KR20220026530A - 최소 침습성 척추 수술용 수술 키트 - Google Patents

최소 침습성 척추 수술용 수술 키트 Download PDF

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KR20220026530A
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니콜라스 노만
로버트 헤델만
말테 베르그펠트
디크 무차
카이 데싱어
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인터섹트 엔트 인터내셔널 게엠베하
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Abstract

본 발명은 최소 침습성 척추 수술을 수행하기 위한 수술 키트에 관한 것이다. 수술 키트는, 위치 감지 시스템의 좌표계에서 수신된 센서 신호로부터 로컬라이저의 위치 및 배향을 감지하도록 구성된, 위치 감지 시스템을 포함한다. 수술 키트는, 또한 의료 기기의 루멘 내에 탈착식으로 배열되도록 구성된 센서 캐리어를 포함하며, 센서 캐리어는 적어도 두 개의 로컬라이저를 가지며, 로컬라이저 각각은 각각의 로컬라이저의 위치 및 배향을 나타내는 센서 신호를 제공하도록 구성된다. 또한, 수술 키트는, 각각의 의료 기기를 위치 감지 시스템에 연결하기 위해 센서 캐리어가 탈착식으로 배열될 수 있는 루멘을 갖는, 복수의 의료 기기를 포함한다.

Description

최소 침습성 척추 수술용 수술 키트
본 발명은 최소 침습성 척추 수술을 수행하기 위한 수술 키트에 관한 것이다. 본 발명은 또한 추간판 및/또는 주변 신체 조직의 적어도 일부를 제거하기 위한 방법에 관한 것이다. 본 발명은 또한 적어도 두 개의 척추골을 융합하기 위한 방법에 관한 것이다.
외과의사가 수술 절차에서 의료 기기를 사용하는 것을 보조하기 위해, 환자의 신체 내에서 의료 기기의 위치를 추적하고, 예를 들어 모니터 상의 환자 모델의 단면 이미지에서 의료 기기의 위치를 디스플레이하는 것이 공지되어 있다.
이를 위해, 일반적으로 위치 감지 시스템, 모니터, 및 하나 이상의 로컬라이저를 포함한 수술용 내비게이션 시스템이 사용된다. 위치 감지 시스템은, 예를 들어 광학 위치 감지 시스템, 초음파 기반 위치 감지 시스템 또는 전자기 위치 감지 시스템일 수 있다. 일반적으로, 위치 감지 시스템은 로컬라이저의 위치 및 배향을 결정하도록 구성된다. 로컬라이저는, 위치 감지 시스템에 의해 의료 기기를 추적할 수 있도록 의료 기기에 장착될 수 있다.
예시로서, 교번 전자기장을 생성하기 위한 필드 발생기를 갖는 전자기 위치 감지 시스템이 공지되어 있다. 전자기 위치 감지 시스템과 함께 사용될 의료 기기는, 일반적으로 하나 이상의 센서 코일을 포함한 로컬라이저를 구비한다.
교번 전자기장에 노출되는 경우에, 로컬라이저의 센서 코일에서, 교번 전자기장에서 각각의 센서 코일의 위치 및 배향에 따라 달라지는 전압이 유도된다. 위치 감지 시스템에 의해, 유도된 전압을 나타내는 센서 신호가 센서 코일로부터 태핑되고 로컬라이저의 위치 및 배향을 결정하기 위해 분석될 수 있다. 일반적으로, 의료 기기의 로컬라이저의 위치 및 배향은 일반적으로 환자 로컬라이저로 불리는 기준 로컬라이저의 위치 및 배향에 대해 결정되고, 이는 마찬가지로 센서 코일을 포함할 수 있고 환자에 대해 고정된 상태로 유지된다.
위치 감지 시스템에 대해 로컬라이저가 구비된 의료 기기의 위치 및 배향을 계산하기 위해, 종종 의료 기기의 팁의 위치를 로컬라이저의 위치로 교정하는 것이 요구된다. 이를 위해, 일반적으로 위치 감지 시스템에 대해 알려진 위치 및 배향을 갖는 교정 장치가 사용된다. 예를 들어, 교정 장치는, 마찬가지로 위치 및 배향이 위치 감지 시스템으로 결정될 수 있는 로컬라이저를 구비할 수 있다. 교정에 의해, 때때로 교정 매트릭스로 불리는 변환 함수가, 의료 기기의 로컬라이저와 의료 기기의 팁의 위치와 배향 사이의 공간적 관계를 나타내는 것으로 확립될 수 있다. 확립된 변환 함수는, 모니터 상의 환자 모델의 단면 이미지에서 의료 기기의 팁의 위치를 표시하기 위한 네비게이션 절차 동안에 사용될 수 있다.
네비게이션 시스템 모니터 상의 환자 모델의 단면 이미지로 의료 기기의 위치를 디스플레이하기 위해, 일반적으로 환자 모델을 환자에게 정합시키는 것이 추가로 요구된다. 간혹, 환자의 모델은, 예를 들어 컴퓨터 단층촬영(CT), 자기 공명 영상(MRI) 또는 C-아암 형광 투시 영상화를 통해, 단층촬영에 의해 수술 전에 획득된 환자의 2차원, 3차원 또는 4차원 이미지로부터 생성된 토포그래피 이미지이다. 정합은, 환자 모델을 생성하는 데 사용되는 각각의 2차원, 3차원 또는 4차원 이미지의 좌표계의 좌표로, 환자 모델과 초기에 정의된 실제 공간(일반적으로 환자 공간이라고도 함)에서 환자의 위치와 배향 사이의 공간 상관 관계를 얻는 것을 지칭한다.
의료 기기를 교정하고 환자 모델을 정합시킴으로써, 의료 기기의 위치는, 외과의가 의료 기기를 네비게이션하는 것을 시각적으로 보조하기 위해 환자 모델의 단면 이미지로 표시될 수 있다.
최소 침습성 척추 수술 수행을 위한 개선된 수술 키트를 제공하는 것이 본 발명의 목적이다. 또한, 추간판 탈출증의 치료를 위해 개선된 방법을 제공하는 것이 본 발명의 목적이다. 척추 융합을 위해 개선된 방법을 제공하는 것이 본 발명의 또 다른 목적이다.
본 발명에 따라, 최소 침습성 척추 수술을 수행하기 위한 수술 키트가 제안되며, 수술 키트는, 위치 감지 시스템, 센서 캐리어, 및 서로 상이하고 각각이 위치 감지 시스템에 각각의 의료 기기를 연결하기 위해 상기 센서 캐리어가 탈착식으로 배열될 수 있는 루멘을 갖는 복수의 의료 기기를 포함한다.
수술 키트의 센서 캐리어는, 복수의 의료 기기의 루멘 내에 탈착식으로 배열되도록 구성된다. 센서 캐리어는, 적어도 두 개의 로컬라이저를 가지며, 이의 위치와 배향은 위치 감지 시스템으로 결정될 수 있다. 센서 캐리어의 로컬라이저 각각은, 각각의 로컬라이저의 위치 및 배향을 나타낸 센서 신호를 제공하도록 구성된다. 센서 캐리어가 구비된 의료 기기는 위치 감지 시스템에 연결될 수 있다. 센서 캐리어가 의료 기기의 루멘 내에 배열되는 경우, 센서 캐리어의 로컬라이저의 위치 및 배향은 제공된 센서 신호로부터 위치 감지 시스템에 의해 결정될 수 있다. 센서 캐리어의 로컬라이저의 결정된 위치 및 배향으로부터, 의료 기기의 위치 및 배향이 위치 감지 시스템에 의해 계산될 수 있다.
바람직하게는, 센서 캐리어 로컬라이저 중 제1 로컬라이저는, 센서 캐리어의 원위 말단에 또는 적어도 가깝게, 즉 센서 캐리어의 원위 말단으로부터 5 mm 이하의 거리에 배열된다. 로컬라이저 중 제2 로컬라이저는, 제1 로컬라이저로부터 센서 캐리어의 근위 말단을 향해 일정 거리에 배열된다.
바람직하게는, 적어도 두 개의 로컬라이저는 센서 캐리어의 원위 말단 영역 내에 배열되고, 원위 말단 영역은 센서 캐리어의 원위 말단으로부터 적어도 두 개의 로컬라이저 중 해당 로컬라이저의 근위 말단까지 연장되고, 이는 센서 캐리어의 근위 말단을 향해 더 가깝게 배열된다. 즉, 원위 말단 영역은, 바람직하게는 근위 말단에 더 가깝게 배열되는 적어도 두 개의 로컬라이저 중 해당 로컬라이저의 근위 말단과 센서 캐리어의 원위 말단 사이에 연장되는, 센서 캐리어의 섹션을 포함한다.
바람직하게는, 적어도 센서 캐리어의 제1 로컬라이저 및 제2 로컬라이저는 각각 5 DOF(자유도) 센서로서 작용하도록 구성된다. 바람직하게는, 또한 조합하여, 적어도 두 개의 로컬라이저는 5개의 DOF 센서로서 작용하도록 구성된다. 5 DOF 센서는 하나 이상의 센서 코일을 채용함으로써 실현될 수 있다.
하나 이상의 센서 코일을 포함한 로컬라이저의 의 위치 및 배향은, 교번 전자기장을 발생시키기 위해 필드 발생기를 갖는 전자기 위치 감지 시스템으로 결정될 수 있다. 로컬라이저가 교번 전자기장에 노출되는 하나 이상의 센서 코일을 포함하는 경우, 센서 신호는 센서 코일 각각으로부터 태핑될 수 있고, 센서 신호는 전자기장에서 각각의 센서 코일의 위치 및 배향을 나타낸다. 태핑된 센서 신호는, 유선 연결을 통해 또는 무선 연결을 통해 위치 감지 시스템으로 전송될 수 있다.
수술 키트의 위치 감지 시스템은, 위치 감지 시스템의 좌표계에서 수신된 센서 신호로부터 로컬라이저의 위치 및 배향을 감지하도록 구성된다. 바람직하게는, 수술 키트의 위치 감지 시스템은, 교번 전자기장을 생성하기 위한 필드 발생기를 포함하고 센서 신호를 처리하기 위한 신호 처리 유닛을 추가로 포함하는 전자기 위치 감지 시스템이다. 각각 하나 이상의 센서 코일을 갖는 적어도 두 개의 로컬라이저의 위치 및 배향은, 전자기장에 의해 센서 코일에 유도된 전압을 나타내는 태핑 센서 신호로부터 교번 전자기장에서 결정될 수 있다. 위치 감지 시스템의 신호 처리 유닛은, 일반적으로 아날로그-디지털 변환기 및 디지털 신호 프로세서를 포함한다.
의료 기기를 전자기 위치 감지 시스템에 연결하기 위해, 센서 캐리어의 로컬라이저 중 적어도 하나는 바람직하게는 적어도 하나의 센서 코일을 포함한다. 하나의 센서 코일로 단지 5개의 자유도만이 결정될 수 있다. 제6 자유도, 즉 센서 코일의 길이 방향 축을 중심으로 한 회전은 결정될 수 없다. 6 DOF 센서는, 센서 캐리어의 로컬라이저가, 예를 들어 서로 직교하는 각도로 배열되는 적어도 두 개의 센서 코일을 포함하는 점에서, 구현될 수 있다. 6 DOF 센서는, 또한 센서 캐리어가 각각 센서 코일을 갖는 두 개의 로컬라이저를 갖는 점에서 구현될 수 있되, 로컬라이저의 센서 코일은 그들의 길이 방향 축이 영이 아닌 각도, 바람직하게는 90°의 각도를 갖도록 배열된다.
센서 캐리어는, 또한 제3 로컬라이저의 위치 및 배향을 나타내는 센서 신호를 제공하도록 구성되는, 적어도 제3 로컬라이저를 포함할 수 있다. 바람직하게는, 제3 로컬라이저는 제1 및 제2 로컬라이저로부터 센서 캐리어의 근위 말단을 향해 일정 거리에 배열된다. 바람직하게는, 제3 로컬라이저는 센서 캐리어의 근위 말단에 또는 적어도 이에 가깝게 배열된다.
적어도 두 개의 로컬라이저를 단독으로 사용하거나 적어도 제3 로컬라이저와 조합하여, 굽힘 감지에 사용할 수 있다. 센서 캐리어가 강성 의료 기기의 루멘 내로 삽입되고 삽입 과정에서, 서로에 대한 그들의 상대 위치에 대한 로컬라이저의 배향 및/또는 위치의 변화가 감지될 수 있다. 감지된 변화는 의료 기기 내의 굽힘, 즉 각도를 결정하는 데 사용될 수 있다. 예를 들어, 위치 감지 시스템으로 로컬라이저의 배향 및/또는 위치의 변화가 감지되는 경우, 바람직하게는 경고 신호가 위치 감지 시스템에 의해 모니터 상에 디스플레이된다.
특히, 센서 캐리어가 세 개의 로컬라이저의 결정된 위치 및 배향에 의해, 루멘의 길이를 따라 적어도 하나의 각도를 갖는 의료 기기의 루멘 내에 배열되는 경우에, 의료 기기의 각도를 계산하는 것이 가능하다. 결정된 각도는 간혹 특정 의료 기기에 대한 특징이며, 의료 기기 식별 유닛을 갖는 배열된 센서 캐리어로 의료 기기를 식별하는 데 사용될 수 있다. 예를 들어, 적어도 세 개의 로컬라이저를 갖는 센서 캐리어가 내시경의 루멘 내에 배열되는 경우, 바람직하게는, 제3 로컬라이저가 각진 액세스 포트 내에 위치한다. 일반적으로, 액세스 포트와 내시경의 나머지 부분 사이의 각도는 내시경 자체 특징이다. 제3 로컬라이저 및 적어도 두 개의 로컬라이저 중 적어도 하나의 결정된 위치 및 배향으로부터, 내시경의 각도는 위치 감지 시스템 및/또는 교정 유닛에 의해 계산될 수 있고, 내시경을 식별하기 위한 의료 기기 식별 유닛에 의해 사용될 수 있다.
센서 캐리어가 제3 로컬라이저를 포함하는 경우에, 제3 로컬라이저는, 바람직하게는 센서 캐리어의 근위 말단에 또는 적어도 그에 가깝게 배열된다. 제3 센서 캐리어를 근위 말단에 또는 그에 가깝게 배열하는 센서 캐리어의 경우에, 바람직하게는 제3 로컬라이저의 위치 및 배향은, 의료 기기를 식별하기 위해 의료 기기 식별 유닛에 의해 사용되고/사용되거나, 의료 기기의 원위 말단 영역 내에 배열된 적어도 두 개의 로컬라이저의 제6 자유도를 계산하기 위해 위치 감지 시스템에 의해 사용된다. 로컬라이저가 센서 코일을 포함하는 경우, 의료 기기의 원위 말단 영역 내에 배열된 적어도 두 개의 로컬라이저의 제6 자유도를 계산하는 것은, 특히 제3 로컬라이저의 길이 방향 축이 제1 및 제2 로컬라이저 중 적어도 하나의 길이 방향 축에 대해 일정 각도를 갖는 경우에 위치 감지 시스템을 이용해 달성될 수 있다.
네비게이션 시술 중에 사용되는 수술 키트의 상이한 의료 기기의 루멘 내에 배열되기 위해, 센서 캐리어의 근위 말단과 원위 말단 사이의 거리는 바람직하게는 10 cm 내지 200 cm, 특히 15 cm 내지 150 cm, 더 바람직하게는 20 cm 내지 100 cm이다. 센서 캐리어의 외경은, 바람직하게는 3 mm 이하, 특히 1.5 mm 이하, 더 바람직하게는 1 mm 이하이다.
바람직하게는, 센서 캐리어는, 센서 캐리어의 원위 말단으로부터 근위 말단까지 연장되고 센서 캐리어의 적어도 두 개의 로컬라이저를 둘러싸는, 하이포 튜브를 포함한다. 바람직하게는, 적어도 두 개의 로컬라이저를 둘러싸는 하이포 튜브는, 센서 캐리어에 기계적 안정성을 제공하고 외부 영향으로부터 로컬라이저를 보호하도록 구성된다.
센서 캐리어의 하이포 튜브가 제조될 수 있는 적절한 재료는, 예를 들어 폴리우레탄(PUR), 폴리에틸렌, 실리콘 고무 또는 폴리에테르 에테르 케톤(PEEK), 니티놀, 니티놀 합금 또는 스테인리스 강이다. 일반적으로, 하이포 튜브는, 하이포 튜브의 원하는 기계적 특성을 제공해야 하는 길이를 따라 미세-조작된 특징부를 갖는, 긴 금속 튜브이다. 이들 재료 중 하나로 만들어진 하이포 튜브를 갖는 센서 캐리어는, 유리하게는 반복적으로 멸균될 수 있고, 생체적합성을 갖는다.
센서 캐리어는 루멘, 예를 들어 원래 가이드와이어를 위해 제공된 루멘을 갖는 일반적으로 공지된 의료 기기를, 위치 감지 시스템에 연결하는 데 사용될 수 있다. 이를 위해, 센서 캐리어가 의료 기기의 루멘 내에 삽입된다. 배열된 센서 캐리어로, 의료 기기는, 네비게이션 시술에서 위치 감지 시스템에 연결되고 이와 함께 사용될 수 있다. 특히, 네비게이션 시술 동안, 위치 감지 시스템에 대한 의료 기기의 위치는, 위치 감지 시스템을 갖는 적어도 두 개의 로컬라이저의 결정된 위치 및 배향으로부터 계산될 수 있다. 의료 기기의 계산된 위치는, 외과의가 환자의 신체 내에서 의료 기기를 안내하는 것을 돕기 위해, 위치 감지 시스템에 연결된 모니터 상에서 환자 모델의 단면 이미지로 디스플레이될 수 있다. 네비게이션 시술을 완료한 후, 센서 캐리어는 의료 기기의 루멘으로부터 제거될 수 있고, 루멘은 드릴 또는 겸자와 같은 수술 키트의 다른 의료 기기를 위한 작업 채널로서 사용될 수 있다.
수술 키트는, 일반적으로 루멘을 갖는 의료 기기를 포함할 수 있고, 루멘 안에 센서 캐리어가, 위치 감지 시스템에 의료 기기, 예를 들어 카테터, 생검 바늘, 액세스 바늘, 및 캐뉼라 삽입형 기기, 예를 들어 스크류 드라이버와 함께 위치할 수 있는 Jamshidi 바늘, 탭, 스크류드라이버 및 골 나사, 예를 들어 척추경 나사를 연결하도록, 배열될 수 있다. 각각의 루멘 내에 배열된 센서 캐리어를 갖는 이러한 의료 기기는, 후술하는 의료 기기 식별 설정을 사용하여 자동으로 식별될 수 있다.
수술 키트의 일부일 수 있고 수술 키트의 센서 캐리어로 구비될 수 있는 추가 의료 기기는, 통상 루멘을 갖지 않는 의료 기기이나 루멘으로 끼워졌거나 초기에 센서 캐리어 삽입에 적합한 루멘으로 제조되는 의료 기기이다. 이러한 수술 기구는, 예를 들어 메스, 수술용 톱, 예를 들어 뼈 톱, 뼈 파일, 소작기, 또는 겸자일 수 있다.
센서 캐리어의 원위 말단 영역에 배열된 적어도 두 개의 로컬라이저는, 하나의 센서 또는 독립적인 센서로서 구현되고/구현되거나 처리될 수 있도록 구성될 수 있다. 센서 캐리어가 의료 기기의 루멘 내에 배열되는 경우, 상기 의료 기기의 길이 방향 축을 따르는 제1 로컬라이저의 위치와 제2 로컬라이저의 위치는, 위치 감지 시스템에 의해 사용되어 로컬라이저의 두 개의 중앙 위치를 연결하는 가상 라인을 그려서 두 개의 로컬라이저 사이에서 하나의 가상 길이 방향 축을 계산하여 센서 캐리어 및 의료 기기에 대해 비교적 안정적이고 정확한 가상 축을 생성할 수 있다. 의료 기기의 가상 길이 방향 축은, 바람직하게는, 배열된 센서 캐리어의 적어도 두 개의 로컬라이저의 위치와 교차하는 축이다. 의료 기기의 가상 길이 방향 축은, 로컬라이저의 위치 및/또는 배향에 기초하여 위치 감지 시스템의 좌표계에 정의된다. 물리적 기기 축은 실제 공간에서 좌표에 의해 정의된다.
센서 캐리어가 의료 기기의 루멘 내에 배열되는 경우, 의료 기기의 가상 길이 방향 축이, 센서 캐리어의 적어도 두 개의 로컬라이저의 위치 및/또는 배향에 기초하여, 위치 감지 시스템 및/또는 교정 유닛에 의해 결정될 수 있다는 이점이 있다.
의료 기기의 가상 길이 방향 축을 결정하기 위해 적어도 두 개의 로컬라이저의 위치를 사용함으로써, 의료 기기의 루멘 내부의 센서 캐리어의 물리적 오정렬로부터 그 중에서도 1도 미만의 각도 오차로 감소시키는 것이 가능하다. 유리하게는, 이는, 예를 들어 네비게이션 시술 동안, 또한 의료 기기가 회전할 때, 안정한 중심 축을 유지할 수 있게 한다.
일반적으로, 의료 기기의 가상 길이 방향 축을 결정하기 위해 센서 캐리어의 적어도 두 개의 로컬라이저의 배향(단, 위치만)을 사용할 필요는 없다. 그러나, 교정 유닛 및/또는 위치 감지 시스템은, 로컬라이저 위치의 추가 또는 그 대신에 가상 길이 방향 축을 결정하기 위해, 적어도 두 개의 로컬라이저의 배향을 또한 사용하도록 구성될 수 있다.
적어도 두 개의 로컬라이저의 위치 및/또는 배향에 의해, 의료 기기의 가상 길이 방향 축과 의료 기기의 물리적 길이 방향 축 사이의 공간 관계는, 위치 감지 시스템 및/또는 교정 유닛에 의해 결정될 수 있다. 따라서, 로컬라이저의 위치 및/또는 배향에 기초하여, 의료 기기의 물리적 길이 방향 축에 대한 의료 기기의 가상 길이 방향 축의 참값을 각각 정의하고 보장하는 것이 가능하다.
센서 캐리어에서, 적어도 두 개의 로컬라이저는, 바람직하게는 서로로부터 일정 거리에 배열되며, 상기 거리는 수술 키트의 특정 의료 기기의 기하학적 구조에 따라 선택된다. 일반적으로, 더 큰 거리는 의료 기기의 가상 길이 방향 축의 결정을 더 정밀하게 만든다. 바람직하게는, 센서 캐리어의 제1 로컬라이저와 적어도 두 개의 로컬라이저의 제2 로컬라이저 사이의 거리는, 25 cm 내지 5 cm, 특히, 20 cm 내지 5 cm, 더욱 더 바람직하게는 15 cm 내지 5 cm, 예를 들어 10 cm이다.
수술 키트는 루멘을 갖는 의료 기기를 포함할 수 있고, 루멘 안에 센서 캐리어가. 위치 감지 시스템에 의료 기기, 예를 들어 카테터, 액세스 바늘, 탭, 골 드릴, 풍선 확장 장치, 예를 들어 풍선 확장술에 사용될 수 있는 풍선 확장 장치, 스크류드라이버와 골 나사, 예를 들어 스크루드라이버와 함께 위치할 수 있는 척추경 나사를 연결하도록, 배열될 수 있다.
수술 키트의 의료 기기는, 통상 루멘을 갖지 않으나 루멘으로 끼워졌거나 초기에 센서 캐리어 삽입에 적합한 루멘으로 제조되는 이러한 의료 기기를 또한 포함할 수 있다. 이러한 의료 기기는, 예를 들어 메스, 수술용 톱, 예를 들어, 뼈 톱, 뼈 파일, 소작물, 겸자, 엔드플레이트 줄, 케이지 시험 장치, 또는 케이지 배치 장치일 수 있다.
유리하게는, 센서 캐리어에 의해, 루멘을 갖는 각각의 의료 기기는 환자에 대한 의료 기기의 위치 및 배향을 결정하기 위해, 위치 감지 시스템에 연결되고 사용될 수 있다. 특히, 의료 기기의 위치, 특히 의료 기기 팁의 위치는, 외과의가 환자의 신체 내에서 의료 기기를 추적하는 것을 돕기 위해, 모니터 상에 디스플레이될 수 있다.
바람직하게는, 루멘을 갖는 복수의 의료 기기 중 하나의 의료 기기는, 액세스 바늘의 원위 말단으로부터 그의 근위 말단까지 연장되는 루멘을 갖는 액세스 바늘이다. 바람직하게는, 액세스 바늘은 환자의 신체 내의 타겟 위치로 안내되도록 구성된다. 액세스 바늘은 18G 바늘, 20G 바늘, 또는 척추경 액세스 바늘, 예를 들어 Jamshidi-바늘일 수 있다.
액세스 바늘에 대해 대안적으로 또는 추가적으로, 루멘을 갖는 복수의 의료 기기는,
- 루멘을 갖고 상기 가이드와이어 위로 전진되도록 구성되는 가이드 로드,
- 적어도 하나의 확장 튜브에 걸쳐 전진되도록 구성되고, 의료 기기용 작업 채널을 제공하기 위해 구성되며, 원위 말단에서, 환자의 뼈에 고정될 수 있도록 형상화된 작업 튜브,
- 내시경이 배열될 수 있고, 중추 신경계에 대한 후방-측방향 액세스를 생성하기 위해 작업 튜브의 작업 채널 내부에 배열되도록 구성될 수 있는 루멘을 갖는, 리머, 또는
- 다른 의료 기기를 삽입하기 위한 적어도 하나의 내시경 작업 채널을 갖고 환자의 신체 내부에 의료 영상화를 위해 구성되는 내시경 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
바람직하게는, 내시경 작업 채널에 더하여, 내시경은, 예를 들어 흡입 및 관류 목적으로 사용될 수 있는 적어도 하나의 추가 루멘을 갖는다.
바람직하게는, 단면에서, 확장 튜브는 편심 형상을 갖는다. 또한, 신체 조직의 단계별 확장을 위해 직경이 증가하는 여러 개의 확장 튜브를 사용하는 것이 가능하다.
바람직하게는, 작동 튜브는, 원위 말단에서, 환자의 뼈에 작업 튜브를 고정하기 위한 치형부를 갖는다.
바람직하게는, 내시경은 비디오 내시경이다.
가이드 로드는 환자의 신체 내부의 타겟 위치에 작업 튜브를 안내하는 역할을 한다.
액세스 바늘, 가이드 로드, 작업 튜브, 리머 및 내시경 각각의 루멘에서, 센서 캐리어는 각각의 의료 기기를 위치 감지 시스템에 연결하기 위해 연속적으로 삽입될 수 있다. 센서 캐리어의 로컬라이저의 위치 및 배향을 감지함으로써, 위치 감지 시스템을 이용해 의료 기기의 팁의 위치를 계산하고, 모니터 상의 환자의 단면 이미지에서 팁 위치를 디스플레이하는 것이 가능하다.
바람직하게는, 액세스 바늘, 가이드 로드, 작업 튜브, 리머 및 내시경을 포함하는 수술 키트는,
- 내시경의 작업 채널 내부에 배열되고 추간판 및/또는 주변 신체 조직의 적어도 일부를 제거하도록 구성된 의료 기기,
- 상기 가이드 로드 위로 전진되고 타겟 위치에 대한 액세스 경로를 확장하도록 구성된 적어도 하나의 확장 튜브, 및
- 상기 액세스 바늘의 루멘 내에 삽입되도록 구성된 가이드와이어를 추가로 포함한다.
액세스 바늘, 가이드와이어, 가이드 로드, 적어도 하나의 확장 튜브, 작업 튜브, 리머, 내시경, 및 내시경의 작업 채널 내부에 배열되고 추간판 및/또는 주변 신체 조직의 적어도 일부를 제거하기 위한 의료 기기를 포함하는 수술 키트는, 특히 추간판 및/또는 주변 신체 조직의 적어도 일부를 제거하는 데 적합하다. 추간판 및/또는 주변 신체 조직의 적어도 일부를 제거하기 위해 내시경의 작업 채널 내부에 배열되도록 구성된 의료 기기는, 상이한 크기의 겸자, 상이한 크기의 펀치, 나이프, 또는 양극성 장치, 예를 들어 겸자 세트를 포함한다.
대안적으로 또는 추가적으로, 루멘을 갖는 수술 키트의 복수의 의료 기기는, 또한
- 판상 나사를 갖고 판상 스크류드라이버의 근위 말단으로부터 판상 나사의 원위 말단까지 연장되는 루멘을 갖고 판상 나사를 척추골의 판상에 고정시키도록 구성되는 판상 스크류드라이버,
- 골 나사를 고정하기 위해 척추 내에 구멍을 태핑하기 위한 탭, 또는
- 척추경 나사를 갖고 척추경 스크류드라이버의 근위 말단으로부터 척추경 나사의 원위 말단까지 연장되는 루멘을 갖고 척추경 나사를 척추골의 척추경에 고정시키도록 구성되는 척추경 스크류드라이버
중 적어도 하나를 포함한다.
판상 나사를 갖는 판상 스크류드라이버, 탭, 및 척추경 나사를 갖는 척추경 스크류드라이버는, 각각 위치 감지 시스템에 각각의 의료 기기를 연결하기 위해 센서 캐리어가 탈착식으로 배열될 수 있는 루멘을 갖는다. 특히, 판상 나사를 배치할 때의 판상 나사 위치, 척추경 나사를 배치할 때의 척추경 나사의 위치, 및 척추골에 구멍을 낼 때의 탭 위치는, 외과의가 골 나사를 놓을 때의 정확한 위치를 찾거나 의도된 깊이로 뼈에 구멍을 정확히 태핑하는 것을 돕기 위해, 모니터 상의 환자의 단면 이미지에서 시각화될 수 있다.
판상 나사를 갖는 판상 스크류드라이버, 탭, 및 척추경 나사를 갖는 척추경 스크류드라이버를 포함하는 수술 키트는, 바람직하게는,
- 척추 케이지를 맞추기 위한 인접 척추골의 엔드플레이트를 제조하기 위한 엔드플레이트 줄,
- 상이한 크기로 다양한 척추 케이지를 시험하고, 인접한 척추골 사이의 디스크 공간을 복원하기 위해 시험된 척추 케이지의 효과를 평가하도록 구성되는 척추 케이지 시험 장치,
- 각각의 척추골 사이에 배열될 때 두 개의 척추골 사이의 디스크 공간을 복원하도록 구성된 척추 케이지
중 적어도 하나를 추가로 포함한다.
예를 들어, 척추 케이지 시험 장치는, 각각 상이한 치수를 갖는 다양한 척추 케이지가 척추 케이지 시험 장치와 함께 시험되어 외과의사가 인접 척추골 사이의 디스크 공간을 복원하는 데 적합한 척추 케이지를 찾는 것을 보조할 수 있도록, 구성될 수 있다. 바람직하게는, 척추 케이지 시험 장치는, 가장 적합한 치수를 갖는 척추 케이지를 찾기 위해, 척추 케이지 이식물의 최종 디스크 공간 복원을 외과 의사가 미리 볼 수 있도록 구성된다.
액세스 바늘, 판상 나사를 갖는 판상 스크류드라이버, 탭, 및 척추경 스크류드라이버, 및 척추 케이지를 포함하는 수술 키트는, 적어도 두 개의 척추골을 융합하기에 특히 적합하다. 바람직하게는, 액세스 바늘은 루멘을 가지며 환자의 척추골을 네비게이션하도록 구성된다.
수술 키트는 의료 기기 식별 설정을 포함할 수 있다. 의료 기기 식별 설정은, 적어도 로컬라이저를 갖춘 센서 캐리어, 로컬라이저의 위치와 배향을 결정하기 위한 위치 감지 시스템, 교정 기준으로서 작용하는 교정 장치, 센서 캐리어를 구비한 수술 키트의 의료 기기를 교정하기 위한 교정 유닛, 및 수술 키트의 의료 기기를 식별하기 위한 의료 기기 식별 유닛을 포함한다.
수술 키트의 일부인 위치 감지 시스템은, 또한 의료 기기 식별 설정의 위치 감지 시스템일 수 있다. 특히, 수술 키트의 일부인 센서 캐리어는, 의료 기기 식별 설정의 센서 캐리어일 수 있다. 바람직하게는, 위치 감지 시스템은, 교정 유닛 및/또는 의료 기기 식별 유닛에 연결된다.
의료 기기 식별 설정은, 센서 캐리어가 연속으로 배열되는 루멘 내의 수술 키트의 의료 기기를 식별하는 데 특히 적합하다.
바람직하게는, 수술 키트의 의료 기기를 식별하기 위해, 최단 루멘을 갖는 수술 키트의 의료 기기의 루멘의 길이 이하의 길이를 갖는, 센서 캐리어가 사용될 수 있다. 이 경우, 센서 캐리어는, 그 전체 길이를 갖는 의료 기기의 루멘 각각에 연속적으로 배열될 수 있다. 수술 키트의 각각의 의료 기기에 대해, 각각의 의료 기기의 팁과 센서 캐리어의 로컬라이저 사이의 거리는 고유하며, 수술 키트의 다른 기기와 의료 기기를 구별하는 데 사용될 수 있다. 따라서, 의료 기기 중 하나에 대해 계산된 거리가, 의료 기기를 식별하는 데 사용될 수 있다.
수술용 키트와 관련하여, 의료 기기 식별 설정의 장점은, 의료 기기 식별 설정이 키트의 의료 기기 간의 빠르고 쉬운 전환을 용이하게 하는 것이다. 또한, 수술용 키트에서, 키트의 의료 기기는, 쉽게 구별되고 따라서 신뢰성 있게 인식되도록, 설계될 수 있다.
수술 키트의 의료 기기를 식별하기 위해, 수술 키트의 의료 기기 중 적어도 두 개의 루멘보다 긴 길이를 갖는 센서 캐리어를 사용하는 것도 가능하다. 이 경우, 의료 기기를 식별하는 것은, 예를 들어 의료 기기의 팁과 두 개의 로컬라이저 중 적어도 하나 사이의 거리, 바람직하게는 의료 기기의 근위 말단을 지나 연장되는 센서 캐리어의 해당 섹션의 각도 또는 길이 중 적어도 하나에 의해 가능하다. 의료 기기를 식별하기 위해 의료 기기의 근위 말단을 지나 연장된 센서 캐리어의 해당 섹션의 길이를 사용하는 경우, 일반적으로 의료 기기의 근위 말단의 위치와 배향뿐만 아니라 센서 캐리어의 근위 말단의 위치와 배향이 예를 들어 위치 감지 시스템을 사용하여 결정되어야 한다. 이를 위해, 센서 캐리어는 센서 캐리어의 원위 말단에 배열된 로컬라이저, 및 원위 로컬라이저로부터 센서 캐리어의 근위 말단을 향해 일정 거리에서 배열된 다른 하나의 로컬라이저를 가질 수 있다.
수술 키트가 의료 기기 식별 설정을 포함하는 구현예에서, 바람직하게는, 교정 유닛 및/또는 위치 감지 시스템은, 배열된 센서 캐리어의 원위 말단으로부터 의료 기기의 가상 길이 방향 축을 외삽하기 위해 센서 캐리어가 배열되는 루멘 내의 의료 기기의 원위 말단의 위치를 결정하도록 구성된다. 교정 유닛은 외삽을 통해 결정된 바와 같이, 의료 기기의 원위 말단의 위치를 사용하여 의료 기기를 교정하도록 구성될 수 있다. 위치 감지 시스템은 의료 기기의 외삽된 위치를 사용하여, 모니터 상의 단면 이미지에서 의료 기기의 팁의 위치를 시각화하도록 구성될 수 있다.
의료 기기의 가상 길이 방향 축은, 또한 위치 감지 시스템에 의해 계산될 수 있고, 환자의 신체 부위에 대한 의료 기기의 위치 및 배향을 시각화하기 위해 모니터 상의 환자 모델의 단면 이미지로 디스플레이될 수 있다. 위치 감지 시스템은 의료 기기 식별 유닛에 연결되어 어떤 의료 기기가 식별되었는지 알 수 있다. 위치 감지 시스템은, 식별된 의료 기기를 위해 연결된 모니터 상에 의료 기기의 디지털 표현을 디스플레이하기 위한 설정을 자동으로 조정하도록 구성될 수 있다.
환자의 신체 부위에 대해 의료 기기의 가상 길이 방향 축을 디스플레이하는 것은, 네비게이션 시술 동안, 의료 기기, 예를 들어 액세스 바늘과 정렬된 센서 캐리어의 비교적 큰 거리, 예를 들어 5 cm 내지 15 cm의 거리로부터 해부학적 타겟을 조준하는 경우에 특히 관련이 있을 수 있다.
의료 기기 식별 설정의 위치 감지 시스템은, 적어도 두 개의 로컬라이저의 결정된 위치와 배향을 비교하고, 비교에 기초하여, 예를 들어 전자기장의 내비게이션 필드의 왜곡을 결정하도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 전자기장 왜곡은, 로컬라이저 중 하나의 센서 코일에 가깝게 위치한 금속 물체에 의해 야기될 수 있다. 전자기장 왜곡으로 인해, 각각의 로컬라이저의 위치 및 배향이 정확하게 결정될 수 없으므로, 위치 감지 시스템에 의해 의료 기기의 팁의 위치를 부정확하게 계산한다. 전자기장 왜곡이 감지되는 경우, 위치 감지 시스템은 로컬라이저를 식별하기 위한 타당성 확인을 수행하도록 구성될 수 있으며, 이의 위치 및 배향을 현재 신뢰성 있게 결정할 수 있다. 예를 들어, 위치 감지 시스템은, 이러한 로컬라이저의 위치와 배향이 현재 신뢰성 있게 결정될 수 있는지 여부를 확인하기 위해, 로컬라이저의 현재 위치와 배향을, 이전에 결정된 위치와 배향과 비교하도록 구성될 수 있다.
의료 기기 식별 설정의 교정 장치는, 위치 감지 시스템의 좌표계에서의 위치와 배향이 위치 감지 시스템에 의해 결정될 수 있도록 구성된다. 예를 들어, 교정 장치는, 좌표가 위치 감지 시스템의 좌표계에 알려진 위치에 배열될 수 있다. 마찬가지로, 교정 장치는, 로컬라이저의 위치 및 배향을 나타낸 센서 신호를 제공하도록 구성되는 적어도 하나의 로컬라이저가 장착되는 것이 또한 가능하다.
교정 장치는, 예를 들어 의료 기기의 기하학적 구조에 조정된 상이한 의료 기기의 교정을 위해, 유리하게 설계된 교정 영역을 상이하게 가질 수 있다. 상이한 교정 영역은, 교정 장치 상의 시각적 표시기에 의해 구현될 수 있다. 교정 유닛은, 상이한 교정 영역 중 어느 것이 의료 기기의 팁과 접촉되었는지를 감지하도록 구성될 수 있다. 의료 기기 식별 유닛은, 상이한 교정 영역 중 어느 것이 의료 기기의 팁과 접촉되었는지에 기초하여 의료 기기를 식별하도록 구성될 수 있다.
유리하게는, 바람직하게는 교정 장치 상의 시각적 표시기인 교정 장치 상의 상이한 교정 영역을 이용하면, 이는, 두 개의 의료 기기, 또한 두 개의 각각의 의료 기기가 동일한 작업 길이를 갖는 경우에, 두 개의 의료 기기 사이를 자동으로 구별할 수 있게 한다.
교정 유닛은, 교정 장치와 두 개의 로컬라이저 중 적어도 하나 사이의 거리를 계산하는 경우에, 센터링 오차 및/또는 위치 설정 오차 및/또는 각도 오차를 계산하고, 계산된 센터링 오차 및/또는 위치 설정 오차 및/또는 각도 오차를 보상하도록 구성될 수 있다.
교정 장치는, 의료 기기 식별 설정의 소프트웨어에서 특정 절차 및/또는 수술 워크플로우에 의해 보완될 수 있고 이에 따라 연결되어서, 절차 단계에 의해 자동 기기 식별을 가능하게 한다. 교정 장치가 특정 소프트웨어 워크플로우에 연결된 경우, 의료 기기를 식별하고 해당 시각화 및/또는 워크플로우를 표시하기 위해, 의료 기기를 교정 장치 상에서 교정할 수 있다.
소프트웨어 내의 특정 절차 및/또는 수술 워크플로우에 대한 교정 장치의 연결은, 동일한 작업 길이를 갖는 두 개의 의료 기기 사이를 자동으로 구별할 수 있도록 구현될 수 있다. 의료 기기 식별을 구현하는 소프트웨어 알고리즘은, 교정 절차로부터 가능한 의료 기기를 인식하고 현재 워크플로우 단계에서 사용되는 의료 기기를 제안하도록 구성될 수 있다.
바람직하게는, 알고리즘은 교정 절차로부터 생성된 모든 식별 의료 기기를 시각화하도록 구성되고, 사용자에 대한 확인을 위해 미리 정의된 워크플로우에 따라 제안되는 의료 기기를 강조 처리한다. 사용자가 워크플로우를 따르지 않은 경우, 사용자는 이 의료 기기에 대해 선택할 수 있지만, 다른 의료 기기에 대해서도 선택할 수 있다.
가장 바람직한 알고리즘은, 예를 들어 3초, 5초 또는 10초의 지속시간 동안 사용자에 의한 선택을 위해, 제안된 의료 기기 및 기타 가능한 기기를 디스플레이하도록 구성되는 반면에, 바람직하게는 잔여 시간을, 예를 들어 카운트 다운으로서 디스플레이한다. 알고리즘은, 사용자가 어떤 선택도 하지 않는 경우, 제안된 의료 기기를 자동으로 선택하도록 구성될 수 있다.
의료 기기 식별 설정의 교정 유닛은, 루멘 내에 배열된 센서 캐리어를 사용해 의료 기기를 교정하도록 구성된다. 센서 캐리어로 의료 기기를 교정하는 단계는, 위치 감지 시스템에 의해 결정되는 바와 같이, 두 개의 로컬라이저 중 적어도 하나의 위치 및 배향과 교정 장치의 위치 및 배향에 기초하여, 의료 기기의 팁과 두 개의 로컬라이저 중 적어도 하나 사이의 거리를 계산하는 단계를 포함한다. 예를 들어, 의료 기기의 루멘 내에 배열된 센서 캐리어로 의료 기기를 교정하기 위해, 의료 기기의 팁은 교정 장치와 접촉할 수 있다.
교정 유닛은, 적어도 두 개의 로컬라이저의 위치에 의해 정의된 가상 길이 방향 축이 미리 정해진 기간에 걸쳐 교정 장치의 알려진 위치와 교차하는지 여부 및/또는 교정 장치와 로컬라이저 중 적어도 하나 사이의 거리가 미리 정해진 기간에 걸쳐 일정하게 유지되는지를 결정함으로써, 의료 기기의 팁과의 접촉 여부를 자동으로 감지하도록 구성될 수 있다.
교정 장치는, 의료 기기의 팁이 교정 장치와 접촉하는 것으로 밝혀질 경우에 의료 기기의 자동 교정을 시작하도록 구성될 수 있다. 특히, 접촉 시, 의료 기기의 팁과 적어도 두 개의 로컬라이저 중 각각의 하나 사이의 거리에 대응하는, 교정 장치와 두 개의 로컬라이저 중 적어도 하나 사이의 거리를 결정할 수 있다.
교정에 의해, 변환 함수가 교정 유닛에 의해 확립될 수 있으며, 변환 함수는 의료 기기의 팁과 적어도 두 개의 로컬라이저 사이의 공간 관계를 나타낸다.
의료 기기 식별 설정의 의료 기기 식별 유닛은, 적어도 계산된 거리로부터 의료 기기의 루멘의 길이를 결정하고, 의료 기기를 식별하기 위해 결정된 루멘의 길이를 사용하도록 구성된다. 특히, 의료 기기 식별 유닛은, 의료 기기의 팁과 적어도 두 개의 로컬라이저 사이의 계산된 거리를 얻도록 교정 유닛에 연결된다.
본 발명은, 의료 기기의 루멘의 길이가 일반적으로 의료 기기 자체에 대해 특징이라는 인식을 포함한다. 따라서, 의료 기기는 루멘의 길이에 의해 식별될 수 있다.
본 발명은, 의료 기기의 루멘 내에 배열된 센서 캐리어로 의료 기기를 교정할 경우에 의료 기기의 루멘의 길이를 자동으로 획득할 수 있다는 추가적인 인식을 포함한다. 따라서, 센서 캐리어에 의해, 의료 기기의 루멘의 길이가 자동으로 결정되고 의료 기기를 식별하는 데 사용될 수 있다.
의료 기기의 루멘의 길이를 자동으로 획득하는 것은, 교정 유닛을 사용하여 의료 기기의 팁과 두 개의 로컬라이저 중 적어도 하나 사이의 거리가 계산된다는 점에서, 그리고 의료 기기의 루멘의 길이를 결정하기 위해 의료 기기의 식별 유닛에 의해 계산된 거리가 사용된다는 점에서, 의료 기기 식별 설정을 이용해 달성될 수 있다. 의료 기기 식별 유닛은, 결정된 루멘의 길이에 기초하여 의료 기기를 자동으로 식별하도록 구성된다.
결과적으로, 의료 기기의 루멘의 길이에 기초하여, 의료 기기 식별 설정의 의료 기기 식별 유닛에 의해, 배열된 센서 캐리어를 이용해 교정된 의료 기기를 자동으로 식별 가능하다.
식별된 의료 기기의 정보는, 예를 들어 모니터 상에서 의료 기기를 디스플레이하거나 시각화하는 방법을 조정하는 데 사용될 수 있다. 예를 들어, 모니터 상에서 의료 기기 식별 유닛에 의해 식별된 의료 기기의 디지털 표현을 시각화하기 위해, 즉 2D 또는 3D 뷰에서의 의료 기기 표현은 식별된 의료 기기에 대해 구체적으로 정확할 수 있다.
또한, 식별된 의료 기기가 네비게이션 시술에 사용되는 방법에 따라 소프트웨어의 워크플로우를 자동으로 조정하기 위해, 식별된 의료 기기의 정보를 사용하는 것이 가능하다.
또한, 사용되는 기기에 대한 모니터 상의 뷰를 자동으로 조정하기 위해, 식별된 의료 기기의 정보를 사용하는 것이 가능하다. 예를 들어, 내시경이 네비게이션 시술 중에 식별되는 경우에, 소프트웨어는 내시경으로부터의 비디오 뷰를 네비게이션 뷰와 병렬로 디스플레이하도록 자동 전환할 수 있다. 의료 기기 식별은 또한 정의된 소프트웨어 절차 워크플로우에 링크될 수 있으며, 여기서 의료 기기 식별 및 소프트웨어 워크플로우의 조합은, 네비게이션 시술을 통해 외과의를 안내할 수 있다.
의료 기기 식별 설정으로 식별될 수 있는 수술 키트의 의료 기기는, 일반적으로 루멘을 갖는 의료 기기를 포함할 수 있고, 루멘 안에 센서 캐리어가 위치 감지 시스템에 의료 기기를 작동 가능하게 연결하도록 배열될 수 있다. 일반적으로 루멘을 갖는 이러한 의료 기기는, 예를 들어 카테터, 액세스 바늘, 탭, 스크류드라이버 및 스크류드라이버와 함께 놓일 수 있는 골 나사, 예를 들어, 척추경 나사이다.
센서 캐리어로 구비될 수 있는 수술 키트의 추가 의료 기기는, 통상 루멘을 갖지 않으나 루멘으로 끼워졌거나 초기에 센서 캐리어 삽입에 적합한 루멘으로 제조되는 의료 기기이다. 이러한 의료 기기는, 메스, 수술용 톱, 예를 들어, 뼈 톱, 뼈 파일, 소작물, 겸자, 엔드플레이트 줄, 케이지 시험 장치, 또는 케이지 배치 장치일 수 있다.
의료 기기는, 교정 장치의 위치 및 배향 그리고 두 개의 로컬라이저 중 적어도 하나의 위치 및 배향에 기초하여 결정될 수 있는, 두 개의 로컬라이저 중 적어도 하나와 의료 기기의 팁 사이의 거리에 기초하여 적어도 식별될 수 있다. 계산된 거리에 추가하여, 의료 기기는, 의료 기기의 계산된 각도 및/또는 센서 캐리어가 배열되는 의료 기기의 루멘, 즉 의료 기기의 루멘의 근위 말단을 지나 연장된 센서 캐리어의 부분 외부에 놓이는 센서 캐리어의 그 섹션의 길이에 기초하여, 식별될 수 있다.
예시로서, 고정된 길이를 갖는 센서 캐리어 및 센서 캐리어의 로컬라이저가 고정된 상대 위치에, 예를 들어 하이포 튜브 내에 위치하는 것에 기초하여, 의료 기기의 루멘의 길이를 자동적으로 결정하는 것이 가능하다. 바람직하게는, 센서 캐리어의 길이는 이들 의료 기기의 루멘의 길이보다 짧으며, 이는 네비게이션 시술 중에 잠재적으로 자동 식별되어야 한다. 예를 들어, 센서 캐리어는, 최단 길이를 갖는 루멘을 갖는 것으로 잠재적으로 자동 식별된, 복수의 의료 기기 중 해당 의료 기기의 루멘의 길이에 대응하는 길이를 가질 수 있다. 따라서, 네비게이션 시술 중에 잠재적으로 자동 식별될 복수의 의료 기기 중 각각의 의료 기기에 센서 캐리어를 연속적으로 삽입할 경우에, 각각의 의료 기기에 대해, 그 팁과 배열된 센서 캐리어의 로컬라이저 사이의 거리는, 수술 키트의 의료 기기 중 다른 의료 기기에 대해 획득된 거리와 비교하면 상이하다. 예를 들어, 먼저 의료 기기의 팁과 센서 캐리어의 로컬라이저 중 적어도 하나 사이의 거리를 계산하고, 의료 기기의 루멘의 길이를 얻기 위해 센서 캐리어의 나머지 길이를 계산된 거리에 추가하는 것이 가능하다. 예를 들어, 센서 캐리어의 길이 값은 의료 기기 식별 설정의 의료 기기 식별 유닛에 대한 선험적으로 제공될 수 있고, 의료 기기 식별 유닛은 의료 기기의 루멘의 길이를 결정하기 위해 제공된 센서 캐리어 길이를 사용하도록 구성될 수 있다. 특히, 센서 캐리어의 원위 말단 및/또는 근위 말단에 대한 센서 캐리어의 로컬라이저의 위치가 알려져 있는 경우, 로컬라이저로부터 센서 캐리어의 원위 말단 및/또는 근위 말단까지의 거리가, 각각, 센서 캐리어를 수용하는 의료 기기의 루멘의 길이를 결정하기 위해 의료 기기 식별 유닛에 의해 사용될 수 있다.
센서 캐리어가 의료 기기의 루멘 내에 배열되는 경우, 센서 캐리어의 로컬라이저와 의료 기기의 팁 사이의 거리는 의료 기기의 루멘 길이에 대해 특징적이다. 따라서, 로컬라이저와 의료 기기의 팁 사이의 계산된 거리로부터, 루멘 자체의 길이가 유도될 수 있다.
수술 키트의 센서 캐리어는, 위치 감지 시스템의 좌표계에서 사전 교정된 길이 방향 축을 제공받을 수 있다. 공간 관계를 나타내는 교정 매트릭스는, 센서 캐리어가 그의 루멘 내에 배열된 의료 기기를 교정하고 네비게이션하는 데 사용될 수 있다.
특히, 의료 기기가 직선 루멘을 갖는 경우, 센서 캐리어의 길이 방향 축은 의료 기기의 물리적 축과 일치한다. 사전 교정된 의료 기기의 교정 매트릭스는, 의료 기기의 가상 길이 방향 축을 계산하고 의료 기기의 원위 말단을 외삽하기 위해, 위치 감지 시스템 및/또는 교정 유닛에 의해 유리하게 사용될 수 있다.
센서 캐리어 자체가 적어도 로컬라이저가 배열되는 섹션에서 강성인 경우에, 사전 교정된 상태가 의료 기기의 직선 루멘 외부에도 유효하게 유지되도록 하는 것이 유리하다.
교정 유닛 및 의료 기기 식별 유닛은 데이터 처리 장치, 예를 들어 컴퓨터의 구성 요소일 수 있고, 예를 들어 프로세서, 휘발성 및 비휘발성 컴퓨터 메모리 및 소프트웨어에 의해 구현될 수 있다.
의료 기기 식별 유닛은, 의료 기기의 루멘의 결정 길이를 데이터베이스에 포함된 복수의 상이한 의료 기기의 길이와 비교함으로써, 배열된 센서 캐리어를 이용해 의료 기기를 식별하도록 구성될 수 있다. 바람직하게는, 데이터베이스는, 네비게이션 시술 동안에 잠재적으로 사용되는 적어도 이들 의료 기기의 루멘의 길이를 포함한다. 데이터베이스는 의료 기기 식별 유닛의 일부일 수 있다.
수술 키트의 일부 구현예에서, 적어도 두 개의 로컬라이저는 센서 캐리어의 원위 말단에 가까운 서로에 대해 일정 거리에 배열된다. 센서 캐리어는, 제3 로컬라이저의 위치 및 배향을 나타내는 센서 신호를 제공하도록 구성되는, 적어도 제3 로컬라이저를 포함할 수 있다. 바람직하게는, 제3 로컬라이저는 제1 및 제2 로컬라이저로부터 센서 캐리어의 근위 말단을 향해 일정 거리에 배열된다. 바람직하게는, 제3 로컬라이저는 센서 캐리어의 근위 말단에 가깝게 배열된다. 센서 캐리어의 근위 말단에 가깝게 배열되는 제3 로컬라이저를 갖는 센서 캐리어는, 의료 기기의 각도를 결정하는 데 특히 적합하다. 의료 기기의 루멘 길이와 마찬가지로, 의료 기기의 각도는 의료 기기를 식별하는 데 사용될 수 있다. 예를 들어, 제3 로컬라이저를 갖는 센서 캐리어는, 의료 기기의 각도가 적어도 두 개의 로컬라이저와 제3 로컬라이저 사이에 위치하도록 의료 기기의 루멘 내에 배열될 수 있다. 제3 로컬라이저 및 적어도 두 개의 로컬라이저 중 적어도 하나의 결정된 위치 및 배향으로부터, 각각, 의료 기기의 각도가 각각 계산되고, 배열된 센서 캐리어로 의료 기기를 식별하기 위해 의료 기기 식별 유닛에 의해 사용될 수 있다. 유리하게는, 의료 기기의 원위 말단 영역에 배열된 로컬라이저 중 적어도 하나의 위치 및 배향과, 제3 로컬라이저의 위치 및 배향은, 또한 의료 기기의 길이 방향 축을 중심으로, 즉 의료 기기의 물리적 축을 중심으로 센서 캐리어의 회전 배향을 결정하는 데 사용될 수 있다.
수술 키트의 의료 기기 식별 설정을 통해,
- 의료 기기의 루멘 내에 탈착식으로 배열되도록 구성되고 적어도 두 개의 로컬라이저를 갖는 센서 캐리어를 제공하는 단계(상기 로컬라이저 각각은 각각의 로컬라이저의 위치 및 배향을 나타내는 센서 신호를 제공하도록 구성됨),
- 위치 감지 시스템의 좌표계에 알려진 위치 및 배향을 교정 장치에 제공하는 단계,
- 센서 캐리어를 의료 기기의 루멘 내로 삽입하는 단계,
- 제공된 센서 신호로부터 적어도 두 개의 로컬라이저의 위치 및 배향을 결정하는 단계,
- 의료 기기를 교정하기 위해 적어도 두 개의 로컬라이저의 결정된 위치 및 배향에 기초하여, 교정 장치와 두 개의 로컬라이저 중 적어도 하나 사이의 거리를 계산하는 단계,
- 적어도 계산된 거리로부터 의료 기기의 루멘 길이를 결정하는 단계, 및
- 의료 기기를 식별하기 위해 적어도 결정된 루멘의 길이를 사용하는 단계를 수행하여 수술 키트의 의료 기기를 자동으로 식별하는 것이 가능하다.
바람직하게는, 삽입 후, 적어도 두 개의 로컬라이저가 의료 기기의 길이 방향 축을 따라 서로의 거리에 배열되도록 센서 캐리어가 의료 기기의 루멘 내에 배열된다.
일부 변형으로, 의료 기기 식별 방법은,
- 교정 장치를 상기 의료 기기의 팁과 접촉시키는 단계를 포함한다.
교정 장치와 두 개의 로컬라이저 중 적어도 하나 사이의 거리는, 의료 기기의 팁이 교정 장치와 접촉할 경우에 결정된 두 개의 로컬라이저 중 적어도 하나의 위치 및 배향에 기초하여 계산되는 것이 특히 바람직하다.
마찬가지로, 교정 장치에 적어도 하나의 로컬라이저가 장착되는 경우에, 교정 장치의 로컬라이저의 위치 및 배향은, 위치 감지 시스템의 좌표계 내의 위치 감지 시스템으로도 결정될 수 있다. 특히, 교정 장치의 로컬라이저의 위치 및 배향은 위치 감지 시스템으로 결정될 수 있고, 예를 들어 의료 기기의 팁이 교정 장치와 접촉할 경우에 교정 장치와 두 개의 로컬라이저 중 적어도 하나 사이의 거리를 계산하기 위해, 교정 장치에 의해 사용될 수 있다.
의료 기기는 의료용 나사, 예를 들어 스크류드라이버의 원위 말단에 부착된 골 나사를 갖는 의료 스크류드라이버일 수 있다. 배열된 센서 캐리어를 갖는 의료용 스크류드라이버의 루멘은, 바람직하게는 스크류드라이버의 근위 말단으로부터 부착된 나사의 원위 말단까지 연장된다. 특히, 의료 기기가 의료용 나사를 갖는 의료용 스크류드라이버인 경우, 의료 기기를 자동으로 식별하기 위한 방법은, 의료용 나사의 길이를 결정하는 단계를 포함할 수 있다.
의료용 나사의 길이를 결정하는 단계는, 바람직하게는,
- 교정 장치를 의료용 나사의 팁과 접촉시키는 하위 단계, 및 접촉시 적어도 두 개의 로컬라이저의 위치 및 배향을 결정하는 하위 단계,
- 결정된 위치 및 배향에 기초하여, 교정 장치와 두 개의 로컬라이저 중 적어도 하나 사이의 거리를 계산하는 하위 단계, 및
- 적어도 계산된 거리로부터 나사의 길이를 결정하는 하위 단계 및 의료용 나사를 식별하기 위해 적어도 결정된 길이를 사용하는 하위 단계를 포함한다.
추가적으로 또는 대안적으로, 의료 기기를 자동으로 식별하기 위한 방법은, 적어도 180°만큼, 바람직하게는 360°만큼, 그의 길이 방향 축을 중심으로 센서 캐리어를 회전시키는 단계, 및 동시에, 적어도 로컬라이저에 대한 위치 및 배향을 결정하는 단계, 및 센터링 오차 및/또는 위치 설정 오차 및/또는 각도 오차를 계산하기 위해 결정된 위치 및 배향을 사용하는 단계를 포함할 수 있다.
특히, 센터링 오차 및/또는 위치 설정 오차 및/또는 각도 오차가 계산되는 의료 기기를 자동으로 식별하기 위한 방법의 변형예에서, 바람직하게는, 상기 방법은 교정 장치와 두 개의 로컬라이저 중 적어도 하나 사이의 거리를 계산할 경우에 계산된 센터링 오차 및/또는 위치 설정 오차 및/또는 각도 오차를 보상하는 추가 단계를 포함할 수 있다.
특히, 센서 캐리어가, 제3 로컬라이저의 위치 및 배향을 나타낸 센서 신호를 제공하도록 구성된 적어도 제3 로컬라이저를 포함하는 경우, 제3 로컬라이저는 제1 및 제2 로컬라이저로부터 센서 캐리어의 근위 말단을 향하는 일정 거리에 배열되며, 의료 기기를 자동으로 식별하기 위한 방법은,
- 제3 로컬라이저의 위치 및 배향을 결정하는 단계,
- 제3 로컬라이저의 위치 및 배향, 그리고 제1 및 제2 로컬라이저 중 적어도 하나의 위치와 배향으로부터 의료 기기의 각도를 계산하는 단계, 및
- 의료 기기를 식별하기 위해 계산된 각도를 사용하는 단계를 추가로 포함할 수 있다.
바람직하게는, 센서 캐리어가 배열되는 의료 기기의 루멘은 중심을 벗어난 루멘이다. 이에 따라, 의료 기기는, 센서 캐리어가 중심을 벗어난 루멘 내에 배열되는 경우에도, 상이한 목적을 위해 사용될 수 있는 추가 루멘을 포함할 수 있다.
본 발명에 따라, 추간판 탈출증의 치료 방법, 특히 추간판 및/또는 주변 신체 조직의 적어도 일부를 제거하는 방법이 제안된다.
예를 들어, 액세스 바늘, 가이드와이어, 가이드 로드, 적어도 하나의 확장 튜브, 작업 튜브, 리머, 내시경, 및 내시경의 작업 채널 내부에 배열되고, 추간판 및/또는 주변 신체 조직의 적어도 일부를 제거하기 위한 의료 기기를 포함하는 수술 키트를 사용하여, 추간판 및/또는 주변 신체 조직의 적어도 일부를 제거하는 방법을 수행할 수 있다.
본 발명에 따라 추간판 및/또는 주변 신체 조직의 적어도 일부를 제거하는 방법은,
- 의료 기기의 루멘 내에 탈착식으로 배열되도록 구성되고 적어도 두 개의 로컬라이저를 갖는 센서 캐리어를 제공하는 단계(상기 로컬라이저 각각은 각각의 로컬라이저의 위치 및 배향을 나타내는 센서 신호를 제공하도록 구성됨),
- 센서 캐리어를 액세스 바늘의 루멘 내로 삽입하는 단계,
- 배열된 센서 캐리어를 갖는 상기 액세스 바늘을 교정하는 단계,
- 환자의 신체 내부에 배열된 센서 캐리어를 갖는 액세스 바늘을 척추의 척추골, 특히 척추의 디스크 공간을 네비게이션하고, 동시에, 센서 신호로부터 적어도 두 개의 로컬라이저의 위치와 배향을 결정하고, 로컬라이저의 결정된 위치와 배향을 사용하여 모니터 상에서 시각화된 환자 모델에서 상기 액세스 바늘 팁의 적어도 위치를 표시하는 단계,
- 센서 캐리어를 액세스 바늘의 루멘으로부터 제거한 다음 액세스 바늘의 루멘 내에 가이드와이어를 삽입하는 단계,
- 가이드와이어만이 환자의 신체 내부에 머물도록 액세스 바늘을 가이드와이어로부터 제거하는 단계,
- 센서 캐리어를 가이드 로드의 루멘 내로 삽입하고 가이드 로드를 교정하는 단계,
- 센서 캐리어를 가이드 로드로부터 제거하고, 가이드 로드를 가이드와이어 위로 척추골, 특히 척추골의 후관절까지 전진시키는 단계,
- 후관절에 근접하여 증가된 저항으로 표시될 때에 가이드와이어를 가이드 로드로부터 제거하고 센서 캐리어를 가이드 로드 내에 삽입하는 단계,
- 배열된 센서 캐리어를 사용해 가이드 로드를 척추골의 후관절로 네비게이션하고, 동시에, 적어도 두 개의 로컬라이저의 위치와 배향을 결정하고, 로컬라이저의 결정된 위치 및 배향을 사용하여 모니터 상에서 시각화된 환자 모델에서 가이드 로드의 적어도 원위 팁의 위치를 표시하는 단계,
- 센서 캐리어를 가이드 로드로부터 제거하는 단계,
- 가이드 로드 위로 적어도 하나의 확장 튜브를 전진시키되, 확장 튜브는 척추골에 대한 액세스 경로를 확장시키도록 구성되는 단계,
- 센서 캐리어를 작업 튜브의 루멘 내에 삽입하되, 원위 말단에서 작업 튜브가 환자의 뼈에 고정될 수 있도록 원위 말단에서 작업 튜브가 형상화되는 단계,
- 작업 튜브를 교정하고, 센서 캐리어를 작업 튜브로부터 제거하는 단계,
- 작업 튜브를 확장 튜브 위로 후관절을 향해 전진시키는 단계,
- 작업 튜브가 후관절에 가깝고 증가된 저항으로 표시되는 경우에, 가이드 로드 및 확장 튜브를 제거하는 단계,
- 센서 캐리어를 삽입하고, 원위 말단을 갖는 상기 작업 튜브를 척추골에 고정시키고, 동시에, 적어도 두 개의 로컬라이저의 위치와 배향을 결정하고, 로컬라이저의 결정된 위치와 배향을 사용하여 모니터 상에서 시각화된 환자 모델에서 작업 튜브의 적어도 원위 팁의 위치를 표시하는 단계,
- 센서 캐리어를 작업 튜브로부터 제거하는 단계,
- 내시경과 함께 센서 캐리어를 리머 루멘 내로 삽입한 이후, 센서 캐리어 및 내시경을 갖는 리머를 작업 튜브의 작업 채널 내로 삽입하고, 리머를 사용하여 중추 신경계에 대한 후방-측방향 액세스를 생성하고, 동시에, 적어도 두 개의 로컬라이저의 위치 및 배향을 결정하고, 로컬라이저의 결정된 위치 및 배향을 사용하여 모니터 상에서 시각화된 환자 모델에서 리머의 적어도 원위 팁의 위치를 나타내는 단계, 및
- 내시경의 내시경 작업 채널을 통해 추간판 및/또는 주변 신체 조직의 적어도 일부를 제거하는 단계를 포함한다.
중추 신경계에 대한 후방-측 방향 액세스를 생성하는 단계는, 바람직하게는, 척추골의 후관절의 작은 부분의 확공을 포함한다. 리머에 대한 대안으로, 또한 드릴을 사용하여 중추 신경계에 대한 후방-측방향 액세스를 생성할 수 있다.
중추 신경계에 대한 후방-측 방향 접근을 생성하기 위해, Kambin의 삼각형 접근법을 사용할 수 있다.
본 명세서의 프레임워크 내에서, "의료 기기의 네비게이션"은, 대상에 대해 배열된 센서 캐리어로 의료 기기를 안내하는 단계, 및 센서 캐리어의 로컬라이저의 위치 및 배향을 결정하는 것에 의해 위치 감지 시스템으로 의료 기기의 위치를 추적하는 단계를 포함한다.
바람직하게는, 내시경의 작업 채널을 통해 추간판을 제거하는 동안, 적어도 두 개의 로컬라이저의 위치 및 배향이 모니터 상에서 시각화된 환자 모델에서 내시경의 적어도 원위 팁의 위치를 나타내는 데 결정되고 사용된다.
추간판 및/또는 주변 신체 조직의 적어도 일부를 제거하는 방법은, - 액세스 바늘, 가이드 로드, 작업 튜브, 리머 또는 내시경 중 적어도 하나의 루멘 내에 센서 캐리어를 삽입하는 단계 이후에 - 의료 기기의 원위 팁과 두 개의 로컬라이저 중 적어도 하나의 위치 사이의 거리를 결정함으로써 센서 캐리어가 그 루멘 내에 배열된 의료 기기를 자동으로 식별하는 단계, 결정된 거리에 기초하여 각각의 의료 기기의 루멘 길이를 결정하는 단계, 및 루멘의 결정된 길이에 기초하여 배열된 센서 캐리어로 의료 기기를 식별하는 단계를 포함할 수 있다.
선택적으로, 추간판 및/또는 주변 신체 조직의 적어도 일부를 제거하는 방법은, 액세스 바늘, 가이드 로드, 작업 튜브, 리머, 또는 모델에 표시된 내시경 중 적어도 하나의 위치, 및/또는 센서 캐리어 및/또는 내시경이 특정 방법 단계에서 사용되는지 여부에 기초하고/기초하거나 센서 캐리어와 척추골 사이의 상대적인 이동이 감지되는지 여부에 기초하여, 내시경에 의해 캡처된 내시경 이미지와 함께 환자 모델의 시각화를 모니터 상에 디스플레이하는 단계를 포함한다.
본 발명에 따라, 척추 융합 방법, 특히 적어도 두 개의 척추골을 융합하는 방법이 또한 제안된다.
적어도 두 개의 척추골을 융합하는 방법은, 예를 들어 액세스 바늘, 판상 나사가 구비된 판상 스크류드라이버, 탭, 및 척추경 스크류드라이버, 및 척추 케이지를 포함한 본 발명에 따라, 수술 키트로 수행될 수 있다.
본 발명에 따른 적어도 두 개의 척추골을 융합하는 방법은,
- 의료 기기의 루멘 내에 탈착식으로 배열되도록 구성되고 적어도 두 개의 로컬라이저를 갖는 센서 캐리어를 제공하는 단계(상기 로컬라이저 각각은 각각의 로컬라이저의 위치 및 배향을 나타내는 센서 신호를 제공하도록 구성됨),
- 작업 채널을 갖는 작업 튜브를 제공하는 단계(상기 작업 튜브는 환자의 신체 내부에 배열되어 두 개의 척추골 사이의 디스크 공간에 대한 후방-측면 액세스를 제공하되, 적어도 추간판 및/또는 주변 신체 조직의 일부가 상기 디스크 공간으로부터 제거되었음),
- 작업 튜브의 작업 채널을 사용해 척추 케이지를 환자의 척추 내에 이식하여 두 개의 척추골 사이의 디스크 공간을 복원하는 단계,
- 센서 캐리어를 액세스 바늘에 삽입하고, 배열된 센서 캐리어를 갖는 액세스 바늘을 척추골의 판상 중 하나로 네비게이션하고, 동시에, 적어도 두 개의 로컬라이저의 위치와 배향을 결정하고, 로컬라이저의 결정된 위치 및 배향을 사용해 모니터 상에서 시각화된 환자 모델에서 액세스 바늘의 원위 팁 중 적어도 위치를 표시하는 단계,
- 액세스 바늘로 척추골 판상을 천공하고, 동시에, 적어도 두 개의 로컬라이저의 위치와 배향을 결정하고, 동시에, 적어도 두 개의 로컬라이저의 위치와 배향을 결정하고, 로컬라이저의 결정된 위치 및 배향을 사용해 모니터 상에서 시각화된 환자 모델에서 액세스 바늘의 원위 팁 중 적어도 위치를 표시하는 단계,
- 센서 캐리어를 액세스 바늘로부터 제거하고, 이어서 센서 캐리어의 로컬라이저 중 적어도 하나가 판상 나사의 원위 팁에 적어도 가깝게 위치하도록 부착된 판상 나사를 갖는 판상 스크류드라이버의 루멘 내에 삽입하는 단계,
- 판상 스크류 및 판상 스크류 드라이버에 배열된 센서 캐리어와 함께 척추골 판상에 판상 스크류를 이식하고, 동시에, 적어도 두 개의 로컬라이저의 위치 및 배향을 결정하고, 로컬라이저의 결정된 위치 및 배향을 사용하여 모니터 상에서 시각화된 환자 모델에서의 판상 나사의 원위 팁의 적어도 위치를 표시하는 단계,
- 센서 캐리어를 스크류드라이버로부터 제거하고, 이후에 센서 캐리어를 액세스 바늘의 루멘 내로 삽입하고, 액세스 바늘을, 배열된 센서 캐리어와 함께 척추골의 척추경 중 하나로 네비게이션하고, 동시에, 상기 적어도 두 개의 로컬라이저의 위치와 배향을 결정하고, 로컬라이저의 결정된 위치와 배향을 사용하여 모니터 상에서 시각화된 환자 모델에서 액세스 바늘의 원위 팁 중 적어도 위치를 표시하는 단계,
- 센서 캐리어를 액세스 바늘로부터 제거하고, 이후에 센서 캐리어를 탭의 루멘 내로 삽입하고, 탭 구멍을 척추골의 척추경으로 태핑하고, 적어도 태핑하는 동안, 적어도 두 개의 로컬라이저의 위치와 배향을 결정하고, 로컬라이저의 결정된 위치와 배향을 사용하여 모니터 상에서 시각화된 환자 모델에서 탭의 원위 팁 중 적어도 위치를 표시하는 단계,
- 센서 캐리어를 탭으로부터 제거하고, 이후에 센서 캐리어를 척추경 나사를 갖는 척추경 스크류드라이버의 루멘 내로 삽입하고, 척추경 나사를 척추골의 척추경 내로 위치시키고, 적어도 나사를 위치시키는 동안, 적어도 두 개의 로컬라이저의 위치와 배향을 결정하고, 로컬라이저의 결정된 위치와 배향을 사용하여 모니터 상에서 시각화된 환자 모델에서 척추경 나사의 원위 팁 중 적어도 위치를 표시하는 단계, 및
- 다른 척추경 나사를 이웃하는 척추골 중 하나에 배치하기 위해 센서 캐리어, 액세스 바늘, 탭 및 다른 척추경 나사가 있는 척추경 스크류드라이버를 사용하고, 두 개의 이웃하는 척추골을 융합시키기 위해 척추골에 배치된 적어도 두 개의 척추경 나사를 로드로 연결하는 단계를 포함한다.
작업 튜브에 작업 채널을 제공하는 단계(상기 작업 튜브는 환자의 신체 내부에 배열되어 두 개의 척추골 사이의 디스크 공간에 대한 후방-측방향 액세스를 제공하되, 추간판 및/또는 주변 신체 조직의 적어도 일부가 디스크 공간으로부터 제거되었음)는, 전술한 바와 같이 본 발명에 따라 추간판 및/또는 주변 신체 조직의 적어도 일부를 제거하는 방법을 수행하는 단계를 포함할 수 있다.
바람직하게는, 케이지를 이식하기 위해, 케이지의 위치는 센서 캐리어의 적어도 두 개의 로컬라이저의 위치 및 배향에 대해 추적되고, 모니터 상에서 시각화된 환자 모델에서 표시된다.
적어도 두 개의 척추골을 융합하는 방법은, 다음에 의해 판상 나사 및 척추경 나사 각각의 적어도 판상 나사 길이 및/또는 척추경 나사 길이를 자동 감지하하는 단계를 추가로 포함할 수 있고, 상기 다음은,
- 적어도 두 개의 로컬라이저가 스크류드라이버의 길이 방향 축을 따라 서로 일정 거리에 배열되도록, 부착된 골 나사를 갖는 스크류드라이버의 루멘 내에 센서 캐리어를 배열하는 단계,
- 적어도 두 개의 로컬라이저의 위치 및 배향에 기초하여, 나사의 원위 팁과 두 개의 로컬라이저 중 적어도 하나의 위치 사이의 거리를 결정하는 단계, 및
- 결정된 거리에 기초하여, 나사의 길이를 자동 감지하는 단계이다.
판상 나사 및 척추경 나사 중 적어도 판상 나사 길이 및/또는 척주경 나사 길이를 각각 자동 감지하는 것은, 전술한 의료 기기 식별 설정의 교정 유닛으로 수행될 수 있다.
특히, 판상 나사 및 척추경 나사의 적어도 판상 나사 길이 및/또는 척추경 나사 길이가 자동 감지되는 경우, 적어도 두 개의 척추골을 융합하는 방법은, 나사를 식별하기 위해 미리 정의된 복수의 나사 유형 중 하나에 결정된 나사 길이를 할당하는 추가 단계를 포함할 수 있다. 나사를 식별하기 위해, 미리 정의된 복수의 나사 유형 중 하나에 결정된 나사 길이를 할당하는 것은, 예를 들어 전술한 바와 같은 의료 기기 식별 설정의 의료 기기 식별 유닛으로 수행될 수 있다. 예를 들어, 다양하게 상이한 사전 교정 센서 캐리어, 예를 들어 상이한 길이, 로컬라이저의 상이한 배열, 또는 상이한 수의 로컬라이저를 갖는 센서 캐리어를 사용함으로써, 상이한 나사 유형 사이를 구별하는 것이 가능하다. 바람직하게는, 다양하게 상이한 사전 교정 센서 캐리어의 센서 캐리어는, 이러한 센서 캐리어를 이용해 다양한 복수의 나사 사전 세트 중 특정 나사 사전 세트의 나사만 교정 가능하도록 구성될 수 있다. 다양하게 상이한 사전 교정 센서 캐리어의 다른 센서 캐리어는, 이러한 센서 캐리어를 이용해 다양한 복수의 나사 사전 세트 중 다른 하나의 나사 사전 세트의 나사만 교정 가능하도록 구성될 수 있다. 이에 따라, 나사 사전 세트가 교정될 수 있는 다양하게 상이한 사전 교정 센서 캐리어의 센서 캐리어를 결정함으로써, 나사 사전 세트를 식별하는 것이 가능하다.
따라서, 의료 기기 식별 설정의 의료 기기 식별 유닛은, 나사의 사전 세트의 의료용 나사가 교정 유닛에 의해 교정 장치 상에서 교정될 수 있는 다양하게 상이한 사전 교정 센서 캐리어의 센서 캐리어를 결정함으로써, 의료용 나사를 식별하도록 구성될 수 있다.
적어도 두 개의 척추골을 융합하는 방법의 일부 변형예에서, 센서 캐리어의 적어도 두 개의 로컬라이저는 센서 캐리어의 원위 팁에 가깝게 배열되고, 센서 캐리어는, 센서 캐리어의 근위 말단을 향해 적어도 두 개의 로컬라이저까지의 거리에 배열되는 적어도 제3 로컬라이저를 포함한다. 센서 캐리어가 적어도 제3 로컬라이저를 포함하는 경우, 적어도 두 개의 척추골을 융합하는 방법은, 바람직하게는, 로컬라이저의 결정된 위치 및 배향에 기초하여 적어도 두 개의 로컬라이저 중 적어도 하나와 적어도 제3 로컬라이저 사이에 둘러싸이는 굽힘 각도를 계산함으로써, 센서 캐리어가 루멘 내에 배열된 액세스 바늘의 굽힘을 결정하는 추가 단계를 포함한다.
특히, 적어도 두 개의 척추골을 융합하는 방법 내에서, 적어도 두 개의 로컬라이저 중 적어도 하나와 적어도 제3 로컬라이저 사이에 포함된 굽힘 각도가 계산되는 경우에, 방법은, 계산된 각도에 따라, 굽힘 상태에서 모니터 상의 액세스 바늘의 적어도 일부의 디지털 표현을 시각화하는 단계를 포함할 수 있다.
다음에서, 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 구현예가 설명된다. 도면 중,
도 1은 위치 감지 시스템에 의료 기기를 연결하기 위한 센서 캐리어를 개략적으로 나타낸다.
도 2는 센서 캐리어 및 교정 장치를 포함한 의료 기기 식별 설정을 개략적으로 나타낸다.
도 3은 센서 캐리어를 갖는 의료 기기를 개략적으로 나타내며, 의료 기기는 교정 장치와 접촉한다.
도 4는 도 3에 개략적으로 도시된 바와 같이 센서 캐리어의 로컬라이저, 의료 기기 및 교정 장치의 기하학적 배열을 나타낸다.
도 5는 부착된 척추경 나사 및 센서 캐리어가 스크류드라이버 및 척추경 나사의 루멘 내에 배열되는 스크류드라이버를 개략적으로 나타내며, 척추경 나사는 교정 장치와 접촉한다.
도 6은 도 5에 개략적으로 도시된 바와 같이 센서 캐리어의 로컬라이저, 스크류드라이버 및 교정 장치의 기하학적 배열을 나타낸다.
도 7은 의료 기기를 자동으로 식별하기 위한 방법을 나타낸 흐름도를 나타낸다.
도 8은 최소 침습성 척추 수술을 수행하기 위한 수술 키트를 개략적으로 나타낸다.
도 9는 추간판 및/또는 주변 신체 조직의 적어도 일부를 제거하는 방법을 나타낸 흐름도를 나타낸다.
도 10은 적어도 두 개의 척추골을 융합하는 방법을 나타낸 흐름도를 나타낸다.
도 1은 위치 감지 시스템에 의료 기기를 연결하기 위한 센서 캐리어(100)를 개략적으로 나타낸다. 의료 기기를 위치 감지 시스템에 연결하기 위해, 센서 캐리어(100)는 의료 기기의 루멘 내에 삽입될 수 있다. 센서 캐리어(100)가 의료 기기의 루멘 내에 배열되는 경우, 네비게이션 시술이 수행될 수 있고, 예를 들어 환자의 신체 내에서 의료 기기의 위치가 추적되고 모니터 상에 디스플레이될 수 있다. 네비게이션 시술을 완료한 후, 다른 의료 기기를 위치 감지 시스템에 연결하기 위해, 센서 캐리어를 의료 기기의 루멘에서 제거하여 다른 의료 기기의 루멘에 삽입할 수 있다.
센서 캐리어(100)는 원위 말단(102) 및 근위 말단(104)을 갖는다. 센서 캐리어(100)는 센서 캐리어(100)의 길이를 따라 배열되는 세 개의 로컬라이저(106, 108, 110)를 포함한다. 로컬라이저(106, 108, 110) 각각은, 각각의 로컬라이저(106, 108, 110)의 위치 및 배향을 나타내는 센서 신호를 제공하도록 구성된다. 예를 들어, 로컬라이저(106, 108, 110)의 각각은, 배열된 센서 캐리어(100)를 갖는 의료 기기를 전자기 위치 감지 시스템에 연결하기 위해, 적어도 하나의 센서 코일을 포함할 수 있다.
센서 캐리어의 근위 말단(102)에 가깝게, 세 개의 로컬라이저의 제1 로컬라이저(106)가 배열된다. 세 개의 로컬라이저 중 제2 로컬라이저(108)는, 제1 로컬라이저(106)로부터 센서 캐리어(100)의 근위 말단(104)을 향하는 거리에 배열된다. 센서 캐리어(100)는, 제1 및 제2 로컬라이저(106, 108)로부터 센서 캐리어의 근위 말단(104)을 향해 일정 거리에 배열되는 제3 로컬라이저(110)를 추가로 포함한다. 세 개의 로컬라이저 중 제3 로컬라이저(110)는 선택적이고 센서 캐리어(100)의 대안적인 구현예에 존재하지 않는다.
세 개의 로컬라이저(106, 108, 110)를 갖는 센서 캐리어(100)는, 의료 기기에 특징적인 각도를 갖는 의료 기기를 식별하는 데 특히 적합하다. 바람직하게는, 의료 기기의 각도를 계산하기 위해, 의료 기기의 각도가 제3 로컬라이저(110)와 제1 및 제2 로컬라이저(106, 108) 사이에 위치하도록, 센서 캐리어(100)가 의료 기기의 루멘 내에 배열된다. 로컬라이저(106, 108, 110)에 대해 각각 결정된 위치 및 배향으로부터, 의료 기기의 각도가, 예를 들어 의료 기기 식별 설정의 교정 유닛으로 계산될 수 있고, 의료 기기 식별 설정의 의료 기기 식별 유닛에 의해 사용되어 센서 캐리어(100)가 그 루멘 내에 배열된 의료 기기를 식별할 수 있다.
센서 캐리어(100)는, 센서 캐리어(100)의 원위 말단(102)으로부터 근위 말단(104)까지 연장되고 세 개의 로컬라이저(106, 108, 110)를 둘러싸는 하이포 튜브(112)를 추가로 포함한다. 하이포 튜브(112)는, 센서 캐리어(100)에 기계적 안정성을 제공하고 로컬라이저(106, 108, 110)를 외부 영향으로부터 보호하도록 구성된다.
도 2는 의료 기기 식별 설정(200)을 개략적으로 나타내고, 이는 센서 캐리어(202), 교정 장치(204), 위치 감지 시스템(206), 교정 유닛(208), 및 의료 기기 식별 유닛(210)을 포함한다.
센서 캐리어(202)는, 도 1을 참조하여 설명된 센서 캐리어와 동일한 방식으로 구성될 수 있다. 특히, 센서 캐리어(202)는 적어도 두 개의 로컬라이저(미도시)를 가지며, 바람직하게는 센서 캐리어의 근위 말단에 가깝게 배열되는 적어도 제3 로컬라이저를 선택적으로 가질 수 있다. 로컬라이저는 각각, 각각의 로컬라이저의 위치 및 배향을 나타내는 센서 신호를 제공하도록 구성된다. 센서 캐리어(202)는, 의료 기기를 위치 감지 시스템(206)에 연결하기 위한 의료 기기의 루멘 내에 탈착식으로 배열되도록 구성된다.
센서 캐리어(202)는, 케이블(203)을 통해 위치 감지 시스템(206)에 연결된다. 의료 기기 식별 설정(200)의 일부 구현예에서, 위치 감지 시스템(206)에 무선으로 연결될 수 있는 센서 캐리어가 제공된다. 케이블(203)을 통해, 센서 캐리어(202)의 로컬라이저에 의해 제공된 센서 신호가 위치 감지 시스템(206)에 전송될 수 있다. 위치 감지 시스템(206)은, 수신된 센서 신호로부터 위치 감지 시스템의 좌표계(212) 내의 센서 캐리어(202)의 로컬라이저의 위치 및 배향을 결정하도록 구성된다.
예를 들어, 위치 감지 시스템(206)은, 교번 전자기장을 발생시키기 위한 필드 생성기를 갖는 전자기 위치 감지 시스템일 수 있다. 센서 캐리어의 로컬라이저의 위치 및 배향을 결정하기 위해, 로컬라이저는 바람직하게는 하나 이상의 센서 코일을 포함한다. 교번 전자기장에 노출되는 경우에, 교번 전자기장에서 각각의 센서 코일의 위치 및 배향에 따라 달라지는 전압이 코일 각각에 유도된다. 유도된 전압을 나타내는 센서 신호는 각각의 센서 코일로부터 태핑되고, 센서 코일의 위치와 배향을 각각 결정하기 위해 위치 감지 시스템으로 전송될 수 있다.
의료 기기 식별 설정(200)의 교정 장치(204)는, 위치 감지 시스템의 좌표계(212)에서의 위치와 배향이 위치 감지 시스템(206)에 의해 결정될 수 있도록 구성된다. 예를 들어, 교정 장치(204)는, 좌표가 위치 감지 시스템의 좌표계(212)에 알려진 위치에 배열될 수 있다. 또한, 교정 장치(204)는, 위치 및 배향이 위치 감지 시스템(206)으로 직접 결정될 수 있는 하나 이상의 로컬라이저가 장착되는 것이 가능하다. 바람직하게는, 교정 장치(204)는, 교정 장치의 위치 및 배향을 나타내는 센서 신호를 위치 감지 시스템에 전송하기 위해, 위치 감지 시스템(206)에 연결된다.
위치 감지 시스템(206)은, 로컬라이저의 결정된 위치 및 배향을 제공하기 위해, 교정 유닛(208)에 연결된다. 교정 유닛(208)은, 의료 기기의 팁과 센서 캐리어의 로컬라이저 중 적어도 하나 사이의 거리를 계산함으로써, 센서 캐리어(202)가 루멘 내에 배열된 의료 기기를 교정하도록 구성된다. 교정 유닛(208)은, 위치 감지 시스템의 좌표계(212)에 알려진 교정 장치(204)의 위치 및 배향, 및 위치 감지 시스템(206)에 의해 결정된 바와 같이 센서 캐리어의 로컬라이저 중 적어도 하나의 위치 및 배향을 사용하도록 구성된다. 바람직하게는, 교정 유닛은, 의료 기기의 팁이 교정 장치(204)와 접촉하는지 여부를 결정하도록 구성된다. 바람직하게는, 교정 유닛은, 의료 기기의 팁과 교정 장치(204) 사이의 접촉 순간에, 위치 감지 시스템(206)을 이용해 결정된 센서 캐리어의 로컬라이저 중 적어도 하나의 위치 및/또는 배향을 사용하도록 구성된다.
의료 기기의 팁과 센서 캐리어의 로컬라이저 중 적어도 하나 사이의 거리가 의료 기기의 루멘의 길이에 대해 특징적이기 때문에, 계산 거리로부터 루멘의 길이가 유도될 수 있다. 또한, 의료 기기의 루멘 길이가 의료 기기 자체에 대해 특징적이기 때문에, 의료 기기의 루멘의 결정된 길이는, 센서 캐리어(202)가 그 루멘 내에 배열된 의료 기기를 자동 식별하는 데 사용될 수 있다.
센서 캐리어(202)가 루멘 내에 배열된 의료 기기를 식별하기 위해, 의료 기기 식별 설정(200)은, 의료 기기 팁과 센서 캐리어의 로컬라이저 중 적어도 하나 사이의 계산된 거리를 얻기 위해, 교정 유닛(208)에 연결된 의료 기기 식별 유닛(210)을 포함한다. 의료 기기 식별 유닛(210)은, 교정 유닛(208)에 의해 계산된 바와 같이, 의료 기기의 팁과 센서 캐리어의 로컬라이저 중 적어도 하나 사이의 거리로부터 적어도 의료 기기의 루멘의 길이를 결정하도록 구성된다. 의료 기기 식별 유닛(210)은 의료 기기를 식별하기 위해, 의료 기기의 루멘의 결정 길이를 사용하도록 구성된다. 의료 기기 식별 유닛(210)은 루멘의 길이에 대해 대안적으로 또는 추가적으로, 센서 캐리어가 의료 기기의 루멘 내에 배열될 경우에, 의료 기기의 각도가 위치하는 적어도 두 개의 로컬라이저의 위치 및 배향으로부터 교정 유닛(208)에 의해 계산된 의료 기기의 각도를 사용하도록 구성될 수 있다. 의료 기기를 식별하기 위해, 의료 기기 식별 유닛(210)은, 교정 유닛(208)에 의해 계산된 거리 및 의료 기기의 각도를, 의료 기기 식별 유닛(210)에 의해 액세스될 수 있거나 이의 일부인 데이터베이스에 포함된 복수의 의료 기기의 다양한 길이 및/또는 각도와, 비교하도록 구성될 수 있다.
도 3은 센서 캐리어(302)를 갖는 의료 기기(300)를 개략적으로 나타낸다. 의료 기기의 팁(304)은 교정 장치(306)와 접촉한다. 의료 기기(300)는, 의료 기기의 근위 말단으로부터 원위 말단까지 연장되는 루멘(308)을 갖는다. 루멘(308) 내에 센서 캐리어(302)가 배열된다. 센서 캐리어(302)는 두 개의 로컬라이저(310, 312)를 포함하고, 두 개의 로컬라이저 중 제1 로컬라이저(310)가 센서 캐리어(302)의 원위 말단(314)에 배열되고, 제2 로컬라이저(312)가 제1 로컬라이저(310)로부터 센서 캐리어의 근위 말단(316)을 향해 일정 거리에 배열된다.
센서 캐리어의 원위 말단 영역에 배열된 두 개의 로컬라이저를 갖는 것이 유리하는데, 이는 물리적 의료 기기의 길이 방향 축에 대한 의료 기기의 가상 길이 방향 축의 참값을 결정하는 것을 용이하게 하기 때문이다. 가상 길이 방향 축은 센서 캐리어의 원위 말단으로부터 의료 기기의 원위 말단까지 외삽되어, 의료 기기의 원위 말단의 위치를 결정할 수 있다. 의료 기기의 가상 길이 방향 축은, 또한 모니터 상에서 단면 이미지로 디스플레이될 수 있다. 예를 들어, 의료 기기로 넓은 거리, 예를 들어 5 내지 15 cm의 해부학적 타겟을 조준할 경우에, 가상 길이 방향 축을 모니터 상에 단면 이미지로 디스플레이하는 것이 중요하다. 예를 들어, 액세스 바늘의 정확하게 디스플레이된 가상 길이 방향 축을 사용하여, 외과의는 바늘의 위치와 배향을 평가하여 바늘을 타겟 위치로 신뢰성 있게 네비게이션할 수 있다.
하나의 로컬라이저가 5 DOF 센서를 구현하는 경우, 가상 길이 방향 축은 위치 감지 시스템 및/또는 교정 유닛에 의해 결정될 수도 있다. 그러나, 하나의 5 DOF 센서를 사용하여 의료 기기의 가상 길이 방향 축을 결정하는 것은, 일반적으로 코일의 각도 오차, 센서 캐리어 내부의 물리적 정렬에 의해 도입된 오차, 및 기기 내부의 센서 캐리어의 물리적 정렬에 의해 도입된 오차를 받는다. 이는 4° 내지 5°의 각도 오차를 초래할 수 있다.
유리하게는, 5 DOF 센서를 각각 구현하는 두 개의 로컬라이저를 사용하여, 예를 들어 센서 코일을 사용하는 경우에, 각도 오차를 오직 양 센서 코일의 위치 오차로 감소시키는 것이 가능하다. 센서 코일을 서로로부터 100 mm 이격시키고, 1 mm 미만의 위치 오차를 갖는다면, 각도 오차를 1° (tan(1/100)) 미만으로 감소시키는 것이 가능하다.
센서 캐리어(302)의 길이는, 센서 캐리어의 원위 말단(314)과 의료 기기의 팁(304) 사이에 0이 아닌 거리가 존재하도록, 의료 기기(300)의 길이보다 짧다. 거리는 의료 기기에 특징적이며, 의료 기기의 루멘(308) 길이를 결정하는 데 사용될 수 있다. 의료 기기의 루멘(308)의 길이가 의료 기기(300) 자체에 특징적이기 때문에, 의료 기기의 루멘(308)의 길이에 의해서, 배열된 센서 캐리어(302)를 갖는 의료 기기(300)가 식별될 수 있다.
의료 기기(300)는, 예를 들어 의료 기기(300)를 가이드와이어 위로 전진시키기 위해, 제공된 루멘(308)을 갖는 의료 기기일 수 있다. 예를 들어, 의료 기기(300)는 액세스 바늘, 가이드 로드, 작업 튜브, 탭, 풍선 확장 장치, 또는 스크류드라이버일 수 있다.
센서 캐리어(302)는, 도 1을 참조하여 설명된 센서 캐리어 또는 도 2를 참조하여 설명된 센서 캐리어와 동일한 방식으로 구성될 수 있다. 특히, 센서 캐리어(302) 및 교정 장치(306)는 의료 기기 식별 설정, 예를 들어 도 2를 참조하여 설명된 의료 기기 식별 설정의 요소일 수 있다.
도 4는, 도 3을 참조하여 설명된 바와 같이, 센서 캐리어의 로컬라이저(310, 316), 의료 기기 및 교정 장치(306)의 기하학적 배열을 가리킨다.
두 개의 로컬라이저(310, 316)는, 의료 기기(300)의 길이 방향 축(400)을 따라 서로에 대해 일정 거리에 배열된다.
의료 기기(300)를 자동으로 식별하기 위해, 예를 들어 도 2를 참조하여 설명된 바와 같은 교정 유닛에 의해, 센서 캐리어의 원위 말단에 가깝게 배열된 교정 장치(306)와 로컬라이저(310) 사이의 거리(402)가 계산된다. 거리(402)를 계산하기 위해, 바람직하게는, 예를 들어 의료 기기 식별 설정의 위치 감지 시스템에 의해 결정된 바와 같이, 로컬라이저(310)의 위치 및 배향 그리고 교정 장치(306)의 위치 및 배향을 사용할 수 있다.
특히, 로컬라이저(310)의 위치 및 배향은, 의료 기기의 팁이 교정 장치(306)와 접촉하고 거리(402)를 계산하는 데 사용될 경우에 결정될 수 있다. 유리하게는, 의료 기기의 팁이 교정 장치(306)와 접촉하면, 의료 기기의 팁의 위치는, 교정 장치(306)의 위치 및 배향으로부터 직접적으로 결정될 수 있다.
제2 로컬라이저(312)의 위치 및 배향은, 계산된 거리(402)에 대한 타당성 확인을 수행하기 위한 기준으로서 사용될 수 있다. 제1 로컬라이저(310) 및 제2 로컬라이저(312)의 위치 및 배향은, 또한 센터링 오차 및/또는 위치 설정 오차 및/또는 각도 오차를 계산하기 위해 사용될 수 있다. 계산된 센터링 오차 및/또는 위치 설정 오차 및/또는 각도 오차는, 교정 장치와 로컬라이저(310) 사이의 거리(402)를 계산할 경우에 교정 유닛에 의해 보상될 수 있다. 따라서, 교정 장치와의 개선된 정확도로, 교정 장치(306)와 로컬라이저(310) 사이의 거리(402)를 계산하는 것이 가능하다.
교정 장치(306)와 로컬라이저(310) 사이의 거리(402)를 계산하면, 거리(402)는, 의료 기기(300) 자체가 식별될 수 있는 것에 기초하여 의료 기기의 루멘(308) 길이를 결정하는 데 사용될 수 있다.
도 3에 나타낸 바와 같이, 도 5에서, 센서 캐리어가 배열된 의료 기기가 개략적으로 나타나 있으며, 의료 기기는 교정 장치와 접촉하고 있다.
도 5에서, 의료 기기는, 의료용 나사(502), 예를 들어 골 나사, 바람직하게는 척추경 나사가 부착된 스크류드라이버(500)이다.
루멘(504)은, 스크류드라이버의 근위 말단(506)으로부터 의료용 나사의 원위 말단(508)까지 연장된다. 루멘(508) 내에 센서 캐리어(510)가 배열된다. 센서 캐리어(510)는 두 개의 로컬라이저(512, 514)를 포함하되, 제1 로컬라이저(512)는 센서 캐리어의 원위 말단(516)에 가깝게 배열되고, 제2 로컬라이저는 제1 로컬라이저(516)로부터 센서 캐리어의 근위 말단(518)을 향해 일정 거리에 배열된다. 센서 캐리어(510)는, 도 1을 참조하여 설명되거나 도 2를 참조하여 설명된 센서 캐리어와 동일한 방식으로 구성될 수 있다.
의료용 나사(502)는 의료용 나사(502)에 특징적인 길이(520)를 갖는다. 따라서, 나사의 길이를 결정함으로써, 나사 길이에 기초하여 의료용 나사(502) 자체가 식별될 수 있다.
그의 원위 말단(506)에 의해, 의료용 나사(502)는, 예를 들어 도 2를 참조하여 설명된 바와 같이, 예를 들어 의료 기기 식별 설정의 교정 유닛과 함께, 스크류드라이버(500)를 교정하기 위해 교정 장치(522)와 접촉한다. 스크류드라이버를 교정하는 단계는, 도 6에 도시된 바와 같이 교정 장치(522)와 제1 로컬라이저(512) 사이의 거리(600)를 결정하는 단계를 포함한다.
도 6은, 도 5에 개략적으로 도시된 바와 같이 센서 캐리어의 로컬라이저(512, 514), 스크류드라이버 및 교정 장치(522)의 기하학적 배열을 가리킨다. 로컬라이저(512, 514)는 스크류드라이버의 길이 방향 축(602)을 따라 배열된다. 특히, 제1 로컬라이저(512)의 위치 및 배향은, 제1 로컬라이저(512)와 의료용 나사의 원위 말단(506) 사이의 거리에 대응하는, 교정 장치에 대한 거리(600)를 계산하기 위해 사용된다.
거리(600)는 의료용 나사(502)의 길이에 대해 특징적이다. 따라서, 결정된 거리(600)는 의료용 나사(502)를 자동 식별하는 데 사용될 수 있다. 예를 들어, 결정된 거리(600)에 기초하여 의료용 나사(502)를 식별하기 위해, 스크류드라이버(500)의 길이 및 센서 캐리어(510)의 길이가 사용될 수 있다. 또한, 서로에 대한 로컬라이저의 위치가 고정되는 것이 이용될 수 있다. 바람직하게는, 제1 로컬라이저(512)는 센서 캐리어의 원위 말단에 가깝게 배열되어, 제1 로컬라이저의 위치와 배향을 결정함으로써 센서 캐리어의 원위 말단의 위치 및 배향이 얻어질 수 있도록 한다.
교정 장치(522) 및 센서 캐리어(510)는 의료 기기 식별 설정의 요소, 특히 도 2를 참조하여 설명된 바와 같은 의료 기기 식별 설정의 요소일 수 있다.
도 7은 의료 기기를 자동으로 식별하기 위한 방법을 나타낸 흐름도를 나타낸다.
초기에, 의료 기기의 루멘 내에 탈착식으로 배열되도록 구성되는 센서 캐리어가 제공된다(단계 S1). 센서 캐리어는 적어도 두 개의 로컬라이저를 갖는다. 로컬라이저는 각각, 각각의 로컬라이저의 위치 및 배향을 나타내는 센서 신호를 제공하도록 구성된다. 센서 캐리어는 도 1을 참조하거나 도 2를 참조하여 설명된 바와 같은 센서 캐리어, 또는 도 3 또는 도 5를 참조하여 설명된 바와 같은 센서 캐리어일 수 있다.
교정 장치가 제공되며(단계 S2), 그 위치 및 배향은 위치 감지 시스템의 좌표계에 공지되어 있다. 예를 들어, 교정 장치는, 좌표가 위치 감지 시스템의 좌표계에 알려진 위치에 배열될 수 있다. 또한, 교정 장치는, 교정 장치의 위치 및 배향을 나타내는 센서 신호를 제공하도록 구성된 하나 이상의 로컬라이저를 포함하는 것이 가능하다.
센서 캐리어는 의료 기기의 루멘 내에 삽입된다(단계 S3). 루멘을 갖는 의료 기기는, 예를 들어 카테터, Jamshidi 바늘, 탭, 골 나사, 예를 들어 척추경 나사가 부착된 스크류드라이버일 수 있고, 이는 스크류드라이버와 함께 환자의 뼈 또는 다른 캐뉼라형 의료 기기에 배치될 수 있다. 삽입 후, 센서 캐리어는 의료 기기의 루멘 내에 제거 가능하게 배열되고, 따라서, 의료 기기로 작업을 완료한 후 제거될 수 있고, 다른 의료 기기를 위치 감지 시스템에 연결하는 데 사용될 수 있다.
적어도 두 개의 로컬라이저의 위치 및 배향은 제공된 센서 신호로부터 결정된다(단계 S4). 예를 들어, 로컬라이저는 하나 이상의 센서 코일을 포함할 수 있고, 이의 위치는, 교번 전자기장을 발생시키기 위해 필드 발생기를 갖는 전자기 위치 감지 시스템으로 결정될 수 있다. 발생된 전자기장에 노출될 경우에, 센서 코일의 위치 및 배향을 나타내는 전압이 유도된다. 유도된 전압을 나타내는 태핑 센서 신호로부터, 센서 코일의 위치 및 배향은, 위치 감지 시스템의 좌표계 내의 위치 감지 시스템에 의해 결정될 수 있다.
교정 장치와 두 개의 로컬라이저 중 적어도 하나 사이의 거리는, 의료 기기를 교정하기 위한 로컬라이저의 결정된 위치와 배향에 기초하여 계산된다(단계 S5). 바람직하게는, 거리는, 의료 기기의 팁이 교정 장치와 접촉하는 경우에 결정된 로컬라이저의 위치 및 배향에 기초하여, 계산된다.
그 다음, 단계 S6에서, 의료 기기의 루멘 길이는 적어도 계산된 거리로부터 결정된다. 특히, 교정 장치와 두 개의 로컬라이저 중 적어도 하나 사이의 거리는, 의료 기기의 루멘 길이에 대해, 따라서 의료 기기 자체에 대해 특징적이다.
이어서, 단계 S7에서, 적어도 결정된 루멘의 길이는, 센서 캐리어가 루멘 내에 배열되는 의료 기기를 자동 식별하기 위해 사용된다. 또한, 의료 기기의 근위 말단을 지나 연장되는 센서 캐리어의 섹션의 길이 및/또는 의료 기기의 각도가, 의료 기기를 식별하는 데 사용될 수 있다. 의료 기기를 식별하기 위해, 루멘의 결정된 길이는 상이한 의료 기기, 예를 들어 수술 중에 사용되는 수술 키트의 의료 기기의 루멘 길이를 나타내는 데이터베이스의 입력 항목과 비교될 수 있다.
예를 들어, 의료 기기 식별 설정에 의해 의료 기기가 자동 식별되는 경우, 설정, 예를 들어 모니터 상에 의료 기기를 디스플레이하는 모드가 그에 따라 조정될 수 있다.
상기 방법은 의료 기기 식별 설정, 특히 도 2를 참조하여 설명된 의료 기기 식별 설정으로 수행될 수 있다.
도 8은 최소 침습성 척추 수술을 수행하기 위한 수술 키트(800)를 개략적으로 나타낸다.
수술 키트(800)는, 위치 감지 시스템(802), 위치 감지 시스템(802)에 작동 가능하게 연결되는 센서 캐리어(804), 및 센서 캐리어(804)가 위치 감지 시스템(802)에 각각의 의료 기기를 연결하도록 배열될 수 있는 루멘(806)을 각각 갖는 복수의 의료 기기를 포함한다.
센서 캐리어(804)는, 복수의 의료 기기(806) 중 하나의 의료 기기의 루멘 내에 탈착식으로 배열되도록 구성된다. 센서 캐리어(804)는 적어도 두 개의 로컬라이저를 가지며, 로컬라이저 각각은, 각각의 로컬라이저의 위치 및 배향을 나타낸 센서 신호를 제공하도록 구성된다. 센서 캐리어(802)는, 도 1을 참조하여 설명된 센서 캐리어 또는 도 3 또는 도 5를 참조하여 설명된 센서 캐리어와 동일한 방식으로 구성될 수 있다. 특히, 센서 캐리어는, 센서 캐리어의 근위 말단에 또는 이에 적어도 가깝게 배열되는, 적어도 제3 로컬라이저를 가질 수 있다.
위치 감지 시스템(802)은, 위치 감지 시스템의 좌표계에서 각각 제공된 센서 신호로부터 로컬라이저의 위치 및 배향을 감지하도록 구성된다. 바람직하게는, 전자기 위치 감지 시스템이 사용되고, 센서 캐리어의 로컬라이저는 센서 코일을 구비한다.
유리하게는, 수술 키트(800)는, 바람직하게는 도 2를 참조하여 설명된 바와 같은 의료 기기 식별 설정과 함께, 의료 기기 식별 설정을 포함하거나 이와 조합하여 사용될 수 있다. 도 2를 참조하여 설명된 바와 같이 의료 기기 식별 설정과 조합하여 수술 키트(800)를 사용하는 경우, 수술 키트의 위치 감지 시스템(802) 및 센서 캐리어(804)는, 또한 각각 의료 기기 식별 설정의 위치 감지 시스템 및 센서 캐리어일 수 있다.
센서 캐리어(804)가 각각의 의료 기기를 위치 감지 시스템(802)에 연결하기 위해 탈착식으로 배열될 수 있는 루멘을 갖는 복수의 의료 기기(806)의 의료 기기는, 예를 들어 액세스 바늘, 가이드 로드, 작업 튜브, 리머, 내시경, 판상 나사를 갖는 판상 스크류드라이버, 탭, 또는 척추경 스크류드라이버일 수 있다.
수술 키트(800)가 액세스 바늘, 가이드와이어, 가이드 로드, 적어도 하나의 확장 튜브, 작업 튜브, 리머, 내시경, 및 내시경의 작업 채널 내부에 배열되고 추간판 및/또는 주변 신체 조직의 적어도 일부를 제거하기 위한 의료 기기를 포함하는 경우, 수술 키트(800)는, 도 9를 참조하여 설명된 바와 같이 추간판 및/또는 주변 신체 조직의 적어도 일부를 제거하는 방법을 수행하는데 특히 적합하다.
센서 캐리어(804)가 각각의 의료 기기를 위치 감지 시스템에 연결하기 위해 탈착식으로 배열될 수 있는 루멘을 갖는 복수의 의료 기기(806)의 의료 기기는, 액세스 바늘, 판상 나사를 갖는 판상 스크류드라이버, 탭, 또는 척추경 스크류드라이버일 수 있고, 특히 적합하다. 수술 키트(800)가 액세스 바늘, 판상 나사를 갖는 판상 스크류드라이버, 탭, 및 척추 스크류드라이버, 및 척추 케이지를 포함하는 경우, 수술은 도 10을 참조하여 설명된 바와 같이 적어도 두 개의 척추골을 융합하는 방법을 수행하기에 특히 적합하다.
도 9는 추간판 및/또는 주변 신체 조직의 적어도 일부를 제거하는 방법을 나타낸 흐름도를 나타낸다.
초기에, 의료 기기의 루멘 내에 탈착식으로 배열되도록 구성되고 적어도 두 개의 로컬라이저를 갖는 센서 캐리어가 제공되고(단계 M1), 상기 로컬라이저 각각은 각각의 로컬라이저의 위치 및 배향을 나타내는 센서 신호를 제공하도록 구성된다.
센서 캐리어는 액세스 바늘의 루멘 내로 삽입된다(단계 M2).
이어서, 배열된 센서 캐리어를 갖는 액세스 바늘은 교정 장치 상에서 교정된다(단계 M3),
그 후, 배열된 센서 캐리어를 갖는 액세스 바늘은, 환자의 신체 내부에서 척추의 척추골까지 네비게이션되고, 동시에, 센서 신호로부터 적어도 두 개의 로컬라이저의 위치와 배향이 결정된다(단계 M4). 또한, 액세스 바늘의 팁 중 적어도 위치는, 로컬라이저의 결정된 위치 및 배향을 사용하여 모니터 상에서 시각화된 환자 모델에서 표시된다.
척추의 척추골에 도달한 센서 캐리어는, 액세스 바늘의 루멘으로부터 제거되고, 이어서 가이드와이어가 액세스 바늘의 루멘 내에 삽입된다(단계 M5).
후속 단계(단계 M6)에서, 액세스 바늘은 가이드와이어로부터 제거되어 가이드와이어만이 환자의 신체 내부에 유지된다.
그 다음, 센서 캐리어는 가이드 로드의 루멘 내에 삽입되고, 가이드 로드는 교정 장치 상에서 교정된다(단계 M7).
그 다음, 센서 캐리어가 가이드 로드로부터 제거되고, 가이드 로드를 가이드와이어 위로 척추골의 후관절까지 전진시킨다(단계 M8).
척추골의 후관절에 도달한 가이드와이어는, 가이드 로드로부터 제거되고, 바람직하게는, 후관절에 가까워지고 증가된 저항에 의해 표시될 경우에, 센서 캐리어가 가이드 로드 내에 삽입된다(단계 M9). 동시에, 적어도 두 개의 로컬라이저의 위치 및 배향이 결정된다. 가이드 로드의 원위 팁 중 적어도 위치는, 로컬라이저의 결정된 위치 및 배향을 사용하여 모니터 상에서 시각화된 환자 모델에 표시되어 있다.
이어서, 센서 캐리어는 가이드 로드로부터 제거된다(단계 M10).
센서 캐리어를 가이드 로드로부터 제거한 후, 적어도 하나의 확장 튜브는 가이드 로드 위로 전진되며, 확장 튜브는 척추골에 대한 액세스 경로를 확장시키도록 구성된다(단계 M11).
그 후, 센서 캐리어는 작업 튜브의 루멘 내로 삽입되고(단계 M12), 원위 말단에서 작업 튜브는, 원위 말단에서 작업 튜브가 환자의 뼈에 고정될 수 있도록 형상화된다.
센서 캐리어가 작업 튜브의 루멘 내에 배열된 상태에서, 작업 튜브는 교정 장치 상에서 교정되고, 그 후에 센서 캐리어가 작업 튜브로부터 제거된다(단계 M13).
그 다음, 배열된 센서 캐리어를 갖는 작업 튜브를 팽창 튜브 위로 척추까지 전진시킨다(단계 M14).
후속하여, 작업 튜브가 후관절에 가깝고 증가된 저항으로 표시될 경우에, 바람직하게는 가이드 로드 및 확장 튜브가 제거된다(단계 M15).
그 다음, 센서 캐리어를 작업 튜브에 삽입하고, 작업 튜브를 원위 말단으로 척추골에 고정시킨다(단계 M16). 동시에, 적어도 두 개의 로컬라이저의 위치 및 배향이 결정되고, 작업 튜브의 원위 팁 중 적어도 위치는, 로컬라이저의 결정된 위치 및 배향을 사용하여 모니터 상에서 시각화된 환자 모델에서 표시된다.
작업 튜브를 척추골에 고정시킨 센서 캐리어를 작업 튜브의 루멘으로부터 제거하여 의료 기기의 삽입을 위한 작업 채널을 제공한다(단계 M17).
이어서, 센서 캐리어는 내시경과 함께 리머 루멘 내로 삽입된다. 그런 다음, 센서 캐리어 및 내시경이 있는 리머를 작업 튜브의 작업 채널에 삽입한다. 리머는 중추 신경계에 대한 후방-측방향 액세스를 생성하는 데 사용된다(단계 M18). 동시에, 적어도 두 개의 로컬라이저의 위치 및 배향이 결정되고, 리머의 원위 팁 중 적어도 위치는, 로컬라이저의 결정된 위치 및 배향을 사용하여 모니터 상에서 시각화된 환자 모델에서 표시된다.
중추 신경계에 대한 후방-측방향 액세스를 생성하였지만, 적어도 추간판의 일부 및/또는 주변 신체 조직은 내시경의 내시경 작업 채널을 통해 제거된다(단계 M19).
도 10은 적어도 두 개의 척추골을 융합하는 방법을 나타낸 흐름도를 나타낸다.
초기에, 의료 기기의 루멘 내에 탈착식으로 배열되도록 구성되는 센서 캐리어가 제공된다(단계 P1). 센서 캐리어는 적어도 두 개의 로컬라이저를 가지며, 로컬라이저 각각은, 각각의 로컬라이저의 위치 및 배향을 나타낸 센서 신호를 제공하도록 구성된다.
또한, 작업 채널을 갖는 작업 튜브가 제공되며(단계 P2), 작업 튜브는 두 개의 척추골 사이의 디스크 공간에 대한 후방-측방향 액세스를 제공하도록 환자의 신체 내부에 배열되며, 적어도 추간판의 일부 및/또는 주변 신체 조직이 디스크 공간으로부터 제거되었다.
작업 튜브의 작업 채널은 두 개의 척추골 각각 사이의 디스크 공간을 복원하기 위해 환자의 척추 내에 척추 케이지를 이식하는 데 사용된다(단계 P3).
그런 다음, 센서 캐리어를 액세스 바늘에 삽입하고, 센서 캐리어가 배열된 액세스 바늘을 척추골의 판상 중 하나로 네비게이션한다(단계 P4). 동시에, 적어도 두 개의 로컬라이저의 위치 및 배향이 결정되고, 액세스 바늘의 원위 팁 중 적어도 위치는, 로컬라이저의 결정된 위치 및 배향을 사용하여 모니터 상에서 시각화된 환자 모델에서 표시된다.
연속하는 단계(단계 P5)는, 액세스 바늘로 척추골 후관절을 천공하는 단계, 및 동시에, 적어도 두 개의 로컬라이저의 위치와 배향을 결정하는 단계, 및 로컬라이저의 결정된 위치와 배향을 사용하여 모니터 상에서 시각화된 환자 모델에서 액세스 바늘의 원위 팁의 적어도 위치를 표시하는 단계를 포함한다.
그 후, 센서 캐리어는 액세스 바늘로부터 제거되고, 이어서, 센서 캐리어는 판상 나사가 부착된 판상 스크류드라이버의 루멘 내에 삽입되어, 센서 캐리어의 로컬라이저 중 적어도 하나가 판상 나사의 원위 팁에 적어도 가깝게 위치하도록 한다(단계 P6).
그 다음, 판상 나사는 판상 스크류드라이버 및 판상 나사에 배열된 센서 캐리어를 이용하여 척추골의 판상에 이식되고(단계 P7), 동시에, 적어도 두 개의 로컬라이저의 위치와 배향이 결정되며, 판상 나사의 원위 팁의 적어도 위치는 로컬라이저의 결정된 위치와 배향을 사용하여 모니터 상에서 시각화된 환자 모델에 표시된다.
그 후, 센서 캐리어를 스크류드라이버로부터 제거하고, 그 후, 센서 캐리어를 액세스 바늘의 루멘 내로 삽입하고, 센서 캐리어가 배열된 액세스 바늘을 척추골 중 하나로 네비게이션한다(단계 P8). 동시에, 적어도 두 개의 로컬라이저의 위치 및 배향이 결정되고, 액세스 바늘의 원위 팁 중 적어도 위치는, 로컬라이저의 결정된 위치 및 배향을 사용하여 모니터 상에서 시각화된 환자 모델에서 표시된다.
그 다음, 센서 캐리어를 액세스 바늘로부터 제거하고, 그 후에, 센서 캐리어를 탭의 루멘 내로 삽입하고, 태핑된 구멍이 척추골의 척추경으로 태핑되고, 적어도 태핑하는 동안에, 적어도 두 개의 로컬라이저의 위치 및 배향이 결정되고, 탭의 원위 팁의 적어도 위치가 로컬라이저의 결정된 위치 및 배향을 사용하여 모니터 상에서 시각화된 환자 모델 내에서 표시된다(단계 P9).
그 다음, 센서 캐리어를 탭으로부터 제거하고, 이어서 센서 캐리어는 척추경 나사를 갖는 척추경 스크류드라이버의 루멘 내에 삽입된다. 척추경 나사는 척추골의 척추경 내에 배치되고, 적어도 나사를 배치하는 동안에, 적어도 두 개의 로컬라이저의 위치 및 배향이 결정되고, 로컬라이저의 결정된 위치 및 배향을 사용하여 척추경 나사의 원위 팁 중 적어도 위치가 모니터 상에서 시각화된 환자 모델에 표시된다(단계 P10).
그 다음, 센서 캐리어, 액세스 바늘, 탭 및 다른 척추경 나사가 있는 척추경 스크류드라이버가, 이웃하는 척추골 중 하나에 다른 척추경 나사를 배치하는 데 사용되고, 척추골에 배치된 적어도 두 개의 척추경 나사는 이웃하는 척추골 두 개를 융합시키기 위해 로드와 연결된다(단계 P11).

Claims (18)

  1. 최소 침습성 척추 수술을 수행하기 위한 수술 키트로서, 상기 수술 키트는,
    - 위치 감지 시스템의 좌표계에서 수신된 센서 신호로부터 로컬라이저의 위치 및 배향을 감지하도록 구성되는 위치 감지 시스템,
    - 의료 기기의 루멘 내에 탈착식으로 배열되도록 구성되고 적어도 두 개의 로컬라이저를 갖는 센서 캐리어(상기 로컬라이저 각각은 상기 각각의 로컬라이저의 위치 및 배향을 나타내는 센서 신호를 제공하도록 구성됨), 및
    - 각각의 의료 기기를 상기 위치 감지 시스템에 연결하기 위해 상기 센서 캐리어가 탈착식으로 배열될 수 있는 루멘을 갖는 복수의 상이한 의료 기기
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 수술 키트.
  2. 제1항에 있어서, 루멘을 갖는 상기 복수의 의료 기기 중 하나의 의료 기기는,
    - 액세스 바늘로서, 상기 액세스 바늘의 원위 말단에서 근위 말단까지 연장되는 루멘을 갖고, 환자의 신체 내의 타겟 위치로 안내되도록 구성되는 상기 액세스 바늘인 것을 특징으로 하는 수술 키트.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 루멘을 갖는 상기 복수의 의료 기기는,
    - 상기 액세스 바늘의 루멘 내에 삽입되도록 구성된 가이드와이어,
    - 루멘을 갖고 상기 가이드와이어 위로 전진되도록 구성되는 가이드 로드,
    - 상기 가이드 로드 위로 전진되고 타겟 위치에 대한 액세스 경로를 확장하도록 구성된 적어도 하나의 확장 튜브,
    - 상기 적어도 하나의 확장 튜브에 걸쳐 전진되도록 구성되고, 의료 기기용 작업 채널을 제공하기 위해 구성되며, 원위 말단에서, 환자의 뼈에 고정될 수 있도록 형상화된 작업 튜브,
    - 내시경이 배열될 수 있고, 중추 신경계에 대한 후방-측방향 액세스를 생성하기 위해 상기 작업 튜브의 작업 채널 내부에 배열되도록 구성되는 루멘을 갖는 리머,
    - 다른 의료 기기를 삽입하기 위해 적어도 하나의 내시경 작업 채널을 갖고 환자의 신체 내부에 의료 영상화를 위해 구성되는 내시경, 또는
    - 상기 내시경의 작업 채널 내부에 배열되고 추간판 및/또는 주변 신체 조직의 적어도 일부를 제거하도록 구성된 의료 기기
    중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 수술 키트.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 루멘을 갖는 상기 복수의 의료 기기는,
    - 각각의 척추골 사이에 배열되는 경우에 두 개의 척추골 사이의 디스크 공간을 복원하도록 구성된 척추 케이지,
    - 판상 나사를 갖고 근위 말단으로부터 상기 판상 나사의 원위 말단까지 연장되는 루멘을 갖고 상기 판상 나사를 척추골의 판상에 고정시키도록 구성되는 판상 스크류드라이버,
    - 골 나사를 고정하기 위해 척추골 내에 구멍을 태핑하기 위한 탭, 또는
    - 척추경 나사를 갖고 근위 말단으로부터 척추경 나사의 원위 말단까지 연장되는 루멘을 갖고 상기 척추경 나사를 척추골의 척추경에 고정시키도록 구성되는 척추경 스크류 드라이버
    중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 수술 키트.
  5. 제1항 내지 제4항 중 적어도 한 항에 있어서,
    - 상기 로컬라이저 중 제1 로컬라이저는 상기 센서 캐리어의 원위 말단에 또는 적어도 원위 말단에 가깝게 배열되고, 상기 로컬라이저 중 제2 로컬라이저는 상기 제1 로컬라이저로부터 상기 센서 캐리어의 근위 말단을 향해 일정 거리에 배열되고, 상기 센서 캐리어는,
    - 상기 센서 캐리어의 원위 말단에서 근위 말단까지 연장되고 상기 적어도 두 개의 로컬라이저를 둘러싸는 하이포 튜브
    를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 수술 키트.
  6. 제1항 내지 제5항 중 적어도 한 항에 있어서, 제3 로컬라이저의 위치 및 배향을 나타내는 센서 신호를 제공하도록 구성되며 상기 제1 및 제2 로컬라이저로부터 상기 센서 캐리어의 근위 말단을 향해 일정 거리에 배열되는, 적어도 하나의 제3 로컬라이저를 포함하는 것을 특징으로 하는 수술 키트.
  7. 제1항 내지 제6항 중 적어도 한 항에 있어서, 의료 기기 식별 설정을 포함하되, 상기 의료 기기 식별 설정은,
    - 상기 위치 감지 시스템의 좌표계에서의 위치와 배향이 상기 위치 감지 시스템에 의해 결정될 수 있도록 구성되는 교정 장치,
    - 상기 위치 감지 시스템에 의해 결정되는 상기 두 개의 로컬라이저 중 적어도 하나의 위치 및 배향과 상기 교정 장치의 위치 및 배향에 기초하여, 상기 의료 기기의 팁과 상기 두 개의 로컬라이저 중 적어도 하나 사이의 거리를 계산함으로써, 상기 센서 캐리어가 루멘에 배열된 의료 기기를 교정하도록 구성되는 교정 유닛, 및
    - 적어도 상기 계산된 거리로부터 상기 의료 기기의 루멘의 길이를 결정하고, 상기 의료 기기를 식별하기 위해 상기 결정된 루멘의 길이를 사용하도록 구성된 의료 기기 식별 유닛
    을 포함하는 것을 특징으로 하는 수술 키트.
  8. 제7항에 있어서, 상기 교정 유닛은 상기 적어도 두 개의 로컬라이저의 위치에 기초하여, 의료 기기의 가상 길이 방향 축을 결정하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 수술 키트.
  9. 추간판 및/또는 주변 신체 조직의 적어도 일부를 제거하는 방법으로서, 상기 방법은,
    - 의료 기기의 루멘 내에 탈착식으로 배열되도록 구성되고 적어도 두 개의 로컬라이저를 갖는 센서 캐리어를 제공하는 단계(상기 로컬라이저 각각은 각각의 로컬라이저의 위치 및 배향을 나타내는 센서 신호를 제공하도록 구성됨),
    - 상기 센서 캐리어를 액세스 바늘의 루멘 내로 삽입하는 단계,
    - 배열된 센서 캐리어를 갖는 상기 액세스 바늘을 교정하는 단계,
    - 환자의 신체 내부에 배열된 센서 캐리어를 갖는 상기 액세스 바늘을 척추의 척추골로 네비게이션하고, 동시에, 센서 신호로부터 적어도 두 개의 로컬라이저의 위치와 배향을 결정하고, 로컬라이저의 결정된 위치 및 배향을 사용해 모니터 상에서 시각화된 환자 모델에서 액세스 바늘의 원위 팁 중 적어도 위치를 표시하는 단계,
    - 상기 센서 캐리어를 상기 액세스 바늘의 루멘으로부터 제거하고, 이어서 상기 액세스 바늘의 루멘 내에 가이드와이어를 삽입하는 단계,
    - 상기 가이드와이어만이 환자의 신체 내부에 머물도록 상기 액세스 바늘을 상기 가이드와이어로부터 제거하는 단계,
    - 상기 센서 캐리어를 가이드 로드의 루멘 내에 삽입하고 상기 가이드 로드를 교정하는 단계,
    - 상기 센서 캐리어를 상기 가이드 로드로부터 제거하고 상기 가이드 로드를 상기 가이드와이어 위로 상기 척추골까지 전진시키는 단계,
    - 상기 가이드와이어를 상기 가이드 로드로부터 제거하고 상기 센서 캐리어를 상기 가이드 로드 내로 삽입하는 단계,
    - 상기 배열된 센서 캐리어를 갖는 상기 가이드 로드를 상기 척추골의 후관절로 네비게이션하고, 동시에, 상기 적어도 두 개의 로컬라이저의 위치와 배향을 결정하고, 상기 로컬라이저의 결정된 위치 및 배향을 사용하여 모니터 상에서 시각화된 환자 모델에서 상기 가이드 로드의 원위 팁의 적어도 상기 위치를 표시하는 단계,
    - 상기 센서 캐리어를 상기 가이드 로드로부터 제거하는 단계,
    - 상기 가이드 로드 위로 적어도 하나의 확장 튜브를 전진시키되, 상기 확장 튜브는 상기 척추골에 대한 액세스 경로를 확장시키도록 구성되는 단계,
    - 상기 센서 캐리어를 작업 튜브의 루멘 내에 삽입하되, 원위 말단에서 상기 작업 튜브가 환자의 뼈에 고정될 수 있도록 원위 말단에서 상기 작업 튜브가 형상화되는 단계,
    - 상기 작업 튜브를 교정하고, 상기 센서 캐리어를 상기 작업 튜브로부터 제거하는 단계,
    - 상기 작업 튜브를 상기 확장 튜브 위로 상기 후관절을 향해 전진시키는 단계,
    - 상기 가이드 로드 및 상기 확장 튜브를 제거하는 단계,
    - 상기 센서 캐리어를 상기 작업 튜브에 삽입하고 원위 말단을 갖는 상기 작업 튜브를 상기 척추골에 고정시키고, 동시에, 상기 적어도 두 개의 로컬라이저의 위치와 배향을 결정하고 상기 로컬라이저의 결정된 위치와 배향을 사용해 모니터 상에서 시각화된 환자 모델에서 상기 작업 튜브의 적어도 원위 팁의 적어도 위치를 표시하는 단계,
    - 상기 센서 캐리어를 상기 작업 튜브로부터 제거하는 단계,
    - 내시경과 함께 상기 센서 캐리어를 리머 루멘 내로 삽입하고, 이후에, 내시경 및 센서 캐리어를 갖는 리머를 상기 작업 튜브의 작업 채널 내로 삽입하고, 상기 리머를 사용하여 중추 신경계에 대한 후방-측방향 액세스를 생성하고, 동시에, 상기 적어도 두 개의 로컬라이저의 위치 및 배향을 결정하고, 상기 로컬라이저의 결정된 위치 및 배향을 사용하여 모니터 상에서 시각화된 환자 모델에서 상기 리머의 원위 팁 중 적어도 위치를 표시하는 단계, 및
    - 상기 내시경의 내시경 작업 채널을 통해 추간판 및/또는 주변 신체 조직의 적어도 일부를 제거하는 단계
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  10. 제9항에 있어서, 상기 내시경의 채널을 통해 추간판을 제거하는 동안에, 상기 적어도 두 개의 로컬라이저의 위치 및 배향은, 모니터 상에서 시각화된 환자 모델에서 상기 내시경의 원위 팁의 적어도 위치를 표시하기 위해, 결정되고 사용되는 것을 특징으로 하는 방법.
  11. 제9항 또는 제10항에 있어서, 상기 액세스 바늘, 상기 가이드 로드, 상기 작업 튜브, 상기 작업 튜브, 상기 리머, 또는 상기 내시경 중 적어도 하나의 루멘 내에 상기 센서 캐리어를 삽입하는 단계 이후에, 의료 기기의 원위 팁과 상기 두 개의 로컬라이저 중 적어도 하나의 위치 사이의 거리를 결정함으로써 상기 센서 캐리어가 그 루멘 내에 배열된 의료 기기를 자동으로 식별하는 단계, 상기 결정된 거리에 기초하여 상기 각각의 의료 기기의 루멘의 길이를 결정하는 단계 및 상기 루멘의 결정된 길이에 기초하여 상기 배열된 센서 캐리어로 상기 의료 기기를 식별하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  12. 제9항 내지 제11항 중 적어도 한 항에 있어서, 상기 액세스 바늘, 상기 가이드 로드, 상기 작업 튜브, 상기 작업 튜브, 상기 리머, 또는 모델에 표시된 내시경 중 적어도 하나의 위치, 및/또는 상기 센서 캐리어 및/또는 상기 내시경이 특정 방법 단계에서 사용되는지 여부에 기초하고/기초하거나 센서 캐리어와 척추골 사이의 상대적인 이동이 감지되는지 여부에 기초하여, 상기 내시경에 의해 캡처된 내시경 이미지와 함께 환자 모델의 시각화를 모니터 상에 디스플레이하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  13. 적어도 두 개의 척추골을 융합하는 방법으로서, 상기 방법은,
    - 의료 기기의 루멘 내에 탈착식으로 배열되도록 구성되고 적어도 두 개의 로컬라이저를 갖는 센서 캐리어를 제공하는 단계(상기 로컬라이저 각각은 각각의 로컬라이저의 위치 및 배향을 나타내는 센서 신호를 제공하도록 구성됨),
    - 작업 채널을 갖는 작업 튜브를 제공하는 단계(상기 작업 튜브는 환자의 신체 내부에 배열되어 두 개의 척추골 사이의 디스크 공간에 대한 후방-측면 액세스를 제공하되, 적어도 추간판의 일부 및/또는 주변 신체 조직이 상기 디스크 공간으로부터 제거되었음),
    - 상기 두 개 각각의 척추골 사이의 디스크 공간을 복원하도록 환자의 척추에 척추 케이지를 이식하기 위해, 상기 작업 튜브의 작업 채널을 사용하는 단계,
    - 상기 센서 캐리어를 액세스 바늘에 삽입하고 배열된 센서 캐리어를 갖는 상기 액세스 바늘을 상기 척추골의 판상 중 하나로 네비게이션하고, 동시에, 상기 적어도 두 개의 로컬라이저의 위치와 배향을 결정하고, 상기 로컬라이저의 결정된 위치 및 배향을 사용해 모니터 상에서 시각화된 환자 모델에서 상기 액세스 바늘의 원위 팁 중 적어도 위치를 표시하는 단계,
    - 상기 액세스 바늘로 척추골 판상을 천공하고, 동시에, 상기 적어도 두 개의 로컬라이저의 위치와 배향을 결정하고, 상기 로컬라이저의 결정된 위치 및 배향을 사용해 모니터 상에서 시각화된 환자 모델에서 상기 액세스 바늘의 원위 팁 중 적어도 위치를 표시하는 단계,
    - 상기 센서 캐리어를 상기 액세스 바늘로부터 제거하고, 이어서 상기 센서 캐리어의 로컬라이저 중 적어도 하나가 판상 나사의 원위 팁에 적어도 가깝게 위치하도록 부착된 판상 나사를 갖는 판상 스크류드라이버의 루멘 내에 삽입하는 단계,
    - 판상 나사 및 판상 스크류드라이버에 배열된 상기 센서 캐리어를 이용해 상기 척추골 판상에 상기 판상 나사를 이식하고, 동시에, 상기 적어도 두 개의 로컬라이저의 위치 및 배향을 결정하고, 상기 로컬라이저의 결정된 위치 및 배향을 사용하여 모니터 상에서 시각화된 환자 모델에서의 상기 판상 나사의 원위 팁의 적어도 위치를 표시하는 단계,
    - 상기 센서 캐리어를 상기 스크류드라이버로부터 제거하고, 이후에, 상기 센서 캐리어를 액세스 바늘의 루멘 내로 삽입하고, 배열된 센서 캐리어를 갖는 상기 액세스 바늘을 상기 척추골의 척추경 중 하나로 네비게이션하고, 동시에, 상기 적어도 두 개의 로컬라이저의 위치와 배향을 결정하고, 상기 로컬라이저의 결정된 위치와 배향을 사용하여 모니터 상에서 시각화된 환자 모델에서 상기 액세스 바늘의 원위 팁 중 적어도 위치를 표시하는 단계,
    - 상기 센서 캐리어를 상기 액세스 바늘로부터 제거하고, 이후에, 상기 센서 캐리어를 탭의 루멘 내로 삽입하고, 탭 구멍을 상기 척추골의 척추경으로 태핑하고, 적어도 태핑하는 동안, 상기 적어도 두 개의 로컬라이저의 위치와 배향을 결정하고, 상기 로컬라이저의 결정된 위치와 배향을 사용하여 모니터 상에서 시각화된 환자 모델에서 상기 탭의 원위 팁 중 적어도 위치를 표시하는 단계,
    - 상기 센서 캐리어를 상기 탭으로부터 제거하고, 이후에, 상기 센서 캐리어를 척추경 나사를 갖는 척추경 스크류드라이버의 루멘 내로 삽입하고, 상기 척추경 나사를 상기 척추골의 척추경 내로 위치시키고, 적어도 상기 나사를 위치시키는 동안, 상기 적어도 두 개의 로컬라이저의 위치와 배향을 결정하고, 상기 로컬라이저의 결정된 위치와 배향을 사용하여 모니터 상에서 시각화된 환자 모델에서 상기 척추경 나사의 원위 팁 중 적어도 위치를 표시하는 단계, 및
    - 다른 척추경 나사를 이웃하는 척추골 중 하나에 배치하기 위해 상기 센서 캐리어, 액세스 바늘, 탭 및 다른 척추경 나사가 있는 척추경 스크류드라이버를 사용하고, 상기 두 개의 이웃하는 척추골을 융합시키기 위해 척추골에 배치된 상기 적어도 두 개의 척추경 나사를 로드로 연결하는 단계
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  14. 제13항에 있어서, 상기 케이지를 이식하기 위해, 상기 케이지의 위치는 상기 센서 캐리어의 적어도 두 개의 로컬라이저의 위치 및 배향에 대해 추적되고, 모니터 상에서 시각화된 환자 모델에서 표시되는 것을 특징으로 하는 방법.
  15. 제13항 또는 제14항에 있어서, 다음에 의해 상기 판상 나사 및 척추경 나사 각각의 적어도 상기 판상 나사 길이 및/또는 상기 척추경 나사 길이를 자동 감지하는 단계를 추가로 포함하고, 상기 다음은,
    - 상기 적어도 두 개의 로컬라이저가 상기 스크류드라이버의 길이 방향 축을 따라 서로 일정 거리에 배열되도록, 부착된 골 나사를 갖는 상기 스크류드라이버의 루멘 내에 상기 센서 캐리어를 배열하는 단계,
    - 상기 적어도 두 개의 로컬라이저의 위치 및 배향에 기초하여, 상기 나사의 원위 팁과 상기 두 개의 로컬라이저 중 적어도 하나의 위치 사이의 거리를 결정하는 단계, 및
    - 상기 결정된 거리에 기초하여, 상기 나사의 길이를 자동 감지하는 단계
    인 것을 특징으로 하는 방법.
  16. 제15항에 있어서, 상기 나사를 식별하기 위해, 상기 결정된 나사 길이를, 복수의 미리 정의된 나사 유형 중 하나에 할당하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  17. 제13항 내지 제16항 중 적어도 한 항에 있어서, 상기 센서 캐리어의 적어도 두 개의 로컬라이저는 상기 센서 캐리어의 원위 팁에 가깝게 배열되고, 상기 센서 캐리어는, 상기 센서 캐리어의 근위 말단을 향해 상기 적어도 두 개의 로컬라이저까지의 거리에 배열된 적어도 제3 로컬라이저를 포함하고, 상기 방법은, 상기 로컬라이저의 결정된 위치 및 배향에 기초하여, 상기 적어도 두 개의 로컬라이저 중 적어도 하나와 상기 적어도 제3 로컬라이저 사이에 둘러싸이는 굽힘 각도를 계산함으로써, 상기 센서 캐리어가 루멘에 배열된 상기 액세스 바늘의 굽힘을 계산하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  18. 제17항에 있어서, 상기 감지된 굽힘 각도에 따라 굽힘 상태에서 모니터 상의 상기 액세스 바늘의 적어도 일부의 디지털 표현을 시각화하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
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