(57)【要約】一の態様では、コンピュータシステムにおいて電磁センサからのデータを受信することと、前記コンピュータシステムにおいて、前記受信されたデータに基づいて患者に挿入されたガイドワイヤの先端部の位置を決定することと、前記コンピュータシステムによって、前記ガイドワイヤの少なくとも一部を表すオーバーレイ画像に前記ガイドワイヤの先端部の前記決定された位置を表示させることとを含む。
2015502790.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
コンピュータシステムにおいて電磁センサからのデータを受信することと、
前記コンピュータシステムにおいて、前記受信されたデータに基づいて患者に挿入されたガイドワイヤの先端部の位置を決定することと、
前記コンピュータシステムによって、前記ガイドワイヤの少なくとも一部を表すオーバーレイ画像に前記ガイドワイヤの先端部の前記決定された位置を表示させることとを含む方法。
【請求項２】
請求項１に記載の方法において、
前記オーバーレイはＸ線画像を含む方法。
【請求項３】
請求項１に記載の方法において、
前記オーバーレイは超音波画像を含む方法。
【請求項４】
請求項１に記載の方法において、
前記ガイドワイヤは前記患者の静脈に挿入される方法。
【請求項５】
請求項１に記載の方法において、
前記ガイドワイヤの先端部の位置を決定することは、
前記ガイドワイヤの三次元座標を測定することを含む方法。
【請求項６】
請求項１に記載の方法において、
前記ガイドワイヤの先端部の位置が決定された後にＸ線画像を生成することを含む方法。
【請求項７】
請求項１に記載の方法において、
前記ガイドワイヤの先端部は電磁送信機を含む方法。
【請求項８】
請求項１に記載の方法において、
前記電磁センサは患者の外部に配置されている方法。
【請求項９】
コンピュータシステムにおいて電磁センサからのデータを受信することと、
前記コンピュータシステムにおいて、前記受信されたデータに基づいて患者に挿入されたガイドワイヤの先端部の位置を決定することと、
前記コンピュータシステムによって、ユーザインタフェイスに、予め設定された位置に前記ガイドワイヤの先端部が配置されている旨の表示を提供することとを含む方法。
【請求項１０】
請求項９に記載の方法において、
前記コンピュータシステムにおいてカテーテルの先端部が前記ガイドワイヤの先端部の前記決定された位置に配置されていることを決定することと、
前記コンピュータシステムによってユーザインタフェイスに、前記カテーテルの先端部が前記ガイドワイヤの先端部の前記決定された位置に配置されている旨の表示を提供することとを含む方法。
【請求項１１】
請求項１０に記載の方法において、
前記予め設定された位置は、標的デバイスの位置に対応する方法。
【請求項１２】
請求項１１に記載の方法において、
前記標的デバイスが患者の内部にある方法。
【請求項１３】
請求項１０に記載の方法において、
前記カテーテルの先端部が前記決定された位置に配置されている旨の表示は、可視確認及び可聴確認の少なくとも一つを含む方法。
【請求項１４】
ガイドワイヤの先端部に配置された電磁信号の送信機と、
前記送信機によって送信された前記電磁信号を受信するためのセンサと、
前記センサと通信するとともに、前記センサによって受信された前記信号に基づき、前記ガイドワイヤの先端部の位置を決定するように構成されているコンピュータシステムと、
前記コンピュータシステムと通信するとともに、前記ガイドワイヤの少なくとも一部の画像上にオーバーレイにて前記ガイドワイヤの先端部の決定された位置を表示するように構成されているディスプレイシステムとを含むシステム。
【請求項１５】
請求項１４に記載のシステムにおいて、
前記画像は超音波画像を含むシステム。
【請求項１６】
請求項１４に記載のシステムにおいて、
前記画像はＸ線画像を含むシステム。
【請求項１７】
請求項１４に記載のシステムにおいて、
前記コンピュータシステムは、立ち上がりエッジ及び前記電磁信号の定常状態を測定するための積分器を含むシステム。
【請求項１８】
請求項１４に記載のシステムにおいて、
前記送信機は、多軸送信機を含むシステム。
【請求項１９】
請求項１４に記載のシステムにおいて、
前記センサは一軸コイルを含むシステム。
【請求項２０】
請求項１４に記載のシステムにおいて、
前記送信機は各送信機の軸にパルスＤＣ電流信号を提供するシステム。
【請求項２１】
請求項１４に記載のシステムにおいて、
前記センサは５自由度センサを含むシステム。
【請求項２２】
請求項１４に記載のシステムにおいて、
前記センサは患者に固定することができるパッドを含むシステム。
【請求項２３】
コンピュータ可読記憶装置に記憶されるとともに指令を含むコンピュータプログラム製品において、
前記指令が実行されることで、
電磁センサからデータを受信することと、
前記受信されたデータに基づいて患者に挿入されたガイドワイヤの先端部の位置を決定することと、
前記ガイドワイヤの少なくとも一部を表す画像上にオーバーレイにて前記ガイドワイヤの先端部の前記決定された位置を表示させることとを行わせるコンピュータプログラム製品。
【請求項２４】
請求項２３に記載のコンピュータプログラム製品において、
前記画像は超音波画像を含むコンピュータプログラム製品。
【請求項２５】
請求項２３に記載のコンピュータプログラム製品において、
前記画像はＸ線画像を含むコンピュータプログラム製品。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、追跡ガイドワイヤに関する。
【背景技術】
【０００２】
中心静脈アクセスは侵襲的な処置である。中心静脈アクセスは胸や腹部の深部静脈内に延びる長いカテーテルを配置することを含む。中心静脈アクセスは、腕の小さい静脈に苛性の薬剤を注入する方法を提供する。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
その結果、中心静脈アクセスは、化学療法、完全非経口栄養、及び多数の他の薬剤のために使用される。より大きな直径のカテーテルは、血液透析、血漿交換、緊急輸液療法などの高流量を必要とする用途に使用される。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
本発明の一態様では、コンピュータシステムにおいて電磁センサからのデータを受信することと、前記コンピュータシステムにおいて、前記受信されたデータに基づいて患者に挿入されたガイドワイヤの先端部の位置を決定することと、前記コンピュータシステムによって、前記ガイドワイヤの少なくとも一部を表す画像にオーバーレイにて前記ガイドワイヤの先端部の前記決定された位置を表示させることとを含む。
【０００５】
この態様は以下の特徴をもって実施される。前記オーバーレイは、Ｘ線画像を含む。前記オーバーレイは、超音波画像を含む。前記ガイドワイヤは、患者の静脈に挿入される。前記ガイドワイヤの先端部の位置を決定することは、前記ガイドワイヤの三次元座標を測定することを含む。この方法は、前記ガイドワイヤの先端部の位置が決定された後にＸ線画像を生成することを含む。前記ガイドワイヤの先端は電磁送信機を含む。前記電磁センサは、患者の外部に配置されている。
【０００６】
他の態様では、コンピュータシステムにおいて電磁センサからのデータを受信することと、前記コンピュータシステムにおいて、前記受信されたデータに基づいて患者に挿入されたガイドワイヤの先端部の位置を決定することと、前記コンピュータシステムによって、ユーザインタフェイスに、予め設定された位置に前記ガイドワイヤの先端部が配置されている旨の表示を提供することとを含む。
【０００７】
この態様は以下の特徴をもって実施される。前記コンピュータシステムにおいてカテーテルの先端部が前記ガイドワイヤの先端部の前記決定された位置に配置されていることを決定することと、前記コンピュータシステムによってユーザインタフェイスに、前記カテーテルの先端部が前記ガイドワイヤの先端部の前記決定された位置に配置されている旨の表示を提供することとを含む。前記予め設定された位置は、標的デバイスの位置に対応する。前記標的デバイスが患者の内部にある。前記カテーテルの先端部が決定された位置に配置された前記表示は、可視確認及び可聴確認うちの少なくとも一つを含む。
【０００８】
他の態様において、本システムは、ガイドワイヤの先端部に配置された電磁信号の送信機と、前記センサによって送信された前記電磁信号を受信するためのセンサと、前記センサと通信するとともに、前記センサによって受信された前記信号に基づき、ガイドワイヤの先端部の位置を決定するように構成されているコンピュータシステムと、前記コンピュータシステムと通信するとともに、ガイドワイヤの少なくとも一部の画像上にオーバーレイにて、前記ガイドワイヤの先端部の決定された位置を表示するように構成されているディスプレイシステムとを含む。
【０００９】
この態様の実施は、以下の特徴の一つ以上を含むことができる。前記画像は超音波画像を含む。前記画像はＸ線画像を含む。前記コンピュータシステムは、立ち上がりエッジ及び前記電磁信号の定常状態を測定するための積分器を含む。前記送信機は、多軸送信機を含む。前記センサは一軸コイルを含む。前記送信機は各送信機の軸にパルスＤＣ電流信号を提供する。前記センサは５自由度センサを含む。前記センサは患者に固定することができるパッドを含む。
【００１０】
他の態様においてコンピュータプログラム製品は、コンピュータ可読記憶装置に記憶されるとともに指令を含むコンピュータプログラム製品において、前記指令が実行されることで、電磁センサからデータを受信することと、前記受信されたデータに基づいて患者に挿入されたガイドワイヤの先端部の位置を決定することと、前記ガイドワイヤの少なくとも一部を表す画像にオーバーレイにて前記ガイドワイヤの先端部の前記決定された位置を表示させることとを行わせる。
【００１１】
この態様は以下のように実施できる。前記画像は超音波画像を含む。前記画像はＸ線画像を含む。これらおよび他の態様および特徴及びそれらの種々の組み合わせは、機能を実行する方法、装置、システム、手段並びにプログラム製品及びその他の方法のように表すことができる。他の特徴および効果は、明細書および特許請求の範囲から明らかになる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】中心静脈カテーテルを示す。
【図２】ガイドワイヤ追跡システムの構成要素のブロック図である。
【図３】電磁センサを示す。
【図４】フローチャートを示す。
【図５】解剖学的目印を示す。
【図６】フローチャートを示す。
【図７】コンピュータシステムのブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
電磁信号を使用するガイドワイヤ追跡システム（ＧＴＳ）は、外科医及び患者（例えば小児患者）の両方へのＸ線照射を最小限に抑えつつ、外科医に対する仮想画像オーバーレイ（例えば超音波画像）を介した連続的なカテーテル配置の視認が可能となる。
【００１４】
ガイドワイヤは、カテーテル処置を受ける患者に挿入されるとともに、カテーテルを位置決めするために使用される装置である。例えば、図１に示す中心カテーテルが蛍光透視ガイダンスを用いて全身麻酔下で手術室の患者に配置された結果、使用される複数のＸ線画像が得られる。放射線は副作用を有し得る。本明細書で説明するシステムは、放射能の使用を最小化又は排除することができる。
【００１５】
また、このシステムは、例えば、蛍光透視を使用せずにカテーテルが挿入された手術室外等の他の環境におけるカテーテル配置にも適応可能である。この現場においては、カテーテル及びガイドワイヤの操作は、多くの場合には盲目的に行われる。リアルタイムのフィードバックの欠如は、不適当な配置につながる可能性があって様々な問題を引き起こす。例えば、位置異常カテーテルは、感染のリスク、血管損傷の可能性、及び配置確認のための追加的なＸ線画像の必要性をそれぞれ高める、といった事象の繰り返しを導く可能性がある。
【００１６】
本明細書に記載されるシステムから効果が得られる別の処置は、小児の中心静脈に位置するロングターム静脈ラインの配置である。この処置は、医薬品、輸血、体液又は栄養を与えるために使用されている。また、血液検査において、カテーテルを通って血液が出されてもよい。カテーテルは、多くの痛みを伴う針刺しを回避することができるように、長期間使用のために設計されている。
【００１７】
画像ガイダンスは、静脈における針の配置及び標的部位への静脈カテーテルの前進を促進することによってカテーテル挿入の成功率を向上させることができる。超音波画像は、一般的に静脈への最初のアクセス時に針をガイドするために使用される。小さく、軽く、かつ安価の超音波装置の導入はこの推奨の遵守を促進してきた。しかし、超音波は、カテーテルの最終的な配置を表示することには適していない。この目的のために、以下に説明するように蛍光透視法が使用される。
【００１８】
図１を参照すると、カテーテル配置は、合併症を回避するために、一般的には、特定の解剖学的領域内、典型的には右心房１の上方における上大静脈にて行われる。カテーテルを挿入することは心臓不整脈及び心房穿孔のリスクを著しく増大させるのに対して、カテーテルを挿入しないことが静脈血栓症及び、透析や血漿交換のために流量が不十分となるリスクを十分に増加させる。
【００１９】
蛍光透視法は、場合によってはカテーテル挿入中に使用され、結果的に得られたフィードバックは、カテーテルの先端部が適切に配置される可能性を高めることができる。
開始時の蛍光透視画像は全体図及び出発点を与えるために使用され得るが、その後の透視画像は、電磁センサを用いたガイドワイヤ先端部のリアルタイム追跡によって不要とされ、１つだけの最終的な確認用蛍光透視画像は、処置完了時においてＸ線量を最小化して要求される。別の例においては、開始時及び最終的な確認用の蛍光透視画像の何れも要求されない。言換すると、オペレータは、電磁センサ及び超音波からのフィードバックのみを頼りに処置を実行することができる。ガイドワイヤ追跡は、電磁的追跡技術を使用することによって改善される。この技術は、公知の電磁気学分野の構造及び結合を基礎としている。システムは、３自由度（ＤＯＦ：degrees-of-freedom）、５ＤＯＦ及び／又は６ＤＯＦを測定するように設計される。３ＤＯＦは、一般的に３基本位置座標に対応しており、５ＤＯＦは３位置及び２方向の測定（回転なし）に、６ＤＯＦは３位置及び３方向（方位角、仰角及び回転）の測定に対応している。すべてのシステムは、電磁界の発生源を利用している。これらは、特に、ＡＣ、パルスＤＣ、永久磁石、磁石移動となり得る。また、電磁界を測定するための技術も存在する。これは、特に、フラックスゲート、自身を通過する電圧を誘起するコア付き及びコアなしコイル、ホール素子、すべての形態（例えば、プレーン、巨大及びトンネル形状）の磁気抵抗、磁場依存発振器、磁気センサ（ＳＱＵＩＤ）、磁力計で行われる。これらのシステムは何れの方向にも動作することができる。すなわち、追跡対象が磁界生成又は磁界検出し得るとともに、その磁界を検出又は生成する追跡システムとなり得る。
【００２０】
図２を参照すると、いくつかの実施形態においては、５ＤＯＦパルスＤＣ追跡システム２００はガイドワイヤ追跡のために採用されている。電磁追跡システム電子機器２０は、コンピュータ部、送信機励起部及び受信部から構成されている。コンピュータ指令及び制御の下で、多軸送信アセンブリ３０は、対称的に順次励起された非重複正方形ＤＣベースの波形を送信するべくＤＣ駆動電子機器によってそれぞれ給電される各軸を有する。これらは、１つ以上のセンサ１０によって空気又は組織を通って受信され、このセンサ１０は、電磁追跡システム電子機器２０内の信号処理用電子機器に信号を伝達する。電磁追跡システム電子機器２０内のコンピュータは、積分された結果が上記定常状態の終了時に測定されるように、各軸の連続的波形の立ち上がりエッジ及び定常状態を測定するための積分器を含む。さらに、それは、上記送信機を動作させるために、送信機ＤＣ駆動電子機器を制御するとともに、信号積分工程のための信号処理電子機器からの信号、及び地球の静止磁場及び電力線誘導ノイズに対するセンサのドリフトのための補償の改善が実現される間に、顕著に減少した渦電流歪みを有する三次元空間におけるセンサの位置及び向きを算出した上記終了時の結果を受信する。
【００２１】
具体的には、送信機ＤＣ駆動電子機器は、各送信機の軸に既知の振幅のパルスＤＣ電流信号を提供する。このコンピュータは各送信要素のために電流の振幅を設定する。この送信機は、処置を受ける患者の近くで動作するように設定されている。一つ以上のセンサ１０は、ガイドワイヤ先端部の位置及び向きを測定する。このシステムは、周囲環境における導電性や非鉄金属の量及び医療処置に応じた他の送信機構成及び形状要因に対応する十分な多様性がある。それぞれの場合において、このシステムコンピュータは、必要とされる構成に対応するように予めプログラムされている。
【００２２】
一つ以上のセンサ１０は１軸コイルとなり得る。センサは、一般的に、患者内部の標的に案内される若しくは局所的に設けられる、又は人体中に局所的に設けられるガイドワイヤの遠位先端部に装着されている。このセンサは、送信機及び信号処理電子機器３０に供給されるその送信機の出力によって形成されたパルスＤＣ磁界を検出する。この電子機器は、条件を制御するとともに、コンピュータによる更なる処理及び位置の計算及び向き計測に適したデジタル形式にセンサ信号を変換する。
【００２３】
図３を参照すると、使い捨て可能であって、直径０．３ｍｍの５ＤＯＦ電磁センサ１０は、長さおよそ５０ｃｍの金属製の編組ワイヤチューブ４０の端部の近傍に配置されている。
【００２４】
この金属製の編組ワイヤチューブは、挿入及び操作の際に、柔軟性を維持できるとともに、直径約０．８５ｍｍの外径と、上記センサ及びセンサケーブルを収容するのに十分な大きさの内径とを有する。
【００２５】
このセンサ１０は、適応部分に係る調整認証を実現し、血液や他の体液を通さないようにするために、例えばエポキシ又はその他の医学的に許容される物質の封止材を使用して密封されている。センサ付き金属チューブは、器具を縮小させ、さらに保護するために、ＰＴＦＥ（ポリテトラフルオロエチレン）５０で被覆されている。コーティングされたガイドワイヤの全体の外径は０．９ｍｍ（０．０３５“）となり、それは標準Ｂｒｏｖｉａｃ又はＨｉｃｋｍａｎカテーテルをガイドワイヤ上に挿入することを可能にする。直径０．９ｍｍの外径を有する長さ２０ｍｍの柔軟性ニチノール先端部６０は、血管外傷を最小限に抑えるために、上記ガイドワイヤの前方に配置される。
【００２６】
上記電磁センサの電気ワイヤは、編組ワイヤチューブを通過させることができる。このセンサからの遠端部には小型のコネクタを設けることができる。このコネクタは、ＧＴＳコネクタ７０から簡単に切り離されるように形成されている。
【００２７】
このコネクタは絶縁され、同心円状のリードは、上記ガイドワイヤの遠位部分において、２つのセンサリードに取り付けられている。これは、円筒形ハウジング内に含まれるスプリングコンタクトと嵌合可能である。このコネクタは、患者の血管内に上記ガイドワイヤを位置決めした後、上記ガイドワイヤに沿ってカテーテルを導入する上記ＧＴＳから切り離し可能である。
【００２８】
このＧＴＳは、上記ガイドワイヤの相対的な位置及び向きに関する視覚情報を提供することができる。ワークフローのフローチャート４００は図４に示される。ブロック１００において、コンピュータインタフェイスは、カテーテル配置のために計画された処置及び指示を入力するためにオペレータが必要になる場合がある。また、このインタフェイスは、インフォームド・コンセント、「タイムアウト」、サイトマーキング及び手指衛生を含む標準化された処置を順守することを促す。
【００２９】
ブロック１１０において、患者は、通常の方法でテーブル上に配置される。ＧＴＳ送信機３０（図１）は、患者の近くに配置されるとともに、首の中央から隔膜へ作業領域を覆うように配置される。電磁的追跡可能パッドは外部の解剖学的な目印に固定可能である。これらのパッドは、自己接着パッド上に封入された単一の５ＤＯＦセンサから構成される。また、６ＤＯＦセンサを使用することも可能である。これらの目印は、位置合わせシステムにおいて使用され、かつ患者の動きを追跡するために使用される。この解剖学的目印は、図５に示されるように、剣状突起５０２、胸骨ノッチ５０４、及び両方の肩鎖関節５０６，５０８となり得るが、その他もこの処置に応じて使用され得る。これにより、これら目印に対する上記ガイドワイヤの位置を参照可能となる。この参照は、ともすれば解剖学的目的地へのガイドワイヤの正確な案内が阻害され得る患者の動き及び呼吸を無効にするために行われる。
【００３０】
位置合わせは、多くの技術によって達成される。画像スペース内の複数のタッチ基準点（基準フレーム＃１）及び患者スペース（基準フレーム＃２）に基づく位置合わせアルゴリズムは、この位置合わせに係る問題を解決するために使用される。この位置合わせの問題を解決するためのいくつかの技術は、基準点、例えば、解剖学的目印又は患者に取り付けられた印上に器具の先端部を配置するように医師を導くことを含む。
【００３１】
いくつかの例においては、この追跡可能パッドは、Ｘ線撮影前に解剖学的目印に配置され、Ｘ線写真中のパッドの位置をデータとして取り込む。これらのデータは、その後、適切な座標変換を実行し、画像スペースを患者スペースへ位置合わせするアルゴリズムに使用され、画像ソフトウェアに常駐する。これにより、ある基準フレームから別の基準フレームに対応する基準点をマッピングする。適切に構築された位置合わせアルゴリズムはシフト、ローテーション、あるフレームから別のフレームを形成するスケーリングのポイントを含む。このアルゴリズムは、スキャンされた画像及び標的間の最小エラーがあるフレーム間の厳密な位置合わせを提供する。この点から、患者の解剖学的構造は、画像データに相関関係がある。
【００３２】
画像ソフトウェアは、患者内における測定器の先端部の位置を、画像内においてそれに対応する位置を表示したり、その逆も行う。多くの手順においては、機器は、操作可能フィールドに隣接し、又はヘッドマウントディスプレイに表示されたインタラクティブ型のディスプレイ上において追跡される。このようなディスプレイは、医師が立体的「ウィンドウ」を通して解剖学的構造を視認することを可能とする。この方法において、器具の遠位端部が内部標的に向かって移動することで、医師は、患者の解剖学的構造及び内部標的への軌道を高分解能でフルカラーの立体的レンダリングとして視認できる。
【００３３】
ブロック１２０は、血管アクセス部位及び超音波プローブの準備に係る操作手順を示す。ブロック１３０において、オペレータは、リアルタイム超音波ガイダンスを用いて静脈アクセスを行うことができる。ガイドワイヤ先端部が挿入部位に近づくと、ガイドワイヤ追跡は開始される。次いで、ガイドワイヤが静脈内の針を介して挿入され、ガイドワイヤの位置は、電磁追跡システムによって提供される。ガイドワイヤの位置及び向きは、元のＸ線画像を使用して、仮想画像オーバーレイにて表示させることができる。ユーザは、ソフトウェアや画像ディスプレイによって提供されるガイダンスを介して標的に向かってブロック１４０においてガイドワイヤを進めることができる。本例では、標的位置は上大静脈である。追跡されるガイドワイヤが予め設定された目標に達すると、このシステムは、視覚及び聴覚を通じた確認を行う。ブロック１５０において、カテーテルは、その後に設置される。センサケーブルへの接続を切断する前のガイドワイヤ挿入の深さについて留意されるべきである。この測定は、適切な長さにカテーテルを切断するために使用される。このカテーテルは、ガイドワイヤ上に配置される。最後に、ブロック１６０は、カテーテルの固定、フラッシング、レントゲン線写真及び資料作成の手順を含む。
【００３４】
第２の実施形態においては、Ｘ線は、正確なガイドワイヤ／カテーテルの配置を検証するための処置における開始時及び終了時に使用される。ブロック１１０において、患者は、通常の方法でテーブル上に配置される。電磁的追跡可能パッドは、外部の解剖学的目印に固定可能である。これらのパッドは、Ｘ線画像で視認可能である基準に沿って自己接着パッドの上に封入された単一の５ＤＯＦセンサから構成される。なお、６ＤＯＦセンサを使用することも可能である。
【００３５】
解剖学的目印は、剣状突起、胸骨ノッチ、及び図５に示すように両方の肩鎖関節となり得るが、他の部位も上記手順に応じて使用してもよい。これらの目印は、位置合わせシステム、及び患者の動きの追跡のために使用可能である。これにより、これらの目印に対するガイドワイヤの位置が参照可能となる。この参照は、ともすれば解剖学的目的地へのガイドワイヤの正確な案内が阻害され得る患者の動き及び呼吸を無効にするために行われる。
【００３６】
携帯型Ｘ線ユニットは所定の位置に運ばれ、かつ単一の事前手順に係るＸ線が得られる。このＸ線は、後に、ブロック１５０において開示されるように、追跡されるガイドワイヤの位置を可視化するために使用され得る。Ｘ線ユニットは引き戻され、そしてＧＴＳ送信機３０（図１）は患者の近くに配置されるとともに首の中央から隔膜へ作業領域を覆うように設置可能である。ブロック１２０は、血管アクセス部位及び超音波プローブの準備に係る標準的操作手順を示す。第１の実施形態において述べたように位置合わせは達成される。
【００３７】
ブロック１３０において、オペレータは、リアルタイム超音波ガイダンスを用いて静脈アクセスを行うことができる。ガイドワイヤ先端部が挿入部位に近づくと、ガイドワイヤ追跡が開始される。次いで、ガイドワイヤが静脈内の針を介して挿入され、ガイドワイヤの位置は、電磁追跡システムによって提供される。ガイドワイヤの位置及び向きは、元のＸ線画像を使用して、仮想画像オーバーレイに表示させることができる。ユーザは、ソフトウェアや画像ディスプレイによって提供されるガイダンスを介して標的に向かってブロック１４０においてガイドワイヤを進めることができる。本例では、標的位置は上大静脈である。追跡されるガイドワイヤが予め設定された目標に達すると、このシステムは、視覚及び聴覚を通じた確認を行う。ブロック１５０において、カテーテルは、その後に設置される。センサケーブルへの接続を切断する前のガイドワイヤ挿入の深さについて留意されるべきである。この測定は、適切な長さにカテーテルを切断するために使用される。このカテーテルは、ガイドワイヤ上に配置される。最後に、ブロック１６０は、カテーテルの固定、フラッシング、レントゲン写真及び資料作成の手順を含む。また、確認用Ｘ線は、システム性能を検証し、かつ最終的なカテーテル配置を確認するために撮られる。
【００３８】
図６は、ガイドワイヤ追跡システムの動作例のフローチャート６００を示す。ステップ６０２において、データが電磁センサから受信される。このセンサは、処置を受ける患者に対して外部に配置することができる。いくつかの例では、このデータは、ガイドワイヤの先端部に配置された電磁送信機から受信される。ステップ６０４において、患者に挿入されたガイドワイヤの先端部の位置は、受信したデータに基づいて決定される。例えば、コンピュータシステムは、センサから受信した信号に基づいて判断することが可能である。いくつかの例では、ガイドワイヤは、患者の静脈に挿入される。いくつかの例では、ガイドワイヤの三次元座標は、上記先端部の位置を決定するために測定される。いくつかの実施形態では、Ｘ線画像は、ガイドワイヤの先端部の位置が決定された後に生成される。ステップ６０６において、ガイドワイヤの先端部の決定された位置の表示によって、画像、例えば、超音波画像上に、ガイドワイヤの少なくとも一部の表示がオーバーレイ表示される。この表示は、可視タイプ、可聴タイプ、又は確認のための通知を行う他のタイプ、これらのうち何れか又はこれらの組み合わせであってもよい。いくつかの例では、超音波画像は、患者のＸ線画像上にオーバーレイ表示される。いくつかの例において、オーバーレイ画像はＸ線画像である。また、いくつかの例では、このシステムは、カテーテル、例えば、カテーテルの先端部が予め設定された位置、例えばガイドワイヤの先端部の位置に配置されたときを示す。
【００３９】
さらに、いくつかの例では、コンピュータシステムは、ユーザインタフェイスに対する、ガイドワイヤの先端部が予め設定された位置に配置されている旨の指示を提供する。この予め設定された位置は、標的デバイス（例えば患者の内部に配置される）の位置に対応することができる。
【００４０】
図７は、例示的なコンピュータシステム７００のブロック図である。例えば、ガイドワイヤ追跡システムは、コンピュータシステム７００の支援のもと、ガイドワイヤの相対的な位置及び向きに関する視覚情報を提供することができる。コンピュータシステム７００は、プロセッサ７１０と、メモリ７２０と、記憶装置（storage device）７３０と、入力／出力装置７４０とを備える。各構成７１０，７２０，７３０，７４０は、それぞれ例えばシステムバス７５０を利用して相互に通信可能である。このプロセッサ７１０は、システム７００内を動作させるための指令を処理することができる。いくつかの実施形態では、プロセッサ７１０はシングルスレッドプロセッサである。いくつかの実施形態では、プロセッサ７１０はマルチスレッドプロセッサである。いくつかの実施形態では、プロセッサ７１０は、量子コンピュータである。このプロセッサ７１０は、メモリ７２０又は記憶装置７３０に記憶された指令を処理することが可能である。
【００４１】
メモリ７２０はシステム７００内の情報を記憶する。いくつかの実施形態では、メモリ７２０は、コンピュータ読み取り可能媒体である。いくつかの実施形態では、メモリ７２０は、揮発性メモリユニットである。いくつかの実施形態では、メモリ７２０は、不揮発性メモリユニットである。
【００４２】
記憶装置７３０は、システム７００用の大きい記憶容量を提供することができる。いくつかの実施形態では、記憶装置７３０は、コンピュータ読み取り可能媒体である。様々な異なる実施形態では、記憶装置７３０は、例えば、ハードディスク装置、光ディスク装置、ソリッドデータドライブ、フラッシュドライブ、磁気テープ、又は他の何らかの大記憶容量装置を含む。入力／出力装置７４０は、システム７００のための入力／出力に係る動作を提供する。いくつかの実施形態では、入力／出力装置７４０は、１つ以上のネットワークインタフェイス装置、例えば、イーサネット（登録商標）カード、シリアル通信装置、例えば、ＲＳ−２３２ポート、及び／又はワイヤレスインタフェイス装置、例えば８０２．１１カード、３Ｇワイヤレスモデム、４Ｇワイヤレスモデム、又はインタフェイスの別の種類を含む。ネットワークインタフェイス装置は、システム７００が通信すること、例えば、ネットワーク（例えば、図１に示されるネットワーク１０８）を介してデータを送信及び受信することを可能にする。
【００４３】
いくつかの実施形態では、入力/出力装置は入力データを受信し、出力データを他の入力／出力装置、例えば、キーボード、プリンタ、及び表示装置７６０に送信するように構成されたドライバ装置を含む。いくつかの実施形態では、モバイルコンピュータ装置、モバイル通信装置、及びその他の装置を使用することができる。
【００４４】
例えば、このＧＴＳは、オペレータがカテーテル配置のために計画された手順及び指示を入力可能となるようにコンピュータインタフェイスを使用可能である。このコンピュータインタフェイスは、入力／出力装置７６０の一例となり得る。また、このＧＴＳは、入力／出力装置７６０上のガイドワイヤの相対的な位置及び向きに関する視覚情報を表示することができる。サーバは、１つ以上の処理装置に上述のプロセス及び機能を実行させるような指令によって実現することができる。このような指令は、例えば、スクリプト指令、又は実行可能コード、又はコンピュータ可読媒体に格納されている他の指令のような判断可能な指令を含む。サーバは、サーバファーム、又は広範囲に分散したサーバのセットのようにネットワーク上に分散して実装することができる、又は互いに協調して動作する複数に分散された装置を含む単一の仮想装置に実装することができる。例えば、装置の一つは他の装置を制御することができる、又は、この装置は、調整されたルール又はプロトコルの設定下で動作することができる。若しくはこの装置が別の方法で調整されてもよい。この複数に分散された機器の調整された動作は、あたかも単一の装置の動作とも見られる。
【００４５】
例示的な処理システムが記載されているが、上述した主題の具体化及び機能的動作は、この明細書に開示される構造及びそれらの構造的均等物、又はそれらのうちの１つ以上の組み合わせを含む、他のタイプのデジタル電子機器、又はコンピュータソフトウェア、ファームウェア、又はハードウェアにおいて実施することができる。本明細書で説明される主題の具体化は、１つ以上のコンピュータプログラム製品、すなわち、例えば有形のプログラムキャリア上で符号化されたコンピュータ・プログラム指令の一つ以上のモジュールとして実現することができる。このプログラムキャリアは、これは、例えば、処理システムによって実行するための、又は処理システムの動作を制御するコンピュータ可読媒体である。このコンピュータ可読媒体は、機械可読記憶装置、機械可読記憶基板、メモリ装置、機械可読伝搬信号を生成する物質の組成物、又はそれらのうちの１つ以上の組み合わせとなり得る。
【００４６】
この「システム」という用語は、例としてプログラム可能なプロセッサ、コンピュータ、又は複数のプロセッサ又はコンピュータを含む、データを処理するための全ての装置及び機械を包含する。処理システムは、ハードウェアに加えて、問題のコンピュータプログラムの実行環境を作成するコード、例えば、プロセッサファームウェアを構成するコード、プロトコルスタック、データベース管理システム、オペレーティングシステム、又は1つ以上の組み合わせを含み得る。コンピュータプログラム（プログラム、ソフトウェア、ソフトウェアアプリケーション、スクリプト、実行可能なロジック、又はコードとしても知られる）は、コンパイラ型又はインタプリタ型言語又は宣言型若しくは手続き型言語を含む任意の形式のプログラミング言語で書くことができ、スタンドアロンプログラム、又はモジュール、コンポーネント、サブルーチン、又はコンピュータ環境での使用に適した他のユニットを含むような任意の形式で展開することができる。コンピュータプログラムは、必ずしもファイルシステム内のファイルに対応していない。プログラムは、他のプログラム又はデータ（マークアップ言語文書において格納された１つ以上のスクリプト）を保持するファイルの一部に、問題のプログラム専用の単一のファイルに、又は複数の協調ファイル（例えば、一つ以上のモジュール、サブプログラム、又はコードの一部を格納するファイル）に記憶することができる。コンピュータプログラムは、１つのサイトに位置する、又は複数のサイトにわたって分散しかつ通信ネットワークによって相互接続される１つのコンピュータ又はマルチプルコンピュータ上で実行されるように展開することができる。
【００４７】
コンピュータプログラム指令及びデータを格納するのに適したコンピュータ可読媒体は、例えば半導体メモリ装置（例えば、ＥＰＲＯＭ、ＥＥＰＲＯＭ、及びフラッシュメモリ装置）、磁気ディスク（例えば内部ハードディスク又はリムーバブルディスク又は磁気テープ）、光磁気ディスク及びＣＤ−ＲＯＭ及びＤＶＤ−ＲＯＭディスクを含む不揮発性又は揮発性メモリ、媒体及びメモリ装置の全ての形態を含む。プロセッサ及びメモリは、特殊目的の論理回路によって補完され、又は当該回路の中に組み込むことができる。サーバは、場合によっては汎用コンピュータであり、場合によってはそれがカスタマイズされた特別目的の電子機器であり、場合によってはこれらが組み合わされたものである。
【００４８】
実施形態は、バックエンドコンポーネント、例えばデータサーバ、又はミドルウェアコンポーネント、例えばアプリケーションサーバ、又はフロントエンドコンポーネント、例えば、グラフィカルユーザインタフェイスを有するクライアントコンピュータ、又はユーザが本明細書に説明される主題の具体化に接することができるウェブブラウザ又は１つ以上のそのようなバックエンド、ミドルウェア、又はフロントエンドコンポーネントの任意の組み合わせである。このシステムの構成要素は、例えば、デジタルデータ通信、例えば通信ネットワークにおける任意の形態又は媒体によって相互接続することができる。通信ネットワークの例は、ローカルエリアネットワーク（「ＬＡＮ」）及び広域ネットワーク（「ＷＡＮ」）、例えばインタネットを含む。
【００４９】
上述のように個別に具体化されている複数の特定の特徴は、単一の具体例として組み合わせて実施することが可能である。逆に、上述のように単一の具体例とされている複数の特徴は、複数の具体例として別々又は任意のサブコンビネーションで実施することが可能である。
【００５０】
上記処理が実行される順序は変更可能である。特定の状況において、マルチタスク及び並列処理が有利である。上述の具体化においては、システム構成が分離されているが、そのような分離は必須ではない。
【００５１】
本明細書に具体的に記載されていない他の具体例も、以下の特許請求の範囲内に包含される。
【図１】
2015502790.tif 000003
【図５】
2015502790.tif 000004
【図２】
2015502790.tif 000005
【図３】
2015502790.tif 000006
【図４】
2015502790.tif 000007
【図６】
2015502790.tif 000008
【図７】
2015502790.tif 000009
【国際調査報告】
2015502790.tif 000010