KR100996826B1 - Method of calibrating an instrument used in surgical navigation system - Google Patents

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KR100996826B1
KR100996826B1 KR20080138603A KR20080138603A KR100996826B1 KR 100996826 B1 KR100996826 B1 KR 100996826B1 KR 20080138603 A KR20080138603 A KR 20080138603A KR 20080138603 A KR20080138603 A KR 20080138603A KR 100996826 B1 KR100996826 B1 KR 100996826B1
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Abstract

본 개시는 제1 자기 센서, 제1 지표물 그리고 제2 지표물을 구비하는 교정기를 이용하여, 제2 자기 센서를 구비하는 도구를 수술용 항법 장치가 인식할 수 있도록 하는, 수술용 항법 장치용 도구의 교정 방법에 있어서, 도구와 제1 지표물을 이용하여, 제1 자기 센서와 제1 지표물을 연관지우는 제1 단계; This disclosure is for the first magnetic sensor, the first surface water and said second indicator navigation for using a calibrator comprising water, a second magnetic to a tool having a sensor to a navigation system for surgery can be appreciated, surgical devices in the correction method of the tool, the first stage to erase by using a tool with a first surface of water, the first associated to the magnetic sensor and the first surface of water; 그리고, 도구와 제2 지표물을 이용하여, 제2 지표물에 위치한 도구를 제1 지표물에 연관지우는 제2 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는, 수술용 항법 장치용 도구의 교정 방법에 관한 것이다. Then, the tool and a second surface with water, and the second index a tool located in the water, a second step to clear association to said first indicator water; relates to the calibration method of the tools for navigation systems for surgery comprising the will be.
수술, 항법, 네비게이션, 교정, 보정, 적외선, 전자기, 마크네틱, 센서 Surgery, navigation, navigation, calibration, calibration, infrared, electromagnetic, netik marks, sensor

Description

수술용 항법 장치용 도구의 교정 방법{METHOD OF CALIBRATING AN INSTRUMENT USED IN SURGICAL NAVIGATION SYSTEM} Calibration method of surgical tools for navigation systems {METHOD OF CALIBRATING AN INSTRUMENT USED IN SURGICAL NAVIGATION SYSTEM}

본 개시(Disclosure)는 전체적으로 수술용 항법 장치용 도구의 교정 방법에 관한 것으로, 특히 자기장을 이용하여 수술용 항법 장치에서 이용되는 수술용 도구를 교정하는, 수술용 항법 장치용 도구의 교정 방법에 관한 것이다. The disclosure (Disclosure) is entirely directed to a calibration method of a surgical tool for the navigation apparatus, in particular by using the magnetic field according to the calibration method of the tools for navigation system for calibrating the surgical tools for use in navigation systems for surgery, surgery will be.

여기서는, 본 개시에 관한 배경기술이 제공되며, 이들이 반드시 공지기술을 의미하는 것은 아니다(This section provides backgound informaton related to the present disclosure which is not necessarily prior art). In this case, there is provided a background art related to the present disclosure, it is not necessarily mean a known technique (This section provides backgound informaton related to the present disclosure which is not necessarily prior art).

도 1은 미국특허 제5,921,992호에 기재된 수술용 항법 장치용 도구의 교정 방법의 일 예를 설명하는 도면으로서, 적외선 카메라(1)에 의해 인식가능한 적외선 반사구(21,22,23,24)가 구비된 베이스(20), 그리고 베이스(20)의 중앙에 구비된 튜브(25)를 구비한다. 1 is U.S. Patent No. 5,921,992 as a view illustrating an example of a calibration method of a tool for a surgical navigation system according to a call, comprising a recognizable infrared bansagu (21,22,23,24) by an infrared camera (1) It includes a base 20, and a tube 25 provided at the center of the base 20. 튜브(25)는 점선(30)으로 표시된 방향축을 가지며, 그 단부에 29로 표시된 끝점을 가지며, 튜브(25)의 끝점(29)과 방향축(30)은 적외선 반사구(21,22,23,24)에 대해 상대적으로 결정되어 있다. Tube 25 is a dotted line 30 in the direction shown having an axis, it has an end point indicated with 29 on its end, end point 29 and the axis 30 of the tube 25 is an infrared bansagu (21,22,23, is relatively determined for 24). 적외선 카메라(1)에 의해 수집된 정보는 컴퓨터인 수술용 항법 장치(6)로 보내져서 수술용 항법 장치(6)에 의해 처리되고, 모니터(7)를 통해 디스플레이된다. The information collected by the infrared camera 1 is sent to the navigation device (6) for a computer operation is processed by the surgical navigation system (6), and displayed on the monitor 7. 수술용 항법 장치(6)는 수술에 앞서 MRI 또는 CT 장치 등을 통해 획득된 이미지를 저장하고 있으며, 수술 동안에 이 이미지 중 관심이 있는 영역을 모니터(7)를 통해 디스플레이하는 장치를 말한다. The navigation device (6) for operation is, and stores the image obtained through such as prior to surgery, MRI or CT apparatus, refers to a device for displaying an area of ​​interest of the images during the surgery through a monitor 7. 이때, 이 관심이 있는 영역을 수술용 항법 장치(6)에 인식시켜주거나, 환부의 치료에 사용되는 도구가 수술 도구 또는 도구(28)이다. At this time, by the jugeona with this region of interest known to the surgical navigation system (6), it is a tool for use in the treatment of the affected part surgical instruments or tools (28).

도구(28)를 수술용 항법 장치(6)가 인식하고 모니터(7)를 통해 나타내기 위해서는, 도구(28)의 적외선 반사구(32,33,34) 또는 이들이 형성하는 좌표계에 대하여 도구(28)가 가지는 방향(27)과 그 끝점(끝점(29)에 대응)에 대한 정보가 필요하며, 적외선 반사구(21,22,23,24)에 대하여 또는 이들이 형성하는 좌표계에 대하여, 위치 및 방향 정보가 알려져 있는 튜브(25)의 끝점(29)까지 도구(28)를 삽입함으로써 용이하게 취득될 수 있다. Tools (28) In order to indicate through a surgical navigation system (6) recognizes and monitors (7), infrared bansagu (32,33,34), or with respect to the coordinate system to which they are tools in the form (28) (28) with the direction 27 and the end point, and to learn more about (corresponding to the end point 29), with respect to the coordinate system, or they form with respect to the infrared bansagu (21,22,23,24), the position and direction information by inserting the tool 28 to the end 29 of the known tube 25 it can be easily obtained.

도구(28)가 튜브(25) 안으로 삽입되어 안내되고 도구(28)의 끝점이 끝점(29)과 일치되며, 이에 의해 도구(28)가 가지는 방향(27)이 방향축(30)과 일치하게 된다. Tool 28 is tube 25 is guided is inserted into the tool 28, the end point is consistent with the end 29 of the, as a result tool direction (27) (28) having a matching the axis 30 do. 끝점(29)과 방향축(30)의 좌표는 이미 알려져 있으므로, 도구(28)의 방향(27)과 끝점의 좌표 또한 적외선 카메라(1)를 통해 수술용 항법 장치(6)가 알 수 있게 된다. Coordinate of the end point 29 and the axis 30 because it is already known, the surgical navigation system (6) through the coordinates also the infrared camera 1 in the direction 27 and the end point of the tool 28 is able to know .

한편 적외선 카메라(1) 즉, 광학 센서(Otical Sensor)를 이용하는 경우의 단점은 적외선 카메라(1)의 시계(8; Field of View) 내에 있어서도 의사 또는 수술용 장치에 의해 가려지는 경우에 적외선 카메라(1)가 적외선 반사구(21,22,23,24) 또는 적외선 반사구(32,33,34)를 감지하지 못하여 수술용 항법 장치(6)가 제대로 작 동하지 못한다는 것이다. The infrared camera 1, that is, the optical sensor disadvantage in the case of using the (Otical Sensor) is an infrared camera clock (1); infrared camera in the case where even covered by the doctor or surgical device, into (8 Field of View) ( 1) failure to detect IR bansagu (21,22,23,24) or infrared bansagu (32,33,34) to the surgical navigation system (6) does not function properly. 예를 들어, 입안에서 수술이 행해지는 치과적 수술의 경우에 특히 그러할 수 있다. For example, in particular in the case of geureohal the dental surgery it is performed in the mouth.

도 2는 수술용 항법 장치에 있어서 도구 교정의 의미를 개념적으로 설명하는 도면으로서, 수술용 항법 장치(6)는 적외선 반사구(21,22,23,24)를 하나의 좌표계(X1,Y1,Z1)로 인식하며, 적외선 반사구(32,33,34)를 하나의 좌표계(X2,Y2,Z2)로 인식한다. 2 is a view for explaining the meaning of the calibration tool in the surgical navigation system Conceptually, the surgical navigation system 6 is a coordinate system of the infrared bansagu (21,22,23,24), (X1, Y1, Z1 for ) it recognized and recognizes the infrared bansagu (32,33,34) in a coordinate system (X2, Y2, Z2). 도구 교정은 도구(28)가 가르키는 방향(27)과 도구의 끝점(끝점(29)에 대응)을 좌표계(X2,Y2,Z2)에 대하여 나타내는 작업으로 이해할 수 있다. Tool correction can be understood as indicating operation with respect to the tool 28, the pointing direction 27 and a (corresponding to the end point 29) end of the tool coordinate system (X2, Y2, Z2) a.

좌표계(X1,Y1,Z1)와 좌표계(X2,Y2,Z2)의 관계를 3x3 형식의 메트릭스 즉, 선형변환 T로 표시할 때, 좌표계(X2,Y2,Z2)에 대한 도구(28)의 방향(27)과 끝점의 관계는 도구(28)를 튜브(25)의 끝점(29)에 위치시킴으로써 간단하게 알 수 있다. Coordinate system (X1, Y1, Z1) and the coordinate system to display in a matrix that is, a linear transformation T of the 3x3 type relationship (X2, Y2, Z2), the direction of the tool 28 relative to the coordinate system (X2, Y2, Z2) relationship (27) and the end point can be easily understood by positioning the tool 28 to the end 29 of the tube 25. 즉, 좌표계(X1,Y1,Z1)에 대한 튜브(25)의 끝점(29)과 방향(30)의 관계를 알고 있으므로, 이들에 선형변환(T)을 행하면 간단하게 좌표계(X2,Y2,Z2)에 대해 도구(28)의 방향(27)과 끝점의 관계를 나타낼 수 있게 된다. That is, the coordinate system (X1, Y1, Z1), so to know the relationship between the end point 29 and the direction 30 of the tube 25, by performing a linear transformation (T) to these simple coordinate system (X2, Y2, Z2 of the ) the relationship between the direction 27 and the end point of the tool 28 is able to indicate on.

도 3 및 도 4는 미국특허 제6,235,038호에 기재된 수술용 항법 장치 및 도구의 일 예를 나타내는 도면으로서, 수술용 항법 장치(50)는 적외선 카메라(40)에 더하여 자기장 발생기가 구비된 수술대(80)를 더 구비하며, 도구(60) 또한 적외선 반사구(70)에 더하여, 자기 센서(90; 도 4 참조)를 구비하며, 자기 센서(90)는 코일(92)로 구성된다. 3 and 4 are diagrams illustrating an example of a navigation device and a tool for surgery as described in U.S. Patent No. 6,235,038 No., surgical navigation device 50 has the operating table (80 provided with a plus magnetic field generator to the infrared camera (40) ) for further having, tool 60 is also in addition to the infrared bansagu 70, a magnetic sensor (90; includes a reference to Fig. 4), the magnetic sensor 90 is composed of a coil 92. 수술대(80)에 마련된 자기장 발생기에 의해 발생된 자기장은 자기 센서(90)에 의해 감지되고, 유선(91)을 통해 수술용 항법 장치(50)로 전달된다. The magnetic field generated by the magnetic field generator provided at the operating table 80 is detected by the magnetic sensor 90, it is transmitted to the surgical navigation system (50) over the wire (91). 이러한 자기 센서를 이용하는 경우에 의사의 방해에 관계없이 자기장 내에서 도구(60)를 감지할 수 있게 된다. When using such a magnetic sensor is able to detect the tool (60) in a magnetic field, regardless of the interference of a doctor. 미설명 부호 11은 기준 프레임을 나타낸다. Reference numeral 11 represents a reference frame.

본 발명은 자기 센서를 이용하는 도구를 수술용 항법 장치에 인식시키는 방법 즉, 수술용 항법 장치용 도구의 교정 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다. An object of the present invention is to provide a process that is, the calibration method of surgical tools for navigation systems for recognition of a tool using a magnetic sensor in the navigation system for surgery.

여기서는, 본 개시의 전체적인 요약(Summary)이 제공되며, 이것이 본 개시의 외연을 제한하는 것으로 이해되어서는 아니된다(This section provides a general summary of the disclosure and is not a comprehensive disclosure of its full scope or all of its features). In this case, there is provided an overall summary (Summary) of this disclosure, this shall not be understood as limiting the breadth of the present disclosure (This section provides a general summary of the disclosure and is not a comprehensive disclosure of its full scope or all of its features).

본 개시에 따른 일 태양에 의하면(According to one aspect of the present disclosure), 제1 자기 센서, 제1 지표물 그리고 제2 지표물을 구비하는 교정기를 이용하여, 제2 자기 센서를 구비하는 도구를 수술용 항법 장치가 인식할 수 있도록 하는, 수술용 항법 장치용 도구의 교정 방법에 있어서, 도구와 제1 지표물을 이용하여, 제1 자기 센서와 제1 지표물을 연관지우는 제1 단계; According to one aspect of the present disclosure (According to one aspect of the present disclosure), the first magnetic sensor, the first surface of water and the second surface by using a calibrator comprising water, a second tool that includes a magnetic sensor in the, method of the calibration tool for a surgical navigation system to allow the navigation system for surgery can be appreciated, the first stage to erase by using a tool with a first surface of water, the first associated to the magnetic sensor and the first surface of water; 그리고, 도구와 제2 지표물을 이용하여, 제2 지표물에 위치한 도구를 제1 지표물에 연관지우는 제2 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는, 수술용 항법 장치용 도구의 교정 방법가 제공된다. Then, the tool and a second surface with water, said second indicator to clear associate the tool located in the water in said first indicator Water second stage; characterized in that it comprises the, there is provided calibration bangbeopga of tools for navigation systems for surgery . 예를 들어, 제1 지표물은 교정기의 일면(예: 상면) 자체로 이루어지거나 이 일면에 형성되며 평면이 인식가능하도록 세개의 홈으로 이루어질 수 있으며, 제2 지표물은 방향축과 끝점을 가지는 홀 또는 튜브로 이루어질 수 있다. For example, the first index of water is a surface of the calibrator: and (for example, the upper surface) or made of a self-formed in the one surface may be made with the three grooves to be flat is recognized, said second indicator water having a longitudinal axis and an end point It may be formed of a hole or a tube.

이에 대하여 '발명의 실시를 위한 구체적인 내용'의 후단에 기술한다. On the other hand it will be described on the rear end of the "DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION".

이하, 본 개시를 첨부된 도면을 참고로 하여 자세하게 설명한다(The present disclosure will now be described in detail with reference to the accompanying drawing(s)). The detailed description and to the attached drawings below, the present disclosure by reference (The present disclosure will now be described in detail with reference to the accompanying drawing (s)).

도 5는 본 발명에 따른 교정기의 일 예를 나타내는 도면으로서, 교정기(100)는 상면(110)을 구비하며, 교정기(100)의 위치 인식에 사용되며 코일(210)을 구비하는 교정기용 자기 센서(200)를 포함한다. 5 is a calibration appointed magnetic sensor having a view of an example of the calibrator, the calibrator 100 is provided with a top surface 110, and is used for positioning of a calibrator 100, a coil 210 in accordance with the present invention It comprises 200. 상면(110)에는 세개의 홈(111,112,113)과 끝점(114)과 방향축(115)을 가지는 한 개의 홀 또는 튜브로 된 도구 가이드(116)가 형성되어 있으며, 세개의 홈(111,112,113)과 끝점(114) 및 방향축(115)의 위치 관계(내지는 좌표 관계)는 알려져 있다. The top surface 110 the three grooves (111 112 113) and an end point 114, and the tool guide 116 with a one-hole or a tube having an axis (115) is formed, and the three grooves (111 112 113) and end points ( 114) and the positional relationship (relationship naejineun coordinate) direction of the shaft 115 is known.

광학 센서를 사용하는 경우와 자기 센서를 사용하는 경우의 차이점은 광학 센서의 경우(도 1 참조)에는, 적외선 반사구(21,22,23,24)와 튜브(25)의 끝점(29)과 방향축(30)의 관계를 미리 알 수 있다는 것이다. If the difference between the case of using an optical sensor and a magnetic sensor is used for the optical sensor (see FIG. 1), the end point 29 of the infrared bansagu (21,22,23,24) and the tube (25) and the direction the relationship between the shaft 30 that it be known in advance. 즉, 적외선 반사구(21,22,23,24) 또한 베이스(20) 상에 위치 측정가능하게 존재하므로, 이들 사이의 관계를 미리 알 수 있는 것이다. In other words, since the infrared bansagu (21,22,23,24) is also present to enable the measurement position on the base 20, and the relationship between them will be seen in advance. 그러나 코일(210)을 구비하는 자기 센서(200)의 경우에는 자기 센서의 특성상 미리 그 위치 관계를 특정하기 어렵다. However, when the magnetic sensor 200 having a coil 210, it is difficult to specify the nature of the positional relation of the magnetic sensor in advance. 본 발명은 이러한 제약을 해소하는 교정 방법을 제공하는 것이다. The present invention is to provide a calibration method that addresses these limitations.

도 2를 참조하면, 자기 센서를 사용하는 경우에, 교정기용 자기 센서(200)가 형성하는 좌표축(X1,Y1,Z1)에 대하여 홈(111,112,113) 및 도구 가이드(116)의 끝 점(114)/방향축(115)의 관계가 알려져 있지 않다는 것이다. In the case of Figure 2, using a magnetic sensor, end point 114 of the groove (111 112 113) and the tool guide 116 with respect to the axis (X1, Y1, Z1) to form a calibration appointed magnetic sensor 200 / the relationship between axis 115 that it does not known. 다만 홈(111,112,113)과 도구 가이드(116)의 끝점(114)/방향축(115)의 위치 관계는 이미 알려져 있다. However, the positional relation of the groove (111 112 113) and the tool guide 116, the endpoint 114 / axis 115 of the already known. 이는 교정기(100)의 제작 과정에 필요한 정보이므로, 당연한 것이다. This is because information required for the production process of the calibrator (100), is taken for granted. 한편 좌표축(X1,Y1,Z1)과 좌표축(X2,Y2,Z2) 간의 관계 즉, 선형변환(T)은 수술용 항법 장치가 교정기용 자기 센서(200)와 후술할 도구용 자기 센서(310; 도 6 참조)를 인식함으로써 자동적으로 주어진다. The coordinate (X1, Y1, Z1) and the coordinate (X2, Y2, Z2) between the relationships that is, a linear transformation (T) is a magnetic sensor (310 for the tool navigation system for surgery which will be described later and corrected appointed magnetic sensor 200; automatically given by the recognition by the see FIG. 6). 교정기(100)에서 홈(111,112,113)이 형성하는 평면과 방향축(115)은 직교하며, 홈(111,112,113)과 끝점(114)의 위치 즉, 거리 관계는 주어져 있다. Position that is, the distance relationship of the calibrator 100 is a groove plane with the axis 115 (111 112 113) is formed and is perpendicular to groove (111 112 113) and an end point 114, is given. 그러나 평면과 방향축(115)이 반드시 직교해야 하는 것은 아니며, 서로의 관계를 알 수 있는 것으로 족하다. However, flat and axis 115 is not necessarily be orthogonal, that is enough to know the relationship between each other.

도 6 및 도 7은 본 발명에 따라 수술용 항법 장치용 도구를 교정하는 방법의 일 예를 설명하는 도면이다. 6 and 7 are a view for explaining an example of a method of correcting the navigation device for a tool for surgery according to the present invention.

1. 홈(111,112,113)이 형성하는 평면 구하기 1. Obtaining a plane groove (111,112,113) form

도 6에 도시된 바와 같이, 자기 센서(310), 끝점(320) 그리고 도구(300)가 가리키는 방향(330)을 가지는 도구(300)를 교정기(100)의 홈(111)에 삽입한 다음, 화살표로 표시된 바와 같이 회전 운동시킨다. 6, the inserting the magnetic sensor 310, the endpoint 320 and the Tools 300, having an orientation (330) (300) pointing to the recess 111 of the calibrator 100, and then, thereby rotating movement, as indicated by the arrow. 이를 피봇팅(pivoting)이라 하며, 수술용 항법 장치는 피봇팅되는 자기 센서(310) 또는 좌표계(X2,Y2,Z2)로부터 홈(111)을 특정할 수 있으며, 또한 자기 센서(200)의 좌표계(X1,Y1,Z1)에 대한 점으로 인식할 수 있다. This pivoting (pivoting) referred to, and navigation surgical device may specifying a recess 111 from the magnetic that pivot sensor 310 or the coordinate system (X2, Y2, Z2), In addition, the coordinate system of the magnetic sensor (200) It can be recognized as a point on (X1, Y1, Z1). 그리고 이러한 피봇팅을 홈(112,113)에 대해서도 행한다. And also it carries out such a pivoting into the groove (112 113). 물론 홈(111)에 대한 피봇팅을 통해 좌표계(X2,Y2,Z2)에 대한 끝점(320)의 위치 관계를 결정할 수 있으므로, 좌표계(X1,Y1,Z1)에 대한 홈(112,113)의 위치 관계는 홈(112,113)에 단순히 끝점(320)을 위치시킴으로써 인식될 수 있다. You may as well determine the positional relationship between the end 320 of the coordinate system (X2, Y2, Z2) through a pivoting of the groove 111, positional relationship between the groove (112 113) on the coordinate system (X1, Y1, Z1) It can be recognized by simply positioning the end 320 into the groove (112 113). 이 피봇팅을 통해 홈(111,112,113)에 대한 정보를 취득할 수 있으며, 이로부터 홈(111,112,113)이 형성하는 평면(또는 평면 방정식)을 좌표계(X1,Y1,Z1)에 대하여 표시할 수 있게 된다. Through this pivoting can be obtained information about the groove (111 112 113), the therefrom groove plane (or plane equation) to (111 112 113) is formed can be displayed with respect to the coordinate system (X1, Y1, Z1). 평면을 구할 수 있다는 것은 이 평면에 수직한 방향을 구할 수 있다는 것을 의미하며, 따라서 홈(111,112,113)이 형성하는 평면에 수직한 도구 가이드(116; 도 5 참조)의 방향축(115; 도 5 참조)을 구할 수 있다는 것을 의미한다. The ability to obtain a plane means that can obtain a direction perpendicular to this plane, and therefore grooves (111 112 113) is a tool guide perpendicular to the forming plane 116 (see Fig. 5) axis (115; see FIG. 5 ) means you can save.

한편 홈(111,112,113)이 없는 경우에도, 도구(300)의 끝점(320)을 교정기(100)의 상면(110; 도 5 참조)의 한 점에 고정한 채(약간의 오차가 발생할 수 있다) 피봇팅을 행함으로써, 좌표계(X2,Y2,Z2)에 대한 끝점(320)의 위치를 파악할 수 있으며, 그 다음 상면(110)을 따라 도구(300)를 이동(예를 들어 X자를 그려서 평면을 형성한다.)시킴으로써 상면(110)을 좌표계(X1,Y1,Z1)에 대하여 인식시킬 수 있게 된다. The groove in the case (111 112 113) does not have, the end point 320 of the tool 300 in the upper surface of the calibrator 100, (may cause some errors), while fixed to a point 110 (see FIG. 5) pivoting by carrying out, it can grasp the position of the end point 320 on the coordinate system (X2, Y2, Z2), then moves the tool 300 along the upper surface 110 (e.g. to draw characters X forms a plane .), by it is possible to recognize with respect to the upper surface 110 to the coordinate system (X1, Y1, Z1). 이 경우 상면(110)을 평면으로 활용할 수 있게 된다. In this case, it is possible to utilize the upper surface 110 in a plane.

2. 끝점(320) 및 방향축(330) 구하기 2. The end 320 and axis 330 to obtain

다음으로, 도 7에 도시된 바와 같이, 도구(300)를 홀 형태의 도구 가이드(116)에 삽입한다. Next, as shown in Figure 7, it is inserted into the tool 300 in the form of a tool guide hole 116. The 이때 수술용 항법 장치는 좌표계(X1,Y1,Z1; 자기 센서(200)의 자세)와 좌표계(X2,Y2,Z2; 자기 센서(310)의 자세)로부터 양자의 관계 즉, 선형변환(T1)을 파악할 수 있다. The navigation system for surgery is a coordinate system (X1, Y1, Z1; position of the magnetic sensor 200) and the coordinate system; relationship that is, a linear transformation (T1) of the protons from the (X2, Y2, Z2 position of the magnetic sensor 310) the can grasp.

또한 이때 도구(300)의 방향(330)은 방향축(115)의 방향이 되며, 좌표계(X1,Y1,Z1)에 대한 방향축(115)은 수술용 항법 장치가 알고 있으므로, 선형변환(T1)을 통해 방향축(115)을 좌표계(X2,Y2,Z2)에 대해 나타냄으로써, 방향(330)을 좌표계(X2,Y2,Z2)에 대해 나타낼 수 있게 된다. Also this time tool direction 330 of 300 becomes the direction of axis 115, since the axis 115 of the coordinate system (X1, Y1, Z1) is a navigation system for operation to know, a linear transformation (T1 ) by indicating to the coordinate system (X2, Y2, Z2), the axis (115) through, so that the direction 330 may indicate to the coordinate system (X2, Y2, Z2).

또한 좌표계(X1,Y1,Z1)에서의 홈(111,112,113)이 형성하는 평면 및 홈 또는 이 평면에 대한 끝점(114)의 관계는 이미 알려져 있으므로, 선형변환(T1)을 통해 끝점(320)을 좌표계(X2,Y2,Z2)에 대해 나타낼 수 있게 된다. In addition, the coordinate system (X1, Y1, Z1) groove (111 112 113) between the end point 114 on the plane and the groove or the plane which is formed it is because it is already known, the linear transform coordinates of end point 320 via the (T1) in it is possible to indicate for the (X2, Y2, Z2).

따라서 도구(300)의 끝점(320)과 방향(330)을 좌표계(X2,Y2,Z2; 자기 센서(310)의 자세)에 대한 값으로 수술용 항법 장치가 인식할 수 있게 된다. Therefore, the end point coordinate system 320 and the direction 330 of the tool 300; Navigation System for operation by the value for (X2, Y2, Z2 positions of the magnetic sensors 310) is able to recognize.

이하 본 개시의 다양한 실시 형태에 대하여 설명한다. Will now be described with respect to various embodiments of the present disclosure.

(1) 자기 센서를 이용하는 수술용 도구를 교정(Calibration)할 수 있는 수술용 항법 장치용 도구의 교정 방법. (1) calibration method of surgical tools for the surgical navigation apparatus capable of calibration (Calibration) tools for using magnetic sensors.

(2) 자기 센서를 구비하는 교정기를 이용하는 수술용 항법 장치용 도구의 교정 방법. (2) The calibration method of surgical tools for navigation systems using a calibrator having a magnetic sensor.

(3) 지표물 형성하는 평면과 이 평면에 종속하는 방향축을 가지는 지표물을 이용하는 수술용 항법 장치용 도구의 교정 방법. (3) surface water to form a plane and the calibration method of surgical tools for navigation systems using the water surface having an axis which depends on the direction of the plane.

(4) 끝점이 탈착가능하며, 자기 센서를 구비하는 수술용 도구(예: 치과용 드릴)을 교정할 수 있는 수술용 항법 장치용 도구의 교정 방법. 4, the end point and detachably, magnetic tools for surgery including a sensor: the calibration method of the navigation system for a surgical tool which can be calibrated (for example, a dental drill). 이때, 끝점을 제거한 상태에서 교정을 행한 다음, 끝점을 장착한 상태에서 교정을 다시 행함으로써, 탈착되는 도구 부분의 길이를 파악할 수 있게 된다. In this case, performing the correction at the end removed by then, again performing the calibration in a state of mounting the end point, it is possible to determine the length of the tool part that is removable.

도 1은 미국특허 제5,921,992호에 기재된 수술용 항법 장치용 도구의 교정 방법의 일 예를 설명하는 도면, 1 is a view illustrating an example of a calibration method of a tool for a surgical navigation system described in U.S. Patent No. 5,921,992,

도 2는 수술용 항법 장치에 있어서 도구 교정의 의미를 개념적으로 설명하는 도면, Figure 2 is a view for explaining the meaning of the calibration tool in the surgical navigation system conceptually,

도 3 및 도 4는 미국특허 제6,235,038호에 기재된 수술용 항법 장치 및 도구의 일 예를 나타내는 도면, 3 and 4 are views showing an example of a navigation device and a surgical tool described in U.S. Patent No. 6,235,038,

도 5는 본 발명에 따른 교정기의 일 예를 나타내는 도면, 5 is a view of an example of the calibrator according to the invention,

도 6 및 도 7은 본 발명에 따라 수술용 항법 장치용 도구를 교정하는 방법의 일 예를 설명하는 도면. 6 and 7 are a view for explaining an example of how to calibrate the tool for a surgical navigation system in accordance with the present invention.

Claims (7)

  1. 제1 자기 센서, 제1 지표물 그리고 제2 지표물을 구비하는 교정기를 이용하여, 제2 자기 센서를 구비하는 도구를 수술용 항법 장치가 인식할 수 있도록 하는, 수술용 항법 장치용 도구의 교정 방법에 있어서, A first magnetic sensor, the first surface of water and the second surface by using a calibrator comprising water, a second calibration of instruments for the navigation apparatus, operation of the tool provided with a magnetic sensor to a navigation system for operation recognition in the method,
    도구와 제1 지표물을 이용하여, 제1 자기 센서와 제1 지표물을 연관지우는 제1 단계; First stage erase using a tool with a first surface of water, the first associated to the magnetic sensor and the first surface of water; 그리고, And,
    도구와 제2 지표물을 이용하여, 제2 지표물에 위치한 도구를 제1 지표물에 연관지우는 제2 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는, 수술용 항법 장치용 도구의 교정 방법. Tools and a second surface with water, said second indicator associating the second step clearing tool, located in the water in the first water surface; calibration method of the navigation device for a tool for surgery, comprising: a.
  2. 청구항 1에 있어서, The method according to claim 1,
    제1 단계는 제1 지표물이 형성하는 평면을 찾는 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는, 수술용 항법 장치용 도구의 교정 방법. The first step is the calibration method of the navigation device for a tool for surgery, comprising a step of comprising the step of finding the plane of the first surface to form water.
  3. 청구항 2에 있어서, The method according to claim 2,
    제1 단계는 도구의 끝점을 제1 지표물에 대하여 피봇팅하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는, 수술용 항법 장치용 도구의 교정 방법. The first step is the calibration method of surgical tools for navigation devices, comprising the step of pivot about the end of the first tool surface water.
  4. 청구항 2에 있어서, The method according to claim 2,
    제1 단계는 도구의 끝점을 제1 지표물을 따라 이동시키는 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는, 수술용 항법 장치용 도구의 교정 방법. The first step, the calibration method of the surgical navigation system for tools, characterized in that it comprises the step of moving along a first surface of water to the end point of the tool.
  5. 청구항 1 내지 청구항 4 중의 어느 한 항에 있어서, According to any one of claims 1 to 4,
    제 2단계는 제1 지표물에 대하여 알려진 방향축에 대하여 도구를 고정시키는 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는, 수술용 항법 장치용 도구의 교정 방법. The second step of the calibration method for a navigation device for a tool, surgery characterized in that it comprises the step of fixing the tool with respect to the axis is known with respect to the first surface of water.
  6. 청구항 5에 있어서, The method according to claim 5,
    제1 단계는 제1 지표물이 형성하는 평면을 찾는 과정을 포함하며, And the step comprises the step of finding the plane of the first surface the water formed,
    제2 단계는 평면에 수직한 방향축을 가지는 제2 지표물의 끝점에 도구를 삽입하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는, 수술용 항법 장치용 도구의 교정 방법. The second step of the calibration method for the tool, including the step of inserting the tool to the second end surface of water having an axis in a direction perpendicular to the plane, characterized in, surgical navigation system.
  7. 청구항 6에 있어서, The method according to claim 6,
    제2 단계는 제1 자기 센서에 대한 제2 지표물의 방향축과 끝점의 관계를 제2 자기 센서에 대한 제2 지표물의 방향축과 끝점의 관계로 선형변환하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는, 수술용 항법 장치용 도구의 교정 방법. The second step is characterized in that it comprises the step of linearly transforming a first second relationship in surface water axis and an end point for the magnetic sensor in relation to the second surface of water axis and an end point for the second magnetic sensor, calibration method of tools for navigation devices for surgery.
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