JP2012081102A - Puncture operation support system - Google Patents
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Description
穿刺吸引細胞診等、被検体に穿刺針を刺入し、対象部位から細胞を採取したり、病変部から組織片を採取する場合、あるいは生体患部に薬液を注入したり、さらには、患部に溜まった液を抜き取る治療等を行うために多くの分野にて穿刺針の穿刺操作がなされている。
本発明はこのような穿刺操作を安全にかつ適格に実施するための穿刺操作支援システムに関する。
When a puncture needle is inserted into a subject, such as puncture aspiration cytodiagnosis, and cells are collected from the target site, a tissue piece is collected from a lesioned part, a medical solution is injected into a living body affected part, and further, In many fields, puncture operations of puncture needles have been performed in order to perform a treatment or the like for removing the accumulated liquid.
The present invention relates to a puncture operation support system for performing such a puncture operation safely and properly.
例えば、甲状腺結節性病変や腫大した頚部リンパ節病変に対して、超音波診断画像の下で穿刺吸引細胞診が実施されている。
頚部リンパ節腫大した症例に対しては総頸、内外頸動脈を始め多数の動静脈や神経、その他の臓器に隣接して局在している上、下顎骨、鎖骨などがあるために、ガイドとなる超音波の方向にも制限があり穿刺部位や穿刺軸、穿刺姿勢を一定にできないことから、甲状腺結節への穿刺に比べて合併症を生じやすい。
そこで、その都度穿刺の姿勢角度を変える必要があり、時に出血を来す恐れがあった。
従来は図6に示すように刺入する医者等2は、超音波装置30のプローブ31を操作しモニター40を見る姿勢と穿刺110の姿勢が異なるため、首をずらす等の作業で穿刺軸がずれることから知らぬ間に危険な部位へ針が進行する恐れがあった。
For example, puncture aspiration cytology is performed under an ultrasound diagnostic image for a thyroid nodular lesion or an enlarged cervical lymph node lesion.
For patients with enlarged cervical lymphadenopathy, there are many arteries and veins and nerves, including the common neck and internal and external carotid arteries. Since the direction of the ultrasonic wave that serves as a guide is limited and the puncture site, puncture axis, and puncture posture cannot be made constant, complications are likely to occur compared to puncture to a thyroid nodule.
Therefore, it was necessary to change the posture angle of the puncture each time, and there was a risk of occasionally bleeding.
Conventionally, as shown in FIG. 6, the
特許文献1に超音波プローブに穿刺アダプタを設け、この穿刺アダプタに沿って穿刺針を刺入することで穿刺針の移動量や刺入角度を検知する技術を開示する。
しかし、同公報に開示する技術では超音波プローブによる撮像方向と穿刺針の刺入方向が交差しているためにモニター画像と穿刺針の刺入方向、深さを一致させるのが難しい問題があった。
However, the technique disclosed in the publication has a problem that it is difficult to match the monitor image with the insertion direction and depth of the puncture needle because the imaging direction of the ultrasonic probe and the insertion direction of the puncture needle intersect. It was.
本発明は両側の耳に装着したイヤホーンの左右からの音声信号にて穿刺針の適正な刺入深さを認識することができ、構造が簡単でありながら穿刺針の刺入深さに対する音声信号の応答性に優れた穿刺操作支援システムの提供を目的とする。
また、超音波診断画像を眼前装着した小型モニターで見ながらの穿刺操作を可能にした穿刺操作支援システムの提供を目的とする。
The present invention can recognize the appropriate insertion depth of the puncture needle from the audio signals from the left and right of the earphones attached to the ears on both sides, and the audio signal for the insertion depth of the puncture needle while having a simple structure. An object of the present invention is to provide a puncture operation support system with excellent responsiveness.
It is another object of the present invention to provide a puncture operation support system that enables a puncture operation while viewing an ultrasonic diagnostic image on a small monitor mounted in front of the eye.
本発明に係る穿刺操作支援システムは、穿刺針の刺入深さを計測するためのセンサーと、当該センサーに基づいて計測された信号を正弦波に変換し発振する正弦波発振手段と、
出力された正弦波を、概ね同一のカットオフ周波数のハイパスフィルタとローパスフィルタを組合せ、ハイパスフィルタ側を通過させた音声を左右のホーンからなるイヤホーンのうち、一方のホーンに出力し、ローパスフィルタ側を通過させた音声を他方のホーンに出力することで最適刺入深さを音声信号にて感知できるようにしたことを特徴とする。
A puncture operation support system according to the present invention includes a sensor for measuring a puncture depth of a puncture needle, a sine wave oscillating means for converting a signal measured based on the sensor into a sine wave and oscillating,
The output sine wave is combined with a high-pass filter and a low-pass filter with approximately the same cutoff frequency, and the sound that has passed through the high-pass filter side is output to one horn of the left and right horns, and the low-pass filter side It is characterized in that the optimum penetration depth can be detected by a voice signal by outputting the voice that has passed through the voice to the other horn.
ここで穿刺針の刺入深さを計測するためのセンサーとは、穿刺針の刺入量を信号として検出できればその手段を問わない。
例えば赤外線を刺入部位の体表面に照射及び反射させ、その計測距離とセンサーと針先の距離との差から刺入深さを計測することができる。
また、本発明で用いる正弦波は周辺医療機器に誤動作を生じさせないように、周波数2,000Hz以下の低周波数のものを用いるのがよい。
Here, the means for measuring the insertion depth of the puncture needle is not limited as long as the amount of insertion of the puncture needle can be detected as a signal.
For example, it is possible to irradiate and reflect infrared rays on the body surface of the insertion site, and to measure the insertion depth from the difference between the measurement distance and the distance between the sensor and the needle tip.
The sine wave used in the present invention is preferably a low frequency of 2,000 Hz or less so as not to cause malfunction in peripheral medical equipment.
概ね同一のカットオフ周波数(閾値)に対してそれよりも周波数が低いと通過が抑制されるハイパスフィルタと、このカットオフ周波数よりも高いと通過が抑制されるローパスフィルタを組み合せたことにより、左右の耳に入ってくる音声は、相対的に低周波数側音声と高周波数側音声とに切り替わり、カットオフ周波数の近傍にて出力が最大となるように作用する。 By combining a high-pass filter that suppresses passage when the frequency is lower than the same cutoff frequency (threshold) and a low-pass filter that suppresses passage when the frequency is higher than this cutoff frequency, The sound that enters the ear is switched to a relatively low-frequency sound and a high-frequency sound, and the output is maximized in the vicinity of the cutoff frequency.
本発明は、前記穿刺針の刺入操作をする者の両眼のうち、少なくとも一方の眼前に装着する小型モニターと、当該小型モニターに画像を出力するための超音波装置を有するようにすると、従来のようにモニター画面を見るために首を廻す必要がなくなり、操作者が眼前に装着した小型モニターを見ながら片手で超音波のプローブを操作し、他方の片手で穿刺器具を操作することができる。
この場合にイヤホーンに小型モニターを連結し、小型モニターを眼前に装着脱自在にしてもよく、イヤホーンに小型マイクを連結し、小型マイクに音声入力することで当該システムを制御できるようにしてもよい。
When the present invention has a small monitor mounted in front of at least one of the eyes of the person performing the insertion operation of the puncture needle, and an ultrasonic device for outputting an image to the small monitor, It is no longer necessary to turn the neck to view the monitor screen as in the past, and the operator can operate the ultrasound probe with one hand while looking at the small monitor attached in front of the eye and the puncture device with the other hand it can.
In this case, a small monitor may be connected to the earphone, and the small monitor may be attached / detached in front of the eyes, or a small microphone may be connected to the earphone and the system may be controlled by inputting voice to the small microphone. .
本発明に係る穿刺操作支援システムは、左右の耳に入ってくる音声信号にて穿刺針の刺入深さを認識できるようにするとともに、刺入深さが予定した深さに近づくと、小さな音声から大きな音声に変化し、さらに深く刺入しようとすると高周波数側の音声に変化するようにすることもできるので、誤って深く刺入するのを防ぎ、操作者の手の動きに対する音声の応答性に優れる。 The puncture operation support system according to the present invention makes it possible to recognize the puncture depth of the puncture needle from the audio signals entering the left and right ears, and when the puncture depth approaches the planned depth, It is possible to change the voice to a loud voice and to change the voice to the high frequency side when trying to insert deeper. Excellent responsiveness.
眼前に小型モニターを装着すると、首を廻すことなく視点を変えるだけで画像を確認しながら刺入操作ができる。 If you put on a small monitor in front of you, you can insert it while checking the image just by changing the viewpoint without turning your neck.
以下、図面に基づいて本発明に係るシステムの説明をするが、本発明はこの実施例に限定されるものではなく、発明の趣旨の範囲にて適宜、変更、応用が可能である。 Hereinafter, the system according to the present invention will be described with reference to the drawings. However, the present invention is not limited to this embodiment, and can be appropriately changed and applied within the scope of the gist of the invention.
図2に本発明に係るシステムを構成する機器等の構成例を示し、図3に穿刺器具の構造例を示す。
まず初めに図1に基づいてイヤホーン21から音声を出力するための機能ブロックについて説明する。
穿刺針を刺入する部位に相当する体表面1に対して赤外線を照射するランプ22aと体表面1からの反射光を検出する検出部22bとからなるセンサー22にて体表面1とセンサー22との距離を計測する。
センサー22が体表面1に近づいたり遠のいたりすると、その距離が変化し、例えば、センサー22の出力電圧が変化する。
この出力電圧信号をアナログ演算部S1にて演算処理し、サイン波発振回路S2に電圧入力するとアナログ信号化した正弦波に変換される。
人の耳には、800Hz前後の周波数の音声が聞き取り易いことから、600Hz〜1,000Hzの周波数を用いることにしたが、センサー22が体表面1から遠く離れた状態でも音声が出るのを防ぐ目的で、出力された正弦波を、1次音声フィルタS3、例えばカットオフ周波数400Hzのハイパスフィルタ(HPF)にてそれより低周波数成分の通過を抑制した。
次に、例えば800Hzをカットオフ周波数(閾値)にしたローパスフィルタ(LPF)[右音声フィルタ]を用いてフィルタリングした信号S4を右チャンネル電力増幅器にて出力アップした音声信号をイヤホーン21の右ホーン21bに出力する(S6)。
一方、同じく800Hzをカットオフ周波数(閾値)にしたハイパスフィルタ(HPF)[左音声フィルタ]を用いてフィルタリングした信号S5を左チャンネル電力増幅器にて出力アップした音声信号をイヤホーン21の左ホーン21aに出力する。
このようにすると、右ホーン21bからは相対的に低い周波数による音声が出力され、左ホーン21aからは相対的に高い周波数の音声が出力される。
これにより、穿刺針の刺入深さが最適になった状態ではS7のグラフにてf0で示すようにハイパスフィルタとローパスフィルタの両方から音声が通過し、最も大きい音声として両耳から感知される。
穿刺針の刺入深さが目標より浅い状態では小さな低音が右ホーンから耳に入り、電池切れで無いことが確認でき、最適深さに近づくと音の大きさが大きく変化するので目標とする刺入深さが得られる。
仮にさらに深く刺入すると今度は高音の小さい音声が左ホーンから聞こえる。
よって、深く誤って刺入するのを効果的に防止する。
FIG. 2 shows a configuration example of devices and the like constituting the system according to the present invention, and FIG. 3 shows a configuration example of the puncture device.
First, functional blocks for outputting sound from the
The
When the
The output voltage signal to the arithmetic processing by the analog arithmetic unit S 1, is converted to a sine wave analog signal of when the voltage input to the sine wave oscillator circuit S 2.
Since it is easy to hear a sound with a frequency of around 800 Hz in the human ear, it was decided to use a frequency of 600 Hz to 1,000 Hz. However, it prevents the sound from being emitted even when the
Next, a low pass filter (LPF) [right audio Filter right horn audio signal to
On the other hand, also high-pass filters to the cut-off frequency (threshold) to 800 Hz (HPF) [left audio Filter
In this way, a sound with a relatively low frequency is output from the
Thus, through the sound from both the highpass and lowpass filter as shown by f 0 at the graph of S 7 is in a state in which penetration depth of the puncture needle becomes optimum, sensed from both ears as the largest sound Is done.
When the insertion depth of the puncture needle is shallower than the target, a small bass sound enters the ear from the right horn and it can be confirmed that the battery has not run out. The penetration depth can be obtained.
If you insert deeper, you can hear a low-pitched sound from the left horn.
Therefore, it is possible to effectively prevent deep and erroneous insertion.
次に、システムの構成例について説明する。
図2に示すように穿刺器具10に取り付けたセンサー22は制御部20とコード20bにて接続され、この制御部20とイヤホーン21ともコード20aにて電気接続されている。
本実施例に示したイヤホーン21は左耳に装着する左ホーン21aと右耳に装着する右ホーン21bを有し、さらに小型モニター50を取り付けてある。
小型モニター50は駆動部52に連結され、図5に示すように片眼の前に装着脱自在になっている。
これにより、必要に応じて小型モニター50を眼前に装着したり、駆動部側に収納したりでき、視界が遮られるのを最小限にできる。
本実施例ではイヤホーン21にさらにマイク60を取り付けた例になっていて、マイク60を介して制御部20,超音波装置30等を制御できる例になっているがこのマイク60は必ずしも必要ない。
刺入部位の診断には通常、超音波装置30に据え付けられているモニター40に画像を出力しながら超音波装置30にコード31bにて連結したプローブ31の検診部31aを体表面に当接して行う。
Next, a system configuration example will be described.
As shown in FIG. 2, the
The
The
As a result, the
In this embodiment, the microphone 60 is further attached to the
For the diagnosis of the insertion site, the
図3に穿刺器具10の構造例を示す。
注射器15のシリンダー15aのつば部15bを装置するための装着部14と、グリップ11との間をスライド杆12にて連結してある。
スライド杆12に沿って操作部13が前後にスライド可能になっていて、この操作部13の溝部13aに注射器のピストン15cのつば部を嵌着させてある。
注射器15の先端側には穿刺針16が取り付けられている。
装着部14の前側には体表面1からの距離Lを測定するためのセンサー22を取り付けてあり、このセンサー22はゲージ23に沿ってL寸法の調整が可能になっている。
穿刺針16の先端部16aとこのセンサー22との間の距離は予め分かっているので、センサー22にて体表面1からの距離を測定すると、上記との差分として刺入深さdが求められる。
グリップ11を把持し、穿刺針16をイヤホーン21の音声を聞きながら、小型モニター50に写し出された画像をガイド情報として刺入する。
目標部位に針先が届いた状態で操作部13をグリップ11側に引くと注射器15内に細胞や組織片が採取される。
この操作の状態を図4に示す。
一方の片手でプローブ31を操作しながら、他方の片手で穿刺針16を刺入操作する。
このように小型モニター50がイヤホーン21に取り付けられているので首を廻すことなく、刺入角度を確認しながら音声信号に基づいて安全且つ的確に刺入操作を行うことができる。
FIG. 3 shows a structural example of the
The
The
A
A
Since the distance between the
While grasping the
When the
The state of this operation is shown in FIG.
While operating the
As described above, since the
本発明に係るシステムは人及び動物等の検体から細胞又は組織片の採取する分野に限らず、薬液注入等の各種医療分野にも適用できる。 The system according to the present invention is not limited to the field of collecting cells or tissue pieces from specimens such as humans and animals, but can also be applied to various medical fields such as drug solution injection.
1 体表面
10 穿刺器具
16 穿刺針
20 制御部
21 イヤホーン
21a 左ホーン
21b 右ホーン
22 センサー
30 超音波装置
31 プローブ
40 モニター
50 小型モニター
60 マイク
DESCRIPTION OF
Claims (4)
出力された正弦波を、概ね同一のカットオフ周波数のハイパスフィルタとローパスフィルタを組合せ、ハイパスフィルタ側を通過させた音声を左右のホーンからなるイヤホーンのうち、一方のホーンに出力し、ローパスフィルタ側を通過させた音声を他方のホーンに出力することで最適刺入深さを音声信号にて感知できるようにしたことを特徴とする穿刺操作支援システム。 A sensor for measuring the insertion depth of the puncture needle, and a sine wave oscillating means for converting a signal measured based on the sensor into a sine wave and oscillating;
The output sine wave is combined with a high-pass filter and a low-pass filter with approximately the same cutoff frequency, and the sound that has passed through the high-pass filter side is output to one horn of the left and right horns, and the low-pass filter side The puncture operation support system is characterized in that the optimum penetration depth can be detected by a voice signal by outputting the voice that has passed through to the other horn.
当該小型モニターに画像を出力するための超音波装置を有することを特徴とする請求項1記載の穿刺操作支援システム。 A small monitor mounted in front of at least one of the eyes of the person performing the insertion operation of the puncture needle;
The puncture operation support system according to claim 1, further comprising an ultrasonic device for outputting an image to the small monitor.
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