JP2000333971A

JP2000333971A - 手術支援情報表示装置

Info

Publication number: JP2000333971A
Application number: JP15176699A
Authority: JP
Inventors: Kyojiro Nanbu; 恭二郎南部
Original assignee: Technology Research Association of Medical and Welfare Apparatus
Current assignee: Technology Research Association of Medical and Welfare Apparatus
Priority date: 1999-05-31
Filing date: 1999-05-31
Publication date: 2000-12-05

Abstract

(57)【要約】【課題】本発明の目的は、手術支援情報表示装置におい
て、手術中に必要とされる手術支援情報を簡単な操作で
選択し、表示させることを実現することにある。【解決手段】本発明による手術支援情報表示装置は、手
術を構成する手術ステージに関連付けて手術支援情報を
記憶する手術支援情報保存部２と、操作者が手術の手術
ステージを指定する手術ステージ指定部８とを有し、手
術支援情報保存部２に記憶されている手術支援情報のう
ち、手術ステージ指定部８により指定された手術ステー
ジに関連付けられている手術支援情報をＣＰＵ１０の制
御により選択的に表示部７に表示することを特徴として
いる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、手術を支援する情
報を表示する手術支援情報表示装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】術者は、手術を効率的且つ確実に行うた
めに、手術前にＸ線コンピュータ断層撮影装置（ＣＴス
キャナ）、磁気共鳴映像装置（ＭＲＩ）、ガンマカメラ
やＳＰＥＣＴ等の核医学診断装置、超音波診断装置、Ｘ
線診断装置等で事前に撮影して集めた画像を基にして、
綿密な手術計画を立てる必要がある。この手術計画の立
案を支援する画像処理装置がある。

【０００３】また、手術中において、術者に、上述の事
前に撮影した画像や手術計画で作成された手術支援情報
を提示し、術者が治療対象の位置等や治療方法の確認を
行えるようにする手術支援情報表示装置がある。

【０００４】また、特公平６−８５７８４号公報、特開
平６−２０５７９３号公報においては、予め格納してお
いた被検体の内部構造に関するデータに基づいた３次元
像を、観察位置及び向きに応じて前記被検体の直視像と
合成して観察することが可能な手術用３次元ビューアシ
ステムが記載されている。

【０００５】しかしながら、従来は、必要な手術支援情
報を個々に選択して表示させるため、手術中にそのよう
な操作を行うことは非常に煩わしく、また、手術時間が
術後の予後に影響を及ぼしてしまうことから、少しでも
短い時間で手術を行いたいという要望があり、その操作
の負担を極力少なくすることが課題であった。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、手術
支援情報表示装置において、手術中に必要とされる手術
支援情報を簡単な操作で選択し、表示させることを実現
することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】（１）本発明による手術
支援情報表示装置は、手術を構成する手術ステージに関
連付けて手術支援情報を記憶する手術支援情報記憶手段
と、操作者が手術の手術ステージを指定する手術ステー
ジ指定手段と、前記手術支援情報記憶手段に記憶されて
いる手術支援情報のうち、前記手術ステージ指定手段に
より指定された手術ステージに関連付けられている手術
支援情報を選択的に表示する表示手段とを具備すること
を特徴としている。

【０００８】（２）本発明は、（１）の装置において、
手術支援情報を操作者の指示に従って作成する手術支援
情報作成手段をさらに備えることを特徴としている。

【０００９】（３）本発明は、（２）の装置において、
手術支援情報作成手段は、前記表示された医用画像上に
図形と文字との少なくとも一方を書き込む機能を有する
ことを特徴としている。

【００１０】（４）本発明は、（２）の装置において、
手術支援情報作成手段は、３次元図形の作成機能を有す
ることを特徴としている。

【００１１】（５）本発明は、（１）の装置において、
術中の患者に関する画像を撮影するリアルタイム画像撮
影手段と、前記リアルタイム画像撮影手段の撮影位置、
撮影方向、撮影した画像の拡大率、焦点距離を含む位置
合わせ情報に基づいて、前記リアルタイム画像撮影手段
により撮影した前記術中の患者に関する画像に、前記手
術支援情報記憶手段が記憶している手術支援情報を位置
整合する手段とをさらに備えることを特徴としている。

【００１２】（６）本発明は、手術計画の立案を支援す
るために、患者に対する手術器具の進入ルートを表す円
筒を、前記患者に関する３次元画像上に重ねて表示する
手術支援情報表示装置において、前記円筒と同軸であっ
て、半径の異なる他の円筒を前記円筒と共に前記３次元
画像上に重ねて表示する機能を備えていることを特徴と
している。

【００１３】（７）本発明は、手術計画の立案を支援す
るために、患者に対する手術器具の進入ルートを表す円
筒を、前記患者に関する３次元画像上に重ねて表示する
手術支援情報表示装置において、前記３次元画像から抽
出した生体内構造物の中で前記円筒の中心軸に対して最
も近い部分と前記円筒の中心軸との距離に、前記円筒の
半径を設定する機能を備えていることを特徴としてい
る。

【００１４】（８）本発明は、手術計画の立案を支援す
るために、患者に対する手術器具の進入ルートを表す円
筒を、前記患者に関する３次元画像上に重ねて表示する
手術支援情報表示装置において、前記３次元画像から抽
出した生体内構造物の中で前記円筒の中心軸に対して最
も近い部分と前記円筒の中心軸との距離とを半径とする
円を、前記生体内構造物の投影像と共に表示する機能を
備えていることを特徴としている。

【００１５】（９）本発明は、手術計画の立案を支援す
るために、患者に対する手術器具の進入ルートを表す円
筒を、前記患者に関する３次元画像上に重ねて表示する
手術支援情報表示装置において、前記３次元画像から抽
出した生体内構造物の中で、前記円筒の内部に入り込ん
でいる生体内構造物だけを選択的に表示する機能を備え
ていることを特徴としている。

【００１６】（１０）本発明は、手術計画の立案を支援
するために、患者に対する手術器具の進入ルートを表す
円筒を、前記患者に関する３次元画像上に重ねて表示す
る手術支援情報表示装置において、前記円筒の表面上の
点各々と前記３次元画像から抽出した生体内構造物の中
の最も近い部分との距離に応じてピクセル値を与えた前
記円筒の展開図を表示する機能を備えていることを特徴
としている。

【００１７】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して、本発明に
よる手術支援情報表示装置を、好ましい実施形態により
詳細に説明する。本実施形態の特徴の１つとしては、手
術支援情報を手術ステージを関連付けて保存しておくこ
とにある。一般的に、手術の工程は、複数の手術ステー
ジに分けることができる。その一例として、次の表１
に、脳手術の場合の手術ステージ分けを示している。

【００１８】

【表１】

【００１９】上記特徴により、手術中に術者は手術ステ
ージを指定するという簡単な操作で、必要な手術支援情
報全てを一度に表示させることができ、これにより操作
負担が軽減され、手術の効率化を図ることができるもの
である。

【００２０】ここで、本実施形態に係る手術支援情報表
示装置のシステム構成について説明する。図１に示すよ
うに、本実施形態に係る手術支援情報表示装置は、バス
１１を中心として、ＣＰＵ１０、２種類の手術支援情報
保存部１，２等が枝状に接続されて構成されている。一
方の手術支援情報保存部１には、光磁気ディスク等の大
規模記憶媒体が装備されており、主にデータ量の大きな
画像情報が保存される。他方の手術支援情報保存部２に
は、半導体メモリや磁気ディスク等に主にデータ量の比
較的小さいグラフィック情報が保存される。

【００２１】画像情報としては、手術前にＸ線コンピュ
ータ断層撮影装置（ＣＴスキャナ）、磁気共鳴映像装置
（ＭＲＩ）、ガンマカメラやＳＰＥＣＴ等の核医学診断
装置、超音波診断装置、Ｘ線診断装置、電子内視鏡等で
撮影された画像の他に、その画像に対して画像処理を施
した例えばディジタルサブトラクションアンギオ画像
（ＤＳＡ、血管抽出画像）、骨を抽出した骨画像や脳表
面画像等の処理画像、さらに、手術のアプローチ（手術
のエントリからターゲットまでのルート）を表す円筒、
腫瘍などの領域を模擬的に表す領域、進入していく際に
目印となる構造物の位置を示すランドマーク、さらにコ
メントや矢印等を重畳した画像といった手術時に参照す
べき様々な画像が含まれる。なお、この画像を参照画像
と称して、手術中に種々Ｔけんびきょう９で撮影された
リアルタイムの画像と区別するものとする。

【００２２】グラフィック情報には、手術のアプローチ
（手術のエントリからターゲットまでのルート）を表す
円筒、腫瘍などの領域を模擬的に表す領域、進入してい
く際に目印となる構造物の位置を示すランドマーク、さ
らに画像情報へのコメントや矢印等のグラフィックであ
り、これは手術中に手術顕微鏡９でリアルタイムで撮影
された画像に重畳される。

【００２３】これら手術支援情報保存部１，２に保存さ
れた手術支援情報に対しては、手術支援情報作成・登録
部３において、個別に手術ステージが関連付けられてい
る。例えば、手術支援情報の識別コードと手術ステージ
の識別コードとの対応表として手術支援情報作成・登録
部３に登録される。このように手術支援情報に手術ステ
ージを関連付けたことにより、手術中に操作者が手術ス
テージ指定部８を介して所望する手術ステージを指定す
ると、ＣＰＵ１０の制御に従って、その指定した手術ス
テージに関連付けられている手術支援情報が手術支援情
報保存部１，２から選択的に読み出され、表示部７に表
示されるようになっている。

【００２４】上述したようにグラフィック情報のランド
マーク等を、術中に手術顕微鏡９等でリアルタイムに撮
影されたリアルタイム画像に対して重畳するためには、
位置、向き及び大きさを整合することが必要とされる。
このうち位置合わせは位置合わせ処理部４で位置計測部
５で計測した患者及び手術顕微鏡９の向き及び位置に基
づいて行われる。この位置合わせの手法としては、既存
の任意の手法が採用され、例えば、頭部定位装置を使っ
てもよいし、光学式の位置計測方式を採用してもよい。

【００２５】手術支援情報表示処理部６では、位置計測
部５で計測された手術顕微鏡９の位置及び向きと、手術
顕微鏡９の顕微鏡の焦点距離、拡大・縮小率とから、手
術顕微鏡９の画像に重畳するように、コメントや図形の
画面内での拡大／縮小、回転、移動を行うものである。
表示部７は、術中の手術顕微鏡像及び手術支援情報を表
示する。

【００２６】手術ステージ指定部８は、上述したよう
に、操作者（術者又はその補助者）が、術者が所望する
手術ステージを指定するための入力手段である。この入
力手段としては、様々な形態が考えられる。

【００２７】音声認識手段を用いる場合この場合、手術ステージ指定部８は、音声認識装置であ
り、操作者が“手術ステージ１”，“手術ステージ２”
のように音声を発すると、その音声から指定された手術
ステージ番号を認識する。

【００２８】スイッチを用いる場合この場合、手術ステージ指定部８は、スイッチであり、
スイッチ操作により手術ステージを指定できるようにな
っている。さらにそのスイッチとしてはフットスイッチ
が好ましい。

【００２９】視線入力手段を用いる場合この場合、手術ステージ指定部８は、アイカメラを有す
る。例えば、表示画面に手術ステージアイコンが表示さ
れていて、アイカメラを装着した操作者が所望とする手
術ステージの手術ステージアイコンを注目すると、その
手術ステージが指定されるようになっている。

【００３０】手術中に画像を取得するものとしては、手
術顕微鏡９の他に、Ｘ線コンピュータ断層撮影装置（Ｃ
Ｔスキャナ）、磁気共鳴映像装置（ＭＲＩ）、ガンマカ
メラやＳＰＥＣＴ等の核医学診断装置、超音波診断装
置、Ｘ線診断装置、電子内視鏡が考えられるが、ここで
は、手術顕微鏡９を例に説明している。この手術顕微鏡
９は、図１８に示すように、位置計測用のＬＥＤが複数
位置に付けられており、光学式の位置計測方式によりピ
ックアップしたＬＥＤの位置から、位置計測部５により
手術顕微鏡９の位置及び向きが計測できるようになって
いる。また、手術顕微鏡９の拡大率、及び焦点距離のデ
ータは、手術支援情報表示処理部６に送られる。また、
手術顕微鏡９にはビデオカメラが取り付けられており、
手術顕微鏡像は表示部７に表示される。

【００３１】次に、以上のように構成された本実施形態
に係る手術支援情報表示装置の動作について説明する。
図２に本手術支援情報表示装置を使った一連の動作の流
れを示している。術前においては、手術支援情報を作成
するステップ（Ｓ１１）と、作成した手術支援情報を手
術ステージを関連付けて登録するステップ（Ｓ１２）と
からなる。術中においては、手術支援情報として登録し
た参照画像やグラフィックを、術中に手術顕微鏡９でリ
アルタイムに撮影されたリアルタイム画像に対して位置
合わせをするステップ（Ｓ２１）が含まれる。この位置
合わせにより、手術支援情報をリアルタイム画像と同じ
座標系上のデータに変換し、手術支援情報をリアルタイ
ム画像に重畳することを可能としている。さらに、術中
のステップとしては、術者による手術の進行に応じてそ
の時々で術者が所望する手術ステージを術者自身で又は
補助者を介して指定するステップ（Ｓ２２）と、指定さ
れた手術ステージに関連付けられている手術支援情報を
表示するステップ（Ｓ２３）とがある。以下に、各ステ
ップについて詳細に説明する。

【００３２】（手術支援情報の作成；Ｓ１１）手術支援
情報の作成時には、表示部７の画面が、手術支援情報作
成・登録部３により図３、図４に示すような手術支援情
報作成登録画面に切り替わる。この画面上で、操作者に
より手術のアプローチ（手術器具を進入させるルート
（エントリー（刺入位置）からターゲット（到達点）ま
でのルート））を表す円筒、腫瘍などの領域を模擬的に
表す領域、進入していく際に目印となる構造物の位置を
示すランドマーク、さらに画像情報へのコメントや矢印
等のグラフィックや参照画像が作成される。作成された
円筒、領域、ランドマーク、画像情報や矢印及びコメン
トは、手術支援情報保存部２に保存される。

【００３３】ここで、手術のアプローチ等の作成手順に
ついて詳細に説明する。「手術アプローチを表す円筒の作成」図５にアプローチ
円筒の模式図を示している。手術支援情報作成・登録部
３を介してアプローチ円筒キーをマウスでクリックする
と、手術支援情報作成・登録部３は、アプローチ円筒作
成モードの画面になる。画像選択メニューで下敷きとな
る画像データ（ＣＴ、ＭＲ、核医学などの３次元画像）
を選択して表示し、断面位置指定スクロールバーを操作
して任意断面を表示させながら、ターゲットと、被検体
に手術器具を刺し入れるエントリー、及び円筒の半径
（例えば手術器具の最大径）を指定すると、アプローチ
円筒が重畳される。ターゲットは、ターゲットキーをク
リックした後にマウスで位置を指定して設定する。

【００３４】エントリーはエントリーキーをクリックし
た後にマウスで位置を指定して設定する。円筒半径は半
径指定部で設定する。登録キーをクリックすると、この
アプローチ円筒データが手術支援情報保存部２に保存さ
れ、また手術支援情報作成・登録部３に手術ステージが
関連付けられる。オペレータは、手術計画時には、手術
器具が周辺の血管等の重要構造物を侵襲しないように、
ルートを模索することができ、また、手術時には、この
アプローチ円筒のガイダンス受けて、手術器具を被検体
に刺し入れ、円筒から外れないように、周辺の血管や臓
器等を注意深く奥に挿入し、最終的にターゲットに手術
器具を到達させることが容易になる。

【００３５】さらに、このアプローチ円筒に関しては、
以下のように様々な発展が考えられる。図６に示すよう
に、エントリーターゲット軸を中心として、半径の異な
る複数の円筒Ｃ１，Ｃ２，Ｃ３を同時表示させるように
してもよい。この場合、オペレーションはそれぞれの円
筒に意味付け、例えば円筒Ｃ１は手術器具が通過する最
小の範囲を表し、また円筒Ｃ２は、例えば手術器具の小
さなぶれにより、軽微な侵襲が生じるおそれのあるやや
大きい範囲を表し、さらに円筒Ｃ３は、例えば手術器具
の大きなぶれや患者のモーションによって、重大な侵襲
が生じるおそれのある大きな範囲を表すといった意味を
与えて、複数の円筒Ｃ１，Ｃ２，Ｃ３を活用すること
で、最適な手術器具の進入ルートを模索することが容易
になる。

【００３６】なお、画像及び円筒等は、３次元で表示す
るので、血管等の重要構造物と円筒との位置関係が分か
り難い、つまり血管が円筒の内側にあるのか、又は血管
が円筒の外側にあるのか分かり難いときがある。さら
に、円筒をどの方向に動かせば、血管から遠ざけること
ができるのか、分かり難いときがある。このような不具
合を軽減するために、図７に示すように、まず、手術支
援情報作成・登録部３で画像からしきい値処理等で自動
抽出された血管等の重要構造物の中で、エントリーター
ゲット軸に最も接近している部分が特定され、この最接
近部分とエントリーターゲット軸との距離が求められ、
この距離を半径とする円筒Ｃ１２を自動設定し、図８に
示すように、この円筒Ｃ１２を円筒Ｃ１と共に表示する
ようにしてもよい。

【００３７】また、図９（ａ）に示すように、円筒Ｃ１
の端面に、最接近部分を点ＰＰとして投影し、これと共
に、最接近部分とエントリーターゲット軸との距離ｄを
半径とする円ＣＩを表示するようにしても良い。さら
に、図９（ｂ）に示すように、円筒Ｃ１の端面に、最接
近部分を含む血管等の重要構造物を投影し、これと共に
円Ｃ１，ＣＩを表示するようにしても良い。

【００３８】また、図１０（ａ）、図１０（ｂ）に示す
ように、手術支援情報作成・登録部３で画像からしきい
値処理等で自動抽出された血管等の重要構造物の中で円
筒Ｃ１の内側に入る血管等の重要構造物をピックアップ
し、このピックアップした重要構造物だけを円筒Ｃ１と
共に表示し、一方、ピックアップされなかった円筒Ｃ１
の外にある重要構造物は表示しないようにしてもよい。
この場合、オペレータは、手術計画段階で、重要構造物
が全て表示されないように、円筒を動かすことで、最適
な手術器具の進入ルートを模索することが容易になる。

【００３９】さらに、手術支援情報作成・登録部３で、
次のような展開図を作成表示するようにしてもよい。図
１１に示すように、円筒Ｃ１を中心とした３次元の座標
系において、円筒Ｃ１の表面上の複数点各々の座標、例
えば高さがｈでＸ軸に対する角度がθの点Ｐの座標は、
円筒半径ｒとすると、Ｐ＝（Ｘ_P、Ｙ_P、Ｚ_P）＝（ｒ・ cosθ，ｒ・ sinθ，ｈ）として与えられる。図１２には、展開図の２次元座標系
を示している。円筒Ｃ１上の点Ｐは、Ｐ′＝（Ｘ_P′、Ｙ_P′）（（ｈ＋ｒ）・ cosθ，（ｈ＋ｒ）・ sinθ）によって、展開図の点Ｐ′に座標変換される。

【００４０】従って、円筒Ｃ１の表面の中で、高い場所
ほど展開図の周縁寄りに、低い場所ほど展開図の中央寄
りにプロットされる。この展開図の点各々の値（ピクセ
ル値）としては、図１１に示すように、円筒Ｃ１表面上
の各点から、その点毎に最も接近している重要構造物ま
での最短距離に従って与えられる。ここでは、ルックア
ップテーブルに従って最短距離に対応するカラー情報
（ＲＧＢ）が与えられる。例えば、最短距離がプラス
（重要構造物が円筒Ｃ１の外側）のときには、青系色を
割り当て、距離Ｄが短いほど、つまり重要構造物がエン
トリーターゲット軸に近いほど、高い彩度を、逆に距離
Ｄが長いほど、つまり重要構造物がエントリーターゲッ
ト軸から遠いほど、低い彩度を与える。一方、最短距離
がマイナス（重要構造物が円筒Ｃ１の内側）のときに
は、警戒色の赤系を割り当て、距離Ｄが長いほど、つま
り重要構造物がエントリーターゲット軸に近いほど、高
い彩度を、逆に距離Ｄが長いほど、つまり重要構造物が
エントリーターゲット軸から遠いほど、低い彩度を与え
る。

【００４１】図１３に、このようにして作成された展開
図の一例を示している。重要構造物は互いに重なり合う
ことがないので、オペレータは重要構造物を個々に視認
することができる。しかも、オペレータは、重要構造物
が円筒の内か、あるいは外にあるのかを、色相によって
把握し、しかもその遠近を彩度で認識することができ
る。なお、この展開図は、それ単体でというよりも、図
５乃至図１０の表示に対して補足的に使うことで、効果
的であると考えられる。

【００４２】「領域図形の作成」手術支援情報作成・登
録部３の領域キーをマウスでクリックすると、手術支援
情報作成部は、領域作成モードの画面となる。画像選択
メニューで下敷きとなる画像データを選択して表示し、
断面位置指定スクロールバーを操作して任意断面を表示
させ、その断面上で腫瘍等の領域の輪郭をマウスをドラ
ッグしながらトレースする。腫瘍が写っている全ての断
面においてトレース操作を繰り返して領域範囲を示す図
形を作成する。ダブルクリックした時点で１つの領域の
図形が完成する。ダブルクリックしたときにその図形の
名前を入力するダイアログが表示されるので操作者はそ
のダイアログで図形の名前を設定する。名前を設定する
と、作成した領域のデータが手術支援情報保存部２に保
存され、また手術支援情報作成・登録部３に手術ステー
ジが関連付けられる。

【００４３】「ランドマークの作成」手術支援情報作成
・登録部３のランドマークキーをマウスでクリックする
と、図１４に示すランドマーク作成モードの画面にな
る。画像選択メニューで下敷きとなる画像データを選択
して表示し、断面位置指定スクロールバーを操作して任
意断面を表示させ、設定位置をマウスでクリックする
と、その位置にランドマークを作成する。設定位置をマ
ウスでクリックしたときに名前を入力するダイアログが
表示されるので操作者はそのダイアログでランドマーク
の名前を設定する。名前を設定すると、作成したランド
マークが手術支援情報保存部２に保存され、また手術支
援情報作成・登録部３に手術ステージが関連付けられ
る。

【００４４】「画像編集」手術支援情報作成・登録部３
を介して画像キーをマウスでクリックすると、図１５に
示すように、画像編集モードの画面になる。画像選択リ
ストで矢印及びコメントを書き込む画像を選択して表示
し、その画像上で、矢印及びコメントを書き込む。矢印
キーをクリックした後、マウスで画像上の点を指定する
とそこに矢印が作成される。コメントキーをクリックす
ると、文字入力エリアが表示されるのでそこにコメント
を入力する。コメント位置はドラッグして移動すること
が可能である。画像登録キーをクリックすると作成した
画像データが手術支援情報保存部２に保存される。クリ
ックしたときに名前を入力するダイアログが表示される
ので操作者はそのダイアログで画像データの名前を設定
する。

【００４５】以上のような操作で、手術支援情報が手術
支援情報保存部１，２に次のようなファイルで保存され
る。ｓｔａｇｅ．ｉｎｆｏ；手術ステージ登録情報ファイ
ル：各手術ステージに表示する情報名アプローチ．ｄａｔａ；円筒データファイル：Ｔａｒｇ
ｅｔ、Ｅｎｔｒｙの座標、円筒半径動脈瘤１．ｄａｔａ；領域データファイル：トレース閉
曲線の画素座標腫瘤．ｄａｔａ；領域データファイル：トレース閉曲線
の画素座標ランドマーク１．ｄａｔａ；領域データファイル：ラン
ドマークの座標ＤＳＡ画像１．ｄａｔａ；領域データファイル：画像デ
ータ、矢印座標、コメント（手術支援情報の登録；Ｓ１２）手術ステージ登録画面
を図１６に示す。この登録画面には、ステップＳ１１で
作成した全ての手術支援情報とステージ番号とが対応表
として表示される。手術支援情報作成・登録部３を介し
て操作者が各手術ステージにおいて、表示する手術支援
情報の欄をマウスでクリックすると、そこに黒丸が表示
される。手術支援情報作成・登録部３を介して登録キー
をクリックすると、各手術ステージについて、黒丸のつ
いている手術支援情報がどれかという情報（手術ステー
ジ登録情報）が手術支援情報作成・登録部３に保存され
る。

【００４６】次に、術中の操作とシステム動作について
説明する。（術中患者と参照画像との位置合わせ；Ｓ２１）手術支
援情報保存部１に保存されている参照画像には患者に付
けられた位置合わせ用マーカが写し込まれている。この
マーカ位置はしきい値処理等により自動抽出しても良い
し、操作者が画像を見ながら手動で指定してもよい。

【００４７】手術の時点で患者を固定した後、画像撮影
時に患者に付けられた位置合わせ用マーカの位置（術中
マーカ座標）を位置計測部５で計測する。位置合わせ処
理部４は、術中マーカ座標と手術支援情報保存部１の画
像に写し込まれているマーカの座標とを基に、同じマー
カに対する位置誤差が最少になるように位置合わせを行
い、そのときの求められる座標変換行列を用いて、手術
支援情報保存部２に保存されている手術支援情報の３次
元図形データ（円筒、領域、ランドマーク）を術中の座
標系の座標に変換する。

【００４８】（ステージの指定；Ｓ２２）手術ステージ
指定部８の音声認識手段或いはフットスイッチ利用し
て、操作者（術者又は補助者）が手術ステージを指定す
る。

【００４９】（手術支援情報の表示；Ｓ２３）手術ステ
ージが指定されると、手術支援情報表示処理部６は、手
術支援情報作成・登録部３の手術支援情報と手術ステー
ジとの対応表を参照し、手術ステージ指定部８で指定さ
れた手術ステージに登録されている３次元図形データ
（円筒、領域、ランドマーク）等の手術支援情報を探索
する。そして、手術支援情報表示処理部６は、位置計測
部５で計測される手術顕微鏡９の位置及び向き、及び手
術顕微鏡９から手術支援情報表示処理部６に入力される
手術顕微鏡９の顕微鏡の焦点距離、拡大・縮小率のデー
タを基に、探索した３次元図形データに対して、手術顕
微鏡９の術野像に重畳するように拡大・縮小、回転を行
う。

【００５０】表示部７は、手術顕微鏡像９及び手術支援
情報表示処理部６で処理された３次元コンピュータグラ
フィックを手術顕微鏡像９に重畳して表示し、また、指
定された手術ステージに画像情報が登録されている場合
は手術支援情報保存部２から呼び出して表示部７の一部
に表示する（図１７参照）。

【００５１】以上のように、本実施形態によると、操作
者は手術ステージを指定すれば、その手術ステージに関
連付けられた手術支援情報が表示される。この手術ステ
ージを指定する作業は、従来のような手術支援情報を個
別に選択する作業よりも格段に簡易である。従って、操
作者の作業負担は、大幅に軽減され得る。

【００５２】本発明は、上述した実施形態に限定される
ことなく、種々変形して実施可能である。

【００５３】

【発明の効果】本発明によると、手術ステージを指定す
れば、その手術ステージに関連付けられた手術支援情報
が表示される。この手術ステージを指定する作業は、従
来のような手術支援情報を個別に選択する作業よりも格
段に簡易である。従って、操作者の作業負担は、大幅に
軽減され得る。

【００５４】本発明によると、生体構造物と手術器具の
進入ルートとの距離関係が非常に分かり易くなるため、
進入ルートを高精度で設定できる上に、その作業負担を
大幅に軽減することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態に係る手術支援情報表示装
置のブロック図。

【図２】本実施形態に係る手術支援情報表示装置の動作
説明図。

【図３】本実施形態において、手術支援情報（コメン
ト、図形等）の作成・登録のための作業画面を示す図。

【図４】本実施形態において、手術支援情報（画像）の
作成・登録のための初期画面を示す図。

【図５】本実施形態において、アプローチ円筒の基本的
な形態を示す図。

【図６】本実施形態において、アプローチ円筒の第１形
態を示す図。

【図７】本実施形態において、アプローチ円筒の第２形
態の補足図。

【図８】本実施形態において、アプローチ円筒の第２形
態を示す図。

【図９】本実施形態において、アプローチ円筒の第３形
態を示す図。

【図１０】本実施形態において、アプローチ円筒の第４
形態を示す図。

【図１１】本実施形態において、アプローチ円筒の座標
系を示す図。

【図１２】本実施形態において、アプローチ円筒の展開
図の座標系を示す図。

【図１３】本実施形態において、アプローチ円筒の展開
図の一例を示す図。

【図１４】本実施形態において、図形作成中の画面例を
示す図。

【図１５】本実施形態において、画像作成中の画面例を
示す図。

【図１６】図１の手術支援情報作成・登録部に登録され
た手術支援情報と手術ステージとの関連テーブルの一例
を示す図。

【図１７】本実施形態において、手術中の表示画面例を
示す図。

【図１８】本実施形態において、位置合わせの原理図。

【符号の説明】

１…手術支援情報保存部（画像）、２…手術支援情報保存部（コメント、図形等）、３…手術支援情報作成・登録部、４…位置合わせ処理部、５…位置計測部、６…手術支援情報表示処理部、７…表示部、８…手術ステージ指定部、９…手術顕微鏡、１０…ＣＰＵ、１１…バス。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】手術を構成する手術ステージに関連付け
て手術支援情報を記憶する手術支援情報記憶手段と、操作者が手術の手術ステージを指定する手術ステージ指
定手段と、前記手術支援情報記憶手段に記憶されている手術支援情
報のうち、前記手術ステージ指定手段により指定された
手術ステージに関連付けられている手術支援情報を選択
的に表示する表示手段とを具備することを特徴とする手
術支援情報表示装置。
【請求項２】前記手術支援情報を操作者の指示に従っ
て作成する手術支援情報作成手段をさらに備えることを
特徴とする請求項１記載の手術支援情報表示装置。
【請求項３】前記手術支援情報作成手段は、医用画像
上に図形と文字との少なくとも一方を書き込む機能を有
することを特徴とする請求項２記載の手術支援情報表示
装置。
【請求項４】前記手術支援情報作成手段は、３次元図
形の作成機能を有することを特徴とする請求項２記載の
手術支援情報表示装置。
【請求項５】術中の患者に関する画像を撮影するリア
ルタイム画像撮影手段と、前記リアルタイム画像撮影手
段の撮影位置、撮影方向、撮影した画像の拡大率、焦点
距離を含む位置合わせ情報に基づいて、前記リアルタイ
ム画像撮影手段により撮影した前記術中の患者に関する
画像に、前記手術支援情報記憶手段が記憶している手術
支援情報を位置整合する手段とをさらに備えることを特
徴とする請求項１の手術支援情報表示装置。
【請求項６】手術計画の立案を支援するために、患者
に対する手術器具の進入ルートを表す円筒を、前記患者
に関する３次元画像上に重ねて表示する手術支援情報表
示装置において、前記円筒と同軸であって、半径の異なる他の円筒を前記
円筒と共に前記３次元画像上に重ねて表示する機能を備
えていることを特徴とする手術支援情報表示装置。
【請求項７】手術計画の立案を支援するために、患者
に対する手術器具の進入ルートを表す円筒を、前記患者
に関する３次元画像上に重ねて表示する手術支援情報表
示装置において、前記３次元画像から抽出した生体内構造物の中で前記円
筒の中心軸に対して最も近い部分と前記円筒の中心軸と
の距離に、前記円筒の半径を設定する機能を備えている
ことを特徴とする手術支援情報表示装置。
【請求項８】手術計画の立案を支援するために、患者
に対する手術器具の進入ルートを表す円筒を、前記患者
に関する３次元画像上に重ねて表示する手術支援情報表
示装置において、前記３次元画像から抽出した生体内構造物の中で前記円
筒の中心軸に対して最も近い部分と前記円筒の中心軸と
の距離とを半径とする円を、前記生体内構造物の投影像
と共に表示する機能を備えていることを特徴とする手術
支援情報表示装置。
【請求項９】手術計画の立案を支援するために、患者
に対する手術器具の進入ルートを表す円筒を、前記患者
に関する３次元画像上に重ねて表示する手術支援情報表
示装置において、前記３次元画像から抽出した生体内構造物の中で、前記
円筒の内部に入り込んでいる生体内構造物だけを選択的
に表示する機能を備えていることを特徴とする手術支援
情報表示装置。
【請求項１０】手術計画の立案を支援するために、患
者に対する手術器具の進入ルートを表す円筒を、前記患
者に関する３次元画像上に重ねて表示する手術支援情報
表示装置において、前記円筒の表面上の点各々と前記３次元画像から抽出し
た生体内構造物の中の最も近い部分との距離に応じてピ
クセル値を与えた前記円筒の展開図を表示する機能を備
えていることを特徴とする手術支援情報表示装置。