(57)【要約】  介入ロボット３０と、介入撮像モダリティ１０と、介入コントローラ７０とを利用する介入システム。動作時に、介入コントローラ７０は、介入計画に従って患者の解剖学的領域の解剖学的ロードマップをナビゲートし、それによって、解剖学的ロードマップ８２に従って解剖学的領域内の介入ロボットのナビゲーションを制御する。介入コントローラ７０によって、介入コントローラ７０が解剖学的ロードマップ内の重要な解剖学的位置に近接してナビゲートしていることの発生を検出すると、介入コントローラ７０は、解剖学的領域内の介入ロボットのナビゲーションを中断し、解剖学的領域の更新された解剖学的ロードマップを生成するために、介入撮像モダリティの動作を自律的に制御し、これにより、介入コントローラ７０は、介入計画に従って、患者の解剖学的領域の更新された１５解剖学的ロードマップ８２をナビゲートし、それによって解剖学的領域内の介入ロボット３０の再開されたナビゲーションを制御する。
2021502187.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
患者の解剖学的領域内でナビゲートされるように動作可能な介入ロボットと、
前記患者の前記解剖学的領域の介入撮像のために動作可能な介入撮像モダリティと、
前記介入ロボット及び前記介入撮像モダリティによる介入処置の実行を制御するように動作可能な介入コントローラであって、前記介入コントローラは、
介入計画に従って前記患者の前記解剖学的領域の解剖学的ロードマップをナビゲートし、
前記解剖学的領域の前記解剖学的ロードマップの前記介入コントローラによるナビゲーションに従って前記患者の前記解剖学的領域内の前記介入ロボットのナビゲーションを制御し、
前記介入コントローラが前記解剖学的ロードマップ内の重要な解剖学的位置に近接してナビゲートしていることの何れの発生も検出し、
前記解剖学的ロードマップ内の前記重要な解剖学的位置に近接してナビゲートすることの前記介入コントローラによる検出に応答して、
前記患者の前記解剖学的領域内の前記介入ロボットの前記ナビゲーションを中断し、
前記介入撮像モダリティによる前記患者の前記解剖学的領域の前記介入撮像を自律的に制御し、
前記患者の前記解剖学的領域の前記撮像から前記解剖学的領域の更新された解剖学的ロードマップを生成し、
前記介入計画に従って、前記患者の前記解剖学的領域の前記更新された解剖学的ロードマップをナビゲートし、
前記解剖学的領域の前記更新された解剖学的ロードマップの前記介入コントローラによる前記ナビゲーションに従って、前記患者の前記解剖学的領域内の前記介入ロボットの再開されたナビゲーションを制御する、介入コントローラと、
を備える、介入システム。
【請求項２】
前記重要な解剖学的位置は、
解剖学的分岐に対応する前記解剖学的ロードマップ内の位置、
前記解剖学的ロードマップの出口点に対応する前記解剖学的ロードマップ内の位置、
解剖学的構造の表面に対応する前記解剖学的ロードマップ内の位置、
前記解剖学的構造の運動範囲に対応する前記解剖学的ロードマップ内の位置、
前記介入計画に従う介入タスクに対応する前記解剖学的領域内の位置、及び、
前記解剖学的領域内の前記解剖学的構造に対する前記介入ロボットによる力の印加に対応する前記解剖学的領域内の位置、
のうちの１つである、請求項１に記載の介入システム。
【請求項３】
前記介入コントローラは、
前記介入撮像モダリティのアクティベーション及びディアクティベーションを制御すること、
前記介入撮像モダリティの少なくとも１つの動作パラメータを制御すること、
前記患者の生理学的サイクルと同期して、前記介入撮像モダリティによる前記解剖学的領域の撮像を制御すること、
前記解剖学的領域内の前記介入ロボットの位置に基づいて、前記患者に対する前記介入撮像モダリティの配向を制御すること、
前記解剖学的領域内の前記介入ロボットの位置に基づいて、前記患者への造影剤の注入を制御すること、
のうちの少なくとも１つを含んで、前記介入撮像モダリティによる前記患者の前記解剖学的領域の前記介入撮像を自律的に制御する、請求項１に記載の介入システム。
【請求項４】
前記介入コントローラは更に、
前記患者の前記解剖学的領域内の前記介入ロボットの前記ナビゲーション中の前記患者の重要な生理学的ステータスを検出し、
前記患者の前記解剖学的領域内の前記介入ロボットの前記ナビゲーション中の、前記介入コントローラによる前記患者の前記重要な生理学的ステータスの検出に応答して、
前記患者の解剖学的領域内の前記介入ロボットの前記ナビゲーションを中断し、
前記介入撮像モダリティによる前記患者の前記解剖学的領域の前記介入撮像を自律的に制御し、
前記患者の前記解剖学的領域の前記介入撮像から前記解剖学的領域の更新された解剖学的ロードマップを生成し、
前記介入計画に従って、前記患者の前記解剖学的領域の前記更新された解剖学的ロードマップをナビゲートし、
前記解剖学的領域の前記更新された解剖学的ロードマップの前記介入コントローラによる前記ナビゲーションに従って、前記患者の前記解剖学的領域内の前記介入ロボットの再開されたナビゲーションを制御する、請求項１に記載の介入システム。
【請求項５】
前記介入コントローラは更に、
前記患者の介入生理学的ステータスを示す患者検知データを受信し、
前記患者の生理学的プロフィールを考慮して前記患者の前記介入生理学的ステータスを分析し、
前記患者の前記生理学的プロフィールを考慮した前記患者の前記介入生理学的ステータスの前記介入コントローラによる分析に基づいて、前記患者の前記介入生理学的ステータスを、前記患者の重要でない生理学的ステータス又は前記重要な生理学的ステータスのうちの一方として指定する、請求項４に記載の介入システム。
【請求項６】
前記介入撮像モダリティはＸ線モダリティである、請求項１に記載の介入システム。
【請求項７】
前記解剖学的ロードマップ内の前記重要な解剖学的位置に近接してナビゲートすることの前記介入コントローラによる検出に応答して、前記介入コントローラが更に、検知モダリティの動作を自律的に制御すること、及び、
前記患者の前記解剖学的領域内の前記介入ロボットの前記ナビゲーション中の、前記介入コントローラによる前記患者の前記重要な生理学的ステータスの検出に応答して、前記介入コントローラが更に、前記検知モダリティの動作を自律的に制御すること、
のうちの少なくとも一方である、請求項１に記載の介入システム。
【請求項８】
前記解剖学的ロードマップ内の前記重要な解剖学的位置に近接してナビゲートすることの前記介入コントローラによる検出に応答して、前記介入コントローラが更に、臨床応用モダリティの動作を自律的に制御すること、及び、
前記患者の前記解剖学的領域内の前記介入ロボットの前記ナビゲーション中の、前記介入コントローラによる前記患者の前記重要な生理学的ステータスの検出に応答して、前記介入コントローラが更に、前記臨床応用モダリティの動作を自律的に制御すること、
のうちの少なくとも一方である、請求項１に記載の介入システム。
【請求項９】
患者の解剖学的領域内でナビゲートされるように動作可能な介入ロボットと、前記患者の前記解剖学的領域の介入撮像のために動作可能な介入撮像モダリティとを備える介入システムのための介入コントローラであって、前記介入コントローラは、
前記介入ロボット及び前記介入撮像モダリティによる介入処置の実行をインタラクティブに制御するモダリティ制御モジュール及びロボット制御モジュールを備え、
前記ロボット制御モジュールは、介入計画に従って前記患者の前記解剖学的領域の解剖学的ロードマップをナビゲートし、
前記ロボット制御モジュールは更に、前記解剖学的領域の前記解剖学的ロードマップの前記介入コントローラによるナビゲーションに従って前記患者の前記解剖学的領域内の前記介入ロボットのナビゲーションを制御し、
前記ロボット制御モジュールは更に、前記介入コントローラが前記解剖学的ロードマップ内の重要な解剖学的位置に近接してナビゲートしていることの何れの発生も検出し、
前記解剖学的ロードマップ内の前記重要な解剖学的位置に近接してナビゲートすることの前記ロボット制御モジュールによる検出に応答して、
前記ロボット制御モジュールは更に、前記患者の前記解剖学的領域内の前記介入ロボットの前記ナビゲーションを中断し、
前記モダリティ制御モジュールは、前記介入撮像モダリティによる前記患者の前記解剖学的領域の介入撮像を自律的に制御し、
前記モダリティ制御モジュールは更に、前記患者の前記解剖学的領域の前記介入撮像から前記解剖学的領域の更新された解剖学的ロードマップを生成し、
前記ロボット制御モジュールは更に、前記介入計画に従って、前記患者の前記解剖学的領域の前記更新された解剖学的ロードマップをナビゲートし、
前記ロボット制御モジュールは更に、前記解剖学的領域の前記更新された解剖学的ロードマップの前記介入コントローラによる前記ナビゲーションに従って、前記患者の前記解剖学的領域内の前記介入ロボットの再開されたナビゲーションを制御する、
介入コントローラ。
【請求項１０】
前記重要な解剖学的位置は、
解剖学的分岐に対応する前記解剖学的ロードマップ内の位置、
前記解剖学的ロードマップの出口点に対応する前記解剖学的ロードマップ内の位置、
解剖学的構造の表面に対応する前記解剖学的ロードマップ内の位置、
前記解剖学的構造の運動範囲に対応する前記解剖学的ロードマップ内の位置、
前記介入計画に従う介入タスクに対応する前記解剖学的領域内の位置、及び、
前記解剖学的領域内の前記解剖学的構造に対する前記介入ロボットによる力の印加に対応する前記解剖学的領域内の位置、
のうちの１つである、請求項９に記載の介入コントローラ。
【請求項１１】
前記モダリティ制御モジュールは、
前記介入撮像モダリティのアクティベーション及びディアクティベーションを制御すること、
前記介入撮像モダリティの少なくとも１つの動作パラメータを制御すること、
前記患者の生理学的サイクルと同期して、前記介入撮像モダリティによる前記解剖学的領域の前記介入撮像を制御すること、
前記解剖学的領域内の前記介入ロボットの位置に基づいて、前記患者に対する前記介入撮像モダリティの配向を制御すること、
前記解剖学的領域内の前記介入ロボットの位置に基づいて、前記患者への造影剤の注入を制御すること、
のうちの少なくとも１つを含んで、前記介入撮像モダリティによる前記患者の前記解剖学的領域の前記介入撮像を自律的に制御する、請求項９に記載の介入コントローラ。
【請求項１２】
前記モダリティ制御モジュールは更に、前記患者の前記解剖学的領域内の前記介入ロボットの前記ナビゲーション中の前記患者の重要な生理学的ステータスを検出し、
前記患者の前記解剖学的領域内の前記介入ロボットの前記ナビゲーション中の、前記モダリティ制御モジュールによる前記患者の前記重要な生理学的ステータスの検出に応答して、
前記ロボット制御モジュールは更に、前記患者の解剖学的領域内の前記介入ロボットの前記ナビゲーションを中断し、
前記モダリティ制御モジュールは更に、前記介入撮像モダリティによる前記患者の前記解剖学的領域の前記介入撮像を自律的に制御し、
前記モダリティ制御モジュールは更に、前記患者の前記解剖学的領域の前記介入撮像から前記解剖学的領域の更新された解剖学的ロードマップを生成し、
前記ロボット制御モジュールは更に、前記介入計画に従って、前記患者の前記解剖学的領域の前記更新された解剖学的ロードマップをナビゲートし、
前記ロボット制御モジュールは更に、前記解剖学的領域の前記更新された解剖学的ロードマップの前記介入コントローラによる前記ナビゲーションに従って、前記患者の前記解剖学的領域内の前記介入ロボットの再開されたナビゲーションを制御する、
請求項９に記載の介入コントローラ。
【請求項１３】
前記モダリティ制御モジュールは更に、
前記患者の介入生理学的ステータスを示す患者検知データを受信し、
前記患者の生理学的プロフィールを考慮して前記患者の前記介入生理学的ステータスを分析し、
前記患者の生理学的プロフィールを考慮した前記患者の前記介入生理学的ステータスの前記介入コントローラによる分析に基づいて、前記患者の前記介入生理学的ステータスを、前記患者の重要でない生理学的ステータス又は前記重要な生理学的ステータスのうちの一方として指定する、
請求項１２に記載の介入コントローラ。
【請求項１４】
前記解剖学的ロードマップ内の前記重要な解剖学的位置に近接してナビゲートすることの前記ロボット制御モジュールによる検出に応答して、前記モダリティ制御モジュールが更に、検知モダリティの動作を自律的に制御すること、及び、
前記患者の前記解剖学的領域内の前記介入ロボットの前記ナビゲーション中の、前記モダリティ制御モジュールによる前記患者の前記重要な生理学的ステータスの検出に応答して、前記モダリティ制御モジュールが更に、前記検知モダリティの動作を自律的に制御すること、
のうちの少なくとも一方である、請求項９に記載の介入コントローラ。
【請求項１５】
前記解剖学的ロードマップ内の前記重要な解剖学的位置に近接してナビゲートすることの前記ロボット制御モジュールによる検出に応答して、前記モダリティ制御モジュールが更に、臨床応用モダリティの動作を自律的に制御すること、及び、
前記患者の前記解剖学的領域内の前記介入ロボットの前記ナビゲーション中の、前記モダリティ制御モジュールによる前記患者の前記重要な生理学的ステータスの検出に応答して、前記モダリティ制御モジュールが更に、前記臨床応用モダリティの動作を自律的に制御すること、
のうちの少なくとも一方である、請求項９に記載の介入コントローラ。
【請求項１６】
患者の解剖学的領域内でナビゲートされるように動作可能な介入ロボットと、前記患者の前記解剖学的領域の介入撮像のために動作可能な介入撮像モダリティと、前記介入ロボット及び前記介入撮像モダリティによる介入処置の実行を制御するように動作可能な介入コントローラとを備える介入システムのための介入方法であって、
前記介入方法は、
前記介入コントローラが、介入計画に従って前記患者の前記解剖学的領域の解剖学的ロードマップをナビゲートするステップと、
前記介入コントローラが、前記解剖学的領域の前記解剖学的ロードマップの前記介入コントローラによるナビゲーションに従って前記患者の前記解剖学的領域内の前記介入ロボットのナビゲーションを制御するステップと、
前記介入コントローラが、前記介入コントローラが前記解剖学的ロードマップ内の重要な解剖学的位置に達していることの何れの発生も検出するステップと、
前記解剖学的ロードマップ内の前記重要な解剖学的位置に近接してナビゲートすることの前記介入コントローラによる検出に応答して、
前記介入コントローラが、前記患者の前記解剖学的領域内の前記介入ロボットの前記ナビゲーションを中断するステップと、
前記介入コントローラが、前記介入撮像モダリティによる前記患者の前記解剖学的領域の前記介入撮像を自律的に制御するステップと、
前記介入コントローラが、前記患者の前記解剖学的領域の前記介入撮像から前記解剖学的領域の更新された解剖学的ロードマップを生成するステップと、
前記介入コントローラが、前記介入計画に従って、前記患者の前記解剖学的領域の前記更新された解剖学的ロードマップをナビゲートするステップと、
前記介入コントローラが、前記解剖学的領域の前記更新された解剖学的ロードマップの前記介入コントローラによる前記ナビゲーションに従って、前記患者の前記解剖学的領域内の前記介入ロボットの再開されたナビゲーションを制御するステップと、
を含む、介入方法。
【請求項１７】
前記重要な解剖学的位置は、
解剖学的分岐に対応する前記解剖学的ロードマップ内の位置、
前記解剖学的ロードマップの出口点に対応する前記解剖学的ロードマップ内の位置、
解剖学的構造の表面に対応する前記解剖学的ロードマップ内の位置、
前記解剖学的構造の運動範囲に対応する前記解剖学的ロードマップ内の位置、
前記介入計画に従う介入タスクに対応する前記解剖学的領域内の位置、及び、
前記解剖学的領域内の前記解剖学的構造に対する前記介入ロボットによる力の印加に対応する前記解剖学的領域内の位置、
のうちの１つである、請求項１６に記載の介入方法。
【請求項１８】
前記介入コントローラが、前記介入撮像モダリティによる前記患者の前記解剖学的領域の前記介入撮像を自律的に制御するステップは、
前記介入コントローラが、前記介入撮像モダリティのアクティベーション及びディアクティベーションを制御するステップと、
前記介入コントローラが、前記介入撮像モダリティの少なくとも１つの動作パラメータを制御するステップと、
前記介入コントローラが、前記患者の生理学的サイクルと同期して、前記介入撮像モダリティによる前記解剖学的領域の前記介入撮像を制御するステップと、
前記介入コントローラが、前記解剖学的領域内の前記介入ロボットの位置に基づいて、前記患者に対する前記介入撮像モダリティの配向を制御するステップと、
前記介入コントローラが、前記解剖学的領域内の前記介入ロボットの位置に基づいて、前記患者への造影剤の注入を制御するステップと、
のうちの少なくとも１つを含む、請求項１６に記載の介入方法。
【請求項１９】
前記介入コントローラが、前記患者の前記解剖学的領域内の前記介入ロボットの初期ナビゲーション中の前記患者の重要な生理学的ステータスを検出するステップと、
前記患者の前記解剖学的領域内の前記介入ロボットの前記初期ナビゲーション中の、前記介入コントローラによる前記患者の前記重要な生理学的ステータスの検出に応答して、
前記介入コントローラが、前記患者の解剖学的領域内の前記介入ロボットの前記ナビゲーションを中断するステップと、
前記介入コントローラが、前記介入撮像モダリティによる前記患者の前記解剖学的領域の前記介入撮像を自律的に制御するステップと、
前記介入コントローラが、前記患者の前記解剖学的領域の前記介入撮像から前記解剖学的領域の更新された解剖学的ロードマップを生成するステップと、
前記介入コントローラが、前記介入計画に従って、前記患者の前記解剖学的領域の前記更新された解剖学的ロードマップをナビゲートするステップと、
前記介入コントローラが、前記解剖学的領域の前記更新された解剖学的ロードマップの前記介入コントローラによる前記ナビゲーションに従って、前記患者の前記解剖学的領域内の前記介入ロボットの再開されたナビゲーションを制御するステップと、
を更に含む、請求項１６に記載の介入方法。
【請求項２０】
前記介入コントローラが、前記患者の介入生理学的ステータスを示す患者検知データを受信するステップと、
前記介入コントローラが、前記患者の生理学的プロフィールを考慮して前記患者の前記介入生理学的ステータスを分析するステップと、
前記介入コントローラが、前記患者の生理学的プロフィールを考慮した前記患者の前記介入生理学的ステータスの前記介入コントローラによる分析に基づいて、前記患者の前記介入生理学的ステータスを、前記患者の重要でない生理学的ステータス又は前記重要な生理学的ステータスのうちの一方として指定するステップと、
を更に含む、請求項１６に記載の介入方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、包括的には、解剖学的領域内のロボットのＸ線画像ベースのナビゲーションに関する。本開示は、詳細には、解剖学的領域内のロボットのナビゲーションのための、新規性及び進歩性のある自律Ｘ線制御に関する。
【背景技術】
【０００２】
本開示の技術分野において知られているような多くの介入システムは、介入処置中に、臨床医による患者内の介入器具のナビゲーションを支援するためにライブＸ線を利用してきた。これにより、患者のみでなく、臨床医及び関係スタッフも放射線の被曝を受けることになり得る。この潜在的な問題は、放射線被曝を妨げる試みにおける放射線遮蔽によって明らかとなっている。しかしながら、放射線遮蔽は、時として、患者及び／又は臨床医の不自然な位置決めを強制し、更には臨床医が鉛エプロンを装着することを強制することを明らかにした。この結果、臨床医の慢性的な整形外科的疾患、並びに臨床医の身体の腕、頭部、首、及び他の遮蔽されていない部分の周りの腫瘍の形成が生じる場合がある。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
手術器具のそのようなＸ線画像ベースのナビゲーションの一般的な慣例において、臨床医は、患者の体内で介入器具をナビゲートする際、介入器具を見るためにフットペダルを用いてライブＸ線撮像をアクティベートする。この慣例の下では、臨床医は、ライブＸ線を継続して実行する傾向にあり、これは、臨床医の潜在的な放射線被曝に関連する上述した問題を悪化させる。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
本開示の発明は、ロボットが解剖学的ロードマップ内の重要なナビゲーション位置に達したとき、及び／又は患者の生理学的ステータスが重要であるときに、介入コントローラによって自動的に更新される単一の静的解剖学的ロードマップに基づいた介入器具のロボットナビゲーションのための介入コントローラを提供することによって、介入設定における放射線被曝の低減を容易にする。
【０００５】
本開示の発明の１つの実施形態は、介入ロボット、介入撮像モダリティ及び介入コントローラを利用する介入システムである。介入ロボットは、患者の解剖学的領域内でナビゲートされるように動作可能であり、介入撮像モダリティは、患者の解剖学的領域を撮像するように動作可能である。
【０００６】
介入ロボット及び介入撮像モダリティによる介入処置の実行を制御するために、介入コントローラは、（１）介入計画に従って患者の解剖学的領域の解剖学的ロードマップをナビゲートし、（２）解剖学的領域の解剖学的ロードマップの介入コントローラによるナビゲーションに従って患者の解剖学的領域内の介入ロボットのナビゲーションを自律的に制御し、（３）介入コントローラが解剖学的ロードマップ内の重要な解剖学的位置に達していることの何れの発生も検出するように構成される。
【０００７】
解剖学的ロードマップ内の重要な解剖学的位置に近接してナビゲートする介入コントローラによる検出時に、介入コントローラは、（４）患者の解剖学的領域内の介入ロボットのナビゲーションを中断し、（５）介入撮像モダリティによる患者の解剖学的領域の介入撮像を自律的に制御し、（６）患者の解剖学的領域の介入撮像から解剖学的領域の更新された解剖学的ロードマップを生成し、（７）介入計画に従って、患者の解剖学的領域の更新された解剖学的ロードマップをナビゲートし、（８）解剖学的領域の更新された解剖学的ロードマップの介入コントローラによるナビゲーションに従って、患者の解剖学的領域内の介入ロボットの再開されたナビゲーションを自律的に制御するように更に構成される。
【０００８】
本開示の発明の第２の実施形態は、介入ロボット及び介入撮像モダリティによる介入処置の実行をインタラクティブに制御するモダリティ制御モジュール及びロボット制御モジュールを利用する介入コントローラである。
【０００９】
ロボット制御モジュールは、（１）介入計画に従って患者の解剖学的領域の解剖学的ロードマップをナビゲートし、（２）解剖学的領域の解剖学的ロードマップの介入コントローラによるナビゲーションに従って患者の解剖学的領域内の介入ロボットのナビゲーションを自律的に制御し、（３）介入コントローラが解剖学的ロードマップ内の重要な解剖学的位置に達していることの何れの発生も検出するように構成される。
【００１０】
介入コントローラが解剖学的ロードマップ内の重要な解剖学的位置に近接してナビゲートしていることの発生をロボット制御モジュールによって検出すると、ロボット制御モジュールは、（４）患者の解剖学的領域内の介入ロボットのナビゲーションを中断するように更に構成され、モダリティ制御モジュールは、（５）介入撮像モダリティによる患者の解剖学的領域の介入撮像を自律的に制御し、（６）患者の解剖学的領域の介入撮像から解剖学的領域の更新された解剖学的ロードマップを生成するように構成され、それにより、ロボット制御モジュールは、（７）介入計画に従って、患者の解剖学的領域の更新された解剖学的ロードマップをナビゲートし、（８）解剖学的領域の更新された解剖学的ロードマップの介入コントローラによるナビゲーションに従って、患者の解剖学的領域内の介入ロボットの再開されたナビゲーションを自律的に制御するように更に構成される。
【００１１】
本開示の発明の第３の実施形態は、患者の解剖学的領域内でナビゲートされるように動作可能な介入ロボットと、患者の解剖学的領域の介入撮像のために動作可能な介入撮像モダリティと、介入ロボット及び介入撮像モダリティによる介入処置の実行を制御するように動作可能な介入コントローラと、を備える介入システムのための介入方法である。
【００１２】
介入方法は、介入コントローラが、（１）介入計画に従って患者の解剖学的領域の解剖学的ロードマップをナビゲートすることと、（２）解剖学的領域の解剖学的ロードマップの介入コントローラによるナビゲーションに従って患者の解剖学的領域内の介入ロボットのナビゲーションを制御することと、（３）介入コントローラが解剖学的ロードマップ内の重要な解剖学的位置に達していることの何れの発生も検出することとを含む。
【００１３】
解剖学的ロードマップ内の重要な解剖学的位置に近接してナビゲートする介入コントローラによる検出時に、介入方法は、介入コントローラが、（４）患者の解剖学的領域内の介入ロボットのナビゲーションを中断することと、（５）介入撮像モダリティによる患者の解剖学的領域の介入撮像を自律的に制御することと、（６）患者の解剖学的領域の介入撮像から解剖学的領域の更新された解剖学的ロードマップを生成することと、（７）介入計画に従って、患者の解剖学的領域の更新された解剖学的ロードマップをナビゲートすることと、（８）解剖学的領域の更新された解剖学的ロードマップの介入コントローラによるナビゲーションに従って、患者の解剖学的領域内の介入ロボットの再開されたナビゲーションを制御することとを更に含む。
【００１４】
本開示の発明の説明及び特許請求において、
（１）限定ではないが、「介入処置」、「介入ロボット」、「介入撮像モダリティ」及び「解剖学的ロードマップ」を含む、本開示の技術分野における用語は、本開示の技術分野において知られており、本明細書で例示的に説明されるように広く解釈される。
（２）より詳細には、「介入処置」という用語は、患者の解剖学構造の撮像、診断及び／又は治療のための、本開示の技術分野において知られているような、また以下で想到される、全ての介入処置を広く包含する。
（３）より詳細には、「介入ロボット」という用語は、介入処置中に利用される、本開示の技術分野において知られているような、また以下で想到される、全てのロボットシステムを広く包含する。介入ロボットの例としては、限定ではないが、ｄａＶｉｎｃｉ（登録商標）ロボットシステム、Ｍｅｄｒｏｂｏｔｉｃｓ  Ｆｌｅｘ（登録商標）ロボットシステム、Ｍａｇｅｌｌａｎ（商標）ロボットシステム、及びＣｏｒｅＰａｔｈ（登録商標）ロボットシステムによって用いられる直列多関節ロボットアームが挙げられる。
（４）より詳細には、「介入撮像モダリティ」という用語は、介入処置中に利用される、本開示の技術分野において知られているような、また以下で想到される、全ての撮像モダリティを広く包含する。介入撮像モダリティの例としては、限定ではないが、Ｘ線介入撮像モダリティ、超音波介入撮像モダリティ、コンピュータ断層撮影介入撮像モダリティ、及び磁気共鳴介入撮像モダリティが挙げられる。
（５）より詳細には、「解剖学的ロードマップ」という用語は、介入ロボットによってナビゲートされる患者の解剖学構造を通るありとあらゆる自然な経路を示す、本開示の技術分野において知られているような、また以下で想到される、全ての解剖学的ロードマップフォーマットを広く包含する。解剖学的ロードマップの例としては、限定ではないが、血管又は気管支の全体図又は部分図の術前又は術中のセグメンテーションされた画像が挙げられる。
（６）「重要な解剖学位置」という用語は、患者の解剖学的構造内の介入ロボットのナビゲーションを容易にするために、更新されたロードマップの生成を必要とする解剖学的ロードマップ内の位置として、本開示の介入システムによって定義された解剖学的ロードマップ内の位置を包含する。重要な解剖学的位置の例としては、限定ではないが、解剖学的分岐（例えば、患者の呼吸器系の分岐）に対応するか、解剖学的ロードマップの出口点に対応するか、解剖学的構造の表面に対応するか、解剖学的構造の動きの範囲に対応するか、介入計画に従う介入タスクに対応するか、又は解剖学的領域内の解剖学的構造上への介入ロボットによる力の印加に対応する、解剖学的ロードマップ内の位置が挙げられる。
（７）患者の「重要な生理学的ステータス」という用語は、患者の解剖学的構造内の介入ロボットのナビゲーションを容易にする目的で、更新された解剖学的ロードマップの生成を必要とする患者の生理学的ステータスとして本開示の介入システムによって定義された、介入処置中の患者の生理学的ステータスを包含する。患者の重要な生理学的ステータスの例としては、限定ではないが、介入処置中の患者における、不安、パニック、閉所恐怖症の発現等の容認できないリスクを示す患者の基本的な生理学的パラメータ（例えば、呼吸、心拍等）が挙げられる。
（８）「コントローラ」という用語は、本開示で後述するような、本開示の様々な発明の原理の適用を制御するための特定用途向けメインボード又は特定用途向け集積回路の、本開示の技術分野で理解され、本明細書で例示的に説明される、全ての構造上の構成を広く包含する。コントローラの構造上の構成は、限定ではないが、プロセッサ、コンピュータ使用可能／コンピュータ可読記憶媒体、オペレーティングシステム、アプリケーションモジュール、周辺デバイスコントローラ、スロット、及びポートを含む。コントローラは、ワークステーションに格納又は接続される。「ワークステーション」の例としては、限定ではないが、スタンドアロンコンピューティングシステム、サーバシステムのクライアントコンピュータ、デスクトップ、ラップトップ又はタブレットの形態の、１つ又は複数のコンピューティングデバイス、ディスプレイ／モニタ、及び１つ又は複数の入力デバイス（例えば、キーボード、ジョイスティック及びマウス）のアセンブリが挙げられる。
（９）本明細書で説明及び特許請求される「コントローラ」のための記述ラベルは、「コントローラ」という用語への何ら追加の限定を指定又は暗示することなしに本明細書で説明及び特許請求されるようなコントローラ間の区別を容易にする。
（１０）「アプリケーションモジュール」という用語は、特定のアプリケーションを実行するための電子回路（例えば、電子コンポーネント及び／又はハードウェア）及び／又は実行可能プログラム（例えば、非一時的コンピュータ可読媒体に記憶された実行可能ソフトウェア及び／又はファームウェア）からなる、コントローラ内に組み込まれた、又はコントローラによってアクセス可能なアプリケーションを広く包含する。
（１１）本明細書で説明及び特許請求される「アプリケーションモジュール」という用語のための記述ラベルは、「コントローラ」という用語へのいかなる追加の限定も指定又は暗示することなしに本明細書で説明及び特許請求されるようなアプリケーションモジュール間の区別を容易にする。
（１２）「信号」、「データ」及び「コマンド」という用語は、本開示で後に説明されるような本開示の様々な発明の原理を適用することをサポートする情報及び／又は命令を送信するための、本開示の技術分野で理解されるように、本明細書で例示的に説明される、検出可能な物理量又はインパルス（例えば電圧、電流、又は磁場強度）の全ての形態を広く包含する。本開示の様々な構成要素間の信号／データ／コマンド通信は、本開示の技術分野で知られているように、限定はしないが、任意のタイプの有線又はワイヤレスデータリンクを介する信号／データ／コマンド送信／受信、並びに、コンピュータ使用可能／コンピュータ可読記憶媒体にアップロードされた信号／データ／コマンドの読み取りを含む、任意の通信方法を伴う。
（１３）本明細書で説明及び特許請求されるような、信号／データ／コマンドという用語のための記述ラベルは、「信号」、「データ」及び「コマンド」という用語へのいかなる追加の限定も指定又は暗示することなしに本明細書で説明及び特許請求されるような信号／データ／コマンド間の区別を容易にする。
【００１５】
本開示の発明の前述の実施形態及び他の実施形態、並びに本開示の発明の様々な構造及び利点は、添付図面と併せて読まれる本開示の発明の様々な実施形態の、以下の詳細な説明から更に明らかになるであろう。詳細な説明及び図面は、限定するものではなく本開示の発明の単なる例示であり、本開示の発明の範囲は、添付の特許請求の範囲及びその均等物によって定義される。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本開示の発明の原理による介入システムの第１の例示的な実施形態を示す。
【図２】本開示の発明の原理による介入方法の例示的な実施形態を表すフローチャートを示す。
【図３】本開示の発明の原理による介入コントローラの第２の例示的な実施形態を示す。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
本開示の様々な発明の理解を容易にするために、図１の以下の説明は、Ｘ線介入撮像モダリティを組み込んだ本開示の介入システムに関連付けられた、基本的な発明の原理を教示する。この説明から、当業者は、任意のタイプの介入撮像モダリティを組み込んだ本開示の介入システムの追加の実施形態を作製し使用するために、本開示の発明の原理をどのように適用するかを理解するであろう。
【００１８】
図１を参照すると、本開示の介入システムは、任意のタイプの介入処置中に、手術台ＯＴの上に腹臥位で横たわっている患者Ｐの解剖学的領域内で介入ロボット３０によって保持される介入ツール３１を配備するための、Ｘ線モダリティ１０（例えば、図示するようなモバイルｃアーム）、患者センサ２０、介入ロボット３０、介入ワークステーション４０及び制御ネットワーク５０を用いる。
【００１９】
本開示の技術分野において知られているように、Ｘ線モダリティ１０は、通常、Ｘ線発生器１１と、画像増強器１２と、Ｘ線モダリティ１０を回転させるためのカラー１３とを備える。当技術分野において知られているような動作中に、Ｘ線コントローラ１４は、患者Ｐの解剖学的領域（例えば、低侵襲大動脈弁置換術中の患者Ｐの心臓）のＸ線撮像を示すＸ線撮像データ１５の、Ｘ線モダリティ１０による生成を制御する。
【００２０】
実際には、Ｘ線コントローラ１４は、Ｘ線撮像ワークステーション（図示せず）内に設置されるか、又は代替的に介入ワークステーション４０内に設置される。
【００２１】
更に図１を参照すると、介入ロボット３０は、例えば、ｄａ  Ｖｉｎｃｉ（登録商標）ロボットシステム、Ｍｅｄｒｏｂｏｔｉｃｓ  Ｆｌｅｘ（登録商標）ロボットシステム、Ｍａｇｅｌｌａｎ（商標）ロボットシステム、及びＣｏｒｅＰａｔｈ（登録商標）ロボットシステム等の、本開示の技術分野において知られているような介入処置に利用される任意のタイプのロボットである。
【００２２】
患者センサ２０は、介入処置中の患者Ｐの１つ又は複数の生理学的パラメータを示す患者生理学的データ２１を生成するために利用される任意のタイプのセンサである。生理学的パラメータの例は、限定ではないが、患者Ｐの呼吸数及び心拍を含む。
【００２３】
介入ロボット３０は、介入ツール３１と、１つ又は複数のエンコーダ３３と、１つ又は複数のロボットセンサ３３とを備える。
【００２４】
介入ツール３１は、介入処置のために利用される任意のタイプの介入ツールである。介入ツール３１の例としては、限定ではないが、人工心臓装置、閉鎖装置、吸引装置、パンチ、カテーテル、バルーンカテーテル、アブレーションカテーテル、ステント及び移植片が挙げられる。
【００２５】
エンコーダ３２は、基準に対する介入ロボット３０の各アーム／リンクの位置及び／又は配向を示すロボット姿勢データ３４を生成し、それによって患者Ｐの解剖学的領域内で介入ロボット３０によって保持されるような介入ツール３１の姿勢を介入コントローラ７０によって決定することを容易にするための、本開示の技術分野において知られているような任意のタイプのエンコーダである。
【００２６】
ロボットセンサ３３は、介入ロボット３０に関連付けられたパラメータを示すロボットセンサデータ３５を生成するための、本開示の技術分野において知られている任意のタイプのセンサである。ロボットセンサ３３の例としては、限定ではないが、患者Ｐの解剖学的領域内の組織に対し、介入ロボット３０によって介入ツール３１を介して、又はロボット３０自体によって加えられる任意の力の度合いを示すロボットセンサデータ３５を生成するための、本開示の技術分野において知られている力センサが挙げられる。
【００２７】
更に図１を参照すると、介入ワークステーション４０は、モニタ４１と、キーボード４２と、コンピュータ４３とを利用するスタンドアロンコンピューティングシステムの知られている構成において組み立てられる。
【００２８】
制御ネットワーク５０は、コンピュータ４３にインストールされ、監視コントローラ６０及び介入コントローラ７０を利用する。
【００２９】
コンピュータ４３にインストールされるとき、制御ネットワーク５０は、１つ又は複数のシステムバスを介して相互接続された、プロセッサ、メモリ、ユーザインターフェース、ネットワークインターフェース及びストレージを含む。
【００３０】
各プロセッサは、本開示の技術分野において知られているか、又は以下で想到されるように、メモリ若しくはストレージに記憶された命令を実行すること、又は他の形でデータを処理することが可能な任意のハードウェアデバイスである。非限定的な例では、プロセッサは、マイクロプロセッサ、フィールドプログラマブルゲートアレイ（ＦＰＧＡ）、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）、又は他の同様のデバイスを含む。
【００３１】
メモリは、本開示の技術分野において知られているか、又は以下で想到されるように、限定はしないが、Ｌ１、Ｌ２、若しくはＬ３キャッシュ、又はシステムメモリを含む、様々なメモリを含む。非限定的な例では、メモリは、スタティックランダムアクセスメモリ（ＳＲＡＭ）、ダイナミックＲＡＭ（ＤＲＡＭ）、フラッシュメモリ、読出し専用メモリ（ＲＯＭ）、又は他の同様のメモリデバイスを含む。
【００３２】
ユーザインターフェースは、本開示の技術分野において知られているか、又は以下で想到されるように、管理者等のユーザとの通信を可能にするための１つ又は複数のデバイスを含む。非限定的な例では、ユーザインターフェースは、ネットワークインターフェースを介してリモート端末に提示される、コマンドラインインターフェース又はグラフィカルユーザインターフェースを含む。
【００３３】
ネットワークインターフェースは、本開示の技術分野において知られているか、又は以下で想到されるように、他のハードウェアデバイスとの通信を可能にするための１つ又は複数のデバイスを含む。非限定的な例では、ネットワークインターフェースは、イーサネットプロトコルに従って通信するように構成されたネットワークインターフェースカード（ＮＩＣ）を含む。更に、ネットワークインターフェースは、ＴＣＰ／ＩＰプロトコルによる通信のためのＴＣＰ／ＩＰスタックを実装する。ネットワークインターフェースのための様々な代替の又は更なるハードウェア又は構成が明らかとなろう。
【００３４】
ストレージは、本開示の技術分野において知られているか、又は以下で想到されるように、限定はしないが、読出し専用メモリ（ＲＯＭ）、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）、磁気ディスク記憶媒体、光記憶媒体、フラッシュメモリデバイス、又は同様の記憶媒体を含む、１つ又は複数の機械可読記憶媒体を含む。様々な非限定的な実施形態では、ストレージは、プロセッサが実行するための命令、又はプロセッサがそれに対して動作するデータを記憶する。例えば、ストレージは、ハードウェアの様々な基本動作を制御するためのベースオペレーティングシステムを記憶する。ストレージは、本開示において更に記載されるように、監視コントローラ６０及び介入コントローラ７０の様々な機能を実施するための実行可能ソフトウェア／ファームウェアの形態の１つ又は複数のアプリケーションモジュールを記憶する。
【００３５】
監視コントローラ６０及び介入コントローラ７０は、分離されるか、又は部分的に若しくは完全にコンピュータ４３内に統合される。代替的に、監視コントローラ６０及び介入コントローラ７０は、２つのワークステーション４０間で任意の方式で分散される。
【００３６】
図１を更に参照すると、本開示の技術分野において知られているように、監視コントローラ６０は、Ｘ線画像データ１５を処理して、Ｘ線画像６１を生成し、モニタ４１上でＸ線画像６１の表示を制御する。監視コントローラ６０は、Ｘ線画像７４上へのロードマップ８２の重ね合わせ又は融合８６のモニタ４１上の表示を更に制御する。
【００３７】
介入コントローラ７０は、患者Ｐの解剖学的領域内の介入ロボット３０の制御されたナビゲーションを実施するためのアプリケーションモジュールとしてモダリティ制御部８０及びロボット制御部９０を含む。
【００３８】
モダリティ制御部８０は、本開示の技術分野において知られている解剖学的ロードマップ８２を生成するように構成される。１つの実施形態において、モダリティ制御部８０は、介入ワークステーション４０内に記憶されるか又は介入ワークステーション４０によってアクセス可能な介入計画８１にアクセスし、介入ワークステーション４０は、介入処置を実施するための、患者Ｐの解剖学的領域のセグメンテーションされたＸ線画像を通るロボット経路（例えば、低侵襲大動脈弁置換術中の患者Ｐの胸部解剖学的領域のＸ線画像内に描出されたロボット経路）を描出する。モダリティ制御部８０は、患者Ｐの解剖学的領域のＸ線画像６１（例えば、患者Ｐの解剖学的領域の３次元（３Ｄ）Ｘ線画像、又は３Ｄ  Ｘ線画像を形成する患者Ｐの解剖学的領域の一連の空間２次元Ｘ線画像）に更にアクセスし、それによって、介入計画８１によって描出された患者Ｐの解剖学的領域内のロボット経路に対応するＸ線画像６１から解剖学的ロードマップ８２を抽出する。
【００３９】
ロボット制御部９０は、ロボット制御部９０が、Ｘ線画像６１と重ね合わされるか又は融合された解剖学的ロードマップ８２を通ってナビゲートする際にロボット姿勢９１を生成し、ロボット作動コマンド９２を介入ロボット３０に通信し、それによってロボット作動コマンド９２が介入ロボット３０に、ロボット姿勢９１に対応する作動のために命令するように構成される。
【００４０】
実際に、モダリティ制御部８０及びロボット制御部９０は、本開示のロードマップ更新ルーチンをインタラクティブに実行する。本開示の様々な発明の更なる理解を容易にするために、図２の以下の説明は、図１の介入システムによって実施されるような低侵襲大動脈弁置換術との関連で、ロードマップ更新ルーチンを組み込んだ本開示の介入方法に関連付けられた基本的な発明の原理を教示する。この説明から、当業者は、任意の介入処置との関連で、ロードマップ更新ルーチンを組み込んだ本開示の介入方法の更なる実施形態を作製し使用するために、本開示の発明の原理をどのように適用するかを理解するであろう。
【００４１】
図２を参照すると、フローチャート１００は、低侵襲大動脈弁置換術との関連で、ロードマップ更新ルーチンを組み込んだ本開示の介入方法を表す。
【００４２】
図１及び図２を参照すると、フローチャート１００のステージＳ１０２は、モダリティ制御部８０が、（１）術前又は術中に、介入計画８１ａに従って患者Ｐの心臓のＸ線画像６１ａを取得し、それによって、解剖学的ロードマップ８２ａ、好ましくは低分解能のＸ線画像６１ａを生成するようにＸ線モダリティ１０を制御することと、（２）本開示の当業者に知られているように、Ｘ線画像６１ａ、解剖学的ロードマップ８２ａ及び介入ロボット３０をレジストレーションすることとを伴う、処置の開始時の粗いロボットナビゲーションを包含する。１つの実施形態において、ロードマップ８２ａは、解剖学的構造の境界を明らかにするためのエッジ検出と、ピクセル値におけるノイズ及び微小な変動を除去するための閾値処理と、連結した解剖学的構造を特定するためのセグメンテーション及び分類とを含む、本開示の技術分野において知られている画像処理技法を適用することによって、Ｘ線画像６１ａから生成される。解剖学的構造が明らかになると、解剖学的構造は、臨床モデルを意味論的に基準とし、Ｘ線画像６１ａ内でロボット３０が横切る経路が決定される。経路は、Ｘ線画像６１ａの座標系において決定され、画像は、本開示の技術分野において知られているようなレジストレーション技法によりロボット３０に対しレジストレーションされ、これにより、ロボットの軌道を通知する。
【００４３】
粗いロボットナビゲーションは、ロボット制御部９０が、（３）介入計画８１ａに従って解剖学的ロードマップ８２ａをナビゲートし、それによって、介入ロボット３０にそれに応じて患者Ｐの解剖学的領域を通ってナビゲートさせるロボット作動コマンド９２を生成することを更に伴う。
【００４４】
このナビゲーションは、解剖学的ロードマップ８２ａのより高速で、より精度の低いナビゲーションを容易にするために、解剖学的ロードマップ８２ａの視野が、１つ又は複数の解剖学的構造ＡＳを通る、より広い経路エリアとなるように意図されるため、粗いロボットナビゲーションとみなされる。
【００４５】
ロボット制御部９０が解剖学的ロードマップ８２ａをナビゲートしている間、フローチャート１００のステージＳ１０４は、ロボット制御部９０が、ロボット制御部９０が解剖学的ロードマップ８２ａの重要でない解剖学的位置に近接しているか否かを確認することを包含する。１つの実施形態において、ロボット制御部９０は、解剖学的ロードマップ８２ａ内のロボット制御部９０の位置が、重要な解剖学的位置から定義されたベクトルに、又はそれ以内にあるか否かを判断する。
【００４６】
解剖学的ロードマップ８２ａの重要な解剖学的位置は、患者Ｐの解剖学的領域内の介入ロボット３０のナビゲーションを容易にする目的で、更新された解剖学的ロードマップ８２の生成を必要とする解剖学的ロードマップ８２ａ内の位置として介入システムによって定義される、解剖学的ロードマップ８２ａ内の位置である。
【００４７】
重要な解剖学的位置の例としては、限定ではないが、解剖学的分岐（例えば、患者の呼吸器系の分岐）に対応するか、解剖学的ロードマップ８２ａの出口点に対応するか、解剖学的構造ＡＳの表面に対応するか、解剖学的構造ＡＳの動きの範囲に対応するか、介入計画８１ａに従う介入タスクに対応するか、又は解剖学的構造ＡＳ上への介入ロボット３０による力の印加に対応する、解剖学的ロードマップ８２ａ内の位置が挙げられる。
【００４８】
介入システムによって重要な解剖学的位置として定義されていない何れの解剖学的位置も、デフォルトで重要でない解剖学的位置とみなされる。
【００４９】
ロボット制御部９０は、ロボット制御部９０が解剖学的ロードマップ８２ａ内の重要な解剖学的位置に近接していないことを確認する場合、フローチャート１００のステージＳ１０６に進み、患者Ｐの生理学的ステータスが重要であるか否かを確認する。１つの実施形態において、ロボット制御部９０は、患者の生理学的データ２１（図１）を患者の生理学的プロフィール２２（図１）と比較し、それによって患者Ｐの生理学的ステータスが重要であるか否かを確認する。
【００５０】
患者Ｐの重要な生理学的ステータスは、患者の解剖学的構造内の介入ロボット３０のナビゲーションを容易にする目的で、更新された解剖学的ロードマップ８２の生成を必要とする患者Ｐの生理学的ステータスとして介入システムによって定義される、患者Ｐの生理学的ステータスである。
【００５１】
患者の重要な生理学的ステータスの例としては、限定ではないが、介入処置中の患者における、不安、パニック、閉所恐怖症の発現等の容認できないリスクを示す患者の基本的な生理学的パラメータ（例えば、呼吸、心拍等）が挙げられる。
【００５２】
ロボット制御部９０が、患者Ｐの生理学的ステータスが重要でないことを確認する場合、ロボット制御部９０は、ロボット制御部９０が解剖学的ロードマップ８２ａ内の重要な解剖学位置に近接していることをロボット制御部９０が確認する時点まで、又は患者Ｐの生理学的ステータスが重要であることをロボット制御部９０が確認する時点まで、ステージＳ１０４及びステージＳ１０６にループバックする。
【００５３】
ロボット制御部９０が、ロボット制御部９０が解剖学的ロードマップ８２ａ内の重要な解剖学位置に近接していることを確認する場合、又は、ロボット制御部９０が患者Ｐの生理学的ステータスが重要であることを確認する場合、ロボット制御部９０は、フローチャート１００のステージＳ１０８に進み、（１）ロボットナビゲーションを中断し、モダリティ制御部８０に、（１）介入計画８１ａに従って患者Ｐの心臓の新たなＸ線画像６１ｂを取得するようにＸ線モダリティ１０を制御するためのＸ線作動コマンド８５を生成し、それによって、更新された解剖学的ロードマップ８２ｂ、好ましくは、患者に対しＸ線画像６１ａと同じ配向又は異なる向きで撮られた高分解能Ｘ線画像６１ｂを生成するように、そして（２）本開示の技術分野において知られているようにＸ線画像６１ｂ、解剖学的ロードマップ８２ｂ及び介入ロボット３０をレジストレーションするように、モダリティ制御部８０に通知する。
【００５４】
１つの実施形態において、ロードマップ８２ｂは、解剖学的構造の境界を明らかにするためのエッジ検出と、ピクセル値におけるノイズ及び微小な変動を除去するための閾値処理と、連結した解剖学的構造を特定するためのセグメンテーション及び分類とを含む、本開示の技術分野において知られている画像処理技法を適用することによって、Ｘ線画像６１ｂから生成される。解剖学的構造が明らかになると、解剖学的構造は、臨床モデルを意味論的に基準とし、Ｘ線画像６ｂ内でロボット３０が横切る経路が決定される。経路は、Ｘ線画像６１ｂの座標系において決定され、画像は、本開示の技術分野において知られているようなレジストレーション技法によりロボット３０に対しレジストレーションされ、これにより、ロボットの軌道を通知する。
【００５５】
ステージＳ１０８の精緻なロボットナビゲーションは、ロボット制御部９０が、（４）介入計画８１ａに従って更新された解剖学的ロードマップ８２ｂａをナビゲートし、それによって、介入ロボット３０にそれに応じて患者Ｐの解剖学的領域を通るナビゲーションを再開させるロボット作動コマンド９２を生成することを更に伴う。
【００５６】
このナビゲーションは、解剖学的ロードマップ８２ｂのより低速で、より精度の高いナビゲーションを容易にするために、解剖学的ロードマップ８２ａの視野が、１つ又は複数の解剖学的構造ＡＳを通る、より小さい経路エリアとなるように意図されるため、精緻なロボットナビゲーションとみなされる。
【００５７】
実際には、モダリティ制御部８０によるＸ線モダリティ１０の制御は、更新された解剖学的ロードマップ８２ｃの生成に有利な１つ又は複数のモードにある。
【００５８】
１つのモードにおいて、モダリティ制御部８０は、患者Ｐの放射線被曝を最小限にするために、Ｘ線撮像モダリティ１０のアクティベーション及びディアクティベーションを制御する。
【００５９】
第２のモードにおいて、モダリティ制御部８０は、例えば、Ｘ線フレームレート及び放射エネルギーの変調等の、Ｘ線撮像モダリティ１０の１つ又は複数の動作パラメータを制御する。
【００６０】
第３のモードにおいて、モダリティ制御部８０は、例えば、患者Ｐの心拍等の、患者の生理学的サイクルとの、Ｘ線撮像モダリティ１０のアクティベーションの同期を制御する。
【００６１】
第３のモードにおいて、モダリティ制御部８０は、解剖学的ロードマップの光学的視点を取得するように、患者Ｐに対するＸ線撮像モダリティの配向を制御する。
【００６２】
第４のモードにおいて、モダリティ制御部８０は、特に、患者Ｐの解剖学的領域内の介入ロボット３０の位置に基づいて、患者Ｐへの造影剤の注入を制御する。
【００６３】
ステージＳ１０８の画像取得の支援において、ロボット制御部９０は、Ｘ線撮像モダリティ１０の視野内から介入ロボット３０の移動を指令し、それによって、介入ロボット３０によってＸ線画像６１ｂ内に生じる何れのアーチファクトも低減する。より詳細には、ロボット制御部９０が重要な解剖学的位置に近接する前、又は患者Ｐの生理学的ステータスが重要であるとみなされる前に実行されたロボット姿勢９１をロボット制御部９０が知っていることを考慮して、ロボット制御部は、Ｘ線画像６１ｂの取得に後続して、そのようなロボット姿勢９１を再生する。
【００６４】
更に、モダリティ制御部８０が、ステージＳ１０８中に新たなＸ線画像６１ｂを取得することに失敗した場合、ロボット制御部９０は、ロボット制御部９０が重要な解剖学的位置に近接せず、患者Ｐの生理学的ステータスが重要でなくなる地点まで、前回のロボット姿勢９１の逆を実行する。
【００６５】
フローチャート１００は、介入計画８１ａに従って患者Ｐの解剖学的領域内の介入ロボット３０の最終的な位置決めにおいて終了する。
【００６６】
本開示の様々な発明の更なる理解を容易にするために、図３の以下の説明は、検知モダリティ及び臨床応用モダリティを更に制御する、本開示の介入コントローラに関連付けられた基本的な発明の原理を教示する。この説明から、当業者は、本開示の介入コントローラの更なる実施形態を作製及び使用するために、本開示の発明の原理をどのように適用するかを理解するであろう。
【００６７】
介入コントローラ２００は、本開示において上述したようなロボット制御部９０を用いる。ロボット制御部９０が、ロボット制御部９０が解剖学的ロードマップ８２ａ内の重要な解剖学位置に近接していることを確認する場合（例えば、図２のステージ１０４）、又はロボット制御部９０が患者Ｐの生理学的ステータスが重要であることを確認する場合（例えば、図２のステージＳ１０６）、ロボット制御部は、撮像モダリティ制御部２０１、検知モダリティ制御部２０２及び臨床応用モダリティ制御部２０３に通知する。
【００６８】
処置の重要度についてロボット制御部９０によって通知されることに応答して、撮像モダリティ制御部２０１は、本開示において上述したように、患者の解剖学的領域の新たな画像を取得し、更新されたロードマップを生成するように撮像モダリティ２０４を制御するための画像作動コマンド２０４を生成する。
【００６９】
処置の重要度についてロボット制御部９０によって通知されることに応答して、検知モダリティ制御部２０１は、検知モダリティ２２０のアクティベーション及びディアクティベーションを制御し、かつ／又は検知モダリティ２２０の１つ若しくは複数の動作パラメータを制御するように、検知作動コマンド２０４を生成する。検知モダリティ２２０の例は、ＥＣＧモニタを含み、ＥＣＧ、ＳｐＯ２、ＮＩＢＰ及びＣＯ２の表示は、患者Ｐの性質（ｄｉｓｐｏｓｉｔｉｏｎ）に関するより良好な明確性をもたらすように変更される。
【００７０】
処置の重要度についてロボット制御部９０によって通知されることに応答して、臨床応用モダリティ制御部２０２は、臨床応用モダリティ２３０のアクティベーション及びディアクティベーションを制御し、かつ／又は臨床応用モダリティ２３０の１つ若しくは複数の動作パラメータを制御するように、応用作動コマンド２０６を生成する。臨床応用モダリティ２３０の例としては、処置の重要度に依拠して血圧、心拍制御部、人工呼吸器等が制御される、麻酔モダリティが挙げられる。
【００７１】
図１〜図３を参照すると、本開示の技術分野における当業者は、限定ではないが、例えば、患者の放射線被曝の大幅な低減をもたらす、介入処置中の患者の解剖学的領域の最小限のＸ線撮像等、患者にとって有利な、介入処置中の患者の解剖学的領域の最小限の撮像を含む、本開示の発明の多数の利点を理解するであろう。
【００７２】
更に、本明細書において提供された教示を考慮すれば当業者には理解されるように、本開示／明細書に記述された、かつ／又は図面に示された、構造、要素、構成要素等は、ハードウェア及びソフトウェアの様々な組合せで実施され、単一の要素又は複数の要素として組み合わせられる機能を提供してもよい。例えば、図面に示され／例示され／描写された様々な構造、要素、構成要素等の機能は、専用のハードウェアの使用、並びに追加機能のために適当なソフトウェアと連携してソフトウェアを実行することのできるハードウェアの使用によって提供することができる。プロセッサによって提供される場合、機能は、単一の専用プロセッサ、単一の共有プロセッサ、又はその一部が共有化及び／若しくは多重化されてもよい複数の個別のプロセッサによって提供することができる。更に、用語「プロセッサ」又は「コントローラ」の明示的な使用は、ソフトウェアを実行することのできるハードウェアのみを排他的に意味するものとは解釈するべきではなく、限定ではなく、デジタルシグナルプロセッサ（「ＤＳＰ」）ハードウェア、メモリ（例えば、ソフトウェアを記憶するための読出し専用メモリ（「ＲＯＭ」）、ランダムアクセスメモリ（「ＲＡＭ」）、不揮発性記憶装置等）及びプロセスを実行及び／又は制御することのできる（かつ／又はそのように構成可能な）、（ハードウェア、ソフトウェア、ファームウェア、それらの組合せ等を含む）実質上任意の手段及び／又はマシンを暗示的に含むことができる。
【００７３】
更に、本明細書において本発明の原理、態様及び実施形態、並びにそれらの具体的な例を記述する全ての記載は、それらの構造的及び機能的な均等物の両方を包含することを意図するものである。更に、そのような均等物は、現在わかっている均等物、並びに将来的に開発される均等物（例えば、構造にかかわらず、同一又は実質的に類似する機能を実行することのできる、開発される任意の要素）の両方を含むことを意図している。このため、例えば、本明細書において与えられた教示を考慮すれば、本明細書に提示された、任意のブロック図は、本発明の原理を具現化する、例示的なシステム構成要素及び／又は回路の概観を表すことができることが、当業者には理解されるであろう。同様に、当業者には、本明細書において提供された教示を考慮して、任意のフローチャート、フロー図等は、コンピュータ可読記憶媒体において実質的に表され、それによって、コンピュータ又はプロセッサが明示されているかどうかにかかわらず、コンピュータ、プロセッサ又は処理能力を有する他のデバイスによって実行することができる、様々なプロセスを表すことができること理解されよう。
【００７４】
操縦可能な導入器の新規性及び進歩性のある画像誘導、並びにそのような操縦可能な導入器の画像誘導を組み込んだシステム及び方法の好ましい例示的な実施形態について記載してきたが（それらの実施形態は、限定ではなく例示であることが意図される）、図面を含めて本明細書に提供される教示に照らして、当業者によって修正及び変形が可能であることに留意されたい。したがって、本開示の好ましい例示的な実施形態において／対して、本明細書に開示される実施形態の範囲内で、変更を行うことができることを理解されたい。
【００７５】
更に、本開示によるデバイスで／と共に使用／実施されてもよい、デバイス／システム等を組み込みかつ／又は実施する、対応及び／又は関連するシステムも企図され、本開示の範囲内にあるものとみなされることが企図される。更に、本開示によるデバイス及び／又はシステムを製造及び／又は使用する、対応及び／又は関連する方法も企図され、本開示の範囲内にあるものとみなされる。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【国際調査報告】
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