KR20080081907A - 컴퓨터 지원 수술용 다면 트래커 장치 - Google Patents

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KR20080081907A
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세바스티엔 주트라스
루이 필립 아미오트
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오르소소프트 인코포레이티드
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Abstract

수술 기구의 위치가 계산가능하도록 수술 기구와 결합되고 CAS 시스템(100)에 의해 공간에서 트래킹가능한 타입의 트래커 장치(10,10′,10″). 지지체(12)는 수술 기구에 접속되도록 된다. 광학 소자는 제 1 가시 범위를 따라 CAS 시스템에 의해 검출가능하도록 제 1 패턴(44A)으로 지지체(12)에 설치된다. 다른 광학 소자는 제 2 가시 범위를 따라 CAS 시스템에 의해 검출가능하도록 제 2 패턴(44B, 44C)으로 지지체(12)에 설치되고, 제 1 감시 범위와 제 2 가시 범위는 최대한 공통부분을 가짐으로써 수술 기구의 위치는 광학 소자의 패턴(44A, 44B, 44C) 중 어느 하나의 검출 기능으로서 제 1 및 제 2 가시 범위 내에서 트래킹된다.
트래커 장치, 수술 기구, 지지체, 광학 소자, 트래킹 시스템

Description

컴퓨터 지원 수술용 다면 트래커 장치{MULTIFACETED TRACKER DEVICE FOR COMPUTER-ASSISTED SURGERY}
관련 출원의 교차 참조
본 발명은 본 출원인에 의해 2005년 11월 3일자로 출원된 미합중국 가특허 출원에 관한 우선권을 주장한다.
본 발명은 컴퓨터 지원 수술 시스템에 관한 것으로, 보다 구체적으로는, 컴퓨터 지원 수술 동안에 수술 도구의 트래킹(tracking)에 이용되는 기구에 관한 것이다.
수술 기구 또는 툴의 트래킹은 컴퓨터 지원 수술(이하, CAS)의 필수 부분이다. 상기 툴은 신체 부분에 속한 정보를 획득하는 방법으로 위치 및/또는 배향에 대해 트래킹된다. 상기 정보는 이 때 뼈 변경, 임플란트 위치결정, 절개 등과 같은 인체에 관련된 다양한 진료에 이용된다.
트래킹 시스템의 두 가지 형태는 공통으로 이용된다. 액티브 트래킹 시스템은 트래킹될 도구에 트랜스미터를 제공하고, 그 트랜스미터는 수신된 신호의 기능으로서 도구의 위치 및/또는 배향을 계산하는 CAS 시스템의 프로세서에 의해 전달된 신호를 보낸다. 액티브 트래킹 시스템의 트랜스미터는, 예를 들면, CAS 시스템 에 배선되거나 또는 독립 전원이 제공됨으로써, 신호를 보내도록 전원이 공급된다.
패시브 트래킹 시스템은 툴에 액티브 트랜스미터를 제공하지 않으므로, 살균에 관한 소수의 이슈를 나타낸다. 액티브 트래킹과 관련된 상기 CAS 시스템은 툴에 광학 소자를 시각적으로 검출하도록 제공된 광학 센서 장치를 갖는다. 상기 광학 소자는 패시브(passive)됨으로써 어떠한 전원도 그것과 함께 결합되지 않는다.
위치 및/또는 배향 값을 획득하기 위해 상기 광학 소자는 상기 광학 센서 장치의 조준선에 있어야만 한다. 따라서, 패시브 트래킹 시스템에 있어서는 수술은 상기 광학 센서 장치와 상기 광학 소자간의 요구된 가시도의 기능으로서 소정의 배향에서 발생한다.
공지된 실시형태에서, 상기 광학 소자는 상기 CAS 시스템의 광학 센서 장치들에 의해 검출 가능한 역반사 구체이다. 역반사 구체는 상기 광학 소자와 결합된 툴의 위치 및/또는 배향 정보가 계산가능하도록 인식가능한 패턴에 위치된다. 역반사 구체의 형상은 우수한 가시 범위를 유리하게 제공한다. 그러나, 상기 역반사 구체는 제조하는데 비교적 고가이다.
따라서, 본 발명의 목적은 선행 기술에 관한 이슈를 어드레스하는 트래커 장치를 제공하는 것이다.
따라서, 본 발명에 의하면, 적어도 수술 기구의 위치가 계산가능하도록 수술 기구와 결합되고 CAS 시스템에 의해 공간에서 트래킹가능한 타입의 트래커 장치가 제공되며; 상기 트래커 장치는 상기 수술 기구에 접속되도록 된 지지체; 제 1 가시 범위를 따라 CAS 시스템에 의해 검출가능하도록 제 1 패턴으로 상기 지지체에 장착된 2개 이상의 광학 소자; 제 2 가시 범위를 따라 CAS 시스템에 의해 검출가능하도록 제 2 패턴으로 상기 지지체에 장착된 2개 이상의 다른 광학 소자로서, 상기 제 1 가시 범위와 상기 제 2 가시 범위가 최대한 공통 부분을 가지는 다른 광학 소자를 포함하며; 그것에 의해 적어도 상기 수술 기구의 위치는 상기 광학 소자의 패턴 중 어느 하나의 검출 기능으로서 상기 제 1 가시 범위와 제 2 가시 범위 내에서 트래킹된다.
게다가, 본 발명에 의하면, 수술중에 수술 기구들을 트래킹하기 위한 컴퓨터 지원 수술 시스템이 제공되며; 상기 컴퓨터 지원 수술 시스템은 1개 이상의 수술 기구; 상기 수술 기구에 고정되고, 제 1 가시 범위를 따라 보여지는 광학 소자의 제 1 기하학적 패턴, 및 제 2 가시 범위를 따라 보여지는 제 2 기하학적 패턴을 갖는 트래커 장치; 상기 기구가 제 1 가시 및/또는 상기 제 2 가시 범위로 이동됨에 따라 상기 기하학적 패턴 중 어느 하나를 트래킹하는 센서 유닛과, 기하학적 패턴 데이터와 기계/트래커 장치 관련 데이터를 저장하는 데이터베이스와, 상기 기하학적 패턴 데이터로부터 트래킹된 기하학적 패턴을 식별하고, 상기 센서 유닛으로부터 상기 식별된 기하학적 패턴의 트래킹 기능과 같은 트래커 장치의 위치 및 배향을 계산하도록 상기 센서 유닛과 상기 데이터베이스에 접속된 위치 및 배향 계산기를 갖는 트래킹 시스템을 포함하고; 상기 트래킹 시스템은 상기 트래커 장치와 기계의 위치 및 배향, 및 상기 기구/트래커 장치 관련 데이터의 기능으로서 상기 기구의 위치 및 배향을 계산한다.
본 발명의 본질을 전체적으로 기술하면, 예시에 의해 바람직한 실시형태를 나타내는 첨부 도면이 이제 참고될 것이다.
도 1은 본 발명의 실시형태에 의해 구성된 다면 트래커 장치의 정면도이다.
도 2는 정면도 관점으로부터의 도 1의 다면 트래커 장치의 사시도이다.
도 3은 배면도 관점으로부터의 도 1의 다면 트래커 장치의 후면도이다.
도 4는 패시브 트래킹 지지체에 연결되고 본 발명의 다른 실시형태에 의해 구성된 다면 트래커 장치를 예시하는 사시도이다.
도 5는 도 1의 다면 트래커 장치의 트래커 단부의 확대된 사시도이다.
도 6은 도 4의 다면 트래커 장치의 평면도이다.
도 7은 도 1의 횡단선 Ⅶ-Ⅶ을 따라 절취된 트래커 단부의 단면도이다.
도 8은 본 발명의 다른 실시형태에 의해 구성된 다면 트래커 장치의 사시도이다.
도 9는 도 8의 단면선 Ⅸ-Ⅸ을 따라 절취된 트래커 단부의 단면도이다.
도 10은 도 1 내지 도 9 중 어느 하나의 다면 트래커 장치를 이용한 컴퓨터 지원 수술 시스템의 블록도이다.
이하, 도면, 특히 도 1을 참조하면, 실시형태에 의한 다면 트래커 장치는 전체적으로 10으로 도시되는 반면에, 상기 트래커 장치의 다른 실시형태는 도 4 및 도 6에서 10′에서 도시된다. 게다가, 다른 실시형태는 도 8 및 도 9에서 10″로 도시된다. 트래커 장치(10)는 지지체(12)와 트래커 단부(14)를 갖는다.
지지체(12)는 수술 도구에 트래커 장치(10)를 상호 관계시키기 위해 제공된다(예를 들면, 등록 포인터, 래스프, 드릴 가이드, 참조 베이스 또는 CAS에 이용되는 기구). 지지체(12)는 CAS 시스템의 광학 센서 장치가 패턴을 시각적으로 인식할 수 있도록 소정의 형태에서 트래커 단부(14)를 지지한다. 트래커 단부(14)의 패턴의 트래킹에 있어서, CAS 시스템은 트래커 장치(10)와 결합된 수술 기구 또는 툴의 위치 및/또는 배향을 계산한다.
트래커 단부(14)는 상기 기하학적 패턴으로 구성된 상기 광학 소자를 지지하므로 CAS 시스템의 상기 광학 센서 기구에 의해 시각적으로 검출가능하다.
도 1 내지 도 3을 참조하면, 지지체(12)는 3개의 암(20)을 가지는 것으로 도시된다. 상기 암(20)은 중심으로 집중되고, 자유단에 트래커 단부(14) 중 하나를 갖는다. 도 3에 도시된 바와 같이, 암 커넥터(21)는 지지체(12)의 하면에 제공되고, 대안으로 트래커 단부(14)의 저면에 제공될 수 있다.
따라서, 도 4에 도시된 바와 같이, 도 1 내지 도 3의 트래커 장치(10)와 전체적으로 유사한 트래커 장치(10′)는 수술 도구의 지지체(A)에 접속될 수 있다. 상기 지지체(A)는 3개의 수 커넥터를 갖는 형태이고, 그 중 2개는 B로 도시된다. 상기 수 커넥터(B)는 상기 지지체(A)에 검출가능한 구체를 지지하도록 제공된 스냅식 핑거이다. 지지체(A)와 트래커 장치(10/10′) 간의 3점 접속은 트래커 장치(10/10′)에 대해 구조 강도를 보장한다.
그러므로, 실시형태에서, 상기 트래커 장치(10/10′/10″)(도 8 및 도 9)는 수술 도구의 현재 지지체(A)에 이용될 수 있다. 그러나, 수술 도구에 상기 트래커 장치(10/10′/10″)를 접속하기 위해 접속 시스템의 다른 형태를 제공하는 것이 고려될 수 있다.
물체가 위치와 배향에 대한 공간에서 트래킹되도록 상기 물체와 관련된 2개 이상의 점이 알려져 있다. 2점에서, 상기 물체는 명확한 상태(예를 들어, 물체와 동일선상에 있는 2개의 트래킹된 점, 그리고 초기화 후의 시야 방해가 없다.)에서 위치와 배향이 트래킹될 수 있다. 3개의 비선형 트래킹가능한 점의 기하학적 패턴은 통상 6 자유도의 자유 트래킹에 이용되고, 더 트래킹가능한 점은 트래킹에서 정밀도를 증가시키기 위해 이용 될 수 있다.
따라서, 도 1의 실시형태에서, 3개의 트래커 단부(14)는 3개의 검출가능한 요소의 3개의 고정점에 제공된다. 도 1 내지 도 5에서 공통으로 언급하면, 상기 트래커 단부(14)는 면(41A, 41B 및 41C)(이하 따로 지정되지 않으면 면(41))을 피라미드 형태(40)로 각각 제공된다. 상기 면(41)은 기하학적 형상을 갖는 개구부(42)를 각각 정의한다. 도 1 및 도 5의 실시형태에서 정해진 기하학적 형상은 원이다. 경사면(43)은 상기 면(41)에 제공되고 상기 개구부(42)를 둘러싼다.
역반사면은 회전 광학 소자(44A, 44B 및 44C)를 형성하기 위해 상기 개구부(42)에 위치되고, 트래커 단부(14)의 표면(41A, 41B 및 41C)에 각각 제공된다. 또한, 다른 형상은 광학 소자(44)로 고려된다. 상기 역반사면은 CAS 시스템과 결합된 광학 센서 장치에 의해 검출되는 역반사 재료로 이루어진다. 예를 들면, Scotch-LiteTM 재료는 역반사면의 이용에 적합하다.
상기 광학 소자(44)는 CAS 시스템의 상기 광학 센서 장치에 의해 인식되도록 소정의 기하학적 패턴에 있어야 하기 때문에, 상기 광학 소자(44)는 3개의 위치에서 일실시형태로 재그룹화된다. 도 1에 언급된 바와 같이, 각각의 광학 소자(44A)로 이루어진 3개의 구성요소(44)의 제 1 위치는 트래커 단부(14)의 다른 한곳에 있다. 유사하게, 제 2 위치는 상기 요소(44B)로 이루어지고, 제 3 위치는 상기 요소(44C)로 이루어진다.
도 1의 일실시형태에서, 같은 위치의 상기 요소 각각은(예를 들면, 요소(44A)의 제 1 위치) 동일면과 평행이다. 따라서, 상기 요소(44A)는 같은 시야에서 볼 수 있다.
요소(44)의 위치는 트래커 장치(10)의 가시 범위를 최대한 활용하도록 서로에 대해서 전략적으로 위치된다. 보다 구체적으로는, 상기 위치는 일단 상기 CAS 시스템의 상기 광학 센서 장치가 위치 중 하나의 시야를 놓치면 다른 위치가 보이도록 위치된다. 이것은 시야의 소정의 범위 내에서 상기 트래커 장치(10)의 지속적인 트래킹을 확보한다.
기하학적인 패턴을 각각 형성한 위치는 CAS 시스템의 광학 센서 장치에 의해 인식된다. 원형 개구부(42)와 역반사면의 결합은 상기 광학 소자(44)에 원형 형상을 부여한다. 광학 센서 장치의 관점 각도에 의하면, 이런 원은 항상 원형 형상이 되도록 나타나지 않는다. 그러므로, 원 중심의 위치는 광학 센서 장치에 의한 시야 각으로부터 인지된 형상 기능으로 계산될 수 있다.
도 1의 실시형태에서, 기하학적인 패턴은 위치의 광학 소자(44) 중심에 의해 한정된 삼각형으로 이루어져 있다. 광학 소자(44)의 3개의 다른 위치의 3개의 삼각형은 다른 형상이고, 각각의 삼각형은 툴에 대한 구체적인 배향과 관련되는 것이 보다 바람직하다. 다른 방법으로, 3개의 다른 위치에서 형성된 3개의 삼각형은 같을 수 있다. 그러나, 원형 반사면(44)의 인식된 형상은 반사 표면의 세 위치가 보여진 것을 확인하는데 이용된다.
다만 삼각형 기하학적 패턴이 도시되어도, 선과 다양한 다각형 형상과 같은 다른 기하학적 패턴을 이용하는 것은 심사숙고해야한다.
트래커 장치(10)로 수술 도구의 캘리브레이션은 트래커 장치(10)의 이용에 우선해서 실행되는 것이 바람직하므로, 툴에 관해서 검출가능한 기하학적 패턴 각각의 위치 및/또는 배향을 캘리브레이션한다. 트래커 장치(10)의 가시 범위 활용을 위해 트래커 단부(14) 위에 회전 광학 소자(44)의 배열이 고려된다.
도 6을 참조하면, 다른 실시형태에 의한 다면 트래커 장치는 전체적으로 10′로 도시된다. 다면 트래커 장치(10′)와 다면 트래커 장치(10)는 유사한 부분을 갖고, 동일한 부분은 동일한 참조번호를 가지게 된다.
트래커 장치(10)와는 달리 트래커 장치(10′)의 트래커 단부(14′)는 2개의 원형 광학 소자(44)를 갖는다. 즉, 3개의 요소(44A)와 3개의 요소(44B)의 위치이다. 따라서, 트래커 장치(10′)는 트래커 장치(10)와 비교할 때의 가시도보다 작은 범위를 제공한다.
광학 소자(44)를 구성하는데 이용되는 역반사 재료를 바꾸는 것은 심사숙고해야한다. 보다 명확하게, 도 7에 보여지는 바와 같이, 트래커 단부(14)가 개구부(42)의 반대편에 캐비디(45)를 가지는 것으로 도시되어 있다. 따라서, 지지체(12)와 빈 트래커 단부(14)는 신형 역반사 패치로 트래커 단부(14)에 삽입되어져 패치함으로써 재생되도록 살균될 수 있다. 트래커 단부(10)(예를 들면, 재사용가능한, 처분가능한)의 심사숙고된 이용의 기능과 같이 지지체(12)와 빈 트래커 단부(14)는 플라스틱 주조되거나 또는 금속으로 사출된다. 다른 재료도 고려된다. 수술 기구는 또한 사용 후 버릴 수 있다. 예를 들면, 수술 기구는 한 번 사용을 위해 트래커 장치(10/10′)로 완전히 형성될 수 있다.
수술의 심사숙고된 형태에 따라, 광학 소자(44)의 위치의 일부는 요구되지 않을 수도 있다. 예를 들면, 수술 진료의 어떤 형태들은 넓은 가시 범위가 요구되지 않을 수도 있어서, 개구부(42)의 일부는 역반사 재료가 제공되지 않을 수 있다.
경사면(43)은 정면(41)으로부터 역반사 재료 뒷부분을 고정하도록 제공되는 것을 가리킨다. 이것은 인체 조직과 역반사 재료 사이에 접촉 위험을 감소시키는 한 방법을 의미한다. 인체 물질은 역반사 재료의 반사력을 방해할 수 있다.
도 8 및 도 9를 참조하면, 트래커 장치(10″)는 보다 상세하게 도시된다. 다면 트래커 장치(10″)와 다면 트래커 장치(10/10′)(도 1 내지 도 7)는 유사한 부분을 가지고, 동일한 부분은 동일한 참조번호를 가지게 된다.
트래커 장치(10″)(도 1 내지 도 3)는 트래커 장치(10)(도 1 내지 도 3)와 유사하고, 트래커 장치(10″)는 트래커 단부(14″)에 대해서 3개의 광학 소자(44) 를 가진다. 그러나, 트래커 장치(10″)의 트래커 단부(14″)는 트래커 장치(10)를 위한 피라미드형의 몸체(40)의 반대편에 3개의 다리가 있는 구조체(40″)로 제공된다.
3개의 다리가 있는 구조체(40″) 각각은 광학 소자(44)(예를 들면, 44A, 44B 및 44C)를 정의하는 각각 3개의 다리가 있다. 각 다리는 환상 캡(41″)(예를 들면, 41A″, 41B″)을 갖고, 개구부(42)와 경사면(43)을 갖는다. 캡(41″)은 플랜지 지지체(45″) 위에 해제가능하게 스냅된다. 역반사 재료(예를 들면, 46A, 46B, 46C)의 토큰(46)은 캡(41″)과 지지체(45″) 사이에 고정되어 유지되고, 개구부(42)의 주위로 광학 소자(44)를 정의한다.
수술 후에, 캡(41″)은 제거된다. 그리고, 반사하는 물질의 토큰(46)은 제거되거나 살균된다. 캡(41″)은 살균되거나 제거되고, 지지체(12)는 다음 이용을 위해 제거된다.
도 9에 도시된 바와 같이, 트래커 장치(10″)의 트래커 단부(14″)는 지지체(12)와 같은 지지체의 수 커넥터에 스냅 끼워맞춤된 암 커넥터(47)를 각각 가진다. 트래커 장치(10″)는 암(20) 위에, 도 3에서 도시된 바와 같이, 설치한 암 커넥터의 제 1 세트를 가지고, 암 커넥터(47)를 가진 제 2 세트는 지지체(12)보다 크도록 보다 큰 삼각형을 나타낸다. 따라서, 상기 장치(10″)는 지지체(12)의 2개의 다른 사이즈에 이용될 수 있다. 이러한 특징은 또한 상기 장치(10,10′)에 이용될 수 있다.
게다가, 상기 트래커 단부(14/14′/14″)는 지지체(A)의 암 커넥터(b)에 접 속될 때, 트래커 단부(14/14′/14″)가 명확한 위치에 정렬되는 한, 공통 지지체(12) 없이 이용될 수 있다.
도 10에 언급한 바와 같이, 트래커 장치(10)를 이용한 컴퓨터 지원 수술 시스템은 전체적으로 100으로 도시된다. 컴퓨터 지원 수술 시스템(100)은 지지체를 대신하여 수술 기구(T)에 설치한 것과 같이 트래커 장치(10)를 통합한다. 도 1 내지 도 9에 의하면, 트래커 장치(10)는 2개 또는 3개의 다른 기하학적 패턴, 즉, 패턴(44A, 44B 및 44C)을 제공한다. 이미 도시된 바와 같이, 각각의 패턴(44A, 44B 및 44C)은 소정의 가시 범위로 구성된다. 다만 도 10의 트래커 장치(10)가 도시되지만, 트래킹(10′,10″)은 또한 컴퓨터 지원 수술 시스템(100)으로 이용된다.
상기 컴퓨터 지원 수술 시스템은 트래킹 시스템(101)을 갖고, 일반적으로 프로세서를 갖는 컴퓨터이다. 상기 트래킹 시스템(101)은 패턴(44A 내지 44C)의 광학 소자를 시각적으로 트래킹하도록 제공된 센서 유닛을 가진다. 일반적으로, 센서 유닛(102)은 한 쌍의 센서를 포함한다(예를 들면, NavitrackTM).
컨트롤러(104)는 상기 센서 유닛(102)에 연결된다. 그러므로, 상기 컨트롤러(104)는 상기 센서 유닛(102)으로부터 패턴의 트래킹을 받는다.
데이터베이스(106)는 기하학적 패턴 데이터를 저장하도록 제공된다. 보다 명확하게, 상기 트래커 장치(10)의 다양한 패턴은 데이터베이스(106)에 저장된다. 유사하게, 기계와 트래커 장치 사이의 관계는 데이터베이스(106)에 저장된다. 기구/트래커 장치 관계는 컴퓨터 지원 수술 시스템 이용의 제 1 단계에서 수행된 캘리브 레이션으로부터 결정될 수 있다.
위치와 배향 계산기(108)는 컨트롤러(104)로 구성된다. 상기 위치와 배향 계산기(108)는 센서 유닛(102)으로부터 패턴의 트래킹, 또한 기하학적 패턴 데이터를 받는다. 그러므로, 위치와 배향 계산기(108)는 트래커 장치(10)의 패턴의 한 가지가 트래킹된 것을 확인한다. 트래킹된 패턴의 확인으로 위치와 배향 계산기는 트래커 장치(10)의 위치와 배향을 계산한다.
트래커 장치(10)의 위치와 배향은 컨트롤러(104)에 보내진다. 상기 컨트롤러(104)는 기구(T)의 위치와 배향을 계산하도록 기하학적인 패턴 데이터베이스(106)로부터 기구/트래커 장치 관계와 이 정보를 결합할 것이다. 이 정보는 사용자 인터페이스(110)에 보내지고, 컴퓨터 지원 수술 시스템의 이용자는 컴퓨터 지원 수술(예를 들면, 시각 표시, 각도, 거리 등과 같은 수의 값)로 알려진 다양한 형태로 기구(T)의 위치와 배향에 속하는 정보를 획득하도록 한다. 또한, 데이터베이스(106)는 컨트롤러(104) 또는 위치와 배향 계산기(108)의 일부가 될 수 있는 것을 가리킨다.

Claims (13)

  1. 적어도 수술 기구의 위치가 계산가능하도록 수술 기구와 결합되고 CAS 시스템에 의해 공간에서 트래킹가능한 타입의 트래커 장치에 있어서:
    상기 수술 기구에 접속되도록 된 지지체;
    제 1 가시 범위를 따라 CAS 시스템에 의해 검출가능하도록 제 1 패턴으로 상기 지지체에 장착된 2개 이상의 광학 소자;
    제 2 가시 범위를 따라 CAS 시스템에 의해 검출가능하도록 제 2 패턴으로 상기 지지체에 장착된 2개 이상의 다른 광학 소자로서, 상기 제 1 가시 범위와 상기 제 2 가시 범위가 최대한 공통 부분을 가지는 다른 광학 소자를 포함하며;
    그것에 의해 적어도 상기 수술 기구의 위치는 상기 광학 소자의 패턴 중 어느 하나의 검출 기능으로서 상기 제 1 가시 범위와 제 2 가시 범위 내에서 트래킹되는 것을 특징으로 하는 트래커 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 2개 이상의 광학 소자는 편평하고 분리면상에 있으며 동일한 제 1 면과 평행하고, 상기 2개 이상의 다른 광학 소자는 편평하고 분리면상에 있으며 동일한 제 2 면과 평행한 것을 특징으로 하는 트래커 장치.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 제 1 패턴은 제 1 삼각형에 2개 이상의 광학 소자 중 3개를 갖고, 상기 제 2 패턴은 제 2 삼각형에 2개 이상의 광학 소자 중 3개를 가짐으로써, 상기 수술 기구는 위치와 배향에 대하여 트래킹가능한 것을 특징으로 하는 트래커 장치.
  4. 제 1 항에 있어서,
    제 3 가시 범위를 따라 CAS 시스템에 의해 검출가능하도록 제 3 패턴으로 상기 지지체에 장착된 2개 이상의 또 다른 광학 소자를 더 포함하며, 상기 제 3 가시 범위와, 상기 제 1 가시 범위 및 상기 제 2 가시 범위 중 1개 이상은 최대한 공통 부분을 갖는 것을 특징으로 하는 트래커 장치.
  5. 제 1 항에 있어서,
    각각의 광학 소자는 상기 지지체에 고정된 환상 캡 및 상기 환상 캡에 의해 상기 지지체에 고정 유지된 반사 부재에 의해 형성되고, 상기 환상 캡의 개구부는 상기 광학 소자의 형상을 규정하기 위해 상기 반사 부재와 대향하는 것을 특징으로 하는 트래커 장치.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 환상 캡은 이용 후에 상기 반사 부재를 교체하기 위해 상기 지지체에 해제가능하게 고정된 것을 특징으로 하는 트래커 장치.
  7. 제 5 항에 있어서,
    상기 반사 부재는 우발적 접촉으로부터 보호되도록 상기 환상 캡에 의해 형성된 오목부에 각각 위치되는 것을 특징으로 하는 트래커 장치.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 오목부는 상기 반사 부재를 둘러싸는 경사면을 가져서 상기 반사 부재의 가시 범위를 증가시키는 것을 특징으로 하는 트래커 장치.
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 광학 소자 각각은 원형인 것을 특징으로 하는 트래커 장치.
  10. 제 1 항에 있어서,
    상기 지지체는 수술 기구의 제 1 사이즈에 해제가능하게 접속되는 제 1 접속 구성, 및 수술 기구의 제 2 사이즈에 해제가능하게 접속되는 제 2 접속 구성을 갖는 것을 특징으로 하는 트래커 장치.
  11. 수술하는 동안 수술 기구를 트래킹하는 컴퓨터 지원 수술 시스템에 있어서:
    1개 이상의 수술 기구;
    상기 수술 기구에 고정되어 제 1 가시 범위를 따라 보여지는 광학 소자의 제 1 기하학적 패턴, 및 제 2 가시 범위를 따라 보여지는 광학 소자의 제 2 기하학적 패턴을 갖는 트래커 장치; 및
    상기 기구가 상기 제 1 가시 범위 및/또는 상기 제 2 가시 범위로 이동됨에 따라 상기 기하학적 패턴 중 어느 하나를 트래킹하는 센서 유닛과,
    기하학적 패턴 데이터와 기계/트래커 장치 관련 데이터를 저장하는 데이터베이스와,
    상기 기하학적 패턴 데이터로부터 트래킹된 기하학적 패턴을 식별하고, 상기 센서 유닛으로부터 상기 식별된 기하학적 패턴의 트래킹 기능과 같은 트래커 장치의 위치 및 배향을 계산하도록 상기 센서 유닛과 상기 데이터베이스에 접속된 위치 및 배향 계산기를 갖는 트래킹 시스템을 포함하고;
    상기 트래킹 시스템은 상기 트래커 장치의 위치 및 배향, 및 상기 기구/트래커 장치 관련 데이터의 기능으로서 상기 기구의 위치 및 배향을 계산하는 것을 특징으로 하는 컴퓨터 지원 수술 시스템.
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 기구/트래커 장치 관련 데이터는 캘리브레이션에 의해 획득되는 것을 특징으로 하는 컴퓨터 지원 수술 시스템.
  13. 제 11 항에 있어서,
    상기 트래커 장치는 제 3 가시 범위를 따라 보여지는 광학 소자의 제 3 기하학적 패턴을 갖는 것을 특징으로 하는 컴퓨터 지원 수술 시스템.
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