JP2005111085A - 手術支援システム - Google Patents

Abstract

【課題】 データ送受を行う回線のトラフィックを最適に保持した状態で、リアルタイムに支援情報の送受を行うこと。
【解決手段】コントローラ２４は、ＲＯＭ５１と、ＣＰＵ５２と、ＲＡＭ５３と、タッチパネルとデータの送受を行うタッチパネルＩ／Ｆ部５４と、患者モニタリング装置とデータの送受を行うモニタリングＩ／Ｆ部５５と、信号伝送装置とデータの送受を行う信号伝送Ｉ／Ｆ部５６と、ＩＤリーダとデータの送受を行うＩＤリーダＩ／Ｆ部５７と、手術装置とデータの送受を行う手術装置Ｉ／Ｆ部５８と、信号伝送装置を介してデータを送信する送信先である複数の支援室の信号伝送装置のＩＰアドレスを記憶しているＩＰアドレス記憶部５９とを有して構成される。
【選択図】 図３

Description

本発明は、支援室と手術室とを通信回線で接続して手術を行う場合の手術支援システムに関する。

通常、手術は手術室の術者が患者に対して手術を行うが、例えば手術室の術者が過去に経験が少ない手術を行うことが必要となる場合には、その手術に詳しい遠隔地にいる術者（遠隔支援術者）と公衆回線で接続して、手術中に遠隔支援術者による切除する部分の指示等を受けられるような遠隔支援のもとに手術室の術者が手術を行うようにすることにより、手術室の患者に対して適切な手術を行うことができるように支援するシステムが考えられる。

このように遠隔的に手術を支援するシステムの先行技術として特開２０００−２７０３１８号公報がある。
特開２０００−２７０３１８号公報

しかしながら、従来の支援装置では、手術室側と支援側とのデータの送受は公衆回線等を用いているため、大量のデータを送受すると回線のトラフィックが混むといった問題があるが、データ送受に何ら規制がないため、リアルタイムの情報交換に支障がでるといった虞がある。

本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、データ送受を行う回線のトラフィックを最適に保持した状態で、リアルタイムに支援情報の送受を行うことのできる手術支援システムを提供することを目的としている。

本発明の手術支援システムは、複数の医療装置及び該医療装置を制御する制御装置と、
前記制御装置と通信回線を介してデータの送受を行う支援装置とを備え、前記制御装置が、前記複数の医療装置の制御データのうち所定のデータを送信対象データとして記憶するする送信対象データ記憶手段と、前記支援装置の前記通信回線上のアドレスを記憶するアドレス記憶手段と前記制御データを監視し前記送信対象データに変化が生じた際に、前記アドレス記憶手段より前記アドレスを読み出し、変化が生じた前記送信対象データを前記支援装置に前記通信回線を介して送信するデータ送信制御手段とを備えて構成される。

本発明の手術支援システムによれば、データ送受を行う回線のトラフィックを最適に保持した状態で、リアルタイムに支援情報の送受を行うことができるという効果がある。

以下、図面を参照しながら本発明の実施例について述べる。

図１ないし図６は本発明の実施例１に係わり、図１は内視鏡手術システムの全体の概略の構成図、図２は図１の内視鏡手術システムのより詳細な構成図、図３は図２の（第１の）システムコントローラの構成を示すブロック図、図４は図３の（第１の）システムコントローラの処理の流れを示すフローチャート、図５は図４のＲＡＭに記憶されるデータテーブルを示す図、図６は図１の内視鏡手術システムの変形例の全体の概略の構成図である。

図１或いは図２に示すように、本実施例の内視鏡手術システム１は、内視鏡観察の下で手術を行う内視鏡手術装置部（以下、単に手術装置部と略記）２と、この手術装置部２に対して遠隔的地にある支援装置部３とがインターネット通信回線４で接続して構成されており、手術装置部２及び支援装置部３はそれぞれ手術室５と支援室６に配置されている。

なお、図１及び図２においては説明の簡略化のためインターネット通信回線４に接続されている手術室５と支援室６は１つづつとなっているが、インターネット通信回線４に複数の手術室５と支援室６が接続可能であることは言うまでもない。

手術室５内に配置された手術装置部２は患者７の体腔内を観察する内視鏡撮像装置１０と、内視鏡撮像装置１０の観察下で患者７に対する治療のための手術を行う複数の手術装置２０と、患者７の生体情報（バイタルサインデータ）を計測する患者モニタリング装置５０とを有する。

より具体的には、図２に示すように患者７の例えば腹部には治療の手術を行う手術装置２０の処置具と、この手術装置２０の処置具による手術の状態等を観察するための光学式の内視鏡９とが刺入される。

手術装置２０は、例えば電気メスによる切開或いは凝固等の処置等を行う電気メス装置２０ａ、腹腔内を拡張する気腹器２０ｂあるいは超音波により結石等を粉砕する超音波処置装置２０ｃである。

また、内視鏡９は例えば硬性の挿入部１２を有する硬性内視鏡で、挿入部１２の後端側に設けられた接眼部１３には撮像素子として例えば電荷結合素子（ＣＣＤと略記）１４を内蔵したテレビカメラ１５が装着されており、内視鏡画像を撮像する手段を形成している。

内視鏡９のライトガイドケーブル１６は光源装置１７に接続され、光源装置１７内部の図示しないランプの照明光をライトガイドケーブル１６内のライトガイド及び内視鏡９内のライトガイドを介して伝送し、挿入部１２の先端側の照明窓に固定されたライトガイド先端面から伝送した照明光を出射し、体腔内臓器等の被写体側を照明する。

照明窓に隣接する観察窓には図示しない対物レンズが取り付けられ、被写体の光学像を結像する。この光学像は挿入部１２内に配置された光学像伝送手段としての例えばリレーレンズ系により後方側に伝送され、接眼部１３の図示しない接眼レンズを介して拡大観察することができる。

この接眼部１３に着脱自在で装着されるテレビカメラ１５の結像レンズ１８を介してＣＣＤ１４に伝送された光学像が結像される。このＣＣＤ１４は信号ケーブル１９を介してカメラコントロールユニット（以下、ＣＣＵと略記）２１と接続され、ＣＣＤ１４で光電変換された信号に対して信号処理を行い標準的な映像信号を生成する内視鏡撮像装置２０を構成している。

このＣＣＵ１４から映像信号が第１モニタ２２及びＶＴＲ２３に出力され、ＣＣＤ１４で撮像した体腔内臓器及びこれを手術する手術装置２０の処置具先端側等の内視鏡画像を表示し、ＶＴＲ２３に内視鏡画像を録画する。

また、ＣＣＵ２１及び手術装置２０はこれらの制御等を行う（第１の）コントローラ２４と接続されている。コントローラ２４と、光源装置１７、ＶＴＲ２３、ＣＣＵ２１及び各手術装置２０とのデータの送受は、一般的なシリアル通信プロトコル、例えばＲＳ−２３２Ｃ，ＩＥＥＥ１３９４等により、コントローラ２４に設けられたコネクタに手術装置２０からのそれぞれのケーブルを接続することで行われる。

このコントローラ２４は制御の指示入力を行う例えばタッチパネル２５と、患者データの入力等を行う例えばＲＦ−ＩＤチップあるいは磁気カードを読み込むＩＤリーダ２６とも接続されている。コントローラ２４とタッチパネル２５及びＩＤリーダ２６とのデータの送受は例えばＵＳＢプロトコルにより行われる。

そして、例えばタッチパネル２５を操作してコントローラ２４を介してＣＣＵ２１による色調の変更等の制御を行うことができるし、手術装置２０の出力制御等も行うことができる。手術装置２０が例えば電気メス２０ａの場合には電気メスによる切開、凝固等を行う出力レベルの設定制御を行うことができる。また、手術装置２０が例えば気腹器２０ｂの場合には設定圧等の値を可変設定制御することができる。手術装置２０が例えば超音波処置装置２０ｃの場合には超音波出力レベルの設定制御を行うことができる。

また、ＩＤリーダ２６によりＲＦ−ＩＤチップあるいは磁気カードに記録された患者データを読みとり、患者データをコントローラ２４に入力し、このコントローラ２４を介してＣＣＵ２１に出力し、内視鏡画像に患者データの重畳表示を行う選択をすると、内視鏡画像に患者データの重畳表示することもできるようにしている。さらにコントローラ２４は患者モニタリング装置５０からの患者７の生体情報（バイタルサインデータ）を読み出すことができ、読み出した患者７の生体情報（バイタルサインデータ）を内視鏡画像に重畳表示することが可能となっている。コントローラ２４と患者モニタリング装置５０とのデータの送受は、一般的なシリアル通信プロトコル、例えばＲＳ−２３２Ｃ等により、コントローラ２４に設けられたコネクタに患者モニタリング装置５０からのケーブルを接続することで行われる。

また、ＣＣＵ２１及び手術室５内に設けたコントローラ２４は信号伝送装置２７と接続されている。そして、ＣＣＵ２１から出力され、モニタ２２に表示される内視鏡画像の映像信号をコントローラ２４を介して信号伝送装置２７に出力し、信号伝送装置２７によりインターネット通信回線４により伝送可能な信号に変換して該インターネット通信回線４を経て支援室６側の信号伝送装置２８に伝送することができるようにしている。インターネット通信回線４の通信プロトコルは、例えばＴＣＰ／ＩＰであって大規模通信容量の専用の回線（光ファイバ回線）により通信を行う。

また、支援室６側の信号伝送装置２８からインターネット通信回線４を経て信号伝送装置２７に送られた信号を映像信号に変換し、この信号伝送装置２７に接続された第２モニタ２９に出力し、信号伝送装置２８側からの画像情報等を第２モニタ２９に表示できるようにしている。

また、コントローラ２４からの制御信号或いは患者データ等を信号伝送装置２７によりインターネット通信回線４により伝送可能な信号に変換して該インターネット通信回線４を経て支援室６側の信号伝送装置２８に伝送することもできる。
なお、コントローラ２４には図示しないキーボード等も接続され、キーボードからコントローラ２４を介して信号伝送装置２８側の遠隔支援術者側に文字情報等を送信できるようにしている。さらに、コントローラ２４は、図示はしないが、術者の頭部に装着可能なハンズフリーにより音声入力する音声入力機器からの音声信号を音声認識機能によりデータとして取り込むことが出来るようになっている。

一方、支援室６内の支援装置部３では信号伝送装置２８に第３モニタ３１が接続されており、この第３モニタ３１には手術室５側の例えばＣＣＵ２１から送られた内視鏡画像が表示される。

また、この信号伝送装置２８は（第２の）コントローラ３２と接続され、このコントローラ３２には第４モニタ３３が接続されている。また、このコントローラ３２には、例えばタッチパネル、或いはキーボード等の入力装置３４が接続されている。また、図示しないマウス等のポインティングデバイスも接続されている。

このコントローラ３２は手術室５側のＣＣＵ２１から信号伝送装置２７、２８を介して送られる内視鏡画像を静止画として取り込む（キャプチャする）と共に、コントローラ２４から信号伝送装置２７、２８を介して送られる患者情報等が入力され、これらをスーパインポーズ等して第４モニタ３３で表示すると共に、入力装置３４で例えば手術室５側の術者に対し、手術する際の指示情報等の支援情報を提供するために例えば切除すべき位置のマーキングによる表示、切除の際に気を付けるべき動脈の位置等の表示入力を行い、この表示入力の画像を第４モニタ３３にオーバレイ表示する。

また、第４モニタ３３にオーバレイ表示される画像情報等は信号伝送装置２８、２７を介して手術室５内の第２モニタ２９に送信され、この第２モニタ２９の表示面にその内容が表示されるようにする。そして、手術室５の術者は支援室６の支援術者による支援情報が表示された第２モニタ２９に表示される画像を観察して、手術を行うことことにより、適切な手術を行うことができるようにしている。

コントローラ２４は、図３に示すように、制御プログラム等を格納しているＲＯＭ５１と、ＲＯＭ５１の制御プログラムを実行するデータ送信制御手段であるＣＰＵ５２と、ＣＰＵ５２による制御の際に使用される各種データのリード・ライトを行う送信対象データ記憶手段であるＲＡＭ５３と、タッチパネル２５とデータの送受を行うタッチパネルＩ／Ｆ部５４と、患者モニタリング装置５０とデータの送受を行うモニタリングＩ／Ｆ部５５と、信号伝送装置２７とデータの送受を行う信号伝送Ｉ／Ｆ部５６と、ＩＤリーダ２６とデータの送受を行うＩＤリーダＩ／Ｆ部５７と、手術装置２０とデータの送受を行う手術装置Ｉ／Ｆ部５８と、信号伝送装置２７を介してデータを送信する送信先である複数の支援室６の信号伝送装置２８のＩＰアドレスを記憶しているアドレス記憶手段であるＩＰアドレス記憶部５９とを有して構成される。

このように構成された本実施例の作用について説明する。コントローラ２４は、図４に示すように、ステップＳ１において内部タイマのカウントを開始し時間計測を行い、ステップＳ２において所定時間の経過を待ち、その後、ステップＳ３において周辺機器（手術装置２０）のデータ群が更新されたかどうか判断する。

コントローラ２４では、所定時間の経過毎に、周辺機器（手術装置２０）として手術に使用されている電気メス装置２０ａ、気腹器２０ｂ、超音波処置装置２０ｃの各種設定データや計測データを手術具Ｉ／Ｆ部５８を入手すると共に、患者７の生体情報（バイタルサインデータ）をモニタリングＩ／Ｆ部５５を介して患者モニタリング装置５０より入手する。

周辺機器（手術装置２０）のデータ群及び患者７の生体情報（バイタルサインデータ）のデータ群は、図５に示すように、ＲＡＭ５３にテーブルデータ１００として格納されており、変更があると所定時間の経過毎に更新される。これらデータ群の各データには更新フラグが設けられており、データに変更があると更新フラグが立てられ（フラグ＝１）、この更新フラグを参照することでデータの更新処理を実行するようになっている。

また、テーブルデータ１００には、データ群の各データのうちデータが更新された際に支援室６に送信すべきデータが予め送信対象データとして登録されている。

したがって、コントローラ２４では、所定時間毎のデータ更新状態を更新フラグにより認識し、送信対象データの更新フラグが１となっているデータを支援室６に送信する処理を行う。

詳細には、周辺機器（手術装置２０）のデータ群が更新されたと判断すると、ステップＳ４において周辺機器（手術装置２０）のデータ群の更新されたデータの更新フラグを１とし、ステップＳ５に進み、ステップＳ３で周辺機器（手術装置２０）のデータ群が更新されていない判断するとそのままステップＳ５に進む。

ステップＳ５においては、患者７の生体情報（バイタルサインデータ）のデータ群が更新されたかどうか判断する。生体情報（バイタルサインデータ）のデータ群が更新されたと判断すると、ステップＳ６において生体情報（バイタルサインデータ）のデータ群の更新されたデータの更新フラグを１とし、ステップＳ７に進み、ステップＳ５で生体情報（バイタルサインデータ）のデータ群が更新されていない判断するとそのままステップＳ７に進む。

そして、ステップＳ７において更新されたデータの表示を変更し、ステップＳ８において送信対象データのうち更新フラグが１のデータがあるかどうか判断し、更新フラグが１の送信対象データがある場合には、ステップＳ９においてＩＰアドレス記憶部５９より支援室６の信号伝送装置２８のＩＰアドレスを読み出し、該ＩＰアドレスに更新フラグが１の送信対象データにＩＤリーダ２６により得た患者データを付加し信号伝送Ｉ／Ｆ部５６を介して送信し、ステップＳ１０において手技が終了するまでステップＳ２からの処理を繰り返す。

このように本実施例では、手術室に設けられている手術装置のデータ群及び生体情報（バイタルサインデータ）のデータ群をコントローラ２４が一元的に管理すると共に、これらデータ群のうち予め登録した送信対象データに変化が生じた際に、該送信対象データのみをＩＰアドレス記憶部５９に格納されているＩＰアドレス先の支援室６に伝送するので、インターネット通信回線４のトラフィックを最適に保持した状態で、支援室６に手術の支援に必要な情報を提供できるので、支援室６からの支援を効率的に行うことが可能となる。

なお、上記実施例では、タイマによる所定時間間隔でデータ群の更新状態を監視し、更新がなされたときに送信対象データを送信するとしたが、これに限らず、各手術装置２０からデータ更新のイベントが発生した場合に、割り込み処理を行い更新状態を監視し、更新がなされたときに送信対象データを送信するようにしてもよい。

また、本実施例では、上述したように患者モニタリング装置５０、光源装置１７、ＶＴＲ２３、ＣＣＵ２１及び手術装置２０が一般的なそれぞれのシリアル通信によりコントローラ２４とデータの送受を行うとしたが、これに限らず、患者モニタリング装置５０、光源装置１７、ＶＴＲ２３、ＣＣＵ２１及び手術装置２０とコントローラ２４とをイーサネット（Ｒ）（Ｅｔｈｅｒｎｅｔ（Ｒ））により接続することで、図６に示すようにハブ２００を介して患者モニタリング装置５０、ＣＣＵ２１及び手術装置２０とコントローラ２４とを接続することが可能であり、コントローラ２４に１つのイーサネット（Ｒ）コネクタを設けるだけで各装置とのデータの送受が可能となり、手術室５内の接続環境を大幅に改善することは可能となる。

［付記］
（付記項１） 前記複数の医療装置は、共通のネットワークプロトコルにて前記制御装置に接続される
ことを特徴とする請求項１に記載の手術支援システム。

（付記項２） 共通のネットワークプロトコルはイーサネット（Ｒ）プロトコルである
ことを特徴とする付記項１に記載の手術支援システム。

（付記項３） 前記通信回線のプロトコルはインターネットプロトコルである
ことを特徴とする請求項１、付記項１または付記項２のいずれかに記載の手術支援システム。

本発明は、上述した実施例に限定されるものではなく、本発明の要旨を変えない範囲において、種々の変更、改変等が可能である。

本発明の実施例１に係る内視鏡手術システムの全体の概略の構成図 図１の内視鏡手術システムのより詳細な構成図 図２の（第１の）システムコントローラの構成を示すブロック図 図３の（第１の）システムコントローラの処理の流れを示すフローチャート 図４のＲＡＭに記憶されるデータテーブルを示す図 図１の内視鏡手術システムの変形例の全体の概略の構成図

符号の説明

１…遠隔支援内視鏡システム
２…手術装置部
３…遠隔支援装置部
４…公衆回線
５…手術室
６…遠隔支援装置室
７…患者
８…手術具本体
９…内視鏡
１０…内視鏡撮像装置
１２…挿入部
１４…ＣＣＤ
１５…テレビカメラ
１７…光源装置
２０…手術装置
２１…ＣＣＵ
２２…第１モニタ
２４…（第１の）コントローラ
２５…タッチパネル
２６…ＩＤリーダ
２７…（第１の）信号伝送装置
２８…（第２の）信号伝送装置
２９…第２モニタ
３１…第３モニタ
３２…（第２の）コントローラ
３３…第４モニタ
３４…入力装置
５０…患者モニタリング装置
５１…ＲＯＭ
５２…ＣＰＵ
５３…ＲＡＭ
５４…タッチパネルＩ／Ｆ部
５５…モニタリングＩ／Ｆ部
５６…信号伝送Ｉ／Ｆ部
５７…ＩＤリーダＩ／Ｆ部
５８…手術装置Ｉ／Ｆ部
５９…ＩＰアドレス記憶部
１００…テーブルデータ
２００…ハブ
代理人 弁理士 伊藤 進

Claims (2)

1. 複数の医療装置及び該医療装置を制御する制御装置と、
   前記制御装置と通信回線を介してデータの送受を行う支援装置と
   を備え、
   前記制御装置は、
   前記複数の医療装置の制御データのうち所定のデータを送信対象データとして記憶するする送信対象データ記憶手段と、
   前記支援装置の前記通信回線上のアドレスを記憶するアドレス記憶手段と
   前記制御データを監視し前記送信対象データに変化が生じた際に、前記アドレス記憶手段より前記アドレスを読み出し、変化が生じた前記送信対象データを前記支援装置に前記通信回線を介して送信するデータ送信制御手段と
   を備えたことを特徴とする手術支援システム。
2. 複数の医療装置及び該医療装置を制御する制御装置と、前記制御装置と通信回線を介してデータの送受を行う支援装置と有する手術支援システムの手術支援方法において、
   前記複数の医療装置の制御データのうち所定のデータを送信対象データとして前記制御装置の記憶部に記憶するする送信対象データ記憶ステップと、
   前記支援装置の前記通信回線上のアドレスを前記記憶部に記憶するアドレス記憶ステップと
   前記制御データを監視し前記送信対象データに変化が生じた際に、前記記憶部より前記アドレスを読み出し、変化が生じた前記送信対象データを前記制御装置から前記支援装置に前記通信回線を介して送信するデータ送信制御ステップと
   を備えたことを特徴とする手術支援システムの手術支援方法。

Images