JPH0924053A - 外科手術支援システム - Google Patents

外科手術支援システム

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Abstract

(57)【要約】 【課題】 外科手術の際に、術者が生体患部の病変部を
位置確認することを手助けする。 【解決手段】 外科手術を受ける生体14の患部15を示す
画像データＳ１を蛍光像撮像装置10から出力させ、画像
投影装置11により上記画像データＳ１による画像を再生
し、実際の患部15上に表示させる。その際制御装置13に
より、実際の患部15と表示画像における患部とが互いに
位置的に整合するように、上記画像データＳ１を画像倍
率および／または向きを調節する変換処理にかけて画像
データＳ２とし、この変換画像データＳ２に基づいて表
示画像を再生する。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、外科手術の際に、
術者が生体患部の病変部を位置確認することを手助けす
る外科手術支援システムに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来より、一般にＰＤＤ（Photodynamic
Diagnosis）と称される光力学診断についての研究が種
々なされている。このＰＤＤとは、腫瘍親和性を有し、
光により励起されたとき蛍光を発する光感受性物質を予
め生体の腫瘍部分に吸収させておき、その部分に光感受
性物質の励起波長領域にある励起光を照射して蛍光を生
じさせ、この蛍光による画像を表示して腫瘍部分を診断
する技術である。
【０００３】例えば特公昭６３−９４６４号公報、特開
平１−１３６６３０号公報、特開平７−５９７８３号公
報には、このＰＤＤを行なうための蛍光画像撮像装置が
開示されている。この種の蛍光画像撮像装置は基本的
に、光感受性物質の励起波長領域にある励起光を生体に
対して照射する励起光照射手段と、光感受性物質が発す
る蛍光を検出して生体の蛍光像を撮像する手段とからな
るものであり、多くの場合、生体内部に挿入される内視
鏡や、手術用顕微鏡等に組み込まれた形に構成される。
【０００４】上述のような蛍光画像撮像装置で撮像され
た患部の画像を画像表示手段に表示させると、光感受性
物質が腫瘍親和性を有することにより、腫瘍の浸潤範囲
が蛍光像として示される。そこで術者はこの表示画像を
参考にして腫瘍の浸潤範囲を把握し、適切な切除範囲を
決定することができる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】ところで、上記の光感
受性物質から発せられる蛍光は、一般に極めて微弱であ
るため、手術用顕微鏡等に組み込まれた蛍光画像撮像装
置によって蛍光画像を撮像する際には、手術室内の明る
さを極端に低下させることが必要となっている。こうし
て手術室内が暗くされていると、実際の患部が見難くな
るので、上記のように腫瘍部分が蛍光像として表示され
ていても、それが実際の患部ではどの位置に存在するの
か判別困難となる。
【０００６】さらに、画像表示手段に表示される蛍光像
は、人眼で見た実際の患部とはかなり趣が異なるので、
特に術者が不慣れのような場合は、たとえ手術室内が明
るくても、蛍光像と実際の患部との間の位置的対応が分
かり難くて、蛍光像に示されている腫瘍部分が実際の患
部ではどの位置に存在するのか判別できないこともあ
る。
【０００７】本発明は上記の事情に鑑みてなされたもの
であり、外科手術の際に、術者が生体患部の病変部を位
置確認することを手助けできる外科手術支援システムを
提供することを目的とするものである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明による外科手術支
援システムは、外科手術を受ける生体の患部を示す画像
データを出力する装置と、この画像データに基づいて患
部の画像を再生し、実際の患部上に表示する画像表示装
置と、実際の患部と、上記表示される画像における患部
とが互いに位置的に整合するように、表示される画像の
倍率および／または向きを調節する位置合わせ手段とか
ら構成されたものである。
【０００９】
【発明の効果】上記構成を有する本発明の外科手術支援
システムによれば、生体の患部の画像が、実際の患部と
位置的対応を取った上で、この実際の患部上に表示され
る。したがって、表示された画像に病変部が示されてい
れば、それは実際の病変部の上に重ねて表示されるの
で、術者は病変部の位置を容易かつ正確に認識すること
ができる。
【００１０】
【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の実
施の形態を詳細に説明する。図１は、本発明の外科手術
支援システムの一つの実施の形態を示すものである。こ
の外科手術支援システムは、蛍光像撮像装置10と、画像
投影装置11と、ＭＲＩ（磁気共鳴イメージング）装置12
と、以上の各装置10、11および12に接続された制御装置
13とから構成されている。
【００１１】外科手術を受ける患者14の患部15には、腫
瘍親和性を有し、光により励起されたとき蛍光を発する
光感受性物質が予め吸収されている。この光感受性物質
としては、例えばポルフィリン系のものが用いられる。
なお図２に平面視の状態を示すように、患者14は手術台
16上の所定位置に載置され、この患者14上の所定位置に
は一例として２個の位置合わせ蛍光マーカー17、17が固
定されている。
【００１２】蛍光像撮像装置10は、上記光感受性物質の
励起波長領域にある励起光Ｌ１を発する励起光源20と、
上記光感受性物質が発する蛍光Ｌ２を検出して患部15の
蛍光像を撮像する撮像手段21とから構成されている。な
おこの撮像手段21は、例えば高感度のＣＣＤカメラ等か
らなる。
【００１３】一方画像投影装置11は、例えば液晶表示パ
ネル等の画像再生手段と、そこに再生表示された画像を
患者14の患部15上に投影する投影光学系とから構成され
ている。そしてこの画像投影装置11には、上記位置合わ
せ蛍光マーカー17、17および制御装置13とともに画像位
置合わせ手段を構成する、ＣＣＤカメラ等の撮像手段22
が固定されている。
【００１４】以下、上記構成の外科手術支援システムの
作用について説明する。患部15から腫瘍を摘出する外科
手術が施される際には、蛍光像撮像装置10の励起光源20
が駆動され、そこから発せられた励起光Ｌ１が患部15に
照射される。それにより、患部15が吸収している光感受
性物質が励起されて蛍光Ｌ２を発する。撮像手段21はこ
の蛍光Ｌ２を検出して患部15の蛍光像を撮像し、この蛍
光像を示す画像データＳ１を制御装置13に入力する。
【００１５】制御装置13はこの画像データＳ１に対し
て、後述の位置合わせのための変換処理を施し、変換処
理後の画像データＳ２を画像投影装置11に入力する。画
像投影装置11はこの画像データＳ２に基づいて、前述し
た液晶表示パネル等の画像再生手段に患部15の蛍光像を
再生表示する。図３の（ａ）は、この蛍光像の表示状態
を概略的に示すものである。このように画像再生手段11
ａには、患部15に存在する腫瘍の像18Ａを明瞭に示す蛍
光像が表示される。なお図中の17Ａは、マーカー像であ
る。そして画像投影装置11は、この表示された蛍光像
を、実際の患部15上に投影する。
【００１６】図３の（ｂ）は、実際の患部15を肉眼で観
察した状態を示している。実際の患部15には、上記蛍光
像において示された腫瘍18が当然存在するものである
が、先に述べたよう手術室内が暗い等の理由で、肉眼で
はこの腫瘍18が明瞭に認められないこともあり得る。し
かしここで、上記蛍光像が、そこに示されている患部と
実際の患部15とが位置的に整合するようにして実際の患
部15上に投影されると、図３の（ｃ）に示すように、実
際に腫瘍18が存在する患部15上の位置に、腫瘍像18Ａが
投影表示されるようになる。
【００１７】したがって術者は、この投影表示画像中の
腫瘍像18Ａを参考にして、実際の腫瘍18の存在位置や大
きさを正確に認識可能となり、よって、切除範囲を必要
最小限にして適切な外科手術を行なうことができる。
【００１８】次に、実際の患部15と蛍光像との位置合わ
せについて説明する。画像投影装置11に固定されている
撮像手段22は、実際の患部15を位置合わせ蛍光マーカー
17、17とともに撮像する。こうして撮像された位置合わ
せ用画像を示す画像データＳ３は、制御装置13に入力さ
れる。制御装置13は、この画像データＳ３における蛍光
マーカー17、17の画素位置と、蛍光像撮像装置10から入
力された画像データＳ１における蛍光マーカー17、17の
画素位置とが一致するように、画像データＳ１に対して
画像拡縮および画像回転の変換処理を施す。
【００１９】また、画像投影装置11と撮像手段22との相
対位置は、上記画像データＳ１とＳ３における蛍光マー
カー17、17の画素位置が互いに一致したとき、実際の患
部15と投影画像における患部とが位置的に整合するよう
に設定されている。そこで、画像投影装置11により、上
記変換処理を受けた後の画像データＳ２に基づいて蛍光
像を再生し、それを実際の患部15上に投影すれば、実際
に腫瘍18が存在する患部15上の位置に、腫瘍像18Ａが投
影表示されることになる。
【００２０】なお、画像データＳ１に対する画像拡縮
（投影倍率変更）および画像回転（投影画像の向きの変
更）の処理は、例えば蛍光像投影の向きを厳密に所定方
向に設定可能である場合には画像拡縮のみというよう
に、一方だけを行なうようにしてもよい。
【００２１】本例では、ＭＲＩ装置12が出力するＭＲＩ
画像データＳ４も制御装置13に入力されるようになって
おり、前記蛍光像に代えて、該画像データＳ４が示す患
部15のＭＲＩ画像を実際の患部15上に投影表示可能とな
っている。したがって術者は、このＭＲＩ画像を参考に
して病変部の位置を認識することもできる。この場合の
表示画像における患部と実際の患部との位置合わせは、
上に述べたのと同様にして行なうことができる。また、
特に前述の蛍光マーカー17、17を写し込まなかったＭＲ
Ｉ画像に対しては、従来から知られているパターン・マ
ッチングの手法を用いる等して、位置合わせを行なうこ
とも可能である。
【００２２】なお、上記ＭＲＩ装置12や蛍光像撮像装置
10に代えて、あるいはそれらに加えて、Ｘ線ＣＴ装置や
超音波診断装置等の別の装置を制御装置13に接続し、そ
れらの装置から出力される画像データが示す画像を患部
上に投影することも可能である。
【００２３】また、蛍光像撮像装置10や画像投影装置11
は、手術用照明装置や手術用顕微鏡装置に組み込むこと
ができる。さらに画像投影装置11に代えて、光ビームを
患部上で走査させてそこに画像を表示する装置を用いる
こともできる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一つの実施の形態による外科手術支援
システムを示す概略図
【図２】蛍光像撮像を受ける患者の状態を示す平面図
【図３】上記外科手術支援システムにおける患部画像の
表示状態を説明する概略図
【符号の説明】
10 蛍光像撮像装置 11 画像投影装置 12 ＭＲＩ装置 13 制御装置 14 患者 15 患部 17 位置合わせ蛍光マーカー 20 励起光源 21、22 撮像手段 Ｌ１ 励起光 Ｌ２ 蛍光

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 外科手術を受ける生体の患部を示す画像
    データを出力する装置と、 この画像データに基づいて前記患部の画像を再生し、実
    際の患部上に表示する画像表示装置と、 実際の患部と、前記表示される画像における患部とが互
    いに位置的に整合するように、表示される画像の倍率お
    よび／または向きを調節する位置合わせ手段とからなる
    外科手術支援システム。
  2. 【請求項２】 前記画像データを出力する装置が、蛍光
    を発する光感受性物質を吸収している患部に対して、前
    記光感受性物質の励起波長領域にある励起光を照射し、
    そのとき患部から発せられた蛍光を検出して患部の蛍光
    像を撮像する装置であることを特徴とする請求項１記載
    の外科手術支援システム。
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