルＣｍｉ／ｎの３次元の座標位置が算出される。
また、センスコイルＣｘ、Ｃｙ、Ｃｚを原点とすると所定の３次元座標位置となる挿入部４０の先端部４０ａ（或いは先端部４０ａにおける対物レンズ６２）の位置を、ＩＣメモリ６９からの情報により算出することができる。
図６では、センスコイルＣｘ、Ｃｙ、Ｃｚを原点として、先端部４０ａの位置Ｐの座標を（ｘｏ，ｙｏ，ｚｏ）で示している。本実施例においては、例えば先端部４０ａの位置を原点として、ソースコイルＣｍｉ／３の３次元座標の位置を表示することができる。この場合、図６により示すと、例えば対物レンズ６２の瞳位置を先端部４０ａの位置Ｐとし、その位置Ｐを原点とした座標系を（ｘ′、ｙ′、ｚ′）として示している。
【００３４】
また、本実施例においては、センスコイルＣｘを挿入部４０の軸方向に指向性を持つように配置して、対物レンズ６２の視野方向ＳがセンスコイルＣｘ、Ｃｙ、Ｃｚを原点とする座標系（ｘ、ｙ、ｚ）におけるｘ軸方向と平行になると共に、先端部４０ａの位置Ｐを原点とする座標系（ｘ′、ｙ′、ｚ′）においてもｘ′方向となるように設定している。このため、センスコイルＣｘ、Ｃｙ、Ｃｚを原点とした座標系と、先端部４０ａの位置Ｐを原点とする座標系との相互変換が容易となる。なお、本実施例においては、直視タイプの場合で示している。
図７は患部等の注目すべき対象領域５に対して留置マーカＭｉ／ｎを留置する様子を示す。
患部等の対象領域５の形状に応じて、図７（Ａ）或いは図７（Ｂ）のように留置マーカＭｉ／ｎを留置すると良い。
図７（Ａ）のように対象領域５が略３角形に近い形状の場合には、各頂点付近の位置に３つの留置マーカＭ１／３，Ｍ２／３，Ｍ３／３を留置すると良い。
【００３５】
また、図７（Ｂ）のように対象領域５が略四角形に近い形状の場合には、各頂点付近の位置に４つの留置マーカＭ１／４，Ｍ２／４，Ｍ３／４，Ｍ４／４を留置すると良い。
また、対象領域５が円形や楕円形の場合には、その外形に沿って３つ或いはそれ以上の留置マーカＭｉ／ｎを留置しても良い。
手術時に、留置マーカの取り残しをなくす為にも、留置マーカＭｉ／ｎの総数ｎと通し番号ｉ／ｎを認知できることは重要となる。
図８は、硬性内視鏡２１のドライブコイルＣｄから留置された３つの留置マーカＭｉ／３に送信することにより、留置マーカＭｉ／３側のソースコイルＣｍｉにより位置検出等のために送信される信号のタイミングを示す。
【００３６】
図８（Ａ）に示すようにドライブコイルＣｄは発振周波数が例えば１０ＫＨｚのバースト波を所定周期の信号として出力する。
これを受けることにより、留置マーカＭ１／３〜Ｍ３／３には電力が供給され、各々、図８（Ｂ）〜（Ｄ）に示す出力信号を送信する。
図８（Ｂ）〜（Ｄ）に示したのは、出力信号の基本波（搬送波）である。この基本波には、各々の留置マーカＭ１／３〜Ｍ３／３内のメモリ８８ａに記録された固有情報や所見等の情報等が重畳されている。
本実施例では、３個の留置マーカＭ１／３〜Ｍ３／３の位置情報を認識する必要があるが、その３個の留置マーカＭ１／３〜Ｍ３／３の出力信号は、図８（Ｂ）〜図８（Ｄ）に示すように、ドライブコイルＣｄのバースト波の発信タイミングから、各々ｔ１，ｔ２，ｔ３の時間に、所定の振幅で発信することにより、その信号を外科用の硬性内視鏡２１に設けたセンスコイルＣｘ、Ｃｙ、Ｃｚで受信する際に、どの信号が、どのソースコイルＣｍｉ／３に対応するものかを認識できるようにしている。
【００３７】
また、時間ｔ１，ｔ２，ｔ３からの時間遅延を、ソースコイルＣｍｉ／３からの信号波形の位相ずれとして検出することにより、センスコイルＣｘ、Ｃｙ、Ｃｚと各ソースコイルＣｍｉ／３との間の距離を検出できるようにしている。また、上記距離と、センスコイルＣｘ、Ｃｙ、Ｃｚによる指向性と検出された信号波形の振幅値から、例えばセンスコイルＣｘ、Ｃｙ、Ｃｚの座標系を原点としたソースコイルＣｍｉ／３の３次元座標の位置を算出できるようにしている。
また、センスコイルＣｘ、Ｃｙ、Ｃｚを原点とすると所定の３次元座標位置となる挿入部４０の先端部４０ａ（或いは先端部４０ａにおける対物レンズ６２）の位置を原点として、ソースコイルＣｍｉ／３の３次元座標の位置を算出することもできる。
【００３８】
本実施例においては、硬性内視鏡２１の先端部４０ａを、留置マーカＭｉ／３が留置された対象領域５に視覚的にアプローチし易くするため、ソースコイルＣｍｉ／３の３次元座標の位置を算出した結果を表示する場合には、挿入部４０の先端部４０ａを３次元座標系の原点として表示する。
【００３９】
内視鏡術の際に、留置マーカＭ１／３〜Ｍ３／３を留置する際に、消化器用の内視鏡装置２側から各留置マーカＭｉ／３に所定の情報をインプットする際、通し番号のデータもインプットするので、この時に、「ドライブコイルＣｄからのバースト波を受信後、各々ｔ１，ｔ２，ｔ３の時間後から発信信号を出力する」という情報を一緒にプログラミングすることによって可能となる。
図９は、図８の方法とは別の方法を示す。
図９（Ａ）に示すようにドライブコイルＣｄの発信周波数を例えば１０ｋＨｚのバースト波とする。
【００４０】
これを受け、留置マーカＭ１／３〜３／３に内蔵したソースコイルＣｍ１／３〜Ｃｍ３／３には電力が供給され、各々、図９（Ｂ）〜図９（Ｄ）に示す出力信号を発信する。
これらソースコイルＣｍ１／３〜Ｃｍ３／３からの発信信号は、開始タイミングとしてはすべて一律であるが、代わりに、発信周波数が、各々１０ｋＨｚ、１２ｋＨｚ、１４ｋＨｚと互いに異なるようにしている。
【００４１】
この場合にも、３個の留置マーカＭ１／３〜Ｍ３／３の位置情報を認識する必要があるが、ソースコイルＣｍ１／３〜Ｃｍ３／３は各々１０ｋＨｚ、１２ｋＨｚ、１４ｋＨｚのように互いに相異なる周波数で発信することにより、その信号を外科用の硬性内視鏡２１に設けられたセンスコイルＣｘ、Ｃｙ、Ｃｚで受信し、その周波数からどのソースコイルＣｍｉに対応するものであるかを認識できる。
留置マーカＭ３／１〜Ｍ３／３を留置する際に、消化器用の内視鏡装置２側から各留置マーカＭｉ／３に所定の情報をインプットする際、通し番号のデータもインプットするので、この時に、「ドライブコイルＣｄからのバースト波を受信したら、各々１０ｋＨｚ、１２ｋＨｚ、１４ｋＨｚの基本波を発信出力する」と言う情報を一緒にプログラミングすることによって可能となる。
また、図９（Ｂ）〜図９（Ｄ）は、出力信号の基本波である。この基本波には、各々の留置マーカＭｉ／３内のメモリ８８ａに記録された固有情報等が重畳されている。
【００４２】
このような構成の内視鏡システム１による患部等の処置対象領域に対する消化器用の軟性内視鏡１１による診断及びその診断結果により留置マーカＭｉ／ｎの留置を行い、そして留置された留置マーカＭｉ／ｎを利用して硬性内視鏡２１による外科手術の手順を図１０及び図１１を参照して説明する。
図１０に示すように最初のステップＳ１において、消化器用の軟性内視鏡１１により、内視鏡検査を行う。
具体的には、例えば図１に示すように、消化器用の軟性内視鏡１１により、患者４の口部側から挿入して、消化管内、例えば胃３３の内側を内視鏡検査する。
この内視鏡検査により、この軟性内視鏡１１による処置、例えば内視鏡観察下での粘膜切除術としてのＥＭＲ等を行う。
【００４３】
そして、硬性内視鏡による外科手術の方が処置しやすい対象領域５がある場合には、ステップＳ２に示すように術者１６は、その処置対象領域５に留置マーカＭｉ／ｎを留置する。留置マーカＭｉ／ｎを留置する場合には、把持鉗子３５等により対象領域５を囲むように３つ以上の留置マーカＭｉ／ｎを留置する。
なお、留置マーカＭｉ／ｎを留置する場合、図２の拡大図に示すようにチャンネル４９の内径よりも小さい外径の留置マーカＭｉ／ｎやチャンネル４９内を挿通できる把持部を先端に設けた把持鉗子３５を採用すると、患者４に苦痛を強いることなく、或いは術者１６は、簡単に留置ができる。
また、留置マーカＭｉ／ｎを留置する場合、留置マーカＭｉ／ｎにフックなどを予め取り付けておき、そのフックの先端を患部等の対象領域５表面に差し込むことにより、留置マーカＭｉ／ｎを留置することができる。また、フックなどを使用しないで、生体接着性ポリマを留置マーカＭｉ／ｎの外表面に塗布したものを用いて、対象領域５表面に留置することもできる。
【００４４】
そして、術者１６は、ステップＳ３に示すように、例えばマイクセット１７による音声入力等により、所見、留置日時、留置する留置マーカＭｉ／ｎの総数ｎに対する通し番号等の入力を行う。
この入力を行った後、留置マーカＭｉ／ｎへの送信或いは書き込みの音声入力等を行うことにより、プロセッサ装置１３内のＣＰＵ５８は、入力された情報を駆動コイル５０から送信するように駆動コイル用駆動回路６０を作動させる。
そして、ステップＳ４に示すように、留置マーカＭｉ／ｎは、ソースコイルＣｍｉ／ｎによりその信号を受信して電源として利用すると共に、ＩＣチップ８８内のメモリ８８ａに送信された情報を記憶する。
その後、術者１６は、軟性内視鏡１１を体腔内から引き出す。
そして、後日等において、術者は、硬性内視鏡２１により外科手術を行う。この場合の代表的な処置の手順を図１１に示す。
【００４５】
ステップＳ１１に示すように、患者４の腹部４ａから硬性内視鏡２１の挿入部４０をトラカール４４を介して刺入する。
そして、この硬性内視鏡２１のＣＣＤ６３により撮像された内視鏡画像は、モニタ２４の表示面に表示される。
また、スイッチＳａを操作する等して、ステップＳ１２に示すように留置マーカＭｉ／ｎにドライブコイルＣｄからドライブ用の信号を送信する。以下ではｎ＝３とする。
この信号の送信により、留置マーカＭｉ／３からは、図８に示すようにドライブコイルＣｄからの送信のタイミングから時間ｔ１，ｔ２，ｔ３のように順次ずれて、重ならないようにしたタイミングで、ソースコイルＣｍ１／３からＣｍ３／３まで（位置検出等のための）信号が順次送信される（Ｓ１３）。
そして、硬性内視鏡２１に取り付けたセンスコイルユニット４３内のセンスコイルＣｘ、Ｃｙ、Ｃｚにより各ソースコイルＣｍｉ／３からの信号を受信してソースコイルＣｍｉ／３（その留置マーカＭｉ／３）の各３次元位置を検出する（Ｓ１４）。３次元位置の検出（算出）には、受信した信号の振幅値と位相を検出することにより可能となる。
【００４６】
これらの位置情報はＣＰＵ７０に送られ、３つの留置マーカＭ１／３〜Ｍ３／３から３つの留置マーカＭ１／３〜Ｍ３／３を含む平面及び３つの留置マーカＭ１／３〜Ｍ３／３の例えば中心位置の座標が算出される（Ｓ１５）。なお、留置マーカＭ１／３〜Ｍ３／３を含む平面から、さらにその平面に垂直な法線ベクトルを算出するようにしても良い。
これらの情報は、ＣＰＵ７０から映像信号処理回路７５に送られ、映像信号に重畳されてモニタ２４に出力され、内視鏡画像と共に対象領域の情報が表示される（Ｓ１６）。
また、術者１６により、入力されてメモリ８８ａに格納された情報も読み出され、ＣＰＵ７０に入力される。この情報もＣＰＵ７０から映像信号処理回路７５に送られ、映像信号に重畳されてモニタ２４に出力され、モニタ２４により表示される（Ｓ１７）。
この場合におけるモニタ２４による表示例を図１２に示している。内視鏡画像の表示エリアＲｅには、硬性内視鏡２１のＣＣＤ６３により撮像した内視鏡画像が表示され、またこの表示エリアＲｅに隣接して、硬性内視鏡２１の挿入部４０の先端側の挿入方向等のガイドとなるガイド画像が挿入ガイド表示エリアＲｇに表示される。また、メモリ記憶情報表示エリアＲｍには、術者１６による所見等の情報が表示される。
【００４７】
図１２の挿入ガイド表示エリアＲｇでは、対物レンズ６２の位置を原点として、その視野方向Ｓと垂直な平面上における留置マーカＭｉ／ｎ（より具体的にはＭ１／３〜Ｍ３／３）の２次元位置（以下に説明するように例えば（ｙ′、ｚ′））を模式的に表示する。つまり、視野方向Ｓからずれている留置マーカＭ１／３〜Ｍ３／３の位置を表示する。
対物レンズ６２の位置を原点としてその視野方向Ｓを例えばｘ′方向に設定した場合、このｘ′方向をモニタ画面に垂直な方向に設定し、検出された留置マーカＭ１／３〜Ｍ３／３の位置を視覚的に示すために、留置マーカＭ１／３〜Ｍ３／３（の中心位置Ｏ）におけるｘ′成分だけ視野方向Ｓにずらした位置において、留置マーカＭ１／３〜Ｍ３／３のその位置を、このｘ′方向に垂直なｙ′及びｚ′成分を用いて示している。
つまり、モニタ画面は、留置マーカＭ１／３〜Ｍ３／３のｙ′及びｚ′成分を相対的に示している。
【００４８】
また、そのままでは、ｘ′成分の値を視覚的に把握しにくくなるので、例えばｘ′成分の値に比例した大きさの異なる２つの同心の円Ｈ、Ｃを表示する。この円Ｈ、Ｃの大きさは先端部４０ａの位置Ｐから留置マーカＭｉ／ｎまでの距離におけるｘ′成分の大きさに比例するように設定する。例えば円Ｃは、先端部４０ａの位置Ｐから留置マーカＭ１／３〜Ｍ３／３（の中心位置Ｏ）までの距離におけるｘ′成分の値を半径としたものとして表示する。このように表示することにより、先端部４０ａを対象領域５側に接近させる操作を視覚的に行い易くなる。
図１２の具体例では、視野方向Ｓの右側に対象領域５の情報５ａが表示されるので、術者１６は、挿入部４０の先端部４０ａを右側に向くように変更すれば、対象領域５側に接近できることが視覚的に容易に分かる。
【００４９】
また、図１２においては、留置マーカＭ１／３〜Ｍ３／３の中心位置をＯ、留置マーカＭ１／３〜Ｍ３／３の中心位置Ｏからこれらを含む面の法線ベクトルＶ等を表示する。この法線ベルトルＶを表示することにより、その面に垂直な方向から先端部４０ａが接近しているか、斜めの方向から接近しているか等を判断できる。
このようにして術者は、モニタ２４に表示された情報を参照して、硬性内視鏡２１の挿入部４０の向き等を調整する等して対象領域５にアプローチする（Ｓ１８）。
【００５０】
このように、挿入ガイド表示エリアＲｇには、硬性内視鏡２１の先端部４０ａの対物レンズ６２による視野方向Ｓ等と共に、対象領域５の中心位置Ｏ等が表示されると共に、その対象領域５の面の法線ベクトルＶ等も表示されるので、挿入部４０の先端部４０ａをスムーズに対象領域５の中心位置Ｏにアプローチすることができる。また、法線ベクトルＶの方向から、対象領域５の面に垂直な方向からアプローチ或いは観察しているか否か等も視覚的に認識し易い。
対象領域５にアプローチして、対象領域５を硬性内視鏡２１の対物レンズ６２の観察視野に入れ、図示しない処置具を用いる等して処置を行う（Ｓ１９）。また、留置した留置マーカＭ１／３〜Ｍ３／３を取り除く。そして、外科手術を終了する。
図１１による留置マーカＭｉ／３の位置算出に伴う対象領域５の表示等に付いて補足説明する。
【００５１】
硬性内視鏡２１の先端部４０ａの位置を（ｘｏ，ｙｏ，ｚｏ）とする。
この場合、硬性内視鏡２１の先端部４０ａの位置（ｘｏ，ｙｏ，ｚｏ）及び、対物レンズ６２の視野方向Ｓは、１）ハンドル部４１に取り付けられるセンスコイルユニット４３内にあるセンスコイルＣｘ，Ｃｙ，Ｃｚの位置及びそれぞれの向きと、センスコイルユニット４３が硬性内視鏡２１に装着された状態での物理的位置、方向との関係から予め決められる。
そのため、センスコイルユニット４３内のセンスコイルＣｘ，Ｃｙ，Ｃｚの位置、及びそれぞれの向きが分かれば、先端部４０ａの位置（ｘｏ，ｙｏ，ｚｏ）及び対物レンズ６２の視野方向Ｓは、決定が可能である。そして、先端部４０ａの位置（ｘｏ，ｙｏ，ｚｏ）を算出した後、留置マーカＭｉ／３の位置算出した結果をモニタ２４に表示する場合には、前述したように先端部４０ａの位置を座標の原点として表示することにより、視覚的に先端部４０ａを留置マーカＭｉ／３にアプローチし易くできる。
【００５２】
本実施例の場合、ハンドル部４１にセンスコイルユニット４３を装着する構成にしているので、硬性内視鏡２１の光学系など、先端部４０ａに内蔵する他の部品と干渉することがない。
なお、本実施例では、ハンドル部４１にセンスコイルＣｘ，Ｃｙ，Ｃｚ等を着脱自在で取り付けるようにしているが、硬性内視鏡２１の先端部４０ａに位置検出のためのセンスコイルを設ければ、そのセンスコイルの位置、向きから硬性内視鏡２１の先端部４０ａの位置及び視野方向Ｓを決定することが可能である。従って、このように先端部４０ａにセンスコイルを配置しても良い。
このように本実施例によれば、外科手術等を容易に行い易くできる。
【００５３】
なお、上述の実施例においては、硬性内視鏡２１により、その先端部４０ａの位置や視野方向Ｓを検出できるようにして、留置マーカＭｉ／ｎが留置される対象領域５にスムーズにアプローチなどができるようにした構成及び作用等を説明したが、軟性内視鏡１１に対しても以下の実施例２のようにして適用することができる。
【実施例２】
【００５４】
次に本発明の実施例２を図１３を参照して説明する。図１３は本発明の実施例２を備えた内視鏡システム１Ｂを示す。
本内視鏡システム１Ｂは、図１或いは図２において、軟性内視鏡１１の先端部３０ａにセンスコイルＣｘ，Ｃｙ，Ｃｚを配置した構成にして、センスコイルＣｘ，Ｃｙ，Ｃｚによるこの軟性内視鏡１１の先端部３０ａの位置とその先端部３０ａに設けた対物レンズ４６による視野方向Ｓ′を検出できるようにしている。
つまり、軟性内視鏡１１の挿入部３０の先端部３０ａの位置及び対物レンズ４６視野方向Ｓ′は、先端部３０ａにセンスコイルＣｘ、Ｃｙ、Ｃｚを設ければ、そのセンスコイルＣｘ、Ｃｙ、Ｃｚの位置、及びそれらの向きからその軟性内視鏡１１の先端部３０ａの位置、視野方向Ｓ′は決定が可能である。
また、軟性内視鏡１１の先端部３０ａにおける撮像部分は一般に硬性の部材で構成されているため、既知の位置だけ後方にずらした位置にセンスコイルＣｘ，Ｃｙ，Ｃｚを内蔵することでその軟性内視鏡１１の先端部３０ａの位置、視野方向Ｓ′が決定が可能である。（上記のようにセンスコイルＣｘ，Ｃｙ，Ｃｚを配置すれば、軟性内視鏡１１の対物レンズ４６等の光学系など先端部３０ａに内蔵する他の部品と干渉することがない）。
【００５５】
上記のような軟性内視鏡１１を用いる前提で、生体内に留置マーカＭｉ／３を留置する。
留置マーカＭ１／３〜Ｍ３／３それぞれの空間の位置を、（ｘ１，ｙ１，ｚ１）、（ｘ２，ｙ２，ｚ２）、（ｘ３，ｙ３，ｚ３）とする。
軟性内視鏡１１の視野方向Ｓ′を、ここではＺ軸、原点を光学系の視野中心とし、視野上方をＹのプラス方向、視野右方向をＸのプラス方向とする座標系をＸＹＺ空間とする。
【００５６】
この座標系においては、表示される内視鏡画像はＺ軸に垂直な平面として表現される。
【００５７】
Ｘ，Ｙ，Ｚの原点は上記の軟性内視鏡１１の先端部３０ａの位置と同じとなっている。
【００５８】
この軟性内視鏡１１に設けられたセンスコイルＣｘ、Ｃｙ、Ｃｚにより検出される留置マーカＭ１／３〜Ｍ３／３の位置（ｘ１，ｙ１，ｚ１）、（ｘ２，ｙ２，ｚ２）、（ｘ３，ｙ３，ｚ３）は、それぞれＸ，Ｙ，Ｚの空間の値として変換される。
それらの座標を（Ｘ１，Ｙ１，Ｚ１）、（Ｘ２，Ｙ２，Ｚ２）、（Ｘ３，Ｙ３，Ｚ３）とする。
軟性内視鏡１１の先端部３０ａを留置マーカＭ１／３に接近させることを想定すると、ＸＹＺ空間の原点と（Ｘ１，Ｙ１，Ｚ１）の座標を接近させることと等価となる。
【００５９】
よって、先端部と留置マーカＭ１／３の距離Ｄは、Ｘ，Ｙ，Ｚ空間の原点と（Ｘ１，Ｙ１，Ｚ１）の点の距離である。計算式では（Ｘ１，Ｙ１，Ｚ１）の各項の二乗和の平方根として単純計算が可能であり、この距離を画面上に表示することができる。
一方、軟性内視鏡１１の先端部３０ａをどの方向に向けていくことが留置マーカＭ１／３と軟性内視鏡１１の先端部３０ａとが接近する方向であるか、に関しては、内視鏡画面上では画像はＺ軸に垂直であるためＸＹ平面に投影した（Ｘ１，Ｙ１，Ｚ１）の留置マーカＭ１／３の位置、すなわちＸ，Ｙ，Ｚ空間の原点から（Ｘ１，Ｙ１，０）へ向かうベクトルＷで表現される。
これを画面上に表現することで、どの方向に内視鏡先端を向ければいいかを術者などの内視鏡検査或いは処置を行うユーザは、容易に判断可能である。
【００６０】
例えばＸ１，Ｙ１ともプラスであれば、右斜め上方向に矢印を出すことが可能であり、その方向に留置マーカＭ１／３が存在する。この場合に対応するモニタ１４での表示例を図１３のモニタ１４の表示面に示している。
また、例えば、Ｘ１，Ｙ１ともマイナスであれば、左斜め下方向に矢印を出すことが可能であり、その方向に留置マーカＭ１／３が存在することになる。
この場合においても、留置マーカＭ／３などに挿入部３０の先端部３０ａをアプローチさせることを視覚的に簡単に行えるようになり、軟性内視鏡１１による処置がし易くなる。
なお、図１３において、プロセッサ装置１３′は、図１におけるプロセッサ装置２３と同じ構成であり、かたプロセッサ装置２３′は、図１におけるプロセッサ装置１３と同じ構成である。また、この場合には、硬性内視鏡２１には駆動コイルを内蔵したユニット４３′が接続される（図１における駆動コイルユニット３７に相当する）。
【００６１】
図１３においては、硬性内視鏡２１により最初に処置などを行い、その場合において、軟性内視鏡１１により処置した方が処置し易い場合には、硬性内視鏡１１の観察下で図示しない把持鉗子等を用いて留置マーカＭ１／３〜Ｍ３／３を留置し、その後軟性内視鏡１１により留置マーカＭ１／３〜Ｍ３／３に向けてその先端部３０ａをアプローチさせる様子を示す。
つまり、実施例１における軟性内視鏡１１による留置マーカＭ１／３〜Ｍ３／３の留置と、その後の留置マーカＭ１／３〜Ｍ３／３が留置された対象領域５への硬性内視鏡２１によるアプローチの手順における、軟性内視鏡１１と硬性内視鏡２１とによる機能を入れ替えたものに相当する。
このように本実施例によれば、実施例１とほぼ同様の効果を有する。
【００６２】
なお、本発明は、図１４に示すようにロボットサージェリー９１を構成する手術用のマニピュレータ９２ａ、９２ｂを用いて手術を行うような場合にも適用することができる。
【００６３】
スレーブマニピュレータ９２ａは、その先端部が患者の腹壁４ａ内に挿入孔ｂを介して体内ｃに挿入される挿入部９３を有する手術器具９４と、この手術器具９４を支持するための直動及び回転の自由度を有する複数の軸を有するロボット９５とから構成される。
挿入部９３の先端部には、３次元（立体）スコープ９６と、一対の処置具９７ａ、９７ｂとを備えている。
３次元スコープ９６の先端部及び一対の処置具９７ａ，９７ｂは、それぞれ多自由度にて湾曲可能になっている。
一方、操作手段として、多関節構造を有するマスタマニピュレータ９２ｂが設けてあり、このマスタマニピュレータ９２ｂの先端部には、術者１０３が装着するヘッドマウントディスプレイ（ＨＭＤと略記）９８と一対の処置器具用の操作アーム９９ａ、９９ｂが設けてある。
【００６４】
スレーブマニピュレータ９２ａ及びマスタマニピュレータ９２ｂは、制御装置１００に接続されており、マスタマニピュレータ９２ｂの先端部の位置がスレーブマニピュレータ９２ａの位置に対応し、さらにＨＭＤ９８の回転部の位置が３次元スコープ９６の湾曲角に対応し、さらに操作アーム９９ａ、９９ｂが、処置具９７ａ、９７ｂの位置に対応して動作するように制御装置１００により制御される。
なお、スレーブマニピュレータ９２ａの軸には、図示しないアクチュエータとその回転位置を検出するエンコーダ１０１及び図示しない減速機が設けてある。また、マスタマニピュレータ９２ｂの関節部、ＨＭＤ９８の回転部及び操作アーム９９ａ、９９ｂの関節部には、エンコーダ１０２が設けられている。
そして、術者１０３は、ＨＭＤ９８に表示される画像を観察しながらマスタマニピュレータ９２ｂの操作を行うと、これに追随してスレーブマニピュレータ９２ａが動作し、体内ｃに挿入された手術器具９４を操作することができる。
【００６５】
また、術者１０３の頭部にＨＭＤ９８及びＨＭＤ９８の回転軸となる部分にエンコーダ１０２が取り付けてあり、術者１０３が頭部を動かすと、エンコーダ１０２の動きに追随して、スレーブマニピュレータ９２ａに固定された３次元スコープ９６がその視野の画像をＨＭＤ９８に表示することになり、術者１０３は、体内ｃにいるような臨場感の中で処置ができる。なお、図１４において、符号Ａ１〜Ａ５は回転或いは移動自在である部分を示している。
この場合においても、例えば３次元スコープ９６の先端部にセンスコイルを設けておき、かつ体内ｃにおける対象領域に留置マーカを留置するようにすれば、３次元スコープ９６の先端部における３次元位置と、その視野方向とを検出可能となり、それらをＨＭＤ９８の表示面に立体画像とともに、留置マーカの位置等も表示するようにすれば、上述した実施例のように留置マーカの位置を光学的に視認できないような場合にも、３次元スコープ９６の先端部を簡単に留置マーカの位置にアプローチすることができる。
なお、上述した各実施例等を部分的に組み合わせる等して構成される実施例等も本発明に属する。
【産業上の利用可能性】
【００６６】
体内の患部等を処置する場合、電磁的に信号を送信するマーカを留置することにより、内視鏡に設けた電磁的なセンサを用いて内視鏡の先端側をマーカに円滑にアプローチできるようにガイドでき、内視鏡観察下での処置を行い易くする。
【００６７】
［付記］
１．請求項１において、前記マーカから電磁波を送信させる駆動素子を有する。
２．請求項１において、前記センサは、前記マーカとの相対的な位置関係を算出する位置算出手段に接続される。
３．付記１において、前記位置算出手段は、前記センサと前記マーカとの相対的な位置関係を表示する表示手段に接続される。
４．請求項１において、前記センサは、該センサを内蔵したセンサユニットが前記内視鏡に着脱自在に取り付けられる。
【００６８】
５．付記３において、前記センサユニットが取り付けられる位置と前記先端部との相対的な位置関係を算出可能とする情報を格納した情報格納手段を有する。
６．細長の挿入部の先端部に対物光学系を設けた内視鏡と、
前記内視鏡に設けられ、対象部位に留置されて電磁波を送信可能とするマーカの位置を電磁的に検出するセンサと、
前記センサの出力信号により前記マーカ位置と前記先端部との相対的な位置関係を算出すると共に、前記対物光学系の視野方向を算出し、表示手段に前記相対的な位置関係を表示する信号処理を行う信号処理手段と、
を備えた内視鏡装置。
７．付記６において、前記信号処理手段は、前記マーカの位置に対して、相対的な視野方向を表示するための信号処理を行う。
８．付記６において、前記信号処理手段は、前記マーカに格納された情報を読み出す処理を行う。
【図面の簡単な説明】
【００６９】
【図１】本発明の実施例１を備えた内視鏡システムの全体構成図。
【図２】第１の内視鏡装置の全体構成を示すブロック図。
【図３】第２の内視鏡装置の全体構成を示すブロック図。
【図４】硬性内視鏡の内部構成を示す図。
【図５】留置マーカの概略の構成を示す図。
【図６】センスコイルと留置マーカ及び先端部との位置検出等の様子を示す図。
【図７】対象部位の形状に応じて留置マーカを設定する例を示す図。
【図８】ドライブコイルによる駆動波形とその駆動により留置マーカのソースコイルから送信する信号波形のタイミング等を示す図。
【図９】ドライブコイルによる駆動波形とその駆動により留置マーカのソースコイルから周波数を変えて送信する信号波形のタイミング等を示す図。
【図１０】消化器用の軟性内視鏡による内視鏡検査により留置マーカを留置する手順を示すフローチャート図。
【図１１】消化器用の軟性内視鏡による留置マーカの留置後における硬性内視鏡による外科手術する際の処置する手順を示すフローチャート図。
【図１２】モニタでの内視鏡画像等の表示例を示す図。
【図１３】本発明の実施例２を備えた内視鏡システムの全体構成を示すブロック図。
【図１４】マニピュレータを用いた手術システムの主要部を示す図。
【符号の説明】
【００７０】
１…内視鏡システム
２、３…内視鏡装置
４…患者
５…対象部位（対象領域）
１１…軟性内視鏡
１２、２２…光源装置
１３、２３…プロセッサ装置
１４、２４…モニタ
１５、２５…キーボード
１６…術者
１７…マイクセット
２１…硬性内視鏡
３０、４０…挿入部
３０ａ，４０ａ…先端部
３１、４１…ハンドル部
３２、４２…ユニバーサルケーブル部
３３…胃
３５…把持鉗子
３７…駆動コイルユニット
４０…挿入部
４０ａ…先端部
４３…センスコイルユニット
５０…駆動コイル
４８…駆動＆信号処理回路
５９…音声認識回路
６２…対物レンズ
６９…ＩＣメモリ
８８ａ…メモリ
Ｃｘ，Ｃｙ，Ｃｚ…センスコイル
Ｃｄ…ドライブコイル
Ｍ１／２〜Ｍ３／３…留置マーカ
Ｓ…視野方向
【技術分野】
【０００１】
本発明は、体内等に挿入して内視鏡検査や処置を行うための内視鏡等の医療装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、医療用分野において、内視鏡が広く採用されるようになった。また、消化器用の軟性内視鏡の観察下による処置にも利用される。この場合、患部の状況等によっては、硬性内視鏡の観察下による外科手術による処置の方が行い易い場合がある。
このような場合、従来では、消化器内視鏡の術者は、外科手術で検査、処置を行おうとする消化管内の患部等の対象部位に、目印となるマーカを留置していた。このマーカの位置は、胃壁、腸壁等が介在するため、硬性内視鏡による光学的な観察の際には画像として認知できないため、従来例においては、体外からの触感やＸ線透視等の手段により行っていた。
【特許文献１】特開２００２−１３１００９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
上述のように従来の内視鏡においては、マーカを留置しても、そのマーカの位置を簡単に認知できなかった。
また、マーカの位置を認知して、さらにそのマーカの位置に内視鏡の先端側を円滑にアプローチすることができると、内視鏡検査や処置を円滑に行い易くなるが、従来例においてはそのような構成になっていなかった。
なお、特開２００２−１３１００９号公報には、軟性内視鏡の先端部の位置を含む挿入部の形状を検出できる構成の内視鏡装置が開示されているが、留置されるマーカの位置にアプローチをし易くするものでもない。
【０００４】
（発明の目的）
本発明は、上述した点に鑑みてなされたもので、マーカが留置される患部等の対象部位に円滑にガイドし易くする内視鏡等の医療装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明は、体腔内に挿入するための挿入部を備えた医療装置において、当該医療装置における前記挿入部の基端側に配設され、体腔外位置から体腔内の対象部位に留置されたマーカの位置を電磁的に検知するセンサと、当該医療装置における、前記センサが配設される位置と前記挿入部の先端部の位置との第１の位置関係に係る情報と、前記センサの出力信号とに基づいて、前記挿入部の先端部の位置と前記マーカの位置との相対的な第２の位置関係を検出可能とした第２位置関係検出手段と、を具備したことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００６】
本発明によれば、内視鏡等の医療装置の先端部の位置と、患部等の対象部位に留置されるマーカとの相対的な位置関係を検出可能とすることにより、術者は、その情報を利用して先端部を対象部位に対して円滑にアプローチできる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
以下、図面を参照して本発明の実施例を説明する。
【実施例１】
【０００８】
図１ないし図１２は本発明の実施例１に係り、図１は本発明の実施例１を備えた内視鏡システムの全体構成を示し、図２は第１の内視鏡装置の全体構成を示し、図３は第２の内視鏡装置の全体構成を示し、図４は硬性内視鏡の内部構成を示し、図５は留置マーカの構成を示し、図６はセンスコイルと留置マーカ及び先端部の位置検出の様子を示し、図７は対象部位（対象領域）の形状に応じて留置マーカを設定する例を示し、図８及び図９はドライブコイルによる駆動波形とその駆動により留置マーカのソースコイルから送信する信号波形のタイミング等を示し、図１０は消化器用の軟性内視鏡による内視鏡検査及び留置マーカを留置する内容を示し、図１１は消化器用の軟性内視鏡による留置マーカの留置後における硬性内視鏡による外科手術する際の処置する内容を示し、図１２はモニタでの内視鏡画像等の表示例を示す。
【０００９】
図１に示すように本実施例を備えた内視鏡システム１は、例えば消化器用内視鏡装置としての第１の内視鏡装置２と、外科手術用内視鏡装置としての第２の内視鏡装置３と、特に第１の内視鏡装置３側により患者４の患部等の検査或いは処置する対象領域（対象部位）５に留置されるＲＦ−ＩＤタグ等により構成されるｎ個の留置マーカＭｉ／ｎ（ｉ＝１，２，…、ｎ）とを備えている。
第１の内視鏡装置２は、屈曲した体腔内に沿って挿入可能とする軟性内視鏡１１と、この軟性内視鏡１１に照明光を供給する光源装置１２と、軟性内視鏡１１に内蔵された撮像素子に対する信号処理を行うプロセッサ装置１３と、このプロセッサ装置１３から出力される映像信号を表示するモニタ１４と、プロセッサ装置１３に接続され、留置マーカＭｉ／ｎ等への情報の入力を行うキーボード１５と、例えば術者１６のヘッドに装着され、音声によって留置マーカＭｉ／ｎ等への情報の入力等を行うことを可能とするマイク（を備えたマイクセット）１７とからなる。
【００１０】
また、第２の内視鏡装置２は、外科手術のために例えば患者４の腹部４ａ等に挿入される硬性内視鏡２１と、この硬性内視鏡２１に照明光を供給する光源装置２２と、硬性内視鏡２１に内蔵された撮像素子に対する信号処理を行うプロセッサ装置２３と、このプロセッサ装置２３から出力される映像信号を表示するモニタ２４と、プロセッサ装置２３に接続され、情報の入力を行うキーボード２５とからなる。
軟性内視鏡１１は、軟性で細長の挿入部３０と、この挿入部３０の基端に設けられ、術者１６により把持されるハンドル部３１と、このハンドル部３１から延出されるユニバーサルケーブル３２とを有し、このユニバーサルケーブル３２の末端側は、例えばライトガイドケーブル３２ａと信号ケーブル３２ｂとに分岐し、それぞれ末端に設けられたコネクタ３２ｃ及び３２ｄは、光源装置１２とプロセッサ装置１３とに着脱自在に接続される。
【００１１】
この軟性内視鏡１１は、口部から挿入部３０を挿入し、屈曲した食道等の管路を経て例えば胃３３の内部等に挿入することができる。
【００１２】
また、挿入部３０の基端付近には処置具挿入口３４が設けてあり、処置具を挿入して、挿入部３０内に設けられたチャンネルを介してその先端側を突出して処置したり、留置用の処置具となる把持鉗子３５を用いて留置マーカＭｉ／ｎを留置することができるようにしている。
また、挿入部３０は、硬質の先端部３０ａと、湾曲自在の湾曲部３０ｂと、軟性（可撓性）の軟性部３０ｃとから構成され、術者１６は、ハンドル部３１に設けた湾曲ノブ３６を操作することにより、湾曲部３０ｂを上下、左右の任意の方向に湾曲することができる。
また、ハンドル部３１には、術者１６が音声等による留置マーカＭｉ／ｎに情報を書き込むために電磁的に送信するための駆動コイルユニット３７がとりつけられている。そして、後述するように駆動コイルユニット３７内の駆動コイルから書き込む情報を電磁波で送信することにより、留置マーカＭｉ／ｎ内のメモリに送信された情報を書き込む（記憶）することができるようにしている。
【００１３】
一方、硬性内視鏡２１は、硬質性で細長の挿入部４０と、この挿入部４０の基端に設けられ、術者１６により把持されるハンドル部４１と、このハンドル部４１から延出されるユニバーサルケーブル４２とを有し、このユニバーサルケーブル４２の末端側は、例えばライトガイドケーブル４２ａと信号ケーブル４２ｂとに分岐し、それぞれ末端に設けられたコネクタ４２ｃ及び４２ｄは、光源装置２２とプロセッサ装置２３とに着脱自在に接続される。
また、この硬性内視鏡２１には、例えばその挿入部４０の基端付近には、留置マーカ６の位置を検出したり、この硬性内視鏡２１における挿入部４０の先端部４０ａの位置Ｐ（図４参照）と、その視野方向Ｓを検出可能とする（センスコイルを内蔵した）センスコイルユニット４３が取り付けられている。
【００１４】
このセンスコイルユニット４３は、留置マーカＭｉ／ｎの位置検出にも利用される。
この硬性内視鏡２１は、その挿入部４０がトラカール４４を介して患者４の腹部４ａから体内に刺入される。
【００１５】
図２は第１の内視鏡装置２の詳細な構成を示す。
図２に示すように、軟性内視鏡１１の挿入部３０内には照明光を伝送するライトガイド（図２における拡大図参照）４５が挿通されており、その後端側の入射端は、図１に示した光源装置１２に着脱自在に接続される。そして、光源装置１２から供給される照明光を伝送し、ライトガイド４５の先端の出射面から出射する。このライトガイド４５の出射面は、先端部３０ａの照明窓に取り付けられている。
先端部３０ａには、この照明窓に隣接して観察窓が設けてあり、この観察窓には対物レンズ４６が取り付けてあり、その結像位置には撮像素子として例えば電荷結合素子（ＣＣＤと略記）４７が配置されている。このＣＣＤ４７は、信号線によりコネクタ３２ｄの接点に電気的に接続されている。そして、ユーザは、このコネクタ３２ｄをプロセッサ装置１３に接続することにより、プロセッサ装置１３内部の駆動＆信号処理回路４８に接続される。
また、挿入部３０内にはチャンネル４９が設けてあり、留置マーカＭｉ／ｎを留置するための把持鉗子３５等の処置具を挿通することができる。
【００１６】
また、ハンドル部３１に設けた駆動コイルユニット３７の内部には、留置マーカＭｉ／ｎに対して書き込む情報を電磁波により送信する駆動コイル５０が収納されている。この駆動コイル５０は、ハンドル部３１内部及びユニバーサルケーブル３２内を挿通された信号線と接続され、コネクタ３２ｄを介してプロセッサ装置１３と接続される。
プロセッサ装置１３に内蔵された駆動＆信号処理回路４８は、各種のクロック等のタイミング信号を生成するタイミングジェネレータ５１と、そのタイミング信号に同期してＣＣＤ４７を駆動するＣＣＤ駆動信号を発生するＣＣＤ駆動回路５２とを有する。
また、ＣＣＤ駆動信号の印加により、ＣＣＤ４７から出力されるＣＣＤ出力信号を増幅するアンプ５３と、このアンプ５３の出力信号をＡ／Ｄ変換するＡ／Ｄ変換器５４と、このＡ／Ｄ変換器５４から出力されるデジタルのＣＣＤ出力信号に対して映像信号生成の信号処理を行う映像信号処理回路５５と、この映像信号処理回路５５から出力される映像信号をＤ／Ａ変換するＤ／Ａ変換器５６と、このＤ／Ａ変換器５６から出力されるアナログの映像信号を増幅するアンプ５７とを有する。
【００１７】
このアンプ５７により増幅されたアナログの映像信号は、モニタ１４に入力され、モニタ１４の表示面には、この映像信号に対応する内視鏡画像が表示される。
なお、タイミングジェネレータ５１は、タイミング信号を、Ａ／Ｄ変換器５４、映像信号処理回路５５及びＤ／Ａ変換器５６にも供給する。
また、このプロセッサ装置１３には、制御処理を行うＣＰＵ５８と、音声認識を行う音声認識回路５９と、駆動コイル５０を駆動する信号を生成する駆動コイル用駆動回路６０とが内蔵されている。
ＣＰＵ５８には、術者１６等によりキーボード１５の操作によりデータ等が入力される。また、術者１６等によりマイクセット１７を介して入力される音声信号は、音声認識回路５９により音声認識されて対応する文字情報に変換されてＣＰＵ５８に入力される。
【００１８】
ＣＰＵ５８は、キーボード１５や音声認識回路５９から入力されるデータや文字情報に対応する信号を駆動コイル用駆動回路６０に出力する。駆動コイル用駆動回路６０は、入力されたデータや文字情報に対応する信号をハンドル部３１内の駆動コイル５０に送り、この駆動コイル５０はＣＰＵ５８側からの入力情報を変調した信号にして、電磁波として放射する。
【００１９】
ここで、軟性内視鏡１１の例えばハンドル部３１には、指示操作用のスイッチＳｃとＳｄとが設けてある。そして、例えばスイッチＳｃを押してＯＮする事により、その操作信号がプロセッサ装置１３内に設けたＣＰＵ５８に入力される。そして、ＣＰＵ５８は、この指示信号を受けて、留置マーカＭｉ／ｎに向けて駆動コイル５０から留置マーカＭｉ／ｎへの送信動作を実行する。また、スイッチＳｄを操作することにより、駆動コイル５０から留置マーカＭｉ／ｎへの送信を停止させる。このようにして、不必要に信号を放射しないようにしている。
なお、スイッチＳｃ，Ｓｄは、駆動コイルユニット３７に設けるようにしても良い。この場合には、駆動コイルユニット３７から軟性内視鏡１１を介してその信号をＣＰＵ５８に伝送する。また、スイッチＳｃのみにより、送信開始と送信停止の機能を兼ねるようにしても良い。
【００２０】
留置マーカＭｉ／ｎは、この電磁波を受信して、その一部を電源に利用すると共に、復調して、送信された情報を内蔵したメモリ８８ａ（図５参照）に記憶する。
具体的には、駆動コイル５０から電磁波として放射される信号は、術者１６による所見、（留置マーカ６の）留置日時、（留置マーカＭｉ／ｎの）通し番号（つまり１／ｎ，２／ｎ、…、ｎ／ｎ）などの情報が重畳される。そして、留置マーカＭｉ／ｎに内蔵された受信及び送信を兼ねるソースコイルＣｍｉによりその電磁波を受信する。さらにその一部を電源に利用し、送信された信号を復調して、上記入力情報に対応する信号を生成し、留置マーカＭｉ／ｎ内のＩＣチップ８８のメモリ８８ａに記憶する。
本実施例においては、留置マーカＭｉ／ｎのソースコイルＣｍｉから送信される信号による位置情報の他に、留置マーカＭｉ／ｎのメモリ８８ａ内に記憶された情報を、読み出すことにより、以後の硬性内視鏡２１側による処置をより円滑に行えるようにする。
【００２１】
なお、駆動コイル５０を設ける位置は、軟性内視鏡１１のハンドル部３１に設ける場合に限定されるものでなく、他の位置或いは、軟性内視鏡１１以外の位置、例えばプロセッサ装置１３に設けるようにしても良い。
図３は第２の内視鏡装置３の詳細な構成を示す。また、図４は第２の内視鏡装置３を構成する硬性内視鏡２１の詳細を示す。
図４に示すように、硬性内視鏡２１の硬質性の挿入部４０内には、ライトガイド６１が挿通されており、このライトガイド６１はさらにハンドル部４１から延出されたユニバーサルケーブル４２内に挿通されている。
そして、図１に示すようにユーザは、コネクタ４２ａを光源装置２２に接続することにより、光源装置２２から供給される照明光を伝送する。このライトガイド６１の先端の出射面は、挿入部４０の先端部４０ａの照明窓に取り付けてあり、照明光はこの照明窓から前方に出射される。
【００２２】
また、この照明窓に隣接して設けられた観察窓には、対物レンズ６２が取り付けてあり、その結像位置にはＣＣＤ６３が配置されている。このＣＣＤ６３は、挿入部４０内等に挿通された信号線を介して図３に示すようにプロセッサ装置２３に内蔵された駆動＆信号処理回路６４と接続される。
図４に示すように、この硬性内視鏡２１のハンドル部４１には、センスコイルユニット４３が着脱自在に装着される。
例えば、ハンドル部４１の外周面における１箇所には、コネクタ受け６５が設けてあり、センスコイルユニット４３側のコネクタ６６に着脱自在に接続される。このセンスコイルユニット４３にはセンスコイルＣｘ、Ｃｙ、Ｃｚと、ドライブコイルＣｄとが内蔵されており、センスコイルＣｘ、Ｃｙ、ＣｚとドライブコイルＣｄは、コネクタ６６の接点にリード線にて接続されている。
【００２３】
そして、これらセンスコイルＣｘ、Ｃｙ、ＣｚとドライブコイルＣｄは、コネクタ受け６５の接点に接続された信号線を介して、図３に示すプロセッサ装置２３内のセンスコイル用処理回路６７及びドライブコイル用信号処理回路６８にそれぞれ接続される。
なお、ドライブコイルＣｄをセンスコイルＣｘ、Ｃｙ、Ｃｚの１つで兼用するようにしても良い。その場合には、ドライブコイルＣｄを省くことができる。
また、本実施例においては、センスコイルユニット４３を、硬性内視鏡２１に着脱自在にしているので、センスコイルユニット４３が実際に装着される硬性内視鏡２１に適した状態で使用できるように各硬性内視鏡２１には、その硬性内視鏡２１に固有のスコープＩＤを書き込んだ例えばメモリＩＣ６９が内蔵されている。
そして、このメモリＩＣ６９の情報は、プロセッサ装置２３内に設けたＣＰＵ７０により読みとられ、その情報は、硬性内視鏡２１の先端部４０ａを留置マーカＭｉ／ｎが留置されている部位に接近させて処置する際に利用される。
【００２４】
上記のようにセンスコイルユニット４３が着脱自在の場合には、硬性内視鏡２１の挿入部４０の長さ等の機械的な寸法が異なると、センスコイルＣｘ、Ｃｙ、Ｃｚの位置と挿入部４０の先端部４０ａの位置Ｐとの相対的な位置が異なり、それらの位置関係を決定するためには、それを一義的に決定可能とする情報が必要となる。
このようにセンスコイルユニット４３を、着脱自在として互換性を有するものにして、種々の硬性内視鏡に対して着脱可能に組み合わせようとする場合、個々の硬性内視鏡における上記情報が必要となる。これを達成する為に、本実施例においては、各硬性内視鏡２１内のメモリＩＣ６９にスコープＩＤと共に、個々の硬性内視鏡特有の情報を記憶しており、その情報をプロセッサ装置２３側で読みとり、必要な情報に変換した上で、センスコイルユニット４３による位置検出の際に利用すると共に、先端部４０ａの位置検出にも利用する。
【００２５】
後述する図６において、センスコイルＣｘ、Ｃｙ、Ｃｚによる留置マーカＭｉ／ｎの位置検出の座標系において、先端部４０ａの位置Ｐ等を表示した様子を示す。
この場合、硬性内視鏡特有の情報とは、センスコイルユニット４３の取り付けによるセンスコイルＣｘ、Ｃｙ、Ｃｚの位置と、硬性内視鏡２１の機械的寸法（挿入部４０の長さと、センスコイルＣｘ、Ｃｙ、Ｃｚの位置から先端部４０ａの対物レンズ６２までの距離や空間座標位置）以外にも、対物レンズ６２のレンズ倍率、レンズ視野角、直視タイプや斜視タイプにおける斜視の方向（斜視角）等の情報が挙げられる。
【００２６】
これらすべての情報を上記メモリＩＣ６９に記憶しておいても良いし、或いは、メモリＩＣ６９には、硬性内視鏡２１の機種番号と製造番号のみを記憶し、その情報を基にプロセッサ装置２３側に設けた図示しないＬＵＴ（ルックＵＰテーブル）メモリにより、１対１に変換して用いるようにしても良い。なお、硬性内視鏡２１を識別するためには、スコープＩＤを記憶したメモリＩＣ６９に限らず、バーコード等の光学的な読みとり手段等によっても同様に達成できる。
また、硬性内視鏡２１の例えばハンドル部４１には、指示操作用のスイッチＳａと、Ｓｂとが設けてある。そして、例えばスイッチＳａを押してＯＮすることにより、その操作信号がプロセッサ装置２３内に設けたＣＰＵ７０に入力される。そして、ＣＰＵ７０は、この指示信号を受けて、留置マーカＭｉ／ｎに向けてドライブコイルＣｄから留置マーカＭｉ／ｎ側への送信動作を開始させる。また、スイッチＳｂを操作することにより、ドライブコイルＣｄから留置マーカＭｉ／ｎへの送信を停止させる。このようにして、不必要に信号を放射しないようにしても良い。
【００２７】
なお、スイッチＳａ、Ｓｂは、センスコイルユニット４３に設けるようにしても良い。この場合には、コネクタ６６、コネクタ受け６５を介してその信号をＣＰＵ７０に伝送する。また、スイッチＳａのみにより、送信開始と送信停止の機能を兼ねるようにしても良い。
図３に示すプロセッサ装置２３内の駆動＆信号処理回路６４は、図２に示す駆動＆信号処理回路４８と同様の構成である。
つまり、駆動＆信号処理回路６４は、各種のタイミング信号を生成するタイミングジェネレータ７１と、そのタイミング信号に同期してＣＣＤ６３を駆動するＣＣＤ駆動信号を発生するＣＣＤ駆動回路７２とを有する。
【００２８】
また、ＣＣＤ駆動信号の印加により、ＣＣＤ６３から出力されるＣＣＤ出力信号を増幅するアンプ７３と、このアンプ７３の出力信号をＡ／Ｄ変換するＡ／Ｄ変換器７４と、このＡ／Ｄ変換器７４から出力されるデジタルのＣＣＤ出力信号に対して映像信号生成の信号処理を行う映像信号処理回路７５と、この映像信号処理回路７５から出力される映像信号をＤ／Ａ変換するＤ／Ａ変換器７６と、このＤ／Ａ変換器７６から出力されるアナログの映像信号を増幅するアンプ７７とを有する。
このアンプ７７により増幅されたアナログの映像信号は、モニタ２４に入力され、モニタ２４の表示面には、この映像信号に対応する内視鏡画像が表示される。
なお、タイミングジェネレータ７１は、タイミング信号を、Ａ／Ｄ変換器７４、映像信号処理回路７５及びＤ／Ａ変換器７６にも供給する。
【００２９】
また、ドライブコイル用信号処理回路６８は、各種のタイミングのクロックを発生するタイミングジェネレータ（クロックジェネレータ）７８と、このタイミングジェネレータ７８からのクロックを通すように設定されたＢＰＦによるフィルタ７９と、このフィルタ７９を通過したクロックを増幅するアンプ８０とを有する。
タイミングジェネレータ７８からフィルタ７９側に出力されるクロックは、ＣＰＵ７０により制御される。つまり、スイッチＳａがＯＮされたことを受けて、ＣＰＵ７０はタイミングジェネレータ７８からフィルタ７９側にクロックを出力する。
上記アンプ８０を経て増幅された所定周波数のクロックが、ドライブコイルＣｄに印加される。このドライブコイルＣｄは、印加されたクロックの信号を電磁波として放射し、この電磁波は留置マーカＭｉ／ｎのソースコイルＣｍｉにより受信され、電源として利用される。また、その電源の供給により、位置検出等に用いられる信号を送信する。
【００３０】
留置マーカＭｉ／ｎ側から送信される信号は、センスコイルＣｘ、Ｃｙ、Ｃｚにより受信され、プロセッサ装置２３内のセンスコイル用処理回路６７のアンプ８１に入力される。このアンプ８１により増幅された後、フィルタ８２により所定の帯域内の信号が取り出され、さらにＡ／Ｄ変換器８３によりＡ／Ｄ変換されてデジタルの信号に変換される。
このデジタルの信号は、フーリエ変換回路８４に入力されると共に、ＣＰＵ７０に入力される。
フーリエ変換回路８４は、入力される信号、具体的には留置マーカＭｉ／ｎのソースコイルから送信される信号の周波数成分を抽出するための周波数分析を行い、その周波数分析結果から前記信号の周波数成分を抽出する。抽出された信号を振幅・位相検出回路８５に出力し、振幅・位相検出回路８５は、信号の振幅及び位相値（基準の位相からのずれ）を検出して、マーカ座標検出回路８６に出力する。マーカ座標検出回路８６は、３つのセンスコイルＣｘ、Ｃｙ、Ｃｚにより検出した信号の振幅及び位相値から各留置マーカＭｉ／ｎの３次元座標を検出（算出）する。
【００３１】
算出された情報は、ＣＰＵ７０を介して映像信号処理回路７５に出力され、映像信号処理回路７５が生成する内視鏡画像の映像信号に重畳する等して、モニタ２４の表示面に内視鏡画像と共に留置マーカＭｉ／ｎの位置を表示することができるようにしている。
また、Ａ／Ｄ変換器８３からの出力信号が入力されるＣＰＵ７０は、位置検出用の信号に変調（重畳）された情報を復号化処理して、ＩＣチップ８８のメモリ８８ａに書き込まれた情報を得る。そして、ＣＰＵ７０は、映像信号処理回路７５に出力し、モニタ２４の表示面に留置マーカＭｉ／ｎの位置と共に、書き込まれている所見等の情報を表示できるように制御処理する。
【００３２】
図５は留置マーカＭｉ／ｎの構成を示す。
留置マーカＭｉ／ｎは、例えばカプセル形状等の外装ケース内に送信及び受信に用いるソースコイルＣｍｉ／ｎと、このソースコイルＣｍｉ／ｎに接続され、変復調を行う変復調回路８７と、送信された情報を記憶するメモリ８８ａを有し、変復調回路８７及びメモリ８８ａへの書き込み及び読み出し等を制御するＩＣチップ８８とからなる。
本実施例においては、軟性内視鏡１１により、後で処置するための情報を送信してメモリ８８ａ内に書き込む（記憶する）。そして、硬性内視鏡２１により処置する際に、位置検出のために送信させるように駆動すると共に、メモリ８８ａ内に記憶された情報を読み出し、その情報における例えば所見を参照するなどして処置を円滑に或いは適切に行いやすくするのに利用する。
図６は、センスコイルＣｘ、Ｃｙ、Ｃｚにより留置マーカＭｉ／ｎを検出する様子を示す。
【００３３】
センスコイルＣｘ、Ｃｙ、Ｃｚは、直交する３軸ｘ、ｙ、ｚ方向に感度を持つ（つまり指向性を持つ）ように配置され、留置マーカＭｉ／ｎのソースコイルＣｍｉ／ｎからの電磁界強度及び位相ずれを検出するのに用いられ、それらの検出情報によりソースコイルＣｍｉ／ｎの３次元の座標位置が算出される。
また、センスコイルＣｘ、Ｃｙ、Ｃｚを原点とすると所定の３次元座標位置となる挿入部４０の先端部４０ａ（或いは先端部４０ａにおける対物レンズ６２）の位置を、ＩＣメモリ６９からの情報により算出することができる。
図６では、センスコイルＣｘ、Ｃｙ、Ｃｚを原点として、先端部４０ａの位置Ｐの座標を（ｘｏ，ｙｏ，ｚｏ）で示している。本実施例においては、例えば先端部４０ａの位置を原点として、ソースコイルＣｍｉ／３の３次元座標の位置を表示することができる。この場合、図６により示すと、例えば対物レンズ６２の瞳位置を先端部４０ａの位置Ｐとし、その位置Ｐを原点とした座標系を（ｘ′、ｙ′、ｚ′）として示している。
【００３４】
また、本実施例においては、センスコイルＣｘを挿入部４０の軸方向に指向性を持つように配置して、対物レンズ６２の視野方向ＳがセンスコイルＣｘ、Ｃｙ、Ｃｚを原点とする座標系（ｘ、ｙ、ｚ）におけるｘ軸方向と平行になると共に、先端部４０ａの位置Ｐを原点とする座標系（ｘ′、ｙ′、ｚ′）においてもｘ′方向となるように設定している。このため、センスコイルＣｘ、Ｃｙ、Ｃｚを原点とした座標系と、先端部４０ａの位置Ｐを原点とする座標系との相互変換が容易となる。なお、本実施例においては、直視タイプの場合で示している。
図７は患部等の注目すべき対象領域５に対して留置マーカＭｉ／ｎを留置する様子を示す。
患部等の対象領域５の形状に応じて、図７（Ａ）或いは図７（Ｂ）のように留置マーカＭｉ／ｎを留置すると良い。
図７（Ａ）のように対象領域５が略３角形に近い形状の場合には、各頂点付近の位置に３つの留置マーカＭ１／３，Ｍ２／３，Ｍ３／３を留置すると良い。
【００３５】
また、図７（Ｂ）のように対象領域５が略四角形に近い形状の場合には、各頂点付近の位置に４つの留置マーカＭ１／４，Ｍ２／４，Ｍ３／４，Ｍ４／４を留置すると良い。
また、対象領域５が円形や楕円形の場合には、その外形に沿って３つ或いはそれ以上の留置マーカＭｉ／ｎを留置しても良い。
手術時に、留置マーカの取り残しをなくす為にも、留置マーカＭｉ／ｎの総数ｎと通し番号ｉ／ｎを認知できることは重要となる。
図８は、硬性内視鏡２１のドライブコイルＣｄから留置された３つの留置マーカＭｉ／３に送信することにより、留置マーカＭｉ／３側のソースコイルＣｍｉにより位置検出等のために送信される信号のタイミングを示す。
【００３６】
図８（Ａ）に示すようにドライブコイルＣｄは発振周波数が例えば１０ＫＨｚのバースト波を所定周期の信号として出力する。
これを受けることにより、留置マーカＭ１／３〜Ｍ３／３には電力が供給され、各々、図８（Ｂ）〜（Ｄ）に示す出力信号を送信する。
図８（Ｂ）〜（Ｄ）に示したのは、出力信号の基本波（搬送波）である。この基本波には、各々の留置マーカＭ１／３〜Ｍ３／３内のメモリ８８ａに記録された固有情報や所見等の情報等が重畳されている。
本実施例では、３個の留置マーカＭ１／３〜Ｍ３／３の位置情報を認識する必要があるが、その３個の留置マーカＭ１／３〜Ｍ３／３の出力信号は、図８（Ｂ）〜図８（Ｄ）に示すように、ドライブコイルＣｄのバースト波の発信タイミングから、各々ｔ１，ｔ２，ｔ３の時間に、所定の振幅で発信することにより、その信号を外科用の硬性内視鏡２１に設けたセンスコイルＣｘ、Ｃｙ、Ｃｚで受信する際に、どの信号が、どのソースコイルＣｍｉ／３に対応するものかを認識できるようにしている。
【００３７】
また、時間ｔ１，ｔ２，ｔ３からの時間遅延を、ソースコイルＣｍｉ／３からの信号波形の位相ずれとして検出することにより、センスコイルＣｘ、Ｃｙ、Ｃｚと各ソースコイルＣｍｉ／３との間の距離を検出できるようにしている。また、上記距離と、センスコイルＣｘ、Ｃｙ、Ｃｚによる指向性と検出された信号波形の振幅値から、例えばセンスコイルＣｘ、Ｃｙ、Ｃｚの座標系を原点としたソースコイルＣｍｉ／３の３次元座標の位置を算出できるようにしている。
また、センスコイルＣｘ、Ｃｙ、Ｃｚを原点とすると所定の３次元座標位置となる挿入部４０の先端部４０ａ（或いは先端部４０ａにおける対物レンズ６２）の位置を原点として、ソースコイルＣｍｉ／３の３次元座標の位置を算出することもできる。
【００３８】
本実施例においては、硬性内視鏡２１の先端部４０ａを、留置マーカＭｉ／３が留置された対象領域５に視覚的にアプローチし易くするため、ソースコイルＣｍｉ／３の３次元座標の位置を算出した結果を表示する場合には、挿入部４０の先端部４０ａを３次元座標系の原点として表示する。
【００３９】
内視鏡術の際に、留置マーカＭ１／３〜Ｍ３／３を留置する際に、消化器用の内視鏡装置２側から各留置マーカＭｉ／３に所定の情報をインプットする際、通し番号のデータもインプットするので、この時に、「ドライブコイルＣｄからのバースト波を受信後、各々ｔ１，ｔ２，ｔ３の時間後から発信信号を出力する」という情報を一緒にプログラミングすることによって可能となる。
図９は、図８の方法とは別の方法を示す。
図９（Ａ）に示すようにドライブコイルＣｄの発信周波数を例えば１０ｋＨｚのバースト波とする。
【００４０】
これを受け、留置マーカＭ１／３〜３／３に内蔵したソースコイルＣｍ１／３〜Ｃｍ３／３には電力が供給され、各々、図９（Ｂ）〜図９（Ｄ）に示す出力信号を発信する。
これらソースコイルＣｍ１／３〜Ｃｍ３／３からの発信信号は、開始タイミングとしてはすべて一律であるが、代わりに、発信周波数が、各々１０ｋＨｚ、１２ｋＨｚ、１４ｋＨｚと互いに異なるようにしている。
【００４１】
この場合にも、３個の留置マーカＭ１／３〜Ｍ３／３の位置情報を認識する必要があるが、ソースコイルＣｍ１／３〜Ｃｍ３／３は各々１０ｋＨｚ、１２ｋＨｚ、１４ｋＨｚのように互いに相異なる周波数で発信することにより、その信号を外科用の硬性内視鏡２１に設けられたセンスコイルＣｘ、Ｃｙ、Ｃｚで受信し、その周波数からどのソースコイルＣｍｉに対応するものであるかを認識できる。
留置マーカＭ３／１〜Ｍ３／３を留置する際に、消化器用の内視鏡装置２側から各留置マーカＭｉ／３に所定の情報をインプットする際、通し番号のデータもインプットするので、この時に、「ドライブコイルＣｄからのバースト波を受信したら、各々１０ｋＨｚ、１２ｋＨｚ、１４ｋＨｚの基本波を発信出力する」と言う情報を一緒にプログラミングすることによって可能となる。
また、図９（Ｂ）〜図９（Ｄ）は、出力信号の基本波である。この基本波には、各々の留置マーカＭｉ／３内のメモリ８８ａに記録された固有情報等が重畳されている。
【００４２】
このような構成の内視鏡システム１による患部等の処置対象領域に対する消化器用の軟性内視鏡１１による診断及びその診断結果により留置マーカＭｉ／ｎの留置を行い、そして留置された留置マーカＭｉ／ｎを利用して硬性内視鏡２１による外科手術の手順を図１０及び図１１を参照して説明する。
図１０に示すように最初のステップＳ１において、消化器用の軟性内視鏡１１により、内視鏡検査を行う。
具体的には、例えば図１に示すように、消化器用の軟性内視鏡１１により、患者４の口部側から挿入して、消化管内、例えば胃３３の内側を内視鏡検査する。
この内視鏡検査により、この軟性内視鏡１１による処置、例えば内視鏡観察下での粘膜切除術としてのＥＭＲ等を行う。
【００４３】
そして、硬性内視鏡による外科手術の方が処置しやすい対象領域５がある場合には、ステップＳ２に示すように術者１６は、その処置対象領域５に留置マーカＭｉ／ｎを留置する。留置マーカＭｉ／ｎを留置する場合には、把持鉗子３５等により対象領域５を囲むように３つ以上の留置マーカＭｉ／ｎを留置する。
なお、留置マーカＭｉ／ｎを留置する場合、図２の拡大図に示すようにチャンネル４９の内径よりも小さい外径の留置マーカＭｉ／ｎやチャンネル４９内を挿通できる把持部を先端に設けた把持鉗子３５を採用すると、患者４に苦痛を強いることなく、或いは術者１６は、簡単に留置ができる。
また、留置マーカＭｉ／ｎを留置する場合、留置マーカＭｉ／ｎにフックなどを予め取り付けておき、そのフックの先端を患部等の対象領域５表面に差し込むことにより、留置マーカＭｉ／ｎを留置することができる。また、フックなどを使用しないで、生体接着性ポリマを留置マーカＭｉ／ｎの外表面に塗布したものを用いて、対象領域５表面に留置することもできる。
【００４４】
そして、術者１６は、ステップＳ３に示すように、例えばマイクセット１７による音声入力等により、所見、留置日時、留置する留置マーカＭｉ／ｎの総数ｎに対する通し番号等の入力を行う。
この入力を行った後、留置マーカＭｉ／ｎへの送信或いは書き込みの音声入力等を行うことにより、プロセッサ装置１３内のＣＰＵ５８は、入力された情報を駆動コイル５０から送信するように駆動コイル用駆動回路６０を作動させる。
そして、ステップＳ４に示すように、留置マーカＭｉ／ｎは、ソースコイルＣｍｉ／ｎによりその信号を受信して電源として利用すると共に、ＩＣチップ８８内のメモリ８８ａに送信された情報を記憶する。
その後、術者１６は、軟性内視鏡１１を体腔内から引き出す。
そして、後日等において、術者は、硬性内視鏡２１により外科手術を行う。この場合の代表的な処置の手順を図１１に示す。
【００４５】
ステップＳ１１に示すように、患者４の腹部４ａから硬性内視鏡２１の挿入部４０をトラカール４４を介して刺入する。
そして、この硬性内視鏡２１のＣＣＤ６３により撮像された内視鏡画像は、モニタ２４の表示面に表示される。
また、スイッチＳａを操作する等して、ステップＳ１２に示すように留置マーカＭｉ／ｎにドライブコイルＣｄからドライブ用の信号を送信する。以下ではｎ＝３とする。
この信号の送信により、留置マーカＭｉ／３からは、図８に示すようにドライブコイルＣｄからの送信のタイミングから時間ｔ１，ｔ２，ｔ３のように順次ずれて、重ならないようにしたタイミングで、ソースコイルＣｍ１／３からＣｍ３／３まで（位置検出等のための）信号が順次送信される（Ｓ１３）。
そして、硬性内視鏡２１に取り付けたセンスコイルユニット４３内のセンスコイルＣｘ、Ｃｙ、Ｃｚにより各ソースコイルＣｍｉ／３からの信号を受信してソースコイルＣｍｉ／３（その留置マーカＭｉ／３）の各３次元位置を検出する（Ｓ１４）。３次元位置の検出（算出）には、受信した信号の振幅値と位相を検出することにより可能となる。
【００４６】
これらの位置情報はＣＰＵ７０に送られ、３つの留置マーカＭ１／３〜Ｍ３／３から３つの留置マーカＭ１／３〜Ｍ３／３を含む平面及び３つの留置マーカＭ１／３〜Ｍ３／３の例えば中心位置の座標が算出される（Ｓ１５）。なお、留置マーカＭ１／３〜Ｍ３／３を含む平面から、さらにその平面に垂直な法線ベクトルを算出するようにしても良い。
これらの情報は、ＣＰＵ７０から映像信号処理回路７５に送られ、映像信号に重畳されてモニタ２４に出力され、内視鏡画像と共に対象領域の情報が表示される（Ｓ１６）。
また、術者１６により、入力されてメモリ８８ａに格納された情報も読み出され、ＣＰＵ７０に入力される。この情報もＣＰＵ７０から映像信号処理回路７５に送られ、映像信号に重畳されてモニタ２４に出力され、モニタ２４により表示される（Ｓ１７）。
この場合におけるモニタ２４による表示例を図１２に示している。内視鏡画像の表示エリアＲｅには、硬性内視鏡２１のＣＣＤ６３により撮像した内視鏡画像が表示され、またこの表示エリアＲｅに隣接して、硬性内視鏡２１の挿入部４０の先端側の挿入方向等のガイドとなるガイド画像が挿入ガイド表示エリアＲｇに表示される。また、メモリ記憶情報表示エリアＲｍには、術者１６による所見等の情報が表示される。
【００４７】
図１２の挿入ガイド表示エリアＲｇでは、対物レンズ６２の位置を原点として、その視野方向Ｓと垂直な平面上における留置マーカＭｉ／ｎ（より具体的にはＭ１／３〜Ｍ３／３）の２次元位置（以下に説明するように例えば（ｙ′、ｚ′））を模式的に表示する。つまり、視野方向Ｓからずれている留置マーカＭ１／３〜Ｍ３／３の位置を表示する。
対物レンズ６２の位置を原点としてその視野方向Ｓを例えばｘ′方向に設定した場合、このｘ′方向をモニタ画面に垂直な方向に設定し、検出された留置マーカＭ１／３〜Ｍ３／３の位置を視覚的に示すために、留置マーカＭ１／３〜Ｍ３／３（の中心位置Ｏ）におけるｘ′成分だけ視野方向Ｓにずらした位置において、留置マーカＭ１／３〜Ｍ３／３のその位置を、このｘ′方向に垂直なｙ′及びｚ′成分を用いて示している。
つまり、モニタ画面は、留置マーカＭ１／３〜Ｍ３／３のｙ′及びｚ′成分を相対的に示している。
【００４８】
また、そのままでは、ｘ′成分の値を視覚的に把握しにくくなるので、例えばｘ′成分の値に比例した大きさの異なる２つの同心の円Ｈ、Ｃを表示する。この円Ｈ、Ｃの大きさは先端部４０ａの位置Ｐから留置マーカＭｉ／ｎまでの距離におけるｘ′成分の大きさに比例するように設定する。例えば円Ｃは、先端部４０ａの位置Ｐから留置マーカＭ１／３〜Ｍ３／３（の中心位置Ｏ）までの距離におけるｘ′成分の値を半径としたものとして表示する。このように表示することにより、先端部４０ａを対象領域５側に接近させる操作を視覚的に行い易くなる。
図１２の具体例では、視野方向Ｓの右側に対象領域５の情報５ａが表示されるので、術者１６は、挿入部４０の先端部４０ａを右側に向くように変更すれば、対象領域５側に接近できることが視覚的に容易に分かる。
【００４９】
また、図１２においては、留置マーカＭ１／３〜Ｍ３／３の中心位置をＯ、留置マーカＭ１／３〜Ｍ３／３の中心位置Ｏからこれらを含む面の法線ベクトルＶ等を表示する。この法線ベルトルＶを表示することにより、その面に垂直な方向から先端部４０ａが接近しているか、斜めの方向から接近しているか等を判断できる。
このようにして術者は、モニタ２４に表示された情報を参照して、硬性内視鏡２１の挿入部４０の向き等を調整する等して対象領域５にアプローチする（Ｓ１８）。
【００５０】
このように、挿入ガイド表示エリアＲｇには、硬性内視鏡２１の先端部４０ａの対物レンズ６２による視野方向Ｓ等と共に、対象領域５の中心位置Ｏ等が表示されると共に、その対象領域５の面の法線ベクトルＶ等も表示されるので、挿入部４０の先端部４０ａをスムーズに対象領域５の中心位置Ｏにアプローチすることができる。また、法線ベクトルＶの方向から、対象領域５の面に垂直な方向からアプローチ或いは観察しているか否か等も視覚的に認識し易い。
対象領域５にアプローチして、対象領域５を硬性内視鏡２１の対物レンズ６２の観察視野に入れ、図示しない処置具を用いる等して処置を行う（Ｓ１９）。また、留置した留置マーカＭ１／３〜Ｍ３／３を取り除く。そして、外科手術を終了する。
図１１による留置マーカＭｉ／３の位置算出に伴う対象領域５の表示等に付いて補足説明する。
【００５１】
硬性内視鏡２１の先端部４０ａの位置を（ｘｏ，ｙｏ，ｚｏ）とする。
この場合、硬性内視鏡２１の先端部４０ａの位置（ｘｏ，ｙｏ，ｚｏ）及び、対物レンズ６２の視野方向Ｓは、１）ハンドル部４１に取り付けられるセンスコイルユニット４３内にあるセンスコイルＣｘ，Ｃｙ，Ｃｚの位置及びそれぞれの向きと、センスコイルユニット４３が硬性内視鏡２１に装着された状態での物理的位置、方向との関係から予め決められる。
そのため、センスコイルユニット４３内のセンスコイルＣｘ，Ｃｙ，Ｃｚの位置、及びそれぞれの向きが分かれば、先端部４０ａの位置（ｘｏ，ｙｏ，ｚｏ）及び対物レンズ６２の視野方向Ｓは、決定が可能である。そして、先端部４０ａの位置（ｘｏ，ｙｏ，ｚｏ）を算出した後、留置マーカＭｉ／３の位置算出した結果をモニタ２４に表示する場合には、前述したように先端部４０ａの位置を座標の原点として表示することにより、視覚的に先端部４０ａを留置マーカＭｉ／３にアプローチし易くできる。
【００５２】
本実施例の場合、ハンドル部４１にセンスコイルユニット４３を装着する構成にしているので、硬性内視鏡２１の光学系など、先端部４０ａに内蔵する他の部品と干渉することがない。
なお、本実施例では、ハンドル部４１にセンスコイルＣｘ，Ｃｙ，Ｃｚ等を着脱自在で取り付けるようにしているが、硬性内視鏡２１の先端部４０ａに位置検出のためのセンスコイルを設ければ、そのセンスコイルの位置、向きから硬性内視鏡２１の先端部４０ａの位置及び視野方向Ｓを決定することが可能である。従って、このように先端部４０ａにセンスコイルを配置しても良い。
このように本実施例によれば、外科手術等を容易に行い易くできる。
【００５３】
なお、上述の実施例においては、硬性内視鏡２１により、その先端部４０ａの位置や視野方向Ｓを検出できるようにして、留置マーカＭｉ／ｎが留置される対象領域５にスムーズにアプローチなどができるようにした構成及び作用等を説明したが、軟性内視鏡１１に対しても以下の実施例２のようにして適用することができる。
【実施例２】
【００５４】
次に本発明の実施例２を図１３を参照して説明する。図１３は本発明の実施例２を備えた内視鏡システム１Ｂを示す。
本内視鏡システム１Ｂは、図１或いは図２において、軟性内視鏡１１の先端部３０ａにセンスコイルＣｘ，Ｃｙ，Ｃｚを配置した構成にして、センスコイルＣｘ，Ｃｙ，Ｃｚによるこの軟性内視鏡１１の先端部３０ａの位置とその先端部３０ａに設けた対物レンズ４６による視野方向Ｓ′を検出できるようにしている。
つまり、軟性内視鏡１１の挿入部３０の先端部３０ａの位置及び対物レンズ４６視野方向Ｓ′は、先端部３０ａにセンスコイルＣｘ、Ｃｙ、Ｃｚを設ければ、そのセンスコイルＣｘ、Ｃｙ、Ｃｚの位置、及びそれらの向きからその軟性内視鏡１１の先端部３０ａの位置、視野方向Ｓ′は決定が可能である。
また、軟性内視鏡１１の先端部３０ａにおける撮像部分は一般に硬性の部材で構成されているため、既知の位置だけ後方にずらした位置にセンスコイルＣｘ，Ｃｙ，Ｃｚを内蔵することでその軟性内視鏡１１の先端部３０ａの位置、視野方向Ｓ′が決定が可能である。（上記のようにセンスコイルＣｘ，Ｃｙ，Ｃｚを配置すれば、軟性内視鏡１１の対物レンズ４６等の光学系など先端部３０ａに内蔵する他の部品と干渉することがない）。
【００５５】
上記のような軟性内視鏡１１を用いる前提で、生体内に留置マーカＭｉ／３を留置する。
留置マーカＭ１／３〜Ｍ３／３それぞれの空間の位置を、（ｘ１，ｙ１，ｚ１）、（ｘ２，ｙ２，ｚ２）、（ｘ３，ｙ３，ｚ３）とする。
軟性内視鏡１１の視野方向Ｓ′を、ここではＺ軸、原点を光学系の視野中心とし、視野上方をＹのプラス方向、視野右方向をＸのプラス方向とする座標系をＸＹＺ空間とする。
【００５６】
この座標系においては、表示される内視鏡画像はＺ軸に垂直な平面として表現される。
【００５７】
Ｘ，Ｙ，Ｚの原点は上記の軟性内視鏡１１の先端部３０ａの位置と同じとなっている。
【００５８】
この軟性内視鏡１１に設けられたセンスコイルＣｘ、Ｃｙ、Ｃｚにより検出される留置マーカＭ１／３〜Ｍ３／３の位置（ｘ１，ｙ１，ｚ１）、（ｘ２，ｙ２，ｚ２）、（ｘ３，ｙ３，ｚ３）は、それぞれＸ，Ｙ，Ｚの空間の値として変換される。
それらの座標を（Ｘ１，Ｙ１，Ｚ１）、（Ｘ２，Ｙ２，Ｚ２）、（Ｘ３，Ｙ３，Ｚ３）とする。
軟性内視鏡１１の先端部３０ａを留置マーカＭ１／３に接近させることを想定すると、ＸＹＺ空間の原点と（Ｘ１，Ｙ１，Ｚ１）の座標を接近させることと等価となる。
【００５９】
よって、先端部と留置マーカＭ１／３の距離Ｄは、Ｘ，Ｙ，Ｚ空間の原点と（Ｘ１，Ｙ１，Ｚ１）の点の距離である。計算式では（Ｘ１，Ｙ１，Ｚ１）の各項の二乗和の平方根として単純計算が可能であり、この距離を画面上に表示することができる。
一方、軟性内視鏡１１の先端部３０ａをどの方向に向けていくことが留置マーカＭ１／３と軟性内視鏡１１の先端部３０ａとが接近する方向であるか、に関しては、内視鏡画面上では画像はＺ軸に垂直であるためＸＹ平面に投影した（Ｘ１，Ｙ１，Ｚ１）の留置マーカＭ１／３の位置、すなわちＸ，Ｙ，Ｚ空間の原点から（Ｘ１，Ｙ１，０）へ向かうベクトルＷで表現される。
これを画面上に表現することで、どの方向に内視鏡先端を向ければいいかを術者などの内視鏡検査或いは処置を行うユーザは、容易に判断可能である。
【００６０】
例えばＸ１，Ｙ１ともプラスであれば、右斜め上方向に矢印を出すことが可能であり、その方向に留置マーカＭ１／３が存在する。この場合に対応するモニタ１４での表示例を図１３のモニタ１４の表示面に示している。
また、例えば、Ｘ１，Ｙ１ともマイナスであれば、左斜め下方向に矢印を出すことが可能であり、その方向に留置マーカＭ１／３が存在することになる。
この場合においても、留置マーカＭ／３などに挿入部３０の先端部３０ａをアプローチさせることを視覚的に簡単に行えるようになり、軟性内視鏡１１による処置がし易くなる。
なお、図１３において、プロセッサ装置１３′は、図１におけるプロセッサ装置２３と同じ構成であり、かたプロセッサ装置２３′は、図１におけるプロセッサ装置１３と同じ構成である。また、この場合には、硬性内視鏡２１には駆動コイルを内蔵したユニット４３′が接続される（図１における駆動コイルユニット３７に相当する）。
【００６１】
図１３においては、硬性内視鏡２１により最初に処置などを行い、その場合において、軟性内視鏡１１により処置した方が処置し易い場合には、硬性内視鏡１１の観察下で図示しない把持鉗子等を用いて留置マーカＭ１／３〜Ｍ３／３を留置し、その後軟性内視鏡１１により留置マーカＭ１／３〜Ｍ３／３に向けてその先端部３０ａをアプローチさせる様子を示す。
つまり、実施例１における軟性内視鏡１１による留置マーカＭ１／３〜Ｍ３／３の留置と、その後の留置マーカＭ１／３〜Ｍ３／３が留置された対象領域５への硬性内視鏡２１によるアプローチの手順における、軟性内視鏡１１と硬性内視鏡２１とによる機能を入れ替えたものに相当する。
このように本実施例によれば、実施例１とほぼ同様の効果を有する。
【００６２】
なお、本発明は、図１４に示すようにロボットサージェリー９１を構成する手術用のマニピュレータ９２ａ、９２ｂを用いて手術を行うような場合にも適用することができる。
【００６３】
スレーブマニピュレータ９２ａは、その先端部が患者の腹壁４ａ内に挿入孔ｂを介して体内ｃに挿入される挿入部９３を有する手術器具９４と、この手術器具９４を支持するための直動及び回転の自由度を有する複数の軸を有するロボット９５とから構成される。
挿入部９３の先端部には、３次元（立体）スコープ９６と、一対の処置具９７ａ、９７ｂとを備えている。
３次元スコープ９６の先端部及び一対の処置具９７ａ，９７ｂは、それぞれ多自由度にて湾曲可能になっている。
一方、操作手段として、多関節構造を有するマスタマニピュレータ９２ｂが設けてあり、このマスタマニピュレータ９２ｂの先端部には、術者１０３が装着するヘッドマウントディスプレイ（ＨＭＤと略記）９８と一対の処置器具用の操作アーム９９ａ、９９ｂが設けてある。
【００６４】
スレーブマニピュレータ９２ａ及びマスタマニピュレータ９２ｂは、制御装置１００に接続されており、マスタマニピュレータ９２ｂの先端部の位置がスレーブマニピュレータ９２ａの位置に対応し、さらにＨＭＤ９８の回転部の位置が３次元スコープ９６の湾曲角に対応し、さらに操作アーム９９ａ、９９ｂが、処置具９７ａ、９７ｂの位置に対応して動作するように制御装置１００により制御される。
なお、スレーブマニピュレータ９２ａの軸には、図示しないアクチュエータとその回転位置を検出するエンコーダ１０１及び図示しない減速機が設けてある。また、マスタマニピュレータ９２ｂの関節部、ＨＭＤ９８の回転部及び操作アーム９９ａ、９９ｂの関節部には、エンコーダ１０２が設けられている。
そして、術者１０３は、ＨＭＤ９８に表示される画像を観察しながらマスタマニピュレータ９２ｂの操作を行うと、これに追随してスレーブマニピュレータ９２ａが動作し、体内ｃに挿入された手術器具９４を操作することができる。
【００６５】
また、術者１０３の頭部にＨＭＤ９８及びＨＭＤ９８の回転軸となる部分にエンコーダ１０２が取り付けてあり、術者１０３が頭部を動かすと、エンコーダ１０２の動きに追随して、スレーブマニピュレータ９２ａに固定された３次元スコープ９６がその視野の画像をＨＭＤ９８に表示することになり、術者１０３は、体内ｃにいるような臨場感の中で処置ができる。なお、図１４において、符号Ａ１〜Ａ５は回転或いは移動自在である部分を示している。
この場合においても、例えば３次元スコープ９６の先端部にセンスコイルを設けておき、かつ体内ｃにおける対象領域に留置マーカを留置するようにすれば、３次元スコープ９６の先端部における３次元位置と、その視野方向とを検出可能となり、それらをＨＭＤ９８の表示面に立体画像とともに、留置マーカの位置等も表示するようにすれば、上述した実施例のように留置マーカの位置を光学的に視認できないような場合にも、３次元スコープ９６の先端部を簡単に留置マーカの位置にアプローチすることができる。
なお、上述した各実施例等を部分的に組み合わせる等して構成される実施例等も本発明に属する。
【産業上の利用可能性】
【００６６】
体内の患部等を処置する場合、電磁的に信号を送信するマーカを留置することにより、内視鏡に設けた電磁的なセンサを用いて内視鏡の先端側をマーカに円滑にアプローチできるようにガイドでき、内視鏡観察下での処置を行い易くする。
【００６７】
［付記］
１．請求項１において、前記マーカから電磁波を送信させる駆動素子を有する。
２．請求項１において、前記センサは、前記マーカとの相対的な位置関係を算出する位置算出手段に接続される。
３．付記１において、前記位置算出手段は、前記センサと前記マーカとの相対的な位置関係を表示する表示手段に接続される。
４．請求項１において、前記センサは、該センサを内蔵したセンサユニットが前記内視鏡に着脱自在に取り付けられる。
【００６８】
５．付記３において、前記センサユニットが取り付けられる位置と前記先端部との相対的な位置関係を算出可能とする情報を格納した情報格納手段を有する。
６．細長の挿入部の先端部に対物光学系を設けた内視鏡と、
前記内視鏡に設けられ、対象部位に留置されて電磁波を送信可能とするマーカの位置を電磁的に検出するセンサと、
前記センサの出力信号により前記マーカ位置と前記先端部との相対的な位置関係を算出すると共に、前記対物光学系の視野方向を算出し、表示手段に前記相対的な位置関係を表示する信号処理を行う信号処理手段と、
を備えた内視鏡装置。
７．付記６において、前記信号処理手段は、前記マーカの位置に対して、相対的な視野方向を表示するための信号処理を行う。
８．付記６において、前記信号処理手段は、前記マーカに格納された情報を読み出す処理を行う。
【図面の簡単な説明】
【００６９】
【図１】本発明の実施例１を備えた内視鏡システムの全体構成図。
【図２】第１の内視鏡装置の全体構成を示すブロック図。
【図３】第２の内視鏡装置の全体構成を示すブロック図。
【図４】硬性内視鏡の内部構成を示す図。
【図５】留置マーカの概略の構成を示す図。
【図６】センスコイルと留置マーカ及び先端部との位置検出等の様子を示す図。
【図７】対象部位の形状に応じて留置マーカを設定する例を示す図。
【図８】ドライブコイルによる駆動波形とその駆動により留置マーカのソースコイルから送信する信号波形のタイミング等を示す図。
【図９】ドライブコイルによる駆動波形とその駆動により留置マーカのソースコイルから周波数を変えて送信する信号波形のタイミング等を示す図。
【図１０】消化器用の軟性内視鏡による内視鏡検査により留置マーカを留置する手順を示すフローチャート図。
【図１１】消化器用の軟性内視鏡による留置マーカの留置後における硬性内視鏡による外科手術する際の処置する手順を示すフローチャート図。
【図１２】モニタでの内視鏡画像等の表示例を示す図。
【図１３】本発明の実施例２を備えた内視鏡システムの全体構成を示すブロック図。
【図１４】マニピュレータを用いた手術システムの主要部を示す図。
【符号の説明】
【００７０】
１…内視鏡システム
２、３…内視鏡装置
４…患者
５…対象部位（対象領域）
１１…軟性内視鏡
１２、２２…光源装置
１３、２３…プロセッサ装置
１４、２４…モニタ
１５、２５…キーボード
１６…術者
１７…マイクセット
２１…硬性内視鏡
３０、４０…挿入部
３０ａ，４０ａ…先端部
３１、４１…ハンドル部
３２、４２…ユニバーサルケーブル部
３３…胃
３５…把持鉗子
３７…駆動コイルユニット
４０…挿入部
４０ａ…先端部
４３…センスコイルユニット
５０…駆動コイル
４８…駆動＆信号処理回路
５９…音声認識回路
６２…対物レンズ
６９…ＩＣメモリ
８８ａ…メモリ
Ｃｘ，Ｃｙ，Ｃｚ…センスコイル
Ｃｄ…ドライブコイル
Ｍ１／２〜Ｍ３／３…留置マーカ
Ｓ…視野方向
【特許請求の範囲】
【請求項１】
体腔内に挿入するための挿入部を備えた医療装置において、
当該医療装置における前記挿入部の基端側に配設され、体腔外位置から体腔内の対象部位に留置されたマーカの位置を電磁的に検知するセンサと、
当該医療装置における、前記センサが配設される位置と前記挿入部の先端部の位置との第１の位置関係に係る情報と、前記センサの出力信号とに基づいて、前記挿入部の先端部の位置と前記マーカの位置との相対的な第２の位置関係を検出可能とした第２位置関係検出手段と、
を具備したことを特徴とする医療装置。
【請求項２】
前記センサは、前記挿入部の基端側に着脱自在に配設されることを特徴とする請求項１または２に記載の医療装置。
【請求項３】
前記第１の位置関係に係る情報を記憶する第１位置関係情報記憶手段をさらに備え、
前記第２位置関係検出手段は、前記第１位置関係情報記憶手段に記憶された当該第１の位置関係に係る情報と前記センサの出力信号とに基づいて前記挿入部の先端部の位置と前記マーカの位置との相対的な第２の位置関係を検出可能としたことを特徴とする請求項１または２に記載の医療装置。
【請求項４】
前記第１の位置関係に係る情報は、前記センサが配設される位置と前記挿入部の先端部の位置との距離または空間座標位置に係る情報を含むものであることを特徴とする請求項１−３のいずれか一項に記載の医療装置。
【請求項１】
体腔内に挿入するための挿入部を備えた医療装置において、
当該医療装置における前記挿入部の基端側に配設され、体腔外位置から体腔内の対象部位に留置されたマーカの位置を電磁的に検知するセンサと、
当該医療装置における、前記センサが配設される位置と前記挿入部の先端部の位置との第１の位置関係に係る情報と、前記センサの出力信号とに基づいて、前記挿入部の先端部の位置と前記マーカの位置との相対的な第２の位置関係を検出可能とした第２位置関係検出手段と、
を具備したことを特徴とする医療装置。
【請求項２】
前記センサは、前記挿入部の基端側に着脱自在に配設されることを特徴とする請求項１または２に記載の医療装置。
【請求項３】
前記第１の位置関係に係る情報を記憶する第１位置関係情報記憶手段をさらに備え、
前記第２位置関係検出手段は、前記第１位置関係情報記憶手段に記憶された当該第１の位置関係に係る情報と前記センサの出力信号とに基づいて前記挿入部の先端部の位置と前記マーカの位置との相対的な第２の位置関係を検出可能としたことを特徴とする請求項１または２に記載の医療装置。
【請求項４】
前記第１の位置関係に係る情報は、前記センサが配設される位置と前記挿入部の先端部の位置との距離または空間座標位置に係る情報を含むものであることを特徴とする請求項１−３のいずれか一項に記載の医療装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【公開番号】特開２００８−１８２５７（Ｐ２００８−１８２５７Ａ）
【公開日】平成２０年１月３１日（２００８．１．３１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−２２０４４２（Ｐ２００７−２２０４４２）
【出願日】平成１９年８月２７日（２００７．８．２７）
【分割の表示】特願２００４−３８８５６（Ｐ２００４−３８８５６）の分割
【原出願日】平成１６年２月１６日（２００４．２．１６）
【出願人】（００００００３７６）オリンパス株式会社 (11,466)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２０年１月３１日（２００８．１．３１）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年８月２７日（２００７．８．２７）
【分割の表示】特願２００４−３８８５６（Ｐ２００４−３８８５６）の分割
【原出願日】平成１６年２月１６日（２００４．２．１６）
【出願人】（００００００３７６）オリンパス株式会社 (11,466)
【Ｆターム（参考）】
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