JP2011131020A - Trocar port positioning simulation method and device therefor - Google Patents
Trocar port positioning simulation method and device therefor Download PDFInfo
- Publication number
- JP2011131020A JP2011131020A JP2009295603A JP2009295603A JP2011131020A JP 2011131020 A JP2011131020 A JP 2011131020A JP 2009295603 A JP2009295603 A JP 2009295603A JP 2009295603 A JP2009295603 A JP 2009295603A JP 2011131020 A JP2011131020 A JP 2011131020A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- trocar port
- volume data
- port position
- dimensional volume
- living body
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 238000004088 simulation Methods 0.000 title claims abstract description 50
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 55
- 210000000056 organ Anatomy 0.000 claims abstract description 34
- 230000011218 segmentation Effects 0.000 claims abstract description 23
- 239000000284 extract Substances 0.000 claims abstract description 11
- 238000003384 imaging method Methods 0.000 claims description 41
- 238000013501 data transformation Methods 0.000 claims description 2
- 238000010030 laminating Methods 0.000 claims 1
- 238000013500 data storage Methods 0.000 description 6
- 238000001356 surgical procedure Methods 0.000 description 6
- 238000002674 endoscopic surgery Methods 0.000 description 5
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 3
- 210000000683 abdominal cavity Anatomy 0.000 description 2
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 230000001131 transforming effect Effects 0.000 description 2
- 241001553014 Myrsine salicina Species 0.000 description 1
- 206010028980 Neoplasm Diseases 0.000 description 1
- 210000004204 blood vessel Anatomy 0.000 description 1
- 210000004556 brain Anatomy 0.000 description 1
- 238000002591 computed tomography Methods 0.000 description 1
- 238000004590 computer program Methods 0.000 description 1
- 230000005484 gravity Effects 0.000 description 1
- 238000002357 laparoscopic surgery Methods 0.000 description 1
- 210000004379 membrane Anatomy 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 210000001835 viscera Anatomy 0.000 description 1
Landscapes
- Apparatus For Radiation Diagnosis (AREA)
- Magnetic Resonance Imaging Apparatus (AREA)
- Endoscopes (AREA)
Abstract
Description
本発明は、内視鏡下手術を行うためのトロカーポート位置を決定するシミュレーション方法及びその装置に関するものである。 The present invention relates to a simulation method and apparatus for determining a trocar port position for performing endoscopic surgery.
内視鏡下手術を行う場合、内視鏡・術具は、トロカーポートと呼ばれる穴を体表に設置し、そこから挿入する。トロカーポートの位置の設定は、患部の見え方、患部への術具の到達、術具操作の難易等を左右するため、内視鏡手術の正否を決定する重要なファクターの一つとなっている。しかし、術前に腹腔内の状態を３次元的に把握することは難しく、医師が２次元情報であるＣＴスキャン映像から臓器の３次元構造を脳内で再構築しているのが現状である。そのため、トロカーポート位置の決定には深い解剖的知識と経験が必要である。 When performing endoscopic surgery, an endoscope / surgical instrument is inserted through a hole called a trocar port on the body surface. The setting of the trocar port position is one of the important factors that determine the correctness of endoscopic surgery because it affects the way the affected area is seen, the arrival of the surgical instrument to the affected area, the difficulty of operating the surgical instrument, etc. . However, it is difficult to grasp the state of the abdominal cavity three-dimensionally before surgery, and the current situation is that the doctor reconstructs the three-dimensional structure of the organ in the brain from the CT scan image that is two-dimensional information. . Therefore, the determination of the trocar port position requires deep anatomical knowledge and experience.
内視鏡下手術は、３次元のものを２次元の画像表示装置を見ながら操作するので、その習得にはトレーニングが不可欠である。実際の腹腔鏡手術では患者毎に血管の本数や走行、臓器の位置関係、例えば腫瘍の位置や大きさが異なり、それぞれに対応した手術が要求される。
術前のシミュレーションを可能とするため、個々の患者の情報をもとにシミュレータが考えられる。
しかしながら、従来の内視鏡下のシミュレーションにおいては、臓器の位置、患部の状態に応じた術具の操作に重きが置かれ、術前シミュレーションによるトロカーポートの決定は行われていなかった。
Endoscopic surgery is performed while viewing a three-dimensional object while looking at a two-dimensional image display device, so training is indispensable. In actual laparoscopic surgery, the number and running of blood vessels and the positional relationship of organs, such as the position and size of a tumor, differ for each patient, and surgery corresponding to each is required.
In order to enable preoperative simulation, a simulator can be considered based on individual patient information.
However, in a conventional endoscopic simulation, emphasis is placed on the operation of the surgical instrument in accordance with the position of the organ and the state of the affected part, and the trocar port is not determined by the preoperative simulation.
解決しようとする問題点は、内視鏡下シミュレーションにおいてトロカーポートの決定が実現していない点である。 The problem to be solved is that the trocar port is not determined in the endoscopic simulation.
上記課題を解決するため請求項１に係るトロカーポート位置決定シミュレーション方法は、生体を所定の間隔で撮像した撮像データからコンピュータが構成するセグメンテーション部が臓器を抽出して、所定間隔で撮像した臓器の撮像データを積層することにより、３次元ボリュームデータを構築して３次元ボリューム記録部に記録する生体モデル生成過程と、コンピュータが構成する画像生成手段が前記生体モデル生成過程で生成した３次元ボリュームデータを読み出して仮定した視点から生体を見るように画像生成しモニタ画面に表示する画像表示過程と、表示される生体表上に所定数のトロカーポート位置を指定するトロカーポート位置指定過程とからなることを特徴とするものである。 In order to solve the above-mentioned problem, the trocar port position determination simulation method according to claim 1 is a method of extracting an organ from a captured image obtained by imaging a living body at a predetermined interval, and a segmentation unit configured by a computer extracts the organ at a predetermined interval. A biological model generation process in which three-dimensional volume data is constructed and recorded in a three-dimensional volume recording unit by stacking imaging data, and three-dimensional volume data generated in the biological model generation process by an image generation unit configured by a computer The image display process of generating and displaying the living body from the assumed viewpoint and reading it on the monitor screen, and the trocar port position specifying process of specifying a predetermined number of trocar port positions on the displayed biological surface It is characterized by.
請求項２に係るトロカーポート位置決定シミュレーション方法は、生体を所定の間隔で撮像した撮像データからコンピュータが構成するセグメンテーション部が臓器を抽出して、所定間隔で撮像した臓器の撮像データを積層することにより、３次元ボリュームデータを構築し、手術の患者の姿勢に応じて３次元ボリュームデータを変形して３次元ボリューム記録部に記録する生体モデル生成過程と、コンピュータが構成する画像生成手段が前記生体モデル生成過程で生成した３次元ボリュームデータを読み出して仮定した視点から生体を見るように画像生成しモニタ画面に表示する画像表示過程と、表示される生体表上に所定数のトロカーポート位置を指定するトロカーポート位置指定過程とからなることを特徴とするものである。 In the trocar port position determination simulation method according to claim 2, a segmentation unit configured by a computer extracts an organ from imaging data obtained by imaging a living body at a predetermined interval, and stacks the imaging data of the organ imaged at a predetermined interval. The biological model generation process for constructing the three-dimensional volume data, deforming the three-dimensional volume data according to the posture of the patient in operation and recording it in the three-dimensional volume recording unit, and the image generation means configured by the computer Read out the 3D volume data generated in the model generation process, generate an image to view the living body from the assumed viewpoint and display it on the monitor screen, and specify a predetermined number of trocar port positions on the displayed biological surface And a trocar port position designation process.
請求項３に係るトロカーポート位置決定シミュレーション方法は、請求項１又は２に記載の方法において、トロカーポート位置決定過程が、表示される生体表上に所定数のトロカーポート位置を指定する第１のトロカーポート位置指定過程と、前記第１のトロカーポート位置指定過程により指定した所定のトロカーポート位置において手術シミュレーションを実施し、当該手術シミュレーションの結果によりトロカーポート位置を調整し、前記第１のトロカーポート位置指定過程にフィードバックする第２のトロカーポート位置指定過程とからなることを特徴とするものである。 The trocar port position determination simulation method according to claim 3 is the method according to claim 1 or 2, wherein the trocar port position determination process specifies a predetermined number of trocar port positions on a displayed biological surface. A surgical simulation is performed at a predetermined trocar port position designated by the trocar port position designation process and the first trocar port position designation process, and the trocar port position is adjusted according to the result of the surgical simulation, and the first trocar port is designated. And a second trocar port position designation process that feeds back to the position designation process.
請求項４に係るトロカーポート位置決定シミュレーション装置は、生体を所定の間隔で撮像した撮像データから臓器を抽出し、抽出した臓器を積層して３次元ボリュームデータを構築するセグメンテーション部と、前記セグメンテーション部が構築した３次元ボリュームデータを記録する３次元ボリュームデータ記録部と、前記３次元ボリュームデータ記録部に記録した３次元ボリュームデータを読み出して仮定した視点から生体を見るようにモニタ画面に表示する画像生成手段と、表示される生体表上に所定数のトロカーポート位置を指定して決定するトロカーポート位置決定手段とからなることを特徴とするものである。 A trocar port position determination simulation apparatus according to claim 4 extracts a organ from imaging data obtained by imaging a living body at a predetermined interval, and stacks the extracted organs to construct three-dimensional volume data; and the segmentation unit A three-dimensional volume data recording unit for recording the three-dimensional volume data constructed by, and an image displayed on the monitor screen so as to view the living body from the assumed viewpoint by reading the three-dimensional volume data recorded in the three-dimensional volume data recording unit It is characterized by comprising generating means and trocar port position determining means for specifying and determining a predetermined number of trocar port positions on the displayed biological surface.
請求項５に係るトロカーポート位置決定シミュレーション装置は、生体を所定の間隔で撮像した撮像データから臓器を抽出し、抽出した臓器を積層して３次元ボリュームデータを構築するセグメンテーション部と、前記セグメンテーション部が構築した３次元ボリュームデータを手術の患者の姿勢に応じて変形するボリュームデータ変形部と、前記セグメンテーション部が構築した３次元ボリュームデータを記録するとともに前記ボリュームデータ変形部が変形した３次元ボリュームデータを記録する３次元ボリュームデータ記録部と、前記３次元ボリュームデータ記録部に記録した３次元ボリュームデータを読み出して仮定した視点から生体を見るようにモニタ画面に表示する画像生成手段と、表示される生体表上に所定数のトロカーポート位置を指定して決定するトロカーポート位置決定手段とからなることを特徴とするものである。 The trocar port position determination simulation apparatus according to claim 5 includes: a segmentation unit that extracts an organ from imaging data obtained by imaging a living body at a predetermined interval, and builds three-dimensional volume data by stacking the extracted organs; and the segmentation unit The volume data deforming unit for deforming the 3D volume data constructed by the patient according to the posture of the surgical patient, and the 3D volume data deformed by the volume data deforming unit while recording the 3D volume data constructed by the segmentation unit A three-dimensional volume data recording unit for recording the three-dimensional volume data, and an image generation means for reading the three-dimensional volume data recorded in the three-dimensional volume data recording unit and displaying it on the monitor screen so as to see the living body from the assumed viewpoint. A predetermined number of Trocar poes on the body surface Be made of the Toro carport position determining means for determining specifies the location is characterized in.
請求項６に係るトロカーポート位置決定シミュレーション装置は、請求項４又は５に記載の装置において、トロカーポート位置決定手段により決定されたトロカーポート位置から手術シミュレーションを行う手術シミュレーション装置と、表示される生体表上に所定数のトロカーポート位置を指定して決定するとともに、前記指定した所定のトロカーポート位置において前記手術シミュレーション装置により手術シミュレーションを実施した結果によりトロカーポート位置を調整するトロカーポート位置決定手段とからなることを特徴とするものである。 The trocar port position determination simulation apparatus according to claim 6 is the apparatus according to claim 4 or 5, wherein the operation simulation apparatus performs a surgical simulation from the trocar port position determined by the trocar port position determination means, and the living body to be displayed A trocar port position determining means for specifying and determining a predetermined number of trocar port positions on the table and adjusting a trocar port position according to a result of performing a surgical simulation by the surgical simulation apparatus at the specified predetermined trocar port position; It is characterized by comprising.
請求項１に係るトロカーポート位置決定シミュレーション方法によると、生体を撮像した撮像データから３次元ボリュームデータを構築し、これを仮定した視点から生体を見るようにモニタ画面に表示して、その生体表上に所定数のトロカーポート位置を指定するから、トロカーポート位置を決定することができる。 According to the trocar port position determination simulation method according to claim 1, three-dimensional volume data is constructed from imaging data obtained by imaging a living body, and the living body surface is displayed on a monitor screen so as to view the living body from a viewpoint assuming this. Since a predetermined number of trocar port positions are specified above, the trocar port positions can be determined.
請求項２に係るトロカーポート位置決定シミュレーション方法によると、生体を撮像した撮像データから３次元ボリュームデータを構築し、手術の患者の姿勢に応じて３次元ボリュームデータを変形するから、撮像時の姿勢から手術中の姿勢へ変形して画像生成することにより、より現実に近づけた体位の姿勢を得、モニタ画像を表示することができ、トロカーポート位置を決定することができる。 According to the trocar port position determination simulation method according to claim 2, three-dimensional volume data is constructed from imaging data obtained by imaging a living body, and the three-dimensional volume data is deformed according to the posture of the patient in operation. By generating an image by transforming from a posture to a posture during surgery, it is possible to obtain a posture of a posture closer to reality, display a monitor image, and determine a trocar port position.
請求項３に係るトロカーポート位置決定シミュレーション方法によると、トロカーポート位置を仮に決定し、その位置で手術シミュレーションを実施し、その結果術具の位置に応じて、ある部位が視野から外れる、患者への術具の到達が難しい等の問題が顕在化し、その問題を解決するために、トロカーポート位置を調整し、トロカーポート位置指定過程にフィードバックすることにより、最適なトロカーポート位置を決定することができる。 According to the trocar port position determination simulation method according to claim 3, the trocar port position is tentatively determined, and a surgical simulation is performed at the position. As a result, depending on the position of the surgical instrument, a certain part is out of the field of view. In order to solve the problem, it is possible to determine the optimal trocar port position by adjusting the trocar port position and feeding back to the trocar port position designation process. it can.
請求項４に係るトロカーポート位置決定シミュレーション装置によると、セグメンテーション部により、生体を撮像した撮像データから３次元ボリュームデータを構築し、画像生成手段により、３次元ボリュームデータを仮定した視点から生体を見るようにモニタ画面に表示して、トロカーポート位置決定手段により、その生体表上に所定数のトロカーポート位置を指定するから、トロカーポート位置の決定を実現することができる。 According to the trocar port position determination simulation apparatus according to claim 4, the segmentation unit constructs the three-dimensional volume data from the imaging data obtained by imaging the living body, and the image generating means views the living body from the viewpoint assuming the three-dimensional volume data. Thus, since a predetermined number of trocar port positions are designated on the living body surface by the trocar port position determining means, the determination of the trocar port position can be realized.
請求項５に係るトロカーポート位置決定シミュレーション装置によると、セグメンテーション部により、生体を撮像した撮像データから３次元ボリュームデータを構築し、ボリュームデータ変形部により、手術の患者の姿勢に応じて３次元ボリュームデータを変形するから、画像生成手段が、撮像時の姿勢から手術中の姿勢へ変形して画像生成して、より現実に近づけた体位の姿勢を得、モニタ画像を表示することができ、トロカーポート位置を決定することができる。 According to the trocar port position determining simulation apparatus according to claim 5, the segmentation unit constructs the three-dimensional volume data from the imaging data obtained by imaging the living body, and the volume data transformation unit performs the three-dimensional volume according to the posture of the surgical patient. Since the data is deformed, the image generating means can generate the image by transforming from the posture at the time of imaging to the posture during the operation, obtain the posture of the posture closer to reality, and display the monitor image. The port location can be determined.
請求項６に係るトロカーポート位置決定シミュレーション装置によると、トロカーポート位置決定手段が、まずトロカーポート位置を仮に決定し、その位置で手術シミュレーション装置において手術シミュレーションを実施し、その結果術具の位置に応じて、ある部位が視野から外れる、患者への術具の到達が難しい等の問題が顕在化し、その問題を解決するために、トロカーポート位置決定手段においてトロカーポート位置を調整することにより、最適なトロカーポート位置を決定することができる。 According to the trocar port position determination simulation apparatus according to claim 6, the trocar port position determination means first determines the trocar port position temporarily, performs a surgical simulation in the surgical simulation apparatus at that position, and as a result, determines the position of the surgical instrument. Depending on the situation, problems such as the removal of a certain part from the field of view or the difficulty of reaching the patient to the patient have become obvious, and in order to solve the problem, the trocar port position determination means adjusts the trocar port position. The correct trocar port position can be determined.
図１は本発明装置の１実施例の機能ブロック図、図２は本発明方法のフロー図である。図１において、１０１は撮像データ格納部、１０２はコンピュータで構成するセグメンテーション部、１０２ａはコンピュータで構成するボリュームデータ変更部、１０３は３次元ボリュームデータ記録部、１０４はコンピュータで構成する画像生成手段、１０５はモニタ、１０６はコンピュータで構成するトロカーポート位置決定手段、１０７は手術シミュレーション装置である。
撮像データ格納部１０１には生体を例えばＣＴ又はＭＲＩで所定の間隔で撮像した撮像データを格納しておく。セグメンテーション部１０２は前記撮像データ格納部１０１から撮像データを読み出し、所定の臓器を抽出し、臓器ごとに積層して、３次元ボリュームデータを構築する。ボリュームデータ変換部１０２ａは予め変形パターンを記述したボリューム変形ソフトウェアにより前記構築された３次元ボリュームデータを変形させる。３次元ボリュームデータ記録部１０３はセグメンテーション部１０２及びボリュームデータ変換部１０２ａが構築した３次元ボリュームデータを記録する。
画像生成手段１０４は３次元ボリュームデータ記録部１０３に記録した３次元ボリュームデータを読み出して仮定した視点から生体を見るように画像を生成する。モニタ１０５画像生成手段１０４が生成した画像を画面に表示する。トロカーポート位置決定手段１０６はモニタ１０５に表示される生体表上に所定数のトロカーポート位置を指定して決定する。
FIG. 1 is a functional block diagram of an embodiment of the apparatus of the present invention, and FIG. 2 is a flowchart of the method of the present invention. In FIG. 1, 101 is an imaging data storage unit, 102 is a segmentation unit configured by a computer, 102a is a volume data change unit configured by a computer, 103 is a three-dimensional volume data recording unit, 104 is an image generation unit configured by a computer, Reference numeral 105 denotes a monitor, 106 denotes a trocar port position determining means constituted by a computer, and 107 denotes a surgical simulation apparatus.
The imaging data storage unit 101 stores imaging data obtained by imaging a living body at a predetermined interval using, for example, CT or MRI. The segmentation unit 102 reads out the imaging data from the imaging data storage unit 101, extracts predetermined organs, and stacks them for each organ to construct three-dimensional volume data. The volume data conversion unit 102a deforms the constructed three-dimensional volume data with volume deformation software in which a deformation pattern is described in advance. The three-dimensional volume data recording unit 103 records the three-dimensional volume data constructed by the segmentation unit 102 and the volume data conversion unit 102a.
The image generation unit 104 reads out the three-dimensional volume data recorded in the three-dimensional volume data recording unit 103 and generates an image so that the living body can be seen from the assumed viewpoint. The image generated by the monitor 105 image generation means 104 is displayed on the screen. The trocar port position determining means 106 specifies and determines a predetermined number of trocar port positions on the biological surface displayed on the monitor 105.
撮像技術者は、手術を受けようとする患者の生体をＣＴ又はＭＲＩで所定の間隔で撮像し、その撮像データを撮像データ格納部１０１に格納しておく（図２の過程Ｐ２０１）。患者の生体には患部を含む。
次に、操作者は、セグメンテーション部１０２を機能させ、撮像データ格納部１０１より撮像データを読み出し、所定の臓器を選択し、当該臓器の画像を抽出する。セグメンテーション部１０２は抽出された各臓器を積層することにより、当該臓器について３次元ボリュームデータを構築する。セグメンテーション部１０２はこの処理を所定の臓器分行う。３次元ボリュームデータに構築された各臓器の画像は、３次元ボリュームデータ記録部１０３に格納される（生体モデル生成過程：図２の過程Ｐ２０２）。
また、操作者は、ボリュームデータ変換部１０２ａを機能させ、構築された３次元ボリュームデータ記録部１０３に格納された３次元ボリュームデータを読み出し、所定の体位に応じて変形させる。変形された３次元ボリュームデータの画像は、３次元ボリュームデータ記録部１０３に格納される（生体モデル生成過程：図２の過程Ｐ２０２ａ）変形は、ＣＴ映像の撮像時（通常仰向けの姿勢）と、手術中の姿勢（体位は様々）が違うため、実際の状態において、重力の影響等による臓器位置の変化や、術中に助手が臓器を鉗子で持ち上げるなどの操作を行うために発生する。臓器は、体内で脂肪や膜組織などで保持されているが、保持されている状態は、ＣＴ／ＭＲＩ等の撮像結果から読み取れないため、計算によって正しい変形結果を得ることは完全にはまだできていない。本実施例では、医師の知見を元に変形パターンを何通りか記述したボリュームデータ変形ソフトウェアを開発し、そのソフトウェアによりボリュームデータを変形している。
次に、操作者は、画像生成手段１０４を機能させ、３次元ボリュームデータ記録部１０３に記録した手術対象を含む各臓器の３次元ボリュームデータを読み出して仮定した視点から生体を見るように３次元画像を生成し、モニタ１０５の画面に表示する（図２の過程Ｐ２０３）。このとき、生体の内部臓器が、患者の皮膚に覆われて見えない状態又は皮膚が透過して見える状態等、必要に応じた画像を生成させ、これを表示するようにする。
トロカーポート位置決定のシミュレーションを行おうとする操作者は、トロカーポート位置決定手段１０６を機能させ、例えば、コンピュータに付属したマウスを操作し、指示マークを移動させ、モニタ１０５画面上に表示される生体表上に合わせて位置指定する。このとき、仮定する視点とマウスの指示マークとの仮定線が生体表上と交わる位置が位置指定されたものとし、その位置にトロカーポートのアイコンを表示する。このトロカーポートを例えば内視鏡用に１箇所と、術具用に２箇所とを指定する（第１のトロカーポート位置指定過程：図２の過程Ｐ２０４）。
トロカーポート位置決定されると、コンピュータのプログラムにより、前記過程Ｐ２０４で指定された箇所に内視鏡が配置された状態の画像が前記画像生成手段１０４が生成され、術具が配置された状態で術前シミュレーションを行うことができる。
操作者又は術者は、手術シミュレーション装置１０７を機能させ、前記第１のトロカーポート位置指定過程（Ｐ２０４）で決定したトロカーポート位置における術具の位置を仮の位置として、術前シミュレーションを行う。術前シミュレーションにより、その操作の運動が図示しない計算部において計算され、その結果を画像生成手段１０４において術具及び臓器の移動、変化として画像生成され、モニタ１０５に表示される。実施の結果、ある部位が視野から外れる、患部への術具の到達が難しい等の問題が発生することがある。このような場合、再度、トロカーポート位置決定手段１０６を機能させ、コンピュータに付属したマウスを操作し、指示マークを移動させ、モニタ１０５画面上に表示される生体表上に合わせて位置指定する（第２のトロカーポート位置指定過程：図２の過程Ｐ２０４ａ）。位置を微調整して、スパイラルアップ的に最適なポート位置を決定することができる。
The imaging engineer images the living body of a patient who is going to undergo surgery at a predetermined interval by CT or MRI, and stores the imaging data in the imaging data storage unit 101 (process P201 in FIG. 2). The patient's living body includes the affected part.
Next, the operator causes the segmentation unit 102 to function, reads the imaging data from the imaging data storage unit 101, selects a predetermined organ, and extracts an image of the organ. The segmentation unit 102 builds three-dimensional volume data for the organs by stacking the extracted organs. The segmentation unit 102 performs this process for a predetermined organ. The image of each organ constructed in the three-dimensional volume data is stored in the three-dimensional volume data recording unit 103 (biological model generation process: process P202 in FIG. 2).
Further, the operator causes the volume data conversion unit 102a to function, reads the three-dimensional volume data stored in the constructed three-dimensional volume data recording unit 103, and deforms it according to a predetermined posture. The image of the deformed three-dimensional volume data is stored in the three-dimensional volume data recording unit 103 (biological model generation process: process P202a in FIG. 2). This occurs because the posture (various body positions) during the operation is different, and in actual conditions, the organ position changes due to the influence of gravity or the like, and the assistant performs operations such as lifting the organ with forceps during the operation. The organ is held in the body with fat, membrane tissue, etc., but the held state cannot be read from the imaging results such as CT / MRI, so the correct deformation result can still not be obtained completely by calculation. Not. In this embodiment, volume data modification software in which several deformation patterns are described based on the doctor's knowledge is developed, and the volume data is deformed by the software.
Next, the operator causes the image generation means 104 to function, reads out the three-dimensional volume data of each organ including the surgical target recorded in the three-dimensional volume data recording unit 103, and looks at the living body from the assumed viewpoint. An image is generated and displayed on the screen of the monitor 105 (process P203 in FIG. 2). At this time, an internal image of the living body is generated as necessary, such as a state in which the internal organs of the living body are covered with the skin of the patient, or a state in which the skin is visible, and is displayed.
An operator who wants to perform a trocar port position determination simulation causes the trocar port position determination means 106 to function, for example, operates a mouse attached to a computer, moves an instruction mark, and displays a living body displayed on the monitor 105 screen. Specify the position on the table. At this time, it is assumed that the position where the hypothetical line between the assumed viewpoint and the mouse indication mark intersects the biological surface is designated, and a trocar port icon is displayed at that position. For example, one trocar port is designated for the endoscope and two are designated for the surgical instrument (first trocar port position designation process: process P204 in FIG. 2).
When the position of the trocar port is determined, an image in a state where the endoscope is arranged at the location designated in the process P204 is generated by the computer program, and the image generating means 104 is generated and the surgical instrument is arranged. Pre-operative simulation can be performed.
The operator or the operator operates the surgery simulation apparatus 107 and performs a preoperative simulation using the position of the surgical instrument at the trocar port position determined in the first trocar port position designation process (P204) as a temporary position. According to the preoperative simulation, the motion of the operation is calculated by a calculation unit (not shown), and the result is generated by the image generation means 104 as movement and change of the surgical instrument and organ, and displayed on the monitor 105. As a result of the implementation, there may occur a problem that a certain part is out of the field of view or it is difficult to reach the affected part to the affected part. In such a case, the trocar port position determining means 106 is made to function again, the mouse attached to the computer is operated, the instruction mark is moved, and the position is designated according to the living body surface displayed on the monitor 105 screen ( Second trocar port position designation process: process P204a) in FIG. By finely adjusting the position, the optimum port position can be determined spirally.
以上のようにして、医師が術前に腹腔内の状態を３次元形状で把握することができる状態において、トロカーポート位置の決定が容易になり、手術が行いやすい位置に設定することが可能となる。また、このことが実現することにより、手術の成功率が上がり、内視鏡下手術の安全性を向上することができる。
トロカーポートシミュレーションを手術シミュレータと連動させることで、設定したポート位置からの術前訓練を行えば、さらに内視鏡下手術の安全性を高めることが可能となる。
As described above, in a state where the doctor can grasp the state of the abdominal cavity in a three-dimensional shape before the operation, the position of the trocar port can be easily determined and can be set at a position where the operation can be easily performed. Become. Also, by realizing this, the success rate of the operation can be increased, and the safety of the endoscopic operation can be improved.
By linking trocar port simulation with a surgical simulator, it is possible to further improve the safety of endoscopic surgery if preoperative training is performed from the set port position.
１０１ 撮像データ格納部
１０２ セグメンテーション部
１０２ａ ボリュームデータ変更部
１０３ ３次元ボリュームデータ記録部
１０４ 画像生成手段
１０５ モニタ
１０６ トロカーポート位置決定手段
１０７ 手術シミュレーション装置
DESCRIPTION OF SYMBOLS 101 Imaging data storage part 102 Segmentation part 102a Volume data change part 103 Three-dimensional volume data recording part 104 Image generation means 105 Monitor 106 Trocar port position determination means 107 Surgery simulation apparatus
Claims (6)
コンピュータが構成する画像生成手段が前記生体モデル生成過程で生成した３次元ボリュームデータを読み出して仮定した視点から生体を見るように画像生成しモニタ画面に表示する画像表示過程と、
表示される生体表上に所定数のトロカーポート位置を指定するトロカーポート位置指定過程とからなることを特徴とするトロカーポート位置決定シミュレーション方法。 A segmentation unit configured by a computer extracts an organ from imaging data obtained by imaging a living body at a predetermined interval, and constructs three-dimensional volume data by stacking the imaging data of the organ imaged at a predetermined interval. A biological model generation process to be recorded in the recording unit;
An image display process in which an image generation means configured by a computer reads out the three-dimensional volume data generated in the biological model generation process and generates an image so as to see the living body from a hypothesized viewpoint, and displays it on a monitor screen;
A trocar port position determination simulation method comprising: a trocar port position designating process for designating a predetermined number of trocar port positions on a displayed biological surface.
コンピュータが構成する画像生成手段が前記生体モデル生成過程で生成した３次元ボリュームデータを読み出して仮定した視点から生体を見るように画像生成しモニタ画面に表示する画像表示過程と、
表示される生体表上に所定数のトロカーポート位置を指定するトロカーポート位置指定過程とからなることを特徴とするトロカーポート位置決定シミュレーション方法。 A segmentation unit configured by a computer extracts an organ from imaging data obtained by imaging a living body at a predetermined interval, and constructs three-dimensional volume data by laminating the imaging data of the organ imaged at a predetermined interval, thereby constructing a surgical patient. A biometric model generation process in which three-dimensional volume data is deformed and recorded in a three-dimensional volume recording unit according to the posture of
An image display process in which an image generation means configured by a computer reads out the three-dimensional volume data generated in the biological model generation process and generates an image so as to see the living body from a hypothesized viewpoint, and displays it on a monitor screen;
A trocar port position determination simulation method comprising: a trocar port position designating process for designating a predetermined number of trocar port positions on a displayed biological surface.
表示される生体表上に所定数のトロカーポート位置を指定する第１のトロカーポート位置指定過程と、
前記第１のトロカーポート位置指定過程により指定した所定のトロカーポート位置において手術シミュレーションを実施し、当該手術シミュレーションの結果によりトロカーポート位置を調整し、前記第１のトロカーポート位置指定過程にフィードバックする第２のトロカーポート位置指定過程とからなることを特徴とするトロカーポート位置決定シミュレーション方法。 The trocar port position determining simulation method according to claim 1 or 2, wherein the trocar port position determining process includes:
A first trocar port position designating process for designating a predetermined number of trocar port positions on the displayed biological surface;
A surgical simulation is performed at a predetermined trocar port position designated by the first trocar port position designation process, and the trocar port position is adjusted according to the result of the surgical simulation, and fed back to the first trocar port position designation process. 2. A trocar port position determination simulation method comprising two trocar port position designation processes.
前記セグメンテーション部が構築した３次元ボリュームデータを記録する３次元ボリュームデータ記録部と、
前記３次元ボリュームデータ記録部に記録した３次元ボリュームデータを読み出して仮定した視点から生体を見るようにモニタ画面に表示する画像生成手段と、
表示される生体表上に所定数のトロカーポート位置を指定して決定するトロカーポート位置決定手段とからなることを特徴とするトロカーポート位置決定シミュレーション装置。 A segmentation unit that extracts an organ from imaging data obtained by imaging a living body at a predetermined interval and builds three-dimensional volume data by stacking the extracted organs;
A three-dimensional volume data recording unit for recording the three-dimensional volume data constructed by the segmentation unit;
Image generating means for reading the three-dimensional volume data recorded in the three-dimensional volume data recording unit and displaying it on the monitor screen so as to see the living body from the assumed viewpoint;
A trocar port position determination simulation apparatus comprising: a trocar port position determination unit that specifies and determines a predetermined number of trocar port positions on a displayed biological surface.
前記セグメンテーション部が構築した３次元ボリュームデータを手術の患者の姿勢に応じて変形するボリュームデータ変形部と、
前記セグメンテーション部が構築した３次元ボリュームデータを記録するとともに前記ボリュームデータ変形部が変形した３次元ボリュームデータを記録する３次元ボリュームデータ記録部と、
前記３次元ボリュームデータ記録部に記録した３次元ボリュームデータを読み出して仮定した視点から生体を見るようにモニタ画面に表示する画像生成手段と、
表示される生体表上に所定数のトロカーポート位置を指定して決定するトロカーポート位置決定手段とからなることを特徴とするトロカーポート位置決定シミュレーション装置。 A segmentation unit that extracts an organ from imaging data obtained by imaging a living body at a predetermined interval and builds three-dimensional volume data by stacking the extracted organs;
A volume data deforming unit that deforms the three-dimensional volume data constructed by the segmentation unit according to the posture of the patient in operation;
A three-dimensional volume data recording unit for recording the three-dimensional volume data constructed by the segmentation unit and recording the three-dimensional volume data transformed by the volume data transformation unit;
Image generating means for reading the three-dimensional volume data recorded in the three-dimensional volume data recording unit and displaying it on the monitor screen so as to see the living body from the assumed viewpoint;
A trocar port position determination simulation apparatus comprising: a trocar port position determination unit that specifies and determines a predetermined number of trocar port positions on a displayed biological surface.
トロカーポート位置決定手段により決定されたトロカーポート位置から手術シミュレーションを行う手術シミュレーション装置と、
表示される生体表上に所定数のトロカーポート位置を指定して決定するとともに、前記指定した所定のトロカーポート位置において前記手術シミュレーション装置により手術シミュレーションを実施した結果によりトロカーポート位置を調整するトロカーポート位置決定手段とからなることを特徴とするトロカーポート位置決定シミュレーション装置
In the trocar port position determination simulation device according to claim 4 or 5,
A surgical simulation device for performing a surgical simulation from the trocar port position determined by the trocar port position determining means;
A trocar port that designates and determines a predetermined number of trocar port positions on the displayed biological surface, and adjusts the trocar port position according to a result of performing a surgical simulation by the surgical simulation device at the specified predetermined trocar port position Trocar port position determination simulation apparatus comprising position determination means
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2009295603A JP2011131020A (en) | 2009-12-25 | 2009-12-25 | Trocar port positioning simulation method and device therefor |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2009295603A JP2011131020A (en) | 2009-12-25 | 2009-12-25 | Trocar port positioning simulation method and device therefor |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2011131020A true JP2011131020A (en) | 2011-07-07 |
Family
ID=44344383
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2009295603A Pending JP2011131020A (en) | 2009-12-25 | 2009-12-25 | Trocar port positioning simulation method and device therefor |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2011131020A (en) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2014097614A1 (en) * | 2012-12-18 | 2014-06-26 | 富士フイルム株式会社 | Trocar port positioning assistance device, program and method |
| JP2020058672A (en) * | 2018-10-11 | 2020-04-16 | 株式会社メディカロイド | Robot surgery support device, robot surgery support method, and program |
| US11771508B2 (en) | 2018-10-11 | 2023-10-03 | Medicaroid Corporation | Robotically-assisted surgical device, robotically-assisted surgery method, and system |
| JP2024526937A (en) * | 2021-07-21 | 2024-07-19 | ヒュトム インコーポレイテッド | Apparatus and method for determining trocar insertion position on a three-dimensional virtual pneumoperitoneum model of a patient |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008005923A (en) * | 2006-06-27 | 2008-01-17 | Olympus Medical Systems Corp | Medical guide system |
| WO2008107874A2 (en) * | 2007-03-03 | 2008-09-12 | Activiews Ltd. | Method, system and computer product for planning needle procedures |
-
2009
- 2009-12-25 JP JP2009295603A patent/JP2011131020A/en active Pending
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008005923A (en) * | 2006-06-27 | 2008-01-17 | Olympus Medical Systems Corp | Medical guide system |
| WO2008107874A2 (en) * | 2007-03-03 | 2008-09-12 | Activiews Ltd. | Method, system and computer product for planning needle procedures |
Non-Patent Citations (2)
| Title |
|---|
| JPN6014036045; 鬼頭 正和: '手術計画支援のための３次元ＣＴ像に基づく腹腔鏡手術シミュレータの構築' 電子情報通信学会技術研究報告． ＭＩ， 医用画像 ｖｏｌ． １０８， Ｎｏ．１３１, 20080709, ４７ - ５２ 頁 * |
| JPN7014002550; 宮本 秀昭: '腹部３次元ＣＴ像からの腹壁境界面抽出と仮想腹腔鏡像作成への応用' ＭＥＤＩＣＡＬ ＩＭＡＧＩＮＧ ＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹ ｖｏｌ．２３， Ｎｏ．４, 200509, １９４ - ２０２ 頁 * |
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2014097614A1 (en) * | 2012-12-18 | 2014-06-26 | 富士フイルム株式会社 | Trocar port positioning assistance device, program and method |
| JP2014117499A (en) * | 2012-12-18 | 2014-06-30 | Fujifilm Corp | Trocar port position determination support device, program, and method |
| US9737366B2 (en) | 2012-12-18 | 2017-08-22 | Fujifilm Corporation | Apparatus, and method for aiding determination of a trocar port position, and medium having a trocar port position determination aiding program stored therein |
| JP2020058672A (en) * | 2018-10-11 | 2020-04-16 | 株式会社メディカロイド | Robot surgery support device, robot surgery support method, and program |
| JP7182126B2 (en) | 2018-10-11 | 2022-12-02 | 株式会社メディカロイド | Robotic surgery support device, robotic surgery support method, and program |
| US11771508B2 (en) | 2018-10-11 | 2023-10-03 | Medicaroid Corporation | Robotically-assisted surgical device, robotically-assisted surgery method, and system |
| US11779412B2 (en) | 2018-10-11 | 2023-10-10 | Medicaroid Corporation | Robotically-assisted surgical device, robotically-assisted surgery method, and system |
| JP2024526937A (en) * | 2021-07-21 | 2024-07-19 | ヒュトム インコーポレイテッド | Apparatus and method for determining trocar insertion position on a three-dimensional virtual pneumoperitoneum model of a patient |
| JP7704959B2 (en) | 2021-07-21 | 2025-07-08 | ヒュトム インコーポレイテッド | Apparatus and method for determining trocar insertion position on a three-dimensional virtual pneumoperitoneum model of a patient |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP2022017422A (en) | Augmented reality surgical navigation | |
| US20200113636A1 (en) | Robotically-assisted surgical device, robotically-assisted surgery method, and system | |
| JP7469120B2 (en) | Robotic surgery support system, operation method of robotic surgery support system, and program | |
| JP7182126B2 (en) | Robotic surgery support device, robotic surgery support method, and program | |
| CN102341046B (en) | Surgical robot system and control method using augmented reality technology | |
| EP3498212A1 (en) | A method for patient registration, calibration, and real-time augmented reality image display during surgery | |
| US11771508B2 (en) | Robotically-assisted surgical device, robotically-assisted surgery method, and system | |
| JP5417609B2 (en) | Medical diagnostic imaging equipment | |
| US20080243142A1 (en) | Videotactic and audiotactic assisted surgical methods and procedures | |
| KR20160102464A (en) | Simulator system for medical procedure training | |
| WO2012101286A1 (en) | Insertion procedures in augmented reality | |
| WO2015186475A1 (en) | Medical treatment system | |
| JP4875416B2 (en) | Medical guide system | |
| US20220354579A1 (en) | Systems and methods for planning and simulation of minimally invasive therapy | |
| US11660158B2 (en) | Enhanced haptic feedback system | |
| JP2011131020A (en) | Trocar port positioning simulation method and device therefor | |
| US20210298848A1 (en) | Robotically-assisted surgical device, surgical robot, robotically-assisted surgical method, and system | |
| JP7182127B2 (en) | ROBOT SURGERY SUPPORT DEVICE, INFORMATION OUTPUT METHOD, AND PROGRAM | |
| JP7495216B2 (en) | Endoscopic surgery support device, endoscopic surgery support method, and program | |
| US20250072968A1 (en) | A system and method for virtual reality training, simulation of a virtual robotic surgery environment | |
| JP2020162700A (en) | Medical image processing equipment, medical image processing methods, and medical image processing programs | |
| Yu et al. | Novel Visualization Tool for Percutaneous Renal Puncture Training Using Augmented Reality Technology | |
| JP7414611B2 (en) | Robotic surgery support device, processing method, and program | |
| CN121177024A (en) | Control methods, devices, and display equipment for surgical robots | |
| JP6755080B2 (en) | Method, device and surgery simulator to determine simulated procedure start position corresponding to tissue volume data |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20121112 |
|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20130930 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20131003 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20140609 |
|
| A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20140730 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20140827 |
|
| A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20141024 |
|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20141121 |
|
| A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20150216 |
|
| A911 | Transfer to examiner for re-examination before appeal (zenchi) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A911 Effective date: 20150224 |
|
| A912 | Re-examination (zenchi) completed and case transferred to appeal board |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A912 Effective date: 20150508 |