特許 7538812 Ｘ線装置又は超音波装置環境において処置具を照準及び位置合わせするシステム及び方法

(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】

(24)【登録日】2024-08-14

(45)【発行日】2024-08-22

(54)【発明の名称】Ｘ線装置又は超音波装置環境において処置具を照準及び位置合わせするシステム及び方法

(51)【国際特許分類】

   A61B 6/12 20060101AFI20240815BHJP

   A61B 6/00 20240101ALI20240815BHJP

   A61B 6/58 20240101ALI20240815BHJP

   A61B 6/46 20240101ALI20240815BHJP

   A61B 8/14 20060101ALI20240815BHJP

   A61N 7/00 20060101ALI20240815BHJP

   A61B 18/14 20060101ALI20240815BHJP

   A61B 17/32 20060101ALI20240815BHJP

【ＦＩ】

A61B6/12

A61B6/00 570

A61B6/58 500

A61B6/46 506B

A61B8/14

A61N7/00

A61B18/14

A61B17/32 510

【請求項の数】 21

(21)【出願番号】P 2021556891

(86)(22)【出願日】2020-03-25

(65)【公表番号】

(43)【公表日】2022-05-27

(86)【国際出願番号】 IL2020050355

(87)【国際公開番号】W WO2020194302

(87)【国際公開日】2020-10-01

【審査請求日】2023-03-17

(31)【優先権主張番号】62/823,020

(32)【優先日】2019-03-25

(33)【優先権主張国・地域又は機関】US

(31)【優先権主張番号】62/934,002

(32)【優先日】2019-11-12

(33)【優先権主張国・地域又は機関】US

(73)【特許権者】

【識別番号】517069125

【氏名又は名称】ファス モバイル インコーポレイテッド

【氏名又は名称原語表記】ＦＵＳ ＭＯＢＩＬＥ ＩＮＣ．

(74)【代理人】

【識別番号】100120891

【弁理士】

【氏名又は名称】林 一好

(74)【代理人】

【識別番号】100165157

【弁理士】

【氏名又は名称】芝 哲央

(74)【代理人】

【識別番号】100205659

【弁理士】

【氏名又は名称】齋藤 拓也

(74)【代理人】

【識別番号】100126000

【弁理士】

【氏名又は名称】岩池 満

(74)【代理人】

【識別番号】100185269

【弁理士】

【氏名又は名称】小菅 一弘

(72)【発明者】

【氏名】アギンスキー ロン

(72)【発明者】

【氏名】ハナネル アリ

(72)【発明者】

【氏名】メダン ガイ

【審査官】増渕 俊仁

(56)【参考文献】

【文献】独国特許発明第１０２０６１９３（ＤＥ，Ｃ１）

【文献】米国特許出願公開第２０１４／０２４３６５８（ＵＳ，Ａ１）

【文献】特開２０１２－１９６３２７（ＪＰ，Ａ）

【文献】特表２０１１－５０２６８６（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００６－１８１２５２（ＪＰ，Ａ）

【文献】特表２００６－５０９５５４（ＪＰ，Ａ）

【文献】米国特許出願公開第２０１７／０３３２９８６（ＵＳ，Ａ１）

【文献】中国実用新案第２１２２８１３７５（ＣＮ，Ｕ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ａ６１Ｂ ６／００－６／５８

Ａ６１Ｂ ８／１４

Ａ６１Ｎ ７／００

Ａ６１Ｂ １８／１４

Ａ６１Ｂ １７／３２

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

Ｘ線装置環境において処置具を照準及び位置合わせするシステムであって、
Ｘ線装置に取り付け可能である較正板であって、前記較正板内の所定の位置に少なくとも１つの放射線不透過性マーカー及び少なくとも１つの光学マーカーを含む、較正板と、
前記処置具に対して所定の位置及び姿勢で前記処置具に取り付け可能なカメラと、
前記カメラ及び前記Ｘ線装置のＸ線撮影ユニットと通信する処理ユニットと、を含み、
前記処理ユニットは、
前記Ｘ線撮影ユニットから、前記少なくとも１つの放射線不透過性マーカーの視覚表現を含むＸ線画像を受信し、
前記Ｘ線画像における前記少なくとも１つの放射線不透過性マーカーの視覚表現と、前記較正板内における前記少なくとも１つの放射線不透過性マーカーの前記所定の位置と、前記Ｘ線装置の特定のパラメータとに基づいて、前記Ｘ線装置に対する前記較正板の位置及び姿勢を決定し、
前記カメラから、前記少なくとも１つの光学マーカーの視覚表現を含むカメラ画像を受信し、
前記カメラ画像における前記少なくとも１つの光学マーカーの前記視覚表現と、前記較正板内における前記少なくとも１つの光学マーカーの前記所定の位置とに基づいて、前記較正板に対する前記カメラの位置及び姿勢を決定し、
決定された前記Ｘ線装置に対する前記較正板の位置及び姿勢と、決定された前記較正板内における前記カメラの位置及び姿勢と、前記処置具に対する前記カメラの前記所定の位置及び姿勢とに基づいて、前記Ｘ線装置に対する前記処置具の位置及び姿勢を決定するように構成される、システム。

【請求項2】

前記較正板は、
少なくとも１つの非対称的放射線不透過性マーカーと、
前記較正板内に非対称的に位置付けられた複数の対称的放射線不透過性マーカーと、
の少なくとも一方を含む、
請求項１に記載のシステム。

【請求項3】

前記較正板は、複数の光学マーカーを含む、
請求項１に記載のシステム。

【請求項4】

ディスプレイをさらに含み、前記処理ユニットは、決定された前記処置具の位置及び姿勢を示す視覚インジケータを前記ディスプレイに提示するように構成される、
請求項１～３のいずれか１項に記載のシステム。

【請求項5】

前記処理ユニットは、
決定された前記Ｘ線装置に対する前記処置具の位置及び姿勢が、前記Ｘ線装置に対する前記処置具の必要な位置及び姿勢と比較して、許容誤差範囲内であるか否かを判定し、
前記視覚インジケータを変更することにより、前記Ｘ線装置に対する前記処置具の位置及び姿勢が前記許容誤差範囲内であるか否かを示すように構成される、
請求項４に記載のシステム。

【請求項6】

前記処理ユニットは、患者体内の標的領域のＸ線画像に前記視覚インジケータを重畳させるように構成される、
請求項４又は５に記載のシステム。

【請求項7】

前記処理ユニットは、
前記Ｘ線画像において前記標的領域を検出又はマークし、
決定された前記処置具の位置及び姿勢と、前記Ｘ線画像とに基づいて、前記処置具が前記標的領域に対して位置合わせされているか否かを判定し、
前記視覚インジケータを変更することにより、前記処置具が前記標的領域に対して位置合わせされているか否かを示すように構成される、
請求項６に記載のシステム。

【請求項8】

前記処理ユニットは、
決定された前記Ｘ線装置に対する前記処置具の位置及び姿勢に基づいて、処置具誘導指示を生成し、
前記処置具誘導指示を前記ディスプレイに表示するように構成される、
請求項４～７のいずれか１項に記載のシステム。

【請求項9】

前記処置具誘導指示は、前記処置具を許容誤差範囲内の位置及び姿勢にするために、前記処置具を移動させるべき１以上の方向と、前記１以上の方向の各々における移動の量とを示す、
請求項８に記載のシステム。

【請求項10】

前記処理ユニットは、
前記処置具の少なくとも一部の視覚表現を含む処置具視覚データと、
前記システムの少なくとも１つのコンポーネントの視覚表現を含み、前記処置具に対する前記少なくとも１つのコンポーネントのそれぞれの実際の位置及び姿勢を示すシステムコンポーネント視覚データと、
の少なくとも一方を表示するように構成される、
請求項８又は９に記載のシステム。

【請求項11】

前記処置具は、集束超音波トランスデューサ及びインターベンション処置具のいずれかである、
請求項１～１０のいずれか１項に記載のシステム。

【請求項12】

Ｘ線装置環境において処置具を照準及び位置合わせするシステムであって、
処置具に取り付け可能な較正板であって、前記較正板内の所定の位置に少なくとも１つの光学マーカーを含む、較正板と、
Ｘ線装置に取り付け可能なカメラと、
ディスプレイと、
前記カメラ及び前記Ｘ線装置のＸ線撮影ユニットと通信する処理ユニットと、を含み、
前記処理ユニットは、
前記カメラから、前記少なくとも１つの光学マーカーの視覚表現を含むカメラ画像を受信し、
前記カメラ画像における前記少なくとも１つの光学マーカーの前記視覚表現と、前記較正板内における前記少なくとも１つの光学マーカーの前記所定の位置とに基づいて、前記カメラに対する前記較正板の位置及び姿勢を決定し、
決定された前記カメラに対する前記較正板の位置及び姿勢と、前記Ｘ線装置に対する前記カメラの位置及び姿勢とに基づいて、前記Ｘ線装置に対する前記処置具の位置及び姿勢を決定し、
決定された前記処置具の位置及び姿勢を示す視覚インジケータを前記ディスプレイに提示し、
患者体内の標的領域のＸ線画像に前記視覚インジケータを重畳させるように構成される、
システム。

【請求項13】

前記カメラの位置及び姿勢は既知である、請求項１２に記載のシステム。

【請求項14】

Ｘ線装置環境において処置具を照準及び位置合わせするシステムであって、
処置具に取り付け可能な較正板であって、前記較正板内の所定の位置に少なくとも１つの光学マーカーを含む、較正板と、
Ｘ線装置に取り付け可能なカメラであって、少なくとも部分的に前記Ｘ線装置のＸ線源の視野内に配置された少なくとも１つの放射線不透過性マーカーを含む、カメラと、
前記カメラ及び前記Ｘ線装置のＸ線撮影ユニットと通信する処理ユニットと、を含み、
前記処理ユニットは、
前記少なくとも１つの放射線不透過性マーカーの視覚表現を含むＸ線画像を受信し、
前記少なくとも１つの放射線不透過性マーカーの前記視覚表現に基づいて、前記Ｘ線装置に対する前記カメラの位置及び姿勢を決定し、
前記カメラから、前記少なくとも１つの光学マーカーの視覚表現を含むカメラ画像を受信し、
前記カメラ画像における前記少なくとも１つの光学マーカーの前記視覚表現と、前記較正板内における前記少なくとも１つの光学マーカーの前記所定の位置とに基づいて、前記カメラに対する前記較正板の位置及び姿勢を決定し、
決定された前記カメラに対する前記較正板の位置及び姿勢と、前記Ｘ線装置に対する前記カメラの位置及び姿勢とに基づいて、前記Ｘ線装置に対する前記処置具の位置及び姿勢を決定するように構成される、
システム。

【請求項15】

前記較正板は、複数の光学マーカーを含む、
請求項１２～１４のいずれか１項に記載のシステム。

【請求項16】

Ｘ線装置環境において処置具を照準及び位置合わせするシステムであって、
処置具に取り付け可能な較正板であって、前記較正板内の所定の位置に少なくとも１つの光学マーカーを含む、較正板と、
Ｘ線装置に取り付け可能なカメラと、
ディスプレイと、
前記カメラ及び前記Ｘ線装置のＸ線撮影ユニットと通信する処理ユニットと、を含み、
前記処理ユニットは、
前記カメラから、前記少なくとも１つの光学マーカーの視覚表現を含むカメラ画像を受信し、
前記カメラ画像における前記少なくとも１つの光学マーカーの前記視覚表現と、前記較正板内における前記少なくとも１つの光学マーカーの前記所定の位置とに基づいて、前記カメラに対する前記較正板の位置及び姿勢を決定し、
決定された前記カメラに対する前記較正板の位置及び姿勢と、前記Ｘ線装置に対する前記カメラの位置及び姿勢とに基づいて、前記Ｘ線装置に対する前記処置具の位置及び姿勢を決定し、
決定された前記処置具の位置及び姿勢を示す視覚インジケータを前記ディスプレイに提示し、
決定された前記Ｘ線装置に対する前記処置具の位置及び姿勢が、前記Ｘ線装置に対する前記処置具の必要な位置及び姿勢と比較して、許容誤差範囲内であるか否かを判定し、
前記視覚インジケータを変更することにより、前記Ｘ線装置に対する前記処置具の位置及び姿勢が前記許容誤差範囲内であるか否かを示すように構成される、
システム。

【請求項17】

前記処理ユニットは、
前記Ｘ線画像において前記標的領域を検出又はマークし、
決定された前記処置具の位置及び姿勢と、前記Ｘ線画像とに基づいて、前記処置具が前記標的領域に対して位置合わせされているか否かを判定し、
前記視覚インジケータを変更することにより、前記処置具が前記標的領域に対して位置合わせされているか否かを示すように構成される、
請求項１２に記載のシステム。

【請求項18】

前記処理ユニットは、
決定された前記Ｘ線装置に対する前記処置具の位置及び姿勢に基づいて、処置具誘導指示を生成し、
前記処置具誘導指示を前記ディスプレイに表示するように構成される、
請求項１６に記載のシステム。

【請求項19】

前記処置具誘導指示は、前記処置具を許容誤差範囲内の位置及び姿勢にするために、前記処置具を移動させるべき１以上の方向と、前記１以上の方向の各々における移動の量とを示す、
請求項１８に記載のシステム。

【請求項20】

前記処理ユニットは、
前記処置具の少なくとも一部の視覚表現を含む処置具視覚データと、
前記システムの少なくとも１つのコンポーネントの視覚表現を含み、前記処置具に対する前記少なくとも１つのコンポーネントのそれぞれの実際の位置及び姿勢を示すシステムコンポーネント視覚データと、
の少なくとも一方を表示するように構成される、
請求項１８又は１９に記載のシステム。

【請求項21】

前記処置具は、集束超音波トランスデューサ及びインターベンション処置具のいずれかである、請求項１２～２０のいずれか１項に記載のシステム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、処置具を照準するシステム及び方法の分野に関し、より具体的には、Ｘ線装置又は超音波装置を用いて処置具を照準するシステム及び方法に関する。

【背景技術】

【0002】

一般に、標的領域に処置具を照準し、及び／又は撮影装置（例えば、Ｘ線装置、超音波装置など）に対して処置具を位置合わせすることは、処置具と誘導撮影装置との間の堅固な機械的接続と、処置具と撮影装置との間の相対的な位置及び／又は姿勢を比較的高い更新頻度（例えば、毎秒複数回）で監視することができる高価及び／又は複雑な追跡ユニットと、の少なくとも一方を必要とする。処置具を追跡するＸ線撮影を用いて、例えば、Ｘ線装置に対して処置具を照準及び／又は位置合わせすることは、患者のＸ線放射への複数回の曝露を必要とする場合がある。

【0003】

現在のプロセスと比較して、照準及び／又は位置合わせのコスト及び複雑さを低減すると同時に、処置具と撮影装置との間の堅固な機械的接続の必要性を排除することが可能である、撮影装置環境において処置具を照準及び／又は位置合わせするシステム及び方法が必要とされる。Ｘ線装置に関して、現在のプロセスと比較して、患者のＸ線照射への曝露を低減することが可能である、Ｘ線装置環境において処置具を照準及び／又は位置合わせするシステム及び方法が必要とされる。

【発明の概要】

【0004】

いくつかの実施形態は、Ｘ線装置環境において処置具を照準及び位置合わせするシステムを提供することができ、前記システムは、Ｘ線装置に取り付け可能である較正板であって、前記較正板内の所定の位置に少なくとも１つの放射線不透過性マーカー及び少なくとも１つの光学マーカーを含む、較正板と、前記処置具に対して所定の位置及び姿勢で前記処置具に取り付け可能なカメラと、前記カメラ及び前記Ｘ線装置のＸ線撮影ユニットと通信する処理ユニットと、を含んでもよく、前記処理ユニットは、前記Ｘ線撮影ユニットから、前記少なくとも１つの放射線不透過性マーカーの視覚表現を含むＸ線画像を受信し、前記Ｘ線画像における前記少なくとも１つの放射線不透過性マーカーの視覚表現と、前記較正板内における前記少なくとも１つの放射線不透過性マーカーの所定の位置と、前記Ｘ線装置の特定のパラメータとに基づいて、前記Ｘ線装置に対する前記較正板の位置及び姿勢を決定し、前記カメラから、前記少なくとも１つの光学マーカーの視覚表現を含むカメラ画像を受信し、前記カメラ画像における前記少なくとも１つの光学マーカーの視覚表現と、前記較正板内における前記少なくとも１つの光学マーカーの所定の位置とに基づいて、前記較正板に対する前記カメラの位置及び姿勢を決定し、決定された前記Ｘ線装置に対する前記較正板の位置及び姿勢と、決定された前記較正板内における前記カメラの位置及び姿勢と、前記処置具に対する前記カメラの所定の位置及び姿勢とに基づいて、前記Ｘ線装置に対する前記処置具の位置及び姿勢を決定するように構成される。

【0005】

いくつかの実施形態では、前記較正板は、少なくとも１つの非対称的放射線不透過性マーカーと、前記較正板内に非対称的に位置付けられた複数の対称放射線不透過性マーカーと、の少なくとも一方を含んでもよい。

【0006】

いくつかの実施形態では、前記システムは、ディスプレイを含んでもよく、前記処理ユニットは、決定された前記処置具の位置及び姿勢を示す視覚インジケータを前記ディスプレイに提示するように構成される。

【0007】

いくつかの実施形態では、前記処理ユニットは、決定された前記Ｘ線装置に対する前記処置具の位置及び姿勢が、前記Ｘ線装置に対する前記処置具の必要な位置及び姿勢と比較して、許容誤差範囲内であるか否かを判定し、前記視覚インジケータを変更することにより、前記処置具の位置及び姿勢が前記許容誤差範囲内であるか否かを示すように構成される。

【0008】

いくつかの実施形態では、前記処理ユニットは、患者体内の標的領域のＸ線画像に前記視覚インジケータを重畳させるように構成される。

【0009】

いくつかの実施形態では、前記処理ユニットは、前記Ｘ線画像において前記標的領域を検出又はマークし、決定された前記処置具の位置及び姿勢と、前記Ｘ線画像とに基づいて、前記処置具が前記標的領域に対して位置合わせされているか否かを判定し、前記視覚インジケータを変更することにより、前記処置具が前記標的領域に対して位置合わせされているか否かを示すように構成される。

【0010】

いくつかの実施形態では、前記処理ユニットは、決定された前記Ｘ線装置に対する前記処置具の位置及び姿勢に基づいて、処置具誘導指示を生成し、前記処置具誘導指示を前記ディスプレイに表示するように構成される。

【0011】

いくつかの実施形態では、前記処置具誘導指示は、前記処置具を許容誤差範囲内の位置及び姿勢にするために、前記処置具を移動させるべき１以上の方向と、前記１以上の方向の各々における移動の量とを示す。

【0012】

いくつかの実施形態では、前記処理ユニットは、前記処置具の少なくとも一部の視覚表現を含む処置具視覚データと、前記システムの少なくとも１つのコンポーネントの視覚表現を含み、前記処置具に対する前記少なくとも１つのコンポーネントのそれぞれの実際の位置及び姿勢を示すシステムコンポーネント視覚データと、の少なくとも一方を表示するように構成される。

【0013】

いくつかの実施形態では、前記処置具は、集束超音波トランスデューサ及びインターベンション処置具のいずれかである。

【0014】

いくつかの実施形態は、Ｘ線装置環境において処置具を照準及び位置合わせする方法を提供することができ、前記方法は、較正板をＸ線装置に取り付けることであって、前記較正板は、少なくとも１つの放射線不透過性マーカーと前記較正板内の所定の位置に位置付けられた少なくとも１つの光学マーカーとを含んでもよいことと、カメラを前記処置具に対して所定の位置及び姿勢で前記処置具に取り付けることと、前記Ｘ線装置により、前記少なくとも１つの放射線不透過性マーカーの視覚表現を含んでもよい前記較正板のＸ線画像を取得することと、処理ユニットにより、前記Ｘ線画像における前記少なくとも１つの放射線不透過性マーカーの視覚表現と、前記較正板内における前記少なくとも１つの放射線不透過性マーカーの所定の位置と、前記Ｘ線装置の特定のパラメータとに基づいて、前記Ｘ線装置に対する前記較正板の位置及び姿勢を決定することと、前記カメラにより、前記少なくとも１つの光学マーカーの視覚表現を含むカメラ画像を取得することと、前記カメラ画像における前記少なくとも１つの光学マーカーの視覚表現と、前記較正板内における前記少なくとも１つの光学マーカーの所定の位置とに基づいて、前記較正板に対する前記カメラの位置及び姿勢を決定することと、決定された前記Ｘ線装置に対する前記較正板の位置及び姿勢と、決定された前記較正板内における前記カメラの位置及び姿勢と、前記処置具に対する前記カメラの所定の位置及び姿勢とに基づいて、前記Ｘ線装置に対する前記処置具の位置及び姿勢を決定することと、を含んでもよい。

【0015】

いくつかの実施形態では、前記方法は、決定された前記処置具の位置及び姿勢を示す視覚インジケータをディスプレイに表示することを含んでもよい。

【0016】

いくつかの実施形態では、前記方法は、決定された前記Ｘ線装置に対する前記処置具の位置及び姿勢が、前記Ｘ線装置に対する前記処置具の必要な位置及び姿勢と比較して、許容誤差範囲内であるか否かを判定することを含んでもよい。

【0017】

いくつかの実施形態では、前記方法は、前記視覚インジケータを変更することにより、前記処置具の位置及び姿勢が前記許容誤差範囲内であるか否かを示すことを含んでもよい。

【0018】

いくつかの実施形態では、前記方法は、患者体内の標的領域のＸ線画像に前記視覚インジケータを重畳させることを含んでもよい。

【0019】

いくつかの実施形態では、前記方法は、前記Ｘ線画像において前記標的領域を検出又はマークすることと、決定された前記処置具の位置及び姿勢と、前記Ｘ線画像とに基づいて、前記処置具が前記標的領域に対して位置合わせされているか否かを判定することと、前記視覚インジケータを変更することにより、前記処置具が前記標的領域に対して位置合わせされているか否かを示すことと、を含んでもよい。

【0020】

いくつかの実施形態では、前記方法は、決定された前記Ｘ線装置に対する前記処置具の位置及び姿勢に基づいて、処置具誘導指示を生成することと、前記処置具誘導指示を前記ディスプレイに表示することと、を含んでもよい。

【0021】

いくつかの実施形態では、前記処置具誘導指示は、前記処置具を許容誤差範囲内の位置及び姿勢にするために、前記処置具を移動させるべき１以上の方向と、前記１以上の方向の各々における移動の量とを示す。

【0022】

いくつかの実施形態では、前記方法は、前記処置具の少なくとも一部の視覚表現を含む処置具視覚データと、前記システムの少なくとも１つのコンポーネントの視覚表現を含み、前記処置具に対する前記少なくとも１つのコンポーネントのそれぞれの実際の位置及び姿勢を示すシステムコンポーネント視覚データと、の少なくとも一方を表示することを含んでもよい。

【0023】

いくつかの実施形態では、前記方法は、前記Ｘ線装置によるＸ線撮影に患者を曝露することなく、前記ディスプレイに表示された前記視覚インジケータに従って、前記処置具を照準及び位置合わせすることを含んでもよい。

【0024】

いくつかの実施形態は、超音波撮影装置環境において処置具を照準及び位置合わせするシステムを提供することができ、前記システムは、前記超音波撮影装置の超音波撮影プローブに取り付け可能な較正板であって、前記較正板内の所定の位置に少なくとも１つの光学マーカーを含む、較正板と、前記処置具に対して所定の位置及び姿勢で前記処置具に取り付け可能なカメラと、前記カメラ及び前記超音波撮影装置の超音波撮影ユニットと通信する処理ユニットと、を含んでもよく、前記処理ユニットは、前記カメラから、前記少なくとも１つの光学マーカーの視覚表現を含むカメラ画像を受信し、前記カメラ画像における前記少なくとも１つの光学マーカーの視覚表現と、前記較正板内における前記少なくとも１つの光学マーカーの所定の位置とに基づいて、前記較正板に対する前記カメラの位置及び姿勢を決定し、前記超音波撮影プローブに対する前記較正板の所定の位置及び姿勢と、決定された前記較正板に対する前記カメラの位置及び姿勢と、前記処置具に対する前記カメラの既知の位置及び姿勢とに基づいて、前記超音波撮影プローブに対する前記処置具の位置及び姿勢を決定するように構成される。

【0025】

いくつかの実施形態では、前記システムは、ディスプレイを含んでもよく、前記処理ユニットは、決定された前記処置具の位置及び姿勢を示す視覚インジケータを前記ディスプレイに提示するように構成される。

【0026】

いくつかの実施形態では、前記処理ユニットは、決定された前記超音波撮影プローブに対する前記処置具の位置及び姿勢が、前記超音波撮影プローブに対する前記処置具の必要な位置及び姿勢と比較して、許容誤差範囲内であるか否かを判定し、前記視覚インジケータを変更することにより、前記超音波撮影プローブに対する前記処置具の位置及び姿勢が前記許容誤差範囲内であるか否かを示すように構成される。

【0027】

いくつかの実施形態では、前記処理ユニットは、患者体内の標的領域の超音波画像に前記視覚インジケータを重畳させるように構成される。

【0028】

いくつかの実施形態では、前記処理ユニットは、前記超音波画像において前記標的領域を検出又はマークし、決定された前記処置具の位置及び姿勢と、前記超音波画像とに基づいて、前記処置具が前記標的領域に対して位置合わせされているか否かを判定し、前記視覚インジケータを変更することにより、前記処置具が前記標的領域に対して位置合わせされているか否かを示すように構成される。

【0029】

いくつかの実施形態では、前記処理ユニットは、決定された前記超音波撮影プローブに対する前記処置具の位置及び姿勢に基づいて、処置具誘導指示を生成し、前記処置具誘導指示を前記ディスプレイに表示するように構成される。

【0030】

いくつかの実施形態では、前記処置具誘導指示は、前記処置具を許容誤差範囲内の位置及び姿勢にするために、前記処置具を移動させるべき１以上の方向と、前記１以上の方向の各々における移動の量とを示す。

【0031】

いくつかの実施形態では、前記処理ユニットは、前記処置具の少なくとも一部の視覚表現を含む処置具視覚データと、前記システムの少なくとも１つのコンポーネントの視覚表現を含み、前記処置具に対する前記少なくとも１つのコンポーネントのそれぞれの実際の位置及び姿勢を示すシステムコンポーネント視覚データと、の少なくとも一方を表示するように構成される。

【0032】

いくつかの実施形態では、前記処置具は、集束超音波トランスデューサ及びインターベンション処置具のいずれかである。

【0033】

いくつかの実施形態は、超音波撮影装置環境において処置具を照準及び位置合わせする方法を提供することができ、前記方法は、較正板を超音波撮影装置の超音波撮影プローブに取り付けることであって、前記較正板は、前記較正板内の所定の位置に位置付けられた少なくとも１つの光学マーカーを含んでもよいことと、カメラを前記処置具に対して所定の位置及び姿勢で前記処置具に取り付けることと、前記カメラにより、前記少なくとも１つの光学マーカーの視覚表現を含むカメラ画像を取得することと、前記カメラにより、前記少なくとも１つの光学マーカーの視覚表現を含むカメラ画像を取得することと、前記カメラ画像における前記少なくとも１つの光学マーカーの視覚表現と、前記較正板内における前記少なくとも１つの光学マーカーの所定の位置とに基づいて、前記較正板に対する前記カメラの位置及び姿勢を決定することと、決定された前記超音波撮影プローブに対する前記較正板の位置及び姿勢と、決定された前記較正板内における前記カメラの位置及び姿勢と、前記処置具に対する前記カメラの所定の位置及び姿勢とに基づいて、前記超音波撮影プローブに対する前記処置具の位置及び姿勢を決定することと、を含んでもよい。

【0034】

いくつかの実施形態では、前記方法は、決定された前記処置具の位置及び姿勢を示す視覚インジケータをディスプレイに表示することを含んでもよい。

【0035】

いくつかの実施形態では、前記方法は、決定された前記超音波撮影プローブに対する前記処置具の位置及び姿勢が、前記超音波撮影プローブに対する前記処置具の必要な位置及び姿勢と比較して、許容誤差範囲内であるか否かを判定することを含んでもよい。

【0036】

いくつかの実施形態では、前記方法は、前記視覚インジケータを変更することにより、前記超音波撮影プローブに対する前記処置具の位置及び姿勢が前記許容誤差範囲内であるか否かを示すことを含んでもよい。

【0037】

いくつかの実施形態では、前記方法は、患者体内の標的領域の超音波画像に前記視覚インジケータを重畳させることを含んでもよい。

【0038】

いくつかの実施形態では、前記方法は、前記超音波画像において前記標的領域を検出又はマークすることと、決定された前記処置具の位置及び姿勢と、前記超音波画像とに基づいて、前記処置具が前記標的領域に対して位置合わせされているか否かを判定することと、前記視覚インジケータを変更することにより、前記処置具が前記標的領域に対して位置合わせされているか否かを示すことと、を含んでもよい。

【0039】

いくつかの実施形態では、前記方法は、決定された前記超音波撮影プローブに対する前記処置具の位置及び姿勢に基づいて、処置具誘導指示を生成することと、前記処置具誘導指示を前記ディスプレイに表示することと、を含んでもよい。

【0040】

いくつかの実施形態では、前記処置具誘導指示は、前記処置具を許容誤差範囲内の位置及び姿勢にするために、前記処置具を移動させるべき１以上の方向と、前記１以上の方向の各々における移動の量とを示す。

【0041】

いくつかの実施形態では、前記方法は、前記処置具の少なくとも一部の視覚表現を含む処置具視覚データと、前記システムの少なくとも１つのコンポーネントの視覚表現を含み、前記処置具に対する前記少なくとも１つのコンポーネントのそれぞれの実際の位置及び姿勢を示すシステムコンポーネント視覚データと、の少なくとも一方を表示することを含んでもよい。

【0042】

いくつかの実施形態では、前記方法は、前記ディスプレイに表示された前記視覚インジケータに従って、前記処置具を照準及び位置合わせすることを含んでもよい。

【0043】

いくつかの実施形態は、Ｘ線装置環境において処置具を照準及び位置合わせするシステムを提供することができ、前記システムは、処置具に取り付け可能な較正板であって、前記較正板内の所定の位置に少なくとも１つの光学マーカーを含む、較正板と、前記Ｘ線装置に取り付け可能なカメラと、前記カメラ及び前記Ｘ線装置のＸ線撮影ユニットと通信する処理ユニットと、を含んでもよく、前記処理ユニットは、前記カメラから、前記少なくとも１つの光学マーカーの視覚表現を含むカメラ画像を受信し、前記カメラ画像における前記少なくとも１つの光学マーカーの視覚表現と、前記較正板内における前記少なくとも１つの光学マーカーの所定の位置とに基づいて、前記カメラに対する前記較正板の位置及び姿勢を決定し、決定された前記カメラに対する前記較正板の位置及び姿勢と、前記Ｘ線装置に対する前記カメラの位置及び姿勢とに基づいて、前記Ｘ線装置に対する前記処置具の位置及び姿勢を決定するように構成される。

【0044】

いくつかの実施形態では、前記カメラの位置及び姿勢は既知である。

【0045】

いくつかの実施形態では、前記カメラは、少なくとも部分的に前記Ｘ線のＸ線源の視野内に配置された少なくとも１つの放射線不透過性マーカーを含み、前記処理ユニットは、前記少なくとも１つの放射線不透過性マーカーの視覚表現を含むＸ線画像を受信し、前記少なくとも１つの放射線不透過性マーカーの視覚表現に基づいて、前記Ｘ線装置に対する前記カメラの位置及び姿勢を決定するように構成される。

【0046】

いくつかの実施形態では、前記システムは、ディスプレイを含んでもよく、前記処理ユニットは、決定された前記処置具の位置及び姿勢を示す視覚インジケータを前記ディスプレイに提示するように構成される。

【0047】

いくつかの実施形態では、前記処理ユニットは、決定された前記Ｘ線装置に対する前記処置具の位置及び姿勢が、前記Ｘ線装置に対する前記処置具の必要な位置及び姿勢と比較して、許容誤差範囲内であるか否かを判定し、前記視覚インジケータを変更することにより、前記Ｘ線装置に対する前記処置具の位置及び姿勢が前記許容誤差範囲内であるか否かを示すように構成される。

【0048】

いくつかの実施形態では、前記処理ユニットは、患者体内の標的領域のＸ線画像に前記視覚インジケータを重畳させるように構成される。

【0049】

いくつかの実施形態では、前記処理ユニットは、前記Ｘ線画像において前記標的領域を検出又はマークし、決定された前記処置具の位置及び姿勢と、前記Ｘ線画像とに基づいて、前記処置具が前記標的領域に対して位置合わせされているか否かを判定し、前記視覚インジケータを変更することにより、前記処置具が前記標的領域に対して位置合わせされているか否かを示すように構成される。

【0050】

いくつかの実施形態では、前記処理ユニットは、決定された前記Ｘ線装置に対する前記処置具の位置及び姿勢に基づいて、処置具誘導指示を生成し、前記処置具誘導指示を前記ディスプレイに表示するように構成される。

【0051】

いくつかの実施形態では、前記処置具誘導指示は、前記処置具を許容誤差範囲内の位置及び姿勢にするために、前記処置具を移動させるべき１以上の方向と、前記１以上の方向の各々における移動の量とを示す。

【0052】

いくつかの実施形態では、前記処理ユニットは、前記処置具の少なくとも一部の視覚表現を含む処置具視覚データと、前記システムの少なくとも１つのコンポーネントの視覚表現を含み、前記処置具に対する前記少なくとも１つのコンポーネントのそれぞれの実際の位置及び姿勢を示すシステムコンポーネント視覚データと、の少なくとも一方を表示するように構成される。

【0053】

いくつかの実施形態では、前記処置具は、集束超音波トランスデューサ及びインターベンション処置具のいずれかである。

【0054】

いくつかの実施形態は、Ｘ線装置環境において処置具を照準及び位置合わせする方法を提供することができ、前記方法は、較正板を処置具に取り付けることであって、前記較正板は、前記較正板内の所定の位置に位置付けられた少なくとも１つの光学マーカーを含んでもよいことと、カメラを前記Ｘ線装置に取り付けることと、前記カメラにより、前記少なくとも１つの光学マーカーの視覚表現を含むカメラ画像を取得することと、前記カメラ画像における前記少なくとも１つの光学マーカーの視覚表現と、前記較正板内における前記少なくとも１つの光学マーカーの所定の位置とに基づいて、前記カメラに対する前記処置具の位置及び姿勢を決定することと、決定された前記カメラに対する前記較正板の位置及び姿勢と、前記Ｘ線装置に対する前記カメラの位置及び姿勢とに基づいて、前記Ｘ線装置に対する前記処置具の位置及び姿勢を決定することと、を含んでもよい。

【0055】

いくつかの実施形態では、前記カメラの位置及び姿勢は既知である。

【0056】

いくつかの実施形態では、前記方法は、少なくとも１つの放射線不透過性マーカーが少なくとも部分的に前記Ｘ線装置のＸ線源の視野内に配置されるように、前記カメラを前記Ｘ線装置に取り付けることと、前記少なくとも１つの放射線不透過性マーカーの視覚表現を含むＸ線画像を取得することと、前記少なくとも１つの放射線不透過性マーカーの視覚表現に基づいて、前記Ｘ線装置に対する前記カメラの位置及び姿勢を決定することと、を含んでもよい。

【0057】

いくつかの実施形態では、前記方法は、決定された前記処置具の位置及び姿勢を示す視覚インジケータをディスプレイに表示することを含んでもよい。

【0058】

いくつかの実施形態では、前記方法は、決定された前記Ｘ線装置に対する前記処置具の位置及び姿勢が、前記Ｘ線装置に対する前記処置具の必要な位置及び姿勢と比較して、許容誤差範囲内であるか否かを判定することを含んでもよい。

【0059】

いくつかの実施形態では、前記方法は、前記視覚インジケータを変更することにより、前記Ｘ線装置に対する前記処置具の位置及び姿勢が前記許容誤差範囲内であるか否かを示すことを含んでもよい。

【0060】

いくつかの実施形態では、前記方法は、患者体内の標的領域のＸ線画像に前記視覚インジケータを重畳させることを含んでもよい。

【0061】

いくつかの実施形態では、前記方法は、前記Ｘ線画像において前記標的領域を検出又はマークすることと、決定された前記処置具の位置及び姿勢と、前記Ｘ線画像とに基づいて、前記処置具が前記標的領域に対して位置合わせされているか否かを判定することと、前記視覚インジケータを変更することにより、前記処置具が前記標的領域に対して位置合わせされているか否かを示すことと、を含んでもよい。

【0062】

いくつかの実施形態では、前記方法は、決定された前記Ｘ線装置に対する前記処置具の位置及び姿勢に基づいて、処置具誘導指示を生成することと、前記処置具誘導指示を前記ディスプレイに表示することと、を含んでもよい。

【0063】

いくつかの実施形態では、前記処置具誘導指示は、前記処置具を許容誤差範囲内の位置及び姿勢にするために、前記処置具を移動させるべき１以上の方向と、前記１以上の方向の各々における移動の量とを示す。

【0064】

いくつかの実施形態では、前記方法は、前記処置具の少なくとも一部の視覚表現を含む処置具視覚データと、前記システムの少なくとも１つのコンポーネントの視覚表現を含み、前記処置具に対する前記少なくとも１つのコンポーネントのそれぞれの実際の位置及び姿勢を示すシステムコンポーネント視覚データと、の少なくとも一方を表示することを含んでもよい。

【0065】

いくつかの実施形態では、前記方法は、前記Ｘ線装置によるＸ線撮影に患者を曝露することなく、前記ディスプレイに表示された前記視覚インジケータに従って、前記処置具を照準及び位置合わせすることを含んでもよい。

【0066】

いくつかの実施形態は、超音波撮影装置環境において処置具を照準及び位置合わせするシステムを提供することができ、前記システムは、処置具に取り付け可能な較正板であって、前記較正板内の所定の位置に少なくとも１つの光学マーカーを含んでもよい、較正板と、超音波撮影プローブに対して所定の位置及び姿勢で前記超音波撮影プローブに取り付け可能なカメラと、前記カメラ及び前記超音波撮影装置の超音波撮影ユニットと通信する処理ユニットと、を含んでもよく、前記処理ユニットは、前記カメラから、前記少なくとも１つの光学マーカーの視覚表現を含むカメラ画像を受信し、前記カメラ画像における前記少なくとも１つの光学マーカーの視覚表現と、前記較正板内における前記少なくとも１つの光学マーカーの所定の位置とに基づいて、前記カメラに対する前記較正板の位置及び姿勢を決定し、前記処置具に対する前記較正板の所定の位置及び姿勢と、決定された前記カメラに対する前記較正板の位置及び姿勢と、前記超音波撮影プローブに対する前記カメラの既知の位置及び姿勢とに基づいて、前記超音波撮影プローブに対する前記処置具の位置及び姿勢を決定するように構成される。

【0067】

いくつかの実施形態では、前記システムは、ディスプレイを含んでもよく、前記処理ユニットは、決定された前記処置具の位置及び姿勢を示す視覚インジケータを前記ディスプレイに提示するように構成される。

【0068】

いくつかの実施形態では、前記処理ユニットは、決定された前記超音波撮影プローブに対する前記処置具の位置及び姿勢が、前記超音波撮影プローブに対する前記処置具の必要な位置及び姿勢と比較して、許容誤差範囲内であるか否かを判定し、前記視覚インジケータを変更することにより、前記超音波撮影プローブに対する前記処置具の位置及び姿勢が前記許容誤差範囲内であるか否かを示すように構成される。

【0069】

いくつかの実施形態では、前記処理ユニットは、患者体内の標的領域の超音波画像に前記視覚インジケータを重畳させるように構成される。

【0070】

いくつかの実施形態では、前記処理ユニットは、前記超音波画像において前記標的領域を検出又はマークし、決定された前記処置具の位置及び姿勢と、前記超音波画像とに基づいて、前記処置具が前記標的領域に対して位置合わせされているか否かを判定し、前記視覚インジケータを変更することにより、前記処置具が前記標的領域に対して位置合わせされているか否かを示すように構成される。

【0071】

いくつかの実施形態では、前記処理ユニットは、決定された前記超音波撮影プローブに対する前記処置具の位置及び姿勢に基づいて、処置具誘導指示を生成し、前記処置具誘導指示を前記ディスプレイに表示するように構成される。

【0072】

いくつかの実施形態では、前記処置具誘導指示は、前記処置具を許容誤差範囲内の位置及び姿勢にするために、前記処置具を移動させるべき１以上の方向と、前記１以上の方向の各々における移動の量とを示す。

【0073】

いくつかの実施形態では、前記処理ユニットは、前記処置具の少なくとも一部の視覚表現を含む処置具視覚データと、前記システムの少なくとも１つのコンポーネントの視覚表現を含み、前記処置具に対する前記少なくとも１つのコンポーネントのそれぞれの実際の位置及び姿勢を示すシステムコンポーネント視覚データと、の少なくとも一方を表示するように構成される。

【0074】

いくつかの実施形態では、前記処置具は、集束超音波トランスデューサ及びインターベンション器具のいずれかである。

【0075】

いくつかの実施形態は、超音波撮影装置環境において処置具を照準及び位置合わせする方法を提供することができ、前記方法は、較正板を処置具に取り付けることであって、前記較正板は、前記較正板内の所定の位置に位置付けられた少なくとも１つの光学マーカーを含むことと、前記処置具に対する所定の位置及び姿勢でカメラを超音波撮影装置の超音波撮影プローブに取り付けることと、前記カメラにより、前記少なくとも１つの光学マーカーの視覚表現を含むカメラ画像を取得することと、前記カメラ画像における前記少なくとも１つの光学マーカーの視覚表現と、前記較正板内における前記少なくとも１つの光学マーカーの所定の位置とに基づいて、前記カメラに対する前記較正板の位置及び姿勢を決定することと、前記処置具に対する前記較正板の所定の位置及び姿勢と、決定された前記カメラに対する前記較正板の位置及び姿勢と、前記超音波撮影プローブに対する前記カメラの既知の位置及び姿勢とに基づいて、前記超音波撮影プローブに対する前記処置具の位置及び姿勢を決定することと、を含んでもよい。

【0076】

いくつかの実施形態では、前記方法は、決定された前記処置具の位置及び姿勢を示す視覚インジケータをディスプレイに表示することを含んでもよい。

【0077】

いくつかの実施形態では、前記方法は、決定された前記超音波撮影プローブに対する前記処置具の位置及び姿勢が、前記超音波撮影プローブに対する前記処置具の必要な位置及び姿勢と比較して、許容誤差範囲内であるか否かを判定することを含んでもよい。

【0078】

いくつかの実施形態では、前記方法は、前記視覚インジケータを変更することにより、前記超音波撮影プローブに対する前記処置具の位置及び姿勢が前記許容誤差範囲内であるか否かを示すことを含んでもよい。

【0079】

いくつかの実施形態では、前記方法は、患者体内の標的領域の超音波画像に前記視覚インジケータを重畳させることを含んでもよい。

【0080】

いくつかの実施形態では、前記方法は、前記超音波画像において前記標的領域を検出又はマークすることと、決定された前記処置具の位置及び姿勢と、前記超音波画像とに基づいて、前記処置具が前記標的領域に対して位置合わせされているか否かを判定することと、前記視覚インジケータを変更することにより、前記処置具が前記標的領域に対して位置合わせされているか否かを示すことと、を含んでもよい。

【0081】

いくつかの実施形態では、前記方法は、決定された前記超音波撮影プローブに対する前記処置具の位置及び姿勢に基づいて、処置具誘導指示を生成することと、前記処置具誘導指示を前記ディスプレイに表示することと、を含んでもよい。

【0082】

いくつかの実施形態では、前記処置具誘導指示は、前記処置具を許容誤差範囲内の位置及び姿勢にするために、前記処置具を移動させるべき１以上の方向と、前記１以上の方向の各々における移動の量とを示す。

【0083】

いくつかの実施形態では、前記方法は、前記処置具の少なくとも一部の視覚表現を含む処置具視覚データと、前記システムの少なくとも１つのコンポーネントの視覚表現を含み、前記処置具に対する前記少なくとも１つのコンポーネントのそれぞれの実際の位置及び姿勢を示すシステムコンポーネント視覚データと、の少なくとも一方を表示することを含んでもよい。

【0084】

いくつかの実施形態では、前記方法は、前記ディスプレイに表示された前記視覚インジケータに従って、前記処置具を照準及び位置合わせすることを含んでもよい。

【0085】

本発明のこれらの付加的な及び／又は他の態様及び／又は利点は、以下に続く詳細な記載において示され、詳細な記載から推論可能であり、及び／又は本発明の実施によって学ぶことができる。

【図面の簡単な説明】

【0086】

本発明の実施形態をよりよく理解し、それらがどのように実施できるかを示すために、単なる例示として同様の数字が全体を通して対応する要素又は部分を示す添付図面を参照する。

【0087】

【図1】本発明のいくつかの実施形態に係る、Ｘ線装置環境において処置具を照準及び／又は位置合わせするシステムの第１の実施形態の概略図である。

【図2A】本発明のいくつかの実施形態に係る、Ｘ線装置環境において処置具を照準及び／又は位置合わせするシステムの較正板の概略図である。

【図2B】本発明のいくつかの実施形態に係る、Ｘ線装置環境において処置具を照準及び／又は位置合わせするシステムの較正板の概略図である。

【図2C】本発明のいくつかの実施形態に係る、Ｘ線装置環境において処置具を照準及び／又は位置合わせするシステムの較正板の画像である。

【図3】本発明のいくつかの実施形態に係る、Ｘ線装置環境において処置具を照準及び／又は位置合わせするシステムの較正板のＸ線画像である。

【図4】本発明のいくつかの実施形態に係る、Ｘ線装置環境において処置具を照準及び／又は位置合わせするシステムの較正板のカメラ画像である。

【図5A】本発明のいくつかの実施形態に係る、Ｘ線装置環境において、Ｘ線装置に対して位置合わせされる必要がある処置具を照準及び／又は位置合わせするシステムの概略図である。

【図5B】本発明のいくつかの実施形態に係る、Ｘ線装置環境において、Ｘ線装置に対して位置合わせされる必要がある処置具を照準及び／又は位置合わせするシステムの概略図である。

【図5C】本発明のいくつかの実施形態に係る、Ｘ線装置環境において、Ｘ線装置に対して位置合わせされる必要がある処置具を照準及び／又は位置合わせするシステムの概略図である。

【図5D】本発明のいくつかの実施形態に係る、Ｘ線装置環境において、Ｘ線照準及び位置合わせ装置を有する処置具を照準及び／又は位置合わせするシステムの概略図である。

【図5E】本発明のいくつかの実施形態に係る、処置具のＸ線照準及び位置合わせ装置の視覚表現と、Ｘ線装置環境において処置具を照準及び／又は位置合わせするシステムの処理ユニットにより生成される視覚インジケータとの概略図である。

【図5F】本発明のいくつかの実施形態に係る、処置具のＸ線照準及び位置合わせ装置の視覚表現と、Ｘ線装置環境において処置具を照準及び／又は位置合わせするシステムの処理ユニットにより生成される視覚インジケータとの概略図である。

【図5G】本発明のいくつかの実施形態に係る、Ｘ線装置環境において処置具を照準及び／又は位置合わせするシステムと、該システムを使用する方法のフローチャートとの概略図である。

【図6】本発明のいくつかの実施形態に係る、集束超音波エネルギーを投射するシステムの第１の実施形態の概略図である。

【図7(1)】本発明のいくつかの実施形態に係る、Ｘ線装置環境において処置具を照準及び／又は位置合わせする第１の方法のフローチャートである。

【図7(2)】本発明のいくつかの実施形態に係る、Ｘ線装置環境において処置具を照準及び／又は位置合わせする第１の方法のフローチャートである。

【図7(3)】本発明のいくつかの実施形態に係る、Ｘ線装置環境において処置具を照準及び／又は位置合わせする第１の方法のフローチャートである。

【図8】本発明のいくつかの実施形態に係る、超音波撮影装置環境において処置具を照準及び／又は位置合わせするシステムの第１の実施形態の概略図である。

【図9A】本発明のいくつかの実施形態に係る、超音波撮影装置環境において処置具を照準及び／又は位置合わせするシステムの較正板の概略図である。

【図9B】本発明のいくつかの実施形態に係る、超音波撮影装置環境において処置具を照準及び／又は位置合わせするシステムの較正板の概略図である。

【図10】本発明のいくつかの実施形態に係る、超音波撮影装置環境において処置具を照準及び／又は位置合わせするシステムの較正板のカメラ画像である。

【図11】本発明のいくつかの実施形態に係る、集束超音波エネルギーを投射するシステムの第２の実施形態の概略図である。

【図12(1)】本発明のいくつかの実施形態に係る、超音波撮影装置環境において処置具を照準及び／又は位置合わせする第１の方法のフローチャートである。

【図12(2)】本発明のいくつかの実施形態に係る、超音波撮影装置環境において処置具を照準及び／又は位置合わせする第１の方法のフローチャートである。

【図13】本発明のいくつかの実施形態に係る、超音波撮影装置環境において処置具を照準及び／又は位置合わせするシステムの較正設備の概略図である。

【図14A】本発明のいくつかの実施形態に係る、撮影装置環境において処置具の照準及び／又は位置合わせを誘導する方法のフローチャートである。

【図14B】本発明のいくつかの実施形態に係る、撮影装置環境において処置具の照準及び／又は位置合わせを誘導する誘導機能の概略図である。

【図15A】本発明のいくつかの実施形態に係る、Ｘ線装置環境において処置具を照準及び／又は位置合わせするシステムの第２の実施形態の概略図である。

【図15B】本発明のいくつかの実施形態に係る、Ｘ線装置環境において処置具を照準及び／又は位置合わせするシステムの第２の実施形態の概略図である。

【図16(1)】本発明のいくつかの実施形態に係る、Ｘ線装置環境において処置具を照準及び／又は位置合わせする第２の方法のフローチャートである。

【図16(2)】本発明のいくつかの実施形態に係る、Ｘ線装置環境において処置具を照準及び／又は位置合わせする第２の方法のフローチャートである。

【図17】本発明のいくつかの実施形態に係る、超音波撮影装置環境において処置具を照準及び／又は位置合わせするシステムの第２の実施形態の概略図である。

【図18(1)】本発明のいくつかの実施形態に係る、超音波撮影装置環境において処置具を照準及び／又は位置合わせする第２の方法のフローチャートである。

【図18(2)】本発明のいくつかの実施形態に係る、超音波撮影装置環境において処置具を照準及び／又は位置合わせする第２の方法のフローチャートである。

【0088】

図面を簡略かつ明確にするために、図面中の要素は必ずしも寸法通りに描かれていないことを理解されたい。例えば、明確にするために、一部の要素の寸法が他の要素に対して誇張される可能性がある。さらに、適切と考えられる場合には、対応する要素又は類似の要素を示すために参照符号が図面間で繰り返し用いられていることがある。

【発明を実施するための形態】

【0089】

以下の説明では、本発明の様々な態様について説明する。説明のために、本発明が完全な理解されるように、具体的な構成及び詳細を記載する。しかしながら、本明細書に提示された具体的な詳細がなくても本発明を実施し得ることも、当業者には明らかであろう。また、本発明を不明瞭にしないように、周知の特徴を省略又は簡略化することができる。図面を特に参照して、示されている詳細は、例として、本発明の例示的な説明のみを目的とするものであり、本発明の原理及び概念的な態様の最も有用かつ容易に理解できる説明と考えられるものを提供するという理由で提示されることを強調する。これに関して、本発明の構造的な詳細を、本発明の基本的な理解のために必要以上に詳細に示そうとはしておらず、図面について行われた説明は、本発明のいくつかの形態が実際にどのように具現化されるかを当業者にとって明らかにする。

【0090】

本発明の少なくとも１つの実施形態を詳細に説明する前に、本発明は、その適用において、以下の明細書に記載されるか図面に図示された要素の構成及び配置の詳細に限定されないことが理解されるべきである。本発明は、開示された実施形態の組み合わせだけでなく、様々な方法で実施又は実行し得る他の実施形態にも適用可能である。また、本明細書で使用される表現及び用語は、説明を目的とするものであり、限定的なものと見なすべきではないことを理解されたい。

【0091】

特に明記しない限り、以下の議論から明らかなように、明細書を通して、「処理」、「演算」、「計算」、「決定」、「強化」などの用語を利用する議論は、演算システムのレジスタ及び／又はメモリ内の電子量などの物理量として表されるデータを、演算システムのメモリ、レジスタ又は他のそのような情報記憶、伝送若しくは表示装置内の物理量として同様に表される他のデータに操作及び／又は変換する、コンピュータ、演算システム又は類似の電子計算機装置の動作及び／又は処理を指すことが理解される。開示されたモジュール又はユニットのいずれも、コンピュータプロセッサによって少なくとも部分的に実装することができる。

【0092】

ここで、本発明のいくつかの実施形態に係る、Ｘ線装置８０環境において処置具９０を照準及び／又は位置合わせするシステム１００の第１の実施形態の概略図である図１を参照する。

【0093】

いくつかの実施形態によれば、（例えば、図１に示すように、）システム１００は、較正板１１０、カメラ１２０及び処理ユニット１３０を含んでもよい。図１は、システム１００の側面図を示す。システム１００を介さずに行われる治療プロセスと比較して、システム１００は、患者７０のＸ線照射への曝露を大幅に低減しながら、患者７０体内の標的領域７２への処置具９０の照準及び／又はＸ線装置８０に対する処置具９０の位置合わせを可能にすることができる。

【0094】

Ｘ線装置８０は、任意のタイプの透視装置、例えば、Ｃアームタイプ、Ｇアームタイプ又はＯアームタイプ（例えば、９インチ、１２インチ又はフラットスクリーン装置）であってもよく、（例えば、図１に示すように、）Ｘ線増強器８２、Ｘ線源８３、Ｘ線撮影ユニット８４及びＸ線ディスプレイ８６を含んでもよい。

【0095】

処置具９０は、例えば、標的領域７２に照準される必要があり、及び／又はＸ線装置８０に対して位置合わせされる必要がある侵襲処置具（針（例えば、生検針、高周波針）及び／又はプローブなど）であってもよく、非侵襲処置具（超音波トランスデューサ又は集束超音波トランスデューサなど）であってもよい。例えば、図１は、処置具９０の一例として針を示す。他の例として、図５Ａ～図５Ｇ及び図６は、処置具９０の一例として集束超音波トランスデューサを示す。

【0096】

いくつかの実施形態によれば、較正板１１０は、少なくとも１つの放射線不透過性マーカー１１２及び少なくとも１つの光学マーカー１１４を含んでもよい。放射線不透過性マーカー１１２及び光学マーカー１１４は、較正板１１０の内部（例えば、較正板の周囲、必要に応じてその表面上）の所定及び／又は既知の位置に位置付けられてもよい。較正板１１０は、較正板１１０がＸ線源８３の視野８３ａ内に入るように、Ｘ線装置８０に取り付け可能であってもよく、取り外し可能に取り付け可能であってもよい。例えば、較正板１１０は、Ｘ線装置８０のＸ線増強器８２に取り付け可能であってもよく、取り外し可能に取り付け可能であってもよい。以下、図２Ａ、図２Ｂ及び図２Ｃを参照して、較正板１１０の様々な実施形態について説明する。

【0097】

いくつかの実施形態では、カメラ１２０は、処置具９０に取り付け可能であるか又は取り外し可能に取り付け可能である。カメラ１２０は、処置具９０に対して所定及び／又は既知の位置及び姿勢で処置具９０に取り付け可能であってもよい。

【0098】

カメラ１２０は、（例えば、図１に示すように、）例えば治療プロセス中に較正板１１０の少なくとも一部がカメラ１２０の視野１２１内に入るように、及び／又は、カメラ１２０がＸ線装置８０の視野８３ａ外になる（又は、実質的に視野外になる）ように、処置具９０に取り付け可能であってもよい。

【0099】

いくつかの実施形態では、システム１００は、カメラコネクタ１２２を含んでもよい。カメラコネクタ１２２は、カメラ１２０を処置具９０にしっかりと安定して取り付け、処置具９０に対するカメラ１２０の意図しない相対移動を防止するように構成されてもよい。いくつかの実施形態では、カメラコネクタ１２２は、放射線透過性材料で形成されてもよい。これにより、カメラコネクタ１２２は、Ｘ線装置８０によって行われるＸ線撮影に干渉しない。

【0100】

いくつかの実施形態では、カメラコネクタ１２２は、カメラ１２０の制御された回転を可能にすることができる。これは、例えば、処置具９０が移動する場合に、又は患者の解剖学的構造の側面図をキャプチャするためにＸ線装置８０のＣアームが９０°傾斜する場合に、較正板１１０に追従することを可能にする。

【0101】

いくつかの実施形態では、システム１００は、第２のカメラを含んでもよい。第２のカメラは、カメラ１２０に対して所定の角度で処置具９０に（例えば、コネクタ１２２のようなコネクタを使用して）しっかりと安定して取り付け可能である。例えば、第２のカメラは、カメラ１２０に対して９０°の角度で処置具９０に取り付けられてもよい。これは、例えば、処置具９０が移動すること、又は患者の解剖学的構造の側面図をキャプチャするためにＣアームが９０度傾斜することなどに起因して、較正板１１０がカメラ１２０の視野１２１から外れる場合に、第２のカメラで較正板１１０をキャプチャすることを可能にする。

【0102】

いくつかの実施形態では、処理ユニット１３０は、カメラ１２０及びＸ線装置８０のＸ線撮影ユニット８４と（例えば、有線又は無線で）通信することができる。

【0103】

いくつかの実施形態では、処理ユニット１３０は、Ｘ線撮影ユニット８４から、較正板１１０の１以上のＸ線画像を受信するように構成されてもよい。較正板１１０のＸ線画像は、（例えば、図３に示し、図３に関して後述するように、）放射線不透過性マーカー１１２の視覚表現を含んでもよい。

【0104】

いくつかの実施形態によれば、処理ユニット１３０は、放射線不透過性マーカー１１２の視覚表現と、較正板１１０内における放射線不透過性マーカー１１２の既知の位置と、Ｘ線装置８０の特定のパラメータ又は特定のモデルとに基づいて、Ｘ線装置８０に対する較正板１１０の位置及び姿勢を決定するように構成されてもよい。Ｘ線装置８０の特定のパラメータ／モデルは、例えば、Ｘ線増強器８２に対するＸ線源８３の距離値と、Ｘ線増強器８２の視野の大きさ（例えば、Ｘ線増強器８２上の画像画素のメトリックサイズ）とを含んでもよい。

【0105】

いくつかの実施形態では、処理ユニット１３０は、較正板１１０のＸ線画像において放射線不透過性マーカー１１２の視覚表現を識別するように構成されてもよい。その識別は、例えば、パターンマッチングアルゴリズムを用いて利用され得る。

【0106】

いくつかの実施形態では、処理ユニット１３０は、さらに、Ｘ線源８３からＸ線増強器８２及びこれに取り付けられた較正板１１０に向かって延びるとともに、較正板１１０と交差する１以上のベクトルを決定するように構成されてもよい。ベクトルは、例えば、Ｘ線源８３により生成されたＸ線を表してもよい。ベクトルの決定は、例えば、Ｘ線装置８０の特定のモデルに基づくことが可能である。

【0107】

いくつかの実施形態では、処理ユニット１３０は、さらに、１以上のベクトルの、較正板１１０との対応する１以上の交点を決定するように構成されてもよい。

【0108】

いくつかの実施形態では、処理ユニット１３０は、さらに、較正板１１０内における放射線不透過性マーカー１１２の所定／既知の位置を、決定されたベクトルの較正板１１０との交点と比較するように構成されてもよい。その比較は、例えば点群マッチングアルゴリズム（例えば、ブルートフォースアルゴリズム、反復最近点アルゴリズム）を用いて利用され得る。

【0109】

いくつかの実施形態では、処理ユニット１３０は、さらに、較正板１１０内における放射線不透過性マーカー１１２の所定／既知の位置と、決定されたベクトルの較正板１１０との交点との比較に基づいて、Ｘ線装置８０に対する較正板１１０の位置及び姿勢を決定するように構成されてもよい。その決定は、例えば特異値分解（ＳＶＤ）アルゴリズムなどの位置合わせアルゴリズムを用いて利用され得る。

【0110】

いくつかの実施形態によれば、処理ユニット１３０は、カメラ１２０から、較正板１１０の１以上のカメラ画像を受信するように構成されてもよい。較正板１１０のカメラ画像は、（例えば、図４に示し、図４に関して後述するように、）光学マーカー１１４の視覚表現を含んでもよい。

【0111】

いくつかの実施形態によれば、処理ユニット１３０は、カメラ画像内における光学マーカー１１４の視覚表現と、較正板１１０内における光学マーカー１１４の既知の位置と、カメラ１２０のパラメータ（例えば、歪み、視野１２１など）とに基づいて、（例えば、Ｘ線増強器８２に取り付けられてもよい）較正板１１０に対するカメラ１２０の位置及び姿勢を決定するように構成されてもよい。その決定は、例えばバンドル調整／ＰｎＰアルゴリズムを用いて利用され得る。

【0112】

いくつかの実施形態によれば、処理ユニット１３０は、決定されたＸ線装置８０に対する較正板１１０の位置及び姿勢と、決定された較正板１１０に対するカメラ１２０の位置及び姿勢と、処置具９０に対するカメラ１２０の既知の位置及び姿勢とに基づいて、Ｘ線装置８０に対する処置具９０の位置及び姿勢を決定するように構成されてもよい。

【0113】

いくつかの実施形態によれば、システム１００は、ディスプレイ１４０を含んでもよい。処理ユニット１３０は、決定された処置具９０の位置及び姿勢を示す少なくとも１つの視覚インジケータ１４２を、例えば、ディスプレイ１４０及び／又はＸ線ディスプレイ８６に提示するように構成されてもよい。

【0114】

いくつかの実施形態では、処理ユニット１３０は、決定されたＸ線装置８０に対する処置具９０の位置及び姿勢が、Ｘ線装置８０に対する処置具９０の必要な位置及び姿勢と比較して、許容誤差範囲内であるか否かを判定するように構成されてもよい。いくつかの実施形態では、処理ユニット１３０は、視覚インジケータ１４２を更新することにより、処置具９０の位置及び姿勢が許容誤差範囲内であるか否かを示すように構成されてもよい。視覚インジケータ１４２の変更は、例えば、（例えば、所定の規則による）視覚インジケータ１４２の色及び／又は形状の変化を含んでもよい。

【0115】

様々な実施形態では、処理ユニット１３０は、例えば、患者７０の標的領域７２のＸ線画像に視覚インジケータ１４２を重畳させて重畳画像を生成し、重畳画像をディスプレイ１４０及び／又はＸ線ディスプレイ８６に表示するように構成されてもよい。

【0116】

いくつかの実施形態では、処理ユニット１３０は、Ｘ線画像において標的領域７２を検出又はマークするように構成されてもよい。いくつかの実施形態では、マークは、ユーザの入力に基づいて行ってもよい。処理ユニット１３０は、決定された処置具９０の位置及び姿勢と、Ｘ線画像とに基づいて、処置具９０が標的領域７２に対して位置合わせされているか否かを判定するように構成されてもよい。いくつかの実施形態では、処理ユニット１３０は、視覚インジケータ１４２を更新することにより、処置具９０が標的領域７２に対して位置合わせされているか否かを示すように構成されてもよい。

【0117】

いくつかの実施形態では、（例えば、図１４Ａ及び図１４Ｂに関して後述するように）処理ユニット１３０は、決定されたＸ線装置８０に対する処置具９０の位置及び姿勢に基づいて、処置具誘導指示を生成し、処置具誘導指示をディスプレイ８６／１４０に表示するように構成されてもよい。誘導指示は、処置具９０を許容誤差範囲内の位置及び姿勢にするために、処置具９０を移動（例えば、変位及び／又は傾斜）させるべき１以上の方向及び／又は各方向における移動の量を示してもよい。処置具誘導指示は、例えば、標的領域７２及び／又はＸ線装置８０に対する処置具９０の照準及び／又は位置合わせを容易かつ直感的にすることができる。

【0118】

システム１００は、ユーザ（例えば、治療医）が、ディスプレイ１４０及び／又はＸ線ディスプレイ８６に表示された視覚インジケータ１４２を用いて、処置具９０を標的領域７２に照準し、及び／又は処置具９０をＸ線装置８０に対して位置合わせすること（例えば、並進、傾斜、ピッチ、ヨー、ロールなど）を可能にする。視覚インジケータ１４２は、Ｘ線装置８０に対する処置具９０の位置及び姿勢を示すことができ、これは、処置具９０の照準及び／又は位置合わせ中の特許７０のＸ線撮影の必要性を排除（又は実質的に排除）する。システム１００を利用する場合、Ｘ線撮影は、治療を施行する前に、Ｘ線装置８０に対する処置具９０の実際の位置及び姿勢が必要な位置及び姿勢に対応する又は許容誤差範囲内であることを確認するために、処置具９０の照準及び／又は位置合わせの最終的なステージでのみ必要となる場合がある。これにより、システム１００は、処置具９０の照準及び／又は位置合わせ中に患者７０のＸ線照射への複数回の曝露を必要とする現在の治療プロセスと比較して、治療プロセスにおける患者及び／又はユーザのＸ線照射への曝露を大幅に低減することを可能にする。

【0119】

本発明のいくつかの実施形態に係る、Ｘ線装置８０環境において処置具９０を照準及び／又は位置合わせするシステム（システム１００など）に用いられてよい較正板２００の概略図である図２Ａ及び図２Ｂを参照する。

【0120】

また、本発明のいくつかの実施形態に係る、Ｘ線装置８０環境において処置具９０を照準及び／又は位置合わせするシステム（システム１００など）に用いられてよい較正板２００の画像である図２Ｃを参照する。

【0121】

いくつかの実施形態によれば、較正板２００は、Ｘ線装置８０環境において処置具９０を照準及び／又は位置合わせするシステム（例えば、図１に関して前述したシステム１００など）に用いられてもよい。例えば、較正板２００は、図１に関して前述した較正板１１０であってもよい。

【0122】

図２Ａ、図２Ｂ及び図２Ｃは、較正板２００の光学及び／又は放射線不透過性マーカーでマークされた面を示す。

【0123】

いくつかの実施形態によれば、（例えば、図２Ａに示すように、）較正板２００は、較正板２００内の既知の位置に少なくとも１つの放射線不透過性マーカー２１０を含んでもよい。放射線不透過性マーカー２１０は、その軸の少なくとも１つに対して非対称的であってもよい。例えば、図２Ａは、（例えば、その横軸に対して非対称的である）矢印の形状を有する単一の放射線不透過性マーカー２１０を示す。いくつかの実施形態では、放射線不透過性マーカー２１０は、図１に関して前述した放射線不透過性マーカー１１２であってもよい。

【0124】

図２Ａに示す実施形態では、放射線不透過性マーカー２１０は、較正板２００のＸ線画像における放射線不透過性マーカー２１０の視覚表現に基づく較正板２００の（例えば、Ｘ線装置８０に対する）位置及び姿勢の決定／識別を可能にする任意の非対称的形状であってもよい（例えば、図１に関して前述する）。

【0125】

いくつかの実施形態では、（例えば、図２Ｂ及び図２Ｃに示すように、）較正板２００は、複数の放射線不透過性マーカー２２０を含んでもよい。放射線不透過性マーカー２２０は、（例えば、その軸の少なくとも１つに関して）対称的であってもよく、非対称的であってもよい。例えば、放射線不透過性マーカー２２０は、球（例えば、対称的マーカー）又は弧状矢印（例えば、非対称的マーカー）であってもよい。放射線不透過性マーカー２２０は、（例えば、較正板２２０の軸の少なくとも１つに関して）較正板２２０内に非対称的に分布してもよい。いくつかの実施形態では、放射線不透過性マーカー２２０は、図１に関して前述した放射線不透過性マーカー１１２であってもよい。

【0126】

図２Ｂ及び図２Ｃに示す実施形態では、（例えば、図１に関して前述したように、）較正板２００内における放射線不透過性マーカー２２０の位置は、較正板２００のＸ線画像における放射線不透過性マーカー２２０の視覚表現に基づく較正板２００の（例えば、Ｘ線装置８０に対する）位置及び姿勢の決定／識別を可能にするように所定のものであってもよい。

【0127】

いくつかの実施形態では、処理ユニット（例えば、図１に関して前述した処理ユニット１３０）は、較正板２００のＸ線画像における放射線不透過性マーカー２２０の視覚表現に基づいて、較正板２００の過去のＸ線画像における放射線不透過性マーカー２２０の視覚表現に対するＸ線画像の回転及び／又は反転を検出して補正するように構成されてもよい。いくつかの実施形態では、Ｘ線画像の回転及び／又は反転の検出は、検出が計算時間の点で高速であるため、得られた各Ｘ線画像に対して実行することができる。

【0128】

いくつかの実施形態によれば、（例えば、図２Ａ、図２Ｂ、図２Ｃに示すように、）較正板２００は、較正板２００内の所定の位置に位置付けられた複数の光学マーカー２３０を含む。いくつかの実施形態では、光学マーカー２３０は、図１に関して前述した光学マーカー１１４であってもよい。

【0129】

いくつかの実施形態では、各光学マーカー２３０は、その固有の視覚ラベルを含んでもよい。光学マーカー２３０の視覚ラベルは、例えば、視覚ラベルに関連する追加のデータを有することができるバーコード、ＱＲコード、グラフィックパターン又は形状、アルコマーカー、アプリルタグ、ＡＲタグなどを含んでもよい。視覚ラベルは、例えば、較正板２００内の光学マーカー２３０の位置を符号化することができる。

【0130】

光学マーカー２３０の量、光学マーカー２３０の寸法、及び／又は光学マーカー２３０の視覚ラベルなどの光学マーカー２３０のパラメータは、例えば、カメラ１２０の分解能に基づいて決定されてもよい。光学マーカー２３０のパラメータは、さらに、（例えば、図１に関して前述したように、）較正板２００のカメラ画像における光学マーカー２３０の視覚表現に基づく較正板２００に対するカメラ（例えば、図１に関して前述したカメラ１２０）の位置及び姿勢の決定／識別を可能にするように決定されてもよい。

【0131】

様々な実施形態によれば、較正板２００は、放射線透過性及び／又は剛性の材料から作られてもよい。例えば、較正板２００は、プレキシガラス、ボール紙、フォームボード及び／又は接着材から作られてもよい。これにより、較正板２００の変形、変形による放射線不透過性マーカー２１０、２２０及び光学マーカー２３０の所定の位置からの変位を防止することができる。

【0132】

様々な実施形態では、（例えば、図２Ｃに示すように、）放射線不透過性マーカー（例えば、放射線不透過性マーカー２１０及び／又は２２０）は、較正板２００の表面に埋め込まれてもよく、それに取り付けられてもよい。いくつかの実施形態では、（例えば、図２Ｃに示すように、）光学マーカー２３０は、較正板２００の表面に印刷されてもよい。

【0133】

いくつかの実施形態では、較正板２００は、マット面を有してもよい。較正板２００のマット面は、例えば、手術室内の光源からの光反射を低減し、その光反射によるカメラ画像のグレアを除去（又は実質的に除去）することにより、光学マーカー２３０から得られた情報の損失を回避することができる。

【0134】

ここで、本発明のいくつかの実施形態に係る、Ｘ線装置８０環境において処置具９０を照準及び／又は位置合わせするシステム（システム１００など）の較正板（較正板１１０、２００など）のＸ線画像３００である図３を参照する。

【0135】

図３は、例えば、較正板（例えば、図２Ｃに示される較正板２００）のＸ線画像３００を示す。（例えば、図１に関して前述したように、）Ｘ線画像３００は、治療プロセスの前又は治療プロセス中にＸ線装置８０を用いて取得することができる。Ｘ線画像３００は、較正板内の所定の位置に非対称的に位置付けられた放射線不透過性マーカー（例えば、図２Ｃに示される放射線不透過性マーカー２２０）の視覚表現３１０を含む。

【0136】

ここで、本発明のいくつかの実施形態に係る、Ｘ線装置８０環境において処置具９０を照準及び／又は位置合わせするシステム（システム１００など）の較正板（較正板１１０、２００など）のカメラ画像４００である図４を参照する。

【0137】

図４は、例えば、較正板（例えば、図２Ｃに示される較正板２００）のカメラ画像４００を示す。カメラ画像４００は、例えば、治療プロセス中に、処置具９０に取り付けられたカメラ（例えば、図１に関して前述したカメラ１２０）を用いて取得することができる。カメラ画像４００には、較正板内の所定の位置に位置付けられた光学マーカー（例えば、図２Ｃに示される光学マーカー２３０）の視覚表現４１０を含んでもよい。

【0138】

ここで、本発明のいくつかの実施形態に係る、Ｘ線装置８０環境において、Ｘ線装置８０に対して位置合わせされる必要がある処置具９０を照準及び／又は位置合わせするシステム５００の概略図である図５Ａ、図５Ｂ及び図５Ｃを参照する。

【0139】

いくつかの処置具９０は、治療を安全に施行するために、Ｘ線装置８０に対して位置合わせされる必要がある。例えば、このような処置具の必要な位置及び姿勢（例えば、図１に関して前述した必要な位置及び姿勢）は、Ｘ線装置８０の中心長手軸８１（例えば、Ｘ線源８３の中心とＸ線増強器８２の中心との間に延びる軸）に対する処置具９０の中心長手軸９０ａの位置合わせを含んでもよい。このような処置具９０の例は、例えば、図５Ａ、図５Ｂ及び図５Ｃに概略的に示すように、ヒト患者又は他の任意の哺乳動物などの患者７０体内の標的領域７２に集束超音波エネルギー９８を投射するＦＵＳ（ｆｏｃｕｓｅｄ ｕｌｔｒａｓｏｕｎｄ：集束超音波）トランスデューサを含んでもよい。

【0140】

例えば、図５Ａは、Ｘ線装置８０の中心長手軸８１に対して中心長手軸９０ａに沿って位置合わせされた処置具９０を示す。図５Ｂ及び図５Ｃは、Ｘ線装置８０の中心長手軸８１に対して位置ずれする処置具９０を示す。

【0141】

いくつかの実施形態によれば、（例えば、図５Ａに示すように、）システム５００は、較正板５１０、カメラ５２０及び処理ユニット５３０を含んでもよい。例えば、システム５００は、図１に関して前述したシステム１００などのシステムであってもよい。

【0142】

いくつかの実施形態によれば、較正板５１０は、較正板５１０がＸ線源８３の視野８３ａ内に入るように、Ｘ線装置８０に取り付け可能であってもよく、取り外し可能に取り付け可能であってもよい。例えば、較正板５１０は、Ｘ線装置８０のＸ線増強器８２に取り付け可能であってもよく、取り外し可能に取り付け可能であってもよい。

【0143】

例えば、較正板５１０は、（図１に関して前述した）較正板１１０であってもよく、（図２Ａ、図２Ｂ及び図２Ｃに関して前述した）較正板２００であってもよい。放射線不透過性マーカー５１２は、（図１に関して前述した）放射線不透過性マーカー１１２であってもよく、（図２Ａに関して前述した）放射線不透過性マーカー２１０であってもよく、（図２Ｂ及び図２Ｃに関して前述した）放射線不透過性マーカー２２０であってもよい。光学マーカー５１４は、（図１に関して前述した）光学マーカー１１４であってもよく、（図２Ａ、図２Ｂ及び図２Ｃに関して前述した）光学マーカー２３０であってもよい。

【0144】

いくつかの実施形態によれば、カメラ５２０は、処置具９０に対して所定／既知の位置及び姿勢で（例えば、カメラコネクタ５２２を用いて）処置具９０に取り付け可能であってもよく、取り外し可能に取り付け可能であってもよい。例えば、カメラ５２０及びカメラコネクタ５２２は、それぞれ、図１に関して前述したカメラ１２０及びカメラコネクタ１２２などのようなカメラ及びコネクタであってもよい。

【0145】

いくつかの実施形態によれば、処理ユニット５３０は、Ｘ線撮影ユニット８４及びカメラ５２０と（有線又は無線で）通信することができる。例えば、処理ユニット５３０は、図１に関して前述した処理ユニット１３０であってもよい。

【0146】

処理ユニット５３０は、（例えば、図１に関して前述したように、）Ｘ線装置８０に対する処置具９０の位置及び姿勢を決定するように構成されてもよい。

【0147】

様々な実施形態では、処理ユニット５３０は、決定されたＸ線装置８０に対する処置具９０の位置及び姿勢に基づいて、処置具９０の中心長手軸９０ａがＸ線装置８０の中心長手軸８１に沿って位置合わせされているか又はそれに対して位置ずれしているか、及び／又は、その位置ずれが許容誤差範囲（例えば、図１に関して前述した許容誤差範囲）内であるか否かを判定するように構成されてもよい。

【0148】

様々な実施形態によれば、（例えば、図１に関して前述したように、）処理ユニット５３０は、決定されたＸ線装置８０に対する処置具９０の位置及び姿勢を示す視覚インジケータ５４２を、例えば、ディスプレイ５４０及び／又はＸ線ディスプレイ８６に表示するように構成されてもよい。視覚インジケータ５４２は、図１に関して前述した視覚インジケータ１４２であってよい。

【0149】

視覚インジケータ５４２は、さらに、処置具９０の中心長手軸９０ａがＸ線装置８０の中心長手軸８１に沿って位置合わせされているか又はそれに対して位置ずれしているか、及び／又は、位置ずれが許容誤差範囲内であるか否かを示すように構成されてもよい。

【0150】

いくつかの実施形態では、（例えば、図５Ａ、図５Ｂ及び図５Ｃに示すように、）視覚インジケータ５４２は、第１の視覚要素５４２ａ及び第２の視覚要素５４２ｂを含んでもよい。第１の視覚要素５４２ａ及び第２の視覚マーカー５４２ｂは、異なる形状、寸法又は他の視覚パラメータ（例えば、色、線幅など）を有してもよい。例えば、第１の視覚要素５４２ａ及び第２の視覚要素５４２ｂは、環状のマーカー（例えば、「Ｏ」）、十字状のマーカー（例えば、「＋」）などの任意の組み合わせを有してもよい。

【0151】

例えば、処理ユニット５３０が、処置具９０の中心長手軸９０ａがＸ線装置８０の中心長手軸８１に沿って位置合わせされていると判定した場合、第１の視覚要素５４２ａ及び第２の視覚要素５４２ｂは、ディスプレイ５４０及び／又はＸ線ディスプレイ８６に表示されるときに互いに一致してもよい。

【0152】

また、この例では、処理ユニット５３０が、処置具９０の中心長手軸９０ａがＸ線装置８０の中心長手軸８１に対して位置ずれしていると判定した場合、第１の視覚要素５４２ａ及び第２の視覚要素５４２ｂは、ディスプレイ５４０及び／又はＸ線ディスプレイ８６に表示されるときに互いに一致しない。

【0153】

いくつかの実施形態では、処理ユニット５３０は、決定されたＸ線装置８０に対する処置具９０の位置及び姿勢に基づいて、視覚インジケータ５４２（又は、第１の視覚要素５４２ａ及び第２の視覚要素５４２ｂ）の視覚パラメータを更新するように構成されてもよい。

【0154】

例えば、処置具９０の中心長手軸９０ａがＸ線装置８０の中心長手軸８１に沿って位置合わせされている場合、又は位置ずれが許容誤差範囲内である場合、視覚インジケータ５４２は、例えば、緑色であってもよい。

【0155】

また、この例では、処置具９０の中心長手軸９０ａとＸ線装置８０の中心長手軸８１との位置ずれが許容誤差範囲内でない場合、視覚インジケータ５４２は、例えば、赤色であってもよい。

【0156】

図５Ａ、図５Ｂ及び図５Ｃは、リング状の第１の視覚要素５４２ａ及び第２の視覚要素５４２ｂの非限定的な例を示し、第２の視覚要素５４２ｂの直径は、第１の視覚要素５４２ａの直径よりも小さい。

【0157】

この例では、（例えば、図５Ａに示すように、）処理ユニット５３０が、処置具９０の中心長手軸９０ａがＸ線装置８０の中心長手軸８１に沿って位置合わせされていると判定した場合、第１の視覚要素５４２ａ及び第２の視覚要素５４２ｂは、ディスプレイ５４０及び／又はＸ線ディスプレイ８６に表示されるときに互いに一致してもよい。

【0158】

また、この例では、（例えば、図５Ｂに示すように、）処理ユニット５３０が、処置具９０の中心長手軸９０ａがＸ線装置８０の中心長手軸８１に対して位置ずれしていると判定した場合、及び、位置ずれが許容誤差範囲内である場合、第２の視覚要素５４２ｂは、ディスプレイ５４０及び／又はＸ線ディスプレイ８６に表示されるときに、完全に第１の視覚要素５４２ａ内に位置付けられるが、それと一致しないとしてもよい。

【0159】

また、この例では、（例えば、図５Ｃに示すように、処理ユニット５３０が、処置具９０の中心長手軸９０ａとＸ線装置８０の中心長手軸８１との位置ずれが許容誤差範囲内でないと判定した場合、第２の視覚要素５４２ｂは、ディスプレイ５４０及び／又はＸ線ディスプレイ８６に表示されるときに、一部のみが第１の視覚要素５４２ａと重なるか又は全く重なっていないとしてもよい。

【0160】

ここで、本発明のいくつかの実施形態に係る、Ｘ線装置８０環境において、Ｘ線照準及び位置合わせ装置９２を有する処置具９０を照準及び／又は位置合わせするシステム５００の概略図である図５Ｄを参照する。

【0161】

また、本発明のいくつかの実施形態に係る、処置具９０のＸ線照準及び位置合わせ装置９２の視覚表現８５と、Ｘ線装置８０環境において処置具９０を照準及び／又は位置合わせするシステム５００の処理ユニット５３０により生成される視覚インジケータ５４２との概略図である図５Ｅ及び図５Ｆを参照する。

【0162】

（例えば、図５Ａ、図５Ｂ及び図５Ｃに関して前述したように、）治療を施行する前にＸ線装置８０に対して位置合わせされる必要があるいくつかの処置具は、（例えば、図５Ｄに示すように、）Ｘ線照準及び位置合わせ装置９２を含んでもよい。

【0163】

Ｘ線照準及び位置合わせ装置９２は、（例えば、図５Ｄに示すように、）例えば、互いに平行かつ合同であり、Ｘ線照準及び位置合わせ装置９２の中心長手軸９２ｃに沿って間隔を空けて位置付けられた２つの放射線不透過性表面（例えば、第１の放射線不透過性表面９２ａ、第２の放射線不透過性表面９２ｂ）を含んでもよい。Ｘ線照準及び位置合わせ装置９２は、Ｘ線照準及び位置合わせ装置の中心長手軸９２ｃが治療装置９０の中心長手軸９０ａに沿って位置合わせされているように、治療装置９０に取り付け可能であってもよい。

【0164】

Ｘ線照準及び位置合わせ装置９２のＸ線画像における視覚表現８５（例えば、第１の表面９２ａの視覚表現８５ａ及び第２の表面９２ｂの視覚表現８５ｂ）は、Ｘ線装置８０に対する処置具９０の位置及び姿勢が、必要な位置及び姿勢と比較して、許容誤差範囲内であるか否かの指標を提供することができる。

【0165】

（例えば、図５Ｄに示すように、）例えば、Ｘ線装置８０に対する処置具９０の位置及び姿勢が、必要な位置及び姿勢と比較して、許容誤差範囲内である場合、第１の表面９２ａの視覚表現８５ａは、Ｘ線照準及び位置合わせ装置９２のＸ線画像における第２の表面９２ｂの視覚表現８５ｂ（例えば、Ｘ線ディスプレイ８６に表示される）と一致（又は実質的に一致）してもよい。

【0166】

いくつかの実施形態では、処理ユニット５３０は、Ｘ線照準及び位置合わせ装置９２に対応する視覚インジケータ５４２を生成することができる。例えば、視覚インジケータ５４２の第１の視覚マーカー５４２ａ及び第２の視覚マーカー５４２ｂは、それぞれ、Ｘ線照準及び位置合わせ装置９２の第１の表面９２ａの視覚表現８５ａ及び第２の表面９２ｂの視覚表現８５ｂと同じ（又は実質的に同じ）形状及び／又は寸法を有することができる（例えば、図５Ｄに示される）。

【0167】

様々な実施形態によれば、（例えば、図５Ｄに示すように、）処理ユニット５３０は、視覚インジケータ５４２をディスプレイ５４０及び／又は、Ｘ線ディスプレイ８６に表示するように構成されてもよい。様々な実施形態では、（例えば、図５Ｅ及び図５Ｆに示すように、）処理ユニット５３０は、Ｘ線照準及び位置合わせ装置９２の視覚表現８５と視覚インジケータ５４２との両方を、ディスプレイ５４０及び／又はＸ線ディスプレイ８６に表示するように構成されてもよい。

【0168】

様々な実施形態では、処理ユニット５３０は、Ｘ線照準及び／又は位置合わせ装置９２の視覚表現８５と視覚インジケータ５４２を、ディスプレイ５４０及び／又はＸ線ディスプレイ８６に表示された患者７０の標的領域７２のＸ線画像に重畳させるように構成されてもよい。

【0169】

いくつかの実施形態では、処理ユニット５３０は、Ｘ線画像において標的領域７２を検出又はマークするように構成されてもよい。処理ユニット５３０は、決定された処置具９０の位置及び姿勢と、Ｘ線画像とに基づいて、処置具９０が標的領域７２に対して位置合わせされているか否かを判定するように構成されてもよい。いくつかの実施形態では、処理ユニット５３０は、視覚インジケータ５４２を更新することにより、処置具９０が標的領域７２に対して位置合わせされているか否かを示すように構成されてもよい。

【0170】

いくつかの実施形態によれば、決定されたＸ線装置８０に対する処置具９０の位置及び姿勢は、実際の位置及び姿勢と特定の誤差値だけ異なってもよい。特定の誤差値は、例えば、Ｘ線増強器８２のメトリック分解能の誤差、Ｘ線源８３とＸ線増強器８２との間の距離値の誤差、（例えば、較正板５１０がＸ線増強器８２とは平行ではないような、）Ｘ線増強器８２への較正板５１０の誤った接続、及び／又は、（例えば、カメラ５２０が処置具９０に対して所定の位置及び姿勢ではないような、）処置具９０へのカメラ５２０の誤った接続に依存してもよい。

【0171】

いくつかの実施形態では、処理ユニット５３０は、特定の誤差値が１ミリメートル以下となるように、Ｘ線装置８０に対する処置具９０の位置及び姿勢を決定するように構成されてもよい。

【0172】

決定されたＸ線装置８０に対する処置具９０の位置及び姿勢が実際の位置及び姿勢と異なる場合、図５Ｆに概略的に示すように、（例えば、実際の位置及び姿勢を表す）Ｘ線照準及び位置合わせ装置９２の視覚表現８５に対して視覚インジケータ５４２は移動していてもよい。

【0173】

いくつかの実施形態では、処理ユニット５３０は、Ｘ線照準及び位置合わせ装置９２の視覚表現８５に基づいて、決定されたＸ線装置８０に対する処置具９０の位置及び姿勢を更新することにより、誤差を最小化し、Ｘ線装置８０に対する処置具９０の更新後の位置及び姿勢を取得するように構成されてもよい。この更新は、例えば、Ｘ線照準及び位置合わせ装置９２の放射線不透過性マーカー（例えば、第１の表面９２ａ及び第２の表面９２ｂ）を識別し、放射線不透過性マーカーの位置に基づいて、視野８３ａ内のＸ線源８３とＸ線増強器８２との間の空間において治療領域７２の位置を推定し、さらに、Ｘ線画像に放射線不透過性マーカーの視覚表現を重畳させることによって利用され得る。

【0174】

いくつかの実施形態では、（例えば、図１４Ａ及び図１４Ｂに関して後述するように、）処理ユニット５３０は、決定されたＸ線装置８０に対する処置具９０の位置及び姿勢に基づいて、処置具誘導指示を生成し、処置具誘導指示をディスプレイ８６／５４０に表示するように構成されてもよい。誘導指示は、処置具９０を許容誤差範囲内の位置及び姿勢にするために、処置具９０を移動（例えば、変位及び／又は傾斜）させるべき１以上の方向及び／又は各方向における移動の量を示してもよい。処置具誘導指示は、例えば、標的領域７２及び／又はＸ線装置８０に対する処置具９０の照準及び／又は位置合わせを容易かつ直感的にすることができる。

【0175】

なお、仮想インジケータ５４２に依存することなく、Ｘ線照準及び位置合わせ装置９２の視覚表現８５と標的領域７２のＸ線画像のみに基づいて治療を施行してもよい。

【0176】

ここで、本発明のいくつかの実施形態に係る、Ｘ線装置８０環境において処置具９０を照準及び／又は位置合わせするシステム５００と、該システム５００を使用する方法のフローチャートとの概略図である図５Ｇを参照する。

【0177】

なお、該方法は、図５Ｇに示されるフローチャート、対応する説明に限定されるものではない。例えば、様々な実施形態では、該方法は、図示した各ボックス又はステージを通して進むか、図示及び説明した順序と全く同じ順序で進む必要はない。

【0178】

該方法のステージ５９０は、（例えば、図５Ａ、図５Ｂ、図５Ｃ、図５Ｄ、図５Ｅ及び図５Ｆに関して前述したように、）例えば、決定されたＸ線装置８０に対する処置具９０の位置及び姿勢を示す（例えば、ディスプレイ５４０に表示された）視覚インジケータ５４２に基づいて、処置具９０を患者７０体内の標的領域７２に照準し、及び／又は処置具９０をＸ線装置８０に対して位置合わせすることを含んでもよい。照準及び／又は位置合わせは、例えば、処置具９０の並進、傾斜、ピッチ、ヨー、ロールなどを含んでもよい。

【0179】

（例えば、図５Ａ、図５Ｂ、図５Ｃ、図５Ｄ、図５Ｅ及び図５Ｆに関して前述したように、）例えば、視覚インジケータ５４２が、Ｘ線装置８０に対する処置具９０の位置及び姿勢が必要な位置及び姿勢と比較して許容誤差範囲内であると示すまで、該方法のステージ５９０を繰り返してもよい。

【0180】

（例えば、図５Ａ、図５Ｂ、図５Ｃ、図５Ｄ、図５Ｅ及び図５Ｆに関して前述したように、）該方法のステージ５９０は、例えば、視覚インジケータ５４２のみに基づいて、処置具９０／Ｘ線照準及び位置合わせ装置９２のＸ線画像を取得せずに実行してもよい。これは、例えば、システム５００を利用せず、照準及び／又は位置合わせステージで処置具９０と患者７０の頻繁なＸ線撮影を必要とする現在の治療プロセスとは対照的である。

【0181】

（例えば、図５Ａ、図５Ｂ、図５Ｃ、図５Ｄ、図５Ｅ及び図５Ｆに関して前述したように、）該方法のステージ５９２は、例えば、処置具９０のＸ線照準及び位置合わせ装置９２のＸ線画像を取得し、Ｘ線照準及び位置合わせ装置９２の視覚表現８５を、任意で視覚インジケータ５４２とともに、例えばディスプレイ５４０に表示することを含んでもよい。

【0182】

例えば、図５Ａ、図５Ｂ、図５Ｃ、図５Ｄ、図５Ｅ及び図５Ｆに関して前述するように、該方法のステージ５９４は、例えば、Ｘ線照準及び位置合わせ装置９２の視覚表現８５に基づいて、処置具９０の実際の位置及び姿勢が必要な位置及び姿勢に対して許容誤差範囲内であるか否かを判定することを含んでもよい。

【0183】

処置具９０の実際の位置及び姿勢が許容誤差範囲内であれば、該方法は、例えば処置具９０による治療を施行することを含んでもよいステージ５９６に移ってもよい。

【0184】

処置具９０の実際の位置及び姿勢が許容誤差範囲内でなければ、該方法は、ステージ５９０を繰り返すことを含んでもよい。

【0185】

ここで、本発明のいくつかの実施形態に係る、集束超音波エネルギーを投射するシステム６００の第１の実施形態の概略図である図６を参照する。

【0186】

いくつかの実施形態によれば、システム６００は、ＦＵＳ（ｆｏｃｕｓｅｄ ｕｌｔｒａｓｏｕｎｄ：集束超音波）エネルギー６１９を生成するために配置されたＦＵＳトランスデューサ６１０（例えば、図５Ａ～図５Ｇに関して前述した処置具９０）を含んでもよい。

【0187】

いくつかの実施形態によれば、システム６００は、ＦＵＳトランスデューサ６１０に取り付け可能なＸ線照準及び位置合わせ装置６１２（例えば、図５Ｄ～図５Ｇに関して前述したＸ線照準及び位置合わせ装置９２）を含んでもよい。

【0188】

いくつかの実施形態によれば、システム６００は、ＦＵＳトランスデューサ６１０を収容することに適する支持部６２０を含んでもよい。いくつかの実施形態では、支持部６２２は、手持ち式であってもよい。いくつかの実施形態では、システム６００は、第１の端部がテーブル８８に連結され、第２の端部が支持部６２０に連結された多関節アーム６２２を含んでもよい。多関節アーム６２２は、支持部６２０及びその内部に収容されたＦＵＳトランスデューサ６１０の並進、傾斜、ピッチ、ヨー及び／又はロールを可能にするように配置されてもよい。

【0189】

いくつかの実施形態によれば、システム６００は、患者７０体内の標的領域７２へのＦＵＳエネルギー６１９の送達を可能にするために、ＦＵＳトランスデューサ６１０を患者７０に音響的に連結するように配置された音響カプラ６４０を含んでもよい。

【0190】

いくつかの実施形態によれば、システム６００は、Ｘ線装置８０、例えば、Ｘ線増強器８２に取り付け可能又は取り外し可能に取り付け可能な較正板６５０（例えば、図１に関して前述した較正板１１０、又は図２Ａ～図２Ｃに関して前述した較正板２００）を含んでもよい。

【0191】

いくつかの実施形態によれば、システム６００は、支持部６２０／ＦＵＳトランスデューサ６１０に取り外し可能に取り付け可能なカメラ６６０（例えば、図１に関して前述したカメラ１２０、又は図５Ａ～図５Ｇに関して前述したカメラ５２０）を含んでもよい。

【0192】

いくつかの実施形態によれば、システム６００は、処理ユニット６７０（例えば、図１に関して前述した処理ユニット１３０、又は図５Ａ～図５Ｇに関して前述した処理ユニット５３０）を含んでもよい。処理ユニット６７０は、（例えば、図５Ａ～図５Ｇに関して前述したように、）Ｘ線装置８０に対するＦＵＳトランスデューサ６１０の位置及び姿勢を決定するように構成されてもよい。

【0193】

いくつかの実施形態によれば、システム６００は、ディスプレイ６８０を含んでもよい。処理ユニット６７０は、決定されたＦＵＳトランスデューサ６１０の位置及び姿勢を示す視覚インジケータ６８２（例えば、図５Ａ～図５Ｇに関して前述した視覚インジケータ５４２）を、ディスプレイ６８０及び／又はＸ線ディスプレイ８６に表示するように構成されてもよい。

【0194】

様々な実施形態では、処理ユニット６７０は、例えば、患者７０の標的領域７２のＸ線画像に視覚インジケータ６８２を重畳させて重畳画像を生成し、重畳画像をディスプレイ６８０及び／又はＸ線ディスプレイ８６に表示するように構成されてもよい。

【0195】

いくつかの実施形態では、処理ユニット６７０は、Ｘ線画像において標的領域７２を検出又はマークするように構成されてもよい。処理ユニット６７０は、決定された処置具９０の位置及び姿勢と、Ｘ線画像とに基づいて、処置具９０が標的領域７２に対して位置合わせされているか否かを判定するように構成されてもよい。いくつかの実施形態では、処理ユニット６７０は、視覚インジケータ６８２を更新することにより、処置具９０が標的領域７２に対して位置合わせされているか否かを示すように構成されてもよい。

【0196】

いくつかの実施形態では、（例えば、図１４Ａ及び図１４Ｂに関して後述するように、）処理ユニット６７０は、決定されたＸ線装置８０に対する処置具９０の位置及び姿勢に基づいて、処置具誘導指示を生成し、処置具誘導指示をディスプレイ８６／６８０に表示するように構成されてもよい。処置具誘導指示は、例えば、標的領域７２及び／又はＸ線装置８０に対する処置具９０の照準及び／又は位置合わせを容易かつ直感的にすることができる。

【0197】

システム６００は、ユーザ（例えば、治療医）が、ディスプレイ６８０及び／又はＸ線ディスプレイ８６に表示された視覚インジケータ６８２を用いて、ＦＵＳトランスデューサ６１０を患者７０体内の標的領域７２に照準し、及び／又はＦＵＳトランスデューサ６１０をＸ線装置８０に対して位置合わせすることを可能にする。視覚インジケータ６８２は、決定されたＸ線装置８０に対するＦＵＳトランスデューサ６１０の位置及び姿勢を示すことができ、これは、ＦＵＳトランスデューサ６１０の照準及び／又は位置合わせ中の特許７０のＸ線撮影の必要性を排除（又は実質的に排除）する。（例えば、図５Ａ～図５Ｇに関して前述したように、）システム６００を利用する場合、Ｘ線撮影は、治療を施行する前に、Ｘ線装置８０に対するＦＵＳトランスデューサ６１０の実際の位置及び姿勢が必要な位置及び姿勢に対応する又は許容誤差範囲内であることを確認するために、ＦＵＳトランスデューサ６１０の照準及び／又は位置合わせの最終的なステージでのみ必要となる場合がある。これにより、システム６００は、ＦＵＳトランスデューサ６１０の照準及び／又は位置合わせ中に患者７０のＸ線照射への複数回の曝露を必要とする現在の治療プロセスと比較して、治療プロセスにおける患者及び／又はユーザのＸ線照射への曝露を大幅に低減することを可能にする。また、システム６００は、システム６００を利用しない現在の治療プロセスと比較して、治療プロセスの全時間幅を大幅に短縮することを可能にする。

【0198】

ここで、本発明のいくつかの実施形態に係る、Ｘ線装置環境において処置具を照準及び／又は位置合わせする第１の方法のフローチャートである図７を参照する。

【0199】

該方法は、該方法を実施するように構成されてもよい、Ｘ線装置環境において処置具を照準及び位置合わせするシステム（図１に関して前述したシステム１００、図５Ａ～図５Ｇに関して前述したシステム５００など）によって実施することができる。なお、該方法は、図７に示されるフローチャート、対応する説明に限定されるものではない。例えば、様々な実施形態では、該方法は、図示した各ボックス又はステージを通して進むか、図示及び説明した順序と全く同じ順序で進む必要はない。

【0200】

いくつかの実施形態によれば、該方法は、較正板を、Ｘ線装置のＸ線増強器に取り付ける（又は取り外し可能に取り付ける）こと（ステージ７０２）を含み、較正板は、較正板内の所定の位置に位置付けられた少なくとも１つの放射線不透過性マーカーと少なくとも１つの光学マーカーとを含む。

【0201】

例えば、図１に関して前述した較正板１１０、放射線不透過性マーカー１１２及び光学マーカー１１４、又は図２Ａ、図２Ｂ及び図２Ｃに関して前述した較正板２００、放射線不透過性マーカー２１０、２２０及び光学マーカー２３０が挙げられる。

【0202】

いくつかの実施形態は、（例えば、図１及び図５Ａ～図５Ｇに関して前述したように、）カメラを処置具に対して所定の位置及び姿勢で処置具に取り付ける（又は取り外し可能に取り付ける）こと（ステージ７０４）を含んでもよい。例えば、図１に関して前述したカメラ１２０、又は図５Ａ～図５Ｇに関して前述したカメラ５２０が挙げられる。

【0203】

いくつかの実施形態は、（例えば、図１及び図３に関して前述したように、）Ｘ線装置により、少なくとも１つの放射線不透過性マーカーの視覚表現を含む較正板のＸ線画像を取得すること（ステージ７０６）を含んでもよい。

【0204】

いくつかの実施形態は、（例えば、図１に関して前述したように、）処理ユニットにより、Ｘ線画像における少なくとも１つの放射線不透過性マーカーの視覚表現と、較正板内における少なくとも１つの放射線不透過性マーカーの所定の位置と、Ｘ線装置の特定のパラメータとに基づいて、Ｘ線装置に対する較正板の位置及び姿勢を決定すること（ステージ７０８）を含んでもよい。例えば、図１に関して前述した処理ユニット１３０、又は図５Ａ～図５Ｇに関して前述した処理ユニット５３０が挙げられる。

【0205】

いくつかの実施形態は、較正板のＸ線画像における少なくとも１つの放射線不透過性マーカーの視覚表現を識別すること（ステージ７０９）を含んでもよい。例えば、図１に関して前述するように、パターンマッチングアルゴリズムを利用する。

【0206】

いくつかの実施形態は、（例えば、図１に関して前述したように、）Ｘ線装置の特定のモデルに基づいて、Ｘ線装置のＸ線源からＸ線増強器及びこれに取り付けられた較正板に向かって延びるとともに、較正板と交差する１以上のベクトルを決定すること（ステージ７１０）を含んでもよい。

【0207】

いくつかの実施形態は、（例えば、図１に関して前述したように、）１以上のベクトルの、較正板との対応する１以上の交点を決定すること（ステージ７１１）を含んでもよい。

【0208】

いくつかの実施形態は、較正板内における少なくとも１つの放射線不透過性マーカーの所定／既知の位置を、決定されたベクトルの較正板との交点と比較すること（ステージ７１２）を含んでもよい。例えば、図１に関して前述するように、点群マッチングアルゴリズム（例えば、ブルートフォースアルゴリズム、反復最近点アルゴリズム）を利用する。

【0209】

いくつかの実施形態は、較正板内における放射線不透過性マーカーの所定／既知の位置と、決定されたベクトルの較正板との交点との比較に基づいて、Ｘ線装置に対する較正板の位置及び姿勢を決定すること（ステージ７１３）を含んでもよい。例えば、図１に関して前述するように、位置合わせアルゴリズム（例えば、特異値分解（ＳＶＤ）アルゴリズムなど）を利用する。

【0210】

いくつかの実施形態は、（例えば、図１及び図４に関して前述したように、）カメラにより、少なくとも１つの光学マーカーの視覚表現を含むカメラ画像を取得すること（ステージ７１４）を含んでもよい。

【0211】

いくつかの実施形態は、（例えば、図１に関して前述したように、）カメラ画像における少なくとも１つの光学マーカーの視覚表現と、較正板内における少なくとも１つの光学マーカーの所定の位置とに基づいて、較正板に対するカメラの位置及び姿勢を決定すること（ステージ７１６）を含んでもよい。例えば、図１に関して前述するように、バンドル調整／ＰｎＰアルゴリズムを利用する。

【0212】

いくつかの実施形態は、（例えば、図１及び図５Ａ～図５Ｇに関して前述したように、）決定されたＸ線装置に対する較正板の位置及び姿勢と、決定された較正板内におけるカメラの位置及び姿勢と、処置具に対するカメラの所定の位置及び姿勢とに基づいて、Ｘ線装置に対する処置具の位置及び姿勢を決定すること（ステージ７１８）を含んでもよい。

【0213】

いくつかの実施形態は、決定された処置具の位置及び姿勢を示す視覚インジケータをディスプレイに表示すること（ステージ７２０）を含んでもよい。例えば、図１に関して前述した視覚インジケータ１４２、又は図５Ａ～図５Ｇに関して前述した視覚インジケータ５４２が挙げられる。

【0214】

いくつかの実施形態は、（例えば、図１及び図５Ａ～図５Ｇに関して前述したように、）決定されたＸ線装置に対する処置具の位置及び姿勢が、Ｘ線装置に対する処置具の必要な位置及び姿勢と比較して、許容誤差範囲内であるか否かを判定すること（ステージ７２２）を含んでもよい。

【0215】

いくつかの実施形態は、（例えば、図１及び図５Ａ～図５Ｇに関して前述したように、）視覚インジケータを更新することにより、Ｘ線装置に対する処置具の位置及び姿勢が許容誤差範囲内であるか否かを示すこと（ステージ７２４）を含んでもよい。

【0216】

いくつかの実施形態は、視覚インジケータと患者体内の標的領域のＸ線画像を重畳させて重畳画像を生成し、重畳画像をディスプレイに表示すること（ステージ７２５）を含んでもよい。

【0217】

いくつかの実施形態は、Ｘ線画像において標的領域を検出又はマークし、決定された処置具の位置及び姿勢と、Ｘ線画像とに基づいて、処置具が標的領域に対して位置合わせされているか否かを判定すること（ステージ７２６）を含んでもよい。

【0218】

いくつかの実施形態は、視覚インジケータを更新することにより、処置具が標的領域に対して位置合わせされているか否かを示すこと（ステージ７２７）を含んでもよい。

【0219】

いくつかの実施形態は、処置具９０を許容誤差範囲内の位置及び姿勢にするために、該処置具を移動（例えば、変位及び／又は傾斜）させるべき１以上の方向及び／又各方向における移動の量を示す処置具誘導指示を生成し、ディスプレイに表示すること（ステージ７２８）を含んでもよい。例えば、図１４Ａ及び図１４Ｂに関して後述するように、処置具誘導指示は、決定されたＸ線装置に対する処置具の位置及び姿勢に基づいて決定されてもよい。処置具誘導指示は、例えば、標的領域及び／又はＸ線装置に対する処置具９０の照準及び／又は位置合わせを容易かつ直感的にすることができる。

【0220】

いくつかの実施形態は、（例えば、図１及び図５Ａ～図５Ｇに関して前述したように、）Ｘ線装置によるＸ線撮影に患者を曝露することなく、ディスプレイに表示された視覚インジケータに従って、処置具を照準及び位置合わせすること（ステージ７２９）を含んでもよい。

【0221】

ここで、本発明のいくつかの実施形態に係る、超音波撮影装置６０環境において処置具９０を照準及び／又は位置合わせするシステム８００の第１の実施形態の概略図である図８を参照する。

【0222】

いくつかの実施形態では、システム８００は、較正板８１０、カメラ８２０及び処理ユニット８３０を含んでもよい。図８は、システム８００の側面図を示す。システム８００は、患者７０体内の標的領域７２への処置具９０の照準及び／又は超音波撮影プローブ６２に対する処置具９０の位置合わせを可能にする。

【0223】

超音波撮影装置６０は、任意のタイプの超音波撮影装置、例えば、ハンドヘルド装置、ラップトップ装置、携帯電話若しくはタブレットに接続されたプローブ、又は携帯型カート上のシステムであってよく、また、１以上のプローブとその他の付属品を含んでもよい。

【0224】

処置具９０は、例えば、標的領域７２に照準される必要があり、及び／又は超音波撮影プローブ６２に対して位置合わせされる必要がある侵襲処置具（針（例えば、生検針、高周波針）及び／又はプローブなど）であってもよく、非侵襲処置具（超音波トランスデューサ又は集束超音波トランスデューサなど）であってもよい。例えば、図８は、処置具９０の一例として針を示す。

【0225】

いくつかの実施形態では、較正板８１０は、少なくとも１つの光学マーカーを含んでもよい。光学マーカーは、較正板８１０の内部の所定及び／又は既知の位置に位置付けられてもよい。較正板８１０は、超音波撮影装置６０の超音波撮影プローブ６２に取り付け可能であってもよく、取り外し可能に取り付け可能であってもよい。以下、図９Ａ及び図９Ｂを参照して、較正板８１０の様々な実施形態について説明する。

【0226】

いくつかの実施形態では、カメラ８２０は、処置具９０に取り付け可能であるか又は取り外し可能に取り付け可能である。カメラ８２０は、処置具９０に対して所定及び／又は既知の位置及び姿勢で処置具９０に取り付け可能であってもよい。

【0227】

カメラ８２０は、較正板８１０の少なくとも一部がカメラ８２０の視野８２１内に入るように、処置具９０に取り付け可能であってもよい。

【0228】

いくつかの実施形態では、システム８００は、カメラコネクタ８２２を含んでもよい。カメラコネクタ８２２は、カメラ８２０を処置具９０にしっかりと安定して取り付け、処置具９０に対するカメラ８２０の意図しない相対移動を防止するように構成されてもよい。

【0229】

いくつかの実施形態では、カメラコネクタ８２２は、カメラ８２０の制御された回転を可能にすることができる。これは、例えば、処置具９０が移動する場合に、較正板８１０に追従することを可能にする。

【0230】

いくつかの実施形態では、システム８００は、第２のカメラを含んでもよい。第２のカメラは、カメラ８２０に対して所定の角度で処置具９０に（例えば、コネクタ８２２のようなコネクタを使用して）しっかりと安定して取り付け可能である。例えば、第２のカメラは、カメラ８２０に対して９０°の角度で処置具９０に取り付けられてもよい。これは、例えば、処置具９０が移動することなどに起因して、較正板８１０がカメラ８２０の視野８２１から外れる場合に、第２のカメラで較正板８１０をキャプチャすることを可能にする。

【0231】

いくつかの実施形態によれば、処理ユニット８３０は、カメラ８２０及び超音波撮影装置６０の超音波撮影ユニット６４と（例えば、有線又は無線で）通信することができる。

【0232】

いくつかの実施形態によれば、処理ユニット８３０は、カメラ８２０から、較正板８１０の１以上のカメラ画像を受信するように構成されてもよい。（例えば、図９Ａ及び図９Ｂに示し、図９Ａ及び図９Ｂに関して後述するように、）較正板８１０のカメラ画像は、光学マーカーの視覚表現を含んでもよい。

【0233】

いくつかの実施形態によれば、処理ユニット８３０は、カメラ画像内における光学マーカーの視覚表現と、較正板８１０内における光学マーカーの既知の位置と、カメラ８２０のパラメータ（例えば、歪み、視野８２１など）とに基づいて、（例えば、超音波撮影プローブ６２に取り付けられてもよい）較正板８１０に対するカメラ８２０の位置及び姿勢を決定するように構成されてもよい。その決定は、例えばバンドル調整／ＰｎＰアルゴリズムを用いて利用され得る。

【0234】

いくつかの実施形態によれば、処理ユニット８３０は、超音波撮影プローブ６２に対する較正板８１０の所定の位置及び姿勢と、決定された較正板８１０に対するカメラ８２０の位置及び姿勢と、処置具９０に対するカメラ８２０の既知の位置及び姿勢とに基づいて、超音波撮影プローブ６２に対する処置具９０の位置及び姿勢を決定するように構成されてもよい。

【0235】

いくつかの実施形態によれば、システム８００は、ディスプレイ８４０を含んでもよい。処理ユニット８３０は、決定された処置具９０の位置及び姿勢を示す少なくとも１つの視覚インジケータ８４２を、例えば、ディスプレイ８４０及び／又は超音波ディスプレイ６６に提示するように構成されてもよい。

【0236】

いくつかの実施形態では、処理ユニット８３０は、決定された超音波撮影プローブ６２に対する処置具９０の位置及び姿勢が、超音波撮影プローブ６２に対する処置具９０の必要な位置及び姿勢と比較して、許容誤差範囲内であるか否かを判定するように構成されてもよい。処理ユニット８３０は、視覚インジケータ８４２を変更することにより、超音波撮影プローブ６２に対する処置具９０の位置及び姿勢が許容誤差範囲内であるか否かを示すように構成されてもよい。

【0237】

様々な実施形態では、処理ユニット８３０は、例えば、患者７０の標的領域７２の超音波画像に視覚インジケータ８４２を重畳させて重畳画像を生成し、重畳画像をディスプレイ８４０及び／又は超音波ディスプレイ６６に表示するように構成されてもよい。

【0238】

いくつかの実施形態では、処理ユニット８３０は、超音波画像において標的領域７２を検出又はマークするように構成されてもよい。いくつかの実施形態では、マークは、ユーザの入力に基づいて行ってもよい。処理ユニット８３０は、決定された処置具９０の位置及び姿勢と、超音波画像とに基づいて、処置具９０が標的領域７２に対して位置合わせされているか否かを判定するように構成されてもよい。いくつかの実施形態では、処理ユニット８３０は、視覚インジケータ１４２を更新することにより、処置具９０が標的領域７２に対して位置合わせされているか否かを示すように構成されてもよい。

【0239】

いくつかの実施形態では、（例えば、図１４Ａ及び図１４Ｂに関して後述するように、）処理ユニット８３０は、決定された超音波撮影プローブ６２に対する処置具９０の位置及び姿勢に基づいて、処置具誘導指示を生成し、処置具誘導指示をディスプレイ８６／８４０に表示するように構成されてもよい。処置具誘導指示は、処置具９０を許容誤差範囲内の位置及び姿勢及び／又は標的領域７２に対して位置合わせされる位置及び姿勢にするために、処置具９０を移動（例えば、変位及び／又は傾斜）させるべき１以上の方向及び／又は各方向における移動の量を示してもよい。処置具誘導指示は、例えば、標的領域７２及び／又は超音波撮影プローブ６２に対する処置具９０の照準及び／又は位置合わせを容易かつ直感的にすることができる。

【0240】

システム８００は、ユーザ（例えば、治療医）が、ディスプレイ８４０及び／又は超音波ディスプレイ６６に表示された視覚インジケータ８４２を用いて、処置具９０を標的領域７２に照準し、及び／又は処置具９０を超音波撮影プローブ６２に対して位置合わせすること（例えば、並進、傾斜、ピッチ、ヨー、ロールなど）を可能にする。視覚インジケータ８４２は、超音波撮影プローブ６２に対する処置具９０の位置及び姿勢を示すことができ、これは、処置具の先端の超音波撮影の必要性を排除（又は実質的に排除）する。システム８００を利用する場合、処置具の（適用可能な）先端の超音波撮影は、治療を施行する前に、患者の解剖学的構造に対する処置具９０の実際の位置及び姿勢が正確であることを確認するために、処置具９０の照準及び／又は位置合わせの最終的なステージでのみ必要となる場合がある。これにより、システム８００は、現在の治療プロセスと比較して、プロセス時間を大幅に低減することを可能にする。

【0241】

本発明のいくつかの実施形態に係る、超音波撮影装置環境において処置具９０を照準及び／又は位置合わせするシステム（システム８００など）の較正板９００の概略図である図９Ａ及び図９Ｂを参照する。

【0242】

いくつかの実施形態によれば、（例えば、図９Ａ及び図９Ｂに示すように、）較正板９００は、較正板９００内の所定の位置に位置付けられた複数の光学マーカー９３０を含む。

【0243】

いくつかの実施形態では、各光学マーカー９３０は、その固有の視覚ラベルを含んでもよい。光学マーカー９３０の視覚ラベルは、例えば、視覚ラベルに関連する追加のデータを有することができるバーコード、ＱＲコード（登録商標）、グラフィックパターン又は形状、アルコマーカー、アプリルタグ、ＡＲタグなどを含んでもよい。視覚ラベルは、例えば、較正板９００内の光学マーカー９３０の位置を符号化することができる。

【0244】

光学マーカー９３０の量、光学マーカー９３０の寸法、及び／又は光学マーカー９３０の視覚ラベルなどの光学マーカー９３０のパラメータは、例えば、カメラ（例えば、図８に関して前述したカメラ８２０）の分解能に基づいて決定されてもよい。光学マーカー９３０のパラメータは、さらに、（例えば、図８に関して前述したように、）較正板９００のカメラ画像における光学マーカー９３０の視覚表現に基づく較正板９００に対するカメラ（例えば、図８に関して前述したカメラ８２０）の位置及び姿勢の決定／識別を可能にするように決定されてもよい。

【0245】

いくつかの実施形態では、較正板９００は、マット面を有してもよい。較正板９００のマット面は、例えば、手術室内の光源からの光反射を低減し、その光反射によるカメラ画像のグレアを除去（又は実質的に除去）することにより、光学マーカー９３０から得られた情報の損失を回避することができる。

【0246】

ここで、本発明のいくつかの実施形態に係る、超音波撮影装置環境において処置具９０を照準及び／又は位置合わせするシステム（システム８００など）の較正板（較正板８１０、９００など）のカメラ画像１０００である図１０を参照する。

【0247】

図１０は、例えば、較正板（例えば、図９Ｂに示される較正板９００）のカメラ画像１０００を示す。カメラ画像１０００は、例えば、治療プロセス中に、処置具９０に取り付けられたカメラ（例えば、図８に関して前述したカメラ８２０）を用いて取得することができる。カメラ画像１０００には、光学追跡板内の所定の位置に位置付けられた光学マーカー（例えば、図９Ｂに示される光学マーカー９３０）の視覚表現１０１０を含んでもよい。

【0248】

ここで、本発明のいくつかの実施形態に係る、集束超音波エネルギーを投射するシステム１１００の第２の実施形態の概略図である図１１を参照する。

【0249】

いくつかの実施形態によれば、システム１１００は、ＦＵＳ（ｆｏｃｕｓｅｄ ｕｌｔｒａｓｏｕｎｄ：集束超音波）エネルギー１１１９を生成するために配置されたＦＵＳトランスデューサ１１１０を含んでもよい。

【0250】

いくつかの実施形態によれば、システム１１００は、超音波撮影プローブ６２を含んでもよい。

【0251】

いくつかの実施形態では、システム１１００は、ＦＵＳトランスデューサ１１１０を収容することに適する支持部１１２０を含んでもよい。いくつかの実施形態では、支持部１１２０は、手持ち式であってよい。いくつかの実施形態では、システム１１００は、第１の端部がテーブル８８に連結され、第２の端部が支持部１１２０に連結された多関節アーム１１２２を含んでもよい。多関節アーム１１２２は、支持部１１２０及びその内部に収容されたＦＵＳトランスデューサ１１１０の並進、傾斜、ピッチ、ヨー及び／又はロールを可能にするように配置されてよい。

【0252】

いくつかの実施形態では、システム１１００は、患者７０体内の標的領域７２へのＦＵＳエネルギー１１１９の送達を可能にするために、ＦＵＳトランスデューサ１１１０を患者７０に音響的に連結するように配置された音響カプラ１１４０を含んでもよい。

【0253】

いくつかの実施形態によれば、システム１１００は、超音波撮影プローブ６２に取り付け可能な較正板１１５０（例えば、図８に関して前述した較正板８１０、又は図９Ａ～図９Ｂに関して前述した較正板９００）を含んでもよい。

【0254】

いくつかの実施形態によれば、システム１１００は、支持部１１２０又はＦＵＳトランスデューサ１１１０に取り付け可能なカメラ１１６０（例えば、図８に関して前述したカメラ８２０）を含んでもよい。

【0255】

いくつかの実施形態によれば、システム１１００は、処理ユニット１１７０（例えば、図８に関して前述した処理ユニット８３０）を含んでもよい。処理ユニット１１７０は、超音波撮影プローブ６２に対するＦＵＳトランスデューサ１１１０の位置及び姿勢を決定するように構成されてもよい。

【0256】

いくつかの実施形態によれば、システム１１００は、ディスプレイ１１８０を含んでもよい。処理ユニット１１７０は、決定されたＦＵＳトランスデューサ１１１０の位置及び姿勢を示す視覚インジケータ１１４２を、ディスプレイ１１８０及び／又は超音波ディスプレイ６６に表示するように構成されてもよい。

【0257】

いくつかの実施形態では、処理ユニット１１７０は、決定された超音波撮影プローブ６２に対する処置具９０の位置及び姿勢が、超音波撮影プローブ６２に対する処置具９０の必要な位置及び姿勢と比較して、許容誤差範囲内であるか否かを判定するように構成されてもよい。処理ユニット１１７０は、視覚インジケータ８４２を変更することにより、超音波撮影プローブ６２に対する処置具９０の位置及び姿勢が許容誤差範囲内であるか否かを示すように構成されてもよい。

【0258】

様々な実施形態では、処理ユニット１１７０は、例えば、患者７０の標的領域７２の超音波画像に視覚インジケータ１１４２を重畳させて重畳画像を生成し、重畳画像をディスプレイ１１８０及び／又は超音波ディスプレイ６６に表示するように構成されてもよい。

【0259】

いくつかの実施形態では、処理ユニット１１７０は、超音波画像において標的領域７２を検出又はマークするように構成されてもよい。処理ユニット１１７０は、決定された処置具９０の位置及び姿勢と、超音波画像とに基づいて、処置具９０が標的領域７２に対して位置合わせされているか否かを判定するように構成されてもよい。いくつかの実施形態では、処理ユニット１１７０は、視覚インジケータ１１４２を更新することにより、処置具９０が標的領域７２に対して位置合わせされているか否かを示すように構成されてもよい。

【0260】

いくつかの実施形態では、（例えば、図１４Ａ及び図１４Ｂに関して後述するように、）処理ユニット１１７０は、処置具誘導指示を生成し、処置具誘導指示をディスプレイ８６／１１８０に表示するように構成されてもよい。処置具誘導指示は、（例えば、図１４Ａ及び図１４Ｂに関して後述するように、）超音波撮影プローブ６２に対する処置具９０の位置及び姿勢に基づいて決定されてもよい。処置具誘導指示は、例えば、標的領域７２及び／又は超音波撮影プローブ６２に対する処置具９０の照準及び／又は位置合わせを容易かつ直感的にすることができる。

【0261】

システム１１００は、ユーザ（例えば、治療医）が、ディスプレイ１１８０及び／又は超音波ディスプレイ６６に表示された視覚インジケータ１１４２を用いて、ＦＵＳトランスデューサ１１１０を患者７０体内の標的領域７２に照準し、及び／又はＦＵＳトランスデューサ１１１０を超音波撮影プローブ６２に対して位置合わせすることを可能にする。視覚インジケータ１１４２は、決定された超音波撮影プローブ６２に対するＦＵＳトランスデューサ１１１０の位置及び姿勢を示すことができる。これにより、システム１１００は、システム１１００を利用しない現在の治療プロセスと比較して、治療プロセスの全時間幅を大幅に短縮することを可能にする。

【0262】

ここで、本発明のいくつかの実施形態に係る、超音波撮影装置環境において処置具を照準及び／又は位置合わせする第１の方法のフローチャートである図１２を参照する。

【0263】

該方法は、該方法を実施するように構成されてよい超音波撮影装置環境において処置具を照準及び位置合わせするシステム（図８に関して前述したシステム８００、図１１に関して前述したシステム１１００など）によって実施することができる。なお、該方法は、図１２に示されるフローチャート、対応する説明に限定されるものではない。例えば、様々な実施形態では、該方法は、図示した各ボックス又はステージを通して進むか、図示及び説明した順序と全く同じ順序で進む必要はない。

【0264】

いくつかの実施形態によれば、該方法は、較正板を超音波撮影装置の超音波撮影プローブに取り付ける（又は取り外し可能に取り付ける）こと（ステージ１２０２）を含み、較正板は、較正板内の所定の位置に位置付けられた少なくとも１つの光学マーカーを含む。

【0265】

例えば、図８に関して前述した較正板８１０、又は図９Ａ及び図９Ｂに関して前述した較正板９００及び光学マーカー９３０が挙げられる。

【0266】

いくつかの実施形態は、（例えば、図８に関して前述したように、）カメラを処置具に対して所定の位置及び姿勢で処置具に取り付ける（又は取り外し可能に取り付ける）こと（ステージ１２０４）を含んでもよい。例えば、図８に関して前述したカメラ８２０が挙げられる。

【0267】

いくつかの実施形態は、（例えば、図８及び図１１に関して前述したように、）カメラにより、少なくとも１つの光学マーカーの視覚表現を含むカメラ画像を取得すること（ステージ１２０６）を含んでもよい。

【0268】

いくつかの実施形態は、（例えば、図８に関して前述したように、）カメラ画像における少なくとも１つの光学マーカーの視覚表現と、較正板内における少なくとも１つの光学マーカーの所定の位置とに基づいて、較正板に対するカメラの位置及び姿勢を決定すること（ステージ１２０８）を含んでもよい。例えば、図８に関して前述するように、バンドル調整／ＰｎＰアルゴリズムを利用する。

【0269】

いくつかの実施形態は、（例えば、図８に関して前述したように、）超音波撮影プローブに対する較正板の所定の位置及び姿勢と、決定された較正板に対するカメラの位置及び姿勢と、処置具に対するカメラの所定の位置及び姿勢とに基づいて、超音波撮影プローブに対する処置具の位置及び姿勢を決定すること（ステージ１２１０）を含んでもよい。

【0270】

いくつかの実施形態は、決定された超音波撮影プローブに対する処置具の位置及び姿勢を示す視覚インジケータをディスプレイに表示すること（ステージ１２１２）を含んでもよい。例えば、図８に関して前述した視覚インジケータ８４２が挙げられる。

【0271】

いくつかの実施形態は、決定された超音波撮影プローブに対する処置具の位置及び姿勢が、超音波撮影プローブに対する処置具の必要な位置及び姿勢と比較して、許容誤差範囲内であるか否かを判定すること（ステージ１２１３）を含んでもよい。これは、例えば、標的領域への処置具の迅速かつ正確な照準を可能にする。

【0272】

いくつかの実施形態は、視覚インジケータを変更することにより、超音波撮影プローブに対する処置具の位置及び姿勢が許容誤差範囲内であるか否かを示すこと（ステージ１２１４）を含んでもよい。

【0273】

いくつかの実施形態は、視覚インジケータと患者体内の標的領域の超音波画像を重畳させて重畳画像を生成し、重畳画像をディスプレイに表示すること（ステージ１２１５）を含んでもよい。

【0274】

いくつかの実施形態は、超音波画像において標的領域を検出又はマークし、決定された処置具の位置及び姿勢と、超音波画像とに基づいて、処置具が標的領域に対して位置合わせされているか否かを判定すること（ステージ１２１６）を含んでもよい。

【0275】

いくつかの実施形態は、視覚インジケータを更新することにより、処置具が標的領域に対して位置合わせされているか否かを示すこと（ステージ１２１７）を含んでもよい。

【0276】

いくつかの実施形態は、処置具を許容誤差範囲内の位置及び姿勢にするために、該処置具を移動（例えば、変位及び／又は傾斜）させるべき１以上の方向及び／又は各方向における移動の量を示す処置具誘導指示を生成し、ディスプレイに表示すること（ステージ１２１８）を含んでもよい。例えば、図１４Ａ及び図１４Ｂに関して後述するとおりである。したがって、これは、例えば、標的領域への処置具の迅速かつ正確な照準を可能にする。

【0277】

いくつかの実施形態は、ディスプレイに表示された視覚インジケータに従って、処置具を照準及び／又は位置合わせすること（ステージ１２１９）を含んでもよい。

【0278】

ここで、本発明のいくつかの実施形態に係る、超音波撮影装置を用いて処置具を照準及び／又は位置合わせするシステム（前述したシステム８００、１１００など）の較正設備１３００の概略図である図１３を参照する。

【0279】

較正設備１３００は、超音波撮影装置環境において処置具を照準及び／又は位置合わせするシステム（前述したシステム８００、１１００など）の較正に用いられてもよい。例えば、較正設備１３００は、（例えば、較正板１３２４が超音波撮影プローブ６２に取り付けられた後）超音波撮影プローブ６２に対する較正板１３２４（例えば、前述した較正板８１０、９００、１０００、１１５０など）の位置及び姿勢を決定するために用いられてもよい。超音波プローブ６２に較正板１３２４が永続的に取り付けられる場合、較正を例えば工場で１回だけ実行しもよく、較正板１３２４が超音波プローブ６２に取り外し可能に取り付けられるたびに、較正を繰り返してもよい。

【0280】

較正設備１３００は、音響透過媒体１３０２（例えば、超音波ジェル、水）に埋め込まれた１以上の撮影対象１３０４を含んでもよい。いくつかの実施形態では、撮影対象１３０４の位置は既知であってもよい。超音波撮影プローブ６２は、撮影対象１３０４に対する撮影プローブの既知の位置及び姿勢に配置されてもよい。較正板１３２４は、超音波撮影プローブ６２に取り付けられるか又は取り外し可能に取り付けられてもよい。カメラ１３１１（例えば、前述したカメラ８２０、１１６０など）は、較正板１３２４の少なくとも一部が視野１３１２内にあるように、撮影対象１３０４に対するカメラの既知の位置及び姿勢に配置されてもよい。

【0281】

超音波撮影プローブ６２は、撮影対象１３０４の少なくとも１つの超音波画像を取得することができる。カメラ１３１１は、超音波撮影プローブ６２に取り付けられた少なくとも１つのカメラ画像較正板１３２４を取得することができる。処理ユニット（例えば、前述した処理ユニット８３０、１１７０など）は、撮影対象１３０４の超音波画像及び較正板１３２４のカメラ画像１３２４を受信することができる。処理ユニットは、少なくとも超音波画像及びカメラ画像に基づいて、較正データを決定することができる。例えば、較正データは、超音波撮影プローブ６２に対する較正板１３２４の位置及び姿勢を含んでもよい。処理ユニットは、超音波画像、カメラ画像、撮影対象１３０４の既知の位置、撮影プローブの既知の位置及び姿勢及びカメラの既知の位置及び姿勢に基づいて、超音波撮影プローブ６２に対する較正板１３２４の位置及び姿勢を決定することができる。

【0282】

較正データを記憶し、さらなる処理のために利用してもよい。（例えば、図８に関して前述したように、）例えば、較正データは、前述した処理ユニット８３０又は処理ユニット１１７０にロードされて、処理ユニット８３０、１１７０が超音波撮影プローブ６２に対する処置具９０の位置及び姿勢を決定するために用いられてもよい。

【0283】

ここで、本発明のいくつかの実施形態に係る、撮影装置環境において処置具の照準及び／又は位置合わせを誘導する方法のフローチャートである図１４Ａを参照する。

【0284】

該方法は、例えば、撮影装置環境において処置具を照準及び／又は位置合わせするシステム（それぞれ図１、図５Ａ～図５Ｇ、図６、図８及び図１１に関して前述したシステム１００、５００、６００、５００、１１００など）の処理ユニットによって実行することができる。

【0285】

また、本発明のいくつかの実施形態に係る、本発明のいくつかの実施形態に係る、撮影装置環境において処置具の照準及び／又は位置合わせを誘導する誘導機能の概略図である図１４Ｂを参照する。

【0286】

いくつかの実施形態によれば、該方法は、処理ユニット１４１０により、少なくとも１つの視覚インジケータ１４２０をディスプレイ１４３０に提示すること（ステージ１４０２）を含んでもよい。

【0287】

様々な実施形態では、視覚インジケータ１４２０は、撮影装置に対する処置具の実際の位置及び姿勢（例えば、図５Ｄ～図５Ｆに関して前述したＸ線照準及び位置合わせツール９２の視覚表現８５など）、及び／又は決定された撮影装置に対する処置具の位置及び姿勢（例えば、それぞれ図１、図５Ａ～図５Ｄ、図６、図８及び図１１に関して前述した視覚インジケータ１４２、５４２、６８２、８４２、１１４２）を示すことができる。また、視覚インジケータ１４２０は、撮影装置に対する処置具の位置及び姿勢が許容誤差範囲内であるか否かを示すことができる。これは、例えば、標的領域への処置具の迅速かつ正確な照準を可能にする。いくつかの実施形態では、（例えば、図１、図５Ａ～図５Ｄ及び図８に関して前述したように、）視覚インジケータ１４２０は、撮影装置によって取得された又は取得されている画像に重畳してもよい。

【0288】

いくつかの実施形態によれば、該方法は、処理ユニット１４１０により、決定された撮影装置に対する処置具の位置及び姿勢に基づいて、処置具誘導指示１４４０を生成すること（ステージ１４０４）を含んでもよい。

【0289】

いくつかの実施形態では、該方法は、処理ユニット１４１０により、処置具誘導指示１４４０をディスプレイ１４３０に提示すること（ステージ１４０６）を含んでもよい。処置具誘導指示１４４０は、例えば、標的領域及び／又は撮影装置に対する処置具の照準及び／又は位置合わせを容易かつ直感的にすることができる。

【0290】

処置具誘導指示１４４０は、例えば、ディスプレイ１４３０の特定領域１４３２に表示することができる。特定領域１４３２は、ディスプレイ１４３０に表示された重要な情報を妨げないように、例えば、処理ユニット１４１０によって選択することができる。

【0291】

様々な実施形態では、処置具誘導指示１４４０は、処置具を許容誤差範囲内の位置及び姿勢にするために、該処置具を移動（例えば、変位及び／又は傾斜）させるべき１以上の方向及び／又は各方向における移動の量を示す処置具移動データを含んでもよい。例えば、各方向は、矢印を用いて提示することができ、矢印の長さは、それぞれの方向における必要な移動の大きさを示すことができる。しかしながら、他の記号を使用してもよい。処置具誘導指示１４４０は、例えば、標的領域への処置具の迅速かつ正確な照準を可能にする。

【0292】

いくつかの実施形態によれば、該方法は、処理ユニット１４１０により、処置具視覚データ１４５０をディスプレイ１４３０に提示することを含んでもよい。処置具視覚データ１４５０は、例えば、処置具１４５２の少なくとも一部の視覚表現を含んでもよい。例えば、処置具１４５２の視覚表現は、処置具誘導指示１４４０の近傍に表示してもよい。

【0293】

いくつかの実施形態によれば、該方法は、処理ユニット１４１０により、システムコンポーネント視覚データ１４６０をディスプレイ１４３０に提示することを含んでもよい。システムコンポーネント視覚データ１４６０は、例えば、システムの１以上の部品（例えば、カメラ）の視覚表現を含み、例えば、処置具に対するそれぞれのコンポーネントの実際の位置及び姿勢を示すことができる。

【0294】

処置具視覚データ１４５０及びシステムコンポーネント視覚データ１４６０は、例えば、ユーザによる処置具誘導指示１４４０への理解を高めることができる。

【0295】

ここで、本発明のいくつかの実施形態に係る、Ｘ線装置８０環境において処置具９０を照準及び／又は位置合わせするシステム１５００の第２の実施形態の概略図である図１５Ａ及び図１５Ｂを参照する。

【0296】

いくつかの実施形態によれば、（例えば、図１５Ａ及び図１５Ｂに示すように、）システム１５００は、較正板１５１０、カメラ１５２０及び処理ユニット１５３０を含んでもよい。図１５Ａ及び図１５Ｂは、システム１５００の側面図を示す。システム１５００は、システム１５００を介さずに行われる治療プロセスと比較して、患者７０のＸ線照射への曝露を大幅に低減しながら、患者７０体内の標的領域７２への処置具９０の照準及び／又はＸ線装置８０に対する処置具９０の位置合わせを可能にすることができる。

【0297】

いくつかの実施形態によれば、較正板１５１０は、少なくとも１つの光学マーカー１５１４を含んでもよい。光学マーカー１５１４は、較正板１５１０の表面の所定及び／又は既知の位置に位置付けられてもよい。較正板１５１０は、処置具９０に取り付け可能であってもよく、取り外し可能に取り付け可能であってもよい。例えば、較正板１５１０及び光学マーカー１５１４は、図１に関して前述した（放射線不透過性マーカーが１１２ない）較正板１１０及び光学マーカー１１４と同様のものであってもよい。

【0298】

いくつかの実施形態によれば、カメラ１５２０は、Ｘ線装置８０に取り付け可能であるか又は取り外し可能に取り付け可能である。カメラ１５２０は、（例えば、図１５Ａに示されるように、）Ｘ線装置８０に対して所定及び／又は既知の位置及び姿勢でＸ線装置８０に取り付け可能であってもよい。

【0299】

いくつかの実施形態では、カメラ１５２０は、少なくとも１つの放射線不透過性マーカー１５１２を含んでもよい。この場合、カメラ１５２０は、少なくともその放射線不透過性マーカー１５１２がＸ線源８３の視野８３ａ内に配置されるように、Ｘ線装置８０に取り付けられてもよい。例えば、（例えば、図１５Ｂに示すように、）カメラ１５２０は、Ｘ線増強器８２に取り付け可能であってもよい。図１５Ｂに示される実施形態では、（例えば、図１に関して前述したように、）Ｘ線装置８０に対するカメラ１５２０の位置及び姿勢は未知であってもよく、カメラ１５２０に取り付けられた放射線不透過性マーカー１５１２のＸ線撮影に基づいて決定されてもよい。

【0300】

いくつかの実施形態では、システム１５００は、カメラコネクタ１５２２を含んでもよい。カメラコネクタ１５２２は、カメラ１５２０をＸ線装置８０にしっかりと安定して取り付け、Ｘ線装置８０に対するカメラ１５２０の意図しない相対移動を防止するように構成されてもよい。

【0301】

いくつかの実施形態によれば、処理ユニット１５３０は、カメラ１５２０及びＸ線装置８０のＸ線撮影ユニット８４と（例えば、有線又は無線で）通信することができる。

【0302】

いくつかの実施形態によれば、処理ユニット１５３０は、カメラ１５２０から、較正板１５１０の１以上のカメラ画像を受信するように構成されてもよい。較正板１５１０のカメラ画像は、光学マーカー１５１４の視覚表現を含んでもよい。

【0303】

いくつかの実施形態によれば、処理ユニット１５３０は、カメラ画像内における光学マーカー１５１４の視覚表現と、較正板１５１０内における光学マーカー１５１４の既知の位置と、カメラ１５２０のパラメータ（例えば、歪み、視野１２１など）とに基づいて、カメラ１５２０に対する、（例えば、処置具９０に取り付けられてもよい）較正板１５１０の位置及び姿勢を決定するように構成されてもよい。その決定は、例えばバンドル調整／ＰｎＰアルゴリズムを用いて利用され得る。

【0304】

いくつかの実施形態によれば、処理ユニット１５３０は、決定されたカメラ１５２０に対する較正板１５１０の位置及び姿勢と、Ｘ線装置８０に対するカメラ１５２０の既知の位置及び姿勢とに基づいて、Ｘ線装置８０に対する処置具９０の位置及び姿勢を決定するように構成されてもよい。

【0305】

Ｘ線装置８０に対するカメラ１５２０の位置及び姿勢が既知ではなく、かつカメラ１５２０が放射線不透過性マーカー１５１２を含む、図１５Ｂに示される実施形態では、処理ユニット１５３０は、少なくとも１つの放射線不透過性マーカーの視覚表現を含むＸ線画像を受信し、少なくとも１つの放射線不透過性マーカーの視覚表現に基づいて、Ｘ線装置に対するカメラの位置及び姿勢を決定するように構成されてもよい。

【0306】

いくつかの実施形態によれば、システム１５００は、ディスプレイ１５４０を含んでもよい。処理ユニット１５３０は、決定された処置具９０の位置及び姿勢を示す少なくとも１つの視覚インジケータ１５４２を、例えば、ディスプレイ１５４０及び／又はＸ線ディスプレイ８６に提示するように構成されてもよい。

【0307】

いくつかの実施形態では、処理ユニット１５３０は、決定されたＸ線装置８０に対する処置具９０の位置及び姿勢が、Ｘ線装置８０に対する処置具９０の必要な位置及び姿勢と比較して、許容誤差範囲内であるか否かを判定するように構成されてもよい。いくつかの実施形態では、処理ユニット１５３０は、視覚インジケータ１５４２を更新することにより、処置具９０の位置及び姿勢が許容誤差範囲内であるか否かを示すように構成されてもよい。視覚インジケータ１５４２の変更は、例えば、（例えば、所定の規則による）視覚インジケータ１５４２の色及び／又は形状の変化を含んでもよい。

【0308】

様々な実施形態では、処理ユニット１５３０は、例えば、患者７０の標的領域７２のＸ線画像に視覚インジケータ１５４２を重畳させて重畳画像を生成し、重畳画像をディスプレイ１５４０及び／又はＸ線ディスプレイ８６に表示するように構成されてもよい。

【0309】

いくつかの実施形態では、処理ユニット１５３０は、Ｘ線画像において標的領域７２を検出又はマークするように構成されてもよい。処理ユニット１５３０は、決定された処置具９０の位置及び姿勢と、Ｘ線画像とに基づいて、処置具９０が標的領域７２に対して位置合わせされているか否かを判定するように構成されてもよい。いくつかの実施形態では、処理ユニット１５３０は、視覚インジケータ１５４２を更新することにより、処置具９０が標的領域７２に対して位置合わせされているか否かを示すように構成されてもよい。

【0310】

いくつかの実施形態では、（例えば、図１４Ａ及び図１４Ｂに関して前述したように、）処理ユニット１５３０は、決定されたＸ線装置８０に対する処置具９０の位置及び姿勢に基づいて、処置具誘導指示を生成し、処置具誘導指示をディスプレイ８６／１５４０に表示するように構成されてもよい。誘導指示は、処置具９０を許容誤差範囲内の位置及び姿勢にするために、処置具９０を移動（例えば、変位及び／又は傾斜）させるべき１以上の方向及び／又は各方向における移動の量を示してもよい。処置具誘導指示は、例えば、標的領域７２及び／又はＸ線装置８０に対する処置具９０の照準及び／又は位置合わせを容易かつ直感的にすることができる。

【0311】

システム１５００は、ユーザ（例えば、治療医）が、ディスプレイ１５４０及び／又はＸ線ディスプレイ８６に表示された視覚インジケータ１５４２を用いて、処置具９０を標的領域７２に照準し、及び／又は処置具９０をＸ線装置８０に対して位置合わせすること（例えば、並進、傾斜、ピッチ、ヨー、ロールなど）を可能にする。視覚インジケータ１５４２は、Ｘ線装置８０に対する処置具９０の位置及び姿勢を示すことができ、これは、処置具９０の照準及び／又は位置合わせ中の特許７０のＸ線撮影の必要性を排除（又は実質的に排除）する。システム１５００を利用する場合、Ｘ線撮影は、治療を施行する前に、Ｘ線装置８０に対する処置具９０の実際の位置及び姿勢が必要な位置及び姿勢に対応する又は許容誤差範囲内であることを確認するために、処置具９０の照準及び／又は位置合わせの最終的なステージでのみ必要となる場合がある。これにより、システム１５００は、処置具９０の照準及び／又は位置合わせ中に患者７０のＸ線照射への複数回の曝露を必要とする現在の治療プロセスと比較して、治療プロセスにおける患者及び／又はユーザのＸ線照射への曝露を大幅に低減することを可能にする。

【0312】

ここで、本発明のいくつかの実施形態に係る、Ｘ線装置環境において処置具を照準及び／又は位置合わせする第２の方法のフローチャートである図１６を参照する。

【0313】

該方法は、該方法を実施するように構成されてもよいＸ線装置環境において処置具を照準及び位置合わせするシステム（図１５Ａ及び図１５Ｂに関して前述したシステム１５００など）によって実施することができる。なお、該方法は、図１６に示されるフローチャート、対応する説明に限定されるものではない。例えば、様々な実施形態では、該方法は、図示した各ボックス又はステージを通して進むか、図示及び説明した順序と全く同じ順序で進む必要はない。

【0314】

いくつかの実施形態によれば、該方法は、較正板を処置具に取り付ける（又は取り外し可能に取り付ける）ことを含み、較正板は、較正板内の所定の位置に位置付けられた少なくとも１つの光学マーカーを含む（ステージ１６０２）。例えば、図１５Ａ及び図１５Ｂに関して前述した較正板１５１０及び光学マーカー１５１４が挙げられる。

【0315】

いくつかの実施形態は、（例えば、図１５Ａ及び図１５Ｂに関して前述したように、）Ｘ線装置にカメラを取り付ける（又は取り外し可能に取り付ける）こと（ステージ１６０４）を含んでもよい。例えば、図１５Ａ及び図１５Ｂに関して前述したカメラ１５２０が挙げられる。

【0316】

いくつかの実施形態は、（例えば、図１及び図４に関して前述したように、）カメラにより、少なくとも１つの光学マーカーの視覚表現を含むカメラ画像を取得すること（ステージ１６０６）を含んでもよい。

【0317】

いくつかの実施形態は、（例えば、図１５Ａ及び図１５Ｂに関して前述したように、）カメラ画像における少なくとも１つの光学マーカーの視覚表現と、較正板内における少なくとも１つの光学マーカーの位置とに基づいて、カメラに対する較正板の位置及び姿勢を決定すること（ステージ１６０７）を含んでもよい。例えば、図１５Ａ及び図１５Ｂに関して前述するように、バンドル調整／ＰｎＰアルゴリズムを利用する。

【0318】

いくつかの実施形態は、（例えば、図１５Ａ及び図１５Ｂに関して前述したように、）決定されたカメラに対する較正板の位置及び姿勢と、Ｘ線装置に対するカメラの位置及び姿勢とに基づいて、Ｘ線装置に対する処置具の位置及び姿勢を決定すること（ステージ１６０８）を含んでもよい。

【0319】

いくつかの実施形態では、Ｘ線装置に対するカメラの位置及び姿勢は、既知／所定のものであってもよい。

【0320】

いくつかの他の実施形態では、カメラは、少なくとも一部がＸ線装置のＸ線源の視野内になるように、任意の位置及び姿勢でＸ線装置に取り付けられてもよく、かつ少なくとも１つの放射線不透過性マーカーを含んでもよい。これらの実施形態は、Ｘ線装置により、カメラの少なくとも一部のＸ線画像を取得し、Ｘ線画像における少なくとも１つの放射線不透過性マーカーの視覚表現に基づいて、Ｘ線装置に対するカメラの位置及び姿勢を決定することを含んでもよい。

【0321】

いくつかの実施形態は、決定された処置具の位置及び姿勢を示す視覚インジケータをディスプレイに表示すること（ステージ１６１０）を含んでもよい。例えば、図１５Ａ及び図１５Ｂに関して前述した視覚インジケータ１５４２が挙げられる。

【0322】

いくつかの実施形態は、（例えば、図１５Ａ及び図１５Ｂに関して前述したように、）決定されたＸ線装置に対する処置具の位置及び姿勢が、Ｘ線装置に対する処置具の必要な位置及び姿勢と比較して、許容誤差範囲内であるか否かを判定すること（ステージ１６１２）を含んでもよい。

【0323】

いくつかの実施形態は、（例えば、図１５Ａ及び図１５Ｂに関して前述したように、）視覚インジケータを更新することにより、Ｘ線装置に対する処置具の位置及び姿勢が許容誤差範囲内であるか否かを示すこと（ステージ１６１４）を含んでもよい。

【0324】

いくつかの実施形態は、視覚インジケータと患者体内の標的領域のＸ線画像を重畳させて重畳画像を生成し、重畳画像をディスプレイに表示すること（ステージ１６１６）を含んでもよい。

【0325】

いくつかの実施形態は、Ｘ線画像において標的領域を検出又はマークし、決定された処置具の位置及び姿勢と、Ｘ線画像とに基づいて、処置具が標的領域に対して位置合わせされているか否かを判定すること（ステージ１６１８）を含んでもよい。

【0326】

いくつかの実施形態は、視覚インジケータを更新することにより、処置具が標的領域に対して位置合わせされているか否かを示すこと（ステージ１６２０）を含んでもよい。

【0327】

いくつかの実施形態は、処置具を許容誤差範囲内の位置及び姿勢にするために、該処置具を移動（例えば、変位及び／又は傾斜）させるべき１以上の方向及び／又は該方向の各々における移動の量を示す処置具誘導指示を生成し、ディスプレイに表示すること（ステージ１６２２）を含んでもよい。例えば、図１４Ａ及び図１４Ｂに関して前述したように、処置具誘導指示は、決定されたＸ線装置に対する処置具の位置及び姿勢に基づいて決定されてもよい。処置具誘導指示は、例えば、標的領域及び／又はＸ線装置に対する処置具の照準及び／又は位置合わせを容易かつ直感的にすることができる。

【0328】

いくつかの実施形態は、（例えば、図１５Ａ及び図１５Ｂに関して前述したように、）Ｘ線装置によるＸ線撮影に患者を曝露することなく、ディスプレイに表示された視覚インジケータに従って、処置具を照準及び位置合わせすること（ステージ１６２４）を含んでもよい。

【0329】

ここで、本発明のいくつかの実施形態に係る、超音波撮影装置６０環境において処置具９０を照準及び／又は位置合わせするシステム１７００の第２の実施形態の概略図である図１７を参照する。

【0330】

いくつかの実施形態によれば、システム１７００は、較正板１７１０、カメラ１７２０及び処理ユニット１７３０を含んでもよい。図１７は、システム１７００の側面図を示す。システム１７００は、患者７０体内の標的領域７２への処置具９０の照準及び／又は超音波撮影プローブ６２に対する処置具９０の位置合わせを可能にする。

【0331】

超音波撮影装置６０は、任意のタイプの超音波撮影装置、例えば、ハンドヘルド装置、ラップトップ装置、携帯電話若しくはタブレットに接続されたプローブ、又は携帯型カート上のシステムであってよく、また、１以上のプローブとその他の付属品を含んでもよい。

【0332】

処置具９０は、例えば、標的領域７２に照準される必要があり、及び／又は超音波撮影プローブ６２に対して位置合わせされる必要がある侵襲処置具（針（例えば、生検針、高周波針）及び／又はプローブなど）であってもよく、非侵襲処置具（超音波トランスデューサ又は集束超音波トランスデューサなど）であってもよい。例えば、図１７は、処置具９０の一例として針を示す。

【0333】

いくつかの実施形態によれば、較正板１７１０は、少なくとも１つの光学マーカーを含んでもよい。光学マーカーは、較正板１７１０の内部の所定及び／又は既知の位置に位置付けられてもよい。較正板１７１０は、処置具９０に取り付け可能であってもよく、取り外し可能に取り付け可能であってもよい。

【0334】

いくつかの実施形態によれば、カメラ１７２０は、超音波装置６０の超音波撮影プローブ６２に取り付け可能であるか又は取り外し可能に取り付け可能である。カメラ１７２０は、処置具９０に対して所定及び／又は既知の位置及び姿勢で超音波撮影プローブ６２に取り付け可能であってもよい。カメラ１７２０は、較正板１７１０の少なくとも一部がカメラ１７２０の視野１７２１内に入るように、超音波撮影プローブ６２に取り付け可能であってもよい。

【0335】

いくつかの実施形態では、システム１７００は、カメラコネクタ１７２２を含んでもよい。カメラコネクタ１７２２は、カメラ１７２０を超音波撮影プローブ６２にしっかりと安定して取り付け、超音波撮影プローブ６２に対するカメラ１７２０の意図しない相対移動を防止するように構成されてもよい。

【0336】

いくつかの実施形態によれば、処理ユニット１７３０は、カメラ１７２０及び超音波撮影装置６０の超音波撮影ユニット６４と（例えば、有線又は無線で）通信することができる。

【0337】

いくつかの実施形態によれば、処理ユニット１７３０は、カメラ１７２０から、較正板１７１０の１以上のカメラ画像を受信するように構成されてもよい。較正板１７１０のカメラ画像は、光学マーカーの視覚表現を含んでもよい。

【0338】

いくつかの実施形態によれば、処理ユニット１７３０は、カメラ画像内における光学マーカーの視覚表現と、較正板１７１０内における光学マーカーの既知の位置と、カメラ１７２０のパラメータ（例えば、歪み、視野１７２１など）とに基づいて、（例えば、超音波撮影プローブ６２に取り付けられてもよい）カメラ１７２０に対する較正板１７１０の位置及び姿勢を決定するように構成されてもよい。その決定は、例えばバンドル調整／ＰｎＰアルゴリズムを用いて利用され得る。

【0339】

いくつかの実施形態によれば、処理ユニット１７３０は、処置具９０に対する較正板１７１０の所定の位置及び姿勢と、決定されたカメラ１７２０に対する較正板１７１０の位置及び姿勢と、超音波撮影プローブ６２に対するカメラ１７２０の既知の位置及び姿勢とに基づいて、超音波撮影プローブ６２に対する処置具９０の位置及び姿勢を決定するように構成されてもよい。

【0340】

いくつかの実施形態によれば、システム１７００は、ディスプレイ１７４０を含んでもよい。処理ユニット１７３０は、決定された処置具９０の位置及び姿勢を示す少なくとも１つの視覚インジケータ１７４２を、例えば、ディスプレイ１７４０及び／又は超音波ディスプレイ６６に提示するように構成されてもよい。

【0341】

いくつかの実施形態では、処理ユニット１７３０は、決定された超音波撮影プローブ６２に対する処置具９０の位置及び姿勢が、超音波撮影プローブ６２に対する処置具９０の必要な位置及び姿勢と比較して、許容誤差範囲内であるか否かを判定するように構成されてもよい。処理ユニット１７３０は、視覚インジケータ１７４２を変更することにより、超音波撮影プローブ６２に対する処置具９０の位置及び姿勢が許容誤差範囲内であるか否かを示すように構成されてもよい。

【0342】

様々な実施形態では、処理ユニット１７３０は、例えば、患者７０の標的領域７２の超音波画像に視覚インジケータ１７４２を重畳させて重畳画像を生成し、重畳画像をディスプレイ１７４０及び／又は超音波ディスプレイ６６に表示するように構成されてもよい。

【0343】

いくつかの実施形態では、処理ユニット１７３０は、超音波画像において標的領域７２を検出又はマークするように構成されてもよい。処理ユニット１７３０は、決定された処置具９０の位置及び姿勢と、超音波画像とに基づいて、処置具９０が標的領域７２に対して位置合わせされているか否かを判定するように構成されてもよい。いくつかの実施形態では、処理ユニット１７３０は、視覚インジケータ１４２を更新することにより、処置具９０が標的領域７２に対して位置合わせされているか否かを示すように構成されてもよい。

【0344】

いくつかの実施形態では、（例えば、図１４Ａ及び図１４Ｂに関して前述したように、）処理ユニット１７３０は、決定された超音波撮影プローブ６２に対する処置具９０の位置及び姿勢に基づいて、処置具誘導指示を生成し、処置具誘導指示をディスプレイ８６／１７４０に表示するように構成されてもよい。処置具誘導指示は、処置具９０を許容誤差範囲内の位置及び姿勢にし、及び／又は標的領域７２に対して位置合わせされている位置及び姿勢にするために、処置具９０を移動（例えば、変位及び／又は傾斜）させるべき１以上の方向及び／又は該方向の各々における移動の量を示してもよい。処置具誘導指示は、例えば、標的領域７２及び／又は超音波撮影プローブ６２に対する処置具９０の照準及び／又は位置合わせを容易かつ直感的にすることができる。

【0345】

システム１７００は、ユーザ（例えば、治療医）が、ディスプレイ１７４０及び／又は超音波ディスプレイ６６に表示された視覚インジケータ１７４２を用いて、処置具９０を標的領域７２に照準し、及び／又は処置具９０を超音波撮影プローブ６２に対して位置合わせすること（例えば、並進、傾斜、ピッチ、ヨー、ロールなど）を可能にする。視覚インジケータ１７４２は、超音波撮影プローブ６２に対する処置具９０の位置及び姿勢を示すことができ、これは、処置具の先端の超音波撮影の必要性を排除（又は実質的に排除）する。システム１７００を利用する場合、処置具の（適用可能な）先端の超音波撮影は、治療を施行する前に、患者の解剖学的構造に対する処置具９０の実際の位置及び姿勢が正確であることを確認するために、処置具９０の照準及び／又は位置合わせの最終的なステージでのみ必要となる場合がある。これにより、システム１７００は、現在の治療プロセスと比較して、プロセス時間を大幅に低減することを可能にする。

【0346】

ここで、本発明のいくつかの実施形態に係る、超音波撮影装置環境において処置具を照準及び／又は位置合わせする第１の方法のフローチャートである図１８を参照する。

【0347】

該方法は、該方法を実施するように構成されてよい超音波撮影装置環境において処置具を照準及び位置合わせするシステム（図１７に関して前述したシステム１７００など）によって実施することができる。なお、該方法は、図１８に示されるフローチャート、対応する説明に限定されるものではない。例えば、様々な実施形態では、該方法は、図示した各ボックス又はステージを通して進むか、図示及び説明した順序と全く同じ順序で進む必要はない。

【0348】

いくつかの実施形態によれば、該方法は、較正板を処置具に取り付ける（又は取り外し可能に取り付ける）ことを含み、較正板は、較正板内の所定の位置に位置付けられた少なくとも１つの光学マーカーを含む（ステージ１８０２）。例えば、図１７に関して前述した較正板１７１０が挙げられる。

【0349】

いくつかの実施形態は、（例えば、図１７に関して前述したように、）カメラを超音波撮影プローブに対して所定の位置及び姿勢で超音波撮影プローブに取り付ける（又は取り外し可能に取り付ける）こと（ステージ１８０４）を含んでもよい。例えば、図１７に関して前述したカメラ１７２０が挙げられる。

【0350】

いくつかの実施形態は、（例えば、図１７に関して前述したように、）カメラにより、少なくとも１つの光学マーカーの視覚表現を含むカメラ画像を取得すること（ステージ１８０６）を含んでもよい。

【0351】

いくつかの実施形態は、（例えば、図１７に関して前述したように、）カメラ画像における少なくとも１つの光学マーカーの視覚表現と、較正板内における少なくとも１つの光学マーカーの所定の位置とに基づいて、カメラに対する較正板の位置及び姿勢を決定すること（ステージ１８０８）を含んでもよい。例えば、図１７に関して前述したように、バンドル調整／ＰｎＰアルゴリズムを利用する。

【0352】

いくつかの実施形態は、（例えば、図１７に関して前述したように、）処置具に対する較正板の所定の位置及び姿勢と、決定されたカメラに対する較正板の位置及び姿勢と、超音波撮影プローブに対するカメラの所定の位置及び姿勢とに基づいて、超音波撮影プローブに対する処置具の位置及び姿勢を決定すること（ステージ１８１０）を含んでもよい。

【0353】

いくつかの実施形態は、決定された超音波撮影プローブに対する処置具の位置及び姿勢を示す視覚インジケータをディスプレイに表示すること（ステージ１８１２）を含んでもよい。例えば、図１７に関して前述した視覚インジケータ１７４２が挙げられる。

【0354】

いくつかの実施形態は、決定された超音波撮影プローブに対する処置具の位置及び姿勢が、超音波撮影プローブに対する処置具の必要な位置及び姿勢と比較して、許容誤差範囲内であるか否かを判定すること（ステージ１８１３）を含んでもよい。これは、例えば、標的領域への処置具の迅速かつ正確な照準を可能にする。

【0355】

いくつかの実施形態は、視覚インジケータを変更することにより、超音波撮影プローブに対する処置具の位置及び姿勢が許容誤差範囲内であるか否かを示すこと（ステージ１８１４）を含んでもよい。

【0356】

いくつかの実施形態は、視覚インジケータと患者体内の標的領域の超音波画像を重畳させて重畳画像を生成し、重畳画像をディスプレイに表示すること（ステージ１８１５）を含んでもよい。

【0357】

いくつかの実施形態は、超音波画像において標的領域を検出又はマークし、決定された処置具の位置及び姿勢と、超音波画像とに基づいて、処置具が標的領域に対して位置合わせされているか否かを判定すること（ステージ１８１６）を含んでもよい。

【0358】

いくつかの実施形態は、視覚インジケータを更新することにより、処置具が標的領域に対して位置合わせされているか否かを示すこと（ステージ１８１７）を含んでもよい。

【0359】

いくつかの実施形態は、処置具を許容誤差範囲内の位置及び姿勢にするために、該処置具を移動（例えば、変位及び／又は傾斜）させるべき１以上の方向と、該方向の各々における移動の量とを示す処置具誘導指示を生成し、ディスプレイに表示すること（ステージ１８１８）を含んでよい。例えば、図１４Ａ及び図１４Ｂに関して後述するとおりである。したがって、これは、例えば、標的領域への処置具の迅速かつ正確な照準を可能にする。

【0360】

いくつかの実施形態は、ディスプレイに表示された視覚インジケータに従って、処置具を照準及び／又は位置合わせすること（ステージ１８１９）を含んでもよい。

【0361】

有利には、開示されたシステム及び方法は、ユーザ（例えば、治療医）が、決定された撮影装置に対する処置具の位置及び姿勢を示すように構成された（例えば、ディスプレイに表示された）視覚インジケータを用いて、患者体内の標的領域に処置具を照準し、及び／又は、撮影装置に対して処置具を位置合わせすることを可能にする。これは、処置具を撮影装置に機械的に接続する必要なしに、また、現在のプロセスで必要とされる複雑及び／又は高価な追跡ユニットを必要とせずに実現することができる。さらに、開示されたシステム及び方法を利用しない現在の治療プロセスと比較して、開示されたシステム及び方法は、プロセスの精度を向上させ、その精度のユーザの熟練度への依存性を低減し、及び／又は治療プロセスの持続時間を短縮することができる。

【0362】

Ｘ線撮影装置の場合、開示されたシステム及び方法は、処置具の照準及び／又は位置合わせ中の患者のＸ線撮影の必要性を排除することができ、処置具の照準及び／又は位置合わせ中の患者のＸ線撮影を必要とする治療プロセスと比較して、治療プロセスにおける患者及び／又はユーザのＸ線照射への曝露を大幅に低減し、及び／又は、治療プロセスの時間幅を大幅に短縮することができる。開示されたシステム及び方法を利用する場合、処置具及び患者のＸ線撮影は、治療を施行する前に、Ｘ線装置に対する処置具の実際の位置及び姿勢が必要な位置及び姿勢に対応する又は許容誤差範囲内であることを確認するために、処置具の照準及び／又は位置合わせの最終的なステージでのみ必要となる場合がある。

【0363】

以上、本発明の実施形態に係る方法、装置（システム）及びコンピュータプログラム製品のフローチャート及び／又は部分図を参照して本発明の態様を説明した。フローチャート及び／又は部分図の各部分、及びフローチャート図及び／又は部分図の部分の組み合わせは、コンピュータプログラム命令によって実施できることが理解されるであろう。これらのコンピュータプログラム命令は、汎用コンピュータ、専用コンピュータ、又は他のプログラマブルデータ処理装置のプロセッサに提供されて機械を製造することができ、コンピュータ又は他のプログラマブルデータ処理装置のプロセッサを介して実行される命令は、フローチャート及び／又は部分図又はその部分で特定された機能／行為を実施するための手段を生成する。

【0364】

これらのコンピュータプログラム命令は、コンピュータ、他のプログラマブルデータ処理装置、又は他の装置に特定の方法で機能させることができるコンピュータ読み取り可能媒体にも記憶され、その結果、コンピュータ読み取り可能媒体に記憶された命令が、フローチャート及び／又は部分図又はその部分で特定された機能／行為を実施する命令を含む製品を生成することもできる。コンピュータ、他のプログラマブル装置、又は他の装置上で一連の動作ステップが行われてコンピュータに実施されるプロセスが生成されるようにコンピュータプログラム命令がコンピュータ、他のプログラマブルデータ処理装置、又は他の装置にロードされ、その結果、コンピュータ又は他のプログラマブル装置上で実行される命令が、フローチャート及び／又は部分図又はその部分で特定された機能／行為を実施するためのプロセスを提供することもできる。

【0365】

前述したフローチャート及びブロック図は、本発明の様々な実施形態に係るシステム、方法及びコンピュータプログラム製品の可能な実施のアーキテクチャ、機能及び動作を示す。この点に関し、フローチャート又は部分図の各部分は、特定の論理機能を実施するための１つ以上の実行可能な命令を含む、モジュール、セグメント又はコードの一部を表すことができる。なお、一部の代替的な実施では、その部分に記載した機能は図に記載した順序から外れて起こることができる。例えば、連続で示す２つの部分は、実際には実質的に同時に実行することができ、或いは、その部分は、関連する機能に応じて逆の順序で実行することができる。また、部分図及び／又はフローチャートの各部分、及び部分図及び／又はフローチャートの部分の組み合わせは、特定の機能又は行為を行う専用のハードウェアベースのシステム、又は専用のハードウェア及びコンピュータ命令の組み合わせによって実施することができる。

【0366】

上記説明では、実施形態は、本発明の例又は実施形態である。「一実施形態」、「実施形態」、「特定の実施形態」又は「いくつかの実施形態」という様々な出現は、必ずしも全てが同じ実施形態を指しているわけではない。本発明の様々な特徴は、単一の実施形態の文脈で説明することができるが、特徴は、別個に、又は任意の適切な組み合わせで提供することもできる。逆に、本発明は、明確にするために本明細書の別個の実施形態の文脈で説明することができるが、本発明はまた、単一の実施形態で実施することができる。本発明の特定の実施形態は、前述した異なる実施形態からの特徴を含むことができ、特定の実施形態は、前述した他の実施形態からの要素を組み込むことができる。特定の実施形態の文脈における本発明の要素の開示は、特定の実施形態のみにおけるそれらの使用を制限するものと解釈されるべきではない。さらに、本発明は、様々な方法で実施又は実行することができ、本発明は、上記の記述において概略を述べた実施形態以外の実施形態において実施することができることを理解すべきである。

【0367】

本発明は、これらの図又は対応する説明に限定されるものではない。例えば、フローは、図示されている各ボックス又は状態を通して進むか、図示及び説明した順序とまったく同じ順序で進むか必要はない。本明細書で使用される技術的用語及び科学的用語の意味は、特に明記しない限り、当業者によって広く理解されるべきである。本発明は、限られた数の実施形態に関して説明されたが、これらは、本発明の範囲に対する制限として解釈されるべきではなく、むしろいくつかの好ましい実施形態の例示として解釈されるべきである。他の可能な変形、修正、及び用途も本発明の範囲内である。したがって、本発明の範囲は、これまでに説明されたものによって制限されるべきではなく、添付の特許請求の範囲及びそれらの法的同等物によって制限されるべきである。

【図1】

【図2A】

【図2B】

【図2C】

【図3】

【図4】

【図5A】

【図5B】

【図5C】

【図5D】

【図5E】

【図5F】

【図5G】

【図6】

【図7(1)】

【図7(2)】

【図7(3)】

【図8】

【図9A】

【図9B】

【図10】

【図11】

【図12(1)】

【図12(2)】

【図13】

【図14A】

【図14B】

【図15A】

【図15B】

【図16(1)】

【図16(2)】

【図17】

【図18(1)】

【図18(2)】