JP2019088784A

JP2019088784A - 耳鼻咽喉科用剛性ツールの較正

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Publication number: JP2019088784A
Application number: JP2018212778A
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Inventors: ヨアヴ・ピンスキー; Pinsky Yoav; アクラム・ゾアビ; Zoabi Akram; イタマル・ブスタン; Bustan Itamar; ミカル・アロイ・レヴィー; Alroy Levy Michal
Original assignee: Biosense Webster Israel Ltd
Current assignee: Biosense Webster Israel Ltd
Priority date: 2017-11-14
Filing date: 2018-11-13
Publication date: 2019-06-13
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Abstract

【課題】剛性外科用ツールに取り付けられた磁場センサを較正すること。【解決手段】磁場発生器と、体内に挿入されるように構成された外科用ツールの近位端に取り付けるように構成された第１の磁場センサと、第２の磁場センサ及び近接センサを備える較正装置とを含む装置。これらの磁場センサは、発生器から発して磁場センサを横断する磁場に応答するそれぞれの位置信号を生成する。この装置は更に制御ユニットを含み、この制御ユニットは、全てのセンサからの信号を受信し、この信号に基づいて磁場センサのそれぞれの位置及び方位座標を抽出し、第１のセンサの座標と、較正装置に接触しているツールの遠位端との間の変換関係を計算し、続いて、この変換関係を、第１のセンサの座標とともに適用して、体内における遠位端の位置の視覚的指標を提供する。【選択図】図１

Description

本発明は一般に、医療撮像に関し、具体的には、剛性外科用ツールに取り付けられた磁場センサを較正することに関する。

広範な医療処置は、身体内に、センサ、チューブ、カテーテル、分配装置、及び移植片のような対象物を設置することを伴う。これらの医療処置において、医師が対象物及びその周囲を可視化することを補助するために、リアルタイムイメージング法がしばしば用いられる。しかしながら、多くの場合、リアルタイム３次元イメージングは可能でなく、望ましくもない。その代わり、内部対象のリアルタイム空間座標を取得するためのシステムがしばしば利用される。

米国特許第８，１９０，３８９号（Ｋｉｍら）は、ヒト又は動物の被験体の体内における医療装置の位置を追跡するための装置及び方法を記述している。この医療装置は、受容溝と、第１の較正チップと、第２の較正チップとを有する較正剛体を含む。医療装置を追跡するために、第１の較正先端は、画像誘導手術システムを用いて少なくとも１つの読み取り値を取得しながら電磁送信機に対して既知の位置に配置することができ、第２の較正先端は、画像誘導手術システムを用いて少なくとも１つの追加読み取り値を取得しながら電磁送信機に対して既知の位置に配置することができ、この画像誘導手術システムは、取得した読み取り値に基づいて、医療装置の実質的に固定された形状に対して較正することができる。

米国特許第７，７２０，５２１号（Ｃｈａｎｇら）は、画像誘導介入及び外科処置を実施するための装置、システム、及び方法について記述している。このシステムは、被験者の身体に挿入可能な作業装置を含み、かつ、少なくとも３つの送信機からの信号を受信する単一のセンサを備える。コンピュータは次に、この受信信号を分析して、体内のセンサの３次元位置を（例えば、三角測量を用いて）計算することができる。

米国特許第７，８７６，９４２号（Ｇｉｌｂｏａら）は、光学的位置測定を行い、剛性又は半可撓性のツールを標的へガイドするための、システム及び方法を記述している。このシステムは、ツールに取り付けられたカメラと、カメラからの画像を処理してツールの位置を決定する処理システムとを含む。いくつかの実施形態において、このシステムは、身体の外表面に画定された基準参照点を光学的に識別することと、その標的を含む平面を導出することと、ツール先端及び平面上の標的位置を操作者に提示することと、によって、操作者がツールを標的へとガイドするのに役立ち得る。

参照により本特許出願に援用される文献は、これらの援用文献において、いずれかの用語が本明細書において明示的又は暗示的になされた定義と矛盾して定義されている場合には、本明細書における定義のみを考慮するものとする点を除き、本出願の一部とみなすものとする。

上記説明は、当該分野における関連技術の一般的概論として記載したものであって、この説明に含まれる何らの情報が本特許出願に対する先行技術を構成することを容認するものと解釈するべきではない。

本発明の一実施形態により、磁場発生器、第１の磁場センサ、較正装置、及び制御ユニットを含む装置が提供される。第１の磁場センサは、生体内に挿入されるよう構成された剛性外科用ツールの近位端に取り付けるよう構成されており、較正装置は、第２の磁場センサ及び近接センサを含み、この第１の磁場センサ及び第２の磁場センサが、磁場発生器から発してセンサを横断する磁場に応答するそれぞれの位置信号を生成する。近接センサは、較正装置との接触を示す近接信号を生成する。制御ユニットは、全てのセンサからの信号を受信し、その信号に基づいて磁場センサのそれぞれの位置及び方位座標を抽出し、第１の磁場センサの座標と、較正装置に接触しているツールの遠位端との間の変換関係を計算し、続いて、この変換関係を、第１の磁場センサの座標とともに適用して、体内におけるツールの遠位端の位置の視覚的指標を提供する。

いくつかの実施形態において、この剛性外科用ツールは剛性の内視鏡を含む。追加の実施形態において、この近接センサは接触インジケータを含む。更なる実施形態において、この近接センサは、力センサ、光センサ及び電気センサからなる群から選択することができる。

一実施形態において、この第１の磁場センサは、剛性外科用ツールの近位端に、着脱自在に取り付けられるように構成されている。別の一実施形態において、この較正装置は、基準対象物の上に配置されるように構成されている。補助的な実施形態において、この基準対象物は、生体の表面を含む。

いくつかの実施形態において、この装置は、体内におけるツールの遠位端の位置の視覚的指標を提示するように構成されたディスプレイを含む。追加の実施形態において、この装置はメモリを含み、プロセッサは、計算した変換関係をこのメモリに格納し、かつこのメモリから変換関係を取り出すように構成されている。更なる実施形態において、この変換関係は、第１の磁場センサの位置と遠位端の位置との間の方位及び距離を含む。

更に、本発明の一実施形態により、方法が提供され、この方法は、磁場発生器から発して、剛性外科用ツールの近位端に取り付けられている第１の磁場センサを横断する磁場に応答する第１の位置信号を、この第１の磁場センサから、受信することと、磁場発生器から発して、較正装置内の第２の磁場センサを横断する磁場に応答する第２の位置信号を、この第２の磁場センサ（magnetic sensor）から、受信することと、較正装置との接触を示す近接信号を、較正装置内の近接センサから、受信することと、この信号に基づいて、磁場センサのそれぞれの位置及び方位座標を、プロセッサにより抽出することと、第１の磁場センサの座標と、較正装置に接触しているツールの遠位端との間の変換関係を計算することと、続いて、この変換関係を、第１の磁場センサの座標とともに適用して、生体内に挿入されたツールの遠位端の位置の視覚的指標を提供することと、を含む。

更に、本発明の一実施形態により、コンピュータソフトウェア製品が提供され、この製品は、剛性外科用ツールの近位端に取り付けられている第１の磁場センサ（magnetic field）を有する剛性外科用ツールと連携して動作し、この製品は、非一時的なコンピュータ読み取り可能な媒体を含み、この媒体にはプログラム命令が格納され、この命令がコンピュータによって読み取られると、コンピュータは、磁場発生器から発して第１の磁場センサを横断する磁場に応答する第１の位置信号を、第１の磁場センサから、受信することと、磁場発生器から発して第２の磁場センサを横断する磁場に応答する第２の位置信号を、較正装置内の第２の磁場センサ（magnetic sensor）から、受信することと、較正装置との接触を示す近接信号を、較正装置内の近接センサから、受信することと、この信号に基づいて、磁場センサのそれぞれの位置及び方位座標を、抽出することと、第１の磁場センサの座標と、較正装置に接触しているツールの遠位端との間の変換関係を計算することと、続いて、この変換関係を、第１の磁場センサの座標とともに適用して、生体内に挿入されたツールの遠位端の位置の視覚的指標を提供することと、を行う。

本明細書で、本開示をあくまで一例として添付図面を参照しつつ説明する。
本発明の一実施形態による、着脱自在に取り付けられた磁場センサを有する剛性外科用ツールを含む医療システムの概略的描写図である。本発明の一実施形態による、剛性外科用ツールのための較正ベクトルを計算する方法を概略的に示すフローチャートである。本発明の一実施形態による、患者の体腔内に挿入された剛性外科用ツールの遠位端の位置を決定するために、較正ベクトルを用いる方法を概略的に示すフローチャートである。本発明の一実施形態による、患者の体腔に対して処置を行うための医療システムを用いる概略的描写図である。本発明の一実施形態による、患者の体腔内に挿入された剛性外科用ツールの遠位端の概略的描写図である。

剛性外科用ツール（剛性の内視鏡など）を用いる耳鼻咽喉科処置中には、処置中に直接視野から隠れ得るツールの遠位端を追跡することが重要である。このような追跡を行う１つの方法は、ツールの遠位端に磁場センサを組み込むことである。しかし、そのような遠位端センサを有していない多くの既存ツールが存在し、そのようなセンサを後付けするのは非実用的である。

本発明の実施形態は、剛性外科用ツールに着脱可能に取り付けることができる磁場センサを較正するための、システム及び方法を提供する。本明細書において下記に述べるように、このシステムは、磁場発生器と、第１の磁場センサと、較正装置と、制御ユニットとを含む。第１の磁場センサは、生体内に挿入されるよう構成された剛性外科用ツールの近位端に取り付けるよう構成されており、較正装置は、第２の磁場センサ及び近接センサを含み、この第１の磁場センサ及び第２の磁場センサが、磁場発生器から発してセンサを横断する磁場に応答するそれぞれの位置信号を生成する。近接センサは、較正装置との接触を示す近接信号を生成する。

本明細書に記述される実施形態において、制御ユニットは、全てのセンサからの信号を受信し、その信号に基づいて磁場センサのそれぞれの位置及び方位座標を抽出し、第１の磁場センサの座標と、較正装置に接触しているツールの遠位端との間の変換関係を計算し、続いて、この変換関係を、第１の磁場センサの座標とともに適用して、体内におけるツールの遠位端の位置の視覚的指標を提供する。

システムの説明
図１は、本発明の一実施形態による、剛性外科用ツール２２、較正装置２４、及び制御コンソール２６を含む医療システム２０の概略的描写図である。本明細書に記載される実施形態において、剛性外科用ツール２２は、患者（図示せず）に対する最小限侵襲性カテーテルベースの副鼻腔手術のような診断的又は治療的処置に用いられる。代替的に、剛性外科用ツール２２は、他の治療的及び／又は診断的目的のために、必要に応じて変更を加えて、用いられてもよい。

剛性外科用ツール２２は、医療従事者３２が把持及び操作できるハンドル３０に取り付けられた剛性挿入チューブ２８を含み、これにより、患者（図示せず）の鼻腔又は副鼻腔などの管腔内に挿入チューブの遠位端３４を挿入する。剛性外科用ツール２２は更に、外科用ツールの近位端３８に取り付けられた第１の磁場センサ３６を含む。いくつかの実施形態において、第１の磁場センサ３６は、近位端３８に着脱可能に取り付けることができる。図１に示す構成において、第１の磁場センサ３６は、ハンドル３０及び挿入チューブ２８と連結する着脱可能な固定具４０内に含まれる。

較正装置２４は、第２の磁場センサ４２及び近接センサ４４を含む。いくつかの実施形態において、近接センサ４４は、近接センサが接触したときに指標を提供することができる近接信号を生成する接触インジケータを含む。例えば、近接センサ４４は、力の変化により接触を示す力センサ、光の強度変化により接触を示す光センサ、又は、電流などの電気的パラメータの変化により接触を示す電気的センサを含み得る。

本明細書に記載の実施形態において、医療システム２０は、外科用ツール２２の遠位端３４の位置座標を決定するために、磁気的位置検出を用いる。磁気による位置検出を実施するために、制御コンソール２６は、駆動回路４６を含み、これは、磁場発生器（field generator）４８（本明細書においては磁場発生器（magnetic field generator）として総称される）を駆動して、診療台５０の上にある３次元（３Ｄ）体積内に磁場を生成し、この３次元体積には較正装置２４が含まれる。典型的には、磁場発生器４８はコイルを含み、このコイルは、較正装置２４の下方の、較正装置に対して外側の既知の位置に配置される。

駆動回路４６に加えて、制御コンソール２６は、プロセッサ５２、入力／出力（Ｉ／Ｏ）通信インタフェース５４、及びメモリ５６を含む。メモリ５６は、例えばランダムアクセスメモリ、ハードディスクドライブ、又はソリッドステートディスクなどの、任意の好適な揮発性及び／又は不揮発性メモリを含んでもよい。Ｉ／Ｏ通信インタフェース５４は、制御コンソールが、磁場センサ３６及び４２並びに近接センサ４４から信号を伝達し、及び／又はこれらへ信号を送信することを可能にする。磁場センサ３６及び４２、近接センサ４４、並びにプロセッサ５２は全て、有線及び／又は無線接続を介してＩ／Ｏ通信インタフェース５４に連結されている。

いくつかの実施形態において、各磁場センサは、３つセットの直交センサコイルを含み、磁場発生器４８は、３つの直交方向に向けられた発生器コイルを含む。発生器コイルは、３Ｄ体積内の領域に交流磁場を伝達し、この交流磁場は磁場センサ内を横断して信号を誘導し、プロセッサ５２はこれらの信号を分析して、Ｘ軸６０、Ｙ軸６２及びＺ軸６４からなる座標系５８における磁場センサの位置及び方位（すなわち、磁場発生器４８のコイルに対しての位置及び方位）を導出することができる。磁気位置追跡技術は、例えば、米国特許第５，３９１，１９９号、同第６，６９０，９６３号、同第５，４４３，４８９号、同第６，７８８，９６７号、同第５，５５８，０９１号、同第６，１７２，４９９号、及び同第６，１７７，７９２号に記載されており、それらの開示内容を参照により本願に援用する。

本発明の実施形態において、プロセッサ５２は、第１の磁場センサの座標と遠位端３４との間の変換関係を計算することによって、剛性外科用ツール２２を較正する。いくつかの実施形態において、プロセッサ５２は、この変換関係を、第１の磁場センサと遠位端３４との間の変位に対応する較正ベクトル６６として、メモリ５６に格納することができる。較正中に、プロセッサ５２はディスプレイ６８（例えば、ＬＥＤモニタ）を駆動して、磁場センサに対する位置情報７０及び変換関係を提示する。

プロセッサ５２は、典型的には、剛性外科用ツール２２、較正装置２４からの信号を受信し、制御コンソール２６のその他の構成要素を制御するのに適した、フロントエンド回路及びインタフェース回路を備えた、汎用コンピュータを含む。プロセッサ５２は、本明細書に記載される機能を実施するためにソフトウェア中にプログラムされていてもよい。このソフトウェアは、例えば、ネットワークを介して電子的形態で制御コンソール２６にダウンロードされてもよく、又は光学的、磁気的、若しくは電子的記録媒体など、非一時的な有形媒体上に提供されてもよい。代替的に、プロセッサ５２の機能の一部又は全ては、専用の又はプログラム可能なデジタルハードウェア構成要素によって実行されてもよい。

剛性外科用ツール較正
図２は、本発明の一実施形態による、剛性外科用ツール２２を較正するための方法を概略的に説明するフローチャートである。配置工程８０において、医療従事者３２は、診療台５０の上に較正装置２４を配置し、取り付け工程８２において、医療従事者は第１の磁場センサ３６を、剛性外科用のツール２２の近位端３８に取り付ける。図１に示す例では、医療従事者３２は、着脱自在な固定具４０の一端をハンドル３０に固定し、着脱自在な固定具の他の端を挿入チューブ２８に固定することにより、磁場センサを取り付ける。

較正装置２４を診療台５０上に配置し、第１の磁場センサ３６を近位端３８に取り付けると、医療従事者は、挿入チューブ２８の遠位端３４が較正装置に向かって移動するようにハンドル３０を操作する。第１の受信工程８４において、プロセッサ５２は、第１の磁場センサ３６から第１の位置信号を受信し、第２の受信工程８６において、プロセッサは近接センサ４４から接触信号を受信し、更に、第２の磁場センサ４２から第２の位置信号を受信する。

比較工程８８において、接触信号が較正装置２４との接触（即ち、遠位端３４による接触）を示していない場合には、方法は工程８４に戻る。しかし、接触信号が較正装置２４との接触を示す場合、抽出工程９０において、プロセッサ５２は、磁場センサ３６及び４２の位置及び方位座標を位置信号から抽出する。演算工程９２において、プロセッサ５２は、挿入チューブ２８の所定の長さに基づいて、磁場センサ３６と遠位端３４とに関する位置及び方位座標の変換関係を計算する。いくつかの実施形態において、この変換関係は、座標系５８における第１の磁場センサ３６の位置と遠位端３４の位置の、方位及びこれらの間の距離を含む。

最後に、格納工程９４において、プロセッサ５２は、較正関係をメモリ５６に格納し、この方法は終了する。いくつかの実施形態において、プロセッサは、この変換関係を較正ベクトル６６としてメモリ５６に格納することができる。

図３は、剛性外科用ツールの遠位端３４をディスプレイ６８上に提示するための方法を概略的に示すフローチャートであり、図４は、医療従事者３２が医療システム２０を使用して患者１２０（本明細書では生体とも呼ばれる）に対して処置を行う概略的描写図であり、図５は、本発明の一実施形態による、患者の頭部１３０内にある剛性外科用ツールの遠位端３４の概略的描写図である。いくつかの実施形態において、較正装置２４は、典型的には処置の前又は最中に、患者１２０の上に配置することができる。較正装置２４は、発生器４８からの磁場に応答して生成される、磁場センサ４２からの信号によって、プロセッサ５２が較正装置の位置及び方位を測定することができる限り、診療台５０又は患者１２０などの任意の基準対象物の上に配置できることが、理解されよう。

処置中、磁場発生器４８は、患者１２０内の副鼻腔などの管腔を含む所定の作業体積内に、交流磁場を送信する。この交流磁場は、第１の磁場センサ３６において信号を誘導し、プロセッサ５２はこの信号を分析して、磁場発生器に対する第１の磁場センサの位置及び方位を導出する。更に、処置中に、プロセッサ５２は、ディスプレイ６８上に、患者１２０内の遠位端３４の現在位置を示す画像１２２などの処置情報を提示することができる。いくつかの実施形態において、制御コンソール２６は、画像を操作するために、処置中に医療従事者が使用することができる１つ又は２つ以上の入力装置１２４を含むことができる。

取り出し工程１００において、プロセッサ５２がメモリ６６から較正ベクトル５６を取り出し、挿入工程１０２において、医療従事者３２が挿入チューブ２８の遠位端を、患者１２０の体腔内に挿入する。図５に示される例では、この体腔は、頭部１３０内の鼻腔１３２を含む。

受信工程１０４において、プロセッサ５２は、第１の磁場センサ３６から位置信号を受信し、抽出工程１０６において、このプロセッサは、受信した位置信号から、上述の実施形態を用いて、第１の磁場センサの座標系５８における位置及び方位座標を抽出する。計算工程１０８において、プロセッサ５２は、抽出された位置及び方位座標と、較正ベクトル６６の変換関係とを用いて、遠位端３４の位置及び方位座標を計算する。最終的に、可視化工程１１０において、プロセッサ５２は、計算された位置及び方位座標を用いて、画像１２２内に、患者１２２内の遠位端３４の視覚的指標を提供し、この方法は終了する。

上に述べた実施形態は例として挙げたものであり、本発明は上記に具体的に示し、説明したものに限定されない点は理解されよう。むしろ、本発明の範囲は、本明細書の上文に記載された様々な特徴の組み合わせ及び部分組み合わせの両方、並びに前述の説明を一読すると当業者が想起すると思われる、先行技術に開示されていないそれらの変形及び改変を含む。

〔実施の態様〕
（１）磁場発生器と、
生体内に挿入されるよう構成された剛性外科用ツールの近位端に取り付けるよう構成された、第１の磁場センサと、
第２の磁場センサ及び近接センサを含む較正装置であって、該第１の磁場センサ及び該第２の磁場センサが、該磁場発生器から発して該センサを横断する磁場に応答するそれぞれの位置信号を生成し、かつ、該近接センサが、該較正装置との接触を示す近接信号を生成する、較正装置と、
制御ユニットであって、該制御ユニットは、全ての該センサからの該信号を受信し、該信号に基づいて該磁場センサのそれぞれの位置及び方位座標を抽出し、該第１の磁場センサの該座標と、該較正装置に接触している該ツールの遠位端との間の変換関係を計算し、続いて、該変換関係を、該第１の磁場センサの該座標とともに適用して、該体内における該ツールの該遠位端の位置の視覚的指標を提供する、制御ユニットと、
を含む、装置。
（２）前記剛性外科用ツールが剛性の内視鏡を含む、実施態様１に記載の装置。
（３）前記近接センサが接触インジケータを含む、実施態様１に記載の装置。
（４）前記近接センサが、力センサ、光センサ、及び電気センサからなる群から選択される、実施態様３に記載の装置。
（５）前記第１の磁場センサが、前記剛性外科用ツールの前記近位端に、着脱自在に取り付けられるように構成されている、実施態様１に記載の装置。

（６）前記較正装置が、基準対象物上に配置されるように構成されている、実施態様１に記載の装置。
（７）前記基準対象物が、前記生体の表面を含む、実施態様６に記載の装置。
（８）前記体内における前記ツールの前記遠位端の前記位置の前記視覚的指標を提示するように構成されたディスプレイを含む、実施態様１に記載の装置。
（９）メモリを含み、前記プロセッサが、前記計算した変換関係を該メモリに格納し、かつ該メモリから該変換関係を取り出すように構成されている、実施態様１に記載の装置。
（１０）前記変換関係が、前記第１の磁場センサの位置と、前記遠位端の位置との間の方位及び距離を含む、実施態様１に記載の装置。

（１１）磁場発生器から発して、剛性外科用ツールの近位端に取り付けられている第１の磁場センサを横断する磁場に応答する第１の位置信号を、該第１の磁場センサから、受信することと、
該磁場発生器から発して、較正装置内の第２の磁場センサを横断する磁場に応答する第２の位置信号を、該第２の磁場センサから、受信することと、
該較正装置との接触を示す近接信号を、該較正装置内の近接センサから、受信することと、
該信号に基づいて、該磁場センサのそれぞれの位置及び方位座標を、プロセッサにより抽出することと、
該第１の磁場センサの該座標と、該較正装置に接触している該ツールの遠位端との間の変換関係を計算することと、
続いて、該変換関係を、該第１の磁場センサの該座標とともに適用して、生体内に挿入された該ツールの該遠位端の位置の視覚的指標を提供することと、
を含む、方法。
（１２）前記剛性外科用ツールが剛性の内視鏡を含む、実施態様１１に記載の方法。
（１３）前記近接センサが接触インジケータを含む、実施態様１１に記載の方法。
（１４）前記近接センサが、力センサ、光センサ、及び電気センサからなる群から選択される、実施態様１３に記載の方法。
（１５）前記第１の磁場センサが、前記剛性外科用ツールの前記近位端に、着脱自在に取り付けられている、実施態様１１に記載の方法。

（１６）前記較正装置が、基準対象物上に配置されている、実施態様１１に記載の方法。
（１７）前記視覚的指標を提示することが、前記体内の前記ツールの前記遠位端の前記位置をディスプレイ上に提示することを含む、実施態様１１に記載の方法。
（１８）前記計算した変換関係をメモリに格納することと、続いて、該メモリから該変換関係を取り出すこととを含む、実施態様１１に記載の方法。
（１９）前記変換関係が、前記第１の磁場センサの位置と、前記遠位端の位置との間の方位及び距離を含む、実施態様１１に記載の方法。
（２０）コンピュータソフトウェア製品であって、該製品は、剛性外科用ツールの近位端に取り付けられている第１の磁場センサ（first magnetic field）を有する該剛性外科用ツールと連携して動作し、該製品は、非一時的なコンピュータ読み取り可能な媒体を含み、該媒体にはプログラム命令が格納され、該命令がコンピュータによって読み取られると、該コンピュータは、
磁場発生器から発して該第１の磁場センサを横断する磁場に応答する第１の位置信号を、該第１の磁場センサから、受信することと、
該磁場発生器から発して、較正装置内の第２の磁場センサを横断する磁場に応答する第２の位置信号を、該第２の磁場センサから、受信することと、
該較正装置との接触を示す近接信号を、該較正装置内の近接センサから、受信することと、
該信号に基づいて、該磁場センサのそれぞれの位置及び方位座標を、抽出することと、
該第１の磁場センサの該座標と、該較正装置に接触している該ツールの遠位端との間の変換関係を計算することと、
続いて、該変換関係を、該第１の磁場センサの該座標とともに適用して、生体内に挿入された該ツールの該遠位端の位置の視覚的指標を提供することと、
を行う、コンピュータソフトウェア製品。

Claims

磁場発生器と、
生体内に挿入されるよう構成された剛性外科用ツールの近位端に取り付けるよう構成された、第１の磁場センサと、
第２の磁場センサ及び近接センサを含む較正装置であって、該第１の磁場センサ及び該第２の磁場センサが、該磁場発生器から発して該センサを横断する磁場に応答するそれぞれの位置信号を生成し、かつ、該近接センサが、該較正装置との接触を示す近接信号を生成する、較正装置と、
制御ユニットであって、該制御ユニットは、全ての該センサからの該信号を受信し、該信号に基づいて該磁場センサのそれぞれの位置及び方位座標を抽出し、該第１の磁場センサの該座標と、該較正装置に接触している該ツールの遠位端との間の変換関係を計算し、続いて、該変換関係を、該第１の磁場センサの該座標とともに適用して、該体内における該ツールの該遠位端の位置の視覚的指標を提供する、制御ユニットと、
を含む、装置。
前記剛性外科用ツールが剛性の内視鏡を含む、請求項１に記載の装置。
前記近接センサが接触インジケータを含む、請求項１に記載の装置。
前記近接センサが、力センサ、光センサ、及び電気センサからなる群から選択される、請求項３に記載の装置。
前記第１の磁場センサが、前記剛性外科用ツールの前記近位端に、着脱自在に取り付けられるように構成されている、請求項１に記載の装置。
前記較正装置が、基準対象物上に配置されるように構成されている、請求項１に記載の装置。
前記基準対象物が、前記生体の表面を含む、請求項６に記載の装置。
前記体内における前記ツールの前記遠位端の前記位置の前記視覚的指標を提示するように構成されたディスプレイを含む、請求項１に記載の装置。
メモリを含み、前記プロセッサが、前記計算した変換関係を該メモリに格納し、かつ該メモリから該変換関係を取り出すように構成されている、請求項１に記載の装置。
前記変換関係が、前記第１の磁場センサの位置と、前記遠位端の位置との間の方位及び距離を含む、請求項１に記載の装置。
磁場発生器から発して、剛性外科用ツールの近位端に取り付けられている第１の磁場センサを横断する磁場に応答する第１の位置信号を、該第１の磁場センサから、受信することと、
該磁場発生器から発して、較正装置内の第２の磁場センサを横断する磁場に応答する第２の位置信号を、該第２の磁場センサから、受信することと、
該較正装置との接触を示す近接信号を、該較正装置内の近接センサから、受信することと、
該信号に基づいて、該磁場センサのそれぞれの位置及び方位座標を、プロセッサにより抽出することと、
該第１の磁場センサの該座標と、該較正装置に接触している該ツールの遠位端との間の変換関係を計算することと、
続いて、該変換関係を、該第１の磁場センサの該座標とともに適用して、生体内に挿入された該ツールの該遠位端の位置の視覚的指標を提供することと、
を含む、方法。
前記剛性外科用ツールが剛性の内視鏡を含む、請求項１１に記載の方法。
前記近接センサが接触インジケータを含む、請求項１１に記載の方法。
前記近接センサが、力センサ、光センサ、及び電気センサからなる群から選択される、請求項１３に記載の方法。
前記第１の磁場センサが、前記剛性外科用ツールの前記近位端に、着脱自在に取り付けられている、請求項１１に記載の方法。
前記較正装置が、基準対象物上に配置されている、請求項１１に記載の方法。
前記視覚的指標を提示することが、前記体内の前記ツールの前記遠位端の前記位置をディスプレイ上に提示することを含む、請求項１１に記載の方法。
前記計算した変換関係をメモリに格納することと、続いて、該メモリから該変換関係を取り出すこととを含む、請求項１１に記載の方法。
前記変換関係が、前記第１の磁場センサの位置と、前記遠位端の位置との間の方位及び距離を含む、請求項１１に記載の方法。
コンピュータソフトウェア製品であって、該製品は、剛性外科用ツールの近位端に取り付けられている第１の磁場センサを有する該剛性外科用ツールと連携して動作し、該製品は、非一時的なコンピュータ読み取り可能な媒体を含み、該媒体にはプログラム命令が格納され、該命令がコンピュータによって読み取られると、該コンピュータは、
磁場発生器から発して該第１の磁場センサを横断する磁場に応答する第１の位置信号を、該第１の磁場センサから、受信することと、
該磁場発生器から発して、較正装置内の第２の磁場センサを横断する磁場に応答する第２の位置信号を、該第２の磁場センサから、受信することと、
該較正装置との接触を示す近接信号を、該較正装置内の近接センサから、受信することと、
該信号に基づいて、該磁場センサのそれぞれの位置及び方位座標を、抽出することと、
該第１の磁場センサの該座標と、該較正装置に接触している該ツールの遠位端との間の変換関係を計算することと、
続いて、該変換関係を、該第１の磁場センサの該座標とともに適用して、生体内に挿入された該ツールの該遠位端の位置の視覚的指標を提供することと、
を行う、コンピュータソフトウェア製品。