KR20210084556A - 치과 임플란트 네비게이션 수술의 교정, 추적 방법 및 장치 - Google Patents

치과 임플란트 네비게이션 수술의 교정, 추적 방법 및 장치 Download PDF

Info

Publication number
KR20210084556A
KR20210084556A KR1020217015921A KR20217015921A KR20210084556A KR 20210084556 A KR20210084556 A KR 20210084556A KR 1020217015921 A KR1020217015921 A KR 1020217015921A KR 20217015921 A KR20217015921 A KR 20217015921A KR 20210084556 A KR20210084556 A KR 20210084556A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
visual marking
spatial position
scan
surgical instrument
visual
Prior art date
Application number
KR1020217015921A
Other languages
English (en)
Inventor
리펑 왕
Original Assignee
베이징 야케봇 테크놀로지 컴퍼니 엘티드
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 베이징 야케봇 테크놀로지 컴퍼니 엘티드 filed Critical 베이징 야케봇 테크놀로지 컴퍼니 엘티드
Publication of KR20210084556A publication Critical patent/KR20210084556A/ko

Links

Images

Classifications

    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B34/00—Computer-aided surgery; Manipulators or robots specially adapted for use in surgery
    • A61B34/20—Surgical navigation systems; Devices for tracking or guiding surgical instruments, e.g. for frameless stereotaxis
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61C—DENTISTRY; APPARATUS OR METHODS FOR ORAL OR DENTAL HYGIENE
    • A61C1/00—Dental machines for boring or cutting ; General features of dental machines or apparatus, e.g. hand-piece design
    • A61C1/08—Machine parts specially adapted for dentistry
    • A61C1/082—Positioning or guiding, e.g. of drills
    • A61C1/084—Positioning or guiding, e.g. of drills of implanting tools
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B34/00—Computer-aided surgery; Manipulators or robots specially adapted for use in surgery
    • A61B34/10—Computer-aided planning, simulation or modelling of surgical operations
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B90/00—Instruments, implements or accessories specially adapted for surgery or diagnosis and not covered by any of the groups A61B1/00 - A61B50/00, e.g. for luxation treatment or for protecting wound edges
    • A61B90/36—Image-producing devices or illumination devices not otherwise provided for
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B90/00—Instruments, implements or accessories specially adapted for surgery or diagnosis and not covered by any of the groups A61B1/00 - A61B50/00, e.g. for luxation treatment or for protecting wound edges
    • A61B90/39—Markers, e.g. radio-opaque or breast lesions markers
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61C—DENTISTRY; APPARATUS OR METHODS FOR ORAL OR DENTAL HYGIENE
    • A61C8/00—Means to be fixed to the jaw-bone for consolidating natural teeth or for fixing dental prostheses thereon; Dental implants; Implanting tools
    • A61C8/0089—Implanting tools or instruments
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61C—DENTISTRY; APPARATUS OR METHODS FOR ORAL OR DENTAL HYGIENE
    • A61C9/00—Impression cups, i.e. impression trays; Impression methods
    • A61C9/004—Means or methods for taking digitized impressions
    • A61C9/0046—Data acquisition means or methods
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61C—DENTISTRY; APPARATUS OR METHODS FOR ORAL OR DENTAL HYGIENE
    • A61C9/00—Impression cups, i.e. impression trays; Impression methods
    • A61C9/004—Means or methods for taking digitized impressions
    • A61C9/0046—Data acquisition means or methods
    • A61C9/0053—Optical means or methods, e.g. scanning the teeth by a laser or light beam
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06T—IMAGE DATA PROCESSING OR GENERATION, IN GENERAL
    • G06T7/00—Image analysis
    • G06T7/30—Determination of transform parameters for the alignment of images, i.e. image registration
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06T—IMAGE DATA PROCESSING OR GENERATION, IN GENERAL
    • G06T7/00—Image analysis
    • G06T7/70—Determining position or orientation of objects or cameras
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B17/00—Surgical instruments, devices or methods, e.g. tourniquets
    • A61B2017/00681—Aspects not otherwise provided for
    • A61B2017/00725—Calibration or performance testing
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B34/00—Computer-aided surgery; Manipulators or robots specially adapted for use in surgery
    • A61B34/10—Computer-aided planning, simulation or modelling of surgical operations
    • A61B2034/101—Computer-aided simulation of surgical operations
    • A61B2034/105—Modelling of the patient, e.g. for ligaments or bones
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B34/00—Computer-aided surgery; Manipulators or robots specially adapted for use in surgery
    • A61B34/10—Computer-aided planning, simulation or modelling of surgical operations
    • A61B2034/107—Visualisation of planned trajectories or target regions
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B34/00—Computer-aided surgery; Manipulators or robots specially adapted for use in surgery
    • A61B34/10—Computer-aided planning, simulation or modelling of surgical operations
    • A61B2034/108—Computer aided selection or customisation of medical implants or cutting guides
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B34/00—Computer-aided surgery; Manipulators or robots specially adapted for use in surgery
    • A61B34/20—Surgical navigation systems; Devices for tracking or guiding surgical instruments, e.g. for frameless stereotaxis
    • A61B2034/2046—Tracking techniques
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B34/00—Computer-aided surgery; Manipulators or robots specially adapted for use in surgery
    • A61B34/20—Surgical navigation systems; Devices for tracking or guiding surgical instruments, e.g. for frameless stereotaxis
    • A61B2034/2046—Tracking techniques
    • A61B2034/2055—Optical tracking systems
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B34/00—Computer-aided surgery; Manipulators or robots specially adapted for use in surgery
    • A61B34/20—Surgical navigation systems; Devices for tracking or guiding surgical instruments, e.g. for frameless stereotaxis
    • A61B2034/2068—Surgical navigation systems; Devices for tracking or guiding surgical instruments, e.g. for frameless stereotaxis using pointers, e.g. pointers having reference marks for determining coordinates of body points
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B90/00—Instruments, implements or accessories specially adapted for surgery or diagnosis and not covered by any of the groups A61B1/00 - A61B50/00, e.g. for luxation treatment or for protecting wound edges
    • A61B90/36—Image-producing devices or illumination devices not otherwise provided for
    • A61B2090/364—Correlation of different images or relation of image positions in respect to the body
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B90/00—Instruments, implements or accessories specially adapted for surgery or diagnosis and not covered by any of the groups A61B1/00 - A61B50/00, e.g. for luxation treatment or for protecting wound edges
    • A61B90/39—Markers, e.g. radio-opaque or breast lesions markers
    • A61B2090/3937—Visible markers
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B90/00—Instruments, implements or accessories specially adapted for surgery or diagnosis and not covered by any of the groups A61B1/00 - A61B50/00, e.g. for luxation treatment or for protecting wound edges
    • A61B90/39—Markers, e.g. radio-opaque or breast lesions markers
    • A61B2090/3983—Reference marker arrangements for use with image guided surgery
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B2560/00—Constructional details of operational features of apparatus; Accessories for medical measuring apparatus
    • A61B2560/02—Operational features
    • A61B2560/0223—Operational features of calibration, e.g. protocols for calibrating sensors

Landscapes

  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Animal Behavior & Ethology (AREA)
  • Veterinary Medicine (AREA)
  • Public Health (AREA)
  • Surgery (AREA)
  • Oral & Maxillofacial Surgery (AREA)
  • Epidemiology (AREA)
  • Dentistry (AREA)
  • Medical Informatics (AREA)
  • Molecular Biology (AREA)
  • Heart & Thoracic Surgery (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • Nuclear Medicine, Radiotherapy & Molecular Imaging (AREA)
  • Robotics (AREA)
  • Orthopedic Medicine & Surgery (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Computer Vision & Pattern Recognition (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Theoretical Computer Science (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Dental Tools And Instruments Or Auxiliary Dental Instruments (AREA)
  • Dental Prosthetics (AREA)

Abstract

본 출원의 실시예는 치과 임플란트 네비게이션 수술의 교정, 추적 방법 및 장치를 제공하며, 교정 방법은, 스캔 설비에 설정된 제1 시각 마킹의 공간 위치, 수술 영역에 설정된 제2 시각 마킹의 공간 위치 및 스캔 설비로 스캔하여 획득된 스캔 영역의 스캔 위치에 기반하여 제2 시각 마킹에 대한 스캔 영역의 위치를 획득하는 단계; 및 제2 시각 마킹에 대한 스캔 영역의 위치와 3차원 신을 정합하여 변환 매트릭스를 획득하는 단계를 포함한다. 본 출원의 실시예에서 제공된 방법 및 장치는 수술 영역에 설정된 제2 시각 마킹 및 스캔 설비에 설정된 제1 시각 마킹을 통해 변환 매트릭스를 획득하고, 환자의 체내에 마킹 포인트를 식립할 필요없이 변환 매트릭스를 수술 기구의 추적에 적용하여 수술 중 환자의 머리가 움직여도 수술 기구의 위치 변화를 실시간으로 3차원 신에 반영하여 수술 기구의 정확한 실시간 추적을 실현한다.

Description

치과 임플란트 네비게이션 수술의 교정, 추적 방법 및 장치
상호 참조
본 출원은 2018년 12월 26일자로 제출된 특허 명칭이 "치과 임플란트 네비게이션 수술의 교정, 추적 방법 및 장치"인 제2018116021345호 중국 특허 출원을 인용하고, 상기 중국 특허 출원은 인용됨에 따라 본 출원에 전부 병합된다.
기술분야
본 출원의 실시예는 의료 기술 분야에 관한 것으로서, 특히 치과 임플란트 네비게이션 수술의 교정, 추적 방법 및 장치에 관한 것이다.
최근에는 임상에서 구강 임플란트 기술이 보급되고 구강 건강에 대한 사람들의 요구가 증가함에 따라 점점 더 많은 환자가 결손된 치아에 대한 임플란트 복원 치료를 선택한다. 구강 임플란트 수술은 좁은 공간 내 국소 마취하에서의 정밀한 동작으로서, 구강의 비직관적인 환경, 좁은 동작 공간, 의사의 경험 부족 등의 요인으로 인해 임플란트 수술의 실패율이 비교적 높다.
컴퓨터 기술의 발전에 따라, 수술 네비게이션은 정밀성, 원활성 및 최소 침습성 등의 장점으로 외과 수술에 혁명적인 변화를 가져주고 또한 구강 의학의 진일보 발전을 위해 방향을 제공한다. 현재 국내외에서 개발된 구강 임플란트 네비게이션 기술의 기본 방법은 CT 스캔 데이터에 기반하여 환자의 3차원 영상을 재구성하고, 보조 설계 소프트웨어에서 임플란트의 이상적인 3차원 위치를 미리 계획하는 것이다. 수술 시 광학 또는 전자기 네비게이터를 사용하여 수술 기구의 공간 위치를 실시간으로 추적하고, 미리 결정된 이상적인 위치, 각도 및 깊이에 따라 임플란트 캐비티를 준비하고 임플란트를 식립한다
상기 구강 임플란트 네비게이션 수술의 핵심 단계는 수술 기구의 공간 위치에 대한 실시간 추적을 실현하도록 가상 영상 공간과 시각 공간 간의 매핑 관계를 결정하는 것이다. 현재 임상에서 일반적으로 마킹 포인트 정합법을 사용하여 실현하는데, 즉 의료 영상상의 마킹 포인트와 인체에서 대응하는 마킹 포인트 사이의 매핑 관계를 확립하여 두 공간의 매핑 관계를 구성한다. 상기 마킹 포인트는 턱뼈 또는 치아 해부 마킹 포인트일 수 있고, 상대적으로 부피가 작은 인공 마킹 포인트일 수도 있다. 그러나 해부 마킹 포인트를 사용하여 정합할 경우, 정합 정밀도가 낮은 문제가 있고, 인공 마킹 포인트를 사용하여 정합할 경우, 환자의 치조돌기나 턱뼈에 인공 마킹 포인트를 식립해야 함으로, 환자에게 불필요한 상처를 입히고 심지어 감염을 유발할 수 있다.
본 출원의 실시예는 기존의 치과 임플란트 수술 기구의 추적시 마킹 포인트의 설정에 존재하는 정합 정밀도가 낮거나 환자에게 불필요한 상처를 입히는 문제를 해결하기 위한 치과 임플란트 네비게이션 수술의 교정, 추적 방법 및 장치를 제공한다.
제1 측면에서, 본 출원의 실시예는 스캔 설비에 설정된 제1 시각 마킹의 공간 위치, 수술 영역에 설정된 제2 시각 마킹의 공간 위치 및 상기 스캔 설비로 스캔하여 획득된 스캔 영역의 스캔 위치에 기반하여 상기 제2 시각 마킹에 대한 상기 스캔 영역의 위치를 획득하는 단계; 및
상기 제2 시각 마킹에 대한 상기 스캔 영역의 위치와 3차원 신을 정합하여 변환 매트릭스를 획득하는 단계;를 포함하는 치과 임플란트 네비게이션 수술의 교정 방법을 제공한다.
제2 측면에서, 본 출원의 실시예는 수술 영역에 설정된 제2 시각 마킹의 공간 위치 및 수술 기구에 설정된 제3 시각 마킹의 공간 위치를 포착하는 단계; 및
상시 제2 시각 마킹의 공간 위치, 상기 제3 시각 마킹의 공간 위치 및 제1 측명에서 제공된 방법에 기반하여 획득되는 변환 매트릭스에 기반하여, 3차원 신에서의 상기 수술 기구의 위치를 업데이트하는 단계;를 포함하는 치과 임플란트 네비게이션 수술의 추적 방법을 제공한다.
제3 측면에서, 본 출원의 실시예는 스캔 설비에 설정된 제1 시각 마킹의 공간 위치, 수술 영역에 설정된 제2 시각 마킹의 공간 위치 및 상기 스캔 설비로 스캔하여 획득된 스캔 영역의 스캔 위치에 기반하여, 상기 제2 시각 마킹에 대한 상기 스캔 영역의 위치를 획득하도록 구성되는 상대 위치 획득 유닛; 및
상기 제2 시각 마킹에 대한 상기 스캔 영역의 위치와 3차원 신을 정합하여 변환 매트릭스를 획득하도록 구성되는 변환 매트릭스 획득 유닛;을 포함하는 치과 임플란트 네비게이션 수술의 교정 장치를 제공한다.
제4 측면에서, 본 출원의 실시예는 수술 영역에 설정된 제2 시각 마킹의 공간 위치 및 수술 기구에 설정된 제3 시각 마킹의 공간 위치를 포착하도록 구성되는 포착 유닛; 및
상기 제2 시각 마킹의 공간 위치, 상기 제3 시각 마킹의 공간 위치 및 제1 측명에서 제공된 방법에 기반하여, 획득되는 변환 매트릭스에 기반하여 3차원 신에서의 상기 수술 기구의 위치를 업데이트하도록 구성되는 추적 유닛;을 포함하는 치과 임플란트 네비게이션 수술의 추적 장치를 제공한다.
제5 측면에서, 본 출원의 실시예는 프로세서, 통신 인터페이스, 메모리 및 버스를 포함하고, 프로세서, 통신 인터페이스 및 메모리는 버스를 통해 서로 통신하며, 프로세서는 메모리에 저장된 로직 명령을 호출하여 제1 측면 또는 제2 측면에서 제공딘 방법을 실행할 수 있는 전자 설비를 제공한다.
제6 측면에서, 본 출원의 실시예는 컴퓨터 프로그램이 저장된 비일시적 컴퓨터 판독 가능 저장 매체에 있어서, 상기 컴퓨터 프로그램이 프로세서에 의해 실행될 경우 제 1측면 또는 제 2측면에서 제공된 방법을 수행하는 비일시적 컴퓨터 판독 가능 저장 매체를 제공한다.
본 출원의 실시예에서 제공되는 치과 임플란트 네비게이션 수술의 교정, 추적 방법 및 장치는 수술 영역에 설정된 제2 시각 마킹 및 스캔 설비에 설정된 제1 시각 마킹을 통해 변환 매트릭스를 획득하고, 환자의 체내에 마킹 포인트를 식립할 필요없이 변환 매트릭스를 수술 기구의 추적에 적용하여, 수술 중 환자의 머리가 움직여도 수술 기구의 위치 변화를 실시간으로 3차원 신에 반영하여 수술 기구의 정확한 실시간 추적을 실현할 수 있다.
본 출원의 실시예 또는 종래기술의 기술방안을 보다 명확하게 설명하기 위해, 이하에서는 실시예 또는 종래기술에 대한 설명에서 사용되는 도면에 대하여 간략하게 설명한다. 이하 설명에서의 도면은 본 출원의 일부 실시예일 뿐, 당업자에게 있어서 이러한 도면에 근거하여 창조적인 노동이 없이 기타 도면을 획득할 수 있는 것은 자명한 것이다.
도 1은 본 출원의 실시예에 따른 치과 임플란트 네비게이션 수술의 교정 방법의 개략적인 흐름도이다.
도 2는 본 출원의 실시예에 따른 치과 임플란트 네비게이션 수술의 추적 방법의 개략적인 흐름도이다.
도 3은 본 출원의 실시예에 따른 치과 임플란트 네비게이션 수술의 교정 장치의 구조 예시도이다.
도 4는 본 출원의 다른 실시예에 따른 치과 임플란트 네비게이션 수술의 교정 장치의 구조 예시도이다.
도 5는 본 출원의 실시예에 따른 치과 임플란트 네비게이션 수술의 추적 장치의 구조 예시도이다.
도 6은 본 출원의 실시예에 따른 전자 설비의 구조 예시도이다.
본 출원의 실시예의 목적, 기술방안 및 장점을 보다 명확하게 나타내기 위하여, 이하에서는 본 출원의 실시예의 도면을 결합하여, 본 출원의 실시예의 기술방안에 대하여 명확하고 완전하게 설명한다. 설명되는 실시예는 본 출원의 일부 실시예일 뿐 모든 실시예인 것은 아니다. 당업자가 본 출원의 실시예에 기반하여 창조적인 노동이 없이 획득한 기타 모든 실시예는 본 출원의 청구범위에 속할 것이다.
종래의 구강 임플란트 네비게이션 수술에서는 마킹 포인트 정합법을 통해 가상 영상 공간과 시각 공간의 매핑 관계를 결정하여 수술 기구의 공간 위치의 실시간 추적을 실현한다. 해부 마킹 포인트를 사용하여 정합할 경우 정밀도가 낮은 문제가 존재하고, 인공 마킹 포인트를 사용하여 정합할 경우 환자의 치조돌기나 턱뼈에 인공 마킹 포인트를 식립해야 함으로, 환자에게 불필요한 상처를 입히고 심지어 감염을 유발할 수 있다. 상기 문제점에 대해 본 출원의 실시예는 치과 임플란트 네비게이션 수술의 교정 방법을 제공한다. 도 1은 본 출원의 실시예에 따른 치과 임플란트 네비게이션 수술의 교정 방법의 개략적인 흐름도이고, 도 1에 도시된 바와 같이 교정 방법은 다음과 같은 단계를 포함한다.
스캔 설비에 설정된 제1 시각 마킹의 공간 위치, 수술 영역에 설정된 제2 시각 마킹의 공간 위치 및 스캔 설비로 스캔하여 획득된 스캔 영역의 스캔 위치에 기반하여 제2 시각 마킹에 대한 스캔 영역의 위치를 획득하는 단계(110);
구체적으로, 치과 임플란트 수술 기구를 추적하기 전에 변환 매트릭스를 획득하고 공간 좌표와 3차원 좌표에서의 변환 관계를 구축해야 한다. 변환 매트릭스를 획득할 때 스캔 설비를 사용하여 수술 영역을 스캔한다. 여기서, 수술 영역은 환자의 구강 턱뼈 또는 환자의 치아 등과 같이 치과 수술시 치료가 필요한 관련 영역을 의미하며, 본 출원의 실시예는 이에 대해 구체적으로 한정하지 않는다. 스캔 설비는 수술 영역을 스캔하고 3차원 신(3D scene)에서의 수술 영역을 구축하도록 구성된다. 스캔 설비로 스캔하여 획득된 스캔 영역은 수술 영역의 일부로 3차원 신에서의 스캔 영역에 대응되고, 스캔 영역의 스캔 위치는 스캔 설비의 중심에 대한 위치 좌표이다. 시각 마킹은 시각 센서와 같은 설비에 의해 실시간으로 위치 정보가 포착될 수 있는 마킹이며, 제1 시각 마킹과 제2 시각 마킹은 모두 시각 마킹이 설정된 위치를 구분하도록 구성된다. 제1 시각 마킹은 스캔 설비에 설정되고, 제2 시각 마킹은 수술 영역에 설정되며, 제1 시각 마킹의 공간 위치는 스캔 설비의 공간 위치를 나타내도록 배치되며, 제2 시각 마킹은 수술 영역의 공간 위치를 나타내도록 배치되고, 스캔 위치는 스캔 설비에 대한 스캔 영역의 위치를 나타내도록 구성된다. 제1 시각 마킹의 공간 위치, 제2 시각 마킹의 공간 위치 및 스캔 영역의 스캔 위치의 공간 좌표를 변환하여 제2 시각 마킹에 대한 스캔 영역의 위치를 획득할 수 있다.
제2 시각 마킹에 대한 스캔 영역의 위치와 3차원 신을 정합하여 변환 매트릭스를 획득하는 단계(120);
구체적으로, 제2 시각 마킹에 대한 스캔 영역의 위치와 3차원 신에서의 스캔 영역에 대응하는 위치를 정합하여 제2 시각 마킹에 대한 위치에서 3차원 신에서의 위치로의 변환 관계, 즉 변환 매트릭스를 획득할 수 있고, 변환 매트릭스를 통해 제2 시각 마킹에 대한 임의의 위치를 3차원 신에서의 위치로 변환할 수 있다. 그리고 제2 시각 마킹은 수술 영역의 위치를 나타낼 수 있기 때문에 변환 매트릭스에 기반한 변환은 실제 조작 과정에서 수술 영역의 위치 변화에 영향을 받지 않고, 제2 시각 마킹에 대한 수술 기구의 위치를 변환 매트릭스를 통해 변환하고 수술 중 환자의 머리가 움직여도 수술 기구의 위치 변화를 실시간으로 3차원 신에 반영하여 수술 기구의 실시간 추적을 실현할 수 있다.
본 출원의 실시예에서 제공된 방법은 수술 영역에 설정된 제2 시각 마킹 및 스캔 설비에 설정된 제1 시각 마킹을 통해 변환 매트릭스를 획득하고, 환자의 체내에 마킹 포인트를 식립할 필요없이 변환 매트릭스를 수술 기구의 추적에 적용하여 수술 중 환자의 머리가 움직여도 수술 기구의 위치 변화를 실시간으로 3차원 신에 반영하여 수술 기구의 정확한 실시간 추적을 실현할 수 있다.
상기 실시예에 의하면, 단계 110은 다음과 같은 단계를 포함한다.
제1 시각 마킹의 공간 위치에 기반하여 스캔 설비의 공간 위치를 획득하는 단계(111);
구체적으로, 제1 시각 마킹은 스캔 설비의 임의의 위치에 설정되고, 제1 시각 마킹의 공간 위치는 스캔 설비에서 제1 시각 마킹 설정 위치의 공간 위치를 나타내는데만 사용될 수 있으며, 스캔 설비, 특히 스캔 설비의 중심 포인트의 위치를 정확하게 나타낼 수 없다. 따라서, 제1 시각 마킹의 공간 위치를 획득한 후, 스캔 설비에서 제1 시각 마킹의 구체적인 위치에 기반하여 스캔 설비의 공간 위치를 획득한다.
또한, 제1 시각 마킹의 공간 위치는 동차 매트릭스
Figure pct00001
로 표시된다고 가정하면, 스캔 설비의 중심에 대한 제1 시각 마킹의 위치는 동차 매트릭스
Figure pct00002
로 표시된다. 수식에서 S는 스캔 설비 좌표계를 나타내고, M1은 제1 시각 마킹 좌표계를 나타내며, V는 공간 좌표계를 나타내며, 제1 시각 마킹의 공간 위치
Figure pct00003
및 스캔 설비의 중심에 대한 제1 시각 마킹의 위치
Figure pct00004
에 기반하여 스캔 설비의 공간 위치
Figure pct00005
를 획득한다.
스캔 영역의 스캔 위치 및 스캔 설비의 공간 위치에 기반하여 스캔 영역의 공간 위치를 획득하는 단계(112);
스캔 영역의 스캔 위치, 즉 스캔 설비가 어느 순간에 획득한 스캔 설비의 중심에 대한 3차원 좌표점이
Figure pct00006
라고 가정하면, 스캔 영역의 스캔 위치를 공간 좌표계로 변환하여 스캔 영역의 공간 위치
Figure pct00007
를 획득한다.
스캔 영역의 공간 위치 및 제2 시각 마킹의 공간 위치에 기반하여 제2 시각 마킹에 대한 스캔 영역의 위치를 획득하는 단계(113).
제2 시각 마킹의 공간 위치를
Figure pct00008
라고 가정한다. 수식에서 M2는 제2 시각 마킹 좌표계를 나타낸다. 스캔 영역의 공간 위치
Figure pct00009
및 제2 시각 마킹의 공간 위치
Figure pct00010
에 기반하여, 스캔 영역의 공간 위치를 제2 시각 마킹 좌표계로 변환하여 제2 시각 마킹에 대한 스캔 영역의 위치
Figure pct00011
를 획득한다
상기 어느 하나의 실시예에 의하면, 단계 120은 구체적으로, 최근접 점 반복 찾기 알고리즘에 기반하여 3차원 신에서의 스캔 영역에 대응하는 위치를 획득하는 단계; 및 제2 시각 마킹에 대한 스캔 영역의 위치 및 3차원 신에서의 스캔 영역에 대응하는 위치에 기반하여, 변환 매트릭스를 획득하는 단계를 포함한다.
구체적으로, 최근접 점 반복 찾기(Iterative Closest Point, ICP) 알고리즘은 컴퓨터 비전에서 딥 영상의 정확한 스티칭에 주로 사용되는 반복 계산 방법으로서, 소스 데이터와 타겟 데이터의 대응되는 포인트를 최소화하기 위해 지속적으로 반복하여 정확한 스티칭을 실현한다. 본 출원의 실시예에서, 최근접 점 반복 찾기 알고리즘을 통해 3차원 신에서의 스캔 영역에 대응되는 위치를 획득한다.
제2 시각 마킹에 대한 스캔 영역의 위치가
Figure pct00012
이고 3차원 신에서의 스캔 영역에 대응하는 위치가
Figure pct00013
이라고 가정하면, 변환 매트릭스
Figure pct00014
는 제2 시각 마킹 좌표계에서 3차원 신 좌표계로의 변환을 실현하는데 사용된다. 수식에서 CT는 3차원 신 좌표계를 나타낸다.
상기 어느 하나의 실시예에 의하면, 도 2는 본 출원의 실시예에 따른 치과 임플란트 네비게이션 수술의 추적 방법의 개략적인 흐름도이고, 도 2에 도시된 바와 같이 해당 추적 방법은 다음과 같은 단계를 포함한다.
수술 영역에 설정된 제2 시각 마킹의 공간 위치와 수술 기구에 설정된 제3 시각 마킹의 공간 위치를 포착하는 단계(210);
구체적으로, 치과 임플란트 수술에서는 임플란트 수술의 네비게이션을 실현하기 위해, 수술 기구 및 수술 영역에 각각 시각 마킹을 설정한다. 여기서, 수술 기구는 치과 수술에 사용되는 의료 기구를 의미하고, 수술 영역은 환자의 구강 턱뼈 또는 환자의 치아 등과 같이 치과 수술시 치료가 필요한 관련 영역을 의미하며, 본 출원의 실시예는 이에 대해 구체적으로 한정하지 않는다. 시각 마킹은 시각 센서와 같은 설비에 의해 실시간으로 위치 정보가 포착될 수 있는 마킹이며, 제3 시각 마킹 및 제2 시각 마킹은 모두 시각 마킹이 설정된 위치를 구분하도록 구성된다. 제3 시각 마킹은 수술 기구에 설정되고, 제2 시각 마킹은 수술 영역에 설정되며, 제3 시각 마킹의 공간 위치는 수술 기구의 공간 위치를 나타내도록 배치되며, 제2 시각 마킹은 수술 영역의 공간 위치를 나타내도록 배치된다.
제3 시각 마킹의 공간 위치, 제2 시각 마킹의 공간 위치 및 변환 매트릭스에 기반하여 3차원 신에서의 수술 기구의 위치를 업데이트하는 단계(220).
여기서, 변환 매트릭스는 상기 어느 하나의 실시예에서 제공되는 교정 방법에 기반하여 획득된 것으로, 공간 위치와 3차원 신에서의 위치 간의 변환을 구현하도록 구성되며, 예를 들어 제3 시각 마킹의 공간 위치 및 제2 시각 마킹의 공간 위치에 기반하여, 제2 시각 마킹에 대한 제3 시각 마킹의 위치를 획득한 다음, 변환 매트릭스에 기반하여 제2 시각 마킹에 대한 제3 시각 마킹의 위치를 3차원 좌표에서 수술 영역에 대한 수술 기구의 위치로 변환하여, 수술 기구의 위치에 대한 실시간 추적을 실현하고, 의료진이 수술을 수행하도록 안내한다.
본 출원의 실시예에서 제공된 방법은, 환자의 체내에 마킹 포인트를 식립할 필요없이 변환 매트릭스를 수술 기구의 추적에 적용하여, 수술 중 환자의 머리가 움직여도 수술 기구의 위치 변화를 실시간으로 3차원 신에 반영하여 수술 기구의 정확한 실시간 추적을 실현할 수 있다.
상기 어느 하나의 실시예에 의하면, 단계(220)는 구체적으로 다음과 같은 단계를 포함한다.
제3 시각 마킹의 공간 위치에 기반하여 수술 기구의 공간 위치를 획득하는 단계(221);
구체적으로, 제3 시각 마킹은 수술 기구의 임의의 위치에 설정되고, 제3 시각 마킹의 공간 위치는 수술 기구에서 제3 시각 마킹 설정 위치의 공간 위치를 나타내는데만 사용될 수 있으며, 수술 기구, 특히 수술 기구의 중심 포인트의 위치를 정확하게 나타낼 수 없다. 따라서, 제3 시각 마킹의 공간 위치를 획득한 후, 수술 기구에서 제3 시각 마킹의 구체적인 위치에 기반하여 수술 기구의 공간 위치를 획득한다.
또한, 제3 시각 마킹의 공간 위치는 동차 매트릭스
Figure pct00015
로 표시된다고 가정하면, 수술 기구의 중심에 대한 제3 시각 마킹의 위치는 동차 매트릭스
Figure pct00016
로 표시된다. 수식에서 R은 수술 기구 좌표계를 표시하고, M3은 제3 시각 마킹 좌표계를 표시하고, V는 공간 좌표계를 표시하며, 제3 시각 마킹의 공간 위치
Figure pct00017
및 수술 기구의 중심에 대한 제3 시각 마킹의 위치
Figure pct00018
에 기반하여, 수술 기구의 공간 위치
Figure pct00019
를 획득한다.
수술 기구의 공간 위치 및 제2 시각 마킹의 공간 위치에 기반하여, 제2 시각 마킹에 대한 수술 기구의 위치를 획득하는 단계(222);
제2 시각 마킹의 공간 위치를
Figure pct00020
라고 가정한다. 수식에서 M2는 제2 시각 마킹 좌표계를 나타낸다. 수술 기구의 공간 위치
Figure pct00021
및 제2 시각 마킹의 공간 위치
Figure pct00022
에 기반하여, 수술 기구의 공간 위치를 제2 시각 마킹 좌표계로 변환하여 제2 시각 마킹에 대한 수술 기구의 위치
Figure pct00023
를 획득한다.
제2 시각 마킹에 대한 수술 기구의 위치와 변환 매트릭스에 기반하여, 3차원 신에서의 수술 기구의 위치를 업데이트하는 단계(223).
변환 매트릭스를
Figure pct00024
라고 가정하며, 수식에서 CT는 3차원 신 좌표계를 나타낸다. 제2 시각 마킹에 대한 수술 기구의 위치를 3차원 신 좌표계로 변환하여 3차원 신에서의 수술 기구의 위치
Figure pct00025
를 획득한다.
상기 어느 하나의 실시예에 의하면, 도 3은 본 출원의 실시예에 따른 치과 임플란트 네비게이션 수술의 교정 장치의 구조 예시도이고, 도 3에 도시된 바와 같이 치과 임플란트 수술 기구 추적 방법을 수행하기 전에, 먼저 변환 매트릭스를 획득해야 한다. 환자의 수술 영역(303), 즉 환자의 턱뼈에는 제2 시각 마킹(306)이 설정된다. 스캔 설비(302)는 광학 스캔너로서, 스캔 설비(302)에는 제1 시각 마킹(305)이 설정된다. 광학 네비게이터(301)는 제2 시각 마킹(306) 및 제1 시각 마킹(305)의 공간 위치를 포착하도록 구성된다.
스캔 설비(302)에서, 스캔 설비(302)의 광학 중심에 대한 제1 시각 마킹(305)의 위치 자세 관계는 교정되고, 동차 매트릭스
Figure pct00026
로 표시될 수 있다. 수식에서 S는 스캔 설비(302) 좌표계를 나타내고, M1은 제1 시각 마킹(305) 좌표계를 나타낸다. 동차 매트릭스
Figure pct00027
이 주어지면, 스캔 설비(302)의 스캔 과정에서 광학 네비게이터(301)에 대한 스캔 설비(302)의 광학 중심의 상대적인 위치, 즉 스캔 설비(302)의 공간 위치를 획득할 수 있으며, 이는 동차 매트릭스로
Figure pct00028
로 표시된다. V는 공간 좌표계, 즉 광학 네비게이터(301)를 중심으로 하는 좌표계를 나타낸다.
제2 시각 마킹(306)과 환자의 치아 사이의 상대적 위치 관계는 항상 변하지 않는다. 제1 시각 마킹(305)을 갖는 스캔 설비(302)는 환자의 구강을 스캔하는데 사용된다. 스캔 과정에서 광학 네비게이터(301)는 제2 시각 마킹(306) 및 제1 시각 마킹(305)의 공간 위치를 실시간으로 추적하고, 스캔하여 획득된 환자의 구강 곡면상의 스캔 영역, 즉 3차원 공간 포인트를 제2 시각 마킹(306) 좌표계로 변환하여 설명된다. 구체적인 방법은 다음과 같다. 즉, 스캔 설비(302)에서 수집한 스캔 영역(304)의 좌표 포인트를 변환 매트릭스
Figure pct00029
에 따라 광학 네비게이터(301)의 시각 좌표계로 변환하며, 즉 구강 스캔의 어느 시각에 스캔 설비(302) 광학 중심에 대한 3차원 좌표 포인트
Figure pct00030
를 획득하고, 광학 네비게이터(301)의 시각 좌표계에서
Figure pct00031
로 변환한다. 동시에, 광학 네비게이터(301)의 시각 좌표계에서 제2 시각 마킹(306)의 위치 자세는
Figure pct00032
이고, 3차원 스캔 포인트를 제2 시각 마킹(306)의 좌표계로 변환하여 설명할 수 있으며, 즉 제2 시각 마킹(306)에 대한 스캔 영역(304)의 위치
Figure pct00033
를 획득한다.
이어서, 제2 시각 마킹(306)에 대한 스캔 영역(304)의 위치
Figure pct00034
와 3차원 신을 정합하고 반복적 최근접 점 반복 찾기 알고리즘을 적용하여 변환 매트릭스
Figure pct00035
를 계산한다.
변환 매트릭스를 획득한 후, 치과 임플란트 네비게이션 수술의 추적 방법을 수행한다.
수술 기구에는 제3 시각 마킹이 설정된다. 수술 기구를 추적할 때, 광학 네비게이터(301)는 제3 시각 마킹 및 제2 시각 마킹(306)의 공간 위치를 실시간으로 추적한다. 제3 시각 마킹의 공간 위치는 동차 매트릭스
Figure pct00036
로 표시되고, 수술 기구에서, 수술 기구의 중심에 대한 제3 시각 마킹의 위치 자세 관계는 교정되고, 동차 매트릭스
Figure pct00037
로 표현될 수 있다. 수식에서, R은 수술 기구 좌표계를 표시하고, M3은 제3 시각 마킹 좌표계를 표시하며, V는 공간 좌표계를 표시하며, 제3 시각 마킹의 공간 위치
Figure pct00038
및 수술 기구의 중심에 대한 제3 시각 마킹의 위치
Figure pct00039
에 기반하여 수술 기구의 공간 위치
Figure pct00040
를 획득한다.
제2 시각 마킹(306)과 환자의 치아 사이의 상대적 위치 관계는 항상 변하지 않는다. 수술 기구를 추적할 때, 광학 네비게이터(301)는 제2 시각 마킹(306)의 공간 위치
Figure pct00041
를 실시간으로 추적한다. 수식에서 M2는 제2 시각 마킹(306) 좌표계를 나타낸다. 수술 기구의 공간 위치
Figure pct00042
및 제2 시각 마킹(306)의 공간 위치
Figure pct00043
에 기반하여 수술 기구의 공간 위치를 제2 시각 마킹(306) 좌표계로 변환하여 제2 시각 마킹(306)에 대한 수술 기구의 위치
Figure pct00044
를 획득한다. 그 후, 제2 시각 마킹(306)에 대한 수술 기구의 위치는 3차원 신 좌표계로 변환하여 3차원 신에서의 수술 기구의 위치
Figure pct00045
를 획득한다.
본 출원의 실시예에서 제공된 방법은 수술 영역(303)에 설정된 제2 시각 마킹(306) 및 스캔 설비(302)에 설정된 제1 시각 마킹(305)을 통해 변환 매트릭스를 획득하고, 환자의 체내에 마킹 포인트를 식립할 필요없이 변환 매트릭스를 수술 기구의 추적에 적용하여 수술 중 환자의 머리가 움직여도 수술 기구의 위치 변화를 실시간으로 3차원 신에 반영하여 수술 기구의 정확한 실시간 추적을 실현할 수 있다.
상기 어느 하나의 실시예에 의하면, 도 4는 본 출원의 다른 실시예에 따른 치과 임플란트 네비게이션 수술의 교정 장치의 구조 예시도이고, 도 4에 도시된 바와 같이, 치과 임플란트 네비게이션 수술의 교정 장치는 상대적 위치 획득 유닛(410) 및 변환 매트릭스 획득 유닛(420)을 포함한다.
여기서, 상대 위치 획득 유닛(410)은 스캔 설비에 설정된 제1 시각 마킹의 공간 위치, 수술 영역에 설정된 제2 시각 마킹의 공간 위치 및 상기 스캔 설비로 스캔하여 획득된 스캔 영역의 스캔 위치에 기반하여, 상기 제2 시각 마킹에 대한 상기 스캔 영역의 위치를 획득하도록 구성된다.
변환 매트릭스 획득 유닛(420)은 상기 제2 시각 마킹에 대한 상기 스캔 영역의 위치와 3차원 신을 정합하여 변환 매트릭스를 획득하도록 구성된다.
본 출원의 실시예에서 제공된 장치는 수술 영역에 설정된 제2 시각 마킹 및 스캔 설비에 설정된 제1 시각 마킹을 통해 변환 매트릭스를 획득하고, 환자의 체내에 마킹 포인트를 식립할 필요없이 변환 매트릭스를 수술 기구의 추적에 적용하여 수술 중 환자의 머리가 움직여도 수술 기구의 위치 변화를 실시간으로 3차원 신에 반영하여 수술 기구의 정확한 실시간 추적을 실현할 수 있다.
상기 어느 하나의 실시예에 의하면, 상대 위치 획득 유닛(410)은 설비 공간 서브 유닛, 영역 공간 서브 유닛 및 영역 상대 서브 유닛을 포함한다.
설비 공간 서브 유닛은 상기 제1 시각 마킹의 공간 위치에 기반하여 상기 스캔 설비의 공간 위치를 획득하도록 구성된다.
영역 공간 서브 유닛은 상기 스캔 영역의 스캔 위치 및 상기 스캔 설비의 공간 위치에 기반하여 상기 스캔 영역의 공간 위치를 획득하도록 구성된다.
영역 상대 서브 유닛은 상기 스캔 영역의 공간 위치 및 상기 제2 시각 마킹의 공간 위치에 기반하여 상기 제2 시각 마킹에 대한 상기 스캔 영역의 위치를 획득하도록 구성된다.
상기 어느 하나의 실시예에 의하면, 설비 공간 서브 유닛은 구체적으로 상기 제1 시각 마킹의 공간 위치 및 상기 스캔 설비의 중심에 대한 상기 제1 시각 마킹의 위치에 기반하여 상기 스캔 설비의 공간 위치를 획득하도록 구성된다.
상기 어느 하나의 실시예에 의하면, 변환 매트릭스 획득 유닛(420)은 최근접 점 반복 찾기 알고리즘에 기반하여 상기 3차원 신에서의 상기 스캔 영역에 대응하는 위치를 획득하고, 상기 제2 시각 마킹에 대한 상기 스캔 영역의 위치 및 상기 3차원 신에서의 상기 스캔 영역에 대응하는 위치에 기반하여 상기 변환 매트릭스를 획득하도록 구성한다.
상기 어느 하나의 실시예에 의하면, 도 5는 본 출원의 실시예에 따른 치과 임플란트 네비게이션 수술의 추적 장치의 구조 예시도이고, 도 5에 도시된 바와 같이, 치과 임플란트 네비게이션 수술의 추적 장치는 포착 유닛(510) 및 추적 유닛(520)을 포함한다.
여기서, 상기 포착 유닛(510)은 수술 영역에 설정된 제2 시각 마킹의 공간 위치 및 수술 기구에 설정된 제3 시각 마킹의 공간 위치를 포착하도록 구성되고;
추적 유닛(520)은 상기 제2 시각 마킹의 공간 위치, 상기 제3 시각 마킹의 공간 위치 및 상기 실시예에서 설명된 교정 방법에 기반하여 획득된 변환 매트릭스에 기반하여, 3차원 신에서의 상기 수술 기구의 위치를 업데이트하도록 구성된다.
본 출원의 실시예에서 제공된 장치는 환자의 체내에 마킹 포인트를 식립할 필요없이 변환 매트릭스를 수술 기구의 추적에 적용하여 수술 중 환자의 머리가 움직여도 수술 기구의 위치 변화를 실시간으로 3차원 신에 반영하여 수술 기구의 정확한 실시간 추적을 실현할 수 있다.
상기 어느 하나의 실시예에 의하면, 추적 유닛(520)은 구체적으로 기구 공간 서브 유닛, 기구 상대 서브 유닛 및 기구 3차원 서브 유닛을 포함한다.
기구 공간 서브 유닛은 상기 제3 시각 마킹의 공간 위치에 기반하여 상기 수술 기구의 공간 위치를 획득하도록 구성된다.
기구 상대 서브 유닛은 상기 수술 기구의 공간 위치 및 상기 제2 시각 마킹의 공간 위치에 기반하여 상기 제2 시각 마킹에 대한 상기 수술 기구의 위치를 획득하도록 구성된다.
기구 3차원 서브 유닛은 제2 시각 마킹에 대한 상기 수술 기구의 위치 및 상기 변환 매트릭스에 기반하여 3차원 신에서의 상기 수술 기구의 위치를 업데이트하도록 구성된다.
도 6은 본 출원의 실시예에 따른 전자 설비의 실체 구조 예시도이고, 도 6에 도시된 바와 같이, 상기 전자 설비는 프로세서(processor)(601), 통신 인터페이스(Communications Interface)(602), 메모리(memory)(603) 및 통신 버스(604)를 포함할 수 있다. 여기서 프로세서(601), 통신 인터페이스(602) 및 메모리(603)는 통신 버스(604)를 통해 서로 통신한다. 프로세서(601)는 메모리(603)에 저장되고 프로세서(601)에서 실핼될 수 있는 컴퓨터 프로그램을 호출하여 상기 각 실시예에서 제공된 치과 임플란트 네비게이션 수술의 교정 밥법을 수행한다. 예를 들면, 스캔 설비에 설정된 제1 시각 마킹의 공간 위치, 수술 영역에 설정된 제2 시각 마킹의 공간 위치 및 상기 스캔 설비에서 스캔하여 획득된 스캔 영역의 스캔 위치에 기반하여 상기 제2 시각 마킹에 대한 상기 스캔 영역의 위치를 획득하고; 상기 제2 시각 마킹에 대한 상기 스캔 영역의 위치와 3차원 신을 정합하여 변환 매트릭스를 획득한다.
또한, 프로세서(601)는 메모리(603)에 저장되고 프로세서(601)에서 실행될 수 있는 컴퓨터 프로그램을 호출하여 상기 각 실시예에서 제공된 치과 임플란트 네비게이션 수술의 추적 밥법을 수행한다. 예를 들면, 수술 영역에 설정된 제2 시각 마킹의 공간 위치 및 수술 기구에 설정된 제3 시각 마킹의 공간 위치를 포착하고; 상기 제2 시각 마킹의 공간 위치, 상기 제3 시각 마킹의 공간 위치 및 교정 방법에 기반하여 획득된 변환 매트릭스에 기반하여, 3차원 신에서의 상기 수술 기구의 위치를 업데이트한다.
한편, 상기 메모리(630)의 로직 명령은 소프트웨어 기능 유닛의 형식으로 구현되며 독립된 제품으로 판매 또는 사용될 경우 컴퓨터 판독 가능한 저장 매체에 저장될 수 있다. 이러한 이해에 기초하여 본 출원의 실시예의 기술방안은 본질적으로 또는 종래 기술에 기여한 부분 또는 해당 기술방안의 일부는 소프트웨어 제품의 형식으로 구현될 수 있으며, 상기 컴퓨터 소프트웨어 제품은 저장 매체에 저장되며, 컴퓨터 장치(개인용 컴퓨터, 서버 혹은 네트워크 디바이스 등 일 수 있음)가 본 발명의 각 방법 실시예의 전부 또는 일부 단계를 수행하도록 여러 명령을 포함한다. 상기 저장 매체는 USB, 모바일 하드 디스크, 리드 온리 메모리(ROM，Read-Only Memory), 랜덤 액세스 메모리(RAM，Random Access Memory), 자기 디스크 또는 광 디스크 등 프로그램 코드를 저장할 수 있는 다양한 매체를 포함한다.
본 출원의 실시예는 컴퓨터 프로그램이 저장되어 있는 비일시적 컴퓨터 판독 가능한 저장 매체를 제공하되, 상기 컴퓨터 프로그램은 프로세서에 의해 수행될 경우 상기 각 실시예에서 제공된 치과 임플란트 네비게이션 수술의 교정 밥법을 수행한다. 예를 들면, 스캔 설비에 설정된 제1 시각 마킹의 공간 위치, 수술 영역에 설정된 제2 시각 마킹의 공간 위치 및 상기 스캔 설비로 스캔하여 획득된 스캔 영역의 스캔 위치에 기반하여 상기 제2 시각 마킹에 대한 상기 스캔 영역의 위치를 획득하고; 상기 제2 시각 마킹에 대한 상기 스캔 영역의 위치와 3차원 신을 정합하여 변환 매트릭스를 획득한다.
본 출원의 실시예는 컴퓨터 프로그램이 저장되어 있는 비일시적 컴퓨터 판독 가능한 저장 매체를 제공하되, 상기 컴퓨터 프로그램은 프로세서에 의해 수행될 경우, 상기 각 실시예에서 제공된 치과 임플란트 네비게이션 수술의 추적 밥법을 수행한다. 예를 들면, 수술 영역에 설정된 제2 시각 마킹의 공간 위치 및 수술 기구에 설정된 제3 시각 마킹의 공간 위치를 포착하고; 상기 제2 시각 마킹의 공간 위치, 상기 제3 시각 마킹의 공간 위치 및 교정 방법에 기반하여 획득된 변환 매트릭스에 기반하여 3차원 신에서의 상기 수술 기구의 위치를 업데이트한다.
상술한 장치의 실시예는 예시일 뿐, 상기 분리된 부재로 설명된 유닛은 물리적으로 분리될 수도 있고 물리적으로 분리되지 않을 수도 있으며, 유닛으로 표시된 부재는 물리적 유닛일 수도 있고 물리적 유닛이 아닐 수도 있으며, 즉 한 구역에 위치할 수도 있고 여러 개의 네트워크 유닛에 분포될 수도 있다. 실제 수요에 따라 일부 또는 모든 모듈을 선택하여 본 실시예의 방안의 목적을 달성할 수 있다. 당업자는 창조적인 노력이 없이 이해하고 실시할 수 있다.
상기 실시형태의 설명을 통해 당업자는 각 실시형태는 소프트웨어 및 필요한 범용 하드웨어 플랫폼을 통해 실현될 수 있으며, 물론 하드웨어에 의해 실현될 수도 있는 것을 명확하게 이해할 수 있다. 이러한 이해에 기초하여, 상기 기술방안의 본질 또는 종래 기술에 기여한 부분은 소프트웨어 제품의 형식으로 구현될 수 있으며, 상기 컴퓨터 소프트웨어 제품은 ROM/RAM, 자기 디스크, 광 디스크 등과 같은 컴퓨터 판독 가능한 저장 매체에 저장될 수 있고, 컴퓨터 장치(개인용 컴퓨터, 서버 혹은 네트워크 디바이스 등일 수 있음)가 각 실시예 또는 실시예의 일부에 따른 방법을 수행하도록 여러 명령을 포함한다.
상기 실시예는 본 출원의 기술방안을 설명하기 위한 것으로서, 본 발명은 상기 실시예에 제한되지 않는다. 본 출원은 상기 실시예들을 참조하여 상세하게 설명되었지만, 당업자는 상술한 각 실시예에 기재된 기술방안에 대해 수정 또는 일부 기술특징을 균등하게 대체할 수 있고, 이러한 수정 또는 대체는 해당 기술방안의 본질이 본 출원의 각 실시예의 기술방안의 사상 및 범위를 벗어나지 않는 것으로 이해할 수 있음을 마지막으로 유의해야 할 것이다.
301 : 광학 네비게이터
302 : 스캔 설비
303 : 수술 영역
304 : 스캔 영역
305 : 제1 시각 마킹
306 : 제2 시각 마킹

Claims (10)

  1. 스캔 설비에 설정된 제1 시각 마킹의 공간 위치, 수술 영역에 설정된 제2 시각 마킹의 공간 위치 및 상기 스캔 설비로 스캔하여 획득된 스캔 영역의 스캔 위치에 기반하여, 상기 제2 시각 마킹에 대한 상기 스캔 영역의 위치를 획득하는 단계; 및
    상기 제2 시각 마킹에 대한 상기 스캔 영역의 위치와 3차원 신을 정합하여 변환 매트릭스를 획득하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 치과 임플란트 네비게이션 수술의 교정 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    스캔 설비에 설정된 제1 시각 마킹의 공간 위치, 수술 영역에 설정된 제2 시각 마킹의 공간 위치 및 상기 스캔 설비로 스캔하여 획득된 스캔 영역의 스캔 위치에 기반하여, 상기 제2 시각 마킹에 대한 상기 스캔 영역의 위치를 획득하는 단계는,
    상기 제1 시각 마킹의 공간 위치에 기반하여 상기 스캔 설비의 공간 위치를 획득하는 단계;
    상기 스캔 영역의 스캔 위치 및 상기 스캔 설비의 공간 위치에 기반하여 상기 스캔 영역의 공간 위치를 획득하는 단계; 및
    상기 스캔 영역의 공간 위치 및 상기 제2 시각 마킹의 공간 위치에 기반하여 상기 제2 시각 마킹에 대한 상기 스캔 영역의 위치를 획득하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 치과 임플란트 네비게이션 수술의 교정 방법.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 제1 시각 마킹의 공간 위치에 기반하여 상기 스캔 설비의 공간 위치를 획득하는 단계는,
    상기 제1 시각 마킹의 공간 위치 및 상기 스캔 설비의 중심에 대한 상기 제1 시각 마킹의 위치에 기반하여 상기 스캔 설비의 공간 위치를 획득하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 치과 임플란트 네비게이션 수술의 교정 방법.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 제2 시각 마킹에 대한 상기 스캔 영역의 위치와 3차원 신을 정합하여 변환 매트릭스를 획득하는 단계는,
    최근접 점 반복 찾기 알고리즘에 기반하여 상기 3차원 신에서의 상기 스캔 영역에 대응하는 위치를 획득하는 단계; 및
    상기 제2 시각 마킹에 대한 상기 스캔 영역의 위치 및 상기 3차원 신에서의 상기 스캔 영역에 대응하는 위치에 기반하여, 상기 변환 매트릭스를 획득하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 치과 임플란트 네비게이션 수술의 교정 방법.
  5. 수술 영역에 설정된 제2 시각 마킹의 공간 위치 및 수술 기구에 설정된 제3 시각 마킹의 공간 위치를 포착하는 단계; 및
    상기 제2 시각 마킹의 공간 위치, 상기 제3 시각 마킹의 공간 위치 및 청구항 1 내지 청구항 4 중 어느 한 항에 따른 교정 방법에 기반하여 획득되는 변환 매트릭스에 기반하여, 3차원 신에서의 상기 수술 기구의 위치를 업데이트하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 치과 임플란트 네비게이션 수술의 추적 방법.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 제2 시각 마킹의 공간 위치, 상기 제3 시각 마킹의 공간 위치 및 변환 매트릭스에 기반하여 3차원 신에서의 상기 수술 기구의 위치를 업데이트하는 단계는,
    상기 제3 시각 마킹의 공간 위치에 기반하여 상기 수술 기구의 공간 위치를 획득하는 단계;
    상기 수술 기구의 공간 위치 및 상기 제2 시각 마킹의 공간 위치에 기반하여 상기 제2 시각 마킹에 대한 상기 수술 기구의 위치를 획득하는 단계; 및
    상기 제2 시각 마킹에 대한 상기 수술 기구의 위치 및 변환 매트릭스에 기반하여, 3차원 신에서의 상기 수술 기구의 위치를 업데이트하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 치과 임플란트 네비게이션 수술의 추적 방법.
  7. 스캔 설비에 설정된 제1 시각 마킹의 공간 위치, 수술 영역에 설정된 제2 시각 마킹의 공간 위치 및 상기 스캔 설비로 스캔하여 획득된 스캔 영역의 스캔 위치에 기반하여, 상기 제2 시각 마킹에 대한 상기 스캔 영역의 위치를 획득하도록 구성되는 상대 위치 획득 유닛; 및
    상기 제2 시각 마킹에 대한 상기 스캔 영역의 위치와 3차원 신을 정합하여 변환 매트릭스를 획득하도록 구성되는 변환 매트릭스 획득 유닛;을 포함하는 것을 특징으로 하는 치과 임플란트 네비게이션 수술의 교정 장치.
  8. 수술 영역에 설정된 제2 시각 마킹의 공간 위치 및 수술 기구에 설정된 제3 시각 마킹의 공간 위치를 포착하도록 구성되는 포착 유닛; 및
    상기 제2 시각 마킹의 공간 위치, 상기 제3 시각 마킹의 공간 위치 및 청구항 1 내지 청구항 4 중 어느 한 항에 따른 교정 방법에 기반하여 획득되는 변환 매트릭스에 기반하여, 3차원 신에서의 상기 수술 기구의 위치를 업데이트하도록 구성되는 추적 유닛;을 포함하는 것을 특징으로 하는 치과 임플란트 네비게이션 수술의 추적 장치.
  9. 청구항 1 내지 청구항 6 중 어느 한 항에 따른 방법을 수행하는 전자 설비에 있어서,
    프로세서, 통신 인터페이스, 메모리 및 버스를 포함하고, 프로세서, 통신 인터페이스 및 메모리는 버스를 통해 서로 통신하며, 프로세서는 메모리의 로직 명령을 호출할 수 있는 것을 특징으로 하는 전자 설비.
  10. 컴퓨터 프로그램이 저장된 비일시적 컴퓨터 판독 가능 저장 매체에 있어서, 상기 컴퓨터 프로그램이 프로세서에 의해 실행될 경우, 청구항 1 내지 청구항 6 중 어느 한 항에 따른 방법을 수행하는 것을 특징으로 하는 비일시적 컴퓨터 판독 가능 저장 매체.
KR1020217015921A 2018-12-26 2019-05-06 치과 임플란트 네비게이션 수술의 교정, 추적 방법 및 장치 KR20210084556A (ko)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201811602134.5 2018-12-26
CN201811602134.5A CN109692050B (zh) 2018-12-26 2018-12-26 一种牙科种植导航手术的标定、追踪方法和装置
PCT/CN2019/085676 WO2020133868A1 (zh) 2018-12-26 2019-05-06 一种牙科种植导航手术的标定、追踪方法和装置

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20210084556A true KR20210084556A (ko) 2021-07-07

Family

ID=66232201

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020217015921A KR20210084556A (ko) 2018-12-26 2019-05-06 치과 임플란트 네비게이션 수술의 교정, 추적 방법 및 장치

Country Status (6)

Country Link
US (1) US20220054200A1 (ko)
EP (1) EP3903724B1 (ko)
JP (1) JP7202737B2 (ko)
KR (1) KR20210084556A (ko)
CN (1) CN109692050B (ko)
WO (1) WO2020133868A1 (ko)

Families Citing this family (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109692050B (zh) * 2018-12-26 2020-05-22 雅客智慧（北京）科技有限公司 一种牙科种植导航手术的标定、追踪方法和装置
CN110664483A (zh) * 2019-07-09 2020-01-10 苏州迪凯尔医疗科技有限公司 根尖外科手术的导航方法、装置、电子设备和存储介质
CN111407406B (zh) * 2020-03-31 2022-04-26 武汉联影智融医疗科技有限公司 头部位置标识系统、术中控制系统及控制方法
CN112168392A (zh) * 2020-10-21 2021-01-05 雅客智慧（北京）科技有限公司 牙科导航手术配准方法及系统
CN112545650A (zh) * 2020-12-11 2021-03-26 广州医科大学附属口腔医院（广州医科大学羊城医院） 一种用于牙科的导航定位方法及系统
CN114681057A (zh) * 2020-12-31 2022-07-01 华科精准（北京）医疗科技有限公司 一种空间配准方法、装置以及神经外科手术导航系统
CN113440281B (zh) * 2021-07-21 2022-07-26 雅客智慧（北京）科技有限公司 手术路径规划方法、装置及自动植牙系统
CN114041886A (zh) * 2021-10-26 2022-02-15 上海优医基医疗影像设备有限公司 一种磁导航口腔种植牙手术系统及方法
CN114587658A (zh) * 2022-02-06 2022-06-07 上海诠视传感技术有限公司 Ar眼镜识别口腔种植手机在空间坐标系中位置的方法及系统

Family Cites Families (19)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7457443B2 (en) * 2001-05-31 2008-11-25 Image Navigation Ltd. Image guided implantology methods
JP4836122B2 (ja) 2006-02-09 2011-12-14 国立大学法人浜松医科大学 手術支援装置、方法及びプログラム
DE102007060263A1 (de) 2007-08-16 2009-02-26 Steinbichler Optotechnik Gmbh Vorrichtung zur Ermittlung der 3D-Koordinaten eines Objekts, insbesondere eines Zahns
JP5476036B2 (ja) 2009-04-30 2014-04-23 国立大学法人大阪大学 網膜投影型ヘッドマウントディスプレイ装置を用いた手術ナビゲーションシステムおよびシミュレーションイメージの重ね合わせ方法
WO2011134083A1 (en) * 2010-04-28 2011-11-03 Ryerson University System and methods for intraoperative guidance feedback
US8657809B2 (en) 2010-09-29 2014-02-25 Stryker Leibinger Gmbh & Co., Kg Surgical navigation system
CN113974689A (zh) * 2012-03-07 2022-01-28 齐特奥股份有限公司 空间对准设备
CN103251457A (zh) * 2013-03-20 2013-08-21 东南大学 一种用于神经外科立体定向手术的头面部标记点半自动标定方法
US20140309523A1 (en) * 2013-04-16 2014-10-16 Navigate Surgical Technologies, Inc. Three-dimensional extraction tracking for implant modeling
CN108056819A (zh) * 2016-12-02 2018-05-22 王健 一种用于医疗机器人的手术跟踪定位导航方法
WO2018127501A1 (en) * 2017-01-04 2018-07-12 Medivation Ag A mobile surgical tracking system with an integrated fiducial marker for image guided interventions
WO2018155894A1 (ko) 2017-02-21 2018-08-30 주식회사 고영테크놀러지 영상 정합 장치 및 영상 정합 방법
JP6238330B1 (ja) * 2017-06-26 2017-11-29 浩明 清水 Ｃｔ撮影用リファレンスマーカーおよび３次元断層撮影像作成方法
CN107440797B (zh) * 2017-08-21 2020-04-03 刘洋 用于手术导航的注册配准系统及方法
CN107582193B (zh) * 2017-09-15 2024-02-09 雅客智慧（北京）科技有限公司 一种用于口腔种植手术的智能机器人系统
CN107898499B (zh) * 2017-12-06 2021-08-03 上海卓昕医疗科技有限公司 骨科三维区域定位系统及方法
CN108705536A (zh) * 2018-06-05 2018-10-26 雅客智慧（北京）科技有限公司 一种基于视觉导航的牙科机器人路径规划系统及方法
CN109077822B (zh) * 2018-06-22 2020-11-03 雅客智慧（北京）科技有限公司 一种基于视觉测量的牙科种植手机标定系统及方法
CN109692050B (zh) * 2018-12-26 2020-05-22 雅客智慧（北京）科技有限公司 一种牙科种植导航手术的标定、追踪方法和装置

Also Published As

Publication number Publication date
JP2022515477A (ja) 2022-02-18
CN109692050A (zh) 2019-04-30
EP3903724B1 (en) 2023-04-05
WO2020133868A1 (zh) 2020-07-02
US20220054200A1 (en) 2022-02-24
JP7202737B2 (ja) 2023-01-12
EP3903724A1 (en) 2021-11-03
EP3903724A4 (en) 2022-02-23
CN109692050B (zh) 2020-05-22

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR20210084556A (ko) 치과 임플란트 네비게이션 수술의 교정, 추적 방법 및 장치
CN109419524B (zh) 医学成像系统的控制
JP7336504B2 (ja) 拡張現実誘導手術の方法およびシステム
JP4822634B2 (ja) 対象物の案内のための座標変換を求める方法
KR102426979B1 (ko) 치아 임플란트 수술 시각 네비게이션을 위한 정합 방법 및 전자 설비
WO2020151119A1 (zh) 一种用于牙科手术的增强现实方法及装置
CN102784003B (zh) 一种基于结构光扫描的椎弓根内固定手术导航系统
CN108201470B (zh) 一种自主式种植牙机器人系统及其设备和方法
CN110236674A (zh) 一种基于结构光扫描的肝脏手术导航方法及系统
US10463321B2 (en) Appliance for dental navigation
US20170231718A1 (en) System and Method for Guiding Medical Instruments
KR102105974B1 (ko) 의료 영상 시스템
CN109938842B (zh) 面部外科手术定位导航方法及装置
WO2019128961A1 (zh) 用于手术导航的配准系统及方法
KR101831514B1 (ko) 환자의 악골의 움직임 추정이 반영된 증강현실 시스템 및 증강현실 제공방법
CN204655073U (zh) 一种骨科手术导航系统
KR20190078853A (ko) 레이저 표적 투영장치 및 그 제어방법, 레이저 표적 투영장치를 포함하는 레이저 수술 유도 시스템
CN112641512A (zh) 一种应用于手术机器人前规划的空间配准方法
CN114343845B (zh) 一种用于辅助穿刺系统的病灶位置动态跟踪方法
Lee et al. Virtual skeletal complex model-and landmark-guided orthognathic surgery system
KR101801827B1 (ko) 수술 가이드 시스템 및 방법
CN112006776A (zh) 一种手术导航系统及手术导航系统的配准方法
KR101687934B1 (ko) 스프린트를 이용한 전자식 수술 내비게이션 시스템 및 방법
CN109620405B (zh) 用于开颅手术体表切口导航的识别图像贴片的实现方法
CN109700532B (zh) 个体化颅颌面部导航配准导板及其配准方法

Legal Events

Date Code Title Description
E902 Notification of reason for refusal
AMND Amendment
AMND Amendment
E601 Decision to refuse application
X091 Application refused [patent]
AMND Amendment
X601 Decision of rejection after re-examination