JP2019118827A - 患者の体内における剛性ツールのトラッキング - Google Patents

患者の体内における剛性ツールのトラッキング Download PDF

Info

Publication number
JP2019118827A
JP2019118827A JP2018246881A JP2018246881A JP2019118827A JP 2019118827 A JP2019118827 A JP 2019118827A JP 2018246881 A JP2018246881 A JP 2018246881A JP 2018246881 A JP2018246881 A JP 2018246881A JP 2019118827 A JP2019118827 A JP 2019118827A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
known relative
estimated
processor
mismatch
sensor
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2018246881A
Other languages
English (en)
Inventor
アサフ・ゴバリ
Assaf Govari
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Biosense Webster Israel Ltd
Original Assignee
Biosense Webster Israel Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Biosense Webster Israel Ltd filed Critical Biosense Webster Israel Ltd
Publication of JP2019118827A publication Critical patent/JP2019118827A/ja
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • GPHYSICS
    • G16INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGY [ICT] SPECIALLY ADAPTED FOR SPECIFIC APPLICATION FIELDS
    • G16HHEALTHCARE INFORMATICS, i.e. INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGY [ICT] SPECIALLY ADAPTED FOR THE HANDLING OR PROCESSING OF MEDICAL OR HEALTHCARE DATA
    • G16H40/00ICT specially adapted for the management or administration of healthcare resources or facilities; ICT specially adapted for the management or operation of medical equipment or devices
    • G16H40/60ICT specially adapted for the management or administration of healthcare resources or facilities; ICT specially adapted for the management or operation of medical equipment or devices for the operation of medical equipment or devices
    • G16H40/63ICT specially adapted for the management or administration of healthcare resources or facilities; ICT specially adapted for the management or operation of medical equipment or devices for the operation of medical equipment or devices for local operation
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61BDIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B17/00Surgical instruments, devices or methods, e.g. tourniquets
    • A61B17/24Surgical instruments, devices or methods, e.g. tourniquets for use in the oral cavity, larynx, bronchial passages or nose; Tongue scrapers
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61BDIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B34/00Computer-aided surgery; Manipulators or robots specially adapted for use in surgery
    • A61B34/10Computer-aided planning, simulation or modelling of surgical operations
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61BDIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B34/00Computer-aided surgery; Manipulators or robots specially adapted for use in surgery
    • A61B34/20Surgical navigation systems; Devices for tracking or guiding surgical instruments, e.g. for frameless stereotaxis
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61BDIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B90/00Instruments, implements or accessories specially adapted for surgery or diagnosis and not covered by any of the groups A61B1/00 - A61B50/00, e.g. for luxation treatment or for protecting wound edges
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61BDIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B17/00Surgical instruments, devices or methods, e.g. tourniquets
    • A61B2017/00017Electrical control of surgical instruments
    • A61B2017/00199Electrical control of surgical instruments with a console, e.g. a control panel with a display
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61BDIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B34/00Computer-aided surgery; Manipulators or robots specially adapted for use in surgery
    • A61B34/20Surgical navigation systems; Devices for tracking or guiding surgical instruments, e.g. for frameless stereotaxis
    • A61B2034/2046Tracking techniques
    • A61B2034/2051Electromagnetic tracking systems
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61BDIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B34/00Computer-aided surgery; Manipulators or robots specially adapted for use in surgery
    • A61B34/20Surgical navigation systems; Devices for tracking or guiding surgical instruments, e.g. for frameless stereotaxis
    • A61B2034/2072Reference field transducer attached to an instrument or patient
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61BDIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B90/00Instruments, implements or accessories specially adapted for surgery or diagnosis and not covered by any of the groups A61B1/00 - A61B50/00, e.g. for luxation treatment or for protecting wound edges
    • A61B90/36Image-producing devices or illumination devices not otherwise provided for
    • A61B90/37Surgical systems with images on a monitor during operation
    • A61B2090/376Surgical systems with images on a monitor during operation using X-rays, e.g. fluoroscopy
    • A61B2090/3762Surgical systems with images on a monitor during operation using X-rays, e.g. fluoroscopy using computed tomography systems [CT]
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61BDIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B90/00Instruments, implements or accessories specially adapted for surgery or diagnosis and not covered by any of the groups A61B1/00 - A61B50/00, e.g. for luxation treatment or for protecting wound edges
    • A61B90/36Image-producing devices or illumination devices not otherwise provided for
    • A61B90/37Surgical systems with images on a monitor during operation

Abstract

【課題】患者の体内において医療装置をトラッキングするための方法及びシステムを提供すること。【解決手段】メモリ及びプロセッサを備える装置。このメモリは、医療装置に連結された位置トラッキングシステムの複数の位置センサの既知の相対的位置を示す値を保持するよう構成されている。このプロセッサは、位置トラッキングシステムにより測定された、位置センサの推定位置を示す1つ又は2つ以上の信号を受信するように構成され、かつ、既知の相対的位置と推定位置との間の不一致の検出に応じて、対応アクションを開始するよう構成されている。【選択図】図1

Description

本発明は、一般に医療装置に関し、具体的には患者の体内において医療装置をトラッキングするための方法及びシステムに関する。
様々な医療処置は、患者の体内の空洞にツールを挿入することを含む。患者の体内で医療装置をトラッキングするための技術が、当該技術分野で知られている。
例えば、米国特許出願公開第2012/0065481号は、患者のある領域をナビゲートするための画像ガイドによるカテーテルナビゲーションシステムについて記述している。このカテーテルは、撮像装置、トラッキング装置、コントローラ、及びディスプレイを含む。この撮像装置は、その患者の当該領域の画像を生成する。このトラッキング装置は、その患者の当該領域におけるカテーテルの位置をトラッキングする。このコントローラは、カテーテルの位置に基づいて、撮像装置から生成された画像上に、カテーテルを表すアイコンを重ね合わせる。このディスプレイは、カテーテルの現在位置において、画像上にカテーテルが重ねられた領域の画像を表示する。
米国特許出願公開第2011/0251814号は、物体の位置をトラッキングするための方法を記述している。この方法は、物体に関連付けられた磁場センサを用いて、2つ以上の磁場発生器により生成された磁場の強度を測定することを含み、この磁場強度のうち少なくとも1つの測定値が、歪みの対象となる。
本明細書に述べられる本発明の一実施形態は、メモリ及びプロセッサを含む装置を提供する。このメモリは、医療装置に連結された位置トラッキングシステムの複数の位置センサの既知の相対的位置を示す値を保持するよう構成されている。このプロセッサは、位置トラッキングシステムにより測定された、位置センサの推定位置を示す1つ又は2つ以上の信号を受信するように構成され、かつ、既知の相対的位置と推定位置との間の不一致の検出に応じて、対応アクションを開始するよう構成されている。
いくつかの実施形態において、このプロセッサは、既知の相対的位置を示す値に基づいて、検出された不一致を補正するよう構成されている。他の実施形態において、このプロセッサは、検出された不一致をユーザに警告するよう構成されている。更に他の実施形態において、このプロセッサは、1つ又は2つ以上の受信信号に基づいて、推定位置を算出するよう構成されている。
一実施形態において、このプロセッサは、既知の相対的位置の値と推定位置の値とを比較して、不一致を検出するよう構成されている。別の一実施形態において、この既知の相対的位置は、医療装置に連結された第1、第2及び第3の位置センサの既知の相対的位置を含み、この受信信号は、第1、第2及び第3の位置センサの推定位置を示す信号を含む。このプロセッサは、(i)第1の位置センサの既知の相対的位置と、第1の位置センサの推定位置との間の不一致を検出することにより、第1の位置センサの1つ又は2つ以上の歪んだ測定値を検出することと、(ii)第2及び第3の位置センサの受信信号に基づいて、及び、第1、第2及び第3の位置センサの既知の相対的位置に基づいて、この不一致を補正することと、を行うよう構成されている。更に別の一実施形態において、この医療装置は、耳鼻咽喉(ENT)ツールを含み、この位置センサは、ENTツールの長手方向軸に沿って連結されている。
本発明の一実施形態に従って、更に、医療装置に連結された位置トラッキングシステムの複数の位置センサの既知の相対的位置を示す値を保持することを含む方法が提供される。位置トラッキングシステムによって測定された、位置センサの推定位置を示す1つ又は2つ以上の信号が受信される。既知の相対的位置と推定位置との間の不一致を検出することに応じて、対応アクションが開始される。
本発明は、以下の発明を実施するための形態を図面と併せて考慮すると、より完全に理解されるであろう。
本発明の一実施形態による、ENTシステムを用いた耳鼻咽喉(ENT)処置の概略的絵図である。 本発明の一実施形態による、ENT処置に適用されるENTツールの概略描画図である。 本発明の一実施形態による、ENT処置に適用されるENTツールの概略描画図である。 本発明の一実施形態による、患者体内でENTツールをトラッキングするための方法を概略的に示すフローチャートである。
概略
一部の医療処置(例えば耳鼻咽喉(ENT)処置)では、患者頭部内に剛性ENTツールをナビゲートする必要がある。
原理的には、ENTツールは、ツールの遠位端に、磁気位置トラッキングシステムの位置センサを連結することにより、患者の頭部内でトラッキングすることができる。位置測定は、磁気位置トラッキングシステムを使用して、予め定義された磁場を印加することと、位置センサの位置を推定することとによって、較正することができる。しかしながら、場合によっては、(例えば、ENT処置中に)位置トラッキングシステムにより印加される磁場は、例えば、ENT処置中に導入される金属製物体(例えば、追加のツール)によって歪むことがある。磁場に生じる歪みを考慮していない場合には、患者頭部内でのENTツールのトラッキング精度が低下するおそれがある。
本明細書において下記に述べる本発明の実施形態は、歪みのある磁場の存在下で患者頭部内での剛性ENTツールをトラッキングするための改善された技法を提供する。いくつかの実施形態において、単一の位置センサを使用する代わりに、磁気位置トラッキングシステムの複数(例えば、3つ)の位置センサが、メモリに格納された既知の相対的位置で(例えば、ENTツールの長手方向軸に沿って)連結される。ENTツールは剛性であるため、各位置センサは、他の位置センサに対して固定された既知の位置を有する。
いくつかの実施形態において、プロセッサは、位置トラッキングシステムによって測定された、位置センサの推定位置を示す信号を受信するよう構成され、かつ、既知の相対的位置の値と推定相対的位置の値とを比較するように構成されている。いくつかの実施形態において、プロセッサは、既知の相対的位置の値と推定相対的位置の値との間の不一致の検出に応じて、好適なアクションを開始するよう構成されている。
いくつかの実施形態において、プロセッサは、複数の位置センサの間の既知の相対的位置を使用して、1つ又は2つ以上の位置センサにより実行される1つ又は2つ以上の歪んだ測定値を検出かつ補正するよう構成されている。
本開示の技法は、関与するツールの位置トラッキングの精度を低下させることなく、磁場に歪みを引き起こす可能性のある複数のENTツール又は他の物体を導入することを可能にすることによって、低侵襲性医療処置の質の改善を実現する。
更に、本開示の技法は、時間により変動する条件及び干渉へのリアルタイム適応を可能にする。
システムの説明
図1は、本発明の一実施形態による、ENTシステム20を用いた耳鼻咽喉(ENT)処置の概略的絵図である。いくつかの実施形態において、ENTシステム20はENTモジュール28を含み、これはENT処置(例えば、患者22の1つ又は2つ以上の洞48の感染症を治療するなど)を実行するよう構成されている。
いくつかの実施形態において、ENTモジュール28は、医師24が患者22の鼻26に挿入する遠位端に連結されたENTツール38を備える。モジュール28は、ENTツール38の近位端に連結され、ツール38を患者22の頭部41内にナビゲーションする際に医師24を支援するよう構成された、ハンドヘルド装置30を更に備える。
いくつかの実施形態において、装置30は更に、吸引を適用するよう構成されており、これによって、感染症を起こした洞48から感染物を除去する。ENT吸引ツール38は、以下の図2で更に詳細に説明される。
一実施形態において、システム20は、頭部41内の1つ又は2つ以上の位置センサの位置をトラッキングするように構成された磁気位置トラッキングシステムを更に備える。磁気位置トラッキングシステムは、磁場発生器44と、以下の図2A及び図2Bに示す複数の位置センサとを備える。位置センサは、磁場発生器44によって生成された外部磁場の検出に応答して位置信号を生成し、それによって、以下に説明するように、プロセッサ34が各センサの位置を推定することを可能にする。
この位置検知方法は、様々な医療用途において、例えば、Biosense Webster Inc.(Irvine,Calif.)により製造されているCARTO(商標)システムにおいて実施されており、米国特許第5,391,199号、同第6,690,963号、同第6,484,118号、同第6,239,724号、同第6,618,612号及び同第6,332,089号、国際公開第96/05768号、並びに米国特許出願公開第2002/0065455(A1)号、同第2003/0120150(A1)号及び同第2004/0068178(A1)号に詳述されており、これらの開示は全て、参照により本明細書に組み込まれている。
システム20は位置特定パッド40を更に備え、位置特定パッド40は、フレーム46上に固定された磁場発生器44を備える。図1に示す例示的な構成では、パッド40は、5つの磁場発生器44を備えるが、代替的に、任意の他の好適な数の発生器44を備えることができる。パッド40は、発生器44が頭部41の外部の固定された既知の位置に位置決めされるように、患者22の頭部41の下に配置された枕(図示せず)を更に備える。
いくつかの実施形態において、システム20はコンソール33を更に備え、コンソール33は、メモリ49と、頭部41の周囲の空間内の事前定義された作業体積内に磁場を発生させるためにケーブル37を介して好適な信号で磁場発生器44を駆動するよう構成された駆動回路42とを備えている。
いくつかの実施形態において、コンソール33はプロセッサ34を備え、プロセッサ34は、一般的には、ケーブル32を介して複数の磁気センサ(以下の図2に示す)が取り付けられたツール28からの信号を受信し、かつ本明細書に記載のシステム20の他の構成要素を制御するための、好適なフロントエンド及びインタフェース回路を有する汎用コンピュータである。
いくつかの実施形態において、プロセッサ34は、各位置センサの位置を推定するよう構成されている。プロセッサ34は、各センサの推定位置に基づいて、磁気位置トラッキングシステムの座標系においてツール28の遠位端(以下の図2に示す)の位置及び向きを導出するように構成されている。
いくつかの実施形態において、プロセッサ34は、外部のCTシステム(図示せず)を用いて取得した、頭部41の各セグメント化二次元(2D)スライスを描写するコンピュータ断層撮影(CT)画像などの、1つ又は2つ以上の解剖学的画像を、インタフェース(図示せず)を介して受信するように構成されている。「セグメント化」という用語は、CTシステム内の組織のそれぞれの減衰を測定することによって、各スライス内で識別される様々な種類の組織を表示することを指す。
コンソール33は、コンソールの操作を制御するための入力装置39と、ユーザディスプレイ36とを更に備え、ユーザディスプレイ36は、プロセッサ34から受信したデータ(例えば、画像)を表示するように、及び/又は、入力装置39を用いてユーザ(例えば、医師24)によって挿入された入力を表示するように、構成されている。
いくつかの実施形態において、プロセッサ34は、CT画像の中から1つ又は2つ以上(mode)のスライスを選択し(例えば画像35)、その選択したスライスをユーザディスプレイ36に表示するよう構成されている。図1の実施例において、画像35は患者22の1つ又は2つ以上の洞48の前断面図を示す。
図1は、簡潔性かつ明瞭性のため、開示技法に関連する要素のみを示す。システム20は、典型的に、開示技法に直接には関連せず、したがって図1及び対応する説明から意図的に省略されている付加的なモジュール及び要素を備える。
プロセッサ34は、システムによって使用される機能を実行するように、かつソフトウェアによって処理されるか、又は別様に使用されるデータをメモリ49に格納するようにプログラムされ得る。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プロセッサにダウンロードされてもよく、又は光学的、磁気的、若しくは電子的メモリ媒体など、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34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。
歪んだ磁場における剛性ENTツールのトラッキング
図2Aは、本発明の一実施形態による、例えば上述の図1に示すENT処置に適用されるENTツール38の概略的絵図である。いくつかの実施形態において、ENTツール38は、例えばENTツール38の長手方向軸56に沿って、ENTツール38上の好適な既知の相対的位置で連結されている、複数の位置センサ(例えば位置センサ50、52及び54)を備える。
本開示の文脈において、用語「既知の相対的位置」は、センサ50、52及び54の互いに対する、又は、ツール38上の事前定義された基準位置に対する、又は、任意の他の好適な方法を用いた、実際の位置を指す。位置センサの実際の相対的位置は典型的に、ツールの設計において定義され、製造中に、任意の好適な測定手段を用いて測定することができる。
一実施形態において、ツール38は、例えば図2Aに示すように、直線的形状を有し得る。この実施形態において、センサ50とセンサ52との間の既知の相対的位置は、これら位置センサの間の距離51によって定義され得る。同様に、センサ52とセンサ54との間の既知の相対的位置は、距離53によって決定され得る。この実施例において、センサ50とセンサ54との間の既知の相対的位置は、距離51と距離53を合計することによって得られる。
他の実施形態において、既知の相対的位置を得るために、任意の他の好適な定義及び測定が適用されてもよい。例えば、ENTツールが湾曲形状又は不規則な形状を有する場合、ツールに沿って連結された各対の位置センサ間の既知の相対的位置は、大きさ(又は長さ)及び方向を有するユークリッドベクトルの形で決定され得る。
いくつかの実施形態において、センサ50、52及び54の既知の相対的位置は、システム20のメモリ49に格納される。この既知の相対的位置は、例えば、ENTツール製造メーカーにより提供され得る。
いくつかの実施形態において、ENT処置中に、磁場発生器44は磁力線62により示される磁場60を印加する。上述の図1に示すように、プロセッサ34は、位置センサ50、52及び54から受信される、磁気位置トラッキングシステムの座標系におけるそれぞれの位置を示す信号に基づいて、位置センサ50、52及び54のそれぞれの位置を推定するよう構成されている。
いくつかの実施形態において、プロセッサ34は、その推定位置に基づいて、センサ50、52及び54のそれぞれの推定相対的位置を計算するよう構成されている。この推定相対的位置は、例えば、センサ50とセンサ52との間の第1の推定距離(これは既知距離51に対応する)と、センサ52とセンサ54との間の第2の推定距離(これは既知距離53に対応する)の、2つの距離として定義され得る。
いくつかの実施形態において、プロセッサ34は、この第1の推定距離と既知距離51とを比較し、更にこの第2の推定距離と既知距離53とを比較するよう構成されている。
いくつかの実施形態において、プロセッサ34は、所与の既知距離と対応する推定距離との間に不一致が存在するかどうかを判定するための、閾値を(メモリ49内に、又はプロセッサ34のメモリ内に)格納する。この不一致を判定する閾値は、少なくとも2つの既知距離の間で異なっていてもよく、あるいは、全ての既知距離に対して同様であってもよい。
いくつかの実施形態において、ツール38は、典型的には処置を実施する前に、1つ又は2つ以上の事前定義された磁場に対して較正が行われ、これによって初期の不一致レベルを最小限に抑える。
図2Bは、本発明の一実施形態による、ENT処置に適用されるENTツール38の概略描写図である。図2Bの実施例において、医師はツール38を、金属製の物体58(例えば別の医療装置の金属製遠位端、又は患者22の頭部41内にある金属製インプラント装置)の近くに(is proximity to)ナビゲートする。
物体58の存在により、特に、物体58とツール38の遠位端との間が近接することにより、磁力線62(図2Bにおいて点線で示される)の歪みが生じ、これによって、歪んだ磁場70の歪んだ磁力線72が代わりに形成され得る。
磁力線の歪みは、位置センサ50の近くを通る磁力線72において起こっており、センサ52及び54の近くを通る磁力線では、この磁場の歪みによる影響が少ないことに注意されたい。
いくつかの実施形態において、プロセッサ34は、第1の推定距離の値と既知距離51の値との間で、事前定義された閾値を上回る不一致を検出するよう構成され、一方、第2の推定距離の値と既知距離53の値は、互いに対して一致している(すなわち、検出される不一致が、事前定義された閾値を下回る)。
いくつかの実施形態において、プロセッサ34は、第1の推定距離と既知距離51との間の不一致の検出に応じて、対応アクションを開始することができる。
一実施形態において、対応アクションを適用する際に、プロセッサ34は医師24に対して(例えば、ディスプレイ36上に)ENT処置を保留するよう警告メッセージを表示することができる。別の一実施形態において、プロセッサ34は、少なくとも1つの位置センサ(例えばセンサ50)により実行される、1つ又は2つ以上の歪んだ位置の測定値を検出するように構成されている(例えば、センサ50の既知の相対的位置(例えばセンサ52からの距離51)と、センサ50により測定された歪んだ位置との間の不一致(例えば、センサ50及び52の推定位置の間の距離)を検出することによって)。
いくつかの実施形態において、プロセッサ34は、センサ50、52及び54の既知の相対的位置を決定する距離51及び53と、位置センサ52及び54により実行される測定値とに基づいて、センサ50により実行される歪んだ位置の測定値を補正するよう構成されている。
いくつかの実施形態において、センサ50の歪んだ位置の測定値を補正した後、プロセッサ34は、例えば、ユーザディスプレイ36上に、その歪んだ位置の測定値が成功裏に補正されたことを示すメッセージを表示し、これにより医師24はENT処置を進めることができる。
システム20の構成、及び特にENTツール38の構成は、概念を明瞭に表すために(for the same of)単に一例として示されている。他の実施形態において、任意の代替的な構成を使用することができ、例えば、位置センサの数、各対の位置センサ間の距離は変化してもよく、これにより、医学的、規制的、又は技術的要件など様々な要件に準拠することができる。
図3は、本発明の一実施形態による、患者の頭部41内でENTツール38をトラッキングするための方法を概略的に示すフローチャートである。この方法は測定工程100から始まる。工程100では、ENT処置を実施する前に、技術者が例えば、ENTツール38に沿って、位置センサ50、52及び54の相対的位置(例えば、上述の図2Aに示す距離51及び53)を測定する。いくつかの実施形態において、技術者又は別のユーザが、距離51及び53をコンソール33のメモリ49に格納する。
ツールナビゲーション工程102において、医師24はENTツール38を患者頭部41に挿入し、位置トラッキングシステムにより測定された信号に基づいて、センサ50、52及び54の推定位置を、プロセッサ34から受け取る。いくつかの実施形態において、プロセッサ34は、この推定位置に基づいて、センサ50とセンサ52の間の第1の推定相対的距離と、センサ52とセンサ54の間の第2の推定相対的距離とを計算する。
比較工程104において、プロセッサ34は、相対的距離の計算された値と、対応する推定位置とを比較する。例えば、プロセッサ34は、第1の推定距離の値と既知距離51の値とを比較して、センサ50及び52の相対的位置に関して不一致がある(例えば、事前定義された閾値を上回る)かどうかを検出する。プロセッサは他の値(例えば、第2の推定距離と既知距離53との間)について比較を繰り返すことができ、これにより、センサ52及び54の相対的位置に関して不一致があるかどうかを検出することができる。
他の実施形態において、プロセッサ34は、任意の他の好適な技法を用いて、既知の相対的距離と推定相対的距離とを比較するのではなく、センサ50、52及び54の測定された相対的位置と推定相対的位置とを比較することができる。
不一致検出工程106において、プロセッサ34は、メモリ49に格納されている任意の測定された(すなわち、既知の)相対的位置の値と、位置トラッキングシステムにより測定されたセンサ50、52及び54の位置に基づいて得られた推定相対的位置の値との間に、不一致があるかどうかをチェックする。
不一致が検出されない場合、この方法はナビゲーション完了工程108に進み、この工程でプロセッサ34又は医師24は、ENTツール38が頭部41内の標的位置に配置されているかどうかをチェックし、これにより、医師24はツール38を適用してENT処置を実施することができる。
不一致が検出された場合、この方法は対応アクション工程112に進み、この工程でプロセッサ34は医師24に対して不一致の検出を通知し、所望により、1つ又は2つ以上の補正アクション(例えば、上述の図2Bにおいて記載されているように、センサ50により実行された歪んだ位置の測定値を補正するなど)を実施する。
他の実施形態において、工程112で実施される対応アクションの一環として、プロセッサ34は、適切なメッセージを表示することによって、ユーザに対して推奨を行うことができ、及び/又は、医師24は処置を終了してツール38を患者22の体内から引き抜くことを決断することができる。
プロセッサ34がセンサ50により実行された歪んだ位置の測定値を補正する場合、この方法は、検出工程106に戻り、この工程でプロセッサ34は、工程106で検出された全ての不一致が補正されたかどうか(例えば、事前定義された閾値を下回るようになったかどうか)をチェックする。
全ての不一致が修正されている場合、この方法は、ナビゲーション完了工程108に進み、ここでENTツールが標的位置にあるかどうかをチェックし、そうでない場合は、ナビゲーション工程102へ戻る。
ナビゲーションが完了した場合、この方法はENT処置工程110へ進み、ここでこの方法は終了する。工程110において、ENTツールは頭部41内の標的位置(例えば、洞48)に配置され、医師24はENT処置を実施することができる(例えばENTツール38を適用して、感染症を起こした洞48から感染物を吸引するなど)。
本明細書に記載される実施形態は主にENT処置に対処するが、本明細書に記載される方法とシステムは更に、耳鼻咽喉学、心臓学、又は神経学などの他の用途に用いられ得る。
したがって、上記に述べた実施形態は、例として引用したものであり、また本発明は、上記に具体的に示し説明したものに限定されないことが理解されよう。むしろ本発明の範囲は、上述の様々な特徴の組み合わせ及びその一部の組み合わせの両方、並びに上述の説明を読むことで当業者により想到されるであろう、また従来技術において開示されていないそれらの変形及び修正を含むものである。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。
〔実施の態様〕
(1) 装置であって、
医療装置に連結された位置トラッキングシステムの複数の位置センサの既知の相対的位置を示す値を保持するよう構成された、メモリと、
該位置トラッキングシステムにより測定された、該位置センサの推定位置を示す1つ又は2つ以上の信号を受信するように構成され、かつ、該既知の相対的位置と該推定位置との間の不一致の検出に応じて、対応アクションを開始するよう構成された、プロセッサと、
を含む、装置。
(2) 前記プロセッサが、前記既知の相対的位置を示す前記値に基づいて、前記検出された不一致を補正するよう構成されている、実施態様1に記載の装置。
(3) 前記プロセッサが、前記検出された不一致をユーザに警告するよう構成されている、実施態様1に記載の装置。
(4) 前記プロセッサが、前記1つ又は2つ以上の受信信号に基づいて、前記推定位置を算出するよう構成されている、実施態様1に記載の装置。
(5) 前記プロセッサが、前記既知の相対的位置の値と前記推定位置の値とを比較して、前記不一致を検出するよう構成されている、実施態様1に記載の装置。
(6) 前記既知の相対的位置が、前記医療装置に連結された第1、第2及び第3の位置センサの既知の相対的位置を含み、前記受信信号が、該第1、第2及び第3の位置センサの推定位置を示す信号を含み、前記プロセッサが、
(i)該第1の位置センサの既知の相対的位置と、該第1の位置センサの推定位置との間の不一致を検出することにより、該第1の位置センサの1つ又は2つ以上の歪んだ測定値を検出することと、
(ii)該第2及び第3の位置センサの該受信信号に基づいて、及び、該第1、第2及び第3の位置センサの該既知の相対的位置に基づいて、該不一致を補正することと、
を行うよう構成されている、実施態様1に記載の装置。
(7) 前記医療装置が、耳鼻咽喉(ENT)ツールを含み、前記位置センサが、該ENTツールの長手方向軸に沿って連結されている、実施態様1に記載の装置。
(8) 方法であって、
医療装置に連結された位置トラッキングシステムの複数の位置センサの既知の相対的位置を示す値を保持することと、
該位置トラッキングシステムによって測定された、該位置センサの推定位置を示す1つ又は2つ以上の信号を受信することと、
該既知の相対的位置と該推定位置との間の不一致を検出することに応じて、対応アクションを開始することと、
を含む、方法。
(9) 前記対応アクションを開始することが、前記既知の相対的位置を示す前記値に基づいて、前記検出された不一致を補正することを含む、実施態様8に記載の方法。
(10) 前記対応アクションを開始することが、前記検出された不一致をユーザに警告することを含む、実施態様8に記載の方法。
(11) 前記1つ又は2つ以上の受信信号に基づいて、前記推定位置を算出することを含む、実施態様8に記載の方法。
(12) 前記不一致を検出することが、前記既知の相対的位置の値と前記推定位置の値とを比較することを含む、実施態様8に記載の方法。
(13) 前記既知の相対的位置が、前記医療装置に連結された第1、第2及び第3の位置センサの既知の相対的位置を含み、前記受信信号が、該第1、第2及び第3の位置センサの推定位置を示す信号を含み、前記不一致を検出することが、
(i)該第1の位置センサの既知の相対的位置と、該第1の位置センサの推定位置との間の不一致を検出することにより、該第1の位置センサの1つ又は2つ以上の歪んだ測定値を検出することと、
(ii)該第2及び第3の位置センサの該受信信号に基づいて、及び、該第1、第2及び第3の位置センサの該既知の相対的位置に基づいて、該不一致を補正することと、
を含む、実施態様8に記載の方法。
(14) 前記医療装置が、耳鼻咽喉(ENT)ツールを含み、前記位置センサが、該ENTツールの長手方向軸に沿って連結される、実施態様8に記載の方法。

Claims (14)

  1. 装置であって、
    医療装置に連結された位置トラッキングシステムの複数の位置センサの既知の相対的位置を示す値を保持するよう構成された、メモリと、
    該位置トラッキングシステムにより測定された、該位置センサの推定位置を示す1つ又は2つ以上の信号を受信するように構成され、かつ、該既知の相対的位置と該推定位置との間の不一致の検出に応じて、対応アクションを開始するよう構成された、プロセッサと、
    を含む、装置。
  2. 前記プロセッサが、前記既知の相対的位置を示す前記値に基づいて、前記検出された不一致を補正するよう構成されている、請求項1に記載の装置。
  3. 前記プロセッサが、前記検出された不一致をユーザに警告するよう構成されている、請求項1に記載の装置。
  4. 前記プロセッサが、前記1つ又は2つ以上の受信信号に基づいて、前記推定位置を算出するよう構成されている、請求項1に記載の装置。
  5. 前記プロセッサが、前記既知の相対的位置の値と前記推定位置の値とを比較して、前記不一致を検出するよう構成されている、請求項1に記載の装置。
  6. 前記既知の相対的位置が、前記医療装置に連結された第1、第2及び第3の位置センサの既知の相対的位置を含み、前記受信信号が、該第1、第2及び第3の位置センサの推定位置を示す信号を含み、前記プロセッサが、
    (i)該第1の位置センサの既知の相対的位置と、該第1の位置センサの推定位置との間の不一致を検出することにより、該第1の位置センサの1つ又は2つ以上の歪んだ測定値を検出することと、
    (ii)該第2及び第3の位置センサの該受信信号に基づいて、及び、該第1、第2及び第3の位置センサの該既知の相対的位置に基づいて、該不一致を補正することと、
    を行うよう構成されている、請求項1に記載の装置。
  7. 前記医療装置が、耳鼻咽喉(ENT)ツールを含み、前記位置センサが、該ENTツールの長手方向軸に沿って連結されている、請求項1に記載の装置。
  8. 方法であって、
    医療装置に連結された位置トラッキングシステムの複数の位置センサの既知の相対的位置を示す値を保持することと、
    該位置トラッキングシステムによって測定された、該位置センサの推定位置を示す1つ又は2つ以上の信号を受信することと、
    該既知の相対的位置と該推定位置との間の不一致を検出することに応じて、対応アクションを開始することと、
    を含む、方法。
  9. 前記対応アクションを開始することが、前記既知の相対的位置を示す前記値に基づいて、前記検出された不一致を補正することを含む、請求項8に記載の方法。
  10. 前記対応アクションを開始することが、前記検出された不一致をユーザに警告することを含む、請求項8に記載の方法。
  11. 前記1つ又は2つ以上の受信信号に基づいて、前記推定位置を算出することを含む、請求項8に記載の方法。
  12. 前記不一致を検出することが、前記既知の相対的位置の値と前記推定位置の値とを比較することを含む、請求項8に記載の方法。
  13. 前記既知の相対的位置が、前記医療装置に連結された第1、第2及び第3の位置センサの既知の相対的位置を含み、前記受信信号が、該第1、第2及び第3の位置センサの推定位置を示す信号を含み、前記不一致を検出することが、
    (i)該第1の位置センサの既知の相対的位置と、該第1の位置センサの推定位置との間の不一致を検出することにより、該第1の位置センサの1つ又は2つ以上の歪んだ測定値を検出することと、
    (ii)該第2及び第3の位置センサの該受信信号に基づいて、及び、該第1、第2及び第3の位置センサの該既知の相対的位置に基づいて、該不一致を補正することと、
    を含む、請求項8に記載の方法。
  14. 前記医療装置が、耳鼻咽喉(ENT)ツールを含み、前記位置センサが、該ENTツールの長手方向軸に沿って連結される、請求項8に記載の方法。
JP2018246881A 2018-01-02 2018-12-28 患者の体内における剛性ツールのトラッキング Pending JP2019118827A (ja)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US15/859,969 US10952797B2 (en) 2018-01-02 2018-01-02 Tracking a rigid tool in a patient body
US15/859,969 2018-01-02

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2019118827A true JP2019118827A (ja) 2019-07-22

Family

ID=65033329

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2018246881A Pending JP2019118827A (ja) 2018-01-02 2018-12-28 患者の体内における剛性ツールのトラッキング

Country Status (7)

Country Link
US (1) US10952797B2 (ja)
EP (1) EP3506307A1 (ja)
JP (1) JP2019118827A (ja)
CN (1) CN109998679A (ja)
AU (1) AU2018282479A1 (ja)
CA (1) CA3028699A1 (ja)
IL (1) IL263841B (ja)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11510692B2 (en) * 2019-05-31 2022-11-29 Biosense Webster (Israel) Ltd. Ear-nose-throat (ENT) navigable shaver with ferromagnetic components

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH11290340A (ja) * 1998-04-13 1999-10-26 Shimadzu Corp 手術器具の位置表示装置
US20100082280A1 (en) * 2007-06-05 2010-04-01 Ascension Technology Corporation Systems and Methods for Compensating for Large Moving Objects in Magnetic-Tracking Environments
US20140187915A1 (en) * 2012-12-27 2014-07-03 General Electric Company Method and system for position orientation correction in navigation
JP2017060757A (ja) * 2015-09-21 2017-03-30 バイオセンス・ウエブスター・(イスラエル)・リミテッドBiosense Webster (Israel), Ltd. 追跡センサーの剛性ツールへの追加

Family Cites Families (24)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5391199A (en) 1993-07-20 1995-02-21 Biosense, Inc. Apparatus and method for treating cardiac arrhythmias
ES2210662T3 (es) 1994-08-19 2004-07-01 Biosense, Inc. Sistemas medicos de diagnosis, de tratamiento y de imagen.
US6690963B2 (en) * 1995-01-24 2004-02-10 Biosense, Inc. System for determining the location and orientation of an invasive medical instrument
IL125757A (en) 1996-02-15 2003-09-17 Biosense Inc Medical procedures and apparatus using intrabody probes
US6618612B1 (en) 1996-02-15 2003-09-09 Biosense, Inc. Independently positionable transducers for location system
US5879297A (en) * 1997-05-08 1999-03-09 Lucent Medical Systems, Inc. System and method to determine the location and orientation of an indwelling medical device
US6263230B1 (en) * 1997-05-08 2001-07-17 Lucent Medical Systems, Inc. System and method to determine the location and orientation of an indwelling medical device
US6129668A (en) * 1997-05-08 2000-10-10 Lucent Medical Systems, Inc. System and method to determine the location and orientation of an indwelling medical device
US6239724B1 (en) 1997-12-30 2001-05-29 Remon Medical Technologies, Ltd. System and method for telemetrically providing intrabody spatial position
US6484118B1 (en) * 2000-07-20 2002-11-19 Biosense, Inc. Electromagnetic position single axis system
US7729742B2 (en) 2001-12-21 2010-06-01 Biosense, Inc. Wireless position sensor
US20040068178A1 (en) 2002-09-17 2004-04-08 Assaf Govari High-gradient recursive locating system
US7599730B2 (en) 2002-11-19 2009-10-06 Medtronic Navigation, Inc. Navigation system for cardiac therapies
US7776055B2 (en) * 2004-07-19 2010-08-17 General Electric Company System and method for tracking progress of insertion of a rod in a bone
US8082020B2 (en) * 2006-08-07 2011-12-20 Biosense Webster, Inc. Distortion-immune position tracking using redundant magnetic field measurements
US9521961B2 (en) * 2007-11-26 2016-12-20 C. R. Bard, Inc. Systems and methods for guiding a medical instrument
US8494608B2 (en) * 2008-04-18 2013-07-23 Medtronic, Inc. Method and apparatus for mapping a structure
US9445745B2 (en) * 2009-12-31 2016-09-20 Mediguide Ltd. Tool shape estimation
EP2665415A1 (en) * 2011-01-20 2013-11-27 Enav Medical Ltd. System and method to estimate location and orientation of an object
US9820677B2 (en) * 2013-01-03 2017-11-21 St. Jude Medical, Atrial Fibrillation Division, Inc. Cointegration filter for a catheter navigation system
US20150305823A1 (en) * 2014-04-25 2015-10-29 General Electric Company System and method for processing navigational sensor data
US10631935B2 (en) * 2016-10-25 2020-04-28 Biosense Webster (Israel) Ltd. Head registration using a personalized gripper
US10537350B2 (en) * 2017-03-28 2020-01-21 Biosense Webster (Israel) Ltd. Medical device having a reusable position sensor
US10506991B2 (en) * 2017-08-31 2019-12-17 Biosense Webster (Israel) Ltd. Displaying position and optical axis of an endoscope in an anatomical image

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH11290340A (ja) * 1998-04-13 1999-10-26 Shimadzu Corp 手術器具の位置表示装置
US20100082280A1 (en) * 2007-06-05 2010-04-01 Ascension Technology Corporation Systems and Methods for Compensating for Large Moving Objects in Magnetic-Tracking Environments
US20140187915A1 (en) * 2012-12-27 2014-07-03 General Electric Company Method and system for position orientation correction in navigation
JP2017060757A (ja) * 2015-09-21 2017-03-30 バイオセンス・ウエブスター・(イスラエル)・リミテッドBiosense Webster (Israel), Ltd. 追跡センサーの剛性ツールへの追加

Also Published As

Publication number Publication date
CN109998679A (zh) 2019-07-12
CA3028699A1 (en) 2019-07-02
IL263841B (en) 2022-04-01
AU2018282479A1 (en) 2019-07-18
IL263841A (en) 2019-03-31
US20190201103A1 (en) 2019-07-04
EP3506307A1 (en) 2019-07-03
US10952797B2 (en) 2021-03-23

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP7443052B2 (ja) カテーテルの拡張可能な遠位端の伸長の検出
EP3305202A1 (en) Pre-operative registration of anatomical images with a position-tracking system using ultrasound
JP6054064B2 (ja) テンティングの検出
CN108720924B (zh) 基于到骨组织的视觉接近度来改善解剖图像与位置跟踪坐标系的配准
JP2018164736A (ja) 再使用可能な位置センサを有する医療装置
AU2014203596B2 (en) Radiation-free position calibration of a fluoroscope
JP2019118827A (ja) 患者の体内における剛性ツールのトラッキング
JP7423284B2 (ja) システムおよびその作動方法
US20230087907A1 (en) Ear-nose-throat (ent) navigable shaver with ferromagnetic components
JP7416569B2 (ja) カテーテル位置追跡システムのマップシフトの補正
JP2019205830A (ja) 電流位置を磁気検知と組み合わせて使用するカテーテルの位置特定

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20211209

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20221219

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20230110

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20230330

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20230718

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20231016

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20240130

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20240430