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公開番号2023079038
公報種別公開特許公報(A)
公開日2023-06-07
出願番号2021192441
出願日2021-11-26
発明の名称手術支援システム、手術支援方法、及び手術支援プログラム
出願人株式会社Jmees
代理人弁理士法人白坂
主分類A61B 1/045 20060101AFI20230531BHJP(医学または獣医学;衛生学)
要約【課題】
手術を受ける被検体に対する負担が増大することなく、術者が術中に認識するべき所定の器官を内視鏡により撮像された画像に重畳表示して術者への手術支援を行うことができる手術支援システム等を提供する。
【解決手段】
本開示に係る手術支援システムは、内視鏡により撮像された画像を取得する画像取得部と、手術時に撮像された画像と、当該画像内における所定の器官の位置及び範囲との関係を予め学習した器官領域推定モデルに、画像取得部によって取得された画像を入力して、画像取得部によって取得された画像内における所定の器官の位置及び範囲を推定する器官領域推定部と、器官領域推定部によって推定された所定の器官の位置及び範囲を示す情報を、画像取得部が取得した画像に重畳して表示する推定領域表示部と、を備える。
【選択図】図2
特許請求の範囲【請求項１】
内視鏡により撮像された画像を取得する画像取得部と、
手術時に撮像された画像と、当該画像内における所定の器官の位置及び範囲との関係を予め学習した器官領域推定モデルに、前記画像取得部によって取得された前記画像を入力して、前記画像取得部によって取得された前記画像内における前記所定の器官の位置及び範囲を推定する器官領域推定部と、
前記器官領域推定部によって推定された前記所定の器官の位置及び範囲を示す情報を、前記画像取得部が取得した画像に重畳して表示する推定領域表示部と、
を備える手術支援システム。
続きを表示（約 2,500 文字）【請求項２】
前記器官領域推定モデルは、手術の術式を示す識別情報と、手術時に撮像された画像と、当該画像内における当該術式に関連する所定の器官の位置及び範囲との関係を予め学習したモデルであり、
前記手術の術式の選択を受け付ける術式選択受付部を備え、
前記器官領域推定部は、前記器官領域推定モデルに、前記画像取得部が取得した画像と、前記術式選択受付部が受け付けた術式を示す識別情報と、を入力して、前記画像取得部が取得した画像内における前記所定の器官の位置及び範囲を推定する
ことを特徴とする請求項１に記載の手術支援システム。
【請求項３】
手術の術式の開始から終了までの過程を内容ごとに分類し順次実施される一連の工程の各工程と、手術時に撮像された画像との関係を予め学習した工程分類モデルに、前記画像取得部によって取得された前記画像と、前記術式選択受付部が受け付けた術式を示す識別情報とを入力して、前記画像取得部が取得した画像における術式の工程を推定する工程推定部を備え、
前記器官領域推定モデルは、手術の術式を示す識別情報と、術式の工程を示す識別情報と、手術時に撮像された画像と、当該画像内における術式の工程に関連する所定の器官の位置及び範囲と、の関係を学習したモデルであり、
前記器官領域推定部は、前記器官領域推定モデルに、前記画像取得部が取得した画像と、前記術式選択受付部が受け付けた術式を示す識別情報と、前記工程推定部により推定された工程を示す識別情報とを入力して、前記画像取得部が取得した画像内における前記所定の器官の位置及び範囲を推定することを特徴とする請求項２に記載の手術支援システム。
【請求項４】
手術の術式の工程に係る器官と、当該手術による切開箇所における切開前の画像と、当該画像に切開の際の術具の先端部の軌跡をアノテーションとして付与した画像との関係を予め学習した切開ライン推定モデルに、前記画像取得部が取得した画像と、前記術式選択受付部が受け付けた術式を示す識別情報と、前記工程推定部により推定された工程を示す識別情報とを入力して、前記画像取得部が取得した画像内における、切開の際に術具の先端部が通るべき切開ラインの位置及び範囲を推定する切開ライン推定部を備え、
前記推定領域表示部は、前記切開ライン推定部によって推定された前記切開ラインを示す情報を、前記画像取得部が取得した画像に重畳して表示することを特徴とする請求項３に記載の手術支援システム。
【請求項５】
術具の先端部の形状を予め学習した術具検知モデルを用い、前記画像取得部により取得された画像の中の前記術具の先端部の位置を検知する術具先端検知部と、
前記術具先端検知部により検知された前記先端部の位置が、前記切開ライン推定部により推定された前記切開ラインに達したか否かを判定する切開開始判定部と、
前記切開開始判定部が達したと判定した場合に術者に切開開始の可能性を報知する切開開始報知部と、
を備えることを特徴とする請求項４に記載の手術支援システム。
【請求項６】
術具の先端部の形状を予め学習した術具検知モデルを用い、前記画像取得部により取得された画像の中の前記術具の先端部の位置を検知する術具先端検知部と、
前記術具先端検知部により検知された前記先端部の位置が、前記器官領域推定部により推定された前記所定の器官の位置及び範囲に達したか否かを判定する器官損傷判定部と、
前記器官損傷判定部が達したと判定した場合に術者に器官損傷の可能性を報知する器官損傷報知部と、
を備えることを特徴とする請求項１乃至３の何れか１項に記載の手術支援システム。
【請求項７】
術具の先端部の形状を予め学習した術具検知モデルを用い、前記画像取得部により取得された画像の中の前記術具の先端部の位置を検知する術具先端検知部と、
前記画像取得部によって取得された前記画像の中の血管の位置及び範囲を検出する血管検出部と、
前記術具先端検知部により検知された前記先端部の位置が、前記血管検出部により検出された血管に達したか否かを判定する血管損傷判定部と、
前記血管損傷判定部が達したと判定した場合に術者に血管の損傷の可能性を報知する血管損傷報知部と、
を備えることを特徴とする請求項１乃至３の何れか１項に記載の手術支援システム。
【請求項８】
前記器官領域推定部が、前記画像取得部によって取得された前記画像において、複数の前記所定の器官の位置及び範囲を推定した場合、
前記推定領域表示部は、前記器官領域推定部によって推定された複数の前記所定の器官を示す情報についてそれぞれ表示態様を変えて前記画像取得部が取得した画像に重畳して表示することを特徴とする請求項１乃至７の何れか１項に記載の手術支援システム。
【請求項９】
前記器官領域推定モデルは、学習の対象となる器官が自動性を有する場合は当該自動性に係る運動の態様を予め学習し、
前記器官領域推定部により推定された前記所定の器官が自動性を有する場合、
前記推定領域表示部は、前記器官領域推定部によって推定された前記所定の器官を示す情報を所定の態様により強調して前記画像取得部が取得した画像に重畳して表示することを特徴とする請求項１乃至８の何れか１項に記載の手術支援システム。
【請求項１０】
前記器官領域推定部により推定された前記所定の器官の位置及び範囲と、前記画像取得部によって取得された前記画像とを比較することで前記所定の器官の露出度を判定する露出度判定部と、
前記推定領域表示部は、前記露出度判定部により判定された露出度に応じて、前記器官領域推定部によって推定された前記所定の器官を示す情報の表示態様を変えることを特徴とする請求項１乃至９の何れか１項に記載の手術支援システム。
（【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、手術支援システム、手術支援方法、及び手術支援プログラムに関し、特に内視鏡を用いた手術中の術者の器官の認識を支援する手術支援システム、手術支援方法、及び手術支援プログラムに関するものである。
続きを表示（約 1,100 文字）【背景技術】
【０００２】
近年、内視鏡を用いる手術が多くの施設で行われるようになった。内視鏡を用いる手術には、経口、経鼻、肛門から内視鏡を消化器などに入れて行う内視鏡手術、腹腔に内視鏡を入れて行う腹腔鏡手術、胸腔に内視鏡を入れて行う胸腔鏡手術、及び関節に内視鏡を入れて行う関節鏡手術などがある。
【０００３】
例えば、腹腔鏡手術は、５から１２ミリメートル程度の切開を腹部に数カ所設け、腹腔鏡（内視鏡の一種）、鉗子、及び電気メスなどを切開から腹腔に挿入し、腹腔鏡で捉えた映像をモニタに映し出して手術を行うものである。
【０００４】
腹腔鏡手術は、切開で生じる傷が小さく目立たないため美容的に優れ、術後の痛みが開腹手術より少なく早期回復が可能であり、感染症のリスクが低く、出血量も少ないなどのメリットが挙げられる。
【０００５】
一方、腹腔鏡手術を含む内視鏡を用いた手術は、術者の視界が制限されるとともに術者が臓器などの器官に直接触れることができない等の理由により技術を習得するのに時間及び経験を要するため、術者、施設間での技術の差が大きいなどのデメリットが挙げられる。
【０００６】
そこで、内視鏡を用いた手術の上記のデメリットを軽減することを目的として、手術の対象となる治療部位の全体を広範囲に観察することができるとする内視鏡システムが提案された（特許文献１参照）。特許文献１に開示の技術は、内視鏡とともに、体腔内に留置される小型カメラを用いることで術中の視野を広範囲に確保できるとしている。
【０００７】
しかし、特許文献１に開示の技術は、手術前の被検者の体腔内に当該小型カメラを適切な位置に設置し、術中に当該小型カメラを適切な位置に留置し続ける必要があった。このため、当該小型カメラの設置にある程度の時間を要し被検者に対する負担が増大する虞があった。
【０００８】
また、手術後に被検者の体腔内から小型カメラを取り除く必要があり、この点に関しても被検者に対する負担が増大する虞があった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
特開２００８－３０７２２５号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
そこで、本開示は、手術を受ける被検体に対する負担が増大することなく、術者が術中に認識するべき所定の器官を内視鏡により撮像された画像に重畳表示して術者への手術支援を行うことができる手術支援システム、手術支援方法、及び手術支援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】
（【００１１】以降は省略されています）

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