JP2019520103A - ナビゲーションおよびローカル温度測定 - Google Patents

Abstract

システムは、体積の中に設置されている器具に伴うサーマルセンサーを含む。サーマルセンサーは、器具の表面における温度、および、器具から所定の距離だけ離れた位置における温度を決定する際に有用である可能性がある。治療法は、サーマルセンサーによって感知された温度に基づいて実施され得る。

Description

[0001]本出願は、概して、温度測定システムに関し、とりわけ、体積の中の温度を測定するためのシステムに関する。

[0002]被検者の選択された部分を加熱することを含み得る手技が、被検者に実施されることがある。たとえば、加熱デバイスが、被検者の一部分の中に位置決めされて被検者のその部分を加熱することが可能である。被検者の一部分を加熱した後に、熱エネルギーまたはサーマルエネルギーを発生させるデバイスにおいてまたはその近くで、変化が起こる可能性がある。外科的手技の間に、選択された組織は、発生させられる熱に起因して死ぬ可能性がある。選択された期間の後に、サーマルエネルギーを発生させるデバイスは、手技の少なくとも一部分を完了させるために除去され得る。

本願発明の一実施例は、例えば、ナビゲーションおよびローカル温度測定に関する。

[0003]被検者に対して手技を実施するときに、選択された結果を出すために、組織が相互作用させられ得る。たとえば、組織は、組織を殺すために選択された程度に加熱され得る。たとえば、腫瘍は、殺されるように加熱され得る。次いで、組織は、自然廃棄物除去プロセスなどのような、さまざまなプロセスによって除去され得る。また、腫瘍は、組織を完全に除去する程度まで加熱され得る。

[0004]しかし、非人間の組織または非生物の構造体も作用の対象になり得ることが理解される。たとえば、器具は、非生物の構造体の中に位置決めされ、構造体の選択部分を加熱または構造体の選択部分と相互作用し、選択結果を取得することが可能である。たとえば、器具またはプローブは、水またはゼラチン材料の体積の中に位置決めされ、構造体の選択された部分と相互作用することが可能である。

[0005]構造体または体積と相互作用するために、体積の一部分を選択された温度まで加熱することが選択され得る。しかし、体積の中の温度を測定することは、器具の表面から選択された距離だけ離れた位置における構造体の温度を測定することを含むことが可能である。たとえば、器具が、体積の中へ挿入され得る。器具は、器具に実質的に隣接する組織または体積の一部分を加熱することが可能であり、サーマルエネルギーは、器具から離れるように伝達することが可能である。そのようなサーマルエネルギーの伝達は、組織のタイプ、器具の周りの循環、および他の要因に依存することが可能である。したがって、器具から所定の距離だけ離れた位置における温度の正確な決定は、決定および／または予測することが困難である可能性がある。したがって、温度感知器具が、器具の中へ組み込まれ、体積を加熱する器具から所定の距離だけ離れた位置における温度を測定することが可能である。

[0006]さらなる適用性の分野が、本明細書で提供されている説明から明らかになる。この概要の中の説明および特定の例は、単に図示の目的だけを意図しており、本開示の範囲を限定することは意図されていない。

[0007]本明細書で説明されている図面は、選択された実施形態およびすべてではない可能な実装形態の例示目的のためだけのものであり、また、本開示の範囲を限定することは意図されていない。

[0008]随意的なイメージングシステムおよびナビゲーションシステムを含む、手術室の環境図である。 [0009]レーザー加熱システムの概略図である。 [0010]さまざまな実施形態による、レーザー加熱システムの使用の概略説明図である。 [0011]器具および温度プロファイルのアイコンを図示するディスプレイデバイスの詳細図である。 [0012]レーザー加熱システムの器具の遠位端部の詳細図である。 [0013]レーザー加熱システムの器具のハウジングの遠位端部の詳細断面図である。 [0014]レーザー加熱システムの器具のエネルギー送達コンポーネントの遠位端部の詳細断面図である。 [0015]エネルギー送達システムの動作を図示するフローチャートである。

[0016]対応する参照番号は、図面のうちのいくつかの図の全体を通して、対応する部分を示している。
[0017]ここで、例示的な実施形態が、添付の図面を参照して、より完全に説明されることとなる。

[0018]図１に図示されているのは、ナビゲーションシステム１０およびイメージングシステム１２などのような、さまざまなコンポーネントを含むシステムの概略図である。さまざまなコンポーネントは、外科手術室の中に含まれ得、または、患者１４または任意の適当な選択された被検者に対する手技のさまざまな部分に関して、別々の場所にあることが可能である。また、非人間および非生物の被検物が、図１に図示されているさまざまなコンポーネントを使用して、手技を受けることも可能である。

[0019]ナビゲーションシステム１０は、被検者１４の中へ、または、被検者１４に対して、デバイス（たとえば、さらに本明細書で議論されているような医療用デバイス２００）をナビゲートするために使用され得る。トラッキングシステム２９は、デバイス２００をトラッキングするために使用され得、位置（場所および配向を含む）を決定することを支援する。デバイスは、被検者１４に対して移動させられるインプラントまたは器具を含むことが可能である。ナビゲーションシステム１０は、任意のタイプの器具、インプラント、または送達システムをナビゲートするために使用され得、それは、ガイドワイヤー、関節鏡視下システム、整形外科用インプラント、脊椎インプラント、脳深部刺激（ＤＢＳ）リード、心臓ペーシングリード、アブレーション器具などを含むことがさらに留意される。そのうえ、器具は、身体の任意の領域をナビゲートまたはマッピングするために使用され得る。ナビゲーションシステム１０およびさまざまなトラッキングされるアイテムは、任意の適当な手技、たとえば、一般的に、最小侵襲手技または観血的手技であるものなどの中で使用され得る。

[0020]ナビゲーションシステム１０は、イメージングシステム１２とインターフェース接続することが可能であり、イメージングシステム１２は、被検者または患者１４のイメージデータを獲得するために使用される。イメージデータは、患者１４の手術前の、手術中の、もしくは手術後の、またはリアルタイムのイメージデータであることが可能である。リアルタイムイメージデータは、実質的に瞬間的なイメージデータであることが可能であり、それは、本明細書で議論されているように、ユーザー５４および／またはさまざまな処理ユニットが被検者１４の一部分を分析し、手技の間に作用することを可能にすることができる。任意の適当な被検者がイメージングされ得、また、任意の適当な手技が被検者に対して実施され得ることが当業者によって理解されよう。被検者は、人間の患者であることが可能であり、また、手技は、デバイス（たとえば、スクリュー、リードなど）の埋め込みなどのような、外科的手技であることが可能である。

[0021]例示的に図１に図示されているように、イメージングシステム１２は、磁気共鳴イメージング（ＭＲＩ）システムを含む。ＭＲＩシステムは、一般的に当業者によって理解される様式で動作させられ得る。例示的なＭＲＩシステムは、Ｇｅｎｅｒａｌ Ｅｌｅｃｔｒｉｃ Ｃｏｍｐａｎｙによって販売されているＳＩＧＮＡ（商標）ＭＲＩを含み、ＳＩＧＮＡ（商標）ＭＲＩは、さまざまな構成で利用可能である。しかし、イメージングシステムはまた、Ｌｏｕｉｓｖｉｌｌｅ、Ｃｏｌｏｒａｄｏ、ＵＳＡに事業所を有するＭｅｄｔｒｏｎｉｃ Ｎａｖｉｇａｔｉｏｎ，Ｉｎｃ．によって販売されているＯ−ａｒｍ（登録商標）イメージングデバイスを含むことが可能であり、イメージングシステムは、米国特許第７，１８８，９９８号；米国特許第７，１０８，４２１号；米国特許第７，１０６，８２５号；米国特許第７，００１，０４５号；および米国特許第６，９４０，９４１号（そのすべては、参照により本明細書に組み込まれている）に開示されているものを含むことが可能であり、または、Ｘ線Ｃ−ａｒｍシステム、ＰＥＴイメージングシステムなどを含む、他の適当なイメージングシステムを含むことが可能である。

[0022]イメージングデバイス１２は、ガントリーハウジング２０を有することが可能であり、ガントリーハウジング２０は、イメージ取り込み部分２２を囲んでいる。イメージ取り込み部分２２は、ＭＲＩの中で一般的に使用される部分を含むことが可能であり、それは、磁石、高周波（ＲＦ）エミッター、およびレシーバーなどを含む。Ｘ線イメージングシステムは、Ｘ線供給源またはＸ線放出部分、および、Ｘ線受け取り部分またはイメージ受け取り部分を含むことが可能であり、それらは、それぞれから概して１８０度にまたは実用的に可能な１８０度に位置付けされている。

[0023]イメージ取り込み部分２２の位置は、イメージングデバイス１２の任意の他の部分に対して正確に知られ得る。それに加えて、本明細書で議論されているように、イメージ取り込み部分２２の位置を正確に知ることは、イメージング処理システムまたはトラッキングシステム２９によって知られるかまたは決定され得る。イメージ取り込み部分２２の位置は、イメージデータを集める一方で、デバイス２００のナビゲーションの間に使用され得る。また、患者１４の位置は、患者トラッキングデバイス４８をトラッキングすることによって決定され得、患者トラッキングデバイス４８は、患者１４の上に設置されており、イメージデータ収集の間の患者１４をトラッキングすることが可能である。

[0024]トラッキングシステム２９は、ナビゲーションシステム１０に関連付けられるかまたは含まれるさまざまな部分を含むことが可能である。また、トラッキングシステム２９は、光学的なローカライザー４０を含む光学的なトラッキングシステム、および／または、電磁（ＥＭ）ローカライザー４２を含み得るＥＭトラッキングシステムを含む、複数のタイプのトラッキングシステムを含むことが可能である。光学的なローカライザー４０は、カメラによってトラッキング可能な部分（トラッキングデバイス）「見る」かまたは光学的にトラッキングすることが可能である。ＥＭローカライザー４２は、フィールドを発生させることが可能であり、トラッキング可能な部分（たとえば、ＥＭトラッキングデバイス）は、フィールドを感知し、フィールドの中の別のトラッキングデバイスに対する場所を決定することが可能である。また、ＥＭトラッキングデバイスは、信号を放出することが可能であり、信号は、トラッキングデバイスの位置を決定するためにローカライザー４２によって感知または受信されることを当業者は理解されよう。本明細書でさらに議論されているものを含む、さまざまなトラッキングデバイスは、トラッキングシステム２９によってトラッキングされ得、また、情報は、ナビゲーションシステム１０によって使用され得、アイテムの位置の表示を可能にする。簡潔に言えば、患者トラッキングデバイス４８、イメージングデバイストラッキングデバイス５０、および器具トラッキングデバイス５２、３７０などのような、トラッキングデバイスは、手術室の選択された部分が、適当なトラッキングシステム２９（光学的なローカライザー４０および／またはＥＭローカライザー４２を含む）によって互いに対してトラッキングされることを可能にする。

[0025]トラッキングデバイス４８〜５２のいずれかが、それぞれのトラッキングデバイスをトラッキングするために使用されるトラッキングローカライザーに依存して、光学的なトラッキングデバイスもしくはＥＭトラッキングデバイスであるか、または、その両方であることが可能であることが理解されよう。任意の適当なトラッキングシステムがナビゲーションシステム１０によって使用され得ることがさらに理解されよう。代替的なトラッキングシステムは、レーダートラッキングシステム、音響トラッキングシステム、および超音波トラッキングシステムなどを含むことが可能である。

[0026]例示的なＥＭトラッキングシステムは、Ｌｏｕｉｓｖｉｌｌｅ、Ｃｏｌｏｒａｄｏに事業所を有するＭｅｄｔｒｏｎｉｃ Ｎａｖｉｇａｔｉｏｎ，Ｉｎｃ．によって販売されているＳＴＥＡＬＴＨ ＳＴＡＴＩＯＮ（登録商標）ＡＸＩＥＭ（商標）ナビゲーションシステムを含むことが可能である。また、例示的なトラッキングシステムは、２３０１２年２月４日に発行された「Ｍｅｔｈｏｄ Ａｎｄ Ａｐｐａｒａｔｕｓ Ｆｏｒ Ｓｕｒｇｉｃａｌ Ｎａｖｉｇａｔｉｏｎ」という標題の米国特許第８，６４４，９０７号；２０１０年７月６日に発行された「Ｍｅｔｈｏｄ Ａｎｄ Ａｐｐａｒａｔｕｓ Ｆｏｒ Ｓｕｒｇｉｃａｌ Ｎａｖｉｇａｔｉｏｎ」という標題の米国特許第７，７５１，８６５号；１９９９年６月２２日に発行された「Ｐｏｓｉｔｉｏｎ Ｌｏｃａｔｉｏｎ Ｓｙｓｔｅｍ」という標題の米国特許第５，９１３，８２０号、および、１９９７年１月１４日に発行された「Ｍｅｔｈｏｄ ａｎｄ Ｓｙｓｔｅｍ ｆｏｒ Ｎａｖｉｇａｔｉｎｇ ａ Ｃａｔｈｅｔｅｒ Ｐｒｏｂｅ」という標題の米国特許第５，５９２，９３９号に開示されており、文献はすべて、参照により本明細書に組み込まれている。

[0027]さらに、ＥＭトラッキングシステムに関して、ＥＭローカライザー４２によって発生させられるＥＭフィールドの中の歪みを遮蔽または補償するために、遮蔽または歪み補償システムを提供することが必要である可能性がある。例示的な遮蔽システムは、２０１０年９月１４日に発行された「Ｍｅｔｈｏｄ ａｎｄ ｓｙｓｔｅｍ ｆｏｒ ｎａｖｉｇａｔｉｎｇ ａ ｃａｔｈｅｔｅｒ ｐｒｏｂｅ ｉｎ ｔｈｅ ｐｒｅｓｅｎｃｅ ｏｆ ｆｉｅｌｄ−ｉｎｆｌｕｅｎｃｉｎｇ ｏｂｊｅｃｔｓ」という標題の米国特許第７，７９７，０３２号、および、２００４年１月８日に発行された「Ｐａｔｉｅｎｔ−ｓｈｉｅｌｄｉｎｇ ａｎｄ ｃｏｉｌ ｓｙｓｔｅｍ」という標題の米国特許第６，７４７，５３９号の中のものを含み、そのすべては、参照により本明細書に組み込まれている。歪み補償システムは、２００３年１０月２１日に発行された「Ｍｅｔｈｏｄ ａｎｄ ａｐｐａｒａｔｕｓ ｆｏｒ ｅｌｅｃｔｒｏｍａｇｎｅｔｉｃ ｎａｖｉｇａｔｉｏｎ ｏｆ ａ ｓｕｒｇｉｃａｌ ｐｒｏｂｅ ｎｅａｒ ａ ｍｅｔａｌ ｏｂｊｅｃｔ」という標題の米国特許第６，６３６，７５７号に開示されているものを含むことが可能であり、そのすべては、参照により本明細書に組み込まれている。

[0028]ＥＭトラッキングシステムによって、ＥＭローカライザー４２およびさまざまなトラッキングデバイスが、ＥＭコントローラー４４を通して通信することが可能である。ＥＭコントローラーは、さまざまな増幅器、フィルター、電気的な絶縁、および他のシステムを含むことが可能である。また、ＥＭコントローラー４４は、ローカライザー４２の１つまたは複数の導電コイルを制御し、トラッキングのためのＥＭフィールドを放出または受け取ることが可能である。しかし、ＥＭコントローラー４４に直接的に連結されているものとは対照的に、２００２年１１月５日に発行された「Ｓｕｒｇｉｃａｌ Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ Ｐｏｗｅｒ Ｓｙｓｔｅｍ」という標題の米国特許第６，４７４，３４１号（本明細書に参照により組み込まれている）に開示されているものなどのような、ワイヤレス通信チャネルが使用され得る。

[0029]また、トラッキングシステムは、Ｌｏｕｉｓｖｉｌｌｅ、Ｃｏｌｏｒａｄｏに事業所を有するＭｅｄｔｒｏｎｉｃ Ｎａｖｉｇａｔｉｏｎ，Ｉｎｃ．によって販売されている、光学的なローカライザー４０と同様の光学的なローカライザーを有する、ＳＴＥＡＬＴＨＳＴＡＴＩＯＮ（登録商標）ＴＲＩＡ（登録商標）、ＴＲＥＯＮ（登録商標）、および／またはＳ７（商標）ナビゲーションシステムを含む、任意の適当なトラッキングシステムであるかまたはそれを含むことが可能であることが理解されよう。また、光学的なトラッキングシステムは、２０１１年８月３０日に発行された「Ｉｎｔｒａｏｐｅｒａｔｉｖｅ Ｉｍａｇｅ Ｒｅｇｉｓｔｒａｔｉｏｎ」という標題の米国特許第８，０１０，１７７号、および／または、２００１年５月２２日に発行された「Ｓｙｓｔｅｍ Ｆｏｒ Ｔｒａｎｓｌａｔｉｏｎ Ｏｆ Ｅｌｅｃｔｒｏｍａｇｎｅｔｉｃ Ａｎｄ Ｏｐｔｉｃａｌ Ｌｏｃａｌｉｚａｔｉｏｎ Ｓｙｓｔｅｍｓ」という標題の米国特許第６，２３５，０３８号に開示されているものを含むことが可能であり、すべては、参照により本明細書に組み込まれている。

[0030]本明細書で議論されているのは、ＥＭローカライザー４２を使用するＥＭトラッキングシステムであるが、他の適当なトラッキングシステムが、ＥＭトラッキングシステムの代わりに、または、ＥＭトラッキングシステムを増強するために使用され得ることが理解される。さらに代替的なトラッキングシステムが、Ｗｉｔｔｋａｍｐｆらによる１９９９年１１月９日に発行された「Ｃａｔｈｅｔｅｒ Ｌｏｃａｔｉｏｎ Ｓｙｓｔｅｍ ａｎｄ Ｍｅｔｈｏｄ」という標題の米国特許第５，９８３，１２６号に開示されており、それは、参照により本明細書に組み込まれている。他のトラッキングシステムは、音響、放射線、レーダーなどのトラッキングまたはナビゲーションシステムを含む。

[0031]イメージングシステム１２は、別個のイメージ処理ユニット５８をさらに含むことが可能であり、別個のイメージ処理ユニット５８は、選択された場所の中に、たとえば、サーバーシステムの上に、遠隔アクセス場所に、または、カート５６の中などのようなローカルの場所などに、収容され得る。ナビゲーションシステム１０は、ナビゲーション処理ユニット６０を含むことが可能であり、ナビゲーション処理ユニット６０は、メモリー６２に通信するかまたはメモリー６２を含むことが可能である。また、メモリー６２は、イメージ処理ユニット５８と通信することが可能である。メモリー６２は、選択された非一時的なコンピューター可読のメモリーであることが可能である。例示的なメモリーシステムは、ダイナミックランダムアクセスメモリー（ＤＲＡＭ）、磁気的に変更可能な媒体、および物理的な読み出し／書き込み媒体などを含むことが可能である。メモリー６２は、さまざまな情報または命令（コンピューター実行可能命令を含む）を記憶することが可能である。ナビゲーション処理ユニット６０は、イメージングシステム１２から情報（イメージデータを含む）を受け取ることが可能であり、また、トラッキングシステム２９（それぞれのトラッキングデバイス４８〜５２およびローカライザー４０〜４２を含む）からトラッキング情報を受け取ることが可能である。イメージデータは、ワークステーションまたは他のコンピューターシステム６８のディスプレイデバイス６６の上に、イメージ６４として表示され得る。ワークステーション６８は、キーボード７０などのような適当な入力デバイスを含むことが可能である。マウスまたはフットペダルなどのような、他の適当な入力デバイスが含まれ得ることが理解されよう。さまざまな処理ユニットおよびコンピューターまたはワークステーションは、内部メモリーまたはローカルメモリーおよび処理ユニットを含むことが可能である。処理ユニットは、中央処理装置を含むことが可能であり、中央処理装置は、チップの上でタスクを実施するために命令を実行する汎用コンピューターである。また、処理ユニットは、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）を含む特定回路などのような、回路であるかまたはそれを含むことが可能である。したがって、処理ユニットは、情報を受信し、情報に基づいて記憶または受信される命令を実行する、デバイスであることが可能である。

[0032]イメージ処理ユニット５８は、イメージングシステム１２からのイメージデータを受信および／または処理し、それをナビゲーション処理ユニット６０へ伝送する。しかし、イメージングシステム１２は、イメージ処理を実施する必要はなく、イメージングシステム１２は、イメージデータをナビゲーション処理ユニット６０へ直接的に伝送することが可能であることがさらに理解されよう。したがって、ナビゲーションシステム１０は、単一のまたは複数の処理センターまたはユニットを含むことが可能であるかまたはそれらとともに動作することが可能であり、それは、システム設計に基づいて単一のまたは複数のメモリーシステムにアクセスすることが可能である。また、イメージング処理ユニット５８は、イメージングシステム１２を制御するために使用され得る。さらに、イメージング処理ユニットは、患者の関心の選択された位置またはエリアを決定し、選択された入力および／または命令に基づいてイメージングするために使用され得る。たとえば、器具２００のトラッキングされた位置が決定され、イメージ処理ユニット５８へ伝送され得、また、器具２００のトラッキングされた位置の周りの患者１４の領域が、イメージングされるために選択され得る。

[0033]患者１４は、テーブル７２の上に固定され得るが、テーブル７２に固定されることは必要とされない。テーブル７２は、複数のストラップ７４を含むことが可能である。ストラップ７４は、テーブル７２に対して患者１４を固定するために、患者１４の周りに締められ得る。さまざまな装置が、手術テーブル７２の上の静的位置に患者１４を位置決めするために使用され得る。そのような患者位置決めデバイスの例は、同一出願人による２００３年４月１日に出願された「Ａｎ Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ Ｅｌｅｃｔｒｏｍａｇｎｅｔｉｃ Ｎａｖｉｇａｔｉｏｎ Ａｎｄ Ｐａｔｉｅｎｔ Ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ Ｄｅｖｉｃｅ」という標題の米国特許出願第１０／４０５，０６８号（米国特許出願公開第２００４／０１９９０７２号として公開された）に記載されており、それは、参照により本明細書に組み込まれている。他の公知の装置は、Ｍａｙｆｉｅｌｄ（登録商標）クランプを含むことが可能である。

[0034]また、イメージングシステム１２に対する患者１４の位置（３次元の場所および配向を含む）は、患者トラッキングデバイス４８およびイメージングシステムトラッキングデバイス５０を備えたナビゲーションシステム１０によって決定され得る。ＭＲＩなどのようなイメージングシステム１２は、イメージデータが獲得される位置を知ることが可能であり、また、後の時間に同じ位置においてイメージデータを獲得するために再位置決めまたは動作させられ得る。次いで、患者１４の相対的な位置を知ることは、患者１４の実質的に同じ領域の第１のイメージデータよりも後に第２のイメージデータを収集するように、患者１４も再位置決めされることを可能にすることができる。

[0035]被検者または患者スペース（現実のスペースの中の患者の中および周りの体積）およびイメージスペース（イメージデータによって画定される体積）は、患者スペースの中のマッチングポイントまたは基準ポイント、および、イメージスペースの中の関連のまたは同一のポイントを識別することによって、位置合わせされ得る。イメージングデバイス１２は、正確な既知の位置においてイメージデータを発生させるために使用され得る。これは、イメージデータを獲得すると、イメージデータが患者１４に自動的にまたは「本来的に位置合わせされる（ｉｎｈｅｒｅｎｔｌｙ ｒｅｇｉｓｔｅｒｅｄ）」ことを可能にすることができる。本質的に、患者１４に対するイメージングシステム１２の正確な位置決めに起因して、患者１４の位置は、イメージングシステム１２に対して正確に知られる。また、イメージデータがそこから獲得されるエリアの精密な位置が知られるかまたは決定され得る。これは、イメージングシステム１２の既知の正確な場所に起因して、イメージデータの中のポイントが患者１４のポイントに対して知られることを可能にする。

[0036]代替的に、イメージデータの中の基準ポイントを患者１４の上の基準ポイントとマッチさせることによって、手動のまたは自動的な位置合わせが起こることが可能である。患者スペースに対するイメージスペースの位置合わせは、患者スペースとイメージスペースとの間のトランスレーションマップ（ｔｒａｎｓｌａｔｉｏｎ ｍａｐ）の発生を可能にする。さまざまな実施形態によれば、イメージスペース患者スペースの中で実質的に同一であるポイントを決定することによって、位置合わせが起こることが可能である。同一のポイントは、生体構造的な基準ポイントまたは埋め込まれた基準ポイントを含むことが可能である。例示的な位置合わせ技法は、２００９年３月９日に出願された１２／４００，２７３（現在では公開されている米国特許出願公開第２０１０／０２２８１１７号）に開示されており、それは、参照により本明細書に組み込まれている。

[0037]位置合わせされると、イメージングシステム１２を備えたまたはそれを含む、ナビゲーションシステム１０が、選択された手技を実施するために使用され得る。選択された手技は、イメージングシステム１２によって発生させられるかまたは獲得されるイメージデータを使用することが可能である。さらに、イメージングシステム１２は、手技に対して異なる時間におけるイメージデータを獲得するために使用され得る。本明細書で議論されているように、手技の部分の確認を含むさまざまな目的のために、手技の選択された部分に続いて、イメージデータが、患者１４から獲得され得る。

[0038]図１を引き続き参照すると、イメージングシステム１２は、実際のまたは仮想の患者１４の３次元イメージを発生させることが可能である。患者１４は、イメージングシステム１２に対して設置され得、イメージングシステム１２が患者１４のイメージデータを取得することを可能にする。３Ｄイメージデータを発生させるために、イメージデータは、患者１４に対する複数の視点または位置から獲得され得る。患者１４の３Ｄイメージデータは、単独でまたは他の情報とともに使用され、患者１４または適当な被検者に対して手技を実施することを支援することが可能である。しかし、磁気共鳴イメージング、コンピューター断層撮影法、Ｘ線透視法などを含む、任意の適当なイメージングシステムが使用され、患者１４のイメージデータ（３Ｄイメージデータを含む）を獲得することが可能であることが理解されよう。

[0039]上記に述べられているように、図１を参照すると、外科的ナビゲーションシステム１０は、選択された手技のために器具２００をナビゲートするために使用され得る。追加的に図２を参照すると、さまざまな実施形態によれば、デバイスは、レーザーエネルギーシステム２０２であることが可能であり、レーザーエネルギーシステム２０２は、人間の患者などのような被検者に対して、選択された手技を実施するために使用され得る。レーザーシステム２０２は、米国特許第７，２７０，６５６号；米国特許第８，２１１，０９５号；米国特許第８，８５１，０８０号；および、２０１２年９月２７日に公開された米国特許出願公開第２０１２／０２４５５７３号に開示されているようなレーザーシステムを含むことが可能であり、上記のすべては、参照により本明細書に組み込まれている。

[0040]一般的に、レーザーシステム２０２は、器具２００を含む。器具２００は、ハウジング２１０を含むことが可能であり、ハウジング２１０は、硬質、可撓性、または半硬質であることが可能である。たとえば、ハウジング２１０は、被検者の頭蓋骨の中に形成されている選択されたボアを通して、患者の中へ、たとえば、被検者の脳組織の中などへ挿入するための選択された剛性を含むように形成され得る。ハウジングは、内部ボアを含むか、または、内部ボアを画定することが可能である。内部ボアは、遠位先端部２１２によって遠位端部において終端されている有底ボアであることが可能である。遠位先端部２１２は、実質的に中実であることが可能であり、選択される場合には、外部切断表面を含むことが可能である。レーザーシステム２０２は、一般的に、エネルギー送達コンポーネント２１４を含み、エネルギー送達コンポーネント２１４は、ハウジングの中に収容され得、近位部分２１６から延在しており、近位部分２１６は、エネルギー供給源２１８に連結され得る。エネルギー供給源は、ハウジング２０４の中にあることが可能であり、ライン２１９（たとえば、クラッディング２１９ａを有することが可能である光ファイバーライン）によってエネルギー送達コンポーネント２１４と接続されている。

[0041]エネルギー送達コンポーネント２１４は、近位端部２１６から遠位端部２２０へ延在することが可能である。遠位端部２２０において、エネルギー送達コンポーネント２１４は、エネルギー供給源２１８からエネルギーを送達し、選択された結果を出すことが可能である。たとえば、エネルギー供給源２１８は、選択された光エネルギー（たとえば、レーザー光エネルギーなど）をエネルギー送達コンポーネント２１４の近位端部２１６へ送達することが可能である。エネルギー送達コンポーネント２１４は、導波管として作用することが可能であり、光エネルギーが遠位端部２２０へ進行し、放出されるようになっている。たとえば、ハウジング２１０は、透明であることが可能であり、光エネルギーがハウジング２１０を通して放出され、隣接する組織、および、ハウジング２１０から所定の距離にある組織に影響を及ぼすようになっている。たとえば、本明細書で議論されているように、ハウジング２１０は、外部表面２３０を含むことが可能である。したがって、脳組織などのようないくつかの物質が、外部表面２３０に接触し、光エネルギーを受け取ることが可能である。さらに、たとえば、距離２３２など所定の距離だけ表面２３０から離れている組織も、選択された量のエネルギーをエネルギー送達コンポーネント２１４から受け取ることが可能である。

[0042]エネルギーが組織（ハウジング２１０の表面２３０に接触し得る組織、および、ハウジング２１０から距離２３２だけ離れている組織を含む）の中に受け取られて吸収されるときに、温度上昇が組織の中に起こることが可能である。図３に図示されているように、デバイス２００は、患者１４の一部分の中に位置決めされ得る。ハウジング２１２の遠位中実端部は、選択された領域まで貫通することが可能であり、エネルギー送達コンポーネント２１４は、ハウジング２１０の中に位置決めされ得る。また、図３に図示されているように、組織は、ハウジング２１０の外部表面２３０に接触することが可能であり、また、組織は、ハウジング２１０から距離２３２だけ離れて位置決めされ得る。サーマルエネルギーは、選択された領域、または、関心領域もしくはエリア２５０に向けられ得る。関心領域は、腫瘍を含むことが可能である（概略的に図３に図示されている）。エネルギーがコンポーネント２１４を通して送達されるときに、組織は、選択された程度に加熱され得、それは、表面２３０においてハウジング２１０に接触する組織、および、ハウジング２１０から距離２３２だけ離れている組織を含む。

[0043]選択される手技にしたがって、選択された程度に組織を加熱することは、特定の温度まで、または、特定の温度範囲内に、組織を加熱することを含むことが可能である。選択された温度を実現することを支援するために、冷却システム２６０が、また、ハウジング２０４の中に含まれ得る。冷却システム２６０は、デバイス２００の温度を調整することを支援することが可能である。

[0044]冷却システム２６０は、冷却媒体供給部２６２を含むことが可能であり、冷却媒体供給部２６２は、冷却媒体を、供給ライン２６５を通して入口部ポート２６４へハウジング２１０の中へ送達する。出口ポート２６６は、使用済のまたは不用な冷却剤がライン２６７を通ってハウジング２１０を出ていくことを可能にすることができる。さまざまな実施形態では、冷却材料は、冷却媒体供給部２６２の中へリサイクルされ得るか、または、廃棄物コンテナ２６８へ送達され得る。

[0045]冷却供給部２６２からの冷却媒体は、少なくとも第１のアッセンブリまたはシース２８０によってハウジング２１０の中に形成された通路を通って進行することが可能である。シース２８０は、エネルギー送達コンポーネント２１４の長さの少なくとも選択された部分に沿って延在することが可能であり、エネルギー送達コンポーネント２１４と冷却流体との間の直接的な接触を可能にする第１のチャネル２８２と、ハウジング２１０の内側壁部とシース２８０との間に形成されている第２のチャネル２８４とを形成することが可能である。繰り返しになるが、医療用器具２００を冷却するための冷却剤のフローが、米国特許出願公開第２０１２／０２４５５７３号に開示されており、それは、参照により本明細書に組み込まれている。

[0046]使用の間に、エネルギー送達コンポーネント２１４によって送達されるエネルギーは、関心領域２５０の組織などのような、組織を加熱する。関心領域２５０の中に実現されるように選択される温度は、腫瘍のサイズ、腫瘍のタイプ、または、他の選択された特徴を含む、さまざまな要因に基づくことが可能である。さらに、たとえば、選択された領域に関して健康な脳組織に影響を与えること、または、加熱活性化医薬品などのような医薬品の送達に影響を与えることなどのために、異なる手技は、異なる温度または温度範囲を要求または選択することが可能である。それにもかかわらず、関心領域２５０の中の組織の温度は、決定されるように選択され得る。

[0047]温度感知コンポーネントは、関心領域２５０の温度を測定することを支援するために使用され得る。１つまたは複数の温度コンポーネントが、レーザーシステム２０２の中に含まれ得る。さまざまな実施形態では、図４に図示されているように、第１の温度感知コンポーネント２９０ａおよび第２の温度感知コンポーネント２９０ｂは、器具２００の中へ組み込まれ得る。温度感知コンポーネント２９０ａ、２９０ｂは、互いに実質的に同様であるかまたは同一であることが可能であるが、たとえば、器具２００の反対側において、または、互いに対して任意の適当な角度方向にオフセットされた位置においてなど、異なる場所に位置決めされ得る。さらに、温度感知コンポーネント２９０ａ、２９０ｂは、器具２００の長さに沿って軸線方向に位置決めされ得ることが理解されよう。たとえば、温度感知コンポーネントは、エネルギー送達コンポーネント２１４の長さに沿って、実質的に等しい間隔を置いて配置され得、たとえば、第３の温度感知コンポーネント２９０ｃが、第１および第２の温度感知コンポーネント２９０ａ、２９０ｂから軸線方向に間隔を置いて配置され得る。また、第３の温度感知コンポーネントは、複数の第３の温度感知コンポーネントを含むことが可能であり、いずれも、エネルギー送達コンポーネント２１４のさまざまな円周方向の位置にあることが可能である。

[0048]上記に議論されているように、温度感知コンポーネント２９０ａ、２９０ｂ、および２９０ｃは、すべて、本明細書で議論されているものなどのような実質的に同一の温度感知コンポーネントであることが可能である。たとえば、温度感知コンポーネント２９０ａ、２９０ｂ、および２９０ｃは、すべて、遠隔温度感知コンポーネントであることが可能であり、遠隔温度感知コンポーネントは、ハウジング２１０の外部表面２３０から所定の距離において、遠隔にある温度または相対的な温度を感知する。第４の温度感知コンポーネント２９０ｄおよび第５の温度感知コンポーネント２９０ｅを含む、追加的な温度感知コンポーネントが、たとえば、器具２００の中へ組み込まれているものとして、レーザーシステム２０２によって含まれ得ることがさらに理解される。第４および第５の温度感知コンポーネント２９０ｄ、２９０ｅは、他の温度感知コンポーネント２９０ａ、２９０ｂ、および２９０ｃに対して、軸線方向におよび角度方向に位置決めされ得、任意の適当な数が、器具２００の中に含まれ得る。さまざまな実施形態によれば、第４および第５の温度感知コンポーネント２９０ｄ、２９０ｅは、第１から第３の温度感知コンポーネント２９０ａ、２９０ｂ、および２９０ｃとは異なるタイプの温度感知コンポーネントであることが可能である。たとえば、第４および第５の温度感知コンポーネント２９０ｄ、２９０ｅは、本明細書でさらに議論されているものを含む、接触温度感知コンポーネントであることが可能である。接触温度感知コンポーネントは、ハウジング２１０の表面２３０に実質的に隣接する温度を測定または決定するために使用され得る。したがって、温度感知コンポーネントは、表面２３０において、および、器具２００の表面２３０から所定の距離だけ離れた位置の両方において、温度を測定するものを含むことが可能である。これは、上記に議論されているように、および、アイコン２９２’として図示されることが許容されるように、ハウジング２１０に対して異なる場所において温度を決定するために、レーザーシステム２０２が使用されることを可能にすることができる。

[0049]さらに、温度感知コンポーネント２９０ａ〜２９０ｅは、さまざまな様式で、ハウジングの中へ、または、エネルギー伝導コンポーネント２１４に対して組み込まれ得る。たとえば、温度感知コンポーネント２９０ａ〜２９０ｅは、表面２３０の近くにハウジング２１０の中へ埋め込まれ得る。ハウジング２１０の中への温度感知コンポーネント２９０ａ〜２９０ｅの共押し出しまたは成形などのような、さまざまなプロセスが使用され得る。さまざまな実施形態によれば、温度感知コンポーネントは、また、ハウジング２１０の表面と随意的な外部コーティングまたは層２９３との間に包み込まれ得、随意的な外部コーティングまたは層２９３は、温度感知コンポーネント２９０ａ〜２９０ｅの上方に位置決めされ得る。次いで、オーバーコーティング２９３（仮想線で図示されている）の外部表面は、ハウジング２１０の外部表面２３０であることとなる。オーバーコーティング２９３の外部表面は、被検者１４の組織を含む、体積と直接的に接触している表面であることとなる。しかし、さまざまな製造技法が、器具２００に温度感知コンポーネント２９０ａ〜２９０ｅを位置決めするために用いられ得ることが理解される。

[0050]温度感知コンポーネントは、医療用デバイス２００に含まれる数にかかわらず、関心領域内の温度を測定または感知する能力を含むことが可能である。温度センサーコンポーネントは、表面２３０において、および、ハウジング２１０の表面２３０からさまざまな選択された距離において（ハウジング２１０の表面２３０から少なくとも距離２３２だけ離れたものを含む）、温度を感知することが可能である。

[0051]さまざまな温度センサーは、サーミスタ、熱電対、または抵抗温度検出器などのような、直接温度センサーを含むことが可能であり、それは、薄膜抵抗温度検出器を含むことが可能である。接触式または直接温度センサーの１つの例は、ＤＨ Ｋｉｍら、Ｍａｔｅｒｉａｌｓ ｆｏｒ ｍｕｌｔｉｆｕｎｃｔｉｏｎａｌ ｂａｌｌｏｏｎ ｃａｔｈｅｔｅｒｓ ｗｉｔｈ ｃａｐａｂｉｌｉｔｉｅｓ ｉｎ ｃａｒｄｉａｃ ｅｌｅｃｔｒｏｐｈｙｓｉｏｌｏｇｉｃａｌ ｍａｐｐｉｎｇ ａｎｄ ａｂｌａｔｉｏｎ ｔｈｅｒａｐｙ， Ｎａｔｕｒｅ Ｍａｔｅｒｉａｌｓ， １０， ３１６−３２３ （Ｍａｒｃｈ ２０１１）， ｄｏｉ：１０．１０３８／ｎｍａｔ２９７１に開示されているセンサーを含む。直接温度センサーは、温度を感知するか、または、温度センサーと実質的に接触している温度を測定することが可能である。したがって、温度センサー２９０ａ、２９０ｂは、実質的にハウジング２１０の表面２３０における温度を測定することが可能である。

[0052]しかし、温度センサー２９０ａ、２９０ｂは、２つ以上のタイプの温度センサーを含むことも可能である。したがって、間接温度センサーは、また、１つまたは複数の温度センサー２９０ａ、２９０ｂに含まれ得る。たとえば、２つの温度センサーは、たとえば、お互いに隣り合ってなど、別のものに対して位置決めされ、温度センサーコンポーネント２９０ａ、２９０ｂを形成することが可能である。温度センサーコンポーネント２９０ａ、２９０ｂのそれぞれは、表面２３０における直接温度、および、表面２３０から少なくとも距離２３２だけ離れた位置における温度の両方を測定することが可能である。

[0053]間接温度センサーは、さまざまな様式で、表面２３０から少なくとも距離２３２だけ離れた温度を測定するために使用され得る。たとえば、間接温度センサーは、電気機械的なトランスデューサーの中の機械的応答または弾性応答を含む、低周波応答を含むことが可能である。また、高周波の機械的な超音波応答などのような、高周波応答が、下記に議論されているように、たとえば、圧電センサーまたは超音波温度センサーなどの中で使用され得る。また、電気的なコンデンサーおよび抵抗が、表面２３０から所定の距離における温度を感知するために使用され得る。

[0054]さらに、間接温度センサーは、光学的な放出を感知または受信することができる感知チャネルを含むことが可能である。たとえば、温度センサーコンポーネント２９０ａ、２９０ｂは、黒体放射または化学的な蛍光体からの光学的な放出を受け取るセンサーまたは光学的なチャネル、たとえば、光電センサー（たとえば、ポリアリルアミン塩酸塩薄膜または光ファイバーレセプター）などを含むことが可能である。知覚または感知される光学的な放出または赤外線放出は、強度もしくは周波数に関して、または、その両方に関して（たとえば、分光的に）分析され得る。また、さらに、光コヒーレンス断層撮影または光学散乱が、光ファイバーエレメントからの透過、および、干渉強度の感知リターン（ｓｅｎｓｉｎｇ ｒｅｔｕｒｎ）、ならびに周波数分析に基づいて、光学センサーにおいて分析され得る。

[0055]さまざまな実施形態では、超音波温度センサーは、Ｑ Ｚｈｏｕら、Ｐｉｅｚｏｅｌｅｃｔｒｉｃ ｆｉｌｍｓ ｆｏｒ ｈｉｇｈ ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ ｕｌｔｒａｓｏｎｉｃ ｔｒａｎｓｄｕｃｅｒｓ ｉｎ ｂｉｏｍｅｄｉｃａｌ ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓ， Ｐｒｏｇ． Ｍａｔｅｒ． Ｓｃｉ． ５６， １３９−１７４， （２０１１）， ｄｏｉ：１ ０．１０１６／ｊ．ｐｍａｔｓｃｉ．２０１０．０９．００１）に開示されているものなどのような、センサーを含むことが可能である。温度センサーは、一般的に、摂氏約３０℃から約９０℃の温度の範囲を感知することが可能である。代替的に、温度センサーは、約１°差から約５°差などのような差異、または差異の境界を決定するために使用され得る。さらに、さまざまな光学的なまたは感知チャネル温度センサーは、Ｃｏｑｕｉｔｌａｍ、ＢＣ、Ｃａｎａｄａに事業所を有するＯＳＥＮＳＡ Ｉｎｎｏｖａｔｉｏｎｓ Ｃｏｒｐ．によって販売されている温度センサーＦｉｂｅｒ Ｏｐｔｉｃ Ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ Ｐｒｏｂｅ ＰＲＢ−ＭＲ１を含むことが可能である。

[0056]温度センサーコンポーネント２９０ａ、２９０ｂは、超音波反射または光学的な情報などのような、感知された情報を伝送することが可能であり、また、それぞれ、伝送ライン３００ａおよび３００ｂに沿って情報を伝送することが可能である。伝送ライン３００ａおよび３００ｂは、ナビゲーション処理ユニット６０またはイメージング処理ユニット５８を含む、選択された分析システムへのワイヤード伝送またはワイヤレス伝送を含むことが可能である。レーザーシステム２０２は、また、レーザーシステム処理ユニット３１０を含むことが可能であることが理解される。レーザーシステム処理ユニット３１０は、他の処理ユニットと同様であることが可能であり、処理ユニットのすべては、コンピューター実行可能命令として１つの処理ユニットの上に組み込まれ得る。それにもかかわらず、レーザー処理ユニットは、ライン３００ａ、３００ｂを介して温度センサーコンポーネント２９０ａ、２９０ｂから信号を受信することが可能である。また、レーザー処理ユニット３１０は、選択された手技に関して、感知された温度、および、レーザーシステム２０２の決定された動作に基づいて、動作、または、エネルギー伝導コンポーネント２１４へのパワーの提供を変更することが可能である。

[0057]代替的に、または、ハウジング２１０の中に提供されるワイヤーに加えて、伝送ライン３００Ａ、３００Ｂは、ハウジング２１０の内部壁部の中へまたはシース２８０の上へ形成されたトレースであることが可能である。それにもかかわらず、感知された情報は、伝送ライン３００Ａ、３００Ｂに沿って、選択された処理ユニットへ伝送され、選択された温度センサーによって感知された温度を決定することが可能である。

[0058]したがって、温度センサー２９０ａ、２９０ｂは、温度プロファイルを決定するために使用され得、温度プロファイルは、デバイス２００に対して関心領域２５０の中にアイコン２９２’（図３Ａ）として図示され得る。少なくとも、温度センサー２９０ａ、２９０ｂは、表面２３０から少なくとも選択された距離（たとえば、距離２３２など）だけ間隔を置いて配置された位置における温度を感知することができるので、温度プロファイル２９２は、関心領域２５０などのような体積の中で決定される温度の３次元のまたは２次元のプロファイルまたは勾配を含むことが可能である。決定される温度プロファイル２９２は、デバイス２００に対する複数の位置において感知された温度に基づいて決定され得る。次いで、複数の位置における複数の感知された温度は、関心領域２５０の中の温度の２Ｄまたは３Ｄの体積プロファイルを決定するために組み合わせされ得る。

[0059]温度プロファイル２９２は、温熱治療法などのような治療法が、計画通りに進んでいるかどうか、または、計画された温度に到達または実現したかどうかを決定するために使用され得る。本明細書で議論されているように、単独で、または、決定された温度プロファイルと組み合わせてのいずれかで、温度センサー２９０ａ、２９０ｂによって感知された温度は、治療方法、または、レーザーシステム２０２を動作させる方法の一部として使用され得る。さらに、温度プロファイルは、たとえば、ディスプレイ６６などによって、関心領域のイメージの上に重ね合わせられたアイコン２９２’として図示され、関心領域に対する温度プロファイルを図示することが可能である。これは、さらに本明細書で議論されているように、ナビゲーションシステム１０を介した器具のナビゲーションに少なくとも部分的に起因している。

[0060]たとえば、図１、図３、および図３Ａを参照すると、患者６４のイメージは、器具アイコン４６０を含むことが可能であり、器具アイコン４６０は、器具２００の決定された位置を図示して表している。１つまたは複数の感知された温度に基づいて、温度プロファイル２９２は、器具に対するアイコン２９２’として図示され、イメージ６４の上に重ね合わせられ得る。さらに、異なる位置と位置との間で温度が変化し得るので、温度勾配が存在し得ることが理解される。したがって、温度プロファイルアイコン２９２’は、勾配ラインまたはエリアを含むことが可能である。したがって、アイコンは、測定された温度プロファイルの物理的な温度イメージを表すことが可能である。たとえば、図３Ａに図示されているように、温度プロファイルアイコン２９２’は、第１の勾配エリア２９２’ａ、第２の勾配エリア２９２’ｂ、および第３の勾配エリア２９２’ｃを含むことが可能である。勾配エリア２９２’ａ、２９２’ｂ、および２９２’ｃのそれぞれにおいて、決定された温度が異なっている可能性がある。４つ以上または２つ以下の勾配エリアが示されてもよく、勾配は、概して同心円状である必要はなく、互いに対してポケットまたは個別の部分の中に決定および図示され得ることが理解される。

[0061]少なくとも、温度センサー２９０ａ、２９０ｂが、表面２３０において、および、表面２３２から所定の距離だけ離れた位置において、異なる位置における温度を決定するために動作させられ得るので、温度プロファイル２９２が、アイコン２９２’として決定および図示され得る。温度プロファイルは、選択された期間において、または、選択された期間にわたって、たとえば、１０秒などにわたって、複数の温度の決定を含むことが可能である。次いで、異なる位置において決定された温度は、アイコン２９２’として図示され得る。

[0062]さまざまな実施形態によれば、選択された位置にハウジング２１０を位置決めすることによって、および、次いで、エネルギー送達コンポーネント２１４をハウジング２１０の中へ移動させることによって、医療用デバイス２００は、図３に図示されているように、患者に、たとえば、関心領域２５０などに送達され得る。ナビゲーションシステム１０は、ハウジング２１０またはエネルギー提供コンポーネント２１４のいずれかまたは両方を含む、医療用デバイス２００を選択された位置へナビゲートするために使用され得る。

[0063]さまざまな実施形態では、医療用デバイストラッカー５２は、ハウジング２１０の中の導電材料の１つまたは複数のコイルとして形成され得る。図５を参照すると、ハウジング２１０の中のトラッキングデバイス５２は、導電材料３４２のワイヤーまたはトレースの１つまたは複数のコイルを含むことが可能であり、それは、ハウジング２１０の内部表面３５０の実質的に周りにまたは上に形成されている。また、または、代替的に、導電材料３４２のコイルは、仮想線のコイル３４２ａによって図示されているように、ハウジング２１０の中へ形成され得ることが理解される。コイルまたはワイヤー３４２は、ローカライザー４２によって感知または伝送された電磁フィールドを、感知または伝送することが可能である。

[0064]トラッキングデバイスは、複数のコイル３４２を含むことが可能であることが理解される。さらに、個別のコイルは、互いに対して所定の角度で形成され得る。複数の角度が、複数の自由度の位置（場所のｘ、ｙ、ｚの３自由度、ならびに、配向のヨー、ピッチおよびロールの３自由度を含む）を提供することを支援することが可能である。ハウジング２１０は、図１に図示されているように、軌道ガイド３６０などのようなさまざまなシステムを使用して、患者１４の中へ位置決めされ得る。トラッキングデバイス５２は、２０１４年２月４日に発行された米国特許第８，６４４，９０７号に開示されるように形成され得、それは、参照により本明細書に組み込まれている。

[0065]軌道ガイド３６０は、Ｍｉｎｎｅｓｏｔａ、ＵＳＡに事業所を有するＭｅｄｔｒｏｎｉｃ，Ｉｎｃ．によって販売されているＮＡＶＩＧＵＳ（登録商標）軌道ガイドなどのような、任意の適当な軌道ガイドを含むことが可能である。他の軌道ガイドは、２０１３年２月２０日に公開された米国特許出願公開第２０１３／００５３８６７号に開示されるような軌道ガイドを含むことが可能であり、それは、参照により本明細書に組み込まれている。軌道ガイドは、それがユーザー５４によって患者１４の中へ移動させられるときに、デバイス２００の一部分をガイドまたは保持することを支援することが可能である。また、ガイド３６０は、患者に対して選択された位置に固定され得、選択された軌道または経路に沿って患者１４の中へデバイス２００が移動することを可能にする。

[0066]さらに、マイクロコイルなどのような、さまざまな個々のまたは個別のコイルが、ハウジングの中のまたはハウジング２１０の上のさまざまな場所に位置決めされ得る。たとえば、検出器デバイス５２は、１つまたは複数のマイクロコイル３４３ａ、３４３ｂ、３４３ｃを含むことが可能である。マイクロコイル３４３ａ〜ｃは、たとえば、共通の中心を含み、互いに対して直交する軸線に沿って延在するなどのように、互いに対してさまざまな場所に位置決めされ得、または、非共通の中心を含むことが可能であるが、依然として互いに対して３つの直交する軸線に位置決めされ得る。マイクロコイル３４３ａ〜ｃのうちの２つ以下が設けられ得、依然として、器具２００の適当なトラッキングを可能にすることがさらに理解される。繰り返しになるが、マイクロコイル３４３ａ〜ｃは、ハウジングの中への挿入、または、ハウジング２１０の中へ共押し出しもしくは成形などのような、さまざまな実施形態にしたがって、ハウジング２１０に含まれ得る。それにかかわらず、マイクロコイル３４３ａ〜ｃは、単独で、または、導電コイル３４２、３４２ａと組み合わせて使用され得る。

[0067]さらに、図６を参照すると、エネルギー送達コンポーネント２１４は、また、第２のまたは別個のトラッキングデバイス３７０を含むことが可能である。また、トラッキングデバイス３７０は、１つまたは複数の導電コイルエレメント３７６を含むことが可能であり、１つまたは複数の導電コイルエレメント３７６は、互いに対してさまざまな角度で形成され得、それは、たとえば、２０１４年２月４日に発行された米国特許第８，６４４，９０７号に開示されるようなものであり、それは、参照により本明細書に組み込まれている。コイルエレメント３７６は、エネルギー伝送コンポーネント２１４周りまたは内側に巻かれた導電ワイヤーを含むことが可能である。代替的に、または、それに加えて、コイルエレメント３７６は、エネルギー伝送コンポーネント２１４の外側の周りに形成された導電トレースであることが可能である。

[0068]繰り返しになるが、トラッキングデバイス３７０は、ローカライザー４２から受信されるかまたはローカライザー４２へ伝送されるかのいずれかである電磁フィールドを、発生させるかまたは受信するかのいずれかを行うことが可能である。ナビゲーション処理ユニット６０は、感知されたフィールドに基づいてトラッキングデバイス３７０の位置を決定することが可能である。さらに、トラッキングデバイス３７０は、エネルギー提供コンポーネント２１４の軸線方向の長さに沿って、たとえば、軸線３７２などに沿って、複数のトラッキングデバイスとして提供され得る。さらに、トラッキングデバイス３７０は、単一のトラッキングデバイスとして提供された場合にも、たとえば、遠位先端部２２０または遠位先端部２２０の近くなどの、任意の適当な場所に設けられ得る。遠位先端部２２０は、エネルギー送達コンポーネント２１４によって伝送されたエネルギーを拡散させる拡散エレメントを含むことが可能である。したがって、トラッキングデバイス３７０は、エネルギー送達コンポーネント２１４の拡散エレメントまたは遠位端部エレメントの端部２２０ａに、または、その直ぐ近位に位置決めされ得る。

[0069]コイルエレメント３７６に加えて、または、代替的に、マイクロコイル３７７ａおよび３７７ｂは、第２のまたは別個のトラッキングデバイス３７０として、エネルギー伝送コンポーネント２１４の上に含まれ得る。マイクロコイル３７７ａ、３７７ｂは、エネルギー伝送コンポーネント２１４の外部表面の上に位置決めされ得、または、クラッディング層２１９ａの中へ組み込まれ得、クラッディング層２１９ａは、エネルギー伝送コンポーネント２１４の光ファイバー部分を取り囲むことが可能である。マイクロコイル３７７ａ、３７７ｂは、導電コイル３７６と同様に、エネルギー伝送コンポーネント２１４の上の任意の適当な場所に位置決めされ得る。したがって、マイクロコイル３７７ａ、３７７ｂは、単独で、または、導電コイル３７６と組み合わせてのいずれかによって、トラッキングデバイス３７０として動作することが可能である。

[0070]ハウジング２１０の上にトラッキングデバイス５２を提供することによって、ハウジング２１０は、たとえば、腫瘍２５０などへ、患者１４の中へナビゲートされ得る。ハウジング２１０の位置は、たとえば、患者１４のイメージ６４（たとえば、脳のイメージを含む）に対して、ディスプレイデバイス６６の上に図示され得る。さらに、トラッキングデバイス３７０は、同様に、患者１４に対してエネルギー送達コンポーネント２１４を決定およびナビゲートすることを可能にすることができる。したがって、エネルギー送達コンポーネント２１４を患者１４の中に位置決めする前に、ハウジング２１０が患者の中に位置決めされ得るが、しかし、エネルギー送達コンポーネント２１４の位置は、トラッキングデバイス３７０をトラッキングすること、および、ナビゲーション処理ユニットが位置を決定することに基づいて、別々に知られるかまたは決定され得る。このように、ハウジング２１０は、第１の選択された時間において、患者１４の中へ位置決めされ得、イメージ送達コンポーネント２１４は、ハウジング２１０の位置決めとは異なる（たとえば、その後など）第２の時間において、患者１４の中に位置決めされ得るが、依然として、イメージ送達コンポーネントの上の位置の決定を可能にする。

[0071]エネルギー送達コンポーネント２１４の遠位端部２２０の位置決めは、効率的な個別の治療法を患者１４に提供することを支援することが可能である。たとえば、上記に述べられているように、サーマルエネルギーを患者１４に送達することは、エネルギー送達コンポーネント２１４によってレーザーエネルギーなどのようなエネルギーを伝送することによって提供され得る。レーザーエネルギーは、たとえば、拡散エレメント（たとえば、米国特許出願公開第２０１２／０２４５５７３号（それは、参照により本明細書に組み込まれている）に開示されているような拡散エレメント）などによって、遠位先端部２２０を通して拡散的に送達され得る。したがって、遠位端部２２０の位置は、実質的に、個別に、および正確に、患者１４の中に位置決めされるように選択され得る。

[0072]さらに、治療法の時間の間に、それは、ハウジング２１０を移動させることなく、エネルギー送達コンポーネント２１４の遠位端部２２０を移動させるように選択され得る。たとえば、エネルギー送達コンポーネント２１４の遠位端部２２０は、長さに沿って、または、ハウジング２１０の軸線２１１に沿って、ハウジング２１０の中の異なる軸線方向の位置へ移動させられ得る。エネルギー送達コンポーネント２１４を移動させることは、サーマルエネルギーなどのようなエネルギーを、ハウジング２１０に沿って、異なる場所へ提供することが可能である。したがって、ハウジング２１０の位置から分離したトラッキングエネルギー送達コンポーネント２１４は、患者１４への治療法を継続または変更するために、実質的に、正確に（たとえば、約０．１ｍｍから約１ｍｍ以内に）、遠位端部２２０の位置を決定することを支援することが可能である。

[0073]図７を参照すると、レーザーシステム２０２は、フローチャート４００に図示されているように、選択された手技を実施するために作動させられ得る。一般的に、手技は、開始ブロック４０２において開始することが可能である。次いで、手技は、ブロック４０４において、被検者の初期イメージデータを獲得することを含むことが可能である。初期イメージデータは、ＭＲＩイメージデータ、たとえば、イメージングシステム１２によって獲得されるようなもの、および、ディスプレイ６６の上に表示されるものなどを含むことが可能である。初期イメージデータは、たとえば、関心領域２５０の場所を決定すること、ならびに、器具２００および／またはエネルギー送達コンポーネント２１４の遠位端部２２０を位置決めするために、軌道および選択された位置を選択することなどのような、手技を計画するために使用され得る。

[0074]計画を決定または選択した後に、ユーザー５４、または、ロボットシステムなどのような他の適当な計装は、ブロック４１０において、関心領域に器具を移動させることが可能である。器具が移動させられている間に、器具は、ブロック４１２においてナビゲートされ得る。上記に議論されているように、器具のナビゲーションは、器具２００の全体部分、または、その選択された部分のナビゲーションを含むことが可能である。たとえば、ハウジング２１０は、エネルギー送達コンポーネント２１４から別々にナビゲートされ得る。それにもかかわらず、器具は、ナビゲーションブロック４１２を介して、ブロック４１０において、関心領域に移動させられ得る。

[0075]器具が関心領域にあると、ブロック４２０において、エネルギー送達の始動（または継続）が起こる。上記に議論されているように、エネルギーの送達は、関心領域２５０の中の温度を上昇させることが可能である。したがって、ブロック４２６において、関心領域の温度およびまたは温度プロファイルの決定が起こることが可能である。関心領域４２６の中の温度の決定は、たとえば、温度センサーコンポーネント２９０ａ、２９０ｂによって感知された温度に基づくことが可能である。さらに、上記に議論されているように、温度は、器具２００の長さに沿った位置、および、ハウジング２１０の表面２３０から所定の距離だけ離れた位置を含む、関心領域２５０の中で変化させられた位置において感知され得る。

[0076]ブロック４２６において関心領域内の温度を決定した後に、ブロック４３において、選択された温度が実現されたかどうかの決定が行われる。ブロック４２６からの決定された温度および／または温度プロファイルを評価することによって、決定が行われ得る。たとえば、ユーザーは、アイコン２９２’を見ることが可能であり、図示された温度が選択された温度であるかどうかを決定することが可能である。代替的に、または、それに加えて、処理ユニットのうちの１つまたは複数が、ブロック４２６から決定された温度を、計画された温度と比較することが可能であり、計画された温度は、手技の前に決定され得、メモリー６２の中に記憶され得る。次いで、処理ユニットは、計画された温度および／または温度プロファイルを呼び戻すことが可能であり、また、４２６において決定された温度とそれを比較し、選択された温度が実現されたかどうかを自動的に決定することが可能である。

[0077]選択された温度が、ブロック４３０において実現されない場合には、「いいえ」ブロック４３２に続いて、ブロック４２０においてエネルギー送達を継続することが可能である。したがって、ブロック４２６において決定された温度が、ブロック４３０において選択されるように決定されるまで、エネルギー送達は、ブロック４２０において、始動および継続され得る。ブロック４２６における温度決定は、たとえば、０．１秒から約３０秒ごとに、または、他の適当な頻度で決定されるなど、実質的にリアルタイムであることが可能である。したがって、選択された温度がブロック４３０において実現されているかどうかの決定が、同じ頻度で実施され得る。

[0078]選択された温度がブロック４３０において実現されていることが決定されると、「はい」ブロック４４０に続いて、ブロック４４６において新しい位置へデバイスを移動させるかどうかを決定することが可能である。新しい位置へ器具２００を移動させないと決定される場合には、「いいえ」経路４５０が続くことが可能であり、終了ブロック４５２において手技が終了することが可能である。ブロック４５２において手技を終了させることは、選択された組織が関心領域２５０の中で殺されたことを確認すること、患者１４の穿頭孔を閉じること、および、デバイス２００によって実施されている選択された手技に基づく他の適当な手技を含むことが可能である。

[0079]新しい位置へデバイス２００を移動させることがブロック４４６において決定される場合には、「はい」ブロック４６０にブロック４１０が続き、関心領域へ器具を移動させることが可能であり、それは、第１の関心領域以外に決定され得、または、第２の位置において関心領域の中にあることが可能である。次いで、ブロック４２０におけるエネルギーの送達の始動は、新しい位置において再始動され得、次いで、方法４００が、上記に議論されているように続けられ得る。

[0080]上記に議論されているように、ブロック４４６における新しい位置へのデバイス２００の移動は、デバイス２００全体を移動させること、または、ハウジング２１０の中の異なる位置へエネルギー送達コンポーネント２１４だけを移動させることを含むことが可能である。繰り返しになるが、トラッキングデバイス５２、３７０に起因して、ハウジング２１０は、エネルギー送達コンポーネント２１４から別々にナビゲートされ得る。そのうえ、アイコンは、ユーザー５４によって見るために、器具２００の位置を図示するためのアイコン４６０（図１に図示されている）、または、その部分（ハウジング２１０またはエネルギー送達コンポーネント２１４を含む）を含む、イメージ６４の上に重ね合わせられ得る。上記に議論されているように、患者スペースおよびイメージスペースは、正しい位置におけるアイコン４６０の図示を可能にするように位置合わせされ得る。したがって、ユーザー５４は、イメージ６４に対するデバイス２００の場所をナビゲートし、見ることが可能であり、計画通りになっているかどうか、デバイス２００の場所が実現されているかどうか、および、患者１４に対するデバイス２００に関しての他の位置情報を決定することが可能である。

[0081]フローチャートに図示されている方法は、上記に議論されている処理ユニットのうちの１つまたは複数によって実行される部分を含むことが可能であることが理解される。たとえば、ブロック４２６における関心領域内の温度の決定が、温度センサー２９０ａ、２９０ｂから信号を受信することによって、および、信号に基づいて温度を計算することによって、実施され得る。さらに、サーマルエネルギーは休止され得、または、方法は、ブロック４３０の中の決定が「はい」ブロック４４０に続くこととなる場合には、自動的に終了され得る。したがって、レーザーシステム２０２の自動的な遮断が起こることが可能であり、より綿密に計画にしたがうことを支援し、または、単に選択された温度が到達されたことを保証することを支援する。

[0082]また、温度センサー２９０ａ、２９０ｂは、関心領域内の温度のリアルタイムの決定を可能にする。温度センサーが関心領域２５０にあるので、受信される信号は、関心領域２５０の中の現在の（たとえば、選択された温度センサーコンポーネントデバイスの反応時間および伝送時間内（１秒以内を含む））温度に基づいている。したがって、温熱治療法は、正確におよび厳格な制御で送達され得る。さらに、温度センサー２９０ａ、２９０ｂは、たとえば、ＭＲＩデータを使用して、外部デバイスが選択された領域の温度を測定または決定する必要性を排除する。

[0083]したがって、ナビゲーションシステム１０および温度センサー２９０ａ、２９０ｂは、手技の間の患者１４の連続的なまたは間欠的なイメージングを必要とすることなく、デバイス２００が患者１４に対して位置決めされることを可能にする。温度センサー２９０ａ、２９０ｂは、関心領域２５０の中の温度を感知するために使用され、選択された温度が実現されたかどうかを決定する。選択された温度を実現することは、患者１４に対する治療結果を可能にすることができる。さらに、ナビゲーションシステム１０は、デバイス２００の移動の間または後に患者１４をイメージングするためにイメージングデバイス１２を使用することなく、患者１４の中の選択された位置へ器具２００をナビゲートするために使用され得る。したがって、イメージングデバイス１２は、患者１４の中に器具２００を位置決めする前に、および、患者１４に対してサーマルエネルギー治療を実施する前に、患者１４のイメージデータを獲得するために使用され得る。イメージングデバイス１２は、デバイス２００によってサーマルエネルギーを患者１４に提供するための手技の任意の他の部分の間には必要でない可能性がある。したがって、イメージングシステム１２は、患者１４に対する移動または温熱治療法を実施するためではなく、計画およびナビゲーションのためだけに、初期イメージデータを獲得することが必要とされ得る。

[0084]この開示が徹底的なものとなるように、および、この開示が当業者に対して範囲を完全に伝えることとなるように、例示的な実施形態が提供されている。本開示の実施形態の徹底的な理解を提供するために、具体的なコンポーネント、デバイス、および方法の例などのような、多数の具体的な詳細が記載されている。具体的な詳細が用いられる必要はないこと、例示的な実施形態が多くの異なる形態で具現化され得ること、および、いずれも本開示の範囲を限定するように解釈されるべきではないことが当業者に明らかになろう。いくつかの例示的な実施形態では、周知のプロセス、周知のデバイス構造、および周知の技術は、詳細には説明されていない。

[0085]本実施形態の先述の説明は、図示および説明の目的のために提供されてきた。それは、包括的なものであること、または、本開示を限定することは意図していない。特定の実施形態の個々のエレメントまたは特徴は、一般的に、その特定の実施形態に限定されるのではなく、適用可能な場合には相互交換可能であり、具体的には示されても説明されてもいないとしても、選択された実施形態内で使用され得る。また、それは、多くの方式で変化される。そのような変形例は、本開示からの逸脱としてみなされるべきではなく、すべてのそのような修正例は、本開示の範囲内に含まれていることが意図されている。

Claims (20)

1. 関心領域内(region of interest)の温度を測定するシステムであって、
   器具(instrument)アッセンブリであって、
   外部ハウジングであって、第１のハウジング端部から第２のハウジング端部へ第１の長さにわたって延在する内部の有底ボア(internal blind bore)を画定する外部壁部を有し、体積の中の所定の位置へ移動させられるように構成されている、外部ハウジング、および、
   エネルギー送達コンポーネントであって、第１のエネルギー送達コンポーネント端部から第２のエネルギー送達コンポーネント端部へ第２の長さにわたって延在し、体積の中の所定の位置へ移動されて、前記外部ハウジングの外側の前記体積の中の関心領域における温熱治療法に影響を与えるエネルギーを送達するように構成され、前記エネルギー送達コンポーネントは前記外部ハウジング内で移動可能である、エネルギー送達コンポーネント
   を含む、器具アッセンブリと、
   前記ハウジングの前記外部表面から所定の距離だけ間隔を置いて、前記関心領域内の温度を感知するために前記第１のエネルギー送達コンポーネント端部の近くに固定されている第１の温度センサーと、
   前記関心領域の中の前記温熱治療法に影響を与えるために、前記エネルギー送達コンポーネントを通してエネルギーを送達するように構成されているエネルギー供給源と、
   前記第１のエネルギー送達コンポーネント端部の近くに固定されているトラッキングデバイスと、
   プロセッサーであって、
   前記第１の温度センサーからの信号に基づいて前記関心領域内の温度プロファイルを決定するため、および
   前記関心領域の中の前記器具の位置を決定するため、
   の命令を実行するように構成されているプロセッサーと、
   を含み、
   前記温熱療法は、前記関心領域内の温度を上昇させるように動作可能である、システム。
2. 前記関心領域を表すイメージを表示するためのディスプレイと、前記器具アッセンブリの少なくとも一部分の決定された前記位置を表すアイコンと
   をさらに含む、請求項１に記載のシステム。
3. 前記ディスプレイデバイスは、前記測定された温度プロファイルの物理的な温度イメージの表現を含む、前記決定された温度プロファイルを表す温度アイコンを表示するようにさらに構成されている、請求項２に記載のシステム。
4. 前記第１の温度センサーから間隔を離して配置されている第２の温度センサーであって、前記第２の温度センサーは、前記外部ハウジングの前記表面における温度を感知するように構成されている、第２の温度センサー
   をさらに含む、請求項１から３のいずれか一項に記載のシステム。
5. 前記第１の温度センサーは、超音波温度センサーを含む、請求項１から４のいずれか一項に記載のシステム。
6. 前記プロセッサーは、前記温度プロファイルが選択された温度に到達すると、エネルギーの送達を停止させる命令を実行するようにさらに構成されている、請求項１から５のいずれか一項に記載のシステム。
7. 関心領域内の温度を測定するシステムであって、
   器具であって、第１の端部から第２の端部へ所定の長さにわたって延在し、体積の中の所定の位置へ移動されて、前記体積の中の関心領域に温熱治療法を提供するレーザー光を送達するように構成された、器具と、
   前記関心領域内の温度を感知するために前記第１の端部に接続されている温度センサーと、
   前記関心領域の中の前記温熱治療法に影響を与えるために、前記器具を通してエネルギーを送達するように構成されているエネルギー供給源と
   を含み、
   前記温熱治療法は、前記関心領域内の温度を上昇させるように動作可能である、システム。
8. 前記温度センサーは、前記第１の端部における遠位終端端部から所定の距離にある位置において、前記器具に接続されている、請求項７または８に記載のシステム。
9. 前記温度センサーは、複数の温度センサーを含む、請求項７に記載のシステム。
10. 前記複数の温度センサーは、前記器具の前記長さの少なくとも一部分に沿って間隔を置いて配置されている、請求項９に記載のシステム。
11. 前記複数の温度センサーのうちの少なくともいくつかのそれぞれの温度センサーは、前記器具の前記表面において前記関心領域の前記温度を測定するように構成されている、請求項１０に記載のシステム。
12. 前記複数の温度センサーのうちの少なくともいくつかのそれぞれの温度センサーは、前記器具の前記表面から所定の距離だけ離れた位置において、前記関心領域の前記温度を測定するように構成されている、請求項１０に記載のシステム。
13. 前記複数の温度センサーからの前記感知された温度に少なくとも基づいて、前記関心領域の中の前記器具の周りの温度プロファイルを決定する命令を実行するように構成されているプロセッサー
    をさらに含む、請求項９から１２のいずれか一項に記載のシステム。
14. 前記器具の前記第１の端部の近くに接続されているコイルを有するトラッキングデバイスと、
    前記トラッキングデバイスの位置を決定するように構成されているナビゲーションプロセッサーと、
    前記器具の前記決定された位置を表すアイコンが重ね合わせられた前記関心領域を表すイメージを表示するように構成されているディスプレイデバイスと
    をさらに含む、請求項７から１３のいずれか一項に記載のシステム。
15. 関心領域内の温度を測定する方法であって、
    前記関心領域を加熱するために、エネルギー送達コンポーネントの放出部分を通してレーザー光エネルギーを方向付けするステップと、
    前記放出部分の近くに前記エネルギー送達コンポーネントに対して接続されている温度センサーからの信号によって、前記関心領域内の温度を決定するステップと、
    前記温度センサーからの前記信号を評価することによって、前記関心領域内の選択された温度が実現されるときを決定するステップと、
    前記選択された温度が実現されていると決定されるときに、前記関心領域の前記加熱を休止させるステップと
    を含む、方法。
16. 前記関心領域に対する前記エネルギー送達コンポーネントの移動の間に、前記エネルギー送達コンポーネントをトラッキングするステップ
    をさらに含む、請求項１５に記載の方法。
17. 前記エネルギー送達コンポーネントの前記トラッキングに基づいて、前記エネルギー送達コンポーネントの位置を表すアイコンを表示するステップ
    をさらに含む、請求項１６に記載の方法。
18. 前記エネルギー送達コンポーネントから所定の距離における温度を感知するために前記温度センサーを動作させるステップ
    をさらに含む、請求項１５から１７のいずれか一項に記載の方法。
19. 前記エネルギー送達コンポーネントに対する温度プロファイルを決定するためにプロセッサーを動作させるステップ
    をさらに含む、請求項１５から１８のいずれか一項に記載の方法。
20. 前記決定された温度プロファイルを表す温度アイコンの表示を見るステップ
    をさらに含む、請求項１９に記載の方法。

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