JP2018517473A - ロボット手術中に更新された患者画像を供給するための方法および装置 - Google Patents
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Abstract
Description
15 作業ステーション
16 送信元
17 手術ロボット
18 操作部
Claims (13)
- ロボット制御で実行される外科手術中に手術部位の最新の画像を供給するための方法であって、
患者テーブル上に配置された患者のボリュームを表わす3Dデータを取得するために医療用撮像装置を操作するステップであって、前記ボリュームは外科手術中に手動で操作される手術ロボットによって操作される生体構造を含むステップと、
処理装置に対して前記3Dデータを供給し、前記処理装置において、前記3Dデータから前記ボリュームの3D画像を再構成するステップと、
前記処理装置を介して、前記ボリュームの前記3D画像から前記生体構造の3Dボリューム画像をセグメント化するステップと、
前記処理装置において、前記生体構造の少なくとも1つの材料特性を自動的に決定するステップと、
前記処理装置において、前記医療用撮像装置の座標系に対して前記手術ロボットの座標系を重ね合わせするステップと、
前記外科手術を開始し、前記外科手術において、前記生体構造の幾何学的変化を発生させる少なくとも1つの力を前記生体構造に対して加えるように前記手術ロボットを手動で操作するステップと、
前記処理装置に対して前記力を表わす電子信号を供給し、前記処理装置において、前記生体構造の前記力および前記少なくとも1つの材料特性に基づいて前記生体構造の前記セグメント化ボリューム画像を自動的に更新して、前記生体構造の前記幾何学的な変化を視覚的に示す前記生体構造の更新後のセグメント化ボリューム画像を生成するステップと、
前記処理装置と通信する表示画面において、前記外科手術中にリアルタイムで前記生体構造の更新後のセグメント化ボリューム画像を表示するステップと、を含む方法。 - 異なる解剖学的対象物に対してそれぞれ少なくとも1つの材料特性を電子データベースに格納するステップと、
前記セグメント化ボリューム画像における前記生体構造に対して前記少なくとも1つの材料特性を前記データベースから取得するため、前記処理装置から前記電子データベースにアクセスするステップと、を含む請求項1に記載の方法。 - 前記患者テーブル上の前記患者から前記3Dデータを取得する前に前記患者から手術前データセットを取得するステップであって、前記手術前データセットは前記3Dデータセットに含まれた前記患者のボリュームも含むステップと、
前記処理装置に対して前記手術前データセットを供給するとともに、前記処理装置において、手術前データセットを前記3Dデータセットから再構成された前記画像と重ね合わせ、前記手術前データセットを前記3Dデータから再構成された前記画像と結合するステップと、
前記結合画像から前記生体構造をセグメント化して、前記生体構造の前記セグメント化ボリューム画像を取得するステップと、を含む請求項2に記載の方法。 - 前記外科手術中において、前記生体構造の内視鏡画像を取得するとともに、前記外科手術中に表示画面に前記生体構造の前記内視鏡画像を表示するステップと、
前記内視鏡画像において不可視の前記生体構造のビューを表示するため、前記外科手術中において、前記生体構造の前記更新後のセグメント化ボリューム画像を操作するステップと、を含む請求項1に記載の方法。 - 前記処理装置を介して、前記3Dデータから再構成された前記ボリュームの前記画像との手動相互作用によって前記3Dデータから再構成された前記ボリュームの前記画像から前記生体構造を手動でセグメント化するステップを含む請求項1に記載の方法。
- パターン認識を有するセグメント化アルゴリズムを実行することによって、前記処理装置において、前記3Dデータから再構成された前記ボリュームの前記画像から前記生体構造を自動的にセグメント化するステップを含む請求項1に記載の方法。
- ロボット制御で実行される外科手術中に手術部位の現時点での画像を供給するための装置であって、
患者を受けるように適応された患者テーブルと、医療用撮像装置と、外科手術中に手動で操作可能な少なくとも1つの器具と前記外科手術に関係する前記患者の生体構造に対して前記少なくとも1つの器具によって加えられる力を検出する力覚センサとを含む手動で操作される手術ロボットと、を含む手術設備と、
患者テーブル上に配置された患者のボリュームであって、外科手術中に手動操作される手術ロボットによって操作される生体構造を含むボリュームを表わす3Dデータを取得するために前記医療用撮像装置を操作する制御コンピュータと、
前記処理装置と通信する表示画面とを含み、
前記制御コンピュータは、前記3Dデータから前記ボリュームの3D画像を再構成するように構成され、
前記処理装置は、前記ボリュームの前記3D画像から前記生体構造の3Dボリューム画像をセグメント化するように構成され、
前記処理装置は、前記生体構造の少なくとも1つの材料特性を自動的に決定するように構成され、
前記処理装置は、前記医療用撮像装置の座標系に対して前記手術ロボットの座標系を重ね合わせるように構成され、
前記手術ロボットは、外科医が前記外科手術を実行することを可能にし、前記外科手術において、前記生体構造の幾何学的変化を発生させる少なくとも1つの力を前記生体構造に対して加えるように前記手術ロボットを手動で操作するように構成され、
前記手術ロボットは、前記処理装置に対して前記力を表す電子信号を供給し、前記処理装置において、前記生体構造の前記力および前記少なくとも1つの材料特性に基づいて前記生体構造の前記セグメント化ボリューム画像を自動的に更新して、前記生体構造の前記幾何学的な変化を視覚的に示す前記生体構造の更新後セグメント化ボリューム画像を生成するように構成され、
前記処理装置は、前記外科手術中にリアルタイムで、前記表示画面に前記生体構造の前記更新後セグメント化ボリューム画像を表示するように構成されることを特徴とする装置。 - 異なる解剖学的対象物に対してそれぞれ少なくとも1つの材料特性が格納される電子データベースをさらに含み、
前記処理装置は、前記電子データベースにアクセスして、前記セグメント化ボリューム画像における前記生体構造に対して前記少なくとも1つの材料特性を前記データベースから取得するように構成されることを特徴とする請求項7に記載の装置。 - 前記患者テーブル上の前記患者から前記3Dデータを取得する前に前記患者から取得された手術前データセットの送信元を含み、前記手術前データセットは前記3Dデータセットに含まれた前記患者のボリュームも含み、
前記処理装置は、前記手術前データセットを受信し、手術前データセットを前記3Dデータセットから再構成された前記画像と重ね合わせ、前記手術前データセットを前記3Dデータから再構成された前記画像と結合するように構成され、
前記処理装置は、前記結合画像から前記生体構造をセグメント化して、前記生体構造の前記セグメント化ボリューム画像を取得するように構成されることを特徴とする請求項8に記載の装置。 - 前記手術ロボットにおける内視鏡カメラであって、前記外科手術中において、前記生体構造の内視鏡画像を取得し、前記外科手術中に表示画面に前記生体構造の前記内視鏡画像を表示する内視鏡カメラを含み、
前記制御コンピュータは、前記外科手術中において、前記生体構造の前記更新後セグメント化ボリューム画像を操作して、前記内視鏡画像において不可視の前記生体構造のビューを示すことが可能なように構成される請求項7に記載の装置。 - ユーザインタフェースを含み、前記ユーザインタフェースは、前記インタフェースを介した前記処理装置との手動相互作用によって前記3Dデータから再構成された前記ボリュームの前記画像から前記生体構造の手動セグメント化を可能とするように構成され、前記ボリュームの前記画像は前記3Dデータから再構成される請求項7に記載の装置。
- 前記処理装置は、パターン認識を有するセグメント化アルゴリズムを実行することによって、前記3Dデータから再構成された前記ボリュームの前記画像から前記処理装置において前記生体構造を自動的にセグメント化するように構成された請求項7に記載の装置。
- プログラミング命令で符号化された非一時的コンピュータ可読データ格納媒体であって、前記格納媒体は患者を受けるように適応された患者テーブルと、医療用撮像装置と、外科手術中に手動で操作可能な少なくとも1つの器具と前記外科手術に関係する前記患者の生体構造に対して前記少なくとも1つの器具によって加えられる力を検出する力覚センサとを含む手動で操作される手術ロボットと、を含む手術設備のコンピュータにロードされ、前記プログラミング命令は、前記コンピュータが、
患者テーブル上に配置された患者のボリュームで前記ボリュームが外科手術中に手動で操作される手術ロボットによって操作される生体構造を含むボリュームを表わす3Dデータを取得するために前記医療用撮像装置を操作し、
前記3Dデータから前記ボリュームの3D画像を再構成し、
前記ボリュームの前記3D画像から前記生体構造の3Dボリューム画像をセグメント化し、
前記生体構造の少なくとも1つの材料特性を自動的に決定し、
前記医療用撮像装置の座標系に対して前記手術ロボットの座標系を重ね合わせ、
前記外科手術において、前記生体構造の幾何学的変化を発生させる少なくとも1つの力を前記生体構造に対して加えるように前記手術ロボットを手動で操作し、
前記力を表わす電子信号を生成し、前記処理装置において、前記生体構造の前記力および前記少なくとも1つの材料特性に基づいて前記生体構造の前記セグメント化ボリューム画像を自動的に更新して、前記生体構造の前記幾何学的な変化を視覚的に示す前記生体構造の更新後セグメント化ボリューム画像を生成し、
表示画面において、前記外科手術中にリアルタイムで前記生体構造の前記更新後セグメント化ボリューム画像を表示するようにさせることを特徴とする格納媒体。
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