(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
周囲組織から神経組織を区別するための装置であって、
近位部分、遠位部分、及び前記近位部分と前記遠位部分との間に形成された主要部分を備える本体と、
前記本体の前記遠位部分に配置され、かつ前記本体の前記主要部分から離れて延在する領域を走査するように構成された、少なくとも１つの超音波トランスデューサと、
少なくとも１つのプロセッサと、命令を記憶するメモリとを備える信号処理ユニットと、を備え、
前記命令が前記少なくとも１つのプロセッサによって実行されたときに、前記命令は、前記少なくとも１つのプロセッサに、
前記少なくとも１つの超音波トランスデューサから受信した信号に基づいて、ｂモード走査線を生成させ、
受信したＲＦデータ及び前記ｂモード走査線に関連したエンベロープの統計情報に基づいて、前記ｂモード走査線を分類する際に使用される特徴を決定させ、
前記決定された特徴及び多変量分類アルゴリズムを用いて、前記ｂモード走査線を分類させ、
前記分類に基づいて、前記神経組織の有無を決定させる、装置。
【請求項２】
前記信号処理ユニットと通信するように構成された出力ユニットであって、前記神経組織の有無と関連した表示を出力するように更に構成されている、出力ユニットを更に備える、請求項１に記載の装置。
【請求項３】
前記表示が音声表示であり、前記表示が、前記神経組織が前記遠位部分から所定の距離内にあることを示す、請求項２に記載の装置。
【請求項４】
前記表示が、前記神経組織の視覚的な識別子を含む、請求項２に記載の装置。
【請求項５】
前記少なくとも１つの超音波トランスデューサが、少なくとも２つの超音波トランスデューサを含む、請求項１に記載の装置。
【請求項６】
前記少なくとも１つの超音波トランスデューサが、微細加工アレイを含む、請求項１に記載の装置。
【請求項７】
グローブを更に備え、前記グローブの指先が前記遠位部分を構成する、請求項１に記載の装置。
【請求項８】
前記主要部分が、前記主要部分の長手方向軸に沿って配置され、かつ器具を受容するように構成された導管を備える、請求項１に記載の装置。
【請求項９】
周囲組織から神経組織を区別するための方法であって、
コンピュータデバイスにおいて、本体の遠位部分に配置された少なくとも１つの超音波トランスデューサからの信号を受信する工程と、ここで、前記少なくとも１つの超音波トランスデューサが、前記本体の主要部分から離れて延在する領域を走査するように構成され、
前記コンピュータデバイスによって前記信号を処理することで、前記神経組織の有無を特定する工程と、
前記コンピュータデバイスによって、前記神経組織の有無と関連した表示を出力する工程と、を含み、
前記信号を処理する工程は、
前記信号に基づいて、ｂモード走査線を生成する工程と、
受信したＲＦデータ及び前記ｂモード走査線に関連したエンベロープの統計情報に基づいて、前記ｂモード走査線を分類する際に使用される特徴を決定する工程と、
前記決定された特徴及び多変量分類アルゴリズムを用いて、前記ｂモード走査線を分類する工程と、
前記分類に基づいて、前記神経組織の有無を決定する工程と、
を含む、方法。
【請求項１０】
前記表示が、前記神経組織の視覚的な識別子を含む、請求項９に記載の方法。
【請求項１１】
前記少なくとも１つの超音波トランスデューサからの前記信号を受信する前に、前記少なくとも１つの超音波トランスデューサの第１の超音波トランスデューサによる第１の音波の伝送、及び前記少なくとも１つの超音波トランスデューサの第２の超音波トランスデューサによる第２の音波の伝送をもたらす工程を更に含む、請求項９に記載の方法。
【請求項１２】
前記第１の音波が第１の周波数を含み、前記第２の音波が前記第１の周波数とは異なる第２の周波数を含む、請求項１１に記載の方法。
【請求項１３】
命令を記憶する非一時的なコンピュータ可読媒体であって、前記命令が１以上のプロセッサによって実行されたときに、前記１以上のプロセッサに、
本体の遠位部分に配置され、かつ前記本体の主要部分から離れて延在する領域を走査するように構成された、少なくとも１つの超音波トランスデューサからの信号を受信させ、
前記信号に基づいて、ｂモード走査線を生成させ、
受信したＲＦデータ及び前記ｂモード走査線に関連したエンベロープの統計情報に基づいて、前記ｂモード走査線を分類する際に使用される特徴を決定させ、
前記決定された特徴及び多変量分類アルゴリズムを用いて、前記ｂモード走査線を分類させ、
前記分類に基づいて、神経組織の有無を決定させ、
前記神経組織の有無と関連した表示を出力させる、非一時的なコンピュータ可読媒体。
【請求項１４】
前記表示が、前記神経組織が前記遠位部分から所定の距離内にあることを示す音声表示である、請求項１３に記載のコンピュータ可読媒体。
【請求項１５】
前記表示が、前記神経組織の視覚的な識別子を含む、請求項１３に記載のコンピュータ可読媒体。
【請求項１６】
前記特徴は、
前記受信したＲＦの歪度、
前記エンベロープの平均値、
前記エンベロープの分散、
前記エンベロープの歪度、
前記エンベロープの尖度、
前記エンベロープの対数の平均値、
前記エンベロープの対数の分散、
前記エンベロープの対数の歪度、
前記エンベロープの対数の尖度、
のうちの一以上を含む、請求項１に記載の装置。
【請求項１７】
前記多変量分類アルゴリズムは、ガウシアンカーネルを備えたサポートベクターマシンを有する、請求項１に記載の装置。
【請求項１８】
前記特徴は、
前記受信したＲＦの歪度、
前記エンベロープの平均値、
前記エンベロープの分散、
前記エンベロープの歪度、
前記エンベロープの尖度、
前記エンベロープの対数の平均値、
前記エンベロープの対数の分散、
前記エンベロープの対数の歪度、
前記エンベロープの対数の尖度、
のうちの一以上を含む、請求項９に記載の方法。
【請求項１９】
前記多変量分類アルゴリズムは、ガウシアンカーネルを備えたサポートベクターマシンを有する、請求項９に記載の方法。
【請求項２０】
前記特徴は、
前記受信したＲＦの歪度、
前記エンベロープの平均値、
前記エンベロープの分散、
前記エンベロープの歪度、
前記エンベロープの尖度、
前記エンベロープの対数の平均値、
前記エンベロープの対数の分散、
前記エンベロープの対数の歪度、
前記エンベロープの対数の尖度、
のうちの一以上を含む、請求項１３に記載のコンピュータ可読媒体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
（関連出願の相互参照）
本願は、２０１４年９月１７日出願の「ＤＥＶＩＣＥ  ＡＮＤ  ＭＥＴＨＯＤ  ＦＯＲ  ＩＤＥＮＴＩＦＹＩＮＧ  ＡＮＡＴＯＭＩＣＡＬ  ＳＴＲＵＣＴＵＲＥＳ」と題する、米国仮特許出願第６２／０５１，６７０号に対する優先権を主張し、その内容は、あらゆる目的で、その全体が参照により本明細書に組み込まれる。本願はまた、あらゆる目的で、以下の関連出願をその全体において参照により組み込む：Ｄｉｒｅｃｔ  Ｖｉｓｕａｌｉｚａｔｉｏｎ  Ｄｉｓｓｅｃｔｏｒ  ａｎｄ  Ｒｅｔｒａｃｔｏｒ  Ｓｙｓｔｅｍ  ｆｏｒ  Ｍｉｎｉｍａｌｌｙ  Ｉｎｖａｓｉｖｅ  Ｐｒｏｃｅｄｕｒｅｓと題する、２０１３年７月１７日出願の米国仮出願第６１／８４７，５１７号、Ｕｌｔｒａｓｏｎｉｃ  Ｖｉｓｕａｌｉｚａｔｉｏｎ，Ｄｉｓｓｅｃｔｉｏｎ，ａｎｄ  Ｒｅｔｒａｃｔｉｏｎ  Ｓｙｓｔｅｍ  ｆｏｒ  Ｍｉｎｉｍａｌｌｙ  Ｉｎｖａｓｉｖｅ  Ｐｒｏｃｅｄｕｒｅｓと題する、２０１３年８月１９日出願の米国仮出願第６１／８６７，５３４号、ＯＣＴ  Ｖｉｓｕａｌｉｚａｔｉｏｎ，Ｄｉｓｓｅｃｔｉｏｎ，ａｎｄ  Ｒｅｔｒａｃｔｉｏｎ  Ｓｙｓｔｅｍ  ｆｏｒ  Ｍｉｎｉｍａｌｌｙ  Ｉｎｖａｓｉｖｅ  Ｐｒｏｃｅｄｕｒｅｓと題する、２０１３年８月２１日出願の米国仮出願第６１／８６８，５０８号、Ｎｅｒｖｅ  Ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ  Ｓｙｓｔｅｍと題する、２０１３年１１月２日出願の米国仮出願第６１／８９９，１７９号、Ｓｙｓｔｅｍ  ａｎｄ  Ｍｅｔｈｏｄ  ｆｏｒ  Ｉｄｅｎｔｉｆｙｉｎｇ  Ａｎａｔｏｍｉｃａｌ  Ｓｔｒｕｃｔｕｒｅｓ  Ｕｌｔｒａｓｏｎｉｃａｌｌｙと題する、２０１３年１２月２９日出願の米国仮出願第６１／９２１，４９１号、Ｓｙｓｔｅｍ  ａｎｄ  Ｍｅｔｈｏｄ  ｆｏｒ  Ｉｄｅｎｔｉｆｙｉｎｇ  Ａｎａｔｏｍｉｃａｌ  Ｓｔｒｕｃｔｕｒｅｓ  Ｕｌｔｒａｓｏｎｉｃａｌｌｙと題する、２０１４年１月１９日出願の米国仮出願第６１／９２９，０８３号、Ｓｙｓｔｅｍ  ａｎｄ  Ｍｅｔｈｏｄ  ｆｏｒ  Ｉｄｅｎｔｉｆｙｉｎｇ  Ａｎａｔｏｍｉｃａｌ  Ｓｔｒｕｃｔｕｒｅｓ  Ｕｌｔｒａｓｏｎｉｃａｌｌｙ  Ｅｍｐｌｏｙｉｎｇ  Ｔｗｏ  ｏｒ  Ｍｏｒｅ  Ｔｒａｎｓｄｕｃｅｒｓと題する、２０１４年４月９日出願の米国仮出願第６１／９７７，５９４号、及びＤｅｖｉｃｅ  ａｎｄ  Ｍｅｔｈｏｄ  ｆｏｒ  Ｉｄｅｎｔｉｆｙｉｎｇ  Ａｎａｔｏｍｉｃａｌ  Ｓｔｒｕｃｔｕｒｅｓと題する、２０１４年７月１２日出願の米国非仮出願第１４／３２９，９４０号。
【背景技術】
【０００２】
低侵襲手術（「ＭＩＳ」）を利用した外科技術は、現在の従来の「切開」外科的処置に取って代わるように迅速に適合されている。「切開」手術は、典型的には、非病変解剖学的構造に著しい巻き添え損傷を引き起こす可能性がある、より大きい切開を必要とする。例えば、介在する軟組織（例えば、腱、靭帯、椎間関節カプセル、筋肉など）が、手術が行われる範囲又は解剖学的構造の直接的な外科用可視化を可能にするために切断、更には可能性として切除される場合さえある。
【０００３】
対照的に、経皮技術とも称され得る低侵襲技術は、著しく小さい切開を伴い、患者の生体構造に対してあまり外傷的ではない。軟組織は、最小限の非病変生体構造への巻き添え損傷で温存され得る。ＭＩＳの典型的な利点としては、失血の減少、術後疼痛の減少、より小さい瘢痕形成、費用の低下、及び「切開」又は従来の外科技術におけるよりも患者にとってより迅速なリハビリテーションが挙げられ得る。
【０００４】
低侵襲手術技術は、現在、様々な外科的処置に適合されている。例えば、結腸癌のための腹腔鏡下結腸切除術などの腹腔鏡下手術の形態の低侵襲技術が開発されている。最近では、外科医は脊髄手術用途においてＭＩＳを利用している。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００５】
現在のＭＩＳ技術は、神経要素などの主要な解剖学的特徴を正確に、かつ一貫して検出及び回避することができず、重度の神経学的後遺症及び他の系への有害な影響をもたらす可能性がある。例えば、低侵襲的手術器具でさえ、神経系要素（例えば、神経、脊髄）に影響を及ぼすか、又は神経系要素と接触する場合、感覚消失、感覚過負荷、疼痛、又は他の望ましくない、若しくは有害な影響をもたらす可能性がある。解剖学的特徴の検出及び識別は、これらの問題及び本開示を読んだ後に明らかになり得る他の問題への対処に役立ち得る。
【０００６】
したがって、本開示の一態様において、低侵襲手術のためのデバイスが提供され得、近位部分、遠位部分、及び近位部分と遠位部分との間に形成された主要部分を備える本体を含んでもよい。少なくとも１つの超音波トランスデューサが、本体の遠位部分に配置されてもよく、かつ本体の主要部分から離れて延在する領域を走査するように構成されてもよい。本デバイスは、少なくとも１つのプロセッサと、少なくとも１つのプロセッサに、少なくとも１つの超音波トランスデューサからの信号を受信させ、かつその信号に基づき解剖学的構造を識別させる、命令を記憶するメモリとを有する、信号処理ユニットを含んでもよい。
【０００７】
別の態様において、低侵襲手術のためのデバイスが提供され得る。本デバイスは、近位部分、遠位部分、長手方向軸を有するデバイスの近位部分と遠位部分との間に形成された主本体、及びデバイスの遠位部分内に配設され、かつデバイスの遠位部分の遠位端に隣接した領域を走査するように構成された、少なくとも１つの超音波トランスデューサを含んでもよい。
【０００８】
別の態様において、方法が提供されてもよく、本体の遠位部分に配置され、かつ本体の主要部分から離れて延在する領域を走査するように構成された、少なくとも１つの超音波トランスデューサからのデータを受信することを含んでもよい。本方法はまた、その領域内に位置する解剖学的構造を識別するためにデータを処理することと、解剖学的構造と関連した表示を出力することとを含んでもよい。
【０００９】
別の態様において、標的生体構造を識別するための方法が、遠位部分と、デバイスの主本体内に少なくとも部分的に配設された少なくとも１つの超音波トランスデューサとを有するデバイスと共に提供されてもよい。本方法は、標的生体構造に関して患者の身体の生体構造を走査することと、患者の生体構造の電圧波形を決定することと、患者の生体構造の電圧波形を標的生体構造の所定の電圧波形と比較することと、患者の生体構造の電圧波形が標的生体構造の所定の電圧波形と一致するかの通知を送信することとを含んでもよい。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】デバイスの一実施形態の側面図である。
【図２】図１のデバイスの別の実施形態の側面図である。
【図３】本開示の一実施形態で使用され得る超音波撮像システムの機能図である。
【図４】本開示の一実施形態で使用され得る超音波トランスデューサの図である。
【図５】本開示の一実施形態で使用され得る超音波撮像システムの一実施形態の別の機能図である。
【図６】２つ以上の超音波トランスデューサが中に配設されたデバイスの一実施形態である。
【図７】１つの超音波トランスデューサが中に配設されたデバイスの別の実施形態である。
【図８】トランスデューサの走査幅を示す。
【図９】一構成におけるトランスデューサの走査幅を示す。
【図１０】トランスデューサのうちの一方が、もう一方のトランスデューサに対してある角度で位置付けられた、本開示の別の実施形態である。
【図１１】図１０の実施形態の走査幅を示す。
【図１２】２つのトランスデューサがデバイスの長手方向軸に向かって角度が付けられた、本開示の更に別の実施形態である。
【図１３】本開示の一実施形態によって撮られた標的生体構造の走査像を示す。
【図１４】本開示の一実施形態によって取り込まれた標的生体構造のスキャン及びＡライン画像スキャンである。
【図１５】本開示の一実施形態の構成を示す。
【図１６】本開示の一実施形態によって取り込まれた標的生体構造の画像を示す。
【図１７】本開示の一実施形態によって取り込まれた標的生体構造の更なる画像を示す。
【図１８】本開示の一実施形態によって取り込まれた標的生体構造のスキャンである。
【図１９】本開示の実施形態と共に使用され得るリトラクタシステムの一実施形態を示す。
【図２０】本開示の実施形態と共に使用され得る拡張器システムの一実施形態を示す。
【図２１】グローブに組み込まれる本開示の一実施形態である。
【図２２】図２１で開示された実施形態の部分側面図である。
【図２３】図２１で開示されたグローブ実施形態の一実施形態の正面断面図である。
【図２４】図２１で開示されたグローブ実施形態の別の実施形態の正面断面図である。
【図２５】図２１で開示されたグローブ実施形態の更に別の実施形態の正面断面図である。
【図２６】光干渉断層法を利用する本開示の別の実施形態の図である。
【図２７】図２６で開示された実施形態と共に使用されるプローブの一実施形態である。
【図２８】図２６で開示された実施形態と共に使用されるプローブの２つの実施形態を示す。
【図２９】直接可視化能力を有する本開示の一実施形態の側面図である。
【図３０】図２９で開示された実施形態の断面図である。
【図３１】直接可視化能力を有する本開示の別の実施形態である。
【図３２】図３１で開示された実施形態の部分断面図である。
【図３３】図２９で開示された実施形態の部分正面断面図である。
【図３４】図２９で開示された本開示の別の実施形態である。
【図３５】図３１で開示された本開示の別の実施形態の側面断面図である。
【図３６】図２９で開示されたチャネルの更に別の実施形態である。
【図３７】図２９で開示されたチャネルの更に別の実施形態である。
【図３８】リトラクタシステムと使用するときの本開示の一実施形態を示す。
【図３９】本発明のリトラクタシステムの一実施形態を示す。
【図４０】本発明のリトラクタシステムの別の実施形態を示す。
【図４１】神経判別子としての走査線エネルギーの例示的なグラフを示す。
【図４２】設計されたバンドパスフィルタ及び仕様を含む例示的なユーザインターフェース設計ウィンドウを示す。
【図４３】受信されたＲＦ信号に対するバンドパスフィルタの例示的な適用であり、それにより、トランスデューサ表面付近の低周波ノイズを抑制することを示す。
【図４４】分離可能なデータ及び分離不可能なデータに対するＳＶＭ分類スキームの実施例を示す。
【図４５Ａ】特徴変数間の２次元（２Ｄ）関係を示すプロット行列を示す。
【図４５Ｂ】特徴変数間の２次元（２Ｄ）関係を示すプロット行列を示す。
【図４６】訓練されたＳＶＭの性能を定義する例示的な受信者動作特性（ＲＯＣ）曲線を示す。
【図４７】本明細書に記載される１つ以上の態様に従ったコンピュータデバイスを示す。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
本開示の理解を助けるために、以下の定義が本願で使用される用語を参照して提供される。
【００１２】
本明細書全体を通じて、かつ添付の特許請求の範囲において、身体の組織、脊椎、又は他の神経要素に関して本開示の態様の適用を考察するとき、そのようなデバイスに関する「近位」という用語は、操作者により近い位置又はデバイスの一部分を指すよう意図される。「遠位」という用語は、操作者から更に離れた位置又はデバイスの一部分を指すよう意図される。
【００１３】
以下の実施形態は、同様の要素が同様の数字によって言及される図面を参照して記載される。様々な要素の関係及び機能は、以下の発明を実施するための形態によってよりよく理解される。以下に記載される実施形態は、ほんの一例であり、本開示は、図面に示される実施形態に限定されない。
【００１４】
本開示の１つ以上の態様によると、標的解剖学的構造を検出することが可能なデバイスが提供され得る。本デバイスは、デバイスが患者の生体構造を通じて前進させられているときに超音波及び／又は光干渉断層法（ＯＣＴ）技術を利用してもよい。本デバイスは、先端を有する遠位部分を有してもよく、先端は、患者の生体構造を穿孔又は断裂することなく患者の生体構造を切開すると同時に、デバイスが先端によって切開されているときの生体構造を検査することを可能にするために使用され得る。本明細書で考察されるデバイスが操作者によって保持され得るデバイスとの関連で考察される一方で、本デバイス及び／又はデバイスの部品が、ロボット及び他の同様のシステムによって実施されるものなどの自動処置中に使用され得ることが企図される。
【００１５】
図１に示される一実施形態において、デバイス１０は、近位部分１２と遠位部分１４とを有し、主本体１６が近位部分１２と遠位部分１４との間に配設される。主本体１６は、近位端１８と遠位端２０とを有し、長手方向軸Ｌによって画定される。近位端１８は、それに取り付けられたハンドル（図示せず）又は把持部分（図示せず）を有してもよい。主本体１６の長さは異なってもよいが、５０〜３００ｍｍの長さを含むことができる。しかしながら、いくつかの実施形態では、長さはこの範囲外であってもよい。同様に、主本体１６の外径は異なってもよく、３ｍｍ〜２０ｍｍの外径を含むことができる。主本体１６は、ＰＥＥＫ（ポリエーテルエーテルケトン）、ステンレス鋼、炭素繊維、及びチタンを含む医療グレードのポリマーが挙げられるがこれらに限定されない、任意の好ましい外科グレードの材料から作製され得る。主本体１６、及びデバイス１０の構成要素のうちの１つ以上は、概して、操作者が放射線撮像を介して患者の生体構造に対するデバイス１０の位置を検出することを可能にするために、放射線不透過マーカを含んでもよい。
【００１６】
図１に示されるように、デバイス１０の遠位部分１４は、先端２２を含む。先端２２は、図１に示されるように半球形の形状であってもよいが、先端２２はまた異なる形状であってもよいことが企図される。例えば、限定せず、先端２２は、半球形、円錐形、角錐形、槍状、又は非球面の形状を有してもよい。先端２２は、それが組織を通過するときに患者の生体構造を断裂又は分断することなく、筋肉などの患者の生体構造を切開するように構成されてもよい。結果として、先端２２の外径は、１ｍｍ〜５０ｍｍ、及び好ましくは２ｍｍ〜９ｍｍの範囲の直径を有してもよい。先端２２の外径が同様にこの範囲外であってもよいことが理解される。先端２２が、デバイス１０の特定の実施形態が先端２２を含まなくてもよいように任意であることが更に理解される。
【００１７】
図１に示される実施形態に例示されるように、デバイス１０の主本体１６は、実質的に真っ直ぐであってもよい。しかしながら、主本体１６が、非ゼロの曲線半径を有する湾曲形状を有することを含む、異なる形状を有してもよいことが企図される。そのような実施形態の一例は図２に示され、それは、患者の仙骨前空間を通じたアクセスを必要とするＭＩＳのために使用されてもよい。主本体１６はまた、「Ｌ」、「Ｃ」、「Ｕ」形状、又はそれらの間の形状をとってもよい。
【００１８】
デバイス１０は、超音波能力を含んでもよい。このデバイスの目的は、具体的にパターン化された配列の高周波超音波トランスデューサ、及び体内の特定の組織のスペクトル特性を収集する監視システムを特徴とする器具としての機能を果たすことであり得る。例えば、本システムは、筋肉、脂肪、神経、及び骨のスペクトル特性を検出することが可能であってもよい。生体構造が超音波トランスデューサ（複数可）によって刺激されると、それは、監視システムによって検出され得る特定のスペクトル特性を放射する。本システムは、神経からの信号及び周囲組織からの信号を区別するために、走査線画像を検査し、かつ振幅、形状、及び他のスペクトル成分の特定のパラメータを求めてもよい。例えば、神経組織は、周囲組織と比較して底エコーであってもよい。しかしながら、単一走査線又はＲＦ特性から神経を識別する信号中の特徴を提供する内部構造がある。本システムは、本デバイスがシステムによって検出される特定の種類の生体構造に隣接又は近接していることを操作者に通知する。本デバイスは、外科医が低侵襲的処置を実施しているときに患者の生体構造のある特定の部分（例えば、神経）を識別及び回避することを可能にすることができる。
【００１９】
デバイス１０は、図３〜５に示されるように、患者の生体構造を検出するための超音波撮像素子２４が備わっていてもよい。超音波撮像素子２４は、音波を放射するように構成され、デバイス１０の遠位端２０に配設されてもよい、トランスデューサ２６を含んでもよい。図４に示されるように、トランスデューサ２６は、シングルエレメント集束トランスデューサを含んでもよく、約１０〜４０ＭＨｚの動作範囲を含む周波数動作範囲を有してもよい。いくつかの態様において、動作範囲は、この周波数範囲よりも高くてもよく、又は低くてもよい。加えて、又はあるいは、トランスデューサ２６は、複数のチャネルを有する微細加工アレイ（ＣＭＵＴ）を含んでもよい。所望の周波数は、用途及び標的生体構造に応じて異なり得る。例えば、一実施形態では、周波数又は周波数範囲は、画像テクスチャ及びエコー輝度に基づき、ｂモード画像上で周囲組織及び隣接した生体構造からの神経を検出するために選択されてもよい。リアルタイムで神経組織と筋肉組織を確実に区別することは、定量的なアプローチを必要とし得、かつ組織特異的な特性を推定するために、システムの自動又は手動較正を必要とし得る。いくつかの態様において、超音波を神経刺激と比較するメタアナリシスは、超音波誘導に対して優れた結果をもたらし得る。
【００２０】
図３及び５に示されるように、トランスデューサ２６は、ＲＦ−パルサ／レシーバ２８と通信していてもよく、それは、アナログ−デジタル変換器３０と通信していてもよく、それは、デジタル信号プロセッサ３２及びモニタなどの出力３４と通信していてもよい。
【００２１】
一実施形態では、トランスデューサ２６は、ＲＦパルサ／レシーバ２８から生成された電気信号又はパルスを音波に変換し、次いで、反射音波を電気信号に変換して戻す。超音波トランスデューサ２６は、短く高周波の損傷を与えない音パルスであってもよい音パルスを組織の中へと放ち、次いで、組織からの反射が聞こえるのを待ってもよい。組織中の音速は高い（約１５００ｍ／秒）ため、このプロセスは、数ミリメートルの組織を撮像するのに数ミリ秒かかり得る。上記のように、ＲＦパルサ／レシーバ２８は、音波を生成するためにトランスデューサ２６に（例えば、ケーブルを介して）送信され得る電気インパルスを生成してもよく、また、トランスデューサ２６が受信する反射音波によって生成されたトランスデューサ２６からの信号を受信してもよい。アナログ−デジタル変換器３０は、トランスデューサ２６から受信したアナログ無線周波数信号を、コンピュータが分析し得るデジタル形態に変換する。デジタル信号プロセッサ３２は、デジタル変換器３０から受信したデジタル化された信号を処理する。信号フィルタリング及び処理動作は、組織の反射信号特性を検出し、リアルタイムで神経組織と筋肉組織を区別するために、本システムの様々な構成要素（例えば、デジタル信号プロセッサ３２）のハードウェア、ファームウェア、及び／又はソフトウェアにプログラムされてもよい。いったん神経組織特徴が検出されると、ハードウェア、ファームウェア、及び／又はソフトウェアシステムは、出力表示部３４と通信してもよい。出力３４は、生体構造若しくは生体構造を示す信号を表示するようにプログラム化されてもよい視覚モニタ（例えば、実際の画像若しくはプログラム可能な色構成（赤／黄／緑）を介して）、及び／又は可聴インジケータを出すように制御されてもよい音発生デバイスを含んでもよい。例えば、スピーカなどの音発生デバイスは、デバイス１０が所定の範囲（例えば、１ｍｍ〜１０ｃｍ）内で標的生体構造（例えば、神経）の存在に遭遇する／存在を検出するときに「ビープ音」を出してもよい。
【００２２】
これらの構成要素のうちの１つ以上が互いに無線通信していてもよく、１つ又は複数の構成要素に組み合わされてもよく、かつ追加の構成要素がこれらの構成要素又は１つ以上の識別された構成要素間で通信していてもよく、かつ特定の実施形態において含まれなくてもよいことが理解される。
【００２３】
一実施形態において、トランスデューサ２６の外径は約３ｍｍであってもよいが、約１ｍｍ〜１０ｍｍの範囲であってもよい。更に、トランスデューサ２６は、デバイス１０に対する様々な位置に配設されるように構成される。例えば、図６に示されるように、トランスデューサ２６は、主本体１６の遠位端２０において、又は遠位端２０の先端２２の部分において配設されてもよい。トランスデューサ２６はまた、それが、デバイス１０内に形成された導管３６内に取り外し可能に配設され、いったん作業空間が識別され、アクセス可能になると取り外され得るように、取り外し可能であってもよい。いくつかの態様において、作業空間は、患者の生体構造内のデバイス１０の挿入及び／又は操作によって作られた空間であってもよい。
【００２４】
複数のトランスデューサ２６が、デバイス１０の一部として提供されてもよい。いくつかの態様において、２つ以上のトランスデューサ２６は、神経を検出するために、患者の生体構造の多方向走査を提供するために、側面に（例えば、主本体１６の両側に）位置付けられてもよい。側面に位置付けられたトランスデューサは、主本体１６の周囲の円周方向に生体構造をぐるりと走査するように構成されてもよく、主本体１６の遠位端２０に位置付けられたトランスデューサによって検出されなかった神経（又は他の標的生体構造）を検出してもよい。多方向走査は、デバイス１０が患者の生体構造を通じて前進させられるときに、本システムが複数の方向で患者の生体構造の走査像を生成することを可能にする。
【００２５】
再び図６を参照すると、デバイス１０は、筋肉、脂肪、神経、及び骨などの患者の生体構造を刺激するために使用される、少なくとも１つの超音波トランスデューサ２６（高周波超音波トランスデューサなど）を含んでもよい。一連のトランスデューサ２６（例えば、１つのトランスデューサ、２つ以上のトランスデューサ）が、デバイス１０の長さに沿って配設されて、周囲の生体構造の超音波刺激のより幅広いパターンを可能にしてもよい。本実施形態において、デバイス１０の長手方向軸に実質的に平行である方向に超音波周波数を放射する、デバイス１０の遠位端上の１つのトランスデューサ２６があってもよい。デバイス１０の長手方向軸に実質的に垂直である経路に沿って、超音波周波数を放射する第１のトランスデューサ２７に隣接した、別のトランスデューサ２６があってもよい。トランスデューサ２６が、特定の用途に必要とされる任意の方向に配向され得ることが理解され得る。
【００２６】
図７は、５ＭＨｚトランスデューサ２６が本デバイスの遠位端２１に位置する、一実施形態を示す。そのような実施形態では、トランスデューサ２６の直径は３ｍｍであってもよく、トランスデューサは前向きであってもよい。そのような実施形態では、走査範囲は約１４ｍｍである。いくつかの態様において、トランスデューサ２６による走査領域の面積（図８の斜線セクション）は、トランスデューサの外径を超えることができない。これは、トランスデューサ２６がトランスデューサ２６の直径を越えて位置する領域を識別又は走査することができないように、走査幅がトランスデューサ２６の外径及びトランスデューサ２６の周辺制限によって制限されるためであり得る。
【００２７】
したがって、トランスデューサ２６がデバイス１０内に収容される、本明細書に開示された態様などのいくつかの態様において、トランスデューサ２６は、トランスデューサ２６を収容するデバイスの外側部分のすぐ正面である（遠位である）領域を走査することが不可能であり得る。この領域４４は、図９に示される。この１つの結果は、標的生体構造がトランスデューサ２６の走査領域を越えて位置付けられている場合、それが検出されずにいる可能性があるということである。
【００２８】
いくつかの態様において、例えば、トランスデューサ２６の走査領域のすぐ向こうに（即ち、走査直径の外側に）位置する標的生体構造を検出するために、デバイス１０は、互いに対してある角度で位置付けられた２つ以上のトランスデューサを含んでもよい。例えば、図１０及び１１に示されるように、第１のトランスデューサ４０は、主本体１６の外側縁部に対してある角度で位置付けられてもよい。角度は、デバイス１０の遠位端２１の面から測定されてもよく、又はデバイス１０の長手方向軸と交差する水平方向軸から測定されてもよい。本実施形態の角度αは７°であるが、それは特定の実施形態に応じて０°〜１８０°変化し得ることが理解される。更に、本実施形態において、角度は、トランスデューサ２６の縁部と主本体１６の隣接した外側縁部との間に形成されてもよい。
【００２９】
トランスデューサ４０は、主本体１６の任意の部分に対して角度が付けられてもよい。例えば、第１のトランスデューサ４０は、図１２に示されるように、主本体１６の長手方向軸に沿って、又はそれに最も近く位置付けられた部分の周囲で第１のトランスデューサ４０を枢動させることによって角度が付けられてもよい。具体的には、図１２に示されるように、トランスデューサ４０、４２は、軽斜角α１、α２が主本体２０の長手方向軸からのトランスデューサの角度として測定されるように、主本体１６の長手方向軸に向かって角度が付けられてもよい。
【００３０】
図１０に示される実施形態において、第１のトランスデューサ４０は、第１のトランスデューサ４０が主本体１６の外側縁部を越えて延在する領域を走査することを可能にする角度（例えば、主本体１６の縁部から７°）で位置付けられてもよい。第１のトランスデューサ４０の角度付けは、デバイス１０が、デバイスの主本体１６に対して角度が付けられていないトランスデューサの走査領域の外側にある、いかなる標的生体構造も走査及び検出することを可能にし得る。この特定の実施形態における第１の角度が付けられたトランスデューサ４０によって走査され得る領域は、図１０に示される。
【００３１】
２つのトランスデューサ素子は、デバイス１０の先端に取り付けられてもよい。これは、例えば、デバイス１０が後方散乱信号を検出することを可能にし得る。いくつかの態様において、デバイス１０及び／又は２つのトランスデューサ素子は、プローブ先端２２から最大１ｃｍ遠位に存在する神経又は他の神経要素の存在を検出するように構成されてもよい（例えば、神経又は他の神経要素は、本デバイスの経路中にあってもよい）。いくつかの態様において、デバイスは、異なる刺激周波数を有するトランスデューサが提供されてもよい（例えば、第１のトランスデューサ４０は、５ＭＨｚの周波数で刺激してもよく、第２のトランスデューサは、１０ＭＨｚの周波数で刺激してもよい）。源から放射されるビームパターン又は視界は、３ｍｍの素子直径及び３の絞り値（ｆ／３）をとる視界ＩＩを使用してモデリングされてもよい。
【００３２】
いくつかの態様において、２つのトランスデューサ素子４０、４２は、プローブの先端に位置付けられてもよい。傾斜した素子４０は、７°などの傾斜角を有して外向きである。傾斜した素子は、プローブの縁部において一端を有してもよい。傾斜していない素子４２は、デバイス１０の遠位部分の縁部から中心に置かれてもよい。この構成は、プローブの断面積がプローブ表面よりも少なくとも１ｃｍ上であってもよいように、デバイス１０が組織を蛇行するときに回転させられることを可能にし得る。
【００３３】
トランスデューサ４０、４２の直径は異なってもよく、１ｍｍ〜２０ｍｍに及ぶことができる。例えば、図１０に示される実施形態では、第１のトランスデューサ及び第２のトランスデューサ４０、４２はそれぞれ、約３ｍｍの直径を有する。トランスデューサが互いに同じ直径を有する必要はなく、図１０の上面図に示されるようにずれていてもよい。
【００３４】
主本体１６は、第１のトランスデューサ４０が、前向きのトランスデューサの走査範囲のすぐ向こうにある任意の標的生体構造が存在するかどうかを検出するために、外側領域全体を走査することを可能にするために回転させられ得る。主本体１６をその長手方向軸を中心に回転させることによって、第１のトランスデューサ４０は、本デバイスの主本体１６に対して角度が付けられていないトランスデューサの走査領域内にはない外側領域を走査することができる。
【００３５】
角度が付けられたトランスデューサの数は異なってもよく、主本体１６の遠位端に対して様々な角度で位置付けられ得る。例えば、図１２に示されるように、第１及び第２のトランスデューサ４０、４２は、それらの走査範囲が、図９に示されるように、デバイス１０の遠位部分２０に遠位の範囲及びトランスデューサ４０、４２の外径のすぐ正面の範囲を越えた領域のスキャンを提供するように交差するように、互いに向かって位置付けられる。また、トランスデューサ４０、４２は、主本体１６の遠位端に対して２つ以上の軸上のある角度で位置付けられてもよい。
【００３６】
デバイス１０は、患者の生体構造のｂモードスキャン及び、例えば、ｂモード画像中の走査線からの電圧波形を含む関連データを決定するように構成され得る。ある特定の解剖学的部分（例えば、神経）に対する電圧波形は、患者の生体構造内の同様の解剖学的部分を検出するために使用されてもよい独特の電圧波形を有してもよい。同様の解剖学的部分を検出するための一方法は、ｂモード画像の走査線からの電圧波形を、標的生体構造の走査線からの既知の電圧波形と比較することによる方法であってもよい。具体的には、ｂモードスキャン（及びａ走査線、電圧波形などの関連データ）は、デバイス１０によって取り込まれてもよい。スキャン及び／又はデータは、デバイス１０からのｂモードスキャンによって取り込まれた領域が標的生体構造を含むかどうかを決定するために、既知の解剖学的特徴（例えば、神経）の所定のｂモードスキャン（及び関連データ）と比較されてもよい。
【００３７】
デバイス１０は、神経、神経束、又は神経根を含む神経要素を含む、患者の生体構造のある特定の部分を検出することが可能な神経モニタリングシステムと併用されてもよい。本考察の目的で、デバイス１０及び神経モニタリングシステムは、患者の脊髄神経を検出することに関して考察されるが、デバイス１０及び神経モニタリングシステムが他の神経（末梢及び中枢）並びに脊髄を検出するために使用され得ることが企図される。デバイス１０と併用され得る一種の神経モニタリングシステムは、米国特許第７，９２０，９２２号に開示され、その全体は、参照により本明細書に組み込まれる。
【００３８】
実験
以下の考察は、デバイス１０を使用して神経を検出するために使用され得る目標超音波周波数、及び患者の生体構造に挿入されるデバイス１０によって取り込まれたｂモード走査像が従来の非侵襲的超音波デバイスによって取り込まれた結果に匹敵するかどうかを決定するために使用された実験に関する。両方の目標を以下のプロセスを使用して達成した。
【００３９】
図１３は、臨床的超音波アレイシステムを用いた、ウサギの坐骨神経のスキャンを示す例示的なデータを示す。スキャンをウサギの安楽死の前後に実施して、神経が両方の場合において見られることを確実にした。図１３は、生存（左側、画像１３００）及び死亡（右側、画像１３５０）に対するｂモード画像（神経断面図）を示す。神経は、各場合において見られる（矢印１３０５、矢印１３５５）。
【００４０】
高周波（４０Ｍｈｚ）プローブを使用して、神経を走査し、神経の底部は筋肉にまだ付着しており、神経はプローブの被写界深度で中心に置かれる。図１４は、このスキャンのｂモード画像を示す。画像は、（上から下に）：水（１４００）、神経（１４１０）、及び筋肉（１４２０）を示す。神経は、画像の右側に向かって筋肉から分離し、神経と筋肉との間に間隙が見られる。図１４はまた、垂直線によって示される、ｂモード画像の中心の走査線からの電圧波形を示す、プロット１４５０を示す。
【００４１】
脚筋を通じた２０ＭＨｚシングルエレメントプローブを用いて、後肢坐骨神経を走査した。筋肉は無傷のまま保たれ、筋肉を調べるための窓を提供するために皮膚を除去した。図１５に示される画像１５００は、設定を示す。
【００４２】
２０ＭＨｚプローブを用いて走査する前に、臨床スキャンを実施した。神経の臨床スキャンからの画像１６００は図１６に示され、２０ＭＨｚプローブによって実施されたスキャンからの画像１７００は図１７に示される。臨床撮像システムと２０ＭＨｚプローブシステムとの間の比較は、両方の技術が同様の画像をもたらすことを示唆する。例えば、（神経の長手方向に対する）横断面及び縦の走査平面の両方は、臨床システム及び２０ＭＨｚシステムの両方に対して、背景の筋肉中に神経を示す。
【００４３】
２０ＭＨｚの結果は、少なくとも２つの理由のために重要である。第一に、結果は、筋肉の内側のコントラストが、図１７の左側の画像１７１０に示されるように２０ＭＨｚで存在することを示す。第二に、２０ＭＨｚ信号に対する透過深さは、１ｃｍを超える深さで見られるのに十分であった。これは、神経の検出に必要とされる外科プローブから離れた距離であってもよい。したがって、これは、信号が神経を検出するために使用され得る場合、信号強度及び透過が選択された超音波周波数で問題であるべきではないことを示唆する。
【００４４】
図１８は、神経を通る単一走査線の画像１８００を示す。単一走査線から神経を検出するために使用され得る神経からの特有の特徴がある。
【００４５】
別の実験において、図１０に開示された実施形態と同様の構成を有するデュアルエレメントトランスデューサ４０、４２を利用した。本実施形態を使用して、２２本の死後のウサギの脚の坐骨神経を試験した。合計１４２組の無線周波数（ＲＦ）データを収集した。データの各片を３０ｍｍの横方向距離にわたって記録し、トランスデューサ表面から約５〜２０ｍｍの軸方向領域を取り込んだ。最大１．５ｃｍの深度及び最大１５ＭＨｚの中心周波数で、−３５°〜３５°の扇形走査を実施するときの撮像性能を評価した。走査のために使用された超音波トランスデューサは、デュアルエレメントの１０ＭＨｚトランスデューサであり、各エレメントは直径が３ｍｍであり、ｆ値は３であった。パルサ／レシーバを使用して画像を取得し、その設定は、以下の表に示される。
【００４６】
【表１】
0006397578.tif 000002
【００４７】
上述のように、デバイスは、超音波ｂモード画像を取り込むために使用され、坐骨神経は、通常、以下に見られるように本質的に楕円形又は円形である、分離した高エコー領域として識別され得る。したがって、画像を分類しようとする最初の試みのうちの１つは、受信された走査線のエネルギーへの閾値化に基づいた。例えば、図４１に示されるデータから、走査線エネルギーが坐骨神経の存在の検出を可能にすることがわかる。しかしながら、分類基準としてエネルギーを単独で使用することは、神経の散乱した弱い特徴を、分離した強い散乱体の鋭く強い特徴と区別するために十分ではない可能性がある（例えば、図４１のデータ点４１００）。
【００４８】
低周波共鳴もまた、特に、トランスデューサの表面付近で、受信されたＲＦ走査線中に存在し得る。共鳴のスペクトル分析は、５００ｋＨｚ〜２ＭＨｚのノイズ成分などの高ノイズ成分を示し得る。このノイズに対処するために、受信されたＲＦは、表２に記載され、かつ図４２の例示的なユーザインターフェース４２００に示される、設計仕様を使用して構成された、ソフトウェア、ハードウェア、及び／又はファームウェアなど、有限インパルス応答（ＦＩＲ）バンドパスフィルタを通されてもよい。更に、バンドパスフィルタの例示的な出力４３００は、図４３に示される。
【００４９】
【表２】
0006397578.tif 000003
【００５０】
走査線エネルギーの身を使用した神経の分類が満足のいく結果をもたらさない可能性があるため、多変量アプローチの分類アプローチが検討され得ることが理解される。１つの一般に使用される多変量分類アルゴリズムは、サポートベクターマシン（ＳＶＭ）である。ＳＶＭは、２つのラベル付けされたデータセット間で最適に分離する超平面を見つけようとする管理された学習アルゴリズムであってもよい。データセット内の各観察は、多くの特徴からなり、それは、いくつかの態様において、データの分類に役立つために使用されてもよい記述変数であってもよい。
【００５１】
例えば、図４４のＳＶＭ分類スキーム４４１０及び４４２０を参照して、以下の２次元分類の問題を考慮する。訓練セット中のｉｔｈの観察は、特徴ベクトル
【００５２】
【数１】
0006397578.tif 000004
及び観察の種類を記載するデータラベル
【００５３】
【数２】
0006397578.tif 000005
と関連する。特徴空間にわたるいかなる超平面も
【００５４】
【数３】
0006397578.tif 000006
として定義され得、式中、βは、ベクトルである。ＳＶＭの全体的な目標は、最適化問題
【００５５】
【数４】
0006397578.tif 000007
ｉを解くことであり、それは、訓練セット中の全ての
【００５６】
【数５】
0006397578.tif 000008
に対して制約を受ける。
【００５７】
最適化問題を解くことによって、ＳＶＭは、分離可能なデータ間のマージンを最大化する超平面を位置付け得る。いったんβ及びβ０に対する値が見つかると、次いで、新しい事象が、超平面のどの側にそれらが位置するのかに基づき、又は同等に分類され得る。
【００５８】
【数６】
0006397578.tif 000009
【００５９】
ＳＶＭのこの単純な形態は、図４４の左側の場合（例えば、スキーム４４１０）のように、分離可能なデータに有効である。しかしながら、多くの場合、データは、右側の場合（例えば、スキーム４４２０）など、分離可能ではない可能性がある。この場合、ＳＶＭは、最適化問題にスラック変数、
【００６０】
【数７】
0006397578.tif 000010
を含むように、最適化問題を変更しなければならない。次いで、新しい最適化問題は、
【００６１】
【数８】
0006397578.tif 000011
によって示され、
【００６２】
【数９】
0006397578.tif 000012
【００６３】
になるようにする。これらのスラック変数を追加することによって、スラック変数が、特定のデータ点が誤って分類されること可能にするため、ここで、制約がはるかに制限的ではなくなる。誤った分類の量は、矩形制約として既知の再重み付け係数によって制御されてもよい。いくつかの態様において、矩形制約は、操作者によって指定されたパラメータであってもよい。矩形制約が高いとき、最適化アルゴリズムは、スラック係数を小さくさせてもよく、それにより、より制限的な分類アルゴリズムをもたらす。
【００６４】
いくつかの分類の問題は、単純な線形決定境界に自動的に役立たない。これらの場合、特徴セットは、線形分離を試みる前に異なるドメインに変換されてもよい。例えば、ｘの場合は、変換されたバージョンｈ（ｘ）で置き換えられてもよい。典型的には、これらの特徴の変換は、それらのカーネルによって指定される。変換のカーネルは、変換された特徴ベクトル間の内積として、又は象徴的に定義される。
【００６５】
【数１０】
0006397578.tif 000013
【００６６】
一般に使用されるカーネルは、放射基底関数又はガウシアンカーネルであってもよく、それは、以下の形態を有してもよい。
【００６７】
【数１１】
0006397578.tif 000014
【００６８】
実際に、ガウシアンカーネルは、非線形分類においてうまく機能することが概して既知である。しかしながら、ガウシアンカーネルはまた、最適化するための別の自由度、幅パラメータσを追加する。これは、標的生体構造に応じて、操作者によって調整される必要があり得る更に別のパラメータである。
【００６９】
各走査線に対して、特徴セットは、受信されたＲＦデータ及びエンベロープの統計情報に基づき生成されてもよい。分離した強い散乱体による破損を軽減するために、エンベロープの対数に基づく統計もまた計算され得る。問題に対する分類子の同一性及び唯一性は、分類子を構築するために使用される特徴セットの組み合わせである。特徴の完全なリストは、以下に示される。特定の実施形態に対して、これらの特徴の任意の組み合わせが、ＳＶＭが標的生体構造を識別するために使用されてもよいことが理解される。（１）受信されたＲＦの歪度、（２）エンベロープの平均値、（３）エンベロープの分散、（４）エンベロープの歪度、（５）エンベロープの尖度、（６）エンベロープの対数の平均値、（７）エンベロープの対数の分散、（８）エンベロープの対数の歪度、（９）エンベロープの対数の尖度。
【００７０】
図４５は、上記の特徴が、神経を含まない走査線から神経を含む走査線を鑑別に判別するように見えないことを実証する、プロット行列４５００を示す。データのほとんどは、単純な線形決定境界に従うように見えず、したがって、σ＝１を有するガウシアンカーネルを使用して、非線形の傾向の維持を助ける。矩形制約パラメータもまた、訓練中に１に設定した。
【００７１】
ＳＶＭの性能を評価するために、評価メトリックが特別にプログラムされたコンピュータデバイスによって計算されてもよい。いくつかの態様において、レシーバ動作特徴が評価メトリックとして使用されてもよい。例えば、分類アルゴリズムとして、ＲＯＣ曲線は、真陽性率対偽陽性率をプロットし、したがって、様々な閾値レベルにおける動作間の異なるトレードオフを表示する。図４６は、ＲＯＣプロットの結果４６００を示し、分類アルゴリズムが訓練データ分散に基づき良好な性能を有するように見えることを示す。
【００７２】
試験は、ガウシアンベースのＳＶＭが、単一走査線中の坐骨神経の存在の決定において強力なツールになり得ることを実証した。任意の多変量アルゴリズムのパワーの大部分は、データを記載するために使用される特徴の中にある。単一の走査線のみを利用して、本システムは、８０％を超える真陽性率及び１０％未満の偽陰性率を達成することが可能であり得る。
【００７３】
企図される更なる技術としては、組織中のより深い特徴を目立たせるための時間ゲイン補正などの処理後スキーム、又はエネルギー信号からの強力なピークのうちの一部を除去するためのメジアンフィルタなどのフィルタを使用することが挙げられる。
【００７４】
神経（又は任意の他の解剖学的特徴）の検出は、自動化されてもよい。いったん解剖学的特徴が検出されると、「ビープ」音若しくは点滅光信号（又は同様の信号）などの音又は視覚信号が医師に与えられて、それら又はデバイスが神経からある特定の距離内にあることを示す。
【００７５】
神経の自動検出は、単一走査線に基づいてもよく、プローブによって取り込まれたｂモード走査線を標的生体構造の既知の走査線と比較してもよい。いくつかの態様において、検出システムは、取り込まれた走査線が標的生体構造の既知の走査線と同一であるか、又は標的生体構造の既知の走査線のある特定の所定の値以内にあることを、操作者に通知してもよい（例えば、標的生体構造の既知の走査線は、独特な特徴を表し得る）。検出システムはまた、標的生体構造に対するプローブの先端の近接を決定し、かつプローブの先端が設定された距離（例えば、１ｍｍ）以内にあるときに操作者に通知するように較正されてもよい。更に、本システムは、標的生体構造の空間的位置、及び逆に非標的生体構造の空間的位置を操作者に通知するように構成されている。
【００７６】
本開示の態様に関する更なる詳細
いくつかの態様において、デバイス１０は、生体構造のある特定の部分又は側面（例えば、神経又は血管）を検出するために使用される、図２９及び３０に示される画像取込システム２００が備わっていてもよい。画像取込システム２００が、スタンドアロンとして、又は超音波撮像素子２４に対して補助的な検出技術として使用され得る。いくつかの態様において、本実施形態における先端２２は、外側表面２０２と内側表面２０４とを有するレンズ２３である。レンズ２３の外側表面２０２が内側表面２０４と同じ形状である必要はなく、所望の光学性能に応じて異なってもよいことが理解される。レンズ２３は、レンズ２３を超えた画像拡大Ｉを提供してもよく、又はしなくてもよい。本実施形態において、レンズ２３は拡大を提供しない。本実施形態におけるレンズ２３は透明であるが、以下で考察されるように薄い色が付けられ得るか、又はカラーフィルタが提供され得、曇り防止、結露防止、及び／又は反射防止コーティング又は特性を有してもよい。
【００７７】
図３０で更に見られるように、デバイス１０の遠位部分１４は、画像取込デバイス２０１を有する画像取込システム２００を更に含む。画像取込デバイス２０１は、主本体１６の遠位端２０に隣接して配設される画像取込センサ２０６を含んでもよい。画像取込デバイス２０１は、画像取込デバイス２０１を、画像処理構成要素を収容する筐体２０７に接続する、光ファイバケーブル２０５を担持してもよい、可撓性シース２０３に接続され得る。また、画像取込デバイス２０１が画像処理システムに無線で連結され得ることも企図される。
【００７８】
画質の特性を調節することができる画像制御システムと通信している画像取込出力２０８が含まれてもよい。また、画像取込デバイス２０１が、任意の配線で接続された構成要素なしで、画像制御システムに画像及び映像を無線で伝送し得ることも理解され得る。「画像取込デバイス」という用語は、ビデオカメラ、デジタルカメラ、ＣＣＤセンサなど、静止画像又はビデオ画像を記録するか、又は取り込むように構成されたデバイスを含んでもよい。本デバイスと共に使用され得る画像取込デバイスの一例は、ＯＭＮＩＶＩＳＩＯＮセンサＯＶ  ６９３０を有する１／１８”ＣＭＯＳカメラであってもよい。しかしながら、当業者は、本明細書に記載される本開示に従った「画像取込デバイス」、照明デバイスなどの設定及び構成要素を容易に企図するであろう。
【００７９】
一態様において、画像取込デバイス２０１の画像センサ２０６は、主本体１０の遠位部分１４内に配設されてもよい。画像センサ２０６又は取込デバイス２０１は、それが画像センサ２０６（若しくは取込デバイス２０１）の遠位表面２１０を形成するように、又は主本体１６の遠位端２０と同一平面上にあるように、主本体１６の最遠位端２０にあってもよい。いくつかの態様において、「画像センサ」は、「画像取込デバイス」と同義であってもよい。いくつかの態様において、画像センサ２０６は、用途に応じて、主本体１６の遠位端２０から近位に戻って設定されてもよい。例えば、画像センサ２０６は、主本体１６の遠位端２０から引っ込んでいてもよい。あるいは、画像センサ２０６又は画像取込デバイス２８は、主本体１６の遠位端２０から先端２２の内側表面２０４に向かって延在してもよい。
【００８０】
画像取込デバイス２０１は、光軸Ｏを画定してもよい。図３０に示されるように、光軸Ｏは、上記のように、主本体１６によって画定される長手方向軸Ｌと同一線上の軸である。しかしながら、光軸Ｏはまた、長手方向軸Ｌであっても、又は長手方向軸Ｌからずれていてもよい。画像取込デバイス２０１は、特定の用途に応じて５〜１８０°と異なる視野αを有する。
【００８１】
画像取込デバイス２０１は、先端２２の外側表面２０２のすぐ向こうに存在する画像Ｉを取り込むように構成されてもよい。具体的には、図３１及び３２でよりよく示されるように、先端２２は、ここで要素２１２と指定される患者の生体構造を切断するように構成されてもよい。ここで見られるように、先端２２は、生体構造を切断する一方で、その形状によって作業空間２１４を作ってもよい。これは、生体構造を画像取込デバイス２０１に直接当接させて、それが画質をゆがめる可能性がある代わりに、画像取込デバイス２０１が切断プロセス中に生体構造を表示することを可能にし得る。
【００８２】
本実施形態において、作業空間２１４は、画像取込デバイス２０１の遠位表面２１０と先端２２の外側表面２１２との間の空間として画定されてもよい。作業空間２１４は、画像取込デバイス２０１がその視野角α内にある生体構造の一部分を表示することを可能にし得る。作業空間２１４なしでは、生体構造は画像取込デバイス２０１に当接し、かつそれにより画像取込デバイス２０１を妨害し、それにより、照明デバイス２１６が生体構造を照明すること、及び画像取込デバイス２０１が画像を取り込むことを阻止する可能性がある。いくつかの態様における作業空間２１４は、主に空気で充填されてもよいが、作業空間が液体又はガスなどの他の材料で充填され得ることが理解され得る。あるいは、作業空間２１４は、先端２２の内側表面２０４が主本体の遠位端２０に隣接するように、中空でない先端によって作られてもよい。作業空間２１４が先端２２の外側表面２０２と画像取込デバイス２８との間に２ｍｍ〜１０ｍｍ又はそれ以上の距離を作ってもよいことが理解され得る。
【００８３】
主本体１６の遠位部分１４はまた、図３０の断面図である図３３に示されるように、照明デバイス２１６を含んでもよい。照明デバイス２１６は、１組の発光ダイオード４２（「ＬＥＤ」）を含んでもよい。ＬＥＤ  ２１８の数及び画像取込デバイス２０１に対する各ＬＥＤ  ２１８の位置が異なり得ることが理解され得る。例えば、特定の用途のために１つのＬＥＤ  ２１８のみがあってもよい。逆に、４つ以上ほどのＬＥＤ  ２１８があってもよい。いくつかの態様において、ＬＥＤ  ２１８は互いから等距離で離間されるが、それは必要条件ではなく、ＬＥＤ  ２１８は等間隔でなくてもよい。他の照明デバイス２１６は、紫外線から赤外線に及ぶ様々な波長の近赤外線ＬＥＤ、中赤外線ＬＥＤ、他のＬＥＤなどの光源、又は当該技術分野において既知の任意の同様の光源を含んでもよい。照明デバイス２１６はまた、画像取込デバイス２０１の周囲の環状輪から放射される光源、又は画像取込デバイス２０１の周囲で角度を付けて離間した複数の光ファイバの形態をとってもよい。
【００８４】
デバイス１０中の照明デバイス４０は、主本体１６の遠位端２０内に配設されてもよい。しかしながら、照明デバイス２１６は、反射が画像取込デバイス２０１の視野を損なう可能性があるため、照明デバイス２１６が先端２２の内側表面２０４上の反射を生じさせないように、遠位端２０若しくは先端２２の外側にあってもよく、又は先端２２に埋め込まれてもよい。例えば、かつ限定せず、照明デバイス２１６は、図３４に示されるように、主本体１６の長手方向軸Ｌの両側に、かつ主本体１６の遠位端２０から遠位に配設されてもよい。
【００８５】
照明デバイス２１６の種類にかかわらず、照明デバイス２１６の強度は、患者の生体構造の照明レベルを変化させるように調節されてもよい。更に、照明デバイス２１６が２つ以上の照明源を含む場合、照明源のうちのいつくかはオフにされてもよく、一方で、他の照明源はオンのままであり、各源の強度は、独立して調節されてもよい。
【００８６】
照明デバイス２１６はまた、フィルタを通じて、神経又は血管などの患者の生体構造のある特定の特徴を強調するために、カラーフィルタを含んでもよい。照明デバイス２１６が１つ以上のＬＥＤ  ２１８からなるいくつかの態様において、赤、青、黄、緑、又は他の色などの異なる色のＬＥＤが使用されて、患者の生体構造のある特定の特徴を強化又は強調してもよい。照明デバイス２１６と共にフィルタを配置することの１つの代替方法は、画像取込デバイス２０１と共にフィルタを含むことであってもよい。フィルタは、赤、オレンジ、黄、緑、マゼンタ、青、バイオレットなどを含むカラーフィルタを含んでもよい。フィルタはまた、所望の生体構造をよりよく表示するために、ＵＶ、ＩＲ、又はＵＶ−ＩＲフィルタなどのバンドパスフィルタを含んでもよい。あるいは、又は上記と併せて、照明デバイス２１６は、神経などの患者の生体構造のある特定の特徴を検出するために、紫外線に依存してもよい。本実施形態において、照明デバイス２１６は、紫外線領域又は可視領域中の波長域の励起光を含む照明光で、患者の生体構造の所望の部分を照射する光源を含んでもよい。また、照明デバイス２１６が、可視領域及び紫外線領域中の照明光を同時に放射するための両方の照明手段を有してもよく、適切なスペクトル応答を有する画像取込デバイスが両方の領域中の画像を取り込むことができることが企図される。
【００８７】
照明デバイス２１６は、図３５に開示されるように、照明軸ＩＡを有してもよい。照明軸ＩＡは、本デバイスの光軸Ｏ又は長手方向軸Ｌと同一線上にあってもよく、又はなくてもよい。照明デバイス２１６及び照明軸ＩＡの位置は、患者の生体構造の画像をゆがめる可能性がある画像取込デバイス２０１によって取り込まれた反射をもたらし得る。反射は、先端２２又はレンズ２３の外側表面２０２又は内側表面２０４から反射する、照明デバイス２１６によって生成された光線によって引き起こされ得る。照明デバイス２１６によって引き起こされた反射を最小限に抑える、かつ／又は排除するために、照明軸ＩＡは、画像取込デバイス２０１の光軸Ｏに対して変位されてもよい。図３５に示される態様において、光学的先端２２が、楕円形の外側表面２０２を有する固体レンズとして示される。楕円形表面の１つの特性は、光源がその焦点に配置される場合、楕円の表面上の全ての光線が第２の焦点に反射されるということである。ＬＥＤ又は光ファイバの形態の２つの光源２１６のそれぞれは、楕円形表面２０２の焦点に配置されてもよい。楕円形表面から反射した照明光線２２０は、この表面の焦点に集中してもよい一方で、表面２０２に当接した組織から反射した光線２２２は、取込デバイス２０１に向かって方向付けられてもよい。この配置は、画像取込デバイス２０１又はセンサ２０６への照明ビームの直接的な光反射を排除する一方で、その軸上位置を維持する。光軸Ｏと照明軸ＩＡとの間のずれは、１〜２．５ｍｍを含む範囲内で異なってもよい。
【００８８】
光軸Ｏと照明軸ＩＡとの間のずれを含む本デバイスの別の実施形態は、図３１に示される。本実施形態に示されるように、先端２２の先端光軸ＳＯは、画像取込デバイス２０１の光軸Ｏからずれて、画像取込デバイス２０１によって取り込まれた反射の量を低減するか、又は最小限に抑える。本実施形態において、照明は、画像取込デバイス２０１のレンズの周囲の光ファイバの環状輪によって提供される。内側表面２０４から反射した照明ビームは、先端２２の曲率中心に焦点を合わせる。先端光軸が画像取込デバイス２０１の光軸に対してずれているため、その曲率中心は目的の視野の外側にあり、したがって、反射したビームは画質を低下させない。
【００８９】
画像取込システム２００は、以下で考察されるグローブの実施形態と共に使用されてもよく、画像取込デバイス２０１、その先端２２、センサ２０６、照明デバイス２１６は、以下で考察されるように、グローブ１１０の示指１１２の遠位部分１１４上に配置されてもよい。画像取込システム２００はまた、独立して、又はデバイス１０若しくはグローブ１１０の実施形態で上記に記載される超音波撮像素子２４と併せて使用されてもよい。
【００９０】
図３６及び３７に示されるように、デバイス１０はまた、主本体１６及び先端２２内に少なくとも部分的に配設された導管２２４を含んでもよい。図３６に示される態様において、導管２２４は、主本体１６の長手方向軸Ｌからずれていてもよい。しかしながら、いくつかの態様において、導管２２４は、主本体１２の長手方向軸Ｌと同一線上であってもよい。導管２２４は、主本体１２の近位端１８から延在してもよく、又は主本体１２の一部分のみに沿って形成され、先端２２を含むデバイスの遠位部分１４全体を通じて延在してもよい。導管２２４は、このデバイスの超音波又は可視化の実施形態で使用されてもよい。導管２２４はまた、主本体１６の長手方向軸に沿って配置されてもよく、それは、トランスデューサ２６が導管２２４を収容するためにずらされる必要がある。
【００９１】
言い換えれば、導管２２４の位置は異なってもよく、用途によって決まる。例えば、かつ限定せず、導管は長手方向軸Ｌに対して、図３６に開示される実施形態に示されるよりも近く配置されてもよい。あるいは、導管は、主本体１６の長手方向軸Ｌに実質的に平行である方向に沿って延在する隆起部分を形成するために、本デバイスの主本体１６の外部に配置されてもよい。本実施形態において、導管２２４は、本実施形態の主本体１６の遠位端２０の断面図である図３７に示されるように、隆起部分中に存在する。
【００９２】
加えて、特定のデバイス１０のための２つ以上の導管２２４があってもよく、それにより、操作者が複数の器具を患者の生体構造中に同時に配置することを可能にすることが企図される。導管の直径は、用途によって決まり、異なり得、０．３ｍｍ〜５．５ｍｍであってもよい。
【００９３】
図３６及び３７に示される導管２２４は、患者の生体構造を通じてデバイス１０を誘導するためのガイドワイヤ、２つの脊椎間の椎間腔などの手術部位にデバイス１０を固定するためのｋワイヤ、患者の生体構造の特定の領域に更なる照明を提供するための光ファイバなどの照明デバイス、上記の超音波プローブなどの、患者の生体構造の特定の領域を撮像又は検出するための超音波プローブ、患者の生体構造の特定の領域を撮像又は検出するための可視光又は赤外光を放射する光ファイバコード、神経モニタリングのための神経刺激器などを含む、多くの器具を受容するように構成されてもよい。
【００９４】
低侵襲手術（ＭＩＳ）に関連して使用されるための本開示の様々な態様が企図される。デバイス１０は、側方後腹膜椎体間固定術（ＬＬＩＦ）（例えば、ＸＬＩＦ、ＤＬＩＦ）、軸性腰椎椎体間固定術（ＡｘｉａＬｉｆ）、経椎間孔腰椎椎体固定術（ＴＬＩＦ）、後方腰椎椎体間固定術（ＰＬＩＦ）、前方腰椎椎体間固定術、経胸的腰椎椎体間固定術、後胸膜胸郭固定術、Ｋａｍｂｉｎの三角形を利用した椎体間固定術、並びに頸部／胸部／腰椎椎弓切除術、椎間孔拡大術、及び椎間板切除術が挙げられるがこれらに限定されない、様々なＭＩＳ法のために使用されてもよい。デバイス１０は、その範囲が血管、腹部臓器／骨盤臓器、神経根、及び脊髄などの他の解剖学的部分がないことを確実にするために使用されてもよい。図１９に示されるように、いったん手術部位４６にあると、デバイス１０は、手術部位４６を照明して、外科医がデバイス１０の主本体１６内に形成された導管を介して器具（例えば、Ｋワイヤ）を手術部位に導入することを可能にするか、又はリトラクタシステム若しくは拡張器システムがデバイス１０なしで手術部位の直接可視化及び作業ポータルを作ることを可能にするために使用されてもよい。
【００９５】
上記のように、手術部位にアクセスするための同様の工程を必要とする、このデバイス１０が使用され得る多くの用途があり得る。以下に記載される使用方法はＬＬＩＦの実施と関連しているが、デバイス１０が上記の他のＭＩＳ法を実施するための同様の様式で使用され得ることが理解され得る。
【００９６】
動作中、超音波撮像素子２４は、本明細書に記載されるように、患者の生体構造を検出するために使用される。外科医は、神経の存在（又は非存在）を検出するために、超音波撮像素子２４によって生成される画像又はオーディオキューに依存し、それにより、手術がデバイス１０を、患者の生体構造を通じて手術部位４６に向かって再配置する（又は前進させ続ける）ことを可能にしてもよい。超音波撮像素子２４はまた、標的解剖学的特徴（例えば、神経）の存在又は非存在を確認することによって、画像取込デバイス（図示せず）によって取り込まれた画像が正確であることを確認するために使用されてもよい。画像取込デバイスは、デバイス１０に遠位の領域の画像を取り込むために、デバイス１４の遠位部分１４内に配設されたカメラなどからなってもよい。
【００９７】
画像取込システム２００はまた、患者の生体構造を視覚的に検出するための同様の様式で使用されてもよい。画像取込システム２００は、超音波撮像素子２４によって検出されるものを確認するために使用されてもよく、又は患者の生体構造のある特定の部分を検出するために独立して使用されてもよい。
【００９８】
いったん筋肉が裂かれ、手術部位４６に到達すると、外科医は、手術部位４６に到達したことを確実にするために導管を通じてｋワイヤを配置し、手術部位４６に対してデバイス１０を固定することができる。リトラクタツール４８は、所定の位置に設置されて、外科医に手術部位４６への直接的な外科作業導管を与える。あるいは、一連の拡張器が主本体１６にわたって順次に配置されて、作業空間を作ってもよい。いったん脊椎へのこの直接的なアクセスが達成されると、外科医は、外科ツールを用いて、標準的な椎間板切除術（椎間板を除去する）、椎体部分切除術（椎骨を除去する）、又は固定術（２つの骨を一緒に利用する）を実施することが可能である。
【００９９】
リトラクタシステム４８の一実施形態は、第１のブレード４９と第２のブレード５１とを含んでもよく、それらの両方が主本体１６の外径にぴったりとフィットする開口部を形成する半円形の形状である。ブレードの断面形状が主本体１６の形状（例えば、三角形、楕円形、正方形、矩形など）を模倣し得ることが理解される。いったん手術部位にあると、リトラクタブレード４９、５１は、切開を拡大するために、かつデバイス１０が取り外されることを可能にし、図１９に示されるように、手術部位４６への直接可視化を可能にするために、互いに対して分離するように構成されている。第１のブレード４９及び第２のブレード５１の遠位端５３が、主本体１２の遠位部分１４に隣接していることが企図される。任意の既知の種類のリトラクタシステムがデバイス１０と共に使用され得る。
【０１００】
一実施形態において、図３７に開示されるものと同様のリトラクタシステム２２６は、デバイス１０にわたって配設され、いったん手術部位又は外科手術が行われる他の位置に到達すると、患者の生体構造内の作業空間を作るために拡張するように構成されてもよい。リトラクタシステム２２６の本実施形態は、第１のブレード２２８と第２のブレード２３０とを含み、それらの両方が主本体１６の外径にぴったりとフィットする開口部を形成する半円形の形状である。いったん手術部位にあると、リトラクタブレード２２８、２３０は、切開を拡大して、デバイス１０が取り外されることを可能にし、図３８に示されるように、手術部位６８への直接可視化を可能にするために、互いに対して分離するように構成されている。第１のブレード２２８及び第２のブレード２３０の遠位端２３２が、主本体１２の遠位部分１４に隣接していてもよい。任意の種類の既知のリトラクタシステムがデバイス１０と共に使用され得る。刺激電極、可視化カメラ、及び照明デバイス（光、超音波、赤外線、及び紫外線）もまた、リトラクタブレード２２８、２３９に沿って、又はそれらの中に配置されて、上記の神経検出を可能にしてもよいことが理解され得る。
【０１０１】
デバイス１０の周囲に配設されたリトラクタ２２６の断面図である、図３９に示されるように、デバイス１０の主本体１６は、リトラクタシステム２２６の第１及び第２のブレード２２８、２３０によって形成された補助溝２３６を摺動受容するように構成された、その長手方向軸に沿った方向にその長さに沿って配設された隆起チャネル（複数可）２３４を有してもよい。いくつかの態様において、隆起チャネル２３４及び／又は溝２３６は、正方形、矩形、半球形、又は同様の断面形状を有してもよい。更に、チャネル２３４及び溝２３６の数及び位置は異なってもよい。例えば、かつ限定せず、主本体１６に沿って広がる１つのチャネル／溝のみがあってもよい。
【０１０２】
あるいは、主本体１６の外側表面の周囲に等距離で配置される３つ以上のチャネル／溝があってもよい。チャネル及び溝はまた、リトラクタ２２６がデバイス１０にわたって配設されるときに、溝２３６が、ブレード２２８、２３０が拡張することを防止するように、図４０に示されるように、溝２３６が主本体１６上にあり、隆起チャネル２３４がブレード２２８、２３０に沿って形成されるように、置き換えられてもよい。チャネル２３６及び溝７２は、デバイス１０の主本体１６の一部分のみ及びブレード２２８、２３０に沿って延在してもよい。
【０１０３】
リトラクタシステム２２６は、様々な厚さ及び直径を有するブレード２２８、２３０の複数の組からなってもよい。例えば、かつ限定せず、ブレード２２８、２３０は、閉鎖（例えば、折り畳み）構成であるときに２ｍｍ〜８０ｍｍに及ぶ全外径を有するようにサイズが異なってもよい。更に、ブレード２２８、２３０は、それらが拡張構成であるときに患者の体内に２ｍｍ〜２２０ｍｍの開口部を作るように構成されてもよい。デバイス１０及びリトラクタシステム２２６は、より大きい格納直径を有するブレード２２８、２３０の第１の組が患者の体内に第１の開口部を作るために使用されてもよく、次いで、ブレード２２８、２３０の第１の組とは異なる格納直径を有するより小さい直径のブレードの第２の組が、主本体１６にわたって、かつ第１の開口部内に摺動配設され、第１の開口部に遠位の位置で患者の体内に第２の開口部を開口するように格納されてもよいように構成されてもよい。ブレードの第１及び第２の組によって作られた開口部は、異なる開口部直径を有してもよい。リトラクタシステム２２６は、操作者が、患者内に、異なる解剖学的レベルで異なる格納直径を有する複数の開口部を作ることを可能にしてもよい。光源（図示せず）は、ブレード２２８、２３０の遠位端に、又はブレード２２８、２３０の長さに沿って配設されて、患者の体内の開口部を照明し、ブレード２２８、２３０によって作られた開口部内の、かつその開口部に遠位の患者の生体構造の領域を照明してもよい。加えて、導管（図示せず）もまた、２つの脊椎間の椎間腔などの手術部位にブレード２２８、２３０を固定するためのｋワイヤなどの医療器具、患者の生体構造の特定の領域に更なる照明を提供するための光ファイバなどの照明デバイス、神経刺激を提供するための電気導管、患者の生体構造の特定の領域を撮像又は検出するための超音波プローブ、画像取込デバイス、患者の生体構造の特定の領域を撮像又は検出するための可視光又は赤外光を放射する光ファイバコードなどのうちの１つ以上を受容するために、ブレード内に形成されてもよい。ブレード２２８、２３０は、ＰＥＥＫ（ポリエーテルエーテルケトン）を含む医療グレードのポリマーが挙げられるがこれに限定されない、任意の好ましい外科グレードの材料から作製されてもよく、透明（例えば、透明プラスチックから作製される）又は半透明であってもよい。
【０１０４】
別の実施形態では、リトラクタシステム２２６は、それが主本体１６の一部を形成し、いったん手術側にあると展開され得るように、デバイス１０と一体化されてもよい。本実施形態におけるリトラクタシステム２２６は、主本体１６の長手方向軸から離れて半径方向に拡張して、主本体１６によって作られた経路を拡大する。次いで、主本体１６は、リトラクタシステム２２６内に作業ポータルを作るために、手術部位から引き出され得る。
【０１０５】
図２０に示される一連の拡張カニューレ（例えば、拡張器１００）もまた、デバイス１０の遠位部分１４によって作られた切開の直径を拡大するために、デバイス１０の主本体１６の周囲に摺動配置され得る。作業空間を作るための他の医療処置で使用される直接可視化のための作業空間を作るために、一連の拡張カニューレを採用する技術もまた、デバイス１０と併用され得る。
【０１０６】
椎間板物質が除去された後、外科医は、その側の同じ切開を通じてインプラントを挿入することが可能であり得る。このスペーサ（ケージ）は、椎間板の高さ（隣接した椎体間の空間）が正確であることを確実にするために、かつ脊椎が適切に整列されることを確実にするために、椎骨を適切な位置で保持することを補助し得る。このスペーサは骨移植片と一緒に、脊椎がその特定の部分で融合することを可能にするために最適な環境を設定するように設計されてもよい。外科医は、蛍光透視法を使用して、スペーサが正しい位置にあることを確実にしてもよい。次いで、外科医は、リトラクタを取り外し、切開を縫合してもよい。
【０１０７】
あるいは、先端２２が腰筋に隣接して配設されるとき、外科医は、デバイスにわたってリトラクタシステムのブレードの第１の組を摺動させ、リトラクタシステム４８を拡張して、第１の作業空間（表面ドックとも称される）を作ってもよい。この作業空間は、外科医が、肉眼（目視）検査を介して、又は光カメラ／解剖器具（例えば、デバイス１０のつ以上の構成要素）を用いてのいずれかで、腰筋及び周囲領域を視覚的に検査することを可能にし得る。次に、外科医は、本明細書に記載されるように、ここで腰筋を通じて切開するために第１の作業空間内に配設されている本デバイスを使用することによって、手技を継続してもよい。いったん先端２２が、ここでは椎間板隙である手術部位に到達すると、ブレードの第１の組よりも小さいリトラクタブレードの第２の組は、デバイス１０にわたって摺動させられて、第１の作業空間よりも直径が小さい第２の作業空間を作るために拡張される。次いで、外科医は、本明細書に考察される様式で手技を継続する。第１の作業空間を構築することの１つの利点は、それが、いったん手技が第１の手術部位において完了すると、外科医が手術部位からデバイス１０を取り外し、第２の位置で、腰筋よりも上に形成される第１の作業空間内にデバイス１０の遠位先端２２を再配置及び再挿入することを可能にして、外科医が腰筋を貫通して第２の手術部位に到達して、介在する神経血管構造のために腰筋切開が現在危険である別の手技又はマルチレベル手技（Ｌ３−４及びＬ４−５椎間板隙又は腰椎椎体部分切除術（２つの椎間板及び介在する骨の除去））を実施及び完了することを可能にすることであり得る。先端２２が任意であり、デバイス１０の遠位端２１が手術部位に向かって前進させられるデバイスの部分であってもよいことが理解される。
【０１０８】
デバイス１０はまた、軸性腰椎椎体間固定術（ＡｘｉａＬＩＦ）を実施するために使用されてもよい。手術時、患者は、脊柱前弯症を維持しながら脚を広げて、腹臥位になってもよい。カテーテルが直腸に挿入されると、空気が直腸の可視化のための処置中に注入されることを可能にする。外科医が尾骨の先端の横方向に小さい切開（１５〜１８ｍｍ）を作った後、デバイス１０の遠位先端２２は、切開を通じて挿入され、仙骨前空間へと通される。外科医は、デバイス１０の遠位部分１４を使用して、仙骨前空間をスイープ走査して、空間がいかなる障害となる生体構造（例えば、結腸、直腸）もないことを確実にする。デバイス１０は、仙骨の前方皮質に沿って、かつ正中線上を、通常Ｓ１−２接合部に近い入口点にそっと通される。いったん軌道が選択されると、次いで、急な斜角のピンが導管３６を通じて、又はリトラクタシステム４８が展開された後のいずれかで、Ｌ５−Ｓ１空間へと動かされる。リトラクタシステム４８又は一連の拡張器が使用されて、仙骨中に約１０ｍｍの開口部を作り、それを通じて１０ｍｍのチャネルがＬ５−Ｓ１椎間板に開けられる。次いで、デバイス１０は、仙骨前空間から引き出され、次いで、外科医は、ＡｘｉａＬＩＦ処置の残りの工程を実施する。
【０１０９】
デバイス１０はまた、Ｋａｍｂｉｎの三角形への直接的なアクセスを可能にするために使用されてもよい（椎間孔外腰椎椎体間固定術）。この処置のために、患者は、腰椎前弯症の修復を可能にする放射線透過性フレームを使用して、典型的にはジャクソンテーブル上に腹臥位で配置される。蛍光透視撮像が利用されて、画像増強装置の頭尾角度を制御することによって、上位及び下位椎体の骨端板を識別する。加えて、蛍光透視画像は、領域に向かって２０〜３５度回転させられ、上関節プロセスが椎間板の中央で見られるようにする。この位置において、デバイス１０の先端２２は、挿入され、Ｋａｍｂｉｎの三角形と一般に称される範囲を経皮的に標的化し得る。Ｋａｍｂｉｎの三角形は、背外側椎間板にわたる範囲として定義される。斜辺は、出ている神経根であり、基部（幅）は、尾椎の上縁であり、高さは、硬膜／横断する神経根である。
【０１１０】
デバイス１０はまた、出ている神経根、神経根動脈、莢膜嚢、及び椎間板隙などの様々な解剖学的特徴を超音波で識別するために使用されてもよい。次いで、ｋワイヤがデバイス１０を介した超音波検出下で、導管３６を介して椎間板隙中に配置され、解剖器具／リトラクタシステム４８の結合を可能にし得る。次いで、後続の拡張が実施され、本デバイスを使用して神経血管構造を直接可視化し、外科医によって識別されるときにこれらの構造を回避すると同時に、椎間孔中のアクセスを可能にし得る。
【０１１１】
図２１に示される別の実施形態では、超音波撮像素子２４は、グローブ１１０と併用されてもよい。本実施形態において、操作者は、触れることによって提供される触覚フィードバックに依存する一方で、なおも患者の生体構造の超音波撮像／走査を可能にし得る。より具体的には、グローブシステム（又はデバイス）は、組織、即ち、神経、血管、及び含膜構造の切開及び分離を容易にする触覚フィードバックを可能にし得る。概して、触覚フィードバックは、いくつかの低侵襲／経皮技術において許容されない可能性がある直接可視化の独特な観点なしで、通常の外科手術における組織の切開を可能にする。
【０１１２】
超音波撮像素子２４は、音波を放射するように構成され、グローブ１１０の遠位端２０に配設されてもよい、トランスデューサ２６を含んでもよい。一実施形態において、トランスデューサ２６は、グローブ１１０の示指１１２の遠位部分１１４に沿って位置する。図２２によりよく示されるように、先端２２は、先端２２の外側表面２４が示指１１２の最遠位部を越えて延在しないように、示指１１２の遠位部分１１４の一部を形成するか、又はそれに接続される。当然のことながら、先端２２が実施形態に応じて遠位部分を越えて延在する場合があることが理解される。
【０１１３】
超音波撮像素子２４の残りの部分を含む筐体にトランスデューサ２６を接続するケーブルを担持してもよい可撓性導管１１６が、トランスデューサ２６に接続される。可撓性導管１１６は、グローブ１１０の示指１１２及び頂部分１１８の長さに沿って広がる。しかしながら、導管１１６がグローブ１１０の任意の長さ又は表面にそって広がることができ、用途によって決まることが理解され得る。可撓性導管１１６はまた、可撓性導管１１６内に摺動配設され得るｋワイヤ又は他の器具を担持するために、チャネルを提供してもよい（以下で更に考察されるように）。可撓性導管１１６は、可撓性導管１１６の一部分が示指１１４の遠位部分１１４においてユニット１０９の開口部１２０を提供するように、ユニット１０９を通過し、ユニット１０９と連通している。
【０１１４】
ユニット１０９は、図２３に示されるように、底部分１２２を有してもよい。底部分１２２は、いったん操作者の手がグローブ１０９内に配置されると補助的フィットを提供するために、凹状の湾曲を有してもよい。加えて、ユニット１０９の近位部分１２４は、ユニット１０９が処置中に連接されるときに、患者の生体構造に対して最小の破壊を引き起こすように、先細であってもよい。更に、ユニット１０９は、図２４及び２５に示されるように、処置中に患者の生体構造に対するいかなる不注意な破壊も最小限に抑え、かつ小さい全体的な形状を維持するために、全体的な半円形又は円筒形の形状を有してもよい。例えば、ユニット１０９の高さは、低い形状を達成するために全幅未満であってもよい。あるいは、ユニット１０９の外側部分は、低い形状を維持するために、示指１１２の幅を越えて延在せず、かつそれと同一線上になってもよい。ユニット１０９の外部の外径は、０．５〜２０ｍｍに及び、所望の用途に応じてこの範囲外であってもよい。ユニット１０９の長さは、０．５〜１０ｍｍに及ぶことができるが、用途に応じてこの範囲外であってもよい。２つ以上のトランスデューサ２６が指の遠位部分に沿って位置付けられ、それらが患者の生体構造の多方向（例えば、１８０°〜３００°）走査を提供するようにしてもよいことが理解される。
【０１１５】
トランスデューサ２６は、神経又は標的生体構造を検出するために、患者の生体構造の多方向走査を提供するために、側面に（例えば、示指１１２の両側に）位置付けられてもよい。側面に位置付けられたトランスデューサは、主本体１６の遠位端に位置付けられたトランスデューサによって検出されなかった神経（又は他の標的生体構造）を検出するために、示指１１２の周囲の円周方向に生体構造をぐるりと走査するように構成されてもよい。多方向走査は、グローブ１１０の示指１１２が患者の生体構造を通じて前進させられるときに、本システムが複数の方向で患者の生体構造の走査像を生成することを可能にし得る。上述のように、次いで、トランスデューサと連通しているシステムは、順方向走査トランスデューサによって取り込まれていない神経でさえ検出することができる。
【０１１６】
グローブの実施形態は、低侵襲手術（ＭＩＳ）と関連して使用され得る。グローブ１１０は、側方後腹膜椎体間固定術（ＬＬＩＦ）（例えば、ｅＸｔｒｅｍｅ  Ｌａｔｅｒａｌ  Ｌｕｍｂａｒ  Ｉｎｔｅｒｂｏｄｙ  Ｆｕｓｉｏｎ（ＸＬＩＦ）、直接側方椎体間固定術（ＤＬＩＦ））、軸性腰椎椎体間固定術（ＡｘｉａＬｉｆ）、経椎間孔腰椎椎体固定術（ＴＬＩＦ）、後方腰椎椎体間固定術（ＰＬＩＦ）、前方腰椎椎体間固定術、経胸的腰椎椎体間固定術、後胸膜胸郭固定術、Ｋａｍｂｉｎの三角形を利用した椎体間固定術、並びに頸部／胸部／腰椎椎弓切除術、椎間孔拡大術、及び椎間板切除術が挙げられるがこれらに限定されない、様々なＭＩＳ法のために使用されてもよい。グローブ１１０は、その範囲が血管、腹部臓器／骨盤臓器、神経根、及び脊髄などの他の解剖学的部分がないことを確実にするために使用されてもよい。
【０１１７】
上記のように、手術部位にアクセスするための同様の工程を必要とする、このグローブ１１０が使用され得る多くの用途があり得る。外科医は、神経の存在（又は非存在）を検出するために、超音波撮像素子２４によって生成される画像又はオーディオキューに依存し、それにより、手術がグローブ１１０を、患者の生体構造を通じて手術部位４８に向かって再配置する（又は前進させ続ける）ことを可能にしてもよい。
【０１１８】
いったん筋肉が裂かれ、手術部位４８に到達すると、外科医は、手術部位４８に到達したことを確実にするために導管を通じてｋワイヤを配置し、手術部位４８に対してグローブ１１０を固定することができる。リトラクタツールは、所定の位置に設置されて、外科医に手術部位４８への直接的な外科作業導管を与える。あるいは、一連の拡張器がｋワイヤにわたって順次に配置されて、作業空間を作ってもよい。いったん脊椎へのこの直接的なアクセスが達成されると、外科医は、外科ツールを用いて、標準的な椎間板切除術（椎間板を除去する）、椎体部分切除術（椎骨を除去する）、又は固定術（２つの骨を一緒に利用する）を実施することが可能である。
【０１１９】
椎間板物質が除去された後、外科医は、その側の同じ切開を通じてインプラントを挿入することが可能である。このスペーサ（ケージ）は、椎間板の高さ（隣接した椎体間の空間）が正確であることを確実にするために、かつ脊椎が適切に整列されることを確実にするために、椎骨を適切な位置で保持することを補助する。このスペーサは骨移植片と一緒に、脊椎がその特定の部分で融合することを可能にするために最適な環境を設定するように設計される。外科医は、蛍光透視法を使用して、スペーサが正しい位置にあることを確実にする。次いで、外科医は、リトラクタを取り外し、切開を縫合する。
【０１２０】
グローブシステムはまた、軸性腰椎椎体間固定術（ＡｘｉａＬＩＦ）を実施するために使用されてもよい。手術時、患者は、脊柱前弯症を維持しながら脚を広げて、腹臥位になる。カテーテルが直腸に挿入されると、空気が直腸の可視化のための処置中に注入されることを可能にする。外科医が尾骨の先端の横方向に小さい切開（１５〜１８ｍｍ）を作った後、示指１１２の遠位部分及び遠位先端２２は、切開を通じて挿入され、仙骨前空間へと通される。外科医は、示指１１２を使用して、仙骨前空間をスイープ検査して、空間がいかなる障害となる生体構造（例えば、結腸、直腸）もないことを、視覚的に、かつ超音波撮像を用いて確実にする。示指１１２は、仙骨の前方皮質に沿って、かつ正中線上を、通常Ｓ１−２接合部に近い入口点に前進させられる。いったん軌道が選択されると、次いで、急な斜角のピンが導管を通じて、又はリトラクタシステムが展開された後のいずれかで、Ｌ５−Ｓ１空間へと動かされる。リトラクタシステム又は一連の拡張器が使用されて、仙骨中に約１０ｍｍの開口部を作り、それを通じて１０ｍｍのチャネルがＬ５−Ｓ１椎間板に開けられる。次いで、示指１１２は、仙骨前空間から引き出され、次いで、外科医は、ＡｘｉａＬＩＦ処置の残りの工程を実施する。
【０１２１】
グローブシステム１１０はまた、Ｋａｍｂｉｎの三角形への直接的なアクセスを可能にするために使用されてもよい（椎間孔外椎体間固定術）。この処置のために、患者は、腰椎前弯症の修復を可能にする放射線透過性フレームを使用して、典型的にはジャクソンテーブル上に腹臥位で配置される。蛍光透視撮像が利用されて、画像増強装置の頭尾角度を制御することによって、上位及び下位椎体の骨端板を識別する。加えて、蛍光透視画像は、領域に向かって２０〜３５度回転させられ、上関節プロセスが椎間板の中央で見られるようにする。この位置において、示指１１２は挿入され、Ｋａｍｂｉｎの三角形と一般に称される範囲を経皮的に標的化し得る。Ｋａｍｂｉｎの三角形は、背外側椎間板にわたる範囲として定義される。斜辺は、出ている神経根であり、基部（幅）は、尾椎の上縁であり、高さは、硬膜／横断する神経根である。
【０１２２】
グローブシステムは、出ている神経根、神経根動脈、莢膜嚢、及び椎間板隙などの様々な解剖学的特徴を識別するために使用されてもよい。次いで、ｋワイヤが超音波可視化下で、導管を介して椎間板隙中に配置され、解剖器具／リトラクタシステムの結合を可能にし得る。次いで、後続の拡張が実施され、本デバイスを使用して神経血管構造を直接可視化し、外科医によって識別されるときにこれらの構造を回避すると同時に、椎間孔中のアクセスを可能にし得る。
【０１２３】
デバイス１０はまた、赤外放射光源及び赤外線画像取込デバイスを含む、赤外線技術を含んでもよい。デバイス１０は、デバイス１０の遠位部分１４に載置された赤外線放射検出素子を含む。赤外光線は、例えば、２〜１４マイクロメートルの波長で高感度である。本開示の赤外線態様の一実施形態は、一体化真空パッケージに包装され、かつデバイス１０の遠位先端上の読み出し電子機器と共同設置されたマイクロボロメータセンサ素子の２次元配列を使用する。本開示の赤外線態様が、本明細書で考察される他の実施形態と併用されてもよく、又はそれらとは別であってもよいことが理解される。本開示と共に使用され得る１つのそのような赤外線システムは、米国特許第６，６５２，４５２号に開示され、その全体が参照により本明細書に組み込まれる。
【０１２４】
デバイス１０はまた、独立型検出システムとして、又は本明細書に開示される他の実施形態と併せて、光干渉断層法（以下「ＯＣＴ」）技術を利用してもよい。ＯＣＴは、近赤外光を使用して画像を生成する、光信号取得及び処理方法である。背景として、ＯＣＴは、後方散乱又は後方反射した光を測定することによって、物質及び生体系中の内部微細構造の高解像度の断面断層撮像を実施する。ＯＣＴ画像は、典型的には、組織を通じた断面平面の光後方散乱を表す２次元又は３次元データセットである。約１〜１５マイクロメートルの画像解像度が、従来の超音波よりも１又は２桁大きく達成され得る。撮像は、その場で、かつリアルタイムで実施され得る。
【０１２５】
ＯＣＴは、試料内の異なる散乱体から後方散乱した光を干渉法によって検出することによって、深さ分解された画像を形成する。図２６に示される典型的なＯＣＴシステム５０において、レーザ５２からの光は、光ファイバ結合器／スプリッタ５４によって、２つのアーム、即ち、基準アーム５６及び試料アーム５８に分割される。基準アーム５６に結合された光が固定ミラー６０から後方反射される一方で、試料アーム５８において、光は、ＯＣＴプローブ６２を通じて投影され、それは以下でより詳細に考察される。
【０１２６】
ＯＣＴプローブ６２は、集束レンズ（例えば、ＧＲＩＮレンズ）を通じて対象の試料（患者の組織又は生体構造）に焦点が合わせられる。ＯＣＴは、レーザ５２からの光を試料上の小さい点（集束レンズによって決定されたスポットサイズ）に収束させることによって試料が照明される、点毎の撮像技術である。試料アーム５８中の光は、組織内を移動し、組織内の異なる散乱体によって後方散乱され、基準アーム５６からの光と組み合わされる。基準アーム５６及び試料アーム５８の光路の長さが一致した場合、光検出器又は分光計によって測定され得る干渉図形が形成される。干渉図形の周波数成分は、ビームが試料中で遭遇した散乱体の深さ及び強度に関する情報を含む。得られた干渉図形は処理されて、Ａスキャンとして概して既知の１次元の深さ情報を形成する（単一のＡスキャンが画像中の単一の列である）。次いで、光ビームが試料にわたって走査されて、２次元又は３次元画像を生成する。ビームは、ベンチトップ型ＯＣＴシステム中の検流計を使用して、又は手持ち式ＯＣＴデバイス中のＭＥＭＳスキャナを使用して、走査され得る。このデータは、コンピュータ又はプロセッサ９５に送信され、それによって処理される。
【０１２７】
図２７に更に開示されるように、ＯＣＴプローブ６２は、ＧＲＩＮＳレンズ６４を含んでもよく、本実施形態におけるその直径は１ｍｍであるが、目的の用途に応じて異なり得る。ＯＣＴプローブ６２とＯＣＴシステムの残りの部分（例えば、光ファイバ結合器５４又は検出器６８）との間に光線を伝達する、単一モード光ファイバ６６が、本実施形態に含まれる。単一モード光ファイバ６６は、約９００マイクロメートルの厚さ及び約１．５ｍの長さを有してもよい。これらの仕様は、当然のことながら、一例であり、用途に応じて異なり得る。標的の位置及び配向に応じて光を屈折させるためのプリズム７０が、ＧＲＩＮＳレンズ６４の遠位端に取り付けられてもよい。標的の表面が光線（又はビーム）の長手方向軸のすぐ正面にあるか、又はそれに実質的に垂直である状況において、プリズム７０が必要ではない場合があることが理解され得る。本実施形態において、プリズムの長さは約７００マイクロメートルであるが、長さは異なり得、用途によって決まることが理解される。
【０１２８】
ＯＣＴプローブ６２の２つの異なる実施形態が図２８に示される。第１の実施形態は、前方画像プローブ７２であり、それは、光線（又はビーム）がプローブ７２の正面に向かって外向きに延在して、標的（例えば、組織）に到達するように、プリズム７０を含まない。第２の実施形態７４は、プリズム７０を含み、それは、本実施形態が、プローブ７２の先端の下に、又はそれに対してある角度で配置される標的を撮像することを可能にする。ＯＣＴ技術はまた、超音波の実施形態１１０に関して上記で考察される様式で、グローブシステムに組み込まれてもよい。
【０１２９】
ＯＣＴ画像を最適化するために操作されてもよいパラメータのうちのいくつかとしては、（ａ）Ａスキャン速度（システムが１秒で取得できるＡスキャンの数）、（ｂ）軸方向及び横方向分解能、並びに（ｃ）撮像深度が挙げられる。Ａラインスキャン速度は、ＯＣＴシステムがどれほど速く動作し得るかを決定する。掃引源ＯＣＴシステムに関して、速度は、レーザの波長掃引速度によって決まる一方で、スペクトルドメインＯＣＴシステムに関して、速度は、分光計で使用されるラインスキャンカメラの速度によって概して制限される。トレードオフは、より高いＡスキャン速度において、露光時間が低減される必要があり、それは、取得されたデータのＳＮＲを減少させる可能性があるということである。軸方向分解能（深さにわたった分解能）は、レーザ源の帯域幅及び波長によって決定される。概して、帯域幅が高くなると、軸方向分解能はより良好になる。横方向寸法に沿った分解能は、試料アーム５８中のレンズの開口数によって決定される。開口数が高くなると、横方向分解能はより高くなるが、トレードオフは被写界深度の低減である。更に、源の中心波長の増加に伴い、軸方向分解能及び横方向分解能の両方が低下する。最後に、撮像深度は通常、光がどれほど深く対象の組織又は試料を透過することができるかによって制限される。より高い波長は、より大きい撮像深度を提供する。これら及び他のパラメータは、神経根などの患者の生体構造のある特定の特徴を検出するように最適化されてもよい。
【０１３０】
ＯＣＴプローブ６２は、デバイス１０の遠位部分１４に位置付けられてもよい。あるいは、ＯＣＴプローブ６２は、ｋワイヤ構造の遠位端に位置付けられ、導管３６を通じて配設されてもよい。いずれの実施形態においても、ＯＣＴプローブ６２は、デバイス１０の遠位部分１４に隣接した（又はその正面にある）患者の生体構造の一部分を撮像するように構成されている。外科医は、手術部位に到達するために必要に応じて、患者の生体構造を撮像するためにＯＣＴプローブ６２を挿入してもよい。ＯＣＴシステム５０は、患者の生体構造（例えば、神経根）の選択した予め選択された部分の検出を視覚的及び／又は聴覚的に示すように構成されてもよい。上記のように、ＯＣＴシステムは、独立して、又は本明細書に記載される他の検出技術と組み合わせて使用され得ることが理解され得る。
【０１３１】
一実施形態において、刺激電極は、デバイス１０の遠位部分１４に隣接する領域中の任意の神経を刺激するために、先端２２の形成部品などのデバイス１０の遠位端に配置されてもよく、又は導管３６を通じて配設された、Ｋワイヤなどの器具の遠位端に配置されてもよい。ＥＭＧ電極は、米国特許第７，９２０，９２２号に記載される様式で、いかなる神経脱分極も検出するために、皮膚上に配置され得る。神経の近接、位置、方法、生理学が決定される一様式もまた、米国特許第７，９２０，９２２号に開示される。刺激を使用して神経を検出する他の技術が当該技術分野において既知であり、それらの技術のうちのいずれも、上記の様式でデバイス１０と併用されてもよく、又はデバイス１０と一体化されてもよいことが理解される。
【０１３２】
超音波撮像素子２４は、画像取込デバイスと併せて、又は画像取込デバイスから独立して使用されて、本明細書に記載される患者の生体構造を可視化してもよい。超音波撮像素子２４を使用して患者の生体構造のある特定の特徴を検出する、本明細書に記載される工程及び方法は、画像取込デバイスを使用して補完されてもよい。具体的には、外科医は、神経の存在（又は非存在）を検出するために、超音波撮像素子２４によって生成される画像又はオーディオキューに依存し、それにより、手術がデバイス１０を、患者の生体構造を通じて手術部位４８に向かって再配置する（又は前進させ続ける）ことを可能にしてもよい。超音波撮像素子２４はまた、標的解剖学的特徴（例えば、神経）の存在又は非存在を確認することによって、画像取込デバイスによって取り込まれた画像が正確であることを確認するために使用されてもよい。
【０１３３】
同様に、動作中、ＯＣＴシステム５０は、画像取込デバイス及び／若しくは超音波撮像素子２４と併せて、又はそれらから独立して使用されて、本明細書に記載される患者の生体構造を走査及び識別し、かつ手術部位にアクセスしてもよい。超音波撮像素子２４を採用して、手術部位にアクセスし、標的生体構造（例えば、神経）を回避するために使用される工程及び方法はまた、ＯＣＴシステム５０を使用して実施されてもよい。更に、超音波撮像素子２４を使用した本明細書に記載される工程は、ＯＣＴシステム５０を使用して補完されてもよい。例えば、外科医は、神経の存在（又は非存在）を検出するために、ＯＣＴシステム５０によって生成される画像又はオーディオキューに依存し、それにより、手術がデバイス１０を、患者の生体構造を通じて手術部位４８に向かって再配置する（又は前進させ続ける）ことを可能にしてもよい。ＯＣＴシステム５０はまた、標的解剖学的特徴（例えば、神経）の存在又は非存在を確認することによって、画像取込デバイスによって取り込まれた画像が正確であることを確認するために使用されてもよい。
【０１３４】
図４７は、本開示の様々な態様が１つ以上の例示的な実施形態に従って実装されてもよい、例示的な動作環境を示す。図４７を参照すると、コンピュータシステム環境４７００が、１つ以上の例示的な実施形態に従って使用されてもよい。コンピュータシステム環境４７００は、好適なコンピュータ環境の一例にすぎず、本開示に含まれる使用又は機能性の範囲に関していかなる制限も示唆するよう意図していない。コンピュータシステム環境４７００は、例示的なコンピュータシステム環境４７００に示される構成要素のうちのいずれか１つ又は組み合わせに関するいかなる依存性又は必要条件も有すると解釈されるべきではない。
【０１３５】
コンピュータシステム環境４７００は、コンピュータデバイス４７０１、並びにランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）４７０５、読み出し専用メモリ（ＲＯＭ）４７０７、通信モジュール４７０９、及びメモリ４７１５を含む、その関連構成要素の全体的な動作を制御するためのプロセッサ４７０３を有する、コンピュータデバイス４７０１を含んでもよい。コンピュータデバイス４７０１は、様々なコンピュータ可読媒体を含んでもよい。コンピュータ可読媒体は、コンピュータデバイス４７０１がアクセスし得るいかなる利用可能な媒体であってもよく、非一時的であってもよく、コンピュータ可読命令、オブジェクトコード、データ構造、プログラムモジュール、又は他のデータなどの情報の記憶のための任意の方法又は技術で実装される揮発性及び不揮発性、リムーバブル及び非リムーバブル媒体を含んでもよい。コンピュータ可読媒体の例としては、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）、読み出し専用メモリ（ＲＯＭ）、電気的消去可能プログラマブル読み出し専用メモリ（ＥＥＰＲＯＭ）、フラッシュメモリ若しくは他のメモリ技術、コンパクトディスク読み出し専用メモリ（ＣＤ−ＲＯＭ）、デジタル汎用ディスク（ＤＶＤ）若しくは他の光ディスクストレージ、磁気カセット、磁気テープ、磁気ディスクストレージ若しくは他の磁気ストレージデバイス、又は所望の情報を格納するために使用することができ、コンピュータデバイス４７０１がアクセスすることができる任意の他の媒体が挙げられ得る。
【０１３６】
必要ではないが、本明細書に記載される様々な態様が、方法、データ処理システムとして、又はコンピュータ実行可能命令を記憶するコンピュータ可読媒体として具現化されてもよい。例えば、プロセッサに、開示された実施形態の態様に従って方法の工程を実施させるための命令を記憶するコンピュータ可読媒体が企図される。例えば、本明細書に開示される方法工程の態様は、コンピュータデバイス４７０１上のプロセス上で実行されてもよい。そのようなプロセッサは、コンピュータ可読媒体上に記憶されたコンピュータ実行可能命令を実行してもよい。
【０１３７】
ソフトウェアは、メモリ４７１５及び／又はストレージ内に記憶されて、コンピュータデバイス４７０１が様々な機能を実施することを可能にするためにプロセッサ４７０３に命令を提供してもよい。例えば、メモリ４７１５は、オペレーティングシステム４７１７、アプリケーションプログラム４７１９、及び関連データベース４７２１など、コンピュータデバイス４７０１によって使用されるソフトウェアを記憶してもよい。また、コンピュータデバイス４７０１のためのコンピュータ実行可能命令のうちのいくつか又は全部が、ハードウェア又はファームウェア中で具現化されてもよい。図示しないが、ＲＡＭ  ４７０５が、ＲＡＭ  ４７０５中に記憶されたアプリケーションデータを表す１つ以上のアプリケーションを含んでもよい一方で、コンピュータデバイス４７０１は、オンであり、対応するソフトウェアアプリケーション（例えば、ソフトウェアタスク）は、コンピュータデバイス４７０１上で起動している。
【０１３８】
通信モジュール４７０９は、コンピュータデバイス４７０１のユーザが入力を提供し得るマイクロフォン、キーパッド、タッチスクリーン、及び／又はスタイラスを含んでもよく、音声出力を提供するためのスピーカ、並びに文字、視聴覚、及び／又はグラフィカル出力を提供するためのビデオ表示デバイスのうちの１つ以上を含んでもよい。コンピュータシステム環境４７００はまた、光スキャナ（図示せず）を含んでもよい。例示的な使用法は、紙の文書、例えば、通信文書、レシートなどを走査し、デジタルファイルに変換することを含む。
【０１３９】
コンピュータデバイス４７０１は、コンピュータデバイス４７４１、４７５１、及び４７６１などの１つ以上のリモートコンピュータデバイスへの接続をサポートするネットワーク化された環境中で動作してもよい。コンピュータデバイス４７４１、４７５１、及び４７６１は、コンピュータデバイス４７０１に関連して上記に記載される要素のうちのいずれか又は全部を含む、パーソナルコンピュータデバイス又はサーバであってもよい。コンピュータデバイス４７６１は、ワイヤレスキャリアチャネル４７７１上で通信するモバイルデバイス（例えば、スマートフォン）であってもよい。
【０１４０】
図１に示されるネットワーク接続は、ローカルエリアネットワーク（ＬＡＮ）４７２５及びワイドエリアネットワーク（ＷＡＮ）４７２９、並びに他のネットワークを含んでもよい。ＬＡＮネットワーク環境で使用されるとき、コンピュータデバイス１０１は、通信モジュール４７０９中のネットワークインターフェース又はアダプタを通じてＬＡＮ４７２５に接続されてもよい。ＷＡＮネットワーク環境で使用されるとき、コンピュータデバイス４７０１は、インターネット４７３１又は他の種類のコンピュータネットワークなど、ＷＡＮ４７２９上の通信を構築するための通信モジュール４７０９中のモデム又は他の手段を含んでもよい。示されるネットワーク接続は例示的なであり、コンピュータデバイス間の通信リンクを構築する他の手段が使用されてもよい。トランスミッションコントロールプロトコル／インターネットプロトコル（ＴＣＰ／ＩＰ）、イーサネット、ファイル転送プロトコル（ＦＴＰ）、ハイパーテキスト転送プロトコル（ＨＴＴＰ）など、様々な周知のプロトコルが使用されてもよく、本システムは、クライアント−サーバ構成で動作されて、ユーザがウェブベースのサーバからウェブページを検索することを可能することができる。様々な従来のウェブブラウザのいずれも、ウェブページ上のデータを表示及び操作するために使用され得る。
【０１４１】
本開示は、多くの他の汎用又は専用コンピュータシステム環境又は構成と共に動作可能である。開示された実施形態と使用するのに好適であり得る周知のコンピュータシステム、環境、及び／又は構成の例としては、パーソナルコンピュータ（ＰＣ）、サーバコンピュータ、手持ち式又はラップトップデバイス、スマートフォン、マルチプロセッサシステム、マイクロプロセッサベースのシステム、セットトップボックス、プログラマブルコンシューマエレクトロニクス、ネットワークＰＣ、ミニコンピュータ、メインフレームコンピュータ、上記のシステム又はデバイスのうちのいずれかを含む分散コンピューティング環境などが挙げられるがこれらに限定されない。
【０１４２】
本開示の態様が好ましい実施例の観点から記載されており、特に上記の教示を考慮して、当業者によって変更がなされてもよいため、本開示がそれに限定さないことが理解されるであろう。
【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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【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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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【図３１】
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【図３２】
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【図３３】
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【図３４】
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【図３５】
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【図３６】
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【図３７】
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【図３８】
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【図３９】
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【図４０】
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【図４１】
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【図４２】
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【図４３】
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【図４４】
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【図４５】
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【図４５Ａ】
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【図４５Ｂ】
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【図４６】
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【図４７】
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