JP2015521883A - Ｍｒ誘導下の間質性インターベンションのための専用のユーザインタフェース - Google Patents

Abstract

シャフト又はニードル１６を被験者１２の標的１４に誘導するための磁気共鳴（ＭＲ）システム１０が供給される。ユーザインタフェース７６は、被験者１２の表面上に位置決められるフレーム７８を含む。フレーム７８は、シャフト又はニードル１６の計画された軌道の挿入点の上に開口部８２を含む。この計画された軌道は、前記挿入点から標的１４まで延在している。ユーザインタフェース７６はさらに、開口部８２の周りにおいてフレーム７８上に配される１つ以上の視覚的インジケータ８０を含む。これら１つ以上の視覚的インジケータ８０は、１）シャフト又はニードル１６の計画された軌道からのずれを視覚的に示すこと、及び２）リアルタイムのＭＲ画像のリアルタイムのスライスの現在位置を視覚的に示すことの少なくとも１つである。

Description

以下のことは一般的に、磁気共鳴（ＭＲ）撮像に関する。以下のことは、ＭＲ誘導と共に特に応用され、特にそれを参照して説明される。しかしながら、他の使用状況にも応用され、必ずしも以下に述べる応用に限定されないことも理解されるべきである。

インタラクティブなリアルタイムのＭＲ撮像及び条件付きＭＲ器具の利用可能性は、特に例えば線形のアブレーションプローブのようなシャフト又はニードルを用いて行われる経皮的手術におけるＭＲ誘導の使用の増大につながっている。電離放射線が無いのに加え、ＭＲ誘導は、上記手術のＣＴ誘導及び超音波（ＵＳ）誘導よりも数多くの利点をもたらす。より重要な利点の幾つかは、軟組織のコントラスト及びＭＲの完全な断層撮影機能を含んでいる。

最先端の臨床的なＭＲ誘導の経皮的インターベンションは、シャフト又はニードルの軌道を計画するために、術前の３次元（３Ｄ）のＭＲ画像を使用する。その後、ステレオタクティック装置の誘導は、シャフト又はニードルを標的と整列させ、シャフト又はニードルの挿入を誘導するのに使用される。これは殆どＭＲスキャナの外側で行われる。最後に、シャフト又はニードルが標的に到達したことを確認するのにＭＲが用いられる。

ステレオスタティック処置は、患者の運動、器官の運動及びニードルの曲がりによる位置合わせエラーになりがちであるため、並びにそのような処置は、複雑なワークフロー（例えばＭＲスキャナ内に及びＭＲスキャナの外への患者の運動）を含むので、幾つかの医療センターは、リアルタイムのＭＲ誘導下で如何なる物理的なステレオスタティック装置の誘導も用いずにシャフト又はニードルが進められる、いわゆるフリーハンド処置を行っている。これは、標的及びシャフト又はニードルを高い被視認性で視覚化する専用のＭＲシーケンスにより、並びにオープンＭＲシステムの利用可能性により容易になる。しかし、説明される手法がこれらのオープンボアシステムに限定されない。

例えば、肝臓の生検にとって一般的な手法において、被験者は、オープンＭＲスキャナ内に位置決められ、肝臓のインターベンションの準備ができている。インターベンション器具の挿入点が患者の皮膚の上にマーキングされる。インターベンショナリストは次いで、リアルタイムのＭＲ誘導下でシャフト又はニードルを被験者内に進める。

通例、フリーハンド処置のワークフローは、診断ＭＲ画像上における標的の特定を含んでいる。シャフト又はニードルの軌道が次いでこの診断ＭＲ画像を用いて計画され、計画された軌道が撮像スライスの断面と一致するように、２つの垂直なリアルタイムのＭＲ撮像スライスが選択される。肝臓の処置には、一般にパラ横断及びパラ冠状スライスが選択される。その後、シャフト又はニードルは、被験者の外側において計画された軌道と整列され、次いでリアルタイムのＭＲ誘導下で前記計画された軌道に沿って挿入される。ニードルを挿入している間、リアルタイムのスライス位置の微調節が繰り返される。

特定ステップ、計画ステップ及び選択ステップは一般に、操作卓（コンソール）から行われ、残りのステップは一般にＭＲスキャナからインターベンショナリストにより行われる。これら残りのステップを行うための既知の処置は、撮像シーケンスとインタリーブされる追跡シーケンスを用いてシャフト又はニードルの方位を測定するための１つ以上のアクティブマーカーを使用することである。しかしながら、この処置に伴う課題は、シャフト又はニードルの形状及びスライスの平面の非直観的な視覚化、並びにスライスを調節するための非直観的な相互作用を含む。

シャフト又はニードルの形状及びスライスの平面の視覚化に関しては、インターベンショナリストは、ＭＲスキャナに身を乗り出し、一方の手でシャフト又はニードルを操作し、場合によっては他方の手で被験者の皮膚に触れている及び/又は広げている。その際、インターベンショナリストの頭部は傾けられ、それによりインターベンショナリストを不快にさせる。さらに、インターベンショナリストが被験者の外側においてニードルを計画した軌道に整列させたいとき、インターベンショナリストはひっきりなしに、シャフト又はニードルを見ることと、表示装置を見ることとを交互に行わなければならない。この表示装置は、ＭＲスキャナの背後に置かれ、リアルタイムのＭＲ画像と、潜在的に標的を含む術前の３Ｄデータに関するニードルのモデルとを表示している。さらに、インターベンショナリストは、シャフト又はニードルにおける視野座標(view coordinate)と表示装置における視野座標とを心の中で変換しなければならない。全てにおいて、上述したことは、相当の３Ｄ想像力を持った経験のあるインターベンショナリストを必要とする。

スライスを調節するための相互作用に関して、インターベンショナリストは、３つの足踏みペダルを用いて現在行われているスライス位置の選択及び調節を行っている間、表示装置上において標的の病変と、シャフト又はニードルのパッシブコントラストとを監視するか、或いはマーカーに基づいてシャフト又はニードルのモデルとを監視する。各ペダルにおける１回のクリック及び２回のクリックは、スライスを選択、変位、回転及び傾けるのに利用される。これは、インターベンショナリストにスライス、シャフト又はニードル及び標的の位置を３Ｄで想像することも要求する。これは学習曲線及びさらなる集中に関連付けられる。

以下のことは、上記に参照した問題及びその他を克服する新しい及び改善されるシステム並びに方法を提供する。

ある態様に従って、シャフト又はニードルを被験者の標的に誘導するための磁気共鳴（ＭＲ）システムが提供される。このシステムは、ユーザインタフェースを含んでいる。このユーザインタフェースは、被験者の表面上に位置決められるフレームを含んでいる。このフレームは、シャフト又はニードルの計画された軌道の挿入点の上に開口部を含む。計画された軌道は、前記挿入点から前記標的まで延在している。ユーザインタフェースはさらに、１）前記開口部の周りにおいてフレーム上に配される１つ以上の視覚的インジケータ、及び２）前記開口部の周りにおいてフレーム上に配される１つ以上のユーザ入力装置の少なくとも一方を含む。これら１つ以上の視覚的インジケータは、１）シャフト又はニードルの計画された軌道からのずれ(deviation)を視覚的に示す、及びリアルタイムのＭＲ画像のリアルタイムのスライスの現在位置を視覚的に示すことの少なくとも１つを有する。ユーザ入力装置は、前記リアルタイムのスライスの現在位置を選択的に調節する。

他の態様に従って、シャフト又はニードルを被験者の標的に磁気共鳴（ＭＲ）誘導するための方法が提供される。この方法は、１）シャフト又はニードルを計画された軌道に整列する方法を視覚的に示すこと、及び２）リアルタイムのＭＲ画像のリアルタイムのスライスの現在位置を視覚的に示すこと、の少なくとも一方を含んでいる。シャフト又はニードルを計画された軌道に整列する方法を視覚的に示すことは、シャフト又はニードルの現在の軌道を決定することを含む。計画された軌道は現在の軌道と比較され、シャフト又はニードルをこの計画された軌道に整列する方法を決定する。この計画された軌道は、被験者の挿入点から前記標的まで延在している。シャフト又はニードルを計画された軌道に整列する方法に関する視覚的表示は、ユーザインタフェースを用いて生成される。ユーザインタフェースは、被験者の表面上に位置決められ、前記挿入点の上に開口部を含んでいる。リアルタイムのＭＲ画像のリアルタイムのスライスの現在位置を視覚的に示すことは、夫々のリアルタイムのＭＲ画像を表示装置に表示することを含んでいる。リアルタイムのスライスの現在位置に関する視覚的表示は、ユーザインタフェースを用いて生成される。前記ユーザインタフェースの１つ以上の光源は、リアルタイムのスライスの平面が前記フレームと交差している場所を示している。

他の態様に従って、シャフト又はニードルを被験者の標的に誘導するためのリアルタイム撮像を提供するインターベンション器具と共に動作する装置が提供される。この装置は、被験者の表面上に位置決められるフレームを含んでいる。このフレームは、挿入点から標的まで延在しているシャフト又はニードルの計画された軌道の挿入点の上に開口部を含んでいる。フレームはさらに、前記開口部の周りにおいてフレーム上に配される１つ以上の視覚的インジケータを含む。前記装置はさらに、（ｉ）リアルタイムの撮像スライスの現在位置、及び（ｉｉ）前記シャフト又はニードルの現在位置の前記計画された軌道からのずれ、の少なくとも一方を視覚的に示すために、前記フレーム上にある前記１つ以上の視覚的インジケータを動作するようにプログラムされる少なくとも１つの処理器を含んでいる。

１つの利点は、前記シャフト又はニードルの現在位置の計画された軌道からのずれの形状及び前記スライスの平面の直観的な視覚化にある。

もう１つの利点は、スライスを調節するための直観的な相互作用にある。

以下の詳細な説明を読み、理解すると、本発明のさらに他の利点が当業者に明らかとなるであろう。

本発明は、様々な構成要素及び構成要素の配列、並びに様々なステップ及びステップの配列の形式をとってもよい。図面は、好ましい実施例を説明することだけが目的であり、本発明を制限するとは考えるべきではない。

ＭＲ誘導のためのＭＲシステムを説明する。 シャフト又はニードルの位置を決定するためのＭＲマーカーの配置を説明する。 ＭＲマーカーを用いてシャフト又はニードルの位置を特定する方法の一例を説明する。 シャフト又はニードルを被験者に挿入する前の被験者のリアルタイムのＭＲ画像のスライスを説明する。 図４ＡのリアルタイムのＭＲ画像の他のスライスを説明する。 シャフト又はニードルを被験者に挿入した後の被験者のリアルタイムのＭＲ画像のスライスを説明する。 図４ＣのリアルタイムのＭＲ画像の他のスライスを説明する。 ＭＲ誘導のために、ユーザインタフェースを用いてシャフト又はニードルを位置決めることを説明する。 ＭＲ誘導のために、ユーザインタフェースを用いてシャフト又はニードルを位置決めることを説明する。 挿入点が円形配置の中心に配されていない場合のＭＲ誘導のために、ユーザインタフェースを用いてシャフト又はニードルを位置決めることを説明する。 ＭＲ誘導のために、ユーザインタフェースを用いてスライスの位置を表示することを説明する。 ＭＲ誘導のために、ユーザインタフェースを用いてスライスを回転及び変位させることを説明する。

図１を参照すると、磁気共鳴（ＭＲ）システム１０は、被験者１２内にある標的１４の２次元及び/又は３次元のＭＲ画像を形成するためにＭＲを、並びにシャフト又はニードル１６をこの標的１４に誘導するためにＭＲを利用する。標的１４は、例えば腫瘍のような病変である。主磁石１８は、検査体積２０に広がる強いＢ_０静磁場を作り出す。この検査体積２０は、被験者１２を収容できるような大きさであり、被験者１２は、撮像中及びシャフト又はニードル１６の誘導中、検査体積２０内に位置決められている。任意の支持部２２は、被験者１２を支持し、この被験者１２を検査体積２０内に位置決めることの手助けをする。

主磁石１８は一般に、前記Ｂ_０静磁場を作り出すために超電導コイルを用いている。しかしながら、この主磁石１８は、永久磁石又は常伝導磁石を用いることもできる。超電導磁石が用いられている場合、主磁石１８は、この超電導磁石のための冷却システム、例えば液体ヘリウムで冷却されるクライオスタットを含む。前記Ｂ_０静磁場の強さは一般に、検査体積２０内において０．２３テスラ、０．５テスラ、１．５テスラ、３テスラ及び７テスラ等の１つであるが、他の強さも検討される。

説明されるように、主磁石２０は、オープン型であり、検査体積２０を定めるために間隔を空けて置かれる２つの超電導コイルを含む。超電導コイルは、ヘルムホルツコイルが作り出すのと同じような方法で、Ｂ_０静磁場を作り出す。オープン型の磁石の利点は、この磁石が被験者１２に容易にアクセスできることである。しかしながら、異なる型の主磁石が用いられることもできる。例えば、分割円筒型の主磁石及び/又は円筒型の主磁石が用いられることができる。磁石のアイソプレートにアクセス可能にするために、クライオスタットが２つの部品に分割されていることを除いては、分割円筒型の主磁石は、クライオスタットを含む円筒型の主磁石と類似している。その上、リアルタイムの画像を生成するため及びシャフト又はニードル１６を追跡するためのＭＲスキャナ以外のインターベンション器具、例えばＣＴスキャナを用いることが検討される。

説明しているＭＲスキャナの場合、勾配制御器２４は、複数の磁場勾配コイル２６を用いて、検査体積２０内にあるＢ_０静磁場に磁場勾配、例えばｘ、ｙ及びｚ勾配を重畳するように制御される。これら磁場勾配は、検査体積２０内において磁気スピンを空間的に符号化する。通例、前記複数の磁場勾配コイル２６は、３つの直交する空間方向に空間的に符号化する３つの個別の磁場勾配コイルを含む。

１つ以上の送信器２８、例えばトランシーバは、１つ以上の送信コイル、例えば全身コイル、表面コイル及びＭＲマーカーのコイルの１つ以上を用いて検査体積２０内にＢ_１共鳴励起並びに操作無線周波数（ＲＦ）パルスを送信するように制御される。ＭＲマーカーは、コイルで巻かれた信号体積である。前記Ｂ_１パルスは通例短期間であり、前記磁場勾配と一緒に得られるとき、選択した磁気共鳴の操作を達成する。例えば、前記Ｂ_１パルスは、水素の双極子を共鳴状態に励起させ、磁場勾配は、共鳴信号の周波数及び位相に関する空間情報を符号化する。

１つ以上の受信器３２、例えばトランシーバは、検査体積２０から空間的に符号化された磁気共鳴信号を受信し、これら受信した空間的に符号化された磁気共鳴信号をｋに復調するように制御される。これら空間的に符号化された磁気共鳴信号を受信するために、前記受信器３２は、１つ以上の受信コイル３４、例えば全身コイル、表面コイル及びＭＲマーカーのコイルの１つ以上を使用する。受信器３２は通例、ＭＲデータをバッファメモリに記憶する。

説明されるように、送信コイル３０及び受信コイル３４は、被験者１２の表面上に位置決められる表面コイル３６を含んでいる。この表面コイル３６は、送信コイル及び受信コイルの両方として用いられる。しかしながら、この表面コイル３６が送信コイル及び受信コイルの一方のみとして用いられ得ることも理解すべきである。同様に、受信器２８及び送信器３２はトランシーバ３８を含み、このトランシーバ３８は、送信及び受信するのに用いられる。しかしながら、このトランシーバ３８が送信器及び受信器の一方のみとして用いられ得ることも理解すべきである。

さらに、説明されるように、送信コイル３０及び/又は受信コイル３４は、ＭＲマーカー４０のコイルを含んでいる。前記信号体積の形状及びＭＲマーカー４０のコイルは、前記マーカー４０を取り除くこと無くシャフト又はニードル１６が置かれるべき、前記シャフト又はニードル１６上のある点又は被験者１２上のある点を決定するのに適する。説明される実施例において、コイルは、ＭＲマーカー４０のトロイダル(toroidal)形の信号体積に巻かれ、ＭＲマーカー４０は、シャフト又はニードル１６に取り付けられ、このシャフト又はニードル１６はトロイダル形の信号体積の中心を延在する。以下に論じられるように、ＭＲマーカー４０は、シャフト又はニードル１６の位置又は被験者上にあるニードルの挿入点の位置を決めるのに使用される。

バックエンドシステム４２（例えばコンピュータ又は他の電子データ処理装置）は、標的１４の２次元又は３次元のＭＲ画像の生成、及びシャフト又はニードル１６の標的１４への誘導を調整する。バックエンドシステム４２は、少なくとも１つの電子処理器４４（例えばマイクロ処理器又はマイクロ制御器等）及び少なくとも１つのプログラムメモリ４６を含む。プログラムメモリ４６は、処理器４４により実行されるとき、前記生成及び誘導を調整する処理器が実行可能な命令を含んでいる。処理器４４は、前記生成及び誘導を調整するための前記処理器が実行可能な命令を実行する。幾つかの実施例において、バックエンドシステム４２は、ハードディスク若しくは他の磁気記憶媒体、光ディスク若しくは他の光学記憶媒体、又はＲＡＭ、ＲＯＭ若しくは他の電子記憶媒体又はこれらの様々な組み合わせ等として具体化されるプログラムメモリ（すなわち非一時的な記憶媒体）に記憶されるプログラムを実行するコンピュータとして実施される。

前記処理器が実行可能な命令の制御モジュール４８は、バックエンドシステム４２の全操作を制御する。制御モジュール４８は、バックエンドシステム４２の表示装置５０を用いて、このバックエンドシステム４２のユーザにグラフィカルユーザインタフェース（ＧＵＩ）を適切に表示する。さらに、制御モジュール４８は、バックエンドシステム４２のユーザ入力装置５２を用いて、適切にユーザが前記ＧＵＩと対話することを可能にする。例えば、ユーザはＧＵＩと対話して、バックエンドシステム４２に前記生成及び/又は誘導を調整することを表示することができる。

標的１４のＭＲ画像を生成するために、前記処理器が実行可能な命令のデータ取得モジュール５４が標的１４のＭＲデータを取得する。このデータ取得モジュール５４は、送信器２８及び/又は勾配制御器２４を制御して、検査体積２０内において１つ以上の撮像シーケンスを実施する。撮像シーケンスは、検査体積２０から空間的に符号化されたＭＲ信号を作り出すＢ_１パルス及び/又は磁場勾配のシーケンスを規定する。さらに、データ取得モジュール５４は受信器３２を制御して、前記空間的に符号化されたＭＲ信号をＭＲデータとして取得する。このＭＲデータは通例、バックエンドシステム４２の少なくとも１つの記憶メモリ５６に記憶される。ＭＲデータを取得した後、前記処理器が実行可能な命令の再構成モジュール５８がこのＭＲデータを標的１４のＭＲ画像に再構成する。このＭＲ画像は通例、記憶メモリ５６に記憶される。

シャフト又はニードル１６を誘導するために、前記処理器が実行可能な命令の計画モジュール６０は、上述したように標的１４の１つ以上の診断ＭＲ画像を生成する。被験者１２の表面上にある挿入点から標的１４までのシャフト又はニードル１６の軌道が前記診断ＭＲ画像上において計画される。前記処理器が実行可能な命令のセグメント化モジュール６２を用いて、標的１４及び挿入点が前記診断ＭＲ画像において特定されることができる。セグメント化モジュール６２は、この特定を自動的に及び/又は手動で行うことができる。前者に関しては、幾つかの既知のセグメント化アルゴリズムが用いられる。後者に関しては、前記診断ＭＲ画像がＧＵＩ上に表示され、ユーザがこれら診断ＭＲ画像において標的１４及び/又は挿入点を特定する。

計画した後、前記処理器が実行可能な命令の誘導モジュール６４は、前記処理器が実行可能な命令の位置特定モジュール６６を用いて、シャフト又はニードル１６の現在位置をリアルタイムで決定する。この位置特定モジュール６６は、シャフト又はニードル１６の位置を決定するために、画像に基づいたアプローチ又は画像に基づかないアプローチを用いる。前者に関しては、以下に論じられる標的１４のリアルタイムのＭＲ画像が解析され、シャフト又はニードル１６の現在位置を特定する。例えば、シャフト又はニードル１６は、これらリアルタイムのＭＲ画像において簡単に検出可能な材料から形成される及び/又はセグメント化モジュール６２がリアルタイムのＭＲ画像において前記シャフト又はニードル１６を特定するのに用いられる。後者に関しては、基準マーカー、例えば電磁トランスポンダ又はＭＲマーカーが用いられる。ＭＲマーカーは、コイルで巻かれた信号体積である。

図２を参照すると共に、引き続き図１も参照すると、ＭＲマーカー４０はＭＲ誘導マーカーとして用いられる。さらに、任意のＭＲスキンマーカー６８が被験者１２の表面に付着され、空いている中心は計画された挿入点の上に位置決められている。シャフト又はニードル１６は次いで、ＭＲスキンマーカー６８を通り被験者１２に挿入される。ＭＲ誘導マーカー４０は、シャフト又はニードル１６の軸に沿って照明するための光源、例えば白色ＬＥＤを任意に備えられることができる。ＭＲ誘導マーカー４０の直径が小さい場合、他の方法では影が生じてしまうので、これは、指がＭＲ誘導マーカー４０に近接している（例えばシャフト又はニードル１６のニードルハブ７０にある）場合、唯一可能である。

ＭＲマーカー４０、６８を用いてシャフト又はニードル１６の位置を決めるために、位置特定モジュール６６は、ＭＲマーカー４０、６８を受信コイルとして使用して、ＭＲ位置データを取得するためにデータ取得モジュール５４を用いる。データ取得モジュール５４は、送信器２８及び/又は勾配制御器２４を制御して、ＭＲマーカー４０、６８を用いて１つ以上の追跡シーケンスを実施する。追跡シーケンスは、検査体積２０から空間的に符号化されたＭＲ信号を作り出すＢ_１パルス及び/又は磁場勾配のシーケンスを規定する。これら追跡シーケンスは、１つ以上の撮像シーケンスとインタリーブされることができる。さらに、データ取得モジュール５４は、受信器３２を制御して、前記空間的に符号化されたＭＲ信号をＭＲ位置データとして取得する。位置特定モジュール６６は次いで、ＭＲ位置データを処理して、シャフト又はニードル１６の位置及びニードルの挿入点の位置を決める。

さらに図３を参照すると、１次元の勾配技術を用いて、ＭＲマーカー７２、例えばＭＲ誘導マーカー４０又はＭＲスキンマーカー６８の位置を特定する方法の一例が提供される。勾配は特定の方向に与えられ、ＭＲ信号はＢ_１パルスに応答してＭＲマーカー７２を用いて測定される。次いで、結果得られる曲線が描かれ、ここでｙ軸は信号の大きさに対応し、ｘ軸は位置又は周波数に対応している。１つの勾配場が用いられるので、周波数は位置に対応している。曲線の凹みは、マーカー７２の位置に対応している。ＭＲスキンマーカー６８の使用は、シャフト又はニードル１６と患者との間における何らかの"ビルトイン式の"空間的な位置合わせを有利に提供するが、このＭＲスキンマーカー６８は、シャフト又はニードル１６上の第２の位置（すなわちＭＲ誘導マーカー４０の位置とは異なる第２の位置）に置かれるマーカーと任意に置き換えられる。インターベンション器具がＭＲスキャナ以外であるとき、その別のインターベンション器具のモダリティにより検出可能であるようにマーカーが選択されるべきである。

図１を参照すると、誘導モジュール６４はさらに、上述したように標的１４のＭＲ画像をリアルタイムで生成する。適切には、これらリアルタイムのＭＲ画像を生成するのに使用される１つ以上の撮像シーケンスは、診断ＭＲ画像を生成するのに使用される１つ以上の撮像シーケンスとは異なる。被験者１２に近接して位置決められる表示装置７４上にリアルタイムのＭＲ画像がインターベンショナリストにリアルタイムで表示される。これらリアルタイムのＭＲ画像を表示するとき、計画された軌道と交差する前記リアルタイムのＭＲ画像の１つ以上のスライス、例えば２枚のほぼ垂直なスライスが表示される。例えば、肝臓の治療には、パラ横方向及びパラ冠状スライスが一般に表示される。適切には、表示されるスライスは、各スライスに色が割り当てられるように、色分け(color coded)される。

リアルタイムのＭＲ画像は、計画された軌道の位置がこれらリアルタイムのＭＲ画像に重畳されて適切に表示される。処理器が実行可能な命令の位置合わせモジュール７６は、計画された軌道の位置をリアルタイムのＭＲ画像の座標フレームに変換するために適切に用いられる。さらに、処理器が実行可能な命令のレンダリングモジュール７８は、計画された軌道の表現、例えばラインをリアルタイムのＭＲ画像に重畳するために適切に用いられる。

図４Ａから４Ｄを参照すると、表示装置７４上でインターベンショナリストに表示されるリアルタイムのＭＲ画像のスライスが提供される。図４Ａ及び４Ｂは、肝臓のインターベンション中に取得されるリアルタイムのＭＲ画像の２枚のほぼ垂直なスライスを説明している。シャフト又はニードル１６の計画された軌道は、皮膚の挿入点から標的１４までに及ぶラインとして説明される。図４Ｃ及び４Ｄは、シャフト又はニードル１６が被験者１２に挿入された後の他のリアルタイムのＭＲ画像の２枚のほぼ垂直なスライスを説明している。

図１に戻り参照すると共に、加えて図５から９を参照すると、計画された軌道及びスライスの平面に対してシャフト又はニードル１６の形状を直観的に視覚化するのと同じく、表示装置７４に表示されるリアルタイムの画像のスライスをインターベンショナリストが直観的に調節することを可能にするために、ユーザインタフェース７６を用いる。図５に説明されるように、ユーザインタフェース７６は、表面コイル３６と一体化される及び/又は表面コイル３６に固定される。しかしながら、表面コイル３６は必要とされず、それによりユーザインタフェースが表面コイル３６から独立して用いられ得ると理解すべきである。

ユーザインタフェース７６は、フレーム７８及びこのフレーム７８に取り付けられ、タッチスクリーン機能を任意に含む複数の視覚的インジケータ８０、例えばＬＥＤ若しくは他の光源、ＬＣＤ素子又は環状ＬＥＤディスプレイ等を含む。説明している視覚的インジケータ８０は光源８０（例えばＬＥＤ）である。この光源８０は、例えば環状形状であるフレーム７８の開口部８２の周りに配される。考え易くするために、光源８０は、開口部８２の周りで円形に配されると仮定する。しかしながら、他の形状、例えば正方形、矩形及び楕円形等が適していることも当業者は分かるだろう。通例、光源８０は、３６個の光源を含む及び/又は開口部８２の中心に向けて照明する。直接光を遮断するための適切なブラインドは、インターベンショナリストの目をくらませることを回避することができる。ユーザインタフェース７６はさらに、複数のユーザ入力装置８４、例えばボタン又はタッチスクリーンを（例えば光源８０の各々に対し１つ）含んでいる。ユーザ入力装置８４は、フレーム７８上の対応する光源と（説明されるように）一体化される又はこの光源に近接して位置決められる。

代替実施例において、１つのタッチスクリーン式の表示装置、例えばタッチスクリーンのリング形状部が光源８０及びユーザ入力装置８４を置き換える。これは、上述した実施例の目立たない特徴から離れ、故に誘導及び操作にとってさらに正確又は洗練された手段を可能にする。

誘導中、インターベンショナリストは、被験者１２の表面上にユーザインタフェース７６を位置決め、ここでフレーム７８の開口部８２は、シャフト又はニードル１６の計画された挿入点の上に位置決められる。インターベンショナリストはさらに、この挿入点上にシャフト又はニードル１６の先端を位置決める。インターベンショナリストは、表示装置７４上のリアルタイムのＭＲ画像を監視することにより、前記挿入点を決定することができる。例えば指のような付属肢は、図４Ａ及び４Ｂに示されるように、リアルタイムのＭＲ画像の視野内を移動し、このリアルタイムのＭＲ画像に示される挿入点に移される。その代わりに、被験者１２上の計画された挿入点の位置をインターベンショナリストに提供するために、２組の光源が使用されることができる。第１の組の光源は、第１の色で点灯し、ここで２つの光源は、被験者１２の表面上において第１のラインを定める。第２の組の光源は、第２の色で点灯し、ここで２つの光源は、被験者１２の表面上において第２のラインを定める。これら光源は、第１のラインと第２のラインとの交点が被験者上において前記計画された挿入点の印を付けるように選択される。

前記計画された軌道を使用して、誘導モジュール６４は、極座標系におけるこの計画された軌道に対する標的角度φ_ｔ及びθ_ｔを計算する。この座標系は、挿入点に中心が置かれ、この中心は光源８０の円形配置の中心と必ずしも一致している必要はない。この座標系の平面θ＝πは、光源８０の円形配置の平面により定られる。さらに、シャフト又はニードル１６の現在位置を使用して、誘導モジュール６４は、極座標におけるシャフト又はニードル１６に対する角度φ及びθを計算する。シャフト又はニードル１６の角度φ及びθは、図５から７に説明される。

前記角度を計算するために、被験者１２上におけるユーザインタフェース７６の位置が決定される。ユーザインタフェース７６が表面コイル３６と一体化される及び/又は表面コイル３６に固定される場合、ユーザインタフェース７６の位置は、基準スキャン、例えばＳＥＮＳＥ基準スキャンを用いて決定される。基準スキャンは、広い視野（ＦＯＶ）を持つ低解像度の３次元スキャンである。データ取得モジュール５４は、この基準スキャンを実行するために適切に用いられる。データ取得モジュール５４は、前記基準スキャンの１つ以上の撮像シーケンスに従って、送信器２８及び/又は勾配制御器２４を制御する。さらにデータ取得モジュール５４は、受信器３２を制御して、受信全身コイル及び表面コイル３６の両方から空間的に符号化されるＭＲ信号を取得する。再構成モジュール５８は次いで、両方の信号の比率から強度ＭＲ画像を生成するのに用いられ、この比率は表面コイル３６の感度プロフィールに対応している。

強度はコイルのリード線の近くで最大となるので、勾配モジュール６４は前記強度画像を用いて、表面コイル３６の位置を決定する。この決定は、適切なコスト関数を用いて、表面コイル３６のモデルを前記強度画像の最大値に合わせることにより行われる。表面コイル３６が円形である場合、３つの並進及び３つの回転するフィットパラメタが必要とされる。例えば前記コイルが小さな被験者の方に曲がる場合、前記モデルは曲率半径により伸ばされる。光源８０の配置が何らかの鏡面又は回転対称である場合、光源８０の位置を一義的に特定するために、ユーザインタフェース７６上において基準点を定めることが加えて必要とされる。

ＭＲ誘導マーカー４０及び/又はＭＲ表面マーカー６８がシャフト又はニードル１６の位置を決めるのに用いられる場合、前記基準点は、基準スキャンの間及び夫々のユーザ入力装置を動作させている間、ＭＲ誘導マーカー４０又は利用できるならＭＲスキンマーカー６８を光源８０の１つに固定することにより特定されることができる。誘導モジュール５４は次いで、作動させたユーザ入力装置の位置を特定するために、前記基準スキャンからＭＲマーカーの位置を評価することができる。その代わりに、トラッキングシーケンスの間及び夫々のユーザ入力装置を動作させている間、ＭＲ誘導マーカー４０又は利用できるならＭＲスキンマーカー６８を光源８０の１つに固定することにより特定されることができる。誘導モジュール５４は次いで、動作させたユーザ入力装置の位置を特定するために、前記ＭＲデータからＭＲマーカーの位置を評価することができる。両方の例において、夫々のユーザ入力装置を動作させる必要は、基準光源を視覚的にマーキングして、基準点を決めている間、常にこの光源上にＭＲマーカーを置いておくことにより取り除かれることができる。

前記角度に基づいて、インターベンショナリストがシャフト又はニードル１６を計画された軌道に整列させるためにシャフト又はニードル１６を動かす必要がある場所に関して、視覚的表示を与えるように、誘導モジュール６４は光源８０を調節する。それに加えて又はその代わりに、光源８０は、（マーカー４０、６８のリアルタイムの位置特定から決定されるような）シャフト又はニードル１６の現在位置の前記計画された軌道からのずれの視覚的表示を与える。インターベンショナリストへの視覚的な合図は、光源８０の色、輝度又は他の同様な特性を変えることにより行われることができる。インターベンショナリストへの視覚的な合図は、光源８０を点滅させる及び光源８０が点滅する頻度を変えることにより行われることもできる。シャフト又はニードル１６の整列を示すための１つの手法が以下に説明される。

円形配置上に少数の光源しか設けられていない場合、一般的にこれらの何れもが標的角度φ_ｔで正確に位置決められていない。この少数の光源の場合、依然としてシャフト又はニードル１６を正確に所望の標的角度φ_ｔに誘導することをインターベンショナリストに可能にするために以下の手法が用いられる。この手法は、光源８６に対しφ_ｔで左右に隣接している２つの光源９０を用いる。φ＝φ_ｔである限り、これら光源は暗いままである。φ＞φ_ｔである場合、より小さい角度φで置かれている光源９０の色は黄色に設定される。より大きい角度φの他方の光源９０は消される。φ＜φ_ｔである場合、より大きい角度φで置かれている光源９０の色は黄色に設定され、より小さい角度φの他方の光源９０は消される。角度θに対して同じように上述したように、黄色の光源９０は、φ_ｔに近づけるために、インターベンショナリストがシャフト又はニードル１６をこの光源の方向に移動させなければならないことを表示している。インターベンショナリストがφをφ_ｔに向けて動かすにつれて、黄色の光源９０の強度はゼロに向けて徐々に減少する。実際上、インターベンショナリストは、シャフト又はニードル１６が標的角度φ_ｔに到達したとき、２つの隣接する光源９０の輝度をゼロにする。人間の目は輝度がゼロであることを正確に判断することができるので、標的角度が正確に近づけられることができる。

図５から７に説明されるように、シャフト又はニードル１６の角度θは、計画された軌道の角度θ_ｔとずれている。図５ではθ＜θ_ｔである。故に、φ_ｔで置かれた光源８６の色は緑色に設定され、反対側にある光源８８の色は消される。図６及び７ではθ＞θ_ｔである。故に、φ_ｔで置かれた光源８６の色は消され、反対側にある光源８８の色は緑色に設定される。それ以外の全ての光源は場所を照らすために白色に設定されてもよい。

φ≠φ_ｔである場合、φで置かれた光源から最も遠い及びφ_ｔで置かれた光源８６に隣接している光源の色は白色に設定される。φ_ｔで置かれた光源８６に隣接するそれ以外の光源は消される。φ＝φ_ｔである場合、φ_ｔで置かれた光源８６に隣接する光源９０の色は消される。白色光源は、インターベンショナリストがシャフト又はニードル１６を白色光源の方向に移動させなければならないことを表示している。インターベンショナリストがφをφ_ｔに向けて動かすにつれて、白色光源の強度は最大強度に向けて増大する。インターベンショナリストがφをφ_ｔから離れるように動かすにつれて、白色光源の強度は最大強度に向けて増大する。実際上、インターベンショナリストは、シャフト又はニードル１６が標的角度φ_ｔに到達したとき、２つの隣接する光源９０の輝度をゼロにする。人間の目は輝度がゼロであることを正確に判断することができるので、標的角が正確に近づけられることができる。

整列を表示するための上述した手法は、計画された軌道が北極に近い（すなわち、θ_ｔ≒０）場合、この手法が役に立つという利点を持つ。しかしながら、θ_ｔがあるしきい値より下にある場合、隣接する光源９０は、この隣接する光源９０が不規則に点滅することでインターベンショナリストを混乱させるのを避けるために、オフに切り替えられる。さらに、上述した手法は、図７に説明されるように、挿入点が前記円形配置の中心に配されない場合、有利に働く。さらに、光源８０は有利に、前記挿入点を照明し、シャフト又はニードル１６を整列させるための直観的な誘導を提供する。ユーザインタフェース７６において透明なフォイル部を備える消毒した布(drape)がユーザインタフェース１６及び被験者１２を覆うのに使用されることができる。

角度に基づいて、被験者１２に近接して位置決められる表示装置７４上に表示されるリアルタイムのＭＲ画像の１つ以上のスライスの位置に関して、視覚的表示を与えるように、誘導モジュール６４はさらに光源８０を調節する。ＭＲの演算子は、異なる色コードにより異なるスライスを特定するのに使用される。故に、スライスの断面を視覚化するためにこの色コードを再利用することが利点である。表示される各スライスに対し、対応する光源は、スライスの色コードに設定される。

さらに、角度に基づいて、誘導モジュール６４はさらに、インターベンショナリストが表示装置７４上に表示されるスライスの位置を操作することを可能にする。上述したように、光源８０の各々は、ユーザ入力装置、例えばボタンと関連付けられている。スライスの位置を操作するための１つの手法が以下に説明される。しかしながら、多くの変形例が可能であることも分かっている。

あるスライスの位置を示す光源の１つと関連付けられるユーザ入力装置を動作させる（例えばボタンを１回クリックする）ことは、操作するためにこのスライスを選択する。例えば２つの光源を高い輝度にする又は点滅することにより選択が示されることができる。選択したスライスの位置を示す光源の１つと関連付けられるユーザ入力装置を動作させる（例えばボタンを１回クリックする）ことは、このスライスを非選択状態にする。

スライスが一度選択されると、このスライスを示している光源間に広がるラインの一方の側にあるユーザ入力装置を作動させることにより、スライスが回転することができる。ユーザ入力装置を時計回り方向に選択することは、前記スライスを既定の角度ステップずつ時計回り方向に回転させ、ユーザ入力装置を反時計回り方向に作動させることは、前記スライスを既定の角度ステップずつ反時計回り方向に回転させる。ユーザインタフェース７６にあるユーザ入力装置の数が十分に多い場合、これは、まるでスライスを引っ張っているように感じられる。さらに、スライスが一度選択されると、このスライスを示している光源間に広がるラインの他方の側にあるユーザ入力装置を作動させることにより、スライスが変位及び傾けられることができる。これらユーザ入力装置の１つを１回作動（例えばボタンを１回クリック）させることは、スライスをユーザ入力装置の方向に変位させ、２回作動（例えばボタンのダブルクリック）させることは、スライスをラインの周りにおいて既定の方向に傾く。

図８及び９に説明されるように、２つの光源９２は、青色に色分けされ、表示装置７４上に示されるスライス９４の断面を示している。２つの光源間に広がるライン９６の一方の側にあるユーザ入力装置９８を作動させることは、スライス９４を回転させる。ライン９６の他方の側にあるユーザ入力装置１００を１回作動させることは、スライス９４を変位させ、ライン９６の他方の側にあるユーザ入力措置１００を２回作動させることは、スライス９４を傾ける。

ユーザインタフェース７６に加えて又はその代わりとして、誘導モジュール６４は、シャフト又はニードル１６の軌道の調節においてインターベンショナリストを誘導するために音響信号を用いることができる。音の高さ、音の期間又は基準音を用いて適切に生じるビート信号のようなパラメタが、シャフト又はニードル１６の計画された軌道からの距離を示すのに使用されることができる。前記音響信号は、例えばスピーカーのような電気音響トランスデューサ１０２を用いてインターベンショナリストに伝えられることができる。ユーザインタフェース７６に加えて又はその代わりとして、誘導モジュール６４は、前記シャフト又はニードル１６の現在の軌道の前記計画された軌道からのずれを数値で示している、例えば表面コイル３６上に位置決められる表示装置を用いることができる。

本明細書において、メモリは、非一時的なコンピュータ読取可能媒体、磁気ディスク若しくは他の磁気記憶媒体、光ディスク若しくは他の光学記憶媒体、ＲＡＭ、ＲＯＭ若しくは他の電子記憶装置若しくはチップ又は動作するように相互接続されるチップの組、又は記憶された命令がインターネット／イントラネット若しくはＬＡＮを介して取り出されるインターネット／イントラネットサーバ等の１つ以上を含んでいる。さらに、本明細書において、処理器は、マイクロ処理器、マイクロ制御器、図形処理ユニット（ＧＰＵ）、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）及びフィールドプログラマブルゲートアレイ（ＦＰＧＡ）等の１つ以上を含み、制御器は、少なくとも１つのメモリ及び少なくとも１つの処理器を含み、前記処理器は、前記メモリにある処理器が実行可能な命令を実行し、ユーザ入力装置は、マウス、キーボード、タッチスクリーンディスプレイ、１つ以上のボタン、１つ以上のスイッチ及び１つ以上のトグル等の１つ以上を含み、並びに表示装置は、ＬＣＤディスプレイ、ＬＥＤディスプレイ、プラズマディスプレイ、投影ディスプレイ及びタッチスクリーンディスプレイ等の１つ以上を含んでいる。

本発明は、好ましい実施例を参照して説明されている。上記の詳細な説明を読み、理解すると、他の者に変更例及び代替例が思いつくことがあり得る。本発明は、このような変更例及び代替例が付随する特許請求の範囲内又はそれに同等なものの範囲内ある限り、このような変更例及び代替例の全てを示していると解釈されることを意図している。

Claims (20)

1. シャフト又はニードルを被験者の標的に誘導するための磁気共鳴（ＭＲ）システムであり、
   前記被験者の表面上に位置決められるように構成されるフレームであり、前記フレームは、前記シャフト又はニードルの計画された軌道の挿入点の上に開口部を含み、前記計画された軌道は、前記挿入点から前記標的まで延在している、フレーム、並びに
   前記開口部の周りにおいて前記フレーム上に配される１つ以上の視覚的インジケータ、及び前記開口部の周りにおいて前記フレーム上に配される１つ以上のユーザ入力装置の少なくとも１つ
   を含むユーザインタフェースを有する磁気共鳴システムにおいて、
   前記１つ以上の視覚的インジケータは、前記シャフト又はニードルの前記計画された軌道からのずれを視覚的に示す、及びリアルタイムのＭＲ画像のリアルタイムのスライスの現在位置を視覚的に示すことの少なくとも１つを有し、並びに
   前記１つ以上のユーザ入力装置は、前記リアルタイムのスライスの現在位置を選択的に調節する、
   磁気共鳴システム。
2. 請求項１に記載のシステムであり、前記フレームは前記１つ以上の視覚的インジケータを含み、前記システムはさらに、
   前記シャフト又はニードルの現在の軌道を決定する、
   前記計画された軌道を前記現在の軌道と比較して、前記シャフト又はニードルの前記計画された軌道からのずれを決定する、
   前記ユーザインタフェースの前記１つ以上の視覚的インジケータを用いて、前記シャフト又はニードルの前記計画された軌道からのずれの視覚的表示を生成する
   ようにプログラムされる少なくとも１つの処理器を含んでいるシステム。
3. 前記１つ以上の視覚的インジケータは、前記開口部を取り囲む表示装置を含んでいる、並びに
   前記視覚的表示は、前記計画された軌道に対する前記シャフト又はニードルの位置決めに影響を与える適切に整列する方向又は補助的な情報を示すために、前記開口部の周りにおいて前記表示装置において視覚的な合図を選択的に表示することにより生成される、請求項２に記載のシステム。
4. 前記１つ以上の視覚的インジケータは、前記開口部の周りにおいて間隔を空けて置かれる複数の光源を含むこと、並びに
   前記視覚的表示は、前記シャフト又はニードルの前記計画された軌道に適切に整列する方向を示すために、前記１つ以上の視覚的インジケータを選択的にオン及び/又はオフにすること、及び前記適切に整列する方向を示すために、前記１つ以上の視覚的インジケータの色、輝度及び点滅の頻度の１つ以上を選択的に調節すること
   の少なくとも１つにより生成される、請求項２又は３に記載のシステム。
5. 前記現在の軌道は、前記シャフト又はニードルに取り付けられるＭＲマーカー、及び前記フレームの前記開口部内にある前記被験者の表面上に置かれるＭＲスキンマーカーを使用し、前記シャフト又はニードルの前記計画された軌道の挿入点をマーキングすることで決定される、請求項２、３又は４に記載のシステム。
6. 前記リアルタイムのスライスを表示装置上に表示する、及び
   前記ユーザインタフェースを用いて、前記リアルタイムのスライスの現在位置の視覚的表示を生成する
   ようにプログラムされる少なくとも１つの処理器をさらに有し、前記１つ以上の視覚的インジケータは前記リアルタイムのスライスの平面が前記フレームと交差する場所を示している、請求項１乃至５の何れか一項に記載のシステム。
7. 前記処理器は、
   ユーザ入力装置の作動を検出するために前記ユーザ入力装置を監視する、及び
   前記ユーザ入力装置の作動を検出することに応答して、前記作動したユーザ入力装置の位置に基づいて、前記リアルタイムのスライスの現在位置を調節する
   ようにさらにプログラムされる、請求項６に記載のシステム。
8. 前記１つ以上の視覚的インジケータは、前記開口部の周りにおいて間隔を空けて置かれる複数の光源を含むこと、及び前記１つ以上の視覚的インジケータの各々は、前記ユーザ入力装置の異なる装置に対応している、請求項６又は７に記載のシステム。
9. 前記リアルタイムのスライスは、前記表示装置上に表示される複数の色分けしたスライスの１つである、及び前記１つ以上の視覚的インジケータは、前記リアルタイムのスライスの色コードを使用して、前記リアルタイムのスライスの平面が前記フレームと交差する場所を示している、請求項６、７又は８に記載のシステム。
10. 前記ユーザインタフェースは、送信及び/又は受信表面コイルと一体化される、及び前記受信表面コイルは、前記リアルタイムのＭＲ画像のＭＲデータを受信及びその結果として生成する、請求項６乃至９の何れか一項に記載のシステム。
11. 前記シャフト又はニードルの前記計画された軌道からのずれを示す音響信号を出力する電気音響装置をさらに含んでいる、請求項１乃至１０の何れか一項に記載のシステム。
12. 前記１つ以上の視覚的インジケータは、前記シャフト又はニードルの前記計画された軌道からのずれを視覚的に示し、及び前記リアルタイムのスライスの現在位置を視覚的に示す、請求項１乃至１１の何れか一項に記載のシステム。
13. シャフト又はニードルを被験者の標的に磁気共鳴（ＭＲ）誘導するための方法であり、前記方法は、
    前記シャフト又はニードルを計画された軌道に整列する方法を視覚的に示すステップ、及び
    リアルタイムのＭＲ画像のリアルタイムのスライスの現在位置を視覚的に示すステップ
    の少なくとも１つを有し、
    前記シャフト又はニードルを計画された軌道に整列する方法を視覚的に示す前記ステップは、
    前記シャフト又はニードルの現在の軌道を決定するステップ、
    前記シャフト又はニードルを前記計画された軌道に整列する方法を決定するために、前記計画された軌道を前記現在の軌道と比較するステップであり、前記計画された軌道は、前記被験者の挿入点から前記標的まで延在している、ステップ、及び
    ユーザインタフェースを用いて、前記シャフト又はニードルを前記計画された軌道に整列する方法に関する視覚的表示を生成するステップであり、前記ユーザインタフェースは、前記被験者の表面上に位置決められ、前記挿入点の上に開口部を含んでいる、ステップ
    を含み、前記リアルタイムのＭＲ画像の前記リアルタイムのスライスの現在位置を視覚的に示す前記ステップは、
    前記リアルタイムのスライスを表示装置上に表示するステップ、及び
    前記ユーザインタフェースを用いて、前記リアルタイムのスライスの現在位置に関する視覚的表示を生成するステップであり、前記ユーザインタフェースの１つ以上の光源は、前記リアルタイムのスライスの平面が前記表面と交差する場所を示している、ステップ
    を含む、方法。
14. 前記方法はさらに、
    前記ユーザインタフェースの表示装置上に視覚的な合図を選択的に表示するステップであり、前記視覚的な合図は、前記シャフト又はニードルの前記計画された軌道に適切に整列する方向を示すために、前記開口部の周りで表示される、ステップ
    を含む請求項１３に記載の方法。
15. 前記方法はさらに、
    前記シャフト又はニードルの前記計画された軌道に適切に整列する方向を示すために、前記ユーザインタフェースの複数の光源を選択的にオン及び/又はオフにするステップであり、前記光源は前記開口部の周りにおいて間隔を空けて置かれている、ステップ並びに
    前記適切に整列する方向を示すために、前記光源の色、輝度及び点滅の頻度の１つ以上を選択的に調節するステップ
    の少なくとも１つを含んでいる、請求項１３又は１４に記載の方法。
16. 前記方法は、前記リアルタイムのＭＲ画像の前記リアルタイムのスライスの現在位置を視覚的に表示するステップを含む、並びに
    ユーザ入力装置の作動を検出するために前記ユーザインタフェースの１つ以上のユーザ入力装置を監視するステップであり、前記ユーザ入力装置は前記開口部の周りに配されている、ステップ、及び
    前記ユーザ入力装置の作動を検出することに応答して、前記リアルタイムのスライスの現在位置を示す光源に対する前記ユーザ入力装置の位置に基づいて、前記リアルタイムのスライスの現在位置を調節するステップ
    を含む、請求項１３、１４又は１５に記載の方法。
17. 前記方法はさらに、
    前記シャフト又はニードルを前記計画された軌道に整列する方法を視覚的に示すステップ、及び
    前記リアルタイムのＭＲ画像の前記リアルタイムのスライスの現在位置を視覚的に示すステップ
    を含む、請求項１３乃至１６の何れか一項に記載の方法。
18. シャフト又はニードルを被験者の標的に誘導するためのリアルタイムの撮像を提供するインターベンション器具と共に動作する装置において、前記装置は、
    前記被験者の表面上に位置決められるように構成されるフレームであり、前記フレームは、前記シャフト又はニードルの計画された軌道の前記挿入点の上にある開口部を含み、前記計画された軌道は、前記挿入点から前記標的まで延在し、前記フレームは、前記開口部の周りにおいて前記フレーム上に配される１つ以上の視覚的インジケータを含んでいる、フレーム、並びに
    （ｉ）前記リアルタイムの撮像に基づいて決定される前記シャフト又はニードルの現在位置、及び（ｉｉ）前記シャフト又はニードルの現在位置の前記計画された軌道からのずれ、の少なくとも１つを視覚的に示すために、前記フレーム上の前記１つ以上の視覚的インジケータを動作するようにプログラムされる少なくとも１つの処理器
    を有する装置。
19. 前記フレームは、前記開口部を取り囲んでいるリングである、及び前記１つ以上の視覚的インジケータは、前記開口部を取り囲んでいる、請求項１８に記載の装置。
20. 前記フレームは、前記開口部を取り囲んでいるリングである、並びに前記１つ以上の視覚的インジケータは、（１）前記開口部を取り囲んでいるＬＥＤの組、及び（２）前記開口を取り囲んでいる環状の表示装置の一方である、請求項１９に記載の装置。

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