JP6912393B2 - 医療環境におけるビデオの内容検索 - Google Patents
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Description
この特許文書の開示の一部は、著作権保護の対象となる資料を含む。著作権者は、この特許文書が特許商標庁の特許ファイル又は記録に記載されている場合に、特許文書又は特許開示のいずれかによるファクシミリ複製に異論を唱えないが、それ以外の場合は、如何なる場合であっても全ての著作権を留保する。
本特許出願は、2015年6月9日に出願された、”COMBINED VIDEO METADATA AND IMAGE ANALYSIS IN A SURGICAL CONTEXT”という標題の米国仮特許出願第62/173,187号について優先権及び出願日の利益を主張するものであり、この文献は、その全体が参照により本明細書に組み込まれる。
Image Data”という標題の特許文献1を参照されたい。一般的に言えば、画像データの解析は、様々な関心対象を示すと判定された画像(例えば、ビデオのフレーム)の様々な画素の中に存在する特定のパターンを特定しようとする。これらの解析を行うために使用される画像特性は、画素の色パターン、画素の強度、隣接する画素によって形成される画像内のライン又は輪郭等を含み得る。画像データの解析による画像の対象の観察は、特許文献1が認めているように困難であり、計算量の多いものである。さらに、返される結果は大抵の場合不正確である。
ここで図面を参照すると、同様の参照符号がいくつかの図を通して同様の部品を表しており、図1は、手術台14上に横たわっている患者12に対して低侵襲性の診断又は医療処置を行うために典型的に使用される、低侵襲性遠隔操作手術システム10の平面図である。システムは、処置中に外科医18が使用するための外科医コンソール16を含む。1人又はそれ以上のアシスタント20もこの処置に参加することができる。低侵襲性遠隔操作手術システム10は、患者側カート22及び電子機器カート24をさらに含む。患者側カート22は、外科医18が外科医コンソール16を介して手術部位を確認しながら、少なくとも1つの取り外し可能に結合された手術器具26を患者12の身体の低侵襲性切開部を介して操作することができる。手術部位の画像は、立体内視鏡等の内視鏡28によって取得することができ、患者側カート22によって内視鏡28を操作して向き合わせすることができる。外科医コンソール16を介して外科医18に後で表示するために、電子機器カート24上に位置するコンピュータプロセッサを使用して手術部位の画像を処理することができる。一度に使用される手術器具26の数は、一般に、数ある要因の中でも診断又は医療処置、及び手術室内の空間的な制約に依存する。処置中に使用される1つ又は複数の手術器具26を変更する必要がある場合に、アシスタント20は、患者側カート22から手術器具26を取り外し、その器具を手術室のトレイにある別の手術器具26と交換することができる。
図7Aは、医療システムの画像取込み及び記録アルゴリズム701を示すフロー図である。一実施形態では、医療システムは、遠隔操作手術システムを含む。図7Aを参照すると、705において、ビデオ画像が画像取込み装置によって取り込まれる。一実施形態では、画像取込み装置は、アクティブ画素センサ(APS)アレイを含む内視鏡(例えば、図1の内視鏡28)である。APSアレイは、赤色画素センサ、緑色画素センサ、及び青色画素センサから構成され、これらは周期的なパターンで配列されている。APSアレイの各画素センサは、光検出器と、光検出器が露光される光周波数を制限する光フィルタとを含む。各赤色画素センサの光フィルタは、電磁(EM)放射スペクトルの赤色可視光部分にある光だけを通過させる。同様に、各緑色画素の光フィルタは、EMスペクトルの緑色可視光部分にある光だけを通過させ、各青色画素の光フィルタは、EMスペクトルの青色可視光部分にある光だけを通過させる。従って、APSアレイの各画素センサは、その対応する光フィルタのEMスペクトル範囲内にある光にのみ応答する。画素センサに到達する他の全ての光周波数は、その光フィルタによってフィルタ除去され、決してその光検出器に到達しない。従って、APSアレイの各画素センサは、一般に、その光フィルタのEMスペクトル範囲外の光に対する応答を有しない。赤色画素センサの光フィルタによって全ての非赤色光が赤色画素センサの光検出器に到達しないように阻止されるため、赤色画素センサは非赤色光に応答しない。緑色画素センサの光フィルタによって全ての非緑色光が緑色画素センサの光検出器に到達しないように阻止されるため、緑色画素センサは非緑色光に応答しない。また、青色画素センサの光フィルタによって全ての非青色光が青色画素センサの光検出器に到達しないように阻止されるため、青色画素センサは非青色光に応答しない。
医療システム上で発生する様々なシステム・イベントを記述する処置イベントログ(例えば、図8に例示的なイベントログの一部が示される)を使用して、医療システムを使用して行われる医療処置のビデオ録画上で内容検索を実行する際の速度及び精度を改善することができる。すなわち、臨床的に重要な処置イベントログのシステム・イベントを使用して、関心のある特定の内容を含む可能性が高い医療処置のビデオ録画のビデオセグメント(すなわち、「ビデオクリップ」)を特定することができる。
・遠隔操作手術システムの電源をオン/オフすること。
・遠隔操作手術システムに使用するための画像取込み装置を設置すること。
・遠隔操作手術システムのユーザによってビデオ録画を開始すること。
・遠隔操作手術システムに手術器具を設置すること。
・遠隔操作手術システムから手術器具を取り外すこと。
・電気焼灼器の機能を作動させること。
・遠隔操作手術システムの入力と出力との間の移動スケーリングを調節すること。
・遠隔操作手術システムの特殊な撮影モードをオンにすること。
このリストは決して網羅的ではない。イベントログは、遠隔操作手術システムによって検出可能な他の多数のシステム・イベントの発生に対応するエントリを含むことができる。
図7Cは、記録された医療処置ビデオを検索するためのアルゴリズム703を示すフロー図である。アルゴリズム703は、処置イベントログのエントリを利用する。図7Cを参照すると、735において、アルゴリズム703は、関心のある特定の医療対象について記録された医療ビデオを検索するために医療システムのユーザによって発行されたコマンドを受け取る。一実施形態では、医療システムは、遠隔操作手術システムを含む。ユーザは、テキスト入力インターフェイスを介して関心のある医療イベントを記述する特定のテキストを入力すること、音声制御されたユーザインターフェイスを介して関心のある医療イベントを記述する特定のフレーズを言うこと、又は当技術分野で知られている他のユーザインターフェイスによってこのコマンドを発する。一実施形態では、この検索は、手術中の外科医(例えば、図1の外科医18)によって手術中に行われ、検索は、ある時点の(instant)医療処置の記録に限定される。代替実施形態では、様々な医療処置のビデオ録画及びそれらに関連するイベントログがメモリ装置に保存される。これらの保存された医療処置のビデオ録画の内容は、手術中又は手術後に医療関係者によって検索することができる。一例では、これらの保存された医療処置のビデオ録画の内容を検索したい医療関係者は、関心のある医療イベントを記述する特定のテキストをキーボード(例えば、図6に示されるコンピュータ620のキーボード)を介して入力することによって検索コマンドを発行する。
Image Data”という標題の特許文献1に見出すことができる。一般に、これらのアルゴリズムは、特定の関心対象を示す画像の画素内で特定のパターンを見つける。この例では、755では、大量失血を示す画素パターンについて上述した3つの候補ビデオクリップのフレームを検索するようにプログラムされる。一実施形態では、画像検索アルゴリズムは、候補ビデオクリップを構成する一連のフレームが、直前のフレームと比較して深紅の隣接画素の数が増加する場合に、大量失血であると肯定的に特定する。この例では、755では、第2の候補ビデオクリップ(図8に示される第2のシステム・イベント820に対応する午前10時59分から午前11時02分までのビデオセグメント)に示されるように、大量失血であると肯定的に特定され、大量失血が第1の候補ビデオクリップ(図8に示される第1のシステム・イベント810に対応する午前9時59分から午前10時02分までのビデオセグメント)又は第3の候補ビデオクリップ(図8に示される第3のシステム・イベント830に対応する午前11時59分から午前12時02分までのビデオセグメント)に示されないことを判定する。
Claims (13)
- 方法であって、当該方法は、
医療システムの処理ユニットが、前記医療システムで行われる医療処置の一部である関心のある医療処置イベントを示す1つ又は複数のビデオクリップを前記医療処置の1つ又は複数の医療処置ビデオ録画から探し出すために、前記関心のある医療処置イベントのユーザの説明を含むユーザコマンドを受信するステップと、
前記処理ユニットが、前記関心のある医療処置イベントの発生に対応する、前記医療処置中の前記医療システムで発生する1つ又は複数の医療システム・イベントを、1つ又は複数の医療システム・イベントログから特定するステップであって、前記医療システム・イベントログは、前記医療システム・イベントを医療処置イベントのユーザの説明に関連付け、各医療システム・イベントログは、タイムスタンプ付きのフレームを有する1つ又は複数の医療処置ビデオ録画と関連付けられ、各医療システム・イベントログは、前記医療システムで医療処置を行っている間に、医療システム・イベントの発生を記録し、各医療システム・イベントログは、前記医療システムでの前記医療システム・イベントが発生した時刻を記録する、特定するステップと、
前記処理ユニットが、前記関心のある前記医療処置に対応し、且つ前記医療システムで発生する特定された前記1つ又は複数の医療システム・イベントのそれぞれに対応する1つ又は複数のタイムスタンプに対応する1つ又は複数のフレームのタイムスタンプに対応するタイムスパンを有する前記1つ又は複数の医療処置ビデオ録画から、1つ又は複数の候補ビデオクリップを特定するステップと、
前記処理ユニットが、前記関心のある医療処置イベントを示す経時的な画素内のパターンに関して前記1つ又は複数の候補ビデオクリップの画像データを検索することによって、前記1つ又は複数の候補ビデオクリップのそれぞれが、前記関心のある医療処置イベントを含む特定されたビデオクリップであるかどうかを判定するステップと、
前記処理ユニットが、少なくとも1つの特定されたビデオクリップをユーザに提示するステップと、を含む、
方法。 - 前記関心のある医療処置イベントを示す前記1つ又は複数のビデオクリップを探し出すための前記ユーザコマンドを受信するステップは、前記処理ユニットが、前記ユーザが医療処置を行っている間に前記ユーザコマンドを手術中に受信するステップ、又は前記ユーザコマンドを手術前又は手術後に受信するステップを含む、請求項1に記載の方法。
- 前記関心のある医療処置イベントの発生に対応する前記1つ又は複数の医療システム・イベントを特定するステップは、前記処理ユニットが、イベントの発生及び前記医療システムでの医療システム・イベントが発生した時刻を記録するルックアップテーブルを検索するステップを含む、請求項1に記載の方法。
- 前記ルックアップテーブルは、医療システム・イベントと、関心のある医療処置イベントとの間の関連付けを説明するために定期的に自動更新される、請求項3に記載の方法。
- 前記関心のある医療処置イベントの発生に対応する前記1つ又は複数の医療システム・イベントは、個々の医療システム・イベントの発生、特定のパターンに応じた2つ以上の医療システム・イベントの発生、又は長期間に亘る個々の医療システム・イベントの発生を含む、請求項1に記載の方法。
- 特定された前記1つ又は複数の医療システム・イベントのそれぞれに対応する1つ又は複数のタイムスタンプに関して1つ又は複数の候補ビデオクリップを特定するステップは、前記処理ユニットが、2つのタイムスタンプの間で行われる医療処置ビデオ録画のビデオクリップを特定するステップ、又はタイムスタンプの時間ウィンドウ内に行われる医療処置ビデオ録画のビデオクリップを特定するステップを含む、請求項1に記載の方法。
- 前記少なくとも1つの特定されたビデオクリップを前記ユーザに提示するステップは、前記処理ユニットが、前記ユーザに対して、前記少なくとも1つの特定されたビデオクリップをディスプレイ上で再生するステップを含む、請求項1に記載の方法。
- ビデオ検索を行うための装置であって、当該装置は、
ユーザインターフェイスと、
該ユーザインターフェイスに動作可能に結合され、1つ又は複数のプロセッサを含む処理ユニットと、を有しており、
該処理ユニットは、
前記ユーザインターフェイスを介して、医療システムで行われる医療処置の一部である関心のある医療処置イベントを示す1つ又は複数のビデオクリップを前記医療処置の1つ又は複数の医療処置ビデオ録画から探し出すために、前記関心のある医療処置イベントユーザの説明を含むユーザコマンドを受信すること、
前記関心のある医療処置イベントの発生に対応する、前記医療処置中の前記医療システムで発生する1つ又は複数の医療システム・イベントを、1つ又は複数の医療システム・イベントログから特定することを行うように構成され、
前記医療システム・イベントログは、前記医療システム・イベントを医療処置イベントのユーザの説明に関連付け、各医療システム・イベントログは、タイムスタンプ付きのフレームを有する1つ又は複数の医療処置ビデオ録画と関連付けられ、各医療システム・イベントログは、前記医療システムで医療処置を行っている間に、医療システム・イベントの発生を記録し、各医療システム・イベントログは、前記医療システムでの前記医療システム・イベントが発生した時刻を記録し、
前記処理ユニットは、
前記関心のある前記医療処置に対応し、且つ前記医療システムで発生する特定された前記1つ又は複数の医療システム・イベントのそれぞれに対応する1つ又は複数のタイムスタンプに対応する1つ又は複数のフレームのタイムスタンプに対応するタイムスパンを有する前記1つ又は複数の医療処置ビデオ録画から1つ又は複数の候補ビデオクリップを特定すること、
前記関心のある医療処置イベントを示す経時的な画素内のパターンに関して前記1つ又は複数の候補ビデオクリップの画像データを検索することによって、1つ又は複数の候補ビデオクリップのそれぞれが、前記関心のある医療処置イベントを含む特定されたビデオクリップであるかどうかを判定すること、及び
少なくとも1つの特定されたビデオクリップをユーザに提示すること、をさらに行うように構成される、
装置。 - 前記ユーザインターフェイスは、パーソナルコンピュータ装置のユーザインターフェイス、又は遠隔操作手術システムのユーザインターフェイスを含む、請求項8に記載の装置。
- 前記関心のある医療処置イベントの発生に対応する前記1つ又は複数のシステム・イベントを特定することは、イベントの発生及び前記医療システムでの医療システム・イベントが発生した時刻を記録するルックアップテーブルを検索することを含み、好ましくは、前記ルックアップテーブルは、医療システム・イベントと、関心のある医療処置イベントとの間の関連付けを説明するために定期的に自動更新される、請求項8に記載の装置。
- 前記関心のある医療処置イベントの発生に対応する前記1つ又は複数の医療システム・イベントは、個々の医療システム・イベントの発生、又は特定のパターンに応じた2つ以上の医療システム・イベントの発生、又は長期間に亘る個々の医療システム・イベントの発生を含む、請求項8に記載の装置。
- 特定された前記1つ又は複数の医療システム・イベントのそれぞれに対応する1つ又は複数のタイムスタンプに関して1つ又は複数の候補ビデオクリップを特定することは、2つのタイムスタンプの間で行われる医療処置ビデオ録画のビデオクリップを特定すること、又はタイムスタンプの時間ウィンドウ内で行われる医療処置ビデオ録画のビデオクリップを特定することを含む、請求項8に記載の装置。
- 前記少なくとも1つの特定されたビデオクリップを前記ユーザに提示することは、前記ユーザに対して、前記少なくとも1つの特定されたビデオクリップをディスプレイ上で再生することを含む、請求項8に記載の装置。
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