JP5312575B2 - ワークフローの向上のためのマルチモダリティネットワーク - Google Patents

Description

本発明は、医療システムに関し、特に、共通インターフェイスを介して種々の医療装置へのアクセスを可能にするマルチモダリティネットワークに関する。

〔関連出願の説明〕
本願は、２００８年５月２日に出願された米国特許仮出願第６１／０５０，１３２号明細書の権益主張出願であり、この米国特許仮出願を参照により引用し、その記載内容全体を本明細書の一部とする。

実験室又は手術室は、幾つかの低侵襲手技を日常的に実施できる場所である。それ故に、実施される場合のある多種多様なインターベンション及び診断手技を支援するために幾つかの医療装置が必要である。したがって、セットアップ時間を短縮し、共通インターフェイスを介して互いに異なる手技を実施することによりワークフローを向上させることが要望されている。それと同時に、商品化に要する時間を短縮し、共通インターフェイス用の共通の設計及び開発プロセスを利用することによりこれら種々の手技を統合する際の財政投資を節減することが要望されている。

共通オペレータインターフェイスを介して種々の医療装置へのアクセスを可能にするマルチモダリティネットワークのためのシステム及び方法が開示される。

例示の実施形態では、マルチモダリティネットワークは、ホストコンピュータと複数の医療装置とから成る。医療装置は、種々の診断及び又は治療モダリティを支援することができる。ホストコンピュータは、通信ネットワークを介して医療装置と通信し又は情報のやりとりをする。一実施形態では、ホストコンピュータは、医師又はオペレータが種々の医療装置を制御して共通インターフェイスを介して種々の医療装置からの画像及び測定値を目視又は視認することができるようにするディスプレイ及び制御コンソールを有する。さらに、ホストコンピュータは、種々のモダリティ相互間で共有できるコンピュータ処理リソース、例えば汎用画像プロセッサを提供することができる。

別の例示の実施形態では、ホストコンピュータは、標準通信プロトコル、例えばイーサネット（Ethernet（登録商標））を用いて標準ネットワークインターフェイスを介して医療装置と通信する。この例示の実施形態は、ホストコンピュータと医療装置との間の通信を単純化すると共にホストコンピュータ上の装置固有ドライバカードを不要にする。

別の例示の実施形態では、ホストコンピュータは、ネットワークハブを介して医療装置に結合される。一実施形態では、ネットワークハブは、医療装置を互いに且つ／或いはホストコンピュータから電気的に分離する（絶縁する）一方で、患者の安全上のバリヤを提供する。ネットワークハブは又、電力を医療装置に供給することができると共に／或いは医療装置のためのアース接続を可能にする。

別の例示の実施形態では、共通インターフェイスは、オペレータがタッチスクリーンをタッチすることにより選択できる１組の制御部を表示する１つ又は２つ以上のタッチスクリーン付きコントロールパネルを有する。一実施形態では、各医療装置は、これと関連して１つ又は２つ以上の組をなす制御部を有し、これら制御部をオペレータが医療装置を選択したときに１つ又は２つ以上のタッチスクリーン上に表示することができる。

別の例示の実施形態では、ホストコンピュータは、通信ネットワークにより種々の医療装置と対話し又は連絡をとる複数のプログラム（例えば、ソフトウェア及び／又はファームウェア）を有する。この実施形態では、新たに追加された医療装置が識別子をホストコンピュータに送り、このホストコンピュータは、この識別子を用いて医療装置を認識し、この医療装置と対話するのに適したプログラム又はソフトウェア経路を決定する。代替的に又は追加的に、新たに追加された医療装置は、この医療装置との対話の仕方をホストコンピュータに教示するプログラムをホストコンピュータに送ることができる。プログラムは、タッチスクリーン上の医療装置に関する制御部のレイアウト、医療装置のためのコマンド及びデータ構造、手技を実施するためのワークフロー、ユーザディスクプレイ上でユーザに提供される図形データのレイアウトを特定することができる。ホストコンピュータは、プログラムによって利用可能な１組の標準データ構造、制御部、表示レイアウト、プログラムモジュール（例えば、共通ルーチンのためのもの）等を更に有するのが良い。１組の標準を用いると、医療装置のためのプログラムを単純化する一方で、医療装置のためのプレゼンテーションをカスタマイズする融通性を提供することができる。

本発明の他のシステム、方法、特徴及び利点は、以下の図及び詳細な説明を吟味すると当業者には明らかであり又は明らかになろう。かかる全ての追加のシステム、方法、特徴及び利点は、この開示内容に含まれ、本発明の範囲に含まれ、しかも添付の特許請求の範囲によって保護されるものである。

本発明の上述の利点及び目的並びに他の利点及び目的がどのように得られるかを良好に理解するために、上記において概要説明した本発明のより具体的な説明を本発明の特定の実施形態を参照して行い、これら実施形態は、添付の図面に示されている。注目されるべきこととして、図中のコンポーネントは、必ずしも縮尺通りではなく、それどころか、本発明の原理を説明する際に誇張が行われている。さらに、図中、同一の参照符号は、互いに異なる図全体を通じて対応の部分を示している。しかしながら、同一の部分が必ずしも同一の参照符号で示されているとは限らない。さらに、全ての記載内容は、相対的な寸法形状及び他の詳細な属性を文字通り又は正確にではなく、概略的に説明することができる技術的思想を知らせるものである。

例示のマルチモダリティネットワークを示す図である。 例示のタッチスクリーン付きコントロールパネルを示す図である。 例示のネットワークハブを示す図である。 データと電力の両方の伝送を可能にするネットワークリンク付きネットワークハブを示す図である。 共有伝送路を備えた例示のネットワークを示す図である。 ネットワークハブなしの例示のネットワークを示す図である。 ネットワークハブなしの例示のネットワークを示す図である。 ネットワークハブなしの例示のネットワークを示す図である。 リング型トポロジーを用いた例示のネットワークを示す図である。 血管内画像化のための例示の医療装置を示す図である。 イメージャを備えた例示の医療装置を示す図である。 センサを備えた例示の医療装置を示す図である。 例示のホストコンピュータのブロック図である。

図１は、例示のマルチモダリティネットワーク１０のブロック図である。ネットワーク１０は、ホストコンピュータ１５と、複数の医療装置３５‐１〜３５‐３とを有し、これら医療装置は各々、診断及び／又は治療用装置であるのが良い。例えば、医療装置３５‐１〜３５‐３は、イメージャを用いて患者から画像データを収集し、患者に対する測定を実施すると共に／或いは治療を施す（例えば、治療薬を患者に投与する）ことができる。３つの医療装置３５‐１〜３５‐３が図１の例に示されているが、ネットワーク１０は、任意の数の医療装置を有することが可能である。好ましい実施形態では、ネットワーク１０は、融通性があり、医療装置３５‐１，３５‐３をネットワーク１０に追加し又はこれから除くことができる。ホストコンピュータ１５は、実験室又は隣接の制御室内に設置可能である。例示のネットワーク１０は、ホストコンピュータ１５と医療装置３５‐１〜３５‐３との間の通信を結合するネットワークハブ３０を更に有している。図１に示されている例のほかに、他のネットワーク構成を利用することができ、かかる構成としては、リング構成、共通バス構成、いもづる（デイジーチェーン）構成等が挙げられる。他のネットワーク構成の例は以下に与えられている。

ネットワークハブ３０は、通信リンクによりホストコンピュータ１５に結合されると共に通信リンク２７‐１〜２７‐３を経由して医療装置３５‐１〜３５‐３に結合されている。図示の例では、ネットワークハブ３０は、別個の二点間リンク２７‐１〜２７‐３によって各医療装置３５‐１〜３５‐３に結合されている。変形例として、医療装置３５‐１〜３５‐３は、図４に示されているように共有伝送路によりネットワークハブ３０に結合されても良い。一実施形態では、ネットワークハブ３０は、以下に更に説明するように医療装置３５‐１〜３５‐３のための電気的絶縁を可能にすると共に／或いは電力を供給する。リンクス２３及びリンク２７‐１〜２７‐３は、より対（ツイストペア）線、同軸ケーブル、光ファイバ、ワイヤレスリンク及び／又はこれらの組み合わせから成るのが良い。ワイヤレスリンクでは、リンクの両端にワイヤレストランシーバが必要である。医療装置３５‐１，３５‐３及びホストコンピュータ１５は、ネットワーク１０により、例えば、業界標準プロトコル、例えばイーサネットプロトコル（例えば、IEEE 802.3）を用いて互いに通信可能である。標準イーサネットプロトコルを用いた場合の利点は、これら標準イーサネットプロトコルが情報を運び、ネットワークに結合された装置をアドレス指定し（例えば、ＭＡＣアドレス）及びネットワークへのアクセスを取り扱う（例えば、キャリヤ検知多重アクセス／衝突検出）のためのプロトコルを提供することにある。リンクに用いることができる業界標準の例としては、メタル系イーサネット（１０／１００／１０００／１０００BaseT）及び光ファイバ系イーサネット、トークン・リング、ＵＳＢ（１．１，２．０）、ＩＥＥＥ１３９４（ａ及びｂ）及び他の規格が挙げられる。ワイヤレス無線規格の例としては、ＩＥＥＥ８０２．１１ａ，８０２．１１ｂ，８０２．１１ｂ，８０２．１１ｇ，８０２．１１ｎ、ブルートゥース（Bluetooth（登録商標））、ジグビー（Zigbee）、ＵＷＢ（ウルトラワイドバンド）及び他のワイヤレス規格が挙げられる。画像及び映像を送るための規格の例としては、デジタル・ビデオ（ＤＶ）、ＨＤ‐デジタル・ビデオ（ＨＤ‐ＤＶ）、Ｓ‐ビデオ、ＮＴＳＣ、ＰＡＬ、ＤＶＩ、ＨＤＭＩ及び他の規格が挙げられる。

３５‐１〜３５‐３は、種々の画像化モダリティ、例えば血管内超音波、超音波アレイビームフォーマ、光コヒーレンス断層撮影法（ＯＣＴ）、ラマン分光分析法、ＭＲＩ等を採用した装置から成るのが良い。例示の医療装置の詳細な説明が以下に与えられている。ネットワーク１０は、有利には、医師が共通インターフェイス（例えば、コンピュータ１５に結合されたモニタ２５及びコントロールパネル２０）を用いてネットワーク上の種々の医療装置３５‐１〜３５‐３にアクセスできるようにする。例えば、ネットワーク１０により、医師は、種々の画像化モダリティを用いて装置から画像を収集し、共通インターフェイス上でこれら画像を視認することができるようにする。さらに、共通インターフェイスを用いると、医療装置製造業者又は供給業者は、制御コントロール及び／又はディスプレイなしの医療装置を製造することができ、それにより開発費、製造費及び設備費が減少する。変形例として、医療装置は、医師が主として共通制御コンソールを介して医療装置にアクセスすると共に／或いは医療装置のところの制御部のサブセットにアクセスする必要があるに過ぎないということを理解した上で、スタンドアロン型医療装置と比較して単純化された制御コンソール及び／又はディスプレイを有しても良い。

好ましい実施形態では、モニタ（例えば、ＬＣＤモニタ）及びタッチスクリーン付きコントロールパネル２０がコンピュータ１５に結合されている。モニタ２５は、医療装置３５‐１〜３５‐３から受け取った画像及び／又は測定値を表示するために用いられる。タッチスクリーン付きコントロールパネル２０は、医師がコンピュータ１５とインターフェイスし、コマンドをコンピュータ１５により医療装置３５‐１〜３５‐３に出すことができるようにする制御部を表示する。タッチスクリーン付きコントロールパネル２０を用いた場合の利点は、このタッチスクリーン付きコントロールパネルが種々の医療装置３５‐１〜３５‐３に対応した種々の組をなす制御部を表示できるということにある。例えば、タッチスクリーン付きコントロールパネル２０は、医師が医療装置３５‐１を選択したときに医療装置３５‐１に対応した１組の制御部を表示することができる。タッチスクリーン付きコントロールパネル２０は、各アイコンが現時点においてネットワークに結合されている医療装置３５‐１〜３５‐３のうちの１つを表示している１組のアイコンを表示することができる。この実施形態では、医師は、コントロールパネル２０上の対応のアイコンをタッチすることにより医療装置３５‐１〜３５‐３のうちの１つを選択する。かくして、医師は、臨床上の要望に従って医療装置を選択することができる。また、選択された医療装置を医師がこの装置を選択すると、自動的に作動させることができる。

例示のタッチスクリーン付きコントロールパネルが図２に示されている。コントロールパネル２０は、この例では、医師がスクリーン７０をタッチすることにより選択した制御部を表示したタッチスクリーン７０を有する。コントロールパネル２０は、タッチパッド７５を更に有し、医師は、このタッチパッドを用いてポインタをモニタ２５上で動かすことができる。例えば、医師は、タッチパッド７５を用いてポインタをモニタ２５上に表示した画像中の所望の部位に動かしてこの所望の部位を選択し、例えば、選択された部位に対応した測定値を表示し、これら部位をブックマークすること等を行うことができる。タッチパッド７５に代えて、トラックボール又はマウスを用いても良い。コントロールパネル２０は、モニタ２５の真下に位置決めされるのが良い。また、２つ以上のコントロールパネル２０をユーザの必要性及び要望によって定められたように配備することができ、それにより手技のワークフローが向上する。

ホストコンピュータ１５は、ネットワーク１０により医療装置３５‐１〜３５‐３と対話し、医療装置３５‐１〜３５‐３からのデータを処理すると共に／或いはコントロールパネル２０を制御するソフトウェア及び／又はファームウェアを備えたＰＣ利用型コンピュータであるのが良い。コンピュータ１５は、通信プロトコル（例えば、標準イーサネットプロトコル）の上部でランする対話プロトコルを用いて医療装置３５‐１〜３５‐３と対話することができる。イーサネットの例の場合、イーサネットプロトコルは、データ転送を取り扱うと共にネットワークへのアクセスを制御し、他方、対話プロトコルは、例えばホストコンピュータ１５と医療装置３５‐１〜３５‐３との間で送られるコマンド及びデータ構造を特定する。一例を挙げると、ホストコンピュータ１５は、コマンドを医療装置３５‐１〜３５‐３のうちの１つに送って１つ又は２つ以上の画像を収集することができ、これに応答して、医療装置３５‐１〜３５‐３は、画像を収集し、対応の画像データをホストコンピュータ１５に送る。例示の対話プロトコルの詳細な説明が以下に与えられている。

コンピュータ１５は、ネットワーク１０とインターフェイスするネットワークインターフェイスカード（例えば、イーサネットカード）、表示ドライバ、グラフィックスプロセッサ及び医療装置３５‐１〜３５‐３からの画像及び他のデータを記憶してアーカイブする記憶媒体を更に有するのが良い。記憶媒体としては、ハードドライブ、リムーバブル記憶装置、ＤＶＤ等が挙げられる。コンピュータ１５は、データを例えばオフライン診断のために同一病院内における別のコンピュータに送出するローカルエリアネットワーク（ＬＡＮ）又はインターネット（Internet（登録商標））に結合されるのが良い。

ホストコンピュータ１５の利点は、このホストコンポーネントが種々の医療装置３５‐１〜３５‐３から受け取ったデータを処理する共有コンピュータ処理リソースを提供するということにある。例えば、ホストコンピュータ１５は、種々の画像化モダリティからの画像データを処理するために利用可能なグラフィックス及び画像プロセッサを提供することができる。これにより、医療装置に必要な画像プロセッサをなくすことができ又は単純化することができ、それにより医療装置の開発費及び／又は開発時間が減少する。

図３Ａは、本発明の実施形態としてのネットワークハブ３０のブロック図である。この例では、ネットワークハブは、ホストコンピュータ１５に結合可能な１つ又は２つ以上のインターフェイス１４０及び医療装置３５‐１〜３５‐３に結合可能な複数のインターフェイス１５０‐１〜１５０‐３を有している。医療装置に対して３つのインターフェイス１５０‐１〜１５０‐３が図３Ａの例において示されているが、ネットワークハブ３０は、任意の数のインターフェイス１５０‐１〜１５０‐３を有することができる。各インターフェイス１４０及びインターフェイス１５０‐１〜１５０‐３の各々は、対応のリンク上で信号を駆動する駆動回路、対応のリンクから信号を受信する受信回路及びリンクの一端部に接続可能なポート（例えば、ＲＪコネクタ、ＢＮＣコネクタ等）を有するのが良い。ネットワークハブ３０は、医療装置を互いに電気的に絶縁しながらネットワーク１５上で医療装置相互間の通信を可能にする電気的絶縁カプラ１４５‐１〜１４５‐３を更に有している。電気的絶縁カプラ１４５‐１〜１４５‐３は、１つの医療器具からの電気サージがネットワーク１０に結合された別の医療装置に伝搬するのを阻止する。これは、医療装置のうちの１つが患者に接触すると共に／或いは患者の体内に挿入されるコンポーネント（例えば、プローブ又はカテーテル）を有する場合に特に有利であり、なお、かかるコンポーネントは、電気サージが患者に伝搬した場合には患者を傷つける場合がある。かくして、ネットワークハブ３０を用いると、医療装置３５‐１〜３５‐３に関して患者の隔離を行うことができる。

電気的絶縁カプラ１４５‐１〜１４５‐３は、光カプラ、トランスフォーマ、容量型カプラ等を含むのが良い。光カプラは、一端部のところで電気信号を光信号に変換し、他方の端部で光信号を電気信号に変換して戻すことにより電気的絶縁を可能にする。光カプラは、各通信方向に設けられていて、電気信号を光信号に変換する１つ又は２つ以上のＬＥＤ及び光信号を電気信号に変換して戻す光検出器を有するのが良い。電気的絶縁カプラは、電気サージ検出器を更に有するのが良く、この電気サージ検出器は、電気サージが電気サージ検出器によって検出されたときに対応の医療装置をネットワーク１０から切り離すスイッチに結合されている。

ネットワークハブ３０は、電気サージの恐れがある場合、ネットワーク３０に結合された装置の各対相互間のカプラに代えて、装置相互間にのみ設けられたカプラを有するのが良い。例えば、ネットワークハブ３０は、ホストコンピュータ１５とネットワークハブに結合された医療装置１３０‐１〜１３０‐３の全てとの間に１つのカプラを有するのが良い。

ネットワークハブ３０は、例えば故障している装置をスイッチによりネットワーク１０から切り離して隔離する交換網（スイッチングネットワーク）１４３を更に有するのが良い。また、交換網を用いると、信号をソース装置からネットワーク３０上の目的値装置にのみ送ることができる。ネットワークハブ３０は又、送電線１３０‐１〜１３０‐３により医療装置３５‐１〜３５‐３に供給することができ、各送電線１３０‐１〜１３０‐３は、一端が医療装置３５‐１〜３５‐３に結合され、他端がネットワーク３０の電力コネクタ１３２‐１〜１３２‐３に結合されている。各送電線１３０‐１〜１３０‐３は、ネットワークハブ３０を介してアースに接続されたアース線を有するのが良い。ネットワークハブ３０は、電力出口又は他の電力源（図示せず）から電力線１６０経由で供給することができる。ネットワークハブ３０は又、電力源からの電力をタイヤの医療装置３５‐１〜３５‐３に適した電力に適合させる電力アダプタ１５５を更に有するのが良い。例えば、電力アダプタ１５５は、例えば、電力源からのＡＣ電力をＤＣ電力に変換したり電圧レベルを変化させたりすること等を行うことができる。電力アダプタは、医療装置３５‐１〜３５‐３を電気サージから保護する１つ又は２つ以上のサージプロテクタ（図示せず）を更に有するのが良い。電力アダプタは、ローカル電力源からの単一の故障条件から患者の安全上のバリヤとなるよう二重又は補強絶縁体を備えた医用隔離トランスフォーマを更に有するのが良い。

各送電線１３０‐１〜１３０‐３を同一の物理的ケーブル中で対応の通信リンク２７‐１〜２７‐３と束ねるのが良い。例えば、イーサネットケーブルの中には、電力を送るために使用できる追加の電線を有するものがある。図３Ｂは、データと電力の両方がネットワークリンク２７′‐１〜２７′‐３経由で医療装置３５‐１〜３５‐３に送られるネットワークハブ３０の実施形態を示している。各ネットワークリンク２７′‐１〜２７′‐３は、データ伝送及び電力送電のための別々の電線を含むイーサネットケーブル又はランラインを有するのが良い。この実施形態では、電力アダプタは、ネットワークインターフェイス１５０‐１〜１５０‐３に結合されている。この実施形態の利点は、ユーザがデータ通信と電力送電の両方を可能にするために医療装置３５‐１〜３５‐３とネットワークハブ３０との間に１つのリンクを接続する必要があるだけであり、それにより布設が容易になるということにある。

電力をネットワークハブ３０から医療装置３５‐１〜３５‐３に提供することは、医療装置３５‐１〜３５‐３にバッテリ及び／又は別々の電源を提供する必要がないので医療装置のサイズが減少するという利点を有する。

図４は、医療装置３５‐１〜３５‐３が共有伝送路２２７（例えば、共有ケーブル）によりネットワークハブに結合されている別の例示のネットワーク２１０を示している。この実施形態では、共有伝送路２２７上の医療装置３５‐１〜３５‐３は、例えばイーサネット規格用のＭＡＣアドレスを用いてアドレス指定できる。ネットワークハブ３０は、ホストコンピュータ２０と共有伝送路２２７との間に設けられていて、ホストコンピュータ１５を医療装置３５‐１〜３５‐３から電気的に絶縁する電気的絶縁カプラを有するのが良い。

図５Ａは、医療装置３５‐１〜３５‐３が通信リンク２７‐１〜２７‐３によりネットハブなしのホストコンピュータ１５に結合された別の例示のネットワーク３１０を示している。リンク２７‐１〜２７‐３は、より対線、同軸ケーブル、光ファイバ、ワイヤレスリンク（IEEE 802.3）及び／又はこれらの組み合わせから成るのが良い。イーサネットの例の場合、リンク２７‐１〜２７‐３は、ホストコンピュータ１５内の１つ又は２つ以上のイーサネットインターフェイスカードのポートにプラグ接続可能である。イーサネット又は他の業界標準を用いた場合の利点は、標準パテントインターフェイスカードを用いて各医療装置のための装置固有ドライバカードを必要としないで医療装置と対話することができるということにある。さらに、イーサネット又は他の規格を用いると、リンク２７‐１〜２７‐３をコンピュータ１５の幾つかのポートのうちのどれにもプラグ接続でき、この場合、対応の医療装置向きに設計された特定のドライバカードのポートに合わせたリンクの機械加工について懸念する必要がなく、それにより布設が容易になる。

図５Ｂは、医療装置３５‐１〜３５‐３が共有伝送路２２７（例えば、共有ケーブル）を介してネットワークハブなしのホストコンピュータ１５に結合された別の例示のネットワーク４１０を示している。イーサネットの例の場合、共有伝送路２２７は、ホストコンピュータ１５内のイーサネットインターフェイスカードのポートにプラグ接続可能である。図５Ｃは、２つの医療装置３５‐１〜３５‐２がバス２２７を共有し、他方、医療装置３５‐３が別個のライン２７によってホストコンピュータ１５に結合された例示のネットワーク５１０を示している。任意の数の医療装置を共有伝送路２２７に結合することができ、任意の数の収集装置を別個のリンク２７によりコンピュータ１５に結合することができる。

図６は、コンピュータ１５及び医療装置３５‐１〜３５‐３がリング３２７に結合されたリング型トポロジーの一例を示している。この例では、リング３２７上の装置から装置に受け渡しされるトークンの所有が情報をリング３２７上で送る権利を装置に付与する場合、かかるトークンによって制御可能である。トークン・リング規格の一例は、IEEE 802.5である。

上述の例は、可能な種々のネットワーク構成の説明を助けるようになっているに過ぎない。多くの形態が可能なので、ネットワークを本明細書において説明し又は図示した例示の実施形態に限定されるものではない。

図７は、ネットワークに結合可能な例示の医療装置を示している。この例では、医療装置は、患者の血管（例えば、動脈又は静脈）内の超音波画像を収集する血管内超音波（ＩＶＵＳ）画像化装置４０５である。画像化装置４０５は、ＩＶＵＳカテーテル４２５、カテーテル４２５に結合されたモータ駆動ユニット（ＭＤＵ）４１５及び収集プロセッサ４１８を有している。ＩＶＵＳカテーテル４２５は、血管内に挿入されるようになったフレキシブルカテーテルシース４３０及びカテーテルシース４３０内で滑動する画像化コア４３３を有し、この画像化コアは、ＭＤＵ４１５に結合された近位端部を有している。画像化コア４３３は、フレキシブル駆動シャフト４３５及び駆動シャフト４３５の遠位端部に結合された超音波変換器４４０を有している。変換器４４０は、超音波を放出し、戻り波を受け取ることにより画像の走査線を収集する。ＩＶＵＳカテーテル４２５は、典型的には、１回使用後に破棄される使い捨てユニットである。ＭＤＵ４１５は、代表的には、画像化コア４３３を回転させる回転モータ及び例えばプルバック手技中、画像化コア４３３をカテーテルシース４３０内で長手方向に動かすリニアモータを有する。収集プロセッサ４１８は、ＭＤＵ４１５を制御し、ＭＤＵ４１５からの生のデータを処理してホストコンピュータ１５に送られるべき画像データにする。収集プロセッサ４１８は、ＰＣ利用型のものであるのが良い。画像化装置４０５は、ソフトウェアを記憶し、処理中のデータを一時的に記憶し、データをバッファリングすること等を行うメモリ４２５を更に有するのが良い。メモリ４２５は、ＲＡＭ、不揮発性メモリ（例えば、フラッシュメモリ）、バッファ及び／又はこれらの組み合わせから成るのが良い。

血管内部を画像化するため、カテーテルを血管内の所望の領域まで前進させる。血管の二次元断面画像を得るため、ＭＤＵ４１５は、画像化コア４３３を回転させ、それにより変換器４４０が血管の回転断面を走査することができるようにする。代表的には、変換器４４０を一回転させて１つの断面画像を収集する。血管の所与の部分を走査するため、ＭＤＵ４１５は、画像化コア４３３を血管に沿って小刻みに引き戻し、それにより画像化コア４３３が血管に沿って一連の断面画像を得ることができるようにする。これら断面画像をスタックすると、血管の三次元画像を形成することができる。収集プロセッサ４１５は、所望の画像化手順に従ってＭＤＵ４１５及び画像化コア４３３を制御する。例えば、収集プロセッサ４１８は、所望の引き戻し長さ、引き戻し速度及び各画像フレームが１つの断面画像（代表的には、画像化コアの一回転）に対応した画像フレームレートに従ってＭＤＵ４１５及び画像化コア４３３を制御するのが良い。

この実施形態では、画像化装置４０５は、収集プロセッサ４１８をリンク４２７経由でネットワークにインターフェイスさせるネットワークインターフェイス４２０を有している。好ましい実施形態では、ネットワークインターフェイス４２０は、情報をネットワークによりホストコンピュータ１５に受け渡しする業界標準、例えばイーサネットを使用する。この例では、収集プロセッサ４１８は、通信プロトコル（例えば、イーサネットプロトコル）の上部でランするコマンドプロトコルを用いてホストコンピュータ１５からのコマンドを受け取ることができる。ネットワークインターフェイス４２０及び収集プロセッサ４１８は、制御／データリンクによりＭＤＵ４１５に結合されたＰＣ利用型コンピュータ又は他のコンピュータで具体化できる。

一例を挙げると、ホストコンピュータ１５は、コマンドをネットワーク経由で収集プロセッサに送ってコマンドが画像化手順の引き戻し長さ、引き戻し速度及び／又は画像フレームレートを特定することができる画像化手順を実施することができる。これに応答して、収集プロセッサ４１８は、画像フレームを収集し、画像フレームデータをホストコンピュータ１５に送る。収集プロセッサ４１８は、フレームに関する画像データをシリアルに（即ち、一度に一フレームずつ）ホストコンピュータ１５に送ることができる。各フレームに関するデータは、一連のフレーム中のフレームの順序を示す番号を含むのが良い。収集プロセッサ４１８は又、状態標識をホストコンピュータ１５に送ることができる。状態標識は、画像化装置が画像化手順を開始した時点及び／又はこれを終了した時点又は画像化装置が動作可能状態にないことを指示することができる。収集プロセッサ４１８は又、ＭＤＵが正しく機能していない場合、エラーコードをホストコンピュータ１５に送ることができる。

図８は、画像化モダリティのための医療装置５０５の一例を示している。医療装置５０５は、ネットワークインターフェイス５２０、収集プロセッサ５１８、画像化システム５１５及びイメージャ５３０を有している。イメージャ５３０は、超音波アレイ、ＭＲＩ、ＯＣＴイメージャ等から成るのが良い。画像化システム５１５は、イメージャ５３０を駆動し、イメージャ５３０からの信号を受け取る。ＯＣＴイメージャ５３０の一例に関し、画像化システム５１５は、ＯＣＴイメージャ５３０のための光源及びイメージャ５３０からの光信号を処理して収集プロセッサ５１８に入力される画像情報を含む電気信号にする光信号プロセッサ（例えば、干渉計）を有するのが良い。収集プロセッサ５１８は、ホストコンピュータから受け取ったコマンドに基づいて画像化システム５１８を制御し、画像データ及び他の情報（例えば、状態情報）をホストコンピュータに送る。収集プロセッサ５１８は、ＰＣ利用型のものであっても良く、他形式のプロセッサであっても良い。収集プロセッサ５１８は、ネットワークインターフェイス５２０経由でネットワークによりホストコンピュータと通信し、ネットワークインターフェイスは、標準ネットワークインターフェイスカードから成るのが良い。医療装置５０５は、ソフトウェア（例えば、ホストコンピュータにアップロードされたソフトウェア）を記憶し、処理中のデータを一時的に記憶し、データをバッファリングすること等を行うメモリ５２５を更に有するのが良い。メモリ５２５は、ＲＡＭ、不揮発性メモリ（例えば、フラッシュメモリ）、バッファ及び／又はこれらの組み合わせから成るのが良い。

図９は、センサモダリティのための医療装置６０５の一例を示している。医療装置６０５は、ネットワークインターフェイス６２０、収集プロセッサ６１８、センサシステム６１５及びセンサ６３０を有している。センサ６３０は、温度センサ、圧力センサ、患者の体内の電気活動度を測定する電極等を有するのが良い。センサシステム６１５は、センサ６３０から信号を受け取る。収集プロセッサ６１５は、ネットワークインターフェイス６２０経由でホストコンピュータから受け取ったコマンドに基づいてセンサシステム６１５を制御し、測定データ及び他の情報（例えば、状態情報）をホストコンピュータに送る。収集プロセッサ６１８は、ＰＣ利用型のものであっても良く、他形式のプロセッサであっても良い。収集プロセッサ６１８は、ネットワークインターフェイス６２０経由でネットワークによりホストコンピュータと通信し、ネットワークインターフェイスは、標準ネットワークインターフェイスカードから成るのが良い。医療装置６０５は、ソフトウェアを記憶し、処理中のデータを一時的に記憶し、データをバッファリングすること等を行うメモリ６２５を更に有するのが良い。メモリ６２５は、ＲＡＭ、不揮発性メモリ（例えば、フラッシュメモリ）、バッファ及び／又はこれらの組み合わせから成るのが良い。

好ましい実施形態では、ネットワークは、医療装置を例えば利用可能な医療装置に従ってネットワークに追加したりこれから除いたりすることができるという点において融通性がある。例えば、ネットワークは、旧医療装置から新医療装置への交換を容易にする。好ましい実施形態では、ネットワーク中の医療装置は、ホストコンピュータのところの共通制御コンソールによりアクセスされる。これにより、各医療装置がそれ自体の制御コンソール、ディスプレイ及び／又は画像プロセッサを有する必要がなくなり、それにより製造費及び設備費が節減される。ネットワークは又、医師が共通インターフェイスを介して種々のモダリティにアクセスすることができることにより種々の手技を実施するワークフローを向上させる。

一実施形態では、ホストコンピュータは、ネットワークに結合可能な複数の種々の医療装置と対話する複数のプログラム（例えば、ソフトウェア及び／又はファームウェア）を有する。この実施形態では、医療装置がネットワークに追加されると、医療装置は、この医療装置を識別する識別子をホストコンピュータに送る。例えば、識別子は、医療装置の製造業者、モデル番号及び／又は装置タイプ（例えば、ＯＣＴ、ＩＶＵＳ、ＭＲＩ等）を含むのが良い。ホストコンピュータは、識別子を受け取ると、ホストコンピュータは、識別子を用いて医療装置を認識し、この医療装置と対話するのに使用すべきであるのがどのプログラム又はソフトウェア経路であるかを決定する。ホストコンピュータが医療装置を認識しない場合、ホストコンピュータは、このホストコンピュータが医療装置を認識しないことを指示するメッセージをオペレータ（例えば、モニタ上に）表示するのが良い。メッセージは、医療装置の製造業者、モデル番号及び／又は装置タイプを含むのが良く、その結果、オペレータは、医療装置を識別できるようになる。この場合、オペレータは、医療装置のためのソフトウェアをホストコンピュータに（例えば、リムーバブル記憶媒体から）ロードし又はソフトウェアをＬＡＮ又はインターネットからダウンロードするのが良い。

別の実施形態では、ホストコンピュータは、或る特定の医療装置に関する所定のネットワークアドレス及び／又はネットワークリンクを確保するのが良い。医療装置が所定のネットワークアドレス及び／又はネットワークリンクによりネットワークに結合されると、ホストコンピュータは、医療装置が識別子をホストコンピュータに送るようにすることなく、医療装置を自動的に認識して選択することができる。

別の実施形態では、医療装置と対話するプログラム（例えば、ソフトウェア）を医療装置に設けられているメモリ（例えば、ＲＯＭ、フラッシュメモリ等）に記憶させるのが良い。この実施形態では、医療装置がネットワークに追加されると、医療装置は、プログラムをホストコンピュータにアップロードすることができる。これにより、例えばホストコンピュータ後に製造された新型医療装置に関してネットワークにプラグ・アンド・プレイ能力が与えられる。一実施形態では、ホストコンピュータは、既に、使用できる複数のプログラムモジュール（例えば、共通の機能又はルーチンを実行するためのプログラムモジュール）を既に有している場合がある。この実施形態では、医療装置からのプログラムは、ホストコンピュータ上のどの既存のプログラムモジュールを使用すべきか及び／又はどのパラメータをプログラムモジュールに入力すべきかをホストコンピュータに教示することができる。これにより、アップロードされることが必要なプログラムコードの量が少なくなる。また、これにより、供給業者が既にホストコンピュータ上に存在するプログラムモジュールを利用することができるので、医療装置供給業者によるソフトウェア開発を容易にすることができる。

さらに、ホストコンピュータは、ネットワークへの医療装置の追加とこれからの取り外しを検出し、それに応じて利用可能な医療装置のリストをアップデートすることができる。ホストコンピュータは、タッチスクリーン上の複数のアイコンとしてリストを表示することができ、この場合、各アイコンは、オペレータがアイコンをタッチすることにより選択できる利用可能な医療装置のうちの１つを表している。

好ましくは、医療装置用のプログラムは、医療装置と対話するホストコンピュータ向きに改造される。例えば、装置用のプログラムは、ホストコンピュータに結合されたタッチスクリーン内に納まるようになった１組の制御部を表示するための命令を含むのが良い。タッチスクリーン上における制御部のレイアウトは、業界標準、例えば拡張可能なマーク付け言語（ＸＭＬ）を用いて指定できる。制御部のレイアウトは又、タッチスクリーン上の操作ボタンの形状及び／又は寸法、タッチスクリーン上における操作ボタンの位置（座標）、テキストボックスの外観等を指定するフォーマットを提供する標準（例えば、ホストコンピュータ製造業者によって定められる）を用いても指定できる。かかる標準は、医療器具用のプログラムによって利用できる１組の標準制御部、テンプレート、制御部レイアウト等を更に含むのが良い。例えば、この標準は、画像化モダリティの一形式（ＩＶＵＳ）用の１組の標準制御部を含むのが良い。この標準は、有利には、タッチスクリーン上の制御部及び制御部のレイアウトを指定するために医療装置製造業者又は供給業者が用いることができる共通フォーマット及び１組の標準制御部、テンプレート等を提供する。この標準を用いると、オペレータが種々の医療装置を用いることができるようにするのを助けるために医療装置用の制御部に或る程度の画一性又は同様のルックアンドフィールを提供することができる。

タッチスクリーン上に表示された制御部は、例えば、数を入力するための数字ボタン、タッチスクリーン上の指の円形動作によって回転させることができるノブ、指をタッチスクリーン上で滑らせることによって目盛に沿って異なる値まで滑らせることができる目盛上のポインタ等を更に含むのが良い。医療装置用のプログラムは、１組の標準ノブ及び目盛からノブ及び／又は目盛を選択したりノブ及び／又はスケールのための増分（例えば、パラメータ値が目盛上の各増分についてどれほど大きく変化するか）を指定したりすることができる。

操作ボタンは、制御部によって実行される機能を表す画像を更に含むのが良い。この例では、医療装置用のプログラムは、画像の画像ファイル、例えばビットマップ又は他の標準画像ファイルフォーマットを含むのが良い。プログラムは、対応の医療装置を表すアイコンを更に含むのが良い。ホストコンピュータは、このアイコンを他の医療装置のアイコンと共に表示することができ、それによりオペレータは、例えばタッチスクリーン上の対応のアイコンをタッチすることにより所望の医療装置を選択することができる。

プログラムは、画像及び／又は測定値をどのようにモニタ上に表示するかを指定する命令を更に含むのが良い。例えば、プログラムは、画像及び／又は測定値のサイズ及び／又は位置並びに分析結果をモニタ上に指定する命令を含むのが良い。別の例では、ホストコンピュータは、複数の種々のディスプレイフォーマット又はテンプレートを有するのが良く、命令は、ディスプレイフォーマットのうちのどれが用いられるべきかを指定することができる。

プログラムは、１組の制御部と関連した１組のコマンドのための命令を更に含むのが良い。コマンドは、オペレータが関連の制御部を選択したときにホストコンピュータが通信プロトコルの上部で医療装置に送る文字列により指定できる。コマンドは、オペレータにより選択されたパラメータ又はデフォルトパラメータを更に含むのが良い。例えば、コマンド又はコマンドのシーケンスが引き戻し画像化手順を指定する場合、パラメータは、引き戻し長さ、引き戻し速度及び／又はフレームレートを含むのが良い。この例では、オペレータは、タッチスクリーン上に表示された１組の値からパラメータを選択すると共に／或いはタッチスクリーン上に表示された数字ボタンを用いてパラメータを入力することができる。引き戻し手順に関するコマンド又はコマンドのシーケンスは、医療装置によって理解される既定のパラメータを更に含むのが良く、この場合、パラメータは、医療装置に送られる必要はない。

このプログラムは、特定のコマンド又は特定のコマンドのシーケンスに応答して医療装置から期待すべきであるのがどのデータであるかをホストコンピュータに教示する命令を更に含むのが良い。引き戻し画像化手順の例に関し、ソフトウェアは、ホストコンピュータが対応の医療装置から一連の画像フレームを受け取ってこれらを記録するよう教示する命令を含むのが良い。命令は、医療装置からの画像フレームデータを画像にどのように処理すべきかをホストコンピュータに教示する画像フレームに関するデータ構造を更に含むのが良い。ホストコンピュータは、種々の画像化モダリティに関する１組の標準データ構造を有するのが良い。この例では、プログラムは、画像フレームを処理するのに標準データ構造のうちのどれを使うべきかをホストコンピュータに教示することができる。画像フレームの受け取り後、ホストコンピュータは、受け取った画像フレーム及び引き戻し手順に関するパラメータを用いて例えば血管の三次元（立体）画像を構成して表示し、引き戻し手順の映像を表示し、連続ループでフレームの選択されたレンジをプレイバックする等を行うことができる。

プログラムは又、医師が選択可能な種々の手順に関するワークフローを指定することができる。例えば、特定の手順のためのワークフローは、ステップ相互間の関係を定める規則により手順を実行する複数のステップを有するのが良い。例えば、規則は、入力、出力及び／又は現在のステップの現在の状態に基づいて現在のステップ後にどのステップが来るかを指定することができる。一例を挙げると、画像化手順のためのワークフローは、医師により入力されなければならないパラメータのシーケンスを含むのが良い。この例では、医師が所要のパラメータのうちの１つを入力すると、ソフトウェアは、ホストコンピュータに指示して医師により入力されるべき次のパラメータの要求を表示することができる。かくして、ホストコンピュータは、医師に入力が必要なパラメータを提供することができる。別の例として、画像化手順のためのワークスルーは、医療装置によって受け取られたデータ及び／又は状態情報に基づいてホストコンピュータによりどのステップが実行されるかを指定することができる。例えば、ホストコンピュータは、医療装置からプレイビュー画像を受け取ることができ、その後、ホストコンピュータは、プレイビュー画像を医師に表示し、医師に現在の画像化手順を続行するオプションを与えることができる。ワークスルーは、状態モデル及び／又はドメインモデルを用いてモデル化できる。ホストコンピュータは、医療装置のためのプログラムが利用することができる種々のモダリティのための１組の標準ワークフローを更に有するのが良い。標準ワークフローを用いると、良好な医療行為に適合したワークフローを提供することができる。

図１０は、本発明の実施形態としてのホストコンピュータ７１５の例示のブロック図である。ホストコンピュータ７１５は、ネットワークインターフェイス７３５、プロセッサ７４０、表示ドライバ７５０、コントロールパネルインターフェイス及びメモリ７６０を有している。プロセッサ７４０は、コマンドを医療装置に出力し（例えば、コントロールパネル２０からのオペレータ入力に基づいて）、ワークフローを管理し、医療装置からのデータを処理し、モニタ２５及びタッチスクリーン２０上の表示を制御すること等を行う。プロセッサ７４０は、グラフィックスプロセッサ、ＤＳＰ及び／又は他のプロセッサと組み合わせて汎用プロセッサを有するのが良い。プロセッサ７４０は、ネットワークインターフェイス７３５を介して医療装置と通信し、このネットワークインターフェイスは、標準ネットワークインターフェイスカード（例えば、イーサネットカード）を有するのが良い。表示ドライバ７５０は、プロセッサ７４０からの表示入力に基づいてモニタ２５上の表示を駆動する。コントロールインターフェイス７５５は、プロセッサ７４０からの入力に基づいてタッチスクリーン２０上の表示を駆動し、オペレータ入力をプロセッサ７４０に送る。メモリ７６０は、処理中のデータ（例えば、画像データ、測定値等）を一時的に記憶するＲＡＭメモリソフトウェアを記憶し及びデータ（例えば、アーカイブ中のデータ）の長期間記憶を可能にすること等を行う不揮発性メモリ（例えば、ハードドライブ、フラッシュメモリ、ＣＤ等）を含むのが良い。例えば、メモリ７６０は、医療装置用のプログラムによって利用可能な組をなす標準制御部、データ構造、テンプレート、表示レイアウト、プログラムモジュールを記憶することができる。ホストコンピュータ７１５は、ＰＣ利用型のものであるのが良い。図１０は、ホストコンピュータ７１５の高レベル記述及びホストコンピュータの詳細ではないアーキテクチャ記述を提供するようになっており、かかる記述は、ＰＣ利用型コンピュータごとに様々な場合がある。

この明細書において、本発明をその特定の実施形態を参照して説明した。しかしながら、本発明の広い精神及び範囲から逸脱することなくかかる実施形態の種々の改造及び変更が可能であることは明らかであろう。例えば、読者は、本明細書において説明したプロセスアクション行為の特定の順序及び組み合わせは例示に過ぎず、本発明を異なる若しくは追加のプロセス行為又はプロセス行為の異なる組み合わせ又は順序を用いて実施できることは理解されるべきである。別の例として、一実施形態の各特徴を他の実施形態に示されている他の特徴と組み合わせたりマッチさせたりすることができる。さらに、明らかなこととして、特徴を所望に応じて加え又は差し引くことができる。したがって、本発明は、特許請求の範囲に記載された本発明の範囲及びこれらの均等範囲に基づく場合を除き、限定されるものではない。

Claims (20)

1. 医療ネットワークであって、
   ホストコンピュータを有し、前記ホストコンピュータは、複数のモジュールを記憶する記憶媒体と、コンピュータプロセッサとを有し、
   前記ホストコンピュータに通信可能に結合された複数の医療装置を有し、前記医療装置のうちの少なくとも１つは、プログラムを記憶した記憶媒体を有し、前記プログラムは、前記複数のモジュールのうちの少なくとも１つを識別し、前記医療装置のうちの少なくとも１つは、装置プロセッサを更に有し、前記装置プロセッサは、前記プログラムを前記ホストコンピュータに送るよう構成され、
   前記コンピュータプロセッサは、受け取った前記プログラムを用いて前記医療装置用に前記複数のモジュールのうちのどれを用いるかを決定するよう構成されている、医療ネットワーク。
2. 前記医療装置は、超音波画像化装置、光学画像化装置、又はＭＲＩ装置を含む、請求項１記載の医療ネットワーク。
3. 前記複数のモジュールは、複数の表示レイアウトを含む、請求項１記載の医療ネットワーク。
4. 前記複数のモジュールは、複数のデータ構造を含む、請求項１記載の医療ネットワーク。
5. 前記コンピュータプロセッサは、受け取った前記プログラムを用いて対応の前記医療装置からのデータを処理するのに前記複数のデータ構造のうちのどれを用いるかを決定する、請求項４記載の医療ネットワーク。
6. 前記複数のモジュールは、複数のプログラムモジュールを含む、請求項１記載の医療ネットワーク。
7. 前記プログラムモジュールの各々は、既定の機能を実行する命令を含む、請求項６記載の医療ネットワーク。
8. 前記ホストコンピュータと前記医療装置との間に結合されたネットワークハブを更に有し、前記ネットワークハブは、前記ホストコンピュータと前記医療装置との間の電気的絶縁をもたらしながら前記ホストコンピュータと前記医療装置との間の通信を結合する少なくとも１つのカプラを有する、請求項１記載の医療ネットワーク。
9. 前記少なくとも１つのカプラは、少なくとも１つのカプラ又はトランスフォーマを含む、請求項８記載の医療ネットワーク。
10. 前記ネットワークハブは、別個のリンクを経由して前記医療装置のうちの少なくとも１つに結合されている、請求項８記載の医療ネットワーク。
11. 前記ネットワークハブは、共有伝送路を経由して前記医療器具のうちの２つ又は３つ以上に結合されている、請求項８記載の医療ネットワーク。
12. 前記ホストコンピュータは、イーサネット（Ethernet（登録商標））リンクを経由して前記医療装置のうちの少なくとも１つに通信可能に結合されている、請求項１記載の医療ネットワーク。
13. 前記ホストコンピュータに結合されたタッチスクリーン付きコントロールパネルを更に有し、前記コンピュータプロセッサは、受け取った前記プログラムを用いて前記医療装置について前記タッチスクリーン付きコントロールパネル上に表示する１組の制御部を決定する、請求項１記載の医療ネットワーク。
14. 前記複数のモジュールは、複数の制御部を有し、前記コンピュータプロセッサは、受け取った前記プログラムを用いて前記医療装置について前記タッチスクリーン上に複数の制御部のうちのどれを表示するかを決定する、請求項１３記載の医療ネットワーク。
15. 医療ネットワークであって、
    ホストコンピュータを有し、前記ホストコンピュータは、複数のプログラムを記憶する記憶媒体と、コンピュータプロセッサとを有し、
    前記ホストコンピュータに通信可能に結合された複数の医療装置を有し、前記医療装置のうちの少なくとも１つは、対応の医療装置を識別する識別子を記憶する記憶媒体と、装置プロセッサとを有し、前記装置プロセッサは、前記識別子を前記ホストコンピュータに送るよう構成され、
    前記コンピュータプロセッサは、受け取った前記識別子を用いて前記対応の医療装置を認識し、前記医療装置用に前記複数のプラグラムのうちのどれを使用するかを決定するよう構成されている、医療ネットワーク。
16. 前記医療装置は、超音波画像化装置、光学画像化装置、又はＭＲＩ装置を含む、請求項１５記載の医療ネットワーク。
17. 前記ホストコンピュータと前記医療装置との間に結合されたネットワークハブを更に有し、前記ネットワークハブは、前記ホストコンピュータと前記医療装置との間の電気的絶縁をもたらしながら前記ホストコンピュータと前記医療装置との間の通信を結合する少なくとも１つのカプラを有する、請求項１５記載の医療ネットワーク。
18. 医療ネットワークであって、
    ホストコンピュータを有し、前記ホストコンピュータは、医療装置と関連した所定のネットワークアドレス及び／又はネットワークリンクを記憶した記憶媒体と、コンピュータプロセッサとを有し、前記コンピュータプロセッサは、前記医療装置が前記所定のネットワークアドレス及び／又は前記ネットワークリンクを経由して前記ホストコンピュータに通信可能に結合されたときに前記医療装置を自動的に認識するよう構成されている、医療ネットワーク。
19. 前記医療装置は、超音波画像化装置、光学画像化装置、又はＭＲＩ装置を含む、請求項１８記載の医療ネットワーク。
20. 前記ホストコンピュータと前記医療装置との間に結合されたネットワークハブを更に有し、前記ネットワークハブは、前記ホストコンピュータと前記医療装置との間の電気的絶縁をもたらしながら前記ホストコンピュータと前記医療装置との間の通信を結合する少なくとも１つのカプラを有する、請求項１８記載の医療ネットワーク。

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