電子内視鏡システム
【課題】少なくとも体腔内に挿入された内視鏡先端部から突出自在な処置具の先端部と該内視鏡先端部との相対位置を検出することができる電子内視鏡システムを提供することを目的とする。
【解決手段】電子内視鏡システムは、先端部に撮像素子および第一の磁場発生器を有し、前記撮像素子により被検者の体腔内の画像を撮像する内視鏡と、先端部に磁場検出センサを有し、内視鏡の鉗子管路を介して内視鏡先端部から突出するように構成される処置具と、第一の磁場発生器から発生した磁場に基づき磁場検出センサで発生する誘導電流に基づいて、該第一の磁場発生器に対する処置具先端部の位置を検出する位置検出手段と、を有する構成にした。
【解決手段】電子内視鏡システムは、先端部に撮像素子および第一の磁場発生器を有し、前記撮像素子により被検者の体腔内の画像を撮像する内視鏡と、先端部に磁場検出センサを有し、内視鏡の鉗子管路を介して内視鏡先端部から突出するように構成される処置具と、第一の磁場発生器から発生した磁場に基づき磁場検出センサで発生する誘導電流に基づいて、該第一の磁場発生器に対する処置具先端部の位置を検出する位置検出手段と、を有する構成にした。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、体腔内に挿入した内視鏡先端部に設けられた撮像素子により撮像された画像を観察しつつ、該先端部から処置具を突出させて医療的処置を行う電子内視鏡システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、体内に挿入された内視鏡の先端部分の位置を検出する電子内視鏡システムが様々提案されている。その中には、コイルに交流電流を流すことにより磁場を発生させる磁場発生装置と、該磁場発生装置により発生した磁場をコイル等により検出する磁場検出センサとを用いた電子内視鏡システムがある。該電子内視鏡システムにおいては、内視鏡の挿入部の先端に配置された磁場検出センサで発生した誘起電流の大きさによって、内視鏡の先端部の位置が検出されている。上述した電子内視鏡システムは、例えば以下の特許文献１に開示されている。
【０００３】
【特許文献１】特開２００１−１４５５９８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記特許文献１には、被検者の体外に配置された磁場発生器により発生した磁場を、内視鏡の鉗子口から鉗子管路（鉗子チャンネル）に挿入された処置具の先端部に配設された磁場検出センサが検知することにより、内視鏡の体内挿入部の彎曲形態を検出する電子内視鏡システムが開示されている。この電子内視鏡システムによれば、内視鏡の先端部の位置・軌跡を検知することが可能となる。
【０００５】
内視鏡を用いた処置では、内視鏡の先端部の鉗子チャンネル開口部から突出した鉗子等の処置具により体内の病変部を処置する場合があり、この時には内視鏡により撮像された画像に基づいて処置具を移動し、操作していた。また例えば、胃の幽門を通じて側視内視鏡を十二指腸に挿入し、処置具を内視鏡の先端部から突出させてファーター乳頭に挿入する場合などは、撮像された画像には、処置具の先端部は写されない。そのため画像による目視以外に、内視鏡の先端部に対する処置具の先端部の相対位置を、例えば距離情報として検出することが望まれていた。
【０００６】
本発明は、以上の事情に鑑み、少なくとも体腔内に挿入された内視鏡先端部から突出自在な処置具の先端部と該内視鏡先端部との相対位置を検出することができる電子内視鏡システム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】
【０００７】
上記課題を解決するための、本発明の請求項１に記載の電子内視鏡システムは、先端部に撮像素子および第一の磁場発生器を有し、前記撮像素子により被検者の体腔内の画像を撮像する内視鏡と、先端部に磁場検出センサを有し、内視鏡の鉗子管路を介して内視鏡先端部から突出するように構成される処置具と、第一の磁場発生器から発生した磁場に基づき磁場検出センサで発生する誘導電流に基づいて、該第一の磁場発生器に対する処置具先端部の位置を検出する位置検出手段と、を有することを特徴とする。
【０００８】
請求項２に記載の電子内視鏡システムによれば、被検者の体外に配置される第二の磁場発生器を有し、第一の磁場発生器は、コイルからなり、第二の磁場発生器から磁場が発生している間は、磁場を発生せず、該第二の磁場発生器から発生した磁場により誘導電流を発生させ、位置検出手段は、第一の磁場発生器から発生した誘導電流に基づいて、第二の磁場発生器に対する第一の磁場発生器の位置をさらに検出することができる。
【０００９】
また、請求項３に記載の電子内視鏡システムによれば、磁場検出センサは、第二の磁場発生器から磁場が発生している間は、該第二の磁場発生器から発生した磁場により誘導電流を発生させ、位置検出手段は、磁場検出センサおよび第一の磁場発生器から発生した誘導電流に基づいて、該第一の磁場発生器に対する処置具先端部の位置を検出する。
【００１０】
第二の磁場発生器は、互いに直交する少なくとも第一の方向および第二の方向に磁場を発生させることが望ましい（請求項４）。
【００１１】
請求項５に記載の電子内視鏡システムによれば、第一の磁場発生器と第二の磁場発生器で、磁場の発生源を切り替える切り替え手段と、切り替え手段による磁場の発生の切り替えに応じて、第一の磁場発生器と第二の磁場発生器を択一的に駆動制御する制御手段と、を有する。具体的には、切り替え手段は、第一の磁場発生器と、該第一磁場発生器に電流を供給する電流供給手段または位置検出手段とが択一的に接続されるように配設されたトライステートバッファを含むように構成される（請求項６）。
【００１２】
請求項７に記載の電子内視鏡システムによれば、位置検出手段が検出した位置に関する情報を通知する通知手段を有することが望ましい。通知手段としては、例えば、情報を表示する表示手段が該当する（請求項８）。また、請求項９に記載の電子内視鏡システムによれば、通知手段は、位置検出手段が検出した結果を、距離情報に変換する演算部を有することが好ましい。
【００１３】
別の観点から、請求項１０に記載の電子内視鏡システムは、撮像素子により被検者の体内を撮像する内視鏡と、内視鏡が挿入される被検者の周囲に配置される磁場発生器と、内視鏡の先端部に配設され、磁場発生器に対する内視鏡の先端部の相対位置を検出する第一の磁場検出センサと、内視鏡の鉗子口から鉗子管路に挿入され、開口部から突出する処置具と、処置具の先端部に配設され、磁場発生器に対する処置具の先端部の相対位置を検出する第二の磁場検出センサと、磁場発生器から発生した磁場により第一の磁場検出センサで生じる誘導電流の大きさに基づいた、磁場発生器に対する内視鏡の先端部の相対位置、磁場発生器から発生した磁場により第二の磁場検出センサで生じる誘導電流の大きさに基づいた、磁場発生器に対する処置具の先端部の相対位置、各相対位置に基づいた処置具の先端部に対する内視鏡の先端部の相対位置、それぞれを検出する検出手段と、を有することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、内視鏡の先端部に第一の磁場発生器を配設し、処置具の先端部に磁場検出センサを配設することにより、内視鏡の先端部に対する処置具の先端部の相対位置を検出することが可能となる。また第一の磁場発生器をコイルにより構成し、被検者の体外に第二の磁場発生器を配置すれば、上記磁場検出センサのみならず第一の磁場発生器も磁場検出センサとして作用させることができる。これにより、内視鏡の先端部に対する処置具の先端部の相対位置のみならず、第二の磁場発生器に対する処置具の先端部の相対位置や、第二の磁場発生器に対する内視鏡先端部の相対位置も検出することが可能になる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
図面を参照して本発明の実施形態を説明する。図１は、本発明による電子内視鏡システムを示す図である。また、図２は電子内視鏡システム１の一部を抽出して詳細に示すブロック図である。電子内視鏡システム１は、被検者の体内に挿入される内視鏡３、プロセッサ５、内視鏡３が挿入される被検者の周囲に配置され、プロセッサ５に着脱可能に接続された第二磁場発生器７、内視鏡３で撮像された画像を表示するモニタ９を有する。
【００１６】
内視鏡３は、プロセッサ５から内視鏡３に照射光を伝送するライトガイド１１、ライトガイド先端部１１ａから射出された照射光を被検者の体内に照射するための配光レンズ１３、被検者の体内からの光を集光する対物レンズ１５、対物レンズ１５を介して被検者の体内を撮像するカラーＣＣＤ等の撮像素子１７、鉗子口１８ａ及び内視鏡３の先端部に開口部１８ｂを有する鉗子チャンネル（鉗子管路）１８、内視鏡３の先端部に配設される第一磁場発生器１９、鉗子口１８ａから鉗子チャンネル１８に挿入され、内視鏡３の先端部の開口部１８ｂより突出して病変部の処置を行う鉗子等の処置具２０、処置具２０の先端部近傍に配設された磁場検出センサ２２、を有する。また以後、第一磁場発生器１９の位置は内視鏡３の先端部の位置を、磁場検出センサ２２の位置は処置具２０の先端部の位置を示すものとする。
【００１７】
第一磁場発生器１９および磁場検出センサ２２は一軸のコイルからなる。また、第一磁場発生器１９は、プロセッサ５の制御の下、磁場発生器としてだけでなく、磁場検出センサとしても機能する。
【００１８】
プロセッサ５は、内視鏡３に照射光を提供する光源部２１、プロセッサ５の各処理部を制御するシステムコントローラ２３、処置具２０に配設された磁場検出センサ２２を使用して、処置具２０の先端部と内視鏡３の先端部との相対位置の検出を開始するときに操作される切り替えスイッチ２５、撮像素子１７の撮像タイミング、メモリなどに記録されたデータを読み出すタイミングを制御するタイミングコントローラ２７、タイミングコントローラ２７から出力される信号に基づいて撮像素子１７の画像取り込みを制御する撮像素子制御・駆動部２９、撮像素子１７で撮像された画像信号にＡ／Ｄ変換等を行う前段画像信号処理部３１、画像メモリ３３、位置検出信号処理部３５、制御演算部３７、第二磁場発生器７に電流を供給する磁場発生器駆動回路４１、メモリ４３、メモリ４３から出力された信号と画像メモリ３３から出力された信号とをモニタ９表示用の信号に変換する後段画像信号処理部４５を有する。
【００１９】
第二磁場発生器７は、内視鏡観察および内視鏡処置を行うにあたり、予め、被検者の周囲に設置される。第二磁場発生器７は、互いに直交するＸ、Ｙ、Ｚの各方向に磁場を発生させる三つのコイルを持つ。そして、各コイルに交流電流を流すことにより、Ｘ、Ｙ、Ｚの各方向に交流に磁場を発生させる。
【００２０】
電子内視鏡システム１を用いた、被検者に対する内視鏡観察および内視鏡処置は以下のようにして実行される。
【００２１】
システムコントローラ２３は、光源部２１を駆動制御して体腔内を照明する。詳しくは、光源部２１は、白色光を発するランプである光源４７、光源４７から出力される光量を調整する略円盤状の調光用絞り４９、調光用絞り４９を回転駆動するモータ５１、モータ５１を駆動・制御するモータ駆動・制御部５３、光源４７に電力を供給する光源用電源５５、光源４７から出射された光をライトガイド入射端１１ｂに導くレンズ５７、を有する。ライトガイド入射端１１ｂに入射した白色光は、ライトガイド１１、配光レンズ１３を介して体腔内を照明する。
【００２２】
体腔内で反射した光は、対物レンズ１５を介して撮像素子１７の受光面に光学像を結ぶ。撮像素子１７は、タイミングコントローラ２７から送信されるタイミング信号に同期して撮像素子制御・駆動部２９からの駆動信号に同期して、上記光学像に対応する各色の画像信号を生成し、プロセッサ５の前段画像信号処理部３１に定期的に送信する。
【００２３】
前段画像信号処理部３１は、図２に示すように、バッファ３４ｄ、ビデオフィルタ４６、Ａ／Ｄ変換部４２ｄ、絶縁素子４４ａを有する。絶縁素子４４ａは、患者が感電しないように内視鏡３側と、電子内視鏡システムの本体側とを電気的に絶縁している。絶縁素子４４ａでは電気信号が光信号に変換されているので、電気的に絶縁することが可能となっている。なお、以下に説明する他の絶縁素子４４ｂ〜４４ｅ関しても同様の効果を奏する。
【００２４】
前段画像信号処理部３１によりＡ／Ｄ変換等の処理が施された画像信号は、各色に関する画像データとして順次画像メモリ３３に格納される。格納された各色に対応する画像データは、タイミングコントローラ２７から送信されるタイミング信号に同期して後段画像信号処理部４５に一斉に出力される。該タイミング信号は、例えばモニタ９の周期に対応して送信される。後段画像信号処理部４５は、画像データにＤ／Ａ変換等の処理を施し、モニタ９に動画像として出力する。
【００２５】
図３は、モニタ９の画面の一例を示す。後段画像信号処理部４５から出力された画像データは、例えば、モニタ９の画面においてメイン画像７１として表示される。術者は、メイン画像７１を観察しつつ、病変部を特定したり、鉗子を用いた生体組織の採取等の処置を実施したりする。以上が電子内視鏡システム１を用いた被検者に対する内視鏡観察および内視鏡処置の説明である。
【００２６】
次に本発明の主たる特徴である処置具２０に関する位置検出について詳説する。本実施形態の電子内視鏡システム１は、第一磁場発生器１９を用いた処置具２０の位置検出（第一態様）、第二磁場発生器７を用いた第一磁場発生器１９や処置具２０の位置検出（第二態様）ができるように構成されている。
【００２７】
まず第一態様として、第一磁場発生器１９を用いた処置具２０の位置検出について説明する。なお、上記の各位置検出処理の切り替えは、術者が切り替えスイッチ２５を操作することにより行われる。術者が切り替えスイッチ２５を操作すると、該スイッチ２５から第一磁場発生器１９を用いた処置具２０の位置検出を指示する信号がシステムコントローラ２３に送信される。該信号を受信すると、システムコントローラ２３は、位置検出信号処理部３５を介して第一磁場発生器１９を駆動させる。
【００２８】
図２に示すように、位置検出信号処理部３５は、トライステートバッファ３６ａ及びトライステートバッファ３６ｂ、バッファ３４ｃ、レベル検出器３８ａ、レベル検出器３８ｃ、第一磁場発生器駆動回路４０、Ａ／Ｄ変換部４２ａ、Ａ／Ｄ変換部４２ｃ、絶縁素子４４ｂ、絶縁素子４４ｃ、絶縁素子４４ｄ、絶縁素子４４ｅ、を有する。
【００２９】
トライステートバッファ３６ａは、入力端子ａ、入力端子ｂ、出力端子ｃ、を有する。トライステートバッファ３６ａは、入力端子（イネーブル端子）ａがシステムコントローラ２３（より厳密には絶縁素子４４ｂ）に、入力端子ｂが第一磁場発生器１９に、出力端子ｃがレベル検出器３８ａに、それぞれ接続されるように配設される。
【００３０】
また、トライステートバッファ３６ｂは、入力端子ｄ、入力端子ｅ、出力端子ｆ、を有する。トライステートバッファ３６ｂは、入力端子（イネーブル端子）ｄがシステムコントローラ２３（より厳密には絶縁素子４４ｂ）に、入力端子ｅが第一磁場発生器駆動回路４０に、出力端子ｆが第一磁場発生器１９に、それぞれ接続されるように配設される。
【００３１】
システムコントローラ２３は、第一磁場発生器１９を用いた処置具２０の位置検出を指示する信号を受信すると、絶縁素子４４ｂを介してトライステートバッファ３６ａの入力端子ａにオフ制御信号を送信する。該制御信号により、トライステートバッファ３６ａはハイインピーダンスとなる。つまり、第一磁場発生器１９とレベル検出器３８ａは電気的に遮断された状態になる。
【００３２】
またシステムコントローラ２３は、制御演算部３７、絶縁素子４４ｄを介して第一磁場発生器駆動回路４０を駆動制御する。具体的には、第一磁場発生器駆動回路４０は、システムコントローラ２３によりオン制御されたトライステートバッファ３６ｂを介して第一磁場発生器１９に一定レベルの交流電流を供給する。
【００３３】
第一磁場発生器１９は、前段画像信号処理部３１より交流電流を提供されることにより、磁場を発生する。処置具２０先端に配設された磁場検出センサ２２は、第一磁場発生器１９から発生した磁場により誘導電流を発生させる。発生した誘導電流は、バッファ３４ｃを介してレベル検出器３８ｃに入力する。レベル検出器３８ｃは誘導電流に対応する位置検出信号を生成し、出力する。レベル検出器３８ｃから出力された位置検出信号は、Ａ／Ｄ変換部４２ｃでＡ／Ｄ変換され、絶縁素子４４ｅを介して制御演算部３７で受信される。
【００３４】
ここで、第一磁場発生器１９で発生する磁場が一定レベルである場合、磁場検出センサ２２と第一磁場発生器１９との相対位置と、磁場検出センサ２２で発生する誘導電流の大きさとには相関性が有る。そのため磁場検出センサ２２で発生する誘導電流の大きさを測定することにより、第一磁場発生器１９（内視鏡３の先端部）と磁場検出センサ２２（処置具２０の先端部）との相対位置を検出することができる。
【００３５】
制御演算部３７は、位置検出信号処理部３５から送信される位置検出信号に基づき、第一磁場発生器１９と磁場検出センサ２２との相対位置情報を生成する。本実施形態では、第一磁場発生器１９と磁場検出センサ２２との距離情報を相対位置情報として算出する。算出結果は、文字情報作成部３９において、距離を示す文字情報に変換される。文字情報作成部３９により生成された文字情報は、メモリ４３に一時的に記録される。メモリ４３に記録された文字情報は、タイミングコントローラ２７から送信されるタイミング信号に同期して、後段画像信号処理部４５により読み出され、モニタ９に出力される。
【００３６】
図３に示すように、上記文字情報は、モニタ９上において、内視鏡３先端から処置具先端までの距離情報７２としてメイン画像７１とともに表示される。これにより、術者は、処置具２０が内視鏡３先端からどの程度突出しているのかが明確に把握することができるため、迅速かつ正確に処置具を使った処置を行うことができる。
【００３７】
また、第一態様によれば、第一磁場発生器１９と磁場検出センサ２２はともに体腔内に位置しているため、両者間には遮蔽物が殆どない。また両者の距離は磁場発生手段を体外に配置する場合と比べて格段に近い。そのため検出される信号の精度は高く、信頼性の高い検出結果を得ることができる。
【００３８】
次に第二態様として、第二磁場発生器７を用いた第一磁場発生器１９や処置具２０の位置検出について説明する。術者が第一磁場発生器１９や処置具２０の位置検出を行うため、切り替えスイッチ２５を操作すると、システムコントローラ２３は、演算処理部３７、磁場発生器駆動回路４１を介して第二磁場発生器を駆動させるとともに、位置検出信号処理部３５も駆動制御する。
【００３９】
演算処理部３７は、システムコントローラ２３から所定の制御信号を受信すると、磁場発生器駆動回路４１を介して交流電流を供給することにより、第二磁場発生器７を駆動させる。ここで、磁場発生器駆動回路４１は、第二磁場発生器７におけるＸ、Ｙ、Ｚの各方向に対応するコイルそれぞれに独立して交流電流を供給できるように構成されている。そして制御演算部３７は、上記所定の制御信号を一回受信する毎に、第二磁場発生器７から異なる方向の磁場が連続して一回ずつ発生するように、各コイルに対して順次交流電流を供給する。なお、連続して磁場を発生させるといっても、各磁場発生時のずれは非常に微少に設定されており、実際には略同一タイミングとみなすことができる。
【００４０】
また、システムコントローラ２３は、絶縁素子４４ｂを介してトライステートバッファ３６ｂの入力端子ｄにオフ制御信号を送信する。該制御信号により、トライステートバッファ３６ｂはハイインピーダンスとなる。つまり、第一磁場発生器１９と第一磁場発生器駆動回路４０は電気的に遮断された状態になる。これにより、第一磁場発生器１９は、磁場検出センサとして機能する。
【００４１】
第二磁場発生器７から磁場が発生すると、第一磁場発生器１９は、該磁場の影響を受けて誘導電流を発生させる。発生した誘導電流は、システムコントローラ２３によりオン制御されたトライステートバッファ３６ａを介してレベル検出器３８ａに入力する。レベル検出器３８ａは該誘導電流に対応する位置検出信号を生成し、出力する。レベル検出器３８ａから出力された位置検出信号は、Ａ／Ｄ変換部４２ａでＡ／Ｄ変換され、絶縁素子４４ｃを介して制御演算部３７で受信される。
【００４２】
ここで、第二磁場発生器７で発生するＸ、Ｙ、Ｚ方向の磁場がそれぞれ一定レベルである場合、第一磁場発生器１９で発生した誘導電流の大きさは、第二磁場発生器７と第一磁場発生器１９間の距離に対応して変化する。つまり、Ｘ、Ｙ、Ｚの各方向の磁場発生時における誘導電流のレベルをそれぞれ検出することにより、第二磁場発生器７と第一磁場発生器１９の相対位置を検出することができる。そこで、制御演算部３７は、発生中の磁場の各方向と送信された位置検出信号のレベルをそれぞれ関連づけ、第二磁場発生器７に対する第一磁場発生器１９の相対的位置情報（ここでは第二磁場発生器７と第一磁場発生器１９との距離情報）を生成する。つまり、該距離情報は、Ｘ方向の磁場発生時における誘導電流量（Ｘ方向の距離情報）、Ｙ方向の磁場発生時における誘導電流量（Ｙ方向の距離情報）、Ｚ方向の磁場発生時における誘導電流量（Ｚ方向の距離情報）からなる。
【００４３】
制御演算部３７は、生成した距離情報をメモリ４３に格納する。詳しくは、制御演算部３７は、生成した距離情報のうち、Ｘ方向とＹ方向の各距離情報を第一画像メモリ４３のアドレスに変換する。そして、該アドレスにより特定されるメモリ領域に、Ｚ方向の距離情報を格納する。制御演算部３７は、システムコントローラ２３からの制御信号を受信する毎に上記の一連の処理を実行する。
【００４４】
後段画像信号処理部４５は、タイミング信号に従い、メモリ４３から読み出した各距離情報に基づいて内視鏡３の形状（体腔内を進入する内視鏡３先端部の軌跡）に関する画像を生成する。詳しくは、データが格納されているメモリ領域のアドレスをＸ方向とＹ方向の各距離情報に変換する。Ｘ方向とＹ方向の各距離情報により特定される点、つまり位置検出点間を例えば直線により補間する。なお該補間処理は、上記ヘッダ情報を参照しつつ行われる。メモリ領域に格納されていたデータの量つまりＺ方向の距離情報は、位置検出点での輝度レベルに変換する。これにより、Ｘ、Ｙ、Ｚの各方向により特定される内視鏡の形状に関する二次元画像が生成される。
【００４５】
後段画像信号処理部４５は、以上の処理を行って生成された二次元画像をモニタ９に出力する。図３中、該二次元画像はサブ画像７３としてメイン画像７１と並んで表示される。なお、サブ画像７３において、白抜点は、原点を磁場発生器２の位置とするＸ、Ｙの各方向に対応した二次元座標上に展開された位置検出点である。各白抜点は、Ｚ方向の距離情報に対応する輝度として表現される。従って、術者は、サブ画像７３を観察することにより、内視鏡３の形状を容易に把握することができる。
【００４６】
なお、本第二態様では、第一磁場発生器１９の位置検出結果として二次元画像をモニタ９に表示すると説明したが、本発明に係る電子内視鏡システムでは、これに限定するものではなく、第二磁場発生器７を原点としたＸ、Ｙ、Ｚの各方向の座標値、あるいは第二磁場発生器７を基準としたＸ、Ｙ、Ｚの各方向の距離を表示することも可能である。
【００４７】
また本第二態様では、第二磁場発生器７から磁場が発生し、第一磁場発生器１９が磁場検出センサとして機能している間、磁場検出センサ２２は、該第二磁場発生器７から発生した磁場を検出し、誘導電流を発生させる。しかし、該誘導電流は、本第二態様では位置検出には利用されない。
【００４８】
以上が本発明の実施形態である。本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、以下に例示するように様々な範囲で変形が可能である。
【００４９】
例えば、上記第二態様では、磁場検出センサ２２からの誘導電流は位置検出に使用しないと説明した。しかし、第二磁場発生器７を磁場発生器として、第二磁場発生器７が発生した磁場を、第一磁場発生器１９と磁場検出センサ２２から得られる各誘導電流に基づき、それぞれについて第二磁場発生器７との相対位置を座標値で求める変形も可能である。該変形の場合、第二磁場発生器７に対する第一磁場発生器１９および磁場検出センサ２２の各相対位置に基づき、第一磁場発生器１９に対する磁場検出センサ２２の相対位置を算出することも可能である。
【００５０】
また上記実施形態では、検出された種々の相対位置に関する情報を文字情報としてモニタ９に表示すると説明した。しかし、術者に該相対位置情報を通知する手段としては、これに限定されるものではなく、例えば音声発生器による音で距離を通知する手段等が使用されてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００５１】
【図１】図１は、本発明による電子内視鏡システムを示す図である。
【図２】図２は、図１の電子内視鏡システムの一部を抽出して示した図である。
【図３】図３は、電子内視鏡システム動作時のモニタ画面を示す。
【符号の説明】
【００５２】
１ 電子内視鏡システム
３ 内視鏡
５ プロセッサ
７ 第二磁場発生器
９ モニタ
１７ 撮像素子
１８ 鉗子チャンネル
１９ 第一磁場発生器
２０ 処置具
２１ 光源部
２２ 磁場検出センサ
２３ システムコントローラ
３５ 位置検出信号処理部
３７ 制御演算部
３９ 文字情報作成部
４１ 磁場発生器駆動回路
４３ メモリ
４５ 後段画像信号処理部
【技術分野】
【０００１】
本発明は、体腔内に挿入した内視鏡先端部に設けられた撮像素子により撮像された画像を観察しつつ、該先端部から処置具を突出させて医療的処置を行う電子内視鏡システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、体内に挿入された内視鏡の先端部分の位置を検出する電子内視鏡システムが様々提案されている。その中には、コイルに交流電流を流すことにより磁場を発生させる磁場発生装置と、該磁場発生装置により発生した磁場をコイル等により検出する磁場検出センサとを用いた電子内視鏡システムがある。該電子内視鏡システムにおいては、内視鏡の挿入部の先端に配置された磁場検出センサで発生した誘起電流の大きさによって、内視鏡の先端部の位置が検出されている。上述した電子内視鏡システムは、例えば以下の特許文献１に開示されている。
【０００３】
【特許文献１】特開２００１−１４５５９８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記特許文献１には、被検者の体外に配置された磁場発生器により発生した磁場を、内視鏡の鉗子口から鉗子管路（鉗子チャンネル）に挿入された処置具の先端部に配設された磁場検出センサが検知することにより、内視鏡の体内挿入部の彎曲形態を検出する電子内視鏡システムが開示されている。この電子内視鏡システムによれば、内視鏡の先端部の位置・軌跡を検知することが可能となる。
【０００５】
内視鏡を用いた処置では、内視鏡の先端部の鉗子チャンネル開口部から突出した鉗子等の処置具により体内の病変部を処置する場合があり、この時には内視鏡により撮像された画像に基づいて処置具を移動し、操作していた。また例えば、胃の幽門を通じて側視内視鏡を十二指腸に挿入し、処置具を内視鏡の先端部から突出させてファーター乳頭に挿入する場合などは、撮像された画像には、処置具の先端部は写されない。そのため画像による目視以外に、内視鏡の先端部に対する処置具の先端部の相対位置を、例えば距離情報として検出することが望まれていた。
【０００６】
本発明は、以上の事情に鑑み、少なくとも体腔内に挿入された内視鏡先端部から突出自在な処置具の先端部と該内視鏡先端部との相対位置を検出することができる電子内視鏡システム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】
【０００７】
上記課題を解決するための、本発明の請求項１に記載の電子内視鏡システムは、先端部に撮像素子および第一の磁場発生器を有し、前記撮像素子により被検者の体腔内の画像を撮像する内視鏡と、先端部に磁場検出センサを有し、内視鏡の鉗子管路を介して内視鏡先端部から突出するように構成される処置具と、第一の磁場発生器から発生した磁場に基づき磁場検出センサで発生する誘導電流に基づいて、該第一の磁場発生器に対する処置具先端部の位置を検出する位置検出手段と、を有することを特徴とする。
【０００８】
請求項２に記載の電子内視鏡システムによれば、被検者の体外に配置される第二の磁場発生器を有し、第一の磁場発生器は、コイルからなり、第二の磁場発生器から磁場が発生している間は、磁場を発生せず、該第二の磁場発生器から発生した磁場により誘導電流を発生させ、位置検出手段は、第一の磁場発生器から発生した誘導電流に基づいて、第二の磁場発生器に対する第一の磁場発生器の位置をさらに検出することができる。
【０００９】
また、請求項３に記載の電子内視鏡システムによれば、磁場検出センサは、第二の磁場発生器から磁場が発生している間は、該第二の磁場発生器から発生した磁場により誘導電流を発生させ、位置検出手段は、磁場検出センサおよび第一の磁場発生器から発生した誘導電流に基づいて、該第一の磁場発生器に対する処置具先端部の位置を検出する。
【００１０】
第二の磁場発生器は、互いに直交する少なくとも第一の方向および第二の方向に磁場を発生させることが望ましい（請求項４）。
【００１１】
請求項５に記載の電子内視鏡システムによれば、第一の磁場発生器と第二の磁場発生器で、磁場の発生源を切り替える切り替え手段と、切り替え手段による磁場の発生の切り替えに応じて、第一の磁場発生器と第二の磁場発生器を択一的に駆動制御する制御手段と、を有する。具体的には、切り替え手段は、第一の磁場発生器と、該第一磁場発生器に電流を供給する電流供給手段または位置検出手段とが択一的に接続されるように配設されたトライステートバッファを含むように構成される（請求項６）。
【００１２】
請求項７に記載の電子内視鏡システムによれば、位置検出手段が検出した位置に関する情報を通知する通知手段を有することが望ましい。通知手段としては、例えば、情報を表示する表示手段が該当する（請求項８）。また、請求項９に記載の電子内視鏡システムによれば、通知手段は、位置検出手段が検出した結果を、距離情報に変換する演算部を有することが好ましい。
【００１３】
別の観点から、請求項１０に記載の電子内視鏡システムは、撮像素子により被検者の体内を撮像する内視鏡と、内視鏡が挿入される被検者の周囲に配置される磁場発生器と、内視鏡の先端部に配設され、磁場発生器に対する内視鏡の先端部の相対位置を検出する第一の磁場検出センサと、内視鏡の鉗子口から鉗子管路に挿入され、開口部から突出する処置具と、処置具の先端部に配設され、磁場発生器に対する処置具の先端部の相対位置を検出する第二の磁場検出センサと、磁場発生器から発生した磁場により第一の磁場検出センサで生じる誘導電流の大きさに基づいた、磁場発生器に対する内視鏡の先端部の相対位置、磁場発生器から発生した磁場により第二の磁場検出センサで生じる誘導電流の大きさに基づいた、磁場発生器に対する処置具の先端部の相対位置、各相対位置に基づいた処置具の先端部に対する内視鏡の先端部の相対位置、それぞれを検出する検出手段と、を有することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、内視鏡の先端部に第一の磁場発生器を配設し、処置具の先端部に磁場検出センサを配設することにより、内視鏡の先端部に対する処置具の先端部の相対位置を検出することが可能となる。また第一の磁場発生器をコイルにより構成し、被検者の体外に第二の磁場発生器を配置すれば、上記磁場検出センサのみならず第一の磁場発生器も磁場検出センサとして作用させることができる。これにより、内視鏡の先端部に対する処置具の先端部の相対位置のみならず、第二の磁場発生器に対する処置具の先端部の相対位置や、第二の磁場発生器に対する内視鏡先端部の相対位置も検出することが可能になる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
図面を参照して本発明の実施形態を説明する。図１は、本発明による電子内視鏡システムを示す図である。また、図２は電子内視鏡システム１の一部を抽出して詳細に示すブロック図である。電子内視鏡システム１は、被検者の体内に挿入される内視鏡３、プロセッサ５、内視鏡３が挿入される被検者の周囲に配置され、プロセッサ５に着脱可能に接続された第二磁場発生器７、内視鏡３で撮像された画像を表示するモニタ９を有する。
【００１６】
内視鏡３は、プロセッサ５から内視鏡３に照射光を伝送するライトガイド１１、ライトガイド先端部１１ａから射出された照射光を被検者の体内に照射するための配光レンズ１３、被検者の体内からの光を集光する対物レンズ１５、対物レンズ１５を介して被検者の体内を撮像するカラーＣＣＤ等の撮像素子１７、鉗子口１８ａ及び内視鏡３の先端部に開口部１８ｂを有する鉗子チャンネル（鉗子管路）１８、内視鏡３の先端部に配設される第一磁場発生器１９、鉗子口１８ａから鉗子チャンネル１８に挿入され、内視鏡３の先端部の開口部１８ｂより突出して病変部の処置を行う鉗子等の処置具２０、処置具２０の先端部近傍に配設された磁場検出センサ２２、を有する。また以後、第一磁場発生器１９の位置は内視鏡３の先端部の位置を、磁場検出センサ２２の位置は処置具２０の先端部の位置を示すものとする。
【００１７】
第一磁場発生器１９および磁場検出センサ２２は一軸のコイルからなる。また、第一磁場発生器１９は、プロセッサ５の制御の下、磁場発生器としてだけでなく、磁場検出センサとしても機能する。
【００１８】
プロセッサ５は、内視鏡３に照射光を提供する光源部２１、プロセッサ５の各処理部を制御するシステムコントローラ２３、処置具２０に配設された磁場検出センサ２２を使用して、処置具２０の先端部と内視鏡３の先端部との相対位置の検出を開始するときに操作される切り替えスイッチ２５、撮像素子１７の撮像タイミング、メモリなどに記録されたデータを読み出すタイミングを制御するタイミングコントローラ２７、タイミングコントローラ２７から出力される信号に基づいて撮像素子１７の画像取り込みを制御する撮像素子制御・駆動部２９、撮像素子１７で撮像された画像信号にＡ／Ｄ変換等を行う前段画像信号処理部３１、画像メモリ３３、位置検出信号処理部３５、制御演算部３７、第二磁場発生器７に電流を供給する磁場発生器駆動回路４１、メモリ４３、メモリ４３から出力された信号と画像メモリ３３から出力された信号とをモニタ９表示用の信号に変換する後段画像信号処理部４５を有する。
【００１９】
第二磁場発生器７は、内視鏡観察および内視鏡処置を行うにあたり、予め、被検者の周囲に設置される。第二磁場発生器７は、互いに直交するＸ、Ｙ、Ｚの各方向に磁場を発生させる三つのコイルを持つ。そして、各コイルに交流電流を流すことにより、Ｘ、Ｙ、Ｚの各方向に交流に磁場を発生させる。
【００２０】
電子内視鏡システム１を用いた、被検者に対する内視鏡観察および内視鏡処置は以下のようにして実行される。
【００２１】
システムコントローラ２３は、光源部２１を駆動制御して体腔内を照明する。詳しくは、光源部２１は、白色光を発するランプである光源４７、光源４７から出力される光量を調整する略円盤状の調光用絞り４９、調光用絞り４９を回転駆動するモータ５１、モータ５１を駆動・制御するモータ駆動・制御部５３、光源４７に電力を供給する光源用電源５５、光源４７から出射された光をライトガイド入射端１１ｂに導くレンズ５７、を有する。ライトガイド入射端１１ｂに入射した白色光は、ライトガイド１１、配光レンズ１３を介して体腔内を照明する。
【００２２】
体腔内で反射した光は、対物レンズ１５を介して撮像素子１７の受光面に光学像を結ぶ。撮像素子１７は、タイミングコントローラ２７から送信されるタイミング信号に同期して撮像素子制御・駆動部２９からの駆動信号に同期して、上記光学像に対応する各色の画像信号を生成し、プロセッサ５の前段画像信号処理部３１に定期的に送信する。
【００２３】
前段画像信号処理部３１は、図２に示すように、バッファ３４ｄ、ビデオフィルタ４６、Ａ／Ｄ変換部４２ｄ、絶縁素子４４ａを有する。絶縁素子４４ａは、患者が感電しないように内視鏡３側と、電子内視鏡システムの本体側とを電気的に絶縁している。絶縁素子４４ａでは電気信号が光信号に変換されているので、電気的に絶縁することが可能となっている。なお、以下に説明する他の絶縁素子４４ｂ〜４４ｅ関しても同様の効果を奏する。
【００２４】
前段画像信号処理部３１によりＡ／Ｄ変換等の処理が施された画像信号は、各色に関する画像データとして順次画像メモリ３３に格納される。格納された各色に対応する画像データは、タイミングコントローラ２７から送信されるタイミング信号に同期して後段画像信号処理部４５に一斉に出力される。該タイミング信号は、例えばモニタ９の周期に対応して送信される。後段画像信号処理部４５は、画像データにＤ／Ａ変換等の処理を施し、モニタ９に動画像として出力する。
【００２５】
図３は、モニタ９の画面の一例を示す。後段画像信号処理部４５から出力された画像データは、例えば、モニタ９の画面においてメイン画像７１として表示される。術者は、メイン画像７１を観察しつつ、病変部を特定したり、鉗子を用いた生体組織の採取等の処置を実施したりする。以上が電子内視鏡システム１を用いた被検者に対する内視鏡観察および内視鏡処置の説明である。
【００２６】
次に本発明の主たる特徴である処置具２０に関する位置検出について詳説する。本実施形態の電子内視鏡システム１は、第一磁場発生器１９を用いた処置具２０の位置検出（第一態様）、第二磁場発生器７を用いた第一磁場発生器１９や処置具２０の位置検出（第二態様）ができるように構成されている。
【００２７】
まず第一態様として、第一磁場発生器１９を用いた処置具２０の位置検出について説明する。なお、上記の各位置検出処理の切り替えは、術者が切り替えスイッチ２５を操作することにより行われる。術者が切り替えスイッチ２５を操作すると、該スイッチ２５から第一磁場発生器１９を用いた処置具２０の位置検出を指示する信号がシステムコントローラ２３に送信される。該信号を受信すると、システムコントローラ２３は、位置検出信号処理部３５を介して第一磁場発生器１９を駆動させる。
【００２８】
図２に示すように、位置検出信号処理部３５は、トライステートバッファ３６ａ及びトライステートバッファ３６ｂ、バッファ３４ｃ、レベル検出器３８ａ、レベル検出器３８ｃ、第一磁場発生器駆動回路４０、Ａ／Ｄ変換部４２ａ、Ａ／Ｄ変換部４２ｃ、絶縁素子４４ｂ、絶縁素子４４ｃ、絶縁素子４４ｄ、絶縁素子４４ｅ、を有する。
【００２９】
トライステートバッファ３６ａは、入力端子ａ、入力端子ｂ、出力端子ｃ、を有する。トライステートバッファ３６ａは、入力端子（イネーブル端子）ａがシステムコントローラ２３（より厳密には絶縁素子４４ｂ）に、入力端子ｂが第一磁場発生器１９に、出力端子ｃがレベル検出器３８ａに、それぞれ接続されるように配設される。
【００３０】
また、トライステートバッファ３６ｂは、入力端子ｄ、入力端子ｅ、出力端子ｆ、を有する。トライステートバッファ３６ｂは、入力端子（イネーブル端子）ｄがシステムコントローラ２３（より厳密には絶縁素子４４ｂ）に、入力端子ｅが第一磁場発生器駆動回路４０に、出力端子ｆが第一磁場発生器１９に、それぞれ接続されるように配設される。
【００３１】
システムコントローラ２３は、第一磁場発生器１９を用いた処置具２０の位置検出を指示する信号を受信すると、絶縁素子４４ｂを介してトライステートバッファ３６ａの入力端子ａにオフ制御信号を送信する。該制御信号により、トライステートバッファ３６ａはハイインピーダンスとなる。つまり、第一磁場発生器１９とレベル検出器３８ａは電気的に遮断された状態になる。
【００３２】
またシステムコントローラ２３は、制御演算部３７、絶縁素子４４ｄを介して第一磁場発生器駆動回路４０を駆動制御する。具体的には、第一磁場発生器駆動回路４０は、システムコントローラ２３によりオン制御されたトライステートバッファ３６ｂを介して第一磁場発生器１９に一定レベルの交流電流を供給する。
【００３３】
第一磁場発生器１９は、前段画像信号処理部３１より交流電流を提供されることにより、磁場を発生する。処置具２０先端に配設された磁場検出センサ２２は、第一磁場発生器１９から発生した磁場により誘導電流を発生させる。発生した誘導電流は、バッファ３４ｃを介してレベル検出器３８ｃに入力する。レベル検出器３８ｃは誘導電流に対応する位置検出信号を生成し、出力する。レベル検出器３８ｃから出力された位置検出信号は、Ａ／Ｄ変換部４２ｃでＡ／Ｄ変換され、絶縁素子４４ｅを介して制御演算部３７で受信される。
【００３４】
ここで、第一磁場発生器１９で発生する磁場が一定レベルである場合、磁場検出センサ２２と第一磁場発生器１９との相対位置と、磁場検出センサ２２で発生する誘導電流の大きさとには相関性が有る。そのため磁場検出センサ２２で発生する誘導電流の大きさを測定することにより、第一磁場発生器１９（内視鏡３の先端部）と磁場検出センサ２２（処置具２０の先端部）との相対位置を検出することができる。
【００３５】
制御演算部３７は、位置検出信号処理部３５から送信される位置検出信号に基づき、第一磁場発生器１９と磁場検出センサ２２との相対位置情報を生成する。本実施形態では、第一磁場発生器１９と磁場検出センサ２２との距離情報を相対位置情報として算出する。算出結果は、文字情報作成部３９において、距離を示す文字情報に変換される。文字情報作成部３９により生成された文字情報は、メモリ４３に一時的に記録される。メモリ４３に記録された文字情報は、タイミングコントローラ２７から送信されるタイミング信号に同期して、後段画像信号処理部４５により読み出され、モニタ９に出力される。
【００３６】
図３に示すように、上記文字情報は、モニタ９上において、内視鏡３先端から処置具先端までの距離情報７２としてメイン画像７１とともに表示される。これにより、術者は、処置具２０が内視鏡３先端からどの程度突出しているのかが明確に把握することができるため、迅速かつ正確に処置具を使った処置を行うことができる。
【００３７】
また、第一態様によれば、第一磁場発生器１９と磁場検出センサ２２はともに体腔内に位置しているため、両者間には遮蔽物が殆どない。また両者の距離は磁場発生手段を体外に配置する場合と比べて格段に近い。そのため検出される信号の精度は高く、信頼性の高い検出結果を得ることができる。
【００３８】
次に第二態様として、第二磁場発生器７を用いた第一磁場発生器１９や処置具２０の位置検出について説明する。術者が第一磁場発生器１９や処置具２０の位置検出を行うため、切り替えスイッチ２５を操作すると、システムコントローラ２３は、演算処理部３７、磁場発生器駆動回路４１を介して第二磁場発生器を駆動させるとともに、位置検出信号処理部３５も駆動制御する。
【００３９】
演算処理部３７は、システムコントローラ２３から所定の制御信号を受信すると、磁場発生器駆動回路４１を介して交流電流を供給することにより、第二磁場発生器７を駆動させる。ここで、磁場発生器駆動回路４１は、第二磁場発生器７におけるＸ、Ｙ、Ｚの各方向に対応するコイルそれぞれに独立して交流電流を供給できるように構成されている。そして制御演算部３７は、上記所定の制御信号を一回受信する毎に、第二磁場発生器７から異なる方向の磁場が連続して一回ずつ発生するように、各コイルに対して順次交流電流を供給する。なお、連続して磁場を発生させるといっても、各磁場発生時のずれは非常に微少に設定されており、実際には略同一タイミングとみなすことができる。
【００４０】
また、システムコントローラ２３は、絶縁素子４４ｂを介してトライステートバッファ３６ｂの入力端子ｄにオフ制御信号を送信する。該制御信号により、トライステートバッファ３６ｂはハイインピーダンスとなる。つまり、第一磁場発生器１９と第一磁場発生器駆動回路４０は電気的に遮断された状態になる。これにより、第一磁場発生器１９は、磁場検出センサとして機能する。
【００４１】
第二磁場発生器７から磁場が発生すると、第一磁場発生器１９は、該磁場の影響を受けて誘導電流を発生させる。発生した誘導電流は、システムコントローラ２３によりオン制御されたトライステートバッファ３６ａを介してレベル検出器３８ａに入力する。レベル検出器３８ａは該誘導電流に対応する位置検出信号を生成し、出力する。レベル検出器３８ａから出力された位置検出信号は、Ａ／Ｄ変換部４２ａでＡ／Ｄ変換され、絶縁素子４４ｃを介して制御演算部３７で受信される。
【００４２】
ここで、第二磁場発生器７で発生するＸ、Ｙ、Ｚ方向の磁場がそれぞれ一定レベルである場合、第一磁場発生器１９で発生した誘導電流の大きさは、第二磁場発生器７と第一磁場発生器１９間の距離に対応して変化する。つまり、Ｘ、Ｙ、Ｚの各方向の磁場発生時における誘導電流のレベルをそれぞれ検出することにより、第二磁場発生器７と第一磁場発生器１９の相対位置を検出することができる。そこで、制御演算部３７は、発生中の磁場の各方向と送信された位置検出信号のレベルをそれぞれ関連づけ、第二磁場発生器７に対する第一磁場発生器１９の相対的位置情報（ここでは第二磁場発生器７と第一磁場発生器１９との距離情報）を生成する。つまり、該距離情報は、Ｘ方向の磁場発生時における誘導電流量（Ｘ方向の距離情報）、Ｙ方向の磁場発生時における誘導電流量（Ｙ方向の距離情報）、Ｚ方向の磁場発生時における誘導電流量（Ｚ方向の距離情報）からなる。
【００４３】
制御演算部３７は、生成した距離情報をメモリ４３に格納する。詳しくは、制御演算部３７は、生成した距離情報のうち、Ｘ方向とＹ方向の各距離情報を第一画像メモリ４３のアドレスに変換する。そして、該アドレスにより特定されるメモリ領域に、Ｚ方向の距離情報を格納する。制御演算部３７は、システムコントローラ２３からの制御信号を受信する毎に上記の一連の処理を実行する。
【００４４】
後段画像信号処理部４５は、タイミング信号に従い、メモリ４３から読み出した各距離情報に基づいて内視鏡３の形状（体腔内を進入する内視鏡３先端部の軌跡）に関する画像を生成する。詳しくは、データが格納されているメモリ領域のアドレスをＸ方向とＹ方向の各距離情報に変換する。Ｘ方向とＹ方向の各距離情報により特定される点、つまり位置検出点間を例えば直線により補間する。なお該補間処理は、上記ヘッダ情報を参照しつつ行われる。メモリ領域に格納されていたデータの量つまりＺ方向の距離情報は、位置検出点での輝度レベルに変換する。これにより、Ｘ、Ｙ、Ｚの各方向により特定される内視鏡の形状に関する二次元画像が生成される。
【００４５】
後段画像信号処理部４５は、以上の処理を行って生成された二次元画像をモニタ９に出力する。図３中、該二次元画像はサブ画像７３としてメイン画像７１と並んで表示される。なお、サブ画像７３において、白抜点は、原点を磁場発生器２の位置とするＸ、Ｙの各方向に対応した二次元座標上に展開された位置検出点である。各白抜点は、Ｚ方向の距離情報に対応する輝度として表現される。従って、術者は、サブ画像７３を観察することにより、内視鏡３の形状を容易に把握することができる。
【００４６】
なお、本第二態様では、第一磁場発生器１９の位置検出結果として二次元画像をモニタ９に表示すると説明したが、本発明に係る電子内視鏡システムでは、これに限定するものではなく、第二磁場発生器７を原点としたＸ、Ｙ、Ｚの各方向の座標値、あるいは第二磁場発生器７を基準としたＸ、Ｙ、Ｚの各方向の距離を表示することも可能である。
【００４７】
また本第二態様では、第二磁場発生器７から磁場が発生し、第一磁場発生器１９が磁場検出センサとして機能している間、磁場検出センサ２２は、該第二磁場発生器７から発生した磁場を検出し、誘導電流を発生させる。しかし、該誘導電流は、本第二態様では位置検出には利用されない。
【００４８】
以上が本発明の実施形態である。本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、以下に例示するように様々な範囲で変形が可能である。
【００４９】
例えば、上記第二態様では、磁場検出センサ２２からの誘導電流は位置検出に使用しないと説明した。しかし、第二磁場発生器７を磁場発生器として、第二磁場発生器７が発生した磁場を、第一磁場発生器１９と磁場検出センサ２２から得られる各誘導電流に基づき、それぞれについて第二磁場発生器７との相対位置を座標値で求める変形も可能である。該変形の場合、第二磁場発生器７に対する第一磁場発生器１９および磁場検出センサ２２の各相対位置に基づき、第一磁場発生器１９に対する磁場検出センサ２２の相対位置を算出することも可能である。
【００５０】
また上記実施形態では、検出された種々の相対位置に関する情報を文字情報としてモニタ９に表示すると説明した。しかし、術者に該相対位置情報を通知する手段としては、これに限定されるものではなく、例えば音声発生器による音で距離を通知する手段等が使用されてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００５１】
【図１】図１は、本発明による電子内視鏡システムを示す図である。
【図２】図２は、図１の電子内視鏡システムの一部を抽出して示した図である。
【図３】図３は、電子内視鏡システム動作時のモニタ画面を示す。
【符号の説明】
【００５２】
１ 電子内視鏡システム
３ 内視鏡
５ プロセッサ
７ 第二磁場発生器
９ モニタ
１７ 撮像素子
１８ 鉗子チャンネル
１９ 第一磁場発生器
２０ 処置具
２１ 光源部
２２ 磁場検出センサ
２３ システムコントローラ
３５ 位置検出信号処理部
３７ 制御演算部
３９ 文字情報作成部
４１ 磁場発生器駆動回路
４３ メモリ
４５ 後段画像信号処理部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
先端部に撮像素子および第一の磁場発生器を有し、前記撮像素子により被検者の体腔内の画像を撮像する内視鏡と、
先端部に磁場検出センサを有し、前記内視鏡の鉗子管路を介して前記内視鏡先端部から突出するように構成される処置具と、
前記第一の磁場発生器から発生した磁場に基づき前記磁場検出センサで発生する誘導電流に基づいて、該第一の磁場発生器に対する前記処置具先端部の位置を検出する位置検出手段と、を有することを特徴とする電子内視鏡システム。
【請求項２】
請求項１に記載の電子内視鏡システムにおいて、
前記被検者の体外に配置される第二の磁場発生器を有し、
前記第一の磁場発生器は、コイルからなり、前記第二の磁場発生器から磁場が発生している間は、磁場を発生せず、該第二の磁場発生器から発生した磁場により誘導電流を発生させ、
前記位置検出手段は、前記第一の磁場発生器から発生した誘導電流に基づいて、前記第二の磁場発生器に対する前記第一の磁場発生器の位置をさらに検出することを特徴とする電子内視鏡システム。
【請求項３】
請求項２に記載の電子内視鏡システムにおいて、
前記磁場検出センサは、前記第二の磁場発生器から磁場が発生している間は、該第二の磁場発生器から発生した磁場により誘導電流を発生させ、
前記位置検出手段は、前記磁場検出センサおよび前記第一の磁場発生器から発生した誘導電流に基づいて、該第一の磁場発生器に対する前記処置具先端部の位置を検出することを特徴とする電子内視鏡システム。
【請求項４】
請求項２または請求項３に記載の電子内視鏡システムにおいて、
前記第二の磁場発生器は、互いに直交する少なくとも第一の方向および第二の方向に磁場を発生させることを特徴とする電子内視鏡システム。
【請求項５】
請求項２から請求項４のいずれかに記載の電子内視鏡システムにおいて、
前記第一の磁場発生器と前記第二の磁場発生器で、磁場の発生源を切り替える切り替え手段と、
前記切り替え手段による磁場の発生の切り替えに応じて、前記第一の磁場発生器と前記第二の磁場発生器を択一的に駆動制御する制御手段と、を有することを特徴とする電子内視鏡システム。
【請求項６】
前記切り替え手段は、前記第一の磁場発生器と、該第一磁場発生器に電流を供給する電流供給手段または前記位置検出手段とが択一的に接続されるように配設されたトライステートバッファを含むこと、を特徴とする請求項５に記載の電子内視鏡システム。
【請求項７】
前記位置検出手段が検出した前記位置に関する情報を通知する通知手段を有することを特徴とする請求項１から請求項６に記載の電子内視鏡システム。
【請求項８】
前記通知手段は、前記情報を表示する表示手段であることを特徴とする請求項７に記載の電子内視鏡システム。
【請求項９】
前記通知手段は、前記位置検出手段が検出した結果を、距離情報に変換する演算部を有することを特徴とする請求項７または請求項８に記載の電子内視鏡システム。
【請求項１０】
撮像素子により被検者の体内を撮像する内視鏡と、
前記内視鏡が挿入される被検者の周囲に配置される磁場発生器と、
前記内視鏡の先端部に配設され、前記磁場発生器に対する前記内視鏡の先端部の相対位置を検出する第一の磁場検出センサと、
前記内視鏡の鉗子口から鉗子管路に挿入され、前記開口部から突出する処置具と、
前記処置具の先端部に配設され、前記磁場発生器に対する前記処置具の先端部の相対位置を検出する第二の磁場検出センサと、
前記磁場発生器から発生した磁場により第一の磁場検出センサで生じる誘導電流の大きさに基づいた、前記磁場発生器に対する前記内視鏡の先端部の相対位置、前記磁場発生器から発生した磁場により第二の磁場検出センサで生じる誘導電流の大きさに基づいた、前記磁場発生器に対する前記処置具の先端部の相対位置、各相対位置に基づいた前記処置具の先端部に対する前記内視鏡の先端部の相対位置、それぞれを検出する検出手段と、を有することを特徴とする電子内視鏡システム。
【請求項１】
先端部に撮像素子および第一の磁場発生器を有し、前記撮像素子により被検者の体腔内の画像を撮像する内視鏡と、
先端部に磁場検出センサを有し、前記内視鏡の鉗子管路を介して前記内視鏡先端部から突出するように構成される処置具と、
前記第一の磁場発生器から発生した磁場に基づき前記磁場検出センサで発生する誘導電流に基づいて、該第一の磁場発生器に対する前記処置具先端部の位置を検出する位置検出手段と、を有することを特徴とする電子内視鏡システム。
【請求項２】
請求項１に記載の電子内視鏡システムにおいて、
前記被検者の体外に配置される第二の磁場発生器を有し、
前記第一の磁場発生器は、コイルからなり、前記第二の磁場発生器から磁場が発生している間は、磁場を発生せず、該第二の磁場発生器から発生した磁場により誘導電流を発生させ、
前記位置検出手段は、前記第一の磁場発生器から発生した誘導電流に基づいて、前記第二の磁場発生器に対する前記第一の磁場発生器の位置をさらに検出することを特徴とする電子内視鏡システム。
【請求項３】
請求項２に記載の電子内視鏡システムにおいて、
前記磁場検出センサは、前記第二の磁場発生器から磁場が発生している間は、該第二の磁場発生器から発生した磁場により誘導電流を発生させ、
前記位置検出手段は、前記磁場検出センサおよび前記第一の磁場発生器から発生した誘導電流に基づいて、該第一の磁場発生器に対する前記処置具先端部の位置を検出することを特徴とする電子内視鏡システム。
【請求項４】
請求項２または請求項３に記載の電子内視鏡システムにおいて、
前記第二の磁場発生器は、互いに直交する少なくとも第一の方向および第二の方向に磁場を発生させることを特徴とする電子内視鏡システム。
【請求項５】
請求項２から請求項４のいずれかに記載の電子内視鏡システムにおいて、
前記第一の磁場発生器と前記第二の磁場発生器で、磁場の発生源を切り替える切り替え手段と、
前記切り替え手段による磁場の発生の切り替えに応じて、前記第一の磁場発生器と前記第二の磁場発生器を択一的に駆動制御する制御手段と、を有することを特徴とする電子内視鏡システム。
【請求項６】
前記切り替え手段は、前記第一の磁場発生器と、該第一磁場発生器に電流を供給する電流供給手段または前記位置検出手段とが択一的に接続されるように配設されたトライステートバッファを含むこと、を特徴とする請求項５に記載の電子内視鏡システム。
【請求項７】
前記位置検出手段が検出した前記位置に関する情報を通知する通知手段を有することを特徴とする請求項１から請求項６に記載の電子内視鏡システム。
【請求項８】
前記通知手段は、前記情報を表示する表示手段であることを特徴とする請求項７に記載の電子内視鏡システム。
【請求項９】
前記通知手段は、前記位置検出手段が検出した結果を、距離情報に変換する演算部を有することを特徴とする請求項７または請求項８に記載の電子内視鏡システム。
【請求項１０】
撮像素子により被検者の体内を撮像する内視鏡と、
前記内視鏡が挿入される被検者の周囲に配置される磁場発生器と、
前記内視鏡の先端部に配設され、前記磁場発生器に対する前記内視鏡の先端部の相対位置を検出する第一の磁場検出センサと、
前記内視鏡の鉗子口から鉗子管路に挿入され、前記開口部から突出する処置具と、
前記処置具の先端部に配設され、前記磁場発生器に対する前記処置具の先端部の相対位置を検出する第二の磁場検出センサと、
前記磁場発生器から発生した磁場により第一の磁場検出センサで生じる誘導電流の大きさに基づいた、前記磁場発生器に対する前記内視鏡の先端部の相対位置、前記磁場発生器から発生した磁場により第二の磁場検出センサで生じる誘導電流の大きさに基づいた、前記磁場発生器に対する前記処置具の先端部の相対位置、各相対位置に基づいた前記処置具の先端部に対する前記内視鏡の先端部の相対位置、それぞれを検出する検出手段と、を有することを特徴とする電子内視鏡システム。
【図１】
【図２】
【図３】
【図２】
【図３】
【公開番号】特開２００６−２２３８４９（Ｐ２００６−２２３８４９Ａ）
【公開日】平成１８年８月３１日（２００６．８．３１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００６−５６３９（Ｐ２００６−５６３９）
【出願日】平成１８年１月１３日（２００６．１．１３）
【出願人】（００００００５２７）ペンタックス株式会社 (1,878)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１８年８月３１日（２００６．８．３１）
【国際特許分類】
【出願日】平成１８年１月１３日（２００６．１．１３）
【出願人】（００００００５２７）ペンタックス株式会社 (1,878)
【Ｆターム（参考）】
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