JP5288447B2 - 手術支援システム、接近状態検出装置及びそのプログラム - Google Patents
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前記接近状態検出装置は、予め取得した前記生体組織の画像データから前記生体組織のモデルを作成するモデル作成手段と、前記手術器具の先端と前記指定部位の離間距離を求める離間距離演算手段と、前記離間距離が所定の閾値以下である場合に接近状態であると判断する判定手段とを備え、
前記離間距離演算手段は、前記位置検出装置で取得できない所定領域の位置データを演算により求める位置データ補完部と、前記位置検出装置で検出された位置データ及び前記位置データ補完部で求めた位置データから前記離間距離を求める離間距離決定部とを備え、
前記位置データ補完部では、前記位置検出装置で取得された他の領域の位置データを使った前記モデル上の演算により、前記所定領域の位置データを求める、という構成を採っている。
前記位置データ補完部では、前記他の領域の位置データを前記剛性方程式に代入し、当該剛性方程式を解くことで、前記所定領域の位置データを求める、という構成を採っている。
前記位置データ補完部では、前記他の領域の位置データ及び前記外力データを使った前記モデル上の演算により、前記所定領域の位置データを求める、という構成も併せて採用することができる。
予め取得した前記生体組織の画像データから前記生体組織のモデルを作成するモデル作成手段と、前記手術器具の先端と前記指定部位の離間距離を求める離間距離演算手段と、前記離間距離が所定の閾値以下である場合に接近状態であると判断する判定手段とを備え、
前記離間距離演算手段は、前記位置検出装置で取得できない所定領域の位置データを演算により求める位置データ補完部と、前記位置検出装置で検出された位置データ及び前記位置データ補完部で求めた位置データから前記離間距離を求める離間距離決定部とを備え、
前記位置データ補完部では、前記位置検出装置で取得された他の領域の位置データを使った前記モデル上の演算により、前記所定領域の位置データを求める、という構成を採っている。
予め取得した前記生体組織の画像データから前記生体組織のモデルを作成し、検出された前記生体組織の位置データを使った前記モデル上の演算により、検出することのできない所定領域の位置データを求め、この求めた位置データと検出された位置データから、前記手術器具の先端と前記指定部位の離間距離を求め、当該離間距離が所定の閾値以下である場合に接近状態であると判断する処理を順に前記コンピュータに実行させる、という構成を採っている。
12 手術器具
14 立体内視鏡装置(位置検出装置)
19 力検出装置
20 接近状態検出装置
28 モデル作成手段
30 離間距離演算手段
32 判定手段
34 記憶部
35 形状位置特定部
36 要素分割部
37 剛体方程式決定部
39 位置データ補完部
40 離間距離決定部
46 脳モデル
D 危険部位(指定部位)
H 隠れ領域(所定領域)
S 手術対象部位(生体組織)
Claims (5)
- 手術中における生体組織及び手術器具の位置データを検出する位置検出装置と、前記位置データに基づき、前記手術器具が前記生体組織内の指定部位に接近していることを知らせる接近状態検出装置とを備えた手術支援システムにおいて、
前記接近状態検出装置は、予め取得した前記生体組織の画像データから前記生体組織のモデルを作成するモデル作成手段と、前記手術器具の先端と前記指定部位の離間距離を求める離間距離演算手段と、前記離間距離が所定の閾値以下である場合に接近状態であると判断する判定手段とを備え、
前記離間距離演算手段は、前記位置検出装置で取得できない生体組織の所定領域の位置データを演算により求める位置データ補完部と、前記位置検出装置で検出された位置データ及び前記位置データ補完部で求めた位置データから前記離間距離を求める離間距離決定部とを備え、
前記位置データ補完部では、前記位置検出装置で取得された生体組織の位置データを使った前記モデル上の演算により、前記所定領域の位置データを求めることを特徴とする手術支援システム。 - 前記モデル作成手段は、前記生体組織の構成組織毎にその基礎データが記憶された記憶部と、前記画像データに基づき、前記生体組織の全体形状及び各構成組織の位置を求める形状位置特定部と、当該形状位置特定部で求められた前記生体組織の形状に基づいて当該生体組織を複数の要素に分割する要素分割部と、前記記憶部で記憶された前記基礎データに基づいて外力と変位の関係を要素毎に求め、生体組織に作用する外力ベクトルと当該生体組織の変位ベクトルとの関係を表す剛体方程式を有限要素法で求める剛体方程式決定部とを備え、
前記位置データ補完部では、前記位置検出装置で取得された生体組織の位置データを前記剛体方程式に代入し、当該剛体方程式を解くことで、前記所定領域の位置データを求めることを特徴とする請求項1記載の手術支援システム。 - 前記生体組織に作用する外力データを検出する力検出装置を更に備え、
前記位置データ補完部では、前記位置検出装置で取得された生体組織の位置データ及び前記外力データを使った前記モデル上の演算により、前記所定領域の位置データを求めることを特徴とする請求項1記載の手術支援システム。 - 位置検出装置により検出されるデータである手術中における生体組織及び手術器具の位置データに基づき、当該手術器具が前記生体組織内の指定部位に接近していることを知らせる接近状態検出装置において、
予め取得した前記生体組織の画像データから前記生体組織のモデルを作成するモデル作成手段と、前記手術器具の先端と前記指定部位の離間距離を求める離間距離演算手段と、前記離間距離が所定の閾値以下である場合に接近状態であると判断する判定手段とを備え、
前記離間距離演算手段は、前記位置検出装置で取得できない生体組織の所定領域の位置データを演算により求める位置データ補完部と、前記位置検出装置で検出された位置データ及び前記位置データ補完部で求めた位置データから前記離間距離を求める離間距離決定部とを備え、
前記位置データ補完部では、前記位置検出装置で取得された生体組織の位置データを使った前記モデル上の演算により、前記所定領域の位置データを求めることを特徴とする接近状態検出装置。 - 手術中に検出された生体組織及び手術器具の位置データに基づき、当該手術器具が前記生体組織内の指定部位に接近していることを知らせる接近状態検出装置のコンピュータに、所定の処理を実行させるためのプログラムであって、
予め取得した前記生体組織の画像データから前記生体組織のモデルを作成し、検出された前記生体組織の位置データを使った前記モデル上の演算により、検出することのできない生体組織の所定領域の位置データを求め、この求めた位置データと検出された位置データから、前記手術器具の先端と前記指定部位の離間距離を求め、当該離間距離が所定の閾値以下である場合に接近状態であると判断する処理を順に前記コンピュータに実行させることを特徴とする接近状態検出装置のプログラム。
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