KR20120093180A - 수동 조작 의료 기구 시스템 - Google Patents

수동 조작 의료 기구 시스템 Download PDF

Info

Publication number
KR20120093180A
KR20120093180A KR1020127008152A KR20127008152A KR20120093180A KR 20120093180 A KR20120093180 A KR 20120093180A KR 1020127008152 A KR1020127008152 A KR 1020127008152A KR 20127008152 A KR20127008152 A KR 20127008152A KR 20120093180 A KR20120093180 A KR 20120093180A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
medical
image
joint
operably connected
position sensor
Prior art date
Application number
KR1020127008152A
Other languages
English (en)
Other versions
KR101720820B1 (ko
Inventor
앤드류 에이 골덴버그
존 트라크텐버그
이 양
리앙 마
Original Assignee
유니버시티 헬스 네트워크
엔지니어링 서비시스 인크.
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 유니버시티 헬스 네트워크, 엔지니어링 서비시스 인크. filed Critical 유니버시티 헬스 네트워크
Publication of KR20120093180A publication Critical patent/KR20120093180A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR101720820B1 publication Critical patent/KR101720820B1/ko

Links

Images

Classifications

    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
    • A61B5/05—Detecting, measuring or recording for diagnosis by means of electric currents or magnetic fields; Measuring using microwaves or radio waves 
    • A61B5/055—Detecting, measuring or recording for diagnosis by means of electric currents or magnetic fields; Measuring using microwaves or radio waves  involving electronic [EMR] or nuclear [NMR] magnetic resonance, e.g. magnetic resonance imaging
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B8/00—Diagnosis using ultrasonic, sonic or infrasonic waves
    • A61B8/08—Detecting organic movements or changes, e.g. tumours, cysts, swellings
    • A61B8/0833—Detecting organic movements or changes, e.g. tumours, cysts, swellings involving detecting or locating foreign bodies or organic structures
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B8/00—Diagnosis using ultrasonic, sonic or infrasonic waves
    • A61B8/08—Detecting organic movements or changes, e.g. tumours, cysts, swellings
    • A61B8/0833—Detecting organic movements or changes, e.g. tumours, cysts, swellings involving detecting or locating foreign bodies or organic structures
    • A61B8/0841—Detecting organic movements or changes, e.g. tumours, cysts, swellings involving detecting or locating foreign bodies or organic structures for locating instruments
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B8/00—Diagnosis using ultrasonic, sonic or infrasonic waves
    • A61B8/12—Diagnosis using ultrasonic, sonic or infrasonic waves in body cavities or body tracts, e.g. by using catheters
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B8/00—Diagnosis using ultrasonic, sonic or infrasonic waves
    • A61B8/42—Details of probe positioning or probe attachment to the patient
    • A61B8/4209—Details of probe positioning or probe attachment to the patient by using holders, e.g. positioning frames
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B8/00—Diagnosis using ultrasonic, sonic or infrasonic waves
    • A61B8/52—Devices using data or image processing specially adapted for diagnosis using ultrasonic, sonic or infrasonic waves
    • A61B8/5215—Devices using data or image processing specially adapted for diagnosis using ultrasonic, sonic or infrasonic waves involving processing of medical diagnostic data
    • A61B8/5238—Devices using data or image processing specially adapted for diagnosis using ultrasonic, sonic or infrasonic waves involving processing of medical diagnostic data for combining image data of patient, e.g. merging several images from different acquisition modes into one image
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61N—ELECTROTHERAPY; MAGNETOTHERAPY; RADIATION THERAPY; ULTRASOUND THERAPY
    • A61N5/00—Radiation therapy
    • A61N5/10—X-ray therapy; Gamma-ray therapy; Particle-irradiation therapy
    • A61N5/1001—X-ray therapy; Gamma-ray therapy; Particle-irradiation therapy using radiation sources introduced into or applied onto the body; brachytherapy
    • A61N5/1007—Arrangements or means for the introduction of sources into the body
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B34/00—Computer-aided surgery; Manipulators or robots specially adapted for use in surgery
    • A61B34/20—Surgical navigation systems; Devices for tracking or guiding surgical instruments, e.g. for frameless stereotaxis
    • A61B2034/2046—Tracking techniques
    • A61B2034/2059—Mechanical position encoders
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B90/00—Instruments, implements or accessories specially adapted for surgery or diagnosis and not covered by any of the groups A61B1/00 - A61B50/00, e.g. for luxation treatment or for protecting wound edges
    • A61B90/36—Image-producing devices or illumination devices not otherwise provided for
    • A61B2090/364—Correlation of different images or relation of image positions in respect to the body
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B90/00—Instruments, implements or accessories specially adapted for surgery or diagnosis and not covered by any of the groups A61B1/00 - A61B50/00, e.g. for luxation treatment or for protecting wound edges
    • A61B90/36—Image-producing devices or illumination devices not otherwise provided for
    • A61B90/37—Surgical systems with images on a monitor during operation
    • A61B2090/374—NMR or MRI
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B90/00—Instruments, implements or accessories specially adapted for surgery or diagnosis and not covered by any of the groups A61B1/00 - A61B50/00, e.g. for luxation treatment or for protecting wound edges
    • A61B90/36—Image-producing devices or illumination devices not otherwise provided for
    • A61B90/37—Surgical systems with images on a monitor during operation
    • A61B2090/378—Surgical systems with images on a monitor during operation using ultrasound
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B90/00—Instruments, implements or accessories specially adapted for surgery or diagnosis and not covered by any of the groups A61B1/00 - A61B50/00, e.g. for luxation treatment or for protecting wound edges
    • A61B90/10—Instruments, implements or accessories specially adapted for surgery or diagnosis and not covered by any of the groups A61B1/00 - A61B50/00, e.g. for luxation treatment or for protecting wound edges for stereotaxic surgery, e.g. frame-based stereotaxis
    • A61B90/11—Instruments, implements or accessories specially adapted for surgery or diagnosis and not covered by any of the groups A61B1/00 - A61B50/00, e.g. for luxation treatment or for protecting wound edges for stereotaxic surgery, e.g. frame-based stereotaxis with guides for needles or instruments, e.g. arcuate slides or ball joints

Abstract

본 발명은 공지된 레퍼런스 포인트를 갖는 분비선이나 장기의 의료 이미지와 연계하여 사용하기 위한 의료 장비에 대한 것이다. 본 의료 장비는 구조적 프레임, 수평 조인트, 수직 조인트, 팬 조인트, 경사 조인트, 의료 도구 어셈블리 및 컨트롤 시스템을 포함한다. 본 의료 도구는 의료 이미지 레퍼런스 포인트에 대해 소정의 장소에 위치되어 진다. 각각의 수평 조인트, 수직 조인트, 팬 조인트 및 경사 조인트는 위치 센서를 가지고 그리고 프레임에 작동가능하게 연결되어 진다. 의료 도구 어셈블리는 센서에 그리고 수평 조인트, 수직 조인트, 팬 조인트 및 경사 조인트에 작동가능하게 연결되어 진다. 컨트롤 시스템은 다른 요인들에 작동가능하게 연결되어 이에 의해 컨트롤 시스템은 구조 프레임에 대해 의료 도구 어셈블리 상에 소정의 위치의 포지션을 결정한다.

Description

수동 조작 의료 기구 시스템{MANUAL INSTRUMENTED MEDICAL TOOL SYSTEM}
본 발명은 전립선-관련 개입법인: 국소 절제술, 근접치료법 및 생체 검사와 같은 최소 비침습 수술(Minimally Invasive Surgery; MIS)을 위하여 사용될 수 있는 수술에 사용하기 위한 도구 그리고 특히는 수동 도구에 대한 것이다.
종양 및 다른 의료적 상태의 국부적 치료는: (i) 질병 조직의 응집, 국소 절제술; 및 (ii) 근접치료법, 방사성 활성 물질의 이식에 의하여 수행되어 질 수 있다. 국소 절제술은 따라서 이것이 종양 세포를 파괴한 것을 응고시킬 때까지 조직을 국부적으로 가열하기 위해 사용되어 진다. 방사성 활성 물질의 임플란트는 종양 세포 안으로 직접적으로 이식되어 종양 세포의 파괴를 또한 초래한다. 이들 타입의 수술요법들은 전립선 치료를 위해 사용되어 진다. 부가적인 개입법은 암의 진단 방법인 생체 검사이다.
이들 타입의 수술에 있어 하나의 특정한 도전은 수술을 하는 동안에 시술의가 종양에 대한 개입(수술) 바늘의 끝의 위치, 즉 종양과 접촉하게 되는 요소의 위치를 인지하는 것과 이들 종양의 해부학적 변화를 제공하는 것이다.
따라서, 실시간으로 수술의 기구(바늘)의 선단을 위치시키는 방법과 외과 수술적으로 영향을 받는 장기 또는 분비선의 영상에 대한 위치를 디스플레이하는 방법을 제공하는 것이 유익할 것이다. 이러한 의료적 이미지는 초음파 또는 MR(자기 공명)과 같은 다른 타입의 이미지 처리에 의해 얻어진다.
본 발명은 알려진 참고 점을 가지는 분비선 또는 장기의 의학적 이미지와 조합하여 사용하기 위한 의료 장비를 제공하기 위한 것이다.
본 발명은 알려진 참고 점을 가지는 분비선 또는 장기의 의학적 이미지와 조합하여 사용하기 위한 의료 장비에 대한 것으로, 상기 의학적 장비는: 의료 이미지 레퍼런스 포인트에 대해 소정의 (그리고 측정가능한) 장소에 위치된 구조 프레임; 수직의 위치 센서에 작동가능하게 연결되고 그리고 상기 프레임에 작동가능하게 연결되어 지는 수평 조인트; 수직의 위치 센서에 작동가능하게 연결되고 그리고 상기 프레임에 작동가능하게 연결되어 지는 수직 조인트; 팬 위치 센서에 작동가능하게 연결되고 그리고 상기 프레임에 작동가능하게 연결되어 지는 팬 조인트; 경사 위치 센서에 작동가능하게 연결되고 그리고 상기 프레임에 작동가능하게 연결되어 지는 경사 조인트; 의료 도구 위치 센서에 작동가능하게 연결되고 그리고 상기 수평 조인트, 상기 수직 조인트, 상기 팬 조인트 및 경사 조인트에 작동가능하게 연결되어 지는 의료 도구 어셈블리; 상기 수평 위치 센서, 상기 수직 위치 센서, 상기 팬 위치 센서, 상기 경사 위치 센서 및 의료 도구 위치 센서에 작동가능하게 연결되어 지는 컨트롤 시스템을 포함하고 이에 의해 상기 컨트롤 시스템은 구조 프레임에 대해 의료 도구 어셈블리 상에 소정 장소의 위치를 결정한다.
상기 의료 장비는 부가적으로 의료 이미지 레퍼런스 포인트에 대해 소정의 장소에 위치되어 지는 이동자를 포함하고, 여기서 프레임은 상기 이동자에 이동가능하게 부착되어 지고 그리고 상기 이동자에 대해 프레임의 위치를 결정하기 위한 수단을 더 포함할 수 있어 상기 프레임의 위치는 상기 의료 이미지 레퍼런스 포인트에 대해 소정의 장소에 위치되어 지도록 된다.
의료 장비의 수평 조인트 및 수평 위치 센서는 안티-백레스 평기어 및 랙에 작동가능하게 연결된 다중-회전 전위차계, 상기 랙에 작동가능하게 연결된 리니어 가이드 유닛트, 상기 랙에 작동가능하게 연결된 잠금 메카니즘 및 상기 랙에 작동가능하게 연결된 랙을 이동하는 수단을 포함할 수 있다.
상기 의료 장비의 수직 조인트 및 수평 위치 센서는 안티-백레스 평기어 및 랙에 작동가능하게 연결된 다중-회전 전위차계, 상기 랙에 작동가능하게 연결된 잠금 메카니즘 및 상기 랙에 작동가능하게 연결된 랙을 이동하는 수단을 포함할 수 있다.
청구항 1 내지 4의 어느 한 항에서 청구된 의료 장비에 있어서, 여기서 팬 조인트 및 팬 위치 센서는 전위차계에 작동가능하게 연결된 팬 조인트 지지체와 전위차계에 작동가능하게 연결된 잠금 메카니즘으로된 로터리 전위차계를 포함한다.
경사 조인트 및 경사 위치 센서는 전위차계에 작동가능하게 연결된 샤프트, 전위차계 및 잠금 메카니즘에 작동가능하게 연결된 경사 조인트 지지체를 로터리 전위차계에 포함할 수 있다.
의료 도구 어셈블리는 바늘 어셈블리일 수 있다.
바늘 어셈블리 및 의료 도구 어셈블리 위치 센서는 리니어 전위차계, 상기 리니어 전위차계에 작동가능하게 연결된 바늘 도구, 바늘 도구를 수용하기 위한 안내 샤프트, 상기 안내 샤프트에 작동가능하게 연결된 록, 상기 안내 샤프트에 작동가능하게 연결된 슬라이드 블럭 및 컨넥터를 포함할 수 있다.
의료 이미지는 초음파 이미지 또는 MR 이미지일 수 있고 그리고 이것은 실시간으로 얻어질 수 있다. 대안적으로, 의료 이미지는 블렌드된 실시간 초음파 이미지 및 수술 전의 MR 이미지일 수 있다.
본 발명의 또 다른 측면에 있어서, 다음의 단계를 포함하는 의료 도구 어셈블리를 위치시키는 방법이 제공되어 진다:
장기 또는 내분비선의 자기 공명 이미지를 얻는 단계;
장기 또는 내분비선의 초음파 이미지를 얻는 단계;
통합된 이미지를 얻기 위해 자기 공명 이미지를 초음파 이미지와 합치는 단계;
수동 조작 의료 도구 시스템에 작동가능하게 연결된 의료 도구 상에서 소정의 포인트의 위치를 결정하는 단계; 그리고
통합된 이미지 상에 소정의 포인트의 위치를 위치시키는 단계.
의료 도구의 소정의 포인트의 위치는 실시간으로 연속적으로 결정되어 질 수 있고 그리고 포인트의 위치는 의료 도구 어셈블리 이동자로 통합된 이미지 상으로 이동할 수 있다.
초음파 이미지는 실시간으로 연속적으로 얻어질 수 있다.
이 방법은 의료 도구를 이동하고 그리고 통합된 이미지 상에 최적의 경로를 나타내도록 하기 위해 소정의 표적에 도달하는 최적의 경로를 결정하는 단계를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 부가적인 측면에 있어서, 의료 도구를 포함하는 의료 도구 어셈블리를 위치시키는 방법은 다음의 단계를 포함한다:
자기 공명 이미지를 얻는 단계;
수동의 의료 도구 시스템에 연결된 의료 도구 어셈블리 상에 소정의 포인트의 위치를 결정하는 단계; 그리고
자기 공명 이미지 상에 소정의 포인트의 위치를 위치시키는 단계.
의료 도구의 소정의 포인트의 위치는 실시간으로 연속적으로 결정되어 질 수 있고 그리고 포인트의 위치는 의료 도구 어셈블리 이동자로 자기 공명 이미지 상으로 이동할 수 있다.
상기 자기 공명 이미지는 의료 도구가 이동되어 짐에 따라 업데이트되어 질 수 있다.
상기 방법은 의료 도구를 이동하는 것에 기초한 최적의 경로를 결정하는 단계와 자기 공명 이미지 상에 최적의 경로를 나타내는 단계를 더 포함할 수 있다.
상기 방법은 최소한의 비침습 수술과 연계되어 사용되어 질 수 있고 그리고 이 최소한의 비침습 수술은 국소 절제술, 근접치료법 및 생체 검사로 구성된 군으로부터 선택되어 질 수 있다.
본 발명의 더욱더 부가적인 특징은 다음의 상세한 설명에 기술되어 지거나 또는 다음의 상세한 설명에 의해 명확하게 되어 질 것이다.
상기와 같이 구성된 본 발명은 알려진 참고 점을 가지는 분비선 또는 장기의 의학적 이미지와 조합하여 사용하기 위한 의료 장비와 그 사용방법을 제공한다.
본 발명은 첨부된 도면을 참고로 하여 단지 예시적인 방법에 의해 자세하게 기술되어 질 것이며, 여기서:
도 1은 본 발명의 수동 조작 국소 절제술 도구(manual instrumented focal ablation tool; MIFAT) 시스템 구조의 개략도이고;
도 2는 스텝퍼 상에 여기에 부착된 프로브가 장착된 수동 조작 국소 절제술 도구의 측면도이고;
도 3은 도 2에 도시된 것과 유사하지만 또한 환자와 바늘 어셈블리를 나타내는 측면도이고;
도 4는 본 발명에 따라 구성된 수동 조작 국소 절제술 도구의 사시도이고;
도 5는 도 4에 도시된 수동 조작 국소 절제술 도구의 수평 및 수직 이동부의 사시도이고;
도 6은 도 4에 도시된 수동 조작 국소 절제술 도구의 팬 및 경사 조인트의 사시도이고;
도 7은 도 4에 도시된 수동 조작 국소 절제술 도구의 바늘 어셈블리의 사시도이고;
도 8은 도 4에 도시된 수동 조작 국소 절제술 도구의 스텝퍼 리니어 위치 감지 부의 사시도이고;
도 9는 바늘 위치의 측정을 결정하기 위한 전기적 회로를 나타내는 회로도이고;
도 10은 비디오 컨트롤 영역을 포함하는 비디오 스크린의 부분도이고;
도 11은 센서 영역을 포함하는 비디오 스크린의 부분도이고;
도 12는 윤곽 중첩 영역을 포함하는 비디오 스크린의 부분도이고;
도 13은 최적 경로 영역을 포함하는 비디오 스크린의 부분도이고;
도 14는 전립선 영상의 사시도이고;
도 15는 전립선 및 손상부의 윤곽을 갖는 횡단면도를 나타내는 직장경 초음파 이미지이고;
도 16은 융합된 MRI/TRUS 안내 바늘 간섭의 스크린샷을 나타내는 직장경 초음파 이미지이고;
도 17은 본 발명에 따라 구성된 수동 조작 국소 절제술 도구의 대안적인 실시형태의 사시도이고;
도 18은 도 17에서 도시된 대안적인 수동 조작 국소 절제술 도구의 수평 및 수직의 이동 단위의 사시도이다.
도 1 및 2를 참고로 하면, 본 발명의 수동 조작 국소 절제술 도구(MIFAT)는 일반적으로 10으로 나타난 조합된 MIFAT 시스템을 갖는 프로브 위치화 스텝퍼를 포함하는 TRUS (trans-rectal ultrasound; 직장경 초음파) 장비와 조합하여 사용되어 지도록 되어 진다. 상기 MIFAT 시스템은 치료 계획 및 모니터링 소프트웨어 시스템과 연계하여 사용되어 지도록 적용되어 진다.
상기 MIFAT 시스템 구조는 도 1에서 20으로 도시되어 진다. 상기 MIFAT 시스템 구조는 10으로 도시된 조합된 MIFAT 및 TRUS 프로부를 갖는 스텝퍼, 전-처리 자기 공명 이미지화 22, 실시간 초음파 이미지 24, 비디오 캡쳐기 26 그리고 그래픽 사용자 인터페이스를 갖는 컴퓨터 28을 포함한다.
치료 계획 및 모니터링 소프트웨어 시스템은 복수개의 모듈, 즉: 1) MRI 및 초음파 이미지-통합; 2) 실시간 초음파 이미지 캡쳐 및 윤곽 오버레이 디스플레이; 3) 치료 계획 (바늘 삽입을 위한 최적의 경로 최적화); 4) 이미지-등록 인터벤션; 5) 실시간 초음파 이미지 상에서 원하는 바늘 삽입 오버레이; 6) 사용자 그래픽 인터페이스(GUI)로 구성되어 진다.
인터벤션을 위하여, 환자는 표준 수술실(OR)의 테이블 상에 위치되어 진다. 조합된 MIFAT 장비 및 TRUS 프로브가 수술실 테이블 상에 장착된 정밀한 안전장치 상에 부착되어 진 정밀한 스텝퍼의 이동자에 부착되어 유지되어 진다. 정밀 스텝퍼 및 정밀 안정장치는 방사선 치료 제품(Radiation Therapy Products; RTP)으로부터 얻어질 수 있다. 도 3은 환자의 전립선의 위치 30, MIFAT 장비 32 그리고 TRUS 프로부 35와 여기서 어셈블리 36으로 도시된 의료 도구 어셈블리를 갖는 스텝퍼 34를 도시한다. 수동 조작 국소 절제술 도구(MIFAT) 32는 미리-조작한 MR 이미지 상에 중첩된 직장경 초음파 안내로 수동으로 바늘 위치를 조절함에 의해 수동의 의료 도구(바늘)를 조작하기 위해 사용되어 진다.
도 4를 참고로 하면, MIFAT 장비 32는 프레임 40, 두 개의 선형 동작 조인트 42 (수평 및 수직), 두 개의 회전 조인트 44 (팬 및 경사) 및 의료 도구 어셈블리 36으로 구성되어 진다. 각 조인트는 전자적으로 부호화(변위 측정은 전위차계에 의해 수행되어 지고 그리고 아날로그-대-디지털 전환기를 통해 컴퓨터로 피드백되어 짐)되어 지고, 그리서 각 조인트의 위치는 컴퓨터에 항상 통지되어 진다. 도 4는 도구 장비의 개략적인 관찰도를 제공한다.
MIFAT 장비 32는 각각 수동으로 수평 및 수직의 이동을 수행하기 위한 두 개의 별도의 선형 조인트 42를 가진다. 도 5는 MIFAT 도구 32의 프레임 40을 갖는 도구 선형 조인트의 구조를 도시한다. 수평 조인트는 안티-백레스 평기어 및 랙 52에 작동가능하게 연결된 다중-회전 전위차계 60으로 구성되어 진다. 리니어 가이드 유닛 54는 랙에 작동 가능하게 연결되어 지고 그리고 잠금용 덤브-스크류 56 및 노브는 조이트에 작동가능하게 연결되어 진다. 수직 조인트는 다중-회전 전위차계(SMT 10/5) 50으로 구성된 수직 조인트는 안티-백레스 평기어 및 랙 64에 작동가능하게 연결되어 진다. 잠금용 덤브 스크류 66 및 노브 68은 조인트에 작동가능하게 연결되어 진다.
MIFAT 장비 32는 도 6에 도시된 바와 같이 또한 두 개의 회전 조인트 44: 팬(수평면으로 회전) 및 경사(수직면으로 회전) 조인트를 가진다. 팬 조인트 유닛트는 팬 조인트 지지체 72에 작동가능하게 연결된 회전식 전위차계 70으로 구성되고 지고, 그리고 잠금 덤브-스크류 74는 조인트에 작동가능하게 연결되어 진다. 경사 조인트는 샤프트 78에 작동가능하게 연결된 회전식 전위차계 76으로 구성되고 진다. 경사 조인트 지지체 80 및 잠금 덤브-스크류 82는 작동가능하게 연결되어 진다.
의료 도구 어셈블리 36은 도 7에 도시되어 진다. 이 어셈블리 36은 리니어 전위차계 86에 작동가능하게 연결된 수동 의료 도구(바늘) 84를 포함한다. 본체 88은 그 안에서 슬라이드 하는 바늘 도구 84를 수용하기 위한 안내 중공 샤프트 90을 가진다. 두 개의 잠금 덤브-스크류 92는 별도로 슬라이드 블럭 94 및 컨넥터 96에 작동가능하게 연결되어 진다.
본 발명에 따라 구성되어 지는 수동 조작 국소 절제술 도구의 대안적인 실시형태는 도 17 및 도 18에 158로 도시되어 져 있다. 단지 MIFAT 장비 32와 다른 이들의 특징 만이 기술되어 질 것이다. 나머지 특징들은 양 실시형태에서 공통적이다.
도 17에 도시된 바와 같이, 대안적인 MIFAT 158은 도구 어셈블리 36과 조합하여 사용하기 위한 것이다. 대안적인 MIFAT 장비 158은 유사하게 수평 트랜스레이션 유닛트, 수직 트랜스레이션 유닛트, 팬 유닛트, 경사 유닛트 및 바늘 관통 유닛트를 포함한다. 팬 유닛트와 경사 유닛트는 상기에서 기술된 두 개의 회전 조인트 44이다. 상기에서 기술된 도구 어셈블리 36은 바늘 관통 유닛트를 포함한다. 도 18은 프레임 160, 161을 포함하는 대안적인 MIFAT 장비 158의 수평 트랜스레이션 유닛트 및 수직 트랜스레이션 유닛트를 도시한다. 수평 트랜스레이션 유닛트 162는 리니어 동작 조인트 42의 수평 부와 필수적으로 동일하다. 수직 트랜스레이션 유닛트 또는 조인트는 랙 163, 두 개의 안티-백래쉬 평기어 및 전위차계 164, 프레임에 부착된 두 개의 리니어 가이드 유닛트 165, 및 잠근용 덤브-스크류 166뿐만 아니라 조인트에 작동가능하게 연결된 노브 167로 구성되어 진다.
수술과정 중 초음파 프로브 삽입 깊이를 추적하기 위해, 리니어 센서 98 및 리니어 스케일 100이 도 8에 도시된 바와 같이 스텝퍼 34 상에 장착되어 진다.
MIFAT가 기계적으로 스텝퍼 34 상에 장착되어 지고(도 3 참고), 그리고 스텝퍼는 전자적으로 부호화되어 지기 때문에, 스텝퍼 베이스 및 MIFAT 프레임 40에 대한 프로브 삽입 깊이는 항상 컴퓨터 상에서 동정되어 진다. 따라서, 바늘은 TRUS 이미지에 대하여 직접적으로 눈금이 매겨질 수 있다. MIFAT 및 TRUS 프로브는 초음파 이미지에 중첩된 전립선 및 종양 이미지를 저장하는 컴퓨터에 인터페이스된 정밀 스텝퍼 내에 유지되어 진다. 이들은 표준 전립선 근접치료 과정에서 사용되는 수술실(OR) 테이블 상에 장착된 정밀 안전장치 상에 부착되어 진다.
수동 의료 도구는 초음파 이미지에 공간적으로 등록되어 진다. 실시간 초음파 이미지는 수술실 안에 또한 위치되어 있는 컴퓨터 상으로 전송되어 진다.
MIFAT의 소프트웨어는 다음의 기능을 실행한다:
1. 이 소프트웨어는 수동 의료 도구 변위를 나타내기 위해 사용되어 지는 직장경 초음파 장비에 의해 생성된 라이브 이미지를 디스플레이 한다.
2. 이 소프트웨어는 초음파 이미지 상에 치료 표적의 윤곽을 겹쳐놓아, 전립선 및 종양의 3D 부피를 구성하고, 예비-처리 MRI 스캔 상에서 동정되어 지도록 한다.
3. 이 소프트웨어는 주어진 표적 부피에 대한 가장 최적의 삽입 경로를 계산하고 그리고 디스플레이한다.
4. 이 소프트웨어는 표적에 대해 계산된 최적의 삽입 경로를 달성하기 위한 의료 도구 어셈블리 셋팅을 특정한다.
수동 의료 도구는 삽입되어 지는 것이기 때문에, 이 소프트웨어는 실제의 도구 삽입 경로가 최적의 도구 삽입 경로에 얼마나 근접한지의 측정을 제공한다. 이 소프트웨어는 도구가 원하는 위치에 도달할 때를 임상의에게 지시하여 준다.
전위차계 102는 각 x, y 상에서의 바늘의 위치, 팬, 경사 그리고 또한 바늘의 관통을 측정하기 위해 사용되어 진다. 다이어그램이 도 9에 도시되어 진다. 전위차계 102는 아날로그 대 디지탈(A/D) 컨버터 104에 작동가능하게 연결되어 진다. 바람직하기로는, A/D 컨버터는 내셔날 인스트루먼트 사의 USB6008 A/D 컨버터 장비이다. 전위차계 102의 출력 전압을 측정함에 의해, 소프트웨어 106은 MIFAT의 프레임에 관한 팁과 바늘의 위치를 얻게 될 것이다.
초음파기로부터 실시간 초음파 비디오를 디스플레이하기 위해, MIFAT 소프트웨어는 피나클(pinnacle) 510-USB 비디오 캡쳐기를 사용한 기기로부터 출력된 비디오를 캡쳐한다. 비디오 캡쳐링을 수행하기 위해, DirectShow™ 테크놀로지가 사용되어 졌다. 분류 명이 CDSControl™으로 수립되어 졌다. 비디오에 대한 캡쳐링, 필터링, 중첩하기 및 디스플레이를 수행하기 위한 이 분류에서는 30가지 이상의 기능이 있다.
윤곽 디스플레이를 위해, VTK 및 DirectShow가 함께 사용되었다. 비쥬얼화 도구 키트(Visualization Toolkit; VTK)™은 전세계에서 수 천명의 연구자 및 개발자에 의해 사용된 3D 컴퓨터 그래픽, 이미지 처리 및 비쥬얼화를 위한 공개된 것으로 자유롭게 이용할 수 있는 소프트웨어 시스템이다. VTK는 전립선 및 종양의 윤곽을 처리하기 위해 사용되어 질 수 있다. 바람직하기로는, 먼저 vtkSTLReader™이 STL 파일(주: "stl"은 단어 "스테레오리쏘그래피(Stereolithography)"로부터 유래되어 지고, stl 파일은 스테레오리쏘그래피 기기 상에 3D 모델을 생성하기 위해 요구된 정보를 발생하기 위해 스테레오리쏘그래피 소프트웨어에 의해 사용된 포맷이다)로부터 종양 및 전립선의 3D 모델을 판독하기 위해 사용되어 진다. 이차로 vtkPlane™은 측정에 기하여 현행 이미지 플랜을 한정하기 위해 사용되어 진다. 그런 다음 vtkcutter™은 전립선 및 종양의 윤곽을 한정하는 일 셋트의 점으로 3D 모델을 자른다. 마지막으로, 두 개의 윤곽이 DirectShow를 사용한 실시간 비디오 상에 중첩되어 진다.
최적의 경로는 바늘이 통과하여 최상의 치료 결과를 얻는 통과 라인을 의미한다. 이것은 이중의 마스크로서 PTV (Planning Target Volume)뿐만 아니라 각을 최적화하기 그리고 수축하기 위한 초기 각을 사용자에게 입력하도록 요구한다. 알고리듬은 PTV 내의 각 점에 주어진 각에서 라인(그 라인 상에 점인 PTV의 무게중심에 대한 각)으로부터 거리를 결정할 것이다. 그런 다음 이 거리의 최소 정사각형 합은 최소화되어 진다. 이것은 초기 삽입 각을 얻는 기능에서 수행되어 진다.
최적 경로는 시술의가 피하기를 원하는 특정한 내부의 (해부학적) 구조의 관점에서 결정되어 질 수 있다. 뿐만 아니라 또는 부가적으로 최적의 경로는 종양의 부피 및 종양에 대한 레이저의 가장 효과적인 경로의 관점에서 결정되어 질 수 있다.
바람직하기로는, 이미지 영역은 스크린의 상단 좌측 상에 나타난다. 이 영역에서 이미지는 TRUS 유닛트의 실시간 비디오 출력으로부터 캡쳐되어 지고, 그리고 전립선 및 암의 실질적인 윤곽이 이미지 상에서 중첩되어 진다.
표적으로 "향하는" 마커는 이미지 상에 중첩되어 진다. 이것은 센서로부터 피브백에 기초된 바늘의 관통 전에 표적으로 바늘을 향하게 하는 의사에게 도움이 될 수 있다. 마커는 이것이 표적을 통해 횡단면에 도달할 때 바늘 선단의 예측된 위치를 지시한다. 의사에게 바늘 선단의 상대적인 위치를 상기하도록 하기 위해, 세가지 상황의 하나가 이미지 상에 나타난다:
ㆍ 선단이 플랜에 도달할 때, 마커의 색상이 녹색이고 그리고 마커의 형상이 정사각형임;
ㆍ 선단이 플랜의 ±2mm 내에 있을 때, 마커의 색상은 황색이고 그리고 형상은 별 모양임; 및
ㆍ 선단이 플랜을 통과할 때, 마커의 색상이 적색이고 그리고 형상은 삼각형임.
바람직하기로는, 비디오 컨트롤 영역 110은 스크린의 우측 상에 있다. 샘플 비디오 컨트롤 영역 110은 도 10에 도시되어 진다. 바람직하기로는, 영역에서 다섯 개의 버튼이 있는데, 자세하게는:
ㆍ '쇼 비디오' 버튼: 비디오 캡쳐 112 시작;
ㆍ '쇼 팁' 114 & '클리어 팁' 116 버튼: "향하는" 마커를 볼 수 있거나 또는 볼 수 없게 만듬;
ㆍ '+ 브라이트니스' 118 & '- 브라이트니스' 120 버튼: 비디오 이미지의 밝기를 3% 증가 또는 감소.
바람직하기로는, 센서 정보 영역 122는 도 11에 도시된 바와 같이 센서로부터의 정보를 컨트롤할 수 있고 그리고 보여줄 수 있다. '스타트 메저' 124 $ '스톱 메저' 126 버튼은 감지하는 과정을 컨트롤한다. 이 결과는 테스트 박스 내에서 디스플레이되어 진다. 테스트 박스는 센서로부터의 전압 신호이다; 이들은 도구의 엔지니어에게 참고가 된다. 테스트 박스는 프로브의 각각 x, y 팬, 경사, 관통 및 동작인 측정을 밀리미터 또는 도로 나타낸다. 의사는 바늘 선단의 위치 및 방향을 볼 수 있다. 다른 버튼은 교정 목적이다; 통상적으로 의사는 이러한 것들을 사용하지 않는다.
바람직하기로는. 도 12에 도시된 바와 같이, 윤곽 중첩 영역 130은 3D 모델을 판독하고 그리고 중첩을 할 수 있거나/할 수 없다: "쇼 윤곽" 132 버튼은 전립선 및 표적의 소정된 3D 모델을 판독하고 그리고 중첩을 할 수 있다. "클리어 윤곽" 134 버튼은 중첩을 할 수 있고 그리고 스크린 상에 윤곽을 지울 수 있다. "셋트 파라메터" 136은 디버깅을 하기 위한 것이다.
바람직하기로는, 도 13에 도시된 바와 같이, 최적의 경로 영역 140은 미리 한정된 "마스크" 파일로부터 최상의 경로에 대한 각도를 제공한다. 최적의 경로는 여기서 엔트리(표적을 관통하기 위해 바늘이 시작하는 점)로부터 표적을 통하여 신장하는 공간 내에서의 라인을 의미한다. 바늘의 경로는 이 라인을 따른다. MIFAT에서 최적의 경로는 위치 및 방향, 즉 --- 인트리에서 일련의 X, Y, 팬 및 경사를 의미한다. "겟 베스트 패쓰(Get best path)" 버튼은 최적 경로의 방향(예를 들어, P, T)를 취하기 위한 최적 경로 소프트웨어를 구동하기 위해 백그라운드에 있어서 Matlab 환경을 부르는 것이다. 그런 다음 "Get X Y" 버튼을 클릭하면 엔트리의 (X, Y)를 생성한다.
MIFAT 시스템을 입증하기 위해 전립선 트레이닝 팬텀으로 모방 실험이 디자인되어 졌다. 실험에 있어서 세 가지 중요한 이슈는 다음과 같이 기술되어 진다.
도 14에 도시된 상업적인 전립선 트레이닝 팬텀 150 (CIRS Model 053A)은 최적 경로를 포함하는 비디오 스크린 부분의 도면이다. 직장 벽, 정낭 및 요도를 자극하는 구조로 나란한 전립선 152 (4 cm x 4.5cm x 4cm)는 11.5 cm x 7.0 cm x 9.5 cm의 클리어 아크릴 컨테이너 내에 수용되어 진다. 세 0.5cc 병변이 전립선 안에 삽입되어 진다. 3 mm의 가상 회음부 멤브레인 154는 다양한 프로브 및 수술용 바늘이 전립선 안으로 삽입되어 지도록 할 수 있다. 컨테이너의 하나의 벽 안에는, TRUS 프로브를 삽입하기 위한 하나의 30 mm 직경 홀과 바늘을 삽입하기 위한 하나의 50 mm 직경 홀이 있다. 바늘 삽입의 가능한 위치 및 각도는 팬텀의 벽 상에 있는 환형의 홀 156에 의해 제약되어 진다. 팬텀의 전립선 및 병변은 미리 작동하는 MR 이미지 상에 남겨 지고 그리고 MRI/TRUS 통합용 표준화 스테레오리쏘그라피(STL) 포맷을 사용하여 한정된 3D 구조로 MIFAT 소프트웨어에 제공되어 진다.
모방 실험을 위하여, 전립선 팬텀 150, 스텝퍼 및 도구 장비가 베이스 지지체에 단단하게 부착되어 진다. 도구 장비는 TRUS 스텝퍼 상에 기계적으로 장착되어 지고 그리고 스텝퍼는 전자적으로 부호화되어 지기 때문에, 스텝퍼 베이스 및 도구 프레임에 대한 프로브 삽입 깊이는 항상 컴퓨터 상에서 확인되어 진다. 따라서, 바늘은 TRUS 이미지에서 직접적으로 계측되어 질 수 있다.
바늘 삽입 및 트랙킹: 목표는 팬텀 내에서 바늘의 위치 및 수술 중 시스템의 나머지의 통합, 자세하게는 실시간 초음파 트랙킹을 입증하기 위한 것이다.
다음의 일련의 행위가 모든 바늘 삽입 실험에서 행하여 졌다:
1. 시스템을 셋업하고 계측함;
2. MRI-TRUS 이미지 융합, 컴퓨터 스크린 상에 윤곽 중첩 디스플레이;
3. 바늘 삽입의 최적 경로 생성;
4. 바늘 홀더를 위치시키고 방향을 잡고 그리고 바늘을 해제함;
5. 수동으로 도구 장비를 사용하여 선택된 표적 안으로 바늘을 관통함;
6. 실시간 초음파 및 컴퓨터 디스플레이 안에서 바늘을 위치시킴; 그리고
7. 바늘이 삽입되어 진 후 위치 에러를 평가함.
계측의 목적은 다른 좌표계에 대해 하나의 좌표계(즉, 이미지) 내에서의 점의 변형을 한정한 변수를 결정하기 위한 것이다. MIFAT 시스템을 위해, 실시간(또는 수술 중) TRUS 이미지는 수술 전의 MR 이미지와 매치되도록 되고 그래서 바늘의 선단은 최적 경로 플랜에 따라 정확하게 위치되어 질 수 있다. 그리고 바늘 선단은 고정된 베이스 플레임으로 변형되도록 된다.
계측 과정은 다음의 구성요소를 가진다: 수동으로 TRUS 프로브를 위치화 하여서 컴퓨터가 기초된 유저 인터페이서 상에 나타난 실시간 (또는 수술 중) 이미지가 수술 전 MR (또는 TRUS, 단지 팬텀 실험용) 이미지로 생성되어 진 전립선 및 병변 3D 모델 상에 슬라이스 되어 진, 상응하는 2D-윤곽 중첩에 유사함; 팬텀 및 도구 장비의 장착 위치를 조정함을 통해 바늘 가이드에 TRUS 이미지를 등록.
컴퓨터는 그 스크린의 상단 좌측 상에 생생한 2D-전립선 이미지를 디스플레이 했다. 이미지는 TRUS 기기의 실시간 비디오 출력으로부터 캡쳐되어 지고, 그리고 전립선의 MRI-기재 실제의 윤곽은 그린으로 그 위에 부가되어 지고 그리고 병변의 윤곽은 이미지 상에 중첩되어 졌다. 도 15는 통합된 MRI/TRUS 데이터 셋트의 디스플레이를 위한 컴퓨터 기재 이미지를 도시한다. 이것은 전립선의 윤곽화 및 병변의 윤곽화를 갖는 생생한 2D-TRUS 이미지(횡단면)를 나타낸다. 바람직하기로는 이들은 다른 색상으로 묘사되어 진다.
통합된 MRI/TRUS 가이던스 니들 인터벤션 트랙킹 테스트가 수회 수행되어 졌다.
최적 경로 플랜닝 소프트웨어에 의해 생성된 상당하는 엔트리 좌표로 도구의 수평(X), 수직(Y), 팬 및 경사 조인트를 수동으로 이동한 후, (각 조인트가 이동하면서, 그의 변위가 컴퓨터로 피드백되어 지고 그리고 컴퓨터에 기초된 유저 인터페이스의 상응하는 테스트 박스에 나타나고, 또한 그린 스퀘어의 "향하는" 마커가 도 16에 도시된 바와 같이 이미지 영역 상에 나타나고, 바늘은 팬텀 안으로 수동으로 삽입됨, (바늘 선단 삽입의 육안으로의 피드백은 TRUS 이미지와 컴퓨터에 기초된 유저 인터페이스 상에 나타남)), 바늘 선단 인공물이 표적 근처에서 아주 강한 플래쉬로 나타날 때까지 그리고 그동안, "표적" 상에 중첩된 "향하는" 마커의 색상은 황색이 된다.
팬텀에 대한 몇몇 실험은 MIFAT가 수 밀리미터의 정확도로 그 표적에 도달하는 능력을 보여 주었다.
팬텀에 대한 모형 TRUS-안내된 인터벤션에 대한 실험은 수 밀리미터의 수용가능한 범위 내로 평가된 얻어진 바늘 인터벤션 정확도와 수술 중의 TRUS 이미지에 대해 수술 전의 MR 이미지를 통합함으로 MIFAT 개념의 실행가능성을 입증하였다. 이것은 미래 작업에 있어서 표적 정확도를 개선하기 쉽게 될 것이다.
임상적인 실행(자세하게는 초기 전립선 암의 단계에서 실행)을 위해, 전립선 및 종양의 3D 모델은 수술 전의 MR 이미지로 생성되어 져야 한다.
MIFAT가 근접치료법, 생체 검사 및 절제술과 같은 다른 최소한의 비침습적인 수술을 위해 사용되어 질 수 있다는 것은 이 기술분야의 통상인에게 인식되어 질 것이다. 잘 알려진 바와 같이, 이 장비는 다른 수술 과정에서 다른 의료 도구 어셈블리와 조합하여 사용되어 질 수 있다. 부가하여, MIFAT는 또한 자기 공명 이미지(MRI)와 조합하여 사용되어 질 수 있다는 것이 이 기술분야의 통상인에게 인식되어 질 것이다. 만일 MIFAT가 MRI와 사용되어 진다면, 의료 도구 어셈블리 위치 및 최적 경로는 의료 도구 기구가 환자에게 위치되어 질 때 MR 이미지 상으로 나타나게 될 것이다.
일반적으로 말하면, 여기에 기술된 시스템은 MIFAT 장비에 대한 것이다. 필요에 따라, 본 발명의 실시형태가 여기에 개시되어 진다. 그러나, 개시된 실시형태는 단지 예시적인 것이고, 그리고 본 발명은 많은 다양하고 대안적인 형태로 실체화되어 질 수 있다고 이해되어야 한다. 도면들은 크기대로 된 것이 아니고 몇몇의 특징부들은 특정한 요소들을 상세하게 나타내기 위해 과대하게 되거나 또는 축소되어 있고 반면 비록 관련 요소들이 새로운 측면들을 애매하게 하는 것을 방지하기 위해 제거될 수 있다. 따라서, 여기에 개시된 특징적인 구조적 및 기능적인 상세는 제한하는 것으로 해석되어 지지 않으며, 단지 본 발명을 다양하게 채용하도록 하기 위해 이 기술 분야의 통상인에게 개시하기 위한 대표적인 기본으로 그리고 청구항에 대한 기본으로 해석되어 진다. 제한하기 위한 것이 아니라 공개의 목적을 위해, 설명된 실시형태는 MIFAT 장비 및 MIFAT 시스템에 대한 것이다.
여기서 사용된 것으로, 용어 "포함하다" 및 "포함하는"은 배타적이기 보다는 포괄적이고 그리고 개방적인 것으로 해석되어 진다. 자세하게는, 청구서를 포함하는 이 명세서에서 사용되어 질 때, 용어 "포함하다" 및 "포함하는" 및 이들의 변형 형태는 특정된 특징, 단계 또는 구성성분들이 포함되어 진다는 것을 의미한다. 용어는 다른 특징, 단계 또는 구성성분들의 존재를 배제하는 것으로 해석되어 지지 않는다.

Claims (22)

  1. 알려진 참고 점을 가지는 분비선/장기의 의학적 이미지와 조합하여 사용하기 위한 의료 장비로, 상기 의료 장비는:
    의료 이미지 레퍼런스 포인트에 대해 소정의 장소에 위치된 기계적 프레임;
    수평의 위치 센서에 작동가능하게 연결되고 그리고 상기 프레임에 작동가능하게 연결되어 지는 수평 조인트;
    수직의 위치 센서에 작동가능하게 연결되고 그리고 상기 프레임에 작동가능하게 연결되어 지는 수직 조인트;
    팬 위치 센서에 작동가능하게 연결되고 그리고 상기 프레임에 작동가능하게 연결되어 지는 팬 조인트;
    경사 위치 센서에 작동가능하게 연결되고 그리고 상기 프레임에 작동가능하게 연결되어 지는 경사 조인트;
    의료 도구 위치 센서에 작동가능하게 연결되고 그리고 상기 수평 조인트, 상기 수직 조인트, 상기 팬 조인트 및 경사 조인트에 작동가능하게 연결되어 지는 의료 도구 어셈블리; 및
    상기 수평 위치 센서, 상기 수직 위치 센서, 상기 팬 위치 센서, 상기 경사 위치 센서 및 의료 도구 위치 센서에 작동가능하게 연결되어 지는 컨트롤 시스템을 포함하고 이에 의해 상기 컨트롤 시스템은 프레임에 대해 의료 도구 어셈블리 상에 소정 장소의 실제 위치를 결정하는 의료 장비.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 장비는 의료 이미지 레퍼런스 포인트에 대해 소정의 장소에 위치되어 지는 이동자를 더 포함하고, 여기서 프레임은 상기 이동자에 이동가능하게 부착되어 지고 그리고 상기 이동자에 대해 프레임의 위치를 결정하기 위한 수단을 더 포함하여 상기 프레임의 위치는 상기 의료 이미지 레퍼런스 포인트에 대해 소정의 장소에 위치되어 지도록 되는 것을 특징으로 하는 의료 장비.
  3. 제 1항 또는 제 2항에 있어서,
    수평 조인트 및 수평 위치 센서는 안티-백레스 평기어 및 랙에 작동가능하게 연결된 다중-회전 전위차계, 상기 랙에 작동가능하게 연결된 리니어 가이드 유닛트, 상기 랙에 작동가능하게 연결된 잠금 메카니즘 및 상기 랙에 작동가능하게 연결된 랙을 이동하는 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 의료 장비.
  4. 제 1항 내지 제 3항 중 어느 한 항에 있어서,
    수직 조인트 및 수평 위치 센서는 안티-백레스 평기어 및 랙에 작동가능하게 연결된 다중-회전 전위차계, 상기 랙에 작동가능하게 연결된 잠금 메카니즘 및 상기 랙에 작동가능하게 연결된 랙을 이동하는 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 의료 장비.
  5. 제 1항 내지 제 4항 중 어느 한 항에 있어서,
    팬 조인트 및 팬 위치 센서는 전위차계에 작동가능하게 연결된 팬 조인트 지지체와 전위차계에 작동가능하게 연결된 잠금 메카니즘으로된 로터리 전위차계를 포함하는 것을 특징으로 하는 의료 장비.
  6. 제 1항 내지 제 5항 중 어느 한 항에 있어서,
    경사 조인트 및 경사 위치 센서는 전위차계에 작동가능하게 연결된 샤프트, 전위차계 및 잠금 메카니즘에 작동가능하게 연결된 경사 조인트 지지체를 로터리 전위차계에 포함하는 것을 특징으로 하는 의료 장비.
  7. 제 1항 내지 제 6항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 의료 도구 어셈블리는 바늘 어셈블리임을 특징으로 하는 의료 장비.
  8. 제 7항에 있어서,
    상기 바늘 어셈블리 및 의료 도구 어셈블리 위치 센서는 리니어 전위차계, 상기 리니어 전위차계에 작동가능하게 연결된 바늘 도구, 바늘 도구를 수용하기 위한 안내 샤프트, 상기 안내 샤프트에 작동가능하게 연결된 록, 상기 안내 샤프트에 작동가능하게 연결된 슬라이드 블럭 및 컨넥터를 포함하는 것을 특징으로 하는 의료 장비.
  9. 제 1항 내지 제 8항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 의료 이미지는 초음파 이미지임을 특징으로 하는 의료 장비.
  10. 제 1항 내지 제 8항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 의료 이미지는 MR 이미지임을 특징으로 하는 의료 장비.
  11. 제 1항 내지 제 10항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 의료 이미지는 실시간으로 얻어진 것임을 특징으로 하는 의료 장비.
  12. 제 1항 내지 제 8항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 의료 이미지는 블렌드된 실시간 초음파 이미지 및 수술 전의 MR 이미지임을 특징으로 하는 의료 장비.
  13. 다음의 단계를 포함하는 의료 도구를 포함하는 의료 도구 어셈블리를 위치시키는 방법:
    자기 공명 이미지를 얻는 단계;
    초음파 이미지를 얻는 단계;
    통합된 이미지를 얻기 위해 자기 공명 이미지를 초음파 이미지와 합치는 단계;
    의료 도구 어셈블리 상에서 소정의 포인트의 위치를 결정하는 단계; 및
    통합된 이미지 상에 소정의 포인트의 위치를 위치시키는 단계.
  14. 제 13항에 있어서,
    상기 의료 도구의 소정의 포인트의 위치는 실시간으로 연속적으로 결정되어 지고 그리고 포인트의 위치는 의료 도구 어셈블리 이동자로 통합된 이미지 상으로 이동하는 것을 특징으로 하는 방법.
  15. 제 13항 및 제 14항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 초음파 이미지는 연속적으로 실시간으로 얻어지는 것을 특징으로 하는 방법.
  16. 제 13항 내지 제 15항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 방법은 의료 도구를 이동하고 그리고 통합된 이미지 상에 최적의 경로를 나타내도록 하기 위해 소정의 표적에 도달하는 최적의 경로를 결정하는 단계를 더 포함함을 특징으로 하는 방법.
  17. 다음의 단계를 포함하는 의료 도구를 포함하는 의료 도구 어셈블리를 위치시키는 방법:
    자기 공명 이미지를 얻는 단계;
    수동의 의료 도구 시스템에 연결된 의료 도구 어셈블리 상에 소정의 포인트의 위치를 결정하는 단계; 및
    자기 공명 이미지 상에 소정의 포인트의 위치를 위치시키는 단계.
  18. 제 17항에 있어서,
    의료 도구의 소정의 포인트의 위치는 실시간으로 연속적으로 결정되어 지고 그리고 포인트의 위치는 의료 도구 어셈블리 이동자로 자기 공명 이미지 상으로 이동하는 것을 특징으로 하는 방법.
  19. 제 18항에 있어서,
    자기 공명 이미지는 의료 도구가 이동되어 짐에 따라 업데이트되어 지는 것을 특징으로 하는 방법.
  20. 제 17항 내지 제 19항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 방법은 의료 도구를 이동하는 것에 기초한 최적의 경로를 결정하는 단계와 자기 공명 이미지 상에 최적의 경로를 나타내는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  21. 제 13항 내지 제 20항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 방법은 최소한의 비침습 수술과 연계되어 사용되어 지는 것을 특징으로 하는 방법.
  22. 제 21항에 있어서,
    상기 최소한의 비침습 수술은 국소 절제술, 근접치료법 및 생체 검사로 구성된 군으로부터 선택되어 지는 것을 특징으로 하는 방법.















KR1020127008152A 2009-09-09 2010-09-09 수동 조작 의료 기구 시스템 KR101720820B1 (ko)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US27229609P 2009-09-09 2009-09-09
US61/272,296 2009-09-09
PCT/CA2010/001409 WO2011029190A1 (en) 2009-09-09 2010-09-09 Manual instrumented medical tool system

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20120093180A true KR20120093180A (ko) 2012-08-22
KR101720820B1 KR101720820B1 (ko) 2017-03-28

Family

ID=43731892

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020127008152A KR101720820B1 (ko) 2009-09-09 2010-09-09 수동 조작 의료 기구 시스템

Country Status (7)

Country Link
US (1) US20110071380A1 (ko)
EP (1) EP2475323A4 (ko)
KR (1) KR101720820B1 (ko)
CN (1) CN102596084B (ko)
AU (1) AU2010292934B2 (ko)
CA (1) CA2772679C (ko)
WO (1) WO2011029190A1 (ko)

Families Citing this family (34)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9314926B2 (en) * 2012-02-15 2016-04-19 Intuitive Surgical Operations, Inc. Compact needle manipulator for targeted interventions
US9931167B2 (en) 2012-02-15 2018-04-03 Intuitive Surgical Operations, Inc. Minimally invasive surgical instrument to provide needle-based therapy
US9119550B2 (en) * 2012-03-30 2015-09-01 Siemens Medical Solutions Usa, Inc. Magnetic resonance and ultrasound parametric image fusion
CN103565470B (zh) * 2012-08-07 2015-07-29 香港理工大学 基于三维虚拟图像的超声图像自动标注方法及系统
WO2015009830A1 (en) * 2013-07-16 2015-01-22 Children's National Medical Center Three dimensional printed replicas of patient's anatomy for medical applications
CN105555211B (zh) * 2013-09-18 2018-08-21 皇家飞利浦有限公司 用于电磁跟踪的介入工具步进器
KR102327948B1 (ko) 2014-03-17 2021-11-17 인튜어티브 서지컬 오퍼레이션즈 인코포레이티드 원격 조종 의료 시스템을 위한 구조적 조절 시스템 및 방법
US10743909B2 (en) 2014-04-03 2020-08-18 Corbin Clinical Resources, Llc Transperineal prostate biopsy device, systems, and methods of use
US10064681B2 (en) * 2014-04-03 2018-09-04 Corbin Clinical Resources, Llc Method, system, and device for planning and performing, guided and free-handed transperineal prostate biopsies
CN104623797A (zh) * 2015-02-16 2015-05-20 天津大学 近距离图像导航全自动放射性粒子植入装置
CN104720853A (zh) * 2015-04-15 2015-06-24 三爱医疗科技（深圳）有限公司 一种超声引导自动前列腺活检粒子植入系统及扎针方法
US10849650B2 (en) * 2015-07-07 2020-12-01 Eigen Health Services, Llc Transperineal needle guidance
CN105125289B (zh) * 2015-09-25 2018-01-02 拜耳斯特医疗机器人技术（天津）有限公司 微创医疗机器人系统
US10398526B2 (en) * 2015-11-30 2019-09-03 Trod Medical Assembly for positioning electrodes for radiofrequency tissue ablation
EP3383305A1 (en) * 2015-12-04 2018-10-10 Koninklijke Philips N.V. System and workflow for grid-less transperineal prostate interventions
CN106446578B (zh) * 2016-10-13 2019-05-17 北京东方惠尔图像技术有限公司 用于植入手术的图像显示方法、装置和系统
US11241213B2 (en) 2018-01-29 2022-02-08 Elekta Ltd. Ultrasound positioning device, system, and method
US10667855B1 (en) 2019-05-10 2020-06-02 Trod Medical Us, Llc Dual coil ablation devices
US11654303B2 (en) 2020-12-30 2023-05-23 Varian Medical Systems, Inc. Radiotherapy methods, systems, and workflow-oriented graphical user interfaces
US11712587B2 (en) 2020-12-30 2023-08-01 Varian Medical Systems, Inc. Radiotherapy methods, systems, and workflow-oriented graphical user interfaces
US11638840B2 (en) * 2020-12-30 2023-05-02 Varian Medical Systems, Inc. Radiotherapy methods, systems, and workflow-oriented graphical user interfaces
US11817210B2 (en) 2020-12-30 2023-11-14 Varian Medical Systems, Inc. Radiotherapy methods, systems, and workflow-oriented graphical user interfaces
US11660473B2 (en) 2020-12-30 2023-05-30 Varian Medical Systems, Inc. Radiotherapy methods, systems, and workflow-oriented graphical user interfaces
US11604564B2 (en) 2020-12-30 2023-03-14 Varian Medical Systems, Inc. Radiotherapy methods, systems, and workflow-oriented graphical user interfaces
EP4271474A1 (en) * 2020-12-30 2023-11-08 Varian Medical Systems, Inc. Radiotherapy methods, systems, and workflow-oriented graphical user interfaces
US11577095B2 (en) 2020-12-30 2023-02-14 Varian Medical Systems, Inc. Radiotherapy methods, systems, and workflow-oriented graphical user interfaces
US11844962B2 (en) 2020-12-30 2023-12-19 Varian Medical Systems, Inc. Radiotherapy methods, systems, and workflow-oriented graphical user interfaces
US11759656B2 (en) 2020-12-30 2023-09-19 Varian Medical Systems, Inc. Radiotherapy methods, systems, and workflow-oriented graphical user interfaces
US11786756B2 (en) 2020-12-30 2023-10-17 Varian Medical Systems, Inc. Radiotherapy methods, systems, and workflow-oriented graphical user interfaces
US11786757B2 (en) 2020-12-30 2023-10-17 Varian Medical Systems, Inc. Radiotherapy methods, systems, and workflow-oriented graphical user interfaces
US11607563B2 (en) 2020-12-30 2023-03-21 Varian Medical Systems, Inc. Radiotherapy methods, systems, and workflow-oriented graphical user interfaces
CN112885217B (zh) * 2021-02-25 2022-08-02 拜斯特医疗科技(北京)有限公司 一种开放式前列腺穿刺体模
IT202100014654A1 (it) * 2021-06-04 2022-12-04 Elesta S P A Apparato di emissione di radiazione distruttiva di cellule tumorali
CN116096313B (zh) * 2021-12-17 2023-10-31 上海卓昕医疗科技有限公司 穿刺定位系统及其控制方法

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5575798A (en) * 1989-11-17 1996-11-19 Koutrouvelis; Panos G. Stereotactic device
US6351662B1 (en) * 1998-08-12 2002-02-26 Neutar L.L.C. Movable arm locator for stereotactic surgery
US20030040667A1 (en) * 2001-07-27 2003-02-27 Hubertus Feussner Device and method for carrying out surgical interventions on a patient
US20080312724A1 (en) * 2004-03-26 2008-12-18 Aslam Khan Spinal and Upper Cervical Impulse Treatment and Device

Family Cites Families (25)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0647428A3 (en) * 1989-11-08 1995-07-12 George S Allen Interactive image-guided surgery system.
US6483610B1 (en) * 1999-09-09 2002-11-19 Hewlett-Packard Company Mounting system for two-dimensional scanner
US6610007B2 (en) * 2000-04-03 2003-08-26 Neoguide Systems, Inc. Steerable segmented endoscope and method of insertion
US6846282B1 (en) * 2000-06-09 2005-01-25 Varian Medical Systems, Inc. Brachytherapy apparatus and methods
US6398711B1 (en) * 2000-08-25 2002-06-04 Neoseed Technology Llc Pivoting needle template apparatus for brachytherapy treatment of prostate disease and methods of use
WO2002020084A2 (en) * 2000-09-07 2002-03-14 Photoelectron Corporation Method and apparatus for image-guided radiotherapy
ES2246999T3 (es) * 2001-11-23 2006-03-01 Nucletron B.V. Dispositivo autocontrolado guiado por imagenes para insertar una aguja en el cuerpo de un animal para realizar radioterapia en dicho cuerpo.
US8010180B2 (en) * 2002-03-06 2011-08-30 Mako Surgical Corp. Haptic guidance system and method
US20040065792A1 (en) * 2002-10-07 2004-04-08 Yost Tom W. Universal pan and tilt mounting system
US7438692B2 (en) * 2002-10-18 2008-10-21 Mark Tsonton Localization mechanism for an MRI compatible biopsy device
US7578781B2 (en) * 2003-09-18 2009-08-25 Wisconsin Alumni Research Foundation Device for placement of needles and radioactive seeds in radiotherapy
DE10353110B4 (de) * 2003-11-12 2006-02-16 Delta Engineering Gmbh Aktorplattform zur Führung von medizinischen Instrumenten bei minimal invasiven Interventionen
WO2005092197A1 (en) * 2004-03-09 2005-10-06 Robarts Research Institute An apparatus and computing device for performing brachytherapy and methods of imaging using the same
CN2730332Y (zh) * 2004-08-25 2005-10-05 北京科霖众医学技术研究所 微创导航定位仪
EP1830708A2 (en) * 2004-12-13 2007-09-12 Koninklijke Philips Electronics N.V. Cannula inserting system
WO2006089426A1 (en) * 2005-02-28 2006-08-31 Robarts Research Institute System and method for performing a biopsy of a target volume and a computing device for planning the same
ATE524784T1 (de) * 2005-09-30 2011-09-15 Irobot Corp Begleitroboter für persönliche interaktion
EP1962684B1 (en) * 2005-12-02 2017-03-01 The Johns Hopkins University Multi imager compatible robot for image-guided interventions, automated brachytherapy seed delivery apparatus and systems related thereto
EP2001367A4 (en) * 2006-03-14 2010-11-24 Univ Johns Hopkins DEVICE FOR USING A MEDICAL DEVICE IN A BODY DURING A MEDICAL IMAGING METHOD AND CORRESPONDING DEVICE AND METHOD
WO2007115174A2 (en) * 2006-03-31 2007-10-11 Traxtal Inc. System, methods, and instrumentation for image guided prostate treatment
US20090171203A1 (en) * 2006-05-02 2009-07-02 Ofer Avital Cryotherapy Insertion System and Method
EP2034921B1 (en) * 2006-06-19 2018-10-10 Robarts Research Institute Apparatus for guiding a medical tool
US20080004481A1 (en) * 2006-06-28 2008-01-03 Jeffrey Bax Apparatus and method for guiding insertion of a medical tool
US8278913B2 (en) * 2008-05-15 2012-10-02 Eigen Inc. Apparatus and method for position sensing
US8897920B2 (en) * 2009-04-17 2014-11-25 Intouch Technologies, Inc. Tele-presence robot system with software modularity, projector and laser pointer

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5575798A (en) * 1989-11-17 1996-11-19 Koutrouvelis; Panos G. Stereotactic device
US6351662B1 (en) * 1998-08-12 2002-02-26 Neutar L.L.C. Movable arm locator for stereotactic surgery
US20030040667A1 (en) * 2001-07-27 2003-02-27 Hubertus Feussner Device and method for carrying out surgical interventions on a patient
US20080312724A1 (en) * 2004-03-26 2008-12-18 Aslam Khan Spinal and Upper Cervical Impulse Treatment and Device

Also Published As

Publication number Publication date
AU2010292934B2 (en) 2015-12-10
KR101720820B1 (ko) 2017-03-28
CA2772679C (en) 2017-12-05
WO2011029190A1 (en) 2011-03-17
AU2010292934A1 (en) 2012-05-03
EP2475323A1 (en) 2012-07-18
CN102596084B (zh) 2016-02-17
WO2011029190A4 (en) 2011-05-19
US20110071380A1 (en) 2011-03-24
CN102596084A (zh) 2012-07-18
EP2475323A4 (en) 2017-10-25
CA2772679A1 (en) 2011-03-17

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101720820B1 (ko) 수동 조작 의료 기구 시스템
JP5348889B2 (ja) 穿刺治療支援装置
CA2966319C (en) Computed tomography enhanced fluoroscopic system, device, and method of utilizing the same
US6064904A (en) Frameless stereotactic CT scanner with virtual needle display for planning image guided interventional procedures
Ungi et al. Navigated breast tumor excision using electromagnetically tracked ultrasound and surgical instruments
US6731966B1 (en) Systems and methods for targeting a lesion
US11576746B2 (en) Light and shadow guided needle positioning system and method
KR101758741B1 (ko) 의료영상을 사용하는 중재시술 가이드 방법 및 이를 위한 중재시술 시스템
JP2007531553A (ja) 術中ターゲティングのシステムおよび方法
JP7111680B2 (ja) デバイス対画像レジストレーションアルゴリズムからの結果の可視化及び操作
KR101758740B1 (ko) 의료영상을 사용하는 중재시술 가이드 방법 및 이를 위한 중재시술 시스템
KR101862133B1 (ko) 바늘 삽입형 중재시술 로봇 장치
EP3261550A1 (en) Apparatus and method for positioning medical instruments assisted by indirect visualization
CA2372148A1 (en) Systems and methods for targeting a breast lesion
CN115500868B (zh) 可与被探测目标进行位置信息交互确认的b超定位系统
EP3261551A1 (en) Indirect visualization-assisted apparatus and method for positioning medical instruments
Wen et al. Robot-assisted RF ablation with interactive planning and mixed reality guidance
WO2024098805A1 (zh) 可与被探测目标进行位置信息交互确认的b超定位系统
CN113488177A (zh) 一种基于影像数据的肺部建模方法及系统
KR20170030688A (ko) 의료영상을 사용하는 중재시술 가이드 방법 및 이를 위한 중재시술 시스템

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E90F Notification of reason for final refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant