(57)【要約】【課題】手術操作具の操作の技術度を定量的に評価できる手術操作具の操作の評価方法を提供する。【解決手段】手術操作具の操作の評価方法は、手術操作具の位置を示す位置情報の時系列データに基づいて、所定の時間間隔ごとに、当該所定の時間内における位置情報の平均値を求めることと、所定の時間間隔ごとに、位置情報と、当該所定の時間内における位置情報の平均値との差である差分位置情報を求めることと、所定の時間間隔ごとに、当該所定の時間内における差分位置情報を、時間領域表示から周波数領域表示に変換することと、所定の時間間隔ごとに、周波数領域内おける周波数領域表示の差分位置情報の二乗総和である電力を求めることと、を含む。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
手術操作具の位置を示す位置情報の時系列データに基づいて、所定の時間間隔ごとに、当該所定の時間内における前記位置情報の平均値を求めることと、
前記所定の時間間隔ごとに、当該所定の時間内における前記位置情報と当該所定の時間内における前記位置情報の平均値との差である差分位置情報を求めることと、
前記所定の時間間隔ごとに、当該所定の時間内における前記差分位置情報を、時間領域表示から周波数領域表示に変換することと、
前記所定の時間間隔ごとに、周波数領域内おける周波数領域表示の前記差分位置情報の二乗総和である電力を求めることと、
を含む手術操作具の操作の評価方法。
【請求項２】
前記所定の時間間隔ごとに求められた前記電力に基づいて、前記時系列データの全時間に亘る前記電力の総和電力を求めることを含む請求項１に記載の手術操作具の操作の評価方法。
【請求項３】
前記所定の時間間隔ごとに求められた前記電力が、所定の値以下である時間の総和である操作停止総和時間を求めることを含む請求項２に記載の手術操作具の操作の評価方法。
【請求項４】
前記所定の時間間隔ごとに求められた前記電力に基づいて、前記時系列データの全体に亘る前記電力の平均値である平均電力を求め、当該平均電力に基づいて、前記所定の値を決定することを含む請求項３に記載の手術操作具の操作の評価方法。
【請求項５】
前記時系列データは、手術操作具の操作を開始した開始時点から、手術操作具の操作を終了した終了時点の間の前記位置情報を含んでおり、
前記開始時点から前記終了時点までの手術操作具を操作した操作総和時間を求めることを含む請求項３又は４に記載の手術操作具の操作の評価方法。
【請求項６】
前記総和電力を基準総和電力で割った値を求めるか、前記操作停止総和時間を基準操作停止総和時間で割った値を求めるか、又は、前記操作総和時間を基準操作総和時間で割った値との和を求めることを含む請求項５に記載の手術操作具の操作の評価方法。
【請求項７】
手術操作具の位置を示す位置情報の時系列データに基づいて、所定の時間間隔ごとに、当該所定の時間内における前記位置情報の平均値を求めることと、
前記所定の時間間隔ごとに、前記位置情報と、当該所定の時間内における位前記置情報の平均値との差である差分位置情報を求めることと、
前記所定の時間間隔ごとに、当該所定の時間内における前記差分位置情報の二乗総和である電力を求めることと、
を含む手術操作具の操作の評価方法。
【請求項８】
手術操作具の位置を示す位置情報の時系列データに基づいて、所定の時間間隔ごとに、当該所定の時間内における前記位置情報の回帰直線を求めることと、
前記所定の時間間隔ごとに、当該所定の時間内における前記位置情報と当該所定の時間内における前記回帰直線との差である差分位置情報を求めることと、
前記所定の時間間隔ごとに、当該所定の時間内における前記差分位置情報を、時間領域表示から周波数領域表示に変換することと、
前記所定の時間間隔ごとに、周波数領域内おける周波数領域表示の前記差分位置情報の二乗総和である電力を求めることと、
を含む手術操作具の操作の評価方法。
【請求項９】
手術操作具の位置を示す位置情報の時系列データに基づいて、所定の時間間隔ごとに、当該所定の時間内における前記位置情報の回帰直線を求めることと、
前記所定の時間間隔ごとに、当該所定の時間内における前記位置情報と当該所定の時間内における前記回帰直線との差である差分位置情報を求めることと、
前記所定の時間間隔ごとに、当該所定の時間内における前記差分位置情報の二乗総和である電力を求めることと、
を含む手術操作具の操作の評価方法。
【請求項１０】
手術操作具の位置を示す位置情報の時系列データに基づいて、所定の時間間隔ごとに、当該所定の時間内における前記位置情報の平均値を求めることと、
前記所定の時間間隔ごとに、当該所定の時間内における前記位置情報と当該所定の時間内における前記位置情報の平均値との差である差分位置情報を求めることと、
前記所定の時間間隔ごとに、当該所定の時間内における前記差分位置情報を、時間領域表示から周波数領域表示に変換することと、
前記所定の時間間隔ごとに、周波数領域内おける周波数領域表示の前記差分位置情報の二乗総和である電力を求めることと、
を実行する処理部を備える手術操作具の操作の評価装置。
【請求項１１】
手術操作具の位置を示す位置情報の時系列データに基づいて、所定の時間間隔ごとに、当該所定の時間内における前記位置情報の平均値を求めることと、
前記所定の時間間隔ごとに、当該所定の時間内における前記位置情報と当該所定の時間内における前記位置情報の平均値との差である差分位置情報を求めることと、
前記所定の時間間隔ごとに、当該所定の時間内における前記差分位置情報の二乗総和である電力を求めることと、
を実行する処理部を備える手術操作具の操作の評価装置。
【請求項１２】
手術操作具の位置を示す位置情報の時系列データに基づいて、所定の時間間隔ごとに、当該所定の時間内における前記位置情報の回帰直線を求めることと、
前記所定の時間間隔ごとに、当該所定の時間内における前記位置情報と当該所定の時間内における前記回帰直線との差である差分位置情報を求めることと、
前記所定の時間間隔ごとに、当該所定の時間内における前記差分位置情報を、時間領域表示から周波数領域表示に変換することと、
前記所定の時間間隔ごとに、周波数領域内おける周波数領域表示の前記差分位置情報の二乗総和である電力を求めることと、
を実行する処理部を備える手術操作具の操作の評価装置。
【請求項１３】
手術操作具の位置を示す位置情報の時系列データに基づいて、所定の時間間隔ごとに、当該所定の時間内における前記位置情報の回帰直線を求めることと、
前記所定の時間間隔ごとに、当該所定の時間内における前記位置情報と当該所定の時間内における前記回帰直線との差である差分位置情報を求めることと、
前記所定の時間間隔ごとに、当該所定の時間内における前記差分位置情報の二乗総和である電力を求めることと、
を実行する処理部を備える手術操作具の操作の評価装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、手術操作具の操作の評価方法及び評価装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
医療技術及び医療機器の進歩により、腹部等の手術が内視鏡下に行われるようになってきている。内視鏡下手術は、限られた視野の中で３次元の臓器又は血管等の組織を２次元の画像表示で見ながら行うので、その習得には訓練が不可欠である。
【０００３】
内視鏡下手術における手術操作具の操作を訓練する装置として、実際の手術操作具を用いる内視鏡トレーニングボックスが提案されている。
【０００４】
内視鏡トレーニングボックスでは、筐体の内部に模擬組織が配置されており、筐体上部の孔から内視鏡及び手術操作具を挿入して、内視鏡により写された画面を見ながら手術操作具の操作を行う。
【０００５】
また、特許文献１は、弾性変形可能な軟素材により形成される模擬臓器と、この軟素材の弾性変形に伴う直交三軸方向の状態量を測定するセンサとを備えた、医療行為の手技の評価値を求める医療用手技評価システムを提案している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】国際公開第２００８／０４１４５６号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
上述した内視鏡トレーニングボックス又は医療用手技評価システムを用いて、手術操作具の操作を訓練する場合、訓練した内容を客観的に評価して、操作の技術度を把握することが好ましい。
【０００８】
しかし、内視鏡トレーニングボックスでは、手術の操作時間により簡単な指標を評価することはできるが、手術操作具をどのように移動させているかについては、主観的な評価になりやすく、手術操作具の操作の技術度を定量的に評価することは困難である。
【０００９】
また、特許文献１が提案する医療用手技評価システムでは、模擬臓器の変形をセンサにより測定しているので、手術操作具の操作を直接には測定してはいない。
【００１０】
手術操作具の操作の技術度の指標として、例えば、手術操作具の先端のふらつきが少なく、手術中における手術操作具の移動に無駄のないことが挙げられる。
【００１１】
しかし、上述した従来の技術では、手術中の手術操作具の位置の移動に着目して、手術操作具の操作の技術度を定量的に評価してはいない。
【００１２】
そこで、本明細書では、手術操作具の位置の移動に基づいて、手術操作具の操作の技術度を定量的に評価できる手術操作具の操作の評価方法及び評価装置を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本明細書に開示する手術操作具の操作の評価方法の第１の形態によれば、手術操作具の位置を示す位置情報の時系列データに基づいて、所定の時間間隔ごとに、当該所定の時間内における上記位置情報の平均値を求めることと、上記所定の時間間隔ごとに、当該所定の時間内における上記位置情報と当該所定の時間内における上記位置情報の平均値との差である差分位置情報を求めることと、上記所定の時間間隔ごとに、当該所定の時間内における上記差分位置情報を、時間領域表示から周波数領域表示に変換することと、上記所定の時間間隔ごとに、周波数領域内おける周波数領域表示の上記差分位置情報の二乗総和である電力を求めることと、を含む。
【００１４】
本明細書に開示する手術操作具の操作の評価方法の第２の形態によれば、手術操作具の位置を示す位置情報の時系列データに基づいて、所定の時間間隔ごとに、当該所定の時間内における上記位置情報の平均値を求めることと、上記所定の時間間隔ごとに、上記位置情報と、当該所定の時間内における位上記置情報の平均値との差である差分位置情報を求めることと、上記所定の時間間隔ごとに、当該所定の時間内における上記差分位置情報の二乗総和である電力を求めることと、を含む。
【００１５】
本明細書に開示する手術操作具の操作の評価方法の第３の形態によれば、手術操作具の位置を示す位置情報の時系列データに基づいて、所定の時間間隔ごとに、当該所定の時間内における上記位置情報の回帰直線を求めることと、上記所定の時間間隔ごとに、当該所定の時間内における上記位置情報と当該所定の時間内における上記回帰直線との差である差分位置情報を求めることと、上記所定の時間間隔ごとに、当該所定の時間内における上記差分位置情報を、時間領域表示から周波数領域表示に変換することと、上記所定の時間間隔ごとに、周波数領域内おける周波数領域表示の上記差分位置情報の二乗総和である電力を求めることと、を含む。
【００１６】
本明細書に開示する手術操作具の操作の評価方法の第４の形態によれば、手術操作具の位置を示す位置情報の時系列データに基づいて、所定の時間間隔ごとに、当該所定の時間内における上記位置情報の回帰直線を求めることと、上記所定の時間間隔ごとに、当該所定の時間内における上記位置情報と当該所定の時間内における上記回帰直線との差である差分位置情報を求めることと、上記所定の時間間隔ごとに、当該所定の時間内における上記差分位置情報の二乗総和である電力を求めることと、を含む。
【００１７】
本明細書に開示する手術操作具の操作の評価装置の第１の形態によれば、手術操作具の位置を示す位置情報の時系列データに基づいて、所定の時間間隔ごとに、当該所定の時間内における上記位置情報の平均値を求めることと、上記所定の時間間隔ごとに、当該所定の時間内における上記位置情報と当該所定の時間内における上記位置情報の平均値との差である差分位置情報を求めることと、上記所定の時間間隔ごとに、当該所定の時間内における上記差分位置情報を、時間領域表示から周波数領域表示に変換することと、上記所定の時間間隔ごとに、周波数領域内おける周波数領域表示の上記差分位置情報の二乗総和である電力を求めることと、を実行する処理部を備える。
【００１８】
本明細書に開示する手術操作具の操作の評価装置の第２の形態によれば、手術操作具の位置を示す位置情報の時系列データに基づいて、所定の時間間隔ごとに、当該所定の時間内における上記位置情報の平均値を求めることと、上記所定の時間間隔ごとに、当該所定の時間内における上記位置情報と当該所定の時間内における上記位置情報の平均値との差である差分位置情報を求めることと、上記所定の時間間隔ごとに、当該所定の時間内における上記差分位置情報の二乗総和である電力を求めることと、を実行する処理部を備える。
【００１９】
本明細書に開示する手術操作具の操作の評価装置の第３の形態によれば、手術操作具の位置を示す位置情報の時系列データに基づいて、所定の時間間隔ごとに、当該所定の時間内における上記位置情報の回帰直線を求めることと、上記所定の時間間隔ごとに、当該所定の時間内における上記位置情報と当該所定の時間内における上記回帰直線との差である差分位置情報を求めることと、上記所定の時間間隔ごとに、当該所定の時間内における上記差分位置情報を、時間領域表示から周波数領域表示に変換することと、上記所定の時間間隔ごとに、周波数領域内おける周波数領域表示の上記差分位置情報の二乗総和である電力を求めることと、を実行する処理部を備える。
【００２０】
本明細書に開示する手術操作具の操作の評価装置の第４の形態によれば、手術操作具の位置を示す位置情報の時系列データに基づいて、所定の時間間隔ごとに、当該所定の時間内における上記位置情報の回帰直線を求めることと、上記所定の時間間隔ごとに、当該所定の時間内における上記位置情報と当該所定の時間内における上記回帰直線との差である差分位置情報を求めることと、上記所定の時間間隔ごとに、当該所定の時間内における上記差分位置情報の二乗総和である電力を求めることと、を実行する処理部を備える。
【発明の効果】
【００２１】
上述した本明細書に開示する手術操作具の操作の評価方法の各形態によれば、手術操作具の位置の移動に基づいて、手術操作具の操作の技術度を定量的に評価できる。
【００２２】
また、上述した本明細書に開示する手術操作具の操作の評価装置の各形態によれば、手術操作具の位置の移動に基づいて、手術操作具の操作の技術度を定量的に評価できる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本明細書に開示する手術シミュレータの一実施形態の構成を示す図である。
【図２】（Ａ）は、シミュレータ本体の処理部を説明する図であり、（Ｂ）は、記憶部を説明する図である。
【図３】（Ａ）〜（Ｃ）は、手術シミュレータの第１動作例を説明する図である。
【図４】（Ａ）は、周波数スペクトルを示す図であり、（Ｂ）は、ハムノイズが除去された周波数スペクトルを示す図である。
【図５】電力の経時変化を示す図である。
【図６】（Ａ）〜（Ｃ）は、手術シミュレータの第２動作例を説明する図である。
【図７】（Ａ）〜（Ｃ）は、手術シミュレータの第３動作例を説明する図である。
【図８】（Ａ）〜（Ｃ）は、手術シミュレータの第４動作例を説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
以下、本明細書で開示する手術シミュレータの好ましい一実施形態を、図を参照して説明する。但し、本発明の技術範囲はそれらの実施形態に限定されず、特許請求の範囲に記載された発明とその均等物に及ぶものである。
【００２５】
図１は、本明細書に開示する手術シミュレータの一実施形態の構成を示す図である。図２（Ａ）は、シミュレータ本体の処理部を説明する図であり、図２（Ｂ）は、記憶部を説明する図である。
【００２６】
本実施形態の手術シミュレータ１は、内視鏡下の手術をシミュレーションするための装置である。手術シミュレータ１は、シミュレータ本体１０と、力覚部２０を備える。
【００２７】
シミュレータ本体１０は、処理部１１と、記憶部１２と、表示部１３と、入力部１４と、通信部１５を有する。力覚部２０は、模擬手術操作具としての模擬鉗子２１及び模擬内視鏡２２を有する。また、力覚部２０は、模擬鉗子２１及び模擬内視鏡２２の模擬手術空間内の位置を取得する位置取得部（図示せず）、及び、模擬鉗子２１及び模擬内視鏡２２へ反力を加える機構（図示せず）を有する。
【００２８】
手術シミュレータ１は、実際の体内を再現した、模擬手術空間内の臓器又は血管等の模擬組織を生成して表示部１３に表示する。手術の訓練者は、所定のシナリオに沿って表示部１３に表示される模擬組織を見ながら、模擬鉗子２１及び模擬内視鏡２２を操作して、手術予定者に対応した内視鏡下手術の訓練を行う。
【００２９】
また、手術シミュレータ１は、模擬鉗子２１の模擬手術空間内の位置の移動に基づいて、訓練者による模擬鉗子２１の操作の技術度を定量的に評価する。
【００３０】
手術操作具の模範的な操作として、手術操作具を現在位置から目標位置に向かって直線的に移動させることがある。
【００３１】
手術シミュレータ１は、模擬手術操作具の位置の移動に基づいて、訓練者による手術操作具の操作の技術度を定量的に評価する。この評価結果に基づいて、訓練者が手術操作具を現在位置から目標位置に向かって直線的に移動させているか否かについて、客観的に判断することができる。
【００３２】
以下、シミュレータ本体１０について、更に詳述する。
【００３３】
シミュレータ本体１０は、内視鏡下手術のための疾患のある患者体内・臓器を再現した３次元のボリュームデータを持つ。また、シミュレータ本体１０は、３次元のボリュームデータに基づいて、力覚部２０における模擬手術操作具の移動及び模擬手術操作具と模擬組織との接触による模擬組織の反力を計算して、計算された反力を力覚装部２０に与えるとともに、模擬組織の運動による位置を計算する。ここで、シミュレータ本体１０は、模擬手術操作具である模擬鉗子２１の先端の位置情報を取得して、先端の位置情報の時系列データを生成して記憶する。
【００３４】
また、シミュレータ本体１０は、計算された模擬組織の位置及び模擬鉗子２１の位置に基づいて、模擬内視鏡２２から撮像した模擬組織及び模擬鉗子２１の模擬画像を生成して、表示部１３に表示する。表示部１３に表示される模擬組織及び模擬鉗子２１は、組織の３次元のボリュームデータをメッシュ化してポリゴンを生成し、ポリゴンに基づいて３次元表示された画像である。
【００３５】
処理部１１は、一つまたは複数の中央演算回路と、レジスタと、キャッシュメモリと、インターフェース等の周辺回路とを有する。処理部１１は、記憶部１２に予め記憶されている所定のコンピュータプログラム１２ａに従い、シミュレータ本体１０の各ハードウェア構成要素の制御及び各種処理を行い、処理中に生じるデータを一時的に保存するために記憶部１２を利用する。
【００３６】
図２（Ａ）に示すように、上述した処理部１１は、手術シミュレーション部１１ａと、位置情報取得部１１ｂと、評価部１１ｃを有する。
【００３７】
処理部１１が有する各部は、例えば、処理部１１上で動作するコンピュータプログラムにより実現される機能モジュールである。なお、処理部１１が有するこれらの各部は、それぞれ、別個の回路として、シミュレータ本体１０に実装されてもよい。
【００３８】
手術シミュレーション部１１ａは、記憶部１２に記憶された医療用画像データ１２ｂに基づいて、組織の３次元のボリュームデータを生成すること、力覚部２０の制御、模擬画像の作成及び表示等の手術シミュレーションに伴う各処理を実行する。
【００３９】
位置情報取得部１１ｂは、訓練者により操作される模擬手術空間内の模擬鉗子２１の先端の位置情報を取得し、先端の位置情報の時系列データを生成して、記憶部１２に記憶する。なお、位置情報取得部１１ｂは、模擬鉗子２１の先端以外の部位の位置情報を取得して、時系列データを作成してもよい。また、位置情報取得部１１ｂは、模擬鉗子以外の手術操作具の位置情報を取得してもよい。位置情報取得部１１ｂの動作の詳細については後述する。
【００４０】
評価部１１ｃは、模擬鉗子２１の先端の位置情報の時系列データに基づいて、訓練者による模擬鉗子２１の操作の技術度を定量的に評価する。評価部１１ｃの動作の詳細については後述する。
【００４１】
記憶部１２は、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）若しくはリードオンリーメモリ（ＲＯＭ）等の半導体メモリ、又は磁気ディスク若しくはフラッシュメモリ等の不揮発性メモリを有していてもよい。また、記憶部１２は、非一時的な記憶媒体に記憶されたコンピュータプログラムを、読み出し可能なドライブ（図示せず）を有していてもよい。
【００４２】
図２（Ｂ）に示すように、記憶部１２は、コンピュータプログラム１２ａと、医療用画像データ１２ｂと、模擬鉗子２１の先端の位置情報の時系列データ１２ｃを記憶する。
【００４３】
表示部１３は、処理部１１に制御されて、シミュレータ本体１０の動作に伴う各種の情報を画面上に表示可能である。表示部１３として、例えば、液晶ディスプレイを用いることができる。
【００４４】
入力部１４は、シミュレータ本体１０のユーザにより操作されて、操作を入力可能である。入力部１４として、例えばキーボード又はマウスを用いることができる。
【００４５】
通信部１５は、力覚部２０との間で通信を行う。また、通信部１５は、図示しない外部のネットワークと接続するようになされていてもよい。
【００４６】
力覚部２０は、模擬手術操作具としての模擬鉗子２１及び模擬内視鏡２２を有する。力覚部２０は、シミュレータ本体１０により制御されて、手術の訓練者が操作する模擬鉗子２１及び模擬内視鏡２２の位置と模擬組織との接触位置に応じた模擬組織の反力を発生させる。手術の訓練者は、模擬鉗子２１及び模擬内視鏡２２を操作して、表示部１３に表示される模擬組織の処置を行う。処置に伴う模擬組織の運動による反力は、模擬鉗子２１及び模擬内視鏡２２を介して、訓練者に対してフィードバックされる。
【００４７】
次に、上述した手術シミュレータ１が、模擬鉗子２１の操作の技術度を評価する第１動作例を、図３を参照しながら、以下に説明する。
【００４８】
まず、手術の訓練者は、模擬鉗子２１及び模擬内視鏡２２を操作して、所定のシナリオに沿って表示部１３に表示される模擬組織の処置を行う。シミュレータ本体１０の処理部１１の位置情報取得部１１ｂは、模擬鉗子２１の模擬手術空間内の先端の位置情報を取得し、先端の位置情報の時系列データ１２ｃを生成して、記憶部１２に記憶する。時系列データ１２ｃは、訓練者が模擬鉗子２１の操作を開始した開始時点から、模擬鉗子２１の操作を終了した終了時点の間の模擬鉗子２１の先端の位置情報を含む。模擬鉗子２１の先端の位置情報は、例えば、直交座標系で表示される場合には、模擬手術空間内のｘ座標、ｙ座標及びｚ座標である。
【００４９】
本実施形態では、位置情報取得部１１ｂは、模擬鉗子２１の先端の位置情報を等間隔の時系列データ１２ｃとして取得しているが、位置情報取得部１１ｂは、模擬鉗子２１の先端の位置情報を不等間隔の時系列データ１２ｃとして取得してもよい。
【００５０】
図３（Ａ）は、模擬鉗子２１の先端の模擬手術空間内のｘ座標の時系列変化を示す。図示していないが、時系列データ１２ｃは、模擬鉗子２１の先端の模擬手術空間内のｙ座標及びｚ座標も有する。以下、模擬鉗子２１の先端の模擬手術空間内のｘ座標に基づいて、模擬鉗子２１の操作の技術度の評価値を求めることを説明するが、この説明は、ｙ座標及びｚ座標に基づいて、模擬鉗子２１の操作の技術度の評価値を求めることにも適宜適用される。
【００５１】
時系列データ１２ｃは、訓練者が模擬鉗子２１の操作を開始した開始時点ｔ１から模擬鉗子２１の操作を終了した終了時点ｔｍまでの模擬鉗子２１の先端の模擬手術空間内の位置情報を有する。
【００５２】
シミュレータ本体１０の処理部１１の評価部１１ｃは、時系列データ１２ｃを、所定の時間間隔で区間Ｓ１〜ＳＮのＮ個の区間に分割する。本実施形態では、区間Ｓ１〜ＳＮは、同じ時間の長さに分割されているが、区間Ｓ１〜ＳＮは、異なる時間の長さに分割されていてもよい。また、評価部１１ｃは、区間Ｓ１〜ＳＮを、隣接する区間の一部が重なるように分割する。隣接する区間の重なる割合であるオーバラップ率αは、例えば０．５とすることができる。なお、評価部１１ｃは、隣接する区間を重ならないように（α＝０）分割してもよい。
【００５３】
各区間Ｓｒ（ｒ＝１〜Ｎ）は、ｔ１〜ｔｎのｎ個の時点の位置情報を有する。位置情報を取得する時間間隔をΔｔ（＝ｔｎ＋１−ｔｎ）とすると、１つの区間Ｓｒ（ｒ＝１〜Ｎ）の時間の長さは、Δｔ×ｎとなる。即ち、評価部１１ｃは、時系列データ１２ｃを、Δｔ×ｎの時間間隔で分割している。
【００５４】
一の区間Ｓｒ（ｒ＝１〜Ｎ）に含まれる位置情報の開始時刻をｔａとして、終了時刻をｔｂとすると、開始時刻はｔａ＝ｎ×ｉ−ｎ×（ｉ−１）×α＋１で表され、ｔｂ＝ｎ×（ｉ＋１）−ｎ×（ｉ−１）×αで表される。
【００５５】
次に、評価部１１ｃは、ステップＳ３０１（図３（Ｂ）参照）において、各区間Ｓｒ（ｒ＝１〜Ｎ）において、当該区間Ｓｒにおけるｘ座標の平均値を求める。そして、評価部１１ｃは、各区間Ｓｒ（ｒ＝１〜Ｎ）において、当該区間Ｓｒにおける時刻ｔｉにおけるｘ座標とｘ座標の平均値との差分ｘｉｍを、下記式（１）を用いて求める。
【００５６】
【数１】
2019113749.tif 000003
（１）
【００５７】
図３（Ｂ）は、区間Ｓ１において、ｘ座標とｘ座標の平均値との関係の一例を示す。
【００５８】
次に、評価部１１ｃは、ステップＳ３０２において、各区間Ｓｒ（ｒ＝１〜Ｎ）において、当該区間Ｓｒにおける時刻ｔｉにおける差分ｘｉｍと窓関数ｗ（ｔｉ）との積を、下記式（２）を用いて求める。
【００５９】
【数２】
2019113749.tif 000004
（２）
【００６０】
窓関数ｗ（ｔｉ）として、例えば、下記式（３）に示すハニング窓関数を用いることができる。なお、他の窓関数を用いてもよい。
【００６１】
【数３】
2019113749.tif 000005
（３）
【００６２】
次に、評価部１１ｃは、ステップＳ３０３において、各区間Ｓｒ（ｒ＝１〜Ｎ）において、当該区間Ｓｒ内における差分ｘｉｍと窓関数ｗ（ｔｉ）との積を、時間領域表示から周波数領域表示に変換する。本実施形態では、評価部１１ｃは、高速フーリエ変換（ＦＦＴ）を用いて変換する。なお、高速フーリエ変換を用いる代わりに、例えば、離散ウェーブレット変換を用いてもよい。
【００６３】
高速フーリエ変換により得られるフーリエ成分（周波数成分）を、下記式（４）に示す。
【００６４】
【数４】
2019113749.tif 000006
ｉ＝１〜ｎ      （４）
【００６５】
図４（Ａ）は、全ての区間Ｓｒ（ｒ＝１〜Ｎ）において、上記式（４）を用いて求められた周波数成分（フーリエ成分）と、時間との関係を示す周波数スペクトル４００を示す。
【００６６】
ここで、周波数スペクトル４００は、電源周波数に起因するハムノイズを有している。このようなノイズは、訓練者による模擬鉗子２１の操作とは関係しない。そこで、評価部１１ｃは、ハムノイズのような既知のノイズに起因する周波数成分を、周波数スペクトルから除去することが好ましい。評価部１１ｃは、指定された周波数成分を、フィルタリングすることにより除去する。
【００６７】
図４（Ｂ）は、周波数スペクトル４００からハムノイズが除去された周波数スペクトル４０１を示す図である。周波数スペクトル４０１では、ハムノイズに起因するノイズを含む周波数成分が除去されている。
【００６８】
次に、評価部１１ｃは、ステップＳ３０４において、各区間Ｓｒ（ｒ＝１〜Ｎ）において、周波数領域内（ｉ＝１〜ｎ）おける周波数領域表示の周波数成分（フーリエ成分）の二乗総和である電力成分Ｐｘを、下記式（５）を用いて求める。電力成分Ｐｘは、模擬鉗子２１の先端の模擬手術空間内のｘ座標に基づいて求められた電力成分である。
【００６９】
【数５】
2019113749.tif 000007
（５）
【００７０】
ここで、Ｆは、各区間Ｓｒ（ｒ＝１〜Ｎ）における周波数成分（フーリエ成分）を成分とする行列であり、下記式（６）で表される。上記式（６）中のＦバーＴは、Ｆの共役転置行列である。
【００７１】
【数６】
2019113749.tif 000008
（６）
【００７２】
図３（Ｃ）は、電力成分Ｐｘの経時変化を示す。
【００７３】
評価部１１ｃは、電力成分Ｐｘを求めたのと同様にして、模擬鉗子２１の先端の模擬手術空間内のｙ座標及びｚ座標に基づいて、電力成分Ｐｙ及び電力成分Ｐｚを求める。
【００７４】
一の区間Ｓｒ（ｒ＝１〜Ｎ）の電力Ｐｒは、電力成分Ｐｘ、電力成分Ｐｙ及び電力成分Ｐｚの総和であり、Ｐｒ＝Ｐｘ＋Ｐｙ＋Ｐｚで表される。
【００７５】
図５は、電力の経時変化を示す図である。電力は、訓練者が模擬鉗子２１を操作する時に生じる周波数成分に基づいて変化する。訓練者が模擬鉗子２１を迷うように揺らしながら移動させると、電力は大きくなる傾向があり、揺れるような動きが少ないと電力は小さくなる傾向がある。
【００７６】
そして、評価部１１ｃは、各区間Ｓｒ（ｒ＝１〜Ｎ）に対して求められた電力Ｐｒ（ｒ＝１〜Ｎ）に基づいて、時系列データの全時間に亘る電力の総和電力ＰＴを、下記式（７）を用いて求める。
【００７７】
【数７】
2019113749.tif 000009
（７）
【００７８】
総和電力ＰＴは、図５において、斜線で表される面積に対応する。
【００７９】
ここで、総和電力ＰＴは、各区間Ｓｒ（ｒ＝１〜Ｎ）における時系列データが、オーバラップ率αの分だけ重なって電力が求められている。例えば、α＝０であれば、総和電力ＰＴは、時系列データにおける重なりのない電力の総和となる。
【００８０】
訓練者が模擬鉗子２１の先端を直線的に移動させている程、周波数成分が少なくなるので、電力Ｐｔが小さくなる。従って、総和電力ＰＴが小さい程、訓練者の模擬鉗子２１の操作の技術度が高いと考えられる。一方、総和電力ＰＴが大きい程、訓練者の模擬鉗子２１の操作の技術度は低いと考えられる。
【００８１】
次に、評価部１１ｃは、各区間Ｓｒ（ｒ＝１〜Ｎ）に対して求められた電力Ｐｒ（ｒ＝１〜Ｎ）に基づいて、時系列データの全体に亘る電力の平均値である平均電力ＰＡＶを求める。
【００８２】
そして、評価部１１ｃは、平均電力ＰＡＶに対して、例えば３０ｄＢ低い値を、閾値ＰＴＨとして決定する。
【００８３】
そして、評価部１１ｃは、各区間Ｓｒ（ｒ＝１〜Ｎ）に対して求められた電力Ｐｒ（ｒ＝１〜Ｎ）が、閾値ＰＴＨ以下である時間（Δｔ×ｎ）の総和である操作停止総和時間ＴＳを求める。評価部１１ｃは、操作停止総和時間ＴＳを、電力Ｐｒ（ｒ＝１〜Ｎ）が閾値ＰＴＨ以下である区間Ｓｒの数と、一の区間の時間の長さとの積により求める。
【００８４】
電力Ｐｒ（ｒ＝１〜Ｎ）が閾値ＰＴＨ以下である時間は、訓練者が模擬鉗子２１の先端を実質的に停止している時間に対応する。手術を速やかに遂行する観点から、訓練者が模擬鉗子２１の先端を停止している時間は短いことが好ましい。従って、操作停止総和時間ＴＳが短い程、訓練者の模擬鉗子２１の操作の技術度が高いと考えられる。一方、操作停止総和時間ＴＳが長い程、訓練者の模擬鉗子２１の操作の技術度は低いと考えられる。
【００８５】
次に、評価部１１ｃは、訓練者が模擬鉗子２１の操作を開始した開始時点ｔ１から終了時点ｔｍまでの模擬鉗子２１を操作した操作総和時間ＴＡＬＬを求める。評価部１１ｃは、操作総和時間ＴＡＬＬを、終了時点ｔｍから開始時点ｔ１の差分として求める。
【００８６】
手術を速やかに遂行する観点から、操作総和時間ＴＡＬＬは短いことが好ましい。従って、操作総和時間ＴＡＬＬが短い程、訓練者の模擬鉗子２１の操作の技術度が高いと考えられる。一方、操作総和時間ＴＡＬＬが長い程、訓練者の模擬鉗子２１の操作の技術度は低いと考えられる。
【００８７】
次に、評価部１１ｃは、総和電力ＰＴを基準総和電力ＰＴＲで割った値と、操作停止総和時間ＴＳを基準操作停止総和時間ＴＳＲで割った値と、操作総和時間ＴＡＬＬを基準操作総和時間ＴＡＬＬＲで割った値との和である相対的評価値ＥＲを求める。
【００８８】
基準総和電力ＰＴＲは、例えば、模擬鉗子２１の操作の高い技術度を有する教師的な指導者が、訓練者と同じ模擬手術を操作した時の基準総和電力とすることができる。基準操作停止総和時間ＴＳＲは、例えば、上述した指導者が、訓練者と同じ模擬手術を操作した時の操作停止総和時間とすることができる。基準操作総和時間ＴＡＬＬＲは、例えば、上述した指導者が、訓練者と同じ模擬手術を操作した時の操作総和時間とすることができる。
【００８９】
相対的評価値ＥＲを用いることにより、例えば、同じシナリオに沿って手術シミュレーションを行った複数の訓練者間の模擬鉗子２１の操作の技術度を相対的に比較することが容易となる。なお、総和電力ＰＴを基準総和電力ＰＴＲで割った値と、操作停止総和時間ＴＳを基準操作停止総和時間ＴＳＲで割った値と、操作総和時間ＴＡＬＬを基準操作総和時間ＴＡＬＬＲで割った値との内の少なくとも１つを求めて、求めた値に基づいて、複数の訓練者間の模擬鉗子２１を操作の技術度を相対的に比較してもよい。
【００９０】
上述した本実施形態の手術シミュレータの第１動作例によれば、訓練者が模擬手術操作具を操作して、内視鏡下手術の訓練を行うことができると共に、模擬手術操作具の位置の移動に基づいて、訓練者による手術操作具の操作の技術度を定量的に評価できる。
【００９１】
次に、本実施形態の手術シミュレータ１が、模擬鉗子２１の操作の技術度を評価する第２動作例を、図６を参照しながら、以下に説明する。
【００９２】
まず、手術の訓練者は、手術シミュレータ１を用いて、模擬鉗子２１及び模擬内視鏡２２を操作して、所定のシナリオに沿って表示部１３に表示される模擬組織の処置を行う。位置情報取得部１１ｂは、模擬鉗子２１の模擬手術空間内の先端の位置情報を取得し、先端の位置情報の時系列データ１２ｃを生成して、記憶部１２に記憶する。図６（Ａ）は、模擬鉗子２１の先端の模擬手術空間内のｘ座標の時系列変化を示す。
【００９３】
次に、評価部１１ｃは、ステップＳ６０１（図６（Ｂ）参照）において、各区間Ｓｒ（ｒ＝１〜Ｎ）において、当該区間Ｓｒにおけるｘ座標の平均値を求める。そして、評価部１１ｃは、各区間Ｓｒ（ｒ＝１〜Ｎ）において時刻ｔｉにおけるｘ座標とｘ座標の平均値との差分ｘｉｍを、下記式（８）を用いて求める。
【００９４】
【数８】
2019113749.tif 000010
（８）
【００９５】
図６（Ｂ）は、区間Ｓ１において、ｘ座標とｘ座標の平均値との関係の一例を示す。
【００９６】
次に、評価部１１ｃは、ステップＳ６０２において、各区間Ｓｒ（ｒ＝１〜Ｎ）において、当該区間Ｓｒ内の時刻ｔｉにおける差分ｘｉｍと窓関数ｗ（ｔｉ）との積を、下記式（９）を用いて求める。
【００９７】
【数９】
2019113749.tif 000011
（９）
【００９８】
次に、評価部１１ｃは、ステップＳ６０３において、各区間Ｓｒ（ｒ＝１〜Ｎ）において、当該区間Ｓｒ内の時刻ｔｉにおける差分ｘｉｍと窓関数ｗ（ｔｉ）との積の二乗総和である電力成分Ｐｘを、下記式（１０）を用いて求める。
【００９９】
【数１０】
2019113749.tif 000012
（１０）
【０１００】
ここで、Ｘは、各区間Ｓｒ（ｒ＝１〜Ｎ）における、時刻ｔｉにおける差分ｘｉｍと窓関数ｗ（ｔｉ）との積を成分とする行列であり、下記式（１１）で表される。ＸＴは、Ｘの転置行列である。
【０１０１】
【数１１】
2019113749.tif 000013
（１１）
【０１０２】
図６（Ｃ）は、電力成分Ｐｘの経時変化を示す。
【０１０３】
評価部１１ｃは、電力成分Ｐｘを求めたのと同様にして、模擬鉗子２１の先端の模擬手術空間内のｙ座標及びｚ座標に基づいて、電力成分Ｐｙ及び電力成分Ｐｚを求める。
【０１０４】
一の区間Ｓｒ（ｒ＝１〜Ｎ）の電力Ｐｒは、電力成分Ｐｘ、電力成分Ｐｙ及び電力成分Ｐｚの総和であり、Ｐｒ＝Ｐｘ＋Ｐｙ＋Ｐｚで表される。
【０１０５】
そして、評価部１１ｃは、各区間Ｓｒ（ｒ＝１〜Ｎ）に対して求められた電力Ｐｒ（ｒ＝１〜Ｎ）に基づいて、時系列データの全時間に亘る電力の総和電力ＰＴを、下記式（１２）を用いて求める。本動作例の総和電力ＰＴは、第１動作例で求められる電力と比べて、周波数ゼロの周波数成分が除かれたものと等価である。
【０１０６】
【数１２】
2019113749.tif 000014
（１２）
【０１０７】
また、評価部１１ｃは、第１動作例と同様にして、時系列データの全時間に亘る電力の総和電力ＰＴと、時系列データの全体に亘る電力の平均値である平均電力ＰＡＶと、操作停止総和時間ＴＳと、操作総和時間ＴＡＬＬを求める。更に、評価部１１ｃは、相対的評価値ＥＲを求める。
【０１０８】
上述した本実施形態の手術シミュレータの第２動作例によれば、電力が時間領域表示で表されるので、模擬鉗子２１の先端が停止している時の電力がゼロになるため、模擬鉗子２１が停止していることをより明確に把握することができる。また、第２動作例では、上述した第１動作例で行ったフーリエ変換の処理が不要となるので、総和電力ＰＴを求める処理速度を高めることができる。また、第２動作例によれば、上述した第１動作例と同様の効果が奏される。
【０１０９】
次に、本実施形態の手術シミュレータ１が、模擬鉗子２１の操作の技術度を評価する第３動作例を、図７を参照しながら、以下に説明する。
【０１１０】
まず、手術の訓練者は、手術シミュレータ１を用いて、模擬鉗子２１及び模擬内視鏡２２を操作して、所定のシナリオに沿って表示部１３に表示される模擬組織の処置を行う。位置情報取得部１１ｂは、模擬鉗子２１の模擬手術空間内の先端の位置情報を取得し、先端の位置情報の時系列データ１２ｃを生成して、記憶部１２に記憶する。図７（Ａ）は、模擬鉗子２１の先端の模擬手術空間内のｘ座標の時系列変化を示す。
【０１１１】
次に、評価部１１ｃは、ステップＳ７０１（図７（Ｂ）参照）において、各区間Ｓｒ（ｒ＝１〜Ｎ）において、当該区間Ｓｒにおけるｘ座標の回帰直線（ｘ＝ａｔ＋ｂ）を求める。評価部１１ｃは、例えば、最小二乗法を用いて、傾きａを、下記式（１３）を用いて求める。
【０１１２】
【数１３】
2019113749.tif 000015
（１３）
【０１１３】
また、評価部１１ｃは、例えば、最小二乗法を用いて、切片ｂを、下記式（１４）を用いて求める。
【０１１４】
【数１４】
2019113749.tif 000016
（１４）
【０１１５】
そして、評価部１１ｃは、各区間Ｓｒ（ｒ＝１〜Ｎ）において時刻ｔｉにおけるｘ座標とｘ座標の回帰直線との差分ｘｉｍを、下記式（１５）を用いて求める。
【０１１６】
【数１５】
2019113749.tif 000017
（１５）
【０１１７】
図７（Ｂ）は、区間Ｓ１において、ｘ座標とｘ座標の回帰直線との関係の一例を示す。
【０１１８】
次に、評価部１１ｃは、ステップＳ７０２において、各区間Ｓｒ（ｒ＝１〜Ｎ）において、当該Ｓｒ内の時刻ｔｉにおける差分ｘｉｍと窓関数ｗ（ｔｉ）との積を、下記式（１６）を用いて求める。
【０１１９】
【数１６】
2019113749.tif 000018
（１６）
【０１２０】
次に、評価部１１ｃは、ステップＳ７０３において、各区間Ｓｒ（ｒ＝１〜Ｎ）において、当該区間Ｓｒ内における差分ｘｉｍと窓関数ｗ（ｔｉ）との積を、時間領域表示から周波数領域表示に変換する。本実施形態では、高速フーリエ変換（ＦＦＴ）を用いて変換する。
【０１２１】
高速フーリエ変換により得られるフーリエ成分を、下記式（１７）に示す。
【０１２２】
【数１７】
2019113749.tif 000019
ｉ＝１〜ｎ      （１７）
【０１２３】
ここで、評価部１１ｃは、ハムノイズのような既知のノイズに起因する周波数成分を、周波数スペクトルから除去することが好ましい。
【０１２４】
次に、評価部１１ｃは、ステップＳ７０４において、各区間Ｓｒ（ｒ＝１〜Ｎ）において、周波数領域内（ｉ＝１〜ｎ）おける周波数領域表示のフーリエ成分の二乗総和である電力成分Ｐｘを、下記式（１８）を用いて求める。電力成分Ｐｘは、模擬鉗子２１の先端の模擬手術空間内のｘ座標に基づいて求められた電力成分である。
【０１２５】
【数１８】
2019113749.tif 000020
（１８）
【０１２６】
ここで、Ｆは、各区間Ｓｒ（ｒ＝１〜Ｎ）における各周波数のフーリエ成分を成分とする行列であり、下記式（１９）で表される。
【０１２７】
【数１９】
2019113749.tif 000021
（１９）
【０１２８】
図７（Ｃ）は、電力成分Ｐｘの経時変化を示す。
【０１２９】
評価部１１ｃは、電力成分Ｐｘを求めたのと同様にして、模擬鉗子２１の先端の模擬手術空間内のｙ座標及びｚ座標に基づいて、電力成分Ｐｙ及び電力成分Ｐｚを求める。
【０１３０】
一の区間Ｓｒ（ｒ＝１〜Ｎ）の電力Ｐｒは、電力成分Ｐｘ、電力成分Ｐｙ及び電力成分Ｐｚの総和であり、Ｐｒ＝Ｐｘ＋Ｐｙ＋Ｐｚで表される。
【０１３１】
そして、評価部１１ｃは、各区間Ｓｒ（ｒ＝１〜Ｎ）に対して求められた電力Ｐｒ（ｒ＝１〜Ｎ）に基づいて、時系列データの全時間に亘る電力の総和電力ＰＴを、下記式（２０）を用いて求める。
【０１３２】
【数２０】
2019113749.tif 000022
（２０）
【０１３３】
また、評価部１１ｃは、第１動作例と同様にして、時系列データの全時間に亘る電力の総和電力ＰＴと、時系列データの全体に亘る電力の平均値である平均電力ＰＡＶと、操作停止総和時間ＴＳと、操作総和時間ＴＡＬＬを求める。更に、評価部１１ｃは、相対的評価値ＥＲを求める。
【０１３４】
上述した第１動作例では、訓練者が模擬鉗子２１の先端を速い速度で移動させた場合、これを電力成分としてカウントする。例えば、技術度の高い訓練者は、手術をすばやく処置するために模擬鉗子２１を速い速度で操作を行うことがある。この場合、評価値としての電力が大きくなる場合がある。
【０１３５】
一方、上述した本実施形態の手術シミュレータの第３動作例によれば、訓練者が模擬鉗子２１の先端を速い速度で移動させた場合でも、位置情報と回帰直線との差に基づいて電力を求めるので、第１動作例と比べて電力が大きくならない。従って、第３動作例によれば、訓練者の模擬鉗子２１の操作の技術度をより正確に評価することができる。また、第３動作例によれば、上述した第１動作例と同様の効果が奏される。
【０１３６】
次に、本実施形態の手術シミュレータ１が、模擬鉗子２１の操作の技術度を評価する第４動作例を、図８を参照しながら、以下に説明する。
【０１３７】
まず、手術の訓練者は、手術シミュレータ１を用いて、模擬鉗子２１及び模擬内視鏡２２を操作して、所定のシナリオに沿って表示部１３に表示される模擬組織の処置を行う。位置情報取得部１１ｂは、模擬鉗子２１の模擬手術空間内の先端の位置情報を取得し、先端の位置情報の時系列データ１２ｃを生成して、記憶部１２に記憶する。図８（Ａ）は、模擬鉗子２１の先端の模擬手術空間内のｘ座標の時系列変化を示す。
【０１３８】
次に、評価部１１ｃは、ステップＳ８０１（図８（Ｂ）参照）において、各区間Ｓｒ（ｒ＝１〜Ｎ）において、当該区間Ｓｒにおけるｘ座標の回帰直線（ｘ＝ａｔ＋ｂ）を求める。評価部１１ｃは、例えば、最小二乗法を用いて、傾きａを、下記式（２１）を用いて求める。
【０１３９】
【数２１】
2019113749.tif 000023
（２１）
【０１４０】
また、評価部１１ｃは、例えば、最小二乗法を用いて、切片ｂを、下記式（２２）を用いて求める。
【０１４１】
【数２２】
2019113749.tif 000024
（２２）
【０１４２】
そして、評価部１１ｃは、各区間Ｓｒ（ｒ＝１〜Ｎ）において時刻ｔｉにおけるｘ座標とｘ座標の回帰直線との差分ｘｉｍを、下記式（２３）を用いて求める。
【０１４３】
【数２３】
2019113749.tif 000025
（２３）
【０１４４】
図８（Ｂ）は、区間Ｓ１において、ｘ座標とｘ座標の回帰直線との関係の一例を示す。
【０１４５】
次に、評価部１１ｃは、ステップＳ８０２において、各区間Ｓｒ（ｒ＝１〜Ｎ）において、当該区間Ｓｒ内の時刻ｔｉにおける差分ｘｉｍと窓関数ｗ（ｔｉ）との積を、下記式（２４）を用いて求める。
【０１４６】
【数２４】
2019113749.tif 000026
（２４）
【０１４７】
次に、評価部１１ｃは、ステップＳ８０３において、各区間Ｓｒ（ｒ＝１〜Ｎ）において、当該区間Ｓｒ内の時刻ｔｉにおける差分ｘｉｍと窓関数ｗ（ｔｉ）との積の二乗総和である電力成分Ｐｘを、下記式（２５）を用いて求める。
【０１４８】
【数２５】
2019113749.tif 000027
（２５）
【０１４９】
ここで、Ｘは、各区間Ｓｒ（ｒ＝１〜Ｎ）における、時刻ｔｉにおける差分ｘｉｍと窓関数ｗ（ｔｉ）との積を成分とする行列であり、下記式（２６）で表される。
【０１５０】
【数２６】
2019113749.tif 000028
（２６）
【０１５１】
図８（Ｃ）は、電力成分Ｐｘの経時変化を示す。
【０１５２】
評価部１１ｃは、電力成分Ｐｘを求めたのと同様にして、模擬鉗子２１の先端の模擬手術空間内のｙ座標及びｚ座標に基づいて、電力成分Ｐｙ及び電力成分Ｐｚを求める。
【０１５３】
一の区間Ｓｒ（ｒ＝１〜Ｎ）の電力Ｐｒは、電力成分Ｐｘ、電力成分Ｐｙ及び電力成分Ｐｚの総和であり、Ｐｒ＝Ｐｘ＋Ｐｙ＋Ｐｚで表される。
【０１５４】
そして、評価部１１ｃは、各区間Ｓｒ（ｒ＝１〜Ｎ）に対して求められた電力Ｐｒ（ｒ＝１〜Ｎ）に基づいて、時系列データの全時間に亘る電力の総和電力ＰＴを、下記式（２７）を用いて求める。
【０１５５】
本動作例の総和電力ＰＴは、第３動作例で求められる電力と比べて、周波数ゼロの周波数成分が除かれたものと等価である。
【０１５６】
【数２７】
2019113749.tif 000029
（２７）
【０１５７】
また、評価部１１ｃは、第１動作例と同様にして、時系列データの全時間に亘る電力の総和電力ＰＴと、時系列データの全体に亘る電力の平均値である平均電力ＰＡＶと、操作停止総和時間ＴＳと、操作総和時間ＴＡＬＬを求める。更に、評価部１１ｃは、相対的評価値ＥＲを求める。
【０１５８】
上述した本実施形態の手術シミュレータの第４動作例によれば、上述した第３動作例と同様の理由により、訓練者の模擬鉗子２１の操作の技術度をより正確に評価することができる。また、第４動作例によれば、電力が時間領域表示で表されるので、模擬鉗子２１の先端が停止している時の電力がゼロになるため、模擬鉗子２１が停止していることをより明確に把握することができる。また、第４動作例では、上述した第３動作例で行ったフーリエ変換の処理が不要となるので、総和電力ＰＴを求める処理速度を高めることができる。また、第４動作例によれば、上述した第１動作例と同様の効果が奏される。
【０１５９】
本発明では、上述した実施形態の手術操作具の操作の評価方法及び評価装置は、本発明の趣旨を逸脱しない限り適宜変更が可能である。
【０１６０】
例えば、上述した実施形態では、手術シミュレータにおける訓練者による模擬手術操作具の操作の技術度が評価されていたが、本明細書に開示する手術操作具の操作の評価方法及び評価装置は、実際の手術における手術者による手術操作具の操作の技術度を評価してもよい。この場合、手術操作具の位置を、慣性式、磁気式又は機械式等の手術操作具の加速度を求めるセンサの出力値に基づいて求めることにより、手術操作具の位置を示す位置情報の時系列データを取得できる。又は、手術操作具の動きを撮像して、撮像した画像に基づいて、手術操作具の位置を示す位置情報の時系列データを取得してもよい。
【０１６１】
また、本明細書に開示する手術操作具の操作の評価方法及び評価装置は、実際の手術を手術ロボットが行う場合に、手術ロボットによる手術操作具の操作の技術度を評価するために使用してもよい。
【符号の説明】
【０１６２】
１    手術シミュレータ
１０    シミュレータ本体
１１    処理部
１２    記憶部
１３    表示部
１４    入力部
１５    通信部
２０    力覚部
２１    模擬鉗子
２２    模擬内視鏡
【図１】
2019113749.tif 000030
【図２】
2019113749.tif 000031
【図３】
2019113749.tif 000032
【図４】
2019113749.tif 000033
【図５】
2019113749.tif 000034
【図６】
2019113749.tif 000035
【図７】
2019113749.tif 000036
【図８】
2019113749.tif 000037