JP2022169603A - 歯科診療システム - Google Patents
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Abstract
Description
また、特許文献2には、ドクターテーブルに仮想入力部を投影し、かかる仮想入力部の操作によって制御対象を制御する歯科治療システムが記載されている。
特許文献2に記載の技術では、操作入力時にドクターテーブルに接触する必要があり、衛生面の問題が生じやすい。また、表示位置がドクターテーブル上に限定されるため、操作者の位置によっては操作入力が困難になるおそれがある。
図1に示すように、本発明の実施形態に係る歯科診療システム1は、患者用椅子2と、スピットンユニット3と、第一のインスツルメントハンガー4と、第一の診療用テーブル5と、第二のインスツルメントハンガー6と、第二の診療用テーブル7と、無影灯8と、を備える。
患者用椅子2は、患者Pが座る座面部2aと、座面部2aから延設されて患者Pの脚が載置される脚部2bと、座面部2aから脚部2bとは反対側に延設されて患者Pの背中が載置される背面部2cと、背面部2cから座面部2aとは反対側に延設されて患者Pの頭が載置される頭部2dと、を備える。背面部2cは、座面部2aに対して角度変更可能に構成されている。
スピットンユニット3は、患者Pがうがいを行うための装置である。
第一のインスツルメントハンガー4は、主に操作者としての補助者Aによって用いられる治療用器具を保持するハンガーである。第一のインスツルメントハンガー4は、支持部11によって支持されている。支持部11は、複数の関節部11aを有するアームである。支持部11の基端部は、患者用椅子2近傍(左側)の床面等に固定されており、支持部11の先端部には、第一のインスツルメントハンガー4が取り付けられている。支持部11の複数の関節部11aには、それぞれ、関節部11aを駆動するための駆動部(モータ等)11bと、関節部11aの角度を検出するための角度検出部(ロータリエンコーダ等)11cと、が設けられている(図2参照)。
第一の診療用テーブル5は、主に補助者Aが治療用の道具等を載置するためのテーブルである。第一の診療用テーブル5は、第一のインスツルメントハンガー4の上部に設けられている。すなわち、第一の診療用テーブル5は、第一のインスツルメントハンガー4とともに支持部11によって移動可能に支持されている。
第一のインスツルメントハンガー4又は第一の診療用テーブル5(本実施形態では、第一のインスツルメントハンガー4)には、ハンドル4aが設けられている。ハンドル4aは、主に補助者Aが把持して操作することによって第一のインスツルメントハンガー4及び第一の診療用テーブル5の位置を移動させるためのものである。支持部11の複数の関節部11aは、主に補助者Aによるハンドル4aの操作に応じて角度を変更可能に構成されている。
第二のインスツルメントハンガー6は、主に操作者としての歯科医師Dによって用いられる治療用器具を保持するハンガーである。第二のインスツルメントハンガー6は、支持部12によって支持されている。支持部12は、複数の関節部12aを有するアームである。支持部12の基端部は、患者用椅子2近傍(右側)の床面等に固定されており、支持部12の先端部には、第二のインスツルメントハンガー6が取り付けられている。支持部12の複数の関節部12aには、それぞれ、関節部12aを駆動するための駆動部(モータ等)12bと、関節部12aの角度を検出するための角度検出部(ロータリエンコーダ等)12cと、が設けられている(図2参照)。
第二の診療用テーブル7は、主に歯科医師Dが治療用の道具等を載置するためのテーブルである。第二の診療用テーブル7は、第二のインスツルメントハンガー6の上部に設けられている。すなわち、第二の診療用テーブル7は、第二のインスツルメントハンガー6とともに支持部12によって移動可能に支持されている。
第二のインスツルメントハンガー6又は第二の診療用テーブル7(本実施形態では、第二のインスツルメントハンガー6)には、ハンドル6aが設けられている。ハンドル6aは、主に歯科医師Dが把持して操作することによって第二のインスツルメントハンガー6及び第二の診療用テーブル7の位置を移動させるためのものである。支持部12の複数の関節部12aは、主に歯科医師Dによるハンドル6aの操作に応じて角度を変更可能に構成されている。
無影灯8は、患者用椅子2に座った患者Pの頭部を照らす照明である。
無影灯8には、ハンドル8aが設けられている。ハンドル8aは、歯科医師D又は補助者Aが把持して操作することによって無影灯8の位置を移動させるためのものである。支持部13の複数の関節部13aは、歯科医師D又は補助者Aによるハンドル8aの操作に応じて角度を変更可能に構成されている。
なお、歯科診療システム1は、前記空中操作表示装置40を操作者によって操作可能な位置に配置可能な移動部を備える構成であってもよい。かかる移動部としては、空中操作表示装置40が一体的に設けられた装置を支持する支持部11~13、スピットンユニット3等の基部に設けられており、床面上を回転移動可能な車輪等が採用可能である。また、後記する制御部30は、操作部21の操作結果等に基づいて、前記車輪を回転させる駆動部(モータ等)を制御する構成であってもよい。また、前記した関節部11a~13aを有する支持部11~13も、制御部30による駆動部11b~13bの制御に基づいて空中操作表示装置40を操作者によって操作可能な位置に配置するものであり、移動部の一例であるといえる。
図2に示すように、歯科診療システム1は、操作部21と、撮像部22と、制御部30と、をさらに備える。
操作部21は、患者用椅子2の近傍に設けられているフットペダルである。操作部21は、歯科医師D又は補助者の足によって操作可能であり、操作結果を制御部30へ出力する。
撮像部22は、歯科診療システム1の各装置(第一のインスツルメントハンガー4、第一の診療用テーブル5、第二のインスツルメントハンガー6、第二の診療用テーブル7及び無影灯8)及び当該歯科診療システム1を利用する患者P、歯科医師D及び補助者Aを撮像し、撮像結果を制御部30へ出力する。
制御部30は、CPU(Central Processing Unit)、ROM(Read-Only Memory)、RAM(Random Access Memory)、入出力回路等によって構成されている。制御部30は、機能部として、移動制御部31と、位置特定部32と、顔貌検知部33と、を備える。
移動制御部31は、歯科医師D又は補助者Aによる操作部21の操作結果に基づいて、駆動部11b,12b,13bを制御し、第一のインスツルメントハンガー4及び第一の診療用テーブル5、第二のインスツルメントハンガー6及び第二の診療用テーブル、並びに無影灯8を所望の位置に移動させる。
位置特定部32は、撮像部22の撮像結果に基づいて、後記する空中操作表示装置40の位置及び向きを特定する。ここで、位置特定部32は、撮像結果に含まれる物理オブジェクトを基準として、空中操作表示装置40の位置及び向きを検出する。すなわち、位置特定部32は、不動の物理オブジェクトからの距離等に基づいて、空中操作表示装置40の位置及び向きを算出する。ここで、物理オブジェクトとしては、患者用椅子2(の座面部2a)が好適に用いられる。すなわち、位置特定部32(及び撮像部22の組み合わせ)が、空中操作表示装置40の位置を検出する位置検出部の一例である。
顔貌検知部33は、撮像部22の撮像結果に基づいて、患者P、歯科医師D及び補助者Aの顔貌及びその位置を検知する。本実施形態において、顔貌検知部33は、撮像部22の撮像結果から、患者P、歯科医師D及び補助者Aの眼を検知することによって、患者P、歯科医師D及び補助者Aの顔貌を検知する。また、顔貌検知部33は、予め記憶された歯科医師D及び補助者Aの顔貌画像と、検知結果とを比較することによって、検知された顔貌が歯科医師Dであるか補助者Aであるかその他(患者P)であるかを判定する。
図2及び図3に示すように、歯科診療システム1は、空中操作表示装置40を備える。
空中操作表示装置40は、閲覧者としての患者P、歯科医師D及び補助者Aに対して、空中に結像された結像画像Xを表示して閲覧させる。一以上の空中操作表示装置40は、前記した第一のインスツルメントハンガー4、第一の診療用テーブル5、第二のインスツルメントハンガー6、第二の診療用テーブル7及び無影灯8の少なくとも一つと一体的に設けられている。空中操作表示装置40は、画像表示部41と、結像部42と、軸部43a~43dと、駆動部44a~44dと、指示位置検知部45と、検知域変更部46と、制御部47と、を備える。
図3に示すように、画像表示部41は、制御部47の制御に基づいて画像を表示するディスプレイ(例えば、液晶ディスプレイ)である。
結像部42は、例えば、2面コーナーリフレクタアレイであり、当該結像部42の一面側に離間して表示された画像(すなわち、画像表示部41に表示された画像)を、当該結像部42の他面側に離間した空中に結像画像Xとして表示させるプレートである。
軸部43aは、上下方向に延設されており、上下軸周りに回動可能に構成されている。軸部43aの下端部は、空中操作表示装置40が設けられた対象物に取り付けられており、軸部43aの上端部は、軸部43bに取り付けられている。
駆動部44aは、制御部47の制御に基づいて軸部43aを回動させるモータである。駆動部44bは、制御部47の制御に基づいて軸部43bを回動させるモータである。駆動部44cは、制御部47の制御に基づいて軸部43cを回動させるモータである。駆動部44dは、制御部47の制御に基づいて軸部43dを回動させるモータである。
指示位置検知部45は、歯科医師D又は補助者Aによる結像画像X上の操作を検知し、検知結果を制御部47へ出力する。指示位置検知部45は、赤外線カメラ等によって構成される。
検知域変更部46は、制御部47の制御に基づいて指示位置検知部45の位置及び/又は向きを変更するモータである。
制御部47は、CPU、ROM、RAM、入出力回路等によって構成されている。制御部47は、結像画像Xが表示される表示結像位置と、指示位置検知部45によって検知される表示操作位置(検知域)が同一面となるように、駆動部44a~44d及び検知域変更部46を制御する。制御部47は、機能部として、表示制御部47aと、位置変更制御部47bと、検知域制御部47cと、を備える。
表示制御部47aは、指示位置検知部45の検知結果に基づいて、画像表示部41を制御する。
位置変更制御部47bは、駆動部44a~44dを制御することによって軸部43a~43dの角度を変更し、画像表示部41及び/又は結像部42の姿勢を変更して結像画像Xの表示位置及び表示方向を変更する。
検知域制御部47cは、結像画像Xの表示位置及び表示方向に応じて検知域変更部46を制御し、指示位置検知部45の検知域を結像画像Xの表示領域に合わせる。
ここで、指示位置検知部45が画像表示部41及び結像部42とは別位置に固定されている場合について考える(検知域変更部46は省略)。図4に示すように、軸部43aがα°回転した場合には、画像表示部41が上下軸周りに回転するとともに結像画像Xも上下軸周りに回転する。この場合、指示位置検知部45によって撮像される結像画像Xの幅方向寸法が変わる。制御部47は、撮像結果における回動軸からの指示位置の距離s・cosαと、回動角度αと、に基づいて、結像画像Xにおける回動軸からの指示位置の距離sを算出することができる(図5参照)。
続いて、指示位置検知部45及び検知域変更部46が画像表示部41及び結像部42とは別位置に設けられている場合について考える。図8に示すように、指示位置検知部45が支持部51によって支持されている場合には、制御部47は、検知域変更部46を制御することによって支持部51を回転させ、結像画像Xと正対するように指示位置検知部45の向きを変更する。
また、図9に示すように、指示位置検知部45が画像表示部41及び結像部42を収容する筐体52に一体的に支持されている場合には、制御部47は、検知域変更部46を制御することによって筐体52を回転させ、結像画像Xと正対するように指示位置検知部45の向きを変更する。
ここで、結像画像Xの表示位置及び表示方向等に関して、患者Pの頭部を基準として説明する。すなわち、平面視で、患者Pの頭側を12時、患者Pの足側を6時、患者Pの頭部を中心として、患者Pの頭を上とした場合の右側(仰向けの患者Pの左手側)及び左側(仰向けの患者Pの右手側)をそれぞれ3時及び9時とする時計を仮定する。また、12時を0°とした時計回りの角度θを用いて説明することもある。また、結像画像Xの横方向(水平方向)における視野角は、-20°~+20°、すなわち左右20°ずつの計40°に設定されている(図1等の二点鎖線参照)。なお、結像画像Xの視野角は、結像部42の構造によって決まるものであり、前記した設定値に限定されるものではない。例えば、結像画像の視野角は、-45°~+45°、すなわち左右45°ずつの計90°に設定されることが望ましい。また、以下に示す空中操作表示装置40の設置場所は、あくまでも一例である。空中操作表示装置40は、他の構成に一体的に設けられていてもよく、複数の空中操作表示装置40がそれぞれ複数の構成に対して一体的に設けられていてもよい。後者の場合、制御部30は、操作部21の操作結果、撮像部22による患者P、補助者A及び/又は歯科医師Dの撮像結果に基づいて、一の空中操作表示装置40を選択し、選択された空中操作表示装置40に結像画像Xを表示させてもよい。
図1に示すように、補助者A(又は歯科医師D)が患者用椅子2に座った患者Pに対してカウンセリングを行う場合には、補助者Aは、患者Pの右側に位置する。第二のインスツルメントハンガー6又は第二の診療用テーブル7(図1では、第二の診療用テーブル7)に一体的に設けられた空中操作表示装置40は、患者P及び補助者Aによって視認可能、かつ、補助者Aによって操作可能な位置に結像画像Xを表示する。図1に示す例では、補助者Aは、9時側に位置しており、結像画像Xは、7時~8時側に位置し、12時~1時側に向くように表示されることによって、補助者A及び患者Pによって閲覧可能となっている。
図10に示すように、補助者A(又は歯科医師D)が患者用椅子2に寝た患者Pに対して診療等を行う場合には、補助者Aは、患者Pの主に右側に位置する。詳細には、平面視で、患者用椅子2の頭側を12時、患者用椅子2の脚側を6時とした場合に、補助者Aは、9時から(12時を経由した)1時の範囲(-90°≦θ≦30°)に位置する。無影灯8に一体的に設けられた空中操作表示装置40は、患者P及び補助者Aによって視認可能、かつ、補助者Aによって操作可能な位置に結像画像Xを表示する。図10に示す例では、補助者Aは、9時側に位置しており、結像画像Xは、6時側の位置において、12時側を向くように表示されることによって、補助者A(及び患者P)によって閲覧可能となっている。
図11から図13に示すように、歯科医師D及び補助者Aが患者用椅子2に寝た患者Pに対して診療等を行う場合には、歯科医師Dは、患者Pの右側に位置し、補助者Aは、患者Pの主に左側に位置する。詳細には、平面視で、患者用椅子2の頭側を12時、患者用椅子2の脚側を6時とした場合に、歯科医師Dは、9時から12時の範囲(-90°≦θ≦0°)に位置し、補助者Aは、1時から4時(30°≦θ≦120°)の範囲に位置する。
続いて、歯科診療システム1の動作例について、図14のフローチャートを用いて説明する。
したがって、歯科診療システム1は、空中操作表示装置40を移動部による移動又はハンドル4a,6a,8a,40aの操作による移動によって、操作者が表示操作位置を操作可能な位置に配置し、診療位置にいる操作者による空中操作表示装置40の非接触操作を可能とすることによって、衛生面及び操作性の向上を両立することができる。
したがって、歯科診療システム1は、診療用テーブル、インスツルメントハンガー又は無影灯8の移動に伴って空中操作表示装置40を適切な位置に配置することができる。
したがって、歯科診療システム1は、患者Pと、操作者としての補助者A又は歯科医師Dと、に対して結像画像Xを好適に表示することができる。
したがって、歯科診療システム1は、操作者としての補助者A及び歯科医師Dに対して結像画像Xを好適に表示することができる。
したがって、歯科診療システム1は、ハンドル4a,6a,8aの操作を軽減することによって、衛生面をさらに向上することができる。
したがって、歯科診療システム1は、ハンドル4a,6a,8aの操作を軽減することによって、操作者による接触部位及び回数を軽減し、衛生面をさらに向上することができる。
したがって、歯科診療システム1は、結像画像Xの表示位置(及び方向)を適切に調整することができる。
したがって、歯科診療システム1は、空中操作表示装置40の位置(及び方向)が変更になった場合に、結像画像Xの表示位置(及び方向)を適切に調整することができる。
したがって、歯科診療システム1は、結像画像Xの表示方向を好適に変更することができる。
したがって、歯科診療システム1は、簡易な構成で空中操作表示装置40の位置を好適に検出することができる。
したがって、歯科診療システム1は、撮像部22の位置や向きが変わる場合等においても、撮像結果に基づいて空中操作表示装置40の位置を好適に検出することができる。
したがって、歯科診療システム1は、物理オブジェクトを別途設けることなく、撮像結果に基づいて空中操作表示装置40の位置を好適に検出することができる。
したがって、歯科診療システム1は、顔認識技術によって閲覧者の顔貌の位置(及び向き)を検知し、検知結果に基づいて結像画像Xを好適に表示して閲覧させることができる。
したがって、歯科診療システム1は、閲覧者の眼の位置(及び向き)を検知し、検知結果に基づいて結像画像Xを好適に表示して閲覧させることができる。
したがって、歯科診療システム1は、閲覧者に対応した結像画像Xを好適に表示して閲覧させることができる。
したがって、歯科診療システム1は、非接触による結像画像Xの操作を可能とし、衛生面を向上することができる。
2 患者用椅子
4 第一のインスツルメントハンガー
4a ハンドル
5 第一の診療用テーブル
6 第二のインスツルメントハンガー
6a ハンドル
7 第二の診療用テーブル
8 無影灯
8a ハンドル
11,12,13,14 支持部(移動部)
11a,12a,13a 関節部
11b,12b,13b 駆動部
11c,12c,13c 角度検出部
21 操作部
22 撮像部
30 制御部
40 空中操作表示装置
40a ハンドル
41 画像表示部
42 結像部
44a,44b,44c,44d 駆動部
45 指示位置検知部
46 検知域変更部
47 制御部
A 補助者(操作者、閲覧者)
D 歯科医師(操作者、閲覧者)
P 患者(閲覧者)
X 結像画像
Claims (10)
- 表示結像位置及び表示操作位置が同一面となる空中操作表示装置と、
前記空中操作表示装置を操作者によって前記表示操作位置が操作可能な位置に配置可能な移動部と、
前記空中操作表示装置が一体的に設けられる診療用テーブル、インスツルメントハンガー又は無影灯と、
を備え、
前記空中操作表示装置は、
画像を表示可能な画像表示部と、
前記画像表示部を制御する表示制御部と、
前記画像表示部に表示された画像を結像画像として空中に結像する結像部と、
前記結像画像の位置を変更するための位置変更部と、
前記位置変更部を制御する位置変更制御部と、
を備えており、
前記結像画像を閲覧する閲覧者を検知する閲覧者検知部と、
前記空中操作表示装置の位置を検出する位置検出部と、
をさらに備え、
前記位置変更制御部は、前記閲覧者検知部の検知結果及び前記位置検出部の検出結果に基づいて、前記閲覧者が前記結像画像を閲覧可能となるように前記位置変更部を制御する
ことを特徴とする歯科診療システム。 - 前記位置変更制御部は、前記位置検出部の検出結果である前記空中操作表示装置の位置が変更になった場合に、前記閲覧者が前記結像画像を閲覧可能となるように前記位置変更部を制御する
ことを特徴とする請求項1に記載の歯科診療システム。 - 前記位置変更部は、前記画像表示部及び前記結像部のそれぞれの回動軸のうち、前記画像表示部及び前記結像部の配列方向に延びる回動軸を、前記結像部に直交する同一面内に有する
ことを特徴とする請求項1又は請求項2に記載の歯科診療システム。 - 前記空中操作表示装置が一体的に設けられる前記診療用テーブル、前記インスツルメントハンガー又は前記無影灯を支持する支持部と、
前記支持部に設けられる関節部の角度を検出する角度検出部と、
を備え、
前記位置検出部は、前記角度検出部の検出結果に基づいて、前記空中操作表示装置の位置を検出する
ことを特徴とする請求項1から請求項3のいずれか一項に記載の歯科診療システム。 - 前記空中操作表示装置、又は、前記空中操作表示装置が一体的に設けられる診療用テーブル、インスツルメントハンガー若しくは無影灯を撮像する撮像部を備え、
前記位置検出部は、前記撮像部の撮像結果に基づいて、前記撮像結果に含まれる物理オブジェクトを基準として、前記空中操作表示装置の位置を検出する
ことを特徴とする請求項1から請求項3のいずれか一項に記載の歯科診療システム。 - 前記物理オブジェクトは、患者用椅子である
ことを特徴とする請求項5に記載の歯科診療システム。 - 前記閲覧者検知部は、
前記閲覧者を撮像する撮像部と、
前記撮像部の撮像結果に基づいて、前記閲覧者の顔貌を検知する顔貌検知部と、
を備えることを特徴とする請求項1から請求項6のいずれか一項に記載の歯科診療システム。 - 前記顔貌検知部は、前記閲覧者の眼を検知する
ことを特徴とする請求項7に記載の歯科診療システム。 - 前記表示制御部は、前記位置検出部の検出結果に基づいて、前記画像表示部に表示される画像を切り替える
ことを特徴とする請求項1から請求項8のいずれか一項に記載の歯科診療システム。 - 前記結像画像における指示位置を検知する指示位置検知部と、
前記指示位置検知部の検知域を変更する検知域変更部と、
前記検知域変更部を制御する検知域制御部と、
を備え、
前記検知域制御部は、前記検知域変更部を制御することによって、前記指示位置検知部の検知域を前記結像画像に合わせ、
前記表示制御部は、前記指示位置検知部の検知結果に基づいて、前記画像表示部を制御する
ことを特徴とする請求項1から請求項9のいずれか一項に記載の歯科診療システム。
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