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手術支援装置および手術支援プログラム

国内特許コード P130009988
整理番号 S2012-0588-N0
掲載日 2013年10月17日
出願番号 特願2012-077119
公開番号 特開2013-202313
出願日 平成24年3月29日(2012.3.29)
公開日 平成25年10月7日(2013.10.7)
発明者
  • 竹村 知晃
  • 今中 良一
  • 今西 勁峰
  • 吉田 宗人
  • 木岡 雅彦
出願人
  • パナソニック株式会社
  • 公立大学法人和歌山県立医科大学
  • パナソニックメディカルソリューションズ株式会社
発明の名称 手術支援装置および手術支援プログラム
発明の概要

【課題】術具を用いて切削される切削部位を見ながら、手術中の適切なナビゲーションを実施することが可能な手術支援装置および手術支援プログラムを提供する。
【解決手段】手術支援システム100のパーソナルコンピュータ1は、ボリュームレンダリング演算部13において生成された3次元画像中に、術具33の先端を示す画像(術具画像33a)と術具先端から切削部位までの距離とを合成して表示しながら手術中のナビゲーションを行う。
【選択図】図3

従来技術、競合技術の概要


医療現場において、より適切な手術を行うために、手術のシミュレーションを行うことが可能な手術支援装置が活用されている。
従来の手術支援装置は、例えば、X線CT画像や核磁気共鳴画像(MRI画像)、PET(陽電子放射断層法)によって取得された画像等の断層画像情報を取得する断層画像情報取得部と、断層画像情報取得部に接続されたメモリと、メモリに接続されたボリュームレンダリング演算部と、ボリュームレンダリング演算部の演算結果を表示するディスプレイと、ディスプレイに表示された表示対象物に対して切削指示を行う入力部と、を備えていた。



例えば、特許文献1には、実際に使用される内視鏡の3次元位置の座標と、断層画像を用いて生成される3次元ボリューム画像データの座標とを統合し、内視鏡の映像に重畳して表示することで、内視鏡や術具の変化に応じてリアルタイムで内視鏡画像にその位置における手術対象領域の画像を重畳して表示することが可能な手術支援装置について開示されている。

産業上の利用分野


本発明は、手術中のナビゲーションを行う手術支援装置および手術支援プログラムに関する。

特許請求の範囲 【請求項1】
内視鏡画像を見ながら切削用の術具を用いて行われる手術中に、断層画像情報から生成される3次元のシミュレーション画像を表示しながらナビゲーションを行う手術支援装置であって、
患者の断層画像情報を取得する断層画像情報取得部と、
前記断層画像情報取得部に接続されており、前記断層画像情報のボクセル情報を格納するメモリと、
前記メモリに接続されており、前記ボクセル情報に基づいて、視線に対して垂直の方向においてボクセル情報をサンプリングするボリュームレンダリング演算部と、
前記内視鏡および前記術具の3次元位置を逐次検出する内視鏡・術具位置検出部と、
前記ボリュームレンダリング演算部によって生成された3次元画像の座標と前記内視鏡・術具位置検出部において検出される前記内視鏡および前記術具の座標とを座標統合するレジストレーション演算部と、
前記ボリュームレンダリング演算部において生成された3次元画像上において仮想的に切削された手術を予定している切削部分を前記ボクセル情報上に関連付けて前記メモリに記憶させるシミュレーション部と、
前記3次元画像上の前記術具の処置部と前記第2メモリに保存された前記切削部分を示す前記ボクセル情報との距離を算出する距離算出部と、
前記術具の手術中の座標を用いて前記3次元画像上の前記術具の前記処置部を表示させ、前記処置部と前記メモリに保存された前記切削部分を示す前記ボクセル情報との距離を、術中に表示される内視鏡画像とともに表示させるナビゲーション部と、
を備えている手術支援装置。

【請求項2】
前記シミュレーション部は、術前の切削時において、対象部位の深さを検出して不連続性あるいは深さの変化度合いを演算し、変化度合いが所定の閾値を超えた場合には、切削を中止する、あるいは切削データを更新しない、
請求項1に記載の手術支援装置。

【請求項3】
前記ナビゲーション部は、前記3次元画像上における前記術具の処置部を、マルチポイントモデルによってモデリングを行う、
請求項1または2に記載の手術支援装置。

【請求項4】
前記ナビゲーション部は、前記距離のベクトルとして、前記術中の術具が前記切削した部分を示すボクセル情報の方向の成分とするベクトルを用いる、
請求項1から3のいずれか1項に記載の手術支援装置。

【請求項5】
前記ナビゲーション部は、前記切削部分から等距離ごとにボクセルの色を変更して表示させる、
請求項1から4のいずれか1項に記載の手術支援装置。

【請求項6】
前記レジストレーション演算部は、前記内視鏡および前記術具の座標と前記3次元画像の座標とを座標統合した後、座標統合の精度を確認し、その精度が所定の範囲を超えている場合には、座標統合のずれを補正する、
請求項1から5のいずれか1項に記載の手術支援装置。

【請求項7】
前記ナビゲーション部は、前記ボリュームレンダリング演算部によって生成された前記内視鏡によって取得される第1表示エリアと、実際の手術中において前記術具によって表示が制限される第2表示エリアとを設定して表示させる、
請求項1から6のいずれか1項に記載の手術支援装置。

【請求項8】
前記3次元画像、前記術具の先端を示す画像、および前記距離を表示する表示部を、さらに備えている、
請求項1から7のいずれか1項に記載の手術支援装置。

【請求項9】
内視鏡画像を見ながら切削用の術具を用いて行われる手術中に、断層画像情報から生成される3次元のシミュレーション画像を表示しながらナビゲーションを行う手術支援プログラムであって、
患者の断層画像情報を取得するステップと、
前記断層画像情報のボクセル情報を格納するステップと、
前記ボクセル情報に基づいて、視線に対して垂直の方向においてボクセル情報をサンプリングするステップと、
前記内視鏡および術具の3次元位置を逐次検出するステップと、
前記3次元画像の座標と前記内視鏡および前記術具の座標とを座標統合するステップと、
前記3次元画像上において仮想的に切削された手術を予定している切削部分を前記ボクセル情報上に関連付けて前記メモリに記憶させるステップと、
前記3次元画像上の前記術具の処置部と前記第2メモリに保存された前記切削部分を示す前記ボクセル情報との距離を算出するステップと、
前記術具の手術中の座標を用いて前記3次元画像上の前記術具の前記処置部を表示させ、前記処置部と前記メモリに保存された前記切削部分を示す前記ボクセル情報との距離を、術中に表示される内視鏡画像とともに表示させるステップと、
を備えている手術支援方法をコンピュータに実行させる手術支援プログラム。

【請求項10】
内視鏡画像を見ながら切削用の術具を用いて行われる手術中に、断層画像情報から生成される3次元のシミュレーション画像を表示しながらナビゲーションを行う手術支援装置であって、
患者の断層画像情報のボクセル情報を視線に対して垂直の方向においてサンプリングして生成された3次元画像上において、仮想的に切削された手術を予定している切削部分を前記ボクセル情報上に関連付けて記憶させるシミュレーション部と、
前記3次元画像上の前記術具の処置部と前記第2メモリに保存された前記切削部分を示す前記ボクセル情報との距離を算出し、前記術具の手術中の座標を用いて前記3次元画像上の前記術具の前記処置部を表示させ、前記処置部と前記切削部分を示す前記ボクセル情報との距離を、術中に表示される内視鏡画像とともに表示させるナビゲーション部と、
を備えている手術支援装置。

産業区分
  • 治療衛生
国際特許分類(IPC)
画像

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JP2012077119thum.jpg
出願権利状態 審査請求前


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