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RESECTION PROCESS ESTIMATION DEVICE AND RESECTION PROCESS NAVIGATION SYSTEM

Foreign code F180009613
File No. 5512
Posted date Nov 19, 2018
Country WIPO
International application number 2017JP023556
International publication number WO 2018030015
Date of international filing Jun 27, 2017
Date of international publication Feb 15, 2018
Priority data
  • P2016-155925 (Aug 8, 2016) JP
Title RESECTION PROCESS ESTIMATION DEVICE AND RESECTION PROCESS NAVIGATION SYSTEM
Abstract This resection process estimation device is configured from: a surgery process case database storing case data of surgery processes describing information relating to incision surfaces for resected sites of organs of interest and the procedure for resection; a standard resection process generation unit that reads out case data appropriate for a site to be resected specified by a user from the surgery process case database and generates a standard incision surface and a standard resection process on the basis of a plurality of pieces of read case data; an anatomical reference point extraction unit that extracts an anatomical reference point from patient-specific three-dimensional medical image data; and a patient-specific resection process estimation unit that matches the standard incision surface and the standard resection process to the patient-specific three-dimensional medical image data and estimates a patient-specific incision surface and a patient-specific resection process.
Outline of related art and contending technology BACKGROUND ART
The cut-off portion of the cut-off in accordance with the internal structure of the surgical plan can be grasped in advance, a physician or other medical practitioner (hereinafter ' medical professionals' is called.) Is extremely important. The cut-off strategy, separating a portion of the organ, disconnects the internal structure of the site, of the operator depends on the experience. For example an internal organ such as a blood vessel of the importance of the structure so as to extend along the female (a female as well, including disconnection of the other appliances as well. Hereinafter referred to as a 'female'.) So as to develop the, and the blade has reached a predetermined depth of the structure of an internal organ can be confirmed, at that time to stop the progress of the female, female from another location is now placed in such a manner as to progress to a predetermined depth is. In this case, first the evolution of the female 2, and passed to the first portion into the opposite side of the organ surface as long as a method, and an extending direction of the female first placed in a slightly different direction is also a method.
In this way, the cut-off schedule, the progress through a combination of many factors, among them, the structure of the internal organ or tumor blood vessels, their three-dimensional positional relation between the estimated organ from the outside, first it is determined that the start of the disconnection is very important to determine the site of the present invention. If, the cut-off is started when no suitable sites, a medical practitioner, the optimum site is necessary to rearrange the female, female organ is unnecessary due to restarts the disconnection due to the burden.
In addition, the cut-off or error in the direction of progress, or development of an error and the depth, the cut-off of the internal organs is an important indicator in the development of an anatomical structure (e.g. a blood vessel, lymphatic vessels and other vascular structure) cannot be confirmed, with the development of the following steps of the disconnection problems arise. In addition, the order of disconnection is inappropriate (for example, the first is not appropriate in a case the female part), as well as the margin of the tumor and not balanced, cause unnecessary bleeding, as a result unnecessary disconnection is required.
Therefore, by a medical practitioner to assist in the understanding of the internal organ, the current, and the image processing techniques using visualization techniques have been widely utilized for various kinds of software. Patent Document 1 is for example, present in the target organ from the position of the abnormal region, the target organ and the organ position in the vicinity of the positional relationship between the cut-off in consideration of such as the surgery-assistance apparatus and method have been described (see paragraph 0010). Specifically, in Patent Document 1, the cut-off method to minimize the volume to be cut, the cut-off method to minimize the surface area to be cut, the cut-off portion to minimize the distance from the surface of the cut-off method is a technique.
In addition, in Patent Document 2, the degree of deformation of an organ during surgery simulation image by taking into consideration the image diagnosis support technique (see paragraph 0006) are described. Specifically, in Patent Document 1, which are connected to each other adjacent vertices of a tetrahedron block (so-called polygons) formed by the tetrahedral model for any disconnection of the pattern can be previously calculated, the position of the cut-off by a medical practitioner to provide a simulation image corresponding to the designation of the technology.
Scope of claims (In Japanese)請求の範囲 [請求項1]
 切離対象臓器の切離部位に応じた切離面と,切離の進展に関する情報を与える切離プロセスとを記述した手術プロセスの事例データを記憶する手術プロセス事例データベースと,
 ユーザーにより指定された切離部位に応じた事例データを前記手術プロセス事例データベースから読み出し,読み出された複数の事例データに基づいて標準切離面及び標準切離プロセスを生成する標準切離プロセス生成部と,
 解剖学的参照点を患者固有の三次元医用画像データから抽出する解剖学的参照点抽出部と,
 前記標準切離面及び前記標準切離プロセスを,前記患者固有の三次元医用画像データにマッチングし,患者固有の切離面及び切離プロセスを推定する患者固有切離プロセス推定部と
 を有する切離プロセス推定装置。

[請求項2]
 請求項1に記載の切離プロセス推定装置において,
 表示画面上に表示された患者固有の三次元医用画像に対する1つ又は複数の切離点の入力を受け付ける切離点受付部
 を更に有する切離プロセス推定装置。

[請求項3]
 請求項1に記載の切離プロセス推定装置において,
 前記患者固有切離プロセス推定部は,前記マッチングの前処理として,(i) 撮像条件の違いによる前記患者固有の三次元医用画像データに撮像された臓器の大きさの違いを補正するための拡大又は縮小処理と,(ii) 患者固有の前記臓器の大きさと標準臓器の大きさとの違いを補正するひずみ補正処理と,(iii)前記処理の全て又はいずれか一つを実行する
 ことを特徴とする切離プロセス推定装置。

[請求項4]
 請求項2に記載の切離プロセス推定装置において,
 前記患者固有切離プロセス推定部は,前記標準切離プロセスと,前記患者固有の三次元医用画像データから抽出された解剖学的参照点と,ユーザーから受け付けた前記切離点とに基づいて前記患者固有の切離プロセスを推定する
 ことを特徴とする切離プロセス推定装置。

[請求項5]
 請求項4に記載の切離プロセス推定装置において,
 前記患者固有切離プロセス推定部は,ユーザーにより指定された1つ又は複数の前記切離点の近くを通る前記切離面を,前記切離点の位置を制約条件とする最小化問題の解として計算する
 ことを特徴とする切離プロセス推定装置。

[請求項6]
 請求項2に記載の切離プロセス推定装置において,
 前記標準切離プロセス生成部は,前記手術プロセス事例データベースに格納された個別の前記事例データを組み合わせて前記標準切離面及び標準切離プロセスを生成する際,前記患者固有の三次元医用画像データから抽出された前記解剖学的参照点とユーザーから受け付けた前記切離点とに近似する組み合わせが得られるように組合せ対象である前記事例データの重みづけを行う
 ことを特徴とする切離プロセス推定装置。

[請求項7]
 請求項1に記載の切離プロセス推定装置において,
 前記切離面は,個々の切離の進展に応じて生じる部分曲面から構成され,
 前記切離プロセスは,前記部分曲面に対応する切離の順序を与える
 ことを特徴とする切離プロセス推定装置。

[請求項8]
 請求項4に記載の切離プロセス推定装置において,
 前記患者固有切離プロセス推定部は,前記切離点のいずれかを通る部分曲面を,前記標準切離面及び前記標準切離プロセスに基づいて推定する
 ことを特徴とする切離プロセス推定装置。

[請求項9]
 請求項8に記載の切離プロセス推定装置において,
 前記患者固有切離プロセス推定部は,前記解剖学的参照点の解剖学的構造を用いて前記部分曲面を推定する
 ことを特徴とする切離プロセス推定装置。

[請求項10]
 請求項2に記載の切離プロセス推定装置において,
 前記切離点受付部は,1つ又は複数の前記切離点の入力を受け付けると同時に,入力した切離点の切離順序を受け付ける
 ことを特徴とする切離プロセス推定装置。

[請求項11]
 請求項10に記載の切離プロセス推定装置において,
 前記患者固有切離プロセス推定部は,前記患者固有の三次元医用画像データに対して入力された1つ又は複数の前記切離点の位置と入力順序を,標準臓器を構成するメッシュの頂点に対応付けて前記手術プロセス事例データベースに記録する
 ことを特徴とする切離プロセス推定装置。

[請求項12]
 請求項2に記載の切離プロセス推定装置において,
 前記患者固有切離プロセス推定部は,前記標準切離面を,ユーザーが指定した前記切離点に対応する前記患者固有の三次元医用画像データの頂点情報に対応付ける
 ことを特徴とする切離プロセス推定装置。

[請求項13]
 請求項2に記載の切離プロセス推定装置において,
 前記患者固有切離プロセス推定部は,前記患者固有の切離プロセスとユーザーが指定した前記切離点に対応する前記患者固有の三次元医用画像の頂点情報を標準臓器の頂点情報に対応付ける
 ことを特徴とする切離プロセス推定装置。

[請求項14]
 切離対象臓器の切離部位に応じた切離面と,切離の進展に関する情報を与える切離プロセスとを記述した手術プロセスの事例データを記憶する手術プロセス事例データベースと,
 ユーザーにより指定された切離部位に応じた事例データを前記手術プロセス事例データベースから読み出し,読み出された複数の事例データに基づいて標準切離面及び標準切離プロセスを生成する標準切離プロセス生成部と,
 解剖学的参照点を患者固有の三次元医用画像データから抽出する解剖学的参照点抽出部と,
 前記標準切離面及び前記標準切離プロセスを,前記患者固有の三次元医用画像データにマッチングし,患者固有の切離面及び切離プロセスを推定する患者固有切離プロセス推定部と
 を有し,
 前記切離の進展に関する情報は,前記切離対象臓器を表現するメッシュの頂点の集合Vと要素集合Eとを用いて表され,
 前記集合Vは,各頂点に付与された複数の情報で構成される頂点ベクトルviにより,
 V={v0,v1,...,vn-1}
 として表され,
 前記頂点ベクトルviは,各頂点の情報を与える頂点座標(x,y,z),タイムスタンプ(time),解剖学的構造ラベル(label),第1の属性情報(isFreezed),第2の属性情報(isCutpath),第3の属性情報(isSurface)を用いて,
 vi=(x, y, z, time, label, isFreezed, isCutpath, isSurface)
 と表され,
 タイムスタンプ(time)は,対応する頂点が何番目に切離されるかを示し,
 解剖学的構造ラベル(label)は,解剖学上の構造を示す値であり,
 第1の属性情報(isFreezed)は,対応する頂点が固定点か自由点かを示し,
 第2の属性情報(isCutpath)は,対応する頂点が切離面上にあるか否かを示し,
 第3の属性情報(isSurface)は,対応する頂点が前記切離対象臓器の表面上にあるか内部にあるかを示し、
 前記要素集合Eは,前記メッシュを構成する個々の最小要素を与える頂点の組み合わせの集合である
 切離プロセス推定装置。

[請求項15]
 切離対象臓器の切離部位に応じた切離面と,切離の進展に関する情報を与える切離プロセスとを記述した手術プロセスの事例データを記憶する手術プロセス事例データベースと,
 ユーザーにより指定された切離部位に応じた事例データを前記手術プロセス事例データベースから読み出し,読み出された複数の事例データに基づいて標準切離面及び標準切離プロセスを生成する標準切離プロセス生成部と,
 解剖学的参照点を患者固有の三次元医用画像データから抽出する解剖学的参照点抽出部と,
 前記標準切離プロセスを,前記患者固有の三次元医用画像データにマッチングし,患者固有の切離プロセスを推定する患者固有切離プロセス推定部と,
 前記患者固有切離プロセス推定部において推定された前記患者固有の切離プロセスを表示する表示装置と
 を有する切離プロセスナビゲーションシステム。

  • Applicant
  • ※All designated countries except for US in the data before July 2012
  • KYOTO UNIVERSITY
  • Inventor
  • NAKAO Megumi
  • CHEN Fengshi
IPC(International Patent Classification)
Specified countries National States: AE AG AL AM AO AT AU AZ BA BB BG BH BN BR BW BY BZ CA CH CL CN CO CR CU CZ DE DJ DK DM DO DZ EC EE EG ES FI GB GD GE GH GM GT HN HR HU ID IL IN IR IS JO JP KE KG KH KN KP KR KW KZ LA LC LK LR LS LU LY MA MD ME MG MK MN MW MX MY MZ NA NG NI NO NZ OM PA PE PG PH PL PT QA RO RS RU RW SA SC SD SE SG SK SL SM ST SV SY TH TJ TM TN TR TT TZ UA UG US UZ VC VN ZA ZM ZW
ARIPO: BW GH GM KE LR LS MW MZ NA RW SD SL SZ TZ UG ZM ZW
EAPO: AM AZ BY KG KZ RU TJ TM
EPO: AL 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 RS SE SI SK SM TR
OAPI: BF BJ CF CG CI CM GA GN GQ GW KM ML MR NE SN ST TD TG
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