JPWO2019163890A1 - 医療システムおよび医療システムの作動方法 - Google Patents
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Abstract
Description
本願は、2018年2月21日に、アメリカ合衆国に仮出願された米国特許仮出願第62/633,190号に基づき優先権を主張し、その内容をここに援用する。
本発明の第一の態様に係る医療システムは、撮像部を有し、電動で駆動されて作動する内視鏡と、前記内視鏡を作動させ、前記撮像部の撮像画像から表示画像を生成する制御装置と、前記表示画像を表示する表示装置と、前記制御装置に対する指示が入力される入力装置と、を備え、前記制御装置は、術前計画において作成した対象臓器のモデルと前記対象臓器における複数の部位の名称および前記モデルの第一座標系における領域とを関連付けて記録し、前記入力装置から前記対象臓器における複数の部位のうち注目する注目部位の名称と、前記注目部位に対する作業態様とを受信し、前記モデルの前記第一座標系と前記表示画像が表示する表示空間の第二座標系とを関連付け、前記注目部位の前記第一座標系における位置から、前記注目部位の前記第二座標系における位置を算出し、前記作業態様に基づいて前記注目部位に対して前記内視鏡を作動させる。
医療システム100は、図1に示すように、処置具1と、内視鏡2と、制御装置3と、表示装置4と、入力装置5と、を備えている。医療システム100は、腹腔鏡下手術において、腹壁に開けた別々の孔(開口)から処置具1や内視鏡2などを挿入して行う処置を支援するシステムである。
内視鏡2は、図1および図2に示すように、患者の腹腔内に挿入可能な長尺の挿入部20と、アーム21と、を有する。術者は、患者の腹部に穿刺したトロッカに挿入部20を通し、挿入部20を腹腔内に導入する。
本実施形態において、制御部33は、マニュアルモードおよび自動モードの2種類の動作モードを有する。制御部33は、二つの動作モードから選択された一つの動作モードに基づいて、駆動部31および画像処理部32の制御等を行う。
自動モードは、画像処理部32が取得した画像に基づいて、内視鏡2のアーム21の関節23等が制御部33により自動で操作され、内視鏡2の視野の自動調整が実施される動作モードである。
制御部33は、図3に示すように、CPU(Central Processing Unit)34と、プログラムを読み込み可能なメモリ35と、記憶部36と、入出力制御部37と、を有するプログラム実行可能な装置(コンピュータ)である。
制御部33の機能は、制御部33に提供されたプログラムをCPU34が実行することにより実現される。なお、制御部33の少なくとも一部の機能を、専用の論理回路等によって構成してもよい。
一方、制御部33の動作モードが自動モードである場合、操作入力部51の操作は、制御部33により無効化され、内視鏡2のアーム21の関節23等を操作することはできない。内視鏡2のアーム21の関節23等は制御部33によって操作される。
次に、腹腔鏡下手術を例として、医療システム100の動作および作動方法を、図5から図9を参照して説明する。本実施形態では、対象臓器は肝臓Lとする。
部位データベースD1の部位の名称は、解剖学的名称であってもよく、略称であってもよい。部位データベースD1のモデル座標系C1における領域は、モデル座標系C1における三次元座標(X1座標、Y1座標、Z1座標)で特定される。モデル座標系C1における領域は、複数の三次元座標を使用して詳細にボクセル領域を特定してもよいし、二点の三次元座標を使用して大まかな領域を特定してもよいし、一点の三次元座標を使用するのみで注目点のみを特定してもよい。
術者等は、術前計画において、「作業態様データベースD2」を作成する。作業態様データベースD2は、例えば、「拡大表示」や「全体表示」といった内視鏡2の作業態様と、作業態様に対応した内視鏡2の作動内容が登録されたデータベースである。作業態様データベースD2には、例えば、「全体表示」の作業態様に対応して、「内視鏡2の撮像部22を注目部位に近付ける」等の内視鏡2の作動内容が登録されている。
含まれないと判定した場合、制御部33は次にステップS11を再び実行する。
含まれると判定した場合、制御部33は次にステップS13を実行する。
関連付け工程が完了した後、モデルMの第一座標系C1に行ける座標位置を、表示空間の表示座標系C2に変換することができる。そのため、表1に示す部位データベースD1に登録された部位(右葉LR、左葉LL、腫瘍A)は、表示空間の表示座標系C2において領域を特定することができる。図8に示す表示画像では、右葉LR、左葉LL、腫瘍Aのそれぞれの位置がわかる識別表示画像(ハッチング画像)が重畳されている。次に、制御部33はステップS15を実行する。
完了していないと判定した場合、制御部33は次にステップS16を再び実行する。
完了したと判定した場合、制御部33は次にステップS18を実行して自動モードを終了する。
自動モードの制御が完了した後、術前計画により作成したモデルMにおいて指定した注目部位(腫瘍A)に対して指示された作業態様(拡大表示)が実施されている。
これに対して医療システム100は、内視鏡2の視野の変更を、部位の名称を用いて指示することができる。さらに、指示に用いる部位は、指示を行う際に表示画面に表示されていなくてもよい。そのため、医療システム100は、術者の希望に沿った視野を迅速に提供することができる。
上記の実施形態では、指示受信工程において指示を音声により受信していたが、指示の受信方法はこれに限定されない。例えば、医療システムは、「部位の名称」と「作業態様」とをそれぞれ一種類のみ登録しておき、入力装置に接続されたフットペダル等からの起動信号を受信した際に、登録された「部位の名称」と「作業態様」の内容が指示されたとして動作してもよい。
上記の実施形態では、内視鏡2のアーム21を操作して内視鏡2の撮像位置を変更することで表示画像を変更していたが、表示画像の変更方法はこれに限定されない。画像処理部が、内視鏡の撮像画像から一部の領域を切り出して表示画像を生成する機能を有し、画像を切り出す位置を変更することで、表示画像を変更してもよい。また、画像処理部が、撮像部のズーム機能を制御して表示画像を変更してもよい。アームを有していない内視鏡の場合であっても、表示画像を変更することができる。
1 処置具
2、2B 内視鏡
20 挿入部
21 アーム
22 撮像部
23 関節
23B 能動湾曲部
3 制御装置
31 駆動部
32 画像処理部
33 制御部
35 メモリ
36 記憶部
37 入出力制御部
38 画像演算部
4 表示装置
5 入力装置
51 操作入力部
52 モード選択部
53 音声入力部
本発明の第一の態様に係る医療システムは、撮像部を有し、電動で駆動されて作動する内視鏡と、前記内視鏡を作動させ、前記撮像部が取得した撮像画像から表示画像を生成する制御装置と、前記表示画像を表示する表示装置と、前記制御装置に対する指示が入力される入力装置と、を備え、前記制御装置は、術前計画において作成した対象臓器のモデルと前記対象臓器における複数の部位の名称および前記モデルの第一座標系における領域または点とを関連付けて記録し、前記入力装置から前記対象臓器における複数の部位のうち注目する注目部位の名称と、前記注目部位に対する作業態様とを受信し、前記モデルの前記第一座標系と前記表示画像が表示する表示空間の第二座標系とを関連付け、前記注目部位の前記第一座標系における位置から、前記注目部位の前記第二座標系における位置を算出し、前記作業態様に基づいて前記注目部位に対して前記内視鏡を作動させる。
Claims (6)
- 撮像部を有し、電動で駆動されて作動する内視鏡と、
前記内視鏡を作動させ、前記撮像部の撮像画像から表示画像を生成する制御装置と、
前記表示画像を表示する表示装置と、
前記制御装置に対する指示が入力される入力装置と、
を備え、
前記制御装置は、
術前計画において作成した対象臓器のモデルと前記対象臓器における複数の部位の名称および前記モデルの第一座標系における領域とを関連付けて記録し、
前記入力装置から前記対象臓器における複数の部位のうち注目する注目部位の名称と、前記注目部位に対する作業態様とを受信し、
前記モデルの前記第一座標系と前記表示画像が表示する表示空間の第二座標系とを関連付け、
前記注目部位の前記第一座標系における位置から、前記注目部位の前記第二座標系における位置を算出し、
前記作業態様に基づいて前記注目部位に対して前記内視鏡を作動させる、
医療システム。 - 前記対象臓器における複数の部位の名称は、術者が設定した特定の領域の名称を含む、
請求項1に記載の医療システム。 - 前記入力装置は音声入力部を有し、
前記入力装置に入力される前記注目部位の前記名称と前記作業態様とは、音声入力により特定される、
請求項1または請求項2に記載の医療システム。 - 撮像部を有し、電動で駆動されて作動する内視鏡と、前記内視鏡を作動させ、前記撮像部の撮像画像から表示画像を生成する制御装置と、前記表示画像を表示する表示装置と、前記制御装置に対する指示が入力される入力装置と、を備える医療システムの作動方法であって、
術前計画において作成した対象臓器のモデルと前記対象臓器における複数の部位の名称および前記モデルの第一座標系における領域とを関連付けて記録するモデル記録工程と、
前記入力装置から前記対象臓器における複数の部位のうち注目する注目部位の名称と、前記注目部位に対する作業態様とを受信する指示受信工程と、
前記モデルの前記第一座標系と前記表示画像が表示する表示空間の第二座標系とを関連付ける関連付け工程と、
前記注目部位の前記第一座標系における位置から、前記注目部位の前記第二座標系における位置を算出する相対位置算出工程と、
前記作業態様に基づいて前記注目部位に対して前記内視鏡を作動させる内視鏡作動工程と、
を備える、
医療システムの作動方法。 - 前記モデル記録工程において、前記対象臓器における複数の部位の名称は、術者が設定した特定の領域の名称を含む、
請求項4に記載の医療システムの作動方法。 - 指示受信工程において前記入力装置に入力される前記注目部位の前記名称と前記作業態様とは、音声入力により特定される、
請求項4または請求項5に記載の医療システムの作動方法。
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