JP3386191B2

JP3386191B2 - 手術装置制御システム

Info

Publication number: JP3386191B2
Application number: JP18486993A
Authority: JP
Inventors: 晶弘田口; 響今川; 明伸内久保; 康一巽; 守金子; 邦彰上; 廣治谷川; 義人市川; 聡竹本
Original assignee: Olympus Corp; Olympus Optical Co Ltd
Current assignee: Olympus Corp
Priority date: 1992-08-19
Filing date: 1993-07-27
Publication date: 2003-03-17
Anticipated expiration: 2018-03-17
Also published as: JPH06114065A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、一つの制御手段で各種
手術用機器を備えた手術装置を集中制御する手術装置制
御システムに関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、手術を行うに際しては目的に応
じた手術用機器を備えた複数の手術装置を選択的に使用
するが、手術室において手術者は清潔域で手術を行って
おり、一方、各手術装置は清潔域外の不潔域に配設され
ているため、この各手術装置の操作は手術者の指示を受
けた操作者が操作し、手術者が直接触れることはない。
また、この各手術装置の機能は個々に独立しており、複
合的な使用態様には適さない場合が多い。

【０００３】そのため、従来、手術に際しては専任の操
作者が各手術装置間を移動しながら必要に応じて、或
は、手術者の指示に従って操作していたため、操作環境
としては良好なものではなく、リアルタイムを必要とす
る手術では操作者の高度な熟練が要求された。

【０００４】また、各手術装置には通信ポートが備えら
れているが、この通信ポートはプリンタ、或は、モニタ
等に対する表示出力用のもので、手術用機器間，手術装
置間、或は、手術装置とコンピュータとの間等の制御手
段間の通信等によるシステム的な通信は行っていなかっ
た。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】このように、従来、手
術用機器間，手術装置間、或は、手術装置とコンピュー
タとの間等制御手段間の通信等によるシステム的な通信
を行っていなかったため、手術室内において、これらの
機器を複合的に使用する場合には、各装置毎に操作者を
割り当てるか、或は、数名の操作者で複数の装置を手術
者の指示により操作する必要があった。

【０００６】その結果、手術室内は、手狭になりしかも
手術の種類に応じた手術用機器を設けた各手術装置を全
て設定準備しなければならず、操作が煩雑化するばかり
か、手術の進行にも影響を及ぼす不都合がある。

【０００７】本発明は、上記事情に鑑みてなされたもの
で、各手術用機器のシステム化を容易にし、且つ、単独
操作、複合的な連動操作、集中制御を可能にして操作性
のよい手術装置制御システムを提供することを目的とし
ている。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
め、本発明による第１の手術装置制御システムは、手術
に用いる複数の手術用機器のうち任意の手術用機器の制
御若しくは駆動を行うと共に、外部機器との間で双方向
通信接続を可能とする第１通信ポートを設けた、一の手
術装置と、前記手術に用いる複数の手術用機器のうち前
記一の手術装置により制御若しくは駆動される手術用機
器とは異なる手術用機器の制御若しくは駆動を行うと共
に、外部機器との間で双方向通信接続を可能とする第２
通信ポートを設けた、他のの手術装置と、前記一の手術
装置および少なくとも一つの前記他の手術装置を制御可
能とし、外部機器との間で双方向通信接続を可能とする
第３通信ポートを設けた、集中コントローラと、を備
え、前記一の手術装置および前記他の手術装置との間で
双方向通信接続を可能とする第３通信ポートを備えると
共に、該第３通信ポートを介してする集中コントローラ
と、前記集中コントローラは、前記第３通信ポートより
前記第１通信ポートあるいは第２通信ポートを介して前
記一の手術装置あるいは前記他の手術装置との間で双方
向通信接続が可能であると共に、前記一の手術装置ある
いは前記他の手術装置との間で双方向通信接続された
際、被制御手術装置に固有の認識番号に対応した信号を
前記第３通信ポートを介して接続された手術装置に対し
て送信する手段を有し、前記一の手術装置は、前記第１
通信ポートを介して受信した前記認識番号に対応した信
号が自己である当該一の手術装置に固有の認識番号に対
応した信号であるか否かを判別する手段を有し、該判別
手段の判別結果に基づき前記認識番号に対応した信号が
自己である当該一の手術装置に固有の認識番号に対応し
た信号である場合には、前記集中コントローラにより制
御され、前記他の手術装置は、前記第２通信ポートを介
して受信した前記認識番号に対応した信号が自己である
当該他の手術装置に固有の認識番号に対応した信号であ
るか否かを判別する手段を有し、該判別手段の判別結果
に基づき前記認識番号に対応した信号が自己である当該
他の手術装置に固有の認識番号に対応した信号である場
合には、前記集中コントローラにより制御されることを
特徴とする。また、本発明による第２の手術装置制御シ
ステムは、上記第１の手術装置制御システムにおいて、
前記集中コントローラによって制御される前記手術装置
の設定情報または動作情報を集中して表示する表示手段
を更に備えたことを特徴とする。

【０００９】

【作用】この発明によれば、各手術用機器に共通の通
信ポート、並びに固有の認識番号を割り当てることによ
って、それぞれの手術用機器を誤ることなく認識できる
と共に、その通信ポートを制御手段に接続することによ
って個々の関連する手術装置間の連動操作並びに集中制
御を行うことが可能になる。

【００１０】その結果、一人の操作者により全ての手術
用機器を連動的、且つ、集中制御可能になる。また、統
一された通信機能及び各手術用機器に固有に割当てられ
た認識番号により、必要とする手術用機器を自在に組み
合わせることができる。

【００１１】

【実施例】以下、図面に基づいて本発明の実施例につい
て説明する。図１ないし図４は本発明の第一実施例を示
し、図１は手術装置制御システムの概念図、図２は手術
装置の制御系の概念図、図３はコマンドパケットの概念
図、図４は手術装置制御システムの概略構成を示す図で
ある。

【００１２】図１の符号１は制御手段の一例である集中
コントローラで、機能の異なる手術用機器から成る複数
の手術装置２，３，４，５…ｎがケーブルなどの信号伝
達手段２ａ，３ａ，４ａ，５ａ…ｎａを介して各々の手
術装置に接続されており、この集中コントローラ１で、
上記各手段装置２〜ｎを集中的に遠隔制御することが可
能になっている。なお、上記手術装置２〜ｎとしては、
例えば、高周波用電源，内視鏡用光源，スコープホルダ
ー，電気メス，高速気腹装置，超音波メスなどの手術用
機器等が機能毎に備えられている。

【００１３】図２に示すように上記各手術装置２〜ｎ
は、内部に手術装置本来の制御を行う主制御部Ａ，通信
の制御を行う通信制御部Ｂ，データ等の信号を送受信す
る信号送受信部Ｃとが設けられ、また、各手術装置２〜
ｎの外部には外部との通信接続のための通信ポートＤが
設けられ、さらに、この通信ポートＤに上記集中コント
ローラ１、或は、他の手術装置と接続可能な信号伝達手
段２ａ〜ｎａが接続されている。

【００１４】上記各手術装置２〜ｎの通信ポートＤから
は、図３に示すような、各手術装置固有に割当てられた
認識（ＩＤ）番号、コマンドデータ、アドレス、通信信
号の誤り検出訂正用の符号が一つのコマンドパケットと
して送受信されるようになっている。

【００１５】次に、上記構成による手術装置制御システ
ムの作用について説明する。集中制御する集中コントロ
ーラ１及びこの集中コントローラ１によって制御対象と
なる手術装置２〜ｎには、固有のＩＤ番号が重複するこ
となく割当てられており、また、各手術装置２〜ｎの、
それぞれに設けた通信ポートＤが信号伝達手段２ａ〜ｎ
ａを介して集中コントローラ１の通信ポート１ａに接続
されている。

【００１６】上記各手術装置２〜ｎは、上記集中コント
ローラ１によって集中的に遠隔制御される。すなわち、
清潔域にいる手術者の指示を受けた操作者は、該手術者
の指示に従い、集中コントローラ１を操作して、例え
ば、手術装置２のモードを変更したり、手術装置４の状
態を確認しながら手術装置３の出力レベルを切換えた
り、手術装置５からのデータを受け取った集中コントロ
ーラ１は、そのデータに基づき連動する手術装置２，３
など他の手術装置に対しリアルタイムに指示を自動的或
は人為的に送信して状態を切換えるようになっている。

【００１７】次に、図３を参照して、上記集中コントロ
ーラ１と各手術装置２〜ｎとの間の通信プロトコルを説
明する。

【００１８】まず、送信したい相手先ＩＤをラインに送
出する（ＲＥＱＵＥＳＴ）。受信側は、自分のＩＤで無
い場合はラインを解放し、自分のＩＤの場合は受信側Ｉ
Ｄを肯定応答として伝送する（ＡＣＫ）。送信元は、受
信側ＩＤを受け取ったら、送信元ＩＤをラインに送出す
る（コネクタ処理）。受信側は、送信元のＩＤを受け取
ったら、送信元に送信元ＩＤを伝送する（ＡＣＫ）。送
信元は、自分宛てのＩＤを確認したら、送信先にＣＯＭ
ＭＡＮＤを伝送する。受信側は、ＣＯＭＭＡＮＤを受け
取ったら、送信元に送信元ＩＤを伝送する（ＡＣＫ）。
送信元は、ＩＤを受け取ったら、上位アドレスを伝送す
る。受信先は、上位アドレスを受け取ったら送信元に送
信元ＩＤを返す（ＡＣＫ）。送信元は、ＩＤを受け取っ
たら、下位アドレスを伝送する。受信側は、下位アドレ
スを受け取ったら送信元に送信元ＩＤを返す（ＡＣ
Ｋ）。送信元は、ＩＤを確認してからデータの送出を開
始する。受信側は、データを受け取ったら、送信元に送
信元ＩＤを返す（ＡＣＫ）。送信元は、ＩＤを確認した
ら伝送終了文字（ＥＯＴ）をラインに送出する。受信側
はＥＯＴを確認したら送信元に送信元ＩＤを返し通信終
了（ＡＣＫ）。送信元は、ＩＤ確認後メイン処理に戻
る。

【００１９】上述の作用を有する手術装置制御システム
としては内視鏡下で外科手術を行う外科手術装置などが
ある。内視鏡下外科手術装置では使用する周辺手術用機
器の種類が多く一台のカートに手術用機器が収まりきら
ないので、これら手術用機器を複数のカートに分けて搭
載し、一ヶ所に留まった状態で複数の手術用機器を操作
するようにしている。

【００２０】例えば、図４に示すように内視鏡下外科手
術装置１０にはモニタ２１，集中表示パネル２２，第１
ＴＶカメラ２３ａ，第１光源２４ａ，第２ＴＶカメラ２
３ｂ，第２光源２４ｂ，システムコントローラ２５，ビ
デオミキサー２６，ＶＴＲ２７，分配器２８，通信用コ
ネクタ２９などの手術用機器を搭載した第１カート２０
及びモニタ３１，高周波焼灼装置３２，気腹器３３，Ｃ
Ｏ2 ボンベ３４，吸引ボトル３５，分配器３６，通信用
コネクタ３７などの手術用機器を搭載した第２カート３
０と、これら手術用機器を遠隔操作する集中制御パネル
４１を有する周辺機器コントローラ（集中コントロー
ラ）４０とが備えられている。

【００２１】そして、上述の各種手術用機器は、各カー
ト内で図示しない通信ケーブルを介して分配器２８，３
６と電気的に接続されており、第１カート２０と第２カ
ート３０とは通信ケーブルを内設したユニバーサルケー
ブル５１を介して電気的に接続され、周辺機器コントロ
ーラ４０と第１カート２０及び第２カート３０とは通信
ケーブルを内設したユニバーサルコード５２を介して電
気的に接続されている。

【００２２】また、周辺機器コントローラ４０に設けた
集中制御パネル４１及び第１カート３０に設けた集中制
御パネル４２は、各種手術用機器の設定を一括して行う
ものであり、各種手術用機器のオン・オフ状態や腹腔内
圧，高周波出力レベルなどの情報が集中表示パネル２２
に表示される。

【００２３】このように、それぞれの手術装置（手術用
機器）を単独に制御していた従来のものに対し、集中コ
ントローラ（集中制御パネル）によって集中制御するよ
うにしたので、一人の操作者が手術者の指示に瞬時のう
ちに反応して各手術装置の操作を集中的に、遠隔操作で
きるため作業性が大幅に向上し、操作者の負担が軽減さ
れるばかりでなく、手術室が相対的に広くなり手術環境
が良好になる。

【００２４】また、ドクター用、或は、ナース用の集中
制御パネルを清潔域に設けることによって緊急を要する
手術装置の操作を手術者自身、或は、看護婦が手術者の
指示に即応して行うことができる。

【００２５】さらに、上記集中コントローラ及び各手術
装置には、固別にＩＤ番号が割当てられているため、こ
のＩＤ番号によってシステムの誤接続、或は、制御時の
誤動作を未然に防止することができる。

【００２６】なお、通信用コネクタの取付け位置や集中
制御パネル及び集中表示パネルの配置位置は図の位置に
限定されるものでは無い。

【００２７】（第二実施例）図５は本発明の第二実施例
による手術装置制御システムの概念図である。この実施
例では、信号を伝送するのに、信号伝送手段であるケー
ブル等の有線は使用せずに、各手術装置２〜ｎ及び集中
コントローラ１のそれぞれに設けた通信ポートＤに、信
号をシリアル信号に変換し、赤外線等の光或いは電波に
変換するアダプタ１ｂ〜ｎｂを接続し、それぞれのアダ
プタ１ｂ〜ｎｂ間において接続線の無い状態で第一実施
例と同様の通信、制御を行うようにしたものである。

【００２８】従って、図６に示すように本実施例におい
ては第１カート２０と第２カート３０とを接続する通信
ケーブルを内設したユニバーサルコード５１や周辺機器
コントローラ４０と第１カート２０及び第２カート３０
とを接続する通信ケーブルを内設したユニバーサルコー
ド５２を接続する通信用コネクタ２９，３７を設ける代
わりに光通信装置６１，６２を配設している。その他の
構成は前記第１実施例と同様であり、同部材には同符号
を符して説明を省略する。

【００２９】ここで、図７を参照して光通信装置の概略
を説明する。図に示すように第１カート及び第２カート
に配設される光通信装置６０は、出射側６０ａと受光側
６０ｂとから構成され、出射側６０ａには各種手術用機
器と接続された分配器（符号２８，３６）からのデータ
を強度変調，周波変調，位相変調，振幅変調，スペクト
ル拡散などのいずれかの変調方式で変調する変調器７０
と、この変調器７０によって変調された信号を空間に放
射するためのＬＥＤやＳＬＤなどの光源９０を駆動する
ドライバー８０とを設けている。

【００３０】また、光通信装置６０の入射側６０ｂには
他の光通信装置から出射された拡散光及び直接光を受光
する検出器１１０と、この検出器１１０の前面に配設さ
れて前述の拡散光及び直接光を効率良く集光する集光レ
ンズ１０２及び室内の蛍光灯の光など光通信装置以外の
波長（ノイズ）をカットするバンドパスフィルタ１０１
と、前記検出器１１０に入射した信号を増幅するアンプ
１２０と、前記変調器７０によって変調された信号を復
調する復調器１３０とが設けてある。

【００３１】上述の光通信装置６０を備えた手術装置制
御システム１０について説明する。図８に示すように手
術装置制御システム１０は、複数の手術用機器を搭載し
た第１カート１５１，第２カート１５２及び第３カート
１５３とコントロールカート１６１とから構成されてい
る。

【００３２】第１カート１５１には分配器１４１，手術
装置ａ２，手術装置ｂ３，手術装置ｃ４及び光通信装置
６１が搭載され、第２カート１５２には分配器１４２，
手術装置ｄ５，手術装置ｅ６，手術装置ｆ７及び光通信
装置６２が搭載され、第３カート１５３には分配器１４
３，手術装置ｇ８，手術装置ｈ９，手術装置ｎ及び光通
信装置６３が搭載され、コントロールカート１６１には
第１カート１５１，第２カート１５２及び第３カート１
５３に搭載した各手術装置を制御する制御部１６２，表
示パネル１６３，集中制御パネルとしてのキーボード１
６４が搭載されている。

【００３３】そして、これら装置２，３，４・・・ｎ
と、これら装置２，３，４・・・ｎへの制御信号を分配
する分配器１４１，１４２，１４３とを例えばゼネラル
・パーパス・インターフェイス・バスなどの通信コード
６５で接続し、前記分配器１４１，１４２，１４３に光
の送受によってこれら装置２，３，４・・・ｎを遠隔制
御する光通信装置６１，６２，６３を接続している。

【００３４】上述のように構成されている手術制御シス
テム１０の作用を説明する。まず、コントロールカート
１６１に設けられているキーボード１６４を操作して、
装置２，３，４・・・ｎのデータの設定、或は、変更の
入力を行う。この設定、或は、変更の指示を表示パネル
１６３に表示すると共に、それぞれの装置を制御する信
号を光通信装置６４に伝送する。

【００３５】次に、この光通信装置６４で伝送された信
号を変調して近赤外領域の不可視光に変換して放射す
る。

【００３６】前記光通信装置６４から放射された不可視
光の信号は、各カート１５１，１５２，１５３に搭載さ
れている光通信装置６１，６２，６３で受光して変調さ
れた信号を復調して所定の制御信号に変換し、分配器１
４１，１４２，１４３を介して制御信号に対応した装置
のデータを設定、或は、変更を行う。

【００３７】このように、信号伝達手段としてケーブル
の代わりに赤外線等の光を利用することによって手術室
内の環境及び安全性を一層向上させることができ、その
結果、各手術装置は、手術室内において相互に接続或い
は集中コントローラへの接続を必要とせず、通信並びに
連動制御、遠隔での集中制御が障害物によって損なわれ
ることが無く、不必要なケーブル等の制御線やデータ通
信線が無いことにより手術者の邪魔にならず、より一層
の手術室内の環境向上、安全性向上を図ることができる
とともに、簡単に各手術装置を組み合わせてシステム化
することができる。その他の効果は前記第１実施例と同
様である。なお、ノイズが発生するという問題はあるが
電波によってデータを送信することも可能である。

【００３８】また、図９に示すように手術室の天井など
手術装置を配置する位置から最も見通しの良い位置に光
通信装置１７２を備えたサテライトユニット１７１を設
けることによって、広い手術室内での通信を可能にし、
万一障害物によって通信が遮断されてもサテライトユニ
ット１７１を介して通信が可能となる。このサテライト
ユニットを複数配設することによって手術室内から通信
遮断領域を完全に無くすことができる。

【００３９】さらに、図１０に示すように例えば図示し
ない第１カート、第２カート及びコントロールカートか
ら構成される手術制御システム１０′においては、各カ
ートに配設した光通信装置６１′，６２′，６４′から
出射される光源の波長を変えている。すなわち、第１カ
ートに配設される光通信装置６１′にはλ1 の波長の光
を出射する光源９１とコントロールカートに設けた光源
９３から出射されるλ3 の波長を透過するバンドパスフ
ィルタ１０１ｃを配設し、第２カートに配設される光通
信装置６２′にはλ2 の波長の光を出射する光源９２と
λ3 の波長を透過するバンドパスフィルタ１０１ｃを配
設し、コントロールカートには前述のλ3 の波長を出射
する光源９３と第１カートに配設した光通信装置６１′
から出射されるλ1 の波長の光だけを透過するバンドパ
スフィルタ１０１ａ及び第２カートに配設した６２′か
ら出射されるλ2 の波長の光だけを透過するバンドパ
スフィルタ１０１ｂを備えた受光側を配設している。そ
の他の構成は前記第２実施例と同様であり、同部材には
同符号を付して説明を省略する。

【００４０】このように、通信方向によって波長を変え
て設定することによって伝送情報の大容量化を実現する
ことができる。その他の作用及び効果は前記第２実施例
と同様である。

【００４１】なお、コントロールカートにはカートに配
設される光通信装置の数に対応した数だけの検出器及び
復調器を設けることはいうまでもない。

【００４２】

【発明の効果】以上、説明したように本発明によれば、
それぞれの手術に必要な様々な手術装置を必要に応じて
システム化することが容易になるとともに、一人の操作
者が多くの手術装置を、それぞれの手術装置間を移動し
ながら操作する必要がなく一箇所で集中制御、或は、連
動集中制御を行うことができるため、操作性が向上し、
操作者の負担が軽減され、しかも手術室内の安全性が向
上するなど優れた効果が奏される。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１ないし図４は本発明の第一実施例を示し、
図１は手術装置制御システムの概念図

【図２】手術装置の制御系の概念図

【図３】コマンドパケットの概念図

【図４】手術装置制御システムの概略構成を示す図

【図５】本発明の第二実施例による手術装置制御システ
ムの概念図

【図６】手術装置を積載したカートの概略構成を示す構
成図

【図７】光通信装置の概略構成を示す説明図

【図８】光通信装置を備えた手術装置制御システムの概
略構成を示す図

【図９】光通信装置を備えた手術装置制御システムの他
の構成を示す図

【図１０】光通信装置を備えた手術装置制御システムの
その他の構成を示す図

【符号の説明】

１…集中制御手段２〜ｎ…手術装置（手術用機器）Ｄ…通信ポート

フロントページの続き (72)発明者巽康一東京都渋谷区幡ヶ谷２丁目43番２号オリンパス光学工業株式会社内 (72)発明者金子守東京都渋谷区幡ヶ谷２丁目43番２号オリンパス光学工業株式会社内 (72)発明者上邦彰東京都渋谷区幡ヶ谷２丁目43番２号オリンパス光学工業株式会社内 (72)発明者谷川廣治東京都渋谷区幡ヶ谷２丁目43番２号オリンパス光学工業株式会社内 (72)発明者市川義人東京都渋谷区幡ヶ谷２丁目43番２号オリンパス光学工業株式会社内 (72)発明者竹本聡東京都渋谷区幡ヶ谷２丁目43番２号オリンパス光学工業株式会社内 (56)参考文献特開平３−151967（ＪＰ，Ａ) 特開平４−158856（ＪＰ，Ａ) 特開昭62−49844（ＪＰ，Ａ) 特開昭60−222048（ＪＰ，Ａ) 米国特許4756706（ＵＳ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) A61B 17/00 A61B 19/00 502

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】手術に用いる複数の手術用機器のうち任
意の手術用機器の制御若しくは駆動を行うと共に、外部
機器との間で双方向通信接続を可能とする第１通信ポー
トを設けた、一の手術装置と、前記手術に用いる複数の手術用機器のうち前記一の手術
装置により制御若しくは駆動される手術用機器とは異な
る手術用機器の制御若しくは駆動を行うと共に、外部機
器との間で双方向通信接続を可能とする第２通信ポート
を設けた、他の手術装置と、前記一の手術装置および少なくとも一つの前記他の手術
装置を制御可能とし、外部機器との間で双方向通信接続
を可能とする第３通信ポートを設けた、集中コントロー
ラと、を備え、前記集中コントローラは、前記第３通信ポートより前記
第１通信ポートあるいは第２通信ポートを介して前記一
の手術装置あるいは前記他の手術装置との間で双方向通
信接続が可能であると共に、前記一の手術装置あるいは
前記他の手術装置との間で双方向通信接続された際、被
制御手術装置に固有の認識番号に対応した信号を前記第
３通信ポートを介して接続された手術装置に対して送信
する手段を有し、前記一の手術装置は、前記第１通信ポートを介して受信
した前記認識番号に対応した信号が自己である当該一の
手術装置に固有の認識番号に対応した信号であるか否か
を判別する手段を有し、該判別手段の判別結果に基づき
前記認識番号に対応した信号が自己である当該一の手術
装置に固有の認識番号に対応した信号である場合には、
前記集中コントローラにより制御され、前記他の手術装置は、前記第２通信ポートを介して受信
した前記認識番号に対応した信号が自己である当該他の
手術装置に固有の認識番号に対応した信号であるか否か
を判別する手段を有し、該判別手段の判別結果に基づき
前記認識番号に対応した信号が自己である当該他の手術
装置に固有の認識番号に対応した信号である場合には、
前記集中コントローラにより制御されることを特徴とす
る手術装置制御システム。
【請求項２】前記集中コントローラによって制御される
前記手術装置の設定情報または動作情報を集中して表示
する表示手段を更に備えたことを特徴とする請求項１に
記載の手術装置制御システム。