JP6373773B2 - 内視鏡業務支援システム - Google Patents

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Description

本発明は、内視鏡業務を支援する内視鏡業務支援システムに関する。
内視鏡検査では、医師が検査前に患者の過去の検査画像を確認することが多い。特に過去に処置を実施し、これから行う検査においても同じ処置を実施する場合には、過去の検査画像から、処置した部位の形状や状態などを確認する。たとえばERCP(内視鏡的逆行性胆管膵管造影)検査では、内視鏡の先端から膵管や胆管の中にカテーテルを挿菅するカニュレーションと呼ばれる手技が行われる。十二指腸乳頭の形状や、膵管、胆管の合流形式は患者ごとに異なるため、過去に同一患者に対して実施したカニュレーションの状況を撮影した検査画像があれば、検査前にみておくことでERCP検査を安全且つ効率的にすすめることができる。
特開2008−220839号公報
しかしながら内視鏡を患者の体内に挿入して検査を開始した後は、過去の検査画像を簡単に確認できる手段がないために、医師は検査前にみた検査画像の記憶に頼るしかない。そこで検査中においても、患者の過去の検査画像を医師に提示できる仕組みを構築することが好ましい。本発明はこうした状況に鑑みなされたものであり、その目的は、内視鏡検査で処置具を使用している場合に、関連する過去の検査画像を医師に提示する技術を提供することにある。
上記課題を解決するために、本発明のある態様の内視鏡業務支援システムは、内視鏡で患者の体内を過去に撮影した検査画像と、検査画像に含まれる処置具の種類を示す情報と、患者を特定する患者識別情報とを関連付けて記録する記録部と、内視鏡で患者の体内を撮影している観察画像から、内視鏡検査で使用されている処置具の種類を特定する処置具検出部と、記録部に記録された複数の検査画像のなかから、同一患者の検査画像であって、処置具検出部が特定した種類の処置具が含まれる検査画像を特定する画像検索部と、画像検索部で特定された過去の検査画像を、観察画像とともに表示する表示制御部と、を備える。
なお、以上の構成要素の任意の組み合わせ、本発明の表現を方法、装置、システム、記録媒体、コンピュータプログラムなどの間で変換したものもまた、本発明の態様として有効である。
本発明によれば、内視鏡検査で処置具を使用している場合に、関連する過去の検査画像を提示する技術を提供できる。
実施例にかかる内視鏡業務支援システムの構成を示す図である。 画像管理システムの機能ブロックを示す図である。 検査画像の一覧画面の例を示す図である。 処置具の種類および用途の対応関係を示す図である。 処理装置の機能ブロックを示す図である。 表示装置の表示例を示す図である。 表示された確認メッセージの例を示す図である。 表示された過去の検査画像の例を示す図である。
図1は、本発明の実施例にかかる内視鏡業務支援システム1の構成を示す図である。内視鏡業務支援システム1は、内視鏡検査における医師の観察行為を支援するための観察支援システムであり、内視鏡検査を実施するための内視鏡システム10、過去に撮影した検査画像を管理する画像管理システム100、端末装置30、34を備え、それらはLAN(ローカルエリアネットワーク)などのネットワーク2によって相互接続される。端末装置30、34はたとえばパーソナルコンピュータであって、画面出力可能にそれぞれ表示装置32、36と接続されてよいが、端末装置30、34は表示装置と一体となったラップトップコンピュータであってもよく、また携帯型タブレットであってもよい。内視鏡システム10および端末装置30は、内視鏡検査室内に配置される。
内視鏡検査は、オーダリングシステム(図示せず)により発行される検査オーダにしたがって実施される。検査オーダは、検査を特定する検査識別情報(検査ID)、患者を特定する患者識別情報(患者ID)、検査種別および検査項目を特定する情報、検査予定日時などのオーダ情報を含む。検査IDは、オーダリングシステムにより発行される検査オーダの識別情報であり、患者IDは、医療施設内において患者を一意に識別するために付与された識別情報である。
検査開始前、端末装置30は内視鏡検査オーダの一覧画面を表示装置32に表示し、医師または看護師がオーダ一覧から、これから実施するオーダを選択すると、端末装置30は表示装置32にオーダ詳細確認画面を表示する。医師は、この確認画面をみて、検査内容を確認してから内視鏡検査を開始する。このとき医師は端末装置30を操作して、これから検査を行う患者の過去の検査画像を表示装置32に表示させて確認することもできる。
内視鏡システム10は、内視鏡12、処理装置14および表示装置16を備える。内視鏡12は、撮像素子18と、複数のスイッチを含む操作部20とを有して構成される。複数のスイッチのそれぞれには、処理装置14の各種機能を予め割り当てることができ、1つのスイッチには、患者の体内を撮影している観察画像を記録するレリーズ機能が割り当てられる。操作部20の根元には鉗子チャンネルが設けられ、医師は鉗子チャンネルを通じて処置具を出し入れして処置を行う。
撮像素子18は挿入部の先端に設けられ、挿入部が患者の体内に挿入されて体内を撮像し、医師が操作部20のレリーズ機能を割り当てられたレリーズスイッチを押したタイミングで、処理装置14が観察画像を検査画像として取得する。撮像素子18はCCDイメージセンサまたはCMOSイメージセンサであり、信号処理回路(図示せず)とともに撮像モジュールを構成する。撮像素子18は入射光を電気信号に変換し、信号処理回路は、撮像素子18により光電変換されたデータに対して、A/D変換、ノイズ除去などの信号処理を施して、処理装置14に出力する。内視鏡12および処理装置14は、撮像ユニット22を構成する。
処理装置14は、内視鏡システム10全体を統括的に制御する。処理装置14の一つの重要な役割は、内視鏡12により撮影されている観察画像を表示装置16にライブ表示させることである。医師は表示装置16に表示される観察画像をみながら、処置具の操作を行う。なお実施例の処理装置14は表示装置16に、観察画像とともに、同一患者の過去の検査画像も表示させる機能をもつ。表示装置16は互いに重ならない2つの表示領域16a、16bを有し、観察画像と過去の検査画像とは、それぞれ異なる表示領域に表示される。
処理装置14のもう一つの重要な役割は、医師がレリーズスイッチを押したタイミングで撮像素子18により撮像されている観察画像を、検査画像として画像管理システム100に送信して画像記録部(データベース)に記録させることである。処理装置14は、レリーズスイッチが押されたときの検査画像データを取得し、検査画像データにメタデータを付加して画像管理システム100に送信する。付加されるメタデータは、検査ID、患者ID、検査種別および検査項目を特定する情報、検査画像を特定する検査画像ID、撮影日時を少なくとも含む。このうち、検査ID、患者ID、検査種別および検査項目を特定する情報は、オーダ情報に含まれており、処理装置14はオーダ情報から、これらのメタデータを検査画像データに付加してよい。画像管理システム100は、処理装置14から送信される検査画像データを受け取り、画像記録部に蓄積する。
図2は、画像管理システム100の機能ブロックを示す。画像管理システム100は、画像取得部102、画像提供部104、処置具情報登録部106、画像検索部110および記録部120を備える。画像検索部110は、要求受付部112および検索実行部114を有する。
これらの構成はハードウエア的には、任意のプロセッサ、メモリ、その他のLSIで実現でき、ソフトウエア的にはメモリにロードされたプログラムなどによって実現されるが、ここではそれらの連携によって実現される機能ブロックを描いている。したがって、これらの機能ブロックがハードウエアのみ、ソフトウエアのみ、またはそれらの組合せによっていろいろな形で実現できることは、当業者には理解されるところである。
内視鏡検査の実施中、画像取得部102は、内視鏡12のレリーズスイッチが押されたタイミングで処理装置14から送信される検査画像データを取得し、記録部120に記録する。検査画像データには、検査ID、患者ID、検査種別および検査項目を特定する情報、検査画像を特定する検査画像ID、撮影日時などのメタデータが付加されている。なお処理装置14は、検査終了時まで検査画像データを蓄積しておき、検査終了後に、検査中に撮影された全ての検査画像データを画像管理システム100に送信するようにしてもよい。
医師は検査を終了すると、内視鏡科に設置された端末装置34を操作して検査レポートを作成する。医師が端末装置34においてレポート作成アプリケーションを起動すると、レポート作成アプリケーションは、画像管理システム100にアクセスして、該当する検査で撮像された検査画像の送信を画像提供部104に要求する。画像提供部104は、検査IDをキーにして記録部120を探索し、記録部120から検査画像を読み出して、端末装置34に提供する。画像提供部104は、検査において撮像された全ての検査画像を端末装置34に提供し、レポート作成アプリケーションは表示装置36に検査画像の一覧を表示する。
図3は、ERCP検査で撮影した検査画像の一覧画面の例を示す。医師は、レポート作成画面において、所見情報を入力するとともに、その所見情報に対応する検査画像を一覧画面から選択して対応付けることで、レポートを作成する。
実施例の内視鏡業務支援システム1は、医師が検査中に処置具を用いると、同一患者の過去の検査画像であって、同種の処置具が含まれる検査画像を表示装置16に提示する機能をもつ。そこで画像管理システム100は、記録部120に記録した検査画像のうち、処置具が含まれる検査画像に対して、その処置具の種類を示す情報をメタデータとして予め登録しておき、医師が検査中に処置具を使用したときに、使用した処置具と同種の処置具が含まれる過去の検査画像を検索して抽出できるようにする。
このために処置具情報登録部106は、記録部120に記録された検査画像を参照して、処置具が写り込んだ検査画像を特定し、その検査画像に、処置具の種類を示す処置具情報をメタデータとして付加する機能をもつ。処置具情報登録部106は、画像認識処理により検査画像中の処置具を検出する。処置具情報登録部106による画像認識機能を実現するために、記録部120は、処置具を鉗子チャンネルに挿通した際の内視鏡画像を、テンプレート画像として予め記録しておく。
図4は、内視鏡検査で使用される処置具の種類および用途の対応関係を示す。図4に示す対応テーブルは記録部120に記録され、処置具情報登録部106が参照できるようになっている。
内視鏡検査では、対応テーブルに示されるように様々な種類の処置具が使用される可能性があり、記録部120は処置具の種類ごとに内視鏡12により撮影されたテンプレート画像を保持している。画像認識による検出精度を高めるために、処置具の種類ごとに、鉗子チャンネルの方向、画像フレーム内における突出長、開閉状態などが異なる複数のテンプレート画像が用意されることが好ましい。また回転により画像中の形状が変化する非対称形状の処置具については、回転角度が異なるテンプレート画像が複数用意されることが好ましい。
まず処置具情報登録部106は、検査画像中に含まれる処置具のエッジを検出する。エッジ検出用の画像として、R画像またはG画像を利用してよい。処置具情報登録部106はエッジから線分形状を検出すると、検出した線分形状とテンプレート画像を照合し、一致度が最も高いテンプレート画像の処置具の種類を特定する。
このとき処置具情報登録部106は、全ての種類のテンプレート画像との照合処理を行ってもよいが、検査内容を細分化した検査項目に応じて照合対象とするテンプレート画像の絞込を行ってもよい。たとえば図3に示す検査画像の処置具検出処理を行う場合、これらの検査画像はERCP検査で撮影されたものであるため、検査画像に含まれる処置具の種類はERCP検査で使用されるものに限定される。そこで処置具情報登録部106は、図4に示す対応テーブルを参照して、ERCP検査を用途とする処置具、すなわちガイドワイヤ、カテーテル、造影カニューレのテンプレート画像と、検査画像に含まれる線分形状との一致度を算出して、処置具の種類を特定してもよい。検査項目に応じた処置具種類の絞込を行うことで、計算負荷を低減できる。
なお記録部120には、図4に示す全ての種類のテンプレート画像が保持されていなくてもよい。たとえばガイドワイヤは非常に細いため、テンプレートマッチングによる検出精度が高くないことが分かっている。またガイドワイヤは、ERCP検査においてカテーテルとともに使用されるものであるため、カテーテルを検出できれば、検査画像に処置具情報をメタデータとして登録することができる。そのためガイドワイヤのテンプレート画像は用意せず、テンプレートマッチングによる検出精度が高いカテーテルのテンプレート画像を用意しておくことで、カニュレーションの手技が行われた検査画像を特定でき、またガイドワイヤのテンプレートマッチングを行わないことで、計算負荷を低減できる。
以上のように処置具情報登録部106は、画像認識処理を行うことで、検査画像に含まれる処置具の種類を特定する。処置具情報登録部106は、処置具の種類を特定すると、処置具の種類を示す情報を、メタデータとして検査画像に関連付けて記録部120に記録する。たとえば図3に示す検査画像の処置具検出処理においては、検査画像50a〜50dに、ERCP検査で使用されたカテーテルが写り込んでいることが検出される。したがって処置具情報登録部106は、各検査画像50a〜50dにメタデータとしてカテーテルを示す処置具情報を付加して、記録部120に登録する。
処置具情報登録部106は、以上の処置具検出処理を、記録部120に検査画像データが記録されるたびに実行してもよく、また深夜などの特定の時間帯に実行してもよい。いずれにしても処置具情報登録部106は、同一患者の次の検査の前までに処置具検出処理を実行し、画像検索部110が、次の検査で使用している処置具が写り込んだ検査画像を記録部120から探せるようになっていればよい。以上により、記録部120は、内視鏡12で患者の体内を過去に撮影した検査画像と、検査画像に含まれる処置具の種類を示す情報と、患者を特定する患者IDとを関連付けて記録する。
なお処置具情報登録部106は、処置具を検出した全ての検査画像に処置具情報を付加してもよいが、処置具情報を付加する検査画像を、医師により選択させてもよい。たとえば図3に示す検査画像一覧画面が表示装置36に表示されたときに、検査画像50a〜50dにカテーテルが写り込んでいることが医師に通知され、医師が、所望の検査画像を選択して処置具情報登録ボタン52を操作することで、検査画像に処置具情報が関連付けられて、記録部120に記録されてもよい。
また処置具検出処理は、医師により手動で行われてもよい。たとえば図3に示す検査画像一覧画面において、医師が検査画像を指定して処置具情報登録ボタン52を操作すると、テキスト入力画面が開いて、処置具の種類を示す情報をテキスト入力できる。なお処置具情報登録ボタン52を操作したとき、処置具の種類一覧が表示されて、医師が、いずれかの種類を選択できるようにしてもよい。この場合、処置具情報登録部106は、医師により入力された処置具の種類を示す情報を、検査画像に関連付けて記録部120に記録する。これにより画像検索部110が、処置具情報をキーにして、処置具が写り込んだ検査画像を探せるようになる。
図5は、処理装置14の機能ブロックを示す。処理装置14は、処置具検出部60、検索要求送信部62、画像取得部64、表示制御部66および画像送信部68を備える。表示制御部66は、内視鏡12で撮像された観察画像を表示装置16の表示領域16bにライブ表示する。画像送信部68は、内視鏡12からレリーズスイッチの操作信号を受け取ると、表示領域16bに表示している観察画像データにメタデータを付加して、画像管理システム100に送信する。
これらの構成はハードウエア的には、任意のプロセッサ、メモリ、その他のLSIで実現でき、ソフトウエア的にはメモリにロードされたプログラムなどによって実現されるが、ここではそれらの連携によって実現される機能ブロックを描いている。したがって、これらの機能ブロックがハードウエアのみ、ソフトウエアのみ、またはそれらの組合せによっていろいろな形で実現できることは、当業者には理解されるところである。
図6は、表示装置16の表示例を示す。この例では、検査種別を胆膵内視鏡検査、検査項目をERCPとする検査が行われており、表示領域16bにおいて、内視鏡12で患者の体内を撮影している観察画像がライブ表示されている様子が示される。
処置具検出部60は、検査中、観察画像に処置具が写り込んでいるか否かを監視する。処置具検出部60は、動画像の1フレームごとに監視処理を行ってもよいが、所定数のフレームおきに監視処理を行ってもよい。監視処理は、処置具情報登録部106による処置具検出処理と同じく、表示されるフレーム画像中に含まれる処置具を画像認識処理により検出することで行われる。処置具情報登録部106による処置具検出処理は、記録部120に記録されたテンプレート画像を利用したが、処置具検出部60においても同様に、テンプレート画像を利用する。テンプレート画像は、記録部120に記録されたものを利用してもよいが、同じテンプレート画像が、処理装置14に保持されていてもよい。
図6に示すように、観察画像に処置具が写り込むと、処置具検出部60は、処置具の線分形状を検出して、検出した線分形状とテンプレート画像を照合し、一致度が最も高いテンプレート画像の処置具の種類を特定する。処置具検出部60は、全ての種類のテンプレート画像との照合処理を行ってもよいが、検査項目に応じて照合対象とするテンプレート画像の絞込を行ってもよい。この例では、ERCP検査が実施されているため、観察画像に含まれる処置具の種類はERCP検査で使用されるものに限定される。そこで処置具検出部60は、図4に示す対応テーブルを参照して、ERCP検査を用途とする処置具、すなわちガイドワイヤ、カテーテル、造影カニューレのテンプレート画像と、観察画像に含まれる線分形状との一致度を算出して、処置具の種類を特定してもよい。検査項目に応じた処置具種類の絞込を行うことで、計算負荷を低減できる。なお処理装置14は、対応テーブルを保持していてもよい。
このように処置具検出部60は、内視鏡12で患者の体内を撮影している観察画像から、内視鏡検査で使用されている処置具の種類を画像認識により特定する。ここでは処置具検出部60が、観察画像中にカテーテルが写り込んだことを検出したものとする。検索要求送信部62は、画像管理システム100に対して、患者IDおよび処置具の種類を示す情報(ここではカテーテル)を含む画像検索要求を送信する。なお処置具検出部60は、観察画像中に写り込んだ処置具の種類を特定した後は、その処置具が観察画像に写り続けているか監視し、写り続けている間は、処置具検出処理を実行しなくてよい。処置具が観察画像からフレームアウトすると、処置具検出部60は、処置具がフレームインしたときに処置具検出処理を実行する。
画像管理システム100において、要求受付部112が画像検索要求を受け付けると、検索実行部114は、記録部120に記録された複数の検査画像のなかから、同一患者の検査画像であって、処置具検出部60が特定した種類の処置具が含まれる検査画像を検索して特定する。この検索処理は、画像検索要求に含まれる患者IDおよび処置具情報をもとに実行される。当該患者が、過去にERCP検査を行っていなければ、記録部120には、カテーテルを含む検査画像は記録されていないが、過去にERCP検査を行っていれば、記録部120に、カテーテルを含む検査画像が記録されている。検索実行部114は、当該患者の検査画像のうち、カテーテルを示す処置具情報が関連付けられたものを探索し、特定した全ての検査画像を処理装置14に送信する。なおカテーテルを含む検査画像が記録部120に記録されていなければ、検索実行部114は、当該検査画像が存在しないことを処理装置14に通知する。
処理装置14において、画像取得部64は、カテーテルを含む検査画像を画像管理システム100から取得する。画像取得部64が検査画像を取得すると、表示制御部66は、取得した過去の検査画像を表示する前に、観察画像とは重ならないディスプレイ上の位置に、過去の検査画像を表示することについての確認メッセージを表示する。
図7は、表示された確認メッセージ80の一例を示す。表示制御部66は、観察画像の表示領域16bとは異なる表示領域16aに、確認メッセージ80を表示する。医師は観察画像をみながら検査を行っているが、撮像画像に処置具が写り込んだ瞬間に過去の検査画像が突然表示されると、注意が検査画像の方に向いてしまう可能性がある。そこで過去の検査画像を表示する前に、お知らせとして確認メッセージ80を表示することが好ましい。表示装置16がタッチパネルとして構成されている場合、看護師が確認メッセージ80の表示領域をタッチすると、過去の検査画像が表示領域16aに表示されるようになる。なお内視鏡12の操作部20のスイッチの1つに、検査画像の表示機能が割り当てられていれば、医師がそのスイッチを押すことで、検査画像が表示領域16aに表示されるようにしてもよい。
図8は、表示領域16aに表示された過去の検査画像の一例を示す。表示制御部66は、画像検索部110で特定された過去の検査画像を、観察画像とともに表示装置16に表示する。観察画像および検査画像が1つの表示装置16に表示されることで、医師は、過去の同じ処置を行ったときの部位の形状や状態を容易に確認できるようになる。表示制御部66は、観察画像とは重ならない位置に検査画像を表示して、観察画像を隠さないようにする。この例では表示制御部66が観察画像を表示領域16bに表示し、過去の検査画像を表示領域16aに表示することで、両画像が重ならないようにしている。
画像検索部110で検索された検査画像が複数枚ある場合、表示制御部66は、表示領域16aに、複数枚の検査画像を分割表示してもよい。表示制御部66は、表示領域16aを4分割または9分割に分けて複数枚の検査画像を表示し、いずれかの検査画像が選択されたときに、拡大表示するようにしてもよい。また表示制御部66は、表示領域16aに検査画像を1枚ごとに切替表示して、いずれかの検査画像の表示中に所定の操作がなされると、その検査画像を固定表示してもよい。切替表示は所定秒ごとに自動で切り替えられてもよいが、医師による操作によって切り替えられてもよい。なお切替表示する場合には、検査画像にメタデータとして付加されている撮影日時を参照して、撮影日時が新しい検査画像から順に表示することが好ましい。
表示制御部66は、処置具が観察画像に写り込んでいる間、過去の検査画像を表示する。処置具検出部60は、処置具がフレームアウトしたことを検出すると、表示制御部66に対して処置具が写り込まなくなったことを通知し、これにより表示制御部66は検査画像を非表示とする。なお表示制御部66は、処置具がフレームアウトした場合であっても、処置具検出部60が新たな処置具を検出するまでの間、過去の検査画像の表示を維持してもよい。フレームアウトした場合に、過去の検査画像を表示し続けるか、または非表示とするかは、ユーザにより設定可能とされてもよい。
以上、本発明を実施例をもとに説明した。この実施例は例示であり、それらの各構成要素や各処理プロセスの組合せにいろいろな変形例が可能なこと、またそうした変形例も本発明の範囲にあることは当業者に理解されるところである。
1・・・内視鏡業務支援システム、10・・・内視鏡システム、12・・・内視鏡、14・・・処理装置、16・・・表示装置、34・・・端末装置、36・・・表示装置、60・・・処置具検出部、62・・・検索要求送信部、64・・・画像取得部、66・・・表示制御部、68・・・画像送信部、80・・・確認メッセージ、100・・・画像管理システム、102・・・画像取得部、104・・・画像提供部、106・・・処置具情報登録部、110・・・画像検索部、112・・・要求受付部、114・・・検索実行部、120・・・記録部。

Claims (4)

  1. 内視鏡で患者の体内を過去に撮影した検査画像と、検査画像に含まれる処置具の種類を示す情報と、患者を特定する患者識別情報とを関連付けて記録する記録部と、
    内視鏡で患者の体内を撮影している観察画像から、内視鏡検査で使用されている処置具の種類を特定する処置具検出部と、
    前記記録部に記録された複数の検査画像のなかから、同一患者の検査画像であって、前記処置具検出部が特定した種類の処置具が含まれる検査画像を特定する画像検索部と、
    前記画像検索部で特定された過去の検査画像を、観察画像とともに表示する表示制御部と、
    を備えることを特徴とする内視鏡業務支援システム。
  2. 前記処置具検出部は、テンプレート画像を利用した画像認識により、観察画像に含まれる処具の種類を特定する、ことを特徴とする請求項1に記載の内視鏡業務支援システム。
  3. 前記表示制御部は、観察画像とは重ならない位置に、前記画像検索部で特定された過去の検査画像を表示する、ことを特徴とする請求項1または2に記載の内視鏡業務支援システム。
  4. 前記表示制御部は、過去の検査画像を表示する前に、検査画像を表示することについての確認メッセージを表示する、ことを特徴とする請求項1から3のいずれかに記載の内視鏡業務支援システム。
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