JP4766902B2 - 手術支援装置 - Google Patents

Description

本発明は磁界発生素子と磁界検出素子とを用いて手術を支援する手術支援装置に関する。

近年、磁界発生素子と磁界検出素子とを用いて体内等に挿入された内視鏡の形状等を検出し、表示手段により表示を行う内視鏡形状検出装置が用いられるようになった。

例えば、特開２００３−２９０１２９号公報等には、磁界を用いて内視鏡形状を検出し、検出した内視鏡形状を表示する装置が開示されている。そして、体内に挿入される内視鏡の挿入部内に所定の間隔で配置した複数の磁界発生素子を駆動してその周囲に磁界を発生させ、体外に配置した磁界検出素子により各磁界発生素子の３次元位置を検出して、各磁界発生素子を連続的に結ぶ曲線を生成して、モデル化した挿入部の３次元的な画像を表示手段で表示する。

術者等はその画像を観察することにより、体内に挿入された挿入部の先端部の位置や挿入形状等を把握でき、目的とする部位までの挿入作業等を円滑に行えるようにしている。

一方、外科手術においては、患部臓器に処置を施す際に、高周波焼灼装置や超音波処置装置等が用いられる。
特開２００３−２９０１２９号公報

しかしながら、患部臓器の処置部位近傍には、患部臓器と無関係な管腔臓器、例えば血管や尿管等が分布しており、外科手術では、高周波焼灼装置にて患部臓器を処置する際には管腔臓器を避けて処置を行う必要があるが、これら管腔臓器が患部臓器に隠されている場合が多く、視認し難く、手技を円滑に行うことができないといった問題がある。

本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、容易かつ確実に処置に無関係な管腔臓器を検知し、円滑な手技の実施を支援することのできる手術支援装置を提供することを目的としている。

本発明の第１の手術支援装置は、被検体の体内に挿入される挿入部の内部に、磁界発生素子または磁界検出素子のうち一方の素子により構成される第１の位置検出用素子を複数配置したプローブと、前記被検体の対象部位に処置を施す処置部の近傍に前記第１の位置検出用素子を複数配置した処置具と、前記被検体の外部に前記磁界発生素子または前記磁界検出素子のうち、前記第１の位置検出用素子とは異なる他方の素子により構成される第２の位置検出用素子を配置して、前記プローブに配置された前記第１の位置検出用素子及び前記処置具に配置された前記第１の位置検出用素子の各位置を前記第２の位置検出用素子の位置を基準に用いて検出する検出手段と、を備え、前記検出手段は、前記処置具に配置された複数の前記第１の位置検出用素子の各位置に基づき、前記処置具の前記対象部位への接近方向を検出することを特徴とする。
本発明の第２の手術支援装置は、被検体の体内に挿入される挿入部の内部に、磁界発生素子または磁界検出素子のうち一方の素子により構成される第１の位置検出用素子を複数配置したプローブと、前記被検体の対象部位に処置を施す処置部の近傍に前記第１の位置検出用素子を１つまたは複数個配置した処置具と、前記被検体の外部に前記磁界発生素子または前記磁界検出素子のうち前記第１の位置検出用素子とは異なる他方の素子により構成される第２の位置検出用素子を配置して、前記プローブに配置された前記第１の位置検出用素子及び前記処置具に配置された前記第１の位置検出用素子の各位置を前記第２の位置検出用素子の位置を基準に用いて検出する検出手段と、を備え、前記検出手段は、前記検出結果に基づき、前記処置具の前記処置部と前記プローブとの最短距離を算出し、前記最短距離が所定距離未満の場合、警告を行うことを特徴とする

本発明によれば、容易かつ確実に処置に無関係な管腔臓器を検知し、円滑な手技の実施を支援することができるという効果がある。

以下、図面を参照しながら本発明の実施例について述べる。

図１ないし図１２は本発明の実施例１に係わり、図１は手術システムの構成を示す構成図、図２は図１のプローブの構成を示す図、図３は図１の外科用ツールの構成を示す図、図４は図１のコイルユニットに内蔵されたコイルの配置例を示す図、図５は図１の管腔臓器形状検出装置の構成を示す構成図、図６は図５の受信ブロック及び制御ブロックの構成を示す図、図７は図５の受信ブロックの詳細な構成を示す図、図８は図６の２ポートメモリ等の動作を示すタイミング図、図９は図１の管腔臓器形状検出装置の作用を説明するフローチャート、図１０は図９の処理を説明する説明図、図１１は図１のプローブの第１の変形例の構成を示す図、図１２は図１のプローブの第２の変形例の構成を示す図である。

図１に示すように、本実施例における手術支援装置としての手術システム１は、開腹手技により患者５の体内の処置部位に処置を施す手術装置２と、開腹手技の支援（補助）に用いられる管腔臓器形状検出装置３とを備え、この管腔臓器形状検出装置３は、ベッド４に横たわる患者５の、例えば血管内に管腔臓器挿入プローブとしてのプローブ１５を挿入し、開腹手技を行う際の血管位置告知手段として使用される。

手術装置２は、例えば高周波電流を供給する高周波焼灼装置１０３と、高周波焼灼装置１０３からの高周波電流により患者５の体内の処置部位を焼灼する処置具としての外科用ツール１００とから構成され、高周波焼灼装置１０３と外科用ツール１００とはケーブル１０２により接続されている。

プローブ１５は、図２に示すように、細長で可撓性を有するガイドワイヤ１５ａより構成され、ガイドワイヤ１５ａの内部に先端より基端に沿って、例えば１６個の磁界発生素子（またはソースコイル）１４ａ、１４ｂ、…、１４ｐ（以下、符号１４ｉで代表する：なお、ソースコイルの数は１６個に限定されない）を有する。また、図３に示すように、外科用ツール１００は、処置部である電極１１０が設けられた先端近傍内に磁界発生素子（またはソースコイル）１４０を有する。

図１に戻り、プローブ１５の後端から延出されたソースケーブル１６は、その後端のコネクタ１６ａが管腔臓器形状検出装置３の装置本体である検出手段としての検出装置（装置本体とも記す）２１に着脱自在に接続される。同様に、外科用ツール１００の後端から延出されたソースケーブル１０１は、その後端のコネクタ１０１ａが管腔臓器形状検出装置３の検出装置２１に着脱自在に接続される。

そして、検出装置２１側から駆動信号伝達手段としてソースケーブル１６、１０１を介して磁界発生手段となるソースコイル１４ｉ、１４０に駆動信号を印加することにより、ソースコイル１４ｉ、１４０は磁界を発生する。

また、患者５が横たわるベッド４の付近に配置されるこの検出装置２１には、（センス）コイルユニット２３が上下方向に移動（昇降）自在に設けられ、このコイルユニット２３内には複数の磁界検出素子（センスコイル）が配置されている。

より具体的に説明すると、図４に示すように例えば中心のＺ座標が第１のＺ座標である例えばＸ軸に向いたセンスコイル２２ａ−１、２２ａ−２、２２ａ−３、２２ａ−４と、中心のＺ座標が第１のＺ座標と異なる第２のＺ座標であるＹ軸に向いたセンスコイル２２ｂ−１、２２ｂ−２、２２ｂ−３、２２ｂ−４と、中心のＺ座標が第１及び第２のＺ座標と異なる第３のＺ座標であるＺ軸に向いたセンスコイル２２ｃ−１、２２ｃ−２、２２ｃ−３、２２ｃ−４の１２個のセンスコイル（以下、符号２２ｊで代表する）が配置されている。

センスコイル２２ｊは、コイルユニット２３からのケーブル２３ａを介して検出装置２１に接続されている。この検出装置２１には使用者が装置を操作するための操作パネル２４が設けられている。また、この検出装置２１には検出した管腔臓器形状（以下、プローブ像と記す）及び外科用ツール１００の先端位置（以下、ツール先端像と記す）を表示する表示手段として液晶モニタ２５がその上部に配置されている。

管腔臓器形状検出装置３は、図５に示すように、ソースコイル１４ｉ、１４０を駆動する送信ブロック２６と、コイルユニット２３内のセンスコイル２２ｊが受信した信号を受信する受信ブロック２７と、受信ブロック２７で検出した信号を信号処理する制御ブロック２８とから構成される。

図６に示すように、プローブ１５には、上述したように、磁界を生成するための１６個のソースコイル１４ｉが所定の間隔で配置されており、これらソースコイル１４ｉ及びソースコイル１４０は、送信ブロック２６を構成する１７個の互いに異なる周波数の駆動信号を生成するソースコイル駆動回路３１に接続されている。

ソースコイル駆動回路部３１は、プローブ１５の各ソースコイル１４ｉ及び外科用ツール１００のソースコイル１４０をそれぞれ異なる周波数の正弦波の駆動信号で駆動し、それぞれの駆動周波数はソースコイル駆動回路部３１内部の図示しない駆動周波数設定データ格納手段或いは駆動周波数設定データ記憶手段に格納された駆動周波数設定データ（駆動周波数データとも記す）により設定される。この駆動周波数データは、制御ブロック２８においてプローブ形状の算出処理等を行う形状推定手段であるＣＰＵ（中央処理ユニット）３２によりＰＩＯ（パラレル入出力回路）３３を介してソースコイル駆動回路部３１内の駆動周波数データ格納手段（図示せず）に格納される。

一方、コイルユニット２３内の１２個のセンスコイル２２ｊは、受信ブロック２７を構成するセンスコイル信号増幅回路部３４に接続されている。

センスコイル信号増幅回路部３４では、図７に示すようにセンスコイル２２ｊを構成する１２個の単心コイル２２ｋがそれぞれ増幅回路３５ｋに接続されて１２系統の処理系が設けられており、各単心コイル２２ｋで検出された微小な信号が増幅回路３５ｋにより増幅されフィルタ回路３６ｋでソースコイル群が発生する複数周波数が通過する帯域をもち不要成分を除去して出力バッファ３７ｋに出力された後、ＡＤＣ（アナログ・デジタル・コンバータ）３８ｋで制御ブロック２８が読み込み可能なデジタル信号に変換される。

なお、受信ブロック２７は、センスコイル信号増幅回路部３４及びＡＤＣ３８ｋより構成され、センスコイル信号増幅回路部３４は増幅回路３５ｋ、フィルタ回路３６ｋ及び出力バッファ３７ｋより構成される。

図６に戻り、このセンスコイル信号増幅回路部３４の１２系統の出力は、１２個の前記ＡＤＣ３８ｋに伝送され、制御ブロック２８内の数値データ書き込み手段である制御信号発生回路部４０から供給されるクロックにより所定のサンプリング周期のデジタルデータに変換される。このデジタルデータは、制御信号発生回路部４０からの制御信号によってローカルデータバス４１を介してデータ出力手段である２ポートメモリ４２に書き込まれる。

なお、２ポートメモリ４２は、図７に示すように、機能的には、ローカルコントローラ４２ａ、第１のＲＡＭ４２ｂ、第２のＲＡＭ４２ｃ及びバススイッチ４２ｄよりなり、図８に示すようなタイミングにより、ローカルコントローラ４２ａからのＡ／Ｄ変換開始信号によりＡＤＣ３８ｋがＡ／Ｄ変換を開始し、ローカルコントローラ４２ａからの切り換え信号によりバススイッチ４２ｄがＲＡＭ４２ｂ、４２ｃを切り換えながら第１ＲＡＭ４２ｂ、４２ｃを交互に読み出しメモリ及び書き込みメモリとして用い、書き込み信号により、電源投入後は、常時データの取り込みを行っている。

再び、図６に戻り、ＣＰＵ３２は、制御信号発生回路部４０からの制御信号により２ポートメモリ４２に書き込まれたデジタルデータをローカルデータバス４３、ＰＣＩコントローラ４４及びＰＣＩバス４５（図７参照）からなる内部バス４６を介して読みだし、メインメモリ４７を用い、デジタルデータに対して周波数抽出処理（高速フーリエ変換：ＦＦＴ）を行い、各ソースコイル１４ｉ及びソースコイル１４０の駆動周波数に対応する周波数成分の磁界検出情報に分離抽出し、分離した磁界検出情報の各デジタルデータからプローブ１５内に設けられた各ソースコイル１４ｉ及び外科用ツール１００のソースコイル１４０の空間位置座標を算出する。

また、算出された位置座標データからプローブ１５の挿入状態及び外科用ツール１００の先端位置を推定し、プローブ像及びツール先端像を形成する表示データを生成し、ビデオＲＡＭ４８に出力する。このビデオＲＡＭ４８に書き込まれているデータをビデオ信号発生回路４９が読みだし、アナログのビデオ信号に変換して液晶モニタ２５へと出力する。液晶モニタ２５は、このアナログのビデオ信号を入力すると、表示画面上にプローブ像及びツール先端像を表示する。

ＣＰＵ３２において、各ソースコイル１４ｉ及びソースコイル１４０に対応した磁界検出情報、すなわち、各センスコイル２２ｊを構成する単心コイル２２ｋに発生する起電力（正弦波信号の振幅値）と位相情報が算出される。なお、位相情報は、起電力の極性±を示す。

このように構成された本実施例の作用について説明する。

患者５の血管内にプローブ１５を挿入し、外科用ツール１００を用いて患者５の体内の処置部位に処置を施す開腹手技を開始する（図１参照）と、図９に示すように、ステップＳ１にて管腔臓器形状検出装置３の検出装置２１は、プローブ１５の各ソースコイル１４ｉの位置を検出する。続いて、ステップＳ２にて検出装置２１は、外科用ツール１００のソースコイル１４０の位置を検出する。

次に、ステップＳ３にて検出装置２１は、検出した位置情報に基づきプローブ像とツール先端像を生成し、ステップＳ４にて図１０に示すように、モニタ２５にプローブ像１５０とツール先端像１５１を表示する。

この処理をステップＳ５にて手技の終了を検知するまで繰り返す。

このように本実施例では、モニタ２５上のプローブ像１５０とツール先端像１５１とによりプローブ１５が挿通されている血管と、外科用ツール１００の先端の位置関係を明確に表示することができるので、術者は処置部位に処置を施す際に注意すべき血管が容易に目視できなくても、プローブ像１５０とツール先端像１５１との位置関係を視認することで、容易に該血管を認識することが可能となり、手技を適切に支援することができる。

なお、本実施例では、血管等に挿通するプローブ１５に複数のソースコイル１４ｉを配置し血管の形状を検出するとしたが、これに限らず、図１１に示すように、中空のカテーテル１６０の側壁内に複数のソースコイル１４ｉを配置し血管の形状を検出するようにしてもよい。また、図１２に示すように、中空のカテーテル１６０の側壁内ではなく、カテーテル１６０の外周に複数のソースコイル１４ｉを配置してもよい。すなわち、管腔臓器挿入プローブを図１１または図１２に示すカテーテル１６０としてもよい。

また、本実施例では、管腔臓器として血管を例に説明したが、手技に応じて形状を検出する管腔臓器を尿管や胆管、腸管等とすることができるのはいうまでもない。

管腔臓器を胆管、腸管等とした場合、プローブ１５の代りに、特開２００３−２９０１２９号公報等に開示されている形状検出可能な内視鏡を管腔臓器挿入プローブとすることができる。

図１３ないし図１７は本発明の実施例２に係わり、図１３は外科用ツールの構成を示す図、図１４は図１３の外科用ツールを用いた際の管腔臓器形状検出装置の作用を説明するフローチャート、図１５は図１４の処理を説明する第１の説明図、図１６は図１４の処理を説明する第２の説明図、図１７は図１４の処理を説明する第３の説明図である。

実施例２は、実施例１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。

本実施例の外科用ツール１００は、図１３に示すように、電極１１０が設けられている先端近傍に複数、少なくとも２つのソースコイル１４０、１４１を長手軸に沿って配置している。この２つのソースコイル１４０、１４１の位置を検出することで、外科用ツール１００の先端位置及び、外科用ツール１００の向きが検出される。その他の構成は実施例１と同じである。

このように構成された本実施例の作用について説明する。

患者５の血管内にプローブ１５を挿入し、外科用ツール１００を用いて患者５の体内の処置部位に処置を施す開腹手技を開始する（図１参照）と、図１４に示すように、ステップＳ１１にて管腔臓器形状検出装置３の検出装置２１は、プローブ１５の各ソースコイル１４ｉの位置を検出する。続いて、ステップＳ１２にて検出装置２１は、外科用ツール１００のソースコイル１４０、１４１の位置を検出する。

次に、ステップＳ１３にて検出装置２１は、検出した位置情報に基づきプローブ像とツール先端像を生成し、ステップＳ１４にて図１５に示すように、モニタ２５にプローブ像１５０とツール先端像１５１ａを表示する。

なお、本実施例では、ソースコイル１４０、１４１により外科用ツール１００の向きが算出されるため、図１５のようにツール先端像１５１ａは、外科用ツール１００の位置と向きが分かる画像となっている。

そして、ステップＳ１５にて検出装置２１は、プローブ像とツール先端との最短距離Ｌを算出し、ステップＳ１６にて図１６に示すように、距離Ｌを示す距離情報２０１をモニタ２５に表示する。

次に、ステップＳ１７にて検出装置２１は、距離Ｌが所定の距離Ｌ0未満かどうか判断し、距離Ｌが所定の距離Ｌ0未満ならば、ステップＳ１８にて図１７に示すように、血管と外科用ツール１００が接近している旨の警告情報２０２をモニタ２５に表示する警告表示処理を実行する。

この処理をステップＳ１９にて手技の終了を検知するまで繰り返す。

このように本実施例では、実施例１の効果に加え、外科用ツール１００の向きがツール先端像１５１ａにより視認可能であるので、術者は血管と外科用ツール１００との接近状態を認識することが可能となる。

また、距離情報２０１や警告情報２０２をモニタ２５に表示するので、より確実に接近状態を認識することができる。

なお、距離Ｌが所定の距離Ｌ0未満ならば警告情報２０２をモニタ２５に表示するとしたが、図示しないスピーカ等により音声信号により警告してもよいし、図示しない発光手段（例えば検出装置２１に設けるランプあるいはＬＥＤ）を発光させて警告するようにしてもよい。

図１８及び図１９は本発明の実施例３に係わり、図１８は手術システムの構成を示す構成図、図１９は図１８の管腔臓器形状検出装置の作用を説明するフローチャートである。

実施例３は、実施例２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。

本実施例では、図１８に示すように、管腔臓器形状検出装置３の検出装置２１は、血管と外科用ツール１００との接近状態に応じて、高周波焼灼装置１０３の出力を制御ケーブル３００を介して制御する。その他の構成は実施例２と同じである。

このように構成された本実施例の作用について説明する。

図１９に示すように、ステップＳ１〜ステップＳ１８までは、実施例２と同じであって、本実施例では、ステップＳ１８の警告表示処理後に、ステップＳ２１にて検出装置２１は、プローブ像とツール先端との距離Ｌが、所定の距離Ｌ0より短い限界最小距離Ｌmin未満になったかどうか判断する。この限界最小距離Ｌmin未満と判断すると、ステップＳ２２にて検出装置２１は、制御ケーブル３００を介して高周波焼灼装置１０３の出力停止の制御を行う。

その他の処理は実施例２と同じであって、この処理をステップＳ１９にて手技の終了を検知するまで繰り返す。

このように本実施例では、実施例２の効果に加え、血管と外科用ツール１００の先端が所定の距離Ｌ0より短い限界最小距離Ｌmin未満になると、高周波焼灼装置１０３の出力を停止することができる。

図２０ないし図２２は本発明の実施例４に係わり、図２０は手術システムの構成を示す構成図、図２１は図２０の管腔臓器形状検出装置の作用を説明するフローチャート、図２２は図２１の処理を説明する説明図である。

実施例４は、実施例３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。

上記実施例１〜３では、開腹手技を例に説明したが、本実施例では低侵襲な腹腔鏡下手技に適用される実施例を説明する。

図２０に示すように、本実施例では、図示しないトラカールを介して腹腔内に挿入される腹腔鏡４００を備えている。なお、本実施例では外科用ツール１００も図示しないトラカールを介して腹腔内に挿入される。

腹腔鏡４００は、ライトガイド（図示せず）が挿通されており、ライトガイドがビデオプロセッサ４０１内の光源部からの照明光を伝送し、挿入部先端に設けた照明窓から伝送した照明光を出射し、患者５の対象部位等を照明する。照明された対象部位等の被写体は照明窓に隣接して設けられた観察窓に取り付けた対物レンズ及びリレーレンズ等により接眼部ににより結像する。その結像位置には、カメラヘッド４０２が着脱自在に設けられ、カメラヘッド４０２に配置された撮像素子（ＣＣＤ）に像を結び、この撮像素子は光電変換する。

光電変換された信号はビデオプロセッサ４０１内の映像信号処理部により信号処理されて標準的な映像信号が生成され、ビデオプロセッサ４０１に接続された画像観察用モニタ４０３に表示される。また、ビデオプロセッサ４０１からは対象部位等の被写体の内視鏡画像データが管腔臓器形状検出装置３の検出装置２１に出力されるようになっている。その他の構成は実施例３と同じである。

このように構成された本実施例の作用について説明する。

患者５の血管内にプローブ１５を挿入し、腹腔鏡４００及び外科用ツール１００をトラカールを介して患者５の体内の処置部位に導き、腹腔鏡下手技による処置を開始すると、図２１に示すように、ステップＳ３１にて管腔臓器形状検出装置３の検出装置２１は、プローブ１５の各ソースコイル１４ｉの位置を検出する。続いて、ステップＳ３２にて検出装置２１は、外科用ツール１００のソースコイル１４０、１４１の位置を検出する。

次に、ステップＳ３３にて検出装置２１は、検出した位置情報に基づきプローブ像とツール先端像を生成する。

続いて、検出装置２１は、ステップＳ３４にてカメラヘッド４０２により撮像された対象部位等の被写体の内視鏡画像データを取り込み、ステップＳ３５にて取り込んだ内視鏡画像データを画像処理し、例えば外科用ツール１００の画像部分を抽出する。

続いて、検出装置２１は、ステップＳ３６にてツール先端像が抽出した外科用ツール１００の画像部分の画像位置に一致するように、プローブ像とツール先端像の向きを補正する。

そして、検出装置２１は、ステップＳ３７にて図２２に示すように、モニタ２５のライブ画像表示エリア４１０に取り込んだ内視鏡画像データを表示すると共に、モニタ２５の形状表示エリア４１１にプローブ像１５０とツール先端像１５１ａを表示する。このとき、形状表示エリア４１１に表示されるツール先端像１５１ａは、ステップＳ３６の補正によりライブ画像表示エリア４１０に表示される外科用ツール１００と各エリア内で相対的に同じ位置及び同じ向きの画像となり、形状表示エリア４１１に表示されるプローブ像１５０とツール先端像１５１ａの配置がライブ画像表示エリア４１０に表示される内視鏡画像データと一致している。

その後のステップＳ１５以降の処理は実施例３と同じである。

このように本実施例では、腹腔鏡下手技においても実施例３と同様な効果を得ることができる。

なお、腹腔鏡に限らず、可撓性の挿入部を有する、例えば電子内視鏡としてもよく、この場合、外科用ツールは電子内視鏡の処置具チャンネルに挿通されるツールとなるが、このツール先端にソースコイルを設けることで、本実施例と同様な作用／効果を得ることができるのはいうまでもない。

図２３及び図２４は本発明の実施例５に係わり、図２３は手術システムの構成を示す構成図、図２４は図２３の管腔臓器形状検出装置の作用を説明する説明図である。

実施例５は、実施例４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。

図２３に示すように、本実施例では、外科用ツール１００の他に、第２の外科用ツール５００を図示しないトラカールを介して腹腔内に挿入する例である。

この第２の外科用ツール５００は例えば把持鉗子等であって、図示はしないが、外科用ツール１００と同様に、先端の把持部の近傍にソースコイル１４０、１４１が設けられ、該ソースコイル１４０、１４１は、外科用ツール５００の後端から延出されたソースケーブル５０１のコネクタ５０１ａにより管腔臓器形状検出装置３の検出装置２１に着脱自在に接続され、外科用ツール１００のソースコイル１４０、１４１と同様に駆動される。

その他の構成は実施例４と同じである。

本実施例では、実施例４と同じ処理（図２１参照）がなされるが、図２４に示すように、モニタ２５の形状表示エリア４１１には、プローブ像１５０と外科用ツール１００のツール先端像１５１ａの他に第２の外科用ツール５００のツール先端像５１０が表示される。このとき、ツール先端像１５１ａとツール先端像５１０とを識別可能に表示形状をツールに応じて生成している。

また、ツール先端像１５１ａとツール先端像５１０とをより識別可能するために、異なる色等で表示してもよく、この場合、距離情報２０１をツール先端像の色に合わせて表示する。なお、警告情報２０２（図１７参照）を表示する場合も、警告対象となるツール先端像の色に合わせて表示する。

このように本実施例では、実施例４の効果に加え、外科用ツールが複数用いられる場合においても、手技を適切に支援することができる。

図２５及び図２６は本発明の実施例６に係わり、図２５は手術システムの構成を示す構成図、図２６は図２５の管腔臓器形状検出装置の作用を説明する説明図である。

実施例６は、実施例４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。

図２５に示すように、本実施例では、プローブ１５の他に、プローブ１５にて形状検出する血管以外の、注意を要する血管の形状を検出する第２のプローブ６００を用いた例である。

第２のプローブ６００はプローブ１５と同様に構成され、第２のプローブ６００のソースコイル１４ｉは、プローブ６００の後端から延出されたソースケーブル６０１のコネクタ６０１ａにより管腔臓器形状検出装置３の検出装置２１に着脱自在に接続され、プローブ１５のソースコイル１４ｉと同様に駆動される。

その他の構成は実施例４と同じである。

本実施例では、実施例４と同じ処理（図２１参照）がなされるが、図２６に示すように、モニタ２５の形状表示エリア４１１には、プローブ１５のプローブ像１５０と外科用ツール１００のツール先端像１５１ａの他に、第２のプローブ６００のプローブ像６１０が表示される。このとき、プローブ像１５０ａとプローブ像６１０とを識別可能に異なる色にて表示する。また、この場合、距離情報２０１をツール先端像の色に合わせて表示する。なお、警告情報２０２（図１７参照）を表示する場合も、警告対象となるツール先端像の色に合わせて表示する。

このように本実施例では、実施例４の効果に加え、注意を要する血管等の管腔臓器が複数ある場合にも、これら複数の管腔臓器にソースコイル１４ｉを設けたプローブを配置し、その形状を検出することで、手技を適切に支援することができる。

図２７及びないし図２８は本発明の実施例７に係わり、図２７は外科用ツールの構成を示す図、図２８は図２７のＡ−Ａ線断面を示す断面図である。

実施例７は、実施例１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。

本実施例では、外科用ツール１００の先端部に、図２７及び図２８に示すように、例えば素材のバネ性を利用した取り付け部内にソースコイル１４０を内蔵させた磁気コイルユニット７００が装着可能に構成される。

その他の構成は実施例１と同じであって、本実施例でも実施例１と同様な作用及び効果を得ることができる。

なお、外科用ツール１００への磁気コイルユニット７００への装着方法は、これに限らず、他の固定手段でもよい。また、ソースコイル１４０部分が磁気コイルユニット７００から分離できるようになっていてもよい。

また、複数の磁気コイルユニット７００を外科用ツール１００にセットしてもよい。

本発明は、上述した実施例に限定されるものではなく、本発明の要旨を変えない範囲において、種々の変更、改変等が可能である。

本発明の実施例１に係る手術システムの構成を示す構成図 図１のプローブの構成を示す図 図１の外科用ツールの構成を示す図 図１のコイルユニットに内蔵されたコイルの配置例を示す図 図１の管腔臓器形状検出装置の構成を示す構成図 図５の受信ブロック及び制御ブロックの構成を示す図 図５の受信ブロックの詳細な構成を示す図 図６の２ポートメモリ等の動作を示すタイミング図 図１の管腔臓器形状検出装置の作用を説明するフローチャート 図９の処理を説明する説明図 図１のプローブの第１の変形例の構成を示す図 図１のプローブの第２の変形例の構成を示す図 本発明の実施例２に係る外科用ツールの構成を示す図 図１３の外科用ツールを用いた際の管腔臓器形状検出装置の作用を説明するフローチャート 図１４の処理を説明する第１の説明図 図１４の処理を説明する第２の説明図 図１４の処理を説明する第３の説明図 本発明の実施例３に係る手術システムの構成を示す構成図 図１８の管腔臓器形状検出装置の作用を説明するフローチャート 本発明の実施例４に係る手術システムの構成を示す構成図 図２０の管腔臓器形状検出装置の作用を説明するフローチャート 図２１の処理を説明する説明図 本発明の実施例５に係る手術システムの構成を示す構成図 図２３の管腔臓器形状検出装置の作用を説明する説明図 本発明の実施例６に係る手術システムの構成を示す構成図 図２５の管腔臓器形状検出装置の作用を説明する説明図 本発明の実施例７に係わる外科用ツールの構成を示す図 図２７のＡ−Ａ線断面を示す断面図

符号の説明

１…手術システム
２…手術装置
３…管腔臓器形状検出装置
１４ｉ、１４０…ソースコイル
１５…プローブ
２１…検出装置
２３…コイルユニット
２２ｊ…センスコイル
２４…操作パネル
２６…送信ブロック
２７…受信ブロック
２８…制御ブロック
１００…外科用ツール
代理人 弁理士 伊藤 進

Claims (11)

1. 被検体の体内に挿入される挿入部の内部に、磁界発生素子または磁界検出素子のうち一方の素子により構成される第１の位置検出用素子を複数配置したプローブと、
   前記被検体の対象部位に処置を施す処置部の近傍に前記第１の位置検出用素子を複数配置した処置具と、
   前記被検体の外部に前記磁界発生素子または前記磁界検出素子のうち、前記第１の位置検出用素子とは異なる他方の素子により構成される第２の位置検出用素子を配置して、前記プローブに配置された前記第１の位置検出用素子及び前記処置具に配置された前記第１の位置検出用素子の各位置を前記第２の位置検出用素子の位置を基準に用いて検出する検出手段と、
   を備え、
   前記検出手段は、前記処置具に配置された複数の前記第１の位置検出用素子の各位置に基づき、前記処置具の前記対象部位への接近方向を検出する
   ことを特徴とする手術支援装置。
2. 被検体の体内に挿入される挿入部の内部に、磁界発生素子または磁界検出素子のうち一方の素子により構成される第１の位置検出用素子を複数配置したプローブと、
   前記被検体の対象部位に処置を施す処置部の近傍に前記第１の位置検出用素子を１つまたは複数個配置した処置具と、
   前記被検体の外部に前記磁界発生素子または前記磁界検出素子のうち、前記第１の位置検出用素子とは異なる他方の素子により構成される第２の位置検出用素子を配置して、前記プローブに配置された前記第１の位置検出用素子及び前記処置具に配置された前記第１の位置検出用素子の各位置を前記第２の位置検出用素子の位置を基準に用いて検出する検出手段と、
   を備え、
   前記検出手段は、前記検出結果に基づき、前記処置具の前記処置部と前記プローブとの最短距離を算出し、前記最短距離が所定距離未満の場合、警告を行う
   ことを特徴とする手術支援装置。
3. 前記処置具は、前記処置部より前記被検体の対象部位にエネルギーを印加して処置を施すエネルギー処置具であって、
   前記検出手段は、前記最短距離が所定限界距離未満の場合、前記エネルギー処置具に対して前記エネルギーの印加を停止させる
   ことを特徴とする請求項２に記載の手術支援装置。
4. 前記検出手段で算出した最短距離を表示手段上に表示する
   ことを特徴とする請求項２または３に記載の手術支援装置。
5. 前記被検体の対象部位を撮像する内視鏡装置を有し、
   前記検出手段は、前記内視鏡装置からの前記対象部位の内視鏡画像に基づいた前記プローブの形状画像及び前記処置具の先端画像を生成する
   ことを特徴とする請求項１−４のいずれか一項に記載の手術支援装置。
6. 前記プローブは、ガイドワイヤより構成される
   ことを特徴とする請求項１−５のいずれか一項に記載の手術支援装置。
7. 前記プローブは、カテーテルより構成される
   ことを特徴とする請求項１−５のいずれか一項に記載の手術支援装置。
8. 前記プローブは、内視鏡より構成される
   ことを特徴とする請求項１−５のいずれか一項に記載の手術支援装置。
9. 前記検出手段により得られた各素子の位置を基に、前記プローブの形状画像と、前記処置部の先端部位置情報及び形状画像を生成する形状画像生成手段と、
   前記形状画像生成手段が生成した画像を同一画面上に表示する表示手段と、
   を備えたことを特徴とする請求項１−４のいずれか一項に記載の手術支援装置。
10. 複数の前記処置具の先端部位置情報及び形状画像を前記表示手段に表示する
    ことを特徴とする請求項９に記載の手術支援装置。
11. 前記検出手段で検出した位置情報に基づき、前記プローブの形状及び前記処置部の先端部を表示手段に表示する
    ことを特徴とする請求項１−４のいずれか一項に記載の手術支援装置。

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