KR100771500B1

KR100771500B1 - 수술용 항법장치 카메라를 위한 레이저 표시기

Info

Publication number: KR100771500B1
Application number: KR1020060053637A
Authority: KR
Inventors: 김철영; 김형민; 강현재
Original assignee: 주식회사 사이버메드
Priority date: 2006-06-14
Filing date: 2006-06-14
Publication date: 2007-10-30

Abstract

본 발명은 수술용 항법장치를 이용한 수술 시, 수술용 항법장치의 카메라의 위치를 조절하기 위한 수술용 항법장치 카메라를 위한 레이저 표시기에 관한 것이다. 더욱 상세하게는 수술용 항법장치를 이용한 수술 시, 수술 범위가 수술용 항법장치 카메라의 촬영 영역 내에 있어야 한다. 따라서 수술용 항법장치 카메라의 위치를 조절해야 한다. 본 발명은 수술용 항법장치 카메라의 위치를 조절할 때, 수술용 항법장치 카메라의 촬영 영역을 표시하는 레이저 표시기에 관한 것이다.

수술용 항법장치, 수술용 항법장치 카메라, 레이저 표시기

Description

수술용 항법장치 카메라를 위한 레이저 표시기 {Laser Indicator for Surgical Navigation Camera}

도 1은 수술 범위를 촬영하는 수술용 항법장치 카메라를 이용한 수술을 하는 모습을 나타낸 것이다.

도 2, 도 3은 수술용 항법장치 카메라의 촬영 영역의 일 예를 나타낸 것이다.

도 4는 단일 레이저 광원을 사용하여 수술용 항법장치 카메라의 광축을 표시하는 종래 기술을 도시한 것이다.

도 5는 본 발명에 의한 수술용 항법장치 카메라를 위한 레이저 표시기의 일 실시예를 나타낸 것이다.

도 6은 본 발명에 의한 수술용 항법장치 카메라를 위한 레이저 표시기의 레이저 광원을 작동의 일 실시예를 도시한 것이다.

도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른, 레이저의 광축과 특정한 각도를 이루고, 선 형태이며, 선의 길이 방향이 서로 다른 레이저 광선을 투사하도록 배열된 레이저 광원을 나타낸 것이다.

도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른, 레이저 광원이 투사하는, 수술용 항법장치 카메라로부터 거리에 따른, 투사 광선의 형태를 나타낸 것이다.

도 9는 본 발명에 따른, 레이저 광원의 전원을 조절하는 비접촉식 센서의 일 실시예를 나타낸 것이다.

<도면의 주요 부분에 관한 부호 설명>

1: 촬영 영역(field of view) 2: 수술 범위

3: 기준 프레임(reference frame) 4: 환자

5: 수술용 항법장치 카메라 6: 최단 거리

7: 최장 거리 8: 레이저 광원

9: 광축 10: 광선

15: 손잡이 16: 비접촉 센서

17: 비접촉 센서의 촬영영역 18: 스탠드

본 발명은 수술용 항법장치를 이용한 수술 시, 수술용 항법장치 카메라의 위치를 조절하는데 이용되는 레이저 표시기에 관한 것이다. 더욱 상세하게는 수술용 항법장치를 이용한 수술을 하기 위해서는 수술 범위가 수술용 항법장치 카메라의 촬영 영역 내에 있도록 수술용 항법장치 카메라의 위치를 조절해야 한다. 본 발명은 수술용 항법장치 카메라의 위치를 정확히 조절하기 용이하도록 수술용 항법장치 카메라의 촬영 영역을 표시하는 레이저 표시기에 관한 것이다.

수술용 항법장치를 이용한 수술장에서 수술용 항법장치를 이용하기에 앞서, 수술용 항법장치 카메라의 촬영 영역이 수술 범위를 포함하도록 수술용 항법장치 카메라의 위치를 선정해야 한다. 그러나 수술용 항법장치 카메라의 촬영 영역은 적외선을 측정하는 영역으로 직관적, 가시적으로 알 수 없다. 또한, 수술용 항법장치 카메라의 촬영 영역은 3차원이므로 수술용 항법장치 카메라의 촬영 영역이 수술 범위를 포함하는지 직관적으로 알기 어렵다. 이로 인해 수술용 항법장치를 사용한 수술에서 수술용 항법장치를 준비하는데 많은 시간이 소모된다.

또한, 도 4를 참조하면, 종래의 기술에서는 레이저 광원을 이용하여 상기의 문제를 해결하려 하였으나, 단일 레이저 광원을 사용함으로써 수술용 항법장치의 카메라의 측정 방향(광축)만을 가리키고, 측정 거리에 대한 정보가 없으므로 수술용 항법장치 촬영 영역을 직관적으로 알기에 많은 어려움이 있다.

본 발명은 상기한 종래기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 수술 범위가 수술용 항법장치 카메라의 촬영 영역 내에 위치하도록 수술용 항법장치 카메라를 위한 레이저 표시기를 설치하여, 수술용 항법장치 카메라의 위치를 쉽고 정확하게 조절할 수 있도록 하는 것이 목적이다.

본 발명에 의한 수술용 항법장치 카메라를 위한 레이저 표시기는 수술용 항법장치 카메라의 촬영 영역을 사용자가 쉽게 인식하도록 하는 장비로써, 수술용 항법장치 카메라에 설치한다.

본 발명은 수술용 항법장치 카메라를 위한 레이저 표시기에 있어서, 다수의 레이저 광원을 구비하고, 레이저 광원은 수술용 항법장치 카메라에 설치되고, 수술용 항법장치 카메라의 촬영 영역을 표시할 수 있도록 레이저 광선을 투사하는, 수술용 항법장치 카메라를 위한 레이저 표시기를 제공한다.

다수의 레이저 광원은, 수술용 항법장치 카메라의 광축과 특정 각도(θ)를 이루는 레이저 광선을 투사하는 것이 바람직하다.

더욱 바람직게는 다수의 레이저 광원은, 수술용 항법장치 카메라의 촬영 영역에서 투사하는 광선의 형태가 선 형태(line type)이다.

다수의 레이저 광원은, 투사한 광선의 길이 방향이 서로 다른 방향이며, 레이저 광원이 광선을 투사하는 각도(θ)와 레이저 광원의 배열이 투사된 광선이 수술용 항법장치 카메라의 촬영 영역에서 서로 겹치도록 이루어진 것이 더욱 바람직하다.

수술용 항법장치 카메라를 위한 레이저 표시기는, 레이저 광원의 전원을 조작하기 위한 센서를 더 포함하는 것이 바람직하며, 비접촉식 센서로, 카메라 스탠드의 손잡이 주변을 그 촬영 영역으로 하여, 사용자 전원 조작을 위해 카메라 스탠드의 손잡이를 붙잡고 있는 때에만 레이저 광원의 전원이 켜지도록 하는 것이 더욱 바람직하다.

상기에서 언급한 것과 같이 본 발명의 수술용 항법장치 카메라를 위한 레이저 표시기는 수술용 항법장치 카메라에 설치하며, 그 구성은 수술용 항법장치 카메라의 촬영 영역을 표시하는 다수의 레이저 광원와, 다수의 레이저 광원을 수술용 항법장치 카메라의 위치를 변경시킬 때만 작동을 하게끔 하는 스위치로 구성되어 있다.

상기에서 레이저 광원을 다수 사용한 것은 수술용 항법장치 카메라의 촬영 영역이 3차원이고 단일 레이저 광원으로는 이를 표현하기가 힘들기 때문이다.

이하 도면을 참조하여 본 발명에 따른 실시예를 상세히 설명한다.

도 1은 수술용 항법장치를 사용한 수술장을 도시화한 것으로, 그림에서와 같이 수술용 항법장치 카메라(5)의 촬영 영역(1:field of view)은 수술 범위(2)를 포함을 하고 있어야 한다. 이는 수술용 항법장치를 사용하기 위해서는 수술용 항법장치의 기준 프레임(3), 환자(4) 및 도구가 수술용 항법장치 카메라(5)에서 인식되어야 하기 때문이다.

도 2, 도 3은 수술용 항법장치 카메라(5)의 촬영 영역(1)을 나타내고 있다. 수술용 항법장치 카메라(5)의 촬영 영역(1)은 3차원으로 단일 레이저 광원로 이를 표현하기에는 불가능하다. 즉, 단일 레이저 광원은 수술용 항법장치 카메라(5)의 광축(9)만을 표시할 수 있으며, 광축(9)에 따른 촬영 영역의 최단 거리(6)와 최장 거리(7)를 표현할 수 없다.

도 4는 종래 기술에 의한 것으로 단일 레이저 광원을 사용하여 수술용 항법장치 카메라(5)의 광축을 표시하고 있다. 이는 상기에서 언급한 것과 같이 수술용 항법장치 카메라(5)의 촬영 영역(1)의 최단 거리(6)와 최장 거리(7)를 표시하지 못하는 문제점이 있다.

도 5, 도 6은 본 발명에 의한 수술용 항법장치 카메라(5)를 위한 레이저 표시기의 일 실시예를 나타내고 있다. 도 5에서와 같이 본 발명에 의한 수술용 항법장치 카메라(5)를 위한 레이저 표시기는 다수의 레이저 광원(8)를 사용하며, 도 6에서와 같이 본 발명에 의한 레이저 광원(8)의 레이저 광선(10)의 형태는 종래의 기술과 같은 점 형태(Dot type)가 아닌 선 형태(Line Type)을 취하고 있다. 본 발명에 의한 수술용 항법장치 카메라(5)를 위한 레이저 표시기에 선 형태의 광선을 선택한 이유는 다음 도면에서 설명한다.

도 7은 본 발명의 일 실시예에 의한 수술용 항법장치 카메라(5)를 위한 레이저 표시기를 나타낸 것이다. 수술용 항법장치 카메라(5)의 양끝 쪽에 다수의 레이저 광원(8)을 설치한다. 바람직하게는 레이저의 광선(10)이 카메라의 광축(9)과 일정한 각도(θ)가 되도록 설치한다. 이를 통해 다수의 레이저 광원(8)으로 수술용 항법장치 카메라(5)의 촬영 영역(1)의 최단 거리(6)와 최장 거리(7)를 표시할 수 있다.

도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 수술용 항법장치 카메라(5)를 위한 레이저 표시기가 수술용 항법장치 카메라(5)의 광축(9)과 수술용 항법장치 카메라(5)의 촬영 영역(1)의 최단 거리(6)와 최장 거리(7)를 나타내는 것을 보여준다. 즉, 상기에서 언급한 것과 같이 선 형태(Line Type)의 레이저 광원(8)이 투사하는 광선(10)의 축을 수술용 항법장치 카메라의 광축(9)과 일정한 각도(θ)로 설치로 하면 그림에서 보는 것과 같이 수술용 항법장치 카메라(5)의 촬영 영역(1)의 거리에 따라 투사되는 다수의 레이저 광원(8)이 투사한 광선(10)의 형태가 다르게 나타난다. 더욱 상세하게는 수술 범위(2)가 수술용 항법장치 카메라(5) 촬영 영역(1)의 최단 거리(6)보다 가까운 곳에 위치한 경우, 그림(12)과 같이 레이저 광원(8)으로부터 나온 광선(10)이 짧은 직선으로 십자 형태를 이루지 못한다. 수술 범위(2)가 수술용 항법장치 카메라(5) 촬영 영역(2)의 최장 거리(7)보다 먼 곳에 위치하는 경우, 레이저 광원(8)으로부터 나온 광선(10)이 그림(14)과 같이 긴 직선으로 십자 형태를 이루지 못하며 그림(12)과는 반대 방향으로 투사된다. 더욱이 수술 범위(2)가 수술용 항법장치 카메라(5) 촬영 영역(1)의 내부에 위치하게 되면, 즉 수술 범위(2)가 그림(11)과 같이 수술용 항법장치 카메라(5) 촬영 영역(1)의 최단 거리(6)와 최장 거리(7)의 중간에 위치하게 되면, 수술용 항법장치 카메라(5)에 설치되어 있는 레이저 광원(8)로부터 나온 광선(10)은 그림(13)과 같이 십자모양으로 투사되게 된다. 수술용 항법장치 카메라(5)에 설치되어 있는 레이저 광원(8)이 투사하는 광선(9)의 모양이 십자모양을 이루도록 수술용 항법장치 카메라(5)의 위치를 조절하면, 수술 범위(2)가 수술용 항법장치 카메라(5) 촬영 영역(1) 안에 위치한 것이므로, 수술용 항법장치의 준비 시간을 단축할 수 있다. 또한 상기에 언급한 것과 같이 수술 범위(2)에 투사되는 레이저 광원(8)의 모양으로 수술용 항법장치 카메라(5)의 위치를 조절하는 것은, 3차원적인 수술용 항법장치 카메라(5)의 촬영 영역(1)을 직관적으로 판단할 수 있기 때문에 수술용 항법장치 카메라(5)의 위치를 잡는 효율을 증가시킬 뿐만 아니라, 수술용 항법장치에 대한 초보자들도 쉽게 수술용 항법장치 카메라(5)의 위치를 조절할 수 있게 한다.

도 9는 본 발명의 일 실시예에 의한 수술용 항법장치 카메라(5)를 위한 레이저 표시기의 스위치에 관한 것이다. 스위치의 일 실시예로, 레이저 광원(8)의 전원 조작을 위하여 수술용 항법장치 카메라(5)를 지지하는 스탠드(18)의 손잡이(15)에 적외선 센서 또는 초음파 센서와 같은 비접촉 센서(16)를 설치한 것을 보여준다. 사용자가 수술용 항법장치 카메라(5)의 위치를 조절하기 위하여 스탠드(18)의 손잡이(15)를 잡으면 사용자의 손이 비접촉 센서(16)의 촬영 영역(17)에 위치를 하고, 비접촉 센서(16)가 사용자의 손을 인식하여 본 발명에 의한 수술용 항법장치 카메라(5)를 위한 레이저 표시기의 레이저 광원(8)의 전원을 켠다. 사용자가 수술용 항법장치 카메라(5)의 위치 조절을 끝낸 후, 스탠드(18)의 손잡이(15)에서 손을 떼면, 비접촉 센서(16)의 촬영 영역에서 손이 벗어나므로 레이저 광원(8)의 전원이 꺼진다. 이는 레이저 광원(8)의 전원을 조작함으로써 레이저 광원(8)가 사용하는 전력을 절약하는 것과 동시에 불필요한 레이저 광원(8)이 수술 범위(2)에 투사되어 수술을 방해하는 것을 막기 위함이다.

이상과 같이 본 발명에 의한 수술용 항법장치 카메라를 위한 레이저 표시기는 단일의 레이저 광원을 사용하는 종래 기술에 의한 수술용 항법장치 카메라를 위한 레이저 표시기와 다르게 수술용 항법장치 카메라의 촬영 영역의 최단거리와 최장 거리, 또한 카메라의 광축을 사용자가 직관적으로 알 수 있게 표시한다. 이는 수술용 항법장치 이용을 위하여 수술장이 수술용 항법장치 카메라의 촬영 영역 안에 위치하도록 수술용 항법장치 카메라의 위치를 조절하는 작업에 있어 효율성을 증가한다. 또한 본 발명에 의한 수술용 항법장치 카메라를 위한 레이저 표시기는 사용자가 카메라의 촬영 영역을 수술장에 투사되는 레이저 광원의 형태로 직관적으로 알 수 있게 하기 때문에, 수술용 항법장치에 대해서 잘 모르는 초보자도 쉽게 수술용 항법장치 카메라의 위치를 조절할 수 있다.

Claims

수술용 항법장치 카메라를 위한 레이저 표시기에 있어서, 수술용 항법장치 카메라에 설치되고, 수술용 항법장치 카메라의 촬영 영역을 표시할 수 있도록 레이저 광선을 투사하는, 적어도 2개의 레이저 광원을 구비하는 것을 특징으로 하는 수술용 항법장치 카메라를 위한 레이저 표시기.
제1항에 있어서,

적어도 2개의 레이저 광원은, 수술용 항법장치 카메라의 광축과 각도를 이루도록 레이저 광선을 투사하는 것을 특징으로 하는 수술용 항법장치 카메라를 위한 레이저 표시기.
제2항에 있어서,

적어도 2개의 레이저 광원은, 수술용 항법장치 카메라의 촬영 영역에서 투사하는 광선의 형태가 선 형태인 것을 특징으로 하는 수술용 항법장치 카메라를 위한 레이저 표시기.
제3항에 있어서,

적어도 2개의 레이저 광원은, 투사한 광선의 길이 방향이 서로 다른 방향인 것을 특징으로 하는 수술용 항법장치 카메라를 위한 레이저 표시기.
제4항에 있어서,

적어도 2개의 레이저 광원은, 레이저 광원이 광선을 투사하는 각도와 레이저 광원의 배열이, 투사된 광선이 수술용 항법장치 카메라의 촬영 영역에서 서로 겹치도록 이루어진 것을 특징으로 하는 수술용 항법장치 카메라를 위한 레이저 표시기.
제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,

수술용 항법장치 카메라를 위한 레이저 표시기는, 레이저 광원의 전원을 조작하기 위한 센서를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 수술용 항법장치 카메라를 위한 레이저 표시기.
제6항에 있어서,

레이저 광원의 전원을 조작하기 위한 센서는, 비접촉식 센서인 것을 특징으로 하는 수술용 항법장치 카메라를 위한 레이저 표시기.
제7항에 있어서,

비접촉식 센서는, 수술용 항법장치 카메라를 지지하는 스탠드의 손잡이 주변을 그 촬영 영역으로 하여, 스탠드의 손잡이를 잡고 있는 사용자의 손이 인식할 때만 레이저 광원의 전원이 켜지도록 하는 것을 특징으로 하는 수술용 항법장치 카메라를 위한 레이저 표시기.