JP2017526415A - 術中追跡方法 - Google Patents
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Abstract
Description
本出願は、2015年6月5日に出願された発明の名称が「脳内ナビゲーション方法」である米国仮特許出願第62/171,245号の優先権を主張するものであり、その開示内容及びいかなる関連付属書はすべて参照により本明細書に組み込まれる。
Nは、第1関心領域におけるポイント数であり;
P1は、第2の二次元画像データを含んだインデックス配列であり;
P2は、第1の二次元画像データを含んだインデックス配列であり;
k1は、P1相関性の計算待ちの領域における連続ピクセルの連続i個の値のインデックス配列であり;
k2は、P2相関性を含んだ計算待ちの領域における連続ピクセルの連続i個の値のインデックス配列である。
異なる修正パラメータ値の組があるため、ステップ270内において、各々対応する相関性を計算並び保存する。
式中、αは、第2の座標システム380内のz−軸を回る回転角度を表し;
βは、第2の座標システム380内のy−軸を回る回転角度を表し;
γは、第2の座標システム380内のx−軸を回る回転角度を表し;
xoffsetは、第2の座標システム380内のx−軸に沿った変位を表し;
yoffsetは、第2の座標システム380内のy−軸に沿った変位を表し;
zoffsetは、第2の座標システム380内のz−軸に沿った変位を表し;
以下の演算を通じて座標変換を終えることができる。
102 術前情報収集装置
104 術中情報収集装置
106 演算装置
108 手術器具
116 ロボットアーム
120 三次元画像
130 手術経路
140 手術エントリーポイント
150 標的手術部位
200 方法
210,210,220,230,240,250,260,270,280,290 ステップ
301 二次元画像
302 3Dモデル
302’ 医療用スキャン画像
303,304 投影
305,306 画像
311 右眼
312 頬の曲線
313 鼻
314 口部
315 第1関心領域
321 右眼
322 頬の曲線
323 鼻
324 口部
331 右眼
332 頬の曲線
333 鼻
334 口部
335 第2関心領域
341 右眼
342 頬の曲線
343 鼻
344 口部
345 第2関心領域
360 手術経路
361 手術エントリーポイント
362 標的手術部位
371 手術エントリーポイント
372 標的手術部位
380 第2の座標システム
380’ 第1の座標システム
400 コンピュータプログラム製品
402 信号搬送媒体
404 実行可能なコマンド
406 通信媒体
408 非過渡的でないコンピュータ読み取り可能記憶媒体
410 記録媒体
Claims (20)
- 予め計画していた手術経路により患者の実際の手術経路を判定する方法であって、
第1時点で収集した情報に関わる該患者の第1の二次元画像をキャプチャし、第1の座標システムで前記患者と手術室内の装置との間の空間的関係性を説明することと、
第1修正パラメータ値の組で前記予め計画していた手術経路を含む前記患者の3Dモデルを修正し、前記3Dモデルが前記第1時点より早い第2時点で収集した情報から構築してなると共に第2の座標システムで説明することと、
前記修正を経た3Dモデルから第2の二次元画像をキャプチャすることと、
前記第1の二次元画像と前記第2の二次元画像の間の第1相関性を計算することと、
前記第1相関性が閾値を超えた時、前記第1修正パラメータ値の組により前記第2の座標システム内の前記予め計画していた手術経路を前記第1の座標システムに変換することで、前記実際の手術経路を識別することと、
を含むことを特徴とする予め計画していた手術経路により患者の実際の手術経路を判定する方法。 - 前記3Dモデルの修正は、前記修正パラメータ値の組により、前記3Dモデルの拡大や縮小、前記3Dモデルの回転或いは前記3Dモデルの移動を包括することを特徴とする
請求項1に記載の方法。 - 前記第2の二次元画像は、前記修正を経た3Dモデルの投影であることを特徴とする
請求項1に記載の方法。 - 前記第1時点において前記患者が手術室内の手術台上におり、該第2時点において前記患者が医用画像のスキャンを受けていることを特徴とする請求項1に記載の方法。
- 前記第1相関性が該閾値を超えていない時、
第2修正パラメータ値の組で前記予め計画していた手術経路を含む前記患者の前記3Dモデルを修正することと、
前記第2修正パラメータ値の組で修正した前記3Dモデルから第3の二次元画像をキャプチャすることと、
前記第1の二次元画像と前記第3の二次元画像の間の第2相関性を計算することと、
前記第2相関性が閾値を超えた時、前記第2修正パラメータ値の組により前記第2の座標システム内の前記予め計画していた手術経路を前記第1の座標システムに変換することで、前記実際の手術経路を識別することと、
を更に含むことを特徴とする
請求項1に記載の方法。 - 前記第1の二次元画像及び前記第2の二次元画像に対してエッジ検出を行うことを更に含むことを特徴とする
請求項1に記載の方法。 - 前記エッジ検出は、前記相関性を計算する前に行うことを特徴とする
請求項6に記載の方法。 - 一組の実行可能なコマンドを含む過渡的でないコンピュータ読み取り可能な記憶媒体であって、前記一組の実行可能なコマンドは1個又は複数の手術システムのいずれかの1つのプロセッサで実行された時、前記プロセッサに予め計画していた手術経路により患者の実際の手術経路を判定する方法を実行させ、前記方法は、
第1時点で収集した情報に関わる該患者の第1の二次元画像をキャプチャし、第1の座標システムで前記患者と手術室内の装置との間の空間的関係性を説明することと、
第1修正パラメータ値の組で前記予め計画していた手術経路を含む前記患者の3Dモデルを修正し、前記3Dモデルが前記第1時点より早い第2時点で収集した情報から構築してなると共に第2の座標システムで説明することと、
前記修正を経た3Dモデルから第2の二次元画像をキャプチャすることと、
前記第1の二次元画像と前記第2の二次元画像の間の第1相関性を計算することと、
前記第1相関性が閾値を超えた時、前記第1修正パラメータ値の組により前記第2の座標システム内の前記予め計画していた手術経路を前記第1の座標システムに変換することで、前記実際の手術経路を識別することと、
を含むことを特徴とする
過渡的でないコンピュータ読み取り可能な記憶媒体。 - 前記3Dモデルの修正は、前記修正パラメータ値の組により、前記3Dモデルの拡大や縮小、前記3Dモデルの回転或いは前記3Dモデルの移動を包括することを特徴とする
請求項8に記載の過渡的でないコンピュータ読み取り可能な記憶媒体。 - 前記第2の二次元画像は、前記修正を経た3Dモデルの投影であることを特徴とする請求項8に記載の過渡的でないコンピュータ読み取り可能な記憶媒体。
- 前記第1時点において前記患者が手術室内の手術台上におり、該第2時点において前記患者が医用画像のスキャンを受けていることを特徴とする請求項8に記載の過渡的でないコンピュータ読み取り可能な記憶媒体。
- 前記第1相関性が該閾値を超えていない時、前記方法は、
第2修正パラメータ値の組で前記予め計画していた手術経路を含む前記患者の前記3Dモデルを修正することと、
前記第2修正パラメータ値の組で修正した前記3Dモデルから第3の二次元画像をキャプチャすることと、
前記第1の二次元画像と前記第3の二次元画像の間の第2相関性を計算することと、
前記第2相関性が閾値を超えた時、前記第2修正パラメータ値の組により前記第2の座標システム内の前記予め計画していた手術経路を前記第1の座標システムに変換することで、前記実際の手術経路を識別することと、
を更に含むことを特徴とする
請求項8に記載の過渡的でないコンピュータ読み取り可能な記憶媒体。 - 前記方法は、前記第1の二次元画像及び前記第2の二次元画像に対してエッジ検出を行うことを更に含むことを特徴とする
請求項8に記載の過渡的でないコンピュータ読み取り可能な記憶媒体。 - 前記エッジ検出は、前記相関性を計算する前に行うことを特徴とする
請求項13に記載の過渡的でないコンピュータ読み取り可能な記憶媒体。 - ストレージシステムとロボットアームと画像収集装置とプロセッサとを含む予め計画していた手術経路により患者の実際の手術経路を判定する手術システムであって、
前記プロセッサは、
前記ストレージシステム内から前記画像収集装置が第1時点で収集した情報に関わる該患者の第1の二次元画像をキャプチャし、第1の座標システムで前記患者と前記ロボットアームとの間の空間的関係性を説明し、
第1修正パラメータ値の組で前記予め計画していた手術経路を含む前記患者の3Dモデルを修正し、前記3Dモデルが前記第1時点より早い第2時点で収集した情報から構築してなると共に第2の座標システムで説明し、
前記ストレージシステム内の前記修正を経た3Dモデルから第2の二次元画像をキャプチャし、
前記第1の二次元画像と前記第2の二次元画像の間の第1相関性を計算し、
前記第1相関性が閾値を超えた時、前記第1修正パラメータ値の組により前記第2の座標システム内の前記予め計画していた手術経路を前記第1の座標システムに変換することで、前記実際の手術経路を識別し、
前記実際手術経路により前記ロボットアームに手術を行うよう指示するために用いられることを特徴とする予め計画していた手術経路により患者の実際の手術経路を判定する手術システム。 - 拡大縮小率、回転角度及び/又は並進ベクトルで前記3Dモデルを修正することを特徴とする
請求項15に記載のシステム。 - 前記画像収集装置は、前記ロボットアームの上に固定されることを特徴とする
請求項15に記載のシステム。 - 前記画像収集装置は、前記ロボットアームが移動する時に複数の画像を撮影するために用いられることを特徴とする
請求項15に記載のシステム。 - 前記第1時点において前記患者が手術室内の手術台上におり、該第2時点において前記患者が医用画像のスキャンを受けていることを特徴とする
請求項15に記載のシステム。 - 前記プロセッサは、更に前記第1の二次元画像と前記第2の二次元画像に対してエッジ検出の演算を行うために用いられることを特徴とする
請求項15に記載のシステム。
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