JP2019004978A - 手術システムおよび手術用撮像装置 - Google Patents

Abstract

【課題】レイテンシを低減する。【解決手段】手術用撮像装置は、生体内を撮像することにより手術画像を生成し、信号処理装置は、手術画像に所定の信号処理を施し、表示装置は、信号処理が施された手術画像を表示する。撮像装置は、手術画像のスキャン順を示すスキャン情報に基づいて、手術画像を生成する。本技術は、例えば、内視鏡手術システムに適用することができる。【選択図】図５

Description

本技術は、手術システムおよび手術用撮像装置に関し、特に、レイテンシを低減することができるようにする手術システムおよび手術用撮像装置に関する。

従来、内視鏡手術において、腹腔に挿入された内視鏡の天地の向きにより、表示装置に表示される画像の天地の向きが、重力方向で定まる天地の向きと逆になる場合があった。このような場合、表示装置に画像反転機能を設けることで、画像を反転して表示していた。

例えば、特許文献１には、主術者および副術者それぞれの立ち位置に応じた表示方向で、主術者および副術者それぞれに向けて画像を表示する内視鏡手術システムが開示されている。

内視鏡から表示装置への画像の伝送は、ラスタスキャンなどのようにシリアルに行われる。そのため、表示装置において画像を反転して表示するためには、１枚の画像を表示装置内のメモリに格納する必要があった。

特開２０１４−２００５４７号公報

したがって、表示装置に画像反転機能を設ける場合、表示装置は、１枚の画像のメモリへの格納の完了を待ってから、表示のためのスキャンを行う必要があった。すなわち、１画面分の伝送時間の遅延（レイテンシ）が生じていた。

本技術は、このような状況に鑑みてなされたものであり、レイテンシを低減するようにするものである。

本技術の手術システムは、生体内を撮像することにより手術画像を生成する手術用撮像装置と、前記手術画像に所定の信号処理を施す信号処理装置と、前記信号処理が施された前記手術画像を表示する表示装置とを備え、前記手術用撮像装置は、前記手術画像のスキャン順を示すスキャン情報に基づいて、前記手術画像を生成する。

前記信号処理装置には、前記スキャン情報に基づいて前記手術画像に前記信号処理を施させ、前記表示装置には、前記スキャン情報に基づいて前記手術画像を表示させることができる。

前記表示装置に表示される前記手術画像の天地方向に応じて、前記スキャン情報を生成するスキャン情報生成部をさらに設けることができる。

前記表示装置には、前記表示装置に表示される前記手術画像の天地方向の指定を受け付けるユーザインタフェースと、前記スキャン情報生成部とを設け、前記スキャン情報生成部には、前記ユーザインタフェースにより受け付けられた前記手術画像の天地方向の指定に基づいて、前記スキャン情報を生成させることができる。

前記信号処理装置には、前記表示装置に表示される前記手術画像の天地方向の指定を受け付けるユーザインタフェースと、前記スキャン情報生成部とを設け、前記スキャン情報生成部には、前記ユーザインタフェースにより受け付けられた前記手術画像の天地方向の指定に基づいて、前記スキャン情報を生成させることができる。

前記手術用撮像装置には、前記表示装置に表示される前記手術画像の天地方向の指定を受け付けるユーザインタフェースと、前記スキャン情報生成部とを設け、前記スキャン情報生成部には、前記ユーザインタフェースにより受け付けられた前記手術画像の天地方向の指定に基づいて、前記スキャン情報を生成させることができる。

前記手術システムを構成する各装置を制御するコントローラをさらに設け、前記コントローラには、前記表示装置に表示される前記手術画像の天地方向の指定を受け付けるユーザインタフェースと、前記スキャン情報生成部とを設け、前記スキャン情報生成部には、前記ユーザインタフェースにより受け付けられた前記手術画像の天地方向の指定に基づいて、前記スキャン情報を生成させることができる。

複数の前記表示装置を設け、前記ユーザインタフェースには、複数の前記表示装置それぞれに表示される前記手術画像の天地方向の指定を受け付けさせることができる。

ユーザ、前記手術用撮像装置、および前記表示装置の位置関係に基づいて、前記スキャン情報を生成するスキャン情報生成部をさらに設けることができる。

前記手術用撮像装置において検出された重力方向に基づいて、前記手術用撮像装置の天地の向きを示す天地情報を生成する検出装置と、前記天地情報に基づいて前記スキャン情報を生成する前記スキャン情報生成部とをさらに設けることができる。

本技術の手術用撮像装置は、生体内を撮像することにより手術画像を生成する撮像部を備え、前記撮像部は、表示装置に表示される前記手術画像の天地方向に対応した前記手術画像のスキャン順を示すスキャン情報に基づいて、前記手術画像を生成する。

本技術においては、前記手術画像のスキャン順を示すスキャン情報に基づいて、前記手術画像が生成される。

本技術によれば、レイテンシを低減することが可能となる。なお、ここに記載された効果は必ずしも限定されるものではなく、本開示中に記載されたいずれかの効果であってもよい。

手術室システムの全体構成を概略的に示す図である。 集中操作パネルにおける操作画面の表示例を示す図である。 手術室システムが適用された手術の様子の一例を示す図である。 カメラヘッドおよびＣＣＵの機能構成の一例を示すブロック図である。 本技術を適用した内視鏡手術システムの機能構成例を示すブロック図である。 表示装置の外観の構成例を示す図である。 従来の画像反転の流れについて説明する図である。 従来の画像反転におけるレイテンシについて説明する図である。 本技術の画像反転の流れについて説明する図である。 本技術の画像反転におけるレイテンシについて説明する図である。 内視鏡手術システムの他の機能構成例を示すブロック図である。 内視鏡手術システムのさらに他の機能構成例を示すブロック図である。 内視鏡手術システムのさらに他の機能構成例を示すブロック図である。 内視鏡手術システムのさらに他の機能構成例を示すブロック図である。 システムコントローラの外観の構成例を示す図である。 撮像装置のスキャン順とレイテンシとの関係について説明する図である。 内視鏡手術システムのさらに他の機能構成例を示すブロック図である。 内視鏡手術システムのさらに他の機能構成例を示すブロック図である。 イメージセンサのズーム領域をスキャンする例を示す図である。 内視鏡手術システムのさらに他の機能構成例を示すブロック図である。 天地方向によらないスキャン方式について説明する図である。 他のスキャン順の例を示す図である。 スキャン方式がマッチングしない例について説明する図である。

以下、本開示を実施するための形態（以下、実施の形態とする）について説明する。なお、説明は以下の順序で行う。

１．手術室システムの概要
２．本技術を適用した内視鏡手術システム
３．第１の変形例
４．第２の変形例
５．第３の変形例
６．第４の変形例
７．第５の変形例
８．第６の変形例
９．第７の変形例
１０．第８の変形例
１１．他の実施の形態の内視鏡手術システム
１２．その他

＜１．手術室システムの概要＞
まず、本技術が適用される手術室システムの概要について説明する。

図１は、本開示に係る技術が適用され得る手術室システム１０の全体構成を概略的に示す図である。

図１に示されるように、手術室システム１０は、手術室内に設置される装置群が視聴覚コントローラ（AV Controller）１７および手術室制御装置１９を介して互いに連携可能に接続されることにより構成される。

手術室には、様々な装置が設置され得る。図１の例では、内視鏡下手術のための各種の装置群１１、手術室の天井に設けられ術者の手元を撮像するシーリングカメラ９７、手術室の天井に設けられ手術室全体の様子を撮像する術場カメラ９９、複数の表示装置１３Ａ乃至１３Ｄ、レコーダ１５、患者ベッド９３、および照明１０１が示されている。

ここで、これらの装置のうち、装置群１１は、後述する内視鏡手術システム２３に属するものであり、内視鏡や内視鏡によって撮像された画像を表示する表示装置等からなる。内視鏡手術システム２３に属する各装置は医療用機器とも呼ばれる。一方、表示装置１３Ａ乃至１３Ｄ、レコーダ１５、患者ベッド９３、および照明１０１は、内視鏡手術システム２３とは別個に、例えば手術室に備え付けられている装置である。これらの内視鏡手術システム２３に属さない各装置は非医療用機器とも呼ばれる。視聴覚コントローラ１７および／または手術室制御装置１９は、これら医療用機器および非医療用機器の動作を互いに連携して制御する。

視聴覚コントローラ１７は、医療用機器および非医療用機器における画像表示に関する処理を、統括的に制御する。具体的には、手術室システム１０が備える装置のうち、装置群１１、シーリングカメラ９７、および術場カメラ９９は、手術中に表示すべき情報（以下、表示情報ともいう）を発信する機能を有する装置（以下、発信元の装置ともいう）である。また、表示装置１３Ａ乃至１３Ｄは、表示情報が出力される装置（以下、出力先の装置ともいう）である。さらに、レコーダ１５は、発信元の装置および出力先の装置の双方に該当する装置である。視聴覚コントローラ１７は、発信元の装置および出力先の装置の動作を制御し、発信元の装置から表示情報を取得するとともに、表示情報を出力先の装置に送信し、表示または記録させる機能を有する。なお、表示情報とは、手術中に撮像された各種の画像や、手術に関する各種の情報（例えば、患者の身体情報や、過去の検査結果、術式についての情報等）である。

視聴覚コントローラ１７は、出力先の装置である表示装置１３Ａ乃至１３Ｄの少なくともいずれかに、取得した表示情報（すなわち、手術中に撮影された画像や、手術に関する各種の情報）を表示させる。図１の例では、表示装置１３Ａは手術室の天井から吊り下げられて設置される表示装置であり、表示装置１３Ｂは手術室の壁面に設置される表示装置である。また、表示装置１３Ｃは手術室内の机上に設置される表示装置であり、表示装置１３Ｄは表示機能を有するモバイル機器（例えば、タブレットＰＣ（Personal Computer））である。

また、図１では図示を省略しているが、手術室システム１０には、手術室の外部の装置が含まれてもよい。手術室の外部の装置は、例えば、病院内外に構築されたネットワークに接続されるサーバや、医療スタッフが用いるＰＣ、病院の会議室に設置されるプロジェクタ等である。このような外部装置が病院外にある場合、視聴覚コントローラ１７は、遠隔医療のために、テレビ会議システム等を介して、他の病院の表示装置に表示情報を表示させることもできる。

手術室制御装置１９は、非医療用機器における画像表示に関する処理以外の処理を、統括的に制御する。例えば、手術室制御装置１９は、患者ベッド９３、シーリングカメラ９７、術場カメラ９９、および照明１０１の駆動を制御する。

手術室システム１０には、集中操作パネル２１が設けられている。ユーザは、集中操作パネル２１を介して、視聴覚コントローラ１７に対して画像表示についての指示を与えたり、手術室制御装置１９に対して非医療用機器の動作についての指示を与えることができる。集中操作パネル２１は、表示装置の表示面上にタッチパネルが設けられて構成される。

図２は、集中操作パネル２１における操作画面の表示例を示す図である。

図２の例では、手術室システム１０に、２つの表示装置が設けられている場合に対応する操作画面を示している。操作画面１０３には、発信元選択領域１０５、プレビュー領域１０７、およびコントロール領域１１１が設けられる。

発信元選択領域１０５には、手術室システム１０に備えられる発信元装置と、発信元装置が有する表示情報を表すサムネイル画面とが紐付けられて表示される。ユーザは、表示装置に表示させたい表示情報を、発信元選択領域１０５に表示されているいずれかの発信元装置から選択することができる。

プレビュー領域１０７には、出力先の装置である２つの表示装置（Monitor1、Monitor2）に表示される画面のプレビューが表示される。図２の例では、１つの表示装置において４つの画像がＰｉｎＰ表示されている。４つの画像は、発信元選択領域１０５において選択された発信元装置から発信された表示情報に対応するものである。４つの画像のうち、１つはメイン画像として比較的大きく表示され、残りの３つはサブ画像として比較的小さく表示される。ユーザは、４つの画像が表示された領域を適宜選択することにより、メイン画像とサブ画像を入れ替えることができる。また、４つの画像が表示される領域の下部には、ステータス表示領域１０９が設けられており、そこには手術に関するステータス（例えば、手術の経過時間や、患者の身体情報等）が適宜表示される。

コントロール領域１１１には、発信元の装置に対して操作を行うためのＧＵＩ（Graphical User Interface）部品が表示される発信元操作領域１１３と、表示情報が出力される出力先の装置に対して操作を行うためのＧＵＩ部品が表示される出力先操作領域１１５とが設けられる。

発信元操作領域１１３には、撮像機能を有する発信元の装置におけるカメラに対して各種の操作（パン、チルト、およびズーム）を行うためのＧＵＩ部品が設けられている。ユーザは、これらのＧＵＩ部品を適宜選択することにより、発信元の装置におけるカメラの動作を操作することができる。

また、出力先操作領域１１５には、出力先の装置である表示装置における表示に対する各種の操作（スワップ、フリップ、色調整、コントラスト調整、２Ｄ表示と３Ｄ表示の切り替え）を行うためのＧＵＩ部品が設けられている。ユーザは、これらのＧＵＩ部品を適宜選択することにより、表示装置における表示を操作することができる。

なお、集中操作パネル２１に表示される操作画面は、図２の例に限定されず、ユーザは、集中操作パネル２１を介して、手術室システム１０に備えられる視聴覚コントローラ１７および手術室制御装置１９によって制御される各装置に対する操作入力が可能であってよい。

図３は、上述した手術室システム１０が適用された手術の様子の一例を示す図である。

シーリングカメラ９７および術場カメラ９９は、手術室の天井に設けられ、患者ベッド９３上の患者５１８５の患部に対して処置を行う術者（医者）９１の手元および手術室全体の様子を撮影可能である。シーリングカメラ９７および術場カメラ９９には、倍率調整機能、焦点距離調整機能、撮影方向調整機能等が設けられる。照明１０１は、手術室の天井に設けられ、少なくとも術者９１の手元を照射する。照明１０１は、その照射光量、照射光の波長（色）および光の照射方向等を適宜調整可能とすることができる。

内視鏡手術システム２３、患者ベッド９３、シーリングカメラ９７、術場カメラ９９、および照明１０１は、上述したように、視聴覚コントローラ１７および手術室制御装置１９を介して互いに連携可能に接続されている。手術室内には、集中操作パネル２１が設けられており、上述したように、ユーザは、集中操作パネル２１を介して、手術室内に存在するこれらの装置を適宜操作することが可能である。

内視鏡手術システム２３は、内視鏡２５、その他の術具４１、内視鏡２５を支持する支持アーム装置５１、および、内視鏡下手術のための各種の装置が搭載されたカート６１から構成される。

内視鏡下手術では、腹壁を切って開腹する代わりに、トロッカ４９ａ乃至４９ｄと呼ばれる筒状の開孔器具が腹壁に複数穿刺される。そして、トロッカ４９ａ乃至４９ｄから、内視鏡２５の鏡筒２７や、その他の術具４１が患者９５の体腔内に挿入される。図３の例では、その他の術具４１として、気腹チューブ４３、エネルギー処置具４５、および鉗子４７が、患者９５の体腔内に挿入されている。エネルギー処置具４５は、高周波電流や超音波振動により、組織の切開および剥離、または血管の封止等を行う処置具である。ただし、図示する術具４１はあくまで一例であり、術具４１として、例えば鑷子やレトラクタ等、一般的に内視鏡下手術において用いられる各種の術具が用いられてよい。

内視鏡２５によって撮影された患者９５の体腔内の術部の画像が、表示装置６５に表示される。術者９１は、表示装置６５に表示された術部の画像をリアルタイムで見ながら、エネルギー処置具４５や鉗子４７を用いて、例えば患部を切除する等の処置を行う。なお、図示はしないが、気腹チューブ４３、エネルギー処置具４５、および鉗子４７は、手術中に、術者９１または助手等によって支持される。

支持アーム装置５１は、ベース部５３から延伸するアーム部５５を備える。図３の例では、アーム部５５は、関節部５７ａ，５７ｂ，５７ｃ、およびリンク５９ａ，５９ｂから構成されており、アーム制御装置６９の制御により駆動される。アーム部５５によって内視鏡２５が支持され、その位置および姿勢が制御される。これにより、内視鏡２５の安定的な位置の固定が実現され得る。

内視鏡２５は、先端から所定の長さの領域が患者９５の体腔内に挿入される鏡筒２７と、鏡筒２７の基端に接続されるカメラヘッド２９とから構成される。図３の例では、硬性の鏡筒２７を有するいわゆる硬性鏡として構成される内視鏡２５が示されているが、内視鏡２５は、軟性の鏡筒２７を有するいわゆる軟性鏡として構成されてもよい。

鏡筒２７の先端には、対物レンズが嵌め込まれた開口部が設けられている。内視鏡２５には光源装置６７が接続されており、光源装置６７によって生成された光が、鏡筒２７の内部に延設されるライトガイドによって鏡筒の先端まで導光され、対物レンズを介して患者９５の体腔内の観察対象に向かって照射される。なお、内視鏡２５は、直視鏡であってもよいし、斜視鏡または側視鏡であってもよい。

カメラヘッド２９の内部には光学系および撮像素子が設けられており、観察対象からの反射光（観察光）は光学系によって撮像素子に集光される。撮像素子によって観察光が光電変換され、観察光に対応する電気信号、すなわち観察像に対応する画像信号が生成される。画像信号は、ＲＡＷデータとしてカメラコントロールユニット（ＣＣＵ：Camera Control Unit）６３に送信される。なお、カメラヘッド２９には、その光学系を適宜駆動させることにより、倍率および焦点距離を調整する機能が搭載される。

なお、例えば立体視（３Ｄ表示）等に対応するために、カメラヘッド２９には撮像素子が複数設けられてもよい。この場合、鏡筒２７の内部には、複数の撮像素子のそれぞれに観察光を導光するために、リレー光学系が複数系統設けられる。

カート１３７には各種の装置が搭載される。

ＣＣＵ６３は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）やＧＰＵ（Graphics Processing Unit）等によって構成され、内視鏡２５および表示装置６５の動作を統括的に制御する。具体的には、ＣＣＵ６３は、カメラヘッド２９から受け取った画像信号に対して、例えば現像処理（デモザイク処理）等の、画像信号に基づく画像を表示するための各種の画像処理を施す。ＣＣＵ６３は、画像処理を施した画像信号を表示装置６５に提供する。また、ＣＣＵ６３には、図１の視聴覚コントローラ１７が接続される。ＣＣＵ６３は、画像処理を施した画像信号を視聴覚コントローラ１７にも提供する。さらに、ＣＣＵ６３は、カメラヘッド２９に対して制御信号を送信し、その駆動を制御する。制御信号には、倍率や焦点距離等、撮像条件に関する情報が含まれ得る。撮像条件に関する情報は、入力装置７１を介して入力されてもよいし、上述した集中操作パネル２１を介して入力されてもよい。

表示装置６５は、ＣＣＵ６３の制御により、ＣＣＵ６３によって画像処理が施された画像信号に基づく画像を表示する。内視鏡２５が例えば４Ｋ（水平画素数３８４０×垂直画素数２１６０）または８Ｋ（水平画素数７６８０×垂直画素数４３２０）等の高解像度の撮影に対応したものである場合、および／または３Ｄ表示に対応したものである場合には、表示装置６５としては、それぞれに対応して、高解像度の表示が可能なもの、および／または３Ｄ表示可能なものが用いられる。４Ｋまたは８Ｋ等の高解像度の撮影に対応したものである場合、表示装置６５として５５インチ以上のサイズのものを用いることで一層の没入感が得られる。また、用途に応じて、解像度、サイズが異なる複数の表示装置６５が設けられてもよい。

光源装置６７は、例えばＬＥＤ（Light Emitting Diode）等の光源から構成され、術部を撮影する際の照射光を内視鏡２５に供給する。

アーム制御装置６９は、例えばＣＰＵ等のプロセッサによって構成され、所定のプログラムに従って動作することにより、所定の制御方式に従って支持アーム装置５１のアーム部５５の駆動を制御する。

入力装置７１は、内視鏡手術システム２３に対する入力インタフェースである。ユーザは、入力装置７１を介して、内視鏡手術システム２３に対して各種の情報の入力や指示入力を行うことができる。例えば、ユーザは、入力装置７１を介して、患者の身体情報や、手術の術式についての情報等、手術に関する各種の情報を入力する。また、例えば、ユーザは、入力装置７１を介して、アーム部５５を駆動させる旨の指示や、内視鏡２５による撮像条件（照射光の種類、倍率および焦点距離等）を変更する旨の指示、エネルギー処置具４５を駆動させる旨の指示等を入力する。

入力装置７１の種類は限定されず、入力装置７１は各種の公知の入力装置であってよい。入力装置７１としては、例えば、マウス、キーボード、タッチパネル、スイッチ、フットスイッチ８１および／またはレバー等が適用されるようにもできる。入力装置７１としてタッチパネルが用いられる場合には、タッチパネルは表示装置６５の表示面上に設けられてもよい。

また、入力装置７１は、例えばメガネ型のウェアラブルデバイスやＨＭＤ（Head Mounted Display）等の、ユーザによって装着されるデバイスであってもよい。この場合、これらのデバイスによって検出されるユーザのジェスチャや視線に応じて各種の入力が行われる。また、入力装置７１は、ユーザの動きを検出可能なカメラを含み、カメラによって撮像された映像から検出されるユーザのジェスチャや視線に応じて各種の入力が行われるようにしてもよい。さらに、入力装置７１は、ユーザの声を収音可能なマイクロフォンを含み、マイクロフォンを介して音声によって各種の入力が行われるようにしてもよい。

このように、入力装置７１が非接触で各種の情報を入力可能に構成されることにより、特に清潔域に属するユーザ（例えば術者９１）が、不潔域に属する機器を非接触で操作することが可能となる。また、ユーザは、所持している術具から手を離すことなく機器を操作することが可能となるため、ユーザの利便性が向上する。

処置具制御装置７３は、組織の焼灼、切開または血管の封止等のためのエネルギー処置具４５の駆動を制御する。気腹装置７５は、内視鏡２５による視野の確保および術者の作業空間の確保の目的で、患者９５の体腔を膨らめるために、気腹チューブ４３を介して体腔内にガスを送り込む。レコーダ７７は、手術に関する各種の情報を記録可能な装置である。プリンタ７９は、手術に関する各種の情報を、テキスト、画像またはグラフ等各種の形式で印刷可能な装置である。

次に、図４を参照して、内視鏡２５のカメラヘッド２９およびＣＣＵ６３の機能についてより詳細に説明する。図４は、カメラヘッド２９およびＣＣＵ６３の機能構成の一例を示すブロック図である。

図４に示されるように、カメラヘッド２９は、その機能として、レンズユニット３１、撮像部３３、駆動部３５、通信部３７、およびカメラヘッド制御部３９を有する。また、ＣＣＵ６３は、その機能として、通信部８３、画像処理部８５、および制御部８７を有する。カメラヘッド２９とＣＣＵ６３とは、伝送ケーブル８９によって双方向に通信可能に接続されている。

まず、カメラヘッド２９の機能構成について説明する。レンズユニット３１は、鏡筒２７との接続部に設けられる光学系である。鏡筒２７の先端から取り込まれた観察光は、カメラヘッド２９まで導光され、レンズユニット３１に入射する。レンズユニット３１は、ズームレンズおよびフォーカスレンズを含む複数のレンズが組み合わされて構成される。レンズユニット３１は、撮像部３３の撮像素子の受光面上に観察光を集光するように、その光学特性が調整されている。また、ズームレンズおよびフォーカスレンズは、撮像画像の倍率および焦点の調整のため、その光軸上の位置が移動可能に構成される。

撮像部３３は撮像素子によって構成され、レンズユニット３１の後段に配置される。レンズユニット３１を通過した観察光は、撮像素子の受光面に集光され、光電変換によって、観察像に対応した画像信号が生成される。撮像部３３によって生成された画像信号は、通信部３７に提供される。

撮像部３３を構成する撮像素子としては、例えばＣＭＯＳ（Complementary Metal Oxide Semiconductor）イメージセンサなどの、Ｂａｙｅｒ配列を有するカラー撮影可能なものが用いられる。なお、撮像素子としては、例えば４Ｋ以上の高解像度の画像の撮影に対応可能なものが用いられてもよい。術部の画像が高解像度で得られることにより、術者９１は、術部の様子をより詳細に把握することができ、手術をより円滑に進行することが可能となる。

また、撮像部３３を構成する撮像素子は、３Ｄ表示に対応する右目用および左目用の画像信号をそれぞれ取得するための１対の撮像素子を有するように構成される。３Ｄ表示が行われることにより、術者９１は術部における生体組織の奥行きをより正確に把握することが可能になる。なお、撮像部３３が多板式で構成される場合には、各撮像素子に対応して、レンズユニット３１も複数系統設けられる。

また、撮像部３３は、必ずしもカメラヘッド２９に設けられなくてもよい。例えば、撮像部３３は、鏡筒２７の内部に、対物レンズの直後に設けられてもよい。

駆動部３５は、アクチュエータによって構成され、カメラヘッド制御部３９からの制御により、レンズユニット３１のズームレンズおよびフォーカスレンズを光軸に沿って所定の距離だけ移動させる。これにより、撮像部３３による撮像画像の倍率および焦点が適宜調整される。

通信部３７は、ＣＣＵ６３との間で各種の情報を送受信するための通信装置によって構成される。通信部３７は、撮像部３３から得た画像信号をＲＡＷデータとして伝送ケーブル８９を介してＣＣＵ６３に送信する。このとき、術部の撮像画像を低レイテンシで表示するために、画像信号は光通信によって送信されることが好ましい。手術の際には、術者９１が撮像画像によって患部の状態を観察しながら手術を行うため、より安全で確実な手術のためには、術部の動画像が可能な限りリアルタイムに表示されることが求められるからである。光通信が行われる場合には、通信部３７には、電気信号を光信号に変換する光電変換モジュールが設けられる。画像信号は光電変換モジュールによって光信号に変換された後、伝送ケーブル８９を介してＣＣＵ６３に送信される。

また、通信部３７は、ＣＣＵ６３から、カメラヘッド２９の駆動を制御するための制御信号を受信する。制御信号には、例えば、撮像画像のフレームレートを指定する旨の情報、撮像時の露出値を指定する旨の情報、並びに／または撮像画像の倍率および焦点を指定する旨の情報等、撮像条件に関する情報が含まれる。通信部３７は、受信した制御信号をカメラヘッド制御部３９に提供する。なお、ＣＣＵ６３からの制御信号も、光通信によって伝送されてもよい。この場合、通信部３７には、光信号を電気信号に変換する光電変換モジュールが設けられ、制御信号は光電変換モジュールによって電気信号に変換された後、カメラヘッド制御部３９に提供される。

なお、上記のフレームレートや露出値、倍率、焦点等の撮像条件は、取得された画像信号に基づいてＣＣＵ６３の制御部８７によって自動的に設定される。つまり、いわゆるＡＥ（Auto Exposure）機能、ＡＦ（Auto Focus）機能、およびＡＷＢ（Auto White Balance）機能が内視鏡２５に搭載される。

カメラヘッド制御部３９は、通信部３７を介して受信したＣＣＵ６３からの制御信号に基づいて、カメラヘッド２９の駆動を制御する。例えば、カメラヘッド制御部３９は、撮像画像のフレームレートを指定する旨の情報および／または撮像時の露光を指定する旨の情報に基づいて、撮像部３３の撮像素子の駆動を制御する。また、例えば、カメラヘッド制御部３９は、撮像画像の倍率および焦点を指定する旨の情報に基づいて、駆動部３５を介してレンズユニット３１のズームレンズおよびフォーカスレンズを適宜移動させる。カメラヘッド制御部３９は、さらに、鏡筒２７やカメラヘッド２９を識別するための情報を記憶する機能を備えてもよい。

なお、レンズユニット３１や撮像部３３等の構成を、気密性および防水性が高い密閉構造内に配置することで、カメラヘッド２９について、オートクレーブ滅菌処理に対する耐性を持たせることができる。

次に、ＣＣＵ６３の機能構成について説明する。通信部８３は、カメラヘッド２９との間で各種の情報を送受信するための通信装置によって構成される。通信部８３は、カメラヘッド２９から、伝送ケーブル８９を介して送信される画像信号を受信する。ここで、上述したように、画像信号は好適に光通信によって送信されるようにもできる。この場合、光通信に対応して、通信部８３には、光信号を電気信号に変換する光電変換モジュールが設けられる。通信部８３は、電気信号に変換した画像信号を画像処理部８５に提供する。

また、通信部８３は、カメラヘッド２９に対して、カメラヘッド２９の駆動を制御するための制御信号を送信する。制御信号も光通信によって送信されてよい。

画像処理部８５は、カメラヘッド２９から送信されたＲＡＷデータである画像信号に対して各種の画像処理を施す。画像処理としては、例えば現像処理、高画質化処理（帯域強調処理、超解像処理、ＮＲ（Noise Reduction）処理および／または手振れ補正処理等）、並びに／または拡大処理（電子ズーム処理）等、各種の公知の信号処理が含まれる。また、画像処理部８５は、ＡＥ，ＡＦ、およびＡＷＢを行うための、画像信号に対する検波処理を行う。

画像処理部８５は、ＣＰＵやＧＰＵ等のプロセッサによって構成され、プロセッサが所定のプログラムに従って動作することにより、上述した画像処理や検波処理が行われる。なお、画像処理部８５が複数のＧＰＵによって構成される場合には、画像処理部８５は、画像信号に係る情報を適宜分割し、これら複数のＧＰＵによって並列的に画像処理を行う。

制御部８７は、内視鏡２５による術部の撮像、およびその撮像画像の表示に関する各種の制御を行う。例えば、制御部８７は、カメラヘッド２９の駆動を制御するための制御信号を生成する。ここで、撮像条件がユーザによって入力されている場合には、制御部８７は、ユーザによる入力に基づいて制御信号を生成する。また、内視鏡２５にＡＥ機能、ＡＦ機能、およびＡＷＢ機能が搭載されている場合には、制御部８７は、画像処理部８５による検波処理の結果に応じて、最適な露出値、焦点距離およびホワイトバランスを適宜算出し、制御信号を生成する。

また、制御部８７は、画像処理部８５によって画像処理が施された画像信号に基づいて、術部の画像を表示装置６５に表示させる。この際、制御部８７は、各種の画像認識技術を用いて術部画像内における各種の物体を認識する。例えば、制御部８７は、術部画像に含まれる物体のエッジの形状や色等を検出することにより、鉗子４７等の術具４１、特定の生体部位、出血、エネルギー処置具４５使用時のミスト等を認識することができる。制御部８７は、表示装置６５に術部の画像を表示させる際に、その認識結果を用いて、各種の手術支援情報を術部の画像に重畳表示させる。手術支援情報が重畳表示され、術者９１に提示されることにより、より安全かつ確実に手術を進めることが可能になる。

カメラヘッド２９およびＣＣＵ６３を接続する伝送ケーブル８９は、電気信号の通信に対応した電気信号ケーブル、光通信に対応した光ファイバ、またはこれらの複合ケーブルである。

この例では、伝送ケーブル８９を用いて有線で通信が行われていたが、カメラヘッド２９とＣＣＵ６３との間の通信は無線で行われてもよい。両者の間の通信が無線で行われる場合には、伝送ケーブル８９を手術室内に敷設する必要がなくなるため、手術室内における医療スタッフの移動が伝送ケーブル８９によって妨げられる事態が解消される。

＜２．本技術を適用した内視鏡手術システム＞
次に、図５を参照して、本技術を適用した内視鏡手術システムの機能構成例について説明する。

図５の内視鏡手術システム２００は、撮像装置２０１、信号処理装置２０２、および表示装置２０３を備えている。

撮像装置２０１は、上述したカメラヘッド２９に対応し、手術用撮像装置として、生体内を撮像することにより撮像画像のデータ（画像信号）を取得する。取得された画像信号は、信号処理装置２０２に伝送される。ここでは、撮影画像としては、体腔内の術部の画像である術部画像（生体内が撮像された手術画像）が取得される。

信号処理装置２０２は、上述したＣＣＵ６３に対応し、撮像装置２０１から伝送された画像信号に所定の信号処理を施す。信号処理が施された画像信号は、表示装置２０３に伝送される。

表示装置２０３は、上述した表示装置６５に対応し、信号処理装置２０２から伝送された画像信号に基づいて撮像画像を表示する。

表示装置２０３は、ユーザの操作を受け付けるユーザインタフェース（ＵＩ）２１１を有する。ＵＩ２１１は、例えば、表示装置２０３に表示される撮像画像の天地方向の指定を受け付ける。

図６は、表示装置２０３の外観の構成例を示している。

図６に示されるように、表示装置２０３は、表示部２２１および操作ボタン２２２を備える。表示部２２１には、撮像装置２０１により撮像され、信号処理装置２０２により信号処理が施された撮像画像が表示される。操作ボタン２２２は、上述したＵＩ２１１の１つであり、ユーザに操作されることで、表示部２２１に表示される撮像画像の天地方向の指定を受け付ける。

なお、ＵＩ２１１として、物理的な操作ボタン２２２を設ける以外にも、表示部２２１をタッチパネルとして構成し、表示部２２１に天地方向の指定を受け付けるためのボタンが表示されるようにしてもよい。

図５に戻り、表示装置２０３は、スキャン情報生成部２１２をさらに有する。スキャン情報生成部２１２は、ＵＩ２１１により受け付けられた天地方向の指定に基づいて、撮像画像のスキャン順を示すスキャン情報を生成する。生成されたスキャン情報は、撮像装置２０１および信号処理装置２０２に供給される。

撮像装置２０１は、スキャン情報生成部２１２からスキャン情報が供給されると、そのスキャン情報に基づいて撮像画像を生成する。信号処理装置２０２は、スキャン情報生成部２１２からスキャン情報が供給されると、そのスキャン情報に基づいて撮像画像に信号処理を施す。また、表示装置２０３は、スキャン情報生成部２１２によりスキャン情報が生成されると、そのスキャン情報に基づいて撮像画像を表示する。

従来、例えば内視鏡下手術において、腹腔に挿入された内視鏡の天地の向きにより、表示装置に表示される画像の天地の向きが、重力方向で定まる天地の向きと逆になった場合、表示装置は、画像を反転して表示していた。なお、ここでは、「反転して表示する」とは、１８０度回転して表示することを意味するものとする。

図７は、表示装置に表示される画像の天地の向きが、重力方向で定まる天地の向きと逆になった場合の、従来の内視鏡手術システムにおける画像反転の流れを示している。

まず、撮像装置は、図７の上から１，２段目に示されるように、点順次方式で撮像画像の左上から右上、左下から右下へ向かってスキャンすることで画素データを取得し、順次、信号処理装置に伝送する。

次に、信号処理装置は、図７の３，４段目に示されるように、例えばブロック順次方式で撮像画像の上から下へ向かってスキャンすることで信号処理を施し、点順次方式で信号処理を終えたブロックのデータを表示装置に伝送する。ここでは、ブロック順次方式で信号処理が施されるものとしたが、線順次方式や点順次方式で信号処理が施されるようにしてもよい。

ここで、以下においては、左上から右上、左下から右下へのスキャン順や、上から下へのスキャン順を、順方向のスキャン順という。

そして、表示装置は、図７の５段目に示されるように、点順次方式で撮像画像の左上から右上、左下から右下へ向かってスキャンすることで表示を行う。

撮像装置から表示装置への画像の伝送は、以上のようにしてシリアルに行われる。そのため、表示装置において画像を反転して表示するためには、１枚の画像を表示装置内のメモリに格納する必要があった。具体的には、信号処理装置からは、表示装置において反転して表示される画像の上下方向下側のデータから、順次伝送され始める。表示装置は、反転して表示される画像の上下方向上側のデータからスキャンを開始したいが、信号処理装置からは、そのデータは最後に伝送されてくる。

したがって、このような反転表示機能を有する従来の表示装置は、１枚の画像のメモリへの格納の完了を待ってから、表示のためのスキャンを行う必要があった。すなわち、図８に示されるように、撮像のためのスキャンが完了してから表示のためのスキャンを開始するまで、およそ１画面分の伝送時間（１Ｖ）のレイテンシが生じていた。

また、フレームレートを高めることで、このレイテンシを低減することはできるが、消費電力やコストが高くなるというデメリットがある。このデメリットは、フレームレートや解像度が高くなるほど大きくなってしまう。

一方、本技術の内視鏡手術システムにおいては、表示装置２０３に表示される撮像画像の天地方向の指定に基づいてスキャン情報が生成され、撮影、信号処理、および表示それぞれのためのスキャンは、スキャン情報で示されるスキャン順で行われる。

図９は、表示装置２０３において、表示される撮像画像の天地方向の反転が指定された場合の、本技術の内視鏡手術システムにおける画像反転の流れを示している。

まず、撮像装置２０１は、スキャン情報に基づいて、順方向のスキャン順とは逆のスキャン順（以下、適宜、逆方向のスキャン順という）でスキャンを行う。すなわち、撮像装置２０１は、図９の上から１，２段目に示されるように、点順次方式で撮像画像の右下から左下、右上から左上へ向かってスキャンすることで画素データを取得し、順次、信号処理装置に伝送する。

次に、信号処理装置２０２は、スキャン情報に基づいて、逆方向のスキャン順でスキャンを行う。ここでは、信号処理装置２０２は、図９の３，４段目に示されるように、例えばブロック順次方式で撮像画像の下から上へ向かってスキャンすることで信号処理を施し、点順次方式で信号処理を終えたブロックのデータを表示装置に伝送する。

そして、表示装置２０３は、スキャン情報に基づいて、順方向のスキャン順でスキャンを行う。すなわち、表示装置２０３は、図９の５段目に示されるように、点順次方式で撮像画像の左上から右上、左下から右下へ向かってスキャンすることで表示を行う。

このとき、信号処理装置２０２からは、表示装置２０３において反転して表示される画像の上下方向上側のデータから順次伝送され始める。したがって、表示装置２０３は、反転して表示される画像の上下方向上側のデータからスキャンを開始することができる。

このように、図５の内視鏡手術システム２００によれば、表示装置２０３に表示される撮像画像の天地方向に応じて、撮像、信号処理、および表示それぞれのためのスキャン順が決まるので、表示装置２０３は、１枚の画像のメモリへの格納の完了を待つことなく、表示のためのスキャンを行うことができる。これにより、図１０に示されるように、撮像から表示までのレイテンシを、図８に示された従来のものと比較して低減することが可能となる。

また、フレームレートを高めることなく、レイテンシを低減することができるので、消費電力やコストが高くなるというデメリットを回避することもできる。

さらに、上述した内視鏡手術システム２００において、表示装置２０３に表示される撮像画像の天地方向に応じて、撮像、信号処理、および表示それぞれのためのスキャン順を決めることによって、撮像画像を１８０度回転して表示する機能以外にも、撮像画像を上下に鏡映反転して表示する機能を実現することができる。このような構成においても、撮像から表示までのレイテンシを低減することが可能となる。

なお、上述した１Ｖのレイテンシが許容される場合であれば、表示装置２０３が、従来の反転表示機能を有する（すなわち、１枚の画像のメモリへの格納の完了を待ってから、表示のためのスキャンを行う）ようにしてもよい。また、この場合、表示装置２０３が、反転表示機能として、１８０度回転して表示する機能以外にも、上下に鏡映反転して表示する機能を有するようにしてもよい。

＜３．第１の変形例＞
図１１は、本技術を適用した内視鏡手術システムの第１の変形例を示す図である。

図１１の内視鏡手術システム２００Ａにおいては、信号処理装置２０２が、ＵＩ２３１およびスキャン情報生成部２３２を有している。ＵＩ２３１およびスキャン情報生成部２３２は、図５のＵＩ２１１およびスキャン情報生成部２１２とそれぞれ同一の機能を備えている。

したがって、図１１の内視鏡手術システム２００Ａによれば、図５の内視鏡手術システム２００と同様の作用・効果を奏することができる。

＜４．第２の変形例＞
図１２は、本技術を適用した内視鏡手術システムの第２の変形例を示す図である。

図１２の内視鏡手術システム２００Ｂにおいては、撮像装置２０１が、ＵＩ２５１およびスキャン情報生成部２５２を有している。ＵＩ２５１およびスキャン情報生成部２５２は、図５のＵＩ２１１およびスキャン情報生成部２１２とそれぞれ同一の機能を備えている。

したがって、図１２の内視鏡手術システム２００Ｂによれば、図５の内視鏡手術システム２００と同様の作用・効果を奏することができる。

＜５．第３の変形例＞
図１３は、本技術を適用した内視鏡手術システムの第３の変形例を示す図である。

図１３の内視鏡手術システム２００Ｃにおいては、撮像装置２０１乃至表示装置２０３に加え、システムコントローラ３０１が設けられる。システムコントローラ３０１は、例えば、上述した手術室システム１０における視聴覚コントローラ１７に対応し、撮像装置２０１乃至表示装置２０３の動作を制御する。図１３の例では、信号処理装置２０２、表示装置２０３、およびシステムコントローラ３０１は、ネットワーク３０２を介して接続されている。

システムコントローラ３０１は、ＵＩ３１１およびスキャン情報生成部３１２を有している。ＵＩ３１１およびスキャン情報生成部３１２は、図５のＵＩ２１１およびスキャン情報生成部２１２とそれぞれ同一の機能を備えている。なお、図１３の例では、スキャン情報生成部３１２によって生成されたスキャン情報は、信号処理装置２０２および表示装置２０３へは、ネットワーク３０２を介して、撮像装置２０１へは、ネットワーク３０２および信号処理装置２０２を介して供給される。

したがって、図１３の内視鏡手術システム２００Ｃによれば、図５の内視鏡手術システム２００と同様の作用・効果を奏することができる。

＜６．第４の変形例＞
図１４は、本技術を適用した内視鏡手術システムの第４の変形例を示す図である。

図１４の内視鏡手術システム２００Ｄにおいては、２台の表示装置２０３−１，２０３−２が設けられる。図１４において、システムコントローラ３０１のＵＩ３１１は、表示装置２０３−１，２０３−２それぞれに表示される撮像画像の天地方向の指定を受け付ける。

図１５は、システムコントローラ３０１の外観の構成例を示している。

図１５に示されるように、システムコントローラ３０１は、操作ボタン３２１，３２２を備える。操作ボタン３２１は、上述したＵＩ３１１の１つであり、ユーザに操作されることで、表示装置２０３−１に表示される撮像画像の天地方向の指定を受け付ける。操作ボタン３２２もまた、上述したＵＩ３１１の１つであり、ユーザに操作されることで、表示装置２０３−２に表示される撮像画像の天地方向の指定を受け付ける。

なお、ＵＩ３１１として、物理的な操作ボタン３２１，３２２を設ける以外にも、システムコントローラ３０１にタッチパネルを有する表示部を設け、その表示部に天地方向の指定を受け付けるためのボタンが表示されるようにしてもよい。また、集中操作パネル２１における操作画面（図２）に、ＵＩ３１１が設けられるようにしてもよい。

ここで、図１６を参照して、表示装置２０３−１，２０３−２に表示される撮像画像の天地方向の反転指定に応じた、撮像装置２０１のスキャン順と表示装置２０３−１，２０３−２における表示のレイテンシとの関係について説明する。

（表示装置２０３−１，２０３−２のいずれも天地方向の反転指定が無い場合）
撮像装置２０１のスキャン順を順方向とした場合、表示装置２０３−１，２０３−２は、撮像装置２０１がスキャンした順で撮像画像を表示すればよく、１枚の画像のメモリへの格納の完了を待つことなく、すなわち０Ｖのレイテンシで、表示のためのスキャンを行うことができる。

（表示装置２０３−１の天地方向の反転指定が無く、表示装置２０３−２の天地方向の反転指定が有る場合）
撮像装置２０１のスキャン順を順方向とした場合、表示装置２０３−１は、撮像装置２０１がスキャンした順で撮像画像を表示すればよく、０Ｖのレイテンシで、表示のためのスキャンを行うことができる。

一方、表示装置２０３−２は、撮像装置２０１がスキャンした順とは逆に撮像画像を表示するので、従来の反転表示機能により、１枚の画像のメモリへの格納の完了を待ってから、表示のためのスキャンを行う必要がある。したがって、１Ｖのレイテンシが生じる。

なお、表示装置２０３−１と表示装置２０３−２とで、撮像画像の表示タイミングが、１Ｖだけずれてしまうので、表示装置２０３−１が、あえて１Ｖだけ遅延させて表示するようにしてもよい。

（表示装置２０３−１の天地方向の反転指定が有り、表示装置２０３−２の天地方向の反転指定が無い場合）
撮像装置２０１のスキャン順を順方向とした場合、表示装置２０３−２は、撮像装置２０１がスキャンした順で撮像画像を表示すればよく、０Ｖのレイテンシで、表示のためのスキャンを行うことができる。

一方、表示装置２０３−１は、撮像装置２０１がスキャンした順とは逆に撮像画像を表示するので、従来の反転表示機能により、１枚の画像のメモリへの格納の完了を待ってから、表示のためのスキャンを行う必要がある。したがって、１Ｖのレイテンシが生じる。

なお、表示装置２０３−１と表示装置２０３−２とで、撮像画像の表示タイミングが、１Ｖだけずれてしまうので、表示装置２０３−２が、あえて１Ｖだけ遅延させて表示するようにしてもよい。

（表示装置２０３−１，２０３−２のいずれも天地方向の反転指定が有る場合）
撮像装置２０１のスキャン順を逆方向とした場合、表示装置２０３−１，２０３−２は、撮像装置２０１がスキャンした順で撮像画像を表示すればよく、０Ｖのレイテンシで、表示のためのスキャンを行うことができる。

このように、図１４の内視鏡手術システム２００Ｄによれば、２台の表示装置における天地方向の反転指示と、撮像装置のスキャン順とに応じて、表示装置それぞれのレイテンシを調整することができる。

＜７．第５の変形例＞
図１７は、本技術を適用した内視鏡手術システムの第５の変形例を示す図である。

図１７の内視鏡手術システム２００Ｅにおいては、図１４の内視鏡手術システム２００Ｄの構成に加え、ＯＲ（Operation Room）内カメラ３３１が新たに設けられる。ＯＲ内カメラ３３１は、例えば、上述した手術室システム１０における術場カメラ９９に対応し、手術室全体の様子を撮像する。図１７の例では、信号処理装置２０２、表示装置２０３、システムコントローラ３０１、およびＯＲ内カメラ３３１は、ネットワーク３０２を介して接続されている。

図１７のスキャン情報生成部３１２は、ＯＲ内カメラ３３１により撮像された画像から、ユーザ（術者）、撮像装置２０１、および表示装置２０３−１，２０３−２の位置関係を検出し、その検出結果に基づいてスキャン情報を生成する。

このように、図１７の内視鏡手術システム２００Ｅによれば、手術室内の術者、撮像装置２０１、および表示装置２０３−１，２０３−２の位置関係に応じて、撮像、信号処理、および表示それぞれのためのスキャン順が決まるようにすることができる。

＜８．第６の変形例＞
図１８は、本技術を適用した内視鏡手術システムの第６の変形例を示す図である。

図１８の内視鏡手術システム２００Ｆにおいては、図５の内視鏡手術システム２００の撮像装置２０１に代えて、撮像装置２０１Ｆが設けられる。

撮像装置２０１Ｆは、３板式のカメラとして構成され、光学ブロック３５１、撮像部３５２、および前処理部３５３を備える。

光学ブロック３５１は、撮像レンズ、フォーカス機構、シャッター機構、絞り機構などを有している。撮像部３５２は、光学ブロックから入射された光をＲ，Ｇ，Ｂの各色の成分に分解する色分解プリズムと、各色成分の光の強度に対応した電気信号を出力する３つの撮像素子（イメージセンサ）を有する。前処理部３５３は、撮像部３５２からのアナログ信号に対して、ノイズ除去、自動利得制御、およびＡ／Ｄ変換などの所定の信号処理を施し、デジタルデータとして出力する。

撮像装置２０１Ｆは、スキャン情報生成部２１２からスキャン情報が供給されると、そのスキャン情報に基づいて撮像画像を生成する。具体的には、撮像装置２０１Ｆは、スキャン情報生成部２１２からのスキャン情報に基づいて、３つのイメージセンサ上の像に対するスキャン順が同一となるように撮像を行う。イメージセンサそれぞれのスキャン順は、各イメージセンサが固着されている向きや、被写体からイメージセンサまでの光路内での反射回数によって決定される。

なお、図１８の例では、撮像装置２０１Ｆが多板式のカメラとして構成されるものとしたが、３Ｄ表示に対応する右目用および左目用の画像を生成するステレオカメラとして構成されるようにしてもよい。この場合、撮像装置２０１Ｆは、スキャン情報生成部２１２からのスキャン情報に基づいて、１対のイメージセンサ上の像に対するスキャン順が同一となるように撮像を行う。

＜９．第７の変形例＞
次に、本技術を適用した内視鏡手術システムの第７の変形例について説明する。

本例においては、撮像装置２０１は、デジタルズーム機能を備えており、ズーム時にイメージセンサを部分的に駆動する。

図１９は、本例の撮像装置２０１が備えるイメージセンサの画素領域を示している。

デジタルズームを行う場合、イメージセンサの画素領域３７１上において、ズーム表示に必要な画素領域３７２に対応する撮像画像が生成され、そのデータが伝送されればよい。このとき、画素領域３７２においては、スキャン情報に基づいたスキャン順で画素データが取得される。

このような構成によれば、画素領域３７１全体に対応する撮像画像のデータが伝送される場合と比較して、レイテンシを低減することができる。

＜１０．第８の変形例＞
次に、本技術を適用した内視鏡手術システムの第８の変形例について説明する。

本例においては、撮像画像のフレームレートを１２０ｆｐｓ以上とする。これにより、フレームレートが６０ｆｐｓの場合と比較して、レイテンシを半分程度に低減することができる。信号処理がパイプラインで行われる場合には、レイテンシ低減の効果はより大きくなる。

＜１１．他の実施の形態の内視鏡手術システム＞
以下においては、他の実施の形態の内視鏡手術システムについて説明する。

（例１）
図２０は、内視鏡手術システムの他の機能構成例を示す図である。

図２０の内視鏡手術システム２００Ｇにおいては、図１３の内視鏡手術システム２００Ｃの撮像装置２０１に代えて、加速度センサ３９１を有する撮像装置２０１Ｇが設けられる。さらに、図２０の内視鏡手術システム２００Ｇにおいては、検出装置３９２が新たに設けられる。図２０の例では、信号処理装置２０２、表示装置２０３、システムコントローラ３０１、および検出装置３９２は、ネットワーク３０２を介して接続されている。

検出装置３９２は、加速度センサ３９１から出力される信号に基づいて、重力方向を検出する。検出装置３９２は、その検出結果に基づいて、撮像装置２０１Ｇの天地の向きを示す天地情報を生成し、ネットワーク３０２を介してスキャン情報生成部３１２に供給する。

図２０のスキャン情報生成部３１２は、検出装置３９２からの天地情報に基づいてスキャン情報を生成する。

このように、図２０の内視鏡手術システム２００Ｇによれば、撮像装置２０１Ｇの天地の向きに応じて、撮像、信号処理、および表示それぞれのためのスキャン順が決まるようにすることができる。

（例２）
イメージセンサの高画素化や、撮像画像のフレームレート向上に伴い、図２１に示されるように、１枚の画像に対して複数パターンのスキャンを行うようにしてもよい。

まず、撮像装置は、図２１の上から１段目に示されるように、撮像画像を４分割したそれぞれの領域において、撮像画像の中心から四隅に向かって点順次方式でスキャンすることで画素データを取得し、順次、信号処理装置に伝送する。

具体的には、撮像画像を４分割した左上の領域においては、その右下から左上へ向かって、右上の領域においては、その左下から右上へ向かって、スキャンが行われる。また、左下の領域においては、その右上から左下へ向かって、右下の領域においては、その左上から右下へ向かって、スキャンが行われる。

次に、信号処理装置は、図２１の２段目に示されるように、撮像装置と同様に、撮像画像を４分割したそれぞれの領域において、撮像画像の中心から四隅に向かって点順次方式でスキャンすることで信号処理を施す。

そして、表示装置は、図２１の３段目に示されるように、撮像装置と同様に、撮像画像を４分割したそれぞれの領域において、撮像画像の中心から四隅に向かって点順次方式でスキャンすることで表示を行う。

このようなスキャン方式によれば、表示装置に表示される撮像画像の天地方向の反転が指定された場合であっても、表示装置は、撮像装置がスキャンした順で撮像画像を表示すればよく、１枚の画像のメモリへの格納の完了を待つことなく、表示のためのスキャンを行うことができる。

（例３）
以上においては、スキャン情報により、撮像画像の上下方向のスキャン順が決定される構成について説明してきた。ここで、上下方向のスキャン順とは、点順次方式で撮像画像の左上から右上、左下から右下へ向かうスキャン順や、線順次方式またはブロック順次方式で撮像画像の上から下へ向かうスキャン順をいう。

これに限らず、スキャン情報により、撮像画像の左右方向のスキャン順が決定されるようにしてもよい。具体的には、点順次方式で撮像画像の左上から左下、右上から右下へ向かうスキャン順や、線順次方式またはブロック順次方式で撮像画像の左から右へ向かうスキャン順でスキャンが行われるようにしてもよい。

この場合、例えば、撮像装置は、スキャン情報に基づいて、図２２のＡに示されるように、点順次方式で撮像画像の左上から左下、右上から右下へ向かうスキャン順でスキャンを行ったり、逆に、図２２のＢに示されるように、点順次方式で撮像画像の右下から右上、左下から左上へ向かうスキャン順でスキャンを行ったりする。また、表示装置は、反転表示機能として、１８０度回転して表示する機能や、左右に鏡映反転して表示する機能を有するようになる。

＜１２．その他＞
図２３は、信号処理装置から表示装置へのデータ伝送時のスキャン方式が、表示装置におけるスキャン方式とマッチングしない例を示している。

図２３の例においては、信号処理装置のスキャン方式から、表示装置へのデータ伝送時のスキャン方式に変換するときと、そのスキャン方式から、表示装置におけるスキャン方式に変換するときとで、それぞれ０．５Ｖのレイテンシが生じる。

上述した本実施の形態のように、信号処理装置から表示装置へのデータ伝送時のスキャン方式を、表示装置におけるスキャン方式とマッチングさせることにより、レイテンシを低減させることが可能となる。

なお、上述した実施の形態や変形例の構成は、単独で適用されるようにしてもよいし、組み合わされて適用されるようにしてもよい。

以上、本開示に係る技術が適用され得る手術室システム１０の一例について説明した。なお、ここでは、一例として手術室システム１０が適用される手術システムが内視鏡手術システム２３である場合について説明したが、手術室システム１０の構成はかかる例に限定されない。例えば、手術室システム１０は、内視鏡手術システム２３に代えて、検査用軟性内視鏡手術システムや顕微鏡手術システムに適用されてもよい。

また、本技術の実施の形態は、上述した実施の形態に限定されるものではなく、本技術の要旨を逸脱しない範囲において種々の変更が可能である。

さらに、本技術は以下のような構成をとることができる。
（１）
生体内を撮像することにより手術画像を生成する手術用撮像装置と、
前記手術画像に所定の信号処理を施す信号処理装置と、
前記信号処理が施された前記手術画像を表示する表示装置と
を備え、
前記手術用撮像装置は、前記手術画像のスキャン順を示すスキャン情報に基づいて、前記手術画像を生成する
手術システム。
（２）
前記信号処理装置は、前記スキャン情報に基づいて前記手術画像に前記信号処理を施し、
前記表示装置は、前記スキャン情報に基づいて前記手術画像を表示する
（１）に記載の手術システム。
（３）
前記表示装置に表示される前記手術画像の天地方向に応じて、前記スキャン情報を生成するスキャン情報生成部をさらに備える
（１）または（２）に記載の手術システム。
（４）
前記表示装置は、前記表示装置に表示される前記手術画像の天地方向の指定を受け付けるユーザインタフェースと、前記スキャン情報生成部とを有し、
前記スキャン情報生成部は、前記ユーザインタフェースにより受け付けられた前記手術画像の天地方向の指定に基づいて、前記スキャン情報を生成する
（３）に記載の手術システム。
（５）
前記信号処理装置は、前記表示装置に表示される前記手術画像の天地方向の指定を受け付けるユーザインタフェースと、前記スキャン情報生成部とを有し、
前記スキャン情報生成部は、前記ユーザインタフェースにより受け付けられた前記手術画像の天地方向の指定に基づいて、前記スキャン情報を生成する
（３）に記載の手術システム。
（６）
前記手術用撮像装置は、前記表示装置に表示される前記手術画像の天地方向の指定を受け付けるユーザインタフェースと、前記スキャン情報生成部とを有し、
前記スキャン情報生成部は、前記ユーザインタフェースにより受け付けられた前記手術画像の天地方向の指定に基づいて、前記スキャン情報を生成する
（３）に記載の手術システム。
（７）
前記手術システムを構成する各装置を制御するコントローラをさらに備え、
前記コントローラは、前記表示装置に表示される前記手術画像の天地方向の指定を受け付けるユーザインタフェースと、前記スキャン情報生成部とを有し、
前記スキャン情報生成部は、前記ユーザインタフェースにより受け付けられた前記手術画像の天地方向の指定に基づいて、前記スキャン情報を生成する
（３）に記載の手術システム。
（８）
複数の前記表示装置を備え、
前記ユーザインタフェースは、複数の前記表示装置それぞれに表示される前記手術画像の天地方向の指定を受け付ける
（３）乃至（７）のいずれかに記載の手術システム。
（９）
ユーザ、前記手術用撮像装置、および前記表示装置の位置関係に基づいて、前記スキャン情報を生成するスキャン情報生成部をさらに備える
（１）に記載の手術システム。
（１０）
前記手術用撮像装置は、
複数のイメージセンサを有するカメラとして構成され、
前記スキャン情報に基づいて、それぞれの前記イメージセンサ上の像に対するスキャン順が同一となるように撮像する
（１）に記載の手術システム。
（１１）
前記手術用撮像装置は、
デジタルズーム機能を備え、
前記スキャン情報に基づいて、イメージセンサ上においてズーム表示に必要な画素領域に対応する前記手術画像を生成する
（１）に記載の手術システム。
（１２）
前記手術用撮像装置において検出された重力方向に基づいて、前記手術用撮像装置の天地の向きを示す天地情報を生成する検出装置と、
前記天地情報に基づいて前記スキャン情報を生成する前記スキャン情報生成部とをさらに備える
（１）に記載の手術システム。
（１３）
前記スキャン情報は、前記手術画像の上下方向のスキャン順を決定する
（１）乃至（１２）のいずれかに記載の手術システム。
（１４）
前記スキャン情報は、前記手術画像の左右方向のスキャン順を決定する
（１）乃至（１２）のいずれかに記載の手術システム。
（１５）
生体内を撮像することにより手術画像を生成する撮像部
を備え、
前記撮像部は、表示装置に表示される前記手術画像の天地方向に対応した前記手術画像のスキャン順を示すスキャン情報に基づいて、前記手術画像を生成する
手術用撮像装置。

１０ 手術室システム， ２３ 内視鏡手術システム， ２９ カメラヘッド， ３３ 撮像部， ６３ ＣＣＵ， ６５ 表示装置， ８５ 画像処理部， ２００，２００Ａ乃至２００Ｇ 内視鏡手術システム， ２０１ 撮像装置， ２０２ 信号処理装置， ２０３ 表示装置， ２１１ ＵＩ， ２１２ スキャン情報生成部， ２３１ ＵＩ， ２３２ スキャン情報生成部， ２５１ ＵＩ， ２５２ スキャン情報生成部， ３０１ システムコントローラ， ３１１ ＵＩ， ３１２ スキャン情報生成部， ３３１ ＯＲ内カメラ， ３５２ 撮像部， ３９２ 検出装置

Claims (15)

1. 生体内を撮像することにより手術画像を生成する手術用撮像装置と、
   前記手術画像に所定の信号処理を施す信号処理装置と、
   前記信号処理が施された前記手術画像を表示する表示装置と
   を備え、
   前記手術用撮像装置は、前記手術画像のスキャン順を示すスキャン情報に基づいて、前記手術画像を生成する
   手術システム。
2. 前記信号処理装置は、前記スキャン情報に基づいて前記手術画像に前記信号処理を施し、
   前記表示装置は、前記スキャン情報に基づいて前記手術画像を表示する
   請求項１に記載の手術システム。
3. 前記表示装置に表示される前記手術画像の天地方向に応じて、前記スキャン情報を生成するスキャン情報生成部をさらに備える
   請求項１に記載の手術システム。
4. 前記表示装置は、前記表示装置に表示される前記手術画像の天地方向の指定を受け付けるユーザインタフェースと、前記スキャン情報生成部とを有し、
   前記スキャン情報生成部は、前記ユーザインタフェースにより受け付けられた前記手術画像の天地方向の指定に基づいて、前記スキャン情報を生成する
   請求項３に記載の手術システム。
5. 前記信号処理装置は、前記表示装置に表示される前記手術画像の天地方向の指定を受け付けるユーザインタフェースと、前記スキャン情報生成部とを有し、
   前記スキャン情報生成部は、前記ユーザインタフェースにより受け付けられた前記手術画像の天地方向の指定に基づいて、前記スキャン情報を生成する
   請求項３に記載の手術システム。
6. 前記手術用撮像装置は、前記表示装置に表示される前記手術画像の天地方向の指定を受け付けるユーザインタフェースと、前記スキャン情報生成部とを有し、
   前記スキャン情報生成部は、前記ユーザインタフェースにより受け付けられた前記手術画像の天地方向の指定に基づいて、前記スキャン情報を生成する
   請求項３に記載の手術システム。
7. 前記手術システムを構成する各装置を制御するコントローラをさらに備え、
   前記コントローラは、前記表示装置に表示される前記手術画像の天地方向の指定を受け付けるユーザインタフェースと、前記スキャン情報生成部とを有し、
   前記スキャン情報生成部は、前記ユーザインタフェースにより受け付けられた前記手術画像の天地方向の指定に基づいて、前記スキャン情報を生成する
   請求項３に記載の手術システム。
8. 複数の前記表示装置を備え、
   前記ユーザインタフェースは、複数の前記表示装置それぞれに表示される前記手術画像の天地方向の指定を受け付ける
   請求項７に記載の手術システム。
9. ユーザ、前記手術用撮像装置、および前記表示装置の位置関係に基づいて、前記スキャン情報を生成するスキャン情報生成部をさらに備える
   請求項１に記載の手術システム。
10. 前記手術用撮像装置は、
    複数のイメージセンサを有するカメラとして構成され、
    前記スキャン情報に基づいて、それぞれの前記イメージセンサ上の像に対するスキャン順が同一となるように撮像する
    請求項１に記載の手術システム。
11. 前記手術用撮像装置は、
    デジタルズーム機能を備え、
    前記スキャン情報に基づいて、イメージセンサ上においてズーム表示に必要な画素領域に対応する前記手術画像を生成する
    請求項１に記載の手術システム。
12. 前記手術用撮像装置において検出された重力方向に基づいて、前記手術用撮像装置の天地の向きを示す天地情報を生成する検出装置と、
    前記天地情報に基づいて前記スキャン情報を生成する前記スキャン情報生成部とをさらに備える
    請求項１に記載の手術システム。
13. 前記スキャン情報は、前記手術画像の上下方向のスキャン順を決定する
    請求項１に記載の手術システム。
14. 前記スキャン情報は、前記手術画像の左右方向のスキャン順を決定する
    請求項１に記載の手術システム。
15. 生体内を撮像することにより手術画像を生成する撮像部
    を備え、
    前記撮像部は、表示装置に表示される前記手術画像の天地方向に対応した前記手術画像のスキャン順を示すスキャン情報に基づいて、前記手術画像を生成する
    手術用撮像装置。

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