(57)【要約】  本発明は、医療器具ガイド装置に関し、装置は、医療器具と、支持部（３）及び支持部に配置された医療用撮像プローブ（４）を有するモニタ装置（２）と、スクリーン（１０）と、スクリーン及び少なくとも１つの３次元画像を生成するための医療用撮像プローブに接続された装置の制御ユニット（１１）と、を有し、制御ユニットは、少なくとも３次元画像から、少なくとも医療器具の変形を示す１つの２次元画像をスクリーン上に生成するように構成されており、制御ユニットは、挿入をターゲットまで延ばすために、医療器具の変形から医療器具の仮想的経路を見積もると共に、仮想的経路とターゲットとの間の少なくとも１つの間隔を推定するように構成されている。
2020534079.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
医療器具をガイドする装置であって、
−前記医療器具と、
−支持部（３）と、医療用撮像プローブ（４）と、を有するモニタ装置（２）であって、前記支持部の上に配置されると共に、患者の内部又は表面に存在する少なくとも１つのターゲットの近傍に配置されることを意図された、モニタ装置と、
−スクリーン（１０）と、
−少なくとも１つの３次元画像を生成するために、前記装置を制御すると共に、前記スクリーンと前記医療用撮像プローブとに接続された、制御ユニット（１１）と、
を備え、
前記制御ユニットは、少なくとも前記３次元画像から、前記医療器具の変形を示す少なくとも１つの２次元画像を前記スクリーン上に生成するように構成されており、
前記制御ユニットは、挿入が前記ターゲットのところまで継続されている場合に、前記医療器具の変形から前記医療器具の仮想的経路を見積もると共に、前記仮想的経路と前記ターゲットとの間の少なくとも１つの間隔を推定するように、構成されている、装置。
【請求項２】
前記制御ユニット（１１）は、前記医療器具の変形を示す２次元画像上に前記医療器具の前記仮想的経路を表示するように構成されている請求項１に記載の装置。
【請求項３】
前記制御ユニット（１１）は、変形した前記医療器具のいくつかの点から、変形した前記医療器具によって形成される線を算出し、
前記制御ユニットは、前記医療器具の前記仮想的経路を見積もるために当該線を使用するように構成されている、請求項１又は請求項２に記載の装置。
【請求項４】
前記制御ユニット（１１）は、前記間隔が所与の閾値を超過した際にアラームを起動する、請求項１から請求項３の何れか１項に記載の装置。
【請求項５】
前記制御ユニット（１１）は、前記アラームを起動するためのメッセージを前記スクリーン（１０）上に表示する、請求項４に記載の装置。
【請求項６】
少なくとも前記３次元画像又は前記２次元画像は、自動的にリフレッシュされる、請求項１から請求項５の何れか１項に記載の装置。
【請求項７】
前記仮想的経路は、自動的に更新され、かつ／又は、前記仮想的経路と前記ターゲットとの間の前記間隔は、自動的に更新される、請求項１から請求項６の何れか１項に記載の装置。
【請求項８】
前記医療器具は、前記モニタ装置（２）によって携帯される、請求項１から請求項７の何れか１項に記載の装置。
【請求項９】
前記医療器具は、前記モニタ装置の針ホルダ（５）によってガイドされる生検針（９）を有する、請求項１から請求項８の何れか１項に記載の装置。
【請求項１０】
前記装置は、少なくとも２つの前記医療器具を有し、
前記装置は、前記制御ユニット（１１）が、
−第１の医療器具の点を含む第１の２次元画像及び第２の医療器具の点を含む第２の２次元画像、及び／又は、
−前記第１の医療器具の点及び前記第２の医療器具の点を含む２次元画像、
を前記スクリーン（１０）上に生成するように構成されている、請求項１から請求項９の何れか１項に記載の装置。
【請求項１１】
前記医療器具の変形を示す前記２次元画像は、前記３次元画像によって定義された解剖学的体積への前記医療器具の導入の少なくとも１つの点を含み、当該点は、「前記医療器具の挿入点」と称される、請求項１から請求項１０の何れか１項に記載の装置。
【請求項１２】
前記医療器具の変形を示す前記２次元画像は、前記ターゲットに作用することを意図する前記医療器具の少なくとも１つの点を含み、当該点は、「前記医療器具の有用な部分」と称される、請求項１から請求項１１の何れか１項に記載の装置。
【請求項１３】
前記制御ユニット（１１）は、前記３次元画像から、前記医療器具の挿入点及び前記医療器具の有用な部分の両方を提示する少なくとも１つの２次元画像を前記スクリーン上に生成するように構成されている、請求項１１及び請求項１２に記載の装置。
【請求項１４】
前記制御ユニット（１１）は、少なくとも１つの２次元画像を前記スクリーン上に生成するように構成されており、当該２次元画像は、体積画像の軸の周りの振幅の平均又は合計の計算による前記体積画像の面への低減から導出されている、請求項１から請求項１３の何れか１項に記載の装置。
【請求項１５】
前記制御ユニット（１１）は、前記医療用撮像プローブの参照位置と前記医療器具の参照位置とを調整するために前記医療用撮像プローブを操縦できるように構成されている、請求項１から請求項１４の何れか１項に記載の装置。
【請求項１６】
請求項１から請求項１５の何れか１項に記載の装置を使用することによって、前記医療器具をガイドする方法であって、前記方法は、
−前記ターゲットの近傍内に前記医療用撮像プローブ（４）を移動させるステップと、
−前記医療器具を前記ターゲットへ移動させるステップと、
−少なくとも前記医療器具の変形を示す前記２次元画像を前記スクリーン（１０）上に表示するステップと、
−挿入が前記ターゲットまで継続されている場合に、前記３次元画像上及び／又は前記２次元画像上から選択された変形した前記医療器具のいくつかの点から、変形した前記医療器具によって形成される線を算出することによって、かつ、前記医療器具の前記仮想的経路を見積もるために当該線を使用することによって、前記医療器具の前記仮想的経路を見積もるステップと、
−前記仮想的経路と前記ターゲットとの間の少なくとも１つの間隔を推定するステップと、
を有する、方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、器具をガイドする装置に関する。本発明は、対応する方法にも関する。
【背景技術】
【０００２】
多くの手術は、天然又は人工的な開口部を通じて医療器具（以下、器具と称する。）を患者の身体に挿入することを伴っている。これは、例えば、（サンプルを収集するための）針の挿入を伴う生体検査、（放射性シードの位置決めをするための）カテーテルの挿入を伴う近接照射療法、又は、凍結療法又はレーザー療法などのその他の目標が絞られた治療に当てはまる。
【０００３】
このため、通常は、患者の身体内における器具の位置を監視するために器具には医療撮像システムが与えられる。
【０００４】
従って、前立腺の生体検査の場合は、医療用撮像プローブを伴う針ホルダを備える装置が知られている。
【０００５】
経直腸的アプローチ（transrectal approach）の場合は、針ホルダは、プローブに固く接続され、かつ、プローブと共に患者の直腸に導入される。このため、針ホルダが直腸に接触する位置にあるときには、針ホルダは、生検針をガイドするための単一の開口部だけを有する。
【０００６】
とりわけ、針ホルダは前立腺のすぐ近くに位置していることから、操作者にとって針を正しく管理することは比較的単純であることがわかる。
【０００７】
対照的に、経会陰アプローチ（transperineal approach）では、針をガイドすることはもっと難しいことがわかる。その理由は、このアプローチによれば、直腸に導入されるのはプローブのみであり、針ホルダは、患者の会陰の皮膚に接触して置かれた状態で患者の外側に留まっているからである。それゆえ、針は、より広範な移動経路を有し、そのことが針の操縦をより複雑にする。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
患者に対する器具の操縦をより容易にするガイド装置を利用可能にすることが本発明の目的の１つである。
【０００９】
対応する方法を利用可能にすることも、本発明の目的の１つである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
この目的を実現するために、医療器具をガイドする装置を提案しており、ガイド装置（以下、装置と称する。）は、
−医療器具と、
−支持部と、支持部に配置され、患者の内部又は表面にある少なくとも１つのターゲットの近傍に配置することを意図する医療用撮像プローブと、を有するモニタ装置と、
−スクリーンと、
−装置を制御し、かつ、少なくとも１つの３次元画像を生成するためにスクリーン及びプローブに接続された制御ユニットであって、
スクリーン上に、少なくとも１つの３次元画像から医療器具の変形を示す少なくとも１つの２次元画像を生成するように構成され、
医療器具の変形から医療器具のターゲットまでの挿入を継続する場合の医療器具の仮想的経路を見積もり、この推定から仮想的経路とターゲットとの間の少なくとも１つの間隔を推定するように構成されている、制御ユニットと、を備える。
【００１１】
このため、器具の画像を取得することによって、とりわけ、器具がターゲット上における器具の適用を意図する位置に対して移動していた場合に、器具をガイドすることがより容易となる。
【００１２】
このように、操作者は、器具が変形したことを表示するスクリーンを見ると、操作を停止することができる。仮想的経路とターゲットとの間の間隔についての制御ユニットからの結果に応じて、操作者は、器具を良好な位置に置くために、器具を引き下げることができ、又は、可能であれば器具の軌跡をできる限り調節及び補正することによって操作を続けることができる。
【００１３】
本発明は、ターゲットに対する器具の位置決めの支援にとりわけ有用であることがわかる。
【００１４】
特に、本発明なしでは、臨床医は、器具がターゲットへ容易に到達し得たとして、器具を引き下げるかもしれない。さらに悪いことには、臨床医は、ターゲットへ到達することを期待して操作を十分に続けるかもしれないが、成功しない。
【００１５】
本発明は、このように、挿入の最適化と処置の継続時間の低減とを可能にする。さらには、不適切な位置へ器具が移動するリスクも小さくなる。前立腺の生体検査を例に挙げれば、本発明は、針の不適切な配置によって針が膀胱に刺さるリスクを制限している。
【００１６】
生体検査の場合には、感染及び出血のリスクも低減する。
【００１７】
本発明は、このように、手術する解剖学的な体積（anatomical volume）の３次元画像のみならず、少なくともそのうちの１つが必要に応じて器具の変形を表示できる複数の２次元画像も表示する可能性を操作者に提供する。
【００１８】
本発明は、操作者に器具とターゲットとする解剖学的な体積との関係をより簡単に可視化することを許容すると共に、ターゲットとする解剖学的な体積に対してより効果的に介入することができる。これに加えて、２次元画像は、３次元画像を処理することによって生成され、支持部の移動を必要とすることなく生成することができる。
【００１９】
さらに、例えば、器具の投影を含む２次元画像のように、プローブによって直接的に接近可能ではない画像をスクリーン上に表示することが可能である。
【００２０】
本明細書における「器具の変形」は、器具の意図しない変形及び器具の意図した変形（即ち、手術手法に関する理由から必要とされる変形）の両方として理解される。そして、例えば、器具がほぼ直線的な方向に延在していない場合（例えば、器具が湾曲している）の器具の永久ひずみとしても理解され、そのような器具は、ターゲットに対して移動する間に意図的又は非意図的な追加の変形を生じうることが理解される。さらには、変形は、同様に湾曲したまま又は斜めになったままのものもあり得る（その場合は、器具のずれを引き起こす）。
【００２１】
特に、本発明は、経会陰アプローチによる生体検査のために使用することができ、器具の良好にガイドすることが確保される。
【００２２】
ここで、ターゲットとは、患者の外側の範囲と患者の内側の範囲との両方を意味するものと理解される。非限定的な例として、ターゲットはこのようなものであってよい、
−悪性又は疑わしいと考えられる腫瘍又は患者の身体のその他の範囲、
−例えば、腎臓、乳房、子宮、甲状腺、肝臓、膀胱、尿道、若しくは前立腺等の臓器、又は、ダグラス窩等の空洞、又は、直腸などの臓器及びその直近の環境、のような解剖学的な体積、
−解剖学的な体積自体、臓器、空洞、臓器の直近の環境等の内部における特定の範囲、
−器具の計画された位置、
−解剖学的な体積自体、臓器、空洞、臓器の直近の環境の表面における特定の範囲、又は、使用者の皮膚の表面、粘膜、悪性若しくは疑わしいと考えられる患者の身体の範囲。
【００２３】
さらに、プローブが、開口部を介して患者の身体に導入されるものである場合には、開口部は、天然及び人工的のどちらでもよい。
【００２４】
任意で、制御ユニットは、器具の変形を示す２次元画像上に器具の仮想的経路を表示するように構成される。
【００２５】
任意で、制御ユニットは、変形した器具のいくつかの点から、変形した器具によって形成される線を演算し、器具の仮想的経路を見積もるためにこの線を使用するように構成される。
【００２６】
任意で、制御ユニットは、間隔が所与の閾値を超えた場合に、アラームを作動する。
【００２７】
任意で、制御ユニットは、アラームを作動するためのメッセージをスクリーン上に表示する。
【００２８】
任意で、少なくとも３次元画像又は２次元画像は、自動的にリフレッシュされる。
【００２９】
任意で、仮想的経路は、自動的に更新されており、かつ／又は、仮想的経路とターゲットとの間の間隔は、自動的に更新される。
【００３０】
特に、器具は、モニタ装置によって携帯される。
【００３１】
特に、器具は、モニタ装置の針ホルダによって導かれる生検針を有する。
【００３２】
特に、装置は、少なくとも２つの器具を有しており、装置は、制御ユニットが、スクリーン上に、
−第１の器具の点を含む第１の２次元画像及び第２の器具の点を含む第２の２次元画像、並びに／又は、
−第１の器具の点及び第２の器具の点を含む２次元画像、
を生成するように構成されている。
【００３３】
特に、器具の変形を示す２次元画像は、３次元画像によって定義された解剖学的な体積の内部への器具の導入の少なくとも１つの点を有しており、当該点は、「器具の挿入点（point of insertion of the instrument）」と称される。
【００３４】
特に、器具の変形を示す２次元画像は、ターゲットに作用することを意図する器具の少なくとも１つの点を含み、当該点は、「器具の有用な部分（useful part of the instrument）」と称される。
【００３５】
特に、制御ユニットは、器具の挿入点及び有用な部分の両方を表示する少なくとも１つの２次元画像を３次元画像からスクリーンに生成するように構成されている。
【００３６】
特定の一つの実施形態によれば、制御ユニットは、スクリーン上に少なくとも１つの２次元画像を生成するように構成されており、２次元画像は、体積画像の軸線回りの振幅の平均又は合計を演算することによって体積画像から平面画像へ低減することから得られている。
【００３７】
特に、制御ユニットは、プローブの参照点と器具の参照点とを調整するためにプローブを操縦することができるように配置されている。
【００３８】
本発明は、このような装置を使用することによって医療器具をガイドする方法にも関しており、方法は、
−プローブをターゲットの近傍に移動させるステップと、
−器具をターゲットまで移動させるステップと、
−少なくとも器具の変形を示す２次元画像をスクリーン上に表示するステップと、
−ターゲットまでの器具の挿入が継続されている場合に、器具の仮想的経路を見積もるステップと、
−仮想的経路から、当該仮想的経路とターゲットとの間の少なくとも１つの間隔を導出するステップと、
を有する。
【００３９】
本発明の他の特徴及び利点については、本発明の特定の非限定的な実施形態に関する以下の説明を読むことによって明らかになるであろう。
【００４０】
以下の説明には、以下の添付の図を参照する。
【図面の簡単な説明】
【００４１】
【図１】図１は、本発明の第１の実施形態によるガイド装置の概略図である。
【図２】図２は、図１に示された装置を部分的に示す。
【図３ａ】図３ａは、図２に示された装置のプローブを介して操作者に示されうる様々な２次元平面を示す。
【図３ｂ】図３ｂは、図２に示された装置のプローブを介して操作者に示されうる様々な２次元平面を示す。
【図３ｃ】図３ｃは、図２に示された装置のプローブを介して操作者に示されうる様々な２次元平面を示す。
【図３ｄ】図３ｄは、図２に示された装置のプローブを介して操作者に示されうる様々な２次元平面を示す。
【図４】図４は、図１に示された装置を部分的に示す。
【図５ａ】図５ａは、図１に示された装置を部分的に示す。
【図５ｂ】図５ｂは、図４に示された装置のプローブを介して操作者に示されうる様々な２次元平面を示す。
【図５ｃ】図５ｃは、図４に示された装置のプローブを介して操作者に示されうる様々な２次元平面を示す。
【図５ｄ】図５ｄは、図４に示された装置のプローブを介して操作者に示されうる様々な２次元平面を示す。
【図６】図１に示された装置を部分的に示す。
【図７ａ】図１に示された装置による一つの実施形態における様々なステップを示すダイアグラムである。
【図７ｂ】図７ｂは、図４に示された装置のプローブを介して操作者に示されうる様々な２次元平面を示す。
【図７ｃ】図７ｃは、図４に示された装置のプローブを介して操作者に示されうる様々な２次元平面を示す。
【図８】図８は、本発明の第２の実施形態によるガイド装置の概略図である。
【図９ａ】図９ａは、本発明の第３実施形態によるガイド装置の一部分の部分概略図である。
【図９ｂ】図９ｂは、図９ａに示された装置のプローブを介して操作者に示されうる様々な２次元平面を示す。
【図９ｃ】図９ｃは、図９ａに示された装置のプローブを介して操作者に示されうる様々な２次元平面を示す。
【図９ｄ】図９ｄは、図９ａに示された装置のプローブを介して操作者に示されうる様々な２次元平面を示す。
【図１０】図１０は、本発明の第４実施形態によるガイド装置の一部分の概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００４２】
図１を参照すると、概ね符号１に示された本発明の第１実施形態によるガイド装置は、特に経会陰アプローチによる患者の前立腺の生体検査のために使用されている。
【００４３】
このような適用は、当然ことながら限定ではなく、ガイド装置１は、切除などの他の医療的処置のため、及び／又は、他のターゲット及び、例えば、腎臓、肝臓、子宮等のような他の解剖学的な体積の内部の他の特定の範囲のために使用されうる。
【００４４】
ガイド装置１は、患者の直腸への挿入を促進するために全般的にＸ軸に沿って長手方向に延在するモニタ装置２を有する。
【００４５】
好ましくは、装置２は、支持部３を有しており、支持部３は、Ｘ軸に平行に延在すると共に、近位側の端部は操作者によって把持されることを意図しており、装置２の肩部１３によって遠位側の端部まで連続している。肩部は、前立腺及びその環境の３次元画像の生成を許容するために機具の医療用撮像プローブ４によって連続しており、当該プローブは、Ｘ軸に沿って延在する。
【００４６】
これによって、装置２は、肩部１３に起因して操作者によるより容易な操作が可能とされている。
【００４７】
プローブ４は、ここでは、超音波プローブであり、患者の直腸内に導入することが意図されている。
【００４８】
従って、この場合には、本発明の特定の実施形態によるガイド装置１は、直腸内の超音波撮像を伴う経会陰アプローチによる患者の前立腺の生体検査のために使用されている。
【００４９】
この用途は、当然ながら限定ではなく、他の種類の画像、即ち、他の種類のプローブを伴ってガイド装置１を使用することができる。従って、画像を直接的に生成するプローブ又は送信する情報から画像を生成することを可能にするプローブを使用し得る。プローブは、超音波タイプのプローブとされてもよい。同様の方法によって、プローブは、２次元画像（ガイド装置１は、プローブによって提供される様々な２次元画像から３次元画像を再生成する）を生成することができ、又は、プローブは、３次元画像を直接的に生成することができる。プローブは、動力化又は非動力化することができる。プローブによって実行される走査は、プローブの回転又はプローブに配置された様々なセンサによって実現される。例えば、プローブは、全て互いに平行に延在する圧電センサの列を有し、圧電センサの列は、様々な方向の２次元画像を取得するために順次起動される。
【００５０】
ここでは、プローブ４は、３次元画像を直接的に供給する、又は、プローブ４は、処理することによって３次元画像の生成が可能となる２次元画像を提供する。
【００５１】
プローブ４は、ここでは、以下のプローブの中から選択される。
−２次元画像を供給すると共に様々な方向での２次元画像を生成するために動力化されたプローブ、
−２次元画像を供給すると共に様々な方向での２次元画像を生成できるようにプローブの様々な位置に配置された複数のセンサを備えており、プローブに配置された様々なセンサの動作によってプローブを移動させることなく様々な方向での２次元画像を生成できるようにするプローブ、
−１つ又は複数のセンサによって（プローブの動力化によって、又は、上記に提案するようなプローブの様々な場所に配置されたセンサの何れか）取得された２次元画像の合成によって３次元画像を供給するプローブ、
−３次元データのフローの取得によって３次元画像を直接的に供給するプローブ。
【００５２】
好ましくは、プローブ４は、規則的な間隔で自動的に新しい画像を供給し、操作者が利用可能な情報の自動的なリフレッシュを許容する。
【００５３】
画像は、プローブ４が完全な新しい走査を実行した際又は（例えば、「スライス」における体積画像のリフレッシュを許容する）プローブ４による新しい走査の間の何れかの場合にリフレッシュされる。
【００５４】
従って、プローブ４は、時間に伴ってリフレッシュされる体積のデータのフローを取得することが可能になっていることから「４次元」又は「４Ｄ」プローブと称される（時間が第４の次元を形成する）。
【００５５】
全ての場合に、３次元画像を最終的に生成するために走査が必要とされるならば、プローブ４によって実行される走査は、（プローブがモータを有する）動力化、又は、（様々なセンサによって）電子化されたものの何れかであり、手動（即ち、３次元画像の創出を許容する新しい２次元画像を取得するためにプローブの手動による移動が操作者に委ねられる）によるものではない。
【００５６】
特に、プローブ４は、ここでは、動力化された超音波プローブとされている。従って、プローブ４は、２次元画像を生成する超音波アレイと、その回転がプローブ４の長手方向Ｙ軸回りの超音波アレイの回転を生じさせるようにプローブ４の内部に配置されたモータと、を有する。ここで、プローブは、超音波アレイの回転の軸がＸ軸と一致するように監視支持部の内部に配置されている。
【００５７】
モータは、使用時には、（プローブ４のものでもある）アレイの参照位置を中心とする回転範囲内で超音波アレイを回転させるため、アレイは、所与の角度範囲で２次元画像を取得することができ、その画像から対応する体積の画像が再構成される。さらに、プローブ４は、モータがアレイを新しい参照位置に導けるように、かつ／又は、所与の参照位置の回りの回転範囲を修正できるように構成されている。プローブ４は、ここでは、アレイがその参照位置回りに＋又は−Ｘ度の連続的な走査を実行できるように構成されており、Ｘは、０から９０の間とされ、好ましくは０から８５の間とされ、意図する適用によって選択される（特定の点、特定の区画等を検索する）。
【００５８】
モータは、通常、プローブ４によって送信されたデータから生成された３次元画像が、プローブ４による操作の間に０．１から６．５ヘルツの間、好ましくは、０．２から６ヘルツの間の周波数でリフレッシュされるように制御されている。本発明の特定の実施形態では、これによって、「４Ｄ」の体積の画像を操作者に表示することが可能となり、操作者の作業を促進する。
【００５９】
ガイド装置１は、医療器具も有する。器具は、例えば、モニタ装置２に固く接続された針ホルダ５の内部に取り付けられ、針ホルダ５の内部を摺動する生検針９（以下、針９と称する。）を有する。このようにして、針９は、モニタ装置２の針ホルダ５を介してモニタ装置２によって携帯される。針ホルダ５は、ここでは、肩部１３から下流側で（支持部３からプローブ４への方向で）モニタ装置２に配置されている。
【００６０】
特に、針ホルダ５は、Ｘ軸に対してほぼ垂直であるＺ軸に沿って延在し、互いにかつＸ軸に対して平行な複数の溝８（ここでは、その１つだけに符号が付与されている。）を備えたプレート６を有する。針ホルダ５は、溝８の向かい側に針９が挿入することができる開口部を形成するために１つの溝８から別の溝へ移動可能なスタッド７も有する。
【００６１】
スタッド７は、特に、針９が寄生して移動することを制限することによって針９の操作を促進する。
【００６２】
このように、針９は、針９が会陰内に係合する高さを明確にできるように様々な高さで針ホルダ５の内部に挿入することができる。
【００６３】
スタッド７は、ここでは、溝の長さよりも短い長さであり、関連する溝の近位端に配置されている。これに代えて、スタッド７は、溝と同一の長さであってもよい。
【００６４】
好ましくは、スタッド７は、針９を挿入するべき開口部を探し当てることをより容易にするためにプレート６とは異なる色とされている。
【００６５】
好ましくは、プレート６は、プレート６の異なる溝８、即ち、プレート６の異なるレベルを識別できるようにグラフィックマーカー（目盛り、英数字等）を有する。
【００６６】
従って、同一のツール（器具９と組み合わせた装置２）によって、かつ、同一の移動において、操作者は、予定されている生体検査のための準備において針ホルダ５及び会陰に接する関連する針９の位置決めをする間に、少なくともプローブ４の遠位端を患者の直腸に導入することによって前立腺の近傍におけるプローブ４の位置決めすることができる。
【００６７】
従って、これによってガイド装置１の操縦が簡単になる。
【００６８】
さらには、ガイド装置１は、スクリーン１０及びガイド装置１を制御する制御ユニット１１も備える。
【００６９】
ガイド装置１は、例えば、マウス及び／又はキーボード及び／又は（ひょっとしたら、画像が表示されるスクリーン１０と合致する）タッチセンサパネルであり、操作者がガイド装置１とやり取りすることを許容するヒューマンマシンインターフェイス（ここでは示されていない）も有する。
【００７０】
従って、制御ユニット１１は、プローブ４とスクリーン１０とに接続され、（ここでは、４Ｄとして作動している）プローブ４によって送信されたデータから少なくとも１つの３次元画像を、ここでは、スクリーン１０上に生成する。この場合では、制御ユニット１１は、スクリーン１０に投影される対応する体積の画像を生成するために送信された２次元画像を処理する。ここで、プローブ４及び特にアレイの回転を監視する。
【００７１】
制御ユニット１１は、（例えば、プローブ４の２次元データから生成された一般的な３次元画像に基づいて、若しくは、直接的にプローブ４の２次元データに基づいて作業することによって、又は、モータを介してプローブ４を慎重に移動させることによって）支持部３を移動させることなく、プローブ４によって送信されたデータから少なくとも１つの２次元画像をスクリーン１０上に生成するようにも構成されている。従って、上記に示されるように、画像は、プローブ４が完全に新しい走査を実行した際、又は、プローブ４が部分的に新しい走査を実行した際に、リフレッシュされている。
【００７２】
制御ユニット１１は、支持部３を移動させることなく、自動的なリフレッシュを伴って、プローブ４によって提供されるデータから、３次元画像のみならず、
−Ｘ軸を備えた３次元画像の中央切断面によって定義された画像であって、その参照位置においてプローブ４によって取得された２Ｄ画像に実質的に対応する中央２Ｄ画像（以下、中央画像と称する。）
−中央画像の面に平行な面によって定義された２Ｄ画像、及び／又は、
−中央画像の面に含まれる又は中央画像に対して垂直な面によって定義された２Ｄ画像であって、例えば、Ｘ軸に対して「直交」及び垂直と称される２Ｄ画像、及び／又は、
−湾曲した表面によって定義された２Ｄ画像、
−等、
を生成することができる。
【００７３】
好ましくは、制御ユニット１１は、３次元画像上に、スクリーン１０に存在する他の２Ｄ画像を定義する１つ又は複数の平面、湾曲面を記号、符号等で表すことができるように構成されている。例えば、制御ユニット１１は、スクリーン１０に中央画像の面と、当該中央画像が生成された面の描写を伴う（例えば、異なる色によって）当該中央画像が取得される３次元画像と、を同時に表示する。
【００７４】
これによって、操作者による中央画像の解釈が促進される。
【００７５】
特定の一つの実施形態によれば、制御ユニットは、様々なデータ及び特にスクリーン１０上に表示される様々な画像を記録するためのメモリを有する。これらの記録は、自動的にされてもよく、かつ／又は、マンマシンインターフェイスを介して操作者によって制御されてもよい。
【００７６】
メモリ内に記録されているデータは、例えば、装置自体又は外部要素によって活用されている。例えば、専らではないけれども、記録されているデータは、実行を要する生体検査のマップを変更するために使用される。好ましい一つの実施形態によれば、制御ユニット１１は、スクリーン１０上に表示される２次元画像の品質を自動的に最適化するように構成されている。最適化は、例えば、器具及び／又は探しているターゲット並びに／若しくは潜在的には操作者によって捕捉される３次元画像の特定の範囲に基づいたものであってよい。
【００７７】
通常、制御ユニット１１は、スクリーン１０に投影された画像の品質を最適化するために、少なくとも、プローブ４のパラメータの１つ及び／又は画像のパラメータの１つ（例えば、焦点、超音波周波数、ダイナミックレンジ、ゲイン、輝度、コントラスト等）を適合する。
【００７８】
制御ユニットは、各々の画像の品質を個別に最適化し、かつ／又は、グローバルな方式によって異なる画像を最適化するように、構成することができる。
【００７９】
器具をガイドすることを促進するために、制御ユニット１１は、さらにスクリーン１０上に器具の少なくとも１つの点を含む少なくとも１つの２次元画像を投影するように構成されており、当該画像は、規則的かつ自動的にリフレッシュされている。
【００８０】
図２及び図３ａ〜図３ｄを参照し、かつ、特定の一つの実施形態によると、点とは、３次元画像によって定義された解剖学的な体積の内部への針９の導入点である。当該導入点は、一般的に（専らではないけれども）患者の会陰と前立腺との間に位置する内部体積の内部に位置しており、この内部体積は、前立腺の直近の環境に位置している。針９の導入点は、解剖学的な体積の内部への針９の導入の点（即ち、針と解剖学的な体積の近接した範囲との間で交差する点）である。
【００８１】
針の挿入の前に、制御ユニット１１は、参照位置が針ホルダ５に対して中央になるようにプローブ４を監視する。これによって、針９の挿入点は、スクリーン１０上に投影された（Ｘ軸及びＺ軸を通過する切断面によって定義された）中央２Ｄ画像に示される。制御ユニット１１は、それから参照位置及びＸ軸を中心としたプローブ４による走査を指示する。プローブ４によってカバーされる空間は、ここでは、図２の破線によって表されると共に符号１２が付与されている。操作者は、さらに針９を会陰に挿入する。針９は、これによって３次元の体積画像の内部に現われる。
【００８２】
針９が針ホルダ５のプレート６の面内において適切に延在しているならば、制御ユニット１１は、スクリーン１０に、針９の挿入点を含む中央２Ｄ画像を表示する。この目的のために、制御ユニット１１は、プローブ４の中央２Ｄ画像を直接的に取得する。このように、使用者にとって重要な情報を提供する新しい２Ｄ画像がスクリーン１０上に表示される。
【００８３】
しかしながら、針９がプレート６の当該面に対して最終的にオフセットした場合には、中央画像は、針９の挿入点も針９も示さない（中央画像を示す図３ａを参照）。
【００８４】
このような場合には、自動的又はマンマシンインターフェイスを介した操作者の要求に従うかの何れかによって、制御ユニット１１は、体積画像のＸ軸に対して垂直な断面によって定義され、３次元画像によって定義された解剖学的な体積の境界を通過する、直交と称される近接２Ｄ画像を生成する。
【００８５】
当該近接２Ｄ画像は、操作者のためにスクリーン１０上に任意で表示される。（近接画像を描写する）図３ｂに示されるように、近接２Ｄ画像は、挿入点を適切に含んでいる。
【００８６】
好ましくは、制御ユニット１１は、自動的に又は操作者の要求の何れかによってスクリーン１０上に挿入点を含む少なくとも１つの新しい２Ｄ画像を生成する。この新しい２Ｄ画像は、例えば、
−中央２Ｄ画像に平行であり、従って、挿入点を含む２Ｄ画像（制御ユニット１１が体積画像から画像を抽出する）、
−中央２Ｄ画像に対して斜めであり、Ｘ軸及び挿入点を含む２Ｄ画像（制御ユニット１１が体積画像から画像を抽出する）、
−図３ｄに示されるように、挿入点を含む新しい中央２Ｄ画像であって、新しい画像を描写する画像である（制御ユニット１１は、図３ｃに示されるように、針９及びプローブ４の参照位置を調整するためにプローブ４の回転を要求し、制御ユニット１１は、画像処理によって針９を識別すると共にプローブ４に対する針９の位置の特定を利用してプローブ４を変位させる。画像は、このように、体積画像を経由することなくプローブ４によって直接的に生成することができる）。これに代えて、プローブ４は、動力化されていないが電子的な走査を許容する場合には、プローブの他のセンサ（電子的な走査であり、もはや、動力化されてはいない）を起動することによって新しい中央画像の生成を保証することができる。
【００８７】
従って、スクリーン１０は、針９の挿入点を含む少なくとも１つの画像を表示しており、このことは、針９をガイドすることを促進することができる。当然ながら、上述したいくつかの画像は、スクリーン１０上に同時に表示することができる。
【００８８】
このことは、支持部３を移動させる必要なく患者の身体の別の部分と器具とを可視化することを可能にする。
【００８９】
有利なことに、ここでは、これらの様々な画像は自動的にリフレッシュされている。
【００９０】
通常、挿入点の捜索におけるプローブ４の走査の間には、アレイは参照位置を中心とする＋又は−Ａ度の連続的な走査を実行しており、Ａは、５〜１５とされ、好ましくはほぼ１０とされる。このため、回転の速度は、ほぼ６０度／秒と定義される。
【００９１】
表示された画像は、ほぼ６ヘルツの周波数に自動的にリフレッシュされ、４Ｄでの動作が可能となる。２次元画像及び体積画像は、同一の周波数でリフレッシュされており、この場合に、体積画像は、モータの回転の両方の方向にリフレッシュされていることに留意されたい。
【００９２】
好ましくは、表示された画像とは独立的に、一旦挿入点が識別されれば、制御ユニット１１は、プローブ４に針９の挿入点とプローブ４の参照位置とを調整すると共にプローブ４による走査を前立腺上の作業範囲に再度集中するためにプローブ４の走査の振幅を低減する。これによって、異なる画像のより規則的なリフレッシュを保証する。
【００９３】
特定の一つの実施形態によれば、操作者が、もはや体積画像のリフレッシュを必要としない場合には、プローブ４による走査は、一時的に停止される。このような場合には、プローブ４は、中央２Ｄ画像のみをより高い周波数で取得し（これは、３次元画像を介することなく自動的に発生する）、画像のより規則的なリフレッシュを保証する。この場合の周波数は、１５ヘルツよりも大きい。通常、画像は、ほぼ２０ヘルツの周波数でリフレッシュされる。従って、このように、作業は自動的なリフレッシュを再度伴っているが、中央２Ｄ画像のレベルだけである。
【００９４】
とりわけ、１つ又は複数のパラメータ及び／又は画像は、針９の挿入点及び／又は方向が記録されうるようにメモリに記録されている。これらのデータは、例えば、生検または治療のマッピングにおいてこれらの様々なデータを考慮に入れて位置を表示するために使用される。
【００９５】
図４及び図５ａ〜図５ｄを参照し、かつ、特定の一つの実施形態によると、点は、器具の有用な部分（即ち、前立腺に対して作用することを意図する器具の一部）である。この場合には、有用な部分は、針９の自由端部（即ち、生体検査を実行することを意図する端部）である。
【００９６】
制御ユニット１１は、参照位置が針ホルダ５に対して中央に位置するように（あるいは、第１実施形態の選択肢として示されているように、参照位置が針９の挿入点に対して中央に位置するように）プローブ４を監視する。これによって、前立腺内における針９の自由端部と考えられる部分は、スクリーン１０上に投影された中央２Ｄ画像上に示される。このため、制御ユニット１１は、参照位置及びＸ軸周辺の走査をプローブ４に指示する。従って、プローブ４によってカバーされた空間１２は、ここでは、図４の破線によって表示されている。
【００９７】
針９が中央２Ｄ画像の面内において前立腺の内部に適切に延在している場合は、制御ユニット１１は、スクリーン１０上に中央２Ｄ画像を表示し、これには、針９の自由端部が含まれている。この目的のため、制御ユニット１１は、プローブ４の中央２Ｄ画像を直接的に取得する。従って、使用者にとって重要な情報を提供する新しい２Ｄ画像が、スクリーン１０上に表示される。
【００９８】
しかしながら、針９が、最終的に面に対してオフセットした場合には、図５ｂからわかるように、中央画像は、針９の自由端を示さない。特に、針９は、その形状によっては容易に変形可能である。針９の変形は、望ましくないかもしれないが、望ましくかつ制御可能な場合もある。実際に、新技術は、障害物をバイパスすることによって、そうしなければアクセスできない範囲にアクセスするために、針の変形の活用を可能にする。それにもかかわらず、全ての場合において、針９の変形は、中央画像上における針９の自由端の非可視化を引き起こす。
【００９９】
この場合には、自動的又はマンマシンインターフェイスを介した操作者による要求に従うことの何れかによって、制御ユニット１１は、スクリーン１０上に針９の自由端部を含む少なくとも１つの新しい２Ｄ画像を生成する。
この新しい２Ｄ画像は、例えば、
−図５ｄに示されるように、中央画像を定義する面に対して傾斜した又は直交する切断面によって定義された傾斜した２Ｄ画像であって、当該切断面は、針９の自由端部を含み（制御ユニットが体積画像から２Ｄ画像を抽出する）、かつ、好ましくは、Ｘ軸に対して平行である、傾斜した２Ｄ画像、
−中央画像を定義する面に対して傾斜又は直交した切断面における針の投影によって定義された傾斜した２Ｄ画像であって、当該切断面は、針９の自由端部を含み（制御ユニットが体積画像から２Ｄ画像を抽出する）、かつ、好ましくは、Ｘ軸に対して平行である、傾斜した２Ｄ画像、
−図５ｃに示されるように、針９の変形に応じた湾曲した表面から導出された２Ｄ画像（制御ユニット１１は、例えば、針９の変形及び湾曲した表面の面上への投影の結果として特定された湾曲した表面によって体積画像から画像を抽出し、それから画像を定義する。）、
−全般的な体積画像から平面への低減から導出された２Ｄ画像（例えば、制御ユニット１１は、針９の位置に従って所与の軸の周りの平均、合計、又は最大振幅を演算する。）、
である。
【０１００】
従って、スクリーン１０は、針９の自由端部を含む少なくとも１つの画像を表示し、これによって、針９をガイドすることをより容易にする。当然ながら、上述のいくつかの画像は、スクリーン上に同時に表示することができる。
【０１０１】
有利なことには、これらの様々な画像は、ここでは、自動的にリフレッシュされており、これによって、患者の内部における針９の進行を追跡することが可能となり、かつ、針９の操縦を単純にすることができる。特に、操作者は、前立腺内での針９の道筋をとても厳密に追跡することができる。
【０１０２】
さらには、支持部３を移動させる必要なく、患者の身体及び器具の別の部分の可視化が可能である。有利なことには、画像は、患者の内部に挿入された針９の全体を可視化することが可能であり、器具の操縦がさらに促進される。特に、ここでは、針９の挿入点も可視化することができる。
【０１０３】
従って、針９の湾曲の全体を可視化することができる。
【０１０４】
好ましくは、制御ユニット１１は、メモリ内に針９の湾曲（針９の挿入点及び自由端部の曲がりを識別する画像又は座標点の何れかをできるだけ中間点と共に、等）を記録する。これは、生体検査マッピングに統合するために引き続き使用することができる。
【０１０５】
任意で、表示された画像とは独立して、一旦自由端部が識別されると、制御ユニット１１は、プローブ４にプローブ４の参照位置と針９の自由端部とを調整させると共にプローブ４による走査を前立腺上の作業範囲に再度集中するためにプローブ４の走査の振幅を低減する。このように、異なる画像のより規則的なリフレッシュを保証する。
【０１０６】
特定の一つの実施形態によれば、操作者が、もはや体積画像のリフレッシュを必要としない場合には、プローブ４による走査は、一時的に停止される。このような場合には、プローブ４は、中央２Ｄ画像のみをより高い周波数で取得し（これは、３次元画像を介することなく自動的に）、画像のより規則的なリフレッシュを保証する。この場合の周波数は、１５ヘルツよりも大きい。通常、画像は、ほぼ２０ヘルツの周波数でリフレッシュされる。従って、このように、作業は自動的な中央２Ｄ画像のレベルでのリフレッシュを再度伴っている。
【０１０７】
とりわけ、１つ又は複数のパラメータ及び／又は画像は、針９の挿入点及び／又は方向及び／又は変形が記録されうるようにメモリに記録されている。これらのデータは、例えば、生検または治療のマッピングにおいてこれらの様々なデータを考慮に入れて位置を表示するため、又は、理論値（即ち、針９の変形のない）に関する実際の値を保存及び表示するため、に使用される。このことは、将来において、将来のサンプリング位置において予期される変形を予測することを可能にしうる。
【０１０８】
この実施形態は、図６に示されるように、針９が湾曲するように変形せず、その代わりに傾斜する場合にも適用される。
【０１０９】
この場合には、これに加えて又はこれに代えて、制御ユニット１１は、スクリーン１０上に、針９の存在する面と一致した面の少なくとも１つの新しい２Ｄ画像を生成することができる（制御ユニット１１は、体積画像から画像を抽出する）。
【０１１０】
上記に記載されたガイド装置１によれば、経会陰アプローチであっても、このように前立腺内におけるターゲットへ向けた針９の挿入を検出及び追跡することが可能である。とりわけ、制御ユニット１１は、１つ又は複数の表示された画像内へのターゲット（又は、複数のターゲット）の挿入を許容することができる。例えば、ターゲットは、グラフィック要素（円、球体、星、英数字要素）、及び／又は、画像の残りの部分とは異なる色によって描写される。このことは、特に針９とターゲットとの間の間隔の監視を可能にすることによって操作者の作業を促進する。
【０１１１】
特に、制御ユニット１１は、１つ又は複数の表示された画像内への計画された軌跡（即ち、針がターゲットへ到達するために従うべき軌跡）の挿入を許容することができる。例えば、計画された軌跡は、特定のマーク（例えば、点線）によって描写されると共に／又は、画像の残りの部分とは異なる色を有する。このことは、特に、針９とターゲットとの間の間隔の監視を可能にすることによって操作者の作業を促進する。
【０１１２】
このことは、一般的に針９及び医療装置１をより良好に操縦することを可能にする。特に、操作者が針９を前立腺に挿入する位置及び深さをより良好に操作することを可能にする。
【０１１３】
ターゲット及び／又は計画された軌跡は、例えば、生体検査の計画の際に生体検査に先立って特定され、又は、患者及び特に前立腺の最初の画像が取得された後の生体検査の開始時点に定義される。
【０１１４】
プローブ４によって送信された情報は、装置２を移動させることなく、又は、プローブ４の参照位置を移動させることすらなく、挿入点、有用な部分、挿入の角度、及び針９の湾曲を識別するために異なる視点によって前立腺及びその直近の環境を調査することを可能にする。
【０１１５】
このような画像の表示は、ガイド装置１なしには利用することができず、ガイド装置１は、傾斜した、湾曲した、直交する断面等の画像の表示を可能にしていることに留意されたい。
【０１１６】
これに加えて、画像は、自動的にリフレッシュされており、これによって針９の良好な監視を許容する。
【０１１７】
有利なことには、ガイド装置１は、挿入点又は器具の有用な部分を含む２次元画像を生成するために何の特定のセンサを必要としない。
【０１１８】
図７ａを参照して、装置の別の実施形態について説明する。
【０１１９】
上記に示されたように、針９は、プローブ４によって取得された画像、特に２次元及び／又は３次元画像を援用することによって患者の身体に導入される。
【０１２０】
針９が前立腺内の所望するターゲットへ到達した場合には（これは、例えば、前立腺の２次元及び／又は３次元画像によって検証することができる）、生体検査は成功しており、かつ、ここで終了する。
【０１２１】
対照的に、針９の望ましくない変形が画像上に観察される場合、及び／又は、針が計画された軌跡を逸脱する場合には、針９がターゲットへ到達していないリスクがある。
【０１２２】
針９の変形の検出は、視覚的検出によって手動的に、又は、例えば、計画された軌跡と針９の実際の軌跡とを比較するために画像を処理することによって、自動的に実行することができる。それゆえ、針９の仮想的経路を特定するためにたどるステップのいくつかは、針９の変形の自動的検出と共通しうる。
【０１２３】
この場合には、制御ユニット１１は、第１ステップ２１の間に針９の変形を特定する。
【０１２４】
通常、制御ユニット１１は、以下のステップに従って変形した針９を描写する３次元の線を演算する。
ａ）体積画像及び／又は体積画像から抽出された２次元画像上の針９の様々な点の選択（選択は、操作者によって手動的に、又は、例えば、画像処理に基づいて制御ユニットによって自動的に、実行されており、選択は、好ましくは２次元画像から実行されることになる）
ｂ）変形した針９を描写する３次元の線を演算するための多項関数、ベジエ曲線、スプライン関数を介した針の様々な点の補間。
【０１２５】
ステップａで選択された点のうち、少なくとも針９の挿入点及び針９の自由端部の点ができるだけ選択される。ここでは、針９の挿入点と針９の自由端部の点との間において針の全長上の３点から８点の間の更なる点が選択されている。
【０１２６】
変形した針９を描写する３次元の線は、器具の少なくとも１つの点と、この場合には少なくとも２つの点（挿入点及び自由端部の点）と、を有することに留意されたい。
【０１２７】
さらに好ましくは、制御ユニット１１は、針９の曲がり（挿入点の湾曲及び針９の自由端部を識別する画像又は座標点を、できれば、中間点又は３次元の線又は２次元の線等と共に）をメモリに保存する。これは、その後生体検査マッピングの表示のために使用することができる。
【０１２８】
この実施形態は、針９が、単純な態様で変形せずに、例えば、シヌソイドを形成するために複雑な態様で変形する際により利点があることを明らかにする。
【０１２９】
このことは、支持部３を移動させる必要なく実行されていることにも留意されたい。
【０１３０】
第２ステップ２２の間には、制御ユニット１１が針９の変形を一旦特定すると、制御ユニットは、挿入が実際の軌跡に沿ってターゲットまで継続されているならば、針９の仮想的経路を見積もる。実際に、３次元の線の利点によって、制御ユニット１１は、示された点の間の針の位置、方向及び変形について知る。制御ユニット１１は、そこから、この３次元の線が針９の自由端部の点を超えてどのように続いているかを容易に推定することができる。特定の一つの実施形態によれば、制御ユニット１１は、この点に対する接線を特定し、これから３次元の線の直線的な連続を推定する。これは、例えば、接線に垂直かつ予め算出された線の少なくとも２つの点を通過する直線を定義することによって実行できる。この点とは、好ましくは、針９の有用な部分に最も近接した点である。
【０１３１】
このようにして、針９の仮想的経路が特定される。
【０１３２】
制御ユニットは、ここでは、プローブの基準座標系内で稼働する。
【０１３３】
第３ステップ２３の間には、制御ユニット１１は、スクリーン上に以下の画像を生成する。
−針９を加えた仮想的経路、及び／又は、３次元の線（それゆえ、針９上に重ね合わせることができる）を含む３次元画像、及び／又は、
−３次元画像内の冠状面（即ち、中央２Ｄ画像を定義する面に直交する面であってＸ軸を含む面）によって定義された２次元画像であって、２次元画像は、針を加えた仮想的経路の投影、及び／又は、冠状面上の針９を記号で表した三次元の線の投影を含み、投影は、このようにして２次元の湾曲した線を定義する、２次元画像、及び／又は、
−３次元の線を通過する面、及び／又は、仮想的経路を通過する面によって定義された画像であって、画像の理解を促進するために、好ましくは、少なくとも１つの２次元画像と共に並んで表示される画像（通常は、３次元の線及び／又は仮想的経路を通過する３次元表面を定義することによって開始し、この表面は、全てがＸ軸、Ｙ軸又はＺ軸に平行な線で定義されかつ好ましくはＺ軸に平行であり、この表面は、２次元画像を取得するために平坦化される。例えば、画像は、３次元の線を通過し、それから仮想的経路を通過する面によって定義されており、器具及び仮想的経路の両方を含む画像の生成を可能にする。）
【０１３４】
例えば、仮想的経路は、特定の線（例えば、点線）によって描写され、かつ／又は、画像の残りの部分とは異なる色になる。これにより、特に針９とターゲットとの間の間隔を監視することが可能となるため操作者の作業が促進される。
【０１３５】
当然ながら、表示された１つ又は複数の画像は、仮想的経路と計画された軌跡との両方を含むことができる。
【０１３６】
このことは、操作者が状況をより良好に描写することを許容する。
【０１３７】
第４ステップ２４の間に、制御ユニット１１は、仮想的経路と所望のターゲットとの間の少なくとも１つの間隔を推定する。
【０１３８】
好ましくは、制御ユニット１１は、仮想的経路と所望のターゲットとの間の最小間隔を推定する。
【０１３９】
例えば、制御ユニット１１は、仮想的経路の各々の点とターゲットの表面の各々の点との間のユークリッド距離を特定し、そこから最短間隔を推定する。
【０１４０】
この代わりに、制御ユニット１１は、仮想的経路の各々の点とターゲットの中心点との間のユークリッド距離を特定し、そこから最短間隔を推定する。
【０１４１】
第５ステップ２５の間に、制御ユニット１１は、算出された間隔に応じて当該間隔が許容可能かどうかを示す。
【０１４２】
任意で、制御ユニット１１は、この間隔がゼロであるかどうか、言い換えれば、針９が実際に変形しているにもかかわらず所望のターゲットへ到達することになるかどうか示す。
【０１４３】
図７ｂは、間隔がゼロとなる場合を示し、図７ｃは、間隔がゼロではなく、針９がターゲットＣに到達することにならないことを示している（破線は、計画された軌跡を表し、点線は、仮想的経路を表す）。
【０１４４】
例えば、制御ユニット１１は、数値情報、「Ｙｅｓ／Ｎｏ」タイプの２値情報、色付けされた情報（例えば、赤色／緑色）を伴うタイプの警告メッセージを表示することによってこの間隔が操作者に受け入れ可能であることをスクリーン１０に示す。
【０１４５】
間隔が受け入れ可能である場合には、操作者は、その結果、針の移動を継続することができる。受け入れ可能ではない場合には、操作者は、所望のターゲットへ到達するために、針９を引き戻すと共に操縦を再度開始する、又は、実行可能である場合には針９の軌跡を調節する。
【０１４６】
好ましくは、ここでは４Ｄとして機能しているため、制御ユニット１１は、（図７に点線によって概略的に示されているように）画像と同時に自動的に更新されるように先に言及した警告メッセージをスクリーン１０上に表示するように構成されている。従って、ここでは、計算に関してであろうと、又は、スクリーン１０への表示に関してであろうと仮想的経路は自動的に更新されていることに留意されたい。同様に、仮想的経路とターゲットとの間の間隔も自動的に更新されている。
【０１４７】
それゆえ、操作者は、警告メッセージが、推定された間隔が受け入れ不能であり、かつ、ターゲットへ到達しないリスクが存在していると表示しない（例えば、緑色から赤色へのカラーインジケータの変化）限りにおいては操作を継続することができる。
【０１４８】
装置のもう一つの実施形態について説明する。
【０１４９】
もう１つの実施形態では、装置１は、マンマシンインターフェイスに、操作者によるプローブ４の制御のための少なくとも１つの制御ボタンを有する。
【０１５０】
制御ボタンは、プローブ４のモータの回転角度のためのボタンとされており、プローブ４が新しい参照位置に移動するように操作者が制御できることを許容する。制御ボタンは、例えば、（マンマシンインターフェイスの形態に応じて物理的又は仮想的な）スクロールカーソルである。
【０１５１】
マンマシンインターフェイスは、ここでは、体積画像から抽出された画像を制御するための少なくとも１つのボタンをさらに備える。マンマシンインターフェイスは、ここでは、スクリーン上に表示された特定の２次元画像とプローブ４の参照位置に対応する２次元中央画像との間の相対的な角度を制御するための第１の制御ボタンを備える。特に、マンマシンインターフェイスは、ここでは、特定の画像の湾曲を制御するための第２の制御ボタンを備える（それゆえ、当該制御ボタンは、画像の曲率半径を増加又は減少させることを可能にしており、曲率半径がゼロに等しいときは平面であり、曲率半径がゼロに等しくないときは、一定の曲率の曲線である）。２つの制御ボタンは、例えば、（マンマシンインターフェイスの形態に応じて物理的又は仮想的な）スクロールカーソルである。これらの２つの制御ボタンの支援によって、操作者は、装置２を移動させる必要なく関心のある画像をスクリーン上に表示することができ、操作者が２つのボタンを介して生成したコマンドは、プローブ４によって取得した体積画像の処理の制御を可能にすることができる。
【０１５２】
通常、操作者は、操作者に適した２次元画像を見出しうるように、一連の２次元画像によって体積画像をざっと見ることができる。操作者は、新しくかつより興味深い３次元画像を得るためにプローブを回転させることもできる。
【０１５３】
特に、操作者は、制御ユニットが点の座標を記録できるように画像の特定の点を選択することができる（スクリーン１０をクリックすることによって、又は、スクリーンが接触感知型である場合には、スクリーン１０を押圧することによって）。
【０１５４】
通常、２次元画像が器具の変形の可視化を可能にしているのであれば、操作者は、器具の１つ又は複数の点を選択し、制御ユニットが器具の変形を描写するこれらの点を記録すること及び／又は変形した針９を描写する３次元の線を生成することを許容することができる。
【０１５５】
例えば、制御ボタンを使用することによって、操作者は、針９及びその変形を操作者が識別できるまでスクリーンに様々な断面を表示させる。それゆえ、操作者は、針９の自由端部を含む２次元画像を選択することができる。操作者は、針９をガイドするためにこの画像を使用することによって、針９を所望の深さに押し込む。それから、操作者は、様々な２次元画像上において針９の自由端部及び針９の挿入点（及びもしかすると他の点）を選択することができる。制御ユニット１１は、その後生体検査マッピングにおける可能な使用のために選択された様々な点を記録する。
【０１５６】
別の例では、操作者は、スクリーンに生成された画像から、挿入点、針の自由端部、及び適切な場合には、針の他のいくつかの中間点、を選択するためにプローブの回転を命令する。制御ユニット１１は、変形した針９を描写する３次元の線を生成すると共に、上記に示したように、当該３次元の線からスクリーン１０上に１つ又は複数の画像を生成する。
【０１５７】
図８を参照して、第２実施形態によるガイド装置１００について説明する。このガイド装置は、ここでは、針ホルダに関する部分を除いて第１実施形態と同一である。
【０１５８】
それゆえ、第１実施形態とは対照的に、針ホルダ１０５は、ここでは、Ｘ軸にほぼ垂直である面内に延在するグリッド１２０を備える。グリッド１２０は、それゆえ開口部１０７を備え、これらの全ては、相互にかつＸ軸に平行である。様々な開口部１０７は、Ｘ軸に直交するＹ軸及びＸ軸とＹ軸とに直交するＺ軸に沿って列及び行としてグリッド１２０上に配列されている。
【０１５９】
従って、針１０９は、（Ｚ軸に沿った）針ホルダ１０５内の異なる高さに挿入することができ、これによって、針１０９が会陰に係合する高さを定義することを可能にするが、針１０９は、（Ｙ軸に沿った）針ホルダ１０５内の異なる間隔に挿入することができ、これによって、針１０９が会陰に係合する間隔を定義することも可能にする。
【０１６０】
従って、会陰への針１０９の挿入の範囲に自由度を有しつつ２つの自由度に従って針をガイドすることができる。
【０１６１】
好ましくは、グリッド１２０自体は、グリッド１２０の開口部の異なる列を識別するためのグラフィックマーカー（目盛りや英数字等）と、グリッド１２０の開口部の異なる行を識別するための別のグラフィックマーカーと、を備える。
【０１６２】
次に図９ａから図９ｄを参照して、第３実施形態について説明する。
【０１６３】
このガイド装置は、ここでは、医療器具に関する部分を除いて、第１実施形態のものと同一である。実際には、第１実施形態の装置は単一の器具を備える一方で、この実施形態では、装置は２つの器具を備える。
【０１６４】
第１の器具は、第１の生検針２０９ａ（以下、針２０９ａと称する。）であり、第２の器具は、第２の生検針２０９ｂ（以下、針２０９ｂと称する。）である。
【０１６５】
２つの針は、ここでは、第２実施形態のものと同一の針ホルダ内に取り付けられ、針ホルダ内を摺動可能とされている。これに代わる場合には、２つの針は、第１実施形態の針ホルダ内に取り付けられることとなる。
【０１６６】
それゆえ、グリッド２２０の異なる開口部の利点によって、２つの自由度に沿って互いに独立した状態で２つの針２０９ａ、２０９ｂをガイドすることが可能となる。
【０１６７】
このようにして、同一のツール及び同一の移動によって、操作者は、予定される生体検査の準備において針ホルダ及び関連する針２０９ａ、２０９ｂを会陰に接した状態で位置決めしつつ、少なくともプローブ２０４の遠位端を患者の直腸に導入しながら前立腺の近傍においてプローブ２０４の位置決めをすることができる。
【０１６８】
第１実施形態と同様に、制御ユニットは、プローブ２０４によって提供されるデータに基づいて、３次元体積画像を生成することができる。それから、加工された２次元画像を抽出するために、体積画像に手を加えることができる。
【０１６９】
好ましくは、ここでは、以下のものが同時に又は代替的にスクリーン上に表示される。
−第１の器具２０９ａの点を含む第１の自動的にリフレッシュされた２次元画像であって、ここでは、解剖学的な体積への導入の点は、３次元画像によって定義される、２次元画像（図９ｃに対応する）、
−第２の器具２０９ｂの点、即ち、３次元画像によって定義された解剖学的な体積への導入の点、を含む第２の自動的にリフレッシュされた２次元画像（図９ｄに対応する）、及び、
−第１の器具２０９ａの点、又は、３次元画像によって定義された解剖学的な体積への導入の点、を含む第３の自動的にリフレッシュされた２次元画像（図９ｂに対応する）。
【０１７０】
例えば、第１画像は、中央切断面に対して傾斜した切断面から導出されており、その切断面は、針２０９ａの軸を備える。第２画像は、中央切断面に対して傾斜した切断面から導出されており、その切断面は、針２０９ｂの軸を備える。第３画像は、Ｘ軸に垂直な切断面から導出されており、２つの針２０９ａ及び２０９ｂの断面を備える。
【０１７１】
当然ながら、スクリーン上には他の画像を表示することができる。例えば、制御ユニットは、器具ごとに３つの相互に直交する面を生成し、これによって、空間内の各々の器具の位置をより良好に認識することができる。例えば、器具ごとに、器具の軸を含む第１の２次元画像と、当該軸に対して垂直な第２の２次元画像と、第１の２次元画像及び第２の２次元画像に対して直交する第３画像と、が制御ユニットによって生成される。
【０１７２】
当然ながら、図７ａ〜図７ｃを参照して特定されるように、１つ又は全ての器具について、計画された軌跡及び／又は仮想的経路を表示することもできる。
【０１７３】
図１０を参照して、第４実施形態について説明する。
【０１７４】
第１実施形態のガイド装置１は、装置２を支持するためのいかなる特定の装置も必要としないのに対して、本実施形態のガイド装置３０１は、器具３０２と関連するロボット又はアームを備える。
【０１７５】
ガイド装置３０１は、ここでは、器具３０２を支えるアーム３３０を備える。アーム３３０は、その他方の端部において固定された構造（ここでは、見ることができない）に結合されている。
【０１７６】
アーム３３０は、ここでは、アーム３３０の寸法を調節するための手段を有する。例えば、アーム３３０は、アームの高さ及びアーム３３０に対する器具３０２の傾斜を調節するためのホイール３３１を備える。
【０１７７】
好ましくは、アーム３３０は、支持部３０３とプローブ３０４との間の肩部において器具３０２に接続されており、器具３０２の操作を促進する。
【０１７８】
さらには、器具３０２は、ここでは、好ましくは、アーム３３０に着脱自在に取り付けられており、操作者がいつでも機具を手にとれることを許容する。
【０１７９】
アーム３３０以外の部分については、第４実施形態による装置は、第１実施形態の装置と同一である。
【０１８０】
当然ながら、本発明は、記述されている実施形態に限定されるものではなく、かつ、請求項によって定義される本発明の範囲を逸脱することなしに変形を実施することができる。
【０１８１】
特に、装置は、意図する用途に応じて、異なる数の器具を有することができ、かつ／又は、示されているものとは異なる器具を有することができる。器具は、従って、装置が意図されている用途に応じて変化しうる。器具は、細長いものであってもよく、又は、そうでなくてもよい。従って、器具は、生体検査器具、治療器具、手術器具、針、アプリケータ、ファイバ等とされうる。装置が少なくとも２つの器具を有する場合には、装置は、少なくとも２つの凍結療法アプリケータ、少なくとも２つのレーザーファイバ等を有しうる。
【０１８２】
装置がいくつかの器具（アプリケータ、針等）を有する場合には、本発明は、好ましくは、専らではないけれども、必要に応じて各々の器具の少なくとも１つの点をスクリーン上で同時に見ることができるように、器具ごとに少なくとも１つの画像をスクリーンに生成できるように構成される。制御ユニットは、プローブによって提供されるデータから、各々の器具と関連する少なくとも１つの２次元画像を抽出する。制御ユニットは、好ましくは、器具ごとに２つ〜３つの相互に直交する面を生成し、各々の器具の空間内での位置をより良好に理解することを可能にする。例えば、器具ごとに、第１の２次元画像は、器具の軸を含みうることになり、第２の２次元画像は、当該軸に対して垂直となり、第３の２次元画像は、第１の２次元画像及び第２の２次元画像と直交しうる。
【０１８３】
制御ユニットは、両方の器具に共通すると共に、各々の器具の少なくとも１つの点を含む２次元画像を生成しうる。
【０１８４】
３次元画像はスクリーン上に投影されているが、装置は、３次元画像を生成するけれどもスクリーン上には３次元画像から抽出された２次元画像だけを表示するように構成されうる。
【０１８５】
表示された２次元画像は、器具の一時的な変形（ここでは、針を伴う場合として）、又は、永久的な変形（例えば、器具が元々非直線的な形状を有する場合）の可視化を可能にする。
【０１８６】
大規模な変形の場合には、装置は、器具の変形の全てを示す画像としての２次元画像を取得できるようにプローブの異なる参照位置について取得された２つの体積画像を使用しうる。
【０１８７】
様々な上記の実施例及び上述の実施形態は、部分的に又は全体的に組み合わせうる。
【０１８８】
特に、専らではないけれども所望する用途に従って、上記に示された組合せ以外の画像の異なる組合せをスクリーンに表示することが可能である。例えば、中央画像に対して器具を傾斜して挿入する場合には、傾斜した切断面の表示が対応する。
【０１８９】
制御ユニットは、医療手順を実行するために、１つ又は複数の表示された画像内に到達される１つ又は複数のターゲットを挿入しうる。例えば、ターゲットは、グラフィック要素（円、球体、星、英数字要素）によって描写され、かつ／又は、画像の残りの部分とは異なる色を有する。
【０１９０】
さらには、制御ユニットは、（例えば、体積画像において器具を検出するための画像処理によって）自動的、又は、操作者の要求（操作者は、器具の自動的検出を開始するための命令を与える、又は、スクリーン上において体積画像内の少なくとも新しい画像の生成用のスクリーンの点を選択する）の何れかによって、少なくとも器具の点を含む画像を表示できるように構成されうる
【０１９１】
本明細書に示されるように、装置は、操作者が、マンマシンインターフェイスを介して、見たいと所望する画像又は複数の画像のスクリーンへの表示を決定できるように構成されるであろう。特に、例えば、異なる画像を定義する面及び表面の位置及び／又は方向及び／又は湾曲が、操作者によって制御可能なパラメータとなる。同様に、操作者は、任意で、見たいと所望するプローブによって適用された（電子的な又は動力化された）走査の参照位置及び／又は振幅を通知することによって、プローブの新しい位置を指示しうる。
【０１９２】
制御ユニットは、（例えば、プローブによるデータから生成された少なくとも１つの体積画像を処理することによって）プローブによって提供されるデータから器具を自動的に検出するように構成されうる。制御ユニットは、器具の少なくとも１つの点を含む少なくとも１つの面（器具を制御するために最も適した面）を自動的に表示するように構成されうる。制御ユニットは、少なくとも器具の点が一旦識別されると、プローブの新しい走査を定義するためにプローブを制御し、プローブの新しい走査を最適に低減しうる。同様に、制御ユニットは、少なくとも器具の点の可能なかぎり最良の画像を得るために、プローブを移動し、かつ／又は、その参照位置を修正し、かつ／又は、センサを修正するためにプローブを制御しうる。体積画像からプローブの軸回りに算出された低減された体積は、画像の更新速度を増加させるためにプローブによって使用されうる。このため、一般に、制御ユニットは、スクリーン上に生成された１つ又は複数の画像を最適化するように構成されうる。
【０１９３】
制御ユニットは、ここでは、特定された間隔が所定の閾値を超過しているとすると（この閾値を上回る又は下回る）、アラームを起動するためのメッセージをスクリーンに表示しているけれども、制御ユニットは、装置に属しているかどうかにかかわらず、間隔が所与の閾値を超過している際には、何れか他のタイプのアラームを起動しうる。
【０１９４】
仮想的経路は、変形した器具を描写する３次元の線を介して特定されているが、当該線を経由しないことも可能とされうる。それゆえ、少なくとも１つの画像において、手動により、又は、自動的に、仮想的経路を推定するために、挿入点及び／又は器具の有用な部分の点及び／又は器具の角度及び／又は変形を識別することが可能とされてよい。
【０１９５】
画像の自動的なリフレッシュは、任意となる。
【図１】
2020534079.tif 000003
【図２】
2020534079.tif 000004
【図３ａ】
2020534079.tif 000005
【図３ｂ】
2020534079.tif 000006
【図３ｃ】
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【図３ｄ】
2020534079.tif 000008
【図４】
2020534079.tif 000009
【図５ａ】
2020534079.tif 000010
【図５ｂ】
2020534079.tif 000011
【図５ｃ】
2020534079.tif 000012
【図５ｄ】
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【図６】
2020534079.tif 000014
【図７ａ】
2020534079.tif 000015
【図７ｂ】
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【図７ｃ】
2020534079.tif 000017
【図８】
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【図９ａ】
2020534079.tif 000019
【図９ｂ】
2020534079.tif 000020
【図９ｃ】
2020534079.tif 000021
【図９ｄ】
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【図１０】
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【手続補正書】
【提出日】令和2年5月12日(2020.5.12)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
医療器具をガイドする装置であって、
−前記医療器具と、
−支持部（３）と、医療用撮像プローブ（４）と、を有するモニタ装置（２）であって、前記支持部の上に配置されると共に、患者の内部又は表面に存在する少なくとも１つのターゲットの近傍に配置されることを意図された、モニタ装置と、
−スクリーン（１０）と、
−少なくとも１つの３次元画像を生成するために、前記装置を制御すると共に、前記スクリーンと前記医療用撮像プローブとに接続された、制御ユニット（１１）と、
を備え、
前記制御ユニットは、少なくとも前記３次元画像から、前記医療器具の変形を示す少なくとも１つの２次元画像を前記スクリーン上に生成するように構成されており、
前記制御ユニットは、挿入が前記ターゲットのところまで継続されている場合に、前記医療器具の変形から前記医療器具の仮想的経路を見積もると共に、前記仮想的経路と前記ターゲットとの間の少なくとも１つの間隔を推定するように、構成されており、
前記制御ユニット（１１）は、前記３次元画像上及び／又は前記２次元画像上で選択された変形した前記医療器具のいくつかの点から、変形した前記医療器具によって形成される線を算出し、
前記制御ユニットは、前記医療器具の前記仮想的経路を見積もるために当該線を使用するように構成されている、装置。
【請求項２】
前記制御ユニット（１１）は、前記医療器具の変形を示す２次元画像上に前記医療器具の前記仮想的経路を表示するように構成されている請求項１に記載の装置。
【請求項３】
前記制御ユニット（１１）は、前記間隔が所与の閾値を超過した際にアラームを起動する、請求項１又は請求項２に記載の装置。
【請求項４】
前記制御ユニット（１１）は、前記アラームを起動するためのメッセージを前記スクリーン（１０）上に表示する、請求項３に記載の装置。
【請求項５】
少なくとも前記３次元画像又は前記２次元画像は、自動的にリフレッシュされる、請求項１から請求項４の何れか１項に記載の装置。
【請求項６】
前記仮想的経路は、自動的に更新され、かつ／又は、前記仮想的経路と前記ターゲットとの間の前記間隔は、自動的に更新される、請求項１から請求項５の何れか１項に記載の装置。
【請求項７】
前記医療器具は、前記モニタ装置（２）によって携帯される、請求項１から請求項６の何れか１項に記載の装置。
【請求項８】
前記医療器具は、前記モニタ装置の針ホルダ（５）によってガイドされる生検針（９）を有する、請求項１から請求項７の何れか１項に記載の装置。
【請求項９】
前記装置は、少なくとも２つの前記医療器具を有し、
前記装置は、前記制御ユニット（１１）が、
−第１の医療器具の点を含む第１の２次元画像及び第２の医療器具の点を含む第２の２次元画像、及び／又は、
−前記第１の医療器具の点及び前記第２の医療器具の点を含む２次元画像、
を前記スクリーン（１０）上に生成するように構成されている、請求項１から請求項８の何れか１項に記載の装置。
【請求項１０】
前記医療器具の変形を示す前記２次元画像は、前記３次元画像によって定義された解剖学的体積への前記医療器具の導入の少なくとも１つの点を含み、当該点は、「前記医療器具の挿入点」と称される、請求項１から請求項９の何れか１項に記載の装置。
【請求項１１】
前記医療器具の変形を示す前記２次元画像は、前記ターゲットに作用することを意図する前記医療器具の少なくとも１つの点を含み、当該点は、「前記医療器具の有用な部分」と称される、請求項１から請求項１０の何れか１項に記載の装置。
【請求項１２】
前記制御ユニット（１１）は、前記３次元画像から、前記医療器具の挿入点及び前記医療器具の有用な部分の両方を提示する少なくとも１つの２次元画像を前記スクリーン上に生成するように構成されている、請求項１１に記載された請求項１０に記載の装置。
【請求項１３】
前記制御ユニット（１１）は、少なくとも１つの２次元画像を前記スクリーン上に生成するように構成されており、当該２次元画像は、体積画像の軸の周りの振幅の平均又は合計の計算による前記体積画像の面への低減から導出されている、請求項１から請求項１２の何れか１項に記載の装置。
【請求項１４】
前記制御ユニット（１１）は、前記医療用撮像プローブの参照位置と前記医療器具の参照位置とを調整するために前記医療用撮像プローブを操縦できるように構成されている、請求項１から請求項１３の何れか１項に記載の装置。
【請求項１５】
請求項１から請求項１４の何れか１項に記載の装置を使用することによって、前記医療器具をガイドする方法であって、前記方法は、
−前記ターゲットの近傍内に前記医療用撮像プローブ（４）を移動させるステップと、
−前記医療器具を前記ターゲットへ移動させるステップと、
−少なくとも前記医療器具の変形を示す前記２次元画像を前記スクリーン（１０）上に表示するステップと、
−挿入が前記ターゲットまで継続されている場合に、前記３次元画像上及び／又は前記２次元画像上から選択された変形した前記医療器具のいくつかの点から、変形した前記医療器具によって形成される線を算出することによって、かつ、前記医療器具の前記仮想的経路を見積もるために当該線を使用することによって、前記医療器具の前記仮想的経路を見積もるステップと、
−前記仮想的経路と前記ターゲットとの間の少なくとも１つの間隔を推定するステップと、
を有する、方法。
【国際調査報告】
2020534079.tif 000024
2020534079.tif 000025
2020534079.tif 000026
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2020534079.tif 000028
2020534079.tif 000029
2020534079.tif 000030
2020534079.tif 000031