KR20130121521A - 환부 및 수술도구의 트랙킹 방법 - Google Patents

환부 및 수술도구의 트랙킹 방법 Download PDF

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Abstract

트랙킹 센서 및 마커들을 이용하여 환부와 수술도구의 위치를 매크로적으로 추적한 후 상기 매크로적으로 추적된 환부와 수술도구의 영상을 가지고 스테레오 현미경을 이용하여 환부와 수술도구의 위치를 마이크로적으로 보다 정확하고 정밀하게 추적할 수 있는 환부 및 수술도구의 트랙킹 방법이 개시된다. 상기 환부 및 수술도구의 트랙킹 방법은 환부와 수술도구에 부착된 복수개의 마커들로부터 발생되는 에너지를 트랙킹 센서에 의해 탐지하여 프로세서를 통해 상기 환부와 수술도구의 위치를 추적하는 매크로 트랙킹 단계와, 상기 트랙킹 센서를 통해 상기 매크로 트랙킹 단계에서 추적된 상기 환부와 수술도구의 영상을 촬영하여 상기 프로세서를 통해 상기 트랙킹 센서에 의해 촬영된 환부와 수술도구의 영상을 현미경의 스테레오 디스플레이부 내에 입력하는 영상입력 단계 및, 상기 현미경의 스테레오 디스플레이부 내에 입력된 영상을 통해 상기 현미경 좌표계를 기준으로 상기 환부와 수술도구의 위치를 추적하는 마이크로 트랙킹 단계를 포함한다.

Description

환부 및 수술도구의 트랙킹 방법{METHOD FOR TRACKING OF THE AFFECTED PART AND SURGERY INSTRUMENT}
본 발명은 환부 및 수술도구의 트랙킹 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 트랙킹 센서와 마커 및 스테레오 현미경을 이용하여 환부 및 수술도구의 위치를 추적할 수 있는 트랙킹 방법에 관한 것이다.
일반적으로 수술시 인체에 인접하거나 인체 내에 있는 카테터나 수술도구와 같은 침입성 디바이스 및 환자 인체에 있는 환부의 위치를 검출하는데 트랙킹 장치가 사용된다.
이와 같은 트랙킹 장치는 수술도구와 환부에 부착되는 복수개의 마커들과, 상기 마커들을 탐지하는 트랙킹 센서, 상기 트랙킹 센서와 연결되어 상기 마커들의 위치를 결정하는 프로세서로 구성된다.
상기와 같은 트랙킹 장치를 이용한 종래의 일반적인 트랙킹 방법은 상기 복수개의 마커들로부터 발산되는 에너지를 상기 트랙킹 센서로 탐지한 후, 프로세서에 의해 상기 트랙킹 센서에 의해 탐지된 마커들로부터 발생되는 에너지의 위치를 결정한 다음, 상기 탐지된 마커들의 에너지의 포지션과 대응되는 기 설정된 마커들을 매칭시켜 확인된 마커들을 추적하여 상기 수술도구와 환부의 위치를 추적한다.
이와 같은 수술도구 및 환부를 추적하는 일반적인 트랙킹 방법은 상기 마커들로부터 발생되는 에너지를 탐지하여 상기 수술도구와 환부의 위치를 매크로적 밖에 추적할 수 없으므로 보다 정밀하게 수술도구 및 환부를 추적할 수 있는 트랙킹 방법이 요구되고 있는 실정이다.
따라서, 본 발명의 목적은 수술도구 및 환부의 위치를 보다 정확하고 정밀하게 추적할 수 있는 환부 및 수술도구의 트랙킹 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 일실시예에 의한 트랙킹 방법은 환부와 수술도구에 부착된 복수개의 마커들로부터 발생되는 에너지를 트랙킹 센서에 의해 탐지하여 프로세서를 통해 상기 환부와 수술도구의 위치를 추적하는 매크로 트랙킹 단계와, 상기 트랙킹 센서를 통해 상기 매크로 트랙킹 단계에서 추적된 상기 환부와 수술도구의 영상을 촬영하여 상기 프로세서를 통해 상기 트랙킹 센서에 의해 촬영된 환부와 수술도구의 영상을 현미경의 스테레오 디스플레이부 내에 입력하는 영상입력 단계 및, 상기 현미경의 스테레오 디스플레이부 내에 입력된 매크로 영상을 통해 상기 현미경 좌표계를 기준으로 상기 환부와 수술도구의 위치를 추적하는 마이크로 트랙킹 단계를 포함한다.
이와 같이 본 발명의 일실시예에 의한 환부 및 수술도구의 트랙킹 방법은 트랙킹 센서를 통해 환부와 수술도구에 부착된 복수개의 마커들로부터 발생되는 에너지를 탐지하여 상기 환부와 수술도구의 위치를 매크로적으로 추적한 후, 상기 매크로적으로 위치를 추적한 환부와 수술도구의 영상을 상기 트랙킹 센서를 통해 촬영하여 현미경의 스테레오 디스플레이부 내로 입력하여 상기 스테레오 현미경의 좌표계를 기준으로 상기 스테레오 현미경을 통해 상기 매크로적으로 위치가 추적된 환부와 수술도구의 영상을 이용하여 상기 환부와 수술도구의 위치를 보다 정밀하게 추적할 수 있어 보다 안전하고 정밀한 수술을 행할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 의한 트랙킹 방법을 설명하기 위한 도면
도 2는 본 발명의 일실시예에 의한 트랙킹 방법을 설명하기 위한 블록도
도 3은 매크로 트랙킹 단계를 설명하기 위한 블록도
도 4는 영상입력 단계를 설명하기 위한 블록도
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 본문에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 개시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성 요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성 요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안된다. 상기 용어들은 하나의 구성 요소를 다른 구성 요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성 요소는 제2 구성 요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성 요소도 제1 구성 요소로 명명될 수 있다.
본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예들을 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성 요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성 요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 갖는다.
일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미를 갖는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
이하 도면을 참조하여, 본 발명의 바람직한 실시예들을 보다 상세하게 설명한다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 의한 트랙킹 방법을 설명하기 위한 도면이며, 도 2는 본 발명의 일실시예에 의한 트랙킹 방법을 설명하기 위한 블록도이고, 도 3은 매크로 트랙킹 단계를 설명하기 위한 블록도이며, 도 4는 영상입력 단계를 설명하기 위한 블록도이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 일실시예에 의한 트랙킹 방법은 매크로 트랙킹 단계(S110), 영상입력 단계(S120), 마이크로 트랙킹 단계(S130)를 포함한다.
상기 매크로 트랙킹 단계(S110)는 환부(100)와 수술도구(110)에 부착된 복수개의 마커들(111)(101)로부터 발생되는 에너지를 트랙킹 센서(120)에 의해 탐지하여 프로세서(도시되지 않음)를 통해 상기 환부(100)와 수술도구(110)의 위치를 추적하는 단계이다.
도 3을 참조하여 매크로 트랙킹 단계(S110)에 대하여 보다 상세하게 설명하면 다음과 같다.
도 3을 참조하면, 상기 매크로 트랙킹 단계(S110)는 마커 활성화단계(S111), 에너지 탐지단계(S112), 에너지 위치 결정단계(S113), 마커 확인단계(S114)를 포함한다.
상기 마커 활성화 단계(S111)는 프로세서를 통해 환부(100)와 수술도구(110)에 부착된 복수개의 마커들(111)(101)을 활성화시키는 단계이다. 여기서, 상기 환부(100)와 수술도구(110)에 부착된 복수개의 마커들(111)(101)은 스스로 빛을 발산하거나 외부 조명을 반사시키는 마커들(111)(101)일 수 있다. 한편, 상기 복수개의 마커들(111)(101)을 자기장을 발생하는 마커들(111)(101)일 수도 있다.
상기 에너지 탐지단계(S112)는 상기와 같이 마커들(111)(101)이 활성화되면 트랙킹 센서(120)를 통해 상기 활성화된 마커들(111)(101)로부터 발생되는 에너지를 탐지하는 단계이다.
상기 에너지 위치 결정단계(S113)는 상기와 같이 트랙킹 센서(120)에 의해 에너지가 탐지되면 상기 프로세서를 통해 상기 트랙킹 센서(120)에 의해 탐지된 마커들(111)(101)로부터 발생되는 에너지의 위치를 결정하는 단계이다.
상기 마커 확인단계(S114)는 상기 탐지된 마커들(111)(101)의 에너지 포지션과 대응되는 상기 프로세서에 기 설정된 마커들(111)(101)의 위치를 매칭시켜 확인된 마커들(111)(101)을 추적함으로써 상기 수술도구(110)와 환부(100)의 위치를 매크로적으로 추적하는 단계이다.
다시, 도 1 및 도 2를 참조하면, 상기 영상 입력단계(S120)는 상기 트랙킹 센서(120)를 통해 상기 매크로 트랙킹 단계(S110)에서 추적된 상기 환부(100)와 수술도구(110)의 영상을 촬영하여 상기 프로세서를 통해 상기 트랙킹 센서(120)에 의해 촬영된 환부(100)와 수술도구(110)의 영상을 현미경의 스테레오 디스플레이부(130) 내에 입력하는 단계이다.
도 4를 참조하여 상기 영상 입력단계(S120)에 대하여 보다 상세하게 설명하면 다음과 같다.
도 4를 참조하면, 상기 영상 입력단계(S120)는 영상 촬영단계(S121)와 현미경 전송단계(S122)를 포함한다.
상기 영상 촬영단계(S121)는 상기 프로세서에 의해 트랙킹 센서(120)를 작동시켜 상기 트랙킹 센서(120)를 통해 상기 매크로 트랙킹 단계(S110)를 통해 위치 추적된 상기 환부(100)와 수술도구(110)의 영상을 촬영한 후 상기 환부(100)와 수술도구(110)의 영상을 프로세서로 전송하는 단계이다.
상기 현미경 전송단계(S122)는 상기 트랙킹 센서(120)에 의해 촬영된 환부(100)와 수술도구(110)의 영상을 프로세서를 통해 이미지 처리한 후 상기 프로세서가 상기 이미지 처리된 영상을 스테레오 현미경의 스테레오 디스플레이부(130) 내로 입력하는 단계이다.
다시, 도 1 및 도 2를 참조하면, 상기 마이크로 트랙킹 단계(S130)는 상기 현미경의 스테레오 디스플레이부(130) 내에 입력된 매크로적으로 추적된 상기 환부(100)와 수술도구(110)의 매크로 영상(140)을 통해 상기 현미경 좌표계를 기준으로 상기 환부(100)와 수술도구(110)의 위치를 보다 정밀하게 추적하는 단계이다. 즉, 상기 현미경의 스테레오 디스플레이부(130) 내에 상기 트랙킹 센서(120)에 의해 촬영된 매크로적으로 추적된 상기 환부(100)와 수술도구(110)의 영상을 입력하게 되면 상기 현미경의 양안 접안렌즈를 통해 도 1에서 도시된 바와 같은 환부(100)와 수술도구(110)의 영상을 관찰할 수 있으므로, 상기 스테레오 현미경을 이용하여 상기 현미경의 좌표계를 기준으로 상기 환부(100)와 수술도구(110)의 위치를 더욱 정확하고 정밀하게 추적할 수 있다.
상술한 바와 같은 본 발명의 일실시예에 의한 환부(100) 및 수술도구(110)의 트랙킹 방법은, 먼저 트랙킹 센서(120)를 통해 환부(100)와 수술도구(110)에 부착된 복수개의 마커들(111)(101)로부터 발생되는 에너지를 탐지하여 상기 환부(100)와 수술도구(110)의 위치를 매크로적으로 추적한 후, 상기 매크로적으로 위치를 추적한 환부(100)와 수술도구(110)의 영상을 상기 트랙킹 센서(120)를 통해 촬영하여 현미경의 스테레오 디스플레이부(130) 내로 입력하여 상기 스테레오 현미경의 좌표계를 기준으로 상기 스테레오 현미경을 통해 상기 매크로적으로 위치가 추적된 환부(100)와 수술도구(110)의 매크로 영상(140)을 이용하여 상기 환부(100)와 수술도구(110)의 위치를 보다 정밀하게 추적할 수 있다.
앞서 설명한 본 발명의 상세한 설명에서는 본 발명의 바람직한 실시예들을 참조하여 설명하였지만, 해당 기술분야의 숙련된 당업자 또는 해당 기술분야에 통상의 지식을 갖는 자라면 후술될 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 기술 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
(100) : 환부 (101)(111) : 마커
(110) : 수술도구 (120) : 트랙킹 센서
(130) : 디스플레이부 (140) : 매크로 영상

Claims (1)

  1. 환부와 수술도구에 부착된 복수개의 마커들로부터 발생되는 에너지를 트랙킹 센서에 의해 탐지하여 프로세서를 통해 상기 환부와 수술도구의 위치를 추적하는 매크로 트랙킹 단계;
    상기 트랙킹 센서를 통해 상기 매크로 트랙킹 단계에서 추적된 상기 환부와 수술도구의 영상을 촬영하여 상기 프로세서를 통해 상기 트랙킹 센서에 의해 촬영된 환부와 수술도구의 영상을 현미경의 스테레오 디스플레이부 내에 입력하는 영상입력 단계; 및
    상기 현미경의 스테레오 디스플레이부 내에 입력된 매크로 영상을 통해 상기현미경 좌표계를 기준으로 상기 환부와 수술도구의 위치를 추적하는 마이크로 트랙킹 단계를 포함하는 환부 및 수술도구의 트랙킹 방법.
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WO2016028095A1 (ko) * 2014-08-20 2016-02-25 재단법인 아산사회복지재단 도구의 위치 추적장치

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