JP2015188559A - 医療用イメージング装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 術者が表示部に表示された被検体の画像を、実際の被検体と混乱を生ずることなく認識することが可能な医療用イメージング装置を提供する。
【解決手段】 制御部４０は、倍率データ記憶部４１に記憶した執刀医用観察モニタ３２と執刀医との距離と執刀医用観察モニタ３２に表示すべき造影剤の画像の倍率との関係と、距離センサ３３により検出した執刀医用観察モニタ３２と執刀医との距離とに基づいて、執刀医用観察モニタ３２に表示すべきインドシアニングリーンの画像の倍率を設定する倍率設定部４２と、執刀医用観察モニタ３２に表示するインドシアニングリーンの画像の倍率を変更する画像処理部４３とを備える。
【選択図】 図５

Description

この発明は、カメラにより撮影された造影剤の画像を表示部に表示するための医療用イメージング装置に関し、特に、造影剤の赤外画像を表示部に表示する場合に好適な医療用イメージング装置に関する。

近年、近赤外蛍光イメージングと呼称される手法が外科手術に利用されている。この近赤外蛍光イメージングにおいては、蛍光色素としてのインドシアニングリーン（ＩＣＧ）を患部に注入する。そして、このインドシアニングリーンに７５０〜８１０ｎｍ（ナノメータ）の励起光を照射すると、インドシアニングリーンは８４５ｎｍをピークとする赤外領域の蛍光を発する。この蛍光を、赤外光を検出可能なカメラで撮影し、その画像を液晶表示パネル等の表示部に表示する。この近赤外蛍光イメージングによれば、体表から２０ｍｍ程度までの深さに存在する血管やリンパ管等の観察が可能となる。

特許文献１には、インドシアニングリーンが投与された生体の被検臓器に対して、インドシアニングリーンの励起光を照射して得られた、近赤外蛍光の強度分布イメージと、インドシアニングリーン投与前の被検臓器に対して、Ｘ線、核磁気共鳴または超音波を作用させて得られた、癌病巣分布イメージと、を比較し、近赤外蛍光の強度分布イメージで検出されるが、癌病巣分布イメージでは検出されない領域のデータを、癌の副病巣領域データとして収集するデータ収集方法が開示されている。

国際公開第２００９／１３９４６６号

図７は、従来の医療用イメージング装置を利用して患者１００に対する治療を行う様子を示す概要図である。

この医療用イメージング装置は、本体２１と、本体２１の上方に配設された観察モニタ２２と、本体２１に対して支持アーム２３を介して接続された照明・撮影部２４とを備える。照明・撮影部２４は、その内部にカメラと赤外線光源とを備えている。本体２１は、治療台２９上に載置された患者１００付近の清潔領域の執刀医１０１による治療行為の邪魔とならない位置に配置されている。

患者１００には、予め、インドシアニングリーン等の造影剤が注入されている。そして、照明・撮影部２４から被検体である患者１００に対して赤外光を照射するとともに、患者１００の体内の造影剤から発生する赤外光を照明・撮影部２４によるカメラにより撮影する。撮影された造影剤の画像は、観察モニタ２２に表示される。

執刀医１０１は、患者１００の患部そのものと、観察モニタ２２に表示された造影剤の画像とを観察しながら治療を行う。観察モニタ２２に表示された画像は、看護師１０２や助手１０３によっても観察される。また、観察モニタ２２に表示された画像は、図示しない技師が画像の明るさ等を調整するためにも観察される。

このとき、執刀医１０１は、観察モニタ２２に表示された造影剤の画像を観察するために、治療中において振り返って自分の背後に設置された観察モニタ２２を目視する必要があることから、スムースな施術の進行が妨げられる。また、観察モニタ２２に表示される造影剤の画像と患者１００の患部との見かけ上の寸法は必ずしも一致していないことから、治療中に混乱を生ずる可能性がある。

この発明は上記課題を解決するためになされたものであり、術者が表示部に表示された被検体の画像を、実際の被検体と混乱を生ずることなく認識することが可能な医療用イメージング装置を提供することを目的とする。

第１の発明は、被検体に注入された造影剤を撮影するカメラと、前記カメラにより撮影された前記造影剤の画像を表示する表示部と、前記表示部と前記術者との距離と前記表示部に表示すべき前記造影剤の画像の倍率との関係を記憶する倍率データ記憶部と、前記倍率データ記憶部に記憶した前記表示部と術者との距離と前記表示部に表示すべき前記造影剤の画像の倍率との関係と、前記表示部と前記術者との距離とに基づいて、前記表示部に表示すべき前記造影剤の画像の倍率を設定する倍率設定部と、前記倍率設定部により設定された倍率に基づいて、前記表示部に表示する前記造影剤の画像の倍率を変更する倍率変更部と、を備えたことを特徴とする。

第２の発明は、被検体を撮影するカメラと、前記カメラにより撮影された前記被検体の画像を表示する表示部と、前記表示部と術者との距離と前記表示部に表示すべき前記被検体の画像の倍率との関係を記憶する倍率データ記憶部と、前記倍率データ記憶部に記憶した前記表示部と前記術者との距離と前記表示部に表示すべき前記被検体の画像の倍率との関係と、前記表示部と前記術者との距離とに基づいて、前記表示部に表示すべき前記被検体の画像の倍率を設定する倍率設定部と、前記倍率設定部により設定された倍率に基づいて、前記表示部に表示する前記被検体の画像の倍率を変更する倍率変更部と、を備えたことを特徴とする。

第３の発明は、前記表示部は、前記被検体に対して前記術者とは逆側において、前記術者を向く方向に配置される。

第４の発明は、前記表示部と前記術者との距離を検出する距離センサを備え、前記倍率設定部は、前記倍率データ記憶部に記憶した前記表示部と前記術者との距離と前記表示部に表示すべき前記造影剤の画像の倍率との関係と、前記距離センサにより検出した前記表示部と前記術者との距離とに基づいて、前記表示部に表示する前記造影剤の画像の倍率を設定する。

第５の発明は、前記倍率設定部は、操作部からの信号に基づいて、前記表示部に表示すべき前記造影剤の画像の倍率を、前記表示部と前記術者との距離とに基づいて設定した倍率と、予め設定された固定倍率との間で切り替える。

第６の発明は、前記造影剤は蛍光色素を含み、前記被検体に注入された蛍光色素を励起させるための赤外線を前記被検体に向けて照射する赤外光源をさらに備えるとともに、前記カメラは、赤外線が照射されることにより前記蛍光色素から発生した赤外線を撮影する。

第１および第２の発明によれば、表示部と術者との距離とに基づいて表示部に表示する画像の倍率を変更することから、術者が表示部に表示された被検体の画像を、実際の被検体と混乱を生ずることなく認識することが可能となる。このため、医療行為を適切に実行することが可能となる。

第３の発明によれば、表示部が被検体に対して術者とは逆側に術者を向く方向に配置されることから、術者が医療行為を実行するときに、容易に表示部を目視することが可能となる。

第第４の発明によれば、距離センサの作用により、表示部と術者との距離を正確かつ自動的に測定することが可能となる。

第５の発明によれば、操作部を操作することにより、表示部に表示される造影剤の画像の倍率を、原寸等の予め設定された固定倍率に容易に変更することが可能となる。

第６の発明によれば、蛍光色素から発生した赤外画像を表示部に表示して認識することが可能となる。

この発明に係る医療用イメージング装置の概要図である。 この発明に係る医療用イメージング装置を利用して患者１００に対する治療を行う様子を示す概要図である。 照明・撮影部２４の斜視図である。 距離センサ３３による執刀医用観察モニタ３２と執刀医１０１との距離の検出動作を示す説明図である。 この発明に係る医療用イメージング装置の主要な制御系を示すブロック図である。 執刀医用観察モニタ３２に表示されるインドシアニングリーンの赤外画像と執刀医１０１が目視により認識した患者１００の心臓１０とを示す説明図である。 従来の医療用イメージング装置を利用して患者１００に対する治療を行う様子を示す概要図である。

以下、この発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。図１は、この発明に係る医療用イメージング装置の概要図である。また、図２は、この発明に係る医療用イメージング装置を利用して患者１００に対する治療を行う様子を示す概要図である。なお、図２においては、手術等の治療を実行する術者である執刀医１０１と、看護師１０２と、執刀医１０１を補助する助手１０３とが、被検体である患者１００に対して治療を行っている状態を示している。

この医療用イメージング装置は、患者１００に注入した造影剤としての蛍光色素であるインドシアニングリーンから発生する赤外領域の蛍光を撮影するものである。この医療用イメージング装置は、後述する制御部４０および入力部２５を備える本体２１と、支持アーム２３により移動可能に支持された照明・撮影部２４と、液晶表示パネル等から構成されるこの発明に係る表示部としての執刀医用観察モニタ３２と、観察モニタ２２と、を備える。執刀医用観察モニタ３２は、支持部３１により支持されている。この執刀医用観察モニタ３２の上部には、後述する距離センサ３３が配設されている。なお、照明・撮影部２４は支持アーム２３によって支持されたものに限定されず、手に携帯するものであってもよい。

図２に示すように、支持部３１に支持された執刀医用観察モニタ３２は、治療台２９上に載置された患者１００に対して術者である執刀医１０１とは逆側において、執刀医１０１を向く方向に配置される。一方、観察モニタ２２は、治療台２９上に載置された患者１００付近の清潔領域の執刀医１０１による治療の邪魔とならない位置に配置された本体２１上に配設されている。

図３は、上述した照明・撮影部２４の斜視図である。

この照明・撮影部２４は、赤外線および可視光を検出可能なカメラ５１と、このカメラ５１の外周部に配設された赤外光源５２と、赤外光源５２の外周部に配設された可視光源５３とを備える。なお、赤外画像のみを撮影および表示する場合には、可視光源５３を省略することができ、また、カメラ５１として赤外線のみを検出可能なものを使用することができる。

図４は、距離センサ３３による執刀医用観察モニタ３２と執刀医１０１との距離の検出動作を示す説明図である。

図４に示すように、執刀医１０１は、例えば、手術帽子等にマーカ３９を付設している。なお、このマーカ３９は、手術衣等の手術帽子以外の部分に付設されてもよい。距離センサ３３は、マーカ３９を検出することにより、執刀医用観察モニタ３２と執刀医１０１との距離を検出する。なお、このような距離センサ３３の代わりに、光学式あるいは磁気式等の、その他の距離センサを使用してもよい。

図５は、この発明に係る医療用イメージング装置の主要な制御系を示すブロック図である。

この医療用イメージング装置は、論理演算を実行するＣＰＵ、装置の制御に必要な動作プログラムが格納されたＲＯＭ、制御時にデータ等が一時的にストアされるＲＡＭ等から構成され、装置全体を制御する制御部４０を備える。この制御部４０は、上述した執刀医用観察モニタ３２、観察モニタ２２、距離センサ３３およびカメラ５１と接続されている。また、この制御部４０は、後述する固定倍率ボタン２７および実寸大ボタン２８や、キーボードやマウス等のその他の入力機器を備えた入力部２５と接続されている。また、この制御部４０は、執刀医用観察モニタ３２と執刀医１０１との距離と執刀医用観察モニタ３２に表示すべきインドシアニングリーンの画像の倍率との関係を記憶する倍率データ記憶部４１と、倍率データ記憶部４１に記憶した執刀医用観察モニタ３２と執刀医１０１との距離と執刀医用観察モニタ３２に表示すべき造影剤の画像の倍率との関係と、距離センサ３３により検出した執刀医用観察モニタ３２と執刀医１０１との距離とに基づいて、執刀医用観察モニタ３２に表示すべきインドシアニングリーンの画像の倍率を設定する倍率設定部４２と、倍率設定部４２により設定された倍率に基づいて執刀医用観察モニタ３２に表示するインドシアニングリーンの画像の倍率を変更する倍率変更部としての画像処理部４３とを備える。

次に、この発明に係る医療用イメージング装置を使用して外科の手術を行う場合の動作について説明する。なお、以下の説明においては、患者１００に対して心臓の手術を行う場合について説明する。

この発明に係る医療用イメージング装置を使用して心臓の手術を行う場合には、治療台２９上の仰臥した患者１００にインドシアニングリーンを注射により注入する。しかる後、患者１００の心臓付近に向けて、照明・撮影部２４における赤外光源５２から赤外線を照射する。なお、赤外光としては、インドシアニングリーンが蛍光を発するための励起光として作用する７５０〜８５０ｎｍの近赤外光が採用される。これにより、インドシアニングリーンは、８４５ｎｍをピークとする赤外領域の蛍光を発生させる。そして、患者１００の心臓付近をカメラ５１により撮影する。カメラ５１により撮影された赤外画像は、図５に示す制御部４０に送られる。また、このときには、距離センサ３３が執刀医１０１に付設されたマーカ３９を検出した信号が制御部４０に送られる。

カメラ５１により撮影された赤外画像は、画像処理部４３により画像処理され、執刀医用観察モニタ３２および観察モニタ２２に表示される。また、必要に応じ、照明・撮影部２４における可視光源５３を点灯して、カメラ５１により可視画像を撮影する。この可視画像も、例えば、赤外画像と表示を切り替える、または、赤外画像と重ね合わせる形で、執刀医用観察モニタ３２および観察モニタ２２に表示される。

執刀医１０１が治療としての心臓の手術を行うときには、患者１００に注入されたインドシアニングリーンの赤外画像が利用される。執刀医１０１は患者１００における心臓を直接目視により確認するとともに、執刀医１０１と対向配置された執刀医用観察モニタ３２に表示されるインドシアニングリーンの赤外画像を確認して手術を実行する。このときに、目視により確認した心臓そのものの大きさと、執刀医用観察モニタ３２に表示された心臓の赤外画像の大きさとが見た目上で異なった場合には、混乱を生じ、手術を好適に実行し得ない場合がある。このため、この発明に係る医療用イメージング装置においては、倍率変更部として機能する画像処理部４３の作用により、執刀医用観察モニタ３２に表示される赤外画像の倍率を変更する構成を採用している。

すなわち、手術中においては、距離センサ３３が執刀医１０１に付設されたマーカ３９を常に検出し、執刀医用観察モニタ３２と執刀医１０１との距離を表す信号を制御部４０に送信している。また、制御部４０における倍率データ記憶部４１には、執刀医用観察モニタ３２と執刀医１０１との距離と執刀医用観察モニタ３２に表示すべきインドシアニングリーンの赤外画像の倍率との関係を示すデータが、テーブルや近似式の形で記憶されている。このデータは、執刀医用観察モニタ３２の大きさや、照明・撮影部２４におけるカメラ５１の撮像倍率を考慮したものとなっている。そして、倍率設定部４２は、倍率データ記憶部４１に記憶した執刀医用観察モニタ３２と執刀医１０１との距離と執刀医用観察モニタ３２に表示すべき造影剤の画像の倍率との関係と、距離センサ３３により検出した執刀医用観察モニタ３２と執刀医１０１との距離とに基づいて、執刀医用観察モニタ３２に表示すべきインドシアニングリーンの赤外画像の倍率を設定する。そして、画像処理部４３が、倍率設定部４２により設定された倍率に基づいて、執刀医用観察モニタ３２に表示するインドシアニングリーンの赤外画像の倍率を変更する。

図６は、執刀医用観察モニタ３２に表示されるインドシアニングリーンの赤外画像と執刀医１０１が目視により認識した患者１００の心臓１０とを示す説明図である。

この図において、符号１１、１２、１３は、執刀医用観察モニタ３２に表示されたインドシアニングリーンの赤外画像を模式的に示している。なお、執刀医用観察モニタ３２に表示される赤外画像は、患者１００の心臓１０に注入されたインドシアニングリーンのみの赤外画像であるが、図６においては、説明の便宜上、心臓１０全体の画像を図示している。

この医療用イメージング装置においては、執刀医用観察モニタ３２に拡大された状態の赤外画像１２が表示される場合には、それが縮小された赤外画像１１が執刀医用観察モニタ３２に表示され、執刀医用観察モニタ３２に縮小された状態の赤外画像１３が表示される場合には、それが拡大された赤外画像１１が執刀医用観察モニタ３２に表示される。この執刀医用観察モニタ３２に表示される倍率変更後の赤外画像１１は、執刀医１０１が、直視下に目視で認識した心臓１０の大きさと同じ大きさとして認識しうる大きさとなっている。このため、目視による心臓の画像とインドシアニングリーンの赤外画像とが同じ大きさと認識できることになり、混乱を生ずることなく、手術を好適に実行することが可能となる。

このとき、執刀医用観察モニタ３２が、患者１００に対して執刀医１０１とは逆側において執刀医１０１を向く方向に配置されていることから、従来のように執刀医１０１が振り返る動作等を必要とせず、同じサイズで認識可能な目視による心臓の画像とインドシアニングリーンの赤外画像と見比べることができ、手術をより好適に実行することが可能となる。

なお、図５に示すように、入力部２５には、固定倍率ボタン２７および実寸大ボタン２８が配設されている。執刀医１０１または看護師１０２が固定倍率ボタン２７を操作した場合には、執刀医用観察モニタ３２と執刀医１０１との距離にかかわらず、執刀医用観察モニタ３２には予め設定した固定倍率でインドシアニングリーンの赤外画像が表示される。この固定倍率は、例えば１００％、すなわち、照明・撮影部２４におけるカメラ５１により撮影したそのままの倍率である。この状態で、執刀医１０１または看護師１０２が実寸大ボタン２８を操作した場合には、執刀医用観察モニタ３２には、執刀医用観察モニタ３２と執刀医１０１との距離とに基づいた倍率で、赤外画像が表示される。

なお、上述した実施形態においては、倍率変更部として機能する画像処理部４３の作用により、画像処理技術を利用して執刀医用観察モニタ３２に表示される赤外画像の倍率を変更する構成を採用しているが、画像処理により倍率を変更する代わりに、照明・撮影部２４におけるカメラ５１に付設された拡大光学系を利用し、あるいは、カメラ５１と患者１００との距離を変更することにより、執刀医用観察モニタ３２に表示される赤外画像の倍率を変更する構成を採用してもよい。

また、上述した実施形態においては、距離センサ３３を利用して執刀医用観察モニタ３２と執刀医１０１との距離を検出しているが、距離センサ３３を省略し、執刀医用観察モニタ３２と執刀医１０１との距離を、看護師１０２等が入力部２５を利用して入力する構成を採用してもよい。

また、上述した実施形態においては、造影剤としての蛍光色素であるインドシアニングリーンから発生する赤外領域の蛍光を撮影する構成を採用しているが、その他の造影剤を使用してもよい。

また、上述した実施形態においては、術者としての執刀医１０１が患者１００に対して手術を実行する場合について説明したが、医師以外の術者がその他の医療行為を実行するときに、この発明に係る医療用イメージング装置を使用してもよい。

また、上述した実施形態においては、執刀医用観察モニタ３２に表示する赤外画像のみの倍率を変更しているが、観察モニタ２２に表示する赤外画像の倍率をも変更するようにしてもよい。

さらに、上述した実施形態においては、インドシアニングリーンの赤外画像の倍率を変更する場合を例に説明したが、可視画像、又は、可視画像とインドシアニングリーンの赤外画像とを重ね合わせた画像についても同様に、倍率設定部４２によって設定された倍率に基づいて倍率を変更するようにしてもよい。

１０ 心臓
２１ 本体
２２ 観察モニタ
２４ 照明・撮影部
２５ 入力部
２７ 固定倍率ボタン
２８ 実寸大ボタン
２９ 治療台
３２ 執刀医用観察モニタ
３３ 距離センサ
３９ マーカ
４０ 制御部
４１ 倍率データ記憶部
４２ 倍率設定部
４３ 画像処理部
５１ カメラ
５２ 赤外光源
５３ 可視光源
１００ 患者
１０１ 執刀医
１０２ 看護師
１０３ 助手

Claims (6)

1. 被検体に注入された造影剤を撮影するカメラと、
   前記カメラにより撮影された前記造影剤の画像を表示する表示部と、
   前記表示部と術者との距離と前記表示部に表示すべき前記造影剤の画像の倍率との関係を記憶する倍率データ記憶部と、
   前記倍率データ記憶部に記憶した前記表示部と前記術者との距離と前記表示部に表示すべき前記造影剤の画像の倍率との関係と、前記表示部と前記術者との距離とに基づいて、前記表示部に表示すべき前記造影剤の画像の倍率を設定する倍率設定部と、
   前記倍率設定部により設定された倍率に基づいて、前記表示部に表示する前記造影剤の画像の倍率を変更する倍率変更部と、
   を備えたことを特徴とする医療用イメージング装置。
2. 被検体を撮影するカメラと、
   前記カメラにより撮影された前記被検体の画像を表示する表示部と、
   前記表示部と術者との距離と前記表示部に表示すべき前記被検体の画像の倍率との関係を記憶する倍率データ記憶部と、
   前記倍率データ記憶部に記憶した前記表示部と前記術者との距離と前記表示部に表示すべき前記被検体の画像の倍率との関係と、前記表示部と前記術者との距離とに基づいて、前記表示部に表示すべき前記被検体の画像の倍率を設定する倍率設定部と、
   前記倍率設定部により設定された倍率に基づいて、前記表示部に表示する前記被検体の画像の倍率を変更する倍率変更部と、
   を備えたことを特徴とする医療用イメージング装置。
3. 請求項１または２に記載の医療用イメージング装置において、
   前記表示部は、前記被検体に対して前記術者とは逆側において、前記術者を向く方向に配置される医療用イメージング装置。
4. 請求項１または請求項２に記載の医療用イメージング装置において、
   前記表示部と前記術者との距離を検出する距離センサを備え、
   前記倍率設定部は、前記倍率データ記憶部に記憶した前記表示部と前記術者との距離と前記表示部に表示すべき前記画像の倍率との関係と、前記距離センサにより検出した前記表示部と前記術者との距離とに基づいて、前記表示部に表示する前記画像の倍率を設定する医療用イメージング装置。
5. 請求項１から請求項４のいずれかに記載の医療用イメージング装置において、
   前記倍率設定部は、操作部からの信号に基づいて、前記表示部に表示すべき前記画像の倍率を、前記表示部と前記術者との距離とに基づいて設定した倍率と、予め設定された固定倍率との間で切り替える医療用イメージング装置。
6. 請求項１に記載の医療用イメージング装置において、
   前記造影剤は蛍光色素を含み、
   前記被検体に注入された蛍光色素を励起させるための赤外線を前記被検体に向けて照射する赤外光源をさらに備えるとともに、
   前記カメラは、赤外線が照射されることにより前記蛍光色素から発生した赤外線を撮影する医療用イメージング装置。
   

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