被检体插入系统的制作方法_4

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信息生成部102基于第3信息Q3,计算用来使插入部20到达作为目标位置的患部或病变部501的坐标,并且计算用来使插入部20到达患部或病变部501的操作量。插入部20的操作量是插入部20的前端位置20a处的插拔、扭转、弯曲的各操作量。
[0214]第2信息生成部102计算基于传感器值SV的插入部20的前端位置20a处的插拔、扭转、弯曲的各操作量、与基于病历等的信息K的插入部20的前端位置20a处的插拔、扭转、弯曲的各操作量之间的差量。
[0215]第2信息生成部102基于该差量,计算表示进行怎样的操作会成为想要的目标位置处的操作状态的第2信息Q2。
[0216]在第2信息Q2的生成中,计算插入部20的操作方向和操作量。第2信息Q2包括作为操作方向的插拔、扭转、弯曲操作、和应操作的量的插拔、扭转、弯曲操作。在第2信息Q2的生成中,差量是应操作的量,差量的符号表示操作方向。该第2信息Q2的生成在达到目标位置之间没有插入部20的动作的障碍(例如管腔的壁等)的情况下是有效的。
[0217](生成方法例2)
[0218]在生成方法例2中,参照图18对与上述生成方法例I的第2信息Q2的生成不同之处进行说明。
[0219]在第2信息Q2的生成时,第2信息生成部102基于作为第3信息Q3的病历等的信息K,计算从插入部20的当前的插入位置向目标位置(作为目标的作业对象位置)的方向稍稍移动了的位置处的坐标。
[0220]第2信息生成部102计算从插入部20的当前的插入位置向目标位置(作为目标的作业对象位置)的方向稍稍移动了的位置处的操作量。插入部20的操作量是插入部20的前端位置20a处的插拔、扭转、弯曲的各操作量。
[0221]第2信息生成部102计算基于传感器值SV的插入部20的前端位置20a处的插拔、扭转、弯曲的各操作量(第I信息Ql)、与基于作为第3信息Q3的病历等的信息K的插入部20的前端位置20a处的插拔、扭转、弯曲的各操作量之间的差量。该差量是为了进行微小的移动而应操作的量。
[0222]第2信息生成部102基于该差量,计算表示进行怎样的操作会成为作为目标的目标位置处的操作状态的第2信息Q2。第2信息Q2包括作为操作方向的插拔、扭转、弯曲操作。在第2信息Q2的生成中,根据差量的符号求出操作方向。
[0223](生成方法例3)
[0224]在第2信息Q2的生成中,如图19所示,在知道到目标位置(作为目标的作业对象位置)的路径的情况下,计算在该路径上比当前位置稍稍接近目标位置的位置处的操作状态,求出该操作状态与当前的操作状态之间的差量,在当前时间点,基于该差量计算首先进行怎样的操作为好。在第2信息Q2的生成中,差量是用来进行微小的移动的操作量。在第2信息Q2的生成中,根据差量的符号求出操作方向。
[0225]在以上说明的3个生成方法例I至3中,设想了使插入部20的前端位置向目标位置移动的情况,但作为第2信息Q2的生成,除此以外也可以以能够进行特定的作业的可作业范围为目标来计算操作量及操作方向。
[0226]图19表示第2信息Q2的生成的流程。在第2信息Q2的生成的流程中,以表示在插入部20的插入时、该插入部20的前端弯曲、扭转、插拔时施加的力的限制的信息的生成方法为例进行说明。
[0227]基于传感器值SV计算对插入部20施加的力。在本实施方式中,用上述的方法计算通过插入部20的前端位置20a的弯曲而施加的力F(图8)。S卩,第2信息运算部102计算由光纤传感器88检测的弯曲部23的实际的弯曲量与由弯曲操作量检测部63检测的弯曲操作量之间的差量,基于该差量计算插入部20对体腔(管腔)的内壁500施加的力F。
[0228]计算通过扭转操作、插拔操作施加到体腔(管腔)M的内壁的力(施加力)F。在该力(施加力)F的计算中,有时需要推测在体腔(管腔)M内发生摩擦的场所及该摩擦的阻力。基于传感器值SV计算与实际施加的力F及转矩对应的扭转操作及插拔操作的变化量。即,第I信息生成部101计算基于传感器值SV的插入部20的前端位置20a处的插拔、扭转、弯曲的各操作量(第I信息Ql)。如果计算出该第I信息Q1,则基于该第I信息Ql计算摩擦阻力和摩擦力。
[0229]另一方面,对于施加于体腔(管腔)M的壁的力F,取得施加力F的值(上限值)。施加力F的值(上限值)是可能发生暂时性的负荷(疼痛等)或伤害的值。施加力的值(上限值)从第4信息Q4提取或运算取得。第4信息Q4是基于被检体的负担的观点设定的,包括表示插入部20对被检体施加的力F的上限值的信息。
[0230]如果取得施加力F的值(上限值),则第2信息运算部102将该施加力F的值(上限值)与施加于体腔(管腔)M的内壁的力(施加力)F进行比较。该比较的结果是,第2信息运算部102计算力(施加力)F是否收敛在相对于施加力F的值(上限值)的规定比例内、或是否收敛在规定基准内这样的状况作为第2信息Q2。第2信息Q2包括表示施加力F的上限值与插入部20实际施加到被检体的力F的关系的信息。
[0231]图20表示第2信息Q2的生成的流程。以表示插入部20的插入时的前端部的弯曲、扭转、插拔的速度的限制的信息的生成方法为例进行说明。
[0232]第I信息运算部101基于传感器值SV计算插入部20的速度,例如插入部20的前端部的速度。具体而言,插入部20的速度在进行插入部20的前端部的位置的计算后,通过对该插入部20的前端部的位置进行时间微分来计算。
[0233]控制装置19设定对于插入部20的速度的上限值作为第4信息Q4。第4信息Q4是当在观察及处置等作业的执行中发生问题时、插入部20碰撞到体腔(管腔)M的内壁上时等的对被检体带来暂时性的负荷(疼痛等)或伤害那样的速度的上限值。
[0234]第2信息运算部102将作为第I信息Ql的插入部20的速度的大小与作为第4信息Q4的插入部20的速度的上限值进行比较,关于插入部20的速度,计算相对于极限(上限值)的比例、或插入部20的速度是否收敛在规定基准内的状况,作为第2信息Q2。
[0235]图21表示第2信息Q2的生成的流程。第2信息Q2的生成的流程是将上述图20所示的第2信息Q2的生成方法对操作量、速度、施加力这3个进行了应用的例子。
[0236]在本例中,操作量、速度、施加力的上限值为了不对被检体暂时性或永久性地带来伤害、或者使所希望的作业能够稳定、准确进行而被设定。换言之,操作量、速度、施加力的上限值为了消除作业的不准确性而被设定。
[0237]在本例中,关于操作量、速度、施加力设定上限值,但例如在指定操作、运动或施加力的朝向的情况下,也可以还设定下限值,判断是否处于从下限值到上限值之间等。
[0238]在特定的作业中被要求一定以上的操作、运动或施加力的情况下,也可以仅设定下限值而判断是下限值以上、或设定下限值及上限值而判断是否处于从下限值到上限值之间。
[0239]另外,作为第2信息Q2,还可以判断是否是相对于极限(上限值、下限值)的比例或规定基准内,基于该判断结果适当生成警告信息。作为生成警告信息的对象,可以举出关于弯曲操作、扭转操作或插拔操作的某个的操作量、速度、以及插入部20向体腔施加的力等。关于这些值的计算方法,只要使用上述的方法就可以。
[0240]接着,参照图22所示的流程图,对本系统10的有关第2信息Q2的输出的一系列处理进行说明。
[0241]在将本系统10起动操作的情况下,控制装置19将内视镜12起动,将用来进行第2信息Q2的生成及输出的程序(应用)起动,并且,将各传感器1la(弯曲操作量检测部63、光纤传感器88、插入部传感器13)起动,进行用来取得第I信息Ql的初始设定(步骤SI)。换言之,在步骤SI中,控制装置19将用来得到第2信息Q2的程序起动,进行内视镜12的初始设定,将第2信息Q2的生成所需要的信息读入。在该步骤SI中,控制装置19进行第I信息生成部101的起动、和用来将第2信息Q2显示输出的输出部16的起动。
[0242]第2信息运算部102使第I信息生成部101生成第I信息Ql,将该第I信息Ql读出(步骤S2)。
[0243]第2信息运算部102判断在第2信息Q2的生成中是否需要第3信息Q3 (步骤S3)。如果该判断的结果是需要第3信息Q3 (是),则第2信息运算部102将第3信息Q3从存储部17读出(步骤S4)。如果不需要第3信息Q3 (否),则第2信息运算部102向步骤S7转移。
[0244]进而,第2信息运算部102判断在第2信息Q2的生成中是否需要第4信息Q4(步骤S5)。如果该判断的结果是需要第4信息Q4 (是),则第2信息运算部102将第4信息Q4从存储部17读出(步骤S6)。如果不需要第4信息Q4(否),则第2信息运算部102向步骤S7转移。
[0245]在步骤S2至步骤S6中的需要的处理结束的情况下,第2信息运算部102进行第2信息Q2的生成(步骤S7)。具体的第2信息Q2的生成方法是上述那样的。
[0246]第2信息运算部102在生成第2信息Q2的情况下,将该第2信息Q2向输出部16输出(步骤S8) ο
[0247]第2信息运算部102判断是否结束第2信息Q2的生成(步骤S9)。如果该判断的结果是不结束第2信息Q2的生成,则第2信息运算部102向步骤S3、S5、S10分支。如果是结束第2信息Q2的生成,则第2信息运算部102将该流程图的处理结束。
[0248]在上述步骤SlO中,第2信息运算部102判断是否为了生成第2信息Q2而需要新的第I信息Q1。如果该判断的结果是需要新的第I信息Q1,则第2信息运算部102向上述步骤S2转移。如果不需要新的第I信息Q1,则第2信息运算部102向上述步骤S7转移。
[0249]第2信息运算部102在第2信息Q2的生成中,必定将第3信息Q3及第4信息Q4中的至少一方的信息读入。
[0250]第2信息运算部102也可以将步骤S2和步骤S3并行处理。第2信息运算部102也可以将步骤S4和各步骤S5、S6并行处理。
[0251]由第I信息生成部101进行的第I信息Ql的生成也可以与步骤S2中的第I信息Ql的读出独立而另外反复地进行。
[0252]如以上说明的那样,根据本第I实施方式,在应用于例如内视镜系统等的被检体插入系统10中,作为有关插入部20的信息,不仅是传感器信息、还能够将对于操作者OP而言有益的支持信息以适当的定时提供。
[0253]作为由第2信息运算部102进行的第2信息Q2的计算处理,具体可以举出例如下述的处理。
[0254]作为第I信息Q1,使用表示被检体与插入部20的前端部位的相对位置的位置信息。作为第3信息Q3,使用表示被检体内的作业的对象位置的作业对象位置信息。
[0255]第2信息运算部102基于位置信息和作业对象位置信息,计算表示插入部20的前端部位与作业对象位置的相对位置关系的作业对象相对位置信息作为第2信息Q2。
[0256]作为另一例,第I信息Ql使用表示被检体与插入部20的前端部位的相对位置的位置信息。作为第3信息Q3,使用表示被检体内的作业的对象位置的作业对象位置信息。
[0257]第2信息运算部102基于位置信息和作业对象位置信息,计算表示插入部20的前端部位和作业对象位置的相对位置关系的作业对象相对位置信息。第2信息运算部102基于该作业对象相对位置信息,选择在第2信息Q2的运算中利用的第3信息Q3及第4信息Q4,并设定在第2信息Q2的计算中利用的运算。
[0258]以上,基于第I实施方式说明了本发明,但本发明并不限定于上述第I实施方式,当然在本发明的主旨的范围内能够例如如以下这样进行各种变形及应用。
[0259][第2实施方式]
[0260]接着,对本发明的第2实施方式的被检体插入系统进行说明。在本第2实施方式中,为了避免说明的重复,说明与上述第I实施方式的被检体插入系统10的不同点,将重复的说明省略。对相同的部件赋予相同的标号,其说明省略。
[0261]图23表示本发明的第2实施方式的被检体插入系统10的一结构例。本被检体插入系统10除了上述第I实施方式的被检体插入系统10以外还包括信息输入部105。
[0262]本被检体插入系统10能够基于从信息输入部105输入的第5信息Q5及第6信息Q6将保存在存储部17中的第3信息Q3及第4信息Q4适当更新。
[0263]信息输入部105在操作者OP的作业(例如插入操作等)过程中,依次输入基于新得到的诊断、治疗结果的第5信息Q5、以及表示追加、修正的作业(诊断、治疗)的方针、次序的第6信息Q6。
[0264]换言之,信息输入部105在作业开始后,被输入有关被检体的新的第5信息Q5 (第5信息输入部)。信息输入部105在作业开始后,被输入作为有关作业的新的信息的第6信息Q6 (第6信息输入部)。
[0265]向信息输入部105的第5信息Q5或第6信息Q6的输入既可以由操作者OP直接输入,也可以从具有第5信息/第6信息的内部/外部的设备或数据库等自动地取入,也可以基于来自操作者OP的信息输入触发来取入。
[0266]输入到信息输入部105中的第5信息Q5被向存储部17发送,并被向预先存储在存储部17中的表示诊断、治疗结果的第3信息Q3追加。
[0267]第2信息运算部102在运算中使用在作业中基于第5信息Q5而被更新后的第3信息Q3生成第2信息Q2。结果,能够提供反映了在作业中得到的基于观察、处置的新的信息的第2信息Q2。
[0268]被输入到信息输入部105中的第6信息Q6被向存储部17发送,并被向预先存储在存储部17中的表示作业(诊断、治疗)的方针、次序的第4信息Q4追加。
[0269]第2信息运算部102在运算中使用在作业中基于第6信息Q6而被更新后的第4信息Q4生成第2信息Q2。结果,能够提供反映了在作业中确定的新的方针、次序的信息的第2信息Q2。
[0270]被检体插入系统10将第2信息Q2与第I信息Q1、第3信息Q3及第4信息Q4建立关联而向存储部17存储。在图23中,在存储部17中记载为“第2信息+其他信息链接数据”,表示第2信息Q2对于第I信息Q1、第3信息Q3及第4信息Q4的关联。
[0271]具体而言,在存储部17中,只要例如将各个第2信息Q2对应的其他信息进行组合而保存到存储部17中就可以。在存储部17中,也可以将从第I信息Ql到第4信息Q4的各信息分类而保存,按照各个第2信息Q2的每个将与它们成组的各信息的链接目的地可管理地保存。
[0272]这样,将第2信息Q2与从第I信息Ql到第4信息Q4的各信息适当建立关联而保存,所以能够跟踪以怎样的过程生成的第2信息Q2。由此,能够将插入、作业时的状况、以及以怎样的定时提供了怎样的第2信息Q2经由输出部16等再现并分析。还可以向其他数据库等提供将第2信息Q2与各信息建立了关联的信息。
[0273]在存储部17中,也可以将由第2信息运算部102计算出的第2信息Q2与第3信息Q3及/或第5信息
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