(57)【要約】【課題】  イメージング中に実行される被検体についての医学的処置の際に使用するための医用デバイス位置決めシステム及び方法を提供する。【解決手段】  本システムは、医学的処置を実行するために被検体の内部で使用するのに適応している医用デバイス（１５０）と、被検体内の関心のある領域についての画像データを取得するためのイメージング装置（１２０）とを有する。更に、本システムは、被検体内の関心のあるターゲット領域に対する医用デバイスの位置を監視すると共に、医用デバイスの位置が関心のあるターゲット領域からずれたときにインターフェース装置へフィードバックを供給する医用デバイス監視サブシステム（２１０）を含んでいる。
2005535382.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
イメージング中に実行される被検体（１００）についての医学的処置の際に使用するための医用デバイス位置決めシステムであって、
医学的処置を実行するために被検体（１００）の内部で使用するのに適応している医用デバイス（１５０）と、
前記被検体内の関心のある領域についての画像データを取得するためのイメージング装置（１２０）と、
前記被検体内の関心のあるターゲット領域に対する前記医用デバイスの位置を監視すると共に、前記医用デバイスの位置が関心のあるターゲット領域からずれたときにインターフェース装置へフィードバックを供給する医用デバイス監視サブシステム（２１０）と、
を有している医用デバイス位置決めシステム。
【請求項２】
前記医用監視サブシステム（２１０）は前記医用デバイスに対応する構成情報を受け取るように適応しており、 前記構成情報は前記デバイスの３次元（３Ｄ）座標、前記医用デバイスに対応する追跡方法情報、前記デバイスの物理的寸法、及び前記デバイスのモデル表現の内の少なくとも１つを含んでいる、請求項１記載のシステム。
【請求項３】
前記医用デバイス監視サブシステム（２１０）は、被検体の動き、及び該被検体内の関心のあるターゲット領域に対する医用デバイスの動きの内の少なくとも１つに応答する、請求項１記載のシステム。
【請求項４】
前記医用デバイス監視サブシステム（２１０）は、前記医用デバイスの位置が前記関心のあるターゲット領域から指定の距離だけずれた場合に上記の動きに所定の応答を行い、前記所定の応答は、治療を停止すること、イメージング装置を作動して新しい画像を取得すること、及びインターフェース装置への勧告メッセージを作動することの内の少なくとも１つを含んでいる、請求項３記載のシステム。
【請求項５】
前記医用デバイス監視サブシステム（２１０）は更に、前記インターフェース装置へ勧告的フィードバックを供給するように適応している、請求項１記載のシステム。
【請求項６】
前記勧告的フィードバックは、前記デバイスの位置を表す可視アイコン、テキスト・メッセージ、及び音声による勧告の内の少なくとも１つを含んでいる、請求項５記載のシステム。
【請求項７】
更に、前記医用デバイスの場所を追跡するための追跡装置（１５１）を含んでいる請求項１記載のシステム。
【請求項８】
前記イメージング装置は、磁気共鳴イメージング（ＭＲＩ）スキャナ、コンピュータ断層撮影（ＣＴ）スキャナ、Ｘ線装置、ポジトロン放出断層撮影（ＰＥＴ）システム及び超音波スキャナの内の少なくとも１つを含んでいる、請求項１記載のシステム。
【請求項９】
前記医用デバイス（１５０）は、生検針案内部材、侵襲性プローブ、切除装置、腹腔鏡及び治療用レーザの内の少なくとも１つを含んでいる、請求項１記載のシステム。
【請求項１０】
前記インターフェースは更に、前記医用デバイスについての所望のターゲット位置にマークを付けるオペレータによる座標入力に応答するように適応している、請求項１記載のシステム。
【請求項１１】
前記医用デバイス構成情報は、複数の医用デバイスの種類に対応する情報を有していると共に、選択された医用デバイスについてのデバイス構成情報に基づいて画像に重畳するための医用デバイスの可視表現を含んでいる、請求項２記載のシステム。
【請求項１２】
前記医用デバイスの可視表現は医用デバイスのワイヤーフレーム・モデルである、請求項１１記載のシステム。
【請求項１３】
イメージング中に実行される被検体についての医学的処置の際に使用するための医用デバイス位置決めシステムであって、
医学的処置を実行するために被検体の内部での使用に適応している医用デバイス（１５０）と、
前記被検体内の関心のある領域についての画像データを取得するためのイメージング装置（１２０）と、
前記医用デバイスの場所を追跡するための追跡装置（１５１）と、
前記医用イメージング装置と前記追跡装置とに結合されていて、前記関心のある領域の画像を生成すると共に、該画像に重畳される前記医用デバイスの可視表現を生成する処理装置（１２１）であって、前記被検体内の関心のあるターゲット領域に対する前記医用デバイスの位置を監視すると共に、前記医用デバイスの位置の変化に応答して、インターフェース（１２３）へフィードバックを供給するように適応している処理装置（１２１）と、
を有している医用デバイス位置決めシステム。
【請求項１４】
前記医用イメージング装置は、磁気共鳴イメージング（ＭＲＩ）スキャナ、コンピュータ断層撮影（ＣＴ）スキャナ、Ｘ線装置、ポジトロン放出断層撮影（ＰＥＴ）システム及び超音波スキャナの内の少なくとも１つを含んでいる、請求項１３記載のシステム。
【請求項１５】
前記医用デバイス（１５０）は、生検針案内部材、侵襲性プローブ、切除装置、腹腔鏡及び治療用レーザの内の少なくとも１つを含んでいる、請求項１３記載のシステム。
【請求項１６】
前記インターフェース（１２３）は前記処理装置に結合されていて、前記関心のある領域を表す画像と前記医用デバイスの可視表現とを表示し、また、前記インターフェースは医学的処置の際に前記医用デバイスを位置決めするのに使用するためのものであって、更に前記医用デバイスの動きに実時間で応答するように適応している、請求項１３記載のシステム。
【請求項１７】
供給される前記フィードバックは、前記デバイスの位置を表す可視アイコン、テキスト・メッセージ、及び音声による勧告の内の少なくとも１つを含んでいる、請求項１３記載のシステム。
【請求項１８】
前記インターフェースは更に、前記医用デバイスのターゲット位置にマークを付けるオペレータによる座標入力に応答するように適応している、請求項１３記載のシステム。
【請求項１９】
前記処理装置は更に、前記医用デバイスが指定されたターゲット位置からずれたときに勧告的応答を供給するように適応している、請求項１３記載のシステム。
【請求項２０】
前記処理装置は更に、複数の医用デバイスの種類に対応する医用デバイス構成情報を含んでおり、また画像上の前記医用デバイスの前記可視表現は、選択された医用デバイスについてのデバイス構成情報に基づいて定められている、請求項１３記載のシステム。
【請求項２１】
前記医用デバイスの前記可視表現は、前記医用デバイスのワイヤーフレーム・モデルである、請求項２０記載のシステム。
【請求項２２】
前記処理装置（１２１）は更に、前記医用デバイスの位置が前記関心のあるターゲット領域から指定の距離だけずれた場合に上記の動きに所定の応答を行うように適応しており、前記所定の応答は、治療を停止すること、イメージング装置を作動して新しい画像を取得すること、及びインターフェース装置への勧告メッセージを作動することの内の少なくとも１つを含んでいる、請求項１３記載のシステム。
【請求項２３】
医用デバイスを位置決めする方法であって、
被検体内の関心のある領域についての少なくとも１つの画像を生成すると共に、該画像には医用デバイスの表現を重畳する段階と、
前記被検体内の関心のあるターゲット領域に対する前記医用デバイスの位置を監視する段階と、
前記ターゲット領域に対する前記医用デバイスの位置の変化を検出したときインターフェースへフィードバックを供給する段階と、
を有している医用デバイス位置決め方法。
【請求項２４】
前記フィードバックは、デバイスの位置を表す第１の可視アイコン、関心のあるターゲット領域を表す第２の可視アイコン、テキスト・メッセージ、音声による勧告及び所定の応答の内の少なくとも１つを含んでいる、請求項２３記載の方法。
【請求項２５】
前記所定の応答は、治療を停止すること、イメージング装置を作動して新しい画像を取得すること、及びインターフェース装置への勧告メッセージを作動することの内の少なくとも１つを含んでいる、請求項２４記載の方法。
【請求項２６】
前記インターフェースは、前記医用デバイスのターゲット位置にマークを付けるオペレータによる座標の入力に応答するように適応している、請求項２３記載の方法。
【請求項２７】
磁気共鳴イメージング（ＭＲＩ）スキャナ、コンピュータ断層撮影（ＣＴ）スキャナ、Ｘ線装置、ポジトロン放出断層撮影（ＰＥＴ）システム及び超音波スキャナの内の少なくとも１つを使用して、画像データが取得される、請求項２３記載の方法。
【請求項２８】
前記フィードバックは、関心のあるターゲット領域に向けて前記医用デバイスを操作するために使用される、請求項２３記載の方法。
【請求項２９】
前記フィードバックは、医学的処置中に前記医用デバイスを操作するために使用される、請求項１記載のシステム。
【請求項３０】
前記フィードバックは、医学的処置中に前記医用デバイスを操作するために使用される、請求項１３記載のシステム。
請求項１３記載のシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、イメージング中にデバイスを身体内に挿入する画像誘導型医学的介入処置に関するものである。より具体的には、本発明は、処置中のデバイスの位置決めを支援するような診断用及び介入処置を実行するのを支援するシステムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
画像誘導型医学的又は外科的処置は一般に、磁気共鳴イメージング（ＭＲＩ）又はコンピュータ断層撮影（ＣＴ）のようなイメージング手法を使用して、その処置の前か又はその処置中のいずれかに画像を生成し、これらの画像を処置中に医師又はシステムのオペレータのためのガイド（案内手段）としている。デバイス追跡方法によってその案内部材の位置が突き止められる生検針のような医用デバイスによる対話式検査／介入の際に、案内部材の正確で迅速な配置に役立つ情報をオペレータに提供するシステムが必要である。デバイス案内部材は、障害のような関心のある特徴に対して、診断用又は介入デバイスを送ち込むために位置決めされる。このような医用デバイス案内部材を適切に配置することにより、付随する医用デバイスがターゲットに対して適切に配置されることになる。
【０００３】
また医用デバイスによる対話式検査／介入の際に、デバイスの３次元（３Ｄ）位置を能動的に監視すると共に、デバイスがそのターゲット位置から動いた場合に応動するシステムが必要である。デバイスの動きは、注意深く選択されて囲まれた領域に治療が適用される場合の処置にとって重要である。デバイスの動きは、生体検査処置のように、組織のサンプルを正確な場所から得なければならない場合の処置にとって等しく重要である。
【０００４】
典型的には、従来の追跡システムでは、介入デバイスの場所が、診断用画像に重畳された図形として医師に提示されている。時間の制約により、又は累積放射線照射線量の制約により、診断用画像が、デバイスの追跡を開始するの前に間欠的に取得されるか、又はデバイスを追跡するためのレートよりも遥かにゆっくりとしたレートで取得される。その結果、もし被検体又はデバイスが診断用画像の取得後に動いた場合は、医師に対して示されるデバイスの表現が診断用画像に対して位置が合っていないことがある。
【特許文献１】米国特許第６１１９０３３号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
そこで、被検体及びデバイスを監視し且つ位置決めすることによって上述の問題を克服するシステム及び方法が必要とされている。動きが検出された場合、システム及び方法は被検体の動きに応答して、被検体の動きに対して補正を行うことが望ましい。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
第１の面では、イメージング中に実行される被検体についての医学的処置の際に使用するための医用デバイス位置決めシステムを提供する。本システムは、医学的処置を実行するために被検体の内部で使用するのに適応している医用デバイスと、被検体内の関心のある領域についての画像データを取得するためのイメージング装置とを有する。更に、本システムは、被検体内の関心のあるターゲット領域に対する医用デバイスの位置を監視すると共に、医用デバイスの位置が関心のあるターゲット領域からずれたときにインターフェース装置へフィードバックを供給する医用デバイス監視サブシステムを含んでいる。
【０００７】
第２の面では、医用デバイスを位置決めするための方法を提供する。本方法は、被検体内の関心のある領域についての少なくとも１つの画像を生成すると共に、該画像には医用デバイスの表現を重畳する段階と、被検体内の関心のあるターゲット領域に対する医用デバイスの位置を監視する段階とを含んでいる。ターゲットの領域に対する医用デバイスの位置の変化を検出したときインターフェースへフィードバックが供給される。
【０００８】
本発明の特徴及び利点は、下記の本発明についての詳しい説明を添付の図面と共に読むことにより明らかになろう。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
図１について説明すると、本発明の様々な実施形態を適用できるイメージング・システムが示されている。図１において、支持テーブル１１０上の被検体１００が、イメージング・インターフェース１２３及びイメージング処理装置１２１を有するイメージング装置１２０内に配置されており、これらのイメージング・インターフェース１２３及びイメージング処理装置１２１は包括的にイメージング装置１２０と呼ばれる。イメージング装置１２０は、磁気共鳴イメージング（ＭＲＩ）装置、Ｘ線イメージング装置、コンピュータ断層撮影（ＣＴ）スキャナ、ポジトロン放出断層撮影システム又は超音波スキャナ、或いは任意の他の従来の医用イメージング装置であってよい。侵襲性デバイス１５０（図１には、カテーテルとして示されている）が、通常は医師１によって、被検体１００の中に挿入される。デバイス１５０は、案内ワイヤ、カテーテル、内視鏡、腹腔鏡、生検針、レーザ案内部材、デバイス案内部材、治療用レーザ、又は同様なデバイスであってよい。
【００１０】
デバイス１５０は、容易に追跡することが可能である１つ又は複数の素子１５１を含む。例えば、ＭＲイメージング装置では、素子は、被検体１００内で発生されたＭＲ信号を検出するＲＦコイルであってよい。素子はまた、ＭＲイメージングによって追跡されるフッ素化合物のようなＭＲ活性物質であってよい。ＲＦ追跡の場合には、素子は、外部のＲＦコイル１３０によって追跡されるＲＦコイルであってよい。
【００１１】
デバイス追跡ユニット１７０が、デバイス１５０上の素子１５１の位置を、支持テーブル１１０のような固定の基準点に対して決定する。
【００１２】
ＲＦ追跡の場合、デバイス１５０の場所は、被検体１００の周辺にＲＦコイル１３０のような数個の外部検出装置と、デバイス１５０に取り付けられた素子１５１の少なくとも１つの内部コイルとを用いることによって、決定される。内部コイルはＲＦエネルギを送出し、このＲＦエネルギは外部ＲＦコイル１３０によって受け取る。外部ＲＦコイル１３０はデバイス追跡ユニット１７０に接続されている。デバイス追跡ユニット１７０は内部コイルの位置を時間の経過につれて算出する。エネルギ送出を逆にして、外部コイル１３０がＲＦエネルギを送出し、素子１５１の内部コイルがこの送出されたＲＦエネルギを受け取るようにしてもよい。
【００１３】
ＭＲ追跡の場合には、素子１５１は、この素子１５１の周りの局限された領域内の磁気共鳴の章動を検出する。デバイス追跡ユニット１７０は素子１５１の場所を決定する。
【００１４】
素子１５１内に２つ以上のコイルが使用されているときには、全てのコイルの場所を決定することにより、デバイス１５０の配置方向を算出することが可能になる。
【００１５】
イメージング装置１２０内に配置されている位置検出手段１９０が、被検体１００の１つ又は複数の基準点の位置を時間の経過につれて測定する。被検体の参照用画像がイメージング装置１２０によって時点ｔｉ  に取得される。被検体１００の基準点の位置が位置検出装置１９０によって同時に監視される。画像及び対応する被検体の場所、並びに位置が記憶される。別の実施形態では、位置検出手段１９０は、被検体１００に固定された発光ダイオード（ＬＥＤ）と、指定された時点にＬＥＤまでの距離を測定することのできる光検出器とを有することができる。また別の実施形態では、位置検出手段１９０は、従来の超音波距離測定手法を用いて、異なる時点に被検体１００上の選択された点の位置を決定する超音波追跡装置を有することができる。また更に別の実施形態では、位置検出手段１９０は、被検体の解剖学的構造の一部分の幅及び高さを測定するために被検体に物理的に結合された機械的アームのような機械的追跡手段を有することができる。
【００１６】
移動検出手段１９０からの、時間の経過につれての位置情報（被検体追跡データ）は、処理のために被検体追跡ユニット２００へ送られる。被検体追跡ユニット２００は、時点ｔｉ  すなわち画像取得時点から、時点ｔｄ  すなわちデバイスの場所の測定時点までの、被検体１００の並進及び回転移動量を算出する。この移動量情報は位置合わせユニット１６０へ送られる。
【００１７】
位置合わせユニット１６０は、（位置合わせデータとして示されている）イメージング装置１２０からの参照用画像、被検体追跡ユニット２００からの正味の被検体の位置及び配置方向の変化、並びにデバイス追跡ユニット１７０からのデバイス１５０の位置及び配置方向（デバイス追跡データ）を受け取る。位置合わせユニット１６０は次いで、参照用画像を並進及び回転させて、デバイス１５０の場所を測定した時点における被検体１００の位置及び配置方向に整合させる。デバイス１５０の画像、又は素子１５１の図形が、デバイス追跡ユニット１７０又は位置合わせユニット１６０によって合成される。この画像は、その絶対的な場所及び配置方向で被検体１００の並進後／回転後の画像に重畳（重ね合わせ）され、その結果、互いに正しく位置合わせされた被検体１００及びデバイス１５０の両方の画像を持つ位置合わせ後の画像が得られる。
【００１８】
代替実施形態では、位置合わせユニット１６０は、逆にデバイス１５０の絶対的な場所／配置方向を並進させて、並進後の場所／配置方向でデバイス１５０の画像を参照用画像に重畳することができる。
【００１９】
被検体追跡ユニット２００、位置合わせユニット１６０及びデバイス追跡ユニット１７０は、例示のためにのみ別々の装置として図示している。一般的に云えば、被検体追跡情報、位置合わせ情報及びデバイス追跡情報は、イメージング装置（図１の処理装置１２１）によって更なる処理のために送られれる。本発明の様々な実施形態において、処理装置１２１は、その中に被検体追跡、位置合わせ及びデバイス追跡の処理を含んでいる。
【００２０】
本書で提案するものは、医用デバイス案内部材の位置決めのための有効且つ正確に実時間の指針をオペレータに与えるシステムである。このようなシステムは多数の異なる診断用及び介入デバイスを送り込むために使用することが可能である。例えば、システムは治療用レーザ又は生検針案内部材の設置を誘導するために使用することが可能である。
【００２１】
図１を参照して更に説明すると、本書では、被検体のイメージングを行いながら被検体について医学的処置を行う際に使用するための医用デバイス位置決めシステムを提供する。本システムは、侵襲性デバイス１５０のような医用デバイスと、それに対応する追跡装置（例えば、素子１５１）と、被検体及び医用デバイスの画像を取得するためのイメージング装置１２０と、被検体上の関心のあるターゲット領域に対するデバイスの動きを検出するための医用デバイス監視サブシステム２１０とを有する。監視サブシステム２１０はまた、位置決めシステムのオペレータ１が医用デバイスを位置決めするのを支援するために、インターフェース１２３のようなインターフェース装置へフィードバックを供給する。医用デバイス１５０は、処置を実行するために被検体の内部で使用するのに適応しているものであ。本書で用いる用語「医学的処置（medical proceure）」は、それらに限定されないが、生体イメージングのような診断用処置、生体検査、外科的処置、並びに、切除、レーザ処置、超音波処置、ブラティアセラピー（bracheatherapy）などのような治療処置を含む。また、本書で用いる用語「適応している」、「構成され」などは、素子同士が協同して記述された効果を生じることができるように素子同士の間の機械的又は構造的接続を表している。これらの用語はまた、アナログ又はディジタル・コンピュータ、或いは所与の入力に応答して出力を供給するために一連の動作を実行するようにプログラムされている（特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）のような）特定用途向け装置のような、電気素子の動作能力を表している。
【００２２】
前に述べたように、医用イメージング装置１２０は、磁気共鳴イメージング（ＭＲＩ）装置、Ｘ線イメージング装置、コンピュータ断層撮影（ＣＴ）スキャナ、ポジトロン放出断層撮影システム又は超音波スキャナ、或いは医学的診断用の参照用画像を得るのに適応している任意の他の従来の医用イメージング装置であってよい。また、デバイス追跡システムは、ＭＲ追跡、ＲＦ追跡及び当業者に知られている他の方法のような、３次元で実時間位置測定を行うことのできるデバイス追跡システムである。
【００２３】
デバイス監視サブシステム２１０は図１の処理装置１２１内に一体化するのが望ましく、またイメージングしている被検体の関心のあるターゲット領域に対して医用デバイスの位置を監視するのに適応しているものである。デバイス監視サブシステムの更なる実施形態では、該サブシステムは構成ファイルからのデバイス特有の構成情報を有しており、該構成ファイルは、デバイス座標で表したＲＦコイルの位置のような、追跡方法に対する情報を含んでいると共に、デバイス座標で表した生検針案内部材についての出口孔の位置及び針の長さのような、送り込み情報を更に含んでいる。監視サブシステムはまた図１のインターフェース１２３に結合されていて、オペレータが、システム座標でターゲットの３Ｄ位置を記録すること又は画像上にアイコンのような標識を置くことのいずれかによって、参照用画像上にターゲット位置の座標をマークすることができるようにする。デバイス監視サブシステム２１０は様々な情報源から入力情報を受け取って、該情報を共通の座標系へ変換するように適応している。情報は、例えば、参照用画像上にオペレータによってマークされたターゲット場所、デバイス案内部材上の追跡される場所の３Ｄ座標、又はデバイス特有の追跡及び送り込み情報である。
【００２４】
望ましくは、デバイス監視サブシステム２１０はまた、関心のあるターゲット領域に対する医用デバイスの相対的位置に関してシステムのオペレータにフィードバックを供給するために、望ましくはインターフェース１２３を介して勧告的フィードバックを供給するように適応している。この能力により、オペレータはデバイスの適切な送り込みのために調節された２次元（２Ｄ）又は３次元（３Ｄ）位置にターゲットを定めることができ、またデバイス案内部材の現在の２Ｄ又は３Ｄ位置を実時間で観察することができる。勧告的フィードバックは監視サブシステムからの入力に応じたものであり、その場合の出力が、ターゲット場所へ到達させるためにデバイスを操作し又は位置決めする際に使用するためのオペレータへのフィードバックである。フィードバックは、「案内部材を時計回りに１０°回転させよ」というような音声命令、又は「プローブを１インチ前進させよ」というような表示画面（インターフェース１２３）上のテキスト出力、或いは参照用画像上のターゲット及びデバイス案内部材の相対的位置を示すための可視出力であってよい。
【００２５】
勧告的フィードバックの可視出力は単に、以下のサンプルのシナリオにおいて述べるように、ターゲット位置とデバイス案内部材の位置とを示す参照用画像上の固有のアイコンとすることができる。それぞれのアイコンが一致したとき、案内部材は所望の位置に到達している。出力はまた、より一層巧妙な表示とすることができる。例えば、デバイス構成ファイルは、デバイス座標において、デバイス案内部材のワイヤーフレーム・モデルの３Ｄ座標を含むこともできる。デバイス案内部材の２Ｄ投影を２Ｄ参照用画像に重畳して、案内部材を位置決めする際の支援手段とすることができる。更に、デバイス構成ファイルは医用デバイスのワイヤーフレーム・モデルの３Ｄ座標を含むことができ、その２Ｄ投影を参照用画像に重畳して示すことができる。この表示を補足するものとして、投影された針の軌跡又はレーザ経路のようなデバイス特有の情報を追加してもよい。
【００２６】
図２について説明すると、図２は、各画像が医用デバイスの追跡された場所と同一平面内にある一対の２Ｄ画像を取得した模範例の方法を示している。これらの画像は、デバイスを位置決めする際に役立てるために、同じ平面内で、又は望ましくは異なる平面（例えば、アキシャル、サジタル又はコロナル平面）内で取得することができる。図２Ａは、前立腺内部の関心のある領域２０、ターゲット・アイコン２２及び照準アイコン２４を示すアキシャル平面での画像であり、また、図２Ｂは、後の時点で取得した別の画像、すなわち、前立腺内部のサジタル平面での画像であり、関心のある領域２０を異なる方向から見たときの照準アイコンとターゲット・アイコンとの相対的な位置を示している。医学的処置の始めに、オペレータは、取得した両方の画像上のターゲットの場所にターゲット・アイコン２２のマークを置く。その結果、固有の静止したターゲット・アイコン２２が参照用画像に重畳される。生検針案内部材を位置決めするための処置中に、照準アイコン２４が両方の参照用画像上に現れる。デバイスを位置決めするための一実施形態では、オペレータは照準アイコン及びターゲット・アイコンを使用して、デバイスを操作する。この実施形態では、オペレータは、両方の平面において照準アイコン２４をターゲット・アイコン２２へ近づけるようなやり方でデバイス案内部材を動かす。照準アイコン２２が両方の平面においてターゲット・アイコン２４と一致したとき、デバイス案内部材は適切に位置決めされており、そこで医学的処置（例えば、生体検査又は治療）が実行可能になる。このとき、オペレータは生検針を挿入して、更なる位置決めを行うことなく生体検査を実行することができる。更に、投影された生検針の経路又はデバイスの輪郭を、操作の目的で使用するために別個の可視出力として表示してもよい。
【００２７】
デバイスを監視するための一実施形態では、図１のデバイス監視サブシステム２１０が画像処理手法を使用して、最も新しく取得した画像を数学的に比較し、その後、比較によりデバイスが許容可能な又は所定の閾値を越えて動いたことが判った場合に、勧告的メッセージ又は出力（例えば、音声又は所定の応答）をインターフェース１２３へ出力する。
【００２８】
更に別の様々な実施形態では、監視サブシステム２１０は、システム座標において記録された３次元（３Ｄ）ターゲット位置を算出し、案内部材に埋め込まれた３つの追跡コイルのデバイス座標を算出し、デバイス座標において生検針出口孔、生検針長さ及び移動のデバイス座標を算出し、更にシステム座標において３つの追跡コイルのシステム座標を算出するように適応している。この情報は、望ましくは、共通の座標系に変換して組み合わせることにより、ターゲットの３Ｄ位置を案内部材の３Ｄ位置と比較して、生体検査のために案内部材を位置決めするときにアドバイスを構成する。
【００２９】
更に別の様々な実施形態では、医用デバイス監視サブシステム２１０は被検体内の指定された関心のあるターゲット領域に対する被検体の動き又は医用デバイスの動きのいずれかに応答する。一実施形態では、医用デバイス監視サブシステム２１０は、医用デバイスの位置が関心のあるターゲット領域から指定の距離だけずれた場合に上記の動きに所定の応答を行うように適応している。例えば、監視サブシステム２１０は、医用デバイスの動きに予めプログラムされている態様で応答する。例えば、治療を停止し、新しい参照用画像を取得し、デバイス位置決めサブシステムを作動して、デバイスを位置決めし直す際にオペレータを支援するように、又はその代わりに勧告的フィードバックを作動するように応答する。
【００３０】
勧告的フィードバックは、図１のインターフェース１２３を介しての、関心のあるターゲット領域に対する医用デバイスの動きが生じたこと等のオペレータへの出力通知を含む。例えば、勧告的フィードバックは、「デバイスが動きました。レーザは運転停止されました。」と云うような音声出力、「デバイスが動きました。位置決めし直したいですか？」と云うようなテキスト出力、並びに可視出力を含むことができる。一実施形態では、可視出力は、ターゲット位置とデバイスの現在位置とを示す、ターゲット及びデバイスに対応するそれぞれの固有のアイコンとすることができる。別の一実施形態では、可視出力は、デバイス又は案内部材のワイヤーフレーム・モデルの２次元（２Ｄ）投影を参照用画像に重畳して示すようにすることができる。更に別の一実施形態では、可視出力は、参照用画像に重畳した医用デバイスの漫画のような表現を含むことができる。可視出力はまた、投影された生検針の軌跡、レーザ経路、出口孔、生検針の長さ及び同様なデバイス送り込み情報のような、デバイス特有の情報を参照用画像上に示すことが望ましい。
【００３１】
また、本書では、医用デバイスを位置決めするための方法を提供する。本方法は、被検体内の関心のある領域についての少なくとも１つの画像を生成すると共に、該画像には医用デバイスの表現を重畳する段階と、被検体内の関心のあるターゲット領域に対する医用デバイスの位置を監視する段階と、ターゲット領域に対する医用デバイスの位置の変化を検出したときインターフェースへフィードバックを供給する段階とを含んでいる。前に述べたように、フィードバックは、デバイスの位置を表す第１の可視アイコン、関心のあるターゲット領域を表す第２の可視アイコン、テキスト・メッセージ、音声による勧告又は所定の応答を含むことができる。所定の応答には、治療を停止すること、イメージング装置を作動して新しい画像を取得すること、又はインターフェース装置への勧告メッセージを作動することを含むことができる。インターフェースは、医用デバイスのターゲット位置にマークを付けるオペレータによる座標の入力に応答するように適応していることが望ましい。
【００３２】
特にＭＲＩイメージング用途に関する別の様々な実施形態では、監視サブシステム２１０は、デバイス座標において、デバイス又は案内部材上のＲＦコイルの位置などの追跡方法に関連した情報のような、追加のデバイス特有の構成情報から入力を計算する。更に、デバイスを監視するのに有用であると思われる他の入力は、ターゲット位置に位置決めされたときの医用デバイス又は案内部材の質量中心の静的３Ｄ座標であってよく、ターゲット位置は、デバイス追跡システムからのデバイス又は案内部材の出発３Ｄ位置とデバイス又は案内部材上の被追跡場所とを使用して、監視システムが作動され又は計算を行ったときに記録することができる。この代わりに、デバイス追跡システムからのデバイス又は案内部材上の被追跡場所の実時間３Ｄ位置を使用することができる。これらの実施形態では、輪郭描写ビーム（１Ｄ投影）がアキシャル、サジタル及びコロナル平面において連続的に取得され、また、輪郭描写ビームは、次のうちの１つ、すなわち、医用デバイス又は案内部材の質量中心の３Ｄ位置か、或いはデバイス又は案内部材上の被追跡場所の各々の３Ｄ位置を通過する。その後、監視サブシステムが、最も新しく取得された輪郭描写データを以前に取得された輪郭描写データと数学的に比較し、比較によりデバイスがかなり動いたことが判った場合に応答及びフィードバックを作動する。
【００３３】
別のＭＲＩ実施形態では、ＭＲＩスキャナにＭＲ追跡システムが装備されている場合、入力は、当該技術分野で知られているような追跡コイルよりはむしろ、ターゲット領域の周りに中心合わせして配置された表面コイルと共に励起のため又は励起データを受け取るために用いられているボディ・コイルからのような、連続的に取得されたＭＲ追跡励起データからであってよい。監視サブシステムは最も新しく取得された励起を以前に取得された励起と数学的に比較し、比較によりデバイスがかなり動いたことが判った場合に応答又はフィードバックを作動する。この実施形態では、デバイスの追跡と動きの検出とが同時に行える。これを行うには、両方の機能のためにスピンを励起するのに同じパルス・シーケンスを使用する。ＭＲ追跡コイルが、デバイスの場所を決定するために使用することができる信号を受け取り、他方、表面コイルが、関心のある領域の全体的な状態及び位置を決定するために使用される信号を検出する。
【００３４】
以上、本発明の好ましい実施形態を図示し説明したが、このような実施形態は例として表したものに過ぎないことが明らかであろう。当業者には本発明から逸脱することなく多数の様々な変形、変更及び置換をなし得よう。従って、本発明は特許請求の範囲に記載の精神及び範囲によって限定されるものとする。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】本発明の様々な実施形態が適用可能である被検体内の侵襲性デバイスの位置を監視し且つ侵襲性デバイスを位置決めするための動作中の模範例の医用イメージング・システムの斜視図である。
【図２Ａ】本発明の様々な実施形態を用いる取得画像の例示的略図である。
【図２Ｂ】本発明の様々な実施形態を用いる取得画像の例示的略図である。
【符号の説明】
【００３６】
１  医師
２０  関心のある領域
２２  ターゲット・アイコン
２４  照準アイコン
１００  被検体
１１０  支持テーブル
１２０  イメージング装置
１２１  イメージング処理装置
１３０  ＲＦコイル
１５０  侵襲性デバイス
１５１  素子
１９０  位置検出手段
【図１】
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【図２Ａ】
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【図２Ｂ】
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【国際調査報告】
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