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公開番号2025117691
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-08-13
出願番号2024012552
出願日2024-01-31
発明の名称穿刺支援装置及びその作動方法並びに穿刺支援装置の作動プログラム
出願人富士フイルム株式会社
代理人弁理士法人小林国際特許事務所
主分類A61B 1/045 20060101AFI20250805BHJP(医学または獣医学;衛生学)
要約【課題】本発明は、体内における複数の術具の位置関係を把握して、穿刺針の操作の支援を行うことができる穿刺支援装置及びその作動方法並びに穿刺支援装置の作動プログラムを提供する。
【解決手段】第1画像に基づいて、穿刺針13の先端座標を取得する。第1画像に基づいて、超音波プローブ12の先端座標を取得する。超音波プローブ12が取得した超音波画像中の対象領域の座標を取得する。穿刺針13の先端座標、超音波プローブ12の先端座標、及び、対象領域29の座標の少なくともいずれかを用いて、穿刺針13の穿刺操作を支援するための支援情報を生成する。支援情報を第1画像に重畳してディスプレイ27に表示する。
【選択図】図7
特許請求の範囲【請求項１】
プロセッサを備え、
前記プロセッサは、
穿刺針、又は、超音波プローブを撮影する撮像装置が取得した第１画像を取得し、
前記第１画像に基づいて、前記穿刺針の先端座標を取得し、
前記第１画像に基づいて、前記超音波プローブの先端座標を取得し、
前記超音波プローブが取得した超音波画像中の対象領域の座標を取得し、
前記穿刺針の先端座標、前記超音波プローブの先端座標、及び、前記対象領域の座標の少なくともいずれかを用いて、前記穿刺針の穿刺操作を支援するための支援情報を生成し、
前記支援情報を前記第１画像に重畳してディスプレイに表示する穿刺支援装置。
続きを表示（約 2,000 文字）【請求項２】
前記第１画像は、前記撮像装置である硬性鏡で撮影された硬性鏡画像であり、
前記穿刺針の体内に挿入される部分には体内穿刺針マーカが付されており、
前記超音波プローブの体内に挿入される部分には体内プローブマーカが付されており、
前記穿刺針の先端座標は、前記硬性鏡画像に含まれる体内穿刺針マーカに基づいて算出され、
前記超音波プローブの先端座標は、前記硬性鏡画像に含まれる体内プローブマーカに基づいて算出される請求項１記載の穿刺支援装置。
【請求項３】
前記第１画像は、前記撮像装置である体外の設置されたカメラで取得されたカメラ画像であり、
前記穿刺針の体外に位置する部分には体外穿刺針マーカが付されており、
前記超音波プローブの体外に位置する部分には体外プローブマーカが付されており、
前記穿刺針の先端座標は、前記カメラ画像に含まれる体外穿刺針マーカに基づいて算出され、
前記超音波プローブの先端座標は、前記カメラ画像に含まれる体外プローブマーカに基づいて算出される請求項１記載の穿刺支援装置。
【請求項４】
前記プロセッサは、複数の撮像装置から前記第１画像と前記第１画像とは異なる第２画像を取得し、
前記第１画像は、前記撮像装置である硬性鏡で撮影された硬性鏡画像であり、
前記第２画像は、前記撮像装置である体外設置のカメラで取得されたカメラ画像であり、
前記超音波プローブの体内に挿入される部分には体内プローブマーカが付されており、
前記穿刺針の体外に位置する部分に付された体外穿刺針マーカが付されており、
前記超音波プローブの先端座標は、前記硬性鏡画像に含まれる体内プローブマーカに基づいて算出され、
前記穿刺針の先端座標は、前記カメラ画像に含まれる体外穿刺針マーカに基づいて算出される請求項１記載の穿刺支援装置。
【請求項５】
前記プロセッサは、複数の撮像装置から前記第１画像と前記第１画像とは異なる第２画像を取得し、
前記第１画像は、前記撮像装置として、硬性鏡で撮影された硬性鏡画像であり、
前記第２画像は、前記撮像装置として、体外に設置されたカメラで取得されたカメラ画像であり、
前記穿刺針の体内に挿入される部分には体内穿刺針マーカが付されており、
前記超音波プローブの体外に位置する部分に付された体外プローブマーカが付されており、
前記超音波プローブの先端座標は、前記カメラ画像に含まれる体外プローブマーカに基づいて算出され、
前記穿刺針の先端座標は、前記硬性鏡画像に含まれる体内穿刺針マーカに基づいて算出される請求項１記載の穿刺支援装置。
【請求項６】
前記硬性鏡の体外に位置する部分には体外硬性鏡マーカが付されており、
前記硬性鏡の先端座標は、前記カメラ画像に含まれる体外硬性鏡マーカに基づいて算出される請求項４または５記載の穿刺支援装置。
【請求項７】
前記プロセッサは、前記超音波プローブの先端座標に基づいて、前記支援情報として、超音波断面の位置を表示する断面ガイドを生成する請求項１ないし６いずれか１項記載の穿刺支援装置。
【請求項８】
前記プロセッサは、前記穿刺針の先端座標に基づいて、前記支援情報として、前記穿刺針の先端から延びる延長線を生成する請求項１ないし６いずれか１項記載の穿刺支援装置。
【請求項９】
前記プロセッサは、前記超音波プローブの先端座標に基づいて、前記支援情報として、超音波断面の位置を表示する断面ガイドを生成し、
前記プロセッサは、前記支援情報が、前記断面ガイド、前記超音波プローブ、又は前記超音波画像の断面のうち少なくともいずれかの手前側にある場合と前記断面ガイド、前記超音波プローブ、又は前記超音波画像の断面のうち少なくともいずれかに重なっている又は裏側にある場合とで、前記支援情報の表示態様を異ならせる請求項１ないし６いずれか１項記載の穿刺支援装置。
【請求項１０】
前記プロセッサは、前記超音波プローブの先端座標に基づいて、前記支援情報として、超音波断面の位置を表示する断面ガイドを生成し、前記穿刺針の先端座標に基づいて、前記支援情報として、前記穿刺針の先端から延びる延長線を生成し、
前記プロセッサは、前記延長線が、前記断面ガイド、前記超音波プローブ、又は前記超音波画像の断面のうち少なくともいずれかの手前側にある場合と前記断面ガイド、前記超音波プローブ、又は前記超音波画像の断面のうち少なくともいずれかに重なっている又は裏側にある場合とで、前記延長線の表示態様を異ならせる請求項１ないし６いずれか１項記載の穿刺支援装置。
（【請求項１１】以降は省略されています）
発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、腹腔鏡手術などで用いられる穿刺針の操作を支援する穿刺支援装置及びその作動方法並びに穿刺支援装置の作動プログラムに関する。
続きを表示（約 1,800 文字）【背景技術】
【０００２】
従来では、開腹手術が広く行われてきたのに対して、より低侵襲な手術である腹腔鏡手術、ロボット手術が普及してきている。これらの術式は、体に小さなポート穴を設け、そのポート穴から術具を挿入するため、患者の体を切開する量が少ないのがメリットである。
【０００３】
また、腹腔鏡下の手術で用いる術具としては、病変部など体内の深さ方向に分布する対象領域を検出するための超音波プローブがある。腹腔鏡下手術で使用される超音波プローブの先端には、例えば、穿刺用の穴または溝が設けられており、穿刺針を超音波プローブの穿刺用の穴または溝を通すことで、臓器に対して任意の角度で穿刺を行うことができるようになる（例えば、特許文献１参照）。穿刺針は、例えば、肝臓がん手術の切除部位を判断するために、ICG（Indocyanine green）や青色色素（indigo carmine）を門脈血管に注入するのに用いられる。
【０００４】
なお、特許文献２では、磁場発生装置を用いて、穿刺針の先端部に内蔵した磁気ポジションセンサーを検出することにより、穿刺針の位置と超音波プローブの位置関係を検出し、穿刺針の位置並びに穿刺針の進む方向を超音波の断層上にグラフィック表示している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
特開２０２２－８００２３号公報
米国特許第８６８８１９６号明細書
【非特許文献】
【０００６】
Masahiro Hasegawa，他３名，"Accuracy of augmented reality with computed tomography-based navigation in total hip arthroplasty"，［online］，［令和5年11月6日検索］，インターネット，＜URL：https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC10481587/＞
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
腹腔鏡下における手術では、上記メリットのように、切開する量を少なくすることができるものの、開腹手術と比較して、体内を観察しているカメラ画像から複数の術具の位置関係を把握することは難しい。特に、上記したような肝臓の手術部位を特定するために穿刺針を用いる場合、肝臓内に張り巡らされ血管の中から、狙った血管にだけ適切に穿刺針を刺すことは難しい。なお、非特許文献１には、骨盤の位置と術具の位置関係をＡＲマーカーで識別する手術ナビゲーションに関する記載があるが、穿刺針とその他の超音波プローブなどの術具との位置関係を識別することついては、記載及び示唆が無い。
【０００８】
本発明は、超音波プローブや穿刺針などのように、体内における複数の術具の位置関係を把握して、穿刺針の操作の支援を行うことができる穿刺支援装置及びその作動方法並びに穿刺支援装置の作動プログラ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】
【０００９】
本発明の穿刺支援装置は、プロセッサを備え、プロセッサは、穿刺針、又は、超音波プローブを撮影する撮像装置が取得した第１画像を取得し、第１画像に基づいて、穿刺針の先端座標を取得し、第１画像に基づいて、超音波プローブの先端座標を取得し、超音波プローブが取得した超音波画像中の対象領域の座標を取得し、穿刺針の先端座標、超音波プローブの先端座標、及び、対象領域の座標の少なくともいずれかを用いて、穿刺針の穿刺操作を支援するための支援情報を生成し、支援情報を第１画像に重畳してディスプレイに表示する。
【００１０】
第１画像は、撮像装置である硬性鏡で撮影された硬性鏡画像であり、穿刺針の体内に挿入される部分には体内穿刺針マーカが付されており、超音波プローブの体内に挿入される部分には体内プローブマーカが付されており、穿刺針の先端座標は、硬性鏡画像に含まれる体内穿刺針マーカに基づいて算出され、超音波プローブの先端座標は、硬性鏡画像に含まれる体内プローブマーカに基づいて算出されることが好ましい。
（【００１１】以降は省略されています）

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