CN117241756A - 医疗系统以及导航方法 - Google Patents
医疗系统以及导航方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN117241756A CN117241756A CN202180097530.0A CN202180097530A CN117241756A CN 117241756 A CN117241756 A CN 117241756A CN 202180097530 A CN202180097530 A CN 202180097530A CN 117241756 A CN117241756 A CN 117241756A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- end portion
- information
- distal end
- medical device
- rotation
- Prior art date
- Legal status (The legal status 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 status listed.)
- Pending
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 40
- 210000004204 blood vessel Anatomy 0.000 claims description 45
- 230000005415 magnetization Effects 0.000 claims description 40
- 230000000704 physical effect Effects 0.000 claims description 16
- 238000001514 detection method Methods 0.000 claims description 12
- 238000003780 insertion Methods 0.000 claims description 8
- 230000037431 insertion Effects 0.000 claims description 8
- 230000033001 locomotion Effects 0.000 description 28
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 20
- 230000008569 process Effects 0.000 description 17
- 238000002591 computed tomography Methods 0.000 description 15
- 239000004020 conductor Substances 0.000 description 14
- 238000003384 imaging method Methods 0.000 description 11
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 10
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 10
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 10
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 9
- 238000009795 derivation Methods 0.000 description 7
- 230000006870 function Effects 0.000 description 6
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 6
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 5
- 238000002595 magnetic resonance imaging Methods 0.000 description 5
- 238000004590 computer program Methods 0.000 description 4
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 4
- 230000001133 acceleration Effects 0.000 description 3
- 230000008859 change Effects 0.000 description 3
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 3
- 239000011347 resin Substances 0.000 description 3
- 229920005989 resin Polymers 0.000 description 3
- 230000002792 vascular Effects 0.000 description 3
- 239000008280 blood Substances 0.000 description 2
- 238000003745 diagnosis Methods 0.000 description 2
- 230000003902 lesion Effects 0.000 description 2
- 239000000463 material Substances 0.000 description 2
- 238000003062 neural network model Methods 0.000 description 2
- 238000013146 percutaneous coronary intervention Methods 0.000 description 2
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 description 2
- 229920002725 thermoplastic elastomer Polymers 0.000 description 2
- 238000012935 Averaging Methods 0.000 description 1
- 208000031481 Pathologic Constriction Diseases 0.000 description 1
- 238000002679 ablation Methods 0.000 description 1
- 238000010009 beating Methods 0.000 description 1
- 210000003445 biliary tract Anatomy 0.000 description 1
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 1
- 239000000470 constituent Substances 0.000 description 1
- 238000007887 coronary angioplasty Methods 0.000 description 1
- 210000002249 digestive system Anatomy 0.000 description 1
- 229920001971 elastomer Polymers 0.000 description 1
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 1
- 238000000605 extraction Methods 0.000 description 1
- 210000004392 genitalia Anatomy 0.000 description 1
- 210000004907 gland Anatomy 0.000 description 1
- 238000010191 image analysis Methods 0.000 description 1
- 230000010365 information processing Effects 0.000 description 1
- 238000007689 inspection Methods 0.000 description 1
- 239000004973 liquid crystal related substance Substances 0.000 description 1
- 210000004324 lymphatic system Anatomy 0.000 description 1
- 238000010801 machine learning Methods 0.000 description 1
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 description 1
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 1
- 239000007769 metal material Substances 0.000 description 1
- 210000000056 organ Anatomy 0.000 description 1
- 210000002345 respiratory system Anatomy 0.000 description 1
- 230000003248 secreting effect Effects 0.000 description 1
- 239000004984 smart glass Substances 0.000 description 1
- 238000007619 statistical method Methods 0.000 description 1
- 230000036262 stenosis Effects 0.000 description 1
- 208000037804 stenosis Diseases 0.000 description 1
- 230000002485 urinary effect Effects 0.000 description 1
Classifications
-
- 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
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B17/00—Surgical instruments, devices or methods, e.g. tourniquets
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B17/00—Surgical instruments, devices or methods, e.g. tourniquets
- A61B2017/00831—Material properties
- A61B2017/00876—Material properties magnetic
-
- 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
- A61B2034/2051—Electromagnetic tracking systems
-
- 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
- A61B2090/376—Surgical systems with images on a monitor during operation using X-rays, e.g. fluoroscopy
-
- 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
- A61B2090/376—Surgical systems with images on a monitor during operation using X-rays, e.g. fluoroscopy
- A61B2090/3762—Surgical systems with images on a monitor during operation using X-rays, e.g. fluoroscopy using computed tomography systems [CT]
Landscapes
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Surgery (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Molecular Biology (AREA)
- Biomedical Technology (AREA)
- Heart & Thoracic Surgery (AREA)
- Medical Informatics (AREA)
- Nuclear Medicine, Radiotherapy & Molecular Imaging (AREA)
- Animal Behavior & Ethology (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- Public Health (AREA)
- Veterinary Medicine (AREA)
- Robotics (AREA)
- Media Introduction/Drainage Providing Device (AREA)
Abstract
医疗系统具备:前端信息获取部,其对于插入到生物体内的医疗设备的前端部,获取与前端部的旋转动作相关的前端旋转信息;以及基端信息获取部,其对于由手术人员操作的医疗设备的基端部,获取与基端部的旋转动作相关的基端旋转信息。
Description
技术领域
本发明涉及医疗系统以及导航方法。
背景技术
关于导丝、导管等医疗设备,已知有用于掌握生物体内的医疗设备的位置的技术。例如,专利文献1公开了如下技术:在医用设备的前端部设置磁化区域,使用来自配置于体外的检测器头的测定值,求出医用设备的前端部的位置。例如,专利文献2公开了如下技术:在导管的前端部设置电极,使用因在与配置于体外的电极之间流动电流而生成的电流分布,求出导管的前端部的位置。并且,专利文献3公开了如下技术:通过在医疗设备的基端部固定用于测定基端部的角位置和旋转角度的陀螺仪传感器,来获取医疗设备的基端部的旋转。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本特表2019-520129号公报
专利文献2:日本特开2012-125579号公报
专利文献3:日本特开2019-171074号公报
发明内容
发明所要解决的课题
然而,在经皮冠状动脉形成术(PCI:Percutaneous Coronary Intervention)等手术中,手术人员需要在错综复杂的血管网内使医疗设备到达具有狭窄、堵塞等病变的特定的血管(以下也称作“目的血管”)。因此,手术人员使医疗设备的前端部形成较小的弯曲形状等,一边使医疗设备的前端部旋转,一边选择到达目的血管的期望的血管。但是,已知,医疗设备形成为外径非常小而具有几米程度的长度的长条状的外形,因此基端部处的旋转不会保持原样地传递至前端部,换言之,产生损失转矩。
现今,手术人员一边考虑这样的损失转矩,一边通过手头的感觉、经验来进行医疗设备的操作,因此有手术花费劳力和时间、并且对手术人员要求较高的技能的课题。对于这一点,在专利文献1、2所记载的技术中并未考虑医疗设备的前端部以及基端部的旋转。另外,在专利文献3所记载的技术中并未考虑医疗设备的前端部的旋转,并且未考虑由医疗设备的损失转矩引起的上述课题。此外,这样的课题在全部插入到血管系统、淋巴系统、胆道系统、泌尿系统、呼吸系统、消化系统、分泌腺以及生殖器官等人体内的各器官(生物体管道)中的导管、导丝等医疗设备中是通用的。
本发明是为了解决上述课题的至少一部分而完成的,其目的在于提供能够获取医疗设备的基端部的旋转动作和前端部的旋转动作的医疗系统。
用于解决课题的方案
本发明是为了解决上述课题的至少一部分而完成的,能够作为以下的方式来实现。
(1)根据本发明的一个方案,提供一种医疗系统。该医疗系统具备:前端信息获取部,其对于插入到生物体内的医疗设备的前端部,获取与上述前端部的旋转动作相关的前端旋转信息;以及基端信息获取部,其对于由手术人员操作的上述医疗设备的基端部,获取与上述基端部的旋转动作相关的基端旋转信息。
根据该结构,前端信息获取部能够获取与医疗设备的前端部的旋转动作相关的定量的前端旋转信息。同样,基端信息获取部能够获取与医疗设备的基端部的旋转动作相关的定量的基端旋转信息。即,根据本结构,可提供能够获取医疗设备的基端部的旋转动作和前端部的旋转动作的医疗系统。因此,通过在各种方法中利用所获取到的基端部及前端部的旋转动作,能够有助于手术的精度提高、效率向上。例如,获取到的基端部及前端部的旋转动作可以直接提示给手术人员,也可以用于导出追随基端部的旋转动作进行的前端部的旋转动作。
(2)在上述方式的医疗系统中,优选还具备:对应关系导出部,其使用上述基端旋转信息和上述前端旋转信息,求出上述医疗设备的上述基端部的旋转动作与追随上述基端部的旋转动作进行的上述医疗设备的上述前端部的旋转动作的对应关系;以及请求操作输出部,其输出使用由上述对应关系导出部导出的上述对应关系,对于上述医疗设备的上述前端部的目标操作而推断出的、上述医疗设备的上述基端部的请求操作。
根据该结构,对应关系导出部通过使用定量的基端旋转信息和前端旋转信息,能够导出医疗设备的基端部的旋转动作与追随基端部的旋转动作进行的医疗设备的前端部的旋转动作的对应关系。并且,请求操作输出部通过使用由对应关系导出部导出的对应关系,能够推断并输出考虑到医疗设备的损失转矩的“医疗设备的基端部的请求操作”。此处,“医疗设备的基端部的请求操作”是对于医疗设备的前端部的目标操作而推断出的基端部的请求操作,换言之,是指推断出在要对医疗设备的前端部进行任意的目标操作时手术人员应该对医疗设备的基端部进行怎样的操作。其结果,根据本结构,可提供能够输出对于医疗设备的前端部的目标操作而推断出的医疗设备的基端部的请求操作的医疗系统,因此能够提高手术的精度、手术的效率。
(3)在上述方式的医疗系统中,优选作为上述请求操作,上述请求操作输出部输出对于为了通过上述医疗设备的上述前端部的旋转动作来使血管内的截面方向上的上述前端部的位置从当前位置向目标位置移动而需要的上述前端部的目标操作而推断出的、上述医疗设备的上述基端部的操作,上述医疗系统还具备获取上述目标位置的位置信息的目标位置获取部,上述前端信息获取部还获取表示上述前端部的当前位置的前端位置信息,上述请求操作输出部使用上述目标位置的位置信息和上述前端位置信息来输出上述请求操作。
根据该结构,医疗系统还具备获取医疗设备的前端部的目标位置的位置信息的目标位置获取部,而且前端信息获取部获取表示医疗设备的前端部的位置的前端位置信息。因此,请求操作输出部能够根据目标位置的位置信息来确定血管内的截面方向上的医疗设备的前端部的目标位置。同样,请求操作输出部能够根据前端位置信息来确定血管内的截面方向上的医疗设备的前端部的当前位置。其结果,请求操作输出部能够确定为了使医疗设备的前端部的位置从当前位置向目标位置移动而需要的前端部的目标操作,并且能够输出为了该目标操作而需要的请求操作。
(4)在上述方式的医疗系统中,优选作为上述请求操作,上述请求操作输出部输出上述医疗设备的上述基端部的旋转方向和旋转角度。
根据该结构,由于请求操作输出部输出医疗设备的基端部的旋转方向和旋转角度作为请求操作,所以能够明确地对手术人员提示请求操作内容。
(5)在上述方式的医疗系统中,优选上述对应关系导出部还使用与上述血管的形状相关的信息和与上述医疗设备的物性相关的信息来导出上述对应关系。
根据该结构,由于对应关系导出部还使用与血管的形状相关的信息和与医疗设备的物性相关的信息来导出对应关系,所以能够提高得到的对应关系的精度。其结果,能够提高请求操作输出部中的对于目标操作推断请求操作的精度。
(6)在上述方式的医疗系统中,优选还具备在基端部安装有保持件的上述医疗设备,上述保持件具有:中空的主体部,其具有上述医疗设备的插入路;把持部,其设置在上述插入路内,把持上述医疗设备的上述基端部;以及检测装置,其检测与由上述把持部把持的上述医疗设备的上述基端部的旋转动作相关的信息,上述基端信息获取部获取由上述检测装置检测到的信息作为上述基端旋转信息。
根据该结构,保持件构成为所谓转矩计,具有中空的主体部、把持医疗设备的基端部的把持部以及检测装置。而且,基端信息获取部获取由保持件(转矩计)的检测装置检测到的信息作为基端旋转信息,因此能够容易地构建医疗系统中的与基端信息获取部相关的功能。
(7)在上述方式的医疗系统中,优选上述保持件还具有:马达,其使由上述把持部把持的上述医疗设备的上述基端部旋转;以及控制部,其控制上述马达的驱动,上述请求操作输出部将上述请求操作发送至上述控制部,上述控制部根据接收到的上述请求操作来控制上述马达的驱动。
根据该结构,保持件还具有使所把持的医疗设备的基端部旋转的马达和控制部,控制部根据从请求操作输出部接收到的请求操作来控制马达的驱动。因此,可提供能够根据请求操作来自动地操作医疗设备的基端部的医疗系统。
(8)在上述方式的医疗系统中,优选还具备磁传感器,上述医疗设备具有:设置于前端部且被磁化的第一磁化部;以及设置于比上述第一磁化部靠基端侧且被磁化的第二磁化部,上述磁传感器检测从上述第一磁化部以及上述第二磁化部产生的磁场,上述前端信息获取部使用由上述磁传感器检测到的磁场来计算上述前端旋转信息。
根据该结构,医疗设备具有被磁化的第一磁化部以及第二磁化部,医疗系统还具备检测从第一磁化部以及第二磁化部产生的磁场的磁传感器。而且,前端信息获取部使用由磁传感器检测到的磁场来计算前端旋转信息,因此能够容易地构建医疗系统中与前端信息获取部相关的功能。
此外,本发明能够以各种方案实现,例如,能够以信息处理装置、保持件、医疗设备、检查装置、包含上述装置的系统、实现上述装置以及系统的功能的计算机程序、用于分配该计算机程序的服务器装置、存储有该计算机程序的并非暂时性的存储介质等方式实现。
附图说明
图1是举例示出医疗系统的结构的说明图。
图2是举例示出导丝的结构的说明图。
图3是举例示出保持件的结构的说明图。
图4是举例示出图3的A-A线处的横截面结构的说明图。
图5是示出导航处理的一例的流程图。
图6是示出血管内的导丝的前端部的情形的说明图。
图7是说明图5的步骤S22~S28的图。
图8示出向显示画面输出的图像的另一例。
图9是举例示出第二实施方式的医疗系统的结构的说明图。
图10是示出第二实施方式的导航处理的一例的流程图。
图11是举例示出第三实施方式的医疗系统的结构的说明图。
图12是举例示出第三实施方式的保持件的结构的说明图。
图13是示出第三实施方式的导航处理的一例的流程图。
图14是举例示出第四实施方式的医疗系统的结构的说明图。
图15是举例示出第五实施方式的医疗系统的结构的说明图。
图16是示出第五实施方式的导航处理的一例的流程图。
图17是举例示出第六实施方式的医疗系统的结构的说明图。
图18是示出第六实施方式的导航处理的一例的流程图。
具体实施方式
<第一实施方式>
图1是举例示出医疗系统1的结构的说明图。医疗系统1是在生物体(此处为人体)90的治疗或诊断中使用的装置,能够输出对于医疗设备的前端部的目标操作而推断出的医疗设备的基端部的请求操作。此处,“目标操作”是对医疗设备的前端部设定的任意操作,例如能够举例示出“用于使医疗设备的前端部在血管的横截面方向上位于血管的中心的操作”等。并且,“请求操作”表示在想要进行上述的目标操作时手术人员应该对医疗设备的基端部进行怎样的操作,例如能够举例示出“使医疗设备的基端部向左侧旋转90度的操作”等。
医疗系统1具备磁传感器阵列10、作为医疗设备的导丝20、安装于导丝20的基端部的保持件30、X射线拍摄装置40、计算机50、监视器60以及操作部70。
磁传感器阵列10是检测人体90以及导丝20所产生的磁场的强度、方向等的装置。磁传感器阵列10配置有多个磁传感器11,各磁传感器11纵横呈矩阵状地配置。磁传感器11是检测生物体磁场信息的检测元件,例如能够使用GSR(GHz-Spin-Rotation Sensor)传感器、磁阻效应元件(MR)、磁阻抗元件(MI)、超导量子干涉元件(SUQUID)。
磁传感器阵列10配设于用于使人体90平躺的床95的中央部附近。磁传感器阵列10也可以构成为在治疗或诊断时佩戴于人体90。此外,磁传感器阵列10也可以构成为在治疗时佩戴于人体90。例如,磁传感器阵列10可以构成为带状,卷绕于人体90,也可以构成为衣服状、帽子状。在上述情况下,可以沿人体90的形状配置磁传感器11。并且,磁传感器阵列10也可以构成为两片以上的板状,分别三维地配置于人体的前面和背面的一面或两面以及两侧面的一面或两面。
图2是举例示出导丝20的结构的说明图。图2中示出相互正交的XYZ轴。X轴对应于导丝20的长度方向,Y轴对应于导丝20的高度方向,Z轴对应于导丝20的宽度方向。将图2的左侧(-X轴方向)称作导丝20以及各构成部件的“前端侧”,将图2的右侧(+X轴方向)称作导丝20以及各构成部件的“基端侧”。并且,将导丝20以及各构成部件的长度方向(X轴方向)上的两端中的位于前端侧的一端称作“前端”,将位于基端侧的另一端称作“基端”。并且,将前端及其近旁称作“前端部”,将基端及其近旁称作“基端部”。前端侧向生物体内部插入,基端侧由医生等手术人员操作。
导丝20是插入到人体90的血管中并在导管等之前在血管内行进的设备。导丝20具备主体部25、第一磁化部21、第二磁化部22以及前端片24。主体部25具有长条状的外形,是由任意的树脂材料或任意的金属材料形成的部件。主体部25可以仅由芯轴构成,也可以由芯轴和线圈体构成。
第一磁化部21设置于主体部25的前端部中的比前端片24靠基端侧且比第二磁化部22靠前端侧的位置。第一磁化部21是由永久磁铁构成的大致圆筒状或大致圆柱状的部件。第一磁化部21相对于主体部25硬钎焊、粘接、或者焊接。第二磁化部22设置于主体部25的前端部中的比第一磁化部21靠基端侧且与第一磁化部21分离的位置。与第一磁化部21相同,第二磁化部22是由永久磁铁构成的大致圆筒状或大致圆柱状的部件,相对于主体部25硬钎焊、粘接、或者焊接。此外,第一磁化部21和第二磁化部22的至少一方也可以通过使主体部25的一部分磁化来形成。前端片24是设置于主体部25的前端且具有柔软性的树脂制的部件。
此处,已知,导丝20形成为外径非常小而具有几米程度的长度的长条状的外形,因此基端部处的旋转不会保持原样地传递至前端部,换言之,产生损失转矩。产生损失转矩即是指导丝20的前端部的旋转R1比手术人员对导丝20的基端部附加的旋转R2小。在本实施方式的医疗系统1中,导出导丝20的基端部的旋转R2与追随旋转R2进行的导丝20的前端部的旋转R1的对应关系。而且,医疗系统1使用该对应关系,能够在考虑到损失转矩的基础上,推断针对上述的目标操作的请求操作。此外,在本实施方式中,作为医疗设备的一例而举出了导丝20,但作为医疗设备,也可以利用导管、内窥镜等任意的设备。
图3是举例示出保持件30的结构的说明图。图3中示出相互正交的XYZ轴。X轴对应于保持件30的长度方向,Y轴对应于保持件30的高度方向,Z轴对应于保持件30的宽度方向。将图3的左侧(-X轴方向)称作保持件30以及各构成部件的“前端侧”,将图3的右侧(+X轴方向)称作保持件30以及各构成部件的“基端侧”。并且,将保持件30以及各构成部件的长度方向(X轴方向)上的两端中的位于前端侧的一端称作“前端”,将位于基端侧的另一端称作“基端”。并且,将前端及其近旁称作“前端部”,将基端及其近旁称作“基端部”。此外,图2的XYZ轴与图3的XYZ轴对应。
图4是举例示出图3的A-A线处的横截面结构的说明图。使用图3及图4对保持件30的结构进行说明。保持件30是安装于导丝20的基端部的所谓转矩计。如图3所示,保持件30具备主体部31、把持部32、运动传感器33、内部连接部34、基板35以及连接部36。
主体部31呈中空状,在内侧具有导丝20的插入路30L。主体部31具有把手部311和筒状部312。把手部311呈中空的大致圆筒形状,在前端和基端分别形成有开口,并在内侧具有将两个开口连通的内腔。从把手部311的前端的开口311o插入导丝20的主体部25的基端部(图3:空白箭头)。在把手部311的基端的开口插入筒状部312的前端部,并进行硬钎焊、粘接、或者焊接。把手部311的前端侧的一部分具有外径从基端侧到前端侧缩径的缩径形状。但是,把手部311可以不具有缩径形状,也可以把手部311整体呈缩径形状。如图4所示,把手部311具有外周面的一部分朝向外侧鼓起的凸部313。利用凸部313,能够增大手术人员的手与把手部311之间的摩擦力,从而能够提高从手术人员的手向保持件30的转矩传递力。
如图3所示,筒状部312呈中空的大致圆筒形状,在前端和基端分别形成有开口,并在内侧具有将两个开口连通的内腔。连接部36从筒状部312的基端的开口312o向外部延伸(图3)。筒状部312从前端到基端具有大致恒定的外径,但筒状部312也可以与把手部311相同地具有缩径形状。把手部311以及筒状部312的外径、内径、以及长度方向上的长度能够任意地决定。把手部311和筒状部312可以如图示那样形成为相独立的部件而接合,也可以形成为一体。把手部311以及筒状部312能够由任意的树脂材料形成。为了更加提高摩擦力,把手部311的外周面以及凸部313也可以由具有弹性的橡胶、热塑性弹性体(TPE)等形成。
把持部32在插入路30L内设置在与把手部311的内侧对应的位置。如图4所示,把持部32对插入到插入路30L的导丝20的基端部(图4:主体部25)进行把持。把持部32具有第一把持部321和从第一把持部321设置间隔SP地配置的第二把持部322。间隔SP能够通过使把手部311顺时针旋转(图4:黑色箭头)而变小(图4:空白箭头)。另一方面,间隔SP能够通过使把手部311逆时针旋转而变大。这样,把持部32把持并固定导丝20的基端部。
运动传感器33安装于把持部32。众所周知,运动传感器33将加速度传感器、陀螺仪传感器组合来构成,能够检测把持部32所把持的导丝20的基端部的运动(加速度、旋转角速度等)。以下,也将由运动传感器33检测到的以主体部25为中心轴的旋转(换言之,以X轴为中心轴的旋转)的旋转角速度称作“基端旋转信息”。此外,基端旋转信息可以也包含由运动传感器33检测到的导丝20的基端部的加速度、能够由运动传感器33检测的其它信息。
内部连接部34是将运动传感器33与基板35电连接的布线。基板35是放大运动传感器33的检测信号、并且进行运动传感器33的检测信号的AD转换(模拟/数字转换)的基板。基板35经由连接部36向计算机50输出AD转换后的运动传感器33的检测值。连接部36是将基板35与计算机50电连接的布线。此外,内部连接部34、基板35以及连接部36的一部分分别被收纳于筒状部312的内侧。
返回图1继续说明。X射线拍摄装置40是获取人体90的X射线图像的装置。X射线拍摄装置40包含X射线管装置、X射线高电压装置以及X射线平面检测器。X射线管装置接受来自X射线高电压装置的高电压输出的供给,并照射X射线束。X射线平面检测器将从X射线管装置射入的X射线束转换成电信号,进行A/D(模拟/数字)转换,生成X射线图像。
计算机50是控制医疗系统1整体的装置,与磁传感器阵列10、保持件30、X射线拍摄装置40、监视器60以及操作部70分别电连接。计算机50构成为包含未图示的CPU、ROM、RAM,将ROM所存储的计算机程序在RAM中展开并由CPU实现,从而实现主控制部51、前端信息获取部52、基端信息获取部53、对应关系导出部54、目标位置获取部55以及请求操作输出部56的各功能。主控制部51在与磁传感器阵列10、保持件30、X射线拍摄装置40、监视器60以及操作部70之间收发信息,控制医疗系统1整体。
前端信息获取部52获取与导丝20的前端部的旋转动作相关的信息。以下,也将与导丝20的前端部的旋转动作相关的信息称作“前端旋转信息”。并且,前端信息获取部52获取表示导丝20的前端部的当前位置的信息。以下,也将表示导丝20的前端部的当前位置的信息称作“前端位置信息”。前端信息获取部52使用由磁场信息获取部521获取到的磁场信息和由X射线图像获取部522获取到的X射线图像,获取前端旋转信息和前端位置信息。在下文中说明详细内容。磁场信息获取部521控制磁传感器阵列10,获取人体90以及导丝20所产生的磁场信息。X射线图像获取部522控制X射线拍摄装置40,获取人体90的X射线图像。
基端信息获取部53从保持件30的运动传感器33获取与导丝20的基端部的旋转动作相关的信息(基端旋转信息)。
对应关系导出部54使用由前端信息获取部52获取到的前端旋转信息和由基端信息获取部53获取到的基端旋转信息,执行下述的导出工序。通过导出工序,对应关系导出部54求出导丝20的基端部的旋转动作与追随基端部的旋转动作进行的导丝20的前端部的旋转动作的对应关系。在下文中说明详细内容。
目标位置获取部55获取导丝20的前端部的目标位置的位置信息。此处,导丝20的前端部的目标位置是指手术人员打算在血管内配置导丝20的前端部的位置。在本实施方式中,将使导丝20的前端部从当前位置向目标位置移动的操作作为导丝20的前端部的“目标操作”。在下文中说明详细内容。
请求操作输出部56使用由对应关系导出部54导出的对应关系、由目标位置获取部55获取到的目标位置的位置信息、由前端信息获取部52获取到的前端位置信息,求出导丝20的基端部的请求操作,并输出所求出的请求操作。如上所述,“请求操作”表示在要进行上述的目标操作时,手术人员应该对医疗设备的基端部进行怎样的操作。在下文中说明详细内容。
监视器60是具备显示画面61的显示部,由液晶显示器等构成。医疗系统1也可以具备监视器60以外的显示部。例如,医疗系统1可以具备具有显示画面的智能眼镜,也可以具备投射图像的投影仪。操作部70由键盘、操作按钮、触摸面板、脚踏开关、声音识别装置等任意机构构成。操作部70在手术人员切换显示画面61的显示内容时被操作。
图5是示出导航处理的一例的流程图。导航处理是输出对导丝20的基端部的请求操作的处理,由主控制部51、前端信息获取部52、基端信息获取部53、对应关系导出部54、目标位置获取部55以及请求操作输出部56协同执行。导航处理可以以任意的契机执行,例如能够在安装于计算机50的预定的应用程序起动时执行。
在步骤S10中,基端信息获取部53获取基端旋转信息。具体而言,基端信息获取部53从保持件30的运动传感器33获取导丝20的基端部以主体部25为中心轴的旋转的旋转角速度,作为基端旋转信息。
在步骤S12中,对应关系导出部54判定导丝20的基端部是否旋转。该判定能够使用在步骤S10中获取到的基端旋转信息来实施。在基端部未旋转的情况下(步骤S12:否),对应关系导出部54使处理移至步骤S10,使基端信息获取部53再次获取基端旋转信息。在基端部旋转的情况下(步骤S12:是),对应关系导出部54使处理移至步骤S14。
在步骤S14中,前端信息获取部52获取前端旋转信息。在步骤S14中获取到的前端旋转信息是由导丝20的前端部追随步骤S10中的导丝20的基端部的旋转而旋转引起的。具体而言,前端信息获取部52通过以下的顺序a1~a3来获取前端旋转信息。
(a1)前端信息获取部52的磁场信息获取部521控制磁传感器阵列10,从磁传感器阵列10获取磁场信息。该磁场信息包含人体90所产生的生物体磁场和插入到人体90内的导丝20的第一磁化部21及第二磁化部22所产生的磁场双方合成后的磁场的强度和方向。
(a2)前端信息获取部52的X射线图像获取部522控制X射线拍摄装置40,从X射线拍摄装置40获取X射线图像。
(a3)前端信息获取部52根据获取到的磁场信息和X射线图像,对导丝20的前端部求出以主体部25为中心轴的旋转的旋转角速度。此处,前端信息获取部52通过区分并识别磁场信息所包含的第一磁化部21的磁场的变化和第二磁化部22的磁场的变化,能够高精度地掌握导丝20的前端部的三维运动(旋转移动、前后移动)。此外,在导丝20的第一磁化部21以及第二磁化部22(磁力源)为永久磁铁的情况下,磁力强度测定值不会因X射线图像上的第一磁化部21及第二磁化部22与磁传感器阵列10的相对距离以外的主要因素(主要是时间)而变化。因此,前端信息获取部52能够将第一磁化部21及第二磁化部22与心脏92的跳动相比识别为与导丝20的操作连动地移动的磁力源,换言之,与导丝20的前端部的运动(旋转移动、前后移动)连动地移动的磁力源。
在步骤S16中,对应关系导出部54导出导丝20的基端部的旋转动作与追随基端部的旋转动作进行的导丝20的前端部的旋转动作的对应关系。对应关系导出部54例如可以使用在以下的方法b1、b2中举例示出的任一方法来导出对应关系。
(b1)对应关系导出部54将在步骤S10中获取到的基端旋转信息和在步骤S14中获取到的前端旋转信息作为教学数据,使用公知的机器学习方法来学习导丝20的基端部的旋转动作与追随该旋转动作进行的前端部的旋转动作的对应关系。在该情况下,对应关系以与在对应关系导出部54中采用的学习方法相应的各种方式(例如回归直线、神经网络模型等)来实现。
(b2)对应关系导出部54获取多个在步骤S10中获取到的基端旋转信息和在步骤S14中获取到的前端旋转信息的组。对应关系导出部54根据获取到的多个组,通过任意的统计学方法(例如求出差量的平均),导出导丝20的基端部的旋转动作与追随该旋转动作进行的前端部的旋转动作的对应关系。
在导出对应关系后,对应关系导出部54将得到的对应关系存储于未图示的存储部。此外,对应关系导出部54也可以在得到足够数量的教学数据之前的期间,反复执行步骤S10~步骤S14的处理或者步骤S10~S16的处理。也将步骤S10~S16称作“导出工序”。此外,在以下的说明中,举例示出使用方法b1导出对应关系的情况。
在步骤S20中,前端信息获取部52获取前端位置信息。具体而言,前端信息获取部52使用磁场信息获取部521获取到的磁场信息和X射线图像获取部522获取到的X射线图像来确定导丝20的前端部的当前位置。详细内容与步骤S14的顺序a1~a3相同。
图6是示出血管91内的导丝20的前端部的情形的说明图。如附图所示,在使用时,为了提高血管选择性,有时使导丝20的前端部形成较小的弯曲形状(有时进行预成形)。在图6的例子中,导丝20的基端侧位于血管91的中心轴SC上,另一方面,弯曲的前端部位于从血管91的中心轴SC偏离的位置。此外,图6所示的xyz轴不与图2及图3的XYZ轴对应。
图7是说明图5的步骤S22~S28的图。此外,图7所示的xyz轴不与图2及图3的XYZ轴对应。在图5的步骤S22中,目标位置获取部55获取目标位置。具体而言,目标位置获取部55通过以下的顺序c1~c3获取目标位置。此外,在以下说明的顺序c1~c3中,在图6中举例示出的情况下,举例示出了用于使导丝20的前端部位于血管91的中心的目标位置。
(c1)目标位置获取部55使用磁场信息获取部521获取到的磁场信息和X射线图像获取部522获取到的X射线图像,获取导丝20的前端部所处的血管91的轮廓。
(c2)目标位置获取部55使用获取到的血管91的轮廓和基于在步骤S20中获取到的前端位置信息而得到的导丝20的前端部的当前位置,获取导丝20的前端部所处的位置处的血管91的横截面91s(图7)。
(c3)目标位置获取部55将获取到的血管91的横截面的中心Gs作为“目标位置”。
此外,目标位置获取部55通过变更顺序c1~c3,能够将例如在血管91内存在病变的位置、在心脏92内想要进行消融等处置的位置等任意的位置作为目标位置。
在步骤S24中,请求操作输出部56计算前端位置与目标位置的差量。具体而言,请求操作输出部56计算基于在步骤S20中获取到的前端位置信息而得到的导丝20的前端部的当前位置24s(图7)与在步骤S22中获取到的导丝20的前端部的目标位置Gs(图7)的差量。在图7的例子中,可知前端位置24s从目标位置Gs向+z轴方向分离距离Ls。
在步骤S26中,请求操作输出部56根据在步骤S24中求出的差量来计算请求操作。具体而言,请求操作输出部56通过以下的顺序d1、d2来计算请求操作。
(d1)请求操作输出部56求出为了消除在步骤S24中求出的差量(换言之,为了使前端位置24s接近目标位置Gs)而需要的导丝20的前端部的目标操作。
(d2)请求操作输出部56参照在导出工序中导出的对应关系,为了使导丝20的前端部进行在顺序d1中求出的目标操作而导出对导丝20的基端部需要的操作内容(请求操作)。例如,在对应关系由神经网络模型(以下也称作“NN模型”)实现的情况下,若对NN模型输入导丝20的前端部的目标操作,则作为NN模型的输出,得到为了进行输入的目标操作而需要的请求操作。
在步骤S28中,请求操作输出部56输出求出的请求操作。具体而言,请求操作输出部56生成并输出用于向手术人员示出请求操作的内容的图像、声音等。例如,请求操作输出部56能够生成图7所示的引导图像IM,并显示于监视器60。图7的引导图像IM包含表示导丝20的前端部的情形的模型图像IM1和表示请求操作的模型图像IM2。模型图像IM1包含在步骤S22中获取到的表示血管91的横截面91s的图像、在步骤S22中获取到的表示血管91的该横截面的中心Gs的图像、以及在步骤S20中获取到的表示导丝20的前端部的当前位置24s的图像。模型图像IM2包含表示保持件30的图像、表示导丝20的基端部的旋转方向的信息M1、M2、以及表示导丝20的基端部的旋转角度的信息M2。此外,信息M2的“XX”是指任意的数值。信息M1以及信息M2相当于“请求操作”。
图8表示向显示画面61输出的图像IM的另一例。图8的(A)表示图像IM的第一变形例,图8的(B)表示图像IM的第二变形例。也可以如图8的(A)所示,请求操作输出部56仅使模型图像IM2显示于监视器60。在模型图像IM2中,也可以仅画面显示信息M1,通过声音等其它方法引导信息M2。并且,也可以省略信息M1。并且,也可以如图8的(B)所示,请求操作输出部56仅使模型图像IM1显示于监视器60。在该情况下,请求操作输出部56为了将请求操作传递给手术人员,通过声音等其它方法引导信息M2。
如上所述,根据第一实施方式的医疗系统1,前端信息获取部52能够获取与导丝20(医疗设备)的前端部的旋转动作相关的定量的前端旋转信息。同样,基端信息获取部53能够获取与导丝20的基端部的旋转动作相关的定量的基端旋转信息。即,根据医疗系统1,可提供能够获取导丝20的基端部的旋转动作和前端部的旋转动作的医疗系统1。因此,通过在各种方法中利用所获取到的基端部及前端部的旋转动作,能够有助于手术的精度提高、效率提高。例如,获取到的基端部及前端部的旋转动作也可以直接提示给手术人员。并且,也可以如在第一实施方式中说明那样,获取到的基端部及前端部的旋转动作用于导出追随基端部的旋转动作进行的前端部的旋转动作(换言之,用于求出对应关系)。
并且,根据第一实施方式的医疗系统1,对应关系导出部54通过使用定量的基端旋转信息和前端旋转信息,能够导出导丝20的基端部的旋转动作与追随基端部的旋转动作进行的导丝20的前端部的旋转动作的对应关系(图5:导出工序)。然后,请求操作输出部56通过使用由对应关系导出部54导出的对应关系,能够推断并输出考虑到导丝20的损失转矩的“导丝20的基端部的请求操作”(图7、图8)。此处,“导丝20的基端部的请求操作”是指对于导丝20的前端部的目标操作而推断出的基端部的请求操作,换言之,是指推断出在要对导丝20的前端部进行任意的目标操作时手术人员应该对导丝20的基端部进行怎样的操作。其结果,根据第一实施方式的医疗系统1,可提供能够输出对于导丝20的前端部的目标操作而推断出的、导丝20的基端部的请求操作的医疗系统1,因此能够提高手术的精度、手术的效率。
另外,第一实施方式的医疗系统1还具备获取导丝20(医疗设备)的前端部的目标位置的位置信息的目标位置获取部55,而且前端信息获取部52获取表示导丝20的前端部的位置的前端位置信息。因此,请求操作输出部56能够根据目标位置的位置信息来确定血管91内的截面方向上的导丝20的前端部的目标位置Gs。同样,请求操作输出部56能够根据前端位置信息来确定血管91内的截面方向上的导丝20的前端部的当前位置24s。其结果,请求操作输出部56能够确定为了使导丝20的前端部的位置从当前位置24s向目标位置Gs移动而需要的前端部的目标操作,并且能够输出为了该目标操作而需要的请求操作。
并且,根据第一实施方式的医疗系统1,请求操作输出部56输出导丝20(医疗设备)的基端部的旋转方向和旋转角度作为请求操作,因此能够明确地对手术人员提示请求操作内容。
并且,在第一实施方式的医疗系统1中,安装于导丝20(医疗设备)的基端部的保持件30构成为所谓转矩计(图3),具有中空的主体部31、把持导丝20的基端部的把持部32以及运动传感器33(检测装置)。而且,基端信息获取部53获取由保持件30(转矩计)的运动传感器33检测到的信息作为基端旋转信息,因此能够容易地构建医疗系统1中的与基端信息获取部53相关的功能。
另外,在第一实施方式的医疗系统1中,导丝20(医疗设备)具有被磁化后的第一磁化部21以及第二磁化部22,医疗系统1还具备检测从第一磁化部21以及第二磁化部22产生的磁场的磁传感器阵列10(磁传感器)。而且,前端信息获取部52使用由磁传感器阵列10检测到的磁场来计算前端旋转信息,因此能够容易地构建医疗系统1中的与前端信息获取部52相关的功能。
<第二实施方式>
图9是举例示出第二实施方式的医疗系统1A的结构的说明图。在第二实施方式中,能够更加提高对应关系导出部54导出对应关系的精度。在第一实施方式中说明的结构的基础上,医疗系统1A具备计算机50A来代替计算机50。计算机50A具备对应关系导出部54A来代替对应关系导出部54,还具备血管形状信息存储部58和设备物性信息存储部59。
在血管形状信息存储部58中存储有表示人体90中的、至少从导丝20的插入部位延伸至欲使导丝20的前端部到达的目的部位为止的血管91的形状的信息。表示血管91的形状的信息例如能够包含血管91的弯曲形状、血管91的粗细等。血管形状信息存储部58也可以通过对由X射线拍摄装置40获取到的X射线图像进行图像分析来制作。并且,血管形状信息存储部58也可以根据由未图示的CT(Computed Tomography,计算机断层扫描)装置、MRI(Magnetic Resonance Imaging,磁共振成像)装置获取到的图像来制作。
在设备物性信息存储部59中存储有表示导丝20的物性的信息。表示导丝20的物性的信息例如能够包含导丝20的刚性、导丝20的转矩传递性、导丝20的弹性等。在设备物性信息存储部59中,能够使用预先通过实验等对在手术中使用的导丝20获取到的值、目录值。
图10是示出第二实施方式的导航处理的一例的流程图。图10中,在步骤S14结束后,执行步骤S17和步骤S18。并且,执行步骤S16A来代替在第一实施方式中说明的步骤S16。在步骤S17中,对应关系导出部54A从血管形状信息存储部58获取与导丝20的前端部近旁的血管91的形状相关的信息(弯曲形状、粗细等)。在步骤S18中,对应关系导出部54A从设备物性信息存储部59获取与导丝20的物性相关的信息(刚性、转矩传递性、弹性等)。在步骤S16A中,对应关系导出部54A除了使用在步骤S10中获取到的基端旋转信息和在步骤S14中获取到的前端旋转信息以外,还使用在步骤S17中获取到的与血管91的形状相关的信息和在步骤S18中获取到的与导丝20的物性相关的信息来导出对应关系。这样一来,对应关系导出部54A能够导出考虑到血管91的形状、导丝20的物性的状态下的对应关系。
这样,对应关系导出部54A也可以加上与血管91的形状相关的信息和在步骤S18中获取到的与导丝20的物性相关的信息的至少一方来导出对应关系。并且,对应关系导出部54A也可以加上在上文中未说明的其它信息来导出对应关系。其它信息例如能够利用手术人员的惯用手、导丝20的前端部的成形形状、成形大小等。即使这样,也能够起到与第一实施方式相同的效果。另外,根据第二实施方式的医疗系统1A,对应关系导出部54A还使用与血管91的形状相关的信息和与导丝20(医疗设备)的物性相关的信息来导出对应关系,因此能够提高由对应关系导出部54A得到的对应关系的精度。其结果,能够提高请求操作输出部56中的对于目标操作推断请求操作的精度。
<第三实施方式>
图11是举例示出第三实施方式的医疗系统1B的结构的说明图。在第三实施方式中,能够根据请求操作输出部56所输出的请求操作,自动地操作导丝20。在第一实施方式中说明的结构的基础上,医疗系统1B具备保持件30B来代替保持件30,具备计算机50B来代替计算机50。计算机50B具备请求操作输出部56B来代替请求操作输出部56。
图12是举例示出第三实施方式的保持件30B的结构的说明图。保持件30B除了在第一实施方式中说明的结构以外,还具有马达M。马达M与把持部32连接,通过来自未图示的电源的电力的供给,使把持部32沿YZ轴方向(图4:黑色箭头的方向)旋转。通过使把持部32旋转,把持部32所把持的导丝20的基端部也同样地旋转。并且,马达M与控制马达M的驱动的基板35(控制部)连接。
图13是示出第三实施方式的导航处理的一例的流程图。图13中,执行步骤S30来代替在第一实施方式中说明的步骤S28。在步骤S30中,请求操作输出部56B将在步骤S26中求出的请求操作发送至保持件30B。接收到请求操作的保持件30B的基板35根据请求操作内容使马达M驱动,并使把持部32和导丝20旋转。其结果,即使手术人员不进行操作也能够操作导丝20的基端部,并且与手动相比,能够实现精细的旋转操作。
这样,也可以构成为在使马达M内置于保持件30B的基础上,请求操作输出部56B向保持件30B发送请求操作。并且,在第三实施方式中,也可以根据手术人员的喜好,能够在自动操作(使马达M驱动的结构)与手动操作(不使马达M驱动的结构)之间切换。即使这样,也能够起到与第一实施方式相同的效果。另外,根据第三实施方式的医疗系统1B,保持件30B还具有使所把持的导丝20(医疗设备)的基端部旋转的马达M和基板35(控制部),基板35根据从请求操作输出部56B接收到的请求操作来控制马达M的驱动。因此,可提供能够根据请求操作来自动地操作导丝20的基端部的医疗系统1B。
<第四实施方式>
图14是举例示出第四实施方式的医疗系统1C的结构的说明图。在第四实施方式中,能够以与第一实施方式不同的结构进行与第一实施方式相同的处理。在第一实施方式中说明的结构的基础上,医疗系统1C具备导丝20C来代替导丝20,具备CT装置40C来代替X射线拍摄装置40,具备计算机50C来代替计算机50。
在第一实施方式中说明的结构的基础上,导丝20C具备导电体29来代替第一磁化部21以及第二磁化部22。导电体29经由保持件30而与高频发生器45电连接。高频发生器45是向导丝20C供给高频电流的装置。高频发生器45通过对导电体29供给检测位置用的电流来从导电体29产生磁场。此外,导丝20C也可以构成为接受来自高频发生器45的高频电流的供给,能够使生物体组织消融。在该情况下,在由导电性材料形成前端片24并与高频发生器45电连接之后,在外部(或者收纳有导丝20C的导管的前端部)设置通电用对极板即可。高频发生器45也向通电用对极板供给高频电流。
CT装置40C在机架(架台)的内侧具备发出X射线的管球和检测X射线的圆弧形状的检测器。CT装置40C通过使管球绕平躺在床95上的人体90旋转360度来生成表示人体90、心脏92的形状的CT图像,并将CT图像输出至计算机50。
在第一实施方式中说明的结构的基础上,计算机50C具有前端信息获取部52C来代替前端信息获取部52。前端信息获取部52C具有磁场信息获取部521C和CT图像获取部522C。磁场信息获取部521C分别获取第一磁场信息和第二磁场信息作为磁场信息。此处,“第一磁场信息”包含人体90所产生的生物体磁场的强度和方向。磁场信息获取部521C获取不向导电体29供给电流的状态(换言之,未从导电体29产生磁场的状态)下的磁传感器阵列10的检测值,作为第一磁场信息。“第二磁场信息”包含人体90所产生的生物体磁场和插入到人体90内的导丝20C的导电体29所产生的磁场双方合成后的磁场的强度和方向。磁场信息获取部521C获取向导电体29供给电流的状态(换言之,从导电体29产生磁场的状态)下的磁传感器阵列10的检测值,作为第二磁场信息。
代替在第一实施方式中说明的顺序a1~a3,前端信息获取部52C通过以下的顺序e1~e3来获取前端旋转信息。
(e1)前端信息获取部52C的磁场信息获取部521C控制磁传感器阵列10,获取第一磁场信息和第二磁场信息。磁场信息获取部521C通过比较第一磁场信息和第二磁场信息,获取导丝20C的导电体29所产生的磁场的强度和方向。以下也称作“设备磁场信息”。
(e2)前端信息获取部52C的CT图像获取部522C控制CT装置40C,从CT装置40C获取CT图像。
(e3)前端信息获取部52C根据获取到的设备磁场信息和CT图像,对导丝20的前端部求出以主体部25为中心轴的旋转的旋转角速度。
这样,前端信息获取部52C也可以通过与第一实施方式不同的方法来获取前端旋转信息。在第四实施方式中说明的导丝20的导电体29、CT装置40C只不过是一例,前端信息获取部52C能够使用公知的各种机构来获取导丝20C的前端旋转信息。例如,前端信息获取部52C也可以代替CT图像而使用由MRI装置获取到的MRI图像来获取前端旋转信息。即使这样,也能够起到与第一实施方式相同的效果。
<第五实施方式>
图15是举例示出第五实施方式的医疗系统1D的结构的说明图。在第五实施方式中,无需决定导丝20的前端部的目标位置,就能够求出导丝20的基端部的请求操作。在第一实施方式中说明的结构的基础上,医疗系统1D具备计算机50D来代替计算机50。计算机50D不具备目标位置获取部55,而且具备请求操作输出部56D来代替请求操作输出部56。
图16是示出第五实施方式的导航处理的一例的流程图。图16中,不执行步骤S20~S26,而且执行步骤S28D来代替步骤S28。在步骤S28D中,请求操作输出部56D使用在导出工序中导出的对应关系,求出推断出使导丝20的前端部进行预定的目标操作而需要的导丝20的基端部的请求操作。预定的目标操作可以预先决定,也可以由手术人员指定。在图示例子中,作为预定的目标操作,举例示出了“使导丝20的前端部旋转60度的操作”。请求操作输出部56D通过声音输出所求出的请求操作M3。此外,请求操作输出部56D可以使求出的请求操作显示于监视器60,也可以使之显示于内置在保持件30等其它设备中的显示部。
这样,请求操作输出部56D也可以不决定导丝20的前端部的目标位置,就求出与预定的目标操作对应的导丝20的基端部的请求操作。即使这样,也能够起到与第一实施方式相同的效果。并且,根据第五实施方式的医疗系统1D,能够简化计算机50D中的处理内容,降低计算机50D的处理负荷。
<第六实施方式>
图17是举例示出第六实施方式的医疗系统1E的结构的说明图。在第六实施方式中,不进行导出工序,直接向手术人员提示导丝20的基端部及前端部的旋转动作。在第一实施方式中说明的结构的基础上,医疗系统1E具备计算机50E来代替计算机50。计算机50E不具备在第一实施方式中说明的对应关系导出部54、目标位置获取部55以及请求操作输出部56。
图18是示出第六实施方式的导航处理的一例的流程图。图18中,不执行步骤S16~S26,而且执行步骤S40来代替步骤S28。在步骤S40中,主控制部51将在步骤S10中获取到的基端旋转信息和在步骤S14中获取到的前端旋转信息作为配套组合来输出。输出可以是显示于监视器60的方式,也可以是通过声音输出的方式。手术人员根据所输出的基端旋转信息和前端旋转信息的配套组合,能够掌握使导丝20的基端侧旋转多少则前端侧旋转多少的情况。其结果,能够有助于手术的精度提高、效率提高。
这样,医疗系统1E也可以不具备在第一实施方式中说明的对应关系导出部54、目标位置获取部55以及请求操作输出部56,省略由上述功能部实现的处理(步骤S16~S26)。即使这样,也可提供能够获取导丝20(医疗设备)的基端部的旋转动作和前端部的旋转动作的医疗系统1E,因此通过在各种方法中利用所获取到的基端部及前端部的旋转动作,能够有助于手术的精度提高、效率提高。
<本实施方式的变形例>
在上述实施方式中,可以将通过硬件实现的结构的一部分置换成软件,相反地也可以将通过软件实现的结构的一部分置换成硬件。并且,本发明不限定于上述的实施方式,能够在不脱离其主旨的范围内在各种方案中实施,例如也能够进行如下变形。
[变形例1]
在上述第一~第六实施方式中,举例示出了医疗系统1、1A~1E的结构。但是,医疗系统1的结构能够进行各种变更。例如,在医疗系统1中,磁传感器阵列10、X射线拍摄装置40、计算机50、监视器60以及操作部70的至少一部分也可以构成为一体的设备。例如,计算机50所具备的功能部(主控制部51、前端信息获取部52、基端信息获取部53、对应关系导出部54、目标位置获取部55、请求操作输出部56)中的至少一部分也可以设置于经由网络连接的其它装置(PC、医疗设备等)。在该情况下,计算机50通过在与其它装置之间进行经由网络的信息的收发,能够与其它装置协作地执行导航处理。
例如,前端信息获取部52也可以通过与上述机构不同的机构来获取与导丝20的前端部的旋转动作相关的信息(前端旋转信息)。同样,基端信息获取部53也可以通过与上述机构不同的机构来获取与导丝20的基端部的旋转动作相关的信息(基端旋转信息)。具体而言,例如,前端旋转信息和基端旋转信息的至少一方可以由手术人员通过操作部70输入,也可以从通过网络连接的其它装置(PC、医疗设备等)发送。例如,对应关系导出部54也可以通过与上述的方法b1、b2不同的方法来导出对应关系。具体而言,例如,也可以制作将在步骤S10中获取到的基端旋转信息与在步骤S14中获取到的前端旋转信息建立关联的关系数据库,并将该数据库用作对应关系。
例如,也可以省略导丝20中的第一磁化部21和第二磁化部22的至少一方。例如,导丝20也可以具有与第一磁化部21及第二磁化部22分离设置的第三磁化部、第四磁化部。例如,也可以代替上述导丝20而使用导管来构成医疗系统1。在该情况下,通过在导管的前端部设置磁化部、导电体,并在导管的基端部安装保持件30,从而能够与上述的第一~第六实施方式相同。另外,也可以使用内窥镜等导管以外的医疗设备。
[变形例2]
在上述第一~第六实施方式中,对导航处理的一例进行了说明。但是,导航处理能够进行各种变更,可以变更所执行的步骤的顺序,也可以省略一部分步骤,并且也可以执行未说明的其它步骤。例如,步骤S20和步骤S22的执行顺序也可以调换。例如,步骤S10~S16的导出工序和步骤S20及之后的工序也可以在不同的日期执行。在该情况下,只要在预先导出了对应关系的状态下执行步骤S20及之后的处理即可,因此能够缩短时间。
[变形例3]
上述第一~第六实施方式的医疗系统1、1A~1E的结构以及上述变形例1、2的各结构也可以适当组合。例如,在第三~第五实施方式中说明的医疗系统1中,也可以采用在第二实施方式中说明的导出方法(考虑到血管形状信息存储部58以及设备物性信息存储部59的学习)。例如,在第四、第五实施方式中说明的结构中,也可以采用在第三实施方式中说明的导丝20的基端部的自动操作。例如,在第五、第六实施方式中说明的结构中,也可以采用在第四实施方式中说明的前端旋转信息的检测方法。
以上,基于实施方式、变形例对本方案进行了说明,但上述方案的实施方式是为了容易理解本方案的实施方式,并不限定本方案。本方案在不脱离其主旨以及权利要求书的范围内能够进行变更、改良,并且本方案包含其等效方式。并且,若其技术特征在本说明书中没有作为必需的特征进行说明,则能够适当删除。
符号的说明
1、1A~1E—医疗系统,10—磁传感器阵列,11—磁传感器,20、20C—导丝,21—第一磁化部,22—第二磁化部,24—前端片,25—主体部,29—导电体,30、30B—保持件,31—主体部,32—把持部,33—运动传感器,34—内部连接部,35—基板,36—连接部,40—X射线拍摄装置,40C—CT装置,45—高频发生器,50、50A~50D—计算机,51—主控制部,52、52C—前端信息获取部,53—基端信息获取部,54、54A—对应关系导出部,55—目标位置获取部,56、56B、56D—请求操作输出部,58—血管形状信息存储部,59—设备物性信息存储部,60—监视器,61—显示画面,70—操作部,90—人体,91—血管,92—心脏,95—床,311—把手部,312—筒状部,313—凸部,321—第一把持部,322—第二把持部,521、521C—磁场信息获取部,522—X射线图像获取部,522C—CT图像获取部。
Claims (9)
1.一种医疗系统,其特征在于,具备:
前端信息获取部,其对于插入到生物体内的医疗设备的前端部,获取与上述前端部的旋转动作相关的前端旋转信息;以及
基端信息获取部,其对于由手术人员操作的上述医疗设备的基端部,获取与上述基端部的旋转动作相关的基端旋转信息。
2.根据权利要求1所述的医疗系统,其特征在于,还具备:
对应关系导出部,其使用上述基端旋转信息和上述前端旋转信息,导出上述医疗设备的上述基端部的旋转动作与追随上述基端部的旋转动作进行的上述医疗设备的上述前端部的旋转动作的对应关系;以及
请求操作输出部,其输出使用由上述对应关系导出部导出的上述对应关系,对于上述医疗设备的上述前端部的目标操作而推断出的、上述医疗设备的上述基端部的请求操作。
3.根据权利要求2所述的医疗系统,其特征在于,
作为上述请求操作,上述请求操作输出部输出对于为了通过上述医疗设备的上述前端部的旋转动作来使血管内的截面方向上的上述前端部的位置从当前位置向目标位置移动而需要的上述前端部的目标操作而推断出的、上述医疗设备的上述基端部的操作,
上述医疗系统还具备获取上述目标位置的位置信息的目标位置获取部,
上述前端信息获取部还获取表示上述前端部的当前位置的前端位置信息,
上述请求操作输出部使用上述目标位置的位置信息和上述前端位置信息来输出上述请求操作。
4.根据权利要求2或3所述的医疗系统,其特征在于,
作为上述请求操作,上述请求操作输出部输出上述医疗设备的上述基端部的旋转方向和旋转角度。
5.根据权利要求2至4中任一项所述的医疗系统,其特征在于,
上述对应关系导出部还使用与上述血管的形状相关的信息和与上述医疗设备的物性相关的信息来导出上述对应关系。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的医疗系统,其特征在于,
具备在基端部安装有保持件的上述医疗设备,
上述保持件具有:
中空的主体部,其具有上述医疗设备的插入路;
把持部,其设置在上述插入路内,把持上述医疗设备的上述基端部;以及
检测装置,其检测与由上述把持部把持的上述医疗设备的上述基端部的旋转动作相关的信息,
上述基端信息获取部获取由上述检测装置检测到的信息作为上述基端旋转信息。
7.根据权利要求6所述的医疗系统,其特征在于,
上述保持件还具有:
马达,其使由上述把持部把持的上述医疗设备的上述基端部旋转;以及
控制部,其控制上述马达的驱动,
上述请求操作输出部将上述请求操作发送至上述控制部,
上述控制部根据接收到的上述请求操作来控制上述马达的驱动。
8.根据权利要求1至7中任一项所述的医疗系统,其特征在于,
还具备磁传感器,
上述医疗设备具有:
设置于前端部且被磁化的第一磁化部;以及
设置于比上述第一磁化部靠基端侧且被磁化的第二磁化部,
上述磁传感器检测从上述第一磁化部以及上述第二磁化部产生的磁场,
上述前端信息获取部使用由上述磁传感器检测到的磁场来计算上述前端旋转信息。
9.一种导航方法,其特征在于,具备以下各工序:
对于插入到生物体内的医疗设备的前端部,获取与上述前端部的旋转动作相关的前端旋转信息的工序;以及
对于由手术人员操作的上述医疗设备的基端部,获取与上述基端部的旋转动作相关的基端旋转信息的工序。
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
PCT/JP2021/019158 WO2022244183A1 (ja) | 2021-05-20 | 2021-05-20 | 医療システム、及び、ナビゲーション方法 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN117241756A true CN117241756A (zh) | 2023-12-15 |
Family
ID=84140186
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN202180097530.0A Pending CN117241756A (zh) | 2021-05-20 | 2021-05-20 | 医疗系统以及导航方法 |
Country Status (5)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US20240065778A1 (zh) |
EP (1) | EP4342411A1 (zh) |
JP (1) | JPWO2022244183A1 (zh) |
CN (1) | CN117241756A (zh) |
WO (1) | WO2022244183A1 (zh) |
Family Cites Families (10)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US8721655B2 (en) * | 2002-04-10 | 2014-05-13 | Stereotaxis, Inc. | Efficient closed loop feedback navigation |
US20040097803A1 (en) * | 2002-11-20 | 2004-05-20 | Dorin Panescu | 3-D catheter localization using permanent magnets with asymmetrical properties about their longitudinal axis |
US8478383B2 (en) | 2010-12-14 | 2013-07-02 | Biosense Webster (Israel), Ltd. | Probe tracking using multiple tracking methods |
JP5595621B2 (ja) * | 2012-08-06 | 2014-09-24 | パナソニック株式会社 | カテーテル先端回転角度検出装置、及び、プログラム |
US10548669B2 (en) * | 2016-02-16 | 2020-02-04 | Mentice Ab | Systems and methods for routing a vessel line such as a catheter within a vessel |
JP2018078923A (ja) * | 2016-11-14 | 2018-05-24 | 株式会社根本杏林堂 | 医用画像表示装置、医用画像表示方法および医用画像表示プログラム |
WO2018127522A1 (en) * | 2017-01-03 | 2018-07-12 | Koninklijke Philips N.V. | Medical navigation system using shape-sensing device and method of operation thereof |
CN110636814A (zh) * | 2017-03-21 | 2019-12-31 | 皇家飞利浦有限公司 | Oss引导和监测系统、控制器以及方法 |
US11501661B2 (en) | 2018-03-29 | 2022-11-15 | Cae Healthcare Canada Inc. | Method and system for simulating an insertion of an elongated instrument into a subject |
JP2021081223A (ja) * | 2019-11-15 | 2021-05-27 | ナノコイル株式会社 | スマートガイドワイヤおよびガイドワイヤ操作システム |
-
2021
- 2021-05-20 WO PCT/JP2021/019158 patent/WO2022244183A1/ja active Application Filing
- 2021-05-20 EP EP21940797.0A patent/EP4342411A1/en active Pending
- 2021-05-20 CN CN202180097530.0A patent/CN117241756A/zh active Pending
- 2021-05-20 JP JP2023522115A patent/JPWO2022244183A1/ja active Pending
-
2023
- 2023-11-08 US US18/388,110 patent/US20240065778A1/en active Pending
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
WO2022244183A1 (ja) | 2022-11-24 |
EP4342411A1 (en) | 2024-03-27 |
JPWO2022244183A1 (zh) | 2022-11-24 |
US20240065778A1 (en) | 2024-02-29 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN110831498B (zh) | 活检装置和系统 | |
JP5161084B2 (ja) | カテーテルナビゲーションシステムおよび該ナビゲーションシステムを作動させる方法 | |
US7615042B2 (en) | Transmission for a remote catheterization system | |
US20030144590A1 (en) | Medical examination and/or treatment system | |
US20060258895A1 (en) | Catheter, catheter device and imaging diagnostic apparatus | |
RU2548826C2 (ru) | Устройство и способ управления перемещением и локализации катетера | |
US20210085402A1 (en) | Dilation instrument with navigation and distally located force sensor | |
US20210052331A1 (en) | Versatile imaging | |
WO2009087601A2 (en) | Method and apparatus to estimate location and orientation of objects during magnetic resonance imaging | |
JP2020532331A (ja) | 手術器具の自動検出のための検出システムおよび方法 | |
EP3515288B1 (en) | Visualization of an image object relating to an instrument in an extracorporeal image | |
WO2015062898A1 (en) | Assisting apparatus for assisting in registering an imaging device with a position and shape determination device | |
US20230132761A1 (en) | Medical apparatus and image generation method | |
EP3539500B1 (en) | Navigation sleeve for medical instrument | |
CN117241756A (zh) | 医疗系统以及导航方法 | |
JP6562442B2 (ja) | 内視鏡挿入状態観測装置 | |
US11395906B2 (en) | Combined sinuplasty and seeker instrument with navigation and illumination modalities | |
WO2019012602A1 (ja) | 内視鏡システム、画像診断システム | |
JP2002085419A (ja) | 医用画像診断装置を用いた穿刺針挿入制御システム | |
JP6400221B2 (ja) | 内視鏡形状把握システム | |
US20220354588A1 (en) | Method and system for providing a corrected dataset | |
CN117679088A (zh) | 柔性系统中的器械存在和旋转偏移感测 | |
JP2017169910A (ja) | 内視鏡形状把握システム | |
WO2023144668A1 (en) | Customized patient tracker for image guided surgery | |
JP2002301045A (ja) | Mri装置 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PB01 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination |