JP2021533919A - 患者視認システム - Google Patents

Abstract

カテーテルを挿入することを含む、患者を視認する方法が、健康手技ナビゲーションに関して説明される。ＣＴスキャンが、患者の身体部分上で実行される。ＣＴスキャンからの未加工データが、３次元画像データを生成し、データ記憶部内に画像データを記憶するように処理される。プロジェクタが、画像データを表すパターンで発生された光を受光し、導波管が、視認者に身体部分の処理されたデータレンダリングを用いて拡張された身体の外面が見えるように、身体の外面からの光が眼の網膜に透過している間に、光を視認者の眼の網膜に誘導する。

Description

（関連出願の相互参照）
本願は、それぞれが参照することによってそれらの全体として本明細書に組み込まれる、２０１８年８月２２日に出願された米国仮特許出願第６２／７２１，５１６号、および２０１８年１１月２６日に出願された米国仮特許出願第６２／７７１，５３４号からの優先権を主張する。

本発明は、患者視認システムに関する。

内視鏡カテーテルが、患者内の身体部分の画像を捕捉するために、外科医、医師、および他の視認者によって使用される。気管支鏡は、例えば、区気管支を検査するために使用される内視鏡カテーテルである。カテーテルはまた、他の内視鏡視認機能等の他の機能を果たし、疾患を治療する、または外科的手技を実施する。

カテーテルの先端が、低侵襲性または非侵襲性外科手術を用いて患者の身体の中に挿入されるため、視認者には、裸眼ではカテーテルの先端の場所が見えない。視認者を支援するために、画面が、画像の組み合わせとともに提供される。これらの画像は、一般的に、カテーテルの先端内のカテーテルカメラからのライブビデオデータとともに、術前および術中に発生されるコンピュータ断層撮影（ＣＴ）画像を含む。これらの画像は、通常、表示の異なる象限内で提供される。

気管支の場合、全ての気管支トンネルは、同一に見える。結果として、視認者は、気管支が現在ナビゲートしているものである場所を頻繁に推測している。そのような視認者は、肺内にある場所を決定するために、気管支を通して気管支鏡を押動するにつれて、複数のＣＴスキャンを頻繁に撮影するであろう。

本発明は、管腔と、先端とを有する、カテーテルと、先端の移動を検出する、先端追跡デバイスと、左および右プロジェクタと、左および右プロジェクタに接続される、左および右光導波管と、プロセッサと、プロセッサに接続される、コンピュータ可読媒体と、コンピュータ可読媒体上のデータ記憶部と、コンピュータ可読媒体上に記憶され、プロセッサによって実行可能である、命令のセットを含む、患者視認システムを提供する。命令のセットは、１）先端追跡デバイスに接続され、先端追跡デバイスによって検出される移動に基づいて、測定値を受信し、測定値に基づいて、先端の位置を決定し、データ記憶部内に先端の位置を記憶する、カテーテル追跡システムと、２）画像データを受信するようにデータ記憶部に接続される、立体分析器であって、立体分析器は、左および右画像データセットを決定し、左および右プロジェクタは、それぞれ、左および右画像データセットを投影し、左および右画像データセットは、３次元レンダリングの知覚を視認者に与えるように相互と異なる、立体分析器とを含んでもよい。

本発明はさらに、カテーテルの先端を患者の身体の中に挿入することと、先端追跡デバイスを用いて、先端の移動を検出することと、先端追跡デバイスによって検出される移動に基づいて、測定値を受信することと、測定値に基づいて、先端の位置を決定することと、先端の位置を記憶することと、先端の位置に基づいて、左および右画像データセットを決定することと、それぞれ、左および右画像データセットを光として投影する、左および右プロジェクタを使用して、先端の位置を表すパターンで光を発生させることと、視認者に先端の位置が見えるように、光を視認者の左および右眼の網膜に誘導することであって、左および右画像データセットは、３次元レンダリングの知覚を視認者に与えるように相互と異なる、こととを含む、患者を視認する方法を提供する。

本発明はまた、管腔と、先端とを有する、カテーテルと、先端の移動を検出する、先端追跡デバイスと、プロジェクタと、プロジェクタに接続される、光導波管と、プロセッサと、プロセッサに接続される、コンピュータ可読媒体と、コンピュータ可読媒体上のデータ記憶部と、コンピュータ可読媒体上に記憶され、プロセッサによって実行可能である、命令のセットとを含む、患者視認システムも提供する。命令のセットは、１）先端追跡デバイスに接続され、先端追跡デバイスによって検出される移動に基づいて、測定値を受信し、測定値に基づいて、先端の位置を決定し、データ記憶部内に先端の位置を記憶する、カテーテル追跡システムと、２）データ記憶部内に先端の過去経路を記憶する、過去経路計算機と、３）カテーテル表示インテグレータであって、先端の位置とともに先端の過去経路を表示する、カテーテル表示インテグレータとを含んでもよい。

本発明はさらに、カテーテルの先端を患者の身体の中に挿入することと、先端追跡デバイスを用いて、先端の移動を検出することと、先端追跡デバイスによって検出される移動に基づいて、測定値を受信することと、測定値に基づいて、先端の位置を決定することと、先端の位置を記憶することと、先端の位置に基づいて、左および右画像データセットを決定することと、それぞれ、左および右画像データセットを光として投影する、左および右プロジェクタを使用して、先端の位置を表すパターンで光を発生させることと、視認者に先端の位置が見えるように、光を視認者の左および右眼の網膜に誘導することであって、左および右画像データセットは、３次元レンダリングの知覚を視認者に与えるように相互と異なる、ことと、データ記憶部内に先端の過去経路を記憶することと、先端の位置とともに先端の過去経路を表示することとを含む、患者を視認する方法を提供する。

本発明はまた、管腔と、先端とを有する、カテーテルと、先端の移動を検出する、先端追跡デバイスと、プロジェクタと、プロジェクタに接続される、光導波管と、プロセッサと、プロセッサに接続される、コンピュータ可読媒体と、コンピュータ可読媒体上のデータ記憶部と、コンピュータ可読媒体上に記憶され、プロセッサによって実行可能である、命令のセットとを含む、患者視認システムも提供する。命令のセットは、１）先端追跡デバイスに接続され、先端追跡デバイスによって検出される移動に基づいて、測定値を受信し、測定値に基づいて、先端の位置を決定し、データ記憶部内に先端の位置を記憶する、カテーテル追跡システムと、２）先端の位置に基づいて、先端の将来の経路を計算する、予想経路計算機であって、カテーテル表示インテグレータは、将来の経路を表示する、予想経路計算機と、３）カテーテル表示インテグレータであって、先端の位置とともに先端の将来の経路を表示する、カテーテル表示インテグレータとを含んでもよい。

本発明はさらに、カテーテルの先端を患者の身体の中に挿入することと、先端追跡デバイスを用いて、先端の移動を検出することと、先端追跡デバイスによって検出される移動に基づいて、測定値を受信することと、測定値に基づいて、先端の位置を決定することと、先端の位置を記憶することと、先端の位置に基づいて、左および右画像データセットを決定することと、それぞれ、左および右画像データセットを光として投影する、左および右プロジェクタを使用して、先端の位置を表すパターンで光を発生させることと、視認者に先端の位置が見えるように、光を視認者の左および右眼の網膜に誘導することであって、左および右画像データセットは、３次元レンダリングの知覚を視認者に与えるように相互と異なる、ことと、先端の位置に基づいて、先端の将来の経路を計算することと、先端の位置とともに先端の将来の経路を表示することとを含む、患者を視認する方法を提供する。

本発明はまた、伝送機と、伝送機をアクティブ化するように伝送機に接続される、エネルギー源であって、患者の身体は、伝送機が身体内の身体部分において前進波を発生させるために、伝送機に対して位置付け可能である、エネルギー源と、身体部分からの帰還波を検出するように身体に対して位置付け可能である、受信機であって、身体部分からの帰還波は、伝送機によって生成される前進波に応答する、受信機と、プロセッサと、プロセッサに接続される、コンピュータ可読媒体と、コンピュータ可読媒体上のデータ記憶部と、コンピュータ可読媒体上に記憶され、プロセッサによって実行可能である、命令のセットとを含む、患者視認システムも提供する。命令のセットは、１）受信機によって検出される帰還波の未加工データを受信し、データ記憶部内に未加工データを記憶する、未加工データ受信ユニットと、２）帰還波の未加工データを処理して、画像を表す画像データを生成し、データ記憶部内に画像データを記憶するようにデータ記憶部に接続される、画像発生ユニットと、３）データ記憶部から画像データを受信する、画像データ受信ユニットと、４）画像データを受信するように画像データ受信ユニットに接続される、プロジェクタであって、画像データを表すパターンで光を発生させる、プロジェクタと、５）視認者に身体部分のレンダリングを用いて拡張された身体の外面が見えるように、身体の外面からの光が眼の網膜に透過している間に、光を視認者の眼の網膜に誘導するようにプロジェクタに接続される、光導波管とを含んでもよい。

本発明はさらに、伝送機をアクティブ化し、身体内の身体部分において前進波を発生させることと、受信機を用いて、身体部分からの帰還波を検出することであって、身体部分からの帰還波は、伝送機によって生成される前進波に応答する、ことと、受信機によって検出される帰還波の未加工データを受信することと、データ記憶部内に未加工データを記憶することと、帰還波の未加工データを処理し、画像を表す画像データを生成することと、データ記憶部内に画像データを記憶することと、データ記憶部から画像データを受信することと、画像データを表すパターンで光を発生させることと、視認者に身体部分のレンダリングを用いて拡張された身体の外面が見えるように、身体の外面からの光が眼の網膜に透過している間に、光を視認者の眼の網膜に誘導することとを含む、患者を視認する方法を提供する。

本発明は、付随する図面を参照して、一例としてさらに説明される。

図１は、本発明のある実施形態による、患者視認システムのブロック図である。

図２は、いくつかの実施形態による、患者視認システムの一部を形成する、ＣＴスキャナ、データ受信ユニット、画像発生ユニット、およびデータ記憶部の部分斜視図および部分ブロック図である。

図３は、いくつかの実施形態による、患者視認システムの一部を形成する、表示システム、カテーテル、およびデータ記憶部の部分斜視図および部分ブロック図である。

図４は、いくつかの実施形態による、図３の表示システムの一部を形成するカテーテル統合システムを図示し、カテーテルをさらに図示する、ブロック図である。

図５は、いくつかの実施形態による、外科医の形態の視認者であって、患者の身体および患者の内側の身体部分のレンダリングが見え、カテーテルの先端のレンダリングおよび先端の過去経路もさらに見えている、視認者を図示する、斜視図である。

図６は、いくつかの実施形態による、図５の上平面図である。

図７は、いくつかの実施形態による、視認者によって見られるようなビューである。

図８は、いくつかの実施形態による、視認者が患者の身体の周囲で反時計回りに移動し、患者の身体のビューを保つようにその頭部を反時計回りに移動させた後の図６に類似する図である。

図９は、いくつかの実施形態による、患者の身体およびレンダリングがビュー内で修正される方法を示す、図７に類似する図である。

図１０は、いくつかの実施形態による、図７および９で視認者に示されるレンダリングを拡大して詳細に図示する。

図１１は、いくつかの実施形態による、図７および９で視認者によって見られるようなビューの一部の拡大図である。

図１２は、いくつかの実施形態による、図７および９の図で視認者によって見られるようなライブビデオデータおよびメッシュの拡大図である。

図１３は、いくつかの実施形態による、カテーテルの先端の移動の３自由度および第１の量による第１の位置から第２の位置までの移動を図示するグラフである。

図１４は、いくつかの実施形態による、第１の位置におけるカテーテルの先端の図である。

図１５は、いくつかの実施形態による、第２の位置におけるカテーテルの図である。

図１６は、いくつかの実施形態による、管腔を通して延在する経路および傷害を回避するように管腔を通して延在しない経路を図示する、図１６に類似する図である。

図１７は、いくつかの実施形態による、３次元でレンダリングとして視認者に表示される先端の計算された将来の経路を図示する、図１６に類似する図である。

図１８は、本発明の一実施形態による、本発明のシステムで用途を見出し得るコンピュータの形態の機械のブロック図である。

図１９は、本発明の一実施形態による、患者の観察された位置変化の関数として医療器具入力を調節するためのタイミング関係を図示する。

付随する図面のうちの図１は、ＣＴスキャナ２２と、データ記憶部２４と、カテーテル２６と、表示システム２８とを含む、本発明のある実施形態による、患者視認システム２０を図示する。

データ記憶部２４は、ＣＴスキャナ２２に接続される。ＣＴスキャナ２２からの未加工データが、データ記憶部２４内に記憶されてもよい。データ記憶部２４はまた、未加工データに基づく画像データも記憶する。

表示システム２８は、データ記憶部２４から画像データを読み出すことが可能であるようにデータ記憶部２４に接続される。カテーテル２６は、表示システム２８が、さらなる処理のために、または視認者への表示のために、カテーテル２６から測定値およびビデオデータを読み出し得るように、表示システム２８に接続される。

使用時、患者が、ＣＴスキャナ２２におけるステーション３２に位置する。患者の身体３０が、ＣＴスキャナ２２がデータ記憶部２４内に記憶する未加工データを取得するように、ＣＴスキャナ２２を用いてスキャンされる。未加工データは、次いで、３Ｄ画像データを取得するように処理される。

患者は、ＣＴスキャナ２２におけるステーション３２から表示システム２８におけるステーション３４に移送される。視認者が、表示システム２８を使用し、患者の身体３０を視認する。表示システム２８はまた、データ記憶部２４から画像データを読み出す。視認者は、表示システム２８を使用し、患者の身体３０の３Ｄレンダリングの形態の画像を視認する。視認者は、カテーテル２６を身体３０の中に挿入する。表示システム２８は、さらなる処理のために、または視認者への表示のために、カテーテル２６の先端からデータを読み出す。

図２は、いくつかの実施形態による、ＣＴスキャナ２２と、データ記憶部２４と、エネルギー源３６と、データ受信ユニット３８と、画像発生ユニット４０とを含む、患者視認システム２０のコンポーネントを図示する。

ＣＴスキャナ２２は、基部４２と、プラットフォーム４４と、回転子４６と、Ｘ線伝送機４８と、複数のＸ線検出器５０とを含む。

プラットフォーム４４は、基部４２に対してプラットフォーム４４の平行移動を許容する機構（図示せず）を通して、基部４２に固着される。ステッピングモータ（図示せず）等のアクチュエータが、基部４２に対してプラットフォーム４４の平行移動を引き起こすように動作可能である。

回転子４６は、開口部５２を有する。Ｘ線伝送機４８は、開口部５２の片側で回転子４６に固着され、Ｘ線検出器５０は、開口部５２の反対側で回転子４６に固着される。回転子４６は、プラットフォーム４４の周囲で基部４２に搭載される。プラットフォーム４４は、その平行移動の間に開口部５２に対して移動する。モータ（図示せず）が、基部４２と回転子４６との間に接続され、プラットフォーム４４の周囲で回転子４６を回転させるように動作可能である。

エネルギー源３６は、スイッチ５４を通してＸ線伝送機４８に接続されてもよい。Ｘ線検出器５０は、データ受信ユニット３８に接続される。データ受信ユニット３８は、コンピュータのコンピュータ可読媒体上に常駐するソフトウェアユニットであってもよい。データ記憶部２４は、コンピュータ可読媒体上に常駐する。コンピュータ可読媒体は、単一のコンピュータ可読媒体であってもよい、または１つのパーソナルコンピュータ、またはネットワーク上で相互に接続されるいくつかのパーソナルコンピュータ内で分離されてもよい。データ受信ユニット３８は、直接またはネットワークを経由してのいずれかにおいて、データ記憶部２４に接続される。

画像発生ユニット４０は、コンピュータ可読媒体上に常駐するコンピュータプログラムであってもよい。画像発生ユニット４０は、直接またはネットワークを経由してのいずれかにおいて、データ記憶部２４に接続される。

使用時、ＣＴスキャナ２２のオペレータが、プラットフォーム４４上にその身体３０を横たえて患者を設置する。基部４２と回転子４６との間に接続されるモータは、次いで、回転子４６が、プラットフォーム４４および患者の身体３０を中心とした方向５８に回転するように、スイッチを入れられる。オペレータはまた、プラットフォーム４４が、回転子４６に対して方向６０に移動するように、基部４２に対して平行移動方向にプラットフォーム４４を移動させるモータのスイッチを入れる。オペレータは、次いで、エネルギー源３６とＸ線伝送機４８との間にスイッチ５４を接続し、Ｘ線伝送機４８をアクティブ化する。Ｘ線伝送機は、次いで、前進Ｘ線波６２を発生させる。

患者の身体３０は、前進Ｘ線波６２が、身体３０内の身体部分（図示せず）まで身体３０に透過するように、Ｘ線伝送機４８に対して位置付けられる。本実施例の目的のために、スキャンされる身体部分は、患者の肺である。肺は、それを通してカテーテルが進行し得る、多くの気管支を有する。また、カテーテルが、血液循環系等の心臓、動脈、および静脈内の中空通路を通して進行することも可能性として考えられ得る。本明細書に説明されるシステムはまた、視覚、外科手術、または介入のためにカテーテルを使用することなく内部身体部分を視認するため、例えば、腹部内の成長を視認するため、膝の内部機能を分析するため等の用途を見出し得る。身体部分は、前進Ｘ線波６２のエネルギーを低減させる。身体部分内の異なる物質が、異なる量だけエネルギーを低減させる。Ｘ線検出器５０のうちの１つが、身体部分からの帰還Ｘ線波６４を検出するように身体３０に対して位置付けられる。身体部分からの帰還Ｘ線波６４は、前進Ｘ線波６２に応答して検出されており、本質的に、身体部分による出力の低減により、低減された出力を有する前進Ｘ線波６２である。さらなる前進Ｘ線波６６もまた、図示される。さらなるＸ線波は、前進Ｘ線波６２と６６との間に発生され、Ｘ線検出器５０のうちの個別のものによって検出される。このように、帰還Ｘ線波が、身体部分の異なる部分から受信される。

Ｘ線伝送機４８およびＸ線検出器５０は、患者の身体３０内の身体部分の周囲で回転子４６とともに回転する。このように、身体部分は、生体構造の２次元「スライス」を生成するように、異なる角度からスキャンされ得る。ＣＴスキャンは、骨、器官、軟組織を示すことが可能である。後続のスライスが、方向６０にプラットフォーム４４を移動させることによって撮影される。各スライスは、したがって、２次元データを表し、スライスはともに、身体部分のデータを３次元で表す。

データ受信ユニット３８は、Ｘ線検出器５０から帰還Ｘ線波６４の未加工データを受信する。未加工データは、患者の身体３０内の身体部分に対するＸ線伝送機４８の角度、Ｘ線検出器５０のそれぞれによって検出されるエネルギー、Ｘ線検出器５０のそれぞれの場所、およびプラットフォーム４４の位置の間の時系列相関を含む。データ受信ユニット３８は、Ｘ線検出器５０によって検出される帰還Ｘ線波の未加工データ６８として未加工データを記憶する。

身体部分の十分な未加工データ６８が収集されるとき、オペレータは、スイッチ５４を接続解除し、プラットフォーム４４を停止させる。オペレータは、次いで、回転子４６を停止させ、プラットフォーム４４から患者を除去する。

画像発生ユニット４０は、データ記憶部２４から未加工データ６８を読み出す。画像発生ユニット４０は、未加工データ６８に基づいて、画像データを発生させる。画像データは、身体部分の３次元レンダリングを含む。画像発生ユニット４０は、次いで、データ記憶部２４内に画像データ７０として画像データを記憶する。データ記憶部２４は、単一のデータ記憶部であってもよく、またはプラットフォームの間に分散されてもよく、したがって、未加工データ６８および画像データ７０は、パーソナルコンピュータ内の単一のデータ記憶部内に、またはいくつかのパーソナルコンピュータ内のいくつかのデータ記憶部内に位置することができる。

図３は、より詳細に患者視認システム２０のコンポーネントを図示し、いくつかの実施形態による、データ記憶部２４（画像データ７０を保持する）、カテーテル２６、および表示システム２８を示す。

カテーテル２６は、管腔７６と、管腔７６の端部に取り付けられた先端７８とを含む。管腔は、カテーテル２６の長さの大部分を形成する伸長部材（例えば、管状部品の空洞）である。管腔７６は、少なくとも４つの直交方向および直交方向の間の全ての方向に先端７８を移動させるように動作可能である、機構（図示せず）を含む。先端７８は、したがって、管腔７６内の機構を用いて操向可能である。管腔は、管腔７６を通して先端から表示システム２８に信号を中継するために要求され得る、任意の電気ケーブルおよび／または光ファイバとともに、先端を操向するために使用される機構を保持するために十分に大型である、中空ボアを有する。

カテーテル２６はさらに、カテーテル慣性運動ユニット（ＩＭＵ）８０と、先端７８に固着されるカテーテルカメラ８２とを含む。カテーテルＩＭＵ８０は、例えば、その中に形成されたいくつかの測定デバイスを有する、半導体チップであってもよい。測定デバイスは、１つ以上のジャイロスコープと、１つ以上の加速度計とを含む。ジャイロスコープおよび加速度計からの測定は、個別に、または組み合わせて、先端７８の移動を示すデータを提供する。そのような移動は、６自由度、例えば、ｘ、ｙ、およびｚ方向への平行移動、およびｘ、ｙ、およびｚ軸を中心とした回転において、追跡されることができる。

カテーテルカメラ８２は、管腔７６に対向する先端７８の側にレンズ（図示せず）を有する。カテーテルカメラ８２は、先端７８の前の面積内に、すなわち、管腔７６に対向する側に、ライブビデオデータの形態の画像を捕捉するように位置付けられる。カメラの先端の異なる側に複数の光源および複数のカメラが存在し得るが、議論を容易にするために、単一のカメラのみ、例えば、カテーテルの遠位端上の内蔵カメラおよび光源が存在すると仮定されるであろう。

表示システム２８は、頭部搭載可能フレーム８６と、左および右プロジェクタ８８Ａおよび８８Ｂと、左および右導波管９０Ａおよび９０Ｂと、検出デバイス９２と、視覚アルゴリズム９４とを含む。左および右プロジェクタ８８Ａおよび８８Ｂ、左および右導波管９０Ａおよび９０Ｂ、および検出デバイス９２は、頭部搭載可能フレーム８６に固着される。頭部搭載可能フレーム８６は、視認者の頭部に搭載されるように成形される。頭部搭載可能フレーム８６のコンポーネントは、例えば、視認者の頭部の後部に巻着するストラップ（図示せず）を含んでもよい。

左および右プロジェクタ８８Ａおよび８８Ｂは、電力供給部に接続される。各プロジェクタ８８Ａまたは８８Ｂは、画像データが個別のプロジェクタ８８Ａまたは８８Ｂに提供されるための個別の入力を有する。個別のプロジェクタ８８Ａまたは８８Ｂは、給電されると、２次元パターンで光を発生させ、そこから光を発する。左および右導波管９０Ａおよび９０Ｂは、それぞれ、左および右プロジェクタ８８Ａおよび８８Ｂから光を受光するように位置付けられる。左および右導波管９０Ａおよび９０Ｂは、透明導波管である。

検出デバイス９２は、頭部ユニットＩＭＵ１００と、１つ以上の頭部ユニットカメラ１０２とを含む。頭部ユニットＩＭＵ１００は、１つ以上のジャイロスコープと、１つ以上の加速度計とを含む。ジャイロスコープおよび加速度計は、典型的には、半導体チップ内に形成され、３つの直交軸に沿った移動および３つの直交軸を中心とした回転を含む、頭部ユニットＩＭＵ１００および頭部搭載可能フレーム８６の移動を検出することが可能である。

頭部ユニットカメラ１０２は、頭部搭載可能フレーム８６の周囲の環境から画像を継続的に捕捉する。画像は、頭部搭載可能フレーム８６および視認者の頭部の移動を検出するように、相互と比較されることができる。

視覚アルゴリズム９４は、画像データ受信ユニット１０６と、表示位置付けアルゴリズム１０８と、カテーテル統合システム１１０と、表示調節アルゴリズム１１２と、画像処理システム１１４と、立体分析器１１６とを含む。画像データ受信ユニット１０６は、直接接続を通して、またはネットワークを経由して、データ記憶部２４に接続される。視覚アルゴリズム９４のコンポーネントは、サブルーチンまたはコールを通して相互にリンクされる。そのようなサブルーチンまたはコールを通して、画像データ受信ユニット１０６は、表示位置付けアルゴリズム１０８を介して立体分析器１１６にリンクされる。

カテーテル統合システム１１０は、管腔７６内の導体を通してカテーテルＩＭＵ８０およびカテーテルカメラ８２に接続されてもよい。当業者は、視覚アルゴリズム９４がコンピューティングシステム上に常駐し、カテーテル統合システム１１０がカテーテルカメラ８２およびカテーテルＩＭＵ８０から信号を受信し、そのような信号がアナログまたはデジタルデータからコンピュータソフトウェアデータに変換され得ることを理解するであろう。カテーテル統合システム１１０は、サブルーチンまたはコールを通して立体分析器１１６に接続されてもよい。

表示調節アルゴリズム１１２および画像処理システム１１４は、それぞれ、頭部ユニットＩＭＵ１００および頭部ユニットカメラ１０２に接続される。そのような接続は、導体を通し、適用可能である場合、アナログまたはデジタルデータをコンピュータソフトウェアデータに変換するインバータを通す。表示調節アルゴリズム１１２は、サブルーチンおよびコールを通して表示位置付けアルゴリズム１０８に接続されてもよい。画像処理システム１１４は、コールおよびサブルーチンを通して表示調節アルゴリズム１１２に接続されてもよい。

使用時、視認者が、頭部搭載可能フレーム８６をその頭部に搭載する。左および右導波管９０Ａおよび９０Ｂは、次いで、視認者の左および右眼１２０Ａおよび１２０Ｂの前に位置する。

画像データ受信ユニット１０６は、データ記憶部２４から画像データ７０を読み出し、画像データ７０を表示位置付けアルゴリズム１０８に提供する。表示位置付けアルゴリズム１０８は、画像データ７０を立体分析器１１６の中に入力する。画像データ７０は、上記に説明されるような身体部分の３次元画像データである。立体分析器１１６は、画像データ７０を分析し、画像データ７０に基づいて、左および右画像データセットを決定する。左および右画像データセットは、３次元レンダリングの知覚を視認者に与える目的のために相互とわずかに異なる、２次元画像を表すデータセットである。画像データ７０は、経時的に変化しない静的データセットである。

立体分析器１１６は、左および右画像データセットを左および右プロジェクタ８８Ａおよび８８Ｂの中に入力する。左および右プロジェクタ８８Ａおよび８８Ｂは、次いで、左および右光パターン１２２Ａおよび１２２Ｂを生成する。表示システム２８のコンポーネントは、平面図で示され、左および右光パターン１２２Ａおよび１２２Ｂは、正面立面図で示される。各光パターン１２２Ａおよび１２２Ｂは、複数のピクセルを含む。例証の目的のために、ピクセルのうちの２つからの光線１２４Ａおよび１２６Ａが、左プロジェクタ８８Ａから退出し、左導波管９０Ａに入射して示される。光線１２４Ａおよび１２６Ａは、左導波管９０Ａの側面から反射する。光線１２４Ａおよび１２６Ａは、内部反射を通して左導波管９０Ａ内で左から右に伝搬することが示されるが、光線１２４Ａおよび１２６Ａはまた、耐熱および反射システムを使用する紙の中への方向にも伝搬することを理解されたい。光線１２４Ａおよび１２６Ａは、瞳孔１２８Ａを通して左光導波管９０Ａから出射し、左眼の瞳孔１３０Ａを通して左眼１２０Ａに入射する。光線１２４Ａおよび１２６Ａは、次いで、左眼１２０Ａの網膜１３２Ａ上に当射する。このように、左光パターン１２２Ａは、左眼１２０Ａの網膜１３２Ａ上に当射する。視認者は、網膜１３２Ａ上に形成されるピクセルが、視認者が左眼１２０Ａに対向する左導波管９０Ａの側面上である距離を置いていると知覚する、ピクセル１３４Ａおよび１３６Ａであるという知覚を与えられる。

類似様式で、立体分析器１１６は、右画像データセットを右プロジェクタ８８Ｂの中に入力する。右プロジェクタ８８Ｂは、光線１２４Ｂおよび１２６Ｂの形態でピクセルによって表される、右光パターン１２２Ｂを伝送する。光線１２４Ｂおよび１２６Ｂは、右導波管９０Ｂ内で反射し、瞳孔１２８Ｂを通して出射する。光線１２４Ｂおよび１２６Ｂは、次いで、右眼１２０Ｂの瞳孔１３０Ｂを通して入射し、右眼１２０Ｂの網膜１３２Ｂ上に当射する。光線１２４Ｂおよび１２６Ｂのピクセルは、右光導波管９０Ｂの背後のピクセル１３４Ｂおよび１３６Ｂとして知覚される。

網膜１３２Ａおよび１３２Ｂ上に生成されるパターンは、正面立面図に示される左および右画像１４０Ａおよび１４０Ｂとして個別に知覚される。左および右画像１４０Ａおよび１４０Ｂは、立体分析器１１６の機能に起因して、相互とわずかに異なる。左および右画像１４０Ａおよび１４０Ｂは、視認者の脳では３次元レンダリングとして知覚される。

述べられたように、左および右導波管９０Ａおよび９０Ｂは、透明である。眼１２０Ａおよび１２０Ｂに対向する左および右導波管９０Ａおよび９０Ｂの側面上の実際の物体からの光は、左および右導波管９０Ａおよび９０Ｂを通して投影し、網膜１３２Ａおよび１３２Ｂ上に当射することができる。特に、患者の身体３０の表面からの光は、視認者に患者の身体３０の表面が見え得るように、網膜１３２Ａおよび１３２Ｂ上に当射する。視認者に見える患者の身体３０の表面が、組み合わせて視認者によって知覚される左および右画像１４０Ａおよび１４０Ｂに起因して、視認者によって知覚される３次元レンダリングを用いて拡張される、拡張現実が、生成される。

頭部ユニットＩＭＵ１００は、視認者の頭部の全移動を検出する。視認者が、例えば、患者の身体３０の周囲で反時計回りに移動し、同時に、その頭部を反時計回りに回転させ、患者の身体３０を見続けた場合、そのような移動は、頭部ユニットＩＭＵ１００内のジャイロスコープおよび加速度計によって検出されるであろう。頭部ユニットＩＭＵ１００は、ジャイロスコープおよび加速度計からの測定値を表示調節アルゴリズム１１２に提供する。表示調節アルゴリズム１１２は、設置値を計算し、設置値を表示位置付けアルゴリズム１０８に提供する。表示位置付けアルゴリズム１０８は、画像データ７０を修正し、視認者の頭部の移動を補償する。表示位置付けアルゴリズム１０８は、視認者への表示のために、修正された画像データ７０を立体分析器１１６に提供する。

頭部ユニットカメラ１０２は、視認者がその頭部を移動させるにつれて、画像を継続的に捕捉する。画像処理システム１１４は、画像内の物体の画像を識別することによって、画像を分析する。画像処理システム１１４は、物体の移動を分析し、頭部搭載可能フレーム８６の姿勢位置を決定する。画像処理システム１１４は、姿勢位置を表示調節アルゴリズム１１２に提供する。表示調節アルゴリズム１１２は、姿勢位置を使用し、表示調節アルゴリズム１１２が表示位置付けアルゴリズム１０８に提供する設置値をさらに精緻化する。表示位置付けアルゴリズム１０８は、したがって、頭部ユニットＩＭＵ１００内の運動センサおよび頭部ユニットカメラ１０２によって撮影される画像の組み合わせに基づいて、画像データ７０を修正する。

カテーテル統合システム１１０は、視認者が先端７８を患者の身体３０の中に挿入する前に、カテーテル２６の先端７８の場所を検出してもよい。視認者は、続いて、先端７８を患者の身体３０の中に挿入する。先端７８は、次いで、視認者に可視ではなくなる。カテーテルＩＭＵ８０は、先端７８の全移動を示す信号をカテーテル統合システム１１０に提供する。カテーテル統合システム１１０は、したがって、カテーテルＩＭＵ８０内の運動センサを使用して、先端７８の位置を追跡することができる。静的である画像データ７０と異なり、先端７８の位置は、経時的に変化する。カテーテル統合システム１１０は、先端７８の位置を立体分析器１１６に提供する。先端７８の位置は、それが経時的に変化し、３次元で移動するという点で、動的であり得る。立体分析器１１６は、左および右プロジェクタ８８Ａおよび８８Ｂの中に挿入される左および右画像データセット内で先端７８を位置付ける。視認者は、したがって、左および右画像１４０Ａおよび１４０Ｂ内の先端７８の場所を見ることができる。先端７８の場所は、視認者が３次元で先端７８の場所を知覚するように、左および右画像１４０Ａおよび１４０Ｂ内でわずかに変動する。左および右画像１４０Ａおよび１４０Ｂによって提供されるような先端７８の場所のレンダリングは、先端７８が患者の身体３０を通り抜けるにつれて経時的に変化する。レンダリングとしての先端７８の場所のそのような移動は、３次元で、すなわち、左、右、上、下、前方、後方等に移動するにつれて、視認者が先端７８のレンダリングを知覚するように、３次元で変化する。

カテーテルカメラ８２は、ビデオデータを捕捉し続け、ビデオデータをカテーテル統合システム１１０に提供する。カテーテル統合システム１１０は、ビデオデータを立体分析器１１６に提供する。立体分析器１１６は、場所が変化するべきであることを示すユーザ相互作用イベントが検出されない限り、または検出されるまで、視認者のビュー内の固定された場所にビデオデータを設置する。ビデオデータは、異なる画像がカテーテルカメラ８２によって捕捉されるにつれて経時的に変化する。

視覚アルゴリズム９４は、コンピュータ可読媒体上にデータ記憶部２４とともに記憶される命令のセットである。命令のセットは、上記に説明される方法を実行するようにプロセッサによって実行可能である。視覚アルゴリズム９４を記憶するコンピュータ可読媒体は、視認者によって装着されるベルトパック上に位置してもよい。

図４は、患者視認システム２０のコンポーネント、特に、カテーテル統合システム１１０のコンポーネントと、先端７８内のカテーテルＩＭＵ８０およびカテーテルカメラ８２および立体分析器１１６とのそれらの関係とをより詳細に図示する。

カテーテル統合システム１１０は、カテーテル追跡システム１５０と、過去経路計算機１５２と、メッシュ発生器１５４と、予想経路計算機１５６と、ビデオデータ受信ユニット１５８と、カテーテル表示インテグレータ１６０とを含む。カテーテル追跡システム１５０は、カテーテルＩＭＵ８０に接続される。カテーテル追跡システム１５０は、カテーテルＩＭＵ８０によって検出される移動に基づいて、先端７８の位置を計算する。カテーテルＩＭＵ８０は、６自由度でその移動を追跡するためのいくつかのジャイロスコープおよび加速度計を含む、いくつかの先端追跡デバイスを含む。カテーテル追跡システム１５０は、データ記憶部２４内に位置１６２として先端７８の現在の位置を記憶する。カテーテル追跡システム１５０は、カテーテルＩＭＵ８０を監視し続け、先端７８の現在の位置を計算し続け、データ記憶部２４内に現在の位置１６２として先端７８の現在の位置を記憶し続ける。

カテーテル表示インテグレータ１６０は、データ記憶部２４から現在の位置１６２を受信し、現在の位置１６２を立体分析器１１６に提供する。立体分析器１１６は、視認者に３次元でのレンダリングとして先端７８の位置が見え得るように、レンダリングとして先端７８の現在の位置１６２を視認者に表示する。

過去経路計算機１５２は、データ記憶部２４から全瞬間における全位置１６２を読み出す。過去経路計算機１５２は、３次元で先端７８の過去経路を計算し、データ記憶部２４内に過去経路１６４として過去経路を記憶する。カテーテル表示インテグレータ１６０は、データ記憶部２４から過去経路１６４を受信し、過去経路１６４を立体分析器１１６に提供する。立体分析器１１６は、３次元レンダリングとして過去経路１６４を視認者に表示する。

メッシュ発生器１５４は、データ記憶部から過去経路１６４を読み出し、過去経路１６４の周囲に３次元メッシュを発生させる。メッシュ発生器１５４は、次いで、データ記憶部２４内にメッシュ１６６としてメッシュを記憶する。カテーテル表示インテグレータ１６０は、データ記憶部２４からメッシュ１６６を読み出し、メッシュ１６６を立体分析器１１６に提供する。立体分析器１１６は、メッシュ１６６を視認者に表示する。立体分析器１１６は、いくつかの実施形態では、過去経路１６４にオーバーレイする、メッシュ１６６の３次元レンダリングを生成する。

予想経路計算機１５６は、データ記憶部２４から先端７８の全位置１６２を読み出し、データ記憶部２４から読み出される位置１６２および過去の位置に基づいて、先端７８の将来の経路を計算する。予想経路計算機１５６は、次いで、データ記憶部２４内に将来の経路１６８として将来の経路を記憶する。カテーテル表示インテグレータ１６０は、データ記憶部２４から将来の経路１６８を読み出し、将来の経路１６８を立体分析器１１６に提供する。立体分析器１１６は、３次元レンダリングとして将来の経路１６８を視認者に表示する。

ビデオデータ受信ユニット１５８は、カテーテルカメラ８２からライブビデオを受信する。ビデオデータ受信ユニット１５８は、ライブビデオデータをカテーテル表示インテグレータ１６０に提供する。カテーテル表示インテグレータ１６０は、ライブビデオデータを立体分析器１１６に提供する。立体分析器１１６は、ライブビデオデータを視認者に表示する。ライブビデオデータは、３次元空間内である所定の距離において視認者に表示される、２次元表示である。カテーテル表示インテグレータはまた、メッシュ１６６がビデオデータ上に表示されるように、メッシュ１６６をビデオデータ受信ユニット１５８からのビデオデータと統合する。ビデオデータが、患者の身体３０内のカテーテル２６の変化する位置とともに変化するにつれて、メッシュ１６６もまた、それに応じて変化する。

図５は、いくつかの実施形態による、患者の肺内の区気管支を含む身体部分１７４を検査する目的のために、気管支鏡としてカテーテル２６を使用する外科医の形態の視認者１７２による、前述で説明されたような患者視認システム２０の使用を図示する。

視認者１７２は、左および右導波管９０Ａおよび９０Ｂを通して患者の身体３０を見ることができる。身体部分１７４は、患者の身体３０の内側にあり、したがって、視認者は、実際の（すなわち、物理的な）身体部分１７４を見ることができない。

視認者１７２にはまた、前述で説明されたような画像データ７０に基づく３次元レンダリング１７６も見える。特定の実施形態では、レンダリング１７６は、患者の身体３０の隣に位置する。レンダリング１７６は、視認者１７２が患者の身体３０に対してレンダリング１７６を知覚する場所を示すように図に含まれるが、本書の読者の視点から、レンダリング１７６は実世界に存在しないことを理解されたい。差込図１８０は、視認者１７２にはレンダリング１７６の一部として身体部分１７４の３次元レンダリング１８２が見え得ることを示す。

視認者１７２は、カテーテル２６の先端７８を患者の口の中に挿入する。視認者１７２は、次いで、先端７８を身体部分１７４の中に前進させる。先端７８の場所は、前述で説明されたように時間が密接に離間される事例において監視され、その過去経路が、３次元で記憶される。サンプリング時間は、ユースケースに応じて変動し得、内視鏡が患者の身体の内側にある間に、またはユーザが「記録／サンプリングを開始する」特徴をアクティブ化した後のみに、データを捕捉すること等の最適化が、可能性として考えられる。差込図１８４は、レンダリング１７６が３次元における先端７８の場所のレンダリング１８６と、３次元における先端７８の過去経路のレンダリング１８８とを含むことを示す。レンダリング１８２、１８６、および１８８は、視認者にレンダリング１８２内のレンダリング１８６および１８８が見えるように、同時に視認者１７２に表示されてもよい。

図６は、いくつかの実施形態による、患者の身体３０に対して視認者１７２の場所を示す、上平面図であり、視認者１７２のビュー内のレンダリング１７６の場所をさらに図示する。レンダリング１７６は、ユーザ選好、事前プログラムされたデフォルト設定、または任意の他の好適な手段に基づいて、患者の身体３０に対して任意の位置に設置されてもよい。図６のレンダリング１７６に対する患者の身体３０の特定の相対場所は、例証目的のためにすぎず、いかようにも限定的と見なされるべきではない。

図７は、いくつかの実施形態による、図６の視認者１７２によって見られるようなビュー１９２を図示する。視認者１７２は、患者の実際の身体３０およびレンダリング１７６を見ることができる。ビュー１９２はさらに、図４のカテーテルカメラ８２によって捕捉されるビデオデータに基づくライブビデオを含む。ビュー１９２はさらに、ビデオ１９４にオーバーレイするメッシュ１９６を示す。メッシュ１９６は、図４のメッシュ１６６の表示である。

図８では、視認者１７２は、いくつかの実施形態によると、患者の身体３０の周囲で反時計回りに移動し、また、患者の身体３０を見続けるようにその頭部を反時計回りに回転させた。表示調節アルゴリズム１１２は、視認者１７２の頭部の移動を検出し、レンダリング１７６が、視認者１７２のビュー内の患者の身体３０に対して静止したままに見えるように、それに応じて、レンダリング１７６の位置を調節する。

図９では、患者の身体３０は、いくつかの実施形態によると、図７に対して時計回りに回転した。レンダリング１７６もまた、患者の身体３０に対して静止したままであるように、時計回りに回転した。しかしながら、ライブビデオ１９４の場所は、図７のビュー１９２から図９のビュー１９２まで変化していない。視認者１７２には、したがって、同一の場所でライブビデオ１９４およびメッシュ１９６が見え、これらのコンポーネントは、視認者１７２の頭部の移動に応じて移動しない。視認者１７２は、したがって、ライブビデオ１９４およびメッシュ１９６のビューを失うことなく、異なる側面および角度から患者の身体３０およびレンダリング１７６を視認することができる。メッシュ１９６の目的は、メッシュが生成された後に、またはカテーテルが反対方向に同一の経路を通して移動するにつれてカテーテルの除去の間に、視認者１７２が２回目に先端７８を身体部分１７４ａ内の通路の中に挿入するときに、視認者がカテーテル２６の先端７８を誘導することを支援することであり得る。いくつかの実施形態は、仮想コンテンツの一部または全てが、実世界座標に対して固定される、または視認者に対して固定される、仮想コンテンツに関する異なる視認構成（例えば、メッシュ１９６、ライブビデオ１９４、レンダリング１７６）を有してもよい。

図１０は、いくつかの実施形態による、図７および９の図では小さすぎて見えない、視認者に表示されるレンダリング１７６のコンポーネントを示す。視認者１７２には、身体部分１７４のレンダリング１８２、１８６、および１８８、先端７８、および先端の過去経路が見える。視認者にはまた、メッシュ１９６の３次元レンダリングも見える。メッシュ１９６は、例証の目的のためにレンダリング１８２、１８６、および１８８から分離されて示されるが、メッシュ１９６は、身体部分１７４のレンダリング１８２にオーバーレイし得ることを理解されたい。

図１１および１２に示されるように、いくつかの実施形態では、視認者１７２には、２つの場所で、すなわち、レンダリング１７６の一部として（図１１）、およびライブビデオ１９４にオーバーレイして（図１２）、メッシュ１９６が見える。

図１３は、いくつかの実施形態による、図４の予想経路計算機１５６の機能を図示する。グラフは、経時的にｘ、ｙ、およびｚ軸を中心としたカテーテル２６の先端７８の回転を図示する。各軸を中心とした回転は、第１の位置２０２から第２の位置２０４までの移動の第１の量２００を決定するように、短い時間量にわたって分析されてもよい。移動の第１の量２００は、先端７８の将来移動の予測を計算するために使用されてもよい。

図１４は、いくつかの実施形態による、第１の位置２０２における先端７８を図示する。図１５では、先端７８は、いくつかの実施形態によると、第１の量２００だけ第１の位置２０２から第２の位置２０４まで移動した。図１５に示される第１の量２００は、全ての軸を中心とした、および全ての平行移動方向への全ての移動の全てのベクトルの合計である。

図１４では、先端７８が身体部分１７４の中にさらに挿入される場合、先端７８が辿るであろう方向が、管腔７６の延在２０６に沿っているという仮定が立てられ得る。図１６は、いくつかの実施形態による、管腔７６が第１の量２００だけ移動した後の管腔７６の延在２０８を示す。視認者は、先端７８が身体部分１７４と接触して傷害を引き起こすであろうため、典型的には、延在２０８の経路に沿って先端７８を前進させないであろう。代わりに、視認者１７２は、傷害を回避するために、経路２１０を辿ることを好むであろう。経路２１０は、第２の位置２０４から第３の位置２１４まで第２の量２１２だけ変位される。第１の量２００および第２の量２１２は、参照を容易にするために同一の方向に測定される。

図１７は、いくつかの実施形態による、先端７８がおそらく辿るであろう実際の経路２１８を図示する。経路２１８は、経路２０８から出て、視認者が先端７８を身体部分１７４の中にさらに挿入するにつれて、経路２１４に接近する。立体分析器１１６は、３次元で経路２１８を視認者１７２に表示する。

図１８は、いくつかの実施形態による、その内側で、コンピュータシステム９００の例示的形態の機械に、本明細書に議論される方法論のうちのいずれか１つ以上のものを実施させるための命令のセットが、実行され得る、機械の図形表現を示す。代替実施形態では、機械は、独立型デバイスとして動作する、または他の機械に接続（例えば、ネットワーク化）されてもよい。さらに、単一の機械のみが図示されるが、用語「機械」はまた、本明細書に議論される方法論のうちのいずれか１つ以上のものを実施する命令のセット（または複数のセット）を個別に、または合同で実行する、機械の任意の集合を含むように解釈されるものとする。

例示的コンピュータシステム９００は、バス９０８を介して相互と通信する、プロセッサ９０２（例えば、中央処理ユニット（ＣＰＵ）、グラフィック処理ユニット（ＧＰＵ）、または両方）と、メインメモリ９０４（例えば、読取専用メモリ（ＲＯＭ）、フラッシュメモリ、同期ＤＲＡＭ（ＳＤＲＡＭ）またはＲａｍｂｕｓ ＤＲＡＭ（ＲＤＲＡＭ）等のダイナミックランダムアクセスメモリ（ＤＲＡＭ）等）と、静的メモリ９０６（例えば、フラッシュメモリ、スタティックランダムアクセスメモリ（ＳＲＡＭ）等）とを含む。

コンピュータシステム９００はさらに、ディスクドライブユニット９１６と、ネットワークインターフェースデバイス９２０とを含んでもよい。

ディスクドライブユニット９１６は、本明細書に説明される方法論または機能のいずれかうちの１つ以上のものを具現化する、命令９２４（例えば、ソフトウェア）の１つ以上のセットが記憶される、機械可読媒体９２２を含む。ソフトウェアはまた、同様に機械可読媒体を構成する、コンピュータシステム９００、メインメモリ９０４、およびプロセッサ９０２による、その実行の間に、完全に、または少なくとも部分的にメインメモリ９０４内に、および／またはプロセッサ９０２内に常駐してもよい。

ソフトウェアはさらに、ネットワークインターフェースデバイス９２０を介して、ネットワーク９２８を経由して伝送または受信されてもよい。

コンピュータシステム９００は、プロジェクタを駆動してレーザ光を発生させるために使用される、レーザドライバチップ９５０を含む。レーザドライバチップ９５０は、その独自のデータ記憶部と、その独自のプロセッサ９６２とを含む。

機械可読媒体９２２は、例示的実施形態では、単一の媒体であるように示されるが、用語「機械可読媒体」は、命令の１つ以上のセットを記憶する、単一の媒体または複数の媒体（例えば、集中または分散データベース、および／または関連付けられるキャッシュおよびサーバ）を含むように解釈されるべきである。用語「機械可読媒体」はまた、機械による実行のための命令のセットを記憶、エンコード、または搬送することが可能であり、機械に本発明の方法論のうちのいずれか１つ以上のものを実施させる、任意の媒体を含むように解釈されるものとする。用語「機械可読媒体」は、故に、限定ではないが、ソリッドステートメモリ、光学および磁気媒体、および搬送波信号を含むように解釈されるものとする。

上記に説明される実装は、ＣＴスキャナ２２を使用し、身体部分１７４をスキャンする。ＣＴスキャナは、Ｘ線伝送機の形態の伝送機と、Ｘ線検出器の形態の受信機とを有し、Ｘ線波の形態の波を伝送および受信する。他の伝送機および受信機を使用し、異なる波を伝送および検出する、他のスキャンデバイスを使用することが、可能性として考えられ得る。例えば、ソーナシステムが、音波を伝送するための音声伝送機および音波を受信するための音声受信機を使用する。視覚システムは、光波を伝送する、身体部分の中に挿入される光源を含み、身体部分から反射される光波を捕捉する、身体部分内に位置するカメラを有してもよい。

しかしながら、ＣＴスキャナが、３次元で身体部分の極めて高度に詳細な未加工データを提供し、そのようなデータが、３次元画像データを生成するように画像発生ユニットを用いて容易に変換され得るため、ＣＴスキャナは、他のスキャンデバイスよりも好ましい。ＣＴデータはまた、特定の物質、材料、および材料の密度に関するデータを含み得るという利点も有する。説明される実装は、視認者１７２のビュー１９２内で患者の身体３０の隣に設置されたレンダリング１７６を示す。また、身体部分のレンダリングが、実際の身体部分がある場所であり、カテーテルの先端のレンダリングが、カテーテルの先端の実際の位置がある場所であるように、レンダリングを患者の身体３０と合致させることも、可能性として考えられ得る。

本発明の側面はまた、カテーテルを伴わずに実装されることもできる。例えば、患者の身体をスキャンし、成長を決定することと、視認者が、表示システムを使用し、患者の実際の身体上に３次元における成長のレンダリングをオーバーレイすることとが、可能性として考えられ得る。このように、視認者は、患者の実際の身体「内の」成長を「見る」ことができる。

ある側面および実施形態では、侵襲性外科手術道具全般が、説明されるカテーテルの代わりに、またはそれに加えて、利用される。例えば、図１４−１７を参照すると、先端７８は、それが通して通過している解剖学的チャネルを通して温度データを収集するようにカテーテルに結合される、熱画像カメラの先頭点を示し得る。熱データが、次いで、白黒の熱画像から変換され、画像受信ユニット１０６を通して可変色オーバーレイとしてオペレータに表示されてもよい。全ての表示が全てのユーザに共通画像を必要とするわけではないことを理解されたい。第１のオペレータまたは観察者（ローカルまたは遠隔）が、動脈血対静脈血または凍傷組織を示す温度データ等のある情報表示を所望し得る一方で、第２のオペレータまたは観察者が、外科手術道具の位置を示すもの等のある情報を所望し得る。換言すると、情報の表示は、患者内の道具の位置の画像に限定される必要はなく、道具から収集される画像でもあり得る。ある熱画像実施形態では、温度勾配が、ユーザあたりで選択されることができ、第１のオペレータが、有機組織と無機材料を見分け、基礎温度を華氏９８．６度に設定することを所望し得る一方で、第２のオペレータが、具体的に外科手術道具を追跡し、撮像のための基礎温度を絶対ではなく事前設定された温度に設定することを意図し得る。

いくつかの実施形態では、動作エンベロープが、実装される。図１４−１７に戻ると、解剖学的チャネルをナビゲートしながら、患者の特定の配置が、器具の動作負荷を改変し得る。例えば、患者画像が、器具に近接する敏感な組織を示す場合、負荷は、比例して調節されてもよい。さらに例証すると、心房細動がある患者の画像が、薄い左心房壁を示す場合、０．１Ｎの標準軸方向負荷を伴うアブレーションカテーテルが、左心房壁に近接して動作しながら、０．０１または０．０５Ｎの範囲までテント状に張られてもよい。いくつかの実施形態では、敏感な組織等の解剖学的マーカに対して絶対および相対の両方である、位置の関数としての負荷パラダイムが、位置または収集された画像等の器具画像と併せてオペレータに表示されてもよい。オペレータにその瞬間におけるデバイス能力および限界を知らせるように、位置の関数として、器具上の負荷に定められる上限を示す、視覚フィードバックが、したがって、提供され得る。代替として、付加的オペレータまたは観察者が、器具が正しい位置にない、または所与の手技に関する患者パラメータを超えているときを即時に識別することができる。そのようなフィードバックは、視覚として説明されたが、フィードバックは、オーディオまたは触覚（器具制御における増加した抵抗または摩擦）等の他の形態をとってもよい。

いくつかの実施形態では、観察可能な運動アーチファクトが、位置調節を器具に提供する。頭部ユニットカメラ１０２は、患者位置データを撮像し、リアルタイム位置調節を器具に提供してもよい。いくつかの実施形態では、患者の呼吸リズムが、観察され、器具制御が、呼吸状態に適応するように修正される。頭部ユニットカメラ１０２は、動作環境または既知の寸法の固定された機械内の基準マーカ等によって、位置データを位置合わせし、呼気および吸気の間の胸部位置を比較し、寸法の変化を関連付けてもよい。いくつかの実施形態では、肺が吸気の間に拡張し、周辺生体構造が反応して圧縮するにつれて、器具運動が、対応して減速し、次いで、肺が呼気の間に収縮するにつれて正常な動作パラメータを回復し得る、または器具が解剖学的チャネル内で絶対的に移動するが、その解剖学的参照に対して安定しているように、ｘ−ｙ−ｚ調節が、胸腔の上下に合致するように行われ得る。他の観察される誘因が、動作調節も提供し得、心拍数および血管の予期される収縮／拡張が、位置の更新を器具に提供し得る。

いくつかの実施形態では、患者活動（例えば、呼吸リズム、心拍）のフィードバック制御が、時間Ｔ_１〜Ｔ_２〜Ｔ_３において頭部ユニットカメラ１０２によって３つの別個の時間に収集され、画像は、（患者の移動、その呼吸リズム、心拍等に起因する）患者位置の変化を決定するように、時間Ｔ_４において分析される。頭部ユニットカメラ１０２に動作可能に結合される器具が、時間Ｔ_０において（すなわち、Ｔ_１の前に、またはそれと同時に）制御入力を与えられ、時間Ｔ_１〜Ｔ_３にわたって経時的に観察される患者位置の変化に基づく制御入力の調節が、時間Ｔ_５において行われる。いくつかの実施形態では、制御入力の変化は、患者位置の測定された変化の割合である。

図１９は、測定された患者位置データと制御フィードバック調節との間の例示的関係を図示する。描写されるように、呼吸から起こる胸部拡張による患者位置の理論的ｙ方向変化が、曲線１９０１によって表される。観察された患者位置データが、それぞれ、胸部位置ｙ_１、ｙ_２、およびｙ_３に対応する、時間Ｔ_１、Ｔ_２、およびＴ_３において収集される。好ましくは、３つの収集時間が、標的測定のための傾向分析を提供するように作成される。例えば、平均ヒト呼吸数は、１分あたり１５回の呼吸であり、任意の所与の吸気または呼気に約２秒を配分する。測定された吸気に基づくが、呼気の間に適用される、器具位置の補正を回避するために、少なくとも３回の測定が、傾向分析を提供するように行われる。平均ヒト呼吸数を考慮すると、少なくとも０．６６７秒または１．５Ｈｚの測定の合間の時間間隔が、好ましい。そのような周波数は、Ｔ_０およびＴ_５のそれぞれの合間の時間である必要はなく、Ｔ_４およびＴ_５における関連付けられるアクションを可能な限り迅速に適用させることが好ましい。

図１９に戻ると、位置ｙ１−ｙ２−ｙ３の変化は、Ｔ_４における分析の間に、吸気がＴ_３に近接して完結していることをシステムに示す。したがって、Ｔ_５におけるフィードバック制御は、呼気の間に「吸気補正」を適用することを回避するように、調節を提供しなくてもよい、またはＴ_３に対するＴ_５の時間関係および推定ｙ位置変化に基づいて、負のｙ位置調節を提供してもよい。例えば、Ｔ_３とＴ_５との間の時間が、Ｔ_２とＴ_３との間の時間に類似し、システムが、ｙ_２およびｙ_３と比較して、ｙ_１とｙ_２との間にあるような変化から、患者がｙ方向への変化を受けていることを認識する場合、調節は、Ｔ_２からＴ_３まで測定されるような変化未満またはそれと等しくあり得る。これは、下記の論理的関係として描写され得る。
（Ｔ_５−Ｔ_３＝Ｔ_３−Ｔ_２）∩（ｙ_３−ｙ_２）＜（ｙ_２−ｙ_１）である場合、Ｔ_５における補正＜（ｙ_３−ｙ_２）

ある例示的実施形態が、説明され、付随する図面に示されたが、そのような実施形態は、例証的にすぎず、現在の発明の制限ではなく、修正が当業者に想起され得るため、本発明は、示されて説明される具体的構造および配列に制限されないことを理解されたい。

Claims (183)

1. 患者視認システムであって、
   管腔と、先端とを有するカテーテルと、
   前記先端の移動を検出する先端追跡デバイスと、
   左および右プロジェクタと、
   前記左および右プロジェクタに接続される左および右光導波管と、
   プロセッサと、
   前記プロセッサに接続されるコンピュータ可読媒体と、
   前記コンピュータ可読媒体上のデータ記憶部と、
   前記データ記憶部上に記憶される画像データと、
   前記コンピュータ可読媒体上に記憶され、前記プロセッサによって実行可能である命令のセットであって、
   前記先端追跡デバイスに接続されるカテーテル追跡システムであって、前記カテーテル追跡システムは、前記先端追跡デバイスによって検出される移動に基づいて、測定値を受信し、前記測定値に基づいて、前記先端の位置を決定し、前記データ記憶部内に前記先端の位置を記憶する、カテーテル追跡システムと、
   前記画像データを受信するように前記データ記憶部に接続される立体分析器であって、前記立体分析器は、左および右画像データセットを決定し、前記左および右プロジェクタは、それぞれ、前記左および右画像データセットを投影し、前記左および右画像データセットは、３次元レンダリングの知覚を視認者に与えるように相互と異なる、立体分析器と
   を含む、命令のセットと
   を備える、患者視認システム。
2. 頭部搭載可能フレームであって、前記光導波管は、前記頭部搭載可能フレームに固着される、頭部搭載可能フレーム
   をさらに備える、請求項１に記載の患者視認システム。
3. 前記光導波管は、眼と身体の外面との間に位置付けられる透明光導波管である、請求項２に記載の患者視認システム。
4. 前記頭部搭載可能フレームの移動を検出する頭部ユニット検出デバイスをさらに備え、
   前記命令のセットは、
   前記頭部ユニット検出デバイスに接続され、前記頭部ユニット検出デバイスによって検出される移動に基づいて測定値を受信し、設置値を計算する表示調節アルゴリズムと、
   前記設置値に基づいて、前記眼のビュー内の前記身体部分の位置を修正する表示位置付けアルゴリズムと
   を含む、請求項２に記載の患者視認システム。
5. 前記頭部ユニット検出デバイスは、
   前記頭部搭載可能フレームに搭載される頭部ユニット慣性測定ユニット（ＩＭＵ）であって、前記頭部ユニットＩＭＵは、前記頭部搭載可能フレームの移動を検出する運動センサを含む、頭部ユニットＩＭＵ
   を含む、請求項４に記載の患者視認システム。
6. 前記頭部ユニット検出デバイスは、
   前記頭部搭載可能フレームに搭載される頭部ユニットカメラであって、前記頭部ユニットカメラは、前記頭部ユニットカメラのビュー内の物体の画像を撮影することによって前記頭部搭載可能フレームの移動を検出する、頭部ユニットカメラ
   を含む、請求項４に記載の患者視認システム。
7. 前記命令のセットは、前記画像を分析し、前記頭部搭載可能フレームの姿勢位置を検出する画像処理システムを含む、請求項６に記載の患者視認システム。
8. 伝送機と、
   前記伝送機をアクティブ化するように前記伝送機に接続されるエネルギー源であって、患者の身体は、前記伝送機が前記身体内の身体部分において前進波を発生させるために、前記伝送機に対して位置付け可能である、エネルギー源と、
   前記身体部分からの帰還波を検出するように前記身体に対して位置付け可能である受信機であって、前記身体部分からの前記帰還波は、前記伝送機によって生成される前記前進波に応答する、受信機と
   をさらに備え、
   前記命令のセットは、
   前記受信機によって検出される前記帰還波の未加工データを受信し、前記データ記憶部内に前記未加工データを記憶する未加工データ受信ユニットと、
   前記帰還波の未加工データを処理して、画像を表す画像データを生成し、前記データ記憶部内に前記画像データを記憶するように前記データ記憶部に接続される画像発生ユニットと、
   前記データ記憶部から前記画像データを受信する画像データ受信ユニットと、
   前記先端の位置を前記画像データと組み合わせるカテーテル表示インテグレータであって、前記プロジェクタによって生成される前記光のパターンは、前記画像データおよび前記先端の位置を表すパターンを含む、カテーテル表示インテグレータと
   を含む、請求項１に記載の患者視認システム。
9. コンピュータ断層撮影（ＣＴ）スキャナであって、
   基部と、
   前記患者のためのプラットフォームと、
   前記患者を中心とした回転のために前記基部に搭載される回転子であって、前記伝送機は、前記回転子に固着され、Ｘ線波を伝送する、Ｘ線伝送機であり、前記受信機は、前記Ｘ線波を検出するように前記回転子に固着されるＸ線検出器であり、前記基部に対する前記プラットフォームの移動は、前記Ｘ線伝送機から前記Ｘ線検出器まで延在する平面に対して前記患者の移動を可能にする、回転子と
   を含む、コンピュータ断層撮影（ＣＴ）スキャナ
   を備える、請求項８に記載の患者視認システム。
10. 前記命令のセットは、
    前記データ記憶部内に前記先端の過去経路を記憶する過去経路計算機であって、前記カテーテル表示インテグレータは、前記先端の位置とともに前記先端の過去経路を表示する、過去経路計算機
    を含む、請求項１に記載の患者視認システム。
11. 前記命令のセットは、
    前記先端の過去経路を記憶する過去経路計算機と、
    前記先端の過去経路の周囲に３次元メッシュを発生させ、前記データ記憶部内に前記メッシュを記憶するメッシュ発生器であって、前記カテーテル表示インテグレータは、前記先端の位置とともに前記メッシュを表示する、メッシュ発生器と
    を含む、請求項１に記載の患者視認システム。
12. 前記先端内のカテーテルカメラであって、前記カテーテルカメラは、ビデオデータを捕捉する、カテーテルカメラ
    をさらに備え、
    前記命令のセットは、
    前記ビデオデータを受信するように前記先端内の前記カテーテルカメラに接続されるビデオデータ受信ユニットであって、前記カテーテル表示インテグレータは、前記ビデオデータに基づいて、ライブビデオを表示する、ビデオデータ受信ユニット
    を含む、請求項１１に記載の患者視認システム。
13. 前記命令のセットは、
    前記先端の位置に基づいて、前記先端の将来の経路を計算する予想経路計算機であって、前記カテーテル表示インテグレータは、前記将来の経路を表示する、予想経路計算機
    を含む、請求項１に記載の患者視認システム。
14. 前記将来の経路は、前記先端追跡デバイスによって検出される前記移動に基づいて計算される、請求項１３に記載の患者視認システム。
15. 前記先端追跡デバイスによって検出される前記移動は、選択された方向への第１の角度を通した第１の位置から第２の位置までの移動の第１の量であり、前記将来の経路は、前記選択された方向への第２の角度を通した前記第２の位置から第３の位置までの移動の第２の量である、請求項１４に記載の患者視認システム。
16. 前記先端上に侵襲性外科手術道具をさらに備える、請求項１に記載の患者視認システム。
17. 前記先端上のカメラと、
    前記カメラによって捕捉される画像をオペレータに表示するための少なくとも１つのディスプレイと
    をさらに備える、請求項１に記載の患者視認システム。
18. 第１のディスプレイは、前記３次元レンダリングおよび前記カメラによって捕捉される前記画像を第１のオペレータに表示する、請求項１７に記載の患者視認システム。
19. 第１のディスプレイは、前記３次元レンダリングを第１のオペレータに表示し、
    前記カメラによって捕捉される前記画像を第２のオペレータに表示する第２のディスプレイ
    をさらに備える、請求項１７に記載の患者視認システム。
20. 前記３次元レンダリングを第１のオペレータに表示するための第１のディスプレイと、
    前記カテーテルを用いることなくデータを収集するデータ収集システムと、
    前記データ収集システムを用いて収集される前記データを第２のオペレータに表示するための第２のディスプレイと
    をさらに備える、請求項１に記載の患者視認システム。
21. 前記先端上の動作負荷を決定するように前記先端に接続される負荷検出システムと、
    前記先端上の負荷が所定の限界を超える場合、オペレータに警告するように前記負荷検出システムに接続される、警告システムと
    をさらに備える、請求項１に記載の患者視認システム。
22. 前記警告は、視覚警告、オーディオ警告、および触覚警告のうちの１つである、請求項２１に記載の患者視認システム。
23. 運動アーチファクトを観察するための運動検出システムと、
    前記運動アーチファクトに基づいて、前記先端に位置調節を行うように前記運動検出システムに接続される位置調節システムと
    をさらに備える、請求項１に記載の患者視認システム。
24. 前記運動検出システムは、時間Ｔ１〜Ｔ２〜Ｔ３における３つの別個の時間において、患者活動のフィードバック制御画像を収集し、前記画像は、患者位置の変化を決定するように、時間Ｔ４において分析され、前記時間Ｔ１〜Ｔ３にわたって観察される前記患者位置の変化に基づく前記制御入力の調節は、時間Ｔ５において行われる、請求項２３に記載の患者視認システム。
25. （Ｔ５−Ｔ３＝Ｔ３−Ｔ２）∩（ｙ３−ｙ２）＜（ｙ２−ｙ１）である場合、Ｔ５における補正＜（ｙ３−ｙ２）である、請求項２４に記載の患者視認システム。
26. 患者を視認する方法であって、
    カテーテルの先端を患者の身体の中に挿入することと、
    先端追跡デバイスを用いて、前記先端の移動を検出することと、
    前記先端追跡デバイスによって検出される移動に基づいて、測定値を受信することと、
    前記測定値に基づいて、前記先端の位置を決定することと、
    前記先端の位置を記憶することと、
    前記先端の位置に基づいて、左および右画像データセットを決定することと、
    それぞれ、前記左および右画像データセットを光として投影する左および右プロジェクタを使用して、前記先端の位置を表すパターンで光を発生させることと、
    視認者に前記先端の位置が見えるように、前記光を前記視認者の左および右眼の網膜に誘導することであって、前記左および右画像データセットは、３次元レンダリングの知覚を前記視認者に与えるように相互と異なる、ことと
    を含む、方法。
27. 頭部搭載可能フレームを視認者の頭部に搭載することであって、前記光導波管は、前記頭部搭載可能フレームに固着される、こと
    をさらに含む、請求項２６に記載の方法。
28. 前記光導波管は、眼と身体の外面との間に位置付けられる透明光導波管である、請求項２７に記載の方法。
29. 前記頭部搭載可能フレームの移動を検出することと、
    検出される前記移動に基づいて、設置値を計算することと、
    前記設置値に基づいて、前記眼のビュー内の前記身体部分の位置を修正することと
    をさらに含む、請求項２７に記載の方法。
30. 前記移動は、前記頭部搭載可能フレームに搭載される頭部ユニット慣性測定ユニット（ＩＭＵ）の運動センサを用いて検出される、請求項２９に記載の方法。
31. 前記移動は、前記頭部搭載可能フレームに搭載される頭部ユニットカメラを用いて検出され、前記頭部ユニットカメラは、前記頭部ユニットカメラのビュー内の物体の画像を撮影することによって、前記頭部搭載可能フレームの移動を検出する、請求項２９に記載の方法。
32. 前記画像を分析し、前記頭部搭載可能フレームの姿勢位置を検出することをさらに含む、請求項３１に記載の方法。
33. 伝送機をアクティブ化し、前記身体内の身体部分において前進波を発生させることと、
    受信機を用いて、前記身体部分からの帰還波を検出することであって、前記身体部分からの前記帰還波は、前記伝送機によって生成される前記前進波に応答する、ことと、
    前記受信機によって検出される前記帰還波の未加工データを受信することと、
    データ記憶部内に前記未加工データを記憶することと、
    前記帰還波の未加工データを処理し、画像を表す画像データを生成することと、
    前記データ記憶部内に前記画像データを記憶することと、
    前記データ記憶部から前記画像データを受信することと、
    前記先端の位置を前記画像データと組み合わせることであって、生成される前記光のパターンは、前記画像データおよび前記先端の位置を表すパターンを含む、ことと
    をさらに含む、請求項２６に記載の方法。
34. 前記伝送機は、回転子に固着され、Ｘ線波を伝送する、Ｘ線伝送機であり、前記受信機は、前記Ｘ線波を検出するように前記回転子に固着されるＸ線検出器であり、基部に対する前記プラットフォームの移動は、前記Ｘ線伝送機から前記Ｘ線検出器まで延在する平面に対して前記患者の移動を可能にする、請求項３３に記載の方法。
35. 前記データ記憶部内に前記先端の過去経路を記憶することと、
    前記先端の位置とともに前記先端の過去経路を表示することと
    をさらに含む、請求項２６に記載の方法。
36. 前記先端の過去経路の周囲に３次元メッシュを発生させることと、
    前記データ記憶部、前記カテーテル表示インテグレータ内に前記メッシュを記憶することと、
    前記先端の位置とともに前記メッシュを表示することと
    をさらに含む、請求項２６に記載の方法。
37. 前記先端内のカテーテルカメラを用いて、ビデオデータを捕捉することと、
    前記ビデオデータを受信することであって、前記カテーテル表示インテグレータは、前記ビデオデータに基づいて、ライブビデオを表示する、ことと、
    前記ビデオデータに基づいて、ライブビデオを表示することと
    をさらに含む、請求項３６に記載の方法。
38. 前記命令のセットは、
    前記先端の位置に基づいて、前記先端の将来の経路を計算することと、
    前記将来の経路を表示することと
    を含む、請求項２６に記載の方法。
39. 前記将来の経路は、前記先端追跡デバイスによって検出される前記移動に基づいて計算される、請求項３８に記載の方法。
40. 前記先端追跡デバイスによって検出される前記移動は、選択された方向への第１の角度を通した第１の位置から第２の位置までの移動の第１の量であり、前記将来の経路は、前記選択された方向への第２の角度を通した前記第２の位置から第３の位置までの移動の第２の量である、請求項３９に記載の方法。
41. 前記先端上の侵襲性外科手術道具を用いて、侵襲性手技を実施することをさらに含む、請求項２６に記載の方法。
42. 前記先端上のカメラを用いて、画像を捕捉することと、
    前記カメラによって捕捉される画像をオペレータに表示することと
    をさらに含む、請求項２６に記載の方法。
43. 前記３次元レンダリングおよび前記カメラによって捕捉される前記画像を第１のオペレータに表示することをさらに含む、請求項４２に記載の方法。
44. 前記３次元レンダリングを第１のオペレータに表示することと、
    前記カメラによって捕捉される前記画像を第２のオペレータに表示することと
    をさらに含む、請求項４２に記載の方法。
45. 前記３次元レンダリングを第１のオペレータに表示することと、
    前記カテーテルを用いることなくデータを収集することと、
    前記カテーテルを用いることなく収集される前記データを第２のオペレータに表示することと
    をさらに含む、請求項２６に記載の方法。
46. 前記先端上の動作負荷を決定することと、
    前記先端上の負荷が所定の限界を超える場合、オペレータに警告することと
    をさらに含む、請求項２６に記載の方法。
47. 前記警告は、視覚警告、オーディオ警告、および触覚警告のうちの１つである、請求項４６に記載の方法。
48. 運動アーチファクトを観察することと、
    前記運動アーチファクトに基づいて、前記先端に位置調節を行うことと
    をさらに含む、請求項２６に記載の方法。
49. 前記運動検出システムは、時間Ｔ１〜Ｔ２〜Ｔ３における３つの別個の時間において、患者活動のフィードバック制御画像を収集し、前記画像は、患者位置の変化を決定するように、時間Ｔ４において分析され、前記時間Ｔ１〜Ｔ３にわたって観察される前記患者位置の変化に基づく前記制御入力の調節は、時間Ｔ５において行われる、請求項４８に記載の方法。
50. （Ｔ５−Ｔ３＝Ｔ３−Ｔ２）∩（ｙ３−ｙ２）＜（ｙ２−ｙ１）である場合、Ｔ５における補正＜（ｙ３−ｙ２）である、請求項４９に記載の方法。
51. 患者視認システムであって、
    管腔と、先端とを有するカテーテルと、
    前記先端の移動を検出する先端追跡デバイスと、
    プロジェクタと、
    前記プロジェクタに接続される光導波管と、
    プロセッサと、
    前記プロセッサに接続されるコンピュータ可読媒体と、
    前記コンピュータ可読媒体上のデータ記憶部と、
    前記コンピュータ可読媒体上に記憶され、前記プロセッサによって実行可能である命令のセットであって、
    カテーテル追跡システムであって、前記カテーテル追跡システムは、前記先端追跡デバイスに接続され、前記先端追跡デバイスによって検出される移動に基づいて、測定値を受信し、前記測定値に基づいて、前記先端の位置を決定し、前記データ記憶部内に前記先端の位置を記憶する、カテーテル追跡システムと、
    前記データ記憶部内に前記先端の過去経路を記憶する過去経路計算機と、
    カテーテル表示インテグレータであって、前記カテーテル表示インテグレータは、前記先端の位置とともに前記先端の過去経路を表示する、カテーテル表示インテグレータと
    を含む、命令のセットと
    を備える、患者視認システム。
52. 前記命令のセットは、
    前記先端の過去経路の周囲に３次元メッシュを発生させ、前記データ記憶部内に前記メッシュを記憶するメッシュ発生器であって、前記カテーテル表示インテグレータは、前記先端の位置とともに前記メッシュを表示する、メッシュ発生器
    を含む、請求項５１に記載の患者視認システム。
53. 前記先端内のカテーテルカメラであって、前記カテーテルカメラは、ビデオデータを捕捉する、カテーテルカメラ
    をさらに備え、
    前記命令のセットは、
    前記ビデオデータを受信するように前記先端内の前記カテーテルカメラに接続されるビデオデータ受信ユニットであって、前記カテーテル表示インテグレータは、前記ビデオデータに基づいて、ライブビデオを表示する、ビデオデータ受信ユニット
    を含む、請求項５１に記載の患者視認システム。
54. 前記命令のセットは、
    前記先端の位置に基づいて、前記先端の将来の経路を計算する予想経路計算機であって、前記カテーテル表示インテグレータは、前記将来の経路を表示する、予想経路計算機
    を含む、請求項５１に記載の患者視認システム。
55. 前記将来の経路は、前記先端追跡デバイスによって検出される前記移動に基づいて計算される、請求項５４に記載の患者視認システム。
56. 前記先端追跡デバイスによって検出される前記移動は、選択された方向への第１の角度を通した第１の位置から第２の位置までの移動の第１の量であり、前記将来の経路は、前記選択された方向への第２の角度を通した前記第２の位置から第３の位置までの移動の第２の量である、請求項５５に記載の患者視認システム。
57. 頭部搭載可能フレームであって、前記光導波管は、前記頭部搭載可能フレームに固着される、頭部搭載可能フレーム
    をさらに備える、請求項５１に記載の患者視認システム。
58. 前記光導波管は、眼と身体の外面との間に位置付けられる透明光導波管である、請求項５７に記載の患者視認システム。
59. 前記プロジェクタは、左プロジェクタであり、前記光導波管は、左光導波管であり、前記眼は、視認者の左眼であり、
    前記画像データを受信するように前記画像データ受信ユニットに接続される右プロジェクタであって、前記右プロジェクタは、前記画像データを表すパターンで光を発生させる、右プロジェクタと、
    右光導波管であって、前記右光導波管は、前記視認者に右眼を伴う身体部分のレンダリングを用いて拡張された前記身体の外面が見えるように、前記身体の外面からの光が前記右眼の網膜に透過している間に、前記右プロジェクタからの光を前記視認者の右眼の網膜に誘導するように前記右プロジェクタに接続される、右光導波管と
    をさらに備える、請求項５７に記載の患者視認システム。
60. 前記命令のセットは、
    前記画像データを受信するように前記データ受信ユニットに接続される立体分析器であって、前記立体分析器は、左および右画像データセットを決定し、前記左および右プロジェクタは、それぞれ、前記左および右画像データセットを投影し、前記左および右画像データセットは、３次元レンダリングの知覚を前記視認者に与えるように相互と異なる、立体分析器
    を含む、請求項５９に記載の患者視認システム。
61. 前記頭部搭載可能フレームの移動を検出する頭部ユニット検出デバイスをさらに備え、
    前記命令のセットは、
    表示調節アルゴリズムであって、前記表示調節アルゴリズムは、前記頭部ユニット検出デバイスに接続され、前記頭部ユニット検出デバイスによって検出される移動に基づいて測定値を受信し、設置値を計算する、表示調節アルゴリズムと、
    前記設置値に基づいて、前記眼のビュー内の前記身体部分の位置を修正する表示位置付けアルゴリズムと
    を含む、請求項５７に記載の患者視認システム。
62. 前記頭部ユニット検出デバイスは、
    前記頭部搭載可能フレームに搭載される頭部ユニット慣性測定ユニット（ＩＭＵ）であって、前記頭部ユニットＩＭＵは、前記頭部搭載可能フレームの移動を検出する運動センサを含む、頭部ユニットＩＭＵ
    を含む、請求項６１に記載の患者視認システム。
63. 前記頭部ユニット検出デバイスは、
    前記頭部搭載可能フレームに搭載される頭部ユニットカメラであって、前記頭部ユニットカメラは、前記頭部ユニットカメラのビュー内の物体の画像を撮影することによって、前記頭部搭載可能フレームの移動を検出する、頭部ユニットカメラ
    を含み、
    前記命令のセットは、
    前記画像を分析し、前記頭部搭載可能フレームの姿勢位置を検出する画像処理システムを含む、請求項６１に記載の患者視認システム。
64. 伝送機と、
    前記伝送機をアクティブ化するように前記伝送機に接続されるエネルギー源であって、患者の身体は、前記伝送機が前記身体内の身体部分において前進波を発生させるために、前記伝送機に対して位置付け可能である、エネルギー源と、
    前記身体部分からの帰還波を検出するように前記身体に対して位置付け可能である受信機であって、前記身体部分からの前記帰還波は、前記伝送機によって生成される前記前進波に応答する、受信機と
    をさらに備え、
    前記命令のセットは、
    前記受信機によって検出される前記帰還波の未加工データを受信し、前記データ記憶部内に前記未加工データを記憶する未加工データ受信ユニットと、
    前記帰還波の未加工データを処理して、画像を表す画像データを生成し、前記データ記憶部内に前記画像データを記憶するように前記データ記憶部に接続される画像発生ユニットと、
    前記データ記憶部から前記画像データを受信する画像データ受信ユニットと、
    前記先端の位置を前記画像データと組み合わせるカテーテル表示インテグレータであって、前記プロジェクタによって生成される前記光のパターンは、前記画像データおよび前記先端の位置を表すパターンを含む、カテーテル表示インテグレータと
    を含む、請求項３１に記載の患者視認システム。
65. コンピュータ断層撮影（ＣＴ）スキャナであって、
    基部と、
    前記患者のためのプラットフォームと、
    前記患者を中心とした回転のために前記基部に搭載される回転子であって、前記伝送機は、前記回転子に固着され、Ｘ線波を伝送する、Ｘ線伝送機であり、前記受信機は、前記Ｘ線波を検出するように前記回転子に固着されるＸ線検出器であり、前記基部に対する前記プラットフォームの移動は、前記Ｘ線伝送機から前記Ｘ線検出器まで延在する平面に対して前記患者の移動を可能にする、回転子と
    を含む、コンピュータ断層撮影（ＣＴ）スキャナ
    を備える、請求項６４に記載の患者視認システム。
66. 前記先端上に侵襲性外科手術道具をさらに備える、請求項５１に記載の患者視認システム。
67. 前記先端上のカメラと、
    前記カメラによって捕捉される画像をオペレータに表示するための少なくとも１つのディスプレイと
    をさらに備える、請求項５１に記載の患者視認システム。
68. 第１のディスプレイは、前記３次元レンダリングおよび前記カメラによって捕捉される前記画像を第１のオペレータに表示する、請求項６７に記載の患者視認システム。
69. 第１のディスプレイは、前記３次元レンダリングを第１のオペレータに表示し、
    前記カメラによって捕捉される前記画像を第２のオペレータに表示する第２のディスプレイ
    をさらに備える、請求項６７に記載の患者視認システム。
70. 前記３次元レンダリングを第１のオペレータに表示するための第１のディスプレイと、
    前記カテーテルを用いることなくデータを収集するデータ収集システムと、
    前記データ収集システムを用いて収集される前記データを第２のオペレータに表示するための第２のディスプレイと
    をさらに備える、請求項５１に記載の患者視認システム。
71. 前記先端上の動作負荷を決定するように前記先端に接続される負荷検出システムと、
    前記先端上の負荷が所定の限界を超える場合、オペレータに警告するように前記負荷検出システムに接続される警告システムと
    をさらに備える、請求項５１に記載の患者視認システム。
72. 前記警告は、視覚警告、オーディオ警告、および触覚警告のうちの１つである、請求項７１に記載の患者視認システム。
73. 運動アーチファクトを観察するための運動検出システムと、
    前記運動アーチファクトに基づいて、前記先端に位置調節を行うように前記運動検出システムに接続される位置調節システムと
    をさらに備える、請求項５１に記載の患者視認システム。
74. 前記運動検出システムは、時間Ｔ１〜Ｔ２〜Ｔ３における３つの別個の時間において、患者活動のフィードバック制御画像を収集し、前記画像は、患者位置の変化を決定するように、時間Ｔ４において分析され、前記時間Ｔ１〜Ｔ３にわたって観察される前記患者位置の変化に基づく前記制御入力の調節は、時間Ｔ５において行われる、請求項７３に記載の患者視認システム。
75. （Ｔ５−Ｔ３＝Ｔ３−Ｔ２）∩（ｙ３−ｙ２）＜（ｙ２−ｙ１）である場合、Ｔ５における補正＜（ｙ３−ｙ２）である、請求項７４に記載の患者視認システム。
76. 患者を視認する方法であって、
    カテーテルの先端を患者の身体の中に挿入することと、
    先端追跡デバイスを用いて、前記先端の移動を検出することと、
    前記先端追跡デバイスによって検出される移動に基づいて、測定値を受信することと、
    前記測定値に基づいて、前記先端の位置を決定することと、
    前記先端の位置を記憶することと、
    前記先端の位置に基づいて、左および右画像データセットを決定することと、
    それぞれ、前記左および右画像データセットを光として投影する左および右プロジェクタを使用して、前記先端の位置を表すパターンで光を発生させることと、
    視認者に前記先端の位置が見えるように、前記光を前記視認者の左および右眼の網膜に誘導することであって、前記左および右画像データセットは、３次元レンダリングの知覚を前記視認者に与えるように相互と異なる、ことと、
    前記データ記憶部内に前記先端の過去経路を記憶することと、
    前記先端の位置とともに前記先端の過去経路を表示することと
    を含む、方法。
77. 前記先端の過去経路の周囲に３次元メッシュを発生させることと、
    前記データ記憶部、前記カテーテル表示インテグレータ内に前記メッシュを記憶することと、
    前記先端の位置とともに前記メッシュを表示することと
    をさらに含む、請求項７６に記載の方法。
78. 前記先端内のカテーテルカメラを用いて、ビデオデータを捕捉することと、
    前記ビデオデータを受信することであって、前記カテーテル表示インテグレータは、前記ビデオデータに基づいて、ライブビデオを表示する、ことと、
    前記ビデオデータに基づいて、ライブビデオを表示することと
    をさらに含む、請求項７６に記載の方法。
79. 前記命令のセットは、
    前記先端の位置に基づいて、前記先端の将来の経路を計算することと、
    前記将来の経路を表示することと
    を含む、請求項７６に記載の方法。
80. 前記将来の経路は、前記先端追跡デバイスによって検出される前記移動に基づいて計算される、請求項７９に記載の方法。
81. 前記先端追跡デバイスによって検出される前記移動は、選択された方向への第１の角度を通した第１の位置から第２の位置までの移動の第１の量であり、前記将来の経路は、前記選択された方向への第２の角度を通した前記第２の位置から第３の位置までの移動の第２の量である、請求項８０に記載の方法。
82. 頭部搭載可能フレームを視認者の頭部に搭載することであって、前記光導波管は、前記頭部搭載可能フレームに固着される、こと
    をさらに含む、請求項７６に記載の方法。
83. 前記光導波管は、眼と身体の外面との間に位置付けられる透明光導波管である、請求項８２に記載の方法。
84. 前記眼は、前記視認者の左眼であり、
    前記視認者に右眼を伴う身体部分のレンダリングを用いて拡張された前記身体の外面が見えるように、前記身体の外面からの光が前記右眼の網膜に透過している間に、前記光を前記視認者の右眼の網膜に誘導すること
    をさらに含む、請求項８２に記載の方法。
85. 左および右画像データセットを決定することであって、前記左および右画像データセットは、３次元レンダリングの知覚を前記視認者に与えるように相互と異なる、こと
    をさらに含む、請求項８４に記載の方法。
86. 前記頭部搭載可能フレームの移動を検出することと、
    検出される前記移動に基づいて、設置値を計算することと、
    前記設置値に基づいて、前記眼のビュー内の前記身体部分の位置を修正することと
    をさらに含む、請求項８２に記載の方法。
87. 前記移動は、前記頭部搭載可能フレームに搭載される頭部ユニット慣性測定ユニット（ＩＭＵ）の運動センサを用いて検出される、請求項８６に記載の方法。
88. 前記移動は、前記頭部搭載可能フレームに搭載される頭部ユニットカメラを用いて検出され、前記頭部ユニットカメラは、前記頭部ユニットカメラのビュー内の物体の画像を撮影することによって、前記頭部搭載可能フレームの移動を検出し、
    前記画像を分析し、前記頭部搭載可能フレームの姿勢位置を検出すること
    をさらに含む、請求項８６に記載の方法。
89. 伝送機をアクティブ化し、前記身体内の身体部分において前進波を発生させることと、
    受信機を用いて、前記身体部分からの帰還波を検出することであって、前記身体部分からの前記帰還波は、前記伝送機によって生成される前記前進波に応答する、ことと、
    前記受信機によって検出される前記帰還波の未加工データを受信することと、
    データ記憶部内に前記未加工データを記憶することと、
    前記帰還波の未加工データを処理し、画像を表す画像データを生成することと、
    前記データ記憶部内に前記画像データを記憶することと、
    前記データ記憶部から前記画像データを受信することと、
    前記先端の位置を前記画像データと組み合わせることであって、生成される前記光のパターンは、前記画像データおよび前記先端の位置を表すパターンを含む、ことと
    をさらに含む、請求項７６に記載の方法。
90. 前記伝送機は、回転子に固着され、Ｘ線波を伝送する、Ｘ線伝送機であり、前記受信機は、前記Ｘ線波を検出するように前記回転子に固着されるＸ線検出器であり、基部に対する前記プラットフォームの移動は、前記Ｘ線伝送機から前記Ｘ線検出器まで延在する平面に対して前記患者の移動を可能にする、請求項８９に記載の方法。
91. 前記先端上の侵襲性外科手術道具を用いて、侵襲性手技を実施することをさらに含む、請求項７６に記載の方法。
92. 前記先端上のカメラを用いて、画像を捕捉することと、
    前記カメラによって捕捉される画像をオペレータに表示することと
    をさらに含む、請求項７６に記載の方法。
93. 前記３次元レンダリングおよび前記カメラによって捕捉される前記画像を第１のオペレータに表示することをさらに含む、請求項９２に記載の方法。
94. 前記３次元レンダリングを第１のオペレータに表示することと、
    前記カメラによって捕捉される前記画像を第２のオペレータに表示することと
    をさらに含む、請求項９２に記載の方法。
95. 前記３次元レンダリングを第１のオペレータに表示することと、
    前記カテーテルを用いることなくデータを収集することと、
    前記カテーテルを用いることなく収集される前記データを第２のオペレータに表示することと
    をさらに含む、請求項７６に記載の方法。
96. 前記先端上の動作負荷を決定することと、
    前記先端上の負荷が所定の限界を超える場合、オペレータに警告することと
    をさらに含む、請求項７６に記載の方法。
97. 前記警告は、視覚警告、オーディオ警告、および触覚警告のうちの１つである、請求項９６に記載の方法。
98. 運動アーチファクトを観察することと、
    前記運動アーチファクトに基づいて、前記先端に位置調節を行うことと
    をさらに含む、請求項７６に記載の方法。
99. 前記運動検出システムは、時間Ｔ１〜Ｔ２〜Ｔ３における３つの別個の時間において、患者活動のフィードバック制御画像を収集し、前記画像は、患者位置の変化を決定するように、時間Ｔ４において分析され、前記時間Ｔ１〜Ｔ３にわたって観察される前記患者位置の変化に基づく前記制御入力の調節は、時間Ｔ５において行われる、請求項９８に記載の方法。
100. （Ｔ５−Ｔ３＝Ｔ３−Ｔ２）∩（ｙ３−ｙ２）＜（ｙ２−ｙ１）である場合、Ｔ５における補正＜（ｙ３−ｙ２）である、請求項９９に記載の方法。
101. 患者視認システムであって、
     管腔と、先端とを有するカテーテルと、
     前記先端の移動を検出する先端追跡デバイスと、
     プロジェクタと、
     前記プロジェクタに接続される光導波管と、
     プロセッサと、
     前記プロセッサに接続されるコンピュータ可読媒体と、
     前記コンピュータ可読媒体上のデータ記憶部と、
     前記コンピュータ可読媒体上に記憶され、前記プロセッサによって実行可能である命令のセットであって、
     カテーテル追跡システムであって、前記カテーテル追跡システムは、前記先端追跡デバイスに接続され、前記先端追跡デバイスによって検出される移動に基づいて、測定値を受信し、前記測定値に基づいて、前記先端の位置を決定し、前記データ記憶部内に前記先端の位置を記憶する、カテーテル追跡システムと、
     前記先端の位置に基づいて、前記先端の将来の経路を計算する予想経路計算機であって、カテーテル表示インテグレータは、前記将来の経路を表示する、予想経路計算機と、
     カテーテル表示インテグレータであって、前記カテーテル表示インテグレータは、前記先端の位置とともに前記先端の将来の経路を表示する、カテーテル表示インテグレータと
     を含む、命令のセットと
     を備える、患者視認システム。
102. 前記先端追跡デバイスによって検出される前記移動は、選択された方向への第１の角度を通した第１の位置から第２の位置までの移動の第１の量であり、前記将来の経路は、前記選択された方向への第２の角度を通した前記第２の位置から第３の位置までの移動の第２の量である、請求項１０１に記載の患者視認システム。
103. 前記将来の経路は、前記先端追跡デバイスによって検出される前記移動に基づいて計算される、請求項１０１に記載の患者視認システム。
104. 前記先端内のカテーテルカメラであって、前記カテーテルカメラは、ビデオデータを捕捉する、カテーテルカメラ
     をさらに備え、
     前記命令のセットは、
     前記ビデオデータを受信するように前記先端内の前記カテーテルカメラに接続されるビデオデータ受信ユニットであって、前記カテーテル表示インテグレータは、前記ビデオデータに基づいて、ライブビデオを表示する、ビデオデータ受信ユニット
     を含む、請求項１０１に記載の患者視認システム。
105. 前記命令のセットは、
     前記先端の位置に基づいて、前記先端の過去経路を計算する過去経路計算機であって、前記カテーテル表示インテグレータは、前記将来の経路を表示する、過去経路計算機
     を含む、請求項１０１に記載の患者視認システム。
106. 前記命令のセットは、
     前記先端の過去経路の周囲に３次元メッシュを発生させ、前記データ記憶部内に前記メッシュを記憶するメッシュ発生器であって、前記カテーテル表示インテグレータは、前記先端の位置とともに前記メッシュを表示する、メッシュ発生器
     を含む、請求項１０５に記載の患者視認システム。
107. 前記先端追跡デバイスによって検出される前記移動は、選択された方向への第１の角度を通した第１の位置から第２の位置までの移動の第１の量であり、前記将来の経路は、前記選択された方向への第２の角度を通した前記第２の位置から第３の位置までの移動の第２の量である、請求項１０６に記載の患者視認システム。
108. 頭部搭載可能フレームであって、前記光導波管は、前記頭部搭載可能フレームに固着される、頭部搭載可能フレーム
     をさらに備える、請求項１０１に記載の患者視認システム。
109. 前記光導波管は、眼と身体の外面との間に位置付けられる透明光導波管である、請求項１０８に記載の患者視認システム。
110. 前記プロジェクタは、左プロジェクタであり、前記光導波管は、左光導波管であり、前記眼は、視認者の左眼であり、
     前記画像データを受信するように前記画像データ受信ユニットに接続される右プロジェクタであって、前記右プロジェクタは、前記画像データを表すパターンで光を発生させる、右プロジェクタと、
     右光導波管であって、前記右光導波管は、前記視認者に右眼を伴う身体部分のレンダリングを用いて拡張された前記身体の外面が見えるように、前記身体の外面からの光が前記右眼の網膜に透過している間に、前記右プロジェクタからの光を前記視認者の右眼の網膜に誘導するように前記右プロジェクタに接続される、右光導波管と
     をさらに備える、請求項１０８に記載の患者視認システム。
111. 前記命令のセットは、
     前記画像データを受信するように前記データ受信ユニットに接続される立体分析器であって、前記立体分析器は、左および右画像データセットを決定し、前記左および右プロジェクタは、それぞれ、前記左および右画像データセットを投影し、前記左および右画像データセットは、３次元レンダリングの知覚を前記視認者に与えるように相互と異なる、立体分析器
     を含む、請求項１１０に記載の患者視認システム。
112. 前記頭部搭載可能フレームの移動を検出する頭部ユニット検出デバイスをさらに備え、
     前記命令のセットは、
     表示調節アルゴリズムであって、前記表示調節アルゴリズムは、前記頭部ユニット検出デバイスに接続され、前記頭部ユニット検出デバイスによって検出される移動に基づいて測定値を受信し、設置値を計算する、表示調節アルゴリズムと、
     前記設置値に基づいて、前記眼のビュー内の前記身体部分の位置を修正する表示位置付けアルゴリズムと
     を含む、請求項１０８に記載の患者視認システム。
113. 前記頭部ユニット検出デバイスは、
     前記頭部搭載可能フレームに搭載される頭部ユニット慣性測定ユニット（ＩＭＵ）であって、前記頭部ユニットＩＭＵは、前記頭部搭載可能フレームの移動を検出する運動センサを含む、頭部ユニットＩＭＵ
     を含む、請求項１１２に記載の患者視認システム。
114. 前記頭部ユニット検出デバイスは、
     前記頭部搭載可能フレームに搭載される頭部ユニットカメラであって、前記頭部ユニットカメラは、前記頭部ユニットカメラのビュー内の物体の画像を撮影することによって、前記頭部搭載可能フレームの移動を検出する、頭部ユニットカメラ
     を含み、
     前記命令のセットは、
     前記画像を分析し、前記頭部搭載可能フレームの姿勢位置を検出する画像処理システムを含む、請求項１１２に記載の患者視認システム。
115. 伝送機と、
     前記伝送機をアクティブ化するように前記伝送機に接続されるエネルギー源であって、患者の身体は、前記伝送機が前記身体内の身体部分において前進波を発生させるために、前記伝送機に対して位置付け可能である、エネルギー源と、
     前記身体部分からの帰還波を検出するように前記身体に対して位置付け可能である受信機であって、前記身体部分からの前記帰還波は、前記伝送機によって生成される前記前進波に応答する、受信機と
     をさらに備え、
     前記命令のセットは、
     前記受信機によって検出される前記帰還波の未加工データを受信し、前記データ記憶部内に前記未加工データを記憶する未加工データ受信ユニットと、
     画像発生ユニットであって、前記画像発生ユニットは、前記帰還波の未加工データを処理して、画像を表す画像データを生成し、前記データ記憶部内に前記画像データを記憶するように前記データ記憶部に接続される、画像発生ユニットと、
     前記データ記憶部から前記画像データを受信する画像データ受信ユニットと、
     前記先端の位置を前記画像データと組み合わせるカテーテル表示インテグレータであって、前記プロジェクタによって生成される前記光のパターンは、前記画像データおよび前記先端の位置を表すパターンを含む、カテーテル表示インテグレータと
     を含む、請求項１０１１に記載の患者視認システム。
116. コンピュータ断層撮影（ＣＴ）スキャナであって、
     基部と、
     前記患者のためのプラットフォームと、
     前記患者を中心とした回転のために前記基部に搭載される回転子であって、前記伝送機は、前記回転子に固着され、Ｘ線波を伝送するＸ線伝送機であり、前記受信機は、前記Ｘ線波を検出するように前記回転子に固着されるＸ線検出器であり、前記基部に対する前記プラットフォームの移動は、前記Ｘ線伝送機から前記Ｘ線検出器まで延在する平面に対して前記患者の移動を可能にする、回転子と
     を含む、コンピュータ断層撮影（ＣＴ）スキャナ
     を備える、請求項１１５に記載の患者視認システム。
117. 前記先端上のカメラと、
     前記カメラによって捕捉される画像をオペレータに表示するための少なくとも１つのディスプレイと
     をさらに備える、請求項１０１に記載の患者視認システム。
118. 第１のディスプレイは、前記３次元レンダリングおよび前記カメラによって捕捉される前記画像を第１のオペレータに表示する、請求項１１８に記載の患者視認システム。
119. 第１のディスプレイは、前記３次元レンダリングを第１のオペレータに表示し、
     前記カメラによって捕捉される前記画像を第２のオペレータに表示する第２のディスプレイ
     をさらに備える、請求項１１８に記載の患者視認システム。
120. 前記３次元レンダリングを第１のオペレータに表示するための第１のディスプレイと、
     前記カテーテルを用いることなくデータを収集するデータ収集システムと、
     前記データ収集システムを用いて収集される前記データを第２のオペレータに表示するための第２のディスプレイと
     をさらに備える、請求項１０１に記載の患者視認システム。
121. 前記先端上の動作負荷を決定するように前記先端に接続される負荷検出システムと、
     前記先端上の負荷が所定の限界を超える場合、オペレータに警告するように前記負荷検出システムに接続される警告システムと
     をさらに備える、請求項１０１に記載の患者視認システム。
122. 前記警告は、視覚警告、オーディオ警告、および触覚警告のうちの１つである、請求項１２２に記載の患者視認システム。
123. 運動アーチファクトを観察するための運動検出システムと、
     前記運動アーチファクトに基づいて、前記先端に位置調節を行うように前記運動検出システムに接続される位置調節システムと
     をさらに備える、請求項１０１に記載の患者視認システム。
124. 前記運動検出システムは、時間Ｔ１〜Ｔ２〜Ｔ３における３つの別個の時間において、患者活動のフィードバック制御画像を収集し、前記画像は、患者位置の変化を決定するように、時間Ｔ４において分析され、前記時間Ｔ１〜Ｔ３にわたって観察される前記患者位置の変化に基づく前記制御入力の調節は、時間Ｔ５において行われる、請求項１２４に記載の患者視認システム。
125. （Ｔ５−Ｔ３＝Ｔ３−Ｔ２）∩（ｙ３−ｙ２）＜（ｙ２−ｙ１）である場合、Ｔ５における補正＜（ｙ３−ｙ２）である、請求項１２５に記載の患者視認システム。
126. 患者を視認する方法であって、
     カテーテルの先端を患者の身体の中に挿入することと、
     先端追跡デバイスを用いて、前記先端の移動を検出することと、
     前記先端追跡デバイスによって検出される移動に基づいて、測定値を受信することと、
     前記測定値に基づいて、前記先端の位置を決定することと、
     前記先端の位置を記憶することと、
     前記先端の位置に基づいて、左および右画像データセットを決定することと、
     それぞれ、前記左および右画像データセットを光として投影する左および右プロジェクタを使用して、前記先端の位置を表すパターンで光を発生させることと、
     視認者に前記先端の位置が見えるように、前記光を前記視認者の左および右眼の網膜に誘導することであって、前記左および右画像データセットは、３次元レンダリングの知覚を前記視認者に与えるように相互と異なる、ことと、
     前記先端の位置に基づいて、前記先端の将来の経路を計算することと、
     前記先端の位置とともに前記先端の将来の経路を表示することと
     を含む、方法。
127. 前記先端追跡デバイスによって検出される前記移動は、選択された方向への第１の角度を通した第１の位置から第２の位置までの移動の第１の量であり、前記将来の経路は、前記選択された方向への第２の角度を通した前記第２の位置から第３の位置までの移動の第２の量である、請求項１２７に記載の方法。
128. 前記将来の経路は、前記先端追跡デバイスによって検出される前記移動に基づいて計算される、請求項１２７に記載の方法。
129. 前記先端内のカテーテルカメラを用いて、ビデオデータを捕捉することと、
     前記ビデオデータを受信することであって、前記カテーテル表示インテグレータは、前記ビデオデータに基づいて、ライブビデオを表示する、ことと、
     前記ビデオデータに基づいて、ライブビデオを表示することと
     をさらに含む、請求項１２７に記載の方法。
130. 前記命令のセットは、
     前記データ記憶部内に前記先端の過去経路を記憶することと、
     前記先端の位置とともに前記先端の過去経路を表示することと
     を含む、請求項１２７に記載の方法。
131. 前記先端の過去経路の周囲に３次元メッシュを発生させることと、
     前記データ記憶部、前記カテーテル表示インテグレータ内に前記メッシュを記憶することと、
     前記先端の位置とともに前記メッシュを表示することと
     をさらに含む、請求項１３１に記載の方法。
132. 前記先端追跡デバイスによって検出される前記移動は、選択された方向への第１の角度を通した第１の位置から第２の位置までの移動の第１の量であり、前記将来の経路は、前記選択された方向への第２の角度を通した前記第２の位置から第３の位置までの移動の第２の量である、請求項１３２に記載の方法。
133. 頭部搭載可能フレームを視認者の頭部に搭載することであって、前記光導波管は、前記頭部搭載可能フレームに固着される、こと
     をさらに含む、請求項１２７に記載の方法。
134. 前記光導波管は、眼と身体の外面との間に位置付けられる透明光導波管である、請求項１３４に記載の方法。
135. 前記眼は、前記視認者の左眼であり、
     前記視認者に右眼を伴う身体部分のレンダリングを用いて拡張された前記身体の外面が見えるように、前記身体の外面からの光が前記右眼の網膜に透過している間に、前記光を前記視認者の右眼の網膜に誘導すること
     をさらに含む、請求項１３４に記載の方法。
136. 左および右画像データセットを決定することであって、前記左および右画像データセットは、３次元レンダリングの知覚を前記視認者に与えるように相互と異なる、こと
     をさらに含む、請求項１３６に記載の方法。
137. 前記頭部搭載可能フレームの移動を検出することと、
     検出される前記移動に基づいて、設置値を計算することと、
     前記設置値に基づいて、前記眼のビュー内の前記身体部分の位置を修正することと
     をさらに含む、請求項１３４に記載の方法。
138. 前記移動は、前記頭部搭載可能フレームに搭載される頭部ユニット慣性測定ユニット（ＩＭＵ）の運動センサを用いて検出される、請求項１３８に記載の方法。
139. 前記移動は、前記頭部搭載可能フレームに搭載される頭部ユニットカメラを用いて検出され、前記頭部ユニットカメラは、前記頭部ユニットカメラのビュー内の物体の画像を撮影することによって、前記頭部搭載可能フレームの移動を検出し、
     前記画像を分析し、前記頭部搭載可能フレームの姿勢位置を検出すること
     をさらに含む、請求項１３８に記載の方法。
140. 伝送機をアクティブ化し、前記身体内の身体部分において前進波を発生させることと、
     受信機を用いて、前記身体部分からの帰還波を検出することであって、前記身体部分からの前記帰還波は、前記伝送機によって生成される前記前進波に応答する、ことと、
     前記受信機によって検出される前記帰還波の未加工データを受信することと、
     データ記憶部内に前記未加工データを記憶することと、
     前記帰還波の未加工データを処理し、画像を表す画像データを生成することと、
     前記データ記憶部内に前記画像データを記憶することと、
     前記データ記憶部から前記画像データを受信することと、
     前記先端の位置を前記画像データと組み合わせることであって、生成される前記光のパターンは、前記画像データおよび前記先端の位置を表すパターンを含む、ことと
     をさらに含む、請求項１２７に記載の方法。
141. 前記伝送機は、回転子に固着され、Ｘ線波を伝送する、Ｘ線伝送機であり、前記受信機は、前記Ｘ線波を検出するように前記回転子に固着されるＸ線検出器であり、基部に対する前記プラットフォームの移動は、前記Ｘ線伝送機から前記Ｘ線検出器まで延在する平面に対して前記患者の移動を可能にする、請求項１４１に記載の方法。
142. 前記先端上の侵襲性外科手術道具を用いて、侵襲性手技を実施することをさらに含む、請求項１２７に記載の方法。
143. 前記先端上のカメラを用いて、画像を捕捉することと、
     前記カメラによって捕捉される画像をオペレータに表示することと
     をさらに含む、請求項１２７に記載の方法。
144. 前記３次元レンダリングおよび前記カメラによって捕捉される前記画像を第１のオペレータに表示すること
     をさらに含む、請求項１４４に記載の方法。
145. 前記３次元レンダリングを第１のオペレータに表示することと、
     前記カメラによって捕捉される前記画像を第２のオペレータに表示することと
     をさらに含む、請求項１４４に記載の方法。
146. 前記３次元レンダリングを第１のオペレータに表示することと、
     前記カテーテルを用いることなくデータを収集することと、
     前記カテーテルを用いることなく収集される前記データを第２のオペレータに表示することと
     をさらに含む、請求項１２７に記載の方法。
147. 前記先端上の動作負荷を決定することと、
     前記先端上の負荷が所定の限界を超える場合、オペレータに警告することと
     をさらに含む、請求項１２７に記載の方法。
148. 前記警告は、視覚警告、オーディオ警告、および触覚警告のうちの１つである、請求項１４８に記載の方法。
149. 運動アーチファクトを観察することと、
     前記運動アーチファクトに基づいて、前記先端に位置調節を行うことと
     をさらに含む、請求項１２７に記載の方法。
150. 前記運動検出システムは、時間Ｔ１〜Ｔ２〜Ｔ３における３つの別個の時間において、患者活動のフィードバック制御画像を収集し、前記画像は、患者位置の変化を決定するように、時間Ｔ４において分析され、前記時間Ｔ１〜Ｔ３にわたって観察される前記患者位置の変化に基づく前記制御入力の調節は、時間Ｔ５において行われる、請求項１５０に記載の方法。
151. （Ｔ５−Ｔ３＝Ｔ３−Ｔ２）∩（ｙ３−ｙ２）＜（ｙ２−ｙ１）である場合、Ｔ５における補正＜（ｙ３−ｙ２）である、請求項１５１に記載の方法。
152. 伝送機と、
     前記伝送機をアクティブ化するように前記伝送機に接続されるエネルギー源であって、患者の身体は、前記伝送機が前記身体内の身体部分において前進波を発生させるために、前記伝送機に対して位置付け可能である、エネルギー源と、
     前記身体部分からの帰還波を検出するように前記身体に対して位置付け可能である受信機であって、前記身体部分からの前記帰還波は、前記伝送機によって生成される前記前進波に応答する、受信機と、
     プロセッサと、
     前記プロセッサに接続されるコンピュータ可読媒体と、
     前記コンピュータ可読媒体上のデータ記憶部と、
     前記コンピュータ可読媒体上に記憶され、前記プロセッサによって実行可能である命令のセットであって、
     前記受信機によって検出される前記帰還波の未加工データを受信し、前記データ記憶部内に前記未加工データを記憶する未加工データ受信ユニットと、
     画像発生ユニットであって、前記画像発生ユニットは、前記帰還波の未加工データを処理して、画像を表す画像データを生成し、前記データ記憶部内に前記画像データを記憶するように前記データ記憶部に接続される、画像発生ユニットと、
     前記データ記憶部から前記画像データを受信する画像データ受信ユニットと、
     前記画像データを受信するように前記画像データ受信ユニットに接続されるプロジェクタであって、前記プロジェクタは、前記画像データを表すパターンで光を発生させる、プロジェクタと、
     光導波管であって、前記光導波管は、前記視認者に身体部分のレンダリングを用いて拡張された身体の外面が見えるように、前記身体の外面からの光が眼の網膜に透過している間に、前記光を前記視認者の眼の網膜に誘導するように前記プロジェクタに接続される、光導波管と
     を含む、命令のセットと
     を備える、患者視認システム。
153. 頭部搭載可能フレームであって、前記光導波管は、前記頭部搭載可能フレームに固着される、頭部搭載可能フレーム
     をさらに備える、請求項１５３に記載の患者視認システム。
154. 前記光導波管は、前記眼と前記身体の外面との間に位置付けられる透明光導波管である、請求項１５４に記載の患者視認システム。
155. 前記プロジェクタは、左プロジェクタであり、前記光導波管は、左光導波管であり、前記眼は、前記視認者の左眼であり、
     前記画像データを受信するように前記画像データ受信ユニットに接続される右プロジェクタであって、前記右プロジェクタは、前記画像データを表すパターンで光を発生させる、右プロジェクタと、
     右光導波管であって、前記右光導波管は、前記視認者に右眼を伴う身体部分のレンダリングを用いて拡張された前記身体の外面が見えるように、前記身体の外面からの光が前記右眼の網膜に透過している間に、前記右プロジェクタからの光を前記視認者の右眼の網膜に誘導するように前記右プロジェクタに接続される、右光導波管と
     をさらに備える、請求項１５４に記載の患者視認システム。
156. 前記命令のセットは、
     前記画像データを受信するように前記データ受信ユニットに接続される立体分析器であって、前記立体分析器は、左および右画像データセットを決定し、前記左および右プロジェクタは、それぞれ、前記左および右画像データセットを投影し、前記左および右画像データセットは、３次元レンダリングの知覚を前記視認者に与えるように相互と異なる、立体分析器
     を含む、請求項１５６に記載の患者視認システム。
157. 前記頭部搭載可能フレームの移動を検出する頭部ユニット検出デバイスをさらに備え、
     前記命令のセットは、
     表示調節アルゴリズムであって、前記表示調節アルゴリズムは、前記頭部ユニット検出デバイスに接続され、前記頭部ユニット検出デバイスによって検出される移動に基づいて測定値を受信し、設置値を計算する、表示調節アルゴリズムと、
     前記設置値に基づいて、前記眼のビュー内の前記身体部分の位置を修正する表示位置付けアルゴリズムと
     を含む、請求項１５４に記載の患者視認システム。
158. 前記頭部ユニット検出デバイスは、
     前記頭部搭載可能フレームに搭載される頭部ユニット慣性測定ユニット（ＩＭＵ）であって、前記頭部ユニットＩＭＵは、前記頭部搭載可能フレームの移動を検出する運動センサを含む、頭部ユニットＩＭＵ
     を含む、請求項１５８に記載の患者視認システム。
159. 前記頭部ユニット検出デバイスは、
     前記頭部搭載可能フレームに搭載される頭部ユニットカメラであって、前記頭部ユニットカメラは、前記頭部ユニットカメラのビュー内の物体の画像を撮影することによって、前記頭部搭載可能フレームの移動を検出する、頭部ユニットカメラ
     を含み、
     前記命令のセットは、
     前記画像を分析し、前記頭部搭載可能フレームの姿勢位置を検出する、画像処理システム
     を含む、請求項１５８に記載の患者視認システム。
160. コンピュータ断層撮影（ＣＴ）スキャナであって、
     基部と、
     前記患者のためのプラットフォームと、
     前記患者を中心とした回転のために前記基部に搭載される回転子であって、前記伝送機は、前記回転子に固着され、Ｘ線波を伝送する、Ｘ線伝送機であり、前記受信機は、前記Ｘ線波を検出するように前記回転子に固着されるＸ線検出器であり、前記基部に対する前記プラットフォームの移動は、前記Ｘ線伝送機から前記Ｘ線検出器まで延在する平面に対して前記患者の移動を可能にする、回転子と
     を含む、コンピュータ断層撮影（ＣＴ）スキャナ
     を備える、請求項１５８に記載の患者視認システム。
161. 管腔と、先端とを有するカテーテルと、
     前記先端の移動を検出する先端追跡デバイスと
     をさらに備え、
     前記命令のセットは、
     カテーテル追跡システムであって、前記カテーテル追跡システムは、前記先端追跡デバイスに接続され、前記先端追跡デバイスによって検出される移動に基づいて、測定値を受信し、前記測定値に基づいて、前記先端の位置を決定する、カテーテル追跡システムと、
     前記先端の位置を前記画像データと組み合わせるカテーテル表示インテグレータであって、前記プロジェクタによって生成される前記光のパターンは、前記画像データおよび前記先端の位置を表すパターンを含む、カテーテル表示インテグレータと
     を含む、請求項１５３に記載の患者視認システム。
162. 前記命令のセットは、
     前記データ記憶部内に前記先端の過去経路を記憶する過去経路計算機であって、前記カテーテル表示インテグレータは、前記先端の位置とともに前記先端の過去経路を表示する、過去経路計算機
     を含む、請求項１６２に記載の患者視認システム。
163. 前記命令のセットは、
     前記先端の過去経路を記憶する過去経路計算機と、
     前記先端の過去経路の周囲に３次元メッシュを発生させ、前記データ記憶部内に前記メッシュを記憶するメッシュ発生器であって、前記カテーテル表示インテグレータは、前記先端の位置とともに前記メッシュを表示する、メッシュ発生器と
     を含む、請求項１６２に記載の患者視認システム。
164. 前記先端内のカテーテルカメラであって、前記カテーテルカメラは、ビデオデータを捕捉する、カテーテルカメラ
     をさらに備え、
     前記命令のセットは、
     前記ビデオデータを受信するように前記先端内の前記カテーテルカメラに接続されるビデオデータ受信ユニットであって、前記カテーテル表示インテグレータは、前記ビデオデータに基づいて、ライブビデオを表示する、ビデオデータ受信ユニット
     を含む、請求項１６４に記載の患者視認システム。
165. 前記命令のセットは、
     前記先端の位置に基づいて、前記先端の将来の経路を計算する予想経路計算機であって、前記カテーテル表示インテグレータは、前記将来の経路を表示する、予想経路計算機
     を含む、請求項１６２に記載の患者視認システム。
166. 前記将来の経路は、前記先端追跡デバイスによって検出される前記移動に基づいて計算される、請求項１６６に記載の患者視認システム。
167. 前記先端追跡デバイスによって検出される前記移動は、選択された方向への第１の角度を通した第１の位置から第２の位置までの移動の第１の量であり、前記将来の経路は、前記選択された方向への第２の角度を通した前記第２の位置から第３の位置までの移動の第２の量である、請求項１６７に記載の患者視認システム。
168. 患者を視認する方法であって、
     伝送機をアクティブ化し、身体内の身体部分において前進波を発生させることと、
     受信機を用いて、前記身体部分からの帰還波を検出することであって、前記身体部分からの前記帰還波は、前記伝送機によって生成される前記前進波に応答する、ことと、
     前記受信機によって検出される前記帰還波の未加工データを受信することと、
     データ記憶部内に前記未加工データを記憶することと、
     前記帰還波の未加工データを処理し、画像を表す画像データを生成することと、
     前記データ記憶部内に前記画像データを記憶することと、
     前記データ記憶部から前記画像データを受信することと、
     前記画像データを表すパターンで光を発生させることと、
     視認者に前記身体部分のレンダリングを用いて拡張された前記身体の外面が見えるように、前記身体の外面からの光が眼の網膜に透過している間に、前記光を前記視認者の眼の網膜に誘導することと
     を含む、方法。
169. 頭部搭載可能フレームを視認者の頭部に搭載することであって、前記光導波管は、前記頭部搭載可能フレームに固着される、こと
     をさらに含む、請求項１６９に記載の方法。
170. 前記光導波管は、前記眼と前記身体の外面との間に位置付けられる透明光導波管である、請求項１７０に記載の方法。
171. 前記眼は、前記視認者の左眼であり、
     前記視認者に右眼を伴う身体部分のレンダリングを用いて拡張された前記身体の外面が見えるように、前記身体の外面からの光が前記右眼の網膜に透過している間に、前記光を前記視認者の右眼の網膜に誘導すること
     をさらに含む、請求項１７０に記載の方法。
172. 左および右画像データセットを決定することであって、前記左および右画像データセットは、３次元レンダリングの知覚を前記視認者に与えるように相互と異なる、こと
     をさらに含む、請求項１７２に記載の方法。
173. 前記頭部搭載可能フレームの移動を検出することと、
     検出される前記移動に基づいて、設置値を計算することと、
     前記設置値に基づいて、前記眼のビュー内の前記身体部分の位置を修正することと
     をさらに含む、請求項１７０に記載の方法。
174. 前記移動は、前記頭部搭載可能フレームに搭載される頭部ユニット慣性測定ユニット（ＩＭＵ）の運動センサを用いて検出される、請求項１７４に記載の方法。
175. 前記移動は、前記頭部搭載可能フレームに搭載される頭部ユニットカメラを用いて検出され、前記頭部ユニットカメラは、前記頭部ユニットカメラのビュー内の物体の画像を撮影することによって、前記頭部搭載可能フレームの移動を検出し、
     前記画像を分析し、前記頭部搭載可能フレームの姿勢位置を検出すること
     をさらに含む、請求項１７４に記載の方法。
176. 前記伝送機は、回転子に固着され、Ｘ線波を伝送する、Ｘ線伝送機であり、前記受信機は、前記Ｘ線波を検出するように前記回転子に固着されるＸ線検出器であり、基部に対する前記プラットフォームの移動は、前記Ｘ線伝送機から前記Ｘ線検出器まで延在する平面に対して前記患者の移動を可能にする、請求項１７４に記載の方法。
177. カテーテルの先端を患者の身体の中に挿入することと、
     先端追跡デバイスを用いて、前記先端の移動を検出することと、
     前記先端追跡デバイスによって検出される移動に基づいて、測定値を受信することと、
     前記測定値に基づいて、前記先端の位置を決定することと、
     前記先端の位置を前記画像データと組み合わせることであって、生成される前記光のパターンは、前記画像データおよび前記先端の位置を表すパターンを含む、ことと
     をさらに含む、請求項１７９に記載の方法。
178. 前記データ記憶部内に前記先端の過去経路を記憶することと、
     前記先端の位置とともに前記先端の過去経路を表示することと
     をさらに含む、請求項１７８に記載の方法。
179. 前記先端の過去経路の周囲に３次元メッシュを発生させることと、
     前記データ記憶部、前記カテーテル表示インテグレータ内に前記メッシュを記憶することと、
     前記先端の位置とともに前記メッシュを表示することと
     をさらに含む、請求項１７８に記載の方法。
180. 前記先端内のカテーテルカメラを用いて、ビデオデータを捕捉することと、
     前記ビデオデータを受信することであって、前記カテーテル表示インテグレータは、前記ビデオデータに基づいて、ライブビデオを表示する、ことと、
     前記ビデオデータに基づいて、ライブビデオを表示することと
     をさらに含む、請求項１８０に記載の方法。
181. 前記命令のセットは、
     前記先端の位置に基づいて、前記先端の将来の経路を計算することと、
     前記将来の経路を表示することと
     を含む、請求項１７８に記載の方法。
182. 前記将来の経路は、前記先端追跡デバイスによって検出される前記移動に基づいて計算される、請求項１８２に記載の方法。
183. 前記先端追跡デバイスによって検出される前記移動は、選択された方向への第１の角度を通した第１の位置から第２の位置までの移動の第１の量であり、前記将来の経路は、前記選択された方向への第２の角度を通した前記第２の位置から第３の位置までの移動の第２の量である、請求項１８３に記載の方法。

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