(57)【要約】  医療処置を実行する装置が、開示される。前記装置は、入射する超音波信号を電気信号に変換するセンサと、前記センサからの前記電気信号を受信し、前記装置から遠隔に配置された無線受信器に前記電気信号を送信する無線送受信器とを含む。
2020501653.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
医療処置を実行する装置において、
入射する超音波信号を電気信号に変換するセンサと、
前記センサからの前記電気信号を受信し、前記装置から遠隔に配置された無線受信器に前記電気信号を送信する無線送受信器と、
を有する装置。
【請求項２】
前記センサが、前記装置の端部に配置される、請求項１に記載の装置。
【請求項３】
前記無線送受信器が、前記装置から遠隔に配置された制御ユニットからトリガ信号を受信し、前記トリガ信号が、前記装置に送信され、前記装置が、
前記トリガ信号の受信の時間及び前記超音波信号の入射の時間に基づいてフレームの画像の座標系に対する前記センサの位置を決定するのに必要とされるデータの少なくとも一部を決定するプロセッサであって、前記無線送受信器が、前記センサの位置を前記遠隔に配置された受信器に送信する、当該プロセッサと、
を有する、請求項１に記載の装置。
【請求項４】
前記プロセッサが、超音波プローブにより提供された超音波画像のフレームの座標系における前記位置の座標を決定する、請求項３に記載の装置。
【請求項５】
前記遠隔に配置された受信器に送信された前記位置が、前記座標を有する、請求項３に記載の装置。
【請求項６】
前記無線送受信器が、無線送信器、無線受信器、増幅器及びフィルタを有する、請求項１に記載の装置。
【請求項７】
前記装置が、クロック信号を生成する第２のクロックを有し、前記第２のクロックが、前記装置に対して遠隔に配置された第１のクロックに対して同期される、請求項１に記載の装置。
【請求項８】
前記プロセッサが、メモリに接続され、前記メモリが、前記第１のクロックから受信されたフレームトリガ信号若しくはライントリガ信号、又は両方を記憶し、前記プロセッサが、前記センサの位置を決定するように、前記フレームトリガ信号若しくは前記ライントリガ信号又は両方にアクセスする、請求項７に記載の装置。
【請求項９】
前記プロセッサが、前記センサからの前記電気信号を解析し、前記プロセッサが、前記フレームトリガ信号若しくは前記ライントリガ信号又は両方に対する受信の時間の前記センサからの前記電気信号の少なくとも一部のタイムスタンプを提供する、請求項８に記載の装置。
【請求項１０】
前記無線送受信器が、前記センサからの前記電気信号の前記少なくとも一部を送信する、請求項８に記載の装置。
【請求項１１】
前記センサからの前記電気信号の前記少なくとも一部が、全体的なフレーム、前記センサからの前記電気信号のクリップされた部分、又は前記センサの位置の少なくとも１つを有する、請求項１０に記載の装置。
【請求項１２】
前記プロセッサが、プログラム可能な論理装置を有する、請求項４に記載の装置。
【請求項１３】
関心領域を超音波処理する超音波プローブと、
入射する超音波信号を電気信号に変換するセンサ、及び前記電気信号を送信する第１の無線送受信器を有する、医療処置を実行する装置と、
前記超音波プローブ及び前記装置から遠隔に配置された制御ユニットであって、前記制御ユニットが、前記超音波プローブからの画像を提供し、前記制御ユニットが、前記第１の無線送受信器から前記電気信号を受信する第２の無線送受信器、及び前記画像上に前記装置の位置を重ねるプロセッサを有する、前記制御ユニットと、
を有する超音波システム。
【請求項１４】
前記制御ユニットが、クロック信号を生成するクロックを有し、前記制御ユニットが、前記第２の無線送受信器にトリガ信号を提供し、前記第２の無線送受信器が、前記第１の無線送受信器に前記トリガ信号を提供する、請求項１３に記載の超音波システム。
【請求項１５】
前記トリガ信号が、フレームトリガ信号であり、前記クロックが、ライントリガ信号を提供し、前記制御ユニットが、前記フレームトリガ信号及び前記ライントリガ信号を前記第２の無線送受信器に提供し、前記第２の無線送受信器が、前記第１の無線送受信器に前記フレームトリガ信号及び前記ライントリガ信号を提供する、請求項１３に記載の超音波システム。
【請求項１６】
前記装置が、フレームの画像の座標系に対する前記センサの位置を決定するのに必要とされるデータの少なくとも一部を決定するプロセッサを有する、請求項１５に記載の超音波システム。
【請求項１７】
前記クロックが、第２のクロックであり、前記装置が、前記第２のクロックと実質的に同期される第１のクロックを有する、請求項１６に記載の超音波システム。
【請求項１８】
前記プロセッサが、メモリに接続され、前記メモリが、フレームトリガ信号、又はライントリガ信号、又は両方を記憶し、前記プロセッサが、前記センサの位置を決定するように、前記フレームトリガ信号、又は前記ライントリガ信号、又は両方にアクセスする、請求項１７に記載の超音波システム。
【請求項１９】
前記プロセッサが、前記センサからの前記電気信号を解析し、前記プロセッサが、前記フレームトリガ信号、又は前記ライントリガ信号、又は両方に対する受信の時間の前記センサからの前記電気信号の少なくとも一部のタイムスタンプを提供する、請求項１８に記載の超音波システム。
【請求項２０】
前記第２の無線送受信器が、前記第１の無線送受信器に前記センサからの前記電気信号の前記少なくとも一部を送信する、請求項１８に記載の超音波システム。
【請求項２１】
前記センサからの前記電気信号の前記少なくとも一部が、全体的なフレーム、前記センサからの前記電気信号のクリップされた部分、若しくは前記センサの位置の少なくとも１つ、又は前記全体的なフレーム、前記センサからの前記電気信号の前記クリップされた部分、及び前記センサの位置の組み合わせを有する、請求項２０に記載の超音波システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、無線送受信器を含むスマート追跡介入ツールに関する。
【背景技術】
【０００２】
患者においてインサイチュ（in-situ）で使用される医療装置の場所追跡は、最小侵襲医療処置が実行されることを可能にする。例として、超音波ガイド医療処置は、患者内の関心位置に対する特定の医療装置の位置特定を可能にする。
【０００３】
特定の超音波ベースの医療装置追跡において、医療装置の先端からハンドルまで及びハンドルからコンソール／ワークステーションまで通る電線が、データ分析のために信号をコンソール／ワークステーションに送信する。
【０００４】
数ある欠点の中で、ケーブルによるコンソール／ワークステーションに対する医療機器の接続は、診療ワークフローを複雑にし、不所望なケーブル管理を導入する。結果として、臨床ワークフローは、しばしば、医療装置をコンソールに接続するケーブルの存在のせいで妨げられる。これは、処置を実行する臨床医にとって扱いにくくするのみならず、このような既知のケーブル接続装置及びシステムの市場の受け入れを制限する。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
したがって、少なくとも上記の既知の装置の欠点を克服する、インサイチュで医療機器の位置を決定する装置、システム、方法及びコンピュータ可読記憶媒体を提供することが、望ましい。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、添付の図面と併せて考慮される以下に示される代表的な実施例の詳細な説明から、より容易に理解される。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１Ａ】代表的な実施例による、二方向超音波信号伝達を描く概念図である。
【図１Ｂ】代表的な実施例による、一方向超音波信号伝達を描く概念図である。
【図２】代表的な実施例による、超音波システムを示す概略的なブロック図である。
【図３Ａ】代表的な実施例による、医療装置を示す単純化された概略的なブロック図である。
【図３Ｂ】本発明の他の具体的な実施例による、医療装置を示す単純化された概略的なブロック図である。
【図４Ａ】複数の超音波ビームを使用するフレームスキャンを描く概念図である。
【図４Ｂ】代表的な実施例による医療装置のフレームトリガ信号、ライントリガ信号、及び受信されたセンサ信号の相対的なタイミングを示す。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
本教示は、代表的な実施例が示される添付の図面を参照して以下に記載される。本教示は、しかしながら、異なる形で実施されてもよく、ここに記載される実施例に限定されると解釈されるべきではない。むしろ、これらの実施例は、教えるための例として提供される。
【０００９】
一般に、様々な実施例によると、ここで使用される用語は、特定の実施例を説明する目的のみであり、限定的であることを意図されない。いかなる規定された用語も、本教示の技術分野において一般に理解され、受け入れられる規定された用語の技術的及び科学的意味に加えられる。
【００１０】
明細書及び添付の請求項において使用されるように、用語「ａ」、「ａｎ」及び「ｔｈｅ」は、文脈が他の形で明らかに指示しない限り、単数及び複数の指示対象の両方を含む。したがって、例えば、「装置」は、１つの装置及び複数の装置を含む。
【００１１】
他の形で示されない限り、要素又はコンポーネントが、他の要素又はコンポーネントに「接続」、「結合」されるといわれる場合、要素又はコンポーネントが、他の要素又はコンポーネントに直接的に接続、直接的に結合されることができる、又は介在する要素又はコンポーネントが存在してもよいと理解される。すなわち、これら及び同様の用語は、１以上の中間要素又はコンポーネントが、２つの要素又はコンポーネントを接続するのに使用されてもよい場合を含む。しかしながら、要素又はコンポーネントが、他の要素又はコンポーネントに「直接的に接続」されるといわれる場合、これは、２つの要素又はコンポーネントが、中間又は介在する要素又はコンポーネントなしで互いに接続される場合のみを含む。
【００１２】
また、通常の意味に加えて、用語「実質的な」又は「実質的に」は、当業者に許容可能な制限又は程度内を意味する。例えば、「実質的に相殺される」は、当業者が、相殺を許容可能であると見なすことを意味する。同様に、通常の意味に加えて、用語「おおよそ」は、当業者にとって許容可能な制限又は量内であることを意味する。例えば、「おおよそ同じ」は、当業者が、アイテムが比較されて同じであると見なすことを意味する。
【００１３】
方向の用語／フレーズ及び相対的な用語／フレーズは、添付の図面に示されるように、様々な要素の互いに対する関係を記述するのに使用されうる。これらの用語／フレーズは、図面に描かれた向きに加えて、装置及び／又は要素の異なる向きを含むことを意図される。
【００１４】
これらの図における同様の番号の要素は、同等の要素であるか又は同じ機能を実行するかのいずれかである。前に論じられた要素は、機能が同等である場合、後の図では必ずしも論じられない。
【００１５】
最初に、医療画像が、超音波プローブを使用して得られたもののような２Ｄ又は３Ｄ画像、及び超音波プローブからの超音波信号の画像フレームに対する医療機器の位置を含みうることに注意されたい。
【００１６】
代表的な実施例によると、医療処置を実行する装置が、開示される。前記装置は、入射する超音波信号を電気信号に変換するように構成されたセンサと、前記センサからの前記電気信号を受信し、前記装置から遠隔に配置された無線受信器に前記電気信号を送信するように構成された無線送受信器とを有する。
【００１７】
他の代表的な実施例によると、超音波システムは、関心領域を超音波処理する（sonify）ように構成された超音波プローブと、医療処置を実行するように構成された装置であって、入射する超音波信号を電気信号に変換するように構成されたセンサ、及び前記電気信号を送信するように構成された第１の無線送受信器を有する当該装置と、前記超音波プローブ及び装置から遠隔に配置された制御ユニットとを有する。前記制御ユニットは、前記超音波プローブからの画像を提供するように構成される。前記制御ユニットは、前記第１の無線送受信器から前記電気信号を受信するように構成された第２の無線送受信器と、前記画像上に前記装置の位置を重ねるように構成されたプロセッサとを有する。
【００１８】
図１Ａ及び１Ｂは、具体的な非限定的な例を用いて、二方向ビーム形成（図１Ａ）と一方向のみのビーム形成（図１Ｂ）との間の比較を提供する。
【００１９】
図１Ａを参照すると、二方向ビーム形成の代表は、反射体１０６に衝突する超音波信号を放射するＮの素子１０４の撮像アレイ１０２を示す。超音波は、（前記撮像アレイから前記反射体に及び前記撮像アレイに戻るように）出ていき、戻るので、このビーム形成は、「二方向」又は「往復」ビーム形成である。（反射して戻ってきた超音波を）受信すると、ビーム形成は、反射体１０６の反射率及びアレイ１０２に対する前記反射体の位置を決定する。アレイ１０２は、反射体１０６から反射され、アレイ１０２の全ての素子１０４に戻る超音波ビーム１０８を送出する。前記ビームの飛行は、要素ｉに対して距離ｒ（Ｐ）＋ｄ（ｉ，Ｐ）にわたる。各素子１０４は、戻り超音波の振幅を連続的に測定する。各素子１０４に対して、当該測定の最大値までの時間、すなわち「飛行の往復時間」は、合計飛行距離を示す。前記飛行のｒ（Ｐ）区間は、一定であるので、戻り飛行距離ｄ（ｉ，Ｐ）が、決定される。これらの測定から、反射体１０６の相対的な位置が、幾何学的に計算される。反射体１０６の反射率に関しては、全てのｉにわたり（すなわち全ての素子１０４にわたり）最大値を合計することにより示されることができる。特に、ビーム形成、幾何学的計算は、受信モードに行われるのみならず、送信モードでも行われる。このように、ビームフォーマ（例えば図２に関連して説明されるビームフォーマ２１０）は、送信モードにおいて全ての素子１０４に適切に遅延された信号を送信し（フレーム及びライントリガ信号を生成し）、受信モードにおいて個別の素子１０４からの信号を適切に遅延し、合計する。
【００２０】
組織を撮像する場合、それぞれ異なる反射強度を持つ多くの反射体が存在しうる。特定の場所における組織反射強度を見つけるために、当該場所に対する幾何学的要素遅延が、計算され、シフトされた信号が、合計される。これらの遅延は、動的受信ビーム形成と称されるプロセスにおいて、全体的な撮像フレームが構築されるときに経時的に動的に変化する。機器の追跡に対して、データは、装置の場所におけるセンサを用いて記録されえ、フレーム及びライントリガのタイミングも、記録されうる。
【００２１】
図１Ｂを参照すると、一方向のみの（受信）ビーム形成が、描かれている。特に、名前が暗示するように、一方向ビーム形成において、エコーは存在するが、使用されない。代わりに、超音波送信器１１０は、アレイ１０２の各素子１０４に入射する超音波ビーム１１２を放射する。前記飛行は、ここで、二方向ビーム形成の場合とは対照的に、距離ｄ（ｉ，Ｐ）にわたる。超音波ビーム１１２の放射から素子１０４における最大振幅読み出しまでの時間は、当該素子ｉに対する値ｄ（ｉ，Ｐ）を決定する。したがって、超音波送信器１１０の位置は、幾何学的に得られることができ、反射率は、最大振幅読み出しを合計することにより計算される。
【００２２】
一方向ビーム形成は、遅延論理により時間領域において実装可能であるが、先述の通り、これは、周知のフーリエビーム形成アルゴリズムにより周波数領域においても実装されることができる。
【００２３】
この説明が続くとより明確になるように、二方向ビーム形成は、フレーム単位で画像を集めるのに使用され、一方向ビーム形成は、医療装置（時々、一般的に装置と称される）上の既知の位置に配置されたセンサの場所を決定するのに使用される。例えば、前記センサは、針又は他の医療装置の先端（又は末端）に又は近くに（例えば、約１ｍｍ離れて）取り付けられることができる。
【００２４】
図２は、本発明の代表的な実施例による、超音波システム２００を示す単純化された概略的なブロック図である。超音波システム２００は、複数のコンポーネントを有し、これらの機能は、以下に更に説明される。
【００２５】
前記超音波システムは、ディスプレイ２０３及びユーザインタフェースに接続された制御ユニット２０１を有する。制御ユニット２０１は、メモリ２０６及び入出力（Ｉ／Ｏ）回路２０７に接続されたプロセッサ２０５を有する。制御ユニット２０１は、以下に更に説明されるように、超音波システム２００に分配し、使用するために前記Ｉ／Ｏ回路にクロック信号を提供するクロック（ＣＬＫ）２０８（時々、以下で第１のクロックと称される）を更に有する。この説明が続くとより明らかになるように、クロック２０８は、スキャン中に制御ユニット２０１により提供されるフレーム及びトリガ信号の実質的な同時性を保証するように医療装置２１４のクロック（図示されない）と実質的に同期される。
【００２６】
制御ユニット２０１は、以下で更に説明されるように、無線ネットワーク２０２等のような、超音波システム２００の様々なコンポーネントに接続するように構成される無線送受信器２０９をも有する。
【００２７】
最終的に、制御ユニット２０１は、ビームフォーマ２１０を有する。ビームフォーマ２１０は、超音波撮像プローブ２１１から信号を受信するように構成される。以下に更に説明されるように、超音波撮像プローブ２１１は、関心領域２１２をスキャンし、フレーム単位で画像を提供するように構成される。
【００２８】
超音波システム２００は、医療装置２１４をも有し、医療装置２１４は、医療装置２１４の遠位端２１６に又はその近くに（そこから既知の距離に）配置されたセンサ２１５（より詳しくは図３及び４を参照）を有する。遠位端２１６は、関心領域２１２内の目標場所に配置される。
【００２９】
以下に更に説明されるように、センサ２１５は、超音波撮像プローブ２１１により提供された超音波ビームを電気信号に変換し、センサ２１５からの生データ、又はセンサ２１５からの部分的に又は完全に処理されたデータ（例えば、計算されたセンサ場所）のいずれかを、直接的又は間接的（例えば医療装置２１４の近位端に配置された送信器又はリピータを介して）のいずれかで、無線送受信器を介して制御ユニット２０１に提供するように構成される。これらのデータは、処理の程度に依存して、医療装置２１４の遠位端２１６の場所を決定するのに制御ユニット２０１により使用されるか、又は医療装置２１４の遠位端２１６の場所を制御ユニット２０１に提供するかのいずれかである。
【００３０】
この説明が続くとより明らかになるように、制御ユニット２０１は、実例的には、制御ユニット２０１に、ここに開示される方法又はコンピュータベースの機能を実行させるように実行されることができる命令のセットを有するコンピュータシステムである。制御ユニット２０１は、スタンドアロン装置として（例えば、スタンドアロン超音波システムのコンピュータとして）動作してもよく、又は例えば無線ネットワーク２０２を使用して、他のコンピュータシステム又は周辺装置に接続されてもよい。一般に、無線ネットワーク２０２に対する接続は、一般的には、以下に記載される、Ｉ／Ｏ回路２０７のコンポーネントであるハードウェアインタフェースを使用してなされる。
【００３１】
代表的な実施例によると、ディスプレイ２０３は、画像又はデータを表示するように構成された出力装置及び／又はグラフィカルユーザインタフェースである。ディスプレイは、視覚的、可聴音、及び／又は触覚データを出力しうる。ディスプレイ２０３は、限定的ではないが、例えば、コンピュータモニタ、テレビ画面、タッチスクリーン、触覚電子ディスプレイ、点字スクリーン、陰極線管（ＣＲＴ）、蓄積管、双安定ディスプレイ、電子ペーパー、ベクトルディスプレイ、フラットパネルディスプレイ、真空蛍光ディスプレイ（ＶＦ）、発光ダイオード（ＬＥＤ）ディスプレイ、エレクトロルミネセントディスプレイ（ＥＬＤ）、プラズマディスプレイパネル（ＰＤＰ）、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）、有機発光ダイオードディスプレイ（ＯＬＥＤ）、プロジェクタ、ヘッドマウントディスプレイでありうる。
【００３２】
ユーザインタフェース２０４は、臨床医又は他のオペレータが制御ユニット２０１と、これにより超音波システム２００とインタラクトすることを可能にする。ユーザインタフェース２０４は、前記オペレータに情報又はデータを提供してもよく、及び／又は前記臨床医又は他のオペレータから情報又はデータを受信してもよく、前記臨床医又は他のオペレータからの入力が制御ユニット２０１により受信されることを可能にしてもよく、制御ユニット２０１からユーザに出力を提供してもよい。換言すると、ユーザインタフェース２０４は、前記臨床医又は他のオペレータが前記制御ユニットを制御又は操作することを可能にしてもよく、制御ユニット２０１が前記臨床医又は他のオペレータによる制御又は操作の効果を示すことを可能にしてもよい。ディスプレイ２０３又はグラフィカルユーザインタフェース上のデータ又は情報の表示は、オペレータに情報を提供する一例である。タッチスクリーン、キーボード、マウス、トラックボール、タッチパッド、ポインティングスティック、グラフィックタブレット、ジョイスティック、ゲームパッド、ウェブカメラ、ヘッドセット、ギアスティック、ハンドル、有線グローブ、無線リモコン、及び加速度計によるデータの受信は、全て、ユーザから情報又はデータを受信することを可能にするユーザインタフェースコンポーネントの例である。
【００３３】
ディスプレイ２０３のようなユーザインタフェース２０４は、実例的には、当業者により理解されるようにハードウェアインタフェース（図示されない）及びＩ／Ｏ回路２０７を介して制御ユニット２０１に結合される。前記ハードウェアインタフェースは、プロセッサ２０５が超音波システム２００の様々なコンポーネントとインタラクトし、かつ外部計算装置（図示されない）及び／又は機器を制御することを可能にする。前記ハードウェアインタフェースは、プロセッサ２０５が超音波システム２００の様々なコンポーネント並びに外部計算装置及び／又は機器に制御信号又は命令を送信することを可能にしてもよい。前記ハードウェアインタフェースは、プロセッサ２０５が前記超音波システムの様々なコンポーネントと、並びに外部計算装置及び／又は機器とデータを交換することをも可能してもよい。ハードウェアインタフェースの例は、ユニバーサルシリアルバス、ＩＥＥＥ１３９４ポート、パラレルポート、ＩＥＥＥ１２８４ポート、シリアルポート、ＲＳ−２３２ポート、ＩＥＥＥ−４８８ポート、ブルートゥース接続、無線ローカルエリアネットワーク接続、ＴＣＰ／ＩＰ接続、イーサネット接続、制御電圧インタフェース、ＭＩＤＩインタフェース、アナログ入力インタフェース、及びデジタル入力インタフェースを含むが、これらに限定されない。
【００３４】
ネットワーク化された配置において、制御ユニット２０１は、サーバの能力内で又はサーバ‐クライアントユーザネットワーク環境内のクライアントユーザコンピュータとして、又はピアツーピア（又は分散）ネットワーク環境内のピア制御ユニットとして、動作してもよい。制御ユニット２０１は、固定コンピュータ、モバイルコンピュータ、パーソナルコンピュータ、ラップトップコンピュータ、タブレットコンピュータ、無線スマートフォン、セットトップボックス（ＳＴＢ）、パーソナルデジタルアシスタント（ＰＤＡ）、全地球測位衛星（ＧＰＳ）装置、通信装置、制御システム、カメラ、ウェブ電化製品、ネットワークルータ、スイッチ若しくはブリッジ、又はそのマシンにより取られるアクションを特定する命令のセット（シーケンシャル又は別のもの）を実行することができる他のマシンのような、様々な装置として実装されることも又は組み込まれることもできる。制御ユニット２０１は、追加の装置を含む一体化されたシステム内にある特定の装置として又は内に組み込まれることができる。代表的な実施例において、制御ユニット２０１は、音声、ビデオ又はデータ通信を提供する電子装置を使用して実装されることができる。更に、単一の制御ユニット２０１が図示されているが、用語「システム」は、１以上のコンピュータ機能を実行するように命令のセット又は複数のセットを個別に又は一緒に実行するシステム又はサブシステムのいかなる集合をも含むと解釈されるべきである。
【００３５】
制御ユニット２０１に対するプロセッサ２０５は、有形であり、非一時的である。ここで使用されるように、用語「非一時的」は、状態の永遠の特性としてではなく、時間期間に対して持続する状態の特性として解釈されるべきである。用語「非一時的」は、特に、特定の伝搬する搬送波又は信号又はいかなる場所にもいかなる時間にも一時的にのみ存在する他の形式の特性のような、つかの間の特性を否定する。
【００３６】
プロセッサ２０５は、製品及び／又は機械部品である。以下に更に説明されるように、プロセッサ２０５は、ここに様々な代表的な実施例において説明される機能を実行するためにソフトウェア命令を実行するように構成される。プロセッサ２０５は、汎用プロセッサであってもよく、又は特定用途集積回路（ＡＳＩＣ）の一部であってもよい。プロセッサ２０５は、マイクロプロセッサ、マイクロコンピュータ、プロセッサチップ、コントローラ、マイクロコントローラ、デジタル信号プロセッサ（ＤＳＰ）、状態機械、又はプログラム可能な論理装置であってもよい。プロセッサ２０５は、プログラマブルゲートアレイ（ＰＧＡ）、フィールドプログラマブルゲートアレイ（ＦＰＧＡ）、又は個別のゲート及び／又はトランジスタ論理を含む他のタイプの回路のような、プログラム可能な論理装置（ＰＬＤ）を含む、論理回路であってもよい。プロセッサ２０５は、中央処理ユニット（ＣＰＵ）、グラフィック処理ユニット（ＧＰＵ）又は両方であってもよい。加えて、プロセッサ２０５は、複数のプロセッサ、並列プロセッサ、又は両方であってもよい。複数のプロセッサは、超音波システム２００の単一の装置又は複数の装置に含まれてもよく、又は結合されてもよい。
【００３７】
メモリ２０６は、製品及び／又は機械部品であり、データ及び実行可能命令がコンピュータにより読み出されることができるコンピュータ可読媒体である。メモリ２０６は、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）、読取専用メモリ（ＲＯＭ）、フラッシュメモリ、電気的プログラマブル読取専用メモリ（ＥＰＲＯＭ）、電気的消去可能プログラマブル読取専用メモリ（ＥＥＰＲＯＭ）、レジスタ、ハードディスク、リムーバブルディスク、テープ、コンパクトディスク読取専用メモリ（ＣＤ−ＲＯＭ）、デジタル多用途ディスク（ＤＶＤ）、フロッピーディスク、ブルーレイディスク、又は当技術分野において既知の他の形の記憶媒体の１以上を含んでもよい。メモリは、揮発性又は不揮発性であってもよく、安全であっても及び／又は暗号化されてもよく、安全ではなく及び／又は暗号化されていないかもしれない。
【００３８】
一般に、メモリ２０６は、データ及び実行可能命令を記憶することができる有形記憶媒体を有し、命令が記憶されている時間の間、非一時的である。更に、メモリ２０６に記憶された命令は、プロセッサ２０５により実行される場合に、ここに記載される方法及びプロセスの１以上を実行するのに使用されることができる。特定の実施例において、前記命令は、完全に又は少なくとも部分的にメモリ２０６内にありうる。特に、前記命令は、制御ユニット２０１による実行中にプロセッサ２０５内にありうる。
【００３９】
図３Ａ乃至４Ｂに関連して以下に記載される代表的な実施例によると、センサ２１５の位置は、医療装置２１４により決定され、無線送受信器２０９を介して制御ユニット２０１に送信される。提供されたセンサ２１５の位置を使用して、プロセッサ２０５は、画像フレームにおいてセンサ２１５の位置を、したがって各フレームの画像に対して医療装置２１４の遠位端２１６の位置を重ねるようにメモリ２０６に記憶された命令を実行する。他の代表的な実施例において、メモリ２０６に記憶された命令は、画像フレームにおいてセンサ２１５の位置を決定し、各フレームの画像に対してセンサ２１５の位置、したがって医療装置２１４の遠位端２１６の位置を重ねるようにプロセッサ２０５により実行される。命令がメモリ２０６に記憶されている、遠位端２１６の位置を決定する１つの実例的な方法は、図４Ａ及び４Ｂに関連して以下に記載される。
【００４０】
代わりに、代表的な実施例によると、上で示唆されたように、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）、プログラム可能な論理アレイ及び他のハードウェアコンポーネントのような専用ハードウェア実装は、ここに記載される方法及びプロセスの１以上を実装するように構成されることができる。ここに記載された１以上の代表的な実施例は、モジュール間で及びこれらを通して通信されることができる関連する制御及びデータ信号とともに２以上の特定の相互接続されたハードウェアモジュールを使用して機能を実施してもよい。したがって、本開示は、ソフトウェア、ファームウェア及びハードウェア実装を含む。本出願の何も、有形非一時的プロセッサ及び／又はメモリのようなハードウェアなしでソフトウェアのみで実装される又は実装可能であるべきではない。
【００４１】
本開示の様々な実施例によると、ここに記載される方法は、ソフトウェアプログラムを実行するハードウェアベースの制御ユニット２０１を使用して実装されてもよい。更に、代表的な実施例において、実装は、分散処理、コンポーネント／オブジェクト分散処理、及び並列処理を含むことができる。仮想的なコンピュータシステム処理は、ここに記載される方法又は機能の１以上を実装するように構成されることができ、ここに記載されるプロセッサ２０５は、仮想的な処理環境をサポートするのに使用されてもよい。
【００４２】
本教示は、命令を含む、又は伝搬された信号に応答して命令を受信及び実行するコンピュータ可読媒体を予期し、無線ネットワーク２０２に接続された装置は、無線ネットワーク２０２上で音声、ビデオ又はデータを通信することができる。更に、前記命令は、ネットワークインターフェース装置（図示されない）を介して無線ネットワーク２０２上で送信又は受信されうる。
【００４３】
無線送受信器２０９は、無線周波数（ＲＦ）送受信器、又は光電子送受信器であると考えられる。以下に更に説明されるように、医療装置２１４は、前記無線送受信器と通信するように構成される送受信器を有し、したがって、前記無線送受信器のコンポーネントに依存して、ＲＦ送受信器又は光電子送受信器でありうる。無線送受信器２０９は、したがって、少なくとも、医療装置２１４にデータを送受信するのに必要とされるアンテナ、多重化／逆多重化コンポーネント、増幅器及びフィルタを有する。
【００４４】
Ｉ／Ｏ回路２０７は、以下に更に説明されるように、超音波システム２００の様々なコンポーネントから入力を受信し、プロセッサ２０５に出力を提供し、プロセッサ２０５から入力を受信する。Ｉ／Ｏ回路２０７は、制御ユニット２０１の外の要素又は装置に対する通信を制御する。Ｉ／Ｏ回路２０７は、プロセッサ２０５に対する入力及び出力信号又はデータを解釈するのに必要な論理を含むインタフェースとして機能する。Ｉ／Ｏ回路２０７は、例えば、有線又は無線接続を介して、ビームフォーマ２１０から取得されたライブ画像を受信するように構成される。Ｉ／Ｏ回路２０７は、医療装置２１４からデータを受信するようにも構成される。以下に更に説明されるように、Ｉ／Ｏ回路２０７は、最終的に特定の画像フレーム内に医療装置２１４の遠位端２１６の場所を重畳するようにプロセッサ２０５にこれらのデータを提供する。
【００４５】
広くは、動作時に、Ｉ／Ｏ回路２０７によりプロセッサ２０５に提供されるユーザインタフェース２０４からの入力に基づいて、プロセッサ２０５は、超音波撮像プローブ２１１によるスキャンを開始する。前記スキャンは、関心領域２１２を横切って超音波を発射する。前記超音波は、ビームフォーマ２１０によりフレームの画像を形成し、医療装置２１４のセンサ２１５の場所を決定するのに使用される。理解されることができるように、前記画像は、二方向超音波送信シーケンスから形成され、前記関心領域の画像は、複数のトランスデューサによるサブビームの送信及び反射により形成される。対照的に、これらのサブビームは、一方向超音波方法において前記超音波信号を電気信号に変換するセンサ２１５上に入射する。図４Ａ及び４Ｂに関連して以下に記載されるように、ビームフォーマ２１０において生成されたフレーム及びライントリガ信号に基づいて、及び医療装置２１４に設けられた無線送受信器２０９を介して、センサ２１５の場所が、決定される。
【００４６】
関心領域２１２内の画像が、超音波撮像プローブ２１１により蓄積されている間、一方向データは、センサ２１５により蓄積される。上に示されたように、及び以下に更に説明されるように、これらのデータは、生データ、部分的に処理されたデータ、又は完全に処理されたデータを有しうる。処理の程度に依存して、これらのデータは、ビームフォーマ２１０からの超音波画像の座標系におけるセンサ２１５の位置を決定するようにメモリ２０６に記憶された命令を実行するプロセッサ２０５に提供されることができ、又はその座標系において前記超音波画像上にセンサ２１５の位置を重ねるようにメモリ２０６に記憶された命令を実行するときに前記プロセッサにより使用される座標系内のセンサ２１５の前記決定された位置を含んでもよい。このために、ビームフォーマ２１０は、フレームの画像として表示のためにビーム形成された信号を処理する。ビームフォーマ２１０からの出力は、プロセッサ２０５に提供されることができる。センサ２１５からのデータは、生データであってもよく、この場合、プロセッサ２０５は、前記画像の座標系においてセンサ２１５の位置を決定するようにメモリ２０６内の命令を実行し、又はセンサ２１５からのデータは、前記画像の座標系においてセンサ２１５の場所を決定するように前記医療装置により処理されてもよい。いずれにしても、プロセッサ２０５は、ビームフォーマ２１０からの前記画像上に特定フレーム内のセンサ２１５の位置を重ねるように構成される。超音波撮像プローブ２１１からの前記フレームの画像及び当該フレーム内のセンサ２１５の重畳された位置２１９を有する複合画像２１８は、当該フレームにおいて関心領域２１２に対する医療装置２１４の遠位端２１６の位置のリアルタイムフィードバックを臨床医に提供するディスプレイ２０３上に提供される。理解されることができるように、センサ２１５の位置の重畳は、前記特定フレームの複合画像２１８に対するセンサ２１５の位置の完全なリアルタイムインサイチュ重畳を可能にするように各フレームに対して繰り返される。
【００４７】
図３Ａは、代表的な実施例による、医療装置３００を示す単純化された概略的なブロック図である。図１Ａ乃至２に関連して上で記載された医療装置の多くの細部は、医療装置３００の細部と共通であり、医療装置３００の説明において繰り返されてなくてもよい。
【００４８】
医療装置３００は、生検又は治療針のような針、又は腹腔鏡のような医療機器、又は外科用メスを含むが、これらに限定されない、関心領域内の位置に対する遠位端の場所が望ましい複数の医療装置のいずれか１つであると考えられる。リストされた医療装置が、単に実例的であることが強調され、遠位端の決定により臨床医の利益になる他の医療装置が、考えられる。
【００４９】
図３Ａを参照すると、医療装置３００は、遠位端３０１に又はその近くに（そこから既知の距離に）配置されたセンサ３０２を有する。上に記載されたように、センサ３０２は、入射する（力学的）超音波を電気信号に変換するように構成された超音波センサである。代表的な実施例において、前記センサは、薄膜圧電材料又は圧電セラミック材料のような圧電素子を有する。超音波信号が入射すると、前記センサは、前記変換を達成し、センサ３０２に接続された電極（図示されない）は、電気又は光導体３０３を通ってハブ３０４に前記電気信号を送信する。ハブ３０４は、例えば、医療装置３００の近位端に配置された、医療装置３００のハンドルであってもよい。
【００５０】
センサ３０２からの前記電気信号の処理の後に、上及び下に記載されるように、無線送受信器３１２は、医療装置３００から離れたコンソール（例えば、制御ユニット２０１）に前記処理された電気信号を送信する。上に示されたように、前記コンソールにおける無線送受信器（例えば、制御ユニット２０１の無線送受信器２０９）のタイプに依存して、無線送受信器３１２は、例えば、前記コンソールからデータを送受信するように構成された、ＲＦ送受信器又は光電子送受信器でありうるが、他の送受信器が、本教示の範囲から逸脱することなしに組み込まれてもよい。
【００５１】
例として、無線送受信器３１２と前記コンソールにおける無線送受信器との間の無線接続は、ジグビー、ブルートゥース、又はＷｉ−Ｆｉを含むが、これらに限定されない既知の無線プロトコルの下で動作するように構成されてもよく、前記プロトコルの層構造を達成するのに必要なコンポーネントを含んでもよい。代わりに、前記無線接続は、特許プロトコルを使用して実装されてもよい。
【００５２】
更に、光学リンクは、前記無線接続を達成するのに使用されてもよい。単に例として、代表的な実施例によると、２つの狭帯域発光体（すなわち赤及び緑のＬＥＤ）が、前記無線接続を達成するのに使用されてもよい。実例的には、１２８ビットのパルスシーケンスが、作成されることができ、赤のフラッシュが、「０」を表し、緑のフラッシュが、「１」を表し、１２８ビット数を伝達する。リード・ソロモンのような誤り訂正符号が、よりロバストな伝達を持つように使用されることができる。
【００５３】
現在、説明されている代表的な実施例において、医療装置３００は、信号調整モジュール３０５と、プロセッサ３０６と、メモリ３０７とを有する。特に、プロセッサ３０６及びメモリ３０７は、上で説明されたプロセッサ２０５及びメモリ２０６と同じ又は同様の構造及び構成を有してもよい。
【００５４】
医療装置３００は、前記コンソールのクロック（例えば、図２に描かれたクロック２０８）と実質的に同期されたクロック３０８（時々、第２のクロックと称される）をも有する。図４Ａ乃至４Ｂに関連して以下に更に説明されるように、前記コンソール／制御ユニットから受信されたフレーム及びライントリガ信号のタイミングは、センサ３０２の場所を決定するのに使用される。このように、クロック３０８及び遠隔クロック（例えば、クロック２０８）の実質的な同期は、前記タイミングの決定、これにより特定フレームのスキャンされた画像に対するセンサ３０２の場所の決定を保証するのに有用である。
【００５５】
図３Ｂに示されるように、信号調整モジュール３０５は、増幅器３０９、フィルタ３１０及びデジタイザ３１１を有する。増幅器３０９及びフィルタ３１０は、所望の最小の信号対雑音比（ＳＮＲ）を提供するように電気信号を増幅及びフィルタ処理するのに有用な複数の既知のコンポーネントの１つでありうる。デジタイザ３１１は、医療装置３００と遠隔のコンソールとの間の伝達に対する選択された媒体に依存して、ＲＦ又は光通信において一般的に使用されるアナログ・デジタル（Ａ／Ｄ）変換器のような、既知のデジタイザでありうる。
【００５６】
代表的な実施例によると、増幅器３０９は、音響センサ３０２に対して最適化され、高いコモンモード信号拒否を伴う電荷増幅及び平衡入力のようなフィーチャを含んでもよいか、又は前記センサが、事実上、光音響的である場合に、例えばフォトトランジスタを含んでもよい。フィルタ３１０は、単純なアナログ帯域通過フィルタ、ＲＦ搬送波周波数復調を伴うアナログ包絡線検出器であってもよく、又は特定の波形パターンに対して高い感度を持つ非線形共振構造を含んでもよい。デジタイザ３１１は、生のＲＦ信号に適したレート、又は適切なＲＦ包絡線サンプリングに対して十分な低いレートでサンプリングしてもよい。ダイナミックレンジを最適化するように、（ＬＯＧスケールのような）非線形量子化ステップが、使用されてもよく、及び／又はデジタイザ参照電圧は、最近測定された信号振幅又は時間変化（ＴＧＣ）に基づいてもよい。
【００５７】
センサ３０２からの入力信号は、電気又は光導体３０３を通って、適切なレベルまで増幅する増幅器３０９において受信され、フィルタ３１０に送信される。フィルタ３１０からの受信後に、前記信号は、デジタイザ３１１によりデジタル化され、プロセッサ３０６に提供される（図３Ａを参照）。
【００５８】
メモリ３０７は、データ及び実行可能命令を記憶することができる有形記憶媒体を有し、命令が記憶されている時間の間、非一時的である。メモリ３０７に記憶された命令は、各画像フレームにおいてセンサ３０２の位置を決定するようにプロセッサ３０６により実行される。命令がメモリ３０７に記憶されている、遠位端３０１の位置を決定する１つの実例的な方法は、図４Ａ及び４Ｂに関連して以下に説明される。
【００５９】
上で説明されたように、無線送受信器３１２から送信された電気信号は、離れた無線送受信器（例えば、制御ユニット２０１の無線送受信器２０９）への送信の前に部分的に又は完全に処理されてもよい。現在説明されている実施例において、センサ３０２からの信号は、遠位端３０１の場所を決定するのに使用される。この場所は、次いで、離れた制御ユニットに送信され、そこで、上に示されたように、遠位端３０１の位置をリアルタイムで重ねるのに使用される。
【００６０】
前記遠位端の場所を決定する１つの方法は、完全なフレームの持続時間にわたるセンサ３０２からの信号を収集／記憶するステップと、次いで、最大信号が受信されるクロック３０８における時間（再び、クロック３０８は、無線で受信されるフレーム及びライントリガを使用して同期される）を見つけるステップとを有する。ビーム送信パラメータは、既知であるので、このクロック時間は、この場合、例えば、前記位置を数学的に計算するか又はメモリ３０７に記憶されたルックアップテーブルにおいて前記位置を見つけるかのいずれかに使用されることができる。この計算／ルックアップは、医療装置３００において行われることができ、座標が、遠隔に配置された制御ユニット２０１に送信され、又はクロック３０８からのクロック時間は送信されることができ、計算／ルックアップが制御ユニット２０１において実行される。
【００６１】
代替的な実施例において、プロセッサ３０６、クロック３０８、及びメモリ３０７は、医療装置３００には設けられず、部分的に処理されたデータのみが、無線送受信器３１２を介して前記制御ユニットに送信される。前記センサ信号は、ここで、固定かつ既知の待ち時間を持つチャネルを通して（例えば、連続的に）送信される。この例において、部分的に処理されたデータは、アナログに保たれるか又はオプションとしてデジタル化され、信号調整モジュール３０５の出力部に提供されるかのいずれかであることができる増幅及びフィルタ処理された信号を有する。これらのデータは、無線送受信器３１２に提供され、遠隔のコンソール／制御ユニットに送信される。上で説明されたように、後者の実施例において、前記制御ユニットは、センサ３０２、したがって遠位部分の位置を決定するのに有用なプロセッサ（例えば、プロセッサ２０５）及びメモリ（例えば、メモリ２０６）を有し、リアルタイムでスキャンからの画像上に前記決定された位置を重ねるように構成される。検出された最大センサ信号のタイミングは、無線送信チャネルの固定／既知の待ち時間により既知であり、ライン及びフレームトリガ信号は、送信モードにおいて前記ビームフォーマ（例えば、ビームフォーマ２１０）から入手可能である。
【００６２】
特に、処理の一部として、センサ３０２からの信号は、各フレームに対して（例えば、図４Ａ及び４Ｂに関連して以下に説明されるように最大信号強度の場所における及びその周りの）前記信号の関連部分のみを含むようにクリップされてもよい。更に、最大信号でセンサ３０２に入射する超音波ビームのみの信号が、（タイミング及び符号化パラメータのような他の情報と一緒に）送信されてもよい。有益には、これらの方法は、無線送受信器３１２からの送信の前にデータパケットのサイズを減少させ、これにより医療装置３００から前記コンソールへのより容易な送信を可能にすることを目的とする。
【００６３】
図４Ａは、代表的な実施例の超音波システムの複数の超音波ビームを使用するフレームスキャン４００を描く概念図である。図４Ｂは、代表的な実施例によるフレームトリガ信号、ライントリガ信号、及び医療装置の受信されたセンサ信号の相対的なタイミングを示す。図１Ａ乃至３Ｂに関連して上で説明された医療装置の多くの詳細は、図４Ａ乃至４Ｂの概念図及びタイミング図の詳細と共通であり、これらの説明において繰り返されなくてもよい。
【００６４】
図４Ａを参照すると、遠位端に又はその近くに（そこから既知の距離に）配置されたセンサ３０２を持つ医療装置３００は、例えば、体内の関心領域に近接してインサイチュで提供される。複数の超音波トランスデューサ４０１1乃至４０１Nは、各々、前記関心領域を横切るスキャンにおいてそれぞれの超音波ビーム（ビーム１乃至ビームＮ）を生成する。図４Ｂに示されるように、スキャンの初めに提供されるフレームトリガ（例えば、第１のフレーム）は、前記関心領域にわたるスキャンを生じ、画像フレームを提供する。既知であるように、前記スキャンは、超音波トランスデューサ４０１1から４０１Nを通してシーケンシャルであり、次のフレームにおいて、このシーケンスは、次の画像フレーム（フレーム２）を生成するように繰り返される。更に、各超音波ビーム（ビーム１乃至ビームＮ）は、それぞれのライントリガによりトリガされ、各連続したビームは、次のライントリガの受信時に終了される。
【００６５】
図４Ａ及び４Ｂに描かれるように、第１のフレームスキャン（フレーム１）は、フレームトリガで開始し、第１の超音波トランスデューサ４０１1は、第１のライントリガ（ライン１）において励起される。次に、第２の超音波トランスデューサ４０２は、第２のライントリガ（ライン２）において励起される。上に示されたように、このシーケンスは、第２の／次のフレームの第１のライントリガと一致する、第２のフレームスキャン（フレーム２）が第２のフレームトリガで開始する第１のフレームの終了まで続行する。前記シーケンスは、第１のライントリガ（ライン１）における第１の超音波トランスデューサ４０１1の励起により新たに開始し、第２のフレームの第２のライントリガ（図示されない）における第２の超音波トランスデューサ４０２が後に続き、第２のフレームの終了まで続く。
【００６６】
図４Ａ及び４Ｂに見られることができるように、信号は、ライントリガｎ＋１と一致する時間においてセンサ３０２において受信され、最大振幅は、ラインｎ＋１に平行して時間Δｔにおいて受信される。現在説明されているように、この信号は、第１のフレームに対するセンサ３０２の場所を決定するのに使用され、前記フレームの画像上に重畳され、これにより、第１のフレーム画像（例えば、超音波撮像プローブ２１１からの前記フレームの画像及び前記センサの重畳された位置２１９を有する複合画像２１８）の座標系の特定の座標（ｘ、ｙ）に重畳される。すなわち、例えば、２Ｄ撮像を実行する場合、全てのセンサデータは、１フレームに対して収集され、当該フレームに対する最大センサ信号のタイミングが、決定され、前記センサの位置が、前記フレームの最後のビームの後に計算され、次いで、前記フレームが表示され、前記センサの場所が、前記フレーム上に描かれる。３Ｄ撮像において、体積に対する全てのデータが、最初に収集され、次いで、当該体積が、レンダリングされ、前記センサの位置が、当該体積において注釈付けられる。
【００６７】
第１の代表的な実施例において、及び上に示されたように、第１のフレームの座標系における前記センサの位置は、前記コンソール／制御ユニットのプロセッサ（例えば、プロセッサ２０５）において決定される。このような実施例において、医療装置３００は、前記センサから、遠隔に配置された前記コンソール／制御ユニットに前記データを送信する。これらのデータは、前記プロセッサ（例えば、プロセッサ２０５）に提供され、メモリ（例えば、メモリ２０６）に記憶された命令が、画像フレーム内のセンサ３０２の位置を決定し、第１のフレームの画像に対するセンサ３０２、したがって医療装置３００の遠位端の位置を重ねるように、前記プロセッサにより実行される。
【００６８】
上に示されたように、第１及び第２のクロック２０８、３０８は、互いに対して実質的に同期される。第１及び第２のクロック２０８、３０８は、要望通りに、一度だけ同期される、各処置の前に同期される、又は前記超音波プローブ上の時間設定が変更されるときにはいつでも若しくは間欠的に同期されることができる。代わりに、クロック２０８から得られるフレーム及びライントリガは、前記医療装置に送信され、クロック３０８を同期するのに使用されることができる。一度だけの一定の同期は、前記クロックの品質及び医療装置使用の持続時間に依存して、多くの場合に十分でありうる。
【００６９】
この実施例において、ビームフォーマ２１０は、フレーム及びライントリガ信号を提供する。フレームトリガ信号又はライントリガ信号が起こされるたびに、これは、前記コンソール／制御ユニット（例えば、制御ユニット２０１）から前記無線送受信器（例えば、無線送受信器２０９）を介して医療装置３００に送信される。代わりに、前記フレームトリガ又は前記ライントリガの所定のサブセット（例えば、奇数、偶数、５つおき等）のみを送信することもできる。医療装置３００及び前記コンソール／制御ユニットの両方が、それぞれのトリガ信号のクロック時間を記憶する。
【００７０】
医療装置３００のプロセッサ３０６は、センサ３０２から関連する信号を検出する場合、前記信号を解析し、送信する準備をする。プロセッサ３０６は、メモリ３０７に記憶されたセンサ３０２からの前記信号の受信の時間を割り当てるように構成される。前記医療装置は、この場合、前記信号データ及び前記センサ信号の時間を前記コンソール／制御ユニットに無線で（すなわち無線送受信器３１２及び無線送受信器２０９を介して）送信する。したがって、この代表的な実施例において、ライントリガｎ＋１に対する時間Δｔにおけるピーク強度を持つセンサ信号は、医療装置３００から前記コンソール／制御ユニットに送信され、ここで、メモリ２０６からの命令を使用するプロセッサ（例えば、プロセッサ２０５）は、第１のフレームの画像に対する前記センサの場所を決定する。
【００７１】
理解されることができるように、前記フレーム及びライントリガのタイミングは、クロック３０８に対して同期されたクロックにより送信されるので、前記センサからの信号の受信の時間（おそらく、ピーク強度の時間）を測定することにより、前記アレイのトランスデューサの場所（したがって前記フレーム画像）に対するセンサ３０２の場所は、直接的な速度／時間計算により決定されることができる。この代表的な実施例において、センサ３０２のｘ、ｙ座標（又は体積撮像に対するｘ、ｙ、ｚ座標）は、ｎ＋１トランスデューサに対して既知であり、その場所は、結果として生じる第１のフレーム画像の座標系にマッピングされる。このように、前記コンソール／制御ユニットのプロセッサは、センサ３０２の位置を決定し、前記メモリに記憶された命令を実行することにより前記フレーム画像上に前記位置を重畳する。
【００７２】
上に示されたように、プロセッサ３０６は、様々なタイプの信号、特に全体的なＲＦセンサフレーム、前記データのクリップされた部分、又は前記センサの計算された場所を送信するように構成されることができる。上記のいかなる組み合わせも可能である。
【００７３】
後者の実施例において、前記フレーム及びライントリガ信号は、メモリ３０７における記憶のために前記医療装置に提供される。この代表的な実施例において、メモリ３０７は、前記フレーム及びライントリガに対するセンサ３０２の場所を決定するように前記プロセッサにより実行される命令を記憶する。センサ３０２の場所に対するデータは、この場合、前記コンソール／制御ユニットに（再び、無線で）送信され、前記場所は、リアルタイムで特定のフレーム画像上に重畳されることができる。
【００７４】
針、内視鏡又は内視鏡機器のような介入医療装置は、患者のような対象の内部に位置する関心領域内でエンドエフェクタを動作するのに使用されてもよい。上で論じられたように、小型超音波センサを前記医療装置に取り付け、撮像プローブが媒体に超音波を当てる間に前記センサにより受信された超音波データを分析することにより超音波ガイド処置を使用して前記医療装置を識別及び追跡することが、可能である。例えば、前記超音波センサは、前記医療装置の遠位端（例えば、先端）に又は近くに配置され、したがって、前記遠位端の正確な位置特定を識別するのに使用されてもよく、これは、多くの応用例において望ましい。
【００７５】
開示された実施例に対する他の変形例は、図面、開示及び添付の請求項の検討から請求された発明を実施する当業者により理解及び達成されることができる。請求項において、単語「有する」は、他の要素又はステップを除外せず、不定冠詞「ａ」又は「ａｎ」は、複数を除外しない。単一のプロセッサ又は他のユニットが、請求項に記載された複数のアイテムの機能を満たしてもよい。特定の方策が相互に異なる従属請求項に記載されているという単なる事実は、これらの方策の組み合わせが有利に使用されることができないことを示さない。コンピュータプログラムは、他のハードウェアと一緒に又はその一部として提供される光記憶媒体又は半導体媒体のような適切な媒体に記憶／分配されてもよいが、インターネット又は他の有線若しくは無線電気通信システムを介するような他の形で分配されてもよい。請求項内の参照符号は、その範囲を限定すると解釈されるべきではない。
【図１Ａ】
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【図１Ｂ】
2020501653.tif 000004
【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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【国際調査報告】
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