JP2018079304A - 2d−3d位置合わせの収束を改善するための方法及びシステム - Google Patents
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Abstract
Description
本出願は、2016年5月18日に出願された米国特許出願第15/157,444号の一部継続であり、その米国特許出願は、2016年4月11日に出願された米国特許出願第15/095,883号の一部継続であり、その米国特許出願は、2013年10月24日に出願された米国特許出願第14/062,707号の一部継続であり、その米国特許出願は、2013年6月21日に出願された米国特許出願第13/924,505号の一部継続出願であり、その米国特許出願は、2012年6月21日に出願された仮出願第61/662,702号に対する優先権を主張し、及び2013年3月15日に出願された仮出願第61/800,527号に対する優先権を主張し、それらの全ては、全ての目的のためにその全体として参照することにより本明細書に組み込まれる。
[技術分野]
[背景技術]
[発明の概要]
[図面の簡単な説明]
[図2]一実施形態に係る患者に対する外科用ロボット及びカメラの位置付けを含むロボットシステムを例解する。
[図3]例示的な実施形態に従う外科用ロボットシステムを例解する。
[図4]例示的な実施形態に従う外科用ロボットの一部を例解する。
[図5]例示的な実施形態に従う外科用ロボットのブロック図を例解する。
[図6]例示的な実施形態に従う外科用ロボットを例解する。
[図7A〜7C]例示的な実施形態に従うエンドエフェクタを例解する。
[図8]一実施形態に係るエンドエフェクタの誘導管への外科用器具の挿入前及び後の、外科用器具及びエンドエフェクタを例解する。
[図9A〜9C]例示的な実施形態に従うエンドエフェクタ及びロボットアームの一部分を例解する。
[図10]例示的な実施形態に従う動的参照アレイ、画像化アレイ、及び他の構成要素を例解する。
[図11]例示的な実施形態に従う位置合わせ方法を例解する。
[図12A〜12B]例示的な実施形態に係る画像化デバイスの実施形態を例解する。
[図13]コンピュータ断層撮影ボリュームの複数のスライスにおける1つの腰椎上の椎弓根スクリューの軌道を計画する工程を例解する。
[図14]X線上の複数の図による単一の腰椎上の椎弓根スクリューの軌道を計画する工程を例解する。
[図15]本開示と一致する例示的方法を例解する。
[発明を実施するための形態]
Claims (20)
- ロボットアーム及びロボット基部を有するロボットであって、前記ロボット基部は、三次元(3D)医用画像及び二次元(2D)医用画像を受信するように構成された画像位置合わせ機能を備える、ロボットと、
解剖学的座標系において、1つ以上の追跡マーカを検出するように構成された少なくとも1つのカメラと、を備える、外科用ロボットシステムであって、
前記画像位置合わせ機能は、前記3D医用画像からシミュレートされた2Dデジタル医用画像を生成し、前記シミュレートされた2D医用画像を前記2D医用画像と一致させるように構成され、
前記画像位置合わせ機能は、最初に、前記3Dデジタル画像上に配置した第1のデジタル医用物体を前記2Dデジタル医用画像上に配置した第2のデジタル医用物体に対応させることによって、前記シミュレートされた2Dデジタル医用画像を前記2Dデジタル医用画像に関連付け、
前記画像位置合わせ機能は、
(i)3D解剖学的特徴及び第1の座標系を含む、3Dデジタル医用画像を記憶することと、
(ii)2D解剖学的特徴及び第2の座標系を含む、2Dデジタル医用画像を記憶することと、
(iii)前記3Dデジタル医用画像及び前記2Dデジタル医用画像上のデジタル医用物体の配置を記憶することと、
(iv)前記3Dデジタル医用画像から、前記3D解剖学的特徴に対応しているシミュレートされた2D解剖学的特徴を含む、シミュレートされた2Dデジタル医用画像を生成することと、
(v)一致に到達するまで、前記2D解剖学的特徴を前記シミュレートされた2D解剖学的特徴と比較することと、
(vi)前記一致に基づいて、前記第1の座標系を前記第2の座標系と位置合わせすることと、によって位置合わせするように更に構成され、
前記解剖学的座標系における前記ロボットアームの前記位置及び前記患者の位置が、前記1つ以上の追跡マーカを用いて、前記第1の座標系を描写する表示器上に表現されてもよい、外科用ロボットシステム。 - 前記3Dデジタル画像は、コンピュータ断層撮影(CT)システム及び磁気共鳴画像(MRI)システムのうちの少なくとも1つによって生成される、請求項1に記載のシステム。
- 前記2Dデジタル画像は、X線システムによって生成される、請求項1に記載のシステム。
- 前記解剖学的座標系は、前記患者の位置を追跡する画像追跡システムによって少なくとも一部決定される、請求項1に記載のシステム。
- 前記3Dデジタル医用画像は、断層撮影(CT)システム及び磁気共鳴画像(MRI)システムのうちの1つから術前に得られ、前記2Dデジタル医用画像は、X線システムから術中に得られる、請求項1に記載のシステム。
- 前記デジタル医用物体は、外科用医用インプラントデバイスである、請求項1に記載のシステム。
- 前記デジタル医用物体は、デシタル式にシミュレートされた生体活性インプラントデバイス、電子式医用インプラントデバイス、及び人工医用移植材料のうちの少なくとも1つである、請求項1に記載のシステム。
- 前記デジタル医用物体の前記配置は、陰影として現れる、請求項1に記載のシステム。
- 前記デジタル医用物体の前記配置が、前記比較ステップの開始時に関心領域を提供する、請求項1に記載のシステム。
- 前記3Dデジタル画像及び前記取得された2Dデジタル医用画像に配置された前記対応するデジタル医用物体の前記配置には、配置許容差が提供される、請求項1に記載のシステム。
- 前記一致は、一致許容差内で決定される、請求項1に記載のシステム。
- デジタル医用画像座標系を位置合わせするための方法であって、
3D解剖学的特徴及び第1の座標系を含む、3Dデジタル医用画像を記憶するステップと、
2D解剖学的特徴及び第2の座標系を含む、2Dデジタル医用画像を記憶するステップと、
前記3Dデジタル医用画像及び前記2Dデジタル医用画像上のデジタル医用物体の配置を記憶するステップと、
前記3Dデジタル医用画像から、前記3D解剖学的特徴に対応しているシミュレートされた2D解剖学的特徴を含む、シミュレートされた2Dデジタル医用画像を生成するステップと、
一致に到達するまで、前記2D解剖学的特徴を前記シミュレートされた2D解剖学的特徴と比較するステップと、
前記一致に基づいて、前記第1の座標系と前記第2の座標系との位置合わせを決定するステップと、を含む、方法。 - 前記3Dデジタル画像は、コンピュータ断層撮影(CT)システム及び磁気共鳴画像(MRI)システムのうちの少なくとも1つによって生成される、請求項12に記載のシステム。
- 前記2Dデジタル画像は、X線システムによって生成され、前記第2の座標系は、医療手技中、患者の解剖学的座標系を参照する、請求項12に記載のシステム。
- 前記解剖学的座標系は、前記患者の前記位置を追跡する画像追跡システム及びX線システムによって少なくとも一部決定される、請求項14に記載のシステム。
- 前記3Dデジタル医用画像は、断層撮影(CT)システム及び磁気共鳴画像(MRI)システムのうちの1つから術前に得られ、前記2Dデジタル医用画像は、X線システムから術中に得られる、請求項12に記載のシステム。
- 前記デジタル医用物体は、デジタル式にシミュレートされた外科用医用インプラントデバイスである、請求項12に記載のシステム。
- 前記デジタル医用物体は、デシタル式にシミュレートされた生体活性インプラントデバイス、電子式医用インプラントデバイス、及び人工医用移植材料のうちの少なくとも1つである、請求項12に記載のシステム。
- 前記デジタル医用物体の前記配置は、医用画像上の実際の物体の複製として現れる、請求項12に記載のシステム。
- 前記3Dデジタル画像及び前記取得された2Dデジタル医用画像に配置された前記対応するデジタル医用物体の前記配置には、配置許容差が提供される、請求項12に記載のシステム。
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