(57)【要約】  システム２００は患者の関心領域において医療処置を行う。該システムは、当該関心領域内に挿入可能な介入医療装置２１４と、該介入装置の一部に取り付けられるセンサ２１５とを含み、該センサは超音波撮像プローブ２１１からの超音波を対応するＲＦ信号に変換するように構成される。該対応するＲＦ信号は当該関心領域の外部の無線受信器２０９により受信され、関心領域内の該センサの位置決定を可能にする。
2019535454.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
患者の関心領域において医療処置を行うためのシステムであって、
前記関心領域に挿入可能な介入医療装置と、
前記介入医療装置の一部に取り付けられ、超音波撮像プローブからの超音波を対応するＲＦ信号に変換するセンサと、
を有し、
前記対応するＲＦ信号は前記関心領域外の無線受信器により受信されて、前記関心領域内の前記センサの位置の決定を可能にする、
システム。
【請求項２】
前記センサの位置は、超音波が前記センサを照射することと前記無線受信器が前記対応するＲＦ信号を受信することとの間の既知の遅延及び前記超音波撮像プローブの送信パターンに関する情報に基づいて決定される、請求項１に記載のシステム。
【請求項３】
前記センサが受動型センサであり、前記ＲＦ信号が前記無線受信器により前記受動型センサから直接受信される、請求項１に記載のシステム。
【請求項４】
前記受動型センサがＲＦＩＤチップ及び少なくとも１つの取り付けられたアンテナを有する、請求項３に記載のシステム。
【請求項５】
前記ＲＦＩＤチップが、
縦波である超音波を対応する表面弾性波に変換することによりモード変換を実行する移行領域と、
共振周波数に同調される電子共振器回路を有する表面弾性波（ＳＡＷ）共振器であって、該ＳＡＷ共振器を前記共振周波数で共振させることにより表面弾性波を前記ＲＦ信号に変換するＳＡＷ共振器と、
を有する、請求項４に記載のシステム。
【請求項６】
前記ＳＡＷ共振器は前記共振周波数において共振する場合に前記表面弾性波からエネルギを収穫し、該収穫されたエネルギが前記ＲＦＩＤチップに給電する、請求項５に記載のシステム。
【請求項７】
前記受動型センサから遠隔の外部アンテナを介して前記受動型センサにより受信される外部ＲＦ信号を連続的にブロードキャストするＲＦ送信器を更に有する、請求項３に記載のシステム。
【請求項８】
前記受動型センサは連続的にブロードキャストされる前記外部ＲＦ信号を一層高い高調波において反射し、前記受動型センサからの前記ＲＦ信号に関する情報の受信を前記外部アンテナからの前記外部ＲＦ信号の送信を中断することなく可能にする、請求項７に記載のシステム。
【請求項９】
前記受動型センサは、ローカルアンテナに取り付けられた電気共振器回路を有すると共に、該電子共振器回路を変調及び離調させる共振空洞を備えた超音波センサを含む、請求項８に記載のシステム。
【請求項１０】
前記センサは能動型センサであり、前記ＲＦ信号が前記無線受信器に能動的に送信される、請求項１に記載のシステム。
【請求項１１】
前記能動型センサから前記ＲＦ信号を受信すると共に該ＲＦ信号を前記無線受信器に送信し、前記能動型センサとは独立した電源により給電される能動型回路を更に有する、請求項１０に記載のシステム。
【請求項１２】
前記電源が電池を有する、請求項１１に記載のシステム。
【請求項１３】
前記能動型回路が前記介入医療装置のハンドル又はハブに配置される、請求項１１に記載のシステム。
【請求項１４】
前記能動型センサからの前記ＲＦ信号が前記能動型回路により無線で受信される、請求項１３に記載のシステム。
【請求項１５】
前記能動型センサからの前記ＲＦ信号が前記能動型回路により前記介入医療装置に沿って走る１以上のワイヤを介して受信される、請求項１３に記載のシステム。
【請求項１６】
前記能動型回路が、前記能動型センサから前記ＲＦ信号を受信するための受信器、該受信されたＲＦ信号を増幅するための増幅器及び該増幅されたＲＦ信号を前記無線受信器に送信するための送信器を有する、請求項１１に記載のシステム。
【請求項１７】
関心領域を超音波照射する超音波プローブと、
前記関心領域に挿入可能な介入医療装置と、
前記介入医療装置の遠端に取り付けられ、前記超音波プローブからの超音波を対応するＲＦ信号に変換するセンサと、
前記超音波プローブ及び前記介入医療装置から遠隔に位置し、前記超音波プローブから画像を供給するための制御ユニットと、
を有する超音波システムであって、前記制御ユニットが、
前記対応するＲＦ信号を前記センサから直接的に又は間接的に受信して、前記関心領域内での該センサの位置の決定を可能にする無線送受信器と、
前記センサの位置を前記ＲＦ信号に少なくとも部分的に基づいて決定すると共に、前記介入医療装置の位置を前記画像に重ねるプロセッサと、
を有する、
超音波システム。
【請求項１８】
患者の関心領域において医療処置を行うためのシステムであって、
前記関心領域に挿入可能な介入医療装置と、
前記介入医療装置の一部に取り付けられ、超音波撮像プローブからの超音波を対応するＲＦ信号に変換するセンサと、
前記センサから遠隔の外部アンテナを介して前記センサにより受信される外部ＲＦ信号を連続的にブロードキャストするＲＦ送信器と、
を有し、
前記ＲＦ送信器は、前記センサが超音波を前記対応する電気ＲＦ信号に変換する場合を示す前記外部アンテナに対する変調された負荷を検出して、前記関心領域内の前記センサの位置の決定を可能にする、
システム。
【請求項１９】
前記センサが、容量型エレメントを含むと共に超音波に応答して共振周波数を離調させる電子共振器回路を有する、請求項１８に記載のシステム。
【請求項２０】
前記容量型エレメントが容量型微細加工超音波トランスジューサ（ＣＭＵＴ）装置を有する、請求項１９に記載のシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、患者の関心領域において医療処置を行うシステムに関する。
【背景技術】
【０００２】
[0001]  患者に対し生体内原位置において使用される医療装置の位置追跡は、侵襲性の少ない医療処置が実行されることを可能にする。例示として、超音波誘導医療処置は、患者内の関心位置に対する特定の医療装置の位置特定を可能にする。
【０００３】
[0002]  或る超音波ベースの医療装置追跡法においては、該医療装置の先端からハンドルまで延びる電気ワイヤが、データ分析のためのコンソール／ワークステーションに信号を伝送する。
【０００４】
[0003]  他の欠点のなかでも、当該医療装置のケーブルによるコンソール／ワークステーションへの接続は、臨床上の作業の流れを複雑化させると共に、望ましくないケーブル管理をもたらす。結果として、臨床上の作業の流れは当該医療装置をコンソールに接続するケーブルの存在により、しばしば、妨げられる。このことは、医師が当該処置を実行することを面倒にするのみならず、このような既知のケーブル接続型装置及びシステムの市場の受け入れも制限する。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
[0004]  従って、医療装置の位置を原位置で決定するための装置、システム、方法及びコンピュータ読取可能な記憶媒体であって、少なくとも上述した既知の装置の欠点を克服するものを提供することが望ましい。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
[0005]  本発明は、添付図面を参照して後述される代表的実施態様の詳細な説明から一層容易に理解されるであろう。
【０００７】
[0019]  本教示は、代表的実施態様が示された添付図面を参照して後述される。しかしながら、本教示は異なる形態で実施化することができ、本明細書に記載される実施態様に限定されるものと見なしてはならない。むしろ、これら実施態様は教示する例として提示されるものである。
【０００８】
[0020]  種々の実施態様によれば、概して、本明細書で使用される用語は特定の実施態様を説明するだけの目的のものであり、限定することを意図するものではない。如何なる定義される用語も、該定義される用語の本教示の技術分野において普通に理解され及び許容されている技術的及び科学的意味に加えてのものである。
【０００９】
[0021]  明細書及び添付請求項において使用される場合、単数形の用語は、前後関係がそうでないと明確に示さない限り、単数及び複数の両方の参照を含む。従って、“装置”は１つの装置及び複数の装置を含む。
【００１０】
[0022]  そうでないと注記されない限り、要素若しくは部品が他の要素若しくは部品に“接続され”、“結合され”と述べられる場合、当該要素若しくは部品は当該他の要素若しくは部品に直に接続することができ、直に結合することができ、又は要素又は部品の反転配置が存在し得ると理解される。即ち、これら及び同様の用語は、２つの要素若しくは部品を接続するために１以上の中間の要素若しくは部品が用いられる得る場合を含む。しかしながら、要素若しくは部品が他の要素若しくは部品に“直接接続される”と述べられる場合、このことは、これら２つの要素若しくは部品が如何なる中間若しくは介在要素又は部品もなしで互いに接続される場合のみを含む。
【００１１】
[0023]  また、“実質的な”又は“実質的に”なる用語は、元々の意味に加えて、当業者にとり許容可能な限界又は度合い内までを意味すると理解される。例えば、“実質的に相殺される”とは、当業者が当該相殺を許容可能であると考えることを意味する。同様に、自身の元々の意味に加えて、“略（おおよそ）”なる用語は、当業者により許容可能な限界又は度合いまでを意味する。例えば、“略（おおよそ）同一”とは、当業者が当該比較されている項目が同一であると見なすことを意味する。
【００１２】
[0024]  方向性用語／語句及び相対的用語／語句は、添付図面に示されるような種々の要素の互いに対する関係を説明するために使用され得るものである。これらの用語／語句は、装置及び／又は要素の図面に記載された向きに加えて種々の向きを含むことを意図するものである。
【００１３】
[0025]  これらの図における同様の符号の要素は、等価な要素であるか又は同様の機能を果たす。前に説明された要素は、当該機能が等価であれば、必ずしも後の図で説明されるものではない。
【００１４】
[0026]  最初に、医療画像は、超音波プローブを用いて取得されるもの等の２Ｄ又は３Ｄ画像、及び該超音波プローブからの超音波信号の画像フレームに対する医療器具の位置を含み得ることに注意されたい。
【００１５】
[0027]  代表的実施態様によれば、医療処置を行うための装置が開示される。該装置は、自身に入射する超音波信号を電気信号に変換するように構成されたセンサと；該センサから前記電気信号を受信すると共に、該電気信号を当該装置から遠方の無線受信器に送信するように構成された無線送受信器と；を有する。
【００１６】
[0028]  他の代表的実施態様によれば、超音波システムは、関心領域を超音波照射するように構成された超音波プローブと；医療処置を行うように構成された装置であって、自身に入射する超音波信号を電気信号に変換するように構成されたセンサ、及び該電気信号を送信するように構成された第１無線送受信器を有する装置と；前記超音波プローブ及び該装置から遠隔の制御ユニットと；を有する。該制御ユニットは、前記超音波プローブからの画像を供給するように構成される。該制御ユニットは、前記第１無線送受信器から前記電気信号を受信するように構成された第２無線送受信器と；前記装置の位置を前記画像上に重ねるように構成されたプロセッサと；を有する。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１Ａ】図１Ａは、一実施態様による双方向超音波信号伝送を描く概念図である。
【図１Ｂ】図１Ｂは、一実施態様による一方向超音波信号伝送を描く概念図である。
【図２】図２は、一実施態様による超音波システムを示す概略ブロック図である。
【図３Ａ】図３Ａは、一実施態様による医療装置を示す簡略化された概略ブロック図である。
【図３Ｂ】図３Ｂは、本発明の他の解説的実施態様による医療装置を示す簡略化された概略図である。
【図４Ａ】図４Ａは、複数の超音波ビームを使用するフレームスキャンを図示する概念図である。
【図４Ｂ】図４Ｂは、一実施態様による医療装置のフレームトリガ信号、ライントリガ信号及び受信されたセンサ信号の相対的タイミングを示す。
【図５】図５は、一実施態様によるエネルギを収穫する受動型超音波センサを図示した概念図である。
【図６Ａ】図６Ａは、一実施態様による、ＲＦ送信器から外部アンテナを介して連続的にブロードキャストされる低周波ＲＦ信号を受信する受動型超音波センサを図示した概念図である。
【図６Ｂ】図６Ｂは、一実施態様による、受動型超音波センサとして組み込むことができる容量型微細加工超音波トランスジューサ（ＣＭＵＴ）を描いた概念図である。
【図６Ｃ】図６Ｃは、一実施態様による、連続的にブロードキャストされる外部ＲＦ信号を第１基本周波数で受信すると共に高調波信号を第２基本周波数で反射する受動型超音波センサを描いた概念図である。
【図７】図７は、一実施態様による、能動的再送信のためにＲＦ信号を送信するためのエネルギを収穫する能動型センサを図示した概念図である。
【図８】図８は、一実施態様による、配線を介する能動的再送信のためにＲＦ信号を送信する能動型センサを図示した概念図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
[0029]  図１Ａ及び図１Ｂは、解説的なもので限定するものでない例として、図１Ａの双方向ビーム成形（ビームフォーミング）と図１Ｂの一方向のみのビーム成形との間の比較を示す。
【００１９】
[0030]  図１Ａを参照すると、双方向ビーム成形法の代表例はＮ個のエレメント１０４の撮像アレイ１０２が反射体１０６に当たる超音波信号を発していることを示している。超音波は出射し、戻る（撮像アレイから反射体へ、そして、反射体から撮像アレイへ戻る）ので、このビーム成形法は“双方向”又は“往復”ビーム成形法である。（反射して戻された超音波の）受信に際して、ビーム成形法は反射体１０６の反射率及び該反射体のアレイ１０２に対する位置を決定する。アレイ１０２は、反射体１０６から反射されてアレイ１０２の全てのエレメント１０４に戻る超音波ビーム１０８を送出する。該ビームの飛行は、エレメントｉに関しては距離r(P)+d(i,P)にわたるものである。各エレメント１０４は、戻りの超音波の振幅を連続して測定する。各エレメント１０４に関し、当該測定の最大値までの時間（即ち、飛行の往復時間）は、全飛行距離を示す。飛行におけるr(P)脚部は一定であるので、戻りの飛行距離d(i,P)が決定される。これらの測定値から、反射体１０６の相対距離が幾何学的に計算される。反射体１０６の反射率に関しては、全てのｉにわたって（即ち、全エレメント１０４にわたって）前記最大値を合計することにより示すことができる。特に、ビーム形成法（幾何学的計算）は、受信モードで行われるのみならず、送信モードでも行われる。かくして、ビーム成形器（例えば、図２に関連して説明されるビーム成形器２１０）は送信モードにおいて適切に遅延された信号を全てのエレメント１０４に送信する（フレーム及びライントリガ信号を発生する）一方、受信モードにおいては個々のエレメント１０４からの信号を適切に遅延して合計する。
【００２０】
[0031]  組織を撮像する場合、各々異なる反射の大きさを持つ多数の反射体が存在し得る。特定の位置における組織反射強度を見付けるために、該位置のための幾何学的エレメントの遅延が計算され、シフトされた信号が合計される。これらの遅延は、全体の撮像フレームがダイナミック受信ビーム成形法と称される処理において構成される際に時間的に動的に変化する。当該器具の追跡のために、データが該装置の位置におけるセンサにより記録することができ、フレーム及びライントリガのタイミングも記録することができる。
【００２１】
[0032]  図１Ｂを参照すると、一方向のみの（受信）ビーム成形法が図示されている。特に、その名が意味するように、一方向ビーム成形法において、エコーは存在するが、使用されない。代わりに、超音波送信器１１０は超音波ビーム１１２を放出し、該超音波ビームはアレイ１０２の各エレメント１０４に入射する。ここでの飛行は、前記双方向ビーム形成の場合とは対照的に、距離d(i,P)にわたるものである。超音波ビーム１１２の放出からエレメント１０４における最大振幅測定値までの時間は、当該エレメントｉに関する値d(i,P)を決定する。このように、超音波送信器１１０の位置は幾何学的に導出することができ、反射率は最大振幅測定値の合計により計算することができる。
【００２２】
[0033]  一方向ビーム成形法は、上述したように、遅延ロジックにより時間ドメインで実施化可能であるが、該方法は良く知られたフーリエビーム成形アルゴリズムにより周波数ドメインで実施化することもできる。
【００２３】
[0034]  本説明が続くにつれて一層明らかとなるように、双方向ビーム成形法は画像をフレーム毎に収集するために使用される一方、一方向ビーム成形法は医療装置（時には、汎用的に装置と称する）上の既知の位置に配置されたセンサの位置を決定するために使用される。例えば、該センサはニードル又は他の医療装置の先端（又は、遠端）に若しくは該先端の近傍（例えば、該先端から約１mm離れて）に取り付けることができる。
【００２４】
[0035]  図２は、本発明の代表的実施態様による超音波システム２００を示す簡略化された概略ブロック図である。超音波システム２００は複数の要素を有し、これらの要素の機能は以下に更に詳細に説明される。
【００２５】
[0036]  該超音波システムは、ディスプレイ２０３に接続された制御ユニット２０１及びユーザインターフェース２０４を有している。制御ユニット２０１は、メモリ２０６に接続されたプロセッサ２０５及び入力出力（Ｉ／Ｏ）回路２０７を有している。制御ユニット２０１はクロック（ＣＬＫ）２０８（以下、時には第１クロックと称される）を更に有し、該クロックは、以下に更に詳細に説明されるように、クロック信号を当該超音波システム２００に分配し及び該システム内で使用するために上記Ｉ／Ｏ回路に供給する。本説明が続くにつれて一層明らかになるように、クロック２０８は、スキャンの間において制御ユニット２０１により供給されるフレーム及びトリガ信号の実質的な同時性を保証するために医療装置２１４のクロック（図示略）と実質的に同期される。
【００２６】
[0037]  制御ユニット２０１は無線送受信器２０９も有し、該無線送受信器は、以下に更に詳細に説明されるように無線ネットワーク２０２及びその他等の当該超音波システム２００の種々の要素に接続するように構成される。
【００２７】
[0038]  最後に、制御ユニット２０１はビーム成形器２１０を有する。ビーム成形器２１０は超音波撮像プローブ２１１から信号を受信するように構成される。以下に更に詳細に説明されるように、超音波撮像プローブ２１１は関心領域２１２をスキャンし、画像をフレーム単位で供給するように構成される。
【００２８】
[0039]  超音波システム２００は医療装置２１４も有し、この医療装置は該医療装置２１４の遠端に又は該遠端の近くに（該遠端から既知の距離に）配置されたセンサ２１５（更に詳細には図３及び図４参照）を有する。遠端２１６は関心領域２１２における目標位置に配置される。
【００２９】
[0040]  以下に更に詳細に説明されるように、センサ２１５は、超音波撮像プローブ２１１により供給される超音波ビームを電気信号に変換すると共に、センサ２１５からの生のデータ又は該センサ２１５からの部分的に若しくは完全に処理されたデータ（例えば、算出されたセンサ位置）を、前記無線送受信器を介して制御ユニット２０１に直接的に若しくは間接的に（例えば、医療装置２１４の近端に配置される送信器又は中継器を介して）供給するように構成される。これらのデータは、これらデータの処理の程度に依存して、医療装置２１４の遠端２１６の位置を制御ユニット２０１に供給する又は医療装置２１４の遠端２１６の位置を決定するために制御ユニット２０１により使用される。
【００３０】
[0041]  本説明が続くにつれて一層明らかとなるように、制御ユニット２０１は例示的にはコンピュータシステムであり、該コンピュータシステムは制御ユニット２０１に本明細書に開示される方法又はコンピュータベースの機能の何れか１以上を実行させるために実行することができる一連の命令を有する。制御ユニット２０１は、独立型装置（例えば、独立型超音波システムのコンピュータ等の）として動作することができ、又は例えば無線ネットワーク２０２を用いて他のコンピュータシステム若しくは周辺装置に接続することができる。一般的に、無線ネットワーク２０２に対する接続は、以下に説明されるハードウェアインターフェース（一般的には、Ｉ／Ｏ回路２０７の構成要素である）を用いてなされる。
【００３１】
[0042]  代表的実施態様によれば、ディスプレイ２０３は画像若しくはデータを表示するように構成された出力装置及び／又はグラフィックユーザインターフェースである。ディスプレイは視覚的、聴覚的及び／又は触覚的データを出力することができる。ディスプレイ２０３は、これらに限られるものではないが、例えば、コンピュータモニタ、テレビジョンスクリーン、タッチスクリーン、触覚電子ディスプレイ、点字スクリーン、陰極線管（ＣＲＴ）、蓄積管、双安定ディスプレイ、電子ペーパ、ベクトルディスプレイ、フラットパネルディスプレイ、真空蛍光ディスプレイ（ＶＦ）、発光ダイオード（ＬＥＤ）ディスプレイ、エレクトロルミネッセントディスプレイ（ＥＬＤ）、プラズマディスプレイパネル（ＰＤＰ）、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）、有機発光ダイオードディスプレイ（ＯＬＥＤ）及びプロジェクタ等とすることができる。
【００３２】
[0043]  ユーザインターフェース２０４は、医師又は他の操作者が制御ユニット２０１と、これにより当該超音波システム２００と対話することを可能にする。ユーザインターフェース２０４は、当該操作者に情報若しくはデータを供給し及び／又は当該医師若しくは他の操作者から情報若しくはデータを受信することができる一方、当該医師若しくは他の操作者からの入力が制御ユニット２０１により受信されることを可能にすると共にユーザに対し制御ユニット２０１から出力を供給することができる。言い換えると、ユーザインターフェース２０４は、医師又は他の操作者が当該制御ユニットを制御又は操作することを可能にすることができると共に、制御ユニット２０１が当該医師又は他の操作者による制御又は操作の効果を示すことを可能にすることができる。ディスプレイ２０３又はグラフィックユーザインターフェース上でのデータ又は情報の表示は、操作者に対する情報の提供の一例である。タッチスクリーン、キーボード、マウス、トラックボール、タッチパッド、ポインティングスティック、グラフィックタブレット、ジョイスティック、ゲームパッド、ウェブカム、ヘッドセット、ギアスティック、ステアリングホイール、有線グローブ、無線リモコン及び加速度計等を介してのデータの受信は、全て、ユーザからの情報又はデータの受信を可能にするユーザインターフェース要素の例である。
【００３３】
[0044]  ユーザインターフェース２０４は、当業者により理解されるように、ディスプレイ２０３と同様にハードウェアインターフェース（図示略）及びＩ／Ｏ回路２０７を介して制御ユニット２０１に例示的に結合される。当該ハードウェアインターフェースは、プロセッサ２０５が当該超音波システム２００の種々の構成要素と対話すると共に、外部計算装置（図示略）及び／又は機器を制御することを可能にする。該ハードウェアインターフェースは、プロセッサ２０５が当該超音波システム２００の種々の構成要素並びに外部計算装置及び／又は機器に制御信号又は命令を送信することを可能にすることができる。該ハードウェアインターフェースは、プロセッサ２０５が当該超音波システム２００の種々の構成要素と、並びに外部計算装置及び／又は機器とデータを交換することを可能にすることもできる。ハードウェアインターフェースの例は、これらに限定されるものではないが、汎用直列バス、並列ポート、IEEE1284ポート、直列ポート、RS-232ポート、IEEE-488ポート、ブルートゥース（登録商標）接続、無線ローカルエリアネットワーク接続、TCP/IP接続、イーサネット（登録商標）接続、制御電圧インターフェース、MIDIインターフェース、アナログ入力インターフェース及びデジタル入力インターフェースを含む。
【００３４】
[0045]  ネットワーク化された構成において、制御ユニット２０１は、サーバ／クライアントユーザネットワーク環境におけるサーバの資格で若しくはクライアントユーザコンピュータとして、又はピアツーピア（又は分散）ネットワーク環境におけるピア制御ユニットとして動作することができる。制御ユニット２０１は、静止型コンピュータ、モバイルコンピュータ、パーソナルコンピュータ（ＰＣ）、ラップトップコンピュータ、タブレットコンピュータ、無線スマートフォン、セットトップボックス（ＳＴＢ）、パーソナルデジタルアシスタント（ＰＤＡ）、全地球測位衛星（ＧＰＳ）装置、通信装置、制御システム、カメラ、ウェブ機器、ネットワークルータ、スイッチ若しくはブリッジ、又は当該マシンによりとられるべき動作を指定する一連の命令（順次の若しくはそれ以外の）を実行することができる何らかの他のマシン等の、種々の装置として構成することができ又は種々の装置に組み込むことができる。制御ユニット２０１は、追加の装置を含む統合システム内のものである特定の装置として又は特定の装置に組み込むことができる。代表的実施態様において、制御ユニット２０１は、音声、ビデオ又はデータ通信を提供する電子装置を用いて実施化することができる。更に、単一の制御ユニット２０１が図示されているが、“システム”なる用語は、１以上のコンピュータ機能を果たすための一組の又は複数組の命令を個別に又は一緒に実行するシステム若しくはサブシステムの如何なる集合も含むものとされるべきである。
【００３５】
[0046]  制御ユニット２０１のためのプロセッサ２０５は有形で非一時的なものである。本明細書で使用される場合、“非一時的”なる用語は、状態の永久的特徴としてではなく、或る期間持続する状態の特徴として解釈されるべきである。“非一時的”なる用語は、特に、特定の伝搬する搬送波若しくは信号又は何れかの場所で何れかの時点で一時的にのみ存在する他の形態の特徴等のつかの間の特徴を否定するものである。
【００３６】
[0047]  プロセッサ２０５は製造品及び／又はマシンの部品である。以下に更に詳細に説明されるように、プロセッサ２０５は、本明細書の種々の代表的実施態様において説明される機能を実行するためにソフトウェア命令を実行するよう構成される。プロセッサ２０５は、汎用プロセッサとすることができ又は特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）の一部とすることができる。プロセッサ２０５は、マイクロプロセッサ、マイクロコンピュータ、プロセッサチップ、コントローラ、マイクロコントローラ、デジタル信号プロセッサ（ＤＳＰ）、状態マシン又はプログラマブルロジック装置とすることもできる。プロセッサ２０５は、プログラマブルゲートアレイ（ＰＧＡ）、フィールドプログラマブルゲートアレイ（ＦＰＧＡ）、又は別個のゲート及び／又はトランジスタロジックを含む他のタイプの回路等のプログラマブル論理装置（ＰＬＤ）を含む論理回路とすることもできる。プロセッサ２０５は、中央処理ユニット（ＣＰＵ）、グラフィック処理ユニット（ＧＰＵ）又は両方であり得る。更に、プロセッサ２０５は複数のプロセッサ、並列プロセッサ又は両方を含むことができる。複数のプロセッサは、超音波システム２００の単一の装置又は複数の装置に含め又は結合することができる。
【００３７】
[0048]  メモリ２０６は製造品及び／又はマシンの部品であり、コンピュータによりデータ及び実行可能な命令を読み取ることができるコンピュータ読取可能な媒体である。メモリ２０６は、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）、読出専用メモリ（ＲＯＭ）、フラッシュメモリ、電子的にプログラム可能な読出専用メモリ（ＥＰＲＯＭ）、電子的に消去可能な読出専用メモリ（EEPROM）、レジスタ、ハードディスク、取外し可能ディスク、テープ、コンパクトディスク読出専用メモリ（ＣＤ−ＲＯＭ）、デジタル汎用ディスク（ＤＶＤ）、フロッピーディスク、ブルーレイディスク、又は従来既知の何らかの他の形態の記憶媒体の１以上を含むことができる。メモリは、揮発性又は不揮発性、セキュアな及び／又は暗号化された、非セキュアな及び／又は暗号化されていないものとすることができる。
【００３８】
[0049]  一般的に、メモリ２０６は、データ及び実行可能な命令を記憶することができると共に、命令が記憶されている間において非一時的である有形記憶媒体を有する。更に、メモリ２０６に記憶された命令は、プロセッサ２０５により実行される場合に、本明細書に記載される方法及び処理の１以上を実行するために使用することができる。特定の実施態様において、上記命令は、完全に又は少なくとも部分的にメモリ２０６内に存在することができる。特に、斯かる命令は制御ユニット２０１による実行の間においてプロセッサ２０５内に存在し得る。
【００３９】
[0050]  図３Ａ〜図４Ｂに関連して以下に記載される代表的実施態様によれば、センサ２１５の位置は、医療装置２１４により決定され、無線送受信器２０９を介して制御ユニット２０１に送信される。供給されるセンサ２１５の位置を用いて、プロセッサ２０５は、メモリ２０６に記憶された命令を実行して、画像フレーム内にセンサ２１５の位置を、従って各フレームの画像に対して医療装置２１４の遠端２１６を重ね合わせる。他の代表的実施態様において、メモリ２０６に記憶された命令はプロセッサ２０５により実行され、画像フレーム内のセンサ２１５の位置を決定すると共に、センサ２１５の位置を、従って医療装置２１４の遠端２１６を各フレームの画像に対して重ね合わする。遠端２１６の位置を決定する、命令がメモリ２０６に記憶された一例示的方法が以下に図４Ａ及び図４Ｂに関連して記載される。
【００４０】
[0051]  他の例として、代表的実施態様においては、先に暗示したように、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）、プログラマブルロジックアレイ及び他のハードウェア部品等の専用のハードウェア実施化例を、本明細書に記載される方法及び処理の１以上を実施するために構成することができる。本明細書に記載される１以上の代表的実施態様は、機能を、モジュールの間又はモジュールを介して通信することができる関連する制御及びデータ信号を伴う２以上の特定の相互接続されたモジュール若しくは装置を用いて実施することができる。従って、本開示はソフトウェア、ファームウエア及びハードウェア構成を含むものである。本出願における如何なるものも、有形の非一時的プロセッサ及び／又はメモリ等のハードウェアではなく、ソフトウェアのみにより実施化され又は実施可能であると解釈されるべきではない。
【００４１】
[0052]  本開示の種々の実施態様によれば、本明細書に記載される方法は、ソフトウェアプログラムを実行するハードウェアベースの制御ユニット２０１を用いて実施化することができる。更に、代表的実施態様において、実施化例は分散処理、要素／オブジェクト分散処理及び並列処理を含むことができる。仮想コンピュータシステム処理を本明細書に記載される方法又は機能の１以上を実施するために構成することができ、本明細書に記載されるプロセッサ２０５を、仮想処理環境をサポートするために使用することができる。
【００４２】
[0053]  本教示は、命令を含む、又は伝搬される信号に応答して命令を受信及び実行するコンピュータ読取可能な媒体を想定し、従って、無線ネットワーク２０２に接続された装置は無線ネットワーク２０２を介して音声、ビデオ又はデータを伝送することができる。更に、上記命令は、ネットワークインターフェース装置（図示略）を介して無線ネットワーク２０２上で送信又は受信することができる。
【００４３】
[0054]  無線送受信器２０９は、ラジオ周波数（ＲＦ）送受信器又は光電型送受信器であると想定される。以下に更に詳細に説明されるように、医療装置２１４は、上記無線送受信器と通信するように構成され、従って該無線送受信器に依存してＲＦ送受信器又は光電型送受信器となり得る送受信器を有する。このように、無線送受信器２０９は、医療装置２１４にデータを送信し且つ該装置からデータを受信することの必要性に応じて、少なくともアンテナ、マルチプレクシング／デマルチプレクシング要素、増幅器及びフィルタを有する。
【００４４】
[0055]  Ｉ／Ｏ回路２０７は、以下に更に詳細に説明されるように、当該超音波システム２００の種々の要素から入力を受信する一方、プロセッサ２０５に出力を供給すると共に該プロセッサから入力を受信する。Ｉ／Ｏ回路２０７は、制御ユニット２０１の外部の要素及び装置に対する通信を制御する。Ｉ／Ｏ回路２０７は、プロセッサ２０５への／からの入力及び出力信号又はデータを解釈するために要するロジックを含むインターフェースとして機能する。Ｉ／Ｏ回路２０７は、ビーム成形器２１０から取得された生の画像を、例えば、有線又は無線接続を介して受信するように構成される。Ｉ／Ｏ回路２０７は医療装置２１４からデータを受信するようにも構成される。以下に更に詳細に説明されるように、Ｉ／Ｏ回路２０７は、これらデータをプロセッサ２０５に供給して、最終的に医療装置２１４の遠端２１６の位置を特定の画像フレームにおいて重畳する。
【００４５】
[0056]  概略すると、動作時において、Ｉ／Ｏ回路２０７によりプロセッサ２０５に供給されるユーザインターフェース２０４からの入力に基づいて、プロセッサ２０５は超音波撮像プローブ２１１によるスキャンを開始する。該スキャンは超音波を関心領域２１２にわたって放出する。該超音波は、ビーム成形器２１０によりフレームの画像を形成し；医療装置２１４におけるセンサ２１５の位置を決定するために使用される。理解することができるように、画像は双方向超音波伝送シーケンスから形成され、当該関心領域の画像は複数のトランスジューサによる副ビームの送信及び受信により形成される。対照的に、これら副ビームはセンサ２１５に入射し、該センサは一方向超音波法において超音波信号を電気信号に変換する。図４Ａ及び図４Ｂに関連して後述されるように、ビーム成形器２１０により発生されると共に無線送受信器２０９を介して医療装置２１４に供給されるフレーム及びライントリガ信号に基づいて、センサ２１５の位置が決定される。
【００４６】
[0057]  超音波撮像プローブ２１１により関心領域２１２内の画像が発生されている間に、センサ２１５により一方向データが発生される。前述したように、且つ、以下に更に詳細に説明されるように、これらのデータは、生のデータ、部分的に処理されたデータ又は完全に処理されたデータを有し得る。処理の程度に依存して、これらのデータは、ビーム成形器２１０からの超音波画像の座標系におけるセンサ２１５の位置を決定すべくメモリ２０６に記憶された命令を実行するためにプロセッサ２０５に供給することができ；又は超音波画像の座標系において該超音波画像上にセンサ２１５の位置を重ねるためにメモリ２０６に記憶された命令を実行する際に当該プロセッサにより使用される、該座標系におけるセンサ２１５の決定された位置を含むことができる。この目的のために、ビーム成形器２１０はビーム成形された信号をフレームの画像の表示のために処理する。ビーム成形器２１０からの出力は、プロセッサ２０５に供給することができる。センサ２１５からのデータは生のデータとすることができ、その場合、プロセッサ２０５はメモリ２０６内の命令を実行して、当該画像の座標系におけるセンサ２１５の位置を決定し；又はセンサ２１５からのデータは前記医療装置により処理されて、当該画像の座標系における該センサ２１５の位置を決定することができる。何れの方法でも、プロセッサ２０５はセンサ２１５の位置を特定のフレームにおいて該フレームからのビーム成形器２１０からの画像上に重ねるように構成される。超音波撮像プローブ２１１からのフレームの画像及び該フレームにおけるセンサ２１５の重畳位置２１９を有する合成画像２１８はディスプレイ２０３上に供給され、医師に関心領域２１２に対する医療装置２１４の遠端２１６の位置に関するリアルタイムなフィードバックを供給する。理解することができるように、センサ２１５の位置の重畳は、フレーム毎に繰り返され、特定のフレームの合成画像２１８に対するセンサ２１５の位置の完全にリアルタイムな原位置重畳を可能にする。
【００４７】
[0058]  図３Ａは、代表的実施態様による医療装置３００を示した簡略化された
概略ブロック図である。図１Ａ〜図２に関連して前述された医療装置の多くの細部は医療装置３００の細部に対しても共通であるので、該医療装置３００の説明では繰り返されないであろう。
【００４８】
[0059]  医療装置３００は、これらに限られるものではないが、生検（バイオプシ）若しくは治療ニードル等のニードル又は腹腔鏡若しくは外科用メス等の医療器具を含む、関心領域における位置に対する遠端の位置が望まれる複数の医療装置の何れかであることが考えられる。掲載された医療装置は単なる例示であり、遠端の決定により医師に利益を与える他の装置も考えられる。
【００４９】
[0060]  図３Ａを参照すると、医療装置３００は遠端３０１に又は該遠端の近傍に（該遠端から既知の距離に）配置されたセンサ３０２を有する。前述したように、センサ３０２は、自身に入射する超音波（機械的）を電気信号に変換するよう構成された超音波センサである。代表的実施態様において、該センサは薄膜圧電材料等の圧電素子又はピエゾセラミック材料を有する。超音波信号が入射すると、該センサは変換を実行し、該センサ３０２に接続された電極（図示略）は電気又は光学導体３０３を介してハブ３０４に電気信号を伝送する。ハブ３０４は、例えば、当該医療装置３００の近端に配置される該医療装置３００のハンドルとすることができる。
【００５０】
[0061]  前述又は後述するように、センサ３０２からの電気信号を処理した後、無線送受信器３１２は該処理された電気信号を当該医療装置３００から遠隔のコンソール（例えば、制御ユニット２０１）に送信する。前述したように、該コンソールにおける無線送受信器（例えば、制御ユニット２０１の無線送受信器２０９）のタイプに依存して、無線送受信器３１２は、例えば、該コンソールへ及び該コンソールからデータを送信し及び受信するように構成されたＲＦ送受信器又は光電式送受信器とすることができる。もっとも、他の送受信器も本教示の範囲から逸脱することなしに組み込むことができる。
【００５１】
[0062]  例示として、無線送受信器３１２と前記コンソールにおける無線送受信器との間の無線接続は、これらに限られるものではないが、ジグビ、ブルートゥース（登録商標）又はWi-Fi（登録商標）を含む既知のプロトコルの下で動作するように構成され、該プロトコルの層構造を果たす必要な要素を含むことができる。他の例として、該無線接続は私的プロトコルを用いて実施化することもできる。
【００５２】
[0063]  更に、当該無線接続を実施するために光リンクを用いることもできる。単なる例として、代表的実施態様によれば、当該無線接続を実施するために２つの狭帯域発光体（即ち、赤色及び緑色ＬＥＤ）を使用することができる。解説として、１２８ビット数を送信するために“０”を表す赤色閃光及び“１”を表す緑色閃光により１２８ビットのパルスシーケンスを生成することができる。一層ロバストな伝送を有するために、リードソロモン等の誤り訂正符号を用いることができる。
【００５３】
[0064]  今説明されている代表的実施態様において、医療装置３００は信号調節モジュール３０５、プロセッサ３０６及びメモリ３０７を有する。特に、プロセッサ３０６及びメモリ３０７は、前述したプロセッサ２０５及びメモリ２０６と同一又は同様の構造及び構成を有することができる。
【００５４】
[0065]  医療装置３００は、前記コンソールにおけるクロック（例えば、図２に図示されたクロック２０８）と実質的に同期されるクロック３０８（時には、第２クロックとも称される）も有する。図４Ａ〜図４Ｂに関連して以下に更に詳細に説明されるように、前記コンソール及び／又は制御ユニットから受信されるフレーム及びライントリガ信号のタイミングは、センサ３０２の位置を決定するために使用される。かくして、クロック３０８と遠隔クロック（例えば、クロック２０８）との実質的同期は、当該タイミングの、これにより、特定のフレームのスキャン画像に対するセンサ３０２の位置の決定を保証するのに有用となる。
【００５５】
[0066]  図３Ｂに示されるように、信号調節モジュール３０５は増幅器３０９、フィルタ３１０及びデジタイザ３１１を有する。増幅器３０９及びフィルタ３１０は、電気信号をフィルタ処理して所望の信号対雑音比（ＳＮＲ）を提供するのに有効な多数の既知の部品の１つとすることができる。デジタイザ３１１は、当該医療装置３００と遠隔コンソールとの間の伝送のために選択される媒体に依存して、ＲＦ又は光通信に普通に使用されるアナログ／デジタル（Ａ／Ｄ）変換器等の既知のデジタイザとすることができる。
【００５６】
[0067]  代表的実施態様によれば、増幅器３０９は、音響センサ３０２に対して最適化することができると共に、高いコモンモード信号除去比を持つ電荷増幅平衡入力等のフィーチャを含むことができ、又は当該センサが光音響的性質である場合、例えば、フォトトランジスタを含むことができる。フィルタ３１０は、簡単なアナログ帯域通過フィルタ、ＲＦ搬送周波数復調を備えるアナログ包絡線検波器とすることができ、又は特定の波形パターンに高度に敏感な非線形共鳴構造を含むことができる。デジタイザ３１１は、生のＲＦ信号にとり適した速度（レート）において、又は適切なＲＦ包絡線サンプリングのために十分な低い速度でサンプリングすることができる。ダイナミックレンジを最適化するために、非線形量子化ステップ（ＬＯＧ目盛等）を用いることができ、及び／又はデジタイザ基準電圧を最近に測定された信号振幅又は時間変化（ＴＧＣ）に基づくものとすることができる。
【００５７】
[0068]  センサ３０２からの入力信号は電気又は光導体３０３を介して増幅器３０９で受信され、該増幅器において該入力信号は適切なレベルまで増幅されて、フィルタ３１０に送られる。該信号は、フィルタ３１０からの受信の後、デジタイザ３１１によりデジタル化されて、プロセッサ３０６（図３Ａ参照）に供給される。
【００５８】
[0069]  メモリ３０７は、データ及び実行可能な命令を記憶することができる有形記憶媒体を有し、該媒体は命令が記憶される間において非一時的である。メモリ３０７に記憶された命令は、各画像フレームにおいてセンサ３０２の位置を決定するためにプロセッサ３０６により実行される。命令がメモリ３０７に記憶される遠端３０１の位置を決定する１つの例示的方法は、図４Ａ及び図４Ｂに関連して後述される。
【００５９】
[0070]  前述したように、無線送受信器３１２から送信される電気信号は、遠隔無線送受信器（例えば、制御ユニット２０１の無線送受信器２０９）に送信される前に部分的に又は完全に処理することができる。今説明されている実施態様において、センサ３０２からの信号は遠端３０１の位置を決定するために使用される。次いで、この位置は前記遠隔の制御ユニットに送信され、該制御ユニットにおいて、前述したように該遠端３０１の位置をリアルタイムに重ね合わせるために使用される。
【００６０】
[0071]  遠端の位置を決定するための一方法は、センサ３０２からの信号を完全なフレームの期間にわたり収集／記憶し、次いで、最大信号が受信されるクロック３０８の時点を見付けるステップを有する（ここでも、クロック３０８は無線で受信されるフレーム及びライントリガを用いて同期される）。当該ビーム送信パラメータは既知であるので、このクロック時点は、例えば、数学的に位置を計算するか又はメモリ３０７に記憶されたルックアップテーブルにおける位置を見付けるために使用することができる。該計算／ルックアップは医療装置３０４において行われ、座標が遠隔に配置された制御ユニット２０１に送信されるようにすることができるか、又はクロック３０８からの上記クロック時点が送信され、計算／ルックアップが制御ユニット２０１において実行されるようにすることができる。
【００６１】
[0072]  他の実施態様において、プロセッサ３０６、クロック３０８及びメモリ３０７は医療装置３００内には設けられず、部分的に処理されたデータのみが無線送受信器３１２により制御ユニットに送信される。この場合、センサ信号は一定で既知のレイテンシを持つチャンネルを介して送信される（例えば、連続的に）。本例において、部分的に処理されたデータは増幅され且つフィルタ処理された信号を有し、該信号はアナログのままに維持することができるか又は、オプションとして、デジタル化されて信号調節モジュール３０５の出力において供給することができる。これらのデータは、無線送受信器３１２に供給され、遠隔のコンソール／制御ユニットに送信される。前述したように、この後者の実施態様において、該制御ユニットは、センサ３０２の、従って遠端部の位置を決定するのに有用なプロセッサ（例えば、プロセッサ２０５）及びメモリ（例えば、メモリ２０６）を有し、決定された位置をスキャンからのリアルタイムな画像上に重ねるように構成される。検出される最大センサ信号のタイミングは当該無線送信チャンネルの前記一定／既知のレイテンシにより分かり、ライン及びフレームトリガ信号は送信モードにおける前記ビーム成形器（例えば、ビーム成形器２１０）から利用可能である。
【００６２】
[0073]  特に、処理の一部として、センサ３０２からの信号は、各フレームに関して当該信号の関連する部分（図４Ａ及び図４Ｂに関連して後述されるように、最大信号強度位置内又はその周辺）のみを含むようにクリップ処理することができる。更に、センサ３０２に最大信号で入射した超音波ビームのみの信号を送信することができる（タイミング及び符号化パラメータ等の他の情報と一緒に）。有利には、これらの方法は、無線送受信器３１２からの送信前にデータパケットのサイズを低減し、これにより、当該医療装置３００からコンソールへの一層容易な送信を可能にすることを目指すものである。
【００６３】
[0074]  図４Ａは、代表的実施態様における超音波システムの複数の超音波ビームを用いたフレームスキャン４００を図示する概念図である。図４Ｂは、代表的実施態様による医療装置のフレームトリガ信号、ライントリガ信号及び受信されるセンサ信号の相対的タイミングを示す。図１Ａ〜図３Ｂに関連して前述した医療装置の多くの細部は、図４Ａ〜図４Ｂの概念図及びタイミング図の細部と共通であり、これらの説明は繰り返さない。
【００６４】
[0075]  図４Ａを参照すると、遠端に又は遠端の近くに（既知の距離離れて）センサ３０２を有する医療装置３００は、例えば、身体の関心領域の原位置近傍に設けられている。複数の超音波トランスジューサ４０１１〜４０１Ｎは、該関心領域にわたるスキャンにおいて対応する超音波ビーム（ビーム１〜ビームＮ）を各々発生する。図４Ｂに示されるように、スキャンの開始時に供給されるフレームトリガ（例えば、フレーム１）の結果として、画像フレームを供給するための当該関心領域にわたるスキャンが生じる。既知のように、スキャンは超音波トランスジューサ４０１１〜４０１Ｎにわたるシーケンシャルなものであり、次のフレームにおいて、該シーケンスは次の画像フレーム（フレーム２）を発生するために繰り返される。更に、各超音波ビーム（ビーム１〜ビームＮ）は、対応するライントリガにより起動され、順次の各ビームは次のライントリガの受信において終了される。
【００６５】
[0076]  図４Ａ及び図４Ｂに図示されたように、第１フレームスキャン（フレーム１）はフレームトリガにより開始し、第１超音波トランスジューサ４０１１が第１ライントリガにおいて励起される（ライン１）。次に、第２超音波トランスジューサ４０１２が第２ライントリガ（ライン２）において励起される。前述したように、このシーケンスは第１フレームの終了まで継続し、該第１フレームの終了時点で第２フレームスキャン（フレーム２）が第２フレームトリガ（第２／次のフレームの第１ライントリガと一致する）で開始する。該シーケンスは、第１ライントリガ（ライン１）における第１超音波トランスジューサ４０１１の励起により新たに開始し、これには第２フレームの第２ライントリガ（図示略）における第２超音波トランスジューサ４０１２が後続し、以下、該第２フレームの終了まで続く。
【００６６】
[0077]  図４Ａ及び図４Ｂに見られるように、センサ３０２において信号はライントリガn+1に一致する時点で受信され、最大振幅はラインn+1に沿う時点Δｔにおいて受信される。ここに記載されるように、この信号は、第１フレームに対するセンサ３０２の位置を決定するために使用され、該フレームの画像上で、従って、第１フレーム画像の座標系の特定の座標（x,y）において重畳される（例えば、超音波撮像プローブ２１１からのフレームの画像及び当該センサの重畳位置２１９を有する合成画像２１８）。即ち、例えば、２Ｄ撮像を実行している際に、全てのセンサデータは１つのフレームに関して収集され、該フレームにおける最大センサ信号のタイミングが決定され、該フレームの最後のビームの後にセンサ位置が計算され、次いで、当該フレームが表示されると共に上記センサ位置が該フレーム上に描かれる。３Ｄ撮像においては、当該ボリュームに関する全てのデータが先ず収集され、次いで、該ボリュームがレンダリングされると共にセンサ位置が該ボリューム内に注記される。
【００６７】
[0078]  第１の代表的実施態様において、そして前述したように、第１フレームの座標系における当該センサの位置は、当該コンソール／制御ユニットのプロセッサ（例えば、プロセッサ２０５）において決定される。このような実施態様において、医療装置３００はセンサからのデータを、遠隔に配置されたコンソール／制御ユニットに送信する。これらのデータはプロセッサ（例えば、プロセッサ２０５）に供給され、当該メモリ（例えば、メモリ２０６）に記憶された命令は該プロセッサにより実行されて、画像フレームにおけるセンサ３０２の位置を決定すると共に、該センサ３０２の位置を、従って第１フレームの画像に対する医療装置３００の遠端を重畳する。
【００６８】
[0079]  前述したように、第１及び第２クロック２０８、３０８は互いに対して実質的に同期される。第１及び第２クロック２０８、３０８は、所望に応じて、一時同期されるか、各処置の前に同期されるか、又は当該超音波プローブに対する時間設定が変更される度に若しくは間欠的に同期され得る。他の例として、クロック２０８から導出されるフレーム及びライントリガを、当該医療装置に送信し、クロック３０８を同期させるために使用することができる。当該クロックの品質及び医療装置の使用期間に依存して、多くのケースにおいて一時のコンスタントな同期で十分であり得る。
【００６９】
[0080]  本実施態様において、ビーム成形器２１０はフレーム及びライントリガ信号を供給する。フレームトリガ信号又はライントリガ信号が発生される毎に、該信号は当該コンソール／制御ユニット（例えば、制御ユニット２０１）から無線送受信器（例えば、無線送受信器２０９）を介して医療装置３００に送信される。代わりに、フレームトリガ又はライントリガの所定の部分組（例えば、奇数、偶数、５番目毎等）のみを送信することもできる。医療装置３００及びコンソール／制御ユニットの両者は、各トリガ信号のクロック時刻を記憶する。
【００７０】
[0081]  医療装置３００上のプロセッサ３０６がセンサ３０２からの関連する信号を検出すると、該プロセッサは該信号を解析し、送信のための準備を整えさせる。プロセッサ３０６は、メモリ３０７に記憶されたセンサ３０２からの信号の受信時刻を割り当てるように構成される。該医療装置は、次いで、信号データ及びセンサ信号の時刻をコンソール／制御ユニットに無線で（即ち、無線送受信器３１２及び無線送受信器２０９を介して）送信する。従って、本代表的実施態様においては、ライントリガn+1に対して時間Δｔにピーク振幅を持つセンサ信号が医療装置３００からコンソール／制御ユニットに送信され、該コンソール／制御ユニットのプロセッサ（例えば、プロセッサ２０５）はメモリ２０６からの命令を用いて第１フレームの画像に対する当該センサの位置を決定する。
【００７１】
[0082]  理解されるように、フレーム及びライントリガのタイミングはクロック３０８に同期されたクロックにより送信されるので、センサからの信号の受信時刻（該信号のピーク振幅の時刻であろう）を測定することにより、当該アレイのトランスジューサの位置（従って、フレーム画像）に対するセンサ３０２の位置を容易な速度／時間計算により決定することができる。本代表的実施態様においては、センサ３０２のx,y座標（又は、体積的撮像に関してはx,y,z座標）がn+1トランスジューサに対して分かり、該センサの位置が結果としての第１フレーム画像の座標系にマッピングされる。かくして、当該コンソール／制御ユニットのプロセッサは、当該メモリに記憶された命令を実行することにより、センサ３０２の位置を決定すると共に、該位置をフレーム画像上に重畳する。
【００７２】
[0083]  前述したように、プロセッサ３０６は種々のタイプの信号を、即ち、全ＲＦセンサフレーム、データのクリップされた部分又はセンサの算出された位置を、送信するように構成することができる。上記の何らかの組み合わせも可能である。
【００７３】
[0084]  後者の実施態様において、フレーム及びライントリガ信号はメモリ３０７に記憶するために医療装置に供給される。この代表的実施態様において、メモリ３０７は、フレーム及びライントリガに対するセンサ３０２の位置を決定するためにプロセッサにより実行される命令を記憶する。次いで、センサ３０２の位置に関するデータは、コンソール／制御ユニットに送信され（ここでも、無線的に）、かくして、該位置を特定のフレーム画像にリアルタイムで重畳することができる。
【００７４】
[0085]  ニードル、内視鏡又は内視鏡器具等の介入医療装置は、患者等の被検体の内部に位置する関心領域内のエンドエフェクタ（効果器）を操作するために使用することができる。前述したように、当該医療装置に小型化された超音波センサを取り付けると共に、撮像プローブが当該媒体に超音波照射する際に該センサにより受信される超音波データを分析することにより超音波誘導手順を用いて該医療装置を識別及び追跡することが可能である。例えば、斯かる超音波センサは当該医療装置の遠端（例えば、先端）に又は該遠端の近傍に配置することができ、かくして、該遠端の正確な位置関係を識別するために用いることができ、このことは、多くのアプリケーションにおいて望まれている。
【００７５】
[0086]  通常、種々の実施態様によれば、介入医療装置の位置を追跡するためのセンサは受動型又は能動型とすることができる。このことは、介入医療装置に取り付けられたセンサに入射する超音波を検出すると共に、この音響イベントに関する情報を当該撮像システムのコンソール（例えば、制御ユニット２０１の無線送受信器２０９）に無線で送信することにより達成することができる。一般的に、受動型センサは受信された超音波信号を対応する電気信号に変換し、該電気信号は図２における制御ユニット２０１の無線送受信器２０９等の外部受信器により検出される。能動型超音波センサも同様に受信された超音波信号を対応する電気信号に変換するが、次いで、該信号を、無線送受信器２０９等の外部受信器又は図３におけるハブ３０４内の無線送受信器３１２等の該センサが取り付けられた医療装置のハンドル若しくはハブ内に配置された受信器に送信するための能動的ステップを行う（電気若しくは光導体３０３を介して又は医療装置の無線送受信器（図示略）を介して）。特に、一実施態様において、無線送受信器３１２は、受動型超音波センサからＲＦ信号を受信する受信器として使用することもできる。
【００７６】
[0087]  介入医療器具に取り付けられた受動型センサを含む実施態様において、超音波トランスジューサに当たる超音波（音響パルス）のエネルギは収穫され、該収穫されたエネルギは対応するＲＦ信号（ＲＦパルス）の外部受信器への送信を可能にするために使用される。該ＲＦ信号は、当該音響イベント（即ち、音響波から対応するＲＦ信号への変換）に関する情報を含む。
【００７７】
[0088]  図５は、代表的実施態様によるエネルギを収穫する受動型センサにおける超音波トランスジューサを図示した概念図である。図５を参照すると、センサ５００は小型の電波識別（ＲＦＩＤ）チップ５１０及びアンテナ５１５を有している。センサ５００は、解説の目的で医療装置２１４に取り付けられて図示されている。情報は、ＲＦＩＤチップ５１０によりアンテナ５１５を介して無線受信器５０１に送信される。種々の構成において、受信器５０１は制御ユニット２０１における無線送受信器２０９として実施化することができる。従来、送信される情報は記憶されたビットシーケンス（ビット列）であり得るが、図示された実施態様において、該ＲＦＩＤチップ５１０はビットシーケンスというより該センサ５００の状態（音響的イベントを示す）に関するＲＦ信号（センサ信号）を送信する。このケースにおけるセンサ５００は、後述されるように、到来する音響波を当該ＲＦＩＤチップ５１０に侵入する表面弾性波に変換する構造であり得る。
【００７８】
[0089]  更に詳細には、超音波撮像プローブ２１１は該ＲＦＩＤチップ５１０により受信される超音波（音響パルス）５４０を送信し、該超音波５４０におけるエネルギが該ＲＦＩＤチップ５１０を給電するために収穫される。該ＲＦＩＤチップ５１０は、次いで、当該センサ５００の状態に関するＲＦ信号を受信器５０１に送信する。超音波５４０が該ＲＦＩＤチップ５１０に当たる（そして、対応するＲＦ信号に変換される）タイミングが分かる。従って、当該被検体の関心領域内でのＲＦＩＤチップ５１０の位置、従ってセンサ５００の位置は、（例えば、信号処理アルゴリズムを実行するプロセッサ２０５により）超音波が該ＲＦＩＤチップ５１０を照射するのと、対応するＲＦ信号の受信との間の遅延に基づいて決定することができる。言い換えると、センサ５００の位置は、超音波５４０がセンサ５００を照射するのと受信器５０１が対応する電気信号を受信するのとの間の既知の遅延、及び超音波撮像プローブ２１１の送信パターンに関する既知の情報に基づいて決定される。
【００７９】
[0090]  図示された実施態様において、ＲＦＩＤチップ５１０は表面弾性波（ＳＡＷ）共振器５２０及び移行領域５３０を含む。ＳＡＷ共振器５２０は超音波を電気ＲＦ信号に変換するために固有の共振周波数に同調される電子共振器回路であり、該ＳＡＷ共振器５２０が当該共振周波数に合致する超音波５４０からエネルギを収穫することを可能にする。また、該ＳＡＷ共振器５２０は、超音波５４０を受信器５０１に送信される又は該受信器５０１によりそれ以外で検出される対応するＲＦ信号にも変換する。即ち、超音波センサ５００に当たる超音波５４０におけるエネルギは、収穫される一方、ＳＡＷ共振器５２０により変換されると共に音響的イベントの情報を含むＲＦ信号を受信器５０１に送信するために使用される。
【００８０】
[0091]  ＲＦＩＤチップ５１０の移行領域５３０は、例えば超音波撮像プローブ２１１から受信される縦波超音波５４０（音響パルス）を、ＳＡＷ共振器５２０を共振させる対応する表面弾性波に変換するモード変換を実行する。このモード変換は、当業者にとり明らかなように、超音波エネルギが境界領域の表面に特定の臨界角より急峻な角度で当たる場合に発生する。ＳＡＷ共振器５２０は移行領域５３０と共に箔状の構造であり得るので、表面弾性波へのモード変換が生じるように移行領域５３０が入射する超音波５４０に対して適切に配向されるように成形することができる。通常、モード変換は、超音波が異なる音響インピーダンスの材料間の界面に出会うと共に入射角が該界面に対して垂直でない場合に生じる。
【００８１】
[0092]  ＳＡＷ共振器５２０は、基板（図示略）上に形成された圧電層５２１並びに該圧電層５２１上に形成された電極層５２２及び５２３を含む。上記圧電層はニオブ酸リチウム（LiNbO3）又は窒化アルミニウム（AlN）等の任意の適合性圧電材料から形成することもでき、電極層５２２は例えばモリブデン（Mo）又はタングステン（W）等の任意の適合性導電材料から形成することもできる。図示された実施態様において、ＳＡＷ共振器５２０は、電極層５２２及び５２３が交互に位置する櫛形構造を有する櫛形トランスジューサ（ＩＤＴ）である。アンテナ５１５は前記ＲＦ信号の送信のために該ＩＤＴに取り付けられる。このように、ＳＡＷ共振器５２０は移行領域５３０から伝搬された入射表面弾性波をＲＦ信号に変換し、該ＲＦ信号は収集されて受信器５０１に送信される。
【００８２】
[0093]  受動型センサを含む他の実施態様においては、外部ＲＦ信号がＲＦ送信器により外部アンテナから連続的にブロードキャストされる（又は、少なくとも以前に検出されたセンサ位置に基づいて応答が予期される期間にわたり連続的にブロードキャストされる）。当該センサは該外部ＲＦ信号の周波数に同調される電子共振器回路を含む。該電子共振器回路はローカルアンテナ及び共振周波数を持つ超音波トランスジューサを有し、その場合において、該超音波トランスジューサは超音波撮像プローブ２１１からの超音波を受信することに応答して上記電子共振器回路を変調及び／又は離調することができる。当該電子共振器回路が前記外部アンテナの近接場（例えば、当該ＲＦ信号の波長の十分の1未満）内にある場合、該電子共振器回路は外部アンテナに対して変調される負荷を呈し、当該超音波トランスジューサが、超音波を対応する電気ＲＦ信号に変換する場合を示す。外部アンテナに対する該変調される負荷は、外部アンテナへの電力レベルをモニタすることにより検出することができる。例えば、該外部アンテナに導入される電流の増加は、前記超音波トランスジューサの共振により生じる変調される負荷の存在を示し得る。もっとも、本教示の範囲から逸脱することなく他の指示情報を用いることもできる。この実施態様は、約１００MHz未満の周波数（例えば、１２０kHz〜１５０kHz又は１３.５６MHz）を持つ如何なるＲＦ信号でもあり得る低ＲＦレンジで動作する受動型ＲＦＩＤチップ及び／又は容量型微細加工超音波トランスジューサ（ＣＭＵＴ）装置の変形に基づくものであり得る。１００MHzに対する近接場は、例えば、約３０cmであろう。
【００８３】
[0094]  図６Ａ及び図６Ｂは、代表的実施態様による、医療装置２１４から遠隔の外部アンテナ６５１を経てＲＦ送信器６５０（時には、外部送信器６５０と称する）から連続的にブロードキャストされる外部ＲＦ信号を受信する受動型センサを図示した概念図である。送信器６５０は、例えば前記制御ユニット２０１若しくはハブ３０４に含めることができ、又は別個の装置とすることができる。
【００８４】
[0095]  図６Ａを参照すると、受動型センサ６００は、外部アンテナ６５１からの外部ＲＦ信号の周波数に同調される電子共振器回路６１０を有すると共に、容量型エレメント６１２（即ち、超音波トランスジューサ）及び介入医療装置２１４に取り付けられたアンテナ６１５（時には、ローカルアンテナ６１５と称する）を含む。他の例として、介入医療装置２１４はアンテナとして用いることができ（アンテナ６１５の必要性をなくす）、ＲＦ送信器６５０は、前述したように、依然としてサブ波長、近接場に配置された場合に変調された負荷を検出するために使用することができる。電子共振器回路６１０内の容量型エレメント６１２は、例えば図６Ｂに示されるような、受動型ＣＭＵＴ装置又はＣＭＵＴ型装置とすることができる。ＣＭＵＴは、音響及び電気信号間のエネルギ変換が容量の変化により生じる超音波トランスジューサである。ＣＭＵＴ型装置は、該ＣＭＵＴ型装置に当たる音響波からの圧力により僅かに変化する容量を有することが理解される。該容量型エレメントは、超音波６４０を感知することができ、これに応答して電子共振器回路６１０を変調及び／又は離調する。即ち、当該超音波センサ６００は、基本的に、超音波周波数のための容量型微細加工マイクロフォンである。容量型エレメント６１２は、超音波撮像プローブ２１１からの超音波６４０により変調される。ＣＭＵＴ型装置における膜体は電荷を注入することができ、かくして、これら膜体は互いに引き付け合い、超音波による容量的変調を一層顕著にさせる。
【００８５】
[0096]  図６Ｂは、図６Ａの電子共振器回路６１０に容量型エレメント６１２として組み込むことができ、ＣＭＵＴ型装置を提供する例示的ＣＭＵＴ６２０の簡略化された断面図である。ＣＭＵＴ６２０は空洞６２２を形成する基板６２１を含む。活性電極６２３が空洞６２２の底部に形成される一方、接地電極６２４が空洞６２２の周囲（又は両側）において基板６２１の上面に形成される。振動膜６２５は空洞６２２を跨いで接地電極６２４に接続され、該振動膜６２５が受信される超音波６４０に応答して振動することを可能にする。一般的に、バイアス電圧が活性及び接地電極６２３及び６２４に各々印加され、当該振動膜６２５の振動が超音波６４０を活性電極６２５において出力されるＲＦ電流信号に変換する。しかしながら、本実施態様において、バイアス電圧は必要とされず、当該信号は、ＲＦ送信器６５０により検出される受動型センサ６００の共振周波数の変化につながるような容量の変化からなり得る。
【００８６】
[0097]  ＲＦ送信器６５０からの低周波数ＲＦ信号（例えば、約１００MHz未満の）の連続的送信は、電子共振器回路６１０の周波数が初期的に同調される一定の周波数で実行することができる。このように、ＲＦ送信器６５０は、当該超音波センサ６００が超音波撮像プローブ２１１から超音波６４０を受信することに応答した電子共振器回路６１０の変調負荷及び／又は離調により生じる外部アンテナ６５１の負荷状態を検出することができる。当該変調信号の測定はＲＦ送信器６５０の側で実行されるので（アンテナの負荷の検出に基づいて）、超音波センサ６００からの反射された又は送信されたＲＦ信号を受信及び／又は処理する必要はない。このように、外部アンテナ６５１からのＲＦ信号の送信はＲＦ信号を受信するために中断されることは必要とされず、かくして、当該変調は連続的に測定することができる。従って、当該被検体の関心領域内での受動型センサ６００の位置は、超音波が電子共振器回路６１０を照射することと外部アンテナ６５１の負荷状態の検出との間の遅延に基づいて決定することができる（例えば、信号処理アルゴリズムを実行するプロセッサ２０５により）。
【００８７】
[0098]  受動型センサを含む他の実施態様においては、前述したように、外部ＲＦ信号がＲＦ送信器により外部アンテナから連続的にブロードキャストされ、該外部アンテナは当該受動型センサから遠隔にある。該受動型センサは上記外部ＲＦ信号の周波数に同調される電子共振器回路を含む。該電子共振器回路は付属のローカルアンテナを有すると共に、受信された超音波に応答して自身の共振周波数で共振する場合に該電子共振器回路を変調及び／又は離調させるような共振空洞を有する超音波トランスジューサ（超音波センサ）を含む。
【００８８】
[0099]  当該電子共振器回路は、ローカルアンテナとの組み合わせで、照射する外部ＲＦ信号の反射信号が一層高い高調波の周波数で生成されるように構成される。従って、該一層高い高調波の反射信号を、外部ＲＦ受信器を用いて検出することができる。このように、該外部アンテナからの外部ＲＦ信号の送信は該反射信号を受信するために中断される必要はなく、従って、当該受動型センサの変調は連続的に測定することができる。当該センサを照射する超音波が容量を変化させる場合、当該共振回路は離調し、かくして、連続的にブロードキャストするＲＦ送信器による共振の振幅は減少する。このことは、連続的に受信される反射された高調波信号も減少させる。即ち、当該容量型エレメントの超音波変調は、受信される高調波反射の振幅変調となる。当該電子共振器回路は外部アンテナの遠方場（例えば、当該ＲＦ信号の波長の十分の1より大きい）で、且つ、当該撮像プローブの超音波周波数より大幅に高い周波数で動作する。
【００８９】
[0100]  更に詳細には、図６Ｃは、代表的実施態様による、第１基本周波数Ｆ１で連続的にブロードキャストされる外部ＲＦ信号を受信すると共に、第２基本周波数Ｆ２で高調波信号を反射する受動型センサを図示した概念図である。
【００９０】
[0101]  図６Ｃを参照すると、受動型センサ６００’は電子共振器回路６１０を有し、該電子共振器回路は容量型エレメント（即ち、超音波トランスジューサ）並びに受信ローカルアンテナ６１５及び送信ローカルアンテナ６１７を含む。電子共振器回路６１０は、受信ローカルアンテナ６１５を介して第１基本周波数Ｆ１におけるＲＦ送信器６５０及び送信器アンテナ６５１からのＲＦ信号を受信すると共に、送信ローカルアンテナ６１７を介して第２基本周波数Ｆ２における受信器アンテナ６６１及びＲＦ受信器６６０への高調波反射ＲＦ信号を送信するように同調される。ＲＦ送信器６５０及び／又はＲＦ受信器６６０は、例えば制御ユニット２０１若しくはハブ３０４に含めることができ、又は別個の装置とすることができる。前述したように、当該ＲＦ信号の高調波反射信号は一層高い高調波周波数で生成されるので、第２基本周波数Ｆ２は第１基本周波数Ｆ２より大きい。従って、該一層高い高調波反射信号は、外部ＲＦ受信器６６０により検出することができる。このように、外部ＲＦ送信器６５０からのＲＦ信号の送信は、高調波反射信号の受信のために中断されることは必要とされず、当該受動型センサ６００’の変調は連続的に測定することができる。
【００９１】
[0102]  上述した受動型センサとは対照的に、当該無線超音波センサは能動型センサとすることもできる。介入医療器具に取り付けられた能動型センサを含む一実施態様においては、図５を参照して説明したように超音波トランスジューサを照射する超音波（音響パルス）のエネルギが収穫され、該収穫されたエネルギは、音響イベントの情報を含む電気ＲＦ信号を当該介入医療装置のハンドル若しくはハブ（ハブ３０４等）内又はその近傍の能動型（例えば、電池給電型）回路に送信するために使用される。該電池給電型の能動型回路は、例えば、受信器、増幅器及び送信器を含むことができる。このように、該能動型回路は受信されたＲＦ信号を増幅することができ、該信号は当該医療装置のハブ又はハンドルから制御ユニット２０１に送信される（例えば、無線送受信器２０９を介して）高周波ＲＦ信号を変調するために使用される。
【００９２】
[0103]  図７は、代表的実施態様による能動的再送信のためのＲＦ信号を送信するためにエネルギを収穫する能動型センサにおける超音波トランスジューサを図示した概念図である。図７を参照すると、センサ７００は、図５を参照して前述したセンサ５００におけるのと同一の構成要素の幾つかを含み、その場合は同一の符号が使用される。センサ７００は小型のＲＦＩＤチップ５１０及びアンテナ５１５を有する。センサ７００は、解説目的のために医療装置２１４に取り付けられて示されている。情報は、ＲＦＩＤチップ５１０によりアンテナ５１５を介して能動型回路７１０（例えば、中継器）における無線受信器７０１に送信され、該能動型回路７１０は当該医療装置３００のハンドル又はハブ３０４内に配置される（図３には図示されていない）。能動型回路７１０は、受信されるＲＦ信号を増幅するための増幅器７０２及び該増幅されたＲＦ信号を制御ユニット２０１内の無線送受信器２０９に無線で送信するための送信器７０３も有することができる。能動型回路７１０は、センサ７００から受信するＲＦ信号を制御ユニット２０１に効率的に送信する。能動型回路７１０は能動型電源（例えば、電池７１１）を有するので、アンテナ効率を最大にするために高い周波数（例えば、約２００MHzより高い）で動作することができる。勿論、当該能動型回路７１０に電力を供給するための他の手段を、本教示の範囲から逸脱することなしに組み込むこともできる。
【００９３】
[0104]  一実施態様において、受信されたＲＦ信号は、無線送信のために送信器７０３に供給される前に、受信器７０１から増幅器３０９、フィルタ３１０及びデジタイザ３１１を含む信号調節モジュール３０５に供給することができる。この場合、増幅器７０２の機能は、該信号調節モジュール３０５における増幅器３０９のものにより置換することができる。他の実施態様において、受信器７０１及び送信器７０３は、低い周波数で受信すると共に高い周波数で送信する送受信器により置換することができる。要約すると、収穫されたエネルギにより給電されるＲＦＩＤチップ５１０は、当該センサ７００の状態に関するＲＦ信号（音響的イベントを示す）を送信する。このＲＦ信号は、能動型回路７１０（実効的に、中継器として作用する）により受信され、増幅され、制御ユニット２０１に再送信される。
【００９４】
[0105]  上述したように、超音波撮像プローブ２１１はＲＦＩＤチップ５１０により受信される超音波（音響パルス）５４０を送信し、該超音波５４０におけるエネルギは該ＲＦＩＤチップ５１０に給電するために収穫される。該ＲＦＩＤチップ５１０は、次いで、当該センサ７００の状態に関するＲＦ信号を、増幅及び制御ユニット２０１への送信のために、能動型回路７１０に送信する。超音波５４０がＲＦＩＤチップ５１０を照射する（そして、対応するＲＦ信号に変換される）タイミングは分かる。従って、ＲＦＩＤチップ５１０の位置、従ってセンサ７００の位置は、当該被検体の関心領域内で、超音波がＲＦＩＤチップ５１０を照射することと対応するＲＦ信号の受信との間の遅延に基づいて決定することができる（例えば、信号処理アルゴリズムを実行するプロセッサ２０５により）。言い換えると、センサ７００の位置は、超音波５４０がセンサ７００を照射することと受信器７０１が対応する電気信号を受信することとの間の既知の遅延、及び超音波撮像プローブ２１１の送信パターンに関する既知の情報に基づいて決定される。例えば図６Ａ及び図６Ｂの受動型センサ６００を含む前述した他の受動型センサを、本教示の範囲から逸脱することなしに、図示された実施態様におけるセンサ７００の代わりに組み込むことができることが理解される。
【００９５】
[0106]  介入医療装置２１４がニードルである場合、センサ５００又は７００等のＳＡＷベースのセンサを該ニードルの先端近傍に配置することができ、該ニードル自体はアンテナとして（例えば、アンテナ５１５の代わりに）使用することができる。無線受信器７０１は、センサ信号を効率的に受信するために該ニードルの近端に直に又は近接して接触させることができる。受信されるデータは、当該センサ信号より大幅に高い周波数のＲＦ波を変調するために使用することができる（当該センサ信号の帯域幅を捕捉するのに十分な変調度を可能にするために）。この高周波ＲＦ信号は、次いで、増幅器７０２により増幅することができ、送信器７０３により一層小さいアンテナを用いて（高周波数故に）無線で効率的に送信することができる。
【００９６】
[0107]  受信器７０１がニードルと直に接触するのとは反して近接して接触することの利点は、ニードル上の相互接続が必要とされないことである。しかしながら、能動型ＲＦ送信器（送信器７０３）により提供される大きなレンジ（範囲）及び感度は依然として活用することができる。また、受信器７０１及び能動型送信器７０３は医療装置２１４に対して直に接触させる必要は無く、密に接近するだけでよいので、当該能動型回路７１０は別個の非使い捨て部分として設けることが一層容易である。例えば、前記ハブはニードルの端部にクリップ留めするようにして、該ハブを再使用可能とすることができる。ニードルを介するセンサ７００との通信は無線であるので、電気コネクタは必要とされず、これにより、使い捨て装置のコスト及び信頼性の問題を減少させる。一実施態様において、再使用可能なハブは、被検体の表面（例えば、患者の皮膚）に当該関心領域の近くで付着させることができる、例えばパッチのフォームファクタで作製することができる。
【００９７】
[0108]  また、センサ７００からのセンサ信号の帯域幅は、例えば、包絡線検波器（図示略）を用いて低減することができる。包絡線検波器を実施化するための例示的なアナログ的方法は、センサ信号を二乗するためにアナログ乗算器を使用することである。このことは、ＤＣの近くに周波数シフトされた成分を生成し、搬送周波数を2倍にする。ローパスフィルタが生の包絡線検波器を表す低周波成分を分離し、大幅に小さな帯域幅の信号を供給する。
【００９８】
[0109]  能動型無線センサを含む他の実施態様において、介入医療装置上の該センサは、該医療装置のハブ及び／又はハンドル内の能動型回路にワイヤにより接続することができる。該能動型回路はセンサからデータを効率的に抽出するように最適化され、受信される信号は、当該ハブ及び／又はハンドルからコンソールの制御ユニット２０１に送信される高周波ＲＦ信号を変調するために使用することができる。
【００９９】
[0110]  図８は、代表的実施態様による、ワイヤを介して再送信のためのＲＦ信号を伝送する能動型センサにおける超音波トランスジューサを図示した概念図である。図８を参照すると、当該構成要素の幾つかは前述した図７におけるものと同一であり、その場合、同一の符号が使用される。この実施態様において、医療装置２１４は、先端の近傍に配置された超音波センサ８００を備えるニードル状又はそれ以外では長尺のものであり得る。超音波センサ８００は、能動型回路７１０’等の能動型電子回路に、当該ニードル状医療装置２１４に沿って走る１以上の小型ワイヤ８１５を介して接続される。該小型ワイヤ８１５は、本教示の範囲から外れることなく、当該医療装置２１４に沿って内部に又は外部に延在することができる。能動型回路７１０’は、受信されたＲＦ信号を増幅するための増幅器７０２及び該増幅されたＲＦ信号を制御ユニット２０１における無線送受信器２０９に無線で送信するための送信器７０３を含む。無線受信器７０１は必要とされない。送信器７０３により送信されるＲＦ信号の帯域幅を低減するために、前述したように、例えば増幅器７２０によりアナログ包絡線検波を実行することができる。超音波センサ８００が小さい場合、該センサは低い感度を有し得、当該医療装置２１４の相互接続部（ワイヤ８１５を含む）を介する伝送により容易に乱されるような信号を生成し得る。このように、当該医療装置２１４の相互接続部（例えば、ニードル相互接続部）を介してセンサからＲＦ信号をどの様に強力に抽出するかに注意せねばならず、能動型電子回路は、そのようにする機会を提供する。
【０１００】
[0111]  例えば、説明の目的で超音波センサ８００は、例えば図６Ａ及び図６Ｂを参照して前述したような、超音波が膜体を乱す際に変化する容量を有するような小型コンデンサマイクロフォンのように機能すると仮定する。この場合、超音波センサ８００は、部分的に、高周波振動をＦＭ変調する電子共振器回路から形成することができる。この信号は、次いで、増幅され（例えば、増幅器７０２により）、ハンドル又はハブ（例えば、ハブ３０４）内の小型アンテナを介して直接送信される（例えば、送信器７０３により）。
【０１０１】
[0112]  超音波センサ８００が例えばポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）ベースのものである場合、該センサは容量性負荷を駆動することができない。この場合、ハブにおける当該能動型電子回路は電荷増幅器として機能するであろう。このことは、音響信号が発生するセンサ電流を測定する間に、寄生相互接続容量の影響を除くために相互接続部に跨がる電圧を一定に保つ。センサ信号がハブ内で効率的に抽出されたなら、該ハブ内の電源（例えば、電池７１１）を、一層高い周波数を用いる強力な無線送信を生成するために活用することができ、小さなフットプリントのアンテナの高効率での使用を可能にする。
【０１０２】
[0113]  開示された実施態様に対する他の変形例は、当業者によれば、請求項に記載された発明を実施するに際して図面、当該開示及び添付請求項の精査から理解し、実施することができるものである。尚、請求項において、“有する”なる文言は他の要素又はステップを排除するものではなく、単数形は複数を排除するものではない。また、単一のプロセッサ又は他のユニットは、請求項に記載された幾つかの項目の機能を満たすことができる。また、特定の手段が互いに異なる従属請求項に記載されているという単なる事実は、これら手段の組み合わせを有利に使用することができないということを示すものではない。また、コンピュータプログラムは、光記憶媒体又は他のハードウェアと一緒に若しくは他のハードウェアの一部として供給される固体媒体等の適切な媒体により記憶／分配することができるのみならず、インターネット又は他の有線若しくは無線通信システムを介して等のように、他の形態で分配することもできる。また、請求項における如何なる符号も、当該範囲を限定するものと見なしてはならない。
【図１Ａ】
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【図１Ｂ】
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【図２】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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【図５】
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【図６Ａ】
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【図６Ｂ】
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【図６Ｃ】
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【図７】
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【図８】
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【国際調査報告】
2019535454.tif 000016
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