JP2002085421A - Surgery supporting system - Google Patents
Surgery supporting systemInfo
- Publication number
- JP2002085421A JP2002085421A JP2000285575A JP2000285575A JP2002085421A JP 2002085421 A JP2002085421 A JP 2002085421A JP 2000285575 A JP2000285575 A JP 2000285575A JP 2000285575 A JP2000285575 A JP 2000285575A JP 2002085421 A JP2002085421 A JP 2002085421A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- surgical instrument
- practitioner
- surgical
- data
- bone
- 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
Classifications
-
- 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
- A61B90/39—Markers, e.g. radio-opaque or breast lesions markers
- A61B2090/3983—Reference marker arrangements for use with image guided surgery
-
- 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
- A61B34/10—Computer-aided planning, simulation or modelling of surgical operations
-
- 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
- A61B34/70—Manipulators specially adapted for use in surgery
Landscapes
- Manipulator (AREA)
- Surgical Instruments (AREA)
Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、骨関節手術などの
外科手術において、施術者が手術器具を操作して手術を
行なう際に、手術開始位置などをガイダンスして手術を
容易ならしめる外科手術支援システムに関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a surgical operation in which a surgeon operates a surgical instrument to perform a surgical operation and guides a start position of the surgical operation to facilitate the surgical operation. Regarding support systems.
【０００２】[0002]
【従来の技術】従来から、例えば骨の変形性疾患におけ
る骨変形部の正常位への矯正手術などで、ドリルで骨孔
をあけたり、骨鋸で骨を切断したり、或いは前記穿孔や
切断のガイドのための鋼線を骨に刺入する。2. Description of the Related Art Conventionally, for example, a bone hole is drilled, a bone is cut with a bone saw, or the above-mentioned drilling or cutting is performed, for example, in an operation for correcting a bone deformed portion to a normal position in a bone deformable disease. Insert a steel wire into the bone for a guide.
【０００３】この刺入の際に、ドリルや骨鋸、鋼線など
の手術器具の操作開始位置や操作方向を確認する手段と
して、レントゲン（Ｘ線）が用いられている。すなわ
ち、レントゲンによる写真や透視に基づいて、骨と手術
器具を写し出し、相互の位置関係を確認して手術を進行
させるようにしている。At the time of this insertion, an X-ray (X-ray) is used as a means for confirming the operation start position and operation direction of a surgical instrument such as a drill, a bone saw, and a steel wire. That is, the bone and the surgical instrument are imaged based on a radiograph or a fluoroscopy, and the mutual positional relationship is confirmed to proceed with the operation.
【０００４】しかしながら、このような手法では、手術
対象である骨を投影面上の二次元画像でしか確認するこ
とができない。また、写真や透視映像などの施術部位の
実際のサイズに対する拡大率も一定にすることが困難で
あり、高精度の三次元形状の計測が困難であった。従っ
て、骨と手術器具との相互の位置関係を高精度に確認す
ることが困難になっている。However, in such a method, the bone to be operated can be confirmed only by a two-dimensional image on the projection plane. In addition, it is difficult to make the magnification of the treatment site such as a photograph or a fluoroscopic image relative to the actual size constant, and it is difficult to measure a three-dimensional shape with high accuracy. Therefore, it is difficult to confirm the mutual positional relationship between the bone and the surgical instrument with high accuracy.
【０００５】このような手法に対して、近年、骨の三次
元コンピュータモデルを手術前のＣＴスキャン画像から
作成し、手術部位に設けられた赤外線センサを用いて、
手術中にコンピュータ上で実際の骨とコンピュータモデ
ルとの位置合わせを行ない、手術器具の位置も赤外線セ
ンサで補足しつつ、三次元的に例として骨関節などの手
術対象部位に対する前記鋼線を刺入する位置や刺入方向
などの手術器具の操作開始位置や操作方向を、施術者に
対してガイド可能なコンピュータナビゲーション技術が
開発されている。[0005] In recent years, a three-dimensional computer model of a bone has been created from a CT scan image before surgery, and an infrared sensor provided at a surgical site has been used.
During the operation, the actual bone and the computer model are aligned on the computer, and the position of the surgical instrument is supplemented with an infrared sensor. 2. Description of the Related Art Computer navigation technology has been developed that can guide a practitioner about the operation start position and operation direction of a surgical instrument, such as the insertion position and the insertion direction.
【０００６】[0006]
【発明が解決しようとする課題】このような従来のコン
ピュータナビゲーション技術では、手術対象部位である
骨関節の位置や前記手術器具の操作方向などの情報を三
次元的に計測してコンピュータ上に表示が可能である
が、施術者はこの表示を見ながら手術器具を操作する必
要があるため、表示された骨関節の位置や手術器具の操
作方向に正確に合致するように手術器具を操作すること
は、実際には困難である。In such a conventional computer navigation technique, information such as the position of a bone joint, which is an operation target, and the operating direction of the surgical instrument is three-dimensionally measured and displayed on a computer. However, since it is necessary for the practitioner to operate the surgical instrument while looking at this display, it is necessary to operate the surgical instrument so that it exactly matches the displayed position of the bone joint and the operating direction of the surgical instrument. Is actually difficult.
【０００７】本発明は、上記問題点を解決しようとして
成されたものであり、その目的は、手術器具の操作性が
各段に向上されると共に、操作を高精度化することがで
きる外科手術支援システムを提供することである。SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above problems, and an object of the present invention is to improve the operability of a surgical instrument in each step and improve the accuracy of the operation. To provide a support system.
【０００８】[0008]
【課題を解決するための手段】請求項１の発明の外科手
術支援システムは、施術部位の三次元形状データと手術
計画データとを保持し、施術部位に設けられた位置マー
カを検出してマーカ位置データを算出し、三次元形状デ
ータ、手術計画データ及びマーカ位置データに基づい
て、施術部位に刺入される手術器具の刺入位置、刺入方
向、刺入深度を算出する演算手段と、演算手段による算
出結果に基づいて、施術部位における手術器具の刺入位
置及び刺入方向を手術対象部位付近で施術者に視覚的に
示し、手術器具の刺入深度を施術者に報知するガイド手
段とを備えている。According to a first aspect of the present invention, there is provided a surgical operation support system which stores three-dimensional shape data of an operation site and operation plan data, detects a position marker provided at the operation site, and performs a marker operation. Calculating means for calculating the position data, calculating the insertion position, the insertion direction, and the insertion depth of the surgical instrument to be inserted into the treatment site based on the three-dimensional shape data, the operation plan data, and the marker position data; Guide means for visually indicating the insertion position and the insertion direction of the surgical instrument at the operation site to the operator near the operation target site based on the calculation result by the arithmetic means, and notifying the operator of the insertion depth of the surgical instrument. And
【０００９】請求項２記載の発明は、請求項１におい
て、前記ガイド手段が、演算手段によって制御されたロ
ボットであり、ロボットのアームに設けられたレーザ光
発生手段からのレーザ光の射出態様で前記手術器具の刺
入位置及び刺入方向を施術者にガイドする場合である。According to a second aspect of the present invention, in the first aspect, the guide means is a robot controlled by an arithmetic means, and the laser light is emitted from a laser light generating means provided on an arm of the robot. This is a case where the insertion position and the insertion direction of the surgical instrument are guided to a practitioner.
【００１０】請求項３記載の発明は、請求項２におい
て、前記ガイド手段は、ロボットのアームに設けられた
レーザ光発生手段からのレーザ光の照射位置で前記手術
器具の刺入深度を施術者に報知する場合である。According to a third aspect of the present invention, in the second aspect, the guide means determines the insertion depth of the surgical instrument at the irradiation position of the laser light from the laser light generation means provided on the arm of the robot. To notify
【００１１】請求項４記載の発明は、請求項１におい
て、前記ガイド手段は、音響発生手段からの音響によっ
て前記手術器具の刺入深度を施術者に報知する場合であ
る。According to a fourth aspect of the present invention, in the first aspect, the guide means informs a practitioner of the insertion depth of the surgical instrument by sound from sound generating means.
【００１２】請求項５の発明は、施術部位の三次元形状
データと手術計画データとを保持し、施術部位に設けら
れた位置マーカを検出してマーカ位置データを算出し、
該三次元形状データ、手術計画データ及びマーカ位置デ
ータに基づいて、施術部位に刺入される手術器具の刺入
位置、刺入方向、刺入深度を算出する演算ステップと、
前記演算手段による算出結果に基づいて、施術部位にお
ける前記手術器具の刺入位置及び刺入方向を手術対象部
位付近で施術者に視覚的に示し、前記手術器具の刺入深
度を施術者に報知するガイドステップと、を備えること
を特徴とする外科手術支援方法である。According to a fifth aspect of the present invention, the three-dimensional shape data of the treatment site and the operation plan data are held, the position marker provided at the treatment site is detected, and the marker position data is calculated.
A calculating step of calculating an insertion position, an insertion direction, and an insertion depth of a surgical instrument to be inserted into a treatment site based on the three-dimensional shape data, the operation plan data, and the marker position data;
Based on the calculation result by the calculating means, the insertion position and the insertion direction of the surgical instrument at the operation site are visually indicated to the operator near the operation target site, and the insertion depth of the surgical instrument is notified to the operator. A surgical operation supporting method.
【００１３】[0013]
【作 用】請求項１、５の発明によれば、演算手段は、
施術部位の三次元形状データと手術計画データとを保持
し、施術部位に設けられた位置マーカを検出してマーカ
位置データを算出し、三次元形状データ、手術計画デー
タ及びマーカ位置データに基づいて、施術部位に刺入さ
れる手術器具の刺入位置、刺入方向、刺入深度を算出す
る。ガイド手段は、演算手段による算出結果に基づい
て、施術部位における手術器具の刺入位置及び刺入方向
を施術者に視覚的に示し、手術器具の刺入深度を施術者
に報知するようにしている。According to the first and fifth aspects of the present invention, the arithmetic means includes:
It holds the three-dimensional shape data of the treatment site and the surgery plan data, detects the position marker provided in the treatment site, calculates the marker position data, and based on the three-dimensional shape data, the surgery plan data and the marker position data. Then, the insertion position, the insertion direction, and the insertion depth of the surgical instrument to be inserted into the treatment site are calculated. The guide means visually indicates to the practitioner the insertion position and the insertion direction of the surgical instrument at the treatment site based on the calculation result by the calculation means, and informs the practitioner of the insertion depth of the surgical instrument. I have.
【００１４】従って、本発明では、手術対象部位の形状
が正確に認識され、施術者はガイド手段によって施術部
位における手術器具の刺入位置及び刺入方向が手術対象
部位付近に視覚的に示されるので、手術器具を操作しや
すくなり、操作開始位置や操作方向などの位置決めに関
する精度が向上される。また、手術器具の刺入深度もガ
イド手段によって報知されるので、この点でも、手術器
具の操作に関する位置決め精度が向上される。Therefore, according to the present invention, the shape of the operation target site is accurately recognized, and the practitioner visually indicates the insertion position and the insertion direction of the surgical instrument in the operation site by the guide means near the operation target site. Therefore, it becomes easy to operate the surgical instrument, and the accuracy of positioning such as the operation start position and the operation direction is improved. In addition, since the insertion depth of the surgical instrument is also notified by the guide means, the positioning accuracy for the operation of the surgical instrument is also improved in this respect.
【００１５】請求項２記載の発明によれば、請求項１に
おいて、前記ガイド手段として演算手段によって制御さ
れるロボットが用いられ、ロボットのアームに設けられ
たレーザ光発生手段からのレーザ光の射出態様で前記手
術器具の刺入位置及び刺入方向を施術者にガイドする。
この場合においても、施術者に手術対象部位付近で手術
器具の刺入位置及び刺入方向が手術対象部位付近に視覚
的に示されるので、手術器具を操作しやすくなり、操作
開始位置や操作方向などの位置決めに関する精度が向上
される。According to a second aspect of the present invention, in the first aspect, a robot controlled by a calculation means is used as the guide means, and the laser light is emitted from a laser light generation means provided on an arm of the robot. In this manner, the insertion position and the insertion direction of the surgical instrument are guided to the practitioner.
Also in this case, since the practitioner visually indicates the insertion position and the insertion direction of the surgical instrument near the operation target site near the operation target site, it becomes easy to operate the surgical instrument, and the operation start position and the operation direction The accuracy for positioning such as is improved.
【００１６】請求項３記載の発明では、請求項２におい
て、前記ガイド手段は、ロボットのアームに設けられた
レーザ光発生手段からのレーザ光の照射位置で前記手術
器具の刺入深度を施術者に報知する。この場合でも、施
術者に手術器具の刺入深度が明瞭に報知されるので、手
術器具の操作性が向上され、手術器具の操作が高精度化
される。According to a third aspect of the present invention, in the second aspect, the guide means determines the insertion depth of the surgical instrument at the irradiation position of the laser light from the laser light generation means provided on the arm of the robot. To inform. Even in this case, since the practitioner is clearly notified of the insertion depth of the surgical instrument, the operability of the surgical instrument is improved, and the operation of the surgical instrument is performed with high precision.
【００１７】請求項４記載の発明は、請求項１におい
て、前記ガイド手段は、音響発生手段からの音響によっ
て前記手術器具の刺入深度を施術者に報知する。この場
合でも、施術者に手術器具の刺入深度が明瞭に報知され
るので、手術器具の操作性が向上され、手術器具の操作
が高精度化される。According to a fourth aspect of the present invention, in the first aspect, the guide means notifies a practitioner of the insertion depth of the surgical instrument by sound from a sound generating means. Even in this case, since the practitioner is clearly notified of the insertion depth of the surgical instrument, the operability of the surgical instrument is improved, and the operation of the surgical instrument is performed with high precision.
【００１８】[0018]
【発明の実施の形態】以下に、本発明の実施例を説明す
る。Embodiments of the present invention will be described below.
【００１９】図１〜図４に、一実施例が示される。1 to 4 show one embodiment.
【００２０】図１は本実施例の外科手術支援システム１
の概略の構成を示す系統図であり、図２は外科手術支援
システム１の電気的構成を示すブロック図であり、図３
は本実施例が用いられる一例を示す図であり、図４は本
実施例の動作を説明するフローチャートである。FIG. 1 shows a surgical operation support system 1 according to this embodiment.
FIG. 2 is a block diagram showing an electrical configuration of the surgical operation support system 1, and FIG.
FIG. 4 is a diagram showing an example in which this embodiment is used, and FIG. 4 is a flowchart for explaining the operation of this embodiment.
【００２１】外科手術支援システム１では、手術対象と
なる骨２の手術対象部位３に、手術のガイドのための１
本或いは複数本の鋼線４を刺入して固定する。実際の骨
２の切削や切断などの手術は、この鋼線４に沿って行な
われるので、手術の高精度化を図ることができる。本実
施例では、鋼線４を骨２に刺入する際に、鋼線４を保持
して回転しつつ骨２に進入させるドライバ５を施術者が
持つ。In the surgical operation support system 1, an operation guide 3 is provided on an operation target site 3 of a bone 2 to be operated.
One or a plurality of steel wires 4 are inserted and fixed. Since the actual operation such as cutting or cutting of the bone 2 is performed along the steel wire 4, the accuracy of the operation can be improved. In this embodiment, when inserting the steel wire 4 into the bone 2, the operator has a driver 5 that holds the steel wire 4 and enters the bone 2 while rotating.
【００２２】ドライバ５による鋼線４の刺入開始位置及
び刺入方向を施術者に視覚的に骨２の手術対象部位３付
近で示すために、ロボット６のアーム７に取り付けられ
たレーザ光発生装置８が用いられる。レーザ光発生装置
８には後述する赤外線マーカが取り付けられ、刺入開始
位置にスポットを当てると共に、刺入方向と平行にレー
ザ光を照射する。また、ドライバ５による鋼線４の刺入
深度を施術者に明瞭に報知するために、ロボット９のア
ーム１０に取り付けられたレーザ光発生装置１１が用い
られる。レーザ光発生装置１１には後述する赤外線マー
カが取り付けられ、前記ドライバ５などを照射して、所
定の深さの刺入が行なわれたときに、レーザ光発生装置
１１からのレーザ光がドライバ５の所定の位置に照射さ
れて、刺入深度が施術者に報知されることになる。The laser beam generation attached to the arm 7 of the robot 6 in order to visually indicate to the practitioner the insertion start position and the insertion direction of the steel wire 4 by the driver 5 near the operation target site 3 of the bone 2. Apparatus 8 is used. An infrared marker, which will be described later, is attached to the laser light generating device 8 to irradiate a laser beam in parallel with the insertion direction while illuminating a spot at the insertion start position. In order to clearly inform the operator of the depth of insertion of the steel wire 4 by the driver 5, a laser light generator 11 attached to the arm 10 of the robot 9 is used. An infrared marker, which will be described later, is attached to the laser light generator 11, and when the driver 5 or the like is illuminated and a predetermined depth of puncture is performed, the laser light from the laser light generator 11 At a predetermined position, and the practitioner is notified of the insertion depth.
【００２３】以下、図２を参照する。Referring now to FIG.
【００２４】図２では説明の便宜上、図１における単一
のロボット６に関連する構成を示すが、本実施例では用
いられるロボットは必要に応じて任意の台数を用いるよ
うにしてもよい。ロボット６には複数の発光ダイオード
１２が配列された赤外線マーカ１３が固定される。骨２
の手術対象部位３にも同様の赤外線マーカ１４が取り付
けられる。FIG. 2 shows a configuration related to the single robot 6 in FIG. 1 for convenience of explanation. However, in this embodiment, an arbitrary number of robots may be used as needed. An infrared marker 13 on which a plurality of light emitting diodes 12 are arranged is fixed to the robot 6. Bone 2
A similar infrared marker 14 is attached to the operation target site 3.
【００２５】ロボット６は、ガイド機構コントローラ
（以下、コントローラ）１５で制御される。コントロー
ラ１５には、入出力制御部１６と、ロボット６の複数の
モータ（図示せず）を制御するモータコントローラ１７
が備えられ、これらは、ガイド機構制御部１８を備える
信号処理部１９で制御される。信号処理部１９は中央演
算部２０に接続され、中央演算部２０に備えられる通信
部２１を介して信号の入出力が行なわれる。また、中央
演算部２０には表示装置、キーボード及びマウスなどの
入出力装置２２が接続されている。The robot 6 is controlled by a guide mechanism controller (hereinafter, controller) 15. The controller 15 includes an input / output control unit 16 and a motor controller 17 for controlling a plurality of motors (not shown) of the robot 6.
These are controlled by a signal processing unit 19 including a guide mechanism control unit 18. The signal processing unit 19 is connected to the central processing unit 20, and inputs and outputs signals via a communication unit 21 provided in the central processing unit 20. Also, an input / output device 22 such as a display device, a keyboard and a mouse is connected to the central processing unit 20.
【００２６】このコントローラ１５には、ナビゲーショ
ンシステム２３が接続されている。ナビゲーションシス
テム２３は、コントローラ１５とのデータ通信を行なう
通信部２４、ロボット６などのガイド機構を操作するた
めのガイド操作部２５、手術の術式のデータを記憶する
手術計画記憶部２６、表示部２７及び後述する各種計測
を行なう計測処理部２８が備えられる。A navigation system 23 is connected to the controller 15. The navigation system 23 includes a communication unit 24 for performing data communication with the controller 15, a guide operation unit 25 for operating a guide mechanism such as the robot 6, a surgery plan storage unit 26 for storing data of a surgical procedure, and a display unit. 27 and a measurement processing unit 28 for performing various measurements described below.
【００２７】以下、図３及び図４を併せて参照する。Hereinafter, FIG. 3 and FIG. 4 will be referred to together.
【００２８】図４のステップａ１では、手術の前に検査
などで行なうＣＴ（コンピュータ断層撮影）画像やＭＲ
（核磁気共鳴撮影）画像などから骨２の三次元コンピュ
ータモデルを作成する。このコンピュータモデルのデー
タは、例として中央演算部２０に装備されているメモリ
（図示せず）などに記憶される。In step a1 of FIG. 4, a CT (Computed Tomography) image or an MR image to be inspected before an operation is performed.
(Nuclear Magnetic Resonance Imaging) A three-dimensional computer model of the bone 2 is created from an image or the like. The data of the computer model is stored in, for example, a memory (not shown) provided in the central processing unit 20 or the like.
【００２９】ステップａ２では、図２に示したように骨
２に赤外線マーカ１４を一時的に強固に固定する。In step a2, the infrared marker 14 is temporarily and firmly fixed to the bone 2 as shown in FIG.
【００３０】ステップａ３では、骨２の表面を赤外線マ
ーカ付きデジタイザでなぞり、骨２の実際の外形形状の
データを取り込む。このデータも中央演算部２０に装備
されているメモリなどに記憶される。In step a3, the surface of the bone 2 is traced by a digitizer with an infrared marker, and data on the actual outer shape of the bone 2 is fetched. This data is also stored in a memory or the like provided in the central processing unit 20.
【００３１】ステップａ４では、ステップａ１で作成さ
れた骨２のコンピュータ画像データと実際の外形形状デ
ータとを照合して、骨２上の点の位置合わせを行う。こ
れにより、手術室内での骨２の位置が決定される。In step a4, the computer image data of the bone 2 created in step a1 is compared with the actual external shape data, and a point on the bone 2 is aligned. Thereby, the position of the bone 2 in the operating room is determined.
【００３２】ステップａ５では、手術計画記憶部２６か
ら読み出された手術計画のデータが一連の手術手順とし
て表示装置２７などに表示され、或いはナビゲーション
システム２３に備えられる音響発生装置（図示せず）か
ら術式をガイドする音声として出力されても良い。In step a5, the operation plan data read from the operation plan storage section 26 is displayed on the display device 27 or the like as a series of operation procedures, or a sound generator (not shown) provided in the navigation system 23. May be output as a voice for guiding the surgical procedure.
【００３３】ステップａ６では、図３に示されるように
骨２に刺入される鋼線４の刺入開始位置及び刺入方向
を、ロボット６を制御してレーザ光発生装置８からのレ
ーザ光で骨２上のスポット及び骨２に向かう光線として
示す。このとき、前述したように、レーザ光発生装置８
には赤外線マーカが取り付けてあり、手術室内でのレー
ザ光発生装置８の位置と方向はコントローラ１５によっ
てリアルタイムに認識されている。また、このとき、鋼
線４の刺入深度を規定するレーザ光発生装置８からのレ
ーザ光も前述したように、ドライバ５付近の所定の箇所
に照射されている。In step a6, the robot 6 controls the robot 6 to determine the insertion start position and the insertion direction of the steel wire 4 to be inserted into the bone 2, as shown in FIG. Are shown as spots on the bone 2 and light rays going to the bone 2. At this time, as described above, the laser light generator 8
Is provided with an infrared marker, and the position and direction of the laser light generator 8 in the operating room are recognized by the controller 15 in real time. At this time, the laser light from the laser light generator 8 that defines the insertion depth of the steel wire 4 is also applied to a predetermined portion near the driver 5 as described above.
【００３４】ステップａ７において、施術者は前記ドラ
イバ５を保持して、レーザ光発生装置８からの骨２上の
レーザ光スポットを刺入開始位置とし、鋼線４がレーザ
光線に平行になるように刺入を開始する。刺入が進行し
てレーザ光発生装置１１からのレーザ光が、例としてド
ライバ５の所定位置を照射したときに、計画した刺入深
度までの刺入が終了したとして、鋼線４の刺入を終了す
る。In step a7, the practitioner holds the driver 5 and sets the laser beam spot on the bone 2 from the laser beam generator 8 as the insertion start position, so that the steel wire 4 is parallel to the laser beam. Start puncture into. When the insertion proceeds and the laser light from the laser light generator 11 irradiates a predetermined position of the driver 5 as an example, it is determined that the insertion to the planned insertion depth has been completed and the steel wire 4 is inserted. To end.
【００３５】ステップａ８では、前述したように、骨２
に刺入された鋼線４に基づいて、骨２の切削や切断など
の手術が行なわれる。In step a8, as described above, the bone 2
An operation such as cutting or cutting of the bone 2 is performed on the basis of the steel wire 4 inserted into the hole.
【００３６】以上のように、本実施例によれば、鋼線４
の刺入という手術を行なうに際して、施術者は、ドライ
バ５を保持して、レーザ光発生装置８からの骨２上のレ
ーザ光スポットを刺入開始位置とし、鋼線４がレーザ光
線に平行になるように刺入を開始する。また、レーザ光
発生装置１１からのレーザ光が、例としてドライバ５の
所定位置を照射したときに、計画した刺入深度までの刺
入が終了したとして、鋼線４の刺入を終了するようにし
た。As described above, according to the present embodiment, the steel wire 4
When performing an operation of inserting the laser beam, the practitioner holds the driver 5 and sets the laser light spot on the bone 2 from the laser light generating device 8 as the insertion start position, and the steel wire 4 extends parallel to the laser beam. Start piercing so that Further, when the laser light from the laser light generator 11 irradiates the predetermined position of the driver 5 as an example, the insertion to the planned insertion depth is completed, and the insertion of the steel wire 4 is ended. I made it.
【００３７】これにより、本実施例の外科手術支援シス
テム１では、骨２などの手術対象部位の形状が正確に認
識され、施術者はガイドシステム２３によって、骨２に
おける鋼線４の刺入位置及び刺入方向が骨２上に視覚的
に示されるので、鋼線４を操作しやすくなり、操作開始
位置や操作方向などの位置決めに関する精度が向上され
る。また、鋼線４の刺入深度もガイドシステム２３によ
って報知されるので、この点でも、鋼線４の操作に関す
る位置決め精度が向上される。Thus, in the surgical operation support system 1 of the present embodiment, the shape of the operation target site such as the bone 2 is accurately recognized, and the practitioner uses the guide system 23 to insert the steel wire 4 into the bone 2 at the insertion position. Since the insertion direction is visually indicated on the bone 2, the steel wire 4 can be easily operated, and the accuracy of positioning such as the operation start position and the operation direction is improved. In addition, since the insertion depth of the steel wire 4 is also notified by the guide system 23, the positioning accuracy related to the operation of the steel wire 4 is also improved in this regard.
【００３８】（変更例）本発明の変形例として、鋼線４
の刺入の深度が計画した深度に到達したことを施術者に
報知する手段として、スピーカ等の音響発生装置からの
音響によって報知するようにしてもよい。(Modification) As a modification of the present invention, a steel wire 4
As a means for notifying the practitioner that the insertion depth has reached the planned depth, a sound from a sound generation device such as a speaker may be notified.
【００３９】この場合でも、施術者に鋼線４の刺入深度
が明瞭に報知されるので、鋼線４の操作性が向上され、
手術器具の操作が高精度化される。Also in this case, the practitioner is clearly notified of the insertion depth of the steel wire 4, so that the operability of the steel wire 4 is improved,
The operation of the surgical instrument is made more precise.
【００４０】本発明は、前記実施例に限定されるもので
はなく、本発明の精神を逸脱しない範囲で広範な変形例
を有するものである。The present invention is not limited to the above embodiment, but has a wide variety of modifications without departing from the spirit of the present invention.
【００４１】例えば、鋼線４を用いずに常時、ガイドシ
ステム２３を利用して手術を進めてもよい。For example, the operation may be always performed using the guide system 23 without using the steel wire 4.
【００４２】[0042]
【発明の効果】以上のように、本発明に従えば、施術部
位に刺入される手術器具の刺入位置、刺入方向、刺入深
度を算出し、ガイド手段は、演算手段による算出結果に
基づいて、施術部位における手術器具の刺入位置及び刺
入方向を施術者に視覚的に示し、手術器具の刺入深度を
施術者に報知するようにしていた。As described above, according to the present invention, the insertion position, the insertion direction, and the insertion depth of a surgical instrument to be inserted into a treatment site are calculated, and the guide means calculates the calculation result by the calculation means. Based on the above, the insertion position and the insertion direction of the surgical instrument at the treatment site are visually shown to the operator, and the operator is notified of the insertion depth of the surgical instrument.
【００４３】従って、本発明のシステムでは、手術対象
部位の形状が正確に認識され、施術者はガイド手段によ
って施術部位における手術器具の刺入位置及び刺入方向
が手術対象部位付近に視覚的に示されるので、手術器具
を操作しやすくなり、操作開始位置や操作方向などの位
置決めに関する精度が向上される。また、手術器具の刺
入深度もガイド手段によって報知されるので、この点で
も、手術器具の操作に関する位置決め精度が向上され
る。Therefore, in the system according to the present invention, the shape of the operation target site is accurately recognized, and the practitioner visually recognizes the insertion position and the insertion direction of the surgical instrument at the operation site near the operation target site by the guide means. As a result, the surgical instrument can be easily operated, and the accuracy of positioning such as the operation start position and the operation direction is improved. In addition, since the insertion depth of the surgical instrument is also notified by the guide means, the positioning accuracy for the operation of the surgical instrument is also improved in this respect.
【００４４】請求項２記載の発明によれば、請求項１に
おいて、前記ガイド手段として演算手段によって制御さ
れるロボットが用いられ、ロボットのアームに設けられ
たレーザ光発生手段からのレーザ光の射出態様で前記手
術器具の刺入位置及び刺入方向を施術者にガイドする。
この場合においても、施術者に手術対象部位付近で手術
器具の刺入位置及び刺入方向が手術対象部位付近に視覚
的に示されるので、手術器具を操作しやすくなり、操作
開始位置や操作方向などの位置決めに関する精度が向上
される。According to a second aspect of the present invention, in the first aspect, a robot controlled by a calculation means is used as the guide means, and the laser light is emitted from a laser light generation means provided on an arm of the robot. In this manner, the insertion position and the insertion direction of the surgical instrument are guided to the practitioner.
Also in this case, since the practitioner visually indicates the insertion position and the insertion direction of the surgical instrument near the operation target site near the operation target site, it becomes easy to operate the surgical instrument, and the operation start position and the operation direction The accuracy for positioning such as is improved.
【００４５】請求項３記載の発明では、請求項２におい
て、前記ガイド手段は、ロボットのアームに設けられた
レーザ光発生手段からのレーザ光の照射位置で前記手術
器具の刺入深度を施術者に報知する。この場合でも、施
術者に手術器具の刺入深度が明瞭に報知されるので、手
術器具の操作性が向上され、手術器具の操作が高精度化
される。According to a third aspect of the present invention, in the second aspect, the guide means determines the insertion depth of the surgical instrument at the irradiation position of the laser light from the laser light generating means provided on the arm of the robot. To inform. Even in this case, since the practitioner is clearly notified of the insertion depth of the surgical instrument, the operability of the surgical instrument is improved, and the operation of the surgical instrument is performed with high precision.
【００４６】請求項４記載の発明は、請求項１におい
て、前記ガイド手段は、音響発生手段からの音響によっ
て前記手術器具の刺入深度を施術者に報知する。この場
合でも、施術者に手術器具の刺入深度が明瞭に報知され
るので、手術器具の操作性が向上され、手術器具の操作
が高精度化される。According to a fourth aspect of the present invention, in the first aspect, the guide means notifies a practitioner of the insertion depth of the surgical instrument by sound from a sound generating means. Even in this case, since the practitioner is clearly notified of the insertion depth of the surgical instrument, the operability of the surgical instrument is improved, and the operation of the surgical instrument is performed with high precision.
【図１】本実施例の外科手術支援システム１の概略の構
成を示す系統図である。FIG. 1 is a system diagram showing a schematic configuration of a surgical operation support system 1 of the present embodiment.
【図２】外科手術支援システム１の電気的構成を示すブ
ロック図である。FIG. 2 is a block diagram showing an electrical configuration of the surgical operation support system 1.
【図３】本実施例が用いられる一例を示す図である。FIG. 3 is a diagram showing an example in which this embodiment is used.
【図４】本実施例の動作を説明するフローチャートであ
る。FIG. 4 is a flowchart illustrating the operation of the present embodiment.
１ 外科手術支援システム ２ 骨 ３ 手術対象部位 ４ 鋼線 ５ ドライバ ６、９ ロボット ７、１０ アーム ８、１１ レーザ光発生装置 １３、１４ 赤外線マーカ １５ ガイド機構コントローラ １９ 信号処理部 ２０ 中央演算部 ２３ ナビゲーションシステム ２６ 手術計画記憶部 ２７ 表示部 ２８ 計測処理部 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Surgical operation support system 2 Bone 3 Surgery target part 4 Steel wire 5 Driver 6, 9 Robot 7, 10 Arm 8, 11 Laser light generator 13, 14 Infrared marker 15 Guide mechanism controller 19 Signal processing unit 20 Central processing unit 23 Navigation System 26 Operation plan storage unit 27 Display unit 28 Measurement processing unit
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (71)出願人 500097119 株式会社エム・エム・ティー 大阪市中央区谷町５丁目３番17号 (72)発明者 越智 隆弘 兵庫県神戸市須磨区須磨寺町１−３−７ (72)発明者 米延 策雄 兵庫県芦屋市西芦屋町６−８ (72)発明者 菅野 伸彦 大阪府大阪市淀川区宮原１−19−11−511 Ｆターム(参考） 3F059 AA10 BA10 BC07 CA06 DA02 DA08 DC08 DD02 DD08 DD11 DD18 FA03 FC13 FC14 4C060 LL20 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuation of the front page (71) Applicant 500097119 MMT Co., Ltd. 5-3-1-17 Tanimachi, Chuo-ku, Osaka-shi (72) Inventor Takahiro Ochi 1-3-3, Sumaderamachi, Suma-ku, Kobe-shi, Hyogo Prefecture. 7 (72) Inventor Sakuo Yonenobu 6-8 Nishi-Ashiya-cho, Ashiya-shi, Hyogo (72) Inventor Nobuhiko Sugano 1-19-11-511 Miyahara, Yodogawa-ku, Osaka-shi F term (reference) 3F059 AA10 BA10 BC07 CA06 DA02 DA08 DC08 DD02 DD08 DD11 DD18 FA03 FC13 FC14 4C060 LL20
Claims (5)
ータとを保持し、施術部位に設けられた位置マーカを検
出してマーカ位置データを算出し、該三次元形状デー
タ、手術計画データ及びマーカ位置データに基づいて、
施術部位に刺入される手術器具の刺入位置、刺入方向、
刺入深度を算出する演算手段と、 前記演算手段による算出結果に基づいて、施術部位にお
ける前記手術器具の刺入位置及び刺入方向を手術対象部
位付近で施術者に視覚的に示し、前記手術器具の刺入深
度を施術者に報知するガイド手段と、 を備えることを特徴とする外科手術支援装置。1. A method for storing three-dimensional shape data of a treatment site and surgery plan data, detecting a position marker provided at the treatment site, calculating marker position data, and calculating the three-dimensional shape data, the surgery plan data, Based on the marker position data,
The insertion position and the insertion direction of the surgical instrument to be inserted into the treatment site,
Calculating means for calculating the insertion depth, based on the calculation result by the calculating means, visually indicates to the practitioner the insertion position and the insertion direction of the surgical instrument at the treatment site in the vicinity of the operation target site; A surgical operation support device, comprising: a guide unit for notifying a practitioner of the insertion depth of an instrument.
ットのアームに設けられたレーザ光発生手段からのレー
ザ光の射出態様で前記手術器具の刺入位置及び刺入方向
を施術者にガイドすることを特徴とする請求項１記載の
外科手術支援装置。2. The robot according to claim 1, wherein said guide means is a robot controlled by said arithmetic means, and said guide means inserts and inserts said surgical instrument in a manner of emitting laser light from a laser light generating means provided on an arm of said robot. The surgical operation supporting apparatus according to claim 1, wherein the direction is guided to a practitioner.
レーザ光の照射位置で前記手術器具の刺入深度を施術者
に報知することを特徴とする請求項２記載の外科手術支
援装置。3. The apparatus according to claim 2, wherein said guide means informs a practitioner of an insertion depth of said surgical instrument at a position irradiated with laser light from a laser light generation means provided on a robot arm. The surgical operation support device according to any one of the preceding claims.
度を施術者に報知することを特徴とする請求項１記載の
外科手術支援装置。4. The surgical operation support apparatus according to claim 1, wherein said guide means notifies a practitioner of the insertion depth of said surgical instrument by sound from sound generation means.
ータとを保持し、施術部位に設けられた位置マーカを検
出してマーカ位置データを算出し、該三次元形状デー
タ、手術計画データ及びマーカ位置データに基づいて、
施術部位に刺入される手術器具の刺入位置、刺入方向、
刺入深度を算出する演算ステップと、 前記演算手段による算出結果に基づいて、施術部位にお
ける前記手術器具の刺入位置及び刺入方向を手術対象部
位付近で施術者に視覚的に示し、前記手術器具の刺入深
度を施術者に報知するガイドステップと、 を備えることを特徴とする外科手術支援方法。5. A three-dimensional shape data of an operation part and operation plan data are held, a position marker provided in the operation part is detected and marker position data is calculated, and the three-dimensional shape data, the operation plan data and Based on the marker position data,
The insertion position and the insertion direction of the surgical instrument to be inserted into the treatment site,
A calculating step of calculating an insertion depth, based on the calculation result by the calculating means, visually indicates an insertion position and an insertion direction of the surgical instrument in a treatment site to a practitioner near a surgical target site, and A guide step of notifying a practitioner of the insertion depth of the instrument, the method comprising:
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000285575A JP2002085421A (en) | 2000-09-20 | 2000-09-20 | Surgery supporting system |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000285575A JP2002085421A (en) | 2000-09-20 | 2000-09-20 | Surgery supporting system |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002085421A true JP2002085421A (en) | 2002-03-26 |
Family
ID=18769622
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000285575A Pending JP2002085421A (en) | 2000-09-20 | 2000-09-20 | Surgery supporting system |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2002085421A (en) |
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2008044679A1 (en) * | 2006-10-10 | 2008-04-17 | Saga University | Surgery support system |
| WO2009142179A1 (en) * | 2008-05-20 | 2009-11-26 | Takebayashi Akira | Surgical guide, and positioning method of drill using surgical guide |
| JP2009282020A (en) * | 2008-04-23 | 2009-12-03 | Central Res Inst Of Electric Power Ind | Method, apparatus and program for evaluating heat shielding performance of coating layer |
| JP2010008403A (en) * | 2008-05-27 | 2010-01-14 | Central Res Inst Of Electric Power Ind | Method, apparatus and program for evaluating heat shield performance of coating layer |
| JP2013523415A (en) * | 2010-04-14 | 2013-06-17 | スミス アンド ネフュー インコーポレーテッド | System and method for patient-assisted computer-assisted surgical procedure |
| KR20150000279A (en) * | 2013-06-24 | 2015-01-02 | 현대중공업 주식회사 | Method for displaying surgical robot's behavior region |
| KR101570857B1 (en) * | 2014-04-29 | 2015-11-24 | 큐렉소 주식회사 | Apparatus for adjusting robot surgery plans |
| CN109157278A (en) * | 2018-08-09 | 2019-01-08 | 张晨晨 | A kind of Kuntscher pin for orthopaedic surgery guiding pre-fixes device |
-
2000
- 2000-09-20 JP JP2000285575A patent/JP2002085421A/en active Pending
Cited By (13)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2008044679A1 (en) * | 2006-10-10 | 2008-04-17 | Saga University | Surgery support system |
| US8400312B2 (en) | 2006-10-10 | 2013-03-19 | Saga University | Operation assisting system |
| JP2009282020A (en) * | 2008-04-23 | 2009-12-03 | Central Res Inst Of Electric Power Ind | Method, apparatus and program for evaluating heat shielding performance of coating layer |
| JP5410420B2 (en) * | 2008-05-20 | 2014-02-05 | 晃 竹林 | Surgical guide |
| WO2009142179A1 (en) * | 2008-05-20 | 2009-11-26 | Takebayashi Akira | Surgical guide, and positioning method of drill using surgical guide |
| US8678819B2 (en) | 2008-05-20 | 2014-03-25 | Akira Takebayashi | Surgical guide, and a method for positioning a drill using the surgical guide |
| JP2010008403A (en) * | 2008-05-27 | 2010-01-14 | Central Res Inst Of Electric Power Ind | Method, apparatus and program for evaluating heat shield performance of coating layer |
| JP2013523415A (en) * | 2010-04-14 | 2013-06-17 | スミス アンド ネフュー インコーポレーテッド | System and method for patient-assisted computer-assisted surgical procedure |
| US11253323B2 (en) | 2010-04-14 | 2022-02-22 | Smith & Nephew, Inc. | Systems and methods for patient-based computer assisted surgical procedures |
| KR20150000279A (en) * | 2013-06-24 | 2015-01-02 | 현대중공업 주식회사 | Method for displaying surgical robot's behavior region |
| KR102131693B1 (en) | 2013-06-24 | 2020-07-08 | 큐렉소 주식회사 | Method for displaying surgical robot’s behavior region |
| KR101570857B1 (en) * | 2014-04-29 | 2015-11-24 | 큐렉소 주식회사 | Apparatus for adjusting robot surgery plans |
| CN109157278A (en) * | 2018-08-09 | 2019-01-08 | 张晨晨 | A kind of Kuntscher pin for orthopaedic surgery guiding pre-fixes device |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US6487431B1 (en) | Radiographic apparatus and method for monitoring the path of a thrust needle | |
| CN110946653B (en) | Operation navigation system | |
| JP4738270B2 (en) | Surgery support device | |
| CN103619278B (en) | The system guiding injection during endoscopic surgery | |
| JP4469423B2 (en) | Stereotaxic treatment apparatus and method | |
| CN110811832B (en) | Osteotomy checking method, checking equipment, readable storage medium and orthopedic surgery system | |
| EP3847996A1 (en) | Tooth implantation system and navigation method therefor | |
| JP2017094084A (en) | Systems and methods for ultrasound image-guided ablation antenna placement | |
| US9986968B2 (en) | Ultrasonic device for dental implant navigation | |
| CN1668254A (en) | Medical device positioning system and method | |
| TWI688367B (en) | Surgery assistive system and method for obtaining surface information thereof | |
| JP4671282B2 (en) | Ultrasonic device | |
| CN112603538A (en) | Orthopedic navigation positioning system and method | |
| KR20100098055A (en) | Image guided surgery system and the control method of the same | |
| KR20190078853A (en) | Laser projection apparatus and control method thereof, laser guidance system including the apparatus | |
| CN117425447A (en) | Medical robot for ultrasonic guiding needle placement | |
| CN113855287A (en) | Oral implant surgical robot with implant precision evaluation function and control method | |
| JP2002085421A (en) | Surgery supporting system | |
| JPH09173350A (en) | Improvement in or concerning alignment system | |
| US6810280B2 (en) | Method and apparatus for detecting the three-dimensional position of an examination instrument inserted into a body region | |
| JP2005517487A (en) | Diagnostic device with automatic visualization of scan plane | |
| US20080285707A1 (en) | System and Method for Medical Navigation | |
| JP2005261946A (en) | Guidance mechanism for positioning subject in imaging collecting beam | |
| JP2002126106A (en) | Radiotherapeutic apparatus | |
| CN112515762A (en) | Method and system for supporting medical personnel in resection and computer program product |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20060301 |
|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20080411 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20080422 |
|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20080812 |