KR101491922B1 - 하이브리드 내비게이션 시스템 및 그의 위치 추적 방법 - Google Patents

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KR101491922B1
KR101491922B1 KR20130093694A KR20130093694A KR101491922B1 KR 101491922 B1 KR101491922 B1 KR 101491922B1 KR 20130093694 A KR20130093694 A KR 20130093694A KR 20130093694 A KR20130093694 A KR 20130093694A KR 101491922 B1 KR101491922 B1 KR 101491922B1
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tracking device
magnetic field
navigation system
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홍재성
김재도
전상서
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재단법인대구경북과학기술원
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Abstract

본 발명의 실시 예에 따른 하이브리드 내비게이션 시스템의 위치 추적 방법은, 자기장 기반 위치 추적 장치 및 광학식 기반 위치 추적 장치를 이용하여 자기장 기반 위치 추적 장치와 광학식 기반 위치 추적 장치의 상대적인 위치를 산출하여 위치 보정을 수행하는, 위치 보정 단계; 시술 시 실제 추적하는 카테터에 구비된 자기장 센서의 위치 정보를 위치 보정 단계를 통해 획득된 보정 결과를 이용하여 광학식 기반 위치 추적 장치 기반의 좌표로 변환하는, 좌표 변환 단계;를 포함할 수 있다. 본 발명의 실시 예에 따르면, 위치 보정을 통해 광학식 기반 위치 추적 장치 및 자기장 기반 위치 추적 장치의 상대적인 위치 관계를 설정한 후, 광학식 기반 위치 추적 장치를 기반으로 한 좌표를 정합하여 환자 및 영상 간 정합 결과를 도출한 다음, 자기장 센서의 위치 정보를 보정을 통해 광학식 기반의 좌표로 변환한 후 이를 디스플레이부에 3차원의 영상으로 실시간으로 정확하게 디스플레이할 수 있으며, 따라서 시술과 같은 동작이 정확하게 이루어질 수 있다.

Description

하이브리드 내비게이션 시스템 및 그의 위치 추적 방법{Hybrid navigation system and method to track position thereof}
하이브리드 내비게이션 위치 추적 장치 및 그의 위치 추적 방법이 개시된다. 보다 상세하게는, 방사선 피폭을 방지할 수 있으면서도 시술 상황에 대하여 실시간으로 정확한 영상을 제공할 수 있는, 하이브리드 내비게이션 위치 추적 장치 및 그의 위치 추적 방법이 개시된다.
경막외강 내시경술(Epiduroscopy)은 요통 환자의 진단과 치료에 효과적인 방법으로써 널리 시행되고 있는 시술법 중 하나로서, 예를 들면 1mm 정도의 최신 미세 내시경을 경막외강 내에 삽입해 신경염증이나 부종의 병변을 내시경 영상을 통해 직접 확인한 후 척수 신경근의 목을 조르고 있는 신경유착 등을 제거하여 통증의 원인을 제거하는 최소침습 시술 방법이다.
이러한 경막외강 내시경술은 척추 주변 조직에 손상을 주지 않아 안전성에 대한 부담감을 줄일 수 있고 아울러 수술 후 통증을 상대적으로 줄일 수 있어 최근 들어 주로 시술되고 있다.
그런데, 종래의 경막외강 내시경술에 있어서, 내시경의 정밀한 위치 파악을 위해 형광투시영상의 유도 하에 시술이 진행되는 경우가 대부분이기 때문에 환자와 시술자 모두 과도한 양의 방사선에 피폭되는 한계가 있었다.
따라서, 방사선 피폭을 방지할 수 있으면서도 시술 상황에 대하여 실시간으로 정확한 영상을 제공할 수 있는 내비게이션 시스템 및 그의 위치 추적 방법의 개발이 요구된다.
본 발명의 실시 예에 따른 목적은, 위치 보정을 통해 광학식 기반 위치 추적 장치 및 자기장 기반 위치 추적 장치의 상대적인 위치 관계를 설정한 후, 광학식 기반 위치 추적 장치를 기반으로 한 좌표를 정합하여 환자 및 영상 간 정합 결과를 도출한 다음, 자기장 센서의 위치 정보를 위치 보정 결과를 이용해 광학식 기반의 좌표로 변환한 후 이를 디스플레이부에 3차원의 영상으로 실시간으로 정확하게 디스플레이할 수 있으며, 따라서 시술과 같은 동작이 정확하게 이루어질 수 있는, 하이브리드 내비게이션 위치 추적 장치 및 그의 위치 추적 방법을 제공하는 것이다.
또한, 본 발명의 실시 예에 따른 다른 목적은, 종래에 일반적으로 사용되던 형광투시영상이 사용되지 않기 때문에 방사선에 노출되지 않음으로써 안전성을 확보할 수 있는, 하이브리드 내비게이션 위치 추적 장치 및 그의 위치 추적 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 실시 예에 따른 하이브리드 내비게이션 시스템은, 시술을 위해 환자의 체강 내로 삽입되는 카테터 및 자기장 위치 추적부를 구비하는 자기장 기반 위치 추적 장치; 및 상기 환자의 체표에 부착되는 광학식 마커 및 상기 광학식 마커의 위치를 추적하는 광학식 위치 추적부를 구비하는 광학식 기반 위치 추적 장치;를 포함하며, 상기 자기장 기반 위치 추적 장치 및 상기 광학식 기반 위치 추적 장치의 상호 추적에 의해 상기 환자의 체강 내에서의 내비게이션이 실행될 수 있으며, 구체적으로는, 위치 보정을 통해 광학식 기반 위치 추적 장치 및 자기장 기반 위치 추적 장치의 상대적인 위치 관계를 설정한 후, 광학식 기반 위치 추적 장치를 기반으로 한 좌표를 정합하여 환자 및 영상 간 정합 결과를 도출한 다음, 자기장 센서의 위치 정보를 상기 위치 보정 결과를 이용해 광학식 기반의 좌표로 변환한 후 이를 디스플레이부에 3차원의 영상으로 실시간으로 정확하게 디스플레이할 수 있으며, 따라서 시술과 같은 동작이 정확하게 이루어질 수 있다.
일측에 따르면, 상기 카테터는 2개의 채널을 구비하며, 하나의 채널로는 상기 체강 내를 촬영하기 위한 내시경이 인입되고, 다른 하나의 채널로는 자기장 센서 또는 상기 체강 내의 시술 부위를 치료하기 위한 레이저 조사부가 선택적으로 인입될 수 있다.
일측에 따르면, 상기 자기장 기반 위치 추적 장치 및 상기 광학식 기반 위치 추적 장치에 의해 획득된 정보는 디스플레이부에서 3차원의 영상으로 실시간 디스플레이될 수 있다.
한편, 본 발명의 실시예에 따른 하이브리드 내비게이션 시스템의 위치 추적 방법은, 상기 자기장 기반 위치 추적 장치 및 상기 광학식 기반 위치 추적 장치를 이용하여 상기 자기장 기반 위치 추적 장치와 상기 광학식 기반 위치 추적 장치의 상대적인 위치를 산출하여 위치 보정을 수행하는, 위치 보정 단계; 상기 광학식 기반 위치 추적 장치를 이용하여 상기 환자 및 영상 간의 광학식 기반의 좌표 정합을 실행하는, 좌표 정합 단계; 및 시술 시 실제 추적하는 상기 카테터에 구비된 자기장 센서의 위치 정보를 상기 위치 보정 단계를 통해 획득된 보정 결과를 이용하여 상기 광학식 기반 위치 추적 장치의 광학식 기반의 좌표로 변환하는, 좌표 변환 단계;를 포함할 수 있으며, 이러한 단계적 구성에 의해서, 위치 보정을 통해 광학식 기반 위치 추적 장치 및 자기장 기반 위치 추적 장치의 상대적인 위치 관계를 설정한 후, 광학식 기반 위치 추적 장치를 기반으로 한 좌표를 정합하여 환자 및 영상 간 정합 결과를 도출한 다음, 자기장 센서의 위치 정보를 보정을 통해 광학식 기반의 좌표로 변환한 후 이를 디스플레이부에 3차원의 영상으로 실시간으로 정확하게 디스플레이할 수 있으며, 따라서 시술과 같은 동작이 정확하게 이루어질 수 있다.
일측에 따르면, 상기 좌표계 변환 단계에 의해 획득된 결과를 디스플레이부를 통해 3차원의 영상으로 실시간 디스플레이하는, 디스플레이 단계를 더 포함할 수 있다.
일측에 따르면, 상기 위치 보정 단계 시, 상기 자기장 위치 추적부에 부착된 광학식 마커를 상기 광학식 기반 위치 추적 장치의 상기 광학식 위치 추적부에 의해 추적하여 상기 광학식 위치 추적부에 대한 상기 자기장 위치 추적부의 상대적인 위치를 파악할 수 있다.
일측에 따르면, 상기 위치 보정 단계 시, 상기 자기장 기반 위치 추적 장치의 자기장 프로브 및 상기 광학식 기반 위치 추적 장치의 광학식 프로브가 통합된 일체형 프로브를 이용하여 상기 자기장 기반 위치 추적 장치에 적용되는 좌표 및 상기 광학식 기반 위치 추적 장치에 적용되는 좌표를 동시 획득한 후 좌표 분석을 통해 위치 보정을 실행할 수 있다.
일측에 따르면, 상기 좌표 정합 단계 시, 상기 광학식 위치 추적부에 의해 상기 체표에 마킹된 광학식 마커의 위치를 파악하고, 상기 광학식 위치 추적부에 의해 광학식 프로브의 위치를 파악함으로써 상기 광학식 마커에 대한 상기 광학식 프로브의 상대적인 위치를 파악한 다음 이를 통해 환자 및 영상 간의 좌표를 정합할 수 있다.
일측에 따르면, 상기 좌표 변환 단계 시, 상기 위치 보정 단계에서 획득된 상기 광학식 기반 위치 추적 장치 및 상기 자기장 기반 위치 추적 장치의 상대적인 위치 관계를 이용하여, 상기 자기장 기반의 좌표가 상기 광학식 위치 추적 장치를 기반으로 한 좌표 결과로 실시간 변환된 후 디스플레이부를 통해 3차원의 영상으로 실시간 디스플레이될 수 있다.
본 발명의 실시 예에 따르면, 위치 보정을 통해 광학식 기반 위치 추적 장치 및 자기장 기반 위치 추적 장치의 상대적인 위치 관계를 설정한 후, 광학식 기반 위치 추적 장치를 기반으로 한 좌표를 정합하여 환자 및 영상 간 정합 결과를 도출한 다음, 자기장 센서의 위치 정보를 상기 위치 보정 결과를 이용하여 광학식 기반의 좌표로 변환한 후 이를 디스플레이부에 3차원의 영상으로 실시간으로 정확하게 디스플레이할 수 있으며, 따라서 시술과 같은 동작이 정확하게 이루어질 수 있다.
또한, 본 발명의 실시 예에 따르면, 종래에 일반적으로 사용되던 형광투시영상이 사용되지 않기 때문에 방사선에 노출되지 않음으로써 안전성을 확보할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 하이브리드 내비게이션 시스템의 위치 추적 방법의 순서도이다.
도 2는 도 1에 도시된 위치 추적 방법의 단계 중 위치 보정 단계를 수행하는 광학식 기반 위치 추적 장치를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 3은 도 1에 도시된 위치 추적 방법의 단계 중 좌표 정합 단계를 수행하는 구성을 도시한 도면이다.
도 4는 도 1에 도시된 위치 추적 방법의 단계 중 좌표 변환 단계를 수행하는 구성을 도시한 도면이다.
도 5는 도 1에 도시된 위치 추적 방법이 적용되는 경우 정확도 향상을 그래프화한 도면이다.
이하, 첨부 도면을 참조하여 본 발명의 실시 예에 따른 구성 및 적용에 관하여 상세히 설명한다. 이하의 설명은 특허 청구 가능한 본 발명의 여러 태양(aspects) 중 하나이며, 하기의 기술(description)은 본 발명에 대한 상세한 기술(detailed description)의 일부를 이룬다.
다만, 본 발명을 설명함에 있어서, 공지된 기능 혹은 구성에 관한 구체적인 설명은 본 발명의 요지를 명료하게 하기 위하여 생략하기로 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 하이브리드 내비게이션 시스템의 위치 추적 방법의 순서도이고, 도 2는 도 1에 도시된 위치 추적 방법의 단계 중 위치 보정 단계를 수행하는 광학식 기반 위치 추적 장치를 개략적으로 도시한 도면이고, 도 3은 도 1에 도시된 위치 추적 방법의 단계 중 좌표 정합 단계를 수행하는 구성을 도시한 도면이며, 도 4는 도 1에 도시된 위치 추적 방법의 단계 중 좌표 변환 단계를 수행하는 구성을 도시한 도면이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 하이브리드 내비게이션 시스템(1)의 위치 추적 방법은, 자기장 기반 위치 추적 장치(100) 및 광학식 기반 위치 추적 장치(200)를 이용하여 서로간의 상대적인 위치를 산출하여 위치 보정을 수행하는 위치 보정 단계(S100)와, 광학식 기반 위치 추적 장치(200)를 이용하여 환자 및 영상 간의 광학식 기반 좌표 정합을 실행하는 좌표 정합 단계(S200)와, 시술 시 실제 추적하는 카테터(120)에 구비된 자기장 센서의 위치 정보를 위치 보정 단계(S100)를 통해 획득된 보정 결과를 이용하여 광학식 기반 위치 추적 장치(200)의 광학식 기반의 좌표로 변환하는 좌표 변환 단계(S300)를 포함할 수 있다.
아울러, 좌표 변환 단계(S300)에 의해 획득된 결과를 디스플레이부(500)를 통해 3차원의 영상으로 실시간 디스플레이하는 디스플레이 단계(S400)를 포함할 수 있다.
이러한 단계적 구성에 의해서, 3차원의 정확한 영상을 얻을 수 있어 정확한 시술이 가능하다. 아울러, 종래의 형광투시영상을 사용하는 경우 방사선 피폭이 문제되었는데, 본 발명의 실시 예에 따른 하이브리드 내비게이션 시스템(1)을 사용하는 경우 이러한 문제를 해소할 수 있다.
전술한 각 단계들에 대해 설명하기에 앞서 본 실시 예의 하이브리드 내비게이션 시스템(1)에 대해서 설명하기로 한다.
도 2 내지 도 4에 도시된 것처럼, 본 실시 예의 하이브리드 내비게이션 시스템(1, 도 4 참조)은, 자기장 기반 위치 추적 장치(100)와, 광학식 기반 위치 추적 장치(200)와, 이들과 연동하여 실시간으로 획득된 영상을 디스플레이하는 디스플레이부(500)를 포함할 수 있다.
본 실시 예의 자기장 기반 위치 추적 장치(100)는, 도 4에 도시된 것처럼, 환자의 체표(400)에 마킹되는 제2 광학식 마커와, 체표(400) 내로 인입되며 자기장 센서를 갖는 카테터(120)와, 자기장 센서의 감지 정보를 실시간으로 획득하는 자기장 위치 추적부(110)를 포함할 수 있다.
이러한 구성에 의해서, 체표(400)에 마킹된 제2 광학식 마커에 대한 카테터(120)의 자기장 센서의 위치를 자기장 위치 추적부(110)로 실시간으로 파악할 수 있다.
여기서, 카테터(120)는 2개의 채널(121, 123)을 구비할 수 있다. 하나의 채널(121)에는 체강 내를 촬영하기 위한 내시경이 배치될 수 있고, 다른 하나의 채널(123)로는 자기장 센서 또는 체표(400) 내의 시술 부위를 치료하기 위한 레이저 조사부 등이 선택적으로 인입될 수 있다.
그런데, 이처럼, 자기장 기반 위치 추적 장치(100)만으로 환자의 시술 부위 및 시술을 위한 구성의 위치를 실시간으로 획득 가능하나, 시술 환경으로부터 발생하는 자기장 간섭 또는 자기장 기반 위치추적 장치 자체의 성능한계로 인해 획득되는 정보의 정확성에 있어서 어느 정도 한계가 있다.
이에, 본 실시 예의 경우, 광학식 기반 위치 추적 장치(200)를 더 구비하며, 자기장 기반 위치 추적 장치(100) 및 광학식 기반 위치 추적 장치(200)의 상호 작용에 의해 정확한 정보를 획득할 수 있으며, 이에 따라 시술의 정확성을 향상시킬 수 있다,
본 실시 예의 광학식 기반 위치 추적 장치(200)는, 도 2 및 도 3을 참조하면, 자기장 기반 위치 추적 장치(100)의 자기장 위치 추적부(110)에 부착되는 제1 광학식 마커(130)와 체표(400)에 마킹되는 제2 광학식 마커(430)와 이들 마커(130, 430)를 추적하는 광학식 추적부(210)를 포함할 수 있다.
한편, 본 실시 예의 디스플레이부(500)는, 도 3 및 도 4에 도시된 것처럼, 좌표 변환된 3차원의 영상을 디스플레이함으로써 시술자가 정확한 시술을 실행할 수 있도록 한다.
이러한 구성을 갖는 하이브리드 내비게이션 시스템(1)에 의해서 안전하고도 정밀한 위치 추적이 이루어질 수 있는데, 이에 대해서 각 단계 별로 상세하게 설명하기로 한다.
먼저 본 실시 예의 위치 보정 단계(S100)는, 도 2에 도시된 바와 같이, 자기장 기반 위치 추적 장치(100)의 자기장 위치 추적부(110)와, 광학식 기반 위치 추적 장치(200)의 광학식 추적부(210)의 상대적인 위치를 산출하여 위치 보정을 행하는 단계이다.
여기서, 광학식 위치 추적부(210)는 자기장 위치 추적부(110)에 마킹된 제1 광학식 마커(130)를 추적함으로써 광학식 위치 추적부(110)에 대한 제1 광학식 마커(130)의 상대적인 위치 관계(
Figure 112013071626572-pat00001
)를 파악할 수 있다.
또한, 위치 보정 단계 시, 도 2에 도시한 것처럼, 광학식 위치 추적부(210)에 의해 추적되는 광학식 프로브(240) 및 자기장 위치 추적부(110)에 의해 추적되는 자기장 프로브(140)를 이용하여 예를 들면 일 지점에 대한 측정을 각각 실행함으로써 위치 보정에 적용할 수 있는데, 본 실시 예의 경우, 도시하지는 않았지만, 광학식 위치 기반 추적 장치(200) 및 자기장 기반 위치 추적 장치(100)의 프로브를 통합한 일체형 프로브(미도시)를 적용시킴으로써 한 번의 측정으로 하이브리드 내비게이션 시스템(100) 기반의 좌표값을 동시 획득할 수 있다.
따라서, 실제 임상 환경을 고려할 때 위치 보정 단계(S100)에 소요되는 시간을 단축할 수 있어 효율성을 향상시킬 수 있다.
도 2를 참조하면, 위치 보정 단계(S100) 시, 광학식 위치 추적부(210)에 대한 자기장 위치 추적부(110)의 상대적인 위치를 파악할 수 있다. 즉, 광학식 위치 추적부(210)와 자기장 위치 추적부(110)에 마킹된 제1 광학식 마커(130)의 위치 관계(
Figure 112013071626572-pat00002
) 및 광학식 위치 추적부(210)와 광학식 프로브(240)의 위치 관계(
Figure 112013071626572-pat00003
), 자기장 위치 추적부(110)와 자기장 프로브(140)의 위치 관계(
Figure 112013071626572-pat00004
)를 통해 자기장 위치 추적부(110) 및 광학식 위치 추적부(210)의 위치 관계를 실시간으로 파악할 수 있는 것이다.
이 때 복수 개의 지점에서 측정이 이루어지며 측정된 지점에서의 정보들이 등록될 수 있다.
한편, 본 실시 예의 좌표 정합 단계(S200)는, 광학식 기반 위치 추적 장치(200)를 이용하여 환자 및 영상 간의 좌표를 정합하는 단계이다.
도 3을 참조하면, 광학식 위치 추적부(210)에 의해 체표(400)에 마킹된 제2 광학식 마커(430)의 위치를 파악하고, 광학식 위치 추적부(210)에 의해 광학식 프로브(240)의 위치를 파악함으로써 제2 광학식 마커(430)에 대한 광학식 프로브(240)의 상대적인 위치를 파악할 수 있으며 이를 통해 환자 및 영상 간의 좌표를 정합할 수 있다. 즉, 광학식 위치 추적부(210) 및 제2 광학식 마커(430)의 위치 관계(
Figure 112013071626572-pat00005
) 및 광학식 위치 추적부(210) 및 광학식 프로브(240)의 위치 관계(
Figure 112013071626572-pat00006
)를 통해 제 2광학식 마커(430) 및 광학식 프로브(240)의 위치 관계(
Figure 112013071626572-pat00007
)를 산출할 수 있으며, 이를 통해 광학식 기반 위치 추적부(210)를 기반으로 한 좌표를 정합할 수 있는 것이다.
또한, 제 2 광학식 마커(430) 및 광학식 프로브(240)의 위치 관계(
Figure 112013071626572-pat00008
)와, 체표면의 마커들의 이미지의 위치 관계(
Figure 112013071626572-pat00009
)를 통해 디스플레이부(500) 및 제 2 광학식 마커(430) 간의 위치 관계를 파악할 수 있다.
이처럼, 광학식 기반 위치 추적 장치(200)를 이용하여 높은 정확도를 갖는 좌표 정합의 결과를 도출할 수 있다.
이 때 복수 개의 지점에서 측정이 이루어지며 측정된 지점에서의 정보들이 등록될 수 있다.
한편, 본 실시 예의 좌표 변환 단계(S300)는, 위치 보정 단계(S100)에서 획득된 광학식 기반 위치 추적 장치(200) 및 자기장 기반 위치 추적 장치(100)의 상대적인 위치 관계를 이용하여, 자기장 기반의 좌표를 광학식 기반의 좌표로 실시간 변환하는 단계이다.
도 5를 참조하면, 광학식 위치 추적부(210) 및 체표(400)의 제 2 광학식 마커(430)의 위치 관계(
Figure 112013071626572-pat00010
), 광학식 위치 추적부(210) 및 자기장 위치 추적부(110)에 마킹된 제1 광학식 마커(130)의 위치 관계(
Figure 112013071626572-pat00011
), 그리고 위치 보정을 통해 도출해낸 제1 광학식 마커(130)에 대한 자기장 위치 추적부(110)의 위치 관계(
Figure 112013071626572-pat00012
), 자기장 위치 추적부(110) 및 카테터(120)의 위치 관계(
Figure 112013071626572-pat00013
)를 통해 제2 광학식 마커(430)에 대한 카테터(120)의 상대적인 위치 관계(
Figure 112013071626572-pat00014
)를 알 수 있고, 이를 광학식 기반 위치 추적 장치(200) 기반의 좌표로 변환함으로써 디스플레이부(500)에 3차원의 영상을 실시간으로 디스플레이할 수 있다.
즉, 제 2 광학식 마커(430)에 대한 카테터(120)의 상대적인 위치 관계(
Figure 112013071626572-pat00015
) 및 제 2광학식 마커(430)에 대한 디스플레이부(500)의 영상의 위치 관계(
Figure 112013071626572-pat00016
)를 통해 카테터(120)와 영상의 위치 관계(
Figure 112013071626572-pat00017
)를 실시간으로 보여줄 수 있는 것이다.
이와 같이, 본 실시 예에 따른 하이브리드 내비게이션 시스템(1)의 경우, 위치 보정을 통해 광학식 기반 위치 추적 장치(200) 및 자기장 기반 위치 추적 장치(100)의 상대적인 위치 관계를 설정한 후, 광학식 기반 위치 추적 장치(200)를 기반으로 한 좌표를 정합하여 환자 및 영상 간 정합 결과를 도출한 다음, 자기장 센서의 위치 정보를 위치 보정 결과를 이용해 광학식 기반 위치 추적 장치(200)의 좌표 정합 결과를 변환한 후 이를 디스플레이부(500)에 3차원의 영상으로 실시간으로 정확하게 디스플레이할 수 있으며, 따라서 시술과 같은 동작이 정확하게 이루어질 수 있다.
또한, 종래에 일반적으로 사용되던 형광투시영상이 사용되지 않기 때문에 방사선에 노출되지 않음으로써 안전성을 확보할 수 있다.
한편, 도 5는 도 1에 도시된 위치 추적 방법이 적용되는 경우 정확도 향상을 그래프화한 도면이다.
이를 통해 알 수 있듯이, 모형 실험을 한 결과 자기장 기반의 위치 추적 시스템만을 이용하는 경우보다 자기장 기반 및 광학식 기반의 위치 추적 장치를 모두 이용하는 경우 위치 추적의 정확성이 향상됨을 알 수 있다.
한편, 본 발명은 기재된 실시 예에 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 사상 및 범위를 벗어나지 않고 다양하게 수정 및 변형할 수 있음은 이 기술의 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명하다. 따라서 그러한 수정예 또는 변형예들은 본 발명의 특허청구범위에 속한다 하여야 할 것이다.
1 : 하이브리드 내비게이션 시스템
100 : 자기장 기반 위치 추적 장치
110 : 자기장 위치 추적부
120 : 카테터
130 : 제1 광학식 마커
140 : 자기장 프로브
200 : 광학식 기반 위치 추적 장치
210 : 광학식 위치 추적부
240 : 광학식 프로브
400 : 체표
430 : 제2 광학식 마커
500 : 디스플레이부

Claims (9)

  1. 시술을 위해 환자의 체강 내로 삽입되는 카테터 및 자기장 위치 추적부를 구비하는 자기장 기반 위치 추적 장치; 및
    상기 환자의 체표에 부착되는 광학식 마커 및 상기 광학식 마커의 위치를 추적하는 광학식 위치 추적부를 구비하는 광학식 기반 위치 추적 장치;
    를 포함하며,
    상기 자기장 기반 위치 추적 장치 및 상기 광학식 기반 위치 추적 장치의 상호 추적에 의해 상기 환자의 체강 내에서의 내비게이션이 실행되며,
    상기 카테터는 2개의 채널을 구비하며, 하나의 채널로는 상기 체강 내를 촬영하기 위한 내시경이 인입되고, 다른 하나의 채널로는 자기장 센서 또는 상기 체강 내의 시술 부위를 치료하기 위한 레이저 조사부가 선택적으로 인입되는 하이브리드 내비게이션 시스템.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서,
    상기 자기장 기반 위치 추적 장치 및 상기 광학식 기반 위치 추적 장치에 의해 획득된 정보가 디스플레이부에서 3차원의 영상으로 실시간 디스플레이되는 하이브리드 내비게이션 시스템.
  4. 제1항에 따른 하이브리드 내비게이션 시스템의 위치 추적 방법에 있어서,
    상기 자기장 기반 위치 추적 장치 및 상기 광학식 기반 위치 추적 장치를 이용하여 상기 자기장 기반 위치 추적 장치와 상기 광학식 기반 위치 추적 장치의 상대적인 위치를 산출하여 위치 보정을 수행하는, 위치 보정 단계;
    상기 광학식 기반 위치 추적 장치를 이용하여 상기 환자 및 영상 간의 광학식 기반의 좌표 정합을 실행하는, 좌표 정합 단계; 및
    시술 시 실제 추적하는 상기 카테터에 구비된 자기장 센서의 위치 정보를 상기 위치 보정 단계를 통해 획득된 보정 결과를 이용하여 상기 광학식 기반 위치 추적 장치의 광학식 기반의 좌표로 변환하는, 좌표 변환 단계;
    를 포함하는 하이브리드 내비게이션 시스템의 위치 추적 방법.
  5. 제4항에 있어서,
    좌표계 변환 단계에 의해 획득된 결과를 디스플레이부를 통해 3차원의 영상으로 실시간 디스플레이하는, 디스플레이 단계를 더 포함하는 하이브리드 내비게이션 시스템의 위치 추적 방법.
  6. 제4항에 있어서,
    상기 위치 보정 단계 시, 상기 자기장 위치 추적부에 부착된 광학식 마커를 상기 광학식 기반 위치 추적 장치의 상기 광학식 위치 추적부에 의해 추적하여 상기 광학식 위치 추적부에 대한 상기 자기장 위치 추적부의 상대적인 위치를 파악하는 하이브리드 내비게이션 시스템의 위치 추적 방법.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 위치 보정 단계 시, 상기 자기장 기반 위치 추적 장치의 자기장 프로브 및 상기 광학식 기반 위치 추적 장치의 광학식 프로브가 통합된 일체형 프로브를 이용하여 상기 자기장 기반 위치 추적 장치에 적용되는 좌표 및 상기 광학식 기반 위치 추적 장치에 적용되는 좌표를 동시 획득한 후 좌표 분석을 통해 위치 보정을 실행하는 하이브리드 내비게이션 시스템의 위치 추적 방법.
  8. 제4항에 있어서,
    상기 좌표 정합 단계 시, 상기 광학식 위치 추적부에 의해 상기 체표에 마킹된 광학식 마커의 위치를 파악하고, 상기 광학식 위치 추적부에 의해 광학식 프로브의 위치를 파악함으로써 상기 광학식 마커에 대한 상기 광학식 프로브의 상대적인 위치를 파악한 다음 이를 통해 환자 및 영상 간의 좌표를 정합하는 하이브리드 내비게이션 시스템의 위치 추적 방법.
  9. 제4항에 있어서,
    상기 좌표 변환 단계 시, 상기 위치 보정 단계에서 획득된 상기 광학식 기반 위치 추적 장치 및 상기 자기장 기반 위치 추적 장치의 상대적인 위치 관계를 이용하여, 자기장 위치추적 장치 기반의 좌표를 상기 광학식 기반 위치 추적 장치를 기반으로 한 좌표 결과로 실시간 변환되는 하이브리드 내비게이션 시스템의 위치 추적 방법.
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