JPWO2019181212A1 - 医療用表示制御装置、および表示制御方法 - Google Patents

医療用表示制御装置、および表示制御方法 Download PDF

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Abstract

【課題】医療従事者の利便性の向上を図ることが可能な、医療用表示制御装置、および表示制御方法を提供する。
【解決手段】観察対象を撮像する撮像デバイスにより撮像された右目用の医療用撮像画像および左目用の医療用撮像画像に基づいて、観察対象の立体モデルを生成する生成部と、立体モデルと右目用の特殊光観察画像および左目用の特殊光観察画像とを組み合わせて表示画面に表示させる、または、立体モデルと外部の生体情報取得装置から取得される生体情報とを組み合わせて表示画面に表示させる、表示制御部と、を備える、医療用表示制御装置が、提供される。
【選択図】図5

Description

本開示は、医療用表示制御装置、および表示制御方法に関する。
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や、内視鏡手術を行うために、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」と示す場合がある。また、以下では、医療用観察装置が備える撮像デバイスにより観察対象が撮像された撮像画像(動画像、または、静止画像。以下、同様とする。)を「医療用撮像画像」と示す。
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利用者(例えば、術者や術者の助手などの医療従事者。以下、同様とする。)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微細手術など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。
また、“手術室から離れた場所から、手術室で手術中に使用されている装置を管理する手術支援システム”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2007−7040号公報
電子撮像式の医療用観察装置は、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、自然光とは異なる特定の波長帯域の光を用いて撮像を行うことが可能である。以下では、自然光とは異なる特定の波長帯域の光を「特殊光」と示す。
特殊光を用いて撮像が行われることによって、例えば、術者や助手などの医療従事者は、観察対象における血管や腫瘍などの位置を、自然光を用いて撮像が行われる場合よりも、より容易に特定することが可能である。しかしながら、特殊光を用いて撮像が行われることにより得られる医療用撮像画像では、輝度、コントラストが十分でなく暗部ノイズが多いことがある。上記のように輝度、コントラストが十分でなく暗部ノイズが多い医療用撮像画像が得られた場合には、医療従事者が、観察対象における血管や腫瘍などの位置を容易に特定することができない可能性がある。以下では、特殊光を用いて撮像が行われることにより得られる医療用撮像画像を「特殊光観察画像」と示す。
また、医療現場では、電子撮像式の医療用観察装置などの医療用観察装置に加えて、例えば、“神経モニタリング装置や、迷走神経を電気刺激する神経刺激装置などの、生体情報を取得することが可能な医療用装置”が用いられている。以下では、生体情報を取得することが可能な医療用装置を「生体情報取得装置」と示す。
生体情報取得装置により取得された生体情報が示す内容は、例えば、医療現場に設置されている任意の表示装置に表示され、術者や助手などの医療従事者は、医療用観察装置により観察されている観察対象の状態と、当該生体情報が示す内容とを、頭の中で統合して、手技などの医療行為を行っている。そのため、医療従事者が負担を感じる場合があった。
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表示制御装置、および表示制御方法を提案する。
本開示によれば、観察対象を撮像する撮像デバイスにより撮像された右目用の医療用撮像画像および左目用の医療用撮像画像に基づいて、上記観察対象の立体モデルを生成する生成部と、上記立体モデルと右目用の特殊光観察画像および左目用の特殊光観察画像とを組み合わせて表示画面に表示させる、または、上記立体モデルと外部の生体情報取得装置から取得される生体情報とを組み合わせて上記表示画面に表示させる表示制御部と、を備える、医療用表示制御装置が、提供される。
また、本開示によれば、観察対象を撮像する撮像デバイスにより撮像された右目用の医療用撮像画像および左目用の医療用撮像画像に基づいて、上記観察対象の立体モデルを生成することと、上記立体モデルと右目用の特殊光観察画像および左目用の特殊光観察画像とを組み合わせて表示画面に表示させる、または、上記立体モデルと外部の生体情報取得装置から取得される生体情報とを組み合わせて上記表示画面に表示させることと、を有する、医療用表示制御装置により実行される表示制御方法が、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第1の例を示す説明図である。 本実施形態に係る医療用観察システムが使用されるユースケース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システムの構成の第2の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撮像画像の一例を示す説明図である。 本実施形態に係る“立体モデルと右目用の特殊光観察画像および左目用の特殊光観察画像とが組み合わされた表示”の一例を示す説明図である。 神経モニタリング装置による生体情報の取得の例を説明するための説明図である。 神経モニタリング装置による生体情報の取得の例を説明するための説明図である。 本実施形態に係る表示制御方法の第2の適用例に係る“立体モデルと生体情報とが組み合わされた表示”の第1の例を示す説明図である。 本実施形態に係る表示制御方法の第2の適用例に係る“立体モデルと生体情報とが組み合わされた表示”の第2の例を示す説明図である。 本実施形態に係る表示制御方法の第2の適用例に係る“立体モデルと生体情報とが組み合わされた表示”の第3の例を示す説明図である。 神経刺激装置による生体情報の取得の例を説明するための説明図である。 本実施形態に係る表示制御方法の第3の適用例に係る“立体モデルと生体情報とが組み合わされた表示”の例を示す説明図である。 本実施形態に係る表示制御方法の第3の適用例に係る処理の一例を示す説明図である。
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表示制御方法
[1]医療用観察システムの構成
[1−1]第1の例に係る医療用観察システム
[1−2]第2の例に係る医療用観察システム
[1−3]医療用観察装置の機能構成
[2]本実施形態に係る表示制御方法
[3]本実施形態に係る表示制御方法の適用例
[3−1]本実施形態に係る表示制御方法の第1の適用例
[3−2]本実施形態に係る表示制御方法の第2の適用例
[3−3]本実施形態に係る表示制御方法の第3の適用例
[4]本実施形態に係る表示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表示制御方法)
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、本実施形態に係る表示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表示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表示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、医療用表示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、後述する表示装置が、本実施形態に係る表示制御方法に係る処理を行う医療用表示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表示制御方法に係る処理を行うことが可能な任意の装置が、医療用表示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
[1−1]第1の例に係る医療用観察システム
図1は、本実施形態に係る医療用観察システム1000の構成の第1の例を示す説明図である。図1に示す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とを有する。
なお、第1の例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、第1の例に係る医療用観察システムは、医療用観察装置100における各種動作を制御する医療用制御装置(図示せず)を、さらに有していてもよい。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、上記のような機器に組み込むことが可能な、IC(Integrated Circuit)であってもよい。
また、第1の例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との一方または双方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、後述する表示制御方法に係る処理が行われる。また、第1の例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医療用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。
図2は、本実施形態に係る医療用観察システム1000が使用されるユースケースの一例を示す説明図であり、第1の例に係る医療用観察システム1000が使用されるユースケースの一例を示している。
医療用観察装置100が備える撮像デバイス(後述する)によって、観察対象の患者PA(医療行為を受ける対象の患者)が撮像される。上記医療行為を受ける対象の患者が撮像された撮像画像が、医療用撮像画像の一例に該当する。
医療用観察装置100において撮像された医療用撮像画像は、表示装置200の表示画面に表示される。そして、医療用観察装置100を用いて医療行為を行う術者OP(医療用観察装置100の使用者の一例)は、表示装置200の表示画面に表示されている医療用撮像画像を見ながら、患者PAに対して医療行為を行う。
また、術者OPは、フットスイッチFSなどの医療用観察装置100の外部の操作デバイス、または、医療用観察装置100が備える操作デバイス(後述する)を操作することによって、医療用観察装置100が備えるアーム(後述する)や撮像デバイス(後述する)などを動作させ、医療用観察装置100を所望の状態にさせる。
以下、図1に示す第1の例に係る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。
[1−1−1]表示装置200
表示装置200は、第1の例に係る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。
[1−1−2]医療用観察装置100
図1に示す医療用観察装置100は、電子撮像式の医療用観察装置である。例えば手術時に図1に示す医療用観察装置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1に示すように、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1では示していないが、医療用観察装置100は、例えば、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)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、医療用観察装置100における制御部(後述する)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、本実施形態に係る表示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。
[1−1−2−1]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。
[1−1−2−2]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1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1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それぞれには、6つの回転軸における回転角度をそれぞれ検出することが可能な角度センサ(図示せず)が、設けられうる。角度センサとしては、例えば、ロータリエンコーダや角速度センサなどの、6つの回転軸それぞれにおける回転角度を得ることが可能な任意のセンサが、挙げられる。
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1における下端部分)で、撮像デバイス106(図1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1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。
[1−1−2−3]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、外部の医療用制御装置(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3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3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。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(医療用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、例えば、光学系120aおよびイメージセンサ120bで構成される撮像デバイスを、2つ以上有することなどにより、いわゆるステレオカメラとして機能する。ステレオカメラとして機能する撮像デバイス106の構成において、光学系は、ガリレオ式光学系であってもよいし、グリノー式光学系であってもよい。
以下では、後述する第2の例に係る医療用観察システムを構成する医療用観察装置100を含む本実施形態に係る医療用観察装置100が、ステレオカメラとして機能する複数の撮像デバイスを備え、複数の撮像デバイスそれぞれの撮像によって、右目用の医療用撮像画像および左目用の医療用撮像画像を含む複数の医療用撮像画像が得られる場合を例に挙げる。
撮像部材120を構成する撮像デバイスには、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)、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3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3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3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医療用制御装置(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、当該医療用制御装置(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。
図1に示す医療用観察装置100は、例えば図1、図3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1、図3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1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1、図3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1、図3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FS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、例えば上述したように、近赤外線の波長帯域の光や、5−ALA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。
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。
以下では、撮像デバイス106などの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が、特殊光で撮像を行う観察モードで撮像を行うことを「特殊光観察」と示す。
[1−2]第2の例に係る医療用観察システム
本実施形態に係る医療用観察システム1000は、図1に示す第1の例に示す構成に限られない。次に、医療用観察システム1000の他の例として、内視鏡装置として機能する医療用観察装置100を有する医療用観察システム1000の構成の一例を説明する。
図4は、本実施形態に係る医療用観察システム1000の構成の第2の例を示す説明図である。図4に示す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とを有する。例えば図4に示す医療用観察装置100が手術時に用いられる場合、術者は、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。
なお、第2の例に係る医療用観察システムは、図4に示す例に限られない。
例えば、第2の例に係る医療用観察システムは、第1の例に係る医療用観察システムと同様に、医療用観察装置100における各種動作を制御する医療用制御装置(図示せず)を、さらに有していてもよい。
また、第2の例に係る医療用観察システムは、第1の例に係る医療用観察システムと同様に、医療用観察装置100と表示装置200との一方または双方を複数有する構成であってもよい。
以下、図4に示す第2の例に係る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。
[1−2−1]表示装置200
表示装置200は、第2の例に係る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。第2の例に係る医療用観察システム1000を構成する表示装置200は、第1の例に係る医療用観察システム1000を構成する表示装置200と同様である。
[1−2−2]医療用観察装置100
図4に示す医療用観察装置100は、例えば、挿入部材134と、光源ユニット136と、ライトガイド138と、カメラヘッド140と、ケーブル142と、制御ユニット144とを備える。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。
挿入部材134は、細長形状を有し、入射光を集光する光学系を内部に備える。挿入部材134の先端は、例えば、患者の体腔内に挿入される。挿入部材134の後端はカメラヘッド140の先端と着脱可能に接続される。また、挿入部材134は、ライトガイド138を介して光源ユニット136と接続され、光源ユニット136から光が供給される。
挿入部材134は、例えば、可撓性を有さない素材で形成されてもよいし、可撓性を有する素材で形成されてもよい。挿入部材134を形成する素材によって、医療用観察装置100は、硬性鏡または軟性鏡と呼ばれうる。
光源ユニット136は、ライトガイド138を介して挿入部材134と接続される。光源ユニット136は、ライトガイド138を介して挿入部材134に光を供給する。
光源ユニット136は、例えば、波長が異なる光を発光する複数の光源を有する。光源ユニット136が有する複数の光源としては、例えば、赤色の光を発光する光源、緑色の光を発光する光源、および青色の光を発光する光源が挙げられる。赤色の光を発光する光源としては、例えば、1または2以上の赤色発光ダイオードが挙げられる。緑色の光を発光する光源としては、例えば、1または2以上の緑色発光ダイオードが挙げられる。青色の光を発光する光源としては、例えば、1または2以上の青色発光ダイオードが挙げられる。なお、光源ユニット136が有する複数の光源が、上記に示す例に限られないことは、言うまでもない。光源ユニット136は、例えば、複数の光源を単一チップで有し、または、複数の光源を複数のチップで有する。
光源ユニット136は、制御ユニット144と有線または無線で接続され、光源ユニット136における発光は、制御ユニット144により制御される。
挿入部材134に供給された光は、挿入部材134の先端から出射され、患者の体腔内組織などの観察対象に照射される。そして、観察対象からの反射光は、挿入部材134内の光学系によって集光される。
カメラヘッド140は、観察対象を撮像する機能を有する。カメラヘッド140は、信号伝送部材であるケーブル142を介して制御ユニット144と接続される。
カメラヘッド140は、イメージセンサを有し、挿入部材134によって集光された観察対象からの反射光を光電変換することにより観察対象を撮像し、撮像によって得られた画像信号(医療用撮像画像を示す信号)を制御ユニット144へケーブル142を介して出力する。カメラヘッド140が有するイメージセンサとしては、例えば、CMOSやCCD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。
内視鏡装置として機能する医療用観察装置100では、例えば、挿入部材134、光源ユニット136、およびカメラヘッド140が、“患者の体内に挿入されて、体内を撮像する撮像デバイス”の役目を果たす。
なお、内視鏡装置として機能する医療用観察装置100は、例えば、いわゆるステレオカメラとして機能する複数の撮像デバイスを備える構成であってもよい。ステレオカメラとして機能する撮像デバイスの構成において、光学系は、第1の例に係る医療用観察システムを構成する医療用観察装置100と同様に、ガリレオ式光学系であってもよいし、グリノー式光学系であってもよい。
また、内視鏡装置として機能する医療用観察装置100における撮像デバイスは、自然光で撮像を行う観察モードや特殊光で撮像を行う観察モードなどの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。
制御ユニット144は、撮像デバイスを制御する。より具体的には、制御ユニット144は、光源ユニット136およびカメラヘッド140それぞれを制御する。
また、制御ユニット144は、通信デバイス(図示せず)を含み、カメラヘッド140から出力された画像信号を任意の無線通信または任意の有線通信で、表示装置200へ送信する。制御ユニット144は、画像信号と表示制御信号とを表示装置200へ送信してもよい。
制御ユニット144が含む通信デバイス(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)、光通信用デバイス(有線通信または無線通信)、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。通信デバイス(図示せず)は、複数の通信方式によって、1または2以上の外部装置と通信を行うことが可能な構成であってもよい。
また、制御ユニット144は、カメラヘッド140から出力された画像信号に対して所定の処理を行い、所定の処理が行われた画像信号を表示装置200へ送信してもよい。画像信号に対する所定の処理としては、例えば、ホワイトバランスの調整や、電子ズーム機能に係る画像の拡大または縮小、画素間補正などが、挙げられる。
なお、制御ユニット144は、画像信号に基づく医療用撮像画像を記憶してもよい。
制御ユニット144としては、例えばCCU(Camera Control Unit)が挙げられる。
内視鏡装置として機能する医療用観察装置100は、例えば図4を参照して示したハードウェア構成を有する。内視鏡装置として機能する医療用観察装置100では、例えば、挿入部材134、光源ユニット136、およびカメラヘッド140が、撮像デバイスの役目を果たし、制御ユニット144により撮像デバイスにおける撮像が制御される。
[1−3]医療用観察装置100の機能構成
次に、図1、図4に示す医療用観察装置100を、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、撮像部150と、通信部152と、制御部154とを備える。
撮像部150は、観察対象を撮像する。撮像部150は、例えば、“撮像デバイス106”(図1に示す医療用観察装置100の場合)や、“挿入部材134、光源ユニット136、およびカメラヘッド140”
(図4に示す医療用観察装置100の場合)で構成される。撮像部150における撮像は、例えば制御部154によって制御される。
通信部152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。通信部152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152における通信は、例えば制御部154によって制御される。
制御部154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154は、後述する表示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154における表示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154は、例えば、撮像制御部156と、生成部158と、表示制御部160とを有する。
撮像制御部156は、撮像部150を構成する撮像デバイスを制御する。撮像デバイスの制御としては、例えば、少なくともズーム機能(光学ズーム機能および電子ズーム機能)を含む、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。
生成部158は、本実施形態に係る表示制御方法に係る処理の一部の処理である生成処理(後述する)を行う役目を果たす。生成部158は、例えば、右目用の医療用撮像画像および左目用の医療用撮像画像に基づいて、観察対象の立体モデルを生成する。本実施形態に係る表示制御方法に係る生成処理の一例については、後述する。
表示制御部160は、本実施形態に係る表示制御方法に係る処理の一部の処理である表示制御処理(後述する)を行う役目を果たし、例えば表示装置200の表示画面などの表示画面への表示を制御する。
表示制御部160は、例えば、生成部158において生成された立体モデルを、表示画面に表示させる。例えば撮像部150を構成する撮像デバイスにおいて特殊光観察が行われ、右目用の特殊光観察画像および左目用の特殊光観察画像とが得られている場合、表示制御部160は、例えば、立体モデルと右目用の特殊光観察画像および左目用の特殊光観察画像とを組み合わせて、表示画面に表示させる。また、例えば、外部の生体情報取得装置から(直接的に、または、他の装置を介して)生体情報が取得された場合、表示制御部160は、立体モデルと取得された生体情報とを組み合わせて、表示画面に表示させる“本実施形態に係る表示制御方法に係る表示制御処理の一例”、“立体モデルと右目用の特殊光観察画像および左目用の特殊光観察画像とを組み合わせた表示の一例”、および“立体モデルと生体情報とを組み合わせた表示の一例”については、後述する。
なお、表示制御部160における表示画面への表示の制御の例は、上記に示す例に限られない。
例えば、表示制御部160は、医療用撮像画像の表示画面への表示を制御することが可能である。表示制御部160は、例えば、右目用の医療用撮像画像および左目用の医療用撮像画像それぞれを表示画面に表示させる制御(3D表示の制御)を行う。なお、表示制御部160は、右目用の医療用撮像画像または左目用の医療用撮像画像の一方を表示させることによって、2D表示の制御を行うことも可能である。以下では、表示制御部160が、右目用の医療用撮像画像および左目用の医療用撮像画像それぞれを表示画面に表示させる場合を例に挙げる。
また、表示制御部160は、UIに係る画像などの様々な画像の表示画面への表示を制御してもよい。
表示制御部160は、例えば、表示制御信号と画像信号とを通信部152を構成する通信デバイス(図示せず)に伝達し、表示制御信号と画像信号とを表示装置200に対して送信させることによって、表示装置200における表示を制御する。なお、通信部152における通信の制御は、制御部154を構成する通信制御部(図示せず)により行われてもよい。
また、表示制御部160は、画像信号に対応するデータを、記憶部(図示せず)として機能する記録媒体(図示せず)や、外部の記録媒体などの任意の記録媒体に、記録させてもよい。記録媒体に記録させる画像信号に対応するデータは、後述する“立体モデルと右目用の特殊光観察画像および左目用の特殊光観察画像とを組み合わされているデータ”や、“立体モデルと生体情報とを組み合わされているデータ”であってもよい。
なお、立体モデルと、立体モデルに組み合されるデータとは、任意の方法で対応付けて記録されてもよい。また、表示制御部160は、立体モデルに組み合されるか否かによらず、生体情報取得装置における測定位置を示すデータなどの立体モデル以外の他のデータを、立体モデルと対応付けて記録してもよい。
制御部154は、例えば、生成部158および表示制御部160を有することにより、本実施形態に係る表示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154は、例えば、撮像制御部156、および表示制御部160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154の機能構成は、図5に示す例に限られない。
例えば、制御部154は、本実施形態に係る表示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。
一例を挙げると、医療用観察装置100が図1に示す構成である場合、制御部154は、アーム104の駆動を制御するアーム制御部(図示せず)をさらに有していてもよい。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。
医療用観察装置100は、例えば図5に示す機能構成によって、後述する本実施形態に係る表示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156、生成部158、および表示制御部160の一部または全部を、制御部154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表示制御方法に係る処理を実行することが可能な機能構成は、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、本実施形態に係る表示制御方法に係る処理の切り分け方に応じた機能構成をとることが可能である。
また、本実施形態に係る医療用観察装置が図1に示す構成である場合、本実施形態に係る医療用観察装置は、アーム104で構成されるアーム部(図示せず)を有する。アーム部(図示せず)を構成するアーム104は、撮像部150を構成する撮像デバイス106を支持する。
また、例えば、通信部152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152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154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154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表示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撮像部150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。
さらに、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154の一部の機能を有さない構成をとることも可能である。
[2]本実施形態に係る表示制御方法
次に、本実施形態に係る表示制御方法について、説明する。以下では、本実施形態に係る表示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154が有する生成部158および表示制御部160)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、本実施形態に係る表示制御方法に係る処理は、表示装置200や、医療用制御装置(図示せず)などにより行われてもよい。
上述したように、特殊光観察が行われたとしても、輝度、コントラストが十分でなく暗部ノイズが多い特殊光観察画像が得られた場合には、医療従事者が、観察対象における血管や腫瘍などの位置を容易に特定することができない可能性がある。
また、上述したように、医療現場で生体情報取得装置が用いられる場合、術者や助手などの医療従事者は、医療用撮像画像が示す観察対象の状態と、生体情報が示す内容とを、頭の中で統合して、手技などの医療行為を行っており、医療従事者が負担を感じる場合がある。
そこで、医療用観察装置100は、観察対象の立体モデルを生成し、立体モデルと右目用の特殊光観察画像および左目用の特殊光観察画像とを組み合わせて表示画面に表示させ、または、立体モデルと外部の生体情報取得装置から取得される生体情報とを組み合わせて表示画面に表示させる。後述する表示制御方法の適用例において例示するように、観察対象の立体モデルは、観察対象の解剖学的な構造を示す。つまり、立体モデルと組み合わせることが可能な本実施形態に係る生体情報は、解剖学的な構造に対応する情報であるといえる。
医療用観察装置100が特殊光観察画像または生体情報を立体モデルに組み合わせて表示させることによって、表示画面には、特殊光観察画像に基づく内容または生体情報に基づく内容が立体モデルに統合されている画像が、表示される。
ここで、特殊光観察画像に基づく内容が立体モデルに統合されることによって、医療従事者は、観察対象における血管や腫瘍などの位置を、特殊光観察画像を見る場合よりも容易に特定することが可能となる。また、生体情報に基づく内容が立体モデルに統合されることによって、医療従事者は、医療用撮像画像が示す観察対象の状態と生体情報が示す内容とを、頭の中で統合する必要は、ない。
よって、本実施形態に係る表示制御方法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。
より具体的には、医療用観察装置100は、本実施形態に係る表示制御方法に係る処理として、例えば下記の(1)に示す生成処理および下記の(2)に示す表示制御処理を行う。
(1)生成処理
医療用観察装置100は、右目用の医療用撮像画像および左目用の医療用撮像画像に基づいて、観察対象の立体モデルを生成する。
医療用観察装置100は、例えば、“右目用の医療用撮像画像と左目用の医療用撮像画像との対応位置それぞれにおける距離”を取得し、取得された距離から立体モデルを生成する。医療用観察装置100により生成される立体モデルの例は、後述する。
“右目用の医療用撮像画像と左目用の医療用撮像画像との対応位置それぞれにおける距離”は、例えば、下記の(a)の処理および(b)の処理を行うことによって得られる。下記の(a)の処理および(b)の処理は、医療用観察装置100により行われてもよいし、医療用制御装置(図示せず)などの医療用観察装置100の外部装置において行われてもよい。以下では、下記の(a)の処理および(b)の処理が医療用観察装置100により行われる場合を例に挙げる。
(a)対応付け処理
医療用観察装置100は、例えば、右目用の医療用撮像画像および左目用の医療用撮像画像それぞれから特徴部分を抽出し、抽出された特徴部分をマッチングすることにより、右目用の医療用撮像画像および左目用の医療用撮像画像を対応付ける。
医療用撮像画像における特徴部分は、例えば、任意のエッジ検出処理により検出されたエッジと任意の外周調査処理の結果との一方または双方など、画像から特徴部分を抽出することが可能な任意の技術を用いて抽出される。また、医療用観察装置100は、例えばパターンマッチングなど、抽出された特徴部分を比較して同一の被写体を同定することが可能な任意の技術を用いて、右目用の医療用撮像画像および左目用の医療用撮像画像を対応付ける。
(b)距離算出処理
医療用観察装置100は、上記(a)の処理(対応付け処理)により対応付けられた対応点ごとに距離を算出する。
医療用観察装置100は、例えば下記の数式1に示す演算を行うことによって、距離zを算出する。下記の数式1に示す“h”は、右目用の医療用撮像画像を撮像する撮像デバイスと左目用の医療用撮像画像を撮像する撮像デバイスとの距離(すなわち、基線長)であり、既知の値である。下記の数式1に示す“f”は、右目用の医療用撮像画像を撮像する撮像デバイスおよび左目用の医療用撮像画像を撮像する撮像デバイスの焦点距離であり、既知の値である。下記の数式1に示す“x”は、左目用の医療用撮像画像における対応点のx座標を示し、下記の数式1に示す“x’”は、右目用の医療用撮像画像における対応点のx座標を示している。
z=h・f/|x−x’|
・・・(数式1)
例えば上記(a)の処理および上記(b)の処理が行われることによって、“右目用の医療用撮像画像と左目用の医療用撮像画像との対応位置それぞれにおける距離”を得ることが可能である。なお、“右目用の医療用撮像画像と左目用の医療用撮像画像との対応位置それぞれにおける距離”を得ることが可能な処理が、上記(a)の処理および上記(b)の処理に限られないことは、言うまでもない。
(2)表示制御処理
医療用観察装置100は、例えば、上記(1)の処理(生成処理)により生成された立体モデルと右目用の特殊光観察画像および左目用の特殊光観察画像とを組み合わせ、または、当該立体モデルと生体情報とを組み合わせる。そして、医療用観察装置100は、組み合わせた結果を表示画面に表示させる。
医療用観察装置100は、例えば、撮像部150を構成する撮像デバイスにおいて特殊光観察が行われ、右目用の特殊光観察画像および左目用の特殊光観察画像とが得られている場合に、立体モデルと右目用の特殊光観察画像および左目用の特殊光観察画像とを組み合わせる。また、医療用観察装置100は、例えば、外部の生体情報取得装置から(直接的に、または、他の装置を介して)生体情報が取得された場合に、立体モデルと生体情報とを組み合わせる。“立体モデルと右目用の特殊光観察画像および左目用の特殊光観察画像とを組み合わせた表示の一例”、および“立体モデルと生体情報とを組み合わせた表示の一例”については、後述する。
なお、本実施形態に係る表示制御方法に係る表示制御処理は、上記に示す例に限られない。
例えば、医療用観察装置100は、所定の期間の各時点において生成された立体モデルを、時系列に従って順次表示させてもよい。立体モデルが時系列に従って順次表示されることによって、所定の期間における観察対象の動きに応じて立体モデルも動く。よって、立体モデルが時系列に従って順次表示されることにより、表示画面を見る者は、所定の期間における観察対象の動きを、立体モデルから認識することができる。また、立体モデルが時系列に従って順次表示される場合においても、“医療用観察装置100が、時系列に従って順次表示される立体モデルそれぞれに、対応する時点における特殊光観察画像、または、対応する時点における生体情報が組み合わせること”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という効果が、奏される。
ここで、立体モデルは、“右目用の医療用撮像画像と左目用の医療用撮像画像との対応位置それぞれにおける距離”から生成される。よって、所定の期間の各時点において立体モデルが生成されることは、数値化された観察対象の動きを示すデータを取得することに該当する。
また、例えば上述したように、医療用観察装置100は、画像信号に対応するデータを、記憶部(図示せず)として機能する記録媒体(図示せず)などの任意の記録媒体に、記録させてもよい。また、医療用観察装置100は、立体モデルと立体モデル以外の他のデータとを、任意の記録媒体に、対応付けて記録してもよい。
医療用観察装置100は、本実施形態に係る表示制御方法に係る処理として、例えば上記(1)の処理(生成処理)および上記(2)の処理(表示制御処理)を行う。なお、上記(1)の処理(生成処理)および上記(2)の処理(表示制御処理)は、本実施形態に係る表示制御方法に係る処理を便宜上切り分けたものである。つまり、本実施形態に係る表示制御方法に係る処理の切り分け方は、上記(1)の処理(生成処理)および上記(2)の処理(表示制御処理)に限られない。
[3]本実施形態に係る表示制御方法の適用例
次に、本実施形態に係る表示制御方法の適用例を挙げつつ、本実施形態に係る表示制御方法に係る処理の一例を説明する。なお、本実施形態に係る表示制御方法の適用例が、下記に示す適用例に限られないことは、言うまでもない。
[3−1]本実施形態に係る表示制御方法の第1の適用例:立体モデルと右目用の特殊光観察画像および左目用の特殊光観察画像とを組み合わせた表示が行われる例
立体モデルと右目用の特殊光観察画像および左目用の特殊光観察画像とを組み合わせた表示が行われる場合の一例を説明する。
図6は、本実施形態に係る医療用撮像画像の一例を示す説明図である。図6に示す符号Oは、観察対象の術部(患部)に存在する血管を示している。なお、観察対象に存在する血管は、自然光で撮像が行われている場合には、視認され難く、近赤外線の波長帯域の光を用いた特殊光観察では、視認され易い。
医療用観察装置100は、例えば図6に示すように観察対象が撮像された右目用の医療用撮像画像および左目用の医療用撮像画像から、当該観察対象の立体モデルを生成する。
立体モデルが生成されると、医療用観察装置100は、立体モデルと、右目用の特殊光観察画像および左目用の特殊光観察画像とを組み合わせる。
医療用観察装置100は、例えば、上記(a)の処理(対応付け処理)および上記(b)の処理(距離算出処理)を行うことによって、右目用の特殊光観察画像および左目用の特殊光観察画像から距離を算出する。また、医療用観察装置100は、右目用の特殊光観察画像および左目用の特殊光観察画像から算出される距離を、右目用の医療用撮像画像および左目用の医療用撮像画像から算出される距離により補正する。そして、医療用観察装置100は、上記補正の結果に基づいて、立体モデルに、右目用の特殊光観察画像および左目用の特殊光観察画像を組み合わせる。
ここで、右目用の特殊光観察画像および左目用の特殊光観察画像から算出される距離を補正する理由は、例えば、輝度、コントラストが十分でなく暗部ノイズが多い特殊光観察画像が得られる場合があるためである。
図7は、本実施形態に係る“立体モデルと右目用の特殊光観察画像および左目用の特殊光観察画像とが組み合わされた表示”の一例を示す説明図である。図7に示す符号Oは、図6に示す符号Oと同様に、観察対象の術部(患部)に存在する血管を示している。つまり、図7は、図6に示す観察対象が撮像された右目用の医療用撮像画像および左目用の医療用撮像画像から生成された立体モデル上に、右目用の特殊光観察画像および左目用の特殊光観察画像から検出される血管が重畳されている例を示している。なお、立体モデルと特殊光観察画像から検出される血管との重畳方法は、特に限定されない。
例えば図7に示す例のように、立体モデルと右目用の特殊光観察画像および左目用の特殊光観察画像とが組み合わされて、表示画面に表示される。よって、図7に示す画像を見た医療従事者は、観察対象における血管の位置を容易に特定することができる。なお、“立体モデルと右目用の特殊光観察画像および左目用の特殊光観察画像とが組み合わされた表示”の例が、図7に示す例に限られないことは、言うまでもない。
なお、第1の適用例に係る処理は、上記に示す例に限られない。
例えば、医療用観察装置100は、医療用撮像画像を表示画面に表示させる場合、立体モデル上に重畳された血管の位置を当該医療用撮像画像上に反映させてもよい。医療用観察装置100は、例えば、図7に示すような立体モデルと右目用の特殊光観察画像および左目用の特殊光観察画像との組み合わせ結果と、ナビゲーション装置(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)において特定されている位置とを組み合わせることによって、立体モデル上に重畳された血管の位置を当該医療用撮像画像上に反映させる。
[3−2]本実施形態に係る表示制御方法の第2の適用例:立体モデルと生体情報とを組み合わせた表示が行われる第1の例
立体モデルと生体情報とを組み合わせた表示が行われる場合の一例として、生体情報取得装置が、神経モニタリング装置である場合を説明する。生体情報取得装置が神経モニタリング装置である場合、生体情報は、神経モニタリング装置における測定位置ごとの測定値を示す。
神経モニタリング装置は、例えば、モノポーラ(単極)の電極と不関電極との間を流れる電流レベルを検出することによって、神経の位置を同定する装置である。例えば、上記モノポーラの電極は、神経の検出対象の部位に当てられ、モノポーラの電極から神経を刺激するための電流を流すことによって、当該部位に存在する神経の位置が同定される。なお、神経モニタリング装置における神経の同定方法が、上記に限られないことは、言うまでもない。
図8、図9は、神経モニタリング装置による生体情報の取得の例を説明するための説明図である。図8では、神経の検出対象の部位の一例として、顔面を示している。図8に示す点A、B、C、Dは、モノポーラの電極が当てられる位置であり、神経モニタリング装置における測定位置に該当する。図9のAは、図8の測定位置Aにおける測定値の一例を示し、図9のBは、図8の測定位置Bにおける測定値の一例を示している。また、図9のCは、図8の測定位置Cにおける測定値の一例を示し、図9のDは、図8の測定位置Dにおける測定値の一例を示している。
医療用観察装置100は、観察対象が撮像された右目用の医療用撮像画像および左目用の医療用撮像画像から、当該観察対象の立体モデルを生成する。
立体モデルが生成されると、医療用観察装置100は、立体モデルと、測定位置ごとの測定値に基づく神経が存在する可能性を示す指標(以下、「第1の指標」と示す。)とを組み合わせる。
医療用観察装置100は、右目用の医療用撮像画像および左目用の医療用撮像画像に基づいて、生体情報取得装置に対応する機器を検出することにより、測定位置を特定する。
生体情報取得装置が神経モニタリング装置である場合、生体情報取得装置に対応する機器としては、例えば、モノポーラの電極が挙げられる。医療用観察装置100は、例えば、画像からオブジェクトを認識する任意のオブジェクト認識技術に係る処理を行うことによって、医療用撮像画像からモノポーラの電極を検出する。そして、医療用観察装置100は、検出されたモノポーラの電極と観察対象とが接している部分(または接していると推定される部分)を、測定位置として特定する。なお、測定位置の特定方法が、上記に示す例に限られないことは、言うまでもない。
ここで、測定値に基づく第1の指標としては、例えば、測定値と1または2以上の閾値との比較結果に基づき分類される、神経の反応レベルが、挙げられる。なお、測定値に基づく第1の指標は、上記に示す反応レベルに限られない。例えば、測定値に基づく第1の指標は、測定値そのものであってもよい。以下では、測定値に基づく第1の指標が、反応レベルである場合を例に挙げる。
医療用観察装置100は、例えば、立体モデル上に測定位置ごとの第1の指標を表示させることによって、立体モデルと生体情報とを組み合わせた表示を実現する。医療用観察装置100は、例えば、立体モデル上に、測定位置ごとの第1の指標に対応する表示オブジェクトを重畳させることによって、立体モデルと生体情報とを組み合わせた表示を実現する。なお、立体モデルと表示オブジェクトとの重畳方法は、特に限定されない。
また、医療用観察装置100は、測定位置ごとの測定値に基づいて、神経の位置を推定し、推定された神経の位置をさらに組み合わせて、表示画面に表示させてもよい。医療用観察装置100は、例えば、立体モデル上に、推定された神経の位置を示す表示オブジェクトを重畳させることによって、立体モデルと推定された神経の位置とを組み合わせた表示を実現する。
神経の位置は、例えば、測定位置ごとの反応レベルを特定し、神経が存在する可能性が高い反応レベルの測定値に対応する測定位置との距離が、最も小さくなる線(直線または曲線)を特定することによって、推定される。なお、測定位置ごとの測定値に基づく神経の位置の推定方法が、上記に示す例に限られないことは、言うまでもない。以下では、測定位置ごとの測定値に基づく神経の位置の推定結果を「神経位置予測ライン」と示す場合がある。
図10は、本実施形態に係る表示制御方法の第2の適用例に係る“立体モデルと生体情報とが組み合わされた表示”の第1の例を示す説明図である。図10のAは、図8の測定位置Aに対応する第1の指標に対応する表示オブジェクトの一例を示し、図10のBは、図8の測定位置Bに対応する第1の指標に対応する表示オブジェクトの一例を示している。また、図10のCは、図8の測定位置Cに対応する第1の指標に対応する表示オブジェクトの一例を示し、図10のDは、図8の測定位置Dに対応する第1の指標に対応する表示オブジェクトの一例を示している。また、図10では、神経位置予測ラインを示す表示オブジェクト(推定された神経の位置を示す表示オブジェクト)が、さらに表示されている例を示している。
例えば図10に示す例のように、立体モデルと、神経モニタリング装置から取得される生体情報とが組み合わされて、表示画面に表示される。よって、図10に示す画像を見た医療従事者は、観察対象における神経の位置を容易に特定することができる。
なお、“立体モデルと、神経モニタリング装置から取得される生体情報とが組み合わされた表示”の例は、図10に示す例に限られない。
例えば、第2の適用例に係る“立体モデルと生体情報とが組み合わされた表示”では、神経位置予測ラインを示す表示オブジェクトが表示されていなくてもよい。
また、例えば、医療用観察装置100は、さらに、右目用の医療用撮像画像および左目用の医療用撮像画像とを表示画面に表示させてもよい。また、医療用観察装置100は、さらに、右目用の医療用撮像画像と左目用の医療用撮像画像との一方を表示画面に表示させることも可能である。
図11は、本実施形態に係る表示制御方法の第2の適用例に係る“立体モデルと生体情報とが組み合わされた表示”の第2の例を示す説明図である。図11は、図8に示す観察対象が撮像された右目用の医療用撮像画像および左目用の医療用撮像画像上に、図10に示す立体モデル、測定位置ごとの第1の指標に対応する表示オブジェクト、および神経位置予測ラインを示す表示オブジェクトが重畳されている例を示している。
例えば図11に示すように、医療用観察装置100は、右目用の医療用撮像画像および左目用の医療用撮像画像上に、立体モデル、測定位置ごとの第1の指標に対応する表示オブジェクト、および神経位置予測ラインを示す表示オブジェクトを重畳させて、表示画面に表示させる。なお、上述したように、第2の適用例に係る“立体モデルと生体情報とが組み合わされた表示”では、神経位置予測ラインを示す表示オブジェクトが表示されていなくてもよい。
図12は、本実施形態に係る表示制御方法の第2の適用例に係る“立体モデルと生体情報とが組み合わされた表示”の第3の例を示す説明図である。図12は、図8に示す観察対象が撮像された右目用の医療用撮像画像および左目用の医療用撮像画像が、表示画面の第1の領域R1に表示されている例を示している。また、図12は、図10に示す立体モデル、測定位置ごとの第1の指標に対応する表示オブジェクト、および神経位置予測ラインを示す表示オブジェクトが、表示画面の第2の領域R2に表示されている例を示している。
例えば図12に示すように、医療用観察装置100は、右目用の医療用撮像画像および左目用の医療用撮像画像を第1の領域R1に表示させる。また、医療用観察装置100は、立体モデル、測定位置ごとの第1の指標に対応する表示オブジェクト、および神経位置予測ラインを示す表示オブジェクトを、第1の領域R1と異なる第2の領域R2に表示させる。なお、上述したように、第2の適用例に係る“立体モデルと生体情報とが組み合わされた表示”では、神経位置予測ラインを示す表示オブジェクトが表示されていなくてもよい。
ここで、図12に示す例では、第2の領域R2がPinP(Picture in Picture)で表示される例を示しているが、第2の領域R2の表示方法は、図12に示す例に限られない。例えば、医療用観察装置100は、表示画面を分割し、分割された領域のうちの異なる領域を、第1の領域R1、第2の領域R2としてもよい。
[3−3]本実施形態に係る表示制御方法の第3の適用例:立体モデルと生体情報とを組み合わせた表示が行われる第2の例
立体モデルと生体情報とを組み合わせた表示が行われる場合の他の例として、生体情報取得装置が、迷走神経を電気刺激する神経刺激装置である場合を説明する。
神経刺激装置は、例えば、心臓の電気刺激を与える部位に当てられている電極を介して、迷走神経に対して刺激パルス(電気パルス)を出力し、心臓の心拍を検出する装置である。上記電極が当てられる位置が、神経刺激装置における測定位置に該当する。迷走神経を電気刺激する神経刺激装置は、ペーシングアナライザと呼ばれる場合がある。
図13は、神経刺激装置による生体情報の取得の例を説明するための説明図である。図13のAは、一の測定位置において神経刺激装置が取得する生体情報の一例であり、図13のBは、他の測定位置において神経刺激装置が取得する生体情報の一例である。生体情報取得装置が神経刺激装置ある場合、生体情報には、刺激閾値が含まれる。ここで、刺激閾値とは、迷走神経に対して与えられる刺激パルスのエネルギーが最小となるパルス幅の刺激パルスが出力されるときの閾値電圧の値である。
医療用観察装置100は、観察対象が撮像された右目用の医療用撮像画像および左目用の医療用撮像画像から、当該観察対象の立体モデルを生成する。
立体モデルが生成されると、医療用観察装置100は、立体モデルと、測定位置ごとの刺激閾値の指標(以下、「第2の指標」と示す。)とを組み合わせる。
医療用観察装置100は、上記第2の適用例と同様に、右目用の医療用撮像画像および左目用の医療用撮像画像に基づいて、生体情報取得装置に対応する機器を検出することにより、測定位置を特定する。
生体情報取得装置が神経刺激装置である場合、生体情報取得装置に対応する機器としては、例えば、刺激パルスが出力される電極が挙げられる。医療用観察装置100は、例えば、画像からオブジェクトを認識する任意のオブジェクト認識技術に係る処理を行うことによって、医療用撮像画像から刺激パルスが出力される電極を検出する。そして、医療用観察装置100は、検出された刺激パルスが出力される電極と観察対象とが接している部分(または接していると推定される部分)を、測定位置として特定する。なお、測定位置の特定方法が、上記に示す例に限られないことは、言うまでもない。
ここで、第2の指標としては、例えば、刺激閾値と1または2以上の判定閾値との比較結果に基づき分類される、刺激閾値のレベルが、挙げられる。なお、第2の指標は、上記に示す刺激閾値のレベルに限られない。例えば、第2の指標は、刺激閾値そのものであってもよい。以下では、第2の指標が、刺激閾値のレベルである場合を例に挙げる。
医療用観察装置100は、例えば、立体モデル上に測定位置ごとの第2の指標を表示させることによって、立体モデルと生体情報とを組み合わせた表示を実現する。医療用観察装置100は、例えば、立体モデル上に、測定位置ごとの第2の指標に対応する表示オブジェクトを重畳させることによって、立体モデルと生体情報とを組み合わせた表示を実現する。
図14は、本実施形態に係る表示制御方法の第3の適用例に係る“立体モデルと生体情報とが組み合わされた表示”の例を示す説明図である。図14のAは、図13のAに対応する測定位置における第2の指標に対応する表示オブジェクトの一例を示し、図14のBは、図13のBに対応する測定位置における第2の指標に対応する表示オブジェクトの一例を示している。なお、図14では、さらに他の測定位置における第2の指標に対応する表示オブジェクトの一例も併せて示している。
例えば図14に示す例のように、立体モデルと、神経刺激装置から取得される生体情報とが組み合わされて、表示画面に表示される。よって、例えば図14に示す例のように、刺激パルスが出力される電極の位置ごとの刺激パルスに対する反応レベルと、立体モデル化された心筋モデルとが同時に表示されるので、図14に示す画像を見た医療従事者は、心筋を動かすための最低限の電圧を、より容易に判断することができる。
なお、“立体モデルと、神経刺激装置から取得される生体情報とが組み合わされた表示”の例は、図14に示す例に限られない。例えば、医療用観察装置100は、図13に示すような各測定位置における生体情報を、さらに表示させてもよい。
なお、第3の適用例に係る処理は、上記に示す例に限られない。
例えば上述したように、医療用観察装置100は、所定の期間の各時点において生成された立体モデルを、時系列に従って順次表示させることも可能である。上述したように、立体モデルが時系列に従って順次表示されることによって、所定の期間における観察対象の動きに応じて立体モデルも動き、表示画面を見る者は、所定の期間における観察対象の動きを、立体モデルから認識することができる。
図15は、本実施形態に係る表示制御方法の第3の適用例に係る処理の一例を示す説明図である。図15のAは、第1の時点において生成された立体モデルの一例を示している。また、図15のBは、第2の時点(第1の時点よりも後の時点)において生成された立体モデルの一例を示している。
例えば図15のAに示す立体モデルと、図15のBに示す立体モデルとが時系列に従って順次表示されることによって、表示画面を見る者は、所定の期間における観察対象の動きを、立体モデルから認識することができる。
また、例えば上述したように、医療用観察装置100は、立体モデルと、立体モデル以外の他のデータとを、記憶部(図示せず)として機能する記録媒体(図示せず)などの任意の記録媒体に、任意の方法で対応付けて記録することも可能である。第3の適用例では、医療用観察装置100は、例えば、神経刺激装置における測定位置を示すデータ、各測定位置における刺激閾値を示すデータ、数値化された観察対象の動きを示すデータ、特殊観察画像を示すデータのうちの一部または全部を、立体モデルと対応付けて記録する。
本実施形態に係る表示制御方法の適用例としては、例えば、上記[3−1]に示す第1の適用例〜上記[3−3]に示す第3の適用例が挙げられる。なお、上記[3−1]〜上記[3−3]に示した適用例それぞれにおける処理が、上記に示す例に限られないこと、および本実施形態に係る表示制御方法の適用例が、上記[3−1]〜上記[3−3]に示した適用例に限られないことは、言うまでもない。
[4]本実施形態に係る表示制御方法が用いられることにより奏される効果の一例
本実施形態に係る表示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、本実施形態に係る表示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。
・単に被写体(観察対象。以下、同様とする。)を撮像して3次元白色光画像(自然光を用いて撮像された医療用撮像画像)や特殊光観察画像を得るだけでなく、術中に、3次元モデル(立体モデル。以下、同様とする。)が作成されることによって、術者などの医療従事者は、[mm]単位での被写体の大きさ、位置を把握することができる。よって、本実施形態に係る表示制御方法が用いられることにより、医療従事者における解剖の理解が補助される。
・施術後(例えば剥離切開吻合後)の被写体の形状や、目では見えない血流の流れる方向や速度を数値化することが可能であるので、手術の質を術後に判定することができる。
・外部の生体情報取得装置から得られる被写体の生体情報と、3次元モデルのデータと連携を図ることによって、医療従事者は、解剖の詳細な理解を得ることができる。
・例えば、心臓のペースメーカーの刺激値を設定するために、迷走神経を電気刺激する神経刺激装置が用いられる場合、神経刺激装置における心筋刺激値(刺激パルスの値)によって心臓の動きが変化する。ここで、本実施形態に係る表示制御方法が用いられる場合には、施術前後での心臓の動きの変化が数値化されて表示することが可能であるので、医療従事者による手術の質の判断を補助することができる。
(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、本実施形態に係る医療用表示制御装置)として機能させるためのプログラム(例えば、本実施形態に係る表示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、本実施形態に係る表示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、本実施形態に係る医療用表示制御装置)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表示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(または、本実施形態に係る医療用表示制御装置)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)
観察対象を撮像する撮像デバイスにより撮像された右目用の医療用撮像画像および左目用の医療用撮像画像に基づいて、前記観察対象の立体モデルを生成する生成部と、
前記立体モデルと右目用の特殊光観察画像および左目用の特殊光観察画像とを組み合わせて表示画面に表示させる、または、前記立体モデルと外部の生体情報取得装置から取得される生体情報とを組み合わせて前記表示画面に表示させる表示制御部と、
を備える、医療用表示制御装置。
(2)
前記表示制御部は、
前記右目用の特殊光観察画像および前記左目用の特殊光観察画像から算出される距離を、前記右目用の医療用撮像画像および前記左目用の医療用撮像画像から算出される距離により補正し、
前記右目用の特殊光観察画像および前記左目用の特殊光観察画像から算出される距離の補正結果に基づいて、前記立体モデルに、前記右目用の特殊光観察画像および前記左目用の特殊光観察画像を組み合わせる、(1)に記載の医療用表示制御装置。
(3)
前記生体情報取得装置は、神経モニタリング装置であり、
前記生体情報は、前記神経モニタリング装置における測定位置ごとの測定値を示し、
前記表示制御部は、前記立体モデルと、前記測定位置ごとの測定値に基づく神経が存在する可能性を示す指標とを組み合わせて、前記表示画面に表示させる、(1)に記載の医療用表示制御装置。
(4)
前記表示制御部は、前記立体モデル上に、前記測定位置ごとの前記指標を表示させる、(3)に記載の医療用表示制御装置。
(5)
前記表示制御部は、
前記測定位置ごとの測定値に基づいて、神経の位置を推定し、
推定された前記神経の位置をさらに組み合わせて、前記表示画面に表示させる、(3)または(4)に記載の医療用表示制御装置。
(6)
前記表示制御部は、推定された前記神経の位置を、前記立体モデル上に表示させる、(5)に記載の医療用表示制御装置。
(7)
前記表示制御部は、さらに、前記右目用の医療用撮像画像および前記左目用の医療用撮像画像とを前記表示画面に表示させる、(3)〜(6)のいずれか1つに記載の医療用表示制御装置。
(8)
前記表示制御部は、前記右目用の医療用撮像画像および前記左目用の医療用撮像画像上に、前記立体モデルと、前記測定位置ごとの前記指標とを重畳させて、前記表示画面に表示させる、(7)に記載の医療用表示制御装置。
(9)
前記表示制御部は、
前記右目用の医療用撮像画像および前記左目用の医療用撮像画像を、前記表示画面の第1の領域に表示させ、
前記立体モデルと、前記測定位置ごとの前記指標とを組み合わせて、前記第1の領域とは異なる前記表示画面の第2の領域に、表示させる、(7)に記載の医療用表示制御装置。
(10)
前記生体情報取得装置は、迷走神経を電気刺激する神経刺激装置であり、
前記生体情報には、刺激閾値が含まれ、
前記表示制御部は、前記立体モデルと、前記神経刺激装置における測定位置ごとの刺激閾値の指標とを組み合わせて、前記表示画面に表示させる、(1)に記載の医療用表示制御装置。
(11)
前記表示制御部は、前記立体モデル上に、前記測定位置ごとの前記刺激閾値の指標を表示させる、(10)に記載の医療用表示制御装置。
(12)
前記表示制御部は、前記右目用の医療用撮像画像および前記左目用の医療用撮像画像に基づいて、前記生体情報取得装置に対応する機器を検出することにより、前記測定位置を特定する、(3)〜(11)のいずれか1つに記載の医療用表示制御装置。
(13)
前記表示制御部は、所定の期間の各時点において生成された前記立体モデルを、時系列に従って順次表示させる、(1)〜(12)のいずれか1つに記載の医療用表示制御装置。
(14)
前記生体情報は、解剖学的な構造に対応する情報である、(1)〜(13)のいずれか1つに記載の医療用表示制御装置。
(15)
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、
をさらに備える、(1)〜(14)のいずれか1つに記載の医療用表示制御装置。
(16)
患者の体内に挿入され、前記体内を前記観察対象として撮像する前記撮像デバイスをさらに備える、(1)〜(14)のいずれか1つに記載の医療用表示制御装置。
(17)
観察対象を撮像する撮像デバイスにより撮像された右目用の医療用撮像画像および左目用の医療用撮像画像に基づいて、前記観察対象の立体モデルを生成することと、
前記立体モデルと右目用の特殊光観察画像および左目用の特殊光観察画像とを組み合わせて表示画面に表示させる、または、前記立体モデルと外部の生体情報取得装置から取得される生体情報とを組み合わせて前記表示画面に表示させることと、
を有する、医療用表示制御装置により実行される表示制御方法。
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
134 挿入部材
136 光源ユニット
138 ライトガイド
140 カメラヘッド
142 ケーブル
144 制御ユニット
150 撮像部
152 通信部
154 制御部
156 撮像制御部
158 生成部
160 表示制御部
200 表示装置
1000 医療用観察システム

Claims (17)

  1. 観察対象を撮像する撮像デバイスにより撮像された右目用の医療用撮像画像および左目用の医療用撮像画像に基づいて、前記観察対象の立体モデルを生成する生成部と、
    前記立体モデルと右目用の特殊光観察画像および左目用の特殊光観察画像とを組み合わせて表示画面に表示させる、または、前記立体モデルと外部の生体情報取得装置から取得される生体情報とを組み合わせて前記表示画面に表示させる表示制御部と、
    を備える、医療用表示制御装置。
  2. 前記表示制御部は、
    前記右目用の特殊光観察画像および前記左目用の特殊光観察画像から算出される距離を、前記右目用の医療用撮像画像および前記左目用の医療用撮像画像から算出される距離により補正し、
    前記右目用の特殊光観察画像および前記左目用の特殊光観察画像から算出される距離の補正結果に基づいて、前記立体モデルに、前記右目用の特殊光観察画像および前記左目用の特殊光観察画像を組み合わせる、請求項1に記載の医療用表示制御装置。
  3. 前記生体情報取得装置は、神経モニタリング装置であり、
    前記生体情報は、前記神経モニタリング装置における測定位置ごとの測定値を示し、
    前記表示制御部は、前記立体モデルと、前記測定位置ごとの測定値に基づく神経が存在する可能性を示す指標とを組み合わせて、前記表示画面に表示させる、請求項1に記載の医療用表示制御装置。
  4. 前記表示制御部は、前記立体モデル上に、前記測定位置ごとの前記指標を表示させる、請求項3に記載の医療用表示制御装置。
  5. 前記表示制御部は、
    前記測定位置ごとの測定値に基づいて、神経の位置を推定し、
    推定された前記神経の位置をさらに組み合わせて、前記表示画面に表示させる、請求項3に記載の医療用表示制御装置。
  6. 前記表示制御部は、推定された前記神経の位置を、前記立体モデル上に表示させる、請求項5に記載の医療用表示制御装置。
  7. 前記表示制御部は、さらに、前記右目用の医療用撮像画像および前記左目用の医療用撮像画像とを前記表示画面に表示させる、請求項3に記載の医療用表示制御装置。
  8. 前記表示制御部は、前記右目用の医療用撮像画像および前記左目用の医療用撮像画像上に、前記立体モデルと、前記測定位置ごとの前記指標とを重畳させて、前記表示画面に表示させる、請求項7に記載の医療用表示制御装置。
  9. 前記表示制御部は、
    前記右目用の医療用撮像画像および前記左目用の医療用撮像画像を、前記表示画面の第1の領域に表示させ、
    前記立体モデルと、前記測定位置ごとの前記指標とを組み合わせて、前記第1の領域とは異なる前記表示画面の第2の領域に、表示させる、請求項7に記載の医療用表示制御装置。
  10. 前記生体情報取得装置は、迷走神経を電気刺激する神経刺激装置であり、
    前記生体情報には、刺激閾値が含まれ、
    前記表示制御部は、前記立体モデルと、前記神経刺激装置における測定位置ごとの刺激閾値の指標とを組み合わせて、前記表示画面に表示させる、請求項1に記載の医療用表示制御装置。
  11. 前記表示制御部は、前記立体モデル上に、前記測定位置ごとの前記刺激閾値の指標を表示させる、請求項10に記載の医療用表示制御装置。
  12. 前記表示制御部は、前記右目用の医療用撮像画像および前記左目用の医療用撮像画像に基づいて、前記生体情報取得装置に対応する機器を検出することにより、前記測定位置を特定する、請求項3に記載の医療用表示制御装置。
  13. 前記表示制御部は、所定の期間の各時点において生成された前記立体モデルを、時系列に従って順次表示させる、請求項1に記載の医療用表示制御装置。
  14. 前記生体情報は、解剖学的な構造に対応する情報である、請求項1に記載の医療用表示制御装置。
  15. 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、
    をさらに備える、請求項1に記載の医療用表示制御装置。
  16. 患者の体内に挿入され、前記体内を前記観察対象として撮像する前記撮像デバイスをさらに備える、請求項1に記載の医療用表示制御装置。
  17. 観察対象を撮像する撮像デバイスにより撮像された右目用の医療用撮像画像および左目用の医療用撮像画像に基づいて、前記観察対象の立体モデルを生成することと、
    前記立体モデルと右目用の特殊光観察画像および左目用の特殊光観察画像とを組み合わせて表示画面に表示させる、または、前記立体モデルと外部の生体情報取得装置から取得される生体情報とを組み合わせて前記表示画面に表示させることと、
    を有する、医療用表示制御装置により実行される表示制御方法。
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