特表2024-543355イメージングインターフェースを使用してロボットデバイスをイメージング及び制御するためのコントローラ
(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公表特許公報(A)
(11)【公表番号】
(43)【公表日】2024-11-21
(54)【発明の名称】イメージングインターフェースを使用してロボットデバイスをイメージング及び制御するためのコントローラ
(51)【国際特許分類】
A61B 8/00 20060101AFI20241114BHJP
【ＦＩ】
A61B8/00
【審査請求】未請求
【予備審査請求】未請求
(21)【出願番号】P 2024527119
(86)(22)【出願日】2022-11-03
(85)【翻訳文提出日】2024-06-06
(86)【国際出願番号】 EP2022080629
(87)【国際公開番号】W WO2023083676
(87)【国際公開日】2023-05-19
(31)【優先権主張番号】63/277,731
(32)【優先日】2021-11-10
(33)【優先権主張国・地域又は機関】US
(31)【優先権主張番号】22155097.3
(32)【優先日】2022-02-04
(33)【優先権主張国・地域又は機関】EP
(81)【指定国・地域】
(71)【出願人】
【識別番号】590000248
【氏名又は名称】コーニンクレッカ フィリップス エヌ ヴェ
【氏名又は名称原語表記】Ｋｏｎｉｎｋｌｉｊｋｅ Ｐｈｉｌｉｐｓ Ｎ．Ｖ．
【住所又は居所原語表記】Ｈｉｇｈ Ｔｅｃｈ Ｃａｍｐｕｓ ５２， ５６５６ ＡＧ Ｅｉｎｄｈｏｖｅｎ，Ｎｅｔｈｅｒｌａｎｄｓ
(74)【代理人】
【識別番号】110001690
【氏名又は名称】弁理士法人Ｍ＆Ｓパートナーズ
(72)【発明者】
【氏名】バリキ マーチン エイ．
【テーマコード（参考）】
4C601
【Ｆターム（参考）】
4C601DD14
4C601EE11
4C601FF11
4C601GA20
4C601GA21
(57)【要約】
被検者１０５の解剖学的構造１０６に挿入するためのロボットデバイス１２５を制御するためのコントローラが提供される。コントローラは、少なくとも１つのプロセッサ５１０と、機械実行可能命令を保存するための非一時的メモリとを含み、機械実行可能命令は、少なくとも１つのプロセッサ５１０によって実行されると、少なくとも１つのプロセッサ５１０に、イメージングインターフェースデバイス１１５から超音波画像データを受信することであって、超音波画像データは、解剖学的構造１０６及び解剖学的構造１０６内のロボットデバイス１２５の一部を示す超音波画像に対応しており、イメージングインターフェースデバイス１１５は、超音波画像データを提供するために操作可能である、受信することと、イメージングインターフェースデバイス１１５の移動を検出することと、イメージングインターフェースデバイス１１５の検出された移動に応じて、第１の位置から第２の位置へのロボットデバイス１２５の移動を制御するための少なくとも１つのコマンドを出力することとを行わせる。
【特許請求の範囲】
【請求項1】
被検者の解剖学的構造に挿入するためのロボットデバイスを制御するためのコントローラであって、少なくとも１つのプロセッサと、
機械実行可能命令を保存するための非一時的メモリであって、前記機械実行可能命令は、前記少なくとも１つのプロセッサによって実行されると、前記少なくとも１つのプロセッサに、
イメージングインターフェースデバイスから超音波画像データを受信することであって、前記超音波画像データは、前記解剖学的構造及び前記解剖学的構造内の前記ロボットデバイスの一部を示す超音波画像に対応しており、前記イメージングインターフェースデバイスは、前記超音波画像データを提供するために操作可能である、受信することと、
前記超音波画像データの内容から導出される前記イメージングインターフェースデバイスの移動を検出するか、又は検出された前記移動を表す情報を受信することと、
前記イメージングインターフェースデバイスの検出された前記移動に応じて、第１の位置から第２の位置への前記ロボットデバイスの移動を制御するための少なくとも１つのコマンドを出力することと、
を行わせる、非一時的メモリと、
を含む、コントローラ。
【請求項2】
前記イメージングインターフェースデバイスの前記移動は、平行移動及び回転移動のうちの少なくとも１つを含む、請求項１に記載のコントローラ。
【請求項3】
前記イメージングインターフェースデバイスの前記移動は、平行移動であり、前記ロボットデバイスの前記移動を制御するための前記少なくとも１つのコマンドを出力することは、前記イメージングインターフェースデバイスに対する前記超音波画像内の画像面を定義することであって、前記画像面は、前記ロボットデバイスの長手方向軸を含む、定義することと、
前記ロボットデバイスの前記第１の位置で前記画像面と交差する、前記イメージングインターフェースデバイスに対する前記超音波画像内の基準面を定義することであって、前記基準面は、前記イメージングインターフェースデバイスと共に移動する、定義することと、
前記ロボットデバイスのトラッキング可能な特徴と平行移動された前記基準面との距離に基づいて、前記ロボットデバイスを制御するための前記少なくとも１つのコマンドを出力することと、
を含む、請求項２に記載のコントローラ。
【請求項4】
前記ロボットデバイスの前記トラッキング可能な特徴と平行移動された前記基準面との前記距離に基づいて、前記ロボットデバイスを制御することは、前記距離を位置エラーとして使用して、前記ロボットデバイスを、平行移動された前記基準面に向かってサーボ制御することを含む、請求項３に記載のコントローラ。
【請求項5】
前記ロボットデバイスの前記トラッキング可能な特徴は、前記ロボットデバイスの遠位端、回転デバイス上のマーカー、前記ロボットデバイスの所定のセクション、又は前記ロボットデバイスの湾曲部のうちのいずれかを含む、請求項４に記載のコントローラ。
【請求項6】
前記イメージングインターフェースデバイスの前記移動は、回転移動であり、前記ロボットデバイスの前記移動を制御するための前記少なくとも１つのコマンドを出力することは、解剖学的特徴を参照する前記イメージングインターフェースデバイスに対する前記超音波画像内の基準面を定義することと、
前記イメージングインターフェースデバイスの前記回転移動の方向を検出するか、その方向及び角度を表す情報を受信することと、
前記イメージングインターフェースデバイスに対して前記基準面が回転する量に応じて、前記ロボットデバイスを制御するための前記少なくとも１つのコマンドを出力することと、
を含む、請求項２に記載のコントローラ。
【請求項7】
前記基準面は、前記基準面の回転の範囲を制限する１つ以上の境界条件に従って回転される、請求項６に記載のコントローラ。
【請求項8】
前記機械実行可能命令は更に、前記少なくとも１つのプロセッサに、前記イメージングインターフェースデバイス内のトランスデューサアレイの超音波トランスデューサ及び／又は検出素子を選択的にアクティブにして、前記イメージングインターフェースデバイスの前記回転移動中に、前記超音波画像を一定の画像面内に維持させる、請求項６に記載のコントローラ。
【請求項9】
回転された前記基準面に応じて、前記ロボットデバイスを制御するための前記少なくとも１つのコマンドを出力することは、前記ロボットデバイスを、回転された前記基準面に関連する前記回転移動の前記方向及び前記角度に移動させることを含む、請求項６に記載のコントローラ。
【請求項10】
回転された前記基準面に応じて、前記ロボットデバイスを制御するための前記少なくとも１つのコマンドを出力することは、前記ロボットデバイスを、回転された前記基準面に関連する前記回転移動の前記方向及び前記角度に長手方向に沿って回転させることを含む、請求項６に記載のコントローラ。
【請求項11】
回転された前記基準面に応じて、前記ロボットデバイスを制御するための前記少なくとも１つのコマンドを出力することは、外科用工具又は器具の配備又はアクティブ化をトリガさせることを含む、請求項６に記載のコントローラ。
【請求項12】
前記イメージングインターフェースデバイスは、イメージングモード及び１つ以上の制御モードで選択的に動作可能であり、前記少なくとも１つのプロセッサは、前記イメージングモードにおいて、前記イメージングインターフェースデバイスから前記超音波画像データを受信し、前記制御モードにおいて、前記イメージングインターフェースデバイスの前記移動を検出するか、前記移動を表す情報を受信する、請求項１に記載のコントローラ。
【請求項13】
前記イメージングモード及び前記制御モードを選択するように更に構成されている、請求項１２に記載のコントローラ。
【請求項14】
被検者の解剖学的構造に挿入するためのロボットデバイスを制御するためのシステムであって、請求項１２に記載のコントローラと、
前記コントローラに超音波画像データを送信する移動可能なイメージングインターフェースデバイスであって、前記超音波画像データは、前記解剖学的構造と、前記解剖学的構造内の前記ロボットデバイスの一部とを示す超音波画像に対応している、移動可能なイメージングインターフェースデバイスと、
を含み、
前記イメージングインターフェースデバイスは、ユーザが、前記イメージングモード及び前記制御モードをインタラクティブに選択するために、前記イメージングインターフェースデバイスを保持しながら操作できるアクチュエータを含む、システム。
【請求項15】
前記イメージングインターフェースデバイスは、超音波プローブを含み、前記アクチュエータは、前記超音波プローブのプローブハンドル上の押しボタン、スライダボタン、及びタッチ式ボタンのうちの少なくとも１つを含む、請求項１４に記載のシステム。
【請求項16】
被検者の解剖学的構造に挿入するためのロボットデバイスを制御する方法であって、前記方法は、イメージングインターフェースデバイスから超音波画像データを受信するステップであって、前記超音波画像データは、前記解剖学的構造及び前記解剖学的構造内の前記ロボットデバイスの一部を示す超音波画像に対応しており、前記イメージングインターフェースデバイスは、前記超音波画像データを提供するために操作可能である、受信するステップと、
前記超音波画像データの内容から導出される前記イメージングインターフェースデバイスの移動を検出するか、又は検出された前記移動を表す情報を受信するステップと、
前記イメージングインターフェースデバイスの検出された前記移動に応じて、第１の位置から第２の位置への前記ロボットデバイスの移動を制御するための少なくとも１つのコマンドを、ロボットコントローラに出力するステップと、
を含む、方法。
【請求項17】
前記イメージングインターフェースデバイスからイメージングモード又は制御モードの選択を受信するステップを更に含み、前記イメージングモードにおいて、前記イメージングインターフェースデバイスから前記超音波画像データが受信され、前記制御モードにおいて、前記イメージングインターフェースデバイスの前記移動が検出される、請求項１６に記載の方法。
【請求項18】
前記イメージングインターフェースデバイスの前記移動が、平行移動である場合、前記ロボットデバイスの前記移動を制御するための前記少なくとも１つのコマンドを出力するステップは、前記イメージングインターフェースデバイスに対する前記超音波画像内の画像面を定義するステップであって、前記画像面は、前記ロボットデバイスの長手方向軸を含む、定義するステップと、
前記ロボットデバイスの前記第１の位置で前記画像面と交差する、前記イメージングインターフェースデバイスに対する前記超音波画像内の基準面を定義するステップと、
前記イメージングインターフェースデバイスの前記平行移動に関連して前記基準面を平行移動させるステップと、
前記ロボットデバイスのトラッキング可能な特徴と平行移動された前記基準面との距離に基づいて、前記ロボットデバイスを制御するための前記少なくとも１つのコマンドを出力するステップと、
を含む、請求項１６に記載の方法。
【請求項19】
前記イメージングインターフェースデバイスの前記移動が、回転移動である場合、前記ロボットデバイスの前記移動を制御するための前記少なくとも１つのコマンドを出力するステップは、前記イメージングインターフェースデバイスの回転軸と交差する前記超音波画像内の基準面を定義するステップと、
前記イメージングインターフェースデバイスの前記回転移動の方向及び角度を検出するステップと、
前記イメージングインターフェースデバイスに対する前記基準面の回転量に応じて、前記ロボットデバイスを制御するための前記少なくとも１つのコマンドを出力するステップと、
を含む、請求項１６に記載の方法。
【請求項20】
被検者の解剖学的構造に挿入するためのロボットデバイスを制御するための命令を保存する非一時的コンピュータ可読媒体であって、前記命令は、少なくとも１つのプロセッサによって実行されると、前記少なくとも１つのプロセッサに、イメージングインターフェースデバイスから超音波画像データを受信することであって、前記超音波画像データは、前記解剖学的構造及び前記解剖学的構造内の前記ロボットデバイスの一部を示す超音波画像に対応しており、前記イメージングインターフェースデバイスは、前記超音波画像データを提供するために操作可能である、受信することと、
前記超音波画像データの内容から導出される前記イメージングインターフェースデバイスの移動を検出するか、又は検出された前記移動を表す情報を受信することと、
前記イメージングインターフェースデバイスの検出された前記移動に応じて、第１の位置から第２の位置への前記ロボットデバイスの移動を制御するための少なくとも１つのコマンドを出力することと、
を行わせる、非一時的コンピュータ可読媒体。
【請求項21】
前記命令は更に、前記少なくとも１つのプロセッサに、前記イメージングインターフェースデバイスからイメージングモード又は制御モードの選択を受信させ、前記イメージングモードにおいて、前記イメージングインターフェースデバイスから前記超音波画像データが受信され、前記制御モードにおいて、前記イメージングインターフェースデバイスの前記移動が検出される、請求項２０に記載の非一時的コンピュータ可読媒体。
【発明の詳細な説明】
【背景技術】
【0001】
末梢血管介入などの複雑な介入手順では、超音波を使用して、被検者（患者）の解剖学的構造内で操作される介入デバイスの移動を制御する際のイメージングフィードバックを提供する。このような手順では、少なくとも２人の臨床医（ユーザ）が、イメージングと、ロボットデバイスの操作とを調整する必要がある。１人のユーザ（超音波技師など）は、通常、もう１人のユーザ（医師など）の指示の下で、超音波プローブを操作して関心の解剖学的構造の画像を取得する一方で、もう１人のユーザは画像を解釈し、同時に手又はロボットインターフェースを介して介入デバイスを操作する。
【0002】
これは、例えば、介入デバイスが、両手を使用して操作され、且つ治療部位（下肢など）から離れていることが多いアクセス部位（鼠径部など）で操作されるカテーテル及びガイドワイヤを含む血管内介入において一般的な問題である。この場合も、超音波プローブを操作して保持して、解剖学的構造並びに解剖学的構造内に位置決めされたカテーテル及びガイドワイヤをイメージングするために、追加の熟練ユーザが必要である。同様に、複数のデバイスを制御しなければならない、アブレーションやアテローム切除術などの経皮的介入及び低侵襲的介入のために、追加の熟練ユーザが必要である。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0003】
したがって、介入手順中に、１人のユーザが介入デバイスとイメージングデバイスとの両方をシームレスに操作できるように、介入デバイスとイメージングデバイスとの統合制御を可能にする必要がある。
【課題を解決するための手段】
【0004】
本開示の態様によれば、被検者の解剖学的構造に挿入するためにロボットデバイスを制御するためのコントローラが提供される。このコントローラは、少なくとも１つのプロセッサと、機械実行可能命令を保存するための非一時的メモリと、を含み、機械実行可能命令は、上記の少なくとも１つのプロセッサによって実行されると、上記の少なくとも１つのプロセッサに、イメージングインターフェースから超音波画像データを受信することであって、超音波画像データは、解剖学的構造及び解剖学的構造内のロボットデバイスの一部を示す超音波画像に対応しており、イメージングインターフェースは、超音波画像データを提供するために操作可能である、受信することと、好ましくは、超音波画像データの内容から導出されるイメージングインターフェースの移動を検出することと、イメージングインターフェースの検出された移動に応じて、第１の位置から第２の位置へのロボットデバイスの移動を制御するための少なくとも１つのコマンドを出力することとを行わせる。
【0005】
本開示の別の態様によれば、被検者の解剖学的構造に挿入するためにロボットデバイスを制御するための方法が提供される。この方法は、イメージングインターフェースから超音波画像データを受信するステップであって、超音波画像データは、解剖学的構造及び解剖学的構造内のロボットデバイスの一部を示す超音波画像に対応しており、イメージングインターフェースは、超音波画像データを提供するために操作可能である、受信するステップと、好ましくは、超音波画像データの内容から導出されるイメージングインターフェースの移動を検出するステップと、イメージングインターフェースの検出された移動に応じて、第１の位置から第２の位置へのロボットデバイスの移動を制御するための少なくとも１つのコマンドを出力するステップとを含む。
【0006】
本開示の別の態様によれば、非一時的コンピュータ可読媒体が、被検者の解剖学的構造に挿入するためにロボットデバイスを制御するための命令を保存する。命令は、少なくとも１つのプロセッサによって実行されると、少なくとも１つのプロセッサに、イメージングインターフェースから超音波画像データを受信することであって、超音波画像データは、解剖学的構造及び解剖学的構造内のロボットデバイスの一部を示す超音波画像に対応しており、イメージングインターフェースデバイスは、超音波画像データを提供するために操作可能である、受信することと、好ましくは、超音波画像データの内容から導出されるイメージングインターフェースデバイスの移動を検出することと、イメージングインターフェースの検出された移動に応じて、第１の位置から第２の位置へのロボットデバイスの移動を制御するための少なくとも１つのコマンドを出力することとを行わせる。
【図面の簡単な説明】
【0007】
実施形態の例は、以下の詳細な説明を、添付の図面の図と共に読むと、最もよく理解される。様々な特徴が、必ずしも縮尺どおりに描画されているわけではないことを強調する。実際には、考察を明確にするために、寸法は任意に増減されている。適用可能及び実用的である場合は、同様の参照符号は、同様の要素を指す。
【0008】
【発明を実施するための形態】
【0009】
以下の詳細な説明では、限定ではなく説明を目的として、本教示による実施形態の完全な理解を提供するために、特定の詳細を開示する代表的な実施形態が記載される。代表的な実施形態の説明が不明瞭にならないように、既知のシステム、デバイス、材料、操作方法、及び製造方法の説明を省略する場合がある。しかしながら、当業者の権限範囲内にあるシステム、デバイス、材料、及び方法は、本教示の範囲内であり、また、代表的な実施形態に従って使用され得る。本明細書で使用される用語は、特定の実施形態を説明することのみを目的としたものであり、限定であることを意図したものではないことを理解されたい。定義された用語は、本教示の技術分野で一般的に理解され、受け入れられている、定義された用語の技術的及び科学的な意味を加えるものである。
【0010】
本明細書では、「第１の」、「第２の」、「第３の」などの用語を使用して、様々な要素又は構成要素を説明しているが、これらの要素又は構成要素は、これらの用語によって限定されないことを理解されたい。これらの用語は、１つの要素又は構成要素を別の要素又は構成要素と区別するためにのみ使用される。したがって、以下で考察される第１の要素又は構成要素は、発明概念の教示から逸脱することなく、第２の要素又は構成要素と呼ばれてもよい。
【0011】
本明細書で使用される用語は、特定の実施形態を説明することのみを目的としたものであり、限定であることを意図したものではない。本明細書及び添付の特許請求の範囲において使用される場合、単数形の用語は、コンテキストが明確に指示していない限り、単数形及び複数形の両方を含むことを意図している。更に、用語「含む」、及び／又は同様の用語は、規定された特徴、要素、及び／又は構成要素の存在を指定するが、１つ以上の他の特徴、要素、構成要素、及び／又はそのグループの存在又は追加を除外するものではない。本明細書で使用される場合、用語「及び／又は」には、関連するリスト項目のうちの１つ以上のうちの任意のもの及び全ての組み合わせが含まれる。
【0012】
特に明記されていない限り、要素又は構成要素が、別の要素又は構成要素に「接続される」、「結合される」、又は「隣接する」と言われた場合、その要素又は構成要素は、他の要素若しくは構成要素に直接接続若しくは結合されていても、又は、介在する要素若しくは構成要素が存在していてもよいことを理解されたい。つまり、これらの及び類似した用語は、２つの要素又は構成要素を接続するために、１つ以上の中間要素又は構成要素を使用できる場合を包含する。しかしながら、要素又は構成要素が別の要素又は構成要素に「直接接続」されていると言われた場合、これには、２つの要素又は構成要素が、中間若しくは介在要素又は構成要素なしで、相互に接続される場合のみが包含される。
【0013】
本開示は、その様々な態様、実施形態、及び／又は特定の特徴、サブ構成要素のうち１つ以上を通じて、以下に具体的に示す利点のうちの１つ以上をもたらすことを目的としている。限定ではなく説明のために、特定の詳細を開示する実施形態の例を記載して、本教示による実施形態の完全な理解を提供する。しかしながら、本明細書に開示された特定の詳細から逸脱した本開示に一致する他の実施形態は、添付の特許請求の範囲内に留まる。更に、実施形態の例の説明が不明瞭にならないように、よく知られている装置及び方法の説明は省略され得る。このような方法及び装置は、本開示の範囲内である。
【0014】
本明細書で説明する様々な実施形態は、１人のユーザが操作可能なイメージングインターフェースデバイスを使用して、イメージングデバイス及び介入デバイスの制御を合理化する。つまり、イメージングインターフェースデバイスを操作することによって、介入手順中に、イメージングモダリティや、被検者内のロボットデバイスなどのシステム内の他のデバイスのパラメータを制御しつつ、１人のユーザがイメージングモダリティを直接制御することを、イメージングインターフェースデバイスは可能にする。イメージングインターフェースデバイスは、冗長な通信を減らし、直感的であり、また、イメージングモダリティ技術者を支援する必要性を最小限に抑えるか、潜在的に取り除く。
【0015】
一般的に、システムコントローラは、ユーザが保持するイメージングインターフェースデバイス（超音波プローブなど）の動きに応じて、少なくとも１自由度（ＤＯＦ）の制御を有するロボットデバイスの少なくとも１つの制御パラメータを制御する。イメージングインターフェースデバイスの操作により、ロボットコントローラのコマンドがイメージングインターフェースデバイスの動きを追従することができる。この動きは、イメージングインターフェースデバイスを介して提供される画像の内容から導出される。したがって、イメージングインターフェースデバイス自体がジョイスティックとして効果的に利用されて、ユーザがロボットデバイス及びロボットデバイスを介して操作可能な任意の介入デバイス（例えば、被検者内にあり、画像（例えば、超音波ボリューム）内でトラッキングされる血管内デバイスなど）を制御することを可能にする。したがって、ユーザは、関心の解剖学的構造をイメージングすることができ、そして、ロボットデバイスの動き（例えば、ガイドワイヤを血管内で前進させること）が必要なときに、イメージングインターフェースデバイスのアクチュエータの操作を通じて制御（ジョイスティック）モードに入ることができる。或いは又はこれに加えて、システムコントローラは、例えば、イメージングインターフェースデバイスの動きに応じて、周波数、パルス波、色、及び電力など、イメージングモダリティ自体の制御パラメータを少なくとも１つ制御することもできる。
【0016】
ロボットデバイスの制御に関して、システムコントローラは、イメージングボリューム内のロボットデバイスのトラッキング可能な特徴（遠位先端など）の位置を記録し、ロボットデバイスの長手方向軸に垂直であるイメージングインターフェースデバイス（及び本質的にイメージングボリューム）に対する基準平面を作成する。例えば、ユーザがイメージングインターフェースデバイスをロボットデバイスの方向に沿って平行移動させると、ロボットデバイスのトラッキング可能な特徴と基準面との距離が変化する。システムコントローラは、ロボットデバイスが画像と共に進むように見えるように、この距離を、基準平面に対してロボットデバイスを（例えば、ＰＩＤサーボ制御ループを使用して）サーボ制御するためのエラー入力として使用する。サーボ制御の動きは、公差エラーが満たされるまで継続する。ユーザがイメージングインターフェースデバイスを回転させると、平行移動中又は非平行移動中に、回転の量及び方向が、例えば、オンボード慣性測定ユニット（ＩＭＵ）を使用して、イメージングインターフェースデバイスの直接画像処理又は位置データによって検出され、そして、システムコントローラは、ロボットデバイスを対応する態様で回転させる。そして、ユーザは、イメージングインターフェースデバイスのアクチュエータが非アクティブにされたときに、制御モードを終了してイメージングモードに戻ることができる。
【0017】
図１は、代表的な実施形態による、イメージングと、被検者の解剖学的構造に挿入可能なロボットデバイスとを制御するためのシステムの簡略化したブロック図である。
【0018】
図１を参照して、システム１００は、介入手順中に、被検者（患者）１０５の解剖学的構造１０７に挿入されたロボットデバイス１２５の配置及び操作を、ユーザ（臨床医）１４０の指示の下で制御する。例えば、解剖学的構造１０７は血管構造（動脈など）であり、ロボットデバイス１２５は、例えば、血管構造に挿入されるカテーテル及び／又はガイドワイヤを含むか、又は保持できる。ロボットデバイス１２５は、本教示の範囲を逸脱することなく、外科用デバイス（ループカッター、鉗子など）、アブレーションデバイス、イメージング及びセンシングデバイスなど、他の様々な介入デバイスを含むか、又は保持できる。
【0019】
図示した実施形態では、システム１００は、超音波システム１１０と、システムコントローラ１２０とを含み、システムコントローラ１２０は、ロボットコントローラ１２２と、画像処理／デバイストラッキングシステム１２４とを含む。超音波システム１１０は、イメージングインターフェースデバイス１１５を介して被検者１０５の超音波画像データを受信する。イメージングインターフェースデバイス１１５は、例えば、グラフィカルユーザインターフェース（ＧＵＩ）１４５を見ている間にユーザ１４０によって操作されて、解剖学的構造１０７及び／又は解剖学的構造１０７内にある間のロボットデバイス１２５の所望のビューを取得するハンドヘルド超音波プローブである。超音波プローブとしてのイメージングインターフェースデバイス１１５の例を、後述する図２Ａ、図２Ｂ、及び図２Ｃに示す。様々な実施形態では、イメージングインターフェースデバイス１１５は、例えば、超音波プローブに加えて、又はその代わりに、フットペダル、ホイール、ノブなどの他の任意のタイプの互換性のあるインターフェースによって実現されてもよい。
【0020】
イメージングインターフェースデバイス１１５を超音波プローブとして実現する場合、被検者１０５内に音波を放出するトランスデューサアレイに複数の超音波トランスデューサを含めることができ、また、超音波システム１１０の制御下で、対応するエコーを受信する検出アレイに検出素子を含めることができ、これにより、解剖学的構造及び解剖学的構造内のロボットデバイス１２５の像を含む超音波画像データが提供される。超音波システム１１０は、ユーザ１４０が確認するように、超音波画像データをＧＵＩ１４５に提供する。
【0021】
システムコントローラ１２０は、２つの選択可能なモードで動作できる。これらのモードは、例えば、介入手順中に、イメージングインターフェースデバイス１１５を使用してユーザ１４０が選択できる。以下で詳しく説明するように、選択可能な２つのモードには、イメージング（第１の）モードと制御（第２の）モードとがある。イメージングモードでは、システムコントローラ１２０は、イメージングインターフェースデバイス１１５から、解剖学的構造１０７及び解剖学的構造１０６内のロボットデバイス１２５の超音波画像データを受信する。制御モードでは、システムコントローラ１２０は、解剖学的構造１０７内のロボットデバイス１２５の移動を制御するための移動情報を、イメージングインターフェースデバイス１１５から受信する。移動情報には、ユーザがロボットデバイス１２５を誘導したい方向における被検者１０５の表面を横切るイメージングインターフェースデバイス１１５の平行移動と、ユーザがロボットデバイス１２５を回転させたい角度での被検者１０５の表面でのイメージングインターフェースデバイス１１５の回転移動とが含まれ得る。イメージングインターフェースデバイス１１５は、以下に説明するように、イメージングインターフェースデバイス１１５を操作しているときに、ユーザがイメージングモードと制御モードとを簡単に選択できるように構成される。
【0022】
ロボットコントローラ１２２は、介入手順中に、解剖学的構造１０７内のロボットデバイス１２５の移動を制御する。ロボットデバイス１２５の移動には、ロボットデバイス１２５を解剖学的構造１０７に出入りさせるための平行移動、例えば、ロボットデバイス１２５の利用可能な自由度（ＤＯＦ）に応じたロボットデバイス１２５を解剖学的構造１０６内で回転させるための回転移動、ロボットデバイス１２５を曲げたり関節運動させたりするための関節運動による移動が含まれる。ロボットデバイス１２５は、レーザなどのアクティブ構成要素の移動及び動作を制御することもできる。当技術分野でよく知られているように、ロボットコントローラ１２２は、ロボットデバイス１２５に統合されたサーボモータ（サーボ）の動作を通じて、ロボットデバイス１２５の移動を制御することができる。したがって、この移動は、ロボットデバイス１２５のサーボ制御（ｓｅｒｖｏｉｎｇ）と呼ばれる場合がある。ロボットコントローラ１２２は、例えば比例積分微分（ＰＩＤ）コントローラとして実現される。
【0023】
ロボットコントローラ１２２及びロボットデバイス１２５は自律機能を持つ場合があり、この場合、ユーザ１４０は作動自由度のサブセットを制御することができる。例えば、ロボットコントローラ１２２が一定の速度でロボットデバイス１２５を前進（平行移動）させる間に、ユーザ１４０は、イメージングインターフェースデバイス１１５を操作することでロボットデバイス１２５の関節運動や方向性のある移動を制御できる。同様に、ロボットコントローラ１２２が同時にロボットデバイス１２５を解剖学的構造１０７断面の中央に配置する（例えば、磁気的に作動させられ得るロボットデバイス１２５において）間に、ユーザ１４０は、解剖学的構造１０７内のロボットデバイス１２５の前進又は後退の量を平行移動入力を使用して制御できる。
【0024】
画像処理／デバイストラッキングシステム１２４は、超音波システム１１０から超音波画像データを受信し、画像データのトラッキングされた解剖学的特徴（斑点、血管など）に対する超音波画像データからイメージングインターフェースデバイス１１５の移動を特定し、超音波画像データからロボットデバイス１２５の画像を特定し、イメージングインターフェースデバイス１１５の移動に応答するロボットデバイス１２５の移動を計算する。
【0025】
前述のように、イメージングインターフェースデバイス１１５は、イメージングインターフェースの操作中のユーザによる選択に基づいて、イメージングモードと制御モードとで動作する。イメージングモードでは、イメージングインターフェースデバイス１１５は、解剖学的構造１０７及び解剖学的構造１０７内のロボットデバイス１２５の超音波画像データを、超音波システム１１０に出力する。超音波画像データは既知の手法で取得される。例えば、ユーザ１４０が、所望のビューをキャプチャするためにＧＵＩ１４５で対応する超音波画像を見ながら、被検者１０５の表面上でのイメージングインターフェースデバイス１１５（超音波プローブなど）の圧力及び方向を手動で操作することによって取得される。代替の構成では、イメージングインターフェースデバイス１１５は、本教示の範囲から逸脱することなく、ロボット制御を使用して自動的又は部分的に自動的に操作できる。制御モードでは、イメージングインターフェースデバイス１１５は、ロボットデバイス１２５の移動を制御する。つまり、イメージングインターフェースデバイス１１５を、被検者１０５の表面を横切って平行移動させると、対応してロボットデバイス１２５が平行移動する。同様に、イメージングインターフェースデバイス１１５を回転移動させると、対応してロボットデバイス１２５が回転移動する。特に回転移動に関しては、イメージングインターフェースデバイス１１５は、制御モードでは、ユーザ１４０が操作できるジョイスティックとして事実上機能する。
【0026】
特に、ユーザ１４０は、介入手順中にイメージングインターフェースデバイス１１５を保持しながら、イメージングインターフェースデバイス１１５を使用してイメージングモードと制御モードとを都合良く選択できる。例えば、イメージングインターフェースデバイス１１５が超音波プローブの場合、イメージングインターフェースデバイス１１５には、超音波イメージング及びロボットデバイス制御の一方又は他方を行うために追加の人員を必要とすることなく、両方の機能を行うために、ユーザ１４０が把握できるプローブハンドルが含まれている。イメージングインターフェースデバイス１１５には、イメージングインターフェースデバイス１１５を保持したままユーザ１４０が手動で操作する、押しボタンやスライダボタンなどのアクチュエータが含まれている。ここでも、イメージングインターフェースデバイス１１５が超音波プローブの場合、アクチュエータをプローブハンドルに統合することで、ユーザは、イメージングモード及び制御モードを選択的にアクティブにするためにプローブハンドルを握りながらアクチュエータに簡単にアクセスして操作できる。
【0027】
実施形態では、イメージングインターフェースデバイス１１５を表す仮想プローブが、ＧＵＩ１４５及び／又は拡張現実ディスプレイ若しくは仮想現実ディスプレイ（図示せず）上でレンダリングされる。ＧＵＩ１４５は、イメージングモードと制御モードの選択、及び他の機能に関して、複数の同時入力を可能にし、異なるスケール及び値を表示できる。別の実施形態では、イメージングインターフェースデバイス１１５は、ハンドヘルドではなく、テレロボティクス的にユーザによって制御される。この場合、ユーザ１４０は、遠隔制御によってイメージングモード及び制御モードを選択できる。
【0028】
【0029】
図２Ａを参照して、超音波プローブ２１５Ａには、イメージングモードと制御モードとを選択するための統合アクチュエータとして、押しボタン２１６が含まれている。超音波プローブ２１５Ａには、ユーザ１４０が超音波プローブ２１５Ａを操作するためのプローブハンドル２２１と、超音波画像データを提供するために、被検者１０５に音波を送信し、対応するエコーを受信するトランスデューサ／検出器アレイ２２２とが含まれている。押しボタン２１６は、プローブハンドル２２１を手で握ったときに、ユーザ１４０が、プローブハンドル２２１を握りながら、同じ手でイメージングモードと制御モードとを切り替えるために、押しボタン２１６を簡単に押下できるように構成されている。押しボタン２１６は、１本以上の指、親指、又はユーザの手の他の部分を使用して作動させることができる。
【0030】
実施形態では、超音波プローブ２１５Ａは押しボタン２１６が押下されるとイメージングモードに入り、押しボタン２１６が離されると制御モードに入り、又は逆の場合も同様である。或いは、押しボタン２１６に、１つの位置があり、押しボタン２１６が押されるたびにイメージングモードと制御モードとが単に切り替わってもよい。この構成では、押しボタン２１６は、物理的に押下可能な押しボタンではなく、単にタッチ式ボタンであってもよい。
【0031】
図２Ｂを参照して、超音波プローブ２１５Ｂには、イメージングモードと制御モードとを選択するための統合アクチュエータとして、プローブハンドル２２１上のスライダボタン２１７が含まれている。スライダボタン２１７は、プローブハンドル２２１を握ったときに、ユーザが、プローブハンドル２２１を握りながら、同じ手でイメージングモードと制御モードとを切り替えるために、スライダボタン２１７を上位置ＵＰと下位置ＬＰとの間で簡単にスライドできるように構成されている。実施形態では、超音波プローブ２１５Ａは、スライダボタン２１７が上位置ＵＰにあるときにイメージングモードに入り、スライダボタン２１７が下位置ＬＰにあるときに制御モードに入り、又は逆の場合も同様である。スライダボタン２１７は、１本以上の指、親指、又はユーザの手の他の部分を使用して、スライド移動又はスクロールホイールのようなスクロール移動によって作動させることができる。
【0032】
図２Ｃを参照して、超音波プローブ２１５Ｃには、イメージングモードと制御モードとを選択するための統合アクチュエータとして、プローブハンドル２２１上の組み合わせコントローラ２１８が含まれている。図示の実施形態では、組み合わせコントローラには、押しボタン２１６を参照して上で説明したように機能する上押しボタン２１６Ｕ及び下押しボタン２１６Ｌと、スライダボタン２１７とが含まれ、ユーザは、プローブハンドル２２１を握ったときに、上述のように、上押しボタン２１６Ｕ及び下押しボタン２１６Ｌとスライダボタン２１７とのいずれか又は全てを簡単に操作できる。上押しボタン２１６Ｕ及び下押しボタン２１６Ｌの両方があることで、単独で又は同時に、超音波プローブ２１５Ｃの動きによって制御される様々なパラメータを選択できる。例としては、ロボットデバイスの平行移動、ロボットデバイスの回転、超音波イメージングパラメータ、レーザアテローム切除術におけるレーザ出力などの治療デバイスの作動が挙げられる。組み合わせコントローラ２１８は、１本以上の指、親指、又はユーザの手の他の部分を使用して作動させることができる。
【0033】
図３は、代表的な実施形態による、解剖学的構造のイメージング中に平行移動されたイメージングインターフェースの斜視図を示す。
【0034】
図３を参照して、イメージングインターフェースデバイス１１５（例えば、超音波プローブ２１５Ａ）が、被検者１０５内に音波３００を放出し、対応するエコー信号（図示せず）を受信することで、解剖学的構造１０７及びロボットデバイス１２５をイメージングする様子が示されている。イメージングインターフェースデバイス１１５は、説明のために、トランスデューサ／検出器アレイ２２２から延在してロボットデバイス１２５の長手方向軸及び／又は解剖学的構造の長手方向セクションを含む超音波空間内の画像面Ｂを定義する。つまり、長手方向軸に沿って解剖学的構造１０７内にあるロボットデバイス１２５の一部は、イメージングインターフェースデバイス１１５のイメージングモードと制御モードとの両方で、画像面Ｂにある。マトリクス超音波プローブの場合、このようなイメージング面は、ビーム形成技術や３Ｄボリュメトリック画像のスライスを使用して構築できる。いずれも当技術分野において知られている。場合によっては、画像面Ｂは、イメージングインターフェースデバイス１１５に対して他の場所にあることがある。例えば、長手方向軸３３０に平行で、トランスデューサ／検出器アレイ上のラインから延在していたり、本教示の範囲から逸脱することなく、ユーザ１４０によって指定されていたりしてもよい。
【0035】
更に、例えば、イメージングインターフェースデバイス１１５を制御モードに入らせるように押しボタン１２６を作動させるといつでも、超音波空間内に、トランスデューサ／検出器アレイ２２２に対して仮想基準面Ｒが定義される。基準面Ｒは、トラッキングされているロボットデバイス１２５のトラッキング可能な特徴の第１の位置で（例えば、約９０度の角度で）画像面Ｂと交差する。基準面Ｒは、ロボットデバイス１２５の長手方向軸に対して実質的に垂直である。図示する実施例では、追跡されるロボットデバイス１２５のトラッキング可能な特徴は、ロボットデバイス１２５の遠位先端１２６である。しかしながら、トラッキング可能な特徴は、遠位先端１２６に限定されず、ロボットデバイス１２５の別の所定のセクション、ロボットデバイス１２５上のマーカー、ロボットデバイス１２５の湾曲部、又は、遠位先端１２６、他の所定のセクション、マーカー、若しくは湾曲部などのうちの１つからの所定の距離であってもよい。
【0036】
制御モードは、ロボットデバイスのトラッキング可能な特徴を、第１の位置から第２の位置に平行移動させるために選択される。制御モードでは、イメージングインターフェースデバイス１１５が解剖学的構造１０７に対して被検者１０５の表面上で平行移動させられると、画像処理／デバイストラッキングシステム１２４によってイメージングインターフェースデバイス１１５の平行移動が検出される。画像インターフェースの平行移動の方向、距離、及び／又は速度は、イメージングインターフェースデバイス１１５のＩＭＵによって提供されるデータによって補足される場合がある。イメージングインターフェース及び被検者の光学的トラッキングや電磁的トラッキングなど、他の互換性のある平行移動検出技術を、本教示の範囲を逸脱することなく組み込むことができる。
【0037】
基準面Ｒはイメージングインターフェースデバイス１１５に対して定義されるため、イメージングインターフェースデバイス１１５を移動すると、基準面Ｒが解剖学的構造に対して移動する。具体的には、イメージングインターフェースデバイス１１５が矢印３３１で示されているようにｘ方向に平行移動すると、基準面Ｒは暗黙的にこの平行移動に追従し、同じ方向に同じ距離だけ画像面Ｂに沿って移動する。実施形態では、イメージングインターフェースデバイス１１５の平行移動は、ロボットデバイス１２５に基準面Ｒに向かって印加される力入力を制御する。
【0038】
したがって、イメージングインターフェースデバイス１１５を操作してロボットデバイス１２５を移動するには、ユーザ１４０は、最初に押しボタン２１６を押下して制御モードに入る。制御モードでは、画像処理／デバイストラッキングシステム１２４は、イメージングモードにおいて超音波システム１１０によって提供される超音波画像内のロボットデバイス１２５のトラッキング可能な特徴（例えば、遠位先端１２６）の位置を特定する。画像処理／デバイストラッキングシステム１２４は、例えば、人工知能（ＡＩ）セグメンテーションを使用して、ロボットデバイス１２５とその遠位先端１２６、及び解剖学的構造１０７の位置を特定できる。この場合、画像面Ｂは解剖学的構造１０７から作成される。画像処理／デバイストラッキングシステム１２４は、イメージングインターフェースデバイス１１５から延在する画像面Ｂを作成し、そして、トラッキング可能な特徴の第１の位置で画像面Ｂと交差する基準面Ｒを更に作成する。この第１の基準面Ｒは、画像面Ｂ内のトラッキング可能な特徴の第１の位置に基づいて、イメージングインターフェースデバイス１１５に対する基準データムを提供する。基準データムは、ＧＵＩ１４５に、解剖学的構造１０７及びロボットデバイス１２５の超音波画像と共に表示される。
【0039】
その後、ユーザ１４０が押しボタン２１６を再度アクティブにして（又はアクティブにし続けて）、制御モードに入り、イメージングインターフェースデバイス１１５をジョイスティックなどとして使用して、ロボットデバイス１２５の移動を制御できる。図３では、ユーザ１４０は、イメージングインターフェースデバイス１１５を被検者１０５の表面上で、矢印３３１で示されているｘ方向に、第１の場所から新しい第２の場所に平行移動させる。これに対応して、画像処理／デバイストラッキングシステム１２４からの情報は、ロボットコントローラ１２２によって使用されて、イメージングインターフェースデバイス１１５の第２の場所への移動に関連して、超音波システム１１０に新しい画像面Ｂを設定する。画像面Ｂは、画像面Ｂにロボットデバイス１２５の先端と遠位長手方向セクションとが含まれているように定義される（元の画像面Ｂから誤って移動した場合）。イメージングインターフェースデバイス１１５は、画像内容又はトラッキング情報に関係なく、イメージングインターフェースデバイス１１５に対して同じ場所をイメージングするように、イメージングインターフェースデバイス１１５のプローブに対して定義される基準面Ｒ内で画像を収集し続ける。
【0040】
ロボットコントローラ１２２は、イメージング処理／デバイストラッキングシステム１２４から、超音波画像内のロボットデバイス１２５の位置を特定する情報を受信する。ロボットコントローラ１２２は、画像面Ｂ内のロボットデバイス１２５のトラッキング可能な特徴の位置を決定する。ロボットコントローラ１２２は、ロボットデバイス１２５の現在のトラッキング可能な特徴と、基準面Ｒと画像面Ｂとの交差点との間の画像面Ｂ内の距離を決定し、ロボットデバイス１２５のトラッキング可能な特徴がこの交差点に向かうようにロボットデバイス１２５をサーボ制御する。次に、ロボットコントローラ１２２は、イメージング処理／デバイストラッキングシステム１２４から、超音波画像内のロボットデバイス１２５の次の位置を特定する追加情報を受信し、閾値を満たすまでループで後続のステップを繰り返す。
【0041】
実施形態では、ロボットコントローラ１２２は、決定された距離を位置エラーとして使用し、この位置エラーを補正することによってロボットデバイス１２５を基準面Ｒの場所に向けて平行移動させる。つまり、ユーザ１４０がイメージングインターフェースデバイス１１５をｘ方向に平行移動させると、ロボットデバイス１２５のトラッキング可能な特徴の、解剖学的構造に対する第１の位置から基準面Ｒまでの距離が増加する。したがって、ロボットコントローラ１２２はこの距離をエラー入力として使用して、ロボットデバイス１２５を基準面Ｒに向かって、例えば、ＰＩＤサーボ制御ループを使用して、関連付けられている第２の位置が基準面Ｒと整列するまでサーボ制御する。つまり、ロボットコントローラ１２２は、公差エラーが満たされるまでサーボ制御の動きを継続する。イメージングインターフェースデバイス１１５は、平行移動中も超音波画像を提供し続ける。この場合、ロボットデバイス１２５の移動はキャプチャされ、ＧＵＩ１４５にリアルタイムで表示される。したがって、解剖学的構造１０７の中を移動するロボットデバイス１２５は、超音波画像と共に進むように見える。
【0042】
ユーザ１４０は、押しボタン２１６が非アクティブになると（例えば、離したり、再度押下したりすると）、制御モードを終了し、イメージングモードに再び入る。その後、ユーザ１４０は、第２の場所でイメージングインターフェースデバイス１１５を再度操作して、解剖学的構造１０７とロボットデバイス１２５の超音波画像を取得する。これらはＧＵＩ１４５に表示される。これは、イメージングがデフォルトモードであることを前提としている。このモードは、押しボタン２１６を押されていないときは繰り返される。或いは、ボタンを押すことは、トグルとして機能する場合がある。その場合、モードを解除するには押しボタン２１６をもう一度押す必要がある。
【0043】
図４は、代表的な実施形態による、解剖学的構造のイメージング中に回転されたイメージングインターフェースの斜視図を示す。
【0044】
図４を参照して、例えば、イメージングインターフェースデバイス１１５（例えば、超音波プローブ２１５Ａ）が、被検者１０５内に音波３００を放出し、対応するエコー信号（図示せず）を受信することで、解剖学的構造１０７及びロボットデバイス１２５をイメージングする様子が示されている。イメージングインターフェースデバイス１１５の回転に関しては、ユーザ１４０は最初に押しボタン２１６を押下し、これに応じて、イメージングインターフェースデバイス１１５が制御モードに入る。制御モードでは、画像処理／デバイストラッキングシステム１２４は、イメージングモードにおいて超音波システム１１０によって提供される超音波画像内のロボットデバイス１２５のトラッキング可能な特徴（例えば、遠位先端１２６）の位置を特定する。画像処理／デバイストラッキングシステム１２４は、例えば、ＡＩセグメンテーションを使用して、ロボットデバイス１２５とその遠位先端１２６、及び解剖学的構造１０７の位置を特定できる。画像処理／デバイストラッキングシステム１２４は、イメージングインターフェースデバイス１１５から延在する画像面Ｂを作成し、そして、長手方向軸３３０と初期角度（例えば、面Ｂに対して９０度）で交差する基準面Ｒを更に作成する。面Ｒは１つ以上のトラッキングされた解剖学的特徴に実質的に取り付けられている。基準面Ｒの向きは、イメージングインターフェースデバイス１１５及び画像面Ｂに対する第１の基準画像を提供し、これは、ＧＵＩ１４５に表示される。
【0045】
ユーザ１４０が押しボタン２１６を押し下げている間にイメージングインターフェースデバイス１１５を回転させると、イメージングインターフェースデバイス１１５を、例えば、ジョイスティックとして使用して、矢印３３２で示されるロボットデバイス１２５の回転を制御できる。いくつかの実施形態では、押しボタン２１６を連続して押すことは、クラッチイン及びクラッチアウトのために使用できる。図示する実施例では、イメージングインターフェースデバイス１１５を回転させる目的は、ロボットデバイス１２５を解剖学的構造１０７の分岐１０７’へと操縦するために、図４に矢印３３３で示されるように、ロボットデバイス１２５の方向性のある移動（例えば、遠位先端１２６の長手方向軸の周りの回転や関節運動）を制御することである。デバイスの回転又は関節運動の大きさは、基準フレームＲに対するプローブの回転偏差に比例する。
【0046】
或いは、上記と同様の制御手法で、特定の制御モード中に、ユーザ１４０はイメージングインターフェースデバイス１１５を回転させて、画像内の解剖学的特徴に実質的に固定されている基準面Ｒの向きを定義する。制御モードが終了すると、ロボットコントローラ１２２は、（画像処理からの）ロボットデバイス１２５の遠位先端１２６から基準面Ｒまでの距離メトリックを使用して、ロボットデバイス１２５を作動させて、解剖学的構造に対する基準面Ｒの場所に向かって移動させる（例えば、回転させる又は関節運動させる）。一方、ロボットコントローラ１２２は、イメージング処理／デバイストラッキングシステム１２４から、回転操作中又は回転操作完了後に、新しい向き 基準面Ｒ及び対応する回転角度を特定する情報を受信する。ロボットコントローラ１２２は、ロボットデバイス１２５をサーボ制御して、画像面Ｂに対する回転角度だけ移動させる（例えば、関節運動させる）。例えば、ロボットデバイス１２５の遠位先端１２６を、解剖学的構造１０７の主要部分から分岐１０７’の中へと操縦する。イメージングインターフェースデバイス１１５は、超音波プローブ２１５Ａの回転と共に、ロボットデバイス１２５の移動がキャプチャされ、ＧＵＩ１４５に表示されるように、平行移動中も超音波画像を提供し続ける。
【0047】
ＧＵＩ１４５は、基本的な３次元ボリュームを表示するか、又は２次元マルチプレーンイメージングの場合、ＧＵＩ１４５は、図４に示すように、画像面Ｂを静止位置に表示し、基準面Ｒを面Ｂに対して動的に相対的に３Ｄ視点で表示できる。つまり、これは基本的に画像面Ｂのビームステアリングであるため、ＧＵＩ１４５の表示はターゲット領域に留まることができる。
【0048】
回転の量や方向は、スペックルトラッキングなどの画像処理を行う画像処理／デバイストラッキングシステム１２４による直接画像観察で検出できる。回転の量や方向は、イメージングインターフェースデバイス１１５のＩＭＵによって提供されるデータから検出又は補足することもできる。画像処理／デバイストラッキングシステム１２４によって決定される基準面Ｒの第１の向きに対する回転の量や方向は、ロボットコントローラ１２２に入力される。本教示の範囲を逸脱することなく、他の互換性のある回転検出技法が組み込まれてもよい。
【0049】
ロボットコントローラ１２２は、血管壁などの解剖学的構造１０７の物理属性にリンクされた、平行移動や回転移動を制限する１つ以上の境界条件を適用することもできる。例えば、１つ以上の境界条件を、解剖学的モデルや解剖学的構造の術前画像によって定義できる。この場合、物理的境界は、例えば、超音波画像のＡＩセグメンテーションを使用して自動的に、又は、ＧＵＩ１４５を介したユーザ１４０と解剖学的モデルや術前画像とのやり取りを通じて手動で特定される。次に、境界条件は、ロボットデバイス１２５と解剖学的構造１０７との接触を回避するために実施される。例えば、境界条件により、トラッキング特徴やロボットデバイス１２５の他の部分が解剖学的構造１０７の内壁に遭遇するか、又はまさに遭遇しようとしているときに、イメージングインターフェースデバイス１１５の平行移動又は回転に関連付けられたロボットデバイス１２５の移動が停止する。
【0050】
回転中、ユーザ１４０の視点では、３次元ボリューム又は２次元平面において、ロボットデバイス１２５の超音波画像の少なくとも一部が、ＧＵＩ１４５上のディスプレイ内の元の基準画像に対して静止しているように見えるようにすることが望ましい。これにより、回転と、超音波画像内の関心の領域のための安定した視覚的基準が提供される。
【0051】
３次元ボリュームの場合、画像処理／デバイストラッキングシステム１２４は、回転中に３次元モデルの視点を変更し、仮想断面平面を調整することで、静的な超音波画像の向きを維持する。
【0052】
２次元画像（ｘ平面）の場合、イメージングインターフェースデバイス１１５による画像収集は、回転に応じて変化するように制御できる。例えば、ＩＭＵを使用する場合、２次元画像面Ｂは、ＩＭＵによって測定されたイメージングインターフェースデバイス１１５の対応する回転の同じ且つ反対の方向における長手方向軸３３０の周りの電子ビームステアリングによって仮想的に操作される。例えば、ＩＭＵが反時計回りの１０度の回転を検知すると、画像処理／デバイストラッキングシステム１２４によって、イメージングインターフェースデバイス１１５の画像面Ｂは時計回りに１０度回転する。これにより、回転中、画像面Ｂは解剖学的構造１０７に対して同じ向きに維持される。或いは、イメージングインターフェースデバイス１１５を操作している間に、画像面Ｂを画像内のロボットデバイス１２５及び／又は解剖学的特徴の場所に固定することもできる。ただし、画像面Ｂは、長手方向軸３３０の周りを回転し、トランスデューサ素子と交差するという制約がある。そして、ビーム形成技法を用いて画像形成が可能である。
【0053】
更に、２次元画像の場合は、イメージングインターフェースデバイス１１５を制御して、トランスデューサ／検出器アレイ２２２内の異なる超音波トランスデューサ／検出素子のセットの選択的なアクティブ化及び非アクティブ化によって、任意のｘ平面を作成できる。したがって、イメージングインターフェースデバイス１１５が回転されると、超音波システム１１０は、画像面Ｂを同じ向きに維持するために、画像面Ｂの最初の位置と整列したイメージングインターフェースデバイス１１５のトランスデューサ及び／又は検出素子をアクティブにし、残りのトランスデューサ及び／又は検出素子を非アクティブにすることで、画像面Ｂが解剖学的構造１０７に対して静的に見えるようにする。
【0054】
ユーザ１４０は、押しボタン２１６が非アクティブになると（例えば、離したり、再度押下したりすると）、制御モードを終了し、イメージングモードに再び入る。その後、ユーザ１４０は、イメージングインターフェースデバイス１１５を再度操作して、新しい回転された向きからの解剖学的構造１０７とロボットデバイス１２５との超音波画像を取得する。これらはＧＵＩ１４５に表示される。実施形態では、イメージングインターフェースデバイス１１５は、超音波プローブ２１５Ａの回転と共に、ロボットデバイス１２５の移動がキャプチャされ、ＧＵＩ１４５に表示されるように、押しボタン２１６の位置に関係なく、平行移動中も超音波画像を提供し続ける。
【0055】
したがって、基準面Ｒは、異なる回転モードで異なって使用される場合がある。１つの回転モードでは、基準面Ｒは、回転トラッキング、回転制御関節運動、又は他のロボット若しくはイメージングパラメータ（連続的な態様で）の目的で、被検者１０５の任意の解剖学的構造に対して定義される。このシナリオでは、基準面Ｒは単なる基準であり、ＩＭＵのみで置換される。別の回転モードでは、イメージングインターフェースデバイス１１５の回転を使用して、連続的な態様で、（例えば、ロボットデバイス１２５の遠位先端１２６の周りの）回転によって基準面Ｒを配置する。被検者１０５の解剖学的構造に対して配置されると、新しい基準面Ｒは、ロボットコントローラ１２２によって制御される後続のサーボループの参照データム（解剖学的構造と共に進む）として使用できる。例えば、ロボットコントローラ１２２は、ロボットデバイス１２５を新しい基準面Ｒに向けて関節運動させることができる。両方の回転モードにおける画像面Ｂは、一般的にユーザフィードバックに使用される。つまり、画像面Ｂの描写を提供する必要はなく、その場合、画像面Ｂは、基準面Ｒと反対方向に回転する。又は、画像面Ｂは、直接トラッキングによって、解剖学的構造１０７又はロボットデバイス１２５に対して同じ平面に留まる。
【0056】
遠位先端１２６の方向性のある移動に加えて、又はその代わりに、イメージングインターフェースデバイス１１５を使用した回転入力が検出され、イメージングインターフェースデバイス１１５又はロボットデバイス１２５に関連する他のパラメータを制御するために使用できる。例えば、イメージングインターフェースデバイス１１５の回転を使用して、ロボットデバイス１２５の長手方向軸の周りの回転を制御できる。つまり、イメージング処理／デバイストラッキングシステム１２４は、長手方向軸３３０の周りのイメージングインターフェースデバイス１１５の回転を、その長手方向軸の周りのロボットデバイス１２５の対応する回転と解釈し、回転の角度（量）及び方向を一致させる。
【0057】
また、イメージングインターフェースデバイス１１５の回転を使用して、ロボットデバイス１２５の様々な動作を制御することもできる。例えば、ロボットデバイス１２５が、アブレーションやアテローム切除術などに使用されるレーザデバイスを含むか又は制御する場合、イメージング処理／デバイストラッキングシステム１２４は、イメージングインターフェースデバイス１１５の時計回りの回転を、レーザ出力の増加として解釈し、反時計回りの回転をレーザ出力の減少として解釈し、逆の場合も同様である。回転（時計回り又は反時計回り）の角度は、レーザ出力の対応する増加／減少の大きさに比例すると解釈される。又は、イメージングインターフェースデバイス１１５が回転していないときに、イメージングインターフェースデバイス１１５の平行移動によって、レーザの所望の速度設定が制御されてもよい。ロボットデバイス１２５が、切削ツールを含むか又は制御する場合、イメージング処理／デバイストラッキングシステム１２４は、イメージングインターフェースデバイス１１５の時計回りの回転を、切削速度又は機械的振動の増加として解釈し、反時計回りの回転を切削速度又は機械的振動の減少として解釈し、逆の場合も同様である。回転の角度は、切削速度又は機械的振動の対応する増加／減少の大きさに比例すると解釈される。ロボットデバイス１２５が、バルーンカテーテルを含むか又は制御する場合、イメージング処理／デバイストラッキングシステム１２４は、イメージングインターフェースデバイス１１５の時計回りの回転を、バルーン膨張率の増加として解釈し、反時計回りの回転をバルーン膨張率の減少として解釈し、逆の場合も同様である。
【0058】
特にアテローム切除術に関しては、イメージングインターフェースデバイス１１５の位置によって、解剖学的構造１０７内のロボットデバイス１２５の側方に向いているアテローム切除カッター／レーザの向きが制御される。これは、例えば、イメージングインターフェースデバイス１１５を被検者１０５の脚に対して横切って位置決めすることによって行うことができる。ロボットコントローラ１２２は、イメージングインターフェースデバイス１１５のこの向きを使用して、ロボットデバイス１２５を作動させて、アテローム切除体又は切削方向を回転／位置決めして、イメージングインターフェースデバイス１１５が脚の表面で移動する際に、イメージングインターフェースデバイス１１５に整列させ、したがって、カッターをイメージングインターフェースデバイス１１５に向ける。
【0059】
また、イメージングインターフェースデバイス１１５の回転を使用して、ロボットデバイス１２５に対するセカンダリデバイスの変位を制御することもできる。例えば、ロボットデバイス１２５がカテーテルであり、セカンダリデバイスがカテーテル内のガイドワイヤである場合がある。この場合、イメージング処理／デバイストラッキングシステム１２４は、イメージングインターフェースデバイス１１５の時計回りの回転をセカンダリデバイスの伸長として解釈し、反時計回りの回転をセカンダリデバイスの後退として解釈し、逆の場合も同様である。回転の角度は、対応する伸長／後退の距離に比例していると解釈される。当然ながら、検出された回転は、本教示の範囲を逸脱することなく、イメージングインターフェースデバイス１１５及び／又はロボットデバイス１２５に関連する他のパラメータを調整するために使用できる。
【0060】
例えば、イメージングインターフェースデバイス１１５の回転を使用して、超音波システム１１０、イメージングインターフェースデバイス１１５自体、及び／又はＧＵＩ１４５の動作を制御できる。例えば、時計回り及び反時計回りの回転を使用して、周波数、パルス波、色、及び電力など、超音波システム１１０又はイメージングインターフェースデバイス１１５の画像収集設定を調整できる。同様に、時計回り及び反時計回りの回転を使用して、ＧＵＩ１４５の表示設定を調整できる。例えば、ＧＵＩ１４５に表示されているときに画像のコントラストを制御するために回転を使用できる。又は、ＧＵＩ１４５を使用した画像レビューでは、収集した超音波画像を通る順次的なスクロールを制御するために回転を使用できる。
【0061】
実施形態では、特に、ロボットデバイス１２５が超音波画像又は超音波ボリュームの視野内にない場合に、イメージングインターフェースデバイス１１５及びロボットデバイス１２５の外部トラッキングを使用してフィードバックを提供できる。例えば、イメージングインターフェースデバイス１１５及び／又はロボットデバイス１２５に１つ以上のセンサを設け、それぞれの位置を、イメージングインターフェースデバイス１１５の視野内にロボットデバイス１２５が存在するかどうかにかかわらず、電磁（ＥＭ）トラッキングを使用して決定できる。外部トラッキングの他の例としては、光学トラッキング、音響トラッキング、電磁トラッキング、超音波検出デバイストラッキング（例えば、Ｏｎｖｉｓｉｏｎ（商標）Ｎｅｅｄｌｅ Ｔｉｐ Ｔｒａｃｋｉｎｇ）、及びＩＭＵベースのトラッキングがある。
【0062】
イメージングインターフェースデバイス１１５は、本教示の範囲を逸脱することなく、超音波以外のイメージングモダリティを使用して実現されてもよい。例えば、イメージングインターフェースデバイス１１５は、単一光子放出コンピュータ断層撮影（ＳＰＥＣＴ）イメージング、Ｘ線イメージング、又は内視鏡／腹腔鏡イメージングを提供してもよい。この場合、超音波システム１１０は、当業者に明らかであるように、代替のイメージングモダリティと互換性のあるイメージングシステムに置き換えられる。
【0063】
図５は、代表的な実施形態による、イメージングと、被検者の解剖学的構造に挿入可能なロボットデバイスとを制御するためのシステムコントローラの簡略化したブロック図である。
【0064】
図５を参照すると、システムコントローラ１２０は、本明細書に開示した方法又はコンピュータベースの機能のいずれかを実施するために実行可能なソフトウェア命令を含む。システムコントローラ１２０は、スタンドアロンデバイスとして動作したり、例えば、ネットワーク５０１を使用して、他のコンピュータシステムや周辺デバイスに接続したりすることができる。
【0065】
システムコントローラ１２０は、本明細書における様々な実施形態において説明された機能を実施するために、ソフトウェア命令を実行するプロセッサ５１０を含む。プロセッサ５１０は、１つ以上の処理デバイスを代表するものであり、本明細書における様々な実施形態において説明された機能を実施するために、ソフトウェア命令を実行する。プロセッサ５１０は、ハードウェア、ソフトウェア、ファームウェア、ハードワイヤロジック回路、又はこれらの組み合わせの任意の組み合わせを使用して、フィールドプログラマブルゲートアレイ（ＦＰＧＡ）、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）、汎用コンピュータ、中央処理ユニット、コンピュータプロセッサ、マイクロプロセッサ、マイクロコントローラ、マイクロコンピュータ、ステートマシン、プログラマブルロジックデバイス、プロセッサチップ、デジタルシグナルプロセッサ（ＤＳＰ）、グラフィックスプロセッシングユニット（ＧＰＵ）、又はこれらの組み合わせによって実現できる。更に、本明細書で説明するプロセッサはいずれも、複数のプロセッサ、パラレルプロセッサ、又はその両方を含んでいてもよい。単一のデバイス又は複数のデバイスに、複数のプロセッサが含まれていても、結合されていてもよい。
【0066】
本明細書で使用される「プロセッサ」という用語には、プログラム又は機械実行可能命令を実行できる電子構成要素が包含されている。「プロセッサ」を含むコンピューティングデバイスへの参照は、マルチコアプロセッサにおいて見られるように、複数のプロセッサ又は処理コアを含むと解釈するべきである。プロセッサはまた、単一のコンピュータシステム内のプロセッサの集合体、又は複数のコンピュータシステムに分散されたプロセッサの集合体を指すこともある。「コンピューティングデバイス」という用語もまた、１つ以上のプロセッサを各々が含んでいるコンピューティングデバイスの集合体又はネットワークを含むと解釈されるべきである。プログラムは、同じコンピューティングデバイス内にあるか、又は複数のコンピュータデバイス間に分散される１つ以上のプロセッサによって実行されるソフトウェア命令を有する。
【0067】
システムコントローラ１２０は、メインメモリ５２０及びスタティックメモリ５３０を更に含み、メモリは、バス５０５を介して、互いに且つプロセッサ５１０と通信する。本明細書で説明するメモリは、データ及び実行可能なソフトウェア命令を保存するための有形の記憶媒体であり、ソフトウェア命令がそこに保存されている間は非一時的である。本明細書で使用される場合、用語「非一時的」は、状態の永遠の特性ではなく、一定期間持続する状態の特性として解釈される。用語「非一時的」は、特に、搬送波又は信号やいつでもどこでも一時的にしか存在しないような他の形式の特性など、一瞬の特性を否定する。
【0068】
メインメモリ５２０及びスタティックメモリ５３０は、コンピュータ可読媒体であり、そこから、コンピュータ（プロセッサ５１０など）がデータ及び実行可能なソフトウェア命令を読み取ることができる。メインメモリ５２０及びスタティックメモリ５３０の各々は、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）、読み取り専用メモリ（ＲＯＭ）、フラッシュメモリ、電気的プログラム可能型読み取り専用メモリ（ＥＰＲＯＭ）、電気的消去・プログラム可能型読み取り専用メモリ（ＥＥＰＲＯＭ（登録商標））、レジスタ、ハードディスク、リムーバブルディスク、テープ、コンパクトディスク読み取り専用メモリ（ＣＤ－ＲＯＭ）、デジタル多用途ディスク（ＤＶＤ）、フロッピー（登録商標）ディスク、Ｂｌｕ－ｒａｙ（登録商標）ディスク、又は当技術分野で知られている任意の他の形式の記憶媒体のうちの１つ以上として実装され得る。メモリは、揮発性又は不揮発性、セキュア及び／又は暗号化、非セキュア及び／又は非暗号化であってもよい。メインメモリ５２０及びスタティックメモリ５３０は、ソフトウェアアルゴリズム、ＲＮＮを含むＡＩモデル及び他のニューラルネットワークベースのモデル、並びにコンピュータプログラムなど、様々な種類の情報を保存でき、これらは全てプロセッサ５１０によって実行可能である。
【0069】
「メモリ」は、コンピュータ可読記憶媒体の一例である。コンピュータメモリは、プロセッサから直接アクセスできる任意のメモリである。コンピュータメモリの例としては、ＲＡＭメモリ、レジスタ、及びレジスタファイルが挙げられるが、これらに限定されない。「コンピュータメモリ」又は「メモリ」への参照は、複数のメモリである場合もあると解釈されるべきである。例えば、メモリは、同じコンピュータシステム内の複数のメモリである場合がある。また、メモリは、複数のコンピュータシステム又はコンピュータデバイス間で分散される複数のメモリである場合もある。
【0070】
図示するように、システムコントローラ１２０は、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）、有機発光ダイオード（ＯＬＥＤ）、フラットパネルディスプレイ、ソリッドステートディスプレイ、又は陰極線管（ＣＲＴ）などのディスプレイ５５０を更に含む。ＧＵＩ１４５をディスプレイ５５０に組み込むことができる。更に、システムコントローラ１２０は、キーボード／仮想キーボード、タッチ式入力画面、音声認識機能付き音声入力などの入力デバイス５６０と、マウスやタッチ式入力画面又はパッドなどのカーソル制御デバイス５７０とを含む。また、システムコントローラには、本明細書に説明されている実施形態に従ってロボットデバイス１２５の移動を制御するロボットインターフェース５８０も含まれている。
【0071】
図６は、代表的な実施形態による、イメージングと、被検者の解剖学的構造に挿入可能なロボットとを制御するための方法のフロー図である。フロー図の様々なステップは、例えば、上で説明したシステムコントローラ１２０によって実施できる。
【0072】
図６を参照して、ステップＳ６１１において、イメージングインターフェースデバイス（例えば、イメージングインターフェースデバイス１１５）から超音波画像データが受信される。超音波画像データは、被検者内の解剖学的構造（例えば、解剖学的構造１０７）と、解剖学的構造内のロボットデバイス（例えば、ロボットデバイス１２５）の一部とを示す超音波画像に対応する。イメージングインターフェースデバイスは、超音波画像データを提供するために操作可能である。例えば、イメージングインターフェースデバイスは、介入手順中に解剖学的構造及びロボットデバイスの様々な画像を取得するためにユーザが操作できる超音波プローブであり、画像はディスプレイ（例えば、ＧＵＩ１４５）で表示できる。ユーザは、超音波プローブを保持したまま調整を行うことで超音波プローブを直接操作するか、ロボットインターフェースを介して遠隔操作して、所望の超音波画像を取得できる。
【0073】
実施形態では、イメージングインターフェースデバイスは、ユーザがイメージングモードと操作の制御モードとを選択できるようにする内蔵アクチュエータを有する。イメージングモードでは、イメージングインターフェースデバイスから受信した画像データが処理されて、解剖学的構造及び解剖学的構造内のロボットデバイスの一部の画像が提供される。制御モードでは、イメージングインターフェースデバイスから受信した被検者の表面上でのイメージングインターフェースデバイスの平行移動及び／又は回転移動を示す情報が処理されて、イメージングインターフェースデバイスの平行移動及び／又は回転移動に関連して、解剖学的構造内のロボットデバイスの移動が制御される。イメージングインターフェースデバイスが超音波プローブである場合、アクチュエータは、上で説明したように、超音波プローブのハンドルに好都合に置かれた１つ以上の押しボタン、スライダボタン、及び／又はタッチ式ボタンを含み得る。これにより、ユーザは超音波プローブを保持しながら片手でイメージングモードと制御モードとのいずれかを選択でき、介入手順の中断を回避し、他の人がロボットデバイス（又はイメージングデバイス）を個別に操作する必要がなくなる。
【0074】
ステップＳ６１２では、イメージングインターフェースデバイスの移動が検出される。前述のように、イメージングインターフェースデバイスの移動は、平行移動又は回転移動であり得、これは、動作の制御モードで検出可能である。平行移動は、イメージングインターフェースデバイスのＩＭＵから受信した方向、距離、及び／又は速度データに基づいて検出される。回転移動は、イメージングインターフェースデバイスのＩＭＵから受信した位置データに基づいて検出されるか、又は例えば、スペックルトラッキング処理などの画像処理を使用した直接画像観察によって検出される。
【0075】
ブロックＳ６１３では、イメージングインターフェースデバイスの検出された移動に応答して、第１の位置から第２の位置へのロボットデバイスの移動を制御するためのコマンドが少なくとも１つ出力される。少なくとも１つのコマンドは、ロボットコントローラ（例えば、ＰＩＤコントローラ）に提供され、次に、ロボットコントローラは、イメージングインターフェースデバイスの検出された移動に関連してロボットデバイスを移動するためにサーボ制御を行う。或いは、ロボットコントローラによる使用の前に、後からの使用や追加の処理（例えば、フォーマット化、デバッグ目的の追加チェック）のために、コマンドを非一時的なメモリに保存することもできる。
【0076】
イメージングインターフェースデバイスの移動が平行移動である場合、方法は、イメージングインターフェースデバイスに対する超音波画像内の画像面Ｂ及び基準面Ｒを定義することを含む。画像面Ｂは、イメージングインターフェースデバイスから被検者の中まで延在し、ロボットデバイスの長手方向軸、及び／又は解剖学的構造の長手方向軸若しくは他の特徴を含む。基準面Ｒは、ロボットデバイスの第１の位置で画像面Ｂと交差する。より具体的には、ロボットデバイスには、第１の位置を定義するロボットデバイスの遠位先端、湾曲部、又はマーカーなどのトラッキング特徴が含まれており、基準面Ｒは、このトラッキング特徴で画像面Ｂと交差する。基準面Ｒは、イメージングインターフェースデバイスの平行移動に関連して平行移動され、ロボットデバイスのトラッキング可能な特徴と平行移動された基準面Ｒとの距離に基づいて、ロボットデバイスを制御するための少なくとも１つのコマンドがロボットコントローラに出力される。実施形態では、ロボットデバイスは、ロボットデバイスのトラッキング可能な特徴と平行移動された基準面Ｒとの距離に基づいて制御されるが、ロボットデバイスは、距離を位置エラーとして使用して平行移動される基準面Ｒに向かってサーボ制御される。つまり、ロボットコントローラは、トラッキング可能な特徴と基準面Ｒとの距離を減少させることで、位置エラーを補正しようとする。
【0077】
イメージングインターフェースデバイスの移動が回転移動である場合、方法は、イメージングインターフェースデバイスに対する超音波画像内の画像面Ｂ、イメージングインターフェースデバイスに対する超音波画像内の画像面Ｂ及び基準面Ｒを定義することを含む。画像面Ｂは、イメージングインターフェースデバイスから被検者の中まで延在し、ロボットデバイスの長手方向軸を含む。基準面Ｒは、イメージングインターフェースデバイスに対する超音波画像内で定義され、ロボットデバイスの第１の位置で画像面Ｂと交差する。例えば、画像処理を使用した直接画像観察や、イメージングインターフェースデバイスのＩＭＵによって提供される位置データから、イメージングインターフェースデバイスの回転移動の方向及び角度が検出される。基準面Ｒは、イメージングインターフェースデバイスの回転移動と同じ方向及び角度で回転される。回転された基準面Ｒに応じて、ロボットデバイスを制御するための少なくとも１つのコマンドがロボットコントローラに出力される。
【0078】
回転移動に関しては、ディスプレイで見ると一定の画像面に、画像面Ｂを維持することが望ましい。３次元ボリュームでは、３次元モデルの視点を変更し、仮想断面平面を調整することで、画像面Ｂは回転中に視覚的に静的なままになる。２次元画像では、１つ以上のＩＭＵで測定された位置データを使用して、イメージングインターフェースデバイスの長手方向軸の周りで画像面Ｂを対応する回転とは反対方向に仮想的にステアリングすることで、画像面Ｂは回転中に視覚的に静的なままになる。また、２次元画像では、イメージングインターフェースデバイスが、イメージングインターフェースデバイス内の超音波トランスデューサ及び／又は検出素子を選択的にアクティブにして、超音波画像を一定の画像面内に維持することによって、画像面Ｂは回転中に視覚的に静的なままであることもできる。
【0079】
本開示の様々な実施形態に従って、本明細書で説明する方法は、ソフトウェアプログラムを実行するハードウェアコンピュータシステムを使用して実施できる。更に、非限定的な模範実施形態では、分散処理、構成要素／オブジェクト分散処理、及び並列処理などの実装が可能である。仮想コンピュータシステムの処理では、本明細書で説明する方法又は機能のうちの１つ以上を実装できる。また、本明細書で説明するプロセッサを使用して、仮想処理環境をサポートすることもできる。
【0080】
適応予測分析の開発について、いくつかの例示的な実施形態を参照して説明したが、これまで使用した言葉は、限定の言葉ではなく、説明及び例示の言葉であることが理解される。介入手順の最適化の範囲及び趣旨から逸脱することなく、現在提示されている及び補正されている添付の特許請求の範囲内で、その態様において、変更を行ってもよい。適応可能な予測分析の開発について、特定の手段、材料、及び実施形態を参照して説明したが、適応可能な予測分析の開発は、開示された詳細に限定されることを意図したものではない。むしろ、適応可能な予測分析の開発は、添付の特許請求の範囲にあるような全ての機能的に同等の構造、方法、及び使用にまで及ぶ。
【0081】
本明細書で説明する実施形態の説明図は、様々な実施形態の構造の一般的な理解を提供することを目的としている。説明図は、本明細書で説明する開示の全ての要素及び特徴を完全に説明するものではない。他の多くの実施形態は、本開示を検討した際に、当業者には明らかであろう。本開示の範囲から逸脱することなく、構造的及び論理的な置換や変更を行うことができるなど、他の実施形態を本開示から利用し、派生させることができる。更に、説明図は、代表的に過ぎず、縮尺どおりではない場合がある。説明図中の特定の割合は誇張されている場合があり、他の割合は最小化されている場合がある。したがって、本開示及び図は、制限的ではなく、例示的なものとみなされるべきである。
【0082】
本開示の１つ以上の実施形態は、「発明」という用語によって、便宜上のためだけに、且つ本出願の範囲を自発的に特定の発明又は発明概念に限定することを意図せずに、個別に及び／又は集合的に本明細書で参照され得る。また、本明細書には、特定の実施形態が例示及び説明されているが、同じ又は類似の目的を達成するように設計された後続の配置を、示されている特定の実施形態と置き換えることができることを理解すべきである。本開示は、様々な実施形態の任意の且つあらゆるその後の適応又は変化を対象とすることを意図している。上記の実施形態と、本明細書には具体的には説明されていない他の実施形態との組み合わせは、説明を検討した際に、当業者には明らかであろう。
【0083】
本開示の要約書は、連邦規則集３７編規則１．７２（ｂ）に準拠するために提供されており、また、特許請求の範囲又は意味を解釈又は限定するために使用されないという理解の下に提出されている。また、上記の「発明を実施するための形態」では、本開示の合理化を目的として、様々な特徴を単一の実施形態にまとめたり、説明している可能性がある。本開示は、請求項に係る実施形態が各請求項で明示的に記載されているものよりも多くの特徴を必要とするという意図を反映しているとして解釈されるものではない。むしろ、以下の特許請求の範囲が示すように、発明の主題は、開示された実施形態のいずれかの全ての特徴よりも少ないものを対象とする可能性がある。したがって、以下の特許請求の範囲は、「発明を実施するための形態」に組み込まれ、各請求項は、請求項に係る個別の主題を定義するものとして自立している。
【0084】
開示された実施形態の前述の説明は、当業者であれば誰でも、本開示で説明する概念を実践できるようにするために提供されている。したがって、上記の開示された主題は、制限的ではなく、例示的とみなされる。また、添付の特許請求の範囲は、本開示の真の趣旨及び範囲に該当する、全てのそのような修正、増強、及び他の実施を対象とすることを目的としている。したがって、法律で認められる最大限の範囲において、本開示の範囲は、以下の特許請求の範囲及びその同等物の許容される最も広範な解釈によって決定されるものとし、前述の詳細な説明によって制限又は限定されるものではない。
【図1】
【図2A】
【図2B】
【図2C】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【国際調査報告】