(57)【要約】  ＯＳＳ奥行短縮検出システムは、ＯＳＳセンサ２０の形状の情報を与える形状感知データを生成するための形状ノードを有するＯＳＳセンサ２０を含む介入デバイス４０を用いる奥行短縮。ＯＳＳ奥行短縮検出システムは、ＯＳＳセンサ２０による形状感知データの生成から得られる介入デバイス４０の一部／全体の形状を再構成するためのＯＳＳ形状コントローラ９０を含むＯＳＳ奥行短縮検出デバイス８０をさらに用いる。ＯＳＳ奥行短縮検出デバイス８０は、ＯＳＳ形状コントローラ９０による介入デバイス４０の一部／全体の形状の再構成から得られる介入デバイス４０の画像内の介入デバイス４０の奥行短縮の任意の発生の位置を検出するＯＳＳ奥行短縮コントローラ１００を含む介入デバイス４０の画像内の介入デバイス４０の任意の奥行短縮を監視するためのＯＳＳ奥行短縮コントローラ１００をさらに含む。
2020515340.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＯＳＳセンサと少なくとも１つの介入ツールとの統合を含む介入デバイスであって、前記ＯＳＳセンサが前記ＯＳＳセンサの形状の情報を与える形状感知データを生成する介入デバイスと、
ＯＳＳ奥行短縮検出デバイスとを備える、ＯＳＳ奥行短縮検出システムであって、
前記ＯＳＳ奥行短縮検出デバイスは、
前記ＯＳＳセンサによる前記形状感知データの生成から得られた前記介入デバイスの少なくとも一部の形状の再構成を制御するＯＳＳ形状コントローラと、
前記介入デバイスの画像内の前記介入デバイスの任意の奥行短縮の監視を制御するＯＳＳ奥行短縮コントローラとを含み、
前記ＯＳＳ奥行短縮コントローラは、前記ＯＳＳ形状コントローラによる前記介入デバイスの前記少なくとも一部の前記形状の前記再構成から得られた前記介入デバイスの前記画像内の前記介入デバイスの奥行短縮の発生の位置を検出する、
ＯＳＳ奥行短縮検出システム。
【請求項２】
前記介入デバイスの前記少なくとも一部が、
前記介入デバイスの形状全体、
近位デバイスノードと遠位デバイスノードとの間の前記介入デバイスのセグメント、
解剖学的領域内の前記介入デバイスのセグメント、
前記介入デバイスの前記画像内で可視の前記介入デバイスのセグメント、及び、
治療デバイスを支持する前記介入デバイスのセグメント
のうちの１つを含む、
請求項１に記載のＯＳＳ奥行短縮検出システム。
【請求項３】
前記介入デバイスの画像内の前記介入デバイスの前記奥行短縮の発生の前記位置を検出する前記ＯＳＳ奥行短縮コントローラの構造的構成は、
前記ＯＳＳ奥行短縮コントローラが、前記介入デバイスの画像内の前記介入デバイスの前記奥行短縮を示す前記介入デバイスの前記少なくとも一部の前記再構成された形状の複数の形状ノードの画像ビニングを識別するように構成されていること、
前記ＯＳＳ奥行短縮コントローラが、前記介入デバイスの画像内の前記介入デバイスの前記奥行短縮を示す前記介入デバイスの前記少なくとも一部の前記再構成された形状の形状分散を識別するように構成されていること、
前記ＯＳＳ奥行短縮コントローラが、前記介入デバイスの画像内の前記介入デバイスの前記奥行短縮を示す前記介入デバイスの前記少なくとも一部の前記再構成された形状の隣接する形状ノード間の少なくとも１つのベクトルを識別するように構成されていること、並びに、
前記ＯＳＳ奥行短縮コントローラが、前記介入デバイスの画像内の前記介入デバイスの前記奥行短縮を示すアルファ及び曲率を有する前記介入デバイスの前記少なくとも一部の前記再構成された形状のセグメントを識別するように構成されていること
のうちの少なくとも１つを含む、
請求項１に記載のＯＳＳ奥行短縮検出システム。
【請求項４】
前記介入デバイスの前記画像が、解剖学的領域内の前記介入デバイスのナビゲーションを示し、
前記介入デバイスが前記解剖学的領域内をナビゲートされるときに、前記ＯＳＳセンサが、前記ＯＳＳセンサの前記形状の情報を与える前記形状感知データを生成し、
前記介入デバイスが前記解剖学的領域内をナビゲートされるときに、前記ＯＳＳ奥行短縮コントローラが、前記介入デバイスの前記画像内の前記介入デバイスの前記奥行短縮の発生の前記位置を検出する、
請求項１に記載のＯＳＳ奥行短縮検出システム。
【請求項５】
前記ＯＳＳ奥行短縮コントローラが、前記介入デバイスの前記画像内の前記介入デバイスの前記奥行短縮の発生の前記位置の検出を示す前記介入デバイスの奥行短縮符号化の表示を管理すること、
前記ＯＳＳ奥行短縮コントローラが、前記介入デバイスの前記画像内の前記介入デバイスの前記奥行短縮の発生の前記位置の検出を示す奥行短縮インジケータのオーバレイの表示を管理すること、並びに、
前記ＯＳＳ奥行短縮コントローラが、前記介入デバイスの前記画像内の前記介入デバイスの前記奥行短縮の発生の前記位置の検出のテキスト報告及び可聴報告のうちの少なくとも１つを管理すること、
のうちの少なくとも１つを含む、前記介入デバイスの前記画像内の前記介入デバイスの前記奥行短縮の発生の前記位置の検出を、前記ＯＳＳ奥行短縮コントローラが管理する、
請求項４に記載のＯＳＳ奥行短縮検出システム。
【請求項６】
前記ＯＳＳ奥行短縮コントローラが、前記介入デバイス、及び、前記介入デバイスの前記画像の情報を与える撮像データを生成する撮像モダリティのレジストレーション中に、前記介入デバイスの前記画像内の前記介入デバイスの前記奥行短縮の発生の位置を検出する、請求項１に記載のＯＳＳ奥行短縮検出システム。
【請求項７】
前記ＯＳＳ奥行短縮コントローラが、前記介入デバイスの前記画像内の前記介入デバイスの前記奥行短縮の発生の前記位置の検出を示す前記介入デバイスの奥行短縮符号化の表示を管理すること、
前記ＯＳＳ奥行短縮コントローラが、前記介入デバイスの前記画像内の前記介入デバイスの前記奥行短縮の発生の前記位置の検出を示す奥行短縮インジケータのオーバレイの表示を管理すること、
前記ＯＳＳ奥行短縮コントローラが、前記介入デバイスの画像内の前記介入デバイスの前記奥行短縮の発生を軽減するために前記介入デバイスに対する前記撮像モダリティの少なくとも１つの再配置を確認すること、
前記ＯＳＳ奥行短縮コントローラが、前記介入デバイスの画像内の前記介入デバイスの前記奥行短縮の発生の前記位置の検出に基づいてレジストレーション誤差及びレジストレーション精度のうちの少なくとも１つを推定すること、並びに、
前記ＯＳＳ奥行短縮コントローラが、前記介入デバイスに対する前記撮像モダリティの確認された再配置、及び、前記レジストレーション誤差及び前記レジストレーション精度のうちの少なくとも１つの推定のうちの少なくとも１つのテキスト報告及び可聴報告のうちの少なくとも１つを管理すること、
のうちの少なくとも１つを含む、前記介入デバイスの画像内の前記介入デバイスの前記奥行短縮の発生の前記位置の検出を、前記ＯＳＳ奥行短縮コントローラが管理する、
請求項６に記載のＯＳＳ奥行短縮検出システム。
【請求項８】
前記介入ツールが、血管介入ツール、腔内介入ツール、及び整形外科介入ツールのうちの１つである、請求項１に記載のＯＳＳ奥行短縮検出システム。
【請求項９】
ＯＳＳセンサと少なくとも１つの介入ツールとの統合を含む介入デバイスのためのＯＳＳ奥行短縮検出デバイスであって、前記ＯＳＳセンサが、前記ＯＳＳセンサの形状の情報を与える形状感知データを生成し、前記ＯＳＳ奥行短縮検出デバイスが、
前記ＯＳＳセンサによる前記形状感知データの生成から得られた前記介入デバイスの少なくとも一部の形状の再構成を制御するＯＳＳ形状コントローラと、
前記介入デバイスの画像内の前記介入デバイスの任意の奥行短縮の監視を制御するＯＳＳ奥行短縮コントローラとを備え、
前記ＯＳＳ奥行短縮コントローラが、前記ＯＳＳ形状コントローラによる前記介入デバイスの前記形状の少なくとも一部の前記再構成から得られた前記介入デバイスの画像内の前記介入デバイスの奥行短縮の発生の位置を検出する、
ＯＳＳ奥行短縮検出デバイス。
【請求項１０】
前記介入デバイスの前記少なくとも一部が、
前記介入デバイスの形状全体、
近位デバイスノードと遠位デバイスノードとの間の前記介入デバイスのセグメント、
解剖学的領域内の前記介入デバイスのセグメント、
前記介入デバイスの前記画像内で可視の前記介入デバイスのセグメント、及び、
治療デバイスを支持する前記介入デバイスのセグメント
のうちの１つを含む、
請求項９に記載のＯＳＳ奥行短縮検出デバイス。
【請求項１１】
前記介入デバイスの画像内の前記介入デバイスの前記奥行短縮の発生の前記位置を検出する前記ＯＳＳ奥行短縮コントローラの構造的構成は、
前記ＯＳＳ奥行短縮コントローラが、前記介入デバイスの画像内の前記介入デバイスの前記奥行短縮を示す前記介入デバイスの前記少なくとも一部の前記再構成された形状の複数の形状ノードの画像ビニングを識別するように構成されていること、
前記ＯＳＳ奥行短縮コントローラが、前記介入デバイスの画像内の前記介入デバイスの前記奥行短縮を示す前記介入デバイスの前記少なくとも一部の前記再構成された形状の形状分散を識別するように構成されていること、
前記ＯＳＳ奥行短縮コントローラが、前記介入デバイスの画像内の前記介入デバイスの前記奥行短縮を示す前記介入デバイスの前記少なくとも一部の前記再構成された形状の隣接する形状ノード間の少なくとも１つのベクトルを識別するように構成されていること、並びに、
前記ＯＳＳ奥行短縮コントローラが、前記介入デバイスの画像内の前記介入デバイスの前記奥行短縮を示すアルファ及び曲率を有する前記介入デバイスの前記少なくとも一部の前記再構成された形状のセグメントを識別するように構成されていること
のうちの少なくとも１つを含む、
請求項９に記載のＯＳＳ奥行短縮検出デバイス。
【請求項１２】
前記介入デバイスの前記画像が、解剖学的領域内の前記介入デバイスのナビゲーションを示し、
前記介入デバイスが前記解剖学的領域内をナビゲートされるときに、前記ＯＳＳセンサが、前記ＯＳＳセンサの前記形状の情報を与える前記形状感知データを生成し、
前記介入デバイスが前記解剖学的領域内をナビゲートされるときに、前記ＯＳＳ奥行短縮コントローラが、前記介入デバイスの前記画像内の前記介入デバイスの前記奥行短縮の発生の前記位置を検出する、
請求項９に記載のＯＳＳ奥行短縮検出デバイス。
【請求項１３】
前記ＯＳＳ奥行短縮コントローラが、前記介入デバイスの前記画像内の前記介入デバイスの前記奥行短縮の発生の前記位置の検出を示す前記介入デバイスの奥行短縮符号化の表示を管理すること、
前記ＯＳＳ奥行短縮コントローラが、前記介入デバイスの前記画像内の前記介入デバイスの前記奥行短縮の発生の前記位置の検出を示す奥行短縮インジケータのオーバレイの表示を管理すること、並びに、
前記ＯＳＳ奥行短縮コントローラが、前記介入デバイスの前記画像内の前記介入デバイスの前記奥行短縮の発生の前記位置の検出のテキスト報告及び可聴報告のうちの少なくとも１つを管理すること、
のうちの少なくとも１つを含む、前記介入デバイスの前記画像内の前記介入デバイスの前記奥行短縮の発生の前記位置の検出を、前記ＯＳＳ奥行短縮コントローラが管理する、
請求項１２に記載のＯＳＳ奥行短縮検出デバイス。
【請求項１４】
前記ＯＳＳ奥行短縮コントローラが、前記介入デバイス、及び、前記介入デバイスの前記画像の情報を与える撮像データを生成する撮像モダリティのレジストレーション中に、前記介入デバイスの前記画像内の前記介入デバイスの前記奥行短縮の発生の前記位置を検出する、請求項９に記載のＯＳＳ奥行短縮検出デバイス。
【請求項１５】
前記ＯＳＳ奥行短縮コントローラが、前記介入デバイスの前記画像内の前記介入デバイスの前記奥行短縮の発生の前記位置の検出を示す前記介入デバイスの奥行短縮符号化の表示を管理すること、
前記ＯＳＳ奥行短縮コントローラが、前記介入デバイスの前記画像内の前記介入デバイスの前記奥行短縮の発生の前記位置の検出を示す奥行短縮インジケータのオーバレイの表示を管理すること、
前記ＯＳＳ奥行短縮コントローラが、前記介入デバイスの画像内の前記介入デバイスの前記奥行短縮の発生を軽減するために前記介入デバイスに対する前記撮像モダリティの少なくとも１つの再配置を確認すること、
前記ＯＳＳ奥行短縮コントローラが、前記介入デバイスの画像内の前記介入デバイスの前記奥行短縮の発生の前記位置の検出に基づいてレジストレーション誤差及びレジストレーション精度のうちの少なくとも１つを推定すること、並びに、
前記ＯＳＳ奥行短縮コントローラが、前記介入デバイスに対する前記撮像モダリティの確認された再配置、及び、前記レジストレーション誤差及び前記レジストレーション精度のうちの少なくとも１つの推定のうちの少なくとも１つをテキスト報告すること及び可聴報告することのうちの少なくとも１つを管理すること、
のうちの少なくとも１つを含む、前記介入デバイスの画像内の前記介入デバイスの前記奥行短縮の発生の前記位置の検出を、前記ＯＳＳ奥行短縮コントローラが管理する、
請求項１４に記載のＯＳＳ奥行短縮検出デバイス。
【請求項１６】
ＯＳＳセンサの形状の情報を与える形状感知データを生成する当該ＯＳＳセンサと、少なくとも１つの介入ツールとの統合を含む介入デバイスのためのＯＳＳ奥行短縮検出方法であって、前記ＯＳＳ奥行短縮検出方法は、
前記ＯＳＳセンサが、前記ＯＳＳセンサの形状の情報を与える形状感知データを生成するステップと、
ＯＳＳ奥行短縮検出デバイスが、前記ＯＳＳセンサによる前記形状感知データの生成から得られた前記介入デバイスの少なくとも一部の形状の再構成を制御するステップと、
ＯＳＳ奥行短縮コントローラが、ＯＳＳ形状コントローラによる前記介入デバイスの前記少なくとも一部の形状の前記再構成から得られた前記介入デバイスの画像内の前記介入デバイスの奥行短縮の任意の発生の位置を検出するステップを含む、前記ＯＳＳ奥行短縮検出デバイスが、前記介入デバイスの画像内の前記介入デバイスの任意の奥行短縮の監視を制御するステップと
を有する、ＯＳＳ奥行短縮検出方法。
【請求項１７】
前記介入デバイスの前記少なくとも一部が、
前記介入デバイスの形状全体、
近位デバイスノードと遠位デバイスノードとの間の前記介入デバイスのセグメント、
解剖学的領域内の前記介入デバイスのセグメント、
前記介入デバイスの前記画像内で可視の前記介入デバイスのセグメント、及び、
治療デバイスを支持する前記介入デバイスのセグメント、
のうちの１つを含む、
請求項１６に記載のＯＳＳ奥行短縮検出方法。
【請求項１８】
前記ＯＳＳ奥行短縮検出デバイスが、前記ＯＳＳ形状コントローラによる前記介入デバイスの前記形状の前記再構成から得られた前記介入デバイスの画像内の前記介入デバイスの前記奥行短縮の任意の前記発生の位置を検出するステップは、
前記介入デバイスの画像内の前記介入デバイスの前記奥行短縮を示す前記介入デバイスの前記少なくとも一部の前記再構成された形状の複数の形状ノードの画像ビニングの識別、
前記介入デバイスの画像内の前記介入デバイスの前記奥行短縮を示す前記介入デバイスの前記少なくとも一部の前記再構成された形状の形状分散の識別、
前記介入デバイスの画像内の前記介入デバイスの前記奥行短縮を示す前記介入デバイスの前記少なくとも一部の前記再構成された形状の隣接する形状ノード間の少なくとも１つのベクトルの識別、並びに、
前記介入デバイスの画像内の前記介入デバイスの前記奥行短縮を示すアルファ及び曲率を有する前記介入デバイスの前記少なくとも一部の前記再構成された形状のセグメントの識別、
のうちの少なくとも１つを、前記ＯＳＳ奥行短縮コントローラが実行するステップを含む、
請求項１６に記載のＯＳＳ奥行短縮検出方法。
【請求項１９】
前記介入デバイスが解剖学的領域内をナビゲートされるときに、前記ＯＳＳセンサが、前記ＯＳＳセンサの形状の情報を与える前記形状感知データを生成しており、
前記ＯＳＳ奥行短縮デバイスが、前記ＯＳＳ形状コントローラによる前記介入デバイスの前記形状の前記再構成から得られた前記解剖学的領域内の前記介入デバイスの画像内の前記介入デバイスの前記奥行短縮の任意の発生の位置を検出している、
請求項１６に記載のＯＳＳ奥行短縮検出方法。
【請求項２０】
前記ＯＳＳ奥行短縮デバイスが、前記介入デバイス、及び、前記介入デバイスの前記画像の情報を与える撮像データを生成する撮像モダリティのレジストレーション中に、前記介入デバイスの画像内の前記介入デバイスの前記奥行短縮の任意の発生の位置を検出している、請求項１６に記載のＯＳＳ奥行短縮検出方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示の発明は、概して、介入デバイスの画像内の介入ツールの奥行短縮の可能性を監視するためのシステム、コントローラ、及び方法に関する。
【０００２】
本開示の発明は、より具体的には、介入デバイスの画像内の介入デバイスの奥行短縮の任意の発生の位置を検出するために光学的形状感知（ＯＳＳ）を実施することによってそのようなシステム、コントローラ、及び方法を改善することに関する。
【背景技術】
【０００３】
光学的形状感知（ＯＳＳ）は、外科的介入中のデバイスの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の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制御されたグレーティングパターンを使用する光ファイバ内の分散歪み測定を利用する。光ファイバに沿った形状は、ランチ又はｚ＝０として知られるセンサに沿った特定の点から始まり、光ファイバのその後の形状位置及び方向は、その点に関連する。
【０００４】
低侵襲処置中に介入ツールのモニタを介してライブ視覚誘導を提供するために、ＯＳＳファイバが介入ツール（例えば、血管ツール、腔内ツール、整形外科ツール）に統合され、それによって、統合されたＯＳＳファイバは、介入ツールの一部又は全体の位置（すなわち、位置及び／又は方向）を提供する。介入ツールのライブ視覚誘導は、低侵襲処理の成功を容易にするのに有利であると証明されているが、介入ツールの「押し込み性」及び「トルク伝達性」の問題は、介入ツールの潜在的な「座屈」及び潜在的な「しなり」への懸念である。
【０００５】
光ファイバの形状感知の重要な特徴は、光ファイバが埋め込まれたデバイスの形状全体に関する３次元（「３Ｄ」）情報を提供することである。課題は、特に、デバイスが撮像モダリティにレジストレーション（位置合わせ）されているとき、又は解剖学的領域内でナビゲートされているとき、３Ｄ情報を適切に視覚化し、デバイスの画像のデバイスオペレータに通信する手法である。現在、３Ｄ情報の視覚化及び通信は、並んだ９０°オフセット投影（例えば、ＡＰ投影及び側面投影の並んだ表示）でデバイスの形状の２つの２次元（「２Ｄ」）投影を表示することによって実現される。他の技法は、３Ｄディスプレイ、拡張現実眼鏡などを含む。とにかく、重要な課題は、表示されたデバイス形状内に含まれる３Ｄ情報をデバイスオペレータが解釈するのを助けることに残っている。
【０００６】
２Ｄ  Ｘ線イメージング（又は蛍光透視）でのデバイスの複雑な操作における１つの一般的な問題は、奥行短縮である。これは、デバイスがデバイスオペレータに向かってある角度を有する経路（又は、Ｘ線の場合、線源及び検出器と一致する経路）をとるときに発生する。例えば、図１Ａは、２Ｄ側面投影画像１１内に取り込まれたときのデバイス１０の実際の３Ｄ形状及び３Ｄ長さを示す。それと反対に、図１Ｂは、２Ｄ  ＡＰ投影画像１２内の同じデバイス１０を示し、それによって、デバイス１０の３Ｄ形状は、正確にまっすぐであるように見え、デバイス１０の３Ｄ長さは、デバイス１０の実際の３Ｄ長さよりも短いように見える。
【０００７】
バルーン、ステント、又はエンドグラフトなどの治療法を展開するとき、奥行短縮は、特に重要である。ほとんどの場合、効果的であるために加えられる治療は、適切な領域をカバーしなければならない。奥行短縮が識別された場合、画像の遠近法を変更することによって対処することができる。例えば、デバイス１０の奥行短縮が２Ｄ  ＡＰ投影画像１２（図１）内で識別された場合、撮像モダリティは、２Ｄ  ＡＰ投影画像１２に関連するＡＰ位置から側面投影画像１１（図１Ａ）を生成するための横方向位置に再配置される（例えば、Ｘ線モダリティのｃアームは、ＡＰ位置から横方向位置まで回転される）。しかしながら、しばしば、特定の画像でデバイスの奥行短縮が発生していることは、デバイスオペレータにとって明らかではない。
【０００８】
奥行短縮は、レジストレーション時にも関係する。例えば、ＯＳＳレジストレーション中（例えば、治療デバイスのｕｎｉｃａｔｈ長さ又は位置）、デバイスオペレータは、ＯＳＳ光ファイバを埋め込んだデバイスのＸ線画像内の関連点をクリックし、ＯＳＳ形状上の最も近い点がレジストレーション目的のために使用される。奥行短縮が存在しない場合、これは、単一のＸ線投影で行うことができる。しかしながら、奥行短縮が存在する場合、最も近い点は、不確実であり、これは、レジストレーションのエラーにつながる可能性がある。
【０００９】
奥行短縮を監視するシステム及び方法が開発されているが、３Ｄ  ＯＳＳ形状の奥行短縮を視覚化し、奥行短縮がレジストレーション又は他の同様のアルゴリズムに影響を及ぼす可能性がある場合を識別する必要性が依然として存在する。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
奥行短縮を監視するための従来のシステム及び方法を改善するために、本開示は、形状感知デバイスの長さに沿って奥行短縮がいつどこで発生しているかを検出し、検出された奥行短縮に対する適切な応答を管理する（例えば、奥行短縮を報告する、又は奥行短縮を緩和するために撮像モダリティの再配置を推奨する）ための発明を提供する。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本開示の発明の一実施形態は、介入デバイスとＯＳＳ奥行短縮検出デバイスとを用いる光学的形状感知（「ＯＳＳ」）奥行短縮検出システムである。
【００１２】
介入デバイスは、ＯＳＳセンサと１つ又は複数の介入ツールとの統合を含む。ＯＳＳセンサは、ＯＳＳセンサの形状の情報を与える形状感知データを生成するように動作可能である。
【００１３】
ＯＳＳ奥行短縮検出デバイスは、ＯＳＳセンサによる形状感知データの生成から得られる介入デバイスの一部又は全体の形状の再構成を制御するためのＯＳＳ形状コントローラを含む。
【００１４】
ＯＳＳ奥行短縮検出デバイスは、ＯＳＳ形状コントローラによる介入デバイスの一部又は全体の形状の再構成から得られる介入デバイスの画像内の介入デバイスの奥行短縮の任意の発生の位置を検出するＯＳＳ奥行短縮コントローラを含む介入デバイスの画像内の介入デバイスの任意の奥行短縮の監視を制御するためのＯＳＳ奥行短縮コントローラをさらに含む。
【００１５】
本開示の発明の第２の実施形態は、ＯＳＳ形状コントローラとＯＳＳ奥行短縮コントローラとを用いるＯＳＳ奥行短縮デバイスである。
【００１６】
本開示の発明の第３の実施形態は、ＯＳＳセンサの形状の情報を与える形状感知データを生成するＯＳＳセンサを伴うＯＳＳ奥行短縮検出方法である。
【００１７】
ＯＳＳ奥行短縮検出方法は、ＯＳＳセンサによる形状感知データの生成から得られる介入デバイスの一部又は全体の形状の再構成を制御するＯＳＳ形状コントローラをさらに伴う。
【００１８】
ＯＳＳ奥行短縮検出方法は、ＯＳＳ形状コントローラによる介入デバイスの一部又は全体の形状の再構成から得られる介入デバイスの画像内の介入デバイスの奥行短縮の任意の発生の位置を検出するＯＳＳ奥行短縮コントローラを含む介入デバイスの画像内の介入デバイスの任意の奥行短縮の監視を制御するＯＳＳ奥行短縮コントローラをさらに伴う。
【００１９】
本開示の発明を説明し特許請求する目的のために、
（１）限定はしないが、「撮像モダリティ」と「レジストレーション」とを含む本開示の技術用語は、本明細書で例示的に説明される本開示の技術分野で知られてい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、本開示の技術分野で知られているように、そして本開示で例示的に説明するように、１つ又は複数の解剖学的システムを広く包含し、各解剖学的システムは、その中の介入デバイスのナビゲーションのための自然又は外科的構造的構成を有する。解剖学的領域の例は、限定はしないが、外皮系（例えば、皮膚及び付属器）、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、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）、及び生殖系（例えば、子宮）を含む。
（３）「介入ツール」という用語は、本開示の前又は後に知られる介入ツールを含み、本開示の技術分野で知られているように広く解釈されるべきである。介入ツールの例は、限定はしないが、血管介入ツール（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、アテローム切除カテーテル、ＩＶＵＳイメージングプローブ、展開システムなど）、管腔内介入ツール（例えば、内視鏡、気管支鏡など）、及び整形外科的介入ツール（例えば、ｋワイヤ及びねじ回し）を含む。
（４）「ＯＳＳセンサ」という用語は、光ファイバに放射され、光ファイバを通って伝播し、光ファイバ内で伝播光の反対方向に反射される及び／又は光ファイバから伝播光の方向に伝送される光から導出される光ファイバの高密度歪み測定値を抽出するための、本開示の技術分野で知られるように、且つ以下で考えられるように構造的に構成された光ファイバを広く包含する。ＯＳＳセンサの例は、限定はしないが、光ファイバ内の制御されたグレーティングパターン（例えば、ファイバブラッググレーティング）、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た、エッチングされた、インプリントされた、若しくは別のやり方で形成された反射ノード要素及び／若しくは透過ノード要素の任意の他の配置を介して、光ファイバに放射され、光ファイバを通って伝播し、光ファイバ内で伝播光の反対方向に反射される及び／又は光ファイバから伝播光の方向に伝送される光から導出される光ファイバの高密度歪み測定値を抽出するための光周波数領域反射測定（ＯＦＤＲ）の原理の下で構造的に構成された光ファイバを含む。
（５）「介入ツールとＯＳＳセンサとの統合」という語句は、本開示の技術分野で理解されるように、且つ例示的に説明されているように、介入ツール及びＯＳＳセンサの介入デバイスへの任意のタイプの結合、接合、取り付け、据え付け、挿入、混ぜ合わせ、又はその他の統合を広く包含する。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ＯＳＳセンサの固定挿入、及びＯＳＳセンサを組み込んだガイドワイヤを含む。
（６）「ＯＳＳ奥行短縮検出システム」という用語は、本開示の技術分野で知られているように、且つ以下で考えられるように、介入デバイスの画像内の介入デバイスの奥行短縮の任意の発生の位置を検出するために光学的形状感知（ＯＳＳ）技術を実施するための本開示の発明原理を組み込んだ介入手順で利用されるすべての奥行短縮監視システムを広く包含する。
（７）「ＯＳＳ奥行短縮方法」という用語は、本開示の技術分野で知られているように、且つ以下で考えられるように、介入デバイスの画像内の介入デバイスの奥行短縮の任意の発生の位置を検出するために光学的形状感知（ＯＳＳ）技術を実施するための本開示の発明原理を組み込んだ介入手順で利用されるすべての奥行短縮監視方法を広く包含する。
（８）「コントローラ」という用語は、本開示で後に例示的に説明するように介入デバイスの画像内の介入デバイスの奥行短縮の発生の位置の検出に関連する本開示の様々な発明原理の適用を制御するための特定用途向けメインボード又は特定用途向け集積回路のすべての構造的構成を広く包含する。コントローラの構造的構成は、限定はしないが、プロセッサ、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、アプリケーションモジュール、周辺デバイスコントローラ、インターフェース、バス、スロット、及びポートを含む。「コントローラ」という用語について本明細書で使用される「ＯＳＳ形状」及び「ＯＳＳ奥行短縮」というラベルは、「コントローラ」という用語へのいかなる追加の制限も指定又は暗示することなく、本明細書で説明し特許請求する他のコントローラから特定のコントローラを識別の目的のために区別する。
（９）「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、非一時的コンピュータ可読媒体上に記憶された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く包含する。「モジュール」という用語について本明細書で使用される「形状再構成」、「奥行短縮検出器」、及び「奥行短縮マネージャ」というラベルは、「アプリケーションモジュール」という用語へのいかなる追加の制限も指定又は暗示することなく、本明細書で説明し特許請求する他のモジュールから特定のモジュールを識別の目的のために区別する。
（１０）「信号」、「データ」、及び「コマンド」という用語は、本開示の技術分野で理解されるように、且つ、本開示で例示的に説明するように、本開示で後に説明するように本開示の様々な発明原理を適用することを支援する情報及び／又は命令を通信するための検出可能な物理量又はインパルス（例えば、電圧、電流、又は磁場強度）のすべての形態を広く包含する。本開示の構成要素間の信号／データ／コマンド通信は、本開示の技術分野で知られているように、且つ以下で考えられるように、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／データリンクを介する信号／データ／コマンド送信／受信、並びに、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た信号／データ／コマンドの読み取りを含む、任意の通信方法を伴う。
【００２０】
本開示の発明の前述の実施形態及び他の実施形態、並びに本開示の発明の様々な特徴及び利点は、添付図面と併せて読まれる本開示の発明の様々な実施形態の以下の詳細な説明からさらに明らかになるであろう。詳細な説明及び図面は、限定ではなく本開示の発明の単なる例示であり、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定義される。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１Ａ】本開示の技術分野で知られている介入デバイスのＸ線画像の例示的な側面投影を示す図である。
【図１Ｂ】本開示の技術分野で知られている介入デバイスのＸ線画像の例示的な前後方向投影を示す図である。
【図２Ａ−２Ｃ】本開示の技術分野で知られているＯＳＳセンサの例示的な実施形態を示す図である。
【図３】本開示の技術分野で知られている介入デバイスの例示的な実施形態を示す図である。
【図４Ａ−４Ｂ】本開示の技術分野で知られているガイドワイヤへのＯＳＳセンサの統合の例示的な実施形態を示す図である。
【図５Ａ−５Ｂ】本開示の技術分野で知られているカテーテルへのＯＳＳセンサの統合の例示的な実施形態を示す図である。
【図６】本開示の発明原理によるＯＳＳ奥行短縮検出システムの例示的な実施形態を示す図である。
【図７】本開示の発明原理によるＯＳＳ奥行短縮検出システムの例示的な実施形態を示す図である。
【図８Ａ−８Ｅ】本開示の発明原理による介入ツールの例示的な形状再構成を示す図である。
【図９Ａ−９Ｂ】本開示の発明原理による例示的な撮像ビニングを示す図である。
【図１０Ａ−１０Ｂ】本開示の発明原理による例示的な形状分散計算を示す図である。
【図１１Ａ−１１Ｂ】本開示の発明原理による例示的なノードベクトル計算を示す図である。
【図１２Ａ−１２Ｂ】本開示の発明原理による例示的なアルファ／曲率計算を示す図である。
【図１３Ａ−１３Ｃ】本開示の発明原理による例示的な奥行短縮警告を示す図である。
【図１４Ａ−１４Ｃ】本開示の発明原理による例示的な奥行短縮再配置推奨を示す図である。
【図１５Ａ−１５Ｂ】本開示の発明原理による例示的なレジストレーション誤差及びレジストレーション精度を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
従来の奥行短縮監視システム、コントローラ、及び方法に対する改善として、本開示の発明は、形状感知デバイスの長さに沿って奥行短縮がいつどこで発生しているかを検出し、検出された奥行短縮に対する適切な応答を管理する（例えば、奥行短縮を報告する、又は奥行短縮を緩和するために撮像モダリティの再配置を推奨する）ことを提供する。
【００２３】
本開示の様々な発明の理解を容易にするために、図２Ａ〜図５Ｂの以下の説明は、本開示の技術分野で知られているように、介入ツールとＯＳＳセンサとの統合を有する介入デバイスを教示する。この説明から、当業者は、本開示の発明原理による解剖学的領域内の介入デバイスのナビゲーションのＯＳＳ奥行短縮検出に適用可能な介入デバイスの様々な多数の実施形態を認識するであろう。図２Ａ〜図５Ｂに示す本開示の構成要素は、縮尺通りに描かれておらず、本開示の発明原理を概念的にサポートするように描かれていることに留意されたい。
【００２４】
図２Ａを参照すると、本開示の発明に適用可能なＯＳＳセンサ２０は、シングルコア光ファイバ（例えば、図２Ｂに示すように単一のコア２２を有する光ファイバ２１ａ）又はマルチコア光ファイバ（例えば、図２Ｃに示すように複数のコア２２ｂ〜２２ｄを有するマルチコア光ファイバ２１ｂ）として光ファイバ２１を含む。光ファイバ２１のコアは、制御されたグレーティングパターン（例えば、ファイバブラッググレーティング）、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２１内に埋め込まれた、エッチングされた、インプリントされた、若しくは別のやり方で形成された反射要素及び／若しくは透過要素の任意の他の配置を有する。実際には、制御されたグレーティング、特徴的な後方散乱、又は反射／透過要素の形態のＯＳＳノードは、近位端２１ｐから遠位端２１ｄまで延びる破線２２によって象徴的に示されるように、光ファイバ２１の任意のセグメント又は全体に沿って延びる。また実際には、ＯＳＳセンサ２０は、らせん状であってもなくてもよい２つ以上の個々の光ファイバ２１を含む。
【００２５】
実際には、ＯＳＳセンサ２０の光ファイバ２１は、任意のガラス、シリカ、リン酸ガラス、若しくは他のガラスで部分的若しくは全体的に作られ、又は、ガラス及びプラスチック、若しくはプラスチック、若しくは光ファイバを作るために使用される他の材料で作られる。手動又はロボットによる挿入を介して患者の解剖学的構造に導入されたときにＯＳＳセンサ２０へのいかなる損傷も防ぐために、ＯＳＳセンサ２０の光ファイバ２１は、当技術分野で知られているように保護スリーブによって永続的に取り囲まれる。
【００２６】
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、分岐管、及び撚り金属管を含む、特定の硬さの任意の可撓性材料から作られる。また実際には、保護スリーブは、重なり合う及び／又は連続的な配置で、同じ又は異なる程度の可撓性及び硬さの２つ以上の管状構成要素から構成される。
【００２７】
ＯＳＳセンサ２０は、本開示でさらに説明するように、光ファイバ２１を別の光ファイバ、ランチ、又は光源（例えば、光インテグレータ）に接続するための光コネクタ２３をさらに含む。
【００２８】
図３を参照すると、本開示の発明は、１つ又は複数の解剖学的領域（例えば、心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、並びに筋骨格系内の空洞）内の介入デバイス４０のナビゲーションを伴う介入手順の実行のための介入デバイス４０を構成するために、ＯＳＳセンサ２０と１つ又は複数の介入ツール３０との統合４１を前提としている。
【００２９】
介入ツール３０の例は、限定はしないが、血管介入ツール（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、アテローム切除カテーテル、ＩＶＵＳイメージングプローブ、展開システムなど）、管腔内介入ツール（例えば、内視鏡、気管支鏡など）、及び整形外科的介入ツール（例えば、ｋワイヤ及びねじ回し）を含む。
【００３０】
実際には、ＯＳＳセンサ２０と介入ツール３０との統合は、特定の介入手順に適した任意の構成である。
【００３１】
さらに実際には、介入デバイス４０の近位デバイスノード４２ｐは、ＯＳＳセンサ２０の近位ＯＳＳノード２２ｐである。代替的には、介入デバイス４０の近位デバイスノード４２ｐは、本開示の技術分野で知られているように、近位ＯＳＳノード２２ｐと近位ツールノード３２ｐとの間の機械的関係マッピング又は形状テンプレートベースのマッピングを介してＯＳＳセンサ２０の近位ＯＳＳノード２２ｐにマッピングされた近位ツールノード３２ｐである。
【００３２】
同様に、実際には、介入デバイス４０の遠位デバイスノード４２ｄは、ＯＳＳセンサ２０の遠位ＯＳＳノード２２ｄである。代替的には、介入デバイス４０の遠位デバイスノード４２ｄは、本開示の技術分野で知られているように、遠位ＯＳＳノード２２ｄと遠位ツールノード３２ｄとの間の機械的関係マッピング又は形状テンプレートベースのマッピングを介してＯＳＳセンサ２０の遠位ＯＳＳノード２２ｄにマッピングされた遠位ツールノード３２ｄである。
【００３３】
例えば、図４Ａは、本開示の技術分野で知られているように、ＯＳＳガイドワイヤ４０ａの形態の介入デバイス４０を構成するためにガイドワイヤ３０ａ内に軸方向に埋め込まれたＯＳＳセンサ２０を示し、図４Ｂは、本開示の技術分野で知られているように、ＯＳＳガイドワイヤ４０ｂの形態の介入デバイス４０を構成するためにガイドワイヤ３０ｂ内に非軸方向に埋め込まれたＯＳＳセンサ２０を示す。ＯＳＳガイドワイヤ４０ａ及びＯＳＳガイドワイヤ４０ｂは、ガイドワイヤの利用を伴う任意の介入手順に組み込まれ、それによって、ＯＳＳガイドワイヤ４０ａ及びＯＳＳガイドワイヤ４０ｂは、本開示の技術分野で知られているように、ＯＳＳセンサ２０の形状再構成機能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。
【００３４】
さらなる例によって、図５Ａは、本開示の技術分野で知られているように、ユニバーサルカテーテル４０ｃの形態の介入デバイス４０を構成するためにカテーテル３０ｃのチャネル内に一時的又は永続的に挿入されたＯＳＳセンサ２０を示し、図５Ｂは、本開示の技術分野で知られているように、ユニバーサルカテーテル４０ｄの形態の介入デバイス４０を構成するためにカテーテル３０ｃのチャネル内に一時的又は永続的に挿入されたＯＳＳガイドワイヤ４０ｂ（図４Ｂ）を示す。ユニバーサルカテーテル４０ｃ及びユニバーサルカテーテル４０ｄは、カテーテル３０ｃの作業チャネル３１ｃの利用を伴う任意の介入手順に組み込まれ、それによって、ユニバーサルカテーテル４０ｃ及びユニバーサルカテーテル４０ｄは、本開示の技術分野で知られているように、ＯＳＳセンサ２０の形状再構成機能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。
【００３５】
引き続き図５Ａ及び図５Ｂを参照すると、ユニバーサルカテーテル４０ｃ及びユニバーサルカテーテル４０ｄは、本開示の技術分野で知られているように、解剖学的領域内のユニバーサルカテーテル４０ｃ及びユニバーサルカテーテル４０ｄのナビゲーションを容易にするためのハブ５０をさらに用いる。本開示でさらに説明するように、実際には、ハブ５０は、本開示の発明原理によるハブ５０に取り付けられた介入デバイスのＯＳＳ監視の視覚的フィードバックを提供するための発光ダイオード５１、本開示の発明原理によるハブ５０に取り付けられた介入デバイスのＯＳＳ監視の触覚的フィードバックを提供するための振動モータ５２、及び／又は本開示の発明原理による、ハブ５０に取り付けられた介入デバイスのトルク伝達性メトリックの生成を容易にするための配向テンプレート５３を含む。
【００３６】
図３に戻って参照すると、近位ＯＳＳノード２２ｐは、ＯＳＳセンサ２０の近位端２１ｐ内に位置するように示されており、遠位ＯＳＳノード２２ｄは、ＯＳＳセンサ２０の遠位端２１ｄ内に位置するように示されているが、実際には、近位ＯＳＳノード２２ｐ及び遠位ＯＳＳノード２２ｄは、遠位ＯＳＳノード２２ｄの位置よりもＯＳＳセンサ２０の近位端２１ｐに近い近位ＯＳＳノード２２ｐの位置によってのみ制限されるＯＳＳセンサ２０の構成内のどこにでも配置される。
【００３７】
同様に、近位ツールノード３２ｐは、介入ツール３０の近位端３１ｐ内に位置するように示されており、遠位ツールノード３２ｄは、介入ツール３０の遠位端３１ｄ内に位置するように示されているが、実際には、近位ツールノード３２ｐ及び遠位ツールノード３２ｄは、遠位ツールノード３２ｄの位置よりも介入ツール３０の近位端３１ｐに近い近位ツールノード３２ｐの位置によってのみ制限される介入ツール３０の構成内のどこにでも配置される。
【００３８】
より具体的には、図４Ａ及び図４Ｂを参照すると、介入ツール４０ａと介入ツール４０ｂとの両方は、特定の介入手順のために指定された近位端２１ｐ／３１ｐと遠位端２１ｄ／３１ｄとの間に位置する近位デバイスノード（図示せず）（例えば、図３の近位デバイスノード４１ｐ）と遠位デバイスノード（図示せず）（例えば、図３の遠位デバイスノード４１）とを有する。例えば、近位デバイスノードは、介入デバイス４０ａの近位起点に又はそれに隣接して配置され、遠位デバイスノードは、介入デバイス４０ａの遠位先端に又はそれに隣接して配置される。同様に、近位デバイスノードは、介入デバイス４０ｂの近位起点に又はそれに隣接して配置され、遠位デバイスノードは、介入デバイス４０ｂの遠位先端に又はそれに隣接して配置される。
【００３９】
さらに、図５Ａ及び図５Ｂを参照すると、ユニバーサルカテーテル４０ｃとユニバーサルカテーテル４０ｄとの両方は、特定の介入手順のために指定された近位端２１ｐ／３１ｐと遠位端２１ｄ／３１ｄとの間に位置する近位デバイスノード（図示せず）（例えば、図３の近位デバイスノード４１ｐ）と遠位デバイスノード（図示せず）（例えば、図３の遠位デバイスノード４１）とを有する。例えば、近位デバイスノードは、ユニバーサルカテーテル４０ｃのハブ５０に又はそれに隣接して配置され、遠位デバイスノードは、ユニバーサルカテーテル４０ｃの遠位先端に又はそれに隣接して配置される。同様に、近位デバイスノードは、ユニバーサルカテーテル４０ｄのハブ５０に又はそれに隣接して配置され、遠位デバイスノードは、ユニバーサルカテーテル４０ｄの遠位先端に又はそれに隣接して配置される。
【００４０】
本開示の発明のさらなる理解を容易にするために、図６及び図７の以下の説明は、形状感知デバイスの長さに沿って奥行短縮がいつどこで発生しているかを検出し、検出された奥行短縮に対する適切な応答を管理する（例えば、奥行短縮を報告する、又は奥行短縮を緩和するために撮像モダリティの再配置を推奨する）ためのＯＳＳ奥行短縮検出システム、コントローラ、及び方法の基本的な発明原理を教示する。図６及び図７のこの説明から、当業者は、本開示の発明原理によるＯＳＳ奥行短縮検出システム、コントローラ、及び方法の多数の様々な実施形態を実施するために本開示の発明原理をどのように適用するかを認識するであろう。
【００４１】
図６を参照すると、本開示のＯＳＳ奥行短縮検出システムは、介入デバイス４０（図２）と、撮像システム６０と、ワークステーション１１０上にインストールされたＯＳＳ形状コントローラ９０及びＯＳＳ奥行短縮コントローラ１００を含むＯＳＳ奥行短縮検出デバイス８０とを用いる。ＯＳＳ奥行短縮検出システムは、患者のベッドＰＢ上にうつ伏せに又は別のやり方で横たわる患者Ｐの解剖学的領域（例えば、心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、並びに筋骨格系内の空洞）内の介入デバイス４０の任意の折れ曲がり及び任意のねじれの検出を提供する。
【００４２】
実際には、介入デバイス４０は、図２〜図５Ｂに関連して本開示で前述したように、介入ＯＳＳセンサ２０と１つ又は複数の介入ツール３０との統合を含む。例えば、介入デバイス４０は、ＯＳＳガイドワイヤ４０ａ（図４Ａ）、ＯＳＳガイドワイヤ４０ｂ（図４Ｂ）、ユニバーサルカテーテル４０ｃ（図５Ａ）、及びユニバーサルカテーテル４０ｄ（図５Ｂ）である。
【００４３】
実際には、撮像システム６０は、患者Ｐの解剖学的領域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モダリティ（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）を実施する。
【００４４】
実際には、ＯＳＳ形状コントローラ９０及びＯＳＳ奥行短縮コントローラ１００は、本開示の発明原理に従って患者Ｐの解剖学的領域内の介入デバイス４０のナビゲーションを奥行短縮検出するためのハードウェア、ソフトウェア、ファームウェア、及び／又は電子回路の任意の配置を具体化する。
【００４５】
一実施形態では、ＯＳＳ形状コントローラ９０及びＯＳＳ奥行短縮コントローラ１００は、１つ又は複数のシステムバスを介して相互接続されたプロセッサと、メモリと、ユーザインターフェースと、ネットワークインターフェースと、記憶装置とを含む。
【００４６】
プロセッサは、メモリ若しくは記憶装置内に記憶された命令を実行するか、又はデータを別のやり方で処理することが可能な、本開示の技術分野で知られているか、又は以下で考えられる任意のハードウェアデバイスである。非限定的な例では、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）、又は他の同様のデバイスを含む。
【００４７】
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、本開示の技術分野で知られているか、又は以下で考えられる様々なメモリを含む。非限定的な例では、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、読み取り専用メモリ（ＲＯＭ）、又は他の同様のメモリデバイスを含む。
【００４８】
オペレータインターフェースは、管理者などのユーザとの通信を可能にするための、本開示の技術分野で知られているか、又は以下で考えられる１つ又は複数のデバイスを含む。非限定的な例では、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リモート端末に提示され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。
【００４９】
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、本開示の技術分野で知られているか、又は以下で考えられる１つ又は複数のデバイスを含む。非限定的な例では、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）（レジストレーション商標）プロトコルに従って通信するように構成されたネットワークインターフェースカード（ＮＩＣ）を含む。加えて、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スタックを実施する。ネットワークインターフェースのための様々な代替の又は追加のハードウェア又は構成が明らかである。
【００５０】
記憶装置は、限定はしないが、読み取り専用メモリ（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、又は同様の記憶媒体を含む、本開示の技術分野で知られているか、又は以下で考えられる１つ又は複数の機械可読記憶媒体を含む。様々な非限定的な実施形態では、記憶装置は、プロセッサによる実行のための命令、又はプロセッサが操作するデータを記憶する。例えば、記憶装置は、ハードウェアの様々な基本動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。記憶装置は、実行可能なソフトウェア／ファームウェアの形態で１つ又は複数のアプリケーションモジュールをさらに記憶する。
【００５１】
より具体的には、引き続き図６を参照すると、ＯＳＳ形状コントローラ９０のアプリケーションモジュールは、本開示の技術分野で知られており、且つ本開示でさらに例示的に説明する形状感知データ７２に応答して介入ツール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９１である。
【００５２】
さらに、ＯＳＳ奥行短縮コントローラ１００のアプリケーションモジュールは、本開示でさらに例示的に説明する本開示の発明原理に従って患者Ｐの解剖学的領域内の介入デバイス４０の任意の折れ曲がりを検出するための奥行短縮検出器１０１、及び／又は本開示でさらに例示的に説明する本開示の発明原理に従って患者Ｐの解剖学的領域内の介入デバイス４０の任意のねじれを検出するための奥行短縮マネージャ１０２を含む。
【００５３】
実際には、ＯＳＳ奥行短縮コントローラ１００は、介入デバイス４０の画像内の介入デバイス４０の奥行短縮の発生の位置を検出するための奥行短縮検出器１０１を含み、それによって、奥行短縮検出は、本開示でさらに説明するように、形状再構成器９１による介入デバイスの形状の一部／全体の再構成から導出される。
【００５４】
また、実際には、ＯＳＳ奥行短縮コントローラ１００は、本開示における介入デバイス４０の画像内の介入デバイス４０の奥行短縮の発生の位置の検出に対する適切な応答を管理するための奥行短縮マネージャ１０２を含む。
【００５５】
引き続き図６を参照すると、ワークステーション１１０は、モニタ１１１、キーボード１１２、及びコンピュータ１１３の知られている配置を含む。
【００５６】
実際には、ＯＳＳ奥行短縮検出デバイス８０は、代替的に又は同時に、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若しくはサーバを含む他のタイプの処理デバイス上にインストールされ、又は、介入デバイス４０を伴う介入手順の実行をサポートするネットワークを介して分散される。
【００５７】
また、実際には、ＯＳＳ形状コントローラ９０及びＯＳＳ奥行短縮コントローラ１００は、ＯＳＳ奥行短縮検出デバイス８０の統合された構成要素、分離された構成要素、又は論理的に分割された構成要素である。
【００５８】
引き続き図６を参照すると、動作中、撮像システム６０は、患者Ｐの対象解剖学的領域のボリューム画像を表示するためのボリューム画像データＶＩＤ６１を手術前及び／又は手術中に生成する。ボリューム画像データＶＩＤ６１は、ＯＳＳ奥行短縮検出デバイス８０に通信され（例えば、ボリューム画像データＶＩＤ６１のストリーミング又はアップロード）、それによって、ＯＳＳ形状コントローラ９０は、本開示の技術分野で知られているように患者Ｐの解剖学的領域のボリューム画像上の介入デバイス４０の再構成形状のオーバレイ表示を制御する。例えば、図６は、患者Ｐの血管系のボリューム画像上の介入デバイス４０の再構成形状のモニタ１１１上のオーバレイ表示を示す。
【００５９】
介入デバイス４０は、図示のように患者のベッドＰＢのレールに隣接するか、又は代替的には患者のベッドＰＢ隣りのカート（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））に隣接するランチ５１から遠位に延びる。光ファイバ５０は、ランチ５１から光インテグレータ７１まで近位に延びる。実際には、光ファイバ５０は、ランチ５１において介入デバイス４０のＯＳＳセンサ２０に接続された別個の光ファイバ、又はランチ５１を通って延びるＯＳＳセンサ２０の近位延長部である。
【００６０】
本開示の技術分野で知られているように、ＯＳＳセンサコントローラ７０は、光インテロゲータ７１による光ファイバ５０を介するＯＳＳセンサ２０への光の周期的な放射を制御し、それによって、光は、固定基準位置として機能するランチ５１に対する介入デバイス４０の形状の情報を与える形状感知データ７２をそれによって生成するために、ＯＳＳセンサ２０を介して介入デバイス４０の遠位先端に伝播される。実際には、ＯＳＳセンサ２０の遠位端は、特にＯＳＳセンサ２０の光反射性実施形態では閉じられるが、特にＯＳＳセンサ２０の光透過性実施形態では開かれる。
【００６１】
ＯＳＳセンサコントローラ７０は、本開示の技術分野で知られているように、形状感知データ７２の時間フレームシーケンスのＯＳＳ形状コントローラ９０への通信を制御する。より具体的には、各フレームは、ＯＳＳセンサ２０の歪みセンサ（例えば、ファイバブラッググレーティング又はレイリー後方散乱）の単一の問合せサイクルからなり、それによって、形状再構成器９１は、本開示の技術分野で知られているように時間フレーム単位でＯＳＳセンサ２０の形状を再構成し、それは、ＯＳＳセンサ２０と介入デバイス３０との特定の統合から導出された介入デバイス４０の形状の一部又は全体の再構成を提供する。
【００６２】
実際には、形状再構成器９１は、本開示の技術分野で知られているように介入デバイス４０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。
【００６３】
一再構成実施形態では、形状再構成器９１は、光インテロゲータ７１に対応する座標系内で、時間フレーム単位で形状感知データ７２を介して介入デバイス４０の形状の一部／全体のポーズの描写を実行する。
【００６４】
第２の再構成実施形態では、形状再構成器９１は、光インテロゲータ７１の座標系の撮像システム６０の座標系へのレジストレーションを実行し、それによって、形状再構成器９１は、撮像システム６０の座標系内で、時間フレーム単位で形状感知データ７２を介して介入デバイス４０の形状の一部／全体の描写を位置決めし方向付ける。
【００６５】
図７は、図６のＯＳＳ奥行短縮検出システムによって実施される本開示のＯＳＳ奥行短縮検出方法を表すフローチャート１２０を示す。
【００６６】
図６及び図７を参照すると、フローチャート１２０のステージＳ１２２は、本開示の技術分野で知られているように形状感知データ７２に応答して介入ツール４０の形状の一部又は全体を再構成する形状再構成器９１を包含する。
【００６７】
１つの例示的な実施形態では、図８Ａに示すように、形状再構成器９１は、近位端４０ｐと遠位端４０ｄとの間の介入ツール４０の形状全体を再構成する。この例では、介入ツール４０は、ＯＳＳガイドワイヤである。
【００６８】
第２の例示的な実施形態では、図８Ｂに示すように、形状再構成器９１は、近位デバイスノード４２ｐと遠位デバイスノード４２ｄとの間の介入ツール４０の一部を再構成する。この例では、介入ツール４０は、近位端４０ｐと遠位端４０ｄとの間に延びるＯＳＳガイドワイヤを用い、近位デバイスノード４２ｐと遠位デバイスノード４２ｄとの間に延びるハブカテーテルをさらに用いる。
【００６９】
第３の例示的な実施形態では、図８Ｃに示すように、形状再構成器９１は、中間デバイスノード４０ｉと遠位デバイスノード４２ｄとの間の介入ツール４０の一部を再構成し、中間デバイスノード４０ｉは、本開示の技術分野で知られているように、解剖学的領域ＡＲの入口点のノードとして識別される。
【００７０】
第４の例示的な実施形態では、図８Ｄに示すように、形状再構成器９１は、中間デバイスノード４０ｉと遠位デバイスノード４２ｄとの間の介入ツール４０の一部を再構成し、中間デバイスノード４０ｉは、本開示の技術分野で知られているように、介入ツール４０の画像６２の入口点のノードとして識別される。この実施形態では、介入ツール４０の画像６２は、介入ツール４０を撮像モダリティ６０にレジストレーションする目的のためのみの介入ツール４０のものであるか、又は、モニタ１１１を介して介入手順を視覚化する目的のための解剖学的領域内のレジストレーションされた介入ツール４０のものである。
【００７１】
第５の例示的な実施形態では、図８Ｅに示すように、形状再構成器９１は、治療デバイス３３（例えば、バルーン、ステント、エンドグラフトなど）を取り囲む近位ツールノード４０ｐｔと遠位ツールノード４０ｄｔとの間の介入ツール４０の一部を再構成する。
【００７２】
図６及び図７に戻って参照すると、フローチャート１２０のステージＳ１２４は、介入デバイス４０の画像内の介入デバイス４０の奥行短縮の発生の位置を検出するための１つ又は複数のルーチンを実行する奥行短縮検出器１０１を包含する。
【００７３】
Ｓ１２４の１つの例示的な実施形態では、奥行短縮検出器１０１は、介入デバイス４０の画像のビンへの分割を伴う画像ビニングルーチンを実行し、それによって、ＯＳＳセンサ２０の各形状ノードがビンに割り当てられる。実施には、画像ビニングは、Ｍ×Ｍピクセル分割、Ｍ×Ｎピクセル分割、又はＮ×Ｍピクセル分割によって達成され、Ｍ≧１及びＮ≧１である。
【００７４】
この画像ビニングルーチンについて、最も多い数の形状ノードを有するビンが奥行短縮の候補である。奥行短縮検出器１０１が、介入ツール４０の特定の平面図が介入ツール４０のその平面図内の奥行短縮を示す介入ツール４０の形状を示すと判定した場合、奥行短縮検出器１０１は、介入デバイス４０の対応する画像内の介入デバイス４０の奥行短縮の発生の位置として奥行短縮候補ビンを識別する。
【００７５】
例えば、図９Ａ及び図９Ｂは、介入デバイス４０のそれぞれの画像１３０及び１３１の８×８ピクセル分割へのビニングを示す。ビンＢ１及びＢ４〜Ｂ８は、３つ以下の形状ノードを含み、ビンＢ２及びＢ３は、４つの形状ノードを含む。そのため、ビンＢ２及びＢ３は、奥行短縮の候補である。介入ツール４０の形状は、図９Ａに示すように画像１３０において曲線であり、特に、ビンＢ２及びＢ３において湾曲し、したがって、奥行短縮検出器１０１は、画像１３０内の介入ツール４０の奥行短縮のいかなる発生も検出しない。比較すると、介入ツール４０の形状は、図９Ｂに示すように画像１３１において線形であり、したがって、奥行短縮検出器１０１は、ビンＢ２及びＢ３に対応する位置における画像１３１内の介入ツール４０の奥行短縮を検出する。
【００７６】
図６及び図７に戻って参照すると、Ｓ１２４の第２の例示的実施形態では、奥行短縮検出器１０１は、介入ツール４０の再構成された部分／全体の形状に沿った形状分散の計算を伴う形状分散ルーチンを実行する。実際には、奥行短縮検出器１０１は、限定はしないが、主成分分析（ＰＣＡ）を含む、本開示の技術分野で知られている任意のタイプの形状分散ルーチンを実施する。
【００７７】
この形状分散ルーチンについて、最も高い形状分散を有する介入ツール４０上の再構成された部分／全体の形状のセグメントは、介入ツール４０の線形形状の平面図での奥行短縮の候補である。奥行短縮検出器１０１が、介入ツール４０の特定の画像が介入ツール４０の線形形状を示すと判定した場合、奥行短縮検出器１０１は、介入デバイス４０の特定の対応する画像内の介入デバイス４０の奥行短縮の発生の位置として、最も高い形状分散を有する介入ツール４０上の再構成された部分／全体の形状のセグメントを識別する。
【００７８】
例えば、ＰＣＡに基づいて、図１０Ａは、最も高い形状分散ＶＡＲＨを有する形状ノードＰ１ＰＣＡとＰ２ＰＣＡとの間のセグメントを示し、したがって、図１０Ｂに示すように、奥行短縮検出器１０１は、形状ノードＰ１ＰＣＡとＰ２ＰＣＡとの間のセグメントに対応する位置において、画像１３１内の介入ツール４０の線形形状の奥行短縮を検出する。
【００７９】
図６及び図７に戻って参照すると、Ｓ１２４の第３の例示的実施形態では、奥行短縮検出器１０１は、介入ツール４０の再構成された部分の形状／全体の形状の各形状ノードのベクトルの計算を伴う形状ノードベクトルルーチンを実行する。この形状ノードベクトルルーチンについて、他のベクトルの同じ方向において最も小さい大きさを有する形状ノードのセグメントは、介入ツール４０の画像内の奥行短縮の候補である。
【００８０】
例えば、図１１Ａは、介入ツール４０の画像１３０内の同じ大きさ及び異なる方向を有するベクトルＶ１、Ｖ２、及びＶ３の計算を示す。したがって、奥行短縮検出器１０１は、画像１３０内の介入ツール４０の奥行短縮を検出しない。比較すると、図１１Ｂは、介入ツール４０の画像１３１内の異なる大きさ及び同じ方向を有するベクトルＶ１及びＶ４の計算を示す。したがって、奥行短縮検出器１０１は、ベクトルＶ４及び同等の隣接ベクトルの位置におけるセグメントの画像１３１内の介入ツール４０の奥行短縮を検出する。
【００８１】
図６及び図７に戻って参照すると、Ｓ１２４の第４の例示的実施形態では、奥行短縮検出器１０１は、介入ツール４０の再構成された部分／全体の形状に沿ったアルファ及び曲率の計算を伴うセグメントアルファ及び曲率ルーチンを実行する。実際には、奥行短縮検出器１０１は、本開示の技術分野で知られている任意のタイプのアルファ及び曲率ルーチンを実施する。
【００８２】
このアルファ／曲率ルーチンについて、最も高いアルファ／曲率を有する介入ツール４０上の再構成された部分／全体の形状のセグメントは、介入ツール４０の線形形状の平面図内の奥行短縮の候補である。奥行短縮検出器１０１が、介入ツール４０の特定の画像が介入ツール４０の線形形状を示すと判定した場合、奥行短縮検出器１０１は、介入デバイス４０の特定の対応する画像内の介入デバイス４０の奥行短縮の発生の位置として、最も高いアルファ／曲率を有する介入ツール４０上の再構成された部分／全体の形状のセグメントを識別する。
【００８３】
例えば、図１２Ａは、最も高い形状分散ＶＡＲＨを有する形状ノードＰ１ＣとＰ２Ｃとの間のセグメントを示し、したがって、図１２Ｂに示すように、奥行短縮検出器１０１は、形状ノードＰ１ＣとＰ２Ｃとの間のセグメントに対応する位置において、画像１３１内の介入ツール４０の線形形状の奥行短縮を検出する。
【００８４】
実際には、ステージＳ１２４の任意の実施形態について、奥行短縮検出器１０１は、介入ツール４０のレジストレーション又はナビゲーションに対して関連性がゼロであると思われる単一のノード又は任意の最小ノード奥行短縮を無視する。
【００８５】
図６及び図７に戻って参照すると、奥行短縮デバイス１０１がステージＳ１２４中に介入ツール４０の画像内の奥行短縮を検出しない場合、奥行短縮デバイス１０１は、形状再構成／奥行短縮検出の新しいサイクルを実行するためにステージＳ１２６からステージＳ１２２及びＳ１２４に戻る。
【００８６】
そうではなく、奥行短縮デバイス１０１がステージＳ１２４中に介入ツール４０の画像内の奥行短縮を検出した場合、奥行短縮デバイス１０１は、フローチャート１２０のステージＳ１２８に進み、そこで、奥行短縮マネージャ１０２は、様々なやり方で奥行短縮検出システムのオペレータに通信される介入ツール４０の再構成された部分／全体の形状について、検出された奥行短縮を特徴付ける。
【００８７】
ステージＳ１２８の一実施形態では、奥行短縮マネージャ１０２は、検出された奥行短縮位置の色分けを管理する。例えば、図１３Ａは、本開示の技術分野で知られているように解剖学的領域内の奥行短縮された介入デバイス４０のナビゲーションのＸ線画像１３２を示し、介入デバイス４０は、Ｘ線デバイスにレジストレーションされている。本開示の発明原理によれば、図１３Ｂは、解剖学的領域内の奥行短縮された介入デバイス４０のナビゲーションのＸ線画像１３３を示し、介入デバイス４０は、Ｘ線デバイスにレジストレーションされ、検出された奥行短縮位置Ｆ１及びＦ２は、介入デバイス４０上で色分けされる。実際には、介入ツール４０の検出された奥行短縮位置及び非奥行短縮位置の色は、任意の色である（例えば、検出された奥行短縮位置は、赤色を有し、非奥行短縮位置は、緑色である）。さらに実際には、色分けは、検出された奥行短縮位置の点滅、検出された奥行短縮位置における介入ツール４０の肥大、又は形状表示に対する他の変化を伴う。より具体的には、形状ノードベクトルの実施形態に関して、各ベクトルにおけるビューアコンポーネント（例えば、各ベクトルにおけるｚコンポーネント）の量は、検出された奥行短縮位置を色分けするために使用される。この色分けはまた、視覚化をよりスムーズにするために、複数のノードにわたって平均化される。
【００８８】
Ｓ１２８の第２の実施形態では、奥行短縮マネージャ１０２は、介入ツール４０の検出された奥行短縮位置へのオーバレイを管理する。例えば、図１３Ｃに示すように、オーバレイＦ３及びＦ４は、Ｘ線画像１３４内の介入ツール４０の検出された奥行短縮位置に投影される。実際には、オーバレイも、点滅しているか、任意の幾何学的形状を有するか、任意のアイコンであるか、又は画像内で通知が変化するその他の効果である。
【００８９】
ステージＳ１２８の第３の実施形態では、奥行短縮マネージャ１０２は、奥行短縮が特定の位置において画像内で発生していることのテキスト表示及び／又は可聴警報を奥行短縮検出システムのオペレータに発する。
【００９０】
ステージＳ１２８の第４の実施形態では、奥行短縮マネージャ１０２は、介入ツール４０の任意の奥行短縮を軽減するために、撮像モダリティの再配置を示唆する。例えば、Ｘ線モダリティを用いて、奥行短縮マネージャ１０２は、奥行短縮を回避するためにｃアーム位置の再配置を示唆する。奥行短縮を有するか又は有さない複数のセクションを有する形状全体が存在する場合、奥行短縮検出システムのオペレータは、形状のセクション（又はオーバレイ領域）上でクリックすることができ、ｃアームは、形状のそのセグメントを表示する最適な位置に自動的に移動することができる。
【００９１】
ステージＳ１２８の第４の実施形態では、奥行短縮マネージャ１０２は、本開示でさらに説明するように、レジストレーション精度及び／又はレジストレーション誤差を表示する。
【００９２】
引き続き図６及び図７を参照すると、実際には、奥行短縮マネージャ１０２は、奥行短縮検出システムのオペレータがステージＳ１２４の奥行短縮検出を有効化／無効化することを可能にする。例えば、奥行短縮検出は、治療デバイスにとって重要であるが、解剖学的領域内の通常のナビゲーションにとってはそうではない。加えて又は代替的に、奥行短縮マネージャ１０２は、特定のタイプの介入デバイス４０に基づいて、ステージＳ１２４の奥行短縮を自動的に有効化／無効化する。
【００９３】
同様に、奥行短縮マネージャ１０２は、警告疲労を軽減するために、介入デバイス４０の奥行短縮警告クリティカルセクションを制限する。例えば、奥行短縮インジケータは、カテーテルの遠位部分、又はカテーテルの治療要素（例えば、バルーン、ステント、エンドグラフトなど）に沿ってのみ適用される。奥行短縮マネージャ１０２は、奥行短縮警告に関する介入デバイス４０の領域の奥行短縮検出システムのオペレータによるタグ付けを容易にし、又は、自動的にタグ付けされた領域を調整し、それによって、奥行短縮表示は、デバイスの全体に沿って表示され続け、クリティカルセクションで強調される。
【００９４】
代替的に又は上記に関連して、奥行短縮マネージャ１０２は、手動／自動で描写された病変、血管枝、又は蛇行性解剖学的構造などの顕著な解剖学的領域でのみ警告を示した。奥行短縮マネージャ１０２は、奥行短縮検出システムのオペレータによる、奥行短縮警告のための解剖学的領域のタグ付けを容易にし、又は、自動的にタグ付けされた領域を容易にし、それによって、奥行短縮表示は、可視化された解剖学的領域全体にわたって表示され続け、クリティカル領域で強調される。
【００９５】
奥行短縮マネージャ１０２は、奥行短縮が修正されたそのようなときまで、奥行短縮検出を管理し続ける。
【００９６】
本開示の発明のさらなる理解を容易にするために、図１４及び図１５の以下の説明は、介入ツールと撮像モダリティとを伴う様々なレジストレーション手順のための例示的な奥行短縮検出を教示する。図１４及び図１５のこの説明から、当業者は、介入ツールと撮像モダリティとを伴う多数の様々なレジストレーション手順を実施するために本開示の発明原理をどのように適用するかを認識するであろう。
【００９７】
Ｘ線への形状レジストレーション。介入デバイスの３Ｄ形状を２Ｄ  Ｘ線画像にオーバレイするために、介入デバイスの３Ｄ形状は、画像モダリティにレジストレーションされなければならない。そのレジストレーションは、２つの主要な構成要素に分解される。
【００９８】
第１の構成要素は、形状−アイソセンタ（Ｓ２Ｉｓｏ）であり、形状をｃアームのアイソセンタにレジストレーションする。
【００９９】
第２の構成要素は、透視マトリックス（Ｐ）であり、形状をｃアームの透視図にレジストレーションする（例えば、ＡＰ又は側面図）。
【０１００】
その元の空間内の介入デバイスの３Ｄ形状からＸ線画像空間への変換は、次のようになる。
Ｓｈａｐｅｘ−ｒａｙ＝Ｐ＊Ｓ２Ｉｓｏ＊Ｓｈａｐｅｏｒｉｇ
【０１０１】
本開示の技術分野で知られているレジストレーションワークフローは、Ｃアームガントリ角度において少なくとも３０度離れた投影での２つのＸ線画像を必要とする。例えば、図１４Ｂ及び図１４Ｃにそれぞれ示すＸ線画像１４１及び１４２は、Ｃアームガントリ角度において少なくとも３０度離れている。この要件は、奥行短縮による不正確なレジストレーションの可能性を低減するが、対称的な透視図、又は、デバイスがそれ自体と交差する投影などのいくつかの場合、そのようなエラーを排除できない。
【０１０２】
実際には、特定のＣアームガントリポーズでは、これらの平面が線として現れ、Ｘ線源により近い点が同じ平面セグメントに沿った隣接点を不明瞭にするので、奥行短縮の候補は、平面内にある介入デバイスのセグメントを含む。本明細書で先に説明したように本開示の発明原理によれば、レジストレーション中、そのような候補は、平面内にあるＯＳＳデータ及びクラスタリングセグメントによって予測される。候補プールを奥行短縮のリスクが最も高いサブセットに減らすために、除去基準が適用される。
【０１０３】
一実施形態では、除去基準は、レジストレーション精度に実質的に影響を及ぼす最小セグメント長である。
【０１０４】
第２の実施形態では、除去基準は、デバイスの「アクティブ」部分のみに焦点を合わせるための最小遠位セグメント位置である。
【０１０５】
第３の実施形態では、除去基準は、介入デバイスの物理的に関連する幾何学的形状（例えば、ガイドワイヤの主要な縦軸）に向けられ、この情報は、奥行短縮のリスクのあるガントリポーズを予測するために利用される。
【０１０６】
第４の実施形態では、除去基準は、介入デバイスの顕著な部分（例えば、治療要素及び操縦要素）に優先順位を付けることに向けられる。
【０１０７】
本明細書で先に説明したように本開示の発明原理によれば、奥行短縮の影響を受けやすい介入デバイスの候補セグメントは、次いで、レジストレーション中に選択的に強調表示される。この情報に基づいて、奥行短縮検出システムのオペレータは、奥行短縮を回避するためにガントリ角度を選択し、又は、奥行短縮検出システムは、そのような角度を示唆する。レジストレーション画像が撮影されると、奥行短縮検出システムは、奥行短縮候補のデータベースを画像から分割された介入デバイスに関連付けることによって奥行短縮の実際の発生を識別する。本開示の奥行短縮検出システムは、オペレータが異なるポーズを取得するか又はデバイスを再配置するかを決定することを可能にするために、好ましいガントリ角度を示唆するか、又は代替的には、奥行短縮によるレジストレーション誤差を推定する。
【０１０８】
ユニバーサルカテーテルレジストレーション。ユニバーサルカテーテルのレジストレーションは、２つの状況で発生する。第１の状況は、デバイスの長さのレジストレーションである（例えば、カテーテル、シース、治療デバイスなど）。第２の状況は、重要な領域（例えば、治療デバイス、例えば、ステント、バルーン、バルブ、ＩＶＵＳトランスデューサの開始／停止又はその他のマーカ）のレジストレーションである。
【０１０９】
このレジストレーションを実行する１つのやり方は、オペレータにＸ線画像内の所望の点をクリックさせることである。例えば、カテーテルの長さのレジストレーションでは、オペレータは、カテーテルの端をクリックする。次いで、ガイドワイヤ形状上の最も近い点が選択され、ユニバーサルカテーテルハブからガイドワイヤ形状上のその点までの長さがわかる。同様に、ステントの開始及び終了を識別するために、オペレータは、Ｘ線画像内の各点をクリックすることができ、形状上の最も近いノードが選択される。
【０１１０】
理想的には、このレジストレーションステップは、単一のＸ線画像から行われる。これは、レジストレーションを高速化し、患者及び医師への不必要な放射線曝露を低減する。しかしながら、単一のショットからこの点ベースのレジストレーションを行うために、関心領域は、いかなる奥行短縮も有してはならない。
【０１１１】
例えば、図１５ＢのＡＰ図に示されるように、奥行短縮が存在する場合、オペレータがＸ線画像１５０内の点上でクリックすると、その点は、複数の可能な形状点に対応する。図１５Ａの側面図内の形状を見ることによってのみ、正しい点を選択することができる。レジストレーションの領域内の極端な奥行短縮は、レジストレーションの不正確さを招く可能性がある。
【０１１２】
解決策は、これが発生しているときにオペレータに対するフラグを立てることである。形状の奥行短縮部分を（例えば、色分けを介して）見ることによって、オペレータは、これが問題であることを知り、レジストレーションのための異なる画像（及びｃアーム位置）を選択することができる。本開示の奥行短縮検出システムは、このステップを助けるために、よりよいｃアーム位置を示唆することができる。代替的に、本開示の奥行短縮検出システムは、この状況を受け入れることができるが、オペレータに予測されるレジストレーション精度又は誤差（例えば、±２ｍｍ）を与えるために奥行短縮を計算に入れることができる。
【０１１３】
図１〜図１５を参照すると、当業者は、限定はしないが、形状感知デバイスの長さに沿って奥行短縮がいつどこで発生しているかを検出し、検出された奥行短縮に対する適切な応答を管理する（例えば、奥行短縮を報告する、又は奥行短縮を緩和するために撮像モダリティの再配置を推奨する）ことを提供する本開示の発明による奥行短縮監視システム、コントローラ、及び方法に対する改善を含む、本開示の多数の利点を認識するであろう。
【０１１４】
さらに、当業者が本明細書で提供される教示を考慮して認識するように、本開示／明細書で説明する及び／又は図に示す特徴、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様々な組合せで実施され、単一の要素又は複数の要素に結合される機能を提供する。例えば、図に示された／例示された／描かれた様々な特徴、要素、構成要素などの機能は、適切なソフトウェアに関連して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でなく、専用ハードウェアを使用して提供され得る。プロセッサによって提供される場合、機能は、単一の専用プロセッサによって、単一の共有プロセッサによって、又は、そのいくつかが共有及び／若しくは多重化される複数の個別のプロセッサによって提供され得る。さらに、「プロセッサ」という用語の明示的な使用は、ソフトウェアを実行することができるハードウェアを排他的に指すと解釈されるべきではなく、限定はしないが、デジタル信号プロセッサ（「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読み取り専用メモリ（「ＲＯＭ」）、ランダムアクセスメモリ（「ＲＡＭ」）、不揮発性記憶装置など）、並びに、プロセスを実行及び／又は制御することができる（及び／又はそうするように構成可能な）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、それらの組合せなど）を暗に含み得る。
【０１１５】
さらに、本発明の原理、態様、及び実施形態、並びにその特定の例を列挙する本明細書のすべての記述は、その構造的な均等物と機能的な均等物との両方を包含することを意図している。加えて、そのような均等物は、現在知られている均等物、並びに将来開発される均等物（例えば、構造に関係なく、同じ又は実質的に同様の機能を実行することができる開発される任意の要素）の両方を含むことが意図されている。したがって、例えば、本明細書で提示される任意のブロック図は、本発明の発明原理を具体化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が、本明細書で提供される教示を考慮して当業者によって認識されるであろう。同様に、当業者は、本明細書で提供さ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で実質的に表され得る、したがって、そのようなコンピュータ又はプロセッサが明示的に示されているかどうかにかかわらず、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され得る様々なプロセスを表すことができることを認識すべきである。
【０１１６】
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／又は命令を提供す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態を取ることができる。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、例えば、命令実行システム、装置、又はデバイスによって又はそれらに関連して使用するためのプログラムを含む、記憶する、通信する、伝播する、又は輸送することができる任意の装置であり得る。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、又は半導体システム（又は装置又はデバイス）又は伝播媒体であり得る。コンピュータ可読媒体の例は、例えば、半導体又は固体メモリ、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）、読み取り専用メモリ（ＲＯＭ）、フラッシュ（ドライブ）、リジッド磁気ディスク、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−読み取り専用メモリ（ＣＤ−ＲＯＭ）、コンパクトディスク−読み取り／書き込み（ＣＤ−Ｒ／Ｗ）、及びＤＶＤを含む。さらに、今後開発される任意の新しいコンピュータ可読媒体も、本開示及び開示の例示的な実施形態に従って使用又は参照されるコンピュータ可読媒体とみなされるべきであることが理解されるべきである。
【０１１７】
新規で発明性のあるＯＳＳ奥行短縮検出システム、コントローラ、及び方法の好ましい例示的な実施形態（これらの実施形態は、例示であり、限定するものではない）を説明したが、図を含む本明細書で提供される教示に照らして修正及び変形が当業者によってなされ得ることに留意されたい。したがって、本明細書で開示される実施形態の範囲内である本開示の好ましい例示的な実施形態において／に対して変更が行われ得ることが理解されるべきである。
【０１１８】
さらに、デバイスを組み込む及び／若しくは実施する対応する及び／若しくは関連するシステム、又は、本開示によるデバイスにおいて使用される／実施されるようなシステムも、本開示の範囲内であると考えられ、みなされると考えられる。さらに、本開示によるデバイス及び／又はシステムを製造及び／又は使用するための対応する及び／又は関連する方法も、本開示の範囲内であると考えられ、みなされる。
【図１Ａ】
2020515340.tif 000003
【図１Ｂ】
2020515340.tif 000004
【図２Ａ】
2020515340.tif 000005
【図２Ｂ】
2020515340.tif 000006
【図２Ｃ】
2020515340.tif 000007
【図３】
2020515340.tif 000008
【図４Ａ】
2020515340.tif 000009
【図４Ｂ】
2020515340.tif 000010
【図５Ａ】
2020515340.tif 000011
【図５Ｂ】
2020515340.tif 000012
【図６】
2020515340.tif 000013
【図７】
2020515340.tif 000014
【図８Ａ】
2020515340.tif 000015
【図８Ｂ】
2020515340.tif 000016
【図８Ｃ】
2020515340.tif 000017
【図８Ｄ】
2020515340.tif 000018
【図８Ｅ】
2020515340.tif 000019
【図９Ａ】
2020515340.tif 000020
【図９Ｂ】
2020515340.tif 000021
【図１０Ａ】
2020515340.tif 000022
【図１０Ｂ】
2020515340.tif 000023
【図１１Ａ】
2020515340.tif 000024
【図１１Ｂ】
2020515340.tif 000025
【図１２Ａ】
2020515340.tif 000026
【図１２Ｂ】
2020515340.tif 000027
【図１３Ａ】
2020515340.tif 000028
【図１３Ｂ】
2020515340.tif 000029
【図１３Ｃ】
2020515340.tif 000030
【図１４Ａ】
2020515340.tif 000031
【図１４Ｂ】
2020515340.tif 000032
【図１４Ｃ】
2020515340.tif 000033
【図１５Ａ】
2020515340.tif 000034
【図１５Ｂ】
2020515340.tif 000035
【国際調査報告】
2020515340.tif 000036
2020515340.tif 000037
2020515340.tif 000038
2020515340.tif 000039
2020515340.tif 000040