JP2017529914A - 整形外科用ナビゲーションのための形状検知 - Google Patents
整形外科用ナビゲーションのための形状検知 Download PDFInfo
- Publication number
- JP2017529914A JP2017529914A JP2017512923A JP2017512923A JP2017529914A JP 2017529914 A JP2017529914 A JP 2017529914A JP 2017512923 A JP2017512923 A JP 2017512923A JP 2017512923 A JP2017512923 A JP 2017512923A JP 2017529914 A JP2017529914 A JP 2017529914A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- optical shape
- shape sensing
- fiber
- optical
- 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.)
- Granted
Links
- 238000001514 detection method Methods 0.000 title claims description 47
- 230000000399 orthopedic effect Effects 0.000 title description 9
- 239000000835 fiber Substances 0.000 claims abstract description 170
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 claims abstract description 144
- 210000000988 bone and bone Anatomy 0.000 claims abstract description 129
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 50
- 239000000853 adhesive Substances 0.000 claims description 8
- 230000001070 adhesive effect Effects 0.000 claims description 8
- 239000002639 bone cement Substances 0.000 claims description 6
- 239000013307 optical fiber Substances 0.000 description 33
- 210000000689 upper leg Anatomy 0.000 description 23
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 17
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 17
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 13
- 210000003484 anatomy Anatomy 0.000 description 10
- 230000009466 transformation Effects 0.000 description 10
- 238000001356 surgical procedure Methods 0.000 description 9
- 210000002303 tibia Anatomy 0.000 description 9
- 238000013459 approach Methods 0.000 description 8
- 238000005520 cutting process Methods 0.000 description 8
- 238000003384 imaging method Methods 0.000 description 8
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 7
- 239000007943 implant Substances 0.000 description 7
- 230000033001 locomotion Effects 0.000 description 7
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 6
- 230000006870 function Effects 0.000 description 6
- 239000003550 marker Substances 0.000 description 6
- 238000011282 treatment Methods 0.000 description 5
- 238000013150 knee replacement Methods 0.000 description 4
- 238000002595 magnetic resonance imaging Methods 0.000 description 4
- 230000036961 partial effect Effects 0.000 description 4
- 239000000523 sample Substances 0.000 description 4
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 4
- 238000004891 communication Methods 0.000 description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 3
- 238000011156 evaluation Methods 0.000 description 3
- 208000015181 infectious disease Diseases 0.000 description 3
- 238000012800 visualization Methods 0.000 description 3
- 241000228740 Procrustes Species 0.000 description 2
- 210000001264 anterior cruciate ligament Anatomy 0.000 description 2
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 2
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 2
- 238000002591 computed tomography Methods 0.000 description 2
- 239000000463 material Substances 0.000 description 2
- 238000000513 principal component analysis Methods 0.000 description 2
- 230000008569 process Effects 0.000 description 2
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 2
- 238000004513 sizing Methods 0.000 description 2
- 238000002604 ultrasonography Methods 0.000 description 2
- 208000019901 Anxiety disease Diseases 0.000 description 1
- 125000002066 L-histidyl group Chemical group [H]N1C([H])=NC(C([H])([H])[C@](C(=O)[*])([H])N([H])[H])=C1[H] 0.000 description 1
- 208000028389 Nerve injury Diseases 0.000 description 1
- 230000002411 adverse Effects 0.000 description 1
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 1
- 238000004873 anchoring Methods 0.000 description 1
- 230000036506 anxiety Effects 0.000 description 1
- 210000001367 artery Anatomy 0.000 description 1
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 1
- 210000004204 blood vessel Anatomy 0.000 description 1
- 210000004556 brain Anatomy 0.000 description 1
- 239000004568 cement Substances 0.000 description 1
- 230000006835 compression Effects 0.000 description 1
- 238000007906 compression Methods 0.000 description 1
- 238000013170 computed tomography imaging Methods 0.000 description 1
- 238000004590 computer program Methods 0.000 description 1
- 230000001054 cortical effect Effects 0.000 description 1
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 1
- 238000013461 design Methods 0.000 description 1
- 230000001066 destructive effect Effects 0.000 description 1
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 1
- 238000001839 endoscopy Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 230000002349 favourable effect Effects 0.000 description 1
- 238000007667 floating Methods 0.000 description 1
- 238000002594 fluoroscopy Methods 0.000 description 1
- 210000001035 gastrointestinal tract Anatomy 0.000 description 1
- 238000011540 hip replacement Methods 0.000 description 1
- 238000005286 illumination Methods 0.000 description 1
- 238000003780 insertion Methods 0.000 description 1
- 230000037431 insertion Effects 0.000 description 1
- 230000003993 interaction Effects 0.000 description 1
- 210000003127 knee Anatomy 0.000 description 1
- 230000000670 limiting effect Effects 0.000 description 1
- 210000004072 lung Anatomy 0.000 description 1
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 230000008764 nerve damage Effects 0.000 description 1
- 238000012634 optical imaging Methods 0.000 description 1
- 238000005457 optimization Methods 0.000 description 1
- 210000000056 organ Anatomy 0.000 description 1
- 239000003973 paint Substances 0.000 description 1
- 238000007591 painting process Methods 0.000 description 1
- 230000008447 perception Effects 0.000 description 1
- 230000000737 periodic effect Effects 0.000 description 1
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 description 1
- 238000003825 pressing Methods 0.000 description 1
- 238000011084 recovery Methods 0.000 description 1
- 230000002829 reductive effect Effects 0.000 description 1
- 230000008439 repair process Effects 0.000 description 1
- 238000005070 sampling Methods 0.000 description 1
- 230000011218 segmentation Effects 0.000 description 1
- 229920002379 silicone rubber Polymers 0.000 description 1
- 239000004945 silicone rubber Substances 0.000 description 1
- 210000004872 soft tissue Anatomy 0.000 description 1
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 1
- 230000008685 targeting Effects 0.000 description 1
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 1
- 238000011883 total knee arthroplasty Methods 0.000 description 1
- 238000000844 transformation Methods 0.000 description 1
- 230000000007 visual 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
- 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
- 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
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61F—FILTERS IMPLANTABLE INTO BLOOD VESSELS; PROSTHESES; DEVICES PROVIDING PATENCY TO, OR PREVENTING COLLAPSING OF, TUBULAR STRUCTURES OF THE BODY, e.g. STENTS; ORTHOPAEDIC, NURSING OR CONTRACEPTIVE DEVICES; FOMENTATION; TREATMENT OR PROTECTION OF EYES OR EARS; BANDAGES, DRESSINGS OR ABSORBENT PADS; FIRST-AID KITS
- A61F2/00—Filters implantable into blood vessels; Prostheses, i.e. artificial substitutes or replacements for parts of the body; Appliances for connecting them with the body; Devices providing patency to, or preventing collapsing of, tubular structures of the body, e.g. stents
- A61F2/02—Prostheses implantable into the body
- A61F2/30—Joints
- A61F2/46—Special tools or methods for implanting or extracting artificial joints, accessories, bone grafts or substitutes, or particular adaptations therefor
- A61F2/4657—Measuring instruments used for implanting artificial joints
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B17/00—Surgical instruments, devices or methods, e.g. tourniquets
- A61B2017/0042—Surgical instruments, devices or methods, e.g. tourniquets with special provisions for gripping
- A61B2017/00438—Surgical instruments, devices or methods, e.g. tourniquets with special provisions for gripping connectable to a finger
-
- 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
- A61B2034/108—Computer aided selection or customisation of medical implants or cutting guides
-
- 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
- A61B2034/2055—Optical tracking systems
-
- 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
- A61B2034/2061—Tracking techniques using shape-sensors, e.g. fiber shape sensors with Bragg gratings
-
- 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
- A61B2034/2068—Surgical navigation systems; Devices for tracking or guiding surgical instruments, e.g. for frameless stereotaxis using pointers, e.g. pointers having reference marks for determining coordinates of body points
-
- 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
- A61B34/74—Manipulators with manual electric input means
- A61B2034/741—Glove like input devices, e.g. "data gloves"
-
- 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
- A61B90/06—Measuring instruments not otherwise provided for
- A61B2090/067—Measuring instruments not otherwise provided for for measuring angles
-
- 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
- A61B2090/365—Correlation of different images or relation of image positions in respect to the body augmented reality, i.e. correlating a live optical image with another image
-
- 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
- A61B2090/376—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]
-
- 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
- A61F—FILTERS IMPLANTABLE INTO BLOOD VESSELS; PROSTHESES; DEVICES PROVIDING PATENCY TO, OR PREVENTING COLLAPSING OF, TUBULAR STRUCTURES OF THE BODY, e.g. STENTS; ORTHOPAEDIC, NURSING OR CONTRACEPTIVE DEVICES; FOMENTATION; TREATMENT OR PROTECTION OF EYES OR EARS; BANDAGES, DRESSINGS OR ABSORBENT PADS; FIRST-AID KITS
- A61F2/00—Filters implantable into blood vessels; Prostheses, i.e. artificial substitutes or replacements for parts of the body; Appliances for connecting them with the body; Devices providing patency to, or preventing collapsing of, tubular structures of the body, e.g. stents
- A61F2/02—Prostheses implantable into the body
- A61F2/30—Joints
- A61F2/46—Special tools or methods for implanting or extracting artificial joints, accessories, bone grafts or substitutes, or particular adaptations therefor
- A61F2/4657—Measuring instruments used for implanting artificial joints
- A61F2002/4663—Measuring instruments used for implanting artificial joints for measuring volumes or other three-dimensional shapes
Landscapes
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Surgery (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Nuclear Medicine, Radiotherapy & Molecular Imaging (AREA)
- Heart & Thoracic Surgery (AREA)
- Biomedical Technology (AREA)
- Veterinary Medicine (AREA)
- Animal Behavior & Ethology (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- Public Health (AREA)
- Molecular Biology (AREA)
- Medical Informatics (AREA)
- Robotics (AREA)
- Orthopedic Medicine & Surgery (AREA)
- Transplantation (AREA)
- Oral & Maxillofacial Surgery (AREA)
- Physical Education & Sports Medicine (AREA)
- Gynecology & Obstetrics (AREA)
- Radiology & Medical Imaging (AREA)
- Pathology (AREA)
- Vascular Medicine (AREA)
- Cardiology (AREA)
- Biophysics (AREA)
- Surgical Instruments (AREA)
- Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)
Abstract
Description
OSSCS_T_FCS=OSSCS_T_FF*FF_T_FCS、ただしOSSCS_T_FCSはOSSCS座標系とFCS座標系との間での変換である。FF_T_FCSは大腿骨座標系(FCS)と導入点における脛骨ファイバ(FF)の固定部との間での形状検知変換である。OSSCS_T_FCSは脛骨ファイバの固定部とOSSCSとの間での変換である。位置合わせは、大腿骨空間又は脛骨空間内の点のデジタル化と、それらの点とMCS内の点との(例えばプロクラステス、ICP(Iterative Closest Point)など、既知の任意の位置合わせアルゴリズムを用いた)マッチングとを通じて行われる。
XA_OSSCS=OSSCS_T_PCS*XA_PCS
OSSCS_T_PCS=OSSCS_T_PF*FF_T_PCS
・ハンドルなどの器具本体であって、OSSコンソールに繋留されたOSSファイバが埋め込まれたもの。
・ハンドルから延出するとともに先端部又は可変形性位置合わせポインタの位置及び配向がわかるようにOSSファイバを埋め込まれている受動的又は能動的(例えばアクチュエータ制御)柔軟性を備えた柔軟性のデバイス器具先端部は可変形性の位置合わせポインタ。
・OSSファイバから1つの位置合わせ点(又は一連の位置合わせ点)が収集され得ることをコンピュータに伝達するための、トリガ機構又は他の検出及び制御機構又はユーザ入力機構。
・先端部が物体と接触したときに手術者に警告するための、先端部に装着された接触センサ。
・手術者に視覚的なフィードバックを提供するための、先端部に装着された撮像システム(ファイバ束、CCD/CMOSチップ、又は類似のもの)及び光源。
標準的な点に基づく剛性体位置合わせは、いくつかの離散骨性ランドマークと共に用いられ得る。図11Aは、形状検知ファイバが大腿骨の輪郭と一致され、4つのランドマーク点1101、1102、1103、1104が位置合わせのために用いられることを示す。点の数は3つ以上である必要はなく、直線を形成する必要はない。骨性ランドマークは、骨の3Dモデルにおいて予め定義されている。形状検知ファイバは、これらのランドマークの位置の迅速な取得を提供し得る。
再び図11A、図11Bを参照すると、形状検知ファイバ1106は大腿骨1105又は他の骨と密接され得るので、接触部分のファイバ形状は対応する骨表面に合致する。この(図11Bの)位置合わせ形状1107は、骨モデル、例えば術前にCTスキャンを通じて取得された骨メッシュに位置合わせされ得る。1つの可能な位置合わせアルゴリズムはICPである。図11Bは、大腿骨1105の上部輪郭と一致された形状検知ファイバ1106を示す。ファイバに沿った位置合わせ形状1107は骨と接触している。なお、図11Bは、位置合わせ原理を説明するために2Dの例を用いている。しかしながら、良好な位置合わせ結果のためには、3Dの位置合わせ形状が重要である。全体が単一の平面内にある位置合わせ形状は、非一義的な位置合わせ結果を生成する可能性があるため、所望されない。
a)「備える(comprising)」という語は、所与の請求項内に列挙されたもの以外の要素又は動作の存在を除外しない;
b)ある要素に先行する「a」又は「an」という語は、複数のそのような要素の存在を除外しない;
c)請求項中の参照符号は請求項の範囲を限定しない;
d)いくつかの「手段」が同一のアイテム又はハードウェア又はソフトウェア実装の構造若しくは機能によって表されてもよい;
e)特に示されない限り、識別の一連の動作が必要とされることは意図されない。
Claims (33)
- 光学的形状検知ファイバからのフィードバックを受信して、1つ以上のアタッチメントデバイスのうちの少なくとも1つのアタッチメントデバイスの位置及び配向を、1つ以上の解剖学的マップのうちの少なくとも1つ、又は前記1つ以上のアタッチメントデバイスのうちの別の1つに対して位置合わせする形状検知モジュールと、
骨に対して解剖学的な位置で結合された、前記1つ以上のアタッチメントデバイスのうちの前記少なくとも1つと、
前記1つ以上のアタッチメントデバイスのうちの前記少なくとも1つに結合されるとともに、前記1つ以上のアタッチメントデバイスのうちの前記少なくとも1つのアタッチメントデバイスの位置及び配向を識別する前記光学的形状検知ファイバと、
を備える、光学的形状検知システム。 - 前記1つ以上のアタッチメントデバイスのうちの前記少なくとも1つは前記光学的形状検知ファイバの一部を収容するボタン部を含み、前記ボタン部は、前記光学的形状検知ファイバを収容し、前記光学的形状検知ファイバの形状又は姿勢に基づいて前記位置及び配向を識別する、請求項1に記載の光学的形状検知システム。
- 前記1つ以上のアタッチメントデバイスのうちの前記少なくとも1つは前記解剖学的な位置に係合するための部分を含み、前記部分はねじ軸、ピン、接着剤、骨セメント、クランプ、又はブリッジのうちの少なくとも1つを含む、請求項1に記載の光学的形状検知システム。
- ポインタデバイスをさらに備え、前記ポインタデバイスは前記ポインタデバイス上の位置及び配向を追跡するポインタデバイス光学的形状検知ファイバを有する、請求項1に記載の光学的形状検知システム。
- 前記ポインタデバイスは、前記ポインタデバイス光学的形状検知ファイバが関心領域に適合する柔軟性又は可変形性の部分を含む、請求項4に記載の光学的形状検知システム。
- 前記ポインタデバイスは前記1つ以上のアタッチメントデバイスのうちの前記少なくとも1つに結合された前記形状検知ファイバの遠位端にある、請求項4に記載の光学的形状検知システム。
- 前記1つ以上のアタッチメントデバイスのうちの前記少なくとも1つのアタッチメントデバイスの前記位置は前記骨のデジタル化されたバージョンとして表現され、1つ以上のアタッチメントデバイスのうちの前記少なくとも1つのアタッチメントデバイスの前記位置及び前記デジタル化されたバージョンは1つ以上のアタッチメントデバイスのうちの前記少なくとも1つのアタッチメントデバイスの追跡された位置に基づいて前記解剖学的マップを更新するために使用される、請求項1に記載の光学的形状検知システム。
- 前記1つ以上のアタッチメントデバイスのうちの前記少なくとも1つは、前記解剖学的な位置に係合するためのアンカ部を有する第1の部分と、前記光学的形状検知ファイバを収容する第2の部分とを有し、前記第1の部分と前記第2の部分とは分離可能且つ嵌合可能である、請求項1に記載の光学的形状検知システム。
- 前記1つ以上のアタッチメントデバイスのうちの前記少なくとも1つは、前記1つ以上のアタッチメントデバイスのうちの前記別の1つのための基準位置として働く、請求項1に記載の光学的形状検知システム。
- 前記解剖学的マップはライブ画像を含み、前記1つ以上のアタッチメントデバイスのうちの前記少なくとも1つ又は前記1つ以上のアタッチメントデバイスのうちの前記別の1つはライブ画像に位置合わせされる、請求項1に記載の光学的形状検知システム。
- 前記解剖学的マップと前記光学的形状検知ファイバとは形状検知可能なポインタデバイスを用いて位置合わせされる、請求項1に記載の光学的形状検知システム。
- 前記解剖学的マップと前記光学的形状検知ファイバとは高速位置合わせデバイスを用いて位置合わせされる、請求項1に記載の光学的形状検知システム。
- 前記高速位置合わせデバイスは形状記憶チューブ又は超弾性パッチである、請求項12に記載の光学的形状検知システム。
- 前記高速位置合わせデバイスは装着型位置合わせデバイスを含む、請求項12に記載の光学的形状検知システム。
- 前記装着型位置合わせデバイスはリング又はグローブを備える、請求項14に記載の光学的形状検知システム。
- 1つ以上の光学的形状検知ファイバからのフィードバックを受信する形状検知モジュールと、
1つ以上の骨に対して解剖学的な位置で接続された1つ以上のアタッチメントデバイスであって、各々が光学的形状検知ファイバに接続されており、前記光学的形状検知ファイバはモデル座標系で前記解剖学的な位置を位置的及び配向的に追跡するために使用される、前記アタッチメントデバイスと、
前記モデル座標系に含まれた解剖学的画像であって、前記光学的形状検知ファイバからの追跡された変化が、ディスプレイ上で閲覧される前記解剖学的画像を更新するために使用される、解剖学的画像と、
を備える、光学的形状検知システム。 - 前記1つ以上のアタッチメントデバイスは前記光学的形状検知ファイバの一部を収容するボタン部を含み、前記ボタン部は、前記光学的形状検知ファイバを収容し、前記光学的形状検知ファイバの形状に基づいて前記ボタン部の位置及び配向を識別する、請求項16に記載の光学的形状検知システム。
- 各アタッチメントデバイスは前記解剖学的な位置に係合するための部分を含み、前記部分はねじ軸、ピン、接着剤、骨セメント、クランプ、又はブリッジのうちの少なくとも1つを含む、請求項16に記載の光学的形状検知システム。
- ポインタデバイスをさらに備え、前記ポインタデバイスは前記ポインタデバイス上の局所位置を追跡するポインタデバイス光学的形状検知ファイバを有する、請求項16に記載の光学的形状検知システム。
- 前記ポインタデバイスは、前記ポインタデバイス光学的形状検知ファイバが関心領域に適合する柔軟性又は可変形性の部分を含む、請求項19に記載の光学的形状検知システム。
- 前記1つ以上のアタッチメントデバイスの位置は骨のデジタル化されたバージョンによって表現され、前記アタッチメントデバイスの前記位置及び前記デジタル化されたバージョンは前記解剖学的マップを更新するために使用される、請求項16に記載の光学的形状検知システム。
- 前記1つ以上のアタッチメントデバイスは、前記解剖学的な位置に係合するためのアンカ部を有する第1の部分と、前記光学的形状検知ファイバを収容する第2の部分とを含み、前記第1の部分と前記第2の部分とは分離可能且つ嵌合可能である、請求項16に記載の光学的形状検知システム。
- 前記1つ以上のアタッチメントデバイスのうちの1つは、前記1つ以上のアタッチメントデバイスのうちの別の1つのための基準位置として働く、請求項16に記載の光学的形状検知システム。
- 高速位置合わせデバイスをさらに備える、請求項16に記載の光学的形状検知システム。
- 前記解剖学的マップと前記光学的形状検知ファイバとは形状検知可能なポインタデバイスを用いて位置合わせされる、請求項16に記載の光学的形状検知システム。
- 光学的形状検知システムを用いて骨を追跡する方法であって、
骨に対する場所にアタッチメントデバイスを接続することと;
前記アタッチメントデバイスに接続された光学的形状検知ファイバを用いて前記アタッチメントデバイスの位置及び配向を識別することと;
前記光学的形状検知ファイバからのフィードバックを用いて前記アタッチメントデバイスの前記位置を解剖学的マップに対して位置合わせすることと;
前記骨の位置変化及び配向変化を前記解剖学的マップで表示することと、
を備える、方法。 - 前記アタッチメントデバイスは、前記骨に対する前記場所に係合するためのアンカ部を有する第1の部分と、前記光学的形状検知ファイバを収容する第2の部分とを備え、前記第1の部分と前記第2の部分とは分離可能且つ嵌合可能である、請求項26に記載の方法。
- ポインタデバイス上の位置を追跡する光学的形状検知ファイバを有する前記ポインタデバイスを用いて前記骨をデジタル化することをさらに備える、請求項26に記載の方法。
- 前記ポインタデバイスは、前記光学的形状検知ファイバが関心領域に適合する柔軟性又は可変形性の部分を含む、請求項28に記載の方法。
- 前記骨をデジタル化されたバージョンとして表現することをさらに備え、前記デジタル化されたバージョンは、前記アタッチメントデバイスの追跡された位置に基づいて前記解剖学的マップを更新するために使用される、請求項26に記載の方法。
- 前記アタッチメントデバイスは、別のアタッチメントデバイスに接続された前記光学的形状検知ファイバ又は別の光学的形状検知ファイバを用いて、前記別のアタッチメントデバイスのための基準位置として働く、請求項26に記載の方法。
- 形状検知可能なポインタデバイスを用いて前記解剖学的マップを光学的形状検知ファイバに位置合わせすることをさらに備える、請求項26に記載の方法。
- 先端部と、細長本体と、光学的形状検知ファイバとを備えた位置合わせツールであって、前記光学的形状検知ファイバは前記先端部にあり前記細長本体に沿っており、前記先端部は少なくとも1自由度で制御可能であり、前記光学的形状検知ファイバ上の1点における配向を6自由度で測定するための手段をさらに備える、位置合わせツール。
Applications Claiming Priority (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US201462047338P | 2014-09-08 | 2014-09-08 | |
US62/047,338 | 2014-09-08 | ||
PCT/IB2015/056595 WO2016038499A2 (en) | 2014-09-08 | 2015-08-31 | Shape sensing for orthopedic navigation |
Publications (3)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2017529914A true JP2017529914A (ja) | 2017-10-12 |
JP2017529914A5 JP2017529914A5 (ja) | 2018-10-11 |
JP6713987B2 JP6713987B2 (ja) | 2020-06-24 |
Family
ID=54252351
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2017512923A Active JP6713987B2 (ja) | 2014-09-08 | 2015-08-31 | 整形外科用ナビゲーションのための形状検知 |
Country Status (5)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US11219487B2 (ja) |
EP (1) | EP3191010A2 (ja) |
JP (1) | JP6713987B2 (ja) |
CN (2) | CN117323001A (ja) |
WO (1) | WO2016038499A2 (ja) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2022507106A (ja) * | 2018-11-15 | 2022-01-18 | センターライン バイオメディカル,インコーポレイテッド | 解剖学的計測ワイヤを用いた対応付けのためのシステムおよび方法 |
JP2022512274A (ja) * | 2018-10-03 | 2022-02-03 | シーエムアール・サージカル・リミテッド | ナビゲーション支援 |
Families Citing this family (23)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US9860477B2 (en) | 2013-12-23 | 2018-01-02 | Echostar Technologies L.L.C. | Customized video mosaic |
WO2016181320A1 (en) | 2015-05-12 | 2016-11-17 | Navix International Limited | Fiducial marking for image-electromagnetic field registration |
JP6857139B2 (ja) | 2015-05-12 | 2021-04-14 | ナヴィックス インターナショナル リミテッドNavix International Limited | 誘電特性分析によるリージョン評価 |
US10849550B2 (en) | 2016-06-03 | 2020-12-01 | RoboDiagnostics LLC | Robotic joint testing apparatus and coordinate systems for joint evaluation and testing |
EP3484362A1 (en) | 2016-07-14 | 2019-05-22 | Navix International Limited | Characteristic track catheter navigation |
US11331029B2 (en) | 2016-11-16 | 2022-05-17 | Navix International Limited | Esophagus position detection by electrical mapping |
WO2018092062A1 (en) * | 2016-11-16 | 2018-05-24 | Navix International Limited | Real-time display of tissue deformation by interactions with an intra-body probe |
WO2018092059A1 (en) * | 2016-11-16 | 2018-05-24 | Navix International Limited | Tissue model dynamic visual rendering |
CN110198680B (zh) | 2016-11-16 | 2022-09-13 | 纳维斯国际有限公司 | 消融有效性估计器 |
US10709507B2 (en) | 2016-11-16 | 2020-07-14 | Navix International Limited | Real-time display of treatment-related tissue changes using virtual material |
US11033341B2 (en) | 2017-05-10 | 2021-06-15 | Mako Surgical Corp. | Robotic spine surgery system and methods |
EP3621545B1 (en) * | 2017-05-10 | 2024-02-21 | MAKO Surgical Corp. | Robotic spine surgery system |
CN107669349A (zh) * | 2017-10-11 | 2018-02-09 | 余江 | 一种对股骨头中心、髌骨中点和第二趾骨进行定位的装置和定位设备 |
US11129679B2 (en) | 2017-11-14 | 2021-09-28 | Mako Surgical Corp. | Fiber optic tracking system |
TR201722919A2 (tr) * | 2017-12-29 | 2019-07-22 | Erhan Ilhan Konukseven | Fi̇ber bragg izgara tabanli opti̇k sensörler i̇le cerrahi̇ branşlarda konum beli̇rleme si̇stemi̇ |
EP3518010A1 (en) * | 2018-01-30 | 2019-07-31 | Koninklijke Philips N.V. | Optical shape sensor, optical shape sensing console and system, and optical shape sensing method |
US10959857B2 (en) * | 2018-02-27 | 2021-03-30 | Mako Surgical Corp. | Registration tools, systems, and methods |
US20190298182A1 (en) * | 2018-04-02 | 2019-10-03 | Saranas, Inc. | Directional and regional bioimpedance bleed detection technique |
US20190310819A1 (en) * | 2018-04-10 | 2019-10-10 | Carto Technologies, LLC | Augmented reality image display systems and methods |
CN110123452A (zh) * | 2019-05-08 | 2019-08-16 | 上海电气集团股份有限公司 | 机器人的导航方法及系统 |
CN110960321B (zh) | 2019-12-18 | 2021-07-02 | 苏州微创畅行机器人有限公司 | 注册靶标、注册方法、装置、电子设备和存储介质 |
GB202011995D0 (en) * | 2020-07-31 | 2020-09-16 | Zaman Tariq | A system for monitoring strain |
US20230289976A1 (en) * | 2022-03-09 | 2023-09-14 | Claire SooHoo | Multi-component system for computerized x-ray vision to track motion during surgery |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US20050199250A1 (en) * | 2004-03-11 | 2005-09-15 | Green John M.Ii | System for determining a position of a point on an object |
US20050203383A1 (en) * | 2004-03-11 | 2005-09-15 | Moctezuma De La Barrera Jose L. | System, device, and method for determining a position of an object |
JP2009537229A (ja) * | 2006-05-19 | 2009-10-29 | マコ サージカル コーポレーション | 触覚デバイスを制御するための方法および装置 |
JP2010107239A (ja) * | 2008-10-28 | 2010-05-13 | Olympus Medical Systems Corp | 形状測定装置 |
Family Cites Families (14)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US7371210B2 (en) * | 1998-02-24 | 2008-05-13 | Hansen Medical, Inc. | Flexible instrument |
US8010180B2 (en) * | 2002-03-06 | 2011-08-30 | Mako Surgical Corp. | Haptic guidance system and method |
US7772541B2 (en) | 2004-07-16 | 2010-08-10 | Luna Innnovations Incorporated | Fiber optic position and/or shape sensing based on rayleigh scatter |
EP2240111B1 (en) * | 2008-06-18 | 2019-07-24 | Mako Surgical Corp. | Fiber optic tracking system |
US20130109957A1 (en) | 2010-01-14 | 2013-05-02 | Koninklijke Philips Electronics N.V. | Flexible instrument channel insert for scope with real-time position tracking |
US9226799B2 (en) * | 2010-06-23 | 2016-01-05 | Mako Surgical Corp. | Inertially tracked objects |
CN103079478B (zh) * | 2010-08-23 | 2017-02-22 | 皇家飞利浦电子股份有限公司 | 用于医疗流程的标测系统和方法 |
WO2012114224A1 (en) * | 2011-02-24 | 2012-08-30 | Koninklijke Philips Electronics N.V. | Non-rigid-body morphing of vessel image using intravascular device shape |
EP2723240B1 (en) * | 2011-06-27 | 2018-08-08 | Koninklijke Philips N.V. | Live 3d angiogram using registration of a surgical tool curve to an x-ray image |
WO2013024418A1 (en) * | 2011-08-16 | 2013-02-21 | Koninklijke Philips Electronics N.V. | Curved multi-planar reconstruction using fiber optic shape data |
IN2014CN02657A (ja) * | 2011-10-20 | 2015-06-26 | Koninkl Philips Nv | |
WO2013061212A1 (en) * | 2011-10-26 | 2013-05-02 | Koninklijke Philips Electronics N.V. | Smart tool holder for an optical shape-sensing fiber |
RU2666580C2 (ru) | 2012-10-02 | 2018-09-11 | Конинклейке Филипс Н.В. | Отображение объема с использованием оптических датчиков формы |
US10602959B2 (en) | 2012-12-14 | 2020-03-31 | Koninklijke Philips N.V. | Position determination apparatus |
-
2015
- 2015-08-31 WO PCT/IB2015/056595 patent/WO2016038499A2/en active Application Filing
- 2015-08-31 CN CN202311508286.XA patent/CN117323001A/zh active Pending
- 2015-08-31 EP EP15775267.6A patent/EP3191010A2/en not_active Withdrawn
- 2015-08-31 US US15/508,966 patent/US11219487B2/en active Active
- 2015-08-31 CN CN201580048328.3A patent/CN107124867A/zh active Pending
- 2015-08-31 JP JP2017512923A patent/JP6713987B2/ja active Active
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US20050199250A1 (en) * | 2004-03-11 | 2005-09-15 | Green John M.Ii | System for determining a position of a point on an object |
US20050203383A1 (en) * | 2004-03-11 | 2005-09-15 | Moctezuma De La Barrera Jose L. | System, device, and method for determining a position of an object |
JP2009537229A (ja) * | 2006-05-19 | 2009-10-29 | マコ サージカル コーポレーション | 触覚デバイスを制御するための方法および装置 |
JP2010107239A (ja) * | 2008-10-28 | 2010-05-13 | Olympus Medical Systems Corp | 形状測定装置 |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2022512274A (ja) * | 2018-10-03 | 2022-02-03 | シーエムアール・サージカル・リミテッド | ナビゲーション支援 |
JP2022507106A (ja) * | 2018-11-15 | 2022-01-18 | センターライン バイオメディカル,インコーポレイテッド | 解剖学的計測ワイヤを用いた対応付けのためのシステムおよび方法 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
WO2016038499A3 (en) | 2016-05-06 |
CN117323001A (zh) | 2024-01-02 |
EP3191010A2 (en) | 2017-07-19 |
CN107124867A (zh) | 2017-09-01 |
WO2016038499A2 (en) | 2016-03-17 |
JP6713987B2 (ja) | 2020-06-24 |
US11219487B2 (en) | 2022-01-11 |
US20170281281A1 (en) | 2017-10-05 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP6713987B2 (ja) | 整形外科用ナビゲーションのための形状検知 | |
JP6894836B2 (ja) | 整形外科における器具追跡のための光形状検知 | |
US8934961B2 (en) | Trackable diagnostic scope apparatus and methods of use | |
US10376321B2 (en) | Shape sensor systems for localizing movable targets | |
Caversaccio et al. | Computer assistance for intraoperative navigation in ENT surgery | |
KR20180071328A (ko) | 추적된 뼈의 정합을 확인하기 위한 방법 | |
EP3735929A1 (en) | Optical tracking | |
JP2016512973A (ja) | 身体に対して対象を追跡するための追跡装置 | |
US11291427B2 (en) | Acoustic analyzation of bone quality during orthopedic surgery | |
US20170273746A1 (en) | Optical shape sensing for soft tissue balancing in orthopedics | |
JP6706576B2 (ja) | 最小侵襲性のインターベンションのための形状センスされるロボット超音波 | |
US20100307516A1 (en) | Express-registering regions of the body | |
US11819297B2 (en) | Light guided digitization method to register a bone | |
CN111417353A (zh) | 外科手术形状传感光纤光学设备及其方法 | |
US11141222B2 (en) | Universal fiber-optical realshape insert | |
JP2022537891A (ja) | 追跡システム視野を配置するシステムおよび方法 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20180830 |
|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20180830 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20190521 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20190517 |
|
A601 | Written request for extension of time |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A601 Effective date: 20190814 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20191113 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20191210 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20200305 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20200309 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20200508 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20200604 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 6713987 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |