KR102177805B1 - 수술 항법 시스템 - Google Patents

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KR102177805B1
KR102177805B1 KR1020190062990A KR20190062990A KR102177805B1 KR 102177805 B1 KR102177805 B1 KR 102177805B1 KR 1020190062990 A KR1020190062990 A KR 1020190062990A KR 20190062990 A KR20190062990 A KR 20190062990A KR 102177805 B1 KR102177805 B1 KR 102177805B1
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KR1020190062990A
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정덕기
홍재성
이현주
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재단법인대구경북과학기술원
경북대학교병원
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Abstract

일 실시예에 따른 수술 항법 시스템은 대상 관절을 구성하는 복수 개의 해부학적 요소들의 제1 의료 영상에서 상기 복수 개의 해부학적 요소들 중 적어도 2개 이상의 해부학적 요소들에 각각 대응하는 복수 개의 가상의 기구적 링크들을 생성하고, 생성된 복수 개의 가상의 기구적 링크들을 연결함으로써 모델을 생성하는 프로세서 및 상기 대상 관절을 구성하는 복수 개의 해부학적 요소들이 서로 대응되게 제2 의료 영상에 상기 모델을 오버랩시켜 상기 제2 의료 영상 및 상기 모델을 표시하는 디스플레이를 포함하고, 상기 제1 의료 영상 및 상기 제2 의료 영상은 서로 다른 시간에 획득된다.

Description

수술 항법 시스템{SURGICAL NAVIGATION SYSTEM}
이하, 실시예들은 수술 항법 시스템에 관한 것이다.
내시경이 진입하기에 좁고 인대, 뼈, 근육 등의 방해물이 많은 환경에서 내시경의 위치 및 시술/수술 도구의 위치를 추적하는 영상 항법 기술이 개발되고 있다. 특히, 손목 관절은 약 10개의 뼈 및 100개 이상의 작은 인대로 구성되어 있으므로 관절경이 진입하기에 상당히 좁은 공간을 가지는 것으로 알려져 있다. 이에 따라, 술자가 관절경 및 수술 도구의 위치 및 배향을 결정하는 방식을 숙지하는데 상당히 오랜 시간이 걸린다.
공개특허공보 제10-2018-0113512호 (2018.10.16. 공개)
일 실시예에 따른 목적은 내시경이 진입하기에 물리적으로 좁은 환경에서 내시경이 갖는 제한된 시야를 확장하여 술자가 내시경 및 수술 도구의 위치 및 배향을 결정하는 것을 돕는 수술 항법 시스템을 제공하는 것이다.
일 실시예에 따른 수술 항법 시스템은 대상 관절을 구성하는 복수 개의 해부학적 요소들의 제1 의료 영상에서 상기 복수 개의 해부학적 요소들 중 적어도 2개 이상의 해부학적 요소들에 각각 대응하는 복수 개의 가상의 기구적 링크들을 생성하고, 생성된 복수 개의 가상의 기구적 링크들을 연결함으로써 모델을 생성하는 프로세서 및 상기 대상 관절을 구성하는 복수 개의 해부학적 요소들이 서로 대응되게 제2 의료 영상에 상기 모델을 오버랩시켜 상기 제2 의료 영상 및 상기 모델을 표시하는 디스플레이를 포함하고, 상기 제1 의료 영상 및 상기 제2 의료 영상은 서로 다른 시간에 획득된다.
상기 프로세서는 상기 복수 개의 링크들 중 서로 동일한 거동 특성을 갖는 링크들을 각각 포함하는 복수 개의 링크 그룹들을 생성할 수 있다.
상기 프로세서는 설정 해부학적 정보에 기초하여 상기 복수 개의 링크 그룹들에 각각 속하는 복수 개의 링크들 중 주요 해부학적 요소들에 대응하는 링크들을 선택하여 연결할 수 있다.
상기 프로세서는 상기 복수 개의 해부학적 요소들의 각각에 접하는 복수 개의 가상의 입체들을 생성할 수 있다.
상기 프로세서는 상기 복수 개의 가상의 입체들에서 상기 복수 개의 가상의 기구적 링크들의 각각의 방향과 일치하는 복수 개의 가상의 축들을 추출할 수 있다.
상기 프로세서는 사용자 입력에 기초하여 상기 모델의 투명도를 조절할 수 있다.
상기 프로세서는 상기 복수 개의 해부학적 요소들의 각각을 구성하는 복수 개의 경계선들을 생성할 수 있다.
상기 프로세서는 상기 모델의 가상의 이미지를 획득하는 가상 카메라를 생성하고, 상기 가상 카메라를 통해 상기 모델의 윤곽선을 계산하고, 상기 모델의 윤곽선을 상기 제2 의료 영상에 오버랩시킬 수 있다.
일 실시예에 따른 수술 항법 시스템은 제한된 내시경의 시야에서 술자에게 전체적인 해부학적 구조물을 표시함으로써 술자의 내시경 및 수술 도구의 위치 및 배향의 결정을 돕고, 이에 따라 시술 또는 수술의 학습 로드를 감소시킬 수 있다.
일 실시예에 따른 수술 항법 시스템의 효과는 이상에서 언급된 것들에 한정되지 않으며, 언급되지 아니한 다른 효과들은 아래의 기재로부터 통상의 기술자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
도 1은 일 실시예에 따른 수술 항법 시스템의 블록도이다.
도 2는 일 실시예에 따른 수술 항법 시스템의 데이터 처리 흐름도이다.
도 3은 일 실시예에 따른 수술 항법 시스템이 이용하는 해부학적 정보의 일 예이다.
도 4는 일 실시예에 따른 수술 항법 시스템이 가상의 링크들을 생성하는 일 예이다.
도 5는 일 실시예에 따른 수술 항법 시스템이 가상의 입체를 생성하는 일 예이다.
도 6은 일 실시예에 따른 수술 항법 시스템이 생성한 모델의 일 예이다.
도 7은 일 실시예에 따른 수술 항법 시스템이 생성한 모델을 의료 영상에 오버랩시킨 모습을 나타낸 도면이다.
도 8은 일 실시예에 따른 수술 항법 시스템이 의료 영상에 모델의 윤곽선을 표시한 모습을 나타낸 도면이다.
이하, 실시예들을 예시적인 도면을 통해 상세하게 설명한다. 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 실시예를 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 실시예에 대한 이해를 방해한다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.
또한, 실시예의 구성 요소를 설명하는 데 있어서, 제 1, 제 2, A, B, (a), (b) 등의 용어를 사용할 수 있다. 이러한 용어는 그 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하기 위한 것일 뿐, 그 용어에 의해 해당 구성 요소의 본질이나 차례 또는 순서 등이 한정되지 않는다. 어떤 구성 요소가 다른 구성요소에 "연결", "결합" 또는 "접속"된다고 기재된 경우, 그 구성 요소는 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되거나 접속될 수 있지만, 각 구성 요소 사이에 또 다른 구성 요소가 "연결", "결합" 또는 "접속"될 수도 있다고 이해되어야 할 것이다.
어느 하나의 실시예에 포함된 구성요소와, 공통적인 기능을 포함하는 구성요소는, 다른 실시예에서 동일한 명칭을 사용하여 설명하기로 한다. 반대되는 기재가 없는 이상, 어느 하나의 실시예에 기재한 설명은 다른 실시예에도 적용될 수 있으며, 중복되는 범위에서 구체적인 설명은 생략하기로 한다.
도 1 내지 도 8을 참조하면, 일 실시예에 따른 수술 항법 시스템(1)은 술자가 사용하는 내시경의 위치 및 시술/수술 도구의 위치를 추적하고, 실시간으로 획득되는 오브젝트(O)의 의료 영상(IM2)에 해부학적 모델(M)을 오버랩시켜 내시경이 갖는 제한적인 시야보다 더 넓은 시야를 술자에게 제공함으로써 술자의 시술/수술 환경을 개선할 수 있다.
수술 항법 시스템(1)은 복수 개의 마커(110), 카메라(120), 트래커(130), 프로세서(140) 및 디스플레이(150)를 포함할 수 있다.
복수 개의 마커(110)는 광 신호를 수신 및 송신하고 복수 개의 마커(110)가 각각 설치된 위치의 정보를 제공할 수 있다. 예를 들어, 복수 개의 마커(110)는 적외선을 반사하도록 구성될 수 있다.
복수 개의 마커(110)는 제1마커(111), 제2마커(112) 및 제3마커(113)를 포함할 수 있다. 제1마커(111)는 오브젝트(O)에 설치되고, 제2마커(112)는 카메라(120)에 설치되고, 제3마커(113)는 트래커(130)에 설치될 수 있다. 이에 따라, 오브젝트(O)와 카메라(120) 사이의 위치 관계, 오브젝트(O)와 트래커(130) 사이의 위치 관계 및 카메라(120)와 트래커(130) 사이의 위치 관계가 획득될 수 있다. 여기서, 위치 관계는 3차원 공간에 관한 매트릭스로 표현될 수 있다. 도시되지 않았지만, 복수 개의 마커(110)는 술자가 사용하는 시술/수술 도구에 설치되는 마커를 더 포함할 수 있다.
카메라(120)는 오브젝트(O)의 의료 영상을 획득하도록 구성된다. 카메라(120)는 수술 전 의료 영상인 제1 의료 영상(IM1) 및 수술 중 의료 영상인 제2 의료 영상(IM2)을 획득할 수 있다. 제1 의료 영상(IM1) 및 제2 의료 영상(IM2)은 오브젝트(O)의 임의의 관절을 구성하는 복수 개의 해부학적 요소들을 포함할 수 있다. 예를 들어, 복수 개의 해부학적 요소들은 대상 관절을 구성하는 복수 개의 관절 뼈일 수 있다.
트래커(130)는 복수 개의 마커(110)를 추적하도록 구성된다. 예를 들어, 트래커(130)는 복수 개의 마커(110)로부터 각각 송신되는 광 신호를 수신할 수 있다. 트래커(130)의 수신된 광 신호에 기초하여 복수 개의 마커(110)가 설치된 복수 개의 대상물들 상호간의 위치 관계들이 규정될 수 있다.
프로세서(140)는 오브젝트(O)와 카메라(120) 사이의 위치 관계, 오브젝트(O)와 트래커(130) 사이의 위치 관계 및 카메라(120)와 트래커(130) 사이의 위치 관계와 함께 카메라(120)의 내재적인 위치 정보 및 오브젝트(O)와 수술 중 의료 영상(IM2) 사이의 가상의 위치 정보에 기초하여 술자에게 오브젝트(O)의 대상 관절의 확장된 시야를 제공할 수 있다. 프로세서(140)는 디스플레이(150)가 술자가 사용하는 시술/수술 도구인 내시경의 시야보다 더 큰 시야를 술자에게 제공할 수 있도록 수술 중 의료 영상(IM2)에 오버랩되는 모델(M)을 생성할 수 있다.
프로세서(140)는 수술 전 의료 영상(IM1)에 기초하여 대상 관절을 구성하는 복수 개의 해부학적 요소들의 모델(M)을 생성할 수 있다.
도 3을 구체적으로 참조하면, 프로세서(140)는 복수 개의 해부학적 요소들의 해부학적 정보에 기초하여 기구학적인 조건에 따라 모델(M)을 생성할 수 있다. 프로세서(140)가 기초하는 해부학적 정보는 손목 관절을 구성하는 복수 개의 뼈의 위치, 배향, 이동, 회전 등의 역학적인 정보를 포함할 수 있다. 예를 들어, 해부학적 정보는 손목 관절이 움직일 때 제1색상(e.g. 초록색)으로 표현된 복수 개의 제1뼈(e.g. Radial bone)가 실질적으로 동일한 거동 특성을 갖고, 제2색상(e.g. 빨간색)으로 표현된 복수 개의 제2뼈(e.g. Central bone)가 실질적으로 동일한 거동 특성을 갖는 이론을 포함할 수 있다.
도 4를 구체적으로 참조하면, 프로세서(140)는 손목 관절을 구성하는 복수 개의 뼈 중 일부 뼈를 선택할 수 있다. 프로세서(140)가 선택하는 뼈는 술자가 시술/수술을 수행할 때 손목 관절의 해부학적 구조가 제시되면 시술/수술에 가장 도움이 되는 임상적 정보에 기초하여 선택될 수 있다. 예를 들어, 프로세서(140)는 복수 개의 제1뼈(e.g. Radial bone) 중 주상골(Scaphoid) 및 대다능골(Trapezium)을 선택하고, 복수 개의 제2뼈(e.g. Central bone) 중 월상골(Lunate) 및 유두골(Capitate)을 선택할 수 있다.
도 4를 계속하여 참조하면, 프로세서(140)는 손목 관절을 구성하는 복수 개의 뼈 중 선택된 복수 개의 뼈에 각각 대응하는 복수 개의 가상의 기구적 링크들(T1, T2, T3, T4, T5, T6)을 생성하고, 복수 개의 가상의 기구적 링크들(T1, T2, T3, T4, T5, T6)을 연결함으로써 모델(M)을 생성할 수 있다. 생성된 복수 개의 가상의 기구적 링크들(T1, T2, T3, T4, T5, T6)은 이들에 각각 대응하는 복수 개의 뼈의 배향 및 길이를 가질 수 있다. 예를 들어, 2번째 손가락 뼈(2nd MC) 및 3번째 손가락 뼈(3rd MC)를 견인하는 손목 관절을 대상으로 하는 경우, 프로세서(140)는 견인의 대상이 되는 2번째 손가락 뼈(2nd MC) 및 3번째 손가락 뼈(3rd MC)를 각각 가리키는 링크들(T3, T6)의 배향을 결정할 수 있다.
이러한 모델(M)은 서로 연결된 복수 개의 가상의 기구적 링크들(T1, T2, T3, T4, T5, T6)을 포함하고 있으므로, 기구학적 조건에 따른 거동 특성을 보일 수 있다.
도 4를 계속하여 참조하면, 프로세서(140)는 복수 개의 가상의 기구적 링크들(T1, T2, T3, T4, T5, T6)을 연결할 때, 손목 관절을 구성하는 복수 개의 뼈 중에서 실질적으로 동일한 거동 특성을 보이는 선택된 복수 개의 뼈의 그룹들을 생성할 수 있다. 예를 들어, 복수 개의 뼈의 그룹들은 앞서 도 3을 참조하며 설명한 복수 개의 제1뼈의 제1그룹 및 복수 개의 제2뼈의 제2그룹을 포함할 수 있다. 프로세서(140)는 제1그룹에 속하는 복수 개의 뼈 중에서 선택된 복수 개의 뼈에 각각 대응되는 링크들(T4, T5, T6)을 연결하고, 제2그룹에 속하는 복수 개의 뼈 중에서 선택된 복수 개의 뼈에 각각 대응되는 링크들(T2, T3)을 연결할 수 있다.
도 5를 참조하면, 프로세서(140)는 생성된 복수 개의 가상의 기구적 링크들(T1, T2, T3, T4, T5, T6)에 각각 대응하는 복수 개의 뼈(B)의 각각에 접하는 복수 개의 가상의 입체(C)들을 생성할 수 있다. 예를 들어, 생성되는 입체(C)는 직육면체일 수 있다. 프로세서(140)는 복수 개의 가상의 입체(C)들에서 이들에 각각 대응하는 복수 개의 가상의 기구적 링크들(T1, T2, T3, T4, T5, T6)의 각각의 방향과 일치하는 가장 긴 복수 개의 가상의 축(axis)들을 추출할 수 있다. 이러한 복수 개의 가상의 축들은 복수 개의 가상의 기구적 링크들(T1, T2, T3, T4, T5, T6)에 대응하는 복수 개의 뼈가 평행 이동 내지 회전 이동하는 기준이 되는 축들에 해당한다.
도 6을 참조하면, 프로세서(140)는 앞서 설명한 일련의 데이터 처리 과정에 따라 도 6과 같은 복수 개의 가상의 링크들(L1 내지 L10)이 연결된 모델을 생성할 수 있다. 생성된 모델은 복수 개의 가상의 링크들(L1 내지 L10)의 끝점들(J1, J2)의 이동에 따른 복수 개의 가상의 링크들(L1 내지 L10)의 움직임으로 구현된다.
도 1, 도 2 및 도 7을 참조하면, 프로세서(140)는 수술 중 의료 영상(IM2)에 생성된 모델(M)을 오버랩시킬 수 있다. 이에 따라 오버랩 된 수술 중 의료 영상(IM2) 및 모델(M)이 디스플레이(150)를 통해 술자에게 표시될 수 있다. 디스플레이(150)는 수술 중 의료 영상(IM2)에 모델(M)을 오버랩시켜 수술 중 의료 영상(IM2) 및 모델(M)을 표시할 수 있다. 특히, 도 7을 참조하면, 오브젝트(O)의 대상 관절은 일반적으로 제한된 내시경의 시야로 인해 대상 관절의 내부 구조가 잘 보이지 않지만, 디스플레이(150)는 수술 중 의료 영상(IM2)에 모델(M)을 표시함으로써 내시경이 진입하기에 좁고 방해물이 많은 환경에서 술자의 시술/수술 곡선의 학습의 반복 횟수를 감소시킬 수 있다. 디스플레이(150)는 수술 중 의료 영상(IM2)에 포함된 복수 개의 해부학적 요소들 및 모델(M)에 포함된 가상의 복수 개의 해부학적 요소들이 서로 대응되게 수술 중 의료 영상(IM2)에 모델(M)을 오버랩시켜 수술 중 의료 영상(IM2) 및 모델(M)을 표시할 수 있다.
일 실시예에서, 프로세서(140)는 사용자 입력에 기초하여 모델(M)의 투명도를 조절할 수 있다. 또 다른 실시예에서, 프로세서(140)는 사용자 입력에 기초하여 모델(M)의 색을 조절할 수 있다.
도 1, 도 2 및 도 8을 참조하면, 프로세서(140)는 복수 개의 뼈의 경계선들(BC)을 생성하고, 생성된 경계선(BC)을 수술 중 의료 영상(IM2)에 오버랩시킬 수 있다. 예를 들어, 프로세서(140)는 먼저 모델(M)의 가상의 이미지를 획득하는 가상 카메라(미도시)를 생성할 수 있다. 프로세서(140)는 가상 카메라를 통해 획득된 가상의 이미지에 기초하여 모델(M)의 윤곽선을 계산하고, 계산된 윤곽선을 수술 중 의료 영상(IM2)에 오버랩시킬 수 있다.
실시예에 따른 방법은 다양한 컴퓨터 수단을 통하여 수행될 수 있는 프로그램 명령 형태로 구현되어 컴퓨터 판독 가능 매체에 기록될 수 있다. 상기 컴퓨터 판독 가능 매체는 프로그램 명령, 데이터 파일, 데이터 구조 등을 단독으로 또는 조합하여 포함할 수 있다. 상기 매체에 기록되는 프로그램 명령은 실시예를 위하여 특별히 설계되고 구성된 것들이거나 컴퓨터 소프트웨어 당업자에게 공지되어 사용 가능한 것일 수도 있다. 컴퓨터 판독 가능 기록 매체의 예에는 하드 디스크, 플로피 디스크 및 자기 테이프와 같은 자기 매체(magnetic media), CD-ROM, DVD와 같은 광기록 매체(optical media), 플롭티컬 디스크(floptical disk)와 같은 자기-광 매체(magneto-optical media), 및 롬(ROM), 램(RAM), 플래시 메모리 등과 같은 프로그램 명령을 저장하고 수행하도록 특별히 구성된 하드웨어 장치가 포함된다. 프로그램 명령의 예에는 컴파일러에 의해 만들어지는 것과 같은 기계어 코드뿐만 아니라 인터프리터 등을 사용해서 컴퓨터에 의해서 실행될 수 있는 고급 언어 코드를 포함한다. 상기된 하드웨어 장치는 실시예의 동작을 수행하기 위해 하나 이상의 소프트웨어 모듈로서 작동하도록 구성될 수 있으며, 그 역도 마찬가지이다.
이상과 같이 실시예들이 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 상기의 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다. 예를 들어, 설명된 기술들이 설명된 방법과 다른 순서로 수행되거나, 및/또는 설명된 시스템, 구조, 장치, 회로 등의 구성요소들이 설명된 방법과 다른 형태로 결합 또는 조합되거나, 다른 구성요소 또는 균등물에 의하여 대치되거나 치환되더라도 적절한 결과가 달성될 수 있다.

Claims (8)

  1. 대상 관절을 구성하는 복수 개의 해부학적 요소들의 제1 의료 영상에서 상기 복수 개의 해부학적 요소들 중 적어도 2개 이상의 해부학적 요소들에 각각 대응하는 복수 개의 가상의 기구적 링크들을 생성하고, 생성된 복수 개의 가상의 기구적 링크들을 연결함으로써 모델을 생성하는 프로세서; 및
    상기 대상 관절을 구성하는 복수 개의 해부학적 요소들이 서로 대응되게 제2 의료 영상에 상기 모델을 오버랩시켜 상기 제2 의료 영상 및 상기 모델을 표시하는 디스플레이;
    를 포함하고,
    상기 제1 의료 영상 및 상기 제2 의료 영상은 서로 다른 시간에 획득되는 수술 항법 시스템.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 프로세서는 상기 복수 개의 링크들 중 서로 동일한 거동 특성을 갖는 링크들을 각각 포함하는 복수 개의 링크 그룹들을 생성하는 수술 항법 시스템.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 프로세서는 설정 해부학적 정보에 기초하여 상기 복수 개의 링크 그룹들에 각각 속하는 복수 개의 링크들 중 주요 해부학적 요소들에 대응하는 링크들을 선택하여 연결하는 수술 항법 시스템.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 프로세서는 상기 복수 개의 해부학적 요소들의 각각에 접하는 복수 개의 가상의 입체들을 생성하는 수술 항법 시스템.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 프로세서는 상기 복수 개의 가상의 입체들에서 상기 복수 개의 가상의 기구적 링크들의 각각의 방향과 일치하는 복수 개의 가상의 축들을 추출하는 수술 항법 시스템.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 프로세서는 사용자 입력에 기초하여 상기 모델의 투명도를 조절하는 수술 항법 시스템.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 프로세서는 상기 복수 개의 해부학적 요소들의 각각을 구성하는 복수 개의 경계선들을 생성하는 수술 항법 시스템.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 프로세서는 상기 모델의 가상의 이미지를 획득하는 가상 카메라를 생성하고, 상기 가상 카메라를 통해 상기 모델의 윤곽선을 계산하고, 상기 모델의 윤곽선을 상기 제2 의료 영상에 오버랩시키는 수술 항법 시스템.
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Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007029232A (ja) * 2005-07-25 2007-02-08 Hitachi Medical Corp 内視鏡手術操作支援システム
JP2007213015A (ja) * 2006-01-12 2007-08-23 Toyota Central Res & Dev Lab Inc 筋骨格モデル作成方法、人体応力／ひずみ推定方法、プログラムおよび記録媒体
KR20150043245A (ko) * 2012-08-14 2015-04-22 인튜어티브 서지컬 오퍼레이션즈 인코포레이티드 다중 비전 시스템의 정합을 위한 시스템 및 방법
WO2016010719A1 (en) * 2014-07-17 2016-01-21 Kyphon SÀRL Surgical tissue recognition and navigation apparatus and method
KR20160071889A (ko) * 2014-12-12 2016-06-22 삼성전자주식회사 비교 영상을 이용한 진단 지원 장치 및 방법
KR20180113512A (ko) 2016-02-26 2018-10-16 씽크 써지컬, 인크. 로봇의 사용자 위치설정을 안내하는 방법 및 시스템

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007029232A (ja) * 2005-07-25 2007-02-08 Hitachi Medical Corp 内視鏡手術操作支援システム
JP2007213015A (ja) * 2006-01-12 2007-08-23 Toyota Central Res & Dev Lab Inc 筋骨格モデル作成方法、人体応力／ひずみ推定方法、プログラムおよび記録媒体
KR20150043245A (ko) * 2012-08-14 2015-04-22 인튜어티브 서지컬 오퍼레이션즈 인코포레이티드 다중 비전 시스템의 정합을 위한 시스템 및 방법
WO2016010719A1 (en) * 2014-07-17 2016-01-21 Kyphon SÀRL Surgical tissue recognition and navigation apparatus and method
KR20160071889A (ko) * 2014-12-12 2016-06-22 삼성전자주식회사 비교 영상을 이용한 진단 지원 장치 및 방법
KR20180113512A (ko) 2016-02-26 2018-10-16 씽크 써지컬, 인크. 로봇의 사용자 위치설정을 안내하는 방법 및 시스템

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