KR101374189B1 - Navigation system for surgery - Google Patents

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한양대학교 에리카산학협력단
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Abstract

매우 큰 굴곡들이 존재하는 부비동과 같은 이비인후과의 내시경 수술 시 보다 정확한 내비게이션 기능을 제공할 수 있는 수술용 내비게이션 시스템이 개시된다. 상기 수술용 내비게이션 시스템은 에너지를 발생시키는 복수개의 마커들이 마련되는 굴곡형 트랙커와, 상기 굴곡형 트랙커와 연결되어 상기 마커들을 활성화시키는 마스터 디바이스와, 상기 마커들로부터 발생되는 에너지를 탐지하여 받아들이는 트랙킹 센서 및, 상기 트랙킹 센서 및 굴곡형 트랙커와 연결되어 상기 트랙킹 센서에서 탐지된 마커들로부터 발생되는 에너지의 위치를 결정한 후 상기 탐지된 마커들의 에너지의 포지션과 대응되는 기 설정된 마커들을 매칭시켜 확인된 마커들을 추적하는 프로세서를 포함한다.A surgical navigation system is disclosed that can provide a more accurate navigation function in endoscopic surgery of the otolaryngologist, such as the sinus, in which very large bends are present. The surgical navigation system includes a curved tracker provided with a plurality of markers for generating energy, a master device connected to the curved tracker to activate the markers, and a tracking for detecting and receiving energy generated from the markers. A marker that is connected to the tracking sensor and the curved tracker to determine a location of energy generated from the markers detected by the tracking sensor, and then matches predetermined markers corresponding to positions of energy of the detected markers. Processor to track them.

Description

수술용 내비게이션 시스템{NAVIGATION SYSTEM FOR SURGERY}Surgical Navigation System {NAVIGATION SYSTEM FOR SURGERY}

본 발명은 수술용 내비게이션 시스템에 관한 것으로, 보다 상세하게는 부비동과 같은 이비인후과의 내시경 수술을 위한 수술용 내비게이션 시스템에 관한 것이다.The present invention relates to a surgical navigation system, and more particularly to a surgical navigation system for endoscopic surgery of the otolaryngology, such as sinuses.

일반적으로 내시경 수술은 인체를 크게 절개하지 않고 작은 구멍을 통해 카메라가 설치된 내시경과 수술도구를 삽입하여 내시경에 의하여 촬영된 영상을 통해 환자의 환부를 살피면서 수술을 진행하는 것이다.In general, endoscopic surgery is performed by inserting a camera-equipped endoscope and a surgical tool through a small hole without performing a large incision on the human body, thereby performing surgery while examining the patient's lesion through the endoscopic image.

복강경 수술에서부터 시작된 이러한 내시경 수술은 개복수술에 비하여 절개 부위가 작기 때문에 흉터도 작고 출혈도 적어 수술환자의 회복 시간이 빠르다는 장점이 있다.This endoscopic operation, which started from laparoscopic surgery, has the advantage that the recovery time is fast because the scar is small and the bleeding is small because the incision site is smaller than the open surgery.

최근에는 개복수술이 필요한 거의 모든 수술에 대하여 내시경 수술이 가능할 정도로 기술이 발전하였을 뿐만 아니라 다른 의료분야에서도 내시경 수술을 적용하는 경우가 늘고 있는 실정이다.In recent years, endoscopic surgery has been developed not only in endoscopic surgery but also in other medical fields.

한편, 이비인후과는 귀, 코, 인두, 후두의 해부, 생리, 병리 치료를 취급하는 의학의 한 분야로서, 상기 이비인후과에서도 다양한 수술과 치료를 위하여 내시경 수술을 적용하고 있다.On the other hand, otorhinolaryngology is a field of medicine that deals with ears, nose, pharynx, anatomy of the larynx, physiology and pathology, and endoscopic surgery is applied to various otolaryngologists for various operations and therapies.

상기와 같이 내시경 수술 시에는 내비게이션을 위한 프로브를 사용하게 되는데, 종래의 프로브는 통상적으로 직선형 타입이나 고정적으로 일정각도로 굴곡된 형태로 형성된다. As described above, a probe for navigation is used in endoscopic surgery. The conventional probe is usually formed in a straight type or a fixed angle at a fixed angle.

이와 같은 종래의 프로브는 진단 및 시술시 상기 프로브가 접근 불가능한 부위가 다수 존재하므로 내시경 수술 시 정확한 내비게이션이 어렵다는 문제점이 있었다.Such conventional probes have a problem that it is difficult to precisely navigate during endoscopic surgery because there are many portions in which the probe is inaccessible during diagnosis and operation.

특히, 이비인후과에서의 진단 및 시술 시에는 상기 프로브가 접근 불가능한 부비동과 같은 신체 부위가 다수 존재하므로 정확한 내비게이션이 매우 어렵다는 문제점이 있었다.In particular, when diagnosing and performing procedures in the otorhinolaryngology, there is a problem that accurate navigation is very difficult because there are many body parts such as the sinus inaccessible to the probe.

따라서, 본 발명의 목적은 매우 큰 굴곡들이 존재하는 부비동과 같은 이비인후과의 내시경 수술 시 보다 정확한 내비게이션 기능을 제공할 수 있는 수술용 내비게이션 시스템을 제공하는 것이다.Accordingly, it is an object of the present invention to provide a surgical navigation system that can provide a more accurate navigation function during endoscopic surgery of the otolaryngology, such as the sinus, where very large bends are present.

본 발명의 일실시예에 의한 수술용 내비게이션 시스템은 에너지를 발생시키는 복수개의 마커들이 마련되는 굴곡형 트랙커와, 상기 굴곡형 트랙커와 연결되어 상기 마커들을 활성화시키는 마스터 디바이스와, 상기 마커들로부터 발생되는 에너지를 탐지하여 받아들이는 트랙킹 센서 및, 상기 트랙킹 센서 및 굴곡형 트랙커와 연결되어 상기 트랙킹 센서에서 탐지된 마커들로부터 발생되는 에너지의 위치를 결정한 후 상기 탐지된 마커들의 에너지의 포지션과 대응되는 기 설정된 마커들을 매칭시켜 확인된 마커들을 추적하는 프로세서를 포함한다.Surgical navigation system according to an embodiment of the present invention is a curved tracker is provided with a plurality of markers for generating energy, a master device connected to the curved tracker to activate the markers, and generated from the markers A tracking sensor that detects and accepts energy, and is connected to the tracking sensor and the curved tracker to determine a position of energy generated from the markers detected by the tracking sensor, and then set a preset position corresponding to the position of the energy of the detected markers. And a processor that matches the markers to track the identified markers.

일예를 들면, 상기 굴곡형 트랙커는 굴곡부가 형성된 프로브 및, 상기 프로브와 연결되어 상기 마스터 디바이스의 조작에 의해 상기 프로브를 구동시키며, 상기 마스터 디바이스에 의해 활성화되어 에너지를 발생시키는 상기 복수개의 마커들이 마련된 구동부를 포함한다.For example, the curved tracker may include a probe having a curved portion and a plurality of markers connected to the probe to drive the probe by manipulation of the master device and activated by the master device to generate energy. It includes a drive unit.

일예를 들면, 상기 굴곡부는 일정간격 이격되도록 배치되는 복수개의 실린더들과, 상기 복수개의 실린더들을 관통하여 서로 연결함과 동시에 상기 구동부와 연결되어 상기 실린더들을 원하는 방향으로 굴곡시키는 복수개의 구동수단 및, 상기 서로 이웃하는 복수개의 실린더들 사이에 개재되어 상기 서로 이웃하는 실린더들을 탄성 지지하는 복수개의 탄성부재들을 포함한다.For example, the bent portion is a plurality of cylinders which are arranged to be spaced apart a predetermined interval, a plurality of driving means for bent through the plurality of cylinders connected to each other and simultaneously connected to the drive unit to bend the cylinders in a desired direction; A plurality of elastic members are interposed between the plurality of neighboring cylinders to elastically support the neighboring cylinders.

여기서, 상기 구동수단은 와이어일 수 있으며, 상기 탄성부재는 코일 스프링일 수 있다.Here, the driving means may be a wire, the elastic member may be a coil spring.

한편, 상기 굴곡형 트랙커는 상기 굴곡부의 위치 및 곡률정보를 얻기 위하여 상기 프로브에 내장되는 적어도 하나의 굴곡부 감지센서 및, 상기 굴곡부 감지센서 및 프로세서와 연결되도록 상기 구동부에 내장되어 상기 굴곡부 감지센서를 통해 인식된 상기 굴곡부의 위치 및 곡률정보를 프로세서로 전송하기 위한 통신모듈을 더 포함한다.On the other hand, the curved tracker is at least one bend detection sensor embedded in the probe to obtain the position and curvature information of the bent, and the bent portion sensor is built in the drive to be connected to the processor and the processor through the bend detection sensor The communication module may further include a communication module for transmitting the recognized position and curvature information of the curved portion to the processor.

이와 같이 본 발명의 일실시예에 의한 수술용 내비게이션 시스템은 프로브의 위치를 프로세서에 의해 추적할 수 있다. 이에 더하여 사용자가 원하는 방향과 각도로 굴곡시킬 수 있는 상기 프로브에 마련된 굴곡부의 위치와 곡률 정보 또한 굴곡부 감지센서에 의해 얻어 통신모듈을 통해 프로세서로 전송하여 산출할 수 있다. 그러므로, 상기 굴곡부의 굴곡된 위치와 각도 또한 정확하게 추적할 수 있어 부비동과 같이 굴곡이 심한 신체부위가 다수 존재하는 이비인후과의 수술 시에도 정확한 내비게이션 기능을 제공할 수 있다. 따라서, 이비인후과의 내시경 수술을 보다 안전하게 시행할 수 있을 뿐만 아니라 이비인후과의 내시경 수술 범위를 한층 더 확대 적용할 수 있도록 하는 효과가 있다.As such, the surgical navigation system according to an embodiment of the present invention may track the position of the probe by a processor. In addition, the position and curvature information of the bent portion provided in the probe that can be bent in the direction and angle desired by the user can also be obtained by the bend detection sensor and transmitted to the processor through a communication module to calculate. Therefore, the curved position and angle of the bent portion can also be accurately tracked to provide an accurate navigation function even during surgery of the otolaryngologist, in which a large number of severe body parts such as the sinus are present. Therefore, it is possible not only to safely perform endoscopic surgery of the otolaryngologist, but also to extend the scope of endoscopic surgery of the otolaryngologist.

도 1은 본 발명의 일실시예에 의한 수술용 내비게이션 시스템의 개략도
도 2는 수술용 내비게이션 시스템의 좌표계를 도시한 도면
도 3은 본 발명의 일실시예에 의한 굴곡형 트랙커의 사시도
도 4는 도 3의 A의 확대도
도 5는 실린더의 사시도
도 6은 본 발명의 일실시예에 의한 굴곡형 트랙커를 설명하기 위한 블록도1 is a schematic diagram of a surgical navigation system according to an embodiment of the present invention
2 illustrates a coordinate system of a surgical navigation system for surgery
Figure 3 is a perspective view of a curved tracker according to an embodiment of the present invention
4 is an enlarged view of A of FIG.
5 is a perspective view of a cylinder
6 is a block diagram illustrating a curved tracker according to an embodiment of the present invention.

본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 본문에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 개시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.The present invention is capable of various modifications and various forms, and specific embodiments are illustrated in the drawings and described in detail in the text. It should be understood, however, that the invention is not intended to be limited to the particular forms disclosed, but includes all modifications, equivalents, and alternatives falling within the spirit and scope of the invention.

제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성 요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성 요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안된다. 상기 용어들은 하나의 구성 요소를 다른 구성 요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성 요소는 제2 구성 요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성 요소도 제1 구성 요소로 명명될 수 있다.The terms first, second, etc. may be used to describe various elements, but the elements should not be limited by the terms. The terms are used only for the purpose of distinguishing one component from another. For example, without departing from the scope of the present invention, the first component may be referred to as a second component, and similarly, the second component may also be referred to as a first component.

본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예들을 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성 요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성 요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.The terminology used herein is for the purpose of describing particular embodiments only and is not intended to be limiting of the invention. Singular expressions include plural expressions unless the context clearly indicates otherwise. In the present application, the terms "comprising" or "having ", and the like, are intended to specify the presence of stated features, integers, steps, operations, elements, parts, or combinations thereof, But do not preclude the presence or addition of one or more other features, integers, steps, operations, elements, parts, or combinations thereof.

다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 갖는다.Unless otherwise defined, all terms used herein, including technical or scientific terms, have the same meaning as commonly understood by one of ordinary skill in the art to which this invention belongs.

일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미를 갖는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
Terms such as those defined in commonly used dictionaries are to be interpreted as having a meaning consistent with the meaning in the context of the relevant art and are to be interpreted as ideal or overly formal in meaning unless explicitly defined in the present application Do not.

이하 도면을 참조하여, 본 발명의 바람직한 실시예들을 보다 상세하게 설명한다.DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Reference will now be made in detail to preferred embodiments of the present invention, examples of which are illustrated in the accompanying drawings.

도 1은 본 발명의 일실시예에 의한 수술용 내비게이션 시스템의 개략도이며, 도 2는 수술용 내비게이션 시스템의 좌표계를 도시한 도면이다.1 is a schematic diagram of a surgical navigation system according to an embodiment of the present invention, Figure 2 is a view showing a coordinate system of the surgical navigation system.

도 1 및 도 2를 참조하면 본 발명의 일실시예에 의한 수술용 내비게이션 시스템은 굴곡형 트랙커(10), 마스터 디바이스(20), 트랙킹 센서(30) 및, 프로세서(40)를 포함한다.1 and 2, a surgical navigation system according to an embodiment of the present invention includes a curved tracker 10, a master device 20, a tracking sensor 30, and a processor 40.

상기 굴곡형 트랙커(10)는 에너지를 발생시키는 복수개의 마커들(120 : 도 3 참조)을 마련된다.The curved tracker 10 is provided with a plurality of markers 120 (see FIG. 3) for generating energy.

상기 마스터 디바이스(20)는 상기 굴곡형 트랙커(10)와 연결되어 상기 마커들(120)을 활성화시켜 상기 마커들(120)로부터 에너지가 발생되도록 한다.The master device 20 is connected to the curved tracker 10 to activate the markers 120 to generate energy from the markers 120.

상기 트랙킹 센서(30)는 상기 마커들(120)로부터 발생되는 에너지를 탐지하여 받아들인다. 한편, 상기 트랙킹 센서(32)는 환자에 부착된 마커들(도시되지 않음)로부터 발생되는 에너지도 탐지하여 받아들인다.The tracking sensor 30 detects and receives energy generated from the markers 120. Meanwhile, the tracking sensor 32 also detects and receives energy generated from markers (not shown) attached to the patient.

상기 프로세서(40)는 상기 트랙킹 센서(30) 및 상기 굴곡형 트랙커(10)와 연결되어 상기 트랙킹 센서(30)에서 탐지된 마커들로부터 발생되는 에너지의 위치를 결정한 후, 상기 탐지된 마커들의 에너지의 포지션과 대응되는 상기 프로세서(40)에 기 설정된 마커들과 매칭시켜 확인된 마커들을 추적한다. 즉, 상기 프로세서(40)에는 상기 마커들의 위치가 기 설정되어 있으므로 상기 프로세서(40)는 상기 트랙킹 센서(30)에 의해 탐지된 마커들로부터 발생되는 에너지의 위치를 결정한 후 상기 탐지된 마커들의 에너지의 포지션과 대응되는 상기 프로세서(40)에 기 설정된 마커들의 위치와 매칭시켜 그 위치가 확인된 마커들을 추적한다. 한편, 상기 프로세서(40)는 이미지를 나타낼 수 있는 디스플레이부(400)를 더 포함할 수 있다. 여기서, 상기 이미지는 내시경 이미지와 그래픽 시뮬레이션을 포함할 수 있다. 예를 들면, 상기 그래픽 시뮬레이션은 CT(computed tomography) 데이터에 의해 형성된 2D 또는 3D 이미지일 수 있다.The processor 40 is connected to the tracking sensor 30 and the curved tracker 10 to determine the location of energy generated from the markers detected by the tracking sensor 30, and then the energy of the detected markers. The identified markers are tracked by matching the markers set in the processor 40 corresponding to the position of. That is, since the positions of the markers are preset in the processor 40, the processor 40 determines the position of energy generated from the markers detected by the tracking sensor 30, and then the energy of the detected markers. By matching the positions of the markers preset in the processor 40 corresponding to the position of the tracked markers identified. Meanwhile, the processor 40 may further include a display 400 capable of displaying an image. Here, the image may include an endoscope image and a graphic simulation. For example, the graphic simulation may be a 2D or 3D image formed by computed tomography (CT) data.

한편, 도 2에 도시된 바와 같이 상기 프로세서(40)는 상기 프로세서(40)의 디스플레이부(400)에 도시된 그래픽 시뮬레이션 데이터에 의해 형성된 2D 또는 3D 이미지의 좌표와 상기 트랙킹 센서(30)에 의하여 환자에 부착된 마커들(도시되지 않음)로부터 발생되는 에너지를 탐지하여 결정된 환자의 좌표와, 상기 트랙킹 센서(30)에 의하여 굴곡형 트랙커(10)에 마련된 마커들(120 : 도 3참조)로부터 발생되는 에너지를 탐지하여 결정된 굴곡형 트랙커(10)의 좌표를 정합할 수 있다. Meanwhile, as shown in FIG. 2, the processor 40 is configured by the tracking sensor 30 and the coordinates of the 2D or 3D image formed by the graphic simulation data shown on the display unit 400 of the processor 40. From the coordinates of the patient determined by detecting energy generated from markers (not shown) attached to the patient, and from the markers 120 (see FIG. 3) provided on the curved tracker 10 by the tracking sensor 30. The coordinates of the curved tracker 10 determined by detecting the generated energy may be matched.

도 3 내지 도 6을 참조하여 본 발명의 일실시예에 의한 굴곡형 트랙커의 구성에 대하여 설명하면 다음과 같다.Referring to Figures 3 to 6 with respect to the configuration of the curved tracker according to an embodiment of the present invention.

도 3은 본 발명의 일실시예에 의한 굴곡형 트랙커의 사시도이고, 도 4는 도 3의 A의 확대도이며, 도 5는 실린더의 사시도이고, 도 6은 본 발명의 일실시예에 의한 굴곡형 트랙커를 설명하기 위한 블록도이다.3 is a perspective view of a curved tracker according to an embodiment of the present invention, FIG. 4 is an enlarged view of A of FIG. 3, FIG. 5 is a perspective view of a cylinder, and FIG. 6 is a curved view according to an embodiment of the present invention. A block diagram for explaining the type tracker.

도 3 내지 도 6을 참조하면, 상기 굴곡형 트랙커(10)는 프로브(100), 구동부(110), 복수개의 마커들(120)을 포함한다.3 to 6, the curved tracker 10 includes a probe 100, a driver 110, and a plurality of markers 120.

상기 프로브(100)는 고정부(101)와 굴곡부(102)를 포함한다. 상기 고정부(101)는 상기 구동부(110)에 연결된다. 여기서, 상기 고정부(101)는 상기 구동부(110)에 회전 가능하게 연결되는 것이 바람직하다. 상기 굴곡부(102)는 상기 고정부(101)의 끝단부에 연결된다. The probe 100 includes a fixing portion 101 and a bent portion 102. The fixing unit 101 is connected to the driving unit 110. Here, the fixing part 101 may be rotatably connected to the driving part 110. The bent portion 102 is connected to an end portion of the fixing portion 101.

상기 굴곡부(102)의 구성에 대하여 보다 상세하게 설명하면, 상기 굴곡부(102)는 복수개의 실린더들(1020), 복수개의 구동수단들(1021), 복수개의 탄성부재(1022)들을 포함한다. The bending portion 102 includes a plurality of cylinders 1020, a plurality of driving means 1021, and a plurality of elastic members 1022. [

상기 복수개의 실린더들(1020)은 일정간격 이격되도록 일렬로 배치된다. 여기서, 상기 복수개의 실린더들(1020) 중 일측 또는 타측 끝단에 배치된 실린더(1020)는 상기 고정부(101)에 연결된다. 이와 같은 실린더(1020)는 몸체부(1020a), 복수개의 관통 홀들(1020b), 지지턱(1020c)을 포함한다. 상기 몸체부(1020a)는 중공 파이프 형태로 형성된다. 상기 관통 홀들(1020b)은 상기 몸체부(1020a)에 관통 형성된다. 즉, 상기 관통 홀들(1020b)은 상기 몸체부(1020a)의 일측면에서 타측면 방향으로 관통 형성된다. 여기서, 상기 관통 홀들(1020b)은 상기 실린더(1020)를 축 방향에서 보았을 때 일정간격 이격되도록 상기 몸체부(1020a)에 관통 형성된다. 보다 바람직하게는 상기 복수개의 관통 홀들(1020b)은 상기 실린더(1020)를 축 방향에서 보았을 때 90도 간격으로 이격되도록 상기 몸체부(1020a)에 관통 형성될 수 있다. 상기 지지턱(1020c)은 상기 몸체부(1020a)의 외주면에 돌출 형성되어 상기 탄성부재(1022)를 지지한다.The plurality of cylinders 1020 are arranged in a line so as to be spaced apart from each other by a predetermined distance. Here, the cylinder 1020 disposed at one end or the other end of the plurality of cylinders 1020 is connected to the fixing unit 101. Such a cylinder 1020 includes a body portion 1020a, a plurality of through holes 1020b, and a supporting jaw 1020c. The body portion 1020a is formed in the shape of a hollow pipe. The through holes 1020b are formed through the body portion 1020a. That is, the through holes 1020b are formed to pass from one side to the other side of the body 1020a. The through holes 1020b are formed in the body portion 1020a such that the through holes 1020b are spaced apart from each other when the cylinder 1020 is viewed in the axial direction. More preferably, the plurality of through holes 1020b may be formed through the body portion 1020a such that the cylinder 1020 is spaced apart from the cylinder 1020 by 90 degrees when viewed from the axial direction. The support jaw 1020c protrudes from the outer circumferential surface of the body portion 1020a to support the elastic member 1022. [

상기 구동수단들(1021)은 일정간격 이격되도록 일렬로 배치되는 복수개의 상기 실린더들(1020)을 관통하여 서로 연결함과 동시에 상기 구동부(110)와 연결되어 상기 실린더들(1020)을 원하는 방향으로 굴곡시킨다. 보다 상세하게 설명하면, 상기 구동수단들(1021)은 일정간격 이격되도록 일렬로 배치되는 복수개의 상기 실린더들(1020)의 관통 홀(1020b)을 관통함으로서 상기 복수개의 실린더들(1020)을 서로 연결하며, 상기 고정부(101) 내부를 관통하여 상기 구동부(110)와 연결됨으로써 상기 구동부(110)에 의해 상기 복수개의 실린더들(1020)을 원하는 방향으로 굴곡시킨다. 예를 들면, 상기 구동수단(1021)은 와이어일 수 있다.The driving means 1021 is connected to the plurality of cylinders 1020 arranged in a line so as to be spaced apart from each other by a predetermined distance and connected to the driving unit 110 to move the cylinders 1020 in a desired direction Bend. More specifically, the driving means 1021 penetrates the through holes 1020b of the plurality of cylinders 1020 arranged in a line so as to be spaced apart from each other by a predetermined distance, thereby connecting the plurality of cylinders 1020 to each other And is connected to the driving unit 110 through the inside of the fixing unit 101 so that the driving unit 110 bends the plurality of cylinders 1020 in a desired direction. For example, the driving means 1021 may be a wire.

상기 복수개의 탄성부재들(1022)은 상기 서로 이웃하는 복수개의 실린더들(1022) 사이에 개재되어 상기 서로 이웃하는 실린더들(1020)을 탄성 지지한다. 즉, 복수개의 탄성부재들(1022)은 서로 이웃하는 실린더들(1020)의 지지턱(1020c)에 의해 양측 끝단부가 지지되도록 상기 서로 이웃하는 실린더들(1020) 사이에 개재되어 상기 실린더들(1020)을 탄성 지지한다. 예를 들면, 상기 탄성부재(1022)는 코일 스프링일 수 있다.The plurality of elastic members 1022 are interposed between the adjacent plurality of cylinders 1022 to elastically support the adjacent cylinders 1020. That is, the plurality of elastic members 1022 are interposed between the adjacent cylinders 1020 such that both ends of the elastic members 1022 are supported by the support step 1020c of the adjacent cylinders 1020, ). For example, the elastic member 1022 may be a coil spring.

상기 구동부(110)는 상기 프로브(100)와 연결되어 상기 프로브(100)를 구동시킨다. 보다 상세하게 설명하면, 상기 구동부(110)에는 상기 프로브(100)가 회전 가능하게 연결된다. 한편, 상기 구동부(110) 내부에는 상기 프로브(100)와 연결되어 상기 프로브(100)를 회전시킬 수 있는 회전수단(도시되지 않음)이 설치된다. 한편, 상기 구동부(110)의 내부에는 상기 각각의 구동수단(1021)이 권취되는 복수개의 권취수단(도시되지 않음)이 설치된다. 따라서, 상기 복수개의 권취수단이 회전되어 상기 복수개의 구동수단(1021), 즉 복수개의 와이어들을 잡아당기거나 풀어줌으로써 상기 프로브(100)의 굴곡부(102)를 원하는 방향 및 각도로 굴곡시킬 수 있다.The driving unit 110 is connected to the probe 100 to drive the probe 100. In more detail, the probe 100 is rotatably connected to the driving unit 110. In the meantime, a rotating unit (not shown) connected to the probe 100 and capable of rotating the probe 100 is installed in the driving unit 110. Meanwhile, a plurality of winding means (not shown) for winding the respective driving means 1021 are installed inside the driving unit 110. Accordingly, the plurality of winding means is rotated and the bent portion 102 of the probe 100 can be bent in a desired direction and angle by pulling or loosening the plurality of driving means 1021, that is, a plurality of wires.

상기 마커들(120)은 상기 구동부(110) 마련되어 에너지를 발생시킴으로써 상기 트랙킹 센서(30)에 의해 에너지가 탐지된다. 예를 들면, 상기 마커들(120)은 상기 구동부(110)에 설치된 스테이지(121)에 설치된다. 여기서, 상기 스테이지(121)는 열십자(+) 형태로 형성될 수 있으며, 상기 마커들(120)은 상기 열십자 형태의 스테이지(121)의 끝단부에 4개가 각각 설치될 수 있다. 예를 들면, 상기 복수개의 마커들(120)은 스스로 빛을 발산하는 마커일 수 있다. 이와는 다르게, 상기 복수개의 마커들(120)은 빛을 반사할 수 있는 반사체로 형성된 마커일 수 있다. 또한, 상기 복수개의 마커들(120)로는 스스로 빛을 발산하는 마커와 빛을 반사할 수 있는 반사체로 형성된 마커(120)가 일정 비율로 혼용하여 사용할 수 있다. 한편, 상기 복수개의 마커들(120)은 전자기를 이용한 마커일 수 있다. 이와 같은 상기 마커들(120)은 스스로 빛이나 전자기를 발산하거나 조명시스템(도시되지 않음)으로부터 조사되는 빛을 반사하게 되며, 상기 마커들(120)에 의해 발산되거나 반사된 빛 또는 상기 마커들(120)에 의해 발산된 전자기와 같은 에너지는 상기 트랙킹 센서(30)에 의해 감지된 후 프로세서(40)로 전송된다. 따라서, 상기 프로세서(40)는 기 설정된 마커들(120)의 위치와 상기 마커들(120)로부터 발생되는 에너지의 위치를 매칭시켜 확인된 상기 마커들(120)을 추적하게 된다.The markers 120 are provided with the driving unit 110 to generate energy to detect energy by the tracking sensor 30. For example, the markers 120 are installed on the stage 121 installed in the driving unit 110. Here, the stage 121 may be formed in a crisscross (+) shape, and four markers 120 may be installed at each end of the stage 121 having a crisscross shape. For example, the plurality of markers 120 may be markers that emit light by themselves. Alternatively, the plurality of markers 120 may be markers formed of reflectors capable of reflecting light. In addition, as the plurality of markers 120, a marker 120 that emits light by itself and a marker 120 formed of a reflector capable of reflecting light may be mixed and used at a predetermined ratio. Meanwhile, the plurality of markers 120 may be markers using electromagnetic. Such markers 120 emit light or electromagnetic radiation by themselves or reflect light emitted from an illumination system (not shown), and the light or the markers emitted or reflected by the markers 120 Energy such as electromagnetic radiation emitted by 120 is sensed by the tracking sensor 30 and then transmitted to the processor 40. Therefore, the processor 40 tracks the markers 120 identified by matching positions of preset markers 120 with positions of energy generated from the markers 120.

또한, 본 발명의 일실시예에 의한 굴곡형 트랙커(10)는 굴곡부 감지센서(150)를 더 포함한다. 상기 굴곡부 감지센서(150)는 상기 프로브(100)에 내장되어 상기 굴곡부(102)의 위치 및 곡률정보를 감지하여 획득할 수 있다.In addition, the curved tracker 10 according to an embodiment of the present invention further includes a bend detection sensor 150. The bend detection sensor 150 may be embedded in the probe 100 to sense and acquire position and curvature information of the bend section 102.

한편, 본 발명의 일실시예에 의한 굴곡형 트랙커(10)는 통신모듈(160)을 더 포함할 수 있다. 상기 통신모듈(160)은 상기 굴곡부 감지센서(150) 및 상기 프로세서(40)와 연결되어 상기 굴곡부 감지센서(150)에 의해 감지된 상기 굴곡부(102)의 위치 및 곡률정보를 상기 굴곡부 감지센서(150)로부터 전달받은 후 상기 프로세서(40)로 전송한다. 따라서, 본 발명의 일실시예에 의한 수술용 내비게이션 시스템은 보다 정확한 내비게이션 기능을 제공할 수 있으므로 부비동 등과 같은 이비인후과의 내시경 수술을 보다 안전하게 시행할 수 있을 뿐만 아니라 이비인후과의 내시경 수술 범위를 한층 더 확대시킬 수 있는 장점이 있다.On the other hand, the curved tracker 10 according to an embodiment of the present invention may further include a communication module 160. The communication module 160 is connected to the bend detection sensor 150 and the processor 40 to detect the position and curvature information of the bend 102 detected by the bend detection sensor 150. After receiving from 150 transmits to the processor (40). Therefore, the surgical navigation system according to an embodiment of the present invention can provide a more accurate navigation function, so that the endoscopic surgery of the otorhinolaryngology, such as sinus, can be performed more safely, and further expand the scope of endoscopic surgery of the otolaryngologist. There are advantages to it.

다시, 도 3 내지 도 6을 참조하여 본 발명의 일실시예에 의한 굴곡형 트랙커의 작동과정에 대하여 설명하면 다음과 같다.Again, referring to Figures 3 to 6 will be described the operation of the curved tracker according to an embodiment of the present invention.

도 3 내지 도 6을 참조하면, 본 발명의 일실시예에 의한 굴곡형 트랙커(10)는 구동부(110)를 작동시켜 복수개의 구동수단들(1021)을 작동시킴으로써 상기 복수개의 구동수단들(1021)에 의해 프로브(100)의 굴곡부(102)를 원하는 각도와 방향으로 굴곡시킨다. 보다 상세하게 설명하면, 상기 구동부(110)에 설치된 선택된 어느 하나의 권취수단(도시되지 않음)을 작동시켜 상기 복수개의 구동수단들(1021) 중 선택된 어느 하나의 구동수단(1021)을 상기 권취수단에 권취시킨다. 상기와 같이 권취수단에 어느 하나의 구동수단(1021)을 권취시키게 되면 상기 구동수단(1021)에 의해 상기 굴곡부(102)가 잡아당겨져 상기 굴곡부(102)를 잡아당기는 상기 구동수단(1021) 측으로 상기 프로브(100)의 굴곡부(102)가 굴곡된다. 이때, 상기 권취수단에 권취되는 구동수단(1021)과 마주하는 구동수단(1021)은 상기 구동부(110)에 설치된 권취수단으로부터 풀리게 됨으로써 상기 프로브(100)의 굴곡부(102)가 원활하게 굴곡될 수 있도록 한다.3 to 6, the curved tracker 10 according to the exemplary embodiment of the present invention operates the driving unit 110 to operate the plurality of driving means 1021, thereby driving the plurality of driving means 1021. By bending the bent portion 102 of the probe 100 at a desired angle and direction. More specifically, one selected one of winding means (not shown) installed in the driving unit 110 is operated to drive any one of the plurality of driving means 1021, . As described above, when any one of the driving means 1021 is wound on the winding means, the bending portion 102 is pulled by the driving means 1021 to move the bending portion 102 toward the driving means 1021 side The bent portion 102 of the probe 100 is bent. At this time, since the driving means 1021 which is wound around the winding means is released from the winding means provided on the driving unit 110, the bending portion 102 of the probe 100 can be smoothly bent .

한편, 상기 굴곡부(102)의 복수개의 실린더들(1020) 사이에 개재되어 서로 이웃하는 실린더(1020)를 탄성 지지하는 탄성부재(1022)는 서로 이웃하는 실린더(1020)에 의해 가압되어 상기 권취수단에 권취되는 구동수단(1021)이 위치한 방향으로 굴곡되면서 압축된다.The elastic member 1022 interposed between the plurality of cylinders 1020 of the bent portion 102 and elastically supporting the adjacent cylinders 1020 is pressed by the neighboring cylinder 1020, And is compressed while being bent in the direction in which the drive means 1021 is wound.

그리고, 상기 권취수단에 권취된 상기 구동수단(1021)을 풀어주게 되면 상기 권취수단에 권취된 구동수단(1021) 방향으로 굴곡된 상기 굴곡부(102)의 실린더들(1020)이 상기 탄성부재(1022)의 원상복원력에 의해 원상 복원되어 상기 굴곡부(102)가 직선형태로 원상 복원된다.When the driving means 1021 wound on the winding means is released, the cylinders 1020 of the bending portion 102 bent in the direction of the driving means 1021 wound on the winding means move the elastic members 1022 So that the bent portion 102 is linearly restored to its original shape.

이때, 상기 권취수단에 의해 풀려지는 구동수단(1021)과 마주하는 구동수단(1021)은 권취수단에 권취되어 상기 굴곡부(102)를 굴곡된 방향의 반대 방향으로 잡아당겨 상기 탄성부재(1022)에 의해 직선 형태로 원상 복원되는 상기 굴곡부(102)를 보다 용이하고 신속하게 직선 형태로 원상 복원될 수 있도록 한다.At this time, the driving means (1021) opposed to the driving means (1021) released by the winding means is wound on the winding means and pulled in the direction opposite to the bending direction of the bending portion (102) So that the bent portion 102, which is linearly restored in a straight line shape, can be more easily and quickly restored to its original shape in a straight line.

이와 같이 본 발명의 일실시예에 의한 수술도구는(10) 프로브(100)의 끝단부에 굴곡부(102)가 형성되어 상기 굴곡부(102)를 원하는 방향과 각도로 굴곡시킬 수 있으므로 환자의 진단 및 시술시 종래의 프로브로 접근 불가능한 신체 영역에도 용이하게 접근할 수 있도록 한다.As described above, the surgical tool according to an embodiment of the present invention is characterized in that (10) the bending part 102 is formed at the end of the probe 100 to bend the bending part 102 in a desired direction and angle, So that the user can easily access a body area that can not be accessed by conventional probes.

이와 동시에, 상기 프로브(100)에 내장된 굴곡부 감지센서(150)는 상기 굴곡부(102)의 위치 및 곡률정보를 감지하게 되며, 상기 구동부(110)에 내장된 통신모듈(160)은 상기 굴곡부 감지센서(150)로부터 상기 굴곡부(102)의 위치 및 곡률정보를 전송받은 후 프로세서(40)로 전송함으로써 상기 프로세서(40)가 상기 굴곡부(102)의 위치 및 곡률정보를 정확하게 인식할 수 있도록 한다.At the same time, the bend detection sensor 150 embedded in the probe 100 detects the position and curvature information of the bend 102 and the communication module 160 embedded in the drive unit 110 detects the bend. The sensor 40 receives the position and curvature information of the bend 102 from the sensor 150 and transmits the information to the processor 40 so that the processor 40 can accurately recognize the position and curvature information of the bend 102.

또한, 상기 마커들(120)은 스스로 빛 또는 전자기를 발산하거나 조명시스템(도시되지 않음)으로부터 조사되는 빛을 반사하게 되며, 상기 마커들(120)에 의해 발산된 빛이나 전자기 또는 상기 마커들(120)에 의해 반사된 빛은 프로세서(40)와 연결된 트랙킹 센서(30)에 의해 감지된 후 상기 프로세서(40)로 전송되어 상기 프로세서(40)에 의해 상기 마커들(120)의 위치가 인식된다. 상기 마커들(120)의 위치를 인식한 상기 프로세서는 기 저장된 상기 마커들(122)과 상기 프로브(100)와의 이격된 거리 및 상기 굴곡부(102)의 위치와 곡률정보를 조합하여 상기 프로브(100)의 위치를 정확하게 인식하게 된다.In addition, the markers 120 emit light or electromagnetic radiation on their own or reflect light emitted from an illumination system (not shown), and the light or electromagnetic radiation emitted by the markers 120 or the markers ( The light reflected by the 120 is sensed by the tracking sensor 30 connected to the processor 40 and then transmitted to the processor 40 to recognize the positions of the markers 120 by the processor 40. . The processor recognizing the positions of the markers 120 combines the distances between the markers 122 and the probe 100 and the position and curvature information of the bend 102 to store the probes 100. Will be correctly recognized.

상술한 바와 같이 본 발명의 일실시예에 의한 굴곡형 트랙커(10)는 프로브(100)의 끝단부에 사용자가 원하는 방향과 각도로 굴곡시킬 수 있는 굴곡부(102)를 구비하여 환자의 진단 및 시술시 종래의 프로브로 접근 불가능한 신체 영역에도 용이하게 접근할 수 있으며, 상기 프로브(100)의 위치를 추적함과 동시에 굴곡된 상기 굴곡부(102)의 끝단의 위치와 곡률 정보 또한 굴곡부 감지센서(150)에 의해 얻어 프로세서에 의해 추적할 수 있으므로 보다 정확한 네비게이션 기능을 제공할 수 있는 장점이 있다.As described above, the curved tracker 10 according to an embodiment of the present invention includes a curved portion 102 that can be bent at a direction and an angle desired by a user at the end of the probe 100 to diagnose and perform a patient. The body region is not easily accessible by the conventional probe at the time, and the position and curvature information of the end of the bent portion 102 that is bent at the same time the position of the probe 100 is also bent sensor 150 Since it can be tracked by the processor, it can provide more accurate navigation.

앞서 설명한 본 발명의 상세한 설명에서는 본 발명의 바람직한 실시예들을 참조하여 설명하였지만, 해당 기술분야의 숙련된 당업자 또는 해당 기술분야에 통상의 지식을 갖는 자라면 후술될 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 기술 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.While the present invention has been described in connection with what is presently considered to be practical and exemplary embodiments, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed embodiments, but, on the contrary, It will be understood by those skilled in the art that various changes in form and details may be made therein without departing from the spirit and scope of the invention as defined by the appended claims.

(10) : 굴곡형 트랙커 (20) : 마스터 디바이스
(30) : 트랙킹 센서 (40) : 프로세서
(100) : 프로브 (110) : 구동부
(120) : 마커부 (150) : 굴곡부 감지센서
(160) : 통신모듈10: curved tracker 20: master device
30: tracking sensor 40: processor
(100): probe (110): driving part
120: marker portion 150: bend detection sensor
(160): communication module

Claims (7)

에너지를 발생시키는 복수개의 마커들이 마련되는 굴곡형 트랙커;
상기 굴곡형 트랙커와 연결되어 상기 마커들을 활성화시키는 마스터 디바이스;
상기 마커들로부터 발생되는 에너지를 탐지하여 받아들이는 트랙킹 센서; 및
상기 트랙킹 센서 및 굴곡형 트랙커와 연결되어 상기 트랙킹 센서에서 탐지된 마커들로부터 발생되는 에너지의 위치를 결정한 후 상기 탐지된 마커들의 에너지의 포지션과 대응되는 기 설정된 마커들을 매칭시켜 확인된 마커들을 추적하는 프로세서를 포함하고,
상기 굴곡형 트랙커는,
굴곡부가 형성된 프로브; 및
상기 프로브와 연결되어 상기 마스터 디바이스의 조작에 의해 상기 프로브를 구동시키며, 상기 마스터 디바이스에 의해 활성화되어 에너지를 발생시키는 상기 복수개의 마커들이 마련된 구동부를 포함하고,
상기 굴곡부는,
일정간격 이격되도록 배치되는 복수개의 실린더들;
상기 복수개의 실린더들을 관통하여 서로 연결함과 동시에 상기 구동부와 연결되어 상기 실린더들을 원하는 방향으로 굴곡시키는 복수개의 구동수단; 및
상기 서로 이웃하는 복수개의 실린더들 사이에 개재되어 상기 서로 이웃하는 실린더들을 탄성 지지하는 복수개의 탄성부재들을 포함하는 것을 특징으로 하는 수술용 내비게이션 시스템.A curved tracker provided with a plurality of markers for generating energy;
A master device coupled to the curved tracker to activate the markers;
A tracking sensor for detecting and receiving energy generated from the markers; And
Connected with the tracking sensor and the curved tracker to determine the location of energy generated from the markers detected by the tracking sensor, and then match the predetermined markers corresponding to the position of the energy of the detected markers to track the identified markers. Includes a processor,
The curved tracker,
A probe formed with a bent portion; And
A driving unit connected to the probe to drive the probe by an operation of the master device, and provided with the plurality of markers activated by the master device to generate energy,
The bend portion
A plurality of cylinders arranged to be spaced apart from each other by a predetermined distance;
A plurality of driving means connected to each other through the plurality of cylinders and connected to the driving portion to bend the cylinders in a desired direction; And
And a plurality of elastic members interposed between the plurality of neighboring cylinders to elastically support the neighboring cylinders. 삭제delete 삭제delete 제 1 항에 있어서,
상기 구동수단은 와이어인 것을 특징으로 하는 수술용 내비게이션 시스템.The method of claim 1,
Surgical navigation system, characterized in that the drive means is a wire. 제 1 항에 있어서,
상기 탄성부재는 코일 스프링인 것을 특징으로 하는 수술용 내비게이션 시스템.The method of claim 1,
Surgical navigation system, characterized in that the elastic member is a coil spring. 제 1 항에 있어서,
상기 굴곡형 트랙커는,
상기 굴곡부의 위치 및 곡률정보를 얻기 위하여 상기 프로브에 내장되는 적어도 하나의 굴곡부 감지센서; 및
상기 굴곡부 감지센서 및 프로세서와 연결되도록 상기 구동부에 내장되어 상기 굴곡부 감지센서를 통해 인식된 상기 굴곡부의 위치 및 곡률정보를 프로세서로 전송하기 위한 통신모듈을 더 포함하는 수술용 내비게이션 시스템.The method of claim 1,
The curved tracker,
At least one bend detection sensor embedded in the probe to obtain position and curvature information of the bend; And
And a communication module embedded in the driving unit to be connected to the bend detection sensor and the processor to transmit the position and curvature information of the bend recognized by the bend detection sensor to a processor. 일정간격 이격되도록 배치되는 복수개의 실린더들 및 상기 복수개의 실린더들을 관통하여 서로 연결하며 상기 실린더들을 원하는 방향으로 굴곡시키는 복수개의 구동수단들을 포함하는 굴곡부가 형성된 프로브, 상기 프로브와 연결되어 상기 프로브를 구동시키는 구동부, 상기 구동부에 마련되어 에너지를 발생시키는 복수개의 마커들, 상기 프로브에 내장되며 상기 프로브에 형성된 굴곡부의 위치 및 곡률정보를 획득하는 적어도 하나의 굴곡부 감지센서 및 상기 굴곡부 감지센서에 의해 획득된 상기 굴곡부의 위치 및 곡률정보를 전송하는 통신모듈을 포함하는 굴곡형 트랙커;
상기 굴곡형 트랙커와 연결되어 상기 마커들을 활성화시키는 마스터 디바이스; 및
상기 마커들로부터 발생되는 에너지를 탐지하여 받아들이는 트랙킹 센서; 및
상기 트랙킹 센서 및 상기 굴곡형 트랙커와 연결되며, 상기 트랙킹 센서에서 탐지된 에너지의 위치와 기 설정된 마커들의 위치를 매칭시켜 상기 마커들을 추적하고, 상기 굴곡부 감지센서에 의해 획득된 상기 굴곡부의 위치 및 곡률정보를 상기 통신모듈로부터 전송받는 프로세서를 포함하는 수술용 내비게이션 시스템.A probe having a bent portion including a plurality of cylinders arranged to be spaced apart from each other and a plurality of driving means connected to each other through the plurality of cylinders and bent in the desired direction, and connected to the probe to drive the probe A plurality of markers provided in the driving unit to generate energy, at least one bend detecting sensor embedded in the probe and acquiring position and curvature information of the bent portion formed in the probe, and obtained by the bend detecting sensor. A curved tracker including a communication module for transmitting the position and curvature information of the bent portion;
A master device coupled to the curved tracker to activate the markers; And
A tracking sensor for detecting and receiving energy generated from the markers; And
Connected with the tracking sensor and the curved tracker, the markers are tracked by matching the position of the energy detected by the tracking sensor with a position of preset markers, and the position and curvature of the curved portion obtained by the curved portion sensor. Surgical navigation system comprising a processor for receiving information from the communication module.
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