JP2001087282A - 手術支援システム - Google Patents
手術支援システムInfo
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- JP2001087282A JP2001087282A JP26876199A JP26876199A JP2001087282A JP 2001087282 A JP2001087282 A JP 2001087282A JP 26876199 A JP26876199 A JP 26876199A JP 26876199 A JP26876199 A JP 26876199A JP 2001087282 A JP2001087282 A JP 2001087282A
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Abstract
ーブル配線を不要とし、手術機器の位置及び姿勢によら
ず、手術機器の位置検出が可能な状態において確実にデ
ータ通信が行える手術支援システムを提供する。 【解決手段】手術用顕微鏡1と、光学式受信装置30を
有し、手術用顕微鏡の位置及び姿勢を検出して表示する
位置検出表示装置2と、手術用顕微鏡1に取り付けられ
て、光学式受信装置30によって検出される複数の信号
部材とを具備し、位置検出表示装置2と手術用顕微鏡1
との間で光通信を行うべく、該光通信のための送受信部
を、光学式受信装置30と、複数の信号部材で囲まれる
範囲内又は複数の信号部材が一体に構成された信号板と
に設ける。
Description
有する位置検出表示装置と、複数の信号部材が取り付け
られた手術機器とで構成される手術支援システムに関す
るものである。
像診断による断層画像を用いて手術前の手術計画を作成
したり、さらには手術中にもそれら画像情報を有効利用
することで、より安全な手術を目指して手術用顕微鏡な
どの手術機器の改良が進められている。
鏡の観察位置を三次元空間において特定し、その位置を
術前の診断画像に重像するといった画像情報との統合が
図られており、手術中に観察位置に対する断層画像情報
が得られるようになってきている。
装置を用いて行われており、その一例として光学式によ
る位置検出方法が特開平5−305073号公報に開示
されている。術者が手術機器を所望の位置及び姿勢で使
用した時、手術機器の位置及び姿勢が検出されるが、こ
れには検出したい手術機器に取付けられた少なくとも2
つ以上の信号部材が複数の(位置検出のために最低限必
要な数の)受信部材によって撮像される。
用顕微鏡の観察点の位置検出を行うために、焦点距離の
データを手術用顕微鏡からRS−232C等の有線によ
る通信手段により位置検出表示装置に通知する例がGB
2288249に開示されている。
いる時に、位置検出表示装置に前記手術機器の操作信号
や設定情報を通知する際にも、有線による通信手段で行
っていた。
9639615は上記した手術機器の位置検出の一例を
開示している。また、特願平10−319190号は手
術用顕微鏡において手術機器の3次元位置を検出する方
法を提案している。さらに、GB2288249は手術
用顕微鏡と位置検出表示装置などの周辺機器との接続に
関する技術を開示している。
05073号公報、DE19639615、特願平10
−319190、GB2288249を含む従来技術は
以下のような欠点を有する。
させるための機器があり、それら機器に影響を与えない
ようにするために各手術機器間のデータの授受には電波
は使用せず、RS−232C等に代表される有線による
通信で行っていた。
すでに手術室床には多くの配線が存在している。手術機
器の位置検出を行うためには位置検出表示装置と接続し
なければならないのは従来技術で述べられた通りである
が、そのために新たなケーブルが手術室床を往来し手術
室の足場環境の悪化を招いていた。
移動時に足場に気を使わなければならず、スムーズな手
術の進行を妨げる要因及び精神的疲労となっていた。ま
た、セットアップの時には配線を行わなければならず、
セットアップ時間の長時間化とそれに伴う手術スタッフ
の疲労増加を招いていた。
接続するケーブルには長さに制限があり、ケーブルの長
さによっては手術室における機器の配置に制限がもたら
され、限られた手術室における手術空間の有効利用を妨
げる要因にもなっていた。
たものであり、その目的とするところは、位置検出表示
装置を用いた手術機器の位置検出において、位置検出表
示装置と手術機器のデータ通信のケーブル配線を不要と
し、かつ手術機器の位置及び姿勢によらず、手術機器の
位置検出が可能な状態において確実にデータ通信が行え
る手術支援システムを提供することにある。
めに、第1の発明に係る手術支援システムは、手術機器
と、光学式受信装置を有し、前記手術機器の少なくとも
位置を検出して表示する位置検出表示装置と、前記手術
機器に取り付けられて、前記光学式受信装置によって検
出される複数の信号部材とを具備し、前記位置検出表示
装置と前記手術機器との間で光通信を行うべく、該光通
信のための送受信部を、前記光学式受信装置と、前記複
数の信号部材で囲まれる範囲内又は前記複数の信号部材
が一体に構成された信号板とに設ける。
は、手術機器と、光学式受信装置を有し、前記手術機器
の少なくとも位置を検出して表示する位置検出表示装置
と、前記手術機器に取り付けられて、前記光学式受信装
置によって検出される複数の信号部材とを具備し、前記
位置検出表示装置と前記手術機器との間で光通信を行う
べく、該光通信のための受信部を前記光学式受信装置に
設け、前記光通信のための送信部を前記複数の信号部材
で囲まれる範囲内又は前記複数の信号部材が一体に構成
された信号板に設ける。
説明する。本実施形態の手術支援システムは、手術用顕
微鏡などの手術機器と、この手術機器の位置及び姿勢を
検出するための光学式受信装置を有する位置検出表示装
置と、前記手術機器に取り付けられて、前記光学式受信
装置によって検出される複数の信号部材とからなり、前
記位置検出表示装置と前記手術機器との間で光通信を行
うべく、該光通信のための送受信部を、前記光学式受信
装置と、前記複数の信号部材で囲まれる範囲内又は前記
複数の信号部材が一体に構成された信号板とに設けてい
る。
姿勢を検出する場合には、手術機器に取付けられた複数
の信号部材からの光信号を光学式受信装置によって受信
し、位置検出表示装置において手術機器の位置及び姿勢
を演算する。
データ通信は次のようにして行われる。手術機器の送信
部では、信号部材の近傍に設けられた発光部材が手術機
器のデータに基づき発光される。位置検出表示装置の受
信部では、光学式受信装置に設けられた受信部材によっ
て送信部からの発光信号を検出して処理する。前記発光
信号が位置検出に関連するデータであれば、位置検出可
能な時に確実に通信を行うことが可能となる。
データ通信は、次のようにして行われる。位置検出表示
装置は光学式受信装置に設けられた発光部材をデータに
応じて発光させる。手術機器では信号部材の近傍に設け
られた受信部材によって発光部材からの光信号を受信し
て、手術機器内の制御装置でデータに応じた処理を行
う。この場合もデータが位置検出されていることが前提
となるものであれば、位置検出可能な時に確実に通信を
行うことが可能となり、位置検出表示装置で術前の診断
画像上に重像して表示する。ここで手術機器に取付けら
れた信号部材の近傍とは、複数の信号部材が一体に形成
された信号板上、及び複数の信号部材によって形成され
る(複数の信号部材により囲まれる)面の領域となる。
尚、実際には複数の信号部材によって形成される面は複
数となることが多い。信号部材が環状に形成される場合
には、データ受信部によって受信可能となるように、デ
ータ送信部を一定の間隔で信号部材の環状線状に設けれ
ばよい。
(広い)方が本実施形態に適していることは言うまでも
ない。また、位置検出表示装置のデータ受信部は位置検
出のための受信部材そのものであってもよい。
詳細に説明する。
図2は鏡体部分の拡大図、図3は鏡体部の内部構成を示
す図、図4は手術支援システムの機能ブロック図、図5
はワークステーションのモニタ上に表示される画像の例
を示す図である。
略構成を説明する。床面を移動自在なベース4と、該ベ
ース4上に支柱5が立設され、その支柱5の上体部に
は、図示しない照明用光源が内蔵された第1アーム6の
一端が軸O1を中心に回動自在に取り付けられている。
O2を中心に回動自在に第2アーム7の一端が取り付け
られている。この第2アーム7は上下移動操作を行うべ
く、リンク機構とバランス調整用のスプリング部材から
なるパンタグラフアームであり、その他端には、軸O3
を中心に回動自在に第3アーム8が取り付けられてい
る。第3アーム8の他端には鏡体3が設けられている。
第3アーム8は、軸O4を中心とした鏡体3の術者の観
察方向に対する前後方向の俯仰、軸O5を中心とした術
者の左右方向の俯仰を可能としたアームである。
調整を行い、位置固定を行うために、これらの回転軸O
1〜O5における回転部には図示しない電磁ブレーキが各
々設けられている。前記電磁ブレーキは支柱5に内蔵さ
れた図示しない電磁ブレーキ電源回路に接続され、前記
電磁ブレーキ電源回路は顕微鏡制御部22(図4)に接
続されている。
る。光学式受信装置30は後述する信号板の3つのLE
Dの3次元座標における位置を検出するためのものであ
り、受信部材兼データ受信部として2台の赤外線半導体
カメラ31a、31bと前記赤外線半導体カメラ31
a、31bの位置を固定させているカメラ支持部材32
とスタンド34により構成され、手術室床に設置されて
いる。前記赤外線半導体カメラ31a、31bはカメラ
支持部材32により−定距離で2つの光軸が直交するよ
うに固定されている。また、赤外線半導体カメラ31
a、31bは夫々計測装置20に接続され、計測装置2
0はA/D変換器33を介してワークステーション29
に接続されている。
続され、その内部の図示しない記録部には、術前におい
てあらかじめCTやMRIといった図示しない画像診断
装置による断層画像データ、及び前記断層画像データを
加工し、3次元に再構築されたデータが記録されてい
る。
り、鏡体3に一体に固定されたグリップ9に設けられた
スイッチ10は前記顕微鏡制御部22(図4)に接続さ
れている。
が鏡体3の3次元座標を検出するための信号板である。
信号板17には信号部材兼データ送信部として3個の赤
外線発光ダイオード(LED)18a、18b、18c
が一体に固定されている。LED18a、18b、18
cはそれぞれ支柱5に内蔵されたLED制御装置27
(図4)と各々接続されている。15は鏡体3の焦点位
置である。また、35a、35b、35cは治療対象と
なる患者37に張り付けられたマーク部材である。Ob
−XbYbZbは前記マーク部材35a、35b、35
cを基準に定義される生体座標系である。
ンズ11、変倍光学系12、一対の結像レンズ13a、
13b、一対の接眼レンズ14a、14bを有してお
り、各々術部からの観察光軸上に順に配置されて立体観
察光学系を構成している。結像レンズ13a、13bに
よる結像面は、夫々接眼レンズ14a、14bの焦点位
置となるように配置されている。対物レンズ11は図示
しないモータと連結し、光軸方向に移動可能に構成さ
れ、位置センサ16によりレンズ位置が検出できるよう
構成されている。また、変倍光学系12も図示しないモ
ータと連結し、光軸方向に移動可能に構成され、位置セ
ンサ21によりレンズ位置が検出できるように構成され
ている。
である。上記した位置センサ16、21はそれぞれ顕微
鏡制御部22に接続されている。顕微鏡制御部22はデ
ータ変換部19とLED制御装置27とを介して上記し
たLED18a、18b、18cに接続されている。
線半導体カメラ31a、31bは各々計測装置20、A
/D変換器33、ワークステーション29を介してモニ
タ43に接続されている。
例を示す図である。患者37の術前断層画像に基づく3
次元に再構築された画像とともに、手術用顕微鏡1の焦
点位置15が重像されている。45は術部である。
する。手術前に患者37の頭部にマーク部材35a、3
5b、35cを装着し、その三点が同一断面に入る断層
像が基準となるように、あらかじめ撮影したCT、MR
I装置などの断層画像を3次元画像データに再構築し、
ワークステーション29に記録する。手術を始めるにあ
ってはワークステーション29内の断層画像データと実
際の術部における座標の相関をとるべくマーク部材35
a、35b、35cを用いてキャリブレーション(生体
座標系Ob−XbYbZbの記憶)を行う。以上の作業
によりワークステーション29には生体座標系が記憶さ
れ、モニタ43の3次元画像データはモニタ43上で画
像における生体座標系に表示される。
り、スイッチ10を押すことにより軸O1〜O5に内蔵さ
れた電磁ブレーキによるロックを解除し、鏡体3を移動
して術部45の観察部位に焦点位置15を位置決めす
る。
う為の手術スタッフの一人である。術部45から発せら
れた光束は鏡体3に入射する。対物レンズ11から鏡体
3へ入射した光束は、変倍光学系12、結像レンズ13
a、13b、接眼レンズ14a、14bを透過して観察
され、術者44は術部45を所望の倍率で観察する。観
察像の焦点位置が合わないときは、対物レンズ11を前
記図示しないモータにより駆動し、焦準を行う。
ンズ11および変倍光学系12のレンズ位置情報がそれ
ぞれ顕微鏡制御部22に伝送される。前記レンズ位置情
報はデータ変換部19に伝送され、観察点15のフォー
カス距離値、及びズーム倍率値に変換される。さらにデ
ータ変換部19は前記フォーカス距離値、ズーム倍率値
に応じて、赤外線半導体カメラ31a、31bの撮像周
期に対してサンプリング可能な周期の発光パターン信号
を作成して、LED制御装置27に出力する。
号にさらにLED18a、18b、18cの各々の個別
発光パターン信号を付加して時分割(例えばRS−23
2Cの非同期式と同様の通信形式)で点灯制御する。
b、18cからの光を検出する。検出された光は計測装
置20及びA/D変換器33で信号処理されて、ワーク
ステーション29に送信される。ワークステーション2
9では、各々LEDの発光パターン信号からLEDの個
別発光パターン信号を抽出し、あらかじめ記録されたL
EDの配列との相関をとって、信号板17の生体座標系
における位置及び姿勢を演算する。LED18a、18
b、18cが一体に固定されている信号板17は鏡体3
の所定位置に取り付けられているので、ワークステーシ
ョン29での演算により鏡体3の生体座標系に対する位
置及び姿勢が算出される。
18a、18b、18cの発光パターン信号からフォー
カス距離値、ズーム倍率値に関する発光パターン信号を
抽出し、フォーカス距離値、ズーム倍率値が算出され
る。さらに、予めワークステーション29に記録された
対物レンズ11の位置情報とから、鏡体3に対する焦点
位置15の相対位置が算出される。
置及び姿勢と、鏡体3に対する焦点位置15の相対位置
から、生体座標系における焦点位置15が演算される。
モニタ43には画像上の生体座標系に3次元画像データ
と焦点位置15が重像されて表示される。
が3次元画像データによる画像に重像されてモニタ43
に表示されるので、術者44は3次元画像データによる
画像上において、顕微鏡の観察位置を容易に認識するこ
とができる。なお、三次元位置検出に関する方法は上記
した特開平05−305073号公報に詳細に開示され
ている。
信部材を設ける必要がないので、特に手術機器において
は信号板が大型化せず手術機器本来の操作性を損ねずに
本実施形態の効果が得られる。
ス距離値とズーム倍率値を異なる信号部材に載せること
で、より短い時間でのデータの通信が可能になり、通信
におけるタイムラグを軽減できる効果がある。この場合
には、手術機器が取りうる位置及び姿勢によって、位置
検出によって最低限撮像されなければならない受信部材
に、異なるデータを載せるように配置することとなる。
拡大図、図8は光学式受信装置部分の拡大図、図9は手
術支援システムの機能ブロック図である。
分のみ説明する。図6に示すように信号板17´は球に
支柱を付け、信号部材として外装を赤外光を反射可能な
塗料で覆われた反射部材18a’、18b’、18c’
が所定の形を形成して一体に固定されている。前記反射
部材18a’、18b’、18c’が形成する所定の形
は、形状データとしてワークステーション29に予め記
録されている。
るLED23が信号板17’の中心部分に一体に固定さ
れている。前記LED23はLED制御装置27に接続
されている。
0’には前記反射部材18a’、18b’、18c’に
より反射させるための赤外光を照射する赤外光照射装置
28が、赤外線半導体カメラ31a、31bの共通する
撮像空間に向けられ、カメラ支持部材32に一体に設け
られている。さらに、前記赤外光照射装置28は赤外光
発光装置36に接続されている。
体カメラ31a、31bの共通する撮像空間に向けられ
て、カメラ支持部材32に一体に設けられている。赤外
光受光部材24は赤外光受光処理装置25に接続され、
赤外光受光処理装置25はワークステーション29に接
続されている。
1実施形態と異なる部分のみ説明する。赤外光発光装置
36により赤外光発光部材28が点灯し、赤外光を照射
する。赤外光発光部材28から照射された赤外光は反射
部材18a、18b、18cで反射され、前記反射光は
赤外線半導体カメラ31a、31bにてそれぞれ撮像さ
れ、ワークステーション29に位置データとして伝達さ
れる。ワークステーション29では予め記録されている
形状データとの相関を取り、信号板17’の生体座標系
における位置及び姿勢が算出され、さらに鏡体3の生体
座標系における位置及び姿勢が算出される。
ーム倍率値に応じてデータ変換部19で変換された信号
に基づき、LED制御装置27がLED23を所定の発
光パターンで点灯させる。
光受光部材24で受信され、赤外光受光処理装置25で
発光パターンに応じたフォーカス距離値、ズーム倍率値
に変換され、ワークステーション29に伝送される。ワ
ークステーション29では、前記鏡体3の生体座標系に
おける位置及び姿勢と、前記フォーカス距離値、ズーム
倍率値から第1実施形態同様にモニタ43上の3次元画
像データに重像されて、手術用顕微鏡1の観察点15の
位置が表示される。
支援システムでの通信機能部分を、有線による方法から
光通信に対応させ、送受信部を位置検出表示装置と手術
機器に容易に追加することが可能となる。
反射部材を用いたが、特開平5−305073号公報に
示されるように色マーカーを用い、光学式受信部材とし
てCCDカメラを用いてもよい。色マーカーを用いた場
合には、信号部材の配置による形状認識のほかに、色に
よる識別も可能であるのでより多くの手術機器が同時に
検出でき、しかも本実施形態と同様の効果がある。
信装置の拡大図、図12はモニタ上の表示画像、図13
は手術支援システムの機能ブロック図である。
装置に対する通信であったのに対して、本実施形態は第
1実施形態の構成に位置検出表示装置から手術機器への
通信手段を追加した例を示す。
する。信号板17の中心部分にデータ受信部として赤外
光受光部材26が一体に固定された構成を信号板17”
(図10)とする。赤外光受光部材26は赤外光受光処
理装置40に接続され、この赤外光受光処理装置40は
データ変換部19に接続されている。
30”にはデータ送信部としてLED28がその発光部
を赤外線半導体カメラ31a、31bと共通する撮像範
囲に向けられて設けられている。LED28はLED制
御装置24に接続され、LED制御装置24はワークス
テーション29に接続されている。
いて、41は対物レンズ11から観察点15までの光軸
であり、光軸41を観察点15から対物レンズ11の反
対の向きに一定の長さだけ延長した線を光軸補助線4
1’とする。また38はマウスポインタであり、39は
マウスポインタ38にて入力されるターゲット39であ
る。
鏡のフォーカス距離を位置検出表示装置からの指示に基
づき自動で設定する手段について説明する。手術用顕微
鏡による現在の観察点15は第1実施形態と同様にし
て、生体座標系における鏡体3の位置及び姿勢と、フォ
ーカス距離値、ズーム倍率値から3次元画像データに重
像されて顕微鏡観察点の位置が表示される。
タ43上のマウスポインタ38で光軸41または光軸補
助線41’上の任意の位置を指定すると、その点がター
ゲット39としてワークステーション29に記録され
る。さらにオペレーター46が図示しないワークステー
ション29の所定のキーを操作すると、ワークステーシ
ョン29は現在の観察点15とターゲット39との生体
座標系における距離を演算し、ターゲット39でのフォ
ーカス距離値として算出する。さらにワークステーショ
ン29は前記フォーカス距離値を所定の発光パターンの
信号に変換し、LED制御装置24に出力する。LED
制御装置24は前記発光パターンの信号に基づきLED
28を点灯制御する。
で、前記LED28による発光を受光する。受光した発
光パターンは赤外光受光処理装置40で信号化され、デ
ータ変換部19に送信される。
ら所定のフォーマットに従いフォーカス距離値の値に変
換し、さらに位置センサ16に対する位置情報値に変換
される。前記位置情報値は顕微鏡制御部22に送信され
る。顕微鏡制御部22は図示しないフォーカス駆動モー
タを駆動すると同時に位置センサ16でのフィードバッ
クにより前記位置情報値と一致したらフォーカス駆動モ
ータを停止させる。
た3次元画像データで指定された位置に、観察点15を
合わせることが可能となる。
の効果に加えて、位置検出表示装置から手術用顕微鏡へ
データを送信するにあたって、位置検出表示装置から手
術用顕微鏡への通信のための新たなケーブルを設ける必
要がない。よって術者及び手術スタッフは手術前の準備
に新たに時間をかける必要がなく、疲労軽減に効果があ
る。
ら位置検出表示装置に通知するデータとして、光学系の
データを用いたが、他に手術用顕微鏡の操作信号などを
前記データと同様にして通知してもよい。
位置検出表示装置からデータに基づいて手術用顕微鏡の
焦点距離を自動で動かす場合、手術用顕微鏡にそのため
のスイッチを設け、前記スイッチの操作を本発明による
データ通信で行うことで、そのための配線が不要とな
る。
可能な限り検出できるようにするために、信号部材は複
数の平面をなして配置されることが多い。こうした場合
には手術機器に取付けられるデータ送受信部も複数設け
ることで、位置検出可能な時に確実に位置検出表示装置
とのデータ通信を行うことができる。
板が取付けられた鏡体部の拡大図であり、図15は手術
支援システムの機能ブロック図である。
2つの平面117aと平面117bで構成される。平面
117aにはLED118a、118b、118c、1
18dがそれぞれ平面117aの4隅に一体に固定され
ており、LED制御装置27とそれぞれ接続されてい
る。平面117aの中心部分には赤外光受光部材26a
が一体に固定されており、前記赤外光受光部材26aは
赤外光受光処理装置40に接続されている。
e、118f、118g、118hがそれぞれ平面11
7bの4隅に一体に固定されており、LED制御装置2
7とそれぞれ接続されている。平面117bの中心部分
には赤外光受光部材26bが一体に固定されており、前
記赤外光受光部材26bは赤外光受光処理装置40に接
続されている。また、信号板117は鏡体3の所定の位
置に一体に固定されている。
置30”へのデータ送信部としては第1実施形態と同様
にLED118a〜118hで行われ、光学式受信装置
30”の赤外線半導体カメラ31a、31bで受信され
る。
らのデータ受信としては第3実施形態に示されるのと同
様の方法で、赤外光受光部材26a又は26bの両方も
しくはいずれかで行われる。
位置及び姿勢による位置検出を第1実施形態よりも広い
範囲で行うことができ、前記検出範囲の拡大に伴って、
データ送受信部も拡大されるので、術者は手術機器の位
置及び姿勢を気にすることなく手術に専念できるので、
手術時間の短縮及び術者の疲労軽減に効果がある。
視鏡と信号板のブロック図、図18は本実施形態の全体
図である。本実施形態では第1実施形態を基に、内視鏡
として硬性内視鏡を用いた場合を例にとって説明する。
視鏡50は、挿入部51とカメラヘッド52と、前記挿
入部51とカメラヘッド52とを接続するアダプタ−5
3とで構成される。
い対物レンズが設けられた挿入部先端51aと、対物レ
ンズから取り込まれた光束をカメラヘッド側にリレーす
るためのアダプター接続部51bからなっている。
ントロールユニット63に接続するためのケーブル57
が取り付けられるとともに、CCD59(図17)が内
蔵されている。CCD59はケーブル57を経由してカ
メラ制御部61に接続されている。カメラ制御部61は
制御部58に接続されている。また、アダプター53と
の勘合部には、接続されているアダプター53を特定す
るための接点66a、66b、66cが設けられてい
る。接点66a、66b、66cはそれぞれ制御部58
に接続されている。
合部分において位置決めされて着脱可能に構成されてい
る。また、前記接点66a、66b、66cとそれぞれ
接触する位置に接点67a、67b、67cを有してお
り、挿入部51との勘合部に設けられた接点68a、6
8b、68cとそれぞれ接続されている。
分において位置決めされて着脱可能に構成されている。
また、前記接点68a、68b、68cとそれぞれ接触
する位置に接点69a、69b、69cを有しており、
接点69aと接点69bが接続されている。
い結像レンズがCCD59面上で結像可能なように配置
されている。さらに光軸方向には挿入部先端51aに取
り付けられた図示しない対物レンズの焦点距離を変える
ための図示しない焦準光学系が光軸上に順番に配置さ
れ、カメラヘッド52の外周に沿って回転可能なフォー
カスツマミ54によってその焦点距離を可変可能に構成
している。前記焦準光学系には光軸方向のレンズの移動
に連動してレンズ位置を検出する位置センサ60が連結
されており、位置センサ60はケーブル57内部を経由
してカメラコントロールユニット63内の制御部58に
接続されている。制御部58はデータ変換部62に接続
されている。
挿入部51に取り込まれた光束をカメラヘッド52にリ
レー可能に構成されたアダプター53で着脱可能にそれ
ぞれ連結されている。
6a、56b、56c、56dが一体に固定され、LE
D56a、56b、56c、56dはそれぞれカメラコ
ントロールユニット63内のLED制御装置64に接続
されている。LED制御装置64はデータ変換部62に
接続されている。また、信号板55はカメラヘッド52
の所定の位置に位置決めされて着脱可能に固定されてい
る。
たに追加となる内容のみを説明する。挿入部51をアダ
プター53に取付けることにより接点69aと接点69
bが接続されて、制御部58に通知される。制御部58
では前記通知に基づいて、取付けられた挿入部51の長
さを特定し、データ変換部62に出力する。
号板55のカメラヘッド52に対する取り付け位置と、
挿入部51の先端部51aの相対位置と、図示しない異
なる長さの挿入部の先端部の情報が記録されている。
れる手術用顕微鏡の場合と同様にして次のように特定さ
れる。
る3次元位置から信号板55の位置が特定され、さらに
カメラヘッド52の位置が特定される。また、ワークス
テーション29にあらかじめ記録されているカメラヘッ
ド52の信号板55の所定の取付け位置と先端部51a
との相対位置から、生体座標系における先端部51aの
位置が算出される。
場合、焦点距離の情報がワークステーション29で必要
となるが、焦点距離の情報は次のようにワークステーシ
ョン29に通知される。
操作し、焦点距離を所望の値にする。図示しない焦準光
学系のレンズ位置はレンズ位置情報として位置センサ6
0によって読み取られ、カメラ制御部61を経由してデ
ータ変換部62に伝達される。データ変換部62では、
前記挿入部の長さ情報と、レンズ位置情報値に応じて、
第1実施形態と同様の所定の発光パターンでLED56
a〜56dを点灯制御する。
56a〜56dの発光パターンを受光し、計測装置20
及びA/D変換器33で信号処理されてワークステーシ
ョン29で対応する焦点距離値に変換される。ワークス
テーション29は内視鏡の先端部51aの生体座標系に
おける位置と前記レンズ位置情報値と、接続されている
挿入部51の長さ情報から、内視鏡の挿入部先端部51
aと観察点42の位置として演算し、モニタ43上に示
すことが可能となる。
きには、例えば挿入部51の接点69aと接点69cが
接続されることで、取付けられた挿入部が特定可能とな
り、ワークステーション29に通知されて、内視鏡先端
部と観察点の位置がモニタ43上に示される。
の長さも自動的に検出されて、位置検出装置に通知され
るので、手術中に異なる長さの挿入部に付け替えても何
ら設定をすることなく位置検出を継続して行うことが可
能となる。
く、内視鏡などの手術機器においても、位置検出に必要
とされる情報(本実施形態では挿入部の長さ)を確実に
通知することが可能となる。
用手術が増えているが、このように位置検出を必要とす
る手術機器が増えた場合には本発明による効果がいっそ
う大きいものとなる。
ような構成の発明が抽出される。
し、前記手術機器の少なくとも位置を検出して表示する
位置検出表示装置と、前記手術機器に取り付けられて、
前記光学式受信装置によって検出される複数の信号部材
と、を具備し、前記位置検出表示装置と前記手術機器と
の間で光通信を行うべく、該光通信のための送受信部
を、前記光学式受信装置と、前記複数の信号部材で囲ま
れる範囲内又は前記複数の信号部材が一体に構成された
信号板とに設けたことを特徴とする手術支援システム。
し、前記手術機器の少なくとも位置を検出して表示する
位置検出表示装置と、前記手術機器に取り付けられて、
前記光学式受信装置によって検出される複数の信号部材
と、を具備し、前記位置検出表示装置と前記手術機器と
の間で光通信を行うべく、該光通信のための受信部を前
記光学式受信装置に設け、前記光通信のための送信部
を、前記複数の信号部材で囲まれる範囲内又は前記複数
の信号部材が一体に構成された信号板に設けたことを特
徴とする手術支援システム。
記手術機器の送信部を兼ねていることを特徴とする構成
1又は2記載の手術支援システム。
前記位置検出表示装置の受信部を兼ねていることを特徴
とする構成1又は2記載の手術支援システム。
部材からなることを特徴とする構成1、2、3のいずれ
か1つに記載の手術支援システム。
赤外線半導体カメラであることを特徴とする構成4記載
の手術支援システム。
ことを特徴とする構成1又は2記載の手術支援システ
ム。
とを特徴とする構成1又は2記載の手術支援システム。
配置されるとともに、前記複数の面にそれぞれ送受信部
を設けたことを特徴とする構成1又は2記載の手術支援
システム。
の複数の送受信部が異なるデータを送信することを特徴
とする構成1、2、3のいずれか1つに記載の手術支援
システム。
行うにあたって、位置検出表示装置と手術機器の間の配
線をなくすことができるので、手術室内の移動時に足元
を気にする必要がなくなる。
術機器の位置検出が可能な状態において確実にデータ通
信を行うことができるので、術者及び手術スタッフの疲
労軽減、手術室の限られた空間の有効利用に効果があ
る。
セットアップ時間の短縮、手術スタッフの疲労軽減に効
果がある。
像の一例を示す図である。
る。
る。
Claims (2)
- 【請求項1】 手術機器と、 光学式受信装置を有し、前記手術機器の少なくとも位置
を検出して表示する位置検出表示装置と、 前記手術機器に取り付けられて、前記光学式受信装置に
よって検出される複数の信号部材と、 を具備し、 前記位置検出表示装置と前記手術機器との間で光通信を
行うべく、該光通信のための送受信部を、前記光学式受
信装置と、前記複数の信号部材で囲まれる範囲内又は前
記複数の信号部材が一体に構成された信号板とに設けた
ことを特徴とする手術支援システム。 - 【請求項2】 手術機器と、 光学式受信装置を有し、前記手術機器の少なくとも位置
を検出して表示する位置検出表示装置と、 前記手術機器に取り付けられて、前記光学式受信装置に
よって検出される複数の信号部材と、 を具備し、 前記位置検出表示装置と前記手術機器との間で光通信を
行うべく、該光通信のための受信部を前記光学式受信装
置に設け、前記光通信のための送信部を、前記複数の信
号部材で囲まれる範囲内又は前記複数の信号部材が一体
に構成された信号板に設けたことを特徴とする手術支援
システム。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP26876199A JP4382924B2 (ja) | 1999-09-22 | 1999-09-22 | 手術支援システム |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP26876199A JP4382924B2 (ja) | 1999-09-22 | 1999-09-22 | 手術支援システム |
Publications (3)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2001087282A true JP2001087282A (ja) | 2001-04-03 |
JP2001087282A5 JP2001087282A5 (ja) | 2006-09-07 |
JP4382924B2 JP4382924B2 (ja) | 2009-12-16 |
Family
ID=17462965
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP26876199A Expired - Fee Related JP4382924B2 (ja) | 1999-09-22 | 1999-09-22 | 手術支援システム |
Country Status (1)
Country | Link |
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JP (1) | JP4382924B2 (ja) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2017503438A (ja) * | 2013-11-25 | 2017-01-26 | シュミット, ミヒャエルSchmidt, Michael | 手術室デバイス間の無線データ交換が可能な革新的な手術室照明システム |
JP2017512609A (ja) * | 2014-03-13 | 2017-05-25 | ナビゲート サージカル テクノロジーズ インク | 手術部位のリアルタイムトラッキング及びモデリングのためのシステム並びに方法 |
-
1999
- 1999-09-22 JP JP26876199A patent/JP4382924B2/ja not_active Expired - Fee Related
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
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---|---|
JP4382924B2 (ja) | 2009-12-16 |
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