內窺鏡裝置的製作方法

2023-06-11 02:07:56

本發明涉及內窺鏡裝置。

背景技術：

以往，公知有如下的內窺鏡裝置：該內窺鏡裝置具有雙目鏡，能夠獲取具有視差的兩個圖像而對被攝體進行立體地觀察(例如，參照專利文獻1)。

現有技術文獻

專利文獻

專利文獻1：日本特開2007-151862號公報

技術實現要素：

發明要解決的課題

但是，在將內窺鏡裝置的插入部的前端插入到骨盆腔那樣比較狹窄的空間內而進行手術的情況下，由於在與插入部的前端非常近的位置存在周邊組織，因此難以立體地進行融像，有時會感到不適。特別是在空間內壁與雙目鏡的一方的側方接近的情況下，有時會產生所謂的「暗角」(即僅一方的圖像中拍入所接近的周邊組織等)。由於在該情況下會引起因視野衝突導致的圖像暈影等，只能在不舒適的影像下進行手術，因此存在手術的效率降低的不良情況。

本發明是鑑於上述的情況而完成的，其目的在於，提供在僅一方的圖像中拍入所接近的周邊組織等的情況下也能夠防止觀察者的手術的效率降低的內窺鏡裝置。

用於解決課題的手段

為了實現上述目的，本發明提供以下的手段。

本發明的一個方式是內窺鏡裝置，其具有：細長的插入部，其插入到體內；攝像部，其具有配置於該插入部的前端的攝影光學系統，該攝像部對同一被攝體獲取具有視差的兩張圖像；提取部，其對僅顯現在該攝像部所獲取的兩張所述圖像中的任意一方的與所述攝影光學系統接近的物體的像進行提取；以及接近像去除處理部，其進行處理以便將該提取部所提取的所述物體的像從所述圖像內去除。

根據本方式，當將插入部的前端插入到體內的狹窄的空間內並經由配置於插入部的前端的攝影光學系統通過攝像部對同一被攝體獲取具有視差的兩張圖像時，在與攝影光學系統接近的物體的像僅顯現在所獲取的兩張圖像中的任意一方的情況下，通過提取部來提取該物體像，通過接近像去除處理部進行處理以便將該物體像從圖像內去除。其結果是，能夠不產生所謂的暗角(即僅一方的圖像中拍入所接近的物體)。因此，能夠減少因視野衝突導致的圖像暈影的產生，防止在不舒適的影像下進行手術，提高手術的效率。

在上述方式中，所述插入部也可以具有彎曲部，該彎曲部進行彎曲以便對所述攝影光學系統的光軸的角度進行變更，所述接近像去除處理部對所述彎曲部進行控制，以使得所述物體配置在所述攝影光學系統的視野外。

這樣，在通過提取部對僅顯現在任意一方的圖像中的與攝影光學系統接近的物體的像進行提取的情況下，接近像去除處理部對彎曲部進行控制，從而變更攝影光學系統的光軸的角度，使物體配置在攝影光學系統的視野外。由此，能夠容易地將與攝影光學系統接近的物體的像從圖像內去除。由於物體的像大多顯現在圖像的周邊部分，因此僅通過使攝影光學系統的光軸的角度稍微移動就能夠將物體的像從圖像內去除。

另外，在上述方式中，所述接近像去除處理部也可以對所述提取部提取了所述物體的像的情況進行通知。

通過左右雙眼來分別觀察攝像部所獲取的具有視差的兩張圖像，從而使兩個圖像在腦內立體地融像。由於操作者專注於一邊通過該立體的圖像對體內的狀態進行觀察一邊進行手術，根據融像出的像對體內的狀態進行把握，因此雖然在圖像上產生暗角而感到不適，但也難以注意到暗角的產生，因此當手術長期化時容易產生因視野衝突導致的圖像暈影。根據本方式，當在圖像上產生暗角時對該情況進行通知，從而注意到暗角的產生，能夠促進用於將物體的像從圖像內去除的動作。

另外，在上述方式中，所述接近像去除處理部也可以對使所述攝影光學系統移動的方向進行指示，以使得所述物體配置在所述攝影光學系統的視野外。

由此，當在圖像上產生暗角時接近像去除處理部對攝影光學系統的適當的移動方向進行指示，因此注意到暗角的操作者能夠迅速地將物體的像從圖像內去除，能夠儘快地消除暗角。

另外，在上述方式中，所述接近像去除處理部也可以對所述圖像進行處理以便將顯現在所述圖像內的所述物體的像去除。

由此，能夠通過圖像的處理來儘快地消除暗角，能夠防止在不舒適的影像下進行手術，提高手術的效率。

發明效果

根據本發明，起到如下的效果：在僅一方的圖像中拍入所接近的周邊組織等的情況下，也能夠防止觀察者的手術的效率降低。

附圖說明

圖1是示出本發明的一個實施方式的內窺鏡裝置的整體結構圖。

圖2是示出圖1的內窺鏡裝置的插入部的前端部分的立體圖。

圖3是示出圖1的內窺鏡裝置的框圖。

圖4是示出在圖1的內窺鏡裝置中右側的物鏡的右側與周邊組織接近的狀態的圖。

圖5是示出在圖4的狀態下所獲取的產生了暗角的圖像例的圖。

圖6是示出使彎曲部從圖1的狀態進行動作而消除了暗角的狀態的圖。

圖7是示出在圖1的內窺鏡裝置中的接近物體像的提取中使用的區域的變形例的圖。

圖8是示出圖3的內窺鏡裝置的變形例的框圖。

圖9是示出圖1的內窺鏡裝置的其他變形例的插入部的前端部分的立體圖。

具體實施方式

以下，參照附圖對本發明的一個實施方式的內窺鏡裝置1進行說明。

如圖1所示，本實施方式的內窺鏡裝置1具有：獲取體腔內的圖像的內窺鏡主體4，其具有插入部3，該插入部3貫穿在套管針2的內孔中而插入到體腔內，其中，該套管針2被固定成貫穿患者的皮膚p的狀態；操作部5，其對該內窺鏡主體4進行操作；圖像處理部(提取部)6，其對在內窺鏡主體4中獲取的圖像進行處理；控制部(接近像去除處理部)7，其根據操作部5所輸入的指令信號和圖像處理部6所獲取的信息對內窺鏡主體4進行控制；以及顯示部8。

如圖2和圖3所示，內窺鏡主體4具有攝像部11，該攝像部11具有：兩個物鏡9a、9b，它們在細長的插入部3的前端面上配置在沿插入部3的徑向分離的位置；以及攝像元件(攝影光學系統)10，其對各該物鏡9a、9b所會聚的來自被攝體的光進行拍攝。兩個物鏡9a、9b的光軸被配置成在比插入部3的前端面靠前方的位置交叉。由此，如圖5所示，攝像元件10能夠對同一被攝體獲取具有視差的兩張圖像l、r。

另外，如圖3所示，攝像部11具有信號處理部12，該信號處理部12對攝像元件10所獲取的信號進行處理而生成圖像信號。從信號處理部12將能夠顯示的形式的圖像信號輸出給顯示部8，並且將去除了顏色信息的僅包含形狀信息的形式的圖像信號輸出給圖像處理部6。

另外，如圖2和圖3所示，內窺鏡主體4具有：彎曲部13，其能夠使具有攝像部11的插入部3的前端部3a繞與插入部3的長度軸垂直的軸線進行擺動；以及驅動部14，其通過電動使該彎曲部13進行動作。當通過驅動部14使彎曲部13進行動作時，前端部3a繞與插入部3的長度軸垂直的軸線進行擺動。由此，能夠使物鏡9a、9b的光軸方向發生變化，對視野進行變更。

圖像處理部6使用從信號處理部12輸出來的圖像信號並使用塊匹配等公知的方法從兩個圖像信號進行特徵點提取，對僅存在於一方的圖像中的圖像區域進行提取。

例如，在將插入部3的前端插入到骨盆腔那樣比較狹窄的空間內而進行觀察的情況下，如圖4所示，有時空間內壁s會接近任意一方的物鏡9a、9b的側方。在圖中的情況下，空間內壁(物體)s接近右側的物鏡9a的右側。並且，在該情況下，獲取了圖5所示的那樣的兩個圖像l、r。

根據圖5，在經由右側的物鏡9a所獲取的右側的圖像r中，在圖像r的右側部分(圖5中以陰影線表示的部分)存在空間內壁s的像(接近物體像)m，該空間內壁s的像(接近物體像)m在經由左側的物鏡9b所獲取的左側的圖像l中不存在。圖像處理部6對兩個圖像信號進行比較，提取該右側的圖像r內的接近物體像m，將提取到該右側的圖像r內的接近物體像m這樣的內容和接近物體像m在右側的圖像r上的提取位置的信息發送給控制部7。

操作部5可以是手柄、按鈕、滑動開關等任意的輸入部。例如，在手柄的情況下，能夠通過手柄的旋轉角度和旋轉方向來輸入使彎曲部13在哪個方向上以多少角度擺動的指令信號。

驅動部14具有使插入部3的前端部3a在左右的物鏡9a、9b的排列方向(左右方向)上進行擺動的電動機(省略圖示)和使插入部3的前端部3a在與左右方向垂直的方向(上下方向)上進行擺動的電動機(省略圖示)，該驅動部14根據指令信號使這些電動機中的任意一方或雙方進行驅動。

控制部7根據通過操作部5的操作而輸入的指令信號對驅動部14進行控制。另外，控制部7根據從圖像處理部6發送來的信息對驅動部14進行控制。具體來說，當從圖像處理部6接受到提取到接近物體像m這樣的內容的信息時，根據同時從圖像處理部6接受到的接近物體像m的提取位置的信息，對驅動部14進行控制以使前端部3a向與該位置相反的一側擺動。

更具體來說，如上述那樣，當在右側的圖像r的右側的區域中提取到接近物體像m的情況下，控制部7對驅動部14進行控制而如圖6所示的那樣，使前端部3a向左側(即與提取到接近物體像m的圖像r上的位置相反的方向)以規定的角度進行擺動。作為驅動部14使前端部3a進行擺動的擺動角度，只要預先設定足夠使視野移動到接近物體像m從右側的圖像r消失的程度的角度即可。

以下，對這樣構成的本實施方式的內窺鏡裝置1的作用進行說明。

要想使用本實施方式的內窺鏡裝置1進行患者的體內的觀察，經由套管針2將內窺鏡主體4的插入部3從前端部3a側插入到體內，通過攝像部11的動作來獲取體內的圖像信號。

操作者對操作部5進行操作而輸入用於使彎曲部13進行動作的指令信號。當輸入指令信號時，控制部7對驅動部14進行控制而使彎曲部13按照與操作部5所輸入的指令信號對應的角度和方向進行彎曲，從而使攝像部11的視野按照操作者的指令進行移動。由於攝像部11所獲取的圖像l、r被發送給顯示部8進行顯示，因此操作者能夠通過顯示部8所顯示出的圖像l、r對體內的觀察部位進行探索。

在該情況下，攝像部11所獲取的兩張圖像l、r的圖像信號被發送給圖像處理部6來進行比較，從而對僅存在於任意一方的圖像中的接近物體像m進行提取。並且，在提取到接近物體像m的情況下，將接近物體像m在圖像l、r上的位置與提取到接近物體像m這樣的內容一起發送給控制部7。

控制部7在接收到提取到接近物體像m這樣的內容的情況下，對驅動部14進行控制而使彎曲部13按照規定的角度進行彎曲，以使得視野向與接近物體像m在圖像l、r上的位置相反的方向移動。由此，如圖6所示，能夠使視野向與接近物體像m相反的方向移動而將接近物體像m從視野去除。

即，由於對顯示在顯示部8上的攝像部11所獲取的具有視差的圖像l、r進行觀察的操作者根據兩個圖像l、r在腦內融像出立體的圖像並專注於立體的圖像所呈現的體內的狀態的觀察，因此大多無法注意到在各個圖像l、r中拍入了接近物體像m。並且，在長時間進行觀察而沒有注意到產生了所謂的暗角(即僅一方的圖像中拍入接近物體像m)的情況下，會產生因視野衝突導致的圖像暈影，手術的效率因在不舒適的影像下進行手術而降低。

根據本實施方式，當在圖像l、r上產生了暗角的情況下，通過圖像處理部6來提取接近物體像m，控制部7對驅動部14進行控制以使得接近物體不會進入到視野中，因此具有如下的優點：在操作者沒有注意到產生暗角的情況下，也能夠減少因視野衝突導致的圖像暈影的產生，能夠防止在不舒適的影像下進行手術，提高手術的效率。

另外，在本實施方式的內窺鏡裝置1中，為了提取產生暗角的接近物體像m，可以對兩個圖像l、r整體進行比較。也可以取而代之，由於圖像的暗角在圖像l、r的周邊區域產生，因此如圖7所示，僅在圖像l、r的周邊區域(區域a至區域d)對兩個圖像l、r進行比較而求出有無接近物體像m和接近物體像m在圖像l、r上的位置。由此，能夠以較少的計算量迅速地檢測出有無暗角及其位置並進行處理。

另外，當在圖像l、r上產生了暗角的情況下對該暗角進行提取，通過使彎曲部13進行動作而使視野錯開從而消除暗角，但也可以取而代之，如圖8所示的那樣具有通知部(接近像去除處理部)15，該通知部15在產生了暗角的情況下只對暗角的產生進行通知。

即，因暗角導致的手術的效率的降低是因為沒有注意到暗角的產生而繼續進行觀察而產生的。因此，通過對暗角的產生進行通知而引起操作者的注意，從而能夠對操作部5進行手動操作而使彎曲部13進行動作，以使得接近物體不會進入到視野中。

作為通知部15進行通知的方法，能夠採用基於顯示的通知方法或基於聲音、振動等的通知方法，其中，該基於顯示的通知方法是指改變在圖像l、r上提取到的接近物體像m的顏色等使觀察圖像l、r的操作者注意到接近物體像m的產生的方法。

另外，在對暗角的產生進行通知的情況下，也可以對表示用於消除暗角的彎曲部13的彎曲方向的箭頭等進行顯示或聲音指示。由此，能夠促使操作者消除暗角。

另外，當在圖像l、r上產生了暗角的情況下，也可以在圖像處理部(接近像去除處理部)6中進行圖像處理以便將圖像處理部6所提取的接近物體像m去除。例如，作為圖像l、r上的接近物體像m的去除方法，考慮了使包含所提取的接近物體像m的區域的亮度降低而變成發黑狀態或使亮度增大而變成發白狀態。

另外，在本實施方式中，通過具有左右隔開間隔而配置的兩個物鏡9a、9b的攝像部11對同一被攝體獲取具有視差的兩個圖像l、r，但也可以取而代之，使用可變光闌或液晶快門等光學的光路變更單元來通過單一的物鏡9和單一的攝像元件10對同一被攝體獲取具有視差的兩個圖像l、r。由此，能夠使插入部3的前端部3a小型化。

在該情況下，如圖9所示，在用於獲取具有視差的圖像l、r的主要的物鏡9的周圍也可以具有輔助攝像部，該輔助攝像部包含用於檢測接近物體的輔助的物鏡16。能夠通過專用於接近物體的檢測的輔助攝像部來提高接近物體的提取精度。

另外，當在圖像l、r上產生了暗角的情況下，操作者也可以對以消除暗角的方式進行動作的模式和即使產生了暗角也不消除暗角的模式進行切換。

標號說明

1：內窺鏡裝置；3：插入部；6：圖像處理部(提取部、接近像去除處理部)；7：控制部(接近像去除處理部)；10：攝像元件(攝影光學系統)；11：攝像部；13：彎曲部；15：通知部(接近像去除處理部)；l、r：圖像。