[发明专利]手术辅助装置以及手术辅助程序

说明书

技术领域

本发明涉及进行手术中的导航的手术辅助装置以及手术辅助程序。

背景技术

在医疗现场，为了进行更适当的手术，有效利用能够进行手术模拟的手术辅助装置。

现有的手术辅助装置例如具备：断层图像信息获取部，其获取X射线CT图像和核磁共振图像(MRI图像)、通过PET(正电子发射断层法)得到的图像等断层图像信息；存储器，其与断层图像信息获取部相连接；体绘制运算部，其与存储器相连接；显示器，其显示体绘制运算部的运算结果；以及输入部，其对显示器显示的显示对象物进行切削指示。

例如，在专利文献1中，公开了以下的手术辅助装置：通过将实际使用的内窥镜的三维位置的坐标与使用断层图像生成的三维体图像数据的坐标相综合，并与内窥镜的影像重叠显示，从而能够根据内窥镜和手术器具的变化实时地在内窥镜图像上重叠显示该位置处的手术对象区域的图像。

在先技术文献

专利文献

专利文献1：JP专利第4152402号公报(2008年7月11日登记)

发明内容

但是，在上述现有的手术辅助装置中，具有以下的问题。

即，在上述公报中公开的手术辅助装置中，由于能够实时地在内窥镜图像上重叠显示该位置处的手术对象区域的图像，所以能够计算出手术器具前端与特定区域之间的距离。但是，在此公开的只是与不和手术器具接触的血管或脏器等部位之间的距离显示以及警告，并不是为了手术中的导航。

本发明的课题在于，提供一种能够观察使用手术器具进行切削的切削部位的同时实施手术中的适当的导航的手术辅助装置以及手术辅助程序。

第1发明涉及的手术辅助装置，在观察内窥镜图像的同时使用切削用手术器具来进行的手术中，显示根据断层图像信息生成的三维模拟图像的同时进行导航，该手术辅助装置具备断层图像信息获取部、存储器、体绘制运算部、内窥镜/手术器具位置检测部、配准运算部、模拟部、距离计算部以及导航部。断层图像信息获取部获取患者的断层图像信息。存储器与断层图像信息获取部相连接，保存断层图像信息的体素信息。体绘制运算部与存储器相连接，基于体素信息，在与视线垂直的方向上对体素信息进行采样。内窥镜/手术器具位置检测部依次检测内窥镜以及手术器具的三维位置。配准运算部对由体绘制运算部生成的三维图像的坐标、和在内窥镜/手术器具位置检测部中检测的内窥镜以及手术器具的坐标进行坐标合并。模拟部在由体绘制运算部生成的三维图像上将预定被虚拟地切削的手术的切削部分相关联到体素信息上后存储于存储器中。距离计算部计算出三维图像上的手术器具的处理部与存储器所保存的表示切削部分的体素信息之间的距离。导航部使用手术器具在手术中的坐标显示三维图像上的手术器具的处理部，并与在手术中显示的内窥镜图像一起显示处理部与存储器所保存的表示切削部分的体素信息之间的距离。

在此，例如，在使用利用多个X射线CT图像生成的三维图像来显示了特定的骨骼或血管、脏器等的周围的状态下实施切削模拟之后，进行使用了内窥镜的手术时，依次检测实际手术中要使用的内窥镜和手术器具的三维位置，将由多个X射线CT图像形成的三维图像的坐标与内窥镜和手术器具的实际的三维位置的坐标相合并。并且，在使用三维图像进行的切削模拟中，计算出实际的手术器具的前端(处理部)相对于被切削的部位的距离，将与三维图像一起显示该距离并告知手术者，由此根据切削模拟的实施而无缝地进行手术导航。

在此，上述断层图像包括例如使用X射线CT或MRI、PET等医用设备获取到的二维图像。此外，上述手术器具包括对内脏或骨骼等进行切削的切削器具等。此外，上述处理部意味着对骨骼或脏器等进行切除的手术器具的锯齿部分等。

由此，例如，在使用内窥镜来切削特定脏器的手术中，手术者能够正确地把握手术器具的前端到作为切削对象的部位还剩多少距离的同时，使切削器具等手术器具逐渐靠近切削部位。由此，手术者在插入手术器具时，不会由于不知道手术器具前端到切削部位为止的距离而感到不安，能够实施适当的导航。

第2发明涉及的手术辅助装置是在第1发明涉及的手术辅助装置中，模拟部在实施手术前的切削模拟时，检测切削部位的深度并运算不连续性或者深度的变化程度，在变化程度预先超过了阈值的情况下，中止切削或者不更新切削数据。

在此，在模拟部中，设定虚拟切削动作的阈值，并设置实施切削模拟时的制约。

由此，在深度的变化程度等超过了阈值的情况下，能够在模拟上的画面中针对该部位，在切削后的状态下使其不再显示。此外，在更新阈值的同时实施切削模拟之际，能够避免阈值的值过小而过渡地中止切削。