JP4047569B2 - 光走査プローブシステム - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、本発明は、光走査プローブを用いて手術部位の組織情報を取得する光走査プローブシステムに関する。
【0002】
【従来の技術】
近年、手術用顕微鏡装置は、脳神経外科等に広く用いられる。上記手術用顕微鏡装置は、手術中の被検部位を光学的に拡大観察する手術用顕微鏡に加え、光走査プローブを用いて被検部位の光学情報を得るものである。上記手術用顕微鏡装置は、光走査プローブを共焦点関係に設定した状態で、被検部側の焦点を走査し、被検部位の光学情報を得る。
【0003】
このような手術用顕微鏡装置は、例えば、特開平6−15422号公報や特開2000−121961号公報に記載されているように脳神経外科等において、組織の細胞診断を行うものが提案されている。
【0004】
脳神経外科における腫瘍摘出手術は、摘出腫瘍において多くの部位での病理診断を必ず実施する。また、脳実質に生じる腫瘍は、その病理診断による良性/悪性判断によって摘出部位、方法を考えなければならない。特に、悪性腫瘍摘出の手術は、術中に摘出腫瘍の病理診断を待って、腫瘍全摘を目指すか、脳実質への侵襲を最小限にするために腫瘍残存許容するかなどの脳実質と腫瘍境界部の摘出法を決めなければならない。この状況下で診断画像で判断できない腫瘍組織は、病理医師による専門判断を待つために手術を中断、あるいは再手術を行わなければならなかった。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記特開平6−15422号公報や特開2000−121961号公報に記載の手術用顕微鏡装置は、細胞診断を実施する方法が開示されているが、脳構造における変異部位の範囲を特定し、記録表示することが記載されていない。また、上記特開平6−15422号公報や特開2000−121961号公報に記載の手術用顕微鏡装置は、細胞診断を行う場合、診断を行った位置と画像との関係や異常細胞の広がり等がそれぞれ別の情報として扱われている。このため、上記特開平6−15422号公報や特開2000−121961号公報に記載の手術用顕微鏡装置は、手術を行う場合、これらの情報に基づき手術法を検討する必要がある。
【0006】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、術前の画像診断で判別できない腫瘍組織の病理診断を可能にし、この病理診断結果を術者へ効率的に提示可能な光走査プローブシステムを提供することを目的とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】
本発明の第1の光走査プローブシステムは、所定の処置部位の病巣画像を取得する画像取得手段と、前記処置部位における所定位置の光学的な画像情報を取得する光走査プローブと、前記光走査プローブの観察位置と前記処置部位との相対位置を検出する検出手段と、前記光走査プローブにより取得した細胞画像に対して、当該細胞の状態を少なくとも2種以上の状態のいずれかであるかを判定した当該細胞状態の決定情報を入力するための細胞状態決定情報入力手段と、前記細胞状態決定情報入力手段により入力された細胞状態決定情報に基づき、当該細胞の状態が少なくとも2種以上の状態のいずれかであるかを示すマーカ表示を行うためのマーカ表示手段と、前記検出手段により検出される前記光走査プローブの観察位置と前記処置部位との相対位置に基づき、前記マーカ表示手段により表示されるマーカ表示を前記画像取得手段により取得した病巣画像に重畳する重畳手段と、を具備したことを特徴とする。
また、本発明の第2の光走査プローブシステムは、所定の処置部位の病巣画像を取得する画像取得手段により取得する病巣画像に係る当該処置部位における所定位置の光学的な画像情報を取得する光走査プローブと、前記光走査プローブの観察位置と前記処置部位との相対位置を検出する検出手段と、前記光走査プローブにより取得した細胞画像に対して、当該細胞の状態を少なくとも2種以上の状態のいずれかであるかを判定した当該細胞状態の決定情報を入力するための細胞状態決定情報入力手段と、前記細胞状態決定情報入力手段により入力された細胞状態決定情報に基づき、当該細胞の状態が少なくとも2種以上の状態のいずれかであるかを示すマーカ表示を行うためのマーカ表示手段と、前記検出手段により検出される前記光走査プローブの観察位置と前記処置部位との相対位置に基づき、前記マーカ表示手段により表示されるマーカ表示を前記画像取得手段により取得した病巣画像に重畳する重畳手段と、を具備したことを特徴とする。
【0008】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。
(第1の実施の形態)
図1ないし図6は本発明の第1の実施の形態に係わり、図1は第1の実施の形態の手術用顕微鏡装置の構成を示し、図2は光走査プローブが装着された硬性シースの概観を示し、図3は手術用顕微鏡装置による観察下で光走査プローブにより術部に対する観察像を得る様子を示し、図4ないし図6は手術用顕微鏡装置のモニタ表示画面を示し、図4は細胞様態画像を重畳したモニタの観察画像を示し、図5は判定マーカを複数表示したモニタの観察画像を示し、図6は画像記録装置に記録された細胞様態画像を再表示したモニタの観察画像を示す。
【0009】
図1に示すように本発明の第1の実施の形態の手術用顕微鏡装置1は、被検体に対して共焦点光学像を得るための共焦点光走査プローブ(以下、単に光走査プローブと略記)2と、この光走査プローブ2の後端が着脱自在に接続され、光走査プローブ2にレーザ光を供給したり、光走査プローブ2による被検体、より具体的には頭部側からの戻り光に対して画像処理などを行う観測装置3と、この観測装置3から出力される映像信号が入力されることにより、対応する共焦点画像等を表示するモニタ4a及びモニタ4bと、前記光走査プローブ2の観察位置を検出するナビゲーション装置5とを有する。
【0010】
また、手術用顕微鏡装置1は、頭部などにおける手術を行うとする術部6を拡大観察する手術用顕微鏡7を備えている(図3参照)。また、本実施の形態では光走査プローブ2は、図2等に示すように位置検出のための発光部8を備えた硬性シース9に装着されるようになっている。
【0011】
前記観測装置3は、この内部にレーザ光源11が設けられている。このレーザ光源11から供給されるレーザ光は、集光レンズ12を介してシングルモードファイバ13に入射されるようになっている。
【0012】
このシングルモードファイバ13は、途中のカプラ部14を経てコネクタ受け15aに接続されるコネクタ15bから光走査プローブ2内のシングルモードファイバ16に入射されるようになっている。このシングルモードファイバ16は、この遠端(先端)に光走査を行う光走査ヘッド17が接続されている。この光走査ヘッド17によるレーザ光は、(硬性シース9側の集光レンズ35を経て)被検体の術部6側に2次元的に走査されながら供給されるようになっている。
【0013】
また、術部6側で反射された戻り光は、(集光レンズ35及び光走査ヘッド17を経て)シングルモードファイバ16の先端に入射され、往路とは逆の光路を経てカプラ部14に導光され、このカプラ部14によりその一部が他方のシングルモードファイバ18側に移るようになっている。
この場合、シングルモードファイバ16は、この先端面が十分に小さな面積サイズである。このシングルモードファイバ16の先端面から出射されるレーザ光は、集光レンズ35等の光学系を経て術部6側に集光されて供給され、その場合この光学系に関してシングルモードファイバ16の先端面と共焦点関係となる焦点位置でスポット状になる。
【0014】
また、術部6側での反射光は、集光レンズ35等の光学系により集光される。しかしながら、術部6側での反射光は、前記焦点位置で反射されたものだけがシングルモードファイバ16の先端面に入射されるようになっている。つまり、観測装置3は、シングルモードファイバ16の先端面と共焦点位置の反射光(戻り光ともいう)を検出するようになっている。
【0015】
この戻り光は、シングルモードファイバ18の近端(後端)から光センサ19に入射されるようになっている。尚、シングルモードファイバ18は、この遠端に対向してダンパ20が配置されている。このダンパ20は、シングルモードファイバ18の遠端から出射される光を減衰させるようにしている(つまり、無反射させる終端を形成している)。
【0016】
光センサ19で光電変換された検出信号は、アンプ21により増幅された後、映像処理回路22に入力されるようになっている。この映像処理回路22は、光走査ヘッド17を制御する光制御回路23からの走査制御信号を用いて検出信号を映像化する処理を行い、映像信号を出力するようになっている。
また、ナビゲーション装置5は、位置検出用のデジタイザ25を有している。このデジタイザ25は、発光部8による例えば赤外線を検出してその位置信号をナビゲーション装置本体26に出力するようになっている。
【0017】
また、このナビゲーション装置本体26は、手術用顕微鏡7或いはその周囲に配置されたTVカメラ27による例えば(手術を行う術部6としての)頭部を撮像した信号が入力されるようになっている。
このナビゲーション装置本体26は、頭部の顕微鏡画像を表す映像信号に変換して出力するようになっている。同時に、ナビゲーション装置本体26は、前記デジタイザ25により図2に示す発光部8の位置を検出し、更に、この発光部8から所定方向に所定距離離れた位置の光走査ヘッド17での頭部における観察位置を検出して、ナビゲーション画像の生成も行うようになっている。
【0018】
前記観測装置3は、前記映像処理装置22及び前記ナビゲーション装置本体26からの映像信号が前記ミキサ24によって合成され、前記モニタ4aにナビゲーション画像として表示されるようになっている。前記映像処理装置22は、前記モニタ4b及び画像記録装置30に接続されている。
【0019】
前記映像処理装置22からの映像信号は、直接前記モニタ4bに出力され、このモニタ4bに光走査プローブ2による被検体の細胞様態画像31を表示するようになっている。前記画像記録装置30は、前記映像処理装置22からの細胞様態画像31を記録するようになっている。
【0020】
更に、前記ナビゲーション装置本体26は、判定入力装置32が接続されている。この判定入力装置32は、前記モニタ4bに表示される細胞様態画像31に対して、判定結果を入力するためのものである。
【0021】
図2は光走査プローブ2の形状及びバヨネット型の硬性シース9の全体の外観を示す。
中空のバヨネット型の硬性シース9は、少なくとも2個所に屈曲部を設けた硬性の把持部38と、その把持部38の先端側を硬質で細径にした細径シース部(挿入シース部)34とが形成されている。
【0022】
そして、前記硬性シース9は、この把持部38の近端(後端)から光走査プローブ2を挿入され、光走査プローブ2の先端が細径シース部34の先端の集光レンズ35に近接して対向するように挿入位置を位置決めし、光走査プローブ2の固定部36を固定摘み37により着脱自在に固定できるようにしている。
【0023】
また、前記硬性シース9は、この後端側の把持部38に前記デジタイザ25により位置検出を行う発光部8が取り付けられている。この発光部8は、赤外線を発生する数個の発光素子8a〜8cが取り付けられている。
また、把持部38は、リモートスイッチホルダ39が取り付けられている。このリモートスイッチホルダ39は、少なくとも2個のリモートスイッチ40a、リモートスイッチ40bが取り付けられている。
【0024】
これらリモートスイッチ40a、リモートスイッチホルダ40bは、信号線40cによりナビゲーション装置本体26に接続されている(図1参照)。尚、光走査プローブ2は、この後端のコネクタ15bが図1に示したように観察装置3のコネクタ受け15aに着脱自在で接続される。また、このコネクタ15bは、前記光走査ヘッド17と接続された信号線の接続ピン(図示せず)も設けている。このことにより、光走査プローブ2は、コネクタ受け15aを介し光走査制御回路23と接続されるようになっている。
【0025】
このような構成の本実施の形態の手術用顕微鏡装置1は、頭部などの手術を行う手術部位を示す顕微鏡画像に、光走査プローブ2で実際に拡大観察する観察位置の位置情報をスーパーインポーズしたナビゲーション画像、及び光走査プローブ2による細胞態様画像31とを対にした画像情報として画像記録装置28に記録、及びモニタ4aにより観察可能である。
【0026】
次に、本実施の形態の作用について説明する。
図1に示すように、光走査プローブ2は、このコネクタ15bを観測装置3に接続される。また、ナビゲーション装置5も図1に示すように設定される。そして、図3に示すように、手術用顕微鏡7での観察下で、光走査プローブ2の走査ヘッド17は、硬性シース9に装着され術部6に導かれる。
TVカメラ27は術部6を撮像し、この術部6の画像は、図1においてナビゲーション装置本体26によりナビゲーション画像33としてモニタ4aに表示される。このナビゲーション画像33は、この画像上に術部6(における任意の観察位置)を顕微鏡的に拡大観察する光走査プローブ2の光走査ヘッド17の観察位置を示すポインタ10が表示される。
【0027】
また、図1に示すように光走査プローブ2の光走査ヘッド17により観察位置で得られた共焦点の光信号は、映像処理回路22によって画像化されて共焦点走査画像、この場合には細胞態様画像31の映像信号となり、モニタ4bに表示される。
【0028】
そして、図2で説明したリモートスイッチ40a或いはリモートスイッチ40bが押下操作されることで、光走査プローブ2は、細胞様態画像31を画像記録装置30に記録し、ナビゲーション装置26はその位置座標を記録する。
また、細胞様態画像31は、ミキサ24によりナビゲーション画像33と混合され、画像記録装置28を介して、図4に示すようにモニタ4aの表示画面に同時に表示可能である。
【0029】
図4はモニタ4aに表示される様子を示す。
図4に示すようにモニタ4aの表示画面は、ナビゲーション装置26に接続されたTVカメラ27,或いは図示しない顕微鏡システム44内のTVカメラにより撮影された術部映像41が映し出され、この術部映像41中の子画面に細胞様態画像42が表示される。
モニタ4bに表示される細胞様態画像31は、病理診断士により、悪性・良性の判断がなされ、この判定が判定入力装置32によりナビゲーション装置26に入力される。
【0030】
そして、病理診断士による判定結果は、ナビゲーション装置26により術部映像41上のポインタ10を判定マーカ43a、43bのように置き換えて表示される。例えば、病理診断士による判定結果は、細胞様態画像31の組織が悪性の場合、悪性判定マーカ43a、細胞様態画像31の組織が良性の場合、良性判定マーカ43b、などの色や形の違うマーカが術部映像41に表示される。
そして、これら悪性判定マーカ43a,良性判定マーカ43bの分布に基づき、ナビゲーション装置本体26は、悪性部分の範囲を判定し、この判定した悪性範囲を図5に示すように表示させる。
【0031】
図5は判定マーカを複数表示したモニタ4aの観察画像を示す。
ナビゲーション装置本体26は、良性判定マーカ45a〜45d、及び悪性判定マーカ45e〜45hなどの分布に基づき、悪性部分の範囲を判定し、悪性範囲表示46を行う。
【0032】
この悪性範囲表示46は、悪性判定マーカと良性判定マーカとの近接した2つのマーカ(例えば、悪性判定マーカ45aと良性判定マーカ45eと)の間を境界線とし、判定入力装置32により良性判定マーカ45a寄りか悪性判定マーカ45e寄りかを設定できる。これにより、術者は、切除部分の判断を行い、悪性腫瘍の取り残しなどの確認が可能である。
【0033】
また、ナビゲーション装置本体26は、図6に示すように各マーカ位置での画像記録装置30に記録された細胞様態画像47を再表示することができる。
図6は画像記録装置30に記録された細胞様態画像47を再表示したモニタ4aの観察画像を示す。
【0034】
ナビゲーション装置本体26は、マーカ45iを表示した部分に対して、光走査プローブ2或いは図示しない指標制御手段によって指標48を合わせることで、各マーカ位置での画像記録装置30に記録された細胞様態画像47を再表示することができる。これにより、術者は、診断部位を再度確認可能である。
【0035】
従って、本実施の形態は、以下の効果を得る。
本実施の形態は、病理診断や手術をスムーズに進めることができるという効果が得る。また、本実施の形態は、術者及び患者にとって手術が短時間で終了でき、負担や苦痛を軽減できる。より、具体的には、本実施の形態は、細胞様態画像と実際に手術を進めている部位の画像とを組み合わせて表示/記録/再生することで、ミクロ的な細胞の画像情報に対して、容易に診断位置と相関が確認できる。本実施の形態は、更に悪性腫瘍の範囲を表示することで、切除範囲の判断が容易にできるという効果を得る。
【0036】
(第2の実施の形態)
図7及び図8は本発明の第2の実施の形態に係わり、図7は第2の実施形態の手術形態の手術用顕微鏡装置の構成を示し、図8は図7の手術用顕微鏡装置を用いた病院内或いは病院間での手術システムの構成例を示す。
本第2の実施の形態は、病院内或いは病院間での手術システムに本発明を適用する。
【0037】
図7に示すように本第2の実施の形態の手術用顕微鏡装置51は、光走査プローブ2が装着された硬性シース9と、手術用顕微鏡52と、この手術用顕微鏡52及び前記光走査プローブ2がそれぞれ映像処理回路22及び顕微鏡システム53を介して接続されると共に、ナビゲーション装置54及び内視鏡用TVカメラ55が接続されたシステム制御装置56と、このシステム制御装置56に接続される画像ファイル装置57と、TVモニタ58と、ネットワークに接続されたネットワークインタフェース(以下、ネットワークI/F)59とを有する。
【0038】
前記システム制御装置56は、接続された顕微鏡システム53等の機器(或いはシステム、装置)を制御して前記ネットワークI/F59を介して外部装置に映像データ等を送信したり、外部装置側から映像データ等を受信する制御を行う機器制御部61及び前記システム制御装置56に接続された機器の映像信号の制御を行う映像制御部62とから構成される。
【0039】
前記機器制御部61は、RS232Cなどのローカル通信線61aを介して顕微鏡システム53、映像処理回路22、ナビゲーション装置54、内視鏡用TVカメラ55、画像ファイル装置57、TVモニタ58及びネットワークI/F59と接続されている。
【0040】
また、前記映像制御部62は、映像通信線62aを介して顕微鏡システム53、映像処理回路22、ナビゲーション装置54、内視鏡用TVカメラ55、画像ファイル装置57、TVモニタ58及びネットワークI/F59とに接続されている。そして、光走査プローブ2、内視鏡用TVカメラ55などからの映像入力を、画像ファイル装置57やTVモニタ58などに出力する制御を行うようにしている。
【0041】
一方、前記機器制御部61は、RS232Cなどのローカル通信線61aを介して上述した顕微鏡システム53,映像処理回路22、ナビゲーション装置54、内視鏡用TVカメラ55、ネットワークI/F59,TVモニタ58,画像ファイル装置57と接続され、これら各機器の設定を変更するようになっている。
【0042】
更に、この機器制御部61は、データ線61bを介して前記ネットワークI/F59と接続されており、このネットワークI/F59を介して映像信号データ、音声データ、コンピュータデータ等をネットワークに接続された外部装置側に送信したり、外部装置側から受信したりできるようにしている。
【0043】
尚、光走査プローブ2の光走査ヘッド17で捕らえられた信号を画像化するプロセスは上記第1の実施の形態と同様である。その他の構成は、上記第1実施の形態と同様である。
【0044】
このように構成される手術用顕微鏡装置51は、図8に示すように病院内或いは病院間で用いられ、手術システムを構成する。
図8は、病院内或いは病院間での手術システムの構成例を示す。
【0045】
手術室63は、この内部に図7で説明したのとほぼ同様な顕微鏡システム53、(共焦点)光走査プローブ装置64、ナビゲーション装置54、TVモニタ58等がシステム制御装置56に接続されている。尚、前記光走査プローブ装置64は、図7に示す硬性シース9に装着された光プローブ2及び映像処理回路22を含む装置である。
【0046】
前記システム制御装置56は、ネットワークI/F59を介してネットワークに接続されたネットワークサーバ65に接続されている。このネットワークサーバ65は、ネットワークを介してCT/MRI室66に接続されている。このCT/MR室66は、CT/MRI装置67がデータストレージ装置68に接続され、また、データストレージ装置68が前記ネットワークサーバ65に接続されている。
また、CT/MRI装置67は、術前診断画像をデータストレージ装置68に保存するようになっている。そして、CT/MRI装置67は、術前診断画像をネットワークを介して外部側に送信可能になっている。
【0047】
一方、ネットワークサーバ65は、病院内或いは病院外の病理診断士69のパーソナルコンピュータ(以下、パソコンと略記)70に接続されている。このパソコン70は、データストレージ装置71に接続されている。そして、病理診断士69は、ネットワークを介して送信された画像情報等をパソコン70を介して受け取り、データストレージ装置71に保存したり、パソコン用モニタ70bで表示したりすることができる。尚、符号70aは、パソコン70のPC本体である。また、病理診断士69は、病理診断した結果等をネットワークを介して手術室63に送信することもできる。
【0048】
次に、本実施の形態の作用について説明する。
本実施の形態では、映像信号の流れが上記第1の実施の形態とほぼ同様であるが、映像信号をシステム制御装置56の映像制御部62により集中制御するようになっている。
【0049】
図7において、手術用顕微鏡52は、内蔵された図示しないTVカメラによって、例えば(手術を行う術部6としての)頭部が撮影される。そのTVカメラからの信号は、映像処理回路22によって画像処理されて映像信号となり、システム制御装置56の映像制御部62を介してナビゲーション装置54に送信される。
【0050】
ナビゲーション装置54は、光走査プローブ2の細胞様態画像や観察位置情報を付加し、映像信号として映像制御部62を介してモニタ58に観察画像を表示させる。
また、光走査プローブ2及び映像処理回路22による細胞様態画像は、映像制御部62を介してネットワークI/F59に送信され、病院内或いは、病院外に画像データとして送信されると同時に画像ファイル装置57に記録される。
【0051】
一方、手術室63は、細胞様態画像に対する診断結果をネットワークから判定データとして受信し、システム制御装置56の機器制御部61を介してナビゲーション装置54に伝送される。
【0052】
この伝送された判定データに基づき、ナビゲーション装置54は、上記第1の実施の形態の図5で説明したのと同様な良性判定マーカ45a、悪性判定マーカ45e、悪性範囲表示46等を付加した述部画像41を映像制御部62を介してモニタ58へ表示する。一方、機器制御部61は、各接続機器の制御を集中して行い、各接続機器の設定の変更や映像信号の入出力切り替えを行う。
【0053】
このように手術システムは、システム制御装置56の機器制御部61及び映像制御部62により集中制御することで、顕微鏡システム53や内視鏡用TVカメラ55,或いは、図8に示すCT/MRI室66からの術前診断画像などの映像を、任意ネットワークに送信し、モニタ58に表示することも可能となる。
【0054】
図8において、手術室63は、上記第1の実施の形態で説明したように、ナビゲーション装置54の誘導下で顕微鏡システム53での処置、光走査プローブ64での変異組織の細胞の様態などが観察される。
手術室63のTVモニタ58は、顕微鏡観察画像、ナビゲーション画像、細胞様態画像、或いはCT/MRI室66からの術前診断画像などが表示される。
【0055】
光プローブ装置64が目的組織を捉えたとき、上記第1の実施の形態で説明したのと同様にリモートスイッチ40a、40bを押下操作することで、図5で説明したようにポインタ10が観察画像中に表示され、そのときの細胞様態画像が記録される。記録された細胞様態画像は、ネットワークを介して細胞診断士69のコンピュータ70に送信され、適宜ストレージ装置71に蓄積される。
【0056】
病理診断士69のパソコン用モニタ70bの画面は、ストレージ装置71に蓄積した図示しない細胞様態画像が表示される。病理診断士69は、これらの画像情報から組織が悪性か否かの情報を手術室63にネットワークを介して送信する。
【0057】
手術室63は、これらの病理診断士69からの情報を良性判定マーカ、悪性判定マーカとして記録・表示し、悪性の範囲を示す悪性範囲表示46を画面に表示する。
この結果、本第2の実施の形態は、上記第1の実施の形態と同様な効果を得ることに加え、実際に手術現場に病理診断士が居合わせなくてもリアルタイムで診断・手術を進めることが可能である。
【0058】
(第3の実施の形態)
図9ないし図11は本発明の第3の実施の形態に係わり、図9は第3の実施形の手術用顕微鏡装置の構成を示し、図10は手術用顕微鏡の光学視野を示し、図10(a)は光学視野の観察像を示し、図10(b)は手術用顕微鏡のオーバーレイモニタに表示されるナビゲーション画像を示し、図11は観察像にナビゲーション画像が重畳された手術用顕微鏡の光学視野を示す。
【0059】
上記第1,第2の実施の形態は、モニタに表示される観察画像に観察位置情報や病理診断士による判定結果及び悪性範囲表示を付加するように構成しているが、本第3の実施の形態は手術用顕微鏡の光学視野に観察位置情報や病理診断士による判定結果及び悪性範囲表示を付加するように構成する。それ以外の構成は、上記第1の実施の形態とほぼ同様なので説明を省略し、同じ構成には同じ符号を付して説明する。
【0060】
即ち、図9に示すように本第3の実施の形態の手術用顕微鏡装置81は、手術用顕微鏡52Bと、この手術用顕微鏡52Bの光学視野の観察範囲に観察位置情報や病理診断士による判定結果及び悪性範囲表示を付加して表示させるナビゲーション装置本体26Bとを有して構成される。
【0061】
前記手術用顕微鏡52Bは、光学視野を撮像する図示しないTVカメラが前記ナビゲーション装置26Bに接続され、このナビゲーション装置26Bに撮像した光学視野の信号を出力するようになっている。
また、前記手術用顕微鏡52Bは、この光学視野の光学系に図示しないオーバーレイモニタを有して構成されている。このオーバーレイモニタは、前記観察装置3Bのミキサ24に接続され、このミキサ24からの映像信号が入力されるようになっている。
【0062】
前記ナビゲーション装置26Bは、前記手術用顕微鏡52Bの術部に対する位置を検知し、手術用顕微鏡52Bの光学視野の観察範囲に対して、光走査プローブ2の先端位置を算出するようになっている。
【0063】
そして、前記ナビゲーション装置26Bは、前記手術用顕微鏡52Bのオーバーレイモニタに対して、算出した光走査プローブ2の先端位置をポインタとして表示させると共に、前記判定入力装置32から入力される病理診断士による悪性・良性の判断結果を判定マーカとして表示させるナビゲーション画像を生成して、前記観察装置3Bのミキサ24に出力するようになっている。
【0064】
更に、前記ナビゲーション装置26Bは、判定マーカの分布に基づき、悪性部分の範囲を判定し、この判定した悪性範囲を前記ナビゲーション画像に重畳させるようになっている。
尚、前記観察装置3Bは、上記第1の実施の形態で説明した観察装置3に対して画像記録装置28を除き、ほぼ同じ構成である。
【0065】
このような構成の本実施の形態の手術用顕微鏡装置81は、手術用顕微鏡52Bの光学視野の観察範囲に観察位置情報や病理診断士による判定結果及び悪性範囲表示を行うことが可能である。
【0066】
次に、本実施の形態の作用について説明する。
手術用顕微鏡52Bは、例えば、図10(a)に示すように述部の光学視野82を得る。このとき、この術部を撮像した観察画像の信号がナビゲーション装置本体26Bに入力される。
【0067】
ナビゲーション装置26Bは、手術用顕微鏡52Bの術部に対する位置を検知し、手術用顕微鏡52Bの光学視野82の観察範囲に対して、光走査プローブ2の先端位置2aを示すポインタ91を前記手術用顕微鏡52Bのオーバーレイモニタに表示させるナビゲーション画像90を生成する。
【0068】
観察装置3Bのミキサ24は、ナビゲーション装置26Bからの映像信号を手術用顕微鏡52Bのオーバーレイモニタに出力し、手術用顕微鏡52Bの光学視野82に表示させる。このとき、光走査プローブ2のリモートスイッチ40a又は40bを押下操作することで、モニタ4bは光走査プローブ2による被検体の細胞様態画像31を表示すると共に、画像記録装置30に記録する(図9参照)。
【0069】
病理診断士は、モニタ4bに表示された細胞様態画像31を観察しながら、組織の悪性・良性を判断し、判定入力手段32により判定結果をナビゲーション装置26Bに入力する。
【0070】
入力された判定結果に基づき、ナビゲーション装置26Bは、図10(b)に示すように、良性マーカ92a、悪性マーカ92bなどを実際に光走査プローブ2が観察した位置に置き換えてナビゲーション画像90に重畳し、手術用顕微鏡52Bのオーバーレイモニタに出力する。
【0071】
このとき、ナビゲーション画像は、ナビゲーション装置26Bによってその位置関係が算出されるため、手術用顕微鏡52Bの光学視野82を移動しても、術部に対する良性判定マーカ92a、悪性判定マーカ92b、ポインタ91の位置関係は維持される。そして、ナビゲーション画像90は、オーバーレイモニタによって手術用顕微鏡52Bの光学像に重畳され、図11に示すように光学視野82に表示される。
【0072】
そして、これら良性判定マーカ92a,悪性判定マーカ92bの分布に基づき、ナビゲーション装置本体26Bは、悪性部分の範囲を判定し、この判定した悪性範囲93をナビゲーション画像90に重畳してオーバーレイモニタに出力し、手術用顕微鏡52Bの光学視野82に表示させる。
【0073】
この結果、本第3の実施の形態は、上記第1の実施の形態と同様な効果を得ることに加え、術者が顕微鏡から目を離すことなく病変部を確認でき、また、組織の切除において取り残しの組織の確認をリアルタイムで行うことが可能である。
【0074】
尚、本発明は、以上述べた実施形態のみに限定されるものではなく、発明の要旨を逸脱しない範囲で種々変形実施可能である。
【0075】
[付記]
(付記項1) 手術部位の顕微鏡画像を得る手術用顕微鏡と、前記手術部位における所定位置の光学的な画像情報を取得する光走査プローブと、この光走査プローブの観察位置と前記手術部位との相対位置を検出する検出手段とを有する手術用顕微鏡装置において、
前記光走査プローブで得た細胞画像に対して、判定結果を入力するための判定入力手段と、
前記判定入力手段で入力される判定結果に基づき、少なくとも2つの判定表示を行うための判定表示手段と、
前記検出手段で検出される前記光走査プローブの観察位置と前記手術部位との相対位置に基づき、前記判定表示手段により表示される判定表示を前記手術用顕微鏡で得た顕微鏡画像に重畳する重畳手段と、
を具備したことを特徴とする手術用顕微鏡装置。
【0076】
(付記項2) 前記判定表示手段により表示される判定表示に基づき、所定範囲を決定する演算手段及びこの演算手段で決定される前記所定範囲の範囲表示を行うための範囲表示手段を有し、
前記重畳手段は、前記範囲表示と前記判定表示との少なくとも一方を前記手術用顕微鏡で得た前記顕微鏡画像に重畳表示することを特徴とする付記項1に記載の手術用顕微鏡装置。
【0077】
(付記項3) 前記判定表示手段により表示される判定表示と前記光走査プローブで得た細胞画像とを関係付けて保存する画像保存手段と、前記判定表示を選択入力するための選択入力手段と、前記選択入力手段で選択入力される情報に基づき、該当する細胞画像を前記画像保存手段から読み出して表示させる読出手段と、を有することを特徴とする付記項1又は2に記載の手術用顕微鏡装置。
【0078】
(付記項4) 前記手術用顕微鏡の光学視野の変更に合わせて、前記判定表示と前記範囲表示とを移動又はサイズ変更する移動変更手段及び前記光走査プローブで得た細胞画像を伝達して表示する伝達表示手段を有することを特徴とする付記項1〜3に記載の手術用顕微鏡装置。
【0079】
(付記項5) 前記重畳手段は、前記手術用顕微鏡の光学視野に前記判定表示又は前記範囲表示の少なくとも一方を重畳することを特徴とする付記項1〜3に記載の手術用顕微鏡装置。
【0080】
(付記項6) 前記重畳手段は、前記手術用顕微鏡で得た前記顕微鏡画像に前記判定表示及び前記範囲表示の少なくとも一方を重畳することを特徴とする付記項1〜3に記載の手術用顕微鏡装置。
【0081】
以上説明したように本発明によれば、術前の画像診断で判別できない腫瘍組織の病理診断を可能にし、この病理診断結果を術者へ効率的に提示可能な光走査プローブシステムを実現できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】第1の実施の形態の手術用顕微鏡装置の構成図
【図2】光走査プローブが装着された硬性シースの概観を示す図
【図3】手術用顕微鏡による観察下で光走査プローブにより術部に対する共焦点画像を得る様子を示す図
【図4】細胞様態画像を重畳したモニタの観察画像を示す図
【図5】判定マーカを複数表示したモニタの観察画像を示す図
【図6】画像記録装置に記録された細胞様態画像を再表示したモニタの観察画像を示す図
【図7】第2の実施形態の手術形態の手術用顕微鏡装置の構成図
【図8】図7の手術用顕微鏡装置を用いた病院内或いは病院間での手術システムの構成例を示す図
【図9】第3の実施形の手術用顕微鏡装置の構成図
【図10】手術用顕微鏡の光学視野を示す図
【図11】観察像にナビゲーション画像が重畳された手術用顕微鏡の光学視野を示す図
【符号の説明】
1…手術用顕微鏡装置
2…光走査プローブ
3…観測装置
4a,4b…モニタ
5…ナビゲーション装置
6…術部
7…手術用顕微鏡
8…発光部
9…硬性シース
10…ポインタ
11…レーザ光源
17…光走査ヘッド
19…光センサ
22…映像処理回路
23…光走査制御回路
24…ミキサ
25…デジタイザ
26…ナビゲーション装置本体
27…TVカメラ
28,30…画像記録装置
31…細胞態様画像
32…判定入力装置
33…ナビゲーション画像
Claims (5)
- 所定の処置部位の病巣画像を取得する画像取得手段と、
前記処置部位における所定位置の光学的な画像情報を取得する光走査プローブと、
前記光走査プローブの観察位置と前記処置部位との相対位置を検出する検出手段と、
前記光走査プローブにより取得した細胞画像に対して、当該細胞の状態を少なくとも2種以上の状態のいずれかであるかを判定した当該細胞状態の決定情報を入力するための細胞状態決定情報入力手段と、
前記細胞状態決定情報入力手段により入力された細胞状態決定情報に基づき、当該細胞の状態が少なくとも2種以上の状態のいずれかであるかを示すマーカ表示を行うためのマーカ表示手段と、
前記検出手段により検出される前記光走査プローブの観察位置と前記処置部位との相対位置に基づき、前記マーカ表示手段により表示されるマーカ表示を前記画像取得手段により取得した病巣画像に重畳する重畳手段と、
を具備したことを特徴とする光走査プローブシステム。 - 所定の処置部位の病巣画像を取得する画像取得手段により取得する病巣画像に係る当該処置部位における所定位置の光学的な画像情報を取得する光走査プローブと、
前記光走査プローブの観察位置と前記処置部位との相対位置を検出する検出手段と、
前記光走査プローブにより取得した細胞画像に対して、当該細胞の状態を少なくとも2種以上の状態のいずれかであるかを判定した当該細胞状態の決定情報を入力するための細胞状態決定情報入力手段と、
前記細胞状態決定情報入力手段により入力された細胞状態決定情報に基づき、当該細胞の状態が少なくとも2種以上の状態のいずれかであるかを示すマーカ表示を行うためのマーカ表示手段と、
前記検出手段により検出される前記光走査プローブの観察位置と前記処置部位との相対位置に基づき、前記マーカ表示手段により表示されるマーカ表示を前記画像取得手段により取得した病巣画像に重畳する重畳手段と、
を具備したことを特徴とする光走査プローブシステム。 - 前記マーカ表示手段により表示されるマーカ表示に基づき、所定範囲を決定する演算手段及び当該演算手段において決定される前記所定範囲の範囲表示を行うための範囲表示手段を有し、
前記重畳手段は、前記範囲表示と前記マーカ表示との少なくとも一方を前記画像取得手段により取得した前記病巣画像に重畳表示することを特徴とする請求項1または2に記載の光走査プローブシステム。 - 前記マーカ表示手段により表示されるマーカ表示と前記光走査プローブにより取得した細胞画像とを関係付けて保存する画像保存手段と、
前記マーカ表示を選択入力するための選択入力手段と、
前記選択入力手段で選択入力される情報に基づき、該当する細胞画像を前記画像保存手段から読み出して表示させる読出手段と、
を具備したことを特徴とする請求項1−3のいずれか一項に記載の光走査プローブシステム。 - 前記画像取得手段は、手術用顕微鏡装置であることを特徴とする請求項1−4のいずれか一項に記載の光走査プローブシステム。
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