JP7430180B2 - 医学的介入における同時センサ追跡 - Google Patents

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Description

本発明は、医学的介入における同時センサ追跡に関する。
針のような介入医療装置は、超音波ビームを介入医療装置に送信する超音波プローブを使用して追跡されることができる。介入医療装置が、エコー源特性を欠き、したがって超音波画像においてほとんど可視ではない場合、超音波画像における介入医療装置の位置特定は、妨げられる可能性がある。この問題を解決するために、圧電センサは、介入医療装置上又は内に、ユーザが典型的に装置先端の場所に関心を持つ限り、しばしば装置先端の近くに、適用されることができる。圧電センサは、受動型超音波センサ（例えば、ＰＺＴ、ＰＶＤＦ、コポリマ、又は他の圧電材料）であり、介入医療装置の上又は中に配置される。受動型超音波センサは、超音波ビームが診断用Ｂモード超音波撮像野の視野を掃引するときに応答することなく、超音波ビームの入射超音波を受動的に聞き、測定する。結果の測定値の分析は、診断用Ｂモード超音波画像の視野の基準座標系における介入医療装置上の受動型超音波センサの位置の推定値をもたらす。具体的には、飛行時間測定が、撮像アレイからの受動型超音波センサの軸方向／半径方向距離を提供し、一方、振幅測定及びビーム発射シーケンスの知識は、受動型超音波センサの横方向／角度位置を提供する。次いで、装置先端の位置は、介入医療装置の視覚化を強化するために超音波画像上に重ね合わされることができ、位置及びそれらの履歴が、追跡及び他の応用のために記録されることができる。介入医療装置は、典型的には、単一の超音波プローブを使用して追跡される。
公知のシステムでは、超音波プローブは、針のような介入医療装置のツール先端上の受動型超音波センサを横切って掃引する撮像ビームを放射する。組織の画像は、超音波プローブによってフィードバックされる。介入医療装置のツール先端上の受動型超音波センサの場所は、信号処理アルゴリズムによって決定されると、先端場所として提供される。先端場所は、オーバーレイ画像として組織の画像上に重ね合わされる。組織の画像、先端場所、及びオーバーレイ画像は、全てディスプレイ上に表示される。
装置追跡技術の応用が開発されるにつれて、装置追跡システムの少なくとも初期の商用バージョンは、単一のセンサからの信号を収容するように設計された単一のチャネルを有する単一の入力インタフェースのみを有することなどによって、単一のセンサの追跡のみを可能にする単一チャネルシステムであるか、又はあり得る。
本発明の目的は、医学的介入における同時センサ追跡を提供することである。
本開示の一態様によれば、医学的介入における複数のセンサを同時に追跡するコントローラは、コントローラにプロセスを実行させる回路を含む。コントローラによって実行されるプロセスは、医学的介入において使用される第１の受動型超音波センサから、第１の受動型超音波センサの場所を示す第１のセンサ情報を有する第１の信号を受信することと、医学的介入において使用される第２の受動型超音波センサから、第２の受動型超音波センサの場所を示す第２のセンサ情報を有する第２の信号を受信することとを含む。また、コントローラによって実行されるプロセスは、唯一のチャネル上の伝送のために第１の信号及び第２の信号を組み合わせることと、第１の受動型超音波センサの場所及び第２の受動型超音波センサの場所を決定するシステムであって、第１の信号及び第２の信号を受信するために、唯一のチャネルを有するシステムに対して、唯一のチャネル上で第１の信号及び第２の信号を提供することとを含む。
本開示の別の態様によれば、医学的介入において複数のセンサを同時に追跡するための方法は、医学的介入において使用される第１の受動型超音波センサから、第１の受動型超音波センサの場所を示す第１のセンサ情報を有する第１の信号を受信することと、医学的介入において使用される第２の受動型超音波センサから、第２の受動型超音波センサの場所を示す第２のセンサ情報を有する第２の信号を受信することとを含む。本方法は、また、唯一のチャネル上の伝送のために、第１の信号及び第２の信号を組み合わせることと、第１の受動型超音波センサの場所及び第２の受動型超音波センサの場所を決定するシステムであって、第１の信号及び第２の信号を受信するために唯一のチャネルを有するシステムに対して、唯一のチャネル上で第１の信号及び第２の信号を提供することとを含む。
本開示の更に別の態様によれば、医学的介入において複数のセンサを同時に追跡するシステムは、第１の受動型超音波センサと、第２の受動型超音波センサと、コントローラにプロセスを実行させる回路を含むコントローラとを含む。コントローラによって実行されるプロセスは、医学的介入において使用される第１の受動型超音波センサから、第１の受動型超音波センサの場所を示す第１のセンサ情報を有する第１の信号を受信することと、医学的介入において使用される第２の受動型超音波センサから、第２の受動型超音波センサの場所を示す第２のセンサ情報を有する第２の信号を受信することとを含む。また、コントローラによって実行されるプロセスは、唯一のチャネル上の伝送のために、第１の信号及び第２の信号を組み合わせることと、第１の受動型超音波センサの場所及び第２の受動型超音波センサの場所を決定するシステムであって、第１の信号及び第２の信号を受信するために唯一のチャネルを有するシステムに対して、唯一のチャネル上で第１の信号及び第２の信号を提供することとを含む。
例示的な実施形態は、添付の図面と共に読まれる場合、以下の詳細な説明から最も良く理解される。様々な特徴は、必ずしも一定の縮尺で描かれていないことが強調される。実際、寸法は、議論を明確にするために任意に増減されてもよい。適用可能かつ実用的である限り、同様の参照番号は、同様の要素を指す。
代表的な実施形態による、医学的介入における同時センサ追跡のためのシステムを示す。 代表的な実施形態による、医学的介入における同時センサ追跡のための別のシステムを示す。 一実施形態による医学的介入における同時センサ追跡のタイミングを示す。 図２の代表的な実施形態による、医学的介入における同時センサ追跡のための別のシステムを示す。 別の代表的な実施形態による、医学的介入における同時センサ追跡のための別のシステムを示す。 別の代表的な実施形態による、医学的介入における同時センサ追跡のための別のシステムを示す。 別の代表的な実施形態による、医学的介入における同時センサ追跡のための別のシステムを示す。 別の代表的な実施形態による、超音波プローブからの送信パルスの圧力読み取り値を示す。 図７の代表的な実施形態による、医学的介入における同時センサ追跡のための別のシステムを示す。 別の代表的な実施形態による、医学的介入における同時センサ追跡のための別のシステムを示す。 別の代表的な実施形態による、医学的介入における同時センサ追跡のための別のシステムを示す。
以下の詳細な説明では、限定ではなく説明の目的で、特定の詳細を開示する代表的な実施形態が、本教示による実施形態の完全な理解を提供するために記載される。既知のシステム、装置、材料、動作方法、及び製造方法の説明は、代表的な実施形態の説明を曖昧にすることを避けるために省略されてもよい。それにもかかわらず、当業者の範囲内にあるシステム、装置、材料、及び方法は、本教示の範囲内であり、代表的な実施形態に従って使用され得る。本明細書で使用される用語は、特定の実施形態を説明することのみを目的としており、限定することを意図されないと理解されたい。定義された用語は、本教示の技術分野において一般に理解され受け入れられる定義された用語の技術的及び科学的意味に加えられる。
第１、第２、第３のような用語は、様々な要素又は構成要素を説明するために本明細書で使用され得るが、これらの要素又は構成要素は、これらの用語によって限定されるべきではないことが理解されるであろう。これらの用語は、１つの要素又は構成要素を別の要素又は構成要素から区別するためにのみ使用される。したがって、以下で論じられる第１の要素又は構成要素は、本発明の概念の教示から逸脱することなく、第２の要素又は構成要素と称されることができる。
本明細書で使用される用語は、特定の実施形態を説明するためだけのものであり、限定することを意図されない。明細書及び添付の請求項において使用されているように、用語「ａ」、「ａｎ」及び「ｔｈｅ」の単数な形式は、文脈が他の形で明確に指示しない限り、単数形式及び複数形式の両方を含むことを意図される。更に、用語「有する」及び／又はその活用形及び／又は同様の用語は、本明細書で使用される場合、記載された特徴、要素、及び／又は構成要素の存在を指定するが、１つ又は複数の他の特徴、要素、構成要素、及び／又はそれらのグループの存在又は追加を排除するものではない。本明細書で使用される場合、用語「及び／又は」は、関連する列挙された項目のうちの１つ又は複数の任意の及び全ての組み合わせを含む。
特に断りのない限り、要素又は構成要素が、別の要素又は構成要素に「接続される」、「結合される」、又は「隣接する」と言われる場合、要素又は構成要素は、他の要素又は構成要素に直接接続又は結合されることができ、又は介在する要素又は構成要素が存在してもよいことが理解されるであろう。すなわち、これらの用語は、１つ又は複数の中間要素又は構成要素が、２つの要素又は構成要素を接続するために使用されてもよい場合を包含するが、要素又は構成要素が、別の要素又は構成要素に「直接接続される」と言われる場合、これは、２つの要素又は構成要素が中間の又は介在する要素又は構成要素なしに互いに接続される場合のみを包含する。
前述に鑑みて、本開示は、その様々な態様、実施形態、及び／又は特定の特徴又はサブコンポーネントのうちの１つ又は複数を通して、以下に具体的に述べられるような利点のうちの１つ又は複数をもたらすことを意図される。限定ではなく説明の目的で、特定の詳細を開示する例示的な実施形態は、本教示による実施形態の完全な理解を提供するために記載される。しかしながら、本明細書に開示される特定の詳細から逸脱する、本開示と一貫した他の実施形態は、添付の特許請求の範囲内にある。更に、既知の装置及び方法の説明は、例示的な実施形態の説明を曖昧にしないように省略されてもよい。そのような方法及び装置は、本開示の範囲内である。
本明細書に記載されるように、医学的介入における同時センサ追跡は、入力センサ信号に対して１つのチャネル（例えば、Ａ／Ｄ変換のもの）のみを有する追跡システム上の複数の装置の追跡を可能にする。これは、たとえ単一チャネル追跡システムが、受動型超音波センサからの信号を受信するために唯一のチャネルを保持している間であっても、複数の装置の追跡に適応することを後で可能にされることができる単一入力チャネル追跡システムの初期開発を可能にするであろう。後の適応は、初期の単一入力チャネル追跡システムを改良して、複数の装置追跡を可能にすることによって達成されることができる。したがって、同時センサ追跡医学的介入は、画像ガイド治療のための装置追跡及びナビゲーション装置視覚化を強化する。
図１Ａは、代表的な実施形態による、医学的介入における同時センサ追跡のためのシステムを示す。
図１Ａにおいて、超音波システム１００Ａは、第１の受動型超音波センサＳ１を含む第１の介入医療装置１０１と、第２の受動型超音波センサＳ２を含む第２の介入医療装置１０２と、第３の受動型超音波センサＳ３を含む第３の介入医療装置１０３と、第４の受動型超音波センサＳ４を含む第４の介入医療装置１０４とを有する。図１Ａの超音波システム１００Ａ内の介入医療装置のいずれも、２つ以上の受動型超音波センサを含んでもよい。更に、医療介入は、第１の介入医療装置１０１、第２の介入医療装置１０２、第３の介入医療装置１０３、及び第４の介入医療装置１０４のうちの１つのみを含む任意の数の使用を含み得る。例えば、本明細書に記載されるほとんどの実施形態は、第１の介入医療装置１０１及び第２の介入医療装置１０２のみを含む。本明細書の教示の焦点は、任意の特定の介入医療装置上よりも、第１の受動型超音波センサＳ１及び第２の受動型超音波センサＳ２のような受動型超音波センサ上にある。
図１Ａにおいて、超音波プローブ１１０は、介入医療装置上の受動型超音波センサのいずれかによって検出される超音波ビームを放射する。受動型超音波センサの各々は、有線接続又は無線接続を介してセンサデータを信号結合器１２０に送る。センサデータは、超音波プローブ１１０からの検出された超音波ビームに基づいて受動型超音波センサによって生成される。
図１Ａでは、信号結合器１２０が、結合されたセンサデータになるように受動型超音波センサからの信号を結合して、結合されたセンサデータを得る。信号結合器１２０は、また、超音波プローブ１１０から撮像データ及びライン及びフレームトリガを受信する。図１Ａの信号結合器１２０は、本明細書で説明される特徴を実施するコントローラを表し、異なる実施形態による様々な回路を含んでもよい。したがって、信号結合器１２０は、本明細書で使用される用語として、コントローラであってもよく、又はコントローラの要素であってもよい。
単一チャネル追跡システムは、取得電子装置１９８とインタフェースする第１のインタフェース１９１と、表示装置１９９とインタフェースする第２のインタフェース１９２とを含む。単一チャネル追跡システム１９０は、また、取得電子装置１９８及び／又は表示装置１９９を含んでもよいか、又はそれらとインタフェースしてもよい。信号結合器１２０は、受動型超音波センサから第１のインタフェース１９１に結合されたセンサデータを送る。また、信号結合器１２０は、画像データ並びにライン及びフレームトリガを超音波プローブ１１０から第１のインタフェース１９１に送る。
図１Ａ及び他の図では、 単一チャネルが、信号合成器１２０と単一チャネル追跡システム１９０との間のチャネルである。 単一チャネルは、単一のポート、単一の入力、又は本開示の教示がなければ単一チャネル追跡システム１９０を、１つの受動型超音波センサのみの信号を処理することに限定する単一チャネル追跡システム１９０の態様を参照しうる。したがって、単一チャネルは、信号結合器１２０（又は後の実施形態について詳細に説明される回路）から、第１のインタフェース１９１のような単一チャネル追跡システム１９０までのチャネルであってもよい。
第１のインタフェース１９１は、結合されたセンサデータに基づいてセンサ位置データを取得するために、取得電子装置１９８とインタフェースする。第１のインタフェース１９１は、超音波プローブ１１０から第２のインタフェース１９２に、撮像データ並びにライン及びフレームトリガを送る。第１のインタフェース１９１は、また、取得されたセンサ位置データを取得電子装置１９８から第２のインタフェース１９２に送る。第２のインタフェース１９２は、表示装置１９９とインタフェースする。表示装置１９９は、撮像データに基づいて超音波画像を表示し、取得されたセンサ位置データに基づいて撮像データ上に重畳されたセンサ位置を表示する。超音波画像及びセンサ位置は、超音波プローブからのライン及びフレームトリガに基づいて同期される。
信号結合器１２０は、図１Ａにおいて一般的なブロックとして示されるが、以下の個々の実施形態において示されるような回路素子を含む回路を表す。信号結合器１２０は、少なくとも第１の受動型超音波センサＳ１からの第１の信号及び第２の受動型超音波センサからの第２の信号を、唯一のチャネル上で単一チャネル追跡システム１９０に提供する。単一チャネル追跡システム１９０は、第１の信号及び第２の信号に基づいて、第１の受動型超音波センサＳ１及び第２の受動型超音波センサＳ２の場所を決定する。また、単一チャネル追跡システム１９０は、第１の信号及び第２の信号を受信するために唯一のチャネルを有し、又は代替的に、１より多いチャネルが利用可能であっても、第１の信号及び第２の信号を受信するのに唯一のチャネルを使用する。
図１Ｂでは、単一の信号が、受動型超音波センサを中に又は上に設置された複数の介入医療装置のそれぞれからの信号を一意的に符号化することによって、作成されることができる。結合信号は、後で、オプションで通信プロトコルを利用して、単一チャネル追跡システムによって復号されることができる。信号結合器１２０の物理的な実装は、顧客に出荷されるアドオンモジュールのようなボックスであってもよく、ボックスの一端は、介入医療装置及び超音波プローブ１１０に接続し、他端は、単一チャネル追跡システム１９０に接続する。
図１Ｂは、代表的な実施形態による、医学的介入における同時センサ追跡のための別のシステムを示す。
図１Ｂにおいて、超音波システム１００Ｂは、中に設けられた単一チャネル追跡システム１９０を有する中央ステーション１１３を含む。中央ステーション１１３０は、図１Ａのように信号結合器１２０を含むコントローラを含んでもよい。信号結合器１２０は、図１Ｂの中央ステーション１１３に取り付けられ、一体化され、又は他の方法で実装されるモジュールであってもよい。すなわち、信号結合器１２０は、中央ステーション１１３とは別個に製造業者によって提供されてもよく、又は単一チャネル追跡システム１９０の唯一のチャネルとインタフェースする回路のアドオンモジュールであってもよい。信号結合器１２０は、コントローラに本明細書に記載されるようなプロセスを実行させる回路を含むコントローラであってもよく、又はコントローラを含んでもよい。
中央ステーション１１３は、タッチパネル１１４、モニタ１１９をも含む。超音波システム１９９ｂは、また、データ接続１０６（例えば、有線又は無線データ接続）によって中央ステーション１１３に接続された第１の介入医療装置１０１と、データ接続１０７によって中央ステーション１１３に接続された第２の介入医療装置１０２とを含む。超音波プローブ１１０は、命令を記憶するメモリ１１１と、命令を実行するプロセッサ１１２とを含む。図１Ｂの文脈において、コントローラは、信号結合器１２０が、第１の介入医療装置１０１、第２の介入医療装置１０２、及び単一チャネル追跡システム１９０と、より間接的には単一チャネル追跡システム１９０を介して超音波プローブ１１０及びモニタ１１９とインタフェースする限りにおいて、信号結合器１２０によって、内で、又は上で実施される。
図１Ｂ及び本明細書の他の実施形態について説明されたコントローラは、既存のシステム若しくはシステムのタイプを修正することによって、又はスタンドアロンモジュールのような新しいシステム若しくはシステムのタイプを提供することによって、様々な形態で実装されてもよい。
第１の介入医療装置１０１は、ワイヤ又は同様の器具の端部に提供されてもよい。第１の介入医療装置１０１は、人間介入医によって管理される医学的介入の間に患者に挿入される。第１の介入医療装置１０１は、例えば、超音波画像を生成する血管内超音波プローブであってもよいが、第１の介入医療装置１０１上の受動型超音波センサＳ１からのセンサ信号は、この説明の目的のために、第１の介入医療装置１０１に対する関心のある信号である。第２の介入医療装置１０２は、また、ワイヤ又は同様の器具の端部に提供されてもよい。第２の介入医療装置１０２は、人間介入医によって管理される医学的介入の間に患者に挿入される。第２の介入医療装置１０２は、例えば、この説明の目的のために、第２の介入医療装置１０２に対する関心のある信号を提供するために、先端に配置された第２の受動型超音波センサＳ２を有する針であってもよい。
より詳細には、図１Ｂの実施形態では、第１の受動型超音波センサＳ１からの受動型超音波センサ信号が、超音波プローブ１１０からの超音波画像と同期される。飛行時間測定は、超音波プローブ１１０からの第１の受動型超音波センサＳ１の軸方向／半径方向距離を提供する。振幅測定及びビーム発射シーケンスの知識は、第１の受動型超音波センサＳ１の横方向位置を提供しうる。位相は、飛行時間に対応することができるので、位相は、位相がより高い測定精度を提供しうる限りにおいて、飛行時間の代わりに使用されてもよい。加えて、図１Ｂの実施形態では、第２の受動型超音波センサＳ２からの受動型超音波センサ信号は、超音波プローブ１１０からの超音波画像と同期される。飛行時間測定は、超音波プローブ１１０からの第２の受動型超音波センサＳ２の軸方向／半径方向距離を提供する。振幅測定及びビーム発射シーケンスの知識は、第２の受動型超音波センサＳ２の横方向位置を提供しうる。再び、位相は、飛行時間に対応することができるので、位相がより高い測定精度を提供しうる限りにおいて、位相は、飛行時間の代わりに位相を使用されてもよい。
モニタ１１９は、第１の受動型超音波センサＳ１の２次元位置と、第２の受動型超音波センサＳ２の２次元位置とを表示してもよい。モニタ１１９は、超音波プローブ１１０からの超音波画像に基づいて超音波画像を表示してもよい。すなわち、モニタ１１９は、人間の解剖学的構造の関心領域及び／又は第１の介入医療装置１０１及び第２の介入医療装置１０２の超音波画像を含む、超音波プローブ１１０のような超音波プローブを使用して他の方法で得られた従来の画像をも表示する。
第１の受動型超音波センサＳ１及び第２の受動型超音波センサＳ２は、それぞれ又は両方が１つ又は複数の圧電素子（例えば、ＰＺＴ）を含んでもよい。複数の圧電素子が含まれる場合、複数の圧電素子からの測定値は、平均化されて、対応する介入医療装置の全体的な位置を提供することができる。加えて、複数の圧電素子の相対的な位置構成は、既知でありうるので、対応する介入医療装置の全体的な相対姿勢、３次元方向性、又は予測される軌道さえも、相対測定値から決定されることができる。
説明として、第１の介入医療装置１０１及び第２の介入医療装置１０２は、医療処置中に患者の内部に配置される。第１の介入医療装置１０１及び第２の介入医療装置１０２の場所は、超音波プローブ１１０からの超音波画像信号から生成された画像上で見られることができる。
図２は、一実施形態による医学的介入における同時センサ追跡のタイミングを示す。
第１の受動型超音波センサＳ１及び第２の受動型超音波センサＳ２のような受動型超音波センサは、一方向の音響ビーム伝搬を使用するが、超音波プローブ１１０からの音響ビームは、受信されるが、第１の受動型超音波センサＳ１及び第２の受動型超音波センサＳ２からのセンサデータは、有線又は無線データ接続上で提供される。すなわち、二方向音響ビーム伝搬は、超音波プローブ１１０において超音波画像を生成する反射を含み、センサ追跡のための一方向音響ビーム伝搬は、センサ追跡のための反射を使用しない。したがって、超音波プローブ１１０からの１つの超音波ビーム発射から超音波プローブ１１０からの次のビーム発射までの時間ウィンドウでは、時間の前半のみが、関連する追跡情報を含み、時間の後半は、音響信号を有さない。
２つの受動型超音波装置が追跡される場合には、第２の受動型超音波センサＳ２からのセンサ信号が、未使用の信号領域内に落ちるように遅延されることができる。これが、図２に示される。遅延線なしでは、第２の受動型超音波センサＳ２からの信号は、第１の受動型超音波センサＳ１からの信号と干渉することができる上半分の破線で示された小さい楕円において現れるであろう。しかしながら、遅延線を追加することは、第２の受動型超音波センサＳ２からの信号を、下半分の破線で示された小さい楕円まで下方に移動する。ここで、２つの信号は干渉せず、どのピークが第１の受動型超音波センサＳ１に属するか、及びどのピークが第２の受動型超音波センサＳ２に属するかに関する曖昧さは存在しない。
図３は、図２の代表的な実施形態による、医学的介入における同時センサ追跡のための別のシステムを示す。
図３において、超音波システム１００Ｃは、その中又はその上に配置された第１の受動型超音波センサＳ１を有する第１の介入医療装置１０１と、その中又はその上に配置された第２の受動型超音波センサＳ２を有する第２の介入医療装置１０２とを含む。第１の受動型超音波センサＳ１は、データ接続を介して第１の増幅器１２１に接続され、第２の受動型超音波センサＳ２は、異なるデータ接続を介して第２の増幅器１２２に接続される。第２の増幅器１２２の出力は、アナログ－デジタル変換器１２３に供給され、ディジタル出力を遅延素子１２４に供給し、出力をディジタル－アナログ変換器１２５に供給する。第１の増幅器１２１及びデジタル－アナログ変換器１２５の出力は、加算器１２７に供給される。
第１増幅器１２１は、第１受動型超音波センサＳ１からのセンサ信号を増幅する。第２増幅器１２２は、第２受動型超音波センサＳ２からのセンサ信号を増幅する。アナログ－デジタル変換器１２３は、第２増幅器１２２からの増幅アナログ信号をデジタル化する。遅延素子１２４は、アナログ－デジタル変換器１２３からのデジタル化増幅信号に遅延を追加する。ディジタル－アナログ変換器１２５は、遅延されたディジタル化増幅信号をアナログ信号に戻すように変換する。第１の増幅器１２１及びデジタル－アナログ変換器１２５からのアナログ信号は、加算器１２７に供給され、加算器は、第１の受動型超音波センサＳ１からの第１の信号及び第２の受動型超音波センサＳ２からの第２の信号としてアナログ信号を結合し、唯一のチャネル上で結合信号を単一チャネル追跡システム１９０の第１のインタフェース１９１に供給する。
加えて、図３のライントリガ抽出回路１２６は、超音波プローブ１１０から供給される信号からライントリガを抽出する。ライントリガは、第２の受動型超音波センサＳ２からのセンサデータが、第１の受動型超音波センサＳ１からのセンサデータと干渉しないように、適切に遅延されることを保証するように遅延素子１２４に供給される。
図３の実施形態では、第２の受動型超音波センサＳ２の遅延ラインは、プログラム可能な持続時間を有し、ビーム間の時間フレームの半分、又はビーム間の時間フレームの４５％乃至５５％以内のような近いものに設定されてもよい。図３では、遅延が、第２の受動型超音波センサＳ２からの信号をデジタルに変換し、変換された信号を、遅延素子１２４として使用される円形バッファのようなバッファメモリに記憶し、遅延された変換された信号をバッファメモリからデジタル的に読み出し、遅延された変換された信号をアナログ出力に戻すように変換することによって実施される。
上述のように、プロセスは、アナログ－デジタル変換器１２３からのデジタル化増幅信号に遅延を挿入する遅延素子１２４を含む。この遅延は、第１増幅器１２１からの第１信号及び第２増幅器１２２からの第２信号（すなわち、図３の第２増幅器１２２からの第２信号）の１つ（及び１つだけ）に挿入される。遅延は、単一チャネル追跡システム１９０が、第１の増幅器１２１からの第１の信号及び第２の増幅器１２２からの遅延された第２の信号に基づいて第１の受動型超音波センサＳ１及び第２の受動型超音波センサＳ２の場所を決定することができる限り、単一チャネル追跡システム１９０によって除去されることができる。
図４は、別の代表的な実施形態による、医学的介入における同時センサ追跡のための別のシステムを示す。
図４において、超音波システム１００Ｄは、第１の受動型超音波センサＳ１を中又は上に配置された第１の介入医療装置１０１と、第２の受動型超音波センサＳ２を中又は上に配置された第２の介入医療装置１０２とを含む。第１の受動型超音波センサＳ１は、データ接続を介して第１の増幅器１２１に接続され、第２の受動型超音波センサＳ２は、異なるデータ接続を介して第２の増幅器１２２に接続される。第１の増幅器１２１の出力及び第２の増幅器１２２の出力は、第１の受動型超音波センサＳ１からの第１の信号及び第２の受動型超音波センサＳ２からの第２の信号のそれぞれ（すなわち、両方）のピークの大きさを識別する最大回路１３１に供給される。
すなわち、最大回路１３１は、第１の信号の最大ピーク及び第２の信号の最大ピークを分離することと、第１の信号の最大ピーク及び第２の信号の最大ピークより小さいピークを有する信号成分をフィルタリングすることとを含む機能を実行する。その結果、最大回路１３１は、第１の信号の最大ピーク及び第２の信号の最大ピークを有する信号成分のみを単一チャネル追跡システム１９０に供給する。次いで、単一チャネル追跡システム１９０は、第１の受動型超音波センサＳ１の場所及び第２の受動型超音波センサＳ２の場所を決定することができる。
最大回路１３１は、第１の信号の最大ピーク及び第２の信号の最大ピークよりも小さい信号成分をフィルタリングするために少なくともアナログフィルタを含む。最大回路１３１は、また、アナログ―デジタル変換器及びデジタル―アナログ変換器、並びにプロセッサ（例えば、マイクロプロセッサ又は特定用途向け集積回路又はＡＳＩＣ）のような論理素子を含んでもよい。論理素子は、第１の信号の最大ピーク及び第２の信号の最大ピークを、より小さいピークを有する信号成分から論理的に分離するのに使用されてもよい。
説明として、図２及び図３の実施形態では、第１の受動型超音波センサＳ１及び第２の受動型超音波センサＳ２を含む複数の受動型超音波センサは、それぞれ、センサ信号を放射する。センサ信号の全ては、加算器１２７において加算される。ピークが十分に分離される場合、個々の装置のピークは、検出されることができる。しかしながら、センサ信号内のサイドローブが著しく、信号分離が小さい場合、重複するサイドローブが、発生することができ、個々のセンサからの第１の信号及び第２の信号のピークよりも大きくなるように加算されてもよく、誤ったピークを生じさせる。図４の実施形態では、第１の信号の最大ピーク及び第２の信号の最大ピークのみが、下流ハードウェアに送信される。第１の信号及び第２の信号のピークの大きさが同程度である場合、良好なピーク分離は、ピークが近接している場合でさえも提供されることができる。
更に、第１の受動型超音波センサＳ１及び第２の受動型超音波センサＳ２が、異なるセンサ幾何形状を有し、したがって、異なる感度を有する場合であっても、増幅器が、同様のピーク信号を達成するように第１の受動型超音波センサＳ１又は第２の受動型超音波センサＳ２に対する増幅器利得を調整するのに使用されることができる。調整は、アナログフィルタを用いて１つ又は複数の撮像フレームにわたってピーク信号を監視し、次いで、最大回路１３１（又は別の要素）が、第１の信号及び第２の信号のうちの１つの増幅器利得を徐々に調整して所望のピーク信号に到達させるすることなどによって、自動的に実行されてもよい。増幅器利得のこのような調整は、また、下流のハードウェアに対するダイナミックレンジに対する要求を低減し、より広い範囲のセンサ感度を可能にしうる。したがって、第１の信号及び第２の信号の一方のみの増幅器利得は、調整された増幅器利得を持つ第１の信号又は第２の信号が、第１の信号及び第２の信号の他方の最大ピークに大きさが近い最大ピークを有するように、調整されることができる。
図５は、別の代表的な実施形態による、医学的介入における同時センサ追跡のための別のシステムを示す。
図５において、超音波システム１００Ｅは、第１の受動型超音波センサＳ１を中又は上に配置された第１の介入医療装置１０１と、第２の受動型超音波センサＳ２を中又は上に配置された第２の介入医療装置１０２とを含む。第１の受動型超音波センサＳ１は、データ接続を介して第１の増幅器１２１に接続され、第２の受動型超音波センサＳ２は、異なるデータ接続を介して第２の増幅器１２２に接続される。第１の増幅器１２１の出力及び第２の増幅器１２２の出力は、第１の受動型超音波センサＳ１からの第１の信号及び第２の受動型超音波センサＳ２からの第２の信号のそれぞれ（すなわち、両方）のピークの大きさを識別する最大回路１３１に再び供給される。しかしながら、図５の実施形態では、シグネチャ発生器１４１も、加算器１２７と同様に設けられる。
具体的には、図５において、シグネチャ発生器１４１及び加算器１２７は、何の検出されたピークが、第１の受動型超音波センサＳ１及び第２の受動型超音波センサＳ２のうちどの装置に属するかを決定するために使用される。どの受動型超音波センサが現在最大の信号を生成しているかは、常に既に知られており、この情報は、シグネチャ発生器１４１に送信されることができる。シグネチャ発生器１４１は、どの受動型超音波センサが最大信号を有するかに依存するユニークな信号を生成する。次いで、この信号は、後で下流のハードウェアによって復号化するために、最大センサ信号に加算される。
図５の実施形態では、シグネチャ信号は、ピーク検出と干渉すべきではない。これは、ＲＦ信号又はエンベロープ検出などによって、第１の信号及び第２の信号がどのように取り込まれるかに応じて対処されることができる。例えば、装置依存のＤＣオフセットが、ＲＦ信号に対して加算されることができる。エンベロープ検出データに対して、センサ信号の帯域幅の外側にある高周波数シグネチャが、加算されることができる。代わりに、干渉は、図２及び図３の実施形態と同様に、シグネチャ信号が未使用データセクション内に配置されるように、シグネチャ信号に時間遅延を加えることによって、回避されることができる。
上述したように、図５の実施形態では、シグネチャ発生器１４１及び加算器１２７を含むコントローラによって実行されるプロセスは、第１の信号が第１の受動型超音波センサＳ１からのものであることを識別することと、第１の信号にユニークな電子シグネチャを追加することとを含むことができる。結果として、単一チャネル追跡システム１９０（すなわち、第１の受動型超音波センサの場所及び第２の受動型超音波センサの場所を決定する）は、第１の信号を第１の受動型超音波センサＳ１からのものであると識別することができる。コントローラは、ユニークな電子シグネチャとして第１の信号に直流（ＤＣ）オフセットを加えることができる。代わりに、コントローラは、ユニークな電子シグネチャとして、第１の信号の帯域幅の外側の周波数におけるシグネチャを追加することができる。別の代替案として、コントローラは、コントローラによって実行されるプロセスが、ユニークな電子シグネチャとして第１の信号に遅延を挿入することを含むように、ユニークな電子シグネチャとして第１の信号に遅延を挿入することができる。
図６は、別の代表的な実施形態による、医学的介入における同時センサ追跡のための別のシステムを示す。
図６において、超音波システム１００Ｅは、第１の受動型超音波センサＳ１を中又は上に配置された第１の介入医療装置１０１と、第２の受動型超音波センサＳ２を中又は上に配置された第２の介入医療装置１０２とを含む。第１の受動型超音波センサＳ１は、データ接続を介して第１の増幅器１２１に接続され、第２の受動型超音波センサＳ２は、異なるデータ接続を介して第２の増幅器１２２に接続される。第１の増幅器１２１の出力及び第２の増幅器１２２の出力は、第１の受動型超音波センサＳ１からの第１の信号及び第２の受動型超音波センサＳ２からの第２の信号のそれぞれ（すなわち、両方）のピークの大きさを識別する最大回路１３１に再び供給される。しかしながら、図６の実施形態では、非線形回路１５１及びマルチプレクサ１５２が、回路に追加されている。
図６の実施形態では、図５の実施形態のようにユニークなシグネチャ信号を追加する代わりに、センサ信号自体が、非線形回路１５１を介するユニークな非線形変換を通じて送ることによって修正される。ここで再び、最大回路１３１は、第１の受動型超音波センサＳ１及び第２の受動型超音波センサＳ２のいずれが最大信号を生成しているかを検出するが、これは、現在、マルチプレクサ１５２を制御している。第１の受動型超音波センサＳ１及び第２の受動型超音波センサＳ２からの信号は、それぞれ、ユニークな／別個の変換を経て、マルチプレクサ１５２は、最大である元の変換されていない大きさを持つセンサの変換されたセンサ信号を選択する。第１の信号及び第２の信号は、両方とも増幅されるが、最大電圧センサからの信号のみが、マルチプレクサ１５２ＭＵＸによって選択される。受動型超音波センサＳ１が最大電圧を有する場合、その増幅された信号は、修正されずに通過する。受動型超音波センサＳ２が、最大電圧を有する場合、その増幅された信号は、通過される前に、非線形回路１５１によって非線形変換を経る。この非線形変換は、増幅された信号のスペクトルコンテンツを変化させ、下流側ハードウェアがどちらの受動型超音波センサからであるかを検出することを可能にする。これも、単一チャネル追跡システムが、適切な増幅された信号に対して逆変換を実行することをも可能にする。図６の実施形態のための使用可能な非線形変換のいくつかの例は、
周波数シフト
対数増幅器
絶対値（ゼロオフセット整流回路）
を含む。
図６の実施形態では、非線形回路１５１及びマルチプレクサ１５２を含むコントローラは、ユニークな非線形変換を通じて第１の信号を処理することによって第１の信号を修正する。コントローラは、第１の信号の最大ピークが第２の信号の最大ピークよりも大きい大きさを有することを決定し、第１の信号の最大ピークが第２の信号の最大ピークよりも大きい大きさを有することを決定することに基づいてのみ、ユニークな非線形変換を通じて第１の信号を処理することによって第１の信号を修正することができる。第２の信号は、第２の信号の最大ピークが第１の信号の最大ピークより大きい大きさを有する場合、ユニークな非線形変換によって修正されない。
図７は、別の代表的な実施形態による、超音波プローブからの送信パルスの圧力読み取り値を示す。
図７に示される特徴の文脈として、超音波プローブ１１０からの送信パルスは、しばしば非対称である。ピーク負圧は、超過されることができない調節限界を有するが、ピーク正圧は、より高くすることができる。図７では、超音波プローブ１１０（例えば、ハイドロホンで記録されたような水槽内の線形プローブ）によって発生される圧力パルスが、図示される。正圧と負圧の非対称性は、２つの受動型超音波センサが、受動型超音波センサの一つの極性を反転させることにより関与する場合に、利用されることができる。
図８は、図７の代表的な実施形態による、医学的介入における同時センサ追跡のための別のシステムを示す。
図８において、超音波システム１００Ｆは、第１の受動型超音波センサＳ１を中又は上に配置された第１の介入医療装置１０１と、第２の受動型超音波センサＳ２を中又は上に配置された第２の介入医療装置１０２とを含む。第１の受動型超音波センサＳ１は、データ接続を介して第１の増幅器１２１に接続され、第２の受動型超音波センサＳ２は、異なるデータ接続を介して第２の増幅器１２２に接続される。第１増幅器１２１の出力は、最大回路１３１に直接供給され、第２増幅器１２２の出力は、極性反転回路１６１を介して間接的に最大回路１３１に供給される。
図５の実施形態と同様に、図７及び図８の実施形態では、最も高い電圧を有するセンサ信号が、下流側ハードウェアに送信されるように選択される。しかしながら、ここでは、第２のセンサのための信号が、その極性を反転されている。結果として、下流のハードウェアにおいて、ピーク正電圧及びピーク負電圧は、比較されることができ、ピーク正電圧がより高い場合、信号は、受動型超音波センサＳ１から来ており、そうでない場合、受動型超音波センサＳ２から来ている。
上述したように、図７及び図８の実施形態では、極性反転回路１６１及び最大回路１３１を含むコントローラが、第１信号及び第２信号の一方のみの極性を反転する。単一チャネル追跡システム１９０は、第１の信号及び第２の信号のいずれが正のピーク最大を有するかに基づいて、第１の信号及び第２の信号を識別する。
図９は、別の代表的な実施形態による、医学的介入における同時センサ追跡のための別のシステムを示す。
図９において、超音波システム１００Ｇは、第１の受動型超音波センサＳ１を中又は上に配置された第１の介入医療装置１０１と、第２の受動型超音波センサＳ２を中又は上に配置された第２の介入医療装置１０２と、第３の受動型超音波センサＳ３を中又は上に配置された第３の介入医療装置１０３と、第４の受動型超音波センサＳ４を中に配置された第４の介入医療装置１０４とを含む。第１の受動型超音波センサＳ１は、データ接続を介して第１の増幅器１２１に接続され、第２の受動型超音波センサＳ２は、異なるデータ接続を介して第２の増幅器１２２に接続される。第３の受動型超音波センサＳ３は、データ接続を介して第３の増幅器１７３に接続され、第４の受動型超音波センサＳ４は、データ接続を介して第４の増幅器１７４に接続される。図９の実施形態では、第１の増幅器１２１の出力、第２の増幅器１２２の出力、第３の増幅器１７３の出力及び第４の増幅器１７４の出力は、全てマルチプレクサ１７６に供給される。加えて、フレームトリガ抽出回路１２９は、マルチプレクサ１７６にフレームトリガを供給するために使用される。
図９の実施形態では、マルチプレクサ１７６は、受動型超音波センサを周期的に繰り返し、追跡フレームレートは、複数の受動型超音波センサを受け入れるように減少される。抽出されたフレームトリガは、マルチプレクサ１７６ＭＵＸを１つの受動型超音波センサから次の受動型超音波センサに進めるために使用される。マルチプレクサ１７６の入力の１つは、完全な０信号（接地又はＧＮＤ）であってもよく、これは、下流のハードウェアが、任意の時間にどの受動型超音波センサが接続されるかを見出すのに役立つ。図９の実施形態は、追跡フレームレートを、装置の数に１を加えた数に対応する係数（図９に示される４つの受動型超音波センサーについての係数５）だけ減少させる。したがって、図９のコントローラによって実行されるプロセスは、マルチプレクサ１７６を用いて一度に第１増幅器１２１からの第１信号及び第２増幅器１２２からの第２信号及び第３増幅器１７３からの第３信号及び第４増幅器１７４からの第４信号のうちの１つを周期的に繰り返すことを含む。繰り返しは、第１の信号、第２の信号、第３の信号及び第４の信号の各々に対する抽出されたフレームトリガに基づいて実行されてもよい。
代わりに、フレームトリガは、マルチプレクサ１７６が固定レートで進められるように、削除されることができ、したがって、繰り返しが、固定レートで実行される。スイッチ時間は、スイッチングによって引き起こされる信号の規則的に離間されたステップ変化の場所を検出することによって、下流のハードウェアにおいて検出されることができる。フレームレートは、ＧＮＤ入力に対するマルチプレクサ１７６のタイムスパンを短くすることによって、わずかではあるが、追加的に改善されることができる。ＧＮＤ入力は、全体的にスキップされてもよく、次いで、同期パルスが、未使用データ時間ウィンドウに追加されることができる。
図９の実施形態では、フレームトリガ抽出回路及びマルチプレクサ１７６を含むコントローラは、第１の信号及び第２の信号の各々に対する抽出されたフレームトリガに基づいて、マルチプレクサ１７６を使用して１の信号及び第２の信号を一度に１つずつ周期的に繰り返す。代わりに、コントローラは、固定されたレートでマルチプレクサ１７６を使用して、第１の信号及び第２の信号を一度に１つずつ周期的に繰り返す。
図１０は、別の代表的な実施形態による、医学的介入における同時センサ追跡のための別のシステムを示す。
図１０において、超音波システム１００Ｇは、第１の受動型超音波センサＳ１を中又は上に配置された第１の介入医療装置１０１と、第２の受動型超音波センサＳ２を中又は上に配置された第２の介入医療装置１０２とを含む。第１の受動型超音波センサＳ１は、データ接続を介して第１の増幅器１２１に接続され、第２の受動型超音波センサＳ２は、異なるデータ接続を介して第２の増幅器１２２に接続される。図１０の実施形態では、第１増幅器１２１の出力及び第２増幅器１２２の出力は、両方とも、最大回路１８１に供給される。
図１０では、第１の信号及び第２の信号のうち最大のものが、検出され、下流のハードウェアに転送される。加えて、最大回路は、最大信号検出器として動作し、どの受動型超音波センサが最大信号を発生しているかを識別し、この受動型超音波センサを示すバイナリコードのようなデジタルコードを作成する。次いで、バイナリコードは、デジタルバスを介して下流のハードウェアに送信される。図１０における実施形態の実施は、唯一のチャネルを介してセンサ信号に加えてデジタル信号を受け入れるために、下流側ハードウェアに小さな修正を必要としてもよい。しかしながら、単一チャネル追跡システム１９０に対する修正は、軽微であってもよく、ユニバーサルシリアルバス（ＵＳＢ）変換器へのデジタル入力を使用し、それを下流ハードウェア上の追加のＵＳＢスロットに入れて、達成されることができる。
図１０の実施形態では、バイナリコードは、２つの受動的超音波センサに対してのみ１ビットであってもよい。例えば、バイナリコードは、第１の受動型超音波センサＳ１に対して０であってもよく、第２の受動型超音波センサＳ２に対して１であってもよい。デジタルバスは、単なる信号ワイヤであってもよい。８個の受動型超音波センサを用いても、３ビットコードのみが必要とされ、このコードは、３本のワイヤ上で並列に送信されるか、又は単一の信号線上で直列に、又はＲＳ２３２のような標準的なユニバーサルシリアルバスを介して送信されるかのいずれかであることができる。更に、オーディオ／マイクロフォン入力であっても、下流側ハードウェア上の既存の入力のみを使用する場合に使用されてもよく、周波数又は振幅は、変調されて、受動型超音波センサを示すことができる。
医学的介入における同時センサ追跡は、様々な臨床応用のための超音波ガイダンス下での複数の装置の同時追跡を可能にする。例えば、アブレーション装置は、アブレーション装置の最適な配置のために各々が局所化された独立したプロングを有することができる。心房細動の治療では、アブレーションカテーテル及びラッソカテーテルの両方が、超音波下で同時に追跡されることができる。同時追跡は、単一のセンサ入力のみを有する初期追跡システムでさえも、これらの初期システムを、本明細書に記載されるような信号結合器１２０で改良することによって実行されることができる。このような改良は、高い費用対効果を持つことができ、技術者からの訪問又は単一のセンサ入力のみを有する追跡システムの修正を必要としない。
本明細書に記載されるコントローラは、回路の素子、構成要素及び装置の異なる組み合わせによって実装される。しかしながら、コントローラが、単一チャネル追跡システム１９０とインタフェースし、複数の受動型超音波センサからの信号を組み合わせることができる限り、コントローラは、命令を実行するプロセッサと、命令を格納するメモリとの組み合わせによって実装されてもよい。
医学的介入における同時センサ追跡は、いくつかの例示的な実施形態を参照して説明されたが、使用された用語は、限定の用語ではなく、説明及び例示の用語であることを理解されたい。変化は、その態様における医学的介入における同時センサ追跡の範囲及び精神から逸脱することなく、現在提示されており、補正される添付の特許請求の範囲の範囲内でなされてもよい。医学的介入における同時センサ追跡が、特定の手段、材料、及び実施形態を参照して説明されたが、医学的介入における同時センサ追跡は、開示された詳細に限定されることを意図するものではなく、むしろ、医学的介入における同時センサ追跡は、添付の特許請求の範囲内にあるような、機能的に同等の全ての構造、方法、及び使用に及ぶ。
本明細書に記載される実施形態の例示は、様々な実施形態の構造の一般的な理解を提供することを意図される。図は、本明細書に記載された開示の要素及び特徴の全ての完全な説明として役立つことを意図されたものではない。多くの他の実施形態は、本開示を検討すると当業者には明らかであろう。他の実施形態は、構造的及び論理的な置換及び変化が、本開示の範囲から逸脱することなく、行うことができるように、使用され、本開示から導出されてもよい。加えて、図は、単に代表的なものであり、一定の縮尺で描かれていなくてもよい。図中の特定の比率は、誇張されてもよいが、他の比率は、最小化されてもよい。したがって、開示及び図面は、限定的ではなく例示的であると見なされるべきである。
本開示の１つ又は複数の実施形態は、本明細書では、単に便宜上、かつ本出願の範囲を任意の特定の発明又は発明概念に自発的に限定することを意図することなく、「発明」という用語によって、個別に及び／又は集合的に、言及され得る。更に、特定の実施形態が、ここに図示及び説明されたが、同じ又は同様の目的を達成するように設計された任意の後続の構成が、図示された特定の実施形態に対して置き換えられてもよいことを理解されたい。本開示は、様々な実施形態の任意の及び全ての後続の適合又は変形を包含することが意図される。上記の実施形態及び本明細書に具体的に記載されていない他の実施形態の組み合わせは、説明を検討すると当業者には明らかになるであろう。
開示の要約は、３７Ｃ．Ｆ．Ｒ§１．７２（ｂ）を遵守するために提供され、かつ、請求項の範囲又は意味を解釈又は限定するために使用されないという理解をもって提出される。加えて、前述の詳細な説明では、様々な特徴が、開示を合理化する目的で、一緒にグループ化されるか、又は単一の実施形態で説明されてもよい。本開示は、請求される実施形態が、各請求項に明示的に列挙されるよりも多くの特徴を必要とするという意図を反映するものとして解釈されるべきではない。むしろ、以下の請求項が反映するように、本発明の主題は、開示される実施形態のいずれかの特徴の全てよりも少ないものに向けられ得る。したがって、以下の請求項は、詳細な説明に組み込まれ、各請求項は、別個に請求された主題を定義するものとして自立する。
開示された実施形態の前述の説明は、当業者が本開示に記載された概念を実施することを可能にするように提供される。したがって、上記で開示された主題は、例示的であり、限定的ではないと見なされるべきであり、添付の請求項は、本開示の真の精神及び範囲内に入る、全てのそのような修正、拡張、及び他の実施形態を包含することを意図される。したがって、法律で認められる最大限の範囲において、本開示の範囲は、以下の請求項及びそれらの均等物の最も広い許容可能な解釈によって決定されるべきであり、前述の詳細な説明によって制限又は限定されるべきではない。

Claims (20)

  1. 医学的介入において複数のセンサを同時に追跡するためのコントローラにおいて、
    前記コントローラが、回路を有し、前記回路は、前記コントローラに、
    前記医学的介入において使用される第１の介入医療装置の第１の受動型超音波センサから、前記第１の受動型超音波センサの場所を示す第１のセンサ情報を有する第１の信号を受信することと、
    前記医学的介入において使用される第２の介入医療装置の第２の受動型超音波センサから、前記第２の受動型超音波センサの場所を示す第２のセンサ情報を有する第２の信号を受信することと、
    唯一のチャネル上の送信のために前記第１の信号及び前記第２の信号を組み合わせることと、
    前記唯一のチャネルを介して前記第１の受動型超音波センサの場所及び前記第２の受動型超音波センサの場所を決定し、前記第１の信号及び前記第２の信号を受信するために１つのチャネルのみを有するシステムに対して、前記唯一のチャネル上で前記第１の信号及び前記第２の信号を提供することと、
    を有するプロセスを実行させる、
    コントローラ。
  2. 前記コントローラによって実行される前記プロセスは、更に、
    前記第１の信号及び前記第２の信号のうち１つのみに遅延を挿入すること、
    を有する、請求項１に記載のコントローラ。
  3. 前記遅延は、前記第１の受動型超音波センサの場所及び前記第２の受動型超音波センサの場所を決定する前記システムによって除去される、
    請求項２に記載のコントローラ。
  4. 前記コントローラによって実行される前記プロセスは、更に、
    前記第１の信号の最大ピーク及び前記第２の信号の最大ピークを分離することと、
    前記第１の信号の最大ピーク及び前記第２の信号の最大ピークよりも小さいピークを有する信号成分をフィルタリングすることと、
    前記第１の受動型超音波センサの場所及び前記第２の受動型超音波センサの場所を決定する前記システムに、前記第１の信号の最大ピーク及び前記第２の信号の最大ピークを有する信号成分のみを供給することと、
    を有する、請求項１に記載のコントローラ。
  5. 前記コントローラによって実行される前記プロセスは、更に、
    調整された増幅器利得を持つ前記第１の信号又は前記第２の信号が、前記第１の信号及び前記第２の信号の他方の最大ピークに大きさが近い最大ピークを有するように、前記第１の信号及び前記第２の信号の一方のみの増幅器利得を調整すること、
    を有する、請求項４に記載のコントローラ。
  6. 前記コントローラによって実行される前記プロセスは、更に、
    前記第１の信号が前記第１の受動型超音波センサからのものであることを識別し、前記第１の受動型超音波センサの場所及び前記第２の受動型超音波センサの場所を決定するシステムが、前記第１の受動型超音波センサからのものであるとして前記第１の信号を識別することができるように、前記第１の信号にユニークな電子シグネチャを加えること、
    を有する、請求項１に記載のコントローラ。
  7. 前記コントローラによって実行される前記プロセスは、更に、
    前記ユニークな電子シグネチャとして直流オフセットを前記第１の信号に加えること、
    を有する、請求項６に記載のコントローラ。
  8. 前記コントローラによって実行される前記プロセスは、更に、
    前記ユニークな電子シグネチャとして、前記第１の信号の帯域幅の外側の周波数においてシグネチャを加えること、
    を有する、請求項６に記載のコントローラ。
  9. 前記コントローラによって実行される前記プロセスは、更に、
    前記ユニークな電子シグネチャとして前記第１の信号に遅延を挿入すること、
    を有する、請求項６に記載のコントローラ。
  10. 前記コントローラによって実行される前記プロセスは、更に、
    ユニークな非線形変換を通じて前記第１の信号を処理することによって前記第１の信号を修正すること、
    を有する、請求項１に記載のコントローラ。
  11. 前記コントローラによって実行される前記プロセスは、更に、
    前記第１の信号の最大ピークが前記第２の信号の最大ピークよりも大きい大きさを有することを決定し、前記第１の信号の最大ピークが前記第２の信号の最大ピークよりも大きい大きさを有することを決定することに基づいてのみ、前記ユニークな非線形変換を通して前記第１の信号を処理することによって前記第１の信号を修正すること、
    を有し、
    前記第２の信号の最大ピークが前記第１の信号の最大ピークより大きい大きさを有する場合には、前記第２の信号は、ユニークな非線形変換によって修正されない、
    請求項１０に記載のコントローラ。
  12. 前記コントローラによって実行される前記プロセスは、更に、
    前記第１の信号及び前記第２の信号の一方のみの極性を反転すること、
    を有する、請求項１に記載のコントローラ。
  13. 前記システムは、前記第１の信号及び前記第２の信号のいずれが正のピーク最大を有するかに基づいて、前記第１の信号及び前記第２の信号を識別する、請求項１２に記載のコントローラ。
  14. 前記コントローラによって実行される前記プロセスは、更に、
    前記第１の信号及び前記第２の信号の各々に対する抽出されたフレームトリガに基づいてマルチプレクサを使用して一度に前記第１の信号及び前記第２の信号のうちの１つのみを周期的に繰り返すこと、
    を有する、請求項１に記載のコントローラ。
  15. 前記コントローラによって実行される前記プロセスは、更に、
    固定されたレートでマルチプレクサを使用して、一度に前記第１の信号及び前記第２の信号のうち１つのみを周期的に繰り返すこと、
    を有する、請求項１に記載のコントローラ。
  16. 前記コントローラによって実行される前記プロセスは、更に、
    前記第１の信号及び前記第２の信号のどちらがより大きいかを決定することと、
    前記第１の信号及び前記第２の信号のどちらがより大きいかを示すデジタルコードを発生及び送信することと、
    を有する、請求項４に記載のコントローラ。
  17. 医学的介入において複数のセンサを同時に追跡するためのコントローラの作動方法において、
    前記コントローラが、前記医学的介入において使用される第１の介入医療装置の第１の受動型超音波センサから、前記第１の受動型超音波センサの場所を示す第１のセンサ情報を有する第１の信号を受信するステップと、
    前記コントローラが、前記医学的介入において使用される第２の介入医療装置の第２の受動型超音波センサから、前記第２の受動型超音波センサの場所を示す第２のセンサ情報を有する第２の信号を受信するステップと、
    前記コントローラが、唯一のチャネル上の送信のために前記第１の信号及び前記第２の信号を組み合わせるステップと、
    前記コントローラが、前記第１の受動型超音波センサの場所及び前記第２の受動型超音波センサの場所を決定するシステムであって、前記第１の信号及び前記第２の信号を受信するために前記唯一のチャネルを有するシステムに対して前記唯一のチャネル上で前記第１の信号及び前記第２の信号を提供するステップと、
    を有する方法。
  18. 医学的介入において複数のセンサを同時に追跡するシステムにおいて、 前記システムは、
    第１の受動型超音波センサを有する第１の介入医療装置と、
    第２の受動型超音波センサを有する第２の介入医療装置と、
    請求項１乃至１６のいずれか一項に記載の回路を含むコントローラと、
    を有するシステム。
  19. 請求項１乃至１６のいずれか一項に記載のコントローラから前記第１の信号及び前記第２の信号を受信する前記唯一のチャネルを有するシステムにおいて、前記システムは、前記第１の信号及び前記第２の信号から前記第１の受動型超音波センサの場所及び前記第２の受動型超音波センサの場所を決定するように構成される、システム。
  20. 前記システムは、前記第１の信号及び前記第２の信号から前記第１の受動型超音波センサの場所及び前記第２の受動型超音波センサの場所を決定する前記第１の信号及び前記第２の信号のうちの一方のみに挿入された遅延を除去するように更に構成される、請求項１９に記載のシステム。
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