内窥镜装置和控制内窥镜装置的方法
【技术领域】
[0001 ] 本发明涉及一种插入体腔内并在该体腔内使用的内窥镜装置以及控制该内窥镜装置的方法。
[0002]要求2012年12月11日提交的美国临时申请N0.61/735，755的优先权，通过引证将其内容结合在本文中。
【背景技术】
[0003]近年来，为了节省医疗设施中的人力，已经研宄了使用机器人的医疗处理。特别是在外科领域中，关于内窥镜装置已经提出了各种建议，内窥镜装置使用操纵器进行处理，同时成像单元进行观察。
[0004]例如，在专利文献I中阐述的外科处理器械中，图像系统的摄像机头部(成像单元)布置在引入管(插入单元)的远端处。第一工作工具和第二工作工具(处理单元)被设置成从该引入管的远端延伸到摄像机头部的视野范围内。限定容许容积以与该视野范围的边界对应。外科处理器械的控制系统防止这两个工作工具的所有部分超过容许容积操作。由此，由于外科医生能看到这两个工作工具的全部操作部分，因此外科医生能够操纵两个工作工具又不会使它们与周围组织发生碰撞。虚拟的工具容积由这两个工作工具能在其中移动的边界来确定。该控制系统使这两个工作工具在容许移动范围内移动，该容许移动范围是工具容积的位于所述容许容积内的区域。
[0005]当成像系统相对于引入管插入远端内时，成像系统的视野边界，S卩，容许容积，也移动到该远端，而两个工作工具中的每个工作工具的一部分位于成像系统的视野之外。
[0006][引用列表]
[0007][专利文献]
[0008][专利文献I]
[0009]美国专利申请公开号N0.2008/0065109。
【发明内容】
[0010][本发明解决的问题]
[0011]在专利文献I中阐述的外科处理器械中，当成像系统相对于引入管插入远端侧以便改变摄像机头部的视野范围时，容许容积移动到远端侧，而工具容易不移动，从而减少了容许移动范围。在这种情况下，难以既操作工作工具又进行处理。
[0012]本发明是考虑到这种情况作出的，并且本发明的目的是提供一种内窥镜装置和控制该内窥镜装置的方法，该内窥镜装置能够加宽处理单元的容许移动范围。
[0013][解决问题的手段]
[0014]根据本发明的第一方面，提供了一种控制内窥镜装置的方法，所述内窥镜装置包括:插入单元，该插入单元具有可弯曲的弯曲区段和设置成比所述弯曲区段更接近所述内窥镜装置的远端侧的远端刚性区段；操纵器，该操纵器允许设置在所述插入单元的远端处的处理单元以至少一个自由度相对于所述远端刚性区段移动；以及成像单元，该成像单元被允许相对于所述远端刚性区段移动并获取视野范围内的图像，所述方法包括:第一视野移动过程，该第一视野移动过程使所述成像单元相对于所述远端刚性区段移动到关于所述插入单元的轴线的第一侧，从而使样本位于所述视野范围中并接近所述视野范围的中间部分；插入单元移动过程，该插入单元移动过程使所述弯曲区段弯曲以使所述远端刚性区段移动到关于所述插入单元的所述轴线的所述第一侧；以及第二视野移动过程，该第二视野移动过程使所述成像单元相对于所述远端刚性区段移动到关于所述插入单元的所述轴线的位于所述第一侧的相反方向的第二侧。
[0015]根据本发明的第二方面，在根据第一方面的方法中，所述处理单元具有容许移动范围，该容许移动范围被设置为所述处理单元相对于所述远端刚性区段的可动范围的位于所述视野范围内的那一部分；并且所述第一视野移动过程包括:在停止所述成像单元的移动时所述容许移动范围等于或小于参考值的情况下，给出请求弯曲所述弯曲区段以加宽所述容许移动范围的指令。
[0016]根据本发明的第三方面，在根据第一方面的方法中，所述处理单元具有容许移动范围，该容许移动范围被设置为所述处理单元相对于所述远端刚性区段的可动范围的位于所述视野范围内的那一部分；并且所述第一视野移动过程包括:在停止所述成像单元的移动时所述处理单元被布置在所述容许移动范围之外的情况下，给出请求使所述处理单元在所述视野范围内移动的指令。
[0017]根据本发明的第四方面，在根据第一方面至第三方面的方法中，所述处理单元具有容许移动范围，该容许移动范围被设置为所述处理单元相对于所述远端刚性区段的可动范围的位于所述视野范围内的那一部分；以及所述插入单元移动过程包括:弯曲所述弯曲区段，使得所述样本在所述处理单元的所述容许移动范围的中间部分面对所述远端刚性区段。
[0018]根据本发明的第五方面，在根据第一至第四方面中的任一方面的方法中，所述第一视野移动过程和所述第二视野移动过程中的每个都包括:使所述成像单元仅在延伸区域内移动，该延伸区域是位于所述插入单元的前方并由所述插入单元和所述操纵器占据的宽度规定的区域。
[0019]根据本发明的第六方面，根据第一方面至第四方面中任一方面的方法可以进一步包括:同时执行所述插入单元移动过程和所述第二视野移动过程，以控制被转移到所述图像的中间部分的目标，从而防止所述目标在所述图像内移动。
[0020]根据本发明的第七方面，根据第一方面的方法可以进一步包括:将所述成像单元布置在所述成像单元的移动范围的中央并且执行所述第一视野移动过程；以及当由操作员输入确认指令时同时执行所述插入单元移动过程和所述第二视野移动过程，并且使所述成像单元伴随着所述插入单元移动过程和所述第二视野移动过程而移动到所述成像单元的所述移动范围的所述中央。
[0021]根据本发明的第八方面，在根据第一方面的方法中，所述第一视野移动过程和所述第二视野移动过程中的每个都包括:在所述处理单元被保持在所述视野范围中的情况下移动所述成像单元。
[0022]根据本发明的第九面，在根据第一方面的方法中，所述第一视野移动过程和所述第二视野移动过程中的每个都包括:在所述成像单元移动之后停止时所述处理单元未位于所述视野范围内的情况下，给出请求使所述成像单元移动以将所述处理单元放置在所述视野范围内的指令；以及在所述处理单元位于所述视野范围内的情况下以可动状态控制所述操纵器。
[0023]根据本发明的第十方面，在根据第一方面至第九方面中任一方面的方法中，所述内窥镜装置可以进一步包括:操作单元，该操作单元操作所述弯曲区段、所述操纵器和所述成像单元；以及显示单元，该显示单元显示所述图像
[0024]根据本发明的第十一方面，提供了一种内窥镜装置，该内窥镜装置包括:插入单元，该插入单元具有可弯曲的弯曲区段和设置成比所述弯曲区段更接近所述内窥镜装置的远端侧的远端刚性区段；操纵器，该操纵器允许设置在所述插入单元的远端处的处理单元以至少一个自由度相对于所述远端刚性区段移动；成像单元，该成像单元被允许相对于所述远端刚性区段移动并获取视野范围内的图像；以及控制单元，该控制单元控制所述插入单元、所述操纵器和所述成像单元。所述控制单元:使所述成像单元相对于所述远端刚性区段移动到关于所述插入单元的轴线的第一侧，从而使得样本位于所述视野范围内并接近所述视野范围的中间部分；弯曲所述弯曲区段以使所述远端刚性区段移动到关于所述插入单元的所述轴线的所述第一侧；以及使所述成像单元相对于所述远端刚性区段移动到关于所述插入单元的所述轴线的位于所述第一侧的相反方向的第二侧。
[0025][发明效果]
[0026]根据所述内窥镜装置和控制所述内窥镜的方法，可以容易地加宽所述处理单元的容许移动范围。
【附图说明】
[0027]图1是示出了根据本发明的第一实施方式的内窥镜装置的总体图。
[0028]图2是示出了根据本发明的第一实施方式的内窥镜装置的框图；
[0029]图3是示出了根据本发明的第一实施方式的内窥镜装置中的插入单元的远端侧的立体图。
[0030]图4是通过将根据本发明的第一实施方式的内窥镜装置中的插入单元的远端侧的一部分切除而示出的平面图。
[0031]图5是示出了控制根据本发明的第一实施方式的内窥镜装置的方法的流程图。
[0032]图6是用于描述控制根据本发明的第一实施方式的内窥镜装置的方法的视图。
[0033]图7是示出了通过控制根据本发明的第一实施方式的内窥镜装置的方法获取的图像的示例的视图。
[0034]图8是用于描述控制根据本发明的第一实施方式的内窥镜装置的方法的视图。
[0035]图9是用于描述控制根据本发明的第一实施方式的修改示例的内窥镜装置的方法的视图。
[0036]图10是示出了控制根据本发明的第二实施方式的内窥镜装置的方法的流程图。
[0037]图11是示出了控制根据本发明的第三实施方式的内窥镜装置的方法的流程图。
[0038]图12是示出了控制根据本发明的第四实施方式的内窥镜装置的方法的流程图。
[0039]图13是示出了根据本发明的修改实施方式的内窥镜装置中的插入单元的远端侧的立体图。
[0040]图14是用于描述使成像单元在根据本发明的修改实施方式的内窥镜装置中移动的范围的平面图。
[0041]图15是用于描述使成像单元在根据本发明的修改实施方式的内窥镜装置中移动的范围的平面图。
[0042]图16是用于描述使成像单元在根据本发明的修改实施方式的内窥镜装置中移动的范围的平面图。
【具体实施方式】
[0043](第一实施方式)
[0044]下面，将参照图1至图9描述根据本发明的内窥镜装置的第一实施方式。
[0045]如图1至图3所示，根据当前第一实施方式的内窥镜装置I包括插入单元10、操纵器30、成像单元40、操作单元50、显示单元60和控制器70。插入单元10被插入身体内。操纵器30和成像单元40安装在布置于插入单元10的远端的远端刚性区段11上。操作单元50由诸如外科医生之类的操作员O操作，并输出操作指令(指令)。显示单元60被设置成显示由成像单元40获取的图像。控制器70根据操作指令控制插入单元10。
[0046]如图3所示，插入单元10是柔性的，并且具有上述的远端刚性区段11、弯曲区段12和柔性管区段13。弯曲区段12被设置成比远端刚性区段11更接近内窥镜装置I的近端侧，并且被构造成能够进行弯曲操作。具有柔性的柔性管区段13被设置成比弯曲区段12更接近内窥镜装置I的近端侧。
[0047]远端刚性区段11具有由诸如不锈钢之类的金属以圆筒状形状形成的支撑件16。发光部件17 (每个发光部件17都具有发光二极管(LED))在这些发光部件17暴露于外部的状态下设置在支撑件16的远端表面16a上，并且在支撑件16的远端表面16a中形成有凹部16b。远端刚性区段11是形成为不如弯曲区段12容易弯曲的部分。
[0048]在当前第一实施方式中，上述的成像单元40布置在凹部16b中。诸如电荷耦合器件(CCD)(参见图2)之类的图像拾取元件41容纳在成像单元40的远端侧处。图像拾取元件41能够获取视野范围Rl内的图像。图像拾取元件41将图像转换成信号，并将所述信号输出给控制器70。
[0049]成像单元40的近端侧由轴构件19