JP6301929B2 - 自動器具 - Google Patents

Description

本発明は、侵襲的医療処置に関連し、より具体的には侵襲的医療処置の際に利用される追跡アイテムに関連する。

侵襲的医療処置の際に利用される器具の追跡は、侵襲的医療処置が最小限度の侵襲として分類されるか否かに関わらず、極めて重要である。幾つかの場合では、器具が例えば色や形状のような所定の特徴を有しているならば、且つ、侵襲的医療処置における画像分析によって器具が所定の特徴に基づいて識別可能とされるならば、追跡が実施される。しかしながら、所定の特徴を有しない器具が侵襲的医療処置の際に利用される場合には、このような追跡システムは機能しない。

従って、改善された器具追跡システムは優位である。

本発明の一の実施例は、
管状部材遠位端及び管状部材近位端を具備する管状部材を有しているトロカールと、
器具近位端及び器具遠位端を備えている器具であって、器具遠位端が管状部材遠位端を越えて突出している状態において管状部材の内部に挿入可能に配置されている器具と、
器具遠位端が管状部材遠位端を越えて突出している際に、器具遠位端を示しているインジケータと、
を備えている外科手術器具を提供する。

一般に、外科手術器具が、器具の位置を検出するセンサを備えており、インジケータが、センサの信号に基づいて、器具遠位端を示す。インジケータが、トロカールに配置されている照明体であって、信号に基づいて器具遠位端を照明するように構成されている照明体とされる。一般に、器具遠位端が、照明された状態において、器具の近位において組織が発生させる組織スペクトルとは相違する照明スペクトルを発生させる。

開示する実施例では、インジケータが、トロカールに配置されているアプリケータであって、器具が管状部材遠位端を越える際に、器具にマーカーを付着させるように構成されているアプリケータとされる。

マーカーが、器具に付着されると乾燥するように構成されている液体を含んでいる。代替的には、マーカーが、器具に付着されるよう構成されているラベルを含んでいる。外科手術器具が、トロカールの内部に配置されているラベルリムーバーを備えており、ラベルリムーバーが、ラベルが付着した後に、及び、管状部材を介してトロカールから器具を引き抜く際に、ラベルを取り除くように構成されている。ラベルが、器具をオートクレーブ処理する際に器具から取り外されるように構成されている。

代替的な実施例では、外科手術器具が、インジケータの表示に従って器具を追跡するように構成されているプロセッサを備えている。

本発明については、本発明の実施例についての以下の詳細な説明及び図面から理解される。

本発明の一の実施例における自動器具追跡システムの概略図である。 本発明の一の実施例における代替的な自動器具追跡システムの概略図である。 本発明の一の実施例におけるトロカールの概略的な断面図である。 本発明の一の実施例におけるトロカールの概略的な断面図である。 本発明の代替的な実施例におけるトロカールの概略的な断面図である。 本発明の代替的な実施例におけるトロカールの概略的な断面図である。 本発明のさらなる代替的な実施例におけるトロカールの概略的な断面図である。 本発明のさらなる代替的な実施例におけるトロカールの概略的な断面図である。 本発明のさらにさらなる実施例におけるトロカールの概略的な断面図である。 本発明のさらにさらなる実施例におけるトロカールの概略的な断面図である。 本発明の他の代替的な実施例におけるトロカールの概略的な断面図である。 本発明の他の代替的な実施例におけるトロカールの概略的な断面図である。 本発明のさらなる他の実施例におけるトロカールの概略的な断面図である。 本発明のさらなる他の実施例におけるトロカールの概略的な断面図である。 本発明の一の実施例におけるトロカールを利用して実施されたステップのフローチャートである。 本発明の一の実施例におけるフローチャートのステップを実施した結果の概略図である。

本発明の実施例は、器具の遠位端の配置を自動的に追跡することができるトロカールを提供する。遠位端が、トロカールの遠位端を越えて突出するように、本発明では体腔と仮定される所定の領域にトロカールを介して導入された後に、当該追跡が実施される。内視鏡は、体腔に導入され、体腔及び器具の遠位端の画像を獲得する。内視鏡は、内視鏡から“内視鏡”光を、一般に白色光を放射することによって画像を形成する。

自動的に追跡するために、インジケータがトロカールの管状部材に形成されている。一般に、内視鏡の視野の範囲内において、インジケータは、器具の遠位端を体腔の要素から区別するために、器具の遠位端の配置を線描するように機能する。

一の実施例では、インジケータは、器具の遠位端がトロカールの遠位端を越えて突出している場合に光を器具の遠位端に放射する照明体であるが、その光が、一般に可視光スペクトルの範囲内である必要はない。一般に、照明体の光は、体腔から戻ってくる内視鏡光のスペクトルとは相違するスペクトルを有するように選定される。プロセッサは、器具の遠位端からの光のスペクトルと体腔からの光のスペクトルとの差異を利用することによって、内視鏡から得られた画像を分析し、器具の遠位端の配置を決定する。

代替的な実施例では、インジケータは、トロカールの管状部材に配置されているアプリケータとされる。アプリケータは、器具が体腔に入った場合に液体を器具に付着させるように構成されている。液体としては、器具の遠位端に固形物を形成するように速乾性の液体が選定される。さらに、固形化された液体は、内視鏡光によって照明された場合に体腔との差別化を容易にするスペクトルを有するように、色付けられている。上述の実施例では、プロセッサは、内視鏡によって得られた画像を分析し、スペクトルの差異を利用することによって器具の遠位端の配置を決定する。

代替的には、アプリケータが、ラベル塗布機として構成されており、器具が体腔に入った場合に器具の遠位端にラベルを付着させることができる。ラベルは、内視鏡光によって照明された場合に体腔のスペクトルとは相違するスペクトルを有しているように、色付けられている。代替的又は付加的には、ラベルは所定の形状とされる。プロセッサは、ラベル（ひいては器具の遠位端）を発見するために、スペクトル上の差異を利用することによって、又は当該所定の形状を探索することによって、内視鏡によって得られた画像を分析する。

図１Ａは、本発明の一の実施例における自動器具追跡システム１０の概略図である。自動器具追跡システム１０は、患者の体腔１２についての侵襲的医療処置において、典型的には最小侵襲手術において、体腔内における器具の位置を追跡するために利用される。例えば、本発明では、体腔は患者の腹部であると想定されており、体腔１２は腹部１２とも呼称されている。しかしながら、自動器具追跡システム１０は、例えば嚢や肺のような任意の体腔についても利用可能とされる。

自動器具追跡システム１０は、メモリ１８と通信するプロセッサ１６を具備する内視鏡モジュール２２によって制御されている。また、内視鏡モジュール２２は、内視鏡３２の動作を制御する。さらに、内視鏡モジュール２２は、内視鏡モジュール２２の内部においてソフトウェアによって実行可能とされる器具追跡モジュール２０を備えている。器具追跡モジュール２０は、以下に説明する機能を発揮させるために、プロセッサ１６及びメモリ１８を利用する。

典型的には、器具追跡モジュール２０は、内視鏡システムからビデオ信号を受信するように構成されているビデオオブジェクトトラッカーを備えている。後述するように、器具追跡モジュール２０は、自動器具追跡システム１０において利用されるインジケータの特性を検知するように構成されている。例えばインジケータの特性としては、インジケータのタイプや設定が挙げられる。例えばインジケータがラベルである場合には、一般に、インジケータの特性としては、ラベルの色や形状が挙げられる。また、以下に詳述するように、ツール追跡モジュール２２は、照明器及び／又は弁及び／又はトロカールの他の機能的要素を必要に応じて制御するように構成されている。モジュール２０は、無線通信を介するように、又はシステム１０の作業員による手作業の入力を介するように構成されている。

また、内視鏡モジュール２２は、例えばキャビティ照明モジュール、画像処理モジュール、ズーム／パンモジュールのような、プロセッサ１６によって利用可能とされる他のモジュールを備えている場合がある。プロセッサ１６は、システム１０を動作させるために、上述のモジュールの形態で又は他の形態で、メモリ１８に格納されているソフトウェアを利用する。一般に処置を受けている体腔１２の画像を表示するスクリーン２４は、プロセッサ１６によって処理される作業の結果を医療医師手術システム１０に対して提示し、及び／又は、グラフィカル・ユーザー・インターフェースを医師に提示する場合がある。ソフトウェアが例えばネットワークを介してプロセッサ１６に電子的な形態でダウンロードされる。さもなければ、代替的に又は付加的に、ソフトウェアが例えば磁気メモリ、光学メモリや電子メモリのような持続性有形的表現媒体に提供及び／若しくは格納される。

手術を実施するために、医師は、腹壁２６を貫通させるために、トロカールを腹部１２に挿入する。この点を考慮して、医師は、第１のトロカール２８及び第２のトロカール３０を挿入すると仮定する。一旦挿入されると、医師は、手術のために必要とされる物品を第１のトロカール２８及び第２のトロカール３０の管状部材それぞれを通じて腹部１２の内部に向かって挿入することができる。従って、内視鏡３２は、第１のトロカール２８の管状部材３４を通過される。内視鏡モジュール２２は、内視鏡３２を照明手段を備えており、内視鏡３２によって得られた画像をスクリーン２４に表示する。医師は、一般に内視鏡２８を利用することによって、腹部１２の内部を視察することができる。

第２のトロカール３０は、管状部材３６を有しており、医師は、器具４０が体腔１２に入るように器具４０を管状部材３６を通過させる。第２のトロカール３０は、器具追跡モジュール２０によって操作され、器具４０が管状部材３６を介して体腔１２に出入りするような、器具としての第２のトロカール３０の構造及び機能については、図２Ａ及び図２Ｂに関連して以下に説明する。

図１Ｂは、本発明の一の実施例における自動器具追跡システム１１の概略図である。上述の差異を別にすれば、自動器具追跡システム１１の動作は、医療外科手術システム１０に概略的に類似しており（図１Ｂ参照）、医療外科手術システム１０及び自動器具追跡システム１１の両方において同一の参照符号によって示される要素は、構成及び動作において概略的に類似している。医療外科手術システム１０とは対称的に、自動器具追跡システム１１では、器具追跡モジュール２０が、一般に内視鏡モジュール２２の外部に設けられたスタンドアローン・ハードウェア・ユニットとして、ハードウェアとして具現化されている。器具追跡モジュール１１は、プロセッサ１６と通信すると共にプロセッサ１６を利用するように構成されている一方、スタンドアローン・ハードウェア・ユニットとして器具追跡モジュール１１を有していることによって、器具追跡モジュール１１は、既存の内視鏡モジュールと共に利用可能とされる。

図２Ａ及び図２Ｂは、本発明の第１の実施例におけるトロカール３０の概略的な断面図である。図２Ａは、器具４０が第２のトロカール３０の管状部材３６を通過する前における第２のトロカール３０を表わす。図２Ｂは、器具４０が管状部材３６を通過している最中における、且つ、器具４０の遠位端４２が第２のトロカール３０の遠位端４４を越えて突出している場合における第２のトロカール３０を表わす。例えば、本明細書では、管状部材３６は、対称軸線３７に関してシリンドリカル状に形成されていると仮定される。第２のトロカール３０の遠位端４２に配置されている光学要素（以下において詳述する）は、器具追跡モジュール２０に接続されており、器具追跡モジュール２０によって制御される。一般に、当該接続は光学的ケーブル及び／又は導電性ケーブルを具備するが、明確にするために、当該接続については図示しない。幾つかの実施例では、当該接続の少なくとも一部分については、無線通信接続とされる。

第２のトロカール３０の遠位端４４において、第２のトロカール３０は、第２のトロカール３０の遠位端４４を越えて放射を発する少なくとも１つの照明体４６を備えている。複数の照明体４６が利用される場合には、照明体４６同士が類似する放射特性を有している。本明細書において説明するように、明確にするために、異なる照明体が、参照符号４６に文字を付加することによって識別されるが、照明体４６として集合的に呼称される。

例えば、第２のトロカール３０は、遠位端４４に配置されている第１の照明体４６Ａ及び第２の照明体４６Ｂを有していると仮定される。２つの照明体４６Ａ，４６Ｂは、管状部材３６の壁４８に埋設されており、管状部材３６の通路５０の両側に配置されている。照明体４６Ａ，４６Ｂは、照明体４６Ａ，４６Ｂが共に遠位端４４から略錐状の放射パターンで突出するように、一般に壁４８に位置決めされていると共に埋設されている。

しかしながら、遠位端４４で利用される照明体４６の数量及び配置は異なっても良い。本発明が属する技術分野における当業者であれば、無駄に実験することなく、略錐状の放射パターンを照射するために、光学部材及び照明体４６の配置を決定することができる。しかしながら、多くの照明体が利用可能とされる。これら照明体は、一般に器具及び内視鏡の相対的な向き及び変位に関係なく、照明される器具４０の一部分（以下に説明する）が内視鏡３２を介して視認することができるように構成されている。

照明体４６は、自身から照射される放射物を発生させる要素を備えている。例えば、照明体４６は、発光ダイオード（ＬＥＤ）を備えている。代替的又は追加的には、照明体４６は、光ファイバの遠位端として形成されており、光ファイバの近位端において放射体それぞれからの放射を受容するようになっている。この場合には、放射体は、ＬＥＤ又は例えば白熱放射体若しくは蛍光放射体やレーザーのような他の放射源とされる。

以下に詳述するように、照明体４６によって発せられる放射によって、内視鏡３２が発生させる画像内において器具４０が自動的に追跡される（図１Ａ及び図１Ｂ参照）。従って、照明体４６は、器具４０の遠位端４２の存在のためのインジケータとして機能する。一般に、内視鏡３２は、自身の照明体（図１Ａ及び図１Ｂには図示しない）を有している。内視鏡３２の照明体４６によって発せられた光は、本明細書では“内視鏡光”と呼称されるが、一般には白色光と呼称される。内視鏡光によって、内視鏡は、例えば動脈、静脈、及び／又は腹壁の他の要素のような腹壁２６の組織の画像を得ることができる。内視鏡光を受けている状態において、組織スペクトルは、結像された組織の色彩に対応するが、組織による内視鏡光の吸収に依存している。組織スペクトルは、一般に様々に変化する色合いの赤を含んでいる。

本発明の実施例では、照明体４６によって発せられる放射のスペクトルは、本明細書では照明スペクトルと呼称されるが、放射によって照明された場合に器具４０が組織スペクトルに対して良好な視認性を有しているように選定される。言い換えれば、組織スペクトルと照明スペクトルとの間には、重大な差異が存在する。例えば組織スペクトルが約６５０ｎｍの赤の主波長を有していると仮定すると、照明スペクトルは、橙の主波長（約６００ｎｍ）、緑の主波長（約５５０ｎｍ）、青の主波長（約４５０ｎｍ）、又は例えば紫のような複数の主波長を備えた色の主波長を有しているように選定される。簡単のために、本明細書の説明では、照明スペクトルが、可視光放射を有していると仮定し、本明細書では光とも呼称される。しかしながら、上述の重大な差異とは別に、照明体によって発せられるスペクトルについては制限が存在しないので、例えば照明スペクトルは、赤外線放射及び／又は紫外線放射を有している場合がある。

一般に、センサ５２は、遠位端４４において管状部材壁４８内に配置されている。センサは、器具４０の入口において照明体４６を通路５０を介して遠位端４４の内部に向かって駆動するように、且つ、器具４０が通路５０内に全く位置していない場合には照明体４６を無効化するように機能する。センサは、適切であれば、当該技術分野において既知の任意の形態であっても良い。例えば、センサは、機械式スイッチとされる場合があるが、代替的には光電式スイッチであっても良い。

上述の説明は、器具を自動的に追跡するように構成されている一のトロカール３０に関する。また、本発明の実施例は、トロカール３０に概略的に類似している多数のトロカールを備えているので、必要に応じて、複数の器具が所定の体腔内に存在する場合がある。多数のトロカールを具備する場合には、トロカールそれぞれからの照明体が識別可能とされるように設定されている。

照明の特徴的な特性は、照明体それぞれが異なる照明スペクトルを有していることによって波長多重に対応するように構成されていることである。例えば３つのトロカールが利用される場合には、照明体それぞれにおいて橙、緑、及び青が卓越している。代替的には、照明体が時分割多重化されている。すなわち、照明体４６が脈動している場合がある。さらに代替的には、内視鏡光が、時分割多重化に含まれており、このようなタイプの時分割多重化は、一のトロカールのみが利用される場合に器具の視認性を高めるために利用される。さらにさらなる代替的には、波長と時分割多重化との組み合わせが、多数のトロカールからの照明を差別化又は区別するために利用される。

図３Ａ及び図３Ｂは、本発明の第２の実施例におけるトロカール１３０の概略的な断面図である。以下に説明する差異は別として、トロカール１３０の動作は、トロカール３０の動作（図１、図２Ａ、及び図２Ｂ参照）に概略的に類似しており、同一の参照符号によって示されているトロカール３０，１３０両方の要素は、その構成及び動作において概略的に類似している。図３Ａは、器具４０がトロカール１３０の管状部材３６を通過している最中における、且つ、器具４０の遠位端４２がトロカール１３０の遠位端４４を越えて突出している場合における、トロカール１３０を表わす。

トロカール３０とは対照的に、トロカール１３０は、インジケータとして機能する照明体４６を有していない。

むしろ、トロカール１３０の遠位端４４は、１つ以上の概略的に類似している管１３２を壁４８の内部に備えており、管１３２は、管開口部１３４それぞれにおいて壁４８から出ている。管開口部１３４は、管状部材３６の対称軸線３７に沿って計測すると、管開口部１３４がセンサ５２に対して近接しているように配置されている。一般に、管開口部１３４の前方には開閉弁１３６が配設されている。プロセッサ１６は、センサ５２からの信号に応答して開閉弁１３６を開閉するように開閉弁１３６を設定している。

しかしながら、多数の管１３２が利用され、一般に器具及び内視鏡３２の相対的な向き及び変位とは関係なく、器具に付加されている管開口部１３４からのマーカー（以下に説明する）のうち少なくとも幾つかのマーカーが内視鏡３２を介して視認可能とされるように構成されている。

器具４０をトロカール１３０の内部に挿入する前に、開閉弁１３６が閉じて、管１３２が液体で満たされる。液体としては、速乾性液体が選定される。すなわち、当該液体は、大気に曝されると固形化されるので、当該液体が付着している器具４０のマーカー１３８として機能させることができる。さらに、選定される当該液体では、乾燥によって形成されるマーカーが、内視鏡光からの照明を受けている状態においてマーカーが腹壁２６の組織に対して良好な視認性を有している、マーカースペクトルを有している。言い換えれば、（トロカール３０の説明において、照明スペクトルと組織スペクトルとの関係について上記に例示したように）マーカースペクトルと組織スペクトルとの間には、重大な差異が存在する。

器具４０の遠位端４２がセンサ５２を通過し、トロカール１３０の遠位端４４を越えて突出するように、器具４０をトロカール１３０の内部に挿入すると、センサ５２は信号を発生させる。信号に応答して、プロセッサ１６は開閉弁１３６を開くので、これにより管１３２の中の液体が器具４０の遠位端４４に付着する。従って、管１３２は、液体のアプリケータとして機能し、本明細書ではアプリケータ１３２としても呼称される。２つのアプリケータ１３２を具備する当該実施例では、マーカー１３８は二分割されている。一般に、管開口部１３４とアプリケータ１３２に格納される液体の量とは、マーカー１３８の少なくとも一部分が器具４０の遠位端４２に関する任意の方向から視認可能とされるように構成されている。

図３Ｃ及び図３Ｄは、本発明の第３の実施例におけるトロカール１５０の概略的な断面図である。以下に説明する差異を別として、トロカール１５０の動作は、上述のトロカール１３０の動作に概略的に類似しており、同一の参照符号によって示されるトロカール１３０，１５０両方の要素は、その構成及び動作において概略的に類似している。図３Ｃは、器具４０がトロカール１５０の管状部材３６を通過する前におけるトロカール１５０を表わし、図３Ｄは、トロカール１５０の遠位端４２がセンサ５２を通過した後におけるトロカール１５０及び器具４０を表わす。

トロカール１３０に対するセンサ５２の配置とは対照的に、トロカール１５０は、略同一の遠位の位置に、すなわちトロカール１５０の対称軸線３７に関して計測すると管開口部１３４と同一の位置に配置されている。センサの位置を変更することは、マーカー１３８がトロカール１３０，１５０に対して様々な位置に配置されることを意味する。トロカール１３０においては、マーカー１３８は、トロカール１５０におけるマーカー１３８の位置より近位に器具４０に対して配置されている。

図３Ｅ及び図３Ｆは、本発明の第４の実施例におけるトロカール１７０の概略的な断面図である。以下に説明する差異を別として、トロカール１７０の動作はトロカール１５０の動作に概略的に類似しており、同一の参照符号によって示されるトロカール１５０，１７０の両方の要素は、その構成及び動作において概略的に類似している。図３Ｅは、器具４０がトロカール１７０の管状部材３６を通過する前におけるトロカール１７０を表わし、図３Ｆは、トロカール１７０の遠位端４２がセンサ５２を通過した後におけるトロカール１７０及び器具４０を表わす。

トロカール１７０では、開閉弁１３６は、壁４８に配置するのではなく、壁４８の外側に配置されている。一般に、図３Ｅ及び図３Ｆに表わすように、開閉弁１３６は、トロカール１７０の近位端の近傍に配置されているので、キャビティ１２の外側に位置している。

図４Ａ及び図４Ｂは、本発明の第１の実施例におけるトロカール２３０の概略的な断面図である。以下に説明する差異は別として、トロカール２３０の動作は、トロカール３０の動作（図１、図２Ａ、及び図２Ｂ参照）に概略的に類似しており、同一の参照符号によって示されているトロカール３０，２３０の両方の要素は、その構成及び動作において概略的に類似している。図４Ａは、器具４０がトロカール２３０の管状部材３６を通過する前におけるトロカール２３０を表わし、図４Ｂは、トロカール２３０の遠位端４２がセンサ５２を通過した後におけるトロカール２３０及び器具４０を表わす。

トロカール３０とは対照的に、トロカール２３０は、照明体４６を有していないが、ラベル塗布機として構成されている１つ以上のアプリケータ２３２を有している。本発明では、ラベル塗布機が、例えば通路５０の両側に配置されていると仮定される。

しかしながら、多くのラベル塗布機が利用される場合があるが、ラベル塗布機が塗布するラベルであって、器具４０に付着されるラベルのうち少なくとも幾つかのラベル（以下に説明する）が、典型的には器具４０及び内視鏡３２の相対的な向き及び変位とは関係なく、内視鏡３２を介して視認可能とされるように構成されている。

開閉弁１３６に関する説明において概略的に上述のように、ラベル塗布機は、センサ５２からの信号によって動作する。動作した場合には、ラベル塗布機２３２それぞれが、器具４０の遠位端にラベル２３４それぞれを付着させる。マーカー１３８については、ラベル２３４は、内視鏡光からの照明下において腹腔２６の組織スペクトルから容易に区別することができるラベルスペクトルを有しているように色付けられているか、又は染められている。代替的又は付加的には、ラベルは、内視鏡によって獲得される画像内においてプロセッサ１６によって識別可能とされる所定の形状、例えば円状又は矩形状のような形状を有している。一般に、ラベルは、手術の所要時間の長さについて体腔１２の条件を満たした状態でラベルを器具に固定することができる速乾性の接着剤を有している。

ラベル２３４は、永続的であっても、取り外し可能とされても良い。一般に、器具４０が使い捨ての器具である場合には、ラベル２３４は永続的となるように形成されている。器具４０が再利用可能とされる場合には、すなわち器具４０が使い捨てであると考えられない場合には、ラベル２３４は取り外し可能なラベルとして構成されている。一の実施例では、ラベルの接着剤は、体温の状態に対して耐性を有しているが、お湯に溶解可能とされる。代替的な実施例では、ラベルは、器具をオートクレーブ処理することによって殺菌された状態で取り外される。高温でオートクレーブ処理することによって、ラベルの接着剤が溶解するからである。このようなラベルを利用すること、すなわち取り外すために殺菌を必要とすることは、殺菌が実施されたこと、すなわちラベルを具備する器具が殺菌されていないことについてのチェックとして機能する。

代替的には、幾つかの実施例では、ラベルリムーバー２３６それぞれが遠位端４４に組み込まれており、器具４０が管状部材３６を介して体腔１２から引き抜かれた場合にラベル２３４を物理的に取り除くように構成されている。プロセッサ１６は、遠位端４２がセンサ５２の近傍において通路５０の区間を占有していないことを示す、センサ５２からの信号に応答してラベルリムーバー２３６を動作させるように構成されている。

図４Ｃ及び図４Ｄは、本発明の第６の実施例におけるトロカール２５０の概略的な断面図である。以下に説明する差異は別として、トロカール２５０の動作はトロカール２３０の動作に概略的に類似しており、同一の参照符号によって示されるトロカール２３０，２５０の両方の要素は、その構成及び動作において概略的に類似している。図４Ｃは、器具４０がトロカール２５０の管状部材３６を通過する前におけるトロカール２５０を表わし、図４Ｄは、トロカール２５０の遠位端４２がセンサ５２を通過した後におけるトロカール２５０及び器具４０を表わす。

トロカール２５０では、センサ５２が、ラベル塗布機２３２として、同一の遠位の位置にすなわちトロカール２５０に対して同一の位置に配置されている。センサ５２の配置を変更することは、ラベル２３４がトロカール２３０，２５０において相違する位置に配置されていることを意味する。図示の如く、トロカール２３０については、ラベル２３４が、トロカール２５０のついての位置より近位の位置で器具４０に配置されている。

図５は、トロカールを利用する際に実施するステップのフローチャートであり、図６は、本発明の実施例におけるフローチャートのステップを実施した結果の概略図である。明確にするために、フローチャートの説明は、明記した場合を除いて、器具４０がトロカール３０を介して体腔１２に挿入されていると仮定される（図１Ａ及び図１Ｂ参照）。当業者であれば、例えばトロカール２３０，２５０のような本発明の原理に基づいて実施される１つ以上のトロカールに対して、適宜変更することによってフローチャートの説明を適応させることができる。

フローチャートの最初のステップ３００では、内視鏡３２がトロカール２８を介して体腔１２に挿入される。その後に、トロカール３０は体腔１２に挿入され、器具４０がトロカール３０の管状部材３６に挿入される。

インジケータを動作させるステップ３０２では、センサ５２が、器具４０がセンサ５２を通過したことを登録する。これにより、器具４０の遠位端４２がトロカールの遠位端４４を超えて突出し、センサ５２が対応する信号をプロセッサ１６に送信する。プロセッサ１６は、器具４０を照明することによって器具４０の配置を示すためのインジケータとして機能させるために、照明体４６を動作させる。トロカール１３０の場合には、プロセッサ１６が、液体が管開口部１３４を流通するように開閉弁１３６を動作させる。器具４０に付着した液体が乾燥することによって、器具４０の配置を示すためのインジケータとして機能する。トロカール２３０の場合には、プロセッサ１６は、ラベル２３４を器具４０に付着させるようにラベル塗布機２３２を動作させる。ラベル２３４は、器具の配置を示すためのインジケータとして機能する。

画像化ステップ３０４では、内視鏡３２は、体腔１２を照明するために内視鏡光を利用することによって、体腔１２の組織の画像３５０を獲得する（図６参照）。器具４０の遠位端４２が内視鏡３２の視野の範囲内に位置している場合には、獲得された画像３５０は、遠位端４２の画像を含んでいる。また、獲得された画像３５０は、上述のインジケータによって提供される遠位端４２の配置を示す指標３５２を含んでいる。従って、トロカール３０の場合には、指標３５２は、器具４０の遠位端４２の表面から反射又は拡散された照明スペクトル光を備えている。トロカール１３０の場合には、内視鏡光がマーカー１３８の表面から反射又は拡散された後に、指標３５２は内視鏡光を含んでいる。トロカール２３０の場合には、内視鏡光がラベル２３４の表面から反射又は拡散された後に、指標３５２は内視鏡光を含んでいる。

画像分析ステップ３０６では、プロセッサ１６は、獲得された画像を分析することによって、当該画像内の指標光を抽出する。画像分析は、指標光が体腔の組織からの光とは顕著に相違する特性すなわち相違するスペクトルを有しているという事実を利用する。一般に、画像分析は、予測される指標光に対応するスペクトルを有している隣接するピクセルから成る群を識別するために、１ピクセル単位ごとに基づいている。トロカール３０の場合には、予測されるスペクトルが照明体４６のスペクトルであり、トロカール１３０，２３０の場合には、予測されるスペクトルが内視鏡光の照明下におけるマーカー１３８又はラベル２３４からのスペクトルである。

最終的な配置ステップ３０８では、プロセッサ１６は、医療外科手術システム１０及び／又は医療外科手術システム１０に結合されているシステムにおいてさらに利用するために、識別されたピクセル群の座標を出力する。第１の例として、プロセッサ１６は、器具４０の遠位端４２に対応している配置３５４をマークする（図６参照）。第２の例として、プロセッサ１６は、例えば内視鏡３２やトロカール３０のような器具を自動的に操作するように構成されているロボットシステムに座標を出力する。当業者であれば、プロセッサ１６が座標を出力するための他の利用形態を認識しているが、このような他の利用形態は本発明の技術的範囲内に属するものである。

従って、上述の実施例は例示的に挙げられているにすぎず、本発明が図示した上述の実施例に限定される訳ではないことに留意すべきである。むしろ、本発明の技術的範囲は、上述の様々な特徴の結合及び小結合の両方を含んでおり、当業者であれば、先行技術文献に開示されていない当該特徴の変更及び改良を想到することができる。

１０ 医療外科手術システム
１１ 自動器具追跡システム
１２ 体腔（腹部）
２０ 器具追跡モジュール
２２ 内視鏡モジュール
２４ スクリーン
２６ 腹壁
２８ 第１のトロカール
３０ 第２のトロカール
３２ 内視鏡
３４ （第１のトロカール２８の）管状部材
３６ （第２のトロカール３０の）管状部材
３７ 対称軸線
４０ 器具
４２ （器具４０の）遠位端
４４ （第２のトロカール３０の）遠位端
４６ 照明体
４８ （管状部材３６の）壁
５０ 通路
５２ センサ
１３０ トロカール
１３２ 管
１３４ 管開口部
１３６ 開閉弁
１３８ 指標
１５０ トロカール
１７０ トロカール
２３４ ラベル
３０４ 画像化ステップ
３５０ 体腔１２の組織の画像

Claims (3)

1. 管状部材遠位端及び管状部材近位端を具備する管状部材を有しているトロカールと、
   器具近位端及び器具遠位端を備えている器具であって、前記器具遠位端が前記管状部材遠位端を越えて突出している状態において前記管状部材の内部に挿入可能に配置されている前記器具と、
   前記器具遠位端が前記管状部材遠位端を越えて突出している際に、前記器具遠位端を示しているインジケータと、
   を備えている外科手術器具において、
   前記外科手術器具が、前記器具の位置を検出するセンサを備えており、
   前記インジケータが、前記センサの信号に基づいて、前記器具遠位端を示し、
   前記インジケータが、前記トロカールに配置されている照明体であって、前記信号に基づいて前記器具遠位端を照明するように構成されている前記照明体とされることを特徴とする外科手術器具。
2. 前記器具遠位端が、照明された状態において、前記器具の近位において組織から反射される内視鏡光のスペクトルとは相違する照明スペクトルを発生させることを特徴とする請求項１に記載の外科手術器具。
3. 前記器具の位置を追跡できるようにするために、前記センサからの信号に基づいて前記照明体を動作させるよう構成されているプロセッサを備えていることを特徴とする請求項１に記載の外科手術器具。

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