JP2008229332A - 画像ガイド式手術システムの間で医療情報を共有するシステム及び方法 - Google Patents

画像ガイド式手術システムの間で医療情報を共有するシステム及び方法 Download PDF

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Abstract

【課題】患者データ、治療データ、手術データ及び患者の結果データを画像ガイド式手術システムに記憶して、新たな患者に対して様々な手術処置を計画して実行するときにデータを外科医に入手可能として、よりよい患者の結果を齎す。
【解決手段】医療情報にアクセスし、医療情報を記憶し、医療情報をエキスパート撮像装置（２０）の間で共有するエキスパート画像ガイド式手術システム（１０）及び方法（６００）であって、手術処置の計画時及び実行時に用いられるシステム（１０）及び方法（６００）である。
【選択図】図１

Description

本開示は一般的には、画像ガイド式手術システム（又は手術ナビゲーション・システム）に関する。具体的には、本開示は、エキスパート画像ガイド式手術システム、及び手術処置時の利用のためにエキスパート画像ガイド式手術システムの間で医療情報を共有する方法に関する。
画像ガイド式手術システムは、患者の解剖学的構造の多次元画像に関連して手術器具及び埋植物の正確な位置を追跡する。加えて、画像ガイド式手術システムは、視覚化ツールを用いて、これらの手術器具及び埋植物について患者の解剖学的構造との相互に位置揃えされた像を外科医に提供する。患者の解剖学的構造の多次元画像は、計算機式断層写真法（ＣＴ）撮像データ、磁気共鳴（ＭＲ）撮像データ、陽電子放出断層写真法（ＰＥＴ）撮像データ、超音波撮像データ、Ｘ線撮像データ、又は他の任意の適当な撮像データ、及びこれらの任意の組み合わせ等を含み得る。画像ガイド式手術技術は、脳神経外科手術、神経介入手術、耳鼻咽喉科（ＥＮＴ）処置、脊椎手術、整形外科手術及び大動脈ステント処置等を含めた広範な医学的処置に適用されている。
脊椎手術処置及び整形外科的手術処置を含めてこれらの医学的処置の幾つかは、手術器具及び／又は埋植物の配置について極めて正確な計画を必要とするが、これらの手術器具及び／又は埋植物は体内に位置するため処置時に観察することが困難である。例えば、脊椎手術時の椎弓根スクリューの配置は、器具及び埋植物の進入点、並びに椎弓骨を通って所望の位置に至るまでの投影経路の正確な計画及び視覚化を必要とする。また、膝関節置換術又は股関節置換術では、長期にわたる手術の成功及びかかる処置を受けた患者による痛みを伴わない利用に最も望ましい位置に埋植物を配置する正確な計画及び配置が必要となる。
Ｘ線フルオロスコピィは、手術処置の筋骨格枠の撮像に広く用いられている。ＣＴ撮像は、脊椎、関節及び四肢の変形及び外傷を整形外科医及び神経外科医の両方によって診断する場合の比較基準として広く用いられている。矯正脊椎手術のための計画はしばしば、側湾、後湾及び強直性脊椎炎のような状態では困難であり、脊椎外傷による脊椎の整復及び安定化のための計画、並びに／又は神経脱落症状を修復するのための計画時にはさらに困難となり得る。これらの手術は全て症例毎に異なっており、外科医によって、他形式の処置よりもある形式の処置の方に経験を積んでいたり、他の診療よりもある診療の方でこれらの処置を多く又は少なく目にしていたりする場合がある。これらの理由から、外科医はしばしば、経験を比較したり患者の治療を最善に行なうための方策を決定したりするために、特定の疾患、状態、治療又は処置を専門とする専門家又は他の医療施設に患者を紹介することを含めて、互いに相談し合う。
米国特許第６６９９１８７号
四肢に外傷を受けた患者を考えて手術治療の実行について計画するときに、患者を最善に治療して、手術処置の成功を齎す能力は、外科医の経験及び入手可能な情報に大きく依存する。今日の殆どの整形外科医が直面する問題は、手足の骨折及び外傷を治療することを含めて、多重に細分化された複雑な関節の治療及び他の関節の処置に成功することである。外科医が入手可能な情報が質量共に高まると、患者の手術の成功率が高まり、また成功の期間も延びる。
特定の患者の罹患パターン、年齢、成長パターン、内在疾患、日常の生活習慣、人口統計及び過去の矯正手術手法を知ることにより、脊椎及び整形外科系の疾患及び状態の予測及び治療から、様々な疾患、変形、外傷、多発性骨折及び他の状態を治療する手術行為の最善の計画を導くことができる。殆どの外科医は、全ての形式の病状を均等に目にしていたり処置していたりする訳ではないので、様々な医療施設及び外科医の経験を蓄積し、算出して共有するシステム及び方法の利点は、疾患及び状態を識別するための有意義な勧告を与えて、これらの疾患及び状態に対して如何なる治療を加えて手術処置を施すかを知らせることであり、このデータの擬似的なコンピュータ式アトラス（見取り図）を与えられた外科医は、この事前記録されたデータを各々の外科医利用者毎に及び患者固有の必要毎に入手可能とすることにより、最善の治療行為の道筋にさらに速やかに到達することができる。
従って、患者データ、治療データ、手術データ及び患者の結果データを画像ガイド式手術システムに記憶して、新たな患者に対して様々な手術処置を計画して実行するときにデータを外科医に入手可能として、よりよい患者の結果を齎すシステム及び方法が必要とされている。
一実施形態では、エキスパート画像ガイド式手術システムが、ナビゲーション装置と、ナビゲーション装置に結合されており、患者の撮像を実行して手術対象領域における患者の複数の画像を結果として生ずる少なくとも１台の撮像装置と、手術ナビゲーション装置及び撮像装置に結合されている少なくとも１台のコンピュータと、データを記憶する少なくとも１台のデータ記憶装置と、データを送受する通信インタフェイスと、データを表示する少なくとも１台の表示器とを含んでおり、データは、他の患者に対して行なわれた以前の手術処置に関連する複数のデータであって、類似の手術処置の結果を改善するために、手術処置を計画し且つ／又は実行しているときに外科医が用いることのできる複数のデータを含んでいる。
一実施形態では、エキスパート撮像装置が、少なくとも１台のコンピュータと、データを記憶する少なくとも１台のデータ記憶装置と、データを送受する通信インタフェイスとを含んでいる。
一実施形態では、エキスパート撮像装置のネットワークが、各々の撮像装置がデータを記憶する少なくとも１台のデータ記憶装置を有し、各々の撮像装置がデータを送受するネットワーク・インタフェイスを有する少なくとも２台の撮像装置と、通信チャネルを介して各々の撮像装置に結合されており、上述の少なくとも２台の撮像装置の間でのデータ転送を制御するハブとを含んでいる。
一実施形態では、エキスパート画像ガイド式手術システムを用いて画像ガイド式手術を実行する方法が、画像ガイド式手術システムにデータを転送するステップと、撮像装置によって患者の撮像を実行するステップと、対象領域における患者の複数の画像を結果として生ずるステップと、複数の画像を分析して、画像ガイド式手術システムに転送されたデータから他の患者の類似症例のデータを選択するステップと、表示器において利用者に対して選択された類似症例のデータを提供するステップと、選択された類似症例のデータを検討するステップと、手術処置を実行するステップと、選択された類似症例のデータに基づいて必要に応じて手術処置を調節するステップとを含んでいる。
一実施形態では、エキスパート画像ガイド式手術システムを用いて画像ガイド式手術を実行する方法が、画像ガイド式手術システムにデータを転送するステップと、撮像装置によって患者の撮像を実行するステップと、対象領域における患者の複数の画像を結果として生ずるステップと、複数の画像を分析して、画像ガイド式手術システムに転送されたデータから他の患者の類似症例のデータを選択するステップと、表示器において利用者に対して選択された類似症例のデータを提供するステップと、選択された類似症例のデータを検討するステップと、患者に埋植物を配置するステップと、埋植物の位置を分析して、この位置を選択された類似症例のデータからの埋植物の位置データと比較するステップと、選択された類似症例のデータからの埋植物の位置データに基づいて必要に応じて埋植物の位置を調節するステップとを含んでいる。
一実施形態では、エキスパート撮像装置のネットワークを用いて画像ガイド式手術を実行する方法が、撮像装置によって患者の撮像を実行するステップと、対象領域における患者の複数の画像を結果として生ずるステップと、類似の手術処置の結果を改善するために外科医が用いることのできる他の患者の以前の手術事例に関連するデータを求めるためにエキスパート撮像装置のネットワークにアクセスするステップと、複数の画像を分析して、他の患者の以前の手術事例に関連するデータから類似症例のデータを選択するステップと、表示器において利用者に対して選択された類似症例のデータを提供するステップと、選択された類似症例のデータを実行中の手術処置と比較するステップと、選択された類似症例のデータに基づいて必要に応じて手術処置を調節するステップとを含んでいる。
一実施形態では、コンピュータと共に用いられるコンピュータ・プログラム・プロダクトが、プロセッサによって実行されるコンピュータ読み取り可能な命令を記憶したコンピュータ利用可能な媒体を含んでおり、コンピュータ読み取り可能な命令は、撮像装置にデータを転送するステップと、撮像装置によって撮影された複数の画像を分析して、撮像装置に転送されたデータから他の患者の類似症例のデータを選択するステップと、表示器において利用者に対して選択された類似症例のデータを提供するステップと、選択された類似症例のデータを実行中の手術処置と比較するステップと、選択された類似症例のデータに基づいて必要に応じて手術処置を調節するための提案を与えるステップとを含む方法を実行する。
本発明のその他様々な特徴、目的及び利点は、添付図面及び以下の詳細な説明から当業者には明らかとなろう。
手術処置においては、身体への接触は、身体における１又は複数の微小な皮膚切開又は一つの大切開によって得られる。手術器具及び／又は埋植物がこれらの開口から挿入されて、体内の対象領域に進められる。体内での手術器具又は埋植物の進路はナビゲーション技術によって容易になり、この技術では、手術器具又は埋植物の実時間位置を測定して、対象領域の画像に仮想的に重ね合わせる。画像は、計算機式断層写真法（ＣＴ）、磁気共鳴（ＭＲ）、陽電子放出断層写真法（ＰＥＴ）、超音波、Ｘ線又は他の任意の適当な撮像技術、及びこれらの任意の組み合わせのような公知の撮像技術を用いて事前取得された画像であってもよいし、近実時間又は実時間で取得される画像であってもよい。
図１を参照すると、参照番号１０によって全体的に示すエキスパート画像ガイド式手術システム（例えば手術ナビゲーション・システム）が示されている。システム１０は、手術対象野１４の近傍に配置された少なくとも１個の電磁場発生器１２と、埋植物を取り付け得る少なくとも１個のナビゲート対象手術器具１８に取り付けられた少なくとも１個の電磁式センサ１６であって、少なくとも１個の電磁場発生器１２と連絡して発生器１２からデータを受け取る少なくとも１個の電磁式センサ１６と、少なくとも１個の電磁式センサ１６及び少なくとも１個の電磁場発生器１２に結合されておりこれらセンサ１６及び発生器１２からデータを受け取るナビゲーション装置３０と、ナビゲーション装置３０に結合されており手術対象野１４において患者２２に対する撮像を実行する少なくとも１台の撮像装置２０（図１のシステムは、手術処置時にテーブル２４に配置される患者２２を示している）と、ナビゲーション装置３０に結合されており画像ガイド式手術システムからの撮像データ及び追跡データを表示する少なくとも１台の表示器２６とを含んでいる。
ナビゲーション装置３０は、少なくとも１台のコンピュータと、撮像装置２０、少なくとも１個の電磁場発生器１２及び少なくとも１個の電磁式センサ１６と連絡する少なくとも１基のインタフェイスと、追跡モジュールと、ナビゲーション・モジュールと、撮像モジュールと、少なくとも１台の記憶装置とを含み得る。少なくとも１台のコンピュータは、コンピュータによって実行される統合型計画ソフトウェアを記憶して含んでおり、このソフトウェアは、目下の手術処置の実績及び結果を改善するために外科医が用いることのできる他の患者の類似症例に関連するデータを用いて外科医が手術処置を計画してエキスパート方式で実行することを可能にする。これらの構成要素及びその動作についてのさらに詳細な説明については図２に関して後述する。
表示器２６は、画像利用式位置揃え工程を進行と共に表示するように構成されている。表示器２６はまた、少なくとも１個の手術器具１８の実時間位置及び配向、又は少なくとも１個の手術器具１８の先端若しくは端部に取り付けられた少なくとも１個の埋植物の実時間位置及び配向を、患者の解剖学的構造の位置揃え後の画像において表示するように構成されている。表示器に描画される少なくとも１個の手術器具１８又は少なくとも１個の埋植物の図形的参照は、線表現として表示されてもよいし、単純に網掛けした数種の幾何学的基本要素として表示されてもよいし、計算機支援式設計（ＣＡＤ）ファイルからの写実的３Ｄモデルとして表示されてもよい。
画像ガイド式手術システム１０は、少なくとも１個の電磁場発生器１２及び少なくとも１個の電磁式センサ１６と共に動作して、少なくとも１個の装置１８又は埋植物の位置及び配向を決定するように構成されている。少なくとも１個の電磁場発生器１２及び少なくとも１個の電磁式センサ１６は、有線接続又は無線接続のいずれかを介してナビゲーション装置３０のナビゲーション・インタフェイスに結合され得る。
実施形態の一例では、少なくとも１個の電磁場発生器１２は電磁場送信器であってよい。電磁場送信器は、少なくとも１個のコイル、少なくとも一組のコイル対、少なくとも一組のコイル三つ組、又はコイル・アレイを含む送信器コイル・アレイであってよく、少なくとも１個のコイルに印加された電流に応答して電磁場を発生する。実施形態の一例では、少なくとも１個の電磁式センサ１６は、少なくとも１個のコイル、少なくとも一組のコイル対、少なくとも一組のコイル三つ組、又はコイル・アレイを電子回路と共に含む電磁場受信器であってよく、電磁場受信器によって検出される磁場測定値をディジタル化する。電磁場受信器が検出する電磁場は、電磁場送信器によって発生されている。但し、代替的な実施形態によれば、少なくとも１個の電磁場発生器が電磁式センサ又は電磁場受信器であり、少なくとも１個の電磁式センサが電磁場発生器であってもよいことを認められよう。
実施形態の一例では、少なくとも１個の電磁場発生器１２又は追加の電磁場発生器は、手術対象野１４において患者２２に堅固に取り付けられ得る動的参照として作用し得る。この動的参照は、他の電磁場発生器とは異なる電磁場（例えば異なる周波数）を発生して、手術対象野における患者の解剖学的構造の周囲でナビゲーション・システムのための局所的な参照枠を形成する。典型的には、ナビゲーション・システムによって用いられる動的参照は、手術ナビゲーションに先立って患者の解剖学的構造に位置揃えされる。参照枠の位置揃えは、表示画像に関するナビゲート対象器具の精度に影響する。
システム１０は、外科医が手術器具１８又は手術器具１８に取り付けられた埋植物の位置及び配向を手術中に継続的に追跡することを可能にする。少なくとも１個の電磁場発生器１２は、電磁場を発生する少なくとも１個のコイルを含み得る。電流が、ナビゲーション装置３０から少なくとも１個の電磁場発生器１２の少なくとも１個のコイルに印加されて、少なくとも１個の電磁場発生器１２の周囲に磁場を発生する。少なくとも１個の電磁式センサ１６は、磁場を検出する少なくとも１個のコイルを含み得る。少なくとも１個の電磁式センサ１６は、手術対象野において少なくとも１個の電磁場発生器１２の近傍まで近付けられる。磁場は少なくとも１個の電磁式センサ１６の少なくとも１個のコイルに電圧を誘導して、少なくとも１個の電磁場発生器１２によって発生される磁場を検出して、少なくとも１個の手術器具１８又は埋植物の位置及び配向を計算する。少なくとも１個の電磁式センサ１６は、少なくとも１個の電磁式センサ１６によって検出される磁場測定値をディジタル化する電子回路を含んでいる。
この磁場測定値を用いて、適当な方法又はシステムに従って手術器具１８又は埋植物の位置及び配向を算出することができる。電子回路を用いて磁場測定値がディジタル化された後に、ディジタル化された信号は少なくとも１個の電磁式センサ１６からナビゲーション・インタフェイスを介してナビゲーション装置３０のコンピュータへ送信される。ディジタル化された信号は、有線式又は無線式の通信プロトコル及びインタフェイスを用いて、少なくとも１個の電磁式センサ１６からナビゲーション装置３０へ送信され得る。ナビゲーション装置３０によって受信されるディジタル化された信号は、少なくとも１個の電磁式センサ１６によって検出された磁場の情報を表わす。これらのディジタル化された信号を用いて、手術器具１８又は埋植物の位置及び配向情報を算出する。この位置及び配向情報を用いて、手術器具１８又は埋植物の位置を撮像装置２０からの取得撮像データに位置揃えする。位置及び配向データは表示器２６において視覚化されて、撮像装置２０からの事前取得画像又は実時間画像に手術器具１８又は埋植物の位置を実時間表示する。撮像装置２０からの取得撮像データとしては、ＣＴ撮像データ、ＭＲ撮像データ、ＰＥＴ撮像データ、超音波撮像データ、Ｘ線撮像データ、又は他の任意の適当な撮像データ、及びこれらの任意の組み合わせ等がある。様々なモダリティからの取得撮像データに加えて、様々な実時間撮像モダリティからの実時間撮像データも利用可能である場合がある。
実施形態の一例では、画像ガイド式手術システム１０は、統合化された手段及びソフトウェアを備えた単一の統合型撮像及びナビゲーション・システムとして一体化されていてもよい。
実施形態の一例では、画像ガイド式手術システム１０は、電磁ナビゲーション技術を用いた電磁ナビゲーション・システムであってよい。但し、他の追跡技術又はナビゲーション技術を用いてもよい。
図２は、エキスパート画像ガイド式手術システム２１０の実施形態の一例のブロック図である。画像ガイド式手術システム２１０は、ナビゲーション装置２３０に含まれるモジュール及び他の構成要素の集合として概念的に図示されているが、専用のハードウェア基板、ディジタル信号プロセッサ、フィールド・プログラマブル・ゲート・アレイ、及びプロセッサの任意の組み合わせを用いて具現化され得る。代替的には、これらのモジュールは、単一のプロセッサ、又はプロセッサ同士の間で機能動作を分散させた多数のプロセッサを備えた既製のコンピュータを用いて具現化され得る。一例として、位置及び配向計算用の専用プロセッサと、撮像動作及び視覚化動作用の専用プロセッサとを備えると望ましい場合がある。他の選択肢として、各モジュールが、幾つかのモジュール型機能が専用ハードウェアを用いて実行され、残りのモジュール型機能が既製のコンピュータを用いて実行されるような混成的な構成を用いて具現化されてもよい。図２に示す実施形態では、画像ガイド式手術システム２１０は、プロセッサ２３４、システム制御器２３６及びメモリ２３８を有する単一のコンピュータ２３２を含んでいる。プロセッサ２３４は統合型計画ソフトウェアによって、目下の患者について計画されて実行されている手術処置と類似した手術事例からのデータを選択するようにプログラムされており、このデータは、エキスパート画像ガイド式手術システム２１０のデータ記憶装置に記憶されて表示器において外科医に対して提示される。ナビゲーション装置２３０のモジュール及び他の構成要素の動作は、システム制御器２３６によって制御され得る。
画像ガイド式手術システム２１０は、ナビゲーション・インタフェイス２４０に結合された少なくとも１個の電磁場発生器２１２を含んでいる。少なくとも１個の電磁場発生器２１２は、少なくとも１個の電磁場センサ２１６によって検出される少なくとも１個の電磁場を発生する。ナビゲーション・インタフェイス２４０は、少なくとも１個の電磁式センサ２１６からディジタル化された信号を受信する。ナビゲーション・インタフェイス２４０は、少なくとも１個のイーサネット・ポート（「イーサネット」は商標）を含んでいる。少なくとも１個のイーサネット・ポートには、例えばイーサネット・ネットワーク・インタフェイス・カード又はアダプタが設けられ得る。但し、様々な代替的な実施形態によれば、ディジタル化された信号は、代替的な有線式又は無線式の通信プロトコル及びインタフェイスを用いて少なくとも１個の電磁式センサ２１６からナビゲーション・インタフェイス２４０へ送信され得る。
ナビゲーション・インタフェイス２４０によって受信されるディジタル化された信号は、少なくとも１個の電磁式センサ２１６によって検出された少なくとも１個の電磁場発生器２１２からの磁場情報を表わす。図２に示す実施形態では、ナビゲーション・インタフェイス２４０は、ディジタル化された信号をローカル・インタフェイス２４２を介して追跡モジュール２５０へ送信する。追跡モジュール２５０は、受信されたディジタル化された信号に基づいて位置及び配向情報を算出する。この位置及び配向情報は、手術器具又は埋植物の位置を与える。
実施形態の一例では、少なくとも１個の電磁場発生器２１２及び少なくとも１個の電磁式センサ２１６は、有線接続又は無線接続のいずれかを介してナビゲーション・インタフェイス２４０に結合され得る。
追跡モジュール２５０は、ローカル・インタフェイス２４２を介してナビゲーション・モジュール２６０に位置及び配向情報を伝達する。一例として、このローカル・インタフェイス２４２は、周辺コンポーネント・インターコネクト（ＰＣＩ）バスである。但し、様々な代替的な実施形態によれば、同等のバス技術で置き換えてよい。
位置及び配向情報を受信すると、ナビゲーション・モジュール２６０は、手術器具又は埋植物の位置を取得された患者データに位置揃えするために用いられる。図２に示す実施形態では、取得された患者データは、データ記憶装置２４４に記憶される。取得された患者データは、ＣＴデータ、ＭＲデータ、ＰＥＴデータ、超音波データ、Ｘ線データ、又は他の任意の適当なデータ、及びこれらの任意の組み合わせ等を含み得る。例示のみのために述べると、データ記憶装置２４４はハード・ディスク・ドライブであるが、他の適当な記憶装置を用いてよい。
処置に先立って取得される患者撮像データは、システム２１０に転送されてデータ記憶装置２４４に記憶され得る。取得された患者データは、データ記憶装置２４４からメモリ２３８にロードされる。取得された患者データは、データ記憶装置２４４からデータ記憶装置制御器２４６によって検索される。ナビゲーション・モジュール２６０は、取得された患者データをメモリ２３８から読み込む。ナビゲーション・モジュール２６０は、手術器具又は埋植物の位置を取得された患者データに位置揃えして、患者画像データ及び手術器具又は埋植物の表現を視覚化するのに適した画像データを生成する。画像データは、ローカル・インタフェイス２４２を介して表示制御器２４８へ送信される。表示制御器２４８を用いて画像データを表示器２２６に出力する。
また、データ記憶装置２４４を用いて、患者カルテに関連する複数のデータ、及び目下の手術処置の結果を改善するために、処置を計画し且つ／又は実行しているときに外科医が用いることのできる他の患者の以前の手術事例に関連する複数のデータを記憶する。
患者カルテ・データは、患者の年齢、人口統計、成長パターン、罹患パターン、日常の生活習慣、既往歴、家族の既往歴、内在疾患、事前の医学的処置、投薬治療、及び他のデータ等を含み得る。以前の手術事例データは、類似の医学的処置又は手術処置からのデータであって、治療、手法、器具位置、埋植物位置、及び追跡管理からの患者の結果等を含むデータを含み得る。また、これらのデータは、解剖学的測定値及び臨床データを含み得る。データの形態としては、計算値、文字、画像及び動画等がある。外科医及び臨床専門人員から収集されるデータは、継続的に更新されて、エキスパート画像ガイド式手術システム又はデータ記憶装置を有する他システムへ実時間で転送される。
このデータは、ネットワーク・インタフェイス２９０を介してシステム２１０へ転送されて、データ記憶装置２４４に記憶され得る。データ記憶装置２４４のデータは、データ記憶装置制御器２４６によって制御される。データは、ローカル・インタフェイス２４２を介して表示制御器２４８へ転送されて、表示器２２６において観察され得る。ネットワーク・インタフェイス２９０は、データを送受するローカル・インタフェイス２４２に結合されている。ネットワーク・インタフェイス２９０は、類似のインタフェイスを有する他の装置及び／又はシステムとの間でデータを送受する能力を提供する。
画像ガイド式手術システム２１０はさらに、実時間撮像データを受け取る撮像インタフェイス２７０に結合された撮像装置２２０を含み得る。撮像データは、撮像モジュール２８０において処理される。撮像装置２２０は、実時間撮像データを手術器具又は埋植物の位置及び配向情報と組み合わせて表示器２２６に表示する能力を提供する。
図２の実施形態では１台の表示器２２６を示しているが、代替的な実施形態は様々な表示器構成を含み得る。様々な表示器構成を用いて、手術室の人間工学的側面を改善したり、様々な位置にいる人員に対して異なる像を表示したり情報を表示したりすることができる。
図３は、エキスパート撮像装置３２０の実施形態の一例のブロック図である。エキスパート撮像装置３２０は、プロセッサ３３４、システム制御器３３６及びメモリ３３８を有するコンピュータ３３２を含み得る。プロセッサ３３４は統合型計画ソフトウェアによって、目下の患者について計画されて実行されている手術処置と類似した手術事例からのデータを選択するようにプログラムされており、このデータは、エキスパート撮像装置３２０のデータ記憶装置に記憶されて、表示器において外科医に対して提示される。エキスパート撮像装置３２０の動作は、システム制御器３３６によって制御され得る。エキスパート撮像装置３２０はさらに、線源３２２、検出器３２４、ネットワーク・インタフェイス３９０、データ記憶装置３４４、及びデータ記憶制御器３４６を含んでいる。一例として、Ｘ線撮像装置又はＣＴ撮像装置の線源はＸ線源又は放射線源であり、Ｘ線撮像装置又はＣＴ撮像装置の検出器はＸ線検出器又は放射線検出器である。データ記憶装置３４４は複数のデータを記憶するために用いられ、ネットワーク・インタフェイス３９０は画像ガイド式手術システム及び他の撮像装置との間でデータを送受するために用いられ得る。
コンピュータ３３２は、ローカル・インタフェイス３４２を介して線源３２２、検出器３２４、データ記憶制御器３４６及びネットワーク・インタフェイス３９０と連絡する。一例として、このローカル・インタフェイス３４２は、周辺コンポーネント・インターコネクト（ＰＣＩ）バスである。但し、様々な代替的な実施形態によれば、同等のバス技術で置き換えてよい。
取得された患者撮像データはデータ記憶装置３４４に記憶される。取得される患者撮像データは、ＣＴデータ、ＭＲデータ、ＰＥＴデータ、超音波データ、Ｘ線データ、又は他の任意の適当なデータ、及びこれらの任意の組み合わせ等を含み得る。例示のみのために述べると、データ記憶装置３４４はハード・ディスク・ドライブであるが、他の適当な記憶装置を用いてよい。
また、データ記憶装置３４４を用いて、患者カルテに関連する複数のデータ、及び目下の手術処置の結果を改善するために、処置を計画し且つ／又は実行しているときに外科医が用いることのできる他の患者の以前の手術事例に関連する複数のデータを記憶することができる。
患者カルテ・データは、患者の年齢、人口統計、成長パターン、罹患パターン、日常の生活習慣、既往歴、家族の既往歴、内在疾患、事前の医学的処置、投薬治療、及び他のデータ等を含み得る。以前の手術事例データは、類似の医学的処置又は手術処置からのデータであって、治療、手法、器具位置、埋植物位置、及び追跡管理からの患者の結果等を含むデータを含み得る。また、これらのデータは、解剖学的測定値及び臨床データを含み得る。データの形態としては、計算値、文字、画像及び動画等がある。外科医及び臨床専門人員から収集されるデータは、継続的に更新されて、エキスパート画像ガイド式手術システム又はデータ記憶装置を有する他システムへ実時間で転送される。
このデータは、ネットワーク・インタフェイス２９０、ローカル・インタフェイス３４２、及びデータ記憶制御器３４６を用いて撮像装置３２０へ転送されてデータ記憶装置３４４に記憶され得る。データは、データ記憶装置制御器３４６によってデータ記憶装置３４４へ転送されて、装置３４４から検索される。データは、ネットワーク・インタフェイス３９０を介して表示器へも転送され得る。
ネットワーク・インタフェイス３９０は、データを送受するローカル・インタフェイス３４２に結合されている。ネットワーク・インタフェイス３９０は、類似のインタフェイスを有する他の装置及び／又はシステムとの間でデータを送受する能力を提供する。
図４は、エキスパート撮像装置４２０のネットワーク４１０の実施形態の一例のブロック図である。ネットワーク４１０は、情報を共有するために共に結合された２台以上の撮像装置４２０及び少なくとも１台のサーバ４１６を含んでいる。ネットワーク４１０は、サーバ４１６と装置４２０との間で医療データ又は他の情報を共有することを可能にする。ネットワーク４１０は、患者検査又は医学的処置が行なわれている診療所、手術センタ、病院又は他の医療施設の内部に配置され得る。１台の装置４２０によって得られたデータは、通信ネットワークを介してサーバ４１６へ転送されて少なくとも一つのデータベースに記憶され、またネットワークに結合されたもう１台の装置４２０に転送され得る。
各々の装置４２０及びサーバ４１６がネットワーク・インタフェイスを含んでおり、装置４２０又はサーバ４１６が、ネットワークに結合されたネットワーク・インタフェイスを有する他の装置４２０又はサーバ４１６との通信を授受することを可能にする。サーバ４１６及び装置４２０は、ネットワークに直接結合されていてもよいし、何らかの形式の通信ハブ４１４を介して結合されていてもよい。ハブ４１４は、通信チャネル４１８を介してサーバ４１６及び各々の装置４２０に結合される。通信チャネル４１８は、モデム、又はイーサネット（商標）、ＡＴＭ、ＤＳＬ、ケーブル・モデム、ＩＳＤＮ、赤外線、若しくはBluetoothやＩＥＥＥ８０２．１１のような無線接続を含めてこの目的のために当技術分野で公知のその他任意の形式のネットワーク接続を用いて具現化され得る。データはまた、ＤＩＣＯＭ又は医療情報バスのような他の適当なネットワーク接続を介して転送され得る。ハブ４１４は、通信を制御して、ネットワークに結合されたサーバ４１６と装置４２０との間でデータを効率的に転送し受信するための通信プロトコルを具現化する。
実施形態の一例では、サーバ４１６は、以前の患者症例（診断から追跡管理まで）からのデータ及び画像を記憶させた少なくとも一つのデータベースを含む病院サーバであってよい。実施形態の一例では、サーバ４１６は、ＰＡＣＳ（画像保管及び通信システム）に結合され得る。ＰＡＣＳは、医療画像の記憶、検索、配布及び提示専用のコンピュータ及び／又はネットワークである。実施形態の一例では、サーバ４１６はまた、病院情報システム（ＨＩＳ）及び放射線科情報システム（ＲＩＳ）とインタフェイスを介して接続されていてよい。
ＰＡＣＳは、撮像装置へのインタフェイスと、画像を記憶する少なくとも一つのデータベースを含む少なくとも１台のサーバと、画像を観察するための１又は複数のコンピュータ・ワークステーションと、撮像装置、少なくとも１台のサーバ及び１又は複数のコンピュータ・ワークステーションをリンクするコンピュータ・ネットワークとを含んでいる。ＰＡＣＳは、画像及び関連データに対する単一のアクセス点を提供する。ＰＡＣＳ、ＨＩＳ及びＲＩＳの間の通信はしばしば、医療情報の電子的交換のためのHealth Level 7（ＨＬ７）と呼ばれる規格を用いて具現化される。ＰＡＣＳ及びＨＬ７準拠とすることにより、実際の患者の症例に即して適当なデータを得ることが可能になり得る。
ネットワーク化されたエキスパート撮像装置は、医師及び他の医療従事者が目下の医療データ及び画像を検討して、これらのデータ及び画像を以前の症例からのデータ及び画像と直ちに比較することを可能にする。ネットワーク化されたエキスパート撮像装置は、他の患者に対して行なわれた以前の手術処置に関連するデータ及び画像であって、類似の手術処置の結果を改善するために、手術処置を計画し且つ／又は実行しているときに医師が用いることのできるデータ及び画像へのアクセスを提供する。
図５は、エキスパート画像ガイド式手術システムを用いて画像ガイド式手術を実行する方法５００の実施形態の一例の流れ図である。この方法はステップ５０２から開始し、このときデータが画像ガイド式手術システムへ転送され又はアップロードされる。利用者は、ステップ５０４において、撮像装置によって患者の画像を撮影する。ステップ５０６では、画像ガイド式手術システムは、画像を分析して、システムのデータ記憶装置又はメモリから類似の患者症例を選択する。画像ガイド式手術システムは、ステップ５０８において、選択された類似の患者症例及び患者の結果に関するデータを利用者に提示する。ステップ５１０では、利用者はデータを検討して、類似症例からのデータに基づいて治療及び／又は処置を調節したりしなかったりすることができる。利用者は、ステップ５１２において、類似症例からのデータを参照しながら手術処置を開始して、処置時に必要に応じて治療及び／又は処置を調節する。ステップ５１４では、利用者は手術処置を完了する。
実施形態の一例では、画像ガイド式手術システムは、エキスパート撮像装置と、コンピュータに記憶されてコンピュータによって実行される統合型計画ソフトウェアであって、外科医が手術処置を計画してエキスパート方式で実行することを可能にする統合型計画ソフトウェアとを含み得る。患者のカルテに関連するデータ、並びに目下の手術処置の実績及び結果を改善するために外科医が用いることのできる他の患者の類似症例に関連するデータは、転送されて、エキスパート画像ガイド式手術システム又はエキスパート撮像装置の内部のデータ記憶装置又はメモリに記憶される。
図６は、エキスパート画像ガイド式手術システムを用いて画像ガイド式手術を実行する方法６００の実施形態の一例の流れ図である。この方法はステップ６０２から開始し、このときデータが画像ガイド式手術システムへ転送され又はアップロードされる。利用者は、ステップ６０４において、撮像装置によって患者の画像を撮影する。ステップ６０６では、画像ガイド式手術システムは、画像を分析して、システムのデータ記憶装置又はメモリから類似の患者症例を選択する。画像ガイド式手術システムは、ステップ６０８において、選択された類似の患者症例及び患者の結果に関するデータを利用者に提示する。ステップ６１０では、利用者はデータを検討して、類似症例からのデータに基づいて治療及び／又は処置を調節したりしなかったりすることができる。利用者は、ステップ６１２において、類似症例からのデータを参照しながら手術処置を開始して、処置時に必要に応じて治療及び／又は処置を調節する。ステップ６１４では、利用者は患者の解剖学的構造に埋植物を配置する。埋植物の位置は極めて重要である。埋植物を誤って配置すると、重い合併症を招いたり新たな手術を要する虞がある。画像ガイド式手術システムは、ステップ６１６において、埋植物の位置を分析して、この位置を類似症例からの埋植物位置と比較する。画像ガイド式手術システムは、ステップ６１８において、利用者に対し、所望の埋植物の位置についてのデータを提供する。この情報は、多数の症例に基づいてシステムによって行なわれる計画及びエキスパート分析に従って利用者が当該事例についての埋植物の最善の位置を決定するのを助ける。利用者は、ステップ６２０において、必要に応じて埋植物の位置を調節する。ステップ６２２では、利用者は手術処置を完了する。
実施形態の一例では、画像ガイド式手術システムは、エキスパート撮像装置と、コンピュータに記憶されてコンピュータによって実行される統合型計画ソフトウェアであって、外科医が手術処置を計画してエキスパート方式で実行することを可能にする統合型計画ソフトウェアとを含み得る。患者のカルテに関連するデータ、並びに目下の手術処置の実績及び結果を改善するために外科医が用いることのできる他の患者の類似症例に関連するデータは、転送されて、エキスパート画像ガイド式手術システム又はエキスパート撮像装置の内部のデータ記憶装置又はメモリに記憶される。
図７は、エキスパート画像ガイド式手術システム７１２の構内ネットワーク（ＬＡＮ）７１０の実施形態の一例のブロック図である。ネットワーク７１０は、情報を共有するために共に結合された２台以上の画像ガイド式手術システム７１２及び少なくとも１台のサーバ７１６を含んでいる。ネットワーク７１０は、サーバ７１６とシステム７１２との間で医療データ又は他の情報を共有することを可能にする。ネットワーク７１０は、患者検査又は医学的処置が行なわれている診療所、手術センタ、病院又は他の医療施設の内部に配置され得る。１台のシステム７１２によって得られたデータは、通信ネットワークを介してサーバ７１６へ転送されて少なくとも一つのデータベースに記憶され、またネットワークに結合されたもう１台のシステム７１２に転送され得る。
各々のシステム７１２及びサーバ７１６がネットワーク・インタフェイスを含んでおり、システム７１２又はサーバ７１６が、ネットワークに結合されたネットワーク・インタフェイスを有する他のシステム７１２又はサーバ７１６との通信を授受することを可能にする。サーバ７１６及びシステム７１２は、ネットワークに直接結合されていてもよいし、何らかの形式の通信ハブ７１４を介して結合されていてもよい。例えば、撮像装置がネットワークに結合されていてよい。撮像装置は一般的には、データをＮＴＳＣビデオ信号として転送し、ハブに対するインタフェイスに合わせて適応構成される。ハブ７１４は、通信チャネル７１８を介してサーバ７１６及び各々のシステム７１２に結合される。通信チャネル７１８は、モデム、又はイーサネット（商標）、ＡＴＭ、ＤＳＬ、ケーブル・モデム、ＩＳＤＮ、赤外線、若しくはBluetoothやＩＥＥＥ８０２．１１のような無線接続を含めてこの目的のために当技術分野で公知のその他任意の形式のネットワーク接続を用いて具現化され得る。データはまた、ＤＩＣＯＭ又は医療情報バスのような他の適当なネットワーク接続を介して転送され得る。ハブ７１４は、通信を制御して、ネットワークに結合されたサーバ７１６とシステム７１２との間でデータを効率的に転送し受信するための通信プロトコルを具現化する。各々のシステム７１２の内部のコンピュータ又は他のプロセッサのようなデータ処理装置（図示されていない）が、データが受信されて表示器において観察されることを可能にするソフトウェアを実行する。
図８は、エキスパート画像ガイド式手術システムの広域ネットワーク（ＷＡＮ）８００の実施形態の一例のブロック図である。ＷＡＮ８００は、情報を共有するために共に結合された二つ以上のＬＡＮ８１０、８２０、又は２台以上の画像ガイド式手術システム８１２、８２２及びサーバ８１４、８２４を含んでいる。医療データは、ＬＡＮ８１０及び８２０のサーバ８１４、８２４及びシステム８１２、８２２の間で共有され得る。ＷＡＮ８００は、ＬＡＮ８１０のサーバ８１６及びシステム８１２からの医療データ又は他の情報が、ＬＡＮ８２０のサーバ８２４及びシステム８２２と共有されることを可能にする。第一のＬＡＮ８１０は、診療所、手術センタ、病院又は他の医療施設の内部に配置され、第二のＬＡＮ８２０は、異なる診療所、手術センタ、病院又は他の医療施設の内部に配置され得る。ＷＡＮ８００は、第一のサイト８１０においてシステム８１２によって得られた医療データがサーバ８１６へ転送され、さらに第二のサイト８２０のサーバ８２６及びシステム８２２へ転送されることを可能にする。この医療データは、フルオロスコピィ撮像装置又は手術ナビゲーション装置のような１又は複数の医療装置から得られた撮像データ、ビデオ・データ又は他のデータを含み得る。
第一のＬＡＮ８１０では、１台のシステム８１２又はサーバ８１６によって得られたデータは、通信経路８１８を介してハブ８１４へ転送され、さらに通信経路８１８を介してもう１台のシステム８１２又はサーバ８１６へ転送され得る。同様に、第二のＬＡＮ８２０では、１台のシステム８２２又はサーバ８２６によって得られたデータは、通信経路８２８を介してハブ８２４へ転送され、さらに通信経路８２８を介してもう１台のシステム８２２又はサーバ８２６へ転送され得る。１台のシステム８１２、８２２又はサーバ８２６、８２６から次のシステム８１２、８２２又はサーバ８２６、８２８への通信経路８１８、８２８は同じであってもなくてもよい。
サーバ８１６、８２６及びシステム８１２、８２２の各々がネットワーク・インタフェイス（図示されていない）を含んでおり、システム８１２、８２２又はサーバ８１６、８２６が他のシステム８１２、８２２又はサーバ８１６、８２６との通信を授受することを可能にする。システム８１２、８２２又はサーバ８１６、８２６は、ＷＡＮ通信ネットワーク８３０に直接結合されていてもよいし、何らかの形式の通信ハブ８１４、８２４を介して結合されていてもよい。ハブ８１４、８２４は、通信チャネル８１８、８２８を介して各々のサーバ８１６、８２６及びシステム８１２、８２２に結合される。通信チャネル８１８、８２８は、モデム、又はイーサネット（商標）、ＡＴＭ、ＤＳＬ、ケーブル・モデム、ＩＳＤＮ、赤外線、若しくはBluetoothやＩＥＥＥ８０２．１１のような無線接続を含めてこの目的のために当技術分野で公知のその他任意の形式のネットワーク接続を用いて具現化され得る。データはまた、ＤＩＣＯＭ又は医療情報バスのような他の適当なネットワーク接続を介して転送され得る。ハブ８１４、８２４は、通信を制御して、サーバ８１６、８２６及びシステム８１２、８２２の間でデータを効率的に転送し受信するための通信プロトコルを具現化する。各々のシステム８１２、８２２の内部のコンピュータ又は他のプロセッサのようなデータ処理装置（図示されていない）が、データが受信されて表示器において観察されることを可能にするソフトウェアを実行する。
ＬＡＮ８１０によって得られるデータは、ＷＡＮ通信ネットワーク８３０を介してＬＡＮ８２０へ転送され得る。ＷＡＮ通信ネットワーク８３０はハブ８１４、８２４と通信することもできるし、サーバ８１６、８２６及びシステム８１２、８２２と直接通信することもできる。ＷＡＮ通信ネットワーク８３０は、例えばモデム、イーサネット（商標）、ＡＴＭ、ＤＳＬ、ケーブル・モデム、ＩＳＤＮ、赤外線、インターネット、イントラネット、エクストラネット、又はBluetooth若しくはＩＥＥＥ８０２．１１のような無線接続を用いて具現化され得る。
図９は、エキスパート画像ガイド式手術システム又はエキスパート撮像装置のネットワークを用いて画像ガイド式手術を実行する方法９００の実施形態の一例の流れ図である。方法はステップ９０２から開始し、このときデータがネットワークに転送され又はアップロードされて、ネットワークに結合された任意の機器、装置又はシステムに対して利用可能となる。利用者は、ステップ９０４において、撮像装置によって患者の画像を撮影する。ステップ９０６では、画像ガイド式手術システムは、画像を分析して、システムのデータ記憶装置又はメモリから類似の患者症例を選択する。画像ガイド式手術システムは、ステップ９０８において、選択された類似の患者症例及び患者の結果に関するデータを利用者に提示する。ステップ９１０では、利用者はデータを検討して、類似症例からのデータに基づいて治療及び／又は処置を調節したりしなかったりすることができる。利用者は、ステップ９１２において、類似症例からのデータを参照しながら手術処置を開始して、処置時に必要に応じて治療及び／又は処置を調節する。ステップ９１４では、利用者は手術処置を完了する。
実施形態の一例では、画像ガイド式手術システムは、エキスパート撮像装置と、コンピュータに記憶されてコンピュータによって実行される統合型計画ソフトウェアであって、外科医が手術処置を計画してエキスパート方式で実行することを可能にする統合型計画ソフトウェアとを含み得る。患者のカルテに関連するデータ、並びに目下の手術処置の実績及び結果を改善するために外科医が用いることのできる他の患者の類似症例に関連するデータは、転送されて、エキスパート画像ガイド式手術システム又はエキスパート撮像装置の内部のデータ記憶装置又はメモリに記憶される。
エキスパート画像ガイド式手術システムは、脊椎、関節、四肢及び整形外科に関する多様な手術事例及び処置についての情報の仮想的なデータ収集ライブラリとして作用する。このシステムは、外科医が、最新の医療知見及び患者データによる電子データ・バンクを含むシステムのネットワークによって、データを検討して評価し、データに基づいて治療計画を準備することを可能にする。また、このシステムは、経験の浅い外科医が、手術処置時にさらに経験を積んだ外科医の専門技術から恩恵を受けることを可能にする。エキスパート画像ガイド式手術システムは、過去の症例及び経験から学ばれた知見を用いて、手術室の内部で発生している目下の手術処置を改善することを可能にするという利益を提供する。
尚、代替的な実施形態によれば、少なくとも１個の電磁式センサは、電磁受信器、電磁場発生器（送信器）、又はこれらの任意の組み合わせのいずれであってもよいことを認められよう。同様に、代替的な実施形態によれば、少なくとも１個の電磁場発生器は、電磁受信器、電磁送信器、又は電磁場発生器（送信器）と電磁受信器との任意の組み合わせのいずれであってもよいことを認められよう。
以上、幾つかの実施形態について図面に関して説明した。これらの図面は、本発明のシステム、方法及びプログラムを具現化する特定の実施形態の幾つかの詳細を示している。但し、図面は本発明に対し、図面に示す特徴に関連する何らかの制限を設けるものと解釈すべきでない。本開示は、方法、システム、及びこのシステムの動作を達成する任意の機械読み取り可能な媒体に搭載されるプログラム・プロダクトを思量している。以上に述べたように、本発明の実施形態は、既存のコンピュータ・プロセッサを用いて具現化されてもよいし、当該目的又は他の目的のために組み入れられた特殊目的向けのコンピュータ・プロセッサによって具現化されてもよいし、有線で結線されたシステムによって具現化されてもよい。
以上に述べたように、包含されるプログラム・プロダクトの範囲内の実施形態は、機械実行可能な命令又はデータ構造を担持し又は記憶した機械読み取り可能な媒体を含んでいる。かかる機械読み取り可能な媒体は、汎用若しくは特殊目的のコンピュータ、又はプロセッサを備えた他の機械によってアクセスされ得る任意の入手可能な媒体であってよい。例として述べると、かかる機械読み取り可能な媒体は、ＲＡＭ、ＲＯＭ、ＰＲＯＭ、ＥＰＲＯＭ、ＥＥＰＲＯＭ、フラッシュ、ＣＤ−ＲＯＭ又は他の光ディスク記憶装置、磁気ディスク記憶装置又は他の磁気記憶装置や、所望のプログラム・コードを機械実行可能な命令又はデータ構造の形態で担持し又は記憶するのに用いられることができ汎用若しくは特殊目的のコンピュータ、又はプロセッサを備えた他の機械によってアクセスされ得るその他任意の媒体を含み得る。ネットワーク又は他の通信接続（有線結線式、無線式、又は有線結線式若しくは無線式の組み合わせ）を介して情報が機械へ転送され又は供給されると、機械はこの接続を機械読み取り可能な媒体であると適正に看做す。このように、任意のかかる接続を機械読み取り可能な媒体と適正に称する。また、以上に述べたものの組み合わせも機械読み取り可能な媒体の範囲内に含まれる。機械実行可能な命令は、例えば汎用コンピュータ、特殊目的のコンピュータ又は特殊目的の処理機械に何らかの作用若しくは作用群を実行させる命令及びデータを含んでいる。
実施形態は、方法ステップの一般的な文脈で記載されており、これらの方法ステップは一実施形態では、例えばネットワーク化された環境において機械によって実行されるプログラム・モジュールの形態にあるプログラム・コードのような機械実行可能な命令を含めてプログラム・プロダクトによって具現化され得る。一般的には、プログラム・モジュールは、特定のタスクを実行し又は特定の抽象データ型を具現化するルーチン、プログラム、オブジェクト、コンポーネント及びデータ構造等を含む。機械実行可能な命令、関連するデータ構造、及びプログラム・モジュールは、本書に開示した方法のステップを実行するプログラム・コードの実例を表わす。かかる実行可能な命令の特定の系列又は関連するデータ構造は、かかるステップに記載されている作用を具現化する対応する動作の実例を表わす。
実施形態は、プロセッサを有する１又は複数のリモート・コンピュータへの論理的な接続を用いてネットワーク化された環境において実施され得る。論理的な接続は構内ネットワーク（ＬＡＮ）及び広域ネットワーク（ＷＡＮ）を含み得るが、これらのネットワークは例を掲げるために提示されており、制限のためのものではない。かかるネットワーク接続環境は、事務所間又は企業間のコンピュータ・ネットワーク、イントラネット及びインターネットでは一般的なものであり、広範な異なる通信プロトコルを用いてよい。当業者は、かかるネットワーク計算環境は典型的には、パーソナル・コンピュータ、ハンド・ヘルド型装置、マルチ・プロセッサ・システム、マイクロプロセッサ方式又はプログラマブル型の消費者向け電子回路、ネットワークＰＣ、ミニコンピュータ、及びメインフレーム・コンピュータ等を含めて、多くの形式のコンピュータ・システム構成を包含することを認められよう。本発明の実施形態はまた、タスクがローカルの処理装置、及び通信ネットワークを介して（有線結線式リンク、無線リンク、又は有線結線リンク又は無線リンクの組み合わせのいずれかによって）リンクされたリモートの処理装置によって実行されるような分散計算環境においても実施され得る。分散計算環境では、プログラム・モジュールは、ローカルなメモリ記憶装置及びリモートのメモリ記憶装置の両方に配置され得る。
本発明のシステムの全体又は部分を具現化する例示的なシステムは、処理ユニット、システム・メモリ、及びこのシステム・メモリを含めて様々なシステム構成要素を処理ユニットに結合するシステム・バスを含めて、コンピュータの形態の汎用計算装置を含み得る。システム・メモリは、読み出し専用メモリ（ＲＯＭ）及びランダム・アクセス・メモリ（ＲＡＭ）を含み得る。コンピュータはまた、ハード・ディスクに対して読み書きを行なう磁気ハード・ディスク・ドライブ、着脱自在型磁気ディスクに対して読み書きを行なう磁気ディスク・ドライブ、及びＣＤ−ＲＯＭ又は他の光学媒体のような着脱自在型光ディスクに対して読み書きを行なう光ディスク・ドライブを含み得る。これらのドライブ及び関連する機械読み取り可能な媒体は、機械実行可能な命令、データ構造、プログラム・モジュール、及びコンピュータ用のその他データの不揮発性の記憶装置を提供する。
実施形態の以上の記載は、図示及び説明の目的で提示した。以上の記載は、網羅的ではなく、また本発明を開示された正確な形態に限定するものでもなく、以上の教示に照らして改変及び変形が可能であり、又は本発明の実施から改変及び変形を取得することができる。実施形態は、本発明の原理及びその実用的な応用について説明して、当業者が本発明を様々な実施形態として利用したり、想到される特定の用途に即した様々な改変として利用したりすることを可能にするために選択されて記載された。
当業者は、本書に開示した実施形態が任意の画像ガイド式手術システムの編成に適用され得ることを認められよう。請求される主題の実施形態の幾つかの特徴を本書に記載しているように説明したが、当業者には多くの改変、置換、変形及び均等構成が想到されよう。加えて、幾つかの機能ブロック及びこれらのブロックの間の関係について詳細に説明したが、当業者には、動作の幾つかは他の動作を用いないで実行されることができ、又は追加の機能若しくは機能の間の関係を確定してしかも請求される主題に依然従ったものとし得ることが思量されよう。従って、特許請求の範囲は請求される主題の実施形態の真意に含まれるような全ての改変及び変形を網羅するものと理解されたい。
様々な実施形態に関して本発明を説明したが、当業者は、実施形態に対し、本発明の趣旨から逸脱することなく幾つかの置換、変形及び省略を施しうることを認められよう。従って、以上の記載は例示のみのためのものであって、特許請求の範囲に記載されている本発明の範囲を制限しないものとする。また、図面の符号に対応する特許請求の範囲中の符号は、単に本願発明の理解をより容易にするために用いられているものであり、本願発明の範囲を狭める意図で用いられたものではない。そして、本願の特許請求の範囲に記載した事項は、明細書に組み込まれ、明細書の記載事項の一部となる。
エキスパート画像ガイド式手術システムの実施形態の一例の模式図である。 エキスパート画像ガイド式手術システムの実施形態の一例のブロック図である。 エキスパート撮像装置の実施形態の一例のブロック図である。 エキスパート撮像装置のネットワークの実施形態の一例のブロック図である。 エキスパート画像ガイド式手術システムを用いて画像ガイド式手術を実行する方法の実施形態の一例の流れ図である。 エキスパート画像ガイド式手術システムを用いて画像ガイド式手術を実行する方法の実施形態の一例の流れ図である。 エキスパート画像ガイド式手術システムの構内ネットワーク（ＬＡＮ）の実施形態の一例のブロック図である。 エキスパート画像ガイド式手術システムの広域ネットワーク（ＷＡＮ）の実施形態の一例のブロック図である。 エキスパート画像ガイド式手術システムのネットワークを用いて画像ガイド式手術を実行する方法の実施形態の一例の流れ図である。
符号の説明
１０ 画像ガイド式手術システム
１２ 電磁場発生器
１４ 手術対象野
１６ 電磁式センサ
１８ ナビゲート対象手術器具
２０ 撮像装置
２２ 患者
２４ テーブル
２６ 表示器
２８ ユーザ・インタフェイス
３０ ナビゲーション装置
２１０ 画像ガイド式手術システム
２１２ 電磁場発生器
２１６ 電磁式センサ
２２０ 撮像装置
２２６ 表示器
２３０ ナビゲーション装置
２３２ コンピュータ
２３４ プロセッサ
２３６ システム制御器
２３８ メモリ
２４０ ナビゲーション・インタフェイス
２４２ ローカル・インタフェイス
２４４ データ記憶装置
２４６ データ記憶制御器
２４８ 表示制御器
２５０ 追跡モジュール
２６０ ナビゲーション・モジュール
２７０ 撮像インタフェイス
２８０ 撮像モジュール
２９０ ネットワーク・インタフェイス
３２０ 撮像装置
３２２ 線源
３２４ 検出器
３３２ コンピュータ
３３４ プロセッサ
３３６ システム制御器
３３８ メモリ
３４２ ローカル・インタフェイス
３４４ データ記憶装置
３４６ データ記憶制御器
３９０ ネットワーク・インタフェイス
４１０ ネットワーク
４１４ ハブ
４１６ サーバ
４１８ 通信チャネル
４２０ 撮像装置
５００ 方法
５０２ データを転送する又はアップロードする
５０４ 画像を撮影する
５０６ 類似症例を選択する
５０８ 利用者にデータを提供する
５１０ データを検討して治療を調節する
５１２ 処置を開始する
５１４ 処置を完了する
６００ 方法
６０２ データを転送する又はアップロードする
６０４ 画像を撮影する
６０６ 類似症例を選択する
６０８ 利用者にデータを提供する
６１０ データを検討して治療を調節する
６１２ 処置を開始する
６１４ 埋植物を配置する
６１６ データを分析して比較する
６１８ 利用者にデータを提供する
６２０ 埋植物の位置を調節する
６２２ 処置を完了する
７１０ ＬＡＮ
７１２ 画像ガイド式手術システム
７１４ ハブ
７１６ サーバ
７１８ 通信チャネル
８００ ＷＡＮ
８１０ ＬＡＮ
８１２ 画像ガイド式手術システム
８１４ ハブ
８１６ サーバ
８１８ 通信チャネル
８２０ ＬＡＮ
８２２ 画像ガイド式手術システム
８２４ ハブ
８２６ サーバ
８２８ 通信チャネル
８３０ ＷＡＮ通信ネットワーク
９００ 方法
９０２ データを転送する又はアップロードする
９０４ 画像を撮影する
９０６ 類似症例を選択する
９０８ 利用者にデータを提供する
９１０ データを検討して治療を調節する
９１２ 処置を開始する
９１４ 処置を完了する

Claims (11)

  1. ナビゲーション装置（３０、２３０）と、
    該ナビゲーション装置（３０、２３０）に結合されており、患者（２２）の撮像を実行して手術対象野（１４）における前記患者（２２）の複数の画像を結果として生ずる少なくとも１台の撮像装置（２０、２２０）と、
    前記ナビゲーション装置（３０、２３０）及び前記撮像装置（２０、２２０、３２０）に結合されている少なくとも１台のコンピュータ（２３２）と、
    データを記憶する少なくとも１台のデータ記憶装置（２４４）と、
    データを送受する通信インタフェイス（２４０）と、
    データを表示する少なくとも１台の表示器（２６、２２６）と
    を備えたエキスパート画像ガイド式手術システム（１０、２１０）であって、
    前記データは、他の患者に対して行なわれた以前の手術処置に関連する複数のデータであって、類似の手術処置の結果を改善するために、前記手術処置を計画し且つ／又は実行しているときに外科医が用いることのできる複数のデータを含んでいる、エキスパート画像ガイド式手術システム（１０、２１０）。
  2. 前記通信インタフェイス（２４０）は無線式である、請求項１に記載のエキスパート画像ガイド式手術システム（１０、２１０）。
  3. 前記少なくとも１台の撮像装置（２０、２２０、３２０）はエキスパート撮像装置（２０、２２０、３２０）である、請求項１に記載のエキスパート画像ガイド式手術システム（１０、２１０）。
  4. 前記エキスパート撮像装置（２０、２２０、３２０）は、データを記憶するデータ記憶装置（３４４）と、データを送受する通信インタフェイス（３９０）とを含んでいる、請求項３に記載のエキスパート画像ガイド式手術システム（１０、２１０）。
  5. 前記データは患者カルテに関連するデータを含んでいる、請求項１に記載のエキスパート画像ガイド式手術システム（１０、２１０）。
  6. 前記少なくとも１台のコンピュータ（２３２）及び前記少なくとも１台のデータ記憶装置（２４４）は、医療施設のサーバの一部である、請求項１に記載のエキスパート画像ガイド式手術システム（１０、２１０）。
  7. 前記少なくとも１台のコンピュータ（２３２）は、前記複数の患者画像及び行なわれている手術処置の形式の比較を行なうことにより、コンピュータのデータベースにおいて他の患者に対して行なわれた類似の手術処置についてのデータを求めるために前記複数のデータを検索する、請求項１に記載のエキスパート画像ガイド式手術システム（１０、２１０）。
  8. 前記少なくとも１台のコンピュータ（２３２）は、当該コンピュータ（２３２）により実行される統合型計画ソフトウェアを記憶しており、目下の手術処置の実績及び結果を改善するために外科医が用いることのできる他の患者の類似の症例に関連するデータを用いて当該外科医が手術処置を計画してエキスパート方式で実行することを可能にする、請求項１に記載のエキスパート画像ガイド式手術システム（１０、２１０）。
  9. 少なくとも１台のコンピュータ（３３２）と、
    データを記憶する少なくとも１台のデータ記憶装置（３４４）と、
    データを送受する通信インタフェイス（３９０）と
    を備えたエキスパート撮像装置（３２０）。
  10. 各々の撮像装置（４２０）がデータを記憶する少なくとも１台のデータ記憶装置（３４４）を有し、各々の撮像装置（４２０）がデータを送受するネットワーク・インタフェイス（３９０）を有する少なくとも２台の撮像装置（４２０）と、
    通信チャネル（４１８）を介して各々の撮像装置（４２０）に結合されており、前記少なくとも２台の撮像装置（４２０）の間でのデータ転送を制御するハブ（４１４）と
    を備えたエキスパート撮像装置（４２０）のネットワーク（４１０）。
  11. 前記通信チャネル（４１８）は無線式である、請求項１０に記載のエキスパート撮像装置（４２０）のネットワーク（４１０）。
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