JP6703315B2 - 組織変形の存在下において手術を支援するためのシステム及び方法 - Google Patents
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Description
なし
402 開始
404 1又は2以上のマルチモーダルソースから解剖学的部位に関連する1又は2以上のデータセットを受け取る
406 受け取った解剖学的部位に関連する1又は2以上のデータセットを位置合わせ
408 MRIスキャナ又はマルチモーダルソースから受け取った1又は2以上のデータセットに基づき、位置合わせに基づいて解剖学的部位の複数の表面構造を再現
410 解剖学的部位が手術前の開かれていない状態にある時に、再現された解剖学的部位の複数の表面構造の表面分割を実行
412 2Dから3Dへのジオメトリ処理及び表面分割に基づいて解剖学的部位の3D構造を形成
414 解剖学的部位が手術中の開かれた状態にある時に、立体ビジョンを利用して解剖学的部位の(変形後の)1又は2以上の表面を再現
416 再現された開かれた状態にある解剖学的部位の1又は2以上の表面と、形成された開かれていない状態にある解剖学的部位の3D構造との位置合わせを3D座標系において実行
418 解剖学的部位の複数の表面構造の1又は2以上の組織物質特性を受け取る
420 解剖学的部位に関連する1又は2以上の境界条件を受け取る
422 変形前の解剖学的部位の第1の表面を、対応する変形後の解剖学的部位の第2の表面と照合
Claims (23)
- 手術支援のためのシステムであって、
電子装置における1又は2以上の回路を備え、該1又は2以上の回路は、
被験者の解剖学的部位の複数の表面構造の少なくとも一つの組織物質特性に関する情報を受け取り、
前記解剖学的部位の前記複数の表面構造の変形の傾向に関連する二つ以上の境界条件を受け取り、
前記解剖学的部位の前記複数の表面構造の前記変形の前の前記解剖学的部位の第1の表面を、前記変形の後の前記解剖学的部位の対応する第2の表面と直接照合し、
前記第1の表面の前記対応する第2の表面との前記照合に基づいて、前記解剖学的部位の表面変位を判定し、
前記判定された表面変位と、前記受け取った情報と、前記受け取った二つ以上の境界条件とに基づいて、前記解剖学的部位の体積変位場を計算し、
前記解剖学的部位のグラフィックビューにおける前記変形の補正のために、前記計算された体積変位を、少なくとも一つの前記複数の表面構造に適用する、
ように構成される、
ことを特徴とするシステム。 - 前記複数の表面構造は、不均質な解剖学的表面構造に対応する、
請求項1に記載のシステム。 - 前記解剖学的部位は、脳の少なくとも一部に対応し、前記複数の表面構造は、被験者の前記解剖学的部位における、皮質、血管、脳室、腫瘍構造のうちの少なくとも二つに対応する、
請求項1に記載のシステム。 - 前記受け取った二つ以上の境界条件は、変位境界条件又は静止境界条件の少なくとも一つを含む、
請求項1に記載のシステム。 - 前記1又は2以上の回路は、データセットの位置合わせに基づいて、前記解剖学的部位の前記複数の表面構造を再現するようにさらに構成され、
前記データセットは、前記解剖学的部位に関連するものであり、
前記データセットは、磁気共鳴撮像(MRI)スキャナ又は該MRIスキャナを含むマルチモーダルソースの少なくとも一つから受け取られ、
前記データセットは、前記データセットの重複内容の識別に基づいて位置合わせされる、請求項1に記載のシステム。 - 前記1又は2以上の回路は、前記複数の表面構造に対して表面分割によって表面を分割するよう構成され、
前記表面分割は、前記変形の前のMRIデータ及び手術前の開かれていない状態にある前記解剖学的部位に基づく、
請求項1に記載のシステム。 - 前記1又は2以上の回路は、二次元(2D)から3Dへのジオメトリ処理及び前記表面分割に基づいて前記解剖学的部位の三次元(3D)構造を形成するようにさらに構成され、
前記形成される3D構造は、前記複数の表面構造を含み、
前記複数の表面構造は、前記第1の表面に対応する、
請求項6に記載のシステム。 - 前記1又は2以上の回路は、変形後の前記解剖学的部位の少なくとも一つの表面を再現するようにさらに構成され、
前記少なくもと一つの表面は、前記表面変位の前記判定のための立体ビジョン、及び、手術中に開かれた状態にある前記解剖学的部位に基づいて再現され、
前記変形後の前記解剖学的部位の前記再現された少なくとも一つの表面は、前記対応する第2の表面に対応する、
請求項7に記載のシステム。 - 前記1又は2以上の回路は、前記開かれた状態にある前記解剖学的部位の前記再現された少なくもと一つの表面を、前記開かれていない状態にある前記解剖学的部位の前記3D構造に3D座標系において位置合わせするようにさらに構成され、
前記再現された少なくもと一つの表面は、前記被験者の頭蓋骨の骨構造の整列、及び、前記被験者の脳の少なくとも一部である前記解剖学的部位に基づいて位置合わせされる、
請求項8に記載のシステム。 - 前記1又は2以上の回路は、前記変形後の前記解剖学的部位に関連するボクセルの変位を、前記変形前の前記解剖学的部位に対して測定するようにさらに構成され、
前記ボクセルの変位は有限要素法(FEM)フレームワークにおいて測定され、
前記ボクセルの変位は前記解剖学的部位の体積内で測定され、
前記解剖学的部位の前記体積は、前記解剖学的部位の組織内容全体に対応し、
前記ボクセルの変位は、前記判定された表面変位に基づいて測定され、
前記ボクセルの前記変位の測定は、前記体積変位場の前記計算に対応する、
請求項1に記載のシステム。 - 前記1又は2以上の回路は、手術中に支援を行うために、前記変形後の解剖学的部位の複数の多次元グラフィックビューを生成するようにさらに構成され、
前記複数の多次元グラフィックビューは、開かれた状態で変形している前記解剖学的部位に基づいて生成され、
前記生成された複数の多次元グラフィックビューは、前記解剖学的部位の前記複数の表面構造における少なくとも一つの変位した関心領域、又は、前記解剖学的部位内の体積変位を含み、
前記体積変位は、前記変形後の体積の変化を表す、
請求項1に記載のシステム。 - 前記複数の多次元グラフィックビューは、前記解剖学的部位の複数の三次元ビューに対応し、
前記複数の三次元ビューは、少なくとも一つの視点からの前記複数の表面構造を含む、
請求項11に記載のシステム。 - 手術支援のための方法であって、
電子装置における1又は2以上の回路が、被験者の解剖学的部位の複数の表面構造の少なくとも一つの組織物質特性に関する情報を受け取るステップと、
前記1又は2以上の回路が、前記解剖学的部位の前記複数の表面構造の変形の傾向に関連する二つ以上の境界条件を受け取るステップと、
前記1又は2以上の回路が、前記解剖学的部位の前記複数の表面構造の前記変形の前の前記解剖学的部位の第1の表面を、前記変形の後の前記解剖学的部位の第2の表面と直接照合するステップと、
前記1又は2以上の回路が、前記第1の表面の前記対応する第2の表面との照合に基づいて、前記解剖学的部位の表面変位を判定するステップと、
前記1又は2以上の回路が、前記判定された表面変位と、前記受け取った情報と、前記受け取った二つ以上の境界条件とに基づいて、前記解剖学的部位の体積変位場を計算するステップと、
前記1又は2以上の回路が、前記解剖学的部位のグラフィックビューにおける前記変形の補正のために、前記計算された体積変位場を、少なくとも一つの前記複数の表面構造に適用するステップと、を含むことを特徴とする方法。 - 前記解剖学的部位は、脳の一部に対応し、
前記複数の表面構造は、被験者の前記解剖学的部位に存在する時には、皮質、血管、脳室、は腫瘍構造のうちの少なくとも二つに対応する、
請求項13に記載の方法。 - 前記受け取った二つ以上の境界条件は、変位境界条件又は静止境界条件の少なくもと一方を含む、
請求項13に記載の方法。 - 前記1又は2以上の回路が、データセットの位置合わせに基づいて、前記解剖学的部位の前記複数の表面構造を再現するステップをさらに含み、
前記データセットは、前記解剖学的部位に関連するものであり、
前記データセットは、磁気共鳴撮像(MRI)スキャナ又は該MRIスキャナを含むマルチモーダルソースから受け取られ、
前記データセットは、前記データセットの重複内容の識別に基づいて位置合わせされる、
請求項13に記載の方法。 - 前記1又は2以上の回路が、表面分割に基づいて前記複数の表面構造に対して表面を分割するステップをさらに含み、
前記表面分割は、前記変形前のMRIデータ及び手術前の開かれていない状態にある前記解剖学的部位に基づくものである、
請求項13に記載の方法。 - 前記1又は2以上の回路が、二次元(2D)から3Dへのジオメトリ処理及び前記表面分割に基づいて前記解剖学的部位の三次元(3D)構造を形成するステップをさらに含み、
前記形成される3D構造は、前記複数の表面構造を含み、
前記複数の表面構造は、前記第1の表面に対応する、
請求項17に記載の方法。 - 前記1又は2以上の回路が、前記変形後の解剖学的部位の少なくとも一つの表面を再現するステップをさらに含み、
前記再現された少なくもと一つの表面は、前記表面変位の前記判定のために立体ビジョン立体ビジョン、及び、手術中の開かれた状態にある前記解剖学的部位に基づくものであり、
前記再現された前記変形後の解剖学的部位の少なくもと一つの表面は、前記第2の表面に対応する、請求項18に記載の方法。 - 前記1又は2以上の回路が、前記開かれた状態にある前記解剖学的部位の前記再現された少なくもと一つの表面を、前記開かれていない状態にある前記解剖学的部位の前記3D構造に、3D座標系において位置合わせするステップをさらに含み、
前記再現された少なくとも一つの表面は、前記被験者の頭蓋骨の骨構造の整列、及び、前記被験者の脳の少なくもと一部である前記解剖学的部位に基づいて位置合わせされる、
請求項19に記載の方法。 - 前記1又は2以上の回路が、前記変形後の前記解剖学的部位に関連するボクセルの変位を、前記変形前の前記解剖学的部位に対して測定するステップをさらに含み、
前記ボクセルの変位は、有限要素法(FEM)フレームワークにおいて測定され、
前記ボクセルの変位は、前記解剖学的部位の体積内で測定され、
前記解剖学的部位の前記体積は、前記解剖学的部位の組織内容全体に対応し、
前記ボクセルの変位は、前記判定された表面変位に基づいて測定され、
前記ボクセルの前記変位の測定は、前記体積変位場の前記計算に対応する、
請求項13に記載の方法。 - 前記1又は2以上の回路が、手術中に支援を行うために、前記変形後の解剖学的部位の複数の多次元グラフィックビューを生成するステップをさらに含み、
前記複数の多次元グラフィックビューは、開かれた状態で変形している前記解剖学的部位に基づいて生成され、
前記生成された複数の多次元グラフィックビューは、前記解剖学的部位の前記複数の表面構造における少なくもと一つの変位した領域、及び/又は、前記解剖学的部位内の体積変位の少なくもと一つを含み、
前記体積変位は、前記変形後の体積の変化を表す、
請求項13に記載の方法。 - 前記複数の多次元グラフィックビューは、前記解剖学的部位の三次元ビューに対応し、
三次元ビューは、少なくもと一つの視点からの前記複数の表面構造を含む、
請求項22に記載の方法。
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