JP7221190B2 - 最適化されたデバイス対画像の位置合わせのための構造マスキングまたはアンマスキング - Google Patents

最適化されたデバイス対画像の位置合わせのための構造マスキングまたはアンマスキング Download PDF

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関連出願の相互参照
本出願は、２０１８年１０月１９日に出願された米国特許出願第６２／７４７，８９５号に関し、および優先権を主張し、その開示全体が参照により本明細書に組み込まれる。
本開示は、概して、インターベンショナル腫瘍学の分野など、これに限定されない撮像分野に関し、より詳細には、低侵襲穿刺治療に使用される針などの１つまたは複数の医療機器の誘導（ｇｕｉｄａｎｃｅ）のため、ならびにそのような誘導装置（ｇｕｉｄａｎｃｅ ａｐｐａｒａｔｕｓ）、システム、方法、および記憶媒体の改善された、または最適化されたデバイス対画像の位置合わせ（ｄｅｖｉｃｅ－ｔｏ－ｉｍａｇｅ ｒｅｇｉｓｔｒａｔｉｏｎ）についての構造マスキングのための、装置、システム、方法、および記憶媒体に関する。医療アプリケーションの例は、病変／腫瘍の識別、位置の特定、および治療、手術／処置計画、シミュレーション、切除の実行、生検の実行、針またはプローブのガイド（誘導）、ならびに誘導デバイス（ｇｕｉｄａｎｃｅ ｄｅｖｉｃｅ）またはシステムの可視化、操作、および位置合わせ（ｒｅｇｉｓｔｒａｔｉｏｎ）などのためであるが、これらに限定されない、生体対象物または組織を撮像すること、評価すること、および特性化すること／識別することを含むが、これらにも限定されない。
低侵襲医療処置は、入院期間の短縮および患者にとっての生活の質の改善によって、医学界においてますます一般的になってきている。例えば、インターベンショナル腫瘍学の分野では、経皮的切除が、処置の低侵襲の性質、およびそれによる患者の回復期間の短縮に起因して、外科的切除術よりも好ましいことがよくある。
多様な形式の切除があり、切除の成功には、優れた計画が必要である。切除は、通常、切除処置が病変／腫瘍を治療するのに最良であると決定する腫瘍医による診断後に、指示される。インターベンショナル放射線医（ＩＲ）は、腫瘍およびその大きさを正確に特性化するため、ならびに生検処置から結果を再検討するために、画像を収集および分析するために関与し得る。しかしながら、画像診断は、計画するのに十分であることは稀であり、したがって、ＩＲは、アクション計画を開発／終了させ、切除処置を開始する前に、初期撮像を行い得る。切除方策は、処置における画像診断法の選択、プローブ挿入点、プローブの数および挿入の軌道、マイクロ波、クライオなどの切除治療法、処置中の患者の位置、他の臨床医（例えば、麻酔医、看護師、機材技術者など）との協調などを含み得る。
切除には、多くの計画が必要であり、多くの不確定要素が存在する。例えば、切除計画中の臨床医は、病変／腫瘍を含む目標切除ゾーン（ｔａｒｇｅｔ ａｂｌａｔｉｏｎ ｚｏｎｅ）がどこか、処置中に回避しなければならない重大な構造／特徴（ｆｅａｔｕｒｅ）がどこか、目標ゾーン（ｔａｒｇｅｔ ｚｏｎｅ）における目標点（ｔａｒｇｅｔ ｐｏｉｎｔ）がどこか、プローブが体内に入り、目標点に到達し得るような体表面上の進入点（ｅｎｔｒｙ ｐｏｉｎｔ）はどれか、挿入した針で身体を走査する際の針の向きを考慮して、いずれかの重大な構造／特徴を回避しながら進入点を目標点に接続するための軌道はどれか、切除ゾーンを形成するために何個のプローブが必要か、切除ゾーンはどのくらいの大きさでどんな形状か、などを把握しようと努める。病変／腫瘍が識別され、切除プローブの種類および数量に基づいて、切除ゾーンが定められると、臨床医は、通常、２つのゾーンの視覚的オーバレイを使用して、カバレッジゾーンを推定する。カバレッジゾーンは、頭の中の視覚的推定であるため、不正確であるか、またはあまり客観的な尺度でない傾向がある。
医療処置（ｍｅｄｉｃａｌ ｐｒｏｃｅｄｕｒｅ）（例えば、切除、生検、針の誘導（ｎｅｅｄｌｅ ｇｕｉｄａｎｃｅ）など）は、非常に複雑であるにもかかわらず、臨床医によって現在行われる処置は、もっぱら、手動で反復的に行われる。それは、間違いを起こしやすく、例えば、切除を行うのに必要な時間が増加し得る（すなわち、非効率的である）。計画は、特に、基本的な可視化ソフトウェアからいくらかの助けを借りて、臨床医によって大部分が行われる。臨床医は、典型的には、コンピュータ断層撮影（ＣＴ）または磁気共鳴映像（ＭＲＩ）スキャンを読むことから開始し、目標領域を識別し、挿入点（ｉｎｓｅｒｔｉｏｎ ｐｏｉｎｔ）および／または軌道／向きを計画する。例えば、少なくとも１つの切除計画シナリオにおいて、臨床医は、患者のＤＩＣＯＭ（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｉｍａｇｉｎｇ ａｎｄ Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ ｉｎ Ｍｅｄｉｃｉｎｅ）画像をコンピュータ内にロードし、患者のＣＴまたはＭＲＩスキャンの２Ｄスライスを１つずつ見る。ＤＩＣＯＭ画像スライスに目を通すことによって、臨床医は、懸念される内部構造の３Ｄモデルを頭の中で構築し得る。ＤＩＣＯＭ画像を使用することによって、臨床医は、病変／腫瘍の場所を識別することができ、最適なプローブの進入点、目標点、およびその結果、進入点から目標点までの軌道を決定するために、病変／腫瘍とその周辺の重大な構造との関係性を識別し得る。
画像ガイド式の外科的処置の間、針誘導デバイスなどの機器が、患者に対して操作される。ＣＴ画像、ＭＲＩ画像などの医療画像は、処置を計画するために使用され得るが、撮像された生体構造に対する機器の位置が、外科的処置に通知するために決定されなければならない。患者空間（ｐａｔｉｅｎｔ ｓｐａｃｅ）、デバイス空間（ｄｅｖｉｃｅ ｓｐａｃｅ）、および画像空間（ｉｍａｇｅ ｓｐａｃｅ）を相互に関連付けるために、位置合わせまたは変換のマップが、生成されなければならない。医療分野の多くのアプリケーションでは、医療機器の正確かつ精密な位置決めが、重要である。経皮的インターベンションなどの外科的処置の場合、針状医療ツール（ｎｅｅｄｌｅ－ｌｉｋｅ ｍｅｄｉｃａｌ ｔｏｏｌ）および機器の正確な配置が、処置の成功と失敗との間の差を意味し得る。
患者、デバイス、および画像空間の位置合わせが、行われ得る。しかしながら、位置合わせの結果を迅速かつ容易に可視化し、操作することが、ユーザには困難であることがよくある。
誘導デバイスなどの医療デバイスが、一旦位置合わせされ、患者の上または患者の身体の目標エリア上に位置決めされると、臨床医が画像スキャンにおいて思い描いたものに対応する身体表面上の進入点を、臨床医が識別し得る。臨床医は、試験駆動を行って針をほんの少し挿入し、スキャンを実行し、スキャンによって実証される実際の針挿入と、挿入前に予期されたこととの間の差を見出し得る。これによって、必要であれば何らかの補正を行う機会が、臨床医に与えられる。このステップは、針が最終的に目標点に到達するために、複数回繰り返されてもよい。
典型的には、医療処置が切除である場合に、単一のプローブが使用される場合において、目標点は病変／腫瘍の中心である。臨床医は、基本的な可視化ソフトウェアにおいて示される、病変／腫瘍の中心の位置にマークするために、マウスまたはタッチポイントなどのポインティングデバイスを使用し得る。臨床医は、切除が発生することを可能にするためにプローブ先端を置くか、または放射線／化学療法のためのシードを埋め込むか、のいずれかを行い得る。マーキングプロセスは、本来、手動かつ近似ですらある。２Ｄでは、人間の視覚および運動動作の不正確さ／誤りに起因して、何度も正確ではない可能性があるにもかかわらず、物体の中心位置にマーキングすることは、困難ではないかもしれない。しかしながら、体積の中心が目標点である場合、臨床医が２Ｄスライスの積み重ねを含む３Ｄ体積の中心を把握するために２Ｄスライスビューを使用することは、困難で、間違いを起こしやすい場合がある。臨床医は、画像アーチファクトおよび／または３Ｄの推論における人間の限界によって騙されることがある。３Ｄでは、可視化／レンダリングソフトウェアの入り組んだ限界のために、中心位置をマーキングすることは、はるかに困難である。臨床医の直観に頼ると、目標点を定めるための経験および視覚的理解は、特に３Ｄ空間においては、（信頼性、再現性、追跡可能性などについて）最適ではない。病変／腫瘍が非常に複雑な形状であるときに、適切な目標を定めることは、多かれ少なかれ技巧であり、一貫性を達成することは困難である。
目標ゾーンをカバーするために十分に切除ゾーンを大きくするためには、複数の針が必要である場合、臨床医は、典型的には、最初の針を参照として使用し、最初の、または前の針挿入および／または切除からの結果に基づいて、次の針を計画する。複数の針挿入が必要である場合、症例は大抵インクリメンタル式で行われ、例えば、計画、針挿入、スキャン、挿入した針のスキャンに基づく元の計画の調整または修正（必要であれば）、別の針挿入などが行われる。
デバイス／ハードウェアは、また、複数のプローブまたは針の挿入、ならびに切除、生検、または他の処置などこれらに限定されない処置中のそのような誘導デバイス、プローブ、および／または針の位置合わせを、臨床医が支援するのを助けるには不足している。
現在の実践では、前述のように、針、または切除プローブなどの他のデバイスは、誘導用の医療撮像を用いて、フリーハンドでガイドされる。これらの事前に設定された針またはプローブ構成を、この手法で達成するのは非常に困難である。したがって、改善された誘導、可視化、および／または位置合わせの方法が必要である。臨床医は、試行錯誤によるインクリメンタル挿入動作を採用して、必然的な器官の動作および変形に対処する（例えば、前述のように、目標点が、プローブ挿入中に移動される場合に、臨床医は、針を少し挿入し、スキャンし、針をどのくらい外すかを把握するために画像を読み、必要であれば針の軌道を調整もしくは変更するか、または進行し続けてもよい）。現在、最初のプローブ挿入が行われ、スキャンを参照として使用するためにスキャンされる。次いで、プローブの後続のインクリメンタル挿入が、同じものを査定するために、各挿入後のスキャンとともに、目標に向かって行われてもよい。このようなプロセスは、挿入をより制御可能にするために、必要であれば、患者を再配置することを含み得る。追加的に、ＩＲまたは臨床医は、プローブが硬質であり、現在から挿入まで、器官に変形および動作がないと仮定し得る。スキャンの代替として、切除プローブとともに超音波振動子が、目標に到達するように計画方向にプローブをガイドするために使用されてもよく、それは、ＣＴ／ＭＲＩと超音波画像の融合を必要とする（ＣＴ透視は、切除の計画および実行中にＣＴとともに使用され得る別の技術である）。これは、処置時間を増加させるだけでなく、調整／変更における多くの労力を無駄にする。当然ながら、それはまた、構造および組織に対して影響を与え、または構造および組織付近に起こり得る損傷を引き起こす可能性がある。器官の動作および変形を考慮することは、医療処置の計画および実行をより複雑にすることがあり、臨床医と切除計画および実行デバイスとの間のインタラクションを妨害することがある。現実は、多くの要因（例えば、呼吸、身体の動作または姿勢変更、プローブとのインタラクションに起因する器官の変形など）がプローブ挿入に影響を及ぼし、計画された挿入と実際の挿入との間で変化し得るということである。そのような変化は、また、計画された挿入を無効にし得る。呼吸ゲーティング、すなわち、患者に息を止めるように頼むことは、挿入を援助するために使用され得る、時間のかかるモニタリング技術である。器官変形をモデリングすることは、挿入での運動および変形の問題に備えようとするための別の方法である。しかしながら、このような処置は、成功や効率を保証しない。最終的には、プローブの位置合わせおよび挿入の目的は、医療処置（例えば、生検、切除など）を実行し、または行うことであり、処置は、針挿入での前述した問題を低減し、および／または回避する必要がある。一旦針またはプローブが適切にセットアップされたら、それ以降処置が行われる。
追加的には、関心領域（ｒｅｇｉｏｎ ｏｆ ｉｎｔｅｒｅｓｔ）内にノイズが存在することがあり、ノイズが、デバイス対画像の位置合わせを妨害する。
取得されている医療画像の種類に依存した状況において、誘導デバイスのユーザが、異なる問題に対処しなければならない場合がある。例えば、ＭＲＩにおいて、ユーザは、限定された長方形の視野（ＦＯＶ）を選択し得る。視野は、位置合わせする（ｒｅｇｉｓｔｅｒ）べきデバイスを包含するだけであってもよく、基準を検索するための画像体積を限定してもよい。別の例として、ＣＴは、撮像ＦＯＶ（例えば、５０ｃｍであってもよい）の設定において柔軟性に欠けることがある。撮像をＣＴにおけるインターベンショナル機器誘導デバイスの位置に制限することができない場合があり、それは、基準として誤って検出され得る他の高強度の画像特徴（例えば、患者のベッドまたは支持構造における金属、患者の下のパディング内の金属、骨などの密な解剖構造、針、アクセサリケーブルなど）に起因して、正確かつ堅牢な基準検出およびデバイス制限を実現することを妨げる。このような不正確な特徴を基準として検出すること（言い換えると、擬陽性を検出することであり、本明細書では誤検出とも呼ばれる）は、そのような位置合わせを失敗または不十分にする。
上記の観点から、可視化、操作、および／または針もしくはプローブの誘導／配置における向上（ｅｎｈａｎｃｅｍｅｎｔ）を提供することに加えて、可視化、操作、および位置合わせをより効率的に（例えば、処置時間を減少させる）、より正確に、およびより効果的にすること（より費用効果がある（より安価である）こと、病変／腫瘍除去に対して最適化されることを含むがこれらに限定されない）への支援を臨床医に提供する、ソフトウェアおよび／またはハードウェアが必要とされている。デバイス対画像の位置合わせを改善または最適化するため、および位置合わせエラーを減少させ、または除去するために、関心領域内に存在し得るノイズを低減し、および／または除去する直観的な方法が必要とされている。基準を考慮しているときに画像内の特徴の誤検出を防止または回避する必要がある。そのような擬陽性を回避することによって、位置合わせを改善または最適化する必要がある。
１つまたは複数のシステム、デバイス、方法、および記憶媒体が、本明細書において提供され、複数の針または切除プローブをガイドするため、および／またはデバイス対画像の位置合わせ（ｄｅｖｉｃｅ－ｔｏ－ｉｍａｇｅ ｒｅｇｉｓｔｒａｔｉｏｎ）を改善または最適化するために構造マスキングを行うための、装置、システムまたはデバイス、ならびに方法および記憶媒体を含むが、これらに限定されない。医療環境では、１つまたは複数のアプリケーションにおいて、療法、治療などこれらに限定されない正確な診断または低侵襲処置のために、１本の針もしくは複数の針、または１本のプローブもしくは複数のプローブを、組織または特定の器官の内部および／または上に精密に位置決めする必要がある。
本開示の１つまたは複数の実施形態は、所望の幾何学構成において、１本の針もしくは複数の針、または１本のプローブもしくは複数の切除プローブを保持および位置決めするため、および／または画像へのデバイスの位置合わせ（本明細書では、デバイス対画像の位置合わせとも呼ばれる）アルゴリズムを改善もしくは最適化するために構造マスキングを行うための、１つまたは複数の医療デバイス、方法、および記憶媒体に関する。
１つまたは複数の実施形態は、計画された軌道に沿って計画された針を物理的にガイドするため、および／またはデバイス対画像の位置合わせを改善もしくは最適化するために構造マスキングを行うための、有用なハードウェアを提供する。マスキングは、関心領域内にノイズがある場合に、より信頼できるデバイス対画像の位置合わせを可能にする。切り取り（ｃｒｏｐｐｉｎｇ：クロッピング）単独では、そのようなシナリオを考慮しない。
デバイス対画像の位置合わせ（例えば、自動または手動の位置合わせ）のための、医療画像（ＣＴ、ＭＲＩなど）において高強度基準を検出することは、インターベンショナル機器誘導デバイスのための１つまたは複数の実施形態において使用されることが好ましい。所定の、またはある検出された特徴をマスクすることは、そのような特徴が擬陽性であると判断される状況、または基準として誤検出される状況において、デバイス対画像の位置合わせ（例えば、自動または手動の位置合わせ）を改善または最適化することに役立ち得る。
本開示の１つまたは複数の実施形態は、事前処置計画を利用する。事前処置計画は、デバイス対画像の位置合わせの正確性を上昇させるために、取得された画像の所望のエリアを自動的にマスクするための、挿入点および目標点の選択を包含する。少なくとも１つの目的は、関心領域内に（例えば、針のアーチファクト、電子コンポーネント、パディング内の金属コンポーネント、患者の支持構造（例えば、ベッド）、ケーブリングなどからの）ノイズを含み得る、より多様なデータセットに対して高い位置合わせの正確性を有することである。これらの場合のうちのいくつかにおいては、この種のノイズが、基準の検出と間違われることがある。１つまたは複数の実施形態は、そのような誤検出を防止または減少させるために、アーチファクトのマスキングを使用するように動作する。
１つまたは複数の実施形態において、マスキングは、複数の計画された軌道を有する複数の針ガイド式シナリオの一部であってもよく、そこでは、基準検出の見落とし、または誤検出の可能性が増加している。この状況においては、マスキングは、医師がＣＴ画像または他の医療画像内で関心の針を強調するのを助けるために、選択的にオンおよびオフにすることもできる。
１つまたは複数の実施形態が、構造を強調する技術を採用する。例えば、ある場合において、ノイズの多い医療画像（例えば、ノイズの多いＣＴ画像）は、撮像デバイス（例えば、ＣＴ）によって不明瞭にされることがある。そのような環境において、マスキングは、ノイズの多い画像単体において、またはアーチファクトの抑制のためにマスキングを使用することに加えて、所望のエリアを強調する（ｅｎｈａｎｃｅ）ために使用され得る。
１つまたは複数の実施形態は、既知の基準方向のモデルまたはデバイス平面を、基準を含む画像に合致させようとする環境において使用される。その後、そのような平面は、オーバレイされ、位置合わせされ得る。しかしながら、前述のように、画像内のアーチファクトまたはノイズに起因して、ノイズがそのような位置合わせプロセス内にもたらされ得る。
少なくとも１つの実施形態において、デバイス対画像の位置合わせを行うための少なくとも１つの方法は、位置合わせプロセスに対する１つまたは複数のアーチファクトのいかなる悪影響も抑制するために、１つまたは複数のアーチファクトをマスクすることを伴う。
少なくとも１つの実施形態において、デバイス対画像の位置合わせを行うための少なくとも１つの追加方法は、位置合わせプロセスに対する１つまたは複数の針のいかなる悪影響も抑制するために、１つまたは複数の針の寸法を用いてマスクすることを伴う。
少なくとも１つの実施形態において、デバイス対画像の位置合わせを行うための少なくとも別の方法は、位置合わせプロセスに対する１つまたは複数の他の針のいかなる悪影響も抑制するために、目標針を除く複数の針をマスクすることを伴う。
追加的または代替的に、デバイス対画像の位置合わせを行うための方法の少なくとも１つのさらなる実施形態は、針および／またはプローブの配置を改善または最適化するために、デバイス対画像の位置合わせの実行時に画像内の関心領域を強調する（ｅｎｈａｎｃｅ）ためにマスクすることを伴い得る。
１つまたは複数の実施形態において、経皮的切除処置は、医師が、医療画像（例えば、ＣＴ、ＭＲＩ、超音波、その他のスキャニングデバイスなど）の助けを借りて、体内深くの関心エリア（例えば、腫瘍、結節、病変など）などの関心目標（ｔａｒｇｅｔ ｏｆ ｉｎｔｅｒｅｓｔ）まで切除プローブをガイドしなければならないことを伴う。例えば、様々な切除治療法が存在する（高周波、マイクロ波、クライオ、レーザ、および不可逆電気穿孔法）。医師は、所望の医療処置を行うことが可能な（例えば、腫瘍再発のリスクを減少させるために、腫瘍の周りの安全マージンとともに腫瘍を完全に切除する）針またはプローブを選択する。いくつかの場合において、単一の針またはプローブは、所望の処置を達成する（完全な腫瘍のカバレッジを達成することなどであるがこれに限定されない）のに十分ではないことがあり、したがって、複数の針またはプローブが、（例えば、完全な腫瘍のカバレッジを保証する、より大きな切除ゾーンのために）使用されてもよい。さらに、各切除治療法において望ましい、予め設定されたプローブ構成があることが多い。例えば、マイクロ波および不可逆電気穿孔法では、平行型プローブ構成が望ましい。平行型プローブ構成では、プローブは、予め設定された最大距離で平行にガイドされる。予め設定された最大距離は、より大きな均一の切除ゾーンを保証する。最大プローブ距離を超えると、各プローブの周囲に独立した切除ゾーンをもたらし、したがって、プローブの間の腫瘍細胞の見落としにつながることがあり、腫瘍再発を引き起こし、または腫瘍再発につながる。クライオ切除では、多くの医師が、プローブの全ての挿入点が近接していることを保証するために、円錐プローブ構成で腫瘍を一括して扱うことが好ましい。プローブ挿入点の周りに温かい生理的食塩水を注ぐことによって、医師が凍傷から皮膚をより保護し易くし得るように、クライオ切除においては全てのプローブについて近接した挿入点を共有することが望ましい。１つまたは複数の実施形態において、生検、切除、療法（例えば、クライオ療法）、吸引などのうちの１つまたは複数に加えて、薬剤送達および／または治療も行われてもよい。本開示の１つまたは複数の実施形態は、所望の低侵襲処置を行うための針および／またはプローブの誘導および配置を達成するための構成およびプロセスを提供し、位置合わせ中にそのようなアイテムを抑制するためにアーチファクトもしくは針（例えば、１つもしくは複数の針、目標針ではない針、など）をマスクするため、または針および／もしくはプローブの配置を改善もしくは最適化するために、デバイス対画像の位置合わせの実行時に画像内の関心領域を強調するようにマスクするための、１つまたは複数の方法を使用することを含む。
１つまたは複数の実施形態において、医療誘導デバイス（ｍｅｄｉｃａｌ ｇｕｉｄａｎｃｅ ｄｅｖｉｃｅ）のための装置および方法は、開口部を定める内周を有するベースリングまたは固定部分と、ベースアセンブリと回転可能に接合可能なガイドまたは可動部分とを含む、ベースアセンブリを含んでもよく、ガイドが、開口部を定める内周および外周のあるフレームを有し、ガイドがベースアセンブリと接合される構成において、フレームの開口部が、ベースリングの開口部にオーバレイする。医療誘導装置は、アーク部材（ａｒｃ ｍｅｍｂｅｒ）（１つまたは複数の実施形態において、アーク部材にスライド可能に取り付けられたホルダを有してもよく、ホルダは、医療誘導装置によってガイドされるように意図した医療ツール（ｍｅｄｉｃａｌ ｔｏｏｌ）を保持するように構成される）も有する。１つまたは複数の実施形態において、基準マーカ（ｆｉｄｕｃｉａｌ ｍａｒｋｅｒ）は、ベースアセンブリ（例えば、ベースリングまたは固定部分、患者に取り付けられる部分、回転可能に接合可能なガイドまたは可動部分などにおいて）に位置し、または配置されることが好ましい。
１つまたは複数の実施形態において、アーク部材は、ガイダンス面を含み、ガイダンス面は、１つまたは複数の角度参照マーク（ａｎｇｕｌａｒ ｒｅｆｅｒｅｎｃｅ ｍａｒｋ）を含む。角度参照マークは、（特に、ガイドデバイスが位置合わせされた後で）所望の角度位置にホルダを正確に位置させるための、アーク部材ガイダンス面上に構成されるインジケータと協調するために使用され得る。さらなる実施形態において、医療誘導装置は、医療ツールを妨害することなく表面への医療誘導装置の取り外しおよび／または再取り付けを可能にするための、フレームの内周からフレームの外周へ延びるギャップを含む。
追加的な実施形態において、ホルダは、医療ツールを受け入れるための溝、およびホルダ内に医療ツールを保持するためのドアをさらに含む。さらに、ドアは、ホルダにヒンジで取り付けられてもよく、ホルダ内の医療ツールを保持することに役立つように、ホルダ上の溝と協調するように構成されたタブをさらに含む。他の実施形態において、ドアは、着脱可能および／または置換可能であってもよい。
本開示の１つまたは複数のさらなる実施形態は、表面の所定の挿入点の近くに医療誘導装置を載せることを含む、医療機器をガイドする方法を含み、医療誘導装置は、開口部を定める内周を有するベースリングと、ベースアセンブリと回転可能に接合可能なガイドとを含む、ベースアセンブリを含んでもよく、ガイドは、開口部を定める内周および外周を有するフレームを含み、ガイドがベースアセンブリと接合される構成において、フレームの開口部は、ベースリングの開口部にオーバレイする。装置は、アーク部材、およびアーク部材にスライド可能に取り付けられたホルダをさらに含んでもよく、ホルダは、医療誘導装置によってガイドされるように意図した医療ツールを保持するように構成される。方法は、ガイドをベースリングに対して所定の位置に位置決めすることと、医療機器をホルダ上の所定の位置に位置決めすることと、挿入点を通して医療機器を挿入することと、をさらに含み得る。
本開示は、１つまたは複数の実施形態によって、複数の交換可能なプローブガイドなしで、切除、生検、診断、治療など、これらに限定されない処置に望ましい、基本的な針もしくは複数の針、またはプローブもしくは複数のプローブ構成を達成する。
本明細書で説明される１つまたは複数の他の特徴は、ユーザエラーのリスクを低下させ、デバイス対画像の位置合わせ中に位置合わせの正確性を改善し、位置合わせ後の使用を改善または最適化し得る。
本開示の１つまたは複数の実施形態の１つまたは複数の特徴が、ＭＲＩ、超音波、またはＣＴスキャナの代わりの他のスキャンデバイスなどこれらに限定されない、様々な種類のデバイスのために使用されてもよい。１つまたは複数の実施形態は、エンコーダの代わりに任意の位置検出器を適用することが可能であってもよい。１つまたは複数の実施形態は、デバイス、プローブ、および／または針を誘導し、操作し、および／または位置合わせすることを助ける、スピーカ、バイブレータ、または発光ダイオード（ＬＥＤ）の代わりの他の照明デバイスを使用し得る。切除処置は、針の誘導および配置の１つまたは複数の例として上述されているが、１つまたは複数の実施形態は、切除針の代わりに、生検針または他の医療処置針を適用してもよい。
本開示の１つまたは複数の実施形態によれば、針の誘導計画および実行、ならびに／または可視化および位置合わせの装置およびシステム、ならびに方法および記憶媒体は、病変、腫瘍、重要構造などこれらに限定されない、生体対象物を特徴化するように動作し得る。
本開示の少なくとも別の態様によれば、本明細書で説明されるマスク技術を用いた切除プローブまたは針の配置／誘導および／またはデバイス対画像の位置合わせは、コストを切り詰めるためにその中のコンポーネントの数を減少または最小化することによって、切除計画および実行デバイス、システム、および記憶媒体の製造およびメンテナンスのうちの少なくとも１つのコストを減少させるために採用され得る。
本開示の他の態様によれば、位置合わせ技術を実行するためにマスキングを使用する、１つまたは複数の追加の装置、１つまたは複数のシステム、１つまたは複数の方法、および１つまたは複数の記憶媒体が、本明細書において説明される。本開示のさらなる特徴は、添付の図面を参照して例示的実施形態の以下の説明から明らかとなるであろう。
開示の様々な態様を示すために、類似の数字が類似の要素を示し、採用され得る形式を単純化した図面において示される。しかしながら、開示は、図示される精密な構成および手段によって、または構成および手段に限定されないと理解される。本明細書の主題を作成および使用する際に関連技術分野における当業者を支援するために、添付図および図面に対して参照が行われる。
図１Ａは、本開示の１つまたは複数の態様による、画像内のモデル基準面および基準の少なくとも１つの実施形態を示す概略図である。図１Ｂは、本開示の１つまたは複数の態様による、画像内のアーチファクトまたはノイズに起因してもたらされているノイズの少なくとも１つの実施形態を示す概略図である。 図２は、本開示の１つまたは複数の態様による、画像上にオーバレイされている既知の基準方向を有する基準モデルを用いて位置合わせ（例えば、自動位置合わせ）を行うための、所定の指定された挿入点を中心とするクロッピングウィンドウ（ｃｒｏｐｐｉｎｇ ｗｉｎｄｏｗ）を示す図である。 図３は、本開示の１つまたは複数の態様による、針の誘導を行うための誘導デバイスおよび／またはシステムの実施形態を示す概略図である。 図４Ａは、本開示の１つまたは複数の態様による、図１の誘導デバイスおよび／またはシステムの断面図を示す概略図である。 図４Ｂは、本開示の１つまたは複数の態様による、誘導デバイスおよび／またはシステムの代替的実施形態を示す概略図である。 図５Ａ～図５Ｂは、本開示の１つまたは複数の態様による、位置合わせを行う方法、およびアーチファクトをマスクすることを含む位置合わせを行う方法のそれぞれの少なくとも１つまたは複数の実施形態のフローチャートである。 図６は、本開示の１つまたは複数の態様による、マスキングが行われた後、画像上にオーバレイされた基準モデルを含む位置合わせ（例えば、自動位置合わせ）を行うための、所定の指定された挿入点を中心とするクロッピングウィンドウの少なくとも１つの実施形態を示す図である。 図７は、本開示の１つまたは複数の態様による、基準オーバレイがマスキングを使用する画像上にオーバレイされている既知の基準方向を有する基準モデルを用いて位置合わせ（例えば、自動位置合わせ）を行うための、所定の指定された挿入点を中心とするクロッピングウィンドウを示す図である。 図８は、本開示の１つまたは複数の態様による、少なくとも１つのアーチファクトをマスクするための方法の少なくとも１つの実施形態を示すフローチャートである。 図９は、本開示の１つまたは複数の態様による、針などの所定の目標の１つまたは複数の寸法を使用してユーザがマスクを調整することを可能にする例を示す図である。 図１０は、本開示の１つまたは複数の態様による、針などの少なくとも１つの所定の目標のためのマスクを調整する方法の少なくとも１つの実施形態を示すフローチャートである。 図１１は、本開示の１つまたは複数の態様による、目標または現在の針を除く１つまたは複数の針をマスクするための方法の少なくとも１つの実施形態を示すフローチャートである。 図１２は、本開示の１つまたは複数の態様による、関心領域を強調するためのマスクを使用する方法の少なくとも１つの実施形態を示すフローチャートである。 図１３は、本開示の１つまたは複数の態様による、切除および／もしくは針の誘導の計画および／もしくは実行を行うため、ならびに／またはマスキングを使用して位置合わせを行うための、システムの実施形態を示す概略図である。 図１４は、本開示の１つまたは複数の態様による、誘導デバイスおよび／またはシステムの第１のプロセッサと第２のプロセッサとの間の通信信号および／または電気接続の少なくとも１つの実施形態の概略図である。 図１５は、本開示の１つまたは複数の態様による、切除および／または針の誘導の計画および／または実行を行うための方法の少なくとも１つの実施形態を示すフローチャートである。 図１６は、本開示の１つまたは複数の態様による、切除および／または針の誘導の計画および／または実行を行うための方法の少なくとも別の実施形態を示すフローチャートである。 図１７は、本開示の１つまたは複数の態様による、セキュリティまたは証明チェックを使用する、医療処置（例えば、切除および／または針の誘導の計画および／または実行）を行うための方法の少なくとも別の実施形態を示すフローチャートである。 図１８は、本開示の１つまたは複数の態様による、医療誘導デバイスおよび／またはシステムを使用する針の誘導のためのプロセスを示すフローチャートである。 図１９は、本開示の１つまたは複数の態様による、針の誘導および／または実行方法、装置、またはシステムの１つまたは複数の実施形態とともに使用され得る、コンピュータまたはプロセッサの実施形態の概略図である。 図２０は、本開示の１つまたは複数の態様による、針の誘導および／または実行方法、装置、またはシステムの１つまたは複数の実施形態とともに使用され得る、プロセッサまたはコンピュータの別の実施形態の概略図である。
針もしくはプローブの誘導を行うため、ならびに／またはデバイス対画像の位置合わせからの結果の可視化および操作のための、１つまたは複数のデバイス、システム、方法、および記憶媒体が、本明細書において開示される。１つまたは複数の実施形態において、針および／またはプローブの配置を改善または最適化するためのデバイス対画像の位置合わせからの結果の可視化および操作のための１つまたは複数の方法を使用することを含む、針またはプローブをガイドする際の効率性をさらに向上させるために、構成、方法、装置、システム、および／または記憶媒体が、結合され得る。本開示の、装置、システム、およびコンピュータ可読記憶媒体の１つまたは複数の実施形態によって実行され得る方法の複数の実施形態が、図１Ａ～図２０において図表で視覚的に説明される。
図１Ａに示されるように、モデル基準面（ｍｏｄｅｌ ｆｉｄｕｃｉａｌ ｐｌａｎｅ）１１１の少なくとも１つの実施形態が、図の左側に示される。例えば、モデル基準面１１１は、位置合わせ（ｒｅｇｉｓｔｒａｔｉｏｎ）中に使用するための１つまたは複数の基準（例えば、Ｆ－１～Ｆ－８）を有し得る。図１Ａの右側に示されるように、画像１１２は、１つまたは複数の基準２０９を含み得る。１つまたは複数の実施形態において、既知の基準方向のモデルまたはデバイス平面（例えば、平面１１１）が、基準（例えば、１つまたは複数の基準２０９）を含む画像（例えば、画像１１２）と合致され得る環境が、提供されることが好ましい。平面１１１および画像１１２はオーバレイされ、位置合わせ（ｒｅｇｉｓｔｒａｔｉｏｎ）が行われることが好ましい。
図１Ｂに示されるように、１つまたは複数の状況において、画像（例えば、画像１１２）内のアーチファクトまたはノイズに起因して、ノイズがもたらされ得る。例えば、１つまたは複数のアーチファクトまたはノイズによって、モデル基準面１１１および画像１１２が、正しく、正確に、または計画通りにオーバレイされないことがある。
図２は、画像上にオーバレイされている既知の基準方向を有する基準モデル（例えば、基準Ｆ－１～Ｆ－３、平面１１１を有するモデルまたは平面１１１など）を用いて位置合わせ（例えば、自動位置合わせ）を行うための所定の指定された挿入点３０を中心とするクロッピングウィンドウを示す。図２は、この場合において患者マウントユニットの中心として定義される、所定の挿入点３０を中心とするクロッピングウィンドウ（他の実施形態では、中心点３０は、患者マウントユニットまたは誘導デバイス（例えば、図２の下部に示され、以下で説明される誘導デバイス１０５を参照）の配置前に決定されてもよい）が、患者上の所定の位置（例えば、患者マウントユニットまたは誘導デバイス（例えば、後述される誘導デバイス１０５を参照）とは関係のない）が、自動位置合わせを行うために指定されるときに決定され得る、ＣＴにおけるインスタンスを示す。輪郭２０は、既知の基準方向を有するモデル（例えば、平面１１１）を表す。画像１１２は、位置合わせ実行の効果を査定するために使用される画像診断模型上に配置された針を有する患者マウントユニットまたは誘導デバイス（例えば、後述される誘導デバイス１０５）を少なくとも含み得る。患者マウントユニット（例えば、後述される誘導デバイス１０５）は、１つまたは複数の実施形態において、位置合わせが行われるために自動事前処理または処理アルゴリズムによってピックアップされるために使用され得る基準（例えば、１つまたは複数の基準２０９）を含むことが好ましい。しかしながら、図２の上部２つの画像に示される少なくとも１つのインスタンスにおいて、針のアーチファクトが、基準と間違われる場合があり、位置合わせの正確性を極めて低下させている。針（例えば、後述の針３００、生検針、医療処置を行うための別の針など）が、ＣＴスライス取得の軸方向を基準とする平面外にあるため、２つの異なるスライスが、実際の基準（Ｆ－２およびＦ－３）の検出を、誤った検出（基準Ｆ－１およびＦ－４として誤って検出する要素であり、針のアーチファクトを前述の基準と間違えている）と混合することを示すために、図２の一番上に示される。このようにして、本開示の１つまたは複数の実施形態は、本手法を用いてエラー検出改善を提供し得る。
本開示の少なくとも１つの態様によれば、針またはプローブをガイドするため、およびデバイス対画像の位置合わせ中にマスキングを行うためのデバイスの少なくとも１つの実施形態は、図３～図４Ｂに示される１つまたは複数の実施形態からの構造を含み得る。図３には、誘導デバイス１０５があり、誘導デバイス１０５は、固定部分２０５および可動部分２０６を含むことが好ましい。誘導デバイス１０５は、プロセッサ１２０１、１２０１’（参照番号１２０１’は、「第２の」プロセッサを示すために使用されるが、プロセッサまたはＣＰＵ１２０１について本明細書に述べられ、添付図面に示される構造が、誘導デバイス１０５の１つまたは複数の実施形態において使用され得る）と、無線または有線通信回路１２０５、１２１２（参照番号１２０５および１２１２は、通信インターフェースおよびネットワークインターフェースをそれぞれ指すが、後述するように、両方の要素１２０５および１２１２のための構造は、誘導デバイス１０５の１つまたは複数の実施形態における無線または有線回路のために使用され得る）と、エンコーダセンサ２０３とを含み得る。誘導デバイス１０５は、１つまたは複数の実施形態において、１つもしくは複数の基準マーカ２０９、１つもしくは複数の発光ダイオード（ＬＥＤ）２１０、および／または１つもしくは複数の電池をさらに含んでもよく、またはそれらとともに使用されてもよい。複数の基準マーカ２０９が、画像へのデバイス（または、デバイス対画像）の位置合わせのためにデバイス１０５内に（例えば、固定部分２０５、可動部分２０６などに）含まれて（埋め込まれて）もよい。
１つまたは複数の実施形態において、可動部分２０６は、エンコーダスケール２０４を含んでもよい。エンコーダスケール２０４は、可動部分２０６上に固定され得る。１つまたは複数の実施形態において、図４Ａにおいて最も良く分かるように、固定部分２０５および可動部分２０６が取り付けられる場合において、エンコーダセンサ２０３が、エンコーダスケール２０４に面するか、またはエンコーダスケール２０４の方に向けて配置されるように、固定部分２０５および可動部分２０６は、互いに着脱可能に取り付けられる。代替的には、１つまたは複数の実施形態において、エンコーダスケール２０４は、固定部分２０５上に固定されてもよく、エンコーダセンサ２０３は、固定部分２０５と可動部分２０６との間の位置感知を達成するために、可動部分２０６上に配置されてもよい。
１つまたは複数の実施形態において、エンコーダセンサ２０３は、エンコーダスケール２０４を基準として（および／またはエンコーダスケール２０４とのインタラクションもしくはエンコーダスケール２０４を感知することに基づいて）相対位置を検出するように動作する。エンコーダセンサ２０３が固定部分２０５上に固定されている実施形態において、固定部分２０５と可動部分２０６との間の相対変位が、エンコーダセンサ２０３および／またはエンコーダによって検出され得る。
１つまたは複数の実施形態において、可動部分２０６は、図３において最も良く分かるように、アーク２０７をさらに含むことが好ましい。針ホルダ２０８は、アーク２０７上に取り付けられるか、またはアーク２０７とともに使用され得ることが好ましい。針ホルダ２０８は、アーク２０７に沿って移動可能であり、針ホルダ２０８は、摩擦、圧接、留め具、または把持機構などを含むがこれらに限定されない、１つまたは複数の方法によって針を保持するように動作することが好ましい。デバイスまたはシステム１０５のユーザが、針、またはホルダ２０８によって保持されている他のアイテムが向いている角度を読み取り得るように、アーク２０７は、スケール（例えば、針、またはホルダ２０８によって保持されている他のアイテムの角度を測定するツール）を含むことが好ましい。１つまたは複数の実施形態において、アーク２０７は、必要に応じてアーク２０７が可動部分２０６から外され得るように、可動部分２０６に解放可能に接続され得る。１つまたは複数の実施形態において、アーク２０７は、可動部分２０６と一体であってもよい。
デバイスまたはシステム１０５の１つまたは複数の実施形態において、基準マーカ２０９（例えば、図４Ａに示される基準マーカ２０９を参照、図１Ａ～図２中のＦ－１～Ｆ－８の１つまたは複数なども参照）は、デバイスまたはシステム１０５の位置合わせに使用され得ることが好ましい。基準マーカ２０９はＣＴ画像において目に見えるため、コンピュータ２、２’の第１のプロセッサ１２０１（例えば、さらに後述される図１３、およびさらに後述される図１９～図２０などを参照）、ならびに／または誘導デバイスもしくはシステム１０５の第２のプロセッサ１２０１、１２０１’などのプロセッサは、（例えば、画像（例えば、画像１１２）とオーバレイされたモデル平面（例えば、平面１１１）における）複数の基準マーカ２０９、Ｆ－１～Ｆ－８などの位置に基づいて、誘導デバイス１０５の向きを計算し得る。１つまたは複数の実施形態において、基準マーカ２０９、Ｆ－１～Ｆ－８などは、固定部分２０５内に埋め込まれ、３次元（３Ｄ）空間内で一意に配置され得る。他の種類の基準マーカが、本開示の１つまたは複数の実施形態において使用されてもよい。例えば、その全体が参照により本明細書に組み込まれる２０１７年１０月９日に出願された米国特許出願第１５／７２７，９７８号において説明され、およびその全体が参照により本明細書に組み込まれる２０１９年４月１１日に発行された米国特許出願公開第２０１９／０１０５１０９号において説明される基準マーカ（ならびに、基準マーカに関する方法、装置、およびシステム）が、１つまたは複数の実施形態において使用され得る。
針３００の挿入角度（例えば、切除、生検などこれらに限定されない、本明細書で説明される医療処置のための１つまたは複数の針使用）は、アーク２０７上のスケール、エンコーダセンサ２０３の位置、および１つまたは複数の実施形態における誘導デバイスまたはシステム１０５の向きの組み合わせによってガイドされることが好ましい。ユーザが、指定された、または所定の、または事前に定められた位置に誘導デバイスまたはシステム１０５を配置する場合、基準マーカ２０９は、任意選択であってもよく、または必要に応じて使用されなくともよい。このようなステップにおいて、コンピュータ２、２’の第１のプロセッサ１２０１、誘導デバイス１０５の第２のプロセッサ１２０１、１２０１’などのプロセッサは、事前設定された向きのビューにおける向きを計算する必要はない。すなわち、さらに後述するように、デバイス対画像の位置合わせの可視化および操作のための１つまたは複数の実施形態が、基準を使用することが好ましい。
１つまたは複数の追加的な実施形態において、誘導デバイスまたはシステム１０５は、その全体が参照により本明細書に組み込まれる２０１８年８月１５日に出願された米国仮特許出願第６２／７６４，８４９号において述べられる、追加のまたは代替の特徴を含んでもよく、その全体が参照により本明細書に組み込まれる２０１８年８月１５日に出願された米国仮特許出願第６２／７６４，８２０号において述べられる、追加のまたは代替の特徴を含んでもよく、その全体が参照により本明細書に組み込まれる２０１９年７月１７日に出願された米国仮特許出願第６２／８７５，２４３号において述べられる、追加のまたは代替の特徴を含んでもよく、その全体が参照により本明細書に組み込まれる２０１９年８月１３日に出願された米国特許出願第１６／５３９，７６９号において述べられる、追加のまたは代替の特徴を含んでもよい。例えば、図４Ｂは、ガイドまたは上部の可動部分（ｍｏｖａｂｌｅ ｐｏｒｔｉｏｎ）２０６と、固定部分（ｆｉｘｅｄ ｐｏｒｔｉｏｎ）２０５と、ヒンジアセンブリ６２、６４を使用するアーク２０７（例えば、アーク２０７は、ピン６４上、ピン６４の周囲、またはピン６４の上方に配置されるＣ形クリップ６２などこれに限定されないヒンジを有するその一端で終端し得る）とを有し、ヒンジアセンブリ６２、６４が、例えば、開位置または開状態にある、医療誘導デバイスまたは装置１０５の別の実施形態の透視図を示す。固定部分２０５および可動部分２０６は、ベースアセンブリ（例えば、ベースアセンブリ２１１０）およびガイドもしくは上部可動部分（例えば、ガイドもしくは上部可動部分２１５０）、または米国仮特許出願第６２／７６４，８４９号において述べられ、米国仮特許出願第６２／８７５，２４３号において述べられ、米国仮特許出願第６２／７６４，８２０号において述べられ、および／または米国特許出願第１６／５３９，７６９号において述べられ、それらの出願全体が参照により本明細書に組み込まれる（類似の参照番号は対応する特徴を表す）、他のベースアセンブリ１１０および誘導デバイスもしくは装置の上部可動部分１５０に類似である。この構成（図４Ｂにおいて最も良く分かる）において、アーク２０７のもう一方の端は、可動部分２０６の回転リングからクリップを取り外されており、プローブホルダ７０（米国仮特許出願第６２／７６４，８４９号において述べられ、米国仮特許出願第６２／８７５，２４３号において述べられ、米国仮特許出願第６２／７６４，８２０号において述べられ、および／または米国特許出願第１６／５３９，７６９号において述べられるような、他のプローブまたは針ホルダに類似である）を含むアーク２０７全体が、挿入経路５５から取り除かれている。開位置において、アーク２０７は、１つまたは複数の向き、例えば、可動部分２０６または固定部分２０５のリングの平面に略垂直に位置してもよい。しかしながら、対象エリアへのアクセスにより多くの空間が必要である場合、アーク２０７の第１の端もまた、回動可能なヒンジアセンブリ６２、６４において取り外されてもよい。そのためにも、ヒンジアセンブリ６２、６４がヒンジとして回動するように動作し、Ｃ形クリップ６２およびピン６４の構成に限定されないように、回動可能なヒンジアセンブリ６２、６４は、当業者に既知の他の方法で設計され得る。この設計によって、ガイドデバイス（誘導システム）１０５が、多様なインターベンショナル処置および／または医療処置において使用されることが可能となる。
例えば、針挿入処置の間、アーク２０７が、リングの可動部分２０６（例えば、少なくとも図３に示される）に対してその両端に強固に取り付けられていることが、非常に有利である。しかしながら、針挿入処置の前後いずれかに、アーク２０７は、可動部分２０６のリングから完全に分離され（取り外され）得る。上述のように、固定部分２０５は、偶発的な動作を回避するために、患者の身体上にストラップで固定されるように構成される。したがって、処置の初めにおいて、固定部分２０５および可動部分２０６のリングのみが、患者の身体に取り付けられて、ガイドデバイス１０５を針挿入の精密な位置に配列する機会を医師に与え得る。
一方、針挿入処置が完了した後、例えば、最初の針が挿入された後、医師は、検査または確認のために挿入点にアクセスする必要があることがある。その場合に、アーク２０７は、スナップジョイントロック機構８０を動作させることによって、可動部分２０６のリングからロック解除されてもよく、次いで、アーク２０７は、図４Ｂに示される位置に回動可能に回転される。これによって、必要な針挿入の観察および確認のために医師がアクセスできるようにする。さらに、より多くの空間が対象の挿入エリアへのアクセスに必要である場合、アーク２０７全体および針ホルダ７０が、可動部分２０６のリングおよび／または可動部分２０６から取り外され得るように、アーク２０７が可動部分２０６のリングのピン６４から外され得る（例えば、Ｃ形クリップ６２がピン６４から外され得る）。一方、アーク２０７および針ホルダ７０が取り外された後も、固定部分２０５、ならびに可動部分２０６のリングおよび／または可動部分２０６は、依然として患者の身体に強固に取り付けられたままであってもよい。そのためにも、ラッチカム４０は、可動部分２０６のリングおよび／または可動部分２０６を固定（非回転）位置に維持するために、可動部分２０６のリングの円周に沿った任意の位置において提供され得る。
したがって、新たな針挿入処置が患者に対して行われている場合、例えば、複数の針状機器を使用しなければならない場合に、針ホルダ７０を含むアーク２０７は、回動可能なヒンジアセンブリ６２、６４を係止すること（例えば、ヒンジ留め具６２をピン６４に再接続すること）、およびアークロック機構８０にクリックマウントすることによって、可動部分２０６のリングおよび／または可動部分２０６上に単に搭載されてもよい。このようにして、この回動可能かつ着脱可能なアーク２０７および針ホルダ７０は、少なくとも（ｉ）対象エリアへのアクセスの容易性、（ｉｉ）針状機器挿入のための硬直した強固な支持、（ｉｉｉ）機器挿入中の精密な誘導、（ｉｖ）固定部分２０５と可動部分２０６のリングおよび／または可動部分とが、医療処置中に常時患者の身体に強固に取り付けられたままであり得ることから、挿入の有効な再現性、を提供し得る。
１つまたは複数の実施形態は、計画された軌道に沿って計画された針を物理的にガイドするため、および／またはデバイス対画像の位置合わせアルゴリズムを実行するため、もしくは実行する前に、１つまたは複数のマスクを用いるための、有用なハードウェアを提供する。確かに、１つまたは複数の医療処置の実行前に、誘導デバイス１０５を正確に位置決めすることが有用であり、本明細書で述べられる１つまたは複数の実施形態は、誘導デバイス１０５のユーザが、１つまたは複数の物体（例えば、アーチファクト、針、金属など）を抑制するため、または対象の１つまたは複数の目標領域を強調するために１つまたは複数のマスクを適用すること、位置合わせ（例えば、自動または手動の位置合わせ）の正確性を改善または最適化すること、および後述のそのようなマスクの適用を操作することを可能にする。
位置合わせを行うための方法の１つまたは複数の実施形態において、方法は、以下、（ｉ）画像を切り取る（ｃｒｏｐｐｉｎｇ）こと（例えば、図２に示される切り取られた画像１１２などを参照）（図５Ａ～図５ＢのステップＳ５０を参照）、および（ｉｉ）位置合わせ（例えば、自動または手動）を行うこと（図５Ａ～図５ＢのステップＳ５１を参照）の１つまたは複数を含むがこれらに限定されない、１つまたはステップを含み得る。１つまたは複数の実施形態において、位置合わせ処理および／または位置合わせ事前処理（例えば、位置合わせ前に発生する処理）は、１つまたは複数の物体（例えば、１つまたは複数のアーチファクト、１つまたは複数の針、患者用のベッドまたは支持構造内の１つまたは複数の金属物体など）をマスクすること（図５Ｂに示されるステップＳ５２を参照）をさらに含むことが好ましい。
１つまたは複数の実施形態において、マスキングは、既知のデータを取り込むことによる位置合わせのための、少なくとも１つの事前処理アルゴリズムまたは事前処理パイプラインの自動コンポーネントとしてアプローチされ得る。参照として図２から前述の例を使用すると、針のアーチファクトが、事前に計画された挿入点および目標点を利用してマスクされ得る。
図６において最も良く分かるように、１つまたは複数の実施形態において、針のアーチファクトのマスキングは、切り取り後に行われ得る。しかしながら、１つまたは複数の実施形態において、マスキングは、切り取りの前に発生してもよく、切り取るステップを実行することなく発生してもよい（例えば、方法の実施形態は、図５Ｂに示されるステップＳ５１およびＳ５２を含み得るが、ステップＳ５０は使用しなくともよい）。１つまたは複数の実施形態が、画像の品質を改善するために、切り取りおよびマスキングを一緒に使用することが好ましい。しかしながら、１つまたは複数の実施形態において、切り取りは、単独で使用されてもよく、および／またはマスキングは、前述の通り単独で使用されてもよい。言い換えると、切り取りおよびマスキングステップは、１つまたは複数の実施形態において、必要に応じて独立して実行されてもよい。例えば、少なくとも１つの実施形態において、画像１１２は、少なくとも１つのマスク６０でマスクされ得る。本例において、少なくとも１つのマスク６０が、針（例えば、針３００）または任意の所望の針のアーチファクト上に配置される。マスクされた画像１１２は、１つまたは複数の実施形態において、基準モデルまたは平面の外形２０を含み得る。１つまたは複数の実施形態において、外形２０は、ユーザが外形２０をより見易くすることを可能にするために、色（例えば、黄色、赤など）で示され得る。マスキングが行われ、少なくとも１つのマスク６０が追加された後、位置合わせ（例えば、手動または自動）が行われることが好ましい。
物理的平面が、位置合わせ用のモデルまたは平面１１１と合致され得るように、デバイス（例えば、誘導デバイス１０５）は、デバイス１０５の単一平面上に物理的に位置する、全ての基準２０９、Ｆ－１～Ｆ－８などを有することが好ましい。医療デバイスを取得することは、例えば、手術部位の上方の患者の上にデバイス１０５を配置すること、または固定することを含み得る。医療画像データは、患者上のデバイス１０５から取得され得る。画像データは、例えば、ＭＲＩまたはＣＴデータであってもよい。
基準マーカ（例えば、基準マーカ２０９、基準Ｆ－１～Ｆ－８など）、医療画像データからの物体、および／または基準モデルもしくは平面データは、１つまたは複数の実施形態において、自動位置合わせアルゴリズムによって検出され得る。
１つまたは複数の実施形態において、検出された基準位置が、既知の基準位置を有するデバイス１０５の仮想ＣＡＤモデルと照合され、位置合わせエラーが計算され得るように、モデルまたは平面１１１は、仮想ＣＡＤモデルであってもよい。位置合わせエラー値は、画像内の検出された基準マーカ（例えば、基準マーカ２０９、基準Ｆ－１～Ｆ－８など）と、テンプレート照合した仮想モデルの基準位置との間の最も近い点の平均二乗距離として計算されてもよい。１つまたは複数の実施形態において、アルゴリズム検出された基準位置は、いくつかの、または全ての再構築された画像上にオーバレイされてもよい。基準位置は、例えば、画像上でオーバレイされたドットによって示されてもよい。１つまたは複数の実施形態において、計算された位置合わせエラーは、自動デバイス対画像の位置合わせアルゴリズムの結果の迅速かつ直観的な可視化を可能にする。
１つまたは複数の実施形態において、ユーザは、次いで、位置合わせが最適化されているか否かを決定する。基準の画像位置と、オーバレイされた画像および平面によって視覚的に明白にされた照合された仮想モデルとの間に明確な不整合が存在する場合、ユーザは、マスクを調整してもよく、それが、１つまたは複数の実施形態において、仮想基準デバイスモデルと検出された基準位置とのテンプレート照合の再計算をトリガし得る。視覚的には、ユーザは、仮想デバイスモデルを画像内の高強度基準（例えば、Ｆ－１～Ｆ－８、Ｆ－１、Ｆ－２、Ｆ－３、Ｆ－４、Ｆ－７、Ｆ－８、基準マーカ２０９など）と迅速かつ容易に照合し得る。プロセスは、ユーザが、位置合わせの結果に満足するまで継続し、ユーザが満足すれば、ユーザは、位置合わせプロセスを完了する。
図７に最もよく示されるように、図２からの基準オーバレイは、前述のようなマスキングを含むように更新され得る。結果は、モデル１１１と画像１１２との間のより正確な位置合わせを示す。図７に示されるように、針のアーチファクトは、少なくとも１つのマスク６０の使用によって、目に見えない。少なくとも１つのマスク６０の使用に起因して、示される基準（例えば、Ｆ－１、Ｆ－２、Ｆ－３、Ｆ－５など）は、誘導デバイス１０５に含まれる基準マーカ２０９を正確に表す。視覚的には、ユーザは、位置合わせが正確に、または最適に行われていることをここで確認することができ、位置合わせプロセスを完了させ得る。
アーチファクトをマスクして位置合わせを行うための方法の１つまたは複数の実施形態において、方法は、以下、（ｉ）画像データを取得すること（例えば、図１３に示される医療デバイス１、図３～図４Ｂおよび図１３に示される誘導デバイス１０５、スキャナ（例えば、図１３に示されるＣＴ５）、ＰＡＣＳ（例えば、図１３に示されるＰＡＣＳ４）、もしくは他のスキャニングデバイス／システムから、または新規な、もしくは新たにスキャンされた画像を用いて）（図８のステップＳ８００を参照）、（ｉｉ）針挿入を計画するために、目標点および皮膚挿入点（例えば、図１Ｂおよび図２に示される挿入点３０など）を選択すること（図８のステップＳ８０１を参照）、（ｉｉｉ）目標点および挿入点（例えば、図１Ｂおよび図２に示される挿入点３０など）を使用して、提案された針ライン軌道（ｎｅｅｄｌｅ ｌｉｎｅ ｔｒａｊｅｃｔｏｒｙ）（例えば、図４Ｂに示される挿入経路５５、図３の針の方向などを参照）を生成すること（図８のステップＳ８０２を参照）、（ｉｖ）軌道（例えば、図４Ｂに示される挿入経路５５、図３の針の方向などを参照）を画素空間から患者空間（ｐａｔｉｅｎｔ ｓｐａｃｅ）に変換すること（図８のステップＳ８０３を参照）、（ｖ）ラインまたは軌道からのセットパラメータ化された、または所定のパラメータ化された距離で、点を識別すること（例えば、マスクを適用するため、円筒マスクを適用するため、所定の幾何学サイズおよび形状のマスクを適用するため、など）（例えば、図４Ｂに示される挿入経路５５、図３の針の方向などを参照）（図８のステップＳ８０４を参照）、（ｖｉ）データを患者空間から画素空間（ｐｉｘｅｌ ｓｐａｃｅ）へ逆に変換すること、および識別された点を所定の値の画素値に割り当てること（例えば、１の値、バックグラウンドエアについての－１０００の値、例えば、処置の間に実現され、または意図されている特定のアプリケーションに基づく値（例えば、値は、１つの処置から別の処置へ、または１つのアプリケーションから別のアプリケーションへ異なり得る）など）（図８のステップＳ８０５を参照）、（ｖｉｉ）デバイス（例えば、誘導デバイス１０５）を配置すること、および撮像すること（図８のステップＳ８０６を参照）、ならびに（ｖｉｉｉ）位置合わせ（例えば、自動または手動）を行うこと（図８のステップＳ８０７を参照）、の１つまたは複数を含むがこれらに限定されない、１つまたはステップを含み得る。
図６に示されるように、ハードコードされた円筒エリアが、計画された挿入点および目標点（例えば、挿入点３０を参照）によって定められる軌道（例えば、図４Ｂに示される挿入経路５５、図３の針の方向などを参照）の周囲でマスクされ得る（少なくとも１つのマスク６０を参照）。１つまたは複数の実施形態において、目標点は、挿入点とは異なっていてもよい。例えば、図９に示されるように、挿入点（例えば、挿入点３０）は、針などのデバイスが患者に挿入される場所に位置してもよく、目標点（例えば、図９に示される目標点９０）は、医療処置（例えば、生検、切除など）が行われるべき場所に位置してもよい。少なくとも１つのマスク６０の円筒エリアは、破線、ボックス、または外形９１によって示され得る。１つまたは複数の実施形態において、ユーザは、挿入点３０および目標点９０を設定し得る。１つまたは複数の実施形態において、少なくとも１つのマスクまたはマスクされたエリア６０は、ユーザ入力に基づいて、例えば、以前から既知の針の寸法パラメータに基づいて、所定の針の仕様に基づいて、誘導デバイス１０５の仕様に基づいて、処置を受けている患者の既知の詳細に基づいて、ユーザによって見られているインタラクティブ画像に基づいて（例えば、ユーザは、矢印９３をクリックおよびドラッグして、少なくとも１つのマスク６０の厚み（または、他の寸法（例えば、長さ、高さ、奥行きなど）に使用される他の矢印）を調整し得る）、などでユーザ定義されてもよく、またはより正確に適合されてもよい。
図９に示されるＣＴ画像などの医療画像において、矢印９２は、画像診断模型を通して計画された針軌道を示し、または表す。画像診断模型では、破線、ボックス、または外形９１が、提案されたマスキングエリアを表す。上述のように、矢印９３は、ユーザインタラクションを表し、そこで、少なくとも１つのマスク６０のエリアが調整され得る。１つまたは複数の実施形態において、針（または、挿入されている他の医療デバイス）の物理的寸法または仕様が既知であるか、または事前決定されている場合に、調整は自動的に行われ得る。
追加的または代替的に、１つまたは複数の実施形態において、少なくとも１つのマスク６０は、ユーザインタラクション（例えば、ユーザが画像を見て、入力デバイス（例えば、キーボード（例えば、後述されるキーボード１２１０を参照）、マウス（例えば、後述されるマウス１２１１を参照）など）を用いて少なくとも１つのマスク６０を適用する）によって適用され、または修正／更新され得る。そのような調整または修正が、１つまたは複数の実施形態において図１０に示されるように、図８に示される手順に挿入され得る。図１０に示されるような位置合わせを行うためのマスクを使用する方法は、以下の例外を伴って、（類似の番号の方法ステップが、上述され、参照により本明細書に組み込まれ、結果として繰り返されないように、）図８に示される方法の実施形態と同一である。図１０のステップＳ１０００に示されるように、ユーザは、（例えば、後述されるディスプレイ１２０９などのスクリーン上に表示される）グラフィカルユーザインターフェース（ＧＵＩ）を使用して少なくとも１つのマスク６０を調整し得る。ステップＳ１０００は、例えば、図１０に示されるように、ステップＳ８０５の後、およびステップＳ８０６の前に実行され得る。しかしながら、１つまたは複数の実施形態において、ステップは、移り変わってもよく、またはステップＳ１０００を含むがこれに限定されない、異なる順序で実行されてもよい。１つまたは複数の実施形態において、マスキングは、位置合わせに加えて、または位置合わせ以外で（もしくは位置合わせの代わりに）、１つまたは複数の理由で使用され得る。例えば、マスキングは、物体、アーチファクト、または画像の背景に位置する他の目標を不明瞭でなくするために使用され得る。
追加的または代替的に、目標の針もしくはデバイス、または所定の針もしくはデバイスを除く１つまたは複数の針またはデバイスをマスクする方法を実行するための１つまたは複数の実施形態は、図８および図１０のうちの１つまたは複数において示され、かつ上述したステップのうちの１つまたは複数を含み得る。例えば、図１１に示されるように、複数の針を伴う（例えば、異なる計画された軌道を有する）マスキング方法の１つまたは複数の実施形態は、（類似の番号の方法ステップが、上述され、参照により本明細書に組み込まれ、結果として繰り返されないように）図８に示されるステップを使用してもよく、以下のステップのうちの１つまたは複数をさらに含んでもよい。（ｉ）ステップＳ８０５の後、別の針（例えば、別の切除針３００、別の生検針など）が、画像に追加されているかどうか、またはその針についての計画された軌道が、画像に追加されているかどうかについて、判断が行われる（図１１のステップＳ１１００を参照）。判断結果が、「Ｙｅｓ」の回答になる場合、方法は、ステップＳ８０１に戻り、図１１に示されるように、追加の針またはその針についての計画された軌道毎に、ステップＳ８０１からＳ８０５を繰り返す。判断結果が、「Ｎｏ」の回答になる場合、方法は、画像内の複数のデバイスまたは針にマスクを追加すること、終了すること、適用すること、または配置することに進む（ステップＳ１１０１を参照）。次いで、方法は、上述のように、ステップＳ８０６～Ｓ８０７に進む。したがって、１つまたは複数の実施形態において、例えば、ユーザが、医療処置の前、間、または後に、画像内のそのような所望の針を強調したいときは、ユーザは、所望の針をさらに選択的にアンマスクしてもよい（ステップＳ１１０２を参照）。このようにして、マスキングが、現在の目標針または対象針を強調するために使用され得る。前述の通り、１つまたは複数の実施形態において、マスキングは、位置合わせに加えて、または位置合わせ以外で（もしくは位置合わせの代わりに）、１つまたは複数の理由で使用され得る。例えば、マスキングは、画像の背景に位置する物体、アーチファクト、または他の目標を不明瞭でなくするために使用され得る。
上述のように、マスキングは、単に抑制のためだけでなく、関心領域を強調するために使用され得る。これは、ノイズによって基準が不明瞭である場合に有用であり得る。例えば、画像内の１つまたは複数のアーチファクトまたは物体を抑制するためにマスキングを行うことについての１つまたは複数の実施形態は、図１２に示されるステップＳ８００、Ｓ８０３、Ｓ８０６、およびＳ８０７（類似の番号の方法ステップが、参照により本明細書に組み込まれ、繰り返されないように、上述される）を含み得る。マスキングによる抑制のための１つまたは複数の方法は、以下のステップ、（ｉ）抑制されるべきアーチファクトの中心または所定の位置を選択すること（図１２のステップＳ１３０１を参照）（例えば、ステップＳ８００の実行後）、（ｉｉ）セットパラメータ化された値を有するボックス（または、円筒、管形状など、これらに限定されない他の幾何学形状インジケータ）をアーチファクトの中心または所定の位置の周りに投影すること（図１２のステップＳ１３０２を参照）、（ｉｉｉ）ボックス（または、円筒、管形状など、これらに限定されない他の幾何学形状インジケータ）内の点を識別すること（図１２のステップＳ１３０３を参照、例えば、ステップＳ８０３の後で実行され得る）、ならびに（ｉｖ）患者空間から画素空間へ逆に変換すること、および識別された点を高い画素値に割り当てること（図１２のステップＳ１３０４を参照）、のうちの１つまたは複数をさらに含み得るが、これらに限定されない。
誘導デバイス１０５の構造は、その全体が参照により本明細書に組み込まれる２０１８年８月１５日に出願された米国仮特許出願第６２／７６４，８４９号において述べられ、米国仮特許出願第６２／８７５，２４３号において述べられ、米国仮特許出願第６２／７６４，８２０号において述べられ、および／または米国特許出願第１６／５３９，７６９号において述べられ、それらの出願の全体が参照により本明細書に組み込まれる、１つまたは複数の特徴を組み込み得る。例えば、固定部分２０５および可動部分２０６が、ベアリングを用いて動作し得る。ベアリングは、２つの同心リング、またはデバイスもしくはシステム１０５の類似のサイズおよび／もしくは形状の接合部分間の相対運動を可能にする、ボールベアリング、または当技術分野において既知の任意の他の適当なベアリング構造であってもよい。例えば、ベアリングは、プレーンベアリング、ローラベアリングなどであってもよい。固定部分２０５は、さらに、シールを含んでもよく、シールは、ベアリングとの接触からくる外部環境からの汚染を防止することによって、ベアリングを保護する。１つまたは複数の実施形態において、固定部分２０５は、グリップをさらに含み得る。グリップは、固定部分２０５に取り付けられてもよく、または固定部分２０５と一体であってもよい。グリップは、オペレータに、医療機器の挿入中の固定部分２０５の安定性を上昇させるための機構を提供する。追加的に、グリップは、ＬＥＤアレイの使用に関する電子コンポーネントを収納してもよく、ＬＥＤアレイは、ユーザに情報を示すために使用される。グリップは、また、医療画像についての目に見えるマーカを含み得る。１つまたは複数の実施形態において、固定部分２０５および／または可動部分２０６は、医療機器がギャップを通って誘導デバイス１０５の開口部の中へ入ることを可能にするための割り込みとして動作する、ギャップを含み得る。医療機器は、クライオ切除、マイクロ波切除、高周波切除、レーザ切除、および不可逆電気穿孔切除における切除プローブであってもよい。また、医療機器は、針状デバイス、例えば、生検針、吸引針、およびドレナージ針であってもよい。ギャップは、解放するため／受け取るために医療機器を通すのに十分な広さの幅を含み得る。
アーク部材２０７は、水平平面に対する角度に及ぶアーク形状を有する（例えば、図３および図４Ｂを参照）。角度１７０は、６０°～１７０°であってもよく、１２０°～１５０°であることがより好ましい。角度は、１つまたは複数の実施形態において、０°～１８０°であってもよい。アーク部材２０７は、前述の通り、機器に誘導エリアを提供する、ガイド表面を含み得る。アーク部材２０７は、（例えば、図３に示されるように）ガイド表面上に複数の角度参照マークを含み得る。アーク部材２０７の表面は、アーク部材２０７の反対側の表面の色とは異なる色を有し得る。異なる色を有することによって、オペレータが、どの表面がガイド表面であるかを迅速かつ容易に確認することが可能となる。これは、複数の参照マークがない実施形態において、特に有用である。角度参照マークは、誘導デバイス１０５の開口部の中心点の周囲の角度を意味する。
角度参照マークは、放射線不透過性の材料を利用したＣＴおよびＸ線画像と同様に、光学的に目に見えてもよい。放射線不透過性の材料は、硫酸バリウム、次炭酸ビスマス、オキシ塩化ビスマス、タングステンなどのフィラーを含むプラスチックであってもよいが、これらに限定されない。アーク部材２０７は、厚みを有し得る。厚みは、誘導デバイス１０５の開口部の直径の１／１５～１／３であってもよく、開口部の直径の１／１２～１／５であることがより好ましく、開口部の直径の１／１０～１／５であることがさらに好ましい。多様な実施形態において、角度参照マークは、アーク部材２０７の厚み部分上に提供されてもよく、それによって、上方視点からの角度で見ることを可能にする。角度参照マークは、標識の目的のため、異なる大きさである多様な増分値を有する、任意の所望の増分値および／またはスケールで把握され得る。
デバイス１０５の上部もしくは第１の部分（例えば、可動部分２０６およびアーク部材２０７）の全体ならびに／またはデバイス１０５が、一体形成されるように、アーク部材２０７の終端は、可動部分２０６のフレームと一体化して形成され得る。すなわち、デバイスの上部もしくは第１の部分（例えば、可動部分２０６およびアーク部材２０７）全体ならびに／またはデバイス１０５は、材料の単一部品として鋳造され得る。代替的には、図４Ｂに示されるように、アーク部分または部材２０７は、上述したヒンジアセンブリ６２、６４、およびロック機構８０を含んでもよい。
いくつかの実施形態では、アーク部材２０７のガイド表面上の複数の角度参照マークは、ＬＥＤインジケータを含み得る。これらのＬＥＤインジケータは、ガイド表面の照明を提供し、または、それらは、例えば、計画された入口の角度を示すために、オンにされてもよい（例えば、光インジケータが、計画された入口角度において現れる）。医療誘導装置内またはその付近に位置する針の角度を検出するように構成される医療誘導装置について、ＬＥＤは、針が接近している、または「正しい角度」であるときに、例えば、その角度において緑の光で合図することによって、表示するために使用され得る。
第１の部分または上部部分（例えば、可動部分２０６およびアーク部材２０７）、デバイス１０５などの一体構造のそれぞれが、１つまたは複数の構造的利点に寄与する。例えば、アーク部材２０７のガイド表面に対向する方向に、アーク部材２０７に対して力が加えられるとき、これらの構造的特徴のうちの１つまたは複数が、支持を提供し、たわみを最小化するのに十分な剛直性および剛性を提供し、それによって、機器を位置決めする際にユーザに十分な支援を提供する。構造が針の出口のための開口部をなおも提供しながらも、この構造は、高い剛性を提供する。これは、カンチレバー形状、すなわち、オープンフレームとは対照的である。一体構造は、より優れた剛直性を有し、針の配置に関連し、より小さなたわみで操縦する力に抵抗し得る。
追加的に、一体構造のために、１つまたは複数の実施形態において、組み立て誤差が回避され得る。誘導デバイス１０５および／または上部もしくは第１の部分（例えば、可動部分２０６およびアーク部材２０７）の構造は、１つまたは複数の実施形態において、前述したギャップを有するにもかかわらず、この構造的支持を提供することが可能である。
上述のように、誘導デバイス１０５の上部または第１の部分（例えば、可動部分２０６およびアーク部材２０７）は、固定部分２０５と回転自在に連結され得る。１つの態様では、これは、その全体が参照により本明細書に組み込まれる２０１８年８月１５日に出願された米国仮特許出願第６２／７６４，８４９号において述べられ、ならびに／または米国仮特許出願第６２／７６４，８４９号において述べられ、米国仮特許出願第６２／８７５，２４３号において述べられ、米国仮特許出願第６２／７６４，８２０号において述べられ、および／もしくは米国特許出願第１６／５３９，７６９号において述べられ、それらの出願の全体が参照により本明細書に組み込まれる機械的インターフェースを介して、誘導デバイス１０５の上部部分または第１の部分（例えば、可動部分２０６およびアーク部材２０７）のフレームを可動部分２０６に機械的に連結することによって、達成され得る。機械コンポーネントは、対応する雄／雌コンポーネント、スナップ嵌め、バヨネットマウント、およびベルクロ式ファスナーなどの、任意の適当な接合構造であってもよい。
誘導デバイス１０５の上部部分または第１の部分（例えば、可動部分２０６およびアーク部材２０７）が、可動部分２０６を介してベースアセンブリ１１０と接合すると、誘導デバイス１０５の上部部分または第１の部分（例えば、可動部分２０６およびアーク部材２０７）は、可動部分２０６を介して自在に回転可能である。すなわち、静止した固定部分２０５（上述のように）に対して軸を中止として回転自在な可動部分２０６、および可動部分２０６に連結されている誘導デバイス１０５の上部部分または第１の部分（例えば、可動部分２０６およびアーク部材２０７）は、回転力が、誘導デバイス１０５の可動部分２０６、または上部部分もしくは第１の部分（例えば、可動部分２０６およびアーク部材２０７、アーク部材２０７の一部など）のいずれかに加えられるときに、誘導デバイス１０５の上部部分または第１の部分（例えば、可動部分２０６およびアーク部材２０７）ならびに可動部分２０６が、軸の周りで共に回転することを可能にする。
１つまたは複数の実施形態において、ガイドまたは可動部分２０６は、レールおよび機器ホルダ７０を含む、図２Ｂに示されるようなアーク部材２０７に取り付けられ得る。アーク部材２０７は、機器ホルダ７０がそれに沿ってスライドし得るレールを定め得る。機器ホルダ７０は、機器、例えば、針（例えば、針３００を参照）を受け入れるように、半円筒溝サイズの形状であってもよい。機器ホルダ７０は、行われている処置に応じて、他の機器に適合するような形状であってもよい。機器ホルダ７０は、針（例えば、針３００）などの機器に対して、制約された誘導（ｇｕｉｄａｎｃｅ）を提供し得る。機器ホルダ７０は、半円筒溝を目標軌道へ向けることによって、針（例えば、針３００）などの機器を正確にガイドし得る。したがって、機器ホルダ７０は、正確性を上昇させ、インターベンションを減少させ得る。
機器ホルダ７０は、事前設定された幾何学構成において複数の機器を適合させるように成形されてもよく、例えば、複数のクライオ切除針は、２本以上の針が機器ホルダ７０によって保持されるように配列される。例えば、２本の針が同時に保持されてもよく、両方が、アーク部材２０７の付近に、またはアーク部材に接して位置決めされてもよい。他の例では、３本、４本、またはより多くの針が、機器ホルダ７０によって、三角形、四角形、菱形などの構成で、同時に保持されてもよい。機器ホルダ７０は、処置中の機器間の幾何学的関係性（例えば、平行挿入）を維持するために、制約された誘導（ｇｕｉｄａｎｃｅ）を機器に提供し得る。
いくつかの実施形態の別の任意の特徴は、ガイドまたは可動部分２０６上に位置する区別マーカである。区別マーカは、使用中に目に見えるガイドまたは可動部分２０６の表面上に位置する異なる色または色調として示される。これは、針が配置されガイドされる医療誘導装置、デバイス、またはシステムの部分を区別する。この区別マーカは、例えば、医師または臨床医が、針配置中にデバイスのどの部分が使用されるべきかを迅速に区別するために使用し得る、異なる色、粘着物、パターン、または何らかの他の区別するものであってもよい。
本開示の、および前述の少なくとも１つの態様によれば、針誘導計画および／または実行を行うための１つまたは複数の方法、ならびにマスキングを使用して位置合わせを行うための１つまたは複数の方法が、本明細書において提供される。少なくとも図１３～図２０は、誘導デバイス（例えば、図１３に示されるデバイス１０５など）、システム（例えば、図１３に示されるシステム１０など）、または記憶媒体を使用して、針誘導および／または実行を行うための方法の、少なくとも１つのそれぞれの実施形態のフローチャートを示す。システム１０の少なくとも１つの実施形態は、医療デバイス（例えば、切除デバイス、生検デバイスなど）１と、針誘導計画および／もしくは実行コンピューティングシステム（針誘導計画および／もしくは実行を実施するためのソフトウェアおよび／もしくはハードウェアを含み得る）、またはコンピュータ／プロセッサ２（使用され得るコンピュータ２’の代替的実施形態が本明細書において後述される）と、誘導デバイス（画像平面ローカライザなど、これに限定されない）１０５と、画像保管通信システム（ＰＡＣＳ）４と、画像スキャナ５（ＣＴスキャナ、ＭＲＩデバイス、または他のスキャニング装置など、これらに限定されない）とを含み得る。図１３に示されるように、本開示の針誘導計画および／もしくは実行方法、および／または位置合わせの結果の可視化および操作方法は、１つまたは複数の針もしくは他の医療デバイスをガイドすることを含む、誘導計画および実行の全ての主要な態様に関与し得る。例えば、臨床医が、画像スキャナ５を使用して患者のスキャンにより情報を取得したら、システム２は、ベッドまたはスライス位置などこれに限定されない、誘導計画および／または実行において使用する情報を要求するために、画像スキャナ５と通信してもよく、画像スキャナ５は、要求された情報を画像とともにシステム２に送信してもよい。別の例として、システム２は、針誘導計画および／または実行を行う際に、患者から情報を取得するために、（無線で、または有線構成で）通信してもよく、誘導デバイス（ロケータデバイスとも呼ばれる）１０５（患者マウントデバイスであってもよく、病変または腫瘍などの生体対象物の位置特定を支援するために図示されるように回転し得る画像平面ローカライザなどであり、少なくとも図２～図４Ｂに示され、そうでなければ上述される前述の実施形態は、誘導デバイスとしてシステム２においても採用され得る）とともに使用されてもよい。システム２は、針誘導計画および／または実行を容易にし、役立つように患者の画像を送信および受信するために、ＰＡＣＳ４とさらに通信し得る。計画が形成されると、臨床医は、医療デバイス（例えば、切除デバイス、生検デバイスなど）１とともにシステム２を使用して、医療処置（例えば、切除、生検など）を受けるために目標とする生体対象物の形状および／またはサイズを理解するための（例えば、針誘導、切除、生検、医療処置などについての）チャートまたは計画を調べてもよい。医療デバイス１、システム２、誘導デバイス１０５、ＰＡＣＳ４、およびスキャニングデバイス５のそれぞれが、直接（通信ネットワークを介して）、または間接（他のデバイス１、１０５または５のうちの１つまたは複数を介して、ＰＡＣＳ４およびシステム２のうちの１つまたは複数を介して、臨床医のインタラクションを介して、など）を含むが、これらに限定されない、当業者に既知の任意の方法で通信し得る。本明細書で述べたような１つまたは複数の実施形態において、誘導デバイス１０５は、医療デバイス１、システム２、ＰＡＣＳ４、およびスキャニングデバイス５のうちの１つまたは複数と無線で通信し得る。１つまたは複数の実施形態において、誘導デバイス１０５は、誘導計画および／もしくは実行、および／または位置合わせの結果の可視化および操作を行うために、少なくともシステム２または誘導デバイス１０５と対話するように動作する任意の他のプロセッサと無線で、または有線接続で通信することが好ましい。
誘導計画および実行、ならびに／または位置合わせの結果の可視化および操作の装置およびシステムならびに方法および記憶媒体の１つまたは複数の実施形態は、針またはプローブ（および／または他の医療デバイス）軌道の判断を改善するために動作し得る。本開示の１つまたは複数の実施形態は、スキャンの数を減少させるため、およびその結果、挿入および軌道判断時間を減少させるために動作する。１つまたは複数の実施形態は、医療処置および針誘導計画のより高速な実行、ならびにプローブまたは他の医療デバイスを位置決めする際のより良い正確性のために、プローブ追跡および誘導システムを提供することによって、挿入点を判断する段階、軌道を判断する段階、最初のプローブ挿入を行う段階、および完全なプローブ挿入を行う段階の間を含めて、大いに臨床医を支援する。追跡および誘導システムは、プローブ、針、誘導デバイス、および／または他の医療デバイスの位置および向きを追跡するだけでなく、ＩＲまたは他の臨床医の視点からの目標生体対象物（例えば、患者の病変、患者の腫瘍など）および重要な構造とともに可視化ソフトウェアのための手がかりを提供する。この可視化は、呼吸および組織変形に起因した動きを考慮するために、リアルタイムで更新され得る。追跡および誘導システムは、また、ＩＲに軌道を定める能力を与え、撮像（例えば、ＣＴ）室の外側からプローブを制御して、患者の身体上に置かれた、または患者の近くに位置するロボティックデバイスを通してリモートでプローブを挿入し得る。リモート制御の手術システムは、ＣＴ室内外に移動する時間を減少させること、および放射線被ばくを軽減することによって、処置を短縮し得る。
１つまたは複数の実施形態において、複数プローブまたは複数針の誘導が、マージンマップ、中間軸（ｍｅｄｉａｌ ａｘｉｓ）または中心線、セキュリティまたは資格チェックなどを用いた、１つもしくは複数の針または１つもしくは複数のプローブの誘導（その無線誘導（ｗｉｒｅｌｅｓｓ ｇｕｉｄａｎｃｅ）を含む）を含むが、これらに限定されない、本明細書に開示された任意の特徴と組み合わせて使用され得る。１つまたは複数の実施形態において、病変または腫瘍などの生体対象物のサイズおよび形状は、２本以上の針および２つ以上のプローブ／バルーンが、生体対象物の目標エリアに対する医療処置を正確に行う（例えば、目標切除ゾーンを切除する）ために必要かどうかを判断するために使用され得る。１つまたは複数の実施形態において、臨床医は、球形バルーンが制御しやすいことから、切除ゾーンに対して球形バルーンを採用し得る。１つまたは複数の実施形態において、バルーンは、異なる形状、例えば、楕円形または他の所定の形状を有してもよい。追加的または代替的に、バルーンの種類およびバルーン／針の数は、行われる切除の種類に応じて変化し得る。例えば、マイクロ波切除、ＲＦ切除、レーザ切除、および／またはクライオ切除を行うとき、球形バルーンが使用されてもよく、または切除が、球形以外の形状を必要としてもよい。複数のプローブ、または複数の針の処置が有用である。例えば、切除は、腫瘍または病変などの生体対象物についての目標切除ゾーンを切除するために、２本の針および複数のバルーンを用いて行われ得る。本明細書で開示される方法は、生体対象物または目標物／目標ゾーンを評価する際、および所望の医療処置（例えば、切除、生検など）のために２本の針（またはさらに多く）の挿入を使用するかどうかを判断する際に、誘導計画をシミュレートまたは実行するために使用され得る。
画像スキャナ５（図１３および図１４において最もよく分かる）（例えば、ＣＴスキャナ）は、誘導デバイス１０５を使用して、および／または使用せずに、患者の身体（またはその一部）をスキャンすることから１つまたは複数の画像を生成するように動作することが好ましい。
少なくとも第１のプロセッサ（例えば、図１３に示されるシステム２のプロセッサまたはＣＰＵ１２０１、図１４の第１のプロセッサ１２０１、図１９のシステム２に示されるデバイス内のプロセッサまたはＣＰＵ１２０１、図２０のシステム２に示されるプロセッサまたはＣＰＵ１２０１、別のデバイス内のプロセッサまたはＣＰＵ１２０１など）は、スキャンされた画像を（例えば、スキャンされた画像はＰＡＣＳ４内に記憶され得るため、概して前述のようにＰＡＣＳ４から）ロードするように動作する。１つまたは複数の実施形態において、第１のプロセッサ１２０１は、画像スキャナ５および／またはＰＡＣＳ４から画像をロードするように動作する。第１のプロセッサ１２０１は、針または医療デバイスの誘導軌道を計画および／または実行する（ユーザが切除針を使用する場合に、挿入角度、深さ、関心領域もしくは関心目標、切除力および期間のうちの１つまたは複数を含み、または伴い得る、など）ためにユーザ（例えば、医師、臨床医など）を支援することが好ましい。１つまたは複数の実施形態において、第１のプロセッサ１２０１は、１つまたは複数の軌道、基準位置などのパラメータを計算するために、スキャンされた画像および誘導デバイス１０５を位置合わせし得る。１つまたは複数の実施形態では、第１のプロセッサは、有線または無線接続を通して、エンコーダ（例えば、エンコーダセンサ２０３）から位置情報を読み出し得る。
第１のプロセッサ１２０１は、基準マーカ（例えば、前述した基準マーカ２０９、Ｆ－１～Ｆ－８、Ｆ－１～Ｆ－８のうちのいずれか、など）を画像（例えば、ＣＴ画像）から自動的に検出してもよく、または手動のユーザインタラクションによって基準マーカを検出してもよい。上述の通り、基準マーカの検出は、誘導デバイス１０５が指定位置または事前定義された位置に配置されるときは必要ない場合がある。１つまたは複数の実施形態において、第１のプロセッサ１２０１は、斜め画像を再構築するように動作し得る（例えば、システム（例えば、システム２）が、再構築された斜め画像をディスプレイ（例えば、図１４のディスプレイ１２０９、図１３のディスプレイ、図１９のディスプレイまたは機能（ｆｅａｔｕｒｅ）である）。第１のプロセッサ１２０１は、ユーザが、処置前画像と処置後画像（例えば、切除前および後に撮られた画像）とを比較することを可能にし得る。
ディスプレイ（例えば、図１４のディスプレイ１２０９、図１３のディスプレイ、図１９のディスプレイ１２０９など）は、１つまたは複数の実施形態において、入力デバイス（例えば、図１４および図１９～図２０において最も良く分かるキーボード１２１０および／またはマウス１２１１）とのユーザインタラクションを有効にするために使用されることが好ましい。ディスプレイ（例えば、ディスプレイ１２０９）は、スキャンされた画像（例えば、ＣＴ画像）を示す、（例えば、患者、処置、１つまたは複数の針などの）状態を示す、軌道を可視化する、処置前および処置後画像を比較する、などのうちの少なくとも１つまたは複数を行うように動作し得る。
第１のプロセッサ１２０１は、第１のプロセッサ１２０１と少なくとも第２のプロセッサ（例えば、図１４に示される誘導デバイス１０５の第２のプロセッサ１２０１’、図１３および図１９～図２０において最もよく分かるシステム２またはシステム２’のプロセッサなど）との間の通信を有効にするために、第１の無線回路（例えば、図１４に示される第１の無線回路１２０５、１２１２、図１９に示される通信インターフェース１２０５、図２０に示されるネットワークインターフェース（有線および／または無線通信回路として動作し得る）など）に接続され、および／または通信することが好ましい。
第２のプロセッサ（本明細書において「第２プロセッサ」とも呼ばれる）１２０１’は、第１のプロセッサ１２０１と第２のプロセッサ１２０１’との間の通信を有効にして、その間で情報を移送するために、第２の無線回路（例えば、図１４に示される第２の無線回路１２０５、１２１２、図１９に示される通信インターフェース１２０５、図２０に示されるネットワークインターフェース（有線および／または無線通信回路として動作し得る）など）に接続され、および／または通信することが好ましい。１つまたは複数の実施形態において、第２のプロセッサ１２０１’は、エンコーダ（例えば、エンコーダセンサ２０３、エンコーダスケール２０４とのインタラクションに基づくエンコーダセンサ２０３など）から１つまたは複数の位置を読み出すこと、エンコーダ（例えば、エンコーダセンサ２０３、エンコーダスケール２０４とのインタラクションに基づくエンコーダセンサ２０３など）および／または第２のプロセッサ１２０１’の１つまたは複数のエラーを検出すること、ならびにＬＥＤ（ＬＥＤに関する上述の説明を参照、図３のＬＥＤ２１０などを含むがこれに限定されない）を制御すること、のうちの１つまたは複数を行うように動作する。
１つまたは複数の実施形態において、誘導デバイス１０５は、デバイス１０５のユーザに情報を伝達するために、少なくとも３つのＬＥＤを含む。中央または中間のＬＥＤは、デバイス１０５の状態情報および／または誘導状態（ｇｕｉｄａｎｃｅ ｓｔａｔｕｓ）を示すように動作してもよく、２つの他のＬＥＤは、誘導のための回転方向を示してもよい。多様な組み合わせの指示パターンが、ＬＥＤに対して使用され得る。例えば、少なくとも１つの実施形態において、中央または中間のＬＥＤがフラッシュしている場合、ＬＥＤは、エラーが発生したことを示している。中央または中間のＬＥＤが「オン」である場合、１つまたは複数のガイダンス機能（ｇｕｉｄａｎｃｅ ｆｅａｔｕｒｅ）が有効である。中央または中間のＬＥＤが「オフ」である場合、１つまたは複数のガイダンス機能が無効である。１つまたは複数の実施形態において、他の２つの回転方向ＬＥＤのうちの１つがフラッシュしているとき、誘導（ガイダンス）が発生していること、およびユーザがある方向に挿入角度を変更すべきであることを示す。１つまたは複数の実施形態において、他の２つの回転方向ＬＥＤのうちの２つ目がフラッシュしているとき、誘導（ガイダンス）が発生していること、およびユーザが第２の方向に挿入角度を変更すべきであることを示す。２つの回転方向ＬＥＤの両方がオンであるとき、１つまたは複数のガイダンス機能が有効であり、ユーザは、挿入角度の調整を止めるべきである。２つの回転方向ＬＥＤの両方がオフであるとき、１つまたは複数のガイダンス機能が無効である。１つまたは複数の実施形態において、ＬＥＤの１つまたは複数のフラッシュの周波数が使用されてもよく、現在の位置と目標位置との間の距離（角度）に応じて変化し得る。例えば、少なくとも１つの実施形態において、距離（角度）が長いとき、周波数は低くてもよく、距離（角度）が近い／短いとき、周波数は高くてもよい。ＬＥＤの数、フラッシュの周波数、ＬＥＤを介して伝達される情報、およびＬＥＤの構成に対する他の修正は、ユーザがデバイス１０５から受信することを望む情報に応じて行われ得る（かつ、デバイス１０５の構築は、そのような仕様に基づいて発生し得る）。ＬＥＤ２１０は、また、基準位置が、正確であるか否かを示すために使用されてもよく、誘導デバイス１０５の正確な位置合わせを達成するために、誘導デバイス１０５を移動し、ガイドし、または回転する方法をユーザに示し得る。
１つまたは複数の実施形態において、第１のプロセッサ１２０１と第２のプロセッサ１２０１’との間で移送される情報は、エンコーダから検出される位置（例えば、前述のエンコーダセンサ２０３、１つまたは複数の実施形態において、検出される位置は、角度位置であってもよい）、エンコーダ（例えば、エンコーダセンサ２０３）の状態、第２のプロセッサ１２０１’の状態、第１のプロセッサ１２０１の状態、軌道に基づく目標位置、誘導デバイス１０５の状態、および誘導デバイス１０５の１つまたは複数のガイダンス機能を有効または無効にする信号、のうちの１つまたは複数を含む。１つまたは複数の実施形態において、目標位置情報の受信が、１つのガイダンス機能を有効にする場合、誘導デバイス１０５のための有効信号は、必要でない場合がある。１つまたは複数の実施形態において、第２のプロセッサ１２０１’が１つまたは複数のガイダンス機能を自動的に停止する場合、誘導デバイス１０５のための無効信号は、必要でない場合がある。１つまたは複数の実施形態において、１つまたは複数のガイダンス機能を有効または無効にする信号は、第１のプロセッサ１２０１と第２のプロセッサ１２０１’との間で移送されるべきガイダンス完了信号またはガイダンス完了情報を含み得る。
追加的に、デバイス１０５、コンピュータ２、システム１０、第１のプロセッサ１２０１および第２のプロセッサ１２０１’などのうちの１つまたは複数など、これらに限定されない１つまたは複数のコンポーネントによって伝達される情報は、誘導デバイスおよび／またはシステムについての所望の仕様に依存し得る。例えば、構造的属性（そのようなコンポーネントが所望の機能的挙動を達成するために、構造的にどのように構築されるかを定める）は、所望の医療処置に応じて変化し得る。例えば、１つまたは複数の実施形態において、誘導デバイス１０５、システム１０、および／またはシステム１０の１つもしくは複数の他のコンポーネントが、患者の身体内の腫瘍を切除する医療処置のために使用され得る。腫瘍は目に見えない場合があるため、ユーザは、画像スキャナ５（例えば、ＣＴスキャナ）または他のスキャンデバイスを用いて腫瘍がどこにあるかを確認し得る。コンピュータ２、誘導デバイス１０５、および／または誘導システム１０は、候補軌道の挿入点、挿入角度、深さ、切除時間、および切除力を計算し、システム１０のユーザは、針の誘導の計画および／もしくは実行、ならびに／または位置合わせの結果の可視化および操作のために、そのような計算結果をシステム１０に入力し得る。ユーザが選択した軌道が、誘導デバイス１０５に設定された後、ユーザは、誘導デバイス１０５を用いて正確に針３００（図３において最もよく分かり、例えば、針は、切除処置、生検処置などにおける切除用であり得る）を挿入し得る。
１つまたは複数の実施形態において、ユーザは、最初に誘導デバイス１０５を含む誘導システム１０全体をオンにしてもよい。誘導システム１０は、起動ルーチンにおいて、第１の無線回路１２０５、１２１２と、第２の無線回路１２０５、１２１２との間の無線接続を確立し得る。追加的または代替的に、有線接続が使用されてもよい。
準備または起動ルーチンの後、１つまたは複数の実施形態において、患者は、使い捨てグリッドで、または使い捨てグリッドを使用して、画像スキャナ５（例えば、図１４に示されるＣＴスキャナ５）によってスキャンされ得る。使い捨てグリッドは、ユーザが挿入点をより容易に、かつより正確に見つけることを可能にするように動作する。当業者に既知の使い捨てグリッドが、使用されてもよい（Ｂｅｅｋｌｅｙ Ｍｅｄｉｃａｌのウェブサイト、ｈｔｔｐｓ：／／ｗｗｗ．ｂｅｅｋｌｅｙ．ｃｏｍ／Ｐｒｏｄｕｃｔ－Ｄｅｔａｉｌｓ／ＧｕｉｄｅＬｉｎｅｓ／ＣＴ－Ｂｉｏｐｓｙ－Ｇｒｉｄ－２１７により取得され得る、Ｂｅｅｋｌｅｙ Ｍｅｄｉｃａｌ（登録商標） Ｇｕｉｄｅｌｉｎｅｓ（登録商標）ＣＴ Ｂｉｏｐｓｙ Ｇｒｉｄ ２１７など、これに限定はされない）。１つまたは複数の実施形態において、ユーザは、使い捨てグリッドの代わりに、使い捨て基準マーカ（前述の基準マーカ２０９、基準Ｆ－１～Ｆ－８、Ｆ－１～Ｆ－８のいずれかなど）を使用してもよい。追加的または代替的に、ユーザは、グリッドおよび／または基準マーカ２０９、Ｆ－１～Ｆ－８などなしで、挿入点を見つけ得る。
上述のように、１つまたは複数の実施形態において、第１のプロセッサ１２０１は、スキャンされた画像をロードしてもよく、スキャンされた画像をディスプレイ１２０９上に示してもよい。システム１０のユーザは、スキャンされた画像から目標領域を見つけてもよく、目標領域を誘導システム１０に設定してもよい。ユーザは、１つまたは複数の入力デバイス（例えば、キーボード１２１０、マウス１２１１など）を介してデータを入力し得る。一度、設定および／またはデータが入力されると、第１のプロセッサ１２０１は、針の誘導の計画および／または実行のためのインタラクションを開始し得る。
ユーザが挿入点を定め、軌道を作成した後、１人または複数のユーザが、患者の挿入点の上、または挿入点の周りに誘導デバイス１０５を置いてもよい。誘導デバイス１０５は、粘着テープを使用することを含むがこれに限定されない、当業者に既知の任意の方法またはツールを用いて患者に固定されてもよい。その後、患者は、患者の上の決まった場所の誘導デバイス１０５を用いて、画像スキャナ５（例えば、ＣＴスキャナ）によってスキャンされてもよく、位置合わせの結果は、誘導デバイス１０５の正確な位置合わせを達成するために必要に応じて判断および操作され得る。
１つまたは複数の実施形態において、少なくとも第１のプロセッサ１２０１は、基準マーカ２０９、Ｆ－１～Ｆ－８、Ｆ－１～Ｆ－８のいずれかなどを使用して、誘導デバイス１０５およびスキャンされた画像を位置合わせする。基準マーカ２０９、Ｆ－１～Ｆ－８、Ｆ－１～Ｆ－８のいずれかなどが、誘導デバイス１０５の固定部または固定部分２０５に配置されている（例えば、図１～図４Ｂを参照）ため、第１のプロセッサ１２０１は、３Ｄ空間内の誘導デバイス１０５の位置を検出することが可能である。代替的または追加的に、位置合わせは、本明細書で述べる他の構造的構成および／もしくは方法を用いて実行されてもよく、または前述のような所定の場所／位置を定義するデータを使用することによって、設定されてもよい。
誘導デバイス１０５が位置合わせされた後、第１のプロセッサ１２０１は、エラーを減少させるために軌道を自動的に更新し得る（または、ユーザは、所望のときに第１のプロセッサ１２０１とのインタラクションによって軌道を手動で更新し得る）。誘導デバイス１０５の中心が、事前定義された挿入点と異なる状況において発生し得るエラーを回避するために、１つまたは複数の実施形態において、第１のプロセッサ１２０１は、誘導デバイス１０５の中心に設定するように挿入点を更新してもよく、その後、挿入角度および深さを計算してもよい。
１つまたは複数の実施形態において、第１のプロセッサ１２０１は、挿入角度情報を送信してもよく、（例えば、誘導デバイス１０５が、誘導のために誘導デバイス１０５に取り付けられた１つもしくは複数の針および／または他の医療装置のガイド（誘導）を開始する前に）誘導デバイス１０５への１つまたは複数のガイダンス機能の信号を有効にしてもよい。誘導デバイス１０５の１つまたは複数のガイダンス機能が有効化された後、ＬＥＤまたはデバイス１０５の他のインジケータは、ユーザのための情報を示すために点灯され、またはオンにされてもよい。誘導デバイス１０５は、目標角度情報が受信されるときに、誘導を開始し得る。次いで、有効化または無効化信号は、前述のような１つまたは複数の実施形態において使用されなくてもよい場合がある。
追加的に、１つまたは複数の実施形態において、第１のプロセッサ１２０１は、ロードされた画像および角度情報に基づいて、斜め画像を再構築してもよい。第１のプロセッサ１２０１は、ディスプレイ１２０９上に画像を示してもよく、表示された画像を新たな角度情報と同期するように更新してもよい。
例えば、医療処置が、切除である場合、方法は、１つまたは複数の切除計画および実行ステップを含み、（ｉ）画像をロードすること（例えば、スキャナから、ＰＡＣＳもしくは他のスキャニングデバイス／システムから、または新規な、もしくは新たにスキャンされた画像を用いて）（図１５のステップＳ１を参照）、（ｉｉ）画像を可視化すること（例えば、複数のペイン（軸状、冠状、矢状、３次元（３Ｄ）など、これらに限定されないビュー）を示すことによって（例えば、各ビューは、画像（例えば、ＣＴ ＤＩＣＯＭ画像）の異なる態様、画像の少なくとも１つのペインを示すこと、画像（例えば、ＣＴ ＤＩＣＯＭ画像）をロードすること、および可視化のためにそれをコンピュータ上に表示すること、１つまたは複数の平面でカットして、３Ｄデータセットを再フォーマットし、再フォーマットされたスライスを３Ｄビューに表示するために、少なくとも１本の直線（例えば、軸）を移動することによって、１つまたは複数のペインに表示された画像と、ユーザが対話することを可能にすること、などを表し得る））（図１５のステップＳ２を参照）、（ｉｉｉ）治療ゾーンまたは目標（例えば、病変または腫瘍）を識別すること（図１５のステップＳ３を参照）、（ｉｖ）目標点、進入点、および目標点と進入点との間の軌道を定めること（図１５のステップＳ４を参照）（ステップＳ４ｂに示されるように、腫瘍または病変の特性に応じて、１つの軌道が存在するか、または複数の軌道（および複数の目標点）が存在する場合に、ステップＳ４は、プロセスを繰り返すことを含み得る）、（ｖ）特定の画像内の進入点を患者の身体についての進入点に対応させること（図１５のステップＳ５を参照）、のうちの１つまたは複数を含むが、これらに限定されない。目標点（および目標点の数）の決定は、１つまたは複数の実施形態において臨床医の裁量であってもよく、または病変もしくは腫瘍などの目標生体対象物の特性（例えば、病変もしくは腫瘍のサイズ、病変もしくは腫瘍の形状など）に依存してもよい。本開示の１つまたは複数の実施形態において、方法は、目標点の配置のための臨床的に最良の選択（例えば、数学的に、統計的に、など）である目標点を決定または示唆するために、提供される。１つまたは複数の実施形態において、目標ゾーンまたは治療ゾーンの中間軸または中心線を見つけること、または決定することによって、目標点が決定され得る（図１５のステップＳ４を参照）。
本明細書で述べた目標ステップ（図１５～図１６のステップＳ３、図１５のステップＳ４、Ｓ４ｂ、図１６のステップＳ４、Ｓ４ｂ、Ｓ４ｃなど、これらに限定されない）の任意の識別について、臨床医などの当業者に既知の方法を含み、かつ本明細書で提供される追加の方法を含む、目標生体対象物またはゾーンを識別する任意の方法が、採用され得る。例えば、１つまたは複数の実施形態において、目標ゾーンおよび目標点が、識別されることとなる。目標ゾーンは、画像セグメンテーション方法によって識別され得る。臨床医は、最初にシードと呼ばれる少数の点を定めてもよく、シードは、病変または腫瘍領域などの識別される目標領域内の目標点であってもなくてもよい。１つまたは複数の実施形態において、ｓｎａｋｅアルゴリズム（例えば、「Ｇｒａｄｉｅｎｔ Ｖｅｃｔｏｒ Ｆｌｏｗ： Ａ Ｎｅｗ Ｅｘｔｅｒｎａｌ Ｆｏｒｃｅ ｆｏｒ Ｓｎａｋｅｓ」、Ｐｒｏｃ． ＩＥＥＥ Ｃｏｎｆ． ｏｎ Ｃｏｍｐ． Ｖｉｓ． Ｐａｔｔ． Ｒｅｃｏｇ． （ＣＶＰＲ）、Ｌｏｓ Ａｌａｍｉｔｏｓ： Ｃｏｍｐ． Ｓｏｃ． Ｐｒｅｓｓ、６６～７１ページ、１９９７年６月においてＣ． ＸｕおよびＪ．Ｌ． Ｐｒｉｎｃｅによって説明される一例を参照）などの動的輪郭モデルが、目標領域の境界を反復して判断するために使用され得る。最初のシードは、真の境界に迅速に収束しない場合があり、よって、１つまたは複数の実施形態において、ｗａｔｅｒｓｈｅｄ法（例えば、「Ｗａｔｅｒｓｈｅｄ－ｄｒｉｖｅｎ Ａｃｔｉｖｅ Ｃｏｎｔｏｕｒｓ ｆｏｒ Ｍｏｖｉｎｇ Ｏｂｊｅｃｔ Ｓｅｇｍｅｎｔａｔｉｏｎ」、Ｐｒｏｃｅｅｄｉｎｇｓ ｏｆ ＩＥＥＥ Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ Ｃｏｎｆｅｒｅｎｃｅ ｏｎ Ｉｍａｇｅ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ （ＩＣＩＰ）、ｖｏｌ．ＩＩ、８１８～８２１ページ、Ｇｅｎｏｖａ、Ｉｔａｌｉｅ、２００５年９月においてＧｏｕｚｅ Ａ．、Ｄｅ Ｒｏｏｖｅｒ Ｃ．、Ｈｅｒｂｕｌｏｔ Ａ．、Ｄｅｂｒｅｕｖｅ Ｅ．、Ｂａｒｌａｕｄ Ｍ．、Ｍａｃｑ Ｂ．によって説明される一例を参照）が、セグメンテーションを円滑かつ高速にするために、ｓｎａｋｅアルゴリズムとともに使用され得る。病変または腫瘍領域などの目標領域の境界を手動で描くことと比較して、このような方法は、はるかに正確で一貫性のある境界を生成し、それは、目標（例えば、腫瘍または病変）の体積を決定するために使用されてもよく、腫瘍または病変を定量的に特性化し、切除結果を査定するために、後の段階において使用されてもよい。結果となる境界は、目標ゾーンを形成する。
追加的または代替的に、本開示の１つまたは複数の方法は、図１３に示される誘導デバイス１０５を用いて切除計画および／または実行を行うことをさらに含んでもよい。図１５に示されるステップに追加して（その詳細は前述しており、したがってここでは繰り返さない）、誘導デバイス１０５などの誘導デバイスを採用するそのような１つまたは複数の方法は、（ｉ）誘導デバイス１０５などの誘導デバイスを使用して、ステップＳ４および／またはＳ４ｂにおいて目標点および軌道の決定を支援すること（図１６のステップＳ４、Ｓ４ｂ、およびＳ４ｃも参照）、（ｉｉ）キャリブレーションデバイス（ｃａｌｉｂｒａｔｉｏｎ ｄｅｖｉｃｅ）（例えば、その全体が参照により本明細書に組み込まれる、米国特許出願第１４／７５５，６５４号および米国特許出願公開第２０１７／００００５８１において開示されるものなどの、基準マーカ（例えば、基準マーカ２０９、基準Ｆ－１～Ｆ－８、基準Ｆ－１～Ｆ－８のうちのいずれか、など）、システム、および位置合わせの方法など、これらに限定されない）を使用して、Ｓ５の対応ステップで決定または支援すること（図１６のステップＳ５およびＳ５ｂも参照）、（ｉｉｉ）誘導デバイス１０５などの誘導デバイスを使用して、患者に対して切除を行うときに針の配置で確認および／または支援すること（図１６のステップＳ６を参照）、のうちの１つまたは複数をさらに含み得るが、これらに限定されない。本開示の１つまたは複数の実施形態において、切除計画または切除実行を行うための方法の少なくとも１つの実施形態は、そのようなキャリブレーションデバイスおよび／またはロケータデバイスを使用して、患者のニーズ、病変／腫瘍の特性、処置中に患者の移動が必要かどうか、など、これらに限定されない１つまたは複数の不確定要素に依存する切除処置の成功を増加または最大化させることである。本開示の１つまたは複数の実施形態において、そのようなキャリブレーションデバイスおよび／またはロケータデバイスは、臨床医が、病変または腫瘍などの目標生体対象物の中間軸または中心線を見つけることを支援する。
１つまたは複数の実施形態において、誘導の計画および／もしくは実行、ならびに／または切除計画および／もしくは切除実行などの、特定の処置のためのワークフローは、セグメンテーション、位置合わせ（ｒｅｇｉｓｔｒａｔｉｏｎ）、およびより良い差分画像（ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｌ ｉｍａｇｅ）を提供するための差分画像ビューステップ（その全体が参照により本明細書に組み込まれるＰＣＴ／ＵＳ２０１８／０２０７５２に開示されたセグメンテーション、位置合わせ、および差分画像ステップなど、これらに限定されない）、ならびに本明細書に述べる位置合わせの結果の操作と結合されてもよく、それは、画像内の紛らわしいアーチファクトの生成を回避し、および／または処置に関連する問題を伴う他の課題を回避する。差分画像は、針の誘導および／または切除結果のフィードバックを臨床医に与える迅速な方法である。サーマルマップが、１つまたは複数の実施形態において使用されてもよいが、そのようなサーマルマップは、血流などの環境の変化によって影響を受けないことがあり、測定が、状況に応じて容易に局所化されない場合がある。様々な種類の切除が、１つまたは複数の実施形態において使用され得る（例えば、クライオ切除、マイクロ波切除、レーザ切除など）。クライオ切除が使用され得る間、氷球が形成されてもよく、氷球は、ＭＲＩの下で十分に目に見える。超音波は、ナビゲーションのために本明細書に述べる方法のうちの１つまたは複数において使用されてもよく、切除結果の何らかの標識が、同一ツールから取得され得る。しかしながら、超音波画像は、ノイズが多く、定量的に測定することが困難であり得る。どの検出またはモニタリングツール／技術が採用されるかにかかわらず、セグメンテーション、位置合わせ、および差分画像ビューステップを有するワークフローの統合は、１つまたは複数の処置（例えば、切除、放射線治療など）において使用するための有用な差分画像を臨床医に提供するために、そのような課題を減少させ、および／または回避する。
切除などの医療処置について、１つのプローブ切除または複数のプローブ切除が行われ得る。複数のプローブ切除の場合、シリアルまたはパラレルの複数プローブ切除が行われ得る。シリアル切除では、切除は、より多くのプローブが必要な場合、１つのプローブが挿入され、切除され、確認され、次いで別のプローブが挿入され、切除され、確認され、このようなステップを繰り返すという順序で行われる。パラレル切除では、全てのプローブが、切除開始前に挿入される。臨床医は、どちらの切除手法を選択するかを決定し得る。どちらの手法が選択されても、切除が行われた後で、確認段階が必要である。それぞれの確認からの情報に基づいて、臨床医は、追加の切除が必要かどうかを判断し、必要であれば、使用されるべき次のプローブについて計画する場所を判断し得る。確認は、切除処置の結果を評価するために、マージンが到達するかどうか、または範囲を超えてしまうかどうかについての標識も、臨床医に提供する。
確認ステップを行う際に臨床医を助けるために、確認またはクリア画像フィードバックを必要とする任意の他の判断プロセスが、より効果的に行われ得るように（その全体が参照により本明細書に組み込まれる、ＰＣＴ／ＵＳ２０１８／０２０７５２において開示される確認ステップなどであるがこれに限定されない）、本開示の１つまたは複数の実施形態は、マージンビューを用いた確認を含み得る。カバレッジの定量測定は有用であるが、視覚的で迅速な査定も、１つまたは複数のアプリケーションにおいて非常に有用である。マージンビューは、切除プロセスの成功をより容易かつ有効に判断するために、切除前および切除後画像の共通オーバレイよりも優れたビューを与える。１つまたは複数の実施形態において、切除が発生する前および後に病変または腫瘍などの目標がセグメント化されてもよく、セグメント化された目標画像の２つのセット間の差分が、判断され得る。その後、差分が、切除プロセスを評価するために切除後画像上にオーバレイされ得る。追加的または代替的に、本開示の１つまたは複数の方法は、図１３および図１５～図１６に示される誘導デバイス１０５を用いて切除計画および／または実行を行うことをさらに含んでもよい。マージンビューを評価すること、または判断する方法の１つまたは複数の実施形態は、（ｉ）画像をロードすること（例えば、スキャナから、ＰＡＣＳもしくは他のスキャニングデバイス／システムから、または新規な、もしくは新たにスキャンされた画像を用いて）（図１５～図１６のステップＳ１を参照）、（ｉｉ）画像を可視化すること（例えば、複数のペイン（ビュー）を示すことなどによって（例えば、各ビューは、画像の異なる態様を表し得る）、図１５～１６のステップＳ２について上述したように（例えば、その全体が参照として本明細書に組み込まれる、ＰＣＴ／ＵＳ２０１８／０２０７５２に示されるアプリケーションなどの、例えば、医療画像ソフトウェアにおいて）、本明細書に別途説明されるように、など）（図１５～図１６のステップＳ２を参照）、（ｉｉｉ）患者についての画像と実世界の寸法との間に正しい対応関係または調節を作り出すために、デバイスの位置合わせ（ここではデバイスキャリブレーションとも呼ばれる）を行うこと（例えば、構成もしくは位置合わせステップに組み込まれ、または構成もしくは位置合わせステップとして使用され得る図１５および／または図１６のステップＳ５および／またはＳ５ｂを参照し、さらに、その全体が参照により本明細書に組み込まれるＰＣＴ／ＵＳ２０１８／０２０７５２において説明される、デバイスの位置合わせも参照し、マスキングプロセス／ステップ（図１Ａ～図１２に示されるステップなど、これらに限定されない）を用いた前述の位置合わせも参照）、（ｉｖ）ゾーンまたは生体対象物などの目標を識別すること（図１５～図１６のステップＳ３を参照）、（ｖ）識別された目標をセグメント化すること（計画または処置における１つの参照点において（例えば、針を移動する前、切除を行う前、次の反復またはインクリメンタル計画ステップを実行する前（処置中、またはシミュレーションもしくは計画中のいずれかにおいて）、患者を移動させる前、など）、ここでは「目標（１）」、すなわち段階（１）において識別された目標とも呼ばれる）、（ｖｉ）インクリメンタル計画または実行ステップを行うこと（例えば、針を移動し、新たなプローブまたは針を挿入し、切除を行い、次の計画ステップを実行し、患者を移動させる、など）、（ｖｉｉ）インクリメンタル計画または実行ステップを行った後、目標を再スキャンすること、または目標の新たにスキャンされた画像を取得すること、（ｖｉｉｉ）画像を可視化すること（例えば、複数のペイン（ビュー）を示すことなどによって（例えば、各ビューは、画像の異なる態様を表し得る）、図１５～図１６のステップＳ２について上述したように、本明細書に別途説明されるように、など）、（ｉｘ）（同上のものに関する上記詳細が、ここで繰り返されないように、図１５～図１６のステップＳ３と同一または類似であり得る）ゾーンまたは生体対象物などの目標を識別すること、（ｘ）再スキャンされた目標をセグメント化すること（計画または処置における第２の参照点において（例えば、針の移動後、プローブの移動または追加後、切除実行後、次の反復またはインクリメンタル計画ステップの実行後（処置中またはシミュレーションもしくは計画中のいずれか）など）、ここでは「目標（２）」、すなわち段階（１）の後の段階（２）において再スキャンされた目標とも呼ばれる）、（ｘｉ）画像の位置合わせを行うこと（例えば、現在の画像と前の画像との差分を行う前）、（ｘｉｉ）現在の画像（例えば、段階（２）の画像）と前の画像（例えば、段階（１）の画像）の差分を実行して、処置（例えば、切除（特に、マイクロ波または高周波（ＲＦ）切除（１つまたは複数の実施形態では、差分減算がクライオ切除には必要とされない場合がある）を使用するとき）、放射線治療など）の効果のビューを強調すること、（ｘｉｉｉ）現在の画像（例えば、段階（２）の画像）上に差分をオーバレイすること、のうちの１つまたは複数を含み得るが、これらに限定されない。画像のセグメンテーションおよび位置合わせは、臨床医などの当業者に既知の任意の方法を用いて実行されてもよく、前述した位置合わせの結果の可視化および操作ステップを用いて実行されてもよい。
画像差分は、針（もしくは他の医療デバイス）の誘導結果および／もしくは切除結果の可視化を強調するため、挿入中のプローブの進行をモニタリングするため、または処置（例えば、切除、放射線治療など）における任意の他のインクリメンタルステップを追跡するために使用され得る。例として、切除を実行した後のそのような強調の概念が、ＰＣＴ／ＵＳ２０１８／０２０７５２に示されており、その全体が参照により本明細書に組み込まれる。生体対象物（病変または腫瘍など）の目標または目標ゾーンが、切除ゾーンまたは（一度切除が行われた）切除済みゾーンによって囲まれている。このようにして、１つまたは複数の実施形態では、差分を実行するとき、および差分を段階（２）の現在の画像または最終画像上にオーバレイするときなどに、マージンマップが形成される。マージンマップは、処置計画を編集するか否かを判断するため、および／または計画もしくは処置が最適（例えば、利用可能な最良のオプション）か、もしくは成功しているかを評価するため（および、どのくらい成功したかを測るため）に、臨床医によって使用され得る。この、成功を測定する改善された能力は、フィードバックに（臨床医、患者、病院、そのような結果を相談する他の臨床医などに）有用であり、本開示の１つまたは複数の実施形態において結果指向のアプリケーションを提供する。例えば、マージンのパーセント（および／またはマージンの他の測定基準）は、処置がどのくらいうまく行ったかを示すために使用され得る。マージンビューまたはマップの最小または最大が、臨床医によって設定または事前判断され得る。治療ゾーンまたは目標ゾーンが、例えば腫瘍または病変の目標ゾーンまたは目標対象（セグメント化された）の上にオーバレイされて、表示されてもよい。
追加的または代替的に、臨床医は、光学的計画を作成するため、１つまたは複数の不確定要素（例えば、処置中の患者の動作、組織の変形など）に対応するため、および潜在的な結果を評価するために、本開示の計画方法／ソフトウェアの１つまたは複数の実施形態を用いてシミュレーションを実行し得る。少なくとも１つの例として、目標ゾーンのシミュレーション（例えば、医療処置が切除である例において、シミュレーションは、クライオ切除のための氷球、マイクロ波切除のためのバルーンなどであってもよい）が、行われ得る。別の例として、シミュレーションは、組織変形を模倣するために実行されてもよい。例えば、臨床医が、器官または腫瘍（例としてのシミュレーションのために楕円形を想定する）をセグメント化した場合、中間軸（ｍｅｄｉａｌ ａｘｉｓ）アルゴリズムは、セグメント化された物体を入力として用いて、中間軸出力（典型的には、それは曲線である）を生成してもよい。中間軸出力は、セグメント化された物体上にオーバレイされ得る。中間軸曲線をドラッグおよび操作することによって、曲線は、その形状および空間内の位置を変更し得る。体積が、中間軸曲線から再構築され得るという事実に起因して、変形は、中間軸をドラッグおよび操作することによって、シミュレートされ、または取得され得る。
本開示の、誘導計画および実行、ならびに／または位置合わせの結果の可視化および操作の装置およびシステム、ならびに方法および記憶媒体の１つまたは複数の実施形態は、特に、本明細書で説明される改善された効率的な位置合わせ方法に起因して、進入点に挿入された後の針および／またはプローブの挿入点および軌道を判断するための反復数を減少させるように動作し得る。これは、ＣＴスキャンを扱うときに、放射線への被ばくを減少させるのに有効であり、ＣＴ、ＭＲＩ、またはその他を含むがこれらに限定されない任意の種類のスキャンを扱うとき、スキャンの合計時間を減少させる。１つまたは複数の実施形態において、基準マーカ（上述したステッカーグリッド、基準マーカ２０９、基準Ｆ－１～Ｆ－８のうちのいずれかまたは全てなど）を用いた位置合わせが、ＣＴ／ＭＲＩスキャンを行う前に挿入点において、または挿入点の近くで患者に対して使用され得る。この位置合わせステップは、スキャンされた画像内に見えるものに対して物理的寸法を正確に相関させることに役立つ。
目標ゾーンが識別された後、臨床医は、目標点として目標ゾーン内の１つの点または少数の点をピックアップしてもよい。それ以降、切除の場合、切除ゾーン（例えば、氷球）が、目標ゾーン上、または目標ゾーンの周りで定義され得る（例えば、氷球の例の場合、球が切除ゾーンの中心に置かれ得る）。他の医療処置において、１つまたは複数の針のためのガイダンスゾーンは、目標ゾーン上または目標ゾーンの周りで、さらに概して定義され得る。
臨床医は、試行錯誤して目標点を選び取ってもよいが、そのような試行錯誤は、処置時間がより長くなること、ステップがより侵襲的かつ反復的であること（例えば、針またはプローブ挿入／移動）、正確性が不足すること、などのこれらに限定されない非効率に繋がる。
追加的に、１つまたは複数の実施形態において、セキュリティチェックは、最大限のセキュリティおよび安全を保証するために、針の誘導の計画および／または処置の前に手術室においてチェックを行うために含まれ得る。臨床医（手を洗って、その時点で手袋を着けており、セキュリティチェックを行うために手を使用することができない場合がある）にとってセキュリティチェックを簡便にするために、虹彩および／または顔認識が、組み込まれてもよい。そのような虹彩および／または顔認識に基づく手法は、患者データ（例えば、ＣＴスキャン）へのアクセスおよび同僚との通信を制御するためには好適であり得る。他の形式のセキュリティ制御が使用されてもよいが、パスワードのタイピング、指紋スキャン、または臨床医の手の使用を必要とする他の形式など、これらに限定されない形式は、臨床医の手が殺菌され得るために、好適でない場合がある。一度ログインすると、臨床医は、患者データにアクセスし、同僚と通信することが可能であり得る。図１７は、このチェックステップが、切除、クライオ療法、生検などの任意の医療処置のための計画を作成または編集するために、画像データにアクセスするために採用され得る。例えば、針の誘導の計画および／もしくは実行、または切除計画および／もしくは実行を行うための本明細書で開示される任意の方法の前に、臨床医が患者データにアクセスし、他の臨床医と通信することが許可されることを確認するために、資格チェック（図１７のステップＳ８０）が、行われてもよい。一度、臨床医が資格チェック（Ｓ８０）をパスすると、臨床医は、画像ソースにアクセスし（図１７のステップＳ８１を参照）、患者または症例ファイルを検索または選択（図１７のステップＳ８２を参照）し得る。ステップＳ８２において、患者または症例ファイルが取り出されると、臨床医は、症例を検討し（図１７のステップＳ８３を参照）、既存の処置計画（例えば、切除計画、放射線治療計画、生検計画、針の誘導の計画など）への編集が必要か否かを判断（図１７のステップＳ８４を参照）し得る。既存の計画への編集が「Ｎｏ」必要ない（例えば、計画が終了している、計画が存在しない、など）場合、臨床医は、処置のための計画を作成または終了（図１７のステップＳ８５を参照）し得る。「Ｙｅｓ」および既存の計画への編集が必要である場合、臨床医は、以前作成された計画を編集してもよい（図１７のステップＳ８６を参照）。これらのステップは、誘導の計画および／または実行を行うため、切除計画および／または切除実行のため、放射線治療計画および／または実行のため、複数の針または複数の切除プローブをガイドするため、位置合わせの結果を可視化し、操作するため、または有用であり得る他の処置方法の前述した方法のいずれかに追加して使用されてもよい。
図１８は、医療誘導デバイス１０５を用いた針の誘導のためのプロセスを示すフローチャートである。ステップＳ１２０１において、オペレータは、医療撮像デバイス５を用いて医療画像を撮る。医療撮像デバイス５は、この特定の実施形態ではＣＴスキャナであり、前述のコンピュータ２の第１のプロセッサ１２０１にＣＴ画像を送信する。
ステップＳ１２０２において、ＣＴ画像を用いて、オペレータは、針状医療ツールを用いた経皮的インターベンションのための目標および皮膚の進入点を定める。同時に、皮膚の進入点に目標を接続することによって、オペレータは、少なくとも第１のプロセッサ１２０１（および、前述したコンピュータ２のディスプレイ１２０９上に表示される任意の画像および／またはソフトウェア）を使用して、針状医療ツールの挿入の軌道のための平面を判断し得る。また、このステップにおいて、オペレータは、例えば、前述のように患者の上のグリッド可視マーカを用いて、患者の上の皮膚の進入点をマークする。
ステップＳ１２０３において、オペレータは、デバイス１０５を含むシステム１０をセットアップして、システム１０および／または、その１つもしくは複数のコンポーネントを較正し、医療誘導デバイス１０５の適切な初期状態を設定する。追加的に、第１のプロセッサ１２０１は、例えば、エンコーダセンサ２０３とエンコーダスケール２０４との間の向きをセットアップし、同期させ、および／または把握し得る。
デバイス１０５をセットアップした後、ステップＳ１２０４において、オペレータは、デバイス１０５の所定の部分（例えば、中心）を皮膚の進入点に調節して、医療誘導デバイス１０５を患者に装着する。粘着性マーカが利用されているとき、オペレータは、中心マーカを皮膚の進入点に調節し、次いで、粘着物によって医療誘導デバイス１０５を決まった場所に付着させ得る。１つまたは複数の実施形態において、ユーザは、次いで、患者の皮膚を露出するために粘着性マーカの剥離部分を除去し得る。
ステップＳ１２０５において、デバイスを置いた後、ユーザは医療誘導デバイス１０５を含む画像（例えば、ＣＴ画像）を撮り、ＣＴ画像を第１のプロセッサ１２０１（および、必要に応じてデータを処理するための関連するナビゲーションソフトウェアまたはガイダンスソフトウェア）に送信する。医療誘導装置１０５が示されたＣＴ画像を用いて、ステップＳ１２０６において、ユーザは、デバイス対画像の位置合わせを行う。このステップにおいて、第１のプロセッサ１２０１（例えば、ガイダンスソフトウェアまたはナビゲーションソフトウェアを用いる）は、基準マーカ（例えば、基準マーカ２０９、基準Ｆ－１～Ｆ－８のうちのいずれかもしくは全てなど）、または固定部分２０５の角に位置する基準マーカを用いることによって、ＣＴ画像内、すなわち、ＣＴ画像の座標において患者の上の医療誘導デバイス１０５の位置および向きを認識する。この基準マーカ検出は、ユーザインターフェースを用いたユーザ命令によって手動で実行されてもよく、または、マスキングプロセス／ステップ／アルゴリズム（例えば、図１Ａ～図１２を参照）を用いた前述の位置合わせなどであるがこれに限定されない、第１のプロセッサ１２０１および／もしくは第２のプロセッサ１２０１’を介してコンピュータアルゴリズムを使用することによって、完全自動化されてもよい。検出された基準マーカは、医療誘導デバイス１０５における基準マーカの設計された幾何学的構成と比較され、次いで、第１のプロセッサ１２０１および／または第２のプロセッサ１２０１’（例えば、ガイダンスソフトウェアまたはナビゲーションソフトウェアを用いる）は、ＣＴ画像内の医療誘導デバイス１０５の位置および向きを認識し得る。ナビゲーションソフトウェアもまた、２つのデバイスパラメータを有する軌道の計画を反映し得る。
Figure 0007221190000001
ステップＳ１２０７において、ユーザは、第１のプロセッサ１２０１および／または第２のプロセッサ１２０１’によって（例えば、ディスプレイ１２０９上に表示されたナビゲーションソフトウェアを介して）デバイス対画像の位置合わせが適当か否かを質問され得る。このステップは、前述のステップＳ１０９～Ｓ１１２に対応してもよく、または含んでもよい。そうでない場合（ステップＳ１２０７における「Ｎｏ」、またはステップＳ１０９における「ＮＯ」）、オペレータは、ステップＳ１２０６を行ってもよく、および／またはデバイス対画像の位置合わせを再び実行するためにＳ１０４～Ｓ１０８を通して前述のステップＳ１１０を行ってもよい。
Figure 0007221190000002
その後で、ステップＳ１２０９において、オペレータは、デバイス１０５の可動部分２０６を介してアーク部材２０７を手動で回転させてもよく、一方、第１のプロセッサ１２０１および／または第２のプロセッサ１２０１’（例えば、ガイダンスソフトウェアまたはナビゲーションソフトウェアを用いる）は、可動部分２０６のリアルタイム角度位置を用いることによってガイド表面上の断面画像をインタラクティブに更新する。また、第１のプロセッサ１２０１および／または第２のプロセッサ１２０１’は、可動部分２０６のリアルタイム角度位置を目標角度位置と比較し得る。可動部分２０６が目標角度位置に到達すると、第１のプロセッサ１２０１および／または第２のプロセッサ１２０１’は、デバイス１０５の可動部分２０６の目標とする端を示す。次いで、第１のプロセッサ１２０１および／または第２のプロセッサ１２０１’は、（例えば、ディスプレイ１２０９上に表示されたガイダンスソフトウェアまたはナビゲーションソフトウェアを介して）目標とする端、または誘導（ガイダンス）の端をユーザに通知する。
デバイス１０５の可動部分２０６の目標角度位置を確立すると、ステップＳ１２１０において、ユーザは、デバイス１０５のアーク２０７上の目標挿入角度によって、および特定の角度参照マーク（または他のインジケータ）を用いて、示される特定の角度参照マーク（または、任意の特定の実施形態において使用されている他のインジケータマーク）を選び取る。ユーザは、皮膚の進入点から目標まで針状医療ツールを挿入する。医療誘導装置デバイス１０５の場合において（少なくとも図２～図９、および図１３～図１４における多様な実施形態の例を参照）、オペレータは、適当な参照マーク（または他の使用されるマーカ）に到達するまで、アーク２０７のガイド表面に沿って（図２～図９を参照）、針状医療ツールをスライドさせ得る。そうする際に、ユーザは、力を加えてもよい。しかしながら、デバイス１０５のガイドの、および／または可動部分２０６の、閉じた構造／一体化した構造によって提供される上述の構造的利点に起因して、アーク部分２０７は、たわみまたは曲げなしで力を完全に支持することができる。本開示の１つまたは複数の特徴に従って、変化形がデバイス１０５に対して行われ得る。例えば、その全体が参照により本明細書に組み込まれる２０１８年８月１５日に出願された米国仮特許出願第６２／７６４，８４９号において述べられ、および／または米国仮特許出願第６２／８７５，２４３号において述べられ、米国仮特許出願第６２／７６４，８２０号において述べられ、および／または米国特許出願第１６／５３９，７６９号において述べられ、それらの出願の全体が参照により本明細書に組み込まれるものなどの、他の種類の誘導デバイス１０５が使用されてもよい。
ステップＳ１２１１において、挿入の第１の試行の後、ユーザは、挿入された針状医療ツール、医療誘導デバイス１０５、およびＣＴ画像のＣＴ画像を撮り、それらを第１のプロセッサ１２０１および／または第２のプロセッサ１２０１’（ならびに使用されている任意のガイダンスソフトウェアまたはナビゲーションソフトウェア）に送信する。挿入された針状医療ツールのＣＴ画像を用いて、ユーザは、挿入された針状医療ツールの位置を評価する。
ステップＳ１２１２において、挿入された針状医療ツールの位置がチェックされ、位置が最適とは言えないとユーザが考える場合（ステップＳ１２１２における「Ｎｏ」）、フローは、ステップＳ１２０８に戻る。ステップＳ１２０８において、ユーザは、（例えば、米国仮特許出願第６２／７６４，８４９号において述べられ、米国仮特許出願第６２／８７５，２４３号において述べられ、米国仮特許出願第６２／７６４，８２０号において述べられ、および／または米国特許出願第１６／５３９，７６９号において述べられ、それらの出願の全体が参照により本明細書に組み込まれる、ガイダンスソフトウェアまたはナビゲーションソフトウェアを使用することによって）第１のプロセッサ１２０１および／または第２のプロセッサ１２０１’で針状医療ツールの位置を改善するために軌道を更新し得る。同時に、最新のＣＴ画像を用いて、ユーザは、目標のずれ、皮膚の進入点、および医療誘導デバイス１０５を見つけ、医療誘導デバイス１０５の位置合わせ済みの位置および向きを更新する。したがって、ユーザは、最新のＣＴ画像を用いてデバイス対画像の位置合わせを行うことができる。デバイス対画像の位置合わせを、このようにして更新すること、および／または上述の方法ステップを使用することによって（例えば、図１Ａ～図１２および関連する説明を参照）、ユーザは、医療誘導デバイス１０５と目標との間の実際の幾何学的関係性の不一致を減少させ得る。具体的には、医療誘導デバイス１０５は、患者の上に載せられ、患者の身体とともに移動し得るため、デバイス対画像の位置合わせの更新は、古いＣＴ画像からの患者の厳密なずれを効果的に補償し得る。
軌道の更新された平面およびデバイス対画像の位置合わせを用いて、ユーザは、最初の試行と同一のステップで、挿入の別の試行を実行し得る。
ステップＳ１２１２において、挿入された針状医療ツールの位置がチェックされ、かつユーザがその結果に満足する場合（ステップＳ１２１２における「Ｙｅｓ」）、フローは、ステップＳ１２１３へと続く。ステップＳ１２１３において、別の針状医療ツールの挿入が必要かどうかについて、判断が行われる。別の針状医療ツールの挿入が必要である場合（ステップＳ１２１３における「Ｙｅｓ」）、フローは、ステップＳ１２０５に戻る。別の針状医療ツールの挿入が必要でない場合（ステップＳ１２１３における「Ｎｏ」）、フローは、完結する。別の針状医療ツールを挿入するとき、ユーザは、デバイス１０５の前述の実施形態の例の固定部分２０５を取り外す必要なしに、ガイドまたは可動部分２０６を固定部分２０５から必要に応じて分離し得る。別の針状医療ツールを別のガイドにおいて挿入する場合、ユーザは、前の針状医療ツールを機器ホルダ７０から除去し得ることが好ましい。
針状医療ツールの全てが挿入されると、オペレータは、ガイドまたはアーク２０７を可動部分２０６から分離し得る。ガイドまたはアーク２０７が分離され、自由に持上げられ得ると、オペレータは、針状医療ツールのそれぞれが誘導デバイス１０５のギャップまたは開口部を通るように、ガイドを方向付けしてもよい。したがって、針状医療ツールが、経皮的切除プローブなどのために繋がれるときでさえ、ガイドは、処置部位から完全に除去可能であってもよい。同様に、デバイス１０５の他の実施形態の１つまたは複数の部分は、前述の通り、必要に応じて除去され得る（例えば、可動部分２０６）。
少なくとも１つの実施形態において、コンピュータ２、２’は、医療処置（例えば、針の誘導、切除、生検など）計画および／もしくは実行、プローブもしくは針の誘導の計画および／もしくは実行、ならびに／または位置合わせの結果の可視化および操作のデバイス、システム、および／または記憶媒体を制御するように動作し、スキャンされた画像および処置計画を（例えば、図１３のコンピュータ２において、以下でさらに説明される図１９のコンピュータ２および／または図２０のコンピュータ２’において示される、ディスプレイ、スクリーンまたはモニタ１２０９などのモニタまたはスクリーン上に）表示し得る。コンソールもしくはプロセッサ２、２’（またはコンソールもしくはコンピュータ２、２’の第１のプロセッサ１２０１）またはデバイス１０５の第２のプロセッサ１２０１’は、例えば、医療デバイス１、誘導デバイス１０５、ＰＡＣＳシステム４、画像スキャナおよびコンソール５（例えば、ＣＴスキャナ）などを含むがこれらに限定されない、図１３のシステム１０の任意の部分を制御するために使用され得る。コンソール２、２’のプロセッサ１２０１、および／またはデバイス１０５の第２のプロセッサ１２０１’は、前述の方法またはアルゴリズムのうちのいずれかを実行するために使用されてもよく、所定の処置（例えば、医療処置（例えば、切除、生検など）計画および／または実行、針またはプローブの誘導、それらの組み合わせ、など）のために臨床医によって所望される任意の組み合わせにおける、そのような方法またはアルゴリズムの１つまたは複数の機能を使用し得る。例えば、プロセッサ２、２’のＣＰＵ１２０１は、図１５～図１６のステップＳ１において画像を（例えば、スキャナまたはＰＡＣＳ４から）ロードしてもよく（図８および図１０～図１２におけるステップＳ８００も参照）、臨床医が画像を可視化することを可能にするために、そのような画像を表示してもよい（例えば、図１５～図１６のステップＳ２において、図８および図１０～図１２のステップＳ８００も参照）。コンソールもしくはコンピュータ２、２’などのコンピュータは、デバイス（例えば、誘導デバイス１０５、画像スキャナ５、ＰＡＣＳ４、など）もしくはシステムから、ネットワークインターフェース（例えば、図１９に示される通信インターフェース１２０５およびネットワーク１２０６、もしくは図２０に示されるネットワークＩ／Ｆ１２１２を参照）を介してデータを受信してもよく、または、コンソールもしくはコンピュータ２，２’などのコンピュータは、マウスもしくはキーボード（例えば、図１９に示されるキーボード１２１０、もしくは図２０に示されるマウス１２１１および／もしくはキーボード１２１０を参照）からの動作入力を用いて、撮像条件のセットを取得してもよい。
本明細書で特に説明されない限り、類似の数字は、類似の要素を示す。例えば、変形または差異が、図１Ａ～図２０に示すシステム１０、通信デバイスおよび方法などであるがこれらに限定されない、方法、デバイス、システム、または記憶媒体の間に存在するが、それらの１つまたは複数のコンポーネント（例えば、コンソール２、コンソール２’、医療デバイス１、誘導デバイス１０５、ＰＡＣＳ４、ＣＴスキャナ５、図１Ａ～図９、図１３～図１４、図１９～図２０などに示すものなどであるがこれらに限定されない図面のコンポーネントのうちのいずれかまたは全て）の使用などであるがこれに限定されない、それらの１つまたは複数の特徴は、互いに同一または類似であってもよい。本明細書に開示された方法のステップは、本明細書に述べられた１つまたは複数の他の方法またはアルゴリズムのそれらの類似の番号の要素と同一または類似の様式で動作し得ると、当業者は理解するであろう。当業者は、システム１０の代替的実施形態が、本明細書で説明される１つまたは複数の方法を実行するために、本明細書で説明されるような他の変形を有しつつ、使用され得ることを理解するであろう。同様に、コンソールまたはコンピュータ２は、１つもしくは複数のシステムにおいて、または本明細書に開示される１つもしくは複数の方法を用いて使用され得るが、コンソールまたはコンピュータ２’などの１つまたは複数の他のコンソールまたはコンピュータは、追加的または代替的に使用され得る。
医療処置（例えば、針の誘導、切除、生検、位置合わせの結果の可視化および操作など）またはデジタルおよびアナログで本明細書に説明される任意の他の測定もしくは判断を計画および実行する多くの方法が存在する。少なくとも１つの実施形態において、コンソールまたはコンピュータ２、２’などのコンピュータは、本明細書で説明されるデバイス、システム、方法、および／または記憶媒体を制御およびモニタリングするように指定され得る。
撮像のために使用される電気信号は、ケーブルまたはワイヤ１１３（図１９を参照）など、これらに限定されないケーブルまたはワイヤを介して、以下でさらに説明される、コンピュータまたはプロセッサ２（例えば、図１３および図１９を参照）、第１のおよび第２のプロセッサ１２０１、１２０１’（例えば、図１４を参照）、コンピュータ２’（例えば、図２０を参照）など、これらに限定されない、１つまたは複数のプロセッサに送信され得る。追加的または代替的に、電気信号は、前述した通り、任意の他のコンピュータもしくはプロセッサ、またはそれらのコンポーネントによって、上述の１つまたは複数の実施形態において処理され得る。図１３および図１９に示されるコンピュータもしくはプロセッサ２は、本明細書で説明される任意の他のコンピュータもしくはプロセッサ（例えば、コンピュータもしくはプロセッサ１２０１、１２０１’、２’など）の代わりに使用されてもよく、および／またはコンピュータもしくはプロセッサ２、２’は、本明細書で説明される任意の他のコンピュータもしくはプロセッサ（例えば、コンピュータもしくはプロセッサ１２０１、１２０１’など）の代わりに使用されてもよい。言い換えると、本明細書で説明されるコンピュータまたはプロセッサは、交換可能であり、使用すること、制御すること、および１つのＧＵＩまたは複数のＧＵＩを変更することを含む、本明細書で説明される複数の画像診断法の特徴および方法のうちのいずれかを実行するように動作し得る。
コンピュータシステム２（例えば、図１３に示されるコンソールまたはコンピュータ２を参照）の多様なコンポーネントが、図１９において提供される。コンピュータシステム２は、中央処理装置（「ＣＰＵ」）１２０１、ＲＯＭ１２０２、ＲＡＭ１２０３、通信インターフェース１２０５、ハードディスク（および／または他の記憶デバイス）１２０４、スクリーン（またはモニタインターフェース）１２０９、キーボード（または入力インターフェースであり、キーボードに加えてマウスまたは他の入力デバイスも含み得る）１２１０、ならびに前述のコンポーネント（例えば、図１３に示す）のうちの１つまたは複数の間のバスまたは他の接続回線（例えば、接続回線１２１３）を含み得る。さらに、コンピュータシステム２は、前述のコンポーネントのうちの１つまたは複数を含み得る。例えば、コンピュータシステム２は、ＣＰＵ１２０１、ＲＡＭ１２０３、入力／出力（Ｉ／Ｏ）インターフェース（通信インターフェース１２０５など）、およびバス（バスは、コンピュータシステム２のコンポーネント間の通信システムとして１つまたは複数の回線１２１３を含み得る。１つまたは複数の実施形態において、コンピュータシステム２および少なくともそのＣＰＵ１２０１は、本明細書で上述したシステム１０などこれに限定されない、切除実行および／もしくは計画、ならびに／または針もしくはプローブ誘導デバイスもしくはシステムの１つまたは複数の前述のコンポーネントと、１つもしくは複数の回線１２１３を介して、または第１の無線回路１２０５、１２１２および第２の無線回路１２０５、１２１２を通して無線で、ならびに／または有線および無線構造の属性および機能を含む通信もしくはネットワークインターフェースを通して、通信し得る）を含んでもよく、１つまたは複数の他のコンピュータシステム２は、他の前述のコンポーネントの１つまたは複数の組み合わせを含んでもよい。ＣＰＵ１２０１、１２０１’は、記憶媒体に記憶されたコンピュータ実行可能命令を読み出し、実行するように構成される。コンピュータ実行可能命令は、本明細書で説明される方法の実行および／または計算のための命令を含み得る。システム１０は、ＣＰＵ１２０１に追加して、１つまたは複数の追加的プロセッサを含み得る。ＣＰＵ１２０１を含むそのようなプロセッサは、切除の計画および／もしくは実行、ならびに／または複数の針もしくは複数の切除プローブの誘導を実行するために使用され得る。システム１０は、ネットワーク接続を介して（例えば、ネットワーク１２０６を介して）接続される、１つまたは複数のプロセッサをさらに含み得る。ＣＰＵ１２０１およびシステム２またはシステム１０によって使用されている任意の追加プロセッサは、同一のテレコムネットワーク内または異なるテレコムネットワーク内に位置し得る（例えば、針の誘導、医療処置（例えば、切除、生検など）計画および／または実行技術を行うことが、リモートで、または無線で制御されてもよい）。
Ｉ／Ｏまたは通信インターフェース１２０５は、入力および出力デバイスに通信インターフェースを提供する。入力および出力デバイスは、医療デバイス１、誘導デバイス１０５、ＰＡＣＳ４、ＣＴスキャナ５、マイクロフォン、通信ケーブルおよびネットワーク（有線または無線のいずれか）、キーボード１２１０、マウス（例えば、図２０に示されるマウス１２１１を参照）、タッチスクリーンまたはスクリーン１２０９、ライトペンなどを含み得る。モニタインターフェースまたはスクリーン１２０９は、通信インターフェースをそこに提供する。
切除の計画および／もしくは実行、放射線治療、針および／もしくはプローブの誘導、位置合わせの結果の可視化および操作、または本明細書に説明されるその他のものを実行する方法などの、本開示の任意の方法および／またはデータが、コンピュータ可読記憶媒体上に記憶され得る。ハードディスク（例えば、ハードディスク１２０４、磁気ディスクなど）、フラッシュメモリ、ＣＤ、光ディスク（例えば、コンパクトディスク（「ＣＤ」）、デジタル多用途ディスク（「ＤＶＤ」）、Ｂｌｕ－ｒａｙ（商標）ディスクなど）、光磁気ディスク、ランダムアクセスメモリ（「ＲＡＭ」）（ＲＡＭ１２０３など）、ＤＲＡＭ、読み出し専用メモリ（「ＲＯＭ」）、分散型コンピューティングシステムの記憶装置、メモリカード、または類似のもの（例えば、不揮発性メモリカード、ソリッドステートドライブ（ＳＳＤ）（図２０のＳＳＤ１２０７を参照）、ＳＲＡＭなど、これらに限定されない他の半導体メモリ）、それらの任意の組み合わせ、サーバ／データベースなどのうちの１つまたは複数など、これらに限定されない一般に使用されるコンピュータ可読および／または書き込み可能記憶媒体は、本明細書に開示された方法のステップを、前述のコンピュータシステム２および／またはシステム１０のプロセッサまたはＣＰＵ１２０１、デバイス１０５の第２のプロセッサ１２０１’などのプロセッサに実行させるために使用され得る。コンピュータ可読記憶媒体は、非一時的コンピュータ可読媒体であってもよく、および／またはコンピュータ可読媒体は、全てのコンピュータ可読媒体を含んでもよく、唯一の例外が一時的な伝播信号である。コンピュータ可読記憶媒体は、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）、レジスタメモリ、プロセッサキャッシュなど、これらに限定されない、所定の時間、もしくは限定された時間、もしくは短い期間の間、および／または電力があるときのみ、情報を記憶する媒体を含み得る。本開示の実施形態は、また、上述の実施形態のうちの１つもしくは複数の機能を実行するために、記憶媒体（より完全に「非一時的コンピュータ可読記憶媒体」とも呼ばれ得る）上に記録されたコンピュータ実行可能命令（例えば、１つもしくは複数のプログラム）を読み出し、実行する、および／または上述の実施形態のうちの１つもしくは複数の機能を実行するための１つもしくは複数の回路（例えば、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ））を含む、システムまたは装置のコンピュータによって、ならびに、例えば、上述の実施形態のうちの１つもしくは複数の機能を実行するために、コンピュータ実行可能命令を記憶媒体から読み出し、実行すること、および／または上述の実施形態のうちの１つもしくは複数の機能を実行するために１つもしくは複数の回路を制御することにより、システムまたは装置のコンピュータによって実行される方法によって、実現され得る。
本開示の少なくとも１つの態様によれば、上述のような、前述したコンピュータ２のプロセッサ、デバイス１０５のプロセッサ１２０１’など、これらに限定されないプロセッサに関連する方法、システムおよびコンピュータ可読記憶媒体は、図面に示されるような適当なハードウェアを利用して達成され得る。本開示の１つまたは複数の態様の機能性は、図１Ａ～図２０に示されるような適当なハードウェアを利用して達成され得る。そのようなハードウェアは、標準デジタル回路などの既知の技術のいずれか、ソフトウェアおよび／またはファームウェアプログラムを実行するように動作可能な既知のプロセッサのいずれか、プログラマブル読み出し専用メモリ（ＰＲＯＭ）、プログラマブルアレイロジックデバイス（ＰＡＬ）などの１つまたは複数のプログラマブルデジタルデバイスまたはシステムを利用して実施され得る。ＣＰＵ１２０１、１２０１’（例えば、図１４、図１９および／または図２０に示される）は、また、１つもしくは複数のマイクロプロセッサ、ナノプロセッサ、１つもしくは複数のグラフィック処理ユニット（「ＧＰＵ」、視覚処理ユニット（「ＶＰＵ」）とも呼ばれる）、１つもしくは複数のフィールドプログラマブルゲートアレイ（「ＦＰＧＡ」）、または他の種類の処理コンポーネント（例えば、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ））を含んでもよく、および／またはそれらで構成されてもよい。さらに、本開示の多様な態様は、輸送性および／または分配に適当な記憶媒体（例えば、コンピュータ可読記憶媒体、ハードドライブなど）または媒体（フロッピーディスク、メモリチップなど）上に記憶され得るソフトウェアおよび／またはファームウェアプログラムとして実施されてもよい。コンピュータは、コンピュータ実行可能命令を読み出し、および実行するための、別個のコンピュータまたは別個のプロセッサのネットワークを含み得る。コンピュータ実行可能命令は、例えば、ネットワークまたは記憶媒体からコンピュータに提供され得る。
上述のように、コンピュータまたはコンソール２’の代替的実施形態のハードウェア構造は、図２０に示される。コンピュータ２’は、中央処理装置（ＣＰＵ）１２０１、グラフィック処理ユニット（ＧＰＵ）１２１５、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）１２０３、ネットワークインターフェースデバイス１２１２、ユニバーサルシリアルバス（ＵＳＢ）などの操作インターフェース１２１４、およびハードディスクドライブまたはソリッドステートドライブ（ＳＳＤ）１２０７などのメモリを含む。コンピュータまたはコンソール２’は、ディスプレイ１２０９を含むことが好ましい。コンピュータ２’は、医療デバイス１、誘導デバイス１０５、ＰＡＣＳ４、ＣＴスキャナ５、通信デバイス（例えば、同僚、臨床医などと処置を議論するための）と、操作インターフェース１２１４またはネットワークインターフェース１２１２を介して（例えば、有線または無線接続を介して）接続し得る。操作インターフェース１２１４は、マウスデバイス１２１１、キーボード１２１０、またはタッチパネルデバイスなどのオペレーションユニットに接続される。コンピュータ２’は、各コンポーネントの２つ以上を含み得る。
少なくとも１つの実施形態において、少なくとも１つのコンピュータプログラムがＳＳＤ１２０７に記憶され、ＣＰＵ１２０１は、基本的な入力、出力、計算、メモリ書き込み、およびメモリ読み出しプロセスと同様、本明細書で説明された１つまたは複数のプロセスを実行するために、プログラムをＲＡＭ１２０３上にロードし、プログラム内の命令を実行する。
コンピュータ２、２’などのコンピュータは、撮像、計画、および／または実行を行うために、１つまたは複数の他のシステムコンポーネント（例えば、システム１０の医療デバイス１、誘導デバイス１０５、ＰＡＣＳ４、ＣＴスキャナ５、または他の種類のスキャナ、または医療処置（例えば、針の誘導、切除、生検、位置合わせの結果の可視化および操作など）計画および／または実行に使用されている他のデバイスまたはシステム）と通信する。モニタまたはディスプレイ１２０９は、計画および実行ならびに／または誘導ステップを（例えば、リアルタイムで）表示し、撮像条件について、または処置中に撮像され動作される物体についての他の情報を表示し得る。モニタ１２０９は、また、切除の計画および／もしくは実行、ならびに／または針の誘導もしくは切除（もしくは他の医療処置）のプローブ誘導デバイスもしくはシステム（例えば、システム１０）を動作するために、グラフィカルユーザインターフェースをユーザに提供する。動作信号は、動作ユニット（例えば、マウスデバイス１２１１、キーボード１２１０、タッチパネルデバイスなどであるが、これらに限定されない）からコンピュータ２’内の操作インターフェース１２１４に入力され、動作信号に対応し、コンピュータ２’は、システム（例えば、システム１０）に撮像、計画および／または実行条件を設定または変更するように命令し、本明細書で説明される方法のいずれかの任意の部分を開始または終了するように命令する。
本開示、ならびに／または本開示のデバイス、システム、および記憶媒体の１つもしくは複数のコンポーネント、ならびに／または本開示の方法は、また、米国特許第９，８６７，６７３号、米国特許出願第１６／０２７，０９３号、第１５／８３６，１４１号、および第１５／７２７，９７８号、２０１８年８月１５日に出願された米国仮特許出願第６２／７６４，８４９号、２０１８年８月１５日に出願された米国仮特許出願第６２／７６４，８２０号、２０１９年７月１７日に出願された米国仮特許出願第６２／８７５，２４３号、２０１９年８月１３日に出願された米国特許出願第１６／５３９，７６９号、２０１９年４月１１日に発行された米国特許出願公開第２０１９／０１０５１０９号、２０１９年１月１０日に発行された米国特許出願公開第２０１９／０００８５９１号、２０１８年４月１２日に発行された米国特許出願公開第２０１８／００９８８１９号、出願番号ＰＣＴ／ＵＳ２０１８／０２０７５２号、および出願番号ＰＣＴ／ＵＳ１５／４０３３６号などにおける切除技術を含むが、これらに限定されない、任意の適当な光学アセンブリと併せても使用され得る。これらの特許、特許出願公開、および出願のそれぞれが、それらの全体が参照により本明細書に組み込まれる。
本明細書における開示は、特定の実施形態に関して説明されているが、これらの実施形態は、単に本開示の原理および適用例の例示である（ならびに、それらに限定されない）と理解されるべきである。したがって、例示的実施形態に対して多数の修正が行われてもよく、その他の構成が、本開示の思想および範囲から逸脱することなく考案され得ると理解されるべきである。以下の特許請求の範囲は、全てのそのような修正、ならびに等価な構造および機能を包含するように、広範な解釈を与えられるべきである。

Claims (25)

  1. 医療誘導デバイスであって、
    開口部を定める部分を含む第１の部分であって、
    デバイス対画像の位置合わせが、前記医療誘導デバイスの一部を含む画像内の１つもしくは複数のアーチファクト、針、もしくは物体を抑制するため、および／または前記画像内の関心領域もしくは関心目標を強調するための、１つまたは複数のマスクの使用を含む、
    第１の部分と、
    前記医療誘導デバイスのデバイス対画像の位置合わせを介して、患者に対して前記第１の部分を調節し、かつ前記第１の部分の調節を確認するために用いられるように動作する、１つまたは複数の基準マーカと、
    前記第１の部分と回転可能に接合可能である第２の可動部分であって、前記１つまたは複数の基準マーカが、接合された前記第１の部分と前記第２の可動部分との間に配置される、または、接合された前記第１の部分および前記第２の可動部分のうちの少なくとも１つの中に配置される、第２の可動部分と、
    １つまたは複数のプロセッサであって、
    前記デバイス対画像の位置合わせを実行する前に、前記画像内の前記１つもしくは複数のアーチファクト、針、もしくは物体のうちの１つもしくは複数をマスクすること、および／または、
    前記１つもしくは複数のマスクを使用して、少なくとも前記医療誘導デバイスの自動もしくは手動の位置合わせを実行すること、および／または前記画像内の物体もしくはエリアを不明瞭でなくすること、または改善された解像度もしくは画像品質のために前記画像内の前記物体もしくは前記エリアを強調することによって、前記１つまたは複数のマスクを使用して前記画像の品質を改善すること、
    のうちの１つまたは複数を実行するように動作する、１つまたは複数のプロセッサと、
    を備える、医療誘導デバイス。
  2. （ｉ）前記１つまたは複数の基準マーカは、前記医療誘導デバイスの前記デバイス対画像の位置合わせを介して、目標とされる向きまたは所定の位置において、前記患者に対して前記第１の部分を調節し、前記第１の部分の調節を確認するように動作し、
    （ｉｉ）前記第２の可動部分は、
    前記第１の部分および前記第２の可動部分が互いに接合されるときに、前記第１の部分の前記開口部をオーバレイするように動作する、前記開口部を定めるフレームと、
    前記フレームに取り付けられたアーク部材と、
    前記アーク部材にスライド可能に取り付けられたホルダと、を含み、
    前記ホルダは、前記医療誘導デバイスによって誘導されるべき少なくとも１つの医療ツールを保持するように動作する、
    請求項１に記載の医療誘導デバイス。
  3. 前記アーク部材は、前記少なくとも１つの医療ツールの誘導に役立つように動作する、１つまたは複数の参照マークまたは参照スケールを有するガイダンス面を含むことと、
    前記ホルダは、前記少なくとも１つの医療ツールを受け入れるための少なくとも１つの溝を含むことと、
    前記ホルダは、複数の溝を含み、前記複数の溝の各溝が、異なる医療ツールを保持するように動作することと、
    のうちの１つまたは複数である、請求項２に記載の医療誘導デバイス。
  4. 前記第１の部分は、少なくとも１つの医療ツールを用いて医療処置を行うために前記患者に固定されるように動作することと、
    前記１つまたは複数の基準マーカは、前記第１の部分および／または前記医療誘導デバイスを前記患者の上で方向付けおよび位置決めするように動作することと、
    前記１つまたは複数の基準マーカは、１つまたは複数の位置合わせの結果が、前記医療誘導デバイスが前記患者の上に正確に位置決めされていることを示すかどうかを判断するために使用されることと、
    のうちの１つまたは複数である、請求項１に記載の医療誘導デバイス。
  5. 前記１つまたは複数のプロセッサは、
    画像を取得および／もしくはロードし、および／または画像データを取得し、
    少なくとも１つの医療ツールの挿入を計画するために目標点および挿入点を選択し、
    提案される挿入ライン軌道を生成するために、前記目標点および前記挿入点を使用し、
    前記挿入ライン軌道を画素空間から患者空間に変換し、
    前記挿入ライン軌道からのセットパラメータ化または所定のパラメータ化された距離で１つまたは複数の点を識別し、
    前記挿入ライン軌道を前記患者空間から前記画素空間に逆に変換し、前記１つまたは複数のマスクを定めるために、前記識別された１つまたは複数の点を１つの画素値または高画素値に割り当て、
    前記医療誘導デバイスを配置および／または撮像し、
    前記１つもしくは複数のマスクを使用して、少なくとも前記医療誘導デバイスの前記自動もしくは手動の位置合わせを実行し、および／または前記画像内の物体もしくはエリアを不明瞭でなくすること、または改善された解像度もしくは画像品質のために前記画像内の前記物体もしくは前記エリアを強調することによって、前記１つまたは複数のマスクを使用して前記画像の品質を改善する、ようにさらに動作する、請求項１に記載の医療誘導デバイス。
  6. 前記１つまたは複数のプロセッサは、前記１つまたは複数のマスクを前記医療誘導デバイスのユーザが調整可能にするか、または前記医療誘導デバイスのユーザに調整させる、ようにさらに動作する、請求項５に記載の医療誘導デバイス。
  7. 前記１つまたは複数のプロセッサは、
    前記挿入ライン軌道を前記患者空間から前記画素空間に逆に変換した後、別の医療ツール、針、または物体を前記画像に追加するかどうかを判断することと、
    別の医療ツール、針、または物体を前記画像に追加するように判断された場合に、前記取得すること、および／またはロードすること、前記選択すること、前記使用すること、前記画素空間から前記患者空間に前記変換すること、点を前記識別すること、前記患者空間から前記画素空間に前記変換すること、ならびに追加された別の医療ツール、針、または物体それぞれについての特徴を前記判断することを繰り返すことと、
    別の医療ツール、針、または物体を前記画像に追加しないように判断された場合に、前記１つまたは複数のマスクを、挿入のための前記少なくとも１つの医療ツール、目標針、または目標物体以外の１つまたは複数の医療ツール、針、または物体に適用することと、
    前記少なくとも１つの医療ツール、前記目標針、または前記目標物体以外の前記１つまたは複数の医療ツール、針、または物体のうちの１つまたは複数の所望の医療ツール、針、または物体を選択的にアンマスクすることと、
    のうちの１つまたは複数を実行するようにさらに動作する、請求項５に記載の医療誘導デバイス。
  8. 前記１つまたは複数のプロセッサは、
    前記画像を切り取ることと、
    前記１つまたは複数のマスクを前記医療誘導デバイスのユーザがインタラクティブに修正可能にすることと、
    前記挿入点および前記目標点のうちの１つまたは複数に基づいて、前記挿入ライン軌道を決定することと、
    のうちの１つまたは複数を実行するようにさらに動作する、請求項５に記載の医療誘導デバイス。
  9. 前記１つまたは複数のプロセッサは、
    画像を取得および／またはロードし、および／または画像データを取得し、
    前記画像内の前記１つまたは複数のアーチファクト、針、または物体のうちの１つまたは複数の目標点または中心を選択し、
    前記画像内の前記１つまたは複数のアーチファクト、針、または物体のうちの前記１つまたは複数の前記目標点または前記中心の周りに、所定のパラメータ化された、またはセットパラメータ化された値を有するボックスまたは他の幾何学形状インジケータを投影し、
    提案され、決定され、または事前決定された挿入ライン軌道を画素空間から患者空間に変換し、
    前記ボックスまたは他の幾何学形状インジケータ内の１つまたは複数の点を識別し、
    前記挿入ライン軌道を前記患者空間から前記画素空間に逆に変換し、前記１つまたは複数のマスクを定めるために、前記識別された１つまたは複数の点を１つの画素値または高画素値に割り当て、
    前記医療誘導デバイスを配置および／または撮像し、
    前記１つもしくは複数のマスクを使用して、少なくとも前記医療誘導デバイスの前記自動もしくは手動の位置合わせを実行し、および／または前記画像内の物体もしくはエリアを不明瞭でなくすること、または改善された解像度もしくは画像品質のために前記画像内の前記物体もしくは前記エリアを強調することによって、前記１つまたは複数のマスクを使用して前記画像の品質を改善する、ようにさらに動作する、請求項１に記載の医療誘導デバイス。
  10. 前記デバイス対画像の位置合わせは、基準を有するモデル基準面を、前記１つまたは複数の基準マーカのうちの１つまたは複数を有する前記画像とオーバレイすることを含む、請求項１に記載の医療誘導デバイス。
  11. ディスプレイが、前記１つまたは複数のマスクを修正する１つまたは複数の入力をユーザが入力可能にするように動作するように、前記１つまたは複数のマスクは、前記医療誘導デバイスのユーザに対して前記ディスプレイ上に表示されている前記画像との少なくとも１つのユーザインタラクションを介して修正されるように動作することと、
    ディスプレイは、前記画像内の少なくとも１つの医療ツール、針、物体、またはアーチファクトの１つまたは複数の仕様に基づいて、ユーザが前記１つまたは複数のマスクを修正可能にするように動作することと、
    前記医療誘導デバイスのユーザに対してディスプレイ上に表示されている前記画像との少なくとも１つのユーザインタラクションは、マスクされるべき少なくとも１つの医療ツール、針、または物体の幅を変更すること、マスクされるべき前記少なくとも１つの医療ツール、針、または物体の高さを変更すること、マスクされるべき前記少なくとも１つの医療ツール、針、または物体の奥行きを変更すること、および前記少なくとも１つの医療ツール、針、または物体の１つまたは複数の仕様に基づいて、前記１つまたは複数のマスクのサイズまたは形状を変更すること、のうちの１つまたは複数を含むことと、
    のうちの１つまたは複数である、請求項１に記載の医療誘導デバイス。
  12. 前記医療誘導デバイスは、
    （ｉ）前記画像内の前記１つもしくは複数の基準マーカ、１つもしくは複数のアーチファクトの位置、または１つもしくは複数の関心領域のうちの１つまたは複数をマスクまたはアンマスクして更新するために、ユーザが前記デバイス対画像の位置合わせの結果を可視化および操作可能にすることと、
    （ｉｉ）前記画像内のマスクまたはアンマスクして更新された前記１つもしくは複数の基準マーカ、１つもしくは複数のアーチファクトの位置、または１つもしくは複数の関心領域に基づいて、前記医療誘導デバイスのデバイス対画像の位置合わせを自動的に行うことと、
    （ｉｉｉ）前記ユーザが、前記画像内のマスクまたはアンマスクされ更新された１つもしくは複数の基準マーカ、１つもしくは複数のアーチファクトの位置、または１つもしくは複数の関心領域を見ること、ならびに再計算された前記デバイス対画像の位置合わせおよび／または任意の残りの位置合わせエラーを分析することを可能にすることと、
    （ｖ）前記ユーザが前記デバイス対画像の位置合わせを改善または最適化するために、前記マスクの変更がどのように前記デバイス対画像の位置合わせに影響を及ぼすかについての即時フィードバックを、前記ユーザに提供することと、
    のうちの１つまたは複数を行うように動作する、請求項１に記載の医療誘導デバイス。
  13. 前記医療誘導デバイスの前記１つまたは複数のプロセッサは、無線で、または有線接続を用いて、コンピュータの第１のプロセッサと通信し、前記コンピュータが、前記第１のプロセッサおよび第１の通信回路を含み、
    前記医療誘導デバイスは、前記医療誘導デバイスの前記１つまたは複数のプロセッサを、前記第１の通信回路を介して前記コンピュータの前記第１のプロセッサと通信可能にする、第２の通信回路をさらに含み、
    前記コンピュータの前記第１のプロセッサは、前記医療誘導デバイスの前記１つまたは複数のプロセッサの機能の１つまたは複数を実行するように動作する、請求項１に記載の医療誘導デバイス。
  14. １つまたは複数のプロセッサが、医療誘導デバイスの少なくとも１つの医療機器もしくは医療ツールを誘導および制御し、および／または１つもしくは複数のマスクを用いて位置合わせを実行する方法であって、
    前記医療誘導デバイスは、
    開口部を定める部分を含む第１の部分と、
    前記医療誘導デバイスのデバイス対画像の位置合わせを介して、患者に対して前記第１の部分を調節し、かつ前記第１の部分の調節を確認するために用いられるように動作する、１つまたは複数の基準マーカと、
    前記第１の部分と回転可能に接合可能であり、かつ前記第１の部分に対して所定の位置に位置決めされる第２の可動部分であって、前記１つまたは複数の基準マーカが、接合された前記第１の部分と前記第２の可動部分との間に配置される、または、接合された前記第１の部分および前記第２の可動部分のうちの少なくとも１つの中に配置され、前記少なくとも１つの医療機器または医療ツールが、前記第２の可動部分上の所定の位置に位置決めまたは配置される、第２の可動部分と、
    を備え、
    前記方法は、
    前記１つまたは複数のプロセッサが、前記医療誘導デバイスの一部を含む画像内の１つもしくは複数のアーチファクト、針、もしくは物体を抑制するため、および／または前記画像内の関心領域もしくは関心目標を強調するために、前記１つまたは複数のマスクを使用して前記デバイス対画像の位置合わせを実行することと、
    （ｉ）前記デバイス対画像の位置合わせを実行する前に、前記画像内の前記１つもしくは複数のアーチファクト、針、もしくは物体のうちの１つもしくは複数をマスクすること、および／または、（ｉｉ）前記１つもしくは複数のマスクを使用して、少なくとも前記医療誘導デバイスの自動もしくは手動の位置合わせを実行すること、および／または前記画像内の物体もしくはエリアを不明瞭でなくすること、または改善された解像度もしくは画像品質のために前記画像内の前記物体もしくは前記エリアを強調することによって、前記１つまたは複数のマスクを使用して前記画像の品質を改善すること、のうちの１つまたは複数を、前記１つまたは複数のプロセッサが実行することと、
    を含み、
    前記少なくとも１つの医療機器または医療ツールは、表面の挿入点を通じて挿入されるように動作され得る、および／または表面の挿入点を通して挿入され得る、
    方法。
  15. （ｉ）前記１つまたは複数の基準マーカは、前記医療誘導デバイスの前記デバイス対画像の位置合わせを介して、目標とされる向きまたは所定の位置において、患者に対して前記第１の部分を調節し、前記第１の部分の調節を確認するように動作し、
    （ｉｉ）前記第２の可動部分は、
    前記第１の部分および前記第２の可動部分が互いに接合されるときに、前記第１の部分の前記開口部をオーバレイするように動作する、前記開口部を定めるフレームと、
    前記フレームに取り付けられたアーク部材と、
    前記アーク部材にスライド可能に取り付けられたホルダと、を含み、
    前記ホルダは、前記医療誘導デバイスによって誘導されるべき前記少なくとも１つの医療機器もしくは医療ツールを保持するように動作する、
    請求項１４に記載の方法。
  16. 前記少なくとも１つの医療機器または医療ツールを用いて医療処置を行うために、前記第１の部分および／または前記医療誘導デバイスが前記患者の上に位置決めされおよび／または固定された場合に、前記１つまたは複数のプロセッサが、前記１つまたは複数の基準マーカを使用して、１つまたは複数の位置合わせの結果が、前記第１の部分および／または前記医療誘導デバイスが前記患者の上に正確に位置決めされあるいは固定されていることを示すかどうかを判断するために、前記第１の部分および／または前記医療誘導デバイスの向きを計算すること
    をさらに含む、請求項１４に記載の方法。
  17. 前記１つまたは複数のプロセッサが、画像を取得および／またはロードすること、および／または画像データを取得することと、
    前記医療誘導デバイスまたは前記１つまたは複数のプロセッサが、前記少なくとも１つの医療機器または医療ツールの挿入を計画するために目標点および挿入点を選択することと、
    前記１つまたは複数のプロセッサが、提案される挿入ライン軌道を生成するために、前記目標点および前記挿入点を使用することと、
    前記１つまたは複数のプロセッサが、前記挿入ライン軌道を画素空間から患者空間に変換することと、
    前記１つまたは複数のプロセッサが、前記挿入ライン軌道からのセットパラメータ化または所定のパラメータ化された距離で１つまたは複数の点を識別することと、
    前記１つまたは複数のプロセッサが、前記挿入ライン軌道を前記患者空間から前記画素空間に逆に変換すること、および前記１つまたは複数のマスクを定めるために、前記識別された１つまたは複数の点を１つの画素値または高画素値に割り当てることと、
    前記医療誘導デバイスを撮像して、前記画像を前記１つまたは複数のプロセッサに送ることと、
    前記１つまたは複数のプロセッサが、前記１つもしくは複数のマスクを使用して、少なくとも前記医療誘導デバイスの前記自動もしくは手動の位置合わせを実行すること、および／または前記画像内の物体もしくはエリアを不明瞭でなくすること、または改善された解像度もしくは画像品質のために前記画像内の前記物体もしくは前記エリアを強調することによって、前記１つまたは複数のマスクを使用して前記画像の前記品質を改善することと、
    をさらに含む、請求項１４に記載の方法。
  18. 前記１つまたは複数のプロセッサが、前記医療誘導デバイスのユーザに入力を指示しあるいはユーザが入力可能とするためにグラフィカルユーザインタフェースを表示させ、前記１つまたは複数のプロセッサが、前記入力に基づいて前記１つまたは複数のマスクを調整するように動作することをさらに含む、請求項１７に記載の方法。
  19. 前記１つまたは複数のプロセッサが、前記挿入ライン軌道を前記患者空間から前記画素空間に逆に変換した後、別の医療機器もしくは医療ツール、針、または物体を前記画像に追加するかどうかを判断することと、
    前記１つまたは複数のプロセッサが、別の医療機器もしくは医療ツール、針、または物体を前記画像に追加するように判断された場合に、前記取得すること、および／またはロードすること、前記選択すること、前記使用すること、前記画素空間から前記患者空間に前記変換すること、点を前記識別すること、前記患者空間から前記画素空間に前記変換すること、ならびに追加された別の医療機器もしくは医療ツール、針、または物体それぞれについてのステップを前記判断することを繰り返すことと、
    前記１つまたは複数のプロセッサが、別の医療機器もしくは医療ツール、針、または物体を前記画像に追加しないように判断された場合に、前記１つまたは複数のマスクを、挿入のための前記少なくとも１つの医療機器もしくは医療ツール、目標針、または目標物体以外の１つまたは複数の医療機器もしくは医療ツール、針、または物体に適用することと、
    前記１つまたは複数のプロセッサが、前記少なくとも１つの医療機器もしくは医療ツール、前記目標針、または前記目標物体以外の前記１つまたは複数の医療機器もしくは医療ツール、針、または物体のうちの１つまたは複数の所望の医療機器もしくは医療ツール、針、または物体を選択的にアンマスクすることと、
    のうちの１つまたは複数をさらに含む、請求項１７に記載の方法。
  20. 前記１つまたは複数のプロセッサが、前記画像を切り取ることと、
    前記１つまたは複数のプロセッサが、前記１つまたは複数のマスクを前記医療誘導デバイスのユーザがインタラクティブに修正可能にすることと、
    前記医療誘導デバイスまたは前記１つまたは複数のプロセッサが、前記挿入点および前記目標点のうちの１つまたは複数に基づいて、前記挿入ライン軌道を決定することと、
    のうちの１つまたは複数をさらに含む、請求項１７に記載の方法。
  21. 前記１つまたは複数のプロセッサが、画像を取得および／もしくはロードすること、および／または画像データを取得することと、
    前記１つまたは複数のプロセッサが、前記画像内の前記１つまたは複数のアーチファクト、針、または物体のうちの１つまたは複数の目標点または中心を選択することと、
    前記１つまたは複数のプロセッサが、前記画像内の前記１つまたは複数のアーチファクト、針、または物体のうちの前記１つまたは複数の前記目標点または前記中心の周りに、所定のパラメータ化された、またはセットパラメータ化された値を有するボックスまたは他の幾何学形状インジケータを投影することと、
    前記１つまたは複数のプロセッサが、提案され、決定され、または事前決定された挿入ライン軌道を画素空間から患者空間に変換することと、
    前記１つまたは複数のプロセッサが、前記ボックスまたは他の幾何学形状インジケータ内の１つまたは複数の点を識別することと、
    前記１つまたは複数のプロセッサが、前記挿入ライン軌道を前記患者空間から前記画素空間に逆に変換すること、および前記１つまたは複数のマスクを定めるために、前記識別された１つまたは複数の点を１つの画素値または高画素値に割り当てることと、
    前記医療誘導デバイスを撮像して、前記画像を前記１つまたは複数のプロセッサに送ることと、
    前記１つまたは複数のプロセッサが、前記１つもしくは複数のマスクを使用して、少なくとも前記医療誘導デバイスの前記自動もしくは手動の位置合わせを実行すること、および／または前記画像内の物体もしくはエリアを不明瞭でなくすること、または改善された解像度もしくは画像品質のために前記画像内の前記物体もしくは前記エリアを強調することによって、前記１つまたは複数のマスクを使用して前記画像の前記品質を改善することと、
    をさらに含む、請求項１４に記載の方法。
  22. 前記１つまたは複数のプロセッサが、基準を有するモデル基準面を、前記１つまたは複数の基準マーカのうちの１つまたは複数を有する前記画像とオーバレイすることをさらに含む、請求項１４に記載の方法。
  23. 前記１つまたは複数のマスクを前記１つまたは複数のプロセッサが修正するために用いられる１つまたは複数の入力をユーザが入力可能にするようにディスプレイが動作するように、前記医療誘導デバイスのユーザと前記ディスプレイ上に表示されている前記画像との間の少なくとも１つのユーザインタラクションに基づいて、前記１つまたは複数のプロセッサが前記１つまたは複数のマスクを修正することと、
    前記１つまたは複数のプロセッサが、前記医療誘導デバイスのユーザと前記ディスプレイ上に表示されている前記画像との間の少なくとも１つのユーザインタラクションと前記画像内の前記少なくとも１つの医療機器もしくは医療ツール、針、物体、またはアーチファクトの１つまたは複数の仕様とに基づいて、前記１つまたは複数のマスクを修正することと、
    前記医療誘導デバイスのユーザとディスプレイ上に表示されている前記画像との間の少なくとも１つのユーザインタラクションに基づいて、前記少なくとも１つのユーザインタラクションとして、マスクされるべき前記少なくとも１つの医療機器もしくは医療ツール、針、または物体の幅を変更すること、マスクされるべき前記少なくとも１つの医療機器もしくは医療ツール、針、または物体の高さを変更すること、マスクされるべき前記少なくとも１つの医療機器もしくは医療ツール、針、または物体の奥行きを変更すること、および前記少なくとも１つの医療機器もしくは医療ツール、針、または物体の１つまたは複数の仕様に基づいて、前記１つまたは複数のマスクのサイズまたは形状を変更すること、のうちの１つまたは複数を前記１つまたは複数のプロセッサが実行することと、
    のうちの１つまたは複数をさらに含む、請求項１４に記載の方法。
  24. （ｉ）前記医療誘導デバイスのユーザとディスプレイ上に表示されている前記画像との間の少なくとも１つのユーザインタラクションに基づいて、前記画像内の前記１つもしくは複数の基準マーカ、１つもしくは複数のアーチファクトの位置、１つもしくは複数の物体、または１つもしくは複数の関心領域のうちの１つまたは複数を前記１つまたは複数のプロセッサがマスクまたはアンマスクして更新するように、前記１つまたは複数のプロセッサが、ユーザが前記デバイス対画像の位置合わせの結果を確認可能および操作可能にすることと、
    （ｉｉ）前記医療誘導デバイスのユーザとディスプレイ上に表示されている前記画像との間の少なくとも１つのユーザインタラクション、および、前記画像内のマスクまたはアンスクされ更新された前記１つもしくは複数の基準マーカ、１つもしくは複数のアーチファクトの位置、１つもしくは複数の物体、または１つもしくは複数の関心領域に基づいて、前記１つまたは複数のプロセッサが、前記医療誘導デバイスの自動的なデバイス対画像の位置合わせすることと、
    （ｉｉｉ）前記医療誘導デバイスのユーザとディスプレイ上に表示されている前記画像との間の少なくとも１つのユーザインタラクションに基づいて、前記１つまたは複数のプロセッサが、前記画像内のマスクまたはアンマスクされ更新された１つもしくは複数の基準マーカ、１つもしくは複数のアーチファクトの位置、１つもしくは複数の物体、または１つもしくは複数の関心領域を前記ユーザが見ることを可能とし、ならびに前記１つまたは複数のプロセッサが、再計算された前記医療誘導デバイスの前記デバイス対画像の位置合わせおよび／または任意の残りの位置合わせエラーを分析することを可能にすることと、
    （ｉｖ）前記医療誘導デバイスのユーザとディスプレイ上に表示されている前記画像との間の少なくとも１つのユーザインタラクションに基づいて、前記ユーザが前記デバイス対画像の位置合わせを改善または最適化することを可能にするために、マスクの変更がどのように前記デバイス対画像の位置合わせに影響を及ぼすかについての即時フィードバックを、前記１つまたは複数のプロセッサが前記ユーザに提供することと、
    のうちの１つまたは複数をさらに含む、請求項１４に記載の方法。
  25. １つもしくは複数のマスクを用いて位置合わせを実行し、および／または医療誘導デバイスの少なくとも１つの医療機器もしくは医療ツールを誘導するための方法を実行するために、プロセッサによって実行される少なくとも１つのプログラムを記憶する非一時的記憶媒体であって、
    前記医療誘導デバイスは、
    開口部を定める部分を含む第１の部分と、
    前記医療誘導デバイスのデバイス対画像の位置合わせを介して、患者に対して前記第１の部分を調節し、かつ前記第１の部分の調節を確認するために用いられるように動作する、１つまたは複数の基準マーカと、
    前記第１の部分と回転可能に接合可能であり、かつ前記第１の部分に対して所定の位置に位置決めされる第２の可動部分であって、前記１つまたは複数の基準マーカが、接合された前記第１の部分と前記第２の可動部分との間に配置される、または、接合された前記第１の部分および前記第２の可動部分のうちの少なくとも１つの中に配置され、前記少なくとも１つの医療機器または医療ツールが、前記第２の可動部分上の所定の位置に位置決めまたは配置される、第２の可動部分と、
    を備え、
    前記少なくとも１つの医療機器または医療ツールは、表面の挿入点を通して挿入されるように動作する、および／または表面の挿入点を通して挿入され、
    前記方法は、
    前記プロセッサが、前記医療誘導デバイスの一部を含む画像内の１つもしくは複数のアーチファクト、針、もしくは物体を抑制するため、および／または前記画像内の関心領域もしくは関心目標を強調するために、前記１つまたは複数のマスクを使用して前記デバイス対画像の位置合わせを実行することと、
    （ｉ）前記デバイス対画像の位置合わせを実行する前に、前記画像内の前記１つもしくは複数のアーチファクト、針、もしくは物体のうちの１つもしくは複数をマスクすること、および／または、（ｉｉ）前記１つもしくは複数のマスクを使用して、少なくとも前記医療誘導デバイスの自動もしくは手動の位置合わせを実行すること、および／または前記画像内の物体もしくはエリアを不明瞭でなくすること、または改善された解像度もしくは画像品質のために前記画像内の前記物体もしくは前記エリアを強調することによって、前記１つまたは複数のマスクを使用して前記画像の品質を改善すること、のうちの１つまたは複数を、前記プロセッサが実行することと、
    を含む、
    非一時的記憶媒体。
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