KR101826578B1 - 마커를 이용한 수술 핀 삽입 홀 위치 검출시스템 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 수술 대상물에 마커를 부착하고, 마커의 위치를 기반으로 수술 핀 삽입 홀의 위치를 확인함으로써, 피시술자 및 시술자에게 피폭되는 방사선의 피폭량을 감소시킬 수 있는 마커를 이용한 수술 핀 삽입 홀 위치 검출시스템에 관한 것이다.
본 발명은 방사선 촬영하여 피시술자의 인체 영상을 획득하는 촬영부; 수술 핀이 삽입되는 삽입 홀이 형성된 수술 대상물에 부착되는 마커의 위치를 검출하여, 마커의 위치를 획득하는 위치추적장치; 상기 인체 영상 및 상기 마커의 위치를 수신하고, 이를 표시하는 표시부; 및 상기 촬영부 및 상기 위치추적장치를 제어하여, 상기 인체 영상 및 상기 마커의 위치를 상기 표시부로 전송하도록 하는 한편, 상기 표시부를 제어하여, 상기 인체 영상 및 상기 마커의 위치를 표시하도록 하는 제어부를 포함하는 마커를 이용한 수술 핀 삽입 홀 위치 검출시스템을 제공한다.
본 발명은 방사선 촬영하여 피시술자의 인체 영상을 획득하는 촬영부; 수술 핀이 삽입되는 삽입 홀이 형성된 수술 대상물에 부착되는 마커의 위치를 검출하여, 마커의 위치를 획득하는 위치추적장치; 상기 인체 영상 및 상기 마커의 위치를 수신하고, 이를 표시하는 표시부; 및 상기 촬영부 및 상기 위치추적장치를 제어하여, 상기 인체 영상 및 상기 마커의 위치를 상기 표시부로 전송하도록 하는 한편, 상기 표시부를 제어하여, 상기 인체 영상 및 상기 마커의 위치를 표시하도록 하는 제어부를 포함하는 마커를 이용한 수술 핀 삽입 홀 위치 검출시스템을 제공한다.
Description
본 발명은 수술 핀 삽입 홀 삽입 홀 위치 검출시스템에 관한 것으로, 상세하게는 수술 대상물에 마커를 부착하고, 마커의 위치를 기반으로 수술 핀 삽입 홀의 위치를 확인함으로써, 피시술자 및 시술자에게 피폭되는 방사선의 피폭량을 감소시킬 수 있는 마커를 이용한 수술 핀 삽입 홀 위치 검출시스템에 관한 것이다.
일반적으로 X-ray 방사선 투사장치를 활용하여 수술을 하는 경우, 피시술자에게 단순히 환자복만 입히고 실시간으로 획득되는 X-ray 영상을 보며, 수술을 하게 되는데, 이때, 다량의 방사선에 노출되게 된다.
따라서, 방사선에 노출되는 것을 방지하기 위하여 대부분 재료가 납으로 이루어진 방호복을 착용하여 방사선을 차폐하고 있다.
하지만, 수술을 하는 경우, 실시간으로 수술 부위에 대한 X-ray 영상을 획득해야 할 필요가 있어, 피시술자, 특히 수술 부위는 방사선에 노출될 수밖에 없으며, 또한, 시술자 역시 신체 부위의 일부분, 예를 들면, 손 역시 다량의 방사선에 노출될 수밖에 없다.
본 발명은 상기와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 창안된 것으로, 수술 대상물에 마커를 부착하고, 마커의 위치를 기반으로 수술 핀 삽입 홀의 위치를 확인함으로써, 피시술자 및 시술자에게 피폭되는 방사선의 피폭량을 감소시킬 수 있는 마커를 이용한 수술 핀 삽입 홀 위치 검출시스템을 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은 방사선 촬영하여 피시술자의 인체 영상을 획득하는 촬영부; 수술 핀이 삽입되는 삽입 홀이 형성된 수술 대상물에 부착되는 마커의 위치를 검출하여, 마커의 위치를 획득하는 위치추적장치; 상기 인체 영상 및 상기 마커의 위치를 수신하고, 이를 표시하는 표시부; 및 상기 촬영부 및 상기 위치추적장치를 제어하여, 상기 인체 영상 및 상기 마커의 위치를 상기 표시부로 전송하도록 하는 한편, 상기 표시부를 제어하여, 상기 인체 영상 및 상기 마커의 위치를 표시하도록 하는 제어부를 포함하는 마커를 이용한 수술 핀 삽입 홀 위치 검출시스템을 제공한다.
이때, 상기 촬영부는 X-ray 장비, CT 장비 또는 C-arm 장비일 수 있다.
또한, 상기 마커는 광학 물질을 포함하고, 상기 위치추적장치는 적외선 카메라일 수 있다.
한편, 상기 표시부는 상기 인체 영상과 상기 마커의 위치를 수신하고, 이를 정합하여, 상기 인체 영상 상에서 상기 마커의 위치가 표시되는 정합 영상을 생성하고, 생성된 정합 영상을 상기 제어부의 제어에 따라 표시하는 것을 특징으로 한다.
이때, 상기 표시부에 표시되는 상기 마커의 위치를 바탕으로 시술자가 상기 마커와 상대적 위치 관계를 갖는 상기 삽입 홀의 위치를 판단하고, 상기 인체 영상을 통하여 확인하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따르면, 수술 대상물에 부착되는 마커를 기반으로 수술 핀 삽입 홀의 위치를 확인할 수 있으므로, 방사선 촬영에 의하지 않고서도, 수술 부위의 지속적인 위치 변화를 실시간으로 확인할 수 있으므로, 필요한 경우에 한하여 방사선 촬영을 하면 된다.
따라서, 지속적으로 방사선 촬영을 하지 않아도 되므로, 피시술자 및 시술자에게 피폭되는 방사선의 피폭량을 감소시킬 수 있다.
도 1은 본 발명에 따른 마커를 이용한 수술 핀 삽입 홀 위치 검출시스템을 설명하기 위한 구성도이다.
도 2는 본 발명에 따른 마커를 이용한 수술 핀 삽입 홀 위치 검출시스템을 적용한 수술 방법의 일 예를 설명하기 위한 순서도이다.
도 2는 본 발명에 따른 마커를 이용한 수술 핀 삽입 홀 위치 검출시스템을 적용한 수술 방법의 일 예를 설명하기 위한 순서도이다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부된 도면들을 참조하여 상세히 설명한다.
이때, 본 발명에서는 수술 대상물이 골절 정복 후 골절 부위를 고정하기 위해 삽입되는 보철물, Intramedullary Nail(골수강 금속정, IM Nail)인 것을 예로 들어 설명하나, 상기 수술 대상물이 이에 한정되는 것은 아니다.
도 1은 본 발명에 따른 마커를 이용한 수술 핀 삽입 홀 위치 검출시스템을 설명하기 위한 구성도이고, 도 2는 본 발명에 따른 마커를 이용한 수술 핀 삽입 홀 위치 검출시스템을 적용한 수술 방법의 일 예를 설명하기 위한 순서도이다.
도 1을 참조하면, 본 발명에 따른 마커를 이용한 수술 핀 삽입 홀 위치 검출시스템은 촬영부(10), 위치추적장치(20), 표시부(30) 및 제어부(40)를 포함한다.
상기 촬영부(10)는 피시술자로 방사선을 방출하여 방사선 촬영하기 위한 수단으로서, 상기 촬영부(10)의 방사선 촬영에 의해 피시술자의 인체 영상을 획득하게 된다.
이때, 상기 촬영부(10)는 인체, 특히 수술 부위를 스냅 촬영하여, 인체 영상을 획득하며, 획득된 인체 영상은 상기 표시부(30)를 통해 표시될 수 있다.
한편, 상기 촬영부(10)는 X-ray 장비, CT 장비 또는 C-arm 장비일 수 있으며, 따라서, 방사선 촬영은 X-ray 장비를 이용한 X-ray 촬영, CT 장비를 이용한 CT 촬영 또는 C-arm 장비를 이용한 C-arm 촬영일 수 있다.
상기 위치추적장치(20)는 피시술자에 삽입되는 수술 대상물(1)에 부착되는 마커(M)의 위치를 검출하기 위한 장치로서, 예를 들면, 상기 수술 대상물(1)은 골절 정복 후 골절 부위를 고정하기 위한 보철물, Intramedullary Nail(골수강 금속정, IM Nail)일 수 있다.
이때, 수술 대상물(1)에는 체내의 뼈와 수술 대상물(1)의 고정을 위한 수술 핀이 삽입되는 삽입 홀(H)이 형성되어 있으며, 상기 마커(M)는 상기 삽입 홀(H)과 인접하여 부착된다.
따라서, 상기 수술 대상물(1) 상에서 상기 마커(M)와 상기 삽입 홀(H)은 상대적인 위치 관계를 가지며, 상기 마커(M)의 위치를 알면, 상기 고정 홀(H)의 위치를 파악할 수 있다.
예들 들어, 상기 마커(M)가 상기 삽입 홀(H)로부터 좌측으로 20mm 이격되어 부착되는 경우, ‘상기 삽입 홀(H)은 상기 마커(M)로부터 우측으로 20mm 이격되어 위치한다’와 같은 상대적인 위치 정보를 알 수 있게 되는 것이다.
따라서, 상기 위치추적장치(20)를 이용하여 상기 마커(M)의 위치를 실시간으로 검출하면, 이에 상응하는 상대적인 위치 정보를 기준으로 상기 삽입 홀(H)의 위치를 알 수 있으므로, 상기 마커(M)의 위치를 실시간으로 검출하면, 상기 삽입 홀(H)의 위치도 실시간으로 확인할 수 있게 된다.
이때, 상기 마커(M)는 광학 물질을 포함하고 있으며, 상기 위치추적장치(20)는 광학 물질을 촬영할 수 있는 장치로서, 적외선 카메라일 수 있다.
한편, 상기 위치추적장치(20)에 의해 획득되는 상기 마커(M)의 위치는 상기 표시부(40)를 통해 2차원 또는 3차원 그래픽 화면으로 표시될 수 있다.
상기 표시부(30)는 상기 촬영부(10)에 의해 획득되는 인체 영상 및 상기 위치추적장치(20)에 의해 획득되는 마커의 위치를 수신하고, 이를 표시할 수 있다.
이때, 상기 표시부(30)는 하나의 화면에 상기 인체 영상 또는 상기 마커의 위치를 표시하거나, 분할된 화면에 각각 상기 인체 영상과 마커의 위치를 표시할 수 있다.
또한, 상기 표시부(30)는 상기 촬영부(10)에 의해 획득되는 인체 영상 및 상기 위치추적장치(20)에 의해 획득되는 마커(M)의 위치를 수신하고, 이를 정합하여, 인체 영상 상에서 마커의 위치가 표시되는 정합 영상을 생성하고, 이를 표시할 수 있다.
상기 제어부(40)는 상기 촬영부(10), 상기 위치추적장치(20) 및 상기 표시부(40)를 제어한다. 이때, 상기 제어부(40)는 조작자 또는 설정된 프로그램에 의해 제어될 수 있다.
즉, 상기 제어부(40)는 상기 촬영부(10)를 제어하여, 상기 촬영부(10)에 의해 획득되는 인체 영상을 상기 표시부(30)로 전송하도록 할 수 있으며, 또한, 상기 위치추적장치(20)를 제어하여, 상기 위치추적장치(20)에 의해 획득되는 마커의 위치를 상기 표시부(30)로 전송하도록 할 수 있다.
즉, 상기 제어부(40)는 상기 촬영부(10)에 의해 획득되는 인체 영상 및 상기 위치추적장치(20)에 의해 획득되는 마커의 위치를 상기 표시부(30)로 전송하도록 상기 촬영부(10)와 상기 위치추적장치(20)를 제어한다.
또한, 상기 제어부(40)는 상기 표시부(30)를 제어하여, 상기 촬영부(10)에 의해 획득되는 인체 영상과 상기 위치추적장치(20)에 의해 획득되는 마커의 위치를 표시하도록 할 수 있다.
이때, 상기 제어부(40)는 상기 표시부(30)를 제어하여, 인체 영상과 마커의 위치 중 어느 하나만을 하나의 화면에 표시하도록 할 수 있으며, 둘 모두를 분할된 화면에 각각 표시하도록 할 수 있다.
이에 더하여, 상기 제어부(40)는 상기 표시부(30)가 인체 영상 상에서 마커의 위치가 표시되는 정합 영상을 표시하도록 할 수 있다.
결론적으로, 상기 제어부(40)는 상기 표시부(30)가 하나의 화면에 인체 영상과 마커의 위치 중 어느 것을 표시할지, 분할된 화면에 인체 영상과 마커의 위치를 모두 표시할지 아니면 정합 영상을 표시할지를 제어한다.
이와 같은 구성에 따르면, 상기 표시부(30)에 표시되는 영상을 통하여, 상기 수술 대상물(1)에 부착되는 상기 마커(M)의 위치를 확인할 수 있으며, 이에 따라, 상기 삽입 홀(H)의 위치도 파악할 수 있다.
따라서, 종래와 같이 삽입 홀(H)의 위치를 파악하기 위하여 지속적으로 방사선 촬영을 하지 않고서도, 삽입 홀(H)의 위치를 파악할 수 있으므로, 피시술자 및 시술자에게 피폭되는 방사선의 피폭량을 감소시킬 수 있다.
도 2를 참조하여, 본 발명에 따른 마커를 이용한 수술 핀 삽입 홀 위치 검출시스템을 적용한 수술방법의 일 예를 설명하면 다음과 같다.
먼저, 수술 대상물에 마커를 부착하는 마커 부착단계(S110)가 이루어지며, 상기 마커(M)는 체내의 뼈와 수술 대상물(1)의 고정을 위한 수술 핀이 삽입되며, 상기 수술 대상물(1)에 형성되는 삽입 홀(H)에 인접하여 부착된다.
이후, 상기 마커(M)와 상기 삽입 홀(H) 사이의 상대적인 위치를 계산하는 위치 계산단계(S120)가 이루어진다.
예를 들어, ‘상기 삽입 홀(H)은 상기 마커(M)로부터 좌측으로 20mm 이격되어 위치한다.’와 같은 상대적인 위치 정보를 알 수 있으므로, 상기 마커(M)의 위치를 알면, 상기 삽입 홀(H)의 위치도 알 수 있게 된다.
이후, 상기 수술 대상물을 체내에 삽입하는 수술 대상물 삽입단계(S130)가 이루어진다.
이때, 수술 대상물(1)을 삽입하기 전에 촬영부(10)를 이용하여 인체 영상을 획득할 수 있으며, 획득된 인체 영상은 표시부(30)를 통해 표시될 수 있다.
이후, 위치추적장치(20)를 이용하여 상기 마커(M)의 위치를 검출하고, 상대적인 위치에 따라 삽입 홀(H)의 위치를 확인하는 위치 추정단계(S140)가 진행된다.
이때, 마커의 위치는 표시부(30)를 통해 표시될 수 있으며, 인체 영상과 함께 정합된 영상으로 표시될 수 있다.
이후, 방사선 촬영하여, 삽입 홀(H)의 위치가 적절하지 확인하는 위치 확인단계(S150)가 이루어진다.
이후, 확인 결과, 삽입 홀(H)의 위치가 적절하면, 삽입 홀(H)을 통해 드릴링하여 뼈에 홀을 뚫고, 수술 핀을 삽입하는 수술단계(S160)가 진행된다.
한편, 수술 완료 후, 상기 수술 대상물로부터 상기 마커를 제거하는 마커 제거단계(S170)가 더 이루어질 수 있다.
이때, 상기 위치 확인단계(S150)에서 확인 결과, 삽입 홀(H)의 위치가 적절하지 않으면, 삽입 홀(H)의 위치를 조정하는 위치 조정단계(S180)를 거쳐, 수술을 진행하게 된다.
한편, 본 발명에 따른 마커를 이용한 수술 핀 삽입 홀 위치 검출시스템을 한정된 실시 예에 따라 설명하였지만, 본 발명의 범위는 특정 실시 예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명과 관련하여 통상의 지식을 가진 자에게 자명한 범위 내에서 여러 가지의 대안, 수정 및 변경하여 실시할 수 있다.
따라서, 본 발명에 기재된 실시 예 및 첨부된 도면들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시 예 및 첨부된 도면에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
1 : 수술 대상물 10 : 촬영부
20 : 위치추적장치 30 : 표시부
40 : 제어부 H : 삽입 홀
M : 마커
20 : 위치추적장치 30 : 표시부
40 : 제어부 H : 삽입 홀
M : 마커
Claims (5)
- 방사선 촬영하여 피시술자의 인체 영상을 획득하는 촬영부;
수술 핀이 삽입되는 삽입 홀이 형성된 보철물에 부착되는 마커의 위치를 검출하여, 상기 마커의 위치를 획득하는 위치추적장치;
상기 촬영부를 통해 획득한 인체 영상과 상기 위치추적장치를 통해 획득한 상기 마커의 위치를 수신하고, 이를 표시하는 표시부; 및
상기 촬영부 및 상기 위치추적장치를 제어하여, 상기 인체 영상 및 상기 마커의 위치를 상기 표시부로 전송하도록 하는 한편, 상기 표시부를 제어하여, 상기 인체 영상 및 상기 마커의 위치를 표시하도록 하는 제어부를 포함하며,
상기 마커는 광학 물질을 포함하고, 상기 위치추적장치는 상기 광학 물질을 촬영할 수 있는 적외선 카메라이고,
상기 표시부는 상기 인체 영상과 상기 마커의 위치를 수신하고, 이를 정합하여, 상기 인체 영상 상에서 상기 마커의 위치가 표시되는 정합 영상을 생성하고, 생성된 정합 영상을 상기 제어부의 제어에 따라 표시하는 마커를 이용한 수술 핀 삽입 홀 위치 검출시스템. - 제 1 항에 있어서,
상기 촬영부는 X-ray 장비, CT 장비 또는 C-arm 장비인 마커를 이용한 수술 핀 삽입 홀 위치 검출시스템. - 삭제
- 삭제
- 제 1 항에 있어서,
상기 표시부에 표시되는 상기 마커의 위치를 바탕으로 시술자가 상기 마커와 상대적 위치 관계를 갖는 상기 삽입 홀의 위치를 판단하고, 상기 인체 영상을 통하여 확인하는 마커를 이용한 수술 핀 삽입 홀 위치 검출시스템.
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| JP2006150055A (ja) * | 2004-11-30 | 2006-06-15 | Stryker Trauma Sa | 骨プレーティングインプラント器具および方法 |
-
2012
- 2012-11-15 KR KR1020120129706A patent/KR101826578B1/ko active IP Right Grant
Patent Citations (1)
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| JP2006150055A (ja) * | 2004-11-30 | 2006-06-15 | Stryker Trauma Sa | 骨プレーティングインプラント器具および方法 |
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|---|---|---|---|---|
| KR101892631B1 (ko) * | 2017-03-06 | 2018-08-28 | 한국과학기술연구원 | 2차원 영상 기반의 수술도구 3차원 위치 추적 장치 및 방법 |
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| KR20140065541A (ko) | 2014-05-30 |
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