(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
医療システムであって、
画像装置であって、
撮像ボリュームを画定し、前記撮像ボリューム内に位置される患者の身体内の部位の画像を形成するように構成される、検出器のアレイと、
前記患者の前記身体を、前記撮像ボリュームを通して移送するように構成される移動可能なベッドと、を備える、画像装置と、
前記患者の前記身体内の内腔の中への挿入のために構成された、侵襲性プローブと、
前記画像装置内に位置され、前記画像装置内の追跡ボリュームを画定するフィールドトランスデューサーを備え、かつ前記フィールドトランスデューサーと前記侵襲性プローブとの間の相互作用に反応して、前記追跡ボリューム内の前記侵襲性プローブの場所の表示を生成するように構成される、追跡装置と、
前記追跡装置によって表示される前記侵襲性プローブの前記場所に反応して前記移動可能なベッドを制御するように連結されるコントローラーと、を備え、
前記コントローラーが、前記侵襲性プローブの遠位端の場所を計算し、当該遠位端が前記追跡ボリュームの中心にあるか、又はその端部に近いかを判定し、前記侵襲性プローブの場所が前記追跡ボリュームの端部に近い場合、
前記コントローラーが、前記移動可能なベッドの移動の速さを計算し、前記移動可能なベッドを当該速さに基づき前記侵襲性プローブの動きと反対の方向に偏位させるように構成される、医療システム。
【請求項２】
前記画像装置が、磁気共鳴映像（ＭＲＩ）装置を備え、前記検出器が、印加された磁場に反応する前記身体の組織からの信号を受信するように構成されるコイルを備える、請求項１に記載のシステム。
【請求項３】
前記侵襲性プローブが、前記患者の心臓の中への血管を通した挿入用に構成されるカテーテルを備える、請求項１に記載のシステム。
【請求項４】
前記フィールドトランスデューサーが、前記追跡ボリューム内に磁場を生成する複数のコイルを備える測位パッドを備え、前記追跡装置が、前記磁場に反応して前記侵襲性プローブから出力された信号を受信して、前記侵襲性プローブの前記場所の前記表示を生成するために前記信号を処理するように構成される、請求項１に記載のシステム。
【請求項５】
前記フィールドトランスデューサーは、前記追跡ボリュームが前記撮像ボリュームに重なるように位置され、前記コントローラーが、前記侵襲性プローブの前記場所を前記画像装置の座標系内に記録して、前記記録された場所の前記表示を前記画像装置によって製作された前記画像上にスーパーインポーズするように構成される、請求項１に記載のシステム。
【請求項６】
前記フィールドトランスデューサーは、前記追跡ボリュームが前記撮像ボリュームと相対的に固定されるように位置され、前記コントローラーは、前記患者の前記身体内の前記侵襲性プローブの動きに反応して、前記移動可能なベッドを偏位させるように構成され、前記侵襲性プローブが前記動きにかかわらず前記撮像ボリューム内に留まるようにする、請求項１に記載のシステム。
。
【請求項７】
追跡装置、画像装置、フィールドトランスデューサー、及びコントローラーを備える医療システムの作動方法であって、
追跡装置のフィールドトランスデューサーを画像装置内で位置決めすることであって、
前記画像装置が、撮像ボリュームを画定し、前記撮像ボリューム内に位置される患者の身体内の部位の画像を、前記患者が前記撮像ボリュームを通して前記患者の前記身体を移送する移動可能なベッド上に横たわっている間に形成する、ことと、
前記追跡装置が、前記患者の前記身体内の内腔の中へ挿入されている侵襲性プローブの場所を、前記侵襲性プローブが前記フィールドトランスデューサーによって画定される前記追跡装置の追跡ボリューム内にある間に、前記フィールドトランスデューサーと前記侵襲性プローブとの間の相互作用に反応して追跡することと、
前記コントローラーが、前記侵襲性プローブの前記追跡された場所に反応して、前記移動可能なベッドを制御することと、
前記コントローラーが、前記侵襲性プローブの遠位端の場所を計算し、当該遠位端が前記追跡ボリュームの中心にあるか、又はその端部に近いかを判定し、前記侵襲性プローブの場所が前記追跡ボリュームの端部に近い場合、
前記コントローラーが、前記移動可能なベッドの移動の速さを計算し、前記移動可能なベッドを当該速さに基づき前記侵襲性プローブの動きと反対の方向に偏位させることと、を含む、方法。
【請求項８】
前記画像装置が、磁気共鳴映像（ＭＲＩ）装置を備える、請求項７に記載の方法。
【請求項９】
前記侵襲性プローブが、血管を通して前記患者の心臓の中へ挿入されるカテーテルを備える、請求項７に記載の方法。
【請求項１０】
前記フィールドトランスデューサーが、前記追跡ボリューム内に磁場を生成する複数のコイルを備える測位パッドを備え、かつ前記場所を追跡することが、前記磁場に反応して前記侵襲性プローブから出力された信号を受信し、前記侵襲性プローブの前記場所の表示を生成するために前記信号を処理することを含む、請求項７に記載の方法。
【請求項１１】
前記フィールドトランスデューサーは、前記追跡ボリュームが前記撮像ボリュームに重なるように位置され、前記移動可能なベッドを制御することが、前記侵襲性プローブの前記場所を前記画像装置の座標系内に記録し、前記記録された場所の表示を前記画像装置によって製作された前記画像上にスーパーインポーズすることを含む、請求項７に記載の方法。
【請求項１２】
前記フィールドトランスデューサーは、前記追跡ボリュームが前記撮像ボリュームと相対的に固定されるように位置され、かつ前記移動可能なベッドを制御することは、前記患者の前記身体内の前記侵襲性プローブの動きに反応して偏位するように前記移動可能なベッドを偏位させて、前記侵襲性プローブが前記動きにかかわらず前記撮像ボリューム内に留まるようにすることを含む、請求項７に記載の方法。
【請求項１３】
撮像ボリュームを有し、かつ前記撮像ボリューム内に位置される患者の身体内の部位の画像を形成するように構成され、前記患者の前記身体を前記撮像ボリュームを通して移送するための移動可能なベッドを含む、画像装置と連携した動作のための追跡装置であって、前記追跡装置が、
前記患者の前記身体内の内腔の中へ挿入するように構成される侵襲性プローブと、
前記画像装置内に位置され、かつ前記画像装置内に追跡ボリュームを画定するフィールドトランスデューサーと、
前記フィールドトランスデューサーと前記侵襲性プローブとの間の相互作用に反応して前記追跡ボリューム内の前記侵襲性プローブの場所の表示を生成し、かつ前記移動可能なベッドを前記侵襲性プローブの前記場所に反応して制御するように構成されるコントローラーと、を備え、
前記コントローラーが、前記侵襲性プローブの遠位端の場所を計算し、当該遠位端が前記追跡ボリュームの中心にあるか、又はその端部に近いかを判定し、前記侵襲性プローブの場所が前記追跡ボリュームの端部に近い場合、
前記コントローラーが、前記移動可能なベッドの移動の速さを計算し、前記移動可能なベッドを当該速さに基づき前記侵襲性プローブの動きと反対の方向に偏位させるように構成される、追跡装置。
【請求項１４】
前記追跡ボリュームが前記撮像ボリュームと相対的に固定されるように、前記フィールドトランスデューサーが位置され、かつ前記コントローラーは、前記患者の前記身体内の前記侵襲性プローブの動きに反応して前記移動可能なベッドを偏位させるように構成され、前記動きにかかわらず、前記侵襲性プローブが前記撮像ボリューム内に留まるようにする、請求項１３に記載の装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、概して患者の身体内の侵襲性プローブの追跡に関し、特定的には断層撮像システムでの身体内のプローブの場所を追跡するための装置及び方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
医療用断層撮像は、患者の身体を通して多方向に伝送された、又は患者の身体から多方向に放出された放射を捕捉すること、及び次いで捕捉した放射を処理して身体内の構造体の画像を、典型的には三次元で再構成することを伴う。現代の断層撮像技法としては、とりわけ、Ｘ線伝送に基づくコンピューター断層撮影法（ＣＴ）、及び磁気共鳴映像法（ＭＲＩ）、並びにガンマ線を使用する単光子放射型コンピューター断層撮影法（ＳＰＥＣＴ）、陽電子放射形コンピューター断層撮影法（ＰＥＴ）、及び当該技術分野で既知の他の方法が挙げられる。
【０００３】
典型的な医療用断層撮像システムでは、患者は、撮像システムのボアを通して患者を運ぶ電動ベッド（テーブルとも称される）上に横たわる。一般にシステムは、対象となる身体の部分をシステムの検出ボリューム内に位置するために、自動的に、又は操作者の制御の下で、ベッドの動きを精密に制御する。いくつかの応用では、例えば、米国特許第７，７３８，９４４号に記載されるように、ベッドは撮像の間制御された速さで連続的に移動する。
【０００４】
患者の身体の内側にあるプローブの位置を追跡するために、磁気感知システムが幅広く使用されている。例えば、その開示が参照により本明細書に組み込まれる、ＰＣＴ国際特許公開第ＷＯ  １９９６／０５７６８号は、複数の磁場発生器が、侵襲性の医療機器の遠位端における複数のセンサーによって検知されるＡＣ磁場を作り出する、位置情報システムを記載している。センサーからの信号は、機器の座標の場所及び配向を見出すために処理される。Ｂｉｏｓｅｎｓｅ  Ｗｅｂｓｔｅｒ（米国カリフォルニア州Ｄｉａｍｏｎｄ  Ｂａｒ）によって製作されるＣＡＲＴＯ（登録商標）システムは、患者の身体の内側にあるカテーテルの場所を追跡及び視覚化するためにこの類の磁気感知を使用する。
【０００５】
カテーテル位置の磁気感知は、ＭＲＩなどの撮像モダリティと連携して使用されてもよい。例えば、その開示が参照により本明細書に組み込まれる、米国特許出願公開第２０１４／００９４６８４号は、ＭＲＩ環境での動作のために適している医療用プローブを記載する。このプローブは、ＭＲＩ技法を使用して画像化した心臓の区分などの体腔の中への挿入のための遠位端を有する可撓性の挿入チューブを備える。プローブ内のコイルは、コイルが既知の空間分布を有する交流磁場内にあるときに生成された信号から、プローブの遠位端の場所及び配向を導き出すための位置センサーとして使用される場合がある。この磁場は、既知の位置、典型的には患者の胴体の下に定置されたコイルによって生成される。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の実施形態は、患者身体内の侵襲性プローブの場所を追跡するための改善された方法及び装置を提供する。
【０００７】
したがって、本発明の実施形態に従って、撮像ボリュームを画定し、かつ撮像ボリューム内に位置される患者の身体内の部位の画像を形成するように構成される検出器のアレイと、患者の身体を撮像ボリュームを通して移送するように構成される移動可能なベッドと、を含む画像装置を含む、医療システムが提供される。侵襲性プローブは、患者の身体内の内腔の中への挿入のために構成される。追跡装置は、画像装置内に位置し、画像装置内の追跡ボリュームを画定するフィールドトランスデューサーを含み、フィールドトランスデューサーと侵襲性プローブとの間の相互作用に反応して追跡ボリューム内の侵襲性プローブの場所の表示を生成するように構成される。コントローラーは、追跡装置によって表示される侵襲性プローブの場所に反応して移動可能なベッドを制御するように連結される。
【０００８】
開示される実施形態では、画像装置は、磁気共鳴映像（ＭＲＩ）装置を含み、検出器は、印加された磁場に反応する身体の組織からの信号を受信するように構成されるコイルを含む。侵襲性プローブは、患者の心臓の中への血管を通る挿入用に構成されるカテーテルを含む場合がある。
【０００９】
いくつかの実施形態では、フィールドトランスデューサーは、追跡ボリューム内に磁場を生成する複数のコイルを含む測位パッドを備え、追跡装置は、磁場に反応して侵襲性プローブから出力された信号を受信し、侵襲性プローブの場所の表示を生成するために信号を処理するように構成される。フィールドトランスデューサーは、典型的には追跡ボリュームが撮像ボリュームに重なるように位置され、コントローラーは、侵襲性プローブの場所を画像装置の座標系内に記録して、記録された場所の表示を画像装置によって製作された画像上にスーパーインポーズするように構成される。
【００１０】
いくつかの実施形態では、フィールドトランスデューサーは、追跡ボリュームが撮像ボリュームと相対的に固定されるように位置され、コントローラーは患者の身体内の侵襲性プローブの動きに反応して、移動可能なベッドを偏位させるように構成され、前記動きにかかわらず、前記侵襲性プローブが前記撮像ボリューム内に留まるようにする。コントローラーは、移動可能なベッドを侵襲性プローブの動きと反対の方向に偏位させるように構成される場合があり、かつ侵襲性プローブの身体を通る前進を補うように、移動可能なベッドの移動の速さを制御する可能性がある。
【００１１】
本発明の実施形態によって、追跡装置のフィールドトランスデューサーを画像装置内で位置決めすることであって、画像装置が、撮像ボリュームを有すること、及び撮像ボリューム内に位置される患者の身体内の部位の画像を、患者が撮像ボリュームを通して患者の身体を移送する移動可能なベッド上に横たわっている間に形成することを含む撮像及び追跡する方法も提供される。患者の身体内の内腔の中へに挿入されている侵襲性プローブの場所は、侵襲性プローブがフィールドトランスデューサーによって画定される追跡装置の追跡ボリューム内にある間に、フィールドトランスデューサーと侵襲性プローブとの間の相互作用に反応して追跡される。移動可能なベッドは、侵襲性プローブの追跡された場所に反応して制御される。
【００１２】
本明細書の実施形態により、撮像ボリュームを有し、かつ撮像ボリューム内に位置される患者の身体内の部位の画像を形成するように構成され、患者の身体を撮像ボリュームを通して移送するための移動可能なベッドを含む、画像装置と連携した動作のための追跡装置が追加的に提供される。追跡装置は、患者の身体内の内腔の中へ挿入するように構成される侵襲性プローブを含む。フィールドトランスデューサーは、画像装置内に位置され、かつ画像装置内に追跡ボリュームを画定する。コントローラーは、フィールドトランスデューサーと侵襲性プローブとの間の相互作用に反応して追跡ボリューム内の侵襲性プローブの場所の表示を生成し、かつ移動可能なベッドを侵襲性プローブの場所に反応して制御するように構成される。
【００１３】
本発明は、図面と総合すれば、以下の発明を実施するための形態からより完全に理解されるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の一実施形態による、撮像及び追跡システムの概略描写図である。
【図２Ａ】本発明の実施形態による撮像及び追跡システム内の患者の概略側面図である。
【図２Ｂ】本発明の実施形態による撮像及び追跡システム内の患者の概略側面図である。
【図３】本発明の実施形態による、撮像及び追跡システム内の患者のベッドの移動を制御するための方法を概略的に図示するフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
画像案内式治療のいくつかの新しいモダリティでは、カテーテルなどの侵襲性プローブが、ＭＲＩシステムなどの画像装置がプローブが位置付けられている対象となる身体内の部位の画像を取得するのと同時に、患者の身体内に挿入され、かつ患者の身体内で操作される。例えば、カテーテルは、ＭＲＩによって心臓の三次元（３Ｄ）画像を取得する間に、脈管系を通して患者心臓の中へ挿入される場合がある。上述のＣＡＲＴＯ磁気追跡システムなどの追跡装置は、この構成で行われる診断及び医療処置の間に、身体の中のカテーテルの場所を追跡及び表示するために使用される場合がある。
【００１６】
この類の撮像及び追跡機能性の組合せを有効化するように、侵襲性プローブの追跡に使用するためのフィールドトランスデューサーが画像装置のボア内に定置される。例えば、磁気追跡が使用されるとき、フィールドトランスデューサーは複数のコイルを備える測位パッドの形態をとる場合があり、処置の間患者がその上に横たわる、画像装置の移動可能なベッドの下に固定される場合がある。フィールドトランスデューサーによって提供されるプローブの測位座標は、画像装置の座標枠を用いて記録される場合があり、３Ｄ画像上でプローブ場所を正確に表示することができる。フィールドトランスデューサーは、この目的で位置され、追跡ボリュームが、検出器アレイによって画像装置のボアの内側に画定される撮像ボリュームと重なるように画定される。
【００１７】
しかしながら、いくつかの処置については、追跡ボリュームを画像装置のボアの区域に制限することは、問題を含む可能性がある。例えば、心臓病学的処置の多くでは、大腿静脈を通してカテーテルを身体内に挿入し、血管系を通して心臓の中へ進める。処置を実施する医師は、カテーテルの遠位端の場所を、挿入点から心臓までずっと監視する必要がある。画像装置のボア内の、追跡装置の静止している追跡ボリュームは、この目的では十分ではない場合がある。
【００１８】
本明細書に記載される本発明の実施形態は、有効な追跡ボリュームを拡大するために、画像装置の既存の移動可能なベッドと、撮像及び追跡装置のそれぞれの座標枠の間の記録とを使用することによって、この制限を克服する。これらの実施形態は、撮像の間、画像装置が患者の身体を所望の場所に正確に偏位させることができるようにするために、画像装置内の移動可能なベッドの座標を、画像装置自体の座標枠と記録する必要があるという事実を利用する。これに基づいて、ベッド座標を追跡装置の座標枠と相対的に記録することができ、したがってシステムコントローラーは、プローブの場所をベッドと相対的に正確に決定することができる。
【００１９】
これに基づいて、開示した実施形態では、コントローラーは、追跡装置によって表示される侵襲性プローブの場所を移動可能なベッドを制御するのに適用して、組み合わせたシステムの撮像及び追跡ボリュームを通して患者の身体を所望の様式で移送する。コントローラーは、典型的には、患者の身体内の侵襲性プローブの動きに反応して移動可能なベッドを偏位させ、これにより侵襲性プローブは、プローブの動きにかかわらず、追跡ボリューム内に留まる。換言すれば、カテーテルを大腿静脈を通して心臓の中へ挿入する上記の例を参照すると、コントローラーは、当初患者の鼠径部の部位が撮像システムのボア内に位置するようにベッドを制御する場合があり、その後、カテーテルが血管を通して心臓まで前進するように、ベッドをカテーテルの動きと反対の方向に偏位させる。このようにして、カテーテルを、常にシステムの追跡（及び撮像）ボリューム内に留めることができる。コントローラーは、身体を通るカテーテルの前進を補うために、ベッドの移動の速さを正確に制御する場合がある。
【００２０】
したがって、開示される実施形態は、追跡装置の有効な追跡ボリュームを、フィールドトランスデューサー自体によって提供された限られたボリュームをはるかに超えて拡大するために、画像装置の既存の特徴及び能力の恩恵を受ける。拡大された追跡ボリュームは、医師に、患者の身体を通る侵襲性プローブに関する正確な測位情報を、撮像及び追跡装置の構成要素のコストと比較してごくわずかなコストで又は追加コストなしで提供する。この測位情報は、医師に単独で、又は異なるベッド位置で画像装置によって取得された画像と組み合わせて提供される場合がある。
【００２１】
図１は、本発明の一実施形態による、撮像及び追跡システム２０の概略描写図である。この実施例では、システム２０は、ＭＲＩスキャナー２６の形態の画像装置を備えるものと仮定される。医師３２は、カテーテル３０の形態の侵襲性プローブを、スキャナー２６内の移動可能なベッド２４上に横たわる患者２２の身体の中へ挿入する。磁気測位パッド３４を備える磁気追跡装置と、カテーテル３０内の好適な感知コイル（図示せず）とは、身体内のカテーテルの場所の表示を提供する。しかしながら、本明細書に示されかつ記載されるシステム２０のこれらの特定の構成要素は、単に説明の具体性及び明確性のためであり、かつ本発明の原理は、他の撮像及び追跡モダリティ、並びに他の類の侵襲性プローブ及び処置を使用するシステムに同様に適用されてもよい。
【００２２】
当該技術分野において既知のように、ＭＲＩスキャナー２６は、スキャナー内に空間的に異なる磁場を生成する磁場勾配コイルを含む磁場コイル（図示せず）を備える。加えて、スキャナー２６は、送信／受信コイル２８の形態の検出器のアレイを備える。これらのコイルは、患者の組織の核スピンと相互作用する無線周波数（ＲＦ）エネルギーを放射し、核が休止するときに組織から受信するＲＦ信号を検出する。検出した信号を処理して、コイル２８によって画定された撮像ボリューム４２の内側に位置付けられる患者の身体の部位の３Ｄ画像を生成する。（多くの撮像スキャナーでは、コイル２８間の部位は、中央部の円筒状の撮像ゾーンを参照して、スキャナー２６の「ボア」とも称される。）ベッド２４は、対象となる身体の部位が撮像ボリューム４２内に位置するように、スキャナー２６によって偏位される場合がある。
【００２３】
患者２２が、スキャナー２６内のベッド２４上に横たわっている間に、医師３２は、患者の大腿静脈から血管系を通して患者の心臓３３へとカテーテル３０を繰り込む。測位パッド３４は、カテーテル３０の遠位端内の１つ以上の感知コイルによって受信される磁場を生成するように、フィールドトランスデューサーとして機能する。代替的には、カテーテル内のコイル（複数可）は、測位パッド３４によって検出される磁場を生成する場合がある。
【００２４】
測位パッド３４は、スキャナー２６内で、ベッド２４の下に固定される場合がある。こうした狭い閉鎖空間の中に適合するために、測位パッド３４は、好適なプラスチックなどのＭＲＩ適合性のある材料で作成された、ハウジング内の水平面内に配設された複数の薄型のコイル（図示せず）を含んでいてもよい。コイルに駆動電流が印加されるとき、コイルは、ベッド２４を通って患者２２の身体の中を通過する磁場を生成する。追跡カテーテル３０内の、この類の測位パッド及びその動作の更なる詳細は、例えば、その開示が参照により本明細書に組み込まれる、２０１３年１２月２３日出願の米国特許出願第１４／１３８，６５４号に記載される。代替的に、類似の効果を得るために、他の類の磁気測位パッドが使用されてもよい。
【００２５】
コンソール３６は、測位パッド３４を駆動し、かつ測位パッドによって生成された磁場に反応したカテーテル３０からの信号を受信する。コンソール３６内のコントローラー３８は、患者の身体の内側にあるカテーテル３０の測位座標を導き出すためにこうした信号を処理する。コントローラーは、上述の米国特許出願第１４／１３８，６５４号に記載される方法、又は当該技術分野において既知の別の方法を使用してこうした座標を計算する場合がある。測位パッド３４の基準枠で提供される測位座標は、患者２２をシステム２０の中へ連れてくる前に、好適な校正手順を使用して、典型的にはスキャナー２６の画像座標枠を用いて記録される。この目的で使用されてもよい校正方策及び手順は、例えば、その開示が参照により本明細書に組み込まれる、３、２０１４年３月３日に出願された米国特許出願第１４／１９５，０６８号に記載される。
【００２６】
コントローラー３８はまた、スキャナー２６によって提供されるリアルタイム・メッセージング・プロトコル又はアプリケーション・プログラミング・インターフェース（ＡＰＩ）を使用して、ＭＲＩスキャナー２６から画像データを受信し、ベッド２４の移動などの、スキャナーのある特定の機能を制御することもできる。したがって、コントローラー３８は、スキャナー２６によって作り出された３Ｄ画像を示し、かつ追跡装置によって提供されたカテーテル３０の場所の表示をこうした画像上にスーパーインポーズするためにコンソール３６上のディスプレイ４０を駆動することができる。この重複画像は、追跡装置（特に測位パッド３４の）の座標枠とスキャナー２６の座標枠との間の上述の記録によって可能になる。これに基づいて、コントローラー３８はまた、カテーテル３０によって出力される３Ｄマップ及び信号からの局所データも導き出し、こうしたマップ及びデータを、スキャナー２６からの３Ｄ画像と記録した状態でディスプレイ４０上に示す場合がある。
【００２７】
コントローラー３８は、典型的には、本明細書に記載する機能を実行するために好適なインターフェース及びソフトウェアを伴う汎用コンピュータープロセッサを備える。ソフトウェアは、光学的、磁気的、又は電子的記憶媒体などの、非一過性のコンピューター可読媒体に記憶されていてもよい。代替的に、又は追加的に、コントローラー３８の少なくともいくつかの機能は、好適なロジック（有線又はプログラマブル）又はプログラム可能なデジタル信号プロセッサによって実施されてもよい。
【００２８】
図２Ａ及び図２Ｂは、本発明の実施形態による、図１に図示するカテーテル法の処置の２つの連続的な段階における、システム２０内のベッド２４上の患者２２の概略側面図である。これらの図は、ベッド２４の移動を好適に制御することによって、いかにコントローラー３８が効果的に測位パッド３４の追跡ボリューム５０を拡大することができるかを図示する。
【００２９】
一般的に、追跡ボリューム５０のサイズ及び範囲は、スキャナー２６内の測位パッド３４のサイズ及び位置によって決定される。典型的には、図２Ａ及び図２Ｂに示すように、測位パッド３４は、追跡ボリューム５０が撮像ボリューム４２に重なるように（したがって、上述のように、記録したデータの提示を容易にする）位置される。スキャナー２６及び測位パッド３４の幾何学的制約から、一般的には撮像ボリューム４２の境界をはるかに超えて追跡ボリューム５０を拡大するのは実行不可能である。その結果、図２Ｂに図示するように、典型的には、スキャナー２６がこの区域を撮像する間は、追跡ボリューム５０は、患者２２の心臓３３を含む胸部区域を包含するのに十分なだけ大きいが、同時にカテーテル３０が通って身体の中へ挿入される患者の鼠径部及び腹部の区域を包含することはできない。
【００３０】
この問題に対処するために、医師３２が、鼠径部及び腹部において、カテーテル３０を挿入している間、及び血管を通してカテーテル３０を進めている間、コントローラー３８は、図２Ａに示すように、患者２２の鼠径部及び腹部を測位パッド３４の追跡ボリューム５０内に位置付けるようにベッド２４を偏位させるように、スキャナー２６に指示する。したがって、この段階の間、コントローラー３８は、カテーテル３０の場所を追跡することができる。（所望する場合、スキャナー２６は、所望により身体のこの部位の画像もまた取得するために動作することができる。）医師３２がカテーテル３０を心臓３３に向かって進める際、コントローラー３８は、カテーテルの移動を追跡し、かつ移動にもかかわらずカテーテルが追跡ボリューム５０内に留まるように、図２Ｂ示すようにカテーテルが心臓３３に達するまで、ベッド２４を反対の方向に偏位させるようにスキャナー２６に指示する。
【００３１】
結果として、システム２０内の追跡装置の有効な追跡ボリュームは、測位パッド３４によって提供される実際の、物理的な追跡ボリューム５０より著しくより大きくなり、患者２２の腹部（図２Ａ）及び胸部（図２Ｂ）の両方を含む。医師３２が、カテーテル３０を身体から引き出すとき、コントローラー３８は、血管系を通るカテーテルの出口経路を追跡するために、ベッド２４を反対方向に戻すように移動させてもよい。
【００３２】
図３は、本発明の実施形態による、システム２０内のベッド２４の移動を制御する方法を概略的に図示した、フローチャートである。以前に注記したように、この方法は、明確性のために、システム２０の要素の特定の参照を用いて記載されているが、他の類の撮像及び追跡能力を用いて、同様に他のシステムに適用してもよい。この方法は、ベッド２４の位置を測位パッド３４と相対的に偏位させるために、クローズドループ制御アルゴリズムを実行し、これによりカテーテル３０の遠位端が常に追跡ボリューム５０、並びに撮像ボリューム４２内にあることになるような様式で、患者２２を移動する。
【００３３】
パッド定置工程６０において、最初の工程として、測位パッド３４を、ＭＲＩスキャナー２６の「ボア」の中心部に定置する。換言すれば、上述のように、測位パッド３４を、その追跡ボリューム５０が、撮像ボリューム４２に重なるように位置する。記録工程６２において、コントローラー３８は、スキャナー２６の撮像座標系を測位パッド３４の測位座標系と記録する。このようにして、カテーテル３０に関する場所に基づくデータは、スキャナー２６によって生成された画像上にスーパーインポーズされ、そしてコントローラー３８は、カテーテルの場所を、ベッド２４の位置を制御するために使用する場合がある。
【００３４】
位置取得工程６４において、カテーテル３０と測位パッド３４との相互作用によって生成された信号に基づいて、コントローラー３８は、カテーテルの現在の測位座標を取得する。次いで、距離計算工程６６において、コントローラー３８は、カテーテル３０の遠位端と測位パッド３４の中心部（又は、均等に追跡ボリューム５０の中心と）との間の距離を計算する。場所チェック工程６８において、コントローラーは、この距離を評価して、カテーテルが追跡ボリューム５０の中心部の近傍にあるか、又はその端部に近いかを判定する。カテーテルが少なくとも追跡ボリュームの縁部からいくらかの閾値距離だけ離れている限り、コントローラー３８は、ベッド３４のいかなる移動も引き起こすことなく工程６４に戻る。
【００３５】
しかしながら、工程６８において、カテーテル３０の遠位端が、追跡ボリューム５０の縁部に近いことを見出すと、コントローラー３８は、修正のために、ベッド３４の移動を開始する。速さ計算７０において、この目的のために、コントローラー３８は、患者２２の身体を通るカテーテル３０の移動を最良に補うベッドの移動の速さを計算する場合がある。この速さは、例えば、医師３２が血管系を通してカテーテルを進める又は引き出す速さと関連する場合がある。ベッド移動工程７２において、コントローラー３８は、スキャナー２６に、ベッド２４を適切な速さで、カテーテルの動きの方向と反対の方向に偏位させるように指示する。
【００３６】
次いで、コントローラー３８は、工程６４に戻り、プロセスは処置が完了するまで繰返し継続する。
【００３７】
以前に注記したように、上述の実施形態は、ＭＲＩに基づくシステムでのカテーテルの磁気追跡に関するが、本発明の原理は、移動可能なベッドによって画像装置を通して患者が移送される他の撮像モダリティを使用して、同様に適用されてもよい。例えば、代替的な実施形態（図面では図示せず）では、侵襲性プローブは、ＣＴ、ＰＥＴ、ＳＰＥＣＴ、又は当該技術分野において既知の他の撮像モダリティと連携して、本明細書に記載する様式で追跡されてもよい。追加的に、又は代替的に、超音波又は電気的な追跡技法などの当該技術分野において既知の他の技法を使用して、変更すべきところは変更して、プローブの場所を追跡してもよい。本発明の原理は、心臓カテーテル法だけでなく、他の器官に適用される診断及び治療的処置での、他のタイプの侵襲性プローブの追跡でも適用されてもよい。
【００３８】
上述の実施形態は、例として引用したものであり、本発明は、上に具体的に示し、記載した内容に限定されるものではないということが理解されるであろう。むしろ、本発明の範囲には、上に記述した様々な特徴の組み合わせと部分的組合わせの両方、並びにそれらの変形形態及び修正形態が含まれ、これらは、上述の説明を読めば当業者には想到するものであり、従来技術では開示されていないものである。
【００３９】
〔実施の態様〕
（１）  医療システムであって、
画像装置であって、
撮像ボリュームを画定し、前記撮像ボリューム内に位置される患者の身体内の部位の画像を形成するように構成される、検出器のアレイと、
前記患者の前記身体を、前記撮像ボリュームを通して移送するように構成される移動可能なベッドと、を備える、画像装置と、
前記患者の前記身体内の内腔の中への挿入のために構成された、侵襲性プローブと、
前記画像装置内に位置され、前記画像装置内の追跡ボリュームを画定するフィールドトランスデューサーを備え、かつ前記フィールドトランスデューサーと前記侵襲性プローブとの間の相互作用に反応して、前記追跡ボリューム内の前記侵襲性プローブの場所の表示を生成するように構成される、追跡装置と、
前記追跡装置によって表示される前記侵襲性プローブの前記場所に反応して前記移動可能なベッドを制御するように連結されるコントローラーと、を備える、医療システム。
（２）  前記画像装置が、磁気共鳴映像（ＭＲＩ）装置を備え、前記検出器が、印加された磁場に反応する前記身体の組織からの信号を受信するように構成されるコイルを備える、実施態様１に記載のシステム。
（３）  前記侵襲性プローブが、前記患者の心臓の中への血管を通した挿入用に構成されるカテーテルを備える、実施態様１に記載のシステム。
（４）  前記フィールドトランスデューサーが、前記追跡ボリューム内に磁場を生成する複数のコイルを備える測位パッドを備え、前記追跡装置が、前記磁場に反応して前記侵襲性プローブから出力された信号を受信して、前記侵襲性プローブの前記場所の前記表示を生成するために前記信号を処理するように構成される、実施態様１に記載のシステム。
（５）  前記フィールドトランスデューサーは、前記追跡ボリュームが前記撮像ボリュームに重なるように位置され、前記コントローラーが、前記侵襲性プローブの前記場所を前記画像装置の座標系内に記録して、前記記録された場所の前記表示を前記画像装置によって製作された前記画像上にスーパーインポーズするように構成される、実施態様１に記載のシステム。
【００４０】
（６）  前記フィールドトランスデューサーは、前記追跡ボリュームが前記撮像ボリュームと相対的に固定されるように位置され、前記コントローラーは、前記患者の前記身体内の前記侵襲性プローブの動きに反応して、前記移動可能なベッドを偏位させるように構成され、前記侵襲性プローブが前記動きにかかわらず前記撮像ボリューム内に留まるようにする、実施態様１に記載のシステム。
（７）  前記コントローラーが、前記移動可能なベッドを前記侵襲性プローブの前記動きと反対の方向に偏位させるように構成される、実施態様６に記載のシステム。
（８）  前記コントローラーが、前記身体を通る前記侵襲性プローブの前進を補うために、前記移動可能なベッドの移動の速さを制御するように構成される、実施態様７に記載のシステム。
（９）  撮像及び追跡するための方法であって、
追跡装置のフィールドトランスデューサーを画像装置内で位置決めすることであって、前記画像装置が、撮像ボリュームを有し、前記撮像ボリューム内に位置される患者の身体内の部位の画像を、前記患者が前記撮像ボリュームを通して前記患者の前記身体を移送する移動可能なベッド上に横たわっている間に形成する、ことと、
前記患者の前記身体内の内腔の中へに挿入されている侵襲性プローブの場所を、前記侵襲性プローブが前記フィールドトランスデューサーによって画定される前記追跡装置の追跡ボリューム内にある間に、前記フィールドトランスデューサーと前記侵襲性プローブとの間の相互作用に反応して追跡することと、
前記侵襲性プローブの前記追跡された場所に反応して、前記移動可能なベッドを制御することと、を含む、方法。
（１０）  前記画像装置が、磁気共鳴映像（ＭＲＩ）装置を備える、実施態様９に記載の方法。
【００４１】
（１１）  前記侵襲性プローブが、血管を通して前記患者の心臓の中へ挿入されるカテーテルを備える、実施態様９に記載の方法。
（１２）  前記フィールドトランスデューサーが、前記追跡ボリューム内に磁場を生成する複数のコイルを備える測位パッドを備え、かつ前記場所を追跡することが、前記磁場に反応して前記侵襲性プローブから出力された信号を受信し、前記侵襲性プローブの前記場所の表示を生成するために前記信号を処理することを含む、実施態様９に記載の方法。
（１３）  前記フィールドトランスデューサーは、前記追跡ボリュームが前記撮像ボリュームに重なるように位置され、前記移動可能なベッドを制御することが、前記侵襲性プローブの前記場所を前記画像装置の座標系内に記録し、前記記録された場所の表示を前記画像装置によって製作された前記画像上にスーパーインポーズすることを含む、実施態様９に記載の方法。
（１４）  前記フィールドトランスデューサーは、前記追跡ボリュームが前記撮像ボリュームと相対的に固定されるように位置され、かつ前記移動可能なベッドを制御することは、前記患者の前記身体内の前記侵襲性プローブの動きに反応して偏位するように前記移動可能なベッドを偏位させて、前記侵襲性プローブが前記動きにかかわらず前記撮像ボリューム内に留まるようにすることを含む、実施態様９に記載の方法。
（１５）  前記移動可能なベッドを偏位させることが、前記移動可能なベッドを、前記侵襲性プローブの前記動きと反対の方向に偏位させる、実施態様１４に記載の方法。
【００４２】
（１６）  前記移動可能なベッドを偏位させることが、前記移動可能なベッドの移動の速さを制御して、前記身体を通る前記侵襲性プローブの前進を補うことを含む、実施態様１５に記載の方法。
（１７）  撮像ボリュームを有し、かつ前記撮像ボリューム内に位置される患者の身体内の部位の画像を形成するように構成され、前記患者の前記身体を前記撮像ボリュームを通して移送するための移動可能なベッドを含む、画像装置と連携した動作のための追跡装置であって、前記追跡装置が、
前記患者の前記身体内の内腔の中へ挿入するように構成される侵襲性プローブと、
前記画像装置内に位置され、かつ前記画像装置内に追跡ボリュームを画定するフィールドトランスデューサーと、
前記フィールドトランスデューサーと前記侵襲性プローブとの間の相互作用に反応して前記追跡ボリューム内の前記侵襲性プローブの場所の表示を生成し、かつ前記移動可能なベッドを前記侵襲性プローブの前記場所に反応して制御するように構成されるコントローラーと、を備える、追跡装置。
（１８）  前記追跡ボリュームが前記撮像ボリュームと相対的に固定されるように、前記フィールドトランスデューサーが位置され、かつ前記コントローラーは、前記患者の前記身体内の前記侵襲性プローブの動きに反応して前記移動可能なベッドを偏位させるように構成され、前記動きにかかわらず、前記侵襲性プローブが前記撮像ボリューム内に留まるようにする、実施態様１７に記載の装置。
（１９）  前記侵襲性プローブの前記動きと反対の方向に前記移動可能なベッドを偏位させるように、前記コントローラーが構成される、実施態様１８に記載の装置。
（２０）  前記コントローラーが、前記身体を通る前記侵襲性プローブの前進を補うために、前記移動可能なベッドの移動の速さを制御するように構成される、実施態様１９に記載の装置。
【図１】
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【図２Ａ】
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【図２Ｂ】
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【図３】
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