(57)【要約】      （修正有）【課題】プローブの場所を確認するための磁気追跡システムにおける磁界摂動要素の補正を、磁界摂動要素が既知の位置にある間、反応磁界モデルを作成する装置を提供する。【解決手段】磁界場所センサは、追跡システムの磁界摂動要素と磁界発生器３４,３６,３８との間に配置される。プローブ上の場所センサ及び磁界センサからの磁界の示度は、磁界摂動要素が存在する間に得られる。磁界摂動要素の位置は、場所センサの示度、及び反応磁界モデルから計算した予測された反応磁界から推定される。補正された測定値は、場所センサにより検出された磁界から、予測された反応磁界を減算することによって、得られる。プローブセンサからの示度は、プローブの真の位置を計算するために、補正された測定値を用いて調整される。【選択図】図１
2015119972.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
装置であって、
領域内に磁界を発生させるための複数の磁界発生器と、
該領域内に導入された磁界摂動要素と、
該磁界摂動要素と該磁界発生器との間に配置された磁界場所センサと、
プロセッサであって、
該磁界摂動要素が、既知の位置にある間に、それぞれの反応磁界を計算することによって、反応磁界モデルを作成する工程と、
該磁界摂動要素が、該領域内の新たな位置に定置されるとき、かつプローブ磁界センサを有するプローブの遠位部が、該領域内に導入されるとき、
該プローブ磁界センサから該磁界発生器によって生じた摂動磁界の第１の測定値を得る追加の工程と、
該場所センサから、該摂動磁界の第２の測定値を得る追加の工程と、
該第２の測定値から、該磁界摂動要素の該新たな位置を再構成する追加の工程と、
該反応磁界モデルから、該再構成された新たな位置について予測された反応磁界を得る追加の工程と、
該第２の測定値から、該予測された反応磁界を減算することによって、補正された測定値を得る追加の工程と、
該補正された測定値により、該第１の測定値を調整する追加の工程と、
該調整された第１の測定値を用いて、該プローブ磁界センサの位置を計算する追加の工程と、を実行する工程と、を実行するよう構成されている、プロセッサと、を含む、装置。
【請求項２】
前記プロセッサが、
前記第２の測定値と前記予測された反応磁界との差に基づいて、コスト関数を定義することと、
前記第２の測定値において得られた前記摂動磁界のパラメータの最適値を求めることによって、該コスト関数を最小化することと、
該パラメータの該最適値を有する最適化された反応磁界を定義することと、
によって、補正された測定値を得るために動作する、請求項１に記載の装置。
【請求項３】
前記パラメータが、前記場所センサの、３つの場所パラメータと、３つの向きパラメータと、を含む、請求項２に記載の装置。
【請求項４】
前記場所センサが、３つの場所センサの組立体を含み、該３つの場所センサから第２の測定値を得る工程が、２５個の出力パラメータを決定することを含み、最適化された反応磁界を定義することが、該２５個の出力パラメータを変更することを含む、請求項３に記載の装置。
【請求項５】
前記第１の測定値を調整する工程が、前記第１の測定値から、前記最適化された反応磁界を減算することを含む、請求項２に記載の装置。
【請求項６】
前記第１の測定値を調整する工程が、
前記第１の測定値を、前記磁界摂動要素と前記場所センサの場所との間の空間転送行列として特徴づけることと、
前記最適化された反応磁界を、反応磁界行列として特徴づけることと、
該空間転送行列と該反応磁界行列との積を計算することと、を含む、請求項２に記載の装置。
【請求項７】
前記摂動要素が、蛍光透視鏡検出器と、蛍光透視鏡コリメーターと、を含み、前記最適化された反応磁界を、反応磁界行列として特徴づけることが、該蛍光透視鏡検出器の複数の衛星ポイントにおける推定された磁界値の第１の行列と、該蛍光透視鏡コリメーターの複数の第２の衛星ポイントにおける推定された磁界値の第２の行列との積として、該反応磁界行列を計算することを含む、請求項６に記載の装置。
【請求項８】
前記第１の行列に、値が前記蛍光透視鏡検出器の反応磁界モデルを特徴づける定数の第１の行列を乗じ、前記第２の行列に、値が前記蛍光透視鏡コリメーターの反応モデルを特徴づける定数の第２の行列を乗じ、第１の行列積及び第２の行列積をそれぞれ定義する、請求項７に記載の装置。
【請求項９】
前記プロセッサが、前記新たな位置を再構成する前記工程、及び予測された反応磁界を得る前記工程を先行して実行することで得た、該予測された反応磁界のインスタンスを用いて、補正された測定値を得るために動作する、請求項１に記載の装置。
【請求項１０】
反応磁界モデルを作成する工程が、
前記磁界摂動要素内の磁気送信機の複数の画像を特徴づけることと、
該特徴づけられた画像に基づいて、前記領域内の前記反応磁界を計算することと、を含む、請求項１に記載の装置。
【請求項１１】
前記反応磁界を計算することが、球面調和関数展開を用いて実行される、請求項１０に記載の装置。
【請求項１２】
反応磁界モデルを作成する工程が、該反応磁界モデルのそれぞれの反応磁界を、６つの自由度を有する前記磁界摂動要素の場所及び向きのパラメータを含むとして特徴づけることを含む、請求項１に記載の装置。
【請求項１３】
方法であって、
較正段階において、
複数の磁界発生器を用いて、領域内に磁界を発生させる工程と、
該領域内の既知の位置に、磁界摂動要素を定置する工程と、
該磁界摂動要素が、該既知の位置にある間に、それぞれの反応磁界を計算することによって、反応磁界モデルを作成する工程と、を実行する工程と、
操作段階において、
該領域内の新たな位置に、該磁界摂動要素を定置する工程と、
該磁界摂動要素と該磁界発生器との間に、磁界場所センサを配置する工程と、
プローブの遠位部を該領域内に導入する工程であって、プローブ磁界センサが、該遠位部に配置される、工程と、
該磁界発生器により、摂動磁界を再発生させる工程と、
該プローブ磁界センサから、該摂動磁界の第１の測定値を得る工程と、
該場所センサから、該摂動磁界の第２の測定値を得る工程と、
該第２の測定値から、該磁界摂動要素の該新たな位置を再構成する工程と、
該反応磁界モデルから、該再構成された新たな位置について予測された反応磁界を得る工程と、
該第２の測定値から、該予測された反応磁界を減算することによって、補正された測定値を得る工程と、
該補正された測定値により、該第１の測定値を調整する工程と、
該調整された第１の測定値を用いて、該プローブ磁界センサの位置を計算する工程と、を実行する工程と、を含む、方法。
【請求項１４】
補正された測定値を得る工程が、
前記第２の測定値と前記予測された反応磁界との差に基づいて、コスト関数を定義することと、
前記第２の測定値において得られた前記摂動磁界のパラメータの最適値を求めることによって、該コスト関数を最小化することと、
該パラメータの該最適値を有する最適化された反応磁界を定義することと、を含む、請求項１３に記載の方法。
【請求項１５】
前記パラメータが、前記場所センサの３つの場所パラメータと、３つの向きパラメータと、を含む、請求項１４に記載の方法。
【請求項１６】
前記場所センサが、３つの場所センサの群を含み、該３つの場所センサから第２の測定値を得る工程が、２５個の出力パラメータを決定することを含み、最適化された反応磁界を定義することが、該２５個の出力パラメータを変更することを含む、請求項１５に記載の方法。
【請求項１７】
前記第１の測定値を調整する工程が、前記第１の測定値から、前記最適化された反応磁界を減算することを含む、請求項１４に記載の方法。
【請求項１８】
前記第１の測定値を調整する工程が、
前記第１の測定値を、前記磁界摂動要素と前記場所センサの場所との間の空間転送行列として特徴づけることと、
前記最適化された反応磁界を、反応磁界行列として特徴づけることと、
該空間転送行列と該反応磁界行列との積を計算することと、を更に含む、請求項１４に記載の方法。
【請求項１９】
前記摂動要素が、蛍光透視鏡検出器と、蛍光透視鏡コリメーターと、を含み、前記最適化された反応磁界を、反応磁界行列として特徴づけることが、該蛍光透視鏡検出器の複数の衛星ポイントにおける推定された磁界値の第１の行列と、該蛍光透視鏡コリメーターの複数の第２の衛星ポイントにおける推定された磁界値の第２の行列との積として、該反応磁界行列を計算することを含む、請求項１８に記載の方法。
【請求項２０】
前記第１の行列に、値が前記蛍光透視鏡検出器の反応磁界モデルを特徴づける定数の第１の行列を乗じ、前記第２の行列に、値が前記蛍光透視鏡コリメーターの反応モデルを特徴づける定数の第２の行列を乗じ、第１の行列積及び第２の行列積をそれぞれ定義する、請求項１９に記載の方法。
【請求項２１】
前記第１の行列積及び前記第２の行列積が、多極係数を含む、請求項２０に記載の方法。
【請求項２２】
補正された測定値を得る工程が、前記新たな位置を再構成する前記工程、及び予測された反応磁界を得る前記工程を先行して実行することで得た、該予測された反応磁界のインスタンスを用いて行われる、請求項１３に記載の方法。
【請求項２３】
反応磁界モデルを作成する工程が、
前記磁界摂動要素内の磁気送信機の複数の画像を特徴づけることと、
該特徴づけられた画像に基づいて、前記領域内の前記反応磁界を計算することと、を含む、請求項１３に記載の方法。
【請求項２４】
前記反応磁界を計算することが、球面調和関数展開を用いて実行される、請求項２３に記載の方法。
【請求項２５】
反応磁界モデルを作成する工程が、該反応磁界モデルのそれぞれの反応磁界を、６つの自由度を有する前記磁界摂動要素の場所及び向きのパラメータを含むとして特徴づけることを含む、請求項１３に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、身体内に定置された物体の位置を感知することに関する。より詳細には、本発明は、カテーテル追跡システムの改良に関する。
【背景技術】
【０００２】
本明細書内で使用する特定の頭字語及び略語の意味を表１に示す。
【０００３】
【表１】
2015119972.tif 000003
【０００４】
広範な医療処置は、身体内に、センサ、チューブ、カテーテル、分配装置、及び移植片などの物体を定置することを伴う。これらの処置中、医師が物体及びその周囲を可視化することを支援するためにリアルタイム撮像方法がしばしば用いられる。いくつかの方法において、磁界を利用する物体を用いて物体を追跡する。しかし、磁界での擾乱により追跡誤差が生じる場合がある。
【０００５】
ｘ線蛍光透視鏡を用い、磁気追跡システムと連動して過程を監視しつつ、カテーテルを患者の体内に挿入することが多い。処置中、利用可能な、又は同時的に作成可能な解剖学マップの特別な目視検査として、また、患者の体内に位置し得る他の器具を見るために、蛍光透視鏡を作動させる場合がある。そのため、手術者は、患者のできるだけ近くに検出器を定置することを好む。これにより、スタッフに対する放射線量を最小限にして、投影される画像の大きさを最大限にする。しかし、蛍光透視鏡検出器を定置する場所が、患者に近すぎると、その金属成分が、磁気追跡システムにとって不可欠な磁界測定値を歪める。この歪みにより、磁気追跡システムが、場所及び向きについて、その真の値からの明らかなずれを報告することになる。並進のずれは、数センチメートルに及ぶ場合があり、回転のずれは、数度にもなる場合がある。このようなずれにより、手術者が、磁気追跡システムを信頼しなくなることもあり、あるいは、歪みを認識しなかった手術者の判断を誤らせる場合もある。
【０００６】
開示を参照により本明細書に援用する、Ｏｓａｄｃｈｙらの米国特許第６，１４７，４８０号は、磁界に反応する物品の導入に起因する干渉の存在下、及び物体の付近にて、エネルギー場を用いて物体を追跡するための方法を記載している。
【０００７】
本発明の譲受人に譲渡され、参照により本明細書に援用する、Ｍｏｎｔａｇらの米国特許出願公開第２０１２／０１６５６５６号は、複数の磁気送信機を用いて、領域内に磁界を発生させることと、該領域内に磁界摂動要素を導入することと、を記載している。本方法は、磁界摂動要素の中の各磁気送信機の複数の画像を特徴づけることと、該特徴づけられた画像に基づいて領域内の反応磁界を計算することと、を含む。本方法は、領域内にプローブを位置付け、該プローブにおける摂動磁界を測定することと、該測定された摂動磁界及び該計算された反応磁界に応じてプローブの場所を決定することと、を更に含む。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００８】
いくつかの現在の磁気追跡システム、例えば、Ｂｉｏｓｅｎｓｅ  Ｗｅｂｓｔｅｒ，Ｉｎｃ．，（３３３３  Ｄｉａｍｏｎｄ  Ｃａｎｙｏｎ  Ｒｏａｄ，Ｄｉａｍｏｎｄ  Ｂａｒ，ＣＡ  ９１７６５）から市販されているＣＡＲＴＯ（登録商標）３  Ｓｙｓｔｅｍは、現在、金属干渉を検出するための内部機構を有する。通常、心臓内部のカテーテルについての５ｍｍの推定された場所誤差に対応する特定の閾値を越えると、システムは、手術者に警告を発する。５ｍｍを越える場所誤差により、不正確なマップにつながる場合もあり、これにより、システムが無効になり、有害になる可能性もある。これを軽減するのに、蛍光透視鏡検出器を患者の胸からより遠くへ動かす。２０ｍｍの平均場所誤差に対応する第２の閾値があり、ここで、システムは、心臓活動のマップを作成する際に得られたデータの使用を許可しない。このような内部警告機構は、有用ではあるが、かなりの許容誤差を有する場合があり、該機構を信頼して上述の歪みの影響を補正することはできない。したがって、より高度な場所誤差検出技術が望ましい。
【０００９】
本発明の実施形態は、磁気追跡システムと蛍光透視鏡との間に連携をもたらすことを不要にしつつ、場所追跡誤差を補正する。これまでの、このような連携には、追跡誤差を適宜補正するために、蛍光透視鏡構成要素の場所及び向きを磁気追跡システムに通知することが必要であった。
【００１０】
本発明の実施形態による方法が提供され、該方法は、複数の磁界発生器を用いて、領域内に磁界を発生させることと、該領域内の既知の位置に、磁界摂動要素を定置することと、該磁界摂動要素が、該既知の位置にある間に、それぞれの反応磁界を計算することによって、反応磁界モデルを作成することと、によって、較正段階において実行される。
【００１１】
本方法は、該領域内の新たな位置に、該磁界摂動要素を定置することと、該磁界摂動要素と該磁界発生器との間に、磁界場所センサを配置することと、プローブの遠位部を該領域内に導入することと、によって、操作段階において更に実行される。プローブ磁界センサは、該遠位部に配置される。該方法は、該磁界発生器により、摂動磁界を再発生させることと、該プローブ磁界センサから、該摂動磁界の第１の測定値を得ることと、該場所センサから、該摂動磁界の第２の測定値を得ることと、該第２の測定値から、該磁界摂動要素の該新たな位置を再構成することと、該反応磁界モデルから、該再構成された新たな位置について予測された反応磁界を得ることと、該第２の測定値から、該予測された反応磁界を減算することによって、補正された測定値を得ることと、該補正された測定値により、該第１の測定値を調整することと、該調整された第１の測定値を用いて、該プローブ磁界センサの位置を計算することと、によって、更に実行される。
【００１２】
本方法の一態様によると、補正された測定値を得ることが、前記第２の測定値と前記予測された反応磁界との差に基づいて、コスト関数を定義することと、前記第２の測定値において得られた前記摂動磁界のパラメータの最適値を求めることによって、該コスト関数を最小化することと、該パラメータの該最適値から最適化された反応磁界を定義することと、を含む。
【００１３】
本方法の一態様によると、前記パラメータが、前記場所センサの３つの場所パラメータと、３つの向きパラメータと、を含む。
【００１４】
本方法の更なる態様によると、前記場所センサが、３つの場所センサの群を含み、該３つの場所センサから第２の測定値を得ることが、２５の出力パラメータを決定することを含み、最適化された反応磁界を定義することが、該２５の出力パラメータを変更することを含む。
【００１５】
本方法の更なる態様によると、前記第１の測定値を調整することが、前記第１の測定値から、前記最適化された反応磁界を減算することを含む。
【００１６】
本方法の追加の態様によると、前記第１の測定値を調整することが、前記第１の測定値を、前記磁界摂動要素と前記場所センサの場所との間の空間転送行列として特徴づけることと、前記最適化された反応磁界を、反応磁界行列として特徴づけることと、該空間転送行列と該反応磁界行列との積を計算することと、を更に含む。
【００１７】
本方法の更に他の態様によると、前記摂動要素が、蛍光透視鏡検出器と、蛍光透視鏡コリメーターと、を含み、前記最適化された反応磁界を、反応磁界行列として特徴づけることが、該蛍光透視鏡検出器の複数の衛星ポイントにおける推定された磁界値の第１の行列と、該蛍光透視鏡コリメーターの複数の第２の衛星ポイントにおける推定された磁界値の第２の行列との積として、該反応磁界行列を計算することを含む。
【００１８】
本方法の更に他の態様によると、前記第１の行列に、値が前記蛍光透視鏡検出器の反応磁界モデルを特徴づける定数の第１の行列を乗じ、前記第２の行列に、値が前記蛍光透視鏡コリメーターの反応モデルを特徴づける定数の第２の行列を乗じ、第１の行列積及び第２の行列積をそれぞれ定義する。
【００１９】
本方法の追加の態様によると、前記第１の行列積及び前記第２の行列積が、多極係数を含む。
【００２０】
本方法の他の態様において、前記新たな位置を再構成すること、及び予測された反応磁界を得ることを先行して実行することで得た、該予測された反応磁界のインスタンスを用いて、補正された測定値を得る。
【００２１】
本方法の更に他の態様によると、反応磁界モデルを作成することは、磁界摂動要素内の磁気送信機の複数の画像を特徴づけることと、特徴づけられた画像に基づいて、領域内で反応磁界を計算することと、を含む。
【００２２】
本方法の更に他の態様によると、前記反応磁界を計算することが、球面調和関数展開を用いて実行される。
【００２３】
本方法の一態様によると、反応磁界モデルを作成することが、該反応磁界モデルのそれぞれの反応磁界を、６つの自由度の前記磁界摂動要素の場所及び向きのパラメータを含むとして特徴づけることを含む。
【００２４】
領域内に磁界を発生させるための複数の磁界発生器と、該領域内の磁界摂動要素と、該磁界摂動要素と該磁界発生器との間に配置された磁界場所センサと、プロセッサであって、磁界摂動要素が、既知の位置にある間に、それぞれの反応磁界を計算することによって、反応磁界モデルを作成するよう構成されている、プロセッサと、を含む本発明の実施形態による装置が更に提供される。動作中、該磁界摂動要素が、該領域内の新たな位置に定置され、かつ、上にプローブ磁界センサを有するプローブの遠位部が、該領域内に導入される。該プロセッサは、該プローブ磁界センサから該磁界発生器によって生じた摂動磁界の第１の測定値を得、該場所センサから、該摂動磁界の第２の測定値を得、該第２の測定値から、該磁界摂動要素の該新たな位置を再構成し、該反応磁界モデルから、該再構成された新たな位置について予測された反応磁界を得、該第２の測定値から、該予測された反応磁界を減算することによって、補正された測定値を得、該補正された測定値により、該第１の測定値を調整し、該調整された第１の測定値を用いて、該プローブ磁界センサの位置を計算するよう更に構成されている。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
本発明をより深く理解するため、発明を実施するための形態を例として参照すると、発明を実施するための形態は、同様の要素に同様の参照番号を付した以下の図面と併せ読むべきものである。
【図１】本発明の実施形態に従う、位置感知システムの概略図である。
【図２】本発明の実施形態に従う、図１に示すシステムにおけるプローブの遠位端を示す、概略的詳細図である。
【図３】本発明の実施形態に従い評価される磁界を示す図である。
【図４】いくつかのパラメータを変更しつつ、コスト関数への影響を示すデータプロット図である。
【図５】いくつかのパラメータを変更することのコスト関数への影響を示す他のデータプロット図である。
【図６】本発明の実施形態に従う、反応磁界のシミュレーションを行うための構成の図である。
【図７】本発明の実施形態に従い、公式化された方程式である。
【図８】本発明の実施形態に従い、公式化された行列方程式である。
【図９】本発明の実施形態に従う、標準ＦＥＲ技術についてプロットされたシミュレーション結果のグラフによる比較である。
【図１０】本発明の実施形態に従う、渦電流を示す概略図である。
【図１１】本発明の実施形態に従う、図１に示すシステムにおける特定の要素の概略図である。
【図１２】本発明の実施形態に従い、公式化された方程式である。
【図１３】本発明の実施形態に従い、公式化された方程式である。
【図１４】本発明の実施形態に従い、公式化された方程式である。
【図１５】本発明の実施形態に従う、磁界摂動による磁気センサの場所追跡誤差を補正するための方法のフローチャートである。
【図１６】本発明の実施形態に従う、カテーテルの端部を追跡するためのシステムの概略図である。
【図１７】本発明の実施形態に従い得られた場所誤差の結果のグラフによる比較プロット図である。
【図１８】本発明の実施形態に従い得られた場所誤差の分布の比較プロット図である。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
以下の説明では、本発明の種々の原理の深い理解を促すため、多くの具体的な詳細について記載する。しかし、これらの詳細は、必ずしも、本発明の実施のために常にすべてが必要とされるものではない点は、当業者には明らかであろう。この場合、一般的な概念を不要に曖昧にすることのないよう、周知の回路、制御論理、並びに従来のアルゴリズム及び処理に関するコンピュータプログラム命令の詳細については、詳しく示していない。
【００２７】
概論
本発明の実施形態は、対象領域内の磁界で生じた摂動の補正のための方法を提供する。摂動は、通常、金属成分である磁界摂動要素を磁気送信機によって発生した磁界へ導入することによって起こる。本発明の一態様において、蛍光透視鏡によって生じる干渉磁界の、簡単に計算可能な数学的推定が得られる。推定された干渉磁界は、磁気追跡システムの磁気センサから得た測定値から減算されて、補正された測定値が得られる。補正された測定値を用いて、センサの真の場所及び向きを計算する。
【００２８】
本開示において、摂動要素中の渦電流によって発生した干渉磁界は、反応磁界モデルを用いて扱う。摂動要素の存在を補正するために、反応磁界モデルは、磁気追跡システムの各磁気送信機が摂動要素中で送信機の複数の画像を作成すると仮定する。反応磁界モデルは、各画像がそれぞれの反応磁界を発生させて、それが送信機によって発生した磁界を全体で摂動させるよう作用すると仮定する。
【００２９】
各画像は、通常は多極子、すなわち、双極子、四極子及び／又は高次極子の組み合わせとして特徴づけられ得る。各画像の特性は、とりわけ画像を生じさせる送信機磁界にも依存する。反応磁界モデルは、通常、磁界を球面調和関数展開によって表すことができると仮定することによって、また画像の特性に従って、多極子画像のそれぞれから反応磁界を計算する。反応磁界モデルについて、以下に詳述する。
【００３０】
次に、図面に関して、まず図１を参照すると、図１は、本発明の実施形態に従う、カテーテルプローブ２２の遠位端２１の位置を感知するよう構成されている位置感知システム１０の概略図である。通常、プローブ２２は、システム１０の操作段階中に医療専門家によって患者の体腔又は器官中に挿入され、システムの較正段階中には存在しない。明確化のために、図１では、プローブ２２を破線で示している。患者は、通常、位置感知システム１０を操作することができる医療専門家によって実行される処置中に、磁界の手術台２４上に横たわる。磁界は、概ね同様の交流磁界発生器３４、３６、３８の組立体である場所パッド２６を患者の下に位置付けることによって発生し、該磁界発生器のそれぞれが、３つの磁界発生コイルを有するため、場所パッド２６は、合計９つの発生コイルを含むことになる。磁界発生器３４、３６、３８は、楕円形で概略的に示す領域３０内に交流磁界を発生させる。磁界発生器３４、３６、３８は、異なる周波数での動作、又は時分割多重化によって区別し得る。明確化及び簡略化のために、図１には患者及び医療専門家の双方とも示されていない。
【００３１】
システム１０は、制御ユニット５０を採用し、該ユニット５０は、通常、適切な信号処理回路を有するコンピュータであるプロセッサ５２を含む。このプロセッサは、メモリ５４を使用するが、メモリ５４は、通常、揮発性データ記憶装置と不揮発性データ記憶装置の両方を含むものであり、このメモリ５４内にオペレーティングシステム１０のデータが記憶される。プロセッサは、プローブ２２の場所の視覚的ディスプレイ５６を提供し得るコンソールを駆動するよう接続されている。
【００３２】
システム１０は、蛍光透視鏡コントローラ６１によって操作され、かつ手術台２４上の患者の蛍光透視画像を作成することができる、蛍光透視鏡６０を含む。蛍光透視鏡コントローラ６１を制御ユニット５０のサブユニットとして示すが、制御ユニット５０とは別個に実施してもよい。蛍光透視鏡６０は、本明細書ではコリメーター６２と称される視準されたＸ線源及び検出器６４を含む多数のセクションを有する。コリメーター６２及び検出器６４は、それらを、横軸６８、及び該横軸６８を通って紙面に垂直な軸の、２つの軸の周りで回転させる別のセクションであるＣアーム６６によって、共に連結されている。Ｃアーム６６は、コリメーター６２及び検出器６４が、平行軸６８に対して平行の方向などに、空間で位置を変えることも可能にする。Ｃアーム６６は、蛍光透視鏡６０の軸６８周囲の回転の際に、互いに固定された配列に、及び互いから一定の距離にて、コリメーター６２及び検出器６４を保持する。通常、蛍光透視鏡６０によって作成される画像は、平行軸６８の周りの任意の向きに回転した蛍光透視鏡６０で作成してもよく、その向きは、患者のニーズ及びシステム１０を操作する専門家の条件に応じて選択される。
【００３３】
通常、蛍光透視鏡６０は、プローブ２２が使用されるのとほぼ同時にその画像を作成するよう作動する。しかし、領域３０に近接する、蛍光透視鏡６０の金属成分は、領域３０内の磁界発生器３４、３６、３８によって発生した磁界を変える。上記の通り、これらの改変に対する補正なしでは、プローブ２２の測定された場所における誤差がもたらされる。本明細書に記載されるように、本発明の実施形態は、手術台２４に対する蛍光透視鏡６０の向き又は位置に関係なく、蛍光透視鏡６０によって生じる磁界摂動を補正し、したがって、プローブ２２の測定された場所における全ての誤差を防ぐ。
【００３４】
通常、システム１０は、単純化のために図には示されていないが、以下の説明で必要なものとして言及される、他の要素を含む。例えば、システム１０は、ＥＣＧ同期信号を制御ユニット５０に与えるために、１つ以上の体表面電極から信号を受信するように結合されたＥＣＧモニターを備えてもよい。
【００３５】
図１の構成は、概念的明確化のためだけに選択された構成例である。代替的な実施形態では、任意の他の好適な構成を用いることもできる。通常、プロセッサ５２は、本明細書に記載される機能を実行するようにソフトウェアでプログラムされる。そのソフトウェアは、例えば、ネットワークを介して電子形式でプロセッサにダウンロードしてもよく、あるいは、それに代わって、若しくはそれに加えて、磁気的メモリ、光学的メモリ、又は電子的メモリなどの非一時的な有形のメディア上に提供及び／又は格納してもよい。
【００３６】
システム１０は、領域３０内の磁界発生器３４、３６、３８によって発生した磁界をプロットすることができる装置も含み得る。本発明の一実施形態では、マッパー７０が、磁界をプロットするために用いられ、マッパーは、プラスチックのシートなどの固体ベース上の既知の位置に固定するよう据え付けられた磁界検出器７２のアレイを含む。マッパー７０は、場所パッド２６に対して既知の所定の位置及び向きで手術台２４上に位置付けられるように構成されている。一実施形態では、マッパー７０は、７２個の検出器を含む。通常、検出器は、磁界及びすべてのその無視できない勾配が測定可能であるように、マッパー７０内に構成される。代替の実施形態において、マッパーは、およその寸法が１５０×２５０×２５０ｍｍである矩形の箱の中に分布した７８個の検出器を有する。
【００３７】
マッパー７０は、磁界検出器７２からの磁気測定を用いて、通常は左右に対して、並びに頭及び足に対してほぼ中央に位置付けてもよい。
【００３８】
システム１０の操作に関する次の説明では、マッパー７０は、磁界をプロットするために用いられることが仮定されるが、マッパーは、領域３０内の磁界を測定するための１つの例示的なシステムであることが理解され、既知の位置に移動させることが可能な１つ又は２つ以上の磁界検出器などの任意の他の好適なシステムを使用してもよい。このような代替的磁界プロッティングシステムは、当該技術分野における当業者には明らかとなるであろうし、本発明の範囲内にあることが想定される。
【００３９】
磁界検出器７２は、ホール効果プローブ又はセンサ４６に概ね類似するセンサなどのような、磁界の大きさ及び方向を測定するための任意の好都合な３軸センサを含んでもよい。このようなセンサの示度は、３次元座標系における３要素列ベクトルとして表し得る。場所パッド２６の３つの磁界発生器３４、３６、３８は、合計９つの送信コイルを有する。したがって、磁界検出器７２のそれぞれは、９×３＝２７の入力パラメータを含む磁界に反応する。以下の考察から分かるように、システム１０のように９つの磁界コイルがある場合、場所パッド２６における三次元センサ組立体の出力は、１８の場所及び向き出力パラメータを含む。磁界検出器７２からの示度は、通常、接続ケーブル７４によって制御ユニット５０に転送されるが、無線伝送のような任意の他の好都合な転送方法を用いてもよい。
【００４０】
以下に詳述する通り、マッパー７０は、システム１０の較正中に使用されるため、マッパー７０及びケーブル７４を破線で示す。システム１０がその操作段階にあるときには、マッパー７０及びケーブル７４は取り外される。
【００４１】
ここで図２を参照すると、図２は、本発明の実施形態に従う、遠位端２１（図１）を示す概略的詳細図である。遠位端２１は、電磁センサ４６の一部としての３つの概ね直交するコイル４０、４２、４４を含む。遠位端２１は、通常、アブレーション電極又はマッピング電極４８など、他の要素を含む。磁界発生器３４、３６、３８により発生した磁界は、コイルが感知した磁界に従い、センサ４６のコイル中に電気信号を生成する。センサ４６のコイルからの電気信号は、プローブ２２の位置の座標及び向きの座標を決定するよう信号を解析する制御ユニット５０に運ばれる。１組の直交ｘｙｚ軸に対して座標を参照してもよい。
【００４２】
プローブ２２の位置及び向きを検出するための遠位端２１中のコイルの他の配列は、当該技術分野において既知である。１つのそのような配列は、磁界の投影を測定する１つのコイルを使用する。コイル４０、４２、及び４４により例示されるものとは異なるコイル配列を説明するために、当該技術分野における当業者は、必要な変更を加えて本記載を適合させることが可能であろう。
【００４３】
反応磁界モデル
１つの反応磁界モデルが、上述のＭｏｎｔａｇの米国特許出願公開第２０１２／０１６５６５６号から既知である。反応磁界モデルに関する以下の説明により、本発明の原理の理解が容易になるであろう。
【００４４】
ここで、図３を参照すると、図３は、本発明の実施形態に従って評価される、磁界を示す図である。反応磁界モデルの背景にある基礎物理は、振動磁界が、任意の導体において電流を誘導することである。可能な限り単純にした構成を図３に示す。ソース７８、例えば、システム１０における磁界発生器３４、３６、３８（図１）の１つは、時間変動磁界（点線で表したソース磁界８２）を生じさせる振動電流のソースループ８０を生成する。ソース磁界８２は、導電ループ８４の近くで時間変動磁束を生じさせる。アンペアの法則により、時間変動磁束は、電流をもたらし、今度は、ソース磁界８２に干渉する磁界（破線で表した反応磁界８６）を発生させる。センサ８８は、測定された磁界（ベクトル９０として示す）を経験することになり、該磁界は、ソース磁界８２と反応磁界８６との重層である。磁気追跡システムが採用する磁気場所アルゴリズムは、通常、センサ８８の測定された磁界とソース７８からの既知の磁界構成との比較に基づく。いかなる測定値干渉も場所及び向きの誤差をもたらす。
【００４５】
ソースループ８０が安定した周波数で振動している場合、我々は、誘導電界の振幅についての式を静的問題の解とみなすことができる。反応磁界モデルの一般形は、一次方程式である。
【数１】
2015119972.tif 000004
Ｂｒｅａｃｔｉｏｎ（ｘ、ｙ、ｚ）は、空間の任意のポイントにおける誘導反応磁界の（ベクトル）振幅を表す。Ｂｔｒａｎｓｍｉｔｔｅｄは、ソース磁界を表す。
Ｔｒｅａｃｔｉｏｎは、反応行列である。
【００４６】
反応ループの物理特性は、Ｔｒｅａｃｔｉｏｎに含まれる。この例において、これがループの範囲である。暗黙の周波数依存も、この項に含まれる。Ｔｓｐａｔｉａｌ（ｘ、ｙ、ｚ）は、センサコイルにおいて起きていることから、空間における任意のポイントへの接続である。我々が、双極子源になるように反応ループを近似する場合、周知の公式がある。
【数２】
2015119972.tif 000005
方程式（２）において、ｍは、Ｔｒｅａｃｔｉｏｎ・Ｂｔｒａｎｓｍｉｔｔｅｄを表し、方程式の残りは、方程式（１）のＴｓｐａｔｉａｌ（ｘ、ｙ、ｚ）を表し、ｒ＝（ｘ、ｙ、ｚ）である。
【００４７】
反応磁界は、６つの自由度の磁界摂動要素の場所及び向きを特徴づけることが、上記の考察から明らかになろう。
【００４８】
実際、反応磁界は、単純な導電ループではなく、やや大きな金属の物体によって生じ、本発明に照らして最も重要であるのは、蛍光透視鏡６０のソースコリメーター及び検出器の組立体である。この場合、反応について数学的解を求めることは、より一層複雑な課題である。
【００４９】
適応型ＦＥＲアルゴリズムの概要
ＣＡＲＴＯの計測値に対する蛍光透視鏡の影響は、ＣＡＲＴＯシステムによって生じる、発生した磁界に対する付加的な磁界反応である。蛍光透視鏡の場所及び反応磁界モデルが既知である場合、反応は、無効になり得、ＣＡＲＴＯ磁気追跡システムにおける測定値の精度が回復する。
【００５０】
適応型ＦＥＲは、患者の胸の上に磁気センサを有する場所パッチセンサ（本明細書において「胸センサ」と称することもある）から得た測定値より、蛍光透視鏡場所を再構成する。３軸センサ測定は、９つの磁気ベクトル場、又は２７の数をもたらす。これらを使用して、３つの場所パラメータ及び３つの向きパラメータを求める。あきらかに、システムにおいて、高レベルの冗長性が存在する。我々は、３つの場所パッチセンサをまとめることにより、期待された測定値のための数学モデルを作成することができ、該数学モデルは、６＊３＝１８個のセンサパラメータ、並びに７つのＣＡＲＴＯ−蛍光透視鏡座標転送パラメータを含むことが分かった。これら１８＋７＝２５個のパラメータを「出力パラメータ」と称する）。我々は、数学モデルと１組の実際の測定値との差に対して最適化を行い、蛍光透視鏡位置を求める。これには、センサ場所又は蛍光透視鏡の姿勢に関する高度な知識が不要である。場所パッチセンサが静止したままである、あるいは任意の一定の相対場所を有するという前提もない。
【００５１】
一般的に、磁界検出器７２の１つの反応磁界を以下の方程式で説明することができ、
【数３】
2015119972.tif 000006
式中、ｒｏｔ（α，β，γ）は、回転行列であり、ｓ．ｈ．多項式は、磁界発生器３４、３６、３８の磁界発生コイルの、コイルの中心に関する球面調和関数多項式であり、係数は、磁界源を説明する数値定数である。
【００５２】
磁界検出器７２の１つにおける検出器６４によって生じる反応磁界を推定することができ、
【数４】
2015119972.tif 000007
【数５】
2015119972.tif 000008
式中、ｒｏｔ（φ，θ，Ψ）は、ＣＡＲＴＯ磁界検出器と蛍光透視鏡検出器座標系との間の回転を表す。
【００５３】
先に参照した米国特許出願公開第２０１２／０１６５６５６号の教示に従い、球面調和関数の中心（「展開ポイント」としても知られる）を選択し得る。
【００５４】
よって、３つの場所パッチセンサの場合、（３×６）＋７＝２５の未知数を求めるため８１の入力数が存在する。球面調和関数多項式という用語は、先の方程式と同じ意味を有し、
【数６】
2015119972.tif 000009
【数７】
2015119972.tif 000010
は、検出器衛星ポイントにおける推定されたＬＰ磁界である。
【数８】
2015119972.tif 000011
は、検出器反応磁界行列であり、反応磁界モデルから計算する。衛星ポイント及び反応磁界モデルについて、以下で説明する。
【００５５】
コリメーター６２によって生じる反応磁界を推定するために、同様の方程式を書いてもよい。
【００５６】
システム１０の場合、磁界センサが経験する推定された反応磁界は、検出器６４及びコリメーター６２の推定された反応磁界の付加的な磁界の影響である。
【数９】
2015119972.tif 000012
よって、場所パッチセンサｋについては、以下の通りである。
【数１０】
2015119972.tif 000013
【００５７】
Ｃアームが検出器とコリメーターとの共同の運動を強制するため、７つの独立パラメータが存在する。３つの回転角、蛍光透視鏡の回転中心のｘオフセット及びｙオフセット、検出器のｚオフセット（ＳＩＤにより変動する）、及びコリメーターのｚオフセットである。
【数１１】
2015119972.tif 000014
【００５８】
一旦、７つの蛍光透視鏡転送パラメータが既知になると、患者の体内のカテーテルにおける磁気センサを補正するために、先に参照した米国特許出願公開第２０１２／０１６５６５６号に開示された蛍光透視鏡の影響低減（ＦＥＲ）の適用において、該パラメータを用いることができる。
【００５９】
システム１０において、測定値は、磁気センサから、頻繁に、通常、１６ｍｓの間隔で得られる。測定値ｉは、先の測定値ｉ−１において推定された回転パラメータ及び反応磁界を用いて、調整される。
【数１２】
2015119972.tif 000015
【００６０】
単軸センサの場合、回転行列の項は、ベクトル
【数１３】
2015119972.tif 000016
に置き換えられる。
【００６１】
３つの場所センサを採用する実施形態において、推定された磁界と測定された磁界との差のベクトルは、
【数１４】
2015119972.tif 000017
であり、式中、
【数１５】
2015119972.tif 000018
は、センサｉにおいてｉ番目に測定された磁界であり、
【数１６】
2015119972.tif 000019
は、ｉ番目に推定された磁界である。
【００６２】
次に、コスト関数
【数１７】
2015119972.tif 000020
は、最小化され、センサ及び蛍光透視鏡磁界パラメータの同時解をもたらす。３つの場所センサを用いる場合、各３軸場所センサは、２７の数字、すなわち（図１の例における）３つの磁界発生器の中の９つの９の送信コイルのそれぞれに対する三次元ベクトルを測定することが先の考察から想起されるであろう。３つの場所センサ全てを読み取ることは、８１個の入力パラメータ及び２５個の出力パラメータに関係する。出力パラメータは、コスト関数の最小化において変動する。入力パラメータは、変動しない。コスト関数は、測定された磁界及び推定された磁界のパラメータの値を実数にマッピングする。コスト関数の最小化は、誤った判定の不利益を最小化する。最小化に好適な多くの最適化の方法が知られている。一実施形態において、ガウス・ニュートン法のレーベンバーグ・マーカート変数が用いられている。この技術は、Ｗｏｌｆｒａｍ  Ｒｅｓｅａｒｃｈ（１００  Ｔｒａｄｅ  Ｃｅｎｔｅｒ  Ｄｒｉｖｅ，Ｃｈａｍｐａｉｇｎ，ＩＬ  ６１８２０−７２３７）から市販されているＭａｔｈｅｍａｔｉｃａ（登録商標）などのプログラム、及びＣ、Ｃ＋＋などのプログラム言語において実施するのに強力で好都合である。
【００６３】
ここで図４を参照すると、図４は、回転ＬＡＯ−ＲＡＯ蛍光透視鏡パラメータ（ｒｏｔ（α，β，γ）として上に示す）を変動させる間の、コスト関数に対する影響を示すデータプロット図である。極小値が明確に認められた。
【００６４】
ここで図５を参照すると、図５は、ＳＩＤオフセットパラメータを変更する間のコスト関数に対する影響を示すデータプロット図である。コスト関数は、このパラメータにおける変動に対する感受性が低いが、それにも関わらず、範囲の広い最小値（a broad minimum）は、認められない。
【００６５】
便宜上、この実施形態において、３つの場所パッチセンサが選ばれた。より大きな数を用い得るが、その場合、解の更なる優決定が行われることになり、精度は若干良くなるが、コンピュータ資源のコストと実行時間とのトレードオフである。３つ未満の場所、実際、１つの場所センサでも、解をもたらす。後者の選択によりコストと複雑さを低減することになるが、最適とは言えない結果をもたらすことが予想される。表２は、場所センサの数を変更することの影響を示す。
【００６６】
【表２】
2015119972.tif 000021
【００６７】
あるいはまた、１つ又は２つ以上の場所パッチセンサを、カテーテル自体の中のセンサコイルに置き換えることもできる。しかし、この方法は、干渉が最も強いときに、最も効果を発揮することが分かった。胸パッチセンサは、カテーテル電極よりも検出器に近く、反応磁界は、特に、検出器位置に対して、より影響されやすい。適応型ＦＥＲアルゴリズムも、コリメーター位置に影響されやすいが、送信コイルが、コリメーターとセンサとの間にあるため、コリメーターからの相互干渉は、コリメーターの上方のセンサの高さと無関係である。せいぜい、蛍光透視鏡検出器の表側が垂直、すなわち、患者の側に向いているとき、カテーテルセンサが、若干の有用な情報を提供することが予想されるのみである。この最も端の位置で、１つ又は２つの胸パッチセンサのみが、多くの有用な情報を提供する。カテーテルセンサは、異なる垂直面にあり、若干の限られた追加の情報を与える。
【００６８】
反応磁界の分析的シミュレーション。
大きな導電性物体の反応をモデリングするための手法を求めるため、準静的電磁界の基礎物理学を考察することが役立つ。ＣＡＲＴＯシステムは、１〜４ｋＨｚの範囲の電磁界を一斉送信する。導体が、このような振動磁界に定置された場合、磁界は、導体に衝突し、電流を誘導する。電荷の変位により、電界が生じる。任意の導体の顕著な特質は、材料中の自由な電荷が、動き始めて、誘導電界を相殺することである。その結果、入射界は、
【数１８】
2015119972.tif 000022
程度の深さまで浸透するのみであり、式中、μは、透磁率であり、σは、導電率であり、νは、周波数である。２ｋＨｚにおける室温の銅について、結果は、約１．５ｍｍであり、アルミニウムなど、他の一般的な導体についても、同様の結果が出た。これは、蛍光透視鏡コリメーター及び検出器組立体の寸法よりもかなり小さく、電流が実質的に表面上を流れることを意味し、我々は、電流が表面に全く浸透していないかのように動作することができる。金属ケーシングが重要であるのは、干渉源としてのみであり、内部の構成要素としてではないことも意味する。反応磁界は、導電体の表面にあるため、通常の構成要素は、送信された磁界の通常の構成要素を、厳密に無効にする。実際、起こっていることは、超伝導体が、その内部から磁界を放出するように、渦電流が、導体の内側から全ての磁界を放出する傾向にあることである。磁気追跡システムによる測定値に干渉するのは、導体の外側の反応磁界である。これらは、同じ形状の超伝導体について対応する静的問題を解くことにより、計算可能である。（Ｌａｎｄａｕ  ａｎｄ  Ｌｉｆｓｈｉｔｚ，Ｅｌｅｃｔｒｏｄｙｎａｍｉｃｓ  ｏｆ  Ｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓ  Ｍｅｄｉａ，ｓｅｃｔｉｏｎ  ４５）。
【００６９】
上記のＣＡＲＴＯシステムは、シミュレーション例において使用された。ＣＡＲＴＯシステムにおける反応磁界の動作について、我々に教示することができる分析的モデルを得るために、我々は、静的とみなされるＣＡＲＴＯシステムの磁界における蛍光透視鏡に匹敵する寸法の超伝導球の動作のシミュレーションを実行した。我々は、Ｌｉｄｅｌｌ及びＬｅｈｔｏｌａによる論文（ＩＥＥＥ  Ｔｒａｎｓ．Ｍａｇｎｅｔｉｃｓ  １２８：４、１９９２、ｐｐ  １９３０〜１９３４）に記載された画像磁荷を用いて反応磁界のモデルを構成した。
【００７０】
ここで図６を参照すると、図６は、本発明の実施形態に従う、反応磁界のシミュレーションを行うための構成の概略図である。図の底部の点９２は、場所パッド２６の磁界発生器３４、３６、３８（図１）の１つを表す。概略化した蛍光透視鏡構成要素である導電球９４が、ポイントのグリッドにより表した結像ボリューム９６の上方にある。このような構成における反応磁界は、導電球９４の表面上を流れる渦電流の複雑なパターンによる。しかし、反応磁界は、画像磁気源のポイント双極子源９８から来ているものとしてモデリングすることができ、これは、衝突する横磁界と、軸方向磁界に反応する一連の双極子に対する反応である。双極子は、１次元シンボル１００によって示す。ポイント双極子源及び双極子ストリングの場所は、導電球の大きさ、及び送信機からの距離によって決定する。その強度は、これらの寸法の関数であり、送信された磁界の強度に比例する。画像電荷は、数学的便宜であるため、導電球９４内部の場の詳細は、重要でない。
【００７１】
シミュレーションと方程式（１）との対応関係は、以下の通りである。Ｂｔｒａｎｓｍｉｔｔｅｄは、大きな導電性物体に近接する送信された磁界を表す。図６の例において、我々は、値が、導電球９４を包含するポイント１０２における送信機磁界である行列を構成する。Ｔｒｅａｃｔｉｏｎは、導電球９４の磁気反応特質を表し、該特質は、導電球の場所に対して不変である。当面、これを未知数の行列としておく。Ｔｓｐａｔｉａｌ（ｘ、ｙ、ｚ）は、転送関数であり、該転送関数は、磁気モーメントの場所の、場所に関する空間における任意のポイントに対して場を与える。我々は、ポイント双極子構成要素の双極子源について、既知の場の分布を用いて、一連の双極子にわたる磁界にわたって積分し、ストリング構成要素を得て、座標（ｘ、ｙ、ｚ）に関して空間関数を求める。導電球９４の中心に対して定義され、ｚ軸が導電球９４と送信機との間の方向である基準座標系において、ＴｒｅａｃｔｉｏｎとＢｔｒａｎｓｍｉｔｔｅｄとの積は、画像源要素の磁気モーメントを表す。これは、モーメントの強度が、Ｂｔｒａｎｓｍｉｔｔｅｄに線形比例することを意味し、該Ｂｔｒａｎｓｍｉｔｔｅｄは、送信機に対する導電球の場所及び向きにのみ依存する。
【００７２】
この概念をテストするために、我々は、解析解に関する我々の先験的知識を用いて、ｒｅｄで示すポイントの所与の組において反応磁界を計算した。ここで図７を参照すると、図７は、本発明の実施形態に従う、公式化された方程式（３）である。我々は、クロネッカー積を用いた方程式の右辺に移動させることにより、Ｔｒｅａｃｔｉｏｎを求めたが、式中、記号「（ｒｅｄ）」は、ポイント１０４（図６に小さな点で示す、を指し、「（ｂｌｕｅ）」は、ポイント１０２（より大きな点で示す）を指す。我々は、ＴｒｅａｃｔｉｏｎとＢｔｒａｎｓｍｉｔｔｅｄとの積は、解析解に導入されたものと同じ磁気双極子モーメントを返すことを確認した。
【００７３】
更に、我々は、球の場所の大きな組から情報を同時に入力し、ＢｔｒａｎｓｍｉｔｔｅｄとＢｒｅａｃｔｉｏｎのいくつかの組を鎖状につないで、Ｔｒｅａｃｔｉｏｎを求めた。ここで図８を参照すると、図８は、本発明の実施形態に従う方程式（４）である。方程式（４）は、より高次元の行列方程式であり、式中、Ｌｏｃ１からＬｏｃＮは、ＣＡＲＴＯが用いるマッピング量における座標を指し、符号Ｔは、行列転置を示す。
【００７４】
次に、我々は、高レベルの精度で、ＴｒｅａｃｔｉｏｎとＢｔｒａｎｓｍｉｔｔｅｄの積が、モーメントを生成し、該モーメントは、Ｔｒｅａｃｔｉｏｎを計算するのに用いた組に含まれない球の場所について、解析解と合致したことを示した。つまり、同じＴｒｅａｃｔｉｏｎが、複数のＢｓａｔｅｌｌｉｔｅの組と共に作用する。Ｂｓａｔｅｌｌｉｔｅは、干渉源の表面の近くのポイント、例えば、ポイント１０２（図６）において評価されたソース磁界を表す。ＴｒｅａｃｔｉｏｎとＢｓａｔｅｌｌｉｔｅの独立が、概念の証明を表す。
【００７５】
ここで図９を参照すると、図９は、本発明の実施形態に従う、標準ＦＥＲ技術についてプロットされたマッピング量全体にわたるシミュレーション結果のグラフ表示である。ｘ軸は、未補正の場所誤差を表し、ｙ軸は、補正した場所誤差を表す。プロットされたＦＥＲ及び適応型ＦＥＲを使用したデータは、図９の鍵に示す通り、区別される。シミュレーションにおいて、蛍光透視鏡の姿勢及びＣＡＲＴＯセンサの結果的な誤差が推定された。ソースと干渉データがシミュレートされた。５％レベルのノイズ、すなわち、磁界発生器中の電流の変動により生じ得る擬似磁界を、シミュレーションに加えると、ＦＥＲとシミュレートされた適応型ＦＥＲの性能は、同程度である。
【００７６】
較正
当然、我々が渦電流を補正する必要がある蛍光透視鏡構成要素のいずれも、完全な球形ではない。我々は、柔軟性と特殊性のバランスがとれた反応磁界の数学モデルに想到することにおいて、より実践的な手法が必要である。実質的に自由度がない球形導体のモデルとは違い、実用モデルは、反応磁界の複雑なパターンを正確に記述するのに十分な自由度を有する必要があるが、有する自由度が多すぎてはならない。さもなければ、Ｔｒｅａｃｔｉｏｎを求めることが、優決定の解につながり、解を求めるために使用される蛍光透視鏡構成の組において存在しない蛍光透視鏡の姿勢に対して発散し得る。
【００７７】
我々の選択は、磁気多極ポイントソースの集まりに基づき、反応磁界を記述することである。各ソースの磁界を記述するために、我々は、球面調和関数展開を用いる。球面調和関数は、自由空間の任意の静磁界を記述するための完全な基礎を提供する。我々が選択する球面調和関数展開の順序、及び展開の中心の数は、上記で言及した自由度の制御を表す。よって、実用反応磁界モデルは、磁界摂動要素内の各磁気送信機の複数の画像を特徴づけることと、特徴づけられた画像に基づいて、領域内で反応磁界を計算することと、によって作成される。
【００７８】
我々の選択は、電流ループと渦電流に関する経験に従う。単一円形電流ループの場は、楕円関数の組み合わせにより、分析的に記述可能である。ループの中心からいくつかの半径分離れた距離で、場は、双極子によって正確に記述可能である（球面調和関数展開におけるＬ＝１の項）。金属成分と、ＣＡＲＴＯマッピングポイントと、金属の表面上の渦電流の次元との間の距離の適切な割合である、１〜４の半径の範囲において、以下に説明する通り、我々は、Ｌのより大きい値を用いる必要がある。
【００７９】
ここで図１０を参照すると、図１０は、本発明の実施形態に従う、渦電流を示す概略図である。図１０は、検出器６４の表側、並びにコリメーター６２の表面（図１）の渦電流を示す。図の外周周辺の矢印１０６は、端部周辺の電流の流れを表す。反対方向に流れる電流は、相殺されるため、これは、４つの電流ループ１０８と数学的に同等である。蛍光透視鏡が、患者の胸の近くに定置されたとき、電流ループ１０８の半径の長さは、患者の体内のカテーテルからの検出器の距離とほぼ同じである。矢印１０６が表す電流ループの半径は、その距離の数倍である。我々は、元々の中心における５番目のポイント１１２に加えて、電流ループ１０８のそれぞれの中心１１０における球面調和関数について、展開の中心を設定すると、磁界の優決定なしで、球面調和関数展開におけるＬ＝３までの項を用いた反応磁界の正確なモデルを得ることができることが、実験的に分かった。
【００８０】
ここで図１１を参照すると、図１１は、本発明の実施形態に従う図１に示す必須要素の概略図である。図１１は、実際の実験における幾何学的配置を表す。標準的矩形の座標系１１４を参照すると、アステリスク１１６は、それぞれ、磁界発生器の３つの同心コイルを表し、該コイルは、ｚ＝０の平面の三角形の上に存在する。ポイント１１８（大きい黒丸で示す）は、球面調和関数の展開の中心である。ポイント１２０（小さい白丸で示す）は、マッピング量内の選択されたポイントである。矩形１２２、１２４は、蛍光透視鏡検出器６４及びコリメーター６２表面の輪郭を表す。ポイント１２６、１２８（より大きな黒い点で示す）は、検出器６４及びコリメーター６２における主要な金属の干渉源を囲むポイントの組である。反応方法の基本的な前提は、金属の反応が、ポイント１２６、１２８の場所パッド２６（図１）における磁界発生器によって発生する磁界の値にのみ依存することである。これらのポイントは、金属を取り囲み、それらに沿って動くため、「衛星ポイント」と称する。これらのポイントにおけるＬＰ磁界の磁界を、Ｂｓａｔｅｌｌｉｔｅと示す。
【００８１】
ここで図１２を参照すると、図１２は、本発明の実施形態に従うＢｒｅａｃｔｉｏｎの方程式（５）である。方程式（５）は、上記のシミュレーションケースと同様である。大きな違いは、２つの干渉源があり、それぞれが独自のＴｒｅａｃｔｉｏｎ行列を有する点である。方程式（５）において、ｄｅｔは、検出器（上）側を指し、ｃｏｌは、コリメーター（下）側を指す。所与のポイントにおける各ソースからの反応磁界を、その干渉源を中心とする座標系、すなわちポイント１１８の１つにおいて計算する。項（ｘｄｅｔ、ｙｄｅｔ、ｚｄｅｔ）、（ｘｃｏｌ、ｙｃｏｌ、ｚｃｏｌ）及び（ｘＣＡＲＴＯ、ｙＣＡＲＴＯ、ｚＣＡＲＴＯ）は、全て、同じポイントに対応している。記号
【数１９】
2015119972.tif 000023
は、金属を中心とする座標とＣＡＲＴＯ座標との間の回転行列を表す。後述の動作中、方程式（５）を適用して、更なる登録処置なしで、ＣＡＲＴＯと蛍光透視鏡座標系との間の変換における変化の自動動的追跡を提供する。
【数２０】
2015119972.tif 000024
は、金属中心の枠における行列球面調和関数展開多項式を示し、
【数２１】
2015119972.tif 000025
の積は、球面調和関数係数の行列を形成する。蛍光透視鏡の姿勢が変化する度に、
【数２２】
2015119972.tif 000026
が更新される。
【００８２】
場所及び向きの補正
方程式（５）は、場所（ｘＣＡＲＴＯ、ｙＣＡＲＴＯ、ｚＣＡＲＴＯ）について推定された反応磁界を表す。この場所は、必ずしも真のセンサ場所ではない。ＣＡＲＴＯセンサの測定値がＭであると仮定する。場所及び向きのアルゴリズムを適用することにより、初期の場所及び向きであるｒｉｎｉｔ及びＯｉｎｉｔが与えられる。方程式（５）を用いて、補正された測定値を求めることができる。
【数２３】
2015119972.tif 000027
【００８３】
方程式（６）は、蛍光透視の影響低減アルゴリズムの根本的要素である。我々は、以降、一般にＬＮＯと呼ぶ、ＣＡＲＴＯ場所アルゴリズムを、補正された測定値のＭｃｏｒｒに適用することにより、補正された場所及び向きを得ることができる。
【数２４】
2015119972.tif 000028
【００８４】
ここで、測定値のｒｃｏｒｒ及びＯｃｏｒｒを、方程式（６）に入れて、ｒｉｎｉｔ及びＯｉｎｉｔを置き換えて、更に正確な補正された測定値を得ることができる。反応磁界及びそれらの勾配は、概して、送信された磁界の最大数パーセントであり、ｒ及びＯの値は、ほぼ常に、４つの反復の中で、正確なセンサ場所及び向きが、まず方程式（６）に入れられた場合に到達するであろう値と同じ値に収束する。
【００８５】
ＣＡＲＴＯシステムの実施においては、我々は、繰り返して作業しない。新しい測定値は、１６ミリ秒毎に出るため、我々は、各測定値が前の測定値の繰り返しであるかのように、センサが、実質的に変化しないと考えられる。先のＬＮＯの計算（方程式（７））の出力を、電流場補正への入力として使用する。
【数２５】
2015119972.tif 000029
【００８６】
システム反復又は蛍光透視鏡の動きの後の、ＦＥＲアルゴリズムの第１の適用は、未補正の測定値についてのＬＮＯの計算を使用して実行する。
【００８７】
Ｔｒｅａｃｔｉｏｎを決定するための蛍光透視鏡の検査。
【数２６】
2015119972.tif 000030
は、蛍光透視鏡検査過程によって決定される。第１の工程は、蛍光透視鏡座標系とＣＡＲＴＯ座標系との間で登録を実行することである。次に、マッパー７０（図１）のようなセンサの固定アレイを患者のベッドの上に定置する。このセンサアレイは、ＣＡＲＴＯ作業量の大きな部分を占める。場は、測定され、収容した蛍光透視鏡により記録される。これにより、センサ場所と摂動されない送信された磁界の両方の基準測定値が提供される。次に、測定値の組が、手術台の高さ、ＳＩＤ、ＬＡＯ−ＲＡＯ角度、任意で頭蓋−体の後端側角度の種々の値において、蛍光透視鏡の組によって記録される。測定値の組は、蛍光透視鏡の全ての臨床的作動位置に及んでいなければならない。位置及びセンサ毎に、反応磁界が計算される。
【数２７】
2015119972.tif 000031
式中、ｉは、センサの表示であり、ｊは、蛍光透視鏡の姿勢の表示であり、ｊ＝０は、蛍光透視鏡が、収納されていることを示す。
【数２８】
2015119972.tif 000032
の両方について同時に、方程式（５）を解くために、実際の状況について方程式（４）の相似形を書くことにより、我々は、項を再整理した。ここで図１３を参照すると、図１３は、再整理を示す、本発明の実施形態に従う方程式（１０）である。
【００８８】
ここで図１４を参照すると、図１４は、行列を合わせて合計を除くことを示す、本発明の実施形態に従う方程式（１１）である。
【００８９】
解く前に、我々は、１つの更なる修正を行う。我々は、Ｂｒｅａｃｔｉｏｎ及びＢｓａｔｅｌｌｉｔｅに対し、それぞれの場所における送信された磁界の強度の逆関数により、重み付けする。ＣＡＲＴＯ座標系において、ｙ軸は、心臓の中心から頭部に、ｘ軸は、心臓の中心から左腕に、ｚ軸は、天井に向けて、方向づけられる。重み付けは、高いｚにおいて、解の感度を上げるよう作用する。方程式（１１）は、左側の方程式の両辺に、右辺の第１の行列の一般逆行列を乗算することにより、解くことができる。一般逆行列における公差の選択が重要である。公差が小さすぎると、解の優決定の可能性がある。公差が大きすぎると、最適とは言えない解につながることになる。公差の閾値をどこに設定するかを決めるために、我々は、１×１０−９の非常に小さい公差の値から始めて、これ以上増やすと、較正データに対する性能を劣化させる所まで、値を徐々に増やした。我々の現在の作動値は、１×１０−６である。
【００９０】
一旦、我々が、
【数２９】
2015119972.tif 000033
との連鎖を見つけると、それらを分離して、２つの反応行列を構成することができる。
【００９１】
上記のＦＥＲアルゴリズムが、Ｍａｔｈｅｍａｔｉｃａ（登録商標）及びＣにおいて、実施された。Ｍａｔｈｅｍａｔｉｃａの実施は、較正処置において用いられる。Ｃの実施は、臨床システム操作において用いられる。
【００９２】
操作
ここで図１５を参照すると、図１５は、本発明の実施形態に従う、磁界の摂動による磁気センサの場所追跡誤差を補正するための方法のフローチャートである。そのプロセス工程は、明確に提示するために、図１５では特定の線形的順序で示される。しかし、それらのプロセス工程の多くは、並列的に、非同期的に、又は異なる順序で実行し得ることが明白であろう。
【００９３】
本方法の較正段階は、初期工程１３０で始まり、そこで図１に示すように、構成要素が準備される。
【００９４】
次に、工程１３２において、磁界発生器３４、３６、３８によって発生する磁界を摂動し得る全ての物体を、領域３０及びその周辺から取り除く。そのような物体は、蛍光透視鏡６０を含む。マッパー７０は、場所パッド２６に対するその所定の位置及び向きで手術台２４の上に位置付けられ、磁界発生器３４、３６、３８は、作動する。領域３０における未摂動磁界における場所パッドセンサの場所を計算するために、制御ユニット５０は、磁界検出器７２を操作する。
【００９５】
制御ユニット５０は、磁界検出器７２からの示度を受け付け、処理する。
【００９６】
次に、工程１３４において、定位置の磁界摂動要素により、磁界の再マッピングを行う。このことは、先に参照した米国特許出願公開第２０１２／０１６５６５６号に記載の処置を用いて、実現し得る。
【００９７】
工程１３４の完了後、工程１３６において、特定の蛍光透視鏡コリメーター及び検出器のための反応モデルを、「適応型ＦＥＲアルゴリズムの概要」という見出しのセクションにおいて前述の通り、構成する。工程１３６で較正段階が完結する。較正段階は、特定の手術台及び磁気追跡システムとともに用いるために、特定の蛍光透視鏡を構成するときにのみ実行する必要があり得る。一般に、システムにおける幾何学的配置の何らかの変更、例えば、蛍光透視鏡構成要素の１つの交換がなければ、患者の診察の合間に較正を繰り返す必要はない。
【００９８】
本方法の操作段階は、工程１３８から始まる。磁界発生器３４、３６、３８を作動させる。ここで図１６を参照すると、図１６は、本発明の実施形態に従う、カテーテルの端部を追跡するための、システム１４０の概略図である。カテーテルを挿入された患者１４２が、マッパー７０ではなく、ここでは手術台２４に乗っている点を除いて、システム１４０は、図１のシステム１０と多くの構成要素を共有している。手術者１４４は、心臓１５０内の心臓カテーテル１４８の遠位端１４６を誘導する。この処置は、１つの心臓カテーテルについて説明しているが、２つ以上のカテーテルを同時に用いる場合にも等しく適用可能である。カテーテル１４８の遠位部における磁気センサ１５２が与える信号に基づき、遠位端１４６の位置を確認するのが、磁気追跡システムの機能である。３つの磁気センサ１５４を患者１４２の胸に取り付ける。磁気センサ１５４は、センサ４６（図２）と同じ３軸構造を有し得る。
【００９９】
図１５に戻ると、次の工程は、実質的に、磁気センサ１５４が得た測定値から蛍光透視鏡の現在位置を再構成することと、反応磁界モデルから、該再構成された位置について予測された反応磁界を得ることと、磁気センサ１５４が測定した磁界から、該予測された反応磁界を減算して、補正された測定値を得ることと、該補正された測定値により、磁気センサ１５２の示度から計算された磁界を調整することと、を伴う。調整された磁界は、磁気センサ１５２の実際の位置を計算するのに用いられる。
【０１００】
較正について前述した通り、工程１５６において、摂動磁界のそれぞれの測定値が、繰り返して得られる。
【数３０】
2015119972.tif 000034
【０１０１】
図１６に戻ると、手術台２４に３つの胸センサを示しているが、上記説明の通り、他の数のセンサを使用してもよい。胸センサは、好都合である。反応磁界が、検出器６４の位置に、より影響されやすいため、磁気センサ１５４は、コリメーターよりも検出器の近くに位置させなければならない。磁界発生器３４、３６、３８は、コリメーター６２と磁気センサ１５４との間にあるため、コリメーター６２に起因し得る相互干渉は、コリメーター６２の上方の磁気センサ１５４の高さと無関係である。
【０１０２】
あるいは、磁気センサ１５４を、患者１４２の上方、すなわち患者１４２と検出器６４との間に位置付けてもよい。これにより、追加の据え付け設備が必要になり、より不都合になるが、検出器６４によって生じる摂動に対する感度が大きくなるという利点がある。実際、磁気センサ１５４は、同じ水平面に存在する必要はないが、異なる平面に位置付け得る。この構成により、蛍光透視鏡６０のいくつかの位置におけるコリメーター６２と検出器６４に対する磁気センサ１５４の分差感度をもたらす結果となる。
【０１０３】
図１５に戻ると、工程１５８において、工程１３６で展開した、工程１５６で得たセンサ測定値と、理論的場所パッドと反応モデルの反応磁界との合計と、の差に基づくコスト関数。先の考察から、この差は、
【数３１】
2015119972.tif 000035
として計算されることが想起されるであろう。１つの好適なコスト関数は、
【数３２】
2015119972.tif 000036
である。
【０１０４】
次に、工程１６０において、上記のコスト関数の最適化により、蛍光透視鏡パラメータ（３つの回転角、蛍光透視鏡の回転中心のｘオフセット及びｙオフセット、検出器のｚオフセット、及びコリメーターのｚオフセット）が、得られる。
【０１０５】
次に、ステップ１６２において、カテーテル１４８（図１６）から、磁気センサ示度が、得られ、磁気追跡システムによって、カテーテルチップの未補正の位置及び向きが、得られる。
【０１０６】
ステップ１６４において、上記の方程式（５）〜（１１）を用いた補正された位置及び向きを得るために、ステップ１６０で求めた蛍光透視鏡パラメータを、ステップ１６２で得られた未補正の示度に適用する。通常、制御は、ステップ１５６に戻り、カテーテルのチップの場所確認を繰り返す。
【０１０７】
確認精度の概要
ここで図１７を参照すると、図１７は、本発明の実施形態に従う、適応型ＦＥＲ及び標準ＦＥＲ法を用いて得た場所誤差の結果を比較するデータプロット図である。Ｓｉｅｍｅｎｓ、Ｇｅｎｅｒａｌ  Ｅｌｅｃｔｒｉｃ及びＰｈｉｌｌｉｐｓのモデルという３つの異なる蛍光透視鏡が採用された。動作中、標準ＦＥＲは、ＣＡＲＴＯシステムと蛍光透視鏡コントローラとの間の通信を必要とする一方、適応型ＦＥＲは必要としないため、適応型ＦＥＲ性能は、標準ＦＥＲの性能を近似し、標準ＦＥＲは、プロット図で「通信」とラベル付けされる。
【０１０８】
ここで図１８を参照すると、図１８は、本発明の実施形態に従う、従来及び適応型のＦＥＲを用いた場所誤差分布を比較するグラフプロット図である。
【０１０９】
当業者であれば、本発明が、以上で詳細に示し、説明したものに限定されない点を、理解するところであろう。むしろ、本発明の範囲は、以上で述べた種々の特徴の組み合わせ及び一部の組み合わせ、並びに上記の説明を読むことで当業者が想到するであろう、従来技術にはない特徴の変形及び改変をも含むものである。
【０１１０】
〔実施の態様〕
（１）  方法であって、
較正段階において、
複数の磁界発生器を用いて、領域内に磁界を発生させる工程と、
該領域内の既知の位置に、磁界摂動要素を定置する工程と、
該磁界摂動要素が、該既知の位置にある間に、それぞれの反応磁界を計算することによって、反応磁界モデルを作成する工程と、を実行する工程と、
操作段階において、
該領域内の新たな位置に、該磁界摂動要素を定置する工程と、
該磁界摂動要素と該磁界発生器との間に、磁界場所センサを配置する工程と、
プローブの遠位部を該領域内に導入する工程であって、プローブ磁界センサが、該遠位部に配置される、工程と、
該磁界発生器により、摂動磁界を再発生させる工程と、
該プローブ磁界センサから、該摂動磁界の第１の測定値を得る工程と、
該場所センサから、該摂動磁界の第２の測定値を得る工程と、
該第２の測定値から、該磁界摂動要素の該新たな位置を再構成する工程と、
該反応磁界モデルから、該再構成された新たな位置について予測された反応磁界を得る工程と、
該第２の測定値から、該予測された反応磁界を減算することによって、補正された測定値を得る工程と、
該補正された測定値により、該第１の測定値を調整する工程と、
該調整された第１の測定値を用いて、該プローブ磁界センサの位置を計算する工程と、を実行する工程と、を含む、方法。
（２）  補正された測定値を得る工程が、
前記第２の測定値と前記予測された反応磁界との差に基づいて、コスト関数を定義することと、
前記第２の測定値において得られた前記摂動磁界のパラメータの最適値を求めることによって、該コスト関数を最小化することと、
該パラメータの該最適値を有する最適化された反応磁界を定義することと、を含む、実施態様１に記載の方法。
（３）  前記パラメータが、前記場所センサの３つの場所パラメータと、３つの向きパラメータと、を含む、実施態様２に記載の方法。
（４）  前記場所センサが、３つの場所センサの群を含み、該３つの場所センサから第２の測定値を得る工程が、２５個の出力パラメータを決定することを含み、最適化された反応磁界を定義することが、該２５個の出力パラメータを変更することを含む、実施態様３に記載の方法。
（５）  前記第１の測定値を調整する工程が、前記第１の測定値から、前記最適化された反応磁界を減算することを含む、実施態様２に記載の方法。
【０１１１】
（６）  前記第１の測定値を調整する工程が、
前記第１の測定値を、前記磁界摂動要素と前記場所センサの場所との間の空間転送行列として特徴づけることと、
前記最適化された反応磁界を、反応磁界行列として特徴づけることと、
該空間転送行列と該反応磁界行列との積を計算することと、を更に含む、実施態様２に記載の方法。
（７）  前記摂動要素が、蛍光透視鏡検出器と、蛍光透視鏡コリメーターと、を含み、前記最適化された反応磁界を、反応磁界行列として特徴づけることが、該蛍光透視鏡検出器の複数の衛星ポイントにおける推定された磁界値の第１の行列と、該蛍光透視鏡コリメーターの複数の第２の衛星ポイントにおける推定された磁界値の第２の行列との積として、該反応磁界行列を計算することを含む、実施態様６に記載の方法。
（８）  前記第１の行列に、値が前記蛍光透視鏡検出器の反応磁界モデルを特徴づける定数の第１の行列を乗じ、前記第２の行列に、値が前記蛍光透視鏡コリメーターの反応モデルを特徴づける定数の第２の行列を乗じ、第１の行列積及び第２の行列積をそれぞれ定義する、実施態様７に記載の方法。
（９）  前記第１の行列積及び前記第２の行列積が、多極係数を含む、実施態様８に記載の方法。
（１０）  補正された測定値を得る工程が、前記新たな位置を再構成する前記工程、及び予測された反応磁界を得る前記工程を先行して実行することで得た、該予測された反応磁界のインスタンスを用いて行われる、実施態様１に記載の方法。
【０１１２】
（１１）  反応磁界モデルを作成する工程が、
前記磁界摂動要素内の磁気送信機の複数の画像を特徴づけることと、
該特徴づけられた画像に基づいて、前記領域内の前記反応磁界を計算することと、を含む、実施態様１に記載の方法。
（１２）  前記反応磁界を計算することが、球面調和関数展開を用いて実行される、実施態様１１に記載の方法。
（１３）  反応磁界モデルを作成する工程が、該反応磁界モデルのそれぞれの反応磁界を、６つの自由度を有する前記磁界摂動要素の場所及び向きのパラメータを含むとして特徴づけることを含む、実施態様１に記載の方法。
（１４）  装置であって、
領域内に磁界を発生させるための複数の磁界発生器と、
該領域内に導入された磁界摂動要素と、
該磁界摂動要素と該磁界発生器との間に配置された磁界場所センサと、
プロセッサであって、
該磁界摂動要素が、既知の位置にある間に、それぞれの反応磁界を計算することによって、反応磁界モデルを作成する工程と、
該磁界摂動要素が、該領域内の新たな位置に定置されるとき、かつプローブ磁界センサを有するプローブの遠位部が、該領域内に導入されるとき、
該プローブ磁界センサから該磁界発生器によって生じた摂動磁界の第１の測定値を得る追加の工程と、
該場所センサから、該摂動磁界の第２の測定値を得る追加の工程と、
該第２の測定値から、該磁界摂動要素の該新たな位置を再構成する追加の工程と、
該反応磁界モデルから、該再構成された新たな位置について予測された反応磁界を得る追加の工程と、
該第２の測定値から、該予測された反応磁界を減算することによって、補正された測定値を得る追加の工程と、
該補正された測定値により、該第１の測定値を調整する追加の工程と、
該調整された第１の測定値を用いて、該プローブ磁界センサの位置を計算する追加の工程と、を実行する工程と、を実行するよう構成されている、プロセッサと、を含む、装置。
（１５）  前記プロセッサが、
前記第２の測定値と前記予測された反応磁界との差に基づいて、コスト関数を定義することと、
前記第２の測定値において得られた前記摂動磁界のパラメータの最適値を求めることによって、該コスト関数を最小化することと、
該パラメータの該最適値を有する最適化された反応磁界を定義することと、
によって、補正された測定値を得るために動作する、実施態様１４に記載の装置。
【０１１３】
（１６）  前記パラメータが、前記場所センサの、３つの場所パラメータと、３つの向きパラメータと、を含む、実施態様１５に記載の装置。
（１７）  前記場所センサが、３つの場所センサの組立体を含み、該３つの場所センサから第２の測定値を得る工程が、２５個の出力パラメータを決定することを含み、最適化された反応磁界を定義することが、該２５個の出力パラメータを変更することを含む、実施態様１６に記載の装置。
（１８）  前記第１の測定値を調整する工程が、前記第１の測定値から、前記最適化された反応磁界を減算することを含む、実施態様１５に記載の装置。
（１９）  前記第１の測定値を調整する工程が、
前記第１の測定値を、前記磁界摂動要素と前記場所センサの場所との間の空間転送行列として特徴づけることと、
前記最適化された反応磁界を、反応磁界行列として特徴づけることと、
該空間転送行列と該反応磁界行列との積を計算することと、を含む、実施態様１５に記載の装置。
（２０）  前記摂動要素が、蛍光透視鏡検出器と、蛍光透視鏡コリメーターと、を含み、前記最適化された反応磁界を、反応磁界行列として特徴づけることが、該蛍光透視鏡検出器の複数の衛星ポイントにおける推定された磁界値の第１の行列と、該蛍光透視鏡コリメーターの複数の第２の衛星ポイントにおける推定された磁界値の第２の行列との積として、該反応磁界行列を計算することを含む、実施態様１９に記載の装置。
【０１１４】
（２１）  前記第１の行列に、値が前記蛍光透視鏡検出器の反応磁界モデルを特徴づける定数の第１の行列を乗じ、前記第２の行列に、値が前記蛍光透視鏡コリメーターの反応モデルを特徴づける定数の第２の行列を乗じ、第１の行列積及び第２の行列積をそれぞれ定義する、実施態様２０に記載の装置。
（２２）  前記プロセッサが、前記新たな位置を再構成する前記工程、及び予測された反応磁界を得る前記工程を先行して実行することで得た、該予測された反応磁界のインスタンスを用いて、補正された測定値を得るために動作する、実施態様１４に記載の装置。
（２３）  反応磁界モデルを作成する工程が、
前記磁界摂動要素内の磁気送信機の複数の画像を特徴づけることと、
該特徴づけられた画像に基づいて、前記領域内の前記反応磁界を計算することと、を含む、実施態様１４に記載の装置。
（２４）  前記反応磁界を計算することが、球面調和関数展開を用いて実行される、実施態様２３に記載の装置。
（２５）  反応磁界モデルを作成する工程が、該反応磁界モデルのそれぞれの反応磁界を、６つの自由度を有する前記磁界摂動要素の場所及び向きのパラメータを含むとして特徴づけることを含む、実施態様１４に記載の装置。
【図１】
2015119972.tif 000037
【図２】
2015119972.tif 000038
【図３】
2015119972.tif 000039
【図４】
2015119972.tif 000040
【図５】
2015119972.tif 000041
【図６】
2015119972.tif 000042
【図７】
2015119972.tif 000043
【図８】
2015119972.tif 000044
【図９】
2015119972.tif 000045
【図１０】
2015119972.tif 000046
【図１１】
2015119972.tif 000047
【図１２】
2015119972.tif 000048
【図１３】
2015119972.tif 000049
【図１４】
2015119972.tif 000050
【図１５】
2015119972.tif 000051
【図１６】
2015119972.tif 000052
【図１７】
2015119972.tif 000053
【図１８】
2015119972.tif 000054
【外国語明細書】
2015119972000001.pdf