JP2019171074A - 細長い器具の対象者への挿入をシミュレートするための方法およびシステム - Google Patents
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Abstract
Description
手術器具の使用による最小侵襲外科処置が、従来の手術に取って代わるためにますます使用されている。実際、技術の進歩によって、様々な作業を行うために、対象者においてカテーテルなどの手術器具に挿入可能な小型の器具および道具が提供されている。これらの器具は、処置が行われている内側から見るためにビデオシステムと組み合わされていることが一般的である。
第1の広い態様によると、細長い器具の対象者への挿入をシミュレートするためのシステムが提供される。このシステムは:長手方向軸に沿って、遠位面と細長い器具を収容するための開口部が設けられた近位面との間に延在するフレームを含む医療装置と;医療装置の外部にある細長い器具の近位部分に関して、実際の角位置と回転角度とのうちの1つを測定するように構成された検出ユニットと;検出ユニットから測定された角位置を受信するために検出ユニットと通信する、少なくとも1つの処理ユニットを含むシミュレーションマシンとを備える。少なくとも1つの処理ユニットは:調整係数と、細長い器具の近位部分に関する実際の角位置と回転角度とのうちの1つとを用いて、細長い器具の遠位端部に関して遠位角位置を計算し;対象者の少なくとも一部の医療画像を生成するために構成されている。医療画像は少なくとも細長い器具の遠位部分の表示を含み、遠位部分の表示は遠位角位置に従って生成される。少なくとも1つの処理ユニットはさらに、生成された医療画像を出力するために構成されている。
一実施形態では、検出ユニットは、細長い器具の近位部分の一部にわたって固定可能な管状部分を含む。
一実施形態では、検出ユニットは、細長い器具の近位部分にしっかりと固定されている。
本発明の特徴について上述のように一般に説明を行ったが、以下では、その実施形態の例を示す添付の図面が参照される。
以下では、たとえば、手術処置中に起こることのある、細長い器具の対象者への挿入をシミュレートするためのシミュレーションシステムについて説明する。また、細長い器具の対象者への挿入をシミュレートするための、コンピュータによって実現される方法について説明する。
検出ユニット16は、シミュレーションコンピュータマシン18と通信する。たとえば、通信ワイヤによって、検出ユニット16とシミュレーションコンピュータ18とが接続されてもよい。代替的に、検出ユニット16は、シミュレーションコンピュータマシン18と無線通信してもよい。
上述のように、調整係数と細長い器具の近位部分に関して測定された回転角度または角位置とを用いて、細長い器具の遠位端部に関して角位置を計算する遠位角位置モジュール720、
細長い器具の遠位端部に関して求められた角位置に従って、細長い器具の遠位端部の表示を含む、対象者の一部の医療画像を生成する画像生成装置722、
上述のように、修正係数と細長い器具の近位部分に関して測定された長手方向変位または長手方向位置とを用いて、細長い器具の遠位端部の長手方向位置を計算する遠位長手方向位置モジュール724、
のサブセットを記憶する。
上述の特定された構成要素の各々は、上述のメモリデバイスの1つ以上に記憶可能であり、上述の機能を行うための命令のセットに対応する。上記のように特定されたモジュールまたはプログラム(すなわち、命令のセット)を個別のソフトウェアプログラム、プロシージャまたはモジュールとして実現する必要は無く、それゆえ、これらのモジュールの様々なサブセットは、様々な実施形態において組合せ可能である、または再配置可能である。いくつかの実施形態では、メモリ714は、上記のように特定されたモジュールおよびデータ構造のサブセットを記憶し得る。さらに、メモリ714は、説明していない他のモジュールおよびデータ構造を記憶し得る。
Claims (15)
- 細長い器具の対象者への挿入をシミュレートするためのシステムであって、
長手方向軸に沿って、遠位面と前記細長い器具を収容するための開口部が設けられた近位面との間に延在するフレームを含む医療装置と、
前記医療装置の外部にある前記細長い器具の近位部分に関して、実際の角位置と回転角度とのうちの1つを測定するように構成された検出ユニットと、
前記検出ユニットから測定された前記角位置を受信するために前記検出ユニットと通信する、少なくとも1つの処理ユニットを含むシミュレーションマシンとを備え、前記少なくとも1つの処理ユニットは、
前記細長い器具の前記近位部分と遠位部分との間に前記細長い器具のねじれを導入するように選択された調整係数と、前記細長い器具の前記近位部分に関する前記実際の角位置と前記回転角度とのうちの1つとを用いて、前記細長い器具の遠位端部に関して遠位角位置を計算し、
前記対象者の少なくとも一部の医療画像を生成するために構成されており、前記医療画像は少なくとも前記細長い器具の前記遠位部分の表示を含み、前記遠位部分の表示は前記遠位角位置に従って生成され、前記少なくとも1つの処理ユニットはさらに、
前記生成された医療画像を出力するために構成されている、システム。 - 前記検出ユニットは、前記細長い器具の前記近位部分の前記実際の角位置を測定するように適合されており、前記処理ユニットはさらに、前記実際の角位置と初期の角位置とに基づいて前記回転角度を求めるために構成されている、請求項1に記載のシステム。
- 前記検出ユニットは、前記細長い器具の前記近位部分に固定可能である、請求項1または2に記載のシステム。
- 前記検出ユニットは、前記細長い器具の前記近位部分に関して前記実際の角位置と前記回転角度とのうちの1つを測定するための少なくとも1つのジャイロスコープセンサを含む、請求項3に記載のシステム。
- 前記調整係数は、前記医療装置内の前記細長い器具の前記遠位端部の位置の係数として変化する、請求項1〜4のいずれか1項に記載のシステム。
- 前記検出ユニットはさらに、前記細長い器具の前記近位部分に関して実際の長手方向位置と長手方向変位とのうちの1つを測定するために構成されており、
前記処理ユニットはさらに、
前記細長い器具の前記近位部分と前記遠位部分との間に前記細長い器具の曲げを導入するように選択された修正係数と、前記細長い器具の前記近位部分に関する前記実際の長手方向位置と前記長手方向変位とのうちの1つとを用いて、前記細長い器具の前記遠位端部に関して遠位長手方向位置を計算し、
前記細長い器具の前記遠位端部に関する前記遠位長手方向位置を考慮に入れて前記医療画像を生成するために構成されている、請求項1〜5のいずれか1項に記載のシステム。 - 前記検出ユニットは、前記細長い器具の前記近位部分の前記実際の長手方向位置を測定するために構成されており、前記処理ユニットはさらに、前記細長い器具の前記近位部分に関する前記実際の長手方向位置と初期長手方向位置とを用いて、前記細長い器具の前記近位部分に関する前記長手方向変位を求めるために構成されている、請求項6に記載のシステム。
- 前記検出ユニットはさらに、前記細長い器具の前記近位部分に関する前記実際の長手方向位置と前記長手方向変位とのうちの1つを測定するための少なくとも1つの加速度計を含む、請求項6または7に記載のシステム。
- 前記修正係数は、前記医療装置内の前記細長い器具の前記遠位端部の位置の係数として変化する、請求項6〜8のいずれか1項に記載のシステム。
- 細長い器具の対象者への挿入をシミュレートするための、コンピュータによって実現される方法であって、
前記細長い器具の近位部分に関して実際の角位置と回転角度とのうちの1つを受信することを備え、前記細長い器具の少なくとも遠位端部が医療装置に挿入されており、前記方法はさらに、
前記実際の角位置が測定されるときに前記細長い器具の近位部分と遠位部分との間に前記細長い器具のねじれを導入するように選択された調整係数と、前記細長い器具の前記近位部分の前記実際の角位置と前記回転角度とのうちの1つとを用いて、前記医療装置へ挿入された前記細長い器具の前記遠位端部に関して遠位角位置を求めることと、
前記対象者の少なくとも一部の医療画像を生成することとを備え、前記医療画像は、少なくとも前記細長い器具の前記遠位部分の表示を含み、前記遠位部分の表示は、前記遠位角位置に従って生成され、前記方法はさらに、
前記生成された医療画像を出力することを備える、方法。 - 前記実際の角位置と前記回転角度とのうちの1つを受信することは、前記細長い器具の前記近位部分の前記実際の角位置を受信することを含み、前記方法はさらに、前記細長い器具の前記近位部分に関する前記実際の角位置および初期の角位置を用いて、前記回転角度を求めることを備える、請求項10に記載のコンピュータによって実現される方法。
- 前記調整係数の値は、前記医療装置内の前記細長い器具の前記遠位端部の位置によって決まる、請求項10または11に記載のコンピュータによって実現される方法。
- 前記細長い器具の前記近位部分に関する実際の長手方向位置と長手方向変位とのうちの1つを受信することと、前記細長い器具の前記近位部分と前記遠位部分との間に前記細長い器具の曲げを導入するように選択された修正係数と、前記細長い器具の前記近位部分に関する前記実際の長手方向位置と前記長手方向変位とのうちの1つとを用いて、前記細長い器具の前記遠位端部に関して遠位長手方向位置を計算することとをさらに備え、前記医療画像を生成することは、前記細長い器具の前記遠位端部に関する前記遠位長手方向位置を考慮に入れて行われる、請求項10または11に記載のコンピュータによって実現される方法。
- 前記実際の長手方向位置と前記長手方向変位とのうちの1つを受信することは、前記実際の長手方向位置を受信することを含み、前記コンピュータによって実現される方法はさらに、前記細長い器具の前記近位部分に関する前記実際の長手方向位置と初期の長手方向位置とを用いて、前記細長い器具の前記近位部分に関する前記長手方向変位を求めることを備える、請求項13に記載のコンピュータによって実現される方法。
- 前記実際の長手方向位置と前記長手方向変位とのうちの1つを受信することは、少なくとも1つの加速度値を受信することを含み、前記コンピュータによって実現される方法はさらに、前記少なくとも1つの加速度値から前記実際の長手方向位置と前記長手方向変位とのうちの1つを求めることを備える、請求項13または14に記載のコンピュータによって実現される方法。
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