特開 2024-48949 遠隔手術支援トレーニング装置およびトレーニングプログラム

(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】P2024048949

(43)【公開日】2024-04-09

(54)【発明の名称】遠隔手術支援トレーニング装置およびトレーニングプログラム

(51)【国際特許分類】

   G09B 9/00 20060101AFI20240402BHJP

   A61B 34/10 20160101ALI20240402BHJP

   B25J 13/00 20060101ALI20240402BHJP

【ＦＩ】

G09B9/00 Z

A61B34/10

B25J13/00 Z

【審査請求】未請求

【請求項の数】9

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022155138

(22)【出願日】2022-09-28

(71)【出願人】

【識別番号】514063179

【氏名又は名称】株式会社メディカロイド

(74)【代理人】

【識別番号】100104433

【弁理士】

【氏名又は名称】宮園 博一

(74)【代理人】

【識別番号】100172362

【弁理士】

【氏名又は名称】田中 達哉

(72)【発明者】

【氏名】大橋 政尚

(72)【発明者】

【氏名】北辻 博明

【テーマコード（参考）】

3C707

【Ｆターム（参考）】

3C707AS35

3C707BS13

3C707CS08

3C707JS03

3C707JU12

3C707JU15

(57)【要約】

【課題】遠隔手術に関するトレーニングを行うことが可能な遠隔手術支援トレーニング装置を提供する。
【解決手段】この遠隔手術支援トレーニング装置は、外科手術ロボット１を、外部ネットワークＮを介して接続された指導医側操作装置３で操作するためのトレーニングに用いられる遠隔手術支援トレーニング装置２００であって、トレーニングを行うために、トレーニング用動画像をスコープ型表示装置２４に表示するトレーニング用制御部２０１を備える。トレーニング用制御部２０１は、外部ネットワークの通信状態に起因して生じるイベントを設定可能な設定画面を表示するとともに、設定されたイベントを疑似的に再現した環境下でトレーニングを行うように構成されている。
【選択図】図８

【特許請求の範囲】

【請求項1】

外科手術ロボットを、外部ネットワークを介して接続された操作装置で操作するためのトレーニングに用いられる遠隔手術支援トレーニング装置であって、
前記外科手術ロボットは、内視鏡および複数の手術器具を保持する複数のマニピュレータアームを備え、
前記操作装置は、前記複数のマニピュレータアームを操作するための第１操作ハンドルおよび第２操作ハンドルと、表示部と、を備え、
前記遠隔手術支援トレーニング装置は、トレーニングを行うために、トレーニング用動画像を前記表示部に表示するとともに、前記第１操作ハンドルによる操作に対応するように第１仮想手術器具を前記表示部に表示し、前記第２操作ハンドルによる操作に対応するように第２仮想手術器具を前記表示部に表示するトレーニング用制御部を備え、
前記トレーニング用制御部は、外部ネットワークの通信状態に起因して生じるイベントを設定可能な設定画面を表示するとともに、設定された前記イベントを疑似的に再現した環境下でトレーニングを行うように構成されている、遠隔手術支援トレーニング装置。

【請求項2】

前記イベントは、通信の遅延、通信速度のゆらぎ、ブラックアウト、操作の切断、および、ブロックノイズのうち少なくとも１つを含む、請求項１に記載の遠隔手術支援トレーニング装置。

【請求項3】

前記イベントを再現する再現条件は、前記イベントが前記通信の遅延の場合は遅延時間、前記イベントが前記通信速度のゆらぎの場合は遅延時間の上限値と下限値、前記イベントが前記ブラックアウトの場合は期間と回数、前記イベントが前記操作の切断の場合は期間と回数、前記が前記ブロックノイズの場合は期間と回数、を含む、請求項２に記載の遠隔手術支援トレーニング装置。

【請求項4】

前記トレーニング用制御部は、前記第１操作ハンドルおよび前記第２操作ハンドルの操作に対して、設定された前記イベントを疑似的に再現した環境下で前記第１仮想手術器具および前記第２仮想手術器具が動作するように、前記トレーニング用動画像および前記第１仮想手術器具および前記第２仮想手術器具を前記表示部に表示するように構成されている、請求項１に記載の遠隔手術支援トレーニング装置。

【請求項5】

前記設定画面は、複数の前記イベントの中から１または複数の前記イベントを選択可能に構成され、選択された１または複数の前記イベントを再現する再現条件を設定可能に構成されている、請求項１に記載の遠隔手術支援トレーニング装置。

【請求項6】

記憶部をさらに備え、
前記設定画面は、選択された１または複数の前記イベント、および、選択された１または複数の前記イベントを各々再現する前記再現条件をプリセット登録するための登録ボタンを含み、
前記トレーニング用制御部は、前記登録ボタンの操作に応じて選択された前記イベントと設定された前記再現条件を前記記憶部に記憶させる、請求項５に記載の遠隔手術支援トレーニング装置。

【請求項7】

前記トレーニング用制御部は、プリセット登録された前記イベントと前記再現条件とを前記記憶部から読み出して設定するためのプリセット選択画面を表示する、請求項６に記載の遠隔手術支援トレーニング装置。

【請求項8】

前記トレーニング用制御部は、設定された前記イベントを疑似的に再現した環境下でトレーニングにおける成績と、設定された前記イベントを疑似的に再現していない状態におけるトレーニングにおける成績とを、比較可能に表示する、請求項１に記載の遠隔手術支援トレーニング装置。

【請求項9】

外科手術ロボットを、外部ネットワークを介して接続された操作装置で操作するためのトレーニングに用いられる遠隔手術支援装置のトレーニングプログラムであって、
前記外科手術ロボットは、内視鏡および複数の手術器具を保持する複数のマニピュレータアームを備え、
前記操作装置は、前記複数のマニピュレータアームを操作するための第１操作ハンドルおよび第２操作ハンドルと、表示部と、を備え、
前記遠隔手術支援装置は、トレーニングを行うために、トレーニング用動画像を前記表示部に表示するとともに、前記第１操作ハンドルによる操作に対応するように第１仮想手術器具を前記表示部に表示し、前記第２操作ハンドルによる操作に対応するように第２仮想手術器具を前記表示部に表示するトレーニング用制御部、を備え、
前記トレーニング用制御部に、外部ネットワークの通信状態に起因して生じるイベントを設定可能な設定画面を表示させることと、設定された前記イベントを疑似的に再現した環境下でトレーニングを行わせることとを実行させる、トレーニングプログラム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

この発明は、遠隔手術支援トレーニング装置およびトレーニングプログラムに関する。

【背景技術】

【0002】

従来、ロボット手術システムのトレーニング装置が知られている（たとえば、特許文献１参照）。

【0003】

上記特許文献１には、マスター制御ステーションおよびアシスタントコントローラーによってカートのロボットアームを操作するロボット手術システムが記載されている。また、特許文献１のロボット手術システムでは、サージョンコンソール（操作装置）にシミュレーターユニットを接続して、サージョンコンソールを使用して仮想環境でロボット手術のトレーニングを行うことが記載されている。また、特許文献１のロボット手術システムは、ロボットアームとサージョンコンソールとは同じ施設に配置されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】米国特許第８６００５５１号明細書

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

上記特許文献１に記載のロボット手術システムは、ロボットアームとサージョンコンソールとは同じ施設に配置されており、特許文献１においては、ロボットアームとサージョンコンソールとを互いに異なる施設に配置して、外部ネットワークを介して手術を行うことは全く想定されていない。このため、特許文献１には、外部ネットワークを介して手術を行う場合、外部ネットワークの通信状態によって様々なイベントが生じることについて記載がなく、生じたイベントに対応できるようにトレーニングを行う必要があることについても全く記載されていない。

【0006】

この発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、この発明の１つの目的は、遠隔手術に関するトレーニングを行うことが可能な遠隔手術支援トレーニング装置およびトレーニングプログラムを提供することである。

【課題を解決するための手段】

【0007】

この発明の第１の局面による遠隔手術支援トレーニング装置は、外科手術ロボットを、外部ネットワークを介して接続された操作装置で操作するためのトレーニングに用いられる遠隔手術支援トレーニング装置であって、外科手術ロボットは、内視鏡および複数の手術器具を保持する複数のマニピュレータアームを備え、操作装置は、複数のマニピュレータアームを操作するための第１操作ハンドルおよび第２操作ハンドルと、表示部と、を備え、遠隔手術支援トレーニング装置は、トレーニングを行うために、トレーニング用動画像を表示部に表示するとともに、第１操作ハンドルによる操作に対応するように第１仮想手術器具を表示部に表示し、第２操作ハンドルによる操作に対応するように第２仮想手術器具を表示部に表示するトレーニング用制御部を備え、トレーニング用制御部は、外部ネットワークの通信状態に起因して生じるイベントを設定可能な設定画面を表示するとともに、設定されたイベントを疑似的に再現した環境下でトレーニングを行うように構成されている。

【0008】

この発明の第１の局面による遠隔手術支援トレーニング装置では、上記のように、トレーニング用制御部は、外部ネットワークの通信状態に起因して生じるイベントを設定可能な設定画面を表示するとともに、設定されたイベントを疑似的に再現した環境下でトレーニングを行う。これにより、操作装置と外科手術ロボットとが外部ネットワークにより接続され、且つ外部ネットワークの通信状態に起因したイベントを疑似的に再現することで、そのイベントが操作に影響することを想定したトレーニングを行うことができる。その結果、外部ネットワークの通信状態に起因して生じるイベントに対応する技術を操作者が習得することができる。これにより、遠隔手術に関するトレーニングを行うことができる。

【0009】

この発明の第２の局面によるトレーニングプログラムは、外科手術ロボットを、外部ネットワークを介して接続された操作装置で操作するためのトレーニングに用いられる遠隔手術支援装置のトレーニングプログラムであって、外科手術ロボットは、内視鏡および複数の手術器具を保持する複数のマニピュレータアームを備え、操作装置は、複数のマニピュレータアームを操作するための第１操作ハンドルおよび第２操作ハンドルと、表示部と、を備え、遠隔手術支援装置は、トレーニングを行うために、トレーニング用動画像を表示部に表示するとともに、第１操作ハンドルによる操作に対応するように第１仮想手術器具を表示部に表示し、第２操作ハンドルによる操作に対応するように第２仮想手術器具を表示部に表示するトレーニング用制御部、を備え、トレーニング用制御部に、外部ネットワークの通信状態に起因して生じるイベントを設定可能な設定画面を表示させることと、設定されたイベントを疑似的に再現した環境下でトレーニングを行わせることとを実行させる。

【0010】

この発明の第２の局面によるトレーニングプログラムでは、上記のように、トレーニング用制御部に、外部ネットワークの通信状態に起因して生じるイベントを設定可能な設定画面を表示させることと、設定されたイベントを疑似的に再現した環境下でトレーニングを行わせることとを実行させる。これにより、操作装置と外科手術ロボットとが外部ネットワークにより接続され、且つ外部ネットワークの通信状態に起因したイベントを疑似的に再現することで、そのイベントが操作に影響することを想定したトレーニングを行うことができる。その結果、外部ネットワークの通信状態に起因して生じるイベントに対応する技術を操作者が習得することができる。これにより、遠隔手術に関するトレーニングを行うことが可能なトレーニングプログラムを提供することができる。

【発明の効果】

【0011】

本発明によれば、遠隔手術に関するトレーニングを行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【0012】

【図1】一実施形態による遠隔手術支援システムの構成を示す図である。

【図2】一実施形態による外科手術ロボットを示す図である。

【図3】一実施形態による医師側操作装置および指導医側操作装置を示す図である。

【図4】一実施形態による遠隔手術支援システムの構成を示すブロック図である。

【図5】一実施形態による遠隔手術支援システムのスコープ型表示装置を示した図である。

【図6】一実施形態による遠隔手術支援トレーニング装置の構成を示すブロック図である。

【図7】一実施形態による遠隔手術支援トレーニングの表示画面の一例を示す図である。

【図8】一実施形態による遠隔手術支援トレーニングのイベントの設定画面の一例を示す図である。

【図9】一実施形態による遠隔手術支援トレーニングのプリセット登録の設定画面の一例を示す図である。

【図10】一実施形態による遠隔手術支援トレーニングの比較の選択画面の一例を示す図である。

【図11】一実施形態による遠隔手術支援トレーニングの比較画面の一例を示す図である。

【図12】一実施形態によるトレーニング実施処理を説明するためのフローチャートである。

【発明を実施するための形態】

【0013】

以下、本発明を具体化した実施形態を図面に基づいて説明する。

【0014】

図１～図１２を参照して、一実施形態による遠隔手術支援システム１００のトレーニングに用いられる遠隔手術支援トレーニング装置２００の構成について説明する。遠隔手術支援トレーニング装置２００は、第１施設Ｂ１に設置された外科手術ロボット１と、第１施設Ｂ１とは異なる第２施設Ｂ２に設置され外部ネットワークＮを介して接続された指導医側操作装置３と、を備える遠隔手術支援システム１００の指導医側操作装置３のトレーニングに用いられる。

【0015】

（遠隔手術支援システム）
図１に示すように、遠隔手術支援システム１００は、患者Ｐが載置された手術台１０１の近傍に設置された外科手術ロボット１と、外科手術ロボット１を医師Ａ１が操作するための医師側操作装置２と、外部ネットワークＮを介して外科手術ロボット１を指導医Ａ２が操作するための指導医側操作装置３とを備える。外科手術ロボット１と医師側操作装置２とは、第１施設Ｂ１に設置されている。指導医側操作装置３は、第１施設Ｂ１とは異なる第２施設Ｂ２に設置されている。第１施設Ｂ１では、外科手術ロボット１の近くに手術スタッフとして助手Ａ３が配置されている。また、第１施設Ｂ１には、助手Ａ３と情報共有するための情報共有装置４が設置されている。また、第２施設Ｂ２では、指導医側操作装置３の近くに遠隔手術スタッフとして臨床工学技士Ａ４が配置されている。

【0016】

図２に示すように、外科手術ロボット１は、内視鏡５を保持する１つのマニピュレータアーム１１と、手術器具６を保持する複数（３つ）のマニピュレータアーム１２とを備える。内視鏡５は、患者Ｐの内部の手術部位を撮像する。手術器具６は、鉗子などのエンドエフェクタが先端に取り付けられている。また、医師側操作装置２および指導医側操作装置３は、マニピュレータアーム１１および１２を操作するために設けられている。

【0017】

外科手術ロボット１は、第１施設Ｂ１の手術室内に配置されている。また、外科手術ロボット１は、医療用台車１３と、ポジショナ１４と、アームベース１５とを備える。外科手術ロボット１は、医療用台車１３により移動可能に構成されている。医療用台車１３には、外科手術ロボット１の動作を制御する制御装置１６が設けられている。制御装置１６は、医師側操作装置２または指導医側操作装置３に入力された指令に基づいて、外科手術ロボット１の動作を制御する。制御装置１６は、プログラムを実行するＣＰＵなどの処理部と、プログラムが格納されたメモリなどの記憶部とを含んでいる。

【0018】

また、医療用台車１３には、入力装置１７が設けられている。入力装置１７は、主に施術前に手術の準備を行うために、マニピュレータアーム１１、マニピュレータアーム１２、ポジショナ１４、および、アームベース１５の移動や姿勢の変更の操作を受け付けるように構成されている。

【0019】

ポジショナ１４は、たとえば、７軸多関節ロボットにより構成されている。また、ポジショナ１４は、医療用台車１３上に配置されている。ポジショナ１４は、アームベース１５を移動させる。具体的には、ポジショナ１４は、アームベース１５の位置を３次元に移動させるように構成されている。

【0020】

アームベース１５は、ポジショナ１４の先端に取り付けられている。また、マニピュレータアーム１１およびマニピュレータアーム１２は、各々の根元部がアームベース１５に取り付けられている。アームベース１５、マニピュレータアーム１１、および、マニピュレータアーム１２は、滅菌ドレープにより覆われて使用される。

【0021】

図１に示すように、医師側操作装置２は、たとえば、第１施設Ｂ１の手術室の中または手術室の外に配置されている。また、医師側操作装置２は、医師側操作装置本体２ａを備える。図３に示すように、医師側操作装置本体２ａは、操作ハンドル２１と、フットペダル２２と、タッチパネル２３と、スコープ型表示装置２４と、アームレスト２５と、音声通信装置２６と、センサ２７と、制御装置２８と、支持アーム３０とを備える。

【0022】

操作ハンドル２１は、操作者（医師Ａ１）が指令を入力するための操作用のハンドルを構成する。操作ハンドル２１は、操作者（医師Ａ１）がマニピュレータアーム１１および１２（内視鏡５および手術器具６）を操作するために設けられている。また、操作ハンドル２１は、マニピュレータアーム１１および１２（内視鏡５および手術器具６）に対する操作量を受け付ける。操作ハンドル２１は、操作者（医師Ａ１）の右手により操作される操作ハンドル２１Ｒと操作者（医師Ａ１）の左手により操作される操作ハンドル２１Ｌとの一対の操作ハンドルを含む。操作ハンドル２１Ｒで一つのマニピュレータアーム１２に保持された手術器具６を操作し、操作ハンドル２１Ｌで他のマニピュレータアーム１２に保持された手術器具６を操作する。なお、操作ハンドル２１Ｒおよび操作ハンドル２１Ｌは、それぞれ、特許請求の範囲の「第１操作ハンドル」および「第２操作ハンドル」の一例である。

【0023】

また、操作ハンドル２１は、操作ハンドル２１によって受け付けられた操作量に対して内視鏡５および手術器具６の移動量が変更（スケーリング）される。たとえば、移動量の倍率が１／２倍に設定されている場合、内視鏡５および手術器具６は、操作ハンドル２１の移動距離の１／２の移動距離を移動するよう制御される。これによって、精細な手術を精確に行うことができる。

【0024】

フットペダル２２は、内視鏡５および手術器具６に関する機能を実行するための複数のペダルを含む。複数のペダルは、たとえば、凝固ペダルと、切断ペダルと、カメラペダルと、クラッチペダルとを含む。複数のペダルは、操作者（医師Ａ１）の足により操作される。カメラペダルが操作されると操作ハンドル２１でマニピュレータアーム１１に保持された内視鏡を移動させることができる。このとき操作ハンドル２１Ｒと操作ハンドル２１Ｌの両方で内視鏡を操作して移動させる。タッチパネル２３は、医師側操作装置２に関する設定操作を受け付ける。タッチパネル２３は、アームレスト２５に配置されている。スコープ型表示装置２４は、内視鏡５で取得された内視鏡画像（図７参照）を表示する。スコープ型表示装置２４は、操作者（医師Ａ１）のみが表示された画像を見ることが可能な没入型の表示装置である。操作者（医師Ａ１）は、スコープ型表示装置２４により患部を視認しながら、操作ハンドル２１およびフットペダル２２を操作する。支持アーム３０は、スコープ型表示装置２４の高さを医師などの操作者の顔の高さに合わせて調整できるようにスコープ型表示装置２４を支持する。

【0025】

アームレスト２５は、バー状に形成されており、操作ハンドル２１を操作する際に操作者（医師Ａ１）が腕を置くことが可能なように構成されている。音声通信装置２６は、操作者（医師Ａ１）がスコープ型表示装置２４を覗き込んだ状態で指導医側操作装置３の後述する音声通信装置２６と音声通信することができる位置に配置されている。具体的には、音声通信装置２６は、操作者（医師Ａ１）がスコープ型表示装置２４を覗き込んだ状態で操作者（医師Ａ１）の頭部の近くに位置するように配置されている。音声通信装置２６は、スコープ型表示装置２４に一体的に配置されており、支持アーム３０によって一体的に高さ調整ができる。

【0026】

センサ２７は、スコープ型表示装置２４が覗き込まれている使用状態であるか否かを検出するように構成されている。センサ２７は、操作者（医師Ａ１）がスコープ型表示装置２４を覗き込んだ状態で操作者（医師Ａ１）の頭部を検出可能な位置に配置されている。センサ２７は、スコープ型表示装置２４に一体的に配置されている。制御装置２８は、医師側操作装置２の動作を制御する。制御装置２８は、プログラムを実行するＣＰＵなどの処理部と、プログラムが格納されたメモリなどの記憶部とを含んでいる。

【0027】

以上、医師側操作装置２について説明したが、指導医側操作装置３についても医師側操作装置２と同様の構造になっている。すなわち、図４に示すように、指導医側操作装置３は、指導医側操作装置本体３ａを備える。指導医側操作装置本体３ａは、操作ハンドル２３１と、フットペダル２２と、タッチパネル２３と、スコープ型表示装置２４と、アームレスト２５と、音声通信装置２６と、センサ２７と、制御装置２８と、支持アーム３０とを備える。また、医師側操作装置２と指導医側操作装置３とは基本的に同じ仕様であるが、タッチパネル２３を介して、通常モードと遠隔モードとが切り替えられて使用される。

【0028】

図１および図４に示すように、指導医側操作装置３は、外部ネットワークＮを介して送信された内視鏡画像を表示するタッチパネル表示装置５１と、音声通信装置２６と音声通信を行うため、スコープ型表示装置２４よりもタッチパネル表示装置５１の近くに配置された音声通信装置５２とを備える。

【0029】

タッチパネル表示装置５１と音声通信装置５２とは、指導医側操作装置本体３ａとは独立したユニットとして、指導医側操作装置本体３ａの近くに配置されている。タッチパネル表示装置５１は、たとえば、タッチパネル機能を有する表示装置である。また、タッチパネル表示装置５１は、フラットパネル表示装置または湾曲パネル表示装置である。指導医Ａ２は、指またはタッチパネル用のペンなどを使用して、タッチパネル表示装置５１に指示入力を受け付けさせることにより、指導用の画像を生成させる。指導用の画像は、たとえば、線、円または矢印などであり得る。

【0030】

図４および図５に示すように、音声通信装置２６および音声通信装置５２は、それぞれマイクロフォン２６１、５２１とスピーカー２６２、５２２とを含む。マイクロフォン２６１（５２１）は、音声入力を受け付ける。スピーカー２６２（５２２）は、音声を出力する。また、スピーカー２６２は、操作者（医師Ａ１または指導医Ａ２）がスコープ型表示装置２４を覗き込んだ状態で操作者の耳に近い位置に配置されている。また、図５に示すように、マイクロフォン２６１は、操作者（医師Ａ１または指導医Ａ２）がスコープ型表示装置２４を覗き込んだ状態で操作者の口に近い位置に配置されている。また、マイクロフォン２６１およびスピーカー２６２は、スコープ型表示装置２４に一体的に配置されている。

【0031】

また、医師側操作装置２は、指導医側操作装置３と同様のユニットを備える。すなわち、医師側操作装置２は、内視鏡画像（図７参照）を表示するタッチパネル表示装置６１と、音声通信装置２６および５２と音声通信を行うため、スコープ型表示装置２４よりもタッチパネル表示装置６１の近くに配置された音声通信装置６２と、を備える。タッチパネル表示装置６１を設けることにより、術中に医師Ａ１と指導医Ａ２との間で双方向にアノテーションを行うことができる。

【0032】

タッチパネル表示装置６１と音声通信装置６２とは、医師側操作装置本体２ａとは独立したユニットとして、医師側操作装置本体２ａの近くに配置されている。タッチパネル表示装置６１は、たとえば、タッチパネル機能を有するフラットパネル表示装置または湾曲パネル表示装置である。

【0033】

また、音声通信装置６２は、マイクロフォン６２１とスピーカー６２２とを含む。マイクロフォン６２１は、音声入力を受け付ける。スピーカー６２２は、音声を出力する。また、音声通信装置６２は、タッチパネル表示装置６１に一体的に配置されている。音声通信装置６２は、たとえば、マイクロフォン６２１およびスピーカー６２２がタッチパネル表示装置６１に内蔵されている。なお、図１では、タッチパネル表示装置６１と音声通信装置６２とを別々に図示している。

【0034】

図１および図４に示すように、情報共有装置４は、移動可能なモニタカートである。情報共有装置４は、内視鏡５（図２参照）で取得された内視鏡画像を表示するための表示装置４１と、医師側操作装置２の音声通信装置２６と音声通信を行うための音声通信装置４２と、を備える。また、情報共有装置４は、医師側操作装置２よりも外科手術ロボット１の近くに配置される。これにより、外科手術ロボット１の近くに手術スタッフとして配置された助手Ａ３が、内視鏡画像を確認したり、医師Ａ１と対話することができる。また、音声通信装置４２は、音声通信装置２６および音声通信装置５２の両方と音声通信を行うことが可能である。これにより、外科手術ロボット１の近くに手術スタッフとして配置された助手Ａ３と医師Ａ１との対話を、指導医Ａ２および臨床工学技士Ａ４にも聞かせることができる。また、助手Ａ３が指導医Ａ２および臨床工学技士Ａ４と対話することもできる。また、音声通信装置４２は、マイクロフォン４２１とスピーカー４２２とを含む。マイクロフォン４２１は、音声入力を受け付ける。スピーカー４２２は、音声を出力する。また、表示装置４１は、たとえば、フラットパネル表示装置または湾曲パネル表示装置である。

【0035】

また、情報共有装置４には、制御装置４３が配置されている。制御装置４３は、画像処理を行う。制御装置４３は、プログラムを実行するＣＰＵなどの処理部と、プログラムが格納されたメモリなどの記憶部とを含んでいる。また、制御装置４３は、第１施設Ｂ１に配置されている。

【0036】

なお、制御装置４３は、医師側操作装置２のスコープ型表示装置２４、指導医側操作装置３のスコープ型表示装置２４、表示装置４１、タッチパネル表示装置５１、および、タッチパネル表示装置６１の各表示装置に、同じ画像を表示する。すなわち、医師側操作装置２のスコープ型表示装置２４、指導医側操作装置３のスコープ型表示装置２４、表示装置４１、タッチパネル表示装置５１、および、タッチパネル表示装置６１の各表示装置には、同じ内視鏡画像が表示される。

【0037】

図３～図５に示すように、指導医側操作装置３は、上記のように、スコープ型表示装置２４が覗き込まれている使用状態であるか否かを検出するセンサ２７を備える。制御装置１６は、指導医側操作装置３のセンサ２７によって使用状態が検出されていない場合に、指導医側操作装置３の操作ハンドル２１によるマニピュレータアーム１１および１２の操作を禁止し、センサ２７によって使用状態が検出されている場合に、指導医側操作装置３の操作ハンドル２１による所定の入力を受け付けることにより、操作ハンドル２１にマニピュレータアーム１２を操作可能に接続する。

【0038】

なお、医師側操作装置２についても同様である。すなわち、制御装置１６は、医師側操作装置２のセンサ２７によって使用状態が検出されていない場合に、医師側操作装置２の操作ハンドル２１によるマニピュレータアーム１１および１２の操作を禁止し、センサ２７によって使用状態が検出されている場合に、医師側操作装置２の操作ハンドル２１による所定の入力を受け付けることにより、操作ハンドル２１にマニピュレータアーム１２を操作可能に接続する。

【0039】

（遠隔手術支援トレーニング装置）
遠隔手術支援トレーニング装置２００は、図６に示すように、トレーニング用制御部２０１と、記憶部２０２とを備えている。また、遠隔手術支援トレーニング装置２００は、第２施設Ｂ２に配置されている。遠隔手術支援トレーニング装置２００は、トレーニングプログラム２０１ａを実行することによりトレーニングを行う。遠隔手術支援トレーニング装置２００は、指導医側操作装置３に外部ネットワークＮを介して接続された外科手術ロボット１を操作することをトレーニングする。

【0040】

遠隔手術支援トレーニング装置２００は、外科手術ロボット１を同じ施設内において操作装置により操作するためのトレーニングを行うトレーニング装置に含まれていてもよい。つまり、遠隔手術支援トレーニング装置２００は、同じ施設（たとえば、第２施設）に配置された外科手術ロボット１を、指導医側操作装置３により操作することをトレーニングすることが可能に構成されていてもよい。この場合、遠隔手術支援トレーニング装置２００において、遠隔操作ではない通常のトレーニングと、遠隔操作のトレーニングとの両方を行うことが可能である。

【0041】

トレーニング用制御部２０１は、トレーニングを行うために、トレーニング用動画像をスコープ型表示装置２４に表示する。また、トレーニング用制御部２０１は、図７に示すように、操作ハンドル２１Ｒによる操作に対応するように第１仮想手術器具６Ｒをスコープ型表示装置２４に表示し、操作ハンドル２１Ｌによる操作に対応するように第２仮想手術器具６Ｌをスコープ型表示装置２４に表示する。

【0042】

つまり、トレーニング用制御部２０１は、操作ハンドル２１の操作に基づいて、仮想の手術器具をトレーニング用動画像において表示して、トレーニングを行う。

【0043】

遠隔手術支援トレーニング装置２００は、第１施設Ｂ１の情報共有装置４の制御装置４３と同様の構成の表示制御部２０３を介して指導医側操作装置３にトレーニング用動画像を表示させる。また、遠隔手術支援トレーニング装置２００は、指導医側操作装置３の操作に基づく信号を受信して、第１仮想手術器具６Ｒおよび第２仮想手術器具６Ｌの位置を計算する。

【0044】

また、本実施形態では、トレーニング用制御部２０１は、図８に示すように、外部ネットワークの通信状態に起因して生じるイベントを設定可能な設定画面を表示する。たとえば、設定画面は、スコープ型表示装置２４またはタッチパネル２３に表示される。また、トレーニング用制御部２０１は、設定されたイベントを疑似的に再現した環境下でトレーニングを行う。

【0045】

これにより、指導医側操作装置３と外科手術ロボット１とが外部ネットワークにより接続され、且つ通信状態に起因して生じるイベントが操作に影響することを想定したトレーニングを行うことができる。その結果、外部ネットワークの通信状態に起因して生じるイベントに対応する技術を指導医Ａ２が習得することができる。これにより、遠隔手術に関するトレーニングを行うことができる。

【0046】

また、トレーニング用制御部２０１は、操作ハンドル２１Ｒおよび２１Ｌの操作に対して、設定されたイベントを疑似的に再現した環境下で第１仮想手術器具６Ｒおよび第２仮想手術器具６Ｌが動作するように、トレーニング用動画像および第１仮想手術器具６Ｒおよび第２仮想手術器具６Ｌをスコープ型表示装置２４に表示するように構成されている。これにより、操作ハンドル２１Ｒおよび２１Ｌの操作に対して、通信状態に起因するイベントを加味した画像がスコープ型表示装置２４に表示されるので、指導医Ａ２が外部ネットワークを介して手術器具６を操作した場合の操作感を容易に体感することができる。その結果、実践的なトレーニングを行うことができる。

【0047】

遠隔手術支援トレーニング装置２００は、第１施設Ｂ１に設置された外科手術ロボット１と、第１施設Ｂ１に設置され医師Ａ１が操作する医師側操作装置２と、第２施設Ｂ２に設置された指導医側操作装置３と、を備える遠隔手術支援システム１００において、第１施設Ｂ１の医師Ａ１を指導する指導医Ａ２が操作する指導医側操作装置３のトレーニングに用いられる。これにより、第１施設Ｂ１とは遠隔にある第２施設Ｂ２から医師Ａ１に対してロボット手術の指導を行うためのトレーニングを行うことができるので、外部ネットワークを介した指導の際に、外部ネットワークの通信状態に起因して生じるイベントに対応する技術を指導医Ａ２が習得することができる。

【0048】

遠隔手術支援トレーニング装置２００によるトレーニングの際に設定されるイベントは、外部ネットワークの通信状態に起因して生じる通信不具合条件を含む。これにより、通信の不具合によるイベントに対応する技術を指導医が習得することができる。

【0049】

たとえば、通信不具合条件は、通信の遅延、通信速度のゆらぎ、ブラックアウト、操作の切断、および、ブロックノイズのうち少なくとも１つを含む。これにより、通信の遅延、通信速度のゆらぎ、ブラックアウト、操作の切断、または、ブロックノイズに対応する技術を指導医が習得することができる。

【0050】

通信の遅延を再現する場合は、設定された再現条件に基づいてデータを送信するタイミングを遅延させる。たとえば、生成されたトレーニング用動画像のデータを待機時間分だけ遅延させて送信する。また、医師側操作装置２からの操作に基づく信号を待機時間だけ遅延させてトレーニング用動画像を生成する。

【0051】

通信速度のゆらぎを再現する場合は、設定された待機時間の上限値と下限値との間においてランダムに待機時間を変化させて遅延状態を変化させる。

【0052】

ブラックアウトを再現する場合は、指定した期間内において指定した回数だけランダムのタイミングで、黒画面をトレーニング用動画像に入れ込む。これにより、指導医側操作装置３のスコープ型表示装置２４がブラックアウトするのが再現される。

【0053】

操作の切断を再現する場合は、指定した期間内において指定した回数だけランダムのタイミングで、操作信号の送信を停止して、回線が切断した場合と同様の状況が再現される。操作の切断では、内視鏡５の映像は見えているが、手術器具６を操作できない状態である。なお、操作が切断された場合、実際の手術時においては、外科手術ロボット１の近くにいる助手Ａ３が外科手術ロボット１に設けられた操作部を操作することにより手術器具６を移動させることが可能である。

【0054】

ブロックノイズを再現する場合は、指定した期間内において指定した回数だけランダムのタイミングで、トレーニング用動画像に対してブロックノイズを合成加工する。この場合、ブロックノイズを生成する画面内の大きさおよび位置については、設定可能であってもよいし、ランダムに決められてもよい。

【0055】

図８に示すように、イベントを再現する条件は、イベントが遅延の場合は遅延時間、イベントが通信速度のゆらぎの場合は遅延時間の上限値と下限値、イベントがブラックアウトの場合は期間と回数、イベントが操作の切断の場合は期間と回数、イベントがブロックノイズの場合は期間と回数、を含む。これにより、イベントに応じて通信状態を再現する条件を設定することができるので、外部ネットワークを介した操作におけるトレーニングを適切に行うことができる。

【0056】

また、図８に示すように、イベントを設定する設定画面は、複数のイベントの中から１または複数のイベントを選択可能に構成され、選択された１または複数のイベントを再現する条件を設定可能に構成されている。これにより、多様なイベントに対する現象を再現することができる。

【0057】

たとえば、設定するイベントを選択して、各設定項目を入力することにより、再現されるイベントが設定される。図８に示す例では、遅延が１００ミリ秒で設定され、ブラックアウトが１８０秒の期間内に３回発生することが設定されている。

【0058】

図８に示すように、イベントを設定する設定画面は、選択された１または複数のイベント、および、選択された１または複数のイベントを各々再現する条件をプリセット登録するための登録ボタンを含む。トレーニング用制御部２０１は、登録ボタンの操作に応じて選択されたイベントと設定された再現条件を記憶部２０２に記憶させる。これにより、イベントの設定をトレーニング毎に行わなくても、プリセット登録からトレーニングに必要なイベントを読み出すことができるので、トレーニングを行う際の設定の手間がかかるのを抑制することができる。

【0059】

また、図９に示すように、トレーニング用制御部２０１は、プリセット登録されたイベントと再現する条件とを記憶部２０２から読み出して設定するためのプリセット選択画面を表示する。これにより、プリセット選択画面からプリセット登録されたイベントと再現条件とを容易に選択することができる。

【0060】

図９に示す例では、プリセット選択画面は、プリセット名と更新日が表示されたリストが表示される。そして、このうちから１つを選択することにより、トレーニングを行う際のイベントが設定される。

【0061】

また、プリセット選択画面に外部出力ボタンを設け、選択されたプリセット名に該当するイベントと再現条件をＵＳＢ（ユニバーサル・シリアル・バス）メモリのような外部記憶媒体に記憶させるようにしても良い。このようにすることで異なる遠隔手術支援トレーニング装置に外部記憶媒体を介してプリセット登録されたイベントと再現条件を読み込ませることができる。また、２つの遠隔手術支援トレーニング装置がネットワークを介して接続されている場合は、外部出力ボタンを操作することにより、異なる遠隔手術支援トレーニング装置にネットワークを介してプリセット登録されたイベントと再現条件を送信するようにしても良い。

【0062】

また、図１０および図１１に示すように、トレーニング用制御部２０１は、設定されたイベントを疑似的に再現した環境下でトレーニングにおける成績と、設定されたイベントを疑似的に再現していない状態におけるトレーニングにおける成績とを、比較可能に表示する。これにより、外部ネットワークＮを介して接続された場合と、外部ネットワークＮを介さない場合との操作のトレーニングにおける成績を容易に比較することができる。

【0063】

図１０に示すように、トレーニング用制御部２０１は、複数のトレーニングにおける成績を比較するために、比較するレーニングを選択する選択画面を表示する。たとえば、トレーニング用制御部２０１は、エクササイズ毎に一覧が表示される。図１０に示す例では、エクササイズはプルダウンで選択可能である。表示された一覧の中から比較する対象が選択され、比較ボタンが操作されると、比較画面（図１１参照）が表示される。なお、選択によっては、外部ネットワークＮを介したトレーニングの成績と、外部ネットワークＮを介したトレーニングの成績とを比較することも可能である。また、外部ネットワークＮを介さないトレーニングの成績と、外部ネットワークＮを介さないトレーニングの成績とを比較することも可能である。また、３以上のトレーニングの成績を比較することも可能である。

【0064】

図１１に示すように、比較画面では、たとえば、評価項目の詳細と、各トレーニングによる成績とが表示される。選択したエクササイズにおいて評価できない項目については「－」（ハイフン）が表示される。

【0065】

（トレーニング実施処理）
図１２を参照して、遠隔手術支援トレーニング装置２００によるトレーニング実施処理について説明する。

【0066】

図１２のステップＳ１において、トレーニング用制御部２０１は、指導医側操作装置３からの操作信号を受信する。ステップＳ２において、トレーニング用制御部２０１は、操作信号に基づいて、第１仮想手術器具６Ｒおよび第２仮想手術器具６Ｌの位置座標を計算する。

【0067】

ステップＳ３において、トレーニング用制御部２０１は、計算した第１仮想手術器具６Ｒおよび第２仮想手術器具６Ｌの位置座標に基づいて、３次元映像のトレーニング用動画像を合成する。ステップＳ４において、トレーニング用制御部２０１は、送信条件として、外部ネットワークの通信状態に起因して生じるイベントの設定を加味する。つまり、トレーニング用制御部２０１は、選択したイベントに応じて、映像信号を遅延させたり、映像を加工したりする。

【0068】

ステップＳ５において、トレーニング用制御部２０１は、生成した映像を表示制御部２０３を介して指導医側操作装置３に送信する。トレーニング用制御部２０１は、ステップＳ１～Ｓ５の処理を繰り返して、トレーニングを実施する。

【0069】

（本実施形態の効果）
本実施形態では、以下のような効果を得ることができる。

【0070】

本実施形態では、上記のように、トレーニング用制御部２０１は、外部ネットワークの通信状態に起因して生じるイベントを設定可能な設定画面を表示するとともに、設定されたイベントを疑似的に再現した環境下でトレーニングを行う。これにより、指導医側操作装置３と外科手術ロボット１とが外部ネットワークにより接続され、且つ通信状態に起因して生じるイベントが操作に影響することを想定したトレーニングを行うことができる。その結果、外部ネットワークの通信状態に起因して生じる現象に対応する技術を指導医Ａ２が習得することができる。これにより、遠隔手術に関するトレーニングを行うことができる。

【0071】

（変形例）
なお、今回開示された実施形態は、すべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した実施形態の説明ではなく特許請求の範囲によって示され、さらに特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更（変形例）が含まれる。

【0072】

たとえば、上記実施形態では、本発明の遠隔手術支援トレーニング装置が、第１施設の医師を指導する指導医が操作する指導医側操作装置のトレーニングに用いられる構成の例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明の遠隔手術支援トレーニング装置は、第１施設に配置された外科手術ロボットを、指導は行わずに第２施設に配置された操作装置から操作するためのトレーニングに用いられてもよい。

【0073】

また、上記実施形態では、本発明の表示部として、スコープ型表示装置を設ける例を示したが、本発明はこれに限られない。たとえば、本発明の表示部として、スコープ型表示装置以外の湾曲パネル表示装置、フラットパネル表示装置または投影型表示装置などを設けてもよい。

【0074】

また、上記実施形態では、情報共有装置の音声通信装置を設けて、音声通信を行う構成の例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、外科手術ロボットに音声通信装置を設けて、音声通信を行ってもよい。

【0075】

また、上記実施形態では、第２施設Ｂ２に指導医側操作装置３を設置する例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、第２施設Ｂ２に医師側操作装置と外科手術ロボットを配置し、モード選択より通常モードが選択された場合は、第２施設Ｂ２の医師側操作装置によって第２施設Ｂ２の外科手術ロボットを操作するようにし、モード選択より遠隔モードが選択された場合は、第２施設Ｂ２の医師側操作装置を指導医側操作装置として機能させ、第２施設Ｂ２の医師側操作装置によって第１施設Ｂ１の外科手術ロボットを操作するようにしても良い。

【0076】

［態様］
上記した例示的な実施形態は、以下の態様の具体例であることが当業者により理解される。

【0077】

（項目１）
外科手術ロボットを、外部ネットワークを介して接続された操作装置で操作するためのトレーニングに用いられる遠隔手術支援トレーニング装置であって、
前記外科手術ロボットは、内視鏡および複数の手術器具を保持する複数のマニピュレータアームを備え、
前記操作装置は、前記複数のマニピュレータアームを操作するための第１操作ハンドルおよび第２操作ハンドルと、表示部と、を備え、
前記遠隔手術支援トレーニング装置は、トレーニングを行うために、トレーニング用動画像を前記表示部に表示するとともに、前記第１操作ハンドルによる操作に対応するように第１仮想手術器具を前記表示部に表示し、前記第２操作ハンドルによる操作に対応するように第２仮想手術器具を前記表示部に表示するトレーニング用制御部を備え、
前記トレーニング用制御部は、外部ネットワークの通信状態に起因して生じるイベントを設定可能な設定画面を表示するとともに、設定された前記イベントを疑似的に再現した環境下でトレーニングを行うように構成されている、遠隔手術支援トレーニング装置。

【0078】

（項目２）
前記イベントは、通信の遅延、通信速度のゆらぎ、ブラックアウト、操作の切断、および、ブロックノイズのうち少なくとも１つを含む、項目１に記載の遠隔手術支援トレーニング装置。

【0079】

（項目３）
前記イベントを再現する再現条件は、前記イベントが遅延の場合は遅延時間、前記イベントが通信速度のゆらぎの場合は遅延時間の上限値と下限値、前記イベントがブラックアウトの場合は期間と回数、前記不具合条件が操作の切断の場合は期間と回数、前記イベントがブロックノイズの場合は期間と回数、を含む、項目２に記載の遠隔手術支援トレーニング装置。

【0080】

（項目４）
前記トレーニング用制御部は、前記第１操作ハンドルおよび前記第２操作ハンドルの操作に対して、設定された前記イベントを疑似的に再現した環境下で前記第１仮想手術器具および前記第２仮想手術器具が動作するように、前記トレーニング用動画像および前記第１仮想手術器具および前記第２仮想手術器具を前記表示部に表示するように構成されている、項目１～３のいずれか１項に記載の遠隔手術支援トレーニング装置。

【0081】

（項目５）
前記設定画面は、複数の前記イベントの中から１または複数の前記イベントを選択可能に構成され、選択された１または複数の前記イベントを再現する前記再現条件を設定可能に構成されている、項目１～４のいずれか１項に記載の遠隔手術支援トレーニング装置。

【0082】

（項目６）
記憶部をさらに備え、
前記設定画面は、選択された１または複数の前記イベント、および、選択された１または複数の前記イベントを各々再現する前記再現条件をプリセット登録するための登録ボタンを含み、
前記トレーニング用制御部は、前記登録ボタンの操作に応じて選択された前記イベントと設定された前記再現条件を前記記憶部に記憶させる、項目５に記載の遠隔手術支援トレーニング装置。

【0083】

（項目７）
前記トレーニング用制御部は、プリセット登録された前記イベントと前記再現条件とを前記記憶部から読み出して設定するためのプリセット選択画面を表示する、項目６に記載の遠隔手術支援トレーニング装置。

【0084】

（項目８）
前記トレーニング用制御部は、設定された前記イベントを疑似的に再現した環境下でトレーニングにおける成績と、設定された前記イベントを疑似的に再現していない状態におけるトレーニングにおける成績とを、比較可能に表示する、項目１～７のいずれか１項に記載の遠隔手術支援トレーニング装置。

【0085】

（項目９）
外科手術ロボットを、外部ネットワークを介して接続された操作装置で操作するためのトレーニングに用いられる遠隔手術支援装置のトレーニングプログラムであって、
前記外科手術ロボットは、内視鏡および複数の手術器具を保持する複数のマニピュレータアームを備え、
前記操作装置は、前記複数のマニピュレータアームを操作するための第１操作ハンドルおよび第２操作ハンドルと、表示部と、を備え、
前記遠隔手術支援装置は、トレーニングを行うために、トレーニング用動画像を前記表示部に表示するとともに、前記第１操作ハンドルによる操作に対応するように第１仮想手術器具を前記表示部に表示し、前記第２操作ハンドルによる操作に対応するように第２仮想手術器具を前記表示部に表示するトレーニング用制御部、を備え、
前記トレーニング用制御部に、外部ネットワークの通信状態に起因して生じるイベントを設定可能な設定画面を表示させることと、設定された前記イベントを疑似的に再現した環境下でトレーニングを行わせることとを実行させる、トレーニングプログラム。

【符号の説明】

【0086】

１ 外科手術ロボット
２ 医師側操作装置（操作装置）
３ 指導医側操作装置（操作装置）
５ 内視鏡
６ 手術器具
６Ｌ 第２仮想手術器具
６Ｒ 第１仮想手術器具
１１、１２ マニピュレータアーム
２１Ｌ 操作ハンドル（第２操作ハンドル）
２１Ｒ 操作ハンドル（第１操作ハンドル）
２４ スコープ型表示装置（表示部）
１００ 遠隔手術支援システム
２００ 遠隔手術支援トレーニング装置
２０１ トレーニング用制御部
２０１ａ トレーニングプログラム
Ａ１ 医師
Ａ２ 指導医
Ｂ１ 第１施設
Ｂ２ 第２施設
Ｎ 外部ネットワーク

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】