(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
被検体内に外科装置を送り届けるように構成された誘導システム；
前記誘導システムと協働するように構成され、前記被検体内での前記外科装置の展開を検出するように構成された外科装置展開検出器；及び
前記誘導システム及び／又は前記外科装置の位置を追跡する空間的追跡システムからの入力と、前記展開検出器からの前記外科装置の動き及び／又は展開を指し示す入力とを連係させて各展開の位置及び時間のうちの１つ以上を決定して記録するように構成された調整モジュール；
を有する医療装置検出のためのシステム。
【請求項２】
前記調整モジュールは、走査プローブからの超音波画像スキャンを更に連係させるように構成され、
当該システムは、前記超音波画像スキャン内で前記外科装置を強調するように構成されたフィルタを更に有する、
請求項１に記載のシステム。
【請求項３】
前記外科装置展開検出器は、前記誘導システムに取り付けられた振動検出器を含む、請求項１に記載のシステム。
【請求項４】
前記外科装置展開検出器は、前記誘導システムの位置を音響的に検出するように構成された音響検出器を含む、請求項１に記載のシステム。
【請求項５】
前記空間的追跡システムは、静止した空間的追跡装置及び移動する空間的追跡装置のうちの一方を含んだ、生検針に取り付けられた空間的追跡装置を含む、請求項１に記載のシステム。
【請求項６】
被検体内に生検針を送り届けるように構成された誘導システム；
前記生検針の展開を検出するように構成された展開検出器；
前記生検針を撮像するために使用される走査プローブ；及び
前記展開検出器からの前記生検針の展開を指し示す入力と、前記走査プローブからの超音波画像スキャンの入力とを連係させて、各展開に関する生検の位置及び時間の記録を作成するように構成された調整モジュール；
を有する医療装置検出のための生検システム。
【請求項７】
前記超音波画像スキャン内で前記生検針を強調するように構成されたフィルタ、を更に有する請求項６に記載のシステム。
【請求項８】
前記展開検出器は、前記誘導システムに取り付けられた振動検出器を含む、請求項６に記載のシステム。
【請求項９】
前記展開検出器は、前記誘導システムの位置を音響的に検出するように構成された音響検出器を含む、請求項６に記載のシステム。
【請求項１０】
前記展開検出器は空間的追跡システムを含み、該空間的追跡システムは、静止した空間的追跡装置及び移動する空間的追跡装置のうちの一方を含んだ、前記生検針に取り付けられた空間的追跡装置を含む、請求項６に記載のシステム。
【請求項１１】
医療装置検出のためのシステムの作動方法であって：
誘導システムを用いて送り届けられる外科装置について、展開検出器により、実時間画像、音響インジケータ、振動検出器及び空間的追跡装置のうちの１つ以上を用いて前記外科装置の展開が行われたことを検出するステップ；及び
調整モジュールにより、前記誘導システム及び／又は前記外科装置の位置を追跡する空間的追跡システムからの入力と、前記展開検出器からの前記外科装置の動き及び／又は展開を指し示す入力とを連係させることによって、各展開の位置及び時間のうちの１つ以上を決定して記録するステップ；
を有する作動方法。
【請求項１２】
振動検出器を用いた前記外科装置の展開検出は、前記展開を指し示す前記外科装置における振動を検出することを含む、請求項１１に記載の作動方法。
【請求項１３】
音響インジケータを用いた前記外科装置の展開検出は、前記誘導システムの位置を音響的に検出することを含む、請求項１１に記載の作動方法。
【請求項１４】
空間的追跡装置を用いた前記外科装置の展開検出は、生検針に取り付けられた空間的追跡装置を用いて前記誘導システムの位置を電磁的に追跡することを含み、前記空間的追跡装置は、静止した空間的追跡装置及び移動する空間的追跡装置のうちの一方を含む、請求項１１に記載の作動方法。
【請求項１５】
実時間画像を用いて前記外科装置の展開を検出することは：
超音波プローブが静止している複数部分にビデオをセグメント化し；
フィルタを用いて、ビデオの前記複数部分内で前記外科装置を強調し；且つ
複数のビデオセグメントを通して維持される背景モデルに関するシーン変化を検出することで、生検針の存在を決定する；
ことを含む、請求項１１に記載の作動方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、外科手技撮像に関し、より具体的には、生検手技中に外科器具を検出するシステム及び方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
前立腺癌は、現在、米国人男性における癌死亡のうちで第２位の死因となっている。多くの状況において、患者は、“ブラインド”経直腸超音波（ＴＲＵＳ）ガイド下での体系的な生検（バイオプシー）を用いて、前立腺癌の診断を受けている。しかしながら、超音波撮像は、針を前立腺の様々な領域にガイド（誘導）するに過ぎず、前立腺癌を信頼性高く視覚化することができない。マルチパラメトリック磁気共鳴撮像（ＭＲＩ）は、前立腺癌を検出する上で良好な感度及び特異度を有する。ＭＲＩにて特定された診断又は治療の標的部位まで針をガイドするために、事前収集されたＭＲＩに実時間ＴＲＵＳを融合することが可能な画像誘導アプリケーションを作り出すことに努力が払われてきた。
【０００３】
ＭＲＩ／ＴＲＵＳ融合ガイド下での標的前立腺バイオプシー及び治療においては、生検針の展開の正確な位置を知ることが重要である状況が幾つも存在する。例えば、生検針の先端（針先）の位置特定は、画像融合システムの遡及的分析において役割を果たす。前立腺バイオプシーにおいて、生検針は、バイオプシーガンを用いて展開される。組織採取用の針先が、計画した標的部位に正確に当たらないことがある。反復生検では、医師は、以前の生検で疑わしい所見を有した領域を再採取することを望んだり、あるいはそれに代えて、良性の所見を有した領域及び以前の生検での標的領域を再採取することを明確に避けることを望んだりすることがある。何れの場合も、以前の生検標本の正確な位置を知る必要がある。また、限局性治療を計画するためには、画像所見に加えて、有益な生検の位置が必要である。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
医療装置検出のためのシステム及び方法を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本原理によれば、医療装置検出のためのシステム及び方法は、被検体内に外科装置を送り届けるように構成された誘導システムを含む。外科装置展開検出器が、誘導システムと協働するように構成され、且つ被検体内での外科装置の展開を検出するように構成される。調整モジュールが、誘導システム及び展開検出器から入力を受信し、各展開の位置及び時間のうちの１つ以上を決定して記録するように構成される。
【０００６】
医療装置検出のための生検システムは、被検体内に生検針を送り届けるように構成された誘導システムと、生検針と、生検針を撮像するために使用される走査プローブとの展開を検出するように構成された展開検出器と、展開を撮像するように構成された撮像装置とを含む。調整モジュールが、誘導システム、展開検出器及び走査プローブのうちの１つ以上から入力を受信して各展開を記録し、各展開に関する生検の位置及び時間の記録を作成するように構成される。
【０００７】
医療装置検出のための方法は、誘導システムを用いて被検体内に外科装置を送り届けることと、外科装置誘導を、自動的な展開の検出及び記録と統合し、実時間画像、音響インジケータ、振動検出器及び空間的追跡装置のうちの１つ以上を用いて外科装置の展開が行われたことを検出することと、外科装置誘導と自動展開検出とに基づいて、各展開の位置及び時間のうちの１つ以上を決定して記録することとを含む。
【０００８】
一実施形態において、手技における実際の生検位置が見出され、そして、実際の生検位置が磁気共鳴（ＭＲ）画像にマッピングされる。そして、マルチパラメトリックＭＲにて特定された標的が、病理学的分析結果と正確に相関付けられ得る。
【０００９】
添付の図面とともに読まれるべき、例示的な実施形態の以下の詳細な説明から、本開示の上述及びその他の課題、特徴及び効果が明らかになる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
以下、本開示は、以下の図を参照して好適実施形態を詳細に説明する。
【図１】本原理に従った外科器具誘導・展開検出を統合したシステム／方法を示すブロック／フロー図である。
【図２】本原理に従った画像ガイド下生検用の調整モジュールのワークフローを示すブロック／フロー図である。
【図３】本原理に従った実時間画像を用いた展開検出システム／方法を示すブロック／フロー図である。
【図４】一実施形態に従った基準画像に対する実時間超音波画像及びトラッキングデータの変換を示す図である。
【図５】一実施形態に従った画像内で生検針をハイライトするために使用される例示的なフィルタを示す図である。
【図６】他の一実施形態に従った動きに基づく針展開検出を示す模式的な超音波画像である。
【図７】他の一実施形態に従った静止式追跡装置及び針上の移動式追跡装置を有するバイオプシーガン及び針を示す図である。
【図８】本原理に従った外科器具誘導・展開検出方法を示すフロー図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
本原理に従って、外科手技中に外科器具の展開を検出するシステム及び方法が開示される。一実施形態において、外科器具は生検針を含み得る。外科手技は、生検位置を追跡する画像誘導ナビゲーションシステムと統合され得る。このシステム及び方法は、ナビゲーションシステムを用いて生検の回数、時間及び位置を監視する。一実施形態において、画像ガイド下生検手技中に針の展開位置が自動的に記録され、例えば、生検手技中に発射されるバイオプシーガンについて発射時間及び針位置が自動的に記録され得る。画像、音及び動きに基づいて針の展開を検出する方法が提供される。検出システムは、画像ガイド下生検ナビゲーションシステムに追加機能として組み込まれることができる。
【００１２】
また、理解されるように、本発明は以下では医療器具に関して説明されるが、本発明の教示は、もっと広いものであり、複雑な生体系又は機械系を監視あるいは分析する際に使用される器具にも適用可能である。特に、本原理は、生体系の内部監視手順、例えば肺、消化管、排泄器官、血管などの体の全ての領域での手順に適用可能である。図に示される要素は、ハードウェア及びソフトウェアの様々な組合せにて実装されることができ、単一の要素又は複数の要素に結合され得る機能を提供する。
【００１３】
図に示される様々な要素の機能は、専用ハードウェア、及び適切なソフトウェアと協働してソフトウェアを実行することが可能なハードウェアの使用を介して提供され得る。プロセッサによって提供されるとき、それらの機能は、単一の専用プロセッサによって、単一の共用プロセッサによって、あるいは一部が共用され得る複数の個別プロセッサによって提供される。また、“プロセッサ”又は“コントローラ”なる用語の明示的な使用は、ソフトウェアを実行可能なハードウェアを排他的に意味するものと解釈されるべきでなく、以下に限られないが、デジタル信号プロセッサ（“ＤＳＰ”）ハードウェア、ソフトウェアを格納する読み出し専用メモリ（“ＲＯＭ”）、ランダムアクセスメモリ（“ＲＡＭ”）、不揮発性ストレージなどを暗示的に含み得る。
【００１４】
また、発明の原理、態様及び実施形態、並びにその具体例を記載するここでの全ての記述は、構造的な均等物及び機能的な均等物の双方を包含することを意図したものである。さらに、そのような均等物は現在知られている均等物と将来的に開発される均等物（構造にかかわらず、同じ機能を果たす何らかの開発された要素）との双方を含むことが意図される。故に、例えば、当業者に認識されるように、ここに提示されるブロック図は、発明の原理を具現化する例示的なシステムコンポーネント及び／又は回路を概念的に見たものを表している。同様に、認識されるように、フローチャート、フロー図、及びそれらに類するものは、コンピュータ又はプロセッサが明示的に示されていようといなかろうと、事実上コンピュータ読み取り可能記憶媒体内に表現されてコンピュータ又はプロセッサによってそのように実行され得る様々な処理を表している。
【００１５】
また、本発明の実施形態は、コンピュータ使用可能あるいはコンピュータ読み取り可能な記憶媒体からアクセス可能なコンピュータプログラムの形態をとることができ、これは、コンピュータ又は何らかの命令実行システムによって使用され、あるいはそれとともに使用されるプログラムコードを提供する。この説明の目的で、コンピュータ使用可能あるいはコンピュータ読み取り可能な記憶媒体は、命令実行システム、装置又はデバイスによる使用又はそれとともにの使用のためにプログラムを含み、格納し、通信し、伝播し、あるいは輸送し得る如何なる装置であってもよい。媒体は、電子媒体、磁気媒体、光媒体、電磁気媒体、赤外線媒体、半導体システム（若しくは装置、デバイス）、又は伝搬媒体とし得る。コンピュータ読み取り可能媒体の例には、半導体メモリ若しくはソリッドステートメモリ、磁気テープ、取り外し可能コンピュータディスク、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）、読み出し専用メモリ（ＲＯＭ）、リジッドな磁気ディスク及び光ディスクがある。光ディスクの現行例には、コンパクトディスク型読み出し専用メモリ（ＣＤ−ＲＯＭ）、リード／ライト型コンパクトディスク（ＣＤ−Ｒ／Ｗ）、及びＤＶＤがある。
【００１６】
以下、図面を参照する。図において、同一あるいは同様の要素は、似通った参照符号によって表すこととする。先ず図１を参照するに、生検のための針誘導を自動的な針展開の検出及び記録と統合するシステム１０が、一実施形態に従って例示されている。システム１０は、例えば画像ガイド下生検などの多様な臨床手順に適用され得る。特に、システム１０は、画像誘導ナビゲーションシステムの下で患者４５に対して実行される生検の回数、時間及び位置を自動的に文書化する助けとなり得る。システム１０はワークステーション１２を含んでおり、ワークステーション１２は、例えばディスプレイ１４を用いて、計画情報、ナビゲーション情報及びフィードバック情報をユーザに提供する。ワークステーション１２は、コンピュータプロセッサ１６、ディスプレイ１４、ユーザインタフェース１８（例えば、マウス、キーボードなど）、並びにデータ及びソフトウェアを格納するメモリ２０を含み得る。
【００１７】
メモリ２０はソフトウェアを含んでおり、ソフトウェアには、画像情報、音響情報若しくは振動情報、空間追跡データなどを、医療器具の動き及び被検体の処置に関連するイベントと連係させるように構成された調整（コーディネーション）モジュール２２が含まれ得る。一実施形態において、超音波プローブ３０及び生検針３２の位置が同時に追跡される。生検位置は、画像ガイダンスを用いて決定され、１つ以上の医療画像に関して記録される。他の一実施形態において、空間追跡システム２４及び追跡装置２５を用いて、医療画像に対する相対的なプローブ位置が決定され得る。例えば、追跡装置２５として、６自由度の電磁（ＥＭ）追跡センサがプローブ３０上に配置され得る。モジュール２２は、展開誘導システム３８（例えば、針ガイド、バイオプシーガン、若しくはその他の装置）、針３２、又はその他の器具の位置を指し示すデータを収集する。
【００１８】
展開誘導システム３８は、器具３２の動き及び／又は起動（例えば、標本の採取）の展開検出を提供するように備え付けられる。モジュール２２は、本原理に従って備え付けられたツール及びシステムを用いて自動での器具展開検出、位置決定及び記録の統合を調整する。検出は、撮像装置４０から収集される例えば経直腸超音波画像／ビデオストリームといった画像からとし得る。一実施形態において、被検体４５の画像を用いた器具３２の追跡を支援するために、フィルタ４７が使用される。他の実施形態において、検出は、音響検出器４２から、若しくは振動（バイブレーション）検出器４４からであってもよく、且つ／或いは、例えば追跡される生検針及び／又はプローブ３０からである追跡装置２５からの空間追跡データからであってもよい。これらの装置のうちの１つ以上を用いて、被検体内で、少なくともイベント（生検標本）の時間及び位置が決定され得る。器具３２の展開動作の検出は、例えば生検標本の時間及び位置が将来的な参照のために記録され得るよう、基準座標系と相関付けられ得る。
【００１９】
一実施形態において、手技における実際の生検位置を見出し、この実際の生検位置を例えば磁気共鳴（ＭＲ）画像である基準画像にマッピングすることが非常に有用である。そして、マルチパラメトリックＭＲ上で識別された標的を、病理学的分析結果と正確に相関付けることができる。
【００２０】
図２を参照するに、例示的な一実施形態に従った画像ガイド下生検手技中の調整モジュール２２のワークフローがブロック／フロー図によって示されている。ブロック１０２にて、生検手技が終了したかの決定が為される。先ず、調整モジュール２２で開始する。手技が完了している場合、このプログラム経路はブロック１１２で終了される。手技が完了していない場合、この経路はブロック１０４へと進む。ブロック１０４にて、針展開検出を用いた生検誘導が実行される。これは、例えば経直腸超音波（ＴＲＵＳ）プローブである走査装置プローブを監視しながら、且つ／或いは生検針位置を監視しながら、生検手技を実行することを含み得る。ブロック１０６にて、生検針展開の信号発生を決定するために、センサ及び／又はアルゴリズムによる出力が連続的に監視される。ブロック１０８にて展開が検出された場合、ブロック１１０にて、プローブ及び／又は生検針の位置が展開時間とともに記録される。展開監視は、ブロック１１２での生検手技の終了まで続けられる。調整モジュール２２は針展開のためのその他の方法も提供し得る。そのような方法の例については後述する。
【００２１】
図３を参照するに、例えば超音波プローブの安定性、ＴＲＵＳビデオの背景モデル、及び針の向き及び位置の予備知識などの複数の情報源からの情報を統合することにより、画像ベースの針展開検出が生検針展開を検出する。ブロック２０２にて、超音波プローブセンサからのＥＭトラッキング情報を用いて、超音波センサが静止して見える複数の部分にビデオがセグメント化（分割）される。ブロック２０４にて、画像内の生検針に応答するように特別に設計されたフィルタを用いて、針がハイライト（強調）される。ブロック２０６にて、各ビデオセグメントを通して維持される背景モデルに関してシーン変化が検出される。これらのステップをともに組み合わせることにより、ブロック２０８にて生検針の存在が検出され得る。各ステップの更なる詳細を以下に示す。
【００２２】
ブロック２０２にて、ＴＲＵＳビデオの分割はプローブの安定性に基づく。針展開についての観察は、泌尿器科医が、先ず超音波プローブを安定させ、次いで、例えば前立腺又はその他の器官若しくは組織から標本を採取するために針を展開するというものである。この観察の下で、針展開の探索は、超音波プローブが静止しているビデオシーケンス部分に狭められる。
【００２３】
図４を参照するに、実時間ＴＲＵＳ画像３１０と事前収集されたＭＲ画像３０２とを融合させるための変換チェーンが例示されている。撮影される患者３１２の超音波画像３１０は座標系ＣUSを有する。超音波プローブ３０６に取り付けられた追跡センサ３０８は、それ自身の座標系Ｃsensorを有する。追跡システム３０４は、それ自身の座標系Ｃtrackingを有する。患者３１２のＭＲスキャンにより撮影されるＭＲＩ画像３０２は、それ自身の座標系ＣMRを有する。これらの座標系は、変換を用いて基準座標権（例えば、ＣMR）に変換されることができる。これらの変換は例えば、Ｔcalibration、Ｔtracking、及びＴregistrationを含む。これらの変換を用いて、画素の３次元（３Ｄ）ワールド位置を、２次元（２Ｄ）ＴＲＵＳフレーム（３１０）内で見出すことができる。連続した複数のフレームにおける同じ画素セット（複数画素の組）の３Ｄ座標を比較することにより、ＵＳプローブ３０６の動きを決定することができる。この手法において、画像平面（３１０）上でＮ個の点が選択される。そして、プローブ３０６のＥＭ追跡により、これらの点のワールド座標が見出される。各点に対し、その点の３Ｄワールド位置と、先行フレームにおけるその３Ｄワールド位置との間の角距離が計算される。これらＮ個の点のうちの何れもが有意に動いていない場合、そのフレームは“静止”としてタグ付けされ、更なる処理のための候補にされる。
【００２４】
再び図３を参照するに、ブロック２０４にて、針がハイライトされる。ＵＳプローブ位置が安定しているときにキャプチャされたＴＲＵＳフレーム（３１０）が特定されると、可能であれば、それらフレーム内で針が検出されてセグメント化される。画像は、処理前に先ず、フィルタを用いて畳み込まれ得る。フィルタの詳細設計により、単に画像内のノイズを抑圧するのではなく、針の管状構造を活用することを支援することができる。一実施形態において、二次導関数ガウシアンフィルタが使用され得る。図５は、二次導関数ガウシアンフィルタ４０２の２つの例示的な斜視図を示している。二次導関数ガウシアンフィルタ４０２は、円筒形の針形状を活用して、超音波画像内で針を強調することを支援する。
【００２５】
ブロック２０６にて、変化検出のための背景のモデル化が実行される。針検出フィルタを用いてＵＳ画像をフィルタリングした後、突然のフレーム外観変化を見出すことによって針展開が検出される。超音波プローブが安定しているとき、呼吸運動は無視することができるので、シーン内で起こる変化は針の展開のみである。この重要な変化を検出するため、小さい呼吸運動の下ではやはり不変量であるフィルタ応答のヒストグラムが用いられ得る。
【００２６】
ブロック２０８にて、針のセグメント化が実行される。ブロック２０６で説明した変化検出は、針展開を伴うフレームをマークするのみでなく、針が現れない偽陽性フレームをもマークしてしまうことがある。この偽陽性を排除するため、画像内で針をセグメント化して針の存在を検証し得る。ブロック２１０にて、フィルタ応答を用いて、画像が針の断片群と背景とにセグメント化される。セグメント化のためのグラフカットが用いられ得るが、２つ以上のセグメントが針として出力され得る。ブロック２１２にて、針ガイドの位置及び向きの予備知識に基づいて、これらのセグメントが一団とされる（クラスター化される）。管状構造を形成する断片群のクラスター化が好ましい。グラフカットもこの目的で使用され得る。
【００２７】
針のセグメント化が得られると、針ガイドに対する形状、向き及び位置に基づいて、多くの偽陽性を排除することができる。この手法は、針展開のないフレームのうちの大多数を信頼性高く排除する助けとなる。そして、発射された針を検出することができる。
【００２８】
なお、図３に従った針位置検出は、生検手技に使用される超音波プローブ及び生検ガイドの空間的な追跡を使用する。（更なる追跡センサを用いる）生検針自体の空間的な追跡は必要とされない。しかしながら、この方法が展開検出の唯一の手法として使用される場合、正確な生検針の針先又は生検コア位置（すなわち、針経路に沿った針挿入の深さ）の記録を利用することができない。
【００２９】
図６を参照するに、他の一実施形態において、動きベースの針展開検出が提供される。バイオプシーガン４８が発射されるとき、針５４をガイドするために使用される超音波プローブ５２は幾らかの動き及び振動を被る。例えば超音波画像５６におけるこの展開検出方法は、バイオプシーガン４８に振動／動き検出器４４を取付けて振動／動きセンサ４４からの信号を継続的に監視することによって、この振動及び突然の動きを活用する。この方法は単純で使用しやすいとともに、針展開時間の記録を可能にする。ＴＲＵＳプローブ５２（又は、針ガイド）の空間的な追跡（２５）と組み合わせて、この方法はまた、生検の時点での、例えば器官５０内の、生検針展開経路の位置を記録することを可能にする。図６に従った展開検出方法は、正確な生検針の針先又は生検コア位置（すなわち、針経路に沿った針挿入の深さ）の記録を可能にしない。
【００３０】
他の実施形態において、複数の方法の組合せが使用され得る。例えば、組み合わされた方法は、振動、音響及び画像を併用することを含んでいてもよく、あるいはその他の組合せを含んでいてもよい。ここに記載される複数の実施形態を様々に組み合わせて、ロバストで信頼性のある針展開検出を達成することができる。これは、何れか１つの方法又は技術を用いる場合より、検出性能を向上させることができる。複数の方法を連係させることはまた、展開の回数及び時間と実際の生検針位置との、より正確な追跡及び記録を可能にし得る。
【００３１】
他の一実施形態において、生検針の空間的な追跡を用いた展開検出が使用される。ここに記載される空間的追跡は、独立した方法として提供されてもよいし、記載されるその他の方法と組み合わせて使用されてもよい。
【００３２】
図７を参照するに、生検針５０２の空間的な追跡により、針展開を自動的に検出することができるとともに、生検コア５１０の位置を決定することができる。この目的のため、１つ又は複数の追跡センサ５０４又は５０５が、バイオプシーガン５０６上に配設され、生検針５０２の“静止”基準点上（５０５）又は“移動”基準点上（５０４）の何れかに取り付けられ得る。静止基準点は、バイオプシーガン５０６が発射されるときに、針のシャフトに対して移動しない。静止基準点は、針５０２の外殻（アウターコア）５１２上に位置し得る。移動基準点は、バイオプシーガン５０６が発射されるときに、針展開機構とともに針の軸に沿って前方に移動する。静止基準点は、針５０２の内側の探り針（インナースタイレット）５１４上に位置し得る。
【００３３】
静止基準点上の追跡センサ５０５は、製造がより容易／安価であるが、“静止”センサ５０５による空間位置追跡は、展開中の針先の動きを直接的に反映しない。故に、展開検出のために、このセンサ５０５は好ましくは、例えば図３、４、５、６などで説明した方法と組み合わせて使用される。具体的には、振動／動きセンサ（４４）として作用するように、追跡センサ５０４からの信号を使用することができる。針５０２の“移動”点上の追跡センサ５０４は、針５０２の展開（センサ５０４は針の軸に沿って一定距離だけ素速く移動することになる）を検出するため、及びその位置を記録するために、直接的に使用され得る。
【００３４】
図８を参照して医療装置検出のための方法を一実施形態に従って説明する。ブロック６０２にて、誘導システムを用いて被検体内に外科装置が送り込まれる。外科装置は生検針を含み得る。
【００３５】
ブロック６０６にて、実時間画像、音響インジケータ、振動検出器及び空間的追跡装置のうちの１つ以上を用いて外科装置の展開が行われたことを検出するため、外科装置誘導が、自動的な展開検出・記録と統合される。展開とは、被検体内への装置の挿入、より好ましくは、生検標本又はこれに類するものを収集するための装置の起動（トリガリング）を意味する。好ましくは、検出されるイベントは、生検標本の位置及び時間がシステムによって一層正確に決定されるよう、生検標本を採取するためのトリガーイベントである。
【００３６】
実時間画像を用いて外科装置の展開を検出することは、ブロック６０８にて、超音波プローブが静止している複数部分にビデオをセグメント化することと、ブロック６０９にて、フィルタを用いてビデオの上記複数部分内で外科装置をハイライトすることと、ブロック６１０にて、ビデオの複数部分を通して維持される背景モデルに関するシーン変化を検出して生検針の存在を決定することとを含み得る。
【００３７】
ブロック６１２にて、実時間画像は超音波走査され、追跡システムによって追跡された位置を超音波走査プローブ及び誘導システムのうちの少なくとも一方が有するようにされる。実時間画像は、ブロック６１３にて、基準医療画像へと変換され得る。
【００３８】
ブロック６１４において、振動検出器を用いて外科装置の展開を検出することは、展開を指し示す外科装置の振動を検出することを含む。ブロック６１６において、音響インジケータを用いて外科装置の展開を検出することは、誘導システムの位置を音響的に検出することを含む（例えば、針の深さが増すのに伴い、あるいは針を発射したときに、可聴音が大きくなる）。
【００３９】
ブロック６１８において、空間的追跡装置を用いて外科装置の展開を検出することは、生検針に取り付けられた空間的追跡装置を用いて誘導システムの位置を電磁的に追跡することを含む。ブロック６１９において、生検針に取り付けられた空間的追跡装置を用いて誘導システムの位置を追跡することは、静止式の空間的追跡装置及び移動式の空間的追跡装置のうちの一方を含む。理解されるように、ブロック６０６の複数の検出方法のうちの１つ以上が組み合わせて使用されてもよい。
【００４０】
ブロック６２０にて、外科装置誘導と自動展開検出とに基づいて、各展開の位置及び時間のうちの１つ以上が決定されて記録される。ブロック６２２において、決定及び記録を行うことは、生検標本を取得し、生検の回数と各生検の位置及び時間とを記録することを含む。ブロック６２４において、誘導システム及び自動展開検出は、展開の回数、各展開の位置、及び各展開の時間を、展開が検出された後に記録するように調整される。ブロック６２６にて、記録された位置及び時間に生検標本がマッチングされ得る（参照付けられ得る）。
【００４１】
添付の特許請求の範囲を解釈するに当たって理解されるべきことには、
ａ）用語“有する”は、所与の請求項に列挙された要素又はステップ以外の要素又はステップの存在を排除するものではなく、
ｂ）要素の前の不定冠詞“ａ”又は“ａｎ”は、そのような要素が複数存在することを排除するものではなく、
ｃ）請求項中の如何なる参照符号もその範囲を制限するものではなく、
ｄ）複数の“手段”が、同一のアイテム、ハードウェア、ソフトウェア実装構造又は機能によって表されていることがあり、
ｅ）特に指し示していない限り、ステップ群の特定の順序を必須とするものではない。
【００４２】
画像ガイド下生検における針展開検出のためのシステム及び方法に関して好適実施形態（例示的なものであり、限定的なものではない）を説明してきたが、以上の教示を受けた当業者によって変更及び変形が為され得る。故に、理解されるように、本開示に係る特定の実施形態において変形が為され得るが、それは添付の特許請求の範囲にまとめた開示の実施形態の範囲内でのものである。以上では特許法によって要求される詳細事項を説明したが、特許証による保護を望むものは添付の特許請求の範囲に記載されたものである。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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