JP7347428B2 - ネットワーク監視システム、ネットワーク監視方法、及びプログラム - Google Patents

Description

本開示は、ネットワーク監視システム、ネットワーク監視方法、及びプログラムに関する。

従来、下記の特許文献１には、ＩＰネットワーク及びイーサネット（登録商標）ＯＡＭを用いた可動状況の監視について記載されている。

特許第５３０６３６５号公報

ＩＰネットワークを構成するにあたり、ＩＰネットワークに非ＩＰデバイスを接続することが想定される。上記特許文献に記載された技術はＩＰデバイスを備えるＩＰネットワークを非ＩＰデバイスに接続した場合に、ＩＰネットワークと非ＩＰデバイスの双方について監視することが困難であった。

そこで、ＩＰデバイスを備えるＩＰネットワークと、非ＩＰデバイスとを含むシステムにおいて、ＩＰネットワークと非ＩＰデバイスの双方について監視することが望まれていた。

本開示によれば、ＩＰデバイスが接続されたＩＰネットワークを監視するＩＰネットワーク監視部と、非ＩＰデバイスを監視する非ＩＰデバイス監視部と、を備える、ネットワーク監視システムが提供される。

また、本開示によれば、ＩＰデバイスが接続されたＩＰネットワークを監視することと、非ＩＰデバイスを監視することと、を備える、ネットワーク監視方法が提供される。また、本開示によれば、ＩＰデバイスが接続されたＩＰネットワークを監視することと、非ＩＰデバイスを監視することと、を備える、ＡＶ信号をＩＰ化された伝送システムにおけるネットワーク監視方法が提供される。

また、本開示によれば、ＩＰデバイスが接続されたＩＰネットワークを監視する手段、非ＩＰデバイスを監視する手段、としてコンピュータを機能させるためのプログラムが提供される。

以上説明したように本開示によれば、ＩＰデバイスを備えるＩＰネットワークと、非ＩＰデバイスとを含むシステムにおいて、ＩＰネットワークと非ＩＰデバイスの双方について監視することが可能となる。
なお、上記の効果は必ずしも限定的なものではなく、上記の効果とともに、または上記の効果に代えて、本明細書に示されたいずれかの効果、または本明細書から把握され得る他の効果が奏されてもよい。

本開示の一実施形態に係るシステムの概略構成を示す模式図である。 本開示の具体的な適用例を示す模式図である。 本開示の具体的な適用例を示す模式図である。 本開示の具体的な適用例を示す模式図である。 ＳＤＮコントローラのフロー表示制御部によって作成された、ネットワークトボロジーを可視化した表示情報を示す模式図である。 Ｏｐｅｎｆｌｏｗの概要を示す模式図である。 ネットワークの監視にＯｐｅｎｆｌｏｗ、ｓｆｌｏｗを利用した例を示す模式図である。 本実施形態に係るシステムの障害解析の機能の概要を示す模式図である。 問題切り分けの手法を示す模式図である。 問題切り分けの手法を示す模式図である。 問題切り分けの手法を示す模式図である。 問題切り分けの手法を示す模式図である。 非ＩＰデバイスにおける問題解析を示す模式図である。 ネットワークシステム解析装置が備えるシステム障害自動検知部と、指定型障害検知部を示す模式図である。 指定型の障害検知を説明するための模式図である。 指定型の障害検知を説明するための模式図である。 指定型の障害検知の問題解析フローを示すフローチャートである。 障害検知の流れを説明するための模式図である。 監視用のフローの追加方法を示す模式図である。 手術室システムの全体構成を概略的に示す図である。 集中操作パネルにおける操作画面の表示例を示す図である。 手術室システムが適用された手術の様子の一例を示す図である。 図２２に示すカメラヘッド及びＣＣＵの機能構成の一例を示すブロック図である。

以下に添付図面を参照しながら、本開示の好適な実施の形態について詳細に説明する。なお、本明細書及び図面において、実質的に同一の機能構成を有する構成要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略する。

なお、説明は以下の順序で行うものとする。
１．本開示の概要
２．本開示の適用例
３．ＳＤＮを用いたネットワークフロー監視
４．システムの障害解析
４．１．ネットワークにおける問題解析
４．２．非ＩＰデバイスにおける問題解析
５．問題解析の詳細
６．応用例

１．本開示の概要
まず、図１を参照して、本開示の一実施形態に係るシステム１０００の概略構成について説明する。図１に示すように、このシステム１０００は、複数のＡＶデバイス１００、ＩＰスイッチ２００、システムコントローラ４００、ＳＤＮコントローラ５００、ネットワークシステム解析装置（Ｎｅｔｗｏｒｋ Ｓｙｓｔｅｍ Ａｎａｌｙｚｅｒ）６００、を有して構成されている。また、システム１０００は、コントロールパネル７００、サーバまたはディスプレイのコントローラ８００を更に有している。図１において、ＡＶデバイス１００とＩＰスイッチ２００との間では、ＡＶストリームデータと制御データが送受信される。また、ＩＰスイッチ２００と、システムコントローラ４００、ＳＤＮコントローラ５００、ネットワークシステム解析装置６００、コントロールパネル７００、またはコントローラ８００との間では、制御データが送受信される。図１では、ＡＶデバイス１００とＩＰスイッチ２００の間、ＩＰスイッチ２００と、システムコントローラ４００、ＳＤＮコントローラ５００、ネットワークシステム解析装置６００、コントロールパネル７００、コントローラ８００、またはＡＶデバイス１００との間において、ＡＶストリームのトラフィックを太い実線で、制御データのトラフィックを細い実線で示している。制御データのトラフィックは、ネットワークの制御データのトラフィックと、デバイスの制御データのトラフィックを含む。また、ＩＰスイッチ２００とＡＶデバイス１００との間において、時刻の同期信号を一点鎖線で示している。なお、システムコントローラ４００は、ＡＶデバイス１００の制御、切替を行う装置である。

複数のＡＶデバイス１００は、例えばＩＰコンバータ等の機器である。送信側（図１のＳｅｎｄｅｒに相当）のＡＶデバイス１００には、送信側のＡＶソース１８０として、例えばカメラなどの機器が接続されている。また、受信側（図１のＲｅｃｅｉｖｅｒに相当）のＡＶデバイス１００には、受信側のＡＶディスティネーション１９０として、ディスプレイ等の機器が接続されている。ＡＶソース１８０またはＡＶディスティネーション１９０は、ＨＤＭＩ（登録商標）を介して通信が行われる。ＡＶデバイス１００がＩＰコンバータの場合、ＡＶデバイス１００は、ＡＶソース１８０またはＡＶディスティネーション１９０とＩＰスイッチ２００との間のインターフェース変換を行う。具体的に、ＡＶデバイス１００は、ＡＶ信号をＩＰ ＡＶストリームに変換し、ＩＰ ＡＶストリームをＡＶ信号に変換する。この例では、複数のカメラの映像がＩＰスイッチ２００を介して複数のディスプレイに供給される。図１では、ＡＶデバイス１００とＡＶソース１８０またはＡＶディスティネーション１９０との間において、ＡＶストリームのトラフィックを破線で示している。

本実施形態において、ＡＶデバイス１００、ＩＰスイッチ２００、システムコントローラ４００、ＳＤＮコントローラ５００、ネットワークシステム解析装置６００など、図１中に二点鎖線で囲んだ領域のデバイスをＩＰデバイスとも称する。また、ＡＶソース１８０またはＡＶディスティネーション１９０を非ＩＰデバイスとも称する。

本実施形態のシステム１０００では、ＳＤＮ（Ｓｏｆｔｗａｒｅ Ｄｅｆｉｎｅｄ Ｎｅｔｗｏｒｋｓ）を用い、フレキシブルネットワーク設計を行う。ＳＤＮは、ネットワークをネットワークコントローラ（ＳＤＮコントローラ５００）で一元管理し、動的にリソース割り当てが可能なアーキテクチャである。これにより、既存のネットワークに対してスイッチ機能やプロトコルに制約を受けることなく、用途に応じたフレキシブルなトラフィック負荷の分散を実現する。

ネットワークシステム解析装置６００は、監視用の構成要素であり、ネットワークにおける問題解析と、非ＩＰデバイスにおける問題解析を行う。なお、ネットワークとは、図１中に二点鎖線で囲んだ領域のＩＰネットワークに該当する。ネットワークにおける問題解析と、非ＩＰデバイスにおける問題解析を行うことで、図１に示すシステム１０００の全体の問題解析を行うことができる。これらについては、後で詳細に説明する。

システムコントローラ４００、ＳＤＮコントローラ５００、コントロールパネル７００、サーバまたはディスプレイのコントローラ８００は、制御用の構成要素である。これらの構成要素は、例えばＣＰＵなどの中央演算処理装置とこれを機能させるためのソフトウェア（プログラム）から構成される。なお、システムコントローラ４００、ＳＤＮコントローラ５００、コントロールパネル７００、サーバまたはディスプレイのコントローラ８００の一部又は全部は、一体に構成されていても良い。

システムコントローラ４００は、システム１０００の全体を制御する。コントロールパネル７００は、ユーザがシステム１０００に操作情報を与えるためのユーザインタフェースである。コントローラ８００は、制御用のサーバ、または制御用のディスプレイを制御する。

また、本実施形態のシステム１０００では、ネットワークトポロジー（Ｎｅｔｗｏｒｋ Ｔｏｐｏｌｏｇｙ）を可視化し、フロー単位の可視化による運用管理の向上を実現する。

２．本開示の適用例
本開示のシステム１０００は、一例として、オーディオ（Ａｕｄｉｏ）、ビデオ（Ｖｉｄｅｏ）のＩＰ伝送、すなわちＡＶ伝送への提供を想定している。このシステム１０００では、ＡＶデバイス１００間でＩＰ伝送が行われる。ＡＶソース１８０として、カメラ、ＡＶストリーミングサーバ、テレビ会議システムの機器、テレビ会議システムのカメラなどの画像取得及び又は取得画像送出機器、監視カメラ、ＰＣディスプレイ等を想定できる。また、ＡＶディスティネーション１９０として、ＰＣディスプレイ、テレビ会議などの大型ディスプレイ、プロジェクタ、記録サーバ等を想定できる。大型ディスプレイは、ＣＬＥＤ（Ｃｒｙｓｔａｌ ＬＥＤ Ｄｉｓｐｌａｙ）を含むものであっても良い。

このシステム１０００では、ＡＶのストリーミングを、ＩＰを使って切り替えることを想定しており、ＡＶソース１８０のＡＶ信号をＩＰに変換し、ネットワーク上で伝送することを想定する。ネットワークからＡＶディスティネーション１９０へ伝送する際にはＩＰがＡＶ信号に変換される。

ＡＶ信号をＩＰに変換する前に圧縮することも可能である。ＡＶ信号をＩＰに変換し、ＲＴＰストリームとして伝送しても良いし、他の伝送方式を用いてよい。ＡＶ信号の効率化を図るためにマルチキャスト（Ｍｕｌｔｉｃａｓｔ）として伝送することも想定する。また、ＡＶシステムに限定しない一般ＩＰシステムにおける障害解析機能も一部含まれる。

図２、図３、及び図４は、本開示の具体的な適用例を示す模式図である。図２は、放送局向けのシステム１０００を示している。図２のシステム１０００において、ＡＶソース１８０は、カメラ、ＡＶプロダクションスイッチャー（ＡＶ Ｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ Ｓｗｉｔｃｈｅｒ）、ストリーミングサーバ等の機器である。また、ＡＶディスティネーション１９０は、各種ディスプレイ、ストレージ等の機器である。図２に示す例では、ＡＶデバイス１００が、ＡＶソース１８０またはＡＶディスティネーション１９０に内蔵されている場合を想定している。

図３は、事業者向けのシステム１０００を示している。図３のシステム１０００において、ＡＶソース１８０は、ＰＣ画面、ストリーミングサーバ等の機器である。また、ＡＶディスティネーション１９０は、各種ディスプレイ、ストレージ等の機器である。図３に示す例では、ＡＶデバイス１００は、ＡＶソース１８０またはＡＶディスティネーション１９０と別体に構成されている。

図４は、医療向けのシステム１０００を示している。図４のシステムにおいて、ＡＶソース１８０は、術野カメラ、内視鏡、顕微鏡等の機器である。また、ＡＶディスティネーション１９０は、天吊モニター、壁掛モニター、レコーダ等の機器である。図４に示す例では、ＡＶデバイス１００が、ＡＶソース１８０またはＡＶディスティネーション１９０に内蔵されている場合を想定している。

本実施形態では、ＳＤＮを用いたネットワークフロー監視と、システムの障害解析を行う。システムの障害解析として、ＩＰ機器で構成されるシステムの障害解析と非ＩＰ機器で構成されるシステムの障害解析を行う。

３．ＳＤＮを用いたネットワークフロー監視
ネットワーク上流れているトラフィックの中で、特定の条件を満たしたトラフィックの集合をフローと定義する。例えば、ある特定のマルチキャストアドレス（Ｍｕｌｔｉｃａｓｔ Ａｄｄｒｅｓｓ）を用いたトラフィックは、ＡＶフローもしくはＡＶストリーム（ＡＶ Ｓｔｒｅａｍ）である。フローはユーザの操作によって（例:ＡＶ Ｄｅｖｉｃｅ制御用のトラフィックフロー）、アプリケーションのユーズケース（例:同期用のトラフィックフロー、アドレス解説用のＡＰＲトラフィックフロー）によって、など必要に応じて定義されるものとする。ネットワークシステム解析装置６００は、特定したフローに関し、フローの統計情報が取得可能なＳＤＮ機能、又は、パケットキャプチャ装置によるパケットの詳細解析を行う機能、により当該フローの統計情報を取得し、可視化を行う。
ここでは、ネットワークトポロジーの可視化について説明する。既存のネットワークでは、データフロー単位、例えばマルチキャスト単位でのモニタリングを行うことはできない。一方、ＳＤＮを用いることで、ＩＰスイッチ２００でフロー情報を管理することができるため、データフローのモニタリング機能を実現することが可能である。本実施形態では、ＳＤＮを用い、ネットワークをＳＤＮコントローラ５００で一元管理することで、ＡＶデバイス間のネットワークトポロジーを可視化する。

ＳＤＮコントローラ５００は、ＩＰスイッチ２００からデータフローの統計情報を取得することができる。つまり、ＳＤＮコントローラ５００は、ＩＰスイッチ２００を構成するリーフスイッチ、スパインスイッチからデータフローの情報を取得することが可能である。

更に、ＳＤＮコントローラ５００は、エンドデバイス（各ＡＶデバイス１００）からの接続情報と、各エンドデバイスが出しているフロー情報を取得することができる。ＳＤＮコントローラ５００が備えるフロー表示制御部は、ＩＰスイッチ２００から得られるデータフローの情報と、ＡＶデバイス１００から得られる、各ＡＶデバイス１００が出しているフロー情報に基づいて、エンドデバイス間のフロー情報を表示するための制御を行う。ＳＤＮを用いることで、統計情報に基づく監視では取りこぼしてしまうようなフロー情報を監視することが可能となるため、フロー単位で正確に監視を行うことができる。

また、フロー表示制御部は、フロー情報をネットワークトラフィック毎に分離して表示するための制御を行う。例えば、マルチキャストトラフィックリスト、ユニキャストトラフィックリスト、ブロードキャストトラフィックリスト毎に分離した表示を行う。

更に、ＵＩ情報として、ＩＰスイッチ２００の経路情報、転送テーブルを参照して表示すること、ＩＰスイッチ２００に実際に流れるトラフィック量を見て経路を判断し、表示することも行う。

図５は、ＳＤＮコントローラ５００のフロー表示制御部によって作成された、ネットワークトボロジーを可視化した表示情報を示す模式図である。図５に示す情報は、経路情報に基づいて、また実トラフィックのデータの流れに応じて、ディスプレイ（コントロールパネル７００）等に表示される。ＳＤＮコントローラ５００は、ＩＰスイッチ２００におけるデータフローの流れを把握するとともに、ネットワーク内のエンドデバイス（ＡＶデバイス１００）が出しているフロー情報を取得することで、図５に示す情報を作成することができる。

図５に示すように、システム構成が左側に表示される。ＡＶデバイス１５０，１５２，１５４がＩＰスイッチ２００を介して接続され、またＩＰスイッチ２００にＳＤＮコントローラ５００が接続された状態が示されている。

また、図５の右上には、フローリストとして、例えば、ＡＶデバイス１５２（ＩＰＣ＿ＴＸ１）のマルチキャストのＡＶストリームのビットレート（=8,560,557,792bps）、データ量（=53911911992bytes）が示されている。また、ＡＶデバイス１５４（ＩＰＣ＿ＲＸ１）からの制御データのブロードキャストのデータのビットレート（=384bps）、データ量（=3006300）が示されている。

また、図５の右下には、ＩＰスイッチ２００の各スイッチにおけるフロー情報が示されている。従って、ＡＶデバイス１５０，１５２，１５４におけるデータフローの情報と、ＩＰスイッチ２００におけるデータフローの情報の双方がＵＩを用いて可視化されるため、ユーザは、送信側のＡＶデバイス１００からＩＰスイッチ２００を経て受信側のＡＶデバイス１００へ流れるデータフローを認識することが可能となる。また、図５に示すネットワークトポロジーを可視化した情報には、ネットワークシステムの変更も反映されるため、ＡＶデバイス１００を更に追加した場合においても、送信側のＡＶデバイス１００からＩＰスイッチ２００を経て受信側のＡＶデバイス１００へ流れるデータフローを認識することが可能となる。

以上のように、ＳＤＮ技術を用いることで、エンド・トゥ・エンドでのフローをネットワーク上で可視化するシステムを提供できる。また、ＳＤＮ技術を用いて制御トラフィックとＡＶトラフィックの両方を可視化するシステムを提供できる。

ネットワークの監視には、ｓｆｌｏｗ、Ｎｅｔｆｌｏｗ、Ｏｐｅｎｆｌｏｗなどのプロトコルを利用することができる。また、デバイスの監視には、ＳＮＭＰ、独自監視用のプロトコルなどを利用することもできる。

図６は、Ｏｐｅｎｆｌｏｗの概要を示す模式図である。ＯｐｅｎＦｌｏｗは、ＳＤＮを実現する技術の１つであり、ネットワーク機器を１つの制御装置で集中管理して複雑な転送制御を行ったり、柔軟にネットワーク構成を変更できる技術である。ＯｐｅｎＦｌｏｗでは、従来のネットワーク機器では内部にある「経路制御の機能」と「データ転送の機能」を分離させている。ＯｐｅｎＦｌｏｗは「ＯｐｅｎＦｌｏｗコントローラ」と「ＯｐｅｎＦｌｏｗスイッチ」で構成される。

図７は、ネットワークの監視にＯｐｅｎｆｌｏｗ、ｓｆｌｏｗを利用した例を示す模式図である。Ｏｐｅｎｆｌｏｗを利用する場合、ＳＤＮコントローラ５００からフローを定義し、基本制御として利用する。制御用のフローの統計情報よりネットワークのフローを監視することが可能である。Ｏｐｅｎｆｌｏｗでは、指定したフローに対して、どれだけの情報量（バイト数、時間）が流れているかを判別することができる。また、ｓｆｌｏｗを利用する場合、ｓｆｌｏｗは監視専用のアプリケーションであるため、パケットサンプルをとって解析を行い、監視を行う。

４．システムの障害解析
図８は、本実施形態に係るシステムの障害解析の機能の概要を示す模式図である。障害解析は、ネットワークシステム解析装置６００によって行われる。図８に示すように、ネットワークシステム解析装置６００は、ＩＰデバイスを監視するＩＰデバイス監視部６１０、ＳＤＮスイッチ（ＩＰスイッチ２００）を監視するＳＤＮスイッチ監視部６２０、非ＩＰデバイスを監視する非ＩＰデバイス監視部６３０、を備える。ネットワークシステム解析装置６００は、ＩＰスイッチ２００を監視するとともに、ＩＰデバイスと非ＩＰデバイスの双方を監視できるように構成されている。ＩＰデバイス監視部６１０とＳＤＮスイッチ監視部６２０により、ＩＰネットワーク監視部が構成される。ネットワークシステム解析装置６００のＩＰデバイス監視部６１０、ＳＤＮスイッチ監視部６２０、非ＩＰデバイス監視部６３０などの各構成要素は、例えばＣＰＵなどの中央演算処理装置とこれを機能させるためのソフトウェア（プログラム）から構成される。

図８には、ネットワークシステム解析装置６００による障害解析の処理の流れについても示している。障害が発生すると（ステップＳ１０）、必要なデータ収集が行われる（ステップＳ１２）。そして、一次切り分け原因を判断し（ステップＳ１４）、根本原因を判断する（ステップＳ１６）。根本原因が分かると、根本原因に基づいて障害の解決が行われる（ステップＳ１８）。

本実施形態が想定するシステムは以下の通りである。本実施形態は、下記のどのシステムにおいても適応が可能である。
・All IP System (Device/Network障害解析)
・IP/Legacy AV Switching Hybrid System(Device/Network障害解析)
・Legacy AV Switching (Device障害解析)

また、本システムは下記のＩＰネットワークにおいて利用可能である。
・LAN Network
・WAN Network
・無線ネットワーク(例:5G)
・LAN/WAN/無線の混在

ネットワークシステム解析装置６００は、障害解析機能を備えるソフトウェア（プログラム）から構成される。ネットワークシステム解析装置６００は、専用サーバで動作させることが可能である。また、ネットワークシステム解析装置６００は、システムコントローラ４００用のサーバで動作させることも可能である。また、ネットワークシステム解析装置６００は、ＩＰスイッチ２００内のＣＰＵで動作させることも可能である。また、ネットワークシステム解析装置６００は、クラウドサーバとして動作させることも可能である。

４．１．ネットワークにおける問題解析
ネットワークにおける問題解析は、主として、ネットワークシステム解析装置６００のＩＰデバイス監視部６１０とＳＤＮスイッチ監視部６２０により行われる。つまり、ネットワークにおける問題解析は、ＩＰデバイスの監視とＩＰスイッチ２００（ＳＤＮスイッチ）の監視により行われる。

ネットワークにおける問題解析では、以下の障害を想定障害リストとして挙げる。
（１）システムコントローラ４００などのコントローラとＡＶデバイス１００が接続しない
（２）ＡＶデバイス１００同士など、システム内のデバイスが時刻同期されていない（Leader/Follower Lockされていない）
（３）制御が効かない（送信開始できない、映像が切り替わらない。設定が反映されない等）
（４）画像が出力されない、画像が乱れる

以下では、上記の障害が発生した場合に、問題を切り分ける基本概念について説明する。問題が起きた際に、その問題を下記のいずれかに切り分けすることで問題解析を効率化ができる。この切り分けを１次切り分けと称する。１次切り分けは、主にＳＤＮスイッチ監視部６２０により行われる。
・制御関連のパケットによる問題
・ＡＶストリーム関連のパケットによる問題
・同期用のパケットによる問題

更に問題の原因を下記のコンポーネントの中のいずれかであることを識別することで、更に原因詳細を特定する。
・ケーブル関連の問題
・ネットワークスイッチ（ＩＰスイッチ２００）に関連する問題
・エンドデバイス（制御／ＩＰＣ）と設定における問題
この以上の切り分けは、主にＩＰデバイス監視部６１０とＳＤＮスイッチ監視部６２０により行われる。なお、エンドデバイスとは、ネットワーク内のエンドデバイスであり、基本的にはＡＶデバイス１００に相当する。従って、エンドデバイスは、非ＩＰデバイスを含まない。

図９～図１２は、問題切り分けの手法を示す模式図である。図９～図１２に示すように、一次切り分けの原因として、ＡＶパケット（ＰＫＴ）のロス（Ａ１）（パケットが届いたり、届かなかったりする）、ＡＶパケットのジッター（Ａ２）、ＡＶパケットが届かない（Ａ３）、ＡＶパケットは正しく届いているが乱れたり出力できない（Ａ４）、制御パケットが届かない（Ｂ１）、同期パケットが届かない（Ｃ１）、同期パケットのジッターや遅延（Ｃ２）が挙げられる。なお、Ａ１～Ａ４はＡＶ（映像、音声）ストリームの障害であり、Ｂ１は制御ストリームの障害であり、Ｃ１～Ｃ２は同期ストリームの障害である。

根本原因として、ケーブル未接続（Ｄ１）、接続ポート誤り（Ｄ２）、ケーブルの品質や干渉などのケーブルの問題（Ｄ３）、スイッチ経路設定の問題（Ｅ１）、帯域あふれ（Ｅ２）、スイッチホップ数（Ｅ３）、スイッチ不具合（Ｅ４）、ＩＰアドレス重複（Ｆ１）、デバイス設定ミス（Ｆ２）、コントローラ設定ミス（Ｆ３）、デバイス不具合（Ｆ４）、コントローラ不具合（Ｆ５）、不明なトラフィック（Ｆ６）が挙げられる。Ｄ１～Ｄ３はケーブルの問題であり、Ｅ１～Ｅ４はＩＰスイッチ２００の問題であり、Ｆ１～Ｆ６はＡＶデバイス１００の問題である。

検知手段として、ＬｉｎｋＵｐ＋ＭＡＣ＋Ｎｅｉｂｏｒ Ｐｏｒｔ（Ｇ１）、ＳＤＮコントローラ５００でＡｒｐを確認（Ｇ２）、ＩＰスイッチ２００、ＳＤＮコントローラ５００、ＡＶデバイス１００でのロス確認、およびロス地点の特定（Ｇ３）、ＳＤＮコントローラ５００でネットワーク構成、設定、経路を取得し、問題ないか確認（Ｇ４）、ＳＤＮコントローラ５００でトラフィック量を確認（Ｇ５）、スイッチ設定、スイッチのステータスを確認（Ｇ６）、ＳＤＮコントローラでＩＰアドレスの重複を確認（Ｇ７）、デバイス設定、ステータスの確認（Ｇ８）、コントローラの設定、ステータスの確認（Ｇ９）、ｓＦｌｏｗ／Ｎｅｔｆｌｏｗによる検知（Ｇ１０）が挙げられる。より具体的には、Ｇ５では想定外フローが無いかを確認し、Ｇ７では重複デバイスを隔離可能であり、Ｇ８ではトラフィックが届いているか、デコードエラーが生じているかを確認し、Ｇ９ではトラフィックが届いているか、設定エラーかを確認する。

解決手段として、ケーブル接続（Ｈ１）、指示に従いケーブルを指し直す（Ｈ２）、ケーブル交換（Ｈ３）、解析結果に基づきＳＤＮコントローラの設定を直す（Ｈ４）、スイッチ設定確認結果に基づき、設定し直す（Ｈ５）、重複しないようにＩＰアドレスを設定し直す（Ｈ６）、デバイス設定、ステータス確認結果に基づき設定し直す（Ｈ７）、コントローラ設定確認結果に基づき設定し直す（Ｈ８）、不明なトラフィックのブロック（Ｈ９）が挙げられる。

図９では、コントローラとＡＶデバイス１００が接続しない場合を示している。この場合、制御ストリームに問題があると考えられ、図９に示すように、一次切り分け原因として、制御パケットが届かない（Ｂ１）に該当し、根本原因としてＤ１～Ｄ３、Ｅ１～Ｅ４、Ｆ１～Ｆ６を確認する。そして、Ｇ１～Ｇ１０の検知手段により障害が発生している箇所を特定し、Ｈ１～Ｈ９の解決手段により障害を解決する。図９中に矢印で示すように、根本原因が分かると、根本原因に対応する検知手段で障害を検知し、検知手段に対応する解決手段で障害を解決する。

図１０では、時刻同期がされていない場合を示している。この場合、図１０に示すように、一次切り分け原因として、同期パケットが届かない（Ｃ１）に該当し、根本原因としてＤ１～Ｄ３、Ｅ１～Ｅ４、Ｆ１～Ｆ６を確認する。そして、Ｇ１～Ｇ１０の検知手段により障害が発生している箇所を特定し、Ｈ１～Ｈ９の解決手段により障害を解決する。

図１１では、制御が効かない場合（送信開始できない、映像が切り換わらない、設定が反映されない）を示している。この場合、図１１に示すように、一次切り分け原因として、制御パケットが届かない（Ａ４）に該当し、根本原因としてＤ１～Ｄ３、Ｅ１～Ｅ４、Ｆ１～Ｆ６を確認する。そして、Ｇ１～Ｇ１０の検知手段により障害が発生している箇所を特定し、Ｈ１～Ｈ９の解決手段により障害を解決する。

図１２では、画像が出ない（画像が乱れる）場合を示している。この場合、図１２に示すように、一次切り分け原因として、Ａ１～Ａ３またはＢ１に該当し、根本原因としてＤ１～Ｄ３、Ｅ１～Ｅ４、Ｆ１～Ｆ６を確認する。そして、Ｇ１～Ｇ１０の検知手段により障害が発生している箇所を特定し、Ｈ１～Ｈ９の解決手段により障害を解決する。図１０～図１２においても、図９と同様に、根本原因が分かると、根本原因に対応する検知手段で障害を検知し、検知手段に対応する解決手段で障害を解決する。

４．２．非ＩＰデバイスにおける問題解析
図１３は、非ＩＰデバイスにおける問題解析を示す模式図である。非ＩＰデバイスの障害検知は、ＨＤＭＩ（登録商標）で通信するＡＶソース１８０またはＡＶディスティネーション１９０の情報が、ＡＶデバイス１００にてインターフェース変換されネットワークシステム解析装置６００に取得されることで行われる。図１３では、障害の減少として、画が出ない（Ｊ１）、画にノイズが入る（Ｊ２）、正しい解像度で表示されない（Ｊ３）、黒画が出る（Ｊ４）、画が割れる（Ｊ５）を挙げている。また、一次切り分け原因として、ＨＤＭＩ（登録商標）／ＤＰネゴシエーション不良（Ｋ１）、ＡＶ信号の揺れ（Ｋ２）、同期信号の揺れ（Ｋ３）、サーバ間の同期外れ（Ｌ１）、信号がスペック外（Ｋ４）、ＥＤＩＤが対応していない（Ｋ５）、デバイスが対応信号外（Ｌ２）、機材設定ミス（Ｌ３）、信号未達（Ｋ６）を挙げている。Ｋ１～Ｋ５は信号関連の一次切り分け原因であり、Ｌ１～Ｌ３は機器関連の一次切り分け原因である。

根本原因として、断線（Ｍ１）、コネクタ不良（Ｍ２）、ケーブルの信号帯域が足りない（Ｍ３）、信号にノイズが乗る（Ｍ４）、フォーマット規定以内に信号が来ていない（Ｎ１）、モニタの引き込みタイミング（Ｎ２）、解像度が特殊（Ｎ３）、ＰＣおよびモザイク設定が外れている（Ｎ４）を挙げている。Ｍ１～Ｍ４はケーブル関連の根本原因であり、Ｎ１～Ｎ４は受信機器関連の根本原因である。

検知方法として、デバイスの信号ステータス確認（Ｐ１）、デバイスの設定確認（Ｐ２）、検知方法無（Ｐ３）、ＰＣのステータス確認（Ｐ４）、別モニタを接続してデバイス異存かの切り分け（Ｐ５）、別デバイスを接続してデバイス異存かの切り分け（Ｐ６）を挙げている。非ＩＰデバイスの問題解析においても、一次切り分けに基づいて根本原因を判断し、根本原因が分かると、根本原因に対応する検知手段で障害を検知し、検知手段に対応する解決手段で障害を解決する。

５．問題解析の詳細
以下では、上述した問題解析について、更に詳細に説明する。問題解析は、システム障害の自動検知と、指定型の障害検知に大別される。図１４は、ネットワークシステム解析装置６００が備えるシステム障害自動検知部６４０と、指定型障害検知部６５０を示す模式図である。

システム障害自動検知部６４０は、システム障害を常時に自動検知し、問題を通知する。また、システム障害自動検知部６４０は、問題を必要に応じて可視化し、対策方法を通知する。指定型障害検知部６５０は、選択した端末、動作関連する障害を自動で検知し、問題を通知する。また、指定型障害検知部６５０は、問題を可視化し、対策方法を通知する機能も備える。システム障害自動検知部６４０、指定型障害検知部６５０は、いずれも図９～図１２に示した検知手段に相当し、根本原因を検知し、判断する。

システム障害自動検知部６４０により想定するシステム障害自動検知の例として、以下を挙げることができる。
・接続ポートの誤り検知
・ネットワークケーブルのリンクダウン検知
・ネットワークケーブルの劣化検知
・ネットワークスイッチにおけるロス、パケットエラー検知
・ＩＰアドレスの重複検知
・帯域溢れ検知
・不明（Ｕｎｋｎｏｗｎ）トラフィック検知

各システム障害について、検知方法と対策方法を説明する。接続ポートの誤り検知では、検知手段として、想定ネットワーク構成をＳＤＮモニタリング機能に入力し、想定構成とネットワークトポロジー検知結果を比較し、誤っている場合は通知する。ＳＤＮモニタリング機能への入力は、ファイルベース、ＵＩで指定する。対策手段として、比較結果に基づいて間違い箇所を指摘し、修正方法を通知する。

ネットワークケーブルのリンクダウン検知では、検知手段として、ネットワークケーブルのリンクアップステータスを常時監視し、利用するはずのポートがリンクダウンした場合はそれを通知する。対策手段として、リンクダウン箇所を通知し、対策案を出し、ケーブル抜き差し、ケーブル交換、トランシーバ抜き差し、トランシーバ交換、エンドデバイス交換、スイッチ交換が挙げられる。

ネットワークケーブルの劣化検知では、検知手段として、スイッチの確認コマンドにより、ケーブル品質を常時監視し、ケーブル品質レベルが閾値を越えた場合に通知を行う。対策手段として、関連するケーブル交換を推奨し、ケーブルが原因ではない場合はトランシーバの交換を推奨する。ケーブル、トランシーバのいずれも原因でない場合は、スイッチ交換を推奨する。

ネットワークスイッチにおけるロス、パケットエラー検知では、検知手段として、ネットワークスイッチインタフェースごとのロスとパケットエラーを常時検知し、ネットワークスイッチフローごとのロスとパケットエラーを常時検知する。対策手段として、関連するリンクのケーブルの交換を推奨し、その他の関連する障害があるかどうか検知し、対策案を通知する(スイッチ温度、帯域溢れなど)。

ＩＰアドレスの重複検知では、検知方法として、ＳＤＮコントローラ５００よりＡＲＰ及びＡＲＰリプライを常時監視し、利用中のＩＰアドレス／ＭＡＣのリストをＳＤＮコントローラ５００で保持し、利用中のＩＰアドレスを他のデバイスで利用中の場合は通知する。対策方法として、重複情報を通知し、１つのＩＰアドレスを変更するようにトライする。後からのデバイスのＩＰアドレス変更を基本とする。２つ目のデバイスをシステムに繋げないように、ＳＤＮコントローラ５００でブロックする。

帯域漏れ検知では、検知手段として、各デバイスが利用可能な最大の帯域情報をデバイスモニタリング機能から取得し、端末ごとの最大トラフィック量がインタフェースの物理帯域を越えた場合は通知する。ネットワークの実トラフィックが想定の物理帯域を越えた場合は通知する。対策手段として、待機溢れの箇所とどのぐらい帯域が溢れるかを通知した上で、必要に応じてネットワークの再設計・構築を行う。

不明（Ｕｎｋｎｏｗｎ）トラフィック検知では、検知手段として、ｓＦｌｏｗ，Ｎｅｔｆｌｏｗにより流れるフローの統計を取り、想定外のトラフィックを見つけた場合は通知する。対策手段として、不明トラフィックがあることを通知し、必要に応じて不明トラフィックをブロックする。

図１５～図１７は、指定型の障害検知を説明するための模式図である。障害によっては、外部からトリガを与えないと解析できないものがあり、これを指定型の障害と称する。指定型の障害のために外部トリガーを下記の３つの方法のいずれかで行う。その方法は「障害解析機能のＵＩから指定する」、「システムコントローラからＡＰＩ呼び出しで通知する」、「障害解析機能内で解析を行うことで特定する」である。指定型障害検知部６５０は、指定した動作が実行されるか否かをＩＰデバイス及びＩＰネットワークと照合することにより障害を検知する。なお、指定した動作における障害の検知は、ＩＰデバイス監視部６１０または非ＩＰデバイス監視部６３０により行われる。「障害解析機能のＵＩから指定する」方法を下記の例で示す。
例えば、コントロールパネル７００から映像を切り換えた場合に、実際に映像が切り換わらない問題が生じた場合などが指定型の障害に相当する。ここでは、コントロールパネル７００から映像を切り換えた場合に、実際に映像が切り換わらない場合の解析を例に挙げて説明する。具体的に、図１５において、コントロールパネルからの入力で、Ｒｘ１が表示する映像をＴｘ１の映像に切り換えた場合に、Ｔｘ１の映像に実際に切り換わらない場合について説明する。図１５は、図１と同様に本開示のシステム１０００を示しており、１つのＩＰスイッチ２０２，２０４が設けられた例を示している。なお、図示は省略するが、送信側のＡＶデバイス１００（Ｔｘ１～Ｔｘ４）はＡＶソース１８０と一体に構成され、受信側のＡＶデバイス１００（Ｒｘ１～Ｒｘ４）はＡＶディスティネーション１９０と一体に構成されているものとする。

図１６は、図１５に示すシステムにおいて、映像の切り換えの流れを説明するための模式図である。先ず、イベントを開始し、コントロールパネルのＵＩによりＲｘ１が表示する映像をＴｘ１の映像に切り換える。次に、ステップＳ２２では、システムコントローラ４００がＩＰスイッチ２０２（ネットワークスイッチ１）に対し、Ｒｘ１が表示する映像をＴｘ１の映像に切り換えるよう、切り換え命令を出す。次に、ステップＳ２４では、Ｒｘ１がＩＰスイッチ２０４（ネットワークスイッチ２）に対し、参加リクエスト（ｊｏｉｎ Ｒｅｑｕｅｓｔ）を出す。参加リクエストは、ＩＧＭＰを使った映像を要求するリクエストである。次に、ステップＳ２６では、ＩＰスイッチ２０４（ネットワークスイッチ２）がＲｘ１の参加リクエストをＳＤＮコントローラ５００へ送る。図１６では、参加リクエストを一点鎖線の矢印で示している。

次に、ステップＳ２８では、参加リクエストを受けて、ＳＤＮコントローラ５００がＴｘ１からＲｘ１へのＡＶ伝送フローを追加するようＩＰスイッチ２０２，２０４に指示を出す。図１６では、ＡＶ伝送フロー追加の指示を二点鎖線の矢印で示している。次に、ステップＳ３０では、参加リクエストを受けて、Ｔｘ１からＩＰスイッチ２０２（ネットワークスイッチ１）、ＩＰスイッチ２０４（ネットワークスイッチ２）、を介してＲｘ１へ達するＡＶ転送フローを追加する。図１６では、追加されたＡＶ転送フローを破線の矢印で示している。

次に、ステップＳ３２では、Ｒｘ１が切り換えステータスを完了（ＣＯＭＰＬＥＴＥ）とし、ディスプレイに表示する。

図１７は、指定型の障害検知の問題解析フローを示すフローチャートである。ここでは、図１６に示した処理が正常に行われない場合に、障害を検知するフローを例に挙げて説明する。先ず、ステップＳ４０では、切替対象のエンドデバイス(ＡＶデバイス１００)の送信、受信を確認する。この際、ＡＰＩより情報を取得することで、またはモニタリングのユーザインタフェースから選択することで、確認を行う。

次のステップＳ４２では、切換命令を行う。ここでは、システムコントローラ４００から受信側のＡＶデバイス１００（Ｒｘ１）へ切り替え要求メッセージが伝送されているかを確認する。具体的には、制御経路を取得し、各リンクにおいてシステムコントローラ４００から受信側のＲｘ１へのユニキャストフローを監視し、リンクダウンを監視する。

次のステップＳ４４では、受信側のＲｘ１からＩＧＭＰパケット（参加リクエスト）が発行されているかを確認する。ここでは、Ｒｘ１からＩＰスイッチへのＩＧＭＰフローを監視する。次のステップＳ４６では、ＳＤＮコントローラ５００へＩＧＭＰパケット（参加リクエスト）が届いているかを確認する。ＩＧＭＰパケットが届いている場合は、伝送予定の経路情報を取得する。

次のステップＳ４８では、送信から受信までのＡＶ経路のフローを監視する。ここでは、トラフィックが繋がれているか、平均帯域に問題がないか、を中心に監視を行う。

次のステップＳ５０では、図１６のステップＳ３２で説明した、Ｒｘ１における受信切り換えのステータスが完了（ＣＯＭＰＬＥＴＥ）になっているか否かを確認する。次のステップＳ５２では、受信側で問題が起きていないかを確認する。次のステップＳ５４では、サーバ、ディスプレイ、送信側のＡＶデバイス１００（Ｔｘ１）、受信側のＡＶデバイス１００（Ｒｘ１）で問題が生じていないかを、エラーログを解析することにより行う。ステップＳ５４の後は処理を終了する。

ステップＳ４０～Ｓ４６のそれぞれで、問題が生じている場合は、問題を通知する処理を行う。なお、ステップＳ４０～Ｓ４６の処理は、制御系の障害検知に相当する。上記の障害検知順序は特に指定しないが、検知しやすい（処理が軽い）順序での検知、問題の発生確率が高い順序での検知など、障害検知順を指定することで効率化を図っても良い。

次に、受信デバイス（Ｒｘ１）へ切り換え要求メッセージが伝送されているか確認する手法として、Ｏｐｅｎｆｌｏｗを用いた例を示す。この場合、以下の流れで障害検知を行う。
ステップＳ６０：ＳＤＮコントローラ５００から制御メッセージの経路情報を取得
ステップＳ６２：ＩＰスイッチ２００の関連するスイッチからフロー統計情報を取得
ステップＳ６４：制御用のフローでは全ての経路を把握できないことがあるため、不足しているフロー監視のために、ネットワークシステム解析装置６００によりフローを追加する
ステップＳ６６：追加したフローの統計情報を取得
ステップＳ６８：制御用の経路のフローのバイト数の変化により、フローが流れているかどうかを確認
ステップＳ７０：制御用の経路でフローが流れていない箇所があれば通知する

図１８は、上記手法の流れを説明するための模式図であって、上記の各ステップの処理を図中の矢印と対応付けて示している。指定型障害検知部６５０は、一点鎖線で示すフローの経路情報を取得し（ステップＳ６０）、関連スイッチからフロー統計情報を取得する（ステップＳ６２）。そして、ステップＳ６４では、破線で示す矢印により、システムコントローラ４００とＩＰスイッチ２０２の間にフローが追加される。

図１９は、ステップＳ６４における監視用のフローの追加方法を示す模式図である。ネットワーク上で監視できないフローがあった場合は、ネットワークシステム解析装置６００の指定型障害検知部６５０が図１９に示す方法で監視用のフローを追加する。なお、監視用のフローの追加は、同様の手法によりシステム障害自動検知部６４０が行うこともできる。制御用のテーブルと監視用のテーブルを分け、監視フローを最初のテーブルで定義し、制御用のテーブルにgoto tableで転送する。

６．応用例
本開示に係る技術は、様々な製品へ応用することができる。例えば、本開示に係る技術は、手術室システムに適用されてもよい。

図２０は、本開示に係る技術が適用され得る手術室システム５１００の全体構成を概略的に示す図である。図２０を参照すると、手術室システム５１００は、手術室内に設置される装置群が視聴覚コントローラ（AV Controller）５１０７及び手術室制御装置５１０９を介して互いに連携可能に接続されることにより構成される。

手術室には、様々な装置が設置され得る。図２０では、一例として、内視鏡下手術のための各種の装置群５１０１と、手術室の天井に設けられ術者の手元を撮像するシーリングカメラ５１８７と、手術室の天井に設けられ手術室全体の様子を撮像する術場カメラ５１８９と、複数の表示装置５１０３Ａ～５１０３Ｄと、レコーダ５１０５と、患者ベッド５１８３と、照明５１９１と、を図示している。

ここで、これらの装置のうち、装置群５１０１は、後述する内視鏡手術システム５１１３に属するものであり、内視鏡や当該内視鏡によって撮像された画像を表示する表示装置等からなる。内視鏡手術システム５１１３に属する各装置は医療用機器とも呼称される。一方、表示装置５１０３Ａ～５１０３Ｄ、レコーダ５１０５、患者ベッド５１８３及び照明５１９１は、内視鏡手術システム５１１３とは別個に、例えば手術室に備え付けられている装置である。これらの内視鏡手術システム５１１３に属さない各装置は非医療用機器とも呼称される。視聴覚コントローラ５１０７及び／又は手術室制御装置５１０９は、これら医療機器及び非医療機器の動作を互いに連携して制御する。

視聴覚コントローラ５１０７は、医療機器及び非医療機器における画像表示に関する処理を、統括的に制御する。具体的には、手術室システム５１００が備える装置のうち、装置群５１０１、シーリングカメラ５１８７及び術場カメラ５１８９は、手術中に表示すべき情報（以下、表示情報ともいう）を発信する機能を有する装置（以下、発信元の装置とも呼称する）であり得る。また、表示装置５１０３Ａ～５１０３Ｄは、表示情報が出力される装置（以下、出力先の装置とも呼称する）であり得る。また、レコーダ５１０５は、発信元の装置及び出力先の装置の双方に該当する装置であり得る。視聴覚コントローラ５１０７は、発信元の装置及び出力先の装置の動作を制御し、発信元の装置から表示情報を取得するとともに、当該表示情報を出力先の装置に送信し、表示又は記録させる機能を有する。なお、表示情報とは、手術中に撮像された各種の画像や、手術に関する各種の情報（例えば、患者の身体情報や、過去の検査結果、術式についての情報等）等である。

具体的には、視聴覚コントローラ５１０７には、装置群５１０１から、表示情報として、内視鏡によって撮像された患者の体腔内の術部の画像についての情報が送信され得る。また、シーリングカメラ５１８７から、表示情報として、当該シーリングカメラ５１８７によって撮像された術者の手元の画像についての情報が送信され得る。また、術場カメラ５１８９から、表示情報として、当該術場カメラ５１８９によって撮像された手術室全体の様子を示す画像についての情報が送信され得る。なお、手術室システム５１００に撮像機能を有する他の装置が存在する場合には、視聴覚コントローラ５１０７は、表示情報として、当該他の装置からも当該他の装置によって撮像された画像についての情報を取得してもよい。

あるいは、例えば、レコーダ５１０５には、過去に撮像されたこれらの画像についての情報が視聴覚コントローラ５１０７によって記録されている。視聴覚コントローラ５１０７は、表示情報として、レコーダ５１０５から当該過去に撮像された画像についての情報を取得することができる。なお、レコーダ５１０５には、手術に関する各種の情報も事前に記録されていてもよい。

視聴覚コントローラ５１０７は、出力先の装置である表示装置５１０３Ａ～５１０３Ｄの少なくともいずれかに、取得した表示情報（すなわち、手術中に撮影された画像や、手術に関する各種の情報）を表示させる。図示する例では、表示装置５１０３Ａは手術室の天井から吊り下げられて設置される表示装置であり、表示装置５１０３Ｂは手術室の壁面に設置される表示装置であり、表示装置５１０３Ｃは手術室内の机上に設置される表示装置であり、表示装置５１０３Ｄは表示機能を有するモバイル機器（例えば、タブレットＰＣ（Personal Computer））である。

また、図２０では図示を省略しているが、手術室システム５１００には、手術室の外部の装置が含まれてもよい。手術室の外部の装置は、例えば、病院内外に構築されたネットワークに接続されるサーバや、医療スタッフが用いるＰＣ、病院の会議室に設置されるプロジェクタ等であり得る。このような外部装置が病院外にある場合には、視聴覚コントローラ５１０７は、遠隔医療のために、テレビ会議システム等を介して、他の病院の表示装置に表示情報を表示させることもできる。

手術室制御装置５１０９は、非医療機器における画像表示に関する処理以外の処理を、統括的に制御する。例えば、手術室制御装置５１０９は、患者ベッド５１８３、シーリングカメラ５１８７、術場カメラ５１８９及び照明５１９１の駆動を制御する。

手術室システム５１００には、集中操作パネル５１１１が設けられており、ユーザは、当該集中操作パネル５１１１を介して、視聴覚コントローラ５１０７に対して画像表示についての指示を与えたり、手術室制御装置５１０９に対して非医療機器の動作についての指示を与えることができる。集中操作パネル５１１１は、表示装置の表示面上にタッチパネルが設けられて構成される。

図２１は、集中操作パネル５１１１における操作画面の表示例を示す図である。図２１では、一例として、手術室システム５１００に、出力先の装置として、２つの表示装置が設けられている場合に対応する操作画面を示している。図２１を参照すると、操作画面５１９３には、発信元選択領域５１９５と、プレビュー領域５１９７と、コントロール領域５２０１と、が設けられる。

発信元選択領域５１９５には、手術室システム５１００に備えられる発信元装置と、当該発信元装置が有する表示情報を表すサムネイル画面と、が紐付けられて表示される。ユーザは、表示装置に表示させたい表示情報を、発信元選択領域５１９５に表示されているいずれかの発信元装置から選択することができる。

プレビュー領域５１９７には、出力先の装置である２つの表示装置（Monitor1、Monitor2）に表示される画面のプレビューが表示される。図示する例では、１つの表示装置において４つの画像がＰｉｎＰ表示されている。当該４つの画像は、発信元選択領域５１９５において選択された発信元装置から発信された表示情報に対応するものである。４つの画像のうち、１つはメイン画像として比較的大きく表示され、残りの３つはサブ画像として比較的小さく表示される。ユーザは、４つの画像が表示された領域を適宜選択することにより、メイン画像とサブ画像を入れ替えることができる。また、４つの画像が表示される領域の下部には、ステータス表示領域５１９９が設けられており、当該領域に手術に関するステータス（例えば、手術の経過時間や、患者の身体情報等）が適宜表示され得る。

コントロール領域５２０１には、発信元の装置に対して操作を行うためのＧＵＩ（Graphical User Interface）部品が表示される発信元操作領域５２０３と、出力先の装置に対して操作を行うためのＧＵＩ部品が表示される出力先操作領域５２０５と、が設けられる。図示する例では、発信元操作領域５２０３には、撮像機能を有する発信元の装置におけるカメラに対して各種の操作（パン、チルト及びズーム）を行うためのＧＵＩ部品が設けられている。ユーザは、これらのＧＵＩ部品を適宜選択することにより、発信元の装置におけるカメラの動作を操作することができる。なお、図示は省略しているが、発信元選択領域５１９５において選択されている発信元の装置がレコーダである場合（すなわち、プレビュー領域５１９７において、レコーダに過去に記録された画像が表示されている場合）には、発信元操作領域５２０３には、当該画像の再生、再生停止、巻き戻し、早送り等の操作を行うためのＧＵＩ部品が設けられ得る。

また、出力先操作領域５２０５には、出力先の装置である表示装置における表示に対する各種の操作（スワップ、フリップ、色調整、コントラスト調整、２Ｄ表示と３Ｄ表示の切り替え）を行うためのＧＵＩ部品が設けられている。ユーザは、これらのＧＵＩ部品を適宜選択することにより、表示装置における表示を操作することができる。

なお、集中操作パネル５１１１に表示される操作画面は図示する例に限定されず、ユーザは、集中操作パネル５１１１を介して、手術室システム５１００に備えられる、視聴覚コントローラ５１０７及び手術室制御装置５１０９によって制御され得る各装置に対する操作入力が可能であってよい。

図２２は、以上説明した手術室システムが適用された手術の様子の一例を示す図である。シーリングカメラ５１８７及び術場カメラ５１８９は、手術室の天井に設けられ、患者ベッド５１８３上の患者５１８５の患部に対して処置を行う術者（医者）５１８１の手元及び手術室全体の様子を撮影可能である。シーリングカメラ５１８７及び術場カメラ５１８９には、倍率調整機能、焦点距離調整機能、撮影方向調整機能等が設けられ得る。照明５１９１は、手術室の天井に設けられ、少なくとも術者５１８１の手元を照射する。照明５１９１は、その照射光量、照射光の波長（色）及び光の照射方向等を適宜調整可能であってよい。

内視鏡手術システム５１１３、患者ベッド５１８３、シーリングカメラ５１８７、術場カメラ５１８９及び照明５１９１は、図２０に示すように、視聴覚コントローラ５１０７及び手術室制御装置５１０９（図２２では図示せず）を介して互いに連携可能に接続されている。手術室内には、集中操作パネル５１１１が設けられており、上述したように、ユーザは、当該集中操作パネル５１１１を介して、手術室内に存在するこれらの装置を適宜操作することが可能である。

以下、内視鏡手術システム５１１３の構成について詳細に説明する。図示するように、内視鏡手術システム５１１３は、内視鏡５１１５と、その他の術具５１３１と、内視鏡５１１５を支持する支持アーム装置５１４１と、内視鏡下手術のための各種の装置が搭載されたカート５１５１と、から構成される。

内視鏡手術では、腹壁を切って開腹する代わりに、トロッカ５１３９ａ～５１３９ｄと呼ばれる筒状の開孔器具が腹壁に複数穿刺される。そして、トロッカ５１３９ａ～５１３９ｄから、内視鏡５１１５の鏡筒５１１７や、その他の術具５１３１が患者５１８５の体腔内に挿入される。図示する例では、その他の術具５１３１として、気腹チューブ５１３３、エネルギー処置具５１３５及び鉗子５１３７が、患者５１８５の体腔内に挿入されている。また、エネルギー処置具５１３５は、高周波電流や超音波振動により、組織の切開及び剥離、又は血管の封止等を行う処置具である。ただし、図示する術具５１３１はあくまで一例であり、術具５１３１としては、例えば攝子、レトラクタ等、一般的に内視鏡下手術において用いられる各種の術具が用いられてよい。

内視鏡５１１５によって撮影された患者５１８５の体腔内の術部の画像が、表示装置５１５５に表示される。術者５１８１は、表示装置５１５５に表示された術部の画像をリアルタイムで見ながら、エネルギー処置具５１３５や鉗子５１３７を用いて、例えば患部を切除する等の処置を行う。なお、図示は省略しているが、気腹チューブ５１３３、エネルギー処置具５１３５及び鉗子５１３７は、手術中に、術者５１８１又は助手等によって支持される。

（支持アーム装置）
支持アーム装置５１４１は、ベース部５１４３から延伸するアーム部５１４５を備える。図示する例では、アーム部５１４５は、関節部５１４７ａ、５１４７ｂ、５１４７ｃ、及びリンク５１４９ａ、５１４９ｂから構成されており、アーム制御装置５１５９からの制御により駆動される。アーム部５１４５によって内視鏡５１１５が支持され、その位置及び姿勢が制御される。これにより、内視鏡５１１５の安定的な位置の固定が実現され得る。

（内視鏡）
内視鏡５１１５は、先端から所定の長さの領域が患者５１８５の体腔内に挿入される鏡筒５１１７と、鏡筒５１１７の基端に接続されるカメラヘッド５１１９と、から構成される。図示する例では、硬性の鏡筒５１１７を有するいわゆる硬性鏡として構成される内視鏡５１１５を図示しているが、内視鏡５１１５は、軟性の鏡筒５１１７を有するいわゆる軟性鏡として構成されてもよい。

鏡筒５１１７の先端には、対物レンズが嵌め込まれた開口部が設けられている。内視鏡５１１５には光源装置５１５７が接続されており、当該光源装置５１５７によって生成された光が、鏡筒５１１７の内部に延設されるライトガイドによって当該鏡筒の先端まで導光され、対物レンズを介して患者５１８５の体腔内の観察対象に向かって照射される。なお、内視鏡５１１５は、直視鏡であってもよいし、斜視鏡又は側視鏡であってもよい。

カメラヘッド５１１９の内部には光学系及び撮像素子が設けられており、観察対象からの反射光（観察光）は当該光学系によって当該撮像素子に集光される。当該撮像素子によって観察光が光電変換され、観察光に対応する電気信号、すなわち観察像に対応する画像信号が生成される。当該画像信号は、ＲＡＷデータとしてカメラコントロールユニット（ＣＣＵ：Camera Control Unit）５１５３に送信される。なお、カメラヘッド５１１９には、その光学系を適宜駆動させることにより、倍率及び焦点距離を調整する機能が搭載される。

なお、例えば立体視（３Ｄ表示）等に対応するために、カメラヘッド５１１９には撮像素子が複数設けられてもよい。この場合、鏡筒５１１７の内部には、当該複数の撮像素子のそれぞれに観察光を導光するために、リレー光学系が複数系統設けられる。

（カートに搭載される各種の装置）
ＣＣＵ５１５３は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）やＧＰＵ（Graphics Processing Unit）等によって構成され、内視鏡５１１５及び表示装置５１５５の動作を統括的に制御する。具体的には、ＣＣＵ５１５３は、カメラヘッド５１１９から受け取った画像信号に対して、例えば現像処理（デモザイク処理）等の、当該画像信号に基づく画像を表示するための各種の画像処理を施す。ＣＣＵ５１５３は、当該画像処理を施した画像信号を表示装置５１５５に提供する。また、ＣＣＵ５１５３には、図２０に示す視聴覚コントローラ５１０７が接続される。ＣＣＵ５１５３は、画像処理を施した画像信号を視聴覚コントローラ５１０７にも提供する。また、ＣＣＵ５１５３は、カメラヘッド５１１９に対して制御信号を送信し、その駆動を制御する。当該制御信号には、倍率や焦点距離等、撮像条件に関する情報が含まれ得る。当該撮像条件に関する情報は、入力装置５１６１を介して入力されてもよいし、上述した集中操作パネル５１１１を介して入力されてもよい。

表示装置５１５５は、ＣＣＵ５１５３からの制御により、当該ＣＣＵ５１５３によって画像処理が施された画像信号に基づく画像を表示する。内視鏡５１１５が例えば４Ｋ（水平画素数３８４０×垂直画素数２１６０）又は８Ｋ（水平画素数７６８０×垂直画素数４３２０）等の高解像度の撮影に対応したものである場合、及び／又は３Ｄ表示に対応したものである場合には、表示装置５１５５としては、それぞれに対応して、高解像度の表示が可能なもの、及び／又は３Ｄ表示可能なものが用いられ得る。４Ｋ又は８Ｋ等の高解像度の撮影に対応したものである場合、表示装置５１５５として５５インチ以上のサイズのものを用いることで一層の没入感が得られる。また、用途に応じて、解像度、サイズが異なる複数の表示装置５１５５が設けられてもよい。

光源装置５１５７は、例えばＬＥＤ（Light Emitting Diode）等の光源から構成され、術部を撮影する際の照射光を内視鏡５１１５に供給する。

アーム制御装置５１５９は、例えばＣＰＵ等のプロセッサによって構成され、所定のプログラムに従って動作することにより、所定の制御方式に従って支持アーム装置５１４１のアーム部５１４５の駆動を制御する。

入力装置５１６１は、内視鏡手術システム５１１３に対する入力インタフェースである。ユーザは、入力装置５１６１を介して、内視鏡手術システム５１１３に対して各種の情報の入力や指示入力を行うことができる。例えば、ユーザは、入力装置５１６１を介して、患者の身体情報や、手術の術式についての情報等、手術に関する各種の情報を入力する。また、例えば、ユーザは、入力装置５１６１を介して、アーム部５１４５を駆動させる旨の指示や、内視鏡５１１５による撮像条件（照射光の種類、倍率及び焦点距離等）を変更する旨の指示、エネルギー処置具５１３５を駆動させる旨の指示等を入力する。

入力装置５１６１の種類は限定されず、入力装置５１６１は各種の公知の入力装置であってよい。入力装置５１６１としては、例えば、マウス、キーボード、タッチパネル、スイッチ、フットスイッチ５１７１及び／又はレバー等が適用され得る。入力装置５１６１としてタッチパネルが用いられる場合には、当該タッチパネルは表示装置５１５５の表示面上に設けられてもよい。

あるいは、入力装置５１６１は、例えばメガネ型のウェアラブルデバイスやＨＭＤ（Head Mounted Display）等の、ユーザによって装着されるデバイスであり、これらのデバイスによって検出されるユーザのジェスチャや視線に応じて各種の入力が行われる。また、入力装置５１６１は、ユーザの動きを検出可能なカメラを含み、当該カメラによって撮像された映像から検出されるユーザのジェスチャや視線に応じて各種の入力が行われる。更に、入力装置５１６１は、ユーザの声を収音可能なマイクロフォンを含み、当該マイクロフォンを介して音声によって各種の入力が行われる。このように、入力装置５１６１が非接触で各種の情報を入力可能に構成されることにより、特に清潔域に属するユーザ（例えば術者５１８１）が、不潔域に属する機器を非接触で操作することが可能となる。また、ユーザは、所持している術具から手を離すことなく機器を操作することが可能となるため、ユーザの利便性が向上する。

処置具制御装置５１６３は、組織の焼灼、切開又は血管の封止等のためのエネルギー処置具５１３５の駆動を制御する。気腹装置５１６５は、内視鏡５１１５による視野の確保及び術者の作業空間の確保の目的で、患者５１８５の体腔を膨らめるために、気腹チューブ５１３３を介して当該体腔内にガスを送り込む。レコーダ５１６７は、手術に関する各種の情報を記録可能な装置である。プリンタ５１６９は、手術に関する各種の情報を、テキスト、画像又はグラフ等各種の形式で印刷可能な装置である。

以下、内視鏡手術システム５１１３において特に特徴的な構成について、更に詳細に説明する。

（支持アーム装置）
支持アーム装置５１４１は、基台であるベース部５１４３と、ベース部５１４３から延伸するアーム部５１４５と、を備える。図示する例では、アーム部５１４５は、複数の関節部５１４７ａ、５１４７ｂ、５１４７ｃと、関節部５１４７ｂによって連結される複数のリンク５１４９ａ、５１４９ｂと、から構成されているが、図２２では、簡単のため、アーム部５１４５の構成を簡略化して図示している。実際には、アーム部５１４５が所望の自由度を有するように、関節部５１４７ａ～５１４７ｃ及びリンク５１４９ａ、５１４９ｂの形状、数及び配置、並びに関節部５１４７ａ～５１４７ｃの回転軸の方向等が適宜設定され得る。例えば、アーム部５１４５は、好適に、６自由度以上の自由度を有するように構成され得る。これにより、アーム部５１４５の可動範囲内において内視鏡５１１５を自由に移動させることが可能になるため、所望の方向から内視鏡５１１５の鏡筒５１１７を患者５１８５の体腔内に挿入することが可能になる。

関節部５１４７ａ～５１４７ｃにはアクチュエータが設けられており、関節部５１４７ａ～５１４７ｃは当該アクチュエータの駆動により所定の回転軸まわりに回転可能に構成されている。当該アクチュエータの駆動がアーム制御装置５１５９によって制御されることにより、各関節部５１４７ａ～５１４７ｃの回転角度が制御され、アーム部５１４５の駆動が制御される。これにより、内視鏡５１１５の位置及び姿勢の制御が実現され得る。この際、アーム制御装置５１５９は、力制御又は位置制御等、各種の公知の制御方式によってアーム部５１４５の駆動を制御することができる。

例えば、術者５１８１が、入力装置５１６１（フットスイッチ５１７１を含む）を介して適宜操作入力を行うことにより、当該操作入力に応じてアーム制御装置５１５９によってアーム部５１４５の駆動が適宜制御され、内視鏡５１１５の位置及び姿勢が制御されてよい。当該制御により、アーム部５１４５の先端の内視鏡５１１５を任意の位置から任意の位置まで移動させた後、その移動後の位置で固定的に支持することができる。なお、アーム部５１４５は、いわゆるマスタースレイブ方式で操作されてもよい。この場合、アーム部５１４５は、手術室から離れた場所に設置される入力装置５１６１を介してユーザによって遠隔操作され得る。

また、力制御が適用される場合には、アーム制御装置５１５９は、ユーザからの外力を受け、その外力にならってスムーズにアーム部５１４５が移動するように、各関節部５１４７ａ～５１４７ｃのアクチュエータを駆動させる、いわゆるパワーアシスト制御を行ってもよい。これにより、ユーザが直接アーム部５１４５に触れながらアーム部５１４５を移動させる際に、比較的軽い力で当該アーム部５１４５を移動させることができる。従って、より直感的に、より簡易な操作で内視鏡５１１５を移動させることが可能となり、ユーザの利便性を向上させることができる。

ここで、一般的に、内視鏡下手術では、スコピストと呼ばれる医師によって内視鏡５１１５が支持されていた。これに対して、支持アーム装置５１４１を用いることにより、人手によらずに内視鏡５１１５の位置をより確実に固定することが可能になるため、術部の画像を安定的に得ることができ、手術を円滑に行うことが可能になる。

なお、アーム制御装置５１５９は必ずしもカート５１５１に設けられなくてもよい。また、アーム制御装置５１５９は必ずしも１つの装置でなくてもよい。例えば、アーム制御装置５１５９は、支持アーム装置５１４１のアーム部５１４５の各関節部５１４７ａ～５１４７ｃにそれぞれ設けられてもよく、複数のアーム制御装置５１５９が互いに協働することにより、アーム部５１４５の駆動制御が実現されてもよい。

（光源装置）
光源装置５１５７は、内視鏡５１１５に術部を撮影する際の照射光を供給する。光源装置５１５７は、例えばＬＥＤ、レーザ光源又はこれらの組み合わせによって構成される白色光源から構成される。このとき、ＲＧＢレーザ光源の組み合わせにより白色光源が構成される場合には、各色（各波長）の出力強度及び出力タイミングを高精度に制御することができるため、光源装置５１５７において撮像画像のホワイトバランスの調整を行うことができる。また、この場合には、ＲＧＢレーザ光源それぞれからのレーザ光を時分割で観察対象に照射し、その照射タイミングに同期してカメラヘッド５１１９の撮像素子の駆動を制御することにより、ＲＧＢそれぞれに対応した画像を時分割で撮像することも可能である。当該方法によれば、当該撮像素子にカラーフィルタを設けなくても、カラー画像を得ることができる。

また、光源装置５１５７は、出力する光の強度を所定の時間ごとに変更するようにその駆動が制御されてもよい。その光の強度の変更のタイミングに同期してカメラヘッド５１１９の撮像素子の駆動を制御して時分割で画像を取得し、その画像を合成することにより、いわゆる黒つぶれ及び白とびのない高ダイナミックレンジの画像を生成することができる。

また、光源装置５１５７は、特殊光観察に対応した所定の波長帯域の光を供給可能に構成されてもよい。特殊光観察では、例えば、体組織における光の吸収の波長依存性を利用して、通常の観察時における照射光（すなわち、白色光）に比べて狭帯域の光を照射することにより、粘膜表層の血管等の所定の組織を高コントラストで撮影する、いわゆる狭帯域光観察（Narrow Band Imaging）が行われる。あるいは、特殊光観察では、励起光を照射することにより発生する蛍光により画像を得る蛍光観察が行われてもよい。蛍光観察では、体組織に励起光を照射し当該体組織からの蛍光を観察するもの（自家蛍光観察）、又はインドシアニングリーン（ICG）等の試薬を体組織に局注するとともに当該体組織にその試薬の蛍光波長に対応した励起光を照射し蛍光像を得るもの等が行われ得る。光源装置５１５７は、このような特殊光観察に対応した狭帯域光及び／又は励起光を供給可能に構成され得る。

（カメラヘッド及びＣＣＵ）
図２３を参照して、内視鏡５１１５のカメラヘッド５１１９及びＣＣＵ５１５３の機能についてより詳細に説明する。図２３は、図２２に示すカメラヘッド５１１９及びＣＣＵ５１５３の機能構成の一例を示すブロック図である。

図２３を参照すると、カメラヘッド５１１９は、その機能として、レンズユニット５１２１と、撮像部５１２３と、駆動部５１２５と、通信部５１２７と、カメラヘッド制御部５１２９と、を有する。また、ＣＣＵ５１５３は、その機能として、通信部５１７３と、画像処理部５１７５と、制御部５１７７と、を有する。カメラヘッド５１１９とＣＣＵ５１５３とは、伝送ケーブル５１７９によって双方向に通信可能に接続されている。

まず、カメラヘッド５１１９の機能構成について説明する。レンズユニット５１２１は、鏡筒５１１７との接続部に設けられる光学系である。鏡筒５１１７の先端から取り込まれた観察光は、カメラヘッド５１１９まで導光され、当該レンズユニット５１２１に入射する。レンズユニット５１２１は、ズームレンズ及びフォーカスレンズを含む複数のレンズが組み合わされて構成される。レンズユニット５１２１は、撮像部５１２３の撮像素子の受光面上に観察光を集光するように、その光学特性が調整されている。また、ズームレンズ及びフォーカスレンズは、撮像画像の倍率及び焦点の調整のため、その光軸上の位置が移動可能に構成される。

撮像部５１２３は撮像素子によって構成され、レンズユニット５１２１の後段に配置される。レンズユニット５１２１を通過した観察光は、当該撮像素子の受光面に集光され、光電変換によって、観察像に対応した画像信号が生成される。撮像部５１２３によって生成された画像信号は、通信部５１２７に提供される。

撮像部５１２３を構成する撮像素子としては、例えばＣＭＯＳ（Complementary Metal Oxide Semiconductor）タイプのイメージセンサであり、Ｂａｙｅｒ配列を有するカラー撮影可能なものが用いられる。なお、当該撮像素子としては、例えば４Ｋ以上の高解像度の画像の撮影に対応可能なものが用いられてもよい。術部の画像が高解像度で得られることにより、術者５１８１は、当該術部の様子をより詳細に把握することができ、手術をより円滑に進行することが可能となる。

また、撮像部５１２３を構成する撮像素子は、３Ｄ表示に対応する右目用及び左目用の画像信号をそれぞれ取得するための１対の撮像素子を有するように構成される。３Ｄ表示が行われることにより、術者５１８１は術部における生体組織の奥行きをより正確に把握することが可能になる。なお、撮像部５１２３が多板式で構成される場合には、各撮像素子に対応して、レンズユニット５１２１も複数系統設けられる。

また、撮像部５１２３は、必ずしもカメラヘッド５１１９に設けられなくてもよい。例えば、撮像部５１２３は、鏡筒５１１７の内部に、対物レンズの直後に設けられてもよい。

駆動部５１２５は、アクチュエータによって構成され、カメラヘッド制御部５１２９からの制御により、レンズユニット５１２１のズームレンズ及びフォーカスレンズを光軸に沿って所定の距離だけ移動させる。これにより、撮像部５１２３による撮像画像の倍率及び焦点が適宜調整され得る。

通信部５１２７は、ＣＣＵ５１５３との間で各種の情報を送受信するための通信装置によって構成される。通信部５１２７は、撮像部５１２３から得た画像信号をＲＡＷデータとして伝送ケーブル５１７９を介してＣＣＵ５１５３に送信する。この際、術部の撮像画像を低レイテンシで表示するために、当該画像信号は光通信によって送信されることが好ましい。手術の際には、術者５１８１が撮像画像によって患部の状態を観察しながら手術を行うため、より安全で確実な手術のためには、術部の動画像が可能な限りリアルタイムに表示されることが求められるからである。光通信が行われる場合には、通信部５１２７には、電気信号を光信号に変換する光電変換モジュールが設けられる。画像信号は当該光電変換モジュールによって光信号に変換された後、伝送ケーブル５１７９を介してＣＣＵ５１５３に送信される。

また、通信部５１２７は、ＣＣＵ５１５３から、カメラヘッド５１１９の駆動を制御するための制御信号を受信する。当該制御信号には、例えば、撮像画像のフレームレートを指定する旨の情報、撮像時の露出値を指定する旨の情報、並びに／又は撮像画像の倍率及び焦点を指定する旨の情報等、撮像条件に関する情報が含まれる。通信部５１２７は、受信した制御信号をカメラヘッド制御部５１２９に提供する。なお、ＣＣＵ５１５３からの制御信号も、光通信によって伝送されてもよい。この場合、通信部５１２７には、光信号を電気信号に変換する光電変換モジュールが設けられ、制御信号は当該光電変換モジュールによって電気信号に変換された後、カメラヘッド制御部５１２９に提供される。

なお、上記のフレームレートや露出値、倍率、焦点等の撮像条件は、取得された画像信号に基づいてＣＣＵ５１５３の制御部５１７７によって自動的に設定される。つまり、いわゆるＡＥ（Auto Exposure）機能、ＡＦ（Auto Focus）機能及びＡＷＢ（Auto White Balance）機能が内視鏡５１１５に搭載される。

カメラヘッド制御部５１２９は、通信部５１２７を介して受信したＣＣＵ５１５３からの制御信号に基づいて、カメラヘッド５１１９の駆動を制御する。例えば、カメラヘッド制御部５１２９は、撮像画像のフレームレートを指定する旨の情報及び／又は撮像時の露光を指定する旨の情報に基づいて、撮像部５１２３の撮像素子の駆動を制御する。また、例えば、カメラヘッド制御部５１２９は、撮像画像の倍率及び焦点を指定する旨の情報に基づいて、駆動部５１２５を介してレンズユニット５１２１のズームレンズ及びフォーカスレンズを適宜移動させる。カメラヘッド制御部５１２９は、更に、鏡筒５１１７やカメラヘッド５１１９を識別するための情報を記憶する機能を備えてもよい。

なお、レンズユニット５１２１や撮像部５１２３等の構成を、気密性及び防水性が高い密閉構造内に配置することで、カメラヘッド５１１９について、オートクレーブ滅菌処理に対する耐性を持たせることができる。

次に、ＣＣＵ５１５３の機能構成について説明する。通信部５１７３は、カメラヘッド５１１９との間で各種の情報を送受信するための通信装置によって構成される。通信部５１７３は、カメラヘッド５１１９から、伝送ケーブル５１７９を介して送信される画像信号を受信する。この際、上記のように、当該画像信号は好適に光通信によって送信され得る。この場合、光通信に対応して、通信部５１７３には、光信号を電気信号に変換する光電変換モジュールが設けられる。通信部５１７３は、電気信号に変換した画像信号を画像処理部５１７５に提供する。

また、通信部５１７３は、カメラヘッド５１１９に対して、カメラヘッド５１１９の駆動を制御するための制御信号を送信する。当該制御信号も光通信によって送信されてよい。

画像処理部５１７５は、カメラヘッド５１１９から送信されたＲＡＷデータである画像信号に対して各種の画像処理を施す。当該画像処理としては、例えば現像処理、高画質化処理（帯域強調処理、超解像処理、ＮＲ（Noise reduction）処理及び／又は手ブレ補正処理等）、並びに／又は拡大処理（電子ズーム処理）等、各種の公知の信号処理が含まれる。また、画像処理部５１７５は、ＡＥ、ＡＦ及びＡＷＢを行うための、画像信号に対する検波処理を行う。

画像処理部５１７５は、ＣＰＵやＧＰＵ等のプロセッサによって構成され、当該プロセッサが所定のプログラムに従って動作することにより、上述した画像処理や検波処理が行われ得る。なお、画像処理部５１７５が複数のＧＰＵによって構成される場合には、画像処理部５１７５は、画像信号に係る情報を適宜分割し、これら複数のＧＰＵによって並列的に画像処理を行う。

制御部５１７７は、内視鏡５１１５による術部の撮像、及びその撮像画像の表示に関する各種の制御を行う。例えば、制御部５１７７は、カメラヘッド５１１９の駆動を制御するための制御信号を生成する。この際、撮像条件がユーザによって入力されている場合には、制御部５１７７は、当該ユーザによる入力に基づいて制御信号を生成する。あるいは、内視鏡５１１５にＡＥ機能、ＡＦ機能及びＡＷＢ機能が搭載されている場合には、制御部５１７７は、画像処理部５１７５による検波処理の結果に応じて、最適な露出値、焦点距離及びホワイトバランスを適宜算出し、制御信号を生成する。

また、制御部５１７７は、画像処理部５１７５によって画像処理が施された画像信号に基づいて、術部の画像を表示装置５１５５に表示させる。この際、制御部５１７７は、各種の画像認識技術を用いて術部画像内における各種の物体を認識する。例えば、制御部５１７７は、術部画像に含まれる物体のエッジの形状や色等を検出することにより、鉗子等の術具、特定の生体部位、出血、エネルギー処置具５１３５使用時のミスト等を認識することができる。制御部５１７７は、表示装置５１５５に術部の画像を表示させる際に、その認識結果を用いて、各種の手術支援情報を当該術部の画像に重畳表示させる。手術支援情報が重畳表示され、術者５１８１に提示されることにより、より安全かつ確実に手術を進めることが可能になる。

カメラヘッド５１１９及びＣＣＵ５１５３を接続する伝送ケーブル５１７９は、電気信号の通信に対応した電気信号ケーブル、光通信に対応した光ファイバ、又はこれらの複合ケーブルである。

ここで、図示する例では、伝送ケーブル５１７９を用いて有線で通信が行われていたが、カメラヘッド５１１９とＣＣＵ５１５３との間の通信は無線で行われてもよい。両者の間の通信が無線で行われる場合には、伝送ケーブル５１７９を手術室内に敷設する必要がなくなるため、手術室内における医療スタッフの移動が当該伝送ケーブル５１７９によって妨げられる事態が解消され得る。

以上、本開示に係る技術が適用され得る手術室システム５１００の一例について説明した。なお、ここでは、一例として手術室システム５１００が適用される医療用システムが内視鏡手術システム５１１３である場合について説明したが、手術室システム５１００の構成はかかる例に限定されない。例えば、手術室システム５１００は、内視鏡手術システム５１１３に代えて、検査用軟性内視鏡システムや顕微鏡手術システムに適用されてもよい。

本開示に係る技術は、以上説明した構成のうち、手術室システム５１００を構成するネットワークに好適に適用され得る。手術室システム５１００に本開示に係る技術を適用することにより、低価格で各デバイス間を効率良く接続するネットワークシステムを構築することが可能である。

以上、添付図面を参照しながら本開示の好適な実施形態について詳細に説明したが、本開示の技術的範囲はかかる例に限定されない。本開示の技術分野における通常の知識を有する者であれば、請求の範囲に記載された技術的思想の範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、これらについても、当然に本開示の技術的範囲に属するものと了解される。

また、本明細書に記載された効果は、あくまで説明的または例示的なものであって限定的ではない。つまり、本開示に係る技術は、上記の効果とともに、または上記の効果に代えて、本明細書の記載から当業者には明らかな他の効果を奏しうる。

なお、以下のような構成も本開示の技術的範囲に属する。
（１）
ＩＰデバイスが接続されたＩＰネットワークを監視するＩＰネットワーク監視部と、
非ＩＰデバイスを監視する非ＩＰデバイス監視部と、
を備える、ネットワーク監視システム。
（２）
前記ＩＰネットワーク監視部は、前記ＩＰデバイスを監視するＩＰデバイス監視部と、前記ＩＰネットワークのＩＰスイッチを監視するＩＰスイッチ監視部と、を含む、前記（１）に記載のネットワーク監視システム。
（３）
前記ＩＰネットワーク監視部は、前記ＩＰネットワークに発生した障害を予め分類された一次切り分け原因に従って抽出し、抽出した前記一次切り分け原因に基づいて前記障害の根本原因を抽出する、前記（１）又は（２）に記載のネットワーク監視システム。
（４）
前記ＩＰネットワーク監視部は、前記一次切り分け原因として、前記ＩＰネットワークにおける映像情報の障害、前記ＩＰネットワークにおける制御情報の障害、及び前記ＩＰデバイスの同期情報の障害の少なくともいずれかを抽出する、前記（３）に記載のネットワーク監視システム。
（５）
前記ＩＰネットワーク監視部は、前記根本原因として、前記ＩＰネットワークに設けられたケーブルの障害、前記ＩＰネットワークのＩＰスイッチの障害、及び前記ＩＰデバイスの障害の少なくともいずれかを抽出する、前記（３）又は（４）に記載のネットワーク監視システム。
（６）
前記ＩＰネットワーク監視部は、抽出した前記根本原因に対応する検知を行うことで、前記ＩＰネットワークに発生した前記障害の解決策を抽出する、前記（３）～（５）のいずれかに記載のネットワーク監視システム。
（７）
前記ＩＰネットワーク監視部は、前記ＩＰネットワークのフローをフロー単位で可視化することで、前記ＩＰネットワークを監視する、前記（１）～（６）のいずれかに記載のネットワーク監視システム。
（８）
前記ＩＰネットワーク監視部は、前記フローの特定を、システムコントローラから収集した情報、ユーザ設定による情報、又はフローを特定するアプリケーションから収集した情報の少なくともいずれかに基づいて行う、前記（７）に記載のネットワーク監視システム。
（９）
前記ＩＰネットワーク監視部は、特定した前記フローに関し、フローの統計情報が取得可能なＳＤＮ機能、又は、パケットキャプチャ装置によるパケットの詳細解析を行う機能、により当該フローの統計情報を取得し、前記可視化を行う、前記（８）に記載のネットワーク監視システム。
（１０）
前記非ＩＰデバイス監視部は、前記非ＩＰデバイスに発生した障害を予め分類された一次切り分け原因に従って抽出し、抽出した前記一次切り分け原因に基づいて前記障害の根本原因を抽出する、前記（１）～（９）のいずれかに記載のネットワーク監視システム。
（１１）
前記非ＩＰデバイス監視部は、抽出した前記根本原因に対応する検知を行うことで、前記非ＩＰデバイスに発生した前記障害の解決策を抽出する、前記（１０）に記載のネットワーク監視システム。
（１２）
前記ＩＰネットワークにおけるシステム障害を常時検知するシステム障害自動検知部と、
前記ＩＰネットワークにおける特定の前記ＩＰデバイスの動作を指定して障害を検知する指定型障害検知部と、
を更に備える、前記（１）～（１１）のいずれかに記載のネットワーク監視システム。
（１３）
前記システム障害自動検知部は、前記ＩＰネットワークにおける接続ポートに関する障害、ネットワークケーブルに関する障害、前記ＩＰネットワークのＩＰスイッチに関する障害、ＩＰアドレスの重複に関する障害、帯域に関する障害、不明なトラフィックに関する障害、の少なくともいずれかを検知する、前記（１２）に記載のネットワーク監視システム。
（１４）
前記指定型障害検知部は、前記ＩＰネットワークに監視できないフローが存在する場合に、監視用のフローを追加する、前記（１２）又は（１３）に記載のネットワーク監視システム。
（１５）
前記指定型障害検知部は、障害解析機能のＵＩから指定する、システムコントローラからのＡＰＩの呼び出しで通知する、又は、障害解析機能を用いた解析を行う、のいずれかを用いて前記動作を指定し、指定した前記動作が実行されるか否かを前記ＩＰデバイス及び前記ＩＰネットワークと照合することにより前記障害を検知する、前記（１４）に記載のネットワーク監視システム。
（１６）
前記指定した動作における前記障害の検知は、前記ＩＰネットワーク監視部と前記非ＩＰデバイス監視部により行われる、前記（１５）に記載のネットワーク監視システム。
（１７）
前記システム障害自動検知部は、ＡＲＰ及びＡＲＰリプライを常時監視し、利用中のＩＰアドレス／ＭＡＣのリストを保持し、利用中のＩＰアドレスを他のデバイスで利用中の場合は、前記ＩＰアドレスの重複に関する障害を検知する、前記（１３）に記載のネットワーク監視システム。
（１８）
ＩＰデバイスが接続されたＩＰネットワークを監視することと、
非ＩＰデバイスを監視することと、
を備える、ネットワーク監視方法。
（１９）
ＩＰデバイスが接続されたＩＰネットワークを監視することと、
非ＩＰデバイスを監視することと、
を備える、ＡＶ信号をＩＰ化された伝送システムにおけるネットワーク監視方法。
（２０）
ＩＰデバイスが接続されたＩＰネットワークを監視する手段、
非ＩＰデバイスを監視する手段、
としてコンピュータを機能させるためのプログラム。

１００ ＡＶデバイス
２００ ＩＰスイッチ
６００ ネットワークシステム解析装置
６１０ ＩＰデバイス監視部
６２０ ＳＤＮスイッチ監視部
６３０ 非ＩＰデバイス監視部
６４０ システム障害自動検知部
６５０ 指定型障害検知部

Claims (20)

1. ＩＰデバイスが接続されたＩＰネットワークを監視するＩＰネットワーク監視部と、
   前記ＩＰデバイスの少なくとも１つに接続された非ＩＰデバイスを監視する非ＩＰデバイス監視部と、を備え、
   前記ＩＰネットワーク監視部は、前記ＩＰネットワークに発生した障害を予め分類された一次切り分け原因に従って抽出し、抽出した前記一次切り分け原因に基づいて前記ＩＰネットワークに発生した障害の根本原因を抽出し、
   前記非ＩＰデバイス監視部は、前記非ＩＰデバイスに発生した障害を予め分類された一次切り分け原因に従って抽出し、抽出した前記一次切り分け原因に基づいて前記非ＩＰデバイスに発生した障害の根本原因を抽出する、
   ネットワーク監視システム。
2. 外部からのトリガーに基づいて、前記ＩＰネットワーク監視部による前記ＩＰネットワークの監視と前記非ＩＰデバイス監視部による前記非ＩＰデバイスの監視の双方を行う、
   請求項１に記載のネットワーク監視システム。
3. 前記ＩＰネットワーク監視部は、前記ＩＰデバイスを監視するＩＰデバイス監視部と、前記ＩＰネットワークのＩＰスイッチを監視するＩＰスイッチ監視部と、を含む、請求項１又は２に記載のネットワーク監視システム。
4. 前記ＩＰネットワーク監視部は、前記一次切り分け原因として、前記ＩＰネットワークにおける映像情報の障害、前記ＩＰネットワークにおける制御情報の障害、及び前記ＩＰデバイスの同期情報の障害の少なくともいずれかを抽出する、請求項３に記載のネットワーク監視システム。
5. 前記ＩＰネットワーク監視部は、前記根本原因として、前記ＩＰネットワークに設けられたケーブルの障害、前記ＩＰネットワークのＩＰスイッチの障害、及び前記ＩＰデバイスの障害の少なくともいずれかを抽出する、請求項３又は４に記載のネットワーク監視システム。
6. 前記ＩＰネットワーク監視部は、抽出した前記根本原因に対応する検知を行うことで、前記ＩＰネットワークに発生した前記障害の解決策を抽出する、請求項３～５のいずれか１項に記載のネットワーク監視システム。
7. 前記ＩＰネットワーク監視部は、前記ＩＰネットワークのフローをフロー単位で可視化することで、前記ＩＰネットワークを監視する、請求項１～６のいずれか１項に記載のネットワーク監視システム。
8. 前記ＩＰネットワーク監視部は、前記フローの特定を、システムコントローラから収集した情報、ユーザ設定による情報、又はフローを特定するアプリケーションから収集した情報の少なくともいずれかに基づいて行う、請求項７に記載のネットワーク監視システム。
9. 前記ＩＰネットワーク監視部は、特定した前記フローに関し、フローの統計情報が取得可能なＳＤＮ機能、又は、パケットキャプチャ装置によるパケットの詳細解析を行う機能、により当該フローの統計情報を取得し、前記可視化を行う、請求項８に記載のネットワーク監視システム。
10. 前記非ＩＰデバイス監視部は、抽出した前記根本原因に対応する検知を行うことで、前記非ＩＰデバイスに発生した前記障害の解決策を抽出する、請求項１～９のいずれか１項に記載のネットワーク監視システム。
11. 前記ＩＰネットワークにおけるシステム障害を常時検知するシステム障害自動検知部と、
    前記ＩＰネットワークにおける特定の前記ＩＰデバイスの動作を指定して障害を検知する指定型障害検知部と、
    を更に備える、請求項１～１０のいずれか１項に記載のネットワーク監視システム。
12. 前記指定型障害検知部は、処理が軽い順序、又は問題の発生確率が高い順序で障害の検知を行う、
    請求項１１に記載のネットワーク監視システム。
13. 前記システム障害自動検知部は、前記ＩＰネットワークにおける接続ポートに関する障害、ネットワークケーブルに関する障害、前記ＩＰネットワークのＩＰスイッチに関する障害、ＩＰアドレスの重複に関する障害、帯域に関する障害、不明なトラフィックに関する障害、の少なくともいずれかを検知する、請求項１１又は１２に記載のネットワーク監視システム。
14. 前記システム障害自動検知部又は前記指定型障害検知部は、前記ＩＰネットワークに監視できないフローが存在する場合に、監視用のフローを追加する、請求項１１～１３のいずれか１項に記載のネットワーク監視システム。
15. 前記指定型障害検知部は、障害解析機能のＵＩから指定する、システムコントローラからのＡＰＩの呼び出しで通知する、又は、障害解析機能を用いた解析を行う、のいずれかを用いて前記動作を指定し、指定した前記動作が実行されるか否かを前記ＩＰデバイス及び前記ＩＰネットワークと照合することにより前記障害を検知する、請求項１４に記載のネットワーク監視システム。
16. 前記指定した動作における前記障害の検知は、前記ＩＰネットワーク監視部と前記非ＩＰデバイス監視部により行われる、請求項１５に記載のネットワーク監視システム。
17. 前記システム障害自動検知部は、ＡＲＰ及びＡＲＰリプライを常時監視し、利用中のＩＰアドレス／ＭＡＣのリストを保持し、利用中のＩＰアドレスを他のデバイスで利用中の場合は、前記ＩＰアドレスの重複に関する障害を検知する、請求項１３に記載のネットワーク監視システム。
18. 複数のＩＰデバイスが接続されたＩＰネットワークを監視するＩＰネットワーク監視ステップと、
    前記複数のＩＰデバイスの少なくとも１つに接続された非ＩＰデバイスを監視する非ＩＰデバイス監視ステップと、を備え、
    前記ＩＰネットワーク監視ステップでは、前記ＩＰネットワークに発生した障害を予め分類された一次切り分け原因に従って抽出し、抽出した前記一次切り分け原因に基づいて前記ＩＰネットワークに発生した障害の根本原因を抽出し、
    前記非ＩＰデバイス監視ステップでは、前記非ＩＰデバイスに発生した障害を予め分類された一次切り分け原因に従って抽出し、抽出した前記一次切り分け原因に基づいて前記非ＩＰデバイスに発生した障害の根本原因を抽出する、
    ネットワーク監視方法。
19. ＩＰデバイスが接続されたＩＰネットワークを監視するＩＰネットワーク監視ステップと、
    前記ＩＰデバイスの少なくとも１つに接続された非ＩＰデバイスを監視する非ＩＰデバイス監視ステップと、を備え、
    前記ＩＰネットワーク監視ステップでは、前記ＩＰネットワークに発生した障害を予め分類された一次切り分け原因に従って抽出し、抽出した前記一次切り分け原因に基づいて前記ＩＰネットワークに発生した障害の根本原因を抽出し、
    前記非ＩＰデバイス監視ステップでは、前記非ＩＰデバイスに発生した障害を予め分類された一次切り分け原因に従って抽出し、抽出した前記一次切り分け原因に基づいて前記非ＩＰデバイスに発生した障害の根本原因を抽出する、
    ＡＶ信号をＩＰ化された伝送システムにおけるネットワーク監視方法。
20. コンピュータを、
    ＩＰデバイスが接続されたＩＰネットワークを監視するＩＰネットワーク監視手段、
    前記ＩＰデバイスの少なくとも１つに接続された非ＩＰデバイスを監視する非ＩＰデバイス監視手段、として機能させ、
    前記ＩＰネットワーク監視手段は、前記ＩＰネットワークに発生した障害を予め分類された一次切り分け原因に従って抽出し、抽出した前記一次切り分け原因に基づいて前記ＩＰネットワークに発生した障害の根本原因を抽出し、
    前記非ＩＰデバイス監視手段は、前記非ＩＰデバイスに発生した障害を予め分類された一次切り分け原因に従って抽出し、抽出した前記一次切り分け原因に基づいて前記非ＩＰデバイスに発生した障害の根本原因を抽出する、
    プログラム。

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