(57)【要約】      （修正有）【課題】治療中に切除予測及びモニタリングのための超音波スキャンの使用に対する改善を提供する。【解決手段】超音波ドップラー及び／又はエラストグラフィ検出を使用して切除部位を予測、検出、及びモニターするためのシステム１００は、ディスプレイ１１０と、電磁場発生器１２１を含むテーブル１２０と、ＥＭセンサ１３１を含む治療ツール１３０と、超音波ワークステーション１５０に接続された超音波センサ１４０と、蠕動ポンプ１６０と、マイクロ波発生器１７０に装着されるか、又は、マイクロ波発生器と動作可能に通信するコンピューティングデバイス１８０とを含む。コンピューティングデバイスは、マイクロ波発生器、蠕動ポンプ、電源、及び／又は、システムに関係するか又は付属品及び周辺機器を制御するように構成され得る。ディスプレイは、治療法の性能に関係する命令、画像、及びメッセージを出力するように構成されている。【選択図】図１
2018149276.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
切除部位検出のためのシステムであって、
マイクロ波エネルギーを治療位置での組織に送達するように構成された切除装置と、
超音波装置であって、
超音波エネルギーを組織に送達することと、
前記送達された超音波エネルギーに基づいている複数の超音波帰還信号を、前記組織の複数のそれぞれの部分から受信することと
を行うように構成された、超音波装置と、
プロセッサと、命令を記憶するメモリとを含むコンピューティングデバイスであって、前記命令は、前記プロセッサによって実行されると、前記コンピューティングデバイスに、
前記複数の超音波帰還信号を前記超音波装置から受信することと、
前記複数の超音波帰還信号において、前記組織に送達された前記マイクロ波エネルギーに基づいている複数のそれぞれのドップラーシフトを検出し、切除部位特性を前記複数のドップラーシフトに基づいて決定することと、
表示装置に、グラフィカルユーザーインターフェースを介して、前記組織の少なくとも一部を表す画像及び前記切除部位特性の表現を表示させることと、
を行わせる、コンピューティングデバイスと、
を備える、システム。
【請求項２】
前記複数のドップラーシフトは、複数の方向を有し、前記切除部位特性を決定することは、前記組織の１つ以上の領域を識別することを含み、前記１つ以上の領域は、それぞれ、前記複数のドップラーシフトのうちの１つ以上に対応する、請求項１に記載のシステム。
【請求項３】
前記命令は、前記プロセッサによって実行されると、更に、前記コンピューティングデバイスに、
前記複数のドップラーシフトの複数の特性を決定することであって、
前記複数の特性は、ドップラーシフトの量、ドップラーシフトの量の変化率、ドップラーシフトの方向、ドップラーシフトの方向の変化率、又は、ドップラーシフトが検出されることに基づく前記組織内の位置のうちの任意の１つ又は組み合わせを含む、ことと、
前記複数の特性のうちのそれぞれが１つ以上の閾値を超えるかどうか決定することであって、
前記切除部位特性を決定することは、更に、前記複数の特性のうちのそれぞれが前記１つ以上の閾値を超えるかどうかの決定の結果に基づいている、ことと
を行わせる、請求項１に記載のシステム。
【請求項４】
前記切除部位特性を決定することは、切除部位を画定することを含み、
前記１つ以上の閾値を超えるそれぞれの特性を有する前記複数のドップラーシフトに対応する前記組織の部分は、前記切除部位内に含まれており、
前記１つ以上の閾値を超えないそれぞれの特性を有する前記複数のドップラーシフトに対応する前記組織の部分は、前記切除部位から除外されており、
前記切除部位特性は、前記切除部位の形状、サイズ、又は位置のうちの任意の１つ又は組み合わせを含む、請求項３に記載のシステム。
【請求項５】
前記命令は、前記プロセッサによって実行されると、更に、前記コンピューティングデバイスに、
予測切除部位特性を、前記複数のドップラーシフト、前記決定された切除部位特性、前記切除装置の設定、前記マイクロ波エネルギーが前記組織に送達される経過持続時間、前記マイクロ波エネルギーが前記組織に送達されることになる予想持続時間、前記マイクロ波エネルギーが送達される前記組織内の位置、又は、前記マイクロ波エネルギーが前記組織に送達される信号の１つ以上の特性のうちの任意の１つ又は組み合わせに基づいて決定することと、
前記表示装置に、前記グラフィカルユーザーインターフェースを介して、前記予測切除部位特性の表現を表示させることと、
を行わせる、請求項１に記載のシステム。
【請求項６】
前記マイクロ波エネルギーが送達される前記信号の前記１つ以上の特性は、前記信号の電力量、前記信号の振幅、前記信号の周波数、前記信号のパルス周波数、又は、前記信号のパルス幅のうちの任意の１つ又は組み合わせを含む、請求項５に記載のシステム。
【請求項７】
前記命令は、前記プロセッサによって実行されると、更に、前記コンピューティングデバイスに、
切除処置の完了までの推定時間量を、前記複数のドップラーシフト、前記決定された切除部位特性、前記マイクロ波エネルギーが前記組織に送達される経過持続時間、前記マイクロ波エネルギーが送達される前記組織内の位置、又は、前記マイクロ波エネルギーが送達される信号の１つ以上の特性のうちの任意の１つ又は組み合わせに基づいて決定することと、
前記表示装置に、前記グラフィカルユーザーインターフェースを介して、前記切除処置の完了までの前記推定時間量のインジケータを表示させることと、
を行わせる、請求項１に記載のシステム。
【請求項８】
前記命令は、前記プロセッサによって実行されると、更に、前記コンピューティングデバイスに、
切除処置が完了しているかどうかを、前記複数のドップラーシフト、前記決定された切除部位特性、前記マイクロ波エネルギーが前記組織に送達される経過持続時間、又は、前記マイクロ波エネルギーが送達される前記組織内の位置、又は、前記マイクロ波エネルギーが送達される信号の１つ以上の特性のうちの任意の１つ又は組み合わせに基づいて決定することと、
前記表示装置に、前記グラフィカルユーザーインターフェースを介して、前記切除処置が完了しているかどうかのインジケータを表示させることと、
を行わせる、請求項１に記載のシステム。
【請求項９】
前記命令は、前記プロセッサによって実行されると、更に、前記コンピューティングデバイスに、
前記組織への前記マイクロ波エネルギーの前記送達を、前記切除処置が完了しているという決定に応答して自動的に無効にさせる、請求項８に記載のシステム。
【請求項１０】
前記命令は、前記プロセッサによって実行されると、更に、前記コンピューティングデバイスに、
切除処置の進捗度を、前記複数のドップラーシフト、前記決定された切除部位特性、前記マイクロ波エネルギーが前記組織に送達される経過持続時間、前記マイクロ波エネルギーが送達される前記組織内の位置、又は、前記マイクロ波エネルギーが送達される信号の１つ以上の特性のうちの任意の１つ又は組み合わせに基づいて決定することと、
前記表示装置に、前記グラフィカルユーザーインターフェースを介して、前記切除処置の前記進捗度のインジケータを表示させることと、
を行わせる、請求項１に記載のシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
（背景）
本開示は、切除予測及びモニタリングのための超音波の使用、より具体的には、切除部位の形状、サイズ、及び進行を予測及びモニターするための、超音波によって検出されたドップラー効果及びエラストグラフィの使用に関する。
【背景技術】
【０００２】
患者の体の超音波スキャンは、患者の体の内側の治療場所での外科用ツールの配置を確認するために一般的に使用されている。しかしながら、治療が開始すると、ソフトウェアモデルの使用以外には、治療の領域、範囲、及び／又は進行を予測又は確認する方法が存在しない。本開示は、治療領域のサイズ、形状、及び場所、並びに、治療法の進行を予測及び確認するための治療法中の超音波スキャンの使用に対する改善を提供する。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００３】
切除部位検出の方法を本開示によって提供する。本開示の態様では、この方法は、切除装置を介して治療位置での組織にマイクロ波エネルギーを送達するステップと、超音波装置を介して組織に超音波エネルギーを送達するステップと、超音波装置を介して組織の複数のそれぞれの部分から、送達された超音波エネルギーに基づいている複数の超音波帰還信号を受信するステップと、複数の超音波帰還信号において、組織に送達されたマイクロ波エネルギーに基づいている複数のそれぞれのドップラーシフトを検出するステップと、切除部位特性を複数のドップラーシフトに基づいて決定するステップと、グラフィカルユーザーインターフェースを介して、組織の少なくとも一部を表す画像及び切除部位特性の表現を表示するステップと、を含む。
【０００４】
本開示の別の態様では、複数のドップラーシフトは、それぞれ、複数の方向を有し、切除部位特性を決定するステップは、それぞれ、複数のドップラーシフトのうちの１つ以上に対応する組織のうちの１つ以上の領域を識別することを含む。
【０００５】
本開示の更に別の態様では、この方法は、複数のドップラーシフトの複数の特性を決定するステップであって、複数の特性は、ドップラーシフトの量、ドップラーシフトの量の変化率、ドップラーシフトの方向、ドップラーシフトの方向の変化率、又は、ドップラーシフトが検出されることに基づく組織内の位置のうちの任意の１つ又は組み合わせを含む、ステップと、複数の特性のうちのそれぞれが１つ以上の閾値を超えるかどうか決定するステップであって、切除部位特性を決定するステップは、更に、複数の特性のうちのそれぞれが１つ以上の閾値を超えるかどうかの決定の結果に基づいている、ステップと、を更に含む。
【０００６】
本開示の更なる態様では、切除部位特性を決定するステップは、切除部位を画定することを含み、１つ以上の閾値を超えるそれぞれの特性を有する複数のドップラーシフトに対応する組織の部分は、切除部位内に含まれており、１つ以上の閾値を超えないそれぞれの特性を有する複数のドップラーシフトに対応する組織の部分は、切除部位から除外されており、切除部位特性は、切除部位の形状、サイズ、又は位置のうちの任意の１つ又は組み合わせを含む。
【０００７】
本開示の別の態様では、この方法は、予測切除部位特性を、複数のドップラーシフト、決定された切除部位特性、切除装置の設定、マイクロ波エネルギーが組織に送達される経過持続時間、マイクロ波エネルギーが組織に送達されることになる予想持続時間、マイクロ波エネルギーが送達される組織内の位置、又は、マイクロ波エネルギーが組織に送達される信号の１つ以上の特性うちの任意の１つ又は組み合わせに基づいて決定するステップと、グラフィカルユーザーインターフェースを介して、予測切除部位特性の表現を表示するステップとを更に含む。
【０００８】
本開示の更なる態様では、マイクロ波エネルギーが送達される信号のうちの１つ以上の特性は、信号の電力量、信号の振幅、信号の周波数、信号のパルス周波数、又は、信号のパルス幅のうちの任意の１つ又は組み合わせを含む。
【０００９】
本開示の別の態様では、この方法は、切除処置の完了までの推定時間量を、複数のドップラーシフト、決定された切除部位特性、マイクロ波エネルギーが組織に送達される経過持続時間、マイクロ波エネルギーが送達される組織内の位置、又は、マイクロ波エネルギーが送達される信号のうちの１つ以上の特性のうちの任意の１つ又は組み合わせに基づいて決定するステップと、グラフィカルユーザーインターフェースを介して、切除処置の完了までの推定時間量のインジケータを表示するステップとを更に含む。
【００１０】
本開示の別の態様では、この方法は、切除処置が完了しているかどうかを、複数のドップラーシフト、決定された切除部位特性、マイクロ波エネルギーが組織に送達される経過持続時間、マイクロ波エネルギーが送達される組織内の位置、又は、マイクロ波エネルギーが送達される信号のうちの１つ以上の特性のうちの任意の１つ又は組み合わせに基づいて決定するステップと、グラフィカルユーザーインターフェースを介して、切除処置が完了しているかどうかのインジケータを表示するステップと、を更に含む。
【００１１】
本開示の更なる態様では、この方法は、組織へのマイクロ波エネルギーの送達を、切除処置が完了しているという決定に応答して自動的に無効にするステップを更に含む。
【００１２】
本開示の更に別の態様では、この方法は、切除処置の進捗度を、複数のドップラーシフト、決定された切除部位特性、マイクロ波エネルギーが組織に送達される経過持続時間、マイクロ波エネルギーが送達される組織内の位置、又は、マイクロ波エネルギーが送達される信号のうちの１つ以上の特性のうちの任意の１つ又は組み合わせに基づいて決定するステップと、グラフィカルユーザーインターフェースを介して、切除処置の進捗度のインジケータを表示するステップと、を更に含む。
【００１３】
本開示の更なる態様では、この方法は、切除装置のうちの１つ以上のそれぞれの設定を介して、マイクロ波エネルギーが組織に送達されるマイクロ波信号のうちの１つ以上の特性を、切除処置の進捗度に基づいて自動的に調整するステップを更に含む。
【００１４】
本開示の別の態様では、切除部位特性は、切除部位形状、切除部位サイズ、又は、切除部位位置のうちの１つ以上を含む。
【００１５】
本開示の更に別の態様では、切除部位特性の表現は、グラフィカルユーザーインターフェースを介して、切除部位に対応する画像の部分上に重ね合わされた均一に色のついたか又は均一に影付きの形状を含む。
【００１６】
本開示の更に別の態様では、切除部位特性の表現は、複数のドップラーシフトの特性の複数のそれぞれのレベルに対応する濃淡又は発色の複数のレベルを有する形状を含み、形状は、グラフィカルユーザーインターフェースを介して、画像の対応する部分に重ね合わされる。
【００１７】
本開示の更に別の態様では、複数のドップラーシフトは、第１の方向を有する第１のドップラーシフトと、第２の方向を有する第２のドップラーシフトとを含み、切除部位特性の表現は、第１の色のスペックルと第２の色のスペックルとを含み、第１の色のスペックルは、第１のドップラーシフトが検出されることに基づく組織内の位置に対応し、第２の色のスペックルは、第２のドップラーシフトが検出されることに基づく組織内の位置に対応する。
【００１８】
本開示の別の態様では、マイクロ波エネルギー及び超音波エネルギーは、組織に同時に送達される。
【００１９】
切除部位検出のシステムを本開示の実施形態により提供する。本開示の態様では、このシステムは、マイクロ波エネルギーを治療位置での組織に送達するように構成された切除装置と、超音波エネルギーを組織に送達し、送達された超音波エネルギーに基づいている複数の超音波帰還信号を組織の複数のそれぞれの部分から受信し、組織に送達されたマイクロ波エネルギーに基づいている複数のそれぞれのドップラーシフトを複数の超音波帰還信号において検出するように構成された超音波装置と、切除部位特性を複数のドップラーシフトに基づいて決定し、組織の少なくとも一部を表す画像及び切除部位特性の表現を発生させるように構成されたコンピューティングデバイスと、画像をグラフィカルユーザーインターフェースを介して表示するように構成された表示装置と、を含む。
【００２０】
切除部位検出のプログラムを記憶する非一時的コンピュータ可読記憶媒体を本開示の実施形態により提供し、プログラムは、プロセッサによって実行されると、切除装置に、マイクロ波エネルギーを治療位置での組織に送達させ、超音波装置に超音波エネルギーを組織に送達し、送達された超音波エネルギーに基づいている複数の超音波帰還信号を組織の複数のそれぞれの部分から受信させ、コンピューティングデバイスに組織に送達されたマイクロ波エネルギーに基づいている複数のそれぞれのドップラーシフトを複数の超音波帰還信号において検出し、切除部位特性を複数のドップラーシフトに基づいて決定し、組織の少なくとも一部を表す画像及び切除部位特性の表現をグラフィカルユーザーインターフェースを介して表示させる命令を含む。
【００２１】
切除進行を検出する方法を本開示の実施形態により提供する。本開示の態様では、この方法は、切除装置を介して、治療位置での組織にマイクロ波エネルギーを送達するステップと、流体を、蠕動ポンプを介して切除装置の一部を通って断続的に注入することによって切除装置の少なくとも一部に近接する組織の少なくとも一部を機械的に撹拌するステップと、超音波装置を介して組織に超音波エネルギーを送達するステップと、超音波装置を介して、組織の複数のそれぞれの部分から、送達された超音波エネルギーに基づいている複数の超音波帰還信号を受信するステップと、攪拌に対する組織の応答を超音波帰還信号に基づいて検出するステップと、切除部位特性を組織の応答に基づいて決定するステップと、グラフィカルユーザーインターフェースを介して、組織の少なくとも一部を表す画像及び切除部位特性の表現を表示するステップと、を含む。
【００２２】
本開示の別の態様では、切除部位特性を決定するステップは、組織の応答に対応する組織の領域を識別することを含む。
【００２３】
本開示の更に別の態様では、この方法は、組織の応答の複数の特性を決定するステップであって、複数の特性は、組織の変位量、組織の変位量の変化率、組織の変位の方向、組織の変位の方向の変化率、又は、組織の変位が検出されることに基づく組織内の位置のうちの任意の１つ又は組み合わせを含む、ステップと、複数の特性のうちのそれぞれが１つ以上の閾値を超えるかどうか決定するステップであって、切除部位特性を決定することは、更に、複数の特性のうちのそれぞれが１つ以上の閾値を超えるかどうかの決定の結果に基づいている、ステップと、を更に含む。
【００２４】
本開示の更なる態様では、切除部位特性を決定するステップは、切除部位を画定することを含み、１つ以上の閾値を超えるそれぞれの特性を有する組織の応答に対応する組織の部分は、切除部位内に含まれており、１つ以上の閾値を超えないそれぞれの特性を有する組織の応答に対応する組織の部分は、切除部位から除外されており、切除部位特性は、切除部位の形状、サイズ、又は位置のうちの任意の１つ又は組み合わせを含む。
【００２５】
本開示の別の態様では、画像を表示するステップは、超音波装置によって取得された超音波画像を表示することを含み、切除部位特性の表現を表示するステップは、グラフィックオーバーレイを超音波画像上に表示させることを含む。
【００２６】
本開示の更に別の態様では、この方法は、応答が１つ以上の閾値を超えるかどうか決定するステップであって、切除部位特性を決定することは、更に、複数の特性のうちのそれぞれが１つ以上の閾値を超えるかどうかの決定の結果に基づいている、ステップを更に含む。
【００２７】
本開示の更に別の態様では、応答は、組織の変位量、又は、組織が予め攪拌された位置に戻るためにかかる時間量のうちの任意の１つ又は組み合わせを含む。
【００２８】
本開示の更に別の態様では、切除部位特性は、応答が検出される領域の形状、応答が検出される領域のサイズ、又は、応答が検出される領域の位置のうちの１つ以上を含む。
【００２９】
本開示の更に別の態様では、切除部位特性の表現は、組織の応答の特性の複数のそれぞれのレベルに対応する濃淡又は発色の複数のレベルを有する形状を含み、形状は、グラフィカルユーザーインターフェースを介して超音波画像の対応する部分に重ね合わされる。
【００３０】
本開示の更に別の態様では、この方法は、蠕動ポンプが切除装置を通って流体を注入して周波数を変えるステップであって、攪拌に対する組織の応答は、周波数の変更に基づいて検出される、ステップを更に含む。
【００３１】
本開示の更に別の態様では、この方法は、蠕動ポンプが切除装置を通って流体を注入して力を変えるステップであって、攪拌に対する組織の応答は、力の変更に基づいて検出される、ステップを更に含む。
【００３２】
本開示の更に別の態様では、方法は、切除処置の進行を組織及び決定された切除部位特性の検出された応答に基づいて追跡するステップを更に含む。
【００３３】
本開示の更に別の態様では、この方法は、予測切除部位特性を、組織の応答、決定された切除部位特性、切除装置の設定、マイクロ波エネルギーが組織に送達される経過持続時間、マイクロ波エネルギーが組織に送達されることになる予想持続時間、マイクロ波エネルギーが送達される組織内の位置、又は、マイクロ波エネルギーが組織に送達される信号の１つ以上の特性うちの任意の１つ又は組み合わせに基づいて決定するステップと、グラフィカルユーザーインターフェースを介して、予測切除部位特性の表現を表示するステップと、を更に含む。
【００３４】
本開示の更なる態様では、マイクロ波エネルギーが送達される信号のうちの１つ以上の特性は、信号の電力量、信号の振幅、信号の周波数、信号のパルス周波数、又は、信号のパルス幅のうちの任意の１つ又は組み合わせを含む。
【００３５】
本開示の別の態様では、この方法は、切除処置の完了までの推定時間量を、組織の応答、決定された切除部位特性、マイクロ波エネルギーが組織に送達される経過持続時間、マイクロ波エネルギーが送達される組織内の位置、又は、マイクロ波エネルギーが送達される信号のうちの１つ以上の特性のうちの任意の１つ又は組み合わせに基づいて決定するステップと、グラフィカルユーザーインターフェースを介して、切除処置の完了までの推定時間量のインジケータを表示するステップと、を更に含む。
【００３６】
本開示の更に別の態様では、この方法は、切除処置が完了しているかどうかを、組織の応答、決定された切除部位特性、マイクロ波エネルギーが組織に送達される経過持続時間、マイクロ波エネルギーが送達される組織内の位置、又は、マイクロ波エネルギーが送達される信号のうちの１つ以上の特性のうちの任意の１つ又は組み合わせに基づいて決定するステップと、グラフィカルユーザーインターフェースを介して、切除処置が完了しているかどうかのインジケータを表示するステップと、を更に含む。
【００３７】
本開示の更なる態様では、この方法は、組織へのマイクロ波エネルギーの送達を、切除処置が完了しているという決定に応答して自動的に無効にするステップを更に含む。
【００３８】
本開示の別の態様では、この方法は、切除処置の進捗度を、組織の応答、決定された切除部位特性、マイクロ波エネルギーが組織に送達される経過持続時間、マイクロ波エネルギーが送達される組織内の位置、又は、マイクロ波エネルギーが送達される信号のうちの１つ以上の特性のうちの任意の１つ又は組み合わせに基づいて決定するステップと、グラフィカルユーザーインターフェースを介して、切除処置の進捗度のインジケータを表示するステップと、を更に含む。
【００３９】
本開示の更なる態様では、この方法は、切除装置のうちの１つ以上のそれぞれの設定を介して、マイクロ波エネルギーが組織に送達されるマイクロ波信号のうちの１つ以上の特性を、切除処置の進捗度に基づいて自動的に調整するステップを更に含む。
【００４０】
本開示の別の態様では、切除部位特性は、切除部位形状、切除部位サイズ、又は、切除部位位置のうちの１つ以上を含む。
【００４１】
本開示の更に別の態様では、切除部位特性の表現は、グラフィカルユーザーインターフェースを介して、切除部位に対応する画像の部分上に重ね合わされた均一に色のついたか又は均一に影付きの形状を含む。
【００４２】
本開示の更に別の態様では、切除部位特性の表現は、組織の応答の特性の複数のそれぞれのレベルに対応する濃淡又は発色の複数のレベルを有する形状を含み、形状は、グラフィカルユーザーインターフェースを介して、画像の対応する部分に重ね合わされる。
【００４３】
本開示の更に別の態様では、マイクロ波エネルギーは、治療位置を超音波装置を介してスキャンすると同時に組織に送達される。
【００４４】
切除進行を検出するシステムを本開示の実施形態により提供する。本開示の態様では、このシステムは、蠕動ポンプと、マイクロ波エネルギーを治療位置での組織に送達し、流体を蠕動ポンプによって切除装置の一部を通って断続的に注入することによって切除装置の少なくとも一部に近接する組織の少なくとも一部を機械的に撹拌するように構成された切除装置と、超音波エネルギーを組織に超音波装置を介して送達し、送達された超音波エネルギーに基づいている複数の超音波帰還信号を組織の複数のそれぞれの部分から受信するように構成された超音波装置と、攪拌に対する組織の応答を超音波帰還信号に基づいて検出し、切除部位特性を組織の応答に基づいて決定し、組織の少なくとも一部及び切除部位特性の表現を表す画像を発生させるように構成されたコンピューティングデバイスと、グラフィカルユーザーインターフェースを介して、画像を表示するように構成された表示装置とを備える。
【００４５】
切除部位を検出するプログラムを記憶する非一時的コンピュータ可読記憶媒体を本開示の実施形態により提供し、プログラムは、プロセッサによって実行されると、切除装置に、マイクロ波エネルギーを治療位置での組織に切除装置を介して送達させ、流体を、蠕動ポンプを介して切除装置の一部を通って断続的に注入することによって切除装置の少なくとも一部に近接する組織の少なくとも一部を機械的に撹拌させ、超音波装置に超音波エネルギーを組織に超音波装置を介して送達させ、送達された超音波エネルギーに基づいている複数の超音波帰還信号を組織の複数のそれぞれの部分から受信させ、コンピューティングデバイスに攪拌に対する組織の応答を超音波帰還信号に基づいて検出させ、切除部位特性を組織の応答に基づいて決定させ、グラフィカルユーザーインターフェースを介して、表示装置に組織の少なくとも一部を表す画像及び切除部位特性の表現を表示させる命令を含む。
【００４６】
本開示の上記の態様及び実施形態のいずれも、本開示の範囲から逸脱することなく組み合わされ得る。
例えば、本願は以下の項目を提供する。
（項目１）
切除部位検出のためのシステムであって、
マイクロ波エネルギーを治療位置での組織に送達するように構成された切除装置と、
超音波装置であって、
超音波エネルギーを組織に送達することと、
前記送達された超音波エネルギーに基づいている複数の超音波帰還信号を、前記組織の複数のそれぞれの部分から受信することと
を行うように構成された、超音波装置と、
プロセッサと、命令を記憶するメモリとを含むコンピューティングデバイスであって、前記命令は、前記プロセッサによって実行されると、前記コンピューティングデバイスに、
前記複数の超音波帰還信号を前記超音波装置から受信することと、
前記複数の超音波帰還信号において、前記組織に送達された前記マイクロ波エネルギーに基づいている複数のそれぞれのドップラーシフトを検出し、切除部位特性を前記複数のドップラーシフトに基づいて決定することと、
表示装置に、グラフィカルユーザーインターフェースを介して、前記組織の少なくとも一部を表す画像及び前記切除部位特性の表現を表示させることと、
を行わせる、コンピューティングデバイスと、
を備える、システム。
（項目２）
前記複数のドップラーシフトは、複数の方向を有し、前記切除部位特性を決定することは、前記組織の１つ以上の領域を識別することを含み、前記１つ以上の領域は、それぞれ、前記複数のドップラーシフトのうちの１つ以上に対応する、上記項目に記載のシステム。
（項目３）
前記命令は、前記プロセッサによって実行されると、更に、前記コンピューティングデバイスに、
前記複数のドップラーシフトの複数の特性を決定することであって、
前記複数の特性は、ドップラーシフトの量、ドップラーシフトの量の変化率、ドップラーシフトの方向、ドップラーシフトの方向の変化率、又は、ドップラーシフトが検出されることに基づく前記組織内の位置のうちの任意の１つ又は組み合わせを含む、ことと、
前記複数の特性のうちのそれぞれが１つ以上の閾値を超えるかどうか決定することであって、
前記切除部位特性を決定することは、更に、前記複数の特性のうちのそれぞれが前記１つ以上の閾値を超えるかどうかの決定の結果に基づいている、ことと
を行わせる、上記項目のいずれか一項に記載のシステム。
（項目４）
前記切除部位特性を決定することは、切除部位を画定することを含み、
前記１つ以上の閾値を超えるそれぞれの特性を有する前記複数のドップラーシフトに対応する前記組織の部分は、前記切除部位内に含まれており、
前記１つ以上の閾値を超えないそれぞれの特性を有する前記複数のドップラーシフトに対応する前記組織の部分は、前記切除部位から除外されており、
前記切除部位特性は、前記切除部位の形状、サイズ、又は位置のうちの任意の１つ又は組み合わせを含む、上記項目のいずれか一項に記載のシステム。
（項目５）
前記命令は、前記プロセッサによって実行されると、更に、前記コンピューティングデバイスに、
予測切除部位特性を、前記複数のドップラーシフト、前記決定された切除部位特性、前記切除装置の設定、前記マイクロ波エネルギーが前記組織に送達される経過持続時間、前記マイクロ波エネルギーが前記組織に送達されることになる予想持続時間、前記マイクロ波エネルギーが送達される前記組織内の位置、又は、前記マイクロ波エネルギーが前記組織に送達される信号の１つ以上の特性のうちの任意の１つ又は組み合わせに基づいて決定することと、
前記表示装置に、前記グラフィカルユーザーインターフェースを介して、前記予測切除部位特性の表現を表示させることと、
を行わせる、上記項目のいずれか一項に記載のシステム。
（項目６）
前記マイクロ波エネルギーが送達される前記信号の前記１つ以上の特性は、前記信号の電力量、前記信号の振幅、前記信号の周波数、前記信号のパルス周波数、又は、前記信号のパルス幅のうちの任意の１つ又は組み合わせを含む、上記項目のいずれか一項に記載のシステム。
（項目７）
前記命令は、前記プロセッサによって実行されると、更に、前記コンピューティングデバイスに、
切除処置の完了までの推定時間量を、前記複数のドップラーシフト、前記決定された切除部位特性、前記マイクロ波エネルギーが前記組織に送達される経過持続時間、前記マイクロ波エネルギーが送達される前記組織内の位置、又は、前記マイクロ波エネルギーが送達される信号の１つ以上の特性のうちの任意の１つ又は組み合わせに基づいて決定することと、
前記表示装置に、前記グラフィカルユーザーインターフェースを介して、前記切除処置の完了までの前記推定時間量のインジケータを表示させることと、
を行わせる、上記項目のいずれか一項に記載のシステム。
（項目８）
前記命令は、前記プロセッサによって実行されると、更に、前記コンピューティングデバイスに、
切除処置が完了しているかどうかを、前記複数のドップラーシフト、前記決定された切除部位特性、前記マイクロ波エネルギーが前記組織に送達される経過持続時間、又は、前記マイクロ波エネルギーが送達される前記組織内の位置、又は、前記マイクロ波エネルギーが送達される信号の１つ以上の特性のうちの任意の１つ又は組み合わせに基づいて決定することと、
前記表示装置に、前記グラフィカルユーザーインターフェースを介して、前記切除処置が完了しているかどうかのインジケータを表示させることと、
を行わせる、上記項目のいずれか一項に記載のシステム。
（項目９）
前記命令は、前記プロセッサによって実行されると、更に、前記コンピューティングデバイスに、
前記組織への前記マイクロ波エネルギーの前記送達を、前記切除処置が完了しているという決定に応答して自動的に無効にさせる、上記項目のいずれか一項に記載のシステム。
（項目１０）
前記命令は、前記プロセッサによって実行されると、更に、前記コンピューティングデバイスに、
切除処置の進捗度を、前記複数のドップラーシフト、前記決定された切除部位特性、前記マイクロ波エネルギーが前記組織に送達される経過持続時間、前記マイクロ波エネルギーが送達される前記組織内の位置、又は、前記マイクロ波エネルギーが送達される信号の１つ以上の特性のうちの任意の１つ又は組み合わせに基づいて決定することと、
前記表示装置に、前記グラフィカルユーザーインターフェースを介して、前記切除処置の前記進捗度のインジケータを表示させることと、
を行わせる、上記項目のいずれか一項に記載のシステム。
（摘要）
切除部位検出の方法は、マイクロ波エネルギーを治療位置での組織に切除装置を介して送達するステップと、超音波エネルギーを組織に超音波装置を介して送達するステップと、送達された超音波エネルギーに基づいている複数の超音波帰還信号を組織の複数のそれぞれの部分から超音波装置によって受信するステップと、組織に送達されたマイクロ波エネルギーに基づいている複数のそれぞれのドップラーシフトを複数の超音波帰還信号において検出するステップと、切除部位特性を複数のドップラーシフトに基づいて決定するステップと、グラフィカルユーザーインターフェースを介して、組織の少なくとも一部を表す画像及び切除部位特性の表現を表示するステップと、を含む。
【図面の簡単な説明】
【００４７】
本開示の様々な態様及び機構を、図面を参照して本明細書で以下に説明する。
【００４８】
【図１】本開示の実施形態による、超音波ドップラー及びエラストグラフィを使用して、切除を予測及びモニターするシステムの概略図である。
【００４９】
【図２】本開示の実施形態による、図１のシステムの一部を形成する例示的なコンピューティングデバイスの図である。
【００５０】
【図３】本開示の実施形態による、ドップラー効果を使用して切除部位のサイズ及び形状を予測する例示的方法のフローチャートを示す。
【００５１】
【図４】本開示の実施形態による、ドップラー効果を使用して切除部位のサイズ及び形状を予測する例示的方法の別のフローチャートを示す。
【００５２】
【図５】本開示の実施形態による、エラストグラフィを使用して切除部位のサイズ及び形状をモニターする例示的方法のフローチャートを示す。
【００５３】
【図６】本開示の実施形態による、エラストグラフィを使用して切除部位のサイズ及び形状をモニターする例示的方法の別のフローチャートを示す。
【００５４】
【図７】本開示の実施形態による、切除部位のサイズ及び形状を表示及びモニターするために使用され得る例示的なグラフィカルユーザーインターフェースを示す。
【００５５】
【図８】本開示の実施形態による、切除部位のサイズ及び形状を表示及びモニターするために使用され得る別の例示的なグラフィカルユーザーインターフェースを示す。
【００５６】
【図９】本開示の実施形態による、切除部位のサイズ及び形状を表示及びモニターするために使用され得る更に別の例示的なグラフィカルユーザーインターフェースを示す。
【発明を実施するための形態】
【００５７】
本開示は、切除部位を予測、検出、及びモニターする装置、システム、及び方法に関する。より詳細には、本開示は、切除部位形状、サイズ、及び進行を予測、検出、及びモニターするための、超音波によって検出されたドップラー効果及びエラストグラフィの使用に関する。予測、検出、及びモニタリングは、コンピュータ上で実行される１つ以上のソフトウェアアプリケーションを使用して実行され得る。
【００５８】
ドップラー効果は、ソースに対して移動中の信号の知覚された周波数又は波長の変化である。信号の周波数又は波長は、実際には変化せず、ソースの移動のために変化するように知覚される。例えば、信号の周波数は、ソースが検出器の方に移動するに伴って高く知覚されることになり、ソースが検出器から離れるに伴って低く知覚されることになる。超音波センサが組織振動を検出するために使用されるとき、振動中の組織は、信号のソースになり得、（超音波センサに向かう動きを示す）より高い周波数の領域は、青色スペックルとして示され得、一方、（超音波センサから離れる動きを示す）より低い周波数の領域は、赤色スペックルと示され得る。切除部位のサイズ及び形状を検出されたドップラー効果に基づいて予測するために、アプリケーションは、例えば、超音波撮像システムがドップラー効果を検出するように構成されているモードで動作する超音波撮像システムから超音波データを受信し得る。
【００５９】
その後、アプリケーションは、受信した超音波データを処理してドップラーシフトが発生している領域、即ち、組織が振動しており、したがって、超音波データにおいて検出可能な赤色スペックル及び青色スペックルを有するクラウドを引き起こしている領域を識別し得、赤色スペックル及び青色スペックルを有するクラウドは、切除部位のサイズ及び形状を示す。アプリケーションは、更に、表示装置に、赤色スペックル及び青色スペックルを有するクラウドのサイズ及び形状に基づいて切除部位のサイズ及び形状の表示を超音波画像上に表示させ得る。ドップラーシフトが、切除が実行されていない領域を含め、患者の体の複数の領域において存在して検出され得ることに注意されたい。しかしながら、ドップラーシフトプロファイルは、切除装置からの組織加熱によって引き起こされたときには独自のものとなり、したがって、切除中の組織において容易に検出可能になり、その結果、組織は、振動し、この振動は、ドップラーシフトとして超音波によって検出される。例えば、名目生理活性及び血管を通る血液もまたドップラーシフトを引き起こし得るが、切除装置から組織加熱による移動によって引き起こされたドップラーシフトのプロファイルは、生理活性及び血流によって引き起こされたドップラーシフトと区別可能であろう。
【００６０】
ドップラー効果に加えて、エラストグラフィもまた、切除部位のサイズ、形状、及び進行をモニターするために使用され得る。エラストグラフィは、以下で使用するときに、組織、特に、硬組織と対比する軟組織の弾性特性を示す画像診断法と定義されている。軟らかい組織の方が、弾性となり、一方、硬い組織の方が、弾性が劣ることになる。切除部位のサイズ、形状、及び進行をエラストグラフィを使用してモニターするためにアプリケーションは、例えば、超音波撮像システムが組織の弾性特性を検出するように構成されているモードで動作する超音波撮像システムから超音波データを受信し得る。その後、アプリケーションは、受信超音波データを処理して、組織が周囲の組織よりも弾性が少ない領域、切除を受けている組織の領域を示すそのような領域のサイズ及び形状、及び、切除処置の進行を識別し得る。新しい超音波データを受信するために組織を繰り返しスキャンして超音波データを処理することによって、切除を受けている組織の領域及び切除処置の進行の更新された表示がもたらされ得る。例えば、組織が切除に起因して硬化するにつれて、（超音波帰還信号を含む）超音波データは、組織の弾性特性に基づいて変わることになり、したがって、切除処置の進行を示すように処理することができる。アプリケーションは、更に、表示装置に、切除部位のサイズ、形状、及び進行の表示を超音波画像上に表示させ得る。
【００６１】
本明細書で説明する方法、システム、装置、及びコンピュータ可読媒体は、切除治療法を実行する様々なコンテキストにおいて有用である。例えば、臨床医が切除処置を実行している実施形態では、方法及びシステムは、臨床医に切除部位のサイズ及び形状の様々な図及び推定値、並びに、切除処置の進行を提示し得る。本開示の上記及び他の態様を本明細書において以下で詳説する。
【００６２】
超音波によって検出されるドップラー効果及びエラストグラフィを使用して、切除部位サイズ、形状、及び進行を予測及びモニターする方法は、電磁ナビゲーション（ＥＭＮ）システムの一部として実行され得る。概して、実施形態では、ＥＭＮシステムは、手術部位又は治療場所などのターゲット位置への経路を決定し、位置決めアセンブリをターゲット位置に誘導し、様々なツールをターゲット位置に誘導することによって患者の肺の領域の治療を計画及び実行する際に使用され得る。ＥＭＮシステムは、患者の体の術前のエックス線撮影画像に基づいて生成された患者の体の３次元（３Ｄ）モデルを含み、患者の体の様々な図を表示するように構成され得る。
【００６３】
図１を参照すると、超音波ドップラー及び／又はエラストグラフィ検出を使用して切除部位を予測、検出、及びモニターするために使用可能なシステム１００は、ディスプレイ１１０と、電磁（ＥＭ）場発生器１２１を含むテーブル１２０と、ＥＭセンサ１３１を含む治療ツール１３０と、超音波ワークステーション１５０に接続された超音波センサ１４０と、蠕動ポンプ１６０と、マイクロ波発生器１７０に装着されるか、又は、マイクロ波発生器１７０と動作可能に通信するコンピューティングデバイス１８０と、を含む。コンピューティングデバイス１８０は、例えば、ラップトップコンピュータ、デスクトップトップコンピュータ、タブレットコンピュータ、又は、他の同様の装置であり得る。コンピューティングデバイス１８０は、マイクロ波発生器１７０、蠕動ポンプ１６０、電源（図示せず）、及び／又は、システム１００に関係するか又はその一部を形成する任意の他の付属品及び周辺機器を制御するように構成され得る。ディスプレイ１１０は、治療法の性能に関係する命令、画像、及びメッセージを出力するように構成されている。
【００６４】
テーブル１２０は、例えば、ＥＭ場発生器１２１を含む治療法中の使用に好適な手術台又は他のテーブルであり得る。ＥＭ場発生器１２１は、治療法中にＥＭ場を発生させるために使用され、ＥＭセンサ１３１の位置を追跡することによってなど、患者の体内の外科用器具の位置を追跡するために使用されるＥＭ追跡システムの一部を形成する。ＥＭ場発生器１２１は、手術台又は患者ベッドの下に配置又は一体化される特別設計のパッドなど、様々な構成要素を含み得る。そのようなＥＭ追跡システムの実施例は、Ｎｏｒｔｈｅｒｎ  Ｄｉｇｉｔａｌ  Ｉｎｃによって販売されるＡＵＲＯＲＡ（商標）システムである。
【００６５】
治療ツール１３０は、ターゲット位置に経皮的にアクセスしてこの位置を処置する外科用器具である。例えば、治療ツール１３０は、組織を切除するために使用されるマイクロ波切除アンテナを有する切除プローブであり得る。治療ツール１３０は、ＥＭセンサ１３１を含むか、又はＥＭセンサ１３１が治療ツール１３０に装着され得、ＥＭセンサ１３１は、ＥＭ追跡システムが患者の体の内側の治療ツール１３０の場所、位置、及び方向（「ポーズ」としても知られる）を追跡することを可能にする。マイクロ波発生器１７０は、マイクロ波エネルギーを治療ツール１３０に出力して蠕動ポンプ１６０を制御するように構成され得る。蠕動ポンプ１６０は、治療ツール１３０を冷却させるために治療ツール１３０を通る流体を注入するように構成され得る。以下に詳細に説明するように、蠕動ポンプ１６０は、更に、治療ツール１３０を取り囲む組織に機械的撹拌を生じさせるように治療ツール１３０を通る流体を注入するように構成され得る。本開示は、外科手術用環境におけるシステム１００の使用を説明するが、システム１００の構成要素の一部又は全部が、例えば、代替の設定、例えば、画像研究室及び／又はオフィス環境において使用され得ることも想定されている。
【００６６】
ＥＭ追跡システムに加えて、外科用器具は、また、超音波画像を使用することによって視覚化され得る。超音波ワンドなど超音波センサ１４０は、患者の体を治療処置中に撮像して患者の体の内側の治療ツール１３０など外科用器具の位置を視覚化するために使用され得る。超音波センサ１４０は、超音波ワンド内に埋め込まれたか又は超音波ワンドに装着されたＥＭ追跡センサ、例えば、クリップ式のセンサ又はスティッカセンサを有し得る。以下で更に説明するように、超音波センサ１４０は、治療ツール１３０が超音波画像平面に対して角度を成すように治療ツール１３０に対して位置決めされ得、その結果、臨床医は、超音波画像平面及び撮像中のオブジェクトとの治療ツール１３０の空間関係を視覚化することができる。更に、ＥＭ追跡システムは、また、超音波センサ１４０の位置を追跡し得る。一部の実施形態では、１つ以上の超音波センサ１４０が、患者の体の内側に配置され得る。その後、ＥＭ追跡システムは、患者の体の内側のそのような超音波センサ１４０及び治療ツール１３０の位置を追跡し得る。超音波ワークステーション１５０は、超音波センサ１４０によって捕捉された画像を構成、操作、及び視認するために使用され得る。同様に、コンピューティングデバイス１８０は、直に超音波センサ１４０によって捕捉されたか、又は、超音波ワークステーション１５０を介して中継された画像を構成、操作、及び視認するために使用され得る。
【００６７】
ＬＩＧＡＳＵＲＥ（商標）装置、外科用ステープラなど、様々な他の外科用器具又は外科用ツールも、治療処置の実行中に使用され得る。治療ツール１３０がマイクロ波切除プローブである実施形態では、マイクロ波切除プローブは、癌性細胞を変性又は殺滅させるためにマイクロ波エネルギーを使用して組織を加熱することによって病変又は腫瘍（以下「ターゲット」という）を切除するために使用される。そのような切除プローブを含むシステムの構成及び使用は、Ｄｉｃｋｈａｎｓによる２０１４年８月２６日出願のＭＩＣＲＯＷＡＶＥ  ＡＢＬＡＴＩＯＮ  ＳＹＳＴＥＭという名称の同時係属中の米国特許出願公開第２０１６／００５８５０７号、Ｌａｔｋｏｗらによる２０１３年３月１５日出願のＭＩＣＲＯＷＡＶＥ  ＡＢＬＡＴＩＯＮ  ＣＡＴＨＥＴＥＲ  ＡＮＤ  ＭＥＴＨＯＤ  ＯＦ  ＵＴＩＬＩＺＩＮＧ  ＴＨＥ  ＳＡＭＥという名称の米国特許第９，２４７，９９２号、Ｂｒａｎｎａｎらによる２０１３年３月１５日出願のＭＩＣＲＯＷＡＶＥ  ＥＮＥＲＧＹ−ＤＥＬＩＶＥＲＹ  ＤＥＶＩＣＥ  ＡＮＤ  ＳＹＳＴＥＭという名称の米国特許第９，１１９，６５０号より完全に記載されており、これらのそれぞれの内容全体が、参照により本明細書に組み込まれる。
【００６８】
上述したように、患者の体内の治療ツール１３０の位置は、治療処置中に追跡され得る。治療ツール１３０の位置を追跡する例示的な方法は、ＥＭ追跡システムを使用することによるものであり、ＥＭ追跡システムは、ＥＭセンサ１３１など、治療ツール１３０に装着されたか、又は、治療ツール１３０内に組み込まれた追跡センサによって治療ツール１３０の位置を追跡する。印刷されたセンサなど、様々な形式のセンサが使用され得、その構成及び使用が、Ｇｒｅｅｎｂｕｒｇらによる２０１５年１０月２２日出願の「ＭＥＤＩＣＡＬ  ＩＮＳＴＲＵＭＥＮＴ  ＷＩＴＨ  ＳＥＮＳＯＲ  ＦＯＲ  ＵＳＥ  ＩＮ  Ａ  ＳＹＳＴＥＭ  ＡＮＤ  ＭＥＴＨＯＤ  ＦＯＲ  ＥＬＥＣＴＲＯＭＡＧＮＥＴＩＣ  ＮＡＶＩＧＡＴＩＯＮ」という名称の同時係属中の米国特許出願公開第２０１６／０１７４８７３１４／９１９，９５０号でより完全に記載されており、この内容全体が、参照により本明細書に組み込まれる。上記のシステム１００と類似の経皮治療システムが、Ｇｉｒｏｔｔｏらによる２０１６年４月１５日出願の「ＭＩＣＲＯＷＡＶＥ  ＡＢＬＡＴＩＯＮ  ＰＬＡＮＮＩＮＧ  ＡＮＤ  ＰＲＯＣＥＤＵＲＥ  ＳＹＳＴＥＭＳ」という名称の同時係属中の米国特許出願公開第２０１６／０３１７２２４号で更に記載されており、この内容全体が、参照により本明細書に組み込まれる。
【００６９】
上記のシステム１００は、マイクロ波発生器１７０を使用してマイクロ波エネルギーを治療ツール１３０に供給するが、当業者は、様々な他の形式の発生器及びツールが本開示の範囲から逸脱することなく使用され得ることを認識するであろう。例えば、ＲＦエネルギーをＲＦ発生器から受容する高周波（ＲＦ）切除ツールが、上述のマイクロ波発生器及び切除ツールの代わりに使用され得る。更に、上記のシステム１００は、組織への経皮アクセス用に設計されているが、当業者は、以下に説明する方法が、本開示の範囲から逸脱することなく患者の気道及び周囲の柔組織を介して治療位置にアクセスするために気管支内ナビゲーション用に設計されたシステム及びツールと共に使用され得ることを認識するであろう。そのような気管支内ナビゲーションシステムの実施例が、ブラウンらによる２０１５年６月２９日出願の「ＳＹＳＴＥＭ  ＡＮＤ  ＭＥＴＨＯＤ  ＦＯＲ  ＮＡＶＩＧＡＴＩＮＧ  ＷＩＴＨＩＮ  ＴＨＥ  ＬＵＮＧ」という名称の米国特許出願公開第２０１６／００００３０２号に記載されており、この内容全体が、参照により本明細書に組み込まれる。
【００７０】
図２を参照すると、コンピューティングデバイス１８０の略示ブロック図が示されている。コンピューティングデバイス１８０は、少なくとも１つのメモリ２０２と、１つ以上のプロセッサ２０４と、ディスプレイ２０６と、ネットワークインターフェース２０８と、１つ以上の入力デバイス２１０及び／又は出力モジュール２１２とを含み得る。メモリ２０２は、アプリケーション２８１及び／又は画像データ２１４を記憶し得る。アプリケーション２８１は、プロセッサ２０４によって実行されると、ディスプレイ２０６にユーザーインターフェース２１６を提示させ得る。アプリケーション２８１は、また、以下で更に説明するように、ターゲットに対する治療ツール１３０の位置、並びに、切除部位のサイズ、形状及び、位置の表示を提供し得る。
【００７１】
メモリ２０２としては、プロセッサ２０４によって実行可能であり、コンピューティングデバイス１８０の動作を制御するデータ及び／又はソフトウェアを記憶する任意の非一時的コンピュータ可読記憶媒体を挙げ得る。実施形態では、メモリ２０２としては、フラッシュメモリチップなどの１つ以上のソリッドステートストレージデバイスを挙げ得る。代替的は、又は、１つ以上のソリッドステート記憶デバイスに加えて、メモリ２０２としては、質量記憶制御装置（図示せず）及び通信バス（図示せず）を介してプロセッサ２０４に接続された１つ以上の大容量記憶装置を挙げ得る。本明細書で記載するコンピュータ可読媒体の説明はソリッドステートストレージを指すが、当業者は、コンピュータ可読記憶媒体は、プロセッサ２０４がアクセスすることができる任意の利用可能な媒体とすることができることを認識されたい。すなわち、コンピュータ可読記憶媒体としては、コンピュータ可読命令、データ構造、プログラムモジュール又は他のデータなどの情報の記憶のために任意の方法又は技術で実行される非一時的、揮発性及び不揮発性、取り外し可能及び取り外し不能媒体が挙げられる。例えば、コンピュータ可読記憶媒体としては、ＲＡＭ、ＲＯＭ、ＥＰＲＯＭ、ＥＥＰＲＯＭ、フラッシュメモリ又は他のソリッドステートメモリ技術、ＣＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ、Ｂｌｕ−Ｒａｙ又は他の光記憶装置、磁気カセット、磁気テープ、磁気ディスク記憶装置、又は、他の磁気記憶装置、又は、所望の情報を記憶するために使用することができ、コンピューティングデバイス１８０がアクセスすることができる任意の他の媒体が挙げられる。
【００７２】
ネットワークインターフェース２０８は、有線ネットワーク及び／又は無線ネットワークから成るローカルエリアネットワーク（ＬＡＮ）、広域ネットワーク（ＷＡＮ）、無線携帯電話ネットワーク、ブルートゥース（登録商標）ネットワーク、及び／又は、インターネットなどのネットワークに接続するように構成され得る。入力デバイス２１０は、例えば、マウス、キーボード、フットペダル、タッチスクリーン、及び／又は、音声インターフェースなど、ユーザーがコンピューティングデバイス１８０と相互作用することができる任意の装置であり得る。出力モジュール２１２としては、例えば、パラレルポート、シリアルポート、ユニバーサルシリアルバス（ＵＳＢ）、又は、当業者に知られている任意の他の同様の接続ポートなど任意の接続ポート又はバスを挙げ得る。
【００７３】
図３をここで参照すると、本開示の実施形態による、切除部位検出の例示的方法のフローチャートが示されている。この方法は、上述したシステム１００を使用して実行され得る。特に、コンピューティングデバイス１８０上で実行されるアプリケーション２８１は、図３の方法のステップを実行するか、又は、システム１００の他の構成要素にそのステップを実行させるために使用され得る。ステップＳ３０２で始まって、マイクロ波エネルギーを組織に送達する。例えば、治療ツール１３０は、マイクロ波エネルギーをマイクロ波発生器１７０から受容し得、作動するとマイクロ波を組織に送達し得る。
【００７４】
ステップＳ３０４にて、超音波エネルギーを組織に送達する。例えば、超音波センサ１４０は、作動すると超音波エネルギーを組織に送達するために使用され得る。その後、ステップＳ３０６にて、超音波センサ１４０は、組織に送達された超音波エネルギーに基づいて、超音波帰還信号を組織から受信し得る。その後、超音波帰還信号は、ステップＳ３０８にて、ドップラーシフトを検出することができるかどうか決定するために超音波ワークステーション１５０及び／又はコンピューティングデバイス１８０によって解析され得る。ドップラーシフトを検出することができない場合、処理は、ステップＳ３０４に戻る。
【００７５】
ドップラーシフトが検出されると、処理は、ステップＳ３１０に進み、コンピューティングデバイス１８０は、ドップラーシフトに基づいて切除部位特性を決定する。その後、コンピューティングデバイス１８０は、ステップＳ３１２にて、切除部位特性の表現を表示するか、又は、表示装置１１０に表示させる。その後、ステップＳ３１４にて、アプリケーション２８１は、切除処置が完了したかどうか決定する。切除処置が完了していない場合、処理は、ステップＳ３０４に戻る。切除処置が完了した場合、処理は、終了する。
【００７６】
図４をここで参照すると、本開示の実施形態による、切除部位検出の別の例示的方法のフローチャートが示されている。上述した図３の方法の場合と同様に、方法は、上述したシステム１００を使用して実行され得る。特に、コンピューティングデバイス１８０上で実行するアプリケーション２８１は、図４の方法のステップを実行するために、又は、システム１００の他の構成要素をそのステップに実行させるために使用され得る。ステップＳ４０２で始まって、アプリケーション２８１は、切除処置について設定を予め構成する。設定は、臨床医によって受信又は入力され得、及び／又は、コンピューティングデバイス１８０内に記憶された１つ以上のファイル内に記憶され得る。
【００７７】
その後、ステップＳ４０４にて、アプリケーション２８１は、治療ツール１３０など、切除アンテナにマイクロ波エネルギーを放射させる信号を発生させる。信号は、組織を切除する電気外科波形及び／又は電気外科波形を放射する命令を含み得る。信号は、電力量、振幅、エネルギー周波数、パルス周波数、及び／又はパルス幅を更に含み得る。その後、アプリケーション２８１は、信号を切除アンテナに送信する。ステップＳ４０６を実行する前の何らかの時点にて、切除アンテナは、図１を参照して先述したように、治療位置に近接して配置される。
【００７８】
ステップＳ４０６にて、切除アンテナは、切除アンテナを取り囲む組織内へのマイクロ波エネルギーの送達を開始する。マイクロ波エネルギーの送達は、臨床医がマイクロ波アンテナ上のボタン又はレバーを押し及び／又は保持し、及び／又は、アプリケーション２８１のユーザーインターフェース２１６上のボタンを押すことによって開始され得る。組織へのマイクロ波エネルギーの送達によって、組織が加熱され、その結果、組織が振動する。
【００７９】
切除アンテナによるマイクロ波エネルギーの送達の開始と同時に、アプリケーション２８１は、マイクロ波エネルギーの送達が開始されてから経過した総使用時間を記録及び測定するタイマーを開始する。その後、アプリケーション２８１は、ステップＳ４０８にて、経過時間、及び、ステップＳ４０２にて予め構成される切除処置の設定に基づいて計算された切除処置の完了までの時間をユーザーインターフェース２１６を介して表示し得る。切除処置の完了までの時間は、切除処置の総使用時間−経過時間など、切除処置の予め構成された設定に基づき得る。
【００８０】
その後、又は、それと同時に、ステップＳ４１０にて、超音波エネルギーを超音波センサ１４０によって治療位置にある組織に送達する。超音波センサ１４０は、超音波エネルギーが送達される組織の領域が治療位置の全部又は一部を包含するように位置決めされ得る。その後、超音波センサ１４０は、ステップＳ４１２にて、組織に送達される超音波エネルギーに基づいて超音波帰還信号を受信する。
【００８１】
超音波帰還信号は、ステップＳ４１４にて、マイクロ波エネルギーの送達に起因する組織の振動によって引き起こされたドップラーシフトが切除アンテナを取り囲む組織内で検出することができるかどうか決定するために、アプリケーション２８１によってなど、処理及び／又は解析されるように超音波ワークステーション及び／又はコンピューティングデバイス１８０に供給される。例えば、超音波センサ１４０がドップラーシフトを検出したとき、超音波センサ１４０から離れる動きは、赤色で表示され得、超音波センサ１４０に向かう動きは、青色で表示され得る。したがって、組織振動の場合、超音波センサ１４０は、赤色スペックル及び青色スペックルを有するクラウドを検出し得、超音波センサ１４０から離れる組織は、赤色スペックルを引き起こし、超音波センサ１４０に向かって動く組織は、青色スペックルを引き起こす。当業者によって認識されることになるように、ここで言及する赤色及び青色は、単に例としてであり、任意の２つ以上の色が、本開示の範囲から逸脱することなくドップラーシフトを示すために使用され得る。移動する水分子に起因する組織振動によって引き起こされたドップラーシフトは、アプリケーション２８１によって検出可能及び識別可能であるが、ドップラーシフトは、血流、極熱に起因して移動する組織など、他の動きによっても引き起こされ得る。しかしながら、そのような他の動きによって引き起こされたドップラーシフトは、異なる周波数及び／又は強度を有し得、したがって、組織加熱によって引き起こされたドップラーシフトと区別可能である。本開示の目的のために、以下で言及するドップラーシフトは、他の動きによって引き起こされたドップラーシフトと区別されるとき、組織加熱に起因する組織振動によって引き起こされたドップラーシフトである。
【００８２】
アプリケーション２８１がドップラーシフトを画像データ内で検出した場合、処理は、ステップＳ４１６に進み、アプリケーション２８１は、更に、超音波センサ１４０から受信された超音波画像データを処理して、切除アンテナを取り囲む組織内のドップラーシフトの特性を決定する。ドップラーシフトの特性としては、ドップラーシフトの量、ドップラーシフトの量の変化率、ドップラーシフトの方向、ドップラーシフトの方向の変化率、ドップラーシフトが検出されることに基づく組織内の位置、及び／又は、ドップラーシフトが検出されることに基づく組織内の位置で検出されたドップラーシフトの集中度を挙げ得る。例えば、それぞれのドップラーシフトは、方向を有し得る。
【００８３】
アプリケーション２８１は、更に、ステップＳ４１８にて、ドップラーシフトの特性が１つ以上の閾値を超えるかどうか決定し得る。例えば、アプリケーション２８１は、ドップラーシフトの量、ドップラーシフトの量の変化率、及び／又は、特定の領域内のドップラーシフトの集中度が閾値を超えるかどうか決定し得る。
【００８４】
その後、ステップＳ４２０にて、アプリケーション２８１は、１つ以上の切除部位特性を決定する。決定は、超音波センサ１４０によって及び／又は切除処置の予め構成された設定に基づいて検出されるドップラーシフトに基づき得る。切除部位特性は、更に、複数の特性のそれぞれが１つ以上の閾値を超えるかどうかの決定の結果に基づき得る。特性としては、切除部位の形状、切除部位のサイズ、及び／又は、切除部位の位置、及び／又は、ドップラーシフトに対応する組織の１つ以上の領域を挙げ得る。アプリケーション２８１は、更に、ステップＳ４１８での決定通りに、１つ以上の閾値を超える特性を有するドップラーシフトに対応する組織の部分を含め、かつ、１つ以上の閾値を超えない特性を有するドップラーシフトに対応する組織の部分を除き、切除部位を画定することによって１つ以上の切除部位特性を決定し得る。
【００８５】
アプリケーション２８１は、ステップＳ４２２にて、予測切除部位特性を決定し得る。予測切除部位特性は、検出されたドップラーシフト、決定された切除部位特性、予め構成された構成設定、マイクロ波エネルギーが組織に送達された経過持続時間、マイクロ波エネルギーが組織に送達されることになる予想持続時間、マイクロ波エネルギーが送達される組織内の位置、及び／又は、マイクロ波エネルギーが組織に送達される信号の１つ以上の特性に基づき得る。予測切除部位特性としては、予め構成された設定及びドップラーシフトの特性に基づく最終的な切除部位の予測されたサイズ、形状、及び／又は位置を挙げ得る。すなわち、アプリケーション２８１は、切除処置が予定通りに続く場合に切除されることになる総合領域のサイズ、形状、及び位置の予測を決定し得る。アプリケーション２８１は、更に、ドップラーシフト、決定された切除部位特性、マイクロ波エネルギーが組織に送達される経過持続時間、マイクロ波エネルギーが送達される組織内の位置、及び／又は、マイクロ波エネルギーが送達される信号の１つ以上の特性に基づいて、切除処置の進捗度を決定し得る。
【００８６】
その後、アプリケーション２８１は、ステップＳ４２４にて、切除部位特性、及び／又は、予測切除部位特性の表現をユーザーインターフェース２１６を介して表示し得、これらの実施例を図７〜図９を参照して以下で説明する。例えば、アプリケーション２８１は、以下で説明する図７及び図８に示すように、超音波センサ１４０から受信された超音波画像上の切除部位の仮想インジケータ又は表現を表示し得る。アプリケーション２８１は、更に、切除部位の表示を、図９に示すように、以下で説明するドップラーシフトの様相と類似の赤色スペックル及び青色スペックルを有するクラウドとして表示し得る。切除部位特性の仮想インジケータ又は表現は、切除部位に対応する超音波画像の部分に重ね合わせられた均一に色のついたか又は均一に影付きの形状を含み得る。あるいは、切除部位特性の仮想インジケータ又は表現は、ドップラーシフトのその特性の様々なレベルに対応する濃淡又は発色の複数のレベルを含み得る。アプリケーション２８１は、更に、切除処置の進捗度の表示を表示し得る。
【００８７】
その後、ステップＳ４２６にて、アプリケーション２８１は、切除処置が完了したかどうか決定する。決定は、ドップラーシフト、決定された切除部位特性、マイクロ波エネルギーが組織に送達される経過持続時間、マイクロ波エネルギーが送達される組織内の位置、又は、マイクロ波エネルギーが送達される信号の１つ以上の特性、ステップＳ４０２にて予め構成された設定に基づき得、及び／又は、切除アンテナによるマイクロ波エネルギーの放射停止の検出に基づき得る。アプリケーション２８１が切除処置が完了していないと決定した場合、処理は、ステップＳ４２８に進み、アプリケーション２８１は、切除処置の完了までの推定時間を決定する。切除処置の完了までの推定時間は、ドップラーシフト、決定された切除部位特性、マイクロ波エネルギーが組織に送達される経過持続時間、マイクロ波エネルギーが送達される組織内の位置、マイクロ波エネルギーが組織に送達される信号の１つ以上の特性、ステップＳ４０２にて受信された予め構成された設定、及び／又は、ステップＳ４２２にて決定された予測切除部位特性に基づき得る。その後、アプリケーション２８１は、ステップＳ４３０にて、完了までの推定時間を表示し得、処理は、ステップＳ４１０に戻る。アプリケーション２８１は、更に、切除装置の１つ以上のそれぞれの設定を介して、ステップＳ４２２にて決定された切除処置の進捗度に基づいて、マイクロ波エネルギーが組織に送達されるマイクロ波信号の１つ以上の特性を自動的に調整し得る。あるいは、アプリケーション２８１が切除処置は完了しているとステップＳ４２６にて決定した場合、切除アンテナによるマイクロ波エネルギーの放射は、ステップＳ４３２にて停止され、処理は、終了する。実施形態では、アプリケーション２８１は、ドップラーシフトが（組織が切除されていることを示す）閾値を超えて以前検出された組織の領域が（組織が乾燥したことを示す）閾値を超えるドップラーシフトを生成していないかどうか検出するために超音波帰還信号を解析することによって、切除処置が完了したと決定し得る。水分子が急激に加熱されることに起因して、ある程度水分子が切除されている組織内で移動することによって引き起こされるドップラーシフトは、組織が切除されている間、及び、組織が乾燥する前に最も顕著となり、集中することになる。組織が乾燥し、したがって、水分子の大半が除去されると、水分子の移動に起因するドップラーシフトは、顕著ではなくなって集中しなくなる。したがって、アプリケーション２８１は、超音波帰還信号を解析することによって、いつ組織が乾燥したかを検出及び／又は決定し得る。組織を切除するために単一の治療ツール１３０が使用される実施形態では、水分子は、治療ツール１３０を取り囲む組織が加熱されるにつれて治療ツール１３０の放熱部分から半径方向に外方に移動することになる。したがって、切除された組織の中心部分、すなわち、治療ツール１３０の放熱部分に最も近い組織が、先ず乾燥することになり、切除処置中に最高温度に加熱されることになる。この部分は、切除処置が進行するにつれて、半径方向外向きに拡張することになる。アプリケーション２８１は、ステップＳ４０２にて構成又は受信された切除処置の設定に基づいて境界つまり閾値を決定し得、乾燥させた組織が境界つまり閾値まで及び／又は境界つまり閾値を超えて延びると切除処置が完了したと決定し得る。
【００８８】
図５をここで参照すると、本開示の実施形態による、エラストグラフィを使用して切除部位のサイズ及び形状をモニターする例示的方法のフローチャートが示されている。この方法は、上述したシステム１００を使用して実行され得る。特に、コンピューティングデバイス１８０上で実行されるアプリケーション２８１は、図５の方法のステップを実行するか、又は、システム１００の他の構成要素にそのステップを実行させるために使用され得る。ステップＳ５０２で始まって、マイクロ波エネルギーを組織に送達する。例えば、治療ツール１３０は、マイクロ波エネルギーをマイクロ波発生器１７０から受容し得、作動するとマイクロ波を組織に送達し得る。
【００８９】
ステップＳ５０４にて、機械的撹拌を組織に印加する。機械的撹拌は、流体のパルスが蠕動ポンプ１６０によってなど、治療ツール１３０を通って注入されることによって引き起こされ得る。蠕動ポンプ１６０が切除アンテナを通って流体を注入する周波数及び／又は力は、切除アンテナによって放射された機械的撹拌を、例えば、超音波センサ１４０によって検出可能にさせるように修正され得る。
【００９０】
その後、ステップＳ５０６にて、超音波エネルギーを組織に送達する。例えば、超音波センサ１４０は、作動すると超音波エネルギーを組織に送達するために使用され得る。次に、ステップＳ５０８にて、超音波センサ１４０は、組織に送達された超音波エネルギーに基づいて、超音波帰還信号を組織から受信し得る。その後、超音波帰還信号は、ステップＳ５１０にて、攪拌に対する組織の応答を検出することができるかどうか決定するために超音波ワークステーション１５０及び／又はコンピューティングデバイス１８０によって解析され得る。攪拌に対する組織の応答を検出することができない場合、処理は、ステップＳ５０４に戻る。
【００９１】
攪拌に対する組織の応答が検出されると、処理は、ステップＳ５１２に進み、コンピューティングデバイス１８０は、切除部位特性を応答に基づいて決定する。その後、コンピューティングデバイス１８０は、ステップＳ５１４にて、切除部位特性の表現を表示するか、又は、表示装置１１０に表示させる。その後、ステップＳ５１６にて、アプリケーション２８１は、切除処置が完了したかどうか決定する。切除処置が完了していない場合、処理は、ステップＳ５０４に戻る。切除処置が完了した場合、処理は、終了する。
【００９２】
図６をここで参照すると、本開示の実施形態による、エラストグラフィを使用して切除部位のサイズ及び形状をモニターする別の例示的方法のフローチャートが示されている。上述した図５の方法の場合と同様に、方法は、上述したシステム１００を使用して実行され得る。特に、コンピューティングデバイス１８０上で実行されるアプリケーション２８１は、図６の方法のステップを実行するか、又は、システム１００の他の構成要素にそのステップを実行させるために使用され得る。ステップＳ６０２で始まって、アプリケーション２８１は、切除処置について設定を予め構成する。設定は、臨床医から受信又は入力され得、及び／又は、コンピューティングデバイス１８０内に記憶された１つ以上のファイル内に記憶され得る。
【００９３】
その後、ステップＳ６０４にて、アプリケーション２８１は、治療ツール１３０など、切除アンテナにマイクロ波エネルギーを放射させる信号を発生させる。信号は、電力量、振幅、エネルギー周波数、パルス周波数又はパルス幅、組織を切除する電気外科波形、及び／又は、電気外科波形を送達する命令を含み得る。その後、アプリケーション２８１は、信号を切除アンテナに送信する。ステップＳ６０６を実行する前の何らかの時点にて、切除アンテナは、図１を参照して先述したように、治療位置に近接して配置される。
【００９４】
ステップＳ６０６にて、切除アンテナは、切除アンテナを取り囲む組織内へのマイクロ波エネルギーの送達を開始する。マイクロ波エネルギーの送達は、臨床医がマイクロ波アンテナ上のボタン又はレバーを押し及び／又は保持し、及び／又は、アプリケーション２８１のユーザーインターフェース２１６上のボタンを押すことによって開始され得る。組織内へのマイクロ波エネルギーの送達によって、組織が加熱し、その結果、組織は、強ばるか又は硬くなり、その結果、組織へのマイクロ波エネルギーの送達前ほど弾性ではなくなる。マイクロ波エネルギーが送達される組織も、隣接する組織ほど弾性ではなくなる。すなわち、切除アンテナにより近く位置し、したがって、より多くのマイクロ波エネルギーを受容してより高い温度に加熱される組織は、弾性ではなくなり、したがって、切除アンテナから更に離れて位置する組織よりも低い弾性レベルを有することになる。
【００９５】
切除アンテナによるマイクロ波エネルギーの送達の開始と同時に、アプリケーション２８１は、マイクロ波エネルギーの送達が開始されてから経過した総使用時間を記録及び測定するタイマーを開始する。その後、アプリケーション２８１は、ステップＳ６０８にて、経過時間、及び、ステップＳ６０２にて予め構成される切除処置の設定に基づいて計算された切除処置の完了までの時間をユーザーインターフェース２１６を介して表示し得る。切除処置の完了までの時間は、切除処置の総使用時間−経過時間など、切除処置の予め構成された設定に基づき得る。
【００９６】
その後、又は、それと同時に、ステップＳ６１０にて、切除アンテナは、機械的撹拌を切除アンテナを取り囲む組織に発する。機械的撹拌は、流体のパルスが蠕動ポンプ１６０によってなどマイクロ波切除アンテナを介して注入されることによって引き起こされ得る。蠕動ポンプ１６０が切除アンテナを通って流体を注入する周波数及び／又は力は、切除アンテナによって発せられた機械的撹拌を、例えば、超音波センサ１４０によって捕捉される超音波帰還信号及び／又は超音波画像によって検出可能とさせるように修正され得る。例えば、蠕動ポンプ１６０は、パルスを通常運転中にほぼ１０Ｈｚにて生成するように構成され得る。パルス周波数は、パルスによって生成された圧力波の効果を最適化するように、蠕動ポンプ１６０のモーターヘッドを加速又は減速することによってなど、調節又は修正され得る。攪拌に対する組織の応答は、圧力波の効果に基づいて強められ得、弾性勾配など組織の応答の特性は、攪拌に対する組織の応答に基づいて決定され得る。弾性勾配は、組織の乾燥、したがって、切除処置の進行のレベルを示し得る。様々なパルス周波数が、蠕動ポンプ１６０のモーターヘッド速度を変えることによって生成され得、したがって、切除アンテナから異なる距離にて弾性勾配を強め得る。例えば、パルス周波数が高いほど、切除アンテナに近い弾性勾配が強調され得、一方、周波数が低いほど、切除アンテナから遠い弾性勾配が強調され得る。パルス周波数が増大すると、パルスの圧力スパイク又は力が小さくなり、その結果、弾性勾配は、切除アンテナに近いほど強調されることになり、一方、パルス周波数が低減すると、パルスの圧力スパイク又は力が増大し、その結果、弾性勾配は、切除アンテナから遠いほど強調されることになる。
【００９７】
次に、ステップＳ６１２にて、超音波エネルギーを超音波センサ１４０によって治療場所にて組織に送達する。超音波センサ１４０は、超音波エネルギーが送達される組織の領域が治療位置の全部又は一部を包含するように位置決めされ得る。その後、超音波センサ１４０は、ステップＳ６１４にて、組織に送達される超音波エネルギーに基づいて超音波帰還信号を受信する。
【００９８】
超音波帰還信号は、ステップＳ６１６にて、攪拌に対する応答を、切除アンテナを取り囲む組織内で検出することができるかどうか決定するために、アプリケーション２８１によってなど、処理及び／又は解析されるように超音波ワークステーション及び／又はコンピューティングデバイス１８０に供給される。例えば、先述したように、機械的撹拌によって、切除アンテナを通る流体のパルスに基づいて、切除アンテナを取り囲む組織が変位され得る。実施形態では、アプリケーション２８１は、蠕動ポンプ１６０が切除装置を通って流体を注入して、切除装置を取り囲む組織に機械的な攪拌を引き起こす周波数及び／又は力を調節し得、攪拌に対する組織の応答は、調整された周波数及び／又は力に基づいて検出され得る。アプリケーション２８１が攪拌に対する応答は検出されていないと決定した場合、処理は、ステップＳ６１０に戻る。
【００９９】
あるいは、攪拌に対する応答が検出された場合、処理は、ステップＳ６１８に進み、アプリケーション２８１は、超音波帰還信号及び／又は超音波画像を処理して攪拌に対する組織の応答の特性を決定する。攪拌に対する組織の応答の特性としては、組織の変位量、組織の変位量の変化率、組織の変位の方向、組織の変位の方向の変化率、組織の変位が検出されることに基づく組織内の位置、組織が予め攪拌された位置に戻るのにかかる時間量、及び／又は、弾性勾配を挙げ得る。すなわち、アプリケーション２８１は、機械的撹拌によって引き起こされた切除アンテナを取り囲む組織の検出された変位に基づいて、組織の反応時間、すなわち、予め攪拌された状態に戻るために組織を取る時間を決定し得る。例えば、超音波画像は、流体のパルスが切除アンテナを介して注入されるたびに、切除アンテナを取り囲む組織が変位して予め変位する位置に戻すことを示し得る。アプリケーション２８１はまた、組織の変位量を機械的撹拌に基づいて決定し得る。弾性勾配は、これらの特性の１つ以上に基づき得る。組織の変位量及び反応時間は、組織の弾性レベルと相関づけられることになる。弾性でない組織ほど、移動が少なくなり、より弾性である組織よりも素早い反応時間を有することになる。上述したように、弾性でない組織ほど、多くのマイクロ波エネルギーを受容してしまい、より弾性である組織よりも高い温度に加熱されてしまうことになり、したがって、移動が少なくて素早い反応時間を有する組織ほど、より多く移動する組織よりも完全に切除されていると推論することができる。
【０１００】
実施形態では、アプリケーション２８１は、攪拌に対する組織の応答の差分解析を実行し得る。例えば、アプリケーション２８１は、超音波センサ１４０のスキャン平面全体にわたる攪拌に対する組織の応答を解析して、隣接組織領域間の弾性又は剛性の差異を重点的に取り扱い得る。アプリケーション２８１は、組織領域が隣接組織領域よりも多かれ少なかれ変位したことを検出した場合、アプリケーション２８１は、この差分を勾配線及び／又は潜在的な切除部位境界と識別し得る。同様の差分が一貫した線に沿って又は切除アンテナからの一貫した距離にて検出された場合、アプリケーション２８１は、識別された勾配線は切除部位境界であるという信頼性レベルを向上させ得る。同様に、アプリケーション２８１は、攪拌に対する組織の応答に基づく勾配線の差分解析に基づいて腫瘍の境界を識別し得る。例えば、癌組織は、健全な組織と異なる撹拌に対する応答を有し得、癌組織の応答の差異は、勾配線の差分解析に基づいて検出可能であり得る。したがって、実施形態では、攪拌に対する組織の応答の差分解析は、腫瘍の境界を識別するために、切除アンテナが配置された後、但し、組織へのマイクロ波エネルギーの送達の開始前に、例えば、ステップＳ６０６の前に実行され得る。そのような実施形態では、ステップＳ６１０及びＳ６１２は、ステップＳ６０６の前に実行され得る。
【０１０１】
その後、ステップＳ６２０にて、アプリケーション２８１は、組織の応答の特性を１つ以上の所定の閾値と比較して、特性のそれぞれが１つ以上の閾値を超えるかどうか決定する。例えば、反応時間が所定の閾値未満である場合、それは、組織は弾性が減っている表示であり得る。あるいは、反応時間が所定の閾値よりも大きい場合、それは、組織は弾性が増しているという表示であり得る。
【０１０２】
その後、アプリケーション２８１は、ステップＳ６２２にて、切除アンテナを取り囲む切除部位の特性を組織の応答の特性に基づいて決定し得る。例えば、決定は、弾性レベル、変位量、及び／又は、超音波センサ１４０によって検出された組織の反応時間に基づき得る。代替的に又は付加的に、決定は、上述した、差分解析に基づいて検出された勾配線に基づき得る。決定は、更に、攪拌に対する組織の検出された応答に対応する組織の領域、及び／又は、組織の応答の特性が１つ以上の閾値を超えるかどうかのステップＳ６２０での決定の結果に基づき得る。切除部位特性としては、切除部位の形状、切除部位のサイズ、及び／又は、切除部位の位置を挙げ得る。切除部位特性を決定することは、１つ以上の閾値を超える特性を有する組織の応答に対応する組織の部分を含み、１つ以上の閾値を超えない特性を有する組織の応答に対応する組織の部分を除外することによって切除部位を画定することを更に含み得る。
【０１０３】
アプリケーション２８１は、更に、ステップＳ６２４にて、予測切除部位特性を決定し得る。予測切除部位特性としては、予め構成された設定及び攪拌に対する組織の応答の特性に基づく最終的な切除部位の予測されたサイズ、形状、及び／又は位置を挙げ得る。すなわち、アプリケーション２８１は、切除処置が予定通りに続く場合に切除されることになる総合領域のサイズ、形状、及び位置の予測を決定し得る。予測切除部位特性は、組織の応答、決定された切除部位特性、切除装置の設定、マイクロ波エネルギーが組織に送達される経過持続時間、マイクロ波エネルギーが組織に送達されることになる予想持続時間、マイクロ波エネルギーが送達される組織内の位置、又は、マイクロ波エネルギーが組織に送達される信号の１つ以上の特性に基づき得る。アプリケーション２８１は、更に、組織の応答、決定された切除部位特性、マイクロ波エネルギーが組織に送達される経過持続時間、マイクロ波エネルギーが送達される組織内の位置、及び／又は、マイクロ波エネルギーが送達される信号の１つ以上の特性に基づいて、切除処置の進捗度を決定し得る。
【０１０４】
その後、アプリケーション２８１は、ステップＳ６２６にて、切除部位特性、及び／又は、予測切除部位特性の表示をユーザーインターフェース２１６を介して表示し得、これの実施例を図７及び図８を参照して以下で説明する。例えば、アプリケーション２８１は、切除部位の仮想インジケータ又は表現を、以下で説明する図７及び図８に示すように、超音波センサ１４０から受信された超音波画像上のオーバーレイとして表示し得る。切除部位特性の仮想インジケータ又は表現は、切除部位に対応する超音波画像の部分に重ね合わせられた均一に色のついたか又は均一に影付きの形状を含み得る。あるいは、切除部位特性の仮想インジケータ又は表現は、組織の応答のその特性の様々なレベルに対応する濃淡又は発色の複数のレベルを含み得る。アプリケーション２８１は、更に、切除部位の表示を組織の異なる弾性レベルを示す勾配として表示し得、切除アンテナにより近い組織ほど弾性が減っており、切除アンテナから更なる組織ほど弾性が増えている。切除部位の仮想インジケータ又は表現は、組織の応答の特性の複数のそれぞれのレベルに対応する濃淡又は発色の複数のレベルを有する形状を更に含み得る。アプリケーション２８１は、更に、切除処置の進捗度の表示を表示し得る。更に、アプリケーション２８１は、上述した、差分解析中に識別された勾配線を表示し得、勾配線は、切除部位の境界及び／又は腫瘍の境界を示し得る。
【０１０５】
切除処置の進行は、ステップＳ６１６にて検出された、組織の変位及び反応時間を繰り返し測定するための組織内への機械的撹拌の繰り返される放出、及び、ステップＳ６２２にて決定された切除部位の決定された特性に基づいて追跡され得る。例えば、アプリケーション２８１は、組織の検出された弾性レベル及び反応時間に基づいて、十分に切除された組織の領域、及び／又は、まだ十分には切除されていない組織の領域を決定し得る。その後、アプリケーション２８１は、異なる領域及び対応する弾性レベル、及び、それらの領域が十分に切除されたか否かのインジケータを超音波センサ１４０から受信された超音波画像上に表示し得る。
【０１０６】
その後、ステップＳ６２８にて、アプリケーション２８１は、切除処置が完了したかどうか決定する。決定は、組織の応答、決定された切除部位特性、マイクロ波エネルギーが組織に送達される経過持続時間、マイクロ波エネルギーが送達される組織内の位置、マイクロ波エネルギーが送達される信号の１つ以上の特性、ステップＳ６０２にて予め構成された設定に基づき、及び／又は、切除アンテナによるマイクロ波エネルギーの放射停止の検出に基づき得る。
【０１０７】
アプリケーション２８１が切除処置が完了していないと決定した場合、処理は、ステップＳ６３０に進み、アプリケーション２８１は、切除処置の完了までの推定時間を決定する。切除処置の完了までの推定時間は、組織の応答、決定された切除部位特性、マイクロ波エネルギーが組織に送達される経過持続時間、マイクロ波エネルギーが送達される組織内の位置、又は、マイクロ波エネルギーが送達される信号の１つ以上の特性、ステップＳ６０２にて受信された予め構成された設定、及び／又は、ステップＳ６２４にて決定された予測切除部位特性に基づき得る。その後、アプリケーション２８１は、ステップＳ６３２にて、完了までの推定時間を表示し得、後、処理は、ステップＳ６１０に戻る。アプリケーション２８１は、更に、切除装置の１つ以上のそれぞれの設定を介して、ステップＳ６２４にて決定された切除処置の進捗度に基づいて、マイクロ波エネルギーが組織に送達されるマイクロ波信号の１つ以上の特性を自動的に調整し得る。
【０１０８】
あるいは、アプリケーション２８１が切除処置は完了しているとステップＳ６２８にて決定した場合、切除アンテナによるマイクロ波エネルギーの放射は、ステップＳ６３４にて停止され、処理は、終了する。
【０１０９】
当業者によって認識されることになるように、上述の方法は、切除処置を実行するより長いプロセスの一部を形成するサブルーチンである。したがって、切除処置の一部を形成する様々な他のステップ及びルーチンは、当業者によって知られているように、簡潔さのために省略されているか、又は、本明細書では手短に説明するにすぎない。
【０１１０】
図７は、先述したように、図４のステップＳ４２４及び／又は図６のステップＳ６２６中にディスプレイ２０６上にアプリケーション２８１によって表示され得る例示的なユーザーインターフェース２１６の図を示す。図７は、超音波プローブ７０２のインジケータ及び切除アンテナ７０３のインジケータを示すビュー７００を含む。時間７０４、温度７０６、及び出力ワット数７０８もまた示されている。時間７０４は、図４及び図６を参照して先述したように、経過時間及び／又は残り時間を表示するように構成され得る。ビュー７００は、超音波画像平面７２５上に重ね合わされた切除アンテナ７１０の表現も示す。切除アンテナ７１０は、１つ以上の部分、例えば、超音波画像データ内で検出された治療ツール１３０に対応する撮像された部分と、超音波画像データ内では検出されず、むしろ、超音波画像データ上へのグラフィックオーバーレイとして表示される治療ツール１３０の１つ以上の部分に対応する生成された部分とを含み得る。超音波センサ７２０は、超音波画像平面７２５の角度の斜視図を提供するように示されている。交差インジケータ７４０の角度は、超音波画像平面７２５との切除アンテナ７１０の交差角度の斜視図を提供するように示されている。図７に示すように、切除アンテナ７１０及び超音波画像平面７２５は、同一平面上である。切除アンテナ７１０の軌跡７１５もまた示され得る。投影及び／又は検出された切除部位７３０のインジケータが、切除アンテナ７１０の周りに示されている。投影及び／又は検出された切除部位７３０のインジケータは、図４及び図６を参照して先に説明した切除部位のインジケータに対応する。
【０１１１】
図８をここで参照すると、先述したように、図４のステップＳ４２４及び／又は図６のステップＳ６２６中にディスプレイ２０６上にアプリケーション２８１によって表示され得る別の例示的なユーザーインターフェース２１６が示されている。図８は、上述した図７と同じ要素の多くを含む。そのような要素は、簡潔さのために、改めて説明はしない。図８は、超音波画像平面７２５及び切除アンテナ７１０との交差角度の疑似３Ｄの斜視図を示す。超音波画像７２６は、超音波画像平面７２５上に表示されており、一方、切除アンテナ７１０は、交差角度インジケータ７４０によって表された角度にて超音波画像平面７２５と交差すると示されている。
【０１１２】
図９をここで参照すると、上述した、図４のステップＳ４２４中にディスプレイ２０６上のアプリケーション２８１によって表示され得る更に別の例示的なユーザーインターフェース２１６が示されている。図９は、上述した図７と同じ要素の多くを含む。そのような要素は、簡潔さのために、改めて説明はしない。図９は、図７と類似の任意選択的な図を示し、赤色スペックル及び青色スペックルを有するクラウドが、切除部位の周りに示されている。先述したように、スペックルは、様々な色、形状、及び／又は、他のインジケータによって表示され得る。図９に示すように、赤色スペックルは「ｘ」マーカー７３５ａによって表されており、青色スペックルは、「ｏ」マーカー７３５ｂによって表されている。切除処置の途中で、赤色スペックル及び青色スペックルは、ドップラーシフトが検出される位置で切除部位の周りに提示され得る。切除処置が進行するにつれて、先述したように、切除アンテナに最も近い組織領域が、先ず乾燥することになり、そのような組織領域内のドップラーシフトは、量、集中度、及び／又は周波数が減少し得る。それゆえに、臨床医は、図９に示すなどのユーザーインターフェース２１６を見ることによって、切除処置の進行をドップラーシフトが提示される組織領域に基づいて視覚化し得る。
【０１１３】
装置の詳細な実施形態、当該の装置を組み込むシステム、及び、本明細書で説明するようにそのシステムを使用する方法。しかしながら、これらの詳細な実施形態は、単に本開示の実施例であり、本開示は、様々な形態で具現化され得る。したがって、本明細書で開示する特定の構造的及び機能的な詳細は、制限的と解釈されず、単に請求項の基盤として、及び、当業者が本開示を適切に詳説した構造で様々に採用することを可能にする代表的な基盤として解釈されるべきである。前出の実施形態が患者の気道の気管支鏡検査法の観点から記載されているが、当業者は、同一又は類似の装置、システム、及び方法が、例えば、血管網、リンパ系ネットワーク、及び／又は消化管ネットワークなど、他の管腔ネットワーク内でも使用され得ると理解するであろう。当業者によって認識されることになるように、上記の方法は、上述のシステム１００など、経皮システムを使用して実行され得る。代替的に又は付加的に、方法は、気管支内アクセス及びナビゲーションシステムを使用しても実行され得る。
【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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【図９】
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【外国語明細書】
2018149276000001.pdf