JP2009511201A - コンポーネントベースのカテーテル・ラボ血管内超音波システム - Google Patents

Abstract

カテーテル・ラボの環境で、血管内情報の取得および表示のために、カテーテル・ラボのインフラストラクチャと柔軟に統合するコンポーネント化された血管内超音波システムが開示される。システムは、遠位端近くに位置する撮像プローブを有するカテーテルを保持するように適合された患者インターフェース・モジュール（ＰＩＭ）と、制御パネルと、画像および患者データを表示するためのモニタと、処理装置とを含む。処理装置は、ＰＩＭ、制御パネル、およびモニタと通信可能に結合される。更に、処理装置は、ＰＩＭ、制御パネル、およびモニタの動作を調整し、かつＰＩＭにより提供される画像データから画像を生成するように適合される。ＰＩＭ、制御パネル、およびモニタは、互いに関して独立して配置することができる。

Description

関連出願の相互参照
この出願は、「Ｃｏｍｐｏｎｅｎｔ−Ｂａｓｅｄ Ｃａｔｈｅｔｅｒ Ｌａｂ Ｉｎｔｒａｖａｓｃｕｌａｒ Ｕｌｔｒａｓｏｕｎｄ Ｓｙｓｔｅｍ」と題する２００５年１０月１３日に出願されたジル（Ｇｉｌｌｅ）その他による米国仮出願第６０／７２７１４６号、および「Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｐａｎｅｌ ｆｏｒ ａ Ｃａｔｈｅｔｅｒ Ｌａｂ Ｉｎｔｒａｖａｓｃｕｌａｒ Ｕｌｔｒａｓｏｕｎｄ Ｓｙｓｔｅｍ」と題する２００６年９月１５日に出願されたプール（Ｐｏｏｌ）その他による米国仮出願第６０／８２５８１３号の優先権を主張し、上記で特定された双方の仮出願の内容は、それらに含まれる任意の参照の内容および教示を含めて、その全体が、参照により本明細書に明示的に組み込まれる。

発明の分野
本発明は、一般に、超音波撮像システムの分野に関し、より詳細には、血管の疾患の診断および治療に使用されるシステムに関する。

新しい医療技術の発展により、心臓血管の疾患の診断および治療のための、医師にとって使用可能なオプションが増加した。そのような機器が使用できることにより、心臓血管疾患を検出し治療するための医師および外科医の能力が向上した。血管内撮像技術は、医師が、血管系内のセンサ挿入具により生成される様々な画像を作成して閲覧することを可能にしてきた。このような画像は、２次元の管腔画像を示すのではなく血管壁内の組織の画像を提供することによって、血管撮影法などの従来の放射線撮像技法を補完する。

心臓血管撮像の領域では、医師はいまや、血管内超音波（ＩＶＵＳ）、血管造影図、およびＭＲＩ撮像デバイスを含む様々な製品および技術に、日常的に依拠している。実際、最近の傾向は、患者との１回のセッションにおいて、外部の撮像法と侵襲性（ＩＶＵＳ）の撮像法とを組み合わせることである。実際に、このように多様な技術は、いまや同時にさえ使用され、患者の治療中に、カテーテルに取り付けられた診断および／または治療デバイスの進行の追跡を向上させる。

ボルケーノ社（Ｖｏｌｃａｎｏ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ）からのＩｎＶｉｓｉｏｎシステムなどの既知のＩＶＵＳシステムは、ほぼ小型冷蔵庫のサイズのスペースを占め、トロリー上に取り付けられる比較的大きなマルチコンポーネント・システムである。これらのシステムは、それを必要とされる任意の手術室／撮像ラボへの移動することを容易にするように、１組の車輪上に取り付けられた一つの大きなシャーシに、ディスプレイ、制御パネル、電源、およびコンピュータを含む。

ＩＶＵＳシステムの利点は十分に説明されている。しかし、比較的混雑する手術室環境では、既知のトロリーベース（trolley-based）のＩＶＵＳシステムの機械的な構成は、障害物なく妨げられずに患者に近づくということに関して、問題を生じ得る。従って、ＩＶＵＳシステムの最近のバージョンは、トロリーから「分散統合」手法を採用するものへと、形態要素のオプションを拡張しており、「分散統合」手法では、コンポーネントは分離され（即ち、コンポーネントはもはや単一のシャーシ内に存在しない）、手術室／カテーテル・ラボ内の既存のサポート構造と統合される。既知のシステムでは、モニタが患者テーブルの上の張出棒（boom）上に恒久的に取り付けられ、制御装置が患者テーブル上のレールに取り付けられ、ＣＰＵが患者テーブルに近接して配置され、また患者インターフェース・モジュールが短いケーブルを介してＣＰＵに接続される。既知のシステムでは、患者インターフェース・モジュールを患者インターフェース・モジュールに接続する短い電源／通信ケーブルは、長さに制限があり、従って、ＣＰＵの配置を制限する。

侵襲性の撮像技法を採用することに対する別の潜在的な障壁は、そのようなシステムの使いやすさに関するものある。既知のシステムは、汎用化されたインターフェースを含む傾向があり、そのインターフェースは、スペースが限られ、また、非常に迅速に失敗することなく手順を完了しなければならないときの使いやすさが望まれるカテーテル・ラボで使用するのに、特に適している／適合されているわけではない。訓練するには、スタッフの交替の問題があり、従って、使用する方法および情報を維持する方法を容易に学習できる容易なシステムが、非常に重要である。

本発明によれば、血管内超音波（ＩＶＵＳ）システムは、１組のモジュラＩＶＵＳシステム・コンポーネントとして、カテーテル・ラボ／手術室に統合される。ディスプレイ、処理装置、および制御パネルのコンポーネントは、ケーブル長の限界から生ずる制限なしに、その最も望ましい場所（他の部屋にさえ）に配置され得る。

具体的な実施形態では、新しいインテル・ペンティアム（登録商標）・ソッサマン（Ｓｏｓｓａｍａｎ）プロセッサなどの低電力プロセッサは、冷却要件を低減し、それにより、送風機ファンおよび処理装置シャーシのサイズを低減させ得る。シャーシのサイズが低減されると、処理装置用のために使用でき得る場所がひろがる（例えば、患者テーブルの下など）。ディスプレイは、カテーテル・ラボや制御室の幾つかの場所に取り付けることができる。制御パネルは、滅菌野から離れて又はその外側に取り付けることができる。

システムは、ユーザがＩＶＵＳ画像情報の取得および表示を制御するための制御パネルを含む。例示の実施形態では、制御パネルの物理的なインターフェースは、特定のワークフローの機能に関連付けられた領域に分割される。機能領域と、特定の領域内のコントロール手段（例えば、ボタン、マウス／トラックボールなど）により実施される機能との組合せは、学習曲線を向上させることならびに触覚（視覚とは反対）により選択を行う能力を含めて、優れたユーザ体験を促進する。開示された実施形態では、第１の領域は１組のＩＶＵＳアクション・キーを含み、第２の領域はマルチボタンのマウス機能を有するポインタ・ナビゲーション・コントロール（例えば、トラックボール）を含み、第３の領域は、ＩＶＵＳ動作モードを選択するためのコントロール手段を含む。

特許請求の範囲は本発明の特徴を詳細に記載するが、添付の図面と併せて以下の詳細な説明を読めば、本発明をその目的および利点と共に最もよく理解することができる。

本発明を実施するＩＶＵＳ（血管内超音波）システムは、ＣｈｒｏｍａＦｌｏおよび既存のシステムに存在する他の機能を含む既存のＩＶＵＳシステムに由来する機能に基づいている。例示的なシステムは、例えば、アナログおよびデジタルのボードを含む、以前に提供されたシステムに組み込まれた従来の内部回路ボード・アーキテクチャを使用する。例示的なシステムのコンポーネントおよびその一般的な説明は、図１を参照して本明細書で提供される。コンポーネントは、物理的に分割され、適切にサイズ設定され、また、既存のカテーテル・ラボ／手術室のインフラストラクチャとシームレスに統合するための能力を高めるように接続され、それにより、患者および室内の他の医療機器へのアクセス性を最大化する。

図１を参照すると、写真画像は、カテーテル・ラボ／手術室環境に統合するのに適したＩＶＵＳシステムの１組の主要なコンポーネントを示す。図１に示す例示的な装置は、「短くした」患者テーブル１０２（説明のために使用）上での様々なコンポーネントの取付け／配置を示していることに留意されたい。実際の手術室環境では、テーブルは、カテーテル挿入処置中に患者を支持するために、かなり長く、より頑丈な構造である。

既知のパーソナル・コンピュータの能力および機能の多くを組み込む処理装置１００は、例示のＩＶＵＳシステムの周辺コンポーネントの動作を調整し、接続される制御装置からのコマンドを処理し、ＩＶＵＳデバイスへ（ＰＩＭを介して）制御コマンドを発行し、ＩＶＵＳデバイスから受け取ったＩＶＵＳデータを処理して、対応するグラフィカルＩＶＵＳ画像データにする。得られたＩＶＵＳ画像データは、通信可能に結合されたグラフィカル・ディスプレイを駆動する。画像データはまた、ローカルおよびネットワークのデータ記憶デバイスの両方に記憶される。

例示的な実施形態では、処理装置１００のためのハウジングは、患者テーブルから近接する場所（例えば、棚１０４）でも離れた場所でも、様々な望ましい場所に処理装置１００を容易に配置できる適切な寸法を有する。示された例では、処理装置１００のハウジングは、約４０．６４ｃｍ平方（１６インチ平方）で約１５．２４ｃｍ（６インチ）深さのスペースを占める。処理装置１００（ハウジング）の寸法は、本発明の様々な実施形態に従って変わり、従って、本発明の範囲を限定するものと解釈すべきではない。更に、処理装置１００の場所は、そのサイズ、ならびに処理装置１００と、制御パネル１１０、モニタ１１２、および患者インターフェース・モジュール（ＰＩＭ）１１４を含む周辺に接続されたコンポーネントとの間の物理的な通信リンクの信号伝送機能との観点からは、非常に柔軟性がある。相互接続ケーブルおよび周辺コンポーネントは、更に本明細書で説明される。

処理装置１００は、市販のマザーボードを含み、それは、例えば、インテル（登録商標）・ペンティアム（登録商標）・ソッサマン（デュアル・コア、低電力消費）・マイクロプロセッサ、２ＧＢのシステムＲＡＭ、１つの３．５インチのハード・ドライブ、医療グレードの電源、超音波信号処理カード、および遠隔制御インターフェース・カードを有する。例示の実施形態では、処理装置１００の外部インターフェース、および組み込まれた制御ロジックは、複数の同時にアクティブな（即ち、非同期で処理された制御命令を処理装置１００へ送る）制御パネル（例えば、制御パネル１１０）、および複数の遠隔モニタ（例えば、モニタ１１２）をサポートする。複数の制御パネルおよび遠隔モニタは、２つに限定されず、実際、２つを超えることができる。複数のアクティブな制御装置（例えば、制御パネル１１０）をサポートすることにより、同時のユーザを何れも除外することなく、２人以上のユーザが、システムの動作を制御する制御信号を処理装置１００へ送ることができる。このような動作モードは、ローカルの制御パネル１１０を操作するユーザに対する遠隔支援（リモート・アシスタンス）をサポートする。

制御パネル１１０およびモニタ１１２は、カテーテル挿入処置中に、処理装置１１０から周辺コンポーネントの遠隔配置／動作をサポートする通信ケーブル接続を介して接続される。処理装置１００は、コンパクトで、比較的軽量であり、非常に静かで、電源が投入されると直接ユーザが接触することなく動作するように設計されている。例として、処理装置１００のハウジングには、処理装置１００を患者テーブル１０２上の取付けレールへ固定できるようにする機械的な取付け機能（例えば、フック、クランプなど）を組み込まれる。代替例として、処理装置１００は、レールが取り付けられた壁に取付け可能である。様々な実施形態では、処理装置１００は、例えば、ハード・ドライブ、ＤＶＤ／ＣＤバーナ／プレーヤ、ＶＣＲ記録装置／再生装置などを含む様々な記憶デバイスを含む。第２の記憶デバイスを、例えば、ＵＳＢケーブルを介して処理装置１００に接続される周辺デバイスとすることもできる。

システムの制御パネル１１０コンポーネントを参照すると、例示的な実施形態では、制御パネル１１０は、様々なユーザ入力インターフェースを保持するプラスチック・ハウジングを含む。制御パネルの概略寸法は、２５．４ｃｍ（１０インチ）×４０．６４ｃｍ（１６インチ）×１０．１６ｃｍ（４インチ）（Ｈ×Ｗ×Ｄ）である。例として、例示的な制御パネル１１０は、引出し式キーボード１１１（図２を参照）およびタッチ・インターフェース（図５を参照して本明細書で更に述べる）を含む。筐体は、例えば、患者テーブル１０２のレールに取り付けられた支持アームや関節式壁面マウントを含む様々な構造上に取り付けることができる。制御パネル１１０は、遠隔制御室のテーブル上などのような、患者テーブル１０２のすぐ側から離して配置することも、移動式（例えば、ＩＶポール）カートに取り付けることも可能である。制御パネル１１０は、かなりの長さであり得るケーブルを介して、処理装置１００と通信可能に結合される。更に他の実施形態では、制御パネルは、モニタ１１２に表示された主要な画像のコピー／クローンを受け取る第２のローカルの医療グレードのディスプレイ（図示せず）付近のテーブルに配置される。第２のディスプレイ（例えば、１５インチＬＣＤモニタ）は、処理装置１００からの更なるケーブルを必要とする。制御パネル１１０は、例として、プリンタや他の適切なＵＳＢイネーブルの周辺デバイスにも接続できるように、追加のＵＳＢポートを含む。

モニタ１１２を次に参照すると、例示的な実施形態では、モニタ１１２は、患者テーブル１００の近傍にいる閲覧者に対して、処理装置１００によりレンダリングされた画像データに基づく画像を提供するための１９インチＬＣＤモニタ（例えば、ＩｎＶｉｓｉｏｎモニタ）である。例示的な実施形態では、モニタ１１２は、患者テーブル１０２の「足側」端部付近に取り付けられた関節アームへ取り付けられる。その取付けアームは、動きの自由度が多く、それにより、モニタ１１２を回転し、位置決めすることが可能となり、従って、モニタは、望まれる場合には、完全に患者テーブルの下に置くことがてき、邪魔にならないようにすることができる。ＩＶＵＳに対して必要な場合、モニタ１１２は、患者テーブル１０２付近に立つカテーテル・ラボの技術者が容易に見ることができるように、再配置される。

処理装置１００によりサポートされる遠隔制御／表示システムは、複数の遠隔制御デバイス（例えば、制御パネル１１０）により、処理装置１１０の遠隔制御を可能とするために使用される。システムは、同様に、複数のディスプレイ上に処理装置１００からのビデオ画像を遠隔表示することをサポートする。

処理装置１００と周辺制御／表示デバイスとの間の通信をサポートする処理装置１００の主要なシステム・コンポーネントは、ＣＰＵを統合した信号送信装置および遠隔信号受信装置である。その相互接続は、ＣＰＵから、２つの遠隔制御パネルのそれぞれおよび２つの遠隔ディスプレイのそれぞれに対しての、一つのＣＡＴ６二重シールド・ケーブルによる。電力は、ＣＡＴ６ケーブルを介して供給され、従って、遠隔の電源供給を必要としない。

例示的なシステムはまた既知のＰＩＭ１１４を含み、それへ、撮像セッションのために、適切なＩＶＵＳカテーテルが通信可能に結合される。ＰＩＭ１１４は、撮像カテーテルを処理装置１００などの処理装置へインターフェースする広範囲なインターフェース・モジュールのうちの任意のものとすることができる。

例示の実施形態の他の注目すべき特徴は、コンポーネントを大きな距離で分離でき得る能力である。高品質のケーブル接続（ＵＳＢとＶＧＡの両方）、および十分な電力の送信インターフェース（例えば、インラインのバッファ増幅器）の使用により、システムのコンポーネント（周辺制御パネルおよびモニタが遠隔である例を含む）は、大幅な信号損失なく、患者テーブル１００のすぐ側から離れて配置され、例えば、部屋を横断して、または患者テーブルから最高で４５．７２ｍ（１５０フィート）も離れた部屋でなどで配置され得る。例示的な実施形態では、ＰＩＭ１１４と処理装置１００を接続するケーブルは、最高で約３０．４８ｍ（１００フィート）である。このような状況では、延長された長さは、接続ケーブルの、より大きなゲージ・ワイヤにより、ならびに信号の伝送遅延を調整することにより、適合される。

処理装置１００が患者テーブル１０２の下方の棚に取り付けられる場合の例示的な実施形態では、処理装置１００との配線は、適切なケーブル・カバーの下で床を横断して張られたケーブルにより、遠隔に位置し、独立して／自由に配置された（遠隔に配置された）周辺コンポーネントへ配線され、周辺コンポーネントは、遠隔に配置された制御パネル１１０およびモニタ１１２と類似のものを含み得る。カテーテル・ラボの制御パネル１１０および患者インターフェース・モジュール（ＰＩＭ）１１４などのような、患者テーブル１０２の近傍に配置された他の周辺コンポーネントに対するケーブル接続は、処理装置１００から直接にこれらのコンポーネントへと配線される。図１に示す例では、モニタ１１２は、処理装置１００の近傍で、患者テーブル１０２に取り付けられており、直接ＶＧＡケーブル接続が行われている。残りのケーブルは、ＣＰＵのＡＣ電力であり、ＡＣ電力は、患者テーブル取付け台の上またはその付近のＡＣコンセントからで使用できるようにすべきである。ＣＰＵに接続される制御パネルにＡＣ電力は不要である。

様々なコンポーネント間のケーブル接続は、様々なプロトコルを使用する通信をサポートする。例として、制御デバイスは、ＵＳＢおよびＴＣＰ／ＩＰプロトコルを介して動作する。ビデオ／アナログ・ケーブルは、ＶＧＡまたはアナログのイーサネット（登録商標）方式を使用する。しかし、代替の実施形態では、デジタルのビデオ信号方式が使用される。最後に、諸コンポーネントを通信可能に結合するために、ケーブルが述べられているが、代替の実施形態では、無線技術により、システムの相互に通信するコンポーネントのうちの１つまたは複数のものをリンクさせる。

例示的なコンポーネントベースのシステムはまた、アーカイブ・ステーション１１６を含む。図１に示す例示的な実施形態では、データは、アーカイブ・ステーション１１６上で動作する共用画像データ・サーバへ、処理装置１００から移動される。例として、データは、適切なディレクトリまたはデータベース内に記憶させるために、ＤＩＣＯＭワークステーション（アーカイブ・ステーション１１６）へ、イーサネット（登録商標）・プロトコルを介して送信されるか、あるいは代替例として、画像データをＤＶＤに焼き付けるかまたは他の取外し可能なコンピュータ可読記憶媒体に記憶するようにする。データはまた、例えば、４ＧＢの容量の取外し可能なフラッシュ・ドライブを用いて、処理装置１００から移動させることもできる。フラッシュ・ドライブはその後、再検討するために、またはＤＶＤへ焼き付けるために、ＤＶＤバーナを含む他のコンピュータへ、インストールされる。しかし、更に他の代替の構成では、アーカイブ機能は、市販のモニタ（例えば、１５インチＬＣＤ）とＤＶＤライタとを含むデスクトップ／タワー型ＰＣワークステーションの形で提供される。ワークステーションは、例えば、イーサネット（登録商標）により処理装置１００に接続される。処理装置１００のハード・ドライブに記憶されたファイルは、処理装置１００の動作に影響を与えることなく、再検討のため及びＤＶＤにアーカイブするためにワークステーションへ移動される。更に他の代替の実施形態では、アーカイブ・ステーションの機能およびハードウェア（例えば、ハード・ドライブおよびＣＤ／ＤＶＤバーナ）は、処理装置１００に組み込まれる。カラー昇華型プリンタなどのプリンタは、オプションとしてワークステーションに接続されて、画像印刷が可能とされる。

開示されたシステムのコンポーネント化された構成は、可搬型システムの提供を容易にする。図１に示されたシステムの可搬型バージョン（図３を参照）は、図１に示されたものと同じ処理装置１００を使用する。しかし処理装置１００は、容易に移送出来るようにキャリアに取り付けられる。制御パネル１１０およびアーカイブ・ステーション１１６は、キャリアにより移送される。モニタ１１２は、様々な市販の中程度の大きさ（例えば、１５インチ）のＬＣＤモニタのうちの任意のものとすることができる。望まれる場合、多くの市販モデルの１つから選択されたオプションの折畳み可能なカートが、個別にバッグ／ケースに入れたコンポーネントを移送するために、使用される。

標準寸法の取付けレールは、一般に、カテーテル・ラボで使用可能である。システムのための取付けキットは、例として、１組のレール取付けハードウェアを含み、それは、各カテーテル・ラボの特有の配置要件を満たすように機械的な取付けをカスタマイズすることを可能にする。

開示されたシステムの他の態様は、相互操作性のサポートである。例示的な実施形態では、処理装置１００は、処理装置１００を、病院のＬＡＮや、ＤＩＣＯＭワークステーション、アーカイブ・ワークステーションや、ＧＥ（例えば、図４の制御装置４１０を参照）やシーメンス（Ｓｉｅｍｅｎｓ）や他の製造者などから提供される遠隔制御コンソールへ接続することを可能にするイーサネット（登録商標）接続を含む。この機能のサポートにおいて、これらの遠隔制御デバイスにより発行されるコマンドを解釈するために、また、適正な応答を提供するために、１または複数の追加のソフトウェア・モジュールが提供される（接続されるデバイスおよびその関連する画像表示システムのサポートされるプロトコルをマッチさせるための画像データ変換プログラムを含む）。

以下では、本明細書の上述した例示的なコンポーネント化システムの１組の機能的／動作的な特徴を要約する。第１に、システムは、カテーテル・ラボ内の既存の機器を妨げることなく統合される。従って、システムは、常に定位置にあることができ、常に電源が投入され、いつでもＩＶＵＳ撮像セッションを実施することができる。第２に、システムは、床スペースを占有することはない。第３に、システムはほとんど雑音を生じない（低電力プロセッサは発熱が少なく、従って、より小型のファンを使用することができる）ので、ラボの作業環境を顕著に変えることはない。第４に、システムは、複数の同時にアクティブな別々のコントローラから発行される制御コマンドを受け入れ、処理する。複数のユーザが制御コマンドを同時にサブミットすることができ、それらは処理装置１００で受信されると処理される。同様に、システムは、処理装置１００によりレンダリングされたＩＶＵＳ画像を表示するための、複数の遠隔に位置する可能性もあるモニタをサポートする。第６に、可搬型の実施形態では、システムは分解して、手持ち式の可搬型キャリアに納めることができる。上記の機能は、フルサイズの現在使用可能なＩＶＵＳシステムの機能的な能力をすべて組み込むシステムにより、提供される。

様々な例が本明細書で提供されるが、他の諸実施形態は任意の様々な改変形態を含むことに留意されたい。例えば、処理装置１００は、立方体などのような、任意の様々な形態を取ることができる。処理装置１００のマザーボードは、例として、任意の市販のペンティアム（登録商標）・プロセッサを使用できる任意のマイクロ（ｍｉｃｒｏ）ＡＴＸまたはＡＴＸサイズのボードである。制御パネル１１０は、適切なアダプタを用いてＷｉＦｉ接続により接続することができる。ＩＶＵＳシステムからのビデオ画像は、無線技術を用いて、遠隔の場所へ放送することができる。任意の数のモニタ、キーボード、トラックボール、またはマウスを処理装置１００に接続し、同時に使用することができ（何れの制御装置も除外されない）、その非同期の要求は処理装置１００により受信されると処理される。適切なインターフェース・ソフトウェアを追加することにより、処理装置１００は、ＧＥ、フィリップス、シーメンスなどにより作られた患者テーブルの制御パネルやＸ線コンソールから、制御することができる。

以下では、図１で示すコンポーネント化されたシステムの特徴および性能特性を要約するが、その幾つかは、本明細書において上記で論じている。

生成／表示される画像
本システムは、断層撮影ＩＶＵＳ画像、断層撮影表示と同時の垂直または水平方向の矢状ビューを含む、断層撮影ビューおよび矢状ビューの組合せをサポートする。すべての測定は撮像ビュー上に表示される。データ収集および表示は、記録されたビデオ・ループおよび静止画像の形で行われる。システムは、仮想組織構造（virtual histology）、フローを含むすべてのモードでの、キャプチャされた画像の再生および再検討、データ収集、および表示をサポートする。様々な撮像技術は、心臓内の心エコー検査法（ＩＣＥ）、フロー、圧力などを含む。

表示画面に関して、テキストは、デフォルトでは英語で表示される。更にサポートされる言語は、フランス語、イタリア語、ドイツ語、およびスペイン語を含む。他に表示される情報は、患者の統計情報と、現在の日付と、時間と、ソフトウェアのバージョンと、患者の共存症データ（患者画面で）と、距離、面積、長手方向距離、および境界を含む測定値とを含む。

カテーテル・サポート
処理装置１００は、様々な心臓血管および末梢ＩＶＳＵカテーテル（アレーおよび回転結晶の双方）をサポートし、また、心臓内の心エコー検査法（ＩＣＥ）および容量型微細加工超音波トランスデューサ（ｃＭＵＴ）・カテーテルを含む、後に開発されたカテーテル設計を柔軟にサポートする。

機器のセットアップ／機能
標準のローカルのビデオ出力、ならびに複数の遠隔のビデオ出力が提供される。通信のセットアップは、ネットワーク（ＤＩＣＯＭ）およびイーサネット（登録商標）ＲＪ−４５を含む。処理装置１００のシャーシ上のコネクタは、遠隔ＵＳＢ制御パネルや、トラックボールや、キーボード入力をサポートする。システムは、患者データのカラー画像印刷およびＤＶＤ記録のために遠隔アーカイブ・ステーションとの通信をサポートする。システムは、ＧＥ、シーメンス、フィリップスなどを含む他のコントロール手段とインターフェースをとることをサポートする。

機械的な設計
システム・コンポーネントはすべて、カテーテル・ラボ中で、患者テーブル上またはその近くに取り付けるのに適切な小型軽量ハウジング中に統合されるか、または代替的に、遠隔の制御室または機器室における患者から３０〜５０メートル以内の遠隔位置（コンポーネントに依存する）に配する、コンピュータ・コンポーネントおよびプリント回路基板を有する。制御パネル１１０は、カテーテル・ラボおよび／または遠隔の制御室の患者テーブル１０２上のＤＩＮレールに取り付けられる。制御パネル１１０は、単一のケーブルで処理装置１００に接続される。制御パネル１１０はまた、移動式機器カートまたは壁に取り付けるための取付けハードウェアを含む。制御パネルの筐体はまた、患者テーブルの制御領域上にまたは制御領域に対して取り付けることのできる張出棒／アーム／マウントに取付け可能である。これは、移動式ＩＶポール・カートに取り付けられ得るようにもすべきである。これは、更に、デスクトップでの使用のために、平坦なテーブル上に配置することも可能とすべきである。

ディスプレイ
モニタ１１２は、１５／１７／１９インチ（対角線）のフラット・パネルＬＣＤモニタを含む様々な使用可能なモニタのうちの任意のものである。モニタは、モニタ画面を、側面またはずれた角（最高で４０〜４５度のずれた角）から見たときに歪みが最小であり、減光されたカテーテル・ラボ環境で見ることができる適切な品質のものである。ディスプレイは、ディスプレイ位置を、患者テーブルの下に収容された位置から患者テーブルで容易に見ることのできる位置まで変更可能な関節アーム上への取り付けを含む、様々な方法で取り付けることができる。ディスプレイはまた、患者テーブル１０２に取り付けられたブラケットを介して取付け可能である。

制御パネル
制御パネルは、ＵＳＢケーブルを介して処理装置１００に接続され、引出し式キーボードを用いてＧＵＩおよび患者データ・エントリの操作を可能にする。制御パネルは、ユーザの好みに応じて、患者テーブル１０２上もしくはその近くに、または自立型移動可能ＩＶポール・キャリア上に、または壁に取り付けられた関節式のアームに、取り付けることが可能である。制御パネルは、遠隔の制御室から処理装置と通信する。

ユーザ・インターフェース
モニタ１１２の表示中に具体化されるユーザ・インターフェース、および制御パネル１１０（以下で説明する）は、典型的なＩＶＵＳケースのワークフローに従う直感的な使いやすいインターフェースを提供する。ユーザは、制御パネル上の機械的なキーを使用することができ、または、電源投入後、ユーザ・インターフェース上のソフトキーを介してナビゲートすることができる。主要なオペレータ制御は、モニタ１１２表示上のスクリーン上カーソルおよびスクリーン・コントロールにより提供される。仮想組織構造モードで動作する場合、システムは、断層撮影およびインラインのデジタルのビューでのユーザ駆動の境界の編集および統計の再解析を含む、プラーク／組織の特徴付けおよび体積決定をサポートする。遠隔のアーカイブ・ステーションは、データの保存、データの印刷、および／またはデータのネットワーク化のタスクを統合する。

データ・ストレージ
以下のものを含む様々なデータ・ストレージが例示的なシステムによりサポートされる。
主記憶媒体：内部ＣＰＵハード・ドライブ（１または複数）。
第２のストレージ：媒体は、アーカイブ目的の場合はＤＶＤ−Ｒディスクとなろう。
第３のストレージ：ＰＡＣＳネットワークを介する病院のＤＩＣＯＭサーバ。
第４のストレージ：ワークステーションへの転送のための取外し可能なＵＳＢフラッシュ・ドライブ。
主および第２のソースの双方からのデータをシステムで再検討する機能。
自分のオフィスまたは家庭などで、コンピュータでボルケーノ（Volcano）画像を閲覧する機能。
最小３つの、３０ｆｐｓで記憶された９０秒ビデオ・ループ。

ＬＣＤ／ＣＰＵの仕様
代替的な実施形態では、モニタ１１２および処理装置１００は単一のハウジング内に含まれ、病院のカテーテル検査室で使用される。それは、取付けハードウェアを用いて、患者テーブルの複数の取付けレールに取り付けるように設計される。以下の仕様は、上述のコンポーネント化システムのこのバリエーションに対する設計の細部を述べる。

ケースは、３８．１０ｃｍ（１５インチ）Ｈ×４３．１８ｃｍ（１７インチ）Ｗ×１２．７０ｃｍ（５インチ）Ｄの全体寸法、および約２５ポンド（約１０ｋｇ）の重量を有する。冷却は、１×８０−１２０ｃｃｍ（立方センチメートル）冷却ファンにより提供され、空気をケース中に送風し、底部および側部から排出する。プロセッサは、低電力、デュアル・コアのペンティアム（登録商標）・ソッサマン・プロセッサである。

マザーボードは、処理装置１００のホストされるデジタルおよびアナログ・ボードを接続するための少なくとも２つのＰＣＩスロットを含む。

図５を参照すると、例示的な制御パネルのボタン／トラックボール・インターフェースが示されている。概して、ユーザは、例として図５に記載されるように構成された１組のボタンにより、制御パネル１１０を介してシステムと対話する。制御パネルのエレメントは、電源オン／オフ５００と、トラックボール５０２（モニタ１１２の画面上のカーソルを位置決めするために使用される）と、設定５０４、記録５０６、ホーム５０８、フレーム保存５１０、測定５１２、再生５１４、および停止５１６を含む画面選択キーと、選択（＋）５１８およびメニュー（−）５２０キーと、ブックマーク５２２キーと、標準の英数字キーボード（制御パネルの下に納められる）と、ＣｈｒｏｍａＦｌｏ（登録商標）５２４キーと、ＶＨ５２６キーと、リングダウン・キー５２８と、表示キー５３０と、印刷キー５３２と、キーボード・インジケータ５３４とを含む。これらのエレメントのそれぞれの機能は以下で論ずる。

例示的な実施形態では、様々なアクション・ボタン／制御ボタンは、ユーザのワークフローを容易にするためにグループ化され、また、使いやすさを高めるために、ソフトウェア・キーおよびアイコンと調和するカラー・コーディングを含む。電源ボタン５００は、システムの電源をオンまたはオフし、システムのプラグが差し込まれると点灯する。電源ボタン５００に加えて、上列に沿った１組のボタン（例えば、設定５０４、表示５３０、および印刷５３２）は、セットアップおよびモード選択を容易にする。これらの上列のボタン／アクションは、概して、日常的な作業フローの一部ではない。２つのグループは以下のものを含む。

セットアップおよび表示
設定５０４：日付および時間などのシステム設定を変更する。また、デフォルトのコンフィギュレーションの設定および編集を可能にする。
表示５３０：測定値および統計情報を有する大きなＩＶＵＳ画像を表示して、大きく見ることを容易にする。
印刷５３２：画面上の現在の画像の１５．２４ｃｍ（６インチ）×１０．１６ｃｍ（４インチ）の写真を印刷する。

モード
リングダウン５２８：リングダウンをオンまたはオフする。
ＶＨモード５２６：仮想組織構造表示をオンまたはオフする。
ＣｈｒｏｍａＦｌｏ（フロー画像）５２４：ＣｈｒｏｍａＦｌｏをオンまたはオフする。

上列の下に、２つのグループのボタン／コントロールが存在する。２つのグループは、アクション指向であり、使いやすさや訓練の維持の容易性に関して、ユーザを考慮して設計される。これらのボタンは、典型的に、日常的な患者のケースで使用される。

システムを使いやすくするワークフロー（作業の流れ）・ボタン
記録５０６：ビデオ・ループを記録する。
停止５１６：ビデオ・ループの記録を停止する。ライブ画像を静止させるには押下する。
ホーム５０８：ライブ画像を見るには押下する。
再生５１４：記録されたビデオ・ループを再生する。
フレーム保存５１０：ライブ・モード中に１つのフレームを保存するには押下する。
測定５１２：直径、長さ、境界などの測定オプションへのアクセスを提供する。

患者ケース中にナビゲーションを容易にするためにトラックボール周囲でグループ化されたボタン
選択（＋）５１８：タブ、領域、点を選択するために押下する。それはマウスで左クリックすることと同様である。
メニュー（−）５２０：選択点を終了させるために押下する。それはマウスで右クリックすることと同様である。
ブックマーク５２２：ループを記録中に押下して、特定の関心領域を選択する。

トラックボール５０２
トラックボール５０２は、モニタ１１２上のカーソルを移動し、機能の選択を可能にする。トラックボール５０２はまた、注釈の場所を選択するために、また、測定を行うためにも有用である。
キーボード５３４：制御パネル下の収容可能なキーボードを指す。

英数字キーボード
標準の英数字キーボードが、制御パネルのボタン／ユーザ・インターフェースの下の収容可能な（格納式の）トレーに備えられており、データ入力および画像の注釈のために使用される。キーボードを使用するためには、キーボード・トレーの下のラッチを引っ張り、キーボード・トレーを引き出す。

図６を簡単に参照すると、２次元配列が、システムを構成する１組のコンポーネントのそれぞれに関連付けられた１組のオプションを提示する。各コンポーネントに対するオプションの程度は、高度の設定可能性および様々なユーザの必要性に対するシステムの適合性を示す。以下のオプションは、処理装置１００（アーカイブまたは検索用のＤＶＤバーナ／再生装置を含む）の場所に対して使用可能である。

１− ＣＰＵが患者テーブル上、両側にわたるレール
２− ＣＰＵが患者テーブル左手側、レールに取付け
３− ＣＰＵが患者テーブル右手側、レールに取付け
４− ＣＰＵが機器室内、壁に取付け
５− ＣＰＵが機器室内、テーブルに取付け
６− ＣＰＵが制御室内、床に立てる
７− ＣＰＵが制御室内、壁に取付け

以下のオプションは、主モニタの場所に対して使用可能である。
１− ボルケーノＬＣＤモニタ、患者テーブルの「足側端部（ｆｏｏｔ ｅｎｄ）」に取付け、アームはレールに取り付け
２− ディスプレイ・クラスタにおいて既存のモニタを使用する（ＸＧＡ互換があるかどうか、および補助のビデオ入力がどこに位置しているかを判定する）
３− 遠隔ディスプレイ、制御室のテーブル上にある（ＣＰＵからのケーブル長を判定し、４．５７ｍ（１５フィート）を超える場合、イーサネット（登録商標）・リンクおよびＩ／Ｏボックスを使用する）

以下のオプションは、第２のモニタの場所に対して使用可能である。
０− 不要
１− 遠隔のボルケーノ・ディスプレイ、制御室のテーブル上に位置する
２− カテーテル・ラボ内に位置する壁に取り付けられるボルケーノ・ディスプレイ
３− ディスプレイ・クラスタに追加されるボルケーノ・ディスプレイ
４− 既存のディスプレイ、ディスプレイ・クラスタに取り付けられる（ＸＧＡ互換があるかどうか、および切替えビデオ入力が使用可能かどうかを判定する）

以下のオプションは、主制御パネルの場所に対して使用可能である。
１− 患者テーブルのレールに取り付け、左手側または右手側
２− カテーテル・ラボの壁マウントに取り付け
３− カテーテル・ラボのＩＶ可搬型カートに取り付け
４− 制御室内、テーブルに取付け
５− 制御室内、壁に取付け
Ｈ− 上記の３、４、５に対して、カラー・プリンタを取り付け

以下のオプションは、遠隔の制御パネルの場所に対して使用可能である。
０− 不要
１− カテーテル・ラボで壁マウントに取り付け
２− カテーテル・ラボのＩＶ可搬型カートに取り付け
３− 制御室内、テーブルに取付け
４− 制御室内、壁に取付け
Ｈ 上記の３、４に対して、カラー・プリンタを取り付け

以下のオプションは、アーカイブ・ステーションに対して使用可能である。
０− 不要
１− アーカイブのためにＤＩＣＯＭワークステーションを使用
２− 制御室内のボルケーノ・アーカイブ・ステーション
３− 第２の制御室内のボルケーノ・アーカイブ・ステーション
Ｈ− 上記の２、３に対して、カラー・プリンタを取り付け

上述のコンポーネントのオプションの組は、例示的なものであり、決して限定する性質のものではないが、開示されたシステムは、高度に構成可能なシステムをサポートする目的で設計されている。

システムおよびその関連するコンポーネントを、その構造および技法を含む本発明の例示的な諸実施形態を参照して本明細書で上述してきた。この発明の原理が適用され得る多くの可能な実施形態に鑑みて、図に関して本明細書で述べられた実施形態は、例示にすぎないことを意図しており、本発明の範囲を限定するものとして解釈されるべきではないことを理解されたい。従って、本明細書で述べた本発明は、このような実施形態がすべて、特許請求の範囲およびその均等な形態に含まれ得るものとして企図されている。

図１は、カテーテル・ラボ／手術室のインフラストラクチャと統合するのに適した例示的なＩＶＵＳシステムのコンポーネントおよび通信接続を示す概略図である。 図２は、引出し位置にあるキーボードを含む例示的な制御パネルを示す。 図３は、コンポーネントおよびそれに関連する搬送用ケースの構成を含むシステムの例示的な可搬型構成を示す。 図４は、統合されたサード・パーティの制御装置を含む例示的な統合システムを示す。 図５は、例示的な制御パネル構成を実例として示す。 図６は、例示的なコンポーネント化されたシステムによりサポートされる様々なコンフィギュレーションのオプションの概要を示す図である。

Claims (20)

1. 血管内情報を取得および表示するためのコンポーネント化されたシステムであって、
   可撓性の細長い部材の遠位端付近に位置する撮像プローブを有する撮像用の前記可撓性の細長い部材を保持するように適合され、かつ血管の画像を生成するための情報を取得するように構成された患者インターフェース・モジュール（ＰＩＭ）と、
   制御パネルと、
   患者についての画像および他のデータを表示するためのモニタと、
   前記ＰＩＭ、前記制御パネル、および前記モニタと通信可能に結合される処理装置と
   を備え、
   前記処理装置は、
   前記ＰＩＭ、前記制御パネル、および前記モニタの動作を調整し、
   前記ＰＩＭにより提供される画像データから画像を生成する
   ように適合され、
   前記ＰＩＭ、前記制御パネル、および前記モニタは、カテーテルベースの撮像動作で使用される場合に、互いに関して独立して配置可能である、
   コンポーネント化されたシステム。
2. 請求項１に記載のコンポーネント化されたシステムであって、前記処理装置が患者テーブルに近接する領域の外側に位置する場合、通信インターフェースおよび物理的なケーブル接続が、前記ＰＩＭと前記処理装置との間の通信をサポートする、コンポーネント化されたシステム。
3. 請求項２に記載のコンポーネント化されたシステムであって、前記ＰＩＭと前記処理装置との間の通信リンクがバッファ増幅器を含む、コンポーネント化されたシステム。
4. 請求項１に記載のコンポーネント化されたシステムであって、前記処理装置と前記モニタとの間の通信リンクが、患者テーブルに近接する領域を越えて延びる、コンポーネント化されたシステム。
5. 請求項４に記載のコンポーネント化されたシステムであって、前記通信リンクがバッファ増幅器を含む、コンポーネント化されたシステム。
6. 請求項１に記載のコンポーネント化されたシステムであって、前記処理装置が更に、前記処理装置により生成された画像を含む患者データをアーカイブすることをサポートするように適合される、コンポーネント化されたシステム。
7. 請求項１に記載のコンポーネント化されたシステムであって、第２の制御パネルを更に備え、前記処理装置が、同時にアクティブに操作された制御パネルからの入力をサポートし処理する、コンポーネント化されたシステム。
8. 請求項７に記載のコンポーネント化されたシステムであって、前記第２の制御パネルが、前記コンポーネント化されたシステムとは異なるカテーテル・ラボ制御ステーションにより提供されるサード・パーティの制御パネルを備える、コンポーネント化されたシステム。
9. 請求項１に記載のコンポーネント化されたシステムであって、前記コンポーネントが、１組の接続ブラケットを介して、カテーテル・ラボのインフラストラクチャと柔軟に統合される、コンポーネント化されたシステム。
10. 請求項９に記載のコンポーネント化されたシステムであって、前記カテーテル・ラボのインフラストラクチャと前記コンポーネントが統合される様式を特徴付ける１組の統合コンフィギュレーション・オプションを更に備える、コンポーネント化されたシステム。
11. 請求項１に記載のコンポーネント化されたシステムであって、前記制御パネルが１組のコントロールを備え、前記１組のコントロールは、それらのワークフローの役割に基づいて１組の領域中に配置される、コンポーネント化されたシステム。
12. 請求項１１に記載のコンポーネント化されたシステムであって、前記領域が、患者画像を取得する前に前記システムのセットアップを容易にする１組のボタンを含むセットアップ領域を備える、コンポーネント化されたシステム。
13. 請求項１２に記載のコンポーネント化されたシステムであって、前記第１の領域が、前記制御パネルのユーザの遠位にある前記制御パネルの一部に配置される、コンポーネント化されたシステム。
14. 請求項１１に記載のコンポーネント化されたシステムであって、前記領域が、患者から画像を取得するときにアクセスされる１組のボタンを含むアクション指向の領域を備える、コンポーネント化されたシステム。
15. 請求項１４に記載のコンポーネント化されたシステムであって、前記アクション指向の領域が、前記制御パネルのユーザの近位にある前記制御パネルの一部に配置される、コンポーネント化されたシステム。
16. ユーザがＩＶＵＳ画像情報の取得および表示を制御するための、ＩＶＵＳシステム用のマルチ領域制御パネルであって、特定のワークフロー機能に関連付けられた領域／セクタに分割される物理的なインターフェースを含み、前記領域／セクタが、
    患者画像データの取得を制御するための１組のＩＶＵＳアクション・コントロール部を含む第１の領域と、
    ポインタ・ナビゲーション・コントロール部を含む第２の領域と、
    ＩＶＵＳ動作をセットアップするためのコントロール部を含む第３の領域と
    を備える、
    マルチ領域制御パネル。
17. 請求項１６に記載のマルチ領域制御パネルであって、前記第３の領域が、ＩＶＵＳ動作のモードを選択するための１組のコントロール部を含むサブ領域を含む、マルチ領域制御パネル。
18. 請求項１６に記載のマルチ領域制御パネルであって、前記ポインタ・ナビゲーション・コントロール部が、マルチボタン・マウス機能をサポートする、マルチ領域制御パネル。
19. 請求項１６に記載のマルチ領域制御パネルであって、前記第３の領域が、前記制御パネルのユーザの遠位にある、前記制御パネルの一部に配置される、マルチ領域制御パネル。
20. 請求項１６に記載のマルチ領域制御パネルであって、前記第１の領域が、前記制御パネルのユーザの近位にある、前記制御パネルの一部に配置される、マルチ領域制御パネル。