JP2011517971A - 追跡装置および追跡方法 - Google Patents
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Abstract
Description
Claims (17)
- 手術中に器具および骨を追跡するためのコンピュータ支援手術システムであって、
方向ベースのデータを少なくとも作成する第1慣性センサユニットを有する、第1追跡可能部材と、
方向ベースのデータを少なくとも作成する第2慣性センサユニットを有する、第2追跡可能部材であって、前記複数の追跡可能部材の一方は器具に接続され、前記複数の追跡可能部材の他方は骨に接続される第2追跡可能部材と、
前記複数の追跡可能部材から前記方向ベースのデータを受信する処理ユニットであって、前記処理ユニットは、前記両方の追跡可能部材の前記方向ベースのデータから、前記第1追跡可能部材に対する第2追跡可能部材の方向を計算する方向計算部を有し、これにより前記骨に対する前記器具の方向を計算する処理ユニットと、
を備えるコンピュータ支援手術システム。 - 前記第1の追跡可能部材および前記第2の追跡可能部材は、位置ベースのデータを作成し、前記処理ユニットは、前記複数の追跡可能部材の少なくとも一方を前記骨に関連付ける幾何学的データと、前記複数の追跡可能部材の他方を前記器具に関連付ける幾何学的データとを格納し、これにより前記方向計算部は、前記骨に対する前記器具の位置および方向を計算する請求項1に記載のコンピュータ支援手術システム。
- 前記処理ユニットは、前記第2追跡可能部材の物理的な一部である請求項1に記載のコンピュータ支援手術システム。
- 前記第2追跡可能部材は、前記第1追跡可能部材に対する前記第2追跡可能部材の前記方向を表示するためのユーザインターフェースを有する請求項3に記載のコンピュータ支援手術システム。
- 前記複数の追跡可能部材の少なくとも1つは、前記処理ユニットから信号を受信し、前記少なくとも1つの追跡可能部材からの命令確認を視覚的に表示する、確認インジケータを有する請求項1に記載のコンピュータ支援手術システム。
- 前記第1慣性センサユニットは、前記骨に取り付けられ、2自由度の方向に関する方向データを作成する、加速度計ベースのユニットであり、
前記第2慣性センサユニットは、前記骨に取り付けられ、2自由度の方向に関する方向データを作成する、加速度計ベースのユニットであり、
前記方向計算部は、前記骨が前記第1慣性センサユニットの2自由度のうち一方の軸線回りを回転している間に、第1慣性センサユニットおよび前記第2慣性センサユニットの角変化率を決定し、
前記処理ユニットは、前記決定した角変化率を用いることにより、前記第1慣性センサユニットを基準に前記骨の方向を較正する較正計算部をさらに備えて、前記第1慣性センサユニットの第3自由度の方向を決定し、これにより前記骨は3自由度の方向で追跡可能となる請求項1に記載のコンピュータ支援手術システム。 - 物体の3自由度の方向を追跡する方法であって、
前記物体に取り付けられた加速度計ベースの基準追跡部材から、2自由度の方向に関する方向データを受信することと、
前記物体に取り付けられた加速度計ベースの較正追跡部材から、2自由度の方向に関する方向データを受信することと、
前記物体が前記基準追跡部材の前記2自由度の方向のうち一方の軸線回りを回転している間に、前記基準追跡部材および前記較正追跡部材の角変化率を決定することと、
前記決定した角変化率を用いることにより、前記基準追跡部材を基準に前記物体の方向を較正し、前記基準追跡部材の第3自由度の方向を決定することと、
を含み、これにより、前記物体は3自由度の方向で追跡可能となる方法。 - 方向データを受信することは、骨に取り付けられた前記基準および較正追跡部材から方向データを受信することを含む請求項7に記載の方法。
- 前記基準追跡部材および前記較正追跡部材の角変化率を決定することは、操作者に前記物体を移動させるために、前記基準追跡部材の前記2自由度の方向のうち前記一方のみの前記軸線回りの角変化率に関するデータを表示することを含む請求項7に記載の方法。
- 骨モデルまたは死体で前記方法を実行することをさらに含む請求項9に記載の方法。
- 較正後に、前記物体の追跡を3自由度の方向でインターフェース上に表示することをさらに含む請求項7に記載の方法。
- 角変化率を決定することは、前記軸線回りの方向が最大値を超えて変動する場合に、角変化率を拒絶することを含む請求項7に記載の方法。
- 物体の3自由度の方向を追跡するシステムであって、
前記物体に取り付けられる加速度計ベースの基準追跡部材であって、2自由度の方向に関する方向データを作成する基準追跡部材と、
前記物体に取り付けられる加速度計ベースの較正追跡部材であって、2自由度の方向に関する方向データを作成する較正追跡部材と、
前記基準追跡部材および前記較正追跡部材から前記方向データを受信する処理ユニットであって、前記物体が前記基準追跡部材の前記2自由度のうち一方のみの軸線回りを回転している間に、前記基準追跡部材および前記較正追跡部材の角変化率を決定する方向計算部と、前記決定した角変化率を使用することにより、前記基準追跡部材を基準に前記物体の方向を較正し、前記基準追跡部材の第3自由度の方向を決定する、較正計算部とを備え、これにより、前記物体は3自由度の方向で追跡可能となる処理ユニットと、
を備えるシステム。 - 前記システムはコンピュータ支援手術システムであり、前記物体は骨であり、前記基準追跡部材および前記較正追跡部材は前記骨に取り付けられる請求項13に記載のシステム。
- 操作者に前記物体を移動させるために、前記基準追跡部材の前記2自由度の方向のうち、一方のみの軸線周りの角変化率に関するデータを表示するユーザインターフェースをさらに備える請求項13に記載のシステム。
- 前記ユーザインターフェースは、較正後に、前記物体の追跡を3自由度の方向で表示する請求項15に記載の方法。
- 前記処理ユニットは、前記軸線回りの方向が最大値を超えて変動する場合に、角変化率を拒絶する請求項13に記載の方法。
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