WO2016099205A1 - Surgical operation result display method and surgical operation result display system using same - Google Patents

Surgical operation result display method and surgical operation result display system using same Download PDF

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WO2016099205A1
WO2016099205A1 PCT/KR2015/013952 KR2015013952W WO2016099205A1 WO 2016099205 A1 WO2016099205 A1 WO 2016099205A1 KR 2015013952 W KR2015013952 W KR 2015013952W WO 2016099205 A1 WO2016099205 A1 WO 2016099205A1
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    • A61B90/36Image-producing devices or illumination devices not otherwise provided for
    • A61B90/37Surgical systems with images on a monitor during operation

Definitions

  • the present invention relates to a surgical result display method and a surgical result display system using the same, and more particularly, to a surgical result display method for displaying the surgical results to the surgeon to easily confirm the surgical results, and a surgical result display system using the same.
  • a brain tumor develops in the patient's head, it must be removed through surgical surgery.
  • Such brain tumor surgery is usually performed by forming a predetermined through hole in the patient's head so that the surgeon is connected to the brain tumor, inserting a surgical tool into the through hole, and then removing the brain tumor.
  • a transmission imaging device capable of imaging the inside of the human body, such as CT or MRI.
  • the method of confirming the removal state of the brain tumor through the transmission imaging apparatus must move to the transmission imaging apparatus to perform imaging every time a part of the brain tumor is removed, so that the operation time is excessively increased and the intensity of the intensity Surgical concentration can also lead to a problem that is lowered.
  • the present invention is to solve this problem, the problem to be solved by the present invention is to provide a surgical result display method that can immediately display the state of the operation target during surgery.
  • Another object of the present invention is to provide a surgical result display system using the surgical result display method.
  • Surgical results display method comprises the steps of photographing a portion of the body including the operation target, generating a transmission image for a portion of the body; Photographing a state in which at least a portion of the surgical object is removed through a through hole formed in a portion of the body to be connected to the surgical target, thereby generating a 3D image of the surgical target; Matching the three-dimensional image with the transmission image to generate a matching image including the three-dimensional image; And displaying the matching image to the outside through the display device.
  • the 3D image may be generated by using a 3D measuring device disposed at a position corresponding to the through hole.
  • the three-dimensional measuring apparatus irradiates the plurality of grating pattern lights to the surgery object N times at different angles, and then sequentially detects the grating pattern lights reflected from the surgery object, and thus N pattern images of the surgery object. And the N pattern images may be generated using the N-bucket algorism.
  • coordinate matching of the transmission image and the 3D image may be performed based on the surgical object to generate the matching image obtained by synthesizing the 3D image with the transmission image.
  • a portion of the body may comprise a human head and the surgical subject may comprise a brain tumor.
  • the surgical result display system includes a transmission imaging apparatus, a 3D measuring apparatus, an image matching processing apparatus, and a display apparatus.
  • the transmission photographing apparatus photographs a part of a body including a surgical object, and generates a transmission image of a part of the body.
  • the three-dimensional measuring apparatus photographs a state in which at least a portion of the surgical object is removed through a through hole formed in a portion of the body to be connected to the surgical target, thereby generating a three-dimensional image of the surgical target.
  • the image matching processing apparatus generates the matching image including the 3D image by matching the 3D image with the transmission image.
  • the display device displays the matching image provided from the image matching processing device.
  • the 3D measuring device may be disposed at a position corresponding to the through hole to generate the 3D image.
  • the three-dimensional measuring apparatus irradiates the plurality of grating pattern lights to the surgery object N times at different angles, and then sequentially detects the grating pattern lights reflected from the surgery object, and thus N pattern images of the surgery object. And the N pattern images may be generated using the N-bucket algorism.
  • the 3D measuring device may include an optical coherence tomography (OCT) device.
  • OCT optical coherence tomography
  • the image matching processing apparatus may generate the matching image by synthesizing the transmission image and the three-dimensional image based on the surgery target, and synthesizing the three-dimensional image with the transmission image.
  • a portion of the body may comprise a human head and the surgical subject may comprise a brain tumor.
  • the real-time surgeon responsible for the operation of removing the surgical target is displayed in real time through the display device.
  • the accuracy of the removal of the surgical target can be improved without excessively increasing the operation time or deterioration of the concentration of the operation of the surgical collection.
  • FIG. 1 is a block diagram showing a surgical result display system according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a side view illustrating a state in which a 3D measuring device is mounted on an operating table in the surgical result display system of FIG. 1.
  • FIG. 3 is a view for explaining a positional relationship between a three-dimensional measuring apparatus and a part of a body including a surgical target in FIG. 2.
  • FIG. 4 is a view showing a matching image representing a state of a surgery target according to FIG. 3.
  • FIG. 5 is a view showing a state after a part of the surgical object is removed in FIG.
  • FIG. 6 is a view showing a matching image showing a state of a surgery target according to FIG. 5.
  • FIG. 7 is a flowchart illustrating a method of displaying surgical results according to an embodiment of the present invention.
  • first and second may be used to describe various components, but the components should not be limited by the terms. The terms are used only for the purpose of distinguishing one component from another.
  • the first component may be referred to as the second component, and similarly, the second component may also be referred to as the first component.
  • FIG. 1 is a block diagram showing a surgical result display system according to an embodiment of the present invention
  • Figure 2 is a side view showing a state in which the three-dimensional measurement device is mounted on the operating table of the surgical result display system of Figure 1
  • 3 is a view for explaining the positional relationship between the three-dimensional measuring device and the part of the body including the surgical object in Figure 2
  • Figure 4 is a view showing a matching image showing the state of the surgical target according to FIG.
  • the surgical result display system is a system in which a surgeon in charge of a surgical operation can display a part of a patient's body including a surgical target during an operation, and includes a transmission imaging device ( 100, the 3D measuring apparatus 200, the image matching processing apparatus 300, and the display apparatus 400.
  • the patient may lie on the operating table 10, for example.
  • a part of the body refers to a part of the body of the person who can perform a surgical operation, such as the head of the patient or the back or waist of the patient.
  • the surgical target may be a brain tumor generated in the brain.
  • the surgical target may be a disk formed in the spine.
  • a part of the body is the head of the patient, and the operation target will be described as an example that the brain tumor in the brain.
  • the transmission photographing apparatus 100 photographs a part of the body in which the surgery target 30 is included, and generates a transmission image of a part of the body.
  • the transmission photographing apparatus 100 is a photographing apparatus capable of photographing the inside of the body through a human body such as CT, MRI, etc., but is preferably disposed at a position adjacent to the operating table 10.
  • the operating table 10 may be disposed at a distant position regardless of the operating table 10.
  • the transmission imaging apparatus 100 may be a digital X-ray detector capable of moving and photographing.
  • the transmission image generated by the transmission photographing apparatus 100 may be a two-dimensional image in the form of a photograph, but preferably may be a digital image that can be processed by a computer.
  • an image conversion apparatus (not shown) provided separately may convert the transmission image into the digital image.
  • the transmission imaging apparatus 100 may generate a plurality of transmission images by photographing a part of the body at different angles.
  • the three-dimensional measuring apparatus 200 is photographed through the through-hole 40 formed in a portion of the body to be connected to the surgical target 30 to remove the at least a portion of the surgical target 30, the surgical target Generate a 3D image for 30.
  • the three-dimensional measuring device 200 is disposed in a position facing the through hole 40, to shoot the surgical target 30 through the through hole 40 to generate the three-dimensional image.
  • the three-dimensional measuring apparatus 200 may be fixedly disposed to face the through hole 40 by a fixing unit 20 mounted on the operating table 10.
  • the three-dimensional measuring device 200 may be a measuring device for measuring the three-dimensional shape of the object to be measured using an N-bucket algorithm (N-bucket algorism).
  • N-bucket algorism For example, the three-dimensional measuring apparatus 200 irradiates the grating pattern lights to the surgical object 30 at different angles N times, and then sequentially measures the grating pattern lights reflected from the surgical object 30. As a result, N pattern images of the surgical object 30 may be obtained, and the N pattern images may be generated using the N-bucket algorism.
  • the three-dimensional measuring apparatus 200 extracts a phase at each irradiation angle corresponding to each position of an XY coordinate system from the N pattern images, and calculates a height at each irradiation angle from the phase. Then, the three-dimensional image representing the three-dimensional surface shape of the surgical target 30 can be generated using these heights.
  • the three-dimensional measuring device may be an optical coherence tomography (OCT) device.
  • OCT optical coherence tomography
  • the optical coherence tomography apparatus is a high resolution imaging apparatus capable of three-dimensional imaging of microstructures inside biological tissues by combining the interference phenomenon of light and the principle of confocal microscopy, for example, near infrared (wavelength 0.6 ⁇ m to 1.3
  • the optical coherence tomography apparatus may be operated based on a Michelson interferometer. That is, when the optical signal generated from the light source is divided into two optical signals in the optical coupler and incident on the reference stage and the sample stage, the reference light returned from the reference stage and the sample light scattered back from the sample stage meet again to cause optical interference.
  • the cross section of the object to be photographed may be imaged using the optical interference signal.
  • the image matching processing apparatus 300 may be connected to the 3D measuring apparatus 200 through a signal line to receive the 3D image in real time from the 3D measuring apparatus 200.
  • the image matching processing apparatus 300 may be disposed at a position adjacent to the operating table 10 and may be connected to the 3D measuring apparatus 200 through a signal line.
  • the 3D measurement device 200 may be moved from the 3D measuring device 200 through a wired or wireless data transmission system built in a hospital. The image may be provided in real time.
  • the image matching processing apparatus 300 stores the transmission image generated by the transmission imaging apparatus 100.
  • a worker manually stores the transmission image in the image matching processing apparatus 300 through a mobile memory such as a USB, or the transmission image is transferred to the image matching processing apparatus 300 through the wired / wireless data transmission system. It can be automatically sent and stored.
  • the image matching processing apparatus 300 generates the matching image including the 3D image by matching the 3D image with the transmission image. For example, the image matching processing apparatus 300 coordinate-aligns the transmission image and the three-dimensional image with respect to the surgical target 30, thereby matching the matching image obtained by synthesizing the three-dimensional image with the transmission image. Can be generated. That is, the image matching processing apparatus 300 matches the three-dimensional image with the image of the surgical target 30 included in the transmission image so as to be matched in XY coordinates, and then performs the operation of matching the matched three-dimensional image.
  • the matching image may be generated by inserting the image of the object 30 in place of the image.
  • the display device 400 is connected to the image matching processing device 300 by a signal line to receive the matching image from the image matching processing device 300, and displays the brazed matching image to the outside.
  • the display device 400 may be disposed at a position adjacent to the operating table 10 to display the surgical result of the surgical target 30 to the surgical surgeon in real time.
  • FIG. 5 is a view illustrating a state after a part of the surgery target is removed in FIG. 3
  • FIG. 6 is a view illustrating a matching image showing a state of the surgery target according to FIG. 5.
  • the surgeon will remove at least a portion of the surgical object 30 using various surgical tools.
  • the 3D measuring apparatus 200 generates the 3D image by photographing the current state of the surgical target 30 and transmits the 3D image to the image matching processing apparatus 300 in real time.
  • the image matching processing apparatus 300 generates the matching image reflecting the current state of the surgery target 30 in real time and displays it externally through the display device 400.
  • FIG. 7 is a flowchart illustrating a method of displaying surgical results according to an embodiment of the present invention.
  • the transmission apparatus 100 photographs a part of the body including the surgery target 30 to capture the transmission image. It generates (S100).
  • the step (S100) of generating the transmission image may be performed before the through hole 40 is formed in a part of the body, but may alternatively be performed even after the through hole 40 is formed.
  • the 3D measuring apparatus 200 receives the removed state of the surgical target 30 through the through hole 40. Photographing to generate the three-dimensional image (S200).
  • the three-dimensional measuring apparatus 200 before the step of generating the three-dimensional image (S200), the three-dimensional measuring apparatus 200 through the through-hole 40 to the state before the removal surgery for the surgical target 30 is in progress It may be taken to generate a three-dimensional image before surgery.
  • the image matching processing apparatus 300 stores the transmission image generated by the transmission imaging apparatus 100, receives the 3D image in real time from the 3D measurement apparatus 200, and then stores the 3D image.
  • the dimensional image is matched with the transmission image to generate the matching image (S300).
  • the image matching processing apparatus 300 receives the preoperative 3D image from the 3D measuring apparatus 200 before the surgical operation on the surgical target 30 is performed, and then the preoperative 3
  • the dimensional image may be matched with the transmission image to generate a preoperative matching image including the preoperative 3D image.
  • the display device 400 receives the matching image from the image matching processing device 300 and displays the matching image outside (S400).
  • the surgeon may check the matching image displayed through the display device 400 and then proceed with the removal operation on the surgical target 30.
  • the generation of the 3D image (S200), the generation of the matching image (S300), and the display of the matching image (S400) are continued. Can be done.
  • the display device 400 may receive the pre-operational matching image from the image matching processing device 300 and display it externally before the removal operation on the surgical object 30 is performed.
  • the surgeon in charge of the surgical operation confirms in real time through the display device 400 how much the surgical target 30 is removed during the operation for removing the surgical target 30.
  • the accuracy of the removal of the surgical target 30 may be improved without excessively increasing the operation time or decreasing the concentration of the surgery.
  • the surgical collection point is an accurate state of the surgical object 30. You can check.

Abstract

Disclosed are a surgical operation result display method capable of immediately displaying, during a surgical operation, the status of a subject to be operated on, and a surgical operation result display system using the same. The surgical operation result display method comprises the steps of: photographing a part of the body, including the subject to be operated on, so as to generate a transmissive image for the part of the body; photographing a state in which at least a part of the subject to be operated on is removed, via a through hole formed in the part of the body so as to be connected to the subject to be operated on, thereby forming a three-dimensional image for the subject to be operated on; matching the three-dimensional image to the transmissive image so as to generate a matching image including the three-dimensional image; and displaying the matching image to the outside through a display device.

Description

수술 결과 표시 방법 및 이를 이용한 수술 결과 표시 시스템Surgical Result Display Method and Surgical Result Display System Using the Same
본 발명은 수술 결과 표시 방법 및 이를 이용한 수술 결과 표시 시스템에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 수술 결과를 쉽게 확인할 수 있도록 수술 집도의에게 표시해주는 수술 결과 표시 방법 및 이를 이용한 수술 결과 표시 시스템에 관한 것이다.The present invention relates to a surgical result display method and a surgical result display system using the same, and more particularly, to a surgical result display method for displaying the surgical results to the surgeon to easily confirm the surgical results, and a surgical result display system using the same.
일반적으로, 환자의 머리에 뇌종양(tumor)가 발생되면, 외과 수술을 통해 제거해야만 한다. 이러한 뇌종양 외과 수술은 수술 집도의가 상기 뇌종양과 연결되도록 환자의 머리에 소정의 관통홀을 형성하여, 상기 관통홀로 수술 도구를 삽입한 후, 상기 뇌종양을 제거함으로써 이루어지는 것이 보통이다.In general, if a brain tumor develops in the patient's head, it must be removed through surgical surgery. Such brain tumor surgery is usually performed by forming a predetermined through hole in the patient's head so that the surgeon is connected to the brain tumor, inserting a surgical tool into the through hole, and then removing the brain tumor.
한편, 상기 뇌종양이 형성된 부분을 정확하게 제거하는 수술은 쉽지 않은 작업이다. 특히, 환자의 머리에 형성된 소정의 관통홀을 통해서 뇌종양의 제거 상태를 사람의 눈으로 확인하면서 수술이 진행되어야 하므로, 매우 큰 숙련도와 정밀도가 요하는 수술 작업이다. 따라서, 상기 뇌종양을 한 번에 전체를 제거하는 것보다 상기 뇌종양을 부분부분 조금씩 제거하면서 전체를 제거하는 것이 바람직한 수술 방법이다.On the other hand, surgery to accurately remove the brain tumor formed part is a difficult task. In particular, since the operation must be performed while checking the removal state of the brain tumor with the human eye through a predetermined through hole formed in the head of the patient, it is a surgical operation that requires very great skill and precision. Therefore, it is preferable to remove the brain tumor while removing all of the brain tumors in small portions, rather than removing all of the brain tumors at once.
그러나, 상기 수술 집도의가 수술 도중 뇌종양이 얼마나 제거되었는지를 사람의 눈으로 확인하는 것은 그 신뢰도가 떨어질 수 있다. 따라서, CT 또는 MRI와 같이 사람의 몸 내부를 촬영할 수 있는 투과 촬영 장치를 사용하여 뇌종양의 제거 상태를 확인할 필요가 있다.However, it may be less reliable for the surgeon to confirm with the human eye how much the brain tumor has been removed during surgery. Therefore, it is necessary to confirm the removal state of the brain tumor using a transmission imaging device capable of imaging the inside of the human body, such as CT or MRI.
그러나, 상기 투과 촬영 장치를 통해 뇌종양의 제거 상태를 확인하는 방법은 상기 뇌종량의 일부분을 제거할 때마다 상기 투과 촬영 장치로 이동하여 촬영을 수행해야만 하므로, 수술 시간이 과도하게 증가될 뿐만 아니라 집도의의 수술 집중도도 저하되는 문제점을 초래할 수 있다.However, the method of confirming the removal state of the brain tumor through the transmission imaging apparatus must move to the transmission imaging apparatus to perform imaging every time a part of the brain tumor is removed, so that the operation time is excessively increased and the intensity of the intensity Surgical concentration can also lead to a problem that is lowered.
따라서, 본 발명은 이러한 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 해결하고자 하는 과제는 수술 도중 수술 대상의 상태를 즉시 표시할 수 있는 수술 결과 표시 방법을 제공하는 것이다.Accordingly, the present invention is to solve this problem, the problem to be solved by the present invention is to provide a surgical result display method that can immediately display the state of the operation target during surgery.
또한, 본 발명의 해결하고자 하는 다른 과제는 상기 수술 결과 표시 방법을 이용한 수술 결과 표시 시스템을 제공하는 것이다.In addition, another object of the present invention is to provide a surgical result display system using the surgical result display method.
본 발명의 일 실시예에 의한 수술 결과 표시 방법은 수술 대상이 포함된 신체의 일부분을 촬영하여, 상기 신체의 일부분에 대한 투과 이미지를 생성하는 단계; 상기 수술 대상의 적어도 일부분을 제거한 상태를 상기 수술 대상과 연결되도록 상기 신체의 일부분에 형성된 관통홀을 통해 촬영하여, 상기 수술 대상에 대한 3차원 이미지를 생성하는 단계; 상기 3차원 이미지를 상기 투과 이미지와 매칭시켜, 상기 3차원 이미지가 포함된 매칭 이미지를 생성하는 단계; 및 상기 매칭 이미지를 표시 장치를 통해 외부로 표시하는 단계를 포함한다.Surgical results display method according to an embodiment of the present invention comprises the steps of photographing a portion of the body including the operation target, generating a transmission image for a portion of the body; Photographing a state in which at least a portion of the surgical object is removed through a through hole formed in a portion of the body to be connected to the surgical target, thereby generating a 3D image of the surgical target; Matching the three-dimensional image with the transmission image to generate a matching image including the three-dimensional image; And displaying the matching image to the outside through the display device.
상기 3차원 이미지를 생성하는 단계에서는, 상기 관통홀에 대응되는 위치에 배치된 3차원 측정 장치를 이용하여 상기 3차원 이미지를 생성할 수 있다.In the generating of the 3D image, the 3D image may be generated by using a 3D measuring device disposed at a position corresponding to the through hole.
상기 3차원 측정 장치는 상기 수술 대상으로 복수의 격자 패턴광들을 서로 다른 각도로 N번 조사한 후, 상기 수술 대상으로부터 반사된 상기 격자 패턴광들을 순차적으로 검출하여, 상기 수술 대상에 대한 N개의 패턴 이미지들을 획득하고, 상기 N개의 패턴 이미지들을 N-버켓 알고리즘(N-bucket algorism)을 사용하여 상기 3차원 이미지를 생성할 수 있다.The three-dimensional measuring apparatus irradiates the plurality of grating pattern lights to the surgery object N times at different angles, and then sequentially detects the grating pattern lights reflected from the surgery object, and thus N pattern images of the surgery object. And the N pattern images may be generated using the N-bucket algorism.
상기 매칭 이미지를 생성하는 단계에서는, 상기 투과 이미지 및 상기 3차원 이미지를 상기 수술 대상을 기준으로 좌표 정합하여, 상기 투과 이미지에 상기 3차원 이미지가 합성된 상기 매칭 이미지를 생성할 수 있다.In the generating of the matching image, coordinate matching of the transmission image and the 3D image may be performed based on the surgical object to generate the matching image obtained by synthesizing the 3D image with the transmission image.
상기 신체의 일부분은 사람의 머리를 포함하고, 상기 수술 대상은 뇌종양을 포함할 수 있다.A portion of the body may comprise a human head and the surgical subject may comprise a brain tumor.
본 발명의 일 실시예에 의한 수술 결과 표시 시스템은 투과 촬영 장치, 3차원 측정 장치, 영상 매칭 처리 장치 및 표시 장치를 포함한다.The surgical result display system according to an exemplary embodiment of the present invention includes a transmission imaging apparatus, a 3D measuring apparatus, an image matching processing apparatus, and a display apparatus.
상기 투과 촬영 장치는 수술 대상이 포함된 신체의 일부분을 촬영하여, 상기 신체의 일부분에 대한 투과 이미지를 생성한다. 상기 3차원 측정 장치는 상기 수술 대상의 적어도 일부분을 제거한 상태를 상기 수술 대상과 연결되도록 상기 신체의 일부분에 형성된 관통홀을 통해 촬영하여, 상기 수술 대상에 대한 3차원 이미지를 생성한다. 상기 영상 매칭 처리 장치는 상기 3차원 이미지를 상기 투과 이미지와 매칭시켜, 상기 3차원 이미지가 포함된 매칭 이미지를 생성한다. 상기 표시 장치는 상기 영상 매칭 처리 장치로부터 제공된 상기 매칭 이미지를 표시한다.The transmission photographing apparatus photographs a part of a body including a surgical object, and generates a transmission image of a part of the body. The three-dimensional measuring apparatus photographs a state in which at least a portion of the surgical object is removed through a through hole formed in a portion of the body to be connected to the surgical target, thereby generating a three-dimensional image of the surgical target. The image matching processing apparatus generates the matching image including the 3D image by matching the 3D image with the transmission image. The display device displays the matching image provided from the image matching processing device.
상기 3차원 측정 장치는 상기 관통홀에 대응되는 위치에 배치되어 상기 3차원 이미지를 생성할 수 있다.The 3D measuring device may be disposed at a position corresponding to the through hole to generate the 3D image.
상기 3차원 측정 장치는 상기 수술 대상으로 복수의 격자 패턴광들을 서로 다른 각도로 N번 조사한 후, 상기 수술 대상으로부터 반사된 상기 격자 패턴광들을 순차적으로 검출하여, 상기 수술 대상에 대한 N개의 패턴 이미지들을 획득하고, 상기 N개의 패턴 이미지들을 N-버켓 알고리즘(N-bucket algorism)을 사용하여 상기 3차원 이미지를 생성할 수 있다.The three-dimensional measuring apparatus irradiates the plurality of grating pattern lights to the surgery object N times at different angles, and then sequentially detects the grating pattern lights reflected from the surgery object, and thus N pattern images of the surgery object. And the N pattern images may be generated using the N-bucket algorism.
이와 다르게, 상기 3차원 측정 장치는 광간섭 단층 촬영(Optical Coherence Tomography; OCT) 장치를 포함할 수 있다.Alternatively, the 3D measuring device may include an optical coherence tomography (OCT) device.
상기 영상 매칭 처리 장치는 상기 투과 이미지 및 상기 3차원 이미지를 상기 수술 대상을 기준으로 좌표 정합하여, 상기 투과 이미지에 상기 3차원 이미지가 합성된 상기 매칭 이미지를 생성할 수 있다.The image matching processing apparatus may generate the matching image by synthesizing the transmission image and the three-dimensional image based on the surgery target, and synthesizing the three-dimensional image with the transmission image.
상기 신체의 일부분은 사람의 머리를 포함하고, 상기 수술 대상은 뇌종양을 포함할 수 있다.A portion of the body may comprise a human head and the surgical subject may comprise a brain tumor.
이와 같이 본 발명에 의한 수술 결과 표시 방법 및 이를 이용한 수술 결과 표시 시스템에 따르면, 뇌종양과 같은 수술 대상을 제거하는 수술을 담당하는 수술 집도의가 수술 도중에 상기 수술 대상이 얼마나 제거되었는지를 표시 장치를 통해 실시간으로 확인할 수 있음에 따라, 수술 시간이 과도하게 증가되거나 상기 수술 집도의의 수술 집중도가 저하되지 않으면서 상기 수술 대상의 제거에 대한 정확도가 향상될 수 있다.As described above, according to the surgical result display method and the surgical result display system using the same, the real-time surgeon responsible for the operation of removing the surgical target, such as a brain tumor, is displayed in real time through the display device. As it can be confirmed, the accuracy of the removal of the surgical target can be improved without excessively increasing the operation time or deterioration of the concentration of the operation of the surgical collection.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 의한 수술 결과 표시 시스템을 도시한 블록도이다.1 is a block diagram showing a surgical result display system according to an embodiment of the present invention.
도 2는 도 1의 수술 결과 표시 시스템 중 3차원 측정 장치가 수술대에 장착된 상태를 도시한 측면도이다.FIG. 2 is a side view illustrating a state in which a 3D measuring device is mounted on an operating table in the surgical result display system of FIG. 1.
도 3은 도 2에서 3차원 측정 장치와 수술 대상이 포함된 신체의 일부분과의 위치 관계를 설명하기 위한 도면이다.FIG. 3 is a view for explaining a positional relationship between a three-dimensional measuring apparatus and a part of a body including a surgical target in FIG. 2.
도 4는 도 3에 따른 수술 대상의 상태를 나타내는 매칭 이미지를 도시한 도면이다.FIG. 4 is a view showing a matching image representing a state of a surgery target according to FIG. 3.
도 5는 도 3에서 수술 대상의 일부가 제거된 후의 상태를 나타낸 도면이다.5 is a view showing a state after a part of the surgical object is removed in FIG.
도 6은 도 5에 따른 수술 대상의 상태를 나타낸 매칭 이미지를 도시한 도면이다.FIG. 6 is a view showing a matching image showing a state of a surgery target according to FIG. 5.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 의한 수술 결과 표시 방법을 도시한 순서도이다.7 is a flowchart illustrating a method of displaying surgical results according to an embodiment of the present invention.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 본문에 상세하게 설명하고자 한다.As the inventive concept allows for various changes and numerous embodiments, particular embodiments will be illustrated in the drawings and described in detail in the text.
그러나, 이는 본 발명을 특정한 개시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성 요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성 요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안된다. 상기 용어들은 하나의 구성 요소를 다른 구성 요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성 요소는 제2 구성 요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성 요소도 제1 구성 요소로 명명될 수 있다.However, this is not intended to limit the present invention to the specific disclosed form, it should be understood to include all modifications, equivalents, and substitutes included in the spirit and scope of the present invention. Terms such as first and second may be used to describe various components, but the components should not be limited by the terms. The terms are used only for the purpose of distinguishing one component from another. For example, without departing from the scope of the present invention, the first component may be referred to as the second component, and similarly, the second component may also be referred to as the first component.
본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예들을 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성 요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성 요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.The terminology used herein is for the purpose of describing particular embodiments only and is not intended to be limiting of the invention. Singular expressions include plural expressions unless the context clearly indicates otherwise. In this application, the terms "comprise" or "having" are intended to indicate that there is a feature, number, step, action, component, part, or combination thereof described in the specification, and that one or more other features It should be understood that it does not exclude in advance the possibility of the presence or addition of numbers, steps, actions, components, parts or combinations thereof.
이하, 첨부한 도면들을 참조하여, 본 발명의 바람직한 실시예들을 보다 상세하게 설명한다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 의한 수술 결과 표시 시스템을 도시한 블록도이고, 도 2는 도 1의 수술 결과 표시 시스템 중 3차원 측정 장치가 수술대에 장착된 상태를 도시한 측면도이며, 도 3은 도 2에서 3차원 측정 장치와 수술 대상이 포함된 신체의 일부분과의 위치 관계를 설명하기 위한 도면이고, 도 4는 도 3에 따른 수술 대상의 상태를 나타내는 매칭 이미지를 도시한 도면이다.1 is a block diagram showing a surgical result display system according to an embodiment of the present invention, Figure 2 is a side view showing a state in which the three-dimensional measurement device is mounted on the operating table of the surgical result display system of Figure 1, 3 is a view for explaining the positional relationship between the three-dimensional measuring device and the part of the body including the surgical object in Figure 2, Figure 4 is a view showing a matching image showing the state of the surgical target according to FIG.
도 1 내지 도 4를 참조하면, 본 실시예에 의한 수술 결과 표시 시스템은 외과 수술을 담당하는 수술 집도의가 수술 도중에 수술 대상이 포함된 환자 신체의 일부분을 표시할 수 있는 시스템으로, 투과 촬영 장치(100), 3차원 측정 장치(200), 영상 매칭 처리 장치(300) 및 표시 장치(400)를 포함한다. 여기서, 상기 환자는 예를 들어, 수술대(10) 상에 누워 있을 수 있다.1 to 4, the surgical result display system according to the present embodiment is a system in which a surgeon in charge of a surgical operation can display a part of a patient's body including a surgical target during an operation, and includes a transmission imaging device ( 100, the 3D measuring apparatus 200, the image matching processing apparatus 300, and the display apparatus 400. Here, the patient may lie on the operating table 10, for example.
한편, 상기 신체의 일부분은 상기 환자의 머리이나 상기 환자의 등 또는 허리와 같이 외과 수술을 진행할 수 있는 사람의 몸의 일부분을 말한다. 여기서, 상기 신체의 일부분이 상기 환자의 머리일 때, 상기 수술 대상은 뇌 속에 생긴 뇌종양일 수 있다. 또한, 상기 신체의 일부분이 상기 환자의 등 또는 허리일 때, 상기 수술 대상은 척추에 생긴 디스크일 수 있다. 본 실시예에서는, 상기 신체의 일부분이 상기 환자의 머리이고, 상기 수술 대상이 뇌 속에 생긴 뇌종양인 것을 일 예로 설명하겠다.On the other hand, a part of the body refers to a part of the body of the person who can perform a surgical operation, such as the head of the patient or the back or waist of the patient. Here, when a part of the body is the head of the patient, the surgical target may be a brain tumor generated in the brain. In addition, when a part of the body is the back or waist of the patient, the surgical target may be a disk formed in the spine. In the present embodiment, a part of the body is the head of the patient, and the operation target will be described as an example that the brain tumor in the brain.
상기 투과 촬영 장치(100)는 상기 수술 대상(30)이 포함된 상기 신체의 일부분을 촬영하여, 상기 신체의 일부분에 대한 투과 이미지를 생성한다. 예를 들어, 상기 투과 촬영 장치(100)는 CT, MRI 등과 같이 사람의 몸을 투과하여 몸의 내부를 촬영할 수 있는 촬영 장치로, 상기 수술대(10)와 인접한 위치에 배치되는 것이 바람직하지만, 이와 다르게 상기 수술대(10)와 상관없이 멀리 떨어진 위치에 배치되어 있을 수 있다. 또한, 상기 투과 촬영 장치(100)는 이동하여 촬영이 가능한 디지털 엑스레이 디텍터일 수도 있다.The transmission photographing apparatus 100 photographs a part of the body in which the surgery target 30 is included, and generates a transmission image of a part of the body. For example, the transmission photographing apparatus 100 is a photographing apparatus capable of photographing the inside of the body through a human body such as CT, MRI, etc., but is preferably disposed at a position adjacent to the operating table 10. Alternatively, the operating table 10 may be disposed at a distant position regardless of the operating table 10. Also, the transmission imaging apparatus 100 may be a digital X-ray detector capable of moving and photographing.
본 실시예에서, 상기 투과 촬영 장치(100)에서 생성된 상기 투과 이미지는 사진 형태의 2차원 이미지일 수도 있지만, 바람직하게 컴퓨터에서 처리가 가능한 디지털 이미지일 수 있다. 이때, 상기 투과 이미지가 사진 형태의 2차원 이미지일 경우, 별도로 구비된 이미지 변환 장치(미도시)가 상기 투과 이미지를 상기 디지털 이미지로 변환시킬 수 있다. 한편, 상기 투과 촬영 장치(100)는 서로 다른 각도에서 상기 신체의 일부분에 대한 촬영을 수행하여 복수의 투과 이미지들을 생성할 수도 있다.In the present embodiment, the transmission image generated by the transmission photographing apparatus 100 may be a two-dimensional image in the form of a photograph, but preferably may be a digital image that can be processed by a computer. In this case, when the transmission image is a two-dimensional image in the form of a photograph, an image conversion apparatus (not shown) provided separately may convert the transmission image into the digital image. Meanwhile, the transmission imaging apparatus 100 may generate a plurality of transmission images by photographing a part of the body at different angles.
상기 3차원 측정 장치(200)는 상기 수술 대상(30)의 적어도 일부분을 제거한 상태를 상기 수술 대상(30)과 연결되도록 상기 신체의 일부분에 형성된 관통홀(40)을 통해 촬영하여, 상기 수술 대상(30)에 대한 3차원 이미지를 생성한다.The three-dimensional measuring apparatus 200 is photographed through the through-hole 40 formed in a portion of the body to be connected to the surgical target 30 to remove the at least a portion of the surgical target 30, the surgical target Generate a 3D image for 30.
구체적으로, 상기 3차원 측정 장치(200)는 상기 관통홀(40)과 마주하는 위치에 배치되어, 상기 관통홀(40)을 통해 상기 수술 대상(30)을 촬영하여 상기 3차원 이미지를 생성할 수 있다. 예를 들어, 상기 3차원 측정 장치(200)는 상기 수술대(10)에 장착된 고정 유닛(20)에 의해 상기 관통홀(40)을 향하도록 고정되어 배치될 수 있다.Specifically, the three-dimensional measuring device 200 is disposed in a position facing the through hole 40, to shoot the surgical target 30 through the through hole 40 to generate the three-dimensional image. Can be. For example, the three-dimensional measuring apparatus 200 may be fixedly disposed to face the through hole 40 by a fixing unit 20 mounted on the operating table 10.
본 실시예에서, 상기 3차원 측정 장치(200)은 N-버켓 알고리즘(N-bucket algorism)을 이용하여 측정 대상물의 3차원 형상을 측정하는 측정 장치일 수 있다. 예를 들어, 상기 3차원 측정 장치(200)는 상기 수술 대상(30)으로 복수의 격자 패턴광들을 서로 다른 각도로 N번 조사한 후, 상기 수술 대상(30)으로부터 반사된 상기 격자 패턴광들을 순차적으로 검출하여, 상기 수술 대상(30)에 대한 N개의 패턴 이미지들을 획득하고, 상기 N개의 패턴 이미지들을 N-버켓 알고리즘(N-bucket algorism)을 사용하여 상기 3차원 이미지를 생성할 수 있다. 즉, 상기 3차원 측정 장치(200)은 상기 N개의 패턴 이미지들로부터 X-Y 좌표계의 각 위치에 대응되는 상기 각 조사 각도에서의 위상을 추출하고, 상기 위상으로부터 상기 각 조사 각도에서의 높이를 계산한 후, 이러한 높이들을 이용하여 상기 수술 대상(30)의 3차원 표면 형상을 나타내는 상기 3차원 이미지를 생성할 수 있다.In this embodiment, the three-dimensional measuring device 200 may be a measuring device for measuring the three-dimensional shape of the object to be measured using an N-bucket algorithm (N-bucket algorism). For example, the three-dimensional measuring apparatus 200 irradiates the grating pattern lights to the surgical object 30 at different angles N times, and then sequentially measures the grating pattern lights reflected from the surgical object 30. As a result, N pattern images of the surgical object 30 may be obtained, and the N pattern images may be generated using the N-bucket algorism. That is, the three-dimensional measuring apparatus 200 extracts a phase at each irradiation angle corresponding to each position of an XY coordinate system from the N pattern images, and calculates a height at each irradiation angle from the phase. Then, the three-dimensional image representing the three-dimensional surface shape of the surgical target 30 can be generated using these heights.
또한, 본 실시예에서, 상기 3차원 측정 장치는 광간섭 단층 촬영(Optical Coherence Tomography; OCT) 장치일 수도 있다.Also, in the present embodiment, the three-dimensional measuring device may be an optical coherence tomography (OCT) device.
상기 광간섭 단층 촬영 장치는 광의 간섭 현상과 공초점 현미경 원리를 조합하여 생체조직 내부의 미세 구조를 3차원 영상화할 수 있는 높은 분해능을 가진 영상 진단 장치로, 예를 들어 근적외선(파장 0.6㎛ ~ 1.3㎛) 영역의 광원을 사용하여 비접촉식 및 비침습적으로 생체 조직의 단면을 영상화하는 광학적 단층 촬영 장치이다.The optical coherence tomography apparatus is a high resolution imaging apparatus capable of three-dimensional imaging of microstructures inside biological tissues by combining the interference phenomenon of light and the principle of confocal microscopy, for example, near infrared (wavelength 0.6 μm to 1.3 An optical tomography apparatus for imaging a cross section of a living tissue in a non-contact and non-invasive manner using a light source in the (μm) region.
구체적으로 예를 들면, 상기 광간섭 단층 촬영 장치는 마이켈슨(Michelson) 간섭계에 기반을 두고 동작될 수 있다. 즉, 광원으로부터 발생된 광 신호가 광 커플러에서 두 개의 광 신호로 나누어져 기준단과 샘플단으로 입사되면, 상기 기준단으로부터 되돌아온 기준광과 상기 샘플단에서 후방 산란된 샘플광이 다시 만나 광간섭을 일으키고, 이러한 광간섭 신호를 이용하여 촬영 대상의 단면이 영상화될 수 있다.Specifically, for example, the optical coherence tomography apparatus may be operated based on a Michelson interferometer. That is, when the optical signal generated from the light source is divided into two optical signals in the optical coupler and incident on the reference stage and the sample stage, the reference light returned from the reference stage and the sample light scattered back from the sample stage meet again to cause optical interference. The cross section of the object to be photographed may be imaged using the optical interference signal.
상기 영상 매칭 처리 장치(300)는 상기 3차원 측정 장치(200)와 신호선을 통해 연결되어 상기 3차원 측정 장치(200)로부터 상기 3차원 이미지를 실시간으로 제공받을 수 있다. 이때, 상기 영상 매칭 처리 장치(300)는 상기 수술대(10)와 인접한 위치에 배치되어 상기 3차원 측정 장치(200)와 신호선을 통해 연결될 수 있다. 그러나, 상기 영상 매칭 처리 장치(300)가 상기 수술대(10)와 관계없이 멀리 떨어진 위치에 배치되어 있을 경우, 병원 내에 구축된 유무선 데이터 전송 시스템을 통해 상기 3차원 측정 장치(200)로부터 상기 3차원 이미지를 실시간으로 제공받을 수도 있다.The image matching processing apparatus 300 may be connected to the 3D measuring apparatus 200 through a signal line to receive the 3D image in real time from the 3D measuring apparatus 200. In this case, the image matching processing apparatus 300 may be disposed at a position adjacent to the operating table 10 and may be connected to the 3D measuring apparatus 200 through a signal line. However, when the image matching processing device 300 is disposed at a remote location irrespective of the operating table 10, the 3D measurement device 200 may be moved from the 3D measuring device 200 through a wired or wireless data transmission system built in a hospital. The image may be provided in real time.
또한, 상기 영상 매칭 처리 장치(300)는 상기 투과 촬영 장치(100)에서 생성된 상기 투과 이미지를 저장하고 있다. 이때, 작업자가 USB와 같은 이동성 메모리를 통해 상기 투과 이미지를 수동으로 상기 영상 매칭 처리 장치(300)에 저장시키거나, 상기 유무선 데이터 전송 시스템을 통해 상기 투과 이미지가 상기 영상 매칭 처리 장치(300)로 자동으로 전송되어 저장될 수 있다. In addition, the image matching processing apparatus 300 stores the transmission image generated by the transmission imaging apparatus 100. In this case, a worker manually stores the transmission image in the image matching processing apparatus 300 through a mobile memory such as a USB, or the transmission image is transferred to the image matching processing apparatus 300 through the wired / wireless data transmission system. It can be automatically sent and stored.
상기 영상 매칭 처리 장치(300)는 상기 3차원 이미지를 상기 투과 이미지와 매칭시켜, 상기 3차원 이미지가 포함된 매칭 이미지를 생성한다. 예를 들어, 상기 영상 매칭 처리 장치(300)는 상기 투과 이미지 및 상기 3차원 이미지를 상기 수술 대상(30)을 기준으로 좌표 정합하여, 상기 투과 이미지에 상기 3차원 이미지가 합성된 상기 매칭 이미지를 생성할 수 있다. 즉, 상기 영상 매칭 처리 장치(300)은 상기 3차원 이미지를 상기 투과 이미지 내에 포함된 상기 수술 대상(30)의 이미지와 X-Y 좌표에서 일치되도록 정합한 후, 이렇게 정합된 상기 3차원 이미지를 상기 수술 대상(30)의 이미지에 대체하여 삽입시켜 상기 매칭 이미지를 생성할 수 있다.The image matching processing apparatus 300 generates the matching image including the 3D image by matching the 3D image with the transmission image. For example, the image matching processing apparatus 300 coordinate-aligns the transmission image and the three-dimensional image with respect to the surgical target 30, thereby matching the matching image obtained by synthesizing the three-dimensional image with the transmission image. Can be generated. That is, the image matching processing apparatus 300 matches the three-dimensional image with the image of the surgical target 30 included in the transmission image so as to be matched in XY coordinates, and then performs the operation of matching the matched three-dimensional image. The matching image may be generated by inserting the image of the object 30 in place of the image.
상기 표시 장치(400)는 상기 영상 매칭 처리 장치(300)와 신호선으로 연결되어 상기 영상 매칭 처리 장치(300)로부터 상기 매칭 이미지를 제공받고, 이렇게 제동된 상기 매칭 이미지를 외부로 표시한다. 이때, 상기 표시 장치(400)는 상기 수술대(10)와 인접한 위치에 배치되어, 상기 수술 대상(30)에 대한 수술 결과를 실시간으로 상기 수술 집도의에게 표시할 수 있다.The display device 400 is connected to the image matching processing device 300 by a signal line to receive the matching image from the image matching processing device 300, and displays the brazed matching image to the outside. In this case, the display device 400 may be disposed at a position adjacent to the operating table 10 to display the surgical result of the surgical target 30 to the surgical surgeon in real time.
도 5는 도 3에서 수술 대상의 일부가 제거된 후의 상태를 나타낸 도면이고,도 6은 도 5에 따른 수술 대상의 상태를 나타낸 매칭 이미지를 도시한 도면이다.FIG. 5 is a view illustrating a state after a part of the surgery target is removed in FIG. 3, and FIG. 6 is a view illustrating a matching image showing a state of the surgery target according to FIG. 5.
도 5 및 도 6을 참조하면, 상기 수술 집도의가 각종 수술 도구를 사용하여 상기 수술 대상(30)의 적어도 일부분을 제거하게 된다. 이때, 상기 3차원 측정 장치(200)는 상기 수술 대상(30)에 대한 현재 상태를 촬영하여 상기 3차원 이미지를 생성한 후, 실시간으로 상기 영상 매칭 처리 장치(300)으로 전송한다. 이후, 상기 영상 매칭 처리 장치(300)는 상기 수술 대상(30)에 대한 현재 상태를 반영한 상기 매칭 이미지를 실시간으로 생성하여 상기 표시 장치(400)를 통해 외부로 표시한다.5 and 6, the surgeon will remove at least a portion of the surgical object 30 using various surgical tools. In this case, the 3D measuring apparatus 200 generates the 3D image by photographing the current state of the surgical target 30 and transmits the 3D image to the image matching processing apparatus 300 in real time. Thereafter, the image matching processing apparatus 300 generates the matching image reflecting the current state of the surgery target 30 in real time and displays it externally through the display device 400.
이하, 위에서 설명한 상기 수술 결과 표시 시스템을 이용하여 수술 결과가 표시되는 방법을 자세하게 설명하고자 한다.Hereinafter, a method of displaying the surgical result using the surgical result display system described above will be described in detail.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 의한 수술 결과 표시 방법을 도시한 순서도이다.7 is a flowchart illustrating a method of displaying surgical results according to an embodiment of the present invention.
도 7을 참조하면, 우선 상기 수술 대상(30)에 대한 수술이 진행되기 전에, 상기 투과 촬영 장치(100)가 상기 수술 대상(30)이 포함된 상기 신체의 일부분을 촬영하여, 상기 투과 이미지를 생성한다(S100). 여기서, 상기 투과 이미지의 생성 단계(S100)는 상기 신체의 일부분에 상기 관통홀(40)이 형성하기 전에 수행될 수도 있지만, 이와 다르게 상기 관통홀(40)이 형성된 후에도 수행될 수 있다.Referring to FIG. 7, first, before the operation of the surgery target 30 is performed, the transmission apparatus 100 photographs a part of the body including the surgery target 30 to capture the transmission image. It generates (S100). Here, the step (S100) of generating the transmission image may be performed before the through hole 40 is formed in a part of the body, but may alternatively be performed even after the through hole 40 is formed.
이어서, 상기 수술 집도의가 상기 수술 대상(30)의 적어도 일부분을 제거하는 수술을 진행하면, 상기 3차원 측정 장치(200)가 상기 수술 대상(30)의 제거 상태를 상기 관통홀(40)을 통해 촬영하여 상기 3차원 이미지를 생성한다(S200).Subsequently, when the surgeon proceeds to remove at least a portion of the surgical target 30, the 3D measuring apparatus 200 receives the removed state of the surgical target 30 through the through hole 40. Photographing to generate the three-dimensional image (S200).
한편, 상기 3차원 이미지의 생성 단계(S200)가 수행되기 전에, 상기 3차원 측정 장치(200)는 상기 수술 대상(30)에 대한 제거 수술이 진행되기 전 상태를 상기 관통홀(40)을 통해 촬영하여 수술전 3차원 이미지를 생성할 수도 있다.On the other hand, before the step of generating the three-dimensional image (S200), the three-dimensional measuring apparatus 200 through the through-hole 40 to the state before the removal surgery for the surgical target 30 is in progress It may be taken to generate a three-dimensional image before surgery.
이어서, 상기 영상 매칭 처리 장치(300)는 상기 투과 촬영 장치(100)에서 생성된 상기 투과 이미지를 저장하고, 상기 3차원 측정 장치(200)로부터 상기 3차원 이미지를 실시간으로 제공받은 후, 상기 3차원 이미지를 상기 투과 이미지와 매칭시켜, 상기 매칭 이미지를 생성한다(S300).Subsequently, the image matching processing apparatus 300 stores the transmission image generated by the transmission imaging apparatus 100, receives the 3D image in real time from the 3D measurement apparatus 200, and then stores the 3D image. The dimensional image is matched with the transmission image to generate the matching image (S300).
한편, 상기 영상 매칭 처리 장치(300)는 상기 수술 대상(30)에 대한 제거 수술이 진행되기 전에, 상기 3차원 측정 장치(200)로부터 상기 수술전 3차원 이미지를 제공받은 후, 상기 수술전 3차원 이미지를 상기 투과 이미지와 매칭시켜, 상기 수술전 3차원 이미지가 포함된 수술전 매칭 이미지를 생성할 수도 있다.Meanwhile, the image matching processing apparatus 300 receives the preoperative 3D image from the 3D measuring apparatus 200 before the surgical operation on the surgical target 30 is performed, and then the preoperative 3 The dimensional image may be matched with the transmission image to generate a preoperative matching image including the preoperative 3D image.
이어서, 상기 표시 장치(400)는 상기 영상 매칭 처리 장치(300)로부터 상기 매칭 이미지를 제공받아 외부로 표시한다(S400). 이때, 상기 수술 집도의는 상기 표시 장치(400)를 통해 표시된 상기 매칭 이미지를 확인한 후, 상기 수술 대상(30)에 대한 제거 수술을 계속 진행할 수 있다. 이와 같이, 상기 수술 대상(30)에 대한 제거 수술이 진행된 경우, 상기 3차원 이미지의 생성 단계(S200), 상기 매칭 이미지의 생성 단계(S300) 및 상기 매칭 이미지의 표시 단계(S400)를 계속해서 수행할 수 있다.Subsequently, the display device 400 receives the matching image from the image matching processing device 300 and displays the matching image outside (S400). In this case, the surgeon may check the matching image displayed through the display device 400 and then proceed with the removal operation on the surgical target 30. As such, when the removal surgery is performed on the surgical target 30, the generation of the 3D image (S200), the generation of the matching image (S300), and the display of the matching image (S400) are continued. Can be done.
한편, 상기 표시 장치(400)는 상기 수술 대상(30)에 대한 제거 수술이 진행되기 전에, 상기 영상 매칭 처리 장치(300)로부터 상기 수술전 매칭 이미지를 제공받아 외부로 표시할 수도 있다.Meanwhile, the display device 400 may receive the pre-operational matching image from the image matching processing device 300 and display it externally before the removal operation on the surgical object 30 is performed.
이와 같이 본 실시예에 따르면, 외과 수술을 담당하는 수술 집도의가 상기 수술 대상(30)을 제거하기 위한 수술 도중에 상기 수술 대상(30)이 얼마나 제거되었는지를 상기 표시 장치(400)를 통해 실시간으로 확인할 수 있음에 따라, 수술 시간이 과도하게 증가되거나 상기 수술 집도의의 수술 집중도가 저하되지 않으면서 상기 수술 대상(30)의 제거에 대한 정확도가 향상될 수 있다.As described above, according to the present exemplary embodiment, the surgeon in charge of the surgical operation confirms in real time through the display device 400 how much the surgical target 30 is removed during the operation for removing the surgical target 30. As such, the accuracy of the removal of the surgical target 30 may be improved without excessively increasing the operation time or decreasing the concentration of the surgery.
또한, 상기 수술 대상(30)에 대한 상태가 3차원 이미지화되어 상기 투과 촬영 장치(100)에서 생성된 상기 투과 이미지에 투영되어 표시됨에 따라, 상기 수술 집도의는 상기 수술 대상(30)에 대한 정확한 상태를 확인할 수 있다.In addition, as the state of the surgical object 30 is three-dimensionally imaged and projected and displayed on the transmission image generated by the transmission photographing apparatus 100, the surgical collection point is an accurate state of the surgical object 30. You can check.
앞서 설명한 본 발명의 상세한 설명에서는 본 발명의 바람직한 실시예들을 참조하여 설명하였지만, 해당 기술분야의 숙련된 당업자 또는 해당 기술분야에 통상의 지식을 갖는 자라면 후술될 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 기술 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.In the detailed description of the present invention described above with reference to the preferred embodiments of the present invention, those skilled in the art or those skilled in the art having ordinary skill in the art will be described in the claims to be described later It will be understood that various modifications and variations can be made in the present invention without departing from the scope of the present invention.

Claims (12)

  1. 수술 대상이 포함된 신체의 일부분을 촬영하여, 상기 신체의 일부분에 대한 투과 이미지를 생성하는 단계;Photographing a portion of the body that includes a surgical object, and generating a transmission image of the portion of the body;
    3차원 측정 장치를 이용하여, 상기 수술 대상을 촬영하여, 상기 수술 대상에 대한 3차원 이미지를 생성하는 단계;Photographing the surgical object by using a three-dimensional measuring device to generate a three-dimensional image of the surgical object;
    상기 3차원 이미지를 상기 투과 이미지와 매칭시켜, 상기 3차원 이미지가 포함된 매칭 이미지를 생성하는 단계; 및Matching the three-dimensional image with the transmission image to generate a matching image including the three-dimensional image; And
    상기 매칭 이미지를 표시 장치를 통해 외부로 표시하는 단계를 포함하며,Displaying the matching image to the outside through a display device;
    상기 수술 대상은 적어도 일부분이 제거된 상태인The surgical subject is at least partially removed.
    수술 결과 표시 방법.How to display surgical results.
  2. 제1항에 있어서,The method of claim 1,
    상기 3차원 이미지를 생성하는 단계는, 관통홀을 통해 상기 수술 대상을 촬영하는 단계를 포함하는 수술 결과 표시 방법.The generating of the three-dimensional image may include photographing the surgical target through a through hole.
  3. 제2항에 있어서,The method of claim 2,
    상기 3차원 측정 장치는, 상기 관통홀에 대응되는 위치에 배치되는 수술 결과 표시 방법.And the three-dimensional measuring device is disposed at a position corresponding to the through hole.
  4. 제1항에 있어서,The method of claim 1,
    상기 3차원 측정 장치는The three-dimensional measuring device
    상기 수술 대상으로 복수의 격자 패턴광들을 서로 다른 각도로 N번 조사한 후, 상기 수술 대상으로부터 반사된 상기 격자 패턴광들을 순차적으로 검출하여, 상기 수술 대상에 대한 N개의 패턴 이미지들을 획득하고, 상기 N개의 패턴 이미지들을 N-버켓 알고리즘(N-bucket algorism)을 사용하여 상기 3차원 이미지를 생성하는 것을 특징으로 하는 수술 결과 표시 방법.After irradiating the plurality of grating pattern lights to the surgery object N times at different angles, the grating pattern lights reflected from the surgery object are sequentially detected to obtain N pattern images of the surgery object, and the N And generating three-dimensional images of N pattern images using an N-bucket algorism.
  5. 제1항에 있어서,The method of claim 1,
    상기 매칭 이미지를 생성하는 단계에서는,In the step of generating the matching image,
    상기 투과 이미지 및 상기 3차원 이미지를 상기 수술 대상을 기준으로 좌표 정합하여, 상기 투과 이미지에 상기 3차원 이미지가 합성된 상기 매칭 이미지를 생성하는 것을 특징으로 하는 수술 결과 표시 방법.And matching the transmission image and the three-dimensional image with respect to the surgery target to generate the matching image obtained by synthesizing the three-dimensional image with the transmission image.
  6. 제1항에 있어서,The method of claim 1,
    상기 수술 대상은 뇌종양 또는 척추 디스크를 포함하는 것을 특징으로 하는 수술 결과 표시 방법.The operation target is a surgical result display method characterized in that it comprises a brain tumor or spinal disc.
  7. 수술 대상이 포함된 신체의 일부분을 촬영하여, 상기 신체의 일부분에 대한 투과 이미지를 생성하는 투과 촬영 장치;A transmission photographing apparatus for photographing a part of a body including a surgical object and generating a transmission image of the part of the body;
    상기 수술 대상의 적어도 일부분을 제거한 상태를 상기 수술 대상과 연결되도록 상기 신체의 일부분에 형성된 관통홀을 통해 촬영하여, 상기 수술 대상에 대한 3차원 이미지를 생성하는 3차원 측정 장치;A three-dimensional measuring apparatus for generating a three-dimensional image of the surgical target by photographing a state where at least a portion of the surgical target is removed through a through hole formed in a portion of the body to be connected to the surgical target;
    상기 3차원 이미지를 상기 투과 이미지와 매칭시켜, 상기 3차원 이미지가 포함된 매칭 이미지를 생성하는 영상 매칭 처리 장치; 및An image matching processing device for matching the 3D image with the transmission image to generate a matching image including the 3D image; And
    상기 영상 매칭 처리 장치로부터 제공된 상기 매칭 이미지를 표시하는 표시 장치를 포함하는 수술 결과 표시 시스템.And a display device for displaying the matching image provided from the image matching processing device.
  8. 제7항에 있어서,The method of claim 7, wherein
    상기 3차원 측정 장치는The three-dimensional measuring device
    상기 관통홀에 대응되는 위치에 배치되어 상기 3차원 이미지를 생성하는 것을 특징으로 하는 수술 결과 표시 시스템.Surgical result display system, characterized in that arranged in the position corresponding to the through-hole to generate the three-dimensional image.
  9. 제8항에 있어서,The method of claim 8,
    상기 3차원 측정 장치는The three-dimensional measuring device
    상기 수술 대상으로 복수의 격자 패턴광들을 서로 다른 각도로 N번 조사한 후, 상기 수술 대상으로부터 반사된 상기 격자 패턴광들을 순차적으로 검출하여, 상기 수술 대상에 대한 N개의 패턴 이미지들을 획득하고, 상기 N개의 패턴 이미지들을 N-버켓 알고리즘(N-bucket algorism)을 사용하여 상기 3차원 이미지를 생성하는 것을 특징으로 하는 수술 결과 표시 시스템.After irradiating the plurality of grating pattern lights to the surgery object N times at different angles, the grating pattern lights reflected from the surgery object are sequentially detected to obtain N pattern images of the surgery object, and the N Surgical result display system characterized in that for generating the three-dimensional image of the pattern images using the N-bucket algorithm (N-bucket algorism).
  10. 제8항에 있어서,The method of claim 8,
    상기 3차원 측정 장치는The three-dimensional measuring device
    광간섭 단층 촬영(Optical Coherence Tomography; OCT) 장치를 포함하는 것을 특징으로 하는 수술 결과 표시 시스템.A surgical result display system comprising an optical coherence tomography (OCT) device.
  11. 제7항에 있어서,The method of claim 7, wherein
    상기 영상 매칭 처리 장치는The image matching processing device
    상기 투과 이미지 및 상기 3차원 이미지를 상기 수술 대상을 기준으로 좌표 정합하여, 상기 투과 이미지에 상기 3차원 이미지가 합성된 상기 매칭 이미지를 생성하는 것을 특징으로 하는 수술 결과 표시 시스템.And coordinate matching the transmission image and the three-dimensional image with respect to the surgical object to generate the matching image obtained by synthesizing the three-dimensional image with the transmission image.
  12. 제7항에 있어서,The method of claim 7, wherein
    상기 신체의 일부분은 사람의 머리를 포함하고,A portion of the body comprises a human head,
    상기 수술 대상은 뇌종양을 포함하는 것을 특징으로 하는 수술 결과 표시 시스템.The surgical target display system, characterized in that the surgical target comprises a brain tumor.
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Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002119507A (en) * 2000-10-17 2002-04-23 Toshiba Corp Medical device and medical image collecting and displaying method
KR20070018772A (en) * 2003-09-01 2007-02-14 바이오센스 웹스터 인코포레이티드 Method and device for visually assisting the electrophysiological use of a catheter in the heart
KR20100125622A (en) * 2009-05-21 2010-12-01 주식회사 고영테크놀러지 Method for measuring three dimensional shape
KR20130045774A (en) * 2011-10-26 2013-05-06 주식회사 고영테크놀러지 Registration method of images for surgery
KR20140124456A (en) * 2013-04-17 2014-10-27 계명대학교 산학협력단 Operating medical navigation system and method for heart surgery with registration of oct image and 3-dimensional image

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002119507A (en) * 2000-10-17 2002-04-23 Toshiba Corp Medical device and medical image collecting and displaying method
KR20070018772A (en) * 2003-09-01 2007-02-14 바이오센스 웹스터 인코포레이티드 Method and device for visually assisting the electrophysiological use of a catheter in the heart
KR20100125622A (en) * 2009-05-21 2010-12-01 주식회사 고영테크놀러지 Method for measuring three dimensional shape
KR20130045774A (en) * 2011-10-26 2013-05-06 주식회사 고영테크놀러지 Registration method of images for surgery
KR20140124456A (en) * 2013-04-17 2014-10-27 계명대학교 산학협력단 Operating medical navigation system and method for heart surgery with registration of oct image and 3-dimensional image

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