JP7437467B2 - 手術支援ロボットの遠隔支援方法、および遠隔支援システム - Google Patents
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Description
本発明の一実施形態について、図1~図10に基づいて説明すると以下のとおりである。
医療関連施設2内にはLAN(local area network)(以下では「施設内LAN」と称する)が配設されている。施設内LANは外部ネットワーク3と通信可能に接続されている。施設内LANには、手術支援ロボット20、端末装置25、ネットワークカメラ24、および通信制御装置261が通信可能に接続されている。なお、通信制御装置261はネットワークサービスシステム26を構成する主要装置である。
手術支援ロボット20は医療関連施設2の手術室(居室)内に設置される。手術支援ロボット20は、医療器具が取り付けられた患者側装置21、患者側装置21に取り付けられた医療器具を遠隔操作する遠隔操作装置22、および、医療器具の一つである内視鏡201bが撮影した画像を処理する画像処理装置23を備えるとともに、患者側装置21、遠隔操作装置22、および画像処理装置23と、通信制御装置261との通信を仲介するシステム連携装置27を備えている。
(2)遠隔操作装置22に入力された動作指令に関する情報
(3)遠隔操作装置22に取り付けられた各種センサの出力値
(4)患者側装置21に取り付けられた各種センサの出力値
(5)患者側装置21の各駆動部の軸値および電流値
(6)内視鏡201bにて撮影した画像
(7)画像処理装置23で処理した画像
(8)システム起動時に行われる動作チェックの結果
(9)搭載されているソフトウェアのバージョン情報
(10)オペレーションモード(術式/部位)
(11)ステータスを示す情報(発光部の点灯状況)
(12)消耗品に関する情報、およびその動作回数
(13)患者側装置21および遠隔操作装置22を移動させるための電動アシスト機器の充電に関する情報
上記(1)~(13)は例示であり、稼働情報がこれらに限られるものではない。
ネットワークサービスシステム26は、医療関連施設2内の装置に対して各種ネットワークサービスを提供する。そのために、ネットワークサービスシステム26には各種のAPIが用意されている。
ネットワークカメラ24が撮影した画像や内視鏡201bが撮影した画像を通信制御装置261を介して配信する場合において、人物を特定できる情報(人物の顔など)(以下では「特定可能情報」と称する)が映っている場合には、個人情報保護の観点から、特定可能情報をマスクする画像処理(モザイクをかける等により視覚的に不明瞭化する処理)を施すことが望ましい。そこで、データ加工部264は、配信する画像に特定可能情報が映っているか否かを検査し、特定可能情報が映っている場合は、画像に対して特定可能情報をマスクする画像処理を施す。
通信制御装置261を介してサーバ装置40に配信する映像のデータサイズが、施設内LANの回線速度に対して大きいほど映像配信に時間を要し、遅延の原因となる。そこで、データ加工部264は、配信する映像の秒間コマ数(フレームレート)を小さくするように調整する(つまりフレームを間引く)。具体的には、秒間コマ数を6コマとする。なお、データ加工部264は、施設内LANおよび外部ネットワーク3の通信負荷を監視し、通信負荷に応じて映像の秒間コマ数を小さくするように調整してもよい。
ネットワークカメラ24が撮影した映像を通信制御装置261を介してサーバ装置40へ配信する場合において、施設内LANに通信負荷がかかると、施設内LANに接続する各種医療システムの動作に影響を与えるおそれがある。そこで、データ加工部264は、配信する映像に写る人の動きを解析する。そして、データ送信部265によるサーバ装置40への送信対象は、解析結果として得られるテキストデータのみとする。これにより、映像を配信する場合と比べて施設内LANの通信負荷を軽減することができる。ここで「人の動きの解析」とは、例えば、通信制御装置261に搭載されたAI(artificial intelligence)が解析対象である映像に映る人の動きを骨格(棒状のモデル)に置き換え、その関節の動きを数値化することなどを指す。
データ加工部264は、例えば、手術支援ロボット20から1秒間隔で取得する各種センサの出力値などのテキストデータを、1時間単位の平均値や1日単位の平均値などに集約してもよい。これにより、データ送信部265によるサーバ装置40への送信において、1回当たりの送信量および送信頻度が低減されるため、外部ネットワーク3の通信負荷を軽減することができる。
端末装置25は、手術支援ロボット20が設置された居室で医療スタッフMが使用するコンピュータ端末である。端末装置25の典型例は、パーソナルコンピュータ(personal computer)、タブレット端末、スマートフォン等である。端末装置25は、他装置との通信機能、キーボード等のデータ入力機能、モニタ等のデータ表示機能、マイク等の音声入力機能、スピーカ等の音声出力機能等の、コンピュータ端末が通常備える機能を有している。
ネットワークカメラ24は、手術支援ロボット20が設置される居室に設置され、居室の状況を映像または静止画像で撮影する撮影装置である。映像は音声付きであることが好ましい。撮影対象は、居室内全体であってもよいし、患者側装置21であってもよいし、特定の医療スタッフMであってもよい。ネットワークカメラ24は、外部からの指示に従ってチルトおよびズームを任意に調整可能であることが好ましい。
コールセンタ4は、医療関連施設2と異なる施設であり、医療関連施設2に対する遠隔支援業務を行うための施設である。コールセンタ4内にはLAN(以下では「コールセンタ内LAN」と称する)が配設されている。コールセンタ内LANは外部ネットワーク3と通信可能に接続されている。コールセンタ内LANには、サーバ装置40、記憶装置41、および端末装置42が通信可能に接続されている。
サーバ装置40はコンピュータであり、コンピュータが通常有する機能を具備している。サーバ装置40はコールセンタ内LANに通信可能に接続されている。図8に示すとおり、サーバ装置40は、CPUである制御部400を備えており、制御部400で動作するソフトウェアにて実現される機能として、データ格納部401、通信制御部402、データ提供部403、およびデータ解析部404を含んでいる。
データ格納部401は、手術支援ロボット20、ネットワークカメラ24、端末装置25、および端末装置42からサーバ装置40に送信されたデータを記憶装置41に格納する。データ格納部401が記憶装置41に格納するデータの典型例は次の(1)~(5)である。
(2)内視鏡201bが撮影した画像
(3)ネットワークカメラ24が撮影した画像
(4)端末装置25から受信しデータ(音声、画像、テキスト、およびグラフィック等の各種データ)
(5)端末装置42から受信したデータ(音声、画像、テキスト、およびグラフィック等の各種データ)
また、データ格納部401は、双方向通信が確立されている期間において、双方向通信が確立している装置からサーバ装置40に送信されたデータを、双方向通信のログとして記憶装置41に格納する。
(通信確立処理)
通信制御部402は、サーバ装置40と、サーバ装置40と通信可能に接続する装置との通信を制御するものであり、単方向通信および双方向通信を確立する処理を行う。
通信制御部402は、双方向通信が確立された装置からサーバ装置40に送信された各種データを、双方向通信が確立された相手先の装置に対して配信する。配信例を次の(配信例1)~(配信例7)に示す。
データ提供部403は、端末装置25からの要求に応じたデータを要求元の端末装置25に送信する。同様に、データ提供部403は、端末装置42からの要求に応じたデータを要求元の端末装置42に提供する。そのために、データ提供部403には各種のAPIが用意されている。端末装置25および端末装置42へ提供するデータの典型例は、記憶装置41に格納されたデータであり、特に、手術支援ロボット20の稼働情報、ネットワークカメラ24にて撮影された画像、内視鏡201bにて撮影された画像である。
データ解析部404は、端末装置25または端末装置42からの要求に応じて各種データの解析を行い、解析結果を要求元に送信する。そのために、データ提供部403には解析用の各種APIが用意されている。解析対象となるデータの典型例は、記憶装置41に格納されているデータ(典型的には、手術支援ロボット20の稼働情報)である。
端末装置42は、コールセンタ4のサービス員Sがコールセンタ4内で使用するコンピュータ端末である。端末装置42の典型例は、パーソナルコンピュータ、タブレット端末、スマートフォン等である。端末装置42は、コールセンタ4内LANを介してサーバ装置40と通信可能に接続される。
記憶装置41は各種データを記憶する装置であり、ハードディスク等の磁気ディスク等である。
図15~図17を参照しながら、端末装置42および端末装置25の各モニタの表示画面の一例について説明する。図15は端末装置42のモニタの表示画面の一例を示す模式図である。図16は端末装置25のモニタの表示画面の一例を示す模式図である。
患者側装置21には、タッチパネル207の他に、音声入出力装置や画像出力装置が設けられてもよい。これらにより、患者側装置21にて双方向通信の確立を要求する操作が可能であるとともに、双方向通信の確立後に、患者側装置21を使用する医療スタッフMと端末装置42を使用するサービス員Sとの間で双方向コミュニケーションおよびデータ共有が可能である。
上述した実施形態では、サーバ装置40がコールセンタ4に設置される構成例を説明したが、サーバ装置40の配置場所はこれに限られない。図18に示すとおり、本実施形態に係る医療関連施設2bは、サーバ装置40および記憶装置41が設置されている点が実施形態1の医療関連施設2と異なる。サーバ装置40および記憶装置41は、医療関連施設2bに配設されたLANと通信可能に接続されている。また、本実施形態に係るコールセンタ4bは、サーバ装置40および記憶装置41が設置されていない点が実施形態1のコールセンタ4と異なる。
上述した実施形態では、手術支援ロボット20が、複数の手術マニピュレータ201を有する1台の患者側装置21を備える構成例を示したが、手術支援ロボット20の構成はこれに限られない。例えば、患者側装置21に代えて複数の患者側装置を備え、当該複数の患者側装置のそれぞれが内視鏡や鉗子などの手術器具が取り付けられたマニピュレータを備える構成であってもよい。
上述した実施形態では、手術支援ロボット20および20bが、患者側装置21・211・212・213、遠隔操作装置22、および画像処理装置23を備える構成例を示したが、手術支援ロボット20の構成はこれに限られない。
医療スタッフMがサービス員Sによる支援を必要とするタイミングは、手術支援ロボット20が稼働している期間(つまり、手術中やトレーニング中)のみならず、手術支援ロボット20が稼働していない期間にも起こり得る。例えば、患者側装置21、遠隔操作装置22、および画像処理装置23が有線で接続される場合において、手術前の準備や手術後の片づけの際に、これらの配線に関してサービス員Sの支援を求めたい場合がある。したがって、手術支援ロボット20が稼働していない期間においても双方向通信を確立し、医療スタッフMとサービス員Sとの間で双方向コミュニケーションを行ってもよい。
双方向通信は、2つの装置間で行われる形態、および、複数の装置間で行われる形態がある。前者の典型例は、サービス員Sが1つの医療関連施設2を遠隔支援するケース(つまり、1対1の関係)において好適であり、この場合、1つの端末装置42と、手術支援ロボット20または端末装置42との間で双方向通信が行われる。後者の典型例は、手術支援ロボット20のトレーニングにおいて指導者が複数のトレーニング対象者をリモートトレーニングするケース(つまり、1対多の関係)において好適であり、この場合、1つの端末装置42と、複数の手術支援ロボット20との間で双方向通信が行われる。
サーバ装置40は、必ずしも実施形態1のようにコールセンタ4の施設内に設置される必要はなく、コールセンタ4の外部に設置され、外部ネットワーク3を介してコールセンタ4と通信接続されるように実現されてもよい。
上述した実施形態において通信制御装置261が有する機能の全てを、必ずしも通信制御装置261内に備える必要はない。例えば、内視鏡201bおよびネットワークカメラ24の少なくとも1つが撮影した画像に対して、人物を特定できる特定情報を視覚的に不明瞭化する画像処理をする機能、内視鏡201bおよびネットワークカメラ24の少なくとも1つが撮影した画像のフレームレートを調整する機能を、手術支援ロボット20またはサーバ装置40が有してもよい。
上述した実施形態では、双方向通信を要求するリクエストをサーバ装置40にて受信することによって、コールセンタ4から医療関連施設2への通信が可能になることを説明したが、無論、非常時には、双方向通信を要求するリクエストを送信せずとも、コールセンタ4から医療関連施設2へ通信可能であることはいうまでもない。
手術支援ロボット20・20b・20cの制御ブロック(特に、システム連携装置27)、通信制御装置261の制御ブロック(特に、制御部262)、およびサーバ装置40の制御ブロック(特に、制御部400)は、集積回路(ICチップ)等に形成された論理回路(ハードウェア)によって実現してもよいし、ソフトウェアによって実現してもよい。
3 外部ネットワーク
4 コールセンタ
20、20b、20c 手術支援ロボット
21 患者側装置
22 遠隔操作装置
23 画像処理装置
24 ネットワークカメラ(カメラ)
25 端末装置(第1端末装置)
27 システム連携装置
40 サーバ装置
41 記憶装置
42 端末装置(第2端末装置)
201 手術マニピュレータ(第1マニピュレータ、第2マニピュレータ)
201b 内視鏡
206 コントローラ
211 第1患者側装置
212 第2患者側装置
223 天板
224 マニピュレータ
225 ロボット手術台
226 操作装置
261 通信制御装置
401 データ格納部
402 通信制御部
403 データ提供部
404 データ解析部
Claims (23)
- 通信制御装置にて、手術支援ロボットおよび前記手術支援ロボットが設置された医療関連施設で使用される第1端末装置の少なくとも1つから送信された双方向通信を要求するリクエストをサーバ装置に送信し、
前記サーバ装置にて、前記リクエストの受信に基づいて、前記手術支援ロボットおよび前記第1端末装置の少なくとも一つとコールセンタに設置された第2端末装置との間で前記双方向通信を確立する処理を行う手術支援ロボットの遠隔支援方法であって、
前記通信制御装置にて、前記手術支援ロボットが設置された居室に設置され前記居室内を撮影するカメラが撮影した画像のフレームレートを調整し、
フレームレートが調整された前記画像を、前記通信制御装置から前記サーバ装置に送信し、
前記サーバ装置にて、前記フレームレートが調整された前記画像を前記第2端末装置に提供し、
前記第2端末装置は、前記サーバ装置によって提供された前記フレームレートが調整された前記画像を表示するためのモニタを備えており、
前記コールセンタは、前記医療関連施設とは異なる施設であり、前記双方向通信が確立した前記第2端末装置を使用して前記手術支援ロボットに生じたトラブルに対処する遠隔支援業務を行うための施設である、手術支援ロボットの遠隔支援方法。 - 前記通信制御装置は、前記医療関連施設に設置され、
複数の前記医療関連施設に設置された前記通信制御装置の各々は、フレームレートが調整された前記画像を前記サーバ装置に送信する、請求項1に記載の手術支援ロボットの遠隔支援方法。 - 前記通信制御装置は、前記手術支援ロボットに取り付けられた内視鏡が撮影した内視鏡画像のフレームレートを調整し、前記サーバ装置に送信する、請求項1または2に記載の手術支援ロボットの遠隔支援方法。
- 前記通信制御装置は、前記手術支援ロボット、前記居室内を撮影する前記カメラ、および前記サーバ装置が接続された通信ネットワークの通信負荷を監視し、前記通信負荷に応じて前記画像のフレームレートを調整する、請求項1から3のいずれか1項に記載の手術支援ロボットの遠隔支援方法。
- 前記通信制御装置は、前記画像のフレームレートを小さくするように調整する、請求項1から4のいずれか1項に記載の手術支援ロボットの遠隔支援方法。
- 前記サーバ装置は、所定のイベントが検出されると、前記手術支援ロボットおよび前記第1端末装置の少なくとも1つと前記第2端末装置との間に、前記双方向通信を確立するように構成され、
前記サーバ装置は、前記双方向通信を要求するリクエストを受信した場合、前記所定のイベントを検出する、請求項1から5のいずれか1項に記載の手術支援ロボットの遠隔支援方法。 - 前記サーバ装置は、前記画像の画像解析または音声解析に基づく異常事態の検出に基づき、前記所定のイベントを検出する、請求項6に記載の手術支援ロボットの遠隔支援方法。
- 前記サーバ装置は、前記第2端末装置から双方向通信を要求するリクエストを受信した場合、前記所定のイベントを検出する、請求項6に記載の手術支援ロボットの遠隔支援方法。
- 前記サーバ装置は、前記双方向通信が確立したときに、前記サーバ装置にて受信した前記画像を、少なくとも前記第2端末装置に配信する、請求項1から8のいずれか1項に記載の手術支援ロボットの遠隔支援方法。
- 前記サーバ装置は、前記双方向通信が確立したときに、前記カメラにて撮影され前記サーバ装置にて受信した前記画像、および、前記内視鏡にて撮影され前記サーバ装置にて受信した前記内視鏡画像の両方を、少なくとも前記第2端末装置に配信する、請求項3に従属する請求項4から8のいずれか1項に記載の手術支援ロボットの遠隔支援方法。
- 前記サーバ装置は、前記双方向通信が確立した前記第2端末装置に前記画像を配信している場合において、当該第2端末装置にて当該画像に重畳表示させるデータが入力されたとき、当該データを前記手術支援ロボットおよび前記第1端末装置の少なくとも1つへ配信する、請求項1から10のいずれか1項に記載の手術支援ロボットの遠隔支援方法。
- 手術支援ロボットが設置された医療関連施設で使用される第1端末装置と、
コールセンタに設置される第2端末装置と、
サーバ装置と、
前記手術支援ロボットおよび前記第1端末装置の少なくとも1つから送信された双方向通信を要求するリクエストを前記サーバ装置に送信する通信制御装置と、を備える遠隔支援システムであって、
前記サーバ装置は、前記リクエストの受信に基づいて、前記手術支援ロボットおよび前記第1端末装置の少なくとも一つと前記第2端末装置との間で前記双方向通信を確立する処理を行うように構成されており、
前記通信制御装置は、前記手術支援ロボットが設置された居室に設置され前記居室内を撮影するカメラが撮影した画像のフレームレートを調整するように構成されており、
前記サーバ装置は、前記フレームレートが調整された画像を、前記通信制御装置から受信し、前記フレームレートが調整された画像を前記第2端末装置に提供するように構成され、
前記第2端末装置は、前記サーバ装置によって提供された前記フレームレートが調整された前記画像を表示するためのモニタを備えており、
前記コールセンタは、前記医療関連施設とは異なる施設であり、前記双方向通信が確立した前記第2端末装置を使用して前記手術支援ロボットに生じたトラブルに対処する遠隔支援業務を行うための施設である、遠隔支援システム。 - 前記通信制御装置は、前記医療関連施設に設置され、
複数の前記医療関連施設に設置された前記通信制御装置の各々は、フレームレートが調整された前記画像を前記サーバ装置に送信する、請求項12に記載の遠隔支援システム。 - 前記通信制御装置は、前記手術支援ロボットに取り付けられた内視鏡が撮影した内視鏡画像のフレームレートを調整し、前記サーバ装置に送信する、請求項12または13に記載の遠隔支援システム。
- 前記通信制御装置は、前記手術支援ロボット、前記カメラ、および前記サーバ装置が接続された通信ネットワークの通信負荷を監視し、前記通信負荷に応じて前記画像のフレームレートを調整するように構成されている、請求項12から14のいずれか1項に記載の遠隔支援システム。
- 前記通信制御装置は、前記画像のフレームレートを小さくするように調整する、請求項12から15のいずれか1項に記載の遠隔支援システム。
- 前記サーバ装置は、所定のイベントが検出されると、前記手術支援ロボットおよび前記第1端末装置の少なくとも1つと、前記第2端末装置との間に、前記双方向通信を確立する処理を行うように構成されており、
前記サーバ装置は、前記双方向通信を要求するリクエストを受信した場合、前記所定のイベントを検出する、請求項12から16のいずれか1項に記載の遠隔支援システム。 - 前記サーバ装置は、前記画像の画像解析または音声解析に基づく異常事態の検出に基づき、前記所定のイベントを検出するように構成されている、請求項17に記載の遠隔支援システム。
- 前記サーバ装置は、前記第2端末装置から双方向通信を要求するリクエストを受信することにより、前記所定のイベントを検出する、ように構成されている、請求項17に記載の遠隔支援システム。
- 前記サーバ装置は、前記双方向通信が確立したときに、前記サーバ装置にて受信した前記画像を、少なくとも前記第2端末装置に配信するように構成されている、請求項12から19のいずれか1項に記載の遠隔支援システム。
- 前記サーバ装置は、前記双方向通信が確立したときに、前記カメラにて撮影され前記サーバ装置にて受信した前記画像、および、前記内視鏡にて撮影され前記サーバ装置にて受信した前記内視鏡画像の両方を、少なくとも前記第2端末装置に配信するように構成されている、請求項14に従属する請求項15から19のいずれか1項に記載の遠隔支援システム。
- 前記サーバ装置は、前記双方向通信が確立した前記第2端末装置に前記画像を配信している場合において、当該第2端末装置にて当該画像に重畳表示させるデータが入力されたとき、当該データを前記手術支援ロボットおよび前記第1端末装置の少なくとも1つへ配信するように構成されている、請求項12から19のいずれか1項に記載の遠隔支援システム。
- 前記第1端末装置および前記第2端末装置は、パーソナルコンピュータ、タブレット端末、およびスマートフォンのいずれかである、請求項12から22のいずれか1項に記載の遠隔支援システム。
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