(57)【要約】本発明は、超音波ガイド下医療処置中にニードルの配置（位置決め）を容易にするためのモーターアシスト式ニードルガイドアセンブリを備える超音波画像化システムに関する。本開示の超音波画像化システムは、トランスデューサハウジングを含む超音波プローブと、トランスデューサ送信機と、超音波プローブに通信可能に接続されたニードルガイドアセンブリと、ニードルガイドアセンブリとともに構成された少なくとも１つのアクチュエータ要素と、コントローラとを備える。このため、コントローラは、標的部位に基づき、超音波プローブに対するニードルガイドアセンブリの挿入角度及び横方向位置を決定するとともに、医療処置中にニードルガイドアセンブリを標的部位に配置するために、挿入角度及び横方向位置に基づきアクチュエータ要素を制御するように構成されている。【選択図】図３
2019524234.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
超音波画像化システムであって、
超音波プローブと、
前記超音波プローブに通信可能に接続されたニードルガイドアセンブリと、
前記ニードルガイドアセンブリとともに構成された少なくとも１つのアクチュエータ要素と、
コントローラとを備え、
前記超音波プローブが、
長手方向軸に沿って近位端から遠位端まで延在する本体部を有し、前記遠位端が内部キャビティを有するトランスデューサハウジングと、
前記内部キャビティ内に配置され、患者の標的部位を走査するように構成されたトランスデューサ送信機とを含み、
前記コントローラが、
前記標的部位に基づき、前記超音波プローブに対する前記ニードルガイドアセンブリの挿入角度及び横方向位置を決定するとともに、医療処置中に前記ニードルガイドアセンブリを前記標的部位に配置するために、前記挿入角度及び前記横方向位置に基づき前記アクチュエータ要素を制御するように構成されていることを特徴とする超音波画像化システム。
【請求項２】
前記ニードルガイドアセンブリが、少なくとも、ニードルガイドとカテーテルとを含むことを特徴とする、請求項１に記載の超音波画像化システム。
【請求項３】
前記アクチュエータ要素が、
前記ニードルガイドアセンブリを前記超音波プローブの第１の軸に対して変位させるように構成された第１のアクチュエータ装置と、
前記ニードルガイドアセンブリを前記超音波プローブの第２の軸に対して変位させるように構成された第２のアクチュエータ装置とを含むことを特徴とする、請求項１に記載の超音波画像化システム。
【請求項４】
前記コントローラが、前記ニードルガイドアセンブリを前記超音波プローブの前記第１の軸及び前記第２の軸に関する面内に維持するように、前記第１のアクチュエータ装置及び前記第２のアクチュエータ装置を制御するようにさらに構成されていることを特徴とする、請求項３に記載の超音波画像化システム。
【請求項５】
前記第１のアクチュエータ装置が、前記挿入角度を制御するように構成された第１のモータを有し、
前記第２のアクチュエータ装置が、前記横方向位置を制御するように構成された第２のモータを有することを特徴とする、請求項３に記載の超音波画像化システム。
【請求項６】
前記アクチュエータ要素が、前記ニードルガイドアセンブリを前記超音波プローブの第３の軸に関して変位させるように構成された第３のアクチュエータ装置をさらに含むことを特徴とする、請求項５に記載の超音波画像化システム。
【請求項７】
前記コントローラが、前記医療処置中に前記ニードルガイドアセンブリが前記患者に挿入されるときに、前記標的部位に基づき、前記挿入角度及び前記横方向位置の少なくとも一方を調節するようにさらに構成されていることを特徴とする、請求項２に記載の超音波画像化システム。
【請求項８】
前記コントローラが、前記患者の前記標的部位の深さに基づき、前記挿入角度を決定するようにさらに構成されていることを特徴とする、請求項７に記載の超音波画像化システム。
【請求項９】
前記超音波プローブは、前記ニードルガイドアセンブリが前記患者に挿入されるときに、前記ニードルガイドアセンブリを追跡するようにさらに構成されていることを特徴とする、請求項２に記載の超音波画像化システム。
【請求項１０】
前記医療処置中にユーザに対して前記標的部位を表示するように構成されたユーザインターフェースをさらに備えることを特徴とする、請求項１ないし請求項９のいずれかに記載の超音波画像化システム。
【請求項１１】
前記医療処置が末梢神経ブロック処置を含むことを特徴とする、請求項１ないし請求項１０のいずれかに記載の超音波画像化システム。
【請求項１２】
超音波ガイド下医療処置中に患者の標的部位に、超音波プローブ、前記超音波プローブに通信可能に接続されたニードルガイドアセンブリ、前記ニードルガイドアセンブリとともに構成されたアクチュエータ要素、及びコントローラを備える超音波画像化システムの前記ニードルガイドアセンブリを配置する方法であって、
前記超音波プローブを前記患者の皮膚上に配置するステップと、
前記コントローラによって、標的部位に基づき、前記超音波プローブに対する前記ニードルガイドアセンブリの挿入角度及び横方向位置を決定するステップと、
前記ニードルガイドアセンブリを前記患者に前記挿入角度で挿入するステップと、
前記ニードルガイドアセンブリが前記患者に挿入されるときに、前記ニードルガイドアセンブリの前記挿入角度及び前記横方向位置を操作するために、前記コントローラによって前記アクチュエータ要素を制御するステップと、
前記コントローラによって、前記ニードルガイドアセンブリを前記標的部位に配置するステップとを含むことを特徴とする方法。
【請求項１３】
前記ニードルガイドアセンブリが、少なくとも、ニードルガイドとカテーテルとを含むことを特徴とする、請求項１２に記載の方法。
【請求項１４】
前記超音波ガイド下医療処置中に、
前記超音波プローブによって前記標的部位の画像を走査するステップと、
前記コントローラによって、走査された前記画像に基づき超音波画像を生成するステップとをさらに含むことを特徴とする、請求項１２に記載の方法。
【請求項１５】
前記アクチュエータ要素が、
前記ニードルガイドアセンブリを前記超音波プローブの第１の軸に対して変位させるように構成された第１のアクチュエータ装置と、
前記ニードルガイドアセンブリを前記超音波プローブの第２の軸に対して変位させるように構成された第２のアクチュエータ装置とを含むことを特徴とする、請求項１４に記載の方法。
【請求項１６】
前記コントローラによって、前記ニードルガイドアセンブリを前記超音波プローブの前記第１の軸及び前記第２の軸に関する面内に維持するように、前記第１のアクチュエータ装置及び前記第２のアクチュエータ装置を制御するステップをさらに含むことを特徴とする、請求項１５に記載の方法。
【請求項１７】
前記第１のアクチュエータ装置が、前記挿入角度を制御するように構成された第１のモータを有し、
前記第２のアクチュエータ装置が、前記横方向位置を制御するように構成された第２のモータを有することを特徴とする、請求項１５に記載の方法。
【請求項１８】
前記アクチュエータ要素が、前記ニードルガイドアセンブリを前記超音波プローブの第３の軸に関して変位させるように構成された第３のアクチュエータ装置をさらに含み、
前記第３のアクチュエータ装置によって、前記ニードルガイドアセンブリを前記超音波プローブの第３の軸に関して操作するステップをさらに含むことを特徴とする、請求項１７に記載の方法。
【請求項１９】
前記超音波ガイド下医療処置中に前記ニードルガイドアセンブリが前記患者に挿入されるときに、前記コントローラによって、前記標的部位に基づき、前記挿入角度及び前記横方向位置の少なくとも一方を調節するステップをさらに含むことを特徴とする、請求項１５に記載の方法。
【請求項２０】
前記コントローラによって、前記患者の前記標的部位の深さに基づき、前記挿入角度を決定するステップをさらに含むことを特徴とする、請求項１９に記載の方法。
【請求項２１】
前記ニードルガイドアセンブリが前記患者に挿入されるときに、前記超音波プローブによって前記ニードルガイドアセンブリを追跡するステップをさらに含むことを特徴とする、請求項１４に記載の方法。
【請求項２２】
超音波ガイド下医療処置中に、超音波プローブ、ニードルガイドアセンブリ、前記ニードルガイドアセンブリとともに構成されたアクチュエータ要素、及びコントローラを備える超音波画像化システムの前記ニードルガイドアセンブリを制御する方法であって、
前記コントローラによって、標的部位に基づき、前記超音波プローブに対する前記ニードルガイドアセンブリの挿入角度及び横方向位置を決定するステップと、
前記ニードルガイドアセンブリが患者に挿入されるときに、前記ニードルガイドアセンブリの前記挿入角度及び前記横方向位置を操作するために、前記コントローラによって前記アクチュエータ要素を制御するステップとを含むことを特徴とする方法。
【請求項２３】
前記ニードルガイドアセンブリが、少なくとも、ニードルガイドとカテーテルとを含むことを特徴とする、請求項２２に記載の方法。
【請求項２４】
前記超音波プローブを前記患者の外皮層上に配置するステップと、
前記ニードルガイドアセンブリを前記患者に前記挿入角度で挿入するステップと、
前記コントローラによって、前記ニードルガイドアセンブリを前記標的部位に配置するステップとをさらに含むことを特徴とする、請求項２２または２３に記載の方法。
【請求項２５】
前記超音波ガイド下医療処置中に、
前記超音波プローブによって前記標的部位の画像を走査するステップと、
前記コントローラによって、走査された前記画像に基づき超音波画像を生成するステップとをさらに含むことを特徴とする、請求項２２ないし２４のいずれかに記載の方法。
【請求項２６】
前記アクチュエータ要素が、
前記ニードルガイドアセンブリを前記超音波プローブの第１の軸に対して変位させるように構成された第１のアクチュエータ装置と、
前記ニードルガイドアセンブリを前記超音波プローブの第２の軸に対して変位させるように構成された第２のアクチュエータ装置とを含むことを特徴とする、請求項２２ないし２５のいずれかに記載の方法。
【請求項２７】
前記コントローラによって、前記ニードルガイドアセンブリを前記超音波プローブの前記第１の軸及び前記第２の軸に関する面内に維持するように、前記第１のアクチュエータ装置及び前記第２のアクチュエータ装置を制御するステップをさらに含むことを特徴とする、請求項２６に記載の方法。
【請求項２８】
前記第１のアクチュエータ装置が、前記挿入角度を制御するように構成された第１のモータを有し、
前記第２のアクチュエータ装置が、前記横方向位置を制御するように構成された第２のモータを有することを特徴とする、請求項２６または２７に記載の方法。
【請求項２９】
前記アクチュエータ要素が、前記ニードルガイドアセンブリを前記超音波プローブの第３の軸に関して変位させるように構成された第３のアクチュエータ装置をさらに含み、
前記第３のアクチュエータ装置によって、前記ニードルガイドアセンブリを前記超音波プローブの第３の軸に関して操作するステップをさらに含むことを特徴とする、請求項２８に記載の方法。
【請求項３０】
前記超音波ガイド下医療処置中に前記ニードルガイドアセンブリが前記患者に挿入されるときに、前記コントローラによって、前記標的部位に基づき、前記挿入角度及び前記横方向位置の少なくとも一方を調節するステップをさらに含むことを特徴とする、請求項２２ないし２９のいずれかに記載の方法。
【請求項３１】
前記コントローラによって、前記患者の前記標的部位の深さに基づき、前記挿入角度を決定するステップをさらに含むことを特徴とする、請求項２２ないし３０のいずれかに記載の方法。
【請求項３２】
前記ニードルガイドアセンブリが前記患者に挿入されるときに、前記超音波プローブによって前記ニードルガイドアセンブリを追跡するステップをさらに含むことを特徴とする、請求項２２ないし３１のいずれかに記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
（関連出願）
本出願は、米国特許仮出願第６２／３６９、８２３号（２０１６年８月２日出願）、に基づく優先権を主張するものである。上記出願の内容の全体は、参照により本明細書中に援用される。
【０００２】
（技術分野）
本発明は、概して、医用イメージングの分野に関し、特に、超音波ガイド下医療処置中にニードルの配置（位置決め）を容易にするためのモーターアシスト式ニードルガイドアセンブリに関する。
【背景技術】
【０００３】
従来の超音波画像化（イメージング）では、集束された超音波エネルギービームを検査対象の身体組織に照射し、反射して戻ってきたエコーを検出してプロットすることにより画像が形成される。従来の超音波システムは、２次元（２Ｄ）及び３次元（３Ｄ）機能を有し得る。より具体的には、いくつかの従来の超音波システムは、パルス化超音波ビームを、そのビーム軸に対して２つの側方方向に走査する３次元（３Ｄ）機能を有する。飛行時間変換により、ビーム方向（範囲）に沿った方向の画像分解能が得られる。一方、ビーム方向に対して直交する方向の画像分解能は、集束ビームの側方走査によって得られる。このような３Ｄ画像化により、ユーザは、物体から超音波ボリュームデータを収集し、コンピュータ処理によって物体の任意の断面を視覚化することができる。これにより、診断のための最良の２次元（２Ｄ）画像面を選択することが可能となる。
【０００４】
従来、超音波画像化は、神経ブロック処置中には有効ではなかった。超音波画像化技術は、神経ブロックアナトミー、その周囲の構造体、及び／またはニードルの位置の明瞭な画像の取得には効果的ではないためである。しかしながら、超音波画像化の分野における近年の進展により、超音波画像化を使用して実施される効果的な神経ブロック処置が提供された。
【０００５】
したがって、従来は超音波画像化による視覚化が困難であった神経ブロック処置などの特定の医療処置にさらに利益をもたらすことができる超音波画像化の分野における改善は有益であろう。より具体的には、超音波ガイド下医療処置中にニードルの配置（位置決め）を容易にするためのモーターアシスト式ニードルガイドアセンブリは、当分野で歓迎されるであろう。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の目的及び利点は、その一部が以下の説明に記載されており、または以下の説明から明らかであり、または本発明の実施により学ぶことができるであろう。
【０００７】
一態様では、本発明は、超音波画像化システムに関する。本発明の超音波画像化システムは、トランスデューサハウジングとトランスデューサ送信機とを含む超音波プローブを備える。トランスデューサハウジングは、長手方向軸に沿って近位端から遠位端まで延在する本体部を有する。さらに、本体部の遠位端は、内部キャビティを有する。トランスデューサ送信機は、内部キャビティ内に配置され、患者の標的部位を走査するように構成されている。本発明の超音波画像化システムはまた、超音波プローブに通信可能に接続されたニードルガイドアセンブリと、ニードルガイドアセンブリとともに構成された少なくとも１つのアクチュエータ要素と、コントローラとを備える。このため、コントローラは、標的部位に基づき、超音波プローブに対するニードルガイドアセンブリの挿入角度及び横方向位置を決定するとともに、医療処置中にニードルガイドアセンブリを標的部位に配置するために、挿入角度及び横方向位置に基づきアクチュエータ要素を制御するように構成されている。
【０００８】
一実施形態では、ニードルガイドアセンブリは、ニードルガイドとカテーテルとを含み得る。別の実施形態では、アクチュエータ要素は、ニードルガイドアセンブリを超音波プローブの第１の軸に対して変位させるように構成された第１のアクチュエータ装置と、ニードルガイドアセンブリを超音波プローブの第２の軸に対して変位させるように構成された第２のアクチュエータ装置とを含み得る。
【０００９】
このような実施形態では、コントローラは、ニードルガイドアセンブリを超音波プローブの第１の軸及び第２の軸に関する面内に維持するように、第１のアクチュエータ装置及び第２のアクチュエータ装置を制御するようにさらに構成されている。より具体的には、特定の実施形態では、第１のアクチュエータ装置は、挿入角度を制御するように構成された第１のモータを有し、第２のアクチュエータ装置は、横方向位置を制御するように構成された第２のモータを有し得る。
【００１０】
さらなる実施形態では、アクチュエータ要素は、ニードルガイドアセンブリを超音波プローブの第３の軸に関して変位させるように構成された第３のアクチュエータ装置をさらに含み得る。
【００１１】
別の実施形態では、コントローラは、医療処置中にニードルガイドアセンブリが患者に挿入されるときに、標的部位に基づき、挿入角度及び横方向位置の少なくとも一方を調節するようにさらに構成されている。さらに、特定の実施形態では、コントローラは、患者の標的部位の深さに基づき、挿入角度を決定するようにさらに構成されている。
【００１２】
さらに別の実施形態では、超音波プローブは、ニードルガイドアセンブリが患者に挿入されるときに、ニードルガイドアセンブリを追跡するようにさらに構成されている。さらなる実施形態では、本発明の超音波画像化システムは、医療処置中にユーザに対して標的部位を表示するように構成されたユーザインターフェースをさらに備え得る。加えて、特定の実施形態では、医療処置は、末梢神経ブロック処置を含み得る。
【００１３】
別の態様では、本発明は、超音波ガイド下医療処置中に、患者の標的部位に超音波画像化システムのニードルガイドアセンブリを配置する方法に関する。超音波画像化システムは、超音波プローブ、ニードルガイドアセンブリとともに構成されたアクチュエータ要素、及びコントローラを備える。このため、本方法は、超音波プローブを患者の皮膚（外皮層）上に配置するステップを含む。さらに、本方法は、コントローラによって、標的部位に基づき、超音波プローブに対するニードルガイドアセンブリの挿入角度及び横方向位置を決定するステップを含む。また、本方法は、ニードルガイドアセンブリを患者に挿入角度で挿入するステップを含む。加えて、本方法は、ニードルガイドアセンブリが患者に挿入されるときに、ニードルガイドアセンブリの挿入角度及び横方向位置を操作するために、コントローラによってアクチュエータ要素を制御するステップを含む。さらに、本方法は、コントローラによって、ニードルガイドアセンブリを標的部位に配置するステップを含む。
【００１４】
一実施形態では、本方法は、超音波ガイド下医療処置中に、超音波プローブによって標的部位の画像を走査するステップと、コントローラによって、走査された画像に基づき超音波画像を生成するステップとを含み得る。
【００１５】
別の実施形態では、本方法は、ニードルガイドアセンブリを超音波プローブの第１の軸及び第２の軸に関する面の面内に維持するように、コントローラによって、アクチュエータ要素の第１のアクチュエータ装置及び第２のアクチュエータ装置を制御するステップを含み得る。より具体的には、特定の実施形態では、第１のアクチュエータ装置は、挿入角度を制御するように構成された第１のモータを有し、第２のアクチュエータ装置は、横方向位置を制御するように構成された第２のモータを有し得る。加えて、特定の実施形態では、本方法は、第３のアクチュエータ装置またはモータによって、ニードルガイドアセンブリを超音波プローブの第３の軸に関して操作するステップをさらに含み得る。
【００１６】
別の実施形態では、本方法は、超音波ガイド下処置中にニードルガイドアセンブリが患者の体内に挿入されるときに、超音波プローブ（コントローラ）によって、標的部位に基づきニードルガイドアセンブリの挿入角度または横方向位置を調節するステップをさらに含み得る。
【００１７】
さらに別の実施形態では、本方法は、コントローラによって、患者の体内の標的部位の深さに基づき、ニードルガイドアセンブリの挿入角度を決定するステップをさらに含み得る。さらなる別の実施形態では、本方法は、アセンブリが患者の体内に挿入されるときに、コントローラによって、ニードルガイドアセンブリを追跡するステップをさらに含み得る。
【００１８】
別の実施形態では、本方法は、ユーザインターフェースを介して、ユーザに対して標的部位を表示するステップをさらに含み得る。さらに、特定の実施形態では、超音波ガイド下医療処置は、末梢神経ブロック処置を含む。
【００１９】
別の態様では、本発明は、超音波ガイド下医療処置中に、超音波画像化システムのニードルガイドアセンブリを制御する方法に関する。超音波画像化システムは、超音波プローブ、ニードルガイドアセンブリとともに構成されたアクチュエータ要素、及びコントローラを備える。このため、本方法は、コントローラによって、標的部位に基づき、超音波プローブに対するニードルガイドアセンブリの挿入角度及び横方向位置を決定するステップを含む。さらに、本方法は、ニードルガイドアセンブリが患者に挿入されるときに、ニードルガイドアセンブリの挿入角度及び横方向位置を操作するために、コントローラによってアクチュエータ要素を制御するステップを含む。本方法は、本明細書に記載された、任意の追加的な方法ステップ／または特徴を含み得ることを理解されたい。
【００２０】
本発明の上記及び他の特徴、態様及び利点は、以下の説明及び添付された特許請求の範囲を参照することにより、より良く理解できるであろう。添付図面は、本明細書に組み込まれてその一部を構成し、本発明の実施形態を図示し、本明細書と共に本発明の原理を説明する役割を果たす。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
当業者を対象にした本発明の完全かつ実現可能な開示（ベストモードを含む）が、添付図面を参照して、本明細書に説明されている。
【００２２】
【図１】本開示による超音波画像化システムの一実施形態の概略図である。
【図２】本開示による超音波画像化システムのコントローラ内に含まれ得る適切な構成要素の一実施形態のブロック図である。
【図３】本開示による超音波画像化システムの一実施形態の概略図であり、とりわけ、ニードルガイドアセンブリを患者の標的部位に向けて操作するアクチュエータ要素を示す。
【図４】本開示による超音波画像化システムの一実施形態の概略図であり、とりわけ、ニードルガイドアセンブリを患者の標的部位に向けて操作するアクチュエータ要素を示す。
【図５】本開示による、超音波ガイド下医療処置中に超音波画像化システムのニードルガイドアセンブリを患者の標的部位に配置する方法の一実施形態のフロー図である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
以下、本発明の１以上の実施形態及び添付図面に図示した本発明の実施例について詳細に説明する。各実施例及び実施形態は、本発明を説明するために提示されたものであり、本発明を限定するものではない。例えば、ある実施形態の一部として例示または説明された特徴を、別の実施形態を用いて、さらなる別の実施形態を創出することもできる。本発明は、添付された特許請求の範囲及びその均等物の範囲に含まれる限り、そのような変更形態及び変形形態を包含することを意図している。
【００２４】
概して、本開示は、超音波ガイド下医療処置中にニードルの配置（位置決め）を容易にするためのモーターアシスト式ニードルガイドアセンブリを備える超音波画像化システムに関する。本開示の超音波画像化システムは、トランスデューサハウジングを含む超音波プローブと、トランスデューサ送信機と、超音波プローブに通信可能に接続されたニードルガイドアセンブリと、ニードルガイドアセンブリとともに（一体的に）構成された少なくとも１つのアクチュエータ要素と、コントローラとを備える。このため、コントローラは、標的部位に基づき、超音波プローブに対するニードルガイドアセンブリの挿入角度及び横方向位置（側方方向位置）を決定するとともに、医療処置中にニードルガイドアセンブリを標的部位に配置（位置決め）するために、挿入角度及び横方向位置に基づきアクチュエータ要素を制御するように構成される。
【００２５】
次に図面を参照すると、図１は、本開示による、医療処置中に使用するための超音波画像化システム１０の一実施形態の概略図を示す。例えば、特定の実施形態では、医療処置は末梢神経ブロック処置を含み得る。さらに、図示のように、超音波画像化システム１０は超音波プローブ１２を備える。より具体的には、図１、図３、及び図４に示すように、超音波プローブ１２は、トランスデューサハウジング１４と、該ハウジング内に配置されたトランスデューサ送信機１６とを含む。一般的に理解されているように、トランスデューサ送信機１６は、超音波ビームを放射及び／または受信するように構成されている。例えば、図示のように、トランスデューサハウジング１４は、その長手方向軸２１に沿って近位端１７から遠位端１９まで延在する本体部１５を有する。さらに、本体部１５の遠位端１９は、内部キャビティ（符号は付していない）を有する。こうして、トランスデューサ送信機１６は、内部キャビティ内に配置され、患者の標的部位３８を走査するように構成され得る。
【００２６】
特に図１及び図３を参照すると、超音波画像化システム１０はまた、超音波プローブ１２に通信可能に接続されたニードルガイドアセンブリ１８と、ニードルガイドアセンブリ１８とともに（一体的に）構成された少なくとも１つのアクチュエータ要素２３と、コントローラ３０とを備え得る。このため、コントローラ３０は、超音波プローブ１２及び標的部位３８に対するニードルガイドアセンブリ１８の挿入角度２８及び横方向位置２９を決定するように構成される。さらに、コントローラ３０は、医療処置中にニードルガイドアセンブリ１８を標的部位３８に配置（位置決め）するために、挿入角度２８及び／または横方向位置２９に基づきアクチュエータ要素２３を制御するように構成される。
【００２７】
より具体的には、図示のように、ニードルガイドアセンブリ１８は、少なくとも、ニードル２０とカテーテル２２とを含み得る。このため、ニードルガイドアセンブリ１８のニードル２０及びカテーテル２２は、任意の特定の順序でまたは同時に患者の体内に挿入できることを理解されたい。例えば、一実施形態では、超音波画像化システム１０は、カテーテル２２がニードル２０の周りに同軸的に配置されたオーバーザニードル式（ＯＴＮ）カテーテルアセンブリを含み得る。あるいは、ニードル２０がカテーテル２２の周りに配置され得る。このような実施形態では、ニードル２０は、カテーテル２２を標的部位３８に配置し、カテーテル２２の配置後に抜去されるようなイントロデューサとしての役割を果たし得る。
【００２８】
次に図２を参照すると、本主題の態様によるコントローラ３０内に含まれ得る適切な構成要素の一実施形態のブロック図が示されている。図示のように、コントローラ３０は、様々なコンピュータ実装機能（例えば、本開示の方法、ステップ等を実行する機能、本明細書に開示されたような関連データを格納する機能など）を実行するように構成された１以上のプロセッサ３２及びそれに関連するメモリデバイス３３を含み得る。加えて、コントローラ３０は、該コントローラ３０と、超音波画像化システム１０の様々な構成要素との間の通信を容易にするための通信モジュール３４をさらに含み得る。さらに、通信モジュール３４は、超音波プローブ１２から送信された信号を、プロセッサ３２が理解して処理することができる信号に変換することを可能にするセンサインターフェース３５（例えば、１または複数のアナログ／デジタル変換器）を有し得る。加えて、図示のように、超音波画像化システム１０は、医療処置中（またはその前後）にユーザに対して標的部位３８の画像を表示するように構成されたユーザインターフェース３６（図１）をさらに備え得る。より具体的には、特定の実施形態では、ユーザインターフェース３６は、ユーザが１または複数のユーザ選択に従って３Ｄ画像を操作することを可能にするように構成され得る。
【００２９】
特に図３及び図４を参照すると、アクチュエータ要素２３は、少なくとも、第１のアクチュエータ装置２４と第２のアクチュエータ装置２６とを含み得る。より具体的には、第１のアクチュエータ装置２４は、ニードルガイドアセンブリ１８を、超音波プローブ１２の第１の軸４８に対して変位させるように構成される。一方、第２のアクチュエータ装置２６は、ニードルガイドアセンブリ１８を、超音波プローブ１２の第２の軸５０に対して変位させるように構成される。より具体的には、特定の実施形態では、第１のアクチュエータ装置２４は、挿入角度を制御するように構成された第１のモータ２５を有し、第２のアクチュエータ装置２６は、横方向位置を制御するように構成された第２のモータ２７を有し得る。本明細書に記載されたモータは、任意の適切な種類のモータ、例えば、これに限定しないが、電気モータ（すなわち、ＤＣモータまたはＡＣモータ）、油圧モータ、空気圧モータ、または他の任意の適切なモータを含み得る。このような実施形態では、コントローラ３０は、ニードルガイドアセンブリ１８を超音波プローブ１２の第１の軸４８及び第２の軸５０に関する面（第１の軸４８及び第２の軸５０により規定される平面）の面内に維持するように、第１のアクチュエータ装置２４及び第２のアクチュエータ装置２６を制御するようにさらに構成され得る。
【００３０】
さらなる実施形態では、超音波画像化システム１０は、ニードルガイドアセンブリ１８を超音波プローブ１２の第３の軸５２に関して操作するための、任意選択の第３のアクチュエータ装置３１またはモータをさらに含み得る。このような実施形態では、第１のアクチュエータ装置２４、第２のアクチュエータ装置２６、及び第３のアクチュエータ装置３１は、ニードルガイドアセンブリ１８を超音波プローブ１２に関する面（第１の軸４８及び第２の軸５０により規定される平面）の面外へ変位させるように構成される。
【００３１】
別の実施形態では、コントローラ３０は、ニードルガイドアセンブリ１８が患者の体内に挿入されるときにニードルガイドアセンブリ１８を追跡するようにさらに構成される。このため、特定の実施形態では、コントローラ３０は、医療処置中にニードルガイドアセンブリ１８が患者の体内に挿入されるときに、必要に応じて、ニードルガイドアセンブリ１８の挿入角度及び／または横方向位置を調節するようにさらに構成される。さらにまた、特定の実施形態では、コントローラ３０は、患者の体内の標的部位３８の深さに基づき、ニードルガイドアセンブリ１８の挿入角度を決定するようにさらに構成される。
【００３２】
次に図５を参照すると、超音波ガイド下医療処置中に超音波画像化システム１０のニードルガイドアセンブリ１８を患者の標的部位３８に配置する方法１００の一実施形態のフロー図が示されている。本明細書に記載されたように、超音波画像化システム１０はまた、超音波プローブ１２と、ニードルガイドアセンブリ１８とともに構成されたアクチュエータ要素２３と、コントローラ３０とを備える。このため、本方法１００は、超音波プローブ１２を患者の皮膚４０（外皮層）上に配置するステップ１０２を含む（図３及び図４）。さらに、本方法１００は、コントローラ３０によって、標的部位３８に基づき、超音波プローブ１２に対するニードルガイドアセンブリ１８の挿入角度２８及び横方向位置２９を決定するステップ１０４を含む。また、本方法１００は、ニードルガイドアセンブリ１８を患者の体内に、コントローラ３０で決定された挿入角度２８で挿入するステップ１０６を含む。加えて、本方法１００は、ニードルガイドアセンブリ１８が患者の体内に挿入されるときに、必要に応じて、ニードルガイドアセンブリ１８の挿入角度２８及び横方向位置２９を操作するために、コントローラ３０によってアクチュエータ要素２３を制御するステップ１０８を含む。さらに、本方法１００は、コントローラ３０によって、ニードルガイドアセンブリ１８を標的部位３８に配置（位置決め）するステップ１１０を含む。
【００３３】
加えて、一実施形態では、本方法１００は、超音波ガイド下医療処置中に、超音波プローブ１２によって標的部位３８の画像を走査（スキャン）するステップと、コントローラ３０によって、走査された画像に基づき超音波画像を生成するステップとを含み得る。
【００３４】
さらなる実施形態では、本方法１００は、ニードルガイドアセンブリ１８を超音波プローブ１２の第１の軸４８及び第２の軸５０に関する面（第１の軸４８及び第２の軸５０により規定される平面）の面内に維持するように、コントローラ３０によって、第１のアクチュエータ装置２４及び第２のアクチュエータ装置２６を制御するステップを含み得る。加えて、特定の実施形態では、本方法１００は、第３のアクチュエータ装置３１またはモータによって、ニードルガイドアセンブリ１８を超音波プローブ１２の第３の軸５２に関して操作するステップをさらに含み得る。
【００３５】
別の実施形態では、本方法１００は、医療処置中にニードルガイドアセンブリ１８が患者の体内に挿入されるときに、コントローラ３０によって、標的部位３８に基づき、ニードルガイドアセンブリ１８の挿入角度または横方向位置を調節するステップをさらに含み得る。さらに別の実施形態では、本方法１００は、コントローラ３０によって、患者の体内の標的部位３８の深さに基づき、ニードルガイドアセンブリ１８の挿入角度２８を決定するステップをさらに含み得る。
【００３６】
さらに別の実施形態では、本方法１００は、ニードルガイドアセンブリ１８が患者の体内に挿入されるときに、コントローラ３０（超音波プローブ１２）によって、ニードルガイドアセンブリ１８を追跡するステップをさらに含み得る。別の実施形態では、本方法１００は、ユーザインターフェース３６を介して、ユーザに対して標的部位３８を表示するステップをさらに含み得る。
【００３７】
様々な特許文献が参照により本明細書に援用されているが、援用された特許文献の記載内容と本明細書の記載内容とが矛盾する場合には、本明細書の記載内容が優先されるものとする。加えて、本開示をその特定の実施形態に関して詳細に説明したが、本開示はその精神及び範囲から逸脱しない範囲で様々な変更、修正、及び変形が可能であることは、当業者には明らかであろう。したがって、添付された特許請求の範囲は、そのような変更、修正、及び変形を全て包含することを意図している。
【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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【国際調査報告】
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