RU210665U1 - Держатель маркера для выполнения хирургической операции на голове пациента с использованием смешанной реальности - Google Patents
Держатель маркера для выполнения хирургической операции на голове пациента с использованием смешанной реальности Download PDFInfo
- Publication number
- RU210665U1 RU210665U1 RU2021115979U RU2021115979U RU210665U1 RU 210665 U1 RU210665 U1 RU 210665U1 RU 2021115979 U RU2021115979 U RU 2021115979U RU 2021115979 U RU2021115979 U RU 2021115979U RU 210665 U1 RU210665 U1 RU 210665U1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- patient
- head
- marker
- holder
- mixed reality
- Prior art date
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
Landscapes
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Surgery (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Biomedical Technology (AREA)
- Robotics (AREA)
- Nuclear Medicine, Radiotherapy & Molecular Imaging (AREA)
- Heart & Thoracic Surgery (AREA)
- Medical Informatics (AREA)
- Molecular Biology (AREA)
- Animal Behavior & Ethology (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- Public Health (AREA)
- Veterinary Medicine (AREA)
- Apparatus For Radiation Diagnosis (AREA)
Abstract
Полезная модель относится к медицине, а именно к устройствам для выполнения хирургических операций на голове пациента с использованием смешанной реальности. Сущность полезной модели заключается в том, что держатель маркера для выполнения хирургической операции на голове пациента с использованием смешанной реальности включает корпус, образованный двумя дугами, соединенными одним концом с носоупором, и два узла, закрепленных на свободных концах дуг с возможностью продольного перемещения, при этом корпус содержит площадку для крепления маркера и не менее трех рентгеноконтрастных меток, узлы включают ушные оливы, имеющие возможность поперечного перемещения, таким образом, держатель обеспечивает возможность настройки размера и фиксации на голове пациента в трех точках: с опорой на ткани над носовой костью черепа и в наружных слуховых проходах. В свободных концах дуг держателя маркера могут быть выполнены сквозные продолговатые отверстия, а каждый узел содержать болт с двумя гайками, продетый в продолговатое отверстие, на конце болта зафиксирована ушная олива, а гайки расположены по обе стороны дуги. Технический результат состоит в ускорении и упрощении этапа предоперационной подготовки, а также увеличении доступности операционного поля при выполнении хирургического вмешательства с использованием смешанной реальности в челюстно-лицевой области. 1 з.п. ф-лы, 7 ил.
Description
Полезная модель относится к медицине, а именно к устройствам для выполнения хирургических операций на голове с использованием смешанной реальности.
Полезная модель может быть использована, в частности в челюстно-лицевой и реконструктивной хирургии, например, при выполнении реконструктивно-пластических операций для устранения обширных дефектов челюстей и окружающих мягких тканей, возникших после удаления злокачественных и доброкачественных новообразований, в результате травм и деформаций различного генеза, а также для операций на мозге.
Технология смешанной реальности (Mixed reality, MR) дает возможность наблюдателю видеть виртуальные объекты в контексте реального мира. Современный подход позволяет проецировать изображение этих объектов перед глазами пользователя в виде голограммы, используя для этого так называемые очки смешанной реальности. Это позволяет наблюдателю взаимодействовать в реальном времени между различными материальными и виртуальными объектами, как будто они существуют в единой среде. Используя эту особенность, можно повысить производительность и качество услуг во многих областях, в частности в хирургии головы и шеи.
В настоящее время опубликовано немало научных трудов по использованию смешанной реальности в разных областях медицины: нейрохирургии, кардиологии, урологии, пластической хирургии, в том числе стоматологии и челюстно-лицевой хирургии.
Наиболее близким по технической сущности является специальное устройство, изготовленное при помощи трехмерной печати, и предназначенное для отслеживания положения челюстно-лицевой области в дополненной реальности [патент CN 107951561, опубликован 24.07.2020]. Изобретение относится к области медицинских хирургических челюстно-лицевых устройств и инструментов, а также к технологиям дополненной реальности, в частности к устройству, предназначенному для отслеживания положения челюстно-лицевой области в дополненной реальности, изготовленному с помощью трехмерной печати и фиксируемому между зубами верхней и нижней челюсти. Устройство содержит держатель маркера - окклюзионную пластину с уникальным рельефом, отражающим отпечатки зубов верхней и нижней челюсти, изготавливаемую индивидуально для каждого пациента при помощи печати на 3D-принтере и модуль оптического маркера. Пластина и модуль маркера снабжены разъемом, предназначенным для их соединения.
Недостатком описанного устройства является близость его расположения к операционному полю при выполнении хирургического вмешательства в челюстно-лицевой области, что может помешать или воспрепятствовать продолжению хирургического вмешательства. Также, необходимость изготовления персонального (для каждого пациента) устройства усложняет работу и увеличивает время, необходимое для предварительной подготовки к операции.
Предлагаемое техническое решение направлено на улучшение условий выполнения хирургического вмешательства в челюстно-лицевой области с использованием смешанной реальности, а также ускорение и упрощение этапа предоперационной подготовки.
Сущность полезной модели заключается в том, что держатель маркера для выполнения хирургической операции на голове пациента с использованием смешанной реальности включает корпус, образованный двумя дугами, соединенными одним концом с носоупором, и два узла, закрепленных на свободных концах дуг с возможностью продольного перемещения, при этом корпус содержит площадку для крепления маркера и не менее трех рентгеноконтрастных меток, узлы включают ушные оливы, имеющие возможность поперечного перемещения, таким образом, держатель обеспечивает возможность настройки размера и фиксации на голове пациента в трех точках: с опорой на ткани над носовой костью черепа и в наружных слуховых проходах. В свободных концах дуг держателя маркера могут быть выполнены сквозные продолговатые отверстия, а каждый узел содержать болт с двумя гайками, продетый в продолговатое отверстие, на конце болта зафиксирована ушная олива, а гайки расположены по обе стороны дуги.
Технический результат предлагаемой полезной модели достигается за счет использования универсального держателя маркера, фиксирующегося на голове пациента с опорой на ткани над носовой костью и в наружных слуховых проходах, имеющего возможность настройки на уникальные индивидуальные анатомические особенности каждого пациента, что ускоряет и упрощает этап предоперационной подготовки, а также увеличивает доступность операционного поля при выполнении хирургического вмешательства с использованием смешанной реальности в челюстно-лицевой области.
На прилагаемых к описанию чертежах дано:
3D-модель головы с надетым держателем и маркером, фиг. 1;
держатель маркера, фиг. 2-4;
держатель маркера с установленным маркером, фиг. 5;
голова пациента с держателем маркера (положение для проведения операции на мозге), фиг. 6;
голова пациента с держателем маркера (положение для проведения операции в челюстно-лицевой области), фиг. 7.
Держатель оптического маркера (в дальнейшем - держатель или ДМ) занимает важное место в составе оборудования, необходимого для выполнения хирургической операции на голове с использованием очков смешанной реальности (например, Microsoft HoloLens).
Смешанной реальностью (MR) называется технология, где виртуальный и реальный мир взаимодействуют, а это значит, что стоит задача точного взаимного позиционирования виртуальных и реальных объектов с точки зрения пользователя. Для решения этой задачи, в частности используется система оптического трекинга.
Тренинг с использованием специальных маркеров, или меток, удобен тем, что они проще распознаются камерой и дают ей более жесткую привязку к месту для виртуальной модели. Такая технология гораздо надежнее «безмаркерной» и работает практически без сбоев.
Держатель служит для фиксации оптического маркера на голове пациента. Это позволяет при использовании технологии смешанной реальности точно совместить реальный и виртуальный объект - тело пациента и виртуальную 3D-модель (голограмму) пораженного органа.
Оптический маркер, закрепленный на держателе, служит для привязки виртуальной 3D модели индивидуальных анатомических структур пациента к его реальным органам. На маркер нанесен уникальный код, созданный таким образом, чтобы камера, встроенная в очки, смогла его распознать и определить ориентацию и положение маркера.
В заявляемом устройстве держатель фиксируется на голове пациента с опорой на ткани над носовой костью и в наружных слуховых проходах. Один из возможных вариантов конструктивной реализации этого технического решения показан на фиг. 1, где изображены 3D-модели: головы 1, держателя 2 и установленного на нем оптического маркера 3.
Держатель (материальное воплощение), показан на фиг. 2. Корпус 4 держателя (в дальнейшем - корпус) образован двумя дугами 5, соединенными одним концом с носоупором 6, предназначенным для опоры на ткани над носовой костью черепа пациента. На свободных концах дуг 5 закреплены узлы 7, обеспечивающие настройку держателя на размер головы пациента и его фиксацию в наружных слуховых проходах. Способ крепления узлов 7 на концах дуг 5 и конструкция узлов 7, показанная на чертежах, не исключает других вариантов конструктивной реализации предложенного технического решения.
В свободных концах дуг 5 выполнены сквозные продолговатые отверстия 8, в которых крепятся узлы 7. Вместо отверстий 8 могут быть выполнены полуоткрытые сквозные пазы. Каждый узел 7 (фиг. 3) содержит болт 9, состоящий из цилиндрического стержня с резьбой 10 и головки 11. На свободном конце стержня 10 при помощи разъемного (например, резьбового) соединения зафиксирована ушная олива 12. Стержень 10 продет в отверстие 8 дуги 5, при этом размер отверстия 8 позволяет стержню 10 двигаться относительно дуги 5 в продольном и поперечном направлении. Стержень 10 фиксируется на дуге 5 при помощи двух гаек 13. Таким образом, узел 7 обеспечивает возможность продольного и поперечного перемещения, а также фиксацию в необходимом положении оливы 12 на дуге 5.
Для настройки держателя по размеру головы пациента, стержни 10 с оливами 12 располагают соосно, при помощи продольного перемещения обеспечивают изменение расстояния «А» между осью стержней 10 и носоупором 6, а поперечного - расстояния «В» между оливами 12. Стержни 10 болтов 9 фиксируют в необходимом положении на дугах 5, затягивая гайки 13.
На корпусе 4 (фиг. 4) расположена площадка 14 для крепления оптического маркера 15 (фиг. 5). Маркер 15 крепится к площадке 14 при помощи разъемного (например, винтового) соединения.
Предпочтительно, чтобы корпус 4 был изготовлен из рентгенонегативных контрастных материалов, с минимальным поглощением рентгеновского излучения (например, полиамида), в том числе методом 3D-печати.
На корпусе 4 расположено несколько разнесенных рентгеноконтрастных меток 16 (фиг. 4), изготовленных из рентгенопозитивных контрастных материалов (например, стали).
Изгиб дуг 5 и форма носоупора 6 позволяют зафиксировать держатель на голове пациента 17 в двух положениях: для проведения операций на мозге, с максимальным доступом к черепу (фиг. 6, прогиб дуг 5 направлен вниз) или для операций в челюстно-лицевой области (фиг. 7, прогиб дуг 5 направлен вверх), при этом в обоих случаях доступ к операционному полю полностью открыт.
Для выполнения хирургической операции на голове пациента с использованием смешанной реальности необходима предварительная подготовка.
На диагностическом этапе держатель без маркера 15 надевают на голову пациента 17 и настраивают его размер, добиваясь надежной фиксации путем продольного перемещения узлов 7 по дугам 5 (размер «А») и поперечного перемещения олив 12 (размер «В»), затем фиксируют в необходимом положении при помощи гаек 13.
Проводят компьютерную томографию (КТ) головы пациента 17 с надетым держателем (без маркера 15). При этом важно, чтобы корпус 4 держателя помещался целиком, т.к. в него встроены рентгеноконтрастные метки 16, необходимые для последующего совмещения виртуальных анатомических структур с маркером 15. Держатель позволяет использовать маркеры 15 разных размеров и форм, и устанавливать их в разном положении, в зависимости от положения пациента на операционном столе.
Рабочая станция томографа формирует трехмерное растровое изображение индивидуальной анатомии пациента. Используя полученные данные, выполняют сегментацию (построение контура) и трехмерную реконструкцию (построение трехмерной модели) всех анатомических структур, которые представляют интерес для хирурга в предстоящей операции. Далее, на основе полученных 3D-моделей, планируют предстоящую операцию.
Загружают полученные данные в программу для настройки визуализации и позиционирования маркера 15, затем на КТ отмечают три рентгеноконтрастные метки. Так как заранее известно смещение маркера 15 относительно меток 16 держателя, программа может точно привязать положение анатомических структур к положению маркера 15.
Держатель с прикрепленным маркером 15 стерилизуют и надевают на голову пациента 17 перед выполнением хирургической операции, при этом используют ту же настройку узлов 7, которая была сделана при проведении КТ. В результате этого держатель занимает на голове пациента 17 в точности то же место, которое было при проведении КТ.
Приложение очков смешанной реальности распознает маркер и определяет его положение в пространстве. Виртуальные 3D-модели анатомических структур автоматически выравниваются по маркеру, таким образом, совмещаясь с головой пациента 17.
Claims (2)
1. Держатель маркера для выполнения хирургической операции на голове пациента с использованием технологии смешанной реальности, включающий корпус, образованный двумя дугами, соединенными одним концом с носоупором, и два узла, закрепленных на свободных концах дуг с возможностью продольного перемещения, при этом корпус содержит площадку для крепления маркера и не менее трех рентгеноконтрастных меток, узлы включают ушные оливы, имеющие возможность поперечного перемещения, таким образом, держатель обеспечивает возможность настройки размера и фиксации на голове пациента в трех точках: с опорой на ткани над носовой костью черепа и в наружных слуховых проходах.
2. Держатель маркера по п. 1, отличающийся тем, что в свободных концах дуг выполнены сквозные продолговатые отверстия, каждый узел содержит болт с двумя гайками, при этом болт продет в продолговатое отверстие, на конце болта зафиксирована ушная олива, а гайки расположены по обе стороны дуги.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2021115979U RU210665U1 (ru) | 2021-06-01 | 2021-06-01 | Держатель маркера для выполнения хирургической операции на голове пациента с использованием смешанной реальности |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2021115979U RU210665U1 (ru) | 2021-06-01 | 2021-06-01 | Держатель маркера для выполнения хирургической операции на голове пациента с использованием смешанной реальности |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU210665U1 true RU210665U1 (ru) | 2022-04-25 |
Family
ID=81306583
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2021115979U RU210665U1 (ru) | 2021-06-01 | 2021-06-01 | Держатель маркера для выполнения хирургической операции на голове пациента с использованием смешанной реальности |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU210665U1 (ru) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU218905U1 (ru) * | 2023-03-17 | 2023-06-16 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Самарский государственный медицинский университет" Министерства здравоохранения Российской Федерации | Устройство фиксации и стабилизации черепа при хирургических вмешательствах |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN105708563A (zh) * | 2016-01-18 | 2016-06-29 | 北京柏惠维康科技有限公司 | 导航定位标记物及验证、定位方法、电子标签读写装置 |
CN107951561A (zh) * | 2017-12-13 | 2018-04-24 | 四川大学 | 基于3d打印的牙支持式颌面部增强现实定位追踪装置 |
RU202367U1 (ru) * | 2020-10-06 | 2021-02-15 | Владимир Михайлович Иванов | Держатель с маркером, применяемый при выполнении хирургической операции на голове с использованием смешанной реальности |
-
2021
- 2021-06-01 RU RU2021115979U patent/RU210665U1/ru active
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN105708563A (zh) * | 2016-01-18 | 2016-06-29 | 北京柏惠维康科技有限公司 | 导航定位标记物及验证、定位方法、电子标签读写装置 |
CN107951561A (zh) * | 2017-12-13 | 2018-04-24 | 四川大学 | 基于3d打印的牙支持式颌面部增强现实定位追踪装置 |
RU202367U1 (ru) * | 2020-10-06 | 2021-02-15 | Владимир Михайлович Иванов | Держатель с маркером, применяемый при выполнении хирургической операции на голове с использованием смешанной реальности |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2808923C1 (ru) * | 2022-12-08 | 2023-12-05 | Общество с ограниченной ответственностью "Меджитал" (ООО "Меджитал") | Способ фиксации держателя маркеров на теле пациента для подготовки и выполнения хирургической операции с использованием технологии смешанной реальности |
RU2809175C1 (ru) * | 2022-12-08 | 2023-12-07 | Общество с ограниченной ответственностью "Меджитал" (ООО "Меджитал") | Держатель маркеров для подготовки и выполнения хирургической операции с использованием технологии смешанной реальности |
RU218905U1 (ru) * | 2023-03-17 | 2023-06-16 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Самарский государственный медицинский университет" Министерства здравоохранения Российской Федерации | Устройство фиксации и стабилизации черепа при хирургических вмешательствах |
RU2802120C1 (ru) * | 2023-05-05 | 2023-08-22 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Первый Санкт-Петербургский государственный медицинский университет имени академика И.П. Павлова" Министерства здравоохранения Российской Федерации | Держатель для маркера дополненной реальности при проведении операций в челюстно-лицевой области |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
TWI615126B (zh) | 影像增強真實度之方法與應用該方法在可穿戴式眼鏡之手術導引 | |
EP1142536B1 (de) | Referenzierung eines Patienten in einem medizinischen Navigationssystem mittels aufgestrahlter Lichtpunkte | |
Sießegger et al. | Image guided surgical navigation for removal of foreign bodies in the head and neck | |
Mischkowski et al. | Intraoperative navigation in the maxillofacial area based on 3D imaging obtained by a cone-beam device | |
Widmann et al. | Errors and error management in image-guided craniomaxillofacial surgery | |
US9808322B2 (en) | Method and device for positioning and stabilization of bony structures during maxillofacial surgery | |
Sun et al. | Validation of anatomical landmarks-based registration for image-guided surgery: an in-vitro study | |
US20210196404A1 (en) | Implementation method for operating a surgical instrument using smart surgical glasses | |
Widmann et al. | Target registration and target positioning errors in computer‐assisted neurosurgery: proposal for a standardized reporting of error assessment | |
CN116348059A (zh) | 棘突夹具 | |
CN109700531B (zh) | 个体化下颌骨导航配准导板及其配准方法 | |
US20060235435A1 (en) | Device for localization of stereotactic coordinates | |
RU210665U1 (ru) | Держатель маркера для выполнения хирургической операции на голове пациента с использованием смешанной реальности | |
DE19619761C2 (de) | Vorrichtung und Verfahren zur Fixierung des menschlichen Kopfes | |
CN111728689A (zh) | 骨盆骨折后环微创稳定系统导板 | |
Vorbeck et al. | Experiences in intraoperative computer‐aided navigation in ENT sinus surgery with the Aesculap navigation system | |
RU202367U1 (ru) | Держатель с маркером, применяемый при выполнении хирургической операции на голове с использованием смешанной реальности | |
CN213075888U (zh) | 骨盆骨折后环微创稳定系统导板 | |
RU2808923C1 (ru) | Способ фиксации держателя маркеров на теле пациента для подготовки и выполнения хирургической операции с использованием технологии смешанной реальности | |
RU218805U1 (ru) | Держатель маркера для выполнения хирургических операций на нижней челюсти с использованием технологии смешанной реальности | |
RU2809175C1 (ru) | Держатель маркеров для подготовки и выполнения хирургической операции с использованием технологии смешанной реальности | |
WO2021007803A1 (zh) | 骨折复位闭合手术定位导航方法和用于该方法的定位装置 | |
CN208693411U (zh) | 用于颈2齿状突骨折前路手术的一体化辅助固定装置 | |
CN217938359U (zh) | 空心螺钉置钉装置 | |
RU2130759C1 (ru) | Способ наведения стереотаксического инструмента на целевую точку |