(57)【要約】磁気的手術システムを制御するためのインタフェース・システムおよび方法は、装置の仮想的画像を表示し、装置の形態を調整し、または、表示された装置の携帯がユーザの希望する形態になるまで装置に適用される作動制御情報を調整し、またはチップの所望の目標位置を選択し、１組の作動制御情報の実際の装置に適用してその実際の装置が仮想的装置の形態を取りまたは装置チップを所望の位置に操縦することによって、その制御を行う。
2006519629.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
対象物体内で医療装置の先端部分を遠隔的に配置するナビゲーション・システムを操作する方法であって、
医療装置の計算モデルに基づいて前記医療装置の少なくとも一部分の仮想的表現を表示し、
前記表示された仮想的表現によって表される前記医療装置の前記一部分の形態を変更するためにユーザによって作られた入力情報を受取り、前記医療装置の前記一部分の仮想的表現を更新し、
前記医療装置の前記計算モデルを用いて前記ナビゲーション・システムを操作して、前記医療装置の前記一部分を、前記更新された仮想的表現によって表される所望の形態に適合させること、
を特徴とする方法。
【請求項２】
前記ユーザは前記対象物体から離れて入力情報を作るものである、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記医療装置は、前記対象物体外にある基端部と前記対象物体内にある先端部とを有する細長い医療装置であり、前記仮想的表現は前記医療装置の少なくとも前記先端部分に関するものであり、前記ナビゲーション・システムは前記医療装置の少なくとも前記先端部分の形態を変えるものである、請求項１に記載の方法。
【請求項４】
前記細長い医療装置の前記先端部分の仮想的表現を表示するステップは、前記細長い医療装置の前記先端部分の表現を前記対象物体内の処置領域の表現に重ね合わせることを含むものである、請求項３に記載の方法。
【請求項５】
患者の体内の処置領域の表現がＸ線画像から得られる、請求項４に記載の方法。
【請求項６】
前記対象物体内の処置領域の表現がＣＴ画像から得られる、請求項４に記載の方法。
【請求項７】
前記対象物体内の処置領域の表現がＭＲ画像から得られる、請求項４に記載の方法。
【請求項８】
前記対象物体内の処置領域の表現が超音波画像から得られる、請求項４に記載の方法。
【請求項９】
前記対象物体内の処置領域の表現が前記処置領域の面上の点のマップから得られる、請求項４に記載の方法。
【請求項１０】
前記ナビゲーション・システムは制御変数に応答して動作し、前記表示された仮想的表現によって表される前記細長い医療装置の前記先端部分の形態を変えるためにユーザによって作られた入力情報を受取るステップは、前記ナビゲーション・システムの動作状態における所望の変化に対応する前記ナビゲーション・システムの制御変数に対する所望の変化を受取ることと、前記細長い医療装置の前記先端部分の仮想的表現を、あたかも前記ナビゲーション・システムの制御変数が実際に変化したかのように前記医療装置を見せるように更新することと、を含む、請求項３に記載の方法。
【請求項１１】
前記ナビゲーション・システムは、前記医療装置に設けられた磁気的応答エレメントに磁界を与える少なくとも１つの外部マグネットを含み、前記システムは磁界の方向の所望の変化に関する入力情報を受取るものである、請求項１０に記載の方法。
【請求項１２】
前記表示された仮想的表現によって表される前記細長い医療装置の前記先端部分の形態を変えるためにユーザによって作られた入力情報を受取るステップは、前記細長い医療装置の前記先端部分の新しい方向に関する入力情報を受取るステップを含む、請求項３に記載の方法。
【請求項１３】
前記表示された仮想的表現によって表される前記細長い医療装置の前記先端部分の形態を変えるためにユーザによって作られた入力情報を受取るステップは、前記細長い医療装置の前記先端部分の、その現在の形態からの偏位に関する入力情報を受取ることを含むものである、請求項３に記載の方法。
【請求項１４】
前記表示された仮想的表現によって表される前記細長い医療装置の前記先端部分の形態を変更するためにユーザによって作られた入力情報を受取るステップは、前記細長い医療装置の前記先端部分に対する新しい位置に関する入力情報を受取ることを含むものである、請求項３に記載の方法。
【請求項１５】
前記ナビゲーション・システムは、動作したとき、前記医療装置の前記先端部分の形態を変化させる、前記医療装置内にあるエレメントを含むものである、請求項３に記載の方法。
【請求項１６】
前記医療装置の前記先端部分の形態を変化させるエレメントの少なくとも幾つかは電歪エレメントである、請求項１５に記載の方法。
【請求項１７】
前記医療装置の前記先端部分の形態を変化させるエレメントの少なくとも幾つかは磁歪エレメントである、請求項１５に記載の方法。
【請求項１８】
さらに、外部源マグネットから前記磁歪エレメントに磁界を与えて前記医療装置の前記先端部分の形態を変化させる、請求項１７に記載の方法。
【請求項１９】
前記ナビゲーション・システムは、移動させたとき、前記医療装置の前記先端部分の形態を変化させる機械的リンクを前記医療装置に含むものである、請求項３に記載の方法。
【請求項２０】
前記ナビゲーション・システムを動作させるステップは、前記ユーザによる入力情報が受取られた後で自動的に生じるものである、請求項３に記載の方法。
【請求項２１】
前記ナビゲーション・システムを動作させるステップは、前記ユーザによる入力後においてのみ生じるものである、請求項３に記載の方法。
【請求項２２】
前記計算モデルは、少なくとも部分的に前記医療装置の物理的特性に基づくものである、請求項３に記載の方法。
【請求項２３】
前記計算モデルは、少なくとも部分的に前記医療装置の少なくとも１つの物理的特性の数学的表現に基づくものである、請求項３に記載の方法。
【請求項２４】
前記計算モデルは、少なくとも部分的に前記医療装置の少なくとも１つの物理的特性の測定に基づくものである、請求項３に記載の方法。
【請求項２５】
前記医療装置の前記先端部分の位置は前進および後退機構によって制御されるものであり、
さらに、前記医療装置の前記先端部分の位置を変化させるために前記ユーザによって作られた入力情報を受取り、前記細長い医療装置の前記先端部の仮想的表現を更新し、
前記前進および後退機構を動作させて、前記細長い医療装置の前記先端部分を、前記更新された仮想的表現によって表される所望の位置に適合させる、請求項３に記載の方法。
【請求項２６】
前記医療装置の前記先端部分の実際の位置および形態を決定し、前記医療装置の前記先端部分の実際の位置および形態を計算モデルによって与えられる位置および形態と比較して、計算手段によって前記医療装置と前記処置領域中の組織の間の接触力を決定する、請求項３に記載の方法。
【請求項２７】
対象物体内にある可撓性医療装置の先端部分を、目標に到達させるよう遠隔的に配置するナビゲーション・システムを操作する方法であって、
処置領域の表現を表示し、
前記医療装置の一部分の形態に関する入力情報を受取り、前記一部分の形態の表現を表示し、
前記処置領域の表示上の目標に関する入力情報を受取り、
前記医療装置とナビゲーション・システムの計算モデルに基づいて、前記医療装置を前記目標に到達させるために前記ナビゲーション・システムに必要な入力情報を決定し、
前記医療装置を前記目標に到達させるために、決定された入力情報を、前記ナビゲーション・システムに供給すること、
を特徴とする方法。
【請求項２８】
前記医療装置は、前記対象物体外にある基端部と前記対象物体内にある先端部を有する細長い医療装置である、請求項２７に記載の方法。
【請求項２９】
前記ナビゲーション・システムは、前記医療装置の前記先端部分の形態を変更し、かつ前記細長い医療装置の前記先端部を前進および後退させることができるものである、請求項２８に記載の方法。
【請求項３０】
前記ナビゲーション・システムは、前記医療装置における磁気的応答エレメントに対して、選択された方向の磁界を与える少なくとも１つのマグネットを含み、前記細長い医療装置を前記細長い医療装置の計算モデルに基づいて目標に到達させるために、前記ナビゲーション・システムに必要な入力情報を決定し、前記ナビゲーション・システムは前記計算モデルに基づいて前記医療装置を目標に到達させるのに必要な磁界の方向を決定することを含むものである、請求項２８に記載の方法。
【請求項３１】
前記細長い医療装置を前記細長い医療装置の計算モデルに基づいて目標に到達させるために、前記ナビゲーション・システムに必要な入力情報を決定し、前記ナビゲーション・システムは計算モデルに基づいて前記医療装置を目標に到達させるのに必要な磁界強度を決定することを含むものである、請求項３０に記載の方法。
【請求項３２】
前記ユーザは、前記対象物から離れて入力情報を作る、請求項３０に記載の方法。
【請求項３３】
前記細長い医療装置の前記先端部分の仮想的表現を表示するステップは、前記細長い医療装置の前記先端部分の表現を前記対象物体内の前記処置領域の表現に重ね合わせることを含むものである、請求項３０に記載の方法。
【請求項３４】
前記対象物体内の前記処置領域の表現がＸ線画像から得られる、請求項３３に記載の方法。
【請求項３５】
前記対象物体内の前記処置領域の表現がＣＴ画像から得られる、請求項３３に記載の方法。
【請求項３６】
前記対象物体内の処置領域の表現がＭＲ画像から得られる、請求項３３に記載の方法。
【請求項３７】
前記対象物体内の処置領域の表現が超音波画像から得られる、請求項３３に記載の方法。
【請求項３８】
前記対象物体内の処置領域の表現が前記処置領域の表面上の点のマップから得られる、請求項３３に記載の方法。
【請求項３９】
前記ナビゲーション・システムは、細長い医療装置の磁気的応答エレメントに磁界を与える少なくとも１つの外部マグネットを含み、前記制御入力情報は磁界の方向の変化を含むものである、請求項２７に記載の方法。
【請求項４０】
前記ナビゲーション・システムは、前記ナビゲーション・システムによって動作させられたとき、前記医療装置の前記先端部分の形態を変えるエレメントを前記医療装置内に含むものである、請求項２７に記載の方法。
【請求項４１】
前記医療装置の前記先端部分の形態を変えるエレメントの少なくとも幾つかは電歪エレメントである、請求項４０に記載の方法。
【請求項４２】
前記医療装置の前記先端部分の形態を変更するエレメントの少なくとも幾つかは磁歪エレメントである、請求項４０に記載の方法。
【請求項４３】
前記ナビゲーション・システムは、移動されたとき前記医療装置の前記先端部分の形態を変える機械的リンクを前記医療装置に含むものである、請求項４０に記載の方法。
【請求項４４】
前記ナビゲーション・システムを動作させるステップは、ユーザによる入力情報が受取られた後で自動的に生じるものである、請求項２７に記載の方法。
【請求項４５】
前記ナビゲーション・システムを動作させるステップは、ユーザによる入力後においてのみ生じるものである、請求項２７に記載の方法。
【請求項４６】
前記計算モデルは、少なくとも部分的に前記医療装置の物理的特性に基づくものである、請求項２７に記載の方法。
【請求項４７】
前記計算モデルは、少なくとも部分的に前記医療装置の少なくとも１つの物理的特性の数学的表現に基づくものである、請求項４６に記載の方法。
【請求項４８】
前記計算モデルは、少なくとも部分的に前記医療装置の少なくとも１つの物理的特性の測定に基づくものである、請求項４６に記載の方法。
【請求項４９】
外部源マグネットから磁界を与えることによって、磁気的応答エレメントを有する医療装置の先端部をナビゲートする方法であって、
ユーザからの所望の磁界に関する入力情報を受取り、
あたかも所望の磁界が与えられたかのように、前記医療装置の前記先端部の形態の仮想的表現を表示し、
前記所望の磁界を与える前記ユーザからの命令を受取ること、
を特徴とする方法。
【請求項５０】
外部源マグネットから磁界を与えることによって、磁気的応答エレメントを有する医療装置の先端部をナビゲートする方法であって、
既知の磁界が医療装置の先端部分に与えられている間に、前記医療装置の先端部分の画像上で複数の点を識別し、
前記医療装置の先端部の少なくとも１つの幾何学的特徴を決定するために、前記識別された複数の点を処理し、
ユーザが所望の磁界を入力することを許容し、
あたかも所望の磁界が与えられたかのように、前記医療装置の先端部の仮想的表現を表示し、
前記所望の磁界を与えて前記医療装置を新しい方向に向ける命令を前記ユーザが入力できるようにすること、
を特徴とする方法。
【請求項５１】
１組の作動制御情報を適用することによって制御される作動エレメントを有する可撓性医療装置の先端部をナビゲートする方法であって、
医療装置の先端部分の仮想的表現を表示し、
前記適用された作動制御情報を変えることによって影響され得る前記医療装置の前記先端部の形状および方向の所望の変化に関する入力情報に応答して、装置特性と共に装置変形のための計算上の物理に基づくモデルを用いて前記医療装置の前記先端部分の前記表示された仮想的表現を更新し、
ユーザによる入力情報に応答して、前記医療装置の前記先端部を所望の形状および方向に配置する、前記医療装置の前記先端部分の特性に基づく１組の作動制御情報を適用すること、
を特徴とする方法。
【請求項５２】
患者の処置領域にある可撓性医療装置の先端部における１組の遠隔作動されるエレメントに適用される１組の作動制御情報を指定する方法であって、
処置領域の画像上で医療装置の先端部における点を識別し、
前記識別された点からの前記医療装置の前記先端部に関する情報に基づいて、あたかも新しい磁界が前記医療装置に与えられたかのように計算処理することができる前記医療装置の再構成された仮想的画像を表示し、
前記医療装置の前記仮想的画像の形態を変化させるためのユーザからの入力情報を受取り、
ユーザが処理した仮想的画像に対応する、ユーザ指定の入力情報と装置物理の計算モデルとの組み合わせから計算された、処置領域における実際の医療装置を作動させる作動制御情報を適用すること、
を特徴とする方法。
【請求項５３】
患者の処置領域にある可撓性医療装置の先端部における１組の遠隔作動されるエレメントに適用される１組の作動制御情報を指定する方法であって、
処置領域の画像上で医療装置の先端部に関する点を識別し、
前記識別された点からの医療装置の前記先端部に関する情報に基づいて、あたかも新しい磁界が前記医療装置に適用されたかのように計算処理することができる前記医療装置の再構成された仮想的画像を表示し、
ユーザが装置のチップを到達させることを望む前記処置領域の画像上の目標位置を識別する前記ユーザからの入力情報を受取り、
ユーザが指定したチップの位置に対応する、ユーザ指定の入力情報と装置の物理の計算モデルとの組み合わせから計算された、前記処置領域における実際の医療装置を作動させるための作動制御情報を適用すること、
を特徴とする方法。
【請求項５４】
患者の処置領域における可撓性医療装置の先端部における１組の遠隔作動されるエレメントに適用される１組の作動制御情報を指定する方法であって、
現在の装置形態を再構成するために前記医療装置に関する１つ以上の点における装置位置決めデータを使用し、
あたかも１組の新しい作動制御情報が前記医療装置に適用されたかのように計算処理することができる前記医療装置の再構成された仮想的画像を表示し、
前記医療装置の前記仮想的画像の形態を変化させるためにユーザからの入力情報を受取り、
ユーザが処理した仮想的画像に対応する、ユーザが指定した入力情報と装置物理の計算モデルとの組み合わせから計算された、前記処置領域における実際の医療装置を作動させるための作動制御情報を適用すること、
を特徴とする方法。
【請求項５５】
可撓性医療装置の先端部における１組の遠隔作動エレメントに適用される１組の作動制御情報を指定する方法であって、
現在の装置形態を再構成するために前記医療装置に関する１つ以上の点における装置位置決めデータを使用し、
あたかも１組の新しい作動制御情報が前記医療装置に適用されたかのように計算処理することができる前記医療装置の再構成された仮想的画像を表示し、
ユーザが装置チップを到達させたいと望む表示上の目標の位置を識別するためにユーザからの入力情報を受取り、
前記ユーザが指定したチップの位置に対応する、ユーザ指定の入力情報と装置物理の計算モデルとの組み合わせから計算された、前記処置領域において実際の医療装置を作動させるための作動制御情報を適用すること、
を特徴とする方法。
【請求項５６】
遠隔的な１組の作動制御情報の適用によって１組の遠隔作動されるエレメントを有する可撓性医療装置の先端部をナビゲートする方法であって、
既知の（または０）組の作動制御情報が医療装置の先端部分に適用される間に、前記医療装置の先端部分の２つの投影画像上で複数の点を識別し、
前記医療装置およびその動作環境の投影画像の一方または両方の面における、または３次元の局部的な電気的マップまたはその投影における、前記医療装置のチップの所望の位置を識別し、
前記医療装置の弾性または磁気的特性基づくコンピュータ計算を行い、（ａ）投影画像の一方または両方の面上に示された、先端装置チップの面内の医療装置チップの可能な位置の軌跡、（ｂ）投影画像の一方または両方の面上に示された、偏位と軸回転の組合せによって装置チップによってアクセスできる可能な位置のアクセス可能な面、（ｃ）３次元的グラフィック図中で装置チップと一緒に生成された前記軌跡またはアクセス可能な面、の中の１つ以上の自動製図を行い、
画像面、３次元的グラフィック図、または局部的な電気的活動マップのいずれかにおける前記軌跡または前記アクセス可能な面上の点として、前記医療装置のチップの所望の位置を識別し、
前記医療装置を前記所望のチップ位置に接近して到達させることを可能にする１組の作動制御情報と装置前進／後退の計算を行い、
前記医療装置の前進と後退を制御するためにコンピュータ制御される装置アドバンサを用い、
適当な作動制御情報の供給と装置アドバンサの動きによって、選択された点に向けて前記医療装置を自動的に前進させるようコンピュータに命令し、
（ａ）前記医療装置およびその動作環境の新しい１組の投影画像、または（ｂ）新しい３次元の局部的電気的マップまたはその投影、の中の１つ以上を表示すること、
を特徴とする方法。
【請求項５７】
１組の作動制御情報の適用によって１組の遠隔作動されるエレメントを有する可撓性医療装置の先端部をナビゲートする方法であって、
既知の（または０）組の作動制御情報が医療装置の先端部分に適用される間に、前記医療装置の先端部分の２つの投影画像上で複数の点を識別し、
前記医療装置およびその動作環境の投影画像の一方または両方の面における、または３次元の局部的な電気的マップまたはその投影における、前記医療装置のチップの所望の位置を識別し、
前記医療装置の弾性または磁気的特性基づくコンピュータ計算を行い、（ａ）２方向画像の一方または両方の面上に示された、先端装置チップの面内の医療装置のチップの可能な位置の軌跡、（ｂ）投影画像の一方または両方の面上に示された、偏位と軸回転の組合せによって装置チップによってアクセスするできる可能な位置のアクセス可能な面、（ｃ）３次元的グラフィック図中で装置チップと一緒に生成された前記軌跡またはアクセス可能な面、の中の１つ以上の自動製図を行い、
画像面、３次元的グラフィック図、または局部的な電気的活動マップのいずれかにおける前記軌跡または前記アクセス可能な面を越えた点として前記医療装置のチップの所望の位置を識別し、
前記医療装置を前記所望のチップ位置に接近して到達させることを可能にする１組の作動制御情報と装置前進／後退の計算を行い、
前記医療装置の前進と後退を制御するためにコンピュータ制御される装置アドバンサを用い、
適当な作動制御情報の供給と装置アドバンサの動きによって、選択された点に向けて前記医療装置を自動的に前進させるようコンピュータに命令し、
（ａ）前記医療装置およびその動作環境の新しい１組の投影画像、または（ｂ）新しい３次元の局部的電気的マップまたはその投影、の中の１つ以上を表示すること、
を特徴とする方法。
【請求項５８】
与えた磁界によって先端チップの方向付けが可能であり、また案内シースの先端部からの自由長が望遠鏡式に伸縮自在に調整可能である、磁気的に案内可能なカテーテルの先端部を、対象物中の処置領域における選択された点に向けてナビゲートする方法であって、
カテーテルの計算モデルおよび案内シースの先端部の位置および方向に関する情報を用いて、先端チップを目標点に到達させるように、与えるべき磁界を決定し、前記案内シースから前記カテーテルを延ばす自由長を決定することを特徴とする方法。
【請求項５９】
さらに、あたかも前記決定された磁界が前記先端チップに与えられ、前記カテーテルが前記決定された自由長にまで伸ばされたかのように前記カテーテルの仮想的画像を表示する、請求項５８に記載の方法。
【請求項６０】
さらに、前記決定された磁界が前記先端チップに与えられ、前記カテーテルを前記案内シースから前記決定された自由長にまで伸ばすことを含む、請求項５９に記載の方法。
【請求項６１】
適用される制御変数によって先端チップの方向付けが可能になり、案内シースの先端部から対象物の処置領域における選択された点までの自由長が伸縮自在に調整可能である、方向付け可能なカテーテルの先端部をナビゲートする方法であって、
カテーテルの計算モデルおよび案内シースの先端部の位置および方向に関する情報を用いて、先端チップを目標点に到達させるように、適用すべき制御変数を決定し、前記案内シースから前記カテーテルを延ばす自由長を決定することを特徴とする方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、対象物または被術者の体内（subject's body）における医療装置の遠隔制御に関し、特に“仮想的装置”インタフェースを使用した遠隔制御が可能な医療装置を操作するためのユーザ・インタフェースに関する。
【背景技術】
【０００２】
技術の発達により、医師またはその他の医療に携わる専門家が医療装置（medical device）の先端部（distal end、ディスタル・エンド、末端部）の方向を遠隔制御することができるシステムが開発された。医療装置の基端部（proximal end）上の制御手段を機械的に操作することによって被術者の体内にある医療装置の先端部を操縦することが今日の普通のやり方である。近年、外部発生源マグネット（磁石)の磁界を用いて医師が医療装置の先端部の方向を定めることができる磁気的ナビゲーション（誘導）システムが開発された。例えば、医療装置に組み込まれた磁歪エレメント（magnetostrictive element）または電歪エレメント（electrostrictive element）を動作させることによる、医療装置の先端部の自動的遠隔方向設定のためのその他のシステムが開発された。医療装置を制御することはできるが、医師が処置箇所（患者（patient）の体内にあり、視界外にある）を可視化し、医療装置の先端部の方向合わせすべき所望の方向を選択し、医療装置の先端部をその選択した方向に向けるためにその選択した方向をそのシステムに伝達することは依然として困難であるといえる。
【０００３】
前述のように、制御された磁界を被術者の処置領域（手術領域：operating region）に与え（形成し、印加し）て、その処置領域において医療装置上の磁気的応答エレメントの方向を合わせる磁気ナビゲーション・システムが開発された。このようなシステムは、例えば、２００１年６月５日付けの「磁気的手術用の開フィールド・システム（Open Field System For Magnetic Surgery）」という名称でリター（Ritter）氏他に発行された米国特許第6,241,671号に開示されている（この文献を参照して本明細書中に組み込む）。磁気的ナビゲーション・システムはナビゲーションがより速く、しかもより簡単であり、装置を操縦するための引張り用ワイヤーおよびその他の構成要素を含む必要のある通常の機械的にナビゲートされる装置よりも、装置をより細く、より可撓性に作ることが可能になる。磁気的手術用システム（surgery system）および磁気的応答性医療装置の進歩により、適正な磁界の方向を決定すること、および決定された磁界を与えるために磁気的手術用システムに命令することは、おそらく磁気支援医療処置に残された最も困難な仕事である。ユーザが処置（行動）を見ることができるように助け、ユーザが処置期間中に磁気的手術用システムを制御することができるように改善するための大きな努力が払われてきた。与えられた磁界の方向と医療装置の先端部の実際の方向との間にはしばしば遅れ（ずれ）が存在する。現在の幾つかのシステムでは、ユーザが磁界の方向を指定し、与えられた磁界と実際の装置の方向との間の遅れ（ずれ）を頭の中で考慮する（描く）必要がある。
【特許文献１】米国特許第6,241,671号
【発明の開示】
【０００４】
発明の概要
本発明は、被術者体内にある可撓性医療装置を制御する方法および装置に関し、仮想的装置インタフェース（virtual device interface）、即ち実際の装置の物理的または計算モデル（computational model）を使用し、場合によって（possibly）装置のリアルタイム／インタラクティブ（interactive、対話的）ナビゲーション制御用の計算された制御インタフェースを含むインタフェースを使用している。このような計算された装置の制御インタフェースは入力装置（例えば、ジョイスティック（joy-stick））からのユーザの入力情報を受け取り、これらの入力をコンピュータによって解釈し、予め指定されたマッピングに従って装置チップを駆動するための適正な制御を行う。一般に、本発明の方法は、“仮想的（virtual）”医療装置の先端部分の画像を表示するステップと、ユーザが仮想的医療装置の先端部分の表示画像を、所望の形態（configuration、構成、配置）（形状（shape）および／または方向（orientation））になるように操作または処理することを可能にし、次いで実際の医療装置の先端部分が仮想的装置の画像によって表された所望の形態をとるようにその装置を遠隔操作するステップと、を含む。
【０００５】
本発明のシステムおよび方法の好ましい実施形態では、表示された仮想的医療装置の形態（configuration、配置、構成、構造）は、仮想的医療装置自体が構成する（configure、設定する）ターゲット点（目標点）を識別することによって、制御することができる。他の好ましい実施形態では、仮想的医療装置の形状を変える制御、例えば偏位（deflection、偏向、たわみ）制御と回転制御は形態を制御するために使用される。本発明のシステムおよび方法のさらに他の好ましい実施形態では、表示された仮想的医療装置の形態は、“あたかも”少なくとも１つの制御パラメータが変更されたかのように（磁気的被制御装置の特別な場合は、あたかも新しい磁界が与えられたかのように）、仮想的医療装置の先端部の形態を示すために、少なくとも１個のパラメータ（例えば、磁気的被制御装置用の与えられた磁界）を変化させ、仮想的医療装置の画像を更新することにより、変化させることができる。他の好ましい実施形態では、ユーザはターゲットの位置を識別することができ、インタフェースは、実際の装置をターゲットに到達させるための１つまたは複数の制御パラメータを決定するための仮想的装置モデルを使用する。本発明のシステムおよび方法のさらに他の好ましい実施形態では、医療装置の先端部の可能な複数の位置の点からなる面が表示される。次に、ユーザは面上の点を選択し、医療装置の先端部を選択された点の方向に整列させるために正確な磁界を自動的に与えるようにシステムを動作させることができる。
【０００６】
本発明の好ましい実施形態は、処置領域（operating region、手術領域）における医療装置の先端部を制御するために対象物または被術者体内の処置領域（手術領域）に与える磁界に関する仕様（specification）とその磁界の形成を容易に行うための（促進するための）インタフェース・システムおよび方法を提供する。この発明は、磁気的ナビゲーション・システムを制御するための方法および装置を提供することができ、特に、患者の処置領域（手術領域）にある磁気的に操作される（イネーブルされる）医療装置の先端部を制御するためにその患者の処置領域（手術領域）への磁界に関する仕様とその磁界の形成を容易に行うための（促進するための）インタフェース・システムおよび方法を提供する。しかし、本発明の仮想的装置のインタフェースはそれに限定されるものではなく、医療装置の形態を制御するための任意のシステムと共に使用することが可能であり、また任意の種々の手段によって作動させることができる。さらに、インタフェースを案内ワイヤー、カテーテルおよび内視鏡等を含む任意の細長い医療装置と共に使用することができる。
【０００７】
本発明のシステムおよび方法によれば、ユーザは、医療装置の形態または配置（configuration）を変化させるために使用される１つまたは複数の変数を実際に供給する前に、医療装置の先端部分の形態または配置を見る（視覚化する）ことができる。このことにより、現在使用されている多くのユーザ・インタフェースよりも速く且つ容易に習得し、操作することができる。例えば、現在使用されている幾つかの磁気的ナビゲーション・インタフェースでは、ユーザは医療装置の先端部分の現在の方向を考慮（参照）することなく磁界の方向を指定する必要がある。本発明のシステムおよび方法は、また、医療装置を前進させるアドバンサ（advancer、前進装置）と方向制御手段とを組合せる処置（手順）を容易に自動化することができる。さらに、本発明によれば、ユーザが入力装置を使用してインタラクティブなまたは対話的な形態で装置の先端部を直接操作するようにし、ユーザによる入力装置の操作はコンピュータによって作動（始動：actuation）制御変数の変化にマッピングされ（mapping）、次いで装置の形態にそれに対応する変化を生じさせる。装置の形態の変化は任意の種々の画像化システムを使用してユーザに可視的に表示させることが可能になり、それによってユーザは装置全体にわたってインタラクティブな制御を行うことができる。この目的のための入力装置は、例えばジョイスティック、グラフィック・メニュー・ボタン（graphical menu button、図式メニュー・ボタン）、キーボード・ボタン（keyboard button）、またはこの技術分野の専門化には周知の他の任意の選択肢でもよい。入力装置の操作を装置の作動制御の変化へとマッピングするマッピング法は、装置の直観的な空間的な制御を行う種々の方法の中から選択すればよい。可能なマッピングの選択項目の選択がユーザに提供され、それによってユーザは、ユーザが所与のナビゲーション環境の中の最も適当と思う１つを採用することができる。これらの特徴、その他の特徴、および利点は、一部は明白であり一部については以下で明らかになろう。
【０００８】
幾つかの図面を通して、同じ参照番号は対応する同じ部分を表す。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
本発明の仮想的装置のインタフェースは、例えば機械的、電気的、および磁気的に作動させることができる医療装置（medical device）を含めて、遠隔制御可能な任意のタイプ（形式）の医療装置と共に使用することができる。本発明の可能な１つの使用法として、例えば図１に示す磁気ナビゲーション・システムを用いて、磁気的に作動（始動）可能な装置の制御における使用がある。以下では、主として、Ｘ線画像化システムと共同した磁気的手術システム（magnetic surgery system）の形態の好ましい実施形態に関して説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、磁気共鳴画像化システムの静止磁界と相互作用する医療装置上に配置された可変磁気モーメントを使用することによって発生されたトルクによってカテーテルを操縦する、磁気共鳴画像化システムを使用することもできる。同様に、その他の任意の画像化モダリティ（modality、医療撮像手段）または作動モダリティを採用することも可能である。
【００１０】
図１に示すように、磁気的手術システム（surgery system）は、患者が置かれた処置室５０内および制御室５２内に設置されている。制御室５２は好ましくは処置室５０に隣接しており、また患者を直接観察することができるように制御室５２と処置室５０の間に窓５４を設けてもよい。しかし、制御室を患者から離すこともでき、本発明のインタフェースの助けを借りて医師は異なるフロア（階）から、異なる建物から、別の町にある制御室からさえも処置室内の患者に処置を施すことができる。
【００１１】
磁気的手術システムは、患者用ベッド５６と、プロセッサ６４によって操作され、患者５６に隣接する制御手段６６によって制御される患者用ベッドの両側（対向する側）に配置された対向するマグネット（磁石）ユニット６０および６２を含む磁気的ナビゲーション・システム５８とを含んでいる。例えばＣアーム上のＸ線画像化システムのような画像化システム６８は、処置室５０内の１組のモニタ７０上に処置領域の画像を表示させる。本発明のインタフェース・システムは、患者の体内の処置領域にある医療装置の先端部を制御するために、ユーザが磁気的ナビゲーション・システム５８をナビゲート（誘導、操縦または操作）する便利な方法を提供する。
【００１２】
インタフェースは、処置室５０内の、例えばＬＣＤモニタ７２上の表示（ディスプレイ）、およびディジタル・タブレット（digital tablet）７４、制御室５２（５４）内の、プロセッサ７６、例えばモニタ７８上の表示（ディスプレイ）、キーボード８０、およびマウス／ディジタル・タブレット８２を含んでいる。画像化システム６８からの複数の画像をインタフェースを用いて統合する追加的な表示を処置室５０内のモニタ８６および８８上で提供することができる。制御室でも同様に画像を利用することができるように１つ以上のモニタ９０を制御室に追加して設けることができる。モニタ９０は、好ましくは複数ペイン表示（multi-pane display、多画面表示、多枠表示）を表示する。
【００１３】
図２に示す本発明の好ましい一実施形態では、表示の１つ、例えば表示９０は、処置領域の２方向（biplane、バイプレーン）画像を受けるペイン（pane、ガラス板、表示区画、枠）９２および９４を有する。表示９０は好ましくは制御ペイン９６を具えている。図２に示すように、ユーザは医療装置を特徴付けるために医療装置の先端部に関する個々の点の組（discrete set of points）を選択する。好ましい実施形態では、処置領域は、（２方向蛍光透視法（bi-plane fluoroscopy）のような）２平面（bi-planar）画像化（撮像）され、別々の平面、好ましくは互いに直交する平面における、処置領域の画像と医療装置の先端部の画像の２つの画像を表示させる。例えば、２方向画像化システムは、ペイン９２および９４にそれぞれ、処置領域の左前斜位（ＬＡＯ：left anterior oblique）および右前斜位（ＲＡＯ：right anterior oblique）の画像を表示させてもよいであろう。２方向画像化は、多平面または多方向（multiple plane）で画像化を行うために共同して（in tandem、前後に）動く単一のＸ線源と画像化プレートを用いて提供することができるであろう。
【００１４】
ユーザは、好ましくは、ペイン９２および９４の各々の上に医療装置の先端部分の“支持（support）”点または“ピボット”（pivot、中心）点ｘ1を識別する。ユーザは、両方の平面における点を識別することによって、３次元空間中の点を一意的に識別する。また、ユーザは、好ましくは医療装置の先端部ｘ4を識別する。また、ユーザは、好ましくは点ｘ1とｘ4の間の少なくとも１個の点、好ましくは少なくとも２個の他の点ｘ2およびｘ3を識別する。ユーザはそれ以上の点を識別することももちろん可能であるが、そのことによって得られる精度の向上はユーザに不便を強いるほどの価値はない。
【００１５】
医療装置の先端部の形状を再構成する（reconstruct、再現する）他の方法も可能である。例えば、各図（view）の上で個別に点を識別することもできる。プロセッサは、これらの点に基づいて、各平面に対するスプライン（spline、曲線、曲面）（一連の多項式曲線（polynominal curve））を出現させることができ、次いで３次元における医療装置の形状を特徴付ける（特徴を判定する）ために２つのスプライン上の対応する点を識別する。
【００１６】
図４Ａに示すように、２平面表示（ディスプレイ）の各々の上のカーソルを操作して、点１００のような点上をクリックすることによって、点を識別することができる。図４Ｂに示すように、ユーザがＬＡＯ上の点１００をクリックした後、ＲＡＯ上に線１０２が表示され、ＬＡＯ中の識別された点１００はその線１０２に沿って位置しなければならない。図４Ｃに示すように、ユーザは次にＲＡＯ上に表示された線１０２に沿う所望の点１０４を識別することによって３次元空間中の点を一意的に識別する。ユーザはＲＡＯ上で開始することができ、ＬＡＯにおいて点識別処理を完結する。点を識別するために他の幾つかの方法を用いることができ、または例えば画像処理を使用して点を自動的に識別することもできる。
【００１７】
医療装置の形状（shape）を特徴付ける（特徴判別する）ために医療装置上の点を一意的に識別すべく２方向画像を使用する代わりに、医療装置の形状を特徴付けるために位置決め（localization、ローカライゼーション、位置を突止める、局限化）システムを使用することももちろん可能である。例えば、磁気的位置決めシステムは、処置室における基準送信機（reference transmitter、レファレンス・トランスミッタ）を使用して、医療装置上の１つ以上の受信機に送信して、その受信機を位置決めし、従って３次元空間における医療装置を位置決めすることができる（または医療装置上の１つ以上の送信機は処置室中の基準受信機（reference receiver、レファレンス・レシーバ）に送信することができる）。例えば、超音波または電位を使用した他の位置決めシステムを使用することもできる。
【００１８】
いったん３次元空間における点ｘ1、ｘ2、ｘ3およびｘ4が識別されると、これらの点を処理して医療装置の先端部の形態を決定することができる。この処理によって、点ｘ1が実際に医療装置の支持点（support point）およびピボット点（pivot point、回転中心点）であるかどうかを決定することができる。例えば、均一なウォール・カテーテル（uniform wall catheter、同様の壁カテーテル）のような均一な医療装置では、医療装置の先端部分すなわちピボット点に対して遠位側の先端にある部分は、概して円形であると仮定する。従って、選択された点ｘ1が実際に支持点またはピボット点であるか否かは、点ｘ1、ｘ2、ｘ3およびｘ4相互間の再構成された曲線の円形性（circularity）をチェックすることによって決定することができる。特性が長さに沿って均一でない他のカテーテル形態を用いた場合は、支持点またはピボット点としてのｘ1の有効性は、計算されたまたは経験的に決定された形状と対照して、先端部分の形状をチェックすることによって、決定することができる。
【００１９】
この好ましい実施形態では、仮のピボット点または支持点として選ばれた点ｘ1が有効なピボット点または支持点でないと判定された場合、そのことを、例えばテキスト・メッセージで、または表示（ディスプレイ）上のその点の色を変化させることによって、ユーザに知らせ（合図し）、別の仮のピボット点または支持点を選択するようユーザに知らせる。システムは、適正な処理によって、ユーザが単純に受け入れるための１つ以上の適当なピボット点または支持点を示唆する（提案する）ことも可能である。いったんピボット点または支持点が正しく判定されると、プロセッサは、次にそのピボット点または支持点に対して末端側（遠位側）にある医療装置の自由長（free length）ｌを判定（決定）することができる。
【００２０】
既知の磁界が与えられまたは形成されたときにユーザによって識別された点ｘ1、ｘ2、ｘ3およびｘ4の位置によって示される、ピボット点または支持点ｘ1、自由長ｌ、先端部分の特性を用いて、異なる磁界が与えられたときの医療装置の先端部分の形態を計算することができる。これらの計算では、数学的モデル化または経験的測定によって展開された（開発された）ルックアップ・テーブルまたは１つ以上の式で表された医療装置の特性を考慮することができる。また、これらの計算も同じ（または類似した）医療装置に対してユーザが識別した前（以前）の点の組ｘ1、ｘ2、ｘ3およびｘ4を考慮することができる。
【００２１】
従って、異なる磁界が与えられた場合でも、実際の医療装置の形態（形状および方向）を表す仮想的医療装置の表現（representation、表象、レプレゼンテーション）１０６を表示することが可能になる。（もちろん、他の遠隔制御が可能な医療装置についても、インタフェースは、あたかも１つまたは複数の制御パラメータがユーザによって選択されて変更されたかのように、実際の医療装置の形態を表す仮想的医療装置の表現を表示することもある）。この表現はペイン９２および９４内の処置領域の画像上に重畳される。従って、ユーザは、新しい磁界が与えられて適正な調整を行う前に、あたかも新しい磁界が与えられたかのように、所望の新しい磁界を選択し、医療装置の先端部の形態を観察することができる。与えられた磁界の所望の方向を識別するために種々のシステムおよび方法が工夫され、提案されている。例えば、ユーザは（例えば２方向画像化システムの表示上で）開始点と終了点とを識別することができ、また選択された方向に磁界（フィールド）を与えることができる。代替構成として、ユーザは、所望の磁界の方向のベクトル表現を操作することができ、または前に（以前）使用した方向を選択することができ、または前に識別した点に関連する方向（ユーザは、他の遠隔制御可能な医療装置を用いて、適当な制御パラメータを操作して、装置の形態を変えることができる）を選択することができる。しかし、いずれの場合も、医療装置の結果として得られた形態は、経験に基づくユーザの推測にすぎない。本発明によれば、所望の磁界が与えられるときに医療装置の先端部がとるべき形態の表示を、実際に磁界が与えられる前に作りだすことができる。
【００２２】
さらに、図３Ａに示すように、磁界の方向および／または強度のような１つ以上の選択された制御パラメータに対する変更のみによって医療装置の先端部が到達することができるすべての可能な点を表す面１０８を発生させることができる。この好ましい実施形態では、この面１０８は概してパラボラ形状である。この面１０８を表示させることもでき、またユーザはこの面上の点を識別することができ、さらに、システムは、処理によって、医療装置の先端部を選択点に到達させるために与えるべき正しい磁界を決定することができる。ユーザは医療装置を所望の方向に合わせて、医療装置を僅かに前進させることによって、表面を僅かに越えた或る点に到達させることができる。図３Ｂに示すように、システムは、異なる自由長ｌ’およびｌ”に対する可能な点の面１０８’および１０８”を発生して表示させることもでき、それによって可能な点の現在の組（現在の組の可能な点）を表す面が所望の位置に到達しない場合には、ユーザは、可能な点の異なる組（異なる組の可能な点）を表す面から選択することができ、手動で自由長ｌを調整するか、または、システムに機械化されたアドバンサ・メカニズム（前進機構）が設けられていれば、システムに自由長ｌを自動的に調整させることができる。
【００２３】
本発明のシステムおよび方法によれば、ユーザが、医療装置の表示された表現１０６の形態を変え、所望の形態が得られるように磁界を与えることも可能である。従って、表示を医療装置の先端部分の表示された仮想的画像１０６の形態を変える制御手段に結合することができる。これらの制御手段は、例えば、医療装置の先端部の偏位（偏向）および回転を変える制御手段であればよい。図５に示すように、これらの制御手段はスクリーン制御手段１１０および１１２によって実現され、偏位の程度を変更するために、また回転の程度を変更するためにこの制御手段をポイントし（ポイント操作し）、クリックし、ドラッグすることができる。これらの制御手段１１０および１１２は通常の機械的ナビゲーション可能な装置に設けられた制御手段と同様である。実際には、制御手段をスクリーン上に設ける代わりに、通常のカテーテルのハンドルと同様のカテーテルのハンドルに設けることができ、ユーザは医療装置の先端部の偏位および回転を変えるよう操作することができる。ペイン９２および９４中の仮想的装置の表示によって示されるように、制御手段１１０および１１２を使用して所望の偏位および回転がいったん得られると、ユーザは、磁界を与えるために例えば仮想的ボタン１１４（または他の制御手段）をポイントまたはクリックすることによって、適正な磁界を与えることができる。代替構成として、システムは連続モードで動作することもでき、その際、医療装置の先端部分の形態は、ボタン１１４を操作する必要なく、表示された画像１０６中の変化に基づいて自動的に変化させることができる。表示された仮想的装置の可能な形態は、好ましくは可能な形成された磁界によって実現することができる形態に制限され、それによってユーザは仮想的装置を実現不可能な形態にまで操作することはできない。これを同様に制御手段に組み込むことができ、それによって、制御手段は、ユーザが仮想的装置の画像１０６を物理的に実現不可能な形態にまで操作することができないようにする。
【００２４】
プロセッサが所与の与えられた磁界に対してその形態を決定することができるのと全く同様に、プロセッサは所与の形態に対して適正に形成されるべき磁界を決定することができる。従って、ユーザは、形態、より好ましくはターゲット点（目標点）を指定することができ、インタフェースはターゲットに到達するための制御パラメータ（例えば、磁界の方向、磁界強度、自由長）を決定することができる。インタフェースは仮定された新しい形態を表示し、もしそれが満足できるものであれば、ユーザはそれを受入れ、ターゲットに到達するためのインタフェース決定制御パラメータが供給される。
【００２５】
システムは種々のタイプの医療装置の特性を記憶することができ、これらの記憶された値の１つを、仮想的医療装置の表示１０６の形状を決定する数学的モデルにおいて用いることができるであろう。ユーザはこれらの記憶された値の中の幾つかを選択することができ、また図５に示すように、ペイン９６は使用される記憶値を識別するしるし（indicia、表示）を表示するウィンドウ（窓）１１６を含むこともできる。また、そのペインは現在与えられている磁界の方向の表示１１８を含むこともできる。
【００２６】
インタフェースは幾つかのモデルの医療装置を採用している。次の説明では、均一な弾性または伸縮性の（elastic）特性を有し、装置のチップに配置された１つの永久磁石を具えた可撓性装置の簡単なケース（場合）のモデルを示す。このモデルおよび細部は、不均一な弾性または伸縮性の特性と１つより多い（２つ以上の）マグネットとが使用される場合、または別のモデルの装置の作動法が使用される場合について、この分野の専門家によって決定することができる形態で、一般的化することができる。医療装置の形態は、数学的に次のように表すことができる。
【００２７】
点ｘ1、ｘ2、ｘ3およびｘ4間の距離は次の式によって与えられる。
【００２８】
【数１】
2006519629.tif 000003
【００２９】
点ｘ1およびｘ4における単位タンジェント・ベクトル（→ｎ1および→ｎ4）（→ｎはベクトルｎを表す）は、次の式のように推定される。
【００３０】
【数２】
2006519629.tif 000004
【００３１】
ｘ1とｘ2の間の変形角（deformation angle）θは、cosθ＝→ｎ1・→ｎ4から見出すことができる。
【００３２】
平面性からのずれ（Deviation from planarity）
点ｘ1、ｘ2、ｘ3およびｘ4をチェックして、点ｘ1、ｘ2、ｘ3およびｘ4が概して１平面内にあることを確かめることができる。ｘ1とｘ4の間の単位ベクトル→ｐは、次の式によって与えられる。
【００３３】
【数３】
2006519629.tif 000005
【００３４】
次に、→ｎ1および→ｎ4に直交するベクトル→ｑ1は、次の式によって与えられる。
【００３５】
【数４】
2006519629.tif 000006
【００３６】
また、→ｎ1および→ｐに直交するベクトル→ｑ2は、次の式によって与えられる。
【００３７】
【数５】
2006519629.tif 000007
【００３８】
→ｑ1と→ｑ2との間の角度φは、点の平面性（planarity）の測定尺度（基準：measure）で、次の式によって与えられる。
【００３９】
【数６】
2006519629.tif 000008
【００４０】
平面性については、φ≦１０°≒π／２０であることが望ましい。
【００４１】
円形性チェック（均一な剛性）
均一な剛性（stiffness、硬さ）の医療装置に対しては、先端部分は概して円形の形態であると仮定する。点の選択、特にピボット点ｘ1は、それらの点が実質的に円（環、サークル）に沿って存在することを確実にすることによって、有効であるとすることができる。（均一でない装置に対しては、点に対して他の幾つかのチェックが実行される）。→ｕが磁界の方向単位ベクトルを表し、ψ＝cos-1（→ｕ・→ｎ1）と定義する。与えられた磁界とその方向の間の遅れ角αは、α≡（ψ−θ）によって与えられ、そのように定義する。ｍを医療装置の先端部上のマグネットの磁気モーメントとし、βをその剛性（β＝ＥＩ、ここで、Ｅは材料のヤング率、Ｉはその領域（場所）の曲げモーメントである）とすると、次の式が成立する。
【００４２】
【数７】
2006519629.tif 000009
【００４３】
ここで、Ｂは磁気（磁界）強度の大きさであり、ｌは→ｘ1と→ｘ4との間の医療装置の長さである。
【００４４】
弦長（chord length）は次の式で与えられる。
【００４５】
【数８】
2006519629.tif 000010
【００４６】
点が円に沿って存在するならば、弦長ｄ’は、ｃ≡｜→ｘ4−→ｘ1｜に接近する必要があり、例えば１０％以内であるべきである。即ち、
【００４７】
【数９】
2006519629.tif 000011
【００４８】
上記の制約が満たされると、医療装置の曲線は次のように推定される。
【００４９】
νは、→ｎ1に直交する医療装置の面内の単位ベクトルである。
【００５０】
【数１０】
2006519629.tif 000012
【００５１】
医療装置の曲線は次の式によって表される。
【００５２】
【数１１】
2006519629.tif 000013
【００５３】
磁界の方向が変化したときのチップの包絡線（envelope、包絡面）または表面（surface）は、チップの位置に対する次の式に基づいて決定される。
【００５４】
【数１２】
2006519629.tif 000014
【００５５】
θを０からθmas（＝ｌＭＢ／β）まで変化させることにより、磁界が変化したときのチップの位置の包絡線（包絡面）または軌跡を与える。
【００５６】
選択された点に対する磁界の方向の決定
点Ｚが包絡線（包絡面）上で選択されると、チップをその位置にもって行く磁界の方向は次の式に従って計算してもよい。
【００５７】
【数１３】
2006519629.tif 000015
【００５８】
ここで、チップを点Ｚの方向に向けるための対応する磁界の方向は、次の単位ベクトルによって与えられる。
【００５９】
【数１４】
2006519629.tif 000016
【００６０】
“アクセス可能な面（accessible surface）”は、また、上の式［２５］によって得られる包絡線（包絡面）を、→ｎ1をピボットとして回転させることによって定義され、→ｖおよび→ｎ1に直交する単位ベクトル→ｗは、→ｗ＝→ｖ×→ｎ1によって与えられ、→ｎ1を回転中心とする→ｗの回転→ｖは、
【数１５】
2006519629.tif 000017
に対して、
【数１６】
2006519629.tif 000018
によって与えられる。
【００６１】
【数１７】
2006519629.tif 000019
【００６２】
上記の式［２６］は、θとξを変化させることによって磁界の方向を変化させて、チップに対してアクセス可能な、→ｎ1を回転中心とする回転面を定義し、面は、経度と緯度をもった球を生成するのと同様に生成される。
【００６３】
面上の任意の点に対する磁界の方向の生成
式［２５］と同様に、この面上の所望の点→ｚを与えると、対応する磁界は次の式［１６］から得られる。
【００６４】
【数１８】
2006519629.tif 000020
【００６５】
ここで、→ｖRSは次の式から得られる。
【００６６】
【数１９】
2006519629.tif 000021
【００６７】
ここで、
【数２０】
2006519629.tif 000022
である。
【００６８】
所望のチップの位置がアクセス可能な面を超えたときは、挿入された長さの変化と磁界の方向の組み合わせは、医療装置の先端部を現在の位置から→ｚに向けて移動させるために必要になる。
【００６９】
前述のように、→ｕ1を定義し、φ-およびθ-を見つける（φ-は、φバーまたはφダッシュを表す）。ｌ-が新しい医療装置長さであり、また、
【数２１】
2006519629.tif 000023
とすると、
【００７０】
【数２２】
2006519629.tif 000024
になる。
【００７１】
【数２３】
2006519629.tif 000025
【００７２】
式［２８］および［２９」が与えられると、
【００７３】
【数２４】
2006519629.tif 000026
【００７４】
および
【数２５】
2006519629.tif 000027
は、磁界の方向の変化と共に、医療装置の端部を所定の方向にもってくる挿入された長さの変化である。
【００７５】
ここでは磁気的手術システムの文脈で（の関係で）説明したが、前述のように、本発明の仮想的装置インタフェースは、形態が機械的に、水力学的にまたは磁歪手段および電歪手段によって制御される装置を含めた医療装置の形態を制御することができるその他の装置にも適用することができることは言うまでもない。
【００７６】
ユーザ・インタフェースの第２の実施形態が図１０に示されている。第２の実施形態のインタフェースは、ユーザが処置領域（手術領域）にある磁気的医療装置の方向を制御するために患者内の処置領域（手術領域）に磁界を与える磁気的ナビゲーション・システムを制御するのを支援するように適合化されている。医療装置の制御された前進／後退を行うために前進（アドバンサ）／後退（リトラクタ）機構が設けられていることが望ましい。図１０に示すように、ユーザは幾つかの仮想的または実際のボタンが与えられており、ユーザはマウス、トラック・ボール（track ball）、スペース・ボール（space ball）、ジョイスティック（joy stick）、タブレット（tablet）、またはその他の入力装置を用いて操作することができる。操作ボタン２００が本発明に基づいてナビゲーションを開始させ、ウィンドウ（または他のメッセージ）が表示され、固定点（anchor point）を含む医療装置の画像２０３を含む、表示２０２上の医療装置上の多数の点を識別するために、ユーザが入力装置を使用するよう促す（指示する）。
【００７７】
ユーザは、例えば表示２０２上の医療装置上にカーソルを置くことによって、点を識別する。この好ましい実施形態では、発明者は、ユーザの労力（努力）とナビゲートされる医療装置の特徴付けの精度との間のバランスから４つの点が適正であると決定したが、それ以外の点の数を使用することもできる。その識別された点は、（前述のように）チェックされまたは適正であるとされ（qualified、資格を認め）、ウィンドウ（または他のメッセージ）がユーザに対して１つ以上の点が適正に識別されていないかどうかについて注意を喚起する。
【００７８】
現在与えられている磁界、および医療装置の位置および形態（点の識別から得られる）に関する情報を用いて、インタフェースを実現するプロセッサは医療装置を特徴付けることができる。次に、ユーザは入力装置を使用して方向制御ボタンを操作することができる。この好ましい実施形態では、医療装置の偏位（偏向）を増減するためのボタン２０４および２０６と、医療装置を回転させるためのボタン２０８および２１０のような、４個のボタンが存在する。個別の（discrete）ナビゲーション・モード、連続ナビゲーション・モードでインタフェースを動作させることができ、またはインタフェースはユーザが個別のナビゲーションと連続ナビゲーションの間で切換えることを可能にしている。個別のナビゲーション・モードでは、ユーザはボタン２０４、２０６、２０８または２１０上でクリックし、仮想的装置の画像２１２が、与えられた指定の新しい磁界による医療装置の形態を示す表示２０２上に重畳される。仮想的装置の画像２１２によって表されるように、いったんユーザが新しい磁界に満足すると、ユーザは、（ボタンのような）制御手段を操作して磁気的ナビゲーション・システムを作動させ、指定された磁界を与え、実際の医療装置が仮想的装置の画像２１２によって表される形態および位置を実質的にとる（たどる）ようにする。連続ナビゲーション・モードでは、ユーザは連続ナビゲーション・モードで操作することができ、ボタン２０４、２０６、２０８および２１０を操作することによって指定された方向の変化が自動的に実行され、医療装置を動かす。ユーザは、例えば制御ボタンを押下する（hold down）ことによって連続ナビゲーション・モードに入ることができる。ボタン２０４、２０６、２０８および２１０は、好ましくは予め設定された個々の量だけ偏位（偏向）および回転を変化させるように操作できることが好ましく、ユーザによってカスタマイズされ、または偏位および回転をナビゲーション・システムの限界値にまで連続的に変化させるために押下することが可能であることが好ましい。医療装置の回転および偏位を各別に制御することに加えて、その他の多くのマッピング（写像）が可能である。例えば、選択された面内で移動させるように、装置チップを適正に制御または作動させることができる。
【００７９】
別の実施形態では、インタラクティブな装置制御のためにジョイスティックを設けることができる。この場合、ユーザは、医療装置の形態を変化させる（変更する）作動制御変数の変化に対するジョイスティックの偏位（偏向）によって１組の可能なマッピングの中から選択する。装置作動のために磁気的手術システムが使用される１つの特別な場合は、磁界はジョイスティックにより制御（駆動）される。この技術分野の専門家にとって周知のＸ線、磁気共鳴画像化、超音波またはその他の画像化モダリティを採用することができる画像化システムからの可視的フィードバック（帰還）によって、ユーザに装置形態を提供し、それによって医療装置は所望のターゲット（目標）に到達するようにユーザによってインタラクティブに駆動されてもよい。他の実施形態では、装置作動に関するインタラクティブな遠隔制御のために、スペース・ボールまたは特注で作られた装置を含む種々の他の入力装置を使用してもよい。
【００８０】
また、インタフェースによって、ユーザは２次元表示上のターゲット点２１４をマークする（印を付けて示す）ために表示中の点の上をクリックすることができる。次に、インタフェースは、磁気的ナビゲーション・システム、およびターゲット点２１４に到達させるために要求される（好ましくは自動化された前進／後退システムによって制御される）医療装置の伸張または後退に必要な磁界を決定し、形成され計算された磁界によっておよび実行された長さの適正な調整によって仮想的装置の画像２１６を表示する。次にユーザは（ボタンのような）制御手段を操作し、それによって計算された磁界および長さの調整が実施される。代替構成として、ユーザは（例えばジョイスティック上の別のボタンを押下するすることによって）連続ナビゲーション・モードで動作させることができ、それによって形成された磁界および装置の長さは、医療装置の先端部を、表示２０２上をクリックすることによって識別された点２１４にもって行くように自動的に変化する。
【００８１】
ユーザは２次元表示上の点を識別することによって３次元空間中の点を識別しようと試みるので、医療装置の先端部はユーザが意図する場所と正確に一致しない可能性がある。（処置領域の２方向画像を利用することができるならば）ユーザは位置をより細かく区別するために別の表示に切換えることができる。代替構成として、２方向画像化または２つの対応する画像を利用することができる場合には、ユーザは各画像上でターゲット点（目標点）を識別することができ、３次元空間における点を一意的に識別することができる。ユーザが１つの画像中のターゲットを識別した後、インタフェースは第２の画像中の適当な点の選択を支援する。例えば、カーソルの色または形状によって、他の表示上のユーザの選択に基づいてカーソルが有効または無効位置上にあるときそうであることを示すことができる。個別ナビゲーションでは、ユーザが“アプライ・フィールド・ボタン（apply field button、磁界印加ボタン）”を作動させると、磁気的ナビゲーション・システムは指定されたターゲット点に到達する（ターゲット点を確保する）のに必要な磁界を与える。連続ナビゲーション・システムの一実施形態では、磁気的ナビゲーション・システムは、ターゲット点が適正に指定されると直ちにその指定されたターゲット点に到達する（ターゲット点を確保する）のに必要な磁界の形成を自動的に開始する。意図しない動きを防止するために、ユーザは、連続ナビゲーション・モードを維持するためにボタンを押下げなければならないことが好ましく、ボタンを解除すると磁気的ナビゲーション・システムは動きを停止する。ジョイスティックを採用した一実施形態では、例えば、ボタンはジョイスティック上のトリガ・ボタンでよい。実際には、個別ナビゲーション・モードで使用される“アプライ・フィールド・ボタン”と、連続ナビゲーション・モードで使用される“連続ナビゲーション・ボタン”とは、同じものであってもよい。
【００８２】
代替構成として、ユーザはボタン２０４、２０６、２０８および２１０を使用して位置についての細かい調整を行うことができる。インタフェース・システムによる指示に従っていったん医療装置が特徴付けられると、そのシステムは、ユーザがターゲット点２１４を識別中であることを示すものとして表示２０２上でさらにポイントしクリックする動作を自動的に解釈することができる。代替構成として、ユーザがターゲット・モードをターンオンするために表示上または入力装置上にボタンを設けることもできる。
【００８３】
前述のように、ユーザは、ボタン２０４、２０６、２０８および２１０ではなくて、ジョイスティックを用いて方向の変化を入力することができる。例えば、ジョイスティックを前後に動かすことによって偏位を増減することができ、ジョイスティックを左右に動かすことによって（またはジョイスティックをねじることによって）回転を生じさせることができる。同様に、ジョイスティックから装置作動へのマッピングを行うその他のモードを使用することができる。ユーザは、上述のボタンを使用して、個別または連続モードで操作することができる。個別モードで動作させるときは、ユーザはジョイスティックを使用して表示２０２上で仮想的画像２１２を測位し（position）、その位置でよければ（ジョイスティック上のボタンのような）制御手段を操作して、ナビゲーション・システムが磁界を与えるようにする。連続モードで動作させるときは、ユーザは制御手段を操作して（例えばジョイスティック上のボタンを押下し）、ジョイスティックの動きによって指示された変化が自動的に実行され、磁気的ナビゲーション・システムはそれに応答して要求された磁界を変化させる。このモードでは、ユーザがジョイスティックを操作すると、医療装置はインタラクティブに応動する。
【００８４】
好ましい実施形態では、医療装置の前進は、ユーザによって例えばジョイスティック上のトグル・スイッチ（toggle switch）を用いて別に制御されることが好ましく、それによって、装置の操縦と装置の前進または後退の双方に、１つのジョイスティックを使用することができ、または表示２０２上の別個のボタンを使用することができる。しかし、ターゲット・モードでは、インタフェースは磁気的ナビゲーション・システムとアドバンサ（前進）システムの両方を制御することが好ましく、従って医療装置は直接コンピュータ制御される。さらに好ましい実施形態では、医療装置の前進および医療装置の偏位または形状変更は、ユーザによって別々のジョイスティックにより制御される。この分野の専門家であれば、その他の種々の実施形態および使用モードを思いつくことができる。
【００８５】
図１１は、第２の実施形態のインタフェース・システムの別の実装形態からの表示３００を示す。表示３００は、処置領域（手術領域）の２つの２方向画像３０２および３０４を含んでいる。また、その表示は制御ペイン３０６を含んでいる。制御ペインに含まれ得るボックス３０８では、ユーザは、医療装置の剛性（stiffness）を選択または指定することができる。その代替構成として、医療装置のタイプ（形）は、剛性の値（stiffness value）がそのシステムに予めプログラムされている医療装置のメニューの中から、選択することもできる。コンピュータ・プロセッサは剛性を用いて形成磁界における医療装置の形態を決定して、指定された磁界の下で医療装置の仮想的画像を発生させ、かつ特定のターゲット点に到達させるための形成磁界を計算することができる。
【００８６】
また、制御ペイン３０６は、現在の磁界の方向の座標と、磁界の形成点を選択するためのピック・ボックス（pick box）を有するフィールド表示３０９を含んでいる。制御ペインは、医療装置のシース（sheath、鞘）の端部からの自由長をユーザに選択させるための自由長ボックス３１０を有する。矢印３１２および３１４によって、ユーザは、前進／後退機構（アドバンサ／リトラクタ・メカニズム）によって実行される、指定された長さの増減を行うことができる。また、制御ペイン３０６は、（ボタン２０４、２０６、２０８および２１０のような）偏位および回転の程度を制御するためのスライド式制御手段３１６を含んでいる。アプライ・フィールド・ボタン（apply field button）３２０によって、ユーザは、表示中の仮想的装置によって指定された磁界を形成することができる。コンフォーム・ツウ・フィールド・ボタン（conform to field button、磁界適合ボタン）３２２によって、仮想的装置モデルに入力磁界の形成によって生じるであろう形状を予測させ、表示させる。ゲット・ライブ・ボタン（get live button）３２４は画像３０２および３０４を更新する。最後に、ターゲット・モード・ボタン（target mode button）３２６によって、ユーザは（前述のように）ターゲット・モードに入ることができ、それによって表示３０２および３０４上をポイントしクリックすることによって、仮想的医療装置が個別モードにおいて移動する点を識別し、または実際の医療装置が連続モードで移動する点を識別する。
【００８７】
本発明の原理によるユーザ・インタフェースのさらに別の実施形態では、使用を容易にするためにユーザのインタラクションをさらに簡単にすることができる。図１２において、磁気的ナビゲーション・システムの代替的制御部モードとして、グラフィック・ボタン（graphical button、図的ボタン）４１１および４１２が設けられている。ボタン４１１は、選択されると、２つの投影（projection）（一般的には介在する外科医（医師）によく知られているＬＡＯおよびＲＡＯ透視図または斜視図（perspective））における方向の指定によって３次元空間中で磁界の方向を定義することができる。医療装置を操縦するために対応する磁界が形成されると、医療装置は、それ自身を磁界と位置合わせ（整列）する傾向があるが、医療装置の弾性（柔軟性）および磁気的特性により決定される或る大きさの角度の遅れ（隔たり）を伴う。これに対して、ボタン４１２によって、医療装置が移動することができるターゲット位置を直接選択することができる。このモードを使用するために、ユーザは、最初に、マウス・クリックによって（図１２にハイライト表示された）“マーク・カテーテル・ベース（Mark catheter base）”ボタン４１３を選択する。これによって、ユーザは、投影された２つのＸ線画面（view）中で線を適当に引くことによって、医療装置のピボット点または支持点、並びに回転方向を、（ペン・タブレットを用いて描くことによって、またはマウスを適当にドラッグすることによって）示すことができる。図１２において、カテーテル４１９が案内シース４２２から伸びていることを観察することができる。ユーザによって描かれた線４２０は、そのピボット点がそのシースの先端チップであることと、そのピボット点において医療装置４１９が伸びる方向とを示している。図１３は、ＲＡＯおよびＬＡＯ画面５０１および５０２の各線５０５および５０６によってマークされたピボット点および方向を示している。この処理（プロセス）によって、事実上、システムにｘlおよびｎlを与える。次に、ユーザは図１４に示すようにターゲット・ボタン４１２を選択する。これにより、２つのＸ線投影から３次元空間中の点６０２を選択することを可能にする“ターゲット”カーソル６０１を、ユーザに与える。この点は、ユーザが医療装置を操縦して向かわせることを希望する解剖学的（anatomical）な所望のターゲット点である。次いで、コンピュータは、式［２５］および［３２］から必要な磁界の方向および挿入長を計算する。医療装置の対応する形状も計算され、破線の曲線６０３として表示される。図１５は、ＲＡＯおよびＬＡＯ投影における所望のターゲット点をそれぞれ６０２および６０２ａとして示し、また関連するそれぞれの装置形状６０３および６０３ａ１１の投影とともに示している。
【００８８】
ボタンを押すと、必要な磁界の方向と挿入長がそのシステムによって自動的に与えられればよい。代替構成として、ユーザが医療装置の前進または後退を連続的に制御している間に、磁界の方向がシステムによって直接与えられるようにしてもよい。医療装置の曲線を更新して実線として示すようにし、たぶん異なる色の実線として示すようにして、制御情報の所望の変化が行われたことが示される。図１６は、このような更新された装置曲線６５０のＬＡＯ透視図（perspective）を、ユーザが指定したピボット方向６４８および所望のターゲット位置６５２と共に示している。さらに、装置形状を上述のようにユーザによってインタラクティブに操作することができる。１つの便利な実装形態では、仮想的装置の偏位を増減するために、および仮想的装置をピボット方向の周りに（について）時計方向または反時計方向に回転させるために、キーボード・ボタンを使用する。装置の形状は、連続的に計算され、また投影された表示中で更新され、また場合によって（可能性として）、このユーザによる調整プロセス期間中に３次元表示中でも更新される。対応する操作された仮想的装置７０２が図１７のＬＡＯ透視図中に示されており、これには、現在の装置形態７０１と、ユーザが仮想的装置を操作したときの装置チップの更新された位置７０３とが一緒に示されている。いったん所望の装置形状またはチップ位置が得られると、“アプライ（Apply）”ボタンに触れることによって対応する制御が与えられ、または代替構成としてそのシステムは、キーボード・ボタンが押される毎にユーザが指定したステップで制御情報（一実施形態では、磁界および挿入／後退）を与える。別の連続制御の便利な実装形態では、ジョイスティックまたはその他の入力装置をマッピング機能と共に使用する。そのマッピング機能は、ジョイスティックの動きを制御入力の変化に変換するものであり、それによって医療装置をジョイスティックの動きに連続的に応答させる。１つの実装形態では、ユーザは、ジョイスティックを動かしまたは偏位させると共に、“トリガ”ボタンを押して保持することにより、供給すべき制御入力に変化を生じさせることができるであろう。ユーザは（Ｘ線画像上またはその他の可視化モード上で）ジョイスティックの動きに対する装置の応答を観察し、所望の装置の形態が得られたときに、例えばジョイスティック上の“トリガ”ボタンを解除することによって、装置の応答をインタラクティブに停止させてもよい。
【００８９】
その可撓性装置を操縦または方向合わせするために採用された作動システムは、外部磁界による磁気的作動、その装置内に設けられた操縦ケーブルまたは力伝動要素（トランスミッション・エレメント）を使用した機械的作動、圧電材料またはシリコンエラストマーのような電歪ポリマーを使用した装置の作動、その装置中に組み込まれた磁歪エレメントを用いた作動、またはこの技術分野の専門家に周知のその他の技術を用いた、幾つかの異なる形態を取ることができる。
【００９０】
好ましい実施形態では、その装置の先端部分に組み込まれたマグネットの方向を合わせるために外部マグネットによって発生される磁界を使用することができる。外部から与えられる磁界を制御することによって、外部磁界と装置のマグネットの間の相互作用により、制御可能な形でその装置の方向を合わせるように作用する。外部マグネットは永久磁石または電磁石のいずれでも使用することができ、場合によっては、強い磁界を発生させるために超伝導体を使用することができるであろう。図１は、このようなシステムおよび装置の概略図を示している。
【００９１】
電歪作動を採用した代替的な好ましい実施形態では、その装置は、その装置を曲げまたは操縦するために電気的に付勢される電歪材料（electrostrictive material）を使用することができるであろう。図１８は、電歪エレメント８５４および８５５を組み込んだ可撓性装置８５１を示している。電気的リード（導線）８５８、８５９および８６５、８６６はエレメント８５４および８５５をそれぞれ電圧源８５６に接続する。電歪エレメント８５４はリング８６０と８６２の間に配置（サンドイッチ状態に）されている。リード８５８と８５９の間に電圧が印加されると、電歪エレメント８５４の長さが縮小し、可撓性装置を、該装置の軸とこの軸に対する電歪エレメントの方向とによって規定される面内で強制的に湾曲させる。印加電圧を変えることによって湾曲量を制御することができる。リード８５５と８６６の間に電圧が印加されると、電歪エレメント８５５が短くなり、その装置を反対方向に湾曲させる。
【００９２】
或る幾つかの場合では、その装置の湾曲面を決定することが有効であることがある。これはその装置の方向を合わせるために非磁気的操縦機構が使用されている場合に重要になる。これは、Ｘ線画像化のような画像化方法を採用することによって、またはその装置に埋め込まれた位置決めセンサ（localization sensor）を採用することによって実行してもよい。その装置の完全な位置および方向を与える位置決めセンサが使用される場合、操縦ケーブルまたは電歪エレメントのような作動（始動）機構の方向は、基準（参照）形態（構成）において知られており、一般的な形態における対応する方向は、位置決めセンサから得られたデータを処理することによって得ればよい。従って、３次元空間におけるその装置の湾曲面を決定すればよい。代替構成として、Ｘ線（蛍光）透視法（fluoroscopy）のような画像化法により、作動制御変数の小さな変化が生じたときに、装置のチップに対するタンジェント・ベクトルの変化が記録されてもよく、これによって３次元空間内の湾曲面を決定するのに必要な情報が提供される。
【００９３】
湾曲面に関する知識を用いて、前述の方法と同様の方法で計算モデルの助けを借りて目標到達（targeting）のためおよび形態の変更のためにその装置を制御することができる。
【００９４】
ここで説明した実施形態は単なる例として挙げたもので、例えば機械的作動装置またはこの分野で周知のその他の作動装置のような作動システムのその他の実施形態を用いて装置の操縦を行うことができる。次の説明では、外部から印加される磁界を用いた磁気的作動用の計算モデルについて、非限定的な例として説明するが、その計算モデルおよびその使用法は一般的に様々な可能な作動システムを組み込むことができることを理解すべきである。
【００９５】
この技術分野の専門家に知られた幾つかの方法によって、作動システムの座標を、画像システムの座標、および位置決めシステムの座標に記録してもよい。例えば、作動システムは外部磁界を採用してもよく、この場合、外部マグネットのような磁界源は、作動システムに関して周知の位置に配置された適正に配置されたマーカを使用することによって画像化システムに機械的に記録（登録）することができるであろう。多数の画像投影または３次元画像化からの情報は画像化システムから入手可能なので、上記の各位置は画像化システムの基準フレームにおける割り当てられた座標であってもよい。両方の座標系において決定された３個のマーカの位置は、必須の記録（登録）である固定した（rigid、剛体）座標変換（回転および平行移動（translation））を生じさせるのに充分である。必要に応じて精度を改善するために追加のマーカを使用してもよい。
【００９６】
同様に、装置の位置決めシステムが使用される場合、これは、この位置決めシステムに関する既知のマーカの座標を決定するのにも使用でき、それによって種々のシステムで使用される種々の区別できる座標フレームの相互記録（登録）を提供することができる。実際には、このような記録（登録）は医療処置の開始時に実行される。その後に続く患者用テーブルの移動は、臨床処置期間中に標準的基準に基づいて必要とされ得る更新された記録（登録）を可能にするために、適正な精度内で追跡されればよい。
【００９７】
以上の説明では、磁気的作動システムを非限定的な例示として説明したが、ここで述べた方法に従って必要に応じて種々の代替的な作動システムを配置し記録（登録）してもよい。例えば、圧電作動装置を使用した装置では、装置位置決めシステムへの記録（登録）のみを必要とするＸ線画像化システムと共通の座標フレームを用いてもよい。同様に、問題になっているマーカはユーザによって機械的に配置されてもよいし、ユーザによってピンポイントされた（正確に位置が示された）解剖学的位置（anatomical location）に基づくものであってもよい。
【図面の簡単な説明】
【００９８】
【図１】図１は、本発明のインタフェース・システムを組み込んだ磁気的手術システムの概略斜視図である。
【図２】図２は、本発明の好ましい実施形態の原理に従って構成された磁気的手術システム用のインタフェース・システムを実現するための可能な表示スクリーンの概略図である。
【図３Ａ】図３Ａは、医療装置の先端部分用の可能な位置の面を示す、図２に示されたインタフェースからの２方向画像表示の一方の拡大図である。
【図３Ｂ】図３Ｂは、異なる自由長ｌ用の医療装置の先端部分用の可能な位置の面を示す、図２に示されたインタフェースからの２方向画像表示の一方の拡大図である。
【図４Ａ】図４Ａは、点の識別を示す、図２に示されたインタフェースからの２方向画像表示の概略図である。
【図４Ｂ】図４Ｂは、点の識別を示す、図２に示されたインタフェースからの２方向画像表示の概略図である。
【図４Ｃ】図４Ｃは、点の識別を示す、図２に示されたインタフェースからの２方向画像表示の概略図である。
【図５】図５は、図２に示されたインタフェース用の制御パネルの拡大図である。
【図６】図６は、医療装置の固定された長さの先端部分が面内で接触することができる点を示すグラフである。
【図７】図７は、点ｘ1、ｘ2、ｘ3およびｘ4を示す、医療装置の先端部分を表す図である。
【図８】図８は、方向ベクトルと磁界ベクトルとの関係を表す図である。
【図９】図９は、方向ベクトルと、→ｖおよび→ｎ1に直交する単位ベクトル→ｗとの関係を表す図である。
【図１０】図１０は、仮想的医療装置の表示を選択的に使用する、ユーザ・インタフェースの第２の実施形態に対する別の表示用の表示を表す図である。
【図１１】図１１は、仮想的医療装置の表示を選択的に使用する、ユーザ・インタフェースの第２の実施形態に対する別の表示を表す図である。
【図１２】図１２は、スクリーン・ボタンを具えたユーザ・インタフェースの第３の実施形態からの表示を表す図である。
【図１３】図１３は、ユーザ・インタフェースの第３の実施形態からのＬＡＯおよびＲＡＯ画像を表す図である。
【図１４】図１４は、ターゲット・カーソル、ターゲット、および仮想的装置を示す、ターゲット・モード中のユーザ・インタフェースの第３の実施形態のＲＡＯ画像を表す図である。
【図１５】図１５は、選択されたターゲットにまで伸びる仮想的装置を示す、ターゲット・モード中のユーザ・インタフェースの第３の実施形態からのＬＡＯおよびＲＡＯ画像を表す図である。
【図１６】図１６は、制御に変化が生じた後の仮想的装置を示す、ユーザ・インタフェースの第３の実施形態のＬＡＯ画像を表す図である。
【図１７】図１７は、制御情報中に先の変化が生じた後の仮想的装置中のさらなる変化を示す、ユーザ・インタフェースの第３の実施形態のＬＡＯ画像を表す図である。
【図１８】図１８は、本発明の原理によって構成され、本発明の種々の実施形態による制御に適合するようにされた医療装置の側面図である。
【図１】
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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１８】
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【図２】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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【図４Ｃ】
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【図５】
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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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【国際調査報告】
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