JP2005123900A - 医療画像伝送システム - Google Patents

Abstract

【課題】 医療画像の伝送を確実かつ高度のセキュリティを持たせて高速に行う。
【解決手段】 手術室側のコントローラ からなる伝送元サーバ１０１と、支援室側のコントローラからなる伝送先サーバ１０２と、この伝送元サーバ１０１及び伝送先サーバ１０２の両サーバを中継する複数の中継域１０３の複数の第１中継サーバ１０４ａ，第２中継サーバ１０４ｂ，‥‥，第ｍ中継サーバ１０４ｍとから医療情報伝送ネットワーク４を構築している。各中継域１０３の中継サーバ１０４はセキュリティの高さ等に応じて優先順位が伝送元サーバ１０１により予め設定される。
【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医療画像の伝送を行う医療画像伝送システムに関する。

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、医療画像を１つのルートで伝送した場合に該ルートが何らかの理由で切断すると情報交換ができないために、インターネットの如く複数のルートで接続することが望ましいが、これらの医療画像の情報交換には高度のセキュリティが求められるためにインターネットのような汎用ネットワークを用いで伝送することが難しいといった問題がある。

本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、医療画像の伝送を確実かつ高度のセキュリティを持たせて高速に行うことのできる医療画像伝送システムを提供することを目的としている。

本発明の医療画像伝送システムは、医療画像データを仲介して伝送する複数の医療画像中継サーバと、伝送先サーバに前記複数の医療画象中継サーバのうち所望の医療画像中継サーバを複数指定して医療画像を伝送させる医療画像入力サーバとからなる医療画像伝送ネットワークにおいて、前記医療画像入力サーバは、前記複数の医療画像中継サーバのセキュリティの高さに基づき優先順位を決定する優先順位設定手段と、前記優先順位に基づき前記伝送先サーバヘの最短ルートを構築する医療画像中継サーバを前記所望の医療画像中継サーバとする中継サーバ決定手段と、前記最短ルートの接続が不能になった場合前記優先順位に基づき前記最短ルートを変更するように前記中継サーバ決定手段を制御する制御手段とを備えて構成される。

本発明によれば、医療画像の伝送を確実かつ高度のセキュリティを持たせて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７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１の医療情報伝送ネットワークの構成図、図４は図３の医療情報伝送ネットワーク上の伝送元サーバによるルート設定方法を示すフローチャート、図５は図３の医療情報伝送ネットワークで設定された第１のルートを示す図、図６は図３の医療情報伝送ネットワークで設定された第２のルートを示す図、図７は図３の医療情報伝送ネットワークで設定された第３のルートを示す図である。

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とが医療情報伝送ネットワーク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医療情報伝送ネットワーク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、医療情報伝送ネットワーク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１０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により医療情報伝送ネットワーク４により伝送可能な信号に変換して該医療情報伝送ネットワーク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。医療情報伝送ネットワーク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から医療情報伝送ネットワーク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により伝送可能な信号に変換して医療情報伝送ネットワーク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。

本実施例では、図３に示すように、手術室５側のコントローラ２４ からなる伝送元サーバ１０１と、支援室６側のコントローラ３２からなる医療画像入力サーバとしての伝送先サーバ１０２と、この伝送元サーバ１０１及び伝送先サーバ１０２の両サーバを中継する複数の中継域１０３の複数の第１中継サーバ１０４ａ，第２中継サーバ１０４ｂ，‥‥，第ｍ中継サーバ１０４ｍ（以下、単に中継サーバ１０４とも記す）とから医療情報伝送ネットワーク４を構築している。また、伝送先サーバ１０２は、後述する優先順位設定手段１０１ａ、中継サーバ決定手段１０１ｂ、制御手段１０１ｃを有している。

各中継域１０３の中継サーバ１０４はセキュリティの高さ等に応じて優先順位が伝送元サーバ１０１により予め設定される。

例えば、優先順位の高い順は、図３においては、
第２の中継域１０３：
第１中継サーバ１０４ａ＞第２中継サーバ１０４ｂ、
第３の中継域１０３：
第３中継サーバ１０４ｃ＞第４中継サーバ１０４ｄ＞第５中継サーバ１０４ｅ
というように決定され伝送元サーバ１０１に格納されている。

詳細には、図４に示すように、伝送元サーバ１０１（の優先順位設定手段１０１ａ）は、ステップＳ１において、伝送先サーバ１０２を指定することで、伝送元サーバ１０１から伝送先サーバ１０２に到達可能な中継サーバ１０４を、中継域、セキュリティ、伝送容量及び速度に基づき優先順位情報を設定を行う。

この処理により、図３に示すように、伝送元サーバ１０１から伝送先サーバ１０２に到達可能な中継サーバ１０４が伝送元サーバ１０１に優先順位情報と共に全て設定・登録される。

次に、ステップＳ２にて、伝送元サーバ１０１（の中継サーバ決定手段１０１ｂ）は、セキュリティ、伝送容量及び速度に基づく優先順位情報により各中継域１０３での中継サーバ１０４の優先順位の設定を行うことで、各中継域１０３毎に接続する中継サーバ１０４の具体的な接続優先順位が設定・登録される。

このようにして中継サーバ１０４が設定されると、伝送元サーバ１０１は、ステップＳ３にて、伝送元サーバ１０１から伝送先サーバ１０２に至る全ての中継域１０３での接続先の中継サーバ１０４のＩＰアドレス及び接続先優先順位情報を設定する。

以下、伝送元サーバ１０１を第１の中継域１０３の中継サーバ１０４とし、伝送先サーバ１０２を第ｎ中継域１０３の中継サーバ１０４として説明する（図３参照）。

そして、ステップＳ４にて、設定したＩＰアドレス及び接続先優先順位情報に基づき、伝送元サーバ１０１から伝送先サーバ１０２に至るデータの伝送ルートを算出を開始する。

まず、ステップＳ５にてｉ＝１に設定して、ステップＳ６にて第ｉ中継域１０３の中継サーバ１０４に第ｉ＋１中継域１０３中の最優先順位の中継サーバ１０４を選択させる。この処理より、伝送元サーバ１０１が第２中継域１０３の第１中継サーバ１０４ａを選択することとなる。

そして、ステップＳ７にて選択した中継サーバ１０４との通信が可能かどうかをダミーデータを送受することで確認する。通信が可能な場合はステップＳ８にてｉ＝ｉ＋１とし、ステップＳ９にてｉ＜ｎかどうか判断し、ｉ＜ｎならばステップＳ６に戻り処理を繰り返す。

この繰り返し処理中で、ステップＳ６により、例えば、第２中継域１０３の第１中継サーバ１０４ａに第３中継域１０３の第３中継サーバ１０４ｃを選択させると、ステップＳ７にて伝送元サーバ１０１は、第２中継域１０３の第１中継サーバ１０４ａを介して第３中継域１０３の第３中継サーバ１０４ｃとの通信が可能かどうかをダミーデータを送受することで確認する。そして、同様に、通信が可能な場合はステップＳ８にてｉ＝３とし、ステップＳ９にてｉ＜ｎかどうか判断し、３＜ｎなのでステップＳ６に戻り処理を繰り返す。

このようにして、例えば各中継域１０３での最も優先順位の高い中継サーバ１０４との通信が問題なく可能となると、伝送元サーバ１０１から伝送先サーバ１０２に至る最良な通信ルート（以下、第１のルート）が確立できる。図５に伝送元サーバ１０１から伝送先サーバ１０２に至る経路において、各中継域１０３毎に最も優先順位の高い中継サーバ１０４が設定された際の接続例の一例を示す。

ステップＳ７にて通信が不可能と判断すると、伝送元サーバ１０１（の制御手段１０１ｃ）は、ステップＳ１０にて選択した中継サーバ１０４が第ｉ＋１中継域１０３中の最低優先順位の中継サーバ１０４かどうか判断し、最低優先順位の中継サーバ１０４でないならば、ステップＳ１１にて第ｉ中継域１０３の中継サーバ１０４に第ｉ＋１中継域１０３中の次の優先順位の中継サーバ１０４を選択させ、ステップＳ７に戻り、第ｉ＋１中継域１０３中の最低優先順位の中継サーバ１０４ならば、ステップＳ１２にてメッセージ表示等のエラー処理を行い、リトライのためにステップＳ５に戻る。

例えば、ステップＳ６からＳ１２の処理で、図５の第１のルート（通信ルート）において伝送元サーバ１０１が第２中継域１０３の第１中継サーバ１０４ａと第ｎ−１中継域１０３の第ｍ−１中継サーバ１０４ｍ−１との接続が不能となった場合の第２のルート（通信ルート）は図６のようになる。同様に、図６の第２のルート（通信ルート）において第２中継域１０３の第３中継サーバ１０４ｃと第４中継サーバ１０４ｄとの接続が不能となった場合の第３のルート（通信ルート）は図７のようになる。

そして、ステップＳ１３にて通信ルートの算出が終了すると、ステップＳ１４にて通信ルートにより内視鏡画像データを含む医療情報を伝送元サーバ１０１（手術室５側のコントローラ２４） から伝送先サーバ１０２（支援室６側のコントローラ３２）に伝送し処理を終了する。

すなわち、本実施例によれば、まず、伝送元サーバ１０１が伝送先サーバ１０２に医療画像データを伝送する際には優先順位が高くかつ最速の第１のルートを構築できる中継サーバ１０４を決定する。

次に第１のルートの中でサーバ間での通信が不能になった場合、優先順位を考慮した最速の第２のルートを構築できる中継サーバを決定する。

同様に第２のルートの中でサーバ間での通信が不能になった場合、優先順位を考慮した最速の第３のルートを構築できる中継サーバを決定する。

このように本実施例によれば、医療情報伝送ネットワーク４上で優先順位に基づき複数の中継サーバを伝送元サーバ１０１から伝送先サーバ１０２に至る通信ルートで指定すると共に、中継サーバ間の通信が切断されても通信可能な次の優先順位の中継サーバを指定して通信ルートを再確立するので、医療画像の伝送を確実かつ高度のセキュリティを持たせて高速に行うことができる。

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１の医療情報伝送ネットワークの構成図 図３の医療情報伝送ネットワーク上の伝送元サーバによるルート設定方法を示すフローチャート 図３の医療情報伝送ネットワークで設定された第１のルートを示す図 図３の医療情報伝送ネットワークで設定された第２のルートを示す図 図３の医療情報伝送ネットワークで設定された第３のルートを示す図

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…医療情報伝送ネットワーク
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
１０１…伝送元サーバ
１０２…伝送先サーバ
１０３…中継域
１０４…中継サーバ
代理人 弁理士 伊藤 進

Claims (1)

1. 医療画像データを仲介して伝送する複数の医療画像中継サーバと、
   伝送先サーバに前記複数の医療画象中継サーバのうち所望の医療画像中継サーバを複数指定して医療画像を伝送させる医療画像入力サーバとからなる医療画像伝送システムにおいて、
   前記医療画像入力サーバは、前記複数の医療画像中継サーバのセキュリティの高さに基づき優先順位を決定する優先順位設定手段と、
   前記優先順位に基づき前記伝送先サーバヘの最短ルートを構築する医療画像中継サーバを前記所望の医療画像中継サーバとする中継サーバ決定手段と、
   前記最短ルートの接続が不能になった場合前記優先順位に基づき前記最短ルートを変更するように前記中継サーバ決定手段を制御する制御手段と
   を備えたことを特徴とする医療画像伝送システム。

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