(57)【要約】  伸縮式内視鏡は、器具経路を持つ第１内視鏡３０、５０と、第１内視鏡３０、５０の器具経路内に配置された小型第２内視鏡４０、６０と、第１内視鏡３０、５０の器具経路の末端から伸びる小型第２内視鏡４０、６０の部分を感知するように１つ又は複数のセンサ３２、６１及び１つ又は複数のマーカ４１、５２を含む内視鏡トラッカを使用する。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
器具経路を持つ第１内視鏡と、
前記第１内視鏡の前記器具経路内に配置された小型第２内視鏡と、
前記第１内視鏡の前記器具経路の末端から伸びる前記小型第２内視鏡の部分を感知する少なくとも１つのセンサ及び少なくとも１つのマーカを含む内視鏡トラッカと、
を有する伸縮式内視鏡。
【請求項２】
前記少なくとも１つのセンサが、前記第１内視鏡と一体化され、
前記少なくとも１つのマーカが、前記小型第２内視鏡と一体化される、
請求項１に記載の伸縮式内視鏡。
【請求項３】
前記少なくとも１つのマーカが、前記第１内視鏡と一体化され、
前記少なくとも１つのセンサが、前記小型第２内視鏡と一体化される、
請求項１に記載の伸縮式内視鏡。
【請求項４】
前記内視鏡トラッカが、前記小型第２内視鏡の伸ばされた部分の角度方向を感知するように動作可能である、請求項１に記載の伸縮式内視鏡。
【請求項５】
前記第１内視鏡が、前記第１内視鏡の形状を再構成する少なくとも１つの光ファイバを含む、請求項１に記載の伸縮式内視鏡。
【請求項６】
前記第２内視鏡が、前記内視鏡トラッカにより感知された前記小型第２内視鏡の伸ばされた部分の形状を再構成する少なくとも１つの光ファイバを含む、請求項１に記載の伸縮式内視鏡。
【請求項７】
前記小型第２内視鏡が、ファイバスコープである、請求項１に記載の伸縮式内視鏡。
【請求項８】
前記ファイバスコープが、前記内視鏡トラッカにより感知された前記小型第２内視鏡の伸ばされた部分の形状を再構成するように動作可能である、請求項７に記載の伸縮式内視鏡。
【請求項９】
前記第１内視鏡が、前記第１内視鏡の前記器具経路の末端における出口開口を規定する少なくとも１つのガイドを含む、請求項１に記載の伸縮式内視鏡。
【請求項１０】
前記小型第２内視鏡が、前記第１内視鏡の前記器具経路内で軸方向に整列される、請求項１に記載の伸縮式内視鏡。
【請求項１１】
伸縮式内視鏡であって、
器具経路を持つ第１内視鏡、
前記第１内視鏡の前記器具経路内に配置された小型第２内視鏡、及び
前記第１内視鏡の前記器具経路の末端から伸びる前記小型第２内視鏡の部分を感知する少なくとも１つのセンサ及び少なくとも１つのマーカを含む内視鏡トラッカ、
を含む当該伸縮式内視鏡と、
前記小型第２内視鏡の伸ばされた部分の感知をモニタリングするように前記少なくとも１つのセンサと通信するセンサコンソールと、
を有する光学的追跡システム。
【請求項１２】
前記システムが、伸縮式内視鏡トラッカ及び光学的インタロゲーションコンソールを更に有し、
前記光学的インタロゲーションコンソールが、前記小型第２内視鏡の形状を感知するように少なくとも１つの第２光ファイバと通信し、
前記伸縮式内視鏡トラッカが、前記内視鏡トラッカ及び前記光学的インタロゲーションコンソールにより感知される前記小型第２内視鏡の伸ばされた部分の形状を再構成するように前記センサコンソール及び前記光学的インタロゲーションコンソールと通信する、
請求項１１に記載の光学的追跡システム。
【請求項１３】
前記第１内視鏡が、少なくとも１つの第１光ファイバを含み、
前記光学的インタロゲーションコンソールが、前記第１内視鏡の形状を感知するように前記少なくとも１つの第１光ファイバと通信し、
前記伸縮式内視鏡トラッカが、前記光学的インタロゲーションコンソールにより感知される前記第１内視鏡の形状を再構成するように前記光学的インタロゲーションコンソールと通信する、
請求項１２に記載の光学的追跡システム。
【請求項１４】
前記伸縮式内視鏡トラッカが、前記第１内視鏡の形状再構成に応じて追跡座標系内の前記第１内視鏡の位置を決定するように動作可能であり、
前記伸縮式内視鏡トラッカが、前記第１内視鏡の形状再構成に対する前記小型第２内視鏡の伸ばされた部分の形状再構成に応じて前記追跡座標系内の前記第１内視鏡の末端に対する前記小型第２内視鏡の位置を決定するように動作可能である、
請求項１３に記載の光学的追跡システム。
【請求項１５】
前記システムが、追跡座標系内の前記第１内視鏡の位置を決定する基準トラッカを有し、
前記伸縮式内視鏡トラッカが、前記追跡座標系内の前記第１内視鏡の場所に対する前記小型第２内視鏡の伸ばされた部分の形状再構成に応じて前記追跡座標系内の前記第１内視鏡の末端に対する前記小型第２内視鏡の位置を決定するように前記基準トラッカと通信する、
請求項１２に記載の光学的追跡システム。
【請求項１６】
第１内視鏡、小型第２内視鏡及び内視鏡トラッカを含む伸縮式内視鏡に対する光学的追跡方法において、
前記第１内視鏡の器具経路内に前記小型第２内視鏡を配置するステップと、
前記第１内視鏡の前記器具経路の末端から伸びる前記小型第２内視鏡の部分を感知するように前記内視鏡トラッカを動作するステップと、
を有する光学的追跡方法。
【請求項１７】
前記小型第２内視鏡の形状を感知するステップと、
前記内視鏡トラッカにより感知される前記小型第２内視鏡の伸ばされた部分の形状を再構成するステップと、
を有する、請求項１６に記載の光学的追跡方法。
【請求項１８】
前記第１内視鏡の形状を感知するステップと、
前記第１内視鏡の形状を再構成するステップと、
を有する、請求項１７に記載の光学的追跡方法。
【請求項１９】
前記第１内視鏡の形状再構成に応じて追跡座標系内の前記第１内視鏡の位置を決定するステップと、
前記第１内視鏡の形状再構成に対する前記小型第２内視鏡の伸ばされた部分の形状再構成に応じて前記追跡座標系内の前記第１内視鏡の末端に対する前記小型第２内視鏡の位置を決定するステップと、
を有する、請求項１８に記載の光学的追跡方法。
【請求項２０】
基準追跡に応じて追跡座標系内の前記第１内視鏡の位置を決定するステップと、
前記追跡座標系内の前記第１内視鏡の決定された場所に対する前記小型第２内視鏡の伸ばされた部分の形状再構成に応じて前記追跡座標系内の前記第１内視鏡の末端に対する前記小型第２内視鏡の位置を決定するステップと、
を有する、請求項１７に記載の光学的追跡方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、広くは、大型第１内視鏡の器具経路内に配置される小型第２内視鏡を持つ伸縮式（telescopic）内視鏡の相対的追跡に関する。本発明は、具体的には、小型第２内視鏡の個別の光学的追跡によって起こりうる位置誤差を最小化する第１及び第２内視鏡の両方の統合された追跡に関する。
【背景技術】
【０００２】
肺の末端領域に対するアクセスは、しばしば、生検を実行するのに必要である。気管支樹の５番目ないし６番目の分岐点より末端である領域に対する内視鏡アクセスに対して、小型第２は、前記小型第２内視鏡が典型的に大型第１内視鏡の器具経路を通って配置される場合に、使用されうる。例えば、図１は、第１内視鏡２０内に配置された小型第２内視鏡２１を示し、これにより小型第２内視鏡２１は、第１内視鏡２０の末端Ｄから所望の程度で伸ばされることができる。
【０００３】
医師により直面される小型第２内視鏡に関連する重大な問題は、既知の生体構造（例えば、術前ＣＴスキャンで撮像される生体構造）に対する気管支樹内の前記小型第２内視鏡の末端の位置を決定することである。リアルタイムで内視鏡の位置を追跡することは、この問題の解決法である。内視鏡追跡の従来技術は、電磁システム及び光ファイバ形状センサ（例えば、ファイバ・ブラッグ・グレーティング及びレイリー散乱）を含む、いくつかの方法で実行されている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
光ファイバベースの形状センサは、電磁追跡のような他の追跡方法に対して多くの利点を持つ。しかしながら、光ファイバベースの形状センサの１つの制限は、非常に長い可撓性プローブ、特に多量のねじれを可能にするものを用いて、高精度を達成することが、非常にチャレンジングでありうることである。特に、位置誤差は、長さに対して二乗で増加することが知られている。結果的に、光ファイバ形状センサを用いる可撓性小型第２内視鏡の正確な位置追跡は、大型かつ可撓性の低い従来の第１内視鏡を追跡するより大幅にチャレンジングである。例えば、図１に示されるように、光ファイバ形状センサを用いる可撓性小型第２内視鏡２１の正確な位置追跡は、大型かつ可撓性の低い第１内視鏡２０を追跡するより大幅にチャレンジングである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明は、光ファイバ感知で大型第１内視鏡及び小型第２内視鏡を同時に追跡する技術を提供し、前記小型第２内視鏡を個別に追跡することにより生じる位置誤差が、最小化されることができる。更に、マルチコアファイバスコープが、前記小型第２内視鏡として機能することができ、これにより、前記マルチコアファイバスコープの個別の画素ファイバが、レイリー散乱反射パターンを使用する形状感知インタロゲーションに対して使用されることができる。
【０００６】
本発明の目的に対して、用語"第１（primary）"及び"小型第２（miniature secondary）"は、これらの用語により記載される特定の寸法を規定することを意図されない。用語の実際の使用は、これらの用語により記述される装置の相対的な寸法を差別化することである。
【０００７】
本発明の一形式は、第１内視鏡、小型第２内視鏡及び内視鏡トラッカを含む伸縮式内視鏡である。前記第１内視鏡は、器具経路を持ち、前記小型第２内視鏡は、前記第１内視鏡の前記器具経路内に配置され、前記内視鏡トラッカは、前記第１内視鏡の前記器具経路の末端から伸びる前記小型第２内視鏡の部分を感知するために１つ又は複数のセンサ及び１つ又は複数のマーカを含む。
【０００８】
本発明の第２の形式は、前記第１内視鏡の器具経路内の前記小型第２内視鏡の配置、及び前記第１内視鏡の前記器具経路の末端から伸びる前記小型第２内視鏡の部分を感知する前記内視鏡トラッカの動作を含む光学的追跡方法である。
【０００９】
本発明の上述の形式及び他の形式並びに本発明の様々なフィーチャ及び利点は、添付の図面と併せて読まれる本発明の様々な典型的な実施例の以下の詳細な説明から更に明らかになる。前記詳細な説明及び図面は、本発明を限定するのではなく単に説明し、本発明の範囲は、添付の請求項及びその同等物により規定される。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】当技術分野において既知の伸縮式内視鏡の典型的な実施例の側面図を示す。
【図２】本発明による伸縮式内視鏡の典型的な実施例の側面図を示す。
【図３】本発明による伸縮式内視鏡の典型的な実施例の側面図を示す。
【図４】図２に示される伸縮式内視鏡の末端図を示す。
【図５】当技術分野において知られている光ファイバの典型的な実施例の末端図を示す。
【図６】当技術分野において既知のファイバスコープの典型的な実施例の末端図を示す。
【図７】本発明による伸縮式内視鏡の第３の典型的な実施例の末端図を示す。
【図８】図２に示される内視鏡トラッカの典型的な実施例の側面図を示す。
【図９】図３に示される内視鏡トラッカの典型的な実施例の側面図を示す。
【図１０】本発明による光学的追跡システムの典型的な実施例を示す。
【図１１】本発明による光学的追跡システムの典型的な実施例を示す。
【図１２】本発明による伸縮式内視鏡の光学的追跡方法を表すフローチャートを示す。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
図２に示されるように、本発明の伸縮式内視鏡の一実施例は、第１内視鏡３０と、第１内視鏡３０の器具経路内に配置された小型第２内視鏡４０とを使用する。前記伸縮式内視鏡は、２つのセンサ３２と、小型第２内視鏡４０を通して網掛けした線により示されるように小型第２内視鏡４０に沿って軸方向に整列した複数のマーカとを含む第２内視鏡トラッカを使用する。
【００１２】
図１０ないし１２の記載と併せてここで更に説明されるように、本発明は、小型第２内視鏡４０全体を追跡するのとは対照的に第１内視鏡３０の器具経路の末端Ｄから伸びる小型第２内視鏡４０の部分を追跡することに基づく。したがって、小型第２内視鏡４０が、近位方向Ｐ又は末端方向Ｄの何れかに第１内視鏡３０内で平行移動されると、センサ３２は、前記マーカのシステマティックな感知により、いかなる瞬間でも第１内視鏡３０の器具経路の末端Ｄから伸びる小型第２内視鏡４０の部分を感知し、これにより小型第２内視鏡４０の伸ばされた部分の追跡を容易化する。センサ３２は、前記マーカにより第１内視鏡３０の器具経路の末端Ｄに対する小型第２内視鏡４０の角度方向を感知することもでき、小型第２内視鏡４０の伸ばされた部分の追跡を更に容易化する。
【００１３】
一実施例において、前記マーカは、小型第２内視鏡４０の長さに沿って規則的な間隔で配置され、これによりセンサ３２は、小型第２内視鏡４０が近位方向Ｐ（−）又は末端方向Ｄ（＋）のいずれかに第１内視鏡３０内で平行移動される際に、いくつのマーカが通り過ぎたかをカウントし、これにより小型第２内視鏡４０の伸ばされた部分を決定する。加えて、異なる角度におけるマーカは、異なって色分けされ、これにより小型第２内視鏡４０の角度は、どのように前記異なって色分けされたマーキングが第１内視鏡３０の器具経路の末端Ｄに対して向けられるかにより感知される。
【００１４】
図２の伸縮式内視鏡は、小型第２内視鏡４０の伸ばされた部分の感知を支援するのに小型第２内視鏡４０の伸ばされた部分の位置及び角度を制御する２つのガイド３１を更に使用する。
【００１５】
図３に示されるように、本発明の伸縮式内視鏡の１つの代替実施例は、第１内視鏡５０及び第１内視鏡５０の器具経路内に配置された小型第２内視鏡６０を使用する。前記伸縮式内視鏡は、２つのマーカ５２と、小型第２内視鏡６０を通して網掛けされた線により示される小型第２内視鏡６０に沿って軸方向に整列した複数のセンサとを含む第２内視鏡トラッカを更に使用する。
【００１６】
再び、図１０ないし１２の記載と併せてここで更に説明されるように、本発明は、小型第２内視鏡６０全体を追跡するのと対照的に第１内視鏡５０の器具経路の末端Ｄから伸びる小型第２内視鏡６０の部分を追跡することに基づく。したがって、小型第２内視鏡６０が、近位方向Ｐ又は末端方向Ｄのいずれかに第１内視鏡５０内で平行移動されると、小型第２内視鏡６０のセンサは、当技術分野において知られているマーカ５２のシステマティックな感知によりいかなる瞬間でも第１内視鏡５０の器具経路の末端Ｄから伸びる小型第２内視鏡６０の部分を感知し、これにより小型第２内視鏡６０の伸ばされた部分の追跡を容易化する。小型第２内視鏡６０のセンサは、マーカ５２により第１内視鏡５０の器具経路の末端Ｄに対する小型第２内視鏡６０の角度方向を感知することもでき、小型第２内視鏡６０の伸ばされた部分の追跡を更に容易化する。
【００１７】
一実施例において、前記センサは、小型第２内視鏡６０の長さに沿って規則的な間隔で配置され、これにより小型第２内視鏡６０が近位方向Ｐ（−）又は末端方向Ｄ（＋）のいずれかに第１内視鏡５０内を平行移動される際に多色マーカ５２を通り過ぎる各センサがカウントされ、これにより小型第２内視鏡６０の伸ばされた部分を決定する。加えて、異なる角度におけるセンサは、異なる色フィルタを提供することができ、これにより小型第２内視鏡６０の角度は、どのように前記異なる色フィルタが第１内視鏡５０の器具経路の末端Ｄに対して向けられるかにより感知される。
【００１８】
図３の伸縮式内視鏡は、小型第２内視鏡６０の伸ばされた部分の感知を支援するのに小型第２内視鏡６０の伸ばされた部分の位置及び角度を制御する２つのガイド５１を更に使用する。
【００１９】
小型第２内視鏡の伸ばされた部分の追跡は、前記小型第２内視鏡の光学的形状感知、又は図１０ないし１２の記載と併せて更に説明されるように第１内視鏡の基準追跡に基づく。例えば、図４に示されるように、第１内視鏡３０（図２）は、第１内視鏡３０の追跡経路内に配置された光ファイバ３３を含むことができ、小型第２内視鏡４０は、小型第２内視鏡４０の追跡経路内に配置された光ファイバ４１を含むことができる。
【００２０】
本発明の目的に対して、用語"光ファイバ"は、変形センサアレイにより、連続する内部光反射により光を送信／反射するように構造的に構成された品物又は装置としてここで幅広く規定され、アレイの各変形光センサは、特定の波長の光を反射し、他の全ての波長の光を透過するように構造的に構成された品物としてここで幅広く規定され、これにより反射波長は、前記光ファイバに加えられた外部刺激に応じてシフトされることができる。光ファイバの例は、当技術分野において知られているように前記ファイバの長さに沿って統合されたファイバ・ブラッグ・ゲーティングのアレイを組み込む可撓性の光透過ガラス又はプラスチックファイバ、及び当技術分野において知られているように前記ファイバの長さに沿って起こる光学屈折率の変化（例えば、光ファイバに基づくレイリー散乱）を自然にもつ可撓性の光透過ガラス又はプラスチックファイバを含むが、これらに限定されない。
【００２１】
実際に、各光ファイバは、例えば、図５に示される４つのコア３４の既知のヘリカル配置を持つ光ファイバ３３のマルチコア実施例のような、当技術分野において既知の１つ又は複数のファイバコアを含みうる。
【００２２】
図１及び２に戻って参照すると、小型第２内視鏡４０、６０は、図３に示されるように撮像チャネル及び光ファイバを含むことができるか、又は代替的に、当技術分野において既知のファイバスコープであることができる。例えば、図６は、小型第２内視鏡４０のファイバスコープバージョン４０ａを示す。このバージョン４０ａの利点は、前記ファイバスコープが、当技術分野において既知の撮像ファイバ及び前記ファイバスコープの固有特性レイリー散乱パターンに基づく光学的形状センサの両方として機能することができることである。
【００２３】
図７に示されるように、第１内視鏡７０及び小型第２内視鏡７１の軸アライメントは、小型第２内視鏡の伸ばされた部分の位置及び角度を制御するガイド（例えば、図２のガイド３１及び図３のガイド５１）の使用に対する代替例を提供する。この代替実施例において、小型第２内視鏡７１の３つの突出部７２が、第１内視鏡７０の溝内にスライド可能に挿入されて、前記内視鏡を軸方向に整列する。代替的には、第１内視鏡７０が、小型第２内視鏡７１の溝内にスライド可能に挿入される突出部を持つことができる。
【００２４】
実際に、前記第２内視鏡トラッカのセンサ及びマーカは、小型第２内視鏡の伸ばされた部分を感知するのに適した物理パラメータに基づくことができる。例えば、前記内視鏡トラッカは、ここに前記された光学的色感知、磁気感知、電気容量感知、インピーダンス感知、磁場強度感知、周波数感知、音響感知、化学的感知及び当技術分野において周知の他の感知技術を使用することができる。
【００２５】
図８は、レンズ３７に戻るように反射される広帯域集束光を小型第２内視鏡４４のマーカ４５に供給する磨かれた先端を持つボールレンズ３７及び光ファイバ３６で構成されたセンサを持つ代替的な光学的感知を示す。前記反射光は、マーカ４５から反射される主調色を決定するようにスペクトル処理される。前記センサにおける異なる角度位置が異なる色を持つとすると、前記主調色は、第１内視鏡の器具経路内の小型第２内視鏡４４の角度を明らかにする。この位置／角度センサは、電流が前記先端に供給されることを要求しないという利点を持つ。更に、前記小型内視鏡におけるマーキングスキームの代替的なタイプが実施されてもよい（例えば、白黒マーカ又はグレイスケールマーカ）。
【００２６】
図９は、小型第２内視鏡６１の表面から光を供給する複数の光ファイバ６２を持つ代替的な光学的感知を示し、これによりマーカ６３により反射される光は、小型第２内視鏡６１の光学的感知を容易化する。
【００２７】
光学的追跡システム及び方法の記載は、本発明の更なる理解を容易化するようにここに提供される。
【００２８】
図１０に示されるように、本発明の光学的追跡システムは、伸縮式内視鏡トラッカ８０と、光学的インタロゲーションコンソール８１及びセンサコンソール８２と、第１内視鏡８４内に配置された光ファイバ８３と、小型第２内視鏡８６内に配置された光ファイバ８５とを使用する。
【００２９】
伸縮式内視鏡トラッカ８０は、図１２の記載とともに更に説明されるように光ファイバ８３及び／又は光ファイバ８５の形状を再構成する形状再構成アルゴリズムを実行するように構造的に構成された装置又はシステムとしてここで幅広く規定される。
【００３０】
光学的インタロゲーションコンソール８１は、光ファイバ８３及び８５の変形光学センサアレイにより送信された光の連続する内部反射により生成される反射スペクトルの符号化された光学的信号を処理する光ファイバ８３及び８５を通して光を送信するように構造的に構成された装置又はシステムとしてここで幅広く規定される。一実施例において、光学的インタロゲーションコンソール８１は、コヒーレント光源、周波数領域反射率計、及び当技術分野において知られている他の適切な電子機器／装置の構成（図示されない）を使用する。
【００３１】
センサコンソール８２は、センサ及びマーカの第２内視鏡トラッカにより実施される感知スキームに対して適切な感知アルゴリズムを実行するように構造的に構成された装置又はシステムとしてここで幅広く規定される。
【００３２】
まとめて、伸縮式内視鏡トラッカ８０、光学的インタロゲーションコンソール８１及びセンサコンソール８２は、内視鏡８４及び８６を追跡するフローチャート９０（図１２）を実施する。
【００３３】
図１２を参照すると、光ファイバ８３及び８５は、前記システムに関連付けられた追跡座標系１００に位置合わせされる。
【００３４】
フローチャート９０の段Ｓ９１は、コンソール８１の追跡座標系１００内の第１内視鏡８４の位置、特に追跡座標系１００内の第１内視鏡８４の末端の位置の決定を含む。特に、光学的インタロゲーションコンソール８１は、光ファイバ８３を動作し、これにより伸縮式内視鏡トラッカ８０による第１内視鏡８４の形状の再構成を容易化する。
【００３５】
フローチャート９０の段Ｓ９２は、小型第２内視鏡８６の伸ばされた部分８６ａの決定を含む。特に、センサコンソール８２は、ここで以前に教示されたように前記第２内視鏡トラッカのセンサを動作し、これにより伸ばされた部分８６ａを決定する。
【００３６】
フローチャート９０の段Ｓ９３は、小型第２内視鏡８６の伸ばされた部分８６ａの形状の再構成を含む。特に、光学的インタロゲーションコンソール８１は、光ファイバ８５を動作し、これによりセンサコンソール８２により感知されるように伸縮式内視鏡トラッカ８０による延ばされた内視鏡部分８６ａの再構成を容易化する。
【００３７】
フローチャート９０の段Ｓ９４は、伸縮式内視鏡トラッカ８０による第１内視鏡８４の末端に対する光学的座標系１００内の伸ばされた部分８６ａの位置の決定を含む。
【００３８】
段Ｓ９１ないしＳ９４は、内視鏡８４及び８６の追跡が終了されるまで必要なだけ繰り返される。
【００３９】
図１１を参照すると、本発明の代替的な光学的追跡システムは、基準トラッカ８７を使用し、１つ又は複数のモータ８８をオプションとして使用する。
【００４０】
基準トラッカ８７は、基準座標系内で内視鏡等を追跡するいかなるタイプの装置又はシステムとしてここで幅広く規定される。基準トラッカ８７の例は、電磁追跡システム、光学的追跡システム及び撮像追跡システムを含むが、これらに限定されない。この実施例を用いて、段Ｓ９１（図１２）中の基準座標系内の内視鏡８４の位置の決定は、基準トラッカ８７により実行され、伸縮式内視鏡トラッカ８０に通信される。光学的形状感知システム座標系１００は、基準トラッカ８７の座標系に位置合わせされ、フローチャート９０は、ここに前記されたように進行する。
【００４１】
モータ８８は、機械的作動により第１内視鏡８４を越えて／内で小型第２内視鏡８６を前進／回転するように動作されることができる。好ましくは、モータ８８は、前記内視鏡トラッカのセンサからのフィードバックを用いる閉ループ制御によって動作する。モータ８８に対するフィードバックは、伸縮式内視鏡トラッカ８０により形状決定アルゴリズムの出力から提供されることもできる。このようにして、小型第２内視鏡８４の機械的制御は、術前又は術中画像で識別される構造的フィーチャを考慮に入れることにより半自動化又は完全に自動化された形で実行されることができる。
【００４２】
図１０及び１１を参照すると、実際に、内部小型内視鏡８６と一緒の配置幾何構成の操作を示す仮想的モデルとしての内視鏡８４及び８６のライブ視覚化が、実施されることができる。この仮想的モデルは、同時撮像、術前情報又は他の関連する臨床的バイオメトリクス／バイオ情報の上に重ねられた、構成、ダイナミクス、位置／向きに関する誤差／信頼フィードバックに関する当技術分野において既知の瞬間的な情報を提供する。
【００４３】
依然として図１０及び１１を参照すると、内視鏡８４及び８６の相対的位置／運動は、撮像特性、構成、視覚化モード、データ処理モード等における（半）自動化された変更をトリガする当技術分野において既知の入力ジェスチャとして使用されることができる。
【００４４】
図２ないし１２の記載から、当業者は、多くの外科手術に対して本発明による２つ以上の細長い装置を持ついかなる種類の伸縮式装置に対する光学的追跡システムを製造及び使用する方法に対する更なる理解を持つ。前記細長い装置の例は、内視鏡、カテーテル及びガイドワイヤを含むが、これらに限定されない。
【００４５】
本発明の様々な典型的な実施例が、図示及び記載されているが、ここに記載された本発明の典型的な実施例が説明的であり、様々な変更および修正が行われることができ、同等物が、本発明の真の範囲から逸脱することなしにその要素に対して置き換えられることができると、当業者により理解される。例えば、本発明は、ＦＢＧに関してここで論じられるが、ＦＢＧ又は他の光学の存在とともに又はなしで、逆散乱、光ファイバ力感知、ファイバ場所センサ又はレイリー散乱を使用してファイバ内の１つ又は複数のセクションにおける変化の検出から感知又は位置特定を一般に含む形状感知又は位置特定に対するファイバ光学を含むことが理解される。加えて、多くの修正例が、中心範囲から逸脱することなしに本発明の教示を適応させるように行われることができる。したがって、本発明が、本発明を実行することを意図されるベストモードとして開示された特定の実施例に限定されず、本発明が、添付の請求項の範囲に入る全ての実施例を含むことが意図される。
【図１】
2014507987.tif 000003
【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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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【国際調査報告】
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