JP6843639B2 - 超音波診断装置及び超音波診断支援装置 - Google Patents
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Description
図1は、本実施形態に係る超音波診断装置1の概略の基本構成を示す図である。超音波診断装置1は、超音波診断装置本体200(以下、単に装置本体200と呼ぶ)、超音波プローブ120、ロボットアーム110、及びロボットアーム制御部140を少なくとも備える。
磁気送信機150により、プローブ121や被検体Pを含む領域に磁場空間が生成される。磁気送信機150を原点とする磁場座標系とロボット座標系は、それぞれの座標系の原点と軸によって関連づけることができる。
実施形態の超音波診断装置1は、上述したようにロボットアーム110を具備している。以下、実施形態の超音波診断装置1における、ロボットアーム110に関連する動作について、第1のフェーズ、第2のフェーズ、及び第3のフェーズに分けて、より具体的に説明する。
また、ステップST102では、超音波プローブ120に装着されているプローブセンサ112、121から、超音波プローブ120の位置情報等を取得しても良い。
図20の下段に、本実施形態の超音波診断支援装置300の構成例を示す。超音波診断支援装置300は、ここまで説明してきた超音波診断装置1の構成(図5に示した構成)から、図20の上段に示す構成(即ち、超音波プローブ120、送信回路231、受信回路232、第1の処理回路210、画像記憶回路324、ディスプレイ250、及び入力デバイス260)を取り除いた構成を有する。
110 ロボットアーム
111 アームセンサ
112 プローブセンサ
120 超音波プローブ
121 プローブセンサ
122 プローブアダプタ
130 カメラ(監視カメラ)
131、132 モニタ(監視カメラモニタ)
140 ロボットアーム制御部(制御部)
150 磁気送信機
160 触覚付入力デバイス
170 生体基準位置センサ
190 針位置センサ
210 第1の処理回路
220 第2の処理回路
221 参照軌跡情報生成部
222 指示軌跡情報生成部
225 軌跡学習部
226 触覚付入力デバイス制御部
242 参照軌跡情報記憶回路
243 指示軌跡情報記憶回路
244 生体情報データベース
Claims (22)
- 超音波プローブと、
前記超音波プローブを保持し、被検体の体表面に沿って前記超音波プローブを移動させるロボットアームと、
前記ロボットアームによって前記超音波プローブを移動させるための指示軌跡情報を記憶する記憶部と、
記憶された前記指示軌跡情報に従って前記超音波プローブを移動させるように、前記ロボットアームの駆動を制御する制御部と、
前記ロボットアームに保持された前記超音波プローブを操作者が手動で移動させることによって得られる手動移動情報に基づいて、前記記憶部に記憶される前記指示軌跡情報の元となる参照軌跡情報を生成する参照軌跡情報生成部と、
前記参照軌跡情報を修正して、前記記憶部に記憶される前記指示軌跡情報を生成する指示軌跡情報生成部と、
を備え、
前記指示軌跡情報及び前記参照軌跡情報は、夫々、生体上の基準位置に基づいて、前記基準位置に対する相対的な位置情報として規定された情報である、
超音波診断装置。 - 超音波プローブと、
前記超音波プローブを保持し、被検体の体表面に沿って前記超音波プローブを移動させるロボットアームと、
前記ロボットアームによって前記超音波プローブを移動させるための指示軌跡情報を記憶する記憶部と、
記憶された前記指示軌跡情報に従って前記超音波プローブを移動させるように、前記ロボットアームの駆動を制御する制御部と、
前記ロボットアームに保持された前記超音波プローブを操作者が手動で移動させることによって得られる手動移動情報に基づいて、前記記憶部に記憶される前記指示軌跡情報の元となる参照軌跡情報を生成する参照軌跡情報生成部と、
前記参照軌跡情報を修正して、前記記憶部に記憶される前記指示軌跡情報を生成する指示軌跡情報生成部と、
を備え、
前記指示軌跡情報生成部は、複数の前記参照軌跡情報を用いた最適化処理によって、前記指示軌跡情報を生成する、
超音波診断装置。 - 前記指示軌跡情報は、機械学習によって最適化された情報である、
請求項2に記載の超音波診断装置。 - 前記指示軌跡情報生成部は、検査対象者の体格、又は、臓器位置に基づいて前記参照軌跡情報を修正して、前記指示軌跡情報を生成する、
ことを特徴とする請求項1乃至3のいずれか1項に記載の超音波診断装置。 - 超音波プローブと、
前記超音波プローブを保持し、被検体の体表面に沿って前記超音波プローブを移動させるロボットアームと、
前記ロボットアームによって前記超音波プローブを移動させるための指示軌跡情報を記憶する記憶部と、
記憶された前記指示軌跡情報に従って前記超音波プローブを移動させるように、前記ロボットアームの駆動を制御する制御部と、
前記ロボットアームに保持された前記超音波プローブを操作者が手動で移動させることによって得られる手動移動情報に基づいて、前記記憶部に記憶される前記指示軌跡情報の元となる参照軌跡情報を生成する参照軌跡情報生成部と、
前記参照軌跡情報を修正して、前記記憶部に記憶される前記指示軌跡情報を生成する指示軌跡情報生成部と、
を備え、
前記指示軌跡情報生成部は、検査対象者を撮像したCT画像、又は、MRI画像に基づいて、前記参照軌跡情報を修正して前記指示軌跡情報を生成する、
超音波診断装置。 - 前記指示軌跡情報生成部は、検査対象者の生体基準位置の情報に基づいて前記参照軌跡情報を修正して、前記指示軌跡情報を生成する、
ことを特徴とする請求項1乃至5のいずれか1項に記載の超音波診断装置。 - 超音波プローブと、
前記超音波プローブを保持し、被検体の体表面に沿って前記超音波プローブを移動させるロボットアームと、
前記ロボットアームによって前記超音波プローブを移動させるための指示軌跡情報を記憶する記憶部と、
記憶された前記指示軌跡情報に従って前記超音波プローブを移動させるように、前記ロボットアームの駆動を制御する制御部と、
を備え、
前記制御部は、前記ロボットアームの動き制約するための制約条件に従って、前記ロボットアームの駆動を制御する、
超音波診断装置。 - 前記制約条件は、前記ロボットアームに保持される前記超音波プローブの可動範囲、移動加速度範囲、移動速度範囲、及び生体接触圧力範囲、の少なくとも1つを含む、
請求項7に記載の超音波診断装置。 - 超音波プローブと、
前記超音波プローブを保持し、被検体の体表面に沿って前記超音波プローブを移動させるロボットアームと、
前記ロボットアームによって前記超音波プローブを移動させるための指示軌跡情報を記憶する記憶部と、
記憶された前記指示軌跡情報に従って前記超音波プローブを移動させるように、前記ロボットアームの駆動を制御する制御部と、
ECGセンサ及び呼吸センサの少なくとも1つと、
を備え、
前記ロボットアーム、又は、前記超音波プローブは、(a)位置センサ、(b)位置センサ及び速度センサ、又は、(c)位置センサ、速度センサ及び加速度センサを具備し、
前記制御部は、(a)位置センサ、(b)位置センサ及び速度センサ、又は、(c)位置センサ、速度センサ及び加速度センサからの信号に基づいて前記ロボットアームの駆動を制御すると共に、前記ECGセンサ及び呼吸センサの少なくとも1つからの生体情報を用いて、前記ロボットアームの駆動をさらに制御する、
超音波診断装置。 - 前記ロボットアーム、又は、前記超音波プローブは圧力センサをさらに備え、
前記制御部は、前記圧力センサの生体接触圧力情報に基づいて前記ロボットアームの駆動をさらに制御する、
請求項9に記載の超音波診断装置。 - 前記超音波プローブ、又は前記ロボットアームの位置及び動きを検出するカメラを備え、
前記制御部は、前記カメラで検出された前記ロボットアームの位置及び動きに基づいて、前記ロボットアームの駆動を制御する、
請求項1乃至10のいずれか1項に記載の超音波診断装置。 - 前記超音波プローブ、又は前記ロボットアームの位置及び動き、並びに生体の位置及び動きを検出するカメラを備え、
前記制御部は、前記カメラで検出された前記生体の位置及び動きに基づいて、前記ロボットアームの駆動を制御する、
請求項1乃至11のいずれか1項に記載の超音波診断装置。 - 前記ロボットアームに保持された前記超音波プローブの生体接触圧力情報を遠隔で検出すると共に、前記ロボットアームの駆動を遠隔から制御する触覚付入力デバイス、をさらに備え、
前記制御部は、前記触覚付入力デバイスからの制御にしたがって前記ロボットアームの駆動を制御する、
請求項1乃至12のいずれか1項に記載の超音波診断装置。 - 前記超音波プローブ、又は前記ロボットアームの位置及び動きを撮影するカメラと、
前記カメラで撮影された前記位置及び動きを表示するディスプレイと、
前記ロボットアームに保持された前記超音波プローブの生体接触圧力情報を遠隔で検出すると共に、前記ロボットアームの駆動を遠隔から制御する触覚付入力デバイスと、を備え、
前記制御部は、前記ディスプレイに表示された前記超音波プローブ、又は前記ロボットアームの位置及び動きを観察しながら操作される前記触覚付入力デバイスからの制御にしたがって前記ロボットアームの駆動を制御する、
請求項1乃至13のいずれか1項に記載の超音波診断装置。 - 前記制御部は、前記超音波プローブを自動で移動させるよう前記ロボットアームを制御する一方、前記超音波プローブの自動移動中に、検査対象者の音声情報、検査対象者の生体情報、操作者による前記ロボットアーム又は前記超音波プローブへの接触情報、操作者による音声情報、前記ロボットアームに保持された前記超音波プローブの生体接触圧力情報を遠隔で検出する触覚付入力デバイスからの入力情報、前記超音波プローブ又は前記ロボットアームの位置及び動きを撮影するカメラで撮影した画像の解析情報、超音波画像の解析情報、及び、検査対象者に装着された位置センサ情報の少なくとも1つからなる軌跡変更情報に基づいて、前記超音波プローブの移動を停止させる、或いは移動経路を変更するように前記ロボットアームを制御する、
請求項1乃至14のいずれか1項に超音波診断装置。 - 前記手動移動情報に基づく前記参照軌跡情報は、前記ロボットアーム及び前記超音波プローブの少なくとも一方に装着されるセンサの情報に基づいて生成される、
請求項1乃至15のいずれか1項に記載の超音波診断装置。 - 前記参照軌跡情報は、前記センサの情報に加えて或いは前記センサの情報に換えて、前記超音波プローブに設けられる磁気センサ又はジャイロセンサ、若しくは、前記超音波プローブの外部に設けられる赤外センサ又は画像センサの各センサのうち、少なくとも1つのセンサの情報に基づいて生成される、
請求項16に記載の超音波診断装置。 - 前記記憶部に記憶される前記指示軌跡情報、及び前記参照軌跡情報は、夫々、移動軌跡上の各位置における、前記超音波プローブの位置、向き、移動速度、及び生体接触圧力の少なくとも1つを含み、
指示軌跡情報生成部は、前記参照軌跡情報の中の、前記超音波プローブの位置、向き、移動速度及び生体接触圧力の少なくとも1つを修正して、前記指示軌跡情報を生成する、
請求項1乃至17のいずれか1項に記載の超音波診断装置。 - 超音波プローブを具備する超音波診断装置に連接される超音波診断支援装置であって、
前記超音波プローブを保持し、被検体の体表面に沿って前記超音波プローブを移動させるロボットアームと、
前記ロボットアームによって前記超音波プローブを移動させるための指示軌跡情報を記憶する記憶部と、
記憶された前記指示軌跡情報に従って前記超音波プローブを移動させるように、前記ロボットアームの駆動を制御する制御部と、
前記ロボットアームに保持された前記超音波プローブを操作者が手動で移動させることによって得られる手動移動情報に基づいて、前記記憶部に記憶される前記指示軌跡情報の元となる参照軌跡情報を生成する参照軌跡情報生成部と、
前記参照軌跡情報を修正して、前記記憶部に記憶される前記指示軌跡情報を生成する指示軌跡情報生成部と、
を備え、
前記指示軌跡情報及び前記参照軌跡情報は、夫々、生体上の基準位置に基づいて、前記基準位置に対する相対的な位置情報として規定された情報である、
超音波診断支援装置。 - 前記ロボットアームに保持された前記超音波プローブを操作者が手動で移動させることによって得られる手動移動情報に基づいて、前記記憶部に記憶される前記指示軌跡情報の元となる参照軌跡情報を生成する参照軌跡情報生成部と、
前記参照軌跡情報を修正して、前記記憶部に記憶される前記指示軌跡情報を生成する指示軌跡情報生成部と、
をさらに備える請求項19に記載の超音波診断支援装置。 - 前記手動移動情報に基づく前記参照軌跡情報は、前記ロボットアーム及び前記超音波プローブの少なくとも一方に装着されるセンサの情報に基づいて生成される、
請求項19に記載の超音波診断支援装置。 - 前記超音波プローブの位置、及び、超音波画像の位置の少なくとも1つを、前記超音波診断装置に送信できるインターフェース、
をさらに備える請求項19に記載の超音波診断支援装置。
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