特許 6941145 ２次元画像上の３次元画像データの可視化

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6941145

(24)【登録日】2021年9月7日

(45)【発行日】2021年9月29日

(54)【発明の名称】２次元画像上の３次元画像データの可視化

(51)【国際特許分類】

   A61B 6/03 20060101AFI20210916BHJP

   A61B 5/055 20060101ALI20210916BHJP

   A61B 34/20 20160101ALI20210916BHJP

【ＦＩ】

   A61B6/03 377

   A61B6/03 360G

   A61B6/03 360N

   A61B5/055 380

   A61B5/055 390

   A61B34/20

【請求項の数】17

【外国語出願】

【全頁数】19

(21)【出願番号】特願2019-189926(P2019-189926)

(22)【出願日】2019年10月17日

(65)【公開番号】特開2020-99672(P2020-99672A)

(43)【公開日】2020年7月2日

【審査請求日】2020年2月17日

(31)【優先権主張番号】62/748,168

(32)【優先日】2018年10月19日

(33)【優先権主張国】US

(31)【優先権主張番号】16/591,332

(32)【優先日】2019年10月2日

(33)【優先権主張国】US

(73)【特許権者】

【識別番号】596130705

【氏名又は名称】キヤノン ユーエスエイ，インコーポレイテッド

【氏名又は名称原語表記】ＣＡＮＯＮ Ｕ．Ｓ．Ａ．，ＩＮＣ

(74)【代理人】

【識別番号】100090273

【弁理士】

【氏名又は名称】國分 孝悦

(72)【発明者】

【氏名】中村 仁

(72)【発明者】

【氏名】ダニエルズ バレット

(72)【発明者】

【氏名】ボニラス ヴァカ アントニオ

(72)【発明者】

【氏名】サロット ウェイン クリストファー

(72)【発明者】

【氏名】ルドルフ カールソン モーガン

【審査官】 松岡 智也

(56)【参考文献】

【文献】 特開２００３−０１０１４９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特表２０１４−５２６９４６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 米国特許出願公開第２０１７／０３３７３３６（ＵＳ，Ａ１）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ａ６１Ｂ ５／０５５、６／００−６／１４

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

２次元画像スライスのスタックを含む３次元画像セットを取得し、
前記３次元画像セットにおける少なくとも１つの関心領域又は少なくとも１つの目標点の位置を取得し、
前記３次元画像セットにおける少なくとも１つの挿入点の位置を取得し、
ディスプレイに、前記３次元画像セットからの第１の２次元画像スライスを表示させ、
前記ディスプレイに、前記第１の２次元画像スライスと同時に、インジケータバーを表示させるように動作するプロセッサを備え、
前記インジケータバーは、
前記３次元画像セット内の前記第１の２次元画像スライスの位置と、
前記３次元画像セット内の前記少なくとも１つの関心領域又は少なくとも１つの目標点の前記位置と、
前記３次元画像セットを伴う前記挿入点の前記位置と、
を示す、画像処理装置。

【請求項2】

前記プロセッサは、
前記目標点と前記挿入点とをつなげる参照軌道と、
ツールが前記挿入点から到達可能なボリュームを表す到達可能ゾーンと、
前記第１の２次元画像スライス上の１つ以上の基準マーカの位置と、
のうちの少なくとも１つを生成し、前記第１の２次元画像スライス上に表示する、請求項１に記載の画像処理装置。

【請求項3】

前記画像における前記少なくとも１つの関心領域又は少なくとも１つの目標点と、前記少なくとも１つの挿入点とは、表示された前記第１の２次元画像スライスにおいて位置を選択するためのユーザ入力を受け取るのに応答して決定される、請求項１に記載の画像処理装置。

【請求項4】

前記３次元画像セットは、超音波画像セット、コンピュータ断層撮影（ＣＴ）画像セット又は磁気共鳴（ＭＲ）画像セットである、請求項１に記載の画像処理装置。

【請求項5】

前記第１の２次元画像スライスに針ガイドデバイスのデジタル表現がオーバーレイされる、請求項１に記載の画像処理装置。

【請求項6】

前記プロセッサは、１つ以上のユーザ入力デバイスから、前記画像における前記少なくとも１つの関心領域又は少なくとも１つの目標点の前記位置と、前記少なくとも１つの挿入点の前記位置とを取得する、請求項１に記載の画像処理装置。

【請求項7】

前記プロセッサは、表示された前記第１の２次元画像スライスにスーパーインポーズされた前記関心領域及び前記挿入点を表示する、請求項１に記載の画像処理装置。

【請求項8】

前記３次元画像セット内の第２の２次元画像スライスを含む望ましい観察位置を入力するための入力手段を更に備え、前記プロセッサは更に、前記ディスプレイに、３次元画像セットからの前記第２の２次元画像スライスを表示させる、請求項１に記載の画像処理装置。

【請求項9】

針配置のプロセス、計画又はアセスメントをサポートするための画像処理装置であって、
２次元画像スライスのスタックを含む３次元画像セットを取得し、
前記３次元画像セットにおける少なくとも１つの関心領域又は少なくとも１つの目標点の位置を取得し、
前記３次元画像セットにおける少なくとも１つの挿入点の位置を取得し、
ディスプレイに、前記３次元画像セットからの第１の２次元画像スライスを表示させ、
前記ディスプレイに、前記第１の２次元画像スライスと同時に、インジケータバーを表示させるように動作するプロセッサを備え、
前記インジケータバーは、
前記３次元画像セット内の前記第１の２次元画像スライスの位置と、
前記３次元画像セット内の前記少なくとも１つの関心領域又は少なくとも１つの目標点の前記位置と、
前記３次元画像セットを伴う前記挿入点の前記位置と、を示し、
前記プロセッサは、前記ディスプレイに、３次元画像セットからの第２の２次元画像スライスを表示させる、画像処理装置。

【請求項10】

経皮的プローブ治療のための計画をするための画像処理装置の作動方法であって、
前記画像処理装置が、２次元画像スライスのスタックを含む３次元画像セットを取得することと、
前記画像処理装置が、前記３次元画像セットにおける少なくとも１つの関心領域又は少なくとも１つの目標点の位置を取得することと、
前記画像処理装置が、前記３次元画像セットにおける少なくとも１つの挿入点の位置を取得することと、
前記画像処理装置が、ディスプレイに、前記３次元画像セットからの第１の２次元画像スライスを表示させることと、
前記画像処理装置が、前記ディスプレイに、前記第１の２次元画像スライスと同時に、インジケータバーを表示させることと、を含み、
前記インジケータバーは、
前記３次元画像セット内の前記第１の２次元画像スライスの位置と、
前記３次元画像セット内の前記少なくとも１つの関心領域又は少なくとも１つの目標点の前記位置と、
前記３次元画像セットを伴う前記挿入点の前記位置と、を示す、方法。

【請求項11】

前記プロセッサに、
前記目標点と前記挿入点とをつなぐ参照軌道と、
ツールが前記挿入点から到達可能なボリュームを表す到達可能ゾーンと、
前記第１の２次元画像スライス上の１つ以上の基準マーカの位置と、
のうちの少なくとも１つを、前記第１の２次元画像スライスに表示させることを更に含む、請求項１０に記載の方法。

【請求項12】

少なくとも１つのユーザ入力を受け取って、前記画像における少なくとも１つの関心領域又は少なくとも１つの目標点の前記位置と、前記少なくとも１つの挿入点の位置とを取得することを更に含む、請求項１０に記載の方法。

【請求項13】

３次元画像セットを取得することは、治療される対象の超音波画像セット、コンピュータ断層撮影（ＣＴ）画像セット及び磁気共鳴（ＭＲ）画像セットのうちの少なくとも１つを取得することを含む、請求項１０に記載の方法。

【請求項14】

前記第１の２次元画像スライスに針ガイドデバイスのデジタル表現をオーバーレイすることを更に含む、請求項１０に記載の方法。

【請求項15】

前記第１の２次元画像スライスの表示を、前記インジケータバー上の入力デバイスによって定められた位置に対応するように変えることを更に含む、請求項１０に記載の方法。

【請求項16】

命令を有するイメージングアプリケーションを記憶したイメージングサーバであって、前記命令は、プロセッサによって実行されると、前記イメージングサーバに請求項１０に記載の方法を実行させる、イメージングサーバ。

【請求項17】

イメージングサーバに請求項１０に記載の方法を実行させるためのイメージングアプリケーションを記憶した、非一時的コンピュータ可読記憶媒体。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

関連出願への相互参照
本願は、２０１８年１０月１９日に出願された米国特許出願第６２／７４８，１６８号に関し、かつ優先権を主張し、その開示全体が参照により全体として本明細書に組み込まれる。

【0002】

本開示は、概して医療イメージングに関し、より詳細には、針誘導に外部デバイスを用いる低侵襲処置を計画し実施するためのシステム、方法及びデバイスに関する。

【背景技術】

【0003】

低侵襲医療処置は、入院期間の短縮及び患者の生活の質の向上を理由に、医学界においてますます人気が高まっている。例えば、インターベンショナル・オンコロジーの分野では、処置の低侵襲性と、その結果としての患者の回復期間の短縮を理由に、外科的切除よりも経皮的アブレーションが好まれることが多い。

【0004】

医用画像は、医師が低侵襲処置や他の処置の計画、実行及び術後分析を行うときの助けとなる。有用である一部のイメージングモダリティとしては、超音波イメージング、コンピュータ断層撮影法（ＣＴ）及び磁気共鳴画像法（ＭＲＩ）が挙げられる。医用画像は、処置の実行中に患者に対して様々な器具を誘導する際の助けとなるように使用することもできる。

【0005】

計画時、低侵襲画像誘導式針インターベンション（生検、アブレーション療法等）では、通常、ＣＴやＭＲＩ等のモダリティの医用画像において、目標の病変又は解剖学的構造が特定される。針軌道の計画を立てるために、通常、皮膚表面上の挿入点も、医用画像において特定される。計画軌道に沿って針を向けるときの助けとなるように、誘導デバイスが使用され、患者の皮膚上又はその近くに位置付けられることがある。針の長さに加えてデバイスの幾何学的形状により、到達可能エリアが制限されることになるので、選ばれた挿入点から目標が到達可能であるかどうかを決定するために、デバイスの知識、経験及び画像データ上の測定値に基づいて心象（mental picture）が形成される。誘導デバイスを用いた処置の間、デバイスが患者に配置され、新しい画像が取得され、それに基づいてデイバスを特定し、画像空間に対してレジストレーションすることができる。そして、目標が到達可能であるかどうかを確認することができる。

【0006】

しかしながら、医用画像は、一般に、患者の解剖学的構造に対して断面でスキャンされ（例えば、患者はＣＴ又はＭＲＩのボア内のガントリに横たわる）、目標病変と皮膚進入点との相対位置を考慮することなく、断面画像が得られる。よって、スクリーンで２次元画像を見るとき、目標病変と、皮膚進入点と、インターベンションに影響を及ぼす可能性のある任意の重要構造又は他の特徴との関係を可視化し理解することが、難しいことがある。

【0007】

よって、従来のシステムでは、目標到達可能性の評価の計画時に、イメージングソフトウェアにおいてデバイス配置をシミュレーションする準備をすることなく、十分な単純さと正確性で処置を計画し、実行し、かつその有効性を分析する能力には、限界がある。よって、針誘導デバイスが患者に配置され、撮像され、画像空間に対してレジストレーションされる前に、デバイスを用いて選ばれた挿入点から目標点が到達可能であることを確かめることは、困難である。

【0008】

米国特許第９，７１０，１４６号、米国特許出願公開第２０１１／０００７０７１号当は、３次元データセットの中から関心画像を選択する際にユーザをサポートする画像表示制御のためのシステム及び方法を提供しているが、それは、針誘導に関して低侵襲処置を計画し実施する単純で直観的な方法を考慮していない。

【0009】

よって、上述した問題を解決するためのデバイス、システム及び方法が必要である。

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0010】

したがって、本開示の幅広い目的は、臨床医が２Ｄディスプレイ上で３Ｄ画像を簡単に可視化できるようにして、計画、実行及び評価の技術を提供するためのデバイス、システム及び方法を提供することである。

【課題を解決するための手段】

【0011】

本開示は、針配置のプロセス、計画又はアセスメントをサポートするための画像処理装置及び使用方法を提供し、画像処理装置はプロセッサを備え、プロセッサは、２次元画像スライスのスタックを含む３次元画像セットを取得し、３次元画像セットにおける少なくとも１つの関心領域又は少なくとも１つの目標点の位置を取得し、３次元画像セットにおける少なくとも１つの挿入点の位置を取得し、ディスプレイに、３次元画像セットからの第１の画像スライスを表示させ、ディスプレイに、第１の画像スライスと同時に、インジケータバーを表示させるように動作し、インジケータバーは、３次元画像セット内の第１の２次元画像スライスの位置と、３次元画像セット内の少なくとも１つの関心領域又は少なくとも１つの目標点の位置と、３次元画像セットを伴う挿入点の位置とを示す。

【0012】

また、本明細書に記載の装置及び／又はプロセッサを使用することによる、経皮的プローブ治療のための可視化、計画又は治療のための方法も提供される。他の実施形態は、命令を有するイメージングアプリケーションを記憶するサーバであって、命令は、プロセッサによって実行されると、サーバに本明細書に記載の方法を実行させる、サーバを含む。更に他の実施形態は、イメージングサーバに本明細書に記載の方法を実行させるためのイメージングアプリケーションを記憶する非一時的コンピュータ可読記憶媒体を含む。

【0013】

１つ以上の実施形態において、本明細書に記載の計画、実行及び評価の装置及びシステム並びに方法と併せて、米国特許第９，２２２，９６６号、米国特許第９，８６７，６６７号、米国特許第９，８６７，６７３号、米国特許出願公開第２０１４／０２７５９７８号、米国特許出願公開第２０１６／００７４０６３号、米国特許出願公開第２０１７／００７１６２６号、米国特許出願公開第２０１７／００３０５５７号、米国特許出願公開第２０１７／００００５８１号、米国特許出願公開第２０１７／０１７２４５８号、国際公開ＷＯ２０１７／１８０６４３及び国際公開ＷＯ２０１８／０７５６７１（そのそれぞれが参照により全体として本明細書に組み込まれる）に記載のデバイスが用いられてよい。

【0014】

本開示の１つ以上の実施形態によれば、可視化、計画、実行及び評価の装置及びシステム、並びに方法及び記憶媒体は、病変、腫瘍、重要構造等の生体オブジェクトを特徴付け、かつ／又は治療するように動作することができる。

【0015】

本開示の少なくとも別の態様によれば、本明細書で論じられる計画、実行及び評価の技術、システム及び方法は、コストを削減するためにその中の構成要素の数を削減又は最小化することにより、計画、実行及び評価のデバイス、システム及び記憶媒体の製造及びメンテナンスの少なくとも一方のコストを削減するために、採用することができる。

【0016】

本開示の他の態様によれば、計画、実行及び評価のための１つ以上の追加のデバイス、１つ以上のシステム、１つ以上の方法及び１つ以上の記憶媒体が本明細書において論じられる。本開示の更なる特徴は、添付の図面を参照して、以下の説明から、部分的に理解可能となり、部分的に明らかになるであろう。

【0017】

本開示の様々な態様を説明する目的のために、同様の数字は同様の要素を示し、採用され得る簡略化された形態が図面に示されるが、開示は示された正確な配置及び手段によって限定されず、又はそれらに限定されないことが理解される。関連分野の当業者が本明細書の主題を作製及び使用することを支援するために、添付の図面及び図を参照する。

【図面の簡単な説明】

【0018】

【図1】図１は、本開示の１つ以上の態様による、針配置を実行するためのシステムの実施形態を示す概略図である。

【図2】図２は、ＣＴスキャンにおける複数のスライス画像の概略図である。

【図3(A)】図３（Ａ）は、３Ｄ情報及びインジケータバーを提供するオーバーレイを含むＣＴスキャンの図示である。

【図3(B)】図３（Ｂ）は、図３（Ａ）からのサイドバー及び関心領域の拡大図である。

【図4】図４（Ａ）、図４（Ｂ）及び図４（Ｃ）は、インジケータバーの様々な実施形態の図示である。

【図5】図５は、３Ｄ情報を提供するオーバーレイを含むＣＴスキャンを提供する、計画ソフトウェアの例示的なスクリーンショットである。

【図6】図６は、本開示の１つ以上の態様による、アブレーション及び／又は針誘導の計画及び／又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7】図７は、いくつかの実施形態による、画像ソフトウェアと、針ガイドデバイスのロボット制御サーバと、ＭＲＩスキャナを含むＭＲＩシステムとを含む針ガイドデバイスシステムについての例示的なシステム図である。

【図8】図８は、いくつかの実施形態による例示的なコンピュータシステムを示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0019】

以下、図面を参照して、例示的な実施形態について説明する。本発明は、画像データの可視化の向上をもたらし、画像データは、３次元（３Ｄ）画像セットの２次元スライスである。多くの臨床医は、難なく様々なスライスに目を通して、関心領域及び周辺組織を理解するが、計画及び／又は処置が複雑になるにつれて、２次元（２Ｄ）画像を見る際に３Ｄ画像セットからの情報を可視化する能力が重要になる。

【0020】

例えば、実施形態によっては、臨床医が作業を計画し、実行し、かつ／又は評価する。図１は、表示画像データ１００と、モデルシステム及びカート１１０と、デバイスモデル１２０と、表示画像データ１００にオーバーレイすることのできるレジストレーションされたデバイスモデル１３０とを備えるシステムを示す。実施形態によっては、計画画像データ１００は、イメージングシステム（ＣＴ、ＭＲＩ等）１４０から得られる３次元画像セットである。いくつかの好適な実施形態では、３次元画像セットは、診断及び／又は治療を要するオブジェクトの医用画像データセットである。画像ソフトウェアは、目標位置及び挿入点位置を設定することにより針軌道を定めることによって、診断及び／又は治療処置における計画と補助又は自動化を可能にすることができる。更に、イメージングソフトウェアは、針軌道及び表示画像データ１００に基づき、挿入深さを計算してよい。実施形態によっては、イメージングソフトウェアは、デバイスモデル１２０を含む。デバイスモデル１２０は、処置で用いられる物理的誘導デバイスの３Ｄモデル表現である。物理的誘導デバイスは、処置の準備中又は実行中に、針、プローブ又は他の医療デバイスを誘導するのに適した任意のデバイスであってよい。針は、処置に適したサイズ又は長さの任意の針であってよい。実施形態によっては、複数の針の各針又は他の医療デバイスに対応するデータが、イメージングソフトウェアに含まれるそれぞれのデバイスモデルとして、コンピュータシステムに記憶される。

【0021】

画像データ１００は、臨床医２００に提示される２Ｄ画像と、概して患者のベッドに対応するアキシャル方向２２０に沿って延びる３Ｄデータセット２１０とを備える（図２）。

【0022】

図３（Ａ）及び図３（Ｂ）は、患者３００の２Ｄ ＣＴ画像を提供する。この画像では、目標点３１０と挿入点３２０の両方が特定されている。プローブ軌道３４０は、目標点３１０と挿入点３２０との間の線として定められる。破線は、他の２Ｄスライス３４０におけるプローブ軌道を提供する。

【0023】

画像２Ｄ画像３００の横にインジケータバー３５０が提供され、３Ｄ画像データセットにおけるスライス画像の位置が示される。可視化されたスライス３６０の位置を太線（又は異なる色、マーク、点滅線等）で示すのに加えて、複数のスライスを通る関心領域３７０の深さもサイドバーに示される。これにより、特に深さ情報の描写に関して、容易な視認、計画及び処置が促される。なぜなら、医師又は技術者が２Ｄ画像スライスを連続して見ることによって３Ｄ画像セットを見るとき、２Ｄ画像では、画像内の様々な特徴の深さの容易な理解が促されないからである。図３（Ａ）のＣＴ画像スライスでは、スライスの厚さは、インジケータバー３５０上の線の間隔によって示される。３次元画像セット内のスライスの数は、ステータスバーにおける横線の数によって示される。

【0024】

よって、イメージング装置及びソフトウェアは、例えば、１つ以上の生検プローブ又はアブレーションプローブの挿入の計画、実行及び評価を可能にする。ソフトウェアは、イメージングシステム１４０（例えばＣＴスキャナ）によってスキャンされた画像をロードし、それをディスプレイ１００に示すことができる。医師又は技術者等の臨床医は、計画情報（例えば挿入点、目標点）を設定することができる。

【0025】

スライス画像３００を表示するために、イメージングソフトウェアは、イメージングシステム１４０によってスキャンされたアキシャルスライスのうちの１つをディスプレイに描画する。また、イメージングソフトウェアは、どのアキシャルスライスが表示されるかについての情報を提供するインジケータバー３５０も描画する。この実施形態では、バー３５０は、スライスの左側にオーバーレイされる。しかしながら、他の実施形態では、インジケータバー３５０は、例えばスライス画像の上、下又は右側に位置してよい。更に、実施形態によっては、インジケータバー３５０の位置は、入力デバイスを介して（例えば、インジケータバーをクリック又はドラッグすることによって）、ユーザによって移動されてよい。他の実施形態では、バーの長さ全体を大きく又は小さく（すなわち、３次元画像セットのより広い範囲又はより狭い範囲を）見るために、インジケータバー３５０の中身がズームイン又はズームアウトされてよい。

【0026】

表示されている画像３００は、入力デバイスを用いてユーザによって制御されてよい。インジケータバー３５０は、インジケータバー３５０によって示された３次元画像セット全体の中でスライス３６０をマークすることによって、イメージングシステム１４０によって提供された３Ｄ画像データ内のスライス３６０の位置を提供する。この特徴により、ユーザは、どの画像スライス３００がディスプレイに示されているかを知ることができる。また、ソフトウェアは、図３（Ａ）の左上に示されるように、スライス情報３８０（例えば厚さ、スライスの数）を示してもよい。入力デバイスは、例えばマウス、タッチスクリーン、キーボード、キーパッド、マイクロフォン、モニタ、スピーカ、スチルカメラ、スタイラス、タブレット、タッチスクリーン、トラックボール、ビデオカメラ、又は他の動作センサ等であってよい。

【0027】

使用時、ユーザが様々なスライス画像３００をスクロールする、又は他の方法で進むのに従って、可視化されたスライス３６０の位置はインジケータバー３５０に沿って動いて、そのスライスが他のスライス画像に対してどこにあるかを示す。ユーザが入力デバイスを用いてインジケータバー３５０に沿ってスクロールするのに従って、スライド画像３００は、可視化されたスライス３６０としてインジケータバー３５０上に示されたスライスのスライス画像に対応するように変わる。同様に、追加の２次元画像が表示される場合、表示されている画像は、インジケータバー３５０上に示されたスライスのスライス画像に対応するように変わってよい。

【0028】

参照により本明細書に組み込まれる米国特許出願公開第２０１９／０００８５９１号に記載のイメージングソフトウェア等のイメージングソフトウェアにより、ユーザは、腫瘍等の目標位置を指定することができる。ユーザが例えばそれぞれの関連スライス内の腫瘍をクリックした後、イメージングソフトウェアは、指定されたゾーンを表示されているスライス画像３００にオーバーレイし、ステータスバー３５０を更新して、腫瘍の深さを示す。この情報は、ユーザが、生検又は治療のために計画を立て、１つ以上の軌道を定めるために使用することができる。

【0029】

治療又は生検に２つ以上の針が用いられる場合、例えばアブレーション療法に用いられる針の各々に対応するように、２つ以上の目標点又は２つ以上の挿入点の表示が存在してよい。ユーザは、例えば、ポインタ要素でスライス画像をクリックすることによって、又は、タッチ機能を有するディスプレイスクリーンにタッチすることによって、軌道の挿入点及び目標点を設定することができる。ソフトウェアは、挿入点と、目標点と、必要に応じて両点間の経路とを、任意のスライスにオーバーレイする。曲線状のプローブが用いられるとき、経路は曲線状であってよい。

【0030】

イメージングソフトウェアは、１つ以上の挿入を計画する際に目標点３１０及び挿入点３２０を定めるのに加えて、又はその代わりとして、関心領域３７０全体を定めてもよい。これは、ユーザが３Ｄ画像データ内の２Ｄ画像のいずれかに情報を入力して、腫瘍領域又は関心領域を定めることを要求することによって、実現することができる。

【0031】

実施形態によっては、目標点、挿入点及び必要に応じて関心領域を定める情報の全ては、ユーザによって具体的に定義される。他の実施形態では、このような情報の一部は、アルゴリズムを通して取得することができる。例えば、ユーザは、１つのスライス上に腫瘍を示すことができ、アルゴリズムは、腫瘍境界に基づき、関心領域の寸法を定める。別の例では、ユーザは、単一の目標点と、複数のプローブのためのフォーマット（例えば、３つのプローブのためのフォーマットは、選択された目標点を中心とする三角形パターンである）とを定める。この例では、表示は、単一の目標点か、又は、三角形とプローブ間の距離とによって定められた３つの別個の点かのいずれかであってよい（米国特許出願公開第２０１９／０００８５９１号参照）。

【0032】

処置がアブレーションであるとき、ユーザは、プローブのタイプ、サイズ、長さ、パワー、時間及びプローブ数を選択することができる。次いで、ソフトウェアは、予測アブレーションゾーンをスライス画像にオーバーレイすることもできる。ユーザは、各スライスにおいて、予測アブレーションゾーンと指定された腫瘍とを比較することができる。

【0033】

本発明は、経皮的処置において１つ以上の針を誘導するのに用いられる針誘導デバイスと併せて用いることができる。デバイスは基準マーカを含み、基準マーカは、ディスプレイにおいて可視であってよい。基準マーカは３Ｄ座標に一意に置かれるので、ソフトウェアは、デバイスを、例えばＣＴ画像においてレジストレーションことができる。本ソフトウェアは、バーを更新して、基準マーカが存在するスライスを示す。ソフトウェアは、ユーザがデバイスを使用するときに、到達可能エリアをオーバーレイすることができる。

【0034】

実施形態によっては、インジケータバー３５０の有する情報は、より多くてもより少なくてもよく、また、インジケータバー３５０は様々な方式で示されてよい。例えば、３Ｄ画像データセット３６０におけるスライス画像の位置は、図４（Ａ）では矢印で示され、図４（Ｂ）では太線で示される。目標点３１０及び挿入点３２０のインジケータと共に、関心領域３７０の深さも示される。

【0035】

図４（Ｂ）によって例示される実施形態では、インジケータバー３５０は、２つの別個の目標点３１０を有する。これらの目標点は、楕円及び数字ラベルによって示される。同様に、図４（Ｃ）は、本実施形態では同じスライスに生じた２つの別個の目標点３１０を描写する。２つの別個の目標は、２つの別個の挿入点３２０と相関する。また、本実施形態は、ユーザによって定めることのできる「お気に入り」又は興味深いスライス３８０の表示を提供する。

【0036】

現在のスライス３６０、目標点３１０、挿入点３２０、関心領域３７０、お気に入りスライス３８０、基準マーカ３９０等の様々な識別手段と同様に、他の手段も均等に適用可能とすることができる。例えば、色を使用して、インジケータバー３５０における様々な特徴を区別し、それについての情報を提供することができる。

【0037】

スライス画像３００において提供される情報は、挿入点、関心領域、関心領域、アブレーションゾーン、到達可能ゾーン（例えば、定められた挿入点からシステムを介して専用針によって到達可能な組織のボリューム）を含んでよい。また、計画されたとおり又は実行されたとおりのプローブ（例えば針）軌道も示されてよい。自動又は手動で検出された基準マーカも提供されてよい。

【0038】

実施形態によっては、表示されていないスライスに関する情報も、スライス画像３００において提供されてよい。例えば、プローブ軌道は、複数のスライス（図４（Ａ）では３つ、図４（Ｂ）では８つ）にわたって続いてよい。これは、例えば、表示スライスにおけるプローブ軌道については実線で示され、プローブ軌道が非表示スライスを通って移動するときのプローブ軌道については、透明、灰色又は破線で示されてよい。更に、曲線状のプローブが使用される場合、曲線状の軌道が同様の手段で示されてよい。

【0039】

更に他の実施形態では、３次元画像セット内の基準マーカ３９０の位置が、インジケータバー３５０に表示されてよい。インジケータバーに含まれ得る他の情報として、格子、グリッド線等が挙げられる。

【0040】

図５は、２Ｄ画像スライス３００及びインジケータバー３５０を示す、イメージングソフトウェアシステムの出力のスクリーンショットである。計画及び手術のための追加情報だけでなく、スライス画像の追加のビュー４００（例えば挿入平面ビュー、３Ｄビュー及び／又はサジタルビュー）も表示される。この場合、治療される対象（すなわち肝臓）における腫瘍として、目標点３１０が、アブレーション療法の針進入のための提案された挿入点３２０とともに表示される。実施形態によっては、ユーザは、例えば、視認されるスライスを示すインジケータバー３５０の位置をポインティングデバイスでクリックすることによって、様々なスライス画像に目を通す。この場合、異なるスライスが選択されたとき、表示された画像スライス３００と、表示された画像スライスの追加のビュー４００の両方が、インジケータバー上の位置によって示されるスライスである。代替として、ユーザは、メインビューウィンドウ３００又は追加のウィンドウビュー４００の中からの２次元画像スライスの画像をスクロールすることができる。

【0041】

図５に示されるインジケータバー上の横線は、３次元画像セット内の各画像スライスを示す。３次元画像セット内の２次元画像のスライス幅は、インジケータバー内の横線の間隔によって示される。例えば、５ｍｍスライスの代わりに２ｍｍスライスを有する画像セットが作成される場合、２次元画像スライスの数を示す横線の数は多くなる。

【0042】

図６に記載の例示的なアブレーション処置では、臨床医は、アブレーションの計画及び実行のステップを含むプロセスにイメージングソフトウェアシステムを用いることができ、プロセスは、限定ではないが、（ｉ）画像をロードすること（例えばスキャナ、ＰＡＣＳ若しくはその他のスキャンデバイス／システムから、又は、新規の画像若しくは新たにスキャンされた画像を用いて）（図６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（アキシャル、コロナル、サジタル、３次元（３Ｄ）等のビュー）（例えば各ビューは画像（例えばＣＴ ＤＩＣＯＭ画像）の異なる側面を表し得る）を表示すること、画像の少なくとも１つのペインを表示すること、画像（例えばＣＴ ＤＩＣＯＭ画像）をロードし、可視化のためにコンピュータに表示すること、本明細書に記載のインジケータバーを用いて、視覚的に３Ｄデータセットを進み、再フォーマットされたスライスを３Ｄビューに表示することによって、ユーザが１つ以上のペインに表示された画像と相互作用することを可能にすること、等により）（図６のステップＳ２を参照）、（ｉｉｉ）関心領域（アブレーションでは、治療ゾーン又は目標（例えば病変又は腫瘍）とすることができる）を特定すること（図６のステップＳ３を参照）、（ｉｖ）目標点、挿入点又は進入点、及び目標点と挿入点の間の軌道を定めること（図６のステップＳ４を参照）（ステップＳ４ｂに示されるように、ステップＳ４は、腫瘍又は病変の特性に応じて、１つの軌道がある場合又は複数の軌道（及び複数の目標点）がある場合に、プロセスを繰り返すことを含んでよい）、及び（ｖ）特定の画像の進入点を患者の体の進入点に対応させること（図６のステップＳ５を参照）、のうちの１つ以上を含んでよい。

【0043】

関心領域又は目標点及び挿入点が決定されると、インジケータバーは、３次元画像セット内のこれらの特徴の位置を表示する。その結果、臨床医は、インジケータバーに提供された情報を用いて、例えば、画像上のこれらの特徴の位置の正確性を検証し、又は、マージンが許容可能であるかどうかを判定し、又は、軌道（又は複数の軌道）を視認し、又は、他の重要な特徴（例えば血管又は胆管）の位置について画像を調べ、又は、必要とされる針の数及び／又はアブレーション療法のサイズを決定することにより、自由に３次元画像セットを進むことができる。

【0044】

目標点（及び目標点の数）の決定は、１つ以上の実施形態において臨床医の裁量で行われてよく、又は、病変又は腫瘍等の目標生体オブジェクトの特性（例えば病変又は腫瘍のサイズ、病変又は腫瘍の形状等）に依存してよい。目標点の配置のためのアルゴリズムを介して、臨床的（例えば数学的、統計的等）に最良の選択である目標点が選択されてよい。１つ以上の実施形態では、目標点は、目標又は治療ゾーンの中間軸（medial axis）又は中心線を見つける又は決定することによって、決定されてよい（図６のステップＳ４を参照）。

【0045】

図７は、いくつかの実施形態による、イメージングソフトウェアと、針ガイドデバイスのロボット制御サーバと、ＭＲＩスキャナを含むＭＲＩシステムとを含む針ガイドデバイスについての例示的なシステム図を示す。図７は、針ガイドデバイスのためのシステムの一例を表すが、本開示は、このようなシステムに限定されない。例えば、いくつかの実施形態によれば、針ガイドデバイスは、手動操作式のデバイスである。例えば、本明細書に記載のシステムとの組合わせで用いることのできる針ガイドデバイスは、米国特許第９，２２２，９９６号及び米国特許出願第１５／８０８，７０３号（その両方が参照により全体として本明細書に組み込まれる）に記載されている。本開示の実施形態と併せて、任意の適切な針ガイドデバイスを用いることができる。以下の図７の説明は、本明細書に記載のシステム及び方法と併せて使用することのできる針ガイドシステムの例にすぎない。

【0046】

ロボット制御ソフトウェア
実施形態によっては、画像誘導ソフトウェア４００、論理制御層４０６及び物理制御インタフェース４０８を含む３層のコンポーネントを有するソフトウェアシステムが提供される（図７）。それらのコンポーネントは、独立したソフトウェアプロセスとして実装され、例えばイーサネット及びユニバーサルシリアルバス（ＵＳＢ）を介して互いに通信する。ただし、他の実施形態では、これらのコンポーネントのうちの２つ以上が、単一のソフトウェアプロセスに統合される。

【0047】

これら３つのコンポーネントの詳細は、以下のとおりである。

【0048】

画像誘導ソフトウェア
画像誘導ソフトウェア４００は、システムにおける最上位層コンポーネントであり、図７に例示される。画像誘導ソフトウェア４００は、例えば、医師及び／又はオペレータのための１次ユーザインタフェースとして機能する。該ソフトウェアは、本明細書に記載されるように、３Ｄ Ｓｌｉｃｅｒ（オープンソース医用画像コンピューティングソフトウェア）用のプラグインモジュールとして実装され、このソフトウェア又は他のソフトウェアを通して、コンソール４１２と、ＭＲＩスキャナを含むＭＲＩハードウェア４１４とを含むＭＲＩシステム４０４から画像を受信する。画像誘導ソフトウェア４００は、以下のタスクを実行する際に医師を支援する。

【0049】

針配置計画。医師は、計画画像上で目標及び皮膚進入点を指定することによって、針配置の軌道を定めることができる。ソフトウェアは、計画画像のセクションを任意の平面に沿って表示し、医師が、例えばマウスを用いてそれをクリックすることによって、点を指定できるようにする。軌道が定められると、ソフトウェアは、軌道に沿った平面で３Ｄ画像を再スライスすることができ、結果として、医師は、経路の周りの重要構造や障害物を見つけることができる（図１参照）。定められた軌道は、ロボット制御サーバ４０２に転送される。ただし、アクチュエータを動かす最終判断は、ガントリの近くに立っている医師によってなされてよく、医師がフットスイッチを踏むと、アクチュエータの電源が入るようにすることができる。

【0050】

デバイス対画像レジストレーション。ソフトウェアは、画像座標系に対して針ガイドデバイスを自動的にレジストレーションすることができる。レジストレーションされたデバイスモデルは計画画像データにオーバーレイされ、その接近可能範囲／到達可能ゾーンが画像上に提示され、結果として、オペレータは、全ての目標が範囲にあることを確認することができる（図１、項目１０３参照）。情報は、例えばOpenIGTLinkプロトコルを用いて、ネットワークを介してロボット制御サーバ４０２に転送される。

【0051】

プローブ配置のモニタリング及び確認。ソフトウェアを用いて、処置の計画中又は実行中に、画像にオーバーレイされた３Ｄモデルにより、デバイスの現在の位置及び向きを可視化することができる。更に、ソフトウェアは、患者の体内に挿入されたプローブを計画軌道及び目標とともに示す確認画像を表示することもできる（図１参照）。これらの特徴により、医師は、デバイスをモニタリングし、プローブ配置を確認することができる。

【0052】

論理制御層
論理制御層（Logical Control Layer；ＬＣＬ）４０６は、システムの中間層にあり、画像誘導ソフトウェア４００と下位レベルの物理制御層（Physical Control Layer；ＰＣＬ）４０８とのインタフェースとなる。ロボット制御サーバ４０２のこの層は、デバイスのハードウェア及び運動学的（kinematic）構造をカプセル化することができ、デバイス非依存アプリケーションプログラムインタフェース（ＡＰＩ）を上位層に提供することができる。したがって、ＬＣＬ４０６は、以下のサブコンポーネントから成る。

【0053】

上位層へのＴＣＰ／ＩＰネットワークインタフェース。このインタフェースを通して、ＬＣＬ４０６は、目標位置を含むハードウェアへのコマンドを上位層から受信し、針ガイドの現在の位置及びデバイスの状態を含むハードウェア（４１０）の現在の状態を上位層に提供する。また、ＬＣＬ４０６は、運動学的計算（以下のキネマティクスエンジン参照）の結果として、所要の針挿入深さを上位層に提供する。実施形態によっては、ネットワークインタフェースはOpenIGTLinkプロトコルに準拠するので、ネットワークインタフェースは、OpenIGTLink対応のソフトウェアと通信することができる。

【0054】

キネマティクスエンジン。実施形態によっては、上位層から受信されたハードウェア非依存コマンドは、針ガイドデバイスのキネマティクスに基づいて個々のアクチュエータの目標位置に変換され、ＰＣＬ４０８に送信される。更に、実施形態によっては、ＰＣＬ４０８から受信された個々のアクチュエータの現在の位置は、針ガイドの位置及び向きに変換され、上位層に送信される。

【0055】

下位層へのシリアルインタフェース。ＬＣＬ４０６は、ユニバーサルシリアルバス（ＵＳＢ）を通して下位層のサブコンポーネントと通信する。この例示的なインタフェースを通して、個々のアクチュエータの目標位置及び他のデバイス特有のコマンドがＰＣＬ４０８に送信される一方、デバイスの現在の状態及び個々のアクチュエータのエンコーダの読み値（reading）が、画像誘導ソフトウェア４００に送信される。このインタフェースを通して交換される情報は、運動学的構造に依存するが、物理的ハードウェア（例えばモータドライバ及びエンコーダ）には依存しない。

【0056】

物理制御層
物理制御層（ＰＣＬ）４０８の役割は、物理的な入出力（Ｉ／Ｏ）には依存しないが運動学的構造に依存するインタフェースを提供することである。実施形態によっては、ＰＣＬ４０８は、ＬＣＬ４０６との通信のためのＵＳＢインタフェースと、エンコーダ及びフットスイッチからの入力を読み取り、かつ個々のモータの目標速度をモータドライバに与えるためのデジタル入出力インタフェースとを備えた、Ｌｉｎｕｘベースの組込型コンピュータ上で動作する。コントローラは、個々のアクチュエータについての目標位置を受信すると、個々のモータの閉ループＰＩＤ制御を実行する。このプロセス全体を通して、ＰＣＬ４０８は、必要に応じて、現在の位置及びその他のデバイス状態を送信し続けることができる。

【0057】

コンピュータシステム
図８は、本明細書に記載のデバイス及びソフトウェアのためのコンピュータシステムを示す。実施形態によっては、コンピュータシステム５００は、本明細書に記載の画像誘導ソフトウェアを含む。例えば、実施形態によっては、コンピュータシステム５００は、図７の画像誘導ソフトウェア４００を含んでよく、そのコンポーネントは本明細書において詳細に説明される。画像誘導ソフトウェアの様々なプログラム及びデータ、例えばソフトウェアモジュール、ライブラリ、ツール、ユーザインタフェース要素又は他のコンポーネントは、様々な実施形態によれば、任意の適切な方式でコンピュータシステム５００に常駐する。例えば、これらのコンポーネントは、１つ以上の記憶位置に常駐してよい。画像誘導ソフトウェアのコンポーネントは、単一のソフトウェアアプリケーションの一部として提供されてよく、又は、複数のスタンドアロンのソフトウェアアプリケーションとして提供されてよい。コンピュータシステム５００は、画像誘導ソフトウェアへのアクセスを提供する。実施形態によっては、コンピュータシステム５００上で実行される画像誘導ソフトウェアは、本明細書に記載又は図示される１つ以上の方法の１つ以上のステップを実行するか、又は、本明細書に記載又は図示される機能を提供する。例えば、画像誘導ソフトウェアのプログラムは、１つ以上のプロセッサによって実行されたときにコンピュータシステム５００に本明細書に記載のプロセスを実行させる命令を含んでよい。

【0058】

本明細書で使用する際の「コンピュータシステム」という用語は、協働して電子データに対して演算を実行する、１つ以上のソフトウェアモジュール、１つ以上のハードウェアモジュール、１つ以上のファームウェアモジュール又はそれらの組合わせを含むが、これに限定されない。モジュールの物理的レイアウトは様々であってよい。コンピュータシステムは、ネットワークを介して結合された複数のコンピュータデバイスを含んでよい。コンピュータシステムは、内部モジュール（メモリ及びプロセッサ等）が協働して電子データに対して演算を実行する単一のコンピュータデバイスを含んでよい。実施形態によっては、単一のコンピュータシステム５００は、画像誘導ソフトウェアを含む。

【0059】

実施形態によっては、コンピュータシステム５００上で実行される画像誘導ソフトウェアは、ロボット制御サーバ４０２と相互作用し、ＭＲＩシステム４０４と相互作用する。コンピュータシステム５００は、任意の適切なプロトコル、規格、データ交換フォーマット又はそれらの組合わせを用いて、本明細書に記載のシステムのうちの１つ以上と通信し、それらとの間で情報を送受信してよい。コンピュータシステム５００は、OpenIGTLinkを用いて、情報及び要求を送受信してよい。コンピュータシステム５００は、ＤＩＣＯＭ（Digital Imaging and Communications in Medicine）ファイル及びデータを受信し、送信し、かつ記憶することができる。例えば、コンピュータシステム５００は、ＭＲＩシステム４０４から医用画像を受信してよい。更に、コンピュータシステム５００は、ＨＴＴＰ要求を送信し、ＨＴＴＰ応答を提供してよい。応答は、ハイパーテキスト・マークアップ・ランゲージ（ＨＴＭＬ）ファイル、又は他の適切なファイル、ＪＡＶＡＳＣＲＩＰＴ等の実行可能コード、フォーム要素、画像、又は他のコンテンツを含んでよい。コンテンツの１つ以上の要素が、コンピュータシステム５００に記憶されてよい。実施形態によっては、コンピュータシステム５００は、Simple Object Access Protocol（ＳＯＡＰ）を用いて、メッセージを送受信する。

【0060】

図８に示されるコンピュータシステム５００は、１つ以上のプロセッサ５０１と、メモリ５０２と、記憶装置５０３と、入出力（Ｉ／Ｏ）インタフェース５０４と、通信インタフェース５０５と、バス５０６とを含む。コンピュータシステム５００は、任意の適切な物理的形態をとってよい。例えば、限定としてではなく、コンピュータシステム５００は、埋込型コンピュータシステム、システムオンチップ（ＳＯＣ）、シングルボードコンピュータ（ＳＢＣ）システム（例えばコンピュータオンモジュール（ＣＯＭ）又はシステムオンモジュール（ＳＯＭ））、デスクトップコンピュータシステム、ラップトップ又はノートブック型コンピュータシステム、インタラクティブキオスク、メインフレーム、コンピュータシステムのメッシュ、携帯電話、ＰＤＡ、タブレットコンピュータシステム、１つ以上のサーバ、ワークステーション、又はこれらのうちの２つ以上の組合わせであってよい。実施形態によっては、コンピュータシステム５００はユニタリーである。実施形態によっては、コンピュータシステム５００は分散型である。コンピュータシステム５００は、複数の位置にまたがってよい。コンピュータシステム５００は、複数の機械にまたがってよい。

【0061】

プロセッサ５０１は、コンピュータプログラムを構成する命令等の命令を実行するためのハードウェアを含む。プロセッサ５０１は、メモリ５０２、記憶装置５０３、内部レジスタ又は内部キャッシュから、命令を読み出すことができる。プロセッサ５０１は、次に、命令を復号して実行する。次に、プロセッサ５０１は、メモリ５０２、記憶装置５０３、内部レジスタ又は内部キャッシュに、１つ以上の結果を書き込む。プロセッサ５０１は、オペレーティングシステム、プログラム、ユーザインタフェース及びアプリケーションインタフェース、並びにコンピュータシステム５００の任意の他の機能を実行する処理能力を提供することができる。

【0062】

プロセッサ５０１は、中央処理装置（ＣＰＵ）、１つ以上の汎用マイクロプロセッサ、特定用途向けマイクロプロセッサ及び／又は専用マイクロプロセッサ、又は当該の処理コンポーネントの何らかの組合わせを含んでよい。プロセッサ５０１は、１つ以上のグラフィックスプロセッサ、ビデオプロセッサ、オーディオプロセッサ及び／又は関連チップセットを含んでよい。

【0063】

実施形態によっては、メモリ５０２は、プロセッサ５０１が実行する命令又はプロセッサ５０１が作用するデータを記憶するためのメインメモリを含む。例として、コンピュータシステム５００は、記憶装置５０３又は別のソースからメモリ５０２に命令をロードしてよい。命令の実行中又は実行後に、プロセッサ５０１は、１つ以上の結果（中間結果であっても最終結果であってもよい）をメモリ２０２に書き込んでよい。１つ以上のメモリバス（それぞれアドレスバス及びデータバスを含んでよい）は、プロセッサ５０１をメモリ５０２に結合してよい。１つ以上のメモリ管理ユニット（Memory Management Unit；ＭＭＵ）は、プロセッサ５０１とメモリ５０２との間に常駐して、プロセッサ５０１によって要求されたメモリ５０２へのアクセスを容易にすることができる。メモリ５０２は、１つ以上のメモリを含んでよい。メモリ５０２は、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）であってよい。

【0064】

記憶装置５０３は、データ及び／又は命令を記憶する。限定としてではなく例として、記憶装置５０３は、ハードディスクドライブ、フロッピーディスクドライブ、フラッシュメモリ、光ディスク、光磁気ディスク、磁気テープ若しくはユニバーサルシリアルバス（ＵＳＢ）ドライブ、又はこれらのうちの２つ以上の組合わせを含んでよい。実施形態によっては、記憶装置５０３は、取外し可能な媒体である。実施形態によっては、記憶装置２０３は、固定された媒体である。実施形態によって、記憶装置５０３は、コンピュータシステム５００の内部にある。実施形態によっては、記憶装置５０３は、コンピュータシステム５００の外部にある。実施形態によっては、記憶装置５０３は、不揮発性のソリッドステートメモリである。実施形態によっては、記憶装置５０３は、読取り専用メモリ（ＲＯＭ）を含む。該当する場合、このＲＯＭは、マスクプログラムＲＯＭ、プログラム可能ＲＯＭ（ＰＲＯＭ）、消去可能ＰＲＯＭ（ＥＰＲＯＭ）、電気的消去可能ＰＲＯＭ（ＥＥＰＲＯＭ）、電気的書換え可能ＲＯＭ（Electrically Alterable ROM；ＥＡＲＯＭ）若しくはフラッシュメモリ、又はこれらのうちの２つ以上の組合わせであってよい。記憶装置５０３は、１つ以上のメモリデバイスを含んでよい。記憶装置５０３は、アプリケーションデータ、プログラムモジュール及び他の情報を記憶してよい。記憶装置５０３に記憶された１つ以上のプログラムモジュールは、本明細書に記載の様々な動作及びプロセスを実行させるように構成される。実施形態によっては、画像誘導ソフトウェアは、記憶装置５０３に常駐し、コンピュータシステム５００上で実行される。記憶装置５０３は更に、コンピュータシステム５００の様々な機能、グラフィカルユーザインタフェース（ＧＵＩ）機能及び／又はプロセッサ機能を有効にする他のプログラム及び／又はドライバを記憶してよい。また、記憶装置５０３は、例えば画像データ、ユーザデータ、構成情報、グラフィカル要素又はテンプレート等のＧＵＩコンポーネント、又はコンピュータシステム５００によって要求される他のデータを含むデータファイルを記憶してよい。

【0065】

Ｉ／Ｏインタフェース５０４は、コンピュータシステム５００と１つ以上のＩ／Ｏデバイスとの間の通信のための１つ以上のインタフェースを提供するハードウェア、ソフトウェア又はその両方を含む。実施形態によっては、コンピュータシステム５００は、１つ以上のＩ／Ｏデバイスを含む。このようなＩ／Ｏデバイスのうちの１つ以上は、人とコンピュータシステム５００との間の通信を可能にすることができる。１つのＩ／Ｏデバイスは、インジケータバーに沿ってスクロールするための入力デバイスである。限定としてではなく例として、Ｉ／Ｏデバイスは、キーボード、キーパッド、マイクロフォン、モニタ、マウス、タッチパッド、スピーカ、スチルカメラ、スタイラス、タブレット、タッチスクリーン、トラックボール、ビデオカメラ、別の適切なＩ／Ｏデバイス、又はこれらのうちの２つ以上の組合わせを含んでよい。Ｉ／Ｏデバイスは、１つ以上のセンサを含んでよい。実施形態によっては、Ｉ／Ｏインタフェース５０４は、プロセッサ５０１にこのようなＩ／Ｏデバイスのうちの１つ以上を駆動することを可能にさせる、１つ以上のデバイス又はソフトウェアドライバを含む。Ｉ／Ｏインタフェース５０４は、１つ以上のＩ／Ｏインタフェースを含んでよい。

【0066】

実施形態によっては、コンピュータシステム５００はディスプレイを含む。例えば、ディスプレイは、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）であってよい。実施形態によっては、コンピュータシステム５００上で動作する画像誘導ソフトウェアは、ディスプレイ上にＧＵＩデータを提示する。実施形態によっては、ＧＵＩデータは、医用画像データと併せて提示される。ディスプレイへの信号の出力に関して、プロセッサ５０１は、ディスプレイに表示される画像をラスタライズし、ラスタライズされた画像をＩ／Ｏインタフェース５０４を介してディスプレイに転送する。次に、ディスプレイは、ＧＵＩ等の画像を表示する。プロセッサ５０１は更に、ＭＲＩシステム４０４からの医用画像等の他のタイプの画像をディスプレイに表示させるように動作可能である。コンピュータシステム５００は、ディスプレイにおけるユーザ入力に基づいて、入力信号を受信してよい。例えば、実施形態によっては、ディスプレイは、ディスプレイ上の１つ以上のインタフェース要素にタッチすることに基づいて、ユーザ入力又はコマンドを受け取るように動作可能なタッチセンサ要素を含む。インタフェース要素は、ディスプレイ上に提示されたグラフィカルオブジェクトであってよい。ユーザは、指、スタイラス又は他のツールを用いてタッチセンサ式ディスプレイにタッチして、ユーザ入力を提供することができる。ユーザがタッチセンサ式ディスプレイ上の特定の領域にタッチすると、Ｉ／Ｏインタフェース５０４を介して、プロセッサ５０１に領域の座標が通知される。プロセッサ５０１は、通知された座標とディスプレイ上の表示内容とに基づいて、ユーザ入力の内容を決定し、それらに基づいて処理を実行する。実施形態によっては、ユーザの入力及び選択を受け取るために、ディスプレイ上に提示される情報と併せてマウス又はタッチパッドが用いられる。例えば、ディスプレイ上のＧＵＩに提示された１つ以上のインタフェース要素を選択するために、カーソルが使用されてよい。様々な実施形態によれば、ディスプレイ上のＧＵＩに提示された医用画像上の１つ以上の位置を指定して、例えば目標と、針を患者に挿入するための計画された挿入点とを示すために、タッチセンサ式ディスプレイ、カーソル、又は入力を提供するのに適した他の方法が用いられる。

【0067】

実施形態によっては、コンピュータシステム５００は、キーボード／キーパッドを含む。ユーザ入力は、キーボード／キーパッドを介して提供されてもよい。ユーザがキーボード／キーパッドのハードキーを押圧すると、Ｉ／Ｏインタフェース５０４を介して、プロセッサ５０１に、ユーザ入力を示す情報が通知される。プロセッサ５０１は、通知に基づいて処理を実行する。キーボード／キーパッドのハードキー及び／又はボタンは、任意の適切な構成で配置されてよい。更に、入力構造は、個々の実装要件に応じて、ボタン、キー、スイッチ、コントロールパッド、又は他の適切な構造を含んでよい。

【0068】

通信インタフェース５０５は、コンピュータシステム５００と１つ以上の他のコンピュータシステム又は１つ以上のネットワークとの間の通信（例えばパケットベースの通信等）のための１つ以上のインタフェースを提供するハードウェア、ソフトウェア又はその両方を含む。限定としてではなく例として、通信インタフェース５０５は、イーサネット又は他の有線ネットワークと通信するためのネットワークインタフェースカード（ＮＩＣ）若しくはネットワークコントローラ、又は、ＷＩ−ＦＩネットワーク等の無線ネットワークと通信するためのワイヤレスＮＩＣ（ＷＮＩＣ）若しくは無線アダプタを含んでよい。本開示は、それについて、任意の適切なネットワーク及び任意の適切な通信インタフェース５０５を企図している。限定としてではなく例として、コンピュータシステム５００は、アドホックネットワーク、パーソナルエリアネットワーク（ＰＡＮ）、ローカルエリアネットワーク（ＬＡＮ）、広域ネットワーク（ＷＡＮ）、メトロポリタンエリアネットワーク（ＭＡＮ）、若しくはインターネットの１つ以上の部分、又はこれらのうちの２つ以上の組合わせと通信してよい。このようなネットワークのうちの１つ以上のうちの１つ以上の部分は、有線であっても無線であってもよい。例として、コンピュータシステム５００は、無線ＰＡＮ（ＷＰＡＮ）（例えばＢｌｕｅｔｏｏｔｈ ＷＰＡＮ又は超広帯域（Ultra-Wideband；ＵＷＢ）ネットワーク）、ＷＩ−ＦＩネットワーク、ＷＩ−ＭＡＸネットワーク、携帯電話ネットワーク（例えばＧＳＭ（Global System for Mobile Communications）ネットワーク）若しくは他の適切な無線ネットワーク、又はこれらのうちの２つ以上の組合わせと通信してよい。コンピュータシステム５００は、該当する場合、このようなネットワークのうちのいずれかについて、任意の適切な通信インタフェース５０５を含んでよい。通信インタフェース５０５は、１つ以上の通信インタフェース５０５を含んでよい。

【0069】

バス５０６は、コンピュータシステム５００の様々なコンポーネントを相互接続し、それにより、データの伝送と様々なプロセスの実行を可能にする。バス５０６は、様々なバスアーキテクチャのうちのいずれかを用いる、メモリバス又はメモリコントローラ、周辺バス及びローカルバスを含む、１つ以上のタイプのバス構造を含んでよい。

【0070】

以上の説明は、本開示の原理を説明するのに役立つものであるが、本開示は、上記の例に限定されるべきではない。例えば、様々な動作のうちの一部の順序及び／又はタイミングは、本開示の範囲を逸脱することなく、上に挙げた例とは異なることができる。更に、例として、ネットワーク及び／又はコンピュータシステムのタイプは、本開示の範囲を逸脱することなく、上に挙げた例とは異なることができる。本開示の範囲を逸脱することなく、上に挙げた例以外の変形も存在することができる。ＧＵＩの特定の例を図示したが、ＧＵＩの様々な他の実装が本開示の範囲内にあることが理解されるであろう。例えば、本開示の範囲を逸脱することなく、図示された例の様々な特徴を修正、再配置又は排除することができ、又は、１つ以上の特徴を追加することができる。

【0071】

本開示の範囲は、１つ以上のプロセッサによって実行されると１つ以上のプロセッサに本明細書に記載の１つ以上の実施形態を実行させる命令を記憶したコンピュータ可読媒体を含む。コンピュータ可読媒体の例として、ハードディスク、フロッピーディスク、光磁気（magneto-optical；ＭＯ）ディスク、コンパクトディスク読取り専用メモリ（ＣＤ−ＲＯＭ）、ＣＤ−Ｒ（compact disk recordable）、ＣＤ−ＲＷ（CD-Rewritable）、デジタル汎用ディスクＲＯＭ（Digital Versatile Disk ROM；ＤＶＤ−ＲＯＭ）、ＤＶＤ−ＲＡＭ、ＤＶＤ−ＲＷ、ＤＶＤ＋ＲＷ、磁気テープ、不揮発性メモリカード及びＲＯＭが挙げられる。コンピュータ実行可能命令は、ネットワークを介してダウンロードされることによって、コンピュータ可読記憶媒体に供給されることもできる。

【0072】

例示的な実施形態に関連して本開示を説明したが、記載された例示的な実施形態に本開示が限定されないことを理解されたい。

【0073】

本明細書の開示は特定の実施形態を参照して説明されたが、これらの実施形態は本開示の原理及び用途の例示にすぎない（そしてそれに限定されない）ことを理解されたい。したがって、例示的な実施形態に対して多数の修正を行うことができ、本開示の主旨及び範囲から逸脱することなく他の構成を考案することができることを理解されたい。添付の特許請求の範囲は、そのような全ての修正並びに均等の構造及び機能を包含するように、最も広い解釈が与えられるべきである。

【図1】

【図2】

【図3(A)】

【図3(B)】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】