JP7375001B2 - Entツールを備えるカメラの使用 - Google Patents
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Description
本願は、参照により本明細書に組み込まれる2018年10月4日出願の米国特許仮出願第62/741,395号の利益を主張する。
本発明は、広義には外科用ツールに関し、具体的にはカメラを組み込んだENT(耳鼻咽喉)ツールに関する。
ヒト患者の開口部内に挿入されるように構成されたプローブであって、
挿入管と、
挿入管の遠位に接続された管状偏向可能部分と、
管状偏向可能部分に取り付けられ、視野方向を有するカメラと、
第1のコイル対称軸を有し、第1の軸がカメラの視野方向と平行となる状態で管状偏向可能部分に取り付けられている、第1の磁場センサコイルと、
第2のコイル対称軸を有し、第2の軸がカメラの視野方向に対して垂直となる状態で挿入管に取り付けられている、第2の磁場センサコイルと、からなる、プローブと、
カメラによって出力された画像を表示するように連結されたディスプレイと、
コイルを横断する磁場に応答して第1のセンサコイル及び第2のセンサコイルによって生成された信号を受信するように連結されたプロセッサであって、
第1の時間に受信された信号に応答して、カメラによって生成された初期画像の初期配向を識別し、
第1の時間の後の第2の時間に受信された信号に応答して、カメラによって生成された後続画像の後続配向を識別し、
後続画像を初期配向に再配向するように、後続画像をディスプレイ上で回転させるように構成された、プロセッサと、を含む。
患者のコンピュータ断層撮影(CT)画像を磁気追跡システムと位置合わせし、
第2の時間に受信された信号に応答して、カメラの視野方向及び位置を判定し、
カメラが視野方向に向けられている間に、カメラによって取得された光学画像を受信し、
カメラの視野方向及び位置を用いてCT画像を解析し、カメラの視野内にあるCT画像内で不透明な面を見つけ、
不透明な面に光学画像をオーバーレイして、CT画像内の不透明な面をテクスチャマッピングするように構成されている。
CT画像を、患者内の磁場センサを追跡するように構成された磁気追跡システムと位置合わせすることと、
磁場センサに連結されたカメラを患者の開口部内に挿入することと、
磁場センサから受信した信号に応答して、カメラの視野方向及び位置を判定することと、
カメラが視野方向に向けられている間に、カメラによって取得された光学画像を受信することと、
カメラの視野方向及び位置を用いてCT画像を解析し、カメラの視野内にあるCT画像内で不透明な面を見つけることと、
不透明な面に光学画像をオーバーレイして、CT画像内の不透明な面をテクスチャマッピングすることと、を含む、方法が更に提供される。
プローブの管状偏向可能部分をプローブの挿入管の遠位に接続することと、
カメラを管状偏向可能部分に取り付けることであって、カメラは視野方向を有する、ことと、
第1のコイル対称軸を有する第1の磁場センサコイルを、第1の軸がカメラの視野方向と平行となる状態で管状偏向可能部分に取り付けることと、
第2のコイル対称軸を有する第2の磁場センサコイルを、第2の軸がカメラの視野方向に対して垂直となる状態で挿入管に取り付けることと、
プローブをヒト患者の開口部内に挿入することと、
カメラによって出力された画像を表示するように連結されたディスプレイを提供することと、
コイルを横断する磁場に応答して、第1のセンサコイル及び第2のセンサコイルによって生成された信号を受信することと、
第1の時間に受信された信号に応答して、カメラによって生成された初期画像の初期配向を識別することと、
第1の時間の後の第2の時間に受信された信号に応答して、カメラによって生成された後続画像の後続配向を識別することと、
後続画像を初期配向に再配向するように、後続画像をディスプレイ上で回転させることと、を含む、方法がなお更に提供される。
ヒト患者内に磁場を生成する磁気追跡システムと、
ヒト患者の開口部内に挿入されるように構成されたプローブと、
プローブに取り付けられ、視野方向を有するカメラと、
磁場センサであって、カメラに連結され、センサを横断する磁場に応答して信号を生成するように構成された磁場センサと、
画像を表示するように連結されたディスプレイと、
信号を受信するように連結されたプロセッサであって、
患者のコンピュータ断層撮影(CT)画像を磁気追跡システムと位置合わせし、
信号に応答して、カメラの視野方向及び位置を判定し、
カメラが視野方向に向けられている間に、カメラによって取得された光学画像を受信し、
カメラの視野方向及び位置を用いてCT画像を解析し、カメラの視野内にあるCT画像内で不透明な面を見つけ、
不透明な面に光学画像をオーバーレイして、CT画像内の不透明な面をテクスチャマッピングし、
ディスプレイ上にテクスチャマッピングされたCT画像を提示するように構成された、プロセッサと、を含む、装置がなお更に提供される。
カメラを患者の開口部に挿入する際に遭遇する問題の1つは、カメラを回転させるときに生じる。例えば、カメラは、患者の副鼻腔を見るために患者の鼻孔に挿入されるENTツールに組み込むことができるが、良好な視野を提供するために、カメラを回転させる必要がある場合がある。カメラによって生成された画像はスクリーン上に提示されるが、カメラを回転させると、左から右への移動などのツールの後続の移動が誤って配向される場合があり、スクリーン上で、上から下又は右から左に見える場合がある。
以下の説明において、図面中の同様の要素は、同様の数字により識別され、同様の要素は、必要に応じて識別用の数字に文字を添えることにより、区別される。
(1) 装置であって、
ヒト患者の開口部内に挿入されるように構成されたプローブであって、
挿入管と、
前記挿入管の遠位に接続された管状偏向可能部分と、
前記管状偏向可能部分に取り付けられ、視野方向を有するカメラと、
第1のコイル対称軸を有し、前記第1の軸が前記カメラの前記視野方向と平行となる状態で前記管状偏向可能部分に取り付けられている、第1の磁場センサコイルと、
第2のコイル対称軸を有し、前記第2の軸が前記カメラの前記視野方向に対して垂直となる状態で前記挿入管に取り付けられている、第2の磁場センサコイルと、を含む、プローブと、
前記カメラによって出力された画像を表示するように連結されたディスプレイと、
前記コイルを横断する磁場に応答して前記第1のセンサコイル及び前記第2のセンサコイルによって生成された信号を受信するように連結されたプロセッサであって、
第1の時間に受信された前記信号に応答して、前記カメラによって生成された初期画像の初期配向を識別し、
前記第1の時間の後の第2の時間に受信された前記信号に応答して、前記カメラによって生成された後続画像の後続配向を識別し、
前記後続画像を前記初期配向に再配向するように、前記後続画像を前記ディスプレイ上で回転させるように構成された、プロセッサと、を含む、装置。
(2) 第3のコイル対称軸を有し、前記第3の軸が前記カメラの前記視野方向及び前記第2のコイル対称軸に対して垂直となる状態で前記挿入管に取り付けられている第3の磁場センサコイルを含み、前記プロセッサによって受信された前記信号は、前記第3のコイルを横断する前記磁場に応答して前記第3のセンサコイルによって生成された信号を更に含む、実施態様1に記載の装置。
(3) 前記偏向可能な管状部分内に固定して位置決めされたフレキシブルプリント回路基板(PCB)を含み、前記カメラは前記フレキシブルPCBの遠位終端に固定して取り付けられている、実施態様1に記載の装置。
(4) 前記フレキシブルPCBは前記挿入管内に延在する、実施態様3に記載の装置。
(5) 前記プロセッサは、前記第1の時間及び前記第2の時間に受信された前記信号に応答して信号に基づくカメラの回転を判定するように構成され、前記プロセッサは、前記初期画像と前記後続画像とを比較及び解析して画像に基づくカメラの回転を判定するように更に構成され、前記後続画像を回転させることは、前記信号に基づくカメラの回転と前記画像に基づくカメラの回転との平均を適用して前記後続画像を再配向することを含む、実施態様1に記載の装置。
(7) 前記磁場を生成する磁気追跡システムを含み、前記プロセッサは、
前記患者のコンピュータ断層撮影(CT)画像を前記磁気追跡システムと位置合わせし、
前記第2の時間に受信された前記信号に応答して、前記カメラの視野方向及び位置を判定し、
前記カメラが前記視野方向に向けられている間に、前記カメラによって取得された光学画像を受信し、
前記カメラの前記視野方向及び前記位置を用いて前記CT画像を解析し、前記カメラの視野内にある前記CT画像内で不透明な面を見つけ、
前記不透明な面に前記光学画像をオーバーレイして、前記CT画像内の前記不透明な面をテクスチャマッピングするように構成されている、実施態様1に記載の装置。
(8) ヒト患者のコンピュータ断層撮影(CT)画像にテクスチャマッピングを適用するための方法であって、
前記CT画像を、前記患者内の磁場センサを追跡するように構成された磁気追跡システムと位置合わせすることと、
前記磁場センサに連結されたカメラを前記患者の開口部内に挿入することと、
前記磁場センサから受信した信号に応答して、前記カメラの視野方向及び位置を判定することと、
前記カメラが前記視野方向に向けられている間に、前記カメラによって取得された光学画像を受信することと、
前記カメラの前記視野方向及び前記位置を用いて前記CT画像を解析して、前記カメラの視野内にある前記CT画像内で不透明な面を見つけることと、
前記不透明な面に前記光学画像をオーバーレイして、前記CT画像内の前記不透明な面をテクスチャマッピングすることと、を含む、方法。
(9) 前記光学画像を受信することは、前記カメラ及び前記カメラの前記視野を透明領域に位置決めすることを含む、実施態様8に記載の方法。
(10) 方法であって、
プローブの管状偏向可能部分を前記プローブの挿入管の遠位に接続することと、
カメラを前記管状偏向可能部分に取り付けることであって、前記カメラは視野方向を有する、ことと、
第1のコイル対称軸を有する第1の磁場センサコイルを、前記第1の軸が前記カメラの前記視野方向と平行となる状態で前記管状偏向可能部分に取り付けることと、
第2のコイル対称軸を有する第2の磁場センサコイルを、前記第2の軸が前記カメラの前記視野方向に対して垂直となる状態で前記挿入管に取り付けることと、
前記プローブをヒト患者の開口部内に挿入することと、
前記カメラによって出力された画像を表示するように連結されたディスプレイを提供することと、
前記コイルを横断する磁場に応答して、前記第1のセンサコイル及び前記第2のセンサコイルによって生成された信号を受信することと、
第1の時間に受信された前記信号に応答して、前記カメラによって生成された初期画像の初期配向を識別することと、
前記第1の時間の後の第2の時間に受信された前記信号に応答して、前記カメラによって生成された後続画像の後続配向を識別することと、
前記後続画像を前記初期配向に再配向するように、前記後続画像を前記ディスプレイ上で回転させることと、を含む、方法。
(12) フレキシブルプリント回路基板(PCB)を前記偏向可能な管状部分内に固定して位置決めすることと、前記カメラを前記フレキシブルPCBの遠位終端に固定して取り付けることと、を含む、実施態様10に記載の方法。
(13) 前記フレキシブルPCBを前記挿入管内に延在させることを含む、実施態様12に記載の方法。
(14) 前記第1の時間及び前記第2の時間に受信された前記信号に応答して信号に基づくカメラの回転を判定することと、前記初期画像と前記後続画像とを比較及び解析して画像に基づくカメラの回転を判定することと、を含み、前記後続画像を回転させることは、前記信号に基づくカメラの回転と前記画像に基づくカメラの回転との平均を適用して前記後続画像を再配向することを含む、実施態様10に記載の方法。
(15) 前記初期画像及び前記後続画像を解析することは、前記画像をフィルタリングして前記カメラの並進を除去することを含む、実施態様14に記載の方法。
前記患者のコンピュータ断層撮影(CT)画像を前記磁気追跡システムと位置合わせすることと、
前記第2の時間に受信された前記信号に応答して、前記カメラの視野方向及び位置を判定することと、
前記カメラが前記視野方向に向けられている間に、前記カメラによって取得された光学画像を受信することと、
前記カメラの前記視野方向及び前記位置を用いて前記CT画像を解析して、前記カメラの視野内にある前記CT画像内で不透明な面を見つけることと、
前記不透明な面に前記光学画像をオーバーレイして、前記CT画像内の前記不透明な面をテクスチャマッピングすることと、を含む、実施態様10に記載の方法。
(17) 装置であって、
ヒト患者内に磁場を生成する磁気追跡システムと、
前記ヒト患者の開口部内に挿入されるように構成されたプローブと、
前記プローブに取り付けられ、視野方向を有するカメラと、
磁場センサであって、前記カメラに連結され、前記センサを横断する前記磁場に応答して信号を生成するように構成された磁場センサと、
画像を表示するように連結されたディスプレイと、
前記信号を受信するように連結されたプロセッサであって、
前記患者のコンピュータ断層撮影(CT)画像を前記磁気追跡システムと位置合わせし、
前記信号に応答して、前記カメラの視野方向及び位置を判定し、
前記カメラが前記視野方向に向けられている間に、前記カメラによって取得された光学画像を受信し、
前記カメラの前記視野方向及び前記位置を用いて前記CT画像を解析して、前記カメラの視野内にある前記CT画像内で不透明な面を見つけ、
前記不透明な面に前記光学画像をオーバーレイして、前記CT画像内の前記不透明な面をテクスチャマッピングし、
前記ディスプレイ上にテクスチャマッピングされた前記CT画像を提示するように構成された、プロセッサと、を含む、装置。
(18) 前記光学画像を受信することは、前記カメラ及び前記カメラの前記視野を透明領域に位置決めすることを含む、実施態様17に記載の装置。
Claims (11)
- 装置であって、
ヒト患者の開口部内に挿入されるように構成されたプローブであって、
挿入管と、
前記挿入管の遠位に接続された管状偏向可能部分と、
前記管状偏向可能部分に取り付けられ、視野方向を有するカメラと、
第1のコイル対称軸を有し、前記第1のコイル対称軸が前記カメラの前記視野方向と平行となる状態で前記管状偏向可能部分に取り付けられている、第1の磁場センサコイルと、
第2のコイル対称軸を有し、前記第2のコイル対称軸が前記カメラの前記視野方向に対して垂直となる状態で前記挿入管に取り付けられている、第2の磁場センサコイルと、を含む、プローブと、
前記カメラによって出力された画像を表示するように連結されたディスプレイと、
前記第1の磁場センサコイルおよび前記第2の磁場センサコイルを横断する磁場に応答して前記第1の磁場センサコイル及び前記第2の磁場センサコイルによって生成された信号を受信するように連結されたプロセッサであって、
第1の時間に受信された前記信号に応答して、前記カメラによって生成された初期画像の初期配向を識別し、
前記第1の時間の後の第2の時間に受信された前記信号に応答して、前記カメラによって生成された後続画像の後続配向を識別し、
前記後続画像を前記初期配向に再配向するように、前記後続画像を前記ディスプレイ上で回転させるように構成された、プロセッサと、を含む、装置。 - 第3のコイル対称軸を有し、前記第3のコイル対称軸が前記カメラの前記視野方向及び前記第2のコイル対称軸に対して垂直となる状態で前記挿入管に取り付けられている第3の磁場センサコイルを含み、前記プロセッサによって受信された前記信号は、前記第3の磁場センサコイルを横断する前記磁場に応答して前記第3の磁場センサコイルによって生成された信号を更に含む、請求項1に記載の装置。
- 前記偏向可能な管状部分内に固定して位置決めされたフレキシブルプリント回路基板(PCB)を含み、前記カメラは前記フレキシブルPCBの遠位終端に固定して取り付けられている、請求項1に記載の装置。
- 前記フレキシブルPCBは前記挿入管内に延在する、請求項3に記載の装置。
- 前記プロセッサは、前記第1の時間及び前記第2の時間に受信された前記信号に応答して前記信号に基づくカメラの回転を判定するように構成され、前記プロセッサは、前記初期画像と前記後続画像とを比較及び解析して画像に基づくカメラの回転を判定するように更に構成され、前記後続画像を回転させることは、前記信号に基づくカメラの回転と前記画像に基づくカメラの回転との平均を適用して前記後続画像を再配向することを含む、請求項1に記載の装置。
- 前記初期画像及び前記後続画像を解析することは、前記画像をフィルタリングして前記カメラの並進を除去することを含む、請求項5に記載の装置。
- 前記磁場を生成する磁気追跡システムを含み、前記プロセッサは、
前記ヒト患者のコンピュータ断層撮影(CT)画像を前記磁気追跡システムと位置合わせし、
前記第2の時間に受信された前記信号に応答して、前記カメラの視野方向及び位置を判定し、
前記カメラが前記視野方向に向けられている間に、前記カメラによって取得された光学画像を受信し、
前記カメラの前記視野方向及び前記位置を用いて前記CT画像を解析し、前記カメラの視野内にある前記CT画像内で不透明な面を見つけ、
前記不透明な面に前記光学画像をオーバーレイして、前記CT画像内の前記不透明な面をテクスチャマッピングするように構成されている、請求項1に記載の装置。 - ヒト患者のコンピュータ断層撮影(CT)画像にテクスチャマッピングを適用するための装置の作動方法であって、前記装置はプロセッサを含み、
前記プロセッサが、前記CT画像を、前記ヒト患者内の磁場センサを追跡するように構成された磁気追跡システムと位置合わせすることと、
前記プロセッサが、前記ヒト患者の開口部内に挿入されたカメラに連結された前記磁場センサから受信した信号に応答して、前記カメラの視野方向及び位置を判定することと、
前記プロセッサが、前記カメラが前記視野方向に向けられている間に、前記カメラによって取得された光学画像を受信することと、
前記プロセッサが、前記カメラの前記視野方向及び前記位置を用いて前記CT画像を解析して、前記カメラの視野内にある前記CT画像内で不透明な面を見つけることと、
前記プロセッサが、前記不透明な面に前記光学画像をオーバーレイして、前記CT画像内の前記不透明な面をテクスチャマッピングすることと、を含む、装置の作動方法。 - 前記プロセッサが、前記光学画像を受信することは、前記プロセッサが、前記カメラ及び前記カメラの前記視野を透明領域に位置決めすることを含む、請求項8に記載の装置の作動方法。
- 装置であって、
ヒト患者内に磁場を生成する磁気追跡システムと、
前記ヒト患者の開口部内に挿入されるように構成されたプローブと、
前記プローブに取り付けられ、視野方向を有するカメラと、
磁場センサであって、前記カメラに連結され、前記磁場センサを横断する前記磁場に応答して信号を生成するように構成された磁場センサと、
画像を表示するように連結されたディスプレイと、
前記信号を受信するように連結されたプロセッサであって、
前記ヒト患者のコンピュータ断層撮影(CT)画像を前記磁気追跡システムと位置合わせし、
前記信号に応答して、前記カメラの視野方向及び位置を判定し、
前記カメラが前記視野方向に向けられている間に、前記カメラによって取得された光学画像を受信し、
前記カメラの前記視野方向及び前記位置を用いて前記CT画像を解析して、前記カメラの視野内にある前記CT画像内で不透明な面を見つけ、
前記不透明な面に前記光学画像をオーバーレイして、前記CT画像内の前記不透明な面をテクスチャマッピングし、
前記ディスプレイ上にテクスチャマッピングされた前記CT画像を提示するように構成された、プロセッサと、を含む、装置。 - 前記光学画像を受信することは、前記カメラ及び前記カメラの前記視野を透明領域に位置決めすることを含む、請求項10に記載の装置。
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