JP2023535582A - ナビゲーション動作命令 - Google Patents
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Abstract
体内ナビゲーション動作命令のための装置は、位置データ供給部、解剖学的データ供給部、プロセッサ及び出力部を有する。位置データ供給部は、関心領域内の解剖学的構造内に挿入されたツール先端を有するツール部分の現在位置データを提供する。解剖学的データ供給部は、解剖学的構造の3D情報を提供し、解剖学的構造内部でのツール先端の移動のためのターゲット情報を提供する。プロセッサは、現在位置データに基づいて、解剖学的構造内のツール先端の現在位置を決定し、ツール先端の移動をターゲット情報とアラインするために、ターゲット情報及び決定された現在位置に基づいて、移動仕様及び軌道情報のうちの少なくとも1つを決定し、移動仕様及び軌道情報のうちの少なくとも1つに基づいて、移動仕様及び軌道情報のうちの少なくとも1つに従うツール先端の移動を達成するためのユーザに対する動作命令を決定する。出力部は、動作命令をユーザに提供する。
Description
本発明は、例えばカテーテル処置中に、ナビゲーション動作命令を提供することに関する。本発明は、特に、体内ナビゲーション動作命令のための装置、カテーテルシステム、及び体内ナビゲーション動作命令を提供するための方法に関する。
カテーテル法は、特定の患者の状態を低侵襲的な方法で検査、診断、及び治療するために使用される医療処置である。関心領域にアクセスするために、関心のある血管/動脈よりも小さい直径の医療グレード材料で作られた細い中空チューブであるカテーテルが、患者の腕(橈骨動脈)、脚(大腿動脈/静脈)、鼠径部(大腿上部)、又は頸部(内頸静脈)から始めて、血管/動脈に挿入され、患者の関心領域に通される。各血管は、その利点及び欠点を有する。カテーテルを使用することによって、医師は、患者の関心領域に対して診断試験及び治療を行うことができる。カテーテルは、多数の形状、長さ、直径、並びに電極及びバルーンなどの他の特殊な特徴を有する。一度、定位置に置かれると、これらは、例えば、測定又は介入を実行するために使用される。例えば、心臓カテーテル法の場合、カテーテルは、患者の心臓内にガイドされる。一例として、カテーテル法という用語は、心臓カテーテル法(心臓カテとしても知られる)を指す。
一例として、カテーテル処置は、蛍光透視法及び高度に操作可能な患者テーブルを有する特別な検査室で実行されることができる。これらの「カテ室」は、介入中の動作効率を高めるために、様々なサイズのカテーテル、ステント、バルーンなどのキャビネットを有することができる。
医師は動脈内の閉塞を見ることができなければならないので、視覚化はカテーテル法にとって重要な側面であることが示されている。これは、一般に、蛍光透視法を含むが、心エコー検査(TTE、TEE、ICE)又は超音波(IVUS)の形態を含むこともできる。例えば、超音波は、音波を使用して、心臓の血管の詳細な画像を作成する。カテ室内のモニタは、動作が進行中であるときに、解剖学的構造内のカテーテル、例えば、ライブ蛍光透視画像、ECG、圧力波などを示し得る。
個人の解剖学的構造が異なり、複雑であるため、心臓にアクセスするために血管を通ってナビゲートすることは、処置中の課題である。一例として、国際公開第2014/100530(A1)号は、カテーテルステアリングに関する。いくつかの例では、外科医は、カテーテルをフィードしながら血管を位置特定するのに、造影剤流体を使用して撮影されたX線画像を使用する。したがって、外科医は、必要なときにX線画像を撮影することによって、モニタ上のカテーテルの位置を監視し、先端を回して接合部を通して又は心臓の解剖学的構造を通して操作することによって、血管を通してカテーテルをガイドする。並進移動は、カテーテルを押すことによって達成される。先端の操縦は、接合部又は心臓の解剖学的構造を介して操縦するために先端を回転させるように、クロック(ロール)、ヨー及びピッチ移動を介して行われる。一例として、カテーテルを時計回り又は反時計回りに回転させることによって、カテーテルの先端は、方向を変える。しかしながら、3D情報の欠如は、外科医がそのリスクを軽減するために費やさなければならない余分な労力のために、損傷を受けやすくするという点で処置を困難にし、したがって時間もかかる。
したがって、改善されたナビゲーション命令を提供する必要があり得る。
本発明の目的は、独立請求項の主題によって解決され、更なる実施形態は、従属請求項に組み込まれる。本発明の以下に説明される態様は、体内ナビゲーション動作命令のための装置、カテーテルシステム、及び体内ナビゲーション動作命令を提供するための方法にも適用されることに留意されたい。
本発明によれば、体内ナビゲーション動作命令のための装置が、提供される。装置は、位置データ供給部と、解剖学的データ供給部と、プロセッサと、出力部とを有する。位置データ供給部は、対象の関心領域内の解剖学的構造内に挿入されたツール先端を有するツール部分の現在位置データを提供するように構成される。解剖学的データ供給部は、解剖学的構造の3D情報を提供するように構成される。また、解剖学的データ供給部は、解剖学的構造内部のツール先端の移動のためのターゲット情報を提供するように構成される。プロセッサは、現在位置データに基づいて、解剖学的構造内のツール先端の現在位置を決定するように構成される。プロセッサは、また、ツール先端の動きをターゲット情報とアラインする(align)ために、ターゲット情報及び決定された現在位置に基づいて、移動仕様(movement specification)及び軌道情報のグループのうちの少なくとも1つを決定するように構成される。プロセッサは、移動仕様及び軌道情報のグループのうちの少なくとも1つに基づいて、移動仕様及び軌道情報のグループのうちの少なくとも1つに従うツール先端の移動を達成するためのユーザに対する動作命令を決定するように更に構成される。出力部は、動作命令をユーザに提供するように構成される。
これは、外科医が彼/彼女自身で装置を操作し、接合部を回避するために、どのような特定の移動が次に正確に行われるべきか、すなわち、効率的な回転を行うために、何がどの方向にどの程度だけ移動するように制御するか、どこでより速く移動することができるか、どこでより良好に減速するかなどに関して、大きな助けを提供される効果を提供する。言い換えれば、血管構造を通ってカテーテルを3Dでナビゲートすることに関する貴重な操作ガイダンスが提供される。特に、肺内のような複雑で微細な血管構造の場合、非自明であり、危険なタスクである所望の関心領域への経路探索及び操作が、容易になる。
動作命令は、目標経路に沿って、又は決定されたターゲット位置に向かう所望の移動を達成するためのハンドル又はツールグリップのような、手動インタフェースの適切な取り扱いにユーザが必要とする指示である。動作命令は、ユーザによる入力動作又は作動であり、その結果、適切なナビゲーションを生じる。したがって、動作命令は、ナビゲーション情報又はナビゲーション命令とは異なる。ナビゲーション命令は、カテーテルのような実際の挿入された介入装置の動きに関連する命令に関連し、一方、動作命令は、介入装置の動作及び作動のための操作インタフェースの操作(すなわち、動作)に関連する命令に関連する。 一例として、プロセッサは、ツール先端の動作をターゲット情報とアラインするために、ターゲット情報及び決定された現在位置に基づいて移動仕様を決定するように構成される。プロセッサは、移動仕様に基づいて、移動仕様に従うツール先端の移動を達成するためのユーザに対する動作命令を決定するように更に構成される。
別の例として、プロセッサは、また、ツール先端の動作をターゲット情報とアラインするために、ターゲット情報及び決定された現在位置に基づいて軌道情報を決定するように構成される。プロセッサは、軌道情報に基づいて、軌道情報に従うツール先端の移動を達成するためのユーザに対する動作命令を決定するように更に構成される。一例では、ツールは、カテーテルであり、ツール先端は、カテーテル先端である。解剖学的構造は、血管構造である。
一例では、関心領域の少なくとも解剖学的構造のグラフィカル表現を表すデータが、提供され、プロセッサは、解剖学的構造のコンテキストにおけるその現在位置におけるツール先端を示す画像データを生成するように構成される。
オプションでは、出力は、動作命令と組み合わせて、ツール先端及び解剖学的構造を有する画像データを示すように構成されたディスプレイである。
一例では、動作命令は、ツールの制御ハンドルを操作するためのユーザに対する命令を有し、ツールには、ツール先端が取り付けられ、ツール先端は、対象の関心領域の解剖学的構造内で操作されるように構成される。
オプションとして、動作命令は、ツールの制御ハンドルの複数の動作制御部をどのように動作するかについてのユーザのための操作命令として提供され、動作制御部は、先端の移動方向、先端部分の屈曲、及び先端の移動ベクトルに関する。
効果として、動作命令は、ユーザに提供されるビューに従って解釈される。
一例では、複数の動作制御部が、少なくともハンドルのユーザに可視であるグラフィックインジケータを提供される。動作命令は、グラフィックインジケータに関連する。視覚的差別化のために、グラフィックインジケータは、色、パターン、及び形態のグループのうちの少なくとも1つを有することができる。
これは、動作命令が、出力から制御ハンドルのそれぞれの空間的配置への転送を必要とせずに直接的に適用されることができるので、ユーザに直感的な方法を提供する。
一例では、制御ハンドルの動作制御に関するハンドル情報を受信し、それをプロセッサに提供するように構成された制御ハンドルインタフェースが、更に提供される。プロセッサは、ハンドル情報に基づいて動作命令を決定するように更に構成される。
一例では、制御ハンドルインタフェースは、空間内の(クロッキング回転)向き、対象に対する位置、及び制御ハンドルとカテーテル先端との間の距離のグループのうちの少なくとも1つを有するハンドルの位置データを受信するように構成される。プロセッサは、空間内の向き、対象に対する位置、及び制御ハンドルとカテーテル先端との間の距離のグループのうちの少なくとも1つに基づいて、動作命令を決定するように更に構成される。
一例として、カテーテルは、制御ハンドルを通してフィードするように構成される。別の例として、制御ハンドルは、カテーテルの端部に固定されるように構成される。カテーテルのどれだけが身体に入ったかに応じて、カテーテルは、多かれ少なかれ、解剖学的構造からの摩擦にさらされ、したがって、カテーテル先端は、制御ハンドルのクロッキングにあまり直接的には応答しないことがある。これは、制御入力に関連してカテーテル先端を曲げる場合にも当てはまりうる。一例では、どのくらいのクロッキング又は屈曲が制御ハンドルにおいて適用されるべきかの動作命令が、これらの位置依存の偏差を考慮に入れて、適宜に調整される。
一例では、動作命令は、ヘッドマウントディスプレイを介して物理的制御ハンドル上に命令をオーバーレイることによって拡張現実として提供される。代替的に、動作命令は、固定のディスプレイ上に示されるハンドルの仮想表現上にオーバーレイされる。
オプションとして、動作命令に加えて、ナビゲーション情報が示され、動作命令は、ナビゲーション情報から分離される。
本発明によれば、カテーテルシステムも提供される。システムは、制御ハンドルと、カテーテル本体と、カテーテル先端とを有するカテーテルを有する。システムは、前述の例のうちの1つによる体内ナビゲーション動作命令のための装置を有する。カテーテル先端は、カテーテル本体の一端に取り付けられ、カテーテル制御ハンドルは、カテーテル本体の他端に向かってカテーテル本体に接続される。動作命令は、対象の関心領域の血管構造に挿入されたときにカテーテル先端を操作するために、ユーザが制御ハンドルを取り扱うための命令を有する。
本発明によれば、体内ナビゲーション動作命令を提供する方法も提供される。この方法は、
-対象の関心領域内の解剖学的構造内に挿入されたツール先端を用いて解剖学的部分の現在位置データを提供するステップと、
-解剖学的構造の3D情報を提供するステップと、
-解剖学的構造内部の解剖学的構造先端の移動のためのターゲット情報を提供するステップと、
-現在位置データに基づいて解剖学的構造内の解剖学的構造先端の現在位置を決定するステップと、
-解剖学的構造先端の移動をターゲット情報とアラインするために、ターゲット情報及び決定された現在位置に基づいて、移動仕様及び軌道情報のグループのうちの少なくとも1つを決定するステップと、
-移動仕様及び軌道情報のグループのうちの少なくとも1つに基づいて、移動仕様及び軌道情報のグループのうちの少なくとも1つに従う解剖学的構造先端の移動を達成するためのユーザに対する動作命令を決定するステップと、
-動作命令をユーザに提供するステップと、
を有する。
-対象の関心領域内の解剖学的構造内に挿入されたツール先端を用いて解剖学的部分の現在位置データを提供するステップと、
-解剖学的構造の3D情報を提供するステップと、
-解剖学的構造内部の解剖学的構造先端の移動のためのターゲット情報を提供するステップと、
-現在位置データに基づいて解剖学的構造内の解剖学的構造先端の現在位置を決定するステップと、
-解剖学的構造先端の移動をターゲット情報とアラインするために、ターゲット情報及び決定された現在位置に基づいて、移動仕様及び軌道情報のグループのうちの少なくとも1つを決定するステップと、
-移動仕様及び軌道情報のグループのうちの少なくとも1つに基づいて、移動仕様及び軌道情報のグループのうちの少なくとも1つに従う解剖学的構造先端の移動を達成するためのユーザに対する動作命令を決定するステップと、
-動作命令をユーザに提供するステップと、
を有する。
一態様によれば、対象の内部に少なくとも部分的に挿入されたツールをナビゲートするために、ユーザは、所望のナビゲーション結果をもたらす動作命令を提供される。したがって、動作命令は、ナビゲーションが容易になるように、ユーザの操作状況、例えば、ユーザによって使用されるハンドルに適合される方法で、ユーザのための操作命令を有する。
本発明のこれら及び他の態様は、以下に記載される実施形態から明らかになり、それを参照して説明される。
本発明の例示的な実施形態は、以下の図面を参照して以下に説明される。
ここで、特定の実施形態が、添付の図面を参照して詳細に説明される。以下の説明では、同様の図面参照番号が、異なる図面においても、同様の要素に対して使用される。詳細な構成及び要素のような、本明細書で規定される事項は、例示的な実施形態の包括的な理解を助けるために提供される。また、周知の機能又は構成は、不必要な詳細で実施形態を不明瞭にするので、詳細には説明されない。更に、「のうちの少なくとも1つ」などの表現は、要素のリストに先行する場合、要素のリスト全体を修飾し、リストの個々の要素を修飾しない。
図1は、体内ナビゲーション動作命令のための装置10の一例を概略的に示す。装置は、位置データ供給部12と、解剖学的データ供給部14と、プロセッサ16と、出力部18とを有する。
位置データ供給部12は、対象の関心領域内の解剖学的構造内に挿入されたツール先端を有するツール部分の現在位置データを提供するように構成される。解剖学的データ供給部14は、解剖学的構造の3D情報を提供するように構成される。解剖学的データ供給部14は、また、解剖学的構造内部でのツール先端の移動のためのターゲット情報を提供するように構成される。プロセッサ16は、現在位置データに基づいて、解剖学的構造内のツール先端の現在位置を決定するように構成される。プロセッサ16は、また、ツール先端の移動をターゲット情報とアラインするために、ターゲット情報及び決定された現在位置に基づいて、移動仕様及び軌道情報のグループのうちの少なくとも1つを決定するように構成される。プロセッサ16は、移動仕様及び軌道情報のグループのうちの少なくとも1つに基づいて、移動仕様及び軌道情報のグループのうちの少なくとも1つに従うツール先端の移動を達成するためのユーザに対する動作命令を決定するように更に構成される。出力部18は、ユーザに動作命令を提供するように構成されている。
図1において、フレーム20は、オプションとして、位置データ供給部12、解剖学的データ供給部14、及びプロセッサ16が、共通の配置で、例えば共通のハウジング又は装置内に設けられることを示す。別のオプションでは、位置データ供給部12、解剖学的データ供給部14、及びプロセッサ16のうちのいくつか又はそれぞれは、別個に提供される。出力部18は、ユーザのための決定された動作命令がこれらを表示するような更なる目的のために提供されることを示すために、矢印で示される。ユーザのための動作命令を視覚的に提供することに加えて又はそれに代えて提供されるオプションでは、ユーザのための動作命令は、以下の方法、すなわち音響的及び触覚的のうちの少なくとも1つで出力される。
図1において、第1のハッシュ矢印22は、現在位置データの入力を示す。第2のハッシュ矢印24は、解剖学的構造の3D情報の入力を示す。データ入力は、現在位置データの入力に関するライブデータとして提供されることができる。別の例では、現在位置データの入力は、例えば、モデル又はシミュレーションにおいて装置を操作するときの試験又は訓練目的のために、データ記憶装置から提供される。解剖学的構造の3D情報は、術前画像データなどのデータ記憶装置によって提供されることができる。解剖学的構造の3D情報は、ライブ撮像などからのライブデータとして提供されることもできる。
更なるオプションとして、ハッシュフレームは、出力18にデータ接続されたディスプレイ30を示す(以下を参照)。一例では、ディスプレイは、モニタである。別の例では、ディスプレイは、装置のハンドルのような、投影面上にグラフィック情報を投影する画像投影装置である。更なる例では、ディスプレイは、物理的オブジェクトが追加情報と組み合わされる、すなわち強化される拡張現実ディスプレイとして提供される。例えば、ディスプレイは、ユーザによる装着のためのヘッドマウントディスプレイとして提供される。例えば、ディスプレイは、追加情報のディスプレイを有するユーザによる着用のためのゴーグルとして提供され、すなわち、動作命令は、現実状況におけるユーザのビュー内の投影として提供される。したがって、ユーザへの動作命令を有するヘッドアップディスプレイが、提供される。
図2は、体内ナビゲーション動作命令を提供するための方法100の一例の基本的な方法ステップを示す。方法100は、以下のステップを有する。ステップa)とも称される第1のステップ102において、対象の関心領域内の解剖学的構造内に挿入されたツール先端を有する解剖学的部分の現在位置データが提供される。ステップb)とも称される第2のステップ104では、解剖学的構造の3D情報が提供される。ステップc)とも称される第3のステップ106では、ターゲット情報が、解剖学的構造内での解剖学的構造先端の移動のために提供される。ステップd)とも称される第4のステップ108では、解剖学的構造内の解剖学的構造先端の現在位置が、現在位置データに基づいて決定される。ステップe)とも称される第5のステップ110では、解剖学的構造先端の移動をターゲット情報とアラインするために、ターゲット情報及び決定された現在位置に基づいて、移動仕様が決定される。ステップf)とも称される第6のステップ112では、移動仕様に基づいて、移動仕様に従う解剖学的構造先端の移動を達成するためのユーザに対する動作命令が、決定される。ステップg)とも称される第7のステップ114では、動作命令が、ユーザに提供される。
第1、第2、及び第3のステップは、同時に又は任意の可能な順序で提供されることができる。
一例では、体内ナビゲーション動作命令を提供するための方法が提供される。本方法は、以下のステップ、すなわち、対象の関心領域内の血管構造内に挿入されたカテーテル先端を有するカテーテル部分の現在位置データを提供するステップと、血管構造の3D情報を提供するステップと、血管構造内のカテーテル先端移動のためのターゲット情報を提供するステップと、現在位置データに基づいて血管構造内のカテーテル先端の現在位置を決定するステップと、カテーテル先端の移動をターゲット情報とアラインするために、ターゲット情報及び決定された現在位置に基づいて、移動仕様及び軌道情報のグループのうちの少なくとも1つを決定するステップと、移動仕様及び軌道情報のグループのうちの少なくとも1つに基づいて、移動仕様及び軌道情報のグループのうちの少なくとも1つに従うカテーテル先端の移動を達成するためのユーザに対する動作命令を決定するステップと、動作命令をユーザに提供するステップとを有する。
例として、以下のステップ、
-解剖学的構造先端の移動をターゲット情報とアラインするために、ターゲット情報及び決定された現在位置に基づいて移動仕様を決定するステップと、
-移動仕様に基づいて、移動仕様及び軌道情報に従う解剖学的構造先端の移動を達成するためのユーザのための動作命令を決定するステップと、
が提供される。
-解剖学的構造先端の移動をターゲット情報とアラインするために、ターゲット情報及び決定された現在位置に基づいて移動仕様を決定するステップと、
-移動仕様に基づいて、移動仕様及び軌道情報に従う解剖学的構造先端の移動を達成するためのユーザのための動作命令を決定するステップと、
が提供される。
別の例として、以下のステップ、
-解剖学的構造先端の移動をターゲット情報とアラインするために、ターゲット情報及び決定された現在位置に基づいて軌道情報を決定するステップと、
-軌道情報に基づいて、軌道情報に従う解剖学的構造先端の移動を達成するためのユーザに対する動作命令を決定するステップと、
が提供される。
-解剖学的構造先端の移動をターゲット情報とアラインするために、ターゲット情報及び決定された現在位置に基づいて軌道情報を決定するステップと、
-軌道情報に基づいて、軌道情報に従う解剖学的構造先端の移動を達成するためのユーザに対する動作命令を決定するステップと、
が提供される。
体内ナビゲーションの例は、カテーテル法である。体内ナビゲーションの別の例は、内視鏡検査である。用語「体内ナビゲーション動作命令」は、ツールナビゲーションが提供される身体内に挿入された操縦可能なツールの操作に関する。
ツールは、検査、測定、撮像、又は感知目的のために、又は介入を実行するために挿入され得る。
用語「体内ナビゲーション動作命令」は、カテーテルベースの介入、すなわち、カテーテルが対象に挿入される処置の操作に関する。このような処置は、カテーテル法と称される。体内ナビゲーション動作命令は、カテーテル法動作命令とも称されることができる。
「動作命令」という用語は、例えばカテーテルのような装置を操作する、ユーザに提供される情報及び命令に関する。動作は、手動で提供されることができ、また、動力化される又はモータ駆動によって少なくとも部分的にサポートされることもできる。動作は、直接的又は間接的に提供されることができる。また、動作命令は、動作ガイダンス又は操作ガイダンスと称されることもできる。例えば、動作命令は、ユーザによって行われるべき推奨されるアクションに関する。例えば、動作命令は、ステアリング命令又は操作命令に関する。例えば、動作命令は、動作手順又は操作ワークフローに関する。例えば、動作命令は、血管構造内でカテーテルを移動させるような、ツールを移動させるときのステアリング操作とも称される、ツール操作に関する。
一例では、ツールは、カテーテル先端を有するカテーテル部分である。
一例では、解剖学的構造は、血管構造、又は心腔構造若しくは別の器官の管腔である。解剖学的構造は、また、組織領域であってもよい。
用語「位置データ供給」は、ツール、例えば、カテーテル先端の空間情報、すなわち、これを解剖学的構造との関係にするために空間内のその位置を提供することに関する。位置データ供給は、位置データ入力又は位置入力とも称されることができる。
用語「解剖学的データ供給」は、対象の関心領域の解剖学的構造に関する空間情報を提供することに関する。解剖学的データ供給は、3D解剖学的データ供給又は解剖学的3Dデータ供給とも称される。解剖学的データは、血管構造、すなわち関心領域内の血管の3次元情報を指す。解剖学的データ供給は、解剖学的データ入力又は解剖学的入力とも称されることができる。
用語「ターゲット情報」は、血管構造内のターゲット位置、及び/又は、追跡されるべきツール、例えばカテーテル先端のための移動情報に関する。したがって、ターゲットは、特定の血管などの追従すべきトラックであることができる。したがって、ターゲットは、また、カテーテル先端又は別のタイプのツールが移動されるべき点又は場所であることができる。ターゲット情報は、介入前又は介入中に、手動で設定されてもよく又は更なる撮像手順(AI駆動診断ツールを含む)によって決定されてもよい。
例えば血管構造内でのカテーテル先端の移動のための、ターゲット情報は、ユーザ入力などによって、別々に提供されることもできる。
解剖学的データ供給は、データソースにデータ接続されたデータフィードとして提供されることができる。解剖学的データ供給は、プロセッサにデータ接続されたデータ記憶装置として提供されることもできる。
オプションにおいて、位置データ供給部及び解剖学的データ供給部は、データ入力インタフェースを提供する統合供給部として提供される。供給部は、また、入力又は入力ユニット又はデータ入力インタフェースと称されることもできる。
用語「プロセッサ」は、データの処理に関する。プロセッサは、データプロセッサ、データ処理装置、又はプロセッサユニットと称されることもある。一例では、プロセッサは、位置データ供給部、解剖学的データ供給部、及びユーザインタフェースにデータ接続される。
「移動仕様」は、ツール先端、例えばカテーテル先端がターゲット情報に従って移動するために実行する必要がある移動に関する。移動仕様は、ターゲット情報によって与えられる血管構造内の経路に関連するナビゲーション命令を提供する。
「軌道情報」は、経路、すなわち、ツール先端、例えばカテーテル先端が、ターゲットに接近するときにその経路に沿って移動するために実行する必要がある計画された軌道に関する。軌道情報は、ターゲット情報によって与えられる血管構造内の経路に関するナビゲーション命令を提供する。
用語「出力」は、生成された動作命令をユーザに提供することに関する。出力部は、出力ユニットとも称されることができる。一例では、出力部は、ディスプレイ構成のようなユーザインタフェースにデータ接続可能である。ユーザインタフェースは、インストラクタと称されることもできる。一例では、ユーザインタフェースは、視覚的な方法(見る)、触覚的な方法(感じる)、及び聴覚的な方法(聴く、聞く)のうちの少なくとも1つの方法で動作命令を提供する。
動作命令は、ターゲット位置が到達されるまで、カテーテル先端の前方移動を可能にするために提供される。
一例では、体内ナビゲーション動作命令のための装置が、提供される。装置は、位置データ供給部と、解剖学的データ供給部と、プロセッサと、出力部とを有する。位置データ供給部は、対象の関心領域内の血管構造内に挿入されたカテーテル先端を有するカテーテル部分の現在位置データを提供するように構成される。解剖学的データ供給部は、血管構造の3D情報を提供し、血管構造の内部でのカテーテル先端の移動のためのターゲット情報を提供するように構成される。プロセッサは、現在位置データに基づいて、血管構造内のカテーテル先端の現在位置を決定し、カテーテル先端の移動をターゲット情報とアラインするために、ターゲット情報及び決定された現在位置に基づいて、移動仕様を決定し、移動仕様に基づいて、移動仕様に従うカテーテル先端の移動を達成するためのユーザに対する動作命令を決定するように構成される。出力部は、動作命令をユーザに提供するように構成される。
一例では、解剖学的データ供給部は、少なくとも解剖学的構造、例えば関心領域の解剖学的構造のグラフィカル表現を表すデータを提供するように更に構成される。
オプションとして、プロセッサは、解剖学的構造のコンテキストにおけるその現在位置におけるツール先端を示す画像データを生成するように構成される。
更なるオプションとして、出力部は、ディスプレイ30であり、ディスプレイは、動作命令と組み合わせて、ツール先端及び解剖学的構造を有する画像データを示すように構成される。
一例では、グラフィカル表現を表すデータが、予め記録された又は予め決定された画像データとして提供される。
一例では、プロセッサが、画像データに示される解剖学的構造の注釈又はタグを示すように構成される。
一例では、グラフィカル表現を表すデータが、画像取得装置からのライブ画像として提供される。
オプションとして、画像取得装置は、ツール先端領域に取り付けられる。
一例では、画像取得装置が、超音波イメージャ、例えばIVUS(血管内超音波)センサである。
一例では、動作命令は、また、ナビゲーション命令のような、血管構造に対するカテーテル先端に関する方向情報を有する。
一例では、動作命令は、カテーテルの制御ハンドルを操作するためのユーザのための命令を有し、カテーテルにはカテーテル先端が取り付けられ、カテーテル先端は、対象の関心領域の血管構造内で操作されるように構成される。一例では、動作制御が、制御ノブ、調整ホイール、ジョイスティック状要素、タッチ制御、ディスプレイ上のボタン等のグループのうちの少なくとも1つとして提供される。
効果として、動作命令は、ユーザに提供されるビューに従って解釈される。
したがって、ナビゲーション部分は、装置自体によって操作され、ナビゲーションを、カテーテル移動を制御するためのユーザによる実際の(手動)アクションに変換する負荷も、装置自体によって操作される。したがって、ユーザは、動作命令を簡単に直接的に実行することができる。
一例では、視覚的動作命令に加えて又は代わりに、血管構造に沿ってカテーテルを移動させながら、ハプティック及び触覚フィードバックとともに使用される。例えば、改善された様式で、すなわち増加された又は増幅された様式で、血管壁を感じる印象が、ユーザ側で生成される。
色、パターン、及び形態は、ユーザ情報の容易な転送を可能にするように区別可能であるように提供される。
一例では、上/下、左/右、前/後、遠位/近位、及び他の解剖学的構造特有の指標のような指標は、制御ハンドル上にも、提供された操作命令内にも存在しない
一例では、出力部は、ユーザに動作命令を提供し、ユーザコマンドの入力をも可能にするユーザインタフェースとして構成される。
一例では、制御ハンドルインタフェースは、空間内の向き、対象に対する位置、及び制御ハンドルとカテーテル先端との間の距離のグループのうちの少なくとも1つを有するハンドルの位置データを受信するように構成される。プロセッサは、空間内の向き及び対象に関する位置のグループのうちの少なくとも1つに基づいて動作命令を決定するように更に構成される。
制御ハンドルとカテーテル先端との間の距離は、弾性の量に影響を及ぼし、したがって、これは考慮される。
したがって、動作命令は、コンテキストセンシティブ命令として提供される。
ハンドルの向きは、例えば、追跡される。
空間位置は、拡張現実のために提供される。
更なるオプションとして、プロセッサは、事前にモデル化されたモデル又は測定ベースのワイヤ弾性及び伸張に基づいて適合された動作命令を決定するように更に構成される。一例では、測定ベースのソリューションは、カテーテル先端(おそらく撮像を介して)及び制御ハンドルの両方における向き及び角度回転感知の連続的な分析と、制御ハンドルの回転入力に対するカテーテル先端回転応答のモデリングとを含む。
一例では、180°のハンドルの回転が、ワイヤシャフトの弾性に起因して先端の90°の回転のみをもたらす。身体の外側の部分の長さに応じて、この異なる移動挙動が、動作命令を決定するために考慮される。
一例(更に図示せず)では、動作命令が、制御ハンドルの画像上に命令をオーバーレイすることによって拡張現実として提供される。
オプションでは、動作命令に加えて、ナビゲーション情報が、示され、動作命令は、ナビゲーション情報から分離される。
一例では、動作命令及びナビゲーション情報のグループのうちの少なくとも1つは、現在の状況のライブ画像にオーバーレイされた拡張現実として提供される。オプションとして、動作命令は、ツールの物理的な制御ハンドル上にオーバーレイされる。
一例では、ナビゲーションは、移動経路、移動方向、移動速度、転回点、分岐、カーブなどのグループのうちの少なくとも1つの指標を提供する。したがって、ナビゲーション情報は、ターゲット経路に沿った空間移動に関する。反対に、動作命令は、ナビゲーション情報に従う移動を達成するために、カテーテルをどのように動作するかについてのユーザに対する命令を提供する。
一例では、解剖学的データ供給部は、関心領域の解剖学的構造上の少なくとも2つの異なるビューを可能にするデータを提供するように更に構成される。プロセッサは、動作命令のグループのうちの少なくとも1つと、接近する接合部の複雑さとに依存して異なるビューにおけるツール先端を示す画像データを生成するように構成される。
用語「異なるビュー」は、観察方向、視野角、及び視野解像度のグループのうちの少なくとも1つの変化に関する。
例えば、ユーザ、すなわちオペレータは、ニュートラルな外側ビューからカテーテル先端の観点からのビューに切り替えることができる。一例では、自動変更が、提供される。
一例において、ターゲット情報を達成するために、カテーテル移動のための開始又は進入位置及びターゲット又は終了位置が、決定され、プロセッサは、進入位置からターゲット位置へカテーテルを移動させるための少なくとも1つのルートを計算する。オプションでは、カテーテル及びカテーテル先端の幾何学的特性及び物理的特性などの他のパラメータに応じて、異なるルートが、選択可能である。
図3a及び図3bは、ユーザに提示される体内ナビゲーション動作命令の例を示す。血管造影図32、又は血管構造若しくは別の解剖学的構造の別の表現が、図3a及び図3bの上半分に示される。部分的に挿入された装置34が、示され、ターゲット点36が、示される。血管の内側の追加画像38が、図3a及び図3bの右下部分に示される。ターゲット移動経路の指標40が、提供されてもよい。追加画像38は、超音波画像であってもよい。図3a及び図3bの左下部分は、例えばハンドル44に関する示された動作方向を有するハンドル44の形態で、動作命令42を示す。加えて、地図のようなナビゲーション情報46も、テキストとして提供されるナビゲーション命令48と同様に、提供されることができる。
血管構造の表現は、概観のために提供される。加えて(図示せず)、所定のルート、すなわち、ターゲット点36までの血管構造内の経路が、示されてもよい。したがって、血管構造の表現は、一種のロードマップを提供する。
追加の画像38は、あたかもユーザが血管内で装置を操縦しているかのように、ユーザに対する個人的な視点を提供する。したがって、追加の画像38は、装置の先端から見たコックピットビューを提供する。ターゲット移動経路の指標40は、移動方向の更なる理解を提供する。ターゲット移動経路の指標40の代わりに、指標は、また、装置の遠位端を提示してもよい。
地図のようなナビゲーション情報46は、地図の示された部分に関連して抽象的なナビゲーション情報をユーザに提供する。したがって、地図のようなナビゲーション情報46は、移動がどこに操縦されなければならないかについての第1のソース情報をユーザに提供する。しかしながら、このナビゲーションは、地図に関連して提供され、ユーザによってステアリングハンドルの基準に変換される必要がある。
動作命令42は、操作装置、例えばハンドル44との関連でそのような情報を提供する。したがって、動作命令42は、所望の経路に沿って所望の方法でターゲット点に到達するように血管構造を通る所望のナビゲーションを達成するために、ハンドルの動作をどのように実行するかについての直観的かつ直接的な命令をユーザに対して提供する。したがって、動作命令42は、ステアリングハンドルの基準内で提供され、ユーザは、これらに直接的に従うことができる。
図3aは、ハンドル44の上の真っ直ぐな緑色の矢印(図3aにおいて黒色で示される)によって示されるように、むしろ操縦しやすい状況を示す。現在の血管部分は、分岐なしでわずかに曲げられるだけである。動作命令の提供は、ユーザが装置の先端を前方に移動させることを可能にする。
図3bは、(図3bに灰色で示される)より大きな青色の(画像において)右に曲がる矢印と、第1の制御ノブを左に作動させるための(図3bに黒色で示される)より小さな赤色の矢印と、第2の制御ノブを右に作動させるための(図3bに白色で示される)より小さなオレンジ色の矢印とによって示されるように、より多くの操縦注意を必要とする状況を示す。現在の血管部分は、複雑な分岐を有し、ターゲット経路は、左に続いている。動作命令の提供は、ユーザがこの状況を操作することを可能にする。
図4は、カテーテルシステム50の一例を示す。カテーテルシステム50は、更には図示されない制御ハンドルと、カテーテル本体と、カテーテル先端とを有するカテーテル52を有する。カテーテルシステム50は、前述の例のうちの1つによる体内ナビゲーション動作命令のための装置10の一例54を更に有する。カテーテル先端は、カテーテル本体の一端に取り付けられ、カテーテル制御ハンドルは、カテーテル本体の他端に向かってカテーテル本体に接続される。動作命令は、対象の関心領域の血管構造に挿入されたときにカテーテル先端を操作するために制御ハンドルを操作するユーザのための命令を有する。
オプションでは、カテーテルは、一体化された光ファイバを備え、レーザは、カテーテルの完全な形状を再構成及び視覚化する分析のために、ファイバに沿って反射されて戻るようにファイバ内にレーザ光を送るために提供される。
これは、これらのファイバにおける密度変動から反射された光を用いて、光ファイバにおける歪みを測定する概念に基づく。FORS(Fiber Optic Real Shape)と称される、この技術は、連続的な撮像、例えばX線撮像を必要とすることなく、体内のカテーテルの完全な形状のリアルタイム3D視覚化を可能にする。カテーテルは、術前又は術中の技術(CT、MRI又はX線蛍光透視法)によって得られた画像との統合を通じて、患者の解剖学的構造の文脈において示されることができる。したがって、臨床医は、解剖学的構造内でどこに及びどのように装置をナビゲート及び配置する必要があるかを明確に見ることができる。
これは、解剖学的構造に関して装置を3Dでリアルタイムに見る必要がある外科医を支援し、同時に、患者、スタッフ、及び外科医自身に対する放射線への曝露を低減する。FORSは、また、(術前3D解剖学的データ又は術中X線画像からのオーバーレイを使用して)患者の解剖学的構造との関連で、複数の、ユーザ制御された、制限されない視野角における視覚化を可能にする。FORSシステムは、3D情報を提供して、潜在的な血管損傷の観点から処置のリスクを軽減し、外科医がより高い信頼性及び効率で解剖学的構造をナビゲートすることができるので処置時間を低減する。3D形状カテーテルは、被検体のCT/MRI/X線画像と重ね合わせて示されることができる。したがって、臨床医は、解剖学的構造内でどこで及びどのように装置をナビゲート及び配置する必要があるかについて、更に改善された視覚化を提供される。
一例では、血管解剖学的構造のマップが、撮像、例えばCT又は/X線血管造影を使用して作成される。
図4は、一例としてのカテーテル室60を示す。カテーテル室60は、撮像システム、例えば天井マウント66によって移動可能に支持されたCアーム64を有するX線撮像システム62を有する。X線源68及びX線検出器70は、対象支持体74上に配置された対象72を撮像するように設けられる。制御及び表示インタフェース76は、対象支持体74の隣に設けられる。更に、モニタ装置78が、示される。更に、照明80も、設けられる。
体内ナビゲーション動作のための装置10の例54は、ワークステーション又はコンソール82の文脈で提供される。コンソール82は、ディスプレイ84と、キーボード86と、マウス88とを有する。更に、制御コンソール90及びグラフィックタブレット92が、示される。
一例では、外科医は、開始点、例えば対象の鼠径部又は腕、例えば心臓に向かう、目的又は関心点を指し示す又は識別する。
一例では、血管ナビゲーションシステムは、開始点から関心点までのルートを計算する。例えばカテーテルのサイズ及び曲げ能力、送達されるインプラントのサイズ、安全性対効率のトレードオフなどを考慮に入れるように、システムが主要ルートに対する代替ルートを計算することを選択することが、可能である。これは、外科医に、所与の瞬間に外科医自身のための最良のルートを選択するオプションを提供し、このようにして、主要ルートを生成するためにシステムによって使用されるデフォルト基準を無効にする。
一例では、外科医は、カテーテルを血管内にフィードし、装置によって提供されるリアルタイムガイダンス、すなわち、来るべき接合部までの距離、次の取るべき3Dターン、推奨される前進速度などに基づいて、ターンを行う。装置は、複雑な血管セクションが到達されるときの移動速度を外科医に通知して、例えば複雑な血管セクションにおいて減速し、非常に複雑な血管セクションではないときに加速してもよい。
複雑な環境にあるとき、カテーテル処置のための装置は、より詳細である命令を与えることができる。一例では、血管操縦サポート装置とも称される、体内ナビゲーション動作命令のための装置は、接合部におけるどの分岐を取るべきかについての詳細な命令を提供する。
例えばカーナビゲーションシステムとの基本的な違いとして、体内ナビゲーション動作命令のための装置は、カテーテルを安全に操縦するために、カテーテル上のどの制御装置がどのように及びどれだけ動作するように制御するかについて、外科医に命令を提供する。装置は、ルート上の特定の点で何をするかについて、外科医にオーディオ、視覚、及び触覚の合図を提供し得る。
上で示されたように、装置は、現在ナビゲートされている血管形状に応じて、カテーテルの先端における撮像装置(例えばICE、IVUS、OCT)のビュー設定を変更してもよく、より直線的な部分では、画像設定は、より深く、より前方視のビュー設定を有してもよく、一方、接合部に近づくとき、解剖学的構造のリアルタイムビューは、最適な3Dビュー又は2D平面に切り替わり、装置及びナビゲートすべき分岐に関して解剖学的構造を視覚化してもよい。これは、外科医の動きをより直感的にするために、カテーテルの先端における、より適切な関連するビューを選択する可能性を提供する。一部のビュー設定は、その時点での先端がある正確な位置に応じて、他の設定より良好なビューを提供する。これらの設定は、また、装置-解剖学的構造間距離をより良好に推定することを助けることができ、これは、オペレータ(外科医)が接合部を通してカテーテルを操縦することをより直感的にする。画像は、ナビゲーションをサポートする、より有用な方法で血管特徴をレンダリングするように3Dモデルにセグメント化されることができる。
図5は、体内ナビゲーション動作命令を提供することに関連するワークフロー、すなわちプロシージャの更なる例を示す。
準備として、対象202は、CT血管造影204を生成するために撮像プロシージャを受けている。このデータは、血管造影図、例えば対象のCT血管造影図206に更に処理され、結果は、データ記憶要素に記憶される。外科医210は、血管解剖学的構造への進入点と、診断又は介入処置が実行されなければならない関心点とを識別する208ことによって、このデータに注釈を付ける。注釈付きCT血管造影データ212とも称される注釈付きデータは、データ記憶要素に記憶される。ルーティングアルゴリズム214は、データ記憶要素から注釈付き血管造影データを読み取り、血管解剖学的構造内の入口点から関心点までのルートを計算する。ルーティングアルゴリズムは、個人の解剖学的相違、カテーテルの能力、例えばカテーテル先端の曲げ能力、及びカテーテルのサイズに基づいて最適化を行うことができる。ルーティングアルゴリズムは、また、カテーテルが送達する折り畳まれたインプラント、例えばそのサイズを考慮に入れることができる。ルーティングは、ルーティング説明216をもたらす。外科医は、動作を開始することができ、ガイダンスアルゴリズム218は、ライブカテーテルFORSデータ220から入力、一例として、記憶要素からの注釈付き血管造影データ及び説明を受け取る。ガイダンスは、フレーム222に表示される。ガイダンスアルゴリズムは、血管造影データ、ルーティング説明データ、及びFORSデータをオーバーレイすることによって、血管解剖学的構造内のカテーテルの位置を更に計算することができる。解剖学的構造内の接合部が到達されるとき、ガイダンスアルゴリズムは、接合部の3D表現、並びに解剖学的構造内のカテーテルの位置及び向きを、どの出口を取るべきかの指標とともに示すことができる。次に、ガイダンスアルゴリズムは、解剖学的構造内のカテーテルを操作するための外科医に対する合図を計算する。関心点から更に離れて、解剖学的構造のあまり複雑でないセクション上にあるとき、ガイダンスアルゴリズムは、より高速でカテーテルをフィードすることが安全であるように外科医をガイドしてもよく-安全な速度が、カテーテルのサイズ及び先端位置に関する(血管造影図からの)血管系の前方の幅及び曲率から計算され得る。カテーテル挿入速度は、血管造影図に関してFORS形状からモニタされることができる。これは、フィードが速すぎる場合に警告を伴って、定量的な速度ガイダンスを可能にすることができる。解剖学的構造の関心点又はより複雑なセクションに近づくと、アルゴリズムは、減速するように外科医に対して合図を与える。血管解剖学的構造内の接合部が到達されると、アルゴリズムは、FORSデータを使用して、カテーテルを正しい枝に向けるための並進及びクロッキング、ヨー及びピッチ操作を計算する。カテーテル先端の曲げ角度が、計算される。外科医210は、関心点に安全にナビゲートするために、カテーテルハンドル上のどの制御装置をどのくらい作動させるかを通知される。これは、カテーテル制御ハンドル上の光信号、制御ハンドル上の拡張現実投影(外科医によって装着されたAR眼鏡を介して)、ナビゲーションガイダンスディスプレイ上の制御ハンドル表現上の指標を提供することによって、又は任意の他の方法によって達成することができる。ガイダンスは、ねじれ制約、カテーテルのフィード長さなどに起因する、制御作動とカテーテル先端挙動との間の不一致を考慮に入れ得ることに留意されたい。このために、それは、既知のカテーテル特性、シミュレーション、及び/又はカテーテルの移動に関する制御作動のリアルタイム感知及びマッピングを使用してもよい。
カテーテルの先端における撮像装置(例えばICE、IVUS、OCT)の異なるビュー設定が、血管解剖学的構造の複雑なセクションにおける解剖学的構造のより良好なリアルタイムビューを得るのに使用されることができる。これらは、装置-解剖学的構造及び血管構造からの距離を視覚化する、3DのU/S体積、最適な3Dビュー、又は2D平面であることができる。ガイダンスアルゴリズムは、血管系内のカテーテルの位置に基づいて、これらのビュー設定を自動的に変更する。外科医への合図は、オーディオ、触覚、ビデオ、拡張現実など、又は組み合わせによって提供されることができる。
用語「対象」は、個体とも称され得ることに留意されたい。「対象」は、更に、患者とも称され得るが、この用語は、任意の疾患又は病気が対象に実際に存在するかどうかを示さないことに留意されたい。
一例では、プロセッサが前述の例の方法を実行することを可能にするコンピュータプログラムが、提供される。
一例では、上記の例のうちの1つによる装置を制御するためのコンピュータプログラム又はプログラム要素が、提供され、このプログラム又はプログラム要素は、処理ユニットによって実行されるとき、上記の方法例のうちの1つの方法ステップを実行するように構成される。
一例では、前述の例のプログラム要素を記憶したコンピュータ可読媒体が、提供される。
本発明は、低侵襲処置を介して患者を治療するコンテキストにおいて、カテーテルが血管系を通してナビゲートするのに使用される任意の医療分野で使用されることができることに留意されたい。これは、そのような処置が実行され、追加の画像ガイド治療装置が存在するハイブリッドカテーテル室で使用されることができる。X線の場合、本発明は、例えば、Azurion又はAlluraシステム、あるいはICE、IVUS、OCT、FORSなどを備えたフィリップスのカテーテル室で使用され得る。提案されたガイダンスは、また、(自律的)カテーテルロボットと組み合わせて使用されてもよく、外科医は、必要に応じて無効にし、ナビゲーションガイダンスを使用して手動で継続することができる。
本発明の別の例示的な実施形態において、適切なシステム上で、前述の実施形態のうちの1つによる方法の方法ステップを実行するように構成されることを特徴とするコンピュータプログラム又はコンピュータプログラム素子が、提供される。
したがって、コンピュータプログラム要素は、コンピュータユニットに記憶されてもよく、又は本発明の実施形態の一部であってもよい1より多いコンピュータユニットにわたって分散されてもよい。この計算ユニットは、上述の方法のステップを実行する又はその実行を誘導するように構成されてもよい。更に、それは、上述の装置の構成要素を動作させるように構成されてもよい。計算ユニットは、自動的に動作するように及び/又はユーザのオーダを実行するように構成されることができる。コンピュータプログラムは、データプロセッサのワーキングメモリにロードされてもよい。従って、データプロセッサは、本発明の方法を実行するように構成されてもよい。
本発明の態様は、コンピュータによって実行され得るコンピュータ可読記憶装置上に記憶されたコンピュータプログラム命令の集合であってもよい、コンピュータプログラム製品において実施されてもよい。本発明の命令は、スクリプト、解釈可能プログラム、ダイナミックリンクライブラリ(DLL)又はJavaクラスを含むが、これらに限定されない、任意の解釈可能又は実行可能コードメカニズムあってもよい。命令は、完全な実行可能プログラム、部分的な実行可能プログラム、既存のプログラムに対する修正(例えば、更新)又は既存のプログラムに対する拡張(例えば、プラグイン)として提供されることができる。更に、本発明の処理の一部は、複数のコンピュータ又はプロセッサに分散されてもよい。
上述のように、処理ユニット、例えばコントローラは、制御方法を実施する。このコントローラは、必要とされる様々な機能を実行するために、ソフトウェア及び/又はハードウェアを用いて、様々な方法で実施されることができる。プロセッサは、必要とされる機能を実行するために、ソフトウェア(例えば、マイクロコード)を使用してプログラムされ得る1つ以上のマイクロプロセッサを用いるコントローラの一例である。しかしながら、コントローラは、プロセッサを採用して又は採用せずに実施されてもよく、幾つかの機能を実行するための専用ハードウェアと、他の機能を実行するためのプロセッサ(例えば、1つ以上のプログラムされたマイクロプロセッサ及び関連する回路)との組み合わせとして実施されてもよい。
本開示の様々な実施形態に用いられるコントローラ構成要素の例は、従来のマイクロプロセッサ、特定用途向け集積回路(ASIC)及びフィールドプログラマブルゲートアレイ(FPGA)を含むが、これらに限定されない。
本発明のこの例示的な実施形態は、最初から本発明を使用するコンピュータプログラムと、アップデートの手段によって既存のプログラムを、本発明を使用するプログラムに変えるコンピュータプログラムとの両方を包含する。
更に、コンピュータプログラム要素は、上述の方法の例示的な実施形態の手順を満たすために必要なすべてのステップを提供することができてもよい。
本発明の更なる例示的な実施形態によれば、CD-ROMなどのコンピュータ可読媒体が、提示され、コンピュータ可読媒体は、それに記憶されたコンピュータプログラム要素を有し、そのコンピュータプログラム要素は、前述のセクションによって説明される。コンピュータプログラムは、他のハードウェアと共に又は他のハードウェアの一部として供給される光記憶媒体又はソリッドステート媒体などの適切な媒体上に記憶及び/又は配布され得るが、インターネット又は他の有線もしくは無線通信システムを介してなど、他の形態で配布されてもよい。
しかしながら、コンピュータプログラムは、ワールドワイドウェブのようなネットワーク上で提示されてもよく、そのようなネットワークからデータプロセッサのワーキングメモリにダウンロードされることができる。本発明の更なる例示的な実施形態によれば、コンピュータプログラム要素をダウンロード可能にするための媒体が、提供され、このコンピュータプログラム要素は、本発明の前述の実施形態のうちの1つによる方法を実行するように構成される。
本発明の実施形態は、それぞれ異なる主題を参照して説明されることに留意されたい。特に、いくつかの実施形態は、方法タイプの請求項を参照して説明され、他の実施形態は、装置タイプの請求項を参照して説明される。しかしながら、当業者は、上記及び下記の説明から、別段の通知がない限り、1つのタイプの主題に属する特徴の任意の組み合わせに加えて、異なる主題に関する特徴間の任意の組み合わせも、本出願で開示されていると見なされることを理解するであろう。しかしながら、全ての特徴が、特徴の単純な合計よりも高い相乗効果を提供するように組み合わせられることができる。
本発明は、図面及び前述の説明において詳細に図示及び説明されているが、そのような図示及び説明は、例示的又は典型的であり、限定的ではないと見なされるべきである。本発明は、開示された実施形態に限定されない。開示された実施形態に対する他の変形は、図面、開示及び従属請求項の検討から、請求項に記載の発明を実施する際に当業者によって理解され達成されることができる。
請求項において、単語「有する」は、他の要素又はステップを排除するものではなく、不定冠詞「a」又は「an」は、複数性を排除するものではない。単一のプロセッサ又は他のユニットは、特許請求の範囲に記載されたいくつかの項目の機能を満たしてもよい。特定の手段が相互に異なる従属請求項において言及されているという単なる事実は、これらの手段の組み合わせが有利に使用されることができないことを示すものではない。請求項におけるいかなる参照符号も、範囲を限定するものとして解釈されるべきではない。
Claims (15)
- 位置データ供給部と、
解剖学的データ供給部と、
プロセッサと、
出力部と、
を有する体内ナビゲーション動作命令のための装置において、
前記位置データ供給部は、対象の関心領域内の解剖学的構造内に挿入されたツール先端を有するツール部分の現在位置データを提供するように構成され、
前記解剖学的データ供給部は、前記解剖学的構造の3D情報を提供し、前記解剖学的構造の内部での前記ツール先端の移動のためのターゲット情報を提供するように構成され、
前記プロセッサは、前記現在位置データに基づいて前記解剖学的構造内の前記ツール先端の現在位置を決定し、前記ツール先端の移動を前記ターゲット情報とアラインするために、前記ターゲット情報及び前記決定された現在位置に基づいて移動仕様及び軌道情報のグループのうちの少なくとも1つを決定し、前記移動仕様及び前記軌道情報のグループのうちの少なくとも1つに基づいて、前記移動仕様及び前記軌道情報のグループのうちの少なくとも1つに従う前記ツール先端の移動を達成するためのユーザに対する動作命令を決定するように構成され、
前記出力部は、前記動作命令を前記ユーザに提供するように構成される、
装置。 - 前記ツールは、カテーテルであり、前記ツール先端は、カテーテル先端であり、
前記解剖学的構造は、血管構造である、
請求項1に記載の装置。 - 前記関心領域の少なくとも前記解剖学的構造のグラフィカル表現を表すデータが、提供され、前記プロセッサは、前記解剖学的構造のコンテキストにおける現在位置における前記ツール先端を示す画像データを生成するように構成され、
前記出力部は、前記動作命令と組み合わせて、前記ツール先端及び前記解剖学的構造を有する前記画像データを示すように構成されたディスプレイである、
請求項1又は2に記載の装置。 - 前記関心領域の少なくとも前記解剖学的構造のグラフィカル表現を表す前記データは、画像取得装置からのライブ画像として提供され、
前記画像取得装置は、前記ツール先端の領域に取り付けられる、
請求項3に記載の装置。 - 前記動作命令は、ツールの制御ハンドルを操作するための前記ユーザに対する命令を有し、前記ツールに前記ツール先端が取り付けられ、前記ツール先端が、対象の前記関心領域の前記解剖学的構造内で操作されるように構成され、
前記動作命令は、前記ツールの前記制御ハンドルの複数の動作制御装置をどのように動作させるかについての前記ユーザのための操作命令として提供され、前記動作制御装置は、前記先端の移動方向、前記先端の部分の曲げ、及び前記先端の移動ベクトルに関する、
請求項1乃至4のいずれか一項に記載の装置。 - 前記複数の動作制御装置は、少なくとも前記ハンドルの前記ユーザに対して可視であるグラフィックインジケータを提供され、
前記動作命令は、前記グラフィックインジケータに関し、
視覚的区別のために、前記グラフィックインジケータは、色、パターン及び形態のグループのうちの少なくとも1つを有する、
請求項1乃至5のいずれか一項に記載の装置。 - 前記制御ハンドルの前記動作制御装置に関するハンドル情報を受信し、前記プロセッサに提供するように構成された制御ハンドルインタフェースが、更に提供され、
前記プロセッサは、前記ハンドル情報に基づいて前記動作命令を決定するように更に構成される、
請求項1乃至6のいずれか一項に記載の装置。 - 前記制御ハンドルインタフェースは、空間における向き、対象に対する位置、及び制御ハンドルとツール先端との間の距離のグループのうちの少なくとも1つを有する前記ハンドルの位置データを受信するように構成され、
前記プロセッサは、空間における向き、対象に対する位置、及び制御ハンドルとツール先端との間の距離のグループのうちの少なくとも1つに基づいて、前記動作命令を決定するように更に構成される、
請求項7に記載の装置。 - 前記動作命令は、前記制御ハンドルの画像上に前記命令をオーバーレイすることによって拡張現実として提供され、
前記動作命令に加えて、ナビゲーション情報が、示され、前記動作命令は、前記ナビゲーション情報から分離される、
請求項1乃至8のいずれか一項に記載の装置。 - 前記解剖学的データ供給部は、前記関心領域の前記解剖学的構造上の少なくとも2つの異なるビューを可能にするデータを提供するように更に構成され、
前記プロセッサは、前記動作命令のグループのうちの少なくとも1つ、及び接近する接合部の複雑さに依存して、異なるビューにおける前記ツール先端を示す画像データを生成するように構成される、
請求項1乃至9のいずれか一項に記載の装置。 - 制御ハンドル、カテーテル本体及びカテーテル先端を有するカテーテルと、
請求項1乃至10のいずれか一項に記載の体内ナビゲーション動作命令のための装置と、
を有するカテーテルシステムにおいて、
前記カテーテル先端は、前記カテーテル本体の一端に取り付けられ、前記カテーテル制御ハンドルは、前記カテーテル本体の他端に向かって前記カテーテル本体に接続され、
前記動作命令は、対象の関心領域の血管構造内に挿入されたときに前記カテーテル先端を操作するための前記制御ハンドルのユーザ操作のための命令を有する、
カテーテルシステム。 - 前記カテーテルは,一体化された光ファイバを備え、レーザが、前記カテーテルの完全な形状を再構成及び視覚化する分析のために前記ファイバに沿って反射されて戻るようにレーザ光を前記ファイバ内に送るように提供される、請求項11に記載のシステム。
- 体内ナビゲーション動作命令を提供するための方法において、
対象の関心領域内の解剖学的構造内に挿入されたツール先端を有する解剖学的構造部分の現在位置データを提供するステップと、
前記解剖学的構造の3D情報を提供するステップと、
前記解剖学的構造の内部の前記解剖学的構造の先端の移動のためのターゲット情報を提供するステップと、
前記現在位置データに基づいて、前記解剖学的構造内の前記解剖学的構造の先端の現在位置を決定するステップと、
前記解剖学的構造の先端の移動を前記ターゲット情報とアラインするために、前記ターゲット情報及び前記決定された現在位置に基づいて、移動仕様及び軌道情報のグループのうちの少なくとも1つを決定するステップと、
前記移動仕様及び前記軌道情報のグループのうちの少なくとも1つに基づいて、前記移動仕様及び前記軌道情報のグループのうちの少なくとも1つに従う前記解剖学的構造の先端の移動を達成するためのユーザに対する動作命令を決定するステップと、
前記動作命令を前記ユーザに提供するステップと、
を有する方法。 - プロセッサが請求項13に記載の方法を実行することを可能にするコンピュータプログラム。
- 請求項14に記載のコンピュータプログラムを記憶したコンピュータ可読媒体。
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