JP7231561B2 - 医療用制御装置、および制御方法 - Google Patents

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Description

本開示は、医療用制御装置、および制御方法に関する。
近年、医療現場においては、例えば脳神経外科手術などの微細手術(マイクロサージャリ)をサポートするために、患部などの観察対象を拡大観察することが可能な医療用観察装置が用いられる場合がある。医療用観察装置としては、例えば、光学式の顕微鏡を備える医療用観察装置と、電子撮像式の顕微鏡として機能する撮像デバイスを備える医療用観察装置とが挙げられる。以下では、上記光学式の顕微鏡を備える医療用観察装置を「光学式の医療用観察装置」と示す。また、以下では、上記撮像デバイスを備える医療用観察装置を、「電子撮像式の医療用観察装置」、または、単に「医療用観察装置」と示す。
このような中、照明光学系を備えた手術用顕微鏡(光学式の医療用観察装置の一例)に関する技術が開発されている。上記技術としては、例えば下記の特許文献1に記載の技術が挙げられる。
特開平4-144554号公報
電子撮像式の医療用観察装置は、撮像デバイスの高画質化や撮像された撮像画像が表示される表示装置の高画質化などに伴い、光学式の医療用観察装置と同等以上の画質が得られるようになっている。また、電子撮像式の医療用観察装置を用いる使用者(例えば、術者や術者の助手などの医療従事者)は、光学式の医療用観察装置を用いる場合のように光学式の顕微鏡を構成する接眼レンズを覗き込む必要はないので、撮像デバイスの位置をより自由に移動させることが可能である。そのため、電子撮像式の医療用観察装置が用いられることによって、撮像デバイスの位置の移動により手術をより柔軟にサポートすることができるという利点があり、医療現場での電子撮像式の医療用観察装置の利用が進んでいる。
手術現場(「術場」と示す場合がある。)では、例えば、医療用観察装置が備える撮像デバイスの光源や、無影灯や室内灯などの照明装置など、様々な照明が存在する。また、手術現場では、各種光源は医療従事者により手動で制御されており、医療従事者の利便性を損ねる場合があった。
本開示では、医療従事者の利便性の向上を図ることが可能な、新規かつ改良された医療用制御装置、および制御方法を提案する。
本開示によれば、撮像に関する明るさの検出結果に基づいて、観察対象を観察するための観察機器の光源の明るさを制御する第1の制御と、上記観察機器の外部から上記観察対象に照明光を照射する照明装置の明るさを制御する第2の制御とを行う照明制御部を備える、医療用制御装置が、提供される。
また、本開示によれば、撮像に関する明るさの検出結果に基づいて、観察対象を観察するための観察機器の光源の明るさを制御する第1の制御と、上記観察機器の外部から上記観察対象に照明光を照射する照明装置の明るさを制御する第2の制御とを行うステップを有する、医療用制御装置により実行される制御方法が、提供される。
本開示によれば、医療従事者の利便性の向上を図ることができる。
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うる他の効果が奏されてもよい。
本実施形態に係る医療用観察システムの構成の一例を示す説明図である。 本実施形態に係る照明装置の構成の一例を示す機能ブロック図である。 本実施形態に係る医療用観察装置の構成の一例を示す説明図である。 本実施形態に係る医療用観察装置が備える撮像デバイスユニットの構成の一例を説明するための説明図である。 本実施形態に係る医療用観察装置の構成の一例を示す機能ブロック図である。 本実施形態に係る制御方法に係る処理の一例を示す流れ図である。 本実施形態に係る制御方法に係る処理の他の例を示す流れ図である。
以下に添付図面を参照しながら、本開示の好適な実施の形態について詳細に説明する。なお、本明細書および図面において、実質的に同一の機能構成を有する構成要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略する。
また、以下では、下記に示す順序で説明を行う。
1.本実施形態に係る医療用観察システム、および本実施形態に係る制御方法
[1]医療用観察システムの構成
[2]本実施形態に係る制御方法
[3]本実施形態に係る制御方法が用いられることにより奏される効果の一例
2.本実施形態に係るプログラム
(本実施形態に係る医療用観察システム、および本実施形態に係る制御方法)
以下、本実施形態に係る医療用観察システムの一例を説明しつつ、本実施形態に係る制御方法について説明する。
以下では、本実施形態に係る医療用観察装置が本実施形態に係る制御方法に係る処理を行う場合、すなわち、本実施形態に係る医療用観察装置が医療用制御装置として機能する場合について、主に説明する。なお、本実施形態に係る医療用観察システムにおいて、医療用制御装置として機能する装置は、本実施形態に係る医療用観察装置に限られない。例えば、本実施形態に係る医療用観察システムでは、表示装置や、照明装置、ナビゲーション装置などの他の装置が、本実施形態に係る制御方法に係る処理を行い、医療用制御装置として機能してもよい。また、本実施形態に係る医療用観察システムでは、メディカルコントローラなどの本実施形態に係る制御方法に係る処理を行うことが可能な任意の装置が、医療用制御装置として機能しうる。
[1]医療用観察システムの構成
図1は、本実施形態に係る医療用観察システム1000の構成の一例を示す説明図である。医療用観察システム1000は、例えば、医療用観察装置100と、表示装置200と、照明装置300と、ナビゲーション装置400とを有する。
医療用観察装置100と、表示装置200、照明装置300、およびナビゲーション装置400それぞれとは、任意の有線通信または任意の無線通信で接続される。
なお、本実施形態に係る医療用観察システムは、図1に示す例に限られない。
例えば、本実施形態に係る医療用観察システムは、本実施形態に係る制御方法に係る処理を行う医療用制御装置(図示せず)を、さらに有していてもよい。また、医療用制御装置(図示せず)は、医療用観察装置100における各種動作を制御する機能を有していてもよい。図1に示す医療用観察システム1000では、後述するように、医療用観察装置100が本実施形態に係る制御方法に係る処理を行う制御部(後述する)を備えることにより、医療用観察装置100が医療用制御装置(図示せず)の機能を有している例を示している。
医療用制御装置(図示せず)としては、例えば、“メディカルコントローラ”や、“サーバなどのコンピュータ”など、本実施形態に係る制御方法に係る処理を行うことが可能な任意の装置が、挙げられる。また、医療用制御装置(図示せず)は、例えば、上記のような装置に組み込むことが可能な、IC(Integrated Circuit)であってもよい。
また、本実施形態に係る医療用観察システムは、医療用観察装置100と表示装置200とを複数有する構成であってもよい。医療用観察装置100を複数有する場合、医療用観察装置100それぞれにおいて、後述する医療用観察装置100における制御方法に係る処理が、行われる。また、本実施形態に係る医療用観察システムが医療用観察装置100と表示装置200とを複数有する構成である場合、医療用観察装置100と表示装置200とが一対一に対応付けられていてもよいし、複数の医療用観察装置100が1つの表示装置200に対応付けられていてもよい。複数の医療用観察装置100が1つの表示装置200に対応付けられている場合、表示装置200では、例えば切り替え操作などが行われることによって、どの医療用観察装置100において撮像された撮像画像を表示画面に表示させるのかが、切り替えられる。以下では、医療用観察装置100により撮像される撮像画像を、「医療用撮像画像」と示す。
また、図1では、照明装置300という1つの照明装置を示しているが、本実施形態に係る医療用観察システムが有する照明装置の数は、1つに限られない。例えば、本実施形態に係る医療用観察システムは、2つ以上の照明装置を有していてもよい。2つ以上の照明装置を有する場合、照明装置それぞれは、後述する医療用観察装置100における制御方法に係る処理により制御される。
さらに、本実施形態に係る医療用観察システムは、ナビゲーション装置400を有さない構成であってもよい。本実施形態に係る医療用観察システムがナビゲーション装置400を有さない場合であっても、医療用観察装置100が本実施形態に係る制御方法に係る処理を行うことによって、医療従事者の利便性の向上を図ることが可能である。
以下、医療用観察システム1000を構成する各装置について、説明する。
[1-1]表示装置200
表示装置200は、医療用観察システム1000における表示手段であり、医療用観察装置100からみて外部の表示デバイスに該当する。表示装置200は、例えば、医療用観察装置100において撮像された医療用撮像画像(動画像、または、複数の静止画像。以下、同様とする。)や、UI(User Interface)に係る画像などの、様々な画像を表示画面に表示する。また、表示装置200は、任意の方式により3D表示が可能な構成を有していてもよい。表示装置200における表示は、例えば、医療用観察装置100、または、医療用制御装置(図示せず)によって制御される。
医療用観察システム1000において表示装置200は、手術室の壁面や天井、床面などの、手術室内において術者などの手術に関わる者により視認されうる任意の場所に設置される。表示装置200としては、例えば、液晶ディスプレイや有機EL(Electro-Luminescence)ディスプレイ、CRT(Cathode Ray Tube)ディスプレイなどが挙げられる。
なお、表示装置200は、上記に示す例に限られない。
例えば、表示装置200は、ヘッドマウントディスプレイやアイウェア型の装置などのような、術者などが身体に装着して用いる任意のウェアラブル装置であってもよい。
表示装置200は、例えば、表示装置200が備えているバッテリなどの内部電源から供給される電力、または、接続されている外部電源から供給される電力などによって、駆動する。
[1-2]照明装置300
照明装置300は、医療用観察システム1000における照明の一例である。照明装置300としては、例えば無影灯や室内灯などの、観察機器の光源以外の手術現場に存在する任意の照明が、挙げられる。観察機器の光源としては、例えば後述するように、医療用観察装置100が備える撮像デバイスの光源や、サージカルルーペが有するヘッドライトが、挙げられる。つまり、照明装置300は、観察機器の外部から観察対象に照明光を照射する照明装置に該当する。また、医療用観察システム1000では、観察機器の光源と照明装置300とは、離れて配置される。
ここで、照明装置300は、任意の移動機構を有し、照明デバイス(後述する)の空間位置を移動させることが可能な構成であってもよい。なお、照明装置300が、照明デバイス(後述する)の空間位置が固定される構成であってもよいことは、言うまでもない。
図2は、本実施形態に係る照明装置300の構成の一例を示す機能ブロック図である。照明装置300は、例えば、通信部302と、制御部304と、光源部306と、アーム部308と、操作部310とを備える。照明装置300は、例えば、照明装置300が備えているバッテリなどの内部電源から供給される電力、または、接続されている外部電源から供給される電力などによって、駆動する。
通信部302は、照明装置300が備える通信手段であり、医療用観察装置100などの外部装置と無線または有線で通信を行う役目を果たす通信デバイス(図示せず)で構成される。通信部302を構成する通信デバイス(図示せず)としては、例えば、IEEE802.15.1ポートおよび送受信回路(無線通信)や、IEEE802.11ポートおよび送受信回路(無線通信)、通信アンテナおよびRF(Radio Frequency)回路(無線通信)、あるいはLAN(Local Area Network)端子および送受信回路(有線通信)などが挙げられる。通信部302における通信は、例えば制御部304によって制御される。
通信部302を備えることにより、照明装置300は、照明装置300の明るさの状態を示す情報(例えば、照明装置300の明るさの段階を示すデータなど)と、照明装置300の姿勢を示す情報との一方または双方を、医療用観察装置100(または、医療用制御装置(図示せず))へ送信することができる。
制御部304は、MPU(Micro Processing Unit)などの演算回路で構成される、1または2以上のプロセッサ(図示せず)で構成され、照明装置300全体を制御する役目を果たす。
制御部304における制御の例としては、例えば、通信部302における通信の制御、光源部306における明るさの制御、アーム部308における照明デバイス(図示せず)の移動の制御などが挙げられる。
制御部304は、例えば、通信部302により受信された、医療用観察装置100(医療用制御装置の一例)から送信される制御信号に基づいて、各種制御を行う。また、制御部304は、操作部310に対する操作に基づいて、各種制御を行ってもよい。
光源部306は、照明デバイス(図示せず)で構成され、照明装置300が備える発光手段として機能する。照明デバイス(図示せず)は、例えば、白熱電球や放電電球、LED(Light-Emitting Diode)電球、電球形蛍光灯などの電球や、蛍光灯などの光源(図示せず)を含んで構成される。また、照明デバイス(図示せず)は、反射板などを備え、無影灯として機能してもよい。
アーム部308は、光源部306を構成する照明デバイス(図示せず)を支持する。また、アーム部308は、移動機構を有し、光源部306を構成する照明デバイス(図示せず)を移動させることにより、照明デバイス(図示せず)の空間位置を変えることが可能な構成であってもよい。アーム部308が備える移動機構としては、例えば、医療用観察装置100が備えるアーム部(後述する)と同様の構成が、挙げられる。なお、アーム部308が備える移動機構の例が、医療用観察装置100が備えるアーム部(後述する)と同様の構成に限られないことは、言うまでもない。
操作部310は、照明装置300が備える操作手段であり、医療従事者などの操作者による操作を可能とする操作デバイス(図示せず)で構成される。操作デバイス(図示せず)としては、例えば、ボタンや、方向キー、ジョグダイヤルなどの回転型セレクタ、あるいは、これらの組み合わせなどが挙げられる。
照明装置300は、例えば図2に示す構成を有する。なお、照明装置300の構成は、図2に示す例に限られない。
例えば、照明装置300は、操作部310を備えない構成をとることも可能である。
[1-3]ナビゲーション装置400
ナビゲーション装置400は、いわゆる医療用ナビゲーションシステムを実現するための医療機器である。ナビゲーション装置400は、例えば、位置検出プローブの空間位置を検出し、検出された空間位置に対応する画像を、表示装置200の表示画面に表示させる。
ナビゲーション装置400により医療用ナビゲーションシステムが実現される場合、医療従事者は、位置検出プローブを術部に相当する位置に移動させる。ナビゲーション装置400は、任意の位置検出方法により位置検出プローブの空間位置を検出することにより、患者における術部の位置を検出する。よって、医療従事者は、表示装置200の表示画面に表示される、検出された空間位置に対応する画像を見ることによって、処置を行っている部分が患者のどの部分に該当するかを、視覚的に認識することができる。
また、医療従事者が位置検出プローブを照明装置300が配置されている位置に移動させことによって、術場における照明装置300の位置を検出することが可能である。
ナビゲーション装置400は、検出された位置検出プローブの空間位置を示す位置情報を、医療用観察装置100などの外部装置に送信する機能を有する。
ナビゲーション装置400は、例えば、ナビゲーション装置400が備えているバッテリなどの内部電源から供給される電力、または、接続されている外部電源から供給される電力などによって、駆動する。
[1-4]医療用観察装置100
医療用観察装置100は、例えば、電子撮像式の医療用観察装置である。例えば手術時に医療用観察装置100が用いられる場合、術者(医療用観察装置100の使用者の一例)は、医療用観察装置100により撮像されて、表示装置200の表示画面に表示された医療用撮像画像を参照しながら術部(患部)を観察し、当該術部に対して、術式に応じた手技などの各種処置を行う。
図3は、本実施形態に係る医療用観察装置100の構成の一例を示す説明図である。図3では、表示装置200を併せて示している。
医療用観察装置100は、例えば、ベース102と、アーム104と、撮像デバイス106とを備える。
また、図3では示していないが、医療用観察装置100は、例えば、MPUなどの演算回路で構成される、1または2以上のプロセッサ(図示せず)と、ROM(Read Only Memory。図示せず)と、RAM(Random Access Memory。図示せず)と、記録媒体(図示せず)と、通信デバイス(図示せず)とを、備えていてもよい。医療用観察装置100は、例えば、医療用観察装置100が備えているバッテリなどの内部電源から供給される電力、または、接続されている外部電源から供給される電力などによって、駆動する。
プロセッサ(図示せず)は、後述する医療用観察装置100における制御部として機能する。ROM(図示せず)は、プロセッサ(図示せず)が使用するプログラムや演算パラメータなどの制御用データを記憶する。RAM(図示せず)は、プロセッサ(図示せず)により実行されるプログラムなどを一時的に記憶する。
記録媒体(図示せず)は、医療用観察装置100における記憶部(図示せず)として機能する。記録媒体(図示せず)には、例えば、本実施形態に係る制御方法に係るデータや、各種アプリケーションなどの、様々なデータが記憶される。ここで、記録媒体(図示せず)としては、例えば、ハードディスクなどの磁気記録媒体や、フラッシュメモリなどの不揮発性メモリなどが挙げられる。また、記録媒体(図示せず)は、医療用観察装置100から着脱可能であってもよい。
通信デバイス(図示せず)は、医療用観察装置100が備える通信手段であり、表示装置200などの外部装置と、無線または有線で通信を行う役目を果たす。ここで、通信デバイス(図示せず)としては、例えば、IEEE802.15.1ポートおよび送受信回路(無線通信)や、IEEE802.11ポートおよび送受信回路(無線通信)、通信アンテナおよびRF回路(無線通信)、あるいはLAN端子および送受信回路(有線通信)などが挙げられる。
[1-4-1]ベース102
ベース102は、医療用観察装置100の基台であり、アーム104の一端が接続されて、アーム104と撮像デバイス106とを支持する。
また、ベース102には例えばキャスタが設けられ、医療用観察装置100は、キャスタを介して床面と接地する。キャスタが設けられることにより、医療用観察装置100は、キャスタによって床面上を容易に移動することが可能である。
[1-4-2]アーム104
アーム104は、複数のリンクが関節部によって互いに連結されて構成される。
また、アーム104は、撮像デバイス106を支持する。アーム104により支持された撮像デバイス106は3次元的に移動可能であり、移動後の撮像デバイス106は、アーム104によって、位置および姿勢が保持される。
より具体的には、アーム104は、例えば、複数の関節部110a、110b、110c、110d、110e、110fと、関節部110a、110b、110c、110d、110e、110fによって互いに回動可能に連結される複数のリンク112a、112b、112c、112d、112e、112fとから構成される。関節部110a、110b、110c、110d、110e、110fそれぞれの回転可能範囲は、アーム104の所望の動きが実現されるように、設計段階や製造段階などにおいて任意に設定される。
つまり、図3に示す医療用観察装置100では、アーム104を構成する6つの関節部110a、110b、110c、110d、110e、110fに対応する6つの回転軸(第1軸O1、第2軸O2、第3軸O3、第4軸O4、第5軸O5、および第6軸O6)によって、撮像デバイス106の移動に関して6自由度が実現されている。より具体的には、図3に示す医療用観察装置100では、並進3自由度、および回転3自由度の6自由度の動きが実現される。
関節部110a、110b、110c、110d、110e、110fそれぞれには、アクチュエータ(図示せず)が設けられ、関節部110a、110b、110c、110d、110e、110fそれぞれは、アクチュエータ(図示せず)の駆動によって、対応する回転軸で回転する。アクチュエータ(図示せず)の駆動は、例えば、後述する制御部として機能するプロセッサ、または、外部の医療用制御装置(図示せず)によって制御される。
関節部110a、110b、110c、110d、110e、110fそれぞれが、アクチュエータ(図示せず)の駆動により対応する回転軸で回転することによって、例えばアーム104を伸ばす、縮める(折り畳む)などの、様々なアーム104の動作が、実現される。
関節部110aは、略円柱形状を有し、関節部110aの先端部分(図3における下端部分)で、撮像デバイス106(図3における撮像デバイス106の上端部分)を、撮像デバイス106の中心軸と平行な回転軸(第1軸O1)まわりに回動可能なように支持する。ここで、医療用観察装置100は、第1軸O1が撮像デバイス106における光軸と一致するように構成される。つまり、図3に示す第1軸O1まわりに撮像デバイス106を回動させることによって、撮像デバイス106により撮像された医療用撮像画像は、視野が回転するように変更される画像となる。
リンク112aは、略棒状の部材であり、関節部110aを固定的に支持する。リンク112aは、例えば、第1軸O1と直交する方向に延伸され、関節部110bに接続される。
関節部110bは、略円柱形状を有し、リンク112aを、第1軸O1と直交する回転軸(第2軸O2)まわりに回動可能なように支持する。また、関節部110bには、リンク112bが固定的に接続される。
リンク112bは、略棒状の部材であり、第2軸O2と直交する方向に延伸される。また、リンク112bには、関節部110bと関節部110cとがそれぞれ接続される。
関節部110cは、略円柱形状を有し、リンク112bを、第1軸O1および第2軸O2それぞれと互いに直交する回転軸(第3軸O3)まわりに回動可能なように支持する。また、関節部110cには、リンク112cの一端が固定的に接続される。
ここで、第2軸O2および第3軸O3まわりにアーム104の先端側(撮像デバイス106が設けられる側)が回動することによって、水平面内での撮像デバイス106の位置が変更されるように、撮像デバイス106を移動させることができる。つまり、医療用観察装置100では、第2軸O2および第3軸O3まわりの回転が制御されることにより、医療用撮像画像の視野を平面内で移動させることが可能になる。
リンク112cは、一端が略円柱形状を有し、他端が略棒状を有する部材である。リンク112cの一端側には、関節部110cの中心軸と略円柱形状の中心軸とが同一となるように、関節部110cが固定的に接続される。また、リンク112cの他端側には、関節部110dが接続される。
関節部110dは、略円柱形状を有し、リンク112cを、第3軸O3と直交する回転軸(第4軸O4)まわりに回動可能なように支持する。関節部110dには、リンク112dが固定的に接続される。
リンク112dは、略棒状の部材であり、第4軸O4と直交するように延伸される。リンク112dの一端は、関節部110dの略円柱形状の側面に当接するように、関節部110dに固定的に接続される。また、リンク112dの他端(関節部110dが接続される側とは反対側の端)には、関節部110eが接続される。
関節部110eは、略円柱形状を有し、リンク112dの一端を、第4軸O4と平行な回転軸(第5軸O5)まわりに回動可能なように支持する。また、関節部110eには、リンク112eの一端が固定的に接続される。
ここで、第4軸O4および第5軸O5は、撮像デバイス106を垂直方向に移動させうる回転軸である。第4軸O4および第5軸O5まわりにアーム104の先端側(撮像デバイス106が設けられる側)が回動することによって、撮像デバイス106の垂直方向の位置が変わる。よって、第4軸O4および第5軸O5まわりにアーム104の先端側(撮像デバイス106が設けられる側)が回動することによって、撮像デバイス106と、患者の術部などの観察対象との距離を変えることが、可能となる。
リンク112eは、一辺が鉛直方向に延伸するとともに他辺が水平方向に延伸する略L字形状を有する第1の部材と、当該第1の部材の水平方向に延伸する部位から鉛直下向きに延伸する棒状の第2の部材とが、組み合わされて構成される部材である。リンク112eの第1の部材の鉛直方向に延伸する部位には、関節部110eが固定的に接続される。また、リンク112eの第2の部材には、関節部110fが接続される。
関節部110fは、略円柱形状を有し、リンク112eを、鉛直方向と平行な回転軸(第6軸O6)まわりに回動可能なように支持する。また、関節部110fには、リンク112fが固定的に接続される。
リンク112fは、略棒状の部材であり、鉛直方向に延伸される。リンク112fの一端は、関節部110fが接続される。また、リンク112fの他端(関節部110fが接続される側とは反対側の端)は、ベース102に固定的に接続される。
アーム104が上記に示す構成を有することによって、医療用観察装置100では、撮像デバイス106の移動に関して6自由度が実現される。
なお、アーム104の構成は、上記に示す例に限られない。
例えば、アーム104の関節部110a、110b、110c、110d、110e、110fそれぞれには、関節部110a、110b、110c、110d、110e、110fそれぞれにおける回転を規制するブレーキが設けられていてもよい。本実施形態に係るブレーキとしては、例えば、機械的に駆動するブレーキや、電気的に駆動する電磁ブレーキなど、任意の方式のブレーキが挙げられる。
上記ブレーキの駆動は、例えば、後述する制御部として機能するプロセッサ、または、外部の医療用制御装置(図示せず)によって制御される。上記ブレーキの駆動が制御されることにより、医療用観察装置100では、アーム104の動作モードが設定される。アーム104の動作モードとしては、例えば、固定モードとフリーモードとが挙げられる。
ここで、本実施形態に係る固定モードとは、例えば、アーム104に設けられる各回転軸における回転がブレーキにより規制されることにより、撮像デバイス106の位置および姿勢が固定される動作モードである。アーム104が固定モードとなることによって、医療用観察装置100の動作状態は、撮像デバイス106の位置および姿勢が固定される固定状態となる。
また、本実施形態に係るフリーモードとは、上記ブレーキが解除されることにより、アーム104に設けられる各回転軸が自由に回転可能となる動作モードである。例えば、フリーモードでは、術者による直接的な操作によって撮像デバイス106の位置および姿勢を調整することが可能となる。ここで、本実施形態に係る直接的な操作とは、例えば、術者が手で撮像デバイス106を把持し、当該撮像デバイス106を直接移動させる操作のことを意味する。
[1-4-3]撮像デバイス106
撮像デバイス106は、アーム104により支持され、例えば患者の術部などの観察対象を撮像する。撮像デバイス106は、観察対象を観察するための観察機器の一例に該当する。撮像デバイス106における撮像は、例えば、後述する制御部として機能するプロセッサ、または、外部の制御装置(図示せず)によって制御される。
撮像デバイス106は、例えば電子撮像式の顕微鏡に対応する構成を有する。
図4は、本実施形態に係る医療用観察装置100が備える撮像デバイス106の構成の一例を説明するための説明図である。
撮像デバイス106は、例えば、撮像部材120と、略円筒形状を有する筒状部材122とを有し、撮像部材120は、筒状部材122内に設けられる。
筒状部材122の下端(図4における下側の端)の開口面には、例えば、撮像部材120を保護するためのカバーガラス(図示せず)が設けられる。
また、例えば筒状部材122の内部には光源(図示せず)が設けられ、撮像時には、当該光源からカバーガラス越しに被写体に対して照明光が照射される。撮像デバイス106に設けられる光源(図示せず)は、観察機器の光源の一例であり、本実施形態に係る制御方法に係る処理による明るさの制御対象となる光源の一例に該当する。照明光が照射された被写体からの反射光(観察光)が、カバーガラス(図示せず)を介して撮像部材120に入射することにより、撮像部材120によって被写体を示す画像信号(撮像画像を示す画像信号)が得られる。
撮像部材120としては、各種の公知の電子撮像式の顕微鏡部に用いられている構成を適用することが可能である。
一例を挙げると、撮像部材120は、例えば、光学系120aと、光学系120aを通過した光により観察対象の像を撮像する撮像素子を含むイメージセンサ120bとで構成される。光学系120aは、例えば、対物レンズ、ズームレンズおよびフォーカスレンズなどの1または2以上のレンズとミラーなどの光学素子で構成される。イメージセンサ120bとしては、例えば、CMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor)やCCD(Charge Coupled Device)などの撮像素子を複数用いたイメージセンサが、挙げられる。
撮像部材120は、1対の撮像素子を有する構成、すなわち、いわゆるステレオカメラとして機能する構成であってもよい。撮像部材120には、少なくともズーム機能(光学ズーム機能と電子ズーム機能との一方または双方)を含む、AF(Auto Focus)機能などの、一般的に電子撮像式の顕微鏡部に備えられる1または2以上の機能が搭載される。
また、撮像部材120は、例えば4K、8Kなどの、いわゆる高解像度での撮像が可能な構成であってもよい。撮像部材120が高解像度での撮像が可能に構成されることにより、所定の解像度(例えば、Full HD画質など)を確保しつつ、例えば50インチ以上などの大画面の表示画面を有する表示装置200に画像を表示させることが可能となるので、当該表示画面を見る術者の視認性が向上する。また、撮像部材120が高解像度での撮像が可能に構成されることにより、撮像画像が電子ズーム機能によって拡大されて表示装置200の表示画面に表示されたとしても、所定の解像度を確保することが可能となる。さらに、電子ズーム機能を用いて所定の解像度が確保される場合には、撮像デバイス106における光学ズーム機能の性能を抑えることが可能となるので、撮像デバイス106の光学系をより簡易にすることができ、撮像デバイス106をより小型に構成することができる。
撮像デバイス106には、例えば、撮像デバイス106の動作を制御するための各種の操作デバイスが設けられる。例えば図4では、ズームスイッチ124と、フォーカススイッチ126と、動作モード変更スイッチ128とが、撮像デバイス106に設けられている。なお、ズームスイッチ124、フォーカススイッチ126、および動作モード変更スイッチ128が設けられる位置と形状とが、図4に示す例に限られないことは、言うまでもない。
ズームスイッチ124とフォーカススイッチ126とは、撮像デバイス106における撮像条件を調整するための操作デバイスの一例である。
ズームスイッチ124は、例えば、ズーム倍率(拡大倍率)を大きくするズームインスイッチ124aと、ズーム倍率を小さくするズームアウトスイッチ124bとで構成される。ズームスイッチ124に対する操作が行われることによりズーム倍率が調整されて、ズームが調整される。
フォーカススイッチ126は、例えば、観察対象(被写体)までの焦点距離を遠くする遠景フォーカススイッチ126aと、観察対象までの焦点距離を近くする近景フォーカススイッチ126bとで構成される。フォーカススイッチ126に対する操作が行われることにより焦点距離が調整されて、フォーカスが調整される。
動作モード変更スイッチ128は、撮像デバイス106におけるアーム104の動作モードを変更するための操作デバイスの一例である。動作モード変更スイッチ128に対する操作が行われることにより、アーム104の動作モードが変更される。アーム104の動作モードとしては、例えば上述したように、固定モードとフリーモードとが挙げられる。
動作モード変更スイッチ128に対する操作の一例としては、動作モード変更スイッチ128を押下する操作が、挙げられる。例えば、術者が動作モード変更スイッチ128を押下している間、アーム104の動作モードがフリーモードとなり、術者が動作モード変更スイッチ128を押下していないときには、アーム104の動作モードが固定モードとなる。
また、撮像デバイス106には、各種操作デバイスに対する操作を行う操作者が操作を行う際の操作性や利便性などをより高めるために、例えば、滑り止め部材130と、突起部材132とが設けられる。
滑り止め部材130は、例えば操作者が筒状部材122を手などの操作体で操作を行う際に、操作体の滑りを防止するために設けられる部材である。滑り止め部材130は、例えば、摩擦係数が大きい材料で形成され、凹凸などのより滑りにくい構造を有する。
突起部材132は、操作者が筒状部材122を手などの操作体で操作を行う際に、当該操作体が光学系120aの視野を遮ってしまうことや、当該操作体で操作を行う際に、カバーガラス(図示せず)に当該操作体が触れることにより当該カバーガラスが汚れることなどを、防止するために設けられる部材である。
なお、滑り止め部材130および突起部材132それぞれが設けられる位置と形状とが、図4に示す例に限られないことは、言うまでもない。また、撮像デバイス106には、滑り止め部材130と突起部材132との一方または双方が設けられていなくてもよい。
撮像デバイス106における撮像により生成された画像信号(画像データ)は、例えば後述する制御部として機能するプロセッサにおいて、画像処理が行われる。本実施形態に係る画像処理としては、例えば、ガンマ補正、ホワイトバランスの調整、電子ズーム機能に係る画像の拡大または縮小、または、画素間補正などの各種処理のうちの、1または2以上の処理が、挙げられる。なお、本実施形態に係る医療用観察システムが、医療用観察装置100における各種動作を制御する制御装置(図示せず)を有する場合には、本実施形態に係る画像処理は、当該制御装置(図示せず)において行われてもよい。
医療用観察装置100は、例えば、表示制御信号と、上記のような画像処理が行われた画像信号とを、表示装置200に送信する。
表示制御信号と画像信号とが表示装置200に送信されることによって、表示装置200の表示画面には、観察対象が撮像された医療用撮像画像(例えば、術部が撮像された撮像画像)が、光学ズーム機能と電子ズーム機能との一方または双方によって所望の倍率に拡大または縮小されて表示される。
医療用観察装置100は、例えば図3、図4を参照して示したハードウェア構成を有する。
なお、本実施形態に係る医療用観察装置のハードウェア構成は、図3、図4を参照して示した構成に限られない。
例えば、本実施形態に係る医療用観察装置は、ベース102を備えず、手術室などの天井や壁面などにアーム104が直接取り付けられる構成であってもよい。例えば、天井にアーム104が取り付けられる場合には、本実施形態に係る医療用観察装置は、アーム104が天井から吊り下げられる構成となる。
また、図3では、アーム104が、撮像デバイス106の駆動に関して6自由度が実現されるように構成されている例を示しているが、アーム104の構成は、撮像デバイス106の駆動に関する自由度が6自由度となる構成に限られない。例えば、アーム104は、用途に応じて撮像デバイス106を適宜移動しうるように構成されればよく、関節部およびリンクの数や配置、関節部の駆動軸の方向などは、アーム104が所望の自由度を有するように適宜設定することが可能である。
また、図3、図4では、撮像デバイス106の動作を制御するための各種の操作デバイスが、撮像デバイス106に設けられる例を示しているが、図3、図4に示す操作デバイスのうちの一部または全部は、撮像デバイス106に設けられなくてもよい。一例を挙げると、撮像デバイス106の動作を制御するための各種の操作デバイスは、本実施形態に係る医療用観察装置を構成する撮像デバイス106以外の他の部位に設けられていてもよい。また、他の例を挙げると、撮像デバイス106の動作を制御するための各種の操作デバイスは、フットスイッチやリモートコントローラなどの、外部の操作デバイスであってもよい。
また、撮像デバイス106は、複数の観察モードを切り替えることが可能な構成であってもよい。本実施形態に係る観察モードとしては、例えば、自然光で撮像を行う観察モード、特殊光で撮像を行う観察モード、NBI(Narrow Band Imaging)などの画像強調観察技術を利用して撮像を行う観察モードなどが、挙げられる。本実施形態に係る特殊光とは、例えば、近赤外線の波長帯域の光や、5-ALA(5-Aminolevulinic Acid)を用いた蛍光観察の蛍光波長帯域の光など、特定の波長帯域の光である。以下では、自然光で撮像を行う観察モードを「第1の観察モード」と示し、特殊光で撮像を行う観察モードを「第2の観察モード」と示す場合がある。
複数の観察モードを切り替えることが可能な撮像デバイス106の構成の一例としては、例えば、“特定の波長帯域の光を透過させ、他の波長帯域の光を透過させないフィルタと、当該フィルタを光路上に選択的に配置する移動機構と、を備える構成”が、挙げられる。本実施形態に係るフィルタが透過させる特定の波長帯域としては、例えば、近赤外線の波長帯域(例えば、約0.7[マイクロメートル]~2.5[マイクロメートル]の波長帯域)や、5-ALAを用いた蛍光観察による蛍光波長帯域(例えば、約0.6[マイクロメートル]~0.65[マイクロメートル]の波長帯域)、ICG(Indocyanine Green)の蛍光波長帯域(例えば、約0.82[マイクロメートル]~0.85[マイクロメートル]の波長帯域)などが、挙げられる。
なお、撮像デバイス106には、透過させる波長帯域が異なる複数のフィルタが設けられていてもよい。また、上記では、フィルタが光路上に配置されることにより、特定の波長帯域の光で撮像が行われる例を示したが、特定の波長帯域の光で撮像を行うための撮像デバイス106の構成が、上記に示す例に限られないことは、言うまでもない。
なお、本実施形態に係る医療用観察システムを構成する医療用観察装置は、図3、図4を参照して説明したような電子撮像式の医療用観察装置に限られない。例えば、本実施形態に係る医療用観察装置は、サージカルルーペ(双眼ルーペ)であってもよい。本実施形態に係る医療用観察装置として機能するサージカルルーペは、例えば、“手術時に術者の頭部に装着して用いられ、術部の拡大視を行うための双眼レンズを有する機器であって、左右の双眼レンズの中間にヘッドライトを有する機器”である。本実施形態に係るサージカルルーペは、観察対象を観察するための観察機器の他の例に該当する。また、本実施形態に係るサージカルルーペが有するヘッドライトは、観察機器の光源の他の例であり、本実施形態に係る制御方法に係る処理による明るさの制御対象となる光源の他の例に該当する。以下では、本実施形態に係る医療用観察装置が、図3に示す医療用観察装置100である場合を主に説明する。
次に、図3に示す医療用観察装置100を例に挙げて、本実施形態に係る医療用観察装置の機能ブロックを用いて説明する。図5は、本実施形態に係る医療用観察装置100の構成の一例を示す機能ブロック図である。
医療用観察装置100は、例えば、アーム部152と、撮像部154と、通信部156と、制御部158とを備える。
アーム部152は、アーム104で構成され、撮像部154を構成する撮像デバイス106を支持する。
撮像部154は、撮像デバイス106で構成され、観察対象を撮像する。撮像部154における撮像は、例えば制御部158によって制御される。
通信部156は、医療用観察装置100が備える通信手段であり、表示装置200、照明装置300、ナビゲーション装置400などの外部装置と無線または有線で通信を行う役目を果たす。通信部156は、例えば上述した通信デバイス(図示せず)で構成される。通信部156における通信は、例えば制御部158によって制御される。
制御部158は、例えば上述したプロセッサ(図示せず)で構成され、医療用観察装置100全体を制御する役目を果たす。また、制御部158は、後述する制御方法に係る処理を主導的に行う役目を果たす。なお、制御部158における制御方法に係る処理は、複数の処理回路(例えば、複数のプロセッサなど)で分散して行われてもよい。
より具体的には、制御部158は、例えば、撮像制御部160と、アーム制御部162と、照明制御部164とを有する。
撮像制御部160は、撮像部154を構成する撮像デバイス106を制御する。撮像デバイス106の制御としては、例えば、ズーム機能(光学ズーム機能と電子ズーム機能との一方または双方)の制御、AF機能の制御などの、一般的に電子撮像式の顕微鏡部に備えられる1または2以上の機能の制御が、挙げられる。
アーム制御部162は、アーム部152を構成するアーム104の駆動を制御する。アーム104の駆動の制御の一例としては、例えば、“関節部110a、110b、110c、110d、110e、110fそれぞれに対応するアクチュエータ(図示せず)に対して、駆動を制御する制御信号を印加すること”などが挙げられる。
照明制御部164は、後述する制御方法に係る処理を果たし、医療用観察システム1000における照明を制御する。
照明制御部164は、例えば、制御信号を撮像部154を構成する撮像デバイス106に伝達して、撮像部154を構成する撮像デバイス106における光源(図示せず)の明るさを制御する。なお、撮像デバイス106における光源(図示せず)の明るさの制御は、制御部158を構成する撮像制御部160により行われてもよい。つまり、撮像制御部160は、照明制御部164の一部として機能することも可能である。
また、照明制御部164は、例えば、制御信号を通信部156を構成する通信デバイス(図示せず)に伝達し、制御信号を照明装置300に対して送信させることによって、照明装置300の明るさを制御する。照明制御部164は、例えば、制御信号を照明装置300に対して送信させることによって、照明装置300の位置の移動を制御することも可能である。なお、通信部156における通信の制御は、制御部158を構成する通信制御部(図示せず)により行われてもよい。
制御部158は、例えば、照明制御部164を有することにより、本実施形態に係る制御方法に係る処理を主導的に行う役目を果たす。また、制御部158は、例えば、撮像制御部160、アーム制御部162、および照明制御部164を有することによって、医療用観察装置100全体を制御する役目を果たす。
なお、制御部158の構成は、図5に示す例に限られない。
例えば、制御部158は、本実施形態に係る制御方法に係る処理の切り分け方に応じた構成など、医療用観察装置100が有する機能の切り分け方に応じた、任意の構成を有することが可能である。
医療用観察装置100は、例えば図5に示す構成によって、後述する本実施形態に係る制御方法に係る処理を行う。
なお、本実施形態に係る医療用観察装置の機能構成は、図5に示す構成に限られない。
例えば、本実施形態に係る医療用観察装置は、図5に示す撮像制御部160、アーム制御部162、および照明制御部164のうちの一部または全部を、制御部158とは個別に備える(例えば、別の処理回路で実現する)ことができる。
また、本実施形態に係る医療用観察装置において本実施形態に係る制御方法に係る処理を実現するための構成は、図5に示す構成に限られず、例えば、本実施形態に係る医療用観察装置は、本実施形態に係る制御方法に係る処理の切り分け方に応じた構成をとることが可能である。
また、例えば、通信部156と同様の機能、構成を有する外部の通信デバイスを介して外部装置と通信を行う場合には、本実施形態に係る医療用観察装置は、通信部156を備えていなくてもよい。
また、本実施形態に係る医療用観察システムが、医療用制御装置(図示せず)を有する構成であり、本実施形態に係る医療用観察装置が当該医療用制御装置(図示せず)により制御される場合、本実施形態に係る医療用観察装置は、制御部158を備えていなくてもよい。
ここで、医療用制御装置(図示せず)は、例えば、制御部158と同様の機能、構成を有する制御部を備えることによって、後述する本実施形態に係る制御方法に係る処理を行い、また、本実施形態に係る医療用観察装置が備えるアーム部152や撮像部154などの各構成要素における動作を制御する。医療用制御装置(図示せず)は、備えている通信デバイス、または、接続されている外部の通信デバイスを介して、本実施形態に係る医療用観察装置と通信を行うことによって、本実施形態に係る医療用観察装置が備える各構成要素における動作を制御する。
また、本実施形態に係る医療用観察システムが、医療用制御装置(図示せず)を有する構成であり、本実施形態に係る医療用観察装置が当該医療用制御装置(図示せず)により制御される場合、本実施形態に係る医療用観察装置は、制御部158の一部の機能を有さない構成をとることも可能である。
さらに、本実施形態に係る医療用観察装置がサージカルルーペである場合、本実施形態に係る医療用観察装置は、アーム部152、撮像部154、および通信部156を備えていなくてよい。本実施形態に係る医療用観察装置がサージカルルーペである場合、本実施形態に係る医療用観察装置を構成する制御部158は、撮像制御部160およびアーム制御部162を有していなくてよい。本実施形態に係る医療用観察装置がサージカルルーペである場合、本実施形態に係る医療用観察装置では、例えば、照明制御部164が、サージカルルーペが有するヘッドライトの明るさを制御する。
[2]本実施形態に係る制御方法
次に、本実施形態に係る制御方法について、説明する。以下では、本実施形態に係る制御方法に係る処理を医療用観察装置100(より具体的には、例えば医療用観察装置100を構成する制御部158)が行う場合を例に挙げる。なお、上述したように、本実施形態に係る医療用観察システムにおいて、本実施形態に係る制御方法に係る処理は、医療用制御装置(図示せず)により行われてもよい。
[2-1]本実施形態に係る制御方法の概要
図1に示す医療用観察システム1000に例示したように、手術現場では、例えば、医療用観察装置が備える撮像デバイスの光源や、無影灯や室内灯などの照明装置など、様々な照明が存在する。また、手術現場では、各種光源は医療従事者により手動で制御されている。
しかしながら、既存の手術現場では、下記のような事態が生じている。
・手術現場に存在している照明は連動しておらず、医療用観察装置を用いて最適な医療用撮像画像を得ることができるとは、限られない。一例を挙げると、手術現場に存在している照明が連動していないことから、執刀医、助手、看護師などの医療従事者の動きの影響や、術具の動きの影響などによって、術部が見辛くなる場合がある。
・手術現場に存在している照明が連動していないことから、最適な医療用撮像画像を得るためには、例えば、医療用観察装置が備える撮像デバイスの光源と、無影灯などの照明装置とを、それぞれ個別に制御する必要がある。そのため、医師や看護師などの医療従事者の利便性が損なわれている可能性がある。一例を挙げると、手術開始直後は医療用観察装置は使われず、無影灯をオンにして処置をすることが一般的であり、医療用観察装置を使う際は無影灯をオフにすることが一般的だが、無影灯の操作は医療従事者が操作する必要があり、煩雑である。他の例を挙げると、特殊光観察時は、医療用観察装置が備える撮像デバイスの光源以外の全ての照明をオフにする必要があり、通常観察と特殊光を複数回繰り返す場合には、当該照明のオン/オフの操作を医療従事者が毎回行わなければならず、煩雑である。
・手術現場に存在している照明が連動していないことから、通常セットアップ時に間違って無影灯のオン状態でホワイトバランスの調整を行ってしまうことがあり、術中に最適でないホワイトバランスで処置が行われてしてしまうことがある。
そこで、医療用観察装置100は、本実施形態に係る制御方法に係る処理によって、手術現場などの医療現場に存在する制御対象の照明を制御する。
本実施形態に係る制御対象の照明としては、例えば、観察対象を撮像する撮像デバイスの光源と、無影灯や室内灯などの医療用観察装置100の外部の照明装置とが、挙げられる。観察対象を撮像する撮像デバイスの光源としては、医療用観察装置100が備える撮像デバイス106の光源が挙げられる。なお、本実施形態に係る制御方法に係る処理が、医療用制御装置(図示せず)によって行われる場合、観察対象を撮像する撮像デバイスの光源は、医療用制御装置(図示せず)の外部の撮像デバイスの光源であってよい。
医療用観察装置100が、制御対象の照明を制御することによって、制御対象の照明をの連動が、実現される。また医療用観察装置100が制御対象の照明を制御することにより、上述したような既存の手術現場で生じている事態が生じることが、防止される。
したがって、医療用観察装置100が本実施形態に係る制御方法に係る処理を行うことによって、医療従事者の利便性の向上を図ることができる。
[2-2]本実施形態に係る制御方法に係る処理
次に、本実施形態に係る制御方法に係る処理について、より具体的に説明する。医療用観察装置100は、本実施形態に係る制御方法に係る処理として、例えば下記の(1)の処理~下記の(4)の処理のいずれかを行う。
(1)本実施形態に係る制御方法に係る処理の第1の例
医療用観察装置100は、撮像に関する明るさの検出結果に基づいて、撮像デバイス106、サージカルルーペなどの観察対象を観察するための観察機器の光源の明るさを制御する制御と、無影灯などの、観察機器の外部から観察対象に照明光を照射する照明装置300の明るさを制御する制御とを行う。以下では、観察機器の光源の明るさの制御を「第1の制御」と示し、照明装置300の明るさの制御を「第2の制御」と示す場合がある。また、以下では、観察機器が、観察対象を撮像する撮像デバイスである場合を主に説明する。
撮像に関する明るさの検出結果としては、例えば、TTL(Through The Lens)露出計を用いた測光方式である、TTL測光の検出結果が、挙げられる。TTL測光とは、光学系を通過する光を測定する方法であり、CMOSやCCDなどの撮像素子に入射される光を測定する方法に該当する。
TTL露出計は、撮像デバイスにおいて、例えば、ファインダ光路測光やダイレクト測光などのTTL測光の実現方法に応じた位置に設けられる。医療用観察装置100は、例えば、TTL露出計の検出結果を示すデータを、撮像に関する明るさの検出結果として用いる。TTL露出計の検出結果を示すデータとしては、例えば、測光の検出結果が、ライトバリューなどの任意の明るさを表す単位の値で表されるデータが、挙げられる。
TTL測光の検出結果が、撮像に関する明るさの検出結果として用いられる場合、視野全体の領域が分割された分割領域ごとに、撮像に関する明るさの検出結果を得ることも可能である。
医療用観察装置100は、例えば、撮像に関する明るさの検出結果と、所定の基準値とを比較して、撮像に関する明るさが明るすぎるか、または、暗すぎるかを判定する。そして、医療用観察装置100は、明るさの判定結果に応じて第1の制御と第2の制御とを行う。
より具体的には、医療用観察装置100は、第1の制御を第2の制御よりも優先的に行う。第1の制御を第2の制御よりも優先的に行うとは、例えば、撮像に関する明るさを調整する際に第1の制御をまず行い、第1の制御が行えない場合に、第2の制御を行うことをいう。第1の制御が行えない場合とは、第1の制御によって撮像デバイスの光源の明るさを調整することができない場合をいう。
医療用観察装置100が第1の制御を第2の制御よりも優先的に行う理由は、例えば、撮像デバイスの光源の明るさを制御する方が、照明装置300の明るさを制御するよりも、撮像に関する明るさの調整効果が大きいためである。
なお、医療用観察装置100が第2の制御を第1の制御よりも優先的に行うことが可能であること、および医療用観察装置100が第1の制御と第2の制御とを同時に行うことが可能であることは、言うまでもない。
(2)本実施形態に係る制御方法に係る処理の第2の例
医療用観察装置100は、上記(1)に示す第1の例に係る処理に加えて、無影灯などの照明装置300の移動を制御する。以下では、照明装置300の移動の制御を「第3の制御」と示す場合がある。
医療用観察装置100は、例えば、第1の制御および第2の制御が行えない場合に、第3の制御を行う。第2の制御が行えない場合とは、第2の制御によって照明装置300の明るさを調整することができない場合をいう。つまり、医療用観察装置100は、上記(1)に示す第1の例に係る処理が行えない場合に、第3の制御を行う。
第1の制御および第2の制御が行えない場合、医療用観察装置100は、例えば、ナビゲーション装置400から取得される位置情報に基づいて、無影灯などの照明装置300の移動を制御する。
医療用観察装置100が備える撮像デバイス106の光源は同軸照明ではないため、医師が小切開かつ深い箇所を処置する場合には、光量が不足することがある。ここで、ゲインを上げることなどの画像処理によって、医療用撮像画像が明るく見えるようにすることは可能だが、解像度が大幅に低下してしまう可能性がある。
上記のように医師が小切開かつ深い箇所を処置する場合、無影灯などの照明装置を補助的に用いれば、上記のような光量の不足を補うことが可能である。しかしながら、照明装置を補助的に用いる場合、照明装置を開口の穴の軸に合わせなければ、開口の穴の奥まで光が通らない。また、照明装置を開口の穴の軸に合わせることを、手動で行うことは煩雑である。
そこで、医療用観察装置100は、無影灯などの照明装置300を位置情報に基づき移動させる。
上述したように、ナビゲーション装置400から取得される位置情報が示す位置は、患者における術部の位置と、照明装置300の位置とをそれぞれ示しうる。また、患者に対して手術が行われる場合、医療用観察装置100が備える撮像デバイス106は、患者における術部を撮像する。
よって、医療用観察装置100が位置情報に基づき照明装置300を移動させることによって、照明装置300を開口の穴の軸に合わせること自動的に行うことができる。また、医療用観察装置100が位置情報に基づき照明装置300を移動させることによって、同軸照明のような効果が奏される。なお、医療用観察装置100は、さらに照明装置300の姿勢を示す情報に基づいて、照明装置300の移動を制御することも可能である。
なお、第3の制御を行う第2の例に係る処理は、上記に示す例に限られない。
例えば、医療用観察装置100は、撮像画像から術部に対する影が検出された場合に、第3の制御を行ってもよい。医療用観察装置100は、照明装置300の移動を開始させたのちに、撮像画像から影が検出されなくなったときに、照明装置300の移動を停止させる。
第3の制御に係る撮像画像としては、撮像デバイス106などの観察対象を撮像する撮像デバイスにより撮像された医療用撮像画像、または、術場に設けられている術場撮像デバイスにより撮像された撮像画像が、挙げられる。術場撮像デバイスは、例えば、術場全体(または、術場の特定の領域)を撮像する撮像デバイスであり、俯瞰カメラと呼ばれる場合もある。
第3の制御に係る撮像画像が、術場撮像デバイスにより撮像された撮像画像である場合、医療用観察装置100は、当該撮像画像に対して任意の物体検出処理を行うことにより、人や医療機器などの物体を検出し、物体の検出結果に基づき照明装置300を移動させてもよい。上記のように、物体の検出結果に基づき照明装置300を移動させることによって、より効率的な照明装置300の移動が、実現される。
なお、医療用観察装置100は、撮像デバイス106などの観察対象を撮像する撮像デバイスにより撮像された医療用撮像画像と、術場に設けられている術場撮像デバイスにより撮像された撮像画像との双方を用いて、第3の制御を行うことも可能である。
(3)本実施形態に係る制御方法に係る処理の第3の例
医療用観察装置100は、観察対象を撮像する撮像デバイスを備える医療用観察装置100の観察モードに対応するように、第2の制御を行う。つまり、医療用観察装置100は、医療用観察装置100の観察モードに連動して、照明装置300の明るさを制御する。
一例を挙げると、医療用観察装置100は、観察モードが自然光で撮像を行う第1の観察モードから特殊光で撮像を行う第2の観察モードに切り替わったときに、照明装置300を消灯状態にさせる。他の例を挙げると、観察モードが特殊光で撮像を行う第2の観察モードから自然光で撮像を行う第1の観察モードに切り替わったときに、照明装置300を点灯状態にさせる。
例えば上記のように、医療用観察装置100における観察モードの切り替えに連動して照明装置300の状態が自動的に切り替わることによって、医療従事者は、観察モードを切り替えるごとに照明装置300のオン/オフ操作を行う必要はない。よって、第3の例に係る処理が行われることによって、医療従事者の利便性の向上を図ることができる。
なお、医療用観察装置100が第3の例に係る処理を行う機能を有している場合に、当該機能をオフにして、手動で照明装置300の状態を切り替えることが可能であることは、言うまでもない。
(4)本実施形態に係る制御方法に係る処理の第4の例
医療用観察装置100は、“上記(1)に示す第1の例に係る処理または上記(2)に示す第2の例に係る処理と、上記(3)に示す第3の例に係る処理とを組み合わせた処理”を、行うことも可能である。
医療用観察装置100は、本実施形態に係る制御方法に係る処理として、例えば上記(1)の処理~上記(4)の処理のいずれかを行う。
なお、本実施形態に係る制御方法に係る処理は、上記に示す例に限られない。
例えば、医療用観察装置100は、撮像デバイス106などの観察対象を撮像する撮像デバイスの光源の状態と、照明装置300の状態との組み合わせに基づいて、所定の通知を行わせてもよい。医療用観察装置100は、上記(1)の処理~上記(4)の処理に加えて、または、上記(1)の処理~上記(4)の処理とは独立に、所定の通知を行わせる。
医療用観察装置100は、例えば、“通知内容に対応する文字や画像(例えばアイコンなど)を表示装置200の表示画面に表示させることなどによる視覚的な通知”、“通知内容に対応する音声(音楽も含む)を、スピーカなどの音声出力デバイスから出力させることによる聴覚的な通知”、あるいは、これらの組み合わせによって、通知内容を通知する。音声出力デバイスは、医療用観察装置100が備えていてもよいし、医療用観察装置100の外部のデバイスであってもよい。
所定の通知の一例を挙げると、医療用観察装置100は、照明条件がホワイトバランス取得時の照明条件から変化したときに、ホワイトバランスを再取得する旨の通知内容を通知させる。ホワイトバランス取得時の照明条件を示すデータは、例えば記憶部(図示せず)に記憶される。
所定の通知の他の例を挙げると、医療用観察装置100は、照明条件が記憶部(図示せず)に記憶されている1または2以上の照明条件のいずれの照明条件にも一致しない場合に、通常使用されない照明条件となっている旨の通知内容を通知させる。一例を挙げると、医療用観察装置100は、“医療用観察装置100が備える撮像デバイス106の光源がオフであり、無影灯がオンである場合”に、通知を行う。
なお、本実施形態に係る所定の通知は、上記に示す例に限られない。
例えば、医療用観察装置100は、上記のような所定の通知に加えて、照明の状態を変更するか否かを選択させる通知を、さらに行ってもよい。
上記選択させる通知が行われた後に、照明の状態を変更する操作が検出された場合、医療用観察装置100は、撮像デバイス106などの観察対象を撮像する撮像デバイスの光源、および照明装置300それぞれの設定を、自動的に調整する。医療用観察装置100は、医療用観察装置100が備える操作デバイスや、リモートコントローラなどの医療用観察装置100の外部の操作デバイスに対する操作に基づいて、上記のような自動的な調整を行う。
[2-3]本実施形態に係る制御方法に係る処理の一例
図6は、本実施形態に係る制御方法に係る処理の一例を示す流れ図である。図6に示す処理は、上記(4)に示す第4の例に係る処理の一例に該当する。図6では、医療用観察装置100が、医療用観察装置100が備える撮像デバイス106の光源と、無影灯(照明装置300の一例)とを制御する例を示している。以下では、撮像デバイス106の光源を単に「光源」と示す場合がある。
医療用観察装置100は、撮像に関する明るさの検出結果を取得する(S100)。医療用観察装置100は、TTL露出計の検出結果を示すデータを撮像デバイス106から取得することにより、撮像に関する明るさの検出結果を取得する。
医療用観察装置100は、撮像に関する明るさの検出結果に基づいて明るすぎるか否かを判定する(S102)。医療用観察装置100は、撮像に関する明るさの検出結果が示す値(以下、「検出値」と示す。)と、設定されている第1の閾値とを比較することによって、明るすぎるか否かを判定する。医療用観察装置100は、例えば、検出値が第1の閾値より大きい場合(または、検出値が第1の閾値以上である場合)に、明るすぎると判定する。第1の閾値は、予め設定されている固定の閾値であってもよいし、医療従事者などの操作によって変更可能な可変値であってもよい。
ステップS102において明るすぎると判定された場合、医療用観察装置100は、光源の明るさが0(ゼロ)であるか否かを判定する(S104)。
ステップS104において光源の明るさが0であると判定されない場合、医療用観察装置100は、光源の明るさを暗くする(S106)。医療用観察装置100は、光源の明るさを1段階下げることによって、光源の明るさを暗くする。なお、医療用観察装置100が、光源の明るさを複数段階下げることが可能であることは、言うまでもない。
また、ステップS104において光源の明るさが0であると判定された場合、すなわち、第1の制御が行えない場合、医療用観察装置100は、無影灯の明るさを暗くする(S108)。医療用観察装置100は、無影灯の明るさを1段階下げることによって、無影灯の明るさを暗くする。なお、医療用観察装置100が、無影灯の明るさを複数段階下げることが可能であることは、言うまでもない。
ステップS106の処理またはステップS108の処理が行われると、医療用観察装置100は、ステップS100からの処理を繰り返す。
ステップS102において明るすぎると判定されない場合、医療用観察装置100は、撮像に関する明るさの検出結果に基づいて暗すぎるか否かを判定する(S110)。医療用観察装置100は、撮像に関する明るさの検出結果が示す検出値と、設定されている第2の閾値(第2の閾値<第1の閾値)とを比較することによって、暗すぎるか否かを判定する。医療用観察装置100は、例えば、検出値が第2の閾値より小さい場合(または、検出値が第2の閾値以下である場合)に、暗すぎると判定する。第2の閾値は、予め設定されている固定の閾値であってもよいし、医療従事者などの操作によって変更可能な可変値であってもよい。
ステップS110において暗すぎると判定された場合、医療用観察装置100は、光源の明るさが最大であるか否かを判定する(S112)。
ステップS112において光源の明るさが最大であると判定されない場合、医療用観察装置100は、光源の明るさを明るくする(S114)。医療用観察装置100は、光源の明るさを1段階上げることによって、光源の明るさを明るくする。なお、医療用観察装置100が、光源の明るさを複数段階上げることが可能であることは、言うまでもない。
また、ステップS112において光源の明るさが最大であると判定された場合、すなわち、第1の制御が行えない場合、医療用観察装置100は、無影灯の明るさが最大であるか否かを判定する(S116)。
ステップS116において無影灯の明るさが最大であると判定されない場合、医療用観察装置100は、無影灯の明るさを明るくする(S118)。医療用観察装置100は、無影灯の明るさを1段階上げることによって、無影灯の明るさを明るくする。なお、医療用観察装置100が、無影灯の明るさを複数段階上げることが可能であることは、言うまでもない。
また、ステップS116において無影灯の明るさが最大であると判定された場合、すなわち、第1の制御および第2の制御が行えない場合、医療用観察装置100は、第3の制御を行い無影灯の位置を移動させる(S120)。ステップS120における無影灯の位置の移動は、同軸照明のような効果を奏するための移動に該当する。
ステップS114の処理、ステップS118の処理、あるいはステップS120の処理が行われると、医療用観察装置100は、ステップS100からの処理を繰り返す。
ステップS102において暗すぎると判定されない場合、医療用観察装置100は、影ができているか否かを判定する(S122)。医療用観察装置100は、撮像画像から術部に対する影が検出された場合に、影ができていると判定する。上述したように、ステップS122の判定に係る撮像画像としては、例えば、撮像デバイス106により撮像された医療用撮像画像と、術場に設けられている術場撮像デバイスにより撮像された撮像画像とが、挙げられる。
ステップS122において影ができていると判定された場合、医療用観察装置100は、第3の制御を行い無影灯の位置を移動させる(S124)。そして、医療用観察装置100は、ステップS100からの処理を繰り返す。
また、ステップS122において影ができていると判定されない場合、医療用観察装置100は、図6の処理を終了する。なお、図6に示す処理は、繰り返し行われうる。
医療用観察装置100は、本実施形態に係る制御方法に係る処理として、例えば図6に示す処理を行う。
なお、本実施形態に係る制御方法に係る処理の例は、図6に示す例に限られない。
例えば、医療用観察装置100は、医療用撮像画像から、輝度分布や形状などの画像の特徴を検出し、検出された特徴部分を含む一部の領域が最適化されるように、観察対象を撮像する撮像デバイス106の光源と、照明装置300とを制御することも、可能である。
また、医療用観察装置100は、例えば、図6のステップS116の処理およびS120の処理を行わない、ステップS122の処理およびステップS124の処理を行わないなど、様々な処理を行うことが可能である。
図7は、本実施形態に係る制御方法に係る処理の他の例を示す流れ図である。図7に示す処理は、上記(3)に示す第3の例に係る処理の一例に該当する。図7に示す処理は、例えば、定期的にあるいは非定期的に、繰り返し行われる。以下、医療用観察装置100が照明装置300を制御する場合を例に挙げて、図7に示す処理を説明する。図7では、照明装置300を単に「照明装置」と示している。
医療用観察装置100は、観察モードが自然光で撮像を行う第1の観察モードから特殊光で撮像を行う第2の観察モードに切り替わったか否かを判定する(S200)。医療用観察装置100は、例えば、“観察モードの設定状態”と、“観察モードを切り替えるための操作デバイスから伝達される、操作に応じた信号”とに基づいて、第1の観察モードから第2の観察モードに切り替わったか否かを判定する。医療用観察装置100は、例えば、記録媒体(図示せず)に記憶されている“観察モードの設定状態を示すデータ(例えば、観察モードの設定状態を示すフラグなど)”を参照することによって、観察モードの設定状態を特定する。観察モードを切り替えるための操作デバイスは、医療用観察装置100が備える操作デバイスであってもよいし、外部の操作デバイスであってもよい。なお、本実施形態に係る観察モードの判定方法が、上記に示す例に限られないことは、言うまでもない。
ステップS200において第1の観察モードから第2の観察モードに切り替わったと判定されない場合、医療用観察装置100は、後述するステップS204からの処理を行う。
また、ステップS200において第1の観察モードから第2の観察モードに切り替わったと判定された場合、医療用観察装置100は、照明装置300を消灯状態にさせる(S204)。本実施形態に係る観察モードの判定方法が上記のように観察モードの設定状態を示すデータを用いる方法である場合、医療用観察装置100は、観察モードの設定状態を示すデータを、第2の観察モードを示すデータに更新する。
ステップS200において第1の観察モードから第2の観察モードに切り替わったと判定されない場合、または、ステップS204の処理が行われた場合、医療用観察装置100は、観察モードが第2の観察モードから第1の観察モードに切り替わったか否かを判定する(S204)。医療用観察装置100は、ステップS200と同様に、“観察モードの設定状態”と、“観察モードを切り替えるための操作デバイスから伝達される、操作に応じた信号”とに基づいて、第2の観察モードから第1の観察モードに切り替わったか否かを判定する。
ステップS204において第2の観察モードから第1の観察モードに切り替わったと判定されない場合、医療用観察装置100は、図7に示す処理を終了する。
また、ステップS204において第2の観察モードから第1の観察モードに切り替わったと判定された場合、医療用観察装置100は、照明装置300を点灯状態にさせる(S206)。本実施形態に係る観察モードの判定方法が上記のように観察モードの設定状態を示すデータを用いる方法である場合、医療用観察装置100は、観察モードの設定状態を示すデータを、第1の観察モードを示すデータに更新する。そして、医療用観察装置100は、図7に示す処理を終了する。
[3]本実施形態に係る制御方法が用いられることにより奏される効果の一例
本実施形態に係る制御方法が用いられることによって、例えば下記に示す効果が奏される。なお、本実施形態に係る制御方法が用いられることにより奏される効果が、下記に示す例に限られないことは、言うまでもない。
・医療用制御装置として機能する医療用観察装置100は、手術室などの医療現場に存在する照明の状態を把握し、集中制御する。よって、医療用観察装置100は、医療用観察装置100が備える撮像デバイス106の光源の照明条件、および照明装置300の照明条件を、ダイナミックに制御することができるので、常に医療従事者が観察しやすい照明環境を提供することが可能である
・医療用制御装置として機能する医療用観察装置100は、医療用観察装置100が備える撮像デバイス106の光源や、無影灯や室内灯などの照明装置300などの、医療現場に存在する照明を、観察方法によって自動的に切り替えることができる。よって、手動で操作されていたものが自動化されるので、術者および外回り看護師の負荷軽減や手術時間の短縮が図れ、ひいては、医療行為を受ける患者の負担軽減を図ることができる。
・医療用制御装置として機能する医療用観察装置100は、正常なホワイトバランスを監視して、正常なホワイトバランスからずれた場合には通知を行うことが可能である。よって、微妙な色味の違いによる術者の判断ミスを減らすことが、期待される。
・光学式の医療用観察装置が用いられる場合には、目の調光性能が極めて高いこともあり、光学式の医療用観察装置が調光機能を有する必要はない(実際には、光量最大で使用されている。)。これに対して、電子撮像式の医療用観察装置である医療用観察装置100は、光学式の医療用観察装置が用いられる場合のように接眼レンズを覗き込んで用いられない。医療用制御装置として機能する医療用観察装置100が、撮像する撮像デバイス106の光源の明るさを制御する第1の制御を行う機能を有することによって、目の調光性能に依存せずに、医療従事者が観察しやすい照明環境を提供することができる。
(本実施形態に係るプログラム)
コンピュータシステムを、本実施形態に係る医療用観察装置(または、本実施形態に係る制御装置)として機能させるためのプログラム(例えば、本実施形態に係る制御方法に係る処理を実行することが可能なプログラム)が、コンピュータシステムにおいてプロセッサなどにより実行されることによって、医療従事者の利便性の向上を図ることができる。ここで、本実施形態に係るコンピュータシステムとしては、単体のコンピュータ、または、複数のコンピュータが挙げられる。本実施形態に係るコンピュータシステムによって、本実施形態に係る制御方法に係る一連の処理が行われる。
また、コンピュータシステムを、本実施形態に係る医療用観察装置(または、本実施形態に係る制御装置)として機能させるためのプログラムが、コンピュータシステムにおいてプロセッサなどにより実行されることによって、上述した本実施形態に係る制御方法に係る処理によって実現される表示によって奏される効果を、奏することができる。
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う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。
例えば、上記では、コンピュータシステムを、本実施形態に係る医療用観察装置として機能させるためのプログラム(コンピュータプログラム)が提供されることを示したが、本実施形態は、さらに、上記プログラムを記憶させた記録媒体も、併せて提供することができる。
上述した構成は、本実施形態の一例を示すものであり、当然に、本開示の技術的範囲に属するものである。
また、本明細書に記載された効果は、あくまで説明的または例示的なものであって限定的ではない。つまり、本開示に係る技術は、上記の効果とともに、または上記の効果に代えて、本明細書の記載から当業者には明らかな他の効果を奏しうる。
なお、以下のような構成も本開示の技術的範囲に属する。
(1)
撮像に関する明るさの検出結果に基づいて、観察対象を撮像する撮像デバイスの光源の明るさを制御する第1の制御と、照明装置の明るさを制御する第2の制御とを行う照明制御部を備える、医療用制御装置。
(2)
前記照明制御部は、前記第1の制御を前記第2の制御よりも優先的に行う、(1)に記載の医療用制御装置。
(3)
前記照明制御部は、前記第1の制御が行えない場合に、前記第2の制御を行う、(2)に記載の医療用制御装置。
(4)
前記照明制御部は、前記照明装置の移動を制御する第3の制御をさらに行う、(1)~(3)のいずれか1つに記載の医療用制御装置。
(5)
前記照明制御部は、前記第1の制御および前記第2の制御が行えない場合に、前記第3の制御を行う、(4)に記載の医療用制御装置。
(6)
前記照明制御部は、ナビゲーション装置から取得される位置情報に基づいて、前記照明装置の移動を制御する、(4)または(5)に記載の医療用制御装置。
(7)
前記照明制御部は、撮像画像から影が検出された場合に、前記第3の制御を行う、(4)~(6)のいずれか1つに記載の医療用制御装置。
(8)
前記撮像画像は、前記撮像デバイスにより撮像された医療用撮像画像、または、術場に設けられている術場撮像デバイスにより撮像された撮像画像である、(7)に記載の医療用制御装置。
(9)
前記照明制御部は、前記撮像デバイスを備える医療用観察装置の観察モードに対応するように、前記第2の制御を行う、(1)~(8)のいずれか1つに記載の医療用制御装置。
(10)
前記照明制御部は、
前記観察モードが、自然光で撮像を行う第1の観察モードから、特殊光で撮像を行う第2の観察モードに切り替わったときに、前記照明装置を消灯状態にさせ、
前記観察モードが前記第2の観察モードから前記第1の観察モードに切り替わったときに、前記照明装置を点灯状態にさせる、(9)に記載の医療用制御装置。
(11)
前記照明制御部は、前記撮像デバイスの光源の状態と前記照明装置の状態との組み合わせに基づいて、所定の通知を行わせる、(1)~(10)のいずれか1つに記載の医療用制御装置。
(12)
複数のリンクが関節部によって互いに連結されて構成されるアームと、
前記アームにより支持されている前記撮像デバイスと、
を備える、(1)~(11)のいずれか1つに記載の医療用制御装置。
(13)
前記撮像デバイスと前記照明装置とは、離れて配置されている、(1)~(12)のいずれか1つに記載の医療用制御装置。
(14)
前記照明装置は、術場に設けられている無影灯である、(1)~(13)のいずれか1つに記載の医療用制御装置。
(15)
撮像に関する明るさの検出結果に基づいて、観察対象を撮像する撮像デバイスの光源の明るさを制御する第1の制御と、照明装置の明るさを制御する第2の制御とを行うステップを有する、医療用制御装置により実行される制御方法。
また、以下のような構成も本開示の技術的範囲に属する。
(1)
撮像に関する明るさの検出結果に基づいて、観察対象を観察するための観察機器の光源の明るさを制御する第1の制御と、前記観察機器の外部から前記観察対象に照明光を照射する照明装置の明るさを制御する第2の制御とを行う照明制御部を備える、医療用制御装置。
(2)
前記観察機器は、前記観察対象を撮像する撮像デバイスであり、
前記照明制御部は、前記撮像デバイスの光源の明るさを制御する、(1)に記載の医療用制御装置。
(3)
前記照明制御部は、前記第1の制御を前記第2の制御よりも優先的に行う、(2)に記載の医療用制御装置。
(4)
前記照明制御部は、前記第1の制御が行えない場合に、前記第2の制御を行う、(3)に記載の医療用制御装置。
(5)
前記照明制御部は、前記照明装置の移動を制御する第3の制御をさらに行う、(2)~(4)のいずれか1つに記載の医療用制御装置。
(6)
前記照明制御部は、前記第1の制御および前記第2の制御が行えない場合に、前記第3の制御を行う、(5)に記載の医療用制御装置。
(7)
前記照明制御部は、ナビゲーション装置から取得される位置情報に基づいて、前記照明装置の移動を制御する、(5)または(6)に記載の医療用制御装置。
(8)
前記照明制御部は、撮像画像から影が検出された場合に、前記第3の制御を行う、(5)~(7)のいずれか1つに記載の医療用制御装置。
(9)
前記撮像画像は、前記撮像デバイスにより撮像された医療用撮像画像、または、術場に設けられている術場撮像デバイスにより撮像された撮像画像である、(8)に記載の医療用制御装置。
(10)
前記照明制御部は、前記撮像デバイスを備える医療用観察装置の観察モードに対応するように、前記第2の制御を行う、(2)~(9)のいずれか1つに記載の医療用制御装置。
(11)
前記照明制御部は、
前記観察モードが、自然光で撮像を行う第1の観察モードから、特殊光で撮像を行う第2の観察モードに切り替わったときに、前記照明装置を消灯状態にさせ、
前記観察モードが前記第2の観察モードから前記第1の観察モードに切り替わったときに、前記照明装置を点灯状態にさせる、(10)に記載の医療用制御装置。
(12)
前記照明制御部は、前記撮像デバイスの光源の状態と前記照明装置の状態との組み合わせに基づいて、所定の通知を行わせる、(2)~(11)のいずれか1つに記載の医療用制御装置。
(13)
複数のリンクが関節部によって互いに連結されて構成されるアームと、
前記アームにより支持されている前記撮像デバイスと、
を備える、(2)~(12)のいずれか1つに記載の医療用制御装置。
(14)
前記撮像デバイスと前記照明装置とは、離れて配置されている、(2)~(13)のいずれか1つに記載の医療用制御装置。
(15)
前記照明装置は、術場に設けられている無影灯である、(2)~(14)のいずれか1つに記載の医療用制御装置。
(16)
撮像に関する明るさの検出結果に基づいて、観察対象を観察するための観察機器の光源の明るさを制御する第1の制御と、前記観察機器の外部から前記観察対象に照明光を照射する照明装置の明るさを制御する第2の制御とを行うステップを有する、医療用制御装置により実行される制御方法。
100 医療用観察装置
102 ベース
104 アーム
106 撮像デバイス
110a、110b、110c、110d、110e、110f 関節部
112a、112b、112c、112d、112e、112f リンク
120 撮像部材
122 筒状部材
124 ズームスイッチ
126 フォーカススイッチ
128 動作モード変更スイッチ
152、308 アーム部
154 撮像部
156、302 通信部
158、304 制御部
160 撮像制御部
162 アーム制御部
164 照明制御部
200 表示装置
300 照明装置
306 光源部
310 操作部
400 ナビゲーション装置
1000 医療用観察システム

Claims (12)

  1. 撮像に関する明るさの検出結果に基づいて、観察対象を撮像する撮像デバイスの光源の明るさを制御する第1の制御と、前記撮像デバイスの外部から前記観察対象に照明光を照射する照明装置の明るさを制御する第2の制御とを行う照明制御部を備え
    前記照明制御部は、
    前記第1の制御によって前記撮像デバイスの光源の明るさを調整することができる場合に、前記第1の制御を行い、
    前記第1の制御によって前記撮像デバイスの光源の明るさを調整することができない場合に、前記第2の制御を行う、医療用制御装置。
  2. 前記照明制御部は、前記照明装置の移動を制御する第3の制御をさらに行う、請求項に記載の医療用制御装置。
  3. 前記照明制御部は、前記第1の制御によって前記撮像デバイスの光源の明るさを調整することができず、かつ、前記第2の制御によって前記照明装置の明るさを調整することができない場合に、前記第3の制御を行う、請求項に記載の医療用制御装置。
  4. 前記照明制御部は、ナビゲーション装置から取得される位置情報に基づいて、前記照明装置の移動を制御する、請求項またはに記載の医療用制御装置。
  5. 前記照明制御部は、撮像画像から影が検出された場合に、前記第3の制御を行う、請求項のいずれか1つに記載の医療用制御装置。
  6. 前記撮像画像は、前記撮像デバイスにより撮像された医療用撮像画像、または、術場に設けられている術場撮像デバイスにより撮像された撮像画像である、請求項に記載の医療用制御装置。
  7. 前記照明制御部は、
    前記撮像デバイスを備える医療用観察装置の観察モードが、自然光で撮像を行う第1の観察モードから、特殊光で撮像を行う第2の観察モードに切り替わったときに、前記照明装置を消灯状態にさせ、
    前記観察モードが前記第2の観察モードから前記第1の観察モードに切り替わったときに、前記照明装置を点灯状態にさせる、請求項1~6のいずれか1つに記載の医療用制御装置。
  8. 前記照明制御部は、前記撮像デバイスの光源の状態と前記照明装置の状態との組み合わせに基づいて、所定の通知を行わせる、請求項のいずれか1つに記載の医療用制御装置。
  9. 複数のリンクが関節部によって互いに連結されて構成されるアームと、
    前記アームにより支持されている前記撮像デバイスと、
    を備える、請求項のいずれか1つに記載の医療用制御装置。
  10. 前記撮像デバイスと前記照明装置とは、離れて配置されている、請求項のいずれか1つに記載の医療用制御装置。
  11. 前記照明装置は、術場に設けられている無影灯である、請求項10のいずれか1つに記載の医療用制御装置。
  12. 撮像に関する明るさの検出結果に基づいて、観察対象を撮像する撮像デバイスの光源の明るさを制御する第1の制御と、前記撮像デバイスの外部から前記観察対象に照明光を照射する照明装置の明るさを制御する第2の制御とを行うステップを有
    前記ステップでは、
    前記第1の制御によって前記撮像デバイスの光源の明るさを調整することができる場合に、前記第1の制御を行い、
    前記第1の制御によって前記撮像デバイスの光源の明るさを調整することができない場合に、前記第2の制御を行う、医療用制御装置により実行される制御方法。
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Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11391451B2 (en) * 2019-10-16 2022-07-19 Xiamen Leedarson Lighting Co., Ltd Lighting apparatus

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010172673A (ja) 2009-02-02 2010-08-12 Fujifilm Corp 内視鏡システム、内視鏡用プロセッサ装置、並びに内視鏡検査支援方法
WO2017073404A1 (ja) 2015-10-27 2017-05-04 オリンパス株式会社 内視鏡システム
WO2017082047A1 (ja) 2015-11-13 2017-05-18 オリンパス株式会社 内視鏡システム

Family Cites Families (20)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3050582B2 (ja) 1990-10-03 2000-06-12 株式会社トプコン 手術用顕微鏡
US6331181B1 (en) * 1998-12-08 2001-12-18 Intuitive Surgical, Inc. Surgical robotic tools, data architecture, and use
KR20060108757A (ko) * 2003-12-11 2006-10-18 컬러 키네틱스 인코포레이티드 조명 소자를 위한 열 관리 방법 및 장치
US7706683B2 (en) * 2005-05-31 2010-04-27 Brainlab Ag Self adjusting operation lamp system
JP2009095466A (ja) * 2007-10-16 2009-05-07 Olympus Medical Systems Corp 内視鏡システム
US9513113B2 (en) * 2012-10-29 2016-12-06 7D Surgical, Inc. Integrated illumination and optical surface topology detection system and methods of use thereof
JP5911646B2 (ja) * 2013-12-11 2016-04-27 オリンパス株式会社 医療システム
EP3834702A1 (en) * 2014-03-17 2021-06-16 Intuitive Surgical Operations, Inc. System and method for tissue contact detection and for auto-exposure and illumination control
JP6429146B2 (ja) * 2014-10-30 2018-11-28 パナソニックIpマネジメント株式会社 照明制御方法およびそれを利用した照明制御システム、照明システム
CA2963283C (en) * 2014-12-23 2017-08-08 Synaptive Medical (Barbados) Inc. System for illumination during a corridor based procedure
WO2016154589A1 (en) * 2015-03-25 2016-09-29 Camplex, Inc. Surgical visualization systems and displays
US11076930B2 (en) * 2015-03-27 2021-08-03 Synaptive Medical Inc. Deformable and shape-able surgical lighting device and system
JP6502785B2 (ja) * 2015-08-11 2019-04-17 ソニー・オリンパスメディカルソリューションズ株式会社 医療用観察装置、制御装置、制御装置の作動方法および制御装置の作動プログラム
JP6917371B2 (ja) * 2015-12-16 2021-08-11 ピレリ・タイヤ・ソチエタ・ペル・アツィオーニ タイヤを検査するための方法およびデバイス
WO2017143053A1 (en) * 2016-02-17 2017-08-24 Invuity, Inc. Systems and methods for illuminating and imaging
EP3492037A4 (en) * 2016-08-01 2019-07-24 Sony Corporation DEVICE, SYSTEM AND CONTROL METHOD
EP3599981A1 (en) * 2017-03-21 2020-02-05 Stryker Corporation Methods and systems to automate surgical interventions
US11653826B2 (en) * 2017-03-28 2023-05-23 Sony Olympus Medical Solutions Inc. Medical observation system, control method, and program in which illumination light is controlled in accordance with a usage state of an image sensor
JP2020518349A (ja) * 2017-04-27 2020-06-25 キュラデル、エルエルシー 光学イメージングにおいての測距
CN111919514B (zh) * 2018-02-09 2023-08-29 金泰克斯公司 基于图像控制的自适应照明阵列

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010172673A (ja) 2009-02-02 2010-08-12 Fujifilm Corp 内視鏡システム、内視鏡用プロセッサ装置、並びに内視鏡検査支援方法
WO2017073404A1 (ja) 2015-10-27 2017-05-04 オリンパス株式会社 内視鏡システム
WO2017082047A1 (ja) 2015-11-13 2017-05-18 オリンパス株式会社 内視鏡システム

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