JP2013236757A - 手術支援装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 手術支援装置(100)は、ボア(13)外で被検体を三次元で撮影する外観撮影装置(50)と、モダリティ(10)に対してクレードル(12)に載置された被検体(HB)の位置及び医師が保持する模擬術具の位置を検出する位置検出装置(73)と、外観撮影装置で撮影された被検体及びモダリティが撮影した三次元ボリューム画像を重ねた合成画像を三次元投影する投影装置(60)と、位置検出装置が模擬術具(74)を検出した位置に基づいて模擬術具の移動した距離及び移動方向を計算する位置計測部(71)と、位置計測部で計算された距離及び移動方向に基づいて、ボア内で模擬術具と同じ形状の真の術具(74)をマニュピュレートするマニュピュレータ(80)と、を備える。
【選択図】 図1
Description
第1の観点の手術支援装置は、被検体をクレードルに載置し、クレードルに載置された被検体をボア内に移動させた後に、被検体を撮影して被検体のリアルタイム画像及び複数のスライス面から成る三次元ボリューム画像を再構成する画像再構成部を具備するモダリティを有している。さらに、手術支援装置は、ボア外で被検体を三次元で撮影する外観撮影装置と、モダリティに対してクレードルに載置された被検体の位置及び医師が保持する模擬術具の位置を検出する位置検出装置と、位置検出装置で検出された被検体の位置に基づいて、外観撮影装置で撮影された被検体及びモダリティが撮影した三次元ボリューム画像を重ねた合成画像を三次元投影する投影装置と、位置検出装置が模擬術具を検出した位置に基づいて模擬術具の移動した距離及び移動方向を計算する位置計測部と、位置計測部で計算された距離及び移動方向に基づいて、ボア内で模擬術具と同じ形状の真の術具をマニュピュレートするマニュピュレータと、を備える。
第3の観点の手術支援装置は、第1の観点から第2の観点の手術支援装置において、モダリティの外周に、基準部材が取り付けてあり、位置検出装置は、基準部材からの距離及び方向を検出してモダリティの三次元座標位置を特定する。
第4の観点の手術支援装置は、第1の観点から第3の観点の手術支援装置において、モダリティがMRI装置、CT装置又は核医学診断装置であり、模擬術具は、赤外線もしくは可視光を発する発光素子(LED)又は光を反射する反射素子(ミラー等の物体)を取り付けており、位置検出装置は光学によって、発光素子又は反射素子の位置を検出する。
第5の観点の手術支援装置は、第1の観点から第3の観点の手術支援装置において、モダリティがCT装置又は核医学診断装置であり、模擬術具は、磁気を発生する磁気発生素子(永久磁石or電磁石)を取り付けており、位置検出装置は磁気によって、磁気発生素子の位置を検出する。
第7の観点の手術支援装置は、第1の観点から第6の観点の手術支援装置において、模擬術具が真の術具のマニュピュレートを開始する動作連動スイッチを有する。
第8の観点の手術支援装置は、第1の観点から第7の観点の手術支援装置において、模擬術具が投影装置に三次元投影された投影画像に仮想線を照射するためのレーザ光源を有する。
第10の観点の手術支援装置は、第1の観点から第7の観点のいずれか一項に記載の手術支援装置において、投影装置がホログラムなどの手法で三次元画像を投影する。
図1は、MRI装置を使用した手術支援装置100の斜視図であり、図2は、手術支援装置100の構成図、図3は手術支援装置100の側面図である。図1ないし図3に示されるように、手術支援装置100は、主にマグネットシステム10、テーブル11、クレードル12、操作部20、表示部30、演算部40、三次元カメラ装置50、三次元投影装置60、三次元位置計測装置70、及びマニュピュレータ80を有している。なお、図示される三軸は図に示したクレードル12の長軸方向をZ軸方向とし、短軸方向をX軸とし、重力方向をY軸としている。
図5は画像支援治療を行う手術支援装置100のフローチャートである。
11 … テーブル、 12 … クレードル、 13 … ボア
15 … 主磁場コイル部、 16 … 勾配コイル部、17 … コイル部
20 … 操作部、 30 … 表示部
40 … 演算部、 41 … 制御部
42 … 記憶部
43 … 二次元画像処理部
44 … 三次元画像処理部
50 … 三次元カメラ装置
51 … 三次元カメラ演算部
60 … 三次元投影装置
61 … 三次元投影制御部
70 … 三次元位置計測装置
71 … 三次元位置計測部
72 … 基準ツール
73 … 位置検出部
74 … 仮想針(模擬術具)
75 … レーザ光源 75L … レーザ光
76 … 仮想線
78 … 画像連携スイッチ、79 … 動作連動スイッチ
80 … マニュピュレータ
81 … マニュピュレータ制御部
82 … 駆動腕
100 … 手術支援装置
101 … パルスシーケンス制御部、102 … 勾配コイル駆動部
103 … コイル駆動部、 104 … データ収集部
HB … 被検体
MK … マーカ
ND … 刺入針(真の術具)
PMD … プレMRIデータ
RP … 撮影中心
TG … ターゲット
VHB … 仮想被検体画像
VNG … 三次元臓器画像
VP … 仮想中心
Claims (10)
- 被検体をクレードルに載置し、前記クレードルに載置された前記被検体をボア内に移動させた後に、前記被検体を撮影して前記被検体のリアルタイム画像及び複数のスライス面から成る三次元ボリューム画像を再構成する画像再構成部を具備するモダリティと、
前記ボア外で前記被検体を三次元で撮影する外観撮影装置と、
前記モダリティに対して前記クレードルに載置された前記被検体の位置及び医師が保持する模擬術具の位置を検出する位置検出装置と、
前記位置検出装置で検出された前記被検体の位置に基づいて、前記外観撮影装置で撮影された前記被検体及び前記モダリティが撮影した前記三次元ボリューム画像を重ねた合成画像を三次元投影する投影装置と、
前記位置検出装置が前記模擬術具を検出した位置に基づいて、前記模擬術具の移動した距離及び移動方向を計算する位置計測部と、
前記前記位置計測部で計算された距離及び移動方向に基づいて、前記ボア内で前記模擬術具と同じ形状の真の術具をマニュピュレートするマニュピュレータと、
を備える手術支援装置。 - 前記スライス面と前記リアルタイム画像とを二次元表示する二次元表示部をさらに備える請求項1に記載の手術支援装置
- 前記モダリティの外周に、基準部材が取り付けてあり、
前記位置検出装置は、前記基準部材からの距離及び方向を検出して前記モダリティの三次元座標位置を特定する請求項1から請求項2のいずれか一項に記載の手術支援装置。 - 前記モダリティがMRI装置、CT装置又は核医学診断装置であり、
前記模擬術具は、赤外線もしくは可視光を発する発光素子(LED)又は光を反射する反射素子(ミラー等の物体)を取り付けており、
前記位置検出装置は光学によって、前記発光素子又は反射素子の位置を検出する請求項1から請求項2のいずれか一項に記載の手術支援装置。 - 前記モダリティがCT装置又は核医学診断装置であり、
前記模擬術具は、磁気を発生する磁気発生素子を取り付けており、
前記位置検出装置は磁気によって、前記磁気発生素子の位置を検出する請求項1から請求項3のいずれか一項に記載の手術支援装置。 - 前記模擬術具は、前記リアルタイム画像の投影を開始する画像連携スイッチを有する請求項1から請求項5のいずれか一項に記載の手術支援装置。
- 前記模擬術具は、前記真の術具のマニュピュレートを開始する動作連動スイッチを有する請求項1から請求項6のいずれか一項に記載の手術支援装置。
- 前記模擬術具は、前記投影装置に三次元投影された投影画像に、仮想線を照射するためのレーザ光源を有する請求項1から請求項7のいずれか一項に記載の手術支援装置。
- 前記外観撮影装置は複数台のカメラによって三次元の映像及び座標を取得する請求項1から請求項8のいずれか一項に記載の手術支援装置。
- 前記投影装置はホログラムの手法で三次元画像を投影する請求項1から請求項9のいずれか一項に記載の手術支援装置。
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