JP7381474B2 - 局所平面を用いた医用誘導システム及び方法 - Google Patents
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Description
本願は、2017年10月9日に提出された米国出願第15/727978号に対する優先権を主張し、その開示は、その全体が本明細書に参照によって組み込まれる。
第1の実施形態によれば、医用誘導デバイスは、少なくとも1つの基準マーカ及び局所平面を含む方位定位器と、患者の軸方向画像を受信するコンピュータと、コンピュータに接続された画像ディスプレイとを備える。方位定位器は、患者の皮膚入口点の周りに取り付けられるリング型デバイスである。コンピュータは、患者の解剖学的構造を含む軸方向画像と基準マーカを用いることにより、方位定位器の位置及び方位をレジストレーションする。コンピュータは、局所平面上の解剖学的構造の断面画像と、局所平面に垂直な挿入平面とを計算する。画像ディスプレイは、局所平面上の解剖学的構造の断面画像及び/又は挿入平面上の軸方向画像のいの少なくとも1つを表示する。
図3は、本開示の例示的な実施形態に係る、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。最初に、ステップS001において、医用イメージングモダリティを用いて、例えばCTスキャン画像等の医用画像がキャプチャされる。
図13は、図12のステップS1206に記載されているようなデバイス対画像レジストレーションを説明するための局所座標の変換の概略図である。デバイス対画像レジストレーションの相対変換行列を取得する計算プロセスは、図13に示される変換プロセスによって計算することができる。そのために、ナビゲーションソフトウェア16は、回転可能リング9の角度位置
ユーザが一連の軸方向画像を用いて面外針挿入を評価する必要がある場合、患者の解剖学的構造(例えば腫瘍)に対して軸方向画像をめくる方向を理解して、針の挿入方向を確認することは、ユーザにとっては困難である。医療機器(針又はプローブ)はデバイスのパラメータ
本開示の実施形態は、システム又は装置のコンピュータによって実現することができ、システム又は装置は、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」と呼ばれることもある)に記録されたコンピュータ実行可能命令(例えば1つ以上のプログラム)を読み出して実行して、上記実施形態のうちの1つ以上の機能を実行し、かつ/又は、上記実施形態のうちの1つ以上の機能を実行するための1つ以上の回路(例えば、特定用途向け集積回路(ASIC))を含む。また、本開示の実施形態は、例えば記憶媒体からコンピュータ実行可能命令を読み出して実行して、上記実施形態のうちの1つ以上の機能を実行することにより、かつ/又は、上記実施形態のうちの1つ以上の機能を実行するための1つ以上の回路を制御することにより、システム又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、実現することができる。コンピュータは、1つ以上のプロセッサ(例えば中央処理装置(CPU)、マイクロ処理ユニット(MPU))を含んでよく、コンピュータ実行可能命令を読み出して実行するための別個のコンピュータ又は別個のプロセッサのネットワークを含んでよい。コンピュータ実行可能命令は、例えばネットワーク又は記憶媒体から、コンピュータに提供されてよい。記憶媒体は、例えば、ハードディスク、ランダムアクセスメモリ(RAM)、読取り専用メモリ(ROM)、分散コンピューティングシステムの記憶装置、光ディスク(コンパクトディスク(CD)、デジタル多用途ディスク(DVD)又はBlu-rayディスク(BD)(商標))、フラッシュメモリデバイス、メモリカード等のうちの1つ以上を含んでよい。入出力デバイスに通信インタフェースを提供するためにI/Oインタフェースを用いることができ、キーボード、ディスプレイ、マウス、タッチスクリーン、タッチレスインタフェース(例えばジェスチャー認識デバイス)、印刷デバイス、ライトペン、光学式ストレージデバイス、スキャナ、マイクロフォン、カメラ、ドライブ、通信ケーブル及びネットワーク(有線又は無線)を含んでよい。
説明を参照する際、開示された例の完全な理解を提供するために、具体的な詳細が記載されている。他の例では、本開示を不必要に長くしないように、周知の方法、手順、構成要素及び回路は、詳細には説明されていない。本明細書において別段の定義がない限り、本明細書において用いられる技術用語及び科学用語は、全て、本発明が属する技術分野の当業者によって一般に理解されるのと同じ意味を有する。本発明の広さは、本明細書によって限定されるべきではなく、むしろ、採用された請求項の用語の平易な意味によってのみ限定されるべきである。
Claims (8)
- 局所平面を有するリング形状の方位定位器であって、前記方位定位器は、当該方位定位器の円周に沿って配置されるタッチインタフェースと、ゼロ位置マーカ及び複数の基準マーカを有する安定リングとを含み、前記方位定位器は患者に取付け可能である、方位定位器と、
ディスプレイ装置に動作可能に接続されるコンピュータと、
を備える医用誘導システムであって、
前記コンピュータは、
前記方位定位器を伴わない前記患者の第1の医用画像を取得するステップと、
取得された前記第1の医用画像上で、前記方位定位器を前記患者に取り付けるための位置と前記患者に針状医療器具を挿入するための位置とを示す入口点を指定するための入力を、ユーザから受け取るステップと、
複数の第2の医用画像を取得するステップであって、前記複数の第2の医用画像は、前記方位定位器が前記患者に取り付けられたときに、前記患者の軸方向に沿って撮られた前記患者の軸方向画像である、取得するステップと、
前記方位定位器の前記安定リングの前記基準マーカの既知のレイアウトを、前記コンピュータによって取得された前記軸方向画像に示される前記基準マーカの座標と照合することにより、前記患者に対して、前記方位定位器の位置及び方位を決定するステップと、
前記タッチインタフェースを介して、前記ユーザから触覚入力を受け取るステップと、
前記円周上の前記触覚入力に基づいて、前記ゼロ位置マーカに対して、挿入される前記針状医療器具の角度位置を決定するステップと、
前記方位定位器の決定された前記位置及び方位と、決定された前記角度位置とに基づいて、前記複数の第2の医用画像を再構成して、挿入平面上にある再構成画像を取得するステップであって、前記挿入平面は、前記局所平面に垂直であるとともに、前記入口点と、前記触覚入力によって示される点とを含む、取得するステップと、
前記挿入平面上での前記針状医療器具の先端の目標位置の入力を、前記ユーザから受け取るステップと、
前記入口点と、前記ユーザによって入力された前記先端の前記目標位置とを接続することにより、前記挿入平面上で前記針状医療器具の挿入軌道を決定するステップと、
決定された前記挿入軌道の画像とともに、前記再構成画像を前記ディスプレイ装置に表示するステップと、
を実行するように構成され、
前記挿入軌道は、前記局所平面に対する法線に関して挿入角度をなす、
医用誘導システム。 - 前記コンピュータは、更に、
前記軸方向画像に基づいて、前記複数の第2の医用画像を再構成して再構成画像を取得するステップと、
前記ディスプレイ装置に、前記再構成画像に重ねられた前記挿入軌道、又は前記軸方向画像のうち少なくとも1つに重ねられた前記挿入軌道を表示するステップと、
を実行するように構成され、
表示された前記挿入軌道は、前記入口点を前記目標位置に接続する線分として表示され、前記線分は、前記再構成画像に含まれるか、又は、前記軸方向画像のうちの前記少なくとも1つに含まれる、
請求項1に記載の医用誘導システム。 - 前記再構成画像と前記軸方向画像は、両方とも、前記挿入軌道の少なくとも一部を含む、
請求項2に記載の医用誘導システム。 - 表示される前記挿入軌道は、計画針軌道である、
請求項1に記載の医用誘導システム。 - 前記コンピュータは、更に、
前記目標位置と前記入口点を接続する線をトレースすることによって前記挿入軌道を定めるユーザ操作を受け取り、
前記挿入軌道を定める前記ユーザ操作を受け取ることに基づいて、前記ディスプレイ装置に前記挿入軌道を表示して、前記再構成画像に重ねられた前記挿入軌道の全長を示すように構成される、
請求項2に記載の医用誘導システム。 - 前記コンピュータは、更に、前記再構成画像にリンクされた軸方向平面インジケータを追加するように構成され、
前記軸方向平面インジケータは、前記軸方向画像と前記再構成画像との交点を表す、
請求項2に記載の医用誘導システム。 - 前記ゼロ位置マーカに関して前記挿入平面の角度位置を示すように構成されたLED、
を更に備え、
前記コンピュータは、更に、前記ディスプレイ装置に表示された前記挿入平面の前記角度位置に対応する目標角度スケールを決定し、前記目標角度スケールの値を前記ディスプレイ装置に表示する、
請求項1に記載の医用誘導システム。 - 前記第1の医用画像は、コンピュータ断層撮影(CT)モダリティ、又は磁気共鳴イメージング(MRI)モダリティ、又はポジトロン放出断層撮影(PET)モダリティ、又は単一光子放出コンピュータ断層撮影(SPECT)モダリティ、又は透視撮影イメージングモダリティを有する医用イメージングデバイスによって、前記方位定位器が前記患者に取り付けられていない状態で撮られた、前記患者の1つ以上の画像を含み、
前記軸方向画像は、前記方位定位器が前記患者に取り付けられた状態で、MRIモダリティによって撮られたMRIスカウトスキャン画像、又はCTモダリティによって撮られたCTスキャン画像である、
請求項1に記載の医用誘導システム。
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