JP3660887B2 - Surgery support device - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、手術支援装置に係り、特に記録手段を備えた手術支援装置に好適なものである。
【0002】
【従来の技術】
従来、どのような手術が行なわれたかを術後に把握するには内視鏡や手術用顕微鏡の記録映像や執刀医をはじめとする医療スタッフの記憶などが頼りとなる。
【0003】
さらに、内視鏡画像だけでなく、患者の年齢や性別や、内視鏡検査を行なった開始時刻、終了時刻などを記録する画像ファイリング装置も使用されるようになってきている。
【0004】
特開2000−33072号公報では、画像ファイリング装置が有する情報を内視鏡装置で得られるようにし、また、内視鏡装置で発生する情報を画像ファイリング装置で得られるようにした内視鏡画像ファイリングシステムについて開示されている。
【0005】
一方、術具や内視鏡などの観察器具とそれを操作する外科医との間にコンピュータ制御を介在させ、遠隔操作を可能にする装置についてさまざまな開発がなされ、多くの特許が公開されている。例えば、特開昭61−76126号公報では、操作部に設けた操作版によって与えられる目標値と湾曲部を湾曲させるワイヤを巻き取るモータの回転位置を検出するポテンショメータの検出値とを一致させるように演算処理ユニットで上記モータを制御する内視鏡のアングル操作装置が開示されている。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
従来の技術では、内視鏡などのカメラ映像による手術記録の場合、映像に映し出されているのは一部のみであり、映像の視野の範囲外など、画面で確認できない部位について把握することは考慮されていない。そのため、視野の外で術具が組織と接触していたり、臓器を圧迫していたりするような動きなどについては把握することは困難であり、術者の手元がどのように術具を扱っているかを確認することも同様に困難である。画面で確認できない範囲については、状況の把握や術具挙動の分析あるいは、第三者への説明などは、想像に頼らざるを得ない。
【0007】
また、従来の技術は、治療行為で人体に生じる症状に関して、因果関係を明確にすることについて考慮されていない。つまり、誰がどのように操作した結果、記録されている映像のような術具操作がなされたのか、あるいは、術具がどのような動作をした結果、臓器に対してどのような治療行為がなされたのかなどを、術後に把握することは困難である。
【0008】
執刀医以外にも、複数の助手が治療のサポートをしている場合、画像のみからでは、どの術具を誰が操作しているのかを把握するのが困難である。途中で、執刀医や助手が交代した場合など、どの時点から交代したかを内視鏡や顕微鏡の記録映像から読み取ることは難しい。
【0009】
制御手段を利用して医用器具を遠隔操作する装置を用いる場合、従来の技術は、外科医や患者などが遠隔操作による治療状況を術後に把握するための記録を残すことについて考慮されていない。このため、装置の運用の様子、装置の操作状況、動作の状況など、を術後に把握することが難しい。
【0010】
操作者による操作と、実際に生じた動作との因果関係を明確にすることについて考慮されていない。したがって、実際に生じた動作が、操作者の指示に正確に従った結果なのか、操作指示と異なる動作が発生した結果なのかを明確に識別することが難しい。あるいは、操作者の指示と、実際に動作する術具の動きとの間のずれがどのくらいあるのかなども明確に把握することが難しい。
【0011】
制御手段を利用して医用器具を遠隔操作する装置を用いる場合、症例に対する装置の運用方法など、どのように操作すべきかを十分検討することが求められるが、従来技術では、運用経験の浅い術者は治療中に試行錯誤し、治療時間が延びたり、うまい運用ができていなかったりすることに対して十分考慮されているとは言い難い。運用記録を装置毎に記録しても十分な利用ができない。
【0012】
同じ手術に関する複数の映像や患者の生体情報などをそれぞれの記録媒体に記録した場合、それぞれの記録媒体に記録された情報間の時間的相互関係を把握することまで考慮されていない。つまり、複数の記録の一つにある現象が確認された場合、その現象が発生した瞬間の他の記録情報を他の記録媒体から見つけ出し、その現象が発生した瞬間の状況を正確に把握することは、容易ではない。このため、記録間の因果関係や、ある現象に関する原因と結果の把握や、ある現象の発生とそれに伴う症状および発生を知らせる兆候の確認など、複数の記録間の相互関係、記録された現象の発生瞬間の多角的な観察や判断を行なうことが難しい。
【0013】
同じ手術に関する複数の映像記録を閲覧する時、それぞれの記録を同期して再生すること自体が難しいばかりでなく、観察者は注意を向ける映像を視覚的に往復させながら閲覧することになり、映像の同期性をとりながら観察することが難しく、観察者は疲労する。よって、視力や注意力の低下が起こり、刺激に対する反応時間の遅れなども生じ、長時間の映像を正確に分析することが困難である。
【0014】
手術の記録を保存した媒体を紛失したり、記録自体や記録媒体の破損あるいは、記録を複製、編集などが発生すると、個人情報の漏洩やプライバシーが侵害されたり、あるいは、記録自体の信頼性、信憑性、正確さ、などが低下してしまう。プライバシー保護や情報技術の確立が社会的に求められており、手術を支援する機器においてもこれらに対する十分な対策が求められているが、従来技術はこれらについて、十分考慮されているとは言い難い。さらには、これらの病気の症状や治療の状況などを含む個人情報をネットワークを介して送受信する場合、送受信途中で情報が漏洩する危険性が増大する。
【0015】
記録されている情報の信頼性、正確さ、信憑性が損なわれていると、それを基に運用状況や治療動作などを分析しても、その分結果に対して十分な信頼性、正確さ、信憑性は得られない。
以上のように、従来の技術にはさまざまな課題があり、本発明は、これらの課題のうち少なくとも一つを解決するためになされたものである。
【0016】
【課題を解決するための手段】
本発明は、患部を処置する術具あるいは患部を観察する観察手段の少なくとも一方を装備して操作者からの指示に応じて動作する遠隔動作手段と、前記遠隔動作手段に操作者が動作を指示する操作入力手段と、前記操作入力手段を操作する状況を観察する治療状況観察手段と、前記操作入力手段に入力された動作指示を処理して前記遠隔動作手段を制御する制御手段と、前記制御手段が動作を制御するときに用いる制御情報を記録する記録媒体を有する記録手段と、前記記録媒体に記録された制御情報を再生する再生手段とを備え、前記記録手段は、前記操作入力手段により入力された操作入力情報、前記治療状況観察手段により観察された治療状況情報、及び患者の生体情報を計測する生体情報計測手段により計測された生体情報を、時系列的に同期して前記記録媒体に記録する機能を有し、前記制御手段は、前記記録手段に記録された前記操作入力情報に基づいて前記遠隔動作手段あるいは前記操作入力手段の少なくとも一方の動作を再現するように制御する機能を有し、前記再生手段は、前記制御手段による動作の再現に同期して、前記記録手段に記録された前記治療状況情報及び前記生体情報を表示手段に表示して再現するように再生する機能を有する手術支援装置としたものである。
【0017】
また、本発明は、患部を処置する術具及び患部を観察する観察手段を装備して操作者からの指示に応じて動作する遠隔動作手段と、前記遠隔動作手段に操作者が動作を指示する操作入力手段と、前記操作入力手段を操作する状況あるいは患者の周囲の状況の少なくとも一方を観察する治療状況観察手段と、前記操作入力手段に入力された動作指示を処理して前記遠隔動作手段を制御する制御手段と、前記制御手段が動作を制御するときに用いる制御情報を記録する記録媒体を有する記録手段と、前記記録媒体に記録された制御情報を再生する再生手段とを備え、前記記録手段は、前記操作入力手段により入力された操作入力情報、前記治療状況観察手段により観察された治療状況情報、前記観察手段により観察された患部情報、及び患者の生体情報を計測する生体情報計測手段により計測された生体情報を、時系列的に同期して前記記録媒体に記録する機能を有し、前記制御手段は、前記記録手段に記録された前記操作入力情報に基づいて前記遠隔動作手段あるいは前記操作入力手段の少なくとも一方の動作を再現するように制御する機能を有し、前記再生手段は、前記制御手段による動作の再現に同期して、前記記録手段に記録された前記治療状況情報、前記患部情報及び前記生体情報を表示手段に表示して再現するように再生する機能を有する手術支援装置としたものである。
【0018】
また、本発明は、患部を治療可能な術具あるいは患部を観察可能な観察手段と、前記術具あるいは前記観察手段に有する識別子と、所定の一点を原点とした空間における前記識別子の座標を計測可能な位置計測装置と、前記術具あるいは前記観察手段を扱う操作者の位置姿勢を計測するデータ収集手段と、前記位置計測装置から出力される位置計測情報、患者の生体情報を計測する生体情報計測手段から出力される生体情報、及び前記データ収集手段から出力される位置姿勢情報を記録する記録手段と、前記記録手段で記録された情報を読み出して表示手段へ出力する再生手段とからなり、前記記録手段は、記録する前記位置計測情報、前記生体情報、及び前記位置姿勢情報の時系列的な相対関係を把握するための時系列情報を前記記録する情報に添付して記録媒体へ記録する機能を有し、前記再生手段は、前記記録手段で前記記録情報に添付して記録したそれぞれの情報の時系列情報を基に、前記位置計測情報、前記生体情報、及び前記位置姿勢情報を再生する時刻を調整して画面表示を更新する機能を有する手術支援装置としたものである。
【0019】
【発明の実施の形態】
図1は本発明の一実施形態に係る手術支援装置の構成図である。図2は図1に示した遠隔動作手段3の先端部24の構成を示している。図3は記録手段の構成を示している。図4は複数の記録手段の構成について示している。図5は記録した情報を表示する画面構成を示している。
【0020】
図1に示した実施形態の構成について説明する。
【0021】
操作者1による操作入力可能な操作入力手段2と、操作入力された指示により動作可能な遠隔動作手段3が制御手段19を介して、制御可能に接続する。制御手段19と、操作者1の操作状況を観察する治療状況観察手段7と、患部の様子を観察する観察手段5と、患者4の生体情報を計測する生体情報計測手段6はそれぞれ記録手段8aに、情報伝達可能に接続する。
【0022】
記録手段8aでは、入力された情報を所定の形式および状態へ処理する記録処理部9を通して記録媒体10aへ記録するよう構成する。
【0023】
記録手段8aは記録媒体10aを通して、再生手段11aへ情報送信可能に接続する。再生手段11aは表示手段12aおよび制御手段19との間に情報伝達可能に接続する。
【0024】
情報伝達はそれぞれの手段が装備する入出力部を、電気あるいは光(電磁波)を用いた信号経路で接続して行なわれる。
【0025】
上記構成の各要素および動作について説明する。
【0026】
遠隔動作手段3は、患者4の治療や観察を行なう部位の位置姿勢や、術具の機能を制御する部位であり、図1では、先端部24が保持具14を介して、先端部24の位置姿勢を動作制御可能であるように保持装置16に装備されている。保持装置16は、図示していないが、操作者1あるいは以下で述べる制御手段19の指示に従って動作制御可能なように必要なアクチュエータおよびセンサを装備している。
【0027】
先端部24は、患部を処置可能な術具23a、23b(図2)の位置姿勢と開閉を制御可能な医用マニピュレータ22a、22b(図2)と、患部を観察可能な観察手段5のレンズ系21とが保持具14で動作自由に束ねられている。術具の位置姿勢および開閉の動作は、制御手段19あるいは操作者1からの動作指示に従い駆動部15(図1)を制御して実現される。図2では医用マニピュレータ22a、22bを2本装備している様子を図示しているが、操作者の判断により変更可能で、1本の場合もあれば、3本以上の場合もありうる。あるいは術具ではなく観察手段5のレンズ系21の位置姿勢のみを遠隔操作する場合もありうる。術具23a、23bは二つの可動把持部により構成される鉗子形状を図示しているが、術具の形状や種類はこの図に制限されるものではない。鑷子、レーザメス、電気メス、吸引管、洗浄管、針、剥離子、剪刀、カテーテル、バルーンカテーテルなどさまざまな術具が術者である操作者1の判断により使用され得る。
【0028】
操作入力手段2は、操作者1が遠隔動作手段3への動作司令を指示するための入力装置の一つである操作レバー18と、操作入力手段2や遠隔動作手段3の動きをコントロールするためのパラメータの設定変更を行なったり、あるいは制御手段19での処理結果を操作者1へ伝えるなどの用途で用いられるユーザインタフェース17から成り立つ。ユーザインタフェース17は、詳細は図示していないが、操作者1が設定を入力するための電気的、光学的あるいは機械的入力手段であるボタン、スイッチ、センサ、あるいは音声入力手段であるマイクなどを用いた入力部と、文字や絵柄、映像などを表示する手段としてのモニタ、音声出力手段としてのスピーカ、などを備えることが好ましい。図1の操作レバー18は操作入力を検出する手段として力覚センサ(図示していない)を有しており、力覚センサで検出した操作者1の操作入力を基にアクチュエータを駆動して操作レバー18の姿勢を制御する。操作レバー18は通常の治療では操作者の入力に従い姿勢制御されるが、制御手段19からの動作司令により姿勢を変えることも可能である。操作レバー18以外の操作入力手段2としては、ボタンやスイッチによる電気的あるいは光学的な信号を提供する装置や、あるいは、位置や速度や加速度などを計測するジャイロなどのセンサや、あるいは視線の位置や身体動作などを計測する視線検出器やデータグローブなどのセンサの出力信号を提供する装置や、音声による動作指示を信号として提供する装置などでも良い。この場合、操作入力手段2にはアクチュエータを持たない装置もありうる。
制御手段19は、操作者1から入力された動作指示と、ユーザインタフェース17から指示された設定に従い、操作入力手段2と遠隔動作手段3の少なくとも一方の動作を制御する。あるいは、操作者1から入力された動作指示の代わりに、再生手段11aから出力されたあるいは、再生手段11aから読み込んだ情報に従って操作入力手段2と遠隔動作手段3の少なくとも一方を動作制御する。操作入力手段2と遠隔動作手段3の両方を一つの制御手段19で制御する構成と同様に、操作入力手段2と遠隔動作手段3のそれぞれが制御手段19を持ち、制御手段19同士を送受信手段で接続する構成も当然可能である。
記録手段8aは入力される情報を記録するための状態へ変換処理する記録処理部9と、記録処理部9からの出力を記録する記録媒体10aからなる。記録媒体10aは、磁気や光あるいは電気などを用いて記録する既存技術による方式が容易に利用可能である。記録媒体10aは記録手段8aに対して固定されていても、脱着可能でもかまわない。記録手段8aと再生手段11aは固定装備された記録媒体10aへアクセス可能であるようにあらかじめ構成しても良いし、脱着可能な記録媒体10aを複数の手段で読み書き可能なように、記録手段8aと再生手段11aとに、同一仕様の記録媒体脱着手段および記録媒体読み書き手段を設けても良い。
【0029】
記録手段8aは、治療中に動作した機器からの出力であり、医療機器の動作および治療の状況を示す情報(以後これを治療情報41と呼ぶ)を治療動作中に記録する。治療情報41とは例えば、治療状況観察手段7から送信される操作の状況や治療の状況を示す映像や、制御手段19から送信される操作入力手段2や遠隔動作手段3のセンサ出力あるいはセンサ出力から算出される制御量、および操作者1がユーザインタフェース17に入力した情報あるいは制御パラメータの情報、制御手段19から各アクチュエータやセンサへ出力する電圧あるいはパルスからなる制御出力信号75、そして、観察手段5から入力される患部付近の映像、生体情報計測手段6から送信される患者の生体情報などである。治療情報41の一つとして制御手段19から記録手段へ入力される情報を制御情報40と呼ぶ。この制御情報40は操作入力手段2と遠隔動作手段3の少なくとも一方の動作を再現するために必要十分な制御変数やセンサ情報を意味する。
【0030】
記録処理部9は図3の(A)に示すように、起点となる時刻からの時系列データを発信するタイムコード発信部42とタイムコード発信部42から得たタイムコード38を治療情報41に追加する治療情報整形部43からなる。記録情報整形部43では、必要に応じ、治療情報41を再生手段11aで利用しやすいように、データの整列、結合、分割、圧縮、必要データの選択、データの種類識別情報の添付などの処理のうち幾つかを実行する。
【0031】
情報間で統一された時系列情報であるタイムコード38とは、制御開始などの起点となる時刻からの経過時間を示すもので、例えば、絶対時刻、あるいは絶対時刻による起点時刻からの差分データからなる文字列や、起点時刻から所定の間隔で周期的に発生する制御手段内部のカウンタや制御ループの発生回数などを意味し、各装置の情報を記録する際に同時に記録される統一された情報である。
【0032】
記録媒体10aに保存する記録情報39、39a、39bの例を図9、図10に示す。図9は各種情報をタイムコード順に整理して記録する時の記録情報の例を示す。記録情報39には、日時、患者、執刀医、麻酔医、助手、などの氏名、症状、治療計画、などをまとめた患者データ64と、治療に使用した機器、例えば遠隔動作手段3や操作入力手段2などのシリアル番号などの使用した装置を特定する装置データ65とを記したファイルヘッダ37を所定の記録領域の先頭に記録し、次に、制御情報40、生体情報、画像情報などからなる治療情報41がタイムコード38と共に記録される。ファイルヘッダ37は運用開始時に記録され、それ以外は治療中に情報が入力されるごとに連続的に記録されつづける。
【0033】
治療情報41ごとにタイムコード38を付ける方法で記録しても良いが、複数の治療情報41を一つのタイムコード38に続けて記録する方法でも、所定の順番や所定の相対アドレスなど記録位置を指定するルールを定めて連続的に記録することで、記録するためのルールに従い知りたい情報の位置を容易に特定できる。また、各情報を得るサンプリングのタイミングが、それぞれの装置で異なり、かつ更新されたデータのみを記録する場合、一つのタイムコード38に対して記録される情報の数が、タイムコード38毎に異なることになる。この場合は複数の治療情報41一つ一つの情報にそれぞれの情報の種類や内容を特定するデータヘッダ67を付けて記録する。これにより、所定の数の情報が所定の位置に記録されていなくても、データヘッダ67を参照することで、必要なデータを特定することができる。データを特定するとは、例えば、操作入力手段2に装備されたある一つのセンサの出力や、患者の脈拍など、情報一つ一つを区別して内容を認識することを意味する。
【0034】
治療情報41を図9のようにタイムコード38順に記録する例のほかに、図10のように、データ形式(音声情報、文字列情報、数列情報、画像情報、などでの分類)やデータを出力した機器あるいはデータの内容(制御情報40、生体情報、画像情報などの分類)などのデータの種類別に、あるいは、情報を得るサンプリングのタイミング別に複数の記録情報39a、39bに分類して、それぞれタイムコード38順に記録したファイル群を作成し、このファイル群の構成をファイルヘッダ37に記載して管理する手法も有効である。図10ではAとBの二つのみ例示しているが、二つ以上に分割して記録することも当然可能である。このとき、分類して保存された記録情報の一つにおいて一つのタイムコード38と合わせて記録されるデータの数は、一つの場合もあれば、複数の場合もある。また、ファイルヘッダ37には、患者データ64や使用した医用機器を識別する装置データ65などのほかに、記録手段8で記録するすべての情報がどのようなファイル構成で記録されているかを示すファイル群の構成データ66、記録情報ごとに設けられるファイルヘッダ37が管理するデータ内容を特定するための一つあるいは複数のデータヘッダ67および、動作を再現するあるいは治療状況を再現する際に同時に利用する情報のデータヘッダ67をまとめたリンクデータ68、などを記録する。
【0035】
記録手段8aは一つだけでなく、入力する情報に合わせて複数の記録手段を用いる構成でも良い。この場合、図4に示すように、統一されたタイムコード38をタイムコード発信部42から各記録手段(8c、8d、8e)へ配信し、各記録手段(8c、8d、8e)ではこのタイムコード38と治療情報41とを添えて記録する。また、それぞれの記録手段(8c、8d、8e)にそれぞれタイムコード発信部42を設けても良い。タイムコード38が治療開始からの経過時間を基にしている場合は、ここのタイムコード発信部42の絶対時刻にずれがあっても問題ないが、使用開始時にネットワークなどを介してこれら複数のタイムコード発信部42を同期させる構成とすることで、絶対時刻を基にしたタイムコード38でもそれぞれの治療情報41の再生を同期させることが可能となる。
【0036】
再生手段11aは記録媒体10aに記録された情報を読み込み、記録処理部9で圧縮等の処理が施された情報を、制御手段19や表示手段12aで利用可能な状態へ復元させ、表示手段12aあるいは制御手段19へ出力する。
操作入力手段2と遠隔動作手段3の動作の流れについて図6から図8を用いて説明する。
【0037】
図6は通常の治療操作で行なわれる動作とデータの流れを示し、図7は治療中に記録した制御情報40に基づいて操作入力手段2や遠隔動作手段3を制御する動作とデータの流れを示している。図8は図7において示されるデータ更新管理ルーチン36の制御の流れを示している。
【0038】
通常、操作者1の操作入力による指示で遠隔動作手段3を操作する時は、図6に示すような流れを周期的に実施することで動作制御する。
【0039】
まず操作者1が操作入力(25)を行なうと、操作入力の検出(26)と、操作入力手段2である操作レバー18および遠隔動作手段3の位置姿勢の検出(29)を行ない、検出した操作入力情報と位置姿勢情報と、動作モードなどの制御の方法や動作内容を指示する制御パラメータに基づいて操作入力手段2の制御量34つまり、操作レバー18の動作方向と動作量を計算する(27)。算出された制御量34に基づいて操作レバー18が制御され(28)、制御対象へ電圧やパルスなどの制御信号が送られる。この結果、操作レバー18の位置姿勢が制御される。位置姿勢の検出ルーチン29により検出された情報と制御パラメータ管理ルーチン32で管理している制御パラメータの情報に基づいて遠隔動作手段3の制御量34を算出し(30)、この算出結果に基づいて遠隔動作手段3を制御(31)して治療行為を実現する。
【0040】
このような制御と同時に、周期的に操作入力検出ルーチン26で検出される操作入力データ33(図7参照)や位置姿勢検出ルーチン29で検出される位置姿勢データ45、や制御量計算ルーチン27、30で検出される制御量データ34、操作者1がインタフェース17を通して設定したり、制御状況によって変更される制御パラメータデータ35、制御手段19から各アクチュエータやセンサなどに出力したパルスや電圧などの制御出力信号75などを記録手段8aに送信し、記録媒体10aに記録する。記録手段8aは制御手段19や再生手段11aと同一装置内に構成されていても、遠隔に設置されていてもかまわない。遠隔に設けられた記録媒体へ情報を送信し、記録する構成なども当然可能である。記録媒体10aは記録手段8aに固定装備されているものでも、脱着可能なものでも良い。記録媒体10aへの記録は、磁気や電気あるいは光を用いて行なう方式で実現することができる。
【0041】
次に、図7を用いて、記録された制御情報40に基づいて制御する動作とデータの流れを説明する。
【0042】
図6の制御では検出データや計算結果に基づいて制御に利用する情報の算出や信号の出力を行なっていたところを、図7の制御では記録した情報に基づいて制御に利用する情報の算出や信号の出力を行なう。このような記録に基づいて行なう動作制御を動作の再現と呼ぶ。動作の再現は例えば次のように行われる。
【0043】
記録手段8aでは、治療情報41の一つとして、制御情報40である操作入力データ33、操作レバー18と遠隔動作手段3の位置姿勢データ45や制御量データ34、制御パラメータデータ35、制御出力信号75などを記録している。
【0044】
操作者1の操作入力によって生じる操作力の代わりに、記録情報の一つである操作入力データ33と制御パラメータデータ35を再生手段11aで読み出し、データ更新管理ルーチン36が所定のタイミングで操作入力データ33を書き換え、更新された操作力データ33があたかも操作者1によって操作入力された情報であるように、操作入力手段制御量計算ルーチン27で操作レバー18の制御量を計算し、位置姿勢を制御する(28)と、操作者1の操作を擬似的に作り出し、治療の操作を再現することができる。
【0045】
あるいは、操作入力手段2の位置姿勢データ45と制御パラメータデータ35を再生手段11aで読み出し、データ更新管理ルーチン36が所定のタイミングで位置姿勢データ45と制御パラメータデータ35を書き換え、更新された位置姿勢データ45を制御目標として、制御パラメータデータを参考にしながら操作入力手段制御量計算ルーチン27で操作レバー18の制御量を計算して位置姿勢を制御する(28)。これで、治療中の動作を再現することができる。
【0046】
あるいは、操作レバー18の制御量データ34と制御パラメータデータ35を再生手段11aで読み出し、データ更新管理ルーチン36で参照するデータを再生手段11aで読み出したデータに所定のタイミングで書き換え、このデータに従い操作レバー18の位置姿勢を制御し(28)、制御出力信号75を制御対象へ送信することも可能である。この場合、入力された力と制御量との関係を再現することは省略している。
【0047】
あるいは、制御出力信号75を読み出し、データ更新管理ルーチン36で所定のタイミングを計りデータの上書きを行ない、更新されているデータに従い、制御手段19からアクチュエータやセンサに電圧やパルスを出力する。これにより、操作レバー18や遠隔動作手段3を直接、記録した信号に基づいて制御し動作の再現を行なうことが可能となる。この場合、入力された力などの情報は省略される。
【0048】
操作入力手段2の動作の再現と同時に遠隔動作手段3も記録情報を基に動作の再現を行なことも可能である。
【0049】
さらに、例えば、操作入力手段2の動きは省略して、遠隔動作手段3の制御量データ34と制御パラメータデータ35を再生手段11aで読み出し、これを基にデータ更新管理ルーチン36で参照するデータを所定のタイミングで書き換えて、遠隔動作手段3の制御量を決定し(30)、遠隔動作手段3の位置姿勢を制御する(31)ことが可能である。操作入力手段2がアクチュエータを備えていない場合はこれと同様になる。
【0050】
操作入力手段2や遠隔動作手段3のどちらかのみ動作再現するか、両方を同期させて動作再現するかは使用者の要望や目的に応じて選択すれば良い。操作入力手段2の動作を再現し、この再現した動作にしたがって遠隔動作手段3の動作も治療中と同様の制御で再現しても良い。また、操作入力データ33、位置姿勢データ45、制御量データ34、制御パラメータデータ35および制御出力信号75など、それぞれの制御情報40の間には、装置の制御に用いる制御則に従って算出可能な関係が存在する。これらの制御情報40を基に制御中の計算などを検算し、所定の制御信号が出力されていたかどうかを確認することも可能となる。これは、装置の制御が正常に機能していたことを確認する有効な手段となる。
【0051】
データ更新管理ルーチン36で行なわれる制御フローについて図8を用いて説明する。この制御フローは制御ループ毎および動作の再現に必要な情報すべてを対象に実施される。まず、再生手段11aから必要とする制御情報40を読み込む(56)。次に、読み込んだ制御情報40と同時に記録されているデータのタイムコード38を読み込み、これを動作開始からの経過時間などのタイムコードと制御手段19で計測するタイムとをキャリブレーションするために、動作開始からの経過時間を意味する変数に変換する。これをtime1(57)とする。次に制御装置で計測しているタイムを読み込み、time1と同様に動作開始からの経過時刻を意味する変数に変換し、これを変数time2(58)とする。time1とtime2を比較して、time1がtime2以上となっている時に、制御手段が制御に用いるデータを更新する(60)。time1がtime2より小さい時は、データの更新をせずに、終了し、次の制御ループで再び図8を繰り返す。
【0052】
動作の再現に制御出力信号75を用いる場合は、データの更新(60)において、更新されたデータに従い電圧やパルスを所定の出力先に出力することになる。
【0053】
制御情報40の読み込み先は、再生手段11a内部で処理し利用可能な状態で一時記憶しているメモリなどの記憶領域である場合の他に、再生手段11aからまとめて取り込んだ情報を一時記憶している制御手段19内のメモリの場合もある。これらの読み込み先のメモリが同一の物となるように装置を構成することもできる。
【0054】
記録情報39が幾つかのファイル群に分類されて保存されている場合は、ファイルヘッダ37の情報から目的のファイルを検索できる。なお、目的のファイル名をあらかじめ決めておくことにより、ファイル名から検索することができる。所定の位置に治療情報41が保存されている場合は、タイムコード38から所定の長さのアドレス分を移動させて情報を読み取る。また、治療情報41の順番や位置が不確定であっても、データの内容を示すデータヘッダ67を参考にして目的の情報を読み出すことができる。タイムコード38の読み込みとデータ内容の読み込みとはそれぞれ前後しても問題ないし、タイムコード38とデータを一体として記録している場合は、読み込み後にタイムコード38とデータの分離をする。操作入力手段2や遠隔動作手段3の動作を再現するためのデータの数は少なくともそれぞれの装置において自由度の数以上存在する。記録情報の再現に必要な情報すべてにおいて、データの読み込みとデータ更新を行なう。更新したデータについては、常に新しいデータを記録媒体10aあるいは再生手段11aあるいは、再生手段11aから読み込んだデータファイルのメモリから次に更新すべきデータを読み込んでおき、いつでもデータ更新可能なようにタイムコード38の比較を待機する。
【0055】
以上のような構成により以下のようのな効果を得ることが可能となる。
【0056】
治療中の動作を記録した記録情報39を基に、遠隔操作手段3あるいは操作入力手段2の少なくとも一方の動作を制御手段19により制御する機能を有しているので、遠隔操作手段3あるいは操作入力手段2の操作中の動作を再現することができる。また、治療中の動作を記録した記録情報39を基に、記録情報39内の治療情報41に添えて記録したタイムコード38を参照して同期をとった治療情報の再現が可能となる。
【0057】
術中に行なわれた治療動作を術後に再現することが可能となることから、どのような操作を行なったか、あるいは術具がどのような動きをしたかなど、操作内容や治療動作の確認、分析、治療状況の把握が術後に容易に行なえるようになる。
【0058】
実際の装置を用いた動作再現が可能なことから、内視鏡映像に記録された視野内にとらわれず、画面では確認できない範囲での術具の挙動を実際に行なう動きで確認可能となる。さらには、複数の観察者が同時に実際の動きをさまざまな角度から視覚的に確認できるようになり、術後の治療内容の検討、把握、分析、説明がより具体的かつより効果的に行なえるようになる。
【0059】
記録された情報を基に動作の再現を行なうので、使用者の要望に応じてある一定の範囲の情報を基に繰り返し動作させることも可能となり、動作を観察する人の要望に応じて、重要な動作を効率よく観察、分析、把握、説明など行なえるようになる。
【0060】
脱着できる記録媒体10aを介在させて記録情報の移動が可能なことから、実際に使用した操作入力手段2や遠隔動作手段3が滅菌などの処理のために使用できない場合でも、同じ仕様の装置を用いて、動作の再現が可能となる。
【0061】
コンピュータグラフィックスなどで製作した操作入力手段2と遠隔動作手段3のモデルを、再生手段11aで再生した実際の治療情報41を基に同期させて動作の再現を行なうことも可能となる。
【0062】
操作入力手段2や遠隔動作手段3がそれぞれ独立に制御手段19をもつ場合でも、記録手段8aで統一したタイムコード38を添えて制御情報40を記録するので、それぞれの制御手段19の間で時刻設定などにずれがあったとしても、記録する情報は、制御手段19の設定などの影響を受けること無く、実際に発生した動作のタイミングを正確に記録することが可能である。また、動作の再現においても、制御開始からの経過時刻を基に動作のタイミングをとることで、複数の制御手段が存在しても、時間的同期を取った再現が可能となる。これは、制御手段に限ることではなく、複数の計測機器など、記録装置に接続される複数の医療機器の間での時間的同期を取った治療情報41の記録と再現が可能である。
【0063】
記録情報39には、ファイルヘッダ37として、患者データ64や装置データ65を記録するので、術後に、情報を整理あるいはメンテナンスする場合や第3者が記録された治療情報41を利用する場合でも、記録情報内容を容易に把握でき、情報管理および情報利用が容易に行なえる。さらに、術中に記録した記録情報の構成や記録情報内に記録されているデータを識別するデータヘッダ67、記録情報利用時に同時に再現する必要がある関連情報を示すリンクデータ68などをファイルヘッダ37に記録することで、サンプリングのタイミングが異なる情報や、データの種類や内容が異なる情報を分散してそれぞれ別の記録情報39a、39bに記録しても、術後の情報管理や情報利用を容易に行なうことが可能となる。分散させる数は任意にすることができる。このようにファイルヘッダ37により情報を管理し、情報の扱いに関する簡便性と柔軟性を高めることで、治療に用いる医用機器の構成や種類、情報の出力形式やタイミングなどが制限されることがなく、記録する情報に合わせて記録する情報の様態を柔軟に対応することが可能となり、さらには治療情報41の術後利用の操作性、運用性をより高めることができる。
【0064】
記録された制御情報40を相互に比較し制御に用いた制御式などにあらためて代入して検算するなどの作業により、治療中装置が制御則に従い正常に機能していたことを確認することもでき、これにより、再現された動作や操作入力手段2に対する遠隔動作手段3の動作の妥当性、制御情報40や再現された動作の信頼性を向上させることができる。
【0065】
次に、図1を用いて観察手段5、治療状況観察手段7及び生体情報計測手段6等について説明する。図1に示す観察手段5は内視鏡などの医療器具であり、操作者1に患部付近の状況を画像情報やグラフィック情報として提供する装置である。図1、図2では内視鏡のレンズ系21を術具と一緒に束ねている装置の例を示している。観察手段5の映像情報は図のように記録部8aへ伝達される一方、表示手段の一つであるテレビや専用モニタ(図示していない)を用いて操作者へ提供される。観察手段5としては、患部付近の状況を観察するものであれば、内視鏡以外に、手術顕微鏡やビデオ顕微鏡、超音波プローブなど他の医療器具やCTやMRIなどの計測機器も同じように構成できる。これらは治療内容に応じて構成する。
【0066】
図1に示す治療状況観察手段7は操作を行なっている手元と操作者1の様子を撮影するカメラ等の撮像系である。治療状況観察手段7は手術室などの天井や無影灯など手術室に備え付けられている器具に設けても良いし、操作入力手段2に設けても良い。1台以上の治療状況観察手段7や、位置姿勢を動作可能に備え付けられている治療状況観察手段7により、操作入力手段2を操作する操作者1の様子とは別に、患者周りの様子を撮影し、治療に参加している助手や治療の進行状況の様子などを観察し、記録手段8aへ送信するよう構成することもできる。図1に示す生体情報計測手段6は、心電図、呼吸、観血血圧、非観血血圧、血中酸素飽和度、体温、脈拍、心拍など、患者の生体情報のうち幾つかを計測する。計測した情報は記録手段8aへ伝達する一方、図示していないが情報の伝達経路を分岐させるなどして表示装置の一つであるテレビや専用モニタを通して術者へ情報提供することが可能である。
【0067】
観察手段5および生体情報計測手段6および治療状況観察手段7で得られる治療情報41は、記録手段8aで、制御手段19で得られる制御情報40と共に処理されて、あるいは同様の処理が行なわれて、記録媒体10aに記録される。
【0068】
図5は表示手段12aあるいは遠隔設置されている表示手段12bで表示する画面構成の例を示している。遠隔設置については後程詳細を述べる。一つの画面内に、治療状況観察手段7から得られる操作状態52と、観察手段5から得られる患部の状態51および生体情報の推移を示すグラフ53や心拍54や体温55など、現在の患者の状態を数値やグラフィックで示す生体情報情報を合わせて表示する。この時、動作の再現と同様にタイムコード38を参照してデータを更新することで、各情報を同調させて再生する。図5では、心拍や体温を例として出したが、これは観察する者の要望に応じて、計測されている生体情報のうちのどれかを表示させれば良い。さらに、文字列表示とするかグラフ表示とするかも出力形式の違いでしかないため、観察する者の要望に応じて変更すれば良い。以降、動作の再現あるいは表示手段を見る人を観察者と呼ぶことにする。
【0069】
患部状態51と操作状態52と生体情報53、54、55の各情報を統合的に表示させ、かつ各情報に添えて記録したタイムコード38を参照して、各情報の再生タイミングを合わせて表示させることで、患部の状態と操作状況の両方の同期した映像を観察者の同一視野で観察することが可能となるので、患部状態51と操作状態52を常に同時に観察できるので、操作の入力とその結果である術具の動きの関係を容易に把握できるようになる。患部状態や操作状態は実際に撮影した映像だけでなく、実際に撮影した映像を元にコンピュータグラフィックなどを用いて表現しても良い。
【0070】
タイムコード38を基に治療情報41の更新を行なうことで、操作入力手段2や遠隔動作手段3の動作再現と同時に、観察手段5や生体情報計測手段6などのそれぞれ記録間隔の異なる他の装置の治療情報41を同期させて再現することが可能となる。これにより、表示画面に再生される情報と、操作入力手段2や遠隔動作手段3の動作、あるいは、患者の容体や生体情報の変化等と、操作入力手段2や遠隔動作手段3を用いた術具動作の関係を相互に関係づけて観察でき、治療の状況や動作状況を術後に把握、分析、確認、他者への説明などが、より具体的で効果的かつ容易に行なえるようになる。
【0071】
記録した患部状況の映像と、動作再現の様子を比較し、患者自体の動きあるいは患部の動きと遠隔動作手段3の相対的な位置関係など、制御情報40に記録し得ない動きを特定し、観察することが可能となる。
【0072】
記録した治療情報41から患者のプライバシーを侵害しない制御情報40と観察手段5や治療状況観察手段7の情報などを集めて、症例に対する操作例を治療計画の際の参考資料とすることも可能であり、これを参考にすることで、先例を生かしたより効率的で安全な操作の実現に役立てることができる。
【0073】
治療状況観察手段7によって患者周辺の様子などを、内視鏡などの観察手段の映像と共に統一されたタイムコード38を埋め込んで治療状況を記録するので、助手の交代など、内視鏡映像や制御情報40からでは把握できない周囲の状況と内視鏡画像に映る状況とを合わせて治療の進行状況をより正確に把握することが可能となる。
【0074】
図1を用いて遠隔場所での記録及び再生に付いて説明する。図1に示すように、記録手段8aは送受信手段13aを装備しており、有線あるいは無線で構築するネットワークや通信回線を通して手術現場から離れた場所に設けた送受信手段13b、13cと結ばれている。送受信手段13bは記録手段8bと送受信可能に接続されており、記録手段8aで記録する記録媒体10aとは別の記録媒体10bへ記録する機能を有する。送受信手段13cは治療現場と離れた場所に設けられている再生手段11bと接続されており、再生手段11bからの出力は表示手段12bで表示するよう接続されている。また、送受信手段13b、13cも同様にネットワーク接続されており、記録媒体10bに記録されている治療情報41を表示手段12bで表示可能なように接続されている。
【0075】
ネットワークを介して記録情報39を遠隔に設置した記録手段8bや再生手段11bへ送信することが可能となるので、記録情報39を一括管理する大容量の記録媒体などを利用した記録情報39の保存と管理を可能とし、さらには、遠隔に設置され集中管理されている記録情報39をネットワークを介して再生処理し、動作の再現を行なうことが可能となる。
【0076】
動作の再現は、術後のみではなく、術中に記録媒体10aへ記録情報39を記録すると同時に、記録情報39をネットワークを介して遠隔に設けられている再生手段11bへ送信し、治療に使用されているのと同種の操作入力手段2や遠隔動作手段3を用いて、現在行なわれている治療動作を再現することも可能である。この時、動作の再現に合わせて生体情報計測手段6や観察手段5、治療状況観察手段7の情報を観察することで、観察者が遠隔にいても術具の動作状況と患者の生体情報の推移を含む治療状況をより的確にリアルタイムで把握することを可能とする。
【0077】
術後に治療情報41を管理している場所から送受信手段13b、13cを通して特定の記録情報39を受信し、再生手段11b、表示手段12bを用いて必要に応じ手術の状況を解析したり、第三者へ手術の状況を説明することが可能となる。
【0078】
図3の(B)は記録処理部9に関する他の実施の例を示している。記録情報整形部43で処理された情報を改竄防止手段44で暗号化処理を行ない、その後記録媒体10aに記録する。
【0079】
暗号化の方式は、例えば公開鍵方式等のように、暗号化専用鍵と復号化専用鍵とを持つ構成する。暗号化専用鍵は記録手段8aで管理し、復号化専用鍵は再生手段11aで管理する。治療情報41を記録する時は暗号化専用鍵を用いて暗号化し、その後記録媒体へ記録し、再生の時は、記録媒体に記録された暗号化済み情報に対して復号化専用鍵を用いて複合化する。
【0080】
記録手段8aと再生手段11aでそれぞれの鍵を別々に管理し、運用することで、特定の再生手段を用いることでのみ記録情報39の閲覧が可能となるので、個人情報の漏洩、プライバシーの侵害を防止することがより確実となる。
【0081】
暗号化専用鍵を有しない再生手段11aでは再び暗号化することが困難となるので、記録情報39の改竄を防止し、さらには記録情報39の信憑性を高めることが可能となる。記録情報39の信憑性が高いことから、記録情報39を基にした動作の再現や治療状況の解析および把握の正確さ、信憑性、有効性を高めることが可能となる。
【0082】
病院内や病院間などネットワークでグループ化され、あらかじめ記録情報39の相互閲覧が許可されている施設内に複数の記録手段8aおよび再生手段11aを設置する場合、複数の記録手段8aで同じ暗号化専用鍵を管理し、複数の再生手段11aで同じ復号化専用鍵を管理する。これにより、同じ暗号化専用鍵を管理する記録手段8aを用いた記録情報39は、どの記録手段8aで記録さていても、同じ復号化専用鍵で復号化することが可能となり、さらには、暗号化された記録情報39をネットワークを介して、同じ復号化専用鍵を管理する任意の再生手段を用いて容易に再生可能であり、かつ、相互閲覧が許可されていない外部施設では、復号化専用鍵が異なることから暗号化された記録情報39を閲覧できなくなるため、情報の再生が容易にできる利便性を確保しつつ、記録情報39や個人情報の漏洩を防止可能となる。
【0083】
図13は、暗号化および復号化専用の鍵を管理する着脱可能な許可手段を備える手術支援装置の記録手段および再生手段の構成図である。記録手段および再生手段の他の構成要素は図1と同様であるので、省略する。図13に示すように、暗号化専用鍵あるいは復号化専用鍵を暗号化許可手段73あるいは復号化許可手段74として独立させ、記録手段8aや再生手段11aへ脱着できる構成とする。これらの許可手段は、暗号化専用鍵や復号化専用鍵を記録できることが可能であれば、カード型や、あるいは車の鍵のような形など、どのような形状でも良い。それぞれの許可手段には、暗号化専用鍵あるいは復号化専用鍵を電気情報あるいは磁気情報として記録する。あるいは暗号化専用鍵あるいは復号化専用鍵を識別できる電気信号や光信号の回路をそれぞれの許可手段に設ける。あるいは許可手段を記録手段や再生手段に装着する部分に、暗号化専用鍵あるいは復号化専用鍵を意味するコードの印刷や段差や貫通穴等の形状加工を施す。
【0084】
これらの許可手段を暗号化キーハードウェア、復号化キーハードウェアと呼ぶこととする。
【0085】
記録情報39は記録情報整形部43でタイムコード38を添付し、前記のように処理され、改竄防止手段44で暗号化される。治療情報41を暗号化するときに、改竄防止手段44は暗号化許可手段73である暗号化キーハードウェアに記録された暗号化専用鍵を電気信号、光信号、あるいは磁気信号、画像信号により、あるいは装着された許可手段の形状を認識することにより読み取る。読み取った暗号化専用鍵を利用して暗号化し、暗号化された情報が記録媒体10aに記録される。
【0086】
暗号化された情報は再生手段11aの復号化手段70で復号化される。このとき、復号化手段70は再生手段11aに取り付けられた復号化許可手段74である復号化キーハードウェアに記録された復号化専用鍵を暗号化専用鍵の読み取りと同様の手法で読み取り、読み取った復号化専用鍵を利用して複合化する。復号化された情報は、記録情報復元部71で、記録手段8aの記録情報整形部43で行なった処理から、情報の再現に利用可能な状態へと復元し、所定の装置へ復元する治療情報72が送られる。復号化許可手段74に記録されている復号化専用鍵が、暗号化したときの暗号化専用鍵に対応したものでないと、正常に復号化できない。
【0087】
読込んだ暗号化あるいは復号化専用の鍵を記憶し、一連の記録処理中あるいは再生処理中に読込む回数を一度だけにすることもできる。あるいは暗号化および復号化の処理を行なうたびに毎回読み込むようにしてもよい。
【0088】
それぞれの許可手段に、その許可手段を管理する人を識別する情報(管理者識別情報)、例えば、個人名やシリアル番号などを暗号化専用鍵および復号化専用鍵に付け加えて、記録する。暗号化許可手段73および復号化許可手段74を使用する際に、それぞれの許可手段に記録されている管理者識別情報を記録する記録装置を記録手段8aおよび再生手段11aに設ける。あるいは、暗号化許可手段73を使用したときの管理者識別情報については、記録手段8aで記録する記録情報のファイルヘッダに記録してもよい。管理者識別情報に合わせて使用日時を記録するようにすることも容易である。
【0089】
記録情報39の記録時は記録手段8aに暗号化キーハードウェアを取り付けることで、情報の記録と暗号化が可能となり、記録情報39の再生時は、再生手段11aに復号化キーハードウェアを取り付けることで、情報の復号化と再生が可能となる。治療情報41の記録や再生を許可された者が暗号化キーハードウェアや復号化キーハードウェアを管理することで、暗号化専用鍵や復号化専用鍵の管理が容易にでき、かつ、許可されていない者の記録や閲覧がより難しくなることから、個人情報の漏洩を防止する効果をより高めることができる。
【0090】
暗号化許可手段73および復号化許可手段74に、それぞれの許可手段を管理している人を特定できる情報を暗号化専用鍵や復号化専用鍵と一緒に記録し、それぞれの許可手段を使用した情報を記録として残すことができるので、誰がいつ情報を記録したか、あるいは誰がいつ情報を閲覧したかを把握することができ、記録情報39の保存と管理をより安全に行なうことができ、個人情報の漏洩防止の効果を向上させることができる。
【0091】
さらには、複数の治療において異なる記録手段8aを用いても、同じ暗号化専用鍵が記憶されている暗号化キーハードウェアを用いると、これと対になる復号化専用鍵が記憶されたハードウェアを用いることで、どの再生手段を用いても治療情報41を再生することが可能となり、運用の利便性をより向上させることができる。
【0092】
また、同じ記録手段を用いても、異なる暗号化専用鍵が記憶されている暗号化キーハードウェアを用いることで、この情報を閲覧できるグループは暗号化専用鍵に対応した復号化専用鍵を持つグループに限定することができ、記録情報39の管理運営の利便性をより向上させることができる。
【0093】
ネットワークを介して送受信する場合に、記録情報39を暗号化して通信できるので、記録情報39の送信中に第三者へ情報が漏洩することを防止でき、記録情報39という患者のプライバシーに関わる情報をネットワークを介して安全に送受信することを可能とする。さらには、電波などを用いた送信でも個人情報の漏洩を防止し安全に行なうことが可能となり、光ファイバなどのネットワーク網が整備されていない遠隔地でも、電波の送受信装置を設置することで、記録情報39の送受信が利用可能となる。
【0094】
ネットワークを介した記録情報39の送受信において、高い安全性を有し、かつ記録後の改竄を防止できるので、記録情報39を一括管理する大容量の記録媒体などを利用した記録情報39の保存と管理をより安全に行なうことが可能となる。
【0095】
図11は、動作制御を行なう制御手段を有していない術具を用いる時の実施の形態を示している。図11では図1で示した送受信手段等は省略しているが、同様の構成をとることは可能である。術具62には識別子63を設ける。操作者1の術具62を扱う手には操作入力状況を検出手段であるデータグローブ61を装備する。データグローブ61は例えば抵抗体の抵抗量変化や光ファイバの光路長の変化などを検出して例えば手首から先の各関節の角度を検出することが可能である。治療状況観察手段7は、識別子63の座標を検出するか、座標を算出可能な信号を出力する光学式あるいは磁気式あるいは機械式の位置計測装置、あるいは撮影手段であるカメラと撮影した画像を処理し識別子63の座標を検出する画像処理手段からなる。識別子63は位置計測装置あるいは、画像処理手段が指定する種類のマーカや、位置計測装置や画像処理手段が特定可能な特異形状などの特徴点により成る。
【0096】
生体情報計測手段6からの患者の生体情報と、観察手段5からの患部の映像と、データグローブ61からの操作司令情報と、治療状況観察手段7からの識別子63の座標情報は記録手段8aに入力され、図1同様の記録処理部9で治療情報41を記録するための状態へ変換する。記録した情報は再生手段11aで復元し、表示手段12aに表示する。この時、表示内容としては、図5と同様、各種情報を統合および同調再生して提供するが、この時、操作状態52としては、データグローブや位置検出手段から得られる情報を基に作成したコンピュータグラフィックなどを用いて表示する。動作の再現については、術具の位置姿勢や操作者の手の動きなどを、記録情報39を基に、コンピュータグラフィックスを用いて表現する。コンピュータグラフィックスはデータグローブや光学式位置計測装置で得られる三次元情報を基にモデルを作成するので、観察する人の要望に応じて表示しているモデルの向きや姿勢を変えることが可能である。このような構成を用いることにより、制御手段もたない術具を使用する時でも、図1で示した構成同様の効果を得ることが可能となる。
【0097】
図1で示した構成において、操作者1がデータグローブ61を装備して操作入力手段2を操作する構成や、遠隔動作手段3に識別子63を設け、識別子の位置姿勢を検出するための治療状況観察手段として、位置計測装置や画像処理装置を有する構成などが可能である。
【0098】
この構成により、操作レバー18が操作入力に従い動作した位置姿勢の情報以外に、操作レバー18を操作している操作者の手の動きを記録することが可能となる。あるいは、治療開始前に、患者の身体の一部に識別子63を取り付けるか、あるいは患者の身体の一部でかつ特徴的な部位を識別子63として利用し、手術室の座標系の置ける患者の位置姿勢を特定し、治療中、遠隔動作手段3の識別子63を検出することで、患者4と遠隔動作手段3の相対位置関係を定量的に計測することが可能となる。
【0099】
操作レバー18の位置姿勢の情報を、操作入力手段2の制御とは別にデータグローブ61からの情報と比較できるので、操作入力手段2で検出した操作レバー18の位置姿勢のデータを補完し、あるいは制御情報40の信憑性を高める効果がある。
【0100】
手術室の座標系における遠隔動作手段3の位置姿勢を特定できるため、操作入力手段2の配置や、患者4との位置関係を明確にでき、治療動作の再現をより正確に行なうことが可能となる。
【0101】
図12は図1で示した構成において、複数の遠隔動作手段3、3aと、それぞれの遠隔動作手段3、3aに設けた識別子63、63aと、識別子63、63aの座標を検出可能な治療状況観察手段7とからなり、それぞれの遠隔動作には、必要に応じて、先端部24aには先端部24と同様、複数の観察手段5、5aや複数の術具を有する。図1で説明できる部分については、図12では省略している。
【0102】
治療状況観察手段7では、識別子63、63aの位置を画像処理を用いて座標算出したり、あるいは、治療状況観察手段7の一つである位置計測装置を用いて座標検出あるは座標算出を行なう。位置計測装置は、複数を同時に検出できるものでもよいし、一つの位置計測装置で一つの識別子を検出するものでもよい。一つの識別子を検出する位置計測装置を用いる場合は、それぞれの遠隔動作手段毎に位置計測装置を用意し、それぞれの識別子の座標を検出する。このとき、位置計測手段が光学式である場合は、計測対象とする遠隔動作手段の識別子以外が計測範囲に入らない位置関係に、識別子と位置計測手段のそれぞれをセッティングしたり、それぞれの識別子の間に遮蔽版などを設け、不要な識別子が計測範囲に入り込まないようにすればよい。
【0103】
検出したそれぞれの遠隔動作手段3、3aの座標情報は、制御情報40などと同様に記録手段へ情報伝達する。
【0104】
これにより、複数の遠隔動作手段3、3aの動作を、時間的同期をとって再現することが可能であり、かつ、遠隔動作手段の3、3a動作を再現するときに、それぞれの遠隔動作手段3、3aの座標情報を参照することで、装置間の設置状況も正確に再現することが可能となる。
【0105】
また、コンピュータグラフィックスなどのグラフィック手段を用いて動作の再現を表示する場合でも、制御情報40に基づいて遠隔動作手段の位置姿勢を制御すると同時に、それぞれの遠隔動作手段の座標情報を基に遠隔動作手段の相対位置関係の変化を正確に再現することが可能である。
【0106】
よって治療中の術具や遠隔動作手段の動作を正確にかつ容易に把握できることに加えて、治療中に、遠隔動作手段や術具の間の相対関係までも詳細に、かつ容易に把握できるようになる。
【0107】
これらの実施例を用いることで、治療中に使用する医療機器の種類やデータ出力の仕様などに制限されること無く、さまざまな状況に対応して記録情報39を保存することが可能であり、術後に治療内容を把握ことが従来より容易かつ正確に行なえるようになり、記録された情報を基に治療情報41を再現することで、複数の観察者が同時に治療内容の分析や検討を行なうことが可能になったり、担当医などから第三者への説明などをお互いに治療状況や理解の程度を確認し会いながら、状況に合わせて柔軟に情報を再現・提供するなどの情報の2次利用が容易かつ理解しやすい表現で可能となる。また、これらの効果に合わせて、記録情報39の利用や管理・メンテナンスの容易さと同時に患者のプライバシーの保護が両立されるので、実際の現場での実用性が高く、情報の利用価値を向上させることができる。機器の制御が正常に機能していたことの確認と、記録情報39の再現とを合わせて、治療内容に関する外科医の治療の意図を明確にすることができる。さらには、改竄が困難でありながら運用の利便性が高いシステムを提供でき、原因特定などにおいても有効かつ信憑性の高い情報を容易に提供することができる。
【0108】
【発明の効果】
本発明によれば、以上説明したように構成されているので、術後等に行なう治療操作内容の把握や分析に適した手術支援装置を提供することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の手術支援装置の構成図である。
【図2】遠隔動作手段の先端部の概観図である。
【図3】記録処理部の構成例である。
【図4】複数の記録手段を用いた構成例である。
【図5】治療情報表示画面の例である。
【図6】通常動作を行なう時の、制御手段での制御動作とデータの流れを示す図である。
【図7】動作の再現を行なう時の、制御手段での制御動作とデータの流れを示す図である。
【図8】タイムコードを基にデータを更新する制御フローである。
【図9】タイムコードで整理した治療情報の概念図である。
【図10】治療情報の種類で分類した複数のファイル群で構成する治療情報の概念図である。
【図11】制御手段による動作制御を行なわない術具を用いた時の構成図である。
【図12】複数の遠隔動作手段を用いた構成図である。
【図13】暗号化および復号化専用のハードウェアを持つ構成図である。
【符号の説明】
1…操作者、2…操作入力手段、3、3a…遠隔動作手段、4…患者、5、5a…観察手段、6…生体情報計測手段、7…治療状況観察手段、8a、8b、8c、8d、8e…記録手段、9…記録処理部、10a、10b…記録媒体、11a、11b…再生手段、12a、12b…表示手段、13a、13b、13c…送受信手段、14、14a…保持具、15、15a…駆動部、16、16a…保持装置、17…ユーザインタフェース、18…操作レバー、19…制御手段、21…レンズ系、22a、22b…医用マニピュレータ、23a、23b…術具、24、24a…先端部、25…操作入力動作、26…操作力検出ルーチン、27…操作入力手段制御量計算ルーチン、28…操作入力手段制御ルーチン、29…位置姿勢検出ルーチン、30…遠隔動作手段制御量計算ルーチン、31…遠隔動作手段制御ルーチン、32…制御パラメータ管理ルーチン、33…操作入力データ、34…制御量データ、35…制御パラメータデータ、36…データ更新管理ルーチン、37…ファイルヘッダ、38…タイムコード、39、39a、39b…記録情報、40…制御情報、41、41a、41b、41c…治療情報、42…タイムコード発信部、43…記録情報整形部、44…改竄防止手段、45…位置姿勢データ、48、49、50…記録手段、51…患部状態映像、52…操作状態映像、53…生体情報の推移を示すグラフ、54…心拍表示、55…体温表示、61…データグローブ、62…術具、63、63a…識別子、64…患者データ、65…装置データ、66…構成データ、67…データヘッダ、68…リンクデータ、70…復号化手段、71…記録情報復元部、72…再現する治療情報、73…暗号化許可手段、74…復号化許可手段、75…制御出力信号。[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a surgery support apparatus, and is particularly suitable for a surgery support apparatus provided with a recording means.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, in order to know what kind of operation has been performed after the operation, recording images of an endoscope and a surgical microscope, memories of a medical staff such as a surgeon, and the like are relied upon.
[0003]
Furthermore, not only an endoscopic image but also an image filing device that records the age and sex of a patient, the start time and the end time of performing an endoscopic examination, and the like has been used.
[0004]
In Japanese Patent Application Laid-Open No. 2000-33072, an endoscope image is obtained in which information that an image filing device has can be obtained by an endoscope device, and information that is generated by the endoscope device can be obtained by an image filing device. A filing system is disclosed.
[0005]
On the other hand, various developments have been made on devices that allow remote control by interposing computer control between an observation instrument such as a surgical instrument or an endoscope and a surgeon who operates the surgical instrument, and many patents have been published. . For example, in Japanese Patent Application Laid-Open No. 61-76126, a target value given by an operation plate provided in an operation unit is made to coincide with a detection value of a potentiometer that detects a rotational position of a motor that winds a wire that bends the bending unit. Discloses an endoscope angle operation device for controlling the motor by an arithmetic processing unit.
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
With conventional technology, in the case of surgical recording using a camera image such as an endoscope, only a part of the image is shown in the image, and it is not possible to grasp a part that cannot be confirmed on the screen, such as out of the field of view of the image. Not considered. Therefore, it is difficult to grasp the movement of the surgical tool in contact with the tissue or pressing the organ outside the field of view, and how the surgeon handles the surgical tool. It is also difficult to confirm whether it is. For areas that cannot be confirmed on the screen, it is necessary to rely on imagination to understand the situation, analyze the behavior of surgical instruments, or explain to third parties.
[0007]
In addition, the conventional technology does not consider the clarification of the causal relationship regarding the symptoms that occur in the human body due to the therapeutic action. In other words, as a result of who operated and how the surgical tool was operated as recorded images, or as a result of the operation of the surgical tool, what kind of treatment was performed on the organ. It is difficult to know if it has happened after surgery.
[0008]
In addition to the surgeon, when a plurality of assistants support treatment, it is difficult to know who is operating which surgical tool from the image alone. It is difficult to read from the recorded video of an endoscope or a microscope from which point the surgeon or assistant changed during the process, for example.
[0009]
In the case of using a device that remotely controls a medical instrument by using a control means, the conventional technology does not consider that a surgeon, a patient, or the like leaves a record for grasping a treatment status by remote operation after the operation. For this reason, it is difficult to grasp the state of operation of the device, the operation status of the device, the status of operation, and the like after the operation.
[0010]
It is not considered to clarify the causal relationship between the operation performed by the operator and the action actually generated. Therefore, it is difficult to clearly identify whether the action that has actually occurred is the result of following the operator's instruction accurately or the result of the action that is different from the operation instruction. Alternatively, it is difficult to clearly grasp how much the difference between the operator's instruction and the movement of the surgical tool that actually operates is.
[0011]
When using a device that remotely controls a medical instrument using a control means, it is necessary to fully consider how the device should be operated, including how to operate the device for cases. It is hard to say that a person is fully considered for trial and error during treatment, and that the treatment time is extended or the operation is not performed properly. Even if operation records are recorded for each device, they cannot be used sufficiently.
[0012]
When a plurality of videos related to the same operation, patient biometric information, and the like are recorded on each recording medium, it is not taken into account to grasp the temporal correlation between the information recorded on each recording medium. In other words, when a phenomenon in one of multiple records is confirmed, other recording information at the moment when the phenomenon occurs is found from other recording media, and the situation at the moment when the phenomenon occurs is accurately grasped. Is not easy. For this reason, the correlation between multiple records, such as the cause-and-effect relationship between records, ascertaining the cause and result of a certain phenomenon, the occurrence of a phenomenon and the accompanying symptoms, and the signs that inform the occurrence, etc. It is difficult to make multifaceted observations and judgments at the moment of occurrence.
[0013]
When viewing multiple video records related to the same surgery, it is not only difficult to synchronize and play back each recording itself, but also the viewer will browse the video for attention while visually reciprocating. It is difficult to observe while keeping the synchronism of the observer, and the observer gets tired. Therefore, the visual acuity and attention are reduced, and the response time to the stimulus is delayed, and it is difficult to accurately analyze a long-time image.
[0014]
If the medium that stores the surgical record is lost, the record itself or the record medium is damaged, or if the record is duplicated or edited, the leakage of personal information or privacy may be infringed, or the reliability of the record itself, Credibility, accuracy, etc. will be reduced. Privacy protection and the establishment of information technology are socially demanded, and there is a need for sufficient countermeasures for devices that support surgery, but it is difficult to say that conventional technologies are sufficiently considered for these. . Furthermore, when transmitting and receiving personal information including the symptoms of these diseases and the state of treatment via a network, the risk of information leaking during transmission and reception increases.
[0015]
If the reliability, accuracy, and credibility of the recorded information is impaired, even if the operation status and treatment actions are analyzed based on this, sufficient reliability and accuracy are obtained for the result. , Credibility is not obtained.
As described above, the conventional techniques have various problems, and the present invention has been made to solve at least one of these problems.
[0016]
[Means for Solving the Problems]
The present invention Remote operation means equipped with at least one of a surgical tool for treating the affected area or observation means for observing the affected area, and operating according to an instruction from the operator, and operation input means for the operator to instruct the remote operation means to perform an operation When, Treatment status observation means for observing the status of operating the operation input means; Process the operation instruction input to the operation input means. The Control means for controlling the remote operation means, and control information used when the control means controls the operation are recorded. Having a recording medium Recording means and Reproducing means for reproducing the control information recorded on the recording medium; The recording means comprises The operation input information input by the operation input means, the treatment status information observed by the treatment status observation means, and the biological information measured by the biological information measurement means for measuring the biological information of the patient are synchronized in time series. And having a function of recording on the recording medium, The control means is the recording means. In Record Is The The operation input information Based on the remote Action Or at least one of the operation input means is controlled to reproduce The reproduction means reproduces the treatment status information and the biological information recorded in the recording means on the display means for reproduction in synchronization with the reproduction of the operation by the control means. Do Surgery support device with function It is what .
[0017]
Further, the present invention comprises a remote operation means that is equipped with a surgical instrument for treating an affected area and an observation means for observing the affected area, and operates according to an instruction from an operator, The remote operation means The operator Action The Instructions Do Operation input means And the operation input means At least one of the operating situation or the situation around the patient Observation Treatment status observation means A control unit that processes the operation instruction input to the operation input unit and controls the remote operation unit; and a recording unit that includes a recording medium that records control information used when the control unit controls the operation; Reproducing means for reproducing the control information recorded on the recording medium, the recording means comprising the operation input information input by the operation input means, the treatment status information observed by the treatment status observation means, The control means has a function of recording the affected part information observed by the observation means and the biological information measured by the biological information measuring means for measuring the biological information of the patient in time series in synchronization with the recording medium. Has a function of controlling to reproduce at least one operation of the remote operation means or the operation input means based on the operation input information recorded in the recording means. The reproduction means reproduces the treatment status information, the affected area information, and the biological information recorded in the recording means on the display means for reproduction in synchronization with the reproduction of the operation by the control means. Have the ability to Surgery support device It is what .
[0018]
The present invention also provides: Surgical instrument capable of treating the affected area or observation means capable of observing the affected area, an identifier included in the surgical instrument or the observation means, and a position measuring device capable of measuring the coordinates of the identifier in a space with a predetermined point as the origin , Data collection means for measuring the position and orientation of an operator who handles the surgical instrument or the observation means, and the position measurement device Positional measurement information output from the biological information output from the biological information measuring means for measuring the biological information of the patient, and Output from the data collection means Position and posture A recording means for recording information; and a reproducing means for reading the information recorded by the recording means and outputting the information to the display means. Stage ,Record The position measurement information, the biological information, and the position and orientation Time series information for grasping the time-series relative relationship of information is attached to the information to be recorded and recorded on a recording medium. Have the ability to And said playing hand Stage , Based on the time series information of each information recorded in the recording means attached to the recording information, The position measurement information, the biological information, and the position and orientation Adjust the time to play the information and update the screen display Have function Surgery support device It is what .
[0019]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
FIG. 1 is a configuration diagram of a surgery support apparatus according to an embodiment of the present invention. FIG. 2 shows the configuration of the
[0020]
The configuration of the embodiment shown in FIG. 1 will be described.
[0021]
The operation input means 2 that can be operated by the operator 1 and the remote operation means 3 that can be operated in accordance with the operation input instruction are connected via the control means 19 so as to be controllable. The control means 19, the treatment status observation means 7 for observing the operation status of the operator 1, the observation means 5 for observing the state of the affected part, and the biological information measuring means 6 for measuring the biological information of the patient 4 are respectively recorded means 8a. To be able to communicate information.
[0022]
The
[0023]
The recording means 8a is connected to the reproducing
[0024]
Information transmission is performed by connecting the input / output units equipped in each means through a signal path using electricity or light (electromagnetic waves).
[0025]
Each element and operation of the above configuration will be described.
[0026]
The remote operation means 3 is a part for controlling the position and orientation of the part for treating and observing the patient 4 and the function of the surgical instrument. In FIG. 1, the
[0027]
The
[0028]
The operation input means 2 controls the movement of the
The
The
[0029]
The
[0030]
As shown in FIG. 3A, the
[0031]
The
[0032]
Examples of recording
[0033]
Recording may be performed by adding a
[0034]
In addition to the example in which the
[0035]
The number of recording means 8a is not limited to one, and a plurality of recording means may be used in accordance with input information. In this case, as shown in FIG. 4, the
[0036]
The reproducing
The flow of operations of the operation input unit 2 and the
[0037]
FIG. 6 shows the operation and data flow performed in the normal treatment operation, and FIG. 7 shows the operation and data flow for controlling the operation input means 2 and the remote operation means 3 based on the
[0038]
Normally, when the remote operation means 3 is operated by an instruction by an operation input from the operator 1, the operation is controlled by periodically executing the flow shown in FIG.
[0039]
First, when the operator 1 makes an operation input (25), the operation input is detected (26), and the position and orientation of the
[0040]
Simultaneously with such control, operation input data 33 (see FIG. 7) periodically detected by the operation
[0041]
Next, referring to FIG. 7, the control operation based on the recorded
[0042]
In the control of FIG. 6, the calculation of information used for control and the output of signals are performed based on the detection data and the calculation result. In the control of FIG. 7, the calculation of information used for control based on the recorded information is performed. The signal is output. The operation control performed based on such recording is called operation reproduction. The reproduction of the operation is performed as follows, for example.
[0043]
In the recording means 8a, as one of the
[0044]
Instead of the operation force generated by the operation input of the operator 1, the
[0045]
Alternatively, the position /
[0046]
Alternatively, the
[0047]
Alternatively, the
[0048]
Simultaneously with the reproduction of the operation of the operation input unit 2, the
[0049]
Further, for example, the movement of the operation input means 2 is omitted, and the
[0050]
Whether only the operation input unit 2 or the
[0051]
A control flow performed in the data
[0052]
When the
[0053]
In addition to the case where the
[0054]
When the recorded
[0055]
With the configuration as described above, the following effects can be obtained.
[0056]
Since it has a function of controlling at least one operation of the remote operation means 3 or the operation input means 2 by the control means 19 based on the
[0057]
Because it is possible to reproduce the treatment operation performed during the operation after the operation, check the operation content and treatment operation, such as what operation was performed or how the surgical tool moved, Analysis and treatment status can be easily grasped after surgery.
[0058]
Since it is possible to reproduce the operation using an actual apparatus, it is possible to confirm the behavior of the surgical instrument in a range that cannot be confirmed on the screen without being caught in the field of view recorded in the endoscope image. In addition, multiple observers can visually confirm the actual movement from various angles at the same time, making it possible to examine, grasp, analyze, and explain postoperative treatment details more specifically and effectively. It becomes like this.
[0059]
Since the operation is reproduced based on the recorded information, it is possible to operate repeatedly based on a certain range of information according to the user's request, and it is important according to the request of the person who observes the operation. Can efficiently observe, analyze, grasp, explain, etc.
[0060]
Since the recorded information can be moved through the
[0061]
It is also possible to reproduce the operation by synchronizing the models of the operation input means 2 and the remote operation means 3 manufactured by computer graphics or the like based on the
[0062]
Even when the operation input means 2 and the remote operation means 3 have the control means 19 independently, since the
[0063]
Since the
[0064]
By comparing the recorded
[0065]
Next, the observation means 5, treatment status observation means 7, biological information measurement means 6 and the like will be described with reference to FIG. The observation means 5 shown in FIG. 1 is a medical instrument such as an endoscope, and is an apparatus that provides the operator 1 with the situation near the affected area as image information or graphic information. 1 and 2 show an example of an apparatus that bundles an
[0066]
The treatment status observation means 7 shown in FIG. 1 is an imaging system such as a camera that captures the state of the operator who is performing the operation and the operator 1. The treatment
[0067]
The
[0068]
FIG. 5 shows an example of the screen configuration displayed on the display means 12a or the display means 12b installed remotely. Details on remote installation will be described later. In one screen, the
[0069]
Each information of the
[0070]
By updating the
[0071]
Compare the recorded image of the affected area situation with the state of motion reproduction, identify the movement that cannot be recorded in the
[0072]
It is also possible to collect
[0073]
The treatment situation observation means 7 records the treatment situation by embedding a
[0074]
Recording and playback at a remote location will be described with reference to FIG. As shown in FIG. 1, the recording means 8a is equipped with a transmission / reception means 13a, and is connected to transmission / reception means 13b, 13c provided at a place away from the surgical site through a wired or wireless network or communication line. . The transmission / reception means 13b is connected to the recording means 8b so as to be able to transmit and receive, and has a function of recording on a
[0075]
Since the
[0076]
The reproduction of the operation is not only after the operation but also during the operation, the
[0077]
The
[0078]
FIG. 3B shows another example relating to the
[0079]
The encryption method is configured to have an encryption dedicated key and a decryption dedicated key, such as a public key method. The encryption dedicated key is managed by the
[0080]
By managing and operating the respective keys separately in the recording means 8a and the reproducing
[0081]
Since it becomes difficult for the reproducing means 11a not having the encryption-dedicated key to encrypt again, it is possible to prevent the recorded
[0082]
When a plurality of recording means 8a and reproduction means 11a are installed in a facility that is grouped in a network such as a hospital or between hospitals and in which the mutual browsing of the recorded
[0083]
FIG. 13 is a configuration diagram of a recording unit and a reproducing unit of a surgery support apparatus including a detachable permission unit that manages keys for encryption and decryption. The other components of the recording means and reproducing means are the same as those in FIG. As shown in FIG. 13, the encryption-dedicated key or the decryption-dedicated key is made independent as the
[0084]
These permission means are called encryption key hardware and decryption key hardware.
[0085]
The recorded
[0086]
The encrypted information is decrypted by the decrypting means 70 of the reproducing
[0087]
It is also possible to store a read-only key for encryption or decryption, and to read the key only once during a series of recording processing or reproduction processing. Alternatively, it may be read every time encryption and decryption are performed.
[0088]
Information for identifying a person who manages the permission means (manager identification information), for example, an individual name, a serial number, and the like is added to each permission means and added to the encryption dedicated key and the decryption dedicated key. When using the encryption permission means 73 and the decryption permission means 74, a recording device for recording the administrator identification information recorded in each permission means is provided in the recording means 8a and the reproduction means 11a. Alternatively, the administrator identification information when the
[0089]
When recording
[0090]
In the encryption permission means 73 and the decryption permission means 74, information that can identify the person managing each permission means is recorded together with the encryption dedicated key and the decryption dedicated key, and each permission means is used. Since the information can be recorded as a record, it is possible to grasp who recorded the information and when or who viewed the information, and the
[0091]
Furthermore, even if different recording means 8a are used in a plurality of treatments, if the encryption key hardware storing the same encryption dedicated key is used, the hardware storing the decryption dedicated key paired therewith is stored. By using this, it is possible to reproduce the
[0092]
Moreover, even if the same recording means is used, a group that can view this information has a decryption-dedicated key corresponding to the encryption-dedicated key by using encryption key hardware that stores different encryption-dedicated keys. It can be limited to groups, and the convenience of management and operation of the recorded
[0093]
When transmitting / receiving via the network, the recorded
[0094]
Since transmission / reception of the
[0095]
FIG. 11 shows an embodiment when using a surgical instrument that does not have a control means for performing operation control. In FIG. 11, the transmission / reception means and the like shown in FIG. 1 are omitted, but the same configuration can be adopted. The
[0096]
The patient's biological information from the biological information measuring means 6, the video of the affected area from the observation means 5, the operation command information from the data glove 61, and the coordinate information of the
[0097]
In the configuration shown in FIG. 1, the operator 1 is equipped with the data glove 61 and operates the operation input means 2, or the treatment status for providing the
[0098]
With this configuration, it is possible to record the movement of the hand of the operator who is operating the
[0099]
Since the position and orientation information of the
[0100]
Since the position and orientation of the remote operation means 3 in the coordinate system of the operating room can be specified, the arrangement of the operation input means 2 and the positional relationship with the patient 4 can be clarified, and the treatment operation can be reproduced more accurately. Become.
[0101]
FIG. 12 shows a treatment situation in which a plurality of remote operation means 3, 3a,
[0102]
The treatment status observation means 7 calculates the coordinates of the positions of the
[0103]
The detected coordinate information of the remote operation means 3 and 3a is transmitted to the recording means in the same manner as the
[0104]
Thereby, it is possible to reproduce the operation of the plurality of remote operation means 3 and 3a in time synchronization, and when reproducing the operation of the remote operation means 3 and 3a, each remote operation means is reproduced. By referring to the coordinate information of 3 and 3a, it is possible to accurately reproduce the installation status between the apparatuses.
[0105]
Further, even when the reproduction of the operation is displayed using graphic means such as computer graphics, the position and orientation of the remote operation means are controlled based on the
[0106]
Therefore, in addition to being able to accurately and easily grasp the operation of the surgical instrument and the remote operation means during treatment, it is possible to grasp the relative relationship between the remote operation means and the surgical instrument in detail and easily during the treatment. become.
[0107]
By using these examples, it is possible to store the
[0108]
【The invention's effect】
According to the present invention, since it is configured as described above, it is possible to provide a surgery support apparatus suitable for grasping and analyzing the contents of treatment operations performed after surgery.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a configuration diagram of a surgery support apparatus according to the present invention.
FIG. 2 is a schematic view of a distal end portion of a remote operation means.
FIG. 3 is a configuration example of a recording processing unit.
FIG. 4 is a configuration example using a plurality of recording means.
FIG. 5 is an example of a treatment information display screen.
FIG. 6 is a diagram showing a control operation and data flow in the control means when performing a normal operation.
FIG. 7 is a diagram showing a control operation and data flow in the control means when reproducing the operation.
FIG. 8 is a control flow for updating data based on a time code.
FIG. 9 is a conceptual diagram of treatment information organized by time code.
FIG. 10 is a conceptual diagram of treatment information composed of a plurality of file groups classified by type of treatment information.
FIG. 11 is a configuration diagram when a surgical instrument that does not perform operation control by a control unit is used.
FIG. 12 is a configuration diagram using a plurality of remote operation means.
FIG. 13 is a configuration diagram having hardware dedicated to encryption and decryption.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Operator, 2 ... Operation input means 3, 3a ... Remote operation means, 4 ...
Claims (13)
前記遠隔動作手段に操作者が動作を指示する操作入力手段と、
前記操作入力手段を操作する状況を観察する治療状況観察手段と、
前記操作入力手段に入力された動作指示を処理して前記遠隔動作手段を制御する制御手段と、
前記制御手段が動作を制御するときに用いる制御情報を記録する記録媒体を有する記録手段と、
前記記録媒体に記録された制御情報を再生する再生手段とを備え、
前記記録手段は、前記操作入力手段により入力された操作入力情報、前記治療状況観察手段により観察された治療状況情報、及び患者の生体情報を計測する生体情報計測手段により計測された生体情報を、時系列的に同期して前記記録媒体に記録する機能を有し、
前記制御手段は、前記記録手段に記録された前記操作入力情報に基づいて前記遠隔動作手段あるいは前記操作入力手段の少なくとも一方の動作を再現するように制御する機能を有し、
前記再生手段は、前記制御手段による動作の再現に同期して、前記記録手段に記録された前記治療状況情報及び前記生体情報を表示手段に表示して再現するように再生する機能を有する手術支援装置。A remote operation means equipped with at least one of a surgical tool for treating the affected area or an observation means for observing the affected area, and operating according to an instruction from the operator;
Operation input means for an operator to instruct the remote operation means to perform an operation;
Treatment status observation means for observing the status of operating the operation input means;
And control means for controlling the remote operation means processes the operation instruction input to the operation input means,
Recording means having a recording medium for recording control information used when the control means controls the operation ;
Playback means for playing back the control information recorded on the recording medium ,
The recording means includes the operation input information input by the operation input means, the treatment status information observed by the treatment status observation means, and the biological information measured by the biological information measurement means for measuring the biological information of the patient. Having the function of recording on the recording medium in time series synchronization,
Wherein said control means has a function of controlling so as to reproduce the operation of at least one of said remote operation means or said operation inputting means based on the operation input information recorded in the recording means,
The reproduction means has a function of reproducing the treatment status information and the biological information recorded in the recording means so as to be reproduced by displaying them on the display means in synchronization with the reproduction of the operation by the control means. apparatus.
前記遠隔動作手段に操作者が動作を指示する操作入力手段と、
前記操作入力手段を操作する状況あるいは患者の周囲の状況の少なくとも一方を観察する治療状況観察手段と、
前記操作入力手段に入力された動作指示を処理して前記遠隔動作手段を制御する制御手段と、
前記制御手段が動作を制御するときに用いる制御情報を記録する記録媒体を有する記録手段と、
前記記録媒体に記録された制御情報を再生する再生手段とを備え、
前記記録手段は、前記操作入力手段により入力された操作入力情報、前記治療状況観察手段により観察された治療状況情報、前記観察手段により観察された患部情報、及び患者の生体情報を計測する生体情報計測手段により計測された生体情報を、時系列的に同期して前記記録媒体に記録する機能を有し、
前記制御手段は、前記記録手段に記録された前記操作入力情報に基づいて前記遠隔動作手段あるいは前記操作入力手段の少なくとも一方の動作を再現するように制御する機能を有し、
前記再生手段は、前記制御手段による動作の再現に同期して、前記記録手段に記録された前記治療状況情報、前記患部情報及び前記生体情報を表示手段に表示して再現するように再生する機能を有する手術支援装置。 A remote operation means equipped with a surgical tool for treating the affected area and an observation means for observing the affected area, and operating according to an instruction from the operator;
Operation input means for an operator to instruct the remote operation means to perform an operation ;
Treatment status observation means for observing at least one of a situation in which the operation input means is operated or a situation around the patient ;
Control means for processing the operation instruction input to the operation input means to control the remote operation means;
Recording means having a recording medium for recording control information used when the control means controls the operation;
Playback means for playing back the control information recorded on the recording medium,
The recording unit is configured to measure the operation input information input by the operation input unit, the treatment status information observed by the treatment status observation unit, the affected part information observed by the observation unit, and the biological information of the patient. Having the function of recording the biological information measured by the measuring means on the recording medium in time series synchronization;
The control means has a function of controlling to reproduce at least one operation of the remote operation means or the operation input means based on the operation input information recorded in the recording means,
The reproduction means has a function of reproducing the treatment status information, the affected area information, and the biological information recorded in the recording means in a manner that is displayed and reproduced in synchronization with the reproduction of the operation by the control means. A surgical operation support device having
前記術具あるいは前記観察手段に有する識別子と、
所定の一点を原点とした空間における前記識別子の座標を計測可能な位置計測装置と、
前記術具あるいは前記観察手段を扱う操作者の位置姿勢を計測するデータ収集手段と、
前記位置計測装置から出力される位置計測情報、患者の生体情報を計測する生体情報計測手段から出力される生体情報、及び前記データ収集手段から出力される位置姿勢情報を記録する記録手段と、
前記記録手段で記録された情報を読み出して表示手段へ出力する再生手段と、
前記記録手段は、記録する前記位置計測情報、前記生体情報、及び前記位置姿勢情報の時系列的な相対関係を把握するための時系列情報を前記記録する情報に添付して記録媒体へ記録する機能を有し、
前記再生手段は、前記記録手段で前記記録情報に添付して記録したそれぞれの情報の時系列情報を基に、前記位置計測情報、前記生体情報、及び前記位置姿勢情報を再生する時刻を調整して画面表示を更新する機能を有する手術支援装置。A surgical tool capable of treating the affected area or an observation means capable of observing the affected area;
An identifier possessed by the surgical instrument or the observation means;
A position measuring device capable of measuring the coordinates of the identifier in a space with a predetermined point as the origin;
Data collection means for measuring the position and orientation of an operator who handles the surgical instrument or the observation means;
Recording means for recording position measurement information output from the position measurement device , biological information output from biological information measurement means for measuring biological information of a patient, and position and orientation information output from the data collection means;
Reproducing means for reading out the information recorded by the recording means and outputting it to the display means;
The recording hand stage, the position measurement information to be recorded, the recording to the body information, and the recording medium time-series information attached to the recording information for time grasp the series relative relationship of the position and orientation information the ability to possess,
The reproduction hand stage, based on the time series information of the recording means each information recorded as an attachment to the recording information, the position measurement information, the body information, and adjust the time for reproducing the position and orientation information And a surgery support apparatus having a function of updating the screen display.
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