JP6129660B2 - ジョイスティック装置及び医療行為支援システム - Google Patents

Description

本発明の実施形態は、ジョイスティック装置及び医療行為支援システムに関する。

手術室やカテーテル室においてＸ線診断装置等の様々な医用装置が用いられている。手術の際、術者と患者との間で相互に菌からの感染を防ぐため、術者は滅菌されたガウンや手袋、帽子等の手術着を着用する。手術着を着用した術者が滅菌していない医用装置を操作すると、医用装置のマウス等の入力装置に付着していた菌が術者の手術着にも付着してしまう。そのため術者が補助者に操作したい内容を伝え、この補助者が入力装置を操作している。しかしながら、術者から補助者に正確に情報が伝わらない場合もあり、手術が円滑に進行しない虞がある。

このため術者自身が入力装置を操作したいという要求が強い。滅菌ガウンの中にトラックパッドを設けるという提案もあるが、この場合、トラックパッドによる方向の認識が困難である。また、Ｋｉｎｅｃｔ（登録商標）等の人体認識装置等を用いる場合、姿勢認識速度が実運用のレベルに達していなく、思い通りの操作をすることができない。

登録実用新案第３１２７６５８号公報

目的は、手術時における医用装置の操作性を向上することができるジョイスティック装置及び医療行為支援システムを提供することにある。

本実施形態に係るジョイスティック装置は、医用装置を無線により操作するためのジョイスティック装置であって、台座と、前記台座に傾動自在に設けられる操作レバーと、前記台座に設けられ、医療従事者が着用する外衣を前記台座に対して取外し可能に固定するための第１の固定機構と、前記台座に設けられ、前記医療従事者が前記外衣よりも内側に着用する術着またはＸ線防護衣を前記台座に対して取外し可能に固定するための第２の固定機構と、を具備することを特徴とする。

本実施形態に係る医療行為支援システムのネットワーク構成を示す図。 図１のジョイスティック装置の側面図。 図１のジョイスティック装置の平面図。 図１のジョイスティック装置の背面図。 図１のジョイスティック装置の内部構成を示す図。 Ｘ線撮影を伴う手術を行う術者による、本実施形態に係るジョイスティック装置の装着を説明するための図。 本実施形態に係るジョイスティック装置の鉛エプロンと滅菌ガウンとへの装着例を示す図。 本実施形態に係るジョイスティック装置の使用例を示す図。 本実施形態に係るジョイスティック装置における、操作レバーと滅菌ガウンとの他の固定方法を示す図。 本実施形態に係るジョイスティック装置における、操作レバーの可動範囲を確保するための他の方策を示す図。 Ｘ線撮影を伴わない手術を行う術者による、本実施形態に係るジョイスティック装置の装着を説明するための図。 図１１の例に係るジョイスティック装置の術着と滅菌ガウンとへの装着例を示す図。 図１の表示部により表示される、操作権の決定画面の一例を示す図。 応用例１に係るジョイスティック装置の側面図。 図１４のジョイスティック装置の装着例を示す図。 応用例３に係るジョイスティック装置における、標準的な使用時における術者が意図する方向とジョイスティック装置からの操作信号が示す方向とを模式的に示す図。 応用例３に係るジョイスティック装置における、標準的な使用時に対して上下が逆な使用時における術者が意図する方向とジョイスティック装置からの操作信号が示す方向とを模式的に示す図。 図１７に示すジョイスティック装置の装着向きにおける、ジョイスティック装置からの操作信号の補正を模式的に示す図。

以下、図面を参照しながら本実施形態に係わるジョイスティック装置及び医療行為支援システムを説明する。

図１は、本実施形態に係る医療行為支援システム１の構成を示す図である。図１に示すように、医療行為支援システム１は、複数（ｎ台）のジョイスティック装置３−ｎ（ｎは整数）と医用装置５とを有する。ジョイスティック装置３−ｎは、医療従事者により携帯され、当該医療従事者により操作される。ジョイスティック装置の操作者は、術者や補助者、看護師等の如何なる医療従事者であっても良いが、以下、説明を具体的に行うため、特に言及しない場合、ジョイスティック装置の操作者は術者であるとする。一人の術者は、典型的には１台のジョイスティック装置３−ｎを使用するものとする。以下の説明においてジョイスティック装置３−ｎを特に区別しない場合には、単にジョイスティック装置３と称することにする。

医用装置５は、手術室やカテーテル室等に設けられている。医用装置５は、手術室やカテーテル室において使用される、医用画像診断装置や医用画像表示装置等の如何なる装置にも適用可能である。医用画像診断装置としては、Ｘ線診断装置、Ｘ線コンピュータ断層撮影装置、磁気共鳴診断装置、超音波診断装置、ＳＰＥＣＴ装置、ＰＥＴ装置、放射線治療装置等の如何なる装置にも適用可能である。以下の説明を具体的に行うため、本実施形態に係る医用装置５は、Ｘ線診断装置であるものとする。

図１に示すように、Ｘ線診断装置５は、寝台５１、架台５３、及びコンソール５５を含む。寝台５１は、患者を載置するための天板や、天板を載置面に対する水平方向や垂直方向に移動させるための移動機構などを備える。架台５３は、高電圧を発生する高電圧発生装置、高電圧発生装置において発生された高電圧の印加を受けてＸ線を発生するＸ線管、Ｘ線管から発生されたＸ線を検出するＸ線検出器、Ｘ線管及びＸ線検出器を回動自在に支持するＣアームなどを備える。

コンソール５５は、制御部５５１を中枢として無線通信部５５３、記憶部５５５、表示部５５７、及び操作部５５９を備える。制御部５５１は、プロセッサやメモリを備える。制御部５５１は、ジョイスティック装置３からの種々の信号や操作部５５９からの操作信号に従い各種の処理を実行する。例えばＸ線透視において制御部５５１は、架台５３のＸ線検出器から出力されるＸ線画像データに基づいてＸ線透視画像を発生する。また制御部５５１は、後述する操作権の決定処理や報知処理を施す。

無線通信部５５３は、ジョイスティック装置３との間で無線通信を行う。無線通信部５５３は、ジョイスティック装置３に送信する信号を変調する送信回路と、当該送信回路にて変調された送信信号に応じた電波をジョイスティック装置３に送信するとともに、ジョイスティック装置３から送信された信号を受信するアンテナと、このアンテナから出力された信号を復調する受信回路とを備える。無線通信部５５３は、復調した信号を制御部５５１に供給する。

記憶部５５５は、例えばＨＤＤ（Hard Disk Drive）やＳＳＤ（Solid State Drive）などの補助記憶装置である。記憶部５５５は、オペレーティングシステムや各種のアプリケーションファイル、Ｘ線透視画像などを記憶する。表示部５５７は、例えばＬＣＤ（Liquid Crystal Display）を有する。表示部５５７は、Ｘ線透視画像や種々のＧＵＩ（Graphical User Interface）などを表示する。操作部５５９は、Ｘ線診断装置５の操作者が各種コマンドや情報を入力するために用いる入力機器を備える。入力機器としては、例えば、マウスやキーボード、ボタン等が適用される。入力機器の操作に応じた操作信号は、制御部５５１に供給される。

次に、ジョイスティック装置３の外観について説明する。図２は、ジョイスティック装置３の側面図であり、図３は、ジョイスティック装置３の平面図であり、図４は、ジョイスティック装置３の背面図である。図２、図３、及び図４に示すように、ジョイスティック装置３は、台座１１を有している。台座１１には操作レバー１３が設けられている。操作レバー１３は、Ｘ線診断装置５に対して方向を指示するための機器である。操作レバー１３は、支軸１３１と把持部１３３とを有している。支軸１３１は、台座１１に対して中心軸１３Ａ回りの全周方向に傾動自在に支持されている。支軸１３１のニュートラルポジションは、中心軸１３Ａに対する傾きが全周方向において０度の状態に設定されている。支軸１３１の先端には把持部１３３が取り付けられている。把持部１３３は術者による操作レバー１３の傾動を支援するために設けられている。図２及び図３においては、一例として、球形の把持部１３３が図示されているが、本実施形態に係る把持部１３３の形状としては、例えば、楕円形状等の如何なる形状であっても良い。

図２及び図３に示すように、台座１１には複数のボタン１５−ｎ（ｎは整数）が押下可能に設けられている。以下、ボタン１５−ｎの各々を区別しない場合、単にボタン１５と称することにする。各ボタン１５にはＸ線診断装置５の操作のための機能が割り当てられている。各ボタン１５が押下されることにより、押下されたボタン１５に割り当てられた機能がＸ線診断装置５により実行される。図２及び図３には、一例として、３つのボタン１５が図示されているが、ボタン１５の個数はこれに限定されない。ボタン１５の個数は、３個より少なくても良いし、３個より多くても良い。なお操作レバー１３はボタンとしても兼用可能である。すなわち、操作レバー１３は押下可能に設けられている。操作レバー１３の押下にもＸ線診断装置５の操作のための機能が割り当てられている。操作レバー１３が押下された場合、当該操作レバー１３に割り当てられた機能がＸ線診断装置５により実行される。

図２及び図３に示すように、台座１１の表面には外衣固定機構１７が設けられている。外衣固定機構１７は、術者が着用する外衣を、台座１１に対して取外し可能に固定するための固定機構である。外衣固定機構１７は、外衣との固定の確実性を高めるため、台座１１の表面の縁部のうちの互いに対向する位置関係にある二か所の各々に設けられると良い。なお、外衣固定機構１７の個数は、二つに限定されない。ジョイスティック装置３と外衣とが強固に固定できるのであれば、１個でも良いし、３個以上でも良い。また、外衣固定機構１７の設置個所は、台座１１の表面の縁部に限定されない。ジョイスティック装置３と外衣とが強固に固定でき、操作レバー１３を中心軸１３Ａ回りに全周方向に傾動可能であれば、外衣固定機構１７を如何なる位置に設けても良い。図２及び図４に示すように、台座１１の裏面には、内衣固定機構１９が設けられている。内衣固定機構１９は、術者が外衣よりも内側に着用する内衣を、台座１１に対して取外し可能に固定するための固定機構である。内衣としては、術着またはＸ線防護衣が適当である。ジョイスティック装置３の装着については後述する。

次に、本実施形態に係るジョイスティック装置の内部構成について説明する。図５は、本実施形態に係るジョイスティック装置３の内部構成を示す図である。図５に示すように、ジョイスティック装置３は、操作レバー１３、操作レバースイッチ２１、ボタン１５、ボタンスイッチ２３、加速度センサ２５、集音器２７、ロック機構２９、インターフェース回路３１、無線通信部３３、記憶部３５、及び制御部３７を有している。

操作レバースイッチ２１は、操作レバー１３の支軸に取り付けられている。操作レバースイッチ２１は、操作レバー１３の傾動を感知し傾動方向を示す操作信号を出力する。操作レバースイッチ２１からの操作信号は、インターフェース回路３１に供給される。操作レバー１３の傾動方向と操作信号が指し示す方向とは、ジョイスティック装置３の標準的な使用形態をもとに予め対応付けられている。

ボタンスイッチ２３は、ボタン１５に取り付けられている。ボタン１５の押下を感知し、押下されたボタン１５の種類に応じた操作信号を出力する。ボタンスイッチ２３からの操作信号は、インターフェース回路３１に供給される。なお操作レバー１３の支軸にボタンスイッチが設けられても良い。当該ボタンスイッチは、操作レバー１３の押下を感知し、操作レバーの押下に応じた操作信号を出力する。当該操作信号もインターフェース回路３１に供給される。ジョイスティック装置３は、典型的には、マウスの代わりに利用される。従ってボタン１５や操作レバー１３は、マウスのボタンに対応づけて機能が割り当てられると良い。例えば、ボタン１５−１が左クリックの機能に割り当てられ、操作レバー１３が右クリックに割り当てられると良い。そのボタン１５−２とボタン１５−３とは任意のショートカット機能が割り当てられると良い。例えば、Ｘ線撮影に関する撮影条件設定画面の表示機能やＣアームの回動要求の送信機能等が割り当てられると良い。なお、Ｃアームの回動要求がＸ線診断装置５に送信することにより、操作レバー１３の傾動操作によりＣアームを傾動方向に応じた方向に回動させることができる。

加速度センサ２５は、台座１１の内部に設けられている。加速度センサ２５は、ジョイスティック装置３の実空間における姿勢に応じた電気信号を出力する。以下、加速度センサ２５から出力される電気信号を姿勢信号と呼ぶことにする。姿勢信号は、インターフェース回路３１に供給される。

集音器２７は、台座１１に設けられている。集音器２７は、音声を集音し、集音された音声をデジタルの音声信号に変換する。音声信号は、インターフェース回路３１に供給される。

ロック機構２９は、操作レバー１３の支軸に取り付けられ、操作レバー１３の可動範囲を機械的に制限する。また、ロック機構２９は、ボタン１５に取り付けられ、ボタン１５の押下を機械的に制限する。ロック機構２９は、インターフェース回路３１を介した制御部３７からのロック信号の供給を受けて操作レバー１３やボタン１５を機械的に固定する。ロック機構２９は、インターフェース回路３１を介した制御部３７からの解除信号の供給を受けて、操作レバー１３やボタン１５の機械的な固定を解除する。

インターフェース回路３１は、台座１１に搭載された基板に装備されている。インターフェース回路３１は、操作レバースイッチ２１からの操作信号、ボタンスイッチ２３からの操作信号、加速度センサ２５からの姿勢信号、及び集音器２７からの音声信号を制御部３７に供給する。また、インターフェース回路３１は、制御部３７からのロック信号や解除信号をロック機構２９に供給する。

無線通信部３３は、台座１１に搭載された基板に装備されている。無線通信部３３は、Ｘ線診断装置５との間で無線通信を行う。無線通信部３３は、Ｘ線診断装置５に送信する信号を変調する送信回路と、当該送信回路にて変調された送信信号に応じた電波をＸ線診断装置に送信するとともに、Ｘ線診断装置から送信された電波を受信して受信信号を出力するアンテナと、このアンテナから出力された受信信号を復調する受信回路とを備える。無線通信部３３は、復調した受信信号を制御部３７に供給する。具体的には、無線通信部３３は、操作レバースイッチ２１からの操作信号、ボタンスイッチ２３からの操作信号、加速度センサ２５からの姿勢信号、及び集音器２７からの音声信号をＸ線診断装置５に無線で送信する。なお無線通信部３３は、Ｘ線診断装置５に各種信号を送信する際、Ｘ線診断装置５に当該信号の送信元を識別させるため、ジョイスティック装置３の識別信号を付帯させる。Ｘ線診断装置５は当該識別信号を解析することにより、Ｘ線診断装置５が受信した信号の送信元を特定することができる。また、無線通信部３３は、Ｘ線診断装置５からのロック信号や解除信号等を無線で受信する。

記憶部３５は、例えばＨＤＤ（Hard Disk Drive）やＳＳＤ（Solid State Drive）などの補助記憶装置である。記憶部３５は、ジョイスティック装置３において発生される種々の信号やＸ線診断装置５から送信される種々の信号を記憶する。例えば、記憶部３５は、集音器２７により発生される音声信号を記憶する。

制御部３７は、プロセッサやメモリを備える。制御部３７は、主にＸ線診断装置５からの信号に従って各種処理を実行する。また、制御部３７は、操作レバースイッチ２１からの操作信号、ボタンスイッチ２３からの操作信号に従って各種処理を実行しても良い。

また、図示はしないが、台座１１の内部にはバッテリーが設けられている。バッテリーは、図示しない電力供給系統を介して台座１１の内部に設けられた各種装置に電力を供給する。バッテリーの容量としては、特に制限は無いが、長期間の手術であっても充電不要な程度の蓄電容量を有するものが良い。具体的には、１０時間以上の蓄電容量を有するバッテリーが搭載されると良い。

次に、術者によるジョイスティック装置３の装着について説明する。図６は、Ｘ線撮影を伴う手術を行う術者ＯＰによるジョイスティック装置３の装着を説明するための図である。Ｘ線撮影を行う場合、術者ＯＰは、まず、肌着の上に術着４１を着用する。次に術者は、術着４１の上にＸ線防護衣４３を着用する。Ｘ線防護衣４３としては、例えば、鉛エプロンが用いられる。以下、Ｘ線防護衣４３は鉛エプロンであるとする。鉛エプロン４３を着用すると着用術者ＯＰは、当該鉛エプロン４３の上に外衣４５を着用する。外衣４５としては、滅菌処理が施されたガウン、すなわち、滅菌ガウンが用いられる。その他、術者ＯＰは、手に滅菌手袋をはめ、頭に滅菌帽子をかぶる。術者は、このような格好により手術を行う。ジョイスティック装置３は、鉛エプロン４３と滅菌ガウン４５との間に装着される。ジョイスティック装置３は、術者や補助者により装着される。

図７は、ジョイスティック装置３の鉛エプロン４３と滅菌ガウン４５とへの装着例を示す図である。図７に示すように、鉛エプロン４３の表面には、内衣固定機構１９に係合するエプロン側固定機構４３１が取り付けられている。エプロン側固定機構４３１及び内衣固定機構１９としては、例えば、面ファスナーが用いられる。具体的には、エプロン側固定機構４３１として、鉤状に密集して起毛された鉤状布部が用いられ、内衣固定機構１９として、環状に密集して起毛された環状布部が用いられると良い。鉤状布部と環状布部とは互いに係合し合う。鉤状布部と環状布部とを手動で押し付けることにより鉤状布部と環状布部とを貼りつけ、鉤状布部と環状布部とを手動で引き離すことにより鉤状布部と環状布部とを剥がすことができる。なお鉤状布部が内衣固定機構として用いられ、環状布部がエプロン側固定機構として用いられても良い。エプロン側固定機構４３１は、鉛エプロン４３の胸部に設けられるとよい。この場合、ジョイスティック装置３は、胸部に取り付けられることとなる。なおエプロン側固定機構４３１の装着箇所は鉛エプロン４３の胸部のみに限定されず、術者の好みに応じて、腕部や腹部等の如何なる箇所に設けられても良い。

図７に示すように、外衣固定機構１７は滅菌ガウン４５を挟持可能な機構である。外衣固定機構１７としては、クリップ等の挟持具が用いられると良い。滅菌ガウン４５は、術者等により挟持具１７に挟持される。なお外衣固定機構１７は、滅菌ガウン４５を台座１１に対して固定可能であれば、クリップ等の挟持具のみに限定されない。例えば、外衣固定機構１７としては、安全ピン等の留め針、紐、面ファスナー、線ファスナー、ボタン、テープ等のあらゆる固定具が適用可能である。

このようにして内衣固定機構１９によりジョイスティック装置３の裏側が鉛エプロン４３に固定され、外衣固定機構１７によりジョイスティック装置３の表側が滅菌ガウン４５に固定される。このようにジョイスティック装置３を装着することにより術者は、ジョイスティック装置３を清潔に保ったまま、補助者を介すことなく直接的にジョイスティック装置３を操作することができる。従って、補助者を介してＸ線診断装置５を操作していた従来とは違い、術者がジョイスティック装置３を操作することによりＸ線診断装置５を操作することができるので、術者の思い通りにＸ線診断装置５を操作することができる。ひいては、手術の効率が向上する。

図８は、ジョイスティック装置３の使用例を示す図である。図８に示すように、ジョイスティック装置３は、外気に曝されないように鉛エプロン４３と滅菌ガウン４５とにより密封されている。術者は、滅菌ガウン４５の外側からジョイスティック装置３を視認することはできない。術者は、滅菌ガウン４５を介して手探りで操作レバー１３を傾動させる。ここで、各外衣固定機構１７により挟まれる滅菌ガウン４５の一部分を挟点４５１と呼ぶことにする。挟点４５１と挟点４５１との間の滅菌ガウン部分４５３が強く張っていると、操作レバー１３を滅菌ガウン４５の外側から傾動させようとして力を加えても、滅菌ガウン４５に遊びが無いため操作レバー１３を傾けることができない。また操作レバー１３を傾動するための空間を設けるため、挟点４５１と挟点４５１との間の滅菌ガウン部分４５３と、台座１１との間に十分な空間が設けられると良い。そのため、滅菌ガウン４５は、滅菌ガウン部分４５３が撓むように外衣固定機構１７により挟持されると良い。滅菌ガウン４５が張らずに撓むように挟持されることにより、滅菌ガウン４５に遊びが生じ、容易に操作レバー１３を傾けることができる。

また、滅菌ガウン４５の裏面は比較的摩擦抵抗が低く、滅菌ガウン４５の外側から操作レバー１３を傾動しようとしても、滅菌ガウン４５の裏面と操作レバー１３の把持部１３３とが滑り、操作レバー１３を上手く傾動できない事態が想定される。操作レバー１３の操作性を更に向上させるため、把持部１３３の先端が滅菌ガウン４５に対して固定されていると良い。このため把持部１３３の先端には外衣の裏面との滑りを防止するための滑り止め１３５が形成されると良い。滑り止め１３５は、例えば、滅菌ガウン４５の裏面との滑りを防止可能な程度の粘度や摩擦抵抗を有するように形成される良い。これにより、把持部１３３の先端が滅菌ガウン４５に対して固定され、滅菌ガウン４５を介してでも操作レバー１３を容易に傾動させることができる。

鉛エプロン４３は、着衣としては比較的剛性を有する素材で形成されている。ジョイスティック装置３の裏面が鉛エプロン４３に固定されることにより、柔軟性を有する術着や滅菌ガウンに比して、ジョイスティック装置３を胸部に対して強固に固定することが出来る。従って、術者等により操作レバー１３を傾動したりしても、操作レバー１３の傾動に伴う鉛エプロン４３の撓みが軽減され、操作レバー１３の傾動に伴うジョイスティック装置３の位置ずれを軽減することができる。

ジョイスティック装置３は、当該ジョイスティック装置３を操作する術者の好みに応じて任意の向きに装着可能である。具体的には、操作レバー１３がボタン１５よりも下に位置するような向きでジョイスティック装置３が装着されても良いし、操作レバー１３がボタン１５よりも上に位置するような向きでジョイスティック装置３が装着されても良いし、あるいは、操作レバー１３とボタン１５とが略同一の高さに位置するようにジョイスティック装置３が装着されても良い。

なお、操作レバー１３と滅菌ガウン４５との固定方法は、滑り止め１３５の形成のみに限定されない。操作レバー１３と滅菌ガウン４５とが固定可能であれば、如何なる方法であっても良い。例えば、図９に示すように、操作レバー１３と滅菌ガウン４５とを輪ゴム等のゴムバンド１３７により固定しても良い。具体的には、滅菌ガウン４５で操作レバー１３の把持部１３３を覆うように、把持部１３３の根本において滅菌ガウン４５をゴムバンド１３７で縛ると良い。このように滅菌ガウン４５をゴムバンド１３７で縛ることにより、操作レバー１３と滅菌ガウン４５を強固に固定することができる。これにより、滅菌ガウン４５の裏面と操作レバー１３の把持部１３３との滑りに起因する操作レバー１３の操作性の劣化を軽減することができる。

上記の説明においては操作レバー１３の可動範囲を確保するため、滅菌ガウン４５とジョイスティック装置３との間に空間を設けるとした。しかしながら、図１０に示すように、操作レバー１３の可動範囲を確保するため、滅菌ガウン４５とジョイスティック装置３との間をスポンジ等の柔軟性を有する素材６１で充填しても良い。

上記においてはＸ線撮影を行う場合のジョイスティック装置３の装着例を説明した。次にＸ線撮影を行わない場合の装着例について説明する。図１１は、Ｘ線撮影を伴わない手術を行う術者ＯＰによるジョイスティック装置３の装着を説明するための図である。Ｘ線撮影を行わない場合、術者ＯＰは、まず、肌着の上に術着４１を着用し、その上に滅菌ガウン４５を着用する。ジョイスティック装置３は、術着４１と滅菌ガウン４５との間に装着される。術者ＯＰは、滅菌ガウン４５を介してジョイスティック装置３の操作レバー１３やボタン１５等を操作する。

この場合、図１２に示すように、鉛エプロンではなく術着４１の表面に、内衣固定機構１９に係合する固定機構（以下、術着側固定機構と呼ぶ）４１１が取り付けられている。術着側固定機構４１１を用いた、術着とジョイスティック装置との固定方法は、エプロン側固定機構４３１を用いた鉛エプロンとジョイスティック装置との固定方法と同様なので説明を省略する。Ｘ線撮影を行わない場合もＸ線撮影を行う場合と同様に、外衣固定機構１７によりジョイスティック装置３と滅菌ガウン４５とが固定される。

上記のように術着や鉛エプロン、滅菌ガウンを着用し、ジョイスティック装置３を装着すると術者は、手術室において手術を開始する。術者は、手術中においてジョイスティック装置３を介してＸ線診断装置５を操作する。手術によっては複数の術者が手術を行う場合がある。例えば、内科に属する術者と外科に属する術者とが共同で手術を行う場合がある。この場合、複数のジョイスティック装置３によりＸ線診断装置５が操作されることとなる。

本実施形態に係るＸ線診断装置５の制御部５５１は、複数のジョイスティック装置３からの操作信号の混同を防止すべく、複数のジョイスティック装置３のうちの何れか１つのジョイスティック装置３に操作権を与える。

具体的には、制御部５５１は、ジョイスティック装置３−１〜３−ｎの中から、Ｘ線診断装置５の操作権を有するジョイスティック装置３を決定する。例えば、制御部５５１は、図１３に示す画面２００を用いて操作権を有するジョイスティック装置を決定する。この画面２００は、例えば表示部５５７に表示される。画面２００は、ジョイスティック装置３−１〜３−ｎに対応して設けられた表示領域Ａ−１，Ａ−２，Ａ−３，・・・Ａ−ｎを含む。また画面２００にはカーソル２０１が表示されている。各表示領域Ａ−１〜Ａ−ｎの右隣には、各表示領域Ａ−１〜Ａ−ｎに対応するジョイスティック装置３−１〜３−ｎの識別子（♯１，♯２，♯３，・・・♯ｎ）が付されている。以下の説明において、特に表示領域Ａ−１，Ａ−２，Ａ−３，・・・Ａ−ｎを区別しないときには、単に表示領域Ａと呼ぶことにする。

操作権を有するジョイスティック装置３の操作者は、画面２００に表示されているカーソル２０１を移動させるため、操作レバー１３を傾動させる。傾動方向に応じた操作レバースイッチ２１からの操作信号は、ジョイスティック装置３からＸ線診断装置５に送信される。Ｘ線診断装置５の制御部５５１は、送信された操作信号に従ってカーソル２０１を移動させる。操作者は、各表示領域Ａ−１〜Ａ−ｎのうちの操作権を与えたいジョイスティック装置３に対応する表示領域Ａにカーソル２０１を合わせ、ボタン１５または操作レバー１３を押下する。押下操作に応じたボタンスイッチ２３からの操作信号は、ジョイスティック装置３からＸ線診断装置５に送信される。制御部５５１は、当該操作信号を受信すると、当該表示領域Ａに対応するジョイスティック装置３を、操作権を有するジョイスティック装置３として決定する。これにより当該表示領域Ａに対応するジョイスティック装置３に操作権が与えられる。

Ｘ線診断装置５の制御部５５１は、操作権を有するジョイスティック装置３に解除信号を送信し、操作権を有さないジョイスティック装置３にロック信号を送信する。解除信号が送信されたジョイスティック装置３の制御部３７は、インターフェース回路３１を介して解除信号をロック機構２９に供給する。解除信号が供給されたロック機構２９は、操作レバー１３及びボタン１５のロック状態を解除する。これにより、術者による操作レバー１３及びボタン１５の操作が有効化される。ロック信号が送信されたジョイスティック装置３の制御部３７は、インターフェース回路３１を介してロック信号をロック機構２９に供給する。ロック信号が供給されたロック機構２９は、操作レバー１３及びボタン１５にロックをかける。これにより、術者による操作レバー１３及びボタン１５の操作が機械的に無効化される。

なお、操作権を有さないジョイスティック装置３を用いて、操作権を変更可能としても良い。例えば、操作権を有さないジョイスティック装置３の操作レバー１３やボタン１５がロック機構２９によりロックされているにも関わらず、無理やり動かした場合、当該ジョイスティック装置３に操作権が移行されると良い。すなわち、操作権を有しないジョイスティック装置３から操作信号が送信された場合、Ｘ線診断装置５の制御部５５１は、当該操作信号の送信元のジョイスティック装置３を、当該操作信号に付帯して送信される識別情報に基づいて特定し、特定されたジョイスティック装置３に操作権を与える。これにより操作権の移行をより簡便に行うことができる。

本実施形態に係る制御部５５１は、画面２００を用いて操作権を有するジョイスティック装置３を報知する。具体的には、制御部５５１は、表示部５５７を制御して、操作権を有するジョイスティック装置３に対応する表示領域Ａの彩色を、他の表示領域Ａと異ならせる。図１３は「♯１」に対応するジョイスティック装置３−１が操作権を有する場合を示しており、表示領域Ａ−１に斜線を付して他の表示領域Ａ−２〜Ａ−ｎとの彩色の違いを表現している。

なお、操作権を有するジョイスティック装置３と操作権を有さないジョイスティック装置３との報知態様は、表示部５５７による表示のみに限定されない。例えば、ランプの点灯、あるいはスピーカからの音声の出力などにより、操作権を有するジョイスティック装置３あるいは操作権を有さないジョイスティック装置３を報知してもよい。

上記の説明において操作権を有さないジョイスティック装置３の操作の無効化は、ロック機構２９による可動範囲の制限により行われるものとした。しかしながら、本実施形態はこれに限定されない。例えば、ロック機構２９に依らずに、ジョイスティック装置３の操作の無効化が行われても良い。例えば、制御部３７は、操作権を有する場合に限定して、無線通信部３３により操作信号をＸ線診断装置５に送信させても良い。具体的には、制御部３７は、操作権を有する場合、無線通信部３３を制御し、操作レバー１３やボタン１５の操作に起因する操作信号をＸ線診断装置５に送信させ、操作権を有さない場合、無線通信部３３を制御し、操作レバー１３やボタン１５の操作に起因する操作信号をＸ線診断装置５に送信させないとしても良い。

また、ジョイスティック装置３に何等の改変を施さず、Ｘ線診断装置５に操作信号の選別機能を設けることにより、操作権を有さないジョイスティック装置３の操作の無効化を行っても良い。具体的には、Ｘ線診断装置５の制御部５５１は、ジョイスティック装置３からの操作信号の送信元を識別信号により特定し、当該送信元が操作権を有するジョイスティック装置３であるか否かを判定する。操作権を有するか否かの判定は、ジョイスティック装置３の識別子と操作権の有無との対応表を参照することにより行われれば良い。操作権を有さないと判定した場合、制御部５５１は、当該操作信号を除却し、操作権を有すると判定した場合、制御部５５１は、当該操作信号に従って処理を実行する。このように操作信号の選別機能を設けることにより、ジョイスティック装置３に操作信号の無効化のための機構や機能を別途設けることなく、操作権を有するジョイスティック装置３に限定してＸ線診断装置５の操作を行わせることができる。

次に本実施形態の種々の応用例について説明する。なお以下の説明において、本実施形態と略同一の機能を有する構成要素については、同一符号を付し、必要な場合にのみ重複説明する。

（応用例１）
上記の実施形態においては、ジョイスティック装置３の清潔を確保するため、ジョイスティック装置３の全体を滅菌ガウン４５と鉛エプロン４３（もしくは術着４１）とで密閉するとした。しかしながら、本実施形態はこれに限定されない。清潔が確保できるのであれば、必ずしもジョイスティック装置３の全体が滅菌ガウン４５と鉛エプロン４３（もしくは術着４１）とで密閉される必要は無い。

図１４は、応用例１に係るジョイスティック装置３´の側面図を示す図である。図１４に示すように、操作レバー１３は、支軸１３１と把持部１３３とを有している。支軸１３１は、構造的に分離された基部１３１−１と支柱部１３１−２とにより構成される。基部１３１−１は、中心軸１３Ａ回りの全周方向に傾動可能に台座１１に支持されている。支柱部１３１−２は、基部１３１−１に着脱可能に固定された、把持部１３３の支持部材である。基部１３１−１と支柱部１３１−２とは、磁力により互いに吸着可能に構成される。具体的には、基部１３１−１と支柱部１３１−２との一方には磁石が埋め込まれ、基部１３１−１と支柱部１３１−２との他方は磁性体により構成される。磁石としては、操作レバー１３の傾動操作による基部１３１−１と支柱部１３１−２との分離を防止するため、例えば、ネオジウム磁石等の吸着力が高い磁石が用いられると良い。

図１５は、応用例１に係るジョイスティック装置３´の装着例を示す図である。図１５に示すように、ジョイスティック装置３´の裏面は、ジョイスティック装置３と同様、内衣固定機構１９により鉛エプロン４３（または術着４１）に固定され、ジョイスティック装置３´の表面もジョイスティック装置３と同様、外衣固定機構１７により滅菌ガウン４５に固定される。この際、術者は、支柱部１３１−２と把持部１３３との結合体１３９とを基部１３１−１から取り外した状態で滅菌ガウン４５を外衣固定機構１７に固定する。そして術者は、滅菌ガウン４５の外側から、結合体１３９を滅菌ガウン４５を介して基部１３１−１に吸着させる。術者は、把持部１３３を直接的に触れることにより、操作レバー１３を操作することができる。従って滅菌ガウン４５を介して操作レバー１３を操作する必要があるジョイスティック装置３に比して、操作レバー１３の操作性が向上する。なお、結合体１３９には予め滅菌処理が施されているものとする。

（応用例２）
上記の実施形態の通り、ジョイスティック装置３には集音器２７が搭載されている。ジョイスティック装置３は胸部に装着されるので集音器２７により術者の心拍音を集音することができる。本実施形態に係るジョイスティック装置３は、術者の心拍音を利用して手術の円滑化を図る。

具体的には、集音器２７は、術者の心拍音を繰り返し集音し、当該心拍音の音声信号を繰り返し発生する。音声信号は、記憶部５５５により術者の氏名やＩＤ等の識別情報に関連付けて記憶される。また音声信号は、手術中、無線通信部３３により即時的にＸ線診断装置５に送信される。Ｘ線診断装置５の制御部５５１は、ジョイスティック装置３からの音声信号を即時的に解析し、術者の心拍音の時間変化波形を生成し、生成された時間変化波形を表示部５５７に即時的に表示させる。

心拍音の時間変化波形は、手術室に居る術者や補助者、看護師等の医療従事者により観察される。心拍音の時間変化波形が表示されることにより、当該術者以外の医療従事者は、術者の心理的状態を推し量ることができる。従って当該術者以外の医療従事者は、当該術者の心理的状態に応じた適切な行動をとることができる。従って、応用例２に係るジョイスティック装置３は、手術の円滑化を促進することができる。

（応用例３）
上記の実施形態においてジョイスティック装置３は任意の向きで装着可能であるとした。この場合、ジョイスティック装置３の装着向きに応じて、術者から見た上下左右方向とジョイスティック装置３の上下左右方向とが一致したり、一致しなかったりする。そのため、術者による誤操作の発生が危惧される。例えば、図１６に示すように、操作レバー１３が下側に位置する姿勢が標準的な使用であるとする。この場合、術者の感覚とジョイスティック装置３が指し示す方向とが一致するように、操作レバーの傾動方向と操作信号が指し示す方向とが対応付けられている。すなわち、術者が上方向を指示する意図で操作レバー１３を実空間的に上方向に倒した場合、ジョイスティック装置３は上を示す操作信号を発生し、術者が下方向を指示する意図で操作レバー１３を実空間的に下方向に倒した場合、ジョイスティック装置３は下を示す操作信号を発生し、術者が左方向を指示する意図で操作レバー１３を実空間的に左方向に倒した場合、ジョイスティック装置３は左を示す操作信号を発生し、術者が右方向を指示する意図で操作レバー１３を実空間的に右方向に倒した場合、ジョイスティック装置３は右を示す操作信号を発生する。

しかしながら、図１７に示すように、操作レバー１３が上側に位置する姿勢でジョイスティック装置３が装着される場合も考えられる。この場合、ジョイスティック装置３の上方向は術者から見て下向きであるので、上方向を指示する意図で操作レバー１３を実空間において上向きに倒した場合、ジョイスティック装置３は下を示す操作信号を発生してしまう。同様に、術者が下方向を指示する意図で操作レバー１３を下方向に倒した場合、ジョイスティック装置３は上を示す操作信号を発生してしまい、術者が左方向を指示する意図で操作レバー１３を左方向に倒した場合、ジョイスティック装置３は右を示す操作信号を発生してしまい、術者が右方向を指示する意図で操作レバー１３を右方向に倒した場合、ジョイスティック装置３は左を示す操作信号を発生してしまう。

応用例３に係るジョイスティック装置３は、ジョイスティック装置３の装着向きに依らず、操作レバー１３の実空間における傾動方向を画面上の特定方向に関連付けることにより、術者による誤操作の発生を防止する。

具体的には、ジョイスティック装置３の台座１１には加速度センサ２５が搭載されている。加速度センサ２５は、実空間におけるジョイスティック装置３の姿勢を繰り返し検出し、検出された姿勢を示す姿勢信号を繰り返し生成する。生成された姿勢信号は、無線通信部３３により即時的にＸ線診断装置５に送信される。また、無線通信部３３は、術者による操作レバー１３の傾動操作に応じて発生される操作信号をＸ線診断装置５に即時的に送信する。

Ｘ線診断装置５の制御部５５１は、姿勢信号が示すジョイスティック装置３の実空間における姿勢に応じて、ジョイスティック装置３からの送信信号が示す方向を補正する。具体的には、制御部５５１は姿勢信号を解析してジョイスティック装置３が標準的な使用時の姿勢であるか否かを判定する。標準的な使用時の姿勢は、例えば、図１６に示すように、操作レバー１３が下側に位置する姿勢に設定される。ジョイスティック装置３が標準的な使用時の姿勢であると判定した場合、制御部５５１は、操作信号の補正を行わない。ジョイスティック装置３が標準的な使用時の姿勢でないと判定した場合、制御部５５１は、操作信号の補正を行う。例えば、制御部５５１は、操作レバー１３の術者から見た傾動方向と操作信号が示す方向とが一致するように、ジョイスティック装置３からの操作信号が示す方向を補正する。

図１８は、操作信号が示す方向の補正処理を説明するための図である。なお図１８に示すジョイスティック装置３の姿勢は図１７のジョイスティック装置３の姿勢と同様であるとする。この姿勢の場合、Ｘ線診断装置５の制御部５５１は、加速度センサ２５からの姿勢信号に基づいて、ジョイスティック装置３の向きが標準使用時と比べて上下反転していると判定する。この場合、制御部５５１は、ジョイスティック装置３の上方向は術者から見て下向きであるので、下方向を示す操作信号を上方向を示す操作信号に修正する。同様に、制御部５５１は、上方向を示す操作信号を下方向を示す操作信号に修正し、左方向を示す操作信号を右方向を示す操作信号に修正し、右方向を示す操作信号を左方向を示す操作信号に修正する。この補正により、操作レバー１３の術者から見た傾動方向と操作信号が示す方向とを一致させることができる。従って術者が意図しない方向にカーソルが移動してしまうことを防止でき、ジョイスティック装置３によるＸ線診断装置５の操作性が向上する。

かくして、本実施形態によれば、手術時における医用装置の操作性が向上する。

本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものである。

１…医療行為支援システム、３…ジョイスティック装置、５…医用装置（Ｘ線診断装置）、１１…台座、１３…操作レバー、１５…ボタン、１７…外衣固定機構、１９…外衣固定機構、１３１…支軸、１３３…把持部

Claims (9)

1. 医用装置を無線により操作するためのジョイスティック装置であって、
   台座と、
   前記台座に傾動自在に設けられる操作レバーと、
   前記台座に設けられ、医療従事者が着用する外衣を前記台座に対して取外し可能に固定するための第１の固定機構と、
   前記台座に設けられ、前記医療従事者が前記外衣よりも内側に着用する術着またはＸ線防護衣を前記台座に対して取外し可能に固定するための第２の固定機構と、
   を具備することを特徴とするジョイスティック装置。
2. 前記操作レバーの先端部は、前記先端部と前記外衣の裏面との滑りを防止するための滑り止めが形成されている、請求項１記載のジョイスティック装置。
3. 前記医用装置と通信するための無線通信部をさらに備える、請求項１記載のジョイスティック装置。
4. 前記台座に設けられる加速度センサをさらに備え、
   前記無線通信部は、前記加速度センサから出力された、前記ジョイスティック装置の実空間における姿勢を示す出力信号を前記医用装置に送信する、
   請求項３記載のジョイスティック装置。
5. 前記台座に設けられる、前記医療従事者の心拍音を集音し、前記心拍音を音声データに変換する集音器と、
   前記音声データを記憶する記憶装置と、をさらに備える、
   請求項１記載のジョイスティック装置。
6. 医用装置を無線により操作するためのジョイスティック装置であって、
   台座と、
   前記台座に傾動自在に設けられる操作レバーと、
   前記台座に設けられ、医療従事者が外衣よりも内側に着用する術着またはＸ線防護衣を前記台座に対して取外し可能に固定するための固定機構と、を具備し、
   前記操作レバーは、前記台座に回動自在に設けられた基部と、前記基部から構造的に分離された先端部とを有し、
   前記基部と前記先端部との少なくとも一方には、前記基部と前記先端部とが磁力により吸着可能に磁石が設けられている、
   ことを特徴とするジョイスティック装置。
7. 医用装置と前記医用装置を無線通信で操作するための複数のジョイスティック装置とを具備する医療行為支援システムであって、
   前記複数のジョイスティック装置の各々は、
   台座と、
   前記台座に傾動自在に設けられる操作レバーと、
   前記台座に設けられ、医療従事者が着用する外衣を前記台座に対して取外し可能に固定するための第１の固定機構と、
   前記台座に設けられ、前記医療従事者が前記外衣よりも内側に着用する術着またはＸ線防護衣を前記台座に対して取外し可能に固定するための第２の固定機構と、
   を備えることを特徴とする医療行為支援システム。
8. 前記医用装置は、
   前記複数のジョイスティック装置からの操作信号を受信する受信部と、
   前記複数のジョイスティック装置の中から、前記医用装置を操作するための操作権を有するジョイスティック装置を選択する選択部と、
   前記操作権を有するジョイスティック装置からの操作信号に応じて処理を実行する処理部と、を備える、
   請求項７記載の医療行為支援システム。
9. 前記ジョイスティック装置は、無線通信部と加速度センサとをさらに備え、
   前記加速度センサは、前記台座に設けられ、前記ジョイスティック装置の実空間における姿勢を示す姿勢信号を繰り返し出力し、
   前記無線通信部は、前記姿勢信号を前記医用装置に送信するとともに、前記操作レバーの傾動方向に応じた方向を示す方向信号を前記医用装置に送信し、
   前記医用装置は、補正部をさらに備え、
   前記補正部は、前記姿勢信号が示す前記ジョイスティック装置の実空間における姿勢に応じて前記方向信号が示す方向を補正する、
   請求項７記載の医療行為支援システム。

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