CN101569550B - 使用机械手装置的内窥镜系统 - Google Patents

Abstract

内窥镜系统具备：内窥镜；机械手装置，其在机械手插入部的前端侧具备驱动部并构成为第一关节和第二关节；以及外套管，其具有内窥镜插入部贯穿插入孔和至少一个机械手贯穿插入孔，内窥镜插入部贯穿插入孔具备内窥镜突出量规定部和观察光学系统观察方向规定部，机械手贯穿插入孔具备机械手突出量规定部和关节驱动方向规定部，内窥镜突出量规定部规定内窥镜插入部的前端部从外套管的前端面突出的长度，观察光学系统观察方向规定部规定观察光学系统的观察方向，机械手突出量规定部规定第一关节从外套管的前端面的突出量以将第一关节配置在观察光学系统的观察范围内，关节驱动方向规定部相对于观察方向规定第一关节的第一轴和第二关节的第二轴。

Description

使用机械手装置的内窥镜系统

技术领域

本发明涉及适于在内窥镜观察下使用机械手装置来进行粘膜切开剥离等处置的内窥镜系统。

背景技术

近年来，在内窥镜的插入部内设置多个处置器械通道，经由各个处置器械通道将把持装置、IT刀等处置器械导入体内，进行切除在体内的粘膜组织上形成的病变部的内窥镜粘膜切除术(Endoscopic MucosalResection，EMR)或者内窥镜粘膜切开剥离法(Endoscopic SubmucosalDissection，ESD)等手术。要求进行这些手术的医生具有熟练的技术。

近年来，在贯穿插入于内窥镜的处置器械通道的处置器械中，为了实现手术操作者的操作性的提高，设计构成为具有能动关节的各种机械手。

例如，在日本特开2004-89591号公报(以下记载为文献1)中示出了具有多个机械手的医疗用机械手系统。在该医疗用机械手系统中，示出了前端具有手术器械的多个机械手。在该医疗用机械手系统中，如文献1的图2所示，具有一个关节的单关节机械手11、12、13从插入筒15所具有的孔突出。另外，机械手的结构并不限于单关节，也可以是具有多个关节的多关节机械手(也称为多自由度机械手)。

作为多关节机械手的一例，例如有图1所示的多关节刀100。刀100在处置器械插入部101的前端侧例如依次具备下述关节作为能动关节：直动驱动关节102、俯仰驱动关节103、偏转驱动关节104、俯仰驱动关节103、偏转驱动关节104，在最前端的偏转驱动关节104的前端侧具有刀臂105。

并且，在日本特开2004-154877号公报(以下记载为文献2)的图4(a)、(b)中示出了具有连续的偏转驱动关节和连续的俯仰驱动关节的多关节机械手。另外，在日本特开平08-224244号公报(以下记载为文献3)的图3中示出了仅具有多个作为俯仰驱动关节的旋转关节的多关节机械手。

多关节机械手通过求解逆问题、或者通过正问题方式进行操作。所谓正问题方式的操作是所谓的被称为主从方式的操作方法，通过操作者操作主动部，从而从动部再现主动部的动作。

与此相对，在求解逆问题的操作方法中，操作者例如赋予刀臂的前端的位置以及那时姿态的目标值。于是，CPU求解与该目标值对应的各关节的关节角轨迹，然后，使驱动致动器(未图示)动作，使操作线(未图示)牵引松弛预定量，使各关节顺时针、或者逆时针旋转从而使关节角变化。于是，刀臂的前端的位置以及姿态被设定为所赋予的目标值。

但是，在求解逆问题、如上所述将刀臂的前端的位置以及姿态在体内设定为目标值的情况下，操作者需要预先掌握刀臂周围的状况。在手术操作者对状况的掌握不充分的情况下，有可能刀臂或者关节由于能动关节的动作而与体壁等接触。另外，在主从方式中，手术操作者例如一边观察内窥镜图像一边操作主动部，使刀臂等移动。因此，刀臂的动作能够通过操作者停止主动部的操作而停止，所以能够防止上述的不良情况。

然而，在文献1中，在使多个多关节机械手从插入筒15的孔突出来进行处置等的情况下，随着机械手的关节的数量增加，从配设在插入筒15的孔中的内窥镜10到处置部位的距离离得较远。于是，显示在显示装置的屏幕上的处置部位图像相对于屏幕的比例变小。即，显示在屏幕上的观察部位变小，从而操作者难以高精度地操作机械手。为了消除这种不良情况，考虑使内窥镜10从插入筒15的孔突出以使其接近观察部位。但是，在使内窥镜突出以使其接近的情况下，位于比内窥镜的前端面靠基端侧的位置的关节等无法显示在屏幕上。于是，在操作者一边观察屏幕一边操作多关节机械手的情况下，也有可能位于比内窥镜的前端面靠基端侧的位置的关节等与内窥镜接触、或者机械手彼此之间接触。

发明内容

本发明的目的在于提供一种内窥镜系统，该内窥镜系统能够在显示装置的屏幕上相对于屏幕的大小以预定的比例显示处置部位的内窥镜图像，并且，在对具有多个关节的多关节机械手进行操作时，能够防止机械手和内窥镜在屏幕外接触、或者机械手彼此之间接触。

本发明的内窥镜系统构成为具备：内窥镜，其在内窥镜插入部的前端部具有观察光学系统；机械手装置，其在机械手插入部的前端侧具备连接有多个关节块的驱动部，所述多个关节块中相邻的关节块之间利用连接轴连接，构成为以第一轴为中心朝顺时针、逆时针方向旋转的第一关节和以与该第一轴正交的第二轴为中心朝顺时针、逆时针方向旋转的第二关节，至少一个第一关节和至少一个第二关节从前端侧起按照第一、第二的顺序配设；以及外套管，其具有供所述内窥镜的内窥镜插入部贯穿插入的内窥镜插入部贯穿插入孔和供所述机械手装置的机械手插入部贯穿插入的至少一个机械手贯穿插入孔，对于所述外套管，所述内窥镜插入部贯穿插入孔具备内窥镜突出量规定部和观察光学系统观察方向规定部，所述机械手贯穿插入孔具备机械手突出量规定部和关节驱动方向规定部，所述内窥镜突出量规定部规定所述内窥镜插入部的前端部从所述外套管的前端面突出的长度，所述观察光学系统观察方向规定部规定所述内窥镜插入部所具有的所述观察光学系统的上下左右的观察方向，所述机械手突出量规定部规定所述机械手插入部所具有的驱动部的所述第一关节从所述外套管的前端面突出的突出量，以将所述第一关节配置在所述观察光学系统的观察范围内，所述关节驱动方向规定部相对于所述观察光学系统的观察方向规定所述机械手插入部所具有的驱动部的所述第一关节的第一轴和所述第二关节的第二轴。

从以下参照附图的描述中能够更加清楚地理解本发明以上及其它目的、特征和优点。

附图说明

图1是说明多关节刀的关节的结构例的图。

图2至图13是说明本发明的一个实施方式的图。

图2是说明内窥镜系统的结构的图。

图3是说明内窥镜的结构的图。

图4是说明具有多个关节的机械手装置的图。

图5是说明设置于在位于最前端的关节块上具有手臂的把持用机械手中的关节的图。

图6是说明设置于在位于最前端的关节块上具有刀臂的高频机械手中的关节的图。

图7是说明外套管的结构的图。

图8是沿着图7的VIII-VIII线的剖视图。

图9是说明定位环和内窥镜的关系的图。

图10是说明贯穿插入在外套管中的内窥镜、把持器械以及电手术刀的长轴方向的位置关系的图。

图11是说明贯穿插入在外套管中的内窥镜与把持器械和电手术刀的上下左右方向的关系的图。

图12是说明贯穿插入在外套管中的内窥镜、把持器械以及电手术刀的作用的图。

图13涉及外套管的变形例，是说明除了供具有观察光学系统的内窥镜、把持器械和电手术刀贯穿插入的贯通孔之外，还具有处置器械通道用的贯通孔的外套管的结构的图。

图14至图17是说明作为外套管的其他结构例的外置式的外套管的图。

图14是示出内窥镜和装配在内窥镜插入部上的外套管的图。

图15是具有内窥镜用管和两个机械手用管的外套管的主视图。

图16是包含机械手用管的剖视图的外套管的侧视图。

图17A是说明贯穿插入在机械手用管中的机械手插入部的结构的主视图。

图17B是沿着图17A的X VIIB-X VIIB线的剖视图。

具体实施方式

以下，参照附图对本发明的实施方式进行说明。

如图2所示，内窥镜系统1构成为具有：电子内窥镜(以下简记为内窥镜)2；外套管3；多个机械手装置4(在本实施方式中为后述的把持用机械手4A和高频机械手4B)；支承座5；机械手操作装置6；内窥镜用光源装置7；视频处理器8；控制装置9；高频电源装置10；以及显示装置11、12等。

支承座5具有支柱5a。在支柱5a上固定有工作台5b。在工作台5b的上面侧立起设置有垂直臂5c。垂直臂5c被安装成相对于工作台5b朝顺时针、逆时针方向旋转自如。在垂直臂5c上例如经由多个固定部件5d设有第一臂保持部件5e。标号5f是形成为L字形状的L型臂，具有垂直臂部5g和水平臂部5h。垂直臂部5g旋转自如地安装在第一臂保持部件5e上。在水平臂部5h上设有第二臂保持部件5i。保持内窥镜2的内窥镜保持臂5k旋转自如地安装在第二臂保持部件5i上。

在工作台5b的上表面设置有机械手驱动单元5U1、5U2。在机械手驱动单元5U1、5U2内配设有分别牵引松弛多条角度操作线51的多个驱动电动机(未图示)、或者使机械手4A、4B进退的驱动电动机。机械手控制箱5m例如设置在工作台5b的下表面。在机械手控制箱5m内设有对机械手驱动单元5U1、5U2内的多个驱动电动机进行控制的控制电路(未图示)。机械手控制箱5m例如经由信号缆线与机械手操作装置6和控制装置9电连接。

标号4c为高频机械手用手柄(以下记载为手柄)，设置于高频机械手4B。手柄4c经由电缆与高频电源装置10连接。手柄4c进行高频电源的供给，并且，进行后述的前端电极的收纳/突出操作。

如图3所示，内窥镜2构成为具有：用于插入体内的内窥镜插入部21；设置在内窥镜插入部21的基端侧的操作部22；以及从操作部22延伸出来的通用软线23。内窥镜插入部21贯穿插入在设置于外套管3的后述的内窥镜用孔(图7中的标号31)中。通用软线23的基端部侧与图2所示的内窥镜用光源装置7、视频处理器8连接。

在视频处理器8中设有用于驱动后述的固体摄像元件(以下简记为摄像元件)的驱动电路、以及将由该摄像元件光电转换并传送来的图像信号生成为影像信号的图像处理电路等。由该图像处理电路生成的影像信号被输出至显示装置11、12。在显示装置11、12的屏幕11a、12a上接收影像信号并显示内窥镜图像。

内窥镜插入部21构成为从前端侧开始依次连续设置硬质的前端部24、在上下左右方向弯曲自如的弯曲部25以及具有挠性的长条的挠性管部26。操作部22兼用作把持部，在该操作部22中设有上下用弯曲旋钮22a、左右用弯曲旋钮22b、送气送水按钮22c、抽吸按钮22d以及各种操作按钮22e等。上下用弯曲旋钮22a使弯曲部25弯曲从而使设置于前端部24的观察窗(参照图11的标号24a)朝向上方向(图3中的U方向)或者下方向(图3中的D方向)。左右弯曲旋钮22b使弯曲部25弯曲从而使设置于前端部24的观察窗24a等朝左方向(图3中的L方向)或者右方向(图3中的R方向)弯曲。并且，在操作部22中设有用于将处置器械导入处置器械通道(未图示)的处置器械贯穿插入口22g。

在前端部24中内置有构成观察光学系统的摄像装置。在摄像装置中设有未图示的具有供通过了物镜光学单元的光学像成像的受光面的摄像单元。在摄像单元内设有CCD(Charge Coupled Device：电荷耦合器件)、CMOS(Complementary Metal-Oxide Semiconductor：互补型金属氧化物半导体)等摄像元件27。

摄像元件27的受光面相对于内窥镜插入部21的插入轴正交地配置。由摄像装置拍摄的内窥镜图像如上所述显示在显示装置11、12的屏幕11a、12a上。摄像元件27的垂直传输方向(图11的箭头V方向)与显示装置11、12的屏幕11a、12a的上下方向一致，屏幕11a、12a的左右方向与摄像元件27的水平传输方向(图11的箭头H方向)一致。即，由摄像装置拍摄的内窥镜图像的上下左右方向与显示在屏幕11a、12a上的内窥镜图像的上下左右方向一致。

与显示在显示装置11、12的屏幕11a、12a上的内窥镜图像的上下左右方向对应地设定构成内窥镜插入部21的弯曲部25的上下左右方向。即，弯曲部25的上下、左右方向与显示在显示装置11、12的屏幕11a、12a上的内窥镜图像的上下左右方向对应。因此，例如当手术操作者操作上下用弯曲旋钮22a使弯曲部25朝上方向弯曲时，伴随着该操作，弯曲部25朝上方向弯曲，内窥镜图像以对显示在屏幕11a、12a上的内窥镜图像的上方向进行观察的方式变化。

另外，视频处理器8和显示装置11、12经由影像缆线(未图示)连接。

如图2所示，本实施方式的内窥镜系统1具有机械手4A、4B。把持用机械手(以下记载为把持器械)4A具有手臂4h，高频机械手(以下记载为电手术刀)4B具有刀臂4k来作为前端电极。把持器械4A和电手术刀4B分别贯穿插入在设置于外套管3的后述的两个机械手用孔(图7的标号32、33)中。

如图4所示，把持器械4A和电手术刀4B在细长的机械手插入部4i的前端侧具有驱动部40。机械手插入部4i由插入部前端块4e和挠性管4f构成。

驱动部40例如具有五个关节块41、42、43、44、45，这五个关节块41、42、43、44、45将相邻的关节块之间连接成，以连接轴46a、47a、48a、49a为中心朝顺时针和逆时针方向旋转自如。在本实施方式中，连接轴46a、47a构成与图4、图5中的X轴平行的第一轴，连接轴48a、49a构成与Y轴平行的第二轴。

如图4～图6所示，第一关节块41和第二关节块42通过第一连接轴46a以旋转自如的方式连接，构成作为第一关节的偏转驱动关节。同样，第二关节块42和第三关节块43通过第二连接轴47a连接，构成偏转驱动关节。进而，第三关节块43和第四关节块44通过第三连接轴48a连接，构成作为第二关节的俯仰驱动关节，第四关节块44和第五关节块45通过第四连接轴49a连接，构成俯仰驱动关节。

图5所示的把持器械4A在位于最前端的第一关节块41的前端侧具有手臂4h。另一方面，图6所示的电手术刀4B在位于最前端的第一关节块41的前端侧具有刀臂4k。

在本实施方式中，在构成把持器械4A和电手术刀4B的插入部前端块4e的前端侧依次设有以所述第二轴为中心旋转的第二关节即第二俯仰驱动关节49、第一俯仰驱动关节48，以及以所述第一轴为中心旋转的第一关节即第二偏转驱动关节47、第一偏转驱动关节46。

从机械手驱动单元5U1、5U2延伸出来的多条角度操作线51中的预定的操作线51的前端在各关节46、47、48、49中的对角线上的预定位置固定两处。多条角度操作线51由未图示的驱动电动机牵引松弛，所述驱动电动机与连接有设置在机械手驱动单元5U1、5U2内的各个角度操作线51的关节46、47、48、49相对应。

另外，标号50是直动驱动关节。直动驱动关节50使手臂4h、刀臂4k在Z轴向进退。并且，把持器械4A具有使手臂4h围绕Z轴旋转的滚动(roll)驱动关节(未图示)。

在本实施方式中，通过俯仰驱动关节48、49围绕Y轴的旋转，例如图4的虚线所示的刀臂4k朝与所述弯曲部25的上下方向对应的U方向或者D方向移动。与此相对，通过偏转驱动关节46、47围绕X轴的旋转，刀臂4k朝与弯曲部25的左右方向对应的L方向或者R方向移动。

即，把持器械4A所具有的手臂4h的位置和姿态通过偏转驱动关节46、47和俯仰驱动关节48、49的关节角度的变化、直动驱动关节50的轴向的进退以及滚动驱动关节的旋转而变化。另一方面，电手术刀4B所具有的刀臂4k的位置和姿态通过偏转驱动关节46、47和俯仰驱动关节48、49的关节角度的变化以及直动驱动关节50的轴向的进退而变化。

手臂4h的位置和姿态通过适当地操作图2所示的设置在机械手操作装置6中的把持器械用主动部6A而变化。另一方面，电手术刀4B所具有的刀臂4k的位置和姿态通过适当地操作设置在机械手操作装置6中的电手术刀用主动部6B而变化。

主动部6A、6B是用于设定把持器械4A和电手术刀4B所具有的关节46、47、48、49的关节角度或者关节50的轴向的位置的输入装置。作为输入装置的主动部6A、6B以滑动自如的方式安装在配设于支架60的保持部60a、60b上。

把持器械用主动部6A具有与把持器械4A的手臂4h和关节块41、42、43、44、45对应的主动侧手臂6h和主动侧关节块61、62、63、64、65。这五个主动侧关节块61、62、63、64、65通过主动侧偏转驱动关节66、67以及主动侧俯仰驱动关节68、69连接。

与此相对，电手术刀用主动部6B具有与电手术刀4B的刀臂4k和关节块41、42、43、44、45对应的主动侧刀臂6k和主动侧关节块61、62、63、64、65。这五个主动侧关节块61、62、63、64、65也通过主动侧偏转驱动关节66、67以及主动侧俯仰驱动关节68、69连接。

把持器械用主动部6A和电手术刀用主动部6B例如由虚线所示的站立在把持器械用主动部6A和电手术刀用主动部6B之间的手术操作者19操作。

手术操作者19根据需要对把持器械用主动部6A或者电手术刀用主动部6B的主动侧关节块61、62、63、64、65进行操作，由此，主动侧偏转驱动关节66、67的关节角度、或者主动侧俯仰驱动关节68、69的关节角度、或者主动侧直动驱动关节70的轴向的位置变化，从而手臂4h或者刀臂4k的位置或者姿态变化。

各主动侧关节块61、62、63、64、65的移动通过传感器(未图示)作为主动侧偏转驱动关节66、67的角度变化量、或者主动侧俯仰驱动关节68、69的角度变化量、或者主动侧直动驱动关节70的轴向移动量进行检测。通过这些传感器检测到的各关节66、67、68、69的角度变化量以及关节70的移动量作为驱动操作信息，经由信号缆线18从主动部6A、6B输出至机械手控制箱5m。

输入至机械手控制箱5m的驱动操作信息被输出至控制装置9。于是，控制装置9的未图示的CPU算出把持器械4A和电手术刀4B的各关节46、47、48、49的角度变化量以及直动驱动关节50朝轴向的移动量。

然后，从控制装置9对机械手控制箱5m输出与角度变化量、移动量对应的控制信号，驱动设置于机械手驱动单元5U1、5U2内的驱动电动机。由此，与各关节46、47、48、49对应的角度操作线51被牵引松弛，从而各关节46、47、48、49的角度或者关节50的轴向的位置变化。即，把持器械4A的手臂4h的位置和姿态、或者电手术刀4B的刀臂4k的位置和姿态根据主动部6A、6B的指示而变化。

另外，在本实施方式中，构成为在把持器械4A、电手术刀4B以及主动部6A、6B中从前端侧开始依次具有两个偏转驱动关节和两个俯仰驱动关节。但是，偏转驱动关节的数量以及俯仰驱动关节的数量并不限于各两个。并且，主动部的关节块的数量并不限于五个。并且，只要是从前端侧开始按照偏转驱动关节、俯仰驱动关节的顺序配置的结构，各关节可以是两个以上或者两个以下。

并且，在本实施方式中，将输入装置作为主动部，但是输入装置并不限于主动部。即，只要能够设定期望的动作，则也可以使用键盘、触摸笔或者操纵杆等公知的输入装置。

图7所示的本实施方式的外套管3是具有挠性的多腔管型。外套管3具有与长轴平行的贯通孔31、32、33。贯通孔31是供内窥镜2的内窥镜插入部21贯穿插入的内窥镜插入部贯穿插入孔(以下将贯通孔31记载为内窥镜用孔31)。另一方面，贯通孔32、33是供把持器械4A的机械手插入部4i、或者电手术刀4B的机械手插入部4i贯穿插入的机械手贯穿插入孔(以下记载为机械手用孔)。在本实施方式中，贯通孔32例如是机械手用孔32，供把持器械4A的机械手插入部4i贯穿插入。并且，贯通孔33例如是机械手用孔33，供电手术刀4B的机械手插入部4i贯穿插入。

如图8所示，内窥镜用孔31在其前端部侧具有内窥镜定位部34。内窥镜定位部34具有：成为内窥镜突出量规定部的抵接阶梯部34a；以及成为观察光学系统观察方向规定部的第一凹部34b。

机械手用孔32、33在各自的前端部侧具有机械手定位部35。机械手定位部35具有：成为机械手突出量规定部的抵接面35a；以及成为关节驱动方向规定部的第二凹部35b。第一凹部34b和第二凹部35b分别对应地设置。具体而言，如图11所示，当内窥镜用孔31的第一凹部34b设置在图中的12点的位置时，机械手用孔32、33的第二凹部35b也设置在12点的位置。另外，当将第一凹部34b设置在图中的6点的位置时，第二凹部35也设置在6点的位置。

在内窥镜2的内窥镜插入部21的前端部24中，例如如图9所示，固定设置有环状的定位环13。定位环13由环部13a和突起部13b构成。环部13a兼用作内窥镜突出量规定部和安装部。环部13a的内径尺寸例如设定成以预定的贴紧力压入配置在前端部24上的尺寸，外径尺寸设定成卡入抵接阶梯部34a内的尺寸。

突起部13b是观察光学系统观察方向规定部，以预定宽度尺寸从环部13a的外周面突出预定量。突起部13b的宽度尺寸和突出量考虑第一凹部34b的宽度尺寸和深度尺寸进行设定。定位环13配置在距离内窥镜2的前端面2a预定的距离L的位置。此时，突起部13b以位于摄像元件27的上方向的方式配置。

与此相对，在构成把持器械4A和电手术刀4B的机械手插入部4i的插入部前端块4e上设有凸部(参照上述图4的标号4d)。凸部4d设置在连接上侧的第一偏转驱动关节46的连接轴46a和上侧的第二偏转驱动关节47的连接轴47a的延长线上。凸部4d兼用作机械手突出量规定部和关节驱动方向规定部，卡入在形成于机械手用孔32、33的机械手定位部35的第二凹部35b中，且前端面与抵接面35a抵接。

另外，在本实施方式中，形成为将凸部4d设置在插入部前端块4e上的结构，但是也可以形成为将上述的具有环部和突起部的定位环固定设置在插入部前端块4e上的结构。

并且，在本实施方式中，形成为将具有环部13a和突起部13b的定位环13固定设置在内窥镜2的内窥镜插入部21上的结构。但是，也可以形成为预先在内窥镜插入部21上设置凸部的结构。

此处，参照图10、图11对内窥镜2、把持器械4A以及电手术刀4B的位置关系进行说明。另外，以预定的状态固定有定位环13的内窥镜插入部21贯穿插入在外套管3的内窥镜用孔31中，把持器械4A的机械手插入部4i贯穿插入在机械手用孔32中，电手术刀4B的机械手插入部4i贯穿插入在机械手用孔33中。

首先，参照图10对贯穿插入在外套管3中的内窥镜2、把持器械4A以及电手术刀4B的长轴方向的位置关系进行说明。

当将内窥镜2、把持器械4A以及电手术刀4B以预定的状态贯穿插入在外套管3的孔31、32、33中时，在内窥镜2中，环部13a与抵接阶梯部34a抵接而成为预定的配设状态。当处于该配设状态时，内窥镜2的前端部24从外套管3的前端面3a突出预定量(例如L1)。

另一方面，在把持器械4A和电手术刀4B中，成为下述状态：凸部4d与抵接面35a抵接，手臂4h和刀臂4k从外套管3的前端面3a突出预定的量。当处于该突出状态时，在本实施方式中，构成驱动部40的第一偏转驱动关节46和第二偏转驱动关节47比内窥镜2的前端面2a突出，且配置在内窥镜观察范围20内。

这样，使内窥镜2的前端部24以及把持器械4A和电手术刀4B的驱动部40从外套管3的前端面3a以预定的状态突出。在该情况下，与除了使两个偏转驱动关节46、47从内窥镜2的前端面2a突出之外还使两个俯仰驱动关节48、49从内窥镜2的前端面2a突出的情况相比，能够使从内窥镜2的观察窗24a到使用把持器械4A和电手术刀4B进行处置的处置部位的距离接近。因此，相对于显示装置11、12的屏幕11a、12a能够以大的比例显示处置部位的图像，能够高效地进行处置。

接下来，参照图11对贯穿插入在外套管中的内窥镜2、把持器械4A以及电手术刀4B的上下左右方向的位置关系进行说明。

当将内窥镜2以预定的状态贯穿插入在外套管3的孔31中时，在内窥镜2中，突起部13b卡入第一凹部34b中。于是，内置在前端部24中的摄像元件27的水平传输方向为箭头H的朝向，垂直传输方向为箭头V的朝向，而安装在外套管3中。

即，配设有内窥镜2的外套管3的第一凹部34b侧为UP方向。另外，标号24b为照明窗，标号24c为处置器械通道的开口。

另一方面，当将把持器械4A和电手术刀4B以预定的状态贯穿插入在外套管3的孔32、33中时，在把持器械4A和电手术刀4B中，凸部4d卡入第二凹部35b中。于是，把持器械4A和电手术刀4B的偏转驱动关节46、47的连接轴46a、47a以相对于垂直传输方向平行的位置关系配置，俯仰驱动关节48、49的连接轴48a、49a以相对于水平传输方向平行的位置关系配置。另外，如上所述，驱动部40的第一偏转驱动关节46和第二偏转驱动关节47比内窥镜2的前端面2a突出。

这样，以摄像元件27的垂直传输方向为基准来配置把持器械4A和电手术刀4B的偏转驱动关节46、47的连接轴46a、47a的朝向，以摄像元件27的水平传输方向为基准来配置俯仰驱动关节48、49的连接轴48a、49a的朝向。进而，成为下述状态：显示在显示装置11、12的屏幕11a、12a上的内窥镜图像中不显示把持器械4A和电手术刀4B的俯仰驱动关节48、49。

在该状态下，使俯仰驱动关节48、49例如按照图10的虚线所示那样旋转。于是，手臂4h、刀臂4k以及关节块41、42、43、44在图11所示的第一范围R1内、第二范围R2内移动。规定第一范围R1的假想线17a、17b与垂直传输方向平行，是与作为内窥镜用孔31的中心轴的一个轴的轴La平行并与机械手用孔32相切的第一切线、第二切线。另一方面，规定第二范围R2的假想线17c、17d是与轴La平行并与机械手用孔33相切的第一切线、第二切线。

进而，假想线17b设定为，位于比与内窥镜用孔31的轴La平行的假想线17e还靠外侧的位置，假想线17c设定为，位于比与假想线17e对置且平行的假想线17f还靠外侧的位置。

因此，例如在处置中，即使是在未显示于内窥镜图像中的俯仰驱动关节48、49动作的情况下，也能够可靠地防止把持器械4A和电手术刀4B的驱动部40与从外套管3突出的内窥镜2接触。

对利用具有按照上述方式构成的内窥镜2、外套管3、把持器械4A、电手术刀4B等的内窥镜系统1进行的内窥镜粘膜切开剥离法进行说明。

首先，使用者将定位环13以预定的位置关系安装在内窥镜2的前端部24上。

接下来，使用者将固定设置有定位环13的内窥镜2的内窥镜插入部21以预定的状态配置在外套管3的内窥镜用孔31中。

此处，手术操作者例如一边观察显示在显示装置11的屏幕11a上的内窥镜图像一边将贯穿插入有内窥镜2的外套管3插入体内。进而，使用内窥镜2所具有的弯曲机构等使内窥镜2的前端部24与处置部位对置。

接下来，手术操作者经由处置器械通道将针状刀从内窥镜2所具有的处置器械贯穿插入口22g导出至处置部位附近。然后，手术操作者一边观察显示在屏幕11a上的内窥镜图像一边对病变部周围作标记。手术操作者在确认标记后将针状刀从内窥镜2的处置器械通道拔出。

接下来，手术操作者经由内窥镜2的处置器械通道将局部注射针导出至处置部位附近。然后，手术操作者一边观察显示在屏幕11a上的内窥镜图像，一边将生理盐水等注入施加了标记的病变部以使病变部隆起。手术操作者在确认病变部的隆起之后将局部注射针从处置器械通道拔出。

接下来，手术操作者将电手术刀4B的机械手插入部4i贯穿插入在机械手用孔33中。进而，将机械手插入部4i以预定的状态配置在机械手用孔33内。于是，电手术刀4B的刀臂4k和偏转驱动关节46、47显示在屏幕11a所显示的内窥镜图像中。

接下来，手术操作者适当操作主动部6B的关节块61、62、63、64、65，沿着所述标记进行整周切开。此时，如上所述，俯仰驱动关节48、49的连接轴48a、49a与内窥镜2所具有的摄像元件27的水平传输方向平行，因此从外套管3突出的电手术刀4B的驱动部40不会与从外套管3突出的内窥镜2接触，能够进行切开。

接下来，手术操作者将把持器械4A的机械手插入部4i贯穿插入在机械手用孔32中。进而，将机械手插入部4i以预定的状态配置在机械手用孔32中。于是，把持器械4A的手臂4h和偏转驱动关节46、47显示在屏幕11a所显示的内窥镜图像中。

此处，手术操作者一边观察显示在屏幕11a上的内窥镜图像，一边适当操作主动部6B的关节块61、62、63、64、65，对刀臂4k和关节块41、42的位置进行调节以使其与粘膜大致平行。并且，手术操作者一边观察显示在屏幕11a上的内窥镜图像，一边适当地对主动部6A的关节块61、62、63、64、65进行操作，同时，使把持器械4A的滚动驱动关节围绕Z轴旋转以将手臂4h调节至期望的朝向。进而，使手臂4h动作来把持被整周切开后的粘膜。

此时，俯仰驱动关节48、49的连接轴48a、49a与内窥镜2所具有的摄像元件27的水平传输方向平行。因此，在进行上述操作期间，手臂4h、刀臂4k移动，而未显示在内窥镜图像中的把持器械4A和电手术刀4B的关节块44、45等不会与内窥镜2接触。

然后，手术操作者适当操作主动部6A、6B，如图12所示，成为利用手臂4h将所把持的粘膜71提起的状态。然后，手术操作者适当操作主动部6A、6B，一面对该把持的粘膜71施加对抗牵引力(countertraction)，一面使刀臂4k移动，慢慢地剥离粘膜71。

另外，在由于把持器械4A和电手术刀4B所具有的关节46、47、48、49的工作范围的限制导致手臂4h或者刀臂4k无法移动从而难以进行剥离的情况下，进行弯曲操作内窥镜2的弯曲部25、或者使内窥镜插入部21进退等的操作，使刀臂4k移动至能够进行剥离的位置。

然后，手术操作者适当操作主动部6A、6B，一面利用手臂4h把持粘膜71，一面利用该手臂4h提起所把持的粘膜，进而使刀臂4k移动来进行剥离。

剥离完毕后，将剥离后的粘膜71在由手臂4h把持的状态下连同内窥镜2从体内拔出。此时，一边观察显示在屏幕11a上的内窥镜图像，一边适当操作主动部6A、6B，使把持器械4A和电手术刀4B返回到初始状态，同时使手臂4h、刀臂4k后退至机械手用孔32、33内。

这样，准备下述装置：外套管；贯穿插入在外套管中的内窥镜；以及贯穿插入在外套管中、且从前端侧开始依次排列有两个偏转驱动关节和两个俯仰驱动关节的两个机械手装置。进而，以内窥镜的上下方向为基准将内窥镜插入部配置在外套管的内窥镜孔内。并且，使把持器械和电手术刀的偏转驱动关节和俯仰驱动关节的朝向成为预定的朝向，并将机械手插入部贯穿插入配置在外套管的机械手用孔内。于是，内窥镜的前端部从外套管的前端面突出预定量，同时，构成把持器械和电手术刀的驱动部的偏转驱动关节配置在内窥镜的观察范围内，并与内窥镜平行地配置俯仰驱动关节。

由此，内窥镜的观察窗相对于处置部位被设定在预定的距离，能够相对于显示装置的屏幕的大小以预定的大小显示处置部位的图像。因此，能够可靠地确认进行剥离作业的处置部位的图像。

并且，由于配置成防止通过在内窥镜图像中未显示的俯仰驱动关节的驱动而动作的关节块与内窥镜接触，因此手术操作者能够专注于显示在内窥镜图像中的把持器械的驱动部的动作和电手术刀的驱动部的动作来进行主动部的操作。

因此，通过使用具有这些外套管、内窥镜、两个机械手装置的内窥镜系统，即使是经验较浅的手术操作者也能够可靠且迅速地利用内窥镜粘膜切开剥离法进行手术。

另外，在上述的内窥镜粘膜切开剥离法中，将针状刀贯穿插入在内窥镜的处置器械通道中，对病变部周围进行标记。但是，也可以代替将针状刀贯穿插入在内窥镜的处置器械通道中，将电手术刀贯穿插入在机械手用孔中，利用主动部对该电手术刀进行操作来施加标记。在该情况下，在标记完毕后，刀臂至少处于停止通电的状态、并使其后退以不会显示在屏幕上。进而，在进行整周切开时，再次使电手术刀成为预定的配置状态并重新通电。

并且，在上述的实施方式中，贯穿插入在外套管中的内窥镜在前端面具有观察窗、照明窗以及处置器械通道的开口等。但是，如图13所示，内窥镜只要是至少具备观察光学系统72和具有挠性的内窥镜插入部的内窥镜73即可。在该情况下，在供内窥镜73贯穿插入的外套管3A上，除了所述孔31、32、33之外，还设有构成处置器械通道的贯通孔74，同时，在该外套管3A上还设有弯曲部75。另外，也可以在外套管3A设置例如用于配设发光元件76的贯通孔。

根据这样构成的外套管3A，能够实现弯曲性能的提高。其他的结构与上述的实施方式相同，对相同的部件赋予相同的标号并省略说明。

另外，在上述的实施方式中，将外套管形成为多腔管型。但是，外套管并不限于多腔管型，如图14至图17所示，也可以是在内窥镜插入部21上装配自如的外置式的外套管。

如图14～图16所示，本实施方式的外套管是装配在内窥镜2的内窥镜插入部21上的外置式外套管3B。外置式外套管3B构成为具有内窥镜用管81以及机械手用管82、83。内窥镜用管81装配在内窥镜2的内窥镜插入部21上。另一方面，机械手装置4的机械手插入部4i贯穿插入在机械手用管82、83中。在本实施方式中，在第一机械手用管82中，例如如图14的虚线所示贯穿插入有电手术刀4B的机械手插入部4i。进而，在第二机械手用管83中贯穿插入有把持器械4A的机械手插入部4i。

第一机械手用管82和第二机械手用管83夹着内窥镜用管81并排设置。在本实施方式中，如图15所示，内窥镜用管81的中心和机械手用管82、83的中心配置在一条直线上。

并且，机械手用管82、83的前端面82a、83a配置成，相对于内窥镜用管81的长轴方向，与内窥镜用管81的前端面81a位于同一面内、或者位于比该前端面81a靠基端侧的位置。

机械手用管82、83例如通过粘接固定在内窥镜用管81上。机械手用管82、83由利用树脂部件构成的前端部84以及具有挠性的树脂制或者橡胶制的管部85构成。

管部85的前端部例如通过粘接一体地固定在前端部84上。前端部84的内表面构成为兼用作机械手突出量规定部和关节驱动方向规定部的尖细孔86。为了规定关节46、47、48、49的轴的朝向，在本实施方式中，尖细孔86构成为异形形状部。

此处，所谓异形形状部指的是下述形状：当将机械手插入部4i的插入部前端块4e配置在尖细孔86内时，唯一地设定设置在该插入部前端块4e的前端侧的驱动部40的朝向。具体而言，尖细孔86的截面形状为由弦和弧构成的例如D字形状(参照图15的虚线)、或者至少一边的长度不同的五边形形状或者六边形形状等。

与此对应，构成机械手插入部4i的插入部前端块4e也是尖细形状，截面形状为与尖细孔86同样的例如D字形状、至少一边的长度不同的五边形形状或者六边形形状等。具体而言，如图17所示，插入部前端块4e的截面为D字形状且尖细。

根据该结构，通过将插入部前端块4e贯穿插入在尖细孔86中，且插入部前端块4e的倾斜面4s抵接在尖细孔86的内表面上，从而能够规定把持器械4A和电手术刀4B距离前端面82a的突出量和关节驱动方向。

另外，内窥镜用管81以设置在构成内窥镜插入部21的前端部24上的例如如图14所示的三角形的记号87为基准进行配置。在本实施方式中，记号87将距离前端面2a的距离以及机械手用管82、83的配设位置通知给使用者。

其他的结构和作用效果与上述的实施方式相同。

Claims (8)

1.一种使用机械手装置的内窥镜系统，所述内窥镜系统构成为包括：

内窥镜，其在内窥镜插入部的前端部具有观察光学系统，该观察光学系统具有固体摄像元件，该固体摄像元件的水平传输方向与左右观察方向对应，其垂直传输方向与上下观察方向对应；

机械手装置，其在机械手插入部的前端侧具备连接有多个关节块的驱动部，所述多个关节块中相邻的关节块之间利用连接轴连接，构成为以第一轴为中心朝顺时针、逆时针方向旋转的第一关节和以与该第一轴正交的第二轴为中心朝顺时针、逆时针方向旋转的第二关节，从前端侧起依次配设有至少一个第一关节和至少一个第二关节；以及

外套管，其具有供所述内窥镜的内窥镜插入部贯穿插入的内窥镜插入部贯穿插入孔和供所述机械手装置的机械手插入部贯穿插入的、具有与所述内窥镜插入部贯穿插入孔的中心轴平行的轴的至少一个机械手贯穿插入孔，

所述内窥镜插入部贯穿插入孔具备内窥镜突出量规定部和观察光学系统观察方向规定部，所述机械手贯穿插入孔具备机械手突出量规定部和关节驱动方向规定部，其中，

所述内窥镜突出量规定部规定所述内窥镜插入部的前端部从所述外套管的前端面突出的长度，

所述观察光学系统观察方向规定部规定观察方向，以使在所述内窥镜插入部具有的所述固体摄像元件的垂直传输方向成为上下观察方向，

所述机械手突出量规定部规定所述机械手插入部所具有的驱动部的所述第一关节从所述外套管的前端面突出的突出量，以将所述第一关节配置在所述观察光学系统的观察范围内，

所述关节驱动方向规定部对应于所述观察光学系统观察方向规定部设置，规定所述机械手插入部所具有的驱动部的所述第一关节的第一轴的朝向相对于所述垂直传输方向平行，并规定所述第二关节的第二轴的朝向相对于所述水平传输方向平行。

2.根据权利要求1所述的使用机械手装置的内窥镜系统，其中，

设置在所述外套管中的至少一个机械手贯穿插入孔具有与构成所述内窥镜插入部贯穿插入孔的中心轴的一个轴平行的轴，该机械手贯穿插入孔位于比与该内窥镜插入部贯穿插入孔的外周线相切且与所述一个轴平行的假想线更靠外侧的位置。

3.根据权利要求1所述的使用机械手装置的内窥镜系统，其中，

所述内窥镜突出量规定部包括：

设置在所述内窥镜插入部贯穿插入孔侧的抵接面；以及

设置于所述内窥镜插入部的抵接部。

4.根据权利要求1所述的使用机械手装置的内窥镜系统，其中，

所述观察光学系统观察方向规定部兼用作旋转防止机构，防止所述内窥镜插入部在所述内窥镜插入部贯穿插入孔内围绕该内窥镜插入部的轴旋转。

5.根据权利要求1所述的使用机械手装置的内窥镜系统，其中，

所述机械手突出量规定部包括：

设置在所述机械手贯穿插入孔侧的抵接面；以及

设置于所述机械手插入部的抵接部。

6.根据权利要求1所述的使用机械手装置的内窥镜系统，其中，

所述关节驱动方向规定部兼用作旋转防止机构，防止所述机械手插入部在所述机械手贯穿插入孔内围绕该机械手插入部的轴旋转。

7.根据权利要求1～6中的任一项所述的使用机械手装置的内窥镜系统，其中，

所述外套管是多腔管，至少具备构成所述内窥镜插入部贯穿插入孔的贯通孔以及构成所述机械手贯穿插入孔的两个贯通孔。

8.根据权利要求1～6中的任一项所述的使用机械手装置的内窥镜系统，其中，

所述外套管包括：

具备所述内窥镜插入部贯穿插入孔的第一管体；以及

具备所述机械手贯穿插入孔的两个第二管体。

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