JP2000139945A

JP2000139945A - 遠隔手術支援システム

Info

Publication number: JP2000139945A
Application number: JP10318019A
Authority: JP
Inventors: Akinobu Uchikubo; 明伸内久保; Shoichi Gotanda; 正一五反田; Hitoshi Mizuno; 均水野
Original assignee: Olympus Optical Co Ltd
Current assignee: Olympus Corp
Priority date: 1998-11-09
Filing date: 1998-11-09
Publication date: 2000-05-23

Abstract

(57)【要約】【課題】遠隔地からの被制御装置の操作内容を、被制
御装置側に効率よく伝達する。【解決手段】遠隔手術支援システム１では、物理的操
作を電気信号として出力する操作装置２と、操作装置２
からの電気信号に基づいた所定のプロトコルの伝送信号
に変換する信号変換装置３と、信号変換装置３からの伝
送信号に基づき所定の音声を発する音声発生装置４と、
マニュピレータ６を駆動制御するシステムコントローラ
７とを備えて構成される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は遠隔手術支援システ
ム、更に詳しくは操作手段からの操作信号の伝送部分に
特徴のある遠隔手術支援システムに関する。

【０００２】

【従来の技術】複数の装置からなるシステムとして、例
えば特開平７−２３１８９６号公報に示されるような内
視鏡を備えた医療用内視鏡システムがあるが、このよう
な医療用システムにあっては、近年、システムに接続さ
れた手術ロボットを、手術室外から制御するロボテック
サージェリが注目されている。

【０００３】このロボテックサージェリは、手術室に設
置された手術ロボットを遠隔制御するもので、経験の豊
かな医師がいない地域であっても、公衆回線等を介して
経験のある医師がいる病院とネットワーク接続すること
により、優れた手術を受けることを可能とする。

【０００４】図７は従来のロボテックサージェリの一例
を示すもので、従来のロボテックサージェリ１０１は、
手術室に設けられた遠隔制御可能なマニュピレータ１０
２をシステムコントローラ１０３で制御するようになっ
ており、遠隔地の医師がジョイスティック１０４等の操
作手段を動かすと、その動きがコーデック１０５により
ＩＳＤＮを使った公衆回線上に伝送するための信号に変
換され、手術室のコーデック１０６がその信号を復調し
てシステムコントローラ１０３に伝送する。そして、シ
ステムコントローラ１０３がコーデック１０６から得た
信号をさらに変換して、マニュピレータ１０２の動きを
制御するようになっている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た従来のロボテックサージェリにおいては、手術室にい
る医師と遠隔地にいる医師とが共同で手術を行う場合等
では、手術室側にいる医師は遠隔地の医師が操作した内
容を被制御装置の動作でしか確認することができず、お
互いの手術動作がチグハグになったり、相反する操作等
を避けるためには逐一お互いの操作を確認し合う必要が
あり、リアルタイムに効率よく共同作業することができ
ないといった問題がある。

【０００６】本発明は、上記事情に鑑みてなされたもの
であり、遠隔地からの被制御装置の操作内容を、被制御
装置側に効率よく伝達することのできる遠隔手術支援シ
ステムを提供することを目的としている。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明の遠隔手術支援シ
ステムは、被制御装置の動作を物理的に操作するための
操作手段と、前記被制御装置の動作を前記操作手段の出
力から生成された操作信号に基づき制御する制御手段と
を具備した遠隔手術支援システムにおいて、前記操作信
号を音声信号に変換する信号変換手段と、前記信号変換
手段の前記音声信号を音声として出力する拡声手段とを
備え、前記信号変換手段は、前記操作手段の出力に対応
した前記音声信号に変換するための音声信号変換テーブ
ルを備えて構成される。

【０００８】本発明の遠隔手術支援システムでは、前記
信号変換手段が前記操作信号を前記音声信号に変換し、
前記拡声手段が前記信号変換手段の前記音声信号を音声
として出力すると共に、前記信号変換手段が前記音声信
号変換テーブルにより前記操作信号を音声信号に変換す
ることで、遠隔地からの被制御装置の操作内容を、被制
御装置側に効率よく伝達することを可能とする。

【０００９】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照しながら本発明
の実施の形態について述べる。

【００１０】第１の実施の形態：図１ないし図３は本発
明の第１の実施の形態に係わり、図１は遠隔手術支援シ
ステムの構成を示す構成図、図２は図１の信号変換装置
の構成を示す構成図、図３は図１のシステムコントロー
ラの構成を示す構成図である。

【００１１】（構成）図１に示すように、本実施の形態
の遠隔手術支援システム１では、物理的操作を電気信号
として出力する操作装置２と、この操作装置２からの電
気信号に基づいた所定のプロトコルの伝送信号に変換す
る信号変換装置３と、この信号変換装置３からの伝送信
号に基づき所定の音声を発する音声発生装置４と、この
音声発生装置４が発生した音声を受信する音声受信装置
５と、この音声受信装置５が受信した音声に基づき例え
ば図示しない高周波電気メスを有するマニュピレータ６
を駆動制御するシステムコントローラ７とを備えて構成
される。

【００１２】なお、遠隔地側には操作装置２及び信号変
換装置３が設置され、手術室側には音声発生装置４、音
声受信装置５、マニュピレータ６及びシステムコントロ
ーラ７が設置され、遠隔地側の信号変換装置３からの伝
送信号が一般公衆回線を介して手術室側の音声発生装置
４に伝送されるようになっている。

【００１３】信号変換装置３は、図２に示すように、操
作装置２である例えばジョイスティック２ａの前後左右
への操作による操作信号を入力しＡ／Ｄ変換して数値化
して出力するＩ／Ｆ回路２１と、Ｉ／Ｆ回路２１からの
数値化された操作データを格納するメモリ２２と、メモ
リ２２に格納された操作データとハードディスク２３に
予め格納されている表１に示される変換テーブルを比較
してジョイスティック２ａの動きを判別するＣＰＵ２４
と、ＣＰＵ２４の判別結果に基づき音声発生装置４とし
てのスピーカ４ａに音声を発生させるための伝送信号
（アナログ音声信号）を出力するスピーカ駆動回路２５
とを備え、内部バス２６により各回路が接続されてい
る。

【００１４】

【表１】なお、ジョイスティック２ａには、図示しないスイッチ
が設けられており、これにより「把持する」、「放
す」、「切る」等の動作を選択的に指示することができ
るようになっている。

【００１５】システムコントローラ７は、図３に示すよ
うに、音声発生装置４としてのスピーカ４ａから発生さ
れた音声を受信した音声受信装置５としてのマイクロフ
ォン５ａから受信信号を入力しＡ／Ｄ変換して数値化し
て出力するＩ／Ｆ回路３１と、Ｉ／Ｆ回路３１からの数
値化された音声データを格納するメモリ３２と、メモリ
３２に格納された音声データとハードディスク３３に予
め格納されている表２に示される変換テーブルを比較し
てマニュピレータ６の制御を判別するＣＰＵ３４と、Ｃ
ＰＵ３４の判別結果に基づきマニュピレータ６を駆動制
御するマニュピレータ駆動回路３５とを備え、内部バス
３６により各回路が接続されている。

【００１６】

【表２】（作用）次にこのように構成された本実施の形態の作用
について説明する。

【００１７】ジョイスティック２ａの前後左右の操作及
び図示しないスイッチ操作により、操作信号が信号変換
装置３のＩ／Ｆ回路２１に入力される。Ｉ／Ｆ回路２１
では、操作信号をＡ／Ｄ変換して数値化してメモリ２２
に格納する。

【００１８】そして、ＣＰＵ２４は、メモリ２２に格納
された操作データとハードディスク２３に予め格納され
ている表１に示される変換テーブルを比較してジョイス
ティック２ａの動きを判別し、スピーカ駆動回路２５を
制御し判別結果に基づき音声発生装置４としてのスピー
カ４ａに音声を発生させるための伝送信号（アナログ音
声信号）を出力させる。

【００１９】例えば、ジョイスティック２ａを左に倒す
と、Ｉ／Ｆ回路２１は操作データ「００１００」を発生
し、この操作データ「００１００」をメモリ２２に格納
する。すると、ＣＰＵ２４は、ハードディスク２３に予
め格納されている表１に示される変換テーブルを参照し
て、該当するメッセージである「左へ動かす」という伝
送信号（アナログ音声信号）をスピーカ駆動回路２５よ
り出力させる。

【００２０】一方、スピーカ駆動回路２５からの伝送信
号（アナログ音声信号）により音声発生装置４としての
スピーカ４ａから発生された音声は音声受信装置５とし
てのマイクロフォン５ａにより受信され、システムコン
トローラ７のＩ／Ｆ回路３１で入力した受信信号をＡ／
Ｄ変換して数値化してメモリ３２に格納する。

【００２１】そして、ＣＰＵ３４は、メモリ３２に格納
された音声データとハードディスク３３に予め格納され
ている表２に示される変換テーブルを比較してマニュピ
レータ６の制御を判別し、マニュピレータ駆動回路３５
を制御し判別結果に基づきマニュピレータ６を駆動制御
する。

【００２２】例えば、Ｉ／Ｆ回路３１の出力が「０１１
１０」の場合、ＣＰＵ３４は、表２の変換テーブルによ
り、マニュピレータ６に接続された図示しない高周波電
気メスの出力をオンにして、マニュピレータ６の先端か
ら高周波電流を流し患部を切断する。

【００２３】（効果）このように本実施の形態では、遠
隔地でのジョイスティック２ａの操作を予め用意した音
声の伝送信号（アナログ音声信号）に変換し一般公衆回
線を用いて手術室に伝送するので、遠隔地でのジョイス
ティック２ａの操作が音声により安価に正確かつ効率的
に伝達され、またその操作が正しく信号変換されたかが
確認できる。

【００２４】また、一般に音声認識においては不特定話
者の識別は識別率が低くなるが、本実施の形態では、一
律の音声信号に変換しているために識別率を高めること
ができる。

【００２５】さらに、人が実際に口頭で音声指示する場
合、手術においては術者は口にマスクをかけることから
発音が不明瞭になり識別率が低下するが、本実施の形態
ではそのようなことがない。

【００２６】第２の実施の形態：図４は本発明の第２の
実施の形態に係る遠隔手術支援システムの構成を示す構
成図である。

【００２７】第２の実施の形態は、第１の実施の形態と
ほとんど同じであるので、異なる構成のみ説明し、同一
の構成には同じ符号を付け説明は省略する。

【００２８】（構成）本実施の形態では、図４に示すよ
うに、第１の実施の形態の音声受信装置５及びシステム
コントローラ７における音声認識機能を省いたもので、
信号変換装置３のＩ／Ｆ回路２１の出力がシステムコン
トローラ７のＩ／Ｆ回路３１に一般公衆回線を用いて直
接的にシリアル接続されている。なお、信号変換装置３
のスピーカ駆動回路２５からの伝送信号（アナログ音声
信号）は一般公衆回線を用いて音声発生装置４としての
スピーカ４ａに伝送され、音声発生装置４としてのスピ
ーカ４ａからジョイスティック２ａの操作に応じた音声
が発生される。その他の構成は第１の実施の形態と同じ
である。

【００２９】（作用）本実施の形態においては、ジョイ
スティック２ａの操作に応じたマニュピレータ６の制御
信号が信号変換装置３のＩ／Ｆ回路２１よりシステムコ
ントローラ７のＩ／Ｆ回路３１に一般公衆回線を用いて
直接的にシリアル伝送されると共に、音声発生装置４と
してのスピーカ４ａからジョイスティック２ａの操作に
応じた音声が発生される。その他の作用は第１の実施の
形態と同じである。

【００３０】（効果）このように本実施の形態では、第
１の実施の形態の効果に加え、ジョイスティック２ａの
操作に応じたマニュピレータ６の制御信号を一般公衆回
線を用いて直接的にシリアル伝送するため、音声認識機
能が省略できるのでより安価に構成することができる。

【００３１】第３の実施の形態：図５は本発明の第３の
実施の形態に係る遠隔手術支援システムの構成を示す構
成図である。

【００３２】第３の実施の形態は、第１の実施の形態と
ほとんど同じであるので、異なる構成のみ説明し、同一
の構成には同じ符号を付け説明は省略する。

【００３３】（構成）本実施の形態では、図５に示すよ
うに、遠隔地に設けられた信号変換装置５１と、手術室
に設けられた信号変換装置５２とによりテレビ会議装置
を構成したものであり、信号変換装置５１と信号変換装
置５２との相互間はＩＳＤＮやＬＡＮ等の規格化（ＩＳ
ＤＮ方式はＨ．３２０、ＬＡＮ方式はＨ．３２３）され
た高度通信システムを介して画像及び音声がリアルタイ
ムに送受可能に構成されている。そして、信号変換装置
５１と信号変換装置５２に設けられている図示しないＴ
Ｖカメラやモニタ等を用いることにより画像及び音声で
テレビ会議システムが構築できるようになっている。

【００３４】なお、信号変換装置５２からは、高度通信
システムを介した音声信号が音声発生装置４としてのス
ピーカ４ａに出力されるようになっている。その他の構
成は第１の実施の形態と同じである。

【００３５】（作用）本実施の形態においては、高度通
信システムを介して画像及び音声がリアルタイムに送受
され、信号変換装置５１と信号変換装置５２に設けられ
ている図示しないＴＶカメラやモニタ等を用いることに
より画像及び音声でテレビ会議システムが構築される。
その他の作用は第１の実施の形態と同じである。

【００３６】（効果）このように本実施の形態では、第
１の実施の形態の効果に加え、被制御装置であるマニュ
ピレータ６の制御のみならず、双方（遠隔地と手術室）
の画像や音声をリアルタイムに送受できるため、より細
かな手術支援が可能となる。

【００３７】第４の実施の形態：図６は本発明の第４の
実施の形態に係る遠隔手術支援システムの構成を示す構
成図である。

【００３８】第４の実施の形態は、第３の実施の形態と
ほとんど同じであるので、異なる構成のみ説明し、同一
の構成には同じ符号を付け説明は省略する。

【００３９】（構成）本実施の形態では、図６に示すよ
うに、第３の実施の形態の音声受信装置５及びシステム
コントローラ７における音声認識機能を省いたもので、
高度通信システムを用いて伝送されたジョイスティック
２ａの操作に応じたマニュピレータ６の制御信号が信号
変換装置５２よりシステムコントローラ７のＩ／Ｆ回路
３１に直接的にシリアル接続されている。なお、高度通
信システムを介した音声信号は信号変換装置５２より音
声発生装置４としてのスピーカ４ａに伝送され、音声発
生装置４としてのスピーカ４ａからジョイスティック２
ａの操作に応じた音声が発生される。その他の構成は第
３の実施の形態と同じである。

【００４０】（作用）本実施の形態においては、高度通
信システムを用いて伝送されたジョイスティック２ａの
操作に応じたマニュピレータ６の制御信号が信号変換装
置５２よりシステムコントローラ７のＩ／Ｆ回路３１に
直接的にシリアル伝送されると共に、音声発生装置４と
してのスピーカ４ａからジョイスティック２ａの操作に
応じた音声が発生される。その他の作用は第３の実施の
形態と同じである。

【００４１】（効果）このように本実施の形態では、第
３の実施の形態の効果に加え、高度通信システムを用い
て伝送されたジョイスティック２ａの操作に応じたマニ
ュピレータ６の制御信号を直接的にシリアル伝送するた
め、音声認識機能が省略できるので第３の実施の形態に
比べより安価に構成することができる。

【００４２】なお、上記各実施の形態では被制御装置を
マニュピレータ６としたが、これに限らず、例えば特開
平７−２３１８９６号公報に示されるような内視鏡カメ
ラ装置、光源装置、高周波焼灼装置、気腹装置等を被制
御装置としても、上記各実施の形態が適用できることは
言うまでもない。

【００４３】また、操作手段としてジョイスティック２
ａを例に説明したが、これに限らず、例えばマウス、タ
ブレット等のポインティングデバイスやキーボード等に
も上記各実施の形態が適用できる。

【００４４】［付記］（付記項１）被制御装置の動作を物理的に操作するた
めの操作手段と、前記被制御装置の動作を前記操作手段
の出力から生成された操作信号に基づき制御する制御手
段とを具備した遠隔手術支援システムにおいて、前記操
作信号を音声信号に変換する信号変換手段と、前記信号
変換手段の前記音声信号を音声として出力する拡声手段
とを備え、前記信号変換手段は、前記操作手段の出力に
対応した前記音声信号に変換するための音声信号変換テ
ーブルを備えたことを特徴とする遠隔手術支援システ
ム。

【００４５】（付記項２）前記拡声手段が出力した音
声を受信する音声受信手段を備え、前記制御手段は、前
記音声受信手段が受信した音声受信信号から前記被制御
装置を駆動制御する制御信号を発生するための制御信号
変換テーブルを備えたことを特徴とする付記項１に記載
の遠隔手術支援システム。

【００４６】（付記項３）被制御装置の動作を物理的
に操作するための操作手段と、前記被制御装置の動作を
前記操作手段の出力から生成された操作信号に基づき制
御する制御手段とを具備した遠隔手術支援システムにお
いて、前記操作信号を音声信号に変換する信号変換手段
と、前記信号変換手段の前記音声信号を音声として出力
する拡声手段とを備え、前記制御手段は、前記操作信号
に基づく前記音声信号により前記被制御装置の動作を制
御し、前記信号変換手段は、前記操作手段の出力に対応
した前記音声信号に変換するための音声信号変換テーブ
ルを備えたことを特徴とする遠隔手術支援システム。

【００４７】

【発明の効果】以上説明したように本発明の遠隔手術支
援システムでによれば、信号変換手段が操作信号を音声
信号に変換し、拡声手段が信号変換手段の音声信号を音
声として出力すると共に、信号変換手段が音声信号変換
テーブルにより操作信号を音声信号に変換するので、遠
隔地からの被制御装置の操作内容を、被制御装置側に効
率よく伝達することができるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施の形態に係る遠隔手術支援
システムの構成を示す構成図

【図２】図１の信号変換装置の構成を示す構成図

【図３】図１のシステムコントローラの構成を示す構成
図

【図４】本発明の第２の実施の形態に係る遠隔手術支援
システムの構成を示す構成図

【図５】本発明の第３の実施の形態に係る遠隔手術支援
システムの構成を示す構成図

【図６】本発明の第４の実施の形態に係る遠隔手術支援
システムの構成を示す構成図

【図７】従来のロボテックサージェリの構成を示す構成
図

【符号の説明】

１…遠隔手術支援システム２…操作装置２ａ…ジョイスティック３…信号変換装置４…音声発生装置４ａ…スピーカ５…音声受信装置５ａ…マイクロフォン６…マニュピレータ７…システムコントローラ２１、３１…Ｉ／Ｆ回路２２、３２…メモリ２３、３３…ハードディスク２４、３４…ＣＰＵ２５…スピーカ駆動回路２６、３６…内部バス２５…マニュピレータ駆動回路

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者水野均東京都渋谷区幡ヶ谷２丁目43番２号オリンパス光学工業株式会社内Ｆターム(参考） 5K048 AA04 BA21 DB05 DC07 EB02 EB14 FB11 HA04 HA06

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】被制御装置の動作を物理的に操作するた
めの操作手段と、前記被制御装置の動作を前記操作手段の出力から生成さ
れた操作信号に基づき制御する制御手段とを具備した遠
隔手術支援システムにおいて、前記操作信号を音声信号に変換する信号変換手段と、前記信号変換手段の前記音声信号を音声として出力する
拡声手段とを備え、前記信号変換手段は、前記操作手段の出力に対応した前
記音声信号に変換するための音声信号変換テーブルを備
えたことを特徴とする遠隔手術支援システム。