JP6338570B2 - 固定的に装着される基準マーカを伴うイメージングシステム - Google Patents
固定的に装着される基準マーカを伴うイメージングシステム Download PDFInfo
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Description
係属中の先行特許出願の参照
本特許出願は、
（ｉ）ＷＩＲＥＬＥＳＳ ＩＭＡＧＩＮＧ ＳＹＳＴＥＭ（ワイヤレスイメージングシステム）（代理人整理番号ＮＥＵＲＯＬＯＧＩＣＡ−４６ ＰＲＯＶ）に関してＥｒｉｃ Ｂａｉｌｅｙにより２０１２年４月１６日に出願された、係属中の先行米国仮特許出願第６１／６２４，５２２号、および、
（ｉｉ）ＲＩＧＩＤ， ＧＡＮＴＲＹ−ＭＯＵＮＴＥＤ ＦＩＤＵＣＩＡＬ ＭＡＲＫＥＲＳ（固定的な、ガントリに装着される基準マーカ）（代理人整理番号ＮＥＵＲＯＬＯＧＩＣＡ−４７ ＰＲＯＶ）に関してＥｒｉｃ Ｂａｉｌｅｙにより２０１２年４月１６日に出願された、係属中の先行米国仮特許出願第６１／６２４，５３７号
の利益を主張するものである。
本特許出願は、
（ｉ）ＷＩＲＥＬＥＳＳ ＩＭＡＧＩＮＧ ＳＹＳＴＥＭ（ワイヤレスイメージングシステム）（代理人整理番号ＮＥＵＲＯＬＯＧＩＣＡ−４６ ＰＲＯＶ）に関してＥｒｉｃ Ｂａｉｌｅｙにより２０１２年４月１６日に出願された、係属中の先行米国仮特許出願第６１／６２４，５２２号、および、
（ｉｉ）ＲＩＧＩＤ， ＧＡＮＴＲＹ−ＭＯＵＮＴＥＤ ＦＩＤＵＣＩＡＬ ＭＡＲＫＥＲＳ（固定的な、ガントリに装着される基準マーカ）（代理人整理番号ＮＥＵＲＯＬＯＧＩＣＡ−４７ ＰＲＯＶ）に関してＥｒｉｃ Ｂａｉｌｅｙにより２０１２年４月１６日に出願された、係属中の先行米国仮特許出願第６１／６２４，５３７号
の利益を主張するものである。
二つの（２つの）上記で識別される特許出願は、ここに参照により本明細書に組み込まれる。
本発明は、一般的には解剖学的イメージングシステムに関し、より詳細には、外科手術ガイダンス（ｓｕｒｇｉｃａｌ ｇｕｉｄａｎｃｅ）システムに連関して使用されるイメージングシステムに関する。
脳卒中は現在、米国で主な死亡原因の第３位になっており、１年あたりでおおよそ１７７，０００件の死亡数をもたらすとともに、脳卒中は現在、米国で長期障害の一番の原因であり、現在ほぼ５００万人の人々を冒している。脳卒中は、脳または脊髄への血液供給の突然の中断により引き起こされるものであり、そのことにより、組織の酸素が欠乏し、組織損傷を生じる。
脳卒中は、典型的には２つの形態、すなわち、（ｉ）血管の破裂によって起こる出血性脳卒中、および、（ｉｉ）血管の閉塞によって起こる虚血性脳卒中のうちの１つの形で起こる。
迅速な診断が、脳卒中治療の重要な要素である。これは、虚血性脳卒中に対する治療は出血性脳卒中に対する治療に対して禁忌である場合があり、さらに、特定の治療の有効性は時間の影響を受けやすい場合があるということが理由になっている。より詳細には、急性虚血性脳卒中に対する現在の好適な治療、すなわち、血塊を消失させるためのｔＰＡの投与は、出血性脳卒中に対しては禁忌である。さらに臨床データが示唆するところでは、虚血性脳卒中を治療するために使用される薬物（すなわち、ｔＰＡ）は、それが脳卒中の発症後３時間以内に投与される場合に最も効果的である。しかしながら現在の診断時間、すなわち、患者が脳卒中にかかっていることを識別すること、および、脳卒中の出血性または虚血性の性質を識別することを行うために必要とされる時間は、この３時間の限定された時間を超えることが多い。結果として、現在の虚血性脳卒中の罹病者で、適時にｔＰＡによって治療されるのは一部にすぎない。
イメージングは一般的には、脳卒中を適正に診断する（ひいては適正に治療する）ために必要である。より詳細には、イメージングは一般的には、（ｉ）脳卒中を他の医学的状態から区別すること、（ｉｉ）異なるタイプの脳卒中（すなわち、出血性または虚血性）の間で区別すること、および、（ｉｉｉ）適切な治療（例えば、虚血性脳卒中の事例ではｔＰＡの投与）を決定することを行うために必要である。
コンピュータ断層撮影（ＣＴ）は、脳卒中の診断での主要なイメージングモダリティとして登場した。ＣＴスキャナは一般的には、種々の位置から身体内へのＸ線の方向を設定すること、身体を通過するＸ線を検出すること、次いで、患者の解剖学的構造（ａｎａｔｏｍｙ）のコンピュータモデルを築造するように、検出されたＸ線を処理することにより動作する。次いでこのコンピュータモデルは、患者の解剖学的構造の画像を提供するように視覚化され得る。非造影ＣＴスキャニング、ＣＴ血管造影スキャニング、およびＣＴ灌流スキャニングを含むそのようなＣＴスキャニングは、脳卒中を効果的に診断する（ひいては適正に治療する）ために必要とされる情報の実質的にすべてを提供することが可能であるということが見いだされている。
残念ながら実際上は、ＣＴマシンは典型的には病院の放射線科内に置かれ、患者は典型的には病院の救急室内に受け入れられ、救急室と放射線科との間の「往復」時間は、病院が最良の状態であっても、かなりの遅延を必然的に含むことが多くなり得る。結果として、患者を救急室から放射線科に、およびその後再び戻るように移送する際に費やされる時間により、緊急を要する時間を消費してしまう場合があり、そのことで、患者の適正な治療を危うくする可能性がある（例えばそのことで、虚血性脳卒中の罹病者が適時にｔＰＡによって治療されることを妨げる可能性がある）。
したがって、特に脳卒中の用途で使用するのに十分適している、新しい、および改善されたＣＴマシンに対する切迫した必要性が存在する。より詳細には、「往復」遅延を効果的に消失させ、患者を適正に診断するために必要とされる時間を劇的に削減するために、救急室内にあらかじめ布置され、患者が自分の現在の場所でスキャンされ得るように患者のもとに移動され得る、小型の移動式（ｍｏｂｉｌｅ）ＣＴマシンに対する切迫した必要性が存在する。ＣＴマシンは、それを急速に拡散させ、広範囲で使用すること、例えば、実質的にすべての病院の救急室にあらかじめ布置すること、および、中心から離れた、低容積の環境（例えば、田舎の病院、船等）でも広く利用可能にすることを容易にするように、比較的安価であるということもまた重要である。
この点に関して、現在のＣＴスキャナは典型的には、相当の量の物理的ケーブル接続が付きものであるということもまた十分認識されるべきである。この物理的ケーブル接続は一般的には、（ｉ）電力をＣＴスキャナに送り出すために使用される電気ケーブル、ならびに、（ｉｉ）ＣＴスキャナをワークステーションに接続する形態をとり、そのことにより、医療関係者が、ワークステーションを使用してＣＴスキャナにスキャニング命令を発行することを可能にし、およびそのことにより、ＣＴスキャナが、画像とスキャナデータとをワークステーションに、医療関係者による観視のために送出することを可能にする。同様にワークステーションは、ＣＴスキャナが遠隔地から制御されるということを可能にするように、ならびに、画像およびスキャナデータが医療関係者により遠隔地で観視されるということを可能にするように、病院ＰＡＣｓ（画像保管通信）システムまたは他のＩＴネットワークに接続され得る。あるいはＣＴスキャナは、病院ＰＡＣｓシステムまたは他のＩＴネットワークに直接接続され得る。
上述の物理的ケーブル接続は一般的には、従来のＣＴスキャナに関しては重大な諸問題を引き起こすことはなく、その理由は、そのような従来のＣＴスキャナは、定位置設置のために設計されるからというものである。したがって、定位置ＣＴスキャナに関しては、物理的ケーブル接続の配設は、ＣＴスキャナ設置の時に、物理的ケーブル接続が比較的目立たないようにするように対処され得る（例えば物理的ケーブル接続は、それが患者および医療関係者の邪魔にならないように慎重に布置され得る）。
これに対して、ＣＴスキャナが、そのＣＴスキャナが患者の枕もとに運ばれ得るように高度に移動式であるべきである場合、従来の物理的ケーブル接続は重大な問題を引き起こすものであり、その理由は、その従来の物理的ケーブル接続が、時間的に緊急を要する医学的治療を果たすことを妨害し、そのような医学的治療を果たすことに集中する医療関係者に対して物理的危険を引き起こす可能性があるからというものである。
例として、ただし限定としてではなく、脳卒中の症状を呈する患者が救急室内に到着することを考えてみる。この状況では、ＣＴスキャニングが可能な限り迅速に実行されることが、他の医学的検査および／または治療が患者に施されている間であっても行われるということが絶対に必要である。医療関係者は、この状況では、自分が時間的に緊急を要する患者の看護を果たすことに集中して、迅速かつ効率的に作業しなければならない。移動式ＣＴスキャナに従来の物理的ケーブル接続が装備されている場合、その移動式ＣＴスキャナを患者のもとに運ぶことは、この従来の物理的ケーブル接続を看護の箇所に持ち込むことを必要とすることになる。この物理的ケーブル接続は、看護の箇所内に相当に割り込むことを引き起こし、時間的に緊急を要する医学的治療を果たすことを難しくし、患者の周囲で作業する医療関係者に対して物理的危険を引き起こすことになる。このことは特に、移動式ＣＴスキャナが、例えば、脳卒中の可能性のある患者が救急室に到着したばかりの事例で、慌ただしく配備される場合に真である。
このように、（ｉ）移動式ＣＴスキャナを動作させるために必要とされる電力を提供すること、および、（ｉｉ）ＣＴスキャナを、ワークステーション、病院ＰＡＣｓシステムまたは他のＩＴネットワークに接続することを、すべて、通常は従来のＣＴスキャナに関連する物理的ケーブル接続を使用することなく行うための、新しい、改善された手法に対する必要性が存在する。
本発明によれば、（ｉ）移動式ＣＴスキャナを動作させるために必要とされる電力を提供すること、および、（ｉｉ）ＣＴスキャナを、ワークステーション、病院ＰＡＣｓシステムまたは他のＩＴネットワークに接続することを、すべてを、従来のＣＴスキャナに通常は関連する物理的ケーブル接続を使用することなく行うための、新規の手法が提供される。
そして、コードレスおよびワイヤレスの性能を伴う新規の移動式ＣＴマシンが提供され、そのことは、その新規のＣＴマシンが、（ｉ）移動式ＣＴスキャナを動作させるために必要とされる電力を提供すること、および、（ｉｉ）ＣＴスキャナを、ワークステーション、病院ＰＡＣｓシステムまたは他のＩＴネットワークに接続することを行うための物理的ケーブル接続を必要としないようなものである。
そして、スキャンデータが、イメージングシステムから外科手術ガイダンスシステムにワイヤレスで転送されるということを可能にする、ワイヤレスイメージングシステムが提供される。
本発明の１つの形態では、
対象の内側部分の画像を生成するためのスキャナと、
対象の内側部分の画像を使用して、対象に関する個人へのガイダンスを提供するためのガイダンスシステムとを備え、
スキャナがオンボードワイヤレス通信ユニットを備え、ガイダンスシステムがオンボード通信ユニットを備え、スキャナのオンボードワイヤレス通信ユニット、および、ガイダンスシステムのオンボード通信ユニットが、スキャナにより生成された画像を直接ガイダンスシステムにワイヤレスで転送するように構成される、
ワイヤレスイメージングシステムが提供される。
対象の内側部分の画像を生成するためのスキャナと、
対象の内側部分の画像を使用して、対象に関する個人へのガイダンスを提供するためのガイダンスシステムとを備え、
スキャナがオンボードワイヤレス通信ユニットを備え、ガイダンスシステムがオンボード通信ユニットを備え、スキャナのオンボードワイヤレス通信ユニット、および、ガイダンスシステムのオンボード通信ユニットが、スキャナにより生成された画像を直接ガイダンスシステムにワイヤレスで転送するように構成される、
ワイヤレスイメージングシステムが提供される。
本発明の別の形態では、画像をガイダンスシステムに提供するための方法であって、
対象の内側部分の画像を生成するためのスキャナと、
対象の内側部分の画像を使用して、対象に関する個人へのガイダンスを提供するためのガイダンスシステムとを備え、
スキャナがオンボードワイヤレス通信ユニットを備え、ガイダンスシステムがオンボード通信ユニットを備え、スキャナのオンボードワイヤレス通信ユニット、および、ガイダンスシステムのオンボード通信ユニットが、スキャナにより生成された画像を直接ガイダンスシステムにワイヤレスで転送するように構成される、
ワイヤレスイメージングシステムを用意するステップ、
スキャナを使用して対象の内側部分の画像を生成するステップ、ならびに、
スキャナにより生成された画像をガイダンスシステムにワイヤレスで転送するステップ
を含む方法が提供される。
対象の内側部分の画像を生成するためのスキャナと、
対象の内側部分の画像を使用して、対象に関する個人へのガイダンスを提供するためのガイダンスシステムとを備え、
スキャナがオンボードワイヤレス通信ユニットを備え、ガイダンスシステムがオンボード通信ユニットを備え、スキャナのオンボードワイヤレス通信ユニット、および、ガイダンスシステムのオンボード通信ユニットが、スキャナにより生成された画像を直接ガイダンスシステムにワイヤレスで転送するように構成される、
ワイヤレスイメージングシステムを用意するステップ、
スキャナを使用して対象の内側部分の画像を生成するステップ、ならびに、
スキャナにより生成された画像をガイダンスシステムにワイヤレスで転送するステップ
を含む方法が提供される。
本発明の別の形態では、
対象の内側部分の画像を生成するためのスキャニング構成要素と、
スキャニング構成要素を覆って配設される外側カバーと、
外側カバー内に形成される開口部と、
スキャニング構成要素に固定的に装着され、外側カバー内に形成される開口部を通って延在する固定装着部と
を備えるスキャナ
を備えるイメージングシステムが提供される。
対象の内側部分の画像を生成するためのスキャニング構成要素と、
スキャニング構成要素を覆って配設される外側カバーと、
外側カバー内に形成される開口部と、
スキャニング構成要素に固定的に装着され、外側カバー内に形成される開口部を通って延在する固定装着部と
を備えるスキャナ
を備えるイメージングシステムが提供される。
本発明の別の形態では、対象の画像を提供するための方法であって、
対象の内側部分の画像を生成するためのスキャニング構成要素と、
スキャニング構成要素を覆って配設される外側カバーと、
外側カバー内に形成される開口部と、
スキャニング構成要素に固定的に装着され、外側カバー内に形成される開口部を通って延在する固定装着部と
を備えるスキャナを用意するステップ、および、
スキャナを使用して対象の内側部分の画像を生成するステップ
を含む方法が提供される。
対象の内側部分の画像を生成するためのスキャニング構成要素と、
スキャニング構成要素を覆って配設される外側カバーと、
外側カバー内に形成される開口部と、
スキャニング構成要素に固定的に装着され、外側カバー内に形成される開口部を通って延在する固定装着部と
を備えるスキャナを用意するステップ、および、
スキャナを使用して対象の内側部分の画像を生成するステップ
を含む方法が提供される。
本発明のこれらおよび他の目的および特徴は、本発明の好適な実施形態の以下の詳細な説明により、より十分に開示され、または明らかにされることになり、その詳細な説明は、付随する図面とともに考察されるべきものであり、それらの図面では、類似する番号が類似する部分を指し、さらには以下の通りである。
全体的な移動式ＣＴイメージングシステム
最初に図１および図２に目を向けると、本発明によって形成される新規の移動式ＣＴイメージングシステム５が示されている。移動式ＣＴイメージングシステム５は全体的には、基部１５により支持されるトーラス１０を備える。トーラス１０および基部１５はともに、移動式ＣＴイメージングシステム５に対するフレームを構成する。中央開口部２０がトーラス１０内に形成される。中央開口部２０は、スキャンされることになる患者の解剖学的構造を、すなわち、移動式ＣＴイメージングシステム５が脳卒中の用途で使用されることになるときは患者の頭部を受け入れる。
最初に図１および図２に目を向けると、本発明によって形成される新規の移動式ＣＴイメージングシステム５が示されている。移動式ＣＴイメージングシステム５は全体的には、基部１５により支持されるトーラス１０を備える。トーラス１０および基部１５はともに、移動式ＣＴイメージングシステム５に対するフレームを構成する。中央開口部２０がトーラス１０内に形成される。中央開口部２０は、スキャンされることになる患者の解剖学的構造を、すなわち、移動式ＣＴイメージングシステム５が脳卒中の用途で使用されることになるときは患者の頭部を受け入れる。
次に図３に目を向けると、トーラス１０は全体的には、Ｘ線管アセンブリ２５、Ｘ線検出器アセンブリ３０、および回転ドラムアセンブリ３５を備える。Ｘ線管アセンブリ２５およびＸ線検出器アセンブリ３０は、（Ｘ線管アセンブリ２５により生成され、Ｘ線検出器アセンブリ３０により検出される）Ｘ線ビーム４０が、中央開口部２０内に配設される患者の解剖学的構造を通過させられるように、直径方向で対向する関係で回転ドラムアセンブリ３５に装着される。さらに、Ｘ線管アセンブリ２５およびＸ線検出器アセンブリ３０は、それらが中央開口部２０の周りに同心円状に回転させられるように回転ドラムアセンブリ３５上に装着されるので、Ｘ線ビーム４０は、移動式ＣＴイメージングシステム５が、スキャンされる解剖学的構造の所望のコンピュータモデルを生成することを可能にするように、放射状の位置の最大限度の範囲に沿って患者の解剖学的構造を通過させられることになる。
Ｘ線管アセンブリ２５、Ｘ線検出器アセンブリ３０、および回転ドラムアセンブリ３５の動作を制御するための、ならびに、所望のコンピュータモデルを生成するように、取得されたスキャンデータを処理するための、様々な電子ハードウェアおよびソフトウェアは、当技術分野でよく知られている種類のものであり得るものであり、トーラス１０および／または基部１５内に位置させられ得る。
さらにここで図３に目を向けると、基部１５は、患者に対して周囲で移動式ＣＴイメージングシステム５を移動させるための移送アセンブリ５０を備える。より詳細には、その特許がここに参照により本明細書に組み込まれている、米国特許第７，３９７，８９５号で開示されているように、移送アセンブリ５０は好ましくは、（ｉ）移動式ＣＴイメージングシステム５を比較的迅速に部屋の距離にわたって移動させることで、移動式ＣＴイメージングシステムが患者のもとに迅速かつ容易に運ばれ得るように行うための全体移動機構５５、および、（ｉｉ）移動式ＣＴイメージングシステムを精密に、患者に対してスキャニングの間に移動させることで、患者が移動させられることなくスキャンされ得るように行うための微細移動機構６０を備える。上述の米国特許第７，３９７，８９５号で詳細に論考されているように、全体移動機構５５は好ましくは、複数の自由に転がる脚車を備え、微細移動機構６０は好ましくは、（段階的または連続的のいずれかの動きにより、段階的または連続的のいずれかのスキャニングを提供するために構成され得る）複数のムカデ型ベルト駆動装置を備える。液圧装置６５は、全体移動機構５５または微細移動機構６０のいずれかが床と係合されるということを可能にし、そのことにより、移動式ＣＴイメージングシステム５の適切な移動を容易にする。これに対して、やはり上述の米国特許第７，３９７，８９５号で詳細に論考されているように、全体移動機構５５が全体として除外される場合があり、微細移動機構６０のみが設けられる場合があり、その事例では微細移動機構６０は、（ｉ）移動式ＣＴイメージングシステム５を患者のもとにスキャニングの前に移動させること、および、（ｉｉ）移動式ＣＴイメージングシステムを患者に対してスキャニングの間に移動させることの両方を行うために使用される。
移動式ＣＴイメージングシステム５は、コードレスおよびワイヤレスの性能もまた備え、そのことは、移動式ＣＴイメージングシステムが、（ｉ）移動式ＣＴイメージングシステムを動作させるために必要とされる電力を提供するため、および、（ｉｉ）移動式ＣＴイメージングシステムを、ワークステーション、病院ＰＡＣｓシステムまたは他のＩＴネットワークに接続するための物理的ケーブル接続を必要としないようなものである。
より詳細には、および、この先さらに詳細に論考されるように、移動式ＣＴイメージングシステム５は、移動式ＣＴイメージングシステムを動作させるために必要とされる電力を提供することを、前述のことの間に、従来の物理的ケーブル接続の使用を必要とすることなく行うための新規のオンボード電力ユニット７０と、移動式ＣＴイメージングシステムを、ワークステーション、病院ＰＡＣｓシステムまたは他のＩＴネットワークに接続することを、前述のことの間に、従来の物理的ケーブル接続の使用を必要とすることなく行うための新規のオンボードネットワーキングユニット７１とをさらに備える。
オンボード電力ユニット７０
上記で言及されたように、ならびに、ここで図３および図４に目を向けると、移動式ＣＴイメージングシステム５は、移動式ＣＴイメージングシステムを動作させるために必要とされる電力を提供することを、前述のことの間に、従来の物理的ケーブル接続の使用を必要とすることなく行うためのオンボード電力ユニット７０を備える。そのようなオンボード電力ユニットを設けることはこれまでは不必要であったが、その理由は、従来のＣＴスキャナは、定位置デバイスであって、それらのデバイスの電力ケーブル接続が、ＣＴスキャナ設置の時に、電力ケーブル接続が比較的目立たないようにするように慎重に配置構成され得るデバイスであるからというものである（例えば電力ケーブル接続は、それが患者および医療関係者の邪魔にならないように慎重に布置され得る）。しかしながら移動式ＣＴイメージングシステム５は、電力ケーブル接続を、それが邪魔にならない状態を保つように慎重に配置構成するための時間が存在することはほとんどない、緊急を要する看護の状況で迅速かつ容易に配備されることが意図される。このように、移動式ＣＴイメージングシステムを生み出したことが、次に、移動式ＣＴイメージングシステムを動作させるために必要とされる電力を提供することを、前述のことの間に、従来の物理的ケーブル接続の使用を必要とすることなく行うための新規のオンボード電力ユニットに対する必要性を生み出した。オンボード電力ユニット７０は、この必要性に対処するように設計される。
オンボード電力ユニット７０
上記で言及されたように、ならびに、ここで図３および図４に目を向けると、移動式ＣＴイメージングシステム５は、移動式ＣＴイメージングシステムを動作させるために必要とされる電力を提供することを、前述のことの間に、従来の物理的ケーブル接続の使用を必要とすることなく行うためのオンボード電力ユニット７０を備える。そのようなオンボード電力ユニットを設けることはこれまでは不必要であったが、その理由は、従来のＣＴスキャナは、定位置デバイスであって、それらのデバイスの電力ケーブル接続が、ＣＴスキャナ設置の時に、電力ケーブル接続が比較的目立たないようにするように慎重に配置構成され得るデバイスであるからというものである（例えば電力ケーブル接続は、それが患者および医療関係者の邪魔にならないように慎重に布置され得る）。しかしながら移動式ＣＴイメージングシステム５は、電力ケーブル接続を、それが邪魔にならない状態を保つように慎重に配置構成するための時間が存在することはほとんどない、緊急を要する看護の状況で迅速かつ容易に配備されることが意図される。このように、移動式ＣＴイメージングシステムを生み出したことが、次に、移動式ＣＴイメージングシステムを動作させるために必要とされる電力を提供することを、前述のことの間に、従来の物理的ケーブル接続の使用を必要とすることなく行うための新規のオンボード電力ユニットに対する必要性を生み出した。オンボード電力ユニット７０は、この必要性に対処するように設計される。
ここで図４に目を向けると、オンボード電力ユニット７０は、移動式ＣＴイメージングシステム５を動作させるために必要とされる電力を出力するように構成される、１つまたは複数のバッテリ７５を備える。本発明の１つの好適な形態では、移動式ＣＴイメージングシステム５は４８Ｖ ＤＣを必要とし、バッテリ７５は４つの１２Ｖバッテリを備える。バッテリ７５は好ましくは、当技術分野でよく知られている種類のものである。
オンボード電力ユニット７０は、変圧器／充電器８０もまた備える。変圧器／充電器８０は、オンボード電力ユニットのプラグ８５が標準的な壁コンセントに差し込まれるときに、変圧器／充電器８０がバッテリ７５を充電することになるように構築される。例として、ただし限定としてではなく、変圧器／充電器８０は、９０〜２６０Ｖ、単相、５０〜６０ヘルツのＡＣ電力を得ること、および、それを４８Ｖ ＤＣ電力に変換することを行うように構成され得る。したがって使用の合間に、移動式ＣＴイメージングシステム５は、標準的な壁コンセントの隣に布置され得るものであり、プラグ８５が、バッテリ７５を充電するために変圧器／充電器８０と連関して使用され得る。移動式ＣＴイメージングシステム５がこの先使用されることになるとき、プラグ８５は壁コンセントから抜かれ、次いで移動式ＣＴイメージングシステムは、（すなわち、移送アセンブリ５０を使用して）患者のもとにスキャニングのために移動させられる。
一部の環境では、移動式ＣＴイメージングシステム５を使用することを、プラグ８５が標準的な壁コンセントに差し込まれている状態で行うことが容認可能である場合がある。このためにオンボード電力ユニット７０は、プラグ８５が壁コンセントに差し込まれているときに、移動式ＣＴイメージングシステム５が、変圧器／充電器８０から直接電力を取り出すことを、さらにバッテリ７５から電力を取り出すことを伴って、または伴わずに行うことになるようにもまた構成される。
オンボード電力ユニット７０は、移動式ＣＴイメージングシステム５のフレームに装着され、そのことによってオンボード電力ユニットは、システムの残りのものとともに移動することになる。本発明の１つの好適な形態では、オンボード電力ユニット７０は基部１５に装着される。
オンボードネットワーキングユニット７１
上記で言及されたように、ならびに、ここで図３および図５に目を向けると、移動式ＣＴイメージングシステム５は、移動式ＣＴイメージングシステムを、ワークステーション、病院ＰＡＣｓシステムまたは他のＩＴネットワークに接続することを、前述のことの間に、従来の物理的ケーブル接続の使用を必要とすることなく行うための新規のオンボードネットワーキングユニット７１を備える。
オンボードネットワーキングユニット７１
上記で言及されたように、ならびに、ここで図３および図５に目を向けると、移動式ＣＴイメージングシステム５は、移動式ＣＴイメージングシステムを、ワークステーション、病院ＰＡＣｓシステムまたは他のＩＴネットワークに接続することを、前述のことの間に、従来の物理的ケーブル接続の使用を必要とすることなく行うための新規のオンボードネットワーキングユニット７１を備える。
そのようなオンボードネットワーキングユニットを設けることはこれまでは不必要であったが、その理由は、従来のＣＴスキャナは、定位置デバイスであって、それらのデバイスのネットワークケーブル接続が、ＣＴスキャナ設置の時に、ネットワークケーブル接続が比較的目立たないようにするように慎重に配置構成され得るデバイスであるからというものである（例えばネットワークケーブル接続は、それが患者および医療関係者の邪魔にならないように慎重に布置され得る）。しかしながら移動式ＣＴイメージングシステム５は、ネットワークケーブル接続を、それが邪魔にならない状態を保つように慎重に配置構成するための時間が存在することはほとんどない、緊急を要する看護の状況で迅速かつ容易に配備されることが意図される。このように、移動式ＣＴイメージングシステムを生み出したことが、次に、移動式ＣＴイメージングシステムを、ワークステーション、病院ＰＡＣｓシステムまたは他のＩＴネットワークに接続することを、前述のことの間に、従来の物理的ケーブル接続の使用を必要とすることなく行うための新規のオンボードネットワーキングユニットに対する必要性を生み出した。
ここで図５に目を向けると、オンボードネットワーキングユニット７１は、移動式ＣＴイメージングシステム５をワークステーション９５にワイヤレスで接続し、そのことにより、医療関係者が、ワークステーションを使用して移動式ＣＴイメージングシステム５にスキャニング命令を発行することを可能にし、およびそのことにより、移動式ＣＴイメージングシステムが、画像とスキャナデータとをワークステーションに、医療関係者による観視のために送出することを可能にするように構成されるワイヤレスインターフェース９０を備える。同様にワークステーション９５は、移動式ＣＴイメージングシステム５が遠隔地から制御されるということを可能にするように、ならびに、画像およびスキャナデータが医療関係者により遠隔地で観視されるということを可能にするように、病院ＰＡＣｓシステムまたは他のＩＴネットワーク１００に接続され得る。あるいはワイヤレスインターフェース９０は、病院ＰＡＣｓシステムまたは他のＩＴネットワーク１００に直接接続され得る。
ワイヤレスインターフェース９０は好ましくは、当技術分野でよく知られている種類のもの、例えば、８０２．１１ｂ、８０２．１１ｇ等のような適切なＩＥＥＥ標準に準拠するＷＩＦＩインターフェースである。
オンボードネットワーキングユニット７１は、移動式ＣＴイメージングシステム５のフレームに装着され、そのことによってオンボードネットワーキングユニットは、システムの残りのものとともに移動することになる。本発明の１つの好適な形態では、オンボードネットワーキングユニット７１は基部１５に装着される。
使用
移動式ＣＴイメージングシステム５は好ましくは、以下のように使用される。
使用
移動式ＣＴイメージングシステム５は好ましくは、以下のように使用される。
使用中でないとき、移動式ＣＴイメージングシステム５は好ましくは、救急室（または他の使用が意図される所）内に、邪魔にならない場所に、そのシステムの全体移動機構５５（すなわち、そのシステムの脚車）上に持ち上げられて格納され、そのシステムのプラグ８５は、バッテリ７５が満充電されるように標準的な壁コンセントに差し込まれる。
脳卒中に似た症状を呈する患者が救急室に到着するとき、患者は、救急室内で、自分の台車付き担架上で、移動式ＣＴイメージングシステム５を使用して迅速にスキャンされる。より詳細には、移動式ＣＴイメージングシステム５は壁からプラグが抜かれ、次いでＣＴイメージングシステムは、そのシステムの脚車によって患者のもとに移動させられ、そのことによって患者（依然として自分の台車付き担架上で横たわる状態である）が、ＣＴイメージングシステム５の中央開口部２０の内側に布置される。その後、オンボード電力ユニット７０を使用して液圧装置６５が活動化され、そのことによってＣＴイメージングシステム５は、そのシステムの微細移動機構６０（すなわち、ムカデ型ベルト駆動装置）上で支持される。オンボード電力ユニット７０およびオンボードネットワーキングユニット７１を使用して、スキャニングが次いで始められ、微細移動機構６０は、ＣＴマシン５を患者に対してスキャニングの間に精密に進ませる。画像データが、（ワークステーション９５、および／または、病院ＰＡＣｓシステムもしくは他のＩＴネットワーク１００に、オンボードネットワーキングユニット７１を使用して退避させられる。
このように本発明によって、コードレスおよびワイヤレスの性能を伴う新規の移動式ＣＴマシンが提供され、そのことで、その新規のＣＴマシンが、（ｉ）移動式ＣＴスキャナを動作させるために必要とされる電力を提供する、および、（ｉｉ）ＣＴスキャナを、ワークステーション、病院ＰＡＣｓシステムまたは他のＩＴネットワークに接続するための物理的ケーブル接続を必要としない。
他のタイプのスキャニングシステムに対する用途
本発明が、医療用途で使用することに、または、はっきり言えば、ＣＴマシンとともに使用することに限定されないということが十分認識されるべきである。したがって、例えば本発明は、非医療用途のために使用されるＣＴマシンに、例えば、無生物をスキャンするために使用されるＣＴマシンに関して使用される場合がある。さらに本発明は、非ＣＴタイプのイメージングシステムとともに使用される場合がある。本質的に本発明は、コードレスおよびワイヤレスの動作を必要とする任意の移動式イメージングデバイスに対する用途を有する。
ワイヤレスイメージングシステム
前述の文献では、コードレスおよびワイヤレスの性能が装備された移動式イメージングシステム（例えば、移動式ＣＴマシン）が開示されている。
他のタイプのスキャニングシステムに対する用途
本発明が、医療用途で使用することに、または、はっきり言えば、ＣＴマシンとともに使用することに限定されないということが十分認識されるべきである。したがって、例えば本発明は、非医療用途のために使用されるＣＴマシンに、例えば、無生物をスキャンするために使用されるＣＴマシンに関して使用される場合がある。さらに本発明は、非ＣＴタイプのイメージングシステムとともに使用される場合がある。本質的に本発明は、コードレスおよびワイヤレスの動作を必要とする任意の移動式イメージングデバイスに対する用途を有する。
ワイヤレスイメージングシステム
前述の文献では、コードレスおよびワイヤレスの性能が装備された移動式イメージングシステム（例えば、移動式ＣＴマシン）が開示されている。
とりわけ移動式イメージングシステムは、イメージングシステムを動作させるために必要とされる電力を提供し、そのことにより、イメージングシステムが患者をスキャンしている間に、壁プラグから移動式イメージングシステムまで電力ケーブルを張ることを不要にするように適合される、オンボード電力ユニットを備える。このことは、移動式イメージングシステムの有用性を大きく高めるものであり、その理由は、そのことが、スキャニングは壁プラグの場所に関係なく行われ得るということ、および、電力ケーブルは壁プラグからイメージングシステムまで、そのシステムが患者をイメージングしている間に延在する必要はないということを意味し、そのように延在することによって、電力ケーブルの存在が原因で、患者の周囲での診断および／または治療の作業の流れが中断する可能性があるからというものである。
そしてとりわけ移動式イメージングシステムは、イメージングシステムを、ワークステーションに、または、病院ＰＡＣＳシステム（すなわち、病院画像保管通信システム）に、もしくは、何らかの他のＩＴネットワーク等にワイヤレスで接続し、そのことにより、移動式イメージングシステムから壁ジャックまでデータケーブルを張ることを不要にするように適合される、オンボードネットワーキングユニットもまた備える。やはりこのことは、移動式イメージングシステムの有用性を大きく高めるものであり、その理由は、そのことが、画像はイメージングシステムから別のデバイスまたはシステムに、壁ジャックの場所に関係なく送出され得るということ、および、データケーブルは移動式イメージングシステムから壁ジャックまで、特にそのシステムが患者をイメージングしている間に延在する必要はないということを意味し、そのように延在することによって、データケーブルの存在が原因で、患者の周囲での診断および／または治療の作業の流れが中断する可能性があるからというものである。
本発明の別の態様では、イメージングシステムを、ワークステーション、病院ＰＡＣＳシステム（すなわち、病院画像保管通信システム）、何らかの他のＩＴネットワーク等にワイヤレスで接続するためのオンボードネットワーキングユニットが装備された移動式イメージングシステムが、有利には、外科手術ガイダンスシステム（例えば、外科手術ナビゲーションシステム、外科手術ロボット工学システム、外科手術計画システム、および／または、医療処置の間のガイダンスを提供するための画像データ、例えば、外科手術処置の間のリアルタイムのガイダンスを提供するためのリアルタイムのＤＩＣＯＭ画像を利用する任意の他のシステム）と連関して使用され得る。この点に関して、コードレスおよびワイヤレスの性能が装備された移動式イメージングシステムを提供することは、特に、手術室内での使用に適しており、そのことにより、処置を受ける患者に対する手術中のイメージングを提供するということが十分認識されよう。
より詳細には図６は、イメージングシステム１００（例えば、定位置ＣＴマシン）、病院ＰＡＣＳシステム１０１、および外科手術ガイダンスシステム１０２（例えば、外科手術ナビゲーションシステム）を接続するための典型的な従来の手法を示す。この従来の手法では、イメージングシステム１００（例えば、定位置ＣＴマシン）は、（例えば、データケーブル１０３によって）病院ＰＡＣＳシステム１０１に接続され、外科手術ガイダンスシステム１０２（例えば、外科手術ナビゲーションシステム）は、（例えば、データケーブル１０４によって）病院ＰＡＣＳシステム１０１に接続される。使用の際、イメージングシステム１００（例えば、定位置ＣＴマシン）は典型的には、外科手術の前のあるときに（例えば、外科手術の前の夜）、手術をされることになる解剖学的構造をイメージングするために用いられる。イメージングシステム１００（例えば、定位置ＣＴマシン）からの画像は、イメージングシステム１００（例えば、定位置ＣＴマシン）から病院ＰＡＣＳシステム１０１に（例えば、データケーブル１０３により）格納のために送出される。外科手術の時に外科手術ガイダンスシステム１０２は、（例えば、データケーブル接続１０４により）格納された画像を病院ＰＡＣＳシステム１０１から索出し、イメージングの時に解剖学的構造上に布置される（ひいては画像内に含まれる）基準マーカを使用して、または、解剖学的構造上に、および画像上に容易に位置させられる解剖学的ランドマークを使用して、画像を、外科手術ガイダンスシステム１０２および解剖学的構造と「整合する」状態にし、そのことによって、イメージングシステム１００（例えば、定位置ＣＴマシン）により前もって取得された画像が、外科手術ガイダンスシステム１０２（例えば、外科手術ナビゲーションシステム、外科手術ロボット工学システム、外科手術計画システム、および／または、ガイダンスを提供するためのＤＩＣＯＭ画像などの画像データを利用する任意の他のシステム）により、実際の外科手術の間に使用され得る。あるいは、イメージングシステム１００（例えば、定位置ＣＴマシン）または病院ＰＡＣＳシステム１０１からの画像は、外科手術ガイダンスシステム１０２に、物理媒体（例えば、ＣＤ、ＤＶＤ、ＵＳＢキー等）を使用して転送され得る。
この手法は効果的であり、現在広範囲で使用されているが、その手法は、病院ＰＡＣＳシステム１０１を含む病院のＩＴネットワークにかなりの負担をかけるものであり、その理由は、イメージングシステム１００（例えば、定位置ＣＴマシン）からの画像は、
（ｉ）イメージングシステム１００（例えば、定位置ＣＴマシン）から病院ＰＡＣＳシステム１０１に転送されること、
（ｉｉ）病院ＰＡＣＳシステム１０１上に外科手術の時まで格納されること、および、
（ｉｉｉ）病院ＰＡＣＳシステム１０１から外科手術ガイダンスシステム１０２に、外科手術の時に転送されること
が行われなければならないからというものである。
（ｉ）イメージングシステム１００（例えば、定位置ＣＴマシン）から病院ＰＡＣＳシステム１０１に転送されること、
（ｉｉ）病院ＰＡＣＳシステム１０１上に外科手術の時まで格納されること、および、
（ｉｉｉ）病院ＰＡＣＳシステム１０１から外科手術ガイダンスシステム１０２に、外科手術の時に転送されること
が行われなければならないからというものである。
この点に関して、イメージングシステム１００（例えば、定位置ＣＴマシン）から病院ＰＡＣＳシステム１０１に、および、病院ＰＡＣＳシステム１０１から外科手術ガイダンスシステム１０２に転送されている画像は、典型的には、相当のシステムリソースを、特に病院ＰＡＣＳシステム１０１の内部で消費する、大きなデータファイルであるということが十分認識されよう。さらに、イメージングシステム１００（例えば、定位置ＣＴマシン）から病院ＰＡＣＳシステム１０１に、および／または、病院ＰＡＣＳシステム１０１から外科手術ガイダンスシステム１０２に画像が転送されることを待機する間に、かなりの遅延が存在する場合があり、そのことが、外科手術の前および間での遅延という結果になる可能性がある。このことは、遅延が手術中に起こるときに特に問題となる。
あるいは、イメージングシステム１００（例えば、定位置ＣＴマシン）または病院ＰＡＣＳシステム１０１からの画像は、外科手術ガイダンスシステム１０２に、物理媒体（例えば、ＣＤ、ＤＶＤ、ＵＳＢキー等）を使用して転送される場合がある。しかしながらこの手法は、時間を消費するだけでなく不便である。
本発明によれば、および、ここで図７に目を向けると、移動式ＣＴイメージングシステム５（上記を参照）のワイヤレス性能が、画像を移動式ＣＴイメージングシステム５から直接外科手術ガイダンスシステム１０２に送出し、そのことにより、画像送信の時に病院ＰＡＣＳシステム１０１を完全に回避し、ならびに／または、画像をＣＴイメージングシステム５および／もしくは病院ＰＡＣＳシステム１０１から外科手術ガイダンスシステム１０２に転送するための物理記憶媒体（例えば、ＣＤ、ＤＶＤ、ＵＳＢキー等）の使用を不要にするために活用され得る。本発明のこの形態では、イメージングシステム１００（例えば、移動式ＣＴイメージングシステム５）は、オンボード通信ユニット１０６（例えば、移動式ＣＴイメージングシステム５のオンボードネットワーキングユニット７１）を備え、外科手術ガイダンスシステム１０２はオンボード通信ユニット１０７を備え、イメージングシステム１００のオンボード通信ユニット１０６は、外科手術ガイダンスシステム１０２のオンボード通信ユニット１０７とワイヤレスで通信し、そのことにより、オンボード通信ユニット１０６と１０７との間での、データ、例えば、画像、コンピュータモデル等の交換を可能にするように構成される。結果として、イメージングシステム１００（例えば、移動式ＣＴイメージングシステム５）からの画像は、より迅速に外科手術ガイダンスシステム１０２に送出され得るものであり、そのことは、外科手術ガイダンスシステム１０２によって外科手術処置を遂行するときに相当に有利となり得る。加えて、そのような画像送信は病院ＰＡＣＳシステム１０１を完全に回避するので、病院のＩＴネットワークへの負荷、および特に、病院ＰＡＣＳシステム１０１への負荷が相当に低減される。当然ながら、移動式イメージングシステム５により取り込まれる画像は、それでもなお病院ＰＡＣＳシステム１０１に何らかの時点で保管のために（例えば、データケーブル１０３を介して）発送されることになるが、このことは、病院のＩＴネットワークへの負荷、および特に、病院ＰＡＣＳシステム１０１への負荷が低減されるときの時間に、例えば夜に行われ得るということが予想される。
重要なことには、本発明が特に有利であるのは、スキャニングが手術中に（例えば、コードレスおよびワイヤレスの性能を有し、物理的に手術室内に置かれている移動式ＣＴイメージングシステム５によって）行われ、リアルタイムのイメージングデータが、イメージングシステム１００（例えば、ＣＴマシン５）から外科手術ガイダンスシステム１０２（例えば、外科手術ナビゲーションシステム、外科手術ロボット工学システム、外科手術計画システム、および／または、ガイダンスを提供するためのＤＩＣＯＭ画像などの画像データを利用する任意の他のシステム）に転送される必要がある場合である。
所望であれば、外科手術ガイダンスシステム１０２（例えば、外科手術ナビゲーションシステム、外科手術ロボット工学システム、外科手術計画システム、および／または、ガイダンスを提供するための画像データを利用する任意の他のシステム）が、画像を病院ＰＡＣＳシステム１０１から、所望であれば（例えば、データケーブル１０４を介して）引き出すことがさらに可能であり、そのことによって、複数のイメージングモダリティが外科手術ガイダンスシステム１０２の内部で融合させられるということが可能になるということもまた十分認識されるべきである。例として、ただし限定としてではなく、イメージングシステム１００が、手術室内に存在する移動式のコードレス、ワイヤレスのＣＴマシン５（または、ワイヤレス通信が装備された別のＣＴマシン）を備える場合、外科手術ガイダンスシステム１０２が、他のイメージングモダリティ（例えば、ＭＲＩ、ＰＥＴ、ＳＰＥＣＴ、超音波等）により生成される画像を、病院ＰＡＣＳシステム１０１から引き出すことがさらに可能であり、そのことによって、複数のモダリティからの画像が外科手術ガイダンスシステム１０２に利用可能である。あるいはイメージングシステム１００が、手術室内に存在するＭＲＩマシンを備える場合、外科手術ガイダンスシステム１０２が、他のイメージングモダリティ（例えば、ＣＴ、ＰＥＴ、ＳＰＥＣＴ、超音波等）により生成される画像を、病院ＰＡＣＳシステム１０１から引き出すことがさらに可能であり、そのことによって、複数のモダリティからの画像が外科手術ガイダンスシステム１０２に利用可能である。
所望であれば、イメージングシステム１００は、画像データを病院ＰＡＣＳシステム１０１から引き出し、その画像データを外科手術ガイダンスシステム１０２にワイヤレスで送出することが可能である。
前述のことに関して、本発明は、ワイヤレス通信能力が装備された実質的に任意のタイプのイメージングシステム、例えば、移動式ＣＴマシン、定位置ＣＴマシン、ＭＲＩマシン、超音波マシン、ＳＰＥＣＴマシン、ＰＥＴマシン、Ｘ線マシン等に適用可能であるということが十分認識されるべきである。
本発明の１つの好適な形態では、本発明のイメージングシステムは、マサチューセッツ州ダンバースのＮｅｕｒｏＬｏｇｉｃａ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎにより製造された、ＣＥＲＥＴＯＭ（登録商標）移動式ＣＴマシンおよび／またはＢＯＤＹＴＯＭ（登録商標）移動式ＣＴマシンを備える。
本発明の１つの好適な形態では、イメージングシステム１００（例えば、移動式ＣＴマシン５）は、外科手術ガイダンスシステム１０２に、ワイヤレスＩＥＥＥ８０２．１１ａ／ｂ／ｇ／ｎ転送プロトコルを使用して接続され、接続は、アドホックの地点間ネットワークとして、または、ルータによるアクセスポイントとしてのいずれかで構成される。本発明の別の好適な形態では、イメージングシステム１００（例えば、移動式ＣＴマシン５）は、外科手術ガイダンスシステム１０２に、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ、赤外線（ＩＲ）、または、他の通信装置および／もしくはプロトコルを使用して接続される。画像転送構文は、医用画像転送のためのＤＩＣＯＭ３．１標準、および／または他の業界標準に対応したものである。
非医療用途
先の論考では本発明は、医療用途、例えば、解剖学的構造をスキャンすることで、医師にその解剖学的構造に関する情報を提供すること、および／または、画像を外科手術ガイダンスシステムに提供することにより、外科手術ガイダンスを医師に外科手術処置の間に提供することが論考されている。これに対して、本発明を非医療用途で使用することもまた可能であり、その非医療用途は、例えば、セキュリティ目的で（空港のセキュリティ警備区域等での、手荷物（ｌｕｇｇａｇｅ）、ハンドバッグ、バックパック、小包（ｐａｃｋａｇｅ）、輸送コンテナ等のような）対象をスキャンすること、および／または、画像を操作ガイダンスシステムに提供することにより、操作ガイダンスをユーザに（遠隔で爆弾を不発にすること等のような）操作処置の間に提供することである。
固定的な、ガントリに装着される基準マーカ
近年では、外科手術ガイダンスシステム（例えば、外科手術ナビゲーションシステム、外科手術ロボット工学システム、外科手術計画システム、および／または、ガイダンスを医師に医療処置の間に提供するための画像を利用する任意の他のシステム）は、手術室内ではよりありふれたものとなった。一般的には外科手術ガイダンスシステムは、外科手術処置を指図かつ／または遂行するためにコンピュータ技術を使用する。このことは、最初に、手術をされることになる解剖学的構造の正確なコンピュータモデルを生成し、次いで、そのコンピュータモデルを使用して、追跡される器械と連関して、外科手術処置を実行することにより行われるものであり、その外科手術処置を実行することは、例えば、ガイダンスのために外科手術の間に外科医に視覚的および／もしくは聴覚的な合図を提供することにより手動の外科手術をガイドすることであり、ならびに／または、外科手術の間に追跡される器械を動かす電気機械的駆動機構（例えば、ロボットシステム）によって外科手術を実際に遂行することであり、ただし外科医は、追跡される器械の手動のオーバーライド制御を保持する状態にある。いずれの事例でも外科手術ガイダンスシステムは、手術をされることになる解剖学的構造の正確なコンピュータモデルを生成することを必要とする。
非医療用途
先の論考では本発明は、医療用途、例えば、解剖学的構造をスキャンすることで、医師にその解剖学的構造に関する情報を提供すること、および／または、画像を外科手術ガイダンスシステムに提供することにより、外科手術ガイダンスを医師に外科手術処置の間に提供することが論考されている。これに対して、本発明を非医療用途で使用することもまた可能であり、その非医療用途は、例えば、セキュリティ目的で（空港のセキュリティ警備区域等での、手荷物（ｌｕｇｇａｇｅ）、ハンドバッグ、バックパック、小包（ｐａｃｋａｇｅ）、輸送コンテナ等のような）対象をスキャンすること、および／または、画像を操作ガイダンスシステムに提供することにより、操作ガイダンスをユーザに（遠隔で爆弾を不発にすること等のような）操作処置の間に提供することである。
固定的な、ガントリに装着される基準マーカ
近年では、外科手術ガイダンスシステム（例えば、外科手術ナビゲーションシステム、外科手術ロボット工学システム、外科手術計画システム、および／または、ガイダンスを医師に医療処置の間に提供するための画像を利用する任意の他のシステム）は、手術室内ではよりありふれたものとなった。一般的には外科手術ガイダンスシステムは、外科手術処置を指図かつ／または遂行するためにコンピュータ技術を使用する。このことは、最初に、手術をされることになる解剖学的構造の正確なコンピュータモデルを生成し、次いで、そのコンピュータモデルを使用して、追跡される器械と連関して、外科手術処置を実行することにより行われるものであり、その外科手術処置を実行することは、例えば、ガイダンスのために外科手術の間に外科医に視覚的および／もしくは聴覚的な合図を提供することにより手動の外科手術をガイドすることであり、ならびに／または、外科手術の間に追跡される器械を動かす電気機械的駆動機構（例えば、ロボットシステム）によって外科手術を実際に遂行することであり、ただし外科医は、追跡される器械の手動のオーバーライド制御を保持する状態にある。いずれの事例でも外科手術ガイダンスシステムは、手術をされることになる解剖学的構造の正確なコンピュータモデルを生成することを必要とする。
解剖学的構造のコンピュータモデルは、ＣＴ、ＭＲＩ、ＰＥＴ、ＳＰＥＣＴ、Ｘ線、超音波等を含む種々のイメージングシステムを使用して生成され得るものであり、最終的な目的は、イメージングシステムにより生成される画像を使用して解剖学的構造の３Ｄモデルを生成することである。一般的にはＣＴイメージングシステムが、多くの処置に対して好適である。イメージングシステムにより生成される画像、および／または、イメージングシステムにより生成される画像から生成されるコンピュータモデルは、病院ＰＡＣＳシステム（すなわち、病院画像保管通信システム）内に、外科手術ガイダンスシステムによる後続のアクセスのために格納され得る。
より詳細には図６は、イメージングシステム１００（例えば、ＣＴマシン）によって画像および／またはコンピュータモデルを生成することと、それらの画像および／またはコンピュータモデルを病院ＰＡＣＳシステム１０１内に格納することと、次いで、それらの画像および／またはコンピュータモデルを外科手術ガイダンスシステム１０２に、外科手術処置の間の使用のために転送することとを行うための、典型的な従来の手法を示す。この従来の手法では、イメージングシステム１００（例えば、ＣＴマシン）は典型的には、手術をされることになる解剖学的構造をイメージングするために、解剖学的構造を外科手術の前日（または当日）にスキャンするために使用される。イメージングシステム１００（例えば、ＣＴマシン）からの画像、および／または、イメージングシステム１００（例えば、ＣＴマシン）により生成されるコンピュータモデルは、イメージングシステム１００（例えば、ＣＴマシン）から病院ＰＡＣＳシステム１０１に格納のために送出される。外科手術の時に外科手術ガイダンスシステム１０２は、格納された画像および／またはコンピュータモデルを病院ＰＡＣＳシステム１０１から索出し、イメージングの時に解剖学的構造上に布置される（ひいては、病院ＰＡＣＳシステム１０１内に格納される画像および／またはコンピュータモデル内に含まれる）基準マーカを使用して、または、解剖学的構造上に、ならびに、画像および／もしくはコンピュータモデル上に容易に位置させられる解剖学的ランドマークを使用して、画像および／またはコンピュータモデルを、外科手術ナビゲーションシステム１０２および解剖学的構造と「整合する」状態にし、そのことによって、イメージングシステム１００により前もって生成された画像および／またはコンピュータモデルが、外科手術ガイダンスシステム１０２を、実際の外科手術の間にガイドするために使用され得る。
この手法は効果的であり、現在広範囲で使用されているが、その手法は、外科手術に先立って生成された画像および／またはコンピュータモデルの使用に依拠するものである。一部の環境では（例えば、解剖学的構造が、成長の遅い骨のように、実質的に固定的かつ不変である場合）、この手法は満足のゆくものであり得る。しかしながら他の環境では（例えば、解剖学的構造が固定的でない場合、および／または、解剖学的構造の成長が早い場合）、この手法は、特に、外科手術が繊細であり、精密度がミリメートルの単位で測定されなければならない場合（例えば、脳外科手術）、満足のゆくものではないことがある。実際の外科手術に先立って作製された画像および／またはコンピュータモデルの使用は、特に、解剖学的構造が外科手術自体の間に変化する場合、例えば、組織が外科手術の間にずらされる、かつ／または除去される場合、満足のゆくものではなく、その事例では、外科手術前の画像および／またはコンピュータモデルは完全に役に立たない場合がある。例として、ただし限定としてではなく、多くの脳外科手術では、脳は、いったん頭蓋が開かれるとずれる場合があり、そのことにより、外科手術前の画像および／またはコンピュータモデルは、不正確であり信頼性が低いものとなる。
このために、手術をされている解剖学的構造のリアルタイムの画像および／またはコンピュータモデルを生成するように、手術室内にイメージングシステム１００を用意することが可能であるということが認識されてきた。さらに、イメージングシステム１００自体の上に基準マーカを設けることにより、イメージングシステム１００により生成される画像および／またはコンピュータモデルを、自動的に、外科手術ガイダンスシステム１０２および解剖学的構造と適正に整合する状態にすることが可能になり得るものであり、そのことによって、イメージングシステム１００からのリアルタイムの画像および／またはコンピュータモデルが、外科手術ガイダンスシステム１０２により外科手術の間に使用され得るということもまた認識されてきた。例えば、基準マーカ１０５が上に配置されているイメージングシステム１００（例えば、ＣＴイメージングシステム５）を示す図８を参照されたい。これらの基準マーカの場所は、外科手術ガイダンスシステム１０２に関連する適切な検出器、例えば、図８で示される検出器１０８により検出される。
残念ながら、図８で示されるシステムは作動するが、実際上はそのシステムは、制限された分解能により特徴付けられる。このことは、イメージングシステム１００（例えば、ＣＴイメージングシステム５）上に配置される基準マーカ１０５は、典型的にはＩＲ（赤外線）検出、ＲＦ（無線周波数）検出等によって働くものであるが、それらの基準マーカ１０５が外科手術ガイダンスシステム１０２により検出され得るように、イメージングシステム１００（例えば、ＣＴイメージングシステム５）の外側カバー１１０に取り付けられるということが理由である。しかしながら、イメージングシステム１００（例えば、ＣＴイメージングシステム５）の外側カバー１１０は、典型的には、薄板の金属またはプラスチックの軽量のカバーであり、そのカバーは、イメージングシステム１００のスキャニング構成要素に対して、イメージングシステム１００の動作の間、イメージングシステム１００の移送の間、および／または、イメージングシステム１００の保守の間（外側カバー１１０が、イメージングシステム１００から装着解除され得る、およびその後、イメージングシステム１００に再度装着され得るとき）のいずれかで移動する場合がある。結果として、イメージングシステム１００の外側カバー１１０に取り付けられた基準マーカ１０５は、イメージングシステム１００のスキャニング構成要素に対して移動する場合があり、ひいては、イメージングシステム１００からの画像および／またはコンピュータモデルの、外科手術ガイダンスシステム１０２および解剖学的構造との高度に正確な整合を提供することは、システムの絶え間ない再較正なしでは可能ではない。この手法は、リアルタイムの画像および／またはコンピュータモデルを必要とし、空間的な精度が要求されない、ある特定のタイプの外科手術に対しては容認可能であり得る一方で、空間的な精度が要求される他のタイプの外科手術（例えば、脳外科手術）に対しては容認可能ではない場合がある。
このために、本発明によれば、および、ここで図９〜図１３に目を向けると、手術をされている解剖学的構造の実質的にリアルタイムの画像およびコンピュータモデルを提供すること、ならびに、それらの画像を、外科手術ガイダンスシステム１０２および解剖学的構造と高度に正確に整合する状態にすることを行うための、改善されたイメージングシステム１００が提供される。より詳細には、本発明によって、１つまたは複数の開口部１１５がイメージングシステム１００の外側カバー１１０内に形成され、１つまたは複数の固定装着部１２０が、イメージングシステム１００のスキャニング構成要素に接続され、外側カバー１１０内の開口部１１５を通って外に延在させられる。基準マーカ１０５は固定装着部１２０の機器外の側に取り付けられ、そのことによって基準マーカ１０５は、イメージングシステム１００のスキャニング構成要素に対して、（例えば、イメージングシステム１００の動作の間、イメージングシステム１００の移送の間、および／または、イメージングシステム１００の保守の間）移動しない。結果として、基準マーカ１０５をこの様式でイメージングシステム１００のスキャニング構成要素に固定的に装着することにより、解剖学的構造のリアルタイムの画像およびコンピュータモデルが提供され得るものであり、それらの画像およびコンピュータモデルは、外科手術ガイダンスシステム１０２および解剖学的構造と高度に正確に整合する状態にされ得る。
所望であれば、基準マーカ１０５は基準マーカのアレイの部分として用意され得るものであり、基準マーカのアレイは、イメージングシステム１００に、基準マーカのアレイを複数の固定装着部１２０に装着することにより装着され得る。
前述のことに関して、本発明は、実質的に任意のタイプのイメージングシステム、例えば、ＣＴイメージングシステム５などの移動式ＣＴマシン、定位置ＣＴイメージングシステム、ＭＲＩマシン、超音波マシン、ＳＰＥＣＴマシン、ＰＥＴマシン、Ｘ線マシン等に適用可能であるということが十分認識されるべきである。
本発明の１つの好適な形態では、イメージングシステム１００はＣＴマシンであり、固定装着部１２０は、ＣＴマシンのガントリ１３０に固定的に固着されるシャフト１２５である。そして本発明の１つの特に好適な形態では、本発明のイメージングシステムは、マサチューセッツ州ダンバースのＮｅｕｒｏＬｏｇｉｃａ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎにより製造された、ＣＥＲＥＴＯＭ（登録商標）移動式ＣＴマシンおよび／またはＢＯＤＹＴＯＭ（登録商標）移動式ＣＴマシンを備える。
本発明の１つの好適な形態では、イメージングシステムは、ワイヤレス通信システムを使用して外科手術ガイダンスシステムに接続される。例として、ただし限定としてではなく、イメージングシステム１００は、好ましくはオンボード通信ユニット１０６を備え、外科手術ガイダンスシステム１０２は、好ましくはオンボード通信ユニット１０７を備え、イメージングシステム１００のオンボード通信ユニット１０６は、外科手術ガイダンスシステム１０２のオンボード通信ユニット１０７とワイヤレスで通信し、そのことにより、オンボード通信ユニット１０６と１０７との間での、データ、例えば、画像、コンピュータモデル等の交換を可能にするように構成される。好ましくは、ワイヤレス通信システムは、ワイヤレスＩＥＥＥ８０２．１１ａ／ｂ／ｇ／ｎ転送プロトコルを使用するように構成され、接続は、アドホックの地点間ネットワークとして、または、ルータによるアクセスポイントとしてのいずれかで構成される。画像転送構文は、医用画像転送のためのＤＩＣＯＭ３．１標準、または他の転送プロトコルに対応したものである。
所望であれば、本発明の固定装着部１２０は、他の対象、例えば、医療用レーザ、放射線療法「ガン（ｇｕｎ）」、ロボットアーム、ディスプレイ、カメラ、鉛カーテン等のような医療器械を、イメージングシステム１００に装着するためにもまた使用され得る。
非医療用途
先の論考では本発明は、医療用途、例えば、解剖学的構造をスキャンすることで、医師にその解剖学的構造に関する情報を提供すること、および／または、画像を外科手術ガイダンスシステムに提供することにより、外科手術ガイダンスを医師に外科手術処置の間に提供することが論考されている。これに対して、本発明を非医療用途で使用することもまた可能であり、その非医療用途は、例えば、セキュリティ目的で（空港のセキュリティ警備区域等での、手荷物、ハンドバッグ、バックパック、小包、輸送コンテナ等のような）対象をスキャンすることで、および／または、画像を操作ガイダンスシステムに提供することにより、操作ガイダンスをユーザに（遠隔で爆弾を不発にすること等のような）操作処置の間に提供することである。
変形
本発明のさらなる実施形態が当業者には、本開示に鑑みて明らかになるということが十分認識されよう。本発明は、本明細書で開示された、および／または図面で示された、特定の構築物に決して限定されず、本発明の範囲内の任意の修正または等価物もまた備えるということが理解されるべきである。
非医療用途
先の論考では本発明は、医療用途、例えば、解剖学的構造をスキャンすることで、医師にその解剖学的構造に関する情報を提供すること、および／または、画像を外科手術ガイダンスシステムに提供することにより、外科手術ガイダンスを医師に外科手術処置の間に提供することが論考されている。これに対して、本発明を非医療用途で使用することもまた可能であり、その非医療用途は、例えば、セキュリティ目的で（空港のセキュリティ警備区域等での、手荷物、ハンドバッグ、バックパック、小包、輸送コンテナ等のような）対象をスキャンすることで、および／または、画像を操作ガイダンスシステムに提供することにより、操作ガイダンスをユーザに（遠隔で爆弾を不発にすること等のような）操作処置の間に提供することである。
変形
本発明のさらなる実施形態が当業者には、本開示に鑑みて明らかになるということが十分認識されよう。本発明は、本明細書で開示された、および／または図面で示された、特定の構築物に決して限定されず、本発明の範囲内の任意の修正または等価物もまた備えるということが理解されるべきである。
Claims (12)
- 対象の内側部分の画像を生成するためのスキャニング構成要素と、
前記スキャニング構成要素を覆って配設され、開口部が形成されている外側カバーと、
前記スキャニング構成要素に固定的に装着され、前記外側カバーの前記開口部を通って延在する固定装着部と、
前記固定装着部に装着される基準マーカと、
を備えるスキャナ、
を備えるイメージングシステム。 - 前記固定装着部に装着されるユニットをさらに備え、前記ユニットが、レーザ、放射線療法ガン、ロボットアーム、ディスプレイ、カメラ、および鉛カーテンからなる群からの１つを備える、請求項１に記載のイメージングシステム。
- 前記スキャナが、ガントリを備えたＣＴイメージングシステムを備え、さらには、前記固定装着部が前記ＣＴイメージングシステムのガントリに固定的に装着される、請求項１又は２に記載のイメージングシステム。
- 前記スキャニング構成要素が有機組織の内側部分の画像を生成する、請求項１〜３のいずれか一項に記載のイメージングシステム。
- 前記スキャニング構成要素が、手荷物、ハンドバッグ、バックパック、小包、および輸送コンテナからなる群からの少なくとも１つの内側部分の画像を生成する、請求項１〜３のいずれか一項に記載のイメージングシステム。
- 前記スキャナが、ＣＴマシン、ＭＲＩマシン、ＰＥＴマシン、ＳＰＥＣＴマシン、および超音波マシンからなる群からの少なくとも１つを備える、請求項１又は２に記載のイメージングシステム。
- 前記スキャナが移動式である、請求項１〜６のいずれか一項に記載のイメージングシステム。
- 前記スキャナが、前記対象に対してスキャニングの間に移動する、請求項７に記載のイメージングシステム。
- 前記スキャナが定位置スキャナである、請求項１〜６のいずれか一項に記載のイメージングシステム。
- 前記スキャナでスキャンされる前記対象の内側部分の画像を使用した、前記対象に関するイメージングシステムのユーザへのガイダンスを提供するためのガイダンスシステムをさらに備える、請求項１〜９のいずれか一項に記載のイメージングシステム。
- 前記ガイダンスシステムが、外科手術ナビゲーションシステム、外科手術ロボット工学システム、外科手術計画システム、および、ガイダンスを提供するために、前記対象の内側部分の画像のデータを利用する別のシステムからなる群からの少なくとも１つを備える、請求項１０に記載のイメージングシステム。
- 前記スキャナおよび前記ガイダンスシステムが、前記スキャナにより生成された画像を直接前記ガイダンスシステムにワイヤレスで転送するように構成される、請求項１０又は１１に記載のイメージングシステム。
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