特開 2023-130543 人工知能基盤の気管切開装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2023130543

(43)【公開日】2023-09-21

(54)【発明の名称】人工知能基盤の気管切開装置

(51)【国際特許分類】

   A61B 17/24 20060101AFI20230913BHJP

   A61B 17/3211 20060101ALI20230913BHJP

   A61B 17/28 20060101ALI20230913BHJP

   A61B 17/02 20060101ALI20230913BHJP

   A61B 34/30 20160101ALI20230913BHJP

   A61B 8/00 20060101ALI20230913BHJP

【ＦＩ】

A61B17/24

A61B17/3211

A61B17/28

A61B17/02

A61B34/30

A61B8/00

【審査請求】有

【請求項の数】2

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022034873

(22)【出願日】2022-03-08

(71)【出願人】

【識別番号】521174417

【氏名又は名称】劉 芹

【氏名又は名称原語表記】ＬＩＵ ＱＩＮ

(72)【発明者】

【氏名】劉 芹

【テーマコード（参考）】

4C160

4C601

【Ｆターム（参考）】

4C160AA04

4C160FF02

4C160GG02

4C601BB03

4C601EE11

4C601FF11

4C601KK21

(57)【要約】      （修正有）

【課題】緊急時に、誰もが速やかに確実に気管切開を施術できる気管切開装置を提供する。
【解決手段】人工知能を搭載した超音波装置を用いて、自動化した装置を発明した。経験の少ない術者に補助する。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

名称：人工知能基盤の気管切開装置

【請求項2】

人工知能技術を利用した気管切開装置を請求項の請求項の一つとする。気管切開装置に超音波センサーを搭載し、超音波にて測定した画像を人工知能に入力する。学習した人工知能基盤の気管切開装置にて速やかに切開部位を自動的に決めるモードと経験のある術者であれば術者による位置決定モードという二重モードを備えた装置が請求項の一つである。

【請求項3】

人工知能モデルの構築
１．搭載した超音波センサーにて測定した組織構造を３D画像に変換し、モニターに反映する（術者に状況を把握する為である）。
超音波下組織構造を人工知能に学習させる。そして気管切開に適切な切開部位、切口の長さと深度、血管を避けること等気管切開に外科的技術を人工知能に学習させる（組織の認識、手術の手順と進行具合等を把握しつつ、進む）。
２．上記のように本発明の人工知能モデルの構成は認識システム（組織の構造を認識する）と判断システム（状況を把握しつつ合併症の有無等）と制御システム（手術の操作を制御する）とで構成される。
認識システムはdeep learning の画像認識機能を用いて、組織構造を認識し分析する。判断システムは手術の操作の的確さと次の操作手順を決める。制御システムは前述した認識システムと判断システムのもとに動作を執行する。請求項１，２，３，に述べた特徴を有する人工知能基盤の気管切開術装置を請求項の一つとする。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、気管切開術に人工知能基盤の超音波装置の活用に関するものである。人工知能を搭載した超音波装置を用いて、超音波で捉えた画像と術者のランドマーク及び経験を総合して、気管切開用人工知能モデルを構築する。

【背景技術】

【0002】

緊急時の気道確保の切り札である気管切開術は救急現場や麻酔科において不可欠な手技である。しかし、誰もが確実に施術できるとは限らない。

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0003】

緊急時における気管切開術は生死分ける手技であるが、誰もが速やかに確実に施術できるとは限らないというのが課題である。

【課題を解決するための手段】

【0004】

人工知能を搭載した超音波装置を用いて、自動化した装置を発明した。経験の少ない術者に補助する。

【発明の効果】

【0005】

本発明は、緊急時速やかに気道確保するのに効果が期待される。特に、未経験者や自信のない非外科医にとって有用と見込まれる。

【図面の簡単な説明】

【0006】

【図1】本発明の仕組み模擬図である。

【図2】図１からの出力が電気信号に変化され、装置を動かす。（メスで皮膚を切開したのち、図３に示す筋鈎が術野の位置４に来て組織を圧排して術野を露出させる。）図１，２、３に示すメスや鉗子、筋鈎（本来一つの図になるべきだが）が本発明の装置に装着され、制御システムによって自動化される。

【図3】筋鈎…….

【符号の説明】

【0007】

1. メス
2. 超音波probe (交差するbeam 持つ)
3. 機械の入れ替わる順番（操作が終わると、その機会が３の方向に移動し、次に使う機会が４の位置にくる）
4. これから出番の機械
5. 鉗子（鈍的剥離等に使用）
6. 筋鈎（組織を圧排したり、止血したりする）

【発明を実施するための形態】

【0008】

上記構築した装置を用いて、無菌の超音波probe にゼリーの代わりにイソジンで接着剤と消毒液として切開部位あたりをあてる。超音波で捉えた画像にて人工知能モデルが速やかに適切な切開部位をモニター上に３Ｄ画像を反映する。術者による操作モードであれば、３Ｄ画像を参考（必要な術者、いわゆる未経験者）し、提示された切開部位で提示された切口の長さと深度で手術をおこなう。次の操作も出力されたナビゲーションのもとに血管をさけながら進む。自動的モードでは、人工知能モデルが組織構造を見つつ、皮膚を切開し、開口機で術野を確保し、血管をさけながら鈍的分離することで気管に到達する。気管壁を切開するから術者

【産業上の利用可能性】

【0009】

救急現場ならびに手術室及び麻酔管理者に利用されるのが期待できる。
の補助を入れて挿管し、固定する。

【図1】

【図2】

【図3】

【手続補正書】

【提出日】2022-03-08

【手続補正1】

【補正対象書類名】特許請求の範囲

【補正対象項目名】全文

【補正方法】変更

【補正の内容】

【特許請求の範囲】

【請求項1】

名称：人工知能基盤の気管切開装置

【請求項2】

人工知能技術を利用した気管切開装置を請求項の請求項の一つとする。気管切開装置に超音波センサーを搭載し、超音波にて測定した画像を３D画像に変換し、組織構造の特徴とランドマーク等を人工知能に入力し、学習させる。また気管切開術を行ったビデオを人工知能に登録し、適切な切開部位や切開深度等を学習させる。人工知能モデルの構成は認識システム（組織の構造を認識する）と判断システム（状況を把握しつつ合併症の有無等）と制御システム（手術の操作を制御する）とで構成される。認識システムはdeep learning の画像認識機能を用いて、組織構造の特徴を抽出し、認識し分析する。判断システムは手術の操作の的確さと次の操作手順を決める。制御システムは前述した認識システムと判断システムのもとに動作を執行する。学習した人工知能基盤の気管切開装置にて速やかに切開部位を自動的に決めるモードと経験のある術者であれば術者による位置決定モードという二重モードを備えた装置である。こうした特徴を有する人工知能基盤の気管切開術装置を請求項の一つとする。

【手続補正書】

【提出日】2022-03-09

【手続補正1】

【補正対象書類名】特許請求の範囲

【補正対象項目名】全文

【補正方法】変更

【補正の内容】

【特許請求の範囲】

【請求項1】

名称：人工知能基盤の気管切開装置

【請求項2】

人工知能技術を利用した気管切開装置を請求項の請求項の一つとする。メスや筋鈎、鈍的分離に使う器械等を搭載された気管切開装置に超音波probeを搭載する。超音波で捉えた画像を立体的画像に変換し、組織構造の特徴とランドマーク等を人工知能に入力し、学習させる。また気管切開術を行ったビデオを人工知能に登録し、適切な切開部位や切開深度等気管切開術を人工知能に学習させる。こうして気管切開術を行える人工知能モデルを構築する。この人工知能モデルの構成は認識システム（組織の構造を認識する）と判断システム（状況を把握しつつ合併症の有無等）と制御システム（手術の操作を制御する）とで構成される。認識システムはdeep learning の画像認識機能を用いて、組織構造の特徴を抽出し、認識し分析する。判断システムは手術の操作の的確さと次の操作手順を決める。制御システムは前述した認識システムと判断システムのもとに動作を執行する。学習した人工知能基盤の気管切開装置を用いて気管切開術を自動的に行うモードと経験のある術者であれば術者による操作モードという二重モードを備えた装置である。こうした特徴を有する人工知能基盤の気管切開術装置を請求項の一つとする。

【手続補正書】

【提出日】2022-03-09

【手続補正1】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】全文

【補正方法】変更

【補正の内容】

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、気管切開術に人工知能基盤の超音波装置の活用に関するものである。人工知能を搭載した超音波装置を用いて、超音波で捉えた画像と術者のランドマーク及び経験を総合して、気管切開術人工知能装置を発明した。

【背景技術】

【0002】

緊急時の気道確保の切り札である気管切開術は救急現場や麻酔科において不可欠な手技である。しかし、誰もが確実に施術できるとは限らない。

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0003】

緊急時における気管切開術は生死分ける手技であるが、誰もが速やかに確実に施術できるとは限らないというのが課題である。

【課題を解決するための手段】

【0004】

人工知能を搭載した超音波装置を用いて、自動化した装置を発明した。

【発明の効果】

【0005】

本発明は、緊急時速やかに気道確保するのに効果が期待される。特に、未経験者や自信のない非外科医にとって有用と見込まれる。

【図面の簡単な説明】

【0006】

【図1】本発明の仕組み模擬図である。

【図2】図１からの出力が電気信号に変化され、装置を動かす。（メスで皮膚を切開したのち、図３に示す筋鈎が術野の位置４に来て組織を圧排して術野を露出させる。）図１，２、３に示すメスや鉗子、筋鈎（本来一つの図になるべきだが）が本発明の装置に装着され、制御システムによって自動化される。

【図3】筋鈎

【図4】本発明の全体像

【符号の説明】

【0007】

1. メス
2. 超音波probe (交差するbeam 持つ)
3. 機械の入れ替わる順番（操作が終わると、その機会が３の方向に移動し、次に使う機会が４の位置にくる）
4. これから出番の機械
5. 鉗子（鈍的剥離等に使用）
6. 筋鈎（組織を圧排したり、止血したりする）

【発明を実施するための形態】

【0008】

上記構築した装置を用いて、無菌の超音波probe にゼリーの代わりにイソジンで接着剤と消毒液として切開部位あたりをあてる。超音波で捉えた画像を人工知能モデルが速やかに適切な切開部位等の標示を含むモニター上に立体的画像として反映する。術者による操作モードであれば、立体的画像を参考（未経験者の場合）し、提示された切開部位で提示された切口の長さと深度で手術を行う。次の操作も出力されたナビゲーションのもとに血管をさけながら進む。自動的モードでは、人工知能装置が組織構造を識別しつつ、皮膚を切開し、開口機械を使ったりして術野を確保し、血管をさけながら鈍的分離しったりすることで気管に到達する。気管壁を切開するから術者の補助を入れて挿管し、固定と閉創をする。

【産業上の利用可能性】

【0009】

救急現場ならびに手術室及び麻酔管理者に利用されるのが期待できる。

【手続補正2】

【補正対象書類名】図面

【補正対象項目名】全図

【補正方法】変更

【補正の内容】

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】