JP2854108B2 - 導電材製物品の識別方法と装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） この発明は、例えば手術を行なうのに必要な各種手術
用物品を分類して手術用物品収納棚に収納する際に、物
品を収納すべき収納棚を明示する為に利用出来る。

（従来の技術とその問題点） 病院に於いて患者を手術する場合、手術に先立ってメ
スや鉗子、或はガーゼ等、その手術に必要な手術用物品
を必要な数だけ準備しておかなければならない。

上記メスや鉗子等の手術用物品は、収納棚に設けた複
数の収納部に分類して収納されており、手術に先立って
手術用物品を準備する場合、看護婦等がこの収納棚から
必要な手術用物品を必要な数だけ取り出す。

手術に必要な手術用物品とその個数とは、行なわれる
手術の術式によって定められている為、看護婦等、準備
を行なう者は、手術予定表等に記入された術式を見て、
上記収納棚から必要な手術用物品を必要な数だけ取り出
す。

しかしながら、実際に手術を行なう場合、各種の術式
が存在する為、相当の経験を積んだ者でなければ、手術
予定表等に記入された術式から直ちに必要となる手術用
物品及びその個数を特定し、正確且つ迅速に選び出すの
は困難であり、特に、経験の浅い者にとっては多大な手
間と時間とを要する。

この様な問題に対処すべく、特願平１−220299号に
は、第５〜７図に示す様な手術用物品収納棚が開示され
ている。

この先発明に係る手術用物品収納棚は、第５図に示す
様に、棚板１、１上面をトレー等により区分けして、複
数の収納部２、２を設け、これら各収納部２、２にメス
や鉗子等の手術用物品を分類して収納する様にしてい
る。又、上記各収納部２、２の上方の棚板１、１の前
面、或は収納棚の天板の前面で、各収納部２、２に対応
する位置には、第６図に詳しく示す様な表示パネル３を
設けている。

この表示パネル３には、この表示パネル３に対応する
収納部２に収納される手術用物品の名称等を明示した銘
板10と、この収納部２の番地を明示したアドレス板11と
を設けると共に、手術に必要な個数を表示するLED或は
液晶ディスプレイ等の表示部４と、この表示部４に出力
表示された数値を帰零するリセット釦５と、この表示パ
ネル３に対応する収納部２に収納された手術用物品が手
術に必要である事を示すランプ６とを設けている。

更に、先発明の手術用物品収納棚は第７図に示す様
に、キーボード或はタブレット等により術式を入力する
入力手段７と、この入力手段７によって入力された術式
から手術に必要な手術用物品とその個数とを求める演算
処理装置（マイクロコンピュータ）８と、演算処理装置
８からの出力信号により、手術に必要となる手術用物品
を収納している収納部２、２に対応する表示パネル３、
３の表示部４に、必要な個数を表示させる制御器９とを
設けている。上記演算処理装置８は記憶手段を具備し、
この記憶手段に、術式と、それに対応する手術用物品の
種類及び数とを予め記憶させてある。

上述の様に構成される先発明の手術用物品収納棚に於
いては、この手術用物品収納棚に収納されているメスや
鉗子等の手術用物品の内、手術に必要な手術用物品を必
要な数だけ取り出す際、キーボード或はタブレット等の
入力手段７により、行なわれる手術の術式を入力する。
この入力により、演算処理装置８がこの入力された術式
から、上記手術に必要となる手術用物品及びその個数
と、この手術用物品が収納されている収納部２、２の番
地とを求め、必要であると判定された手術用物品を収納
している各収納部２、２に対応する表示パネル３、３の
ランプ６を点灯（又は点滅）させて、上記手術用物品が
必要である事を知らせると共に、表示パネル３、３の表
示部４に、取り出すべき個数を表示させる。

この為、看護婦等手術用物品の準備を行なう者は、ラ
ンプ６が点灯（又は点滅）している表示パネル３、３に
対応する収納部２、２から、この表示パネル３、３の表
示部４に表示されている数だけ手術用物品を取り出せば
良い。

所定の収納部２から必要な数だけ手術用物品を取り出
したならば、その収納部２に対応する表示パネル３に設
けたリセット釦５を押して、表示部４に表示されていた
数値を帰零すると共に、点灯（又は点滅）していたラン
プ６を消す。

上記した取り出し作業を、ランプ６が点灯（又は点
滅）している表示パネル３、３に対応する収納部２、２
の総てに就いて行なえば、用意すべき手術用物品を正確
且つ迅速に準備する事が出来る。

ところで、先発明に係る手術用物品収納棚は、上述の
様に、必要とされる手術用物品を取り出す際には、熟練
を要する事なく、必要とする物品の取り出しを迅速に行
なう事が出来るが、手術終了後、手術に使用した各種手
術用物品を収納棚に収納する場合の作業が面倒になる事
が避けられない。

即ち、手術終了後は、使用した手術用物品を洗浄した
後、上記表示パネル３、３の銘板10に明示された名称或
は写真等を見て、この表示パネル３、３に対応する収納
部２、２に収納し、次の使用に備えるが、手術用物品の
種類に合わせて多数（数百〜千種類以上）設けられた収
納部２、２に、各手術用物品を正しく収納する作業は面
倒である。又、鉗子、ピンセット等の手術用物品には極
めて類似した形状のものが存在する為、収納棚に収納す
る作業は、写真と見比べながら行なうにしても熟練を要
するものである。

手術用物品の種類を自動的に、且つ正確に識別し、当
該手術用物品を収納すべき収納棚に指示する手段とし
て、テレビカメラ等を使用した光学的画像処理によって
形状判定を行ない、その判定結果に基づいて、当該手術
用物品を収納すべき収納棚に付属のランプ６（第６図）
を点灯させる等の方法が考えられるが、設備が大掛かり
になる他、処理すべき画像信号の情報量が多く、判定に
時間を要する為、収納作業の能率が悪くなってしまう。
更に、例えばピンセットや鉗子の様な物品の場合、同種
の物品でも先端の開き具合が異なると別種のものと判定
してしまう為、物品の種類によっては正確な形状判定を
行ないにくい。

本発明の導電材製物品の識別方法と装置は、上述の様
な事情に鑑みて発明されたものである。

（問題を解決しようとする手段） 本発明の導電材製物品の識別方法と装置の内、請求項
１に記載された識別方法の発明は、導電材製物品と複数
の帯状電極とを絶縁フィルムを介して近接させた状態
で、上記導電材製物品と各帯状電極との間に存在する静
電容量に関する値を求め、各帯状電極に対応する静電容
量に関する値から、上記導電材製物品が各帯状電極に対
向する部分の長さに関する情報を求め、この長さに関す
る情報と予め同定手段に記憶させた基準値とを比較する
事で、上記導電材製物品を識別するものである。

又、請求項２に記載された識別装置の発明は、絶縁材
製の基板の上面に間隔をあけて互いに平行に配列された
複数の帯状電極と、この複数の帯状電極の上面を覆う絶
縁フィルムと、上記基板上に、何れの帯状電極とも絶縁
された状態で設けられ、絶縁フィルム上に載置された導
電材製物品の端部を接触自在な印加電極と、上記各帯状
電極と上記導電材製物品とによる電気的容量成分を含め
て構成される複数の発振回路と、各発振回路の発振周波
数を求める周波数カウンタと、この周波数カウンタによ
り求められた各発振回路の発振周波数から、上記印加電
極にその一端を当接させた導電材製物品が、各帯状電極
に対向する部分の長さに関する情報を求め、この長さに
関する情報と予め記憶している基準値とを比較する事
で、上記導電材製物品を同定する同定手段とから構成さ
れる。

更に、請求項３に記載された識別装置の発明は、絶縁
材製の基板の上面に間隔をあけて互いに平行に配列され
た複数の帯状電極と、この複数の帯状電極の上面を覆う
絶縁フィルムと、上記基板上に、何れの帯状電極とも絶
縁された状態で設けられ、絶縁フィルム上に載置された
導電材製物品の端部を接触自在な印加電極と、この印加
電極に一端を、上記複数の帯状電極に電流検出用抵抗を
介して他端を、それぞれ接続した発振器と、上記各帯状
電極に流れる電流を電圧として検出する電圧検出回路
と、この電圧検出回路により求められる電圧から、上記
印加電極にその一端を当接させた導電材製物品の各帯状
電極に対向する部分の長さに関する情報を求め、この長
さに関する情報と予め記憶している基準値とを比較する
事で、上記導電材製物品を同定する同定手段とから構成
される。

（作用） 本発明の導電材製物品の識別方法と装置は、上述の様
に構成されるが、導電材製物品の複数の帯状電極に対向
する部分の長さに関する情報と予め記憶している基準値
とを比較する事で、当該物品を同定する為、比較的簡略
な装置を使用し、しかも少ない情報で迅速な識別を行な
う事が出来る。

（実施例） 次に、本発明の実施例を説明しつつ、本発明を更に詳
しく説明する。

第１〜２図は、請求項２に記載された発明に対応す
る、本発明の第一実施例を示している。

ゴム等の弾性を有する絶縁材により造られた基板12の
上面には複数の帯状電極13、13が、間隔をあけて互いに
平行に配列されており、この複数の帯状電極13、13の上
面を、絶縁フィルム14により覆っている。又、上記基板
12上には、上記した複数の帯状電極13、13の何れとも絶
縁された状態で、土手状の印加電極15を突設し、この印
加電極15の側面に、上記絶縁フィルム14上に載置され
た、手術用物品等の導電材製物品16の端部を接触自在と
している。

更に、上記複数の帯状電極13、13には、それぞれ１個
ずつの発振器17、17を接続して、各発振器17、17が、各
帯状電極13、13と各電極13、13に対向する導電材製物品
16とによる電気的容量性成分を含めて、複数の発振回路
を構成している。そして、各発振回路が、各帯状電極1
3、13と上記導電材製物品16との間に存在する静電容量
に応じた周波数で発振する様にしている。即ち、それぞ
れがヒステリシス型のインバータ18とフィードバック用
抵抗19とを互いに並列に組み合わせて成る発振器17、17
を含む各発振回路は、当該発振器17が接続された帯状電
極13と上記導電材製物品16との間に存在する静電容量が
大きい場合には比較的低周波の信号を発振し、上記静電
容量が小さい場合には比較的高周波の信号を発振する。
そして、帯状電極13と導電材製物品16との間に存在する
静電容量は、導電材製物品16が当該帯状電極13に対向す
る部分の長さが長い程、大きくなる。従って、上記各発
振器17、17を含む発振回路の発振周波数は、導電材製物
品16の一部で、当該帯状電極13に対向する部分の長さが
長い程低くなり、反対に上記部分の長さが短い程高くな
る。

上述の様に、各帯状電極13、13毎に設けられた発振器
17、17を含む発振回路の発振周波数は、A/D変換器等の
信号切換器20を介して周波数カウンタ22に送られ、この
周波数カウンタ22により、それぞれ独立して求められる
様にしている。そして、この周波数カウンタ22により求
められた各発振器17、17を含む発振回路の発振周波数
は、マイクロコンピュータ等の同定手段21に送り込む。
そしてこの同定手段21は、予め求めた関数によって、上
記発振周波数に関する信号から、前記印加電極15にその
一端を当接させた導電材製物品16の、各帯状電極13、13
に対向する部分の長さに関する情報を求める。この様に
して、各帯状電極13、13毎に求めた長さに関する情報
は、必要に応じて表示器27に表示する。

同時に同定手段21は、上述の様にして求めた各帯状電
極13、13毎に求めた長さに関する情報と、予め記憶して
いる基準値とを比較する事で、その時点で絶縁フィルム
14上に載置されている導電材製物品16の同定を行ない、
当該導電材製物品16の種類を判定する。

そして判定の結果、必要に応じて手術用物品収納棚の
収納打２、２（第５図）に設けたランプ６、６（第６
図）の内、当該物品を収納すべき収納部２のランプ６を
点灯する。

上述の様に構成される本発明の導電材製物品の識別装
置の場合、手術用物品等の導電材製物品16の、複数の帯
状電極13、13に対向する部分の長さに関する情報と、予
め記憶している基準値とを比較する事で、当該物品16の
種類を判定する為、比較的簡略な装置を使用し、しかも
少ない情報で迅速な識別を行なう事が出来る。

例えば本発明者が、帯状電極13、13として、幅が4mm
で長さが80mmのものを32本、ピッチ8mmで基板12上に配
置すると共に、各帯状電極13、13を、厚さが25μｍのポ
リイミド製の絶縁フィルム14で被覆し、各発振器17、17
を構成するインバータ18として、株式会社東芝製のTC40
93BP（ヒステリシス型２ナンド）を、フィードバック用
提供19として100KΩのものを、周波数カウンタ22として
テキサスインスツルメント社（TI社）製のSN7493を４
台、信号切換器20としてTI社製のSN74150を、同定手段2
1として日本電気株式会社製の16ビットパーソナルコン
ピュータ、PC9801UV11を、それぞれ使用して、第１図に
示した識別装置を構成し、メス、ピンセット、鉗子を中
心とした100種類の手術用物品の識別を行なった所、何
れの物品に就いても１秒前後の識別時間で、間違いなく
識別出来た。尚、同定用のソフトウェア中にはファジー
制御用のルーチンを組み込み、上記手術用物品が複数の
帯状電極13、13に対向する部分の長さに関する情報と、
予め記憶している基準値とが完全に一致しない場合に於
いても、全体として一致する傾向の場合には、最も近い
基準値を有する手術用物品であるとの判定を行なう様に
した。

次に、第３〜４図に示した第二実施例に就いて説明す
る。

本実施例は、請求項３に記載された発明に関するもの
であるが、上述した第一実施例に対して、次の様な利点
を有する。

即ち、第一実施例に於いて各発振器17、17を構成する
インバータ18の出力電圧は、現状で容易に得られるもの
に於いては低く（例えば、前記TC4093BPで5V程度）、従
って導電材製物品16と帯状電極13、13とで構成する容量
性部に大きな電流を流して十分な判定精度を得る為に
は、複数の帯状電極13、13を覆う絶縁フィルム14を薄く
して、各帯状電極13、13と導電材製物品16との間に存在
する静電容量を大きくしなければならない。この為、導
電材製物品16を絶縁フィルム14の上面に、常に同じ姿勢
で置ければ問題はないが、載置した際の姿勢が少しずれ
る事に伴なって、各帯状電極13、13と導電材製物品16と
の距離が僅かにずれた場合、この僅かなずれが各発振器
17、17を含む発振回路の発振周波数に大きく影響し、正
確な識別を行なえなくなる恐れがある。この為、前述の
第一実施例に於いては、基板12を弾性材製とする事で、
絶縁フィルム14の上面に載置した導電材製物品16を軽く
押圧する事により、各帯状電極13、13と導電材製物品16
との距離を均一に（絶縁フィルム14の厚さ分だけに）出
来る様に工夫しているが、識別作業をより効率化する為
には改良が望まれる。

そこで本実施例の場合、各帯状電極13、13と導電材製
物品16との距離を大きくしても十分な判定精度を得られ
る様にしている。

即ち、本実施例の場合、絶縁材製の基板12の上面に間
隔をあけて互いに平行に配列された複数の帯状電極13、
13の上面を、厚さが1mm程度と、比較的厚いアクリル製
の絶縁フィルム14により覆っている。

又、上記基板12上に何れの帯状電極13、13とも絶縁さ
れた状態で設けられ、絶縁フィルム14上に載置された導
電材製物品16の端部を接触自在な印加電極15に、発振器
23の一端を接続すると共に、この発振器23の他端を、電
流検出用抵抗28を介して、上記複数の帯状電極13、13に
接続している。

上記各帯状電極13、13には、抵抗変換器24、24、信号
切換器25、実効値検出素子29、A/D変換器26を接続し、
各帯状電極13、13から接地電極に流れる電流をディジタ
ル信号として検出する回路を構成している。

A/D変換器26を通過する事でディジタル化された、各
帯状電極13、13に流れる電流を表わす信号は、同定手段
21に送り込まれ、この同定手段21が上記電流を表わす信
号から、上記印加電極15にその一端を当接させた導電材
製物品16の、各帯状電極13、13に対向する部分の長さに
関する情報を求め、この長さに関する情報と予め記憶し
ている基準値とを比較する事で、上記導電材製物品16の
種類を判定する。

本実施例の場合、前述の第一実施例の場合と比較し
て、各帯状電極13、13を覆う絶縁フィルム14の厚さ寸法
を大きく出来る為、導電材製物品16を絶縁フィルム14の
上面に載置した際の姿勢が多少ずれる事に伴なって、各
帯状電極13、13と導電材製物品16との距離が僅かにずれ
た場合でも、測定精度に及ぼす影響が少なく、しかも迅
速な判定を行なう事が出来る。

例えば本発明者が、帯状電極13、13として、幅が4mm
長さが80mmのものを32本、ピッチ8mmで基板12上に配置
すると共に、各帯状電極13、13を、厚さが1mmのアクリ
ル製の絶縁フィルム14で被覆し、発振器23として、リー
ダー電子株式会社製のLFG−1300を用いて、これから振
幅が5Vで周波数が40kHzの交流信号を得、抵抗変換器24
としてTI社製のTI074CNを、信号切換器25として株式会
社東芝製のTC−4051BPを、実効値検出素子29としてアナ
ログデバイス社製のICであるAD637を、A/D変換器26とし
てナショナルセミコンダクタ社製のADC0804LCNを、同定
手段21として日本電気株式会社製の16ビットパーソナル
コンピュータ、PC9801UV11を、それぞれ使用して、第３
図に示した識別装置を構成し、メス、ピンセット、鉗子
を中心とした100種類の手術用物品の識別を行なった
所、何れの物品に就いても１秒前後の識別時間で、間違
いなく識別出来た。

又、使用経過の違いにより開き角度の一定しないピン
セット、３段階の固定状態を持ち、且つ固定状態の一定
しない鉗子等、光学的には異なったものとされる同種物
品であっても、同種の物品として正しく識別出来た。

尚、本発明の導電材製物品の識別方法と装置は、手術
用物品の識別に限らず、各種工具類や部品類等の導電材
製物品の識別にも利用出来る。

又、金属製の物品に限らず、種々の導電性物体の位
置、姿勢等の管理に応用出来る為、例えば電極列をベッ
ドのマット中に埋め込んで、ベッド上の患者の体に微弱
電流を流す事により、この患者の姿勢管理や緊急状態把
握等にも利用出来る。

又、非導電材製の物品でも、アルミ箔等の導電材製の
薄膜により包めば、導電材製物品として、本発明の識別
方法及び装置による識別を行なう事が出来る。

更に、複数の帯状電極の上方に導電性と可撓性とを有
する薄膜を、隙間空間を介して設置すると共に、この隙
間空間内に圧縮空気を充填し、識別すべき物品を上記薄
膜の上面に押しつける事で、薄膜の一部で当該物品の下
面を当接する（この下面で押圧される）部分のみを、上
記帯状電極に押し付ける様にすれば、非導電材製物品の
識別を、導電材製の薄膜により包む手間を要する事な
く、行なう事が出来る。

（発明の効果） 本発明の導電材製物品の識別方法と装置は、上述の様
に構成され作用する為、例えば手術用物品を収納棚に収
納する作業を、経験の多少に拘らず正確に、且つ迅速に
行なえる様になり、更には自動収納装置に組み込んで収
納棚への収納作業の自動化を図り、病院等の省力化を図
れる等、実用上の効果が大きい。

【図面の簡単な説明】

第１〜２図は本発明の第一実施例を示しており、第１図
は全体構成を示す略斜視図、第２図は第１図のＡ−Ａ断
面図、第３〜４図は本発明の第二実施例を示しており、
第３図は全体構成を示す略斜視図、第４図は第３図のＢ
−Ｂ断面図、第５〜７図は先発明に係る手術用物品収納
棚を示しており、第５図は収納棚の斜視図、第６図は表
示部とリセット釦等とを設けた表示パネルの正面図、第
７図は制御回路を示すブロック図である。 1:棚板、2:収納部、3:表示パネル、4:表示部、5:リセッ
ト釦、6:ランプ、7:入力手段、8:演算処理装置、9:制御
器、10:銘板、11:アドレス板、12:基板、13:帯状電極、
14:絶縁フィルム、15:印加電極、16:導電材製物品、17:
発振器、18:インバータ、19:フィードバック用抵抗、2
0:信号切換器、21:同定手段、22:周波数カウンタ、23:
発振器、24:抵抗変換器、25:信号切換器、26:A/D変換
器、27:表示器、28:電流検出用抵抗、29:実効値検出素
子。

Claims (4)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】導電材製物品と複数の帯状電極とを絶縁フ
   ィルムを介して近接させた状態で、上記導電材製物品と
   各帯状電極との間に存在する静電容量に関する値を求
   め、各帯状電極に対応する静電容量に関する値から、上
   記導電材製物品が各帯状電極に対向する部分の長さに関
   する情報を求め、この長さに関する情報と予め同定手段
   に記憶させた基準値とを比較する事で、上記導電材製物
   品を識別する、導電材製物品の識別方法。
2. 【請求項２】絶縁材製の基板の上面に間隔をあけて互い
   に平行に配列された複数の帯状電極と、この複数の帯状
   電極の上面を覆う絶縁フィルムと、上記基板上に、何れ
   の帯状電極とも絶縁された状態で設けられ、絶縁フィル
   ム上に載置された導電材製物品の端部を接触自在な印加
   電極と、上記各帯状電極と上記導電材製物品とによる電
   気的容量性成分を含めて構成される複数の発振回路と、
   各発振回路の発振周波数を求める周波数カウンタと、こ
   の周波数カウンタにより求められた各発振回路の発振周
   波数から、上記印加電極にその一端を当接させた導電材
   製物品が、各帯状電極に対向する部分の長さに関する情
   報を求め、この長さに関する情報と予め記憶している基
   準値とを比較する事で、上記導電材製物品を同定する同
   定手段とから成る、導電材製物品の識別装置。
3. 【請求項３】絶縁材製の基板の上面に間隔をあけて互い
   に平行に配列された複数の帯状電極と、この複数の帯状
   電極の上面を覆う絶縁フィルムと、上記基板上に、何れ
   の帯状電極とも絶縁された状態で設けられ、絶縁フィル
   ム上に載置された導電材製物品の端部を接触自在な印加
   電極と、この印加電極に一端を、上記複数の帯状電極に
   電流検出用抵抗を介して他端を、それぞれ接続した発振
   器と、上記各帯状電極に流れる電流を電圧として検出す
   る電圧検出回路と、この電圧検出回路により求められる
   電圧から、上記印加電極にその一端を当接させた導電材
   製物品の各帯状電極に対向する部分の長さに関する情報
   を求め、この長さに関する情報と予め記憶している基準
   値とを比較する事で、上記導電材製物品を同定する同定
   手段とから成る、導電材製物品の識別装置。
4. 【請求項４】基板の上面を弾力性を有する材料により構
   成し、この弾力性を有する材料の上面に複数の帯状電極
   を配置した、請求項２〜３の何れかに記載の導電材製物
   品の識別装置。