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KR20170043623A - 영상 안내 절차에서의 병리학적 데이터의 표시를 위한 시스템 및 방법 - Google Patents

영상 안내 절차에서의 병리학적 데이터의 표시를 위한 시스템 및 방법 Download PDF

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KR20170043623A
KR20170043623A KR1020177007546A KR20177007546A KR20170043623A KR 20170043623 A KR20170043623 A KR 20170043623A KR 1020177007546 A KR1020177007546 A KR 1020177007546A KR 20177007546 A KR20177007546 A KR 20177007546A KR 20170043623 A KR20170043623 A KR 20170043623A
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KR
South Korea
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patient anatomy
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페데리코 바바글리
크리스토퍼 알 칼슨
Original Assignee
인튜어티브 서지컬 오퍼레이션즈 인코포레이티드
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Abstract

방법은 의료 절차 동안 의료 기구를 전개 위치까지 안내하기 위한 환자 해부구조의 영상을 표시하는 단계를 포함한다. 방법은 제1 조직 샘플에 대한 제1 샘플 식별자를 기록하는 단계 및 제2 조직 샘플에 대한 제2 샘플 식별자를 기록하는 단계를 더 포함한다. 방법은 또한 제1 조직 샘플에 대한 제1 병리 정보를 수신하는 단계 및 제2 조직 샘플에 대한 제2 병리 정보를 수신하는 단계를 포함한다. 방법은 또한 의료 절차 동안 제1 샘플 식별자를 제1 병리 정보와 함께 표시하는 단계 및 의료 절차 동안 제2 샘플 식별자를 제2 병리 정보와 함께 표시하는 단계를 포함한다.

Description

영상 안내 절차에서의 병리학적 데이터의 표시를 위한 시스템 및 방법{SYSTEMS AND METHODS FOR DISPLAY OF PATHOLOGICAL DATA IN AN IMAGE GUIDED PROCEDURE}
본 출원은 2014년 8월 23일에 출원된 "SYSTEMS AND METHODS FOR DISPLAY OF PATHOLOGICAL DATA IN AN IMAGE GUIDED PROCEDURE"이라는 제목의 미국 가특허 출원 62/041,040에 대한 우선권 및 그 출원일의 이점을 청구하며, 이 문헌은 그 전문이 본원에 참조로 통합된다.
본 개시내용은 영상 안내 절차를 수행하기 위한 시스템 및 방법에 관한 것이며, 더 구체적으로는 영상 안내 절차 동안 샘플링되는 조직에 대한 병리 데이터를 표시하기 위한 시스템 및 방법에 관한 것이다.
최소 침습 의료 기술은 의료 절차 도중 손상되는 조직의 양을 감소시켜, 환자 회복 시간, 불편함, 및 해로운 부작용을 감소시키도록 의도된다. 이러한 최소 침습 기술은 환자 해부구조의 자연적 구멍을 통해 또는 하나 이상의 수술적 절개부를 통해 행해질 수 있다. 이들 자연적 구멍 또는 절개부를 통해 임상의는 최소 침습 의료 기구(수술, 진단, 치료, 또는 생검 기구)를 목표 조직 위치에 도달하도록 삽입할 수 있다. 목표 조직 위치에의 도달을 보조하기 위해서, 의료 기구의 위치 및 이동은 환자 해부구조의 수술전 또는 수술중 영상과 상관될 수 있다. 이들 영상 안내 기구는 예를 들어 전자기(EM), 기계, 광학, 또는 초음파 추적 시스템을 사용하여 추적될 수 있다. 영상 안내 기구는 폐, 결장, 장, 신장, 심장, 순환 계통 등과 같은 해부학적 계통 내의 자연적 또는 수술적으로 생성된 통로를 항행할 수 있다. 영상 안내 의료 기구가 조직 샘플을 제거하기 위해 사용되는 경우, 조직 샘플은 전형적으로 병리학자에 의한 분석을 위해 보내진다. 병리학자는 임상의에게 결과를 구두로 통신한다. 추가적인 조사를 수행하고, 추가적인 조직 샘플의 취득을 안내하며, 그리고/또는 절차 효율을 향상시키기 위해 사용될 수 있는 조직 샘플에 대한 추가적인 정보를 임상의가 수신하는 것을 허용하는 시스템 및 방법이 필요하다.
본 발명의 실시형태는 상세한설명에 뒤따르는 청구항에 의해 요약된다.
일 실시형태에서, 방법은 의료 절차 동안 의료 기구를 전개 위치까지 안내하기 위한 환자 해부구조의 영상을 표시하는 단계를 포함한다. 방법은 제1 조직 샘플에 대한 제1 샘플 식별자를 기록하는 단계 및 제2 조직 샘플에 대한 제2 샘플 식별자를 기록하는 단계를 더 포함한다. 방법은 또한 제1 조직 샘플에 대한 제1 병리 정보를 수신하는 단계 및 제2 조직 샘플에 대한 제2 병리 정보를 수신하는 단계를 포함한다. 방법은 또한 의료 절차 동안 제1 병리 정보와 함께 제1 샘플 식별자를 표시하는 단계 및 의료 절차 동안 제2 병리 정보와 함께 제2 샘플 식별자를 표시하는 단계를 포함한다.
다른 실시형태에서, 시스템은 카테터 및 카테터로부터 전개가능한 도구를 포함하는 의료 기구를 포함한다. 시스템은 또한 의료 절차 동안 의료 기구를 전개 위치까지 안내하기 위한 환자 해부구조의 영상을 표시하도록 구성되는 컴퓨터 시스템을 포함한다. 컴퓨터 시스템은 또한 제1 조직 샘플에 대한 제1 샘플 식별자를 기록하고 제2 조직 샘플에 대한 제2 샘플 식별자를 기록하도록 구성된다. 컴퓨터 시스템은 또한 제1 조직 샘플에 대한 제1 병리 정보를 수신하고 제2 조직 샘플에 대한 제2 병리 정보를 수신하도록 구성된다. 컴퓨터 시스템은 또한 의료 절차 동안 제1 병리 정보와 함께 제1 샘플 식별자를 표시하고 의료 절차 동안 제2 병리 정보와 함께 제2 샘플 식별자를 표시하도록 구성된다.
전술한 일반적인 설명 및 이하의 상세한 설명은 사실상 예시이자 설명을 위한 것이며 본 개시내용의 범위를 한정하지 않으면서 본 개시내용의 이해를 제공하도록 의도된다. 이와 관련하여, 본 개시내용의 추가적인 양태, 특징, 및 장점은 이하의 상세한 설명으로부터 통상의 기술자에에 명확할 것이다.
본 개시내용의 양태는 첨부된 도면과 함께 판독될 때 다음의 상세한 설명으로부터 가장 잘 이해된다. 업계의 표준 관례에 따르면, 다양한 특징부들이 축척에 맞게 도시되지 않았음이 강조된다. 사실, 다양한 특징부들의 치수는 설명을 명확하게 하기 위해 임의로 증가 또는 감소될 수 있다. 또한, 본 개시내용은 다양한 예에서 참조 번호 및/또는 문자를 반복할 수 있다. 이러한 반복은 간단 및 명료함을 위한 것이며 그 자체가 설명되는 다양한 실시형태들 및/또는 구성들 사이의 관계를 지시하는 것은 아니다.
도 1은 본 개시내용의 실시형태에 따른 원격조작 의료 시스템이다.
도 2는 본 개시내용의 양태를 이용하는 의료 기구 시스템을 예시한다.
도 3은 연장된 의료 도구를 갖는 도 2의 의료 기구 시스템의 원위 단부를 예시한다.
도 4는 목표 위치 부근의 환자의 해부학적 영역 내의 의료 기구의 가상 영상을 제공하는 표시 스크린이다.
도 5는 생검 샘플에 대한 병리학적 정보를 제공하는 표시장치를 예시한다.
도 6은 병리학적 데이터를 제공하기 위한 표의 영상이 있는 표시장치를 예시한다.
도 7은 환자 해부구조의 가상 영상과 연계하여 병리학적 데이터를 제공하는 표시 스크린을 예시한다.
도 8은 환자 해부구조의 다수의 영상과 연계하여 병리학적 데이터를 제공하는 표시 스크린이다.
도 9는 병리학적 데이터를 영상 안내 의료 절차와 상관시키는 방법을 설명하는 흐름도이다.
본 발명의 양태의 다음의 상세한 설명에서, 개시되는 실시형태의 완전한 이해를 제공하기 위해 많은 구체적인 세부 사항이 설명된다. 그러나, 본 개시내용의 실시형태는 이러한 구체적인 세부 사항 없이 실시될 수 있다는 것이 통상의 기술자에게 명백할 것이다. 다른 경우에, 공지된 방법, 절차, 구성요소, 및 회로는 본 발명의 실시형태의 양태를 불필요하게 모호하게 하지 않도록 상세하게 설명되지 않았다. 그리고, 필요 없는 설명 반복을 피하기 위해, 하나의 예시적인 실시형태에 따라서 설명되는 하나 이상의 구성요소 또는 작용은 다른 예시적인 실시형태로부터 적용되는 바에 따라 사용되거나 생략될 수 있다.
이하의 실시형태는 3차원 공간에서의 다양한 기구와 그 상태와 관련한 기구의 부분들에 관하여 설명한다. 본원에서 사용되는 바와 같이, "위치"라는 용어는 3차원 공간(예를 들어, 직교 X, Y, Z 좌표를 따르는 3개의 병진 이동 자유도)에서의 대상 또는 대상의 일부분의 위치를 지칭한다. 본원에서 사용되는 바와 같이, "배향"이라는 용어는 대상 또는 대상의 일부분의 회전 배치(3개의 회전 자유도 - 예를 들어, 롤링, 피치, 및 요)를 지칭한다. 본원에서 사용되는 바와 같이, "자세"라는 용어는 적어도 하나의 병진 이동 자유도에서의 대상 또는 대상의 일부분의 위치 및 적어도 하나의 회전 자유도에서의 대상 또는 대상의 일부분의 배향을 지칭한다(6개 까지의 총 자유도). 본원에서 사용되는 바와 같이, "형상"이라는 용어는 대상물을 따라 측정된 일련의 자세, 위치, 또는 배향을 지칭한다.
도면 중 도 1을 참고하면, 예를 들어 수술, 진단, 치료, 또는 생검 절차에서의 사용을 위한 원격조작 의료 시스템은 전체적으로 참조 번호 100으로 나타낸다. 도 1에 도시된 바와 같이, 원격조작 시스템(100)은 일반적으로 환자(P)에 대한 다양한 절차를 실행함에 있어서 의료 기구(104)를 조작하는 조종기 조립체(102)를 포함한다. 조립체(102)는 수술대(O)에 또는 그 부근에 장착된다. 마스터 조립체(106)는 임상의 또는 외과의사(S)가 중재 부위를 관찰하고 종속 조종기 조립체(102)를 제어하는 것을 허용한다.
마스터 조립체(106)는, 통상적으로 수술대(O)와 동일한 방 안에 위치되는 외과의사의 콘솔에 위치될 수 있다. 그러나, 외과의사(S)는 환자(P)와 다른 방 또는 완전히 다른 건물에 위치될 수 있다는 것을 이해해야 한다. 마스터 조립체(106)는 일반적으로 조종기 조립체(102)를 제어하기 위한 하나 이상의 제어 장치를 포함한다. 제어 장치는 조이스틱, 트랙볼, 데이터 글러브, 트리거 건, 수조작식 제어기, 음성 인식 장치, 신체 움직임 또는 존재 센서 등과 같은 임의의 수의 다양한 입력 장치를 포함할 수 있다. 일부 실시형태에서, 외과의사가 직접적으로 기구(104)를 제어하는 강한 느낌이 들도록, 제어 장치가 기구(104)와 일체라는 인식 또는 원격현존감(telepresence)을 외과의사에게 제공하기 위해 제어 장치에는 연관된 의료 기구(104)와 동일한 자유도가 제공될 것이다. 다른 실시형태에서, 제어 장치는 연관된 의료 기구(104)보다 많거나 적은 자유도를 가질 수 있으며, 여전히 외과의사에게 원격현존감을 제공할 수 있다. 일부 실시형태에서, 제어 장치는 6개 자유도로 이동하며 또한 (예를 들어, 파지 조오(grasping jaw) 폐쇄, 전극에 대한 전위 인가, 의료 처치 전달 등을 위해) 기구를 작동시키기 위해 작동가능 손잡이를 포함할 수 있는 수동 입력 장치이다.
원격조작 조립체(102)는 의료 기구 시스템(104)을 지지하고, 하나 이상의 비-서보 제어 링크의 운동학적 구조(예를 들어, 일반적으로 셋업 구조라 지칭되는 제 위치에 수동 위치설정 및 고정될 수 있는 하나 이상의 링크)와 원격조작 조종기를 포함할 수 있다. 원격조작 조립체(102)는 제어 시스템(예를 들어, 제어 시스템(112))으로부터의 명령에 응답하여 의료 기구 시스템(104)에 대한 입력을 구동하는 복수의 액추에이터 또는 모터를 포함한다. 모터는, 의료 기구 시스템(104)에 결합될 때, 의료 기구를 자연적으로 또는 수술적으로 형성된 해부학적 구멍 안으로 전진시킬 수 있는 구동 시스템을 포함한다. 다른 전동 구동 시스템이 의료 기구의 원위 단부를 다중 자유도로 이동시킬 수 있고, 이러한 다중 자유도는 3개 선형 움직임 자유도(예를 들어, X, Y, Z 데카르트 축을 따른 선형 움직임) 및 3개 회전 움직임 자유도(예를 들어, X, Y, Z 데카르트 축 둘레에서의 회전)를 포함할 수 있다. 추가로, 모터는 생검 장치 등의 조오에 조직을 파지하기 위해 기구의 관절식 엔드 이펙터(end effector)를 작동시키도록 사용될 수 있다.
또한, 원격조작 의료 시스템(100)은 원격조작 조립체의 기구에 대한 정보를 수신하기 위해 하나 이상의 하위시스템을 갖는 센서 시스템(108)을 포함한다. 이런 하위시스템은 위치 센서 시스템(예를 들어, 전자기(EM) 센서 시스템)과, 카테터 팁 및/또는 기구 시스템(104)의 가요성 몸체를 따른 하나 이상의 세그먼트의 위치, 배향, 속력, 속도, 자세 및/또는 형상을 결정하기 위한 형상 센서 시스템, 및/또는 카테터 시스템의 원위 단부로부터 영상을 포착하기 위한 가시화 시스템을 포함할 수 있다.
가시화 시스템(예를 들어, 도 2의 가시화 시스템(231))은, 수술 부위의 동시 또는 실시간 영상을 기록하며 그 영상을 임상의 또는 외과의사(S)에게 제공하는 관찰 스코프 조립체를 포함할 수 있다. 동시 영상은 예를 들어 수술 부위 내에 위치되는 내시경에 의해 포착되는 2차원 또는 3차원 영상일 수 있다. 본 실시형태에서, 가시화 시스템은 의료 기구(104)에 일체로 또는 제거가능하게 결합될 수 있는 내시경 구성요소를 포함한다. 그러나, 대안 실시형태에서, 별개의 조종기 조립체에 부착되는 별개의 내시경이 수술 부위를 영상화하기 위해 의료 기구와 함께 사용될 수 있다. 가시화 시스템은 제어 시스템(112)(이하에서 설명됨)의 프로세서를 포함할 수 있는 1개 이상의 컴퓨터 프로세서와 상호작용하거나 그것에 의해 다른 방식으로 실행되는 하드웨어, 펌웨어, 소프트웨어 또는 이들의 조합으로서 구현될 수 있다.
또한, 원격조작 의료 시스템(100)은 수술 부위의 영상 또는 표현을 표시하기 위한 표시 시스템(110)과, 센서 시스템(108)의 하위시스템에 의해 생성된 의료 기구 시스템(들)(104)을 포함할 수 있다. 표시장치(110)와 조작자 입력 시스템(106)은 조작자가 원격현존감을 인지하면서 조작자 입력 시스템(106)과 의료 기구 시스템(104)을 제어할 수 있도록 배향될 수 있다.
표시 시스템(110)은 또한 가시화 시스템에 의해 포착된 수술 부위 및 의료 기구의 영상을 표시할 수 있다. 표시장치(110) 및 제어 장치는, 조작자가 마치 실질적으로 실존하는 작업공간을 관찰하는 것처럼 의료 기구(104) 및 손 제어를 조종할 수 있도록, 스코프 조립체 및 의료 기구 내의 영상화 장치의 상대 위치가 외과의사의 눈 및 손의 상대 위치와 유사하도록 배향될 수 있다. 실존은, 영상의 표현이 기구(104)를 물리적으로 조종하고 있는 조작자의 관점을 모사하는 실제적 원근 영상인 것을 의미한다.
대안적으로 또는 추가적으로, 표시장치(110)는 컴퓨터 단층촬영(CT), 자기 공명 영상화(MRI), 형광투시, 열조영, 초음파, 광 간섭 단층촬영(OCT), 열 영상화, 임피던스 영상화, 레이저 영상화, 또는 나노튜브 X-선 영상화 같은 영상화 기술로부터의 영상 데이터를 수술전 또는 수술중에 사용하여 기록된 수술 부위의 영상을 제시할 수 있다. 수술전 또는 수술중 영상 데이터는 2차원, 3차원 또는 4차원(예를 들어, 시간 기반 또는 속도 기반 정보 포함) 영상으로서 또는 수술전 또는 수술중 영상 데이터 세트로부터 생성되는 모델로부터의 영상으로서 제시될 수 있다.
일부 실시형태에서, 표시장치(110)는, 의료 기구(104)의 팁의 위치의 관점으로부터의 내부 수술 부위의 가상 영상을 임상의 또는 외과의사(S)에게 제시하도록 수술전 또는 동시성 영상/모델과 의료 기구(104)의 실제 위치가 정합되는(예를 들어, 동적으로 참조되는) 가상 항행 영상을 표시할 수 있다. 기구(104)의 팁의 영상 또는 다른 그래픽 또는 문자숫자 지시자가 의료 기구를 제어하는 외과의사를 보조하기 위해 가상 영상에 중첩될 수 있다. 대안적으로, 기구(104)는 가상 영상에서 보이지 않을 수 있다.
다른 실시형태에서, 표시장치(110)는 외부 관점으로부터 수술 부위 내의 의료 기구의 가상 영상을 임상의 또는 외과의사(S)에게 제시하기 위해 의료 기구의 실제 위치가 수술전 또는 동시성 영상과 정합되어 있는 가상 항행 영상을 표시할 수 있다. 의료 기구 또는 다른 그래픽 또는 문자숫자 표시자의 일부의 영상이 기구(104)를 제어하는 외과의사를 보조하기 위해 가상 영상에 중첩될 수 있다.
또한, 원격조작 의료 시스템(100)은 제어 시스템(112)을 포함한다. 제어 시스템(112)은 의료 기구 시스템(104), 조작자 입력 시스템(106), 센서 시스템(108), 및 표시 시스템(110) 사이의 제어를 실행하기 위해서 적어도 하나의 메모리 및 적어도 하나의 컴퓨터 프로세서(도시되지 않음), 통상적으로는 복수의 프로세서를 포함한다. 또한, 제어 시스템(112)은, 표시 시스템(110)에 병리학적 정보를 제공하기 위한 명령어를 포함하여, 본원에 개시된 양태에 따라 설명된 방법 중 일부나 모두를 구현하도록 프로그램된 명령어(예를 들어, 명령어를 저장하는 컴퓨터 판독가능 매체)를 포함한다. 제어 시스템(112)이 도 1의 단순화된 개요에 단일 블록으로서 도시되어 있지만, 시스템은 둘 이상의 데이터 처리 회로를 포함할 수 있고, 이러한 처리의 한 부분은 선택적으로 원격조작 조립체(102) 상에서 또는 그에 인접한 위치에서 수행될 수 있고, 이러한 처리의 다른 부분은 조작자 입력 시스템(106)에서 수행되는 등등일 수 있다. 매우 다양한 집중식 또는 분산식 데이터 처리 아키텍처들 중 임의의 것이 채용될 수 있다. 유사하게, 프로그램된 명령어는 다수의 별개의 프로그램 또는 서브루틴으로서 구현될 수 있거나 이들은 본원에서 설명된 원격조작 시스템의 다수의 다른 양태에 통합될 수 있다. 일 실시형태에서, 제어 시스템(112)은 블루투스(Bluetooth), IrDA, HomeRF, IEEE 802.11, DECT 및 와이어리스 텔레메트리(Wireless Telemetry) 같은 무선 통신 프로토콜을 지원한다.
일부 실시형태에서, 제어 시스템(112)은 의료 기구 시스템(104)으로부터 힘 및/또는 토크 피드백을 수신하는 하나 이상의 서보 제어기를 포함할 수 있다. 이 피드백에 응답하여, 서보 제어기는 조작자 입력 시스템(106)에 신호를 전송한다. 서보 제어기(들)는 또한 신체 내의 개구를 통해 환자 신체 내의 내부 수술 부위로 연장되는 의료 기구 시스템(들)(104)을 이동시킬 것을 원격조작 조립체(102)에 지시하는 신호를 전송할 수 있다. 임의의 적합한 종래의 또는 특화된 서보 제어기가 사용될 수 있다. 서보 제어기는 원격조작 조립체(102)와 별개이거나 그와 일체화될 수 있다. 일부 실시형태에서, 서보 제어기 및 원격조작 조립체는 환자의 신체에 인접하게 위치된 원격조작 아암 카트의 일부로서 제공된다.
제어 시스템(112)은, 영상 안내 절차에서 사용될, 때 의료 기구 시스템(들)(104)에 대한 항행 보조를 제공하도록 가상 가시화 시스템을 추가로 포함할 수 있다. 가상 가시화 시스템을 사용한 가상 항행은 해부학적 통로의 취득된 수술전 또는 수술중 데이터세트에 대한 참조에 기초한다. 더 구체적으로, 가상 가시화 시스템은 컴퓨터 단층촬영(CT), 자기 공명 영상화(MRI), 형광투시, 열조영, 초음파, 광 간섭 단층촬영(OCT), 열 영상화, 임피던스 영상화, 레이저 영상화, 나노튜브 X-선 영상화 등과 같은 영상화 기술을 사용하여 영상화된 수술 부위의 영상을 처리한다. 기록된 영상을 부분적 또는 전체적 해부학적 장기 또는 해부학적 영역의 세그먼트화된 2차원 또는 3차원 복합 표현으로 변환하기 위해 소프트웨어가 단독 또는 수동 입력과 조합되어 사용된다. 영상 데이터 세트는 복합 표현과 연관된다. 복합 표현 및 영상 데이터 세트는 통로의 다양한 위치 및 형상과 그 연결성을 설명한다. 복합 표현을 생성하기 위해 사용되는 영상은 임상 절차 동안 수술전에 또는 수술중에 기록될 수 있다. 대안적인 실시형태에서, 가상 가시화 시스템은 표준 표현(즉, 환자에 특정되지 않음) 또는 표준 표현과 환자 특정 데이터의 혼합을 사용할 수 있다. 복합 표현 및 복합 표현에 의해 생성된 임의의 가상 영상은 하나 이상의 움직임 단계 동안(예를 들어, 폐의 흡기/호기 주기 동안)의 변형가능한 해부학적 영역의 정적 자세를 나타낼 수 있다.
가상 항행 절차 동안, 센서 시스템(108)은 환자 해부구조에 관한 기구의 근사 위치를 연산하기 위해 사용될 수 있다. 상기 위치는 환자 해부구조의 거시 수준 (외부) 추적 영상 및 환자 해부구조의 가상 내부 영상의 양자 모두를 생성하기 위해 사용될 수 있다. 수술전 기록된 수술 영상, 예컨대 가상 가시화 시스템으로부터의 영상과 함께 의료 기구를 정합 및 표시하기 위해 광섬유 센서를 사용하는 다양한 시스템이 알려져 있다. 예를 들어, 미국 특허 출원 제13/107,562호(2011년 5월 13일 출원)("Medical System Providing Dynamic Registration of a Model of an Anatomical Structure for Image-Guided Surgery"를 개시)는 한가지 이러한 시스템을 개시하고 있으며, 이 문헌은 그 전문이 본 명세서에 참조로 통합된다.
원격조작 의료 시스템(100)은 조명 시스템, 조향 제어 시스템, 관류 시스템, 및/또는 흡입 시스템과 같은 선택적 조작 및 지원 시스템(도시되지 않음)을 추가로 포함할 수 있다. 대안적인 실시형태에서, 원격조작 시스템은 하나보다 많은 원격조작 조립체 및/또는 하나보다 많은 조작자 입력 시스템을 포함할 수 있다. 조종기 조립체의 정확한 개수는 다른 인자 중 수술 절차 및 수술실 내의 공간 제약에 의존할 것이다. 조작자 입력 시스템은 함께 위치될 수 있거나 분리된 위치에 위치될 수 있다. 다수의 조작자 입력 시스템은 1명을 초과하는 조작자가 1개보다 많은 조종기 조립체를 다양한 조합으로 제어하는 것을 허용한다.
도 2는 원격조작 의료 시스템(100)에 의해 실행되는 영상 안내 의료 절차에서 의료 기구 시스템(104)으로서 사용될 수 있는 의료 기구 시스템(200)을 예시한다. 대안적으로, 의료 기구 시스템(200)은 비-원격조작 탐색 절차를 위해, 또는 내시경검사 같은 전통적인 수조작 의료 기구를 동반하는 절차에 사용될 수 있다.
기구 시스템(200)은 기구 몸체(204)에 결합되는 카테터 시스템(202)을 포함한다. 카테터 시스템(202)은 근위 단부(217) 및 원위 단부 또는 팁 부분(218)을 갖는 세장형 가요성 카테터 몸체(216)를 포함한다. 일 실시형태에서, 가요성 몸체(216)는 대략 3 mm의 외경을 갖는다. 다른 가요성 몸체 외경은 더 크거나 더 작을 수 있다. 카테터 시스템(202)은 몸체(216)를 따른 1개 이상의 세그먼트(224) 및/또는 원위 단부(218)의 카테터 팁의 위치, 배향, 속력, 속도, 자세 및/또는 형상을 결정하기 위해 형상 센서(222)를 선택적으로 포함할 수 있다. 원위 단부(218)와 근위 단부(217) 사이의 몸체(216)의 전체 길이는 세그먼트(224)로 효과적으로 분할될 수 있다. 기구 시스템(200)이 원격조작 의료 시스템(100)의 의료 기구 시스템(104)인 경우, 형상 센서(222)는 센서 시스템(108)의 구성요소일 수 있다. 기구 시스템(200)이 수동적으로 조작되거나 다른 방식으로 비-원격조작 절차를 위해 사용되는 경우, 형상 센서(222)는 형상 센서에 질의하고 수신된 형상 데이터를 처리하는 추적 시스템(230)에 결합될 수 있다.
형상 센서(222)는 가요성 카테터 몸체(216)와 정렬된 광섬유를 포함할 수 있다(예를 들어, 내부 채널(도시되지 않음) 내에 제공되거나 외부적으로 장착됨). 일 실시형태에서, 광섬유는 대략 200 ㎛의 직경을 갖는다. 다른 실시형태에서, 치수는 더 크거나 더 작을 수 있다. 형상 센서 시스템(222)의 광섬유는 카테터 시스템(202)의 형상을 결정하기 위한 광섬유 굴곡 센서를 형성한다. 일 대안에서, FBG(Fiber Bragg Grating)를 포함하는 광섬유가 1개 이상의 차원으로 구조의 변형 측정을 제공하기 위해 사용된다. 3차원으로 광섬유의 형상 및 상대 위치를 감시하는 다양한 시스템 및 방법이 미국 특허 출원 제11/180,389호(2005년 7월 13일 출원)("Fiber optic position and shape sensing device and method relating thereto"를 개시), 미국 특허 출원 제12/047,056호(2004년 7월 16일 출원)("Fiber-optic shape and relative position sensing"를 개시), 및 미국 특허 제6,389,187호(1998년 6월 17일 출원)("Optical Fibre Bend Sensor"를 개시)에 설명되어 있으며, 이들은 그 전문이 본원에 참조로 통합된다. 대안적인 실시형태의 센서는 레일리 산란(Rayleigh scattering), 라만 산란(Raman scattering), 브릴루앙 산란(Brillouin scattering), 및 형광 산란(Fluorescence scattering) 같은 다른 적절한 변형 감지 기술을 채용할 수 있다. 다른 대안적인 실시형태에서, 카테터의 형상은 다른 기술을 사용하여 결정될 수 있다. 예를 들어, 카테터의 원위 팁 자세의 이력이 시간 간격에 걸친 장치의 형상을 재구성하기 위해 사용될 수 있다. 다른 예로서, 호흡 같은 교번적인 움직임의 주기를 따른 기구 시스템의 알려진 지점에 대한 이력적 자세, 위치, 또는 배향 데이터가 저장될 수 있다. 이 저장된 데이터는 카테터에 대한 형상 정보를 제작하기 위해 사용될 수 있다. 대안적으로, 카테터를 따라 위치되는 EM 센서 같은 일련의 위치 센서가 형상 감지를 위해 사용될 수 있다. 대안적으로, 절차 동안의 기구 시스템 상의 EM 센서 같은 위치 센서로부터의 데이터의 이력이, 특히 해부학적 통로가 일반적으로 정적인 경우에, 기구의 형상을 나타내기 위해 사용될 수 있다. 대안적으로, 외부 자기장에 의해 제어되는 위치 또는 배향을 갖는 무선 장치가 형상 감지를 위해 사용될 수 있다. 무선 장치의 위치의 이력은 항행되는 통로에 대한 형상을 결정하기 위해 사용될 수 있다.
의료 기구 시스템은 위치 센서 시스템(220)을 선택적으로 포함할 수 있다. 위치 센서 시스템(220)은 외부적으로 발생된 전자기장을 받을 수 있는 1개 이상의 도전성 코일을 포함하는 센서(220)를 갖는 EM 센서 시스템의 구성요소일 수 있다. EM 센서 시스템(220)의 각각의 코일은 외부적으로 발생된 전자기장에 대한 코일의 위치 및 배향에 의존하는 특성을 갖는 유도 전기 신호를 생성한다. 일 실시형태에서, EM 센서 시스템은 6개의 자유도, 예를 들어 3개의 위치 좌표(X, Y, Z) 및 기초 점의 피치, 요, 및 롤을 나타내는 3개의 배향 각도 또는 5개의 자유도, 예를 들어 3개의 위치 좌표(X, Y, Z) 및 기초 점의 피치 및 요를 나타내는 2개의 배향 각도를 측정하도록 구성 및 위치될 수 있다. EM 센서 시스템의 추가적인 설명이 미국 특허 제6,380,732호(1999년 8월 11일 출원)("Six-Degree of Freedom Tracking System Having a Passive Transponder on the Object Being Tracked"를 개시)에 제공되어 있으며, 이 문헌은 그 전문이 본원에 참조로 통합된다. 일부 실시형태에서, 형상 센서는, 센서의 형상이 (환자의 고정된 좌표계에서의) 형상 센서의 기부의 위치에 대한 정보와 함께 원위 팁을 포함하는 형상 센서를 따른 다양한 지점의 위치가 계산되는 것을 허용하기 때문에, 위치 센서로서도 기능할 수 있다.
추적 시스템(230)은 기구(200)를 따른 1개 이상의 세그먼트(224) 및 원위 단부(218)의 위치, 배향, 속력, 자세, 및/또는 형상을 결정하기 위한 위치 센서 시스템(220) 및 형상 센서 시스템(222)을 포함할 수 있다. 추적 시스템(230)은 제어 시스템(116)의 프로세서를 포함할 수 있는 1개 이상의 컴퓨터 프로세서와 상호작용하거나 또는 그것에 의해 다른 방식으로 실행되는 하드웨어, 펌웨어, 소프트웨어, 또는 그 조합으로서 구현될 수 있다.
가요성 카테터 몸체(216)는 의료 기구(226)를 수용하도록 크기조정 및 형성되는 채널(221)을 포함한다. 의료 기구는 예를 들어 영상 포착 프로브, 생검 기구, 레이저 절제 섬유, 또는 다른 수술, 진단, 또는 치료 도구를 포함할 수 있다. 의료 도구는 스칼펠(scalpel), 무딘 블레이드, 광섬유, 또는 전극 같은 단일 작업 부재를 갖는 엔드 이펙터를 포함할 수 있다. 다른 엔드 이펙터는 예를 들어 집게, 파지기, 시저스(scissors), 또는 클립 적용기를 포함할 수 있다. 전기 활성화 엔드 이펙터의 예는 전기수술 전극, 트랜스듀서, 센서 등을 포함한다. 다양한 실시형태에서, 의료 도구(226)는 표시를 위해 가시화 시스템(231)에 의해 처리되는 영상(비디오 영상을 포함)을 포착하기 위한 가요성 카테터 몸체(216)의 원위 단부(218)의 또는 그 부근의 스테레오스코픽(stereoscopic) 또는 모노스코픽(monoscopic) 카메라를 갖는 원위 부분을 포함하는 영상 포착 프로브일 수 있다. 영상 포착 프로브는 포착된 영상 데이터를 전송하기 위해 카메라에 결합된 케이블을 포함할 수 있다. 대안적으로, 영상 포착 기구는 가시화 시스템에 결합되는 파이버스코프 같은 광섬유 번들일 수 있다. 영상 포착 기구는 예를 들어 1개 이상의 가시광, 적외선 또는 자외선 스펙트럼으로 영상 데이터를 포착하는 단일 또는 다중 스펙트럼형일 수 있다.
의료 기구(226)는 기구의 원위 단부를 제어가능하게 굴곡시키기 위해 기구의 근위 단부와 원위 단부 사이에서 연장되는 케이블, 연동구, 또는 다른 작동 제어부(도시되지 않음)를 수용할 수 있다. 조향가능 기구가 미국 특허 제7,316,681호(2005년 10월 4일 출원)("Articulated Surgical Instrument for Performing Minimally Invasive Surgery with Enhanced Dexterity and Sensitivity"를 개시) 및 미국 특허 출원 제12/286,644호(2008년 9월 30일 출원)("Passive Preload and Capstan Drive for Surgical Instruments"를 개시)에 설명되어 있으며, 이 문헌들은 그 전문이 본원에 참조로 통합된다.
가요성 카테터 몸체(216)는 또한 예를 들어 원위 단부의 파선 표시(219)에 의해 도시된 바와 같이 원위 단부(218)를 제어가능하게 굴곡시키기 위해 하우징(204)과 원위 단부(218) 사이에서 연장되는 케이블, 연동구, 또는 다른 조향 제어부(도시되지 않음)를 수용할 수 있다. 조향가능 카테터가 미국 특허 출원 제13/274,208호(2011년 10월 14일 출원)("Catheter with Removable Vision Probe”를 개시)에 상세하게 설명되어 있으며, 이 문헌은 그 전문이 본원에 참조로 통합된다. 기구 시스템(200)이 원격조작 조립체에 의해 작동되는 실시형태에서, 하우징(204)은 원격조작 조립체의 전동 구동 요소에 제거가능하게 결합되며 그로부터 동력을 수취하는 구동 입력부를 포함할 수 있다. 기구 시스템(200)이 수조작되는 실시형태에서, 하우징(204)은 기구 시스템의 움직임을 수동으로 제어하기 위한 파지 특징, 수동 액추에이터, 또는 다른 구성요소를 포함할 수 있다. 카테터 시스템은 조향가능할 수 있거나, 또는 대안적으로 시스템은 기구 굴곡의 조작자 제어를 위한 통합형 기구가 없는 상태로 조향불가능할 수 있다. 또한 또는 대안적으로, 의료 기구가 목표 수술 위치에서 통해서 전개될 수 있으며 사용될 수 있는 1개 이상의 내강이 가요성 몸체(216)의 벽에 형성된다.
다양한 실시형태에서, 의료 기구 시스템(200)은 폐의 검사, 진단, 생검, 또는 처치에서 사용하기 위한 기관지경 또는 기관지 카테터 같은 가요성 기관지 기구를 포함할 수 있다. 시스템(200)은 또한, 결장, 장, 신장, 뇌, 심장, 순환 계통 등을 포함하는 임의의 다양한 해부학적 계통의 자연적 또는 수술적으로 형성된 연결 통로를 통한 다른 조직의 항행 및 처치에 적합하다.
추적 시스템(230)으로부터의 정보는, 그것이 기구(200)의 제어에서의 사용을 위해 표시 시스템(110) 상에서 외과의사 또는 다른 조작자에게 실시간 위치 정보를 제공하기 위해 가시화 시스템(231)으로부터의 정보 및/또는 수술전 획득 모델과 조합되는, 항행 시스템(232)에 송신될 수 있다. 제어 시스템(116)은 기구(200)를 위치시키기 위한 피드백으로서의 위치 정보를 이용할 수 있다. 수술 기구를 수술 영상과 정합시키고 표시하기 위해 광섬유 센서를 사용하는 다양한 시스템이 "Medical System Providing Dynamic Registration of a Model of an Anatomical Structure for Image-Guided Surgery"를 개시하고 있는 2011년 5월 13일에 출원된 미국 특허 출원 제13/107,562호에 제공되어 있으며, 이 문헌은 그 전문이 본원에 참조로 통합된다.
도 2의 실시형태에서, 기구(200)는 원격조작 의료 시스템(100) 내에서 원격조작된다. 대안적인 실시형태에서, 원격조작 조립체(102)는 직접적인 조작자 제어에 의해 교체될 수 있다. 직접적인 조작 대안에서, 다양한 손잡이 및 조작자 인터페이스가 기구의 헨드 헬드 조작을 위해 포함될 수 있다.
대안적인 실시형태에서, 원격조작 시스템은 1개 초과의 종속 조종기 조립체 및/또는 1개 초과의 마스터 조립체를 포함할 수 있다. 조종기 조립체의 정확한 개수는 다른 인자 중 의료 절차 및 수술실 내의 공간 제약에 의존할 것이다. 마스터 조립체는 함께 위치되거나 별개의 위치에 위치될 수 있다. 다수의 마스터 조립체는 1명 초과의 조작자가 1개보다 많은 종속 조종기 조립체를 다양한 조합으로 제어하는 것을 허용한다.
도 3에 더 상세하게 도시된 바와 같이, 수술, 생검, 절제, 조명, 세척, 또는 흡입 같은 이러한 절차를 위한 의료 도구(들)(228)는 가요성 몸체(216)의 채널(221)을 통해 전개될 수 있으며 해부구조 내의 목표 위치에서 사용될 수 있다. 예를 들어, 도구(228)가 생검 기구인 경우, 이것은 목표 해부학적 위치로부터의 샘플 조직의 제거 또는 세포의 샘플링을 위해 사용될 수 있다. 의료 도구(228)는 역시 가요성 몸체(216) 내에 있는 영상 포착 프로브와 함께 사용될 수 있다. 대안적으로, 도구(228)는 그 자체가 영상 포착 프로브일 수 있다. 도구(228)는 절차를 실행하기 위해 채널(221)의 개구로부터 전진되고 그 후 절차가 완료되면 채널 안으로 후퇴될 수 있다. 의료 도구(228)는 카테터 가요성 몸체의 근위 단부(217)로부터 또는 가요성 몸체를 따른 다른 선택적인 기구 포트(도시되지 않음)로부터 제거될 수 있다.
도 4는 일련의 스캐닝된 영상(예를 들어, 수술전 또는 수술중 CT 또는 MRI 영상)으로부터 생성되는 해부학적 모델로부터의 가상 영상(301)을 제시하는 표시 스크린(300)을 예시한다. 가상 영상(301)은 종양 같은 목표 구조(302) 및 부근의 해부학적 통로(304)를 나타낸다. 통로는 통로 벽(306) 및 용골(308)을 포함한다. 본 실시형태에서, 해부학적 통로는 폐의 기관지 통로이지만, 본 개시내용의 시스템 및 방법은 결장, 장, 신장, 심장, 또는 순환 계통 같은 해부학적 계통 내의 다른 자연적 또는 수술적으로 생성된 통로에서의 사용에 적합할 수 있다.
가상 영상(301)은 해부구조의 영상과 정합된 의료 기구(307)(예를 들어, 기구(104, 200))의 영상을 더 나타낸다. 의료 기구(307)는 전개 위치(314)에 머무르는 가요성 몸체(309)(실질적으로 가요성 몸체(216)와 유사함)를 포함하며, 가요성 몸체로부터 의료 도구(310)가 연장된다. 환자 기준 프레임 내의 의료 기구(307)의 영상의 위치 및 배향은 앞에서 설명된 센서 시스템에 기초하여 결정될 수 있다. 예를 들어, 의료 기구, 및 원위 팁을 포함하는 의료 기구를 따른 다양한 지점의 위치, 배향, 자세, 및 형상은 해부학적 기준 프레임 내에 국소화될 수 있다. 앞에서 설명된 바와 같이, 해부학적 프레임 내의 원위 팁 같은 지점의 위치는 EM 센서, 광섬유 형상 센서, 또는 형광투시 센서를 사용하여 결정될 수 있다. 의료 기구의 원위 팁을 국소화시키기 위한 다른 센서는 초음파 기반 센서, 광학 센서, 임피던스 기반 센서, 운동학적 센서, 또는 이들 센서 중 임의의 것의 조합을 포함할 수 있다. 영상이 획득되는 해부학적 모델을 포함하는 해부구조의 영상은, 국소화된 의료 기구(또는 기구의 적어도 일부)의 영상이 가상 영상(301)을 생성하기 위해 정합되고 함께 표시될 수 있도록 해부학적 기준 프레임에 정합되기도 한다. 복합 가상 영상(301)은 따라서 폐 내의 의료 기구의 원위 팁의 위치를 나타낸다. 모델 및 기구의 모습은 예를 들어 흡기 또는 호기 상태의 폐를 나타내도록 변할 수 있다. 기구 영상은 기관지 통로를 통한 기구의 전진 또는 퇴피를 나타내도록 변할 수 있다.
의료 도구(310)는 목표 구조(302)의 생검 절차를 실행하기 위한 생검 도구일 수 있다. 세포 샘플을 포함하는 조직 샘플은 가요성 몸체(309)를 통한 제거를 위해 목표 구조(302) 및/또는 목표 구조 주위의 영역으로부터 수집될 수 있다. 다수의 샘플이 위치 L1, L2, L3, L4, L5로부터 획득될 수 있다. 각각의 샘플과 함께, 샘플 식별자가 기록될 수 있다. 샘플 식별자는 샘플이 획득된 위치(L1, L2, L3, L4, L5)를 나타내는 위치 스탬프를 포함할 수 있다. 샘플 식별자는 또한 또는 대안적으로 샘플이 발생한 시점 또는 순서를 나타내는 시점 스탬프를 포함할 수 있다.
제거된 샘플은 일반적인 병리학자, 조직학자, 또는 세포학자 같은 병리 임상의에 의해 준비 및 분석될 수 있다. 병리 임상의는 제거된 샘플에 대한 조직학적 또는 세포학적 정보를 결정한다. 전형적으로, 병리 임상의는 샘플을 획득한 생검 임상의와 구두로 통신하여 샘플에 대한 조직학적 또는 세포학적 정보를 전달한다. 이러한 구두 통신은 다수의 샘플 중 어느 샘플에 대해서 병리학적 정보가 설명되는 것인지에 대해 임상의 사이의 혼동을 유발할 수 있다. 이하에서 상세하게 설명되는 바와 같이, 표시 시스템을 통해 생검 임상의에게 조직학적 또는 세포학적 정보를 표시함으로써 임상의 에러가 감소될 수 있고 절차 효율이 증가될 수 있다.
도 5는 생검 샘플 1에 대한 정보를 제공하는 표시장치(350)(예를 들어, 표시장치(110))를 예시한다. 샘플이 획득되었을 때 양자 모두의 기록된 위치 식별자(352) 및 시점 식별자(354)를 포함하는 샘플 식별자 정보가 제시된다. 샘플 식별자 정보는 생검된 샘플의 영상(356) 및 분석 병리학자에 의해 제공된 샘플 1에 대한 분석 정보(358)와 함께 공통 표시장치에 제시된다. 분석 데이터는 예를 들어 진단, 조직 또는 세포의 설명, 또는 종양의 명백한 원인에 대한 정보를 포함할 수 있다. 생검된 샘플의 영상(356) 및 샘플의 조직학적 또는 세포학적 분석은, 유선 또는 무선 통신 인터페이스를 통해 제어 시스템(112)에 전송될 수 있으며, 영상 안내 절차가 진행 중인 동안 생검 임상의에게 표시될 수 있다. 일부 실시형태에서, 제어 시스템(112)은 샘플링된 조직의 영상을 사용하여 추가적인 분석을 수행할 수 있다. 예를 들어, 제어 시스템(112)은 영상 특징에 기초하여 및/또는 이전 경우의 데이터베이스에 기초하여 조직학 및/또는 세포학을 계산하기 위해 계산 병리 분석을 수행할 수 있다. 계산 병리는 목표 조직의 병인을 결정하기 위해 사용될 수 있다. 이 계산된 병리 정보는 또한 분석 정보(358)와 함께 생검 임상의에게 제시될 수 있다. 정보를 수신한 후, 생검 임상의는 추가적인 샘플을 취하고 그리고/또는 추가적인 샘플의 평가를 행하기 위해 어느 위치에서 추가적인 샘플이 필요한지의 여부를 결정할 수 있다. 샘플 식별자 정보가 각 세트의 샘플 분석과 함께 표시되기 때문에, 다수의 샘플에 대한 결과의 혼동 위험이 감소 또는 제거된다.
도 6은 데이터 표(382)의 영상을 제공하는 표시장치(380)(예를 들어, 표시장치(110))를 예시한다. 데이터 표(382)는 다수의 생검 샘플 - 샘플 1, 샘플 2, 샘플 3, 샘플 4, 샘플 5에 대한 정보를 제공한다. 각각의 샘플에 대해, 샘플 식별자(384)는 위치 식별자(386) 및 시점 식별자(388)를 포함한다. 각각의 샘플 식별자는, 디지털 현미경으로부터의 영상 및/또는 병리학자에 의해 그래픽 정보, 그림, 문자, 숫자 데이터 형태로 제공되는 분석 데이터를 포함할 수 있는 병리학적 정보(390)(예를 들어, 조직학적 및/또는 세포학적 정보)와 연관된다. 위에서 설명된 바와 같이, 분석 데이터는 또한 계산 병리 결과를 포함할 수 있다. 표(382)에 대한 정보는, 유선 또는 무선 통신 인터페이스를 통해 제어 시스템(112)에 전송될 수 있으며, 영상 안내 절차가 진행되는 동안 생검 임상의에게 표시될 수 있다. 대안적인 실시형태에서, 병리학적 정보의 순서는 샘플이 획득된 순서를 생검 임상의에게 나타내는 샘플 식별자로서의 역할을 할 수 있다. 다양한 대안에서, 샘플의 영상, 샘플 식별자 정보, 및 분석은 표가 아닌 포맷으로 제시될 수 있다. 임의의 논리적인 배열의 정보가 표시장치에 제시될 수 있다. 예를 들어, 동일한 정보는 오직 하나의 샘플이 한 시점에 제시되는 상태로 제시될 수 있다. 대안적으로, 샘플 정보는 의료 절차를 안내하는 영상에서의 생검 위치(예를 들어, 위치 L1 내지 L5)의 선택에 응답하여 제공될 수 있다. 예를 들어, 위치 L1을 선택하면 위치 L1으로부터 획득된 생검 샘플에 대한 병리학적 정보(임의의 샘플 영상을 포함)가 단독으로 또는 안내 영상과 함께 공통 표시장치에 표시된다.
도 7은, 수술전 또는 수술중 영상화 또는 모델링으로부터 획득된 영상과 중첩되거나 그것과 다른 방식으로 조합되는 의료 기구(307)의 실시간 가상 영상(402)을 제공하는 표시장치(400)(예를 들어, 표시장치(110))를 예시한다. 동일한 표시장치(400) 상에, 데이터 표(382)가 제공된다. 영상 안내 의료 절차가 진행 중인 동안 동일한 표시장치에 제시된 샘플에 대한 실시간 가상 영상(402) 및 병리학적 정보에 의해, 생검 임상의는 추가적인 샘플을 취하기 위해 그리고/또는 추가적인 샘플의 평가를 행하기 위해 어느 위치에서 추가적인 샘플이 필요한지 여부를 결정할 수 있다. 샘플 식별자 정보가 각 세트의 샘플 분석과 함께 표시되기 때문에, 다수의 샘플에 대한 결과의 혼동 위험이 감소 또는 제거된다. 일부 실시형태에서, 샘플 식별자 정보 또는 샘플의 위치를 나타내는 마커는 영상(402)에 표시될 수 있어, 생검 임상의가 표(382)의 필드를 목표(302) 내의 또는 그 부근의 생검된 위치와 용이하게 관련시키는 것을 허용한다. 선택적으로, 생검 위치를 맵핑하는 마커 중 임의의 것이 선택될 수 있어(예를 들어, 마우스 클릭 또는 다른 선택 지시자에 의해) 특정 위치에 대한 병리학적 정보가 생검 임상의에게 표시되게 한다.
도 8은 생검 임상의를 위한 안내 영상의 완전한 모음을 제공하는 다른 표시장치(450)(예를 들어, 표시장치(110))를 예시한다. 표시장치(450)는 의료 기구의 가시화 시스템(231)으로부터 획득된 실시간 영상(452)(예를 들어, 실시간 내시경 영상)을 포함한다. 표시장치(450)는 또한 수술전 또는 수술중 영상으로부터 획득되는 가상 내부 해부학적 영상(454)(예를 들어, "비행-통과(fly-through)" 모습)을 포함한다. 영상(454)은 감지된 위치에 기초한 의료 기구의 원위 단부의 관점 및 의료 기구의 원위 단부의 배향으로부터 획득된다. 표시장치(450)는 또한 수술전 또는 수술중 영상화 또는 모델링으로부터 획득되는 영상과 중첩되거나 또는 다른 방식으로 그것과 조합되는 의료 기구를 제시하는 가상 복합 영상(456)(예를 들어, 도해 영상)을 포함한다. 동일한 표시장치(450)에, 데이터 표(382) 또는 병리학적 정보를 제공하기 위한 다른 포맷이 제공된다. 샘플링된 조직의 1개 이상의 영상(458)이 표시를 위해 선택될 수 있다. 영상(458)은 확대/축소 능력, 색상 조정, 주석 등에 의해 조절될 수 있다. 영상 안내 의료 절차가 진행 중인 동안 동일한 표시장치에 제시된 샘플에 대한 실시간 가상 영상(402, 452, 454, 456) 및 병리학적 정보에 의해, 생검 임상의는 추가적인 샘플을 취하기 위해 그리고/또는 추가적인 샘플의 평가를 행하기 위해 어느 위치에서 추가적인 샘플이 필요한지 여부를 결정할 수 있다.
도 9는 병리학적 정보를 영상 안내 의료 절차와 상관시키는 방법(500)을 설명하는 흐름도이다. 처리 502는 생검 같은 의료 절차 동안 의료 기구를 안내하기 위해 환자 해부구조의 영상을 표시하는 단계를 포함한다. 앞에서 설명된 바와 같이, 영상은 수술전 또는 수술중 영상화로부터 획득되는 2차원 또는 3차원 영상일 수 있다. 안내를 위해 표시된 영상을 사용하여, 생검 임상의는 환자의 목표 영역으로부터 다수의 조직 샘플을 획득할 수 있다. 처리 504에서, 제1 샘플 식별자가 제1 조직 샘플을 위해 기록된다. 처리 506에서, 제2 샘플 식별자가 제2 조직 샘플을 위해 기록된다. 조직 샘플은 병리학자에 의해 분석되고 그리고/또는 계산 병리 알고리즘을 사용하여 분석된다. 처리 508에서, 제1 조직 샘플에 대한 제1 병리 정보가 수신된다. 처리 510에서, 제2 조직 샘플에 대한 제2 병리 정보가 수신된다. 병리 정보는 병리 임상의로부터 유선 또는 무선 연결을 통해 수신될 수 있거나 계산 병리를 실행하는 프로세서로부터 수신될 수 있다. 처리 512에서, 제1 샘플 식별자는 제1 병리 정보와 함께 공통 표시장치에 표시된다. 처리 514에서, 제2 샘플 식별자는 제2 병리 정보와 함께 공통 표시장치에 표시된다. 예를 들어, 제1 또는 제2 병리 정보는 샘플이 획득되는 위치 및/또는 시점과 함께 표시될 수 있다. 병리 정보 세트 중 적어도 1개, 대응하는 샘플 식별자 및 환자 해부구조의 영상이 의료 절차 동안 단일 표시장치 상에 함께 표시될 수 있다. 표시된 병리 정보는, 생검 임상의가 추가적인 생검이 필요한지 및 이들 추가적인 생검이 발생되어야 하는 곳을 결정하기 위해 병리 정보를 사용할 수 있도록, 의료 절차 동안(예를 들어, 환자가 차분하게 있는 동안 또는 환자가 조직 샘플이 제거된 처치 영역에 남아 있는 동안) 생검 임상의에게 제공된다. 병리 정보는, 원래의 생검 샘플이 획득된 동일한 의료 절차 동안 표시되기 때문에, 추가적인 생검을 수행하기 위해 환자에 대해 제2 의료 절차를 요구하지 않는 상태에서 후속 생검이 수행될수 있다.
본 개시내용의 시스템 및 방법은 폐의 연결된 기관지 통로에서의 사용을 위해 설명되었지만, 시스템 및 방법은, 결장, 장, 신장, 뇌, 심장, 순환 계통 등을 포함하는 임의의 다양한 해부학적 계통의 자연적 또는 수술적으로 형성된 연결 통로를 통한 다른 조직의 항행 및 처치에도 적합하다.
본 발명의 실시형태의 1개 이상의 요소는 제어 시스템(112) 같은 컴퓨터 시스템의 프로세서에서 실행하기 위해 소프트웨어로 구현될 수 있다. 소프트웨어로 구현될 때, 본 발명의 실시형태의 요소는 본질적으로 필요한 임무를 실행하기 위한 코드 세그먼트이다. 전송 매체 또는 통신 링크에 의해 반송파로 구현되는 컴퓨터 데이터 신호의 방식으로 다운로드될 수 있었던 프로그램 또는 코드 세그먼트는 프로세서 판독가능 저장 매체 또는 장치에 저장될 수 있다. 프로세서 판독가능 저장 장치는 광학 매체, 반도체 매체, 및 자기 매체를 포함하는, 정보를 저장할 수 있는 임의의 매체를 포함할 수 있다. 프로세서 판독가능 저장 장치 예는 전자 회로; 반도체 장치, 반도체 메모리 장치, ROM(read only memory), 플래시 메모리, (EPROM)(erasable programmable read only memory); 플로피 디스켓, CD-ROM, 광학 디스크, 하드 디스크, 또는 다른 저장 장치를 포함한다. 코드 세그먼트는 인터넷, 인트라넷 등과 같은 컴퓨터 네트워크를 통해 다운로드될 수 있다.
제시된 프로세스 및 표시는 본질적으로 임의의 특정 컴퓨터 또는 다른 장치에 관련되지 않을 수 있다는 것을 유의하라. 다양한 이러한 시스템을 위해 필요한 구성은 청구항의 요소들로서 나타날 것이다. 또한, 본 발명의 실시형태는 임의의 특정 프로그래밍 언어를 참조하여 설명되지 않는다. 본원에 설명된 바와 같이 본 발명의 교시를 구현하기 위해 다양한 프로그램밍 언어가 사용될 수 있다는 것을 인식할 것이다.
본 발명의 소정 예시적인 실시형태를 첨부의 도면에서 설명하고 도시하였지만, 이러한 실시형태는 단지 넓은 발명의 예시이고 그에 대한 제한이 아니며, 다양한 다른 변형이 통상의 기술자에게 발견될 수 있기 때문에 본 발명의 실시형태는 도시되고 설명된 특정 구성 및 배치로 한정되지 않음을 이해할 것이다.

Claims (26)

  1. 방법이며,
    의료 절차 동안 의료 기구를 전개 위치까지 안내하기 위한 환자 해부구조의 영상을 표시하는 단계,
    제1 조직 샘플에 대한 제1 샘플 식별자를 기록하는 단계,
    제1 조직 샘플 병리 정보를 수신하는 단계, 및
    의료 절차 동안 제1 샘플 식별자를 제1 조직 샘플 병리 정보와 함께 표시하는 단계를 포함하는, 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    제2 조직 샘플에 대한 제2 샘플 식별자를 기록하는 단계,
    제2 조직 샘플 병리 정보를 수신하는 단계, 및
    제2 샘플 식별자를 제2 조직 샘플 병리 정보와 함께 표시하는 단계를 더 포함하는, 방법.
  3. 제1항에 있어서,
    환자 해부구조로부터 의료 기구 안으로 제1 조직 샘플을 수취하는 단계를 더 포함하는, 방법.
  4. 제1항에 있어서, 환자 해부구조의 영상, 제1 샘플 식별자, 및 제1 조직 샘플 병리 정보는 공통 표시장치에 표시되는, 방법.
  5. 제1항에 있어서, 환자 해부구조의 영상은 의료 기구에 의해 포착되고, 제1 조직 샘플 병리 정보의 표시는 의료 기구의 적어도 일부가 환자 해부구조 내에 수용되어 있는 동안 발생하는, 방법.
  6. 제1항에 있어서, 환자 해부구조의 영상은 환자 해부구조의 수술전 영상인, 방법.
  7. 제1항에 있어서, 제1 조직 샘플 부위에 제1 마커를 표시하는 단계를 더 포함하는, 방법.
  8. 제1항에 있어서, 제1 샘플 식별자는 제1 시점 스탬프를 포함하는, 방법.
  9. 제1항에 있어서, 제1 샘플 식별자는 제1 위치 스탬프를 포함하는, 방법.
  10. 제1항에 있어서, 제1 조직 샘플 병리 정보는 디지털 현미경으로부터 획득되는 제1 조직 샘플의 적어도 일부의 디지털 영상을 포함하는, 방법.
  11. 제1항에 있어서, 제1 조직 샘플 병리 정보는 제1 조직 샘플의 분석을 포함하는, 방법.
  12. 제1항에 있어서, 환자 해부구조의 영상은 환자 해부구조의 3차원 모델인, 방법.
  13. 제1항에 있어서, 제1 샘플의 병리 분석을 실행하는 단계를 더 포함하는, 방법.
  14. 시스템이며,
    컴퓨터 시스템을 사용하여 제어되는 이동가능 부분을 포함하는 의료 기구로서, 컴퓨터 시스템은 프로세서 및 메모리를 포함하는, 의료 기구를 포함하고,
    메모리는 기계 판독가능 명령어를 포함하고, 기계 판독가능 명령어는 프로세서에 의해 실행될 때 시스템이,
    의료 절차 동안 의료 기구를 전개 위치까지 안내하기 위한 환자 해부구조의 영상을 표시하게 하고,
    제1 조직 샘플에 대한 제1 샘플 식별자를 기록하게 하고,
    제1 조직 샘플 병리 정보를 수신하게 하며,
    의료 절차 동안 제1 샘플 식별자를 제1 조직 샘플 병리 정보와 함께 표시하게 하는, 시스템.
  15. 제14항에 있어서, 메모리는 기계 판독가능 명령어를 더 포함하고, 기계 판독가능 명령어는 프로세서에 의해 실행될 때 시스템이,
    제2 조직 샘플에 대한 제2 샘플 식별자를 기록하게 하고,
    제2 조직 샘플 병리 정보를 수신하게 하며,
    의료 절차 동안 제2 샘플 식별자를 제2 조직 샘플 병리 정보와 함께 표시하게 하는, 시스템.
  16. 제14항에 있어서, 메모리는, 프로세서에 의해 실행될 때 시스템이 환자 해부구조로부터 의료 기구 안으로 제1 조직 샘플을 수취하게 하는 기계 판독가능 명령어를 더 포함하는, 시스템.
  17. 제14항에 있어서, 표시 시스템을 더 포함하고, 환자 해부구조의 영상, 제1 샘플 식별자, 및 제1 조직 샘플 병리 정보는 표시 시스템에 표시되는, 시스템.
  18. 제14항에 있어서, 의료 기구는 환자 해부구조의 영상을 포착하기 위한 영상 포착 시스템을 포함하고, 의료 절차 동안 제1 샘플 식별자를 제1 조직 샘플 병리 정보와 함께 표시하는 단계는 의료 기구의 적어도 일부가 환자 해부구조 내에 수용되어 있는 동안 제1 샘플 식별자를 제1 조직 샘플 병리 정보와 함께 표시하는 단계를 포함하는, 시스템.
  19. 제14항에 있어서, 환자 해부구조의 영상은 환자 해부구조의 수술전 영상인, 시스템.
  20. 제14항에 있어서, 메모리는, 프로세서에 의해 실행될 때 시스템이 제1 조직 샘플 부위에 제1 마커를 표시하게 하는 기계 판독가능 명령어를 더 포함하는, 시스템.
  21. 제14항에 있어서, 제1 샘플 식별자는 제1 시점 스탬프를 포함하는, 시스템.
  22. 제14항에 있어서, 제1 샘플 식별자는 제1 위치 스탬프를 포함하며, 제2 샘플 식별자는 제2 위치 스탬프를 포함하는, 시스템.
  23. 제14항에 있어서, 제1 조직 샘플 병리 정보는 디지털 현미경으로부터 획득되는 제1 조직 샘플의 적어도 일부의 디지털 영상을 포함하는, 시스템.
  24. 제14항에 있어서, 제1 조직 샘플 병리 정보는 제1 조직 샘플의 병리 분석을 포함하는, 시스템.
  25. 제14항에 있어서, 환자 해부구조의 영상은 환자 해부구조의 3차원 모델인, 시스템.
  26. 제14항에 있어서, 메모리는, 프로세서에 의해 실행될 때 시스템이 제1 조직 샘플의 병리 분석을 실행하게 하는 기계 판독가능 명령어를 더 포함하는, 시스템.
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