JP7143099B2 - 医療用観察システム - Google Patents
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Description
〔医療用観察システムの概略構成〕
図1は、実施形態1に係る医療用観察システムの全体構成を示す図である。図1に示す医療用観察システム1は、被観察体の微小部位を拡大して観察する顕微鏡としての機能を有する医療用の観察装置2と、光ファイバ等によって構成されたライトガイド4を介して観察装置2に照明光を供給する光源装置3と、観察装置2が撮像した画像を表示する表示装置8と、医療用観察システム1の動作を統括的に制御する制御装置9と、を備える。
まず、観察装置2の概略構成について説明する。
観察装置2は、被観察体の微小部位を観察する顕微鏡部5と、顕微鏡部5の基端部に接続され、顕微鏡部5を回動可能に支持する支持部6と、支持部6の基端部を回動可能に保持し、床面上を移動可能なベース部7と、を備える。
支持部6は、先端側(顕微鏡部5側)から順に、第1関節部61、第1アーム部71と、第2関節部62、第2アーム部72と、第3関節部63と、第3アーム部73と、第4関節部64と、第4アーム部74と、第5関節部65と、第5アーム部75と、第6関節部66と、が連結されている。
次に、上述した医療用観察システム1の機能構成について説明する。図3は、実施形態1に係る医療用観察システムの機能構成を示すブロック図である。
まず、観察装置2の機能構成について説明する。
観察装置2は、顕微鏡部5と、支持部6と、駆動部24と、第1検知部25と、第1入力部26と、第1制御部27と、を備える。
次に、制御装置9の機能構成について説明する。
制御装置9は、画像処理部91と、入力部92と、記録部93と、第2制御部94と、を備える。
次に、顕微鏡部5(撮影部21)と撮影領域との対応関係について説明する。
図4は、顕微鏡部と被観察体と位置関係を表す図である。図4の位置関係では、顕微鏡部5の上方向A1と被観察体に描かれた文字Lの上方向とが一致している。
図8は、実施形態1に係る光投影部が光を投影することにより被観察体に映し出されるパターンを表す図である。図8に示すように、光投影部23は、顕微鏡部5の撮影部21の撮影状態として、撮影領域Bを認識可能とする枠F1を被観察体に投影する。枠F1は、撮影領域Bの外部であって撮影領域Bの近傍に配置され、撮影領域Bを囲う長方形の枠である。その結果、術者らは撮影領域を直感的に認識することができる。なお、枠F1は、撮影領域Bの外部に配置されており、表示装置8に表示される画像に影響を与えないため、光投影部23が医療用観察システム1による観察を阻害することが防止されている。
図9は、実施形態1の変形例1に係る光投影部が光を投影することにより被観察体に映し出されるパターンを表す図である。図9に示すように、実施形態1の変形例1に係る光投影部23は、枠F2を被観察体に投影する。枠F2は、撮影領域Bの外部であって撮影領域Bの四隅の近傍に配置されているL字状の枠である。
図10は、実施形態1の変形例2に係る光投影部が光を投影することにより被観察体に映し出されるパターンを表す図である。図10に示すように、実施形態1の変形例2に係る光投影部23は、枠F3を被観察体に投影する。枠F3は、撮影領域Bの外部であって撮影領域Bの四隅の近傍に配置されている点である。
図11は、実施形態1の変形例3に係る光投影部が光を投影することにより被観察体に映し出されるパターンを表す図である。図11に示すように、実施形態1の変形例3に係る光投影部23は、枠F4を被観察体に投影する。枠F4は、撮影領域Bの外部であって撮影領域Bの各辺の近傍に、各辺に平行に配置されている線分である。
図12は、実施形態1の変形例4に係る光投影部が光を投影することにより被観察体に映し出されるパターンを表す図である。図12に示すように、実施形態1の変形例4に係る光投影部23は、枠F5を投影する。枠F5は、撮影領域Bの外部であって撮影領域Bの近傍に配置され、撮影領域Bを囲う長方形の枠である。また、光投影部23は、顕微鏡部5の撮影部21の撮影状態として、撮影領域Bの上下を認識可能とするマーカM5を投影する。マーカM5は、枠F5の上側の長辺の中央近傍に投影された点である。その結果、術者らは、顕微鏡部5の上方向と撮影領域Bの上方向との対応関係を直感的に認識することができる。
図13は、実施形態1の変形例5に係る光投影部が光を投影することにより被観察体に映し出されるパターンを表す図である。図13に示すように、実施形態1の変形例5に係る光投影部23は、枠F6を投影する。枠F6は、撮影領域Bの外部であって撮影領域Bの近傍に配置され、撮影領域Bを囲う長方形の枠である。また、光投影部23は、顕微鏡部5の撮影部21の撮影状態として、撮影領域Bの上下を認識可能とするマーカM6を投影する。マーカM6は、枠F6の下側の長辺に沿って投影された線分である。
図14は、実施形態1の変形例6に係る光投影部が光を投影することにより被観察体に映し出されるパターンを表す図である。図14に示すように、実施形態1の変形例6に係る光投影部23は、枠F7を投影する。枠F7は、撮影領域Bの外周を囲う長方形の1つの頂角を直線状に切り欠いた五角形であり、2つの長辺のうち頂角が切欠かれている側が顕微鏡部5の上方向に対応する。
図15は、実施形態1の変形例7に係る光投影部が光を投影することにより被観察体に映し出されるパターンを表す図である。図15に示すように、実施形態1の変形例7に係る光投影部23は、枠F8を投影する。枠F8は、撮影領域Bの外周を囲い図の上方が狭まっている等脚台形の枠であり、上方が顕微鏡部5の上方向に対応する。
図16は、実施形態1の変形例8に係る光投影部が光を投影することにより被観察体に映し出されるパターンを表す図である。図16に示すように、実施形態1の変形例8に係る光投影部23は、マーカM9を投影する。マーカM9は、撮影領域Bの外部における上側であって、撮影領域Bの近傍に配置されている顕微鏡部5の上方向を向く矢印である。
図17は、実施形態1の変形例9に係る光投影部が光を投影することにより被観察体に映し出されるパターンを表す図である。図17に示すように、実施形態1の変形例9に係る光投影部23は、マーカM10を投影する。マーカM10は、撮影領域Bの外部であって撮影領域Bの四隅の1つの近傍に配置されたL字状のマークである。
図18は、実施形態1の変形例10に係る光投影部が光を投影することにより被観察体に映し出されるパターンを表す図である。図18に示すように、実施形態1の変形例10に係る光投影部23は、マーカM111及びマーカM112を投影する。以下において、撮影領域Bの中心を原点O、撮影領域Bの長辺に平行であり原点Oを通る直線をx軸、撮影領域Bの短辺に平行であり原点Oを通る直線をy軸とする。マーカM111及びマーカM112は、互いに色が異なり、撮影領域Bの外部であって撮影領域Bの四隅のうち2つの隅の近傍であって、原点Oに対して対角に位置する点である。なお、図18以降の各図では、色の違いをハッチングパターンの違いにより表している。また、マーカは、色が異なる代わりに、大きさや形状、模様、点滅のパターン等が異なる態様としてもよい。
図19は、実施形態1の変形例11に係る光投影部が光を投影することにより被観察体に映し出されるパターンを表す図である。図19に示すように、実施形態1の変形例11に係る光投影部23は、マーカM121及びマーカM122を投影する。マーカM121及びマーカM122は、互いに色が異なり、撮影領域Bの外部であって撮影領域Bの長辺の中央近傍であって、原点Oに対して対向するようにy軸上に位置する点である。
図20は、実施形態1の変形例12に係る光投影部が光を投影することにより被観察体に映し出されるパターンを表す図である。図20に示すように、実施形態1の変形例12に係る光投影部23は、マーカM131及びマーカM132を投影する。マーカM131及びマーカM132は、互いに色が異なり、撮影領域Bの外部であって撮影領域Bの短辺の中央近傍であって、原点Oに対して対向するようにx軸上に位置する点である。
図21は、実施形態1の変形例13に係る光投影部が光を投影することにより被観察体に映し出されるパターンを表す図である。図21に示すように、実施形態1の変形例13に係る光投影部23は、マーカM141及びマーカM142を投影する。マーカM141及びマーカM142は、互いに同色であるが形状が異なり、撮影領域Bの外部における長辺の中央近傍であって、原点Oに対して対向するようにy軸上に位置する点及び線分である。
図22は、実施形態1の変形例14に係る光投影部が光を投影することにより被観察体に映し出されるパターンを表す図である。図22に示すように、実施形態1の変形例14に係る光投影部23は、マーカM151及びマーカM152を投影する。マーカM151及びマーカM152は、互いに同色であるが形状が異なり、撮影領域Bの外部であって撮影領域Bの四隅のうち2つの隅の近傍であって、原点Oに対して対角に位置する点及びL字状のマークである。
図23は、実施形態1の変形例15に係る光投影部が光を投影することにより被観察体に映し出されるパターンを表す図である。図23に示すように、実施形態1の変形例15に係る光投影部23は、マーカM161及びマーカM162を投影する。マーカM161及びマーカM162は、互いに同色であるが形状が異なり、撮影領域Bの外部における長辺の中央近傍であって、原点Oに対して対向するようにy軸上に位置する点及び線分である。マーカM162は、中央がy軸上に位置し、撮影領域Bの幅よりわずかに長い。その結果、操作者は、撮影領域Bの概略的な幅を直感的に認識することができる。
図24は、実施形態1の変形例16に係る光投影部が光を投影することにより被観察体に映し出されるパターンを表す図である。図24に示すように、実施形態1の変形例16に係る光投影部23は、マーカM171及びマーカM172を投影する。マーカM171及びマーカM172は、互いに同色であるが形状が異なり、撮影領域Bの外部に原点Oに対してx軸を中心に対向するように位置する点及び線分である。マーカM172は、中央がy軸上に位置し、撮影領域Bの幅よりわずかに長い。その結果、操作者は、撮影領域Bの概略的な幅を直感的に認識することができる。
図25は、実施形態1の変形例17に係る光投影部が光を投影することにより被観察体に映し出されるパターンを表す図である。図25に示すように、実施形態1の変形例17に係る光投影部23は、マーカM18を投影する。マーカM18は、撮影領域Bの外部であって撮影領域Bの四隅のうち3つの隅の近傍に配置された同色の点である。
図26は、実施形態1の変形例18に係る光投影部が光を投影することにより被観察体に映し出されるパターンを表す図である。図26に示すように、実施形態1の変形例18に係る光投影部23は、マーカM191及びマーカM192を投影する。マーカM191は、撮影領域Bの外部であって撮影領域Bの四隅のうち下方の2つの隅の近傍に配置された点である。マーカM192は、撮影領域Bの外部における上方の長辺の中央近傍に配置された、マーカM191とは色が異なる点である。
図27は、顕微鏡部と被観察体との位置関係を表す図である。図27に示す方向Cは鉛直下方向であり、方向A11が顕微鏡部5の撮影部21の上方向である。変形例19において、第1検知部25は、撮影部21の上方向と鉛直下方向Cとのなす角を検知する。
図29は、顕微鏡部と被観察体との位置関係を表す図である。駆動制御部941は、図29に示すように、撮影部21の上方向を鉛直下方向Cと反対の方向にする。具体的には、駆動制御部941は、顕微鏡部5の撮影部21が鉛直下方向Cの反対方向とは異なる方向A21を向いている場合に、撮影部21の上方向を鉛直下方向Cの反対方向である方向A22にする。具体的には、駆動制御部941は、支持部6の各アクチュエータを駆動制御し、撮影部21の上方向が方向A22になるように顕微鏡部5を回動する。
図31は、実施形態2に係る医療用観察システムの機能構成を示すブロック図である。図31に示すように、医療用観察システム1Aにおいて、観察装置2Aは、撮影部21、制御装置9、表示装置8、術者、又は助手のうち、少なくともいずれか1つの位置を検知する第2検知部28Aを備える。
図34は、実施形態3に係る医療用観察システムの機能構成を示すブロック図である。図34に示すように、医療用観察システム1Bにおいて、観察装置2Bの顕微鏡部5Bは、撮影部21の撮影方向に向けて第1照明光を出射する光出射部22Bを備えるが、実施形態1と異なり、光投影部を有しない。また、医療用観察システム1Bにおいて、制御装置9Bの第2制御部94Bは、投光制御部を有しない。
2、2A、2B 観察装置
3 光源装置
4 ライトガイド
5、5B 顕微鏡部
6 支持部
7 ベース部
8 表示装置
9、9B 制御装置
10 伝送ケーブル
21 撮影部
22、22B 光出射部
23 光投影部
24 駆動部
25 第1検知部
25a~25f 第1角度センサ部~第6角度センサ部
26 第1入力部
26a アーム操作スイッチ
27 第1制御部
28A 第2検知部
61~66 第1関節部~第6関節部
71~75 第1アーム部~第5アーム部
91 画像処理部
93 記録部
92 入力部
94、94B 第2制御部
941 駆動制御部
942 照明制御部
943 投光制御部
944 表示制御部
Claims (20)
- 被観察体を撮影する撮影部と、
前記撮影部が撮影する撮像視野である撮影領域の外部であって、前記撮影領域の近傍に前記撮影部の撮影状態を認識可能とする光を前記被観察体に投影する光投影部と、
を備え、
前記光投影部は、前記撮影領域の上下を認識可能とするマーカを投影する医療用観察システム。 - 前記光投影部は、前記撮影領域を認識可能とするパターンを投影する請求項1に記載の医療用観察システム。
- 前記光投影部は、前記パターンとして、前記撮影領域の大きさを認識可能とする枠を投影する請求項2に記載の医療用観察システム。
- 操作者の操作を受け付ける入力部を備え、
前記光投影部は、前記入力部が受け付けた前記操作者の指示に応じて、前記光を投影する請求項1~3のいずれか1つに記載の医療用観察システム。 - 前記撮影部を移動させて前記撮影領域を移動させる操作の入力を受け付ける第1入力部を備え、
前記光投影部は、前記第1入力部が前記入力を受け付けている間は前記光を投影する請求項1~4のいずれか1つに記載の医療用観察システム。 - 前記撮影領域を拡大及び縮小させる操作の入力を受け付ける第1入力部を備え、
前記光投影部は、前記撮影領域の大きさに応じて、前記光の形状又は位置を変化させる請求項1~4のいずれか1つに記載の医療用観察システム。 - 前記撮影領域を拡大及び縮小させる操作の入力を受け付ける第1入力部を備え、
前記光投影部は、前記撮影領域が拡大されて前記光が前記撮影領域の内部に位置する場合、前記光を前記撮影領域の外部に位置するように投影する請求項1~4のいずれか1つに記載の医療用観察システム。 - 前記撮影部が撮影する画像の上方向に対応する前記撮影部の上方向と鉛直下方向とのなす角を検知する第1検知部と、
前記なす角に応じて、前記撮影部が撮影した画像に前記鉛直下方向を示す指標を重畳した画像を生成する画像処理部と、
を備える請求項1~7のいずれか1つに記載の医療用観察システム。 - 前記画像処理部は、前記なす角が閾値を越えた場合に、前記撮影部が撮影した画像に前記鉛直下方向を示す指標を重畳した画像を生成する請求項8に記載の医療用観察システム。
- 操作者の操作を受け付ける入力部を備え、
前記画像処理部は、前記入力部が受け付けた前記操作者の指示に応じて、前記撮影部が撮影した画像に前記鉛直下方向を示す指標を重畳した画像を生成する請求項8に記載の医療用観察システム。 - 前記撮影部を移動させて前記撮影領域を移動させる操作の入力を受け付ける第1入力部を備え、
前記画像処理部は、前記第1入力部が前記入力を受け付けている間は前記撮影部が撮影した画像に前記鉛直下方向を示す指標を重畳した画像を生成する請求項8に記載の医療用観察システム。 - 前記撮影部を支持する支持部と、
前記支持部を駆動制御して前記撮影部の上方向を制御する駆動制御部を備え、
前記駆動制御部は、前記撮影部の上方向を前記鉛直下方向と反対の方向にする請求項8に記載の医療用観察システム。 - 前記駆動制御部は、前記なす角が閾値を越えた場合に、前記撮影部の上方向を前記鉛直下方向と反対の方向にする請求項12に記載の医療用観察システム。
- 操作者の操作を受け付ける入力部を備え、
前記駆動制御部は、前記入力部が受け付けた前記操作者の指示に応じて、前記撮影部の上方向を前記鉛直下方向と反対の方向にする請求項12に記載の医療用観察システム。 - 前記撮影部を制御するとともに、前記撮影部が撮影した画像に画像処理を施す制御装置と、
前記制御装置が生成した画像を表示する表示装置と、
前記撮影部、前記制御装置、前記表示装置、術者、又は助手のうち、少なくともいずれか1つの位置を検知する第2検知部と、を備え、
前記制御装置は、前記撮影部が撮影した画像に前記第2検知部が検知した位置又は方向を示す指標を重畳した画像を生成する請求項1~14のいずれか1つに記載の医療用観察システム。 - 前記撮影部が撮影する画像の上方向に対応する前記撮影部の上方向と鉛直下方向とのなす角を検知する第1検知部を備え、
前記なす角が閾値を越えた場合に、前記撮影部が撮影した画像に前記第2検知部が検知した位置又は方向を示す指標を重畳した画像を生成する請求項15に記載の医療用観察システム。 - 操作者の操作を受け付ける入力部を備え、
前記制御装置は、前記入力部が受け付けた前記操作者の指示に応じて、前記撮影部が撮影した画像に前記第2検知部が検知した位置又は方向を示す指標を重畳した画像を生成する請求項15に記載の医療用観察システム。 - 前記撮影部を移動させて前記撮影領域を移動させる操作の入力を受け付ける第1入力部を備え、
前記制御装置は、前記第1入力部が前記入力を受け付けている間は前記撮影部が撮影した画像に前記第2検知部が検知した位置又は方向を示す指標を重畳した画像を生成する請求項15に記載の医療用観察システム。 - 被観察体を撮影する撮影部と、
前記撮影部の撮影方向に向けて第1照明光を出射する光出射部と、を備え、
前記光出射部は、前記撮影部が撮影する撮像視野である撮影領域の外部であって、前記撮影領域の近傍に前記撮影部の撮影状態を認識可能とする第2照明光を前記被観察体に照射し、
前記光出射部は、前記撮影領域の上下を認識可能とする前記第2照明光を出射する医療用観察システム。 - 被観察体を撮影する撮影部と、
前記撮影部が撮影する撮影領域の外部であって、前記撮影領域の近傍に前記撮影部の撮影状態を認識可能とする光を前記被観察体に投影する光投影部と、
前記撮影領域に対応する画像を表示する表示装置と、
を備え、
前記光投影部は、前記撮影領域の上下を認識可能とするマーカを投影する医療用観察システム。
Priority Applications (2)
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