JP6854501B2 - Training system - Google Patents
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Description
本発明は、経腟法による超音波検査のトレーニングシステムに関する。 The present invention relates to a training system for ultrasonography by the transvaginal method.
妊娠初期や非妊娠時には、超音波を用いて体内を診察するための超音波検査が行われている。超音波検査の一つの方法として知られる経腟法では、超音波プローブを腟腔に挿入して、子宮や卵巣の形及び大きさ、内膜の厚さ等の計測、子宮筋腫、卵巣腫瘍、子宮内膜症等を診断することが可能である。また、経腟法による超音波検査では、子宮内の胎芽が入った胎嚢や胎児の心拍を確認することも可能である。経腟法を行うためには、超音波プローブを膣腔内部に適切に挿入する必要がある。 In the early stages of pregnancy and during non-pregnancy, ultrasonography is performed to examine the body using ultrasound. In the transvaginal method, which is known as one method of ultrasonography, an ultrasonic probe is inserted into the vaginal cavity to measure the shape and size of the uterus and ovary, the thickness of the endometrium, etc., uterine fibroids, ovarian tumors, etc. It is possible to diagnose endometriosis and the like. Ultrasonography by transvaginal method can also confirm the fetal sac containing the embryo in the uterus and the heartbeat of the foetation. In order to perform the transvaginal method, it is necessary to properly insert the ultrasonic probe into the vaginal cavity.
しかしながら、経腟法による超音波検査のトレーニングを人体を用いて行う場合には、自身の体を用いてトレーニングが行われることに対して被検者が抵抗を感じる場合があるので、トレーニングを行うことが困難であった。また、臨床の場では、体内に異常が生じていると診断することを経験する機会が少ないことから、トレーニングを効率的に行うことが困難であった。 However, when the transvaginal ultrasonography training is performed using the human body, the subject may feel resistance to the training using his / her own body, so the training is performed. Was difficult. Moreover, in the clinical setting, it was difficult to carry out training efficiently because there are few opportunities to experience diagnosing an abnormality in the body.
本発明は上記課題に鑑みてなされたものであり、経腟法による超音波検査のトレーニングを行うことの可能なトレーニングシステムを提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to provide a training system capable of performing training for ultrasonic examination by a transvaginal method.
上記課題を解決するために、本発明は、経腟法による超音波検査のトレーニングシステムであって、腟腔が形成された生体模型の腟腔内に挿入可能なプローブ部材に設けられた検出装置であって、前記プローブ部材の位置及び方向の少なくとも一方に関する情報を検出する検出装置が検出した情報を取得する取得手段と、前記プローブ部材が前記腟腔内に挿入されている場合に、取得した情報に基づいて、前記腟腔内における前記プローブ部材の位置及び方向の少なくとも一方を推定する推定手段と、を備えるトレーニングシステムを提供する(発明1)。 In order to solve the above problems, the present invention is a training system for ultrasonography by the transvaginal method, and is a detection device provided in a probe member that can be inserted into the vaginal cavity of a biological model in which a vaginal cavity is formed. The acquisition means for acquiring the information detected by the detection device that detects the information regarding at least one of the position and the direction of the probe member, and the acquisition when the probe member is inserted into the vaginal cavity. Provided is a training system including an estimation means for estimating at least one of the position and direction of the probe member in the vaginal cavity based on the information (Invention 1).
ここで、プローブ部材の位置及び方向の少なくとも一方に関する情報とは、例えば、プローブ部材の加速度であってもよいし、プローブ部材の角速度であってもよいし、プローブ部材における磁界の大きさや方向等であってもよいし、これらの組み合わせであってもよい。 Here, the information regarding at least one of the position and direction of the probe member may be, for example, the acceleration of the probe member, the angular velocity of the probe member, the magnitude and direction of the magnetic field in the probe member, and the like. It may be, or it may be a combination of these.
かかる発明(発明1)によれば、プローブ部材に設けられた検出装置が検出したプローブ部材の位置及び方向の少なくとも一方に関する情報に基づいて、腟腔内におけるプローブ部材の位置及び方向の少なくとも一方を推定することができる。これにより、プローブ部材が腟腔内に適切に挿入されているか否かを判別することが可能になるので、経腟法による超音波検査のトレーニングを行うことができる。 According to the present invention (Invention 1), at least one of the positions and directions of the probe member in the vaginal cavity is determined based on the information regarding at least one of the positions and directions of the probe members detected by the detection device provided on the probe member. Can be estimated. This makes it possible to determine whether or not the probe member is properly inserted into the vaginal cavity, so that training for ultrasonography by the transvaginal method can be performed.
上記発明(発明1)においては、前記検出装置は、前記プローブ部材の加速度及び角速度の少なくとも一方を前記プローブ部材の位置及び方向の少なくとも一方に関する情報として検出するのが好ましい(発明2)。 In the above invention (Invention 1), it is preferable that the detection device detects at least one of the acceleration and the angular velocity of the probe member as information regarding at least one of the position and direction of the probe member (Invention 2).
ここで、プローブ部材の位置及び方向の少なくとも一方に関する情報とは、例えば、加速度及び角速度の少なくとも一方の値であってもよいし、加速度及び角速度の少なくとも一方の値を所定の計算式に代入することによって得られた値であってもよいし、加速度及び角速度の少なくとも一方の度合いを表す情報であってもよい。 Here, the information regarding at least one of the position and the direction of the probe member may be, for example, at least one value of acceleration and angular velocity, or at least one value of acceleration and angular velocity is substituted into a predetermined calculation formula. It may be the value obtained by the above, or it may be information representing at least one degree of acceleration and angular velocity.
かかる発明(発明2)によれば、検出装置が検出した加速度及び角速度の少なくとも一方に基づいて、腟腔内におけるプローブ部材の位置及び方向の少なくとも一方を推定することができる。これにより、例えば検出装置が、磁界の大きさや方向等を検出する磁気センサで構成されている場合と比較して、トレーニングシステムを安価に構成することが可能になる。 According to the present invention (Invention 2), at least one of the position and direction of the probe member in the vaginal cavity can be estimated based on at least one of the acceleration and the angular velocity detected by the detection device. This makes it possible to construct a training system at a lower cost than, for example, when the detection device is composed of a magnetic sensor that detects the magnitude and direction of a magnetic field.
上記発明(発明1〜2)においては、推定された前記プローブ部材の位置及び方向の少なくとも一方に関する情報を提示する提示手段を備えるのが好ましい(発明3)。 In the above inventions (Inventions 1 and 2), it is preferable to provide a presenting means for presenting information regarding at least one of the estimated positions and directions of the probe member (Invention 3).
かかる発明(発明3)によれば、推定されたプローブ部材の位置及び方向の少なくとも一方に関する情報が提示されるので、例えばトレーニングを行うユーザやトレーニングの指導者等は、提示された情報に基づいて、生体模型の腟腔内におけるプローブ部材の位置及び方向の少なくとも一方が適切であるか否かを容易に判別することができる。 According to the present invention (Invention 3), information regarding at least one of the estimated positions and directions of the probe members is presented. Therefore, for example, a training user, a training instructor, or the like is based on the presented information. , It can be easily determined whether or not at least one of the position and direction of the probe member in the vaginal cavity of the biological model is appropriate.
上記発明(発明3)においては、前記腟腔内における位置及び方向の少なくとも一方と、事前に得られた超音波画像と、を対応付けた状態で記憶する記憶手段を備え、前記提示手段は、前記プローブ部材の位置及び方向の少なくとも一方が推定された場合に、前記腟腔内における位置及び方向の少なくとも一方のうち、推定された位置及び方向の少なくとも一方との間で所定の条件を満たす位置及び方向の少なくとも一方に対応付けられた超音波画像を提示するのが好ましい(発明4)。 In the above invention (Invention 3), the presenting means includes a storage means for storing at least one of the positions and directions in the vaginal cavity and an ultrasonic image obtained in advance in a state of being associated with each other. When at least one of the positions and directions of the probe member is estimated, at least one of the positions and directions in the vaginal cavity satisfies a predetermined condition with at least one of the estimated positions and directions. And it is preferable to present an ultrasonic image associated with at least one of the directions (Invention 4).
かかる発明(発明4)によれば、推定されたプローブ部材の位置及び方向の少なくとも一方との間で所定の条件を満たす位置及び方向の少なくとも一方に対応付けられた超音波画像が提示されるので、実際の経腟法による超音波検査と同じ状況を想定してトレーニングを行うことができる。 According to the present invention (Invention 4), an ultrasonic image associated with at least one of the estimated positions and directions of the probe member and at least one of the positions and directions satisfying a predetermined condition is presented. , Training can be performed assuming the same situation as the actual transvaginal ultrasound examination.
上記発明(発明1〜4)においては、前記検出装置は、3軸加速度及び3軸角速度の少なくとも一方を検出するように構成されており、前記取得手段は、前記検出装置が検出した3軸加速度及び3軸角速度の少なくとも一方に関する情報を取得するのが好ましい(発明5)。 In the above inventions (Inventions 1 to 4), the detection device is configured to detect at least one of a triaxial acceleration and a triaxial angular velocity, and the acquisition means is a triaxial acceleration detected by the detection device. And it is preferable to obtain information on at least one of the triaxial angular velocities (Invention 5).
かかる発明(発明5)によれば、生体模型の腟腔内におけるプローブ部材の位置及び方向の少なくとも一方を3次元で推定することができる。 According to the present invention (Invention 5), at least one of the position and direction of the probe member in the vaginal cavity of the biological model can be estimated in three dimensions.
本発明のトレーニングシステムによれば、経腟法による超音波検査のトレーニングを行うことができ、ひいては、例えば産婦人科の医師や看護師等の超音波検査のスキルを向上させることができる。 According to the training system of the present invention, it is possible to perform ultrasonic examination training by the transvaginal method, and by extension, it is possible to improve the ultrasonic examination skills of, for example, obstetricians and gynecologists and nurses.
以下、本発明の一実施形態について添付図面を参照して詳細に説明する。ただし、この実施形態は例示であり、本発明はこれに限定されるものではない。 Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. However, this embodiment is an example, and the present invention is not limited thereto.
(1)トレーニングシステムの基本構成
図1は、本発明の一実施形態に係るトレーニングシステムの基本構成を概略的に示す図である。図1に示すように、このトレーニングシステムは、経腟法による超音波検査のトレーニングシステムであって、腟腔が形成された生体模型Aの腟腔内に挿入されたプローブ部材10の位置及び方向の少なくとも一方を、トレーニング装置20が推定するようになっている。プローブ部材10の先端部(プローブヘッド)には、プローブ部材10の位置及び方向の少なくとも一方に関する情報を検出する検出装置11が設けられており、検出装置11と、トレーニング装置20とは、有線又は無線で通信可能に接続されている。ここで、プローブ部材10の位置及び方向の少なくとも一方に関する情報とは、例えば、プローブ部材10の加速度であってもよいし、プローブ部材10の角速度であってもよいし、プローブ部材10における磁界の大きさや方向等であってもよいし、これらの組み合わせであってもよい。
(1) Basic configuration of training system FIG. 1 is a diagram schematically showing a basic configuration of a training system according to an embodiment of the present invention. As shown in FIG. 1, this training system is a training system for ultrasonography by the transvaginal method, and the position and direction of the probe member 10 inserted into the vaginal cavity of the biological model A in which the vaginal cavity is formed. The training device 20 estimates at least one of the above. A
なお、本実施形態では、検出装置11がプローブ部材10の先端部に設けられている場合を一例として説明しているが、この場合に限られない。検出装置11は、例えば、プローブ部材10において、プローブ部材10の先端部との相対的な位置関係が一定に保たれるような部分(例えば根元部(後端部)等)に設けられ、当該部分に配置された状態でプローブ部材10の位置及び方向の少なくとも一方に関する情報を検出してもよい。
In the present embodiment, the case where the
生体模型Aは、例えば卵巣、卵管、子宮、腟等の女性生殖器が形成された人体模型であって、成型が容易で、弾力性を有し、生体と同等又は類似の物理的性質を有する材料(例えば、シリコーン、塩化ビニル、ポリウレタン等から選択される合成高分子材料等)で構成されている。 Biological model A is a human model in which female reproductive organs such as ovaries, fallopian tubes, uterus, and vagina are formed, and is easy to mold, has elasticity, and has physical properties equivalent to or similar to those of a living body. It is composed of a material (for example, a synthetic polymer material selected from silicone, vinyl chloride, polyurethane and the like).
プローブ部材10は、経腟法による超音波検査に用いられる超音波プローブと同様の形状を有する部材であって、先端側が生体模型Aの腟腔内に挿入可能に形成されている。プローブ部材10は、超音波プローブであってもよいし、超音波の発生及び探知機能を有しない疑似プローブであってもよい。ここで、プローブ部材10が超音波プローブである場合には、プローブ部材10は、トレーニング装置20と有線又は無線で通信可能に接続されており、2次元又は3次元の超音波画像を生成するための超音波データを検出して、検出した超音波データをトレーニング装置20に送信してもよい。 The probe member 10 is a member having the same shape as the ultrasonic probe used for the ultrasonic examination by the transvaginal method, and the tip side thereof is formed so as to be inserted into the vaginal cavity of the biological model A. The probe member 10 may be an ultrasonic probe or a pseudo probe that does not have an ultrasonic wave generation and detection function. Here, when the probe member 10 is an ultrasonic probe, the probe member 10 is connected to the training device 20 in a wired or wireless manner so as to generate a two-dimensional or three-dimensional ultrasonic image. The ultrasonic data of the above may be detected and the detected ultrasonic data may be transmitted to the training device 20.
検出装置11には、加速度センサ及び角速度センサの少なくとも一方が設けられており、検出装置11は、プローブ部材10の加速度及び角速度の少なくとも一方をプローブ部材10の位置及び方向の少なくとも一方に関する情報として検出するようになっている。検出装置11は、加速度センサが設けられている場合に、検出した加速度に関する情報をトレーニング装置20に送信する。また、検出装置11は、角速度センサが設けられている場合に、検出した角速度に関する情報をトレーニング装置20に送信する。加速度センサは、1軸加速度センサであってもよいし、2軸以上の複数軸加速度センサであってもよい。また、角速度センサは、1軸角速度センサであってもよいし、2軸以上の複数軸角速度センサであってもよい。なお、本実施形態では、3軸加速度センサ及び3軸角速度センサの各々が検出装置11に設けられている場合を一例として説明する。この場合、検出装置11は、3軸加速度及び3軸角速度を検出することが可能である。
The
(2)トレーニング装置の構成
図2を参照してトレーニング装置20について説明する。図2は、トレーニング装置20の内部構成を示すブロック図である。図2に示すように、トレーニング装置20は、CPU(Central Processing Unit)21と、ROM(Read Only Memory)22と、RAM(Random Access Memory)23と、HDD(Hard Disk Drive)24と、表示処理部25と、表示部26と、入力部27と、通信インタフェース部28とを備えており、各部間の制御信号又はデータ信号を伝送するためのバス29が設けられている。トレーニング装置20は、例えば、汎用のパーソナルコンピュータであってもよいし、超音波診断装置であってもよい。
(2) Configuration of Training Device The training device 20 will be described with reference to FIG. FIG. 2 is a block diagram showing an internal configuration of the training device 20. As shown in FIG. 2, the training device 20 includes a CPU (Central Processing Unit) 21, a ROM (Read Only Memory) 22, a RAM (Random Access Memory) 23, an HDD (Hard Disk Drive) 24, and display processing. A
CPU21は、電源がトレーニング装置20に投入されると、ROM22又はHDD24に記憶された各種のプログラムをRAM23にロードして実行する。CPU21は、検出装置11から送信された信号を通信インタフェース部28を介して受信し、その信号を解釈する。また、プローブ部材10が超音波プローブである場合には、CPU21は、プローブ部材10から送信された信号を通信インタフェース部28を介して受信し、その信号を解釈する。
When the power is turned on to the training device 20, the
HDD24は不揮発性記憶装置であり、オペレーティングシステム(OS)やOS上で実行されるプログラムを記憶する。また、HDD24には、後述する超音波画像データ(図4に示す)が記憶されていてもよい。なお、ここでは、HDD24が設けられている場合を一例として説明しているが、HDD24の代わりに他の不揮発性記憶装置(例えばフラッシュメモリ等)が設けられてもよい。
The
表示処理部25は、CPU21から与えられる表示用データを、表示部26に表示する。表示部26は、例えば、マトリクス状に画素単位で配置された薄膜トランジスタを含むLCD(Liquid Cristal Display)モニタであり、表示用データに基づいて薄膜トランジスタを駆動することで、表示されるデータを表示画面に表示する。
The
トレーニング装置20が釦入力方式の通信端末である場合には、入力部27は、ユーザの操作入力を受け入れるための複数の釦を備え、各釦の押下(操作)入力を認識してCPU21へ出力するためのインタフェース回路を含む。
When the training device 20 is a button input type communication terminal, the
トレーニング装置20がタッチパネル入力方式の装置である場合には、入力部27は、主として表示画面に指先又はペンで触れることによるタッチパネル方式の入力を受け付ける。タッチパネル入力方式は、静電容量方式等の公知の方式でよい。
When the training device 20 is a touch panel input type device, the
通信インタフェース部28は、検出装置11と通信を行うためのインタフェース回路を含む。また、プローブ部材10が超音波プローブである場合には、通信インタフェース28は、超音波プローブと通信を行うためのインタフェース回路を含んでもよい。
The
(3)トレーニングシステムにおける各機能の概要
本実施形態に係るトレーニングシステムで実現される機能について、図3を参照して説明する。図3は、本実施形態に係るトレーニングシステムで主要な役割を果たす機能を説明するための機能ブロック図である。図3の機能ブロック図では、取得手段31及び推定手段32が本発明の主要な構成に対応している。他の手段(提示手段33及び記憶手段34)は必ずしも必須の構成ではないが、本発明をさらに好ましくするための構成要素である。
(3) Outline of Each Function in the Training System The functions realized by the training system according to the present embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 3 is a functional block diagram for explaining a function that plays a major role in the training system according to the present embodiment. In the functional block diagram of FIG. 3, the acquisition means 31 and the estimation means 32 correspond to the main configurations of the present invention. The other means (presentation means 33 and storage means 34) are not necessarily essential components, but are components for further favoring the present invention.
なお、本実施形態のトレーニングシステムにおける各機能を説明するにあたって、検出装置11は、3軸加速度及び3軸角速度を常時又は所定間隔(例えば数十〜数百ミリ秒間隔)で検出して発信するものと想定する。
In explaining each function in the training system of the present embodiment, the
取得手段31は、腟腔が形成された生体模型Aの腟腔内に挿入可能なプローブ部材10に設けられた検出装置11であって、プローブ部材10の位置及び方向の少なくとも一方に関する情報を検出する検出装置11が検出した情報を取得する機能を備える。
The acquisition means 31 is a
なお、検出装置11は、プローブ部材10の加速度及び角速度の少なくとも一方をプローブ部材10の位置及び方向の少なくとも一方に関する情報として検出してもよい。この場合における、プローブ部材10の位置及び方向の少なくとも一方に関する情報とは、例えば、加速度及び角速度の少なくとも一方の値であってもよいし、加速度及び角速度の少なくとも一方の値を所定の計算式に代入することによって得られた値であってもよいし、加速度及び角速度の少なくとも一方の度合いを表す情報であってもよい。これにより、検出装置11が検出した加速度及び角速度の少なくとも一方に基づいて、腟腔内におけるプローブ部材10の位置及び方向の少なくとも一方を推定することができる。
The
また、取得手段31は、検出装置11が3軸加速度及び3軸角速度の少なくとも一方を検出するように構成されている場合には、検出装置11が検出した3軸加速度及び3軸角速度の少なくとも一方に関する情報を取得してもよい。この場合、生体模型Aの腟腔内におけるプローブ部材10の位置及び方向の少なくとも一方を3次元で推定することができる。
Further, when the
取得手段31の機能は、例えば以下のように実現される。トレーニング装置20のCPU21は、所定のタイミングを起点として、検出装置11から送信された情報(本実施形態では、3軸加速度及び3軸角速度に関する情報)を通信インタフェース部28を介して受信(取得)するごとに、受信した情報を例えばRAM23に記憶する。ここで、所定のタイミングとは、例えば入力部27を用いてトレーニングの開始が指示されたタイミングであってもよい。また、トレーニングは、プローブ部材10の先端が生体模型Aの腟口に接している状態で開始されてもよい。これにより、生体模型Aの腟口におけるプローブ部材10の位置及び方向を基準の位置及び方向として、腟腔内におけるプローブ部材10の位置及び方向を3次元で推定することができる。
The function of the acquisition means 31 is realized, for example, as follows. The
推定手段32は、プローブ部材10が腟腔内に挿入されている場合に、取得した情報に基づいて、腟腔内におけるプローブ部材10の位置及び方向の少なくとも一方を推定する機能を備える。 The estimation means 32 has a function of estimating at least one of the position and direction of the probe member 10 in the vaginal cavity based on the acquired information when the probe member 10 is inserted into the vaginal cavity.
推定手段32の機能は、例えば以下のように実現される。トレーニング装置20のCPU21は、プローブ部材10が腟腔内に挿入されている状態で検出装置11から送信された情報を取得手段31の機能に基づいて取得するごとに、取得した情報に基づいて、当該情報を前回取得したときからのプローブ部材10の移動距離及び回転方向を算出することによって、プローブ部材10の位置及び方向を推定する。なお、CPU21は、プローブ部材10の位置及び方向を推定すると、推定した位置及び方向のデータを例えばRAM23に記憶する。
The function of the estimation means 32 is realized, for example, as follows. Each time the
提示手段33は、推定されたプローブ部材10の位置及び方向の少なくとも一方に関する情報を提示する機能を備える。これにより、推定されたプローブ部材10の位置及び方向の少なくとも一方に関する情報が提示されるので、例えばトレーニングを行うユーザやトレーニングの指導者等は、提示された情報に基づいて、生体模型Aの腟腔内におけるプローブ部材10の位置及び方向の少なくとも一方が適切であるか否かを容易に判別することができる。 The presenting means 33 has a function of presenting information regarding at least one of the estimated positions and directions of the probe member 10. As a result, information regarding at least one of the estimated positions and directions of the probe member 10 is presented. Therefore, for example, a training user, a training instructor, or the like can use the vagina of the biological model A based on the presented information. Whether or not at least one of the positions and directions of the probe member 10 in the cavity is appropriate can be easily determined.
提示手段33の機能は、例えば以下のように実現される。トレーニング装置20のCPU21は、推定手段32の機能に基づいてプローブ部材10の位置及び方向が推定されるごとに、例えばRAM23に記憶されたプローブ部材10の位置及び方向のデータを抽出する。そして、CPU21は、抽出した位置及び方向のデータを含むテキスト情報及び/又は画像情報を生成して、生成した情報を表示部26に表示させるように表示処理部25を制御してもよい。また、CPU21は、抽出した位置及び方向のデータを含む音声情報を生成して、生成した音声情報を、例えばトレーニング装置20に設けられた音声出力装置(例えばスピーカ等)から出力させてもよい。
The function of the presentation means 33 is realized, for example, as follows. The
記憶手段34は、腟腔内における位置及び方向の少なくとも一方と、事前に得られた超音波画像と、を対応付けた状態で記憶する機能を備える。 The storage means 34 has a function of storing at least one of the positions and directions in the vaginal cavity and the ultrasonic image obtained in advance in a corresponding state.
記憶手段34の機能は、例えば以下のように実現される。トレーニング装置20のCPU21は、例えば、事前に得られた超音波画像と、当該超音波画像が得られたときの腟腔内における超音波プローブの位置及び方向と、を含むデータが例えば入力部27を用いて入力された場合に、HDD24に記憶された超音波画像データにアクセスして、入力されたデータを超音波画像データに記憶する。また、CPU21は、超音波画像と、当該超音波画像が生成されたときの腟腔内における超音波プローブの位置及び方向と、を含むデータを、例えば外部装置から通信インタフェース部28を介して受信した場合に、受信したデータを超音波画像データに記憶してもよい。
The function of the storage means 34 is realized, for example, as follows. The
図4に示す超音波画像データは、腟腔内における超音波プローブの位置及び方向ごとに、当該位置及び方向において生成された超音波画像が対応付けられた状態で記録されているデータである。ここで、超音波画像は、事前に超音波プローブが取得した超音波データに基づいて生成されたものであって、人体を用いて生成されたものであってもよいし、生体模型Aを用いて生成されたのであってもよい。 The ultrasonic image data shown in FIG. 4 is data recorded in a state in which ultrasonic images generated at the positions and directions are associated with each position and direction of the ultrasonic probe in the vaginal cavity. Here, the ultrasonic image is generated based on the ultrasonic data acquired by the ultrasonic probe in advance, may be generated by using the human body, or may be generated by using the biological model A. It may have been generated.
ここで、提示手段33は、プローブ部材10の位置及び方向の少なくとも一方が推定された場合に、腟腔内における位置及び方向の少なくとも一方のうち、推定された位置及び方向の少なくとも一方との間で所定の条件を満たす位置及び方向の少なくとも一方に対応付けられた超音波画像を提示してもよい。これにより、推定されたプローブ部材10の位置及び方向の少なくとも一方との間で所定の条件を満たす位置及び方向の少なくとも一方に対応付けられた超音波画像が提示されるので、実際の経腟法による超音波検査と同じ状況を想定してトレーニングを行うことができる。 Here, when at least one of the positions and directions of the probe member 10 is estimated, the presenting means 33 is between at least one of the estimated positions and directions in the vaginal cavity. May present an ultrasonic image associated with at least one of a position and a direction satisfying a predetermined condition. As a result, an ultrasonic image associated with at least one of the estimated positions and directions of the probe member 10 and at least one of the positions and directions satisfying a predetermined condition is presented. Training can be performed assuming the same situation as the ultrasonic examination by.
なお、所定の条件は、例えば、超音波データに記憶されている位置及び方向と、推定手段32の機能に基づいて推定された位置及び方向との差が所定値以下であること、であってもよい。この場合、生体模型Aの腟腔内におけるプローブ部材10の位置及び方向に近い位置及び方向において事前に得られた超音波画像を提示することが可能になる。 The predetermined condition is, for example, that the difference between the position and direction stored in the ultrasonic data and the position and direction estimated based on the function of the estimation means 32 is not more than a predetermined value. May be good. In this case, it is possible to present an ultrasonic image obtained in advance at a position and direction close to the position and direction of the probe member 10 in the vaginal cavity of the biological model A.
また、所定の条件は、超音波データに記憶されている位置と、推定手段32の機能に基づいて推定された位置との差が所定値以下であること、であってもよい。さらに、所定の条件は、超音波データに記憶されている方向と、推定手段32の機能に基づいて推定された方向との差が所定値以下であること、であってもよい。 Further, the predetermined condition may be that the difference between the position stored in the ultrasonic data and the position estimated based on the function of the estimation means 32 is not more than a predetermined value. Further, the predetermined condition may be that the difference between the direction stored in the ultrasonic data and the direction estimated based on the function of the estimation means 32 is not more than a predetermined value.
この場合における提示手段33の機能は、例えば以下のように実現される。なお、ここでは、所定の条件が、超音波データに記憶されている位置及び方向と、推定手段32の機能に基づいて推定された位置及び方向との差が所定値以下であること、である場合を一例として説明する。トレーニング装置20のCPU21は、推定手段32の機能に基づいてプローブ部材10の位置及び方向が推定されるごとに、超音波データにアクセスして、超音波データに記憶されている位置及び方向のうち、超音波データに記憶されている位置と推定された位置との差が所定値以下であって、超音波データに記憶されている方向と推定された方向との差が所定値以下である位置及び方向を抽出する。そして、CPU21は、位置及び方向を抽出した場合に、抽出した位置及び方向に対応する超音波画像を表示部26に表示させるように表示処理部25を制御する。
The function of the presentation means 33 in this case is realized, for example, as follows. Here, the predetermined condition is that the difference between the position and direction stored in the ultrasonic data and the position and direction estimated based on the function of the estimation means 32 is equal to or less than the predetermined value. The case will be described as an example. The
(4)本実施形態のトレーニングシステムの主要な処理のフロー
次に、本実施形態のトレーニングシステムにより行われる主要な処理のフローの一例について、図5のフローチャートを参照して説明する。
(4) Main processing flow of the training system of the present embodiment Next, an example of the main processing flow performed by the training system of the present embodiment will be described with reference to the flowchart of FIG.
先ず、検出装置11は、3軸加速度及び3軸角速度を常時又は所定間隔(例えば数十〜数百ミリ秒間隔)で検出して発信する。
First, the
一方、トレーニング装置20のCPU21は、所定のタイミングを起点として、検出装置11から送信された情報(本実施形態では、3軸加速度及び3軸角速度に関する情報)を通信インタフェース部28を介して受信(取得)するごとに、受信した情報を例えばRAM23に記憶する(ステップS100)。
On the other hand, the
次に、トレーニング装置20のCPU21は、プローブ部材10が腟腔内に挿入されている状態で検出装置11から送信された情報を取得すると、取得した情報に基づいて、当該情報を前回取得したときからのプローブ部材10の移動距離及び回転方向を算出することによって、プローブ部材10の位置及び方向を推定する(ステップS102)。
Next, when the
そして、トレーニング装置20のCPU21は、プローブ部材10の位置及び方向が推定されると、推定された位置及び方向を含むテキスト情報及び/又は画像情報を生成して、生成した情報を表示部26に表示させるように表示処理部25を制御する(ステップS104)。次いで、CPU21は、ステップS100の処理に移行してもよい。
Then, when the position and direction of the probe member 10 are estimated, the
上述したように、本実施形態のトレーニングシステムによれば、プローブ部材10に設けられた検出装置11が検出したプローブ部材10の位置及び方向の少なくとも一方に関する情報に基づいて、腟腔内におけるプローブ部材10の位置及び方向の少なくとも一方を推定することができる。これにより、プローブ部材10が腟腔内に適切に挿入されているか否かを判別することが可能になるので、経腟法による超音波検査のトレーニングを行うことができる。
As described above, according to the training system of the present embodiment, the probe member in the vaginal cavity is based on the information regarding at least one of the position and the direction of the probe member 10 detected by the
なお、本実施形態の取得手段31、推定手段32、提示手段33及び記憶手段34の各機能を実現するプログラムは、コンピュータで読み取り可能な記憶媒体に記憶されていてもよい。このプログラムを記録した記憶媒体は、図2に示されたトレーニング装置20のROM22又はHDD24であってもよい。また、この記憶媒体は、例えばCD−ROMドライブ等のプログラム読取装置に挿入されることで読み取り可能なCD−ROM等であってもよい。さらに、この記憶媒体は、磁気テープ、カセットテープ、フレキシブルディスク、MO/MD/DVD等であってもよいし、半導体メモリであってもよい。
The program that realizes the functions of the acquisition means 31, the estimation means 32, the presentation means 33, and the storage means 34 of the present embodiment may be stored in a computer-readable storage medium. The storage medium on which this program is recorded may be the
以上説明した実施形態は、本発明の理解を容易にするために記載されたものであって、本発明を限定するために記載されたものではない。したがって、上記実施形態に開示された各要素は、本発明の技術的範囲に属する全ての設計変更や均等物をも含む趣旨である。 The embodiments described above are described for facilitating the understanding of the present invention, and are not described for limiting the present invention. Therefore, each element disclosed in the above embodiment is intended to include all design changes and equivalents belonging to the technical scope of the present invention.
上記実施形態では、提示手段33が、プローブ部材10の位置及び方向の少なくとも一方が推定された場合に、腟腔内における位置及び方向の少なくとも一方のうち、推定された位置及び方向の少なくとも一方との間で所定の条件を満たす位置及び方向の少なくとも一方に対応付けられた超音波画像を提示する場合を一例として説明したが、この場合に限られない。例えば、プローブ部材10が超音波プローブである場合には、トレーニング装置20のCPU21は、実際の超音波検査においてプローブ部材10が人体の腟腔内に挿入されている状態でプローブ部材10が検出した超音波データに基づいて、超音波画像を生成してもよい。これにより、実際の超音波検査においてプローブ部材10を用いて得られた超音波画像を、超音波検査のトレーニングに用いることができる。
In the above embodiment, when at least one of the positions and directions of the probe member 10 is estimated, the presenting means 33 and at least one of the estimated positions and directions in the vaginal cavity and at least one of the estimated positions and directions. Although the case of presenting an ultrasonic image associated with at least one of a position and a direction satisfying a predetermined condition is described as an example, the present invention is not limited to this case. For example, when the probe member 10 is an ultrasonic probe, the
また、トレーニング装置20のCPU21は、生成した超音波画像を表示部26に表示させるように表示処理部25を制御してもよい。さらに、CPU21は、生成した超音波画像を、超音波データを検出したプローブ部材10の腟腔内の位置及び方向の少なくとも一方に対応付けた状態で例えばHDD24に記憶してもよい。さらにまた、CPU21は、入力部27を用いた指示に基づいて、記憶された超音波画像を表示部26に表示させるように表示処理部25を制御してもよい。
Further, the
また、上記実施形態では、検出装置11が、加速度及び角速度を検出する場合を一例として説明したが、この場合に限られない。例えば、検出装置11は、加速度及び角速度の何れか一方を検出してもよい。この場合、トレーニング装置20のCPU21は、検出された加速度又は角速度に基づいて、プローブ部材10の位置又は方向を推定してもよい。
Further, in the above embodiment, the case where the
さらに、上記実施形態では、検出装置11が加速度センサ及び角速度センサの各々を含む場合を一例として説明したが、この場合に限られない。例えば、検出装置11は、加速度センサ、角速度センサ及び磁気センサのうち少なくとも一つを含むように構成されてもよいし、加速度、角速度及び磁界の各々を検出可能なセンサ(例えば、モーションセンサ等)で構成されてもよい。
Further, in the above embodiment, the case where the
図6は、上述した実施形態の変形例における検出装置11の構成を示すブロック図である。本変形例において、検出装置11は、磁気センサとして構成されており、トランスミッタ11aと、レシーバ11bと、制御部11cと、通信インタフェース部11dと、を備えている。なお、検出装置11が磁気センサとして構成されている場合には、生体模型Aは、非磁性物質で構成されていることが好ましく、例えば、シリコーン、塩化ビニル、ポリウレタン等から選択される合成高分子材料等で構成されてもよい。
FIG. 6 is a block diagram showing the configuration of the
トランスミッタ11aは、磁界を発生する装置であり、制御部11cの制御に基づいて電流が流れることによって磁界を発生するように構成されている。レシーバ11bは、プローブ部材10の先端部に設けられており、内部にコイルを備えている。このコイルは、レシーバ11bがトランスミッタ11aの発する磁界内に存在する場合に、誘導電流が発生するようになっている。なお、トランスミッタ11aの設置位置は、トランスミッタ11aの発する磁界内にレシーバ11bが存在し得る範囲内であれば、特に限定されない。
The
また、本変形例では、レシーバ11bがプローブ部材10の先端部に設けられている場合を一例として説明しているが、この場合に限られない。レシーバ11bは、例えば、プローブ部材10において、プローブ部材10の先端部との相対的な位置関係が一定に保たれるような部分(例えば根元部(後端部)等)に設けられてもよい。
Further, in this modification, the case where the
制御部11cは、CPU、RAM、ROM、HDD等を備えており、電源が検出装置11に投入されると、例えばROM又はHDDに記憶されたプログラムをRAMにロードして実行する。制御部11cは、例えば所定の制御信号をトランスミッタ11aに送信して、トランスミッタ11aに流れる電流を制御する。また、制御部11cは、レシーバ11bで発生した誘導電流を測定することによって、トランスミッタ11aの位置を基準とするレシーバ11bの位置及び方向(つまり、プローブ部材10の位置及び方向)を計測する。
The
通信インタフェース部11dは、トレーニング装置20と有線又は無線で通信を行うためのインタフェース回路を含む。制御部11cは、計測したレシーバ11bの位置及び方向に関する情報を、通信インタフェース部11dを介してトレーニング装置20に送信する。
The
本変形例における検出装置11を用いた場合であっても、プローブ部材10に設けられたレシーバ11bが検出したプローブ部材10の位置及び方向の少なくとも一方に関する情報に基づいて、腟腔内におけるプローブ部材10の位置及び方向の少なくとも一方を推定することができる。
Even when the
さらに、上述した実施形態では、トレーニング装置20によって、取得手段31、推定手段32、提示手段33及び記憶手段34の各機能を実現する構成としたが、この構成に限られない。これらの全ての手段をプローブ部材10又は検出装置11によって実現する構成としてもよいし、少なくとも一部の手段をプローブ部材10又は検出装置11によって実現する構成としてもよい。
Further, in the above-described embodiment, the training device 20 is configured to realize the functions of the acquisition means 31, the estimation means 32, the presentation means 33, and the storage means 34, but the configuration is not limited to this. All of these means may be realized by the probe member 10 or the
上述したような本発明のトレーニングシステムは、経腟法による超音波検査のトレーニングを行うことができ、ひいては、例えば産婦人科の医師や看護師等の超音波検査のスキルを向上させることができるので、その産業上の利用可能性は極めて大きい。 The training system of the present invention as described above can perform ultrasonic examination training by the transvaginal method, and can improve the ultrasonic examination skills of, for example, obstetricians and gynecologists and nurses. Therefore, its industrial potential is extremely high.
10…プローブ部材
11…検出装置
20…トレーニング装置
31…取得手段
32…推定手段
33…提示手段
34…記憶手段
A…生体模型
10 ...
Claims (2)
腟腔が形成された生体模型の腟腔内に挿入可能なプローブ部材の先端部又は該先端部との相対的な位置関係が一定に保たれる部分に設けられた検出装置であって、前記プローブ部材の位置及び方向の少なくとも一方に関する情報を検出する検出装置が検出した情報を取得する取得手段と、
前記プローブ部材が前記腟腔内に挿入されている場合に、取得した情報に基づいて、前記腟腔内における前記プローブ部材の位置及び方向を推定する推定手段と、
を備え、
前記検出装置は、前記プローブ部材の加速度及び角速度を前記プローブ部材の位置及び方向に関する情報として検出し、
推定された前記プローブ部材の位置及び方向に関する情報を提示する提示手段と、
前記腟腔内における位置及び方向と、事前に得られた超音波画像と、を対応付けた状態で記憶する記憶手段とをさらに備え、
前記提示手段は、前記プローブ部材の位置及び方向が推定された場合に、推定された位置及び方向との間で所定の条件を満たす位置及び方向に対応付けられた超音波画像を提示し、
前記所定の条件は、前記対応付けられた超音波画像の位置及び方向と、前記推定された位置及び方向との差が所定値以下であることである、トレーニングシステム。 It is a training system for ultrasonography by the transvaginal method.
A detection device provided at the tip of a probe member that can be inserted into the vaginal cavity of a biological model in which a vaginal cavity is formed or a portion where a relative positional relationship with the tip is maintained. An acquisition means for acquiring information detected by a detection device that detects information on at least one of the position and direction of the probe member, and
When the probe member is inserted into the vaginal cavity, an estimation unit based on the acquired information, to estimate the position and square direction of the probe member within the vaginal cavity,
With
The detection device detects the acceleration and angular velocity of the probe member as information about the position and square direction of the probe member,
A presentation means for presenting information regarding the estimated position and direction of the probe member, and
Further provided with a storage means for storing the position and direction in the vaginal cavity and the ultrasonic image obtained in advance in a state of being associated with each other.
When the position and direction of the probe member are estimated, the presenting means presents an ultrasonic image associated with a position and direction satisfying a predetermined condition with the estimated position and direction.
The predetermined condition is a training system in which the difference between the position and direction of the associated ultrasonic image and the estimated position and direction is equal to or less than a predetermined value.
前記取得手段は、前記検出装置が検出した3軸加速度及び3軸角速度に関する情報を取得する、請求項1に記載のトレーニングシステム。 The detection device is configured to detect the three-axis acceleration and 3 axis angular velocity,
The acquisition unit, the detecting device to obtain information about the three-axis acceleration and 3 axis angular velocity detected, the training system according to claim 1.
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