(57)【要約】【課題】ＥＮＢ（Ｅｌｅｃｔｒｏｍａｇｎｅｔｉｃ  Ｎａｖｉｇａｔｉｏｎ  Ｂｒｏｎｃｈｏｓｃｏｐｙ）位置合わせを改良するために肺気道の竜骨位置を用いる方法を提供すること【解決手段】  本開示の局面において、方法は、内腔ネットワークの３次元モデルを生成することと、内腔ネットワークの３次元モデル内の標的を識別することと、標的に近接した内腔ネットワーク内の複数の竜骨の位置を決定することと、内腔ネットワーク内で位置センサをナビゲートするためのガイダンスを表示することと、位置センサの位置を追跡することと、内腔ネットワーク内の位置センサの追跡された位置と、開放空間を表す３次元モデルの部分とを比較することと、位置センサをナビゲートするためのガイダンスを表示することと、位置センサの位置を追跡することと、内腔ネットワークとの３次元モデルの位置合わせを更新することとを含む。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
患者の内腔ネットワークを前記内腔ネットワークの３次元モデルに自動的に位置合わせするためのコンピュータデバイスの作動方法であって、
前記方法は、
前記コンピュータデバイスが、前記内腔ネットワークのＣＴ画像に基づく内腔ネットワークの３次元モデルを生成することと、
前記コンピュータデバイスが、前記内腔ネットワークの３次元モデル内の少なくとも１つの標的についての識別情報を受信することと、
前記コンピュータデバイスが、前記３次元モデルおよび前記少なくとも１つの標的に基づくナビゲーション計画を生成することと、
前記コンピュータデバイスが、前記患者の気道内のＥＭセンサの位置を追跡することを含む、前記３次元モデルを前記患者の気道と自動的に位置合わせするためのガイダンスを表示することと、
前記コンピュータデバイスが、ＥＭ生成器によって生成されるＥＭ場内の前記ＥＭセンサの位置を示す複数のポイントを格納することと、
前記コンピュータデバイスが、自動的位置合わせが完了したか否かを決定し、前記コンピュータデバイスが、自動的位置合わせが完了していないと決定した場合、前記３次元モデルを前記患者の気道と自動的に位置合わせるためのガイダンスを示し、位置を示す複数のポイントを格納する前記コンピュータデバイスの作動を繰り返すことと、
前記コンピュータデバイスが、前記標的の一つの近傍に前記ＥＭセンサをナビゲートするためのガイダンスを示すことと、
前記コンピュータデバイスが、前記標的および前記気道内の分岐に近接した３次元モデルの領域を解析することにより、前記標的に近接した前記内腔ネットワーク内の複数の竜骨の位置を決定することと、
前記コンピュータデバイスが、前記竜骨の１つの分岐から出ている気道枝の中に所定の距離だけ前記ＥＭセンサをナビゲートするためのガイダンスを示すことと、
前記コンピュータデバイスが、前記ＥＭセンサが前記分岐から出ている気道枝の中にナビゲートされたときに、前記ＥＭセンサの位置を追跡することと、
前記コンピュータデバイスが、前記ＥＭセンサの位置を示す前記格納されたポイントを使用して、前記標的の近傍において前記患者の前記気道と前記３次元モデルの局所位置合わせを実行することと、
前記コンピュータデバイスが、局所位置合わせが前記標的について完了したか否かを決定し、前記局所位置合わせが完了していなかった場合、別の気道枝について、前記ＥＭセンサをナビゲートするためのガイダンスを示し、前記ＥＭセンサの位置を追跡し、そして前記標的の近傍において前記患者の気道と前記３次元モデルの局所位置合わせを実行する前記コンピュータデバイスの作動を繰り返すことと
を包含する、方法。
【請求項２】
請求項１に記載の方法であって、局所位置合わせが実行されていない任意のさらなる標的が前記ナビゲーション計画内に残っているか否かを決定することをさらに包含し、前記局所位置合わせが、前記標的の少なくとも１つについて実行されていなかった場合、別の標的について、以下の作動：
前記コンピュータデバイスが、前記標的の１つの近傍に前記ＥＭセンサをナビゲートするためのガイダンスを示すことと、
前記コンピュータデバイスが、さらなる複数の竜骨の位置を決定することと、
前記コンピュータデバイスが、前記ＥＭセンサを前記所定の距離だけさらなる気道枝内へとナビゲートするためのガイダンスを示すことと、
前記コンピュータデバイスが、前記ＥＭセンサが前記さらなる気道枝内にナビゲートされるときに、前記ＥＭセンサの位置を追跡することと、
前記コンピュータデバイスが、前記気道と前記３次元モデルの局所位置合わせを実行することと
を繰り返すことをさらに包含する、方法。
【請求項３】
前記コンピュータデバイスが、前記内腔ネットワーク内の前記位置センサの前記追跡された位置と、開放空間を表す前記３次元モデルの部分とを比較することをさらに包含する、請求項１に記載の方法。
【請求項４】
前記局所位置合わせを実行するコンピュータデバイスが、Ｔｈｉｎ  Ｐｌａｔｅｓ  Ｓｐｌｉｎｅｓ（ＴＰＳ）補間に基づき、前記ＴＰＳ補間が、前記ＥＭセンサの位置を示す前記格納されたポイントの非剛体位置合わせのために使用される、請求項１に記載の方法。
【請求項５】
前記ナビゲーション計画が、位置合わせされる前記患者の気道のいくつかの領域のみを必要とする、請求項１に記載の方法。
【請求項６】
前記複数の竜骨の位置を決定するコンピュータデバイスが、前記ＥＭセンサに近接して配置されたカメラからのライブビデオフィードを閲覧する臨床医からの一致情報を受信することをさらに包含し、前記臨床医が、前記３次元モデルに示される気道と視覚的に検出された竜骨を一致させる、請求項１に記載の方法。
【請求項７】
患者の内腔ネットワークを前記内腔ネットワークの３次元モデルに自動的に位置合わせするためのシステムであって、
前記システムは、
前記患者の内腔ネットワーク内にナビゲートされ得るＥＭセンサと、
前記ＥＭセンサが前記内腔ネットワーク内にナビゲートされたときに前記ＥＭセンサの位置を検出するように構成されたＥＭ場生成器と、
プロセッサと命令を格納しているメモリとを含むコンピューティングデバイスと
を備え、前記命令は、前記プロセッサによって実行されたときに、前記コンピューティングデバイスに、
前記内腔ネットワークのＣＴ画像に基づいて、内腔ネットワークの３次元モデルを生成することと、
上記内腔ネットワークの前記３次元モデル内の少なくとも１つの標的についての識別情報を受信することと、
前記３次元モデルおよび前記少なくとも１つの標的に基づくナビゲーション計画を生成することと、
前記患者の気道内のＥＭセンサの位置を追跡することを含む、前記３次元モデルを前記患者の気道と自動的に位置合わせするためのガイダンスを表示することと、
ＥＭ生成器によって生成されるＥＭ場内の前記ＥＭセンサの位置を示す複数のポイントを格納することと、
自動的位置合わせが完了したか否かを決定し、前記コンピュータデバイスが、自動的位置合わせが完了していないと決定した場合、前記３次元モデルを前記患者の気道と自動的に位置合わせるためのガイダンスを示し、位置を示す複数のポイントを格納する前記コンピュータデバイスの作動を繰り返すことと、
前記標的の一つの近傍に前記ＥＭセンサをナビゲートするためのガイダンスを示すことと、
前記標的および前記気道内の分岐に近接した３次元モデルの領域を解析することにより、前記標的に近接した前記内腔ネットワーク内の複数の竜骨の位置を決定することと、
前記竜骨の１つの分岐から出ている気道枝の中に所定の距離だけ前記ＥＭセンサをナビゲートするためのガイダンスを示すことと、
前記ＥＭセンサが前記分岐から出ている気道枝の中にナビゲートされたときに、前記ＥＭセンサの位置を追跡することと、
前記ＥＭセンサの位置を示す前記格納されたポイントを使用して、前記標的の近傍において前記患者の前記気道と前記３次元モデルの局所位置合わせを実行することと、
局所位置合わせが前記標的について完了したか否かを決定し、前記局所位置合わせが完了していなかった場合、別の気道枝について、前記ＥＭセンサをナビゲートするためのガイダンスを示し、前記ＥＭセンサの位置を追跡し、そして前記標的の近傍において前記患者の気道と前記３次元モデルの局所位置合わせを実行する前記コンピュータデバイスの作動を繰り返すことと
を行わせる、システム。
【請求項８】
請求項７に記載のシステムであって、前記命令が、前記プロセッサによって実行されるときに、前記コンピューティングデバイスに、
局所位置合わせが実行されていない任意のさらなる標的が前記ナビゲーション計画内に残っているか否かを決定することをさらに行わせ、前記局所位置合わせが、前記標的の少なくとも１つについて実行されていなかった場合、別の標的について、以下の作動：
前記標的の１つの近傍に前記ＥＭセンサをナビゲートするためのガイダンスを示すことと、
さらなる複数の竜骨の位置を決定することと、
前記ＥＭセンサを前記所定の距離だけさらなる気道枝内へとナビゲートするためのガイダンスを示すことと、
前記ＥＭセンサが前記さらなる気道枝内にナビゲートされるときに、前記ＥＭセンサの位置を追跡することと、
前記気道と前記３次元モデルの局所位置合わせを実行することと
を繰り返すことをさらに行わせる、システム。
【請求項９】
前記命令が、前記プロセッサによって実行されるときに、前記コンピューティングデバイスに、前記内腔ネットワーク内の前記位置センサの前記追跡された位置と、開放空間を表す前記３次元モデルの部分とを比較することをさらに行わせる、請求項７に記載のシステム。
【請求項１０】
前記局所位置合わせを実行するコンピュータデバイスが、Ｔｈｉｎ  Ｐｌａｔｅｓ  Ｓｐｌｉｎｅｓ（ＴＰＳ）補間に基づき、前記ＴＰＳ補間が、前記ＥＭセンサの位置を示す前記格納されたポイントの非剛体位置合わせのために使用される、請求項７に記載のシステム。
【請求項１１】
前記ナビゲーション計画が、位置合わせされる前記患者の気道のいくつかの領域のみを必要とする、請求項７に記載のシステム。
【請求項１２】
前記複数の竜骨の位置を決定するコンピュータデバイスが、前記ＥＭセンサに近接して配置されたカメラからのライブビデオフィードを閲覧する臨床医からの一致情報を受信することをさらに包含し、前記臨床医が、前記３次元モデルに示される気道と視覚的に検出された竜骨を一致させる、請求項７に記載のシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
（技術分野）
本開示は、気管支位置合わせに関し、より特定的には、３次元気管支樹モデルと患者の現実の気管支樹とを自動的に位置合わせするためのデバイス、システム、および方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
（関連技術の説明）
患者の気道を検査するための一般的なデバイスは、気管支鏡である。典型的に、気管支鏡は、患者の鼻または口を通して患者の気道の中に挿入され、患者の肺の中に延ばされ得る。典型的な気管支鏡は、細長い可撓性管を含み、該管は、気管支鏡の先端に対して遠位にある領域を照明するための照明アセンブリと、気管支鏡の先端からのビデオ映像を提供するための撮像アセンブリと、器具（例えば、診断器具（生検ツール等）、治療器具等）がそれを通して挿入され得る作業チャネルとを有する。
【０００３】
しかしながら、気管支鏡は、それらのサイズに起因して、気道を通してどの程度遠くまで前進させられ得るかに関して制限されている。気管支鏡が肺の深い標的位置に到達するには大きすぎる場合、臨床医は、特定のリアルタイム撮像モダリティ（蛍光透視法等）を利用し得る。蛍光透視像は、有用ではあるが、中実組織から内腔通路を区別することがしばしば困難であるため、ナビゲーションに対して特定の短所を提示する。さらに、フルオロスコープによって生成される画像は、２次元であるが、患者の気道をナビゲートすることは、３次元の操作能力を必要とする。
【０００４】
これらの問題点に対処するために、気道またはその他の内腔ネットワークの３次元モデル（典型的には、一連のコンピュータ断層撮影（ＣＴ）画像からのもの）の開発を可能にするシステムが開発されてきた。１つのそのようなシステムは、Ｍｅｄｔｒｏｎｉｃ  ＰＬＣによって現在販売されているシステムである、ＩＬＯＧＩＣ（登録商標）  ＥＬＥＣＴＲＯＭＡＧＮＥＴＩＣ  ＮＡＶＩＧＡＴＩＯＮ  ＢＲＯＮＣＨＯＳＣＯＰＹ（登録商標）（ＥＮＢＴＭ）の一部として開発されてきた。そのようなシステムの詳細は、その全内容が参照により本明細書中に援用される、Ｇｉｌｂｏａによる、２００４年３月２９日に出願され、ＥＮＤＯＳＣＯＰＥ  ＳＴＲＵＣＴＵＲＥＳ  ＡＮＤ  ＴＥＣＨＮＩＱＵＥＳ
ＦＯＲ  ＮＡＶＩＧＡＴＩＮＧ  ＴＯ  Ａ  ＴＡＲＧＥＴ  ＩＮ  ＢＲＡＮＣＨＥＤ  ＳＴＲＵＣＴＵＲＥと題された、共有に係る米国特許第７，２３３，８２０号に記載されている。
【０００５】
米国特許第７，２３３，８２０号に記載されているシステムは、非常に有能ではあるが、そのようなシステムに対する改良および追加の開発に対する需要が常に存在する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】米国特許第７，２３３，８２０号明細書
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００７】
（概要）
内腔ネットワークの３次元モデルに対する該内腔ネットワークの位置合わせを改良するために竜骨位置を用いる方法が、本開示の実施形態に従って提供される。
【０００８】
本開示の局面において、方法は、内腔ネットワークの画像に基づいて内腔ネットワークの３次元モデルを生成することと、内腔ネットワークの３次元モデル内の標的を識別することと、標的に近接した内腔ネットワーク内の複数の竜骨の位置を決定することと、内腔ネットワーク内で位置センサをナビゲートするためのガイダンスを表示することと、位置センサが内腔ネットワーク内でナビゲートされている間に、位置センサの位置を追跡することと、内腔ネットワーク内の位置センサの追跡された位置と、開放空間を表す３次元モデルの部分とを比較することと、標的に近接した複数の竜骨を始点とする各内腔の中に所定の距離だけ位置センサをナビゲートするためのガイダンスを表示することと、位置センサが各内腔の中に所定の距離だけナビゲートされている間に、位置センサの位置を追跡することと、位置センサが標的に近接した複数の竜骨を越えてナビゲートされているときに、位置センサの追跡された位置に基づいて、内腔ネットワークとの３次元モデルの位置合わせを更新することとを含む。
【０００９】
本開示のさらなる局面において、内腔ネットワークは、患者の気道である。
【００１０】
本開示のなおもさらなる局面において、３次元モデルは、患者の気道のモデルである。
【００１１】
本開示の別の局面において、竜骨は、標的の位置を識別するための基準マーカーとして用いられる。
【００１２】
内腔ネットワークの３次元モデルに対する該内腔ネットワークの位置合わせを改良するために竜骨位置を用いるシステムが、本開示に従って提供される。
【００１３】
本開示の局面において、システムは、患者の身体の内部の内腔ネットワーク内でナビゲートされることが可能な位置センサと、位置センサが内腔ネットワーク内でナビゲートされているときに位置センサの位置を検出するように構成された電磁場生成器と、プロセッサと命令を格納しているメモリとを含むコンピューティングデバイスとを含み、該命令は、プロセッサによって実行されたときに、コンピューティングデバイスに、内腔ネットワーク内の画像に基づいて、内腔ネットワークの３次元モデルを生成することと、内腔ネットワークの３次元モデル内の標的を識別することと、標的に近接した内腔ネットワーク内の複数の竜骨の位置を決定することと、内腔ネットワーク内で位置センサをナビゲートするためのガイダンスを表示することと、位置センサが内腔ネットワーク内でナビゲートされている間に、位置センサの位置を追跡することと、内腔ネットワーク内の位置センサの追跡された位置と、開放空間を表す３次元モデルの部分とを比較することと、標的に近接した複数の竜骨を始点とする各内腔の中に所定の距離だけ位置センサをナビゲートするためのガイダンスを表示することと、位置センサが各内腔の中に所定の距離だけナビゲートされている間に、位置センサの位置を追跡することと、位置センサが標的に近接した複数の竜骨を越えてナビゲートされているときに、位置センサの追跡された位置に基づいて、内腔ネットワークとの３次元モデルの位置合わせを更新することとを行わせる。
【００１４】
本開示のさらなる局面において、内腔ネットワークは、患者の気道である。
【００１５】
本開示のなおもさらなる局面において、３次元モデルは、患者の気道のモデルである。
【００１６】
本開示の別の局面において、竜骨は、標的の位置を識別するための基準マーカーとして用いられる。
【００１７】
命令を格納しているコンピュータ読み出し可能格納媒体が、本開示に従って提供され、該命令は、コンピュータによって実行されたときに、コンピューティングデバイスに、内
腔ネットワークの３次元モデルに対する該内腔ネットワークの位置合わせを改良するために竜骨位置を用いさせる。
【００１８】
本開示の局面において、非一過性コンピュータ読み出し可能格納媒体は、命令を格納し、該命令は、プロセッサによって実行されたときに、コンピューティングデバイスに、内腔ネットワークの画像に基づいて内腔ネットワークの３次元モデルを生成することと、内腔ネットワークの３次元モデル内の標的を識別することと、標的に近接した内腔ネットワーク内の複数の竜骨の位置を決定することと、内腔ネットワーク内で位置センサをナビゲートするためのガイダンスを表示することと、位置センサが内腔ネットワーク内でナビゲートされている間に、位置センサの位置を追跡することと、内腔ネットワーク内の位置センサの追跡された位置と、開放空間を表す３次元モデルの部分とを比較することと、標的に近接した複数の竜骨を始点とする各内腔の中に所定の距離だけ位置センサをナビゲートするためのガイダンスを表示することと、位置センサが各内腔の中に所定の距離だけナビゲートされている間に、位置センサの位置を追跡することと、位置センサが標的に近接した複数の竜骨を越えてナビゲートされているときに、位置センサの追跡された位置に基づいて、内腔ネットワークとの３次元モデルの位置合わせを更新することとを行わせる。
【００１９】
本開示のさらなる局面において、内腔ネットワークは、患者の気道である。
【００２０】
本開示のなおもさらなる局面において、３次元モデルは、患者の気道のモデルである。
【００２１】
本開示の別の局面において、竜骨は、標的の位置を識別するための基準マーカーとして用いられる。
【００２２】
本開示の上記の局面および実施形態のうちの任意のものは、本開示の範囲から逸脱することなしに組み合され得る。
本明細書は、例えば、以下を提供する。
（項目１）
内腔ネットワークを上記内腔ネットワークの３次元モデルに位置合わせする方法であって、
上記方法は、
上記内腔ネットワークの画像に基づいて、内腔ネットワークの３次元モデルを生成することと、
上記内腔ネットワークの上記３次元モデル内の標的を識別することと、
上記標的に近接した上記内腔ネットワーク内の複数の竜骨の位置を決定することと、
上記内腔ネットワーク内で位置センサをナビゲートするためのガイダンスを表示することと、
上記位置センサが上記内腔ネットワーク内でナビゲートされている間に、上記位置センサの位置を追跡することと、
上記内腔ネットワーク内の上記位置センサの上記追跡された位置と、開放空間を表す上記３次元モデルの部分とを比較することと、
上記標的に近接した上記複数の竜骨を始点とする各内腔の中に所定の距離だけ上記位置センサをナビゲートするためのガイダンスを表示することと、
上記位置センサが各内腔の中に上記所定の距離だけナビゲートされている間に、上記位置センサの位置を追跡することと、
上記位置センサが上記標的に近接した上記複数の竜骨を越えてナビゲートされるときに、上記位置センサの上記追跡された位置に基づいて、上記内腔ネットワークとの上記３次元モデルの上記位置合わせを更新することと
を含む、方法。
（項目２）
上記内腔ネットワークは、患者の気道である、上記項目に記載の方法。
（項目３）
上記３次元モデルは、上記患者の上記気道のモデルである、上記項目のいずれか一項に記載の方法。
（項目４）
上記竜骨は、上記標的の位置を識別するための基準マーカーとして用いられる、上記項目のいずれか一項に記載の方法。
（項目５）
内腔ネットワークを上記内腔ネットワークの３次元モデルに位置合わせするためのシステムであって、
上記システムは、
患者の身体の内部の内腔ネットワーク内でナビゲートされることが可能な位置センサと、
上記位置センサが上記内腔ネットワーク内でナビゲートされているときに、上記位置センサの位置を検出するように構成されている電磁場生成器と、
プロセッサと命令を格納してい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、上記命令は、上記プロセッサによって実行されたときに、上記コンピューティングデバイスに、
上記内腔ネットワークの画像に基づいて、内腔ネットワークの３次元モデルを生成することと、
上記内腔ネットワークの上記３次元モデル内の標的を識別することと、
上記標的に近接した上記内腔ネットワーク内の複数の竜骨の位置を決定することと、
上記内腔ネットワーク内で上記位置センサをナビゲートするためのガイダンスを表示することと、
上記位置センサが上記内腔ネットワーク内でナビゲートされている間に、上記位置センサの位置を追跡することと、
上記内腔ネットワーク内の上記位置センサの上記追跡された位置と、開放空間を表す上記３次元モデルの部分とを比較することと、
上記標的に近接した上記複数の竜骨を始点とする各内腔の中に所定の距離だけ上記位置センサをナビゲートするためのガイダンスを表示することと、
上記位置センサが各内腔の中に上記所定の距離だけナビゲートされている間に、上記位置センサの位置を追跡することと、
上記位置センサが上記標的に近接した上記複数の竜骨を越えてナビゲートされるときに、上記位置センサの上記追跡された位置に基づいて、上記内腔ネットワークとの上記３次元モデルの上記位置合わせを更新することと
を行わせる、コンピューティングデバイスと
を含む、システム。
（項目６）
上記内腔ネットワークは、患者の気道である、上記項目に記載のシステム。
（項目７）
上記３次元モデルは、上記患者の上記気道のモデルである、上記項目のいずれか一項に記載のシステム。
（項目８）
上記竜骨は、上記標的の位置を識別するための基準マーカーとして用いられる、上記項目のいずれか一項に記載のシステム。
（項目９）
命令を格納している非一過性コンピュータ読み出し可能格納媒体であって、上記命令は、プロセッサによって実行されたときに、コンピューティングデバイスに、
内腔ネットワークの画像に基づいて、上記内腔ネットワークの３次元モデルを生成することと、
上記内腔ネットワークの上記３次元モデル内の標的を識別することと、
上記標的に近接した上記内腔ネットワーク内の複数の竜骨の位置を決定することと、
上記内腔ネットワーク内で位置センサをナビゲートするためのガイダンスを表示することと、
上記位置センサが上記内腔ネットワーク内でナビゲートされている間に、上記位置センサの位置を追跡することと、
上記内腔ネットワーク内の上記位置センサの上記追跡された位置と、開放空間を表す上記３次元モデルの部分とを比較することと、
上記標的に近接した上記複数の竜骨を始点とする各内腔の中に所定の距離だけ上記位置センサをナビゲートするためのガイダンスを表示することと、
上記位置センサが各内腔の中に上記所定の距離だけナビゲートされている間に、上記位置センサの位置を追跡することと、
上記位置センサが上記標的に近接した上記複数の竜骨を越えてナビゲートされるときに、上記位置センサの上記追跡された位置に基づいて、上記内腔ネットワークとの上記３次元モデルの上記位置合わせを更新することと
を行わせる、非一過性コンピュータ読み出し可能格納媒体。
（項目１０）
上記内腔ネットワークは、患者の気道である、上記項目に記載の非一過性コンピュータ読み出し可能格納媒体。
（項目１１）
上記３次元モデルは、上記患者の上記気道のモデルである、上記項目のいずれか一項に記載の非一過性コンピュータ読み出し可能格納媒体。
（項目１２）
上記竜骨は、上記標的の位置を識別するための基準マーカーとして用いられる、上記項目のいずれか一項に記載の非一過性コンピュータ読み出し可能格納媒体。
（摘要）
内腔ネットワークを該内腔ネットワークの３次元モデルに位置合わせするためのシステム、デバイス、および方法が開示される。例示的な方法は、内腔ネットワークの３次元モデルを生成することと、３次元モデル内の標的を識別することと、標的に近接した内腔ネットワーク内の複数の竜骨の位置を決定することと、内腔ネットワーク内で位置センサをナビゲートするためのガイダンスを表示することと、位置センサの位置を追跡することと、位置センサの追跡された位置と開放空間を表す３次元モデルの部分とを比較することと、標的に近接する複数の竜骨を始点とする各内腔の中に所定の距離だけ位置センサをナビゲートするためのガイダンスを表示することと、位置センサが各内腔の中にナビゲートされている間に位置センサの位置を追跡することと、位置センサの追跡された位置に基づいて内腔ネットワークとの３次元モデルの位置合わせを更新することとを含む。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
本開示の様々な局面および特徴は、図面を参照しながら以下に記載される。
【００２４】
【図１】図１は、本開示の実施形態に従う、電磁ナビゲーションシステムの斜視図である。
【００２５】
【図２】図２は、図１のシステムとの使用のために構成されたワークステーションの概略図である。
【００２６】
【図３】図３は、本開示の実施形態に従って提供される、内腔ネットワークの３次元モデルに対する該内腔ネットワークの位置合わせを改良するために竜骨位置を用いる方法を図示するフローチャートである。
【００２７】
【図４】図４は、本開示の実施形態に従って提供される、内腔ネットワークの竜骨位置および分岐を示すユーザインターフェースの図である。
【発明を実施するための形態】
【００２８】
本開示は、３次元気管支樹モデル（以下、「３次元モデル」と称する）と患者の気道とを位置合わせするためのデバイス、システム、および方法に関する。３次元モデルを生成し、標的病変を識別するための様々な方法が構想され、それらのうちのいくつかは、同時係属中の米国特許出願公開第２０１４／０２８１９６号、第２０１４／０２７０４４１号、第２０１４／０２８２２１６号公報においてより完全に記載されており、これらの米国特許出願は、全て、Ｂａｋｅｒによる、２０１３年３月１５日に出願され、ＰＡＴＨＷＡＹ  ＰＬＡＮＮＩＮＧ  ＳＹＳＴＥＭ  ＡＮＤ  ＭＥＴＨＯＤと題された出願であり、これらの全ての全内容は、参照により本明細書中に援用される。３次元モデルの生成および標的病変の識別の後に、３次元モデルは、患者の気道と位置合わせされる必要がある。様々な手動および自動の位置合わせの方法が構想されており、それらのうちのいくつかは、Ｂｒｏｗｎらによる、２０１５年７月２日に出願され、ＲＥＡＬ  ＴＩＭＥ  ＡＵＴＯＭＡＴＩＣ  ＲＥＧＩＳＴＲＡＴＩＯＮ  ＦＥＥＤＢＡＣＫと題された、同時係属中の米国特許出願第１４／７９０，５８１号においてより完全に記載されており、該出願の全内容は、参照により本明細書中に援用される。以下により詳細に記載されるように、３次元モデルと患者の気道との間の位置合わせの精度をさらに改良するために、臨床医は、自動の位置合わせの後に、識別された標的病変を包囲する気道の追加的な局所位置合わせを実行し得る。
【００２９】
本開示の位置合わせシステムは、例えば、概して、その位置が電磁場内で追跡される少なくとも１つのセンサを含む。位置センサは、種々のタイプのツールに組み込まれ得、空間内の感知位置を３次元モデル内の位置と比較することにより、患者の気道内のツールの現在の位置の決定を可能にし得る。位置合わせは、標的位置までのセンサまたはツールのナビゲーション、および／または、標的位置に対するセンサまたはツールのマニピュレーションを手助けする。標的位置までのセンサまたはツールのナビゲーションは、Ｂｒｏｗｎらによる、２０１５年６月２９日に出願され、ＳＹＳＴＥＭ  ＡＮＤ  ＭＥＴＨＯＤ  ＦＯＲ  ＮＡＶＩＧＡＴＩＮＧ  ＷＩＴＨＩＮ  ＴＨＥ  ＬＵＮＧと題された、同時係属中の米国特許出願第１４／７５３，２８８号においてより完全に記載されており、該出願の全内容は、参照により本明細書中に援用される。
【００３０】
本開示のＥＮＢシステムのさらなる特徴は、Ｂｒｏｗｎによる、２０１５年６月２９日に出願され、ＭＥＴＨＯＤＳ  ＦＯＲ  ＭＡＲＫＩＮＧ  ＢＩＯＰＳＹ  ＬＯＣＡＴＩＯＮと題された、同時係属中の米国特許出願第１４／７５３，２２９号；  Ｋｅｈａｔらによる、２０１５年６月２９日に出願され、ＩＮＴＥＬＬＩＧＥＮＴ  ＤＩＳＰＬＡＹと題された、米国特許出願第１４／７５４，０５８号；  Ｇｒｅｅｎｂｕｒｇによる、２０１５年７月１日に出願され、ＵＮＩＦＩＥＤ  ＣＯＯＲＤＩＮＡＴＥ  ＳＹＳＴＥＭ  ＦＯＲ  ＭＵＬＴＩＰＬＥ  ＣＴ  ＳＣＡＮＳ  ＯＦ  ＰＡＴＩＥＮＴ  ＬＵＮＧＳと題された、米国特許出願第１４／７８８，９５２号；Ｋｌｅｉｎらによる、２０１５年７月２日に出願され、ＡＬＩＧＮＭＥＮＴ  ＣＴと題された、米国特許出願第１４／７９０，３９５号；  Ｍｅｒｌｅｔによる、２０１５年５月２９日に出願され、ＦＬＵＯＲＯＳＣＯＰＩＣ  ＰＯＳＥ  ＥＳＴＩＭＡＴＩＯＮと題された、米国特許出願第１４／７２５，３００号；  Ｌａｃｈｍａｎｏｖｉｃｈらによる、２０１５年６月２９日に出願され、ＴＲＡＣＨＥＡ  ＭＡＲＫＩＮＧと題された、米国特許出願第１４／７５３，６７４号；  両方ともがＭａｒｋｏｖらによる、２０１５年６月３０日に出願され、ＳＹＳＴＥＭ  ＡＮＤ
ＭＥＴＨＯＤ  ＦＯＲ  ＤＥＴＥＣＴＩＮＧ  ＴＲＡＣＨＥＡと題された、米国特許出願第１４／７５５，７０８号および第１４／７５５，７２１号；  Ｍａｒｋｏｖらによる、２０１５年６月３０日に出願され、ＳＹＳＴＥＭ  ＡＮＤ  ＭＥＴＨＯＤ  ＦＯＲ  Ｓ
ＥＧＭＥＮＴＡＴＩＯＮ  ＯＦ  ＬＵＮＧと題された、米国特許出願第１４／７５４，８６７号；  Ｌａｃｈｍａｎｏｖｉｃｈらによる、２０１５年７月２日に出願され、ＳＹＳＴＥＭ  ＡＮＤ  ＭＥＴＨＯＤ  ＦＯＲ  ＰＲＯＶＩＤＩＮＧ  ＤＩＳＴＡＮＣＥ  ＡＮＤ  ＯＲＩＥＮＴＡＴＩＯＮ  ＦＥＥＤＢＡＣＫ  ＷＨＩＬＥ  ＮＡＶＩＧＡＴＩＮＧ  ＩＮ  ３Ｄと題された、米国特許出願第１４／７９０，１０７号；  Ｗｅｉｎｇａｒｔｅｎらによる、２０１５年６月２６日に出願され、ＤＹＮＡＭＩＣ  ３Ｄ  ＬＵＮＧ  ＭＡＰ  ＶＩＥＷ  ＦＯＲ  ＴＯＯＬ  ＮＡＶＩＧＡＴＩＯＮ  ＩＮＳＩＤＥ  ＴＨＥ  ＬＵＮＧと題された、米国特許出願第１４／７５１，２５７号に記載されており、これらの全ての全内容は、参照により本明細書中に援用される。
【００３１】
そのようなデバイス、そのようなデバイスを組み込んでいるシステム、および同じものを用いる方法の詳細な実施形態が、以下に記載される。しかしながら、これらの詳細な実施形態は、本開示の実施例に過ぎず、本開示は、様々な形で具現化され得る。したがって、本明細書中に開示されている具体的な構造および機能の詳細は、制限として解釈されるべきではなく、むしろ、請求項の根拠として、そして、当業者が事実上任意の適切に詳述された構造において本開示を様々に採用することを可能にする代表的な根拠として解釈されるべきである。以下に記載される例示的な実施形態は、患者の気道の気管支鏡検査法に関しているが、当業者は、同じまたは類似したデバイス、システム、および方法もまた、その他の内腔ネットワーク（例えば、血管、リンパ管および／または胃腸のネットワーク等）において用いられ得ることを認識する。
【００３２】
図１を参照すると、電磁ナビゲーション（ＥＭＮ）システム１０が、本開示に従って提供されている。１つのそのようなＥＮＭシステムは、Ｍｅｄｔｒｏｎｉｃ  ＰＬＣによって現在販売されている、ＥＬＥＣＴＲＯＭＡＧＮＥＴＩＣ  ＮＡＶＩＧＡＴＩＯＮ  ＢＲＯＮＣＨＯＳＣＯＰＹ（登録商標）システムである。ＥＭＮシステム１０を用いて実行され得るタスクは、いくつかあるタスクの中でも特に、標的組織までの経路を計画すること、標的組織まで位置付けアセンブリをナビゲートすること、生検ツールを標的組織までナビゲートして、生検ツールを用いて標的組織から組織サンプルを取得すること、組織サンプルが取得された位置をデジタル的にマークすること、および標的またはその周囲に１つ以上のエコー発生マーカーを配置することである。
【００３３】
ＥＭＮシステム１０は、概して、患者を支持するように構成された手術台４０；患者の口および／または鼻を通して患者の気道の中に挿入するように構成された気管支鏡５０；気管支鏡５０から受信されたビデオ画像を表示するために気管支鏡５０に結合された監視機器６０；追跡モジュール７２、複数の基準センサ７４、および電磁（ＥＭ）場生成器７６を含む追跡システム７０；経路計画、標的組織の識別、標的組織までのナビゲーション、および生検位置をデジタル的にマークすることを手助けするために用いられるソフトウェアおよび／またはハードウェアを含むワークステーション８０を含む。
【００３４】
また、図１は、２つのタイプのカテーテル誘導アセンブリ９０、１００を描写している。カテーテル誘導アセンブリ９０、１００の両方は、ＥＭＮシステム１０と共に使用可能であり、多くの共通構成要素を共有している。各カテーテル誘導アセンブリ９０、１００は、延長作業チャネル（ＥＷＣ）９６に接続されているハンドル９１を含む。ＥＷＣ９６は、気管支鏡５０の作業チャネルの中の配置のために定寸されている。動作中、ロケータブル誘導部（ＬＧ）９２（ＥＭセンサ９４を含む）は、ＥＷＣ９６の中に挿入され、センサ９４がＥＷＣ９６の遠位先端９３を越えて所望の距離だけ延びるような位置に係止される。ＥＭ場生成器７６によって生成されるＥＭ場内のＥＭセンサ９４の位置、ひいてはＥＷＣ９６の遠位端の位置は、追跡モジュール７２およびワークステーション８０によって導出される。カテーテル誘導アセンブリ９０、１００は、異なる動作機構を有しているが、各々は、回転および圧縮によってマニピュレートされて、ＬＧ９２およびＥＷＣ９６の
遠位先端９３を操縦し得る、ハンドル９１を含む。カテーテル誘導アセンブリ９０は、ＳＵＰＥＲＤＩＭＥＮＳＩＯＮ（登録商標）  Ｐｒｏｃｅｄｕｒｅ  Ｋｉｔｓという名前でＭｅｄｔｒｏｎｉｃ  ＰＬＣによって現在流通および販売されている。同様に、カテーテル誘導アセンブリ１００は、ＥＤＧＥＴＭ  Ｐｒｏｃｅｄｕｒｅ  Ｋｉｔｓという名前でＭｅｄｔｒｏｎｉｃ  ＰＬＣによって現在販売されている。両方のキットは、ハンドル９１、ＥＷＣ９６、およびＬＧ９２を含む。カテーテル誘導アセンブリ９０、１００のより詳細な記載については、その全内容が参照により本明細書中に援用される、Ｌａｄｔｋｏｗらによる、２０１３年３月１５日に出願され、ＭＩＣＲＯＷＡＶＥ  ＡＢＬＡＴＩＯＮ
ＣＡＴＨＥＴＥＲ  ＡＮＤ  ＭＥＴＨＯＤ  ＯＦ  ＵＴＩＬＩＺＩＮＧ  ＴＨＥ  ＳＡＭＥと題された、共有に係る米国特許出願公開第２０１４／００４６３１５号公報を参照されたい。
【００３５】
図１に図示されているように、患者は、患者の口を通して患者の気道に中に挿入された気管支鏡５０を伴って手術台４０上に横たわって示されている。気管支鏡５０は、照明源と、ビデオ撮像システム（明示的に示されてはいない）とを含んでおり、気管支鏡５０のビデオ撮像システムから受信されたビデオ画像を表示するために監視機器６０（例えば、ビデオディスプレイ）に結合されている。
【００３６】
ＬＧ９２およびＥＷＣ９６を含むカテーテル誘導アセンブリ９０、１００は、気管支鏡５０の作業チャネルを通して患者の気道の中に挿入するように構成されている（しかしながら、カテーテル誘導アセンブリ９０、１００は、代替的に、気管支鏡５０なしで用いられ得る）。ＬＧ９２およびＥＷＣ９６は、係止機構９９を介して互いに対して選択的に係止可能である。６自由度の電磁追跡システム７０（例えば、それらの各々の全内容が参照により本明細書中に援用される、米国特許第６，１８８，３５５号およびＰＣＴ出願公開第ＷＯ  ００／１０４５６号および第ＷＯ  ０１／６７０３５号公報に開示されているものと同様のもの、または、任意のその他の適切な配置測定システム）が、ナビゲーションを実行するために利用されるが、その他の構成もまた構想される。以下に詳述されるように、追跡システム７０は、ＥＭセンサ９４の位置をそれが患者の気道を通してＥＷＣ９６に連動して移動するときに追跡するために、カテーテル誘導アセンブリ９０、１００と共に使用するように構成される。
【００３７】
図１に示されているように、電磁場生成器７６は、患者の下に配置されている。電磁場生成器７６および複数の基準センサ７４は、追跡モジュール７２と相互接続されており、これは、６自由度で各基準センサ７４の位置を導出する。基準センサ７４のうちの１つ以上は、患者の胸部に取り付けられている。基準センサ７４の６自由度の座標は、ワークステーション８０に送信され、該ワークステーションは、センサ７４によって収集されたデータを用いて基準の患者座標枠を計算するアプリケーション８１を含む。
【００３８】
また、図１においては、標的の中へのナビゲーションおよびＬＧ９２の除去の後にカテーテル誘導アセンブリ９０、１００の中に挿入可能なカテーテル生検ツール１０２が示されている。生検ツール１０２は、標的組織から１つ以上の組織サンプルを収集するために用いられる。以下に詳述されるように、生検ツール１０２は、標的組織への生検ツール１０２のナビゲーション、組織サンプルを取得するために生検ツールが標的組織に対してマニピュレートされているときのその生検ツール１０２の位置の追跡、および／または組織サンプルが取得された位置のマーキングを手助けするように、追跡システム７０に連動して用いられるようにさらに構成されている。
【００３９】
ナビゲーションは、ＬＧ９２に含まれているＥＭセンサ９４に関して上では詳述されたが、ＥＭセンサ９４が、生検ツール１０２内に埋め込まれ得るかまたは組み込まれ得ることも構想され、その場合、生検ツール１０２が、代替的に、ＬＧ９２またはＬＧ９２の使
用が要求する必然的なツール交換を必要としないナビゲーションのために利用され得る。様々な使用可能な生検ツールは、２０１３年１１月２０日に出願され、ＤＥＶＩＣＥＳ，
ＳＹＳＴＥＭＳ，  ＡＮＤ  ＭＥＴＨＯＤＳ  ＦＯＲ  ＮＡＶＩＧＡＴＩＮＧ  Ａ  ＢＩＯＰＳＹ  ＴＯＯＬ  ＴＯ  Ａ  ＴＡＲＧＥＴ  ＬＯＣＡＴＩＯＮ  ＡＮＤ  ＯＢＴＡＩＮＩＮＧ  Ａ  ＴＩＳＳＵＥ  ＳＡＭＰＬＥ  ＵＳＩＮＧ  ＴＨＥ  ＳＡＭＥと題された、米国仮特許出願第６１／９０６，７３２号、２０１４年９月１７日に出願され、ＤＥＶＩＣＥＳ，  ＳＹＳＴＥＭＳ，  ＡＮＤ  ＭＥＴＨＯＤＳ  ＦＯＲ  ＮＡＶＩＧＡＴＩＮＧ  Ａ  ＢＩＯＰＳＹ  ＴＯＯＬ  ＴＯ  Ａ  ＴＡＲＧＥＴ  ＬＯＣＡＴＩＯＮ  ＡＮＤ  ＯＢＴＡＩＮＩＮＧ  Ａ  ＴＩＳＳＵＥ  ＳＡＭＰＬＥ  ＵＳＩＮＧ  ＴＨＥ  ＳＡＭＥと題された、米国特許出願第１４／４８８，７５４号、および２０１４年１２月９日に出願され、ＤＥＶＩＣＥＳ，  ＳＹＳＴＥＭＳ，  ＡＮＤ  ＭＥＴＨＯＤＳ  ＦＯＲ  ＮＡＶＩＧＡＴＩＮＧ  Ａ  ＢＩＯＰＳＹ  ＴＯＯＬ  ＴＯ  Ａ  ＴＡＲＧＥＴ  ＬＯＣＡＴＩＯＮ  ＡＮＤ  ＯＢＴＡＩＮＩＮＧ  Ａ  ＴＩＳＳＵＥ  ＳＡＭＰＬＥ  ＵＳＩＮＧ  ＴＨＥ  ＳＡＭＥと題された、米国特許出願第１４／５６４，７７９号に記載されており、これらの各々の全内容は、参照により本明細書中に援用され、本明細書中で記載されているＥＭＮシステム１０と共に使用可能である。
【００４０】
手順の計画中、ワークステーション８０は、患者の気道の３次元モデルを生成し、閲覧するために、コンピュータ断層撮影（ＣＴ）データを利用し、３次元モデル上の標的組織の（自動的、半自動的、または手動的な）識別を可能にし、患者の気道を通る標的組織までの経路の選択を可能にする。より具体的には、ＣＴスキャンは、処理され、３次元ボリュームへと組み立てられ、これはその後、患者の気道の３次元モデルを生成するために利用される。３次元モデルは、ワークステーション８０に関連付けられたディスプレイモニタ上に提示され得るか、または、任意のその他の適切な様式で提示され得る。標的の識別および該標的にアクセスする患者の気道を通る適切な経路の選択を手助けするために、ワークステーション８０を用いることで、３次元モデルの３次元ボリュームおよび３次元ビューの様々なスライスが、提示され得、かつ／または、臨床医によってマニピュレートされ得る。また、３次元モデルは、日付、時間、および取得された組織サンプルに関するその他の識別情報を含む、以前の生検が実行された位置のマークを示し得る。また、これらのマークは、そこまでの経路が計画され得る標的として選択され得る。選択されると、経路は、ナビゲーション手順中の使用のために保存される。適切な経路計画システムおよび方法の例は、Ｂａｋｅｒによる、全てが２０１３年３月１５日に出願され、ＰＡＴＨＷＡＹ  ＰＬＡＮＮＩＮＧ  ＳＹＳＴＥＭ  ＡＮＤ  ＭＥＴＨＯＤと題された、米国特許出願公開第２０１４／０２８１９６１号、第２０１４／０２７０４４１号、および第２０１４／０２８２２１６号公報に記載されており、これらの各々の全内容は、参照により本明細書中に援用される。
【００４１】
ナビゲーション中、ＥＭセンサ９４は、追跡システム７０と連動して、ＥＭセンサ９４または生検ツール１０２が患者の気道を通して前進させられるときに、ＥＭセンサ９４および／または生検ツール１０２の追跡を可能にする。
【００４２】
ここで図２を参照すると、ワークステーション８０のシステム図が示されている。ワークステーション８０は、メモリ２０２、プロセッサ２０４、ディスプレイ２０６、ネットワークインターフェース２０８、入力デバイス２１０、および／または出力モジュール２１２を含み得る。
【００４３】
メモリ２０２は、データおよび／またはソフトウェアを格納するための任意の非一過性コンピュータ読み出し可能格納媒体を含み、該データおよび／またはソフトウェアは、プロセッサ２０４によって実行可能であり、ワークステーション８０の動作を制御する。一実施形態において、メモリ２０２は、１つ以上のソリッドステート格納デバイス（例えば
、フラッシュメモリチップ）を含み得る。１つ以上のソリッドステート格納デバイスの代替としてまたはそれに加えて、メモリ２０２は、マスストレージコントローラ（図示せず）および通信バス（図示せず）を通してプロセッサ２０４に接続された１つ以上のマスストレージデバイスを含み得る。本明細書中に含まれているコンピュータ読み出し可能媒体の記載は、ソリッドステート格納装置を参照しているが、当業者であれば、コンピュータ読み出し可能格納媒体は、プロセッサ２０４によってアクセスされ得る任意の利用可能な媒体であり得ることを理解し得る。すなわち、コンピュータ読み出し可能格納媒体は、コンピュータ読み出し可能な命令、データ構造、プログラムモジュール、またはその他のデータ等の情報の格納のための任意の方法または技術で実装される、非一過性媒体、揮発性媒体、不揮発性媒体、取り外し可能媒体、および取り外し不可能媒体を含む。例えば、コンピュータ読み出し可能格納媒体は、ＲＡＭ，ＲＯＭ，ＥＰＲＯＭ，ＥＥＰＲＯＭ，フラッシュメモリまたはその他のソリッドステートメモリ技術、ＣＤ−ＲＯＭ，ＤＶＤ，Ｂｌｕ−Ｒａｙまたはその他の光学的格納装置、磁気カセット、磁気テープ、磁気ディスク格納装置またはその他の磁気格納デバイス、または、所望の情報を格納するために用いられ得、かつワークステーション８０によってアクセスされ得る、任意のその他の媒体を含む。
【００４４】
メモリ２０２は、アプリケーション８１および／またはＣＴデータ２１４を格納し得る。アプリケーション８１は、プロセッサ２０４によって実行されると、ディスプレイ２０６にユーザインターフェース２１６を提示させ得る。ネットワークインターフェース２０８は、ネットワークに接続されるように構成され得、該ネットワークとしては、例えば、有線ネットワークおよび／または無線ネットワークからなるローカルエリアネットワーク（ＬＡＮ）、ワイドエリアネットワーク（ＷＡＮ）、無線モバイルネットワーク、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）ネットワーク、および／またはインターネット等である。入力デバイス２１０は、それを用いてユーザがワークステーション８０と相互作用し得る任意のデバイスであり得、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、および／またはボイスインターフェース等である。出力モジュール２１２は、任意の接続ポートまたはバスを含み、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）、または当業者に公知である任意のその他の類似の接続ポート等である。
【００４５】
ここで図３を参照すると、患者の気道と３次元モデルを位置合わせするための例示的な方法のフローチャートが示されている。上述のように、ステップ３０２において、位置合わせプロセスの開始に先立って３次元モデルが生成され、ステップ３０４において、臨床医は、３次元モデルに基づいて、ナビゲーション計画を生成し、該ナビゲーション計画は、１つ以上の標的を含んでいる。その後、臨床医は、メモリ２０２、ＵＳＢデバイスから、またはネットワークインターフェース２０８から、ナビゲーション計画をアプリケーション８１の中にロードする。ナビゲーション計画は、患者の肺の全ての領域が位置合わせされることまたはいくつかの領域のみが位置合わせされることを必要とし得る。
【００４６】
ステップ３０６において、アプリケーション８１は、患者の気道との３次元モデルの自動位置合わせを実行するためのガイダンスを表示し、このことは、上述されている通りであり、そして特に、その全内容が参照により本明細書中に援用される、Ｂｒｏｗｎらによる、２０１５年７月２日に出願され、ＲＥＡＬ  ＴＩＭＥ  ＡＵＴＯＭＡＴＩＣ  ＲＥＧＩＳＴＲＡＴＩＯＮ  ＦＥＥＤＢＡＣＫと題された、同時係属中の米国特許出願第１４／７９０，５８１号に記載されている通りである。位置合わせ中に、患者の気道内のＥＭセンサ９４の位置が追跡され、ＥＭ生成器７６によって生成されたＥＭ場内のＥＭセンサ９４の位置を示す複数のポイントが、格納される。ステップ３０８において、アプリケーション８１は、自動位置合わせが完了したかどうかを決定する。いいえの場合、工程はステップ３０６に戻り、そこでは、さらなるガイダンスが、自動位置合わせプロセスを完了す
るために表示される。はいの場合、工程はステップ３１０に進む。
【００４７】
ステップ３１０において、アプリケーション８１は、標的４０４の近接にＥＭセンサ９４をナビゲートするためのガイダンスを表示することにより、局所位置合わせプロセスを開始する。その後、ステップ３１２において、アプリケーション８１は、標的に近接した１つ以上の竜骨位置を決定する。アプリケーション８１は、標的および気道内の任意の分岐に近接した３次元モデルの領域を解析することにより、竜骨位置を決定する。図４に示されているように、３次元モデルのビュー４００は、気道樹４０２、標的４０４、１つ以上の竜骨４０６、および竜骨４０６における分岐から出ている気道枝４０８を含む。例えば、アプリケーション８１は、標的４０４の近傍における略均等間隔の複数の竜骨４０６を識別し得る。実施形態において、竜骨は、（例えば、ＬＧ９２またはＥＷＣ９６内にある）ＥＭセンサ９４に近接して配置されたカメラからのライブビデオフィードを閲覧することによって臨床医によって視覚的に検出され得る。臨床医は、視覚的に検出された竜骨と３次元モデル上に描写されている気道とを一致させ得る。
【００４８】
ステップ３１４において、アプリケーション８１は、ＥＭセンサ９４を竜骨４０６における分岐から出ている各気道枝４０８の中にナビゲートするためのガイダンスを表示する。臨床医は、表示されたガイダンスに従い、患者の気道内でＥＭセンサ９４をナビゲートする。例えば、ガイダンスは、臨床医に、ＥＭセンサ９４を各気道枝４０８の中に約１ｃｍだけナビゲートするように命令し得る。ＥＭセンサ９４が、竜骨４０６から出ている気道枝４０８の中にナビゲートされるとき、ステップ３１６において、アプリケーション８１は、ＥＭセンサ９４の位置を追跡し、ＥＭ生成器７６によって生成されたＥＭ場内のＥＭセンサ９４の位置を示す複数のポイントを格納する。ステップ３１８において、アプリケーション８１は、ＥＭセンサ９４の位置を示す格納されたポイントを用い、標的に近接した患者の気道との３次元モデルの局所位置合わせを実行する。例えば、局所位置合わせは、広範な補間技術（例えば、Ｔｈｉｎ  Ｐｌａｔｅｓ  Ｓｐｌｉｎｅｓ（ＴＰＳ）補間等）に基づいて実行され得る。実施形態において、ＴＰＳ補間は、自動位置合わせ中に格納されたＥＭ生成器７６によって生成されたＥＭ場内のＥＭセンサ９４の位置を示すポイントと３次元モデルとの非剛性位置合わせのために用いられ得、そして、局所位置合わせ中に格納された追加的ポイントによって増強され得る。
【００４９】
その後、ステップ３２０において、アプリケーション８１は、局所位置合わせが現在の標的のために完了されたかどうかを決定する。いいえの場合、工程はステップ３１４に戻り、そこでは、さらなるガイダンスが表示される。はいの場合、工程はステップ３２２に進み、そこでは、アプリケーション８１は、それに対して局所位置合わせが実行されていないナビゲーション計画内に残っている何らかのさらなる標的が存在するかどうかを決定する。はいの場合、工程はステップ３１０に戻り、そこでは、アプリケーション８１は、次の標的の近接にＥＭセンサ９４をナビゲートするためのガイダンスを表示する。いいえの場合、局所位置合わせプロセスは完了し、工程が終了する。
【００５０】
局所位置合わせのために竜骨４０６を用いることに加え、竜骨４０６はまた、標的４０４を位置決定するための基準マーカーとしても用いられ得る。竜骨４０６は、移植される異物マーカーとは異なり、竜骨４０６が移動することができないことにより、基準マーカーとして特に有用である。
【００５１】
本開示のいくつかの実施形態が図中に示されているが、本開示は技術が許容する程度の広さの範囲であること、および本明細書が同様に読まれることが意図されているので、本開示をそれに限定することは意図されていない。したがって、上の記載は、特定の実施形態に限定するものとして考えられるべきではなく、例証にすぎないと考えられるべきである。当業者は、本明細書に添付した特許請求の範囲の範囲内および趣旨内でその他の改変を構想し得る。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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