JP2013135738A - Operation support system - Google Patents

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Hidekazu Nakamoto
秀和 仲本
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Hitachi Healthcare Manufacturing Ltd
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an operation support system for improving operation accuracy.SOLUTION: A 3D volume image is captured by a nuclear magnetic resonance imaging apparatus 1, the 3D volume image is processed to draw a specific region, a treatment path is drawn from the 3D volume image and the specific region, information related to an operation is displayed on a display device in time of the operation, the information related the operation is continuously recorded, a surgical instrument or a surgical instrument position is led to the specific region to assist treatment, surgical instrument-leading position accuracy, the fatigue of an operator or a treatment region of a patient is decided based on the led surgical instrument or the position tip of the surgical instrument, and a distance from the center of the specific region or the continuously recorded information, and a warning is issued based on the result of the decision.

Description

本発明は、手術情報を記録・解析することにより、術者の疲労、術具誘導位置精度、治療領域を連続的に監視して手術精度向上に寄与する手術支援システムに関するものである。   The present invention relates to a surgery support system that continuously monitors the surgeon's fatigue, surgical instrument guidance position accuracy, and treatment area by recording / analyzing surgery information, thereby contributing to improvement of surgery accuracy.

従来の手術支援システムは、特許文献1に開示されている。特許文献1には、手術等の一連の作業行為において、いつ誰が何を行ったかを、精密に且つ時系列に沿って容易に一覧で把握可能なように記録している。   A conventional surgery support system is disclosed in Patent Document 1. Patent Document 1 records who performed what and when in a series of work activities such as surgery so that it can be easily and accurately grasped in a list in time series.

特開2010-005326号公報JP 2010-005326 A 米国特許第5522870号公報US Patent No. 5522870 特開2005-160553号公報JP 2005-160553 A

Palmeri ML,Wang MH, Dahl JJ, Frinkley KD, et al. Quantifying hepatic shear modulus in vivo using acoustic radiation force. Ultrasound in Medicine & Biology 2008;34:546-58Palmeri ML, Wang MH, Dahl JJ, Frinkley KD, et al.Quantifying hepatic shear modulus in vivo using acoustic radiation force.Ultrasound in Medicine & Biology 2008; 34: 546-58

特許文献1では、手術等の一連の作業行為において、いつ誰が何を行ったかを、精密に且つ時系列に沿って容易に一覧で把握可能なように記録することを簡易な装置構成で実現するイベント識別しているが、イベント識別に止まり手術現場にリアルタイムにフィードバックして警告して手術精度を向上させることについては配慮されていなかった。   In Patent Document 1, in a series of work activities such as surgery, it is realized with a simple device configuration to record when and what has been performed so that it can be easily grasped in a list in a time series. Although the event is identified, it was not considered to improve the accuracy of the operation by stopping the event identification and providing feedback and warning to the operation site in real time.

本発明は、手術精度を向上させるための手術支援システムを提供することを目的とする。   An object of this invention is to provide the surgery assistance system for improving the surgery precision.

前記目的を達成するために、本発明の手術支援システムは、医用画像診断装置により3Dボリューム画像を撮像し、前記3Dボリューム画像を処理して特定領域を描出し、前記3Dボリューム画像と前記特定領域から治療経路を描出し、手術時において手術に関する情報を表示器に表示すると共に、当該手術に関する情報を連続的に記録し、前記術具や手術器具位置を特定領域まで誘導して治療を補助し、前記誘導した術具や手術器具の位置先端と特定領域中心からの距離又は連続的に記録した情報に基づいて術具誘導位置精度、術者の疲労又は患者の治療領域を判定し、前記判定の結果に基づき警告を発する。   In order to achieve the above object, the surgical operation support system of the present invention captures a 3D volume image by a medical image diagnostic apparatus, processes the 3D volume image, draws a specific area, the 3D volume image and the specific area The treatment route is drawn, and information about the operation is displayed on the display at the time of the operation, and the information about the operation is continuously recorded, and the treatment tool and the surgical instrument position are guided to a specific area to assist the treatment. Determining the accuracy of surgical instrument guidance position, operator fatigue or patient treatment area based on the distance from the position tip of the guided surgical instrument or surgical instrument and the center of the specific area or continuously recorded information, and the determination A warning is issued based on the result of.

本発明によれば、手術精度を向上させるための手術支援システムを提供することができる。   ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the surgery assistance system for improving a surgery precision can be provided.

本発明の手術支援システムの全体構成(IVR-ISC)を示す図The figure which shows the whole structure (IVR-ISC) of the surgery assistance system of this invention 本発明の手術支援システムの全体構成(MRI+超音波装置)を示す図The figure which shows the whole structure (MRI + ultrasound apparatus) of the surgery assistance system of this invention 超音波装置の全体構成を示す図The figure which shows the whole structure of an ultrasonic device 集束超音波治療を説明する図Diagram explaining focused ultrasound treatment ナビゲーションガイド表示機能(術具)を説明する図Diagram explaining navigation guide display function (surgical instrument) ナビゲーションガイド表示機能(HIFU)を説明する図Diagram explaining the navigation guide display function (HIFU) 本発明の実施の形態において、術具を用いた治療領域の精度をモニタリングする方法を説明する図The figure explaining the method of monitoring the precision of the treatment area | region using a surgical instrument in embodiment of this invention. 本発明の実施の形態において、HIFUを用いた治療領域の精度をモニタリングする方法を説明する図The figure explaining the method of monitoring the precision of the treatment area | region using HIFU in embodiment of this invention. 本発明の実施の形態の術具誘導位置精度に関するしきい値を設定する方法を説明する図The figure explaining the method to set the threshold value regarding the surgical instrument guidance position accuracy of embodiment of this invention 本発明の実施の形態の術者の疲労を監視する方法を説明する図The figure explaining the method of monitoring the fatigue of the operator of embodiment of this invention 本発明の実施の形態の治療領域を連続的に監視する方法を説明する図The figure explaining the method of continuously monitoring the treatment area | region of embodiment of this invention 本発明の超音波およびMRIの撮像断面構成例を示す図The figure which shows the imaging cross-section structural example of the ultrasonic wave and MRI of this invention 本発明の手術前・治療パラメータ設定時のGUI表示例を示す図The figure which shows the example of a GUI display at the time of the setting of the preoperative / treatment parameter of this invention 本発明の術具誘導時・ナビゲーション時のGUI表示例を示す図The figure which shows the example of GUI display at the time of the surgical instrument guidance of this invention, and a navigation 本発明のHIFUプローブ誘導時・ナビゲーション時のGUI表示例を示す図The figure which shows the example of GUI display at the time of HIFU probe guidance and navigation of the present invention 本発明のHIFUによる治療時のGUI表示例を示す図The figure which shows the GUI display example at the time of the treatment by HIFU of this invention 本発明の術具による治療時のGUI表示例を示す図The figure which shows the example of GUI display at the time of the treatment by the surgical instrument of this invention 本発明の治療時のタイムチャートを示す図The figure which shows the time chart at the time of the treatment of this invention MRIおよび超音波交互撮像のタイミング例を示す図The figure which shows the example of timing of MRI and ultrasonic alternate imaging 本発明の凍結治療装置の全体構成を示す図The figure which shows the whole structure of the cryotherapy apparatus of this invention 本発明の温熱治療装置の全体構成を示す図The figure which shows the whole structure of the thermotherapy apparatus of this invention 本発明の手術支援システムのフローチャートを示す図The figure which shows the flowchart of the surgery assistance system of this invention

以下、本発明の実施の形態を添付図面に基づいて詳細に説明する。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

ここで、前出の先行技術文献の中で、特許文献2、特許文献3及び非特許文献1は発明を実施するための形態の欄で引用する。   Here, among the above-mentioned prior art documents, Patent Document 2, Patent Document 3, and Non-Patent Document 1 are cited in the column of the mode for carrying out the invention.

図1に、本発明のシステムの全体構成(IVR-ISC)を示す。医用画像診断装置の代表例として示す核磁気共鳴撮像装置(以下、MRI装置)1は、例えば、垂直磁場方式永久磁石MRI装置であり、垂直な静磁場を発生させる上部磁石3と下部磁石5、これら磁石を連結するとともに上部磁石3を支持する支柱7、位置検出デバイス9、アーム11、モニタ13、14、モニタ支持部15、基準ツール17、パーソナルコンピュータ19、ベッド21、制御部23などを含んで構成されている。MRI装置1の図示しない傾斜磁場発生部は、領斜磁場をパルス的に発生させる。更に、MRI装置1は、静磁場中の患者24に核磁気共鳴を生じさせるための図示しないRF送信器、患者24からの核磁気共鳴信号を受信する図示しないRF受信器を備える。   FIG. 1 shows the overall configuration (IVR-ISC) of the system of the present invention. A nuclear magnetic resonance imaging apparatus (hereinafter referred to as an MRI apparatus) 1 shown as a representative example of a medical diagnostic imaging apparatus is, for example, a vertical magnetic field type permanent magnet MRI apparatus, and an upper magnet 3 and a lower magnet 5 that generate a vertical static magnetic field, Includes support column 7 that connects these magnets and supports upper magnet 3, position detection device 9, arm 11, monitor 13, 14, monitor support unit 15, reference tool 17, personal computer 19, bed 21, control unit 23, etc. It consists of A gradient magnetic field generator (not shown) of the MRI apparatus 1 generates a territorial magnetic field in a pulsed manner. Furthermore, the MRI apparatus 1 includes an RF transmitter (not shown) for generating nuclear magnetic resonance in the patient 24 in a static magnetic field and an RF receiver (not shown) for receiving a nuclear magnetic resonance signal from the patient 24.

位置検出デバイス9は、2台の赤外線カメラ25と、赤外線を発光する図示しない発光ダイオードを含んで構成され、断層面指示デバイスであるポインタ27の位置及び姿勢を検出するものである。また、位置検出デバイス9は、アーム11により移動可能に上部磁石3に連結され、MRI装置1に対する配置を適宜変更するものである。   The position detection device 9 includes two infrared cameras 25 and a light emitting diode (not shown) that emits infrared light, and detects the position and posture of a pointer 27 that is a tomographic plane indicating device. Further, the position detection device 9 is connected to the upper magnet 3 so as to be movable by an arm 11, and appropriately changes the arrangement with respect to the MRI apparatus 1.

モニタ13は、術者29が把持するポインタ27により指示された患者24の断層面の画像を表示するもので、モニタ支持部15により、赤外線カメラ25と同様に上部磁石3に連結されている。基準ツール17は、赤外線カメラ25の座標系とMRI装置1の座標系をリンクさせるもので、3つの反射球35を備え、上部磁石3の側面に設けられている。   The monitor 13 displays an image of the tomographic plane of the patient 24 indicated by the pointer 27 held by the operator 29, and is connected to the upper magnet 3 by the monitor support unit 15 in the same manner as the infrared camera 25. The reference tool 17 links the coordinate system of the infrared camera 25 and the coordinate system of the MRI apparatus 1, includes three reflection spheres 35, and is provided on the side surface of the upper magnet 3.

パーソナルコンピュータ19には、赤外線カメラ25が検出し算出したポインタ27の情報が、術具位置データとして、例えば、RS232Cケーブル33を介して送信される。制御部23は、ワークステーションで構成され、図示しないRF送信器、RF受信器などを制御する。   Information of the pointer 27 detected and calculated by the infrared camera 25 is transmitted to the personal computer 19 as surgical instrument position data, for example, via the RS232C cable 33. The control unit 23 includes a workstation and controls an RF transmitter, an RF receiver, and the like (not shown).

また、制御部23は、パーソナルコンピュータ19と接続されている。パーソナルコンピュータ19では、赤外線カメラ25が検出し算出したポインタ27の位置をMRI装置1での撮像範囲の位置データに変換し、制御部23へ送信する。位置データは、撮像シーケンスの撮像断面へ反映される。ここで、同期(時相)計測装置39により、呼吸・心拍・脈拍等の生体情報がリアルタイムに取得され、同期撮像のための同期信号としてしばしば使用される。新たな撮像断面で取得されたMRI画像はモニタ13に表示される。また、MRI画像は映像記録装置34に同時記録される。例えば断層面指示デバイスであるポインタ27を穿刺針などにとりつけ、穿刺針のある位置を常に撮像断面とする様に構成した場合、モニタ13には針を常に含む断面が表示されることになる。その他、術者やスタッフの行動を監視するカメラ・映像取得記録装置41が備えられており、全体的な行動の他に眼球や頭部位置、姿勢を記録する。   The control unit 23 is connected to the personal computer 19. In the personal computer 19, the position of the pointer 27 detected and calculated by the infrared camera 25 is converted into position data of the imaging range in the MRI apparatus 1 and transmitted to the control unit 23. The position data is reflected on the imaging section of the imaging sequence. Here, biological information such as respiration, heartbeat, and pulse is acquired in real time by the synchronization (time phase) measurement device 39 and is often used as a synchronization signal for synchronous imaging. The MRI image acquired with the new imaging section is displayed on the monitor 13. Further, the MRI image is simultaneously recorded in the video recording device 34. For example, when the pointer 27, which is a tomographic plane indicating device, is attached to a puncture needle or the like and is configured so that the position where the puncture needle is located is always taken as an imaging cross section, the cross section always including the needle is displayed on the monitor 13. In addition, a camera / video acquisition / recording device 41 that monitors the actions of the surgeon and staff is provided, and records the eyeball, head position, and posture in addition to the overall action.

図2に本発明のシステムの全体構成(MRI+超音波装置)を示す。基本的に図1と同じMRI構成であるが、附属機能として超音波装置40がMRI装置1を制御するパーソナルコンピュータ19と接続されている。さらに、位置を検出するためのポインタ27を取り付けた超音波プローブ37で得られた超音波画像を専用のモニタ38に映し出されるだけでなく、パーソナルコンピュータ19に転送されることで、画像処理が行われ術者用モニタ13、14に映し出される。超音波プローブ37はMRI装置1の磁場内でも作動可能なセラミックなどの非磁性体で形成されている。これより、超音波撮像断面と同一断面のMRI画像を同時に取得することができる。   FIG. 2 shows the overall configuration (MRI + ultrasound apparatus) of the system of the present invention. Although the MRI configuration is basically the same as that in FIG. 1, an ultrasonic device 40 is connected to a personal computer 19 that controls the MRI device 1 as an attached function. Furthermore, the ultrasonic image obtained by the ultrasonic probe 37 to which the pointer 27 for detecting the position is attached is not only displayed on the dedicated monitor 38, but also transferred to the personal computer 19 to perform image processing. It is displayed on the monitors 13 and 14 for the surgeon. The ultrasonic probe 37 is formed of a non-magnetic material such as ceramic that can be operated even in the magnetic field of the MRI apparatus 1. Thereby, the MRI image of the same cross section as the ultrasonic imaging cross section can be acquired simultaneously.

図3に、超音波診断治療装置の構成を示す。超音波診断治療装置301は、患者302内に超音波を送受信し得られた反射エコー信号を用いて診断部位について2次元超音波画像或いは3次元超音波画像を形成して表示するとともに、患者302に集束超音波を照射して超音波治療を行うものである。超音波診断治療装置301は、患者302に超音波を照射し受信する振動子素子を備えた超音波探触子303と、超音波信号を送受信する超音波送受信部304と、受信信号に基づいて2次元超音波画像(Bモード画像)或いは3次元超音波画像を構成する超音波画像構成部305と、超音波画像構成部305構成された超音波画像を表示する表示部306、患者302に照射する超音波の量を切り換えるHIFUコントローラ309、各構成要素を制御する制御部307と、制御部307に指示を与えるコントロールパネル308とから構成されている。HIFUコントローラ309は、診断装置として動作させる場合は患者302に照射する超音波の量を弱め、治療装置として動作させる場合は患者302に照射する超音波の量を強めるように、照射する超音波の大きさを制御する。   FIG. 3 shows the configuration of the ultrasonic diagnostic treatment apparatus. The ultrasonic diagnostic treatment apparatus 301 forms and displays a two-dimensional ultrasonic image or a three-dimensional ultrasonic image on a diagnostic region using a reflected echo signal obtained by transmitting and receiving ultrasonic waves in the patient 302, and also displays the patient 302. Ultrasound treatment is performed by irradiating a focused ultrasonic wave on the surface. The ultrasonic diagnostic treatment apparatus 301 includes an ultrasonic probe 303 including a transducer element that irradiates and receives an ultrasonic wave to a patient 302, an ultrasonic transmission / reception unit 304 that transmits and receives an ultrasonic signal, and a reception signal. Ultrasound image composing unit 305 composing a 2D ultrasonic image (B-mode image) or 3D ultrasonic image, ultrasonic image composing unit 305 configured to display an ultrasonic image, and irradiating the patient 302 HIFU controller 309 that switches the amount of ultrasonic waves to be transmitted, control unit 307 that controls each component, and control panel 308 that gives instructions to control unit 307. When operating as a diagnostic device, the HIFU controller 309 reduces the amount of ultrasound applied to the patient 302, and when operating as a treatment device, the HIFU controller 309 increases the amount of ultrasound applied to the patient 302. Control the size.

なお、この例では、超音波診断装置と超音波治療装置とを一つの超音波診断治療装置として構成したが、超音波診断装置と超音波治療装置を別々の装置として構成しても良い。   In this example, the ultrasonic diagnostic apparatus and the ultrasonic therapeutic apparatus are configured as one ultrasonic diagnostic therapeutic apparatus, but the ultrasonic diagnostic apparatus and the ultrasonic therapeutic apparatus may be configured as separate apparatuses.

図4に、集束超音波を用いた治療の概要を示す。図4(a)に示されるように、治療用プローブ401からの集束超音波404は、ある1点のターゲット403に集束するように照射が行われる。図4(b)に示すように、集束超音波の1回の照射により焼灼される範囲は、直径Φが5〜10mmである。したがって、集束超音波による治療を行う際は、図4(c)に示すように、集束超音波の照射位置であるターゲット403の位置を順次移動させて、治療領域402の全域に集束超音波を照射する。ここで、非特許文献1に示すようなARFI(Acoustic Radiation Force Impulse)による焦点可視化を行うことで理想的な焼灼領域に対して、生体組織内の実際の影響領域が算出され、三次元計測を行うことで立体的な治療予定領域を算出できる。   FIG. 4 shows an outline of treatment using focused ultrasound. As shown in FIG. 4 (a), the focused ultrasonic wave 404 from the therapeutic probe 401 is irradiated so as to be focused on one target 403. As shown in FIG. 4 (b), the range to be cauterized by one irradiation of focused ultrasound has a diameter Φ of 5 to 10 mm. Therefore, when performing treatment with focused ultrasound, as shown in FIG. 4 (c), the position of the target 403, which is the focused ultrasound irradiation position, is sequentially moved so that focused ultrasound is applied to the entire treatment region 402. Irradiate. Here, by performing focus visualization with ARFI (Acoustic Radiation Force Impulse) as shown in Non-Patent Document 1, the actual affected area in the living tissue is calculated for the ideal ablation area, and three-dimensional measurement is performed. By doing so, a three-dimensional treatment planned area can be calculated.

ここで、図5、図6を用いて、本システムの誘導支援表示(ナビゲーション)機能を説明する。例えば患者501は手術台上に固定されており、術具または治療機器を用いて患部の治療を行う。本例では、術具502を用いており、非侵襲治療を行っている様子を示している。術具502は、位置検出デバイス9に取り付けられた赤外線カメラ25にてポインタ503位置から術具位置を検出し、アキシャル(Axial)504、サジタル(Sagittal)505、コロナル(Coronal)506の各画像誘導支援画像上504〜506にそれぞれ表示される。誘導支援画像504〜506の他にはVolume Rendering画像507等を任意に設定できる。術者29は、手術前に特定領域(治療領域等)510および警告領域・マージン511をAxial504、Sagital505、Coronal506の各誘導支援画像にそれぞれ設定しておく。誘導支援画像504-506上には、術具508の位置を画像上に重畳表示する。誘導支援画像504-506上にさらに術具に応じた治療予定領域(シミュレーション結果)を表示しても良い。   Here, the guidance support display (navigation) function of this system will be described with reference to FIGS. For example, a patient 501 is fixed on an operating table and treats the affected area using a surgical tool or a treatment device. In this example, the surgical instrument 502 is used, and a state in which noninvasive treatment is performed is shown. The surgical instrument 502 detects the position of the surgical instrument from the position of the pointer 503 with an infrared camera 25 attached to the position detection device 9, and guides each image of an axial (Axial) 504, sagittal 505, and coronal 506. Displayed on the support images 504 to 506, respectively. In addition to the guidance support images 504 to 506, a Volume Rendering image 507 and the like can be arbitrarily set. The operator 29 sets a specific area (treatment area, etc.) 510 and a warning area / margin 511 in each of the guidance support images Axial 504, Sagital 505, and Coronal 506 before the operation. On the guidance support image 504-506, the position of the surgical instrument 508 is superimposed on the image. A treatment schedule area (simulation result) corresponding to the surgical instrument may be further displayed on the guidance support image 504-506.

さらに、誘導支援画像504-506上の治療予定領域510が警告領域511内に入った場合に誘導支援画像504-506や治療パラメータを自動的に変更する機能も有している。その他、前記条件を手術環境に応じて変更することができる。   In addition, when the scheduled treatment area 510 on the guidance support image 504-506 enters the warning area 511, the guidance support image 504-506 and treatment parameters are automatically changed. In addition, the conditions can be changed according to the surgical environment.

ここで、術具502の代替治療機器として集束超音波プローブ601を用いることもできる。集束超音波プローブ601は、診断用超音波プローブと一体化されており、位置検出デバイス602に取り付けられた赤外線カメラ25にてポインタ602位置からプローブ位置を検出し、アキシャル(Axial)504、サジタル(Sagittal)505、コロナル(Coronal)506の各画像誘導支援画像上504〜506にそれぞれ表示され、術具同様に治療予定領域510や警告領域511の他に集束超音波の現在位置における治療予定領域604を表示する機能を有している。   Here, the focused ultrasound probe 601 may be used as an alternative treatment device for the surgical instrument 502. The focused ultrasound probe 601 is integrated with the diagnostic ultrasound probe, and the probe position is detected from the position of the pointer 602 by the infrared camera 25 attached to the position detection device 602, and the axial (Axial) 504, sagittal ( Sagittal) 505 and Coronal 506 are displayed on the image guidance support images 504 to 506, respectively, and similarly to the surgical instrument, the treatment planned area 604 at the current position of the focused ultrasound in addition to the treatment planned area 510 and the warning area 511. It has a function to display.

その他、するカメラ・映像取得記録装置41はアーム11に取り付けられており、さまざまな角度から手術情報を記録することができる。   In addition, the camera / video acquisition / recording device 41 is attached to the arm 11 and can record surgical information from various angles.

図22に、本発明のフロー図を示す。本発明のHIFU治療領域可視化のフロー図を示す。MRI装置1を用いて複数の3Dボリューム撮像および3D画像の三次元再構成を行い(S101)、この画像を用いて三次元再構成された3D画像から画像処理にて特定領域描出(治療必須領域:セグメンテーション)を描出する(S102)。治療計画実施後(S103)、治療機器に必要なパラメータを入力(S104)する。ナビゲーション等の手術支援誘導機能を起動して(S105)、手術を開始する(S106)。   FIG. 22 shows a flowchart of the present invention. The flowchart of HIFU treatment area | region visualization of this invention is shown. Multiple 3D volume imaging and 3D reconstruction of 3D images are performed using the MRI machine 1 (S101), and a specific area is rendered by image processing from the 3D images reconstructed using this image (treatment required area) : Segmentation) (S102). After the treatment plan is executed (S103), parameters necessary for the treatment device are input (S104). A surgery support guidance function such as navigation is activated (S105), and surgery is started (S106).

手術時は、術者の行動や画像情報を全てモニタリングし、連続的な時系列情報として記録される(S107)。術具36の位置を追随して誘導支援画像504-506上に重畳表示することで(S108)、GUIや数値情報を用いて術具36を治療計画位置(目的位置)へ誘導する(S109)。誘導後は超音波画像やMRI画像にてターゲットの位置を確認後(S110)、集束超音波による治療の準備を行う。HIFUによる治療予定位置を特定することで、腫瘍:ターゲット内のどの領域が治療されるのか判別される。   At the time of surgery, all the actions and image information of the surgeon are monitored and recorded as continuous time series information (S107). By following the position of the surgical instrument 36 and displaying it superimposed on the guidance support image 504-2506 (S108), the surgical instrument 36 is guided to the treatment planned position (target position) using the GUI and numerical information (S109). . After the guidance, the position of the target is confirmed by an ultrasonic image or an MRI image (S110), and preparation for treatment by focused ultrasound is performed. By identifying the planned treatment position with HIFU, it is possible to determine which region within the tumor: target is to be treated.

治療開始時は、画像(MRI、超音波他)によるモニタリングは必ず実施する(S111)。このとき、ナビゲーション画面上には目標位置に対する術具(治療器具)誘導位置精度が常に表示されている(S112)。術者の目標位置に対する術具(治療器具)誘導位置精度は、術具に磁気センサなどの位置センサを内蔵し、術具が誘導される位置をメモリに順次記憶されている目標位置との比較して、位置センサの検出値と記憶された目標位置と比較して例えば、位置センサの検出値が目標位置から所定の閾値以上に位置がずれていたら、術具(治療器具)誘導位置精度の低下とする。   At the start of treatment, monitoring with images (MRI, ultrasound, etc.) is always performed (S111). At this time, the surgical tool (treatment instrument) guidance position accuracy with respect to the target position is always displayed on the navigation screen (S112). The surgical tool (therapeutic instrument) guidance position accuracy with respect to the target position of the surgeon is built in a position sensor such as a magnetic sensor, and the position at which the surgical tool is guided is compared with the target position that is sequentially stored in the memory. Then, for example, if the detected value of the position sensor is shifted from the target position by a predetermined threshold value or more compared with the detected value of the position sensor and the stored target position, the accuracy of the surgical instrument (therapeutic instrument) guidance position accuracy is increased. Decrease.

ここで、術者の目標位置に対する術具(治療器具)誘導位置精度の低下を確認した場合には(S113)、術者に休憩(または術者交代)を促す(S114)。また、映像情報による術者の疲労を検知した場合には(S115)、術者に休憩(または術者交代)を促す(S116)。その他、画像情報の見地から腫瘍を含む形状の変形を確認した場合には(S117)、画像の更新を促す警告を発する(S118)。MRIや超音波診断装置による治療効果確認を行い、残(追加)治療領域があるかどうか判断する(S119)。具体的には、治療前後の画像を取得し、当該画像から特定領域と造影(腫瘍)領域の差分による治療効果判定を行うことで、治療範囲特定と残治療領域の可視化が可能となる。治療領域が存在する場合には(S120)、記録(S107)および術具36の位置追随(S108)から繰り返す。   Here, when it is confirmed that the surgical tool (therapeutic instrument) guide position accuracy has decreased with respect to the target position of the operator (S113), the operator is prompted to take a break (or change of operator) (S114). When the operator's fatigue is detected by the video information (S115), the operator is prompted to take a break (or change of operator) (S116). In addition, when the deformation of the shape including the tumor is confirmed from the viewpoint of the image information (S117), a warning for prompting the update of the image is issued (S118). The therapeutic effect is confirmed by MRI or an ultrasonic diagnostic apparatus, and it is determined whether there is a remaining (additional) treatment area (S119). Specifically, by acquiring images before and after treatment and determining the treatment effect based on the difference between the specific region and the contrast (tumor) region from the image, it is possible to identify the treatment range and visualize the remaining treatment region. If there is a treatment area (S120), the process is repeated from recording (S107) and following the position of the surgical instrument 36 (S108).

図7〜9に、本発明の実施の形態のナビゲーションにおける術具/HIFU照射位置精度を監視する方法を示す。制御部23は、例えば、腹部701をMRI等の診断装置で撮像し、治療する領域702 を特定する。ここで、ナビゲーション上で術具703を表示した場合、ユーザは特定領域(治療領域)704の中心にめがけてアプローチを行う。制御部23はナビゲーションが示した特定領域(治療領域)704の中心705と術具707の先端間の距離706を記録し、時系列にグラフ化する901。   7 to 9 show a method of monitoring the surgical instrument / HIFU irradiation position accuracy in the navigation according to the embodiment of the present invention. For example, the control unit 23 takes an image of the abdomen 701 with a diagnostic apparatus such as MRI, and specifies the region 702 to be treated. Here, when the surgical instrument 703 is displayed on the navigation, the user approaches toward the center of the specific area (treatment area) 704. The control unit 23 records the distance 706 between the center 705 of the specific area (treatment area) 704 indicated by the navigation and the distal end of the surgical instrument 707, and graphs 901 in time series.

一方、HIFUプローブを用いた場合も同様に、特定領域(治療領域)704の中心にめがけてアプローチを行う。具体的には、制御部23は特定領域(治療領域)704中心とHIFUプローブの焦点位置803中心が重なり合うようにする。そして、制御部23はナビゲーションが示した照射位置中心705とユーザが設定した照射位置中心806の距離807を記録し、時系列にグラフ化する(901)。さらに、制御部23はユーザが予め設定したしきい値902以上になった場合には、術具/HIFU照射位置精度が低下したと自動的に判断し、術者に対して休憩や術者交代を促す警告を発することができる(903)。   On the other hand, when the HIFU probe is used, the approach is performed toward the center of the specific region (treatment region) 704 in the same manner. Specifically, the control unit 23 causes the center of the specific region (treatment region) 704 and the center of the focus position 803 of the HIFU probe to overlap. Then, the control unit 23 records the distance 807 between the irradiation position center 705 indicated by the navigation and the irradiation position center 806 set by the user, and graphs it in time series (901). In addition, the control unit 23 automatically determines that the accuracy of the surgical instrument / HIFU irradiation position has decreased when the threshold value 902 or higher set by the user is higher than the threshold value. A warning for prompting can be issued (903).

図10に、本発明の実施の形態の術者の疲労を監視する方法を示す。手術時における術者・スタッフ1002を監視するためのカメラ・映像41情報を用いて、術者の眼球移動距離(安定性)1004・頭部移動距離(安定性)1006・体(姿勢)変化量1008を継続的にモニタリング・グラフ化し1003、1005、1007、予め設定しておいた値1009〜1011以上の移動量もしくは変化量があれば警告し、休憩もしくは術者交代を促すことができる。   FIG. 10 shows a method for monitoring the fatigue of the surgeon according to the embodiment of the present invention. Using the camera and video 41 information to monitor the surgeon / staff 1002 during the surgery, the surgeon's eye movement distance (stability) 1004, head movement distance (stability) 1006, body (posture) change amount 1008 can be continuously monitored and graphed, and 1003, 1005, 1007 can be warned if there is an amount of movement or change greater than a preset value of 1009 to 1011, and a break or operator change can be encouraged.

図11に、本発明の実施の形態の治療領域を連続的に監視する方法を示す。例えば、HIFU治療において、画像伸縮(エネルギー未付与)前状態において組織1105内の腫瘍1102に対して超音波治療1101をした例である。治療領域1103に対する炎症・腫れによる組織の隆起(もしくは変形量1110、1113)をモニタリングする1111、1115。具体的には、HIFU照射による組織の隆起がそれぞれ起こり1107〜1109、その結果として皮膚1106が変形した場合には、変化量1114が予め規程したしきい値1115を越えることになる。この状態で、ナビゲーション画像を用いた治療を継続すると目的位置とは異なる正常組織への誤治療が懸念されることから、ナビゲーション画像の更新を促す警告を自動的に発することができる。   FIG. 11 shows a method for continuously monitoring the treatment area according to the embodiment of the present invention. For example, in the HIFU treatment, an ultrasonic treatment 1101 is performed on a tumor 1102 in a tissue 1105 in a state before image expansion / contraction (non-energy application). 1111 and 1115 for monitoring a tissue bulge (or deformation 1110 and 1113) due to inflammation and swelling with respect to the treatment area 1103. Specifically, tissue bulges due to HIFU irradiation occur 1107 to 1109, and as a result, when the skin 1106 is deformed, the amount of change 1114 exceeds a predetermined threshold value 1115. In this state, if the treatment using the navigation image is continued, there is a concern about erroneous treatment of a normal tissue different from the target position. Therefore, a warning for prompting the update of the navigation image can be automatically issued.

図12に、本発明のMRI撮像断面構成例を示す図である。患者1201に対して術者1202は術具1203を用いて治療対象(ターゲット)に対してアプローチをする。画像情報はモニタ13、14に表示される。ここで、術具1203には位置を検出するためのポインタ1205が取り付けられており、位置検出デバイス9を用いてターゲットの位置に追従する。この情報をMRIシステムに対して連続かつリアルタイムにフィードバックすることで、対象領域1210における術具1203を含む同一MRI撮像断面1212画像を得ることが可能になる。つまり、術者はMRIによる2次元リアルタイム画像とナビゲーションによる3次元画像情報を必要に応じて手術に適用することができる。MRI装置1の高速撮像シーケンスの応用のひとつとして、フルオロスコピー(透視撮像)と呼ばれるリアルタイム動態画像化法が臨床応用されつつある。フルオロスコピーでは、1秒以下程度の周期で撮像と画像再構成を繰り返すことにより、あたかもX線透視撮像のように体内組織の動態抽出や体内に外部から挿入した器具の位置把握に用いることができる動態画像を生成・表示する。この応用は三次元高速撮像にも応用されている。   FIG. 12 is a diagram showing a configuration example of an MRI imaging cross section of the present invention. The operator 1202 approaches the treatment target (target) using the surgical instrument 1203 with respect to the patient 1201. The image information is displayed on the monitors 13 and 14. Here, a pointer 1205 for detecting a position is attached to the surgical instrument 1203, and follows the position of the target using the position detection device 9. By feeding back this information to the MRI system continuously and in real time, it is possible to obtain the same MRI imaging cross section 1212 image including the surgical instrument 1203 in the target region 1210. That is, the surgeon can apply the two-dimensional real-time image by MRI and the three-dimensional image information by navigation to the surgery as needed. As one application of the high-speed imaging sequence of the MRI apparatus 1, a real-time dynamic imaging method called fluoroscopy (fluoroscopic imaging) is being clinically applied. In fluoroscopy, by repeating imaging and image reconstruction with a period of about 1 second or less, it can be used to extract the dynamics of internal tissues and grasp the position of an instrument inserted from the outside like a fluoroscopic imaging. Generate and display dynamic images. This application is also applied to three-dimensional high-speed imaging.

図13に本発明の手術前・治療パラメータ設定時のGUI表示例を示す。3D撮像、三次元再構成ボタン1301を用いて3Dボリューム撮像を行う1311。撮像した画像は3軸画像表示1320〜1322およびVolume Rendering表示1323される。次に特定領域描出ボタン1302を押下し、3D画像からターゲットとなる特定領域(セグメンテーション)をボリューム検出する1313、1324。また、必要に応じて特定領域を含む警告領域を設定しても良い。次に治療計画ボタン1303を押下し、術具のアプローチ方向を算出する1314、1325。このとき、肺や骨等の経路の妨げとなる経路を予め考慮しておく。ナビゲーションソフトには、手術シミュレーション機能もあり、術具アプローチ以外にもHIFUトランスデューサ等の間接的に治療する機能にも対応する。治療パラメータボタン1304を押下することで、治療機器設定情報を入力し、詳細情報を設定する1331。ここでは、凍結治療機器の例であり、使用する針の種類、温度のしきい値、治療予定体積、腫瘍最大直径、腫瘍最小直径等の情報が表示されている。さらに、治療パラメータ(しきい値)設定ボタン1305を押下することで、眼球移動距離1332、頭部移動距離1333、体(姿勢)変化量1334の各しきい値1335〜1337をそれぞれ設定し1315、ナビゲーション起動ボタン1306を押下して関連ソフトが起動し1316、手術開始となる1317。   FIG. 13 shows a GUI display example when setting pre-operative / treatment parameters according to the present invention. A 3D volume imaging is performed 1311 using a 3D imaging, 3D reconstruction button 1301. The captured images are displayed as 3-axis image displays 1320 to 1322 and a Volume Rendering display 1323. Next, a specific area rendering button 1302 is pressed to detect a volume of a specific area (segmentation) as a target from the 3D image 1313 and 1324. Moreover, you may set the warning area | region containing a specific area | region as needed. Next, the treatment plan button 1303 is pressed, and the approach direction of the surgical instrument is calculated 1314 and 1325. At this time, a route that hinders a route such as a lung or a bone is considered in advance. The navigation software also has a surgical simulation function, and supports indirect treatment functions such as HIFU transducers in addition to the surgical instrument approach. By pressing a treatment parameter button 1304, treatment device setting information is input and detailed information is set 1331. Here, it is an example of a cryotherapy device, and information such as the type of needle to be used, a temperature threshold value, a scheduled treatment volume, a maximum tumor diameter, and a minimum tumor diameter is displayed. Furthermore, by pressing a treatment parameter (threshold value) setting button 1305, each of threshold values 1335 to 1337 for eyeball movement distance 1332, head movement distance 1333, and body (posture) change amount 1334 is set 1315, When the navigation start button 1306 is pressed, the related software is started 1316, and the operation is started 1317.

図14に、本発明の術具誘導時・ナビゲーション時のGUI表示例を示す。画面構成は画像表示部1401、手術支援メッセージ部1402及びボタン構成によって成り立っており、事前に撮像した3D画像もしくは必要に応じて3D撮像を行い1403、Axial1413、Sagittal1414、Coronal1415、Volume Rendering1416画面上に画像が表示される。Planningボタンを押下することで1404、3D画像上にて手術経路のシミュレーションを行う1421。手術時にはナビゲーション1406を押下することで、Axial1413、Sagittal1414、Coronal1415、Volume Rendering1416画面上に手術シミュレーション情報1421と実際の術具位置1420が表示され、術者は視覚的に手術経路を補償することができる。この治療経路はボタン1407にて表示/非表示を選択可能である。また、ISC1405を押下することで、二次元のリアルタイム画像が撮像・表示され1417、シミュレーションによる手術経路1423と実際の術具位置1422が表示される。メッセージ部1419には、装置情報、患者情報、各種機能情報、術具情報がリアルタイムに表示される。術者はこれらの情報を参考に補正しつつ手術を継続する。さらにMRI絶対軸上における特定領域1426〜1428や術具位置1424、手術経路のシミュレーション結果1425を独立して表示してある。これらは独立画面1418として立体構成表示していることから、立体的かつ術具との相対距離が一目で把握できるようになっている。   FIG. 14 shows a GUI display example at the time of surgical instrument guidance / navigation according to the present invention. The screen configuration consists of an image display unit 1401, a surgery support message unit 1402 and a button configuration. Perform a 3D image captured in advance or 3D imaging as necessary 1403, Axial 1413, Sagittal 1414, Coronal 1415, Volume Rendering 1416 Is displayed. By pressing the Planning button 1404, the surgical route is simulated on the 3D image 1421. By pressing the navigation 1406 during surgery, the surgical simulation information 1421 and the actual surgical tool position 1420 are displayed on the Axial 1413, Sagittal 1414, Coronal 1415, and Volume Rendering 1416 screens, and the surgeon can visually compensate the surgical route. . This treatment route can be displayed / hidden by a button 1407. Further, when the ISC 1405 is pressed, a two-dimensional real-time image is captured and displayed 1417, and a surgical route 1423 and an actual surgical instrument position 1422 by simulation are displayed. The message unit 1419 displays device information, patient information, various function information, and surgical tool information in real time. The surgeon continues the operation while correcting the information with reference to this information. Further, specific regions 1426 to 1428 on the MRI absolute axis, surgical tool position 1424, and surgical route simulation result 1425 are displayed independently. Since these are displayed as a three-dimensional configuration as an independent screen 1418, the three-dimensional and relative distance from the surgical instrument can be grasped at a glance.

その他、パラメータ変更/治療器具変更ボタン1407や画像情報変更ボタン1408を押下することで、手術に必要な各種パラメータや治療機器設定およびナビゲーション画像として表示している三次元画像1413〜1416がいつでも変更可能なだけでなく、術具に応じた治療予定領域も表示・変更することができる。   In addition, by pressing the parameter change / treatment instrument change button 1407 and the image information change button 1408, various parameters necessary for the operation, treatment equipment settings, and three-dimensional images 1413 to 1416 displayed as navigation images can be changed at any time. In addition to this, it is also possible to display and change the planned treatment area according to the surgical instrument.

予め求めておいた治療パラメータ情報1419をモニタリングボタン1409でON/OFFを自由に変更することができ、各モニタリング情報1436〜1438は停止指示があるまで継続して情報が更新される1433〜1435。その時に、自動的に警告を発するための自動警告ボタン1410を押下しておくことで、しきい値1430〜1432以上の値になった場合には術者にわかるような音や色による各種警告をすることができる。ナビゲーションによる手術器具の誘導が終了したら、治療開始ボタン1411を押下することで治療モードへ移行する。   The treatment parameter information 1419 obtained in advance can be freely turned ON / OFF by the monitoring button 1409, and the respective monitoring information 1436 to 1438 are continuously updated until a stop instruction is issued from 1433 to 1435. At that time, by pressing the automatic warning button 1410 to automatically issue a warning, various warnings with sounds and colors that can be understood by the surgeon when the threshold value exceeds 1430-1432 Can do. When guidance of the surgical instrument by navigation is completed, the treatment mode is shifted to by pressing a treatment start button 1411.

図15に本発明のHIFUプローブ誘導時・ナビゲーション時のGUI表示例を示す。超音波画像ボタン1501を押下することにより、超音波情報画面1511内の超音波画面1512にリアルタイムの映像が表示される。さらに集束超音波経路1514と特定領域描出1502ボタンで描出した特定領域・ターゲット1513も色分けされて表示される。同時に手術に必要な患者情報や手術情報も表示され、視覚的に状況を把握できるようになっている1515。また、患者情報や術具(治療装置)等の情報詳細も表示されており、HIFUプローブの深度や周波数等の各種パラメータも表示されている。   FIG. 15 shows an example of GUI display during guidance and navigation of the HIFU probe of the present invention. By pressing an ultrasonic image button 1501, a real-time video is displayed on the ultrasonic screen 1512 in the ultrasonic information screen 1511. Furthermore, the focused ultrasound path 1514 and the specific area / target 1513 drawn by the specific area drawing 1502 button are also displayed in different colors. At the same time, patient information and surgery information necessary for the operation are displayed, so that the situation can be visually grasped 1515. Information details such as patient information and surgical tools (treatment devices) are also displayed, and various parameters such as depth and frequency of the HIFU probe are also displayed.

さらに、事前に設定した治療パラメータ1504、1505も同一画面内に表示でき1516〜1519、事前に設定した各しきい値も表示される1520〜1522。これらの値は、手術中でも変更可能であり、パラメータ変更/治療器具変更ボタン1503を押下することで、いつでも自由に設定変更可能である。一方、ナビゲーション画像はナビゲーション画像ボタン1502を押下することで、3軸断面1531〜1533の他にVolume Rendering画像1534が表示され、超音波プローブ1535の位置を画像上に重畳表示することもでき、さらに術具に応じた治療予定領域も表示することができる。   Furthermore, pre-set treatment parameters 1504 and 1505 can be displayed on the same screen 1516-1519, and pre-set threshold values are also displayed 1520-1522. These values can be changed even during surgery, and can be freely changed at any time by pressing a parameter change / treatment instrument change button 1503. On the other hand, by pressing the navigation image button 1502 for the navigation image, a Volume Rendering image 1534 is displayed in addition to the three-axis cross sections 1531 to 1533, and the position of the ultrasonic probe 1535 can be superimposed on the image. It is also possible to display a planned treatment area corresponding to the surgical instrument.

また、特定領域(治療領域等)・ターゲット1536および警告領域をそれぞれ設定しておくことで、3軸断面1531〜1533の他にVolume Rendering画像1534上に重畳表示することができ、実空間と画像情報を用いて手術をすることができる。3軸断面の中心は一般的に治療予定領域に設定されているが、超音波プローブ1535や治療予定領域を常に表示させることも可能である。   In addition, by setting a specific area (treatment area, etc.), target 1536, and warning area, it is possible to superimpose and display on the Volume Rendering image 1534 in addition to the triaxial sections 1531 to 1533. Surgery can be performed using the information. The center of the three-axis cross section is generally set in the treatment planned area, but the ultrasonic probe 1535 and the treatment planned area can always be displayed.

また、3D画像は画像情報変更ボタン1504を押下することで、リアルタイムに変更することができ術者の希望により自由に表示ができる。これらの画像は事前に取り込んでおいたMRI、CT、US画像を用いることもできるが、その場で撮像したリアルタイム画像を用いることもできる。治療パラメータ設定1503、1504、1505で設定した情報(HIFU照射強度全般、HIFU照射精度しきい値、術者疲労に関するしきい値、画像変形量のしきい値)はモニタリングボタン1505でON/OFFを自由に変更することができ、各モニタリング情報1523〜1525は停止指示があるまで継続して情報が更新される1517〜1519。その時に、自動的に警告を発するための自動警告ボタン1506を押下しておくことで、しきい値1520〜1522以上の値になった場合には術者にわかるような音や色による各種警告をすることができる。ナビゲーションによる手術器具の誘導が終了したら、治療開始ボタン1507を押下することで治療モードへ移行する。   Further, the 3D image can be changed in real time by pressing an image information change button 1504, and can be freely displayed at the request of the operator. These images can be MRI, CT, and US images captured in advance, but real-time images captured on the spot can also be used. Information set in treatment parameter settings 1503, 1504, and 1505 (HIFU irradiation intensity overall, HIFU irradiation accuracy threshold, operator fatigue threshold, image deformation threshold) can be turned ON / OFF with the monitoring button 1505 The monitoring information 1523 to 1525 can be freely changed, and the information is continuously updated 1517 to 1519 until a stop instruction is issued. At that time, by pressing the automatic warning button 1506 for automatically issuing a warning, various warnings with sounds and colors that can be understood by the surgeon when the value exceeds the threshold value 1520-1522 Can do. When guidance of the surgical instrument by navigation is completed, the treatment mode is shifted to by pressing a treatment start button 1507.

図16に本発明のHIFUによる治療時のGUI表示例を示す。治療開始(または終了)指示に合わせて、治療ボタン1601を押下することで、HIFU照射が実施される。また、治療ボタン1601に連動して患者情報、手術情報、治療経過・ログが記録される。この機能により、治療前情報と治療中およびその差分情報(治療経過情報、残治療領域等)が画像情報として表示される。   FIG. 16 shows an example of GUI display during treatment with HIFU of the present invention. By pressing a treatment button 1601 in accordance with a treatment start (or end) instruction, HIFU irradiation is performed. In addition, patient information, operation information, treatment progress / log are recorded in conjunction with the treatment button 1601. With this function, pre-treatment information, during treatment, and difference information (treatment progress information, remaining treatment area, etc.) are displayed as image information.

また、ログ情報1606は、過去に行った治療経過内容を見直すために使用されることとなる。生体情報は、患者情報や術具(治療装置)等の情報詳細が表示され、深度や周波数等の各種パラメータが表示される。残治療領域描出ボタン1607を押下することで、治療前の特定領域・ターゲット1614から治療中の領域1615との差分情報(残治療領域)が明瞭に分かるようになっている。これより、治療前後の画像の変化が表示でき1612、治療前の形状1611との変化が一目で分かるようになっている。   The log information 1606 is used for reviewing the progress of treatment performed in the past. As biological information, information details such as patient information and surgical tools (treatment devices) are displayed, and various parameters such as depth and frequency are displayed. By pressing a residual treatment region rendering button 1607, difference information (residual treatment region) from the specific region / target 1614 before treatment to the region 1615 being treated can be clearly seen. As a result, the change of the image before and after the treatment can be displayed 1612, and the change from the shape 1611 before the treatment can be seen at a glance.

前記機能に連動して、ナビゲーション画像は3軸断面1621〜1623およびVolume Rendering画像1624が表示され、超音波プローブ1625の位置を画像上に重畳表示することもでき、さらに術具に応じた治療予定領域1626も表示することができる。また、特定領域(治療領域等)1627および警告領域(マージン)をそれぞれ設定しておくことで、3軸断面1621〜1623に重畳表示することができ、画像情報を用いて手術をすることなる。ここで、追加治療/治療終了ボタン1608を押下することで、HIFUトランスデューサの再設置位置をシミュレーションすることができ、例えば再経路1628を3軸断面1621〜1623およびVolume Rendering画像1624内に表示できる。   In conjunction with the above functions, the navigation image displays three-axis cross sections 1621-1623 and a Volume Rendering image 1624. The position of the ultrasonic probe 1625 can be superimposed on the image, and a treatment plan corresponding to the surgical instrument is also possible. Region 1626 can also be displayed. In addition, by setting a specific area (treatment area or the like) 1627 and a warning area (margin), it is possible to superimpose them on the triaxial sections 1621 to 1623, and to perform an operation using image information. Here, when the additional treatment / treatment end button 1608 is pressed, the repositioning position of the HIFU transducer can be simulated. For example, the repath 1628 can be displayed in the triaxial sections 1621 to 1623 and the Volume Rendering image 1624.

図15と同様に治療パラメータ設定1605で設定した情報(HIFU照射強度全般、HIFU照射精度しきい値、術者疲労に関するしきい値、画像変形量のしきい値)はモニタリングボタン1602でON/OFFを自由に変更することができ、事前に設定したHIFUトランスデューサ情報1617表示機能の他に、各モニタリング情報1618〜1220は停止指示があるまで継続して情報1621〜1623が更新される。   As in FIG. 15, the information set in the treatment parameter setting 1605 (HIFU irradiation intensity overall, HIFU irradiation accuracy threshold, operator fatigue threshold, image deformation threshold) is turned ON / OFF with the monitoring button 1602 In addition to the HIFU transducer information 1617 display function set in advance, each of the monitoring information 1618 to 1220 is continuously updated until a stop instruction is issued.

また、自動的に警告を発するための自動警告ボタン1603を押下しておくことで、しきい値1624〜1626以上の値になった場合には術者にわかるような音や色による各種警告をすることができる。その他、画像情報更新ボタン1604やパラメータ変更ボタン1605は前述の通りである。最終的に治療結果がGUI上に表示され、問題なければ追加治療/治療終了ボタン1608を押下して手術・治療終了となる。   Also, by pressing the automatic warning button 1603 for automatically issuing a warning, various warnings with sounds and colors that can be understood by the surgeon when the threshold value exceeds 1624-1626. can do. In addition, the image information update button 1604 and the parameter change button 1605 are as described above. The treatment result is finally displayed on the GUI, and if there is no problem, the additional treatment / treatment end button 1608 is pressed to end the operation / treatment.

図17に臨床時のGUI表示例を示す。本例では、術具1717によるターゲットへのアプローチをMRI画像および超音波画像により画像支援している様子を示す。GUI上には3軸断面1710〜1712およびVolume Rendering画像が表示されており1713、術具1717や超音波探触子1714も画像上に表示されている。また、特定領域描写ボタン1702を押下することで、3軸断面1710〜1712およびVolume Rendering画像には予め描出された領域が表示される。   Fig. 17 shows an example of clinical GUI display. In this example, a state in which an approach to a target by the surgical instrument 1717 is supported by an MRI image and an ultrasonic image is shown. On the GUI, three-axis cross sections 1710 to 1712 and a Volume Rendering image are displayed 1713, and a surgical instrument 1717 and an ultrasonic probe 1714 are also displayed on the image. In addition, by depressing a specific area depiction button 1702, a pre-rendered area is displayed in the triaxial sections 1710 to 1712 and the Volume Rendering image.

ここで、超音波画像ボタン1703およびドップラーボタン1704を押下することで、3軸断面1710〜1712およびVolume Rendering画像1713上にドップラー画像が重畳表示され超音波プローブに対して近づく血流は赤に1716、遠のく血流は青に表示される1715。 更にエラストグラフィボタン1705を押下することで、超音波装置によるエラストグラフィ画像1720が表示され、腫瘍1724や周辺組織1721が硬さに応じて識別表示されるだけでなく、治療計画領域1725、術具1723やドップラー情報1722も表示される。これらの情報を用いて、術者はターゲットに対してアプローチを行う。また、3D画像上1750に当該情報を重畳表示することも可能であり1751、術者の要望に応じて立体表示をすることもできる。   Here, by pressing the ultrasound image button 1703 and the Doppler button 1704, the Doppler image is superimposed on the three-axis cross sections 1710 to 1712 and the Volume Rendering image 1713, and the blood flow approaching the ultrasound probe is red 1716. Distant blood flow is displayed 1715 in blue. When the elastography button 1705 is further pressed, an elastography image 1720 by the ultrasonic device is displayed, and not only the tumor 1724 and the surrounding tissue 1721 are identified and displayed according to the hardness, but also the treatment planning region 1725, the surgical instrument 1723 and Doppler information 1722 are also displayed. Using this information, the surgeon approaches the target. Further, it is possible to display the information in a superimposed manner on the 3D image 1750, and the stereoscopic display can be performed according to the operator's request in 1751.

次のフェーズにて治療が行われる。穿刺等のアプローチ終了後、治療画像ボタン1706を押下することで、治療開始前の画像1720と治療中の画像1730が表示され、その差分画像も表示される1740。治療前後の画像1720、1730は術具1723、1733や治療計画領域1725、1735は同じであるが、実際治療中の領域1736が描出される。   Treatment is performed in the next phase. When the treatment image button 1706 is pressed after the approach such as puncture is finished, an image 1720 before treatment and an image 1730 being treated are displayed, and a difference image is also displayed 1740. The images 1720 and 1730 before and after treatment are the same for the surgical tools 1723 and 1733 and the treatment plan areas 1725 and 1735, but the area 1736 currently being treated is drawn.

この画像により、差分画像では、術具1743・腫瘍1741・治療領域1742・治療計画領域1744に必要に応じてドップラー情報が表示され、治療継続の判断材料とすることができる。超音波画像と交互にMRIによる治療領域の撮像もモニタリングされる1760。腫瘍1762にアプローチした術具1761 が治療を開始し、治療が行われるにつれてリアルタイムに画像が更新される1763。超音波画像同様に治療計画領域1764も表示されており、両方の画像を比閲覧できるようになっている。   With this image, in the difference image, Doppler information is displayed as necessary in the surgical instrument 1743, tumor 1741, treatment region 1742, and treatment plan region 1744, and can be used as a material for determining treatment continuation. Imaging of the treatment area by MRI alternately with ultrasound images is monitored 1760. A surgical tool 1761 that approaches the tumor 1762 begins treatment, and the image is updated in real time as treatment is performed 1763. A treatment plan area 1764 is also displayed in the same manner as the ultrasound image, and both images can be browsed in a ratio.

また、腫瘍1771と治療領域1776を立体的に表示する画面もあり1770、術具1773を含む断面1774と超音波プローブ1775による撮像断面1776がVolume Rendering画像上に立体表示されるような機能もある。治療時には、生体情報や解剖学情報を表示画面もあり1707、生体情報では患者情報による緊急管理が行われ、解剖学情報では、例えば質的相補の情報や正常組織又は腫瘍組織(胆管浸潤か、周囲炎症)かを自動判断して表示する機能も備えている。   In addition, there is a screen that displays the tumor 1771 and the treatment area 1776 in three dimensions, 1770, there is also a function that the cross section 1774 including the surgical instrument 1773 and the imaging cross section 1776 by the ultrasonic probe 1775 are displayed in three dimensions on the Volume Rendering image . At the time of treatment, there is also a display screen for biological information and anatomical information 1707, emergency management is performed by patient information in biological information, and in anatomical information, for example, qualitative complementary information or normal tissue or tumor tissue (bile duct invasion, It also has a function to automatically determine if the surrounding inflammation is present.

図18に本発明の画像処理タイムチャートを示す。患者に生体モニタを装着した後、3D撮像を行う1801。手術開始後1803、三次元位置検出装置による術具位置の検出を行われる1804。検出された位置情報は画像処理装置、MRIシステム、超音波装置へそれぞれ送信される1805、1806、1808。術具位置情報を用いて超音波画像1807、ISC画像1809が撮像され、画像データは画像処理装置へそれぞれ送信される1810、1811。画像処理内部では生体モニタ情報に基づき3D画像が連続的に表示されており1812、術具情報・治療画像・治療情報・生体情報・血流画像・エラストグラフィ画像が1画面に集約されている1813。また、必要に応じて正常組織と腫瘍組織の判断・識別が内部処理にて求められ1814、術者はこれら画像情報を用いて治療継続の判断を行う1815。   FIG. 18 shows an image processing time chart of the present invention. 1801 performs 3D imaging after the patient is equipped with a biological monitor. After the start of the operation 1803, the position of the surgical tool is detected by the three-dimensional position detection device 1804. The detected position information is transmitted to the image processing apparatus, the MRI system, and the ultrasonic apparatus 1805, 1806, and 1808, respectively. An ultrasonic image 1807 and an ISC image 1809 are captured using the surgical instrument position information, and the image data is transmitted to the image processing apparatus 1810 and 1811, respectively. Inside the image processing, 3D images are continuously displayed based on biological monitor information 1812, and surgical tool information, treatment images, treatment information, biological information, blood flow images, and elastography images are aggregated on one screen 1813 . In addition, judgment and identification of a normal tissue and a tumor tissue are obtained by internal processing as required 1814, and the surgeon uses this image information to judge the treatment continuation 1815.

図19にMRIおよび超音波撮像タイミングを示す。時間軸上にMRI信号を取得する時間と1902、1909、1911、1917、超音波信号を取得する時間1905、1913が別々に設けられており、MRI画像はユーザ指定のシーケンスを用いて術具ガイディングまたは治療中の画像情報を取得する1903、1910、1912、1918。一方、超音波画像はその特徴から高速に画像を取得することができるので、通常のBモード画像1906、1914、ドップラー画像1907、1915、エラストグラフィ画像1908、1916のように複数種類の画像を繰り返し撮像することができる。また、必要に応じて3D撮像を行い、形態学・解剖学的な情報を取得してもよい。   FIG. 19 shows MRI and ultrasound imaging timing. Times for acquiring MRI signals on the time axis, 1902, 1909, 1911 and 1917, and times 1905 and 1913 for acquiring ultrasonic signals are provided separately, and the MRI image is obtained using a user-specified sequence. 1903, 1910, 1912, 1918 to obtain image information during a ding or treatment. On the other hand, since ultrasonic images can be acquired at high speed from their characteristics, multiple types of images such as normal B-mode images 1906 and 1914, Doppler images 1907 and 1915, and elastography images 1908 and 1916 are repeated. An image can be taken. Further, 3D imaging may be performed as necessary to obtain morphological / anatomical information.

局所的に組織を凍結・壊死させる凍結療法は、19世紀中頃のArnott J.の治療を始めとし、氷と食塩水を使用し、乳房や子宮頸部・頭頸部等の進行癌に灌流させ、サイズの縮小、並びに、疼通と排膿の寛解を得ていた。例えば、Arnott, J.:The remedial efficacy of a low or anaesthetic temparature. Lancet, 2, 257,1850に開示されている。   Cryotherapy to locally freeze / necrotize tissues, including treatment of Arnott J. in the middle of the 19th century, using ice and saline, perfused to advanced cancer such as breast, cervix, head and neck, He had reduced size and remission of pain and drainage. For example, Arnott, J .: The remedial efficacy of a low or anaesthetic temparature. Lancet, 2, 257, 1850.

現在はジュールトムソン効果を併用し、高圧ガスによる凍結にアルゴンガス、解答にヘリウムガスなどによるMRI対応医療用凍結治療器(体内手術の為の精巧な凍結切除システム)が開発され、主に肝臓癌・腎臓癌・子宮筋腫などの治療に利用されている。装置の温度測定範囲は-190℃〜+80℃であり、凍結解凍の変換は容易で、10秒間に-165℃と+54℃の温度変化を得ることができる。極低温が得られる範囲は、プローブ先端部の2cmであり、それ以外の部分は室温に保たれる。また、プローブはMRI対応や直角に曲がったタイプもある。この装置は、例えば特許文献2で提案されている。   Currently, MRI-compatible medical cryotherapy device (sophisticated cryoablation system for internal surgery) using argon gas for freezing with high-pressure gas and helium gas for answering has been developed.・ Used to treat kidney cancer, uterine fibroids, etc. The temperature measurement range of the device is -190 ° C to + 80 ° C, and the conversion of freezing and thawing is easy, and temperature changes of -165 ° C and + 54 ° C can be obtained in 10 seconds. The range in which the cryogenic temperature can be obtained is 2 cm at the tip of the probe, and the other parts are kept at room temperature. Also, there are probes that are MRI compatible and bent at right angles. This apparatus is proposed in Patent Document 2, for example.

他方、低侵襲で効果があるとして注目されているラジオ波(RF)熱凝固療法は電気メスと同様、RF波発生装置と、これを導出して生体に通じさせる穿刺電極および生体から電流を回収する対極板からなり、RF交流電流と組織インピーダンスによるジュール熱と誘電加熱を利用し、穿刺電極周囲の電流密度の高い部分を中心に、組織自体に熱を生じさせ、生体蛋白質を凝固変性するbiomedical engineering(BME)治療である。BMEでは温度などの計測地を表示、記録が簡単に行え、複雑な計算やデータ処理も容易である。さらに遠隔測定、自動化、シミュレーション、ナビゲーションなどのシステム化も進められている。   On the other hand, radiofrequency (RF) thermocoagulation therapy, which has been attracting attention as being effective with minimal invasiveness, collects an RF wave generator, a puncture electrode that is derived from it and communicates with the living body, as well as an electric knife, and collects current from the living body. Biomedical that coagulates and denatures biological proteins, using Joule heat and dielectric heating due to RF alternating current and tissue impedance, and generating heat in the tissue itself around the high current density around the puncture electrode Engineering (BME) treatment. With BME, temperature and other measurement locations can be displayed and recorded easily, and complex calculations and data processing are easy. Furthermore, systematization of telemetry, automation, simulation, navigation, etc. is also in progress.

温熱/凍結領域の描出はX線、CT、US、MRIなどがあるが、特にMRI装置は凍結治療においてシャープな表面線が得られ、氷の描出能がきわめて優れていることから好んで使用されている。治療中に画像診断を行い病変及び温熱/凍結領域の位置を可視化する手段は特許文献3に提案されており、臨床において有効な結果が得られている。   There are X-ray, CT, US, MRI, etc. for drawing the heat / frozen area, but the MRI machine is particularly preferred because it has a sharp surface line in cryotherapy and has excellent ice drawing ability. ing. A means for visualizing the position of a lesion and a heat / frozen region by performing image diagnosis during treatment has been proposed in Patent Document 3, and a clinically effective result has been obtained.

図20に本発明の凍結治療装置の全体構成を示す。主に制御部2001とプローブ2002の構成からなる。凍結治療装置は「ジュール・トムソン(Joule-Thomsos)効果」を利用したものであり、凍結と解凍ができるMR対応冷凍治療器である。本装置では凍結にアルゴンガス2003、解凍にはヘリウムガス2004が利用される。プローブは2腔構造であり2005、内部の細管先端から高圧の冷凍ガスが噴出し2006、ジュール・トムソン効果で冷却されたガスが熱交換器を通りながら2005、さらに往路の凍結ガスを冷却し、ホースを通って大気中に放出される2007。これより高圧(24〜27Mpa)のアルゴンガス2003が大気圧のプローブ先端の小室に噴出すると、プローブ先端で-185℃の極低温になる。逆に、高圧ヘリウムガス(17〜27MPa)2004の噴射では、その先端で温度上昇を示し、解凍が可能となる。実際の凍結部はプローブ先端部2cmであり、凍結領域 2011、2012はプローブの数が多いほど大きくなるので、病変 2010の大きさに合わせてプローブの本数を増減可能である。   FIG. 20 shows the overall configuration of the cryotherapy apparatus of the present invention. Mainly composed of a control unit 2001 and a probe 2002. The cryotherapy device utilizes the “Joule-Thomsos effect” and is an MR compatible cryotherapy device that can be frozen and thawed. In this apparatus, argon gas 2003 is used for freezing and helium gas 2004 is used for thawing. The probe has a two-cavity structure 2005, high-pressure refrigeration gas is ejected from the tip of the internal thin tube 2006, the gas cooled by the Joule-Thompson effect passes through the heat exchanger 2005, and the frozen gas in the forward path is further cooled, 2007 released into the atmosphere through a hose. When argon gas 2003 having a higher pressure (24 to 27 MPa) is jetted into the small chamber at the probe tip at atmospheric pressure, the temperature becomes -185 ° C. at the probe tip. On the contrary, in the injection of high-pressure helium gas (17 to 27 MPa) 2004, the temperature rises at the tip, and thawing becomes possible. The actual frozen part is 2 cm of the tip of the probe, and the frozen areas 2011 and 2012 become larger as the number of probes increases, so the number of probes can be increased or decreased according to the size of the lesion 2010.

図21に本発明による温熱治療装置の全体構成を示すブロック図である。主に制御部2101とプローブ2102の構成からなる。温熱治療装置は主にジェネレータ2103、ハンドピース2104及びそれに接続するディスポーザブルハンドピースケーブル2105、2106と対極板2107から構成されており、主に腫瘍などの治療に使用され、例えばモノポーラ方式で高周波電流を病変組織に伝達して病変組織を熱凝固壊死させる。温度センサ付きディスポーザブルハンドピースにより凝固温度リアルタイムでモニタでき、凝固温度設定のコントロールも可能となる。実際の凝固は針先端部を中心に直径2〜3cmであり、温熱領域2109、 2110はハンドピースの数が多いほど大きくなるので、病変2108の大きさに合わせて本数を増減可能である。   FIG. 21 is a block diagram showing the overall configuration of the thermotherapy apparatus according to the present invention. The configuration mainly includes a control unit 2101 and a probe 2102. The thermotherapy device is mainly composed of a generator 2103, a handpiece 2104, and disposable handpiece cables 2105, 2106 connected to the generator 2103, and a counter electrode 2107, and is mainly used for the treatment of tumors, etc. It is transmitted to the diseased tissue to cause heat-induced coagulation necrosis. The disposable handpiece with temperature sensor can monitor the solidification temperature in real time and control the solidification temperature setting. The actual coagulation has a diameter of 2 to 3 cm centering on the tip of the needle, and the thermal regions 2109 and 2110 increase as the number of handpieces increases, so that the number can be increased or decreased according to the size of the lesion 2108.

また、前記画像情報は、治療経過に対する画像情報の変化を時系列表示し、過去の手術・治療経過を履歴として記録する機能を有してもよい。   In addition, the image information may have a function of displaying a change in image information with respect to treatment progress in time series and recording past surgery / treatment progress as a history.

また、前記3Dボリューム画像や選択画像は手術中においても更新可能であり、パラメータ等はGUI上で容易に変更できるようにしてもよい。
また、前記3Dナビゲーションに用いる画像は、X線装置、X線CT装置、MRI装置、超音波装置のようなボリューム撮像が可能な全ての装置に適用可能とするようにしてもよい。
また、超音波プローブを有しHIFUにより患者の治療を行う超音波治療装置と、前記3Dボリューム画像からHIFU基本照射強度を設定する手段と、前記特定領域からHIFU治療計画をする手段と、をさらに備えてもよい。
Further, the 3D volume image and the selection image can be updated even during the operation, and the parameters and the like may be easily changed on the GUI.
The image used for the 3D navigation may be applicable to all apparatuses capable of volume imaging such as an X-ray apparatus, an X-ray CT apparatus, an MRI apparatus, and an ultrasonic apparatus.
Further, an ultrasonic treatment apparatus having an ultrasonic probe and treating a patient with HIFU, means for setting a HIFU basic irradiation intensity from the 3D volume image, and means for making a HIFU treatment plan from the specific region, You may prepare.

また、前記特定領域(治療領域)は3Dボリューム画像から求めた特定領域を含む一定範囲の予備領域であってもよい。   In addition, the specific area (treatment area) may be a certain area of a reserve area including the specific area obtained from the 3D volume image.

また、前記HIFU基本照射強度設定は、治療器具に対してエネルギー分布を登録するものであり、エネルギー量と時間に応じて組織の伸縮量を設定してもよい。   The HIFU basic irradiation intensity setting is for registering the energy distribution for the treatment instrument, and the expansion / contraction amount of the tissue may be set according to the energy amount and time.

また、前記手術に関する情報の治療領域をモニタリングする手段は、映像用カメラによる手術者の行動(例えば、眼球の焦点・頭位置・体(姿勢)位置)などを時系列に記録することであり、当該情報をメモリ上に記録しつつ過去の情報と比較表示してもよい。   Further, the means for monitoring the treatment area of the information related to the operation is to record the action of the operator (for example, the focus, head position, body (posture) position) of the eyeball in time series by the video camera, The information may be recorded on the memory and displayed in comparison with past information.

また、前記治療用超音波プローブを治療領域まで誘導する手段は、算出した治療必須領域からのマージン領域を予め設定しておき、治療予定領域がその領域内にあるかどうかを判断して当該内外領域における状況を術者に提示(警告)してもよい。   The means for guiding the therapeutic ultrasound probe to the treatment area sets a margin area from the calculated treatment-required area in advance, determines whether or not the treatment planned area is within that area, The situation in the area may be presented (warned) to the surgeon.

また、前記術具誘導位置精度を判定する手段は、ナビゲーション画像上のHIFU照射目標表示位置に対する術者の設置位置の差分をモニタリングし、規定値以上の差分距離が一定回数繰り返す場合には術者に対して警告(例えば、休憩または術者交代)を促す機能を有してもよい。   Further, the means for determining the accuracy of the surgical instrument guidance position monitors the difference of the operator's installation position with respect to the HIFU irradiation target display position on the navigation image, and when the difference distance equal to or greater than the specified value is repeated a certain number of times. May have a function of prompting a warning (for example, a break or a surgeon change).

また、前記術者の疲労を判定する手段は、カメラ・映像情報を用いて術者の眼球位置をモニタリングし、手術開始時と現在の差分情報(焦点静止度や眼球移動度)を見て集中力が低下していると判断した場合や、頭部移動距離・体(姿勢)変化量を時系列的に記録し、手術開始時から規程値以上の変位量(もしくは過去と現在の差分量)を越えた場合には警告を発し、休憩もしくは術者の交代を促す機能を有してもよい。   Further, the means for determining the operator's fatigue is monitoring the operator's eyeball position using camera / video information, and focusing on the difference information (focal stasis and eyeball mobility) from the start of the operation. When it is determined that the force is decreasing, the head movement distance and body (posture) change amount are recorded in time series, and the displacement amount (or the difference amount between the past and the present) more than the regulation value from the start of the operation A warning may be issued when the value exceeds the limit, and a function may be provided to encourage a break or change of the operator.

また、前記患者の治療領域を判定する手段は、例えば超音波画像とそれに附属する位置情報を記録しておき、手術開始と現在の腫瘍の位置ズレや皮膚表面の位置・形状等の特異領域が規程値以上の変位量を越えた場合には警告を発し、3Dナビゲーション画像の更新を促す機能を有してもよい。   Further, the means for determining the treatment area of the patient records, for example, an ultrasound image and position information attached thereto, and there are specific areas such as the start of surgery and the current tumor position shift, the position / shape of the skin surface, and the like. If the displacement exceeds the regulation value, a warning may be issued and a function for prompting the update of the 3D navigation image may be provided.

また、前記画像情報は、治療経過に対する画像情報の変化(伸縮)を時系列表示することも可能であり、過去の手術・治療経過をログとして記録する機能を有してもよい。   Further, the image information can also display a time series display of changes (expansion / contraction) of the image information with respect to the treatment progress, and may have a function of recording past surgery / treatment progress as a log.

また、前記3Dボリューム画像や選択画像は手術中においても更新可能であり、パラメータ等はGUI上で容易に変更できるようにしてもよい。   Further, the 3D volume image and the selection image can be updated even during the operation, and the parameters and the like may be easily changed on the GUI.

また、前記3Dナビゲーションに用いる画像は、X線装置、X線CT装置、MRI装置、超音波装置のようなボリューム撮像が可能な全ての装置に適用してもよい。   The image used for the 3D navigation may be applied to all apparatuses capable of volume imaging such as an X-ray apparatus, an X-ray CT apparatus, an MRI apparatus, and an ultrasonic apparatus.

以上、添付図面を参照しながら、本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明はかかる例に限定されない。当業者であれば、本願で開示した技術的思想の範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。   The preferred embodiments of the present invention have been described above with reference to the accompanying drawings, but the present invention is not limited to such examples. It will be apparent to those skilled in the art that various changes or modifications can be conceived within the scope of the technical idea disclosed in the present application, and these are naturally within the technical scope of the present invention. Understood.

1 MRI装置、3 上部磁石、5 下部磁石、7 支柱、9 位置検出デバイス、11 アーム、13、14 モニタ、15 モニタ支持部、17 基準ツール、19 パーソナルコンピュータ、21 ベッド、23 制御部、24 患者、25 赤外線カメラ(位置検出デバイス)、27 ポインタ、29 術者、33 RS232Cケーブル、34 映像記録装置、35 反射球、36 術具(手術道具)、37 超音波プローブ、38 超音波モニタ、39 同期(時相)計測装置、40 超音波装置、41 映像用カメラ、301 超音波診断治療装置、302 患者、303 超音波探触子、304 超音波送受信部、305 超音波画押構成部、306 表示部、307 制御部、308 コントロールパネル、309 HIFUコントローラ、401 治療用プローブ、402 治療領域、403 ターゲット、404 集束超音波。   1 MRI machine, 3 upper magnet, 5 lower magnet, 7 struts, 9 position detection device, 11 arm, 13, 14 monitor, 15 monitor support, 17 reference tool, 19 personal computer, 21 bed, 23 control, 24 patient , 25 Infrared camera (position detection device), 27 pointer, 29 surgeon, 33 RS232C cable, 34 video recording device, 35 reflection sphere, 36 surgical tool (surgical tool), 37 ultrasonic probe, 38 ultrasonic monitor, 39 synchronization (Time phase) Measurement device, 40 ultrasound device, 41 video camera, 301 ultrasound diagnostic treatment device, 302 patient, 303 ultrasound probe, 304 ultrasound transmitter / receiver, 305 ultrasound image pusher, 306 display 307 control unit 308 control panel 309 HIFU controller 401 treatment probe 402 treatment area 403 target 404 focused ultrasound.

Claims (7)

医用画像診断装置と、
術具や手術器具の位置を検出する三次元位置検出装置と、
手術者を含むスタッフの行動を含む映像情報を記憶映像記録装置と、を備えた手術支援システムであって、
前記医用画像診断装置により3Dボリューム画像を撮像する第1の手段と、
前記3Dボリューム画像を処理して特定領域を描出する第2の手段と、
前記3Dボリューム画像と前記特定領域から治療経路を描出する第3の手段と、
手術時において手術に関する情報を表示器に表示すると共に、当該手術に関する情報を連続的に記録する第4の手段と、
前記術具や手術器具位置を特定領域まで誘導して治療を補助する第5の手段と、
前記誘導した術具や手術器具の位置先端と特定領域中心からの距離又は連続的に記録した情報に基づいて術具誘導位置精度、術者の疲労又は患者の治療領域を判定する第6の手段と、
前記第6の手段の判定結果に基づき警告を発する第7の手段と、
を備えたことを特徴とする手術支援システム。
A medical image diagnostic apparatus;
A three-dimensional position detection device for detecting the position of surgical tools and surgical instruments;
A surgery support system comprising a video recording device for storing video information including behaviors of staff members including an operator,
First means for capturing a 3D volume image by the medical image diagnostic apparatus;
A second means for processing the 3D volume image and rendering a specific area;
A third means for rendering a treatment route from the 3D volume image and the specific region;
A fourth means for displaying information about the operation on the display unit at the time of the operation and continuously recording the information about the operation;
A fifth means for assisting treatment by guiding the surgical instrument or surgical instrument position to a specific region;
Sixth means for determining the accuracy of the surgical instrument guidance position, the fatigue of the surgeon, or the treatment area of the patient based on the distance from the position tip of the guided surgical instrument or surgical instrument and the center of the specific area or continuously recorded information When,
Seventh means for issuing a warning based on the determination result of the sixth means;
An operation support system comprising:
前記第2の手段は、前記特定領域を前記3Dボリューム画像から求めた特定領域を含む一定範囲の予備領域として求めることを特徴とする請求項1記載の手術支援システム。   The operation support system according to claim 1, wherein the second unit obtains the specific area as a certain range of spare area including the specific area obtained from the 3D volume image. 前記4の手段は、前記手術者の行動を含む映像情報を時系列に映像用カメラにより撮像し、当該映像情報をメモリ上に記録し、当該映像情報と過去の映像情報と前記表示器に比較表示することを特徴とする請求項1記載の手術支援システム。   The means of 4 captures video information including the action of the surgeon with a video camera in time series, records the video information in a memory, and compares the video information with past video information and the display. The operation support system according to claim 1, wherein the operation support system is displayed. 前記第6の手段は、術具や手術器具先端と特定領域中心からの距離を計算し、当該計算された距離が予め設定した距離を越えるか否かを判定し、前記第7の手段は、当該計算された距離が予め設定した距離を越えた場合には精度未達成の警告を前記手術者に対して明示することを特徴とする請求項1記載の手術支援システム。   The sixth means calculates the distance from the surgical tool or surgical instrument tip and the center of the specific region, determines whether the calculated distance exceeds a preset distance, the seventh means, 2. The surgery support system according to claim 1, wherein when the calculated distance exceeds a preset distance, a warning that accuracy has not been achieved is clearly indicated to the surgeon. 前記第6の手段は、治療前後の3Dボリューム画像にて治療領域を算出し、特定領域と差分して規程割合以上の治療成績が得られるか否かを判定し、前記第7の手段は、治療成績が得られない場合には術者に対して警告することを特徴とする請求項1記載の手術支援システム。   The sixth means calculates a treatment area in 3D volume images before and after treatment, determines whether or not a treatment result equal to or more than a prescribed ratio can be obtained by differing from the specific area, and the seventh means comprises: 2. The surgery support system according to claim 1, wherein a warning is given to the surgeon when a therapeutic result cannot be obtained. 前記第6の手段は、前記第4の手段を用いて手術者の眼球位置を検出し、手術開始時と現在の差分情報に基づき前記手術者の集中力が低下しているか否かを判断し、前記手術者の集中力が低下していると判断した場合、前記手術者の頭部移動距離又は体の姿勢の変化量を時系列的に記録し、前記第7の手段は、手術開始時から規程値以上の変位量もしくは過去と現在の差分量を越えた場合には警告を発することを特徴とする請求項1記載の手術支援システム。   The sixth means detects the eyeball position of the surgeon using the fourth means, and determines whether or not the surgeon's concentration is reduced based on the current difference information from the start of the surgery. When it is determined that the surgeon's concentration is decreasing, the amount of change in the operator's head movement distance or body posture is recorded in time series, and the seventh means 2. The operation support system according to claim 1, wherein a warning is issued when a displacement amount exceeding the regulation value or a difference amount between the past and the present is exceeded. 前記第6の手段は、超音波画像とそれに附属する位置情報を記録しておき、手術開始と現在の腫瘍の位置ズレや皮膚表面の位置又は形状を含む特異領域が規程値以上の変位量を越えるか否かを判断し、前記第7の手段は、当該特異領域が規程値以上の変位量を越えた場合には警告を発することを特徴とする請求項1記載の手術支援システム。   The sixth means records the ultrasonic image and the positional information attached thereto, and the singular region including the displacement of the start of surgery and the current position of the tumor and the position or shape of the skin surface has a displacement that is greater than or equal to the regulation value. The operation support system according to claim 1, wherein the seventh means issues a warning when the singular region exceeds a displacement amount not less than a specified value.
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Cited By (27)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2015170024A (en) * 2014-03-05 2015-09-28 株式会社東芝 medical accident prevention system
KR20160022100A (en) * 2014-08-19 2016-02-29 삼성메디슨 주식회사 Ultrasound diagnosis apparatus and ultrasound diagnosis method
EP3017766A1 (en) * 2014-11-07 2016-05-11 Samsung Medison Co., Ltd. Ultrasound imaging apparatus and control method thereof
JP2017502729A (en) * 2013-12-09 2017-01-26 コーニンクレッカ フィリップス エヌ ヴェKoninklijke Philips N.V. Image guidance using model-based segmentation
JP2017118921A (en) * 2015-12-28 2017-07-06 東芝メディカルシステムズ株式会社 Ultrasonic diagnostic apparatus
JP2017524464A (en) * 2014-08-19 2017-08-31 チェン シェシャオChen, Chieh Hsiao Method and system for determining the position of a probe at a surgical site
CN108885244A (en) * 2018-05-08 2018-11-23 深圳中科美德医疗科技有限公司 A kind of magnetic resonance multi-parameter subject monitoring method and monitoring system
JP2021509333A (en) * 2017-12-28 2021-03-25 エシコン エルエルシーEthicon LLC Surgeon / staff capacity use and technical analysis for baseline to optimize device utilization and capacity for both current and future procedures
WO2021177583A1 (en) * 2020-03-04 2021-09-10 (주)이끌레오 Medical procedure image display device
US11779337B2 (en) 2017-12-28 2023-10-10 Cilag Gmbh International Method of using reinforced flexible circuits with multiple sensors to optimize performance of radio frequency devices
US11793537B2 (en) 2017-10-30 2023-10-24 Cilag Gmbh International Surgical instrument comprising an adaptive electrical system
US11801098B2 (en) 2017-10-30 2023-10-31 Cilag Gmbh International Method of hub communication with surgical instrument systems
US11832899B2 (en) 2017-12-28 2023-12-05 Cilag Gmbh International Surgical systems with autonomously adjustable control programs
US11844545B2 (en) 2018-03-08 2023-12-19 Cilag Gmbh International Calcified vessel identification
US11844579B2 (en) 2017-12-28 2023-12-19 Cilag Gmbh International Adjustments based on airborne particle properties
US11857152B2 (en) 2017-12-28 2024-01-02 Cilag Gmbh International Surgical hub spatial awareness to determine devices in operating theater
US11864728B2 (en) 2017-12-28 2024-01-09 Cilag Gmbh International Characterization of tissue irregularities through the use of mono-chromatic light refractivity
US11864845B2 (en) 2017-12-28 2024-01-09 Cilag Gmbh International Sterile field interactive control displays
US11871901B2 (en) 2012-05-20 2024-01-16 Cilag Gmbh International Method for situational awareness for surgical network or surgical network connected device capable of adjusting function based on a sensed situation or usage
US11890065B2 (en) 2017-12-28 2024-02-06 Cilag Gmbh International Surgical system to limit displacement
US11896443B2 (en) 2017-12-28 2024-02-13 Cilag Gmbh International Control of a surgical system through a surgical barrier
US11896322B2 (en) 2017-12-28 2024-02-13 Cilag Gmbh International Sensing the patient position and contact utilizing the mono-polar return pad electrode to provide situational awareness to the hub
US11903587B2 (en) 2017-12-28 2024-02-20 Cilag Gmbh International Adjustment to the surgical stapling control based on situational awareness
US11925350B2 (en) 2019-02-19 2024-03-12 Cilag Gmbh International Method for providing an authentication lockout in a surgical stapler with a replaceable cartridge
US11931027B2 (en) 2018-03-28 2024-03-19 Cilag Gmbh Interntional Surgical instrument comprising an adaptive control system
US11969142B2 (en) 2017-12-28 2024-04-30 Cilag Gmbh International Method of compressing tissue within a stapling device and simultaneously displaying the location of the tissue within the jaws
US11969216B2 (en) 2017-12-28 2024-04-30 Cilag Gmbh International Surgical network recommendations from real time analysis of procedure variables against a baseline highlighting differences from the optimal solution

Cited By (32)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11871901B2 (en) 2012-05-20 2024-01-16 Cilag Gmbh International Method for situational awareness for surgical network or surgical network connected device capable of adjusting function based on a sensed situation or usage
JP2017502729A (en) * 2013-12-09 2017-01-26 コーニンクレッカ フィリップス エヌ ヴェKoninklijke Philips N.V. Image guidance using model-based segmentation
JP2015170024A (en) * 2014-03-05 2015-09-28 株式会社東芝 medical accident prevention system
KR20160022100A (en) * 2014-08-19 2016-02-29 삼성메디슨 주식회사 Ultrasound diagnosis apparatus and ultrasound diagnosis method
JP2017524464A (en) * 2014-08-19 2017-08-31 チェン シェシャオChen, Chieh Hsiao Method and system for determining the position of a probe at a surgical site
KR102372351B1 (en) 2014-08-19 2022-03-08 삼성메디슨 주식회사 Ultrasound diagnosis apparatus and ultrasound diagnosis method
EP3017766A1 (en) * 2014-11-07 2016-05-11 Samsung Medison Co., Ltd. Ultrasound imaging apparatus and control method thereof
JP2017118921A (en) * 2015-12-28 2017-07-06 東芝メディカルシステムズ株式会社 Ultrasonic diagnostic apparatus
US11793537B2 (en) 2017-10-30 2023-10-24 Cilag Gmbh International Surgical instrument comprising an adaptive electrical system
US11925373B2 (en) 2017-10-30 2024-03-12 Cilag Gmbh International Surgical suturing instrument comprising a non-circular needle
US11819231B2 (en) 2017-10-30 2023-11-21 Cilag Gmbh International Adaptive control programs for a surgical system comprising more than one type of cartridge
US11801098B2 (en) 2017-10-30 2023-10-31 Cilag Gmbh International Method of hub communication with surgical instrument systems
US11896322B2 (en) 2017-12-28 2024-02-13 Cilag Gmbh International Sensing the patient position and contact utilizing the mono-polar return pad electrode to provide situational awareness to the hub
JP2021509333A (en) * 2017-12-28 2021-03-25 エシコン エルエルシーEthicon LLC Surgeon / staff capacity use and technical analysis for baseline to optimize device utilization and capacity for both current and future procedures
US11969216B2 (en) 2017-12-28 2024-04-30 Cilag Gmbh International Surgical network recommendations from real time analysis of procedure variables against a baseline highlighting differences from the optimal solution
US11832899B2 (en) 2017-12-28 2023-12-05 Cilag Gmbh International Surgical systems with autonomously adjustable control programs
US11969142B2 (en) 2017-12-28 2024-04-30 Cilag Gmbh International Method of compressing tissue within a stapling device and simultaneously displaying the location of the tissue within the jaws
US11844579B2 (en) 2017-12-28 2023-12-19 Cilag Gmbh International Adjustments based on airborne particle properties
US11857152B2 (en) 2017-12-28 2024-01-02 Cilag Gmbh International Surgical hub spatial awareness to determine devices in operating theater
US11864728B2 (en) 2017-12-28 2024-01-09 Cilag Gmbh International Characterization of tissue irregularities through the use of mono-chromatic light refractivity
US11864845B2 (en) 2017-12-28 2024-01-09 Cilag Gmbh International Sterile field interactive control displays
US11779337B2 (en) 2017-12-28 2023-10-10 Cilag Gmbh International Method of using reinforced flexible circuits with multiple sensors to optimize performance of radio frequency devices
US11890065B2 (en) 2017-12-28 2024-02-06 Cilag Gmbh International Surgical system to limit displacement
US11896443B2 (en) 2017-12-28 2024-02-13 Cilag Gmbh International Control of a surgical system through a surgical barrier
US11918302B2 (en) 2017-12-28 2024-03-05 Cilag Gmbh International Sterile field interactive control displays
US11903587B2 (en) 2017-12-28 2024-02-20 Cilag Gmbh International Adjustment to the surgical stapling control based on situational awareness
US11844545B2 (en) 2018-03-08 2023-12-19 Cilag Gmbh International Calcified vessel identification
US11931027B2 (en) 2018-03-28 2024-03-19 Cilag Gmbh Interntional Surgical instrument comprising an adaptive control system
WO2019213836A1 (en) * 2018-05-08 2019-11-14 深圳中科美德医疗科技有限公司 Magnetic resonance based multi-parameter testee monitoring method and monitoring system
CN108885244A (en) * 2018-05-08 2018-11-23 深圳中科美德医疗科技有限公司 A kind of magnetic resonance multi-parameter subject monitoring method and monitoring system
US11925350B2 (en) 2019-02-19 2024-03-12 Cilag Gmbh International Method for providing an authentication lockout in a surgical stapler with a replaceable cartridge
WO2021177583A1 (en) * 2020-03-04 2021-09-10 (주)이끌레오 Medical procedure image display device

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