(57)【要約】ＭＲＩ手術を見るための、ＭＲ互換性カメラを使用するシステム及び方法である。このＭＲ互換性カメラシステムは、少なくとも２つの開口のあるケーシングを有し、一方の開口を通して部位に視準するように方向付けられ、もう一方の開口を通して、光源からの光が視準位置を照らすものである。カメラシステムは、径が閉口または開口のどちらのＭＲＩ系であっても用いることができる。【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも２つの別個の開口を有する第１の磁気共鳴（ＭＲ）互換性ケーシングと、
前記別個の開口の１つの開口を通して部位に視準するように方向付けられた第１のカメラと、
前記別個の開口の別の開口を通して前記部位の少なくとも一部分を照明するように方向付けられた第１の発光ダイオード（ＬＥＤ）光源と
を備えるカメラシステム。
【請求項２】
さらに、
少なくとも２つの別個の開口を有する第２のＭＲ互換性ケーシングと、
前記第２のケーシングの前記別個の開口の１つの開口を通して第２の部位に視準するように方向付けられた第２のカメラと、
前記第２のケーシングの前記別個の開口の別の開口を通して前記第２の部位の少なくとも一部分を照明するように方向付けられた第２の発光ダイオード光源と
を備える請求項１に記載のカメラシステム。
【請求項３】
さらに、
前記第１のＬＥＤ光源に電力を送達する第１のシールドケーブルと、前記第１のカメラに結合された第１のビデオおよび電力シールドケーブルと
を備える請求項１に記載のカメラシステム。
【請求項４】
さらに、
前記第１のＬＥＤ光源に電力を送達する第１のシールドケーブルと、前記第１のカメラに結合された第１のビデオおよび電力シールドケーブルと
を備える請求項２に記載のカメラシステム。
【請求項５】
さらに、
前記第２のＬＥＤ光源に電力を送達する第２のシールドケーブルと、
前記第２のカメラに結合された第２のビデオおよび電力シールドケーブルと
を備える請求項２または４に記載のカメラシステム。
【請求項６】
前記第１のカメラと前記第１のＬＥＤ光源とを含む第１の上側部分と、前記第１の上側部分がスイベル装着された第１のベースとを含む請求項１に記載のカメラシステム。
【請求項７】
前記第１の上側部分の向きを、前記第１のベースに結合された制御装置をロック解除した後に手動で調節することができる請求項６に記載のカメラシステム。
【請求項８】
前記第２のカメラと前記第２のＬＥＤ光源とを含む第２の上側部分と、前記第２の上側部分がスイベル装着された第２のベースとを含む請求項２に記載のカメラシステム。
【請求項９】
前記第２の上側部分の向きを、前記第２のベースに結合された制御装置をロック解除した後に手動で調節することができる請求項８に記載のカメラシステム。
【請求項１０】
定位手術のために患者を上に位置決めすることができる手術台に結合させることができる延在部材に固定されるように構成されたマニピュレータと共に使用するためのカメラシステムであって、前記マニピュレータが、ＭＲＩ磁石のボア内部に位置された手術用器具を移動させるように動作可能であり、前記カメラシステムが、
前記延在部材に結合されるように構成された第１の磁気共鳴（ＭＲ）互換性カメラシステムと、
前記延在部材に結合されるように構成された第２のＭＲ互換性カメラシステムと
を備える
カメラシステム。
【請求項１１】
前記第１のＭＲ互換性カメラシステムが、少なくとも２つの別個の開口を有するＭＲ互換性ケーシングと、前記別個の開口の１つの開口を通して部位に視準するように方向付けられたピンホールカメラと、前記別個の開口の別の開口を通して前記部位の少なくとも一部分を照明するように方向付けられた発光ダイオード（ＬＥＤ）光源とを含む請求項１０に記載のカメラシステム。
【請求項１２】
前記第２のＭＲ互換性カメラシステムが、少なくとも２つの別個の開口を有するＭＲ互換性ケーシングと、前記別個の開口の１つの開口を通して部位に視準するように方向付けられたピンホールカメラと、前記別個の開口の別の開口を通して前記部位の少なくとも一部分を照明するように方向付けられた発光ダイオード光源とを含む請求項１０に記載のカメラシステム。
【請求項１３】
前記第１のＭＲ互換性カメラシステムが、少なくとも２つの別個の開口を有するＭＲ互換性ケーシングと、前記別個の開口の１つの開口を通して部位に視準するように方向付けられたピンホールカメラと、前記別個の開口の別の開口を通して前記部位の少なくとも一部分を照明するように方向付けられた発光ダイオード光源とを含み、
前記第２のＭＲ互換性カメラシステムが、少なくとも２つの別個の開口を有するＭＲ互換性ケーシングと、前記別個の開口の１つの開口を通して部位に視準するように方向付けられたピンホールカメラと、前記別個の開口の別の開口を通して前記部位の少なくとも一部分を照明するように方向付けられた発光ダイオード光源とを含む
請求項１０に記載のカメラシステム。
【請求項１４】
前記第１のＭＲ互換性カメラシステムが、前記ピンホールカメラとＬＥＤ光源とを含む上側部分と、前記上側部分がスイベル装着されたベースとを含む請求項１１に記載のカメラシステム。
【請求項１５】
前記上側部分の向きを、前記ベースに結合された制御装置をロック解除した後に手動で調節することができる請求項１４に記載のカメラシステム。
【請求項１６】
前記第１のＭＲ互換性カメラシステムが、前記第１のカメラのピンホールカメラとＬＥＤ光源とを含む上側部分と、前記上側部分がスイベル装着されたベースとを含む請求項１３に記載のカメラシステム。
【請求項１７】
前記上側部分の向きを、前記ベースに結合された制御装置をロック解除した後に手動で調節することができる請求項１６に記載のカメラシステム。
【請求項１８】
前記第２のＭＲ互換性カメラシステムが、前記ピンホールカメラとＬＥＤ光源とを含む上側部分と、前記上側部分がスイベル装着されたベースとを含む請求項１２に記載のカメラシステム。
【請求項１９】
前記上側部分の向きを、前記ベースに結合された制御装置をロック解除した後に手動で調節することができる請求項１８に記載のカメラシステム。
【請求項２０】
前記第２のＭＲ互換性カメラが、前記第２のカメラのピンホールカメラとＬＥＤ光源とを含む上側部分と、前記上側部分がスイベル装着されたベースとを含む請求項１３に記載のカメラシステム。
【請求項２１】
前記上側部分の向きを、前記ベースに結合された制御装置をロック解除した後に手動で調節することができる請求項２０に記載のカメラシステム。
【請求項２２】
磁気共鳴イメージング（ＭＲＩ）システムの磁石のボア内部に位置決めされたカメラに結合された発光ダイオード（ＬＥＤ）光源を用いて、前記ボア内部の空間を照明するステップを含み、前記照明が、前記ボア内部に少なくとも一部を位置された患者に対する手術処置中に行われる
方法。
【請求項２３】
さらに、
前記ＭＲＩシステムが前記患者の磁気共鳴（ＭＲ）画像を撮影する一方で、前記ＬＥＤ光源と前記カメラとの両方に電力を供給するステップ
を含む請求項２２に記載の方法。
【請求項２４】
前記ＭＲＩシステムが、オープンボアＭＲＩシステムである請求項２２または２３に記載の方法。
【請求項２５】
前記ＭＲＩシステムが、クローズドボアＭＲＩシステムである請求項２２または２３に記載の方法。
【請求項２６】
磁気共鳴イメージング（ＭＲＩ）システムの磁石のボア内部に位置決めされた第１のカメラに結合された第１の発光ダイオード（ＬＥＤ）光源を用いて、前記ボア内部に少なくとも一部を位置決めされた患者の第１の部分を照明するステップと、
前記ボア内部に位置決めされた第２のカメラに結合された第２のＬＥＤ光源を用いて、前記患者の第２の部分を照明するステップと
を含み、
両部分の前記照明が同時に、前記患者の手術処置中に行われる
方法。
【請求項２７】
前記第１の部分と前記第２の部分とが、少なくともある程度は重畳する請求項２６に記載の方法。
【請求項２８】
さらに、
前記ＭＲＩシステムが前記患者の磁気共鳴（ＭＲ）画像を撮影する一方で、前記第１および第２のＬＥＤ光源と前記第１および第２のカメラとの両方に電力を供給するステップ
を含む請求項２６に記載の方法。
【請求項２９】
前記ＭＲＩシステムが、オープンボアＭＲＩシステムである請求項２６から２８のいずれか一項に記載の方法。
【請求項３０】
前記ＭＲＩシステムが、クローズドボアＭＲＩシステムである請求項２６から２８のいずれか一項に記載の方法。
【請求項３１】
磁気共鳴イメージング（ＭＲＩ）システムの磁石のボア内で、第１のカメラに結合された第１の発光ダイオード（ＬＥＤ）光源を位置決めするステップと、
前記ボア内で、第２のカメラに結合された第２のＬＥＤ光源を位置決めするステップと
を含む方法。
【請求項３２】
さらに、
前記ＭＲＩシステムが被写体の磁気共鳴（ＭＲ）画像を撮影する一方で、前記第１および第２のＬＥＤ光源と前記第１および第２のカメラとの両方に電力を供給するステップ
を含む請求項３１に記載の方法。
【請求項３３】
前記ＭＲＩシステムが、オープンボアＭＲＩシステムである請求項３１または３２に記載の方法。
【請求項３４】
前記ＭＲＩシステムが、クローズドボアＭＲＩシステムである請求項３１または３２に記載の方法。
【請求項３５】
磁気共鳴イメージング（ＭＲＩ）システムの磁石のボア内で、カメラに結合された発光ダイオード（ＬＥＤ）光源を位置決めするステップと、
ＭＲＩシステムが被写体を撮像する一方で、前記ＬＥＤ光源と前記カメラとの両方に電力を供給し、かつ前記カメラから画像を受信するステップと
を含む方法。
【請求項３６】
前記ＭＲＩシステムが、オープンボアＭＲＩシステムである請求項３５に記載の方法。
【請求項３７】
前記ＭＲＩシステムが、クローズドボアＭＲＩシステムである請求項３５に記載の方法。
【請求項３８】
磁気共鳴イメージング（ＭＲＩ）システムの磁石のボア内で、第１のカメラを位置決めするステップと、
前記ボア内で、第２のカメラを位置決めするステップと、
前記カメラが取得する前記画像を、部位の３次元立体画像として使用者に表示することができるように、前記カメラを互いから、かつ撮像すべき部位からある距離で方向付けるステップと
を含む方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
（関連出願の相互参照）
本出願は、参照として組み込む２００７年４月１６日出願の米国仮特許出願第６０／９１２１４８号に対する優先権を主張するものである。
【背景技術】
【０００２】
本発明の方法、デバイス、およびシステムは、一般に、手術用ロボット工学の分野に関し、より詳細には、手術用ロボットを用いる手術処置中に使用することができるカメラシステムと、磁気共鳴イメージング（ＭＲＩ）システムのオープンボアまたはクローズドボア内部の空間を照明し、その空間の画像を取得するための技法とに関する。本発明の方法、デバイス、およびシステムが関係する処置で使用することができる手術用ロボットの一例は、参照として組み込む米国特許第７１５５３１６号（’３１６特許）に開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】米国特許第７１５５３１６号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
広範には、本発明は、ＭＲＩシステムが患者など被写体の磁気共鳴（ＭＲ）画像を撮影するときを含めて、ＭＲＩシステム内部の手術空間を照明するため、および／またはその手術空間の画像を取得するための方法およびシステムに関する。例えば、本発明のカメラシステムの実施形態は、定位手術中に使用されることがある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明のカメラシステムのいくつかの実施形態は、少なくとも２つの別個の開口を有する第１の磁気共鳴（ＭＲ）互換性ケーシングと、別個の開口の１つの開口を通して部位に視準するように方向付けられた第１のカメラと、別個の開口の別の開口を通して部位の少なくとも一部分を照明するように方向付けられた第１の発光ダイオード（ＬＥＤ）光源とを備える。
【０００６】
本発明のカメラシステムのいくつかの実施形態は、定位手術のために患者を上に位置決めすることができる手術台に結合させることができる延在部材（例えば、延在ボード）に固定されるように構成されたマニピュレータと共に使用するためのものである。マニピュレータは、ＭＲＩシステムの磁石のボア内部に位置された手術用器具（またはツール）を移動させるように動作可能であってよい。そのようなカメラシステムは、延在部材に結合されるように構成された第１の磁気共鳴（ＭＲ）互換性カメラシステムと、延在部材に結合されるように構成された第２のＭＲ互換性カメラシステムとを備えることがある。
【０００７】
本発明のいくつかの実施形態は、磁気共鳴イメージング（ＭＲＩ）システムの磁石のボア内部に位置決めされたカメラに結合された発光ダイオード（ＬＥＤ）光源を用いて、ボア内部の空間を照明するステップを含み、照明は、ボア内部に少なくとも一部を位置された患者に対する手術処置中に行われる。
【０００８】
本発明のいくつかの実施形態は、磁気共鳴イメージング（ＭＲＩ）システムの磁石のボア内部に位置決めされた第１のカメラに結合された第１の発光ダイオード（ＬＥＤ）光源を用いて、ボア内部に少なくとも一部を位置決めされた患者の第１の部分を照明するステップと、ボア内部に位置決めされた第２のカメラに結合された第２のＬＥＤ光源を用いて、患者の第２の部分を照明するステップとを含むことがあり、第１の部分と第２の部分とが、少なくともある程度は重畳し、両部分の照明が同時に、患者に対する手術処置中に行われる。
【０００９】
本発明の方法のいくつかの実施形態は、磁気共鳴イメージング（ＭＲＩ）システムの磁石のボア内で、第１のカメラに結合された第１のＬＥＤ光源を位置決めするステップと、ボア内で、第２のカメラに結合された第２のＬＥＤ光源を位置決めするステップとを含むことがある。
【００１０】
本発明の方法のいくつかの実施形態は、本発明の２つのカメラシステムを、互いにある距離だけ離して、かつ撮像すべき部位に向けてある角度で方向付けるステップを含むことがあり、それにより、顕微鏡ビューワ、双眼顕微鏡、立体鏡接眼レンズ、または立体表示ユニットなど適切な表示デバイスによって３次元立体画像（例えば、投影図と奥行きとを提供する）として使用者に提示することができる像を取得する。また、そのような方法は、使用者が閲覧する３Ｄ立体画像を出力するステップを含むこともできる。
【００１１】
本発明の方法のいくつかの実施形態は、磁気共鳴イメージング（ＭＲＩ）システムの磁石のボア内で、カメラに結合されたＬＥＤ光源を位置決めするステップと、ＭＲＩシステムが被写体を撮像する一方で、ＬＥＤ光源とカメラとの両方に電力を供給するステップとを含むことがある。
【００１２】
本発明の任意の方法、デバイス、およびシステムの任意の実施形態は、記述されたステップおよび／または機構からなる、またはそれらから本質的になる（「備える／含む／包含する／有する」ではなく）ことがある。したがって、任意の特許請求の範囲において、所与の特許請求の範囲の範囲を、制限のない連結動詞を使用した場合の範囲から変更するために、上に記述した任意の制限のない連結動詞の代わりに用語「からなる」または「から本質的になる」が用いられることがある。
【００１３】
以下の図面は、例として示され、限定ではない。同一の参照符号が同一の構造を示すとは必ずしも限らない。同じ参照符号は、同様の機構、または同様の機能を有する機構を示すために使用されることがある。各実施形態のあらゆる機構が、あらゆる図面において符号を付されているわけでは必ずしもなく、図中、実施形態は、図面が明瞭になるように示されている。図面に示されるカメラシステム構造（ならびに図３Ａに示されるマニピュレータとアセンブリと）は、縮尺を合わせて図示されており、これは、図示される要素のサイズが互いに正確であることを意味する。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】延在ボード上に取り付けられた２つのカメラシステムを備える本発明のイメージングシステムの一実施形態の斜視図である。
【図２】図１のイメージングシステム実施形態の上面図である。
【図３】Ｆｉｇ３Ａはマニピュレータが延在ボード上に取り付けられた環境での、図１のイメージングシステム実施形態の斜視図である。Ｆｉｇ３ＢおよびＦｉｇ３Ｃは本発明のイメージングシステムの２カメラシステム型の実施形態を用いて撮影することができる写真を示す図である。
【図４】オープンボアＭＲＩシステムで使用される図１のイメージングシステム実施形態の斜視図である（Ｆｉｇ４Ｂは、Ｆｉｇ４Ａに示されるものの一部分の拡大図である）。
【図５】クローズドボアＭＲＩシステムで使用される図１のイメージングシステム実施形態の斜視図である。
【図６】図５に示される構成の端面図である。
【図７】図１のイメージングシステム実施形態のカメラシステムの前面斜視図である。
【図８】Ｆｉｇ８Ａは、本発明のカメラシステムの実施形態と共に使用されることがあるカメラの構成要素を示す図である。Ｆｉｇ８Ｂは、本発明のカメラシステムの実施形態と共に使用されることがある光源（特に、ＬＥＤ光源）の構成要素を示す図である。
【図９】Ｆｉｇ９Ａは、図７のカメラシステムの背面図である。Ｆｉｇ９Ｂは、カメラシステムケーシング内のカメラ（図示せず）およびＬＥＤ光源、ならびにカメラとＬＥＤ光源との両方へケーブルを導く管路を含む、図７のカメラシステムの斜視図である。
【図１０】図７に示されるカメラシステムに関する配線システムの例示的な実施形態の概略図である。
【図１１】図７に示されるカメラシステムに関する配線システムの例示的な実施形態の概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
用語「備える」（およびその任意の活用形）、「有する」（およびその任意の活用形）、「含む」（およびその任意の活用形）、および「包含する」（およびその任意の活用形）は、制限のない連結動詞である。したがって、いくつかのステップを含む方法は、少なくとも記述されるステップを含み、しかし記述されるステップのみを含むことに限定されない方法である。同様に、いくつかの要素または機構を備えるカメラシステムは、少なくとも記述されるものを含み、しかし記述される要素／機構のみを含むことに限定されない。さらに、ある様式で構成される構造は、少なくともその様式で構成されなければならず、しかし明記されない１つまたは複数の様式で構成されることもある。
【００１６】
単数形表記は、本出願で特に指示がない限り、１つまたは複数と定義される。用語「別の」は、少なくとも第２のものまたはそれ以降のものと定義される。用語「実質的に」は、所与の値または状態に少なくとも近い（およびその値または状態を含む）ことと定義される（好ましくは、所与の値または状態の１０％以内、より好ましくは１％以内、および最も好ましくはその０．１％以内）。
【００１７】
本発明者は、ＭＲＩシステム（オープンまたはクローズドＭＲＩシステムとしても知られている）の開磁石または閉磁石のボア内で安全に使用することができるカメラシステムを設計した。ＭＲＩシステムの内部にある状態でのカメラシステムの安全な動作、およびカメラシステムがＭＲＩシステムの内部にある状態でのＭＲＩシステムの安全な動作を保証することを試みることによって、本発明のカメラシステムが導かれた。また、カメラシステムが生成する（１つまたは複数の）画像が、カメラシステムが画像を撮影しているときに走査が行われるときのＭＲ磁石の動作によって大幅には劣化されず、かつ（１つまたは複数の）画像が、カメラシステムの存在または動作によって大幅には劣化されないことを保証することを試みることによって、本発明のカメラシステムが導かれた。カメラシステムとＭＲＩシステムとは、望ましくない材料移動、発熱、または磁力による電気的伝送を引き起こすのを回避するように互換性をもつべきである。
【００１８】
本発明者の目的を達成するための努力により、カメラ内およびカメラによって撮像される空間を照明するための光源内で最小量の磁性材料を有し、かつ１．５または３．０テスラの超電導磁石など強い磁場内で機能する能力を有するカメラシステムの設計が得られた。本発明者は、カメラシステムのカメラとライトとによって生成される無線周波数（ＲＦ）雑音を最小にして遮蔽するためのステップを採用し、それにより、雑音は、密閉環境（例えば、カメラおよびライト用のハウジングと、ライトおよびカメラに電力を供給する、および／またはライトおよびカメラからデータを受信する１つまたは複数のケーブルと）の内部に留まる。また、本発明者は、ＲＦ雑音を磁気共鳴（ＭＲ）環境の外部の接地に伝送することが有益になりうることに注目する。以下に、フィルタリングおよび遮蔽技法の例が提供され、それらは、本発明のカメラシステムの実施形態がＭＲＩ走査中に画像を撮影するために使用されるときに、本発明のカメラシステムと組み合わせて使用されることがある磁石スタイルに応じて、実装形態ごとに異なる。
【００１９】
初めに図１および２を参照すると、本発明のイメージングシステムの１つの斜視図および上面図が示される。このイメージングシステムは、右側カメラシステム１００と左側カメラシステム２００とを備えるイメージングシステム１０であり、カメラシステムはどちらも、本発明のカメラシステムの例示であり、どちらも、患者支持面（図１および２には図示せず）に結合させることができる延在ボード３００（いくつかの実施形態では、イメージングシステムの一部分ではない）に取り付けられる（本発明のイメージングシステムは、第１のカメラシステムと第２のカメラシステムとを含むカメラシステムと呼ばれることもある）。延在ボード３００は、ロボットアーム（（スレーブ）マニピュレータとも呼ぶ）用の一対の取付けトラックをそれぞれ備える一対のドッキングステーション３５０を備える。図３Ａに示されるように、各ドッキングステーション３５０は、マニピュレータ４００（例えば、’３１６特許に開示された手術用ロボットのマニピュレータを含む）を支持することができる。また、図３Ａは、無線周波数（ＲＦ）コイルデバイス５１８が結合された頭部クランプ５１２を含むアセンブリ５１０によって支持された被験者（例えば、患者）の頭部５２０の概略図を示し、さらに、左側および右側カメラシステム２００および１００をマニピュレータ４００と患者の頭部５２０との間に位置決めすることができることを示す。
【００２０】
カメラシステムは、それぞれの光源が手術空間の様々な領域を照明するように、かつそれぞれのカメラが手術空間の様々な領域の画像を取得するように方向付けることができる（以下でより詳細に論じる）。しかし、照明される領域は重畳することがあり、各カメラによって得られる（１つまたは複数の）画像内に取得される対象も重畳することがある。図３Ｂは、手術空間の左側カメラシステム２００によって得ることができる像（「左側ボア像」として特徴付けることができる）の一例の画像表示を示し、図３Ｃは、手術空間の右側カメラシステム１００によって得ることができる像（「右側ボア像」として特徴付けることができる）の一例の画像表示を示す。これらの図面は、手術処置の手術空間の照明および画像取得を重畳することができることを示す。代替型のマニピュレータ４００と、代替型のＲＦデバイス５１８の一部分との画像表示が、図３Ｂおよび３Ｃに示される。
【００２１】
図４Ａおよび４Ｂは、イメージングシステム１０をオープンボアＭＲＩシステム５００で使用することができることを示す。これらの図面に示される実施形態では、延在ボード３００が、患者支持面３２０に結合され、患者支持面３２０は、手術台の上面である。図示されるように、右側および左側カメラシステム１００および２００は、システム５００のオープンボア磁石によって囲まれる（またはオープンボア磁石によって画定された垂直向き円筒形の周縁の内側にある）ように位置決めすることができ、手術すべき被験者の頭部５２０に向けられる。
【００２２】
図５に、クローズドボアＭＲＩシステム６００の斜視図が、クローズドボアＭＲＩシステム６００のボア６１０の内部に配置された構成要素が見えるように、想像線で示される。システム６００は、クローズドボア１．５テスラＭＲＩシステムであってよい。この構成では、延在ボード３００と、右側および左側カメラシステム１００および２００とが、ボア６１０の内部に示される。延在ボード３００は、ドッキングステーションがシステム６００の端部６２０の近位に位置決めされるように、ボア６１０の端部６３０まで挿入することができる。図示されるように、右側および左側カメラシステム１００および２００は、システム６００のクローズドボア磁石によって囲まれる（またはクローズドボア磁石によって画定された横向き円筒形の周縁の内側にある）ように位置決めすることができ、手術すべき被験者の頭部に向けることができる。ここで図６を参照すると、（端部６２０から見た）ボア６１０内への図は、右側および左側カメラシステム１００および２００がボア６１０内部の中央領域に向くように位置決めされることを示す。
【００２３】
図４Ａ〜６に示されるように、イメージングシステム１０の右側および左側カメラシステム１００および２００は、クローズドボアまたはオープンボアＭＲＩ構成で、被験者領域の画像を提供するように位置決めされることがある。例示的な実施形態では、カメラシステム１００および２００は、一体として、それらの全体的な視野が、ＭＲＩシステムの使用を含む処置中に使用される１つまたは複数のマニピュレータの使用可能な作業領域を網羅するように位置決めすることができる。
【００２４】
好ましい実施形態では、カメラシステム１００および２００は、ＭＲ互換性である。これは、一般に、カメラシステムがＭＲ−ｓａｆｅであり（ＭＲＩシステム内で、機器または被験者に対して危険を及ぼさず）、カメラシステムの動作が、ＭＲＩ機械（より広範には、ＭＲＩ機械がその一部分であるＭＲＩシステム）の動作によって悪影響を及ぼされず、ＭＲＩ機械（より広範には、ＭＲＩ機械がその一部分であるＭＲＩシステム）の動作が、カメラシステムの動作によって悪影響を及ぼされず、かつＭＲ画像が、カメラシステムの存在によって大きな影響を及ぼされず、それにより、カメラシステムが存在しないときに比べて最大で１０パーセントの信号対雑音比（ＳＮＲ）の低減を許容できることを意味する。さらに、１つまたは複数のカメラシステム１００および２００の存在が、ＭＲＩシステムによって生成される画像の歪を最小限にするはずである。ＳＮＲは、信号の平均値を雑音の標準偏差で割った値として計算される。画像歪は、磁性または導電材料の存在によって局所磁場が歪められるときに生じうる。画像歪は、信号ドロップアウトの形態を取ることがあり、例えば、その際、黒い領域、信号の欠落、または幾何的に歪められた物体が閲覧者に閲覧される。
【００２５】
ここで図７〜９Ｂを参照すると、本発明のカメラシステムの一実施形態を示すより詳細な図が提示される。カメラシステム１００（前述の説明および図面での表記「左側」および「右側」は、示されるカメラシステム間の機能または構造上の相違を表すものではないことに留意されたい。２つのカメラシステムは、いくつかの実施形態では互いに実質的に同一であり、いくつかの実施形態では同一である）は、調節機構１５０（例えば、スイベルマウント）を介して本体またはベース１２０に結合されたヘッドまたは上側部分１１０を含む。上側部分１１０は、カメラ開口１６０とライト開口１７０とを含む２つの開口を備える。図８Ａは、カメラの一例を示し、このカメラは、（基板（符号なし）に装着された）実際のカメラ１６２と、カメラ１６２が装着された基板が取り付けられることがあるマウント１６４と、ピンホールレンズ１６６（マウントの内部に嵌合し、後方にカメラが位置決めされる）とを含み、上側部分１１０の内部に格納され、レンズが開口１６０と位置合わせされるように方向付けられることがある。図８Ｂは、参照符号１７５で全体を表された光源を示し、この光源は、コリメータとハウジングと（どちらも図示されているが、符号を付されていない）を含むことがあり、上側部分１１０の内部に包含され、光源から放出される光の少なくともいくらかがライト開口１７０を通過するように方向付けられる。また、図９Ａにおけるカメラシステム１００の背面図に示されるように、上側部分１１０は、上側部分１１０の内部に包含された光源１７５への配線用の開口１８０と、カメラ（例えば、図８Ａに示されるもの）への配線用の開口１９０とを備えることがある。そのような配線は、図９Ｂに示される管路１９５の内部に包含されることがあり、この管路１９５は、２つのケーブル（この図面の後方に示される）を包含し、上側部分１１０の接続アダプタ１８５に接続される。また、図９Ｂは、上側部分１１０の内部に含まれる光源１７５を示す（図示される角度では見えないが、カメラも同様に上側部分１１０の内部に含まれる）。
【００２６】
特定の実施形態では、上側部分１１０は、カメラおよび光源１７５用の別個のキャビティ（または、光源によって占有されるキャビティの部分にカメラからの任意の無線周波数雑音が入るのを防止するのに十分な構造上の分離を含む単一のキャビティ）を有するアルミニウム（または別の適切な非磁性材料）からなるケーシングであってよい。いくつかの実施形態では、上側部分１１０は、カメラおよび光源によって発生される任意の熱を放散する助けとなるようにヒートシンクとして作用することがある。カメラシステム１００によって撮像環境内へ解放されるＲＦ雑音の量を低減させるために、カメラ開口１６０は、テーパ付き区域１６２によって上側部分１１０の最前面からオフセットされることがあり、ライト開口１７０（これもまた、テーパ付き区域１６２ほど深くはないテーパ付き区域１７２によって上側部分１１０の最前面からオフセットされることがある）よりも小さいことがある。いくつかの実施形態では、カメラからの信号とは異なり、光源１７５へのＤＣ電力はフィルタされることがある。カメラ開口１６０がより小さければそれだけ、カメラの動作によって生成される撮像環境に解放されるＲＦ雑音のより大きな低減を実現することができる。ライト開口１７０が大きければそれだけ、より多くの光を被験者領域に提供することができる。
【００２７】
特定の実施形態では、図７Ａに示されるカメラは、小さな（例えば、１／４インチ）電荷結合素子（ＣＣＤ）カラーボードカメラであってよく、これは、強力な磁性または鉄芯構成要素を含まない（非磁性構成要素で代用することができる最小限の強力でない磁性構成要素を含む）。したがって、カメラは、オープンボアおよびクローズドボアＭＲＩシステムで使用されるものを含めた磁石に引き付けられない。さらに特定の実施形態では、カメラは、（Ｖｉｄｅｏｌｏｇｙ  Ｉｍａｇｉｎｇ  Ｓｏｌｕｔｉｏｎｓ，  Ｉｎｃ．（米国ロードアイランド州グリーンヴィレ）から市販されている）Ｖｉｄｅｏｌｏｇｙ（登録商標）２０Ｋ１５Ｘシリーズのカメラから選択されるものであってよく、特に、任意の互換性のあるＦｌａｔ  Ｍ−１２、Ｃｏｎｅ  Ｍ−１２、またはＳｅｍｉ−Ｃｏｎｅ  Ｍ−１２マウントとピンホールレンズとの組合せ（図８Ａに示される組合せを含み、そのレンズは、焦点距離５．５ミリメートルと、最小物体距離５０センチメートルとを有する部品番号３３Ｓ５５４５Ｎ）を有する２０Ｋ１５２であってよい。
【００２８】
いくつかの実施形態では、光源１７５は、クローズドボアＭＲＩシステムを含めた閉鎖空間内に適切な明るさを提供するように選択されることがある。特定の例示的な実施形態では、光源１７５は、白色発光ダイオード（ＬＥＤ）であってよい。さらに特定の例示的な実施形態では、光源１７５は、Ｌｕｘｅｏｎ（登録商標）ＬＸＨＬ−ＮＷＥ８ライトであってよく、このライトは、Ｐｈｉｌｌｉｐｓ  Ｌｕｍｉｌｅｄｓ  Ｌｉｇｈｔｉｎｇ  Ｃｏｍｐａｎｙ（米国カリフォルニア州サンホゼ）から得ることができ、Ｌｎｍｉｌｅｄｓ  Ｔｅｃｈｎｉｃａｌ  Ｄａｔａｓｈｅｅｔ  ＤＳ２３に記載されている。ＤＣ電力のみを必要とする光源の利用は、光源の使用に関連付けられるＲＦ干渉（ＲＦＩ）を最小にするが、ＤＣ電力源をフィルタすることが望ましいこともあり、それにより、ＤＣ電力を搬送するケーブルが、光源開口１７０を通して撮像環境内に外部環境雑音をもたらすアンテナとして作用する可能性を最小にする。
【００２９】
いくつかの実施形態では、（光源１７５への配線用の）開口１８０が、光源１７５に直流（ＤＣ）を伝送する２２ＡＷＧ（米国ワイヤゲージ規格）シールドペアなどの配線（例えば、任意のＢｅｌｄｅｎ  Ｉｎｃ．認定販売店（Ｂｅｌｄｅｎの営業所は、米国カリフォルニア州サンタフェスプリングスにある）から市販されるＢｅｌｄｅｎ８３３１９）を受け取る。特定の実施形態では、（カメラ１６５への配線用の）開口１９０は、２２ＡＷＧフックアップワイヤ（例えば、任意のＡｌｐｈａ  Ｗｉｒｅ  Ｃｏｍｐａｎｙ認定販売店（Ａｌｐｈａ  Ｗｉｒｅ  Ｃｏｍｐａｎｙは、米国ニュージャージー州エリザベスに営業所がある）から市販されているＡｌｐｈａ６９６−１３６２）などの配線を受け取る。いくつかの実施形態では、カメラ１６５からのビデオ信号は、７５オームミニ同軸ケーブル（例えば、Ｂｅｌｄｅｎ８２１８）を介して伝送されることがあり、カメラ電力およびビデオ用のオーバーブレードは、スズめっき銅（例えば、Ｄｅａｒｂｏｒｎ  Ｗｉｒｅ  ａｎｄ  Ｃａｂｌｅ、Ｂｅｌｄｅｎ  ＣｏｍｐａｎｙからのＤｅａｒｂｏｒｎ９２１７１）であってよい。磁性または鉄芯構成要素（例えば、ねじ、クランプ、またはブランケット）の代わりに非磁性構成要素（必要に応じて、既製または自製の真鍮等価物など）を用いることによって、適切な規格コネクタを、カメラシステム１００での使用向けに構成することができる。本発明のシステムと共に使用することができるコネクタは、製造元部品番号Ａｍｐｈｅｎｏｌ  Ｔ３５０４  ００１、およびＡｍｐｈｅｎｏｌ  Ｔ３３００  ００１（どちらも、任意のＡｍｐｈｅｎｏｌ認定販売店から市販されている）を有するコネクタを含む。
【００３０】
いくつかの実施形態では、上側部分１１０は、ＲＦシールドとして作用するアルミニウム筐体を備え、それにより、ＤＣ電力からカメラへの、およびカメラ自体からの任意のＲＦＩは、筐体に沿って伝導され、ケーブルに沿ってシステムのシールドに出て行く。上側部分１１０と、開口１９０からのシールドケーブルとは、ＲＦＩが内部では許されるが撮像環境には達しないバブルとして作用することができる。
【００３１】
図示される実施形態では、ベース１２０が、カメラシステム１００を延在ボード３００に結合させることができるようにする結合部１４０（例えば、ねじ切り部分）を備える。１つの特定の実施形態では、カメラシステム１００は、観察される被験者領域（例えば、患者の頭部）から約４０〜７５センチメートル（またはその間の任意の距離）で、延在ボード３００に結合される。ハンドルまたは制御装置１３０が、ベース１２０に結合され、調節機構１５０をロックまたはロック解除位置に設定できるようにする。ロック位置では、調節機構１５０は、上側部分１１０がベース１２０に関して固定されるように、移動を制限される。ロック解除位置では、調節機構１５０は、上側部分１１０がベース１２０に関して移動できるように調節することができる。ロック解除位置では、使用者は、カメラシステム１００が所望の視野に向けられるように上側部分１１０を調節することができる。そのように位置決めされるとき、光源１７５とカメラとがどちらも所望の被験者領域に向けられる。上側部分１１０が所望の位置にきた後、使用者は、制御装置１３０をロック位置に設定して、上側部分１１０を保定することができる。
【００３２】
カメラシステム１００および２００が適切に位置決めされた状態で、使用者が処置を実施することができ、その処置で、ＭＲＩ撮像が行われると共に、カメラシステム１００および２００が、被験者観察領域のそれら当該の部分の画像を伝送する。カメラシステム１００および２００によって提供される画像は、処置を正常に行って分析するのを支援することができる有用な情報を使用者に提供することができる。
【００３３】
図１０および１１Ａ〜１１Ｃは、カメラシステム１００用の配線システムの例示的な実施形態の概略図を示す。図１１Ａは、図１０で「詳細Ａ」と記された区域の詳細図を提供する。さらに、図１１Ｂおよび１１Ｃは、図１０で「詳細Ｂ」および「詳細Ｃ」と記された区域の詳細図を提供する。
【実施例１】
【００３４】
（遮蔽例）
本発明のイメージングシステム（１つまたは複数の本発明のカメラシステムを含むことがある）の所望の用途に応じて、局所遮蔽または室遮蔽が適切であることがある。例えば、クローズドボア１．５テスラ（「１．５Ｔ」）ＭＲＩシステムの使用は、局所遮蔽に関わることがあり、クローズドボア３．０テスラ（「３Ｔ」）ＭＲＩシステムの使用は、室遮蔽に関わることがある。局所遮蔽される磁石は、ファラデーケージの使用によって撮像環境がＲＦＩから密閉されることに依拠することがある。クローズドボア磁石に関して、ボアの頭部端部は、磁石面およびシールドに取り付けられた銅メッシュ含浸ＰＬＥＸＩＧＬＡＳディスクを使用して封止されることがある。ボアの脚部端部は、患者の脚の上を通り（さらに、手術室ベッド上に延び）、銀含浸メッシュを使用して磁石に結合するファラデーケージを使用して封止されることがある。ケージ自体は、銅ワイヤ含浸ＰＬＥＸＩＧＬＡＳからなることがある。この「ドッグハウス」は、ＲＦＩを受けない環境を患者の身体の周囲に生成することができ、また、強力なＲＦインパルスが病院環境内に放出されるのを妨げる助けとなる。特殊フィルタを有する貫通パネルを使用して、ＲＦＩをもたらすことなく撮像環境の内外にケーブルを導くことができる。貫通パネルがファラデーケージに直接取り付けられない場合、ケージ内に延びる任意のケーブルを遮蔽すべきであり、ＲＦＩをケーブルに沿って環境の外に、かつシールドに向けて外に搬送すべきである。本発明のカメラシステムの実施形態は、（上述したように）ハウジングを遮蔽し、かつ（上述したように）ハウジングの内外に延びる任意のケーブルを遮蔽することによって遮蔽されることがあり、それにより、任意のＲＦＩが、撮像環境の外部に位置された貫通パネルに伝送される。
【００３５】
室遮蔽された環境では、手術室の壁／床／天井の銅シートが、遮蔽された「ボックス」を手術室（ＯＲ）の周囲に生成し、ボックスの中または外に延びるケーブルのみが、貫通パネルまたは導波路を通る。貫通パネルは、ＲＦＩ用のアンテナとして作用するケーブル（典型的には銅ケーブル）の雑音をフィルタ除去する特殊フィルタである。雑音を拾わず、搬送しないケーブル（光ファイバケーブル、プラスチック空気管など）に関しては、導波路が使用される。導波路は、手術室の壁にある円筒形貫通部であり、ＲＦ波がそこを通らないように最小の長さ／直径比を提供する。本発明のカメラシステムでは、光源とカメラとの両方に関するケーブルが銅である場合、貫通パネルを使用することができる。局所遮蔽された環境の場合と同様に、ＭＲＩ環境、ここではＯＲ全体の中にあるカメラおよびケーブルは、それらの遮蔽の内部に含まれるＲＦＩのバブルを生成すべきであり、貫通パネルおよび室遮蔽にＲＦＩを送り出す。
【００３６】
本発明のカメラシステムのＭＲ互換性実施形態は、オープンボアまたはクローズドボアタイプである局所および室遮蔽磁石の一方または両方と共に利用可能であるように構成することができる。
【００３７】
本発明のカメラシステムおよび照明方法を不要な詳述で不必要に曖昧にしないように、よく知られている技術、構成要素、および機器の説明は省略した。本発明の方法、デバイス、およびシステムの説明は、例示であり、非限定的なものである。特許請求の範囲の範囲内にあり、しかし本開示に明確には記述しないいくつかの代替、修正、追加、および／または再構成が、本開示に基づいて当業者に明らかになることがある。さらに、作業実施形態の発展形態では、実装形態ごとに異なるシステム関連およびビジネス関連の制約との適合など、開発者の特定の目的を実現するために多くの実装形態特有の決定をしなければならないことが理解されよう。そのような開発努力は、複雑で時間のかかるものであることがあるが、それにも関わらず、本開示の恩恵を受ける当業者にとっては慣例的な作業である。
【００３８】
添付の特許請求の範囲は、所与の特許請求の範囲において語句「ための手段」および／または「ためのステップ」をそれぞれ使用して限定が明示されていない限り、ミーンズプラスファンクション（ｍｅａｎｓ−ｐｌｕｓ−ｆｕｎｃｔｉｏｎ）限定を含むものとは解釈されない。
【図１】
2010524549.tif 000002
【図２】
2010524549.tif 000003
【図３】
2010524549.tif 000004
【図４】
2010524549.tif 000005
【図５】
2010524549.tif 000006
【図６】
2010524549.tif 000007
【図７】
2010524549.tif 000008
【図８】
2010524549.tif 000009
【図９】
2010524549.tif 000010
【図１０】
2010524549.tif 000011
【図１１】
2010524549.tif 000012
【国際調査報告】
2010524549.tif 000013
2010524549.tif 000014
2010524549.tif 000015
2010524549.tif 000016