JP6485694B2 - 情報処理装置および方法 - Google Patents
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Description
1.第1の実施の形態(内視鏡手術支援システム)
2.第2の実施の形態(内視鏡手術支援システム)
3.第3の実施の形態(内視鏡手術支援システム)
4.第4の実施の形態(内視鏡手術支援システム)
5.第5の実施の形態(内視鏡手術支援システム)
6.第6の実施の形態(コンピュータ)
<手術部位周辺における異常の発生>
従来、内視鏡を用いて手術を行う内視鏡手術(例えば腹腔鏡手術等)があった。内視鏡手術の場合、手術を行う術者は、内視鏡において撮像された術野(作業を行う場所である手術部位を含む視野)の画像をモニタで確認しながら作業を行っていた。
図1は、本技術を適用した情報処理装置の一実施の形態である監視装置を含む内視鏡手術支援システムの主な構成例を示す図である。
次に、内視鏡121の視野の範囲とセンシングの範囲について説明する。内視鏡手術の場合、術者は、内視鏡により撮像され、モニタに表示された画像を見ながら手術(作業)を行う。つまり、この内視鏡(の撮像部)により撮像されてモニタに表示された画像が、内視鏡を介した術者の視野(内視鏡の視野とも称する)となる。
図3は、監視装置113等の主な構成例を示すブロック図である。図3の例において、内視鏡121は、撮像部171およびジャイロセンサ172を有する。
図4は、異常検出部192が有する主な機能の例を示す機能ブロック図である。図4の例において、異常検出部192は、出血検出部211、術具温度異常検出部212、および臓器温度異常検出部213を有する。
上述したように、通知情報生成部193は、異常に関する通知を行う通知情報を生成する。例えば、この異常に関する通知を行う通知情報として、通知情報生成部193が、異常検出部192による異常の検出に関する通知を行う通知情報を生成するようにしてもよい。
次に、以上のような内視鏡手術支援システム100において実行される処理について説明する。図6のフローチャートを参照して、内視鏡手術支援システム100において実行される内視鏡制御処理の流れの例を説明する。
次に、図6のステップS105において実行される監視処理の流れの例を、図7のフローチャートを参照して説明する。監視処理が開始されると、視野位置推定部191は、ステップS121において、センシングの結果に関する情報等に基づいて、内視鏡視野位置(内視鏡121の視野内領域の位置)を推定する。
次に、図7のステップS123において実行される異常検出処理の流れの例を、図8のフローチャートを参照して説明する。
次に、図7のステップS125において実行される通知情報生成処理の流れの例を、図9のフローチャートを参照して説明する。
次に、図10は、例えば出力装置114のモニタ201に表示される表示用画像の例を説明する図である。図10に示されるように、モニタ201には、内視鏡121の撮像部171において撮像された撮像画像から生成された内視鏡視野内画像230が表示されている。この内視鏡視野内画像230は内視鏡121の視野内領域の撮像画像であり、手術部位となる患部231とその近傍が表示されている。
<監視装置等の主な構成例>
異常の内容は任意であり、上述した例に限定されない。例えば、術具と臓器の接触を検出するようにしてもよい。その場合、例えば、ステレオカメラ画像等から術具や臓器の奥行き情報を得て、それらの位置関係から接触の検出を行うようにしてもよい。
図12は、この場合の異常検出部192が有する主な機能の例を示す機能ブロック図である。図12の例において、異常検出部192は、図4の例の出血検出部211乃至臓器温度異常検出部213の他に、さらに接触検出部251を有する。
この場合も内視鏡制御処理、監視処理、通知情報生成処理等は、第1の実施の形態の場合と同様に実行される。この場合の異常検出処理の流れの例を、図13のフローチャートを参照して説明する。
<監視装置等の主な構成例>
異常の発生についての通知は、作業を行う術者以外に対して行うようにしてもよい。例えば、術者だけでなく、異常の発生を監視する監視者が、ユーザとして、この内視鏡手術支援システム100を利用するようにし、内視鏡手術支援システム100が、その監視者に対して異常の発生についての通知を行うようにしてもよい。もちろん、術者と監視者の両方に通知を行うようにしてもよい。また、その場合、術者に対する通知方法と監視者に対する通知方法とが互いに異なるようにしてもよい。
図14は、この場合の、監視装置113等の主な構成例を示すブロック図である。この場合、通知情報生成部193は、術者等に対する通知情報である術者用通知情報と、監視者に対する通知情報である監視者用通知情報とを生成する。また、この場合、出力装置114の代わりに、術者用出力装置301と監視者用出力装置302とが設けられている。
図15は、この場合の通知情報生成部193が有する主な機能の例を示す機能ブロック図である。この場合、通知情報生成部193は、術者に対する通知情報である術者用通知情報と、内視鏡121の視野内領域内で作業を行う術者以外の監視者に対して、異常検出部192により検出された異常に関する通知を行う通知情報である監視者用通知情報とを生成する。その監視者用通知情報は、術者用通知情報と異なる画像若しくは音声または両方により、異常に関する通知を行う通知情報であるようにしてもよい。
次に、図16のフローチャートを参照して、この場合の内視鏡制御処理の流れの例を説明する。この場合の内視鏡制御処理において、図16のステップS301乃至ステップS303の各処理は、図6のステップS101乃至ステップS103の各処理と同様に実行される。
次に、図16のステップS305において実行されるこの場合の監視処理の流れの例を、図17のフローチャートを参照して説明する。この場合の監視処理において、図17のステップS321およびステップS322の各処理は、図7のステップS121およびステップS122の各処理と同様に実行される。
次に、図17のステップS328において実行されるこの場合の通知情報生成処理の流れの例を、図18のフローチャートを参照して説明する。
次に、図17のステップS329において実行されるこの場合の通知情報出力処理の流れの例を、図19のフローチャートを参照して説明する。
術者用の情報の表示方法は、第1の実施の形態の場合と同様としてもよい。図20は、監視者用出力装置302のモニタ321に表示される表示用画像(監視用画像)の例を説明する図である。図20の例の表示用画像には、センシング領域全体が表示されている。このセンシング領域は、内視鏡の視野内領域全体と視野外領域の一部を含む。視野内領域342は、患部341とその近傍を含む領域であり、視野外領域343は、その視野内領域342の周辺の領域である。
<内視鏡によるセンシング>
異常の発生を検出するためのセンシングは、任意のセンサにより行うことができる。例えば、内視鏡121の撮像部171を用いてそのセンシングを行うようにしてもよい。
図23は、この場合の監視装置113等の主な構成例を示すブロック図である。図23の例において、図3の例の監視用センサ125は省略されている。また、内視鏡121のジャイロセンサ172も省略されている。さらに、監視装置113は、視野位置推定部191の代わりに、画像生成部421を有する。
図24は、この場合の異常検出部192が有する主な機能の例を示す機能ブロック図である。図12の例において、異常検出部192は、出血検出部211と接触検出部251を有する。
図25のフローチャートを参照して、この場合の内視鏡手術支援システム100において実行される内視鏡制御処理の流れの例を説明する。
次に、図25のステップS405において実行される、この場合の監視処理の流れの例を、図26のフローチャートを参照して説明する。監視処理が開始されると、異常検出部192は、ステップS421において、監視対象画像を用いて、その画像内における異常の発生を検出する。
次に、図26のステップS421において実行される、この場合の異常検出処理の流れの例を、図27のフローチャートを参照して説明する。
次に、図26のステップS423において実行される、この場合の通知情報生成処理の流れの例を、図28のフローチャートを参照して説明する。
<拡大画像と俯瞰画像の表示>
なお、図22Bにおいて、撮像画像401の一部の領域412を拡大して表示する場合について説明したが、このように拡大画像を表示させる場合、その拡大画像とともに、撮像画像401の、その拡大画像の領域412よりも広範囲の領域の画像を俯瞰画像として表示させるようにしてもよい。
この場合の監視装置等の構成は、図23の例と同様である。例えば、監視装置113が画像生成部421を有し、その画像生成部421が、撮像画像の一部を抽出して拡大画像の表示用画像とし、撮像画像の拡大画像の表示用画像よりも広範囲を俯瞰画像の表示用画像とし、撮像画像の全体を監視対象画像とするようにすればよい。このようにすることにより、拡大画像502だけでなく、俯瞰画像503も表示させることができる。
このように撮像の画角を制御する場合も、監視装置等の構成は、図23の例と同様である。
このように撮像の画角を制御する場合の内視鏡制御処理の流れの例を、図31のフローチャートを参照して説明する。ただし、説明の便宜上、俯瞰画像の範囲を撮像画像全体として説明する。
<コンピュータ>
上述した一連の処理は、ハードウエアにより実行させることもできるし、ソフトウエアにより実行させることもできる。一連の処理をソフトウエアにより実行する場合には、そのソフトウエアを構成するプログラムが、コンピュータにインストールされる。ここでコンピュータには、専用のハードウエアに組み込まれているコンピュータや、各種のプログラムをインストールすることで、各種の機能を実行することが可能な、例えば汎用のパーソナルコンピュータ等が含まれる。
(1) 内視鏡の視野外領域の少なくとも一部を含むセンシング領域のセンシングの結果に基づいて前記視野外領域における異常の発生を検出する異常検出部と、
前記異常検出部により検出された異常に関する通知を行う通知情報を生成する通知情報生成部と
を備える情報処理装置。
(1)に記載の情報処理装置。
(3) 前記センシング領域は、前記内視鏡の視野内領域の少なくとも一部も含み、
前記異常検出部は、前記センシング領域のセンシングの結果に基づいて、前記視野内領域における異常の発生をさらに検出する
(2)に記載の情報処理装置。
(4) 前記通知情報生成部は、前記異常の発生場所の位置に応じた方法で、前記異常の発生場所に関する通知を行う通知情報を生成する
(3)に記載の情報処理装置。
(5) 前記通知情報生成部は、前記異常の発生場所の位置が前記視野内領域内であるか否かに応じた方法で、前記異常の発生場所に関する通知を行う通知情報を生成する
(4)に記載の情報処理装置。
(5)に記載の情報処理装置。
(7) 前記通知情報生成部は、前記異常の発生場所に関する通知を行う通知情報として、前記視野内領域の画像上において前記異常の発生場所を示す画像を生成する
(6)に記載の情報処理装置。
(8) 前記通知情報生成部は、前記異常の発生場所に関する通知を行う通知情報として、前記異常の発生場所を示す音声を生成する
(6)に記載の情報処理装置。
(5)に記載の情報処理装置。
(10) 前記通知情報生成部は、前記異常の発生場所の方向に関する通知を行う通知情報として、前記視野内領域の画像上において前記異常の発生場所の方向を示す画像を生成する
(9)に記載の情報処理装置。
(11) 前記通知情報生成部は、前記異常の発生場所の方向に関する通知を行う通知情報として、前記異常の発生場所の方向を示す音声を生成する
(9)に記載の情報処理装置。
(4)に記載の情報処理装置。
(13) 前記通知情報生成部は、特定した前記異常の発生場所の位置が前記視野内領域内であるか否かの判定を行い、前記判定の結果に応じた方法で、前記異常の発生場所に関する通知を行う通知情報を生成する
(12)に記載の情報処理装置。
(14) 前記通知情報生成部は、前記異常の発生場所の位置を、前記視野内領域の位置からの相対位置として特定する
(12)に記載の情報処理装置。
(1)に記載の情報処理装置。
(16) 前記通知情報生成部は、前記異常が検出されたことに関する通知を行う通知情報を生成する
(15)に記載の情報処理装置。
(17) 前記通知情報生成部は、前記異常が検出されたことに関する通知を行う通知情報として、前記異常が検出されたことに関する通知を行う画像を生成する
(16)に記載の情報処理装置。
(18) 前記通知情報生成部は、前記異常が検出されたことに関する通知を行う通知情報として、前記異常が検出されたことに関する通知を行う音声を生成する
(16)に記載の情報処理装置。
(19) 前記通知情報生成部は、検出された前記異常の内容に関する通知を行う通知情報を生成する
(15)に記載の情報処理装置。
(20) 前記通知情報生成部は、前記異常の内容に関する通知を行う通知情報として、前記異常の内容に関する通知を行う画像を生成する
(19)に記載の情報処理装置。
(21) 前記通知情報生成部は、前記異常の内容に関する通知を行う通知情報として、前記異常の内容に関する通知を行う音声を生成する
(19)に記載の情報処理装置。
(1)に記載の情報処理装置。
(23) 前記異常検出部は、前記センシングの結果として得られる前記センシング領域の温度分布に基づいて、前記出血の発生を検出する
(22)に記載の情報処理装置。
(1)に記載の情報処理装置。
(25) 前記異常検出部は、前記センシングの結果として得られる前記センシング領域の温度分布に基づいて、前記術具の温度異常の発生を検出する
(24)に記載の情報処理装置。
(1)に記載の情報処理装置。
(27) 前記異常検出部は、前記センシングの結果として得られる前記センシング領域の温度分布に基づいて、前記臓器の温度異常の発生を検出する
(26)に記載の情報処理装置。
(1)に記載の情報処理装置。
(29) 前記視野位置推定部は、前記センシングの結果に基づいて、前記視野内領域の位置を推定する
(28)に記載の情報処理装置。
(30) 前記視野位置推定部は、さらに前記内視鏡の姿勢や前記センシングを行うセンサ部の姿勢に基づいて、前記視野内領域の位置を推定する
(29)に記載の情報処理装置。
(31) 前記視野位置推定部は、さらに前記視野内領域の画像に基づいて、前記視野内領域の位置を推定する
(29)に記載の情報処理装置。
(32) 前記通知情報生成部は、前記異常の発生場所の位置を、前記視野位置推定部により推定された前記視野内領域の位置からの相対位置として特定し、特定した前記異常の発生場所の位置に応じた方法で、前記異常に関する通知を行う通知情報を生成する
(28)に記載の情報処理装置。
(1)に記載の情報処理装置。
(34) 前記出力部は、前記通知情報の画像を表示する表示部を備える
(33)に記載の情報処理装置。
(35) 前記表示部は、前記視野内領域の画像をさらに表示する
(34)に記載の情報処理装置。
(36) 前記表示部は、前記センシングの結果に関する画像をさらに表示する
(34)に記載の情報処理装置。
(37) 前記出力部は、前記通知情報の音声を出力する音声出力部を備える
(33)に記載の情報処理装置。
(38) 前記音声出力部は、前記センシングの結果に関する音声をさらに出力する
(36)に記載の情報処理装置。
前記異常検出部は、前記センサ部による前記センシングの結果に基づいて前記異常の発生を検出する
(1)に記載の情報処理装置。
(40) 前記センサ部は、画像、光、電気、音、振動、加速度、速度、角速度、姿勢、力、温度、湿度、流量、磁気、化学物質、および匂いの内、少なくともいずれか1つをセンシングする
(39)に記載の情報処理装置。
(41) 前記センサ部は、さらに、前記センサ部の姿勢をセンシングする
(40)に記載の情報処理装置。
(1)に記載の情報処理装置。
(1)に記載の情報処理装置。
(44) 前記異常検出部は、前記センシングの結果として得られる前記センシング領域の温度分布、並びに、前記センシング領域の立体視用画像に基づいて、前記接触の発生を検出する
(43)に記載の情報処理装置。
(1)に記載の情報処理装置。
(46) 前記監視者用通知情報は、前記通知情報と異なる画像若しくは音声または両方により、前記異常検出部により検出された異常に関する通知を行う情報である
(45)に記載の情報処理装置。
(45)に記載の情報処理装置。
(48) 前記通知情報生成部は、前記監視者用通知情報として、前記異常が検出されたことに関する通知を行う音声を生成する
(45)に記載の情報処理装置。
(49) 前記通知情報生成部は、前記監視者用通知情報として、前記異常の内容に関する通知を行う画像を生成する
(45)に記載の情報処理装置。
(50) 前記通知情報生成部は、前記監視者用通知情報として、前記異常の内容に関する通知を行う音声を生成する
(45)に記載の情報処理装置。
(45)に記載の情報処理装置。
(52) 前記通知情報生成部は、前記監視者用通知情報として、前記異常の発生場所に関する通知を行う音声を生成する
(45)に記載の情報処理装置。
(45)に記載の情報処理装置。
(54) 前記監視者用出力部は、前記監視者用通知情報の画像を表示する表示部を備える
(53)に記載の情報処理装置。
(55) 前記表示部は、前記視野内領域の画像と、前記センシングの結果に関する画像とをさらに表示する
(54)に記載の情報処理装置。
(56) 前記監視者用出力部は、前記監視者用通知情報の音声を出力する音声出力部を備える
(53)に記載の情報処理装置。
(57) 前記音声出力部は、前記センシングの結果に関する音声をさらに出力する
(56)に記載の情報処理装置。
(1)に記載の情報処理装置。
(59) 前記画像生成部は、前記撮像画像の一部を抽出して前記表示用画像とする
(58)に記載の情報処理装置。
(60) 前記画像生成部は、前記撮像画像の全体を前記監視対象画像とする
(58)に記載の情報処理装置。
(61) 前記撮像画像は、前記内視鏡が有する複数の撮像部により撮像されて得られた複数の撮像画像により構成される
(58)に記載の情報処理装置。
(58)に記載の情報処理装置。
(58)に記載の情報処理装置。
(58)に記載の情報処理装置。
(65) 前記画像生成部は、前記撮像画像において、前記拡大画像の表示用画像の領域を含み、かつ、前記拡大画像の表示用画像の領域よりも広範囲の領域を設定し、設定した前記領域を前記俯瞰画像の表示用画像として抽出する
(64)に記載の情報処理装置。
(66) 前記画像生成部は、所定の術具の位置に応じて、前記領域を設定する
(65)に記載の情報処理装置。
(67) 前記画像生成部は、鉗子の先端が含まれるように、前記領域を設定する
(65)に記載の情報処理装置。
(68) 前記画像生成部は、アスペクト比を固定して、前記領域を設定する
(65)に記載の情報処理装置。
(64)に記載の情報処理装置。
(64)に記載の情報処理装置。
(71) 前記画角制御部は、所定の術具の位置に応じて、前記撮像部による撮像の画角を制御する
(70)に記載の情報処理装置。
(72) 前記画角制御部は、鉗子の先端が撮像されるように、前記撮像部による撮像の画角を制御する
(70)に記載の情報処理装置。
(73) 前記画角制御部は、アスペクト比を固定して、前記撮像部による撮像の画角を制御する
(70)に記載の情報処理装置。
検出された異常に関する通知を行う通知情報を生成する
情報処理方法。
Claims (17)
- 内視鏡の視野外領域の少なくとも一部を含むセンシング領域のセンシングの結果に基づいて、前記視野外領域における、出血の発生、術具の温度異常の発生、臓器の温度異常の発生、および、術具と臓器の接触の発生の内の少なくともひとつを、状態の変化として検出する異常検出部と、
前記異常検出部により検出された前記状態の変化に関する通知を行う通知情報を生成する通知情報生成部と、
前記通知情報を視野内領域の大きさを変えずに出力する出力部と
を備える情報処理装置。 - 前記通知情報生成部は、前記異常検出部により検出された前記状態の変化の発生場所に関する通知を行う通知情報を生成する
請求項1に記載の情報処理装置。 - 前記センシング領域は、前記内視鏡の視野内領域の少なくとも一部も含み、
前記異常検出部は、前記センシング領域のセンシングの結果に基づいて、前記視野内領域における前記状態の変化をさらに検出する
請求項2に記載の情報処理装置。 - 前記通知情報生成部は、前記状態の変化の発生場所の位置が前記視野内領域内であるか否かに応じた方法で、前記状態の変化の発生場所に関する通知を行う通知情報を生成する
請求項3に記載の情報処理装置。 - 前記通知情報生成部は、前記状態の変化の発生場所の位置が前記視野内領域内である場合、前記通知情報として、前記視野内領域の画像上において前記状態の変化の発生場所を示す画像、若しくは、前記状態の変化の発生場所を示す音声を生成する
請求項4に記載の情報処理装置。 - 前記通知情報生成部は、前記状態の変化の発生場所の位置が前記視野外領域内である場合、前記通知情報として、前記視野内領域の画像上において前記状態の変化の発生場所の方向を示す画像、若しくは、前記状態の変化の発生場所の方向を示す音声を生成する
請求項4または請求項5に記載の情報処理装置。 - 前記通知情報生成部は、前記状態の変化の発生場所の位置を、前記視野内領域の位置からの相対位置として特定し、特定した前記状態の変化の発生場所の位置が前記視野内領域内であるか否かの判定を行い、前記判定の結果に応じた方法で、前記状態の変化の発生場所に関する通知を行う通知情報を生成する
請求項4乃至請求項6のいずれかに記載の情報処理装置。 - 前記視野内領域の位置を推定する視野位置推定部をさらに備え、
前記通知情報生成部は、前記状態の変化の発生場所の位置を、前記視野位置推定部により推定された前記視野内領域の位置からの相対位置として特定する
請求項7に記載の情報処理装置。 - 前記通知情報生成部は、前記内視鏡の視野内領域内で作業を行う術者以外の監視者に対して、前記異常検出部により検出された前記状態の変化に関する通知を行う監視者用通知情報をさらに生成する
請求項1乃至請求項8のいずれかに記載の情報処理装置。 - 前記通知情報生成部は、前記監視者用通知情報として、前記状態の変化が検出されたことに関する通知を行う画像若しくは音声を生成する
請求項9に記載の情報処理装置。 - 前記通知情報生成部は、前記監視者用通知情報として、前記状態の変化の内容に関する通知を行う画像若しくは音声を生成する
請求項9または請求項10に記載の情報処理装置。 - 前記通知情報生成部は、前記監視者用通知情報として、前記状態の変化の発生場所に関する通知を行う画像若しくは音声を生成する
請求項9乃至請求項11のいずれかに記載の情報処理装置。 - 前記内視鏡の撮像部により撮像されて得られた撮像画像の一部を抽出して表示用画像とし、前記撮像画像の全体を前記センシングの結果として前記異常検出部による前記状態の変化の検出に利用される監視対象画像とする画像生成部をさらに備える
請求項1乃至請求項12のいずれかに記載の情報処理装置。 - 前記画像生成部は、前記内視鏡の撮像部により撮像されて得られた撮像画像の一部を抽出して拡大画像の表示用画像とし、前記撮像画像の前記拡大画像の表示用画像よりも広範囲を、前記拡大画像の表示用画像の一部に重畳させて表示される俯瞰画像の表示用画像とし、前記撮像画像の全体を、前記センシングの結果として前記異常検出部による前記状態の変化の検出に利用される監視対象画像とする
請求項13に記載の情報処理装置。 - 所定の術具の位置に応じて、前記撮像部による撮像の画角を制御することにより、前記画像生成部により生成される前記俯瞰画像の表示用画像の画角を制御する画角制御部をさらに備える
請求項14に記載の情報処理装置。 - 前記センシング領域に対して、画像、光、電気、音、振動、加速度、速度、角速度、姿勢、力、温度、湿度、流量、磁気、化学物質、および匂いの内、少なくともいずれか1つをセンシングするセンサ部をさらに備え、
前記異常検出部は、前記センサ部による前記センシングの結果に基づいて前記状態の変化を検出する
請求項1乃至請求項15のいずれかに記載の情報処理装置。 - 内視鏡の視野外領域の少なくとも一部を含むセンシング領域のセンシングの結果に基づいて、前記視野外領域における、出血の発生、術具の温度異常の発生、臓器の温度異常の発生、および、術具と臓器の接触の発生の内の少なくともひとつを、状態の変化として検出し、
検出された前記状態の変化に関する通知を行う通知情報を生成し、
前記通知情報を視野内領域の大きさを変えずに出力する
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