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SURGERY ASSISTANCE SYSTEM

Foreign code F110002762
File No. S2008-0239-C0
Posted date Apr 13, 2011
Country WIPO
International application number 2009JP055171
International publication number WO 2009/116535
Date of international filing Mar 17, 2009
Date of international publication Sep 24, 2009
Priority data
  • P2008-068606 (Mar 18, 2008) JP
Title SURGERY ASSISTANCE SYSTEM
Abstract The actual position of the optical axis of a rigid endoscope is measured in advance even if the optical axis is offset, and surgery navigation is carried out using the actual position of the optical axis. A surgery assistance system having a three-dimensional shape measurement means that measures the three-dimensional surface shape of a patient and a rigid endoscope (11) to be inserted into the body of the patient includes a marker (12) for detecting position/posture. The rigid endoscope has a marker (12) that can be measured by the three-dimensional shape measurement means. In a computing means, data relating to a three-dimensional tomogram of the patient which is took in advance and the position relation relating to the actual position of the optical axis of the rigid endoscope which is measured in advance are stored. The position of the three-dimensional tomogram represented by the data is aligned with the position of the patient's three-dimensional surface shape measured by the three-dimensional shape measurement means. The position/posture of the rigid endoscope and the optical axis are calculated by using the measured position of the marker and the stored actual position of the optical axis. The aligned three-dimensional tomogram, the optical axis of the rigid endoscope, and the point where the optical axis and a tissue wall cross each other are displayed.
Scope of claims (In Japanese)
【請求項1】 患者の3次元表面形状を測定する3次元形状測定手段と、前記患者の体内に挿入する硬性内視鏡と、演算手段と、表示手段と、を有する手術支援システムであって、
 前記硬性内視鏡は、体内に挿入されない部分に、前記3次元形状測定手段で測定可能な位置姿勢検出用標識体を有しており、
 前記演算手段には、予め撮像された前記患者の3次元断層データ、及び、予め測定された前記硬性内視鏡の実光軸と前記位置姿勢検出用標識体との3次元相対位置関係が記憶されており、
 前記演算手段は、
 前記3次元断層データと前記3次元形状測定手段により測定された前記患者の3次元表面形状とを位置合わせする手段と、
 前記3次元形状測定手段により測定された前記位置姿勢検出用標識体に基づいて前記硬性内視鏡の位置及び姿勢を算出する手段と、
 前記3次元形状測定手段により測定された前記位置姿勢検出用標識体と前記記憶されている前記硬性内視鏡の実光軸と前記位置姿勢検出用標識体との3次元相対位置関係に基づいて前記硬性内視鏡の光軸を算出する手段と、
 前記3次元断層データから患者内の組織壁を算出する手段と、
 前記組織壁と前記硬性内視鏡の実光軸との交点を算出する交点算出手段と、
 を有し、
 前記表示手段に、少なくとも、位置合わせされた前記3次元断層データと、前記硬性内視鏡の実光軸と、前記組織壁と前記硬性内視鏡の実光軸との交点とを表示する、
 手術支援システム。

【請求項2】 前記手術支援システムは、さらに、前記3次元形状測定手段の計測範囲内で用いられる光軸位置測定装置を有しており、
 前記光軸位置測定装置は、前記3次元形状測定手段により測定可能な光軸位置測定用標識体を有し、
 前記演算手段は、前記3次元形状測定手段により測定された前記光軸位置測定用標識体と前記位置姿勢検出用標識体とに基づいて前記硬性内視鏡の実光軸と前記位置姿勢検出用標識体との3次元相対位置関係を算出して記憶する、
 請求項1記載の手術支援システム。

【請求項3】 前記光軸位置測定装置は、前記硬性内視鏡の少なくとも先端部を固定する固定手段と、前記硬性内視鏡の光軸方向にあるターゲットとを有し、
 前記固定手段及び前記ターゲットに、前記光軸位置測定用標識体がそれぞれ設けられており、
 前記3次元形状測定手段で前記光軸位置測定用標識体を測定することにより、前記硬性内視鏡の先端座標、及び、前記ターゲットの座標を測定して、
 前記硬性内視鏡の先端座標と、前記ターゲットの座標とから、前記硬性内視鏡の実光軸位置を算出する、
 請求項2記載の手術支援システム。

【請求項4】 前記交点算出手段は、前記患者内の組織壁をポリゴンデータにして、前記ポリゴンデータを構成する各面と前記硬性内視鏡の実光軸との交点を算出する、
 請求項1~3いずれか記載の手術支援システム。

【請求項5】 前記表示手段は、前記硬性内視鏡により撮像された画像も併せて表示する、
 請求項1~4いずれか記載の手術支援システム。

【請求項6】 患者の3次元表面形状を測定する3次元形状測定手段と、前記患者の体内に挿入する硬性内視鏡と、演算手段と、表示手段と、を有する手術支援システムであって、
 前記硬性内視鏡は、体内に挿入されない部分に、前記3次元形状測定手段で測定可能な位置姿勢検出用標識体を有しており、
 前記演算手段には、予め撮像された前記患者の3次元断層データ、及び、予め測定された前記硬性内視鏡の実光軸と前記位置姿勢検出用標識体との3次元相対位置関係が記憶されており、
 前記演算手段は、
 前記3次元断層データと前記3次元形状測定手段により測定された前記患者の3次元表面形状とを位置合わせする手段と、
 前記3次元形状測定手段により測定された前記位置姿勢検出用標識体に基づいて前記硬性内視鏡の位置及び姿勢を算出する手段と、
 前記3次元形状測定手段により測定された前記位置姿勢検出用標識体と前記記憶されている前記硬性内視鏡の光軸と前記位置姿勢検出用標識体との3次元相対位置関係に基づいて前記硬性内視鏡の実光軸を算出する手段と、
 を有し、
 前記表示手段に、少なくとも、位置合わせされた前記3次元断層データと、前記硬性内視鏡の実光軸と、を表示する、
 手術支援システム。

【請求項7】 患者の3次元表面形状を測定する3次元形状測定手段と、前記3次元形状測定手段で測定可能な位置姿勢検出用標識体を有している硬性内視鏡と、演算手段と、表示手段と、を有する手術支援システムおいて、前記患者の組織壁と前記硬性内視鏡の実光軸との交点を算出する手術支援方法であって、
 予め撮像された前記患者の3次元断層データ、及び、予め測定された前記硬性内視鏡の実光軸と前記位置姿勢検出用標識体との3次元相対位置関係が記憶されており、
 前記3次元断層データと前記3次元形状測定手段により測定された前記患者の3次元表面形状とを位置合わせするステップと、
 前記3次元形状測定手段により測定された前記位置姿勢検出用標識体に基づいて前記硬性内視鏡の位置及び姿勢を算出するステップと、
 前記3次元形状測定手段により測定された前記位置姿勢検出用標識体と前記記憶されている前記硬性内視鏡の実光軸と前記位置姿勢検出用標識体との3次元相対位置関係に基づいて前記硬性内視鏡の実光軸を算出するステップと、
 前記3次元断層データから患者内の組織壁を算出するステップと、
 前記組織壁と前記硬性内視鏡の実光軸との交点を算出する交点算出ステップと、
 前記表示手段に、少なくとも、位置合わせされた前記3次元断層データと、前記硬性内視鏡の実光軸と、前記組織壁と前記硬性内視鏡の実光軸との交点とを表示するステップ、
を有する手術支援方法。

【請求項8】 前記手術支援システムは、さらに、前記3次元形状測定手段の計測範囲内で用いられる光軸位置測定装置を有しており、
 前記光軸位置測定装置は、前記硬性内視鏡の少なくとも先端部を固定する固定手段と、前記硬性内視鏡の光軸方向にあるターゲットとを有し、
 前記固定手段及び前記ターゲットに前記光軸位置測定用標識体がそれぞれ設けられており、前記固定手段と前記ターゲットとは離れた位置にあり、
 前記硬性内視鏡の先端部を前記ターゲット中心に当接させ、前記3次元形状測定手段により前記固定手段、前記ターゲット及び前記硬性内視鏡の標識体を測定し、それぞれの3次元座標を算出する第1位置測定ステップと、
 前記硬性内視鏡の先端部を前記ターゲットから離して前記固定手段に固定し、前記硬性内視鏡の視野中心と前記ターゲットの中心とが一致するように前記ターゲットを移動するステップと、
 前記3次元形状測定手段により前記ターゲット及び前記硬性内視鏡の標識体を測定し、それぞれの3次元座標を算出する第2位置測定ステップと、
 前記第1位置測定ステップ及び前記第2位置測定ステップで測定された、それぞれの前記固定手段、前記ターゲット及び前記硬性内視鏡の標識体の3次元座標に基づいて、前記硬性内視鏡の実光軸と前記位置姿勢検出用標識体との3次元相対位置を算出し記憶するステップと、
を有する請求項7記載の手術支援方法。

【請求項9】 患者の3次元表面形状を測定する3次元形状測定手段と、前記3次元形状測定手段で測定可能な位置姿勢検出用標識体を有している硬性内視鏡と、演算手段と、表示手段と、を有する手術支援システムおいて、前記患者の組織壁と前記硬性内視鏡の実光軸との交点を算出する手術支援プログラムであって、
 予め撮像された前記患者の3次元断層データ、及び、予め測定された前記硬性内視鏡の実光軸と前記位置姿勢検出用標識体との3次元相対位置関係が記憶されており、
 前記3次元断層データと前記3次元形状測定手段により測定された前記患者の3次元表面形状とを位置合わせするステップと、
 前記3次元形状測定手段により測定された前記位置姿勢検出用標識体に基づいて前記硬性内視鏡の位置及び姿勢を算出するステップと、
 前記3次元形状測定手段により測定された前記位置姿勢検出用標識体と前記記憶されている前記硬性内視鏡の実光軸と前記位置姿勢検出用標識体との3次元相対位置関係に基づいて前記硬性内視鏡の実光軸を算出するステップと、
 前記3次元断層データから患者内の組織壁を算出するステップと、
 前記組織壁と前記硬性内視鏡の実光軸との交点を算出する交点算出ステップと、
 前記表示手段に、少なくとも、位置合わせされた前記3次元断層データと、前記硬性内視鏡の実光軸と、前記組織壁と前記硬性内視鏡の実光軸との交点とを表示するステップ、
を有する手術支援プログラム。
  • Applicant
  • ※All designated countries except for US in the data before July 2012
  • NATIONAL UNIVERSITY CORPORATION HAMAMATSU UNIVERSITY SCHOOL OF MEDICINE
  • Inventor
  • YAMAMOTO, Seiji
  • TAKAI, Toshihisa
  • HAYASHIMOTO, Etsukazu
  • KINPARA, Masaaki
  • MIURA, Akira
IPC(International Patent Classification)
Specified countries AE(UTILITY MODEL),AG,AL(UTILITY MODEL),AM(PROVISIONAL PATENT)(UTILITY MODEL),AO(UTILITY MODEL),AT(UTILITY MODEL),AU,AZ(UTILITY MODEL),BA,BB,BG(UTILITY MODEL),BH(UTILITY MODEL),BR(UTILITY MODEL),BW(UTILITY MODEL),BY(UTILITY MODEL),BZ(UTILITY MODEL),CA,CH,CN(UTILITY MODEL),CO(UTILITY MODEL),CR(UTILITY MODEL),CU(INVENTOR'S CERTIFICATE),CZ(UTILITY MODEL),DE(UTILITY MODEL),DK(UTILITY MODEL),DM(UTILITY MODEL),DO(UTILITY MODEL),DZ,EC(UTILITY MODEL),EE(UTILITY MODEL),EG(UTILITY MODEL),ES(UTILITY MODEL),FI(UTILITY MODEL),GB,GD,GE(UTILITY MODEL),GH(UTILITY CERTIFICATE),GM,GT(UTILITY MODEL),HN,HR(CONSENSUAL PATENT),HU(UTILITY MODEL),ID,IL,IN,IS,KE(UTILITY MODEL),KG(UTILITY MODEL),KM,KN,KP(INVENTOR'S CERTIFICATE)(UTILITY MODEL),KR(UTILITY MODEL),KZ(PROVISIONAL PATENT)(UTILITY MODEL),LA,LC,LK,LR,LS(UTILITY MODEL),LT,LU,LY,MA,MD(UTILITY MODEL),ME,MG,MK,MN,MW,MX(UTILITY MODEL),MY(UTILITY-INNOVATION),MZ(UTILITY MODEL),NA,NG,NI(UTILITY MODEL),NO,NZ,OM(UTILITY MODEL),PG,PH(UTILITY MODEL),PL(UTILITY MODEL),PT(UTILITY MODEL),RO,RS(PETTY PATENT),RU(UTILITY MODEL),SC,SD,SE,SG,SK(UTILITY MODEL),SL(UTILITY MODEL),SM,ST,SV(UTILITY MODEL),SY,TJ(UTILITY MODEL),TM(PROVISIONAL PATENT),TN,TR(UTILITY MODEL),TT(UTILITY CERTIFICATE),TZ,UA(UTILITY MODEL),UG(UTILITY CERTIFICATE),US,UZ(UTILITY MODEL),VC(UTILITY CERTIFICATE),VN(PATENT FOR UTILITY SOLUTION),ZA,ZM,ZW,EP(AT,BE,BG,CH,CY,CZ,DE,DK,EE,ES,FI,FR,GB,GR,HR,HU,IE,IS,IT,LT,LU,LV,MC,MK,MT,NL,NO,PL,PT,RO,SE,SI,SK,TR),OA(BF(UTILITY MODEL),BJ(UTILITY MODEL),CF(UTILITY MODEL),CG(UTILITY MODEL),CI(UTILITY MODEL),CM(UTILITY MODEL),GA(UTILITY MODEL),GN(UTILITY MODEL),GQ(UTILITY MODEL),GW(UTILITY MODEL),ML(UTILITY MODEL),MR(UTILITY MODEL),NE(UTILITY MODEL),SN(UTILITY MODEL),TD(UTILITY MODEL),TG(UTILITY MODEL)),AP(BW(UTILITY MODEL),GH(UTILITY MODEL),GM(UTILITY MODEL),KE(UTILITY MODEL),LS(UTILITY MODEL),MW(UTILITY MODEL),MZ(UTILITY MODEL),NA(UTILITY MODEL),SD(UTILITY MODEL),SL(UTILITY MODEL),SZ(UTILITY MODEL),TZ(UTILITY MODEL),UG(UTILITY MODEL),ZM(UTILITY MODEL),ZW(UTILITY MODEL)),EA(AM,AZ,BY,KG,KZ,MD,RU,TJ,TM)
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