(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
患部を処置する術具あるいは患部を観察する観察手段の少なくとも一方を装備して操作者からの指示に応じて動作する遠隔動作手段と、
前記遠隔動作手段に操作者が動作を指示する操作入力手段と、
前記操作入力手段を操作する状況を観察する治療状況観察手段と、
前記操作入力手段に入力された動作指示を処理して前記遠隔動作手段を制御する制御手段と、
前記制御手段が動作を制御するときに用いる制御情報を記録する記録媒体を有する記録手段と、
前記記録媒体に記録された制御情報を再生する再生手段とを備え、
前記記録手段は、前記操作入力手段により入力された操作入力情報、前記治療状況観察手段により観察された治療状況情報、及び患者の生体情報を計測する生体情報計測手段により計測された生体情報を、時系列的に同期して前記記録媒体に記録する機能を有し、
前記制御手段は、前記記録手段に記録された前記操作入力情報に基づいて前記遠隔動作手段あるいは前記操作入力手段の少なくとも一方の動作を再現するように制御する機能を有し、
前記再生手段は、前記制御手段による動作の再現に同期して、前記記録手段に記録された前記治療状況情報及び前記生体情報を表示手段に表示して再現するように再生する機能を有する手術支援装置。
【請求項２】
請求項１記載の手術支援装置において、前記記録手段に入力された複数種類の制御情報に、それぞれの情報の発生あるいは記録の瞬間を識別する情報間で統一された時系列情報を合わせて、前記記録手段で記録すると共に、前記記録した情報に基づいて、前記遠隔動作手段あるいは前記操作入力手段の少なくとも一方を前記時系列情報に従い動作させる手術支援装置。
【請求項３】
請求項１または請求項２記載の手術支援装置において、前記記録手段に入力された制御情報に前記制御情報の内容を識別する識別情報を添付して前記記録手段で記録し、前記遠隔動作手段あるいは前記操作入力手段の少なくとも一方の動作を前記制御手段が前記記録情報を基に制御する際に前記識別情報を基に必要な情報を特定し、前記制御手段が所定の制御情報を読み込んで動作制御を行なう機能を有する手術支援装置。
【請求項４】
請求項２または請求項３記載の手術支援装置において、患部の治療状況を観察する観察手段と、前記操作入力手段を操作する状況、あるいは患者の周囲の状況の少なくとも一方を撮影する治療状況観察手段と、それぞれの情報の発生あるいは記録の瞬間を識別する情報間で統一された時系列情報を、あるいは前記時系列情報に加えて記録する情報の内容を識別する識別情報を、前記観察手段と前記治療状況観察手段から得られる画像情報に合わせて記録する記録手段と、前記記録手段で記録した画像情報の内容を前記識別情報で識別し、所定の画像情報を再生する再生手段と、再生された情報を表示する表示手段とを有し、前記記録された制御情報を基に前記遠隔動作手段あるいは前記操作入力手段の少なくとも一方の動作を、前記時系列情報を基に制御すると同時に、前記表示手段へ前記画像情報を、前記記録した情報に合わせて記録されている時系列情報を基に、前記動作制御に同期させて再生表示する手術支援装置。
【請求項５】
請求項４記載の手術支援装置において、患者の生体情報を計測する生体情報計測手段を備え、前記生体情報計測手段で計測し、前記計測された複数の情報の発生あるいは記録の瞬間を識別する情報間で統一された時系列情報を、あるいは前記時系列情報に加えて記録する情報の内容を識別する識別情報を、前記生体情報計測手段から得られる生体情報に合わせて記録する記録手段と、所定の生体情報を再生する再生手段と、再生された情報を表示する表示手段とを有し、前記記録された制御情報を基に前記遠隔動作手段あるいは前記操作入力手段の少なくとも一方の動作を前記時系列情報を基に制御すると同時に、さらには、前記画像情報を前記再生手段と前記表示手段を用いて再生表示すると同時に、前記表示手段へ前記生体情報を、前記記録した生体情報に合わせて記録されている時系列情報を基に、前記動作制御さらには前記画像情報再生に同期させて再生表示する手術支援装置。
【請求項６】
請求項２ないし請求項５の何れかに記載の手術支援装置において、前記記録情報を基に、前記遠隔動作手段あるいは前記操作入力手段の少なくとも一方の動作の様子あるいは動作の推移を、映像あるいは描画を用いて表示手段へ表示する手術支援装置。
【請求項７】
患部を処置する術具及び患部を観察する観察手段を装備して操作者からの指示に応じて動作する遠隔動作手段と、
前記遠隔動作手段に操作者が動作を指示する操作入力手段と、
前記操作入力手段を操作する状況あるいは患者の周囲の状況の少なくとも一方を観察する治療状況観察手段と、
前記操作入力手段に入力された動作指示を処理して前記遠隔動作手段を制御する制御手段と、
前記制御手段が動作を制御するときに用いる制御情報を記録する記録媒体を有する記録手段と、
前記記録媒体に記録された制御情報を再生する再生手段とを備え、
前記記録手段は、前記操作入力手段により入力された操作入力情報、前記治療状況観察手段により観察された治療状況情報、前記観察手段により観察された患部情報、及び患者の生体情報を計測する生体情報計測手段により計測された生体情報を、時系列的に同期して前記記録媒体に記録する機能を有し、
前記制御手段は、前記記録手段に記録された前記操作入力情報に基づいて前記遠隔動作手段あるいは前記操作入力手段の少なくとも一方の動作を再現するように制御する機能を有し、
前記再生手段は、前記制御手段による動作の再現に同期して、前記記録手段に記録された前記治療状況情報、前記患部情報及び前記生体情報を表示手段に表示して再現するように再生する機能を有する手術支援装置。
【請求項８】
請求項２ないし請求項７の何れかに記載の手術支援装置において、前記制御情報あるいは前記画像情報あるいは前記生体情報のうち少なくとも一つを記録する前記記録手段に前記記録する情報を暗号化する改竄防止手段を設け、前記暗号化された情報を復号化する再生手段を有し、前記再生手段で復号化された情報を基に、前記遠隔動作手段あるいは前記操作入力手段の少なくとも一方の動作を前記時系列情報を基に制御する、あるいは、前記画像情報を前記時系列情報を基に再生表示する、あるいは、前記生体情報を前記時系列情報を基に再生表示する手術支援装置。
【請求項９】
請求項８記載の手術支援装置における前記改竄防止手段において、暗号化専用鍵を用いて暗号化し、暗号化された情報を復号化専用鍵を用いて復号化する暗号化及び復号化手段を有し、前記記録手段が暗号化専用鍵を有し、前記再生手段が復号化専用鍵を有する手術支援装置。
【請求項１０】
請求項８または請求項９に記載の手術支援装置において、前記改竄防止手段の暗号化専用鍵あるいは前記復号化専用鍵が、着脱可能な暗号化許可手段あるいは復号化許可手段である手術支援装置。
【請求項１１】
請求項２ないし請求項１０の何れかに記載の手術支援装置において、送受信手段を設け、前記送受信手段は別の送受信手段と通信可能に接続されており、前記別の送受信手段は、前記送受信手段から受信した情報を記録可能な別の記録手段、あるいは前記受信した情報を再生処理可能な別の再生手段、あるいは前記別の再生手段を介して、前記受信した情報を再生表示可能な別の表示手段もしくは前記受信した情報に基づいて別の操作入力手段あるいは別の遠隔動作手段を制御可能な別の制御手段、のうち少なくとも一つと接続されていることを特徴とする手術支援装置。
【請求項１２】
請求項２ないし請求項１１の何れかに記載の手術支援装置において、前記遠隔動作手段に有する識別子と、所定の一点を原点とした空間における前記識別子の座標を計測可能な位置計測装置と、前記術具あるいは前記観察手段を扱う操作者の位置姿勢を計測するデータ収集手段とを有し、前記記録手段で、位置計測装置あるいはデータ収集手段の少なくとも一方から出力される情報を前記制御情報あるいは前記画像情報あるいは前記生体情報と同様に前記時系列情報を添えて、あるいは前記時系列情報に加えて前記識別情報を添えて記録し、前記再生手段で前記記録された情報を読み込み、表示手段を用いて前記位置計測装置の出力あるいはデータ収集手段の出力を、前記遠隔動作手段あるいは、操作者の手の実写映像あるいは形状を表した図形、あるいは前記出力の推移や変化量を示す図形を用いて表示する手術支援装置。
【請求項１３】
患部を治療可能な術具あるいは患部を観察可能な観察手段と、
前記術具あるいは前記観察手段に有する識別子と、
所定の一点を原点とした空間における前記識別子の座標を計測可能な位置計測装置と、
前記術具あるいは前記観察手段を扱う操作者の位置姿勢を計測するデータ収集手段と、
前記位置計測装置から出力される位置計測情報、患者の生体情報を計測する生体情報計測手段から出力される生体情報、及び前記データ収集手段から出力される位置姿勢情報を記録する記録手段と、
前記記録手段で記録された情報を読み出して表示手段へ出力する再生手段と、
前記記録手段は、記録する前記位置計測情報、前記生体情報、及び前記位置姿勢情報の時系列的な相対関係を把握するための時系列情報を前記記録する情報に添付して記録媒体へ記録する機能を有し、
前記再生手段は、前記記録手段で前記記録情報に添付して記録したそれぞれの情報の時系列情報を基に、前記位置計測情報、前記生体情報、及び前記位置姿勢情報を再生する時刻を調整して画面表示を更新する機能を有する手術支援装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、手術支援装置に係り、特に記録手段を備えた手術支援装置に好適なものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、どのような手術が行なわれたかを術後に把握するには内視鏡や手術用顕微鏡の記録映像や執刀医をはじめとする医療スタッフの記憶などが頼りとなる。
【０００３】
さらに、内視鏡画像だけでなく、患者の年齢や性別や、内視鏡検査を行なった開始時刻、終了時刻などを記録する画像ファイリング装置も使用されるようになってきている。
【０００４】
特開２０００−３３０７２号公報では、画像ファイリング装置が有する情報を内視鏡装置で得られるようにし、また、内視鏡装置で発生する情報を画像ファイリング装置で得られるようにした内視鏡画像ファイリングシステムについて開示されている。
【０００５】
一方、術具や内視鏡などの観察器具とそれを操作する外科医との間にコンピュータ制御を介在させ、遠隔操作を可能にする装置についてさまざまな開発がなされ、多くの特許が公開されている。例えば、特開昭６１−７６１２６号公報では、操作部に設けた操作版によって与えられる目標値と湾曲部を湾曲させるワイヤを巻き取るモータの回転位置を検出するポテンショメータの検出値とを一致させるように演算処理ユニットで上記モータを制御する内視鏡のアングル操作装置が開示されている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
従来の技術では、内視鏡などのカメラ映像による手術記録の場合、映像に映し出されているのは一部のみであり、映像の視野の範囲外など、画面で確認できない部位について把握することは考慮されていない。そのため、視野の外で術具が組織と接触していたり、臓器を圧迫していたりするような動きなどについては把握することは困難であり、術者の手元がどのように術具を扱っているかを確認することも同様に困難である。画面で確認できない範囲については、状況の把握や術具挙動の分析あるいは、第三者への説明などは、想像に頼らざるを得ない。
【０００７】
また、従来の技術は、治療行為で人体に生じる症状に関して、因果関係を明確にすることについて考慮されていない。つまり、誰がどのように操作した結果、記録されている映像のような術具操作がなされたのか、あるいは、術具がどのような動作をした結果、臓器に対してどのような治療行為がなされたのかなどを、術後に把握することは困難である。
【０００８】
執刀医以外にも、複数の助手が治療のサポートをしている場合、画像のみからでは、どの術具を誰が操作しているのかを把握するのが困難である。途中で、執刀医や助手が交代した場合など、どの時点から交代したかを内視鏡や顕微鏡の記録映像から読み取ることは難しい。
【０００９】
制御手段を利用して医用器具を遠隔操作する装置を用いる場合、従来の技術は、外科医や患者などが遠隔操作による治療状況を術後に把握するための記録を残すことについて考慮されていない。このため、装置の運用の様子、装置の操作状況、動作の状況など、を術後に把握することが難しい。
【００１０】
操作者による操作と、実際に生じた動作との因果関係を明確にすることについて考慮されていない。したがって、実際に生じた動作が、操作者の指示に正確に従った結果なのか、操作指示と異なる動作が発生した結果なのかを明確に識別することが難しい。あるいは、操作者の指示と、実際に動作する術具の動きとの間のずれがどのくらいあるのかなども明確に把握することが難しい。
【００１１】
制御手段を利用して医用器具を遠隔操作する装置を用いる場合、症例に対する装置の運用方法など、どのように操作すべきかを十分検討することが求められるが、従来技術では、運用経験の浅い術者は治療中に試行錯誤し、治療時間が延びたり、うまい運用ができていなかったりすることに対して十分考慮されているとは言い難い。運用記録を装置毎に記録しても十分な利用ができない。
【００１２】
同じ手術に関する複数の映像や患者の生体情報などをそれぞれの記録媒体に記録した場合、それぞれの記録媒体に記録された情報間の時間的相互関係を把握することまで考慮されていない。つまり、複数の記録の一つにある現象が確認された場合、その現象が発生した瞬間の他の記録情報を他の記録媒体から見つけ出し、その現象が発生した瞬間の状況を正確に把握することは、容易ではない。このため、記録間の因果関係や、ある現象に関する原因と結果の把握や、ある現象の発生とそれに伴う症状および発生を知らせる兆候の確認など、複数の記録間の相互関係、記録された現象の発生瞬間の多角的な観察や判断を行なうことが難しい。
【００１３】
同じ手術に関する複数の映像記録を閲覧する時、それぞれの記録を同期して再生すること自体が難しいばかりでなく、観察者は注意を向ける映像を視覚的に往復させながら閲覧することになり、映像の同期性をとりながら観察することが難しく、観察者は疲労する。よって、視力や注意力の低下が起こり、刺激に対する反応時間の遅れなども生じ、長時間の映像を正確に分析することが困難である。
【００１４】
手術の記録を保存した媒体を紛失したり、記録自体や記録媒体の破損あるいは、記録を複製、編集などが発生すると、個人情報の漏洩やプライバシーが侵害されたり、あるいは、記録自体の信頼性、信憑性、正確さ、などが低下してしまう。プライバシー保護や情報技術の確立が社会的に求められており、手術を支援する機器においてもこれらに対する十分な対策が求められているが、従来技術はこれらについて、十分考慮されているとは言い難い。さらには、これらの病気の症状や治療の状況などを含む個人情報をネットワークを介して送受信する場合、送受信途中で情報が漏洩する危険性が増大する。
【００１５】
記録されている情報の信頼性、正確さ、信憑性が損なわれていると、それを基に運用状況や治療動作などを分析しても、その分結果に対して十分な信頼性、正確さ、信憑性は得られない。
以上のように、従来の技術にはさまざまな課題があり、本発明は、これらの課題のうち少なくとも一つを解決するためになされたものである。
【００１６】
【課題を解決するための手段】
本発明は、患部を処置する術具あるいは患部を観察する観察手段の少なくとも一方を装備して操作者からの指示に応じて動作する遠隔動作手段と、前記遠隔動作手段に操作者が動作を指示する操作入力手段と、前記操作入力手段を操作する状況を観察する治療状況観察手段と、前記操作入力手段に入力された動作指示を処理して前記遠隔動作手段を制御する制御手段と、前記制御手段が動作を制御するときに用いる制御情報を記録する記録媒体を有する記録手段と、前記記録媒体に記録された制御情報を再生する再生手段とを備え、前記記録手段は、前記操作入力手段により入力された操作入力情報、前記治療状況観察手段により観察された治療状況情報、及び患者の生体情報を計測する生体情報計測手段により計測された生体情報を、時系列的に同期して前記記録媒体に記録する機能を有し、前記制御手段は、前記記録手段に記録された前記操作入力情報に基づいて前記遠隔動作手段あるいは前記操作入力手段の少なくとも一方の動作を再現するように制御する機能を有し、前記再生手段は、前記制御手段による動作の再現に同期して、前記記録手段に記録された前記治療状況情報及び前記生体情報を表示手段に表示して再現するように再生する機能を有する手術支援装置としたものである。
【００１７】
また、本発明は、患部を処置する術具及び患部を観察する観察手段を装備して操作者からの指示に応じて動作する遠隔動作手段と、前記遠隔動作手段に操作者が動作を指示する操作入力手段と、前記操作入力手段を操作する状況あるいは患者の周囲の状況の少なくとも一方を観察する治療状況観察手段と、前記操作入力手段に入力された動作指示を処理して前記遠隔動作手段を制御する制御手段と、前記制御手段が動作を制御するときに用いる制御情報を記録する記録媒体を有する記録手段と、前記記録媒体に記録された制御情報を再生する再生手段とを備え、前記記録手段は、前記操作入力手段により入力された操作入力情報、前記治療状況観察手段により観察された治療状況情報、前記観察手段により観察された患部情報、及び患者の生体情報を計測する生体情報計測手段により計測された生体情報を、時系列的に同期して前記記録媒体に記録する機能を有し、前記制御手段は、前記記録手段に記録された前記操作入力情報に基づいて前記遠隔動作手段あるいは前記操作入力手段の少なくとも一方の動作を再現するように制御する機能を有し、前記再生手段は、前記制御手段による動作の再現に同期して、前記記録手段に記録された前記治療状況情報、前記患部情報及び前記生体情報を表示手段に表示して再現するように再生する機能を有する手術支援装置としたものである。
【００１８】
また、本発明は、患部を治療可能な術具あるいは患部を観察可能な観察手段と、前記術具あるいは前記観察手段に有する識別子と、所定の一点を原点とした空間における前記識別子の座標を計測可能な位置計測装置と、前記術具あるいは前記観察手段を扱う操作者の位置姿勢を計測するデータ収集手段と、前記位置計測装置から出力される位置計測情報、患者の生体情報を計測する生体情報計測手段から出力される生体情報、及び前記データ収集手段から出力される位置姿勢情報を記録する記録手段と、前記記録手段で記録された情報を読み出して表示手段へ出力する再生手段とからなり、前記記録手段は、記録する前記位置計測情報、前記生体情報、及び前記位置姿勢情報の時系列的な相対関係を把握するための時系列情報を前記記録する情報に添付して記録媒体へ記録する機能を有し、前記再生手段は、前記記録手段で前記記録情報に添付して記録したそれぞれの情報の時系列情報を基に、前記位置計測情報、前記生体情報、及び前記位置姿勢情報を再生する時刻を調整して画面表示を更新する機能を有する手術支援装置としたものである。
【００１９】
【発明の実施の形態】
図１は本発明の一実施形態に係る手術支援装置の構成図である。図２は図１に示した遠隔動作手段３の先端部２４の構成を示している。図３は記録手段の構成を示している。図４は複数の記録手段の構成について示している。図５は記録した情報を表示する画面構成を示している。
【００２０】
図１に示した実施形態の構成について説明する。
【００２１】
操作者１による操作入力可能な操作入力手段２と、操作入力された指示により動作可能な遠隔動作手段３が制御手段１９を介して、制御可能に接続する。制御手段１９と、操作者１の操作状況を観察する治療状況観察手段７と、患部の様子を観察する観察手段５と、患者４の生体情報を計測する生体情報計測手段６はそれぞれ記録手段８ａに、情報伝達可能に接続する。
【００２２】
記録手段８ａでは、入力された情報を所定の形式および状態へ処理する記録処理部９を通して記録媒体１０ａへ記録するよう構成する。
【００２３】
記録手段８ａは記録媒体１０ａを通して、再生手段１１ａへ情報送信可能に接続する。再生手段１１ａは表示手段１２ａおよび制御手段１９との間に情報伝達可能に接続する。
【００２４】
情報伝達はそれぞれの手段が装備する入出力部を、電気あるいは光(電磁波）を用いた信号経路で接続して行なわれる。
【００２５】
上記構成の各要素および動作について説明する。
【００２６】
遠隔動作手段３は、患者４の治療や観察を行なう部位の位置姿勢や、術具の機能を制御する部位であり、図１では、先端部２４が保持具１４を介して、先端部２４の位置姿勢を動作制御可能であるように保持装置１６に装備されている。保持装置１６は、図示していないが、操作者１あるいは以下で述べる制御手段１９の指示に従って動作制御可能なように必要なアクチュエータおよびセンサを装備している。
【００２７】
先端部２４は、患部を処置可能な術具２３ａ、２３ｂ(図２)の位置姿勢と開閉を制御可能な医用マニピュレータ２２ａ、２２ｂ(図２)と、患部を観察可能な観察手段５のレンズ系２１とが保持具１４で動作自由に束ねられている。術具の位置姿勢および開閉の動作は、制御手段１９あるいは操作者１からの動作指示に従い駆動部１５（図１）を制御して実現される。図２では医用マニピュレータ２２ａ、２２ｂを２本装備している様子を図示しているが、操作者の判断により変更可能で、１本の場合もあれば、３本以上の場合もありうる。あるいは術具ではなく観察手段５のレンズ系２１の位置姿勢のみを遠隔操作する場合もありうる。術具２３ａ、２３ｂは二つの可動把持部により構成される鉗子形状を図示しているが、術具の形状や種類はこの図に制限されるものではない。鑷子、レーザメス、電気メス、吸引管、洗浄管、針、剥離子、剪刀、カテーテル、バルーンカテーテルなどさまざまな術具が術者である操作者１の判断により使用され得る。
【００２８】
操作入力手段２は、操作者１が遠隔動作手段３への動作司令を指示するための入力装置の一つである操作レバー１８と、操作入力手段２や遠隔動作手段３の動きをコントロールするためのパラメータの設定変更を行なったり、あるいは制御手段１９での処理結果を操作者１へ伝えるなどの用途で用いられるユーザインタフェース１７から成り立つ。ユーザインタフェース１７は、詳細は図示していないが、操作者１が設定を入力するための電気的、光学的あるいは機械的入力手段であるボタン、スイッチ、センサ、あるいは音声入力手段であるマイクなどを用いた入力部と、文字や絵柄、映像などを表示する手段としてのモニタ、音声出力手段としてのスピーカ、などを備えることが好ましい。図１の操作レバー１８は操作入力を検出する手段として力覚センサ（図示していない）を有しており、力覚センサで検出した操作者１の操作入力を基にアクチュエータを駆動して操作レバー１８の姿勢を制御する。操作レバー１８は通常の治療では操作者の入力に従い姿勢制御されるが、制御手段１９からの動作司令により姿勢を変えることも可能である。操作レバー１８以外の操作入力手段２としては、ボタンやスイッチによる電気的あるいは光学的な信号を提供する装置や、あるいは、位置や速度や加速度などを計測するジャイロなどのセンサや、あるいは視線の位置や身体動作などを計測する視線検出器やデータグローブなどのセンサの出力信号を提供する装置や、音声による動作指示を信号として提供する装置などでも良い。この場合、操作入力手段２にはアクチュエータを持たない装置もありうる。
制御手段１９は、操作者１から入力された動作指示と、ユーザインタフェース１７から指示された設定に従い、操作入力手段２と遠隔動作手段３の少なくとも一方の動作を制御する。あるいは、操作者１から入力された動作指示の代わりに、再生手段１１ａから出力されたあるいは、再生手段１１ａから読み込んだ情報に従って操作入力手段２と遠隔動作手段３の少なくとも一方を動作制御する。操作入力手段２と遠隔動作手段３の両方を一つの制御手段１９で制御する構成と同様に、操作入力手段２と遠隔動作手段３のそれぞれが制御手段１９を持ち、制御手段１９同士を送受信手段で接続する構成も当然可能である。
記録手段８ａは入力される情報を記録するための状態へ変換処理する記録処理部９と、記録処理部９からの出力を記録する記録媒体１０ａからなる。記録媒体１０ａは、磁気や光あるいは電気などを用いて記録する既存技術による方式が容易に利用可能である。記録媒体１０ａは記録手段８ａに対して固定されていても、脱着可能でもかまわない。記録手段８ａと再生手段１１ａは固定装備された記録媒体１０ａへアクセス可能であるようにあらかじめ構成しても良いし、脱着可能な記録媒体１０ａを複数の手段で読み書き可能なように、記録手段８ａと再生手段１１ａとに、同一仕様の記録媒体脱着手段および記録媒体読み書き手段を設けても良い。
【００２９】
記録手段８ａは、治療中に動作した機器からの出力であり、医療機器の動作および治療の状況を示す情報（以後これを治療情報４１と呼ぶ）を治療動作中に記録する。治療情報４１とは例えば、治療状況観察手段７から送信される操作の状況や治療の状況を示す映像や、制御手段１９から送信される操作入力手段２や遠隔動作手段３のセンサ出力あるいはセンサ出力から算出される制御量、および操作者１がユーザインタフェース１７に入力した情報あるいは制御パラメータの情報、制御手段１９から各アクチュエータやセンサへ出力する電圧あるいはパルスからなる制御出力信号７５、そして、観察手段５から入力される患部付近の映像、生体情報計測手段６から送信される患者の生体情報などである。治療情報４１の一つとして制御手段１９から記録手段へ入力される情報を制御情報４０と呼ぶ。この制御情報４０は操作入力手段２と遠隔動作手段３の少なくとも一方の動作を再現するために必要十分な制御変数やセンサ情報を意味する。
【００３０】
記録処理部９は図３の（Ａ)に示すように、起点となる時刻からの時系列データを発信するタイムコード発信部４２とタイムコード発信部４２から得たタイムコード３８を治療情報４１に追加する治療情報整形部４３からなる。記録情報整形部４３では、必要に応じ、治療情報４１を再生手段１１ａで利用しやすいように、データの整列、結合、分割、圧縮、必要データの選択、データの種類識別情報の添付などの処理のうち幾つかを実行する。
【００３１】
情報間で統一された時系列情報であるタイムコード３８とは、制御開始などの起点となる時刻からの経過時間を示すもので、例えば、絶対時刻、あるいは絶対時刻による起点時刻からの差分データからなる文字列や、起点時刻から所定の間隔で周期的に発生する制御手段内部のカウンタや制御ループの発生回数などを意味し、各装置の情報を記録する際に同時に記録される統一された情報である。
【００３２】
記録媒体１０ａに保存する記録情報３９、３９ａ、３９ｂの例を図９、図１０に示す。図９は各種情報をタイムコード順に整理して記録する時の記録情報の例を示す。記録情報３９には、日時、患者、執刀医、麻酔医、助手、などの氏名、症状、治療計画、などをまとめた患者データ６４と、治療に使用した機器、例えば遠隔動作手段３や操作入力手段２などのシリアル番号などの使用した装置を特定する装置データ６５とを記したファイルヘッダ３７を所定の記録領域の先頭に記録し、次に、制御情報４０、生体情報、画像情報などからなる治療情報４１がタイムコード３８と共に記録される。ファイルヘッダ３７は運用開始時に記録され、それ以外は治療中に情報が入力されるごとに連続的に記録されつづける。
【００３３】
治療情報４１ごとにタイムコード３８を付ける方法で記録しても良いが、複数の治療情報４１を一つのタイムコード３８に続けて記録する方法でも、所定の順番や所定の相対アドレスなど記録位置を指定するルールを定めて連続的に記録することで、記録するためのルールに従い知りたい情報の位置を容易に特定できる。また、各情報を得るサンプリングのタイミングが、それぞれの装置で異なり、かつ更新されたデータのみを記録する場合、一つのタイムコード３８に対して記録される情報の数が、タイムコード３８毎に異なることになる。この場合は複数の治療情報４１一つ一つの情報にそれぞれの情報の種類や内容を特定するデータヘッダ６７を付けて記録する。これにより、所定の数の情報が所定の位置に記録されていなくても、データヘッダ６７を参照することで、必要なデータを特定することができる。データを特定するとは、例えば、操作入力手段２に装備されたある一つのセンサの出力や、患者の脈拍など、情報一つ一つを区別して内容を認識することを意味する。
【００３４】
治療情報４１を図９のようにタイムコード３８順に記録する例のほかに、図１０のように、データ形式（音声情報、文字列情報、数列情報、画像情報、などでの分類）やデータを出力した機器あるいはデータの内容（制御情報４０、生体情報、画像情報などの分類）などのデータの種類別に、あるいは、情報を得るサンプリングのタイミング別に複数の記録情報３９ａ、３９ｂに分類して、それぞれタイムコード３８順に記録したファイル群を作成し、このファイル群の構成をファイルヘッダ３７に記載して管理する手法も有効である。図１０ではＡとＢの二つのみ例示しているが、二つ以上に分割して記録することも当然可能である。このとき、分類して保存された記録情報の一つにおいて一つのタイムコード３８と合わせて記録されるデータの数は、一つの場合もあれば、複数の場合もある。また、ファイルヘッダ３７には、患者データ６４や使用した医用機器を識別する装置データ６５などのほかに、記録手段８で記録するすべての情報がどのようなファイル構成で記録されているかを示すファイル群の構成データ６６、記録情報ごとに設けられるファイルヘッダ３７が管理するデータ内容を特定するための一つあるいは複数のデータヘッダ６７および、動作を再現するあるいは治療状況を再現する際に同時に利用する情報のデータヘッダ６７をまとめたリンクデータ６８、などを記録する。
【００３５】
記録手段８ａは一つだけでなく、入力する情報に合わせて複数の記録手段を用いる構成でも良い。この場合、図４に示すように、統一されたタイムコード３８をタイムコード発信部４２から各記録手段（８ｃ、８ｄ、８ｅ）へ配信し、各記録手段（８ｃ、８ｄ、８ｅ）ではこのタイムコード３８と治療情報４１とを添えて記録する。また、それぞれの記録手段（８ｃ、８ｄ、８ｅ）にそれぞれタイムコード発信部４２を設けても良い。タイムコード３８が治療開始からの経過時間を基にしている場合は、ここのタイムコード発信部４２の絶対時刻にずれがあっても問題ないが、使用開始時にネットワークなどを介してこれら複数のタイムコード発信部４２を同期させる構成とすることで、絶対時刻を基にしたタイムコード３８でもそれぞれの治療情報４１の再生を同期させることが可能となる。
【００３６】
再生手段１１ａは記録媒体１０ａに記録された情報を読み込み、記録処理部９で圧縮等の処理が施された情報を、制御手段１９や表示手段１２ａで利用可能な状態へ復元させ、表示手段１２ａあるいは制御手段１９へ出力する。
操作入力手段２と遠隔動作手段３の動作の流れについて図６から図８を用いて説明する。
【００３７】
図６は通常の治療操作で行なわれる動作とデータの流れを示し、図７は治療中に記録した制御情報４０に基づいて操作入力手段２や遠隔動作手段３を制御する動作とデータの流れを示している。図８は図７において示されるデータ更新管理ルーチン３６の制御の流れを示している。
【００３８】
通常、操作者１の操作入力による指示で遠隔動作手段３を操作する時は、図６に示すような流れを周期的に実施することで動作制御する。
【００３９】
まず操作者１が操作入力（２５）を行なうと、操作入力の検出（２６）と、操作入力手段２である操作レバー１８および遠隔動作手段３の位置姿勢の検出（２９）を行ない、検出した操作入力情報と位置姿勢情報と、動作モードなどの制御の方法や動作内容を指示する制御パラメータに基づいて操作入力手段２の制御量３４つまり、操作レバー１８の動作方向と動作量を計算する（２７）。算出された制御量３４に基づいて操作レバー１８が制御され（２８）、制御対象へ電圧やパルスなどの制御信号が送られる。この結果、操作レバー１８の位置姿勢が制御される。位置姿勢の検出ルーチン２９により検出された情報と制御パラメータ管理ルーチン３２で管理している制御パラメータの情報に基づいて遠隔動作手段３の制御量３４を算出し（３０）、この算出結果に基づいて遠隔動作手段３を制御（３１）して治療行為を実現する。
【００４０】
このような制御と同時に、周期的に操作入力検出ルーチン２６で検出される操作入力データ３３（図７参照）や位置姿勢検出ルーチン２９で検出される位置姿勢データ４５、や制御量計算ルーチン２７、３０で検出される制御量データ３４、操作者１がインタフェース１７を通して設定したり、制御状況によって変更される制御パラメータデータ３５、制御手段１９から各アクチュエータやセンサなどに出力したパルスや電圧などの制御出力信号７５などを記録手段８ａに送信し、記録媒体１０aに記録する。記録手段８ａは制御手段１９や再生手段１１ａと同一装置内に構成されていても、遠隔に設置されていてもかまわない。遠隔に設けられた記録媒体へ情報を送信し、記録する構成なども当然可能である。記録媒体１０ａは記録手段８ａに固定装備されているものでも、脱着可能なものでも良い。記録媒体１０ａへの記録は、磁気や電気あるいは光を用いて行なう方式で実現することができる。
【００４１】
次に、図７を用いて、記録された制御情報４０に基づいて制御する動作とデータの流れを説明する。
【００４２】
図６の制御では検出データや計算結果に基づいて制御に利用する情報の算出や信号の出力を行なっていたところを、図７の制御では記録した情報に基づいて制御に利用する情報の算出や信号の出力を行なう。このような記録に基づいて行なう動作制御を動作の再現と呼ぶ。動作の再現は例えば次のように行われる。
【００４３】
記録手段８ａでは、治療情報４１の一つとして、制御情報４０である操作入力データ３３、操作レバー１８と遠隔動作手段３の位置姿勢データ４５や制御量データ３４、制御パラメータデータ３５、制御出力信号７５などを記録している。
【００４４】
操作者１の操作入力によって生じる操作力の代わりに、記録情報の一つである操作入力データ３３と制御パラメータデータ３５を再生手段１１ａで読み出し、データ更新管理ルーチン３６が所定のタイミングで操作入力データ３３を書き換え、更新された操作力データ３３があたかも操作者１によって操作入力された情報であるように、操作入力手段制御量計算ルーチン２７で操作レバー１８の制御量を計算し、位置姿勢を制御する（２８）と、操作者１の操作を擬似的に作り出し、治療の操作を再現することができる。
【００４５】
あるいは、操作入力手段２の位置姿勢データ４５と制御パラメータデータ３５を再生手段１１ａで読み出し、データ更新管理ルーチン３６が所定のタイミングで位置姿勢データ４５と制御パラメータデータ３５を書き換え、更新された位置姿勢データ４５を制御目標として、制御パラメータデータを参考にしながら操作入力手段制御量計算ルーチン２７で操作レバー１８の制御量を計算して位置姿勢を制御する（２８）。これで、治療中の動作を再現することができる。
【００４６】
あるいは、操作レバー１８の制御量データ３４と制御パラメータデータ３５を再生手段１１aで読み出し、データ更新管理ルーチン３６で参照するデータを再生手段１１ａで読み出したデータに所定のタイミングで書き換え、このデータに従い操作レバー１８の位置姿勢を制御し（２８）、制御出力信号７５を制御対象へ送信することも可能である。この場合、入力された力と制御量との関係を再現することは省略している。
【００４７】
あるいは、制御出力信号７５を読み出し、データ更新管理ルーチン３６で所定のタイミングを計りデータの上書きを行ない、更新されているデータに従い、制御手段１９からアクチュエータやセンサに電圧やパルスを出力する。これにより、操作レバー１８や遠隔動作手段３を直接、記録した信号に基づいて制御し動作の再現を行なうことが可能となる。この場合、入力された力などの情報は省略される。
【００４８】
操作入力手段２の動作の再現と同時に遠隔動作手段３も記録情報を基に動作の再現を行なことも可能である。
【００４９】
さらに、例えば、操作入力手段２の動きは省略して、遠隔動作手段３の制御量データ３４と制御パラメータデータ３５を再生手段１１ａで読み出し、これを基にデータ更新管理ルーチン３６で参照するデータを所定のタイミングで書き換えて、遠隔動作手段３の制御量を決定し（３０）、遠隔動作手段３の位置姿勢を制御する（３１）ことが可能である。操作入力手段２がアクチュエータを備えていない場合はこれと同様になる。
【００５０】
操作入力手段２や遠隔動作手段３のどちらかのみ動作再現するか、両方を同期させて動作再現するかは使用者の要望や目的に応じて選択すれば良い。操作入力手段２の動作を再現し、この再現した動作にしたがって遠隔動作手段３の動作も治療中と同様の制御で再現しても良い。また、操作入力データ３３、位置姿勢データ４５、制御量データ３４、制御パラメータデータ３５および制御出力信号７５など、それぞれの制御情報４０の間には、装置の制御に用いる制御則に従って算出可能な関係が存在する。これらの制御情報４０を基に制御中の計算などを検算し、所定の制御信号が出力されていたかどうかを確認することも可能となる。これは、装置の制御が正常に機能していたことを確認する有効な手段となる。
【００５１】
データ更新管理ルーチン３６で行なわれる制御フローについて図８を用いて説明する。この制御フローは制御ループ毎および動作の再現に必要な情報すべてを対象に実施される。まず、再生手段１１ａから必要とする制御情報４０を読み込む（５６）。次に、読み込んだ制御情報４０と同時に記録されているデータのタイムコード３８を読み込み、これを動作開始からの経過時間などのタイムコードと制御手段１９で計測するタイムとをキャリブレーションするために、動作開始からの経過時間を意味する変数に変換する。これをｔｉｍｅ１（５７）とする。次に制御装置で計測しているタイムを読み込み、ｔｉｍｅ１と同様に動作開始からの経過時刻を意味する変数に変換し、これを変数ｔｉｍｅ２（５８）とする。ｔｉｍｅ１とｔｉｍｅ２を比較して、ｔｉｍｅ１がｔｉｍｅ２以上となっている時に、制御手段が制御に用いるデータを更新する（６０）。ｔｉｍｅ１がｔｉｍｅ２より小さい時は、データの更新をせずに、終了し、次の制御ループで再び図８を繰り返す。
【００５２】
動作の再現に制御出力信号７５を用いる場合は、データの更新（６０）において、更新されたデータに従い電圧やパルスを所定の出力先に出力することになる。
【００５３】
制御情報４０の読み込み先は、再生手段１１ａ内部で処理し利用可能な状態で一時記憶しているメモリなどの記憶領域である場合の他に、再生手段１１ａからまとめて取り込んだ情報を一時記憶している制御手段１９内のメモリの場合もある。これらの読み込み先のメモリが同一の物となるように装置を構成することもできる。
【００５４】
記録情報３９が幾つかのファイル群に分類されて保存されている場合は、ファイルヘッダ３７の情報から目的のファイルを検索できる。なお、目的のファイル名をあらかじめ決めておくことにより、ファイル名から検索することができる。所定の位置に治療情報４１が保存されている場合は、タイムコード３８から所定の長さのアドレス分を移動させて情報を読み取る。また、治療情報４１の順番や位置が不確定であっても、データの内容を示すデータヘッダ６７を参考にして目的の情報を読み出すことができる。タイムコード３８の読み込みとデータ内容の読み込みとはそれぞれ前後しても問題ないし、タイムコード３８とデータを一体として記録している場合は、読み込み後にタイムコード３８とデータの分離をする。操作入力手段２や遠隔動作手段３の動作を再現するためのデータの数は少なくともそれぞれの装置において自由度の数以上存在する。記録情報の再現に必要な情報すべてにおいて、データの読み込みとデータ更新を行なう。更新したデータについては、常に新しいデータを記録媒体１０aあるいは再生手段１１ａあるいは、再生手段１１ａから読み込んだデータファイルのメモリから次に更新すべきデータを読み込んでおき、いつでもデータ更新可能なようにタイムコード３８の比較を待機する。
【００５５】
以上のような構成により以下のようのな効果を得ることが可能となる。
【００５６】
治療中の動作を記録した記録情報３９を基に、遠隔操作手段３あるいは操作入力手段２の少なくとも一方の動作を制御手段１９により制御する機能を有しているので、遠隔操作手段３あるいは操作入力手段２の操作中の動作を再現することができる。また、治療中の動作を記録した記録情報３９を基に、記録情報３９内の治療情報４１に添えて記録したタイムコード３８を参照して同期をとった治療情報の再現が可能となる。
【００５７】
術中に行なわれた治療動作を術後に再現することが可能となることから、どのような操作を行なったか、あるいは術具がどのような動きをしたかなど、操作内容や治療動作の確認、分析、治療状況の把握が術後に容易に行なえるようになる。
【００５８】
実際の装置を用いた動作再現が可能なことから、内視鏡映像に記録された視野内にとらわれず、画面では確認できない範囲での術具の挙動を実際に行なう動きで確認可能となる。さらには、複数の観察者が同時に実際の動きをさまざまな角度から視覚的に確認できるようになり、術後の治療内容の検討、把握、分析、説明がより具体的かつより効果的に行なえるようになる。
【００５９】
記録された情報を基に動作の再現を行なうので、使用者の要望に応じてある一定の範囲の情報を基に繰り返し動作させることも可能となり、動作を観察する人の要望に応じて、重要な動作を効率よく観察、分析、把握、説明など行なえるようになる。
【００６０】
脱着できる記録媒体１０ａを介在させて記録情報の移動が可能なことから、実際に使用した操作入力手段２や遠隔動作手段３が滅菌などの処理のために使用できない場合でも、同じ仕様の装置を用いて、動作の再現が可能となる。
【００６１】
コンピュータグラフィックスなどで製作した操作入力手段２と遠隔動作手段３のモデルを、再生手段１１ａで再生した実際の治療情報４１を基に同期させて動作の再現を行なうことも可能となる。
【００６２】
操作入力手段２や遠隔動作手段３がそれぞれ独立に制御手段１９をもつ場合でも、記録手段８ａで統一したタイムコード３８を添えて制御情報４０を記録するので、それぞれの制御手段１９の間で時刻設定などにずれがあったとしても、記録する情報は、制御手段１９の設定などの影響を受けること無く、実際に発生した動作のタイミングを正確に記録することが可能である。また、動作の再現においても、制御開始からの経過時刻を基に動作のタイミングをとることで、複数の制御手段が存在しても、時間的同期を取った再現が可能となる。これは、制御手段に限ることではなく、複数の計測機器など、記録装置に接続される複数の医療機器の間での時間的同期を取った治療情報４１の記録と再現が可能である。
【００６３】
記録情報３９には、ファイルヘッダ３７として、患者データ６４や装置データ６５を記録するので、術後に、情報を整理あるいはメンテナンスする場合や第3者が記録された治療情報４１を利用する場合でも、記録情報内容を容易に把握でき、情報管理および情報利用が容易に行なえる。さらに、術中に記録した記録情報の構成や記録情報内に記録されているデータを識別するデータヘッダ６７、記録情報利用時に同時に再現する必要がある関連情報を示すリンクデータ６８などをファイルヘッダ３７に記録することで、サンプリングのタイミングが異なる情報や、データの種類や内容が異なる情報を分散してそれぞれ別の記録情報３９ａ、３９ｂに記録しても、術後の情報管理や情報利用を容易に行なうことが可能となる。分散させる数は任意にすることができる。このようにファイルヘッダ３７により情報を管理し、情報の扱いに関する簡便性と柔軟性を高めることで、治療に用いる医用機器の構成や種類、情報の出力形式やタイミングなどが制限されることがなく、記録する情報に合わせて記録する情報の様態を柔軟に対応することが可能となり、さらには治療情報４１の術後利用の操作性、運用性をより高めることができる。
【００６４】
記録された制御情報４０を相互に比較し制御に用いた制御式などにあらためて代入して検算するなどの作業により、治療中装置が制御則に従い正常に機能していたことを確認することもでき、これにより、再現された動作や操作入力手段２に対する遠隔動作手段３の動作の妥当性、制御情報４０や再現された動作の信頼性を向上させることができる。
【００６５】
次に、図１を用いて観察手段５、治療状況観察手段７及び生体情報計測手段６等について説明する。図１に示す観察手段５は内視鏡などの医療器具であり、操作者１に患部付近の状況を画像情報やグラフィック情報として提供する装置である。図１、図２では内視鏡のレンズ系２１を術具と一緒に束ねている装置の例を示している。観察手段５の映像情報は図のように記録部８ａへ伝達される一方、表示手段の一つであるテレビや専用モニタ（図示していない）を用いて操作者へ提供される。観察手段５としては、患部付近の状況を観察するものであれば、内視鏡以外に、手術顕微鏡やビデオ顕微鏡、超音波プローブなど他の医療器具やＣＴやＭＲＩなどの計測機器も同じように構成できる。これらは治療内容に応じて構成する。
【００６６】
図１に示す治療状況観察手段７は操作を行なっている手元と操作者１の様子を撮影するカメラ等の撮像系である。治療状況観察手段７は手術室などの天井や無影灯など手術室に備え付けられている器具に設けても良いし、操作入力手段２に設けても良い。１台以上の治療状況観察手段７や、位置姿勢を動作可能に備え付けられている治療状況観察手段７により、操作入力手段２を操作する操作者１の様子とは別に、患者周りの様子を撮影し、治療に参加している助手や治療の進行状況の様子などを観察し、記録手段８ａへ送信するよう構成することもできる。図１に示す生体情報計測手段６は、心電図、呼吸、観血血圧、非観血血圧、血中酸素飽和度、体温、脈拍、心拍など、患者の生体情報のうち幾つかを計測する。計測した情報は記録手段８ａへ伝達する一方、図示していないが情報の伝達経路を分岐させるなどして表示装置の一つであるテレビや専用モニタを通して術者へ情報提供することが可能である。
【００６７】
観察手段５および生体情報計測手段６および治療状況観察手段７で得られる治療情報４１は、記録手段８ａで、制御手段１９で得られる制御情報４０と共に処理されて、あるいは同様の処理が行なわれて、記録媒体１０ａに記録される。
【００６８】
図５は表示手段１２ａあるいは遠隔設置されている表示手段１２ｂで表示する画面構成の例を示している。遠隔設置については後程詳細を述べる。一つの画面内に、治療状況観察手段７から得られる操作状態５２と、観察手段５から得られる患部の状態５１および生体情報の推移を示すグラフ５３や心拍５４や体温５５など、現在の患者の状態を数値やグラフィックで示す生体情報情報を合わせて表示する。この時、動作の再現と同様にタイムコード３８を参照してデータを更新することで、各情報を同調させて再生する。図５では、心拍や体温を例として出したが、これは観察する者の要望に応じて、計測されている生体情報のうちのどれかを表示させれば良い。さらに、文字列表示とするかグラフ表示とするかも出力形式の違いでしかないため、観察する者の要望に応じて変更すれば良い。以降、動作の再現あるいは表示手段を見る人を観察者と呼ぶことにする。
【００６９】
患部状態５１と操作状態５２と生体情報５３、５４、５５の各情報を統合的に表示させ、かつ各情報に添えて記録したタイムコード３８を参照して、各情報の再生タイミングを合わせて表示させることで、患部の状態と操作状況の両方の同期した映像を観察者の同一視野で観察することが可能となるので、患部状態５１と操作状態５２を常に同時に観察できるので、操作の入力とその結果である術具の動きの関係を容易に把握できるようになる。患部状態や操作状態は実際に撮影した映像だけでなく、実際に撮影した映像を元にコンピュータグラフィックなどを用いて表現しても良い。
【００７０】
タイムコード３８を基に治療情報４１の更新を行なうことで、操作入力手段２や遠隔動作手段３の動作再現と同時に、観察手段５や生体情報計測手段６などのそれぞれ記録間隔の異なる他の装置の治療情報４１を同期させて再現することが可能となる。これにより、表示画面に再生される情報と、操作入力手段２や遠隔動作手段３の動作、あるいは、患者の容体や生体情報の変化等と、操作入力手段２や遠隔動作手段３を用いた術具動作の関係を相互に関係づけて観察でき、治療の状況や動作状況を術後に把握、分析、確認、他者への説明などが、より具体的で効果的かつ容易に行なえるようになる。
【００７１】
記録した患部状況の映像と、動作再現の様子を比較し、患者自体の動きあるいは患部の動きと遠隔動作手段３の相対的な位置関係など、制御情報４０に記録し得ない動きを特定し、観察することが可能となる。
【００７２】
記録した治療情報４１から患者のプライバシーを侵害しない制御情報４０と観察手段５や治療状況観察手段７の情報などを集めて、症例に対する操作例を治療計画の際の参考資料とすることも可能であり、これを参考にすることで、先例を生かしたより効率的で安全な操作の実現に役立てることができる。
【００７３】
治療状況観察手段７によって患者周辺の様子などを、内視鏡などの観察手段の映像と共に統一されたタイムコード３８を埋め込んで治療状況を記録するので、助手の交代など、内視鏡映像や制御情報４０からでは把握できない周囲の状況と内視鏡画像に映る状況とを合わせて治療の進行状況をより正確に把握することが可能となる。
【００７４】
図１を用いて遠隔場所での記録及び再生に付いて説明する。図１に示すように、記録手段８ａは送受信手段１３ａを装備しており、有線あるいは無線で構築するネットワークや通信回線を通して手術現場から離れた場所に設けた送受信手段１３ｂ、１３cと結ばれている。送受信手段１３ｂは記録手段８ｂと送受信可能に接続されており、記録手段８ａで記録する記録媒体１０ａとは別の記録媒体１０ｂへ記録する機能を有する。送受信手段１３cは治療現場と離れた場所に設けられている再生手段１１ｂと接続されており、再生手段１１ｂからの出力は表示手段１２ｂで表示するよう接続されている。また、送受信手段１３ｂ、１３cも同様にネットワーク接続されており、記録媒体１０ｂに記録されている治療情報４１を表示手段１２ｂで表示可能なように接続されている。
【００７５】
ネットワークを介して記録情報３９を遠隔に設置した記録手段８ｂや再生手段１１ｂへ送信することが可能となるので、記録情報３９を一括管理する大容量の記録媒体などを利用した記録情報３９の保存と管理を可能とし、さらには、遠隔に設置され集中管理されている記録情報３９をネットワークを介して再生処理し、動作の再現を行なうことが可能となる。
【００７６】
動作の再現は、術後のみではなく、術中に記録媒体１０ａへ記録情報３９を記録すると同時に、記録情報３９をネットワークを介して遠隔に設けられている再生手段１１ｂへ送信し、治療に使用されているのと同種の操作入力手段２や遠隔動作手段３を用いて、現在行なわれている治療動作を再現することも可能である。この時、動作の再現に合わせて生体情報計測手段６や観察手段５、治療状況観察手段７の情報を観察することで、観察者が遠隔にいても術具の動作状況と患者の生体情報の推移を含む治療状況をより的確にリアルタイムで把握することを可能とする。
【００７７】
術後に治療情報４１を管理している場所から送受信手段１３ｂ、１３cを通して特定の記録情報３９を受信し、再生手段１１ｂ、表示手段１２ｂを用いて必要に応じ手術の状況を解析したり、第三者へ手術の状況を説明することが可能となる。
【００７８】
図３の（Ｂ)は記録処理部９に関する他の実施の例を示している。記録情報整形部４３で処理された情報を改竄防止手段４４で暗号化処理を行ない、その後記録媒体１０ａに記録する。
【００７９】
暗号化の方式は、例えば公開鍵方式等のように、暗号化専用鍵と復号化専用鍵とを持つ構成する。暗号化専用鍵は記録手段８ａで管理し、復号化専用鍵は再生手段１１ａで管理する。治療情報４１を記録する時は暗号化専用鍵を用いて暗号化し、その後記録媒体へ記録し、再生の時は、記録媒体に記録された暗号化済み情報に対して復号化専用鍵を用いて複合化する。
【００８０】
記録手段８ａと再生手段１１ａでそれぞれの鍵を別々に管理し、運用することで、特定の再生手段を用いることでのみ記録情報３９の閲覧が可能となるので、個人情報の漏洩、プライバシーの侵害を防止することがより確実となる。
【００８１】
暗号化専用鍵を有しない再生手段１１ａでは再び暗号化することが困難となるので、記録情報３９の改竄を防止し、さらには記録情報３９の信憑性を高めることが可能となる。記録情報３９の信憑性が高いことから、記録情報３９を基にした動作の再現や治療状況の解析および把握の正確さ、信憑性、有効性を高めることが可能となる。
【００８２】
病院内や病院間などネットワークでグループ化され、あらかじめ記録情報３９の相互閲覧が許可されている施設内に複数の記録手段８ａおよび再生手段１１ａを設置する場合、複数の記録手段８ａで同じ暗号化専用鍵を管理し、複数の再生手段１１ａで同じ復号化専用鍵を管理する。これにより、同じ暗号化専用鍵を管理する記録手段８ａを用いた記録情報３９は、どの記録手段８ａで記録さていても、同じ復号化専用鍵で復号化することが可能となり、さらには、暗号化された記録情報３９をネットワークを介して、同じ復号化専用鍵を管理する任意の再生手段を用いて容易に再生可能であり、かつ、相互閲覧が許可されていない外部施設では、復号化専用鍵が異なることから暗号化された記録情報３９を閲覧できなくなるため、情報の再生が容易にできる利便性を確保しつつ、記録情報３９や個人情報の漏洩を防止可能となる。
【００８３】
図１３は、暗号化および復号化専用の鍵を管理する着脱可能な許可手段を備える手術支援装置の記録手段および再生手段の構成図である。記録手段および再生手段の他の構成要素は図１と同様であるので、省略する。図１３に示すように、暗号化専用鍵あるいは復号化専用鍵を暗号化許可手段７３あるいは復号化許可手段７４として独立させ、記録手段８ａや再生手段１１ａへ脱着できる構成とする。これらの許可手段は、暗号化専用鍵や復号化専用鍵を記録できることが可能であれば、カード型や、あるいは車の鍵のような形など、どのような形状でも良い。それぞれの許可手段には、暗号化専用鍵あるいは復号化専用鍵を電気情報あるいは磁気情報として記録する。あるいは暗号化専用鍵あるいは復号化専用鍵を識別できる電気信号や光信号の回路をそれぞれの許可手段に設ける。あるいは許可手段を記録手段や再生手段に装着する部分に、暗号化専用鍵あるいは復号化専用鍵を意味するコードの印刷や段差や貫通穴等の形状加工を施す。
【００８４】
これらの許可手段を暗号化キーハードウェア、復号化キーハードウェアと呼ぶこととする。
【００８５】
記録情報３９は記録情報整形部４３でタイムコード３８を添付し、前記のように処理され、改竄防止手段４４で暗号化される。治療情報４１を暗号化するときに、改竄防止手段４４は暗号化許可手段７３である暗号化キーハードウェアに記録された暗号化専用鍵を電気信号、光信号、あるいは磁気信号、画像信号により、あるいは装着された許可手段の形状を認識することにより読み取る。読み取った暗号化専用鍵を利用して暗号化し、暗号化された情報が記録媒体１０ａに記録される。
【００８６】
暗号化された情報は再生手段１１ａの復号化手段７０で復号化される。このとき、復号化手段７０は再生手段１１ａに取り付けられた復号化許可手段７４である復号化キーハードウェアに記録された復号化専用鍵を暗号化専用鍵の読み取りと同様の手法で読み取り、読み取った復号化専用鍵を利用して複合化する。復号化された情報は、記録情報復元部７１で、記録手段８ａの記録情報整形部４３で行なった処理から、情報の再現に利用可能な状態へと復元し、所定の装置へ復元する治療情報７２が送られる。復号化許可手段７４に記録されている復号化専用鍵が、暗号化したときの暗号化専用鍵に対応したものでないと、正常に復号化できない。
【００８７】
読込んだ暗号化あるいは復号化専用の鍵を記憶し、一連の記録処理中あるいは再生処理中に読込む回数を一度だけにすることもできる。あるいは暗号化および復号化の処理を行なうたびに毎回読み込むようにしてもよい。
【００８８】
それぞれの許可手段に、その許可手段を管理する人を識別する情報（管理者識別情報）、例えば、個人名やシリアル番号などを暗号化専用鍵および復号化専用鍵に付け加えて、記録する。暗号化許可手段７３および復号化許可手段７４を使用する際に、それぞれの許可手段に記録されている管理者識別情報を記録する記録装置を記録手段８ａおよび再生手段１１ａに設ける。あるいは、暗号化許可手段７３を使用したときの管理者識別情報については、記録手段８ａで記録する記録情報のファイルヘッダに記録してもよい。管理者識別情報に合わせて使用日時を記録するようにすることも容易である。
【００８９】
記録情報３９の記録時は記録手段８ａに暗号化キーハードウェアを取り付けることで、情報の記録と暗号化が可能となり、記録情報３９の再生時は、再生手段１１ａに復号化キーハードウェアを取り付けることで、情報の復号化と再生が可能となる。治療情報４１の記録や再生を許可された者が暗号化キーハードウェアや復号化キーハードウェアを管理することで、暗号化専用鍵や復号化専用鍵の管理が容易にでき、かつ、許可されていない者の記録や閲覧がより難しくなることから、個人情報の漏洩を防止する効果をより高めることができる。
【００９０】
暗号化許可手段７３および復号化許可手段７４に、それぞれの許可手段を管理している人を特定できる情報を暗号化専用鍵や復号化専用鍵と一緒に記録し、それぞれの許可手段を使用した情報を記録として残すことができるので、誰がいつ情報を記録したか、あるいは誰がいつ情報を閲覧したかを把握することができ、記録情報３９の保存と管理をより安全に行なうことができ、個人情報の漏洩防止の効果を向上させることができる。
【００９１】
さらには、複数の治療において異なる記録手段８ａを用いても、同じ暗号化専用鍵が記憶されている暗号化キーハードウェアを用いると、これと対になる復号化専用鍵が記憶されたハードウェアを用いることで、どの再生手段を用いても治療情報４１を再生することが可能となり、運用の利便性をより向上させることができる。
【００９２】
また、同じ記録手段を用いても、異なる暗号化専用鍵が記憶されている暗号化キーハードウェアを用いることで、この情報を閲覧できるグループは暗号化専用鍵に対応した復号化専用鍵を持つグループに限定することができ、記録情報３９の管理運営の利便性をより向上させることができる。
【００９３】
ネットワークを介して送受信する場合に、記録情報３９を暗号化して通信できるので、記録情報３９の送信中に第三者へ情報が漏洩することを防止でき、記録情報３９という患者のプライバシーに関わる情報をネットワークを介して安全に送受信することを可能とする。さらには、電波などを用いた送信でも個人情報の漏洩を防止し安全に行なうことが可能となり、光ファイバなどのネットワーク網が整備されていない遠隔地でも、電波の送受信装置を設置することで、記録情報３９の送受信が利用可能となる。
【００９４】
ネットワークを介した記録情報３９の送受信において、高い安全性を有し、かつ記録後の改竄を防止できるので、記録情報３９を一括管理する大容量の記録媒体などを利用した記録情報３９の保存と管理をより安全に行なうことが可能となる。
【００９５】
図１１は、動作制御を行なう制御手段を有していない術具を用いる時の実施の形態を示している。図１１では図１で示した送受信手段等は省略しているが、同様の構成をとることは可能である。術具６２には識別子６３を設ける。操作者１の術具６２を扱う手には操作入力状況を検出手段であるデータグローブ６１を装備する。データグローブ６１は例えば抵抗体の抵抗量変化や光ファイバの光路長の変化などを検出して例えば手首から先の各関節の角度を検出することが可能である。治療状況観察手段７は、識別子６３の座標を検出するか、座標を算出可能な信号を出力する光学式あるいは磁気式あるいは機械式の位置計測装置、あるいは撮影手段であるカメラと撮影した画像を処理し識別子６３の座標を検出する画像処理手段からなる。識別子６３は位置計測装置あるいは、画像処理手段が指定する種類のマーカや、位置計測装置や画像処理手段が特定可能な特異形状などの特徴点により成る。
【００９６】
生体情報計測手段６からの患者の生体情報と、観察手段５からの患部の映像と、データグローブ６１からの操作司令情報と、治療状況観察手段７からの識別子６３の座標情報は記録手段８ａに入力され、図１同様の記録処理部９で治療情報４１を記録するための状態へ変換する。記録した情報は再生手段１１ａで復元し、表示手段１２ａに表示する。この時、表示内容としては、図５と同様、各種情報を統合および同調再生して提供するが、この時、操作状態５２としては、データグローブや位置検出手段から得られる情報を基に作成したコンピュータグラフィックなどを用いて表示する。動作の再現については、術具の位置姿勢や操作者の手の動きなどを、記録情報３９を基に、コンピュータグラフィックスを用いて表現する。コンピュータグラフィックスはデータグローブや光学式位置計測装置で得られる三次元情報を基にモデルを作成するので、観察する人の要望に応じて表示しているモデルの向きや姿勢を変えることが可能である。このような構成を用いることにより、制御手段もたない術具を使用する時でも、図１で示した構成同様の効果を得ることが可能となる。
【００９７】
図１で示した構成において、操作者１がデータグローブ６１を装備して操作入力手段２を操作する構成や、遠隔動作手段３に識別子６３を設け、識別子の位置姿勢を検出するための治療状況観察手段として、位置計測装置や画像処理装置を有する構成などが可能である。
【００９８】
この構成により、操作レバー１８が操作入力に従い動作した位置姿勢の情報以外に、操作レバー１８を操作している操作者の手の動きを記録することが可能となる。あるいは、治療開始前に、患者の身体の一部に識別子６３を取り付けるか、あるいは患者の身体の一部でかつ特徴的な部位を識別子６３として利用し、手術室の座標系の置ける患者の位置姿勢を特定し、治療中、遠隔動作手段３の識別子６３を検出することで、患者４と遠隔動作手段３の相対位置関係を定量的に計測することが可能となる。
【００９９】
操作レバー１８の位置姿勢の情報を、操作入力手段２の制御とは別にデータグローブ６１からの情報と比較できるので、操作入力手段２で検出した操作レバー１８の位置姿勢のデータを補完し、あるいは制御情報４０の信憑性を高める効果がある。
【０１００】
手術室の座標系における遠隔動作手段３の位置姿勢を特定できるため、操作入力手段２の配置や、患者４との位置関係を明確にでき、治療動作の再現をより正確に行なうことが可能となる。
【０１０１】
図１２は図１で示した構成において、複数の遠隔動作手段３、３ａと、それぞれの遠隔動作手段３、３ａに設けた識別子６３、６３ａと、識別子６３、６３ａの座標を検出可能な治療状況観察手段７とからなり、それぞれの遠隔動作には、必要に応じて、先端部２４ａには先端部２４と同様、複数の観察手段５、５ａや複数の術具を有する。図１で説明できる部分については、図１２では省略している。
【０１０２】
治療状況観察手段７では、識別子６３、６３ａの位置を画像処理を用いて座標算出したり、あるいは、治療状況観察手段７の一つである位置計測装置を用いて座標検出あるは座標算出を行なう。位置計測装置は、複数を同時に検出できるものでもよいし、一つの位置計測装置で一つの識別子を検出するものでもよい。一つの識別子を検出する位置計測装置を用いる場合は、それぞれの遠隔動作手段毎に位置計測装置を用意し、それぞれの識別子の座標を検出する。このとき、位置計測手段が光学式である場合は、計測対象とする遠隔動作手段の識別子以外が計測範囲に入らない位置関係に、識別子と位置計測手段のそれぞれをセッティングしたり、それぞれの識別子の間に遮蔽版などを設け、不要な識別子が計測範囲に入り込まないようにすればよい。
【０１０３】
検出したそれぞれの遠隔動作手段３、３ａの座標情報は、制御情報４０などと同様に記録手段へ情報伝達する。
【０１０４】
これにより、複数の遠隔動作手段３、３ａの動作を、時間的同期をとって再現することが可能であり、かつ、遠隔動作手段の３、３ａ動作を再現するときに、それぞれの遠隔動作手段３、３ａの座標情報を参照することで、装置間の設置状況も正確に再現することが可能となる。
【０１０５】
また、コンピュータグラフィックスなどのグラフィック手段を用いて動作の再現を表示する場合でも、制御情報４０に基づいて遠隔動作手段の位置姿勢を制御すると同時に、それぞれの遠隔動作手段の座標情報を基に遠隔動作手段の相対位置関係の変化を正確に再現することが可能である。
【０１０６】
よって治療中の術具や遠隔動作手段の動作を正確にかつ容易に把握できることに加えて、治療中に、遠隔動作手段や術具の間の相対関係までも詳細に、かつ容易に把握できるようになる。
【０１０７】
これらの実施例を用いることで、治療中に使用する医療機器の種類やデータ出力の仕様などに制限されること無く、さまざまな状況に対応して記録情報３９を保存することが可能であり、術後に治療内容を把握ことが従来より容易かつ正確に行なえるようになり、記録された情報を基に治療情報４１を再現することで、複数の観察者が同時に治療内容の分析や検討を行なうことが可能になったり、担当医などから第三者への説明などをお互いに治療状況や理解の程度を確認し会いながら、状況に合わせて柔軟に情報を再現・提供するなどの情報の２次利用が容易かつ理解しやすい表現で可能となる。また、これらの効果に合わせて、記録情報３９の利用や管理・メンテナンスの容易さと同時に患者のプライバシーの保護が両立されるので、実際の現場での実用性が高く、情報の利用価値を向上させることができる。機器の制御が正常に機能していたことの確認と、記録情報３９の再現とを合わせて、治療内容に関する外科医の治療の意図を明確にすることができる。さらには、改竄が困難でありながら運用の利便性が高いシステムを提供でき、原因特定などにおいても有効かつ信憑性の高い情報を容易に提供することができる。
【０１０８】
【発明の効果】
本発明によれば、以上説明したように構成されているので、術後等に行なう治療操作内容の把握や分析に適した手術支援装置を提供することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の手術支援装置の構成図である。
【図２】遠隔動作手段の先端部の概観図である。
【図３】記録処理部の構成例である。
【図４】複数の記録手段を用いた構成例である。
【図５】治療情報表示画面の例である。
【図６】通常動作を行なう時の、制御手段での制御動作とデータの流れを示す図である。
【図７】動作の再現を行なう時の、制御手段での制御動作とデータの流れを示す図である。
【図８】タイムコードを基にデータを更新する制御フローである。
【図９】タイムコードで整理した治療情報の概念図である。
【図１０】治療情報の種類で分類した複数のファイル群で構成する治療情報の概念図である。
【図１１】制御手段による動作制御を行なわない術具を用いた時の構成図である。
【図１２】複数の遠隔動作手段を用いた構成図である。
【図１３】暗号化および復号化専用のハードウェアを持つ構成図である。
【符号の説明】
１…操作者、２…操作入力手段、３、３ａ…遠隔動作手段、４…患者、５、５ａ…観察手段、６…生体情報計測手段、７…治療状況観察手段、８ａ、８ｂ、８ｃ、８ｄ、８ｅ…記録手段、９…記録処理部、１０ａ、１０ｂ…記録媒体、１１ａ、１１ｂ…再生手段、１２ａ、１２ｂ…表示手段、１３ａ、１３ｂ、１３ｃ…送受信手段、１４、１４ａ…保持具、１５、１５ａ…駆動部、１６、１６ａ…保持装置、１７…ユーザインタフェース、１８…操作レバー、１９…制御手段、２１…レンズ系、２２ａ、２２ｂ…医用マニピュレータ、２３ａ、２３ｂ…術具、２４、２４ａ…先端部、２５…操作入力動作、２６…操作力検出ルーチン、２７…操作入力手段制御量計算ルーチン、２８…操作入力手段制御ルーチン、２９…位置姿勢検出ルーチン、３０…遠隔動作手段制御量計算ルーチン、３１…遠隔動作手段制御ルーチン、３２…制御パラメータ管理ルーチン、３３…操作入力データ、３４…制御量データ、３５…制御パラメータデータ、３６…データ更新管理ルーチン、３７…ファイルヘッダ、３８…タイムコード、３９、３９ａ、３９ｂ…記録情報、４０…制御情報、４１、４１ａ、４１ｂ、４１ｃ…治療情報、４２…タイムコード発信部、４３…記録情報整形部、４４…改竄防止手段、４５…位置姿勢データ、４８、４９、５０…記録手段、５１…患部状態映像、５２…操作状態映像、５３…生体情報の推移を示すグラフ、５４…心拍表示、５５…体温表示、６１…データグローブ、６２…術具、６３、６３ａ…識別子、６４…患者データ、６５…装置データ、６６…構成データ、６７…データヘッダ、６８…リンクデータ、７０…復号化手段、７１…記録情報復元部、７２…再現する治療情報、７３…暗号化許可手段、７４…復号化許可手段、７５…制御出力信号。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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