手术辅助系统技术方案

一种包括安装于实施外科手术的身体的规定的安装部的身体适合型夹具1、和显示增强现实图像并对外科手术进行辅助的手术辅助装置的手术辅助系统。身体适合型夹具包括：部位嵌合部11，能与规定的安装部嵌合；以及图像识别用部12，为了由手术辅助装置显示增强现实图像而具备能被图像识别的特征。手术辅助装置具有中央控制部，其识别对安装于规定的安装部的身体适合型夹具以及施术部进行拍摄而得的拍摄图像内的图像识别用部，推定拍摄图像内的身体适合型夹具的位置以及姿势，按照与推定出的拍摄图像内的身体适合型夹具的位置以及姿势对应的位置以及姿势设想示出施术部的第一增强现实图像与拍摄图像重叠并显示于显示部。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】手术辅助系统
本专利技术涉及辅助外科手术尤其在患者的体内安装植入体等的整形外科手术的手术辅助系统。
技术介绍
以往，已知有为了脊椎的固定、矫正以及稳定化等而安装并固定脊椎保持架、人造椎体等的外科手术、或者将膝关节、髋关节等置换为金属、陶瓷制的人造关节的置换手术等。在这些外科手术中，预先使用患者的植入体的安装预定部位的医疗用断层图像，进行模拟预定安装的植入体的形状、尺寸、安装位置、安装角度等的术前计划(例如，参照专利文献1)。另外，已知有为了根据术前计划的内容安装植入体，而使用导航系统、各种引导夹具的方法(例如，参照专利文献2)。先行技术文献专利文献专利文献1：日本特开2009－82444号公报专利文献2：日本特开2006－130315号公报然而，导航系统有高额且装置本身也较大、而普及率不高这样的问题。另一方面，虽然能够以比较便宜的成本导入引导夹具，但若该引导夹具未正确地安装于骨的规定位置，则不能够正确地进行植入体的安装、截骨。因此，提出了通过使具有与患者的骨的形状对应的表面形状的身体适合型的引导夹具与骨嵌合，来使该引导夹具的安装精度提高的方法，但例如对于表面光滑且特征性的凹凸部分较少的骨来使安装精度降低。即，即使是身体适合型的引导夹具也有由于安装精度的降低而导致植入体的安装精度等降低之虞，所以期望确认该引导夹具本身是否正确地安装于骨的规定位置的方法的实现。并且，在进行用于使外科处理对身体的侵害最小的微创手术的情况下，由于皮肤切开宽度相对较小，所以也产生根据引导夹具的尺寸不能够安装于骨的规定位置这样的问题。
技术实现思路
本专利技术是鉴于这样的问题而完成的，课题在于提供能够实现身体适合型夹具的安装精度的提高，并且也能够应用于微创手术的更小型的身体适合型夹具。为了解决上述课题，本专利技术的一方面的手术辅助系统包括身体适合型夹具和手术辅助装置，该身体适合型夹具被安装在实施外科手术的身体的规定的安装部，该手术辅助装置显示增强现实图像以辅助所述外科手术，其中，所述身体适合型夹具包括：部位嵌合部，能与所述规定的安装部嵌合；以及图像识别用部，为了通过所述手术辅助装置显示增强现实图像而具备能被图像识别的特征，所述手术辅助装置包括：第一获取单元，获取身体的所述规定的安装部以及实施所述外科手术的施术部的三维形状所涉及的基准图像、和包含基于所述基准图像的三维模型上的所述身体适合型夹具的安装位置的第一夹具信息；第二获取单元，获取对安装于所述规定的安装部的所述身体适合型夹具以及所述施术部进行拍摄而得的拍摄图像；推定单元，识别通过所述第二获取单元获取到的拍摄图像内的所述身体适合型夹具的所述图像识别用部，并推定所述拍摄图像内的所述身体适合型夹具的位置以及姿势；以及显示控制单元，基于通过所述第一获取单元获取到的所述基准图像以及所述第一夹具信息，按照与通过所述推定单元推定出的所述拍摄图像内的所述身体适合型夹具的位置以及姿势对应的位置以及姿势设想示出所述施术部的第一增强现实图像与所述拍摄图像重叠并显示于显示部。专利技术效果根据本专利技术，能够提供能实现身体适合型夹具的安装精度的提高，并且也能够应用于微创手术的更小型的身体适合型夹具。附图说明图1是用于说明应用了本专利技术的一实施方式的手术辅助系统的概略结构的立体图。图2A是表示构成图1的手术辅助系统的身体适合型夹具的立体图。图2B是表示身体适合型夹具的变形例的立体图。图3是表示构成图1的手术辅助系统的手术辅助装置的功能构成的框图。图4是表示图1的手术辅助系统的辅助处理的动作的一个例子的流程图。图5A是表示拍摄装置的拍摄图像的一个例子的图。图5B是表示显示于图3的手术辅助装置的图像的一个例子的图。图5C是表示显示于图3的手术辅助装置的图像的一个例子的图。图6A是示意地表示身体适合型夹具安装于颈椎的状态的后视图。图6B是示意地表示身体适合型夹具安装于颈椎的状态的侧视图。具体实施方式以下，使用附图，对本专利技术的具体的方式进行说明。但是，专利技术的范围并不限定于图示例。以下，参照图1～图5C，对应用了本专利技术的一实施方式的手术辅助系统100进行说明。图1是用于说明手术辅助系统100的概略结构的立体图。如图1所示，本实施方式的手术辅助系统100例如是使用于人造膝关节置换术(外科手术)的系统，具体而言，手术辅助系统100具备安装于患者P的身体的身体适合型夹具1、和进行外科手术的术中辅助的手术辅助装置2。此外，虽然在本实施方式中，作为外科手术的一个例子例示人造膝关节置换术，但只是一个例子而并不限定于此，例如为了脊椎的固定、矫正以及稳定化等而安装并固定脊椎保持架、人造椎体等的外科手术或者人造髋关节置换术等应用手术辅助系统100的外科手术能够适当地任意地变更。另外，虽然在图1示出未固定在手术台T上的患者P的状态，但也可以进行固定以使医生容易实施外科手术。＜身体适合型夹具＞首先，参照图2A以及图2B，对身体适合型夹具1进行详细说明。图2A是表示身体适合型夹具1的立体图。身体适合型夹具1例如是安装于实施人造膝关节置换术等外科手术的患者P的身体的骨(规定的安装部)的夹具(参照图1)。这里，身体适合型是指与各患者P中的每一个患者的固有的骨B的形状配合地形成，具有与该骨B(例如，大腿骨B1的远位端部)的表面的凹凸形状互补的关系的表面形状的接触面。即，身体适合型夹具1能够与患者P的骨B的规定的安装部嵌合。具体而言，如图2A所示，身体适合型夹具1在主体部1a形成有能够与大腿骨B1的远位端部的规定位置嵌合的部位嵌合部11、和用于手术辅助装置2的增强现实图像(参照图5B)的显示的具备标记12a的图像识别用部12。这里，主体部1a例如形成为从大腿骨B1的远位端向骨盆(图示省略)侧延伸，但只是一个例子而并不限定于此，该主体部1a的形状能够适当地任意地变更。部位嵌合部11形成在主体部1a的大腿骨B1侧的面，且具有与该大腿骨B1的远位端部的表面的凹凸形状互补的关系的表面形状。即，若如后述那样通过手术辅助装置2使用断层图像数据I进行术前计划处理，通过模拟确定该身体适合型夹具1在大腿骨B1的远位端部的安装位置，则例如通过布尔运算处理确定出具有与大腿骨B1的远位端部的安装位置的形状互补的关系的部位嵌合部11的表面形状。然后，使用未图示的三维(3D)打印机制成具有确定出的表面形状的部位嵌合部11的主体部1a。此外，在主体部1a也一体地制成能够嵌合图像识别用部12的标记12a的标记嵌合部12b(后述)。这样，形成能够与大腿骨B1的远位端部的安装位置(规定的安装部)嵌合的部位嵌合部11。图像识别用部12为了手术辅助装置2的增强现实图像的显示而具备能够被图像识别的特征，具体而言，设置在主体部1a的规定位置(例如，未设置部位嵌合部11的位置等)，并在从该规定位置的表面锪孔的标记嵌合部12b嵌合标记12a而形成。标记嵌合部12b例如是在俯视时形成为大致矩形形状且具有规定的深度的凹部。标记12a例如形成为外边缘部呈与标记嵌合部12b的外形大致相等的大致矩形形状，且尺寸比标记嵌合部12b稍小。另外，标记12a具有与标记嵌合部12b的凹部的深度大致相等的厚度。由此，通过在标记嵌合部12b收纳标记12a并通过规定的粘结单元(例如，粘结剂、双面胶带等)粘结，从而成为在前后方向、左本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种手术辅助系统，所述手术辅助系统包括身体适合型夹具和手术辅助装置，所述身体适合型夹具被安装在实施外科手术的身体的规定的安装部，所述手术辅助装置显示增强现实图像以辅助所述外科手术，其特征在于，所述身体适合型夹具包括：部位嵌合部，能与所述规定的安装部嵌合；以及图像识别用部，为了通过所述手术辅助装置显示增强现实图像而具备能被图像识别的特征，所述手术辅助装置包括：第一获取单元，获取身体的所述规定的安装部以及实施所述外科手术的施术部的三维形状所涉及的基准图像、和包含基于所述基准图像的三维模型上的所述身体适合型夹具的安装位置的第一夹具信息；第二获取单元，获取对安装于所述规定的安装部的所述身体适合型夹具以及所述施术部进行拍摄而得的拍摄图像；推定单元，识别通过所述第二获取单元获取到的拍摄图像内的所述身体适合型夹具的所述图像识别用部，并推定所述拍摄图像内的所述身体适合型夹具的位置以及姿势；以及显示控制单元，基于通过所述第一获取单元获取到的所述基准图像以及所述第一夹具信息，按照与通过所述推定单元推定出的所述拍摄图像内的所述身体适合型夹具的位置以及姿势对应的位置以及姿势设想示出所述施术部的第一增强现实图像与所述拍摄图像重叠并显示于显示部。...

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种手术辅助系统，所述手术辅助系统包括身体适合型夹具和手术辅助装置，所述身体适合型夹具被安装在实施外科手术的身体的规定的安装部，所述手术辅助装置显示增强现实图像以辅助所述外科手术，其特征在于，所述身体适合型夹具包括：部位嵌合部，能与所述规定的安装部嵌合；以及图像识别用部，为了通过所述手术辅助装置显示增强现实图像而具备能被图像识别的特征，所述手术辅助装置包括：第一获取单元，获取身体的所述规定的安装部以及实施所述外科手术的施术部的三维形状所涉及的基准图像、和包含基于所述基准图像的三维模型上的所述身体适合型夹具的安装位置的第一夹具信息；第二获取单元，获取对安装于所述规定的安装部的所述身体适合型夹具以及所述施术部进行拍摄而得的拍摄图像；推定单元，识别通过所述第二获取单元获取到的拍摄图像内的所述身体适合型夹具的所述图像识别用部，并推定所述拍摄图像内的所述身体适合型夹具的位置以及姿势；以及显示控制单元，基于通过所述第一获取单元获取到的所述基准图像以及所述第一夹具信息，按照与通过所述推定单元推定出的所述拍摄图像内的所述身体适合型夹具的位置以及姿势对应的位置以及姿势设想示出所述施术部的第一增强现实图像与所述拍摄图像重叠并显示于显示部。2.根据权利要求1所述的手术辅助系统，其特征在于，所述外科手术包括对作为所述施术部的骨安装植入体，所述第一获取单元还获取包含基于所述基准图像的三维模型上的对所述骨的植入体的安装进行引导辅助的引导辅助夹具的方向以及位置中的至少一方的第二夹具信息，所述显示控制单元基于通过所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：安倍雄一郎，清德省雄，
申请(专利权)人：株式会社力克赛，
类型：发明
国别省市：日本,JP