[发明专利]手术辅助装置以及手术导航系统

说明书

本发明提供一种手术辅助装置以及手术导航系统，预测手术中的恰当的介入部位，并将预测出的介入部位提示给施术者，由此提高介入部位的精度。手术辅助装置具备预测数据生成部，该预测数据生成部使用人工智能算法，基于介入前的数据来生成预测了介入部位的预测数据。人工智能算法是通过解析针对对象物的介入前的数据和介入部位数据，学习了介入部位的人工智能算法，将介入部位的一个点的坐标、区域或者形状作为预测数据进行输出。人工智能算法的学习中使用的介入前的数据以及为了生成预测数据而输入到人工智能算法的输入数据是图像数据、片段图像、特征点等。将预测数据与事先获取的患者的图像一并显示于显示装置。

技术领域

本发明涉及一种手术时使用医用图像来辅助施术者的手术用辅助装置以及手术用导航系统。

背景技术

已知一种手术用导航系统，其综合手术前制作的治疗计划数据和手术中获得的数据，通过引导手术工具等的位置或姿势来辅助施术者，以便安全、安心地进行手术。

更详细而言，手术用导航系统例如是在通过MRI等医用图像拍摄装置在术前获取到的医用图像上重叠显示使用位置计测装置等传感器检测出的手术工具等各种医疗器械在实际空间中的位置信息，从而对施术者提示手术工具的位置来进行手术辅助的系统。

手术用导航系统中应解决的课题之一，举例了对施术者提示恰当的介入部位。介入部位是为了对手术的对象即体内的组织或脏器实施措施，首先通过手术工具切开对象者即患者的体表等时的体表部分，需要根据实施措施的部位的位置来设定恰当的位置或大小。到目前为止，在手术中，施术者介入患者的身体时，基于施术者的经验，参考医用图像来决定介入部位。但是，当施术者的经验少的情况下，而无法恰当地决定符合手术的目的的恰当的介入部位，位置偏离或者范围过小。在该情况下，在介入后，重新进行扩张介入部位等的校正，从而因手术时间的过长而对患者的身体的负担增大。

尤其是在摘出脑肿瘤等伴随着头盖骨的切除和开颅的脑外科手术等手术中，必须基于肿瘤的大小、离肿瘤的距离、应避免损伤的脑的区域的位置等各种的原因，综合地判断该切除部位(介入位置)，另外需要根据切除部位来恰当地设定患者的体位。不熟练的施术者未恰当地决定切除部位，在切除后可能进一步产生需要追加切除头盖骨的状况。但是，至今为止，还未提出应对此种课题的技术。

另一方面，近年来，开发了使用深层学习(深度学习)等人工智能算法来提高医用图像的精度的技术。例如，在专利文献1中公开了根据医用图像来判定头盖内出血等的技术。

专利文献1:日本特表2019-500110号公报

发明内容

专利文献1中公开的使用了人工智能算法的技术例如通过提高手术部位的判定精度而间接地有助于手术辅助，但仅停留于图像精度的提高而无法提供与手术导航技术组合的辅助信息。对此，本申请人提出了一种使用学习了介入前后的图像作为训练数据的人工智能算法来预测介入后的对象脏器位置，提高通过手术导航来提示的手术工具位置的精度的技术。在该技术中，能够解决对象脏器因施术者的介入例如切开而变形，使基于手术导航的手术工具位置提示功能的精度降低的课题，例如能够解决在脑外科手术中因开颅造成脑的形状或位置变化的所谓的“脑位移”引起的问题。

但是，介入后的脏器的形状、位置的变化因介入位置或患者的体位而有所不同，通过该技术无法提示介入位置自身的辅助信息。介入位置还有时必须考虑患者的状态(例如采取何种体位)等来临机应变地进行变化，仅通过上述的人工智能算法也可能无法得到充分的手术辅助功能。另外，为了制作能够还考虑介入位置或患者体位来预测介入后的脏器的形状、位置变化的人工智能算法，需要庞大的训练数据。

因此，本发明的目的在于提供一种在手术用导航系统中预测手术的恰当的介入部位的技术。

为了解决上述课题，本发明的手术辅助技术通过解析针对对象物介入前的数据和介入部位数据来制作学习了介入部位的人工智能算法，使用该已学习人工智能算法，基于介入前的数据来预测、提示介入部位。