JP2006519629A - Remote control of medical devices using virtual device interfaces - Google Patents
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Abstract
磁気的手術システムを制御するためのインタフェース・システムおよび方法は、装置の仮想的画像を表示し、装置の形態を調整し、または、表示された装置の携帯がユーザの希望する形態になるまで装置に適用される作動制御情報を調整し、またはチップの所望の目標位置を選択し、1組の作動制御情報の実際の装置に適用してその実際の装置が仮想的装置の形態を取りまたは装置チップを所望の位置に操縦することによって、その制御を行う。An interface system and method for controlling a magnetic surgical system is provided that displays a virtual image of a device, adjusts the configuration of the device, or until the displayed device is portable to the user's desired configuration. Adjust the actuation control information applied to the or select the desired target position of the chip and apply it to the actual device of the set of actuation control information so that the actual device takes the form of a virtual device or device This is done by manipulating the tip to the desired position.
Description
本発明は、対象物または被術者の体内(subject's body)における医療装置の遠隔制御に関し、特に“仮想的装置”インタフェースを使用した遠隔制御が可能な医療装置を操作するためのユーザ・インタフェースに関する。 The present invention relates to remote control of medical devices within an object or subject's body, and more particularly to a user interface for operating a medical device capable of remote control using a “virtual device” interface. .
技術の発達により、医師またはその他の医療に携わる専門家が医療装置(medical device)の先端部(distal end、ディスタル・エンド、末端部)の方向を遠隔制御することができるシステムが開発された。医療装置の基端部(proximal end)上の制御手段を機械的に操作することによって被術者の体内にある医療装置の先端部を操縦することが今日の普通のやり方である。近年、外部発生源マグネット(磁石)の磁界を用いて医師が医療装置の先端部の方向を定めることができる磁気的ナビゲーション(誘導)システムが開発された。例えば、医療装置に組み込まれた磁歪エレメント(magnetostrictive element)または電歪エレメント(electrostrictive element)を動作させることによる、医療装置の先端部の自動的遠隔方向設定のためのその他のシステムが開発された。医療装置を制御することはできるが、医師が処置箇所(患者(patient)の体内にあり、視界外にある)を可視化し、医療装置の先端部の方向合わせすべき所望の方向を選択し、医療装置の先端部をその選択した方向に向けるためにその選択した方向をそのシステムに伝達することは依然として困難であるといえる。 With the development of technology, a system has been developed that allows a physician or other medical professional to remotely control the direction of the distal end of the medical device. It is common practice today to maneuver the distal end of a medical device within a subject's body by mechanically manipulating control means on the proximal end of the medical device. In recent years, magnetic navigation (guidance) systems have been developed that allow a physician to determine the direction of the tip of a medical device using the magnetic field of an external source magnet (magnet). Other systems have been developed for automatic remote orientation of the tip of a medical device, for example, by operating a magnetostrictive element or electrostrictive element incorporated in the medical device. Although the medical device can be controlled, the doctor visualizes the treatment site (in the patient and out of sight), selects the desired direction to align the tip of the medical device, It can still be difficult to communicate the selected direction to the system in order to point the tip of the medical device in the selected direction.
前述のように、制御された磁界を被術者の処置領域(手術領域:operating region)に与え(形成し、印加し)て、その処置領域において医療装置上の磁気的応答エレメントの方向を合わせる磁気ナビゲーション・システムが開発された。このようなシステムは、例えば、2001年6月5日付けの「磁気的手術用の開フィールド・システム(Open Field System For Magnetic Surgery)」という名称でリター(Ritter)氏他に発行された米国特許第6,241,671号に開示されている(この文献を参照して本明細書中に組み込む)。磁気的ナビゲーション・システムはナビゲーションがより速く、しかもより簡単であり、装置を操縦するための引張り用ワイヤーおよびその他の構成要素を含む必要のある通常の機械的にナビゲートされる装置よりも、装置をより細く、より可撓性に作ることが可能になる。磁気的手術用システム(surgery system)および磁気的応答性医療装置の進歩により、適正な磁界の方向を決定すること、および決定された磁界を与えるために磁気的手術用システムに命令することは、おそらく磁気支援医療処置に残された最も困難な仕事である。ユーザが処置(行動)を見ることができるように助け、ユーザが処置期間中に磁気的手術用システムを制御することができるように改善するための大きな努力が払われてきた。与えられた磁界の方向と医療装置の先端部の実際の方向との間にはしばしば遅れ(ずれ)が存在する。現在の幾つかのシステムでは、ユーザが磁界の方向を指定し、与えられた磁界と実際の装置の方向との間の遅れ(ずれ)を頭の中で考慮する(描く)必要がある。
発明の概要
本発明は、被術者体内にある可撓性医療装置を制御する方法および装置に関し、仮想的装置インタフェース(virtual device interface)、即ち実際の装置の物理的または計算モデル(computational model)を使用し、場合によって(possibly)装置のリアルタイム/インタラクティブ(interactive、対話的)ナビゲーション制御用の計算された制御インタフェースを含むインタフェースを使用している。このような計算された装置の制御インタフェースは入力装置(例えば、ジョイスティック(joy-stick))からのユーザの入力情報を受け取り、これらの入力をコンピュータによって解釈し、予め指定されたマッピングに従って装置チップを駆動するための適正な制御を行う。一般に、本発明の方法は、“仮想的(virtual)”医療装置の先端部分の画像を表示するステップと、ユーザが仮想的医療装置の先端部分の表示画像を、所望の形態(configuration、構成、配置)(形状(shape)および/または方向(orientation))になるように操作または処理することを可能にし、次いで実際の医療装置の先端部分が仮想的装置の画像によって表された所望の形態をとるようにその装置を遠隔操作するステップと、を含む。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention relates to a method and apparatus for controlling a flexible medical device in a body of a subject, and relates to a virtual device interface, ie, a physical or computational model of the actual device. And possibly using an interface including a computed control interface for real-time / interactive navigation control of the device. Such a calculated device control interface receives user input information from an input device (eg, joy-stick), interprets these inputs by a computer, and maps the device chip according to a pre-specified mapping. Proper control for driving is performed. In general, the method of the present invention comprises the steps of displaying an image of the tip portion of a “virtual” medical device, and displaying a display image of the tip portion of the virtual medical device in a desired configuration. Arrangement) (shape and / or orientation) to be manipulated or processed, and then the desired medical device tip portion is represented by a virtual device image. Remotely operating the device to take.
本発明のシステムおよび方法の好ましい実施形態では、表示された仮想的医療装置の形態(configuration、配置、構成、構造)は、仮想的医療装置自体が構成する(configure、設定する)ターゲット点(目標点)を識別することによって、制御することができる。他の好ましい実施形態では、仮想的医療装置の形状を変える制御、例えば偏位(deflection、偏向、たわみ)制御と回転制御は形態を制御するために使用される。本発明のシステムおよび方法のさらに他の好ましい実施形態では、表示された仮想的医療装置の形態は、“あたかも”少なくとも1つの制御パラメータが変更されたかのように(磁気的被制御装置の特別な場合は、あたかも新しい磁界が与えられたかのように)、仮想的医療装置の先端部の形態を示すために、少なくとも1個のパラメータ(例えば、磁気的被制御装置用の与えられた磁界)を変化させ、仮想的医療装置の画像を更新することにより、変化させることができる。他の好ましい実施形態では、ユーザはターゲットの位置を識別することができ、インタフェースは、実際の装置をターゲットに到達させるための1つまたは複数の制御パラメータを決定するための仮想的装置モデルを使用する。本発明のシステムおよび方法のさらに他の好ましい実施形態では、医療装置の先端部の可能な複数の位置の点からなる面が表示される。次に、ユーザは面上の点を選択し、医療装置の先端部を選択された点の方向に整列させるために正確な磁界を自動的に与えるようにシステムを動作させることができる。 In a preferred embodiment of the system and method of the present invention, the displayed virtual medical device configuration (configuration) is the target point (target) that the virtual medical device itself configures. It can be controlled by identifying points. In other preferred embodiments, controls that change the shape of the virtual medical device, such as deflection control and rotation control, are used to control the morphology. In yet another preferred embodiment of the system and method of the present invention, the displayed virtual medical device form is “as if” at least one control parameter has been changed (a special case of a magnetically controlled device). Change at least one parameter (eg, a given magnetic field for a magnetically controlled device) to indicate the shape of the tip of the virtual medical device (as if a new magnetic field was given) It can be changed by updating the image of the virtual medical device. In other preferred embodiments, the user can identify the location of the target and the interface uses a virtual device model to determine one or more control parameters for causing the actual device to reach the target. To do. In yet another preferred embodiment of the system and method of the present invention, a surface comprising a plurality of possible points of the tip of the medical device is displayed. The user can then select a point on the surface and operate the system to automatically provide the correct magnetic field to align the tip of the medical device in the direction of the selected point.
本発明の好ましい実施形態は、処置領域(operating region、手術領域)における医療装置の先端部を制御するために対象物または被術者体内の処置領域(手術領域)に与える磁界に関する仕様(specification)とその磁界の形成を容易に行うための(促進するための)インタフェース・システムおよび方法を提供する。この発明は、磁気的ナビゲーション・システムを制御するための方法および装置を提供することができ、特に、患者の処置領域(手術領域)にある磁気的に操作される(イネーブルされる)医療装置の先端部を制御するためにその患者の処置領域(手術領域)への磁界に関する仕様とその磁界の形成を容易に行うための(促進するための)インタフェース・システムおよび方法を提供する。しかし、本発明の仮想的装置のインタフェースはそれに限定されるものではなく、医療装置の形態を制御するための任意のシステムと共に使用することが可能であり、また任意の種々の手段によって作動させることができる。さらに、インタフェースを案内ワイヤー、カテーテルおよび内視鏡等を含む任意の細長い医療装置と共に使用することができる。 A preferred embodiment of the present invention is a specification related to a magnetic field applied to a treatment region (surgical region) in an object or a subject in order to control a distal end of a medical device in the operating region (surgical region). And an interface system and method for facilitating the formation of the magnetic field. The present invention can provide a method and apparatus for controlling a magnetic navigation system, in particular for a magnetically operated (enabled) medical device in a patient treatment area (surgical area). Provided are an interface system and method for facilitating (facilitating) the specification of a magnetic field to the patient's treatment area (surgical area) to control the tip and the formation of the magnetic field. However, the virtual device interface of the present invention is not so limited and can be used with any system for controlling the form of a medical device and can be activated by any of a variety of means. Can do. Further, the interface can be used with any elongated medical device including guide wires, catheters, endoscopes and the like.
本発明のシステムおよび方法によれば、ユーザは、医療装置の形態または配置(configuration)を変化させるために使用される1つまたは複数の変数を実際に供給する前に、医療装置の先端部分の形態または配置を見る(視覚化する)ことができる。このことにより、現在使用されている多くのユーザ・インタフェースよりも速く且つ容易に習得し、操作することができる。例えば、現在使用されている幾つかの磁気的ナビゲーション・インタフェースでは、ユーザは医療装置の先端部分の現在の方向を考慮(参照)することなく磁界の方向を指定する必要がある。本発明のシステムおよび方法は、また、医療装置を前進させるアドバンサ(advancer、前進装置)と方向制御手段とを組合せる処置(手順)を容易に自動化することができる。さらに、本発明によれば、ユーザが入力装置を使用してインタラクティブなまたは対話的な形態で装置の先端部を直接操作するようにし、ユーザによる入力装置の操作はコンピュータによって作動(始動:actuation)制御変数の変化にマッピングされ(mapping)、次いで装置の形態にそれに対応する変化を生じさせる。装置の形態の変化は任意の種々の画像化システムを使用してユーザに可視的に表示させることが可能になり、それによってユーザは装置全体にわたってインタラクティブな制御を行うことができる。この目的のための入力装置は、例えばジョイスティック、グラフィック・メニュー・ボタン(graphical menu button、図式メニュー・ボタン)、キーボード・ボタン(keyboard button)、またはこの技術分野の専門化には周知の他の任意の選択肢でもよい。入力装置の操作を装置の作動制御の変化へとマッピングするマッピング法は、装置の直観的な空間的な制御を行う種々の方法の中から選択すればよい。可能なマッピングの選択項目の選択がユーザに提供され、それによってユーザは、ユーザが所与のナビゲーション環境の中の最も適当と思う1つを採用することができる。これらの特徴、その他の特徴、および利点は、一部は明白であり一部については以下で明らかになろう。 In accordance with the system and method of the present invention, a user can provide a tip of a medical device prior to actually supplying one or more variables that are used to change the configuration or configuration of the medical device. The form or arrangement can be seen (visualized). This allows them to learn and operate faster and more easily than many currently used user interfaces. For example, some currently used magnetic navigation interfaces require the user to specify the direction of the magnetic field without considering (referring to) the current direction of the tip portion of the medical device. The system and method of the present invention can also easily automate the procedure (procedure) that combines an advancer with a directional control means to advance the medical device. Furthermore, according to the present invention, the user directly operates the tip of the apparatus in an interactive or interactive form using the input device, and the operation of the input device by the user is actuated by a computer (actuation). It is mapped to changes in the control variable and then causes a corresponding change in the configuration of the device. Changes in the configuration of the device can be visually displayed to the user using any of a variety of imaging systems, thereby allowing the user to control interactively throughout the device. The input device for this purpose may be, for example, a joystick, a graphical menu button, a keyboard button, or any other well known to the technical specialization You may choose The mapping method for mapping the operation of the input device to the change in the operation control of the device may be selected from various methods for performing intuitive spatial control of the device. A selection of possible mapping choices is provided to the user, which allows the user to adopt the one that the user feels most appropriate within a given navigation environment. These features, other features, and advantages will be apparent in part and in part below.
幾つかの図面を通して、同じ参照番号は対応する同じ部分を表す。 The same reference number represents the same corresponding part throughout the several views.
本発明の仮想的装置のインタフェースは、例えば機械的、電気的、および磁気的に作動させることができる医療装置(medical device)を含めて、遠隔制御可能な任意のタイプ(形式)の医療装置と共に使用することができる。本発明の可能な1つの使用法として、例えば図1に示す磁気ナビゲーション・システムを用いて、磁気的に作動(始動)可能な装置の制御における使用がある。以下では、主として、X線画像化システムと共同した磁気的手術システム(magnetic surgery system)の形態の好ましい実施形態に関して説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、磁気共鳴画像化システムの静止磁界と相互作用する医療装置上に配置された可変磁気モーメントを使用することによって発生されたトルクによってカテーテルを操縦する、磁気共鳴画像化システムを使用することもできる。同様に、その他の任意の画像化モダリティ(modality、医療撮像手段)または作動モダリティを採用することも可能である。 The virtual device interface of the present invention can be used with any type (form) of medical device that can be remotely controlled, including, for example, medical devices that can be mechanically, electrically, and magnetically actuated. Can be used. One possible use of the present invention is in the control of a magnetically actuable (startable) device, for example using the magnetic navigation system shown in FIG. In the following, a preferred embodiment in the form of a magnetic surgery system in cooperation with an X-ray imaging system will be mainly described, but the present invention is not limited to this. For example, a magnetic resonance imaging system can be used that steers a catheter with torque generated by using a variable magnetic moment placed on a medical device that interacts with the static magnetic field of the magnetic resonance imaging system. . Similarly, any other imaging modality or working modality can be employed.
図1に示すように、磁気的手術システム(surgery system)は、患者が置かれた処置室50内および制御室52内に設置されている。制御室52は好ましくは処置室50に隣接しており、また患者を直接観察することができるように制御室52と処置室50の間に窓54を設けてもよい。しかし、制御室を患者から離すこともでき、本発明のインタフェースの助けを借りて医師は異なるフロア(階)から、異なる建物から、別の町にある制御室からさえも処置室内の患者に処置を施すことができる。 As shown in FIG. 1, a magnetic surgery system is installed in a treatment room 50 and a control room 52 where a patient is placed. The control room 52 is preferably adjacent to the treatment room 50 and a window 54 may be provided between the control room 52 and the treatment room 50 so that the patient can be observed directly. However, the control room can also be separated from the patient, and with the help of the interface of the present invention, doctors can treat patients in the treatment room from different floors, from different buildings, even from control rooms in different towns. Can be applied.
磁気的手術システムは、患者用ベッド56と、プロセッサ64によって操作され、患者56に隣接する制御手段66によって制御される患者用ベッドの両側(対向する側)に配置された対向するマグネット(磁石)ユニット60および62を含む磁気的ナビゲーション・システム58とを含んでいる。例えばCアーム上のX線画像化システムのような画像化システム68は、処置室50内の1組のモニタ70上に処置領域の画像を表示させる。本発明のインタフェース・システムは、患者の体内の処置領域にある医療装置の先端部を制御するために、ユーザが磁気的ナビゲーション・システム58をナビゲート(誘導、操縦または操作)する便利な方法を提供する。 The magnetic surgical system is operated by a patient bed 56 and a processor 64 and opposed magnets disposed on both sides (opposite sides) of the patient bed controlled by control means 66 adjacent to the patient 56. And a magnetic navigation system 58 that includes units 60 and 62. An imaging system 68, such as an X-ray imaging system on the C-arm, displays an image of the treatment area on a set of monitors 70 in the treatment room 50. The interface system of the present invention provides a convenient way for a user to navigate (guide, steer or manipulate) a magnetic navigation system 58 to control the tip of a medical device in a treatment area within a patient's body. provide.
インタフェースは、処置室50内の、例えばLCDモニタ72上の表示(ディスプレイ)、およびディジタル・タブレット(digital tablet)74、制御室52(54)内の、プロセッサ76、例えばモニタ78上の表示(ディスプレイ)、キーボード80、およびマウス/ディジタル・タブレット82を含んでいる。画像化システム68からの複数の画像をインタフェースを用いて統合する追加的な表示を処置室50内のモニタ86および88上で提供することができる。制御室でも同様に画像を利用することができるように1つ以上のモニタ90を制御室に追加して設けることができる。モニタ90は、好ましくは複数ペイン表示(multi-pane display、多画面表示、多枠表示)を表示する。 The interface is a display (display) in the treatment room 50, for example on the LCD monitor 72, and a display (display) on the processor 76, for example in the monitor 78, in the digital tablet 74, the control room 52 (54). ), A keyboard 80, and a mouse / digital tablet 82. Additional displays that integrate multiple images from the imaging system 68 using an interface may be provided on monitors 86 and 88 in the treatment room 50. One or more monitors 90 can be additionally provided in the control room so that images can be used in the control room as well. The monitor 90 preferably displays a multi-pane display (multi-pane display, multi-screen display, multi-frame display).
図2に示す本発明の好ましい一実施形態では、表示の1つ、例えば表示90は、処置領域の2方向(biplane、バイプレーン)画像を受けるペイン(pane、ガラス板、表示区画、枠)92および94を有する。表示90は好ましくは制御ペイン96を具えている。図2に示すように、ユーザは医療装置を特徴付けるために医療装置の先端部に関する個々の点の組(discrete set of points)を選択する。好ましい実施形態では、処置領域は、(2方向蛍光透視法(bi-plane fluoroscopy)のような)2平面(bi-planar)画像化(撮像)され、別々の平面、好ましくは互いに直交する平面における、処置領域の画像と医療装置の先端部の画像の2つの画像を表示させる。例えば、2方向画像化システムは、ペイン92および94にそれぞれ、処置領域の左前斜位(LAO:left anterior oblique)および右前斜位(RAO:right anterior oblique)の画像を表示させてもよいであろう。2方向画像化は、多平面または多方向(multiple plane)で画像化を行うために共同して(in tandem、前後に)動く単一のX線源と画像化プレートを用いて提供することができるであろう。 In one preferred embodiment of the invention shown in FIG. 2, one of the displays, for example display 90, is a pane (pane, glass plate, display pane, frame) 92 that receives a bi-directional image of the treatment area. And 94. Display 90 preferably comprises a control pane 96. As shown in FIG. 2, the user selects a discrete set of points for the medical device tip to characterize the medical device. In a preferred embodiment, the treatment area is bi-planar imaging (imaging) (such as bi-plane fluoroscopy) and in separate planes, preferably planes orthogonal to each other. Two images are displayed: an image of the treatment area and an image of the tip of the medical device. For example, a two-way imaging system may cause panes 92 and 94 to display a left anterior oblique (LAO) and right anterior oblique (RAO) image of the treatment area, respectively. . Two-way imaging can be provided using a single x-ray source and imaging plate that move together (in tandem back and forth) to perform imaging in multiple planes or multiple planes. It will be possible.
ユーザは、好ましくは、ペイン92および94の各々の上に医療装置の先端部分の“支持(support)”点または“ピボット”(pivot、中心)点x1を識別する。ユーザは、両方の平面における点を識別することによって、3次元空間中の点を一意的に識別する。また、ユーザは、好ましくは医療装置の先端部x4を識別する。また、ユーザは、好ましくは点x1とx4の間の少なくとも1個の点、好ましくは少なくとも2個の他の点x2およびx3を識別する。ユーザはそれ以上の点を識別することももちろん可能であるが、そのことによって得られる精度の向上はユーザに不便を強いるほどの価値はない。 The user preferably identifies a “support” point or “pivot” point x 1 of the tip portion of the medical device on each of the panes 92 and 94. A user uniquely identifies a point in three-dimensional space by identifying points in both planes. Also, the user preferably identifies the tip x 4 of the medical device. The user also preferably identifies at least one point between points x 1 and x 4 , preferably at least two other points x 2 and x 3 . The user can of course identify more points, but the accuracy gained by doing so is not worth the inconvenience to the user.
医療装置の先端部の形状を再構成する(reconstruct、再現する)他の方法も可能である。例えば、各図(view)の上で個別に点を識別することもできる。プロセッサは、これらの点に基づいて、各平面に対するスプライン(spline、曲線、曲面)(一連の多項式曲線(polynominal curve))を出現させることができ、次いで3次元における医療装置の形状を特徴付ける(特徴を判定する)ために2つのスプライン上の対応する点を識別する。 Other methods of reconstructing the shape of the tip of the medical device are possible. For example, points can be identified individually on each view. Based on these points, the processor can cause splines for each plane to appear (a series of polynomial curves), and then characterize the shape of the medical device in three dimensions (features). Identify corresponding points on the two splines.
図4Aに示すように、2平面表示(ディスプレイ)の各々の上のカーソルを操作して、点100のような点上をクリックすることによって、点を識別することができる。図4Bに示すように、ユーザがLAO上の点100をクリックした後、RAO上に線102が表示され、LAO中の識別された点100はその線102に沿って位置しなければならない。図4Cに示すように、ユーザは次にRAO上に表示された線102に沿う所望の点104を識別することによって3次元空間中の点を一意的に識別する。ユーザはRAO上で開始することができ、LAOにおいて点識別処理を完結する。点を識別するために他の幾つかの方法を用いることができ、または例えば画像処理を使用して点を自動的に識別することもできる。 As shown in FIG. 4A, a point can be identified by manipulating the cursor on each of the two-plane displays (displays) and clicking on a point such as point 100. As shown in FIG. 4B, after the user clicks a point 100 on the LAO, a line 102 is displayed on the RAO, and the identified point 100 in the LAO must be located along that line 102. As shown in FIG. 4C, the user then uniquely identifies a point in the three-dimensional space by identifying the desired point 104 along the line 102 displayed on the RAO. The user can start on the RAO and complete the point identification process in LAO. Several other methods can be used to identify the points, or the points can be automatically identified using, for example, image processing.
医療装置の形状(shape)を特徴付ける(特徴判別する)ために医療装置上の点を一意的に識別すべく2方向画像を使用する代わりに、医療装置の形状を特徴付けるために位置決め(localization、ローカライゼーション、位置を突止める、局限化)システムを使用することももちろん可能である。例えば、磁気的位置決めシステムは、処置室における基準送信機(reference transmitter、レファレンス・トランスミッタ)を使用して、医療装置上の1つ以上の受信機に送信して、その受信機を位置決めし、従って3次元空間における医療装置を位置決めすることができる(または医療装置上の1つ以上の送信機は処置室中の基準受信機(reference receiver、レファレンス・レシーバ)に送信することができる)。例えば、超音波または電位を使用した他の位置決めシステムを使用することもできる。 Instead of using two-way images to uniquely identify points on the medical device to characterize the medical device shape, localization is used to characterize the shape of the medical device. It is of course possible to use a (localized) system. For example, a magnetic positioning system uses a reference transmitter in a treatment room to transmit to one or more receivers on a medical device to position the receiver and thus A medical device in three-dimensional space can be positioned (or one or more transmitters on the medical device can be transmitted to a reference receiver in the treatment room). For example, other positioning systems using ultrasound or electrical potential can be used.
いったん3次元空間における点x1、x2、x3およびx4が識別されると、これらの点を処理して医療装置の先端部の形態を決定することができる。この処理によって、点x1が実際に医療装置の支持点(support point)およびピボット点(pivot point、回転中心点)であるかどうかを決定することができる。例えば、均一なウォール・カテーテル(uniform wall catheter、同様の壁カテーテル)のような均一な医療装置では、医療装置の先端部分すなわちピボット点に対して遠位側の先端にある部分は、概して円形であると仮定する。従って、選択された点x1が実際に支持点またはピボット点であるか否かは、点x1、x2、x3およびx4相互間の再構成された曲線の円形性(circularity)をチェックすることによって決定することができる。特性が長さに沿って均一でない他のカテーテル形態を用いた場合は、支持点またはピボット点としてのx1の有効性は、計算されたまたは経験的に決定された形状と対照して、先端部分の形状をチェックすることによって、決定することができる。 Once the points x 1 , x 2 , x 3 and x 4 in 3D space have been identified, these points can be processed to determine the shape of the tip of the medical device. This process makes it possible to determine whether the point x 1 is actually a support point and pivot point of the medical device. For example, in a uniform medical device such as a uniform wall catheter, the tip portion of the medical device, ie, the portion at the tip distal to the pivot point, is generally circular. Assume that there is. Thus, whether the selected point x 1 is actually a support point or a pivot point determines the circularity of the reconstructed curve between points x 1 , x 2 , x 3 and x 4. It can be determined by checking. When using other catheter configurations where the characteristics are not uniform along the length, the effectiveness of x 1 as a support or pivot point, as opposed to a calculated or empirically determined shape, This can be determined by checking the shape of the part.
この好ましい実施形態では、仮のピボット点または支持点として選ばれた点x1が有効なピボット点または支持点でないと判定された場合、そのことを、例えばテキスト・メッセージで、または表示(ディスプレイ)上のその点の色を変化させることによって、ユーザに知らせ(合図し)、別の仮のピボット点または支持点を選択するようユーザに知らせる。システムは、適正な処理によって、ユーザが単純に受け入れるための1つ以上の適当なピボット点または支持点を示唆する(提案する)ことも可能である。いったんピボット点または支持点が正しく判定されると、プロセッサは、次にそのピボット点または支持点に対して末端側(遠位側)にある医療装置の自由長(free length)lを判定(決定)することができる。 In this preferred embodiment, if it is determined that the point x 1 selected as a temporary pivot point or support point is not a valid pivot point or support point, this is indicated, for example, in a text message or display. By changing the color of that point above it informs the user (signals) and informs the user to select another temporary pivot point or support point. The system can also suggest (suggest) one or more suitable pivot points or support points for simple acceptance by the user with proper processing. Once the pivot point or support point is correctly determined, the processor then determines (determines) the free length l of the medical device that is distal (distal) to the pivot point or support point. )can do.
既知の磁界が与えられまたは形成されたときにユーザによって識別された点x1、x2、x3およびx4の位置によって示される、ピボット点または支持点x1、自由長l、先端部分の特性を用いて、異なる磁界が与えられたときの医療装置の先端部分の形態を計算することができる。これらの計算では、数学的モデル化または経験的測定によって展開された(開発された)ルックアップ・テーブルまたは1つ以上の式で表された医療装置の特性を考慮することができる。また、これらの計算も同じ(または類似した)医療装置に対してユーザが識別した前(以前)の点の組x1、x2、x3およびx4を考慮することができる。 Pivot or support point x 1 , free length l, tip length, indicated by the location of points x 1 , x 2 , x 3 and x 4 identified by the user when a known magnetic field is applied or formed The characteristics can be used to calculate the morphology of the tip portion of the medical device when given a different magnetic field. These calculations can take into account the characteristics of the medical device expressed in a lookup table or one or more equations developed (developed) by mathematical modeling or empirical measurements. These calculations can also take into account the previous (previous) point set x 1 , x 2 , x 3 and x 4 that the user has identified for the same (or similar) medical device.
従って、異なる磁界が与えられた場合でも、実際の医療装置の形態(形状および方向)を表す仮想的医療装置の表現(representation、表象、レプレゼンテーション)106を表示することが可能になる。(もちろん、他の遠隔制御が可能な医療装置についても、インタフェースは、あたかも1つまたは複数の制御パラメータがユーザによって選択されて変更されたかのように、実際の医療装置の形態を表す仮想的医療装置の表現を表示することもある)。この表現はペイン92および94内の処置領域の画像上に重畳される。従って、ユーザは、新しい磁界が与えられて適正な調整を行う前に、あたかも新しい磁界が与えられたかのように、所望の新しい磁界を選択し、医療装置の先端部の形態を観察することができる。与えられた磁界の所望の方向を識別するために種々のシステムおよび方法が工夫され、提案されている。例えば、ユーザは(例えば2方向画像化システムの表示上で)開始点と終了点とを識別することができ、また選択された方向に磁界(フィールド)を与えることができる。代替構成として、ユーザは、所望の磁界の方向のベクトル表現を操作することができ、または前に(以前)使用した方向を選択することができ、または前に識別した点に関連する方向(ユーザは、他の遠隔制御可能な医療装置を用いて、適当な制御パラメータを操作して、装置の形態を変えることができる)を選択することができる。しかし、いずれの場合も、医療装置の結果として得られた形態は、経験に基づくユーザの推測にすぎない。本発明によれば、所望の磁界が与えられるときに医療装置の先端部がとるべき形態の表示を、実際に磁界が与えられる前に作りだすことができる。 Therefore, even when different magnetic fields are applied, it is possible to display a virtual medical device representation (representation, representation, representation) 106 representing the form (shape and direction) of the actual medical device. (Of course, for other remotely controllable medical devices, the interface is a virtual medical device that represents the form of the actual medical device as if one or more control parameters were selected and changed by the user. May be displayed). This representation is superimposed on the image of the treatment area in panes 92 and 94. Therefore, the user can select the desired new magnetic field and observe the form of the tip of the medical device as if the new magnetic field had been applied before the new magnetic field was applied and appropriate adjustments were made. . Various systems and methods have been devised and proposed to identify the desired direction of a given magnetic field. For example, a user can identify a start point and an end point (eg, on a display of a two-way imaging system) and can provide a magnetic field (field) in a selected direction. As an alternative, the user can manipulate the vector representation of the desired magnetic field direction, or can select the previously used (previous) direction, or the direction associated with the previously identified point (user Can be used with other remotely controllable medical devices to manipulate the appropriate control parameters to change the configuration of the device). However, in any case, the resulting form of the medical device is only a user's guess based on experience. According to the present invention, it is possible to create a display of the form that the distal end of the medical device should take when a desired magnetic field is applied before the magnetic field is actually applied.
さらに、図3Aに示すように、磁界の方向および/または強度のような1つ以上の選択された制御パラメータに対する変更のみによって医療装置の先端部が到達することができるすべての可能な点を表す面108を発生させることができる。この好ましい実施形態では、この面108は概してパラボラ形状である。この面108を表示させることもでき、またユーザはこの面上の点を識別することができ、さらに、システムは、処理によって、医療装置の先端部を選択点に到達させるために与えるべき正しい磁界を決定することができる。ユーザは医療装置を所望の方向に合わせて、医療装置を僅かに前進させることによって、表面を僅かに越えた或る点に到達させることができる。図3Bに示すように、システムは、異なる自由長l’およびl”に対する可能な点の面108’および108”を発生して表示させることもでき、それによって可能な点の現在の組(現在の組の可能な点)を表す面が所望の位置に到達しない場合には、ユーザは、可能な点の異なる組(異なる組の可能な点)を表す面から選択することができ、手動で自由長lを調整するか、または、システムに機械化されたアドバンサ・メカニズム(前進機構)が設けられていれば、システムに自由長lを自動的に調整させることができる。 Furthermore, as shown in FIG. 3A, all possible points that the tip of the medical device can reach by only changes to one or more selected control parameters such as the direction and / or strength of the magnetic field are represented. A surface 108 can be generated. In this preferred embodiment, this surface 108 is generally parabolic. This surface 108 can also be displayed, and the user can identify a point on this surface, and the system can provide the correct magnetic field to be applied by the process to bring the tip of the medical device to the selected point. Can be determined. The user can reach a point slightly beyond the surface by aligning the medical device in a desired direction and slightly moving the medical device forward. As shown in FIG. 3B, the system can also generate and display possible point planes 108 ′ and 108 ″ for different free lengths l ′ and l ″, so that the current set of possible points (current If the surface representing the possible points of the set does not reach the desired position, the user can select from the surfaces representing the different sets of possible points (the possible points of the different sets) and manually If the free length l is adjusted or the system is provided with a mechanized advancer mechanism, the system can automatically adjust the free length l.
本発明のシステムおよび方法によれば、ユーザが、医療装置の表示された表現106の形態を変え、所望の形態が得られるように磁界を与えることも可能である。従って、表示を医療装置の先端部分の表示された仮想的画像106の形態を変える制御手段に結合することができる。これらの制御手段は、例えば、医療装置の先端部の偏位(偏向)および回転を変える制御手段であればよい。図5に示すように、これらの制御手段はスクリーン制御手段110および112によって実現され、偏位の程度を変更するために、また回転の程度を変更するためにこの制御手段をポイントし(ポイント操作し)、クリックし、ドラッグすることができる。これらの制御手段110および112は通常の機械的ナビゲーション可能な装置に設けられた制御手段と同様である。実際には、制御手段をスクリーン上に設ける代わりに、通常のカテーテルのハンドルと同様のカテーテルのハンドルに設けることができ、ユーザは医療装置の先端部の偏位および回転を変えるよう操作することができる。ペイン92および94中の仮想的装置の表示によって示されるように、制御手段110および112を使用して所望の偏位および回転がいったん得られると、ユーザは、磁界を与えるために例えば仮想的ボタン114(または他の制御手段)をポイントまたはクリックすることによって、適正な磁界を与えることができる。代替構成として、システムは連続モードで動作することもでき、その際、医療装置の先端部分の形態は、ボタン114を操作する必要なく、表示された画像106中の変化に基づいて自動的に変化させることができる。表示された仮想的装置の可能な形態は、好ましくは可能な形成された磁界によって実現することができる形態に制限され、それによってユーザは仮想的装置を実現不可能な形態にまで操作することはできない。これを同様に制御手段に組み込むことができ、それによって、制御手段は、ユーザが仮想的装置の画像106を物理的に実現不可能な形態にまで操作することができないようにする。 The system and method of the present invention also allows the user to change the form of the displayed representation 106 of the medical device and provide a magnetic field to obtain the desired form. Accordingly, the display can be coupled to a control means that changes the form of the displayed virtual image 106 of the distal portion of the medical device. These control means may be control means for changing the deflection (deflection) and rotation of the distal end portion of the medical device, for example. As shown in FIG. 5, these control means are realized by the screen control means 110 and 112 and point to this control means in order to change the degree of deflection and to change the degree of rotation (point operation). And click and drag. These control means 110 and 112 are the same as the control means provided in a device capable of mechanical navigation. In practice, instead of providing the control means on the screen, it can be provided on a catheter handle similar to a normal catheter handle, and the user can manipulate the deflection and rotation of the tip of the medical device. it can. Once the desired excursions and rotations are obtained using the control means 110 and 112, as indicated by the display of the virtual device in the panes 92 and 94, the user can, for example, use virtual buttons to provide a magnetic field. Pointing or clicking 114 (or other control means) can provide the proper magnetic field. As an alternative, the system can also operate in a continuous mode, in which the form of the tip portion of the medical device automatically changes based on changes in the displayed image 106 without the need to operate the button 114. Can be made. The possible forms of the displayed virtual device are preferably limited to those that can be realized by the possible formed magnetic field, so that the user cannot manipulate the virtual device to an infeasible form. Can not. This can be incorporated into the control means as well, thereby preventing the user from manipulating the virtual device image 106 into a physically unrealizable form.
プロセッサが所与の与えられた磁界に対してその形態を決定することができるのと全く同様に、プロセッサは所与の形態に対して適正に形成されるべき磁界を決定することができる。従って、ユーザは、形態、より好ましくはターゲット点(目標点)を指定することができ、インタフェースはターゲットに到達するための制御パラメータ(例えば、磁界の方向、磁界強度、自由長)を決定することができる。インタフェースは仮定された新しい形態を表示し、もしそれが満足できるものであれば、ユーザはそれを受入れ、ターゲットに到達するためのインタフェース決定制御パラメータが供給される。 Just as a processor can determine its form for a given magnetic field, the processor can determine the magnetic field that should be properly formed for a given form. Thus, the user can specify the form, more preferably the target point (target point), and the interface determines the control parameters (eg magnetic field direction, magnetic field strength, free length) to reach the target. Can do. The interface displays the assumed new form, and if it is satisfactory, the user accepts it and is supplied with interface decision control parameters to reach the target.
システムは種々のタイプの医療装置の特性を記憶することができ、これらの記憶された値の1つを、仮想的医療装置の表示106の形状を決定する数学的モデルにおいて用いることができるであろう。ユーザはこれらの記憶された値の中の幾つかを選択することができ、また図5に示すように、ペイン96は使用される記憶値を識別するしるし(indicia、表示)を表示するウィンドウ(窓)116を含むこともできる。また、そのペインは現在与えられている磁界の方向の表示118を含むこともできる。 The system can store the characteristics of various types of medical devices, and one of these stored values can be used in a mathematical model that determines the shape of the virtual medical device display 106. Let's go. The user can select some of these stored values and, as shown in FIG. 5, pane 96 is a window (indicia) that displays indicia that identifies the stored values used. Windows) 116 may also be included. The pane may also include an indication 118 of the direction of the currently applied magnetic field.
インタフェースは幾つかのモデルの医療装置を採用している。次の説明では、均一な弾性または伸縮性の(elastic)特性を有し、装置のチップに配置された1つの永久磁石を具えた可撓性装置の簡単なケース(場合)のモデルを示す。このモデルおよび細部は、不均一な弾性または伸縮性の特性と1つより多い(2つ以上の)マグネットとが使用される場合、または別のモデルの装置の作動法が使用される場合について、この分野の専門家によって決定することができる形態で、一般的化することができる。医療装置の形態は、数学的に次のように表すことができる。 The interface employs several models of medical devices. In the following description, a model of a simple case (case) of a flexible device having a uniform elastic or elastic property and comprising one permanent magnet placed on the chip of the device is shown. This model and details are for when non-uniform elastic or stretch properties and more than one (two or more) magnets are used, or when another model of device operation is used. It can be generalized in a form that can be determined by experts in this field. The form of the medical device can be expressed mathematically as follows.
点x1、x2、x3およびx4間の距離は次の式によって与えられる。 The distances between points x 1 , x 2 , x 3 and x 4 are given by:
点x1およびx4における単位タンジェント・ベクトル(→n1および→n4)(→nはベクトルnを表す)は、次の式のように推定される。 The unit tangent vectors ( → n 1 and → n 4 ) ( → n represents the vector n) at the points x 1 and x 4 are estimated as follows:
x1とx2の間の変形角(deformation angle)θは、cosθ=→n1・→n4から見出すことができる。 The deformation angle θ between x 1 and x 2 can be found from cos θ = → n 1. → n 4 .
平面性からのずれ(Deviation from planarity)
点x1、x2、x3およびx4をチェックして、点x1、x2、x3およびx4が概して1平面内にあることを確かめることができる。x1とx4の間の単位ベクトル→pは、次の式によって与えられる。
Deviation from planarity
Points x 1 , x 2 , x 3 and x 4 can be checked to ensure that points x 1 , x 2 , x 3 and x 4 are generally in one plane. The unit vector → p between x 1 and x 4 is given by:
次に、→n1および→n4に直交するベクトル→q1は、次の式によって与えられる。 Next, the vector → q 1 orthogonal to → n 1 and → n 4 is given by:
また、→n1および→pに直交するベクトル→q2は、次の式によって与えられる。 Further, the vector → q 2 orthogonal to → n 1 and → p is given by the following equation.
→q1と→q2との間の角度φは、点の平面性(planarity)の測定尺度(基準:measure)で、次の式によって与えられる。 → The angle φ between q 1 and → and q 2, measure of flatness of point (planarity) (reference: its measure) in given by the following equation.
平面性については、φ≦10°≒π/20であることが望ましい。 Regarding planarity, it is desirable that φ ≦ 10 ° ≈π / 20.
円形性チェック(均一な剛性)
均一な剛性(stiffness、硬さ)の医療装置に対しては、先端部分は概して円形の形態であると仮定する。点の選択、特にピボット点x1は、それらの点が実質的に円(環、サークル)に沿って存在することを確実にすることによって、有効であるとすることができる。(均一でない装置に対しては、点に対して他の幾つかのチェックが実行される)。→uが磁界の方向単位ベクトルを表し、ψ=cos-1(→u・→n1)と定義する。与えられた磁界とその方向の間の遅れ角αは、α≡(ψ−θ)によって与えられ、そのように定義する。mを医療装置の先端部上のマグネットの磁気モーメントとし、βをその剛性(β=EI、ここで、Eは材料のヤング率、Iはその領域(場所)の曲げモーメントである)とすると、次の式が成立する。
Circularity check (uniform rigidity)
For a medical device of uniform stiffness, the tip portion is assumed to be generally circular in shape. The selection of points, in particular the pivot point x 1 , can be effective by ensuring that the points are substantially along a circle (ring, circle). (For non-uniform devices, several other checks are performed on the points). → u represents the direction unit vector of the magnetic field and is defined as ψ = cos −1 ( → u · → n 1 ). The delay angle α between a given magnetic field and its direction is given by α≡ (ψ−θ) and is defined as such. If m is the magnetic moment of the magnet on the tip of the medical device and β is its stiffness (β = EI, where E is the Young's modulus of the material and I is the bending moment of that region (location)) The following formula holds:
ここで、Bは磁気(磁界)強度の大きさであり、lは→x1と→x4との間の医療装置の長さである。 Here, B is the magnitude of the magnetic (magnetic field) intensity, and l is the length of the medical device between → x 1 and → x 4 .
弦長(chord length)は次の式で与えられる。 The chord length is given by:
点が円に沿って存在するならば、弦長d’は、c≡|→x4−→x1|に接近する必要があり、例えば10%以内であるべきである。即ち、 If the point exists along a circle, the chord length d ′ needs to approach c≡ | → x 4 − → x 1 |, and should be within 10%, for example. That is,
上記の制約が満たされると、医療装置の曲線は次のように推定される。 When the above constraints are met, the medical device curve is estimated as follows.
νは、→n1に直交する医療装置の面内の単位ベクトルである。 ν is the unit vector in the plane of the medical device that is orthogonal to → n 1.
医療装置の曲線は次の式によって表される。 The curve of the medical device is represented by the following formula:
磁界の方向が変化したときのチップの包絡線(envelope、包絡面)または表面(surface)は、チップの位置に対する次の式に基づいて決定される。 The envelope or surface of the chip when the direction of the magnetic field changes is determined based on the following equation for the position of the chip.
θを0からθmas(=lMB/β)まで変化させることにより、磁界が変化したときのチップの位置の包絡線(包絡面)または軌跡を与える。 By changing θ from 0 to θ mas (= lMB / β), an envelope (envelope surface) or locus of the position of the chip when the magnetic field changes is given.
選択された点に対する磁界の方向の決定
点Zが包絡線(包絡面)上で選択されると、チップをその位置にもって行く磁界の方向は次の式に従って計算してもよい。
Once the decision point Z for the direction of the magnetic field relative to the selected point is selected on the envelope (envelope surface), the direction of the magnetic field that brings the chip to that position may be calculated according to the following equation:
ここで、チップを点Zの方向に向けるための対応する磁界の方向は、次の単位ベクトルによって与えられる。 Here, the direction of the corresponding magnetic field for directing the chip in the direction of the point Z is given by the following unit vector.
“アクセス可能な面(accessible surface)”は、また、上の式[25]によって得られる包絡線(包絡面)を、→n1をピボットとして回転させることによって定義され、→vおよび→n1に直交する単位ベクトル→wは、→w=→v×→n1によって与えられ、→n1を回転中心とする→wの回転→vは、
上記の式[26]は、θとξを変化させることによって磁界の方向を変化させて、チップに対してアクセス可能な、→n1を回転中心とする回転面を定義し、面は、経度と緯度をもった球を生成するのと同様に生成される。 The above formula [26], by changing the direction of the magnetic field by changing the θ and xi], define a surface of revolution accessible to the chip, a → n 1 as a rotation center, face, longitude And a sphere with latitude.
面上の任意の点に対する磁界の方向の生成
式[25]と同様に、この面上の所望の点→zを与えると、対応する磁界は次の式[16]から得られる。
Similar to the generation formula [25] of the direction of the magnetic field for an arbitrary point on the surface, given a desired point on this surface → z, the corresponding magnetic field is obtained from the following equation [16].
ここで、→vRSは次の式から得られる。 Here, → v RS is obtained from the following equation.
ここで、
所望のチップの位置がアクセス可能な面を超えたときは、挿入された長さの変化と磁界の方向の組み合わせは、医療装置の先端部を現在の位置から→zに向けて移動させるために必要になる。 When the position of the desired chip exceeds the accessible surfaces, combinations of the inserted length of the change and the magnetic field direction, to move toward the distal end of the medical device from the current position → z I need it.
前述のように、→u1を定義し、φ-およびθ-を見つける(φ-は、φバーまたはφダッシュを表す)。l-が新しい医療装置長さであり、また、
式[28]および[29」が与えられると、 Given equations [28] and [29],
および
ここでは磁気的手術システムの文脈で(の関係で)説明したが、前述のように、本発明の仮想的装置インタフェースは、形態が機械的に、水力学的にまたは磁歪手段および電歪手段によって制御される装置を含めた医療装置の形態を制御することができるその他の装置にも適用することができることは言うまでもない。 Although described herein in the context of a magnetic surgical system, as noted above, the virtual device interface of the present invention is mechanically, hydraulically or by magnetostrictive and electrostrictive means. Needless to say, the present invention can be applied to other devices capable of controlling the form of the medical device including the device to be controlled.
ユーザ・インタフェースの第2の実施形態が図10に示されている。第2の実施形態のインタフェースは、ユーザが処置領域(手術領域)にある磁気的医療装置の方向を制御するために患者内の処置領域(手術領域)に磁界を与える磁気的ナビゲーション・システムを制御するのを支援するように適合化されている。医療装置の制御された前進/後退を行うために前進(アドバンサ)/後退(リトラクタ)機構が設けられていることが望ましい。図10に示すように、ユーザは幾つかの仮想的または実際のボタンが与えられており、ユーザはマウス、トラック・ボール(track ball)、スペース・ボール(space ball)、ジョイスティック(joy stick)、タブレット(tablet)、またはその他の入力装置を用いて操作することができる。操作ボタン200が本発明に基づいてナビゲーションを開始させ、ウィンドウ(または他のメッセージ)が表示され、固定点(anchor point)を含む医療装置の画像203を含む、表示202上の医療装置上の多数の点を識別するために、ユーザが入力装置を使用するよう促す(指示する)。 A second embodiment of the user interface is shown in FIG. The interface of the second embodiment controls a magnetic navigation system that provides a magnetic field to the treatment area (surgical area) in the patient for the user to control the orientation of the magnetic medical device in the treatment area (surgical area). It is adapted to help you. An advance / retractor mechanism is preferably provided for controlled advance / retreat of the medical device. As shown in FIG. 10, the user is given several virtual or actual buttons, and the user is given a mouse, a track ball, a space ball, a joy stick, It can be operated using a tablet or other input device. An operation button 200 initiates navigation according to the present invention, a window (or other message) is displayed, and a number on the medical device on the display 202, including an image 203 of the medical device that includes an anchor point. In order to identify the points, the user is prompted (instructed) to use the input device.
ユーザは、例えば表示202上の医療装置上にカーソルを置くことによって、点を識別する。この好ましい実施形態では、発明者は、ユーザの労力(努力)とナビゲートされる医療装置の特徴付けの精度との間のバランスから4つの点が適正であると決定したが、それ以外の点の数を使用することもできる。その識別された点は、(前述のように)チェックされまたは適正であるとされ(qualified、資格を認め)、ウィンドウ(または他のメッセージ)がユーザに対して1つ以上の点が適正に識別されていないかどうかについて注意を喚起する。 The user identifies the point, for example, by placing the cursor on the medical device on the display 202. In this preferred embodiment, the inventor has determined that four points are appropriate from the balance between the user effort (effort) and the accuracy of the characterization of the medical device being navigated, but otherwise A number of can also be used. The identified point is checked (as described above) or considered valid (qualified) and the window (or other message) properly identifies one or more points to the user. Call attention to whether it is not.
現在与えられている磁界、および医療装置の位置および形態(点の識別から得られる)に関する情報を用いて、インタフェースを実現するプロセッサは医療装置を特徴付けることができる。次に、ユーザは入力装置を使用して方向制御ボタンを操作することができる。この好ましい実施形態では、医療装置の偏位(偏向)を増減するためのボタン204および206と、医療装置を回転させるためのボタン208および210のような、4個のボタンが存在する。個別の(discrete)ナビゲーション・モード、連続ナビゲーション・モードでインタフェースを動作させることができ、またはインタフェースはユーザが個別のナビゲーションと連続ナビゲーションの間で切換えることを可能にしている。個別のナビゲーション・モードでは、ユーザはボタン204、206、208または210上でクリックし、仮想的装置の画像212が、与えられた指定の新しい磁界による医療装置の形態を示す表示202上に重畳される。仮想的装置の画像212によって表されるように、いったんユーザが新しい磁界に満足すると、ユーザは、(ボタンのような)制御手段を操作して磁気的ナビゲーション・システムを作動させ、指定された磁界を与え、実際の医療装置が仮想的装置の画像212によって表される形態および位置を実質的にとる(たどる)ようにする。連続ナビゲーション・モードでは、ユーザは連続ナビゲーション・モードで操作することができ、ボタン204、206、208および210を操作することによって指定された方向の変化が自動的に実行され、医療装置を動かす。ユーザは、例えば制御ボタンを押下する(hold down)ことによって連続ナビゲーション・モードに入ることができる。ボタン204、206、208および210は、好ましくは予め設定された個々の量だけ偏位(偏向)および回転を変化させるように操作できることが好ましく、ユーザによってカスタマイズされ、または偏位および回転をナビゲーション・システムの限界値にまで連続的に変化させるために押下することが可能であることが好ましい。医療装置の回転および偏位を各別に制御することに加えて、その他の多くのマッピング(写像)が可能である。例えば、選択された面内で移動させるように、装置チップを適正に制御または作動させることができる。 Using information about the magnetic field currently provided and the position and morphology of the medical device (obtained from the identification of the points), the processor implementing the interface can characterize the medical device. The user can then operate the direction control button using the input device. In this preferred embodiment, there are four buttons, such as buttons 204 and 206 for increasing or decreasing the deflection of the medical device and buttons 208 and 210 for rotating the medical device. The interface can be operated in discrete navigation mode, continuous navigation mode, or the interface allows the user to switch between individual navigation and continuous navigation. In a separate navigation mode, the user clicks on button 204, 206, 208 or 210 and an image 212 of the virtual device is superimposed on the display 202 showing the form of the medical device with the given new magnetic field given. The As represented by the virtual device image 212, once the user is satisfied with the new magnetic field, the user operates a control means (such as a button) to activate the magnetic navigation system and the specified magnetic field. In such a way that the actual medical device substantially takes (follows) the form and position represented by the image 212 of the virtual device. In the continuous navigation mode, the user can operate in the continuous navigation mode, and the change of direction specified by operating the buttons 204, 206, 208 and 210 is automatically performed to move the medical device. The user can enter continuous navigation mode, for example by pressing down a control button. Buttons 204, 206, 208 and 210 are preferably operable to change the deflection (deflection) and rotation, preferably by a pre-set individual amount, and can be customized by the user, or the deflection and rotation can be navigated. It is preferable to be able to press down to continuously change to the limit value of the system. In addition to controlling the rotation and deflection of the medical device separately, many other mappings are possible. For example, the device chip can be properly controlled or actuated to move within a selected plane.
別の実施形態では、インタラクティブな装置制御のためにジョイスティックを設けることができる。この場合、ユーザは、医療装置の形態を変化させる(変更する)作動制御変数の変化に対するジョイスティックの偏位(偏向)によって1組の可能なマッピングの中から選択する。装置作動のために磁気的手術システムが使用される1つの特別な場合は、磁界はジョイスティックにより制御(駆動)される。この技術分野の専門家にとって周知のX線、磁気共鳴画像化、超音波またはその他の画像化モダリティを採用することができる画像化システムからの可視的フィードバック(帰還)によって、ユーザに装置形態を提供し、それによって医療装置は所望のターゲット(目標)に到達するようにユーザによってインタラクティブに駆動されてもよい。他の実施形態では、装置作動に関するインタラクティブな遠隔制御のために、スペース・ボールまたは特注で作られた装置を含む種々の他の入力装置を使用してもよい。 In another embodiment, a joystick can be provided for interactive device control. In this case, the user selects from a set of possible mappings depending on the joystick's deflection (deflection) to changes in the actuation control variable that changes (changes) the form of the medical device. In one special case where a magnetic surgical system is used for device operation, the magnetic field is controlled (driven) by a joystick. Visible feedback from the imaging system that can employ X-ray, magnetic resonance imaging, ultrasound, or other imaging modalities well known to experts in the field, provides the device configuration to the user Thereby, the medical device may be interactively driven by the user to reach the desired target. In other embodiments, various other input devices may be used for interactive remote control over device operation, including space balls or custom made devices.
また、インタフェースによって、ユーザは2次元表示上のターゲット点214をマークする(印を付けて示す)ために表示中の点の上をクリックすることができる。次に、インタフェースは、磁気的ナビゲーション・システム、およびターゲット点214に到達させるために要求される(好ましくは自動化された前進/後退システムによって制御される)医療装置の伸張または後退に必要な磁界を決定し、形成され計算された磁界によっておよび実行された長さの適正な調整によって仮想的装置の画像216を表示する。次にユーザは(ボタンのような)制御手段を操作し、それによって計算された磁界および長さの調整が実施される。代替構成として、ユーザは(例えばジョイスティック上の別のボタンを押下するすることによって)連続ナビゲーション・モードで動作させることができ、それによって形成された磁界および装置の長さは、医療装置の先端部を、表示202上をクリックすることによって識別された点214にもって行くように自動的に変化する。 The interface also allows the user to click on the point being displayed to mark (mark) the target point 214 on the two-dimensional display. The interface then provides the magnetic navigation system and the magnetic field required to stretch or retract the medical device (preferably controlled by an automated advance / retract system) required to reach the target point 214. The virtual device image 216 is displayed with the determined and calculated magnetic field and with the proper adjustment of the length performed. The user then operates a control means (such as a button), thereby adjusting the calculated magnetic field and length. As an alternative, the user can be operated in a continuous navigation mode (eg by pressing another button on the joystick) so that the magnetic field formed thereby and the length of the device can be Is automatically changed to go to the identified point 214 by clicking on the display 202.
ユーザは2次元表示上の点を識別することによって3次元空間中の点を識別しようと試みるので、医療装置の先端部はユーザが意図する場所と正確に一致しない可能性がある。(処置領域の2方向画像を利用することができるならば)ユーザは位置をより細かく区別するために別の表示に切換えることができる。代替構成として、2方向画像化または2つの対応する画像を利用することができる場合には、ユーザは各画像上でターゲット点(目標点)を識別することができ、3次元空間における点を一意的に識別することができる。ユーザが1つの画像中のターゲットを識別した後、インタフェースは第2の画像中の適当な点の選択を支援する。例えば、カーソルの色または形状によって、他の表示上のユーザの選択に基づいてカーソルが有効または無効位置上にあるときそうであることを示すことができる。個別ナビゲーションでは、ユーザが“アプライ・フィールド・ボタン(apply field button、磁界印加ボタン)”を作動させると、磁気的ナビゲーション・システムは指定されたターゲット点に到達する(ターゲット点を確保する)のに必要な磁界を与える。連続ナビゲーション・システムの一実施形態では、磁気的ナビゲーション・システムは、ターゲット点が適正に指定されると直ちにその指定されたターゲット点に到達する(ターゲット点を確保する)のに必要な磁界の形成を自動的に開始する。意図しない動きを防止するために、ユーザは、連続ナビゲーション・モードを維持するためにボタンを押下げなければならないことが好ましく、ボタンを解除すると磁気的ナビゲーション・システムは動きを停止する。ジョイスティックを採用した一実施形態では、例えば、ボタンはジョイスティック上のトリガ・ボタンでよい。実際には、個別ナビゲーション・モードで使用される“アプライ・フィールド・ボタン”と、連続ナビゲーション・モードで使用される“連続ナビゲーション・ボタン”とは、同じものであってもよい。 Since the user attempts to identify a point in 3D space by identifying a point on the 2D display, the tip of the medical device may not exactly match the location intended by the user. The user can switch to a different display in order to more finely distinguish the position (if a bi-directional image of the treatment area is available). Alternatively, if two-way imaging or two corresponding images can be used, the user can identify a target point (target point) on each image and uniquely identify the point in 3D space Can be identified. After the user identifies a target in one image, the interface assists in selecting an appropriate point in the second image. For example, the color or shape of the cursor can indicate that it is when the cursor is over a valid or invalid position based on user selections on other displays. In individual navigation, when the user actuates an “apply field button”, the magnetic navigation system will reach the specified target point (secure the target point). Provide the necessary magnetic field. In one embodiment of the continuous navigation system, the magnetic navigation system generates the magnetic field necessary to reach the specified target point as soon as the target point is properly specified (to ensure the target point). Automatically starts. In order to prevent unintentional movement, the user should preferably press the button to maintain continuous navigation mode, and releasing the button causes the magnetic navigation system to stop moving. In one embodiment employing a joystick, for example, the button may be a trigger button on the joystick. In practice, the “apply field button” used in the individual navigation mode and the “continuous navigation button” used in the continuous navigation mode may be the same.
代替構成として、ユーザはボタン204、206、208および210を使用して位置についての細かい調整を行うことができる。インタフェース・システムによる指示に従っていったん医療装置が特徴付けられると、そのシステムは、ユーザがターゲット点214を識別中であることを示すものとして表示202上でさらにポイントしクリックする動作を自動的に解釈することができる。代替構成として、ユーザがターゲット・モードをターンオンするために表示上または入力装置上にボタンを設けることもできる。 As an alternative, the user can make fine adjustments to the position using buttons 204, 206, 208 and 210. Once the medical device is characterized according to instructions by the interface system, the system automatically interprets the user pointing and clicking on the display 202 as an indication that the target point 214 is being identified. be able to. Alternatively, a button may be provided on the display or on the input device for the user to turn on the target mode.
前述のように、ユーザは、ボタン204、206、208および210ではなくて、ジョイスティックを用いて方向の変化を入力することができる。例えば、ジョイスティックを前後に動かすことによって偏位を増減することができ、ジョイスティックを左右に動かすことによって(またはジョイスティックをねじることによって)回転を生じさせることができる。同様に、ジョイスティックから装置作動へのマッピングを行うその他のモードを使用することができる。ユーザは、上述のボタンを使用して、個別または連続モードで操作することができる。個別モードで動作させるときは、ユーザはジョイスティックを使用して表示202上で仮想的画像212を測位し(position)、その位置でよければ(ジョイスティック上のボタンのような)制御手段を操作して、ナビゲーション・システムが磁界を与えるようにする。連続モードで動作させるときは、ユーザは制御手段を操作して(例えばジョイスティック上のボタンを押下し)、ジョイスティックの動きによって指示された変化が自動的に実行され、磁気的ナビゲーション・システムはそれに応答して要求された磁界を変化させる。このモードでは、ユーザがジョイスティックを操作すると、医療装置はインタラクティブに応動する。 As described above, the user can input a change in direction using a joystick instead of the buttons 204, 206, 208 and 210. For example, the deflection can be increased or decreased by moving the joystick back and forth, and rotation can be caused by moving the joystick left or right (or by twisting the joystick). Similarly, other modes of mapping from joystick to device operation can be used. The user can operate in individual or continuous mode using the buttons described above. When operating in the individual mode, the user uses the joystick to position the virtual image 212 on the display 202 and, if that position is acceptable, operates the control means (such as a button on the joystick). Make the navigation system provide a magnetic field. When operating in continuous mode, the user operates the control means (eg, presses a button on the joystick), and the change indicated by the movement of the joystick is automatically performed, and the magnetic navigation system responds accordingly. To change the required magnetic field. In this mode, when the user operates the joystick, the medical device responds interactively.
好ましい実施形態では、医療装置の前進は、ユーザによって例えばジョイスティック上のトグル・スイッチ(toggle switch)を用いて別に制御されることが好ましく、それによって、装置の操縦と装置の前進または後退の双方に、1つのジョイスティックを使用することができ、または表示202上の別個のボタンを使用することができる。しかし、ターゲット・モードでは、インタフェースは磁気的ナビゲーション・システムとアドバンサ(前進)システムの両方を制御することが好ましく、従って医療装置は直接コンピュータ制御される。さらに好ましい実施形態では、医療装置の前進および医療装置の偏位または形状変更は、ユーザによって別々のジョイスティックにより制御される。この分野の専門家であれば、その他の種々の実施形態および使用モードを思いつくことができる。 In a preferred embodiment, the advancement of the medical device is preferably controlled separately by the user, for example using a toggle switch on the joystick, so that both maneuvering the device and advancing or retreating the device. One joystick can be used, or a separate button on display 202 can be used. However, in target mode, the interface preferably controls both the magnetic navigation system and the advancer system, so the medical device is directly computer controlled. In a further preferred embodiment, the advancement of the medical device and the deflection or shape change of the medical device are controlled by the user with separate joysticks. Various other embodiments and modes of use can be envisioned by those skilled in the art.
図11は、第2の実施形態のインタフェース・システムの別の実装形態からの表示300を示す。表示300は、処置領域(手術領域)の2つの2方向画像302および304を含んでいる。また、その表示は制御ペイン306を含んでいる。制御ペインに含まれ得るボックス308では、ユーザは、医療装置の剛性(stiffness)を選択または指定することができる。その代替構成として、医療装置のタイプ(形)は、剛性の値(stiffness value)がそのシステムに予めプログラムされている医療装置のメニューの中から、選択することもできる。コンピュータ・プロセッサは剛性を用いて形成磁界における医療装置の形態を決定して、指定された磁界の下で医療装置の仮想的画像を発生させ、かつ特定のターゲット点に到達させるための形成磁界を計算することができる。 FIG. 11 shows a display 300 from another implementation of the interface system of the second embodiment. The display 300 includes two bi-directional images 302 and 304 of the treatment area (surgical area). The display also includes a control pane 306. In box 308, which can be included in the control pane, the user can select or specify the stiffness of the medical device. As an alternative, the type of medical device can be selected from a menu of medical devices whose stiffness values are pre-programmed into the system. The computer processor uses the stiffness to determine the form of the medical device in the forming magnetic field, generates a virtual image of the medical device under the specified magnetic field, and generates the forming magnetic field to reach a specific target point. Can be calculated.
また、制御ペイン306は、現在の磁界の方向の座標と、磁界の形成点を選択するためのピック・ボックス(pick box)を有するフィールド表示309を含んでいる。制御ペインは、医療装置のシース(sheath、鞘)の端部からの自由長をユーザに選択させるための自由長ボックス310を有する。矢印312および314によって、ユーザは、前進/後退機構(アドバンサ/リトラクタ・メカニズム)によって実行される、指定された長さの増減を行うことができる。また、制御ペイン306は、(ボタン204、206、208および210のような)偏位および回転の程度を制御するためのスライド式制御手段316を含んでいる。アプライ・フィールド・ボタン(apply field button)320によって、ユーザは、表示中の仮想的装置によって指定された磁界を形成することができる。コンフォーム・ツウ・フィールド・ボタン(conform to field button、磁界適合ボタン)322によって、仮想的装置モデルに入力磁界の形成によって生じるであろう形状を予測させ、表示させる。ゲット・ライブ・ボタン(get live button)324は画像302および304を更新する。最後に、ターゲット・モード・ボタン(target mode button)326によって、ユーザは(前述のように)ターゲット・モードに入ることができ、それによって表示302および304上をポイントしクリックすることによって、仮想的医療装置が個別モードにおいて移動する点を識別し、または実際の医療装置が連続モードで移動する点を識別する。 The control pane 306 also includes a field display 309 having coordinates of the current magnetic field direction and a pick box for selecting a magnetic field formation point. The control pane has a free length box 310 to allow the user to select a free length from the end of the medical device sheath. Arrows 312 and 314 allow the user to perform a specified length increase or decrease performed by the advance / retract mechanism (advancer / retractor mechanism). The control pane 306 also includes sliding control means 316 for controlling the degree of deflection and rotation (such as buttons 204, 206, 208 and 210). An apply field button 320 allows the user to create a magnetic field specified by the virtual device being displayed. A conform to field button 322 causes the virtual device model to predict and display the shape that would result from the formation of the input magnetic field. A get live button 324 updates the images 302 and 304. Finally, a target mode button 326 allows the user to enter target mode (as described above), thereby virtualizing by pointing and clicking on the displays 302 and 304. Identify the point where the medical device moves in the individual mode, or identify the point where the actual medical device moves in the continuous mode.
本発明の原理によるユーザ・インタフェースのさらに別の実施形態では、使用を容易にするためにユーザのインタラクションをさらに簡単にすることができる。図12において、磁気的ナビゲーション・システムの代替的制御部モードとして、グラフィック・ボタン(graphical button、図的ボタン)411および412が設けられている。ボタン411は、選択されると、2つの投影(projection)(一般的には介在する外科医(医師)によく知られているLAOおよびRAO透視図または斜視図(perspective))における方向の指定によって3次元空間中で磁界の方向を定義することができる。医療装置を操縦するために対応する磁界が形成されると、医療装置は、それ自身を磁界と位置合わせ(整列)する傾向があるが、医療装置の弾性(柔軟性)および磁気的特性により決定される或る大きさの角度の遅れ(隔たり)を伴う。これに対して、ボタン412によって、医療装置が移動することができるターゲット位置を直接選択することができる。このモードを使用するために、ユーザは、最初に、マウス・クリックによって(図12にハイライト表示された)“マーク・カテーテル・ベース(Mark catheter base)”ボタン413を選択する。これによって、ユーザは、投影された2つのX線画面(view)中で線を適当に引くことによって、医療装置のピボット点または支持点、並びに回転方向を、(ペン・タブレットを用いて描くことによって、またはマウスを適当にドラッグすることによって)示すことができる。図12において、カテーテル419が案内シース422から伸びていることを観察することができる。ユーザによって描かれた線420は、そのピボット点がそのシースの先端チップであることと、そのピボット点において医療装置419が伸びる方向とを示している。図13は、RAOおよびLAO画面501および502の各線505および506によってマークされたピボット点および方向を示している。この処理(プロセス)によって、事実上、システムにxlおよびnlを与える。次に、ユーザは図14に示すようにターゲット・ボタン412を選択する。これにより、2つのX線投影から3次元空間中の点602を選択することを可能にする“ターゲット”カーソル601を、ユーザに与える。この点は、ユーザが医療装置を操縦して向かわせることを希望する解剖学的(anatomical)な所望のターゲット点である。次いで、コンピュータは、式[25]および[32]から必要な磁界の方向および挿入長を計算する。医療装置の対応する形状も計算され、破線の曲線603として表示される。図15は、RAOおよびLAO投影における所望のターゲット点をそれぞれ602および602aとして示し、また関連するそれぞれの装置形状603および603a11の投影とともに示している。 In yet another embodiment of a user interface according to the principles of the present invention, user interaction can be further simplified for ease of use. In FIG. 12, graphical buttons 411 and 412 are provided as alternative controller modes of the magnetic navigation system. Button 411, when selected, is indicated by a direction designation in two projections, typically LAO and RAO perspectives or perspectives well known to intervening surgeons. The direction of the magnetic field can be defined in the dimensional space. When a corresponding magnetic field is formed to steer a medical device, the medical device tends to align itself with the magnetic field, but is determined by the elasticity (flexibility) and magnetic properties of the medical device With a certain amount of angular delay. On the other hand, the button 412 can directly select a target position to which the medical device can move. To use this mode, the user first selects the “Mark catheter base” button 413 (highlighted in FIG. 12) by mouse click. This allows the user to draw (using a pen tablet) the pivot point or support point of the medical device, as well as the direction of rotation, by drawing the line appropriately in the two projected X-ray views. Or by dragging the mouse appropriately). In FIG. 12, it can be observed that the catheter 419 extends from the guide sheath 422. A line 420 drawn by the user indicates that the pivot point is the distal tip of the sheath and the direction in which the medical device 419 extends at the pivot point. FIG. 13 shows pivot points and directions marked by lines 505 and 506 on RAO and LAO screens 501 and 502. This process effectively gives x l and n l to the system. Next, the user selects the target button 412 as shown in FIG. This gives the user a “target” cursor 601 that allows the user to select a point 602 in the three-dimensional space from the two X-ray projections. This point is the desired anatomical target point that the user wishes to steer the medical device. The computer then calculates the required magnetic field direction and insertion length from equations [25] and [32]. The corresponding shape of the medical device is also calculated and displayed as a dashed curve 603. FIG. 15 shows the desired target points in the RAO and LAO projections as 602 and 602a, respectively, and the associated projections of the respective device shapes 603 and 603a11.
ボタンを押すと、必要な磁界の方向と挿入長がそのシステムによって自動的に与えられればよい。代替構成として、ユーザが医療装置の前進または後退を連続的に制御している間に、磁界の方向がシステムによって直接与えられるようにしてもよい。医療装置の曲線を更新して実線として示すようにし、たぶん異なる色の実線として示すようにして、制御情報の所望の変化が行われたことが示される。図16は、このような更新された装置曲線650のLAO透視図(perspective)を、ユーザが指定したピボット方向648および所望のターゲット位置652と共に示している。さらに、装置形状を上述のようにユーザによってインタラクティブに操作することができる。1つの便利な実装形態では、仮想的装置の偏位を増減するために、および仮想的装置をピボット方向の周りに(について)時計方向または反時計方向に回転させるために、キーボード・ボタンを使用する。装置の形状は、連続的に計算され、また投影された表示中で更新され、また場合によって(可能性として)、このユーザによる調整プロセス期間中に3次元表示中でも更新される。対応する操作された仮想的装置702が図17のLAO透視図中に示されており、これには、現在の装置形態701と、ユーザが仮想的装置を操作したときの装置チップの更新された位置703とが一緒に示されている。いったん所望の装置形状またはチップ位置が得られると、“アプライ(Apply)”ボタンに触れることによって対応する制御が与えられ、または代替構成としてそのシステムは、キーボード・ボタンが押される毎にユーザが指定したステップで制御情報(一実施形態では、磁界および挿入/後退)を与える。別の連続制御の便利な実装形態では、ジョイスティックまたはその他の入力装置をマッピング機能と共に使用する。そのマッピング機能は、ジョイスティックの動きを制御入力の変化に変換するものであり、それによって医療装置をジョイスティックの動きに連続的に応答させる。1つの実装形態では、ユーザは、ジョイスティックを動かしまたは偏位させると共に、“トリガ”ボタンを押して保持することにより、供給すべき制御入力に変化を生じさせることができるであろう。ユーザは(X線画像上またはその他の可視化モード上で)ジョイスティックの動きに対する装置の応答を観察し、所望の装置の形態が得られたときに、例えばジョイスティック上の“トリガ”ボタンを解除することによって、装置の応答をインタラクティブに停止させてもよい。 When the button is pressed, the required magnetic field direction and insertion length need only be automatically provided by the system. Alternatively, the direction of the magnetic field may be provided directly by the system while the user is continuously controlling the advancement or retraction of the medical device. The medical device curve is updated to show as a solid line, perhaps as a solid line of a different color, indicating that the desired change in control information has occurred. FIG. 16 shows an LAO perspective of such an updated device curve 650 with a user-specified pivot direction 648 and a desired target position 652. Furthermore, the device shape can be interactively operated by the user as described above. In one convenient implementation, keyboard buttons are used to increase or decrease the deflection of the virtual device and to rotate the virtual device clockwise or counterclockwise about the pivot direction. To do. The shape of the device is continuously calculated and updated in the projected display, and possibly (possibly) updated during the three-dimensional display during this user adjustment process. A corresponding manipulated virtual device 702 is shown in the LAO perspective of FIG. 17, which includes the current device configuration 701 and an updated device chip when the user manipulates the virtual device. Position 703 is shown together. Once the desired device shape or chip position is obtained, the corresponding control is given by touching the “Apply” button, or alternatively, the system is specified by the user each time the keyboard button is pressed. Control information (in one embodiment, magnetic field and insertion / retraction) is provided in the steps that are performed. Another convenient implementation of continuous control uses a joystick or other input device with a mapping function. The mapping function converts joystick movement into control input changes, thereby causing the medical device to continuously respond to joystick movement. In one implementation, the user would be able to cause a change in the control input to be delivered by moving or deviating the joystick and pressing and holding the “trigger” button. The user observes the device's response to joystick movement (on X-ray images or other visualization modes) and releases the “trigger” button on the joystick, for example, when the desired device configuration is obtained May interactively stop the response of the device.
その可撓性装置を操縦または方向合わせするために採用された作動システムは、外部磁界による磁気的作動、その装置内に設けられた操縦ケーブルまたは力伝動要素(トランスミッション・エレメント)を使用した機械的作動、圧電材料またはシリコンエラストマーのような電歪ポリマーを使用した装置の作動、その装置中に組み込まれた磁歪エレメントを用いた作動、またはこの技術分野の専門家に周知のその他の技術を用いた、幾つかの異なる形態を取ることができる。 The actuation system employed to steer or orient the flexible device is a magnetic actuation using an external magnetic field, a mechanical cable using a steering cable or force transmission element (transmission element) provided within the device. Actuation, actuation of a device using an electrostrictive polymer such as a piezoelectric material or silicone elastomer, actuation using a magnetostrictive element incorporated in the device, or other techniques well known to those skilled in the art , Can take several different forms.
好ましい実施形態では、その装置の先端部分に組み込まれたマグネットの方向を合わせるために外部マグネットによって発生される磁界を使用することができる。外部から与えられる磁界を制御することによって、外部磁界と装置のマグネットの間の相互作用により、制御可能な形でその装置の方向を合わせるように作用する。外部マグネットは永久磁石または電磁石のいずれでも使用することができ、場合によっては、強い磁界を発生させるために超伝導体を使用することができるであろう。図1は、このようなシステムおよび装置の概略図を示している。 In a preferred embodiment, a magnetic field generated by an external magnet can be used to orient the magnet incorporated in the tip portion of the device. By controlling the externally applied magnetic field, the interaction between the external magnetic field and the magnet of the device acts to orient the device in a controllable manner. The external magnet can be either a permanent magnet or an electromagnet, and in some cases a superconductor could be used to generate a strong magnetic field. FIG. 1 shows a schematic diagram of such a system and apparatus.
電歪作動を採用した代替的な好ましい実施形態では、その装置は、その装置を曲げまたは操縦するために電気的に付勢される電歪材料(electrostrictive material)を使用することができるであろう。図18は、電歪エレメント854および855を組み込んだ可撓性装置851を示している。電気的リード(導線)858、859および865、866はエレメント854および855をそれぞれ電圧源856に接続する。電歪エレメント854はリング860と862の間に配置(サンドイッチ状態に)されている。リード858と859の間に電圧が印加されると、電歪エレメント854の長さが縮小し、可撓性装置を、該装置の軸とこの軸に対する電歪エレメントの方向とによって規定される面内で強制的に湾曲させる。印加電圧を変えることによって湾曲量を制御することができる。リード855と866の間に電圧が印加されると、電歪エレメント855が短くなり、その装置を反対方向に湾曲させる。 In an alternative preferred embodiment employing electrostrictive actuation, the device could use an electrostrictive material that is electrically energized to bend or steer the device. . FIG. 18 shows a flexible device 851 incorporating electrostrictive elements 854 and 855. Electrical leads 858, 859 and 865, 866 connect elements 854 and 855 to voltage source 856, respectively. The electrostrictive element 854 is disposed (sandwiched) between the rings 860 and 862. When a voltage is applied between the leads 858 and 859, the length of the electrostrictive element 854 decreases, and the flexible device is defined by the surface of the device and the direction of the electrostrictive element relative to this axis. Force bending inside. The amount of bending can be controlled by changing the applied voltage. When a voltage is applied between leads 855 and 866, electrostrictive element 855 is shortened, causing the device to bend in the opposite direction.
或る幾つかの場合では、その装置の湾曲面を決定することが有効であることがある。これはその装置の方向を合わせるために非磁気的操縦機構が使用されている場合に重要になる。これは、X線画像化のような画像化方法を採用することによって、またはその装置に埋め込まれた位置決めセンサ(localization sensor)を採用することによって実行してもよい。その装置の完全な位置および方向を与える位置決めセンサが使用される場合、操縦ケーブルまたは電歪エレメントのような作動(始動)機構の方向は、基準(参照)形態(構成)において知られており、一般的な形態における対応する方向は、位置決めセンサから得られたデータを処理することによって得ればよい。従って、3次元空間におけるその装置の湾曲面を決定すればよい。代替構成として、X線(蛍光)透視法(fluoroscopy)のような画像化法により、作動制御変数の小さな変化が生じたときに、装置のチップに対するタンジェント・ベクトルの変化が記録されてもよく、これによって3次元空間内の湾曲面を決定するのに必要な情報が提供される。 In some cases, it may be useful to determine the curved surface of the device. This is important when a non-magnetic steering mechanism is used to orient the device. This may be performed by employing an imaging method such as X-ray imaging or by employing a localization sensor embedded in the device. If a positioning sensor is used that gives the complete position and orientation of the device, the direction of the actuation (starting) mechanism, such as a steering cable or electrostrictive element, is known in the reference (reference) configuration (configuration); The corresponding direction in the general form may be obtained by processing the data obtained from the positioning sensor. Therefore, the curved surface of the device in the three-dimensional space may be determined. As an alternative configuration, an imaging method such as X-ray (fluoroscopy) may record the change in tangent vector relative to the device chip when a small change in actuation control variable occurs, This provides the information necessary to determine the curved surface in the three-dimensional space.
湾曲面に関する知識を用いて、前述の方法と同様の方法で計算モデルの助けを借りて目標到達(targeting)のためおよび形態の変更のためにその装置を制御することができる。 With knowledge of the curved surface, the device can be controlled for targeting and for changing the form with the help of a computational model in a manner similar to that described above.
ここで説明した実施形態は単なる例として挙げたもので、例えば機械的作動装置またはこの分野で周知のその他の作動装置のような作動システムのその他の実施形態を用いて装置の操縦を行うことができる。次の説明では、外部から印加される磁界を用いた磁気的作動用の計算モデルについて、非限定的な例として説明するが、その計算モデルおよびその使用法は一般的に様々な可能な作動システムを組み込むことができることを理解すべきである。 The embodiments described herein are given by way of example only and may be used to maneuver the device using other embodiments of an actuation system such as, for example, a mechanical actuation device or other actuation device well known in the art. it can. In the following description, a computational model for magnetic actuation using an externally applied magnetic field will be described as a non-limiting example, but the computational model and its usage are generally different possible actuation systems. It should be understood that can be incorporated.
この技術分野の専門家に知られた幾つかの方法によって、作動システムの座標を、画像システムの座標、および位置決めシステムの座標に記録してもよい。例えば、作動システムは外部磁界を採用してもよく、この場合、外部マグネットのような磁界源は、作動システムに関して周知の位置に配置された適正に配置されたマーカを使用することによって画像化システムに機械的に記録(登録)することができるであろう。多数の画像投影または3次元画像化からの情報は画像化システムから入手可能なので、上記の各位置は画像化システムの基準フレームにおける割り当てられた座標であってもよい。両方の座標系において決定された3個のマーカの位置は、必須の記録(登録)である固定した(rigid、剛体)座標変換(回転および平行移動(translation))を生じさせるのに充分である。必要に応じて精度を改善するために追加のマーカを使用してもよい。 The coordinates of the actuation system may be recorded in the coordinates of the imaging system and the coordinates of the positioning system by several methods known to those skilled in the art. For example, the actuation system may employ an external magnetic field, in which case a magnetic field source, such as an external magnet, is used by the imaging system by using properly placed markers located at known locations with respect to the actuation system. Could be recorded (registered) mechanically. Since information from multiple image projections or 3D imaging is available from the imaging system, each of the above locations may be an assigned coordinate in the reference frame of the imaging system. The positions of the three markers determined in both coordinate systems are sufficient to produce a fixed (rigid) coordinate transformation (rotation and translation), which is an essential record (registration). . Additional markers may be used to improve accuracy as needed.
同様に、装置の位置決めシステムが使用される場合、これは、この位置決めシステムに関する既知のマーカの座標を決定するのにも使用でき、それによって種々のシステムで使用される種々の区別できる座標フレームの相互記録(登録)を提供することができる。実際には、このような記録(登録)は医療処置の開始時に実行される。その後に続く患者用テーブルの移動は、臨床処置期間中に標準的基準に基づいて必要とされ得る更新された記録(登録)を可能にするために、適正な精度内で追跡されればよい。 Similarly, if the positioning system of the device is used, it can also be used to determine the coordinates of a known marker for this positioning system, thereby allowing the various distinct coordinate frames used in the various systems. Mutual records (registration) can be provided. In practice, such recording (registration) is performed at the start of the medical procedure. Subsequent movements of the patient table may be tracked within reasonable accuracy to allow for updated recording (registration) that may be required based on standard criteria during the clinical procedure.
以上の説明では、磁気的作動システムを非限定的な例示として説明したが、ここで述べた方法に従って必要に応じて種々の代替的な作動システムを配置し記録(登録)してもよい。例えば、圧電作動装置を使用した装置では、装置位置決めシステムへの記録(登録)のみを必要とするX線画像化システムと共通の座標フレームを用いてもよい。同様に、問題になっているマーカはユーザによって機械的に配置されてもよいし、ユーザによってピンポイントされた(正確に位置が示された)解剖学的位置(anatomical location)に基づくものであってもよい。 In the foregoing description, the magnetic actuation system has been described as a non-limiting example, but various alternative actuation systems may be arranged and recorded (registered) as needed according to the methods described herein. For example, an apparatus using a piezoelectric actuator may use a coordinate frame that is common to an X-ray imaging system that only requires recording (registration) in the apparatus positioning system. Similarly, the marker in question may be mechanically placed by the user or based on an anatomical location pinpointed (exactly indicated) by the user. May be.
Claims (61)
医療装置の計算モデルに基づいて前記医療装置の少なくとも一部分の仮想的表現を表示し、
前記表示された仮想的表現によって表される前記医療装置の前記一部分の形態を変更するためにユーザによって作られた入力情報を受取り、前記医療装置の前記一部分の仮想的表現を更新し、
前記医療装置の前記計算モデルを用いて前記ナビゲーション・システムを操作して、前記医療装置の前記一部分を、前記更新された仮想的表現によって表される所望の形態に適合させること、
を特徴とする方法。 A method of operating a navigation system for remotely placing a distal portion of a medical device within a target object, comprising:
Displaying a virtual representation of at least a portion of the medical device based on a computational model of the medical device;
Receiving input information made by a user to change the form of the portion of the medical device represented by the displayed virtual representation, and updating the virtual representation of the portion of the medical device;
Manipulating the navigation system with the computational model of the medical device to adapt the portion of the medical device to a desired form represented by the updated virtual representation;
A method characterized by.
さらに、前記医療装置の前記先端部分の位置を変化させるために前記ユーザによって作られた入力情報を受取り、前記細長い医療装置の前記先端部の仮想的表現を更新し、
前記前進および後退機構を動作させて、前記細長い医療装置の前記先端部分を、前記更新された仮想的表現によって表される所望の位置に適合させる、請求項3に記載の方法。 The position of the tip portion of the medical device is controlled by an advance and retract mechanism;
Further receiving input information made by the user to change the position of the tip portion of the medical device, updating a virtual representation of the tip of the elongate medical device;
4. The method of claim 3, wherein the advance and retract mechanisms are operated to adapt the tip portion of the elongate medical device to a desired position represented by the updated virtual representation.
処置領域の表現を表示し、
前記医療装置の一部分の形態に関する入力情報を受取り、前記一部分の形態の表現を表示し、
前記処置領域の表示上の目標に関する入力情報を受取り、
前記医療装置とナビゲーション・システムの計算モデルに基づいて、前記医療装置を前記目標に到達させるために前記ナビゲーション・システムに必要な入力情報を決定し、
前記医療装置を前記目標に到達させるために、決定された入力情報を、前記ナビゲーション・システムに供給すること、
を特徴とする方法。 A method of operating a navigation system that remotely positions a distal portion of a flexible medical device within a target object to reach a target comprising:
Display the treatment area representation,
Receiving input information relating to a form of the part of the medical device, displaying a representation of the form of the part;
Receiving input information about a target on the display of the treatment area;
Based on a computational model of the medical device and navigation system, determining input information necessary for the navigation system to cause the medical device to reach the goal;
Providing the determined input information to the navigation system to cause the medical device to reach the goal;
A method characterized by.
ユーザからの所望の磁界に関する入力情報を受取り、
あたかも所望の磁界が与えられたかのように、前記医療装置の前記先端部の形態の仮想的表現を表示し、
前記所望の磁界を与える前記ユーザからの命令を受取ること、
を特徴とする方法。 A method of navigating the tip of a medical device having a magnetic response element by applying a magnetic field from an external source magnet,
Receive input information about the desired magnetic field from the user,
Display a virtual representation of the form of the tip of the medical device as if a desired magnetic field was applied,
Receiving instructions from the user to provide the desired magnetic field;
A method characterized by.
既知の磁界が医療装置の先端部分に与えられている間に、前記医療装置の先端部分の画像上で複数の点を識別し、
前記医療装置の先端部の少なくとも1つの幾何学的特徴を決定するために、前記識別された複数の点を処理し、
ユーザが所望の磁界を入力することを許容し、
あたかも所望の磁界が与えられたかのように、前記医療装置の先端部の仮想的表現を表示し、
前記所望の磁界を与えて前記医療装置を新しい方向に向ける命令を前記ユーザが入力できるようにすること、
を特徴とする方法。 A method of navigating the tip of a medical device having a magnetic response element by applying a magnetic field from an external source magnet,
Identifying a plurality of points on an image of the tip of the medical device while a known magnetic field is applied to the tip of the medical device;
Processing the identified points to determine at least one geometric feature of the tip of the medical device;
Allow the user to input the desired magnetic field,
Display a virtual representation of the tip of the medical device as if it had been given the desired magnetic field,
Allowing the user to input a command to apply the desired magnetic field and direct the medical device in a new direction;
A method characterized by.
医療装置の先端部分の仮想的表現を表示し、
前記適用された作動制御情報を変えることによって影響され得る前記医療装置の前記先端部の形状および方向の所望の変化に関する入力情報に応答して、装置特性と共に装置変形のための計算上の物理に基づくモデルを用いて前記医療装置の前記先端部分の前記表示された仮想的表現を更新し、
ユーザによる入力情報に応答して、前記医療装置の前記先端部を所望の形状および方向に配置する、前記医療装置の前記先端部分の特性に基づく1組の作動制御情報を適用すること、
を特徴とする方法。 A method for navigating a distal end of a flexible medical device having an actuation element that is controlled by applying a set of actuation control information comprising:
Display a virtual representation of the tip of the medical device,
In response to input information regarding desired changes in the shape and orientation of the tip of the medical device that can be affected by changing the applied actuation control information, the device characteristics and computational physics for device deformation Updating the displayed virtual representation of the tip portion of the medical device with a model based on
Applying a set of actuation control information based on characteristics of the tip portion of the medical device that places the tip portion of the medical device in a desired shape and orientation in response to input information by a user;
A method characterized by.
処置領域の画像上で医療装置の先端部における点を識別し、
前記識別された点からの前記医療装置の前記先端部に関する情報に基づいて、あたかも新しい磁界が前記医療装置に与えられたかのように計算処理することができる前記医療装置の再構成された仮想的画像を表示し、
前記医療装置の前記仮想的画像の形態を変化させるためのユーザからの入力情報を受取り、
ユーザが処理した仮想的画像に対応する、ユーザ指定の入力情報と装置物理の計算モデルとの組み合わせから計算された、処置領域における実際の医療装置を作動させる作動制御情報を適用すること、
を特徴とする方法。 A method for specifying a set of actuation control information applied to a set of remotely actuated elements at a distal end of a flexible medical device in a patient treatment area, the method comprising:
Identify the point at the tip of the medical device on the image of the treatment area,
Based on information about the tip of the medical device from the identified point, a reconstructed virtual image of the medical device that can be computed as if a new magnetic field was applied to the medical device To display
Receiving input information from a user for changing the form of the virtual image of the medical device;
Applying actuation control information for operating an actual medical device in a treatment area, calculated from a combination of user-specified input information and device physics calculation model, corresponding to a virtual image processed by the user;
A method characterized by.
処置領域の画像上で医療装置の先端部に関する点を識別し、
前記識別された点からの医療装置の前記先端部に関する情報に基づいて、あたかも新しい磁界が前記医療装置に適用されたかのように計算処理することができる前記医療装置の再構成された仮想的画像を表示し、
ユーザが装置のチップを到達させることを望む前記処置領域の画像上の目標位置を識別する前記ユーザからの入力情報を受取り、
ユーザが指定したチップの位置に対応する、ユーザ指定の入力情報と装置の物理の計算モデルとの組み合わせから計算された、前記処置領域における実際の医療装置を作動させるための作動制御情報を適用すること、
を特徴とする方法。 A method for specifying a set of actuation control information applied to a set of remotely actuated elements at a distal end of a flexible medical device in a patient treatment area, the method comprising:
Identify the point on the tip of the medical device on the image of the treatment area,
Based on information about the tip of the medical device from the identified point, a reconstructed virtual image of the medical device that can be computed as if a new magnetic field was applied to the medical device. Display
Receiving input information from the user identifying a target position on the image of the treatment area that the user wishes to reach the device tip;
Apply operation control information for operating an actual medical device in the treatment area, calculated from a combination of user-specified input information and a physical calculation model of the device, corresponding to the chip location specified by the user thing,
A method characterized by.
現在の装置形態を再構成するために前記医療装置に関する1つ以上の点における装置位置決めデータを使用し、
あたかも1組の新しい作動制御情報が前記医療装置に適用されたかのように計算処理することができる前記医療装置の再構成された仮想的画像を表示し、
前記医療装置の前記仮想的画像の形態を変化させるためにユーザからの入力情報を受取り、
ユーザが処理した仮想的画像に対応する、ユーザが指定した入力情報と装置物理の計算モデルとの組み合わせから計算された、前記処置領域における実際の医療装置を作動させるための作動制御情報を適用すること、
を特徴とする方法。 A method for specifying a set of actuation control information applied to a set of remotely actuated elements at a distal end of a flexible medical device in a patient treatment area, comprising:
Using device positioning data at one or more points on the medical device to reconfigure the current device configuration;
Displaying a reconstructed virtual image of the medical device that can be computed as if a set of new actuation control information had been applied to the medical device;
Receiving input information from a user to change the form of the virtual image of the medical device;
Apply operation control information for operating an actual medical device in the treatment area calculated from a combination of input information specified by the user and a device physical calculation model corresponding to a virtual image processed by the user thing,
A method characterized by.
現在の装置形態を再構成するために前記医療装置に関する1つ以上の点における装置位置決めデータを使用し、
あたかも1組の新しい作動制御情報が前記医療装置に適用されたかのように計算処理することができる前記医療装置の再構成された仮想的画像を表示し、
ユーザが装置チップを到達させたいと望む表示上の目標の位置を識別するためにユーザからの入力情報を受取り、
前記ユーザが指定したチップの位置に対応する、ユーザ指定の入力情報と装置物理の計算モデルとの組み合わせから計算された、前記処置領域において実際の医療装置を作動させるための作動制御情報を適用すること、
を特徴とする方法。 A method for specifying a set of actuation control information applied to a set of remotely actuated elements at a distal end of a flexible medical device comprising:
Using device positioning data at one or more points on the medical device to reconfigure the current device configuration;
Displaying a reconstructed virtual image of the medical device that can be computed as if a set of new actuation control information had been applied to the medical device;
Receiving input information from the user to identify the location of the target on the display that the user wishes to reach the device chip;
Apply operation control information for operating an actual medical device in the treatment area, calculated from a combination of user-specified input information and a device physical calculation model corresponding to the user-specified chip position. thing,
A method characterized by.
既知の(または0)組の作動制御情報が医療装置の先端部分に適用される間に、前記医療装置の先端部分の2つの投影画像上で複数の点を識別し、
前記医療装置およびその動作環境の投影画像の一方または両方の面における、または3次元の局部的な電気的マップまたはその投影における、前記医療装置のチップの所望の位置を識別し、
前記医療装置の弾性または磁気的特性基づくコンピュータ計算を行い、(a)投影画像の一方または両方の面上に示された、先端装置チップの面内の医療装置チップの可能な位置の軌跡、(b)投影画像の一方または両方の面上に示された、偏位と軸回転の組合せによって装置チップによってアクセスできる可能な位置のアクセス可能な面、(c)3次元的グラフィック図中で装置チップと一緒に生成された前記軌跡またはアクセス可能な面、の中の1つ以上の自動製図を行い、
画像面、3次元的グラフィック図、または局部的な電気的活動マップのいずれかにおける前記軌跡または前記アクセス可能な面上の点として、前記医療装置のチップの所望の位置を識別し、
前記医療装置を前記所望のチップ位置に接近して到達させることを可能にする1組の作動制御情報と装置前進/後退の計算を行い、
前記医療装置の前進と後退を制御するためにコンピュータ制御される装置アドバンサを用い、
適当な作動制御情報の供給と装置アドバンサの動きによって、選択された点に向けて前記医療装置を自動的に前進させるようコンピュータに命令し、
(a)前記医療装置およびその動作環境の新しい1組の投影画像、または(b)新しい3次元の局部的電気的マップまたはその投影、の中の1つ以上を表示すること、
を特徴とする方法。 A method for navigating a distal end of a flexible medical device having a set of remotely actuated elements by application of a remote set of actuation control information comprising:
Identifying a plurality of points on two projection images of the tip portion of the medical device while a known (or zero) set of actuation control information is applied to the tip portion of the medical device;
Identifying a desired position of the medical device chip on one or both sides of the projection image of the medical device and its operating environment, or on a three-dimensional local electrical map or projection thereof;
Performing computer calculations based on the elastic or magnetic properties of the medical device, (a) a trajectory of possible positions of the medical device chip in the plane of the tip device chip, shown on one or both surfaces of the projection image; b) an accessible surface at a possible location that can be accessed by the device chip by a combination of deflection and axial rotation, shown on one or both surfaces of the projected image, (c) the device chip in the three-dimensional graphic diagram Performing one or more automatic drafting of the trajectory or accessible surface, generated with
Identifying the desired location of the medical device chip as the locus or point on the accessible surface, either in an image plane, a three-dimensional graphic diagram, or a local electrical activity map;
Performing a set of actuation control information and device advance / retract calculations that allow the medical device to approach and reach the desired tip position;
Using a computer controlled device advancer to control the advancement and retraction of the medical device;
Instructing the computer to automatically advance the medical device toward the selected point by providing appropriate actuation control information and device advancer movement;
Displaying one or more of (a) a new set of projection images of the medical device and its operating environment, or (b) a new three-dimensional local electrical map or projection thereof;
A method characterized by.
既知の(または0)組の作動制御情報が医療装置の先端部分に適用される間に、前記医療装置の先端部分の2つの投影画像上で複数の点を識別し、
前記医療装置およびその動作環境の投影画像の一方または両方の面における、または3次元の局部的な電気的マップまたはその投影における、前記医療装置のチップの所望の位置を識別し、
前記医療装置の弾性または磁気的特性基づくコンピュータ計算を行い、(a)2方向画像の一方または両方の面上に示された、先端装置チップの面内の医療装置のチップの可能な位置の軌跡、(b)投影画像の一方または両方の面上に示された、偏位と軸回転の組合せによって装置チップによってアクセスするできる可能な位置のアクセス可能な面、(c)3次元的グラフィック図中で装置チップと一緒に生成された前記軌跡またはアクセス可能な面、の中の1つ以上の自動製図を行い、
画像面、3次元的グラフィック図、または局部的な電気的活動マップのいずれかにおける前記軌跡または前記アクセス可能な面を越えた点として前記医療装置のチップの所望の位置を識別し、
前記医療装置を前記所望のチップ位置に接近して到達させることを可能にする1組の作動制御情報と装置前進/後退の計算を行い、
前記医療装置の前進と後退を制御するためにコンピュータ制御される装置アドバンサを用い、
適当な作動制御情報の供給と装置アドバンサの動きによって、選択された点に向けて前記医療装置を自動的に前進させるようコンピュータに命令し、
(a)前記医療装置およびその動作環境の新しい1組の投影画像、または(b)新しい3次元の局部的電気的マップまたはその投影、の中の1つ以上を表示すること、
を特徴とする方法。 A method for navigating a distal end of a flexible medical device having a set of remotely actuated elements by application of a set of actuation control information comprising:
Identifying a plurality of points on two projection images of the tip portion of the medical device while a known (or zero) set of actuation control information is applied to the tip portion of the medical device;
Identifying a desired position of the medical device chip on one or both sides of the projection image of the medical device and its operating environment, or on a three-dimensional local electrical map or projection thereof;
A computer calculation based on the elastic or magnetic properties of the medical device, and (a) a trajectory of possible positions of the tip of the medical device in the plane of the tip device tip shown on one or both sides of the bi-directional image (B) an accessible surface at a possible location that can be accessed by the device chip by a combination of deflection and axial rotation, shown on one or both surfaces of the projected image, (c) in a three-dimensional graphic diagram Performing one or more automatic drafting of the trajectory or accessible surface generated with the device chip at
Identifying the desired location of the medical device chip as a point beyond the trajectory or the accessible surface, either in an image plane, a three-dimensional graphic diagram, or a local electrical activity map;
Performing a set of actuation control information and device advance / retract calculations that allow the medical device to approach and reach the desired tip position;
Using a computer controlled device advancer to control the advancement and retraction of the medical device;
Instructing the computer to automatically advance the medical device toward the selected point by providing appropriate actuation control information and device advancer movement;
Displaying one or more of (a) a new set of projection images of the medical device and its operating environment, or (b) a new three-dimensional local electrical map or projection thereof;
A method characterized by.
カテーテルの計算モデルおよび案内シースの先端部の位置および方向に関する情報を用いて、先端チップを目標点に到達させるように、与えるべき磁界を決定し、前記案内シースから前記カテーテルを延ばす自由長を決定することを特徴とする方法。 The tip of the magnetically guideable catheter, in which the tip of the tip can be oriented by the applied magnetic field and the free length from the tip of the guide sheath is telescopically adjustable, can be A method of navigating to a selected point in a treatment area within
Using the calculation model of the catheter and information on the position and direction of the distal end of the guide sheath, the magnetic field to be applied is determined so that the distal tip reaches the target point, and the free length for extending the catheter from the guide sheath is determined. A method characterized by:
カテーテルの計算モデルおよび案内シースの先端部の位置および方向に関する情報を用いて、先端チップを目標点に到達させるように、適用すべき制御変数を決定し、前記案内シースから前記カテーテルを延ばす自由長を決定することを特徴とする方法。 A steerable catheter that allows the tip tip to be oriented according to the applied control variable, and that the free length from the distal end of the guide sheath to a selected point in the treatment area of the object can be telescopically adjusted. A method for navigating the tip of
Using a calculation model of the catheter and information on the position and direction of the distal end of the guiding sheath, a control variable to be applied is determined so that the distal tip reaches the target point, and the free length for extending the catheter from the guiding sheath Determining a method.
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