(57)【要約】  複数の介入医療装置を同時に追跡するコントローラは、命令を記憶するメモリと、命令を実行するプロセッサとを含む。前記プロセッサによって実行される場合に、前記命令は、超音波プローブから放射された第１の信号から、前記超音波プローブが超音波画像を生成するために超音波ビームを送信するタイミングを反映するタイミング情報を受信することを含むプロセスを前記コントローラに実行させる。前記コントローラによって実行されるプロセスは、第１の取得電子コンポーネントによって使用可能であるように前記タイミング情報を転送することをも含む。第１の取得電子コンポーネントは、第１の介入医療装置上の第１の受動型超音波センサからセンサ情報を受信する。前記タイミング情報は、第１の介入医療装置上の第１の受動型超音波センサからのセンサ情報を、第２の介入医療装置上の第２の受動型超音波センサからのセンサ情報と同期させるために使用される。
2021527465.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
命令を格納するメモリと、
前記命令を実行するプロセッサと、
を有する、複数介入医療装置を同時に追跡するコントローラにおいて、
前記プロセッサによって実行される場合に、前記命令は、
超音波プローブから放射される第１の信号から、前記超音波プローブが超音波画像を生成するように超音波ビームを送信するタイミングを反映するタイミング情報を受信すること、
第１の取得電子コンポーネントに使用可能であるように前記タイミング情報を転送すること、
を有するプロセスを前記コントローラに実行させ、
前記第１の取得電子コンポーネントが、第１の介入医療装置上の第１の受動型超音波センサからのセンサ情報をも受信し、前記タイミング情報が、前記第１の介入医療装置上の前記第１の受動型超音波センサからの前記センサ情報を、第２の介入医療装置上の第２の受動型超音波センサからのセンサ情報と同期させるのに使用される、
コントローラ。
【請求項２】
前記タイミング情報が、前記第１の介入医療装置上の前記第１の受動型超音波センサからのセンサ情報、及び前記第２の介入医療装置上の前記第２の受動型超音波センサからのセンサ情報を、前記超音波プローブからの超音波画像と同期させるのに使用される、請求項１に記載のコントローラ。
【請求項３】
前記コントローラによって実行される前記プロセスは、更に、第２の取得電子コンポーネントによって使用可能であるように前記タイミング情報を転送することを有し、
前記コントローラは、前記超音波プローブ及び前記第１の取得電子コンポーネントの中間にあり、前記超音波プローブ及び前記第２の取得電子コンポーネントの中間にある信号経路において実装され、前記第２の取得電子コンポーネントは、前記第２の介入医療装置上の前記第２の受動型超音波センサからのセンサ情報をも受信する、
請求項１に記載のコントローラ。
【請求項４】
前記コントローラによって実行される前記プロセスは、
前記超音波プローブから放射される前記第１の信号から前記タイミング情報を抽出することと、
前記第１の取得電子コンポーネント及び第２の取得電子コンポーネントに接続されたバスに前記タイミング情報を転送することと、
を更に有し、
前記第１の取得電子コンポーネント及び前記第２の取得電子コンポーネントが、異なる介入医療装置上の異なる受動型超音波センサからのセンサ情報を同期させるために前記タイミング情報を別々に使用する、
請求項１に記載のコントローラ。
【請求項５】
前記コントローラによって実行される前記プロセスは、更に、
超音波プローブ（２５２）からの画像データを、前記第１の介入医療装置及び前記第２の介入医療装置の位置を重ね合わされた超音波画像を生成する超音波システムに転送すること、
を有する、請求項４に記載のコントローラ。
【請求項６】
前記第１の取得電子コンポーネント及び第２の取得電子コンポーネントが、それぞれ、異なる介入医療装置上の異なる受動型超音波センサからセンサ情報を受信する、請求項１に記載のコントローラ。
【請求項７】
前記タイミング情報が、前記超音波プローブによって取得された個々の超音波画像のタイミングに対応する、請求項１に記載のコントローラ。
【請求項８】
前記コントローラが、前記超音波プローブ及び前記第１の取得電子コンポーネントの中間の信号経路内に実装され、前記コントローラが、前記第２の介入医療装置上の前記第２の受動型超音波センサからのセンサ情報を受信する第２の取得電子コンポーネントによって実装される、請求項１に記載のコントローラ。
【請求項９】
前記タイミング情報が、前記第２の介入医療装置上の前記第２の受動型超音波センサからセンサ情報を受信する第２の取得電子コンポーネント（３３６）によって受信され、転送される、請求項１に記載のコントローラ。
【請求項１０】
前記コントローラによって実施される前記プロセスは、更に、
前記第２の介入医療装置上の前記第２の受動型超音波センサからのセンサ情報を、前記第１の介入医療装置上の前記第１の受動型超音波センサからのセンサ情報と同期させる際に使用するために、前記コントローラにおいて前記タイミング情報に遅延を加えることによって前記第２の取得電子コンポーネントと前記第１の取得電子コンポーネントとの間のタイミング差を補正すること、
を有する、請求項９に記載のコントローラ。
【請求項１１】
前記第２の取得電子コンポーネント及び前記第１の取得電子コンポーネントは、それぞれ、異なる介入医療装置上の異なる受動型超音波センサからのセンサ情報を、前記第１の介入医療装置及び前記第２の介入医療装置の位置を重ね合わされた超音波画像を生成する超音波システムに転送する、請求項１０に記載のコントローラ。
【請求項１２】
前記第１の介入医療装置及び前記第２の介入医療装置のうちの少なくとも１つが、針を有する、請求項１に記載のコントローラ。
【請求項１３】
前記コントローラによって実行される前記プロセスは、更に、
前記第１の介入医療装置に固有の識別子を前記第１の取得電子コンポーネントに転送すること、
を有する、請求項１に記載のコントローラ。
【請求項１４】
前記コントローラによって実行される前記プロセスは、
前記第１の介入医療装置に固有の識別子を前記第１の取得電子コンポーネントに転送することと、
前記第２の介入医療装置に固有の識別子を前記第２の介入医療装置上の前記第２の受動型超音波センサからのセンサ情報に追加することと、
を更に有する、請求項８に記載のコントローラ。
【請求項１５】
複数の介入医療装置を同時に追跡する方法において、前記方法が、
コントローラにおいて、超音波プローブから放射される第１信号から、前記超音波プローブが超音波画像を生成するために音響ビームを送信するタイミングを反映する当該タイミング情報を受信するステップと、
第１の取得電子コンポーネントによって使用可能であるように前記タイミング情報を転送するステップであって、前記第１の取得電子コンポーネントが、第１の介入医療装置上の第１の受動型超音波センサからのセンサ情報をも受信し、前記タイミング情報が、前記第１の介入医療装置上の前記第１の受動型超音波センサからのセンサ情報、及び第２の介入医療装置上の第２の受動型超音波センサからのセンサ情報を、前記超音波プローブからの超音波画像と同期させるために使用される、ステップと、
を有する、
方法。
【請求項１６】
第２の取得電子コンポーネントによって使用可能であるように前記タイミング情報を転送するステップであって、前記第２の取得電子コンポーネントが、前記第２の介入医療装置上の前記第２の受動型超音波センサからセンサ情報を受信する、ステップ、
を更に有する、請求項１５記載の方法。
【請求項１７】
第１の介入医療装置と、
第２の介入医療装置と、
前記第１の介入医療装置及び前記第２の介入医療装置を含む空間内の画像を捕捉する超音波プローブと、
命令を格納するメモリ及び前記命令を実行するプロセッサを有するコントローラと、
を有する、複数の介入医療装置を同時に追跡する装置において、
前記プロセッサによって実行される場合に、前記命令は、
前記超音波プローブから放射される第１の信号から、前記超音波プローブが超音波画像を生成するために音響ビームを送信するタイミングを反映するタイミング情報を受信することと、
第１の取得電子コンポーネントによって使用可能であるように前記タイミング情報を転送することと、
を有するプロセスを前記コントローラに実行させ、
前記第１の取得電子コンポーネントが、前記第１の介入医療装置上の第１の受動型超音波センサからのセンサ情報をも受信し、前記タイミング情報が、前記第１の介入医療装置上の前記第１の受動型超音波センサからのセンサ情報、及び前記第２の介入医療装置上の第２の受動型超音波センサからのセンサ情報を、前記超音波プローブからの超音波画像と同期させるために使用される、
システム。
【請求項１８】
前記プロセッサによって実行される前記プロセスが、更に、第２の取得電子コンポーネントによって使用可能であるように前記タイミング情報を転送することを有し、前記第２の取得電子コンポーネントが、前記第２の介入医療装置上の前記第２の受動型超音波センサからセンサ情報をも受信する、請求項１７に記載のシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数の介入医療装置の同期追跡に関する。
【背景技術】
【０００２】
針などの介入医療装置は、超音波ビームを介入医療装置に送信する超音波プローブを使用して追跡される。超音波画像における介入医療装置の位置特定は、多くの介入医療装置がエコー源特性を欠き、したがって超音波画像においてほとんど見えないという事実によって妨げられている。この問題を解決するために、圧電センサが、介入医療装置上に加えられることができ、好ましくは、ユーザが典型的に装置先端の位置に関心を持つ限り、装置先端の近くに加えられることができる。圧電センサは、受動型超音波センサ（例えば、ＰＺＴ、ＰＶＤＦ、コポリマ、又は他の圧電材料）であり、介入医療装置上又は内に配置される。受動型超音波センサは、超音波ビームが診断用超音波Ｂモード撮像野の視野をスイープするときに応答することなく、超音波ビームの入射超音波を受動的に聞く。結果として得られた信号の分析は、超音波画像の座標系内の介入医療装置上の受動型超音波センサの位置をもたらす。次いで、装置先端の位置は、介入医療装置の強化された視覚化のために、超音波画像上に重ね合わせられることができ、位置及びそれらの履歴は、追跡、セグメント化、及び他の用途のために記録されることができる。このような追跡の例は、２次元（２Ｄ）超音波における末梢神経ブロック針の針先端の追跡を含み得る。介入医療装置は、典型的には、単一の超音波プローブを使用して追跡される。
【０００３】
図１は、受動型超音波センサを使用して介入医療装置を追跡するための既知のシステムを示す。図１において、超音波プローブ１０２は、介入医療装置１０５のツール先端上の受動型超音波センサ１０４を横切ってスイープする撮像ビーム１０３を放射する。ここで、介入医療装置１０５は、針であってもよい。組織１０７の画像は、超音波プローブ１０２によってフィードバックされる。介入医療装置１０５のツール先端上の受動型超音波センサ１０４の位置は、信号処理アルゴリズムによる決定時に、先端位置１０８として提供される。先端位置１０８は、オーバーレイ画像１０９として組織１０７の画像上に重ね合わせられる。組織１０７の画像、先端位置１０８、及びオーバーレイ画像１０９は、すべてディスプレイ１００上に表示される。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明の目的は、複数の介入医療装置の同期追跡を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本開示の一態様によれば、複数の介入医療装置を同時に追跡するためのコントローラは、命令を記憶するメモリと、命令を実行するプロセッサとを含む。プロセッサによって実行される場合、命令は、超音波プローブから発せられ、超音波プローブが超音波ビームを送信して超音波画像を生成するタイミングを反映する第１の信号からタイミング情報を受信することを含むプロセスをコントローラに実行させる。コントローラによって実行されるプロセスは、また、第１の取得電子コンポーネントによって使用可能であるようにタイミング情報を転送することを含む。第１の取得電子コンポーネントは、また、第１の介入医療装置上の第１の受動型超音波センサからセンサ情報を受信する。タイミング情報は、第１の介入医療装置上の第１の受動型超音波センサからのセンサ情報を、第２の介入医療装置上の第２の受動型超音波センサからのセンサ情報と同期させるために使用される。
【０００６】
本開示の別の態様によれば、複数の介入医療装置を同時に追跡する方法は、超音波プローブから放射され、超音波プローブが超音波画像を生成するために音響ビームを送信するタイミングを反映する第１の信号からのタイミング情報をコントローラにおいて受信することを含む。この方法は、また、第１の取得電子コンポーネントによって使用可能であるようにタイミング情報を転送することを含む。第１の取得電子コンポーネントは、また、第１の介入医療装置上の第１の受動型超音波センサからセンサ情報を受信する。タイミング情報は、第１の介入医療装置上の第１の受動型超音波センサからのセンサ情報と、第２の介入医療装置上の第２の受動型超音波センサからのセンサ情報とを、超音波プローブからの超音波画像と同期させるために使用される。
【０００７】
本開示の更に別の態様によれば、複数の介入医療装置を同時に追跡するためのシステムは、第１の介入医療装置と、第２の介入医療装置と、超音波プローブと、コントローラとを含む。超音波プローブは、第１の介入医療装置及び第２の介入医療装置を含む空間内の画像を取り込む。コントローラは、命令を記憶するメモリと、その命令を実行するプロセッサとを含む。プロセッサによって実行される場合、命令は、超音波プローブから発せられ、超音波プローブが超音波画像を生成するために音響ビームを送信するタイミングを反映する第１の信号からタイミング情報を受信することを含むプロセスをコントローラに実行させる。コントローラによって実行されるプロセスは、また、第１の取得電子コンポーネントによって使用可能であるようにタイミング情報を転送することを含む。第１の取得電子コンポーネントは、また、第１の介入医療装置上の第１の受動型超音波センサからセンサ情報を受信する。タイミング情報は、第１の介入医療装置上の第１の受動型超音波センサからのセンサ情報と、第２の介入医療装置上の第２の受動型超音波センサからのセンサ情報とを、超音波プローブからの超音波画像と同期させるために使用される。
【０００８】
例示的な実施形態は、添付の図面と共に読まれるとき、以下の詳細な説明から最も良く理解される。様々な特徴は、必ずしも一定の縮尺で描かれていないことが強調される。実際、寸法は、議論を明確にするために任意に増減されてもよい。適用可能で実用的である限り、同様の参照番号は同様の要素を指す。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】代表的な実施形態による、受動型超音波センサを使用して介入医療装置を追跡するための既知のシステムを示す。
【図２】代表的な実施形態による、複数の介入医療装置の同期追跡のためのシステムを示す。
【図３】代表的な実施形態による、複数の介入医療装置の同期追跡のための別のシステムを示す。
【図４】代表的な実施形態による、複数の介入医療装置の同期追跡のための別のシステムを示す。
【図５】代表的な実施形態による、複数の介入医療装置の同期追跡の方法が実施されることができる、一般的なコンピュータシステムの例示的な実施形態である。
【図６】代表的な実施形態による、図２のシステムを使用する複数の介入医療装置の同期追跡のための方法を示す。
【図７】代表的な実施形態による、図３のシステムを使用する複数の介入医療装置の同期追跡のための別の方法を示す。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下の詳細な説明では、限定ではなく説明の目的で、特定の詳細を開示する代表的な実施形態が、本教示による実施形態の完全な理解を提供するために記載される。代表的な実施形態の説明を曖昧にすることを避けるために、既知のシステム、装置、材料、動作方法、及び製造方法の説明は、省略されてもよい。それにもかかわらず、当業者の範囲内にあるシステム、装置、材料、及び方法は、本教示の範囲内であり、代表的な実施形態に従って使用され得る。本明細書で使用される用語は、特定の実施形態を説明することのみを目的としており、限定することを意図されないことを理解されたい。定義された用語は、本教示の技術分野において一般に理解され受け入れられている定義された用語の技術的及び科学的意味に加えられる。
【００１１】
第１、第２、第３などの用語は、様々な要素又はコンポーネントを説明するために本明細書で使用され得るが、これらの要素又はコンポーネントは、これらの用語によって限定されるべきではないことが、理解されるのであろう。これらの用語は、１つの要素又はコンポーネントを別の要素又はコンポーネントから区別するためにのみ使用される。したがって、以下で論じられる第１の要素又はコンポーネントは、本発明の概念の教示から逸脱することなく、第２の要素又はコンポーネントと呼ばれることができる。
【００１２】
本明細書で使用される用語は、特定の実施形態を説明するためだけのものであり、限定することを意図されない。明細書及び添付の請求項において使用されているように、用語「ａ」、「ａｎ」及び「ｔｈｅ」の単数形は、文脈が他に明確に指示しない限り、単数形及び複数形の両方を含むことを意図される。更に、用語「有する」及び／又は「有している」及び／又は同様の用語は、本明細書で使用される場合、記載された特徴、要素、及び／又はコンポーネントの存在を指定するが、１つ以上の他の特徴、要素、コンポーネント、及び／又はそれらのグループの存在又は追加を除外しない。本明細書で使用される場合、用語「及び／又は」は、関連する列挙された項目のうちの１つ以上の任意の及び全ての組み合わせを含む。
【００１３】
特に断りのない限り、要素又はコンポーネントが、別の要素又はコンポーネントに「接続される」、「結合される」、又は「隣接している」と言われる場合、要素又はコンポーネントは、他の要素又はコンポーネントに直接的に接続又は結合されることができ、又は介在する要素又はコンポーネントが、存在してもよいことが、理解されるのであろう。すなわち、これら及び同様の用語は、１つ以上の中間要素又はコンポーネントが、２つの要素又はコンポーネントを接続するために使用されてもよい場合を包含する。しかしながら、要素又はコンポーネントが別の要素又はコンポーネントに「直接的に接続される」と言われる場合、これは、２つの要素又はコンポーネントが中間又は介在する要素又はコンポーネントなしに互いに接続される場合のみを包含する。
【００１４】
先行する記載に鑑みて、本開示は、その様々な態様、実施形態、及び／又は特定の特徴又はサブコンポーネントのうちの１つ以上を通して、したがって、以下に具体的に述べられるような利点のうちの１つ以上をもたらすことを意図される。限定ではなく説明の目的で、特定の詳細を開示する例示的な実施形態は、本教示による実施形態の完全な理解を提供するために記載される。しかしながら、本明細書に開示される特定の詳細から逸脱する、本開示と一致する他の実施形態は、添付の特許請求の範囲内にある。更に、既知の装置及び方法の説明は、例示的な実施形態の説明を曖昧にしないように省略されてもよい。このような方法及び装置は、本開示の範囲内である。
【００１５】
図２は、代表的な実施形態による、複数の介入医療装置の同期追跡のためのシステムを示す。
【００１６】
図２において、第１の介入医療装置２１２（装置１）は、第１の受動型超音波センサＳ１を設けられる。第２の介入医療装置２１６（装置２）は、第２の受動型超音波センサＳ２を設けられる。第１の介入医療装置２１２は、第１の増幅器２２２（Ａｍｐ１）に接続されており、これは生のセンサデータを増幅し、増幅された生のセンサデータを第１の取得電子コンポーネント２３２（ＰＤＭ１（取得電子コンポーネント１））に提供する。第２の介入医療装置２１６は、第２の増幅器２２６（Ａｍｐ２）に接続されており、これは生のセンサデータを増幅し、増幅された生のセンサデータを第２の取得電子コンポーネント２３６（ＰＤＭ２（取得電子コンポーネント２））に提供する。
【００１７】
図２には、２つの介入医療装置及び支持要素が示されている。しかしながら、別の実施形態では、２より多い受動型超音波センサの追跡を同期させるために、２より多い介入型医療装置、センサ、受動型超音波センサ、増幅器、及び収集電子機器が、使用されてもよい。加えて、各介入医療装置は、単一の対応する受動型超音波センサと共に示されているが、任意の介入医療装置は、一緒に使用される複数の受動型超音波センサ、又は複数の別個の素子を有する単一の受動型超音波センサさえも設けられうる。例えば、介入医療装置の形状又は向きを識別するために、複数の受動型超音波センサ又は多素子受動型超音波センサが、使用されることができる。
【００１８】
第１の取得電子コンポーネント２３２は、第１の受動型超音波センサＳ１からの増幅された生センサデータを処理することによって、第１の受動型超音波センサＳ１の位置を決定する。第２の取得電子コンポーネント２３６は、第２の受動型超音波センサＳ２からの増幅された生センサデータを処理することによって、第２の受動型超音波センサＳ２の位置を決定する。第１の受動型超音波センサＳ１の位置及び第２の受動型超音波センサＳ２の位置は、図２の実施形態におけるイーサネット（登録商標）接続によって超音波システム２５０に提供される。第１の取得電子コンポーネント２３２及び第２の取得電子コンポーネント２３６のそれぞれは、増幅された生センサデータを処理するために命令を処理するプロセッサ又は同等物を設けられうる。第１の取得電子コンポーネント２３２及び第２の取得電子コンポーネント２３６を実装するために使用され得る様々なタイプのプロセッサ又は同様の要素が、以下で説明される図５のプロセッサ５１０に関して説明される。
【００１９】
これとは別に、超音波プローブ２５２は、タイミング情報及び撮像データを同期抽出コントローラ２４０に提供する。タイミング情報は、超音波プローブ２５２からのライントリガ及びフレームトリガであってもよい。具体的には、超音波画像を作成する過程において、超音波プローブ２５２は、異なる方向に個々の音響ビームを順次送出し、また、音響ビームの送信のタイミングを示す信号としてライントリガ及びフレームトリガを作成してもよい。同期抽出コントローラ２４０は、命令を記憶するメモリ２４２と、本明細書で説明される方法を実施するために命令を実行するプロセッサ２４１とを有する。
【００２０】
図２において、同期抽出コントローラ２４０は、超音波プローブ２５２から放射され、超音波プローブ２５２が超音波ビームを送信して超音波画像を生成するタイミングを反映する第１の信号からタイミング情報を受信することを含むプロセスを実装するコントローラであってもよい。具体的には、タイミング情報が、超音波プローブ２５２によって送信された超音波ビームに基づいて生成された個々の超音波画像と関係づけられてもよい。同期抽出コントローラ２４０は、タイミング情報（sync info）を抽出し、タイミング情報をバス２３９に提供する。撮像データは、同期抽出コントローラ２４０から超音波システム２５０に送られる。
【００２１】
図２の実施形態の注目すべき態様は、同期抽出コントローラ２４０が超音波プローブ２５２からタイミング情報を抽出し、そのタイミング情報をバス２３９に提供することである。タイミング情報は、超音波プローブ２５２からの撮像データの個々の画像と関係づけられる。第１の取得電子コンポーネント２３２は、タイミング情報を使用して、撮像データの個々の画像のタイミングで第１の受動型超音波センサＳ１の位置を同期させる。第２の取得電子コンポーネント２３６は、タイミング情報を使用して、撮像データの個々の画像のタイミングで第２の受動型超音波センサＳ２の位置を同期させる。従って、図２では、少なくとも２つの電子コンポーネント（すなわち、第１の取得電子コンポーネント２３２及び第２の取得電子コンポーネント２３６）が、タイミング情報を別々に使用して、異なる介入医療装置上の異なる受動型超音波センサからのセンサ情報を同期させる。結果として、第１の受動型超音波センサＳ１の位置及び第２の受動型超音波センサＳ２の位置は、各々、間接的ではあるが一緒に、及び直接的に撮像データの個々の画像に同期される。結果として、第１の介入医療装置２１２及び第２の介入医療装置２１６の位置は、超音波画像の対応する超音波画像と共に適切なタイミングで超音波システム２５０によって表示されることができる。
【００２２】
図２の第１の取得電子コンポーネント２３２は、第１の介入医療装置２１２上の第１の受動型超音波センサＳ１からセンサ情報をも受信する第１の取得電子コンポーネントを表す。タイミング情報は、第１の取得電子コンポーネント２３２によって使用可能であってもよく、第１の介入医療装置２１２上の第１の受動型超音波センサＳ１からのセンサ情報を、第２の介入医療装置２１６上の第２の受動型超音波センサＳ２からのセンサ情報と同期させるために使用されることができる。タイミング情報は、第１の介入医療装置２１２上の第１の受動型超音波センサＳ１からのセンサ情報と、第２の介入医療上の第２の受動型超音波センサＳ２からのセンサ情報とを、超音波プローブ２５２からの個々の超音波画像と同期させるために使用されることができる。加えて、同期抽出コントローラ２４０から転送されたタイミング情報は、第１の捕捉電子コンポーネント２３２及び第２の捕捉電子コンポーネント２３６の両方によって使用可能であるようにバス２３９に転送されることができる。
【００２３】
図２において、同期抽出コントローラ２４０は、超音波プローブ２５２及び第１の取得電子コンポーネント２３２の中間の信号経路、並びに超音波プローブ２５２及び第２の取得電子コンポーネント２３６の中間の信号経路において実装される。
【００２４】
図２の実施形態では、第１の受動型超音波センサＳ１及び第２の受動型超音波センサＳ２が、介入医療装置を追跡するために使用されるタイプのものである。受動型超音波センサ及び介入医療装置が、物理的に接続又は一体化され、信号検出アルゴリズムが実行されて受動型超音波センサの位置を計算する電子機器に物理的に接続されるので、受動型超音波センサデータは、設計上、受動型超音波センサを介入医療装置に独自にリンクする。第１の受動型超音波センサＳ１及び第２の受動型超音波センサＳ２からのセンサデータは、全て、超音波プローブ２５２からのライントリガ及びフレームトリガのようなタイミング情報と同期される。結果として、第１の受動型超音波センサＳ１及び第２の受動型超音波センサＳ２は、超音波プローブ２５２と一緒に同期される。同期を制御するタイミング情報は、超音波プローブ２５２からのものであり、超音波プローブ２５２からの超音波ビームの各放出に対応するライントリガ及びフレームトリガであってもよい。
【００２５】
第１の受動型超音波センサＳ１及び第２の受動型超音波センサＳ２からのセンサデータは、それぞれ、第１の取得電子コンポーネント２３２及び第２の取得電子コンポーネント２３６への物理的接続上で提供される。信号検出アルゴリズムが、第１の取得電子コンポーネント２３２及び第２の取得電子コンポーネント２３６のそれぞれで実行され、対応するセンサの座標を計算する。第１の取得電子コンポーネント２３２及び第２の取得電子コンポーネント２３６の各々は、追跡される対応するセンサが、超音波画像を表示するディスプレイのような超音波システム２５０のユーザインタフェースにおいて識別可能であるように一意的に識別されることができるように、信号検出アルゴリズムを実行する。例えば、一意的なコードが、第１の取得電子コンポーネント２３２及び第２の取得電子コンポーネント２３６、又は第１の取得電子コンポーネント２３２及び第２の取得電子コンポーネント２３６を含むユニットに埋め込まれることができる。このようにして、図２の実施形態では、システムにおいて実施されるプロセスが、第１の介入医療装置２１２に固有の識別子を第１の取得電子コンポーネント２３２に転送することと、第２の介入医療装置２１６に固有の識別子を第２の受動型超音波センサＳ２からのセンサ情報に追加することとを含んでもよい。ユーザは、異なる受動型超音波センサを区別するために、超音波システム２５０のユーザインタフェース上に示されることができるテキスト記述をコードに追加することを選択することができる。結果として、複数の異なる介入医療装置は、超音波プローブ２５２から、それぞれ異なる受動型超音波センサを追跡する複数の独立した追跡ハードウェアコンポーネントへの分散同期信号を使用して受動型超音波センサで追跡されることができる。
【００２６】
ビーム空間内のセンサ位置を計算するために、第１の取得電子コンポーネント２３２及び第２の取得電子コンポーネント２３６におけるセンサ追跡計算は、超音波プローブ２５２からのフレーム及びライントリガ同期信号などのタイミング情報のみを必要とし、超音波プローブ２５２からの画像データを必要としない。第１の取得電子コンポーネント２３２及び第２の取得電子コンポーネント２３６からのセンサ位置計算の出力は、ビーム番号及びそのビームに沿った距離であってもよい。超音波システム２５０は、スキャン変換を行うための情報を有するので、ビーム空間内のセンサ位置の計算は、第１の取得電子コンポーネント２３２及び第２の取得電子コンポーネント２３６にとって十分であり、第１の取得電子コンポーネント２３２及び第２の取得電子コンポーネント２３６を通して画像データを送ることは、必要とされない。
【００２７】
加えて、第１の増幅器２２２及び第２の増幅器２２６は、患者の近くに位置する小さなモジュール内に設けられてもよい。同じモジュールが、また、データストリームを修正することなく超音波撮像データストリームからトリガ信号を抽出する同期抽出コントローラ２４０を含んでもよい。したがって、第１の増幅器２２２、第２の増幅器２２６及び同期抽出コントローラ２４０は、単一のハウジング内などの単一ユニットに含まれてもよく（設けられてもよく）、又は専用の配線接続によって物理的に接続されてもよい。
【００２８】
次いで、撮像ストリームは、超音波システム２５０に直接的に送られ、一方、抽出されたトリガ信号及び増幅されたセンサ信号は、第１の取得電子コンポーネント２３２及び第２の取得電子コンポーネント２３６に送られる。第１の取得電子コンポーネント２３２及び第２の取得電子コンポーネント２３６は、別個に設けられてもよく、又は本質的にモジュール式であるモジュール式追跡モジュールとして設けられてもよい。例えば、単一の追跡モジュールは、２つ、３つ、４つ、又はそれ以上の異なる介入医療装置を追跡するためのポートを設けられてもよい。代わりに、個々のセンサ信号ごとに、独立したモジュールが、アナログからデジタルへの変換、トリガ信号のためのデジタル入力、及びセンサ追跡位置のためのプロセッサ２４１及びメモリ２４２を含むデジタル信号処理ユニットを設けられることができる。独立モジュールのトリガ入力は、全て、同期抽出コントローラ２４０からのトリガ信号を独立モジュールに分配するバス２３９に接続される。次いで、ビーム空間センサ位置を計算した後、独立モジュールは、これらの座標を超音波システム２５０に送信する。この座標の送信は、例えば、有線イーサネット接続上で、実行されることができる。
【００２９】
上述の図２の実施形態では、同期抽出コントローラ２４０によって実行されるプロセスが、両方の取得電子コンポーネント、すなわち第１の取得電子コンポーネント２３２及び第２の取得電子コンポーネント２３６に対して利用可能であるようにタイミング情報をバス２３９に転送することを含む。同期抽出コントローラ２４０内のプロセッサ２４１によって実行されるプロセスは、第１の取得電子コンポーネント２３２及び第２の取得電子コンポーネント２３６の両方によって使用可能であるようにタイミング情報を転送することを含んでもよい。また、第１の取得電子コンポーネント２３２は、第１の受動型超音波センサＳ１からセンサ情報を受信し、また、第２の取得電子コンポーネント２３６は、第２の介入医療装置２１６上の第２の受動型超音波センサＳ２からセンサ情報を受信する。
【００３０】
図３は、代表的な実施形態による、複数の介入医療装置の同期追跡のための別のシステムを示す。
【００３１】
図３において、第１の介入医療装置３１２（装置１）は、第１の受動型超音波センサＳ１を設けられる。第２の介入医療装置３１６（装置２）は、第２の受動型超音波センサＳ２を設けられる。第１の介入医療装置３１２は、第１の増幅器３２２（Ａｍｐ１）に接続され、これは、生のセンサデータを増幅し、増幅された生のセンサデータを第１の取得電子コンポーネント３３２（ＰＤＭ１（図３の取得電子コンポーネント１））に提供する。第２の介入医療装置３１６は、生のセンサデータを増幅し、増幅された生のセンサデータを第２の取得電子コンポーネント３３６（図３の取得電子コンポーネント２）に供給する第２の増幅器３２６（Ａｍｐ２）に接続される。図３の実施形態では、第２の取得電子コンポーネント３３６が、プロセッサ３４１及びメモリ３４２を含む同期抽出コントローラ３４０に統合される（又はそれと一体化される）。メモリ３４２は、命令を記憶し、プロセッサ３４１は、本明細書に記載される方法を実施するための命令を実行する。
【００３２】
第１の取得電子コンポーネント３３２は、第１の受動型超音波センサＳ１からの増幅された生センサデータを処理することによって、第１の受動型超音波センサＳ１の位置を決定する。第２の取得電子コンポーネント３３６は、第２の受動型超音波センサＳ２からの増幅された生センサデータを処理することによって、第２の受動型超音波センサＳ２の位置を決定する。第１の受動型超音波センサＳ１の位置及び第２の受動型超音波センサＳ２の位置は、図３の実施形態におけるイーサネット接続によって超音波システム３５０に提供される。第１の取得電子コンポーネント３３２及び第２の取得電子コンポーネント３３６のそれぞれは、増幅された生センサデータを処理するために命令を処理するプロセッサ又は同等物を設けられてもよい。第１の取得電子コンポーネント３３２及び第２の取得電子コンポーネント３３６を実装するために使用され得る様々なタイプのプロセッサ又は同様の要素が、以下で説明される図５のプロセッサ５１０に関して説明される。
【００３３】
別個に、超音波プローブ３５２は、タイミング情報及び撮像データを、第２の取得電子コンポーネント３３６を組み込む同期抽出コントローラ３４０に提供する。上述のように、同期抽出コントローラ３４０は、命令を記憶するメモリ３４２と、本明細書に記載の方法を実施するために命令を実行するプロセッサ３４１とを有する。同期抽出コントローラ３４０は、第２の取得電子コンポーネント３３６によって使用されるタイミング情報（同期情報）を抽出し、また、第１の取得電子コンポーネント３３２によって使用するために第１の取得電子コンポーネント３３２にタイミング情報を転送するか、又は他の形で提供する。撮像データは、同期抽出コントローラ３４０から超音波システム３５０に送られる。
【００３４】
図３の実施形態の注目すべき態様は、タイミング情報が、同期抽出コントローラ３４０（第２の捕捉電子コンポーネント３３３６によって使用される）に、次いで第１の取得電子コンポーネント３３２にデイジーチェーン接続されることである。図２の実施形態と比較すると、バス２３９は存在せず、同期抽出コントローラ３４０は、第２の取得電子コンポーネント３３６が同期抽出コントローラ３４０に組み込まれているので、第２の取得電子コンポーネント３３６及び第１の取得電子コンポーネント３３２のいずれかから完全に分離した要素としては設けられていない。更に、図３の実施形態では、超音波プローブ３５２が、取得電子コンポーネントの１つ、すなわち第２の取得電子コンポーネントにのみ接続されるが、タイミング情報を有するデータ経路は、全ての取得電子コンポーネントを通される。
【００３５】
図２の実施形態のように、図３の実施形態では、タイミング情報は、超音波プローブ３５２からの撮像データの個々の画像と関係づけられる。第１の取得電子コンポーネント３３２は、タイミング情報を使用して、撮像データの個々の画像のタイミングにおいて第１の受動型超音波センサＳ１の位置を同期させる。第２の取得電子コンポーネント３３６は、タイミング情報を使用して、撮像データの個々の画像のタイミングにおいて第２の受動型超音波センサＳ２の位置を同期させる。結果として、第１の受動型超音波センサＳ１の位置及び第２の受動型超音波センサＳ２の位置は、それぞれ、間接的ではあるが、一緒に、及び直接的に、撮像データの個々の画像に同期される。結果として、第１の介入医療装置３１２及び第２の介入医療装置３１６の位置は、適切なタイミングにおいて超音波システム３５０によって表示されることができる。
【００３６】
図３の第１の取得電子コンポーネント３３２は、第１の介入医療装置３１２上の第１の受動型超音波センサＳ１からセンサ情報をも受信する第１の取得電子コンポーネントを表す。タイミング情報は、第１の取得電子コンポーネント３３２によって使用可能であってもよく、第１の介入医療装置３１２上の第１の受動型超音波センサＳ１からのセンサ情報を、第２の介入医療装置３１６上の第２の受動型超音波センサＳ２からのセンサ情報と同期させるために使用されることができる。タイミング情報は、第１の介入医療装置３１２上の第１の受動型超音波センサＳ１からのセンサ情報と、第２の介入医療装置３１６上の第２の受動型超音波センサＳ２からのセンサ情報とを、超音波プローブ３５２からの個々の超音波画像と同期させるために使用されることができる。加えて、第２の取得電子コンポーネント３３６によって受信されたタイミング情報は、第１の取得電子コンポーネント３３２によって使用されるために同期抽出コントローラ３４０から転送される。
【００３７】
図３の実施形態では、第１の受動型超音波センサＳ１及び第２の受動型超音波センサＳ２が、第１の介入医療装置３１２及び第２の介入医療装置３１６をそれぞれ追跡するようにセンサ追跡システムに対して使用されるタイプのものである。異なる介入医療装置上の第１の受動型超音波センサＳ１及び第２の受動型超音波センサＳ２からのセンサデータは、全て、超音波プローブ３５２からのライン及びフレームトリガなどのタイミング情報と同期される。結果として、第１の受動型超音波センサＳ１及び第２の受動型超音波センサＳ２は、超音波プローブ２５２と一緒に同期される。制御タイミング情報は、超音波プローブ３５２からのものであり、超音波プローブ３５２からの各放射に対応するライン及びフレームトリガであってもよい。
【００３８】
図３において、第２の取得電子コンポーネント３３６は、第１の取得電子コンポーネント３３２の前にタイミング情報を受信する。このようにタイミング差が存在する限りにおいて、センサ情報を同期するのに使用するために同期抽出制御装置３４０におけるタイミング情報に遅延を加えることにより、第２の取得電子コンポーネント３３６と第１の取得電子コンポーネント３３２との間のタイミング差を補正するプロセスが、導入されてもよい。加えて、図３のタイミング情報が、異なる受動型超音波センサからのセンサ情報を同期させるために使用される限り、第２の取得電子コンポーネント３３６及び第１の取得電子コンポーネント３３２は、それぞれ、第２の受動型超音波センサＳ２及び第１の受動型超音波センサＳ１からのセンサ情報を超音波システム（３５０）に転送する。
【００３９】
図２の実施形態について上述したように、信号検出アルゴリズムは、取得電子コンポーネントによって実行され、その結果、追跡される対応するセンサが、ユーザインタフェースにおいて識別可能であるように一意的に識別されることができる。同様に、図３の実施形態では、一意的なコード又は識別子が、第１の取得電子コンポーネント３３２及び第２の取得電子コンポーネント３３６、又は第１の取得電子コンポーネント３３２及び第２の取得電子コンポーネント３３６を含むユニットに埋め込まれることができる。このようにして、図３の実施形態では、システムで実施されるプロセスが、第１の介入医療装置３１２に固有の識別子を第１の取得電子コンポーネント３３２に転送することと、第２の介入医療装置３１６に固有の識別子を第２の受動型超音波センサＳ２からのセンサ情報に追加することとを含んでもよい。結果として、複数の異なる介入医療装置は、超音波プローブ３５２からそれぞれ異なる受動型超音波センサを追跡する複数の独立したセンサ追跡ハードウェアコンポーネントへの分散同期信号を使用して受動型超音波センサで追跡されることができる。
【００４０】
図３の実施形態では、同期抽出コントローラ３４０は、同期抽出コントローラ３４０が既に第２の取得電子コンポーネント３３６と一体化されているので、タイミング情報を単一の取得電子コンポーネント、すなわち第１の取得電子コンポーネント３３２に転送するだけでよい。対照的に、図２の実施形態では、同期抽出コントローラ２４０が、タイミング情報をバス２３９に転送して、両方の取得電子コンポーネント、すなわち第１の取得電子コンポーネント２３２及び第２の取得電子コンポーネント２３６に対して利用可能にする。したがって、図２の実施形態では、同期抽出コントローラ２４０によって実行されるプロセスが、第２の取得電子コンポーネント２３６によって使用可能であるようにタイミング情報を転送することを含み、第２の取得電子コンポーネント２３６は、また、第２の介入医療装置２１６上の第２の受動型超音波センサＳ２からセンサ情報を受信する。
【００４１】
図４は、代表的な実施形態による、複数の介入医療装置の同期追跡のための別のシステムを示す。
【００４２】
図４において、超音波システム４５０は、プロセッサ４６１及びメモリ４６２を有する中央ステーション４６０と、タッチパネル４６３と、モニタ４５９と、データ接続４５８（例えば、有線又は無線データ接続）によって中央ステーション４６０に接続された第２の介入医療装置４５６と、データ接続４５４（例えば、有線又は無線データ接続）によって中央ステーション４６０に接続された第１の介入医療装置４５２とを含む。中央ステーション４６０は、命令を記憶するメモリ４６２と、その命令を実行するプロセッサ４６１とを含む。超音波プローブ４９０は、命令を記憶するメモリ４９２と、命令を実行するプロセッサ４９１とを含む。
【００４３】
本明細書で説明する「コントローラ」は、少なくとも中央ステーション４６１内のプロセッサ４６１及びメモリ４６２によって、又は超音波プローブ４９０内のプロセッサ４９１及びメモリ４９２によって実装されてもよい。「コントローラ」は、中央ステーション４６０及び超音波プローブ４９０とは別個のプロセッサ／メモリの組み合わせによって実装されてもよく、例えば、図３の同期抽出コントローラと一体化された第２の取得電子コンポーネント３３６を実装するために使用されるモジュールによって実装されてもよく、又は図２の同期抽出コントローラ２４０を実装するために使用されるモジュールによって実装されてもよい。すなわち、本明細書で説明される「コントローラ」は、既存のシステム又はシステムのタイプを修正することによって、又は超音波プローブからタイミング情報を抽出し、調整するために使用されるスタンドアロンモジュールなどの新しいシステム又はシステムのタイプを提供することによって、様々な形態で実装されてもよい。
【００４４】
第１の介入医療装置４５２は、ワイヤ又は同様の器具の端部に提供されてもよい。第２の介入医療装置４５６も、又は第２の介入医療装置４５６が代わりに、ワイヤ又は同様の器具の端部に提供されてもよい。第１の介入医療装置４５２は、例えば、超音波画像を生成する血管内超音波プローブであってもよいが、第１の介入医療装置４５２上の第１の受動型超音波センサＳ１からのセンサ信号は、この説明の目的に対する第１の介入医療装置４５２に対する関心のある信号である。第２の介入医療装置４５６も、又は第２の介入医療装置４５６が代わりに、例えば、超音波画像を生成する血管内超音波プローブであってもよいが、第２の介入医療装置４５６上の第２の受動型超音波センサＳ２からのセンサ信号は、この説明の目的に対する第２の介入医療装置４５６に対する関心のある信号である。
【００４５】
より具体的には、図４の実施形態では、受動型超音波センサＳ１及び受動型超音波センサＳ２が、それぞれ、第１の介入医療装置４５２及び第２の介入医療装置４５６上に別々に設けられてもよい。受動型超音波センサＳ１及び受動型超音波センサＳ２からの受動型超音波センサ信号は、超音波プローブ４９０からの超音波画像と同期される。飛行時間測定は、超音波プローブ４９０からの受動型超音波センサＳ１及び受動型超音波センサＳ２の軸方向／半径方向距離を提供する。振幅測定及びビーム発射シーケンスの知識は、受動型超音波センサＳ１及び受動型超音波センサＳ２の横方向位置を提供しうる。位相は、飛行時間に対応することができるので、位相は、より高い測定精度を提供しうる限りにおいて、飛行時間の代わりに位相を使用されてもよい。
【００４６】
複数のＰＺＴ素子が、受動型超音波センサＳ１及び／又は受動型超音波センサＳ２に対して設けられる場合、測定値は、第１の介入医療装置４５２及び／又は第２の介入医療装置４５６の全体的な位置を提供するために平均化されることができる。加えて、ＰＺＴ素子の相対的な位置配置が、この場合に既知でありうるので、全体的な相対姿勢、３次元方向性、及び第１の介入医療装置４５２及び／又は第２の介入医療装置４５６の予測される軌道さえも、相対測定値から決定されることもできる。
【００４７】
説明として、第１の介入医療装置４５２及び第２の介入医療装置４５６は、それぞれ、医療処置中に患者の内部に配置される。第１の介入医療装置４５２及び第２の介入医療装置４５６の位置は、超音波プローブ４９０によって生成された画像上で見られることができる。
【００４８】
図４の実施形態では、同期コントローラは、超音波プローブ４９０からタイミング情報を抽出し、超音波プローブ４９０からの個々の画像を第１の介入医療装置４５２及び第２の介入医療装置４５６の位置と同期させるように、中央ステーション４６０に実装されることができる。この場合、中央ステーション４６０は、図３の実施形態において、同期抽出コントローラ３４０と一体化された第１の取得電子コンポーネント３３２及び第２の取得電子コンポーネント３３６を、機能的及び／又は物理的に置き換えてもよい。中央ステーション４６０は、また、図５の実施形態における第１の取得電子コンポーネント２３２及び第２の取得電子コンポーネント２３６を機能的及び／又は物理的に置き換えてもよい。
【００４９】
図５は、代表的な実施形態による、複数の介入医療装置の同期追跡の方法が実施されることができる、一般的なコンピュータシステムの例示的な実施形態である。
【００５０】
コンピュータシステム５００は、コンピュータシステム５００に本明細書に開示される方法又はコンピュータベースの機能のいずれか１つ以上を実行させるために実行されることができる命令のセットを含むことができる。コンピュータシステム５００は、スタンドアロン装置として動作してもよく、又は、例えば、ネットワーク５０１を使用して、他のコンピュータシステム又は周辺装置に接続されてもよい。図５のコンピュータシステム５００の要素及び特性のいずれか又は全ては、中央ステーション４６０、第１の介入医療装置４５２、第２の介入医療装置４５６、第２の介入医療装置４５６、第１の介入医療装置４５２、又はコントローラを含み、本明細書で説明されるプロセスを実行することができる他の同様の装置及びシステムの要素及び特性を表してもよい。
【００５１】
ネットワーク化された配置では、コンピュータシステム５００は、サーバ−クライアント・ユーザ・ネットワーク環境におけるクライアントの能力で動作してもよい。コンピュータシステム５００は、また、超音波プローブ、コントローラ、同期抽出コントローラ、超音波システム、取得電子コンポーネント、中央ステーション、制御ステーション、受動型超音波センサ、据え付けコンピュータ、パーソナルコンピュータ（ＰＣ）、又はそのマシンによってとられるべき動作を指定する（順次又は他の方法で）命令のセットを実行することができる任意の他のマシンなどの様々な装置として、完全に又は部分的に実装されるか、又はその中に組み込まれることができる。コンピュータシステム５００は、追加の装置を含む統合システム内にある装置として、又は装置内に組み込まれることができる。一実施形態では、コンピュータシステム５００が、ビデオ又はデータ通信を提供する電子装置を使用して実装されることができる。更に、コンピュータシステム５００が、示されているが、用語「システム」は、１つ以上のコンピュータ機能を実行するための命令のセット又は複数のセットを個別に又は共同で実行するシステム又はサブシステムの任意の集合を含むものと解釈されるべきである。
【００５２】
図５に示されように、コンピュータシステム５００は、プロセッサ５１０を含む。コンピュータシステム５００に対するプロセッサ５１０は、有形かつ非一時的である。本明細書で使用される「非一時的」という用語は、状態の永続的な特性として解釈されるのではなく、ある期間持続する状態の特性として解釈されるべきである。「非一時的」という用語は、搬送波又は信号の特性、又は任意の時間に任意の場所に一時的にしか存在しない他の形式などの、飛行特性を特に否定する。本明細書で説明される任意のプロセッサは、製造品及び／又は機械コンポーネントである。コンピュータシステム５００に対するプロセッサは、本明細書の様々な実施形態に記載される機能を実行するためのソフトウェア命令を実行するように構成される。コンピュータシステム５００に対するプロセッサは、汎用プロセッサであってもよいし、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）の一部であってもよい。コンピュータシステム５００に対するプロセッサは、マイクロプロセッサ、マイクロコンピュータ、プロセッサチップ、コントローラ、マイクロコントローラ、デジタル信号プロセッサ（ＤＳＰ）、ステートマシン、又はプログラマブル論理装置であってもよい。コンピュータシステム５００に対するプロセッサは、フィールドプログラマブルゲートアレイ（ＦＰＧＡ）などのプログラマブルゲートアレイ（ＰＧＡ）を含む論理回路、又はディスクリートゲート及び／又はトランジスタ論理を含む別のタイプの回路であってもよい。コンピュータシステム５００に対するプロセッサは、中央処理ユニット（ＣＰＵ）、グラフィックス処理ユニット（ＧＰＵ）、又はその両方であってもよい。更に、本明細書に記載される任意のプロセッサは、複数のプロセッサ、並列プロセッサ、又はその両方を含んでもよい。複数のプロセッサは、単一の装置又は複数の装置に含まれ得るか、又は結合され得る。
【００５３】
更に、コンピュータシステム５００は、バス５０８を介して互いに通信することができるメインメモリ５２０及びスタティックメモリ５３０を含む。本明細書で説明されるメモリは、データ及び実行可能命令を記憶することができる有形の記憶媒体であり、命令がその中に記憶されている間は非一時的である。本明細書で使用される「非一時的」という用語は、状態の永続的な特性として解釈されるのではなく、ある期間持続する状態の特性として解釈されるべきである。「非一時的」という用語は、搬送波又は信号の特性、又は任意の時点で任意の場所に一時的にしか存在しない他の形式などの、飛行特性を特に否定する。本明細書で説明されるメモリは、製造品及び／又は機械コンポーネントである。本明細書に記載されるメモリは、データ及び実行可能命令がコンピュータによって読み取られることができるコンピュータ可読媒体である。本明細書に記載されるメモリは、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）、読取専用メモリ（ＲＯＭ）、フラッシュメモリ、電気的にプログラム可能な読取専用メモリ（ＥＰＲＯＭ）、電気的に消去可能なプログラマブル読取専用メモリ（ＥＥＰＲＯＭ）、レジスタ、ハードディスク、リムーバブルディスク、テープ、コンパクトディスク読取専用メモリ（ＣＤ−ＲＯＭ）、デジタル汎用ディスク（ＤＶＤ）、フロッピー（登録商標）ディスク、ブルーレイディスク、又は当技術分野で公知の他の形式の記憶媒体であってもよい。メモリは、揮発性又は不揮発性、安全及び／又は暗号化されたもの、安全でない及び／又は暗号化されていないものであってもよい。
【００５４】
示されるように、コンピュータシステム５００は、更に、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）、有機発光ダイオード（ＯＬＥＤ）、フラットパネルディスプレイ、固体ディスプレイ、又は陰極線管（ＣＲＴ）などのビデオ表示ユニット５５０を含んでもよい。加えて、コンピュータシステム５００は、キーボード／仮想キーボード又はタッチセンシティブ入力スクリーン、又は音声認識を伴う音声入力などの入力装置５６０と、マウス又はタッチセンシティブ入力スクリーン又はパッドなどのカーソル制御装置５７０とを含むんでもよい。コンピュータシステム５００は、ディスクドライブユニット５８０、スピーカ又はリモート制御装置などの信号生成装置５９０、及びネットワークインタフェース装置５４０をも含むことができる。
【００５５】
一実施形態では、図５に描かれるように、ディスクドライブユニット５８０は、命令５８４の１つ以上のセット、例えばソフトウェアが埋め込まれることができるコンピュータ可読媒体５８２を含んでもよい。命令５８４のセットは、コンピュータ可読媒体５８２から読み取られることができる。更に、命令５８４は、プロセッサによって実行される場合、本明細書で説明される方法及びプロセスのうちの１つ以上を実行するために使用されることができる。一実施形態では、命令５８４が、コンピュータシステム８００による実行中に、メインメモリ５２０、スタティックメモリ８３０、及び／又はプロセッサ５１０内に完全に、又は少なくとも部分的に常駐してもよい。
【００５６】
代替実施形態では、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）、プログラマブル論理アレイ、及び他のハードウェアコンポーネントなどの専用ハードウェア実装が、本明細書で説明される方法のうちの１つ以上を実装するように構成されることができる。本明細書で説明される１つ以上の実施形態は、モジュール間で及びモジュールを介して通信されることができる関連する制御信号及びデータ信号とともに２つ以上の特定の相互接続されたハードウェアモジュール又は装置を使用して機能を実装してもよい。したがって、本開示は、ソフトウェア、ファームウェア、及びハードウェア実装を包含する。本願の何れも、有形の非一時的プロセッサ及び／又はメモリのようなハードウェアなしで、ソフトウェアのみで実施される又は実施可能であると解釈されるべきではない。
【００５７】
本開示の様々な実施形態によれば、本明細書で説明される方法は、ソフトウェアプログラムを実行するハードウェアコンピュータシステムを使用して実装され得る。更に、例示的な非限定的な実施形態では、実装が、分散処理、コンポーネント／オブジェクト分散処理、及び並列処理を含むことができる。仮想コンピュータシステム処理は、本明細書で説明される方法又は機能のうちの１つ以上を実装するように構築されることができ、本明細書で説明されるプロセッサは、仮想処理環境をサポートするために使用されてもよい。
【００５８】
本開示は、ネットワーク５０１に接続された装置がネットワーク５０１上でビデオ又はデータを通信することができるように、命令５８４を含むか、又は伝搬された信号に応答して命令５８４を受信し、実行するコンピュータ可読媒体５８２を企図する。更に、命令５８４は、ネットワークインタフェース装置５４０を介してネットワーク５０１上で送受信されてもよい。
【００５９】
図６は、代表的な実施形態による、複数の介入医療装置の同期追跡のための方法を示す。
【００６０】
図６では、本方法の特徴が、一般に、システムの異なる要素による潜在的に同時の又は重複する実行を反映する組織化された構成で、水平及び垂直に組織化される。例えば、Ｓ６０１において、超音波プローブは、撮像データ及びタイミング情報を放射する。Ｓ６０１における放射は、超音波プローブ２５２によって以前に放射された超音波撮像ビームの反射に基づく。タイミング情報は、超音波プローブからビームが放射される時間を反映し、結果として、撮像データに対応する画像を生じる。Ｓ６０１における放射と同時に、又は同時に近く、受動型超音波センサＳ１は、Ｓ６０２においてセンサ情報を発しし、受動型超音波センサＳ２は、Ｓ６０３においてセンサ情報を発する。Ｓ６０２においてセンサＳ１によって発せられるセンサ情報は、超音波プローブによって放射されるビームの受動型超音波センサＳ１による受信に基づき、Ｓ６０３においてセンサＳ２によって発せられるセンサ情報も、超音波プローブによって放射されるビームの受動型超音波センサＳ２による受信に基づく。言い換えれば、Ｓ６０１における放射は、超音波プローブ２５２における受信された反射に基づくのに対して、Ｓ６０２及びＳ６０３における放射は、第１の受動型超音波センサＳ１及び第２の受動型超音波センサＳ２によるビームの直接的な受信に基づく。
【００６１】
Ｓ６１１において、撮像データ及びタイミング情報が、超音波プローブから受信される。図２の実施形態では、撮像データ及びタイミング情報が、同期抽出コントローラ２４０によって受信されるのに対し、図３の実施形態では、撮像データ及びタイミング情報が、第２の取得電子コンポーネント３３６で実装される同期抽出コントローラ３４０によって受信される。Ｓ６２１では、タイミング情報は、Ｓ６１１において撮像データ及びタイミング情報を受信するいずれかの要素によって抽出される。
【００６２】
Ｓ６３１において、撮像データは、超音波システム２５０に転送されるのに対し、タイミング情報は、第１の取得電子コンポーネント２３２及び第２の取得電子コンポーネント２３６による取り出しのためにバス２３９に転送される。Ｓ６４２において、第１の取得電子コンポーネント２３２は、バス２３９からタイミング情報を取得する。Ｓ６４３において、第２の取得電子コンポーネント２３６は、バス２３９からタイミング情報を取得する。
【００６３】
Ｓ６５２において、第１の取得電子コンポーネント２３２は、第１の受動型超音波センサＳ１からのセンサ情報と超音波プローブからのタイミング情報とを同期させる。すなわち、第１の受動型超音波センサＳ１からのセンサ情報は、超音波プローブからの特定の画像に対するタイミング情報と関係づけられ、マッチングされ、セットされ、ラベル付けされ、又は他の形で関連付けられる。Ｓ６５３において、第２の取得電子コンポーネント２３６は、第２の受動型超音波センサＳ２からのセンサ情報と超音波プローブからのタイミング情報とを同期させる。すなわち、第２の受動型超音波センサＳ２からのセンサ情報は、超音波プローブからの同じ特定の画像に対するタイミング情報と関係づけられ、マッチングされ、セットされ、ラベル付けされ、又は他の形で関連付けられる。超音波プローブからの同じ画像は、Ｓ６５２及びＳ６５３において、第１の受動型超音波センサＳ１及び第２の受動型超音波センサＳ２のそれぞれからのセンサ情報と同期される。
【００６４】
Ｓ６６２において、第１の受動型超音波センサＳ１からの同期されたセンサ情報は、第１の取得電子コンポーネント２３２によって超音波システム２５０に転送される。Ｓ６６３において、第２の受動型超音波センサＳ２からの同期されたセンサ情報は、第２の取得電子コンポーネント２３６によって超音波システム２５０に転送される。
【００６５】
Ｓ６７４において、超音波システム２５０は、第１の受動型超音波センサＳ１の位置及びその上に重ね合わされた又は統合された第２の受動型超音波センサＳ２の位置と一緒に撮像データを使用して超音波画像を生成及び表示する。位置が重ね合わされる場合、これは、例えば、超音波画像が、最初に生成され、次いで、第１の受動型超音波センサＳ１及び第２の受動型超音波センサＳ２の位置が、例えば超音波画像において他に使用されない特有の色を使用することによって、超音波画像の特定の部分を置き換えることを意味するととられてもよい。位置が、超音波画像と一体化される場合、これは、例えば、超音波画像の特定の部分が、実質的に暗く又は明るくなるように陰影付けされることを意味するととられてもよい。更に、第１の受動型超音波センサＳ１及び第２の受動型超音波センサＳ２の位置は、個々の介入医療装置の全体又は一部と関係づけられてもよく、したがって、センサ位置は、針先端又は血管内超音波プローブの端部などの介入医療装置の形状として表示されてもよい。
【００６６】
図７は、代表的な実施形態による、複数の介入医療装置の同期追跡のための別の方法を示す。
【００６７】
図７では、図６の実施形態と同様に、この方法の特徴は、一般に、システムの異なる要素による潜在的に同時の又は重複する実行を反映する組織化された構成で水平及び垂直に組織化される。例えば、Ｓ７０１において、超音波プローブ３５２は、撮像データ及びタイミング情報を放射する。Ｓ７０１における放射は、超音波プローブ３５２によって以前に放射された超音波撮像ビームの反射に基づく。タイミング情報は、超音波プローブ３５２からビームが放射される時間を反映し、結果として、撮像データに対応する画像を生じる。Ｓ７０１における放射と同時に、又は同時に近く、受動型超音波センサＳ１は、Ｓ７０２においてセンサ情報を放射し、受動型超音波センサＳ２は、Ｓ７０３においてセンサ情報を放射する。Ｓ７０２においてセンサＳ１によって放射されるセンサ情報は、超音波プローブによって放射されるビームの受動型超音波センサＳ１による受信に基づき、Ｓ７０３においてセンサＳ２によって放射されるセンサ情報も、超音波プローブによって放射されるビームの受動型超音波センサＳ２による受信に基づく。言い換えれば、Ｓ７０１における放射は、超音波プローブ３５２における受信された反射に基づくのに対し、Ｓ７０２及びＳ７０３における放射は、第１の受動型超音波センサＳ１及び第２の受動型超音波センサＳ２によるビームの直接的な受信に基づく。
【００６８】
Ｓ７２２では、タイミング情報が、超音波プローブＳ７２２から受信され、センサ情報が、第１の受動型超音波センサＳ１から受信される。Ｓ７２２におけるセンサ情報及びタイミング情報の受信は、図３の同期抽出コントローラ３４０を実装する第２の取得電子コンポーネント３３６による。Ｓ７３２において、タイミング情報は、第２の取得電子コンポーネント３３６から第１の取得電子コンポーネント３３２に渡され、Ｓ７３３において、第１の取得電子コンポーネント３３２は、タイミング情報を受信する。第１の取得電子コンポーネント３３２が、Ｓ７３３において第２の取得電子コンポーネント３３６からタイミング情報を受信する前に、第１の取得電子コンポーネントは、Ｓ７２３において第２の受動型超音波センサＳ２からセンサ情報を受信する。
【００６９】
Ｓ７５２において、第１の取得電子コンポーネント３３２は、第１の受動型超音波センサＳ１からのセンサ情報と超音波プローブからのタイミング情報とを同期させる。すなわち、第１の受動型超音波センサＳ１からのセンサ情報は、超音波プローブからの特定の画像に対するタイミング情報と関係づけられ、マッチングされ、セットされ、ラベル付けされ、又は他の方法で関連付けられる。Ｓ７５３において、第２の取得電子コンポーネント３３６は、第２の受動型超音波センサＳ２からのセンサ情報と超音波プローブからのタイミング情報とを同期させる。すなわち、第２の受動型超音波センサＳ２からのセンサ情報は、超音波プローブからの同じ特定の画像に対するタイミング情報と関係づけられ、マッチングされ、セットされ、ラベル付けされ、又は他の方法で関連付けられる。超音波プローブからの同じ画像は、Ｓ７５２及びＳ７５３において、第１の受動型超音波センサＳ１及び第２の受動型超音波センサＳ２のそれぞれからのセンサ情報と同期される。
【００７０】
Ｓ７６２において、第１の受動型超音波センサＳ１からの同期されたセンサ情報は、第１の取得電子コンポーネント３３２によって超音波システム３５０に転送される。Ｓ７６３において、第２の受動型超音波センサＳ２からの同期されたセンサ情報は、第２の取得電子コンポーネント３３６によって超音波システム３５０に転送される。
【００７１】
Ｓ７７４において、超音波システム３５０は、その上に重ね合わされる又はその中に統合される第１の受動型超音波センサＳ１の位置及び第２の受動型超音波センサＳ２の位置と一緒に撮像データを使用して超音波画像を生成及び表示する。位置が重ね合わされる場合、これは、例えば、超音波画像が、最初に生成され、次いで、第１の受動型超音波センサＳ１及び第２の受動型超音波センサＳ２の位置が、超音波画像において他の形では使用されない識別色を使用することなどによって、超音波画像の特定の部分を置き換えることを意味するようにとられてもよい。位置が超音波画像と統合される場合、これは、例えば、超音波画像の特定の部分が、実質的に暗く又は明るくなるように陰影付けされることを意味するようにとられてもよい。更に、第１の受動型超音波センサＳ１及び第２の受動型超音波センサＳ２の位置は、個々の介入医療装置の全体又は一部と関係づけられてもよく、したがって、センサ位置は、針先端又は血管内超音波プローブの端部などの介入医療装置の形状として表示されてもよい。
【００７２】
したがって、複数の介入医療装置の同期された追跡は、複数の装置が同じ超音波フィールドにおいて独立して追跡されることを可能にし、その結果、それらは、２Ｄ又は３Ｄ超音波画像において結果的に表示されることができる。リアルタイム超音波撮像における正確な装置の位置決め及びナビゲーションは、様々な処置で使用されることができる。例えば、心房細動を治療するためのアブレーション処置では、心臓内心エコー検査（ＩＣＥ）カテーテル（又は経食道心エコー検査（ＴＥＥ）プローブ）を使用するアブレーションカテーテル及びラッソカテーテルの同時追跡（すなわち、単一超音波画像の視野内）が、有益であり得る。同様に、ＰＮＢ針先端及びカテーテル先端の両方が血管外超音波によって追跡される必要がある連続末梢神経ブロック（ＰＮＢ）処置では、同時追跡（すなわち、単一の超音波画像の視野内）が、有益であり得る。別の例示的な使用は、組織切除処置においてであってもよく、切除装置は、超音波撮像において全てが可視性を必要とする３つの独立した針先端を有することができる。本明細書に記載される同期追跡の更に別の使用として、介入心臓専門医は、（例えば、経カテーテル大動脈弁置換術（ＴＡＶＲ）処置において）埋め込み型装置を正しい位置に配置する能力を提供されてもよい。送達装置（例えば、ガイドワイヤ／カテーテルの組み合わせ）及び埋め込み型装置の両方が、正しい位置を評価するために追跡されることができる。最後に、能動的な埋め込み型装置（埋め込み型除細動器（ＩＣＤ）又は埋め込み型圧力センサなど）は、正しい位置に配置されるために注意深いガイダンスを必要としてもよく、しばしば、身体から取り外される又は交換される必要がある。埋め込み可能物を配置し、埋め込み可能物を取り除く装置を正しい位置にガイドすることが可能であることは、現在の実施に勝る大きな改善を提供しうる。
【００７３】
複数の介入医療装置の同期追跡が、いくつかの例示的な実施形態を参照して説明されたが、使用された用語は、限定の用語ではなく、説明及び例示の用語であると理解されたい。変化は、その態様において複数の介入医療装置の同期された追跡の範囲及び精神から逸脱することなく、添付の特許請求の範囲の範囲内で、現在述べられているように、及び修正されるようになされてもよい。複数の介入医療装置の同期追跡は、特定の手段、材料、及び実施形態を参照して説明されてきたが、複数の介入医療装置の同期追跡は、開示された詳細に限定されることを意図されておらず、むしろ、複数の介入医療装置の同期追跡は、添付の特許請求の範囲の範囲内にあるような、全ての機能的に同等の構造、方法、及び使用に及ぶ。
【００７４】
本明細書に記載される実施形態の例示は、様々な実施形態の構造の一般的な理解を提供することを意図される。これらの図は、本明細書に記載された開示の要素及び特徴の全ての完全な説明として役立つことを意図されない。多くの他の実施形態は、本開示を検討すると当業者には明らかであろう。他の実施形態は、本開示の範囲から逸脱することなく、構造的及び論理的な置換及び変化がなされうるように、使用され、本開示から導出されうる。加えて、これらの図は、単に代表的なものであり、一定の縮尺で描かれていない場合がある。図中の特定の比率は、誇張されてもよいが、他の比率は、最小化されてもよい。したがって、本開示及び図面は、限定的ではなく例示的であると見なされるべきである。
【００７５】
本開示の１つ以上の実施形態は、本明細書では、単に便宜上、かつ本出願の範囲を任意の特定の発明又は発明概念に自発的に限定することを意図することなく、「発明」という用語によって、個別に及び／又は集合的に言及され得る。更に、特定の実施形態が、本明細書において図示及び説明されたが、同じ又は同様の目的を達成するように設計された任意の後の構成が、図示された特定の実施形態の代わりにされうると理解されたい。本開示は、様々な実施形態の任意の及び全ての後続の適応又は変形をカバーすることを意図される。上記の実施形態の組み合わせ、及び本明細書に具体的に記載されていない他の実施形態は、説明を検討すると当業者には明らかになるであろう。
【００７６】
例えば、有線接続の代わりに、適切な状況では、センサ位置データが、超音波システム３５０又は超音波システム２５０に無線で送信されることができる。同様に、超音波プローブ３５２からの信号は、超音波システム３５０又は超音波システム２５０へのデータパス全体にわたって、又はデータパスの限定的な部分において、無線で送信されてもよい。
【００７７】
本開示の要約は、３７ Ｃ．Ｆ．Ｒ§１．７２（ｂ）を遵守するために提供され、かつ、請求項の範囲又は意味を解釈又は限定するために使用されないという理解をもって提出される。加えて、前述の詳細な説明では、様々な特徴が、開示を合理化する目的で、一緒にグループ化されるか、又は単一の実施形態で説明されてもよい。本開示は、請求される実施形態が、各請求項に明示的に列挙されるよりも多くの特徴を必要とするという意図を反映するものとして解釈されるべきではない。むしろ、以下の請求項が反映するように、本発明の主題は、開示される実施形態のいずれかの特徴の全てよりも少ないものに向けられ得る。したがって、以下の請求項は、詳細な説明に組み込まれており、各請求項は、別個に請求された主題を定義するものとして、独立している。
【００７８】
開示された実施形態の前述の説明は、当業者が本開示に記載された概念を実施することを可能にするために提供される。したがって、上で開示された主題は、例示的であり、限定的ではないと見なされるべきであり、添付の請求項は、本開示の真の精神及び範囲内にある、全てのそのような修正、拡張、及び他の実施形態をカバーすることを意図される。したがって、法律で認められる最大限の範囲において、本開示の範囲は、以下の請求項及びそれらの同等物の最も広い許容可能な解釈によって決定されるべきであり、前述の詳細な説明によって制限又は限定されるべきではない。
【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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【国際調査報告】
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