(57)【要約】  １つ以上の位置トラッカ及び１つ以上のインターベンショナルツールの統合を含むインターベンショナルデバイス５０のための位置トラッカ駆動型表示システムである。位置トラッカ駆動型表示システムは、モニタ１２１と、解剖学的領域内のインターベンショナルデバイス５０の追跡ノードのナビゲーションを示す追跡画像のモニタ１２１上のリアルタイム表示を制御するための表示コントローラ１１０とを利用する。表示コントローラ１１０は、解剖学的領域内の少なくとも１つの位置トラッカの位置に関する情報を与える位置追跡データに基づいて、画像空間内の解剖学的領域を示す複数の位置合わせされた空間画像の中から追跡画像を自律的に選択する。表示コントローラ１１０は、位置追跡データに示されるような画像空間に対するインターベンショナルデバイス５０の追跡ノードの位置から追跡画像の自律的選択を導出する。
2020531180.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも１つの位置トラッカ及び少なくとも１つのインターベンショナルツールの統合を含む、インターベンショナルデバイスの表示のための位置トラッカ駆動型表示システムであって、前記位置トラッカ駆動型表示システムは、
モニタと、
解剖学的領域内の前記インターベンショナルデバイスの追跡ノードのナビゲーションを示す追跡画像の前記モニタ上のリアルタイム表示を制御するための表示コントローラとを備え、
前記表示コントローラは、前記解剖学的領域内の前記少なくとも１つの位置トラッカの位置に関する情報を与える位置追跡データに基づいて、画像空間内の前記解剖学的領域を示す複数の位置合わせされた空間画像の中から前記追跡画像を自律的に選択し、
前記表示コントローラは、前記位置追跡データによって示されるような前記画像空間に対する前記インターベンショナルデバイスの前記追跡ノードの位置から、前記追跡画像の自律的選択を導出する、位置トラッカ駆動型表示システム。
【請求項２】
前記表示コントローラは更に、前記位置追跡データによって示されるような前記画像空間に対する前記インターベンショナルデバイスの前記追跡ノードの場所に応じて、前記追跡画像の軸方向のビューの前記モニタ上の前記リアルタイム表示を制御する、請求項１に記載の位置トラッカ駆動型表示システム。
【請求項３】
前記表示コントローラは更に、前記位置追跡データによって示されるような前記画像空間に対する前記インターベンショナルデバイスの前記追跡ノードの場所及び向きに応じて、前記追跡画像の非軸方向のビューの前記モニタ上の前記リアルタイム表示を制御する、請求項１に記載の位置トラッカ駆動型表示システム。
【請求項４】
前記表示コントローラは更に、前記追跡画像内に示されるような前記インターベンショナルデバイスの前記追跡ノードのズームイン画像の表示を制御する、請求項１に記載の位置トラッカ駆動型表示システム。
【請求項５】
前記表示コントローラは更に、前記位置追跡データによって示されるような前記追跡画像に対する前記インターベンショナルデバイスの非追跡ノードのズームイン画像の表示を制御する、請求項１に記載の位置トラッカ駆動型表示システム。
【請求項６】
前記表示コントローラは更に、前記追跡画像に隣接する少なくとも１つの空間画像のリアルタイム表示を制御する、請求項１に記載の位置トラッカ駆動型表示システム。
【請求項７】
前記解剖学的領域のインターベンショナル画像を生成するように動作可能な撮像システムを更に備え、
前記表示コントローラは、前記解剖学的領域に対する前記撮像システムの位置決めを制御し、
前記表示コントローラは、前記位置追跡データによって示されるような前記位置合わせされた空間画像の画像空間に対する前記インターベンショナルデバイスの前記追跡ノードの前記位置から、前記解剖学的領域に対する前記撮像システムの前記位置決めを導出する、請求項１に記載の位置トラッカ駆動型表示システム。
【請求項８】
位置トラッカ駆動型表示システムであって、
少なくとも１つの位置トラッカ及び少なくとも１つのインターベンショナルツールの統合を含む、インターベンショナルデバイスと、
モニタと、
解剖学的領域内の前記インターベンショナルデバイスの追跡ノードのナビゲーションを示す追跡画像の前記モニタ上のリアルタイム表示を制御するための表示コントローラとを備え、
前記表示コントローラは、前記解剖学的領域内の前記少なくとも１つの位置トラッカの位置に関する情報を与える位置追跡データに基づいて、画像空間内の前記解剖学的領域を示す複数の位置合わせされた空間画像の中から前記追跡画像を自律的に選択し、
前記表示コントローラは、前記位置追跡データによって示されるような前記画像空間に対する前記インターベンショナルデバイスの前記追跡ノードの位置から、前記追跡画像の自律的選択を導出する、位置トラッカ駆動型表示システム。
【請求項９】
前記表示コントローラは更に、前記位置追跡データによって示されるような前記画像空間に対する前記インターベンショナルデバイスの前記追跡ノードの場所に応じて、前記追跡画像の軸方向のビューの前記モニタ上の前記リアルタイム表示を制御する、請求項８に記載の位置トラッカ駆動型表示システム。
【請求項１０】
前記表示コントローラは更に、前記位置追跡データによって示されるような前記画像空間に対する前記インターベンショナルデバイスの前記追跡ノードの場所及び向きに応じて、前記追跡画像の非軸方向のビューの前記モニタ上の前記リアルタイム表示を制御する、請求項８に記載の位置トラッカ駆動型表示システム。
【請求項１１】
前記表示コントローラは更に、前記追跡画像内に示されるような前記インターベンショナルデバイスの前記追跡ノードのズームイン画像の表示を制御する、請求項８に記載の位置トラッカ駆動型表示システム。
【請求項１２】
前記表示コントローラは更に、前記位置追跡データによって示されるような前記追跡画像に対する前記インターベンショナルデバイスの非追跡ノードのズームイン画像の表示を制御する、請求項８に記載の位置トラッカ駆動型表示システム。
【請求項１３】
前記表示コントローラは更に、前記追跡画像に隣接する少なくとも１つの空間画像のリアルタイム表示を制御する、請求項８に記載の位置トラッカ駆動型表示システム。
【請求項１４】
前記解剖学的領域のインターベンショナル画像を生成するように構造的に動作可能な撮像システムを更に備え、
前記表示コントローラは、前記解剖学的領域に対する前記撮像システムの位置決めを制御し、
前記表示コントローラは、前記位置追跡データによって示されるような前記空間画像の画像空間に対する前記インターベンショナルデバイスの前記追跡ノードの前記位置から、前記解剖学的領域に対する前記撮像システムの前記位置決めを導出する、請求項８に記載の位置トラッカ駆動型表示システム。
【請求項１５】
前記少なくとも１つの位置トラッカは、光学形状センサ、電磁センサ及び現場センサのうちの少なくとも１つを含む、請求項８に記載の位置トラッカ駆動型表示システム。
【請求項１６】
少なくとも１つの位置トラッカ及び少なくとも１つのインターベンショナルツールの統合を含むインターベンショナルデバイスのための位置トラッカ駆動型表示方法であって、前記位置トラッカ駆動型表示方法は、
表示コントローラが、前記解剖学的領域内の前記少なくとも１つの位置トラッカの位置に関する情報を与える位置追跡データに基づいて、画像空間内の前記解剖学的領域を示す複数の位置合わせされた空間画像の中から前記追跡画像を自律的に選択するステップであって、
前記表示コントローラは、前記位置追跡データによって示されるような前記画像空間に対する前記インターベンショナルデバイスの追跡ノードの位置から、前記追跡画像の前記自律的選択を導出する、選択するステップと、
前記表示コントローラが、解剖学的領域内の前記インターベンショナルデバイスの前記追跡ノードのナビゲーションを示す前記追跡画像のモニタ上のリアルタイム表示を制御するステップとを有する、位置トラッカ駆動型表示方法。
【請求項１７】
前記表示コントローラは、前記位置追跡データによって示されるような前記画像空間に対する前記インターベンショナルデバイスの前記追跡ノードの場所に応じて、前記追跡画像の軸方向のビューの前記モニタ上の前記リアルタイム表示を制御する、請求項１６に記載の位置トラッカ駆動型表示方法。
【請求項１８】
前記表示コントローラは、前記位置追跡データによって示されるような前記画像空間に対する前記インターベンショナルデバイスの前記追跡ノードの場所及び向きに応じて、前記追跡画像の非軸方向のビューの前記モニタ上の前記リアルタイム表示を制御する、請求項１６に記載の位置トラッカ駆動型表示方法。
【請求項１９】
前記表示コントローラは更に、
前記追跡画像内に示されるような前記インターベンショナルデバイスの前記追跡ノードのズームイン画像、及び
前記位置追跡データによって示されるような前記追跡画像に対する前記インターベンショナルデバイスの非追跡ノードのズームイン画像
のうちの少なくとも一方のズームイン画像の表示を制御する、請求項１６に記載の位置トラッカ駆動型表示方法。
【請求項２０】
前記表示コントローラは、前記解剖学的領域に対する前記撮像システムの位置決めを制御し、
前記表示コントローラは、前記位置追跡データによって示されるような前記空間画像の画像空間に対する前記インターベンショナルデバイスの前記追跡ノードの前記位置から、前記解剖学的領域に対する前記撮像システムの前記位置決めを導出する、請求項１６に記載の位置トラッカ駆動型表示方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示の発明は、包括的には、解剖学的領域内のインターベンショナルデバイスの位置（すなわち、場所及び／又は向き）に関する情報を与える位置追跡技術に基づく、解剖学的領域内のインターベンショナルデバイスを示す画像のリアルタイム表示に関する。
【０００２】
本開示の発明は、より詳細には、解剖学的領域内のインターベンショナルデバイスの位置に関する情報を与える位置追跡技術に基づく、解剖学的領域内のインターベンショナルデバイスのナビゲーションを示す画像のリアルタイム表示に対する自動更新に関する。
【背景技術】
【０００３】
血管内手術は通常、解剖学的領域内のインターベンショナルツールの位置（すなわち、場所及び／又は向き）を追跡するために、その手術を通して蛍光透視撮像に頼り、インターベンショナルツールを蛍光透視撮像視野内に保持するために、蛍光透視撮像視野が手術を通して手動で更新される。
【０００４】
例えば、図１Ａは、モニタ１０上にリアルタイムに表示されるような、血管構造１２の蛍光透視画像１１ａを示す。血管インターベンショナルツールの遠位端１３（図１Ｂ）が、遠位端１３が血管構造１２内でナビゲートされるのに応じてその位置を変更し、それにより、蛍光透視画像１１ａの視野内の遠位端１３の現在位置が、例えば、図１Ｂに示されるような蛍光透視画像１１ａの視野内の遠位端１３の位置の図解のように、蛍光透視画像１１ａ内に示される。逆に、蛍光透視画像１１ａの視野を越えて遠位端１３が位置決めされると、図１Ｃに例示的に示されるように、蛍光透視画像１１ａ内に示されない。そのように、遠位端１３が蛍光透視画像１１ａの視野を越えて動かされるとき、例えば、図１Ｄに示されるような更新された蛍光透視画像１１ｂの視野内の遠位端１３の位置の図解のように、更新された蛍光透視画像の視野内に遠位端１３を図解できるようにするために、蛍光透視法光源の撮像位置及び検出器が手動で調整されなければならない。
【０００５】
解剖学的領域内のインターベンショナルツールの位置（すなわち、場所及び／又は向き）を追跡するために、本開示の技術分野において知られているような蛍光透視撮像追跡、位置追跡技術に対する代替形態又は補助形態が利用される場合がある。
【０００６】
例えば、光学形状検知（ＯＳＳ：ｏｐｔｉｃａｌ  ｓｈａｐｅ  ｓｅｎｓｉｎｇ）技術は、外科的インターベンション中のデバイス位置特定及びナビゲーションのためにシングルコア又はマルチコア光ファイバに沿った光を使用する。関連する原理は、特徴的なレイリー後方散乱又は被制御格子パターンを用いる、光ファイバ内の分布ひずみ測定を利用する。光ファイバに沿った形状は、開始点又はｚ＝０として知られる、センサに沿った特定の点において開始し、光ファイバの後続の形状位置及び向きは、その点に関連付けられる。
【０００７】
ＯＳＳファイバを、インターベンショナルツール（例えば、血管ツール、腔内ツール及び整形外科ツール）に組み込み、それにより、低侵襲処置（例えば、血管内手術）中のインターベンショナルツールのモニタによって、ライブの視覚的案内を提供することができ、それにより、組み込まれたＯＳＳファイバがインターベンショナルツールの一部又は全体の位置（すなわち、場所及び／又は向き）を与える。
【０００８】
光ファイバの形状検知の重要な特徴は、その中に光ファイバを埋め込まれているデバイスの全体形状についての３次元（「３Ｄ」）情報を与えることである。課題は、その処置を撮像するために運用される解剖学的撮像法の繰り返しの手動調整を必要とすることなく、光学的に形状を検知されるインターベンショナルツールの３Ｄ情報を適切に視覚化し、その情報をインターベンショナルツールのナビゲータに伝達するやり方である。
【０００９】
また、例として、電磁検知（ＥＭ）技術が、電磁場発生器を用いて、電磁場発生器に対する１つ以上のＥＭコイルセンサの位置を追跡するための電磁場を生成する。より詳細には、電磁場は１つ又は複数のＥＭコイルセンサ内に電流を誘導し、それにより、電磁場発生器に対する１つ又は複数のＥＭコイルセンサの位置によって電流の大きさが決まる。
【００１０】
ＯＳＳファイバの場合と同様に、１つ又は複数のＥＭコイルセンサをインターベンショナルツール（例えば、血管ツール、腔内ツール及び整形外科ツール）に組み込み、それにより、低侵襲処置（例えば、血管内手術）中のインターベンショナルツールのモニタによって、ライブの視覚的案内を提供することができ、それにより、組み込まれた１つ又は複数のＥＭコイルセンサがインターベンショナルツールの一部又は全体の位置（すなわち、場所及び／又は向き）を与える。再び、課題は、その処置を撮像するために運用される解剖学的撮像法の繰り返しの手動調整を必要とすることなく、電磁的に検知されるインターベンショナルツールを適切に視覚化し、それをインターベンショナルツールのナビゲータに伝達するやり方である。
【００１１】
更なる例として、現場技術が、１つ以上の現場センサ（例えば、超音波センサ）を用いて、解剖学的領域内の撮像エネルギー（例えば、解剖学的領域内の超音波プローブが送出する超音波エネルギー）を検知する。より詳細には、現場センサによって検知されるような撮像エネルギーのパラメータ（例えば、超音波センサへの超音波エネルギーの飛行時間）が、解剖学的領域内の現場センサの位置によって決まる。
【００１２】
ＯＳＳファイバの場合と同様に、１つ又は複数の現場センサをインターベンショナルツール（例えば、血管ツール、腔内ツール及び整形外科ツール）に組み込み、それにより、低侵襲処置（例えば、血管内手術）中のインターベンショナルツールのモニタによって、ライブの視覚的案内を提供することができ、それにより、組み込まれた１つ又は複数の現場センサがインターベンショナルツールの一部又は全体の位置（すなわち、場所及び／又は向き）を与える。再び、課題は、その手術を撮像するために運用される解剖学的撮像法の繰り返しの手動調整を必要とすることなく、現場検知されるインターベンショナルツールを適切に視覚化し、それをインターベンショナルツールのナビゲータに伝達するやり方である。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
任意のタイプのインターベンショナル処置中の解剖学的領域内のインターベンショナルツールのナビゲーションを表示するための従来のシステム、コントローラ及び方法を改善するために、本開示は、解剖学的領域内のインターベンショナルデバイスの位置（すなわち、場所及び／又は向き）の位置追跡技術の情報に基づいて、解剖学的領域内のインターベンショナルデバイスのナビゲーションを示す画像のリアルタイム表示を自動的に更新するための発明を提供する。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
本開示の発明の一実施形態は、１つ以上の位置トラッカ（例えば、ＯＳＳセンサ、１つ又は複数のＥＭセンサ及び／又は１つ又は複数の現場センサ）と１つ以上のインターベンショナルツール（例えば、ガイドワイヤ及び／又はカテーテル）との統合を含む、インターベンショナルデバイスの表示のための位置トラッカ駆動型表示システムである。
【００１５】
位置トラッカ駆動型表示システムは、モニタと、解剖学的領域内のインターベンショナルデバイスの追跡ノードのナビゲーションを示す追跡画像のモニタ上のリアルタイム表示を制御するための表示コントローラとを利用する。
【００１６】
表示コントローラは、解剖学的領域内の１つ又は複数の位置トラッカの位置に関する情報を与える位置追跡データに基づいて、画像空間内の解剖学的領域を示す複数の位置合わせされた空間画像の中から追跡画像を自律的に選択する。
【００１７】
表示コントローラは、位置追跡データによって示されるような画像空間に対するインターベンショナルデバイスの追跡ノードの位置から追跡画像の自律的選択を導出する。
【００１８】
本開示の発明の第２の実施形態は、１つ以上の位置トラッカ（例えば、ＯＳＳセンサ、１つ又は複数のＥＭセンサ及び／又は１つ又は複数の現場センサ）と１つ以上のインターベンショナルツール（例えば、ガイドワイヤ及び／又はカテーテル）との統合を含む、インターベンショナルデバイスを表示するための位置トラッカ駆動型表示方法である。
【００１９】
位置トラッカ駆動型表示方法は、表示コントローラが、解剖学的領域内の１つ又は複数の位置トラッカの位置に関する情報を与える位置追跡データに基づいて、画像空間内の解剖学的領域を示す複数の位置合わせされた空間画像の中から追跡画像を自律的に選択することを有する。
【００２０】
表示コントローラは、位置追跡データによって示されるような画像空間に対するインターベンショナルデバイスの追跡ノードの位置から追跡画像の自律的選択を導出する。
【００２１】
位置トラッカ駆動型表示方法は、表示コントローラが、解剖学的領域内のインターベンショナルデバイスの追跡ノードのナビゲーションを示す追跡画像のモニタ上のリアルタイム表示を制御することを更に有する。
【００２２】
本開示の発明を説明し、特許請求するために：
（１）限定はしないが、「モニタ」、「撮像法」、「位置合わせ」及び「リアルタイム」を含む、本開示の技術用語は、本開示の技術分野において知られており、本開示において例示的に説明されるように解釈されるべきである。
（２）「解剖学的領域」という用語は、本開示の技術分野において知られており、本開示において例示的に説明されるように、各解剖学的組織がその中にインターベンショナルデバイスのナビゲーションのための自然の、又は外科的な構造形態を有する、１つ以上の解剖学的組織を広範に網羅する。解剖学的領域の例は、限定はしないが、外皮系（例えば、皮膚及び付属物）、骨格系、筋肉系、神経系、内分泌系（例えば、腺及び膵臓）、消化器系（例えば、胃、腸管及び結腸）、呼吸器系（例えば、気道及び肺）、循環器系（例えば、心臓及び血管）、リンパ系（例えば、リンパ節）、泌尿器系（例えば、腎臓）、及び生殖器系（例えば、子宮）を含む。
（３）「インターベンショナルツール」という用語は、本開示に先行して知られているインターベンショナルツール及び本開示後に着想されるインターベンショナルツールを含む、本開示の技術分野において知られているように広範に解釈されるべきである。インターベンショナルツールの例は、限定はしないが、血管インターベンショナルツール（例えば、ガイドワイヤ、カテーテル、ステント、シース、バルーン、アテレクトミーカテーテル、ＩＶＵＳ撮像プローブ、展開システムなど）、腔内インターベンショナルツール（例えば、内視鏡、気管支鏡など）及び整形外科インターベンショナルツール（例えば、ｋ−ワイヤ及びスクリュードライバ）を含む。
（４）「位置トラッカ」という用語は、解剖学的領域内のインターベンショナルツールの位置を追跡するための、本開示の技術分野において知られてデバイス、及びこれ以降に着想されるデバイスの全てを広範に網羅する。位置センサの例は、限定はしないが、ＯＳＳセンサ、ＥＭセンサ及び現場センサを含む。
（５）「ＯＳＳ」センサという用語は、光ファイバの中に放出され、光ファイバを通って伝搬し、光ファイバ内で反射して、伝搬した光の反対方向に戻され、及び／又は伝搬した光の方向に光ファイバから送出される光から導出される、光ファイバの高密度ひずみ測定値を抽出するように構成される、本開示の技術分野において知られているような光ファイバ、及びこれ以降に着想されるような光ファイバを広範に網羅する。ＯＳＳセンサの一例は、光ファイバ内の被制御格子パターン（例えば、ファイバブラッグ格子）、光ファイバの特徴的な後方散乱（例えば、レイリー後方散乱）、又は光ファイバ内に埋め込まれるか、エッチングされるか、刻み込まれるか、若しくは別のやり方で形成される１つ又は複数の反射性ノード要素及び／又は１つ又は複数の透過性ノード要素の任意の他の配列を介して、光ファイバの中に放出され、光ファイバを通って伝搬し、光ファイバ内で反射して、伝搬した光の反対方向に戻され、及び／又は伝搬した光の方向に光ファイバから送出される光から導出される、光ファイバの高密度ひずみ測定値を抽出するための、限定はしないが、光周波数領域反射率測定法（ＯＦＤＲ：Ｏｐｔｉｃａｌ  Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ  Ｄｏｍａｉｎ  Ｒｅｆｌｅｃｔｏｍｅｔｒｙ）の原理下で構成される光ファイバを含む。
（６）「ＥＭセンサ」という用語は、電磁場を検知するように構成される、本開示の技術分野において知られているような任意のデバイス、及びこれ以降に着想されるような任意のデバイスを広範に網羅する。
（７）「現場センサ」という用語は、撮像エネルギー（例えば、超音波）を検知するように構成される、本開示の技術分野において知られているような任意のデバイス、及びこれ以降に着想されるような任意のデバイスを広範に網羅する。
（８）「１つ以上の位置トラッカ及び１つ以上のインターベンショナルツールの統合」は、本開示の技術分野において理解され、本開示において例示的に説明されるようなインターベンショナルデバイスを形成するために、１つ又は複数の位置トラッカを１つ又は複数のインターベンショナルツールの中に一体化すること、取り付けること、実装すること、挿入すること、混在させること、又は別のやり方で統合することのいずれかのタイプを広範に網羅する。そのような統合の例は、限定はしないが、カテーテルのチャネル内への１つ又は複数の位置トラッカの固定挿入、及び１つ又は複数の位置トラッカを組み込むガイドワイヤを含む。
（９）「追跡ノード」という用語は、インターベンショナルデバイスの任意の部分又は全体を広範に網羅する。
（１０）「追跡画像」という用語は、解剖学的領域内のインターベンショナルデバイスの追跡ノードを示す任意の２次元（２Ｄ）画像又は３次元（３Ｄ）画像を広範に網羅する。追跡画像の例は、限定はしないが、（ａ）解剖学的領域内のインターベンショナルデバイスの追跡ノードを示す解剖学的領域の２Ｄ又は３Ｄ画像、及び（ｂ）解剖学的領域内のインターベンショナルデバイスの追跡ノードを示す解剖学的領域の３Ｄ画像から生成される解剖学的領域の３Ｄモデルを含む。
（１１）「画像空間」という用語は、解剖学的領域の一部又は全体の撮像を包囲する任意のＸＹＺ座標系を広範に網羅する。撮像空間の例は、限定はしないが、（ａ）解剖学的領域の一部又は全体の撮像を包囲するＸＹＺ座標系、（ｂ）解剖学的領域の３Ｄ画像から生成される解剖学的領域の３Ｄモデルの一部又は全体を包囲するＸＹＺ座標系を含む。
（１２）「空間画像」という用語は、画像空間の任意の２次元（２Ｄ）画像スライス又は任意の３次元（３Ｄ）画像スライスを広範に網羅する。
（１３）「位置合わせされた空間画像」という用語は、ＯＳＳセンサの形状に個々に位置合わせされた空間画像を広範に網羅する。
（１４）「位置追跡駆動型表示システム」という用語は、解剖学的領域内のインターベンショナルデバイスの位置（すなわち、場所及び／又は向き）に関する情報を与える位置追跡技術に基づいて、解剖学的領域内のインターベンショナルデバイスのナビゲーションを示す画像のリアルタイム表示を自動的に更新するための本開示の発明の原理を組み込む、本開示の技術分野において知られているような、及びこれ以降に着想されるような、インターベンショナル処置において利用される全てのインターベンショナルシステムを広範に網羅する。そのようなインターベンショナルシステムの例は、本開示の発明の原理をこれ以降に組み込む、本開示の技術分野において知られているような、フィリップス社によって市販中及び市販済みの全てのインターベンショナルシステムを含む。
（１５）「位置追跡駆動型表示方法」という用語は、解剖学的領域内のインターベンショナルデバイスの位置（すなわち、場所及び／又は向き）に関する情報を与える位置追跡技術に基づいて、解剖学的領域内のインターベンショナルデバイスのナビゲーションを示す画像のリアルタイム表示を自動的に更新するための本開示の発明の原理を組み込む、本開示の技術分野において知られているような、及びこれ以降に着想されるような、インターベンショナル処置において利用される全てのインターベンショナル方法を広範に網羅する。そのようなインターベンショナル方法の例は、本開示の発明の原理をこれ以降に組み込む、本開示の技術分野において知られているような、フィリップス社によって市販中及び市販済みの全てのインターベンショナル方法を含む。
（１６）「コントローラ」という用語は、本開示において後に例示的に説明されるように、解剖学的領域内のインターベンショナルデバイスの位置（すなわち、場所及び／又は向き）に関する情報を与える光学形状検知（ＯＳＳ）技術に基づいて、解剖学的領域内のインターベンショナルデバイスのナビゲーションを示す画像のリアルタイム表示の自動表示に関連する本開示の種々の発明の原理の適用を制御するための、特定用途向けメイン基板又は特定用途向け集積回路の全ての構造形態を広範に網羅する。コントローラの構造形態は、限定はしないが、１つ又は複数のプロセッサ、１つ又は複数のコンピュータ使用可能／コンピュータ可読記憶媒体、オペレーティングシステム、１つ又は複数のアプリケーションモジュール、１つ又は複数の周辺デバイスコントローラ、１つ又は複数のインターフェース、１つ又は複数のバス、１つ又は複数のスロット及び１つ又は複数のポートを含む。「コントローラ」という用語に関して本開示において使用されるような、「ＯＳＳセンサ」、「ＯＳＳ形状」及び「ディスプレイ」という表記は、識別するために、「コントローラ」という用語に対する更なる制約を規定又は暗示することなく、特定のコントローラを、本明細書において説明及び特許請求されるような他のコントローラから区別する。
（１７）「アプリケーションモジュール」という用語は、特定のアプリケーションを実行するための電子回路及び／又は実行可能プログラム（例えば、１つ又は複数の非一時的コンピュータ可読媒体上に記憶される実行可能ソフトウェア及び／又はファームウェア）からなるコントローラの構成要素を広範に網羅する。「モジュール」という用語に関して本明細書において使用される「形状再構成器」、「画像選択器」及び「画像表示器」という表記は、識別のために、「アプリケーションモジュール」という用語に対する更なる制約を規定又は暗示することなく、特定のモジュールを、本明細書において説明及び特許請求されるような他のモジュールから区別する。
（１８）「信号」、「データ」及び「コマンド」という用語は、本開示において後に説明されるような本開示の種々の発明の原理を適用することを支援するために、本開示の技術分野において理解され、本開示において例示的に説明されるような、情報及び／又は命令を通信するための全ての形の検出可能な物理量又はインパルス（例えば、電圧、電流、又は磁場の強さ）を広範に網羅する。本開示の構成要素間の信号／データ／コマンド通信は、限定はしないが、任意のタイプの有線又はワイヤレス媒体／データリンクを介しての信号／データ／コマンドの送信／受信、及びコンピュータ使用可能／コンピュータ可読記憶媒体にアップロードされる信号／データ／コマンドの読出しを含む、本開示の技術分野において知られているような任意の通信方法、及びこれ以降に着想されるような任意の通信方法を含む。
【００２３】
本開示の発明の上記の実施形態及び他の実施形態、並びに本開示の発明の種々の特徴及び利点は、添付の図面とともに読まれる本開示の発明の種々の実施形態の以下の詳細な説明から更に明らかになるであろう。詳細な説明及び図面は、本開示の発明の例示にすぎず、限定するものではなく、本開示の発明の範囲は、添付の特許請求の範囲及びその均等物によって規定される。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１Ａ−１Ｄ】本開示の技術分野において知られているような解剖学的領域内のインターベンショナルデバイスのナビゲーションを示す画像の例示的な表示を示す図である。
【図２Ａ−２Ｃ】本開示の発明の原理による、解剖学的領域の例示的な空間画像を示す図である。
【図３Ａ−３Ｇ】本開示の発明の原理による、解剖学的領域内のＯＳＳインターベンショナルデバイスのナビゲーションを示す画像の例示的な表示を示す図である。
【図４Ａ−４Ｃ】本開示の技術分野において知られているような、ＯＳＳセンサの例示的な実施形態を示す図である。
【図５】本開示の技術分野において知られているような、ＯＳＳインターベンショナルデバイスの例示的な実施形態を示す図である。
【図６Ａ−６Ｂ】本開示の技術分野において知られているような、ガイドワイヤへのＯＳＳセンサの統合の例示的な実施形態を示す図である。
【図７】本開示の発明の原理による、ＯＳＳ駆動型表示システムの例示的な実施形態を示す図である。
【図８】本開示の発明の原理による、ＯＳＳ駆動型表示を表すフローチャートの例示的な実施形態を示す図である。
【図９Ａ】本開示の技術分野において知られているような、ＥＭ検知インターベンショナルデバイスの例示的な実施形態を示す図である。
【図９Ｂ】本開示の技術分野において知られているような、ガイドワイヤへの１つ又は複数のＥＭセンサの統合の例示的な実施形態を示す図である。
【図１０Ａ】本開示の技術分野において知られているような、現場検知インターベンショナルデバイスの例示的な実施形態を示す図である。
【図１０Ｂ】本開示の技術分野において知られているような、ガイドワイヤへの１つ又は複数の現場センサの統合の例示的な実施形態を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
解剖学的領域内のインターベンショナルデバイスのナビゲーションを示す画像の従来の表示への改善形態として、本開示の発明は、画像空間内の解剖学的領域を示す複数の空間画像の生成を前提とし、それにより、画像空間に対するＯＳＳインターベンショナルデバイスの追跡ノードの光学形状検知位置が、表示用の空間画像のうちの１つの自律的選択を決定し、選択された空間画像の自律的表示形式を更に決定することができる。
【００２６】
本開示の種々の発明の理解を助長するために、図２Ａ〜図３Ｇの以下の説明は、本発明の発明原理による、解剖学的領域内のＯＳＳインターベンショナルデバイスのナビゲーションを表示するための、画像空間内の解剖学的領域を示す複数の空間画像の生成と、画像空間に対するＯＳＳインターベンショナルデバイスのノードの位置追跡とを概念的に教示する。図２Ａ〜図３Ｇの説明から、当業者は本開示の発明の原理を理解されよう。
【００２７】
図２Ａ〜図２Ｃを参照すると、画像空間２０は、球体によって表される解剖学的領域の撮像を包囲するＸＹＺ座標系である。本開示の発明は、画像空間２０を、好ましくは軸方向において、２次元（２Ｄ）画像又は３次元画像として個々に表示することができる一連の空間画像にスライスすることを前提とする。
【００２８】
２Ｄ画像としての空間画像の表示は、Ｚ方向における空間画像のＸＹ平面図、Ｙ方向における空間画像のＸＺ平面図又はＸ軸方向において視認される空間画像のＹＺ平面画像を含む。
【００２９】
３Ｄ画像としての空間画像の表示は、限定はしないが、Ｘ軸方向、Ｙ軸方向又はＺ軸方向において視認される空間視のＸＹＺボリューメトリック画像を含む。
【００３０】
例えば、図２Ａに示されるように、画像空間２０が、Ｘ軸方向において、２Ｄ画像又は３Ｄ画像として個々に表示される一連の空間画像２１ａ〜２１ｅにスライスされる。
【００３１】
更なる例によれば、図２Ｂに示されるように、画像空間２０は、Ｙ軸方向において、２Ｄ画像又は３Ｄ画像として個々に表示される一連の空間画像２２ａ〜２２ｅにスライスされる。
【００３２】
更なる例によれば、図２Ｃに示されるように、画像空間は、Ｚ軸方向において、２Ｄ画像又は３Ｄ画像として個々に表示される一連の空間画像２３ａ〜２３ｅにスライスされる。
【００３３】
実際には、画像空間のスライシングの軸方向深度は、本開示において更に例示的に説明されるように、自動更新解像度の所望の程度に依存する。
【００３４】
また、実際には、画像空間のスライシングの軸方向深度は、一定又は可変とすることができる。
【００３５】
図２Ａ〜図２Ｃを更に参照すると、本開示の発明は、解剖学的領域の画像空間内のインターベンショナルデバイスの追跡ノードの光学形状検知位置が、表示用の空間画像のうちの１つの自律的選択を決定することを更に前提とする。
【００３６】
実際には、インターベンショナルデバイスの追跡ノードの光学形状検知位置は、画像空間に対する追跡ノードのＸＹＺ位置によって規定され、それにより、そのＸＹＺ位置に関連付けられる空間画像が表示用に自律的に選択される。
【００３７】
例えば、図２Ａに示されるように、追跡ノード１５のＸＹＺ位置は空間画像２１ａ内にあり、それゆえ、２Ｄ画像又は３Ｄ画像として表示するために、空間画像２１ａが自動的に選択される。
【００３８】
例えば、図２Ｂに示されるように、追跡ノード１５のＸＹＺ位置は空間画像２２ｂ内にあり、それゆえ、２Ｄ画像又は３Ｄ画像として表示するために、空間画像２２ｂが自動的に選択される。
【００３９】
更なる例に関して、図２Ｃに示されるように、追跡ノード１５のＸＹＺ位置は空間画像２３ｄ内にあり、それゆえ、２Ｄ画像又は３Ｄ画像として表示するために、空間画像２３ｄが自動的に選択される。
【００４０】
同時に、本開示において更に説明されるように、インターベンショナルデバイスの追跡ノードの光学形状検知位置は、画像空間内の追跡ノードのαβγ方位によって規定することができ、それにより、画像空間内の追跡ノードのＸＹＺ位置に基づいて自律的に選択される空間画像が、画像空間内の追跡ノードのαβγ方位を視認するのに最も適した平面図において表示される。例えば、画像空間内の追跡ノードのαβγ方位はＸ軸と平行にすることができ、それにより、選択された空間画像のＸＹ平面図又はＹＺ平面図が、画像空間内の追跡ノードのαβγ方位の正面図又は背面図を視認するのに適しているか、又はそれにより、選択された空間画像のＺＹ平面図が、画像空間内の追跡ノードのαβγ方位の側面図を視認するのに適している。
【００４１】
代替的には、インターベンショナルデバイスの追跡ノードの光学形状検知位置は、画像空間に対する追跡ノードのαβγ方位によって規定することができ、それにより、画像空間に対する追跡ノードのαβγ方位（例えば、１つの空間画像において特定されるような画像空間内の追跡ノードのαβγ方位）を視認するのに最も適した空間画像が、表示用に自律的に選択される隣接する空間画像に向けられる。
【００４２】
実際には、インターベンショナルデバイスの追跡ノードの光学形状検知位置は、画像空間の外部にある場合がある。追跡ノードのそのような外部の位置決めの場合、追跡ノードに最も近い空間画像か、又は追跡ノードの方位を視認するのに最も適した空間画像が表示用に選択される場合がある。
【００４３】
また、実際には、ＯＳＳインターベンショナルデバイスの追跡ノードは、２つ以上の空間画像内に位置決めされる場合がある。追跡ノードのそのような位置決めの場合、追跡ノードの大部分を包囲するか、最も高い度合いで追跡ノードを包囲するか、又は追跡ノードの指定された部分／点を包囲する空間画像が、表示用に選択される。
【００４４】
更に実際には、本開示において更に説明されるように、表示の空間画像のうちの１つの空間画像の自律的選択を助長するために、各空間画像がＯＳＳインターベンショナルデバイスに個々に位置合わせされる。
【００４５】
図２Ａ〜図２Ｂを更に参照すると、本開示の発明は、画像空間内のＯＳＳインターベンショナルデバイスの追跡ノードの動きに基づいて、以前に選択された空間画像から新たに選択された空間画像に表示をリアルタイムに自動更新することを伴う画像置換方式を実施する。
【００４６】
例えば、図３Ａに示されるように、血管構造１２の中心線の図を示す空間画像１４ａは、空間画像１４ａ内の、又は空間画像１４ａを指し示すインターベンショナルデバイスの追跡ノード１５の光学形状検知位置に基づいて、時点ｔ０においてモニタ１０上に表示するために選択された空間画像であり、それにより、空間画像１４ａは、空間画像１４ｂ内の、又は空間画像１４ｂを指し示すインターベンショナルデバイスの追跡ノード１５の光学形状検知位置への再位置決めに基づいて、後続の時点ｔ１においてモニタ１０上に表示するために、血管構造１２の中心線から外れた図を示す新たに選択された空間画像１４ｂに自動的に置き換えられる。
【００４７】
更なる例によれば、図３Ｂに示されるように、血管構造１２の下側の図を示す空間画像１４ｃは、空間画像１４ｃ内の、又は空間画像１４ｃを指し示すインターベンショナルデバイスの追跡ノード１５の光学形状検知位置に基づいて、時点ｔ０においてモニタ１０上に表示するために選択された空間画像であり、それにより、空間画像１４ｃは、空間画像１４ｄ内の、又は空間画像１４ｄを指し示すインターベンショナルデバイスの追跡ノード１５の光学形状検知位置への再位置決めに基づいて、後続の時点ｔ１においてモニタ１０上に表示するために、血管構造１２の上側の図を示す新たに選択された空間画像１４ｄに自動的に置き換えられる。
【００４８】
図２Ａ〜図２Ｃを更に参照すると、本開示の発明は、解剖学的領域の画像空間に対するＯＳＳインターベンショナルデバイスの追跡ノードの光学形状検知位置が、選択された空間画像の自律的表示形式も決定することを更に前提とする。
【００４９】
デフォルト表示の実施形態では、選択された空間画像は、デフォルトＸ軸方向、デフォルトＹ軸方向又はデフォルトＺ軸方向において表示される。
【００５０】
回転の実施形態では、選択された空間画像は、画像空間内の追跡ノードのαβγ（例えば、オイラー角）方位を視認するのに最も適した平面図において表示される。例えば、図３Ｃは、インターベンショナルデバイスの追跡ノード１５の側面平面図から追跡ノード１５の背面平面図への空間画像１４ｅの９０度の回転を示す。
【００５１】
シフトの実施形態では、ＯＳＳインターベンショナルデバイスの追跡ノードの光学形状検知位置が画像空間の外部にあるときに、選択された空間画像が横方向にシフトした図において表示される。
【００５２】
例えば、図３Ｄは、ＯＳＳインターベンショナルデバイスの追跡ノード１５の光学形状検知位置が画像空間の下方にあるときの空間画像１４ａの上方にシフトした図１４ｆを示し、それにより、追跡ノード１５が画像空間に接近するにつれて、空間画像１４ａが下方にシフトし、図３Ｅは、ＯＳＳインターベンショナルデバイスの追跡ノード１５の光学形状検知位置が画像空間の上方にあるときの空間画像１４ａの下方にシフトした図１４ｇを示し、それにより、追跡ノード１５が画像空間を離れるにつれて、空間画像１４ａが下方にシフトする。
【００５３】
ズームの実施形態では、選択された空間画像が主ウィンドウ内に表示され、一方、インターベンショナルデバイスの追跡ノードのズームインした図又はインターベンショナルデバイスの任意の関心非追跡ノードが補助ウィンドウ内に表示される。非追跡ノードは、限定はしないが、任意のタイプのナビゲーションエラー（例えば、インターベンショナルデバイスのバックリング、望ましくない曲がり又はねじれ）を受けるインターベンショナルデバイスのノードを含む。
【００５４】
例えば、図３Ｆは、補助ウィンドウ１６内の追跡ノード１５のズームインした図の表示とともに、モニタ１０の主ウィンドウ内の空間画像１４ａの表示を示す。
【００５５】
更なる例によれば、図３Ｇは、補助ウィンドウ１６内のバックリングノード１７の表示とともに、モニタ１０の主ウィンドウ内の空間画像１４ａの表示を示す。
【００５６】
本開示の種々の発明の更なる理解を助長するために、図４Ａ〜図６Ｂの以下の説明は、ＯＳＳインターベンショナルデバイスの例示的な実施形態を示す。図４Ａ〜図６Ｂの説明から、当業者は、ＯＳＳインターベンショナルデバイスの数多くの種々の実施形態を実践するやり方を理解されよう。
【００５７】
図４Ａを参照すると、本開示の発明に適用可能なＯＳＳセンサ３０が、シングルコア光ファイバ（例えば、図４Ｂに示されるような、シングルコア３２を有する光ファイバ３１ａ）、又はマルチコア光ファイバ（例えば、図４Ｃに示されるような、マルチコア３２ｂ、３２ｃ及び３２ｅを有するマルチコア光ファイバ３１ｂ）として光ファイバ３１を含む。光ファイバ３１のコアは、被制御格子パターン（例えば、ファイバブラッグ格子）、特徴的な後方散乱（例えば、レイリー後方散乱）又は光ファイバ３１内に埋め込まれるか、エッチングされるか、刻み込まれるか、又は別のやり方で形成される反射性要素及び／又は透過性要素の任意の他の配列を有する。実際には、被制御格子、特徴的な後方散乱又は反射性／透過性要素の形をとるＯＳＳノードは、近位端３１ｐ（又は図６Ａ及び図６Ｂにおけるガイドワイヤ近位端４１ｐ）から遠位端３１ｄ（又は図６Ａ及び図６Ｂにおけるガイドワイヤ遠位端４１ｄ）まで延在する破線３２によって記号的に示されるように、光ファイバ３１の任意のセグメント又は全体に沿って延在する。また、実際には、ＯＳＳセンサ３０は、らせん構造を有する場合も、そうでない場合もある２つ以上の個々の光ファイバ３１を含むことができる。
【００５８】
実際には、ＯＳＳセンサ３０の光ファイバ３１は、任意のガラス、シリカ、リン酸塩ガラス若しくは他のガラスから部分的に、又は全体として形成することができるか、又はガラス及びプラスチック若しくはプラスチック、又は光ファイバを形成するために使用される他の材料から形成することができる。手動挿入又はロボット挿入によって患者の生体構造の中に導入されるときにＯＳＳセンサ３０へのいかなる損傷も回避するために、ＯＳＳセンサ３０の光ファイバ３１は、当該技術分野において知られているような保護スリーブによって永久に包囲される。
【００５９】
実際には、保護スリーブは、限定はしないが、ペバックス、ニチノール、分岐チュービング及びより線金属チュービングを含む、規定された硬度の任意の可撓性材料から形成される。また、実際には、保護スリーブは、重複配列及び／又は連鎖配列において、同じ又は異なる度合いの可撓性及び硬度の２つ以上の管状構成要素からなることができる。
【００６０】
ＯＳＳセンサ３０は、本開示において更に説明されるように、光ファイバ３１を別の光ファイバ、開始点又は光源（例えば、光結合器）に接続するための光コネクタ３３を更に含む。
【００６１】
図５を参照すると、本開示の発明は、１つ以上の解剖学的領域（例えば、心臓血管系の心臓及び血管、呼吸器系の気道及び肺、消化器系の胃及び腸管、並びに筋骨格系内の空洞）内のＯＳＳインターベンショナルデバイス５０のナビゲーションを伴うインターベンショナル処置の実行のためにＯＳＳインターベンショナルデバイス５０を構成するように、ＯＳＳセンサ３０及び１つ以上のインターベンショナルツール４０の統合５１を提供する。
【００６２】
インターベンショナルツール４０の例は、限定はしないが、血管インターベンショナルツール（例えば、ガイドワイヤ、カテーテル、ステント、シース、バルーン、アテレクトミーカテーテル、ＩＶＵＳ撮像プローブ、展開システムなど）、腔内インターベンショナルツール（例えば、内視鏡、気管支鏡など）及び整形外科インターベンショナルツール（例えば、ｋ−ワイヤ及びスクリュードライバ）を含む。
【００６３】
実際には、ＯＳＳセンサ３０及びインターベンショナルツール４０の統合は、特定のインターベンショナル処置に適した任意の構成をとることができる。
【００６４】
更に実際には、ＯＳＳインターベンショナルデバイス５０の近位デバイスノード５２ｐは、ＯＳＳセンサ３０の近位ＯＳＳノード３２ｐとすることができる。代替的には、ＯＳＳインターベンショナルデバイス５０の近位デバイスノード５２ｐは、本開示の技術分野において知られているような、近位ＯＳＳノード３２ｐと近位ツールノード４２ｐとの間の機械的な関係による位置づけ、又は形状テンプレートに基づく位置づけを介して、ＯＳＳセンサ３０の近位ＯＳＳノード３２ｐに位置づけられる近位ツールノード４２ｐとすることができる。
【００６５】
同様に、実際には、ＯＳＳインターベンショナルデバイス５０の遠位デバイスノード５２ｄは、ＯＳＳセンサ３０の遠位ＯＳＳノード３２ｄとすることができる。代替的には、ＯＳＳインターベンショナルデバイス５０の遠位デバイスノード５２ｄは、本開示の技術分野において知られているような、遠位ＯＳＳノード３２ｄと遠位デバイスノード４２ｄとの間の機械的な関係による位置づけ、又は形状テンプレートに基づく位置づけを介して、ＯＳＳセンサ３０の遠位ＯＳＳノード３２ｄに位置づけられる遠位ツールノード４２ｄとすることができる。
【００６６】
例えば、図６Ａは、ＯＳＳインターベンショナルデバイス５０を、本開示の技術分野において知られているようなＯＳＳガイドワイヤ５０ａの形に構成するために、ガイドワイヤ４０ａ内に軸方向に埋め込まれたＯＳＳセンサ３０を示す。ＯＳＳガイドワイヤ５０ａは、ガイドワイヤの利用を伴う任意のインターベンショナル処置に組み込まれ、それにより、ＯＳＳガイドワイヤ５０ａは、本開示の技術分野において知られているように、ＯＳＳセンサ３０の形状再構成能力によって解剖学的領域内で必要に応じてナビゲートされる。
【００６７】
ＯＳＳインターベンショナルデバイス５０ａの近位デバイスノード５２ｐは、ＯＳＳセンサ３０の近位ＯＳＳノード３２ｐとすることができる。代替的には、ＯＳＳインターベンショナルデバイス５０ａの近位デバイスノード５２ｐは、本開示の技術分野において知られているような、近位ＯＳＳノード３２ｐと近位ツールノード４２ｐとの間の機械的な関係による位置づけ、又は形状テンプレートに基づく位置づけを介して、ＯＳＳセンサ３０の近位ＯＳＳノード３２ｐに位置づけられる近位ツールノード４２ｐとすることができる。
【００６８】
ＯＳＳインターベンショナルデバイス５０ａの遠位デバイスノード５２ｄは、ＯＳＳセンサ３０の遠位ＯＳＳノード３２ｄとすることができる。代替的には、ＯＳＳインターベンショナルデバイス５０ａの遠位デバイスノード５２ｄは、本開示の技術分野において知られているような、遠位ＯＳＳノード３２ｄと遠位ツールノード４２ｄとの間の機械的な関係による位置づけ、又は形状テンプレートに基づく位置づけを介して、ＯＳＳセンサ３０の遠位ＯＳＳノード３２ｄに位置づけられる遠位ツールノード４２ｄとすることができる。
【００６９】
更なる例によれば、図６Ｂは、ＯＳＳインターベンショナルデバイス５０を、本開示の技術分野において知られているような汎用カテーテル５０ｂの形に構成するために、図示されるようなＯＳＳセンサ３０、又はＯＳＳガイドワイヤ５０ａがカテーテル４０ｂのチャネル内に一時的に、又は永久に挿入されることを示す。汎用カテーテル５０ｂは、カテーテル４０ｂのワーキングチャネル４１の利用を伴う任意のインターベンショナル処置に組み込まれ、それにより、汎用カテーテル５０ｂは、本開示の技術分野において知られているように、ＯＳＳセンサ３０の形状再構成能力によって１つ又は複数の解剖学的領域内で必要に応じてナビゲートされる。
【００７０】
ＯＳＳインターベンショナルデバイス５０ｂの近位デバイスノード５２ｐは、ＯＳＳセンサ３０の近位ＯＳＳノード３２ｐとすることができる。代替的には、ＯＳＳインターベンショナルデバイス５０ｂの近位デバイスノード５２ｐは、本開示の技術分野において知られているような、近位ＯＳＳノード３２ｐと近位ツールノード４２ｐとの間の機械的な関係による位置づけ、又は形状テンプレートに基づく位置づけを介して、ＯＳＳセンサ３０の近位ＯＳＳノード３２ｐに位置づけられる近位ツールノード４２ｐとすることができる。
【００７１】
ＯＳＳインターベンショナルデバイス５０ｂの遠位デバイスノード５２ｄは、ＯＳＳセンサ３０の遠位ＯＳＳノード３２ｄとすることができる。代替的には、ＯＳＳインターベンショナルデバイス５０ｂの遠位デバイスノード５２ｄは、本開示の技術分野において知られているような、遠位ＯＳＳノード３２ｄと遠位ツールノード４２ｄとの間の機械的な関係による位置づけ、又は形状テンプレートに基づく位置づけを介して、ＯＳＳセンサ３０の遠位ＯＳＳノード３２ｄに位置づけられる遠位ツールノード４２ｄとすることができる。
【００７２】
再び図５を参照すると、本開示の発明のために、ＯＳＳインターベンショナルデバイス５０の追跡ノードは、近位デバイスノード５２ｐと遠位デバイスノード５２ｄとの間のＯＳＳインターベンショナルデバイス５０の任意の固定又は動的点若しくは部分、又はＯＳＳインターベンショナルデバイス５０の全体を含む。
【００７３】
例えば、ＯＳＳインターベンショナルデバイス５０の追跡ノードは、遠位デバイスノード５２ｄに配置されるインターベンショナルツールの遠位端とすることができる。
【００７４】
更なる例によれば、ＯＳＳインターベンショナルデバイス５０の追跡ノードは、治療デバイス（例えば、バルーン又はステント）に関連付けられる、近位デバイスノード５２ｐと遠位デバイスノード５２ｄとの間のＯＳＳインターベンショナルデバイス５０の部分とすることができる。
【００７５】
更なる例によれば、ＯＳＳインターベンショナルデバイス５０の追跡ノードは、解剖学的領域の中に延在している、近位デバイスノード５２ｐと遠位デバイスノード５２ｄとの間のＯＳＳインターベンショナルデバイス５０の任意の部分とすることができる。
【００７６】
更なる例によれば、ＯＳＳインターベンショナルデバイス５０の追跡ノードは、解剖学的領域の画像空間内に位置決めされる、近位デバイスノード５２ｐと遠位デバイスノード５２ｄとの間のＯＳＳインターベンショナルデバイス５０の任意の部分とすることができる。
【００７７】
本開示の発明の更なる理解を助長するために、図７及び図８の以下の説明は、本開示の発明の原理を組み込む、ＯＳＳ駆動型表示システム及び方法の例示的な実施形態を示す。図７及び図８の説明から、当業者は、本開示の発明の原理を組み込むＯＳＳ駆動型表示システム及び方法の数多くの種々の実施形態を実践するために、本開示の発明の原理を適用するやり方を理解されよう。
【００７８】
図７を参照すると、本開示のＯＳＳ駆動型表示システムは、ＯＳＳインターベンショナルデバイス５０（図５）と、撮像システム７０と、ワークステーション１２０上にインストールされるＯＳＳ形状コントローラ１００及び表示コントローラ１１０を含む制御ネットワーク９０とを利用する。ＯＳＳインターベンショナルシステムは、図２Ａ〜図３Ｇに関連して本開示において上記で説明された本開示の発明の原理に従って、患者Ｐの解剖学的領域内のＯＳＳインターベンショナルデバイス５０の光学形状検知位置（すなわち、場所及び／又は向き）に基づいて、患者Ｐの解剖学的領域内のＯＳＳインターベンショナルデバイス５０のナビゲーションを示す画像の、ワークステーション１２０によるリアルタイム表示の自動更新を提供する。
【００７９】
実際には、ＯＳＳインターベンショナルデバイス５０は、図４Ａ〜図６Ｂに関連して本開示において上記で説明されたように、ＯＳＳセンサ３０及び１つ以上のインターベンショナルツール４０の統合を含む。例えば、ＯＳＳインターベンショナルデバイス５０は、ＯＳＳガイドワイヤ５０ａ（図６Ａ）又は汎用カテーテル４０ｂ（図６Ｂ）とすることができる。
【００８０】
実際には、撮像システム７０は、患者Ｐの１つ又は複数の解剖学的領域の１つ又は複数のボリューム画像を生成するための任意のタイプの撮像法（例えば、Ｘ線システム、ＭＲＩシステム、ＣＴシステム、超音波システムなど）を実現することができる。
【００８１】
実際には、ＯＳＳ形状コントローラ１００及び表示コントローラ１１０は、本開示の発明の原理に従って、患者Ｐの解剖学的領域内のＯＳＳインターベンショナルデバイス５０のナビゲーションを示す画像の、ワークステーション１２０によるリアルタイム表示の自動更新のための任意の構成のハードウェア、ソフトウェア、ファームウェア及び／又は電子回路を具現する。
【００８２】
一実施形態において、ＯＳＳ形状コントローラ１００及び表示コントローラ１１０は、１つ以上のシステムバスを介して相互接続される、プロセッサ、メモリ、ユーザインターフェース、ネットワークインターフェース及びストレージを含む。
【００８３】
プロセッサは、メモリ若しくはストレージ内に記憶された命令を実行することができるか、又は別のやり方でデータを処理することができる、本開示の技術分野において知られているか、又はこれ以降に着想されるような、任意のハードウェアデバイスとすることができる。非限定的な例において、プロセッサは、マイクロプロセッサ、フィールドプログラマブルゲートアレイ（ＦＰＧＡ）、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）又は他の類似のデバイスを含む。
【００８４】
メモリは、限定はしないが、Ｌ１、Ｌ２若しくはＬ３キャッシュ又はシステムメモリを含む、本開示の技術分野において知られているか、又はこれ以降に着想されるような、種々のメモリを含む。非限定的な例において、メモリは、スタティックランダムアクセスメモリ（ＳＲＡＭ）、ダイナミックＲＡＭ（ＤＲＡＭ）、フラッシュメモリ、リードオンリーメモリ（ＲＯＭ）又は他の類似のメモリデバイスを含む。
【００８５】
オペレータインターフェースは、管理者のようなユーザとの通信を可能にするための、本開示の技術分野において知られているか、又はこれ以降に着想されるような、１つ以上のデバイスを含む。非限定的な例において、オペレータインターフェースは、ネットワークインターフェースを介して遠隔端末に提示される場合があるコマンドラインインターフェース又はグラフィカルユーザインターフェースを含む。
【００８６】
ネットワークインターフェースは、他のハードウェアデバイスとの通信を可能にするための、本開示の技術分野において知られているか、又はこれ以降に着想されるような、１つ以上のデバイスを含む。非限定的な例において、ネットワークインターフェースは、イーサネット（登録商標）プロトコルに従って通信するように構成されるネットワークインターフェースカード（ＮＩＣ）を含む。さらに、ネットワークインターフェースは、ＴＣＰ／ＩＰプロトコルに従って通信するためのＴＣＰ／ＩＰスタックを実現する。ネットワークインターフェースのための種々の代替の、又は更なるハードウェア又は構成が明らかになるであろう。
【００８７】
ストレージは、限定はしないが、リードオンリーメモリ（ＲＯＭ）、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）、磁気ディスク記憶媒体、光記憶媒体、フラッシュメモリデバイス又は類似の記憶媒体を含む、本開示の技術分野において知られているか、又はこれ以降に着想されるような、１つ以上の機械可読記憶媒体を含む。種々の非限定的な実施形態において、ストレージは、プロセッサによって実行するための命令、又はプロセッサが処理することができるデータを記憶する。例えば、ストレージは、ハードウェアの種々の基本操作を制御するための基本オペレーティングシステムを記憶することができる。ストレージは、実行可能ソフトウェア／ファームウェアの形をとる１つ以上のアプリケーションモジュールを更に記憶することができる。
【００８８】
より詳細には、図７を引き続き参照すると、ＯＳＳ形状コントローラ１００のアプリケーションモジュールは、本開示の技術分野において知られており、本開示において更に例示的に説明されるように、形状検知データ８２に応答して、インターベンショナルツール４０の形状の一部又は全体を再構成するための形状再構成器１０１である。
【００８９】
さらに、表示コントローラ１１０のアプリケーションモジュールは、本開示において更に例示的に説明されるように、本開示の発明の原理に従って、複数の空間画像の中から追跡画像を自律的に選択するための画像選択器１１１と、本開示において更に例示的に説明されるように、本開示の発明の原理に従って、選択された追跡画像の表示を制御するための画像表示器１１２とを含む。
【００９０】
図７を更に参照すると、ワークステーション１２０は、モニタ１２１、キーボード１２２及びコンピュータ１２３の知られている構成を含む。
【００９１】
実際には、制御ネットワーク９０は、限定はしないが、ワークステーション及びタブレットによってアクセス可能なタブレット又はサーバを含む、他のタイプの処理デバイス上に代替的に、又は同時にインストールされる場合があるか、又はＯＳＳインターベンショナルデバイス５０を伴うインターベンショナル処置の実行をサポートするネットワークにわたって分散される場合がある。
【００９２】
また、実際には、ＯＳＳ形状コントローラ１００及び表示コントローラ１１０は、制御ネットワーク９０の一体化された構成要素、分離された構成要素、又は論理的に区分された構成要素とすることができる。
【００９３】
引き続き図７を参照すると、動作時に、撮像システム７０は、患者Ｐの１つ又は複数の対象解剖学的領域のボリューム画像を表示するために、手術前に及び／又は手術中に、ボリューム画像データ７１を生成する。ボリューム画像データ７１は、制御ネットワーク９０に通信され（例えば、ボリューム画像データ７１のストリーミング又はアップロード）、それにより、画像表示器１１２が、本開示の技術分野において知られているように、患者Ｐの１つ又は複数の解剖学的領域のボリューム画像上のＯＳＳインターベンショナルデバイス５０の再構成された形状のオーバーレイ表示を制御する。例えば、図７は、患者Ｐの血管構造のボリューム画像上のＯＳＳインターベンショナルデバイス５０の再構成された形状の、モニタ１２１上のオーバーレイ表示を示す。
【００９４】
ＯＳＳインターベンショナルデバイス５０は、図示されるように、患者ベッドＰＢのレールに隣接するか、又は代替的には、患者ベッドＰＢの隣のカート（図示せず）に隣接するか、又は代替的には、ワークステーション（例えば、ワークステーション１００又はタブレット（図示せず））に隣接する開始点６１から遠位端側に延在する。光ファイバ６０が、開始点６１から光インテロゲータ８１まで近位端側に延在する。実際には、光ファイバ６０は、開始点６１においてＯＳＳインターベンショナルデバイス５０のＯＳＳセンサ３０に接続される個別の光ファイバとすることができるか、又は開始点６１を貫通して延在するＯＳＳセンサ３０の近位端側の延長部とすることができる。
【００９５】
本開示の技術分野において知られているように、ＯＳＳセンサコントローラ８０は、光インテロゲータ８１による光ファイバ６０を介してのＯＳＳセンサ３０への周期的な光放出を制御し、それにより、光はＯＳＳセンサ３０を通ってＯＳＳインターベンショナルデバイス５０の遠位端まで伝搬し、それにより、固定基準位置としての役割を果たす開始点６１に対するＯＳＳインターベンショナルデバイス５０の形状に関する情報を与える形状検知データ８２を生成する。実際には、ＯＳＳセンサ３０の遠位端は、ＯＳＳセンサ３０の光反射の実施形態の場合には特に閉じている場合があり、又はＯＳＳセンサ３０の光透過の実施形態の場合には特に開いている場合がある。
【００９６】
形状検知データ８２は、位置追跡データとしての役割を果たし、それにより、ＯＳＳセンサコントローラ８０は、本開示の技術分野において知られているように、ＯＳＳ形状コントローラ１００への形状検知データ８２の時間フレームシーケンスの通信を制御する。より詳細には、各フレームはＯＳＳセンサのひずみセンサ３０（例えば、ファイバブラッグ格子又はレイリー後方散乱）の単一のインタロゲーションサイクルからなり、それにより、形状再構成器１０１は、本開示の技術分野において知られているように、時間フレームごとにＯＳＳセンサ３０の形状を再構成し、それは、ＯＳＳセンサ３０及び１つ又は複数のインターベンショナルツール４０の特定の統合から導出されるＯＳＳインターベンショナルデバイス５０の形状の一部又は全体の再構成を提供する。
【００９７】
実際には、形状再構成器１０１は、本開示の技術分野において知られているように、ＯＳＳインターベンショナルデバイス５０の形状の一部／全体を再構成するための任意の再構成技法を実施する。
【００９８】
１つの再構成の実施形態では、形状再構成器１０１は、光インテロゲータ８１に対応する座標系内で時間フレームごとに形状検知データ８２を介してＯＳＳインターベンショナルデバイス５０の形状の一部／全体の姿勢の描写を実行する。
【００９９】
第２の再構成の実施形態では、形状再構成器１０１は、撮像システム７０の座標系に対する光インテロゲータ８１の座標系の位置合わせを実行し、それにより、形状再構成器１０１は、撮像システム７０の座標系内で時間フレームごとに形状検知データ８２を介してＯＳＳインターベンショナルデバイス５０の形状の一部／全体の描写の位置及び向きを定めることができる。
【０１００】
図８は、図７のＯＳＳ駆動型表示システムによって実施される本開示のＯＳＳ駆動型表示方法を表すフローチャート１３０を示す。
【０１０１】
フローチャート１３０の実行前に、又は実行中に、空間画像が、ＯＳＳ形状コントローラ１００及び表示コントローラ１１０によって、ＯＳＳインターベンショナルデバイス５０内のＯＳＳセンサ３０（図５）の３次元（３Ｄ）形状に個々に位置合わせされる。
【０１０２】
一実施形態では、ＯＳＳセンサ３０の３Ｄ形状が、空間画像の画像空間に位置合わせされ、それにより、空間画像ごとの個々の位置合わせ行列が生成される。ＯＳＳセンサ３０は、例えば、物体特徴検出、マーカ検出、ポイントベース位置合わせ又は外部追跡方法を含む、対象者医療処置に適した任意の空間位置合わせ方法を利用することができる。
【０１０３】
図７及び図８を参照すると、フローチャート１３０のステージＳ１３２は、形状再構成器１０１が、本開示の技術分野において知られているように、形状検知データ８２に応答して、ＯＳＳインターベンショナルデバイス５０の形状の一部又は全体を再構成することを有する。
【０１０４】
１つの例示的な実施形態では、形状再構成器１０１は、近位デバイスノード５２ｐと遠位デバイスノード５２ｄとの間のＯＳＳインターベンショナルデバイス５０の全体形状を再構成する。
【０１０５】
第２の例示的な実施形態では、形状再構成器１０１は、近位デバイスノード５２ｐと遠位デバイスノード５２ｄとの間のＯＳＳインターベンショナルデバイス５０の一部を再構成する。
【０１０６】
第３の例示的な実施形態では、形状再構成器１０１は、中間デバイスノードと遠位デバイスノード５２ｄとの間のＯＳＳインターベンショナルデバイス５０の部分を再構成し、中間デバイスノードは、本開示の技術分野において知られているように、解剖学的領域ＡＲの入口点におけるノードとして特定される。
【０１０７】
第４の例示的な実施形態では、形状再構成器１０１は、中間デバイスノードと遠位デバイスノード５２ｄとの間のＯＳＳインターベンショナルデバイス５０の部分を再構成し、中間デバイスノードは、位置合わせされた空間画像の画像空間の入口点におけるノードとして特定される。
【０１０８】
第５の例示的な実施形態では、形状再構成器１０１は、治療デバイス（例えば、バルーン、ステント、エンドグラフトなど）を包囲する、近位ツールノード４２ｐと遠位ツールノード４２ｄとの間のＯＳＳインターベンショナルデバイス５０の部分を再構成する。
【０１０９】
図７及び図８を再び参照すると、フローチャート１３０のステージＳ１３４は、位置合わせされた空間画像の中から選択される追跡画像のリアルタイム表示を含む。
【０１１０】
追跡画像選択  それぞれの位置合わせ行列を有する空間画像がデータベース内に保存され、それにより、画像選択器１１１が、位置合わせされた空間画像の画像空間に対するＯＳＳインターベンショナルデバイス５０の追跡ノードの位置に基づいて、本開示の画像選択方式を実施することができる。
【０１１１】
より詳細には、ステージＳ１３４の初期の実行時に、画像選択器１１１は、形状検知データ８２を処理し、それにより、ＯＳＳセンサ３０の形状を、個々の位置合わせ行列を介して各空間画像に位置合わせし、各空間画像に対するインターベンショナルデバイスの追跡ノードのＸＹＺ位置及び／又はαβγ方位を突き止める。本開示において上記で説明されたように、画像選択器１１１は、インターベンショナルデバイスの追跡ノードのＸＹＺ位置及び／又はαβγ方位に最も対応する位置合わせされた空間画像を、画像表示器１１２によって表示するために選択することになる。
【０１１２】
ステージＳ１３４の後続の実行ごとに、画像選択器１１１は、ＯＳＳセンサ３０の形状を、個々の位置合わせ行列を介して各空間画像に再位置合わせし、各空間画像に対するインターベンショナルデバイスの追跡ノードのＸＹＺ位置及び／又はαβγ方位を突き止め、それにより、インターベンショナルデバイスの追跡ノードのＸＹＺ位置及び／又はαβγ方位に最も対応する位置合わせされた空間画像を、表示するために選択する。その場合に、ＯＳＳインターベンショナルデバイス５０が、解剖学的領域内でナビゲートされるのに応じて、画像表示器１１２によって現時点で表示されている位置合わせされた空間画像が、新たに選択された位置合わせされた空間画像に置き換えられる。
【０１１３】
例えば、形状検知データ８２が、ＯＳＳインターベンショナルデバイス５０の追跡ノードのＸＹＺ位置が、現時点で表示されている位置合わせされた空間画像の境界を越えて、隣接する位置合わせされた空間画像の中に動いたことを示す場合には、画像選択器１１１は、画像表示器１１２によって表示するための代替画像として、隣接する位置合わせされた空間画像を選択することになる。
【０１１４】
更なる例によれば、形状検知データ８２が、ＯＳＳインターベンショナルデバイス５０の追跡ノードのαβγ方位が、現時点で表示されている位置合わせされた空間画像内で方向転換したことを示す場合には、画像選択器１１１は、ＯＳＳインターベンショナルデバイス５０の追跡ノードのαβγ方位を視認するのに最も適した、画像表示器１１２によって表示するための代替画像として、隣接する位置合わせされた空間画像を選択することができる。
【０１１５】
画像表示形式設定  ステージＳ１３４の初期の実行時に、画像選択器１１１が、ＯＳＳインターベンショナルデバイス５０の追跡ノードが、位置合わせされた空間画像の撮像空間の外部にあると判断する場合には、画像表示器１１２は、ＯＳＳインターベンショナルデバイス５０の追跡ノードのオーバーレイを示す背景（例えば、無地背景）内の追跡ノードの表示を制御する。
【０１１６】
ＯＳＳインターベンショナルデバイス５０の追跡ノードが、位置合わせされた空間画像の画像空間の境界に接近するにつれて、画像表示器１１２は、例えば、図３Ｄに関連して本開示において上記で説明されたように、ＯＳＳインターベンショナルデバイス５０の追跡ノードのオーバーレイ及び／又は画像選択器１１１によって現時点で選択されている位置合わせされた空間画像の互いへのシフトを表示する。
【０１１７】
ＯＳＳインターベンショナルデバイス５０の追跡ノードが画像選択器１１１によって現時点で選択されている位置合わせされた空間画像の境界内に完全に入る前に、又は完全に入ると、画像表示器１１２は、図３Ｃに関連して本開示において上記で説明されたような、現時点で選択されている位置合わせされた空間画像の画像回転、及び／又は図３Ｆ及び図３Ｇに関連して本開示において上記で説明されたような、ＯＳＳインターベンショナルデバイス５０の追跡ノード又は非追跡ノードの画像ズームを実行することができる。
【０１１８】
画像回転に関してより詳細には、解剖学的領域内のＯＳＳインターベンショナルデバイス５０の追跡ノードのナビゲーションの解剖学的状況が最もわかりやすく示されるように、画像選択器１１１によって現時点で選択されている位置合わせされた空間画像を、画像表示器１１２によって必要に応じて回転させる。このため、画像表示器１１２は、限定はしないが、ＯＳＳインターベンショナルデバイス５０の先端のαβγ回転、ＯＳＳインターベンショナルデバイス５０の任意の部分の形状回転／テンプレート、及び／又はＯＳＳインターベンショナルデバイス５０の治療デバイスの回転を含む、回転情報を処理し、それにより、画像選択器１１１によって現時点で選択されている位置合わせされた空間画像の最適な視野角を突き止める。
【０１１９】
画像ズームに関してより詳細には、ＯＳＳインターベンショナルデバイス５０の形状に沿った任意のノードをクリックすることによって、又は所定の場所（例えば、カテーテル先端、ガイドワイヤ先端、治療デバイスフィデューシャル）のリストから選択することによって、ＯＳＳインターベンショナルデバイス５０の関心エリアが選択される。デフォルトの主画像ウィンドウが、現時点で選択されている位置合わせされた空間画像を表示し、処置中にＯＳＳインターベンショナルデバイス５０のあらかじめ選択された関心エリアのズーム用画像ウィンドウに切り替えるために、機械的ボタン又はソフトウェアボタンが押される。
【０１２０】
画像表示器１１２は、あらかじめ選択された関心エリアの現在のＸＹＺ位置、並びに主画像ウィンドウ及びズーム用画像ウィンドウの両方のサイズに基づいて、ズーム用補助ウィンドウの位置を調整して、ＯＳＳインターベンショナルデバイス５０のあらかじめ選択された関心エリアのズームイン画像を重ね合わせる。代替的には、画像表示器１１２は、ズーム用画像ウィンドウを、異なる場所において見えるように設定する。
【０１２１】
画像表示器１１２は、ＯＳＳインターベンショナルデバイス５０とともに、ズーム用画像ウィンドウを動かすことができ、それにより、ズーム用画像ウィンドウオーバーレイは、主画像ウィンドウのあらかじめ選択された関心エリアの中心に配置されたままである。ズーム用画像ウィンドウは、主画像ウィンドウのみに戻すためにユーザがボタンを再び押すまで表示されたままにすることができるか、又はズーム用画像ウィンドウは、ＯＳＳインターベンショナルデバイス５０がズームされた領域から離れるまで表示することができ、その場合に、画像は主画像ウィンドウのみに戻る。
【０１２２】
代替的には、画像表示器１１２は、処置の状況において関連するときに、ズーム用画像ウィンドウのみを表示することができる。例えば、バックリング、ねじれ（ｔｏｒｑｕｅｉｎｇ）などによるナビゲーション障害が検出されるとき、デバイスが関心エリアに達するとき、及び治療デバイスの展開（例えば、バルーン膨張、エンドグラフト／ステント拡張）が開始するときに、ズーム用画像ウィンドウが表示される。
【０１２３】
関心領域ズーム処理は、現在の図の外部にある場所に適用することもできる。例えば、形状検知データ８２から形状再構成器１０１によって、主視認ウィンドウの内部又は外部にナビゲーションエラー（例えば、バックリング、ねじれ又は望ましくない曲がり）があったと判断される場合には、エラーが発生した場所を示す補助ズーム用ウィンドウが現れ、エラーが解消するまで、画像のこの領域を追跡し続けることができる。また、補助ズーム用ウィンドウを用いて、「フライスルー」画像などの代替の撮像面を表示することもでき、そのような代替の撮像面は、画像空間に対するＯＳＳインターベンショナルデバイス５０の追跡ノードの位置に基づいて自動的に更新することができる。
【０１２４】
さらに、ＯＳＳインターベンショナルデバイス５０の追跡ノードが、位置合わせされた空間画像の画像空間を出る場合がある。これが生じる場合には、画像表示器１１２は、例えば、図３Ｅに関連して本開示において上記で説明されたように、ＯＳＳインターベンショナルデバイス５０の追跡ノードの図を背景（例えば、無地背景）内に保持しながら、現時点で選択されている位置合わせされた空間画像を必要に応じてシフトする。さらに、画像表示器１１２は、ＯＳＳインターベンショナルデバイス５０の追跡ノードを包囲する新たな画像取得ウィンドウを提供し、それにより、１つ又は複数の更なる空間画像の取得を助長する。
【０１２５】
撮像システム調整  画像空間に対するインターベンショナルデバイスの追跡ノードの位置を用いて、撮像システム７０の視野を自動的に調整することもできる。例えば、撮像システム７０がＸ線システムである場合、画像表示器１１２は、Ｃ−アームを自動的に動かし、それにより、解剖学的領域内のＯＳＳインターベンショナルデバイス５０のナビゲーションに追従し、追跡ノードを常にＸ線検出器の中心に保持する。画像表示器１１２は、Ｘ線検出器の位置及び患者Ｐの周りの回転の両方に関して、Ｃ−アームにコマンドを直接通信する。患者の生体構造の手術前の再構成された３Ｄモデルとともに、現在の形状検知データ８２（例えば、場所及び向き）を用いて、ＯＳＳインターベンショナルデバイス５０及び解剖学的関心エリアの両方を視認するためにＸ線検出器が位置決めされるように、最適な角度を決定することができる。それゆえ、１つ又は複数の更なる空間画像を取得する必要があるとき、Ｃ−アームは既に適所にあり、そのような１つ又は複数の空間画像を取得する準備ができている。
【０１２６】
また、この技法は他の撮像法にも適用される。例えば、撮像システム７０が外部超音波プローブを利用する場合には、任意の更なる１つ又は複数の空間画像を取得するためにＯＳＳインターベンショナルデバイス５０が常にプローブの視野内にあるように、形状検知ＯＳＳインターベンショナルデバイス５０に追従するために、画像表示器１１２がプローブの自動運動を制御する。
【０１２７】
インターベンショナル処置中にステージＳ１３２及びＳ１３４が繰り返され、それにより、インターベンショナル処置の最適な視認を助長するために、空間画像を必要に応じて置き換え、シフトし、回転させ、ズームすることができる。
【０１２８】
図９及び図１０を参照すると、本開示の発明は、更なる形態の位置追跡駆動型システム及び方法を提供する。
【０１２９】
ＥＭの実施形態では、図９Ａを参照すると、本開示の発明は、１つ以上の解剖学的領域（例えば、心臓血管系の心臓及び血管、呼吸器系の気道及び肺、消化器系の胃及び腸管、並びに筋骨格系内の空洞）内のＥＭ検知インターベンショナルデバイス５２のナビゲーションを伴うインターベンショナル処置の実行のためにＥＭ検知インターベンショナルデバイス５２を構成するように、Ｘ個（Ｘ≧１）のＥＭセンサ３３及び１つ以上のインターベンショナルツール４０の統合５３を提供する。
【０１３０】
再び、インターベンショナルツール４０の例は、限定はしないが、血管インターベンショナルツール（例えば、ガイドワイヤ、カテーテル、ステント、シース、バルーン、アテレクトミーカテーテル、ＩＶＵＳ撮像プローブ、展開システムなど）、腔内インターベンショナルツール（例えば、内視鏡、気管支鏡など）及び整形外科インターベンショナルツール（例えば、ｋ−ワイヤ及びスクリュードライバ）を含む。
【０１３１】
実際には、１つ又は複数のＥＭセンサ３３及び１つ又は複数のインターベンショナルツール４０の統合５３は、特定のインターベンショナル処置に適した任意の構成にすることができる。より詳細には、インターベンショナルデバイス５２の１つ以上の追跡ノードを描写するために、１つ又は複数のＥＭセンサ３３がインターベンショナルツール４０内に配置される。
【０１３２】
例えば、図９Ｂは、本開示の技術分野において知られているように、ＥＭ検知インターベンショナルデバイス５２をＥＭ検知ガイドワイヤ５２ａの形に構成するために、ガイドワイヤ４０ａ内に軸方向に埋め込まれる３つのＥＭセンサ３３ａ、３３ｂ及び３３ｃを示す。ＥＭ検知ガイドワイヤ５２ａは、ガイドワイヤの利用を伴う任意のインターベンショナル処置に組み込まれ、それにより、ＥＭ検知ガイドワイヤ５２ａは、本開示の技術分野において知られているように、ＥＭセンサ３３の電磁場検知を介して、解剖学的領域内で必要に応じてナビゲートされる。
【０１３３】
この例の場合、ＥＭセンサ３３ａ、３３ｂ及び３３ｃは、インターベンショナルデバイス５２ａの遠位追跡ノードを描写するために、ガイドワイヤ４０ａの遠位端４１ｄ内に配置される。
【０１３４】
図７及び図８を参照すると、本開示のＥＭ駆動型表示システム及び方法は、ＯＳＳインターベンショナルデバイス５０の代わりに、ＥＭ検知インターベンショナルデバイス５２を使用することを含み、それにより、追加されたＥＭ電磁場発生器が、本開示の技術分野において知られているように、ＥＭ検知インターベンショナルデバイス５２の追跡ノードの位置に関する情報を与えるＥＭ検知データの形で位置追跡データを生成させる。
【０１３５】
現場の実施形態では、図１０Ａを参照すると、本開示の発明は、１つ以上の解剖学的領域（例えば、心臓血管系の心臓及び血管、呼吸器系の気道及び肺、消化器系の胃及び腸管、並びに筋骨格系内の空洞）内の現場検知インターベンショナルデバイス５４のナビゲーションを伴うインターベンショナル処置の実行のために現場検知インターベンショナルデバイス５４を構成するように、Ｘ個（Ｘ≧１）の現場センサ３４（例えば、超音波センサ）及び１つ以上のインターベンショナルツール４０の統合５５を提供する。
【０１３６】
再び、インターベンショナルツール４０の例は、限定はしないが、血管インターベンショナルツール（例えば、ガイドワイヤ、カテーテル、ステント、シース、バルーン、アテレクトミーカテーテル、ＩＶＵＳ撮像プローブ、展開システムなど）、腔内インターベンショナルツール（例えば、内視鏡、気管支鏡など）及び整形外科インターベンショナルツール（例えば、ｋ−ワイヤ及びスクリュードライバ）を含む。
【０１３７】
実際には、１つ又は複数の現場センサ３４及び１つ又は複数のインターベンショナルツール４０の統合５５は、特定のインターベンショナル処置に適した任意の構成にすることができる。より詳細には、インターベンショナルデバイス５４の１つ以上の追跡ノードを描写するために、１つ又は複数の現場センサ３４がインターベンショナルツール４０内に配置される。
【０１３８】
例えば、図１０Ｂは、本開示の技術分野において知られているように、現場検知インターベンショナルデバイス５４を現場検知ガイドワイヤ５４ａの形に構成するために、ガイドワイヤ４０ａ内に軸方向に埋め込まれる３つの現場センサ３４ａ、３４ｂ及び３４ｃを示す。現場検知ガイドワイヤ５４ａは、ガイドワイヤの利用を伴う任意のインターベンショナル処置に組み込され、それにより、現場検知ガイドワイヤ５４ａは、本開示の技術分野において知られているように、現場センサ３４による撮像エネルギー検知を介して、解剖学的領域内で必要に応じてナビゲートされる。
【０１３９】
この例の場合、現場センサ３４ａ、３４ｂ及び３４ｃは、インターベンショナルデバイス５４ａの遠位追跡ノードを描写するために、ガイドワイヤ４０ａの遠位端４１ｄ内に配置される。
【０１４０】
図７及び図８を参照すると、本開示の現場駆動型表示システム及び方法は、ＯＳＳインターベンショナルデバイス５０の代わりに、現場検知インターベンショナルデバイス５４を使用することを含み、それにより、撮像システム７０に加えて、撮像システム７０の撮像デバイス（例えば、超音波プローブ）が、本開示の技術分野において知られているように、現場検知インターベンショナルデバイス５４の追跡ノードの位置に関する情報を与える現場検知データの形で位置追跡データを生成させる。
【０１４１】
図１〜図１０を参照すると、限定はしないが、解剖学的領域内のインターベンショナルデバイスの位置（すなわち、場所及び／又は向き）に関する情報を与える位置追跡技術に基づいて、解剖学的領域内のインターベンショナルデバイスのナビゲーションを示す画像のリアルタイム表示の自動更新を提供することによって、インターベンショナル処置を実施するための従来のシステム、コントローラ及び方法より優れた改善形態を含む、本開示の数多くの利点を当業者は理解されよう。
【０１４２】
さらに、本明細書において提供される教示を考慮して当業者が理解するように、本開示／明細書において説明され、及び／又は図示される特徴、要素、構成要素などは、電子構成要素／回路、ハードウェア、実行可能ソフトウェア及び実行可能ファームウェアの種々の組み合わせにおいて実現される場合があり、単一の要素又は複数の要素に組み合わせることができる機能を提供する場合がある。例えば、図において示される／例示される／表現される種々の特徴、要素、構成要素などの機能は、専用ハードウェア、及び適切なソフトウェアとともにソフトウェアを実行することができるハードウェアの使用を通して提供することができる。プロセッサによって提供されるときに、それらの機能は、単一の専用プロセッサによって、又は単一の共用プロセッサによって、又はそのうちのいくつかを共用し、及び／又は多重化することができる複数の個々のプロセッサによって提供することができる。さらに、「プロセッサ」という用語を明確に使用しても、ソフトウェアを実行することができるハードウェアだけを指していると解釈されるべきではなく、限定はしないが、デジタルシグナルプロセッサ（「ＤＳＰ」）ハードウェア、メモリ（例えば、ソフトウェアを記憶するためのリードオンリーメモリ（「ＲＯＭ」）、ランダムアクセスメモリ（「ＲＡＭ」）、不揮発性ストレージなど）、及びプロセスを実行し、及び／又は制御することができる（及び／又はそのように構成可能である）実質的に任意の手段及び／又はマシン（ハードウェア、ソフトウェア、ファームウェア、回路、その組み合わせなどを含む）を暗に含むことができる。
【０１４３】
さらに、本発明の原理、態様及び実施形態を説明する全ての陳述、並びにその具体例は、その構造的及び機能的両方の均等物を含むことを意図している。さらに、そのような均等物は、現時点で知られている均等物、及び将来に開発される均等物（例えば、構造に関係なく、同じ又は概ね類似の機能を実行することができる、開発された任意の要素）の両方を含むことを意図している。それゆえ、例えば、本明細書において与えられる教示を考慮して、本明細書において提示される任意のブロック図が、本発明の発明原理を具現する例示的なシステム構成要素及び／又は回路の概念図を表すことができることを当業者は理解されよう。同様に、本明細書において与えられる教示を考慮して、任意のフローチャート、フロー図などが、コンピュータ可読記憶媒体内に実質的に表現することができ、それゆえ、コンピュータ又はプロセッサが明示されるか否かにかかわらず、コンピュータ、プロセッサ又は処理能力を有する他のデバイスによって実行することができる種々のプロセスを表すことができることを当業者は理解されたい。
【０１４４】
さらに、本開示の例示的な実施形態は、例えば、コンピュータ又は任意の命令実行システムによって使用するか、又はそれらに関連して使用するためのプログラムコード及び／又は命令を与えるコンピュータ使用可能及び／又はコンピュータ可読記憶媒体からアクセス可能なコンピュータプログラム製品又はアプリケーションモジュールの形をとることができる。本開示によれば、コンピュータ使用可能又はコンピュータ可読記憶媒体は、命令実行システム、装置又はデバイスによって使用するか、又はそれらに関連して使用するためのプログラムを、例えば、包含するか、記憶するか、通信するか、伝搬させるか、又は移送することができる任意の装置とすることができる。そのような例示的な媒体は、例えば、電子、磁気、光学、電磁気、赤外線若しくは半導体システム（又は装置若しくはデバイス）、又は伝搬媒体とすることができる。コンピュータ可読媒体の例は、例えば、半導体若しくはソリッドステートメモリ、磁気テープ、リムーバブルコンピュータディスケット、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）、リードオンリーメモリ（ＲＯＭ）、フラッシュ（ドライブ）、硬質磁気ディスク及び光ディスクを含む。光ディスクの現在の例は、コンパクトディスク−リードオンリーメモリ（ＣＤ−ＲＯＭ）、コンパクトディスク−リード／ライト（ＣＤ−Ｒ／Ｗ）及びＤＶＤを含む。さらに、これ以降に開発される場合がある任意の新たなコンピュータ可読媒体も、本開示の例示的な実施形態及び開示に従って使用される場合があるか、又は参照される場合があるようなコンピュータ可読媒体と見なされるべきであることは理解されたい。
【０１４５】
新規の本発明の位置追跡駆動型表示システム、コントローラ及び方法の好ましい例示的な実施形態（それらの実施形態は例示であり、限定するものではない）を説明してきたが、図を含む、本明細書において与えられる教示に照らして、当業者によって変更及び改変を加えることができることに留意されたい。それゆえ、本明細書において開示される実施形態の範囲内にある本開示の好ましい例示的な実施形態に変更を加えることができることを理解されたい。
【０１４６】
さらに、そのデバイスを組み込み、及び／又は実現するか、又は本開示によるデバイス内で使用される／実現される場合があるような、対応するシステム及び／又は関連するシステムも、本開示の範囲内にあると考えられ、見なされることを意図している。本開示によるデバイス及び／又はシステムを製造し、及び／又は使用するための対応する方法及び／又は関連する方法も、本開示の範囲内にあると考えられ、見なされる。
【図１Ａ】
2020531180.tif 000003
【図１Ｂ】
2020531180.tif 000004
【図１Ｃ】
2020531180.tif 000005
【図１Ｄ】
2020531180.tif 000006
【図２Ａ】
2020531180.tif 000007
【図２Ｂ】
2020531180.tif 000008
【図２Ｃ】
2020531180.tif 000009
【図３Ａ】
2020531180.tif 000010
【図３Ｂ】
2020531180.tif 000011
【図３Ｃ】
2020531180.tif 000012
【図３Ｄ】
2020531180.tif 000013
【図３Ｅ】
2020531180.tif 000014
【図３Ｆ】
2020531180.tif 000015
【図３Ｇ】
2020531180.tif 000016
【図４Ａ】
2020531180.tif 000017
【図４Ｂ】
2020531180.tif 000018
【図４Ｃ】
2020531180.tif 000019
【図５】
2020531180.tif 000020
【図６Ａ】
2020531180.tif 000021
【図６Ｂ】
2020531180.tif 000022
【図７】
2020531180.tif 000023
【図８】
2020531180.tif 000024
【図９Ａ】
2020531180.tif 000025
【図９Ｂ】
2020531180.tif 000026
【図１０Ａ】
2020531180.tif 000027
【図１０Ｂ】
2020531180.tif 000028
【国際調査報告】
2020531180.tif 000029
2020531180.tif 000030
2020531180.tif 000031
2020531180.tif 000032
2020531180.tif 000033