JP6965338B2 - 医療用観察装置、制御装置、及び観察視野補正方法 - Google Patents
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Description
1.第1の実施形態
1−1.観察システム及び観察装置の構成
1−2.制御装置の機能構成
1−3.観察視野補正方法
2.第2の実施形態
2−1.制御装置の機能構成
2−2.観察視野補正方法
3.変形例
3−1.処置具の認識処理、及び観察視野中心目標の決定処理の他の方法
3−2.観察装置の他の構成例
4.補足
(1−1.観察システム及び観察装置の構成)
図1を参照して、本開示の第1の実施形態に係る観察システム及び観察装置の構成について説明する。図1は、第1の実施形態に係る観察システム及び観察装置の一構成例を概略的に示す図である。
表示装置20は、後述する観察装置10の制御装置150からの制御により、観察装置10によって撮影された映像を表示する。表示装置20は、例えば手術室の壁面等、手術室内において術者によって視認され得る場所に設置される。表示装置20の種類は特に限定されず、表示装置20としては、例えば、CRT(Cathode Ray Tube)ディスプレイ装置、液晶ディスプレイ装置、プラズマディスプレイ装置、EL(Electro−Luminescence)ディスプレイ装置等、各種の公知の表示装置が用いられてよい。また、表示装置20は、必ずしも手術室内に設置されなくてもよく、ヘッドマウントディスプレイ(HMD:Head Mounted Display)や眼鏡型のウェアラブルデバイスのように、術者が身に付けて使用するデバイスに搭載されてもよい。
観察装置10は、患者の患部を拡大観察するための顕微鏡部110と、顕微鏡部110を支持するアーム部120(支持部120)と、支持部120の基端が接続され顕微鏡部110及び支持部120を支持するベース部5315と、観察システム1及び観察装置10の動作を制御する制御装置150と、を備える。
ベース部5315は、顕微鏡部110及び支持部120を支持する。ベース部5315は板状の形状を有する架台と、当該架台の下面に設けられる複数のキャスターと、を有する。当該架台の上面に支持部120の一端が接続され、当該架台から延伸される支持部120の他端(先端)に顕微鏡部110が接続される。また、観察装置10は、キャスターを介して床面と接地し、当該キャスターによって床面上を移動可能に構成されている。
顕微鏡部110は、電子撮像式の顕微鏡部である。図示する例では、顕微鏡部110の光軸方向は、Z軸方向と略一致している。顕微鏡部110は、略円筒形状を有する筐体である筒状部5305と、筒状部5305内に設けられる撮像部(図示せず)と、から構成される。
支持部120は、顕微鏡部110を3次元的に移動させるとともに、移動後の顕微鏡部110について、その位置及び姿勢を固定的に支持する。第1の実施形態では、支持部120は、6自由度を有するアームとして構成されている。ただし、第2の実施形態はかかる例に限定されず、支持部120は、用途に応じて顕微鏡部110を適宜移動し得るように構成されればよく、他の異なる数の自由度を有するように構成されてもよい。
制御装置150は、観察装置10の動作を制御する。また、制御装置150は、表示装置20の動作も併せて制御する。つまり、制御装置150は、観察システム1の動作を統括的に制御し得る。
図4を参照して、以上説明した第1の実施形態に係る観察視野補正処理を実行するための、制御装置150の機能構成について詳細に説明する。図4は、第1の実施形態に係る制御装置150の機能構成の一例を示すブロック図である。
図9を参照して、第1の実施形態に係る観察視野補正方法の処理手順について説明する。図9は、第1の実施形態に係る観察視野補正方法の処理手順の一例を示すフロー図である。なお、図9に示す各処理は、図1及び図3に示す制御装置150によって実行される処理に対応している。これらの各処理の詳細については、制御装置150の機能構成について説明する際に既に説明しているため、以下の観察視野補正方法の処理手順についての説明では、各処理についての詳細な説明は割愛する。なお、図9に示す各処理が行われている間、撮像部130による撮影映像の取得は随時行われている。
本開示の第2の実施形態について説明する。なお、第2の実施形態は、上述した第1の実施形態において、観察視野を補正する具体的な方法が異なるものに対応する。第2の実施形態におけるこのこと以外の事項は第1の実施形態と同様であるため、以下の第2の実施形態についての説明では、第1の実施形態と相違する事項について主に説明することとし、重複する事項についてはその詳細な説明を省略する。
第2の実施形態に係る観察システムの構成は、図1を参照して説明した第1の実施形態に係る観察システム1と略同様である。ただし、第2の実施形態では、観察視野補正処理を実行するための制御装置150の機能が、第1の実施形態とは異なる。ここでは、図10を参照して、第2の実施形態に係る制御装置の機能構成について説明する。
図11を参照して、第2の実施形態に係る観察視野補正方法の処理手順について説明する。図11は、第2の実施形態に係る観察視野補正方法の処理手順の一例を示すフロー図である。なお、図11に示す各処理は、図10に示す制御装置150aによって実行される処理に対応している。これらの各処理の詳細については、制御装置150aの機能構成について説明する際に既に説明しているため、以下の観察視野補正方法の処理手順についての説明では、各処理についての詳細な説明は割愛する。
以上説明した実施形態におけるいくつかの変形例について説明する。
以上説明したように、第1及び第2の実施形態では、処置具の形態が認識され、その認識された処置具の形態に応じて、患部の位置が推測される。そして、その推測された患部の位置が、観察視野中心目標として決定される。
以上説明した構成例では、観察装置10は6つの回転軸部の全てにアクチュエータが搭載されて構成されていたが、第1及び第2の実施形態はかかる例に限定されない。例えば、バランスアームとして構成される観察装置に対しても、第1及び第2の実施形態に係る観察視野補正処理を適用可能である。ただし、バランスアームとして構成される観察装置に対して、第1の実施形態に係る観察視野補正処理を適用する場合には、その支持部においては、少なくとも顕微鏡部の水平面内での位置を調整し得る回転軸部にはアクチュエータが搭載される必要がある。
以上、添付図面を参照しながら本開示の好適な実施形態について詳細に説明したが、本開示の技術的範囲はかかる例に限定されない。本開示の技術分野における通常の知識を有する者であれば、請求の範囲に記載された技術的思想の範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、これらについても、当然に本開示の技術的範囲に属するものと了解される。
(1)
観察対象を撮影した撮影映像についてのデータである撮影映像データを取得する撮像部と、
前記撮像部を支持する支持部と、
前記撮像部の動作に関する所定の操作であるトリガ操作を検出するトリガ操作検出部と、
前記撮影映像データに基づいて、撮影映像に含まれる処置具の形態を認識する処置具認識部と、
前記トリガ操作検出部によって前記トリガ操作が検出された場合に、前記処置具認識部によって認識された前記処置具の形態に基づいて、前記撮影映像データに基づいて表示装置に表示される表示映像の範囲である観察視野を補正する観察視野補正部と、
を備える、
医療用観察装置。
(2)
前記観察視野補正部は、前記支持部の動作を制御し、前記撮像部の位置及び姿勢を調整することにより、前記観察視野を補正する、
前記(1)に記載の医療用観察装置。
(3)
前記トリガ操作は、前記観察視野に係る表示映像を拡大する旨のズーム操作であり、
前記観察視野補正部は、電子ズーム機能により前記撮影映像の所定の領域を切り出して拡大する際に、前記所定の領域の切り出し位置及び切り出し範囲を調整することにより、前記観察視野を補正する、
前記(1)に記載の医療用観察装置。
(4)
前記処置具認識部によって認識された前記処置具の形態に基づいて、前記観察視野の中心に位置すべき目標である観察視野中心目標を決定する観察視野中心目標決定部、を更に備え、
前記観察視野補正部は、前記観察視野中心目標決定部によって決定された前記観察視野中心目標が、前記観察視野の略中心に位置するように、前記観察視野を補正する、
前記(1)〜(3)のいずれか1項に記載の医療用観察装置。
(5)
前記観察視野中心目標決定部は、前記処置具の形態に基づいて前記処置具の位置に対する患部の相対的な位置を推測し、前記患部の位置を前記観察視野中心目標として決定する、
前記(4)に記載の医療用観察装置。
(6)
前記処置具は一対の開創器であり、
前記観察視野中心目標決定部は、前記一対の開創器の間の略中間位置を患部の位置として推測する、
前記(5)に記載の医療用観察装置。
(7)
前記処置具はエナジーデバイスであり、
前記観察視野中心目標決定部は、前記エナジーデバイスの先端位置を患部の位置として推測する、
前記(5)に記載の医療用観察装置。
(8)
前記処置具は鉗子であり、
前記観察視野中心目標決定部は、前記鉗子の先端位置を患部の位置として推測する、
前記(5)に記載の医療用観察装置。
(9)
前記トリガ操作は、前記観察視野に係る表示映像を拡大する旨のズーム操作であり、
前記観察視野補正部は、前記ズーム操作によって拡大された表示映像に係る観察視野を補正する、
前記(1)〜(8)のいずれか1項に記載の医療用観察装置。
(10)
前記トリガ操作は、前記撮像部の位置及び姿勢を移動させる旨の移動操作であり、
前記観察視野補正部は、前記移動操作によって移動された後に前記撮像部によって取得された前記撮影映像データに基づく表示映像に係る観察視野を補正する、
前記(1)〜(8)のいずれか1項に記載の医療用観察装置。
(11)
支持部によって支持された撮像部の動作に関する所定の操作であるトリガ操作を検出することと、
前記撮像部によって取得された観察対象を撮影した撮影映像についてのデータである撮影映像データに基づいて、前記撮影映像に含まれる処置具の形態を認識することと、
前記トリガ操作が検出された場合に、認識された前記処置具の形態に基づいて、前記撮影映像データに基づいて表示装置に表示される表示映像の範囲である観察視野を補正することと、
を含む、
観察視野補正方法。
10 観察装置
20 表示装置
110 顕微鏡部
120 支持部(アーム部)
130 撮像部
150、150a 制御装置
151 画像処理部
152、152a トリガ操作検出部
153 駆動制御部
154 処置具認識部
155 観察視野中心目標決定部
156、156a 観察視野補正部
157 補正駆動制御部(駆動制御部)
157a 補正画像処理部(画像処理部)
Claims (10)
- 観察対象を撮影した撮影映像についてのデータである撮影映像データを取得する撮像部と、
前記撮像部の動作に関する所定の操作であるトリガ操作を検出するトリガ操作検出部と、
前記撮影映像データに基づいて、前記撮影映像に含まれる処置具の形態を認識する処置具認識部と、
前記処置具認識部によって認識された前記処置具の形態に基づいて前記処置具の位置に対する患部の相対的な位置を推測し、前記患部の位置を前記撮影映像データに基づいて表示装置に表示される表示映像の範囲である観察視野の中心に位置すべき目標である観察視野中心目標として決定する観察視野中心目標決定部と、
前記トリガ操作検出部によって前記トリガ操作が検出された場合に、前記観察視野中心目標決定部によって決定された前記観察視野中心目標が、前記観察視野の略中心に位置するように、前記観察視野を補正する観察視野補正部と、
を備える、
医療用観察装置。 - 前記観察視野補正部は、前記撮像部を支持する支持部の動作を制御し、前記撮像部の位置及び姿勢を調整することにより、前記観察視野を補正する、
請求項1に記載の医療用観察装置。 - 前記トリガ操作は、前記観察視野に係る表示映像を拡大する旨のズーム操作であり、
前記観察視野補正部は、電子ズーム機能により前記撮影映像の所定の領域を切り出して拡大する際に、前記所定の領域の切り出し位置及び切り出し範囲を調整することにより、前記観察視野を補正する、
請求項1に記載の医療用観察装置。 - 前記処置具は一対の開創器であり、
前記観察視野中心目標決定部は、前記一対の開創器の間の略中間位置を患部の位置として推測する、
請求項1〜3のいずれか1項に記載の医療用観察装置。 - 前記処置具はエナジーデバイスであり、
前記観察視野中心目標決定部は、前記エナジーデバイスの先端位置を患部の位置として推測する、
請求項1〜3のいずれか1項に記載の医療用観察装置。 - 前記処置具は鉗子であり、
前記観察視野中心目標決定部は、前記鉗子の先端位置を患部の位置として推測する、
請求項1〜3のいずれか1項に記載の医療用観察装置。 - 前記トリガ操作は、前記観察視野に係る表示映像を拡大する旨のズーム操作であり、
前記観察視野補正部は、前記ズーム操作によって拡大された表示映像に係る観察視野を補正する、
請求項1〜6のいずれか1項に記載の医療用観察装置。 - 前記トリガ操作は、前記撮像部の位置及び姿勢を移動させる旨の移動操作であり、
前記観察視野補正部は、前記移動操作によって移動された後に前記撮像部によって取得された前記撮影映像データに基づく表示映像に係る観察視野を補正する、
請求項1〜6のいずれか1項に記載の医療用観察装置。 - 観察対象を撮影した撮影映像についてのデータである撮影映像データを取得する撮像部の動作に関する所定の操作であるトリガ操作を検出するトリガ操作検出部と、
前記撮影映像データに基づいて、前記撮影映像に含まれる処置具の形態を認識する処置具認識部と、
前記処置具認識部によって認識された前記処置具の形態に基づいて前記処置具の位置に対する患部の相対的な位置を推測し、前記患部の位置を前記撮影映像データに基づいて表示装置に表示される表示映像の範囲である観察視野の中心に位置すべき目標である観察視野中心目標として決定する観察視野中心目標決定部と、
前記トリガ操作検出部によって前記トリガ操作が検出された場合に、前記観察視野中心目標決定部によって決定された前記観察視野中心目標が、前記観察視野の略中心に位置するように、前記観察視野を補正する観察視野補正部と、
を備える、
制御装置。 - 支持部によって支持された撮像部の動作に関する所定の操作であるトリガ操作を検出することと、
前記撮像部によって取得された観察対象を撮影した撮影映像についてのデータである撮影映像データに基づいて、前記撮影映像に含まれる処置具の形態を認識することと、
認識された前記処置具の形態に基づいて前記処置具の位置に対する患部の相対的な位置を推測し、前記患部の位置を前記撮影映像データに基づいて表示装置に表示される表示映像の範囲である観察視野の中心に位置すべき目標である観察視野中心目標として決定することと、
前記トリガ操作が検出された場合に、決定された前記観察視野中心目標が、前記観察視野の略中心に位置するように、前記観察視野を補正することと、
を含む、
観察視野補正方法。
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