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JP2017169994A - 内視鏡先端位置特定システム - Google Patents

内視鏡先端位置特定システム Download PDF

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Kanji Endo
幹治 遠藤
暁元 片山
Akimoto Katayama
暁元 片山
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Hoya Corp
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    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
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Abstract

【課題】より簡便に体内の内視鏡先端位置を体外から特定可能にする。
【解決手段】電子スコープ本体13の挿入部16の先端に第1コイル20を設ける。第3コイルを備える磁場発生装置23により発生される磁場を用いて、第1コイル20の3次元的な位置と、手持ち操作可能な第2コイル21の3次元的な位置を信号処理部22において算出する。算出された第1コイル20および第2コイル21の位置関係を3次元グラフィックスとして構成し、所定視点からの3次元画像としてモニタ24に表示する。
【選択図】図1

Description

本発明は、上部消化管用の内視鏡装置を用いた位置合わせ装置に関する。
飲食物や薬などの経口摂取が困難な患者に対し、腹部の外側から胃に人口的な瘻孔を形成し、形成された瘻孔にカテーテルを装着して、カテーテルを通して飲食物や薬を直接胃内部に投入可能にする経皮内視鏡的胃瘻造設術(PEG)が知られている。胃瘻の造設では、胃の内部に挿入した内視鏡で胃瘻形成位置を確認するとともに内視鏡先端から胃瘻形成位置に向けて強い光を照射し、皮膚表面まで透過した光の位置から外部からの胃瘻形成位置を特定して同位置に瘻孔を形成する。また、患者の体に空けた孔を通して体腔内に内視鏡を挿入し、マニピュレータを用いて内視鏡や処置具を操作し施術を行う装置において、マニピュレータによる内視鏡や処置具の制御のため、体に開けられた挿入孔の位置を装置に教示する方法が知られている(特許文献1)。
特開平08−215205号公報
本発明は、より簡便に体内の内視鏡先端位置を体外から特定することを課題としている。
本発明の内視鏡先端位置特定システムは、内視鏡挿入部先端に配置される第1コイルと、手持ち操作可能な第2コイルと、第3コイルを備え、第1コイルおよび第2コイルの間の位置関係を検出する位置検出手段と、位置関係を表示する位置関係表示手段とを備えたことを特徴としている。
位置検出手段は、第1および第2コイルの3次元的な位置情報を検出する。位置関係表示手段は、例えば第1および第2コイルの3次元的な位置関係を表示する。
本発明の内視鏡装置は、上記の内視鏡先端位置特定システムが搭載されたことを特徴としている。
本発明によれば、より簡便に体内の内視鏡先端位置を体外から特定することができる。
本発明の一実施形態である内視鏡先端位置特定システムの構成を示すブロック図である。 本実施形態の内視鏡先端位置特定システムの使用方法を示す模式図である。 図2の操作が行われる際のモニタ画面の表示の一例を示す図である。 経皮内視鏡的胃瘻造設術(PEG)後の状態を示す胃と腹壁の模式図である。
以下、本発明の実施の形態を、図面を参照して説明する。図1は、本発明の一実施形態である内視鏡先端位置特定システムの構成を示すブロック図である。
本実施形態の内視鏡先端位置特定システム10は、電子内視鏡装置11とこれに接続される3次元位置測定装置12とから構成される。電子内視鏡装置11は上部消化器内視鏡であり、電子スコープ本体13と、電子スコープ本体13からの画像信号を処理するプロセッサ装置14と、プロセッサ装置14で処理された画像を表示するモニタ装置15とを備える。なお、本実施形態のプロセッサ装置14は、内視鏡観察の照明に用いる光源(不図示)を備える。
電子スコープ本体13は、体内に挿入される挿入部16と、挿入部16の基端側が接続される操作部17と、ユニバーサルコードを介して操作部17を電気的、光学的にプロセッサ装置14へと接続するコネクタ部18を備える。挿入部16は可撓管からなり、その先端には撮像素子19が配置される。挿入部16の先端からは、ライトガイド(不図示)を介してプロセッサ装置14の光源からの光が伝送され、照明光として照射される。撮像素子19で撮影された画像は、プロセッサ装置14で所定の信号処理が施された後、モニタ装置15に出力され内視鏡画像として表示される。
また挿入部16の先端部近傍には所定の長さに亘り、操作部17に設けられた操作レバーあるいは操作ノブ(不図示)の操作により湾曲可能な湾曲部が設けられる。施術者はモニタ装置15の内視鏡画像を見ながら操作部17および操作レバーを操作して挿入部16の先端を胃の中の様々な位置に配置するとともに様々な方向に向けることができる。
本実施形態の3次元位置測定装置12は磁場式の位置測定装置であり、挿入部16の先端(湾曲部よりも先のセグメント)には、3次元位置測定装置12の一部をなす第1コイル20が配置される。3次元位置測定装置12は、挿入部16の先端に設けられる第1コイル20の他、患者の体外に配置され、施術者が手で持って操作する第2コイル21と、第1、第2コイル20、21からの信号を受信する信号処理部22と、信号処理部22に接続され、同装置からの制御信号に基づき、第3コイル(不図示)により磁場を発生させる磁場発生装置(外部装置)23と、第1、第2コイル20、21の3次元的な位置をグラフィック表示するモニタ24とを備える。
第1、第2コイル20、21は、例えば鉄心周りにコイルを巻いたものであり、第1、第2コイル20、21の3次元的な位置は、磁場発生装置23で生成される磁場の歪みと、同磁場内に配置される第1、第2コイル20、21の信号に基づき信号処理部22において計算される。信号処理部22は、この計算結果に基づき所定の視点から見た3次元画像を生成し、モニタ24に出力する。なお、第1コイル20からの信号は、例えばコネクタ部18に設けられた中継回路25に着脱自在に接続される信号線を介して信号処理部22に送られ、第2コイル21は、信号線を介して直接信号処理部22に着脱自在に接続される。
図2は、本実施形態の内視鏡先端位置特定システム10の使用方法を示す模式図である。図2には、電子スコープ本体13の挿入部16が胃G内に挿入され、施術者が操作部17を操作して、挿入部16の先端を瘻孔形成位置に近接させて配置した状態が示される。同状態において、施術者は第2コイル21を摘み患者の腹壁Wに沿ってこれを移動し、モニタ24を見ながら、第2コイル21の位置を挿入部16の先端に設けられた第1コイル20に近づける。なお、このとき患者と磁場発生装置23は、同処置中に第1、第2コイル20、21が磁場発生装置23で生成される磁場内に位置するように配置される。
図3は、図2の操作を行う際にモニタ24の画面Sに表示されるグラフィック画像の一例を示す。図3においてマーク20Pは第1コイル20の位置を示し、マーク21Pは第2コイル21の位置を示す。図3(a)の状態は、体外の第2コイル21の位置(マーク21P)が体内の第1コイル20の位置(マーク20P)からまだ遠い状態を示す。施術者はこの画面Sを観察しながら第2コイル21を動かしマーク21Pの位置をマーク20Pに近づける。図3(a)では、腹壁Wに沿って矢印Aの方向に第2コイル21(マーク21P)が移動される。
図3(b)には、第2コイル21を動かしマーク21Pの位置をマーク20Pに最も近づけた状態が示される。施術者はこの近傍で第2コイル21を腹壁Wに沿って前後左右に移動させ、マーク21Pの位置がこれ以上マーク20Pに近づけなければ、腹壁W上の同位置が瘻孔を空ける位置となる。位置が特定されると施術者は、図4に示されるように同位置から胃Gに孔を空け、カテーテルCを装着し患者の胃Gに人口的な胃瘻を造設する。
以上のように、本実施形態によれば、内視鏡先端位置(第1コイル)と腹壁に当てた施術者の手持ち第2コイルの位置関係を視覚的に簡便に認識でき、体内の内視鏡先端位置を体外から簡便に特定することができる
本実施形態では電子内視鏡を例に説明を行なったが、本発明はイメージガイドファイバなどを用いた内視鏡にも適用できる。また本実施形態では電子スコープの挿入部先端(湾曲部よりも先端側)に第1コイルを配置したが、例えばプローブ状の器具の先端に第1コイルを設け、同器具を鉗子口から挿入部に装着する構成としてもよい。その場合、挿入部に設けられる第1コイルは、コネクタ部を介することなく信号処理部に直接接続され、内視鏡先端位置特定システムは内視鏡とは独立した構成とすることができる。なお、第1コイル、第2コイルの一方、または第1コイル、第2コイルの両方を無線通信で信号処理部に接続する構成とすることもできる。また、本実施形態では、患者の体外に配置される外部装置の第3コイルで磁場を発生し、患者の体内に配置される第1コイル、手持ち操作される第2コイルで同磁場を検出したが、第1、第2コイルで磁場を発生し、第3コイルで磁場を検出する構成としてもよい。
また本実施形態では3次元位置測定装置を用いたが、本発明は第1、第2コイルの相対的な位置関係が特定できればよい。したがって、第1、第2コイルの位置を3次元的に画像表示しなくとも、第1、第2コイルの相対的な位置関係が示せればよく、例えば第1コイルを中心に第2コイルの位置を示す平面図や、両者の距離に対応する情報を示す構成であってもよい。更に、本実施形態では、挿入部の先端にのみ第1コイルを配置したが、挿入部長手方向にそって複数の第1コイルを配置し、挿入部の形状も把握できる構成としてもよい。
10 内視鏡先端位置特定システム
11 電子内視鏡装置
12 3次元位置測定装置
13 電子スコープ本体
16 挿入部
19 撮像素子
20 第1コイル
21 第2コイル
22 信号処理部
23 磁場発生装置(外部装置)
24 モニタ

Claims (5)

  1. 内視鏡挿入部先端に配置される第1コイルと、
    手持ち操作可能な第2コイルと、
    第3コイルを備え、前記第1コイルおよび前記第2コイルの間の位置関係を検出する位置検出手段と、
    前記位置関係を表示する位置関係表示手段と
    を備えることを特徴とする内視鏡先端位置特定システム。
  2. 前記位置検出手段が、前記第1および第2コイルの3次元的な位置情報を検出することを特徴とする請求項1に記載の内視鏡先端位置特定システム。
  3. 前記位置関係表示手段が、前記第1および第2コイルの3次元的な位置関係を表示することを特徴とする請求項1〜2の何れか一項に記載の内視鏡先端位置特定システム。
  4. 前記第1コイルが内視鏡挿入部に装着可能なプローブ状の器具の先端に設けられることを特徴とする請求項1〜3の何れか一項に記載の内視鏡先端位置特定システム。
  5. 請求項1〜4の何れか一項に記載の内視鏡先端位置特定システムが搭載されることを特徴とする内視鏡装置。
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