JP2014059347A - カテーテル運動測定装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】カテーテル1の運動測定のための装置は、ガイド機構2と、センサホルダー3と、発光ダイオード4と、イメージセンサ5と、レンズホルダー6と、発光ダイオード用レンズ7と、イメージセンサ用レンズ8と、イメージセンサ用画像処理機構9と、発光ダイオード用電源コントローラ10と、カテーテル位置情報提示装置12と、情報処理端末11のすべてから成る。この装置を組み合わせ、ガイド機構2内を通るカテーテル1を運動させることで、ガイド機構2内でのカテーテル1の定点運動を測定し、測定結果をカテーテル1操作者に提示することができる。
【選択図】図1
Description
すなわち、カテーテルのガイド機構と、ガイド機構に備えられたレンズホルダーと、ガイド機構に備えられたセンサホルダーと、ガイド機構内を運動するカテーテルを照射し、カテーテル表面に照射光による像を生じさせるための発光ダイオードと、発光ダイオードが発光する光を絞るための発光ダイオード用レンズと、カテーテルの画像情報を取得するためのイメージセンサと、センサホルダー内のイメージセンサの焦点を調整するためのイメージセンサ用レンズと、イメージセンサから出力される前記カテーテルの画像情報を、カテーテルの位置情報に変換し、変換した位置情報を出力するイメージセンサ用画像処理機構と、発光ダイオードの発光量を制御するための発光ダイオード用電源コントローラと、を備え、センサホルダーに、イメージセンサ、発光ダイオード、発光ダイオード用レンズ及びイメージセンサ用レンズが収納されたことを特徴とするカテーテル運動測定装置である。
さらに、発光ダイオード用電源コントローラで発光ダイオードの発光量を制御し、
イメージセンサ用画像処理機構により、イメージセンサから出力される前記カテーテルの画像情報を、カテーテルの位置情報に変換し、変換した位置情報を出力する。
また、センサホルダーに、イメージセンサ、発光ダイオード、発光ダイオード用レンズ及びイメージセンサ用レンズが収納されているので、カテーテルの使用者によるカテーテル操作時に邪魔にならないようにすることができる。
本発明の発光ダイオード用電源コントローラは、情報処理端末から供給される、発光ダイオード駆動用の電源を、任意の制御を行い、発光ダイオードに出力することが可能である。
本発明のイメージセンサ用画像処理機構は、イメージセンサから出力される、カテーテルの画像情報を、カテーテルの位置情報に変換する機構を有し、情報処理端末にカテーテルの位置情報を出力することが可能である。
発明装置内のガイド機構は、カテーテルの表面に発光ダイオードを照射するため、また、照射により生じた像をイメージセンサが読み取るために、図1(a)における、カテーテルの上下左右の動きを制限する機構となっている。この際、イメージセンサの焦点距離の調整範囲内でカテーテルの上下運動を制限するようにガイド機構を設計しており、カテーテル操作時に摩擦が生じない。
本発明は、カテーテルの運動を測定することが可能である。しかし、カテーテルの手術手技の評価は、医師の主観によって行われており、この主観評価には、The Global Rating Index for Technical Skills(GRITS)という評価指標が用いられる。GRITSは評価者の主観による5段階評価であり、GRITS内の項目は、Respect for tissue(組織保護)、Time and Motion(時間と動き)、などが挙げられる。このGRITSによる主観評価では、カテーテルの最適な操作方法を獲得することが困難である、カテーテル操作技術の継承が困難である、シミュレータ応用のためのカテーテル操作の定量的な提示ができない、などの課題が挙げられる。このGRITSを定量的に評価するためには、カテーテルの操作時の指の動作捕捉や、カテーテルが実験モデルに接触した際に与える応力の測定などが必要になる。
この発明により、実験モデル内に、カテーテル操作の熟練者がカテーテルを挿入する際の効率的な方法の発見が可能となり、カテーテルの最適な操作方法を獲得することが可能となる。また、上記のカテーテル挿入の際の効率的な方法は、定量情報で示すことができるため、カテーテル操作技術の継承、シミュレータ応用のためのカテーテル操作の定量的な提示が可能となる。
発光ダイオードにより生じた光は、発光ダイオード用レンズを通して、ガイド機構内のカテーテルを照射し、カテーテル表面に像を生じさせる。生じた像は、発光ダイオード用レンズを通して、イメージセンサに読み取られる。
ガイド機構、センサホルダー、レンズホルダーは、一体構造とし、手で持ち運びが可能な小型サイズである。また、滅菌もしくは使い捨てとして、医療現場に用いることができる。
2 ガイド機構
3 センサホルダー
4 発光ダイオード
5 イメージセンサ
6 レンズホルダー
7 発光ダイオード用レンズ
8 イメージセンサ用レンズ
9 イメージセンサ用画像処理機構
10 発光ダイオード用電源コントローラ
11 情報処理端末
12 カテーテル位置情報提示装置
13 発光ダイオードによりカテーテル表面にできた像
14 発光ダイオードによりカテーテル表面にできた像の運動前の位置
15 情報処理端末接続用端子
16 患者もしくはシミュレータ
17 カテーテル操作者
18 カテーテルによる治療部位
19 嚢状動脈瘤シリコン血管モデル
20 頸動脈シリコン血管モデル
21 カテーテル運動測定開始点
22 カテーテル運動測定終了点
23 指の動作捕捉用磁気センサ
24 光弾性効果測定用行き止まり型シリコン血管モデル
25 指の動作捕捉用磁気センサ用処理装置
26 Yコネクタ
27 プリズム付シリコン血管モデルホルダー
28 光弾性効果を生じる血管モデル撮影用カメラ
29 カメラによる光弾性効果を生じる血管モデルの映像提示ディスプレイ
Claims (5)
- カテーテルのガイド機構と、
前記ガイド機構に備えられたレンズホルダーと、
前記ガイド機構に備えられたセンサホルダーと、
前記ガイド機構内を運動するカテーテルを照射し、前記カテーテル表面に照射光による像を生じさせるための発光ダイオードと、
前記発光ダイオードが発光する光を絞るための発光ダイオード用レンズと、
前記カテーテルの画像情報を取得するためのイメージセンサと、
前記センサホルダー内のイメージセンサの焦点を調整するためのイメージセンサ用レンズと、
前記イメージセンサから出力される前記カテーテルの画像情報を、前記カテーテルの位置情報に変換し、該変換した位置情報を出力するイメージセンサ用画像処理機構と、
前記発光ダイオードの発光量を制御するための発光ダイオード用電源コントローラと、
を備え、
前記センサホルダーに、
前記イメージセンサ、前記発光ダイオード、前記発光ダイオード用レンズ及び前記イメージセンサ用レンズが収納されたことを特徴とするカテーテル運動測定装置。 - 前記イメージセンサ用画像処理機構の出力結果を表示するカテーテル位置情報表示装置と、
前記イメージセンサ用画像処理機構の出力を取得するとともに、前記イメージセンサ用画像処理機構の出力結果を前記カテーテル位置情報表示装置に出力し、さらに、前記発光ダイオード用コントローラに前記発光ダイオード駆動用の電源を供給する情報処理端末と、
を備えたことを特徴とする請求項1に記載のカテーテル運動測定装置。 - 前記カテーテルを操作する操作者の指に取り付ける位置測定センサと、
前記位置測定センサからの信号を受信するセンサ用処理装置と、
を備えたことを特徴とする請求項1又は請求項2に記載のカテーテル運動測定装置。 - 前記カテーテルが、前記カテーテルを用いて手技訓練を行うための実験モデルと接触したときに生じる応力を測定する応力測定装置を備えて、出力をカテーテルの運動と同期して、比較することを特徴とする請求項1〜請求項3のいずれか1項に記載のカテーテル運動測定装置。
- 前記カテーテルが、前記カテーテルを用いて手技訓練を行うための実験モデルに挿入される際の、前記カテーテル先端の運動を、画像処理により測定することを特徴とする
請求項1〜請求項4のいずれか1項に記載のカテーテル運動測定装置。
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横関秀樹、外2名: "カテーテル手技医の指先情報を含む手技映像の教材化システム", 電子情報通信学会技術報告, vol. 第111巻、第141号, JPN6016031838, 9 July 2011 (2011-07-09), pages 7 - 12, ISSN: 0003382329 * |
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