(57)【要約】【課題】  ３Ｄ画像を操作するための周辺装置を提供する。【解決手段】  周辺装置は、ユーザによって操作される把持要素（１２）を有していると共に、この３Ｄ装置にユーザによって加えられるシフト及び／又は力の関数として処理ユニット（３）に指令情報を伝送する。ユーザによって作動装置を制御することにより、把持要素（１２）を使用して３Ｄ画像を操作する一動作モードから、装置（１２）をポインタ又は選択装置として使用する別の動作モードへの切り換え、及びその逆の切り換えを行うように、処理ユニットを制御する。周辺装置は手術室及び／又は検査室内で患者用のテーブルの側部上に配置される。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
画像を操作するための周辺装置であって、
把持要素（１２）と、
前記装置にユーザによって加えられる動き及び／又は力の関数として指令情報を処理手段（３）へ伝送する手段と、
前記把持要素（１２）を使用して画像を操作する動作モードから、前記装置（１２）をポインタとして又は選択のために使用する動作モードへの切り換え、並びにその逆の切り換えを行うように、前記処理手段を制御するユーザ作動手段と、
を有している周辺装置。
【請求項２】
前記作動手段はボタン（１３）を含んでいる、請求項１記載の周辺装置。
【請求項３】
前記装置（１２）は、動き及び／又は力についてのトランスミッタ（１２ｂ）上に取り付けられた把持ヘッド（１２ａ）を含んでおり、前記ヘッド（１２ａ）は、一方の端部がほぼ真っ直ぐな縁で終端し且つ他方の端部が弓形の断面を持つ大体細長の半球状の形状を有している、請求項１記載の周辺装置。
【請求項４】
前記装置（１２）は、動き及び／又は力についてのトランスミッタ（１２ｂ）上に取り付けられた把持ヘッド（１２ａ）を含んでおり、前記ヘッド（１２ａ）は、その把持面上に、ユーザの手を位置決めするための触覚によるマーカーを構成する複数の凹部を含んでいる、請求項１記載の周辺装置。
【請求項５】
前記把持ヘッド（１２ａ）上に対称な態様で三角形をなすように分布した３つの凹部（２４）を含んでいる、請求項４記載の周辺装置。
【請求項６】
前記装置は、動き及び／又は力についてのトランスミッタ上に取り付けられた把持ヘッドを含んでおり、前記ヘッドは、それを少なくとも部分的に囲み且つユーザの指の位置決めを容易にする溝（２３）を含んでいる、請求項１記載の周辺装置。
【請求項７】
前記装置の前にリスト・レストを形成する壁（２０）を含んでいる請求項１記載の周辺装置。
【請求項８】
一方の面上にキーボード（１１）を形成する複数のボタンを持つと共に、他方の面上にユーザによって操作される前記装置（１２）を持っているケーシングを含んでいる請求項１記載の周辺装置。
【請求項９】
前記周辺装置は、複数のボタンを担持していると共に、ユーザによって操作される前記装置（１２）を担持しているケーシング（１０）を含んでおり、該装置（１２）はトレイ（１９）内に配置されている、請求項１記載の周辺装置。
【請求項１０】
前記周辺装置はケーシングを含んでおり、該ケーシング上にはユーザによって操作される前記装置（１２）が配置されており、前記装置は、前記周辺装置の予想される使用位置において水平に対して傾斜している主基準平面に沿って延在している、請求項１記載の周辺装置。
【請求項１１】
前記傾斜の角度が１０〜２０°である、請求項１０記載の周辺装置。
【請求項１２】
前記傾斜の角度が１５°程度である、請求項１０記載の周辺装置。
【請求項１３】
ユーザによって画像を操作するための周辺装置（１２）と、
画像モデル化のためのメモリを持つ処理手段（３）と、
前記装置にユーザによって加えられる動き及び／又は力の関数として指令情報を前記周辺装置から前記処理手段へ伝送するための結合手段と、
少なくとも１つの画像表示手段と、
前記周辺装置から前記処理手段へ伝送された指令情報の関数である表示すべき画像を、前記処理手段から前記表示手段へ伝送するための結合手段と、を有しているアセンブリであって、
前記装置は、一動作モードにおいて、前記表示手段上で２Ｄナビゲーションを制御し、
前記処理手段（３）は、前記一動作モードにおいて、前記周辺装置から伝送された指令情報の関数として、前記表示手段上に表示されたポインタの２Ｄ移動を制御し、及び／又は前記ポインタの位置の関数として所与の機能を選択する手段を含んでおり、
また当該アセンブリは、前記装置を使用して前記表示手段上で２Ｄナビゲーションを制御する前記一動作モードから、３Ｄ画像を操作する別の動作モードへの切り換え、並びにその逆の切り換えを行うように、前記処理手段（３）を制御するユーザ作動手段を含んでいること、
を特徴とするアセンブリ。
【請求項１４】
画像を観察するための設備であって、
請求項１３記載のアセンブリを有し、前記周辺装置が手術室及び／又は検査室内に配置されている、設備。
【請求項１５】
前記周辺装置が手術室及び／又は検査室内で患者用テーブルの縁部に配置されている、請求項１４記載の設備。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、一実施形態及びその等価な形態では、画像を操作するための周辺装置に関する。周辺装置は、特に手術室及び／又は検査室（これは放射線を使用するための検査室とすることができる）内で３Ｄ画像を操作するために使用することができる。また本発明は、一実施形態及びその等価な形態では、手術室及び／又は検査室で画像を観察するための設備に関する。
【背景技術】
【０００２】
放射線医や外科医のような医師が手術中又は検査中に直接に３Ｄ画像を自由に操作できるようにすることの要望が大きくなってきている。検査室又は手術室内のイメージング設備はこの操作を完全に可能にすることは出来ず、３Ｄ画像の検査は手術室又は検査室に隣接する部屋で殆ど行われている。３Ｄ画像を操作するための周辺装置を有する医用イメージング・システムが知られている場合、この周辺装置は一般に手術室又は検査室内で使用し実施するのに適合していない。具体的に述べると、指令及びスイッチ並びに必要とされる場合のタッチ・スクリーンは別として、３Ｄ画像を操作するために周辺装置を関節運動式レバー又はジョイスティックと一体化する医用イメージング・システムが知られている。
【特許文献１】米国特許第４７８５１８０号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
このような周辺装置は更に融通性が制限されていて、例えば手術中に画像を見ながら容易に操作することはできない。
【０００４】
その上、ジョイスティック型の周辺装置の欠点は、該装置が患者に引っかかり又は患者を傷つける可能性が高いので、何らの突出物も避けるべきである手術室又は検査室には人間工学的に適していないことである。
【０００５】
更に、特にコンピュータ支援／援用設計では、３Ｄ画像を操作するための周辺装置を使用するシステムが知られており、これは、少なくとも自由度３で関節運動する把持ヘッドを有しており、該把持ヘッドは位置又は力のトランスミッタに接続されて、これにより該把持ヘッドにユーザによって加えられた動き又は力を空間内での動きに変換できるようにしている。周辺装置の一例が米国特許第４７８５１８０号に記載されている。
【０００６】
これらの周辺装置は３Ｄ画像を操作するためにのみ設けられている。
【０００７】
更に、この装置の欠点は、外科医又は放射線医の両手を使うことが必要であり、例えば、右手はキーボード及び／又は２Ｄポインタを操作するために使用されるのに対し、左手は把持ヘッドを操作するために使用される。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、一実施形態では、ユーザによって操作される把持要素と、この把持要素にユーザによって加えられる動き（シフト）及び／又は力の形で指令情報を処理手段に伝送することを可能にする手段とを備えた、３Ｄ画像を操作するための周辺装置を対象とする。該周辺装置は、把持要素を使用して３Ｄ画像を操作する動作モードから、把持要素を２Ｄポインタ又は選択ツールとして使用する動作モードへの切り換え、並びにその逆の切り換えを行うように、処理手段に指令するユーザ作動手段を有している。
【０００９】
本発明の一実施形態はまた、３Ｄ画像を操作するための周辺装置を有するアセンブリを対象とする。該アセンブリは、ユーザによって操作される装置と、３Ｄモデル化を記憶する処理手段と、ユーザによって操作される装置にユーザによって加えられる動き及び／又は力の関数として指令情報を周辺装置から処理手段へ伝送するための結合手段と、少なくとも１つの画像表示手段と、表示すべき画像を処理手段から表示手段へ伝送するための結合手段とを有する。これらの画像は周辺装置によって処理手段へ伝送される指令情報の関数である。一動作モードにおいて、ユーザによって操作される装置は表示手段上で２Ｄナビゲーションを制御する。また処理手段は、一動作モードで、周辺装置から伝送された指令情報の関数として、表示手段上に表示されたポインタの２Ｄ変位を制御し及び／又はポインタの位置の関数として所与の機能を選択する手段を含んでいる。またアセンブリは、ユーザによって操作される装置を使用して３Ｄ画像を操作する動作モードから、該装置を使用して表示手段上で２Ｄナビゲーションを制御する別の動作モードへの切り換え、並びにその逆の切り換えを行うように、処理手段を制御するユーザ作動手段を有している。
【００１０】
本発明の一実施形態は、上記のようなアセンブリを備えた、医学的画像を観察するための設備を対象としており、周辺装置が手術室及び／又は検査室内に配置され、特に患者用のテーブルの縁部上に配置されている。画像を観察するための設備の更なる一例が、２００２年１１月２８日提出のフランス国特許出願第０２１４９９４号に基づいた優先権を主張して、その記載内容全体を引用して、本願対応の米国特許出願と同日に出願された、発明者ダ・シルヴァ他による、発明の名称「画像を操作する装置によって伝送された指令情報を処理し、観察し、インストールするための方法及びアセンブリ」の米国特許出願（出願人整理番号１３０５９９）に記載されている。
【００１１】
本発明のその他の特徴及び利点は以下の説明から明らかになろう。以下の説明は例として示すもので、限定的なものではなく、添付の図面を参照して読まれたい。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
図１は、手術室及び／又は検査室１と、画像処理ユニット３が中に配置されている隣接の制御室２とを例示している。ユニット３は、室１内に配置された（例えば、Ｃ字形のアームを持つ型式の蛍光透視画像収集装置のような）医学的画像収集装置（図示していない）から受け取ったデータに対応する３Ｄ画像の表示を管理する。ユニット３は、医師によって操作される周辺装置８から指令情報を受け取る。周辺装置８は手術室及び／又は検査室１内に配置されていて、患者用のテーブル９の側部にある。ユニット３は、観察用モニタ４及び５（室１内に配置された観察用モニタ４、及び隣接の制御室２内に配置されたモニタ５）上の３Ｄ画像の表示を制御する。ケーブルによってユニット３は周辺装置８とモニタ４及び５とに接続される。他の手段（例えば、ＲＦ伝送手段）を使用してもよい。
【００１３】
手術室及び／又は検査室１は更に少なくとも２台の他のモニタ６及び７を含んでおり、これらのモニタは、ユニット３を介してモニタ５の画像に結合することのできる付加的な画像を、周辺装置８を介して医師から送られた指令命令の関数として表示する。
【００１４】
室１内のモニタ４は、平面型モニタとして、寸法を実効的に最小限することができる。モニタ４は室１の壁に取り付けて、患者が衝突する恐れのない場所に配置することができる。モニタ４は、例えば、手術用テーブルに向かい合って、周辺装置８とは反対側に配列することができる。例えば、モニタ４はモニタ６，７の左側に配置することができ（図２における配置構成Ｃ１）、また随意選択により、この配置が可能でない又は望ましくない場合、或いは患者が衝突する恐れがある場合には、モニタ４はモニタ６，７の右側に配置することができる（図２における配置構成Ｃ２又はＣ３）。
【００１５】
図３、図４及び図５ａ〜５ｄは、医師によって操作される周辺装置８を示している。周辺装置８は、キーボード１１の構成部品及び操作装置１２を一体化したケーシング１０の形態にしてある。ケーシング１０は、その一面から相対的に突出した、例えば、弾性のジョー(jaw) 型の要素１０ａを含んでおり、これらの要素はケーシングをテーブル９の縁部に固定できるようにする。ケーシング１０は、テーブル９の縁部に所定位置に配置されているとき、オペレータ又は医師に対して、キーボード１１を備えた左側部分と、ユーザによって操作される装置１２を収容すると共に二方向ボタン１３（その機能は以下に説明する）が配置されている右側部分とを有する制御パネル（プレート１８）を提供する。キーボード１１は、３列（１４、１５及び１６として表す）に配分された９個のボタンを持っていてよい。異なるボタンをケーシング１０に対して同一平面にあるように配置することができる。これらのボタンは、怪我させる可能性のある何らのグリップも構成せずに感触によってオペレータ又は医師がそれらの位置を容易に突き止めることができるようにする。中央の列の真ん中のボタンは、他の２つの列の真ん中のボタンに対して僅かにずれるようにしてもよく、これにより感触によってボタンの位置を突き止めることが可能になる。
【００１６】
上側及び下側の列のボタンは凸状の形状であって円形断面を有していてよく、他方、中央の列のボタンは同様に凸状の形状であって、断面が楕円形であってよい。ここで及び以下の説明での用語「下側」又は「上側」とは、ケーシング１０がテーブル９上に所定位置に配置されていて、ユーザがテーブルの傍でケーシングの前に居るときにユーザに対して相対的に表されるものであることを理解されたい。従って、「下側」の列はユーザから最も遠い列であり、「上側」の列はユーザから最も近い列である。同じことが、以下の説明で同様に用いられる用語「前」及び「後」にも当てはまり、ケーシング１０の「前部」とは、ケーシング１０がテーブル９上に所定位置に配置されていて、ユーザがケーシング１０及びテーブル９の前に居るときに、医師から最も遠い部分である。
【００１７】
ケーシング１０の右側では、プレート１８は、ユーザによって操作される装置１２を受け入れる凹状のトレイ１９を構成している。これにより、装置１２はプレート１８の残りの部分に対してほんの僅かに突出する。
【００１８】
プレート１８の後部では、トレイ１９は、ユーザが装置１２を操作するときに手首を支持することのできるリスト・レスト(wrist-rest)を形成する壁２０によって延長されている。図４により具体的に示されているように、壁２０はユーザに対する支持域として作用するように意図した縁取り２０ａを有する。リスト・レストを形成する壁２０はまた、装置１２を掴むときにユーザの手を案内するのに役立つが、装置１２は例えば滅菌シートの下に保護されていて目に見えない。
【００１９】
装置１２は、例えば、米国特許第４７８５１８０号に記載されているように機能し得る。装置１２はヘッド１２ａと、該ヘッド１２ａにユーザによって加えられる６つの動き成分（３つの平行移動成分と３つの角度方向成分）を検出する光電子型のようなセンサを形成する手段１２ｂとを有している。手段１２ｂは特に、手の基準平面に対する平行移動の動き及びスイッチング（切り換え）を検出する（手の基準平面内には、トランスミッタを形成する手段１２ｂの光源が配列されている）。手の基準平面は、水平ではなく、ケーシング１０がテーブル９に所定位置に配置されているとき、水平に対して僅かに傾斜している。この傾斜は例えば１０°〜２０°、特に１５°程度の傾斜である。装置１２のヘッド１２ａは一般的に傾斜していて、オペレータの手が自然な位置を取ることができるようにし、従って、オペレータが装置１２及びテーブルの前に立っているときにオペレータにとって疲れの原因にならない。
【００２０】
更に、図５ａ〜５ｄに示されているように、ヘッド１２ａは、（ケーシング１０が所定位置に配置されているとき、手術用及び／又は検査用テーブルが延在している全体的な方向に対して垂直である）一方向に大体細長の半球状の形状に形成されている。ユーザから最も遠くにあるものとしたヘッド１２ａの前部では、ヘッド１２ａはほぼ真っ直ぐな縁２１で終端し、また、ヘッド１２ａの後部は弓形断面の成形体２２で終端する。このようにして、ヘッド１２ａは、たとえそれが操作装置のヘッドであるにしても、ユーザに対して従来の２Ｄマウス形状を思い出させる。
【００２１】
ヘッド１２ａは、それを部分的に囲むように、ヘッド１２ａの前部と共に、ヘッド１２ａの両側部の一部に延在する溝２３を有している。溝２３はユーザによるヘッド１２ａの把持を容易にし、また更に溝２３はユーザの手のための位置決め用マーカーを構成する。
【００２２】
ヘッド１２ａは、その後に居るユーザとは真ぐ向かい合った面上に、三角形をなすように散開した３つの凹部２４ａ，２４ｂを含んでおり、それらの１つの凹部２４ａはヘッド１２ａの後部の中央位置に配置され、且つ他の２つの凹部２４ｂは前部に向かってずれていると共に、ヘッド１２ａを通ってその長手方向に延在する対称軸の両側に配分されている。凹部２４ａ，２４ｂはユーザの手のためのマーカー（右／左及び前／後）を構成する。
【００２３】
ケーシング１０の右側にはボタン１３がある。様々な機能をボタン１３及び装置１２によって制御することができる。ボタン１３は大体豆形の形状を有していて、前部にあってトレイ１９の右側の縁に配置されている。医師であるユーザが、手を装置のヘッド１２ａ上に所定位置に置いているとき、手によってボタン１３にアクセスすることができる。
【００２４】
図６に例示されているように、第１のモードでは、装置１２は画面のような表示手段上の３Ｄ画像の回転を制御する。ユーザがボタン１３を作動したときは常に、ボタン１３は一動作モードから別の動作モードへの切り換え機能及びその逆の切り換え機能を可能にする。第１の動作モードでは、周辺装置１２が３Ｄマウスとして使用され、第２の又は別の動作モードでは、同じ装置１２が２Ｄポインタとして使用される。第２の又は別の動作モードでは、すなわち、ポインタとしての動作モードでは、モニタ画面４及び５上でポインタの動きを指示することにより、例えば、画面上に現れるインターフェース手段（例えば、メニュー）内の機能を選択することが可能になる。
【００２５】
３Ｄ動作モードでは、ユーザは、３Ｄ装置動作モードの１つを選択するためのモニタ４及び５のボタンのうちの任意のボタンを押せばよい。これは制御室から行うこともできる。更に、ユーザは、これを行うために、キーボード１１のボタンのうちの１つを使用することができる。キーボード１１から又は３Ｄ動作モードで使用される装置１２からアクセスすることのできる３Ｄ機能はまた、装置１２を２Ｄポインタとする動作モードで使用することによって全てアクセスすることができ、そのとき画面４及び５に表示されるメニューによりユーザは所望の機能を選択することが可能になる。
【００２６】
図６は装置１２を３Ｄモードで使用する方法を示している。装置が３Ｄモードで使用されるとき、モニタ４及び５上のソフトウエア・ユーザ・インターフェースの異なるボタンにより、ユーザはユニット３がモニタ４及び５の画面上に表示させる３Ｄ画像を操作するための異なるモードを選択することが可能になる。第１のモードは３Ｄ回転モード（図６中のモード２５）である。このモードでは、装置１２の作用は、表示された３Ｄ画像について空間での動きの回転のみを制御する。別のモード（モード２６）では、装置１２の作用は、表示された３Ｄモデル化画像のズーム動作とこれらの画像の空間内での平行移動による動きのみを制御する。
【００２７】
２つの主要なモードに加えて、他のモードでは、３Ｄポインタの平行移動（モード２７）、又は傾斜断層撮影平面の配向の変更（モード２８）などを制御する。
【００２８】
図６中の矢印２９は、装置１２を使用して２Ｄナビゲーションを行う動作モード、すなわち、ソフトウエア・インターフェース上のターゲット（例えば、ボタン）を指し示すためのカーソルの２Ｄシフトとボタン１３によって制御されるこのターゲットの選択（例えば、クリック）と行うモードにおいて、ボタン１３による切り換えを示している。矢印３０は、３Ｄ動作モードへの復帰を示している。
【００２９】
２Ｄモードから３Ｄモードへの切り換え又はその逆の切り換えのような、２Ｄモード又は３Ｄモードにある周辺装置によって制御される全機能は、周辺装置１２から送られてユニット３で受け取った指令信号の関数として、ユニット３のメモリ内のプログラムのようなインターフェース手段によって管理される。
【００３０】
周辺装置１２は３Ｄ画像を操作するためばかりでなく、２Ｄナビゲーション・マウスとしても使用することができる。 周辺装置１２は、困難な手術又は検査条件下でも、詳しくはユーザが手術用手袋を着けているとき又は医師がキーボード及び装置を見ることを妨げる滅菌シートでケーシング及びキーボード及び装置が覆われているときでさえも、操作するのが容易である。ケーシング及びキーボード及び装置１２のアセンブリはまた、清掃するのが容易であり、手術及び／又は検査のために使用されるテーブルの側部に配置された制御パネルについての規制に適合し得る寸法を有している。アセンブリはまた、直立姿勢でユーザによって操作するように改変される。ユーザは、必要な及び／又は所望の及び／又は選択された画像のこのような操作をするために一方の手を使用するだけでよく、従って、他方の手は自由に患者の手当を行える。ケーシングの背後の壁による案内部材２０はユーザの手及び手首を安定化させるのに役立ち、従って、装置１２を正確に動かすことが可能になる。
【００３１】
当業者には、本発明の趣旨及び範囲から逸脱することなく、構造／方法及び／又は機能及び／又は結果において開示した実施形態及び同等な実施形態に対して様々な変更を行い又は提案することができよう。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】本発明の一実施形態におけるインターフェース手段の手術室／制御室での分布図である。
【図２】本発明の一実施形態におけるインターフェース手段の手術室内での配列図である。
【図３】手術室内に配置されたキーボード及び３Ｄジョイスティックの一実施形態を示す斜視図である。
【図４】ユーザによって操作される図３のキーボード及び装置の断面図であって、キーボード又は装置上に医師の手を位置決めする様子も示している。
【図５ａ】ユーザによって操作される図３及び図４の装置の斜視図である。
【図５ｂ】ユーザによって操作される図３及び図４の装置の側面図である。
【図５ｃ】ユーザによって操作される図３及び図４の装置の側面図である。
【図５ｄ】ユーザによって操作される図３及び図４の装置の平面図である。
【図６】図３又は図４に示したタイプのインターフェース手段によって制御される異なる機能を例示するブロック図である。
【符号の説明】
【００３３】
１  手術室及び／又は検査室
２  制御室
３  画像処理ユニット
４、５、６、７  モニタ
８  周辺装置
９  テーブル
１０  ケーシング
１０ａ  弾性のジョー型の要素
１１  キーボード
１２  操作装置
１２ａ  ヘッド
１２ｂ  センサを形成する手段
１３  二方向ボタン
１４、１５、１６  ボタンの列
１８  プレート
１９  トレイ
２０  壁
２０ａ  縁取り
２１  ほぼ真っ直ぐな縁
２２  弓形断面の成形体
２３  溝
２４ａ、２４ｂ  凹部
【図１】
2004195212.tif 000003
【図２】
2004195212.tif 000004
【図３】
2004195212.tif 000005
【図４】
2004195212.tif 000006
【図５ａ】
2004195212.tif 000007
【図５ｂ】
2004195212.tif 000008
【図５ｃ】
2004195212.tif 000009
【図５ｄ】
2004195212.tif 000010
【図６】
2004195212.tif 000011
【外国語明細書】
2004195212000001.pdf