JP7163913B2 - 医療用システム及び制御ユニット - Google Patents
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Description
なお、上記の効果は必ずしも限定的なものではなく、上記の効果とともに、または上記の効果に代えて、本明細書に示されたいずれかの効果、または本明細書から把握され得る他の効果が奏されてもよい。
1.システムの構成例
2.信号処理部の構成
3.エクソスコープ画像と内視鏡画像の色の調整
4.エクソスコープ画像と内視鏡画像の振れの調整
5.エクソスコープ画像と内視鏡画像の明るさ、コントラストの調整
6.エクソスコープ画像と内視鏡画像の解像感、被写界深度の調整
7.エクソスコープ画像と内視鏡画像のノイズの調整
8.エクソスコープ画像と内視鏡画像の向き、画角の調整
9.エクソスコープ画像と内視鏡画像の奥行き感の調整
10.複数のカメラ部が接続されたCCUを複数備える構成例
まず、図1を参照して、本開示の各実施形態に係る手術用システム1000の概略構成について説明する。図1に示すように、この手術用システム1000は、複数のカメラ部100と、複数のカメラを接続可能で複数の出力が可能なCCU(制御ユニット)200と、複数のモニタ300から構成される。手術用システム1000は、複数のカメラ部100からの複数の入力信号の情報から、信号処理によって複数の出力画像を生成し、モニタ300へ出力する。
図3は、複数のカメラ部100としてエクソスコープと内視鏡の2つをCCU200に接続したシステムにおいて、CCU200内の信号処理部210の構成及び動作を示す模式図である。信号処理部210は、複数のカメラ部100が接続されるCCU200に設けられ、一方のカメラ部100から得た撮像信号に基づいて生成する画像と他方のカメラ部100から得た撮像信号に基づいて生成する画像の見え方を合わせるように処理を行う。
図4は、エクソスコープ110と内視鏡120を同時に併用して被写体を観察する場合を示す模式図である。上述のように、例えば脳外科の手術等では、術野の手前を観察する際にエクソスコープ110が用いられ、術野の奥まった部分を観察する際に内視鏡120が用いられるため、エクソスコープ110と内視鏡120を同時に併用する場合が考えられる。
次に、図7及び図8に基づいて、エクソスコープ110と内視鏡120を同時に併用して観察する場合に、エクソスコープ画像10と内視鏡画像12のブレを合わせる処理(手振れ除去処理)について説明する。図7に示すように、通常、エクソスコープ110は固定具20によって固定されているが、内視鏡120はスコピストまたは術者が手で持つことになる。従って、内視鏡画像12にブレが生じる場合がある。
図9は、エクソスコープ画像10と内視鏡画像12の明るさ(輝度)、コントラストを合わせる例を示す模式図である。各色の明るさの変換係数の算出方法は、図6で説明した色味を合わせる場合と同様に行うことができる。RGB値から変換して得られる輝度Yを合わせる際には、以下の式(2)によりエクソスコープ画像10の輝度Y1から内視鏡画像12の輝度Y2へ変換を行う。互いに同じ被写体の同じ位置であるというマッチングの取れた領域A、領域Bについて、それぞれの領域A,B内の対応する位置(図中に×印で示す)の輝度の値が、内視鏡画像12ではY2であり、エクソスコープ画像10ではY1であった場合、それぞれの画像のノイズの関係は以下の式(2)で示すような線形式で表すことができる。なお、式(2)において、aは変換係数である。
Y2=a・Y1 ・・・(2)
図10は、エクソスコープ画像10と内視鏡画像12の解像感、被写界深度を合わせる例を示す模式図である。図6及び式(1)におけるRGB値を、注目画素周辺の所定領域の画素値の最大値と最小値の差分で示される値DRに置き換えて変換係数を算出する。互いに同じ被写体の同じ位置であるというマッチングの取れた領域A、領域Bについて、それぞれの領域A,B内の対応する位置(図中に×印で示す)の差分DRの値が、内視鏡画像12ではDRBであり、エクソスコープ画像10ではDRAであった場合、それぞれの画像の注目画素周辺の最大値と最小値の差分は以下の式(3)で示すような線形式で表すことができる。なお、式(3)において、aは変換係数である。
DRB=a・DRA ・・・(3)
図11は、エクソスコープ画像10と内視鏡画像12のノイズを合わせる例を示す模式図である。変換係数の算出方法は、図6で説明した色味を合わせる場合と同様である。図6及び式(1)におけるRGB値を、注目画素周辺の所定領域の画素値の標準偏差σに置き換えたものとして変換係数を算出する。
σA=a・σB ・・・(4)
図12は、エクソスコープ画像10と内視鏡画像12の画像の向き、画角を合わせる例を示す模式図である。この場合、エクソスコープ画像10と内視鏡画像12のマッチング結果に基づき幾何補正を行い、エクソスコープ画像10の向きに対して内視鏡画像12の向きを合わせる補正を行う。
図13は、3Dで撮影が可能なエクソスコープ画像10と3Dで撮影が可能な内視鏡画像12を併用する場合の例を示す模式図である。例えば、エクソスコープ画像10の3D画像を表示するモニタ300から、内視鏡画像12の3D画像を表示するモニタ300へ視点を切り替える際に、エクソスコープ画像10上での注目点の奥行き感と内視鏡画像12上で対応する注目点(対応点)との奥行き感が大きく異なっていると、ユーザにおける視線切り換え時の違和感が大きくなる。
上述の例では、複数のカメラ部100がCCU200に接続された手術用システム1000について説明したが、複数のカメラ部100が接続されたCCU200を複数備え、各CCU200が統合装置600に接続されたシステムに適用することもできる。図14は、複数のカメラ部100が接続されたCCU200を複数備え、各CCU200が統合装置600に接続されたシステム2000を示す模式図である。
(1) 複数の手術用撮像装置と、
前記手術用撮像装置のそれぞれが接続され、前記手術用撮像装置のそれぞれが撮像した画像を連携させる信号処理部を有する制御ユニットと、
を備える、医療用システム。
(2) 複数の前記手術用撮像装置は、内視鏡、体外視鏡、顕微鏡、及び術野カメラの少なくとも2つ含む、前記(1)に記載の医療用システム。
(3) 前記信号処理部は、調整トリガの発生に応じて、前記連携を行うか否かを切り換える、前記(1)又は(2)に記載の医療用システム。
(4) 前記信号処理部は、調整トリガの発生に応じて前記連携のための処理を行い、
前記調整トリガは、ユーザの操作によって発生する、前記(1)~(3)のいずれかに記載の医療用システム。
(5) 前記信号処理部は、調整トリガの発生に応じて前記連携のための処理を行い、
前記調整トリガは、複数の前記手術用撮像装置が同一の被写体を撮像する場合に発生する、前記(1)~(3)のいずれかに記載の医療用システム。
(6) 前記信号処理部は、調整トリガの発生に応じて前記連携のための処理を行い、
前記調整トリガは、手術を行う術者の状態に応じて発生する、前記(1)~(3)のいずれかに記載の医療用システム。
(7) 前記信号処理部は、調整トリガの発生に応じて前記連携のための処理を行い、
前記調整トリガは、複数の前記手術用撮像装置を識別するための識別情報に応じて発生する、前記(1)~(3)のいずれかに記載の医療用システム。
(8) 前記信号処理部は、複数の前記手術用撮像装置のそれぞれが撮像した画像の色を合わせる処理を行う、前記(1)~(7)のいずれかに記載の医療用システム。
(9) 前記信号処理部は、複数の前記手術用撮像装置のそれぞれが撮像した画像の明るさを合わせる処理を行う、前記(1)~(7)のいずれかに記載の医療用システム。
(10) 前記信号処理部は、複数の前記手術用撮像装置のそれぞれが撮像した画像のコントラストを合わせる処理を行う、前記(1)~(7)のいずれかに記載の医療用システム。
(11) 前記信号処理部は、複数の前記手術用撮像装置のそれぞれが撮像した画像の解像度を合わせる処理を行う、請求項1に記載の医療用システム。
(12) 前記信号処理部は、複数の前記手術用撮像装置のそれぞれが撮像した画像のノイズを合わせる処理を行う、前記(1)~(7)のいずれかに記載の医療用システム。
(13) 前記信号処理部は、複数の前記手術用撮像装置のそれぞれが撮像した画像の被写界深度を合わせる処理を行う、前記(1)~(7)のいずれかに記載の医療用システム。
(14) 前記信号処理部は、複数の前記手術用撮像装置のそれぞれが撮像した画像の振れ量を合わせる処理を行う、請求項1に記載の医療用システム。
(15) 前記信号処理部は、複数の前記手術用撮像装置のそれぞれが撮像した立体視画像の奥行きを合わせる処理を行う、前記(1)~(7)のいずれかに記載の医療用システム。
(16) 前記信号処理部は、複数の前記手術用撮像装置のそれぞれが撮像した画像の画角を合わせる処理を行う、前記(1)~(7)のいずれかに記載の医療用システム。
(17) 前記信号処理部は、複数の前記手術用撮像装置の1つが撮像した画像を基準として他の手術用撮像装置が撮像した画像を連携させる、前記(1)~(16)のいずれかに記載の医療用システム。
(18) 前記信号処理部は、任意の目標画像を基準として複数の前記手術用撮像装置が撮像した画像を連携させる、前記(1)~(16)のいずれかに記載の医療用システム。
(19) 複数の手術用撮像装置のそれぞれが接続され、前記手術用撮像装置のそれぞれが撮像した画像を連携させる信号処理部を備える、制御ユニット。
(20) 複数の手術用撮像装置と、
前記手術用撮像装置のそれぞれが接続された制御ユニットと、
複数の前記制御ユニットのそれぞれが接続され、前記手術用撮像装置のそれぞれが撮像した画像を連携させる信号処理部を有する統合装置と、
を備える、医療用システム。
200 CCU
210 信号処理部
600 統合装置
1000 手術用システム
Claims (20)
- 複数の手術用撮像装置と、
前記手術用撮像装置のそれぞれが接続され、前記手術用撮像装置のそれぞれが撮像した画像を連携させる信号処理部を有する制御ユニットと、
を備え、
前記信号処理部は、調整トリガの発生に応じて前記連携のための処理を行い、
前記調整トリガは、手術を行う術者の状態に応じて発生する、医療用システム。 - 複数の手術用撮像装置と、
前記手術用撮像装置のそれぞれが接続され、前記手術用撮像装置のそれぞれが撮像した画像を連携させる信号処理部を有する制御ユニットと、
を備え、
前記信号処理部は、調整トリガの発生に応じて前記連携のための処理を行い、
前記調整トリガは、複数の前記手術用撮像装置を識別するための識別情報に応じて発生する、医療用システム。 - 複数の手術用撮像装置と、
前記手術用撮像装置のそれぞれが接続され、前記手術用撮像装置のそれぞれが撮像した画像を連携させる信号処理部を有する制御ユニットと、
を備え、
前記信号処理部は、複数の前記手術用撮像装置のそれぞれが撮像した画像の振れ量を合わせる処理を行う、医療用システム。 - 複数の手術用撮像装置と、
前記手術用撮像装置のそれぞれが接続され、前記手術用撮像装置のそれぞれが撮像した画像を連携させる信号処理部を有する制御ユニットと、
を備え、
前記信号処理部は、複数の前記手術用撮像装置のそれぞれが撮像した立体視画像の奥行きを合わせる処理を行う、医療用システム。 - 複数の前記手術用撮像装置は、内視鏡、体外視鏡、顕微鏡、及び術野カメラの少なくとも2つ含む、請求項1から4のいずれか一項に記載の医療用システム。
- 前記信号処理部は、調整トリガの発生に応じて、前記連携を行うか否かを切り換える、請求項1から5のいずれか一項に記載の医療用システム。
- 前記信号処理部は、調整トリガの発生に応じて前記連携のための処理を行い、
前記調整トリガは、ユーザの操作によって発生する、請求項3又は4に記載の医療用システム。 - 前記信号処理部は、調整トリガの発生に応じて前記連携のための処理を行い、
前記調整トリガは、複数の前記手術用撮像装置が同一の被写体を撮像する場合に発生する、請求項3又は4に記載の医療用システム。 - 前記信号処理部は、調整トリガの発生に応じて前記連携のための処理を行い、
前記調整トリガは、手術を行う術者の状態に応じて発生する、請求項3又は4に記載の医療用システム。 - 前記信号処理部は、調整トリガの発生に応じて前記連携のための処理を行い、
前記調整トリガは、複数の前記手術用撮像装置を識別するための識別情報に応じて発生する、請求項3又は4に記載の医療用システム。 - 前記信号処理部は、複数の前記手術用撮像装置の1つが撮像した画像を基準として他の手術用撮像装置が撮像した画像を連携させる、請求項1から10のいずれか一項に記載の医療用システム。
- 前記信号処理部は、任意の目標画像を基準として複数の前記手術用撮像装置が撮像した画像を連携させる、請求項1から10のいずれか一項に記載の医療用システム。
- 複数の手術用撮像装置のそれぞれが接続され、前記手術用撮像装置のそれぞれが撮像した画像を連携させる信号処理部を備え、
前記信号処理部は、調整トリガの発生に応じて前記連携のための処理を行い、
前記調整トリガは、手術を行う術者の状態に応じて発生する、制御ユニット。 - 複数の手術用撮像装置のそれぞれが接続され、前記手術用撮像装置のそれぞれが撮像した画像を連携させる信号処理部を備え、
前記信号処理部は、調整トリガの発生に応じて前記連携のための処理を行い、
前記調整トリガは、複数の前記手術用撮像装置を識別するための識別情報に応じて発生する、制御ユニット。 - 複数の手術用撮像装置のそれぞれが接続され、前記手術用撮像装置のそれぞれが撮像した画像を連携させる信号処理部を備え、
前記信号処理部は、複数の前記手術用撮像装置のそれぞれが撮像した画像の振れ量を合わせる処理を行う、制御ユニット。 - 複数の手術用撮像装置のそれぞれが接続され、前記手術用撮像装置のそれぞれが撮像した画像を連携させる信号処理部を備え、
前記信号処理部は、複数の前記手術用撮像装置のそれぞれが撮像した立体視画像の奥行きを合わせる処理を行う、制御ユニット。 - 複数の手術用撮像装置と、
前記手術用撮像装置のそれぞれが接続された制御ユニットと、
複数の前記制御ユニットのそれぞれが接続され、前記手術用撮像装置のそれぞれが撮像した画像を連携させる信号処理部を有する統合装置と、
を備え、
前記信号処理部は、調整トリガの発生に応じて前記連携のための処理を行い、
前記調整トリガは、手術を行う術者の状態に応じて発生する、医療用システム。 - 複数の手術用撮像装置と、
前記手術用撮像装置のそれぞれが接続された制御ユニットと、
複数の前記制御ユニットのそれぞれが接続され、前記手術用撮像装置のそれぞれが撮像した画像を連携させる信号処理部を有する統合装置と、
を備え、
前記信号処理部は、調整トリガの発生に応じて前記連携のための処理を行い、
前記調整トリガは、複数の前記手術用撮像装置を識別するための識別情報に応じて発生する、医療用システム。 - 複数の手術用撮像装置と、
前記手術用撮像装置のそれぞれが接続された制御ユニットと、
複数の前記制御ユニットのそれぞれが接続され、前記手術用撮像装置のそれぞれが撮像した画像を連携させる信号処理部を有する統合装置と、
を備え、
前記信号処理部は、複数の前記手術用撮像装置のそれぞれが撮像した画像の振れ量を合わせる処理を行う、医療用システム。 - 複数の手術用撮像装置と、
前記手術用撮像装置のそれぞれが接続された制御ユニットと、
複数の前記制御ユニットのそれぞれが接続され、前記手術用撮像装置のそれぞれが撮像した画像を連携させる信号処理部を有する統合装置と、
を備え、
前記信号処理部は、複数の前記手術用撮像装置のそれぞれが撮像した立体視画像の奥行きを合わせる処理を行う、医療用システム。
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