JPH10146341A

JPH10146341A - 手術装置

Info

Publication number: JPH10146341A
Application number: JP9229097A
Authority: JP
Inventors: Kazutoshi Suga; 和俊菅; Masakatsu Fujie; 正克藤江; Ryuichi Shinomura; 隆一篠村; Koichi Sano; 耕一佐野; Hiroyuki Takeuchi; 裕之竹内
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1996-09-18
Filing date: 1997-08-26
Publication date: 1998-06-02
Anticipated expiration: 2017-08-26
Also published as: JP3550966B2

Abstract

(57)【要約】【課題】本発明は、手術を行う患部の詳細な画像を観察
しながら高い精度の手術を行うことができるとともに、
この手術中に、より広い範囲を撮影した画像によって患
部の関係部位を観察可能にし、安全性の高い手術装置を
提供することを目的とする。【解決手段】ＭＲＩ装置１の計測領域に手術台１０を設
け、内視鏡２、超音波スキャナ３による局所的な画像を
モニタしながら、操作入力装置で操作マニピュレータ４
を操作して手術を行えるようにする。またこの手術中
に、ＭＲＩ装置で、患部周辺の、内視鏡２の観察領域よ
りも広い範囲を観察可能にする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、核磁気共鳴画像装
置（ＭＲＩ装置：Magnetic Resonance Imaging）によっ
て得られる情報と内視鏡などの局所を撮像する手段によ
って得られる情報とを利用して、同一の手術台上で治療
或いは手術を可能にする医療機器又は医療施設に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】特開平７−１９４６１６号公報には、被
検体に挿入されるカテーテルのような挿入物の挿入状態
をリアルタイムで確認できるようにし、挿入物の挿入操
作を正しく行えるようにした手術支援システムが提案さ
れている。この手術支援システムは、微動可能な天板を
有する寝台とＸ線断層像撮影装置（Ｘ線ＣＴ装置）を備
え、天板上に固定された被検体に対し、断層画像の撮影
や３次元画像の生成を行うことができる。

【０００３】さらに特開平８−１４０９５８号公報に
は、オープンガントリー型ＭＲＩ装置の検査環境の下で
治療を行うことが提案されている。

【０００４】また特開平７−１９４６０９号公報には、
医療用マスタースレーブ式マニピュレータと内視鏡を用
いて治療を行う装置が提案されている。

【０００５】このように、体外から非侵襲で体内にある
患部の計測や検査を可能にしたシステムや、体表を大き
く切開しないで手術ができるような低侵襲手術を目的と
した装置がそれぞれ提案されてきている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】上記従来技術のうち、
特開平７−１９４６１６号公報に記載された手術支援シ
ステムでは、患者に対して非侵襲で３次元の計測ができ
るが、手術に利用することについては考慮されていな
い。手術は長時間におよぶことがあり、長時間に亙って
患部の撮影を行えることが必要である。また細部の詳細
な画像が得られることも必要である。Ｘ線ＣＴ装置の場
合、医療スタッフの被爆の問題があり、術中に長時間に
亙って計測を続けることは困難であり、また手術に要求
される詳細な（肉眼で見ているような）患部の画像を得
ることも困難である。

【０００７】また、Ｘ線ＣＴ装置を手術支援システムと
して利用する場合、Ｘ線ＣＴ装置で術前に患部の検査を
行い、手術後にＸ線ＣＴ装置で検査行って手術効果を確
認するという利用方法が一般的である。しかし、手術後
の検査で効果が確認できなかった場合、再手術が必要に
なる。これは、患者、医師双方にとって負担が大きい。

【０００８】特開平８−１４０９５８号公報に記載され
たオープンガントリー型ＭＲＩ装置を手術に利用する場
合、長時間に亙る手術中の医療スタッフの被爆の問題は
解消される。しかし、手術に要求される詳細な（肉眼で
見ているような）患部の画像を得ることが困難なことに
かわりはない。さらにこの公報では、医師がＭＲＩ装置
の極近くで治療を行うことが示されているが、高磁場に
よる不慮の事故や万一金属を持ち込んだ場合などの影響
を考えると、医師が近づかずに手術ができることが望ま
しい。

【０００９】一方、特開平７−１９４６０９号公報に記
載されたマニピュレータを用いて低侵襲で手術を行う場
合、手術位置で体表を大きく切開せず、マニピュレータ
の作動領域の近傍を内視鏡で観察する。このとき、内視
鏡視野は狭く、手術領域の極限られた範囲しか見えず、
手術領域或いは患部を広い範囲で観察することができな
い。

【００１０】また、高度な医療が可能な装置或いはシス
テムができても、医療の現場では安全性が全てに優先す
る。このため、診断技術とマニピュレータを駆使した手
術装置においても、安全性を保つことが重要である。

【００１１】本発明の目的は、患部の詳細な画像を得て
高い精度の手術を可能にするとともに、この手術中に、
より広い範囲を撮影した画像によって患部の関係部位を
観察することを可能にすることによって、安全性の高い
手術を可能にした手術装置を提供することにある。

【００１２】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明の手術装置は、術具を支持する操作マニピュ
レータと、この操作マニピュレータを操作する操作入力
手段と、前記術具の作業領域を局所的に観察する映像手
段と、手術台とを備えた手術装置において、前記映像手
段の撮影領域よりも広い範囲を計測対象領域とする核磁
気共鳴画像装置を備え、この核磁気共鳴画像装置の計測
対象領域が手術台の面上に位置するように前記手術台を
配置し、前記核磁気共鳴画像装置による計測と前記操作
マニピュレータに支持された術具による手術とを前記手
術台上で可能にしたものである。

【００１３】このとき、操作マニピュレータに支持され
た術具が核磁気共鳴画像装置の計測対象領域内で操作さ
れるように配置するとよい。

【００１４】また、操作マニピュレータ及び映像手段を
支持体で支持し、この支持体を手術台に対してその長手
方向に移動可能に設けるとよい。

【００１５】また、操作マニピュレータ及び映像手段を
支持体で支持し、この支持体を手術台の長手方向に沿う
側端部に設けるとよい。

【００１６】また、操作マニピュレータ及び映像手段を
支持する支持体を、手術台から取り外し可能に設けると
よい。

【００１７】また、操作入力手段を設けた操作卓及び操
作マニピュレータが、操作入力手段を操作する操作者の
視野角内に存在するように、操作卓を配置するとよい。

【００１８】また、操作マニピュレータが、操作入力手
段を設けた操作卓の前面よりも後ろ側に存在するよう
に、操作卓を配置するとよい。

【００１９】また、操作マニピュレータが、操作入力手
段を設けた操作卓の最前部よりも後ろ側に存在するよう
に、操作卓を配置するとよい。

【００２０】また、核磁気共鳴画像装置は、上下に分け
て配された円筒状の磁気発生装置と、これらの磁気発生
装置の間隔を維持するように支持する支柱とを有し、操
作マニピュレータ及び映像手段を支持体で支持し、操作
入力手段を設けた操作卓を、手術台の長手方向におい
て、磁気発生装置の間隔を維持するように支持した支柱
よりも操作マニピュレータ及び映像手段を支持する支持
体側に配置するとよい。

【００２１】また上記目的を達成するために、本発明の
手術装置は、術具を支持する操作マニピュレータと、こ
の操作マニピュレータを操作する操作入力手段と、前記
術具の作業領域を局所的に観察する映像手段と、手術台
とを備えた手術装置において、前記映像手段の撮影領域
よりも広い範囲を計測対象領域とする核磁気共鳴画像装
置を備え、この核磁気共鳴画像装置の計測対象領域が手
術台の面上に位置するように前記手術台を配置するとと
もに、前記核磁気共鳴画像装置による計測と前記術具の
操作とが互いに排他的に実行されるように、前記核磁気
共鳴画像装置による計測モードと前記術具の操作モード
とを切り換える制御装置を備え、前記核磁気共鳴画像装
置による計測と前記操作マニピュレータに支持された術
具による手術とを前記手術台上で可能にする。

【００２２】映像手段は手術領域の極限られた範囲を詳
細に画像表示（モニタ）し、術者の操作を支援する。術
者はこの詳細な画像を観察しながら高い精度を必要とす
る手術を行うことができる。また、この手術中に、前記
映像手段の画像よりも広い領域の画像を核磁気共鳴画像
装置から得ることができるので、前記映像手段の画像の
範囲外での変化や問題にも速やかに対応できる。

【００２３】このような映像手段の例としては、内視鏡
とその撮影した画像を表示するディスプレイがある。

【００２４】

【発明の実施の形態】本発明の第１の実施例を、図を用
いて説明する。図１は、オープンガントリー型のＭＲＩ
装置１を用いて、その計測対象領域に、手術台１０を設
けた実施例を示している。

【００２５】ＭＲＩ装置１は、ほぼ円筒形の上下２つに
分かれた磁気発生器１２と、それを支える支柱１１と、
図示していないが、これを制御するＭＲＩ制御装置から
なっている。この装置の計測対象領域は、磁気発生器１
２に挟まれた間の一様磁界領域内の空間で、円筒形の円
の中心付近に設定されている。

【００２６】手術台１０は、このＭＲＩ装置１の計測対
象領域に、患部のある手術位置を持っていくために、図
１に示すように手術台の長手方向に平行に、送入、送出
が可能になっている。これにより、容易に患部の位置を
調整できる。

【００２７】支持装置９は、患部の体表組織を持ち上
げ、術野を確保するための腹壁を持ち上げる装置（腹壁
持ち上げ装置）を兼ねている。これと共に、内視鏡装置
２、超音波スキャナ装置３を患部に侵入させ、位置・姿
勢を外部から制御できる機構部を支持する。さらに、手
術のために治療具を患部に侵入させ、位置・姿勢を外部
から制御できる操作マニピュレータ４を支持する。

【００２８】内視鏡２は、操作卓５に設置している内視
鏡制御装置によって制御し、患部の画像をを得る。

【００２９】超音波スキャナ装置３は、やはり操作卓６
に設置した超音波スキャナ制御装置によって制御し、内
蔵などの臓器内部の超音波画像を得る。これらの制御装
置は、必ずしも操作卓に設置する必要はなく、独立ある
いは、まとめて近い側の操作卓に設置しても良いし、管
理装置８に設置しても良い。

【００３０】操作マニピュレータ４は、その先端に鉗子
やレーザーメスなどの治療に用いる治療具を取り付け、
その位置・姿勢を、外部の操作入力装置のある操作卓５
や６から、医師の操作入力装置の操作によって制御され
る。

【００３１】ここで言う術具とは、医師の操作入力によ
り遠隔で動かすことのできるマニピュレータ機能を持
ち、その先端に手術のための道具をとりつけているもの
を表している。つまり、位置・姿勢を外部から制御でき
る内視鏡装置、超音波スキャナ装置や、やはり位置・姿
勢を外部から制御できる鉗子、レーザーメスなどの治療
具を備えたマニピュレータ等をいう。

【００３２】したがって、医師が操作する操作入力装置
によって、医師の意図を位置や姿勢の変化で取り込み、
この情報によって、術具の位置や姿勢は制御されてい
る。いわゆるマスター・スレーブマニピュレータシステ
ムを形成している。術具、または、手術道具を支持する
装置には、触覚や力を検出する手段が設けてあり、術具
が組織から受ける力や触覚情報は、医師の操作する操作
入力装置にフィードバックされる。

【００３３】局所的な映像手段としては、内視鏡装置、
超音波スキャナ装置などの撮像装置がある。内視鏡は、
やはり位置・姿勢を変化できる支持装置によって支持さ
れており、医師の指示によって、その位置や姿勢を医師
の望むように変化する。同様に、超音波スキャナも、位
置・姿勢を変化できる支持装置によって支持されてお
り、医師の指示によって、その位置や姿勢を医師の望む
ように変化する。

【００３４】支持装置９は、手術台１０の長手方向に沿
う両側部に取り付ける。ＭＲＩ装置１を検査のみに用い
る場合には、これを取り外すことができる。また、手術
台１０の両側部には、長手方向に沿うようにガイドレー
ル１７が設けてあり、支持装置９を患者１９０の手術す
る部位（患部）に合わせて、最適な位置に移動させるこ
ともできる。

【００３５】主操作卓５は、主術者１００が使用するも
ので、操作マニピュレータ４を操作するために、操作入
力装置や、ＭＲＩ装置１の断層画像や内視鏡２の画像や
超音波画像やその他の医療情報を表示させるディスプレ
イが備えられている。さらに、術前のＭＲＩ画像やガイ
ダンス情報を表示する。立体モニタ５１は、ＭＲＩ装置
の情報や超音波画像の立体画像を立体的に表示できる。
また、サブモニタ５２は、断層画像や超音波画像を表示
しておくためのモニタである。画像の切り替えには、ペ
ダルなどを用いて手を使わずに切り替えることができる
ようになっている。

【００３６】副操作卓６は、副術者１１０が使用するも
ので、主術者と同等の機能を持たせる。主術者に変わっ
て、操作マニピュレータ４を操作するための操作入力装
置や画像表示用のモニタを持っている。

【００３７】医療情報モニタ７は、主に麻酔医１２０が
用いるもので、患者の生命維持、及び、生体機能のモニ
タに用いる。

【００３８】機器管理制御装置８は、手術装置の各装置
とつながっていて、装置間のデータのやり取り、及び、
各装置の機能をモニタし、異常が起こった場合、医療ス
タッフにそれを連絡するとともに、必要な場合には、装
置を速やかに停止させる。

【００３９】図２は、本実施例を概念的な構成で示した
ものである。図２には、オープンガントリー型のＭＲＩ
装置１の外観も示している。オープンガントリー型のＭ
ＲＩ装置１の情報は、直接サブモニタ５２に画像として
表示するほかに、画像情報統合装置８１に入いる。ま
た、内視鏡２の内視鏡画像も画像情報統合装置８１に入
いる。さらにまた、超音波スキャナの画像情報も画像情
報統合装置８１に入いる。画像情報統合装置８１は、こ
れらの画像を再構成して、立体画像として、立体モニタ
５１に表示する。画像の切り替えには、ペダルのような
画像切り替え装置５４からの信号によって、画像情報統
合装置８１によって切り替える。

【００４０】また、操作マニピュレータ４は、操作入力
装置４１からの医師により操作の情報により、操作マニ
ピュレータ制御装置４２によって、位置・姿勢を制御さ
れる。

【００４１】ＭＲＩ装置１、内視鏡２、超音波スキャナ
３や画像情報統合装置８１や操作マニピュレータ制御装
置４２、さらには、医療情報モニタ７は、機器管理制御
装置８に接続され、各機器との情報のやり取りや機器の
異常の監視を行う。

【００４２】本実施例での手術に際しては、図３に示す
ように、まず、手術台１０をＭＲＩ装置の計測対象領域
から送出した位置で、患者を手術台に固定し、患部の手
術位置に対して、支持装置９を最適な位置に移動させ、
手術台に固定する。次に、患部部位の術野を確保するた
めに、体表組織を持ち上げる。これには、体表（主に腹
壁など）に複数の小さな穴をあけ、そこから、支持装置
９に設けている腹壁持ち上げ用の部材を挿入し、腹壁を
上部に持ち上げる。持ち上げた状態で、固定する。さら
に、内視鏡２や超音波スキャナ３、及び操作マニピュレ
ータを同じく、体表にあけた小さな穴から、挿入する。
腹壁持ち上げ用部材の進入穴と同じ穴を用いても良い。
体表の侵襲をできるだけ小さくするには、腹壁持ち上げ
用ジグの進入穴と、内視鏡や超音波スキャナ、操作マニ
ピュレータなどの術具の挿入用穴を共有することが望ま
しい。これにより、内視鏡を１本、超音波スキャナを１
本、操作マニピュレータを４本用いる手術でも、全部で
６カ所の穴でよい。さらに、生命維持、及び生体監視用
のセンサを患者に取り付ける。

【００４３】患者への装置の設定を終えると、図４のよ
うに、手術台をＭＲＩ装置の計測対象領域に送入し、患
部を計測対象領域に位置させる。この状態で、最初にＭ
ＲＩ装置により、患部部位の断層画像を計測する。これ
により、患部の状態、取り付けた術具の位置、姿勢の関
係を把握する。術具を操作し、患部に対して、もっとも
よく観察できる位置に内視鏡を移動させ、患部への治療
を開始する。

【００４４】患部が、内臓内部の場合、超音波スキャナ
を内視鏡を見ながら、対象臓器に接触させ、超音波画像
を得る。さらに、ＭＲＩ装置を稼働させ、詳細な位置関
係の把握と、患部の画像を得て、超音波画像と画像統合
する事で、より正確な位置関係を得ることができる。

【００４５】このようにして得た患部の位置情報に基づ
き、医師は、操作入力装置のマスターアームを操り、ス
レーブアームである操作マニピュレータを所望の位置・
姿勢に制御し、治療を行う。途中、必要であれば、ＭＲ
Ｉ装置で計測を行い、その他の術具を駆使して、位置や
患部の状態を確認しながら、治療を行う。

【００４６】機器管理制御装置８は、各機器間で絶えず
情報のやり取りを行い、データ交換している。従って、
どこからでも必要なデータを入手できる。また、常時機
器の状態を監視し、特定の機器が異常を発生した場合に
は、速やかに警報を発するとともに、異常箇所を表示
し、医療スタッフに対処を求める。これにより、データ
の利用を容易にし、手術装置の安全性を高める。

【００４７】治療によっては、鉗子やレーザーメスのみ
でなく、縫合装置、吸引管、洗浄管、燒結装置、超音波
治療器などを用いる。これらは、すべて、操作マニピュ
レータに設けてある導入管を通して、または、操作マニ
ピュレータと差し替えて、用いられる。

【００４８】治療措置が終了するか、または、途中段階
において、治療操作の正否や効果確認のため、ＭＲＩ装
置で、ＭＲＩ断層画像を得る。血液の流れなどから、縫
合が完全か、内臓が機能を始めたかなど、治療の正否や
効果が確認できる。また、予想外の領域に出血がある場
合などにも確認することができ、内視鏡のみでは、分か
らなかった内視鏡の視野外での出血などを発見できる。

【００４９】これにより、手術途中での種々の処置が確
実に行われたことを確認しながら手術を行うことがで
き、手術後の検査による再手術の可能性が下がる。その
結果として、患者の負担を軽減できる。また、内視鏡の
みではわかりにくかった視野外の出血を事前に発見で
き、手術の安全性が向上する。

【００５０】ペダルまたは、キー入力、または、音声入
力などにより、画像情報の切り替えを術者が容易に行え
る。切り替えの指示としては、次のものがあげられる。
内視鏡カメラの位置・姿勢の移動、超音波スキャナの位
置・姿勢の移動、さらには、映し出される映像データの
変更、例えば、ＭＲＩ装置の画像の横断面を縦断面に変
えたり、ＭＲＩ装置の画像からＸ線ＣＴの画像に変えた
り、縮小したり、拡大したり、視点を変えたり、ズーム
点を代えたりできる。

【００５１】マニピュレータの操作は、医師が、内視鏡
や超音波スキャナ、さらには、ＭＲＩ装置の画像を見な
がら、操作を判断して行う。医師が快適に操作できるよ
うに、操作入力装置は、術具との対比が分かりやすいよ
うに設計されている。例えば、内視鏡画像に映るマニピ
ュレータの映像は、位置的には、中央にあっても、姿勢
が操作入力装置と対応していなければ、操作性が低下す
る。このため、操作入力装置は、できる限り内視鏡に映
るマニピュレータの姿勢に近い姿勢を再現できるように
なっている。このためには、操作入力装置のマニピュレ
ータ部は、その姿勢が、画面に映っているスレーブマニ
ピュレータと同じ姿勢がとれる構造になっている。

【００５２】ＭＲＩ装置の高磁場内に存在する支持体、
術具などは、弱磁性体、またはセラミック、または合成
樹脂など、高磁場下でも磁場の影響を受けず、また、Ｍ
ＲＩ装置の計測に障害を与えないものでつくられてい
る。これらを駆動するアクチュエータについても、非磁
性材料、弱磁性材料、セラミックまたは樹脂等の材料
で、油圧・水圧などによる電磁力以外の駆動原理で駆動
する。

【００５３】操作マニピュレータ４で構成されている術
具や内視鏡、超音波スキャナ、そしてＭＲＩ装置など
は、集中して機器管理制御装置８によってその機能を制
御する。

【００５４】ＭＲＩ計測中は、その検出結果に影響がで
ないように、操作マニピュレータ４、術具や内視鏡、超
音波スキャナは、電気的に停止状態にあり、動作しない
機械的ロック状態とするように制御する。また、操作マ
ニピュレータ、術具や内視鏡、超音波スキャナ動作中
は、ＭＲＩ計測要求が、医師から指示されても、動作中
の表示と警告を表示し、これら動作中装置の停止を勧告
する。機器管理制御装置によって、これら装置の停止状
態が検出されて初めて、ＭＲＩ装置の計測を許可するよ
うに制御する。

【００５５】機器管理制御装置８は、常時異常を検出で
きるように、各機器に対し状態監視を行っている。これ
により、全体システムの信頼性を確保する。

【００５６】手術者や副術者のそれぞれには、複数の画
像モニターが用意されている。３画面の例を示している
が、それぞれの画面には、役割、映像データの指定がな
されており、１つのモニタでマルチウィンドウにした場
合に起こる、どこになにがでてくるかが曖昧になった
り、ウィンドウの重なりによって、隠れた部分ができて
しまうことを極力さけるシステムになっている。このう
ちの１つは、立体視ができるモニタになっている。

【００５７】本実施例におけるもう一つの特徴は、各装
置の配置にある。

【００５８】本実施例では、マニピュレータの操作位置
と治療位置とが分離しているため、術者が操作入力を行
う位置をどうするかが安全性を考える上で重要になる。
術者が患者の様子を把握しながら、かつ患者の容体が急
変したときに迅速に行動できるシステムの構築が必要で
ある。このために、医師が患者の状態を最小の視線の移
動で確認できるように、医師から患者を見通すことので
きる位置に各装置が必ず存在するように配置する。

【００５９】さらに、その配置において、ＭＲＩ装置の
磁場の影響を受けず、かつ、影響を与えないように、所
定の磁場強度以下の領域に配置する。例えば、所定磁場
強度が５ガウスとすると、ＭＲＩ装置周辺の磁場分布に
おいて、この磁場強度より小さい領域で、かつ、医師が
患者を見通せる位置にあるように手術支援システムの各
装置を配置する。

【００６０】図1において、領域を区切る線１５は、所
定磁場強度の等磁場強度線を示している。所定の磁場強
度の等磁場強度線15を境界として、この境界の外側に配
置する。

【００６１】これにより、各装置に対する磁場の影響は
許容レベル以下になり、医師の患者に対する注意力は最
大となる。

【００６２】ここでいう各装置とは、当然高磁場下で動
く術具や支持体などではなく、医師が操作を入力する操
作入力装置、内視鏡２や超音波スキャナ３やＭＲＩ装置
１の画像をモニタする装置、機器管理制御装置８、麻酔
医モニタ７など直接磁場下に置く必要がなく、また、磁
場の影響を受けやすいブラウン管等を含む装置のことで
ある。

【００６３】上記の各装置の配置に関する原則は以下に
述べる他の実施例でも同様である。

【００６４】本発明に係る手術装置には少なくとも１つ
以上の操作卓があり、本実施例の手術装置では主・副の
操作卓５、６がある。これらは、主操作卓５と手術位置
とが主術者の視野角内に配置され、また、副操作卓６と
手術位置とが副術者の視野角内になるように配置され
る。

【００６５】一般的には、視野角は１８０度、すなわち
真正面から左右にそれぞれ９０度程度と考えられる。こ
のとき、操作マニピュレータ４が、操作卓５、６の前面
或いは最前部よりも後ろ側に存在するように操作卓を配
置すれば、操作卓５、６と手術位置とが術者１００、１
１０の視野角内に配置されることになる。すなわち、図
１の操作卓５の一点鎖線Ａよりも後ろ側に、或いは、操
作卓６の一点鎖線Ｂよりも後ろ側に操作マニピュレータ
４が存在するようにすればよい。

【００６６】また、核磁気共鳴画像装置は、上下に分け
て配された円筒状の磁気発生装置と、これらの磁気発生
装置１２の間隔を維持するように支持する支柱１１とを
有するオープンガントリー型のＭＲＩ装置の場合、操作
卓５、６を、手術台１０の長手方向において、支柱１１
よりも支持装置９側に配置すれば、操作卓５、６と手術
位置とが術者１００、１１０の視野角内に配置されるこ
とになる。

【００６７】上述の説明では視野角を約１８０度とし
て、この範囲内に操作卓５、６と手術位置とが存在する
ようにしたが、より好ましくは、９０度以内に配置する
とよい。これにより、頭を左右に振ることなく、しかも
視認性が確実に向上する。さらに好ましくは、術者から
見て、操作卓５、６と手術位置とが一直線上に並ぶこと
が理想的でる。このとき、操作卓５、６の高さは邪魔に
ならないよう低い方が好ましい。

【００６８】さらに、主装置卓５および副操作卓６は、
磁場強度に依存して限定された領域内に配置される。例
えば、磁場強度として５ガウスをしきい値とした場合、
５ガウス以下の領域が、磁場強度に依存して限定された
領域内にあたる。

【００６９】また、麻酔医モニタも、その磁場強度に依
存して限定された領域に配置する。すなわち、麻酔医モ
ニタは、その磁場強度が所定磁場強度より大きな領域の
外に、配置する。

【００７０】上記の所定磁場強度は各装置に許されてい
る磁場強度によって変わるものである。

【００７１】また、従来のＭＲＩ装置は操作室が計測室
とは別室で設けられていた。しかし本実施例では、ＭＲ
Ｉ装置が配置される手術室内に特別な壁を設けることな
くＭＲＩ装置の操作装置を配置することにより、緊急の
場合に医師が患者に近づきやすく安全性が高くなり、操
作性が向上する。

【００７２】図５は、第２の実施例を示している。これ
は、左右に分離したオープンガントリー型のＭＲＩ装置
での手術台を設けた本発明の実施例である。磁気発生装
置は１ａは、図のように、左右に分離し、その１つずつ
はドーナツ型になっていて、ドーナツ型の中心部に患者
や手術台が送入される。この場合でも、ＭＲＩ装置の構
造を除けば、その他の装置は図１と同様の構成、配置で
ある。

【００７３】この場合には、支持装置９や術具なしに、
通常の手術も可能である。

【００７４】また、この場合、低侵襲手術のために各装
置を取り付けるには、手術台に患者を固定した状態で、
患部の手術位置をＭＲＩ装置の計測対象領域に手術台を
送入して位置させ、その後に、支持装置や術具を取り付
けることが可能である。

【００７５】さらに、図５のような装置構成のＭＲＩ装
置に対しても、所定の磁場強度以下の領域に、操作卓を
配置する。すなわち、磁場強度が所定の磁場強度より大
きな領域の外に、操作卓を配置する。

【００７６】分離型のオープンガントリー型ＭＲＩ装置
においては、主術者１００は、分離している電磁コイル
に挟まれた空間の手術台１０に対して、一方に位置す
る。また、副術者１１０は、主術者１００とは、手術台
１０を挟んで反対側に位置する。このとき、麻酔医１２
０は、じゃまにならない分離している電磁コイル１ａの
一方の、患者１９０を目視できる位置に配置する。麻酔
医１２０の医療情報モニタ７は、患者１９０の生体のモ
ニタがし易いように、かつ、磁場の影響が小さい磁場強
度に依存して限定された領域内で、術者などと干渉しな
い位置に配置する。本実施例では、医療情報モニタ７を
手術台１０の長手方向で患者の頭部側の延長線上に配置
する。

【００７７】図６は、第３の実施例を示したものであ
る。中空円筒状のＭＲＩ装置に手術台を設けたものであ
る。この場合には、図１の場合と同じように、患者を手
術台に固定し、各機器を取り付けたあとで、手術台をＭ
ＲＩ装置の計測対象領域へ移動させる。この場合でも、
図１の場合と全く同様に機能させることができる。

【００７８】また、図６のような装置構成のＭＲＩ装置
に対しても、やはり所定の磁場強度以下の領域に、操作
卓を配置する。すなわち、磁場強度が所定の磁場強度よ
り大きな領域の外に、操作卓を配置する。

【００７９】図７は、第４の実施例を示したものであ
る。ＭＲＩ装置が専用の手術室７０１に設置されている
場合のものである。本実施例においても主術者１００の
操作卓５、副術者１１０の操作卓６、麻酔医１２０の医
療情報モニタ７は患者を見通せる位置に配置する。この
ため、専用の手術室７０１の壁面７０２には適当な場所
に窓を設けるか、壁全体を透明にする。また、手術室７
０１の壁面７０２は磁気強度を考慮して設けられる。こ
のとき、手術室７０１の壁面７０２に磁気シールド効果
をもたせても良い。専用の手術室７０１にＭＲＩ装置１
ｂを設置し、術具を制御・操作する機器を手術室７０１
外に設置することで、金属性のものを身に付けていない
かどうかチェックしていない者でも術具を制御・操作す
ることが可能になる。

【００８０】本実施例は特に磁場強度が強い場合に有効
であり、操作卓は所定の磁場強度以下の領域に配置され
ることになる。すなわち、磁場強度が所定の磁場強度よ
り大きな領域の外に、操作卓が配置される。

【００８１】本実施例において、壁７０２を可撓性の透
明なカーテンにすることにより、術者に対してＭＲＩ装
置への接近について注意を促すことができ、さらに緊急
の場合に術者が患者に接近するときの迅速性を損なうこ
とがない。

【００８２】図８には、第５の実施例を示している。頭
部の手術を行う場合の装置の設置の一例を示している。
頭部用の術具は、手術台の長手方向の一端に取り付けら
れている。さらに、ＭＲＩ装置に対しての手術台の設定
や患者の設置には、より医師が確認しやすいように、開
口部の大きな方に術具を配置できるようにしている。

【００８３】この場合においてもＭＲＩ装置に対して
も、やはり所定の磁場強度以下の領域に、操作卓を配置
する。すなわち、磁場強度が所定の磁場強度より大きな
領域の外に、操作卓を配置する。この装置において、磁
場強度に依存して限定された領域内で、主術者は、ワイ
ドオープン側に位置する。また、副術者は、ワイドオー
プン側、あるいはまた、バックオープン側に位置する。
さらにまた、麻酔医は、バックオープン側に位置する。

【００８４】上述の各実施例において、支持装置９や術
具は、樹脂または、セラミック、または、磁気による影
響が小さい材料（金属でも、アルミニウムや非磁性ステ
ンレスなど）によって構成されている。

【００８５】また、これらの実施例における手術台は、
検査用の寝台と差し替え、または、追加取り付けなどに
よって設置しても良い。

【００８６】図９を用いて、本発明にかかる手術装置の
ＭＲＩ装置による計測と術具操作の切換について説明す
る。図９のフローチャートに示される制御は、医師から
の要求（操作卓５，６のスイッチ操作など）によって、
機器管理制御装置９がＭＲＩ装置１、マスタ・スレーブ
マニピュレータ制御装置４２、超音波スキャナ装置３、
内視鏡装置２等の各装置からのステータス情報を受け取
り、逆に各装置に対して、制御信号を送ることによって
実行される。

【００８７】ＭＲＩ装置では、強磁場を発生するため、
術具操作時にＭＲＩ装置での計測を行うと、計測中の術
具動作に伴い、正しい画像情報を得られない可能性が生
じる。また、ＭＲＩ装置の計測は、内視鏡装置と併用し
ているため、手術中を通じて連続的に行う必要はない。
したがって、ＭＲＩ装置の計測と、マニピュレータを含
む術具の使用は、通常、排他的に操作することが望まし
い。ただし、ごく限られた場所での使用では同時に使え
るモードを用意しておく。

【００８８】図９は、排他的な使用時のフローチャート
を示している。ステップS901、S904からS908は、ＭＲＩ
装置で計測する場合の判断・制御フローを示している。
また、ステップS903、S909からS913は、術具を使うとき
の制御フローを示している。Yは、肯定を、Nは否定を表
している。

【００８９】まず、医師の操作として、ＭＲＩ装置の計
測を行うか、術具を使用するかの選択を行う。（Ｓ９０
２，Ｓ９０３）このような選択は、医師が操作卓５，６
などに備えられたスイッチを切り替えることによって行
う。または、音声など手によらない切換入力手段によっ
て切り替えても良い。

【００９０】ＭＲＩ装置での計測が選択された場合、機
器管理制御装置は、ＭＲＩ装置が計測中かどうかを最初
にステータス情報から判断する（Ｓ９０４）。計測中の
場合は、継続して計測を行えばよい。計測中でない場
合、術具が使用中かどうかをやはり、術具のステータス
情報から判断する。（Ｓ９０５）術具が使用中の場合、
その状態を表示して注意を促すとともに、術具使用停止
処理にはいる。（Ｓ９０７）次に、術具停止を確認後、
ＭＲＩ装置の計測を開始することを表示し、計測動作に
入る。術具を使用中でなければ、即座に、ＭＲＩ装置の
計測を開始する。

【００９１】また、術具を使用する場合には、術具が使
用中かを判断し、使用中なら、継続する。（Ｓ９０９）
使用中でなければ、ＭＲＩ装置が計測中かを判断し（Ｓ
９１０）、使用中であれば、計測停止動作にはいる（Ｓ
９１２）。その後、術具の使用を開始する。また、計測
中でなければ、即座に術具使用を開始する（Ｓ９１
３）。

【００９２】このフローチャートによれば、ＭＲＩ装置
の計測と術具の使用を排他的に制御することができる。
また、このフローでは、ＭＲＩ装置も術具も使用しない
状態を仮定しているが、通常の状態をどちらかにしてお
くことも可能である。

【００９３】本実施例の他、ＭＲＩ装置での計測を中断
するよう機器管理制御装置９に指示するスイッチを操作
卓５、６に設けてもよい。

【００９４】上述の各実施例では、手術する部位の局所
的な映像手段として、内視鏡を使用している。しかし、
この内視鏡のように、テレビカメラ（ＴＶカメラ）で撮
影したような、すなわち肉眼で観察したような画像また
は映像が得られるものであれば、たの画像取り込み装置
であってもかまわない。いずれにしても、この映像手段
は、手術を行いやすいように鮮明な画像であることが好
ましい。

【００９５】本発明に係る上述の実施例の手術装置によ
り、外部からＭＲＩ装置によって患部の状態を把握しな
がら、手術を行うので、医療スタッフのＸ線被爆がな
い。

【００９６】支持手段を手術台の長手方向に移動できる
ので、手術位置に最適な位置に容易に設置できる。

【００９７】また、手術部位によっては、長手方向の一
端に術具や支持体を設置することで、手術部位に応じた
最適な位置に容易に設置することができる。

【００９８】さらに、支持手段を取り外すことができる
ため、洗浄や消毒が容易である。また、容易にＭＲＩ装
置として検査にも供する事ができ、手術装置の利用率を
高めることができる。

【００９９】手術台をＭＲＩ装置の計測対象領域に送
入、送出できることで、容易に、患者の患部の手術位置
を計測対象領域に位置させることができ、医療スタッフ
の負担が低減できる。

【０１００】さらにまた、低侵襲手術を行いながら、内
視鏡のみでなく、ＭＲＩ装置を併用することで、内視鏡
の視野外の出血を事前に発見でき、手術の安全性が向上
する。

【０１０１】医師は、操作入力装置で、操作マニピュレ
ータを制御し、治療自体は。操作マニピュレータによる
手術のため、体液接触の機会が少ないので、院内感染の
防止に効果がある。

【０１０２】医療スタッフは、内視鏡画像や、超音波画
像、ＭＲＩ画像を見ながら作業できるが、画像統合装置
によって、術前に検査で得た膨大な情報を術中に随時確
認することができ、手術の安全性を高めることができ
る。

【０１０３】それぞれの機器は、機器管理制御装置で絶
えず監視され手いるため、安全性を確保できる。

【０１０４】外部からＭＲＩ装置によって患部の状態を
把握しながら、手術を行うので、手術の治療効果を確認
しながら、手術が行えるので、手術の信頼性が向上す
る。

【０１０５】また、高信頼な低侵襲手術が可能となるの
で、入院期間が短縮でき、全体としての医療費が削減で
きる。

【０１０６】マニピュレータによる治療操作が行えるた
め、手術感染防止や院内感染の防止に効果がある。

【０１０７】さらに、ＭＲＩ装置下での手術が低侵襲
で行えるため、入院期間短縮による医療費の低減や機械
利用による省人化、そして、高度な治療テクニックが一
般化される等の効果がある。

【０１０８】また、医師は患者やＭＲＩ装置に近づかな
くても作業することができ、高磁場の影響を小さくする
ことができる。さらに、医師が患者を見通す位置に位置
でき、かつ所定の磁場強度以下の領域において、各装置
を配置する。これにより、各装置は、磁場の影響が最小
になり、医師の注意は患者に対して、最大となる。

【０１０９】ここでいう各装置とは、当然高磁場下で動
く術具や支持体などではなく、医師が操作を入力する操
作入力装置、内視鏡や超音波スキャナ、ＭＲＩ装置の画
像をモニタする装置、機器管理制御装置、麻酔医モニタ
など直接磁場下に置く必要がなく、また磁場の影響を受
けやすいブラウン管等を含む装置のことである。

【０１１０】

【発明の効果】本発明によれば、手術を行う患部の詳細
な画像を観察しながら高い精度の手術を行うことができ
るとともに、この手術中に、より広い範囲を撮影した画
像によって患部の関係部位を観察することができるの
で、安全性の高い手術が可能な手術装置を提供できる。

【０１１１】本発明によれば、手術位置と操作卓とが術
者の視野角内に存在するように操作卓を配置したことに
より、患者への注意力が損なわれにくくなり、安全性の
高い手術が可能な手術装置を提供できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施例の配置説明図。

【図２】本発明の第１の実施例の構成図。

【図３】本発明の第１の実施例の術前の状態の説明図。

【図４】本発明の第１の実施例の術中の状態の説明図。

【図５】本発明の第２の実施例の配置説明図。

【図６】本発明の第３の実施例の配置説明図。

【図７】本発明の第４の実施例の配置説明図。

【図８】本発明の第５の実施例の配置説明図。

【図９】本発明に係る手術装置のＭＲＩ計測と術具操作
の切換を示すフローチャートである。

【符号の説明】

1…ＭＲＩ装置、2…内視鏡装置、3…超音波スキャナ装
置、4…操作マニピュレータ、7…麻酔医モニタ、8…機
器管理制御装置、15…所定磁場強度の等磁場強度境界、
41…操作入力装置、42…マスター・スレーブマニピュレ
ータ制御装置、51…統合立体画像モニタ、52…参照用２
次元画像モニタ、54…画像切換入力装置、81…画像統合
装置、82…生体センサ100…主術者、110…副術者、120
…麻酔医、190…患者。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者佐野耕一東京都千代田区神田駿河台四丁目６番地株式会社日立製作所内 (72)発明者竹内裕之東京都千代田区神田駿河台四丁目６番地株式会社日立製作所医療システム推進本部内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】術具を支持する操作マニピュレータと、こ
の操作マニピュレータを操作する操作入力手段と、前記
術具の作業領域を局所的に観察する映像手段と、手術台
とを備えた手術装置において、前記映像手段の撮影領域よりも広い範囲を計測対象領域
とする核磁気共鳴画像装置を備え、この核磁気共鳴画像
装置の計測対象領域が手術台の面上に位置するように前
記手術台を配置し、前記核磁気共鳴画像装置による計測
と前記操作マニピュレータに支持された術具による手術
とを前記手術台上で可能にしたことを特徴とする手術装
置。
【請求項２】請求項１において、操作マニピュレータに
支持された術具が前記核磁気共鳴画像装置の計測対象領
域内で操作されるように配置したことを特徴とする手術
装置。
【請求項３】請求項２において、前記操作マニピュレー
タ及び前記映像手段を支持体で支持し、この支持体を手
術台に対してその長手方向に移動可能に設けたことを特
徴とする手術装置。
【請求項４】請求項２において、前記操作マニピュレー
タ及び前記映像手段を支持体で支持し、前記支持体を前
記手術台の長手方向に沿う側端部に設けたことを特徴と
する手術装置。
【請求項５】請求項３において、前記支持体を取り外し
可能に設けたことを特徴とする手術装置。
【請求項６】請求項１において、前記操作入力手段を設
けた操作卓及び前記操作マニピュレータが、前記操作入
力手段を操作する操作者の視野角内に存在するように、
前記操作卓を配置したことを特徴とする手術装置。
【請求項７】請求項１において、前記操作マニピュレー
タが、前記操作入力手段を設けた操作卓の前面よりも後
ろ側に存在するように、前記操作卓を配置したことを特
徴とする手術装置。
【請求項８】請求項１において、前記操作マニピュレー
タが、前記操作入力手段を設けた操作卓の最前部よりも
後ろ側に存在するように、前記操作卓を配置したことを
特徴とする手術装置。
【請求項９】請求項１において、前記核磁気共鳴画像装
置は、上下に分けて配された円筒状の磁気発生装置と、
これらの磁気発生装置の間隔を維持するように支持する
支柱とを有し、前記操作マニピュレータ及び前記映像手
段を支持体で支持し、前記操作入力手段を設けた操作卓
を、前記手術台の長手方向において、前記支柱よりも前
記支持体側に配置したことを特徴とする手術装置。
【請求項１０】術具を支持する操作マニピュレータと、
この操作マニピュレータを操作する操作入力手段と、前
記術具の作業領域を局所的に観察する映像手段と、手術
台とを備えた手術装置において、前記映像手段の撮影領域よりも広い範囲を計測対象領域
とする核磁気共鳴画像装置を備え、この核磁気共鳴画像
装置の計測対象領域が手術台の面上に位置するように前
記手術台を配置するとともに、前記核磁気共鳴画像装置
による計測と前記術具の操作とが互いに排他的に実行さ
れるように、前記核磁気共鳴画像装置による計測モード
と前記術具の操作モードとを切り換える制御装置を備
え、前記核磁気共鳴画像装置による計測と前記操作マニ
ピュレータに支持された術具による手術とを前記手術台
上で可能にしたことを特徴とする手術装置。