JP3908546B2 - 制御システム及び医療用制御システム - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は制御システム及び医療用制御システム、更に詳しくは複数の医療機器を制御する部分に特徴のある制御システム及び医療用制御システムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
複数の医療機器で構成されるシステムとして、例えば、内視鏡を備えた医療用内視鏡システムがあげられる。
【０００３】
一般的な内視鏡システムは、例えば、観察を行うための内視鏡と、この内視鏡に接続されるカメラヘッドと、このカメラヘッドで撮像した画像信号を処理する内視鏡用カメラ装置と、被写体を照明する為に上記内視鏡へ照明光を供給する光源装置と、上記内視鏡用カメラ装置で信号処理して得た内視鏡画像を表示するモニタなどを備えている。
【０００４】
上記内視鏡システムは、被検部位へ内視鏡を挿入し、光源装置から照明光を被写体へ照射して内視鏡で被写体の光学像を得ている。そして、上記内視鏡システムはカメラヘッドで撮像した被写体像をモニタに映し出すようになっている。
【０００５】
このような内視鏡システムにより、体腔内などの観察、検査が行われる。また、内視鏡を用いた外科手術なども行われている。
【０００６】
この内視鏡外科手術は、前述の装置に加えて、腹腔内を膨張させる為に用いる気腹装置や、生体組織を切除或いは凝固する高周波焼灼装置等を用い、内視鏡下で、複処置部位を観察しながら各処置が施される。
【０００７】
ここで、従来の内視鏡システムでは、例えば本出願人が先に出願した特願２００１−２６９３０４号に記載されているように、周辺機器とＲＳ−２３２Ｃのシリアル通信でデータの送受信を行っている集中制御装置により、前記周辺機器の設定値、測定値を管理することができた。また、設定パネル等のツールを用いると、各種設定値の変更や、データの人手が容易に行えた。さらに、設定パネルで携帯情報端末等を用いることにより、測定データをリアルタイムに更新しながら、設定を変更するモバイル設定／表示ユニットに応用することも可能であった。
【０００８】
その時、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ、無線ＬＡＮ、有線ＬＡＮのような通信規格を使えば、複数の機器と通信することができ、前述した周辺機器制御用の携帯情報端末を１つに固定することなく、複数の機器からの制御も可能であり、より使いやすいシステムを構成できた。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
ここで、以下で説明する内視鏡システムにおいて、集中制御装置とＲＳ−２３２Ｃの有線で通信を行っている気腹装置、光源装置、治療装置、さらに、ＬＡＮによる有線の通信を行っている患者モニタ装置を、複数の周辺装置と記す。また、集中制御装置と無線のＢｌｕｅｔｏｏｔｈで通信を行っているＰＤＡなどの携帯情報端末をモバイル装置と記す。
【００１０】
前述した内視鏡システムでは、例えば周辺機器である気腹装置の設定を変更すると、集中制御装置にＲＳ−２３２Ｃのシリアル伝送により情報の更新がかけられる。その後、集中制御装置の中で更新されたデータを前述の方式と通信速度のことなる通信方式であるＢｌｕｅｔｏｏｔｈで１つまたは複数のモバイル装置に情報を更新することになる。
【００１１】
すると、モバイル装置の通信状態によっては更新完了までの時間にばらつきができる。特に無線のような機器においては、同一周波数を用いた規格の機器が存在すると電波干渉により通信速度が遅くなることが有るため、ＲＳ−２３２Ｃでデータの更新される時間と、モバイル装置のデータ更新完了までの時間にずれが生じてしまい、更新に時間がかかったり、通信Ｅｒｒｏｒを引き起こしてしまう可能性が有った。さらに手術室内には、無線機器が多く存在し、それらの干渉がある。
【００１２】
また、無線通信では、障害物を通すことができるメリットがあるが、ソフトウエアの処理上では障害物によりデータの欠けがあり誤り率が多くなり、コマンド再送が増える為通信速度の低下が発生する。そのため、早いタイミングでポーリングしている気腹装置や治療装置、患者モニタ装置においてデータ速度が遅くなると、ポーリングＥｒｒｏｒが発生することがあった。
【００１３】
つまり、例えば患者モニタ装置からの生体情報の表示をかけるときはデータ更新間隔も早く、パラメータ数も多いため、通信速度のずれにより、データ更新完了でＥｒｒｏｒがあると、重要な生体情報の変化をＤｒが見つけることができなくなり、手術を行う上で支障をきたすようになってしまう。
【００１４】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、少なくとも１つ以上の集中制御装置と、該集中制御装置により制御可能な少なくとも２つ以上の被制御装置との間において通信が行われる際に、該通信の監視結果に応じて優先順位を決定することにより、データのやり取りを効率良く行うことができる制御システム及び医療用制御システムを提供することを目的としている。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
本発明の第１の制御システムは、少なくとも１つ以上の集中制御装置で制御可能な少なくとも２つ以上の被制御装置を有する制御システムにおいて、前記集中制御装置に設けられ、それぞれの前記被制御装置から受信した情報を保存しておく情報格納部と、前記情報を前記被制御装置に順次送受信可能な送受信手段と、前記被制御装置の送受信手段の動作状態を監視する通信監視手段と、前記通信監視手段の監視結果に基づき、前記情報が送信される際の優先順位を決定する通信優先順位判定手段と、前記通信優先順位判定手段により決定された前記優先順位に基づき、前記情報を前記送受信手段に転送する転送手段と、を具備して構成される。
本発明の第２の制御システムは、集中制御装置で制御可能な複数の周辺装置と、表示可能な複数の遠隔装置で構成された複数の被制御装置を有する制御システムにおいて、前記集中制御装置に設けられ、それぞれの前記被制御装置から受信した情報を保存しておく情報格納部と、前記情報を前記被制御装置に順次送受信可能な送受信手段と、前記被制御装置各々の送受信手段の動作状態を監視する通信監視手段と、前記通信監視手段の監視結果に基づき、前記情報が送信される際の優先順位を決定する通信優先順位判定手段と、前記通信優先順位判定手段により決定された前記優先順位に基づき、前記情報を前記送受信手段に転送する転送手段と、前記集中制御装置と前記被制御装置との間の電気的な信号のやり取りが可能であるとき信号を生成するトリガ信号生成手段と、前記トリガを検出する検出手段と、を具備して構成される。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照しながら本発明の実施の形態について述べる。
【００１７】
図１ないし図１４は本発明の第１の実施の形態に係わり、図１は内視鏡手術システムの構成を示す構成図、図２は図１の患者モニタシステムの構成を示す構成図、図３は図１の内視鏡手術システムの簡易ブロックを示す図、図４は図１の内視鏡手術システムの変形例の簡易ブロックを示す図、図５は図１のモバイル装置の表示画面を示す第１の図、図６は図１のモバイル装置の表示画面を示す第２の図、図７は図３の集中制御装置の構成を示すブロック図、図８は図３のモバイル装置の構成を示すブロック図、図９は図７の集中制御装置の通信Ｉ／Ｆ部の構成を示すブロック図、図１０は図８の通信状態判別部の構成を示すブロック図、図１１は図１の内視鏡手術システムの作用を説明する第１のフォローチャート、図１２は図１の内視鏡手術システムの作用を説明する第２のフォローチャート、図１３は図１の内視鏡手術システムの作用を説明する第３のフォローチャート、図１４は図１の内視鏡手術システムの作用を説明する第４のフォローチャートである。
【００１８】
（構成）
図１に示すように、手術室２内には、患者が横たわる患者ベッド１０および内視鏡手術システム３が配置される。この内視鏡手術システム３は、第１のカート１１および第２のカート１２を有し、第１のカート１１には、医療機器で構成される周辺装置として、電気メス１３、気腹装置１４、内視鏡用カメラ装置１５、光源装置１６、およびＶＴＲ１７等の装置類と、二酸化炭素等を充填したガスボンベ１８が載置されている。以下、後述するように符号６を付してこれらの機器を周辺装置６で代表させて記すことがある。
【００１９】
さらに、内視鏡画像を表示する、例えば、ＴＶモニタである表示装置１９、術中のあらゆるデータを選択的に表示させることが 可能な集中表示パネル２０、および、例えば液晶ディスプレイ等の表示部とこの表示部上に一体的に設けられた例えば、タッチセンサにより構成され、非滅菌域 にいる看護師等が操作する集中操作装置となる操作パネル２１等がこの第１カート１２に載置されている。
【００２０】
さらに、第１カート１１には、システム全体の制御をおこなう集中制御手段である集中制御装置２２が載置されており、この集中制御装置２２に、前記電気メス１３と気腹装置１４と内視鏡カメラ装置１５と光源装置１６とＶＴＲ１７とが、図示しない通信線を介して接続されている。この集中制御装置２には、通信コントローラ（以下Ｉ／Ｆ６３と記す）が内蔵されており、通信ケーブル６４を介して各周辺機器のＩ／Ｆ６３に接続される。
【００２１】
一方、前記第２のカート１２には内視鏡用カメラ装置２３、光源装置２４および画像処理装置２５等の装置と、内視鏡用カメラ装置２３でとらえた内視鏡画像を表示する表示装置２６と、術中のあらゆるデータを選択的に表示させることが可能な第２の集中表示パネル２７とが載置されている。
【００２２】
これらの内視鏡用カメラ装置２３と光源装置２４と画像処理装置２５とは、第２のカート１２に載置された中継ユニット２８に図示しない通信線を介して接続されている。そして、この中継ユニット２８は、中継ケーブル２９によって、上述の集中制御装置２２に接続されている。
【００２３】
そして、集中制御装置２２が、これらの第２のカート１２に搭載されているカメラ装置２３と光源装置２４と画像処理装置２５と、第１のカートに搭載されている電気メス１３と気腹装置１４とカメラ装置１５と光源装置１６とＶＴＲ１７とを集中制御を行う構成である。
【００２４】
集中制御装置２２とこれらの装置との間で通信が成立している場合、上述の操作パネル２１の液晶ディスプレイ上に、接続されている装置の設定状態や操作スイッチ等の設定画面を表示させるとともに、所望の操作スイッチに触れて所定領域のタッチセンサを操作することによって設定値の変更等の操作入力を行うことができる。
【００２５】
滅菌域にいる執刀医等が操作する第２の集中制御装置としてのリモートコントローラ３０があり、通信が成立して、他の装置を集中制御装置２２を介して操作をおこなうことが可能となっている。また、集中制御装置２２には複数のモバイル装置５が接続可能となっており、モバイル装置５は、操作パネル２１と表示パネル２０の機能を併せ持つ。さらに、患者の生体情報を測定する患者モニタシステム４が設けられている。
【００２６】
図２に示すように、本実施の形態の患者モニタシステム４には、信号接続部４１が設けられており、ケーブル４２を介して、心電計４３とパルスオキシメータ４４とカプノメータ４５等のバイタルサイン測定器と接続されている。
【００２７】
カプノメータ４５はケーブル４６を介して呼気センサ４７に接続されており、この呼気センサ４７は、患者４８に取り付けられた呼吸器ホース４９に設けられている。これにより、患者４８の心電図、血中酸素飽和度、呼気炭酸ガス濃度等の生体情報を測定することができる。
【００２８】
この信号接続部４１は、患者モニタシステム４の内部で制御部５０と電気的に接続される。また、制御部５０は、映像信号線５３とコネクタ５４とケーブル５５とを介して表示装置５６に接続される。更に、この制御部５０は、通信コントローラ（以下Ｉ／Ｆ部と記す）６と電気的に接続されている。このＩ／Ｆ部６はＬＡＮの通信方式で、通信コネクタ５１を介して集中制御装置２２に内蔵している後述する通信コントローラ（以下Ｉ／Ｆ部と記す）８（図示せず）に接続される。
【００２９】
なお、前述したＩ／Ｆ部７に接続されるＬＡＮはＲＳ−２３２ＣやＵＳＢ等のシリアル通信でも、ＩｒＤＡ、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈなどのワイヤレス通信でもかまわない。
【００３０】
図３は、内視鏡手術システム３の簡易ブロック図を示す。アダプタ９９は集中制御装置２２とシリアル伝送しており、集中制御装置２２はそのアダプタ９９を介して、複数のモバイル装置５（１），５（２），５（３），５（４）とＢｌｕｅｔｏｏｔｈで通信されている。
【００３１】
なお、図４に示すように、集中制御装置２２内部にＢｌｕｅｔｏｏｔｈの通信インターフェース１０１をもち、集中制御装置２２ですべての被制御装置を管理できる構成としてもよく、図４の構成でも本実施の形態と同様の効果が得られ、さらに小型化させることができる。
【００３２】
図５は図１で説明したモバイル装置５の表示画面を示している。モバイル装置５では、メインメニュー画面５９に周辺装置のリモートコントロールを行うコマンド画面移行の選択をする周辺機器別設定メニュー６０が操作パネル５８に表示され、モバイル装置５の図示しないメモリ上に保存されている周辺機器設定情報を集中制御装置２２に一括送信することが可能となっている。ただし、実際はシリアル伝送されるが、１つのコマンドで順次送信されるようになる構成である。また、メインメニュー画面５９には送信できるユーザー各入力部６１と図示しない保存内容を確認する画面に移行するコマンド６２とが設けられている。
【００３３】
図６は前述した周辺機器別設定メニュー６０で気腹装置１４を選択した時のモニタ画面６５を示している。ただし、図５ではＵＨＩと記している。このときのモニタ画面６５は、図６に示すように、気腹装置１４のコマンドは腹腔の圧力設定、および流量設定のＵＰ／ＤＯＷＮコマンド６７と腹腔圧、および流量の測定値表示部６６と送気ＯＮ／ＯＦＦコマンド６８で構成されている。
【００３４】
図７に示すように、集中制御装置２２は、気腹装置１４や光源装置１６等の周辺機器６と本実施の形態ではＲＳ−２３２Ｃ等のシリアル通信用インターフェース（以下、Ｉ／Ｆ部と記す）８と、制御系としての、各機器との通信等を集中制御するＣＰＵ３１と、各機器との制御データ等を格納しておくデータ格納用メモリ３２と、前記ＣＰＵ３１を作動させる動作プログラムを格納しておくＲＯＭ３３と、モバイル装置５と通信を行う通信インターフェース（以下Ｉ／Ｆ部と記す）３５と、集中制御装置２２と通信している被制御装置との通信状態を監視する通信状態判別部３４とで構成されている。
【００３５】
上記構成で説明した集中制御装置２２における通信は、ＲＳ―２３２Ｃ、パラレル通信、ＬＡＮ等の有線通信であろうと、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ、ＩｒＤＡ、無線ＬＡＮ等の無線通信であっても良い。
【００３６】
図８に示すように、モバイル装置５は、前記集中制御装置２２と無線通信を行うための通信インターフェース部（以下Ｉ／Ｆ３６と記す）と、制御系としての、通信等を集中制御するＣＰＵ３７と、データ格納用のメモリ３８と、ＣＰＵ３７の動作プログラム格納しているＲＯＭ３９と、パネルをタッチすることでコマンド操作を行うための液晶表示部４０と、コマンドの入力を行う操作部５２で構成されている。なお、操作部５２は、具体的には、例えば図５における、メインメニュー画面５９の周辺機器別設定メニュー６０、ユーザー各入力部６１、コマンド６２等である。
【００３７】
図９に示すように、集中制御装置２２のＩ／Ｆ部３５は、微弱な広帯域信号送受信部分のＲＦ（Ｒａｄｉｏ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ）部７１と、ＲＦ部７１の制御やデータ管理をする強狭帯域部のベースバンド部７５と、送受信を切り替えるスイッチドライバ７４と、スイッチ１１０、アンテナ１１１で構成されている。
【００３８】
ベースバンド部７５は、ＲＦ７１からディジタル化された信号を処理する制御／演算用プロセッサを備えた無線制御／演算部７０で構成されており、集中制御装置２２の前記集中制御用のＣＰＵ３１と信号のやり取りができる構成である。
【００３９】
ＲＦ部７１の送信部７２は、図示しないＤ／Ａ変換器や周波数変調器やＬＰＦ（ローパスフィルタ）や電力増幅器などで構成されており、ベースバンド部７５からのデジタル情報を周波数ホッピングしたり、送信電力を制御する機能を持っている。なお、周波数ホッピングとは変調ある周波数の範囲のなかで、高速で周波数を切り替えながらデータを飛ばす変調方式の意味である。ＲＦ部７１の受信部７３は、図示しない周波数変調器、周波数ホッピングコントロール、フィルタ等で構成されており、モバイル装置５から送られてくる信号から前述した周波数ホッピング信号の相関をとったり、信号の復調を行ったりしている。
【００４０】
さらには、通信データの欠けがあれば、再送処理なども行う。スイッチドライバ７４で送受信を切り替えアンテナで無線信号の送受信を行う。前述した送信部７２及び受信部７３の演算を無線制御／演算部７０で処理し、無線通信を行っているため、処理の時間は通信感度、データ量により変化してしまう構成になる。
【００４１】
なお、図示はしないが、モバイル装置５側のＩ／Ｆ３６もベースバンド部７５とＲＦ部７１と送受信アンテナ１１１をもっているものとする。
【００４２】
図１０に示すように、通信状態判別部３４は、複数の周辺機器の機器判別用ＩＤや通信状態、通信情報が格納され常時監視する 通信状態格納部７６と、複数のモバイル装置５の機器判別用のＩＤと通信状態、通信情報を監視しておく通信状態格納部７７とを備え、それらを監視処理や、常時 データ更新、通信制限処理、通信データの流れを制御するようになっている。
【００４３】
なお、ＣＰＵ３１の処理は、本実施の形態では、すべてソフトウエアで処理させる構成であるが、後述する図１１〜１４のフローで説明している、例えばタッチパネル等を制御させ、画像を扱うような構成をとるときは、スペックがＭＨｚ帯では処理しきれないためＣＰＵ３１の負担が多くなる。かなりのハイスペックを用いなければ１つのＣＰＵでは複数の被制御装置をすべて通信しながら、さらに通信格納部のデータ監視を行うのは難しい。
【００４４】
そのため、ＤＳＰ（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｓｉｇｎａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｏｒ）等の転送レートの高いデータをリアルタイムで処理するために開発されたデバイスを用い高速処理を別ルーチンで動作させる構成であればなお良い。ＣＰＵ３１に比べると、ＤＳＰは処理内容が単純だが高速性を要求されるような本発明においては適した構成になる。
【００４５】
また、通信制限もＣＰＵ３１でやるのではなく、ハードウエアで制限をかけ、前述のＤＳＰのほうから、データ転送中であれば、それを検知しトリガとなる信号をハードウエアで構成された通信制御部のタイミングを生成すれば更によい。
【００４６】
また、前述システムを制御する上で、図示しない基準となるシステムクロックから、それぞれに必要なクロック信号を生成し、処理の同期をとるタイミングジェネレータをもつことで、通信制限、データ転送を行うことは言うまでもないため、図を用いての説明は省略する。
【００４７】
本構成にてＣＰＵ３１による制御は、周辺機器と集中制御装置２２とモバイル装置５との間ではそれぞれのもつ内部データが一致しているかポーリングを行うことで、リアルタイムに測定／設定情報の同期を取る制御を行うことができる構成である。
【００４８】
本実施の形態で監視されている通信状態とは、通信ダウン、もしくは通信可能、さらにＢｌｕｅｔｏｏｔｈの仕様で言う各モードのことを表し、通信情報とはデータの更新の早い機器である気腹装置１４を優先的にデータの更新をかけたり、測定データのない光源装置１６は優先順位を下げたりする情報のことである。
【００４９】
Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈでいうと通信処理の短いものを通信状態良好と認識させたり、無線において通信確立にかかった時間、ならびにデータポーリング時の通信処理時間の情報を指す。
【００５０】
また、通常２ｓポーリングで各機器のデータを更新させるとき、前記情報に基づき、ある手術において気腹器の圧力表示を細かく監視しておく必要があるとき１ｓポーリングに変更できる構成をとれる。
【００５１】
図１１、１２は、周辺機器のうちここでは光源装置１６の制御コマンドを操作したとき、集中制御装置２２および、各モバイル装置とのデータ更新までの制御フローを示す。図１１の送信先優先判定処理は図１２の通信先優先判定処理にリンクしている。ここで、モード確認で通信不可状態を認識したとき、同期用パケット送信の候補からはずし、それ以外の機器の同期完了後通信確認を行うようになっている。
【００５２】
図１３はモバイル装置５から、光源装置１６の光量ＵＰ操作を行ったときの制御フローである。前述した図１１，１２との違いは、モバイル装置５からのコマンド情報を集中制御装置２２で認識して、光源装置１６のデータを更新し、複数のモバイル装置５の表示を更新させる点である。逆に、図１１、１２は光源装置１６からのコマンド情報を集中制御装置２２で認識して、各モバイル装置５に更新をかける構成になる。図１３の優先先判定処理はワイヤレス用として、図１２にリンクする。
【００５３】
図１４は、優先先判定処理のなかで有線でいう複数で構成される周辺機器の場合に優先度を判定する処理を表す。集中制御装置２２で管理されているとき、複数の周辺機器からのデータを同時に認識したときの制御フローになる。
【００５４】
（作用）
以上のように構成された第１の実施の形態で作用を説明する。まず、内視鏡手術を行うにあたり、図１のように内視鏡手術システム３のセッティングを行う。気腹装置１４でガスボンベからのＣＯ２ガスを送気させ、患者の体腔内を膨らまし、内視鏡の視野を確保する。光源装置２４からの光を患者体腔内に導光させ、照らされた体腔内をカメラ装置１５で撮像し、表示装置１９にモニタする。電気メス１３を用いて患部の治療を行う。
【００５５】
このとき、集中制御装置２２はそれらの周辺機器６を管理しており、周辺機器６の設定値／測定値を集中表示パネル２０に表示させ、操作パネル１９で選択されたコマンドを認識し、それを周辺機器６に反映させている。
【００５６】
また、患者の脈拍、体温、心電図等の生体情報をモニタリングする患者モニタシステム４からの測定データを集中制御装置２２で管理させており、集中制御装置２２でカメラ装置１５の内視鏡画像に測定データのキャラクタを重畳させ、表示装置１９にモニタリングしている。さらに集中制御装置２２と患者モニタシステム４間の通信をＬＡＮに限定すれば、複数の患者モニタを１つのネットワーク上に管理させることもできる。
【００５７】
さらに、表示可能なモバイル装置５のツールを用いて、図５で示したコマンドＵＨＩを選択すると、図６のような詳細設定をリモートコントロールできる設定／表示画面６５に切り替わり、コマンド６７流量ＵＰを押されると、モバイル装置５から集中制御装置２２に無線通信される。
【００５８】
具体的な動作としては、図５で示した液晶表示画面を見ながらユーザがコマンドを選択し、操作部でコマンド入力を受け付け、モバイル装置５のＩ／Ｆ部３６から集中制御装置２２に送信し、集中制御装置２２のＩ／Ｆ部３５で受信する。
【００５９】
受信時は、Ｉ／Ｆ部３５では、図９の送受信アンテナ１１１を介し、スイッチドライバ７４はスイッチ１１０を受信側に切り替えており、受信部７３で受ける。受信部７で周波数ホッピングの相関関係を検出し、フィルタを介して、ベースバンド部７０に入力され、無線制御／演算部７０で受信データ処理される。
【００６０】
上記モバイル装置５からの通信を行うときに、通信状態判別部３４では以下のような処理を行う。
【００６１】
集中制御装置２２は自身がホストのとき、通信可能な周辺機器を判別し、そのＩＤを認識し、通信状態／情報を保持できるアドレスを割り当てる。次に、例えばモバイル装置５で操作コマンドが実行され、無線通信を介して集中制御装置２２で受信すると、ＩＤを認識し通信状態９５に受信状態の情報を格納する。
【００６２】
ここで、本実施の形態で説明しているＢｌｕｅｔｏｏｔｈの場合では４つのモードがある。すなわち、
アクティブモードは通信中を表し、
スニフモードはホスト対複数の制御される側との通信時に、制御される機器に対する監視を減らせ、特定の機器のみにデータを送信するモードを表し、
ホールドモードは１対複数の通信時に制御される側が入れるモードで現在のネットワークで接続動作以外の別の処理を行えるモードを表し、
パークモードはネットワーク内のやりとりに参加する必要がなくなり同期のみを取りつづけるモードを表している。
【００６３】
前述した通信状態の情報を記憶させておくのは４つのモードと、さらに、通信可能／不可の情報である。もし、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈのみでモード毎の優先順位をつけるときの上記４つのモードで比較を行う。
【００６４】
このようにして、集中制御装置２２は各モバイル装置５の状態を監視しておく。さらには、集中制御装置２２は表示機器でも有るため、周辺機器６からの測定情報を常時ポーリングし、各モバイル装置５に更新をかける。そのとき、送信からデータ更新並びに受信完了までの処理にかかった時間を受信感度として記憶させ、常時更新させ、いつでも最新の受信感度の情報を通信状態格納部にもつようにする。さらに周辺装置情報として、機器Ｅｒｒｏｒ情報、治療器、患者測定データの優先レベルをあらかじめ指定しておく。
【００６５】
これらの設定を元に、図１１以降のフローとともに、動作を説明する。
【００６６】
図１１において、ステップＳ１で集中制御装置２２は被制御装置の測定情報、設定情報をポーリングする。ステップＳ２でＣＰＵ３１はポーリングで得られた情報と、通信にかかった時間を通信状態判別部３４の通信状態格納部７６，７７のデータを更新する。
【００６７】
ここで、通信の最初に接続されたときの接続認識は、ＣＰＵ３１がＩ／Ｆ部８のポートを常時監視しておき、接続されて被制御装置の応答が有ったときに、ＩＤを受信させ何の機器が接続されたか認識するため、接続確認時のＩＤが通信状態格納部７６，７７の特定の領域に割り当てられ、割り当てられたアドレスに上記ポーリング情報が格納されていくことは言うまでもない。
【００６８】
ステップＳ３で、ユーザが光源装置１６の光量アップを操作をする。ステップＳ４でＣＰＵ３１はＩＤと変化した情報を認識し、ステップＳ５で更新データの転送先を準備する。
【００６９】
次に転送先の状態を確認し、ステップＳ６で通信制限がかかっているときは、ステップＳ７に進み、転送先が通信中なのかそれ以外の要因なのか判別する。通信中であればステップＳ９で、通信処理が終わるまで待機させ、それ以外なら、ステップＳ８で機器毎通信以外の故障検知などの要因を調査する処理を行う。ステップＳ６で通信制限がなくなると、ステップＳ１０の送信先優先処理を行う。
【００７０】
図１２では、周辺機器６からの変化情報を複数のモバイル装置５に更新をかけるため、ワイヤレス機器用の送信先優先処理を説明する。
【００７１】
図１２のステップＳ１１で認識しているＢｌｕｅｔｏｏｔｈネットワーク内の機器の順次処理をおこなう。ステップＳ１２で各モバイル装置のモードを判定し、通信不可である時はステップＳ１７の転送先からはずす。通信可能なもののみステップＳ１３で振り分け、ステップＳ１４で最新の通信処理時間を比較する。
【００７２】
ただし、最新の情報でなくともネットワークに入るときの接続時の時間を比較しても良い。
【００７３】
ここで、例えばモバイル装置５（３）は３００ｍｓかかったとし、モバイル装置５（１）は５００ｍｓ、モバイル装置５（４）は受信状態が悪く、データ欠けも多く誤り率が高かったため再送が多いとし１０００ｍｓかかったとする。するとステップＳ１４の結果はモバイル装置５（３）＞モバイル装置５（１）＞モバイル装置５（４）という速度の速い順になり、ステップＳ１５で早い順にデータを送信していく。データ送信が完了したら、ステップＳ１２で外されたモバイル装置５（２）の通信状態を確認、通信確立処理を行う。もし、ここで、通信状態が良くなっていればデータ更新処理を行う。
【００７４】
上記処理においては、一般的なＬＡＮネットワーク上ではデータを一括して送信する方法のブロードキャストを行っても、データは順次送信されていくため、各機器の通信状態の良いものから優先的に送信していき、全機器のデータ更新にかかる時間を短縮させて、同期を完了する。もし、ランダム、もしくは優先をつけることなくデータを送信していくと、通信不可な機器や、通信状態が良好でないものの処理に時間がかかり、良好状態の機器が後回しにしてしまい全体の同期完了に時間がかかることになる。
【００７５】
次に、図１３でモバイル装置５側からリモコン操作で、周辺装置６の設定値を変更したときに、操作された周辺機器６のデータ更新、その後、すべてのモバイル装置５のデータ更新までのフローを説明する。
【００７６】
図１３に示すように、ステップＳ１，ステップＳ２は図１１と同様である。ステップＳ３ａで例えばモバイル装置５（１）の光源装置１６の光量アップを操作する。モバイル装置５（１）のＣＰＵ３７が変化をステップＳ４ａで認識し、集中制御装置２２のＣＰＵ３１に変更情報をステップＳ４ｂで送信する。ステップＳ５でＣＰＵ３１は変化情報を認識し、得られたＩＤの周辺装置ヘデータ送信を行う。このときＳ７で通信制限が有るときは以下、前述同様の処理をし、通信制限がなければステップＳ２１で光源装置１６に送信しデータ変更をかける。
【００７７】
ＣＰＵ３１は光源装置１６のデータが更新されたことを認識したら、ステップＳ２２で通信状態制限を確認する。次にステップＳ２６で通信先優先判定処理を行うが、モバイル装置５へのデータ送信処理（ステップＳ２３〜ステップＳ２５）は図１１のステップＳ７〜ステップＳ９と同様である。
【００７８】
図１４は、集中制御装置２２で管理されている複数の周辺機器６やモバイル装置５で構成される被制御装置からのデータ更新を例えば、通信受信中に認識したときに、優先度の高い処理から順に処理し、データ更新を効率よく行うフローである。
【００７９】
図１４に示すように、ステップＳ３１で気腹器の過圧Ｅｒｒｏｒ（＝制御コマンドＣ１）と、ユーザーの操作した光量アップ（＝制御コマンドＣ２）と、モバイル装置からの気腹装置送気ＳＴＡＲＴ（＝制御コマンドＣ３）と、光源装置通信Ｅｒｒｏｒ（＝制御コマンドＣ４）が認識できたとき、ステップＳ３２で被制御装置の中でも、手術において必須の周辺機器６であるのか、リモコン、もしくは表示用のモバイル装置５なのかを検出し、モバイル装置５をステップＳ３７の優先度の低いほうに振り分ける。
【００８０】
ステップＳ３３において、周辺機器６のみ残り、ステップＳ３４で周辺機器用優先度比較処理を行う。
【００８１】
本実施の形態では、制御コマンドの中でも、装置警告を再優先にし、次に通信Ｅｒｒｏｒ、操作更新、ポーリングで得た情報の順に優先度をつける。次にその中で、機器別の優先度で、気腹装置や、電気メスのような治療器を優先させる。
【００８２】
すると、制御コマンドＣ１＞制御コマンドＣ４＞制御コマンドＣ２の順になり、ステップＳ３５で過圧Ｅｒｒｏｒのデータ更新をまず行う。すべての機器の更新が完了したら、それ以外の更新を順次行う。ここで、警告のみを再優先として、それ以外の処理を無効処理としても良い。その後、ステップＳ３７で外された機器の処理を行う。
【００８３】
また、複数受信した制御コマンドを機器毎に振り分け通信可能機器、もしくは優先度の高い機器からまとめてブロック送信を行うことで、処理時間を減らすこともできる。
【００８４】
ここで言うブロック送信とは、コマンド送信において、連続したアドレスをまとめれＲＥＡＤ／ＷＲＩＴＥすると処理が早いため、複数の制御コマンドを受信したときは、機器毎に振り分け新たなアドレスにデータを保持させ機器毎ブロック送信を行うと処理時間が早くなる。
【００８５】
また、本実施の形態ではモバイル装置５として、ＰＤＡのような携帯情報端末で行っていたが、液晶ディスプレイ、プラズマディスプレイなどの表示機を用いたり、液晶タッチパネルを複数用いても、各機器に無線ユニットを搭載させ、集中制御装置２２に管理させることで、同様に上記作用を行える。そのため、無線通信のように１つのホストから複数の被制御機器を管理するときには、機器毎の優先度をつけ、効率よく処理を行えるようにする。
【００８６】
（効果）
上記構成と作用により、１つの集中制御装置により制御されている、例えば同一の通信方式で制御される複数の周辺機器、それとは別の異なる通信方式で制御されている複数のモバイル装置の間で内部データの常時同期が必要な本システムにおいて、各通信方式毎で、かつ各機器毎の通信状態を監視しておき、データ送受信時に選択的に機器に優先順位をつけ、データのやり取りを行うことで、効率よくデータの送受信を行うことができ、システム内のデータ同期にかかる時間を短縮させることができる効果がある。当然、ユーザにとっては表示更新の必要な機器が早く更新されるので、不都合を感じることなく、内視鏡手術に支障を与えることはなくなる。
【００８７】
図１５ないし図１９は本発明の第２の実施の形態に係わり、図１５は内視鏡手術システムの構成を示す構成図、図１６は図１５の内視鏡手術システムの変形例の構成を示す構成図、図１７は図１５の集中制御装置とモバイル装置の接続関係を示す図、図１８は図１５の内視鏡手術システムの作用を説明するフローチャート、図１９は図１６の内視鏡手術システムの作用を説明するフローチャートである。
【００８８】
第２の実施の形態は、第１の実施の形態とほとんど同じであるので、異なる点のみ説明し、同一の構成には同じ符号をつけ説明は省略する。
【００８９】
図１５に示すように、本実施の形態では、モバイル装置５は例えば携帯情報端末等のＰＤＡである。ここで、モバイル装置５は電気的接続可能なアダプタ８７を持っている。一般的なＰＤＡ機器ではクレードルと呼ばれているパソコンと同期可能なケーブルがあり、そのクレードルのコネクタとＰＤＡ背面に配置されているコネクタが電気的に接続し、ＲＳ−２３２ＣやＵＳＢの通信により同期を行っている。
【００９０】
本実施の形態では、図１５のようにモバイル装置５の背面コネクタ８８にアダプタ８７を接続しクレードル８６を用い、モバイル装置５が一般的なシリアル通信可能なアダプタを用いた例と、図１６のように集中制御装置２２にモバイル装置５の背面コネクタ８８と接続可能なフォルダ９２を設けて接続検知を行う方法を説明する。
【００９１】
図１５の背面コネクタ８８は、本実施の形態では、ＲＳ−２３２Ｃの通信可能なコネクタであって、Ｐｉｎは一般的なＲＳ−２３２Ｃの信号線で、電源ラインと、グランドとしてＦＧ、ＳＧ、送受信ＤＡＴＡラインにＴｘＤ、ＲｘＤと送信要求にＣＴＳ，ＲＴＳとＤＳＲ，ＤＴＲがあり、本実施の形態のポイントとなる接続検知用のＰｉｎを設けている。ここで、アダプタ８７のコネクタ８９をモバイル装置５コネクタ８６に接続できるようになっている。
【００９２】
図１７に示すように、モバイル装置５側はＣＰＵ３７とＲＳ−２３２Ｃドライバ８９で構成され、また集中制御装置２２側はＲＳ−２３２Ｃドライバ９０、ＣＰＵ３１、接続検知信号生成部９１と周辺機器通信Ｉ／Ｆ８とで構成されている。そして、背面コネクタ８８でアダプタ８７（図１６ではフォルダ９２）と接続されている。
【００９３】
（作用）
まず、図１８のフローを用いて図１５の構成の場合の接続検知の制御方法を説明する。
【００９４】
図１８に示すように、アダプタ８７をモバイル装置５に接続すると、ステップＳ４１で接続検知信号生成部９１がアダプタ８７がモバイル装置５に接続されたかどうか判断し、接続されていない場合はステップＳ４２でモバイル装置５で操作画面に移行しても動作不可となり、接続されている場合はステップＳ４３に進み、ステップＳ４３で信号線のＰｉｎ２の電源ラインよりアダプタ８７側に供給される。
【００９５】
その後、ステップＳ４４〜Ｓ５０で、アダプタ８７側に供給された接続検知信号を受けて、接続検知信号から接続検知のトリガ信号を生成し集中制御装置２２側のＣＰＵ３１に送信される。
【００９６】
ＣＰＵが接続検知信号をトリガ信号としてアダプタ８７を介して、集中制御装置２２とモバイル装置５とで自動的に通信接続を行う。通信接続が完了すると周辺装置リモコン用のアプリケーションが起動され、集中制御装置２２において、周辺機器からの測定情報をポーリングし、モバイル装置５に送信する。接続検知信号の検出中は常時リアルタイムに表示を更新させる。
【００９７】
また、図１６の構成においては、図１９のステップＳ５１〜Ｓ５９に示すように、集中制御装置２２の電気的接続可能なコネクタをもつフォルダ９２にモバイル装置５を接続すると、接続検知を行い、集中制御装置２２側からモバイル装置５の制御用アプリケーションをを起動させ、自動的に通信確立を行う。通信可能状態に入ると、モバイル装置５のモニタに送受信のコマンドが表示され選択可能となる。ユーザのほうで、送信を選択されると、モバイル装置５に保存されていた各周辺機器の設定情報（図５参照）を一括で送信され、その情報を受信した集中制御装置２２が各周辺機器の設定情報を更新する。また、受信を選択されると、各機器の設定情報を読み込むことが可能となる。
【００９８】
（効果）
上記構成、作用にて、手術前の周辺機器設定情報（手技別、患音別の個々のデータ）を一括して更新させる、もしくは手術後の周辺機器設定情報を一括して読み込み保存しておくことができるようになる。よって効率よく手術の準備ができるようになる。
【００９９】
図２０ないし図２２は本発明の第３の実施の形態に係わり、図２０は内視鏡手術システムの構成を示す構成図、図２１は図２０のモバイル装置の作用を説明する第１の図、図２２は図２０のモバイル装置の作用を説明する第２の図である。
【０１００】
第３の実施の形態は、第１の実施の形態とほとんど同じであるので、異なる点のみ説明し、同一の構成には同じ符号をつけ説明は省略する。
【０１０１】
（構成）
図２０は、特定のモバイル装置５をもったＤｒやナース等のユーザが集中制御装置２２あるいは周辺機器電源管理部９３との無線通信可能距離に入ると、それぞれの機器がＩＤ送信を行い、通信接続、初期設定送信を行える。本実施の形態での無線通信可能距離とは、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈでいう送受信モジュールの送信電力を調整することで１０ｍ以下、１００ｍ以下の選択可能で手術室内を想定して送信電力を低い１０ｍ構成としている。
【０１０２】
本実施の形態では、手術の準備／後片付け時を想定し、集中制御装置２２と他の各周辺機器の電源がＯＦＦ状態、もしくはＯＮ状態にある時に、モバイル装置５が手術室内を入退室するときに自動で電源のＯＮ／ＯＦＦかつ設定データの送受信を行う。
【０１０３】
第１、第２の実施の形態で説明した、集中制御装置２２、各周辺機器６、ＢｌｕｅｔｏｏｔｈのＩ／Ｆ部の構成は同等の構成であり、ＢｌｕｅｔｏｏｔｈのＩ／Ｆ部を搭載している周辺機器電源管理部９３と、モバイル装置５の周辺機器データ一括設定画面で、前述した図５のＤｒ名称６２の詳細情報画面に、図２１に示すように、電源自動／手動のモード９５を選択することと、設定値一括送信受信の自動設定のモード９４を選択ことができる構成としている。
【０１０４】
（作用）
上記構成にて、集中制御装置２２と各周辺機器６の一括電源ＯＮと設定情報一括送信の制御を説明する。
【０１０５】
初期構成として、集中制御装置２２と各周辺機器６は電源ＯＦＦしている。ここで、周辺機器電源管理部９３はＡＣコンセントに接続されており、各機器のコンセントを接続させており集中管理している。また、内蔵Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈモジュールは常時動作しており通信可能な機器が応答するのを待機している。
【０１０６】
例えばモバイル装置５をもったナースが手術室内に入室するとする。事前に一括送信画面で数値を設定しておき、入室を検出し、通信が確立した後、各周辺機器の設定値を自動的に送信する。また、電源管理自動に設定しておくことで、入室前にモバイル装置５の電源をＯＮしておき、リモコンアプリケーションを起動させておく。例えばモバイル装置５の電源のみＯＮしておけば、入手と同時にアプリケーション起動も自動にしても良い。
【０１０７】
ここで、通信可能な距離に入ると、モバイル装置５と周辺機器電源管理部９３がそれぞれＩＤ送信、通信確立制御を行う。通信確立が終了すると、前述した自動電源ＯＮを選択されているので、電源ＯＮのコマンドを送信する。それを受信した周辺機器電源管理部９３は、リレー等でコンセントから供給されていた電源を各機器にＯＮさせる。
【０１０８】
集中制御装置２２、各周辺機器６の電源が立ち上がる。その後、集中制御装置２２とモバイル装置５とＩＤ送信、通信状態確認し通信確立を行う。その後モバイル装置５からの一括設定の内容を集中制御装置２２が要求し、モバイル装置５から設定情報を送信される。
【０１０９】
その内容を受信した集中制御装置２２は第１，第２の実施の形態で説明したように、各周辺機器６の自動設定を行い、手術前の準備完了となる。また手動でＯＮさせるときは、通信確立までは自動的に行い、図２２に示すように、電源ＯＮのコマンドを表示（アラームで認識させる）させ、ユーザに最終的に確認させる方法を取る。
【０１１０】
逆に手術終了時は、第２の実施の形態で説明した、集中制御装置２２に接続し、各周辺機器設定値をモバイル装置５に読み込み、手術室を出ると、周辺機器電源管理部９３とモバイル装置５との通信が切断され、電周辺機器電源管理部９３が一括して電源をＯＦＦする。この時、モバイル装置５と周辺機器電源管理部９３は５ｓないし１０ｓのある一定の間隔をもって通信確立状態を常時確認させている。また、手動にて、モバイル装置５から電源ＯＦＦのコマンドを送信させ制御にてＯＦＦさせても良い。
【０１１１】
（効果）
第３の実施の形態で説明した構成、及び作用にてＩＤで管理されているモバイル装置をもったＤｒやナースが手術室に入退出したことを特定のＩＤを検知することで、各周辺機器、およびシステムコントローラの電源を自動でたち上げる（シャットダウン）ことができ、さらに、手術前の準備も設定できるようになるため、簡単な操作かつ短時間で手術の準備をする事ができ、Ｄｒ、ナースの負担を減らすことができる。
【０１１２】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、少なくとも１つ以上の集中制御装置と、該集中制御装置により制御可能な少なくとも２つ以上の被制御装置との間において通信が行われる際に、該通信の監視結果に応じて優先順位を決定することにより、データのやり取りを効率良く行うことができるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係る内視鏡手術システムの構成を示す構成図
【図２】図１の患者モニタシステムの構成を示す構成図
【図３】図１の内視鏡手術システムの簡易ブロックを示す図
【図４】図１の内視鏡手術システムの変形例の簡易ブロックを示す図
【図５】図１のモバイル装置の表示画面を示す第１の図
【図６】図１のモバイル装置の表示画面を示す第２の図
【図７】図３の集中制御装置の構成を示すブロック図
【図８】図３のモバイル装置の構成を示すブロック図
【図９】図７の集中制御装置の通信Ｉ／Ｆ部の構成を示すブロック図
【図１０】図８の通信状態判別部の構成を示すブロック図
【図１１】図１の内視鏡手術システムの作用を説明する第１のフォローチャート
【図１２】図１の内視鏡手術システムの作用を説明する第２のフォローチャート
【図１３】図１の内視鏡手術システムの作用を説明する第３のフォローチャート
【図１４】図１の内視鏡手術システムの作用を説明する第４のフォローチャート
【図１５】本発明の第２の実施の形態に係る内視鏡手術システムの構成を示す構成図
【図１６】図１５の内視鏡手術システムの変形例の構成を示す構成図
【図１７】図１５の集中制御装置とモバイル装置の接続関係を示す図
【図１８】図１５の内視鏡手術システムの作用を説明するフローチャート
【図１９】図１６の内視鏡手術システムの作用を説明するフローチャート
【図２０】本発明の第３の実施の形態に係る内視鏡手術システムの構成を示す構成図
【図２１】図２０のモバイル装置の作用を説明する第１の
【図２２】図２０のモバイル装置の作用を説明する第２の図
【符号の説明】
２…手術室
３…内視鏡手術システム
４…患者モニタシステム
５…遠隔操作装置（モバイル装置）
６…周辺機器
８…２３２Ｃ周辺機器Ｉ／Ｆ
９…ケーブル
１０…患者ベッド
１１…第１のカート
１２…第２のカート
１３…電気メス
１４…気腹装置
１５…内視鏡用カメラ装置
１６…光源装置
１７…ＶＴＲ
１８…ガスボンベ
１９…表示装置
２０…集中表示パネル
２１…操作パネル
２２…システムコントローラ
２３…内視鏡用カメラ装置
２４…光源装置
２５…画像処理装置
２６…表示装置
２７…集中表示パネル
２８…中継ユニット
２９…中継ケーブル
３０…リモートコントローラ
３１…システムコントローラＣＰ
３２…データ格納用メモリ
３３…プログラム格納用ＲＯＭ
３４…通信状態判別部
３５…通信Ｉ／Ｆ
３６…通信Ｉ／Ｆ
３７…モバイル装置ＣＰＵ
３８…データ格納用メモリ
３９…プログラム格納用ＲＯＭ
４０…液晶表示部
【発明の属する技術分野】
本発明は制御システム及び医療用制御システム、更に詳しくは複数の医療機器を制御する部分に特徴のある制御システム及び医療用制御システムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
複数の医療機器で構成されるシステムとして、例えば、内視鏡を備えた医療用内視鏡システムがあげられる。
【０００３】
一般的な内視鏡システムは、例えば、観察を行うための内視鏡と、この内視鏡に接続されるカメラヘッドと、このカメラヘッドで撮像した画像信号を処理する内視鏡用カメラ装置と、被写体を照明する為に上記内視鏡へ照明光を供給する光源装置と、上記内視鏡用カメラ装置で信号処理して得た内視鏡画像を表示するモニタなどを備えている。
【０００４】
上記内視鏡システムは、被検部位へ内視鏡を挿入し、光源装置から照明光を被写体へ照射して内視鏡で被写体の光学像を得ている。そして、上記内視鏡システムはカメラヘッドで撮像した被写体像をモニタに映し出すようになっている。
【０００５】
このような内視鏡システムにより、体腔内などの観察、検査が行われる。また、内視鏡を用いた外科手術なども行われている。
【０００６】
この内視鏡外科手術は、前述の装置に加えて、腹腔内を膨張させる為に用いる気腹装置や、生体組織を切除或いは凝固する高周波焼灼装置等を用い、内視鏡下で、複処置部位を観察しながら各処置が施される。
【０００７】
ここで、従来の内視鏡システムでは、例えば本出願人が先に出願した特願２００１−２６９３０４号に記載されているように、周辺機器とＲＳ−２３２Ｃのシリアル通信でデータの送受信を行っている集中制御装置により、前記周辺機器の設定値、測定値を管理することができた。また、設定パネル等のツールを用いると、各種設定値の変更や、データの人手が容易に行えた。さらに、設定パネルで携帯情報端末等を用いることにより、測定データをリアルタイムに更新しながら、設定を変更するモバイル設定／表示ユニットに応用することも可能であった。
【０００８】
その時、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ、無線ＬＡＮ、有線ＬＡＮのような通信規格を使えば、複数の機器と通信することができ、前述した周辺機器制御用の携帯情報端末を１つに固定することなく、複数の機器からの制御も可能であり、より使いやすいシステムを構成できた。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
ここで、以下で説明する内視鏡システムにおいて、集中制御装置とＲＳ−２３２Ｃの有線で通信を行っている気腹装置、光源装置、治療装置、さらに、ＬＡＮによる有線の通信を行っている患者モニタ装置を、複数の周辺装置と記す。また、集中制御装置と無線のＢｌｕｅｔｏｏｔｈで通信を行っているＰＤＡなどの携帯情報端末をモバイル装置と記す。
【００１０】
前述した内視鏡システムでは、例えば周辺機器である気腹装置の設定を変更すると、集中制御装置にＲＳ−２３２Ｃのシリアル伝送により情報の更新がかけられる。その後、集中制御装置の中で更新されたデータを前述の方式と通信速度のことなる通信方式であるＢｌｕｅｔｏｏｔｈで１つまたは複数のモバイル装置に情報を更新することになる。
【００１１】
すると、モバイル装置の通信状態によっては更新完了までの時間にばらつきができる。特に無線のような機器においては、同一周波数を用いた規格の機器が存在すると電波干渉により通信速度が遅くなることが有るため、ＲＳ−２３２Ｃでデータの更新される時間と、モバイル装置のデータ更新完了までの時間にずれが生じてしまい、更新に時間がかかったり、通信Ｅｒｒｏｒを引き起こしてしまう可能性が有った。さらに手術室内には、無線機器が多く存在し、それらの干渉がある。
【００１２】
また、無線通信では、障害物を通すことができるメリットがあるが、ソフトウエアの処理上では障害物によりデータの欠けがあり誤り率が多くなり、コマンド再送が増える為通信速度の低下が発生する。そのため、早いタイミングでポーリングしている気腹装置や治療装置、患者モニタ装置においてデータ速度が遅くなると、ポーリングＥｒｒｏｒが発生することがあった。
【００１３】
つまり、例えば患者モニタ装置からの生体情報の表示をかけるときはデータ更新間隔も早く、パラメータ数も多いため、通信速度のずれにより、データ更新完了でＥｒｒｏｒがあると、重要な生体情報の変化をＤｒが見つけることができなくなり、手術を行う上で支障をきたすようになってしまう。
【００１４】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、少なくとも１つ以上の集中制御装置と、該集中制御装置により制御可能な少なくとも２つ以上の被制御装置との間において通信が行われる際に、該通信の監視結果に応じて優先順位を決定することにより、データのやり取りを効率良く行うことができる制御システム及び医療用制御システムを提供することを目的としている。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
本発明の第１の制御システムは、少なくとも１つ以上の集中制御装置で制御可能な少なくとも２つ以上の被制御装置を有する制御システムにおいて、前記集中制御装置に設けられ、それぞれの前記被制御装置から受信した情報を保存しておく情報格納部と、前記情報を前記被制御装置に順次送受信可能な送受信手段と、前記被制御装置の送受信手段の動作状態を監視する通信監視手段と、前記通信監視手段の監視結果に基づき、前記情報が送信される際の優先順位を決定する通信優先順位判定手段と、前記通信優先順位判定手段により決定された前記優先順位に基づき、前記情報を前記送受信手段に転送する転送手段と、を具備して構成される。
本発明の第２の制御システムは、集中制御装置で制御可能な複数の周辺装置と、表示可能な複数の遠隔装置で構成された複数の被制御装置を有する制御システムにおいて、前記集中制御装置に設けられ、それぞれの前記被制御装置から受信した情報を保存しておく情報格納部と、前記情報を前記被制御装置に順次送受信可能な送受信手段と、前記被制御装置各々の送受信手段の動作状態を監視する通信監視手段と、前記通信監視手段の監視結果に基づき、前記情報が送信される際の優先順位を決定する通信優先順位判定手段と、前記通信優先順位判定手段により決定された前記優先順位に基づき、前記情報を前記送受信手段に転送する転送手段と、前記集中制御装置と前記被制御装置との間の電気的な信号のやり取りが可能であるとき信号を生成するトリガ信号生成手段と、前記トリガを検出する検出手段と、を具備して構成される。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照しながら本発明の実施の形態について述べる。
【００１７】
図１ないし図１４は本発明の第１の実施の形態に係わり、図１は内視鏡手術システムの構成を示す構成図、図２は図１の患者モニタシステムの構成を示す構成図、図３は図１の内視鏡手術システムの簡易ブロックを示す図、図４は図１の内視鏡手術システムの変形例の簡易ブロックを示す図、図５は図１のモバイル装置の表示画面を示す第１の図、図６は図１のモバイル装置の表示画面を示す第２の図、図７は図３の集中制御装置の構成を示すブロック図、図８は図３のモバイル装置の構成を示すブロック図、図９は図７の集中制御装置の通信Ｉ／Ｆ部の構成を示すブロック図、図１０は図８の通信状態判別部の構成を示すブロック図、図１１は図１の内視鏡手術システムの作用を説明する第１のフォローチャート、図１２は図１の内視鏡手術システムの作用を説明する第２のフォローチャート、図１３は図１の内視鏡手術システムの作用を説明する第３のフォローチャート、図１４は図１の内視鏡手術システムの作用を説明する第４のフォローチャートである。
【００１８】
（構成）
図１に示すように、手術室２内には、患者が横たわる患者ベッド１０および内視鏡手術システム３が配置される。この内視鏡手術システム３は、第１のカート１１および第２のカート１２を有し、第１のカート１１には、医療機器で構成される周辺装置として、電気メス１３、気腹装置１４、内視鏡用カメラ装置１５、光源装置１６、およびＶＴＲ１７等の装置類と、二酸化炭素等を充填したガスボンベ１８が載置されている。以下、後述するように符号６を付してこれらの機器を周辺装置６で代表させて記すことがある。
【００１９】
さらに、内視鏡画像を表示する、例えば、ＴＶモニタである表示装置１９、術中のあらゆるデータを選択的に表示させることが 可能な集中表示パネル２０、および、例えば液晶ディスプレイ等の表示部とこの表示部上に一体的に設けられた例えば、タッチセンサにより構成され、非滅菌域 にいる看護師等が操作する集中操作装置となる操作パネル２１等がこの第１カート１２に載置されている。
【００２０】
さらに、第１カート１１には、システム全体の制御をおこなう集中制御手段である集中制御装置２２が載置されており、この集中制御装置２２に、前記電気メス１３と気腹装置１４と内視鏡カメラ装置１５と光源装置１６とＶＴＲ１７とが、図示しない通信線を介して接続されている。この集中制御装置２には、通信コントローラ（以下Ｉ／Ｆ６３と記す）が内蔵されており、通信ケーブル６４を介して各周辺機器のＩ／Ｆ６３に接続される。
【００２１】
一方、前記第２のカート１２には内視鏡用カメラ装置２３、光源装置２４および画像処理装置２５等の装置と、内視鏡用カメラ装置２３でとらえた内視鏡画像を表示する表示装置２６と、術中のあらゆるデータを選択的に表示させることが可能な第２の集中表示パネル２７とが載置されている。
【００２２】
これらの内視鏡用カメラ装置２３と光源装置２４と画像処理装置２５とは、第２のカート１２に載置された中継ユニット２８に図示しない通信線を介して接続されている。そして、この中継ユニット２８は、中継ケーブル２９によって、上述の集中制御装置２２に接続されている。
【００２３】
そして、集中制御装置２２が、これらの第２のカート１２に搭載されているカメラ装置２３と光源装置２４と画像処理装置２５と、第１のカートに搭載されている電気メス１３と気腹装置１４とカメラ装置１５と光源装置１６とＶＴＲ１７とを集中制御を行う構成である。
【００２４】
集中制御装置２２とこれらの装置との間で通信が成立している場合、上述の操作パネル２１の液晶ディスプレイ上に、接続されている装置の設定状態や操作スイッチ等の設定画面を表示させるとともに、所望の操作スイッチに触れて所定領域のタッチセンサを操作することによって設定値の変更等の操作入力を行うことができる。
【００２５】
滅菌域にいる執刀医等が操作する第２の集中制御装置としてのリモートコントローラ３０があり、通信が成立して、他の装置を集中制御装置２２を介して操作をおこなうことが可能となっている。また、集中制御装置２２には複数のモバイル装置５が接続可能となっており、モバイル装置５は、操作パネル２１と表示パネル２０の機能を併せ持つ。さらに、患者の生体情報を測定する患者モニタシステム４が設けられている。
【００２６】
図２に示すように、本実施の形態の患者モニタシステム４には、信号接続部４１が設けられており、ケーブル４２を介して、心電計４３とパルスオキシメータ４４とカプノメータ４５等のバイタルサイン測定器と接続されている。
【００２７】
カプノメータ４５はケーブル４６を介して呼気センサ４７に接続されており、この呼気センサ４７は、患者４８に取り付けられた呼吸器ホース４９に設けられている。これにより、患者４８の心電図、血中酸素飽和度、呼気炭酸ガス濃度等の生体情報を測定することができる。
【００２８】
この信号接続部４１は、患者モニタシステム４の内部で制御部５０と電気的に接続される。また、制御部５０は、映像信号線５３とコネクタ５４とケーブル５５とを介して表示装置５６に接続される。更に、この制御部５０は、通信コントローラ（以下Ｉ／Ｆ部と記す）６と電気的に接続されている。このＩ／Ｆ部６はＬＡＮの通信方式で、通信コネクタ５１を介して集中制御装置２２に内蔵している後述する通信コントローラ（以下Ｉ／Ｆ部と記す）８（図示せず）に接続される。
【００２９】
なお、前述したＩ／Ｆ部７に接続されるＬＡＮはＲＳ−２３２ＣやＵＳＢ等のシリアル通信でも、ＩｒＤＡ、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈなどのワイヤレス通信でもかまわない。
【００３０】
図３は、内視鏡手術システム３の簡易ブロック図を示す。アダプタ９９は集中制御装置２２とシリアル伝送しており、集中制御装置２２はそのアダプタ９９を介して、複数のモバイル装置５（１），５（２），５（３），５（４）とＢｌｕｅｔｏｏｔｈで通信されている。
【００３１】
なお、図４に示すように、集中制御装置２２内部にＢｌｕｅｔｏｏｔｈの通信インターフェース１０１をもち、集中制御装置２２ですべての被制御装置を管理できる構成としてもよく、図４の構成でも本実施の形態と同様の効果が得られ、さらに小型化させることができる。
【００３２】
図５は図１で説明したモバイル装置５の表示画面を示している。モバイル装置５では、メインメニュー画面５９に周辺装置のリモートコントロールを行うコマンド画面移行の選択をする周辺機器別設定メニュー６０が操作パネル５８に表示され、モバイル装置５の図示しないメモリ上に保存されている周辺機器設定情報を集中制御装置２２に一括送信することが可能となっている。ただし、実際はシリアル伝送されるが、１つのコマンドで順次送信されるようになる構成である。また、メインメニュー画面５９には送信できるユーザー各入力部６１と図示しない保存内容を確認する画面に移行するコマンド６２とが設けられている。
【００３３】
図６は前述した周辺機器別設定メニュー６０で気腹装置１４を選択した時のモニタ画面６５を示している。ただし、図５ではＵＨＩと記している。このときのモニタ画面６５は、図６に示すように、気腹装置１４のコマンドは腹腔の圧力設定、および流量設定のＵＰ／ＤＯＷＮコマンド６７と腹腔圧、および流量の測定値表示部６６と送気ＯＮ／ＯＦＦコマンド６８で構成されている。
【００３４】
図７に示すように、集中制御装置２２は、気腹装置１４や光源装置１６等の周辺機器６と本実施の形態ではＲＳ−２３２Ｃ等のシリアル通信用インターフェース（以下、Ｉ／Ｆ部と記す）８と、制御系としての、各機器との通信等を集中制御するＣＰＵ３１と、各機器との制御データ等を格納しておくデータ格納用メモリ３２と、前記ＣＰＵ３１を作動させる動作プログラムを格納しておくＲＯＭ３３と、モバイル装置５と通信を行う通信インターフェース（以下Ｉ／Ｆ部と記す）３５と、集中制御装置２２と通信している被制御装置との通信状態を監視する通信状態判別部３４とで構成されている。
【００３５】
上記構成で説明した集中制御装置２２における通信は、ＲＳ―２３２Ｃ、パラレル通信、ＬＡＮ等の有線通信であろうと、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ、ＩｒＤＡ、無線ＬＡＮ等の無線通信であっても良い。
【００３６】
図８に示すように、モバイル装置５は、前記集中制御装置２２と無線通信を行うための通信インターフェース部（以下Ｉ／Ｆ３６と記す）と、制御系としての、通信等を集中制御するＣＰＵ３７と、データ格納用のメモリ３８と、ＣＰＵ３７の動作プログラム格納しているＲＯＭ３９と、パネルをタッチすることでコマンド操作を行うための液晶表示部４０と、コマンドの入力を行う操作部５２で構成されている。なお、操作部５２は、具体的には、例えば図５における、メインメニュー画面５９の周辺機器別設定メニュー６０、ユーザー各入力部６１、コマンド６２等である。
【００３７】
図９に示すように、集中制御装置２２のＩ／Ｆ部３５は、微弱な広帯域信号送受信部分のＲＦ（Ｒａｄｉｏ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ）部７１と、ＲＦ部７１の制御やデータ管理をする強狭帯域部のベースバンド部７５と、送受信を切り替えるスイッチドライバ７４と、スイッチ１１０、アンテナ１１１で構成されている。
【００３８】
ベースバンド部７５は、ＲＦ７１からディジタル化された信号を処理する制御／演算用プロセッサを備えた無線制御／演算部７０で構成されており、集中制御装置２２の前記集中制御用のＣＰＵ３１と信号のやり取りができる構成である。
【００３９】
ＲＦ部７１の送信部７２は、図示しないＤ／Ａ変換器や周波数変調器やＬＰＦ（ローパスフィルタ）や電力増幅器などで構成されており、ベースバンド部７５からのデジタル情報を周波数ホッピングしたり、送信電力を制御する機能を持っている。なお、周波数ホッピングとは変調ある周波数の範囲のなかで、高速で周波数を切り替えながらデータを飛ばす変調方式の意味である。ＲＦ部７１の受信部７３は、図示しない周波数変調器、周波数ホッピングコントロール、フィルタ等で構成されており、モバイル装置５から送られてくる信号から前述した周波数ホッピング信号の相関をとったり、信号の復調を行ったりしている。
【００４０】
さらには、通信データの欠けがあれば、再送処理なども行う。スイッチドライバ７４で送受信を切り替えアンテナで無線信号の送受信を行う。前述した送信部７２及び受信部７３の演算を無線制御／演算部７０で処理し、無線通信を行っているため、処理の時間は通信感度、データ量により変化してしまう構成になる。
【００４１】
なお、図示はしないが、モバイル装置５側のＩ／Ｆ３６もベースバンド部７５とＲＦ部７１と送受信アンテナ１１１をもっているものとする。
【００４２】
図１０に示すように、通信状態判別部３４は、複数の周辺機器の機器判別用ＩＤや通信状態、通信情報が格納され常時監視する 通信状態格納部７６と、複数のモバイル装置５の機器判別用のＩＤと通信状態、通信情報を監視しておく通信状態格納部７７とを備え、それらを監視処理や、常時 データ更新、通信制限処理、通信データの流れを制御するようになっている。
【００４３】
なお、ＣＰＵ３１の処理は、本実施の形態では、すべてソフトウエアで処理させる構成であるが、後述する図１１〜１４のフローで説明している、例えばタッチパネル等を制御させ、画像を扱うような構成をとるときは、スペックがＭＨｚ帯では処理しきれないためＣＰＵ３１の負担が多くなる。かなりのハイスペックを用いなければ１つのＣＰＵでは複数の被制御装置をすべて通信しながら、さらに通信格納部のデータ監視を行うのは難しい。
【００４４】
そのため、ＤＳＰ（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｓｉｇｎａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｏｒ）等の転送レートの高いデータをリアルタイムで処理するために開発されたデバイスを用い高速処理を別ルーチンで動作させる構成であればなお良い。ＣＰＵ３１に比べると、ＤＳＰは処理内容が単純だが高速性を要求されるような本発明においては適した構成になる。
【００４５】
また、通信制限もＣＰＵ３１でやるのではなく、ハードウエアで制限をかけ、前述のＤＳＰのほうから、データ転送中であれば、それを検知しトリガとなる信号をハードウエアで構成された通信制御部のタイミングを生成すれば更によい。
【００４６】
また、前述システムを制御する上で、図示しない基準となるシステムクロックから、それぞれに必要なクロック信号を生成し、処理の同期をとるタイミングジェネレータをもつことで、通信制限、データ転送を行うことは言うまでもないため、図を用いての説明は省略する。
【００４７】
本構成にてＣＰＵ３１による制御は、周辺機器と集中制御装置２２とモバイル装置５との間ではそれぞれのもつ内部データが一致しているかポーリングを行うことで、リアルタイムに測定／設定情報の同期を取る制御を行うことができる構成である。
【００４８】
本実施の形態で監視されている通信状態とは、通信ダウン、もしくは通信可能、さらにＢｌｕｅｔｏｏｔｈの仕様で言う各モードのことを表し、通信情報とはデータの更新の早い機器である気腹装置１４を優先的にデータの更新をかけたり、測定データのない光源装置１６は優先順位を下げたりする情報のことである。
【００４９】
Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈでいうと通信処理の短いものを通信状態良好と認識させたり、無線において通信確立にかかった時間、ならびにデータポーリング時の通信処理時間の情報を指す。
【００５０】
また、通常２ｓポーリングで各機器のデータを更新させるとき、前記情報に基づき、ある手術において気腹器の圧力表示を細かく監視しておく必要があるとき１ｓポーリングに変更できる構成をとれる。
【００５１】
図１１、１２は、周辺機器のうちここでは光源装置１６の制御コマンドを操作したとき、集中制御装置２２および、各モバイル装置とのデータ更新までの制御フローを示す。図１１の送信先優先判定処理は図１２の通信先優先判定処理にリンクしている。ここで、モード確認で通信不可状態を認識したとき、同期用パケット送信の候補からはずし、それ以外の機器の同期完了後通信確認を行うようになっている。
【００５２】
図１３はモバイル装置５から、光源装置１６の光量ＵＰ操作を行ったときの制御フローである。前述した図１１，１２との違いは、モバイル装置５からのコマンド情報を集中制御装置２２で認識して、光源装置１６のデータを更新し、複数のモバイル装置５の表示を更新させる点である。逆に、図１１、１２は光源装置１６からのコマンド情報を集中制御装置２２で認識して、各モバイル装置５に更新をかける構成になる。図１３の優先先判定処理はワイヤレス用として、図１２にリンクする。
【００５３】
図１４は、優先先判定処理のなかで有線でいう複数で構成される周辺機器の場合に優先度を判定する処理を表す。集中制御装置２２で管理されているとき、複数の周辺機器からのデータを同時に認識したときの制御フローになる。
【００５４】
（作用）
以上のように構成された第１の実施の形態で作用を説明する。まず、内視鏡手術を行うにあたり、図１のように内視鏡手術システム３のセッティングを行う。気腹装置１４でガスボンベからのＣＯ２ガスを送気させ、患者の体腔内を膨らまし、内視鏡の視野を確保する。光源装置２４からの光を患者体腔内に導光させ、照らされた体腔内をカメラ装置１５で撮像し、表示装置１９にモニタする。電気メス１３を用いて患部の治療を行う。
【００５５】
このとき、集中制御装置２２はそれらの周辺機器６を管理しており、周辺機器６の設定値／測定値を集中表示パネル２０に表示させ、操作パネル１９で選択されたコマンドを認識し、それを周辺機器６に反映させている。
【００５６】
また、患者の脈拍、体温、心電図等の生体情報をモニタリングする患者モニタシステム４からの測定データを集中制御装置２２で管理させており、集中制御装置２２でカメラ装置１５の内視鏡画像に測定データのキャラクタを重畳させ、表示装置１９にモニタリングしている。さらに集中制御装置２２と患者モニタシステム４間の通信をＬＡＮに限定すれば、複数の患者モニタを１つのネットワーク上に管理させることもできる。
【００５７】
さらに、表示可能なモバイル装置５のツールを用いて、図５で示したコマンドＵＨＩを選択すると、図６のような詳細設定をリモートコントロールできる設定／表示画面６５に切り替わり、コマンド６７流量ＵＰを押されると、モバイル装置５から集中制御装置２２に無線通信される。
【００５８】
具体的な動作としては、図５で示した液晶表示画面を見ながらユーザがコマンドを選択し、操作部でコマンド入力を受け付け、モバイル装置５のＩ／Ｆ部３６から集中制御装置２２に送信し、集中制御装置２２のＩ／Ｆ部３５で受信する。
【００５９】
受信時は、Ｉ／Ｆ部３５では、図９の送受信アンテナ１１１を介し、スイッチドライバ７４はスイッチ１１０を受信側に切り替えており、受信部７３で受ける。受信部７で周波数ホッピングの相関関係を検出し、フィルタを介して、ベースバンド部７０に入力され、無線制御／演算部７０で受信データ処理される。
【００６０】
上記モバイル装置５からの通信を行うときに、通信状態判別部３４では以下のような処理を行う。
【００６１】
集中制御装置２２は自身がホストのとき、通信可能な周辺機器を判別し、そのＩＤを認識し、通信状態／情報を保持できるアドレスを割り当てる。次に、例えばモバイル装置５で操作コマンドが実行され、無線通信を介して集中制御装置２２で受信すると、ＩＤを認識し通信状態９５に受信状態の情報を格納する。
【００６２】
ここで、本実施の形態で説明しているＢｌｕｅｔｏｏｔｈの場合では４つのモードがある。すなわち、
アクティブモードは通信中を表し、
スニフモードはホスト対複数の制御される側との通信時に、制御される機器に対する監視を減らせ、特定の機器のみにデータを送信するモードを表し、
ホールドモードは１対複数の通信時に制御される側が入れるモードで現在のネットワークで接続動作以外の別の処理を行えるモードを表し、
パークモードはネットワーク内のやりとりに参加する必要がなくなり同期のみを取りつづけるモードを表している。
【００６３】
前述した通信状態の情報を記憶させておくのは４つのモードと、さらに、通信可能／不可の情報である。もし、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈのみでモード毎の優先順位をつけるときの上記４つのモードで比較を行う。
【００６４】
このようにして、集中制御装置２２は各モバイル装置５の状態を監視しておく。さらには、集中制御装置２２は表示機器でも有るため、周辺機器６からの測定情報を常時ポーリングし、各モバイル装置５に更新をかける。そのとき、送信からデータ更新並びに受信完了までの処理にかかった時間を受信感度として記憶させ、常時更新させ、いつでも最新の受信感度の情報を通信状態格納部にもつようにする。さらに周辺装置情報として、機器Ｅｒｒｏｒ情報、治療器、患者測定データの優先レベルをあらかじめ指定しておく。
【００６５】
これらの設定を元に、図１１以降のフローとともに、動作を説明する。
【００６６】
図１１において、ステップＳ１で集中制御装置２２は被制御装置の測定情報、設定情報をポーリングする。ステップＳ２でＣＰＵ３１はポーリングで得られた情報と、通信にかかった時間を通信状態判別部３４の通信状態格納部７６，７７のデータを更新する。
【００６７】
ここで、通信の最初に接続されたときの接続認識は、ＣＰＵ３１がＩ／Ｆ部８のポートを常時監視しておき、接続されて被制御装置の応答が有ったときに、ＩＤを受信させ何の機器が接続されたか認識するため、接続確認時のＩＤが通信状態格納部７６，７７の特定の領域に割り当てられ、割り当てられたアドレスに上記ポーリング情報が格納されていくことは言うまでもない。
【００６８】
ステップＳ３で、ユーザが光源装置１６の光量アップを操作をする。ステップＳ４でＣＰＵ３１はＩＤと変化した情報を認識し、ステップＳ５で更新データの転送先を準備する。
【００６９】
次に転送先の状態を確認し、ステップＳ６で通信制限がかかっているときは、ステップＳ７に進み、転送先が通信中なのかそれ以外の要因なのか判別する。通信中であればステップＳ９で、通信処理が終わるまで待機させ、それ以外なら、ステップＳ８で機器毎通信以外の故障検知などの要因を調査する処理を行う。ステップＳ６で通信制限がなくなると、ステップＳ１０の送信先優先処理を行う。
【００７０】
図１２では、周辺機器６からの変化情報を複数のモバイル装置５に更新をかけるため、ワイヤレス機器用の送信先優先処理を説明する。
【００７１】
図１２のステップＳ１１で認識しているＢｌｕｅｔｏｏｔｈネットワーク内の機器の順次処理をおこなう。ステップＳ１２で各モバイル装置のモードを判定し、通信不可である時はステップＳ１７の転送先からはずす。通信可能なもののみステップＳ１３で振り分け、ステップＳ１４で最新の通信処理時間を比較する。
【００７２】
ただし、最新の情報でなくともネットワークに入るときの接続時の時間を比較しても良い。
【００７３】
ここで、例えばモバイル装置５（３）は３００ｍｓかかったとし、モバイル装置５（１）は５００ｍｓ、モバイル装置５（４）は受信状態が悪く、データ欠けも多く誤り率が高かったため再送が多いとし１０００ｍｓかかったとする。するとステップＳ１４の結果はモバイル装置５（３）＞モバイル装置５（１）＞モバイル装置５（４）という速度の速い順になり、ステップＳ１５で早い順にデータを送信していく。データ送信が完了したら、ステップＳ１２で外されたモバイル装置５（２）の通信状態を確認、通信確立処理を行う。もし、ここで、通信状態が良くなっていればデータ更新処理を行う。
【００７４】
上記処理においては、一般的なＬＡＮネットワーク上ではデータを一括して送信する方法のブロードキャストを行っても、データは順次送信されていくため、各機器の通信状態の良いものから優先的に送信していき、全機器のデータ更新にかかる時間を短縮させて、同期を完了する。もし、ランダム、もしくは優先をつけることなくデータを送信していくと、通信不可な機器や、通信状態が良好でないものの処理に時間がかかり、良好状態の機器が後回しにしてしまい全体の同期完了に時間がかかることになる。
【００７５】
次に、図１３でモバイル装置５側からリモコン操作で、周辺装置６の設定値を変更したときに、操作された周辺機器６のデータ更新、その後、すべてのモバイル装置５のデータ更新までのフローを説明する。
【００７６】
図１３に示すように、ステップＳ１，ステップＳ２は図１１と同様である。ステップＳ３ａで例えばモバイル装置５（１）の光源装置１６の光量アップを操作する。モバイル装置５（１）のＣＰＵ３７が変化をステップＳ４ａで認識し、集中制御装置２２のＣＰＵ３１に変更情報をステップＳ４ｂで送信する。ステップＳ５でＣＰＵ３１は変化情報を認識し、得られたＩＤの周辺装置ヘデータ送信を行う。このときＳ７で通信制限が有るときは以下、前述同様の処理をし、通信制限がなければステップＳ２１で光源装置１６に送信しデータ変更をかける。
【００７７】
ＣＰＵ３１は光源装置１６のデータが更新されたことを認識したら、ステップＳ２２で通信状態制限を確認する。次にステップＳ２６で通信先優先判定処理を行うが、モバイル装置５へのデータ送信処理（ステップＳ２３〜ステップＳ２５）は図１１のステップＳ７〜ステップＳ９と同様である。
【００７８】
図１４は、集中制御装置２２で管理されている複数の周辺機器６やモバイル装置５で構成される被制御装置からのデータ更新を例えば、通信受信中に認識したときに、優先度の高い処理から順に処理し、データ更新を効率よく行うフローである。
【００７９】
図１４に示すように、ステップＳ３１で気腹器の過圧Ｅｒｒｏｒ（＝制御コマンドＣ１）と、ユーザーの操作した光量アップ（＝制御コマンドＣ２）と、モバイル装置からの気腹装置送気ＳＴＡＲＴ（＝制御コマンドＣ３）と、光源装置通信Ｅｒｒｏｒ（＝制御コマンドＣ４）が認識できたとき、ステップＳ３２で被制御装置の中でも、手術において必須の周辺機器６であるのか、リモコン、もしくは表示用のモバイル装置５なのかを検出し、モバイル装置５をステップＳ３７の優先度の低いほうに振り分ける。
【００８０】
ステップＳ３３において、周辺機器６のみ残り、ステップＳ３４で周辺機器用優先度比較処理を行う。
【００８１】
本実施の形態では、制御コマンドの中でも、装置警告を再優先にし、次に通信Ｅｒｒｏｒ、操作更新、ポーリングで得た情報の順に優先度をつける。次にその中で、機器別の優先度で、気腹装置や、電気メスのような治療器を優先させる。
【００８２】
すると、制御コマンドＣ１＞制御コマンドＣ４＞制御コマンドＣ２の順になり、ステップＳ３５で過圧Ｅｒｒｏｒのデータ更新をまず行う。すべての機器の更新が完了したら、それ以外の更新を順次行う。ここで、警告のみを再優先として、それ以外の処理を無効処理としても良い。その後、ステップＳ３７で外された機器の処理を行う。
【００８３】
また、複数受信した制御コマンドを機器毎に振り分け通信可能機器、もしくは優先度の高い機器からまとめてブロック送信を行うことで、処理時間を減らすこともできる。
【００８４】
ここで言うブロック送信とは、コマンド送信において、連続したアドレスをまとめれＲＥＡＤ／ＷＲＩＴＥすると処理が早いため、複数の制御コマンドを受信したときは、機器毎に振り分け新たなアドレスにデータを保持させ機器毎ブロック送信を行うと処理時間が早くなる。
【００８５】
また、本実施の形態ではモバイル装置５として、ＰＤＡのような携帯情報端末で行っていたが、液晶ディスプレイ、プラズマディスプレイなどの表示機を用いたり、液晶タッチパネルを複数用いても、各機器に無線ユニットを搭載させ、集中制御装置２２に管理させることで、同様に上記作用を行える。そのため、無線通信のように１つのホストから複数の被制御機器を管理するときには、機器毎の優先度をつけ、効率よく処理を行えるようにする。
【００８６】
（効果）
上記構成と作用により、１つの集中制御装置により制御されている、例えば同一の通信方式で制御される複数の周辺機器、それとは別の異なる通信方式で制御されている複数のモバイル装置の間で内部データの常時同期が必要な本システムにおいて、各通信方式毎で、かつ各機器毎の通信状態を監視しておき、データ送受信時に選択的に機器に優先順位をつけ、データのやり取りを行うことで、効率よくデータの送受信を行うことができ、システム内のデータ同期にかかる時間を短縮させることができる効果がある。当然、ユーザにとっては表示更新の必要な機器が早く更新されるので、不都合を感じることなく、内視鏡手術に支障を与えることはなくなる。
【００８７】
図１５ないし図１９は本発明の第２の実施の形態に係わり、図１５は内視鏡手術システムの構成を示す構成図、図１６は図１５の内視鏡手術システムの変形例の構成を示す構成図、図１７は図１５の集中制御装置とモバイル装置の接続関係を示す図、図１８は図１５の内視鏡手術システムの作用を説明するフローチャート、図１９は図１６の内視鏡手術システムの作用を説明するフローチャートである。
【００８８】
第２の実施の形態は、第１の実施の形態とほとんど同じであるので、異なる点のみ説明し、同一の構成には同じ符号をつけ説明は省略する。
【００８９】
図１５に示すように、本実施の形態では、モバイル装置５は例えば携帯情報端末等のＰＤＡである。ここで、モバイル装置５は電気的接続可能なアダプタ８７を持っている。一般的なＰＤＡ機器ではクレードルと呼ばれているパソコンと同期可能なケーブルがあり、そのクレードルのコネクタとＰＤＡ背面に配置されているコネクタが電気的に接続し、ＲＳ−２３２ＣやＵＳＢの通信により同期を行っている。
【００９０】
本実施の形態では、図１５のようにモバイル装置５の背面コネクタ８８にアダプタ８７を接続しクレードル８６を用い、モバイル装置５が一般的なシリアル通信可能なアダプタを用いた例と、図１６のように集中制御装置２２にモバイル装置５の背面コネクタ８８と接続可能なフォルダ９２を設けて接続検知を行う方法を説明する。
【００９１】
図１５の背面コネクタ８８は、本実施の形態では、ＲＳ−２３２Ｃの通信可能なコネクタであって、Ｐｉｎは一般的なＲＳ−２３２Ｃの信号線で、電源ラインと、グランドとしてＦＧ、ＳＧ、送受信ＤＡＴＡラインにＴｘＤ、ＲｘＤと送信要求にＣＴＳ，ＲＴＳとＤＳＲ，ＤＴＲがあり、本実施の形態のポイントとなる接続検知用のＰｉｎを設けている。ここで、アダプタ８７のコネクタ８９をモバイル装置５コネクタ８６に接続できるようになっている。
【００９２】
図１７に示すように、モバイル装置５側はＣＰＵ３７とＲＳ−２３２Ｃドライバ８９で構成され、また集中制御装置２２側はＲＳ−２３２Ｃドライバ９０、ＣＰＵ３１、接続検知信号生成部９１と周辺機器通信Ｉ／Ｆ８とで構成されている。そして、背面コネクタ８８でアダプタ８７（図１６ではフォルダ９２）と接続されている。
【００９３】
（作用）
まず、図１８のフローを用いて図１５の構成の場合の接続検知の制御方法を説明する。
【００９４】
図１８に示すように、アダプタ８７をモバイル装置５に接続すると、ステップＳ４１で接続検知信号生成部９１がアダプタ８７がモバイル装置５に接続されたかどうか判断し、接続されていない場合はステップＳ４２でモバイル装置５で操作画面に移行しても動作不可となり、接続されている場合はステップＳ４３に進み、ステップＳ４３で信号線のＰｉｎ２の電源ラインよりアダプタ８７側に供給される。
【００９５】
その後、ステップＳ４４〜Ｓ５０で、アダプタ８７側に供給された接続検知信号を受けて、接続検知信号から接続検知のトリガ信号を生成し集中制御装置２２側のＣＰＵ３１に送信される。
【００９６】
ＣＰＵが接続検知信号をトリガ信号としてアダプタ８７を介して、集中制御装置２２とモバイル装置５とで自動的に通信接続を行う。通信接続が完了すると周辺装置リモコン用のアプリケーションが起動され、集中制御装置２２において、周辺機器からの測定情報をポーリングし、モバイル装置５に送信する。接続検知信号の検出中は常時リアルタイムに表示を更新させる。
【００９７】
また、図１６の構成においては、図１９のステップＳ５１〜Ｓ５９に示すように、集中制御装置２２の電気的接続可能なコネクタをもつフォルダ９２にモバイル装置５を接続すると、接続検知を行い、集中制御装置２２側からモバイル装置５の制御用アプリケーションをを起動させ、自動的に通信確立を行う。通信可能状態に入ると、モバイル装置５のモニタに送受信のコマンドが表示され選択可能となる。ユーザのほうで、送信を選択されると、モバイル装置５に保存されていた各周辺機器の設定情報（図５参照）を一括で送信され、その情報を受信した集中制御装置２２が各周辺機器の設定情報を更新する。また、受信を選択されると、各機器の設定情報を読み込むことが可能となる。
【００９８】
（効果）
上記構成、作用にて、手術前の周辺機器設定情報（手技別、患音別の個々のデータ）を一括して更新させる、もしくは手術後の周辺機器設定情報を一括して読み込み保存しておくことができるようになる。よって効率よく手術の準備ができるようになる。
【００９９】
図２０ないし図２２は本発明の第３の実施の形態に係わり、図２０は内視鏡手術システムの構成を示す構成図、図２１は図２０のモバイル装置の作用を説明する第１の図、図２２は図２０のモバイル装置の作用を説明する第２の図である。
【０１００】
第３の実施の形態は、第１の実施の形態とほとんど同じであるので、異なる点のみ説明し、同一の構成には同じ符号をつけ説明は省略する。
【０１０１】
（構成）
図２０は、特定のモバイル装置５をもったＤｒやナース等のユーザが集中制御装置２２あるいは周辺機器電源管理部９３との無線通信可能距離に入ると、それぞれの機器がＩＤ送信を行い、通信接続、初期設定送信を行える。本実施の形態での無線通信可能距離とは、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈでいう送受信モジュールの送信電力を調整することで１０ｍ以下、１００ｍ以下の選択可能で手術室内を想定して送信電力を低い１０ｍ構成としている。
【０１０２】
本実施の形態では、手術の準備／後片付け時を想定し、集中制御装置２２と他の各周辺機器の電源がＯＦＦ状態、もしくはＯＮ状態にある時に、モバイル装置５が手術室内を入退室するときに自動で電源のＯＮ／ＯＦＦかつ設定データの送受信を行う。
【０１０３】
第１、第２の実施の形態で説明した、集中制御装置２２、各周辺機器６、ＢｌｕｅｔｏｏｔｈのＩ／Ｆ部の構成は同等の構成であり、ＢｌｕｅｔｏｏｔｈのＩ／Ｆ部を搭載している周辺機器電源管理部９３と、モバイル装置５の周辺機器データ一括設定画面で、前述した図５のＤｒ名称６２の詳細情報画面に、図２１に示すように、電源自動／手動のモード９５を選択することと、設定値一括送信受信の自動設定のモード９４を選択ことができる構成としている。
【０１０４】
（作用）
上記構成にて、集中制御装置２２と各周辺機器６の一括電源ＯＮと設定情報一括送信の制御を説明する。
【０１０５】
初期構成として、集中制御装置２２と各周辺機器６は電源ＯＦＦしている。ここで、周辺機器電源管理部９３はＡＣコンセントに接続されており、各機器のコンセントを接続させており集中管理している。また、内蔵Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈモジュールは常時動作しており通信可能な機器が応答するのを待機している。
【０１０６】
例えばモバイル装置５をもったナースが手術室内に入室するとする。事前に一括送信画面で数値を設定しておき、入室を検出し、通信が確立した後、各周辺機器の設定値を自動的に送信する。また、電源管理自動に設定しておくことで、入室前にモバイル装置５の電源をＯＮしておき、リモコンアプリケーションを起動させておく。例えばモバイル装置５の電源のみＯＮしておけば、入手と同時にアプリケーション起動も自動にしても良い。
【０１０７】
ここで、通信可能な距離に入ると、モバイル装置５と周辺機器電源管理部９３がそれぞれＩＤ送信、通信確立制御を行う。通信確立が終了すると、前述した自動電源ＯＮを選択されているので、電源ＯＮのコマンドを送信する。それを受信した周辺機器電源管理部９３は、リレー等でコンセントから供給されていた電源を各機器にＯＮさせる。
【０１０８】
集中制御装置２２、各周辺機器６の電源が立ち上がる。その後、集中制御装置２２とモバイル装置５とＩＤ送信、通信状態確認し通信確立を行う。その後モバイル装置５からの一括設定の内容を集中制御装置２２が要求し、モバイル装置５から設定情報を送信される。
【０１０９】
その内容を受信した集中制御装置２２は第１，第２の実施の形態で説明したように、各周辺機器６の自動設定を行い、手術前の準備完了となる。また手動でＯＮさせるときは、通信確立までは自動的に行い、図２２に示すように、電源ＯＮのコマンドを表示（アラームで認識させる）させ、ユーザに最終的に確認させる方法を取る。
【０１１０】
逆に手術終了時は、第２の実施の形態で説明した、集中制御装置２２に接続し、各周辺機器設定値をモバイル装置５に読み込み、手術室を出ると、周辺機器電源管理部９３とモバイル装置５との通信が切断され、電周辺機器電源管理部９３が一括して電源をＯＦＦする。この時、モバイル装置５と周辺機器電源管理部９３は５ｓないし１０ｓのある一定の間隔をもって通信確立状態を常時確認させている。また、手動にて、モバイル装置５から電源ＯＦＦのコマンドを送信させ制御にてＯＦＦさせても良い。
【０１１１】
（効果）
第３の実施の形態で説明した構成、及び作用にてＩＤで管理されているモバイル装置をもったＤｒやナースが手術室に入退出したことを特定のＩＤを検知することで、各周辺機器、およびシステムコントローラの電源を自動でたち上げる（シャットダウン）ことができ、さらに、手術前の準備も設定できるようになるため、簡単な操作かつ短時間で手術の準備をする事ができ、Ｄｒ、ナースの負担を減らすことができる。
【０１１２】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、少なくとも１つ以上の集中制御装置と、該集中制御装置により制御可能な少なくとも２つ以上の被制御装置との間において通信が行われる際に、該通信の監視結果に応じて優先順位を決定することにより、データのやり取りを効率良く行うことができるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係る内視鏡手術システムの構成を示す構成図
【図２】図１の患者モニタシステムの構成を示す構成図
【図３】図１の内視鏡手術システムの簡易ブロックを示す図
【図４】図１の内視鏡手術システムの変形例の簡易ブロックを示す図
【図５】図１のモバイル装置の表示画面を示す第１の図
【図６】図１のモバイル装置の表示画面を示す第２の図
【図７】図３の集中制御装置の構成を示すブロック図
【図８】図３のモバイル装置の構成を示すブロック図
【図９】図７の集中制御装置の通信Ｉ／Ｆ部の構成を示すブロック図
【図１０】図８の通信状態判別部の構成を示すブロック図
【図１１】図１の内視鏡手術システムの作用を説明する第１のフォローチャート
【図１２】図１の内視鏡手術システムの作用を説明する第２のフォローチャート
【図１３】図１の内視鏡手術システムの作用を説明する第３のフォローチャート
【図１４】図１の内視鏡手術システムの作用を説明する第４のフォローチャート
【図１５】本発明の第２の実施の形態に係る内視鏡手術システムの構成を示す構成図
【図１６】図１５の内視鏡手術システムの変形例の構成を示す構成図
【図１７】図１５の集中制御装置とモバイル装置の接続関係を示す図
【図１８】図１５の内視鏡手術システムの作用を説明するフローチャート
【図１９】図１６の内視鏡手術システムの作用を説明するフローチャート
【図２０】本発明の第３の実施の形態に係る内視鏡手術システムの構成を示す構成図
【図２１】図２０のモバイル装置の作用を説明する第１の
【図２２】図２０のモバイル装置の作用を説明する第２の図
【符号の説明】
２…手術室
３…内視鏡手術システム
４…患者モニタシステム
５…遠隔操作装置（モバイル装置）
６…周辺機器
８…２３２Ｃ周辺機器Ｉ／Ｆ
９…ケーブル
１０…患者ベッド
１１…第１のカート
１２…第２のカート
１３…電気メス
１４…気腹装置
１５…内視鏡用カメラ装置
１６…光源装置
１７…ＶＴＲ
１８…ガスボンベ
１９…表示装置
２０…集中表示パネル
２１…操作パネル
２２…システムコントローラ
２３…内視鏡用カメラ装置
２４…光源装置
２５…画像処理装置
２６…表示装置
２７…集中表示パネル
２８…中継ユニット
２９…中継ケーブル
３０…リモートコントローラ
３１…システムコントローラＣＰ
３２…データ格納用メモリ
３３…プログラム格納用ＲＯＭ
３４…通信状態判別部
３５…通信Ｉ／Ｆ
３６…通信Ｉ／Ｆ
３７…モバイル装置ＣＰＵ
３８…データ格納用メモリ
３９…プログラム格納用ＲＯＭ
４０…液晶表示部
Claims (4)
- 少なくとも１つ以上の集中制御装置で制御可能な少なくとも２つ以上の被制御装置を有する制御システムにおいて、
前記集中制御装置に設けられ、それぞれの前記被制御装置から受信した警告情報、測定情報及び設定情報のうち、少なくとも一の情報を保存しておく情報格納手段と、
一の前記被制御装置における前記少なくとも一の情報を、前記集中制御装置を介して他の前記被制御装置に順次送信可能である送信手段と、
前記他の前記被制御装置から前記集中制御装置を介して出力される前記少なくとも一の情報を、前記一の前記被制御装置において順次受信可能な受信手段と、
前記集中制御装置と前記被制御装置との間の通信状態を監視する通信監視手段と、
前記通信監視手段における前記通信状態の監視結果に基づき、前記少なくとも一の情報が送信される際の優先順位を、前記少なくとも一の情報を得る際にかかった時間である通信処理時間の比較を行うことにより、または、前記少なくとも一の情報の内容と前記被制御装置の種類との組み合わせに応じて決定する通信優先順位判定手段と、
前記通信優先順位判定手段により決定された前記優先順位に基づき、優先順位の高いものから順番に、前記少なくとも一の情報を前記送信手段に転送する転送手段と、
を具備したことを特徴とする制御システム。 - 前記通信監視手段における前記通信状態の監視結果に基づき、転送先となる前記被制御装置が通信中である場合に、前記少なくとも一の情報の送受信の制限をかける通信制限手段を設けたことを特徴とする請求項１に記載の制御システム。
- 集中制御装置で制御可能な複数の周辺装置と、表示可能な複数の遠隔装置で構成された複数の被制御装置を有する制御システムにおいて、
前記集中制御装置に設けられ、それぞれの前記被制御装置から受信した警告情報、測定情報及び設定情報のうち、少なくとも一の情報を保存しておく情報格納手段と、
一の前記被制御装置における前記少なくとも一の情報を、前記集中制御装置を介して他の前記被制御装置に順次送信可能である送信手段と、
前記他の前記被制御装置から前記集中制御装置を介して出力される前記少なくとも一の情報を、前記一の前記被制御装置において順次受信可能な受信手段と、
前記集中制御装置と前記被制御装置との間の通信状態を監視する通信監視手段と、
前記通信監視手段における前記通信状態の監視結果に基づき、前記少なくとも一の情報が送信される際の優先順位を、前記少なくとも一の情報を得る際にかかった時間である通信処理時間の比較を行うことにより、または、前記少なくとも一の情報の内容と前記被制御装置の種類との組み合わせに応じて決定する通信優先順位判定手段と、
前記通信優先順位判定手段により決定された前記優先順位に基づき、優先順位の高いものから順番に、前記少なくとも一の情報を前記送信手段に転送する転送手段と、
前記集中制御装置と前記被制御装置との間の電気的な信号のやり取りが可能であるときに信号を生成するトリガ信号生成手段と、
前記トリガを検出する検出手段と、
を具備したことを特徴とする制御システム。 - 複数の医療機器を具備する複数の被制御装置と、
前記複数の被制御装置各々を制御可能であるとともに、前記複数の被制御装置各々の警告情報、測定情報及び設定情報のうち、少なくとも一の情報に応じた動作状態を通信により検知可能な集中制御装置と、
前記集中制御装置に対する無線通信により、前記被制御装置における前記設定情報の更新を行うことが可能な複数の遠隔操作装置と、を有し、
前記集中制御装置は、前記動作状態及び前記無線通信の通信状態を随時監視するとともに、該通信状態の監視結果に基づき、前記複数の被制御装置及び前記複数の遠隔操作装置に対して通信を行う際の優先順位を、前記少なくとも一の情報を得る際にかかった時間である通信処理時間の比較を行うことにより、または、前記少なくとも一の情報の内容と前記被制御装置の種類とに応じて決定する通信優先順位判定部と、
前記通信優先順位判定部により決定された前記優先順位に基づき、優先順位の高いものから順番に、前記複数の被制御装置及び前記複数の遠隔操作装置に対して通信を行う通信処理部と、
を具備したことを特徴とする医療用制御システム。
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