JP2023166211A - 医用情報処理システム及び医用情報処理装置 - Google Patents

医用情報処理システム及び医用情報処理装置 Download PDF

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Abstract

【課題】可動範囲が予め定められた機器と障害物との接触を避けること。【解決手段】 実施形態に係る医用情報処理装置は、決定部と、特定部と、通知部とを備える。決定部は、可動範囲が予め定められた機器に関する動作領域を決定する。特定部は、検査室内に設置された光学カメラで撮影したカメラ画像に基づいて、動作領域に対応する検査室内の位置座標と、障害物の検査室内の位置座標とを特定する。通知部は、障害物の位置座標が動作領域の位置座標に含まれる場合に検出結果を通知する。【選択図】 図1

Description

本明細書及び図面に開示の実施形態は、医用情報処理システム及び医用情報処理装置に関する。
医用画像診断装置等を用いた検査や手技が行われる検査室内には、Cアームのような動作領域(可動範囲)が制限されている機器や、検査室内を自由に移動可能な機器等の多くの機器が配置される。検査中にこれらの機器同士が接触(干渉)すると、患者や医療スタッフにとって重篤な状況を引き起す可能性がある。このため、検査室内を自由に移動可能な機器を操作者が移動させる際には、動作領域が制限されている機器等の他の機器と干渉しない位置に配置する必要がある。しかし、他の機器との干渉を避けるためには、機器を移動させる際の操作者の感覚や経験に頼らなければならない。また、検査や手技の内容により、他の機器の動作領域が変化するため、操作者の感覚や経験のみを頼って干渉を避けることは困難である。
特開2015-006333号公報
本明細書及び図面に開示の実施形態が解決しようとする課題の一つは、動作領域が予め定められた機器と障害物との接触を避けることである。ただし、本明細書及び図面に開示の実施形態により解決しようとする課題は上記課題に限られない。後述する実施形態に示す各構成による各効果に対応する課題を他の課題として位置づけることもできる。
実施形態に係る医用情報処理装置は、決定部と、特定部と、通知部とを備える。決定部は、可動範囲が予め定められた機器に関する動作領域を決定する。特定部は、検査室内に設置された光学カメラで撮影したカメラ画像に基づいて、動作領域に対応する検査室内の位置座標と、障害物の検査室内の位置座標とを特定する。通知部は、障害物の位置座標が動作領域の位置座標に含まれる場合に検出結果を通知する。
図1は、第1の実施形態に係る医用情報処理システムの構成の一例を示す図である。 図2は、第1の実施形態に係る検査室の内部の様子の一例を示す図である。 図3は、第1の実施形態に係る検査室に光学カメラが設置された様子の一例を示す概略図である。 図4は、第1の実施形態に係る医用情報処理システムによる通知処理の処理手順を例示するフローチャートである。 図5は、第1の実施形態の第1の変形例に係る医用情報処理システムによる通知処理の処理手順を例示するフローチャートである。 図6は、第1の実施形態の第2の変形例に係る医用情報処理システムによる通知処理の処理手順を例示するフローチャートである。 図7は、第1の実施形態の第3の変形例に係る医用情報処理システムによる通知処理の処理手順を例示するフローチャートである。 図8は、第2の実施形態に係る医用情報処理システムの構成の一例を示す図である。 図9は、第2の実施形態に係る検査室の内部の様子の一例を示す図である。 図10は、第2の実施形態に係る医用情報処理システムによる通知処理の処理手順を例示するフローチャートである。 図11は、第4の実施形態に係る医用情報処理システムの構成の一例を示す図である。 図12は、第4の実施形態に係る医用情報処理システムによる通知処理の処理手順を例示するフローチャートである。
以下、図面を参照しながら、医用情報処理システム及び医用情報処理装置の実施形態について詳細に説明する。以下の説明において、略同一の機能及び構成を有する構成要素については、同一符号を付し、重複説明は必要な場合にのみ行う。
(第1の実施形態)
図1は、医用情報処理システム1の構成を示す図である。医用情報処理システム1は、検査室に設置された医用画像診断装置を用いて、検査プロトコルに基づいて実行される検査や手技を支援するためのシステムである。医用情報処理システム1は、医用情報処理装置100を備える。医用情報処理装置100は、例えば、検査室の装置を管理する操作室に配置されている。以下の記載において、「検査」は「手技」と読み替えてもよい。
医用情報処理装置100は、ネットワーク200を介して、放射線部門情報管理システム(Radiological Information System:以下、RISと呼ぶ)300、検査室内に設けられる各機器、及び検査室内のスタッフが保持する通信端末600と接続されている。ネットワーク200は、例えば、LAN(Local Area Network)である。なお、ネットワーク200への接続は、有線接続、及び無線接続を問わない。また、VPN(Virtual Private Network)等によりセキュリティが確保されるのであれば、接続される回線はLANに限定されない。インターネット等、公衆の通信回線に接続するようにしても構わない。
RIS300は、放射線検査業務に係る検査情報を管理するシステムである。検査情報は、検査オーダに関する検査オーダ情報や、検査結果に関する検査実施情報等を含む。RIS300は、ユーザから入力される検査オーダ情報に各種設定情報を付加して集積し、集積した情報を検査予約情報として管理する。検査オーダ情報は、例えば、検査プロトコルに関する情報や、実行する検査に関する情報を含む。例えば、検査に関する情報は、検査の実行時に使用する機器に関する情報や、検査を実行する医師に関する情報を含む。機器に関する情報は、例えば、当該機器の種類、型番、サイズ、形状、動作領域等を含む。医師に関する情報は、例えば、医師の名前、所属、年齢、性別、手技の傾向等を含む。RIS300は、検査予約情報に従い検査オーダを医用画像診断装置へ送信する。また、RIS300は、検査が実施されることにより医用画像診断装置により生成される検査実施情報を、病院情報システム(Hospital Information System:HIS)等に送信する。
検査室内には、検査機器400が配置されている。検査機器400は、例えば、医用画像診断装置やモニタ等である。医用画像診断装置は、例えば、X線コンピュータ断層撮影装置(Computed Tomography:CT装置)、磁気共鳴イメージング装置(Magnetic Resonance Imaging:MRI装置)、超音波診断装置、X線診断装置等の、被検体の内部を撮影するモダリティである。
検査室内に配置される検査機器400は、動作可能な範囲(可動範囲)が予め定められた固定動作機器と、動作領域が制限されていない自由移動機器とに分類することができる。
固定動作機器は、例えば、電動機器や、軌道固定機器を含む。電動機器は、外部から操作されることにより電動で動作する機器である。各種検査プロトコルの実行時における電動機器の動作軌道は、機器の構造によって、あるいは、検査プロトコルの設定によって、予め決められている。電動機器に分類される検査機器400としては、例えば、医用画像診断装置の寝台や、保持装置や、X線診断装置のCアーム等が挙げられる。図2は、検査室の内部の様子の一例を示す図である。図2の一例では、電動機器として、患者が載置される寝台411及びCアーム412が検査室内に配置されている。
軌道固定機器は、手動により動作するが、動作軌道が機器の構造上決まっている機器である。軌道固定機器に分類される検査機器400としては、例えば、天井から吊り下げられ、天井に設置されたレールに沿って移動するモニタ等が挙げられる。図2の一例では、軌道固定機器として、モニタ413が検査室内に配置されている。
自由移動機器は、検査室内に配置される機器で、その動きは手動で且つ、その機器自身が持つ可動範囲に制限が無い機器である。自由移動機器に分類される検査機器400としては、例えば、検査室の床面を自由に移動可能な超音波診断装置や、ストレッチャーや、点滴台等が挙げられる。図2の一例では、自由移動機器として、超音波診断装置414が検査室内に配置されている。
また、検査室の3次元座標空間を構成するため、検査室内には光学カメラ500が設置されている。図3は、検査室に光学カメラ500が設置された様子の一例を示す概略図である。光学カメラ500としては、例えば、動画を撮影可能な一般的なカメラが用いられる。光学カメラ500は、3次元座標空間を構成するために必要な数だけ設けられればよい。例えば、光学カメラ500は、検査室の4方の壁に1つずつ設けられる。図3に示す一例では、検査室に4つの光学カメラ500が設けられている。光学カメラ500は、検査室の内部を撮影可能なように設置される。光学カメラ500は、ネットワーク200を介して医用情報処理装置100に接続され、撮影したカメラ画像を医用情報処理装置100に送信する。
通信端末600は、検査室内の各医療スタッフが所持し、外部と通信可能な端末装置である。通信端末600は、ネットワーク200を介して医用情報処理装置100に接続され、医用情報処理装置100と通信可能である。通信端末600は、医用情報処理装置100から警告信号を受信して、通信端末600を保持する医療スタッフに通知する。通信端末600は、例えば、ディスプレイを備え、受信した信号の内容を画像や文字で表示する表示端末であってもよく、外部からの信号を受信して振動する振動機器であってもよく、受信した信号の内容を音声で通知する音声発声装置であってもよい。また、通信端末600は、医療スタッフが手首等に装着するタイプのものであってもよい。
医用情報処理装置100は、メモリ11、通信インタフェース12、ディスプレイ13、入力インタフェース14及び処理回路15を備えている。なお、以下、医用情報処理装置100は、単一の装置にて複数の機能を実行するものとして説明するが、複数の機能を別々の装置が実行することにしても構わない。例えば、医用情報処理装置100が実行する各機能は、異なるコンソール装置又はワークステーション装置に分散して搭載されても構わない。また、医用情報処理装置100は、通信インタフェース12、ディスプレイ13及び入力インタフェース14を備えず、メモリ11及び処理回路15のみを備える装置であってもよい。図3では、ディスプレイ13及び入力インタフェース14を備えない場合の医用情報処理装置100を図示している。
メモリ11は、種々の情報を記憶するHDD(Hard Disk Drive)やSSD(Solid State Drive)、集積回路等の記憶装置である。また、メモリ11は、HDDやSSD等以外にも、CD(Compact Disc)、DVD(Digital Versatile Disc)、フラッシュメモリ等の可搬性記憶媒体であってもよい。なお、メモリ11は、フラッシュメモリ、RAM(Random Access Memory)等の半導体メモリ素子等との間で種々の情報を読み書きする駆動装置であってもよい。また、メモリ11の保存領域は、医用情報処理装置100内にあってもよいし、ネットワークで接続された外部記憶装置内にあってもよい。
メモリ11は、処理回路15によって実行されるプログラム、処理回路15の処理に用いられる各種データ等を記憶する。プログラムとしては、例えば、予めネットワーク又は非一過性のコンピュータ読み取り可能な記憶媒体からコンピュータにインストールされ、処理回路15の各機能を当該コンピュータに実現させるプログラムが用いられる。なお、本明細書において扱う各種データは、典型的にはデジタルデータである。メモリ11は、記憶部の一例である。
通信インタフェース12は、ネットワーク200を介して、RIS300、検査機器400、光学カメラ500及び通信端末600や、その他の外部機器との通信を伝送制御するネットワークインタフェースである。
ディスプレイ13は、各種の情報を表示する。例えば、ディスプレイ13は、処理回路15によって生成された医用情報や、操作者からの各種操作を受け付けるためのGUI(Graphical User Interface)等を出力する。例えば、ディスプレイ13は、液晶ディスプレイやCRT(Cathode Ray Tube)ディスプレイである。ディスプレイ13は、表示部の一例である。
入力インタフェース14は、操作者からの各種の入力操作を受け付け、受け付けた入力操作を電気信号に変換して処理回路15に出力する。例えば、入力インタフェース14は、医用情報の入力、各種コマンド信号の入力等を操作者から受け付ける。入力インタフェース14は、処理回路15の各種処理等を行うためのマウスやキーボード、トラックボール、スイッチボタン、表示画面とタッチパッドとが一体化されたタッチスクリーン、光学センサを用いた非接触入力回路、及び音声入力回路等によって実現される。入力インタフェース14は、処理回路15に接続されており、操作者から受け取った入力操作を電気信号へ変換し制御回路へと出力する。なお、本明細書において、入力インタフェースは、マウス、キーボードなどの物理的な操作部品を備えるものだけに限られない。例えば、装置とは別体に設けられた外部の入力機器から入力操作に対応する電気信号を受け取り、この電気信号を処理回路15へ出力する電気信号の処理回路も入力インタフェースの例に含まれる。入力インタフェース14は、入力部の一例である。
処理回路15は、医用情報処理装置100全体の動作を制御する。処理回路15は、メモリ11内のプログラムを呼び出し実行することにより、座標構築機能151、決定機能152、特定機能153及び通知機能154を実行するプロセッサである。座標構築機能151、決定機能152、特定機能153及び通知機能154の各機能を実現する処理回路15は、それぞれ座標構築部、決定部、特定部及び通知部の一例である。
なお、図1においては、単一の処理回路15にて座標構築機能151、決定機能152、特定機能153及び通知機能154が実現されるものとして説明したが、複数の独立したプロセッサを組み合わせて処理回路を構成し、各プロセッサがプログラムを実行することにより各機能を実現するものとしても構わない。また、座標構築機能151、決定機能152、特定機能153及び通知機能154は、それぞれ個別のハードウェア回路として実装してもよい。処理回路15が実行する各機能についての上記説明は、以下の各実施形態及び変形例でも同様である。
また、医用情報処理装置100は単一のコンソールにて複数の機能を実行するものとして説明するが、複数の機能を別々の装置が実行することにしても構わない。例えば、処理回路15の機能は、異なる装置に分散して搭載されても構わない。また、医用情報処理装置100の処理回路15が有する各機能は、検査室内に設置される医用画像診断装置や、操作室に設置される制御装置等に搭載されてもよい。
上記説明において用いた「プロセッサ」という文言は、例えば、(CPU central processing unit)、GPU(Graphics Processing Unit)、特定用途向け集積回路(Application Specific Integrated Circuit :ASIC)、プログラマブル論理デバイス(例えば、単純プログラマブル論理デバイス(Simple Programmable Logic Device:SPLD))、複合プログラマブル論理デバイス(Complex Programmable Logic Device:CPLD)、及びフィールドプログラマブルゲートアレイ(Field Programmable Gate Array:FPGA))等の回路を意味する。プロセッサが例えばCPUである場合、プロセッサは記憶回路に保存されたプログラムを読み出して実行することで機能を実現する。一方、プロセッサが例えばASICである場合、プログラムが記憶回路に保存される代わりに、当該機能がプロセッサの回路内に論理回路として直接組み込まれる。なお、本実施形態の各プロセッサは、プロセッサごとに単一の回路として構成される場合に限らず、複数の独立した回路を組み合わせて1つのプロセッサとして構成し、その機能を実現するようにしてもよい。さらに、図1における複数の構成要素を1つのプロセッサへ統合してその機能を実現するようにしてもよい。上記「プロセッサ」の説明は、以下の各実施形態及び変形例でも同様である。
処理回路15は、座標構築機能151により、光学カメラ500で取得したカメラ画像を用いて、検査室の3次元空間座標を構築する。座標構築機能151を実現する処理回路15は、座標構築部の一例である。処理回路15は、例えば、図2に示すように、水平方向に沿い、互いに対して垂直なX軸及びY軸と、X軸及びY軸に対して垂直で、かつ、鉛直方向に沿うZ軸を規定することにより、検査室全体の3次元空間座標を構成する。3次元空間座標を構築する方法としては、1つ以上のカメラで撮影したカメラ画像を用いて3次元空間を認識する公知の手法を用いることができる。
処理回路15は、決定機能152により、動作可能な範囲(可動範囲)が予め定められた固定動作機器に関する動作領域を決定する。この際、処理回路15は、検査室内に設置された固定動作機器のそれぞれの動作領域を決定する。動作領域は、検査において、固定動作機器の動作により固定動作機器が移動する可能性がある3次元の領域である。決定機能152を実現する処理回路15は、決定部の一例である。
特定の固定動作機器の動作領域を決定する際には、処理回路15は、まず、当該固定動作機器に関する機器情報を、RIS300から取得する。取得する機器情報は、例えば、当該固定動作機器の大きさや、形状や、種類や、型番などを含む。処理回路15は、取得した機器情報に基づいて、実行する検査プロトコルにおける固定動作機器の動作領域を決定する。動作領域は、固定動作機器の大きさや形状等に応じた形状の領域となる。処理回路15は、決定した動作領域をメモリ11に登録する。
動作領域は、検査において固定動作機器が移動する可能性がある領域である。このため、動作領域内に自由移動機器が放置されている場合、移動してきた固定動作機器と接触する可能性がある。したがって、動作領域は、当該固定動作機器と障害物との干渉が発生する可能性がある区域である。障害物は、検査室内の人物、及び、検査室内を自由に移動可能な自由移動機器を含む。検査室内の人物は、例えば、自由移動機器の操作者や、医師や、検査技師等の医療スタッフである。以下、動作領域について、可動範囲、干渉領域とも呼ぶこととする。
処理回路15は、特定機能153により、検査室内に設置された光学カメラ500で撮影したカメラ画像に基づいて、動作領域に対応する検査室内の位置座標と、障害物の検査室内の位置座標とを特定する。特定機能153を実現する処理回路15は、特定部の一例である。
動作領域の位置座標を特定する際には、処理回路15は、決定機能152により決定された動作領域に、座標構築機能151により構築された3次元空間座標を適用することにより、動作領域の検査室内の位置座標を特定する。
また、障害物の位置座標を特定する際には、処理回路15は、光学カメラ500から取得したカメラ画像から障害物を検出する。カメラ画像から障害物を検出する方法としては、例えば、公知の画像認識技術を用いればよい。例えば、公知の画像認識技術を用いて、事前に固定動作機器として登録されていない物体を、障害物として検出することができる。あるいは、検査室内を移動している物体を検出し、予め登録されている固定動作機器の動作と比較し、固定動作機器の動作と一致しない場合に、検出した物体を障害物として検出する。さらに、公知の画像認識技術を用いて、障害物として検出された物体が人物であるか否かをさらに判定してもよい。さらに、公知の画像認識技術を用いて、障害物として検出された物体が人物である場合に、予め登録された体格情報等を参照して、検出された人物を特定してもよい。さらに、公知の画像認識技術を用いて、予め登録された機器の形状等を参照して、検出された物体の機器の種類を特定してもよい。障害物を検出した後、処理回路15は、検出した障害物を座標構築機能151により構築された3次元空間座標を適用することにより、障害物の検査室内の位置座標を特定する。
処理回路15は、通知機能154により、障害物の位置座標が動作領域の位置座標に含まれる場合に検出結果を通知する。
具体的には、処理回路15は、特定機能153により特定された障害物の位置座標と動作領域の位置座標とをリアルタイムで比較し、障害物が動作領域内に配置されているか否かを判定する。そして、障害物が動作領域内に配置されている場合、処理回路15は、検査室内にいる人物に通知する。例えば、障害物の位置座標のうちの少なくとも1つが動作領域の位置座標と一致する場合に、障害物が動作領域内に配置されていると判定される。あるいは、障害物の位置座標のうちの所定の割合以上の座標が動作領域の位置座標に含まれる場合に、障害物が動作領域内に配置されていると判定してもよい。
通知の方法としては、例えば、警告音を発声させる方法や、音声で干渉リスクがあることを伝える方法や、検査室内のモニタに表示する方法等がある。通知機能154を実現する処理回路15は、通知部の一例である。
次に、医用情報処理システム1により実行される通知処理の動作について説明する。通知処理とは、光学カメラ500で撮影されたカメラ画像をリアルタイムで取得し、検査の実行中に障害物が干渉領域に入り込む位置に置こうとされた際に警告する処理である。図4は、通知処理の手順の一例を示すフローチャートである。なお、以下で説明する各処理における処理手順は一例に過ぎず、各処理は可能な限り適宜変更可能である。また、以下で説明する処理手順について、実施の形態に応じて、適宜、ステップの省略、置換、及び追加が可能である。
(通知処理)
(ステップS101)
処理回路15は、検査室内のカメラ画像を光学カメラ500から取得する。
(ステップS102)
次に、処理回路15は、座標構築機能151により、取得したカメラ画像に基づいて、検査室全体の3次元空間座標を構築する。
(ステップS103)
次に、処理回路15は、決定機能152により、実行する検査に関する検査情報をRIS300から取得する。これにより、処理回路15は、検査に使用する固定動作機器の動作領域や、検査に使用する固定動作機器の検査中の実行される動作に関する情報を取得する。
(ステップS104)
次に、処理回路15は、決定機能152により、取得した検査情報に基づいて、固定動作機器の動作領域を決定し、特定機能153により、固定動作機器の動作領域の3次元空間座標上での位置座標を特定する。例えば、Cアームの動作領域は、Cアームの軌跡となる。各検査プロトコルにおけるCアームの動作は予め決められているため、Cアームの大きさや形状に関する情報と、実行する検査プロトコルにおけるCアームの動作に関する情報を取得することにより、Cアームの動作領域を算出することができる。
(ステップS105)
次に、処理回路15は、特定機能153により、光学カメラ500から継続的に取得したカメラ画像に対して既定の画像処理を実行することにより、検査室内に配置された障害物を検出し、検出した障害物の3次元空間座標での位置座標を特定する。
(ステップS106)
次に、処理回路15は、特定機能153により、特定した障害物の位置座標が、固定動作機器の動作領域に含まれるか否かを判定する。動作領域を決定した固定動作機器が複数ある場合、特定した障害物の位置座標が、複数の動作領域のうちの少なくとも1つに含まれるか否かが判定される。
(ステップS107)
障害物の位置座標が固定動作機器の動作領域の位置座標に含まれる場合(ステップS106-Yes)、処理回路15は、通知機能154により、固定動作機器の動作領域内に障害物が配置されていることを通知させる。例えば、処理回路15は、検査室内に設置されたスピーカを制御する制御装置に信号を送信することにより、スピーカから警告音や警告メッセージを発声させる。あるいは、検査室内のモニタに警告メッセージを表示させてもよい。
(ステップS108)
障害物の位置座標が固定動作機器の動作領域の位置座標に含まれない場合(ステップS106-No)、あるいは、ステップS107の処理において固定動作機器の動作領域内に障害物が配置されていることを通知した後、処理回路15は、検査の進行情報や医用画像診断装置の撮影に関する情報を取得し、取得した情報に基づいて検査が終了したか否かを判定する。
処理回路15は、検査が終了するまでステップS105からステップS107までの処理を繰り返す。これにより、処理回路15は、カメラ画像を新たに取得する度に障害物の位置座標を特定し、固定動作機器の動作領域内に障害物が配置されている場合に、検査室内の人物に対して警告する。固定動作機器の動作領域内に配置されていた障害物が動作領域外に移動すると、処理回路15は、警告を停止する。
検査が終了すると(ステップS108-Yes)、処理回路15は、通知処理を終了する。
以下、本実施形態に係る医用情報処理システム1の効果について説明する。
本実施形態に係る医用情報処理システム1の医用情報処理装置100は、動作可能な範囲(可動範囲)が予め定められた機器に関する動作領域を決定し、検査室内に設置された光学カメラ500で撮影したカメラ画像に基づいて、動作領域に対応する検査室内の位置座標と、障害物の検査室内の位置座標とを特定し、障害物の位置座標が動作領域の位置座標に含まれる場合に検出結果を通知することができる。
障害物は、例えば、検査室内の人物や、検査室内を自由に移動可能な自由移動機器を含む。固定動作機器は、例えば、寝台やCアーム等の外部から操作されることにより電動で動作する電動機器や、モニタ等の移動範囲が制限された機器である。
上記構成により、本実施形態に係る医用情報処理システム1の医用情報処理装置100によれば、検査室内に配置された複数の光学カメラ500から取得したカメラ画像を用いて、検査室全体に座標軸情報を構築し、自由移動機器等の障害物の位置情報を取得することができる。そして、動作軌道が決まっている固定動作機器の動作領域(干渉領域)内に障害物が検査や手技の実行に配置された場合に、固定動作機器と障害物との干渉が起きる可能性があることを検査室にいる人物に通知することができる。例えば、図2の超音波診断装置414が寝台411の可動範囲内に配置されていることが検出された場合、例えば音声により、超音波診断装置414の操作者に警告し、操作者に干渉を避ける行動を促すことができる。操作者は、他の機器の動作軌道上に自由移動機器を配置しようとした際に警告を確認することで、干渉源にならない位置に自由移動機器を配置することが容易となる。あるいは、障害物が固定動作機器の可動範囲内に配置されていることを検査室内の非特定のスタッフに通知し、通知を確認したスタッフが障害物を撤去できるようにしてもよい。この構成により、接触事故を予防することができる。また、警告が通知されない場合、自由移動機器を元来意図した位置に安心して配置することができる。以上のように、本実施形態に係る医用情報処理システム1の医用情報処理装置100によれば、迅速で且つ安全な検査や手技の実施に貢献することができる。
また、検査室内の医療スタッフ等の人物を障害物として適用することもできる。この場合、検査室内のいずれかの人物が固定動作機器の動作領域内に移動した場合に、その人物に対して警告することができる。警告を受けた医療スタッフは、警告が解除される範囲まで移動することで、固定動作機器と接触しない位置に移動することができる。この構成により、接触事故を予防することができる。
また、干渉制御機能を持たない電動機器を障害物として適用することもできる。例えば、干渉制御機能を持たない旧来の機種の医用画像診断装置の可動部分をカメラ画像から検出して位置座標を特定し、可動部分が他の電動機器の動作領域に移動した場合に、警告を通知することができる。
(第1の実施形態の第1の変形例)
第1の実施形態の第1の変形例について説明する。本変形例は、第1の実施形態の構成を以下の通りに変形したものである。本変形例の医用情報処理システム1及び医用情報処理装置100は、固定動作機器の動作領域内に障害物が静止している場合にのみ、警告を通知する。第1の実施形態と同様の構成、動作、及び効果については、説明を省略する。
本変形例では、処理回路15は、通知機能154により、カメラ画像に基づいて障害物の移動状態を判定し、障害物が静止しており、かつ、障害物の位置座標が動作領域の位置座標に含まれる場合に、検出結果を通知する。
次に、医用情報処理システム1により実行される通知処理の動作について説明する。図5は、本変形例に係る処理回路15により実行される通知処理の手順の一例を示すフローチャートである。ステップS201-S206、S208-S209の処理は、それぞれ図4のステップS101-S108の処理と同様のため、説明を省略する。
(画像生成処理)
(ステップS207)
自由移動機器の位置座標が固定動作機器の動作領域の位置座標に含まれる場合(ステップS206-Yes)、処理回路15は、通知機能154により、自由移動機器が移動中であるか否かを判定する。この際、処理回路15は、例えば、カメラ画像から特定された自由移動機器の位置座標を継続的に取得し、位置座標が変化していない時間が所定の時間を超えている場合、自由移動機器が停止していると判定する。それ以外の場合には、処理回路15は、自由移動機器が移動中であると判定する。自由移動機器が移動中である場合は、固定動作機器の動作領域内に自由移動機器が配置されていることを通知することなく、処理はステップ209へ進む。
(ステップS208)
自由移動機器が停止している場合(ステップS207-Yes)、処理回路15は、通知機能154により、固定動作機器の動作領域内に自由移動機器が配置されていることを通知させる。
以下、本変形例に係る医用情報処理システム1及び医用情報処理装置100の効果について説明する。
固定動作機器の動作領域(干渉領域)内に自由移動機器が置きっぱなしになっている場合に、機器同士が干渉する危険性がある。一方、自由移動機器の移動中に固定動作機器の動作領域(干渉領域)内を通ることは問題ない。本変形例に係る医用情報処理システム1の医用情報処理装置100によれば、カメラ画像に基づいて障害物の移動状態を判定し、障害物が静止しており、かつ、障害物の位置座標が動作領域の位置座標に含まれる場合に、検出結果を通知することができる。この構成により、自由移動機器が固定動作機器の動作領域内に一定時間以上止まっている場合にのみ、警告することができる。
なお、障害物が移動中である場合にも、その場で停止した場合に危険が生じる可能性があることを、音声などにより通知してもよい。この場合、処理回路15は、通知機能154により、障害物が移動中であり、かつ、障害物の位置座標が動作領域の位置座標に含まれる場合、その場に留まった場合に危険が生じる可能性があることを通知する。これにより、障害物が固定動作機器の動作領域に入っている旨の注意喚起を行うことができる。
(第1の実施形態の第2の変形例)
第1の実施形態の第2の変形例について説明する。本変形例は、第1の実施形態の構成を以下の通りに変形したものである。本変形例の医用情報処理システム1及び医用情報処理装置100は、干渉領域に配置された自由移動機器に最も近くにいる人物を特定し、その人物に対して警告を通知する。第1の実施形態と同様の構成、動作、及び効果については、説明を省略する。
本変形例では、処理回路15は、特定機能153により、検査室内の人物の位置座標を特定する。検査室内の人物の位置座標を特定する方法としては、例えば、検査室内の各医療スタッフに配布された通信端末600から送信される信号に基づいて各人物の位置座標を算出する方法が挙げられる。または、光学カメラ500から取得したカメラ画像に対して公知の人物検出処理を適用し、予め登録された人物情報を参照して、検査室内にいる人物を特定してもよい。
処理回路15は、通知機能154により、障害物として自由移動機器が検出され、自由移動機器の位置座標が動作領域の位置座標に含まれる場合に、自由移動機器の近傍に位置する人物に対して検出結果を通知する。例えば、処理回路15は、特定機能153により特定された各人物の位置座標と自由移動機器の位置座標を用いて、固定動作機器の動作領域内に配置された自由移動機器に最も近い位置にいる人物を特定し、その人物に対して警告を通知する。例えば、処理回路15は、自由移動機器に最も近い人物が所持する通信端末600に警告メッセージを送信する。または、検査室内に配置されたモニタに特定した人物名と警告内容を表示してもよい。
次に、医用情報処理システム1により実行される通知処理の動作について説明する。図6は、本変形例に係る処理回路15により実行される通知処理の手順の一例を示すフローチャートである。ステップS301-S305、S307の処理は、それぞれ図4のステップS101-S106の処理と同様のため、説明を省略する。
(画像生成処理)
(ステップS306)
ステップS305の処理において自由移動機器の位置座標が特定された後、処理回路15は、特定機能153により、検査室内にいる人物を検出し、各人物の位置座標を特定する。
(ステップS308)
自由移動機器の位置座標が固定動作機器の動作領域の位置座標に含まれる場合(ステップS207-Yes)、処理回路15は、固定動作機器の動作領域内に配置された自由移動機器に最も近い人物を特定する。
(ステップS309)
処理回路15は、通知機能154により、特定した人物に警告を通知する。
以下、本変形例に係る医用情報処理システム1及び医用情報処理装置100の効果について説明する。
本変形例に係る医用情報処理システム1の医用情報処理装置100によれば、検査室内の人物の位置座標を特定し、障害物として検査室内を自由に移動可能な自由移動機器が検出され、自由移動機器の位置座標が動作領域の位置座標に含まれる場合に、自由移動機器の近傍に位置する人物に対して検出結果を通知することができる。この構成により、例えば、自由移動機器を最も移動させやすい位置にいる医療スタッフに対して、自由移動機器の移動を促す通知を送ることができる。なお、干渉制御機能を持たない電動機器が障害物として検出された場合にも、同様に、電動機器の近傍に位置する人物に対して検出結果を通知してもよい。
(第1の実施形態の第3の変形例)
第1の実施形態の第3の変形例について説明する。本変形例は、第1の実施形態の構成を以下の通りに変形したものである。本変形例の医用情報処理システム1及び医用情報処理装置100は、検査室に配置される自由移動機器を予め登録しておき、自由移動機器が干渉領域に配置された場合に、干渉領域から移動させるべき手動機器の種類を通知する。第1の実施形態と同様の構成、動作、及び効果については、説明を省略する。
本変形例では、メモリ11には、検査室内の障害物に関する情報が登録されている。障害物に関する情報は、例えば、自由移動機器に関する情報である。自由移動機器に関する情報は、例えば、自由移動機器の色、種類、サイズ、形状等を含む。
処理回路15は、特定機能153により、メモリ11に予め登録された障害物に関する情報に基づいて、障害物の識別情報を特定する。識別情報には、例えば、自由移動機器の種類、型番等の、検査室内の他の機器と識別するための名称が用いられる。例えば、処理回路15は、カメラ画像から検出された自由移動機器の形状や色やサイズを特定し、予め登録された自由移動機器の情報と比較することで、検出された自由移動機器の種類を特定する。
また、処理回路15は、通知機能154により、障害物の位置座標が動作領域の位置座標に含まれることが検出された場合に、検出結果に加えて障害物の識別情報を通知する。例えば、検査室に対して、固定動作機器の動作領域内に配置されている自由移動機器の種類を通知する。
次に、医用情報処理システム1により実行される通知処理の動作について説明する。図7は、本変形例に係る処理回路15により実行される通知処理の手順の一例を示すフローチャートである。ステップS401-S406、S409の処理は、それぞれ図4のステップS101-S106、S108の処理と同様のため、説明を省略する。
(画像生成処理)
(ステップS407)
自由移動機器の位置座標が固定動作機器の動作領域の位置座標に含まれる場合(ステップS406-Yes)、処理回路15は、特定機能153により、検出された自由移動機器の形状や色やサイズを登録された情報と比較することで、検出された自由移動機器の種類を特定する。
(ステップS408)
処理回路15は、通知機能154により、特定された自由移動機器に関する情報を検査室内に通知する。例えば、検査室内に設置されたスピーカから音声を発声させることにより、固定動作機器の動作領域内に配置された自由移動機器の種類や機器の通し番号などを検査室内の人物に通知する。
以下、本変形例に係る医用情報処理システム1及び医用情報処理装置100の効果について説明する。
本変形例に係る医用情報処理システム1の医用情報処理装置100によれば、メモリ11に予め登録された障害物に関する情報に基づいて障害物の識別情報を特定し、障害物の位置座標が動作領域の位置座標に含まれることが検出された場合に、検出結果に加えて障害物の識別情報を通知することができる。この構成により、検査室内に複数配置された自由移動機器の中のどの機器が固定動作機器の動作領域内に配置されているのかを、具体的に通知することができる。検査室内の医療スタッフは通知された機器をすぐに移動させることができるため、機器間の干渉が生じるリスクを精度よく予防することができる。
(第2の実施形態)
第2の実施形態について説明する。本実施形態は、第1の実施形態の構成を以下の通りに変形したものである。本実施形態では、検査室内の床面などに固定動作機器の動作領域を投影する。第1の実施形態と同様の構成、動作、及び効果については、説明を省略する。
図8は、本実施形態に係る医用情報処理システム1の構成を示す図である。図9は、本実施形態に係る検査室の内部の様子の一例を示す図である。本実施形態では、検査室内には、検査室内に固定動作機器の動作領域を投影する投影装置700が設置されている。投影装置700としては、例えば、検査室天井や医用画像診断装置に取り付けられ、干渉領域を検査室の床面に投影するプロジェクタが用いられる。図9の一例では、電動機器である寝台411及びCアーム412と、自由移動機器である超音波診断装置414と、超音波診断装置414の操作者Pが検査室内に配置されている。
投影装置700は、例えば、3次元空間座標を有する干渉領域を鉛直方向に投影した形状(以下、投影形状と呼ぶ)の投影光を、検査室の床面に照射する。なお、投影形状を含む円形や矩形等の単純形状の投影光を照射してもよい。また、投影装置700として複数のプロジェクタを用いて、複数のプロジェクタから照射される投影光を組み合わせて複雑な投影形状の投影光を構成してもよい。
処理回路15は、第1の実施形態で説明した各機能に加えて、投影機能155を実行する。処理回路15は、投影機能155により、検査室に設けられた投影装置700に、特定機能153により特定された固定動作機器の動作領域を投影させる。
次に、医用情報処理システム1により実行される通知処理の動作について説明する。図10は、本実施形態に係る処理回路15により実行される通知処理の手順の一例を示すフローチャートである。ステップS501-S504、S506-S509の処理は、それぞれ図4のステップS101-S108の処理と同様のため、説明を省略する。
(画像生成処理)
(ステップS505)
ステップS504の処理において、固定動作機器の動作領域が特定された後、処理回路15は、投影機能155により、投影装置700を制御することにより、固定動作機器の動作領域を床面に投影した場合に形成される形状の投影光を、検査室の床面に照射させる。この投影は、検査が終了するまで継続される。
以下、本実施形態に係る医用情報処理システム1及び医用情報処理装置100の効果について説明する。
本実施形態においても、動作領域内に自由移動機器が配置された場合には、カメラ画像に基づいて自由移動機器が検出され、自由移動機器が固定動作機器の動作領域に配置されたことが特定された場合、検査室に対して警告が通知される。加えて、本実施形態に係る医用情報処理システム1の医用情報処理装置100によれば、検査室に設けられた投影装置700に固定動作機器の動作領域を投影させることができる。この構成により、検査が終了するまでの間に渡って、固定動作機器の動作領域の投影形状が検査室の床面に投影される。自由移動機器の操作者は、検査室内で自由移動機器を移動させる際に、床面に投影された部分に自由移動機器を配置することを避けることにより、固定動作機器の動作領域内に自由移動機器が配置されることを容易に避けることができる。すなわち、本実施形態によれば、干渉領域を避けて位置に手動機器を配置させるように操作者に促すことができる。
なお、動作領域を床面へ投影する代わりに、AR(Augmented Reality:拡張現実)技術を用いることにより操作者に動作領域を視覚的に認識させてもよい。この場合、例えば、操作者にARゴーグルを装着させる。ARゴーグルでは、検査室内の空間に仮想的な干渉領域が重畳して表示される。また、AR技術を用いて3次元空間上に固定動作機器の動作領域を表示することにより、
天井から吊り下げられる機器のような検査室の空中を移動可能な自由移動機器を移動させる場合でも、他の機器との干渉を効果的に防止することができる。
(第3の実施形態)
第3の実施形態について説明する。本実施形態は、第1の実施形態の構成を以下の通りに変形したものである。本実施形態では、検査や手技の種類に応じて動作領域を変更する。第1の実施形態と同様の構成、動作、及び効果については、説明を省略する。
処理回路15は、決定機能152により、検査プロトコルに応じて固定動作機器の動作領域を決定する。例えば、実行する検査プロトコルに応じた電動機器の干渉領域を決定する際には、処理回路15は、まず、電動機器の機器情報に加えて、実行する検査プロトコルに関する検査情報をRIS300から取得する。取得する検査情報は、例えば、実行する予定の検査プロトコルにおいて予め設定されている当該電動機器の動作や、当該検査プロトコルにおいて操作者の操作により実行される可能性がある動作に関する情報などを含む。処理回路15は、取得した機器情報と検査情報に基づいて、実行する検査プロトコルに応じた電動機器の干渉領域を決定する。
例えば、検査の対象部位に応じて、固定動作機器の動作領域が決定される。例えば、心臓を対象とする検査と腹部を対象とする検査では、検査中に寝台やCアームが移動する範囲が異なる。このため、心臓を対象とした検査において寝台やCアームが移動する範囲のみを干渉領域として設定することで、干渉領域を最小限の大きさに設定することができる。
また、2つのアームを有するバイプレーン方式のX線診断装置を使用した検査や手技では、1つのアームのみを使用してX線撮影を行うことがある。このような場合は、使用するアームのみの可動範囲をX線診断装置の動作領域として設定することで、干渉領域を最小限の大きさに設定することができる。
動作領域として設定される領域が大きくなると、検査室内において自由移動機器を配置できる範囲が狭くなるため、自由移動機器が使いにくくなる。本実施形態に係る医用情報処理システム1の医用情報処理装置100によれば、干渉領域を必要以上に大きくすることなく、最小限の大きさに設定することができる。このため、操作者が自由移動機器を移動させる場所をより大きく確保することができる。
(第3の実施形態の変形例)
また、X線撮影を行う際の撮影角度の傾向や好みが術者によって異なる。この場合、術者によって、検査や手技においてCアーム領域が動作する領域が異なる。このため、術者の傾向や好みを予め記憶しておき、術者の傾向に応じて動作領域の設定を変更してもよい。この場合、処理回路15は、決定機能152により、術者の操作傾向に応じて前記動作領域を決定する。例えば、術者の傾向として、その術者がよく使用するCアームの角度等が予め記憶される。術者の傾向や好みに応じて動作領域を変化させることにより、干渉領域を最小限の大きさに設定することができ、操作者が自由移動機器を移動させる場所をより大きく確保することができる。
(第4の実施形態)
第4の実施形態について説明する。本実施形態は、第1の実施形態の構成を以下の通りに変形したものである。本実施形態では、干渉が発生する危険性を判定し、判定結果に応じてアラートレベルを変化させる。第1の実施形態と同様の構成、動作、及び効果については、説明を省略する。
図11は、本実施形態に係る医用情報処理システム1の構成を示す図である。本実施形態では、処理回路15は、第1の実施形態で説明した各機能に加えて、判定機能156を実行する。処理回路15は、判定機能156により、検査中や手技中に固定動作機器が移動する位置を推定し、固定動作機器の動作領域において干渉が発生する危険性(以下、干渉可能性と呼ぶ)を判定する。
干渉可能性は、予め設定された複数の段階のいずれかに判定されてもよく、1%-100%までのいずれかの数値で判定されてもよい。また、干渉可能性は、検査室に構築された3次元空間座標における全座標のそれぞれに対して判定してもよく、検査室に構築された3次元空間座標を複数の領域に分割してその領域ごとに判定してもよい。干渉可能性は、干渉リスクや干渉レベルと呼ばれてもよい。
干渉可能性を判定する際には、例えば、処理回路15は、固定動作機器が移動しようとする位置(以下、目標移動位置と呼ぶ)や、固定動作機器の移動方向に基づいて、干渉可能性を判定する。目標移動位置は、例えば、X線撮影が行われる際のCアームの位置である。目標移動位置は、例えば、検査プロトコルの内容や、検査中の固定動作機器の動作情報に基づいて推定することができる。固定動作機器の目標移動位置や移動方向が分からない場合、検査プロトコルや術者の特性に応じて干渉可能性を設定してもよい。
処理回路15は、通知機能154により、干渉可能性に応じた通知方法で検出結果を通知する。例えば、干渉可能性に応じて、検査室内に通知する音声の内容や音量が変更される。または、干渉可能性に応じて、通信端末600に表示させる内容を変化させてもよい。また、第2の実施形態と組み合わせて、検査室の床面に投影する光の光量や色を干渉可能性に応じて変化させてもよい。
次に、医用情報処理システム1により実行される通知処理の動作について説明する。図12は、本実施形態に係る処理回路15により実行される通知処理の手順の一例を示すフローチャートである。ステップS601-S604、S606-S607、S609の処理は、それぞれ図4のステップS101-S106、S108の処理と同様のため、説明を省略する。
(画像生成処理)
(ステップS605)
ステップS604の処理において、固定動作機器の動作領域が特定された後、処理回路15は、判定機能156により、特定した動作領域の各位置について、干渉可能性を判定する。ここでは、「高」、「中」、「小」の3段階の干渉可能性を使用する一例について説明する。
処理回路15は、まず、ジョイスティック等を用いて術者が操作している固定動作機器の操作信号を取得し、固定動作機器の目標移動位置を特定する。例えば、検査プロトコルにより撮影位置や撮影角度が決められている場合は、Cアームや寝台の目標移動位置を予め特定することができる。処理回路15は、特定した目標移動位置の近傍の領域について、障害物との干渉が起きるリスクが高いと判定し、固定動作機器の動作領域のうち目標移動位置の近傍の領域の干渉可能性を「高」とする。
また、処理回路15は、固定動作機器の操作信号に基づいて固定動作機器の現在の移動方向を特定し、特定した移動方向に固定動作機器が移動した場合に通る領域(以下、通過領域と呼ぶ)について、障害物との干渉が起きるリスクがある程度高いと判定し、固定動作機器の動作領域のうち通過領域の干渉可能性を「中」とする。
また、処理回路15は、目標移動位置の近傍や通過領域以外の領域では障害物との干渉が起きるリスクが低いと判定し、固定動作機器の動作領域のうち、目標移動位置の近傍及び通過領域以外の領域の干渉可能性を「低」とする。
(ステップS608)
自由移動機器の位置座標が固定動作機器の動作領域の位置座標に含まれる場合(ステップS607-Yes)、処理回路15は、通知機能154により、ステップS605の処理で判定した干渉可能性に応じた通知方法で、検出結果を通知する。例えば、固定動作機器の動作領域のうち、干渉可能性が「低」の領域に自由移動機器が配置された場合には、小さい音量で警告音のみを用いて通知し、干渉可能性が「高」の領域に自由移動機器が配置された場合には、大きい音量の警告音に加えて警告メッセージを用いて通知する。
処理回路15は、検査が終了するまでステップS605からステップS609までの処理を繰り返す。これにより、処理回路15は、カメラ画像を新たに取得する度に自由移動機器の位置座標を特定し、固定動作機器の動作領域内に自由移動機器が配置されている場合に、検査室内の人物に対して警告する。また、固定動作機器の操作情報を取得する度に動作領域内の干渉可能性を再判定し、検査中の干渉可能性に応じた方法で干渉リスクを通知する。
以下、本実施形態に係る医用情報処理システム1及び医用情報処理装置100の効果について説明する。
本実施形態に係る医用情報処理システム1の医用情報処理装置100によれば、固定動作機器の動作領域の干渉可能性を判定し、干渉可能性に応じた通知方法で検出結果を通知することができる。例えば、固定動作機器の移動方向や目標移動位置に基づいて、干渉可能性を判定することができる。操作者は、機器間の干渉が起きる可能性を把握し、状況に応じた対応を行うことができる。
以上説明した少なくとも1つの実施形態によれば、動作領域が予め定められた機器と障害物との接触を避けることができる。
いくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更、実施形態同士の組み合わせを行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものである。
1…医用情報処理システム
100…医用情報処理装置
11…メモリ
12…通信インタフェース
13…ディスプレイ
14…入力インタフェース
15…処理回路
151…座標構築機能
152…決定機能
153…特定機能
154…通知機能
155…投影機能
156…判定機能
200…ネットワーク
400…検査機器
411…寝台
412…Cアーム
413…モニタ
414…超音波診断装置
500…光学カメラ
600…通信端末
700…投影装置

Claims (11)

  1. 可動範囲が予め定められた機器に関する動作領域を決定する決定部と、
    検査室内に設置された光学カメラで撮影したカメラ画像に基づいて、前記動作領域に対応する検査室内の位置座標と、障害物の検査室内の位置座標とを特定する特定部と、
    前記障害物の位置座標が前記動作領域の位置座標に含まれる場合に検出結果を通知する通知部と、
    を備える、医用情報処理装置。
  2. 前記決定部は、検査プロトコルに応じて前記動作領域を決定する、
    請求項1に記載の医用情報処理装置。
  3. 前記決定部は、術者の操作傾向に応じて前記動作領域を決定する、
    請求項1に記載の医用情報処理装置。
  4. 前記特定部は、記憶媒体に予め登録された障害物に関する情報に基づいて前記障害物の識別情報を特定し、
    前記通知部は、前記障害物の位置座標が前記動作領域の位置座標に含まれることが検出された場合に、前記検出結果に加えて前記障害物の識別情報を通知する、
    請求項1に記載の医用情報処理装置。
  5. 前記障害物は、前記検査室内の人物、及び、前記検査室内を自由に移動可能な自由移動機器を含む、
    請求項1に記載の医用情報処理装置。
  6. 前記検査室に設けられた投影装置に前記動作領域を投影させる投影部をさらに備える、
    請求項1に記載の医用情報処理装置。
  7. 前記通知部は、前記カメラ画像に基づいて前記障害物の移動状態を判定し、前記障害物が静止しており、かつ、前記障害物の位置座標が前記動作領域の位置座標に含まれる場合に、前記検出結果を通知する、
    請求項1に記載の医用情報処理装置。
  8. 前記特定部は、前記検査室内の人物の位置座標を特定し、
    前記通知部は、前記障害物として検査室内を自由に移動可能な自由移動機器が検出され、前記自由移動機器の位置座標が前記動作領域の位置座標に含まれる場合に、当該自由移動機器の近傍に位置する人物に対して前記検出結果を通知する、
    請求項1に記載の医用情報処理装置。
  9. 前記動作領域の干渉可能性を判定する判定部をさらに備え、
    前記通知部は、前記干渉可能性に応じた通知方法で前記検出結果を通知する、
    請求項1に記載の医用情報処理装置。
  10. 前記判定部は、前記機器の目標移動位置または移動方向に基づいて前記干渉可能性を判定する、
    請求項9に記載の医用情報処理装置。
  11. 可動範囲が予め定められた機器に関する動作領域を決定する決定部と、
    検査室内に設置された光学カメラで撮影したカメラ画像に基づいて、前記動作領域に対応する検査室内の位置座標と、障害物の検査室内の位置座標とを特定する特定部と、
    前記障害物の位置座標が前記動作領域の位置座標に含まれる場合に検出結果を通知する通知部と、
    を備える、医用情報処理システム。
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