(57)【要約】【課題】経時変化後も患部を特定することができる手術支援システムを提供する。【解決手段】本開示にかかる手術支援システム１００は、患部１５に対して赤外光を照射する光源１１と、光源１１により照射された患部１５を撮像し、撮像された患部の画像データを生成する撮像部１２と、撮像部１２により撮像された画像データを記録する記録部３と、画像データに基づいて画像を再生し患部１５表面に投影する投影部６と、記録部３内に記録された画像データの中から、投影部６で投影する画像データを選択する制御部２と、を備える。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
生体の患部を特定するための手術支援システムであって、
所定の波長の光に反応する材料があらかじめ投与された患部に対して前記所定の波長の光を照射する光源と、
前記光源により照射された前記患部を撮像し、撮像された患部の画像データを生成する撮像部と、
前記撮像部により撮像された前記画像データを記録する記録部と、
前記画像データに基づいて画像を再生し、前記生体の患部表面に投影する投影部と、
前記記録部内に記録された前記画像データの中から、前記投影部で投影する画像データを選択する制御部と、
を備える手術支援システム。
【請求項２】
前記制御部は、
前記所定の波長の光に対する前記患部の反応の変化に基づいて、前記記録部内に記録された前記画像データの中から、前記投影部で投影する画像データを選択する、
請求項１に記載の手術支援システム。
【請求項３】
前記撮像部の操作を受け付ける操作部をさらに備え、
前記制御部は、前記操作部からの情報に基づいて、前記記録部内に記録された前記画像データの中から、前記投影部で投影する画像データを選択する、
請求項１〜２に記載の手術支援システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、外科手術の際に、術者が生体患部の特定の位置を確認することを手助けする手術支援システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１は、外科手術を受ける生体の患部を示す画像データを蛍光像撮像装置から出力させ、画像投影装置により上記画像データによる画像を再生し、実際の患部上に表示させる外科手術支援システムを開示する。生体の患部には、所定の波長の光を照射することで蛍光を発する物質があらかじめ投与されている。つまり、このシステムは、患部が蛍光発光した蛍光画像を実際の患部に表示することで、病変部の確認の支援をしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平９−２４０５３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、特許文献１のように蛍光を発する物質を投与してからある程度の時間が経過すると、蛍光発光が弱くなってしまう。また、患部を特定するために造影剤を投与する場合もあるが、造影剤が流動しているため、この場合もある程度の時間が経過すると患部の特定ができなくなってしまう。すなわち、経時変化により患部の特定が困難になってしまう。
【０００５】
本開示は、経時変化後も患部を特定することができる手術支援システムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本開示にかかる手術支援システムは、生体の患部を特定するための手術支援システムであって、所定の波長の光に反応する材料があらかじめ投与された患部に対して前記所定の波長の光を照射する光源と、前記光源により照射された前記患部を撮像し、撮像された患部の画像データを生成する撮像部と、前記撮像部により撮像された前記画像データを記録する記録部と、前記画像データに基づいて画像を再生し、前記生体の患部表面に投影する投影部と、前記記録部内に記録された前記画像データの中から、前記投影部で投影する画像データを選択する制御部と、を備える。
【発明の効果】
【０００７】
本開示によれば、経時変化後も患部を特定することができる手術支援システム装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】実施の形態１にかかる手術支援システム１００の構成を示す概略図
【図２】（ａ）画像が投影された患部の状態を示す概略図（ｂ）経時変化後の患部の状態を示す概略図（ｃ）最適な画像を選択した後の患部の状態を示す概略図
【図３】実施の形態１にかかる手術支援システム１００の処理の流れを示すフローチャート
【図４】（ａ）変形例の処理の流れを示すフローチャート（ｂ）変形例の処理の流れを示すフローチャート
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、適宜図面を参照しながら、実施の形態を詳細に説明する。但し、必要以上に詳細な説明は省略する場合がある。例えば、既によく知られた事項の詳細説明や実質的に同一の構成に対する重複説明を省略する場合がある。これは、以下の説明が不必要に冗長になるのを避け、当業者の理解を容易にするためである。
【００１０】
なお、出願人は、当業者が本開示を十分に理解するために添付図面および以下の説明を提供するのであって、これらによって特許請求の範囲に記載の主題を限定することを意図するものではない。
【００１１】
（実施の形態１）
以下、図１〜３を用いて、実施の形態１を説明する。
【００１２】
［１−１．構成］
図１は、実施の形態１にかかる手術支援システム１００の構成を示す概略図である。
【００１３】
手術を受ける患者の患部１５には、インドシアニングリーン（ＩＣＧ）があらかじめ投与されている。ＩＣＧは、近赤外光（760~780nm）により励起されて近赤外光（800~850nm）を発する物質である。ＩＣＧは、リンパ管の動態や血液の血流状態を可視化するもので、流動部を観察・評価することにより治療を行う物質であるしかし、この近赤外の波長帯の光は目視では確認できない。そこで、近赤外光を撮像することができる撮像部１を用いて患部１５を撮像すると、患部１５のICG流動部が発光した状態の画像を得ることができる。そして、この画像を、投影部６を用いて患部１５の表面に投影する。これにより、患部１５の表面に、ICG流動部が発光した画像が投影される。その結果、目視では確認できなかったICG流動部を確認することができる。
【００１４】
以下、手術支援システム１００の構成について説明する。
【００１５】
手術支援システム１００は、光源１１および撮像部１２を備える撮像装置１０と、制御部２と、メモリ部３と、操作部４と、投影部６と、表示部７と、を備える。
【００１６】
撮像装置１０は、ＩＣＧを励起するための近赤外線の波長の光を照射する光源１１と、この近赤外の波長と可視光波長に感度を有する撮像部１２とで構成される。撮像部１２として、例えばＣＣＤカメラを用いることができる。光源１１は、撮像部１２の周囲を取り囲むように配置されている。撮像装置１０は、患部１５のICG流動部が発光している画像データを生成することができる。
【００１７】
メモリ部３は、撮像部１２により撮像された画像データを記録する。
【００１８】
操作部４は、オペレータからの操作を受け付ける。オペレータは、操作部４を操作することで、メモリ部３へ画像を記録するタイミングを制御する各種モードを選択することができる。各種モードとしては、例えば、手術中にオペレータにより手動で記録の開始・終了のタイミングを設定可能なモードや、所定時間経過後に記録の開始・終了を設定可能なモード、患部１５からの蛍光発光の輝度が所定の値以上になった場合に記録するモード、所定時間の全画像を記録可能なモードなど、ＩＣＧの発光特性に応じて複数のモードが用意されている。
【００１９】
表示部７は、メモリ部３に記録された画像データに基づいて、画像を表示することができる。表示部７は、制御部２により制御されている。制御部２は、表示部７に画像を表示するための複数の表示モードを有している。複数の表示モードとは、例えば、多画像一覧の中から選択可能なモードや、所定時間内に記録された全画像をプレイバックして選択可能なモード、画面を複数のウインドウに分けそれぞれの部位での最適画像を合成可能なモードなど、ＩＣＧの発光特性に応じて各種モードが用意されている。
【００２０】
オペレータは、表示部７に表示された画像の中から最適な画像を選択することができる。画像の選択は、操作部４により行われてもよく、表示部７に表示された画像を直接選択するように行われても良い。画像を直接選択する場合は、表示部７は、オペレータのタッチを検出可能なタッチパネルを備えていることが好ましい。
【００２１】
なお、画像の選択は、オペレータによる操作だけでなく、制御部２により自動で行われても良い。例えば、制御部２は、近赤外光が照射された患部の発光強度の変化に基づいて、メモリ部３に記録された画像データの中から、投影部６で投影する画像データを選択してもよい。具体的には、発光強度が所定の閾値以上である画像データを選択するとよい。
【００２２】
投影部６は、選択された画像を患部１５表面に投影する。投影部６は、例えばプロジェプロジェクターである。
【００２３】
制御部２は、画像データに対して画像処理を施すことができる。具体的には、制御部２は、患部１５の形状に応じて拡大、縮小などの補正を行うことができる。また、画像データの中から、発光するICG流動部のみを切り出した画像データを生成することができる。また、制御部２は、メモリ部３に記録された複数の画像データを合成することができる。
【００２４】
次に、図２を用いて患部１５の状態変化について説明する。
【００２５】
図２（ａ）は、撮像部１２により撮像された画像が、患部１５の表面に投影された状態を示している。
【００２６】
手術前にＩＣＧが投与された患部１５に近赤外光を照射すると、次第に患部は近赤外線光に励起されて近赤外光の発光を開始する。この発光状態を撮像部１で撮像し、投影部６を用いて患部１５表面に投影する。したがって、図２（ａ）に示すように、患部１５のICG流動部に、撮像した画像の発光部分が重なって表示される。
【００２７】
所定時間経過後に発光はピークを迎えるので、より詳細に患部の特定ができるようになる。このピークを挟んだ時間帯の画像がICG流動部の特定に最適な画像であるため、これらの画像データがメモリ部３に取り込まれる。
【００２８】
図２（ｂ）は、図２（ａ）の状態から所定時間経過したあとの患部１５の状態を示している。患部１５の発光は次第に減衰過程に入るため、時間の経過に伴って発光の強度が低下する。発光強度が低下した状態では、ICG流動部の特定は困難になる。
【００２９】
そこで、メモリ部３に記録された画像データの中から、ICG流動部の特定に最適な画像を選択し、患部１５表面に投影する。
【００３０】
図３（ｃ）は、メモリ部３から送信された画像データを、患部１５表面に投影した状態を示している。
【００３１】
患部１５上での発光は減衰し続けているが、この発光は目視では見えない波長である。そのため、メモリ部３から取得した画像を患部１５上に投影してもこの画像のみが投影されるので、手術の障害になるようなことはない。
【００３２】
このようにして、最適な発光状態の画像をメモリ部３から取得し、患部に直接投影することで、所定時間経過した後であっても、患部のICG流動部を特定して手術を行うことが可能になる。また、手術時間が予定以上に延びた場合でも、安定して患部の発光画像を投影可能である。更に、病変部の発光強度が低下した後に、患部１５に再度ＩＣＧを投与する必要もなくなる。
【００３３】
［１−２．動作］
以下、手術支援システム１００の動作についてフローチャートを用いて説明する。
【００３４】
図３は、メモリ部３からの画像取得のタイミングをオペレータの手動により操作する場合の処理の流れを示すフローチャートである。
【００３５】
まず、患部１５に対して、撮像部１に設けられた光源から近赤外光が照射される（ステップＳ１）。患部１５に近赤外光が照射されると、患部１５のICG流動部が発光する。この発光状態を撮像部１で撮像する（ステップＳ２）。投影部６は、撮像部１により撮像された画像を患部１５表面に投影する（ステップＳ３）。患部１５にＩＣＧを投与してから所定時間経過すると、ICG流動部からの発光強度が低下する。そこでオペレータは操作部４を操作して、患部１５に投影する画像を切り替えることができる。操作部４が画像切り替えの操作を受け付けた場合（ステップ４でＹｅｓ）、メモリ部３に記録された画像データの中から、最適な画像が選択される。一方、操作部４が画像切り替えの操作を受け付けていない場合（ステップ４でＮｏ）、処理はステップＳ２に戻り、患部１５の撮像および患部１５への投影を継続する。
【００３６】
操作部４が画像切り替えの操作を受け付けた後、制御部２はメモリ部３に記録されている画像データに基づいて画像を生成し、表示部７に表示する。オペレータは表示された画像の中から、ICG流動部を特定するのに最適だと判断した画像を選択する（ステップＳ５）。
【００３７】
制御部２は、オペレータにより選択された画像の画像データを投影部６に送信する。投影部６は、送信された画像データに基づいて画像を生成し、その画像を患部１５表面に投影する（ステップＳ６）。
【００３８】
図４は、本実施形態の処理の変形例を示している。
【００３９】
図４（ａ）は、経過時間に応じて、投影する画像を切り替える処理を示すフローチャートである。図４（ａ）に示すステップＳ１１〜Ｓ１３およびＳ１５〜１６は、図３に示すステップＳ１〜Ｓ３およびＳ５〜６と同じであるため、説明を省略する。
【００４０】
患部１５表面に画像が投影された後、制御部２は、ＩＣＧ投与時から所定時間経過したか否かを判断する。制御部２が所定時間経過していないと判断した場合（ステップＳ１４でＮｏ）、処理はステップＳ１２に戻り、患部１５の撮像および患部１５への投影を継続する。一方、制御部２が所定時間経過したと判断した場合（ステップＳ１４でＹｅｓ）、ICG流動部の発光強度が低下している可能性があるので、メモリ部３に記録された画像データの中から、最適な画像が選択される。
【００４１】
図４（ｂ）は、ICG流動部の輝度に応じて、投影する画像を切り替える処理を示すフローチャートである。図４（ａ）と同様、ステップＳ１１〜Ｓ１３およびＳ１５〜１６は、図３に示すステップＳ１〜Ｓ３およびＳ５〜６と同じであるため、説明を省略する。
【００４２】
患部１５表面に画像が投影された後、制御部２は、ICG流動部の発光強度が閾値以上であるか否かを判断する。制御部２が、発光強度が閾値以上である判断した場合（ステップＳ２４でＮｏ）、処理はステップＳ２２に戻り、患部１５の撮像および患部１５への投影を継続する。一方、制御部２が、発光強度が閾値より小さいと判断した場合（ステップＳ２４でＹｅｓ）、ICG流動部の発光強度が低下している可能性があるので、メモリ部３に記録された画像データの中から、最適な画像が選択される。
【００４３】
以上のように、添付図面および詳細な説明によって、出願人がベストモードと考える実施の形態と他の実施の形態とを提供した。これらは、特定の実施の形態を参照することにより、当業者に対して、特許請求の範囲に記載の主題を例証するために提供されるものである。したがって、特許請求の範囲またはその均等の範囲において、上述の実施の形態に対して、種々の変更、置き換え、付加、省略などを行うことができる。
【産業上の利用可能性】
【００４４】
本開示は、外科手術の際に、術者が生体患部の特定の位置を確認することを手助けする手術支援システムに適用可能である。
【符号の説明】
【００４５】
２  制御部
３  メモリ部
４  操作部
６  撮像部
１０  撮像装置
１１  撮像部
１２  光源
１５  患部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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