TWI629974B - Surgical guidance system - Google Patents

Abstract

本發明係為一種手術導引系統，其包含有一定位裝置、一處理裝置及一顯示裝置。定位裝置包含有能穿戴或固定於患者患部周圍的輔助定位組件及一光學定位組件。該光學定位組件能感測輔助定位組件的位置，以產生一定位資訊。處理裝置能接受定位資訊並將其與患者之一醫學影像整合為一導引資訊，從而於顯示裝置上以立體影像或是剖面影像進行顯示。藉此，醫師能透過所顯示的資訊，準確地於患者的患部進行相關手術作業。

Description

手術導引系統

本發明係為一種手術輔助裝置，特別是一種能顯示器具於患部的即時位置，以供醫師進行相關手術的輔助導引系統。

決定手術是否成功的關鍵因素之一為手術醫生是否能精確掌握施術位置，位置正確才能完成相關的手術作業。例如：牙科醫師，是否能於患者牙床的正確位置且沿正確的軸線，鑽出植牙用的孔洞。換言之，牙科醫師如未於患者的牙床上，鑽出正確的孔洞，將可能造成牙植體無法正確地被設置於牙床上的問題，從而造成整個植牙手術的失敗。是以，現今的牙科醫師在術前，皆會透過事先建立的患者齒模，進行相關的鑽孔規劃，但實際進行手術時，仍是透過牙科醫師自行判斷鑽孔位置，因此，仍容易發生鑽孔位置不正確而導致手術失敗的問題。

為此，現今部分廠商發展出一種手術導引系統，其係於患者的患部及醫師的手工具設置定位件，再透過光學定位的方式對該些定位件進行定位，再於顯示裝置中顯示整合患者的患部資訊的導引畫面，藉此讓醫師能透過導引畫面的輔助，而於患者的患部完成手術計畫。

然，在實際實施中，設置於患者患部(若是牙齒相關手術，即為口部)的定位件，在完成光學定位後，不能撤離患部，以避免手術過程中需要重新定位的可能，然而，該些定位件也因此會造成醫師或是相關助手在進行手術過程，器具操作的障礙。

緣此，本發明人乃潛心研究並配合學理的運用，而提出一種設計合理且有效改善上述問題的本發明。

本發明之主要目的在於提供一種手術導引輔助系統及其輔助定位組件，藉以解決習知技術中用以協助定位的定位件會造成醫師或是相關助手的阻礙的問題。

為了實現上述目的，本發明提供一種手術導引系統，其能輔助一操作者於一患者之患部對器具進行定位，手術導引系統包含：一定位裝置、一處理裝置及一顯示裝置。定位裝置包含有一輔助定位組件、一定位件、一手工具定位件及一光學定位組件。輔助定位組件包含：一穿戴件、一連接座及一輔助定位件。穿戴件能穿戴或固定於患者的患部周圍，且可與患部一同移動或轉動。連接座固定設置於穿戴件。輔助定位件與連接座相連接，且輔助定位件能相對於連接座旋轉，輔助定位件具有數個輔助定位標記。定位件用以固定設置於患者的患部，定位件包含有數個定位孔。手工具定位件用以固定設置於一手工具，所述之手工具可為手術器械或是探針，手工具定位件具有數個手工具定位標記。光學定位組件包含數個感測單元，該些感測單元能於手工具依序伸入或靠抵於該些定位孔的過程中，感測該些輔助定位標記的位置及該些手工具定位標記的位置，而對應計算產生定位資訊。處理裝置能儲存患者的一醫學影像，處理裝置電性連接光學定位組件以接收定位資訊，且處理裝置能將醫學影像與定位資訊整合為一導引資訊。顯示裝置電性連接處理裝置，以顯示導引資訊或是配合立體影像或剖面影像來顯示器具位置與周圍的影像。

較佳地，輔助定位組件更包含有一連接件，連接件可拆卸地設置於連接座，輔助定位件可旋轉地設置於連接件，且連接件與連接座之間能選擇性地夾設有一遮蔽件，遮蔽件亦能對 應遮蔽患者的患部周圍的至少一部份。所述之遮蔽件可為手術巾，用以區隔消毒與未消毒區。

較佳地，連接座及連接件分別具有相對應的一磁性單元，連接件的磁性單元能與連接座的磁性單元相互吸引，而使連接件能固定設置於連接座。

較佳地，輔助定位組更包含有一旋轉樞接件，其樞接於連接件而能相對於連接件旋轉，輔助定位件固定設置於旋轉樞接件，而能隨該旋轉樞接件相對於該連接件旋轉。

較佳地，光學定位組件更包含有數個雷射單元，處理裝置電性連接光學定位組件，而處理裝置能依據整合資訊控制雷射單元向患者發出雷射光，以完成相關機械的架設。

為了實現上述目的，本發明再提供一種輔助定位組件，其用以提供一光學定位組件對一使用者的患部周圍的一適當位置進行定位，輔助定位組件包含：一穿戴件、一連接座及一輔助定位件。穿戴件能穿戴或設置於使用者患部的周圍且與患部一同移動或轉動。連接座固定設置於穿戴件。輔助定位件與連接座相連接，且輔助定位件能相對於連接座旋轉，輔助定位件具有數個輔助定位標記。其中，光學定位組件能透過該些輔助定位標記以對輔助定位件進行標記定位。

較佳地，輔助定位組件更包含有一連接件，連接件可拆卸地設置於連接座，輔助定位件可旋轉地設置於連接件，且連接件與連接座之間能選擇性地夾設有一遮蔽件，以區隔消毒與未消毒區。

較佳地，連接座及連接件分別具有相對應的一磁性單元，連接件的磁性單元能與連接座的磁性單元相互吸引，而使連接件能固定設置於連接座。

較佳地，輔助定位組更包含有一旋轉樞接件，其樞接於連接件而能相對於連接件旋轉，輔助定位件固定設置於旋轉 樞接件，而能隨該旋轉樞接件相對於該連接件旋轉。

本發明的有益效果可以在於：透過輔助定位組件的設置可達到輔助定位的功效，且於手術中不會形成醫師或是助手在傳遞器具或是施術的障礙。

為使能更進一步瞭解本創作的特徵及技術內容，請參閱以下有關本發明的詳細說明與附圖，然而所附圖式僅提供參考與說明用，並非用來對本發明加以限制者。

1‧‧‧手術導引系統

100‧‧‧機台本體

10‧‧‧定位裝置

11‧‧‧輔助定位組件

111‧‧‧穿戴件

112‧‧‧連接座

113‧‧‧輔助定位件

1131‧‧‧輔助定位標記

114‧‧‧連接件

115‧‧‧旋轉樞接件

12‧‧‧定位件

121‧‧‧定位孔

13‧‧‧手工具定位件

131‧‧‧手工具定位標記

14‧‧‧光學定位組件

141‧‧‧感測單元

142‧‧‧雷射單元

20‧‧‧處理裝置

30‧‧‧顯示裝置

B‧‧‧遮蔽件

H‧‧‧患部周圍

M‧‧‧手工具

O‧‧‧患部

S‧‧‧磁性單元

第1圖為本發明的手術導引系統的示意圖。

第2圖與第3圖為本發明的手術導引系統的定位裝置

的部分構件應用於患者的示意圖。

第4圖為本發明的輔助定位組件的分解示意圖。

請一併參閱第1圖至第4圖，其為本發明的手術導引系統的示意圖。為使本實施例說明更易理解，係以牙科手術為例，但不以此為限，於此合先敘明。

如各圖所示，手術導引系統1包含有一定位裝置10、一處理裝置20及一顯示裝置30；定位裝置10及顯示裝置30分別電性連接處理裝置20而能與處理裝置20相互傳遞資訊。定位裝置10包含有一輔助定位組件11、一定位件12、一手工具定位件13及一光學定位組件14。

請配合第1圖，在實際應用中，手術導引系統1更可以包含有一機台本體100，光學定位組件14、處理裝置20及顯示裝置30則可以設置於該機台本體100。其中，所述處理裝置20例如可以是各式型態的電腦。

請參閱第2圖，其為輔助定位組件11的分解示意圖，如圖所示，輔助定位組件11包含有一穿戴件111、一連接座112、一輔助定位件113、一連接件114、一旋轉樞接件115及數個磁性單元S。穿戴件111可以是兩端可選擇性地連接(例如可以是透過卡扣結構)的帶體，而其可以直接穿戴於患者的患部周圍H(如第2圖及第3圖所示，相對於口部的周圍即可為頭部)，其可與患部O同步轉動或移動。穿戴件111上設置有一連接座112，連接件114可拆卸地固定設置於連接座112，旋轉樞接件115可旋轉地樞接於連接件114，而輔助定位件113則與旋轉樞接件115相互固定地設置，藉此，輔助定位件113能連接設置於穿戴件111上，且輔助定位件113能相對於連接件114、連接座112及穿戴件111旋轉。輔助定位件113上設置有數個輔助定位標記1131，其例如可以是可發光的單元或是可反光的單元，藉以協助光學定位組件14對其進行定位。

於本實施例中，連接件114與連接座112可以是分別具有一磁性單元S，而其兩者可以透過該些磁性單元S以相互吸附固定，藉此，其兩者之間可以夾設有一遮蔽件B，而連接件114可依據使用者需求快速且方便地與連接座112分離(以設置或更換遮蔽件B)。當然，在其他的應用中，連接件114與連接座112可以是分別具有相對應的卡扣結構(圖未示)或是快拆機構(圖未示)，而其兩者可以是直接透過相對應的卡扣結構或是快拆機構進行快速拆裝的作業。於實際應用中，所述遮蔽件B可以是可遮蔽區隔消毒區與未消毒區的消毒面巾；連接件114及連接座112可以是分別具有相對應的連接結構，藉以強化其兩者之間的連接力。再者，透過卡扣結構或是快拆機構組合兩個物品是自習知機構組合而得，於此不另贅述其結構，具本領域一般知識之人員自可直接無歧異得知。

旋轉樞接件115是可旋轉地設置於連接件114上，藉此，與旋轉樞接件115相互固定的輔助定位件113，即可以相對於 穿戴件111旋轉，從而操作者可在透過輔助定位件113的該些輔助定位標記1131完成定位後，將輔助定位件113轉向其他位置，以避免輔助定位件113干擾手術的進行(由於輔助定位組件11是穿戴於患者的患部周圍H(於本實施例即為頭部)，因此，相較於習知設置於患者的口部，已大幅降低影響手術的可能)。

特別說明的是，在其他的實施應用中，輔助定位組件11可以是僅包含有穿戴件111、連接座112及輔助定位件113，而輔助定位件113則是直接可旋轉地與連接座112相互連接，於此不加以限制。值得一提的是，在實際應用中，可以是於連接件114與旋轉樞接件115之間設置有相關的連接構件，以強化其彼此間的機械連接力，從而使輔助定位件113能於光學定位的過程中穩定地與旋轉樞接件115相互連接；當然，在更好的應用中，亦可以是於旋轉樞接件115與連接件114之間設置有限位件(圖未示)，藉以使旋轉樞接件115於光學定位其間無法相對於連接件114旋轉，從而提高光學定位的穩定性。

請一併參閱第3圖及第4圖，其為輔助定位組件11、定位件12及手工具定位件13應用於植牙手術中的示意圖。如圖所示，輔助定位組件11固定設置於患者的患部周圍H(即對應為頭部)，定位件12設置於患者的患部O(於本實施例即為口部)，手工具定位件13則固定設置於醫師手持的手工具M(例如鑽孔器或探針)。其中，定位件12包含有數個間隔設置的定位孔121；該些手工具定位標記131例如可以是可發光的單元或是可反光的單元。

藉此，光學定位組件14(如第1圖所示)，能透過其所包含的數個感測單元141(例如影像擷取單元)，在手工具M依序伸入該些定位孔121的後，感測該些輔助定位標記1131的位置及該些手工具定位標記131的位置，從而對應產生一定位資訊。具體來說，透過該些輔助定位標記1131、該些手工具定位標記131及該些定位孔121的三個參考點，光學定位組件14能據以模擬出具有三個 維度的定位資訊。

當光學定位組件14完成定位後，處理裝置20將接收該定位資訊，並據以將其與處理裝置20儲存之患者醫學影像，於本實施例中即為齒部資訊，整合為一導引資訊，從而顯示導引資訊或是配合立體影像或剖面影像來顯示器具位置與周圍的影像於顯示裝置30中，以輔助醫師進行手術。具體來說，醫學影像可以是包含有患者斷層掃描圖及3D模擬圖，而處理裝置20再配合由光學定位組件14所產生的具有三個維度的定位資訊，即可於顯示畫面中精準地顯示出，醫師的手工具M目前的所在位置，從而可有效輔助醫師進行鑽孔作業。

在更好的實施例中，光學定位組件14更包含有數個雷射單元142，藉由雷射單元142所射出之光點完成瞄準作業，以便於進行器具架設之用。

綜合上述，本發明的手術導引系統，可有效地輔助醫師進行植牙手術中的鑽孔位置的定位，進而有效提升鑽孔位置的準確度，且同時透過輔助定位件的設計，除了可有效協助光學定位外，亦可於手術中不影響手術的進行。

以上所述僅為本發明的較佳可行實施例，非因此侷限本創作的專利範圍，故舉凡運用本發明說明書及圖式內容所做的等效技術變化，均包含於本發明的保護範圍內。

Claims (4)

1. 一種手術導引系統，其能輔助一操作者於一患者的手術部位進行定位，該手術導引系統包含：一定位裝置，其包含：一輔助定位組件，其包含：一穿戴件，其被固定於該患者身上，並鄰近於該患者的患部，可與該患部同步位移；一連接座，其固定設置於該穿戴件；及一輔助定位件，包含有一連接件，其可拆卸地設置於該連接座，且該輔助定位件可旋轉地設置於該連接件而能相對於該連接座旋轉，該輔助定位件具有數個輔助定位標記，該連接件與該連接座之間能選擇性地夾設有一遮蔽件，該遮蔽件能對應遮蔽該患者的頭部的至少一部份；一定位件，其用以固定設置於該患者的患部，該定位件包含有數個定位孔；一手工具定位件，其用以固定設置於一手工具，該手工具定位件包括數個手工具定位標記；及一光學定位組件，其包含數個感測單元，該些感測單元能於該些手工具依序伸入該些定位孔的過程中，感測該些輔助定位標記的位置及該些手工具定位標記的位置，而對應產生一定位資訊；一處理裝置，其能儲存該患者的一醫學影像，該處理裝置電性連接該光學定位組件以接收該定位資訊，且該處理裝置能將該醫學影像與該定位資訊整合為一導引資訊；以及一顯示裝置，其電性連接該處理裝置，以顯示該導引資訊。
2. 如請求項1所述的手術導引系統，其中該連接座及該連接件分別具有相對應的一磁性單元，該連接件的磁性單元能與該連接座 的磁性單元相互吸引，而使該連接件能固定設置於該連接座。
3. 如請求項2所述的手術導引系統，其中該輔助定位組更包含有一旋轉樞接件，其樞接於該連接件而能相對於該連接件旋轉，該輔助定位件固定設置於該旋轉樞接件，而能隨該旋轉樞接件相對於該連接件旋轉。
4. 如請求項1所述的手術導引系統，其中該連接座及該連接件分別具有相對應的一卡扣機構或是一快拆機構，而使該連接件能固定設置於該連接座。