JP2001149382A - 拡張作動式外科手術装置トラッキングシステム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 現在の手動チャネルマッピング技術を、向上
した精度を備えるコンピュータ制御のビデオ基盤マッピ
ング技術に取り換えることを目的とし、具体的には、外
科手術処置手順期間中にライブの蛍光図で外科手術装置
をトラッキングする方法およびシステムを提供するこ
と。 【解決手段】 少なくとも１つの透視図の第１のものに
対応するライブの蛍光ビデオ信号から、少なくとも１つ
の作業画像を生成すること、肉体システムデータを獲得
して、その肉体システムデータが少なくとも１つの作業
画像で整合されること、外科手術処置手順に関する追加
データから、少なくとも１つの事象を検出し、この追加
データを少なくとも１つの作業画像へと融合すること、
生成した少なくとも１つの作業画像をライブの蛍光ビデ
オ信号と結合し、複数の出力の第１のものを形成し、こ
の第１の出力をビデオ信号とすること、および、表示シ
ステムに第１の出力を供与し、この表示システムでは、
第１の出力は、少なくとも１つのビデオ表示装置上に描
出可能であることを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】本願は、１９９８年６月４日に出願した、
「コンピュータ基盤のX線透視検査視認処理を利用した
心筋血管再生のための拡張作動式視認処理（Enhanced V
iewing for Myocardial Revascularization Using Comp
uter Based Fluoro-scopy Viewing）」と題する、米国
予備出願第６０／０８８，０１８号 の、35 U.S.C.§11
9(e)に基づく国内優先権の利益を請求する、１９９９年
６月４日に出願した、「X線透視検査トラッキング処理
による拡張作動式の心室内カテーテルシステム（Fluoro
scopic Tracking Enhanced Intraventricular Catheter
System）」と題する、米国特許出願連続番号第０９／
３２６，１２８号の部分継続出願である。

【発明の属する技術分野】本発明は、心臓外科手術用の
X線透視検査機器を用いた機材をコンピュータ基盤で視
認する分野に関するものであり、より特定すると、心筋
血管再生用の各種装置を視認することに関連する。

【０００２】

【従来の技術】心臓病は重大な健康上の問題であり、実
質的な医療研究の課題であった。バイパス外科手術は既
に常識となっているが、かかる外科手術は、各閉塞症の
性質のせいか、または、患者の肉体状況のせいか、いず
れかの理由で、多くの患者に利用可能とならないことが
ある。かかる症例を治療するための１つの見込みのある
代替技術は、経心筋血管再生術（TMR）として周知であ
る。この技術は、「手術による心臓への新血液供給法開
発（The Development of a New Blood Supply tothe He
art by Operation）」、外科手術年報（Annuals of Sur
gery）102巻5号（11/35）801頁から813頁における、C.
Beck博士の著作と同時期のものと考えられていたが、こ
の方法は、「心臓胸郭外科手術におけるレーザ（Lasers
in Cardiothoracic Surgery）」、汎用外科手術におけ
るレーザ（Lasers Iin General Surgery）、Williams a
nd Williams １９８９年刊、216頁から223頁にその一例
を見る、M. Mirhoseini博士およびM. Cayton博士の著作
に至って初めて、広範に研究された。

【０００３】介入する心臓病専門医が使用する心筋血管
再生システムとしては、カテーテルである、経皮的心筋
内冠動脈血行再建術（PMR）機器と、左心室内部から心
筋層内へと部分的にチャネルを形成する、組織除去エネ
ルギー輸送システムとが、挙げられる。PMR処置手順に
おいて、介入する心臓病専門医は、鼡径部の大腿動脈に
挿入され、かつ、大動脈弓を通して心臓の左心室内へと
前進させられる、内部光ファイバを備えたカテーテルを
用いて、心臓カテーテル挿入処置手順を実施する。心室
に入ってしまうと、カテーテルは心内膜に誘導される
が、そこでは、装置が心内膜と心筋層の一部とを貫通す
る経路を設ける。

【０００４】PMR処置手順は一般に、機械的切断装置ま
たは他の好適なエネルギー輸送装置を誘導する把持式装
置を使用することを、医者に要求する。たとえば、エネ
ルギー輸送装置は、中でレーザエネルギーの方向付けを
行う１個以上の光ファイバを有するレーザエネルギー装
置を備え得る。機械的エネルギー、レーザエネルギー、
または、他の好適なエネルギーが、装置の末梢端の直ぐ
正面の心筋組織を切除または気化する。更に、心筋組織
内部のエネルギー輸送装置の透過深さを変化させること
が、可能である。臨床試験の実施証明するところでは、
心室と全面的に導通する血行再建チャネル／経路は、心
筋の血行再建を促進する。

【０００５】Gibaらに付与された、「操舵自在カテーテ
ル（Steerable Catheter）」という名称の、１９９７年
４月４日出願、１９９９年３月２日公布の、米国特許第
５，８７６，３７３号と、「先端整列表面接触検出装置
を備えた操舵自在カテーテル（Steerable Catheter wit
h Tip Alignment and Surface Contact Detector）」と
いう名称の、１９９９年３月３１日公開の、EPO公開番
号第EP ０ ８６８ ９２３ A２号とは、それらの全体
が、本明細書中に引例として援用されている。上記応用
例は、特にPMR用途に適合する、操舵自在カテーテル
と、その使用方法とを教示している。これらカテーテル
の末梢部は屈折可能である。それゆえ、PMR処置手順期
間中の左心室内部などでのカテーテルの回転は、心室内
部の本質的にどのような表面領域の治療をも許容する。
カテーテルは、カテーテルの末梢部とその内部に配置さ
れた機能装置との間の位置決めを維持するための、相対
的運動補償機構を有している。カテーテルの屈曲可能部
は変形不能である。

【０００６】PMRについてのカテーテル構築の別なアプ
ローチは、１９９６年５月９日にKestenらにより出願さ
れた、国際出願番号第PCT／ＵＳ９６／０６７００号に
ついての、「心臓組織を治療または診断するためのシス
テム（System for Treating orDiagnosing Heart Tissu
e）」という名称の国際公開番号第WO ９６／３５４６９
号に記載されており、また、Javierらにより１９９８年
３月６日に出願された、国際出願番号第PCT／ＵＳ９８
／０４４８４号についての、「異なる可撓性の３セクシ
ョンを備えるカテーテル（Catheter with Three Sectio
ns of Different Flexibilities）」という名称の国際
公開番号第WO ９８／３９０４５号は、また、それらの
全体が、本明細書中に引例として援用されている。上記
各システムでは、整列カテーテルは、左心室の長軸線に
沿って伸張するような形状にされているが、左心室内部
で多様かつ所定の個々の点まで、レーザカテーテルを誘
導する。管腔内カテーテルは、心腔などの患者の肉体領
域内部に治療装置または診断装置を位置決めするため
の、基部シャフトセクション、中間シャフトセクショ
ン、および、末梢シャフトセクションを備える、長手の
管状シャフトを有している。中間シャフトセクション
は、基部シャフトセクションまたは末梢シャフトセクシ
ョンよりも大きな可撓性を有しており、かつ、好ましく
は、患者の大動脈弓の曲率を容易に呈するのに十分な、
また、カテーテルの末梢端と、患者の肉体領域を規定す
る組織との間の接触の力を低減することにより、カテー
テルの回転への抑制を低減するのに十分な、可撓性を備
えている。可撓性中間シャフトセクションは、大動脈弓
の重要な部分を占有する長さを備えているのが好まし
く、かつ、カテーテルの全長は、患者から外へ延びるカ
テーテル基端と、患者の左心室に隣接する、少なくとも
大動脈管路内へ延びる末梢端とを有するのに十分である
のが、好ましい。或る実施例では、誘導カテーテルまた
は第１輸送カテーテルの末梢セクションには、2重屈曲
部、または、それ以外の所定の幾何学的形状と寸法が設
けられていて、左心室の心内膜表面へのレーザ輸送装
置、または、それ以外のエネルギー輸送装置による垂直
方向接近を容易にする。

【０００７】Ｘ線透視検査はＰＭＲ処置手順期間中に使
用されて、心臓内部にエネルギー輸送装置の末梢先端を
配置し、適切なチャネル形成を確実に行うと共に、心臓
の心筋組織の過剰な透過を防止する。典型例として、コ
ントラストを設けて、Ｘ線透視検査画像を向上させるよ
うに、染料が心臓心腔に注入される。Ｘ線透視検査の採
用に関与する問題点が存在する。この染料は、通常は、
ＰＭＲ処置手順の血行再建チャネルおよび／または管路
が全て作られる前に、散逸してしまっている。更に、最
新のＸ線透視検査結象システムは２次元画像形成システ
ムであるので、ＰＭＲ処置手順期間中は、心臓病専門医
は心臓の２つの互いに直交する平面画像を継続的に監視
して、３次元透視法でエネルギー輸送装置の末梢先端位
置を、より正確に判定しなければならない。

【０００８】これに加えて、この処置手順期間に先に作
られたチャネルをトラッキングすることは、これら先に
作られたチャネルの位置をスクリーンが容易には示し得
ないので、また別な問題点となる。追加放射または過剰
放射を利用して、エネルギー輸送装置の末梢先端をトラ
ッキングする補佐をすること、または、Ｘ線透視検査シ
ステムを利用しながら、先に作ったチャネルをトラッキ
ングする補佐をすることは、患者と手術室人員を有害放
射線に晒す。

【０００９】Chiuに付与した、「X線透視検査処置手順
期間にカテーテルプローブをトラッキングする方法（Me
thod for Tracking a Catheter Probe during a Fluoro
scopic Procedure）」という名称の米国特許第５，３６
９，６７８号は、経皮的介入処置手順について、バルー
ン血管形成術またはレーザアブレーションの期間中に、
体内のカテーテルの位置を監視するためのX線透視検査
システムを教示している。Chiuは、中心領域に最大限の
X線線量を閉じ込めるディジタル画像形成処理技術を利
用して、コンピュータ画像形成拡張により、周辺領域に
おける低減したX線線量を補償しながら、X線透視検査画
像からカテーテル先端位置を判定する方法を教示しては
いるが、PMR、および、その他の心臓内カテーテル基盤
の処置手順における誘導用および視覚マーキング用のX
線透視検査の採用に目下関与している問題点を解決して
はいない。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】PMR処置手順期間中に
心臓病専門医を補佐するために、処理システム、ビデオ
捕捉、画像表示と画像操作、および、X線透視検査装置
からの角フィードバックの一体型ハードウエアを使用す
る装置および方法を提供することが、望ましい。PMR、
および、それ以外の心臓内カテーテル基盤の処置手順に
おける誘導用および視覚マーキング用のX線透視検査の
採用に関与する問題点を解決する装置および方法の更な
る必要が、存在する。更に、心筋血管再生期間中にチャ
ネルを形成するように、かかるカテーテルを位置決め
し、かつ、左心室内部の厳密な位置を査定するという複
雑さを低減する必要が、存在する。

【００１１】

【課題を解決するための手段】外科手術処置手順を実施
するには、人間の体内に入って中を移動する外科手術装
置を使用する場合は、所望の治療の適用期間中に、末梢
部の適切な設置を確実にするように、外科手術装置の末
梢部の位置と配向とを確認する必要が生じることが多
い。本発明は、人間体内における外科手術装置のトラッ
キングに関与する。多様な入力機器が、外科手術装置に
関する位置情報および配向情報を提供し、かつ、この情
報を、或るアルゴリズムの使用により、これら情報を翻
訳する処理装置へと伝送する。上記情報は、次いで、外
科手術装置の位置および配向を記述する、少なくとも１
つの出力を生成するための基準として使用するために獲
得した追加データと、融合される。

【００１２】それゆえ、本発明の第１の目的は、現在の
手動チャネルマッピング技術を、向上した精度を備える
コンピュータ制御のビデオ基盤マッピング技術に取り換
えることである。

【００１３】本発明の更なる目的は、Ｘ線透視検査関連
のＰＭＲ処置手順が付加的視覚化能力または付加的視覚
化手段に依存する程度を減じ、上記処置手順の大部分を
一貫して、ユーザが、主として単一平面投影図に維持で
きるようにすることである。

【００１４】本発明の別な目的は、異なるソースからデ
ータを収集してから、収集データを共通の基準点と相関
関連付けて、相関関係にあるデータから多様な出力を生
成することにより、心臓の左心室内部の外科手術装置の
より正確な描写を提供することである。

【００１５】本発明のまた別な目的は、外科手術処置手
順期間中に認知されたデータの複雑な解釈を医者が実施
する負担を軽減するためのシステムを提供することであ
る。

【００１６】本発明の更に別な目的は、外科手術処置手
順の描写を医者が作成または指令できるようにし、その
外科手術処置手順の一部として特定作業の期間中に医者
を支援するシステムを提供することである。

【００１７】本発明の別な目的は、外科手術処置手順の
期間中に標的組織領域における外科手術装置の設置につ
いて医者を支援し、医者がライブＸ線画像で外科手術装
置の描写を視認できるようにすることである。

【００１８】本発明のまた別な目的は、外科手術処置手
順期間中に標的組織領域における外科手術装置の設置に
ついて医者を支援することであり、この支援は、或る描
写で標的組織場所の位置を記述した、医者からの最初入
力に基づき、別な一般化した描写で標的組織場所を最終
表示するにあたり、提供される。

【００１９】本発明の、多数の上記以外の利点および特
徴が、本発明の下記の詳細な説明および本発明の実施例
から、また、特許請求の範囲から、更に、添付の図面か
ら容易に明白となるだろう。

【発明実施の形態】

【００２０】本発明の多数の好ましい実施態様が本明細
書中に提示されているが、各実施例の多数の個別的要素
および機能的局面は類似しているものと、理解される。
それゆえ、類似機能または同一機能を有する、本明細書
中に開示された多数の装置の各構造的要素は、互いに関
連する同一参照番号を有し得るものと、理解される。

【００２１】それに加えて、以下の論説は、ＰＭＲ処置
手順を特に対象としているが、肉体内部、または、標的
組織場所の付近、もしくは、その内部における位置及び
配向を含め、外科手術装置のトラッキング処理に関与す
るどのような外科手術処置手順にも適用されるものと、
一般的に理解するべきである。

【００２２】ＰＭＲ処置手順ここで図１、図２Ａ、図２
Ｂ、図３Ａ、図４Ａ、図６、図７、および、図８を参照
すると、本発明に従って実施されたＰＭＲ処置手順がよ
り容易に理解可能となる。血行再建チャネルは、心臓の
左心室内部の特定の標的組織場所にエネルギーを付与
し、その場所においてアブレーション処理を行う、また
は、他の方法で傷を生じるエネルギー輸送システムを用
いて、形成される。エネルギーは、患者の肉体の外部の
点から、標的組織場所まで、エネルギー輸送装置により
伝達される。かかるエネルギー輸送システムとしては、
下記のエネルギー源のうちの１つを単独使用する、また
は、１つ以上のエネルギー源を組み合わせて使用するも
のが挙げられるが、それらに限定されない。すなわち、
レーザシステム、高周波（ＲＦ）システム、超音響シス
テム、流体システム、熱システム、穿孔加工（ピアシン
グ）、芯抜き加工（コアリング）を含む機械システム、
並進運動または回転運動などを必要とする上記以外のシ
ステム、または、エネルギー源を組み入れて、エネルギ
ー輸送装置を介して標的組織までエネルギーを伝達する
上記以外のシステムが挙げられる。エネルギー輸送装置
の特定の構成は、伝達されるエネルギーで決まる。

【００２３】本発明は、他の医学的治療、または、１種
以上の機能的装置を含む追加機材と関与するエネルギー
輸送装置と関連して使用し得るものとも、思量される。
例えば、エネルギー輸送装置は、エネルギー輸送に関連
した輸送服用量のタイミングおよび体積などの薬物輸送
の動作局面が、システムを処理することにより制御され
る、本明細書中に記載される発明に従った薬物輸送装置
を備えていてもよい。この薬物輸送装置としては、具体
例にすぎないが、「心腔のための輸送カテーテルシステ
ム（Delivery Catheter System for Heart Chamber）」
という名称の、１９９９年１０月７日に公開された国際
公開番号第ＷＯ ９９／４９７７３号、「レーザ支援式
薬物輸送（Laser Assisted Drug Delivery）」という名
称の、１９９６年１２月１７日出願、１９９９年１２月
７日公布の米国特許第５，９９９，６７８号、および、
「レーザ支援式薬物輸送（Laser Assisted Drug Delive
ry）」という名称の、１９９６年１２月２７日出願、１
９９９年７月２０日公布の米国特許第５，９２５，０１
２号に開示されているものが挙がられるが、３件全てが
本明細書中で引例として援用されている。

【００２４】図４Aを特に参照すると、本発明に従って
使用し得る、１タイプのエネルギー輸送装置が、レーザ
カテーテル５００の形式で図示されている。カテーテル
５００は、Kestenらが教示したような同軸カテーテルシ
ステムであり（国際出願PCT／ＵＳ９６／０６７００
号）、整列カテーテル５０２と、事前形成した末梢先端
部５０６を有するレーザカテーテル５０４とを含んでい
る。レーザカテーテル５０４は、整列カテーテル５０２
内部に、回転自在に、かつ、滑動自在に配置される。少
なくとも１個の光ファイバ５０８は、末梢先端部５０６
の開口部においてカテーテル５０４を出て、レーザカテ
ーテル５０４内部に、回転自在に、かつ、滑動自在に配
置される。レンズ部５１０は、標的組織場所に向けてレ
ーザエネルギーを合焦させる光ファイバまたはファイバ
束５０８の末梢先端部に作動可能に装着されている。レ
ンズ部５１０には、シリンダ状放射線不透過性マーカー
５１２が付着されている。以下により詳細に論じるよう
に、カテーテル５００に付着した追加マーカーが使用さ
れて、心臓の心腔内部でカテーテル５００の位置および
配向をより良好に判定する補佐を行うようにしても良
い。

【００２５】ＰＭＲ処置手順期間中は、カテーテル５０
０は、例えば、鼡径部における大腿動脈に挿入され、心
臓に向けて血管を通して前進させられるが、この時、カ
テーテル５００の末梢部は、大動脈弓を経由して、心臓
の左心室内へと通過する。心室において、カテーテル５
００の末梢先端部５１０がエネルギー源から標的組織ま
でエネルギーを伝達する心内膜へと、カテーテル５００
が誘導されてしまうと、伝達エネルギーは、心内膜と心
筋層の一部とを貫通する経路を作成する。図６は、ＰＭ
Ｒ処置手順の期間中に使用されているカテーテル５００
を描写し、達成可能な角度の組み合わせの小さい表示
が、特定標的組織場所への略直交方向の接近を提供する
ことを図示している。

【００２６】カテーテル５００が心臓の左心室に向けて
前進し、次いで、その内部で前進し、標的組織場所へ向
けられると、放射線不透過性マーカーが、Ｘ線透視検査
システム１１８のビデオ表示装置１１６上で視認可能と
なる。ビデオ表示装置１１６上のライブＸ線画像は、医
者が、標的組織場所に向けてカテーテル５００を前進ま
たは通過させる支援は元より、標的組織場所に末梢先端
部５１０を位置決めする支援を行う。

【００２７】図４Ｅを参照すると、別なエネルギー輸送
装置、すなわち、カテーテル４００が図示されている。
カテーテル４００は主要シャフト部４０２と、カテーテ
ル５００のマーカー５１２に類似する末梢先端部放射線
不透過性マーカー４１２を備える末梢端４１０とを有し
ている。カテーテル４００はまた、主要シャフト４０２
の末梢端とマーカー４１２とにより規定されたカテーテ
ル４００の末梢部４１６に沿って互いから所定距離の間
隔を設けた、複数の薄い円形マーカー４１４を備えてい
る。カテーテル４００の末梢部４１６はまた、末梢部を
偏向させる偏向機構を備えており、末梢端４１０の開口
部の中心軸線と主要シャフト４０２の中心軸線とは、こ
の場合はシャフト４０２が最基部寄りマーカー４１４と
界面を設けているが、各中心軸線の間で或る角度を形成
している。代替例として、図４Ｇに示すように、マーカ
ー４１４Ａは、マーカー４１２と類似の寸法を有すると
同時に、各マーカー４１４Ａが互いから所定距離に在る
ように、構成可能である。

【００２８】議論のために、エネルギー輸送装置３００
は、少なくとも１個の放射線不透過性マーカーと少なく
とも１個の管腔とを備えた末梢先端部３１０の共通属性
を有している、どのようなエネルギー輸送装置であって
も良い。従って、エネルギー輸送装置３００は、カテー
テル４００、カテーテル５００、または、外科手術処置
手順の期間中に外科手術機材として使用する、または、
そのような機材と組み合わせた、形状が類似し、かつ、
この直前に説明したような装置３００に類似する構造を
有する別な装置であっても良い。

【００２９】ここで図１を特に参照すれば、大腿動脈か
ら左心室へのエネルギー輸送装置の誘導は、より良く理
解できる。破線で図示するＸ線透視検査システム１１８
は、Ｘ線透視検査器１１０と、少なくとも１個のビデオ
表示装置１６とを含んでいる。Ｘ線透視検査器１１０は
当該技術公知の装置であって、角度センサー１１２およ
び蛍光ビデオ源１１４を含んでいる。

【００３０】別な各システムにおけるように、Ｘ線透視
検査器１１０は、Ｘ線源、および、それと対向する画像
検出装置（図示せず）を更に含んでいる。使用期間中
は、被写体は、Ｘ線源と画像検出装置の間に設置される
のが、典型的である。Ｘ線源が活性化した後、画像検出
装置が検出したＸ線は、後でビデオ信号にコード化され
る画像を規定する。コード化ビデオ信号が、次いで、蛍
光ビデオ源１１４の一部として、X線透視検査器１１０
により出力として提供される。PMR処置手順期間中は、X
線源と、それと対向する画像検出装置とは、異なる遠近
法から被写体の図を提供するように移動するが、各遠近
法は、被写体に関連する特定配向を有する平面により、
規定される。X線透視検査器１１０は単一平面ユニット
であっても、または、立体平面（２平面）ユニットであ
っても良く、単一平面ユニットは、単一配向平面に関連
する単一画像を提示し得るが、立体平面（２平面）ユニ
ットは、２つの別個の画像を同時に提示可能で、各画像
は、別個の配向平面に呼応する。蛍光ビデオ源１１４か
らの、ビデオ表示装置１１６上に表示されるべきビデオ
信号は、ビデオ信号が被写体の実時間図を表示するの
で、ライブ蛍光と称されるのが、典型的である。

【００３１】立体平面X線透視検査器１１０を使用した
場合には、X線透視検査システム１１８が第２のビデオ
表示装置１１６ａ（図示せず）を含み得るのは明白に違
いないが、この場合、被写体の第１配向平面に対応する
第１画像は、第１ビデオ表示装置上に表示され、被写体
の第２配向平面に対応する第２画像は、第２ビデオ表示
装置上に表示される。代替例として、ビデオ表示装置１
１６が十分な寸法である場合は、両方の画像は単一ビデ
オ表示装置１１６上に表示され得る。

【００３２】「放射線不透過性マーカーを備えた体内装
置（Intracorporeal Device with Radiopaque Marke
r）」という名称の、１９９８年６月３０日にRosenthal
らが出願した米国特許出願第０９／１０７，８４３号
は、その全体が、本明細書中に引例として援用されてい
る。上記出願は、本願発明と互換性のあるエネルギー輸
送装置を、少なくとも１つの非対称放射線不透過性マー
カーがその末梢端上またはその末梢端内部に配置された
長手のシャフトを備えたカテーテルの形態で、教示して
いる。放射線不透過性マーカーは、ユーザが、X線透視
検査システムを利用した装置の末梢端の配向を識別でき
るようにする。

【００３３】ここで図２Aおよび図３を参照すると、心
臓の左心室の一般的構造の幾何学的描写が、左心室平面
表面と関連する冠状血管を概括的に表示した状態で、図
示されている。例えば、前面平面表面は、左前面下行
（LAD）冠動脈が概括的に規定している。図３Aに示すよ
うに、LAD冠動脈は前面表面を概括的に規定し、その最
末梢端においては、左心室の頂端面表面を規定するが、
右冠動脈（RCA）のPDAは、左心室の下面表面を規定す
る。図３Bに示すように、右冠動脈（RCA）と、左冠動脈
の回旋動脈（CFX）とは、心臓の中隔表面と側面方向表
面とを、それぞれ、規定する。

【００３４】右冠動脈（RCA）の背面下行動脈（PDA)も
図示されている。図２Bおよび図２Cは、図２Aの心臓の
左心室内部のエネルギー輸送装置の、それぞれ、代表的
な、右前面斜面（RAO）図および左前面斜面（LAO）図で
ある。

【００３５】図２Bおよび図２Cの各図は、それぞれに、
RAO図およびLAO図と称するが、より特定すると、図２B
の図は、同図が垂直方向から３０゜に在るので、RAO-３
０と称し、図２Cの図は、同図が垂直方向から６０゜に
在るので、LAO-６０と称する。簡略化のために、今後
は、別途言明が無い限り、RAOはRAO-３０に言及し、LAO
はLAO-６０に言及しているものとする。

【００３６】図２Aおよび図２Bに例示するように、RAO
図は、心室間平面と一般に称する左心室の長軸線に、略
平行である。図２Aおよび図２Cに示すように、LAO図
は、房室平面と一般に称する左心室の短軸線に、略平行
である。図３Aおよび図３Bについても参照すると、心室
間平面および房室平面と左心室の心臓血管との間の関係
が、より良好に理解できる。図３Aは、心室間平面に略
平行であり、従って、房室平面に直交する、代表的RAO
図である。ここで図７および図８を参照すると、２つの
例示的血行再建チャネル作成技術が示されている。図７
は、チャネルがカテーテル５００に類似するエネルギー
輸送装置を使用して形成された、心臓のRAO図を概括的
に描写している。心臓の頂端面付近に一層近い点から始
まって、第１のチャネル１は、図７Aに示すように設け
られる。次いで、レーザカテーテル５０４は後退し、第
２のチャネル２が図７Bに示すように形成される。この
工程は、図７Cのチャネル３および図７Dのチャネル４を
それぞれに設けるように、反復される。

【００３７】図８は、カテーテル５００の特性を利用し
た第２の処置手順を描写している。第１のチャネル１が
図８Aに示すように設けられた後で、レーザカテーテル
５０４は整列カテーテル５０２の内部で回転し、図８B
に示すように、新たな標的組織場所２に末梢先端５１０
を整復する。チャネル２が設けられた後で、レーザカテ
ーテルは再度回転して、末梢先端５１０を整復し、第３
のチャネル３が図８Cに示すように設けられる。

【００３８】

【実施例】拡張作動式トラッキングシステムの一般的実
施態様 一般に、本発明は、エネルギー輸送装置などの外科手術
装置の相対的位置および配向の表示出力を、PMR処置手
順などの外科手術処置手順の期間中に、その周囲環境お
よび獲得した他のデータに関連して、トラッキングし、
かつ、提供するための処理システムの用途に関与する。
外科手術装置のトラッキングは、外科手術装置の位置お
よび配向に関して、外科手術処置手順期間中に発生した
事象を医者が連携させ得るようにするからという理由
で、重要である。例えば、PMR処置手順期間中、エネル
ギー輸送装置の末梢先端部のトラッキングは、作成した
血行再建チャネルのマッピングを可能にし、かかるチャ
ネルが特定の標的組織場所において正確に設けられ、か
つ、所定の距離に分離させられることを、確実にする。

【００３９】これに加えて、本発明によれば、トラッキ
ングは、処理システムが実行したアルゴリズムにより少
なくとも部分的に作成された表示から、標的組織場所を
医者が初期的に選択できるようにし、次いで、エネルギ
ー輸送装置の末梢先端部を医者が選択した標的組織場所
まで操縦して、同末梢先端部を選択した標的組織場所と
整列させ得るようにする。

【００４０】本発明に従って使用されるエネルギー輸送
装置は、特殊設計し、かつ、公知の構成でエネルギー輸
送装置に設置した１個以上のセンサーを受容するように
している。本明細書中で採用したようなセンサーという
用語は、能動的にか、または、受動的にのいずれかの態
様で、信号すなわち刺激を受信し、かつ、それに応答す
る装置を意味することを意図している。放射線不透過性
マーカーは、X線透視検査システムと共に使用した場合
は、本明細書中で使用されるようなセンサーの定義の範
疇に入るものと見なす。これに加えて、磁石などの受動
装置と、加速度計などの変換装置と、圧力検知装置と、
超音響装置も、また、本明細書中で使用されるようなセ
ンサーという語の範囲に入るものと見なす。

【００４１】この直前に述べたように、上記センサー
は、能動装置であってもよいし、また、受動装置であっ
てもよい。例えば、上述のように、１つのかかるセンサ
ーは、特殊設計の放射線不透過性マーカーであってもよ
く、X線透視検査システムからのX線を受けると、X線を
吸収してマーカーとその周囲環境との間にコントラスト
を設け、関与する蛍光表示装置上に表示されると、マー
カー構造が視認可能となることを可能にする。次に、こ
れらマーカーは分析されて、マーカーが付着したエネル
ギー輸送装置の位置および配向を判定可能にする。

【００４２】放射線不透過性マーカーがカテーテル先端
で使用されて、縦横透視図を許容するのが好ましいが、
どのような特殊設計の放射線不透過性マーカーも、マー
カーを規定する特殊寸法が処理システムに提供されてい
る限りは、好ましくない。他方で、特的設計のマーカー
の縦横は、１対の垂直方向図から既に得られているかも
しれない情報のうちの幾らか、または、その全部を１つ
の図から得ることを目標とする。これは、１つのX線透
視検査投影図から視認した場合に、エネルギー輸送装置
の末梢先端部の位置および配向に関する追加情報を提示
するように設計された放射線不透過性の各要素をまず使
用することにより、次に、以下により詳細に論じるよう
に、処理システムが獲得または生成した追加情報と、か
かる放射線不透過性要素を組み合わせることにより、達
成される。

【００４３】磁石は、本発明に従って使用され得る受動
センサーの、別な具体例である。対比すると、センサー
は、信号を受信したのに応答して、または、信号を要素
の方向に方向付けたのに応答して信号を送信する能動装
置であってもよい。

【００４４】多様な入力機器が使用されて、各要素をト
ラッキングすると同時に、幾つかの異なるフォーマット
のうちの１つのフォーマットの位置および配向データを
処理システムに供与する。このデータは処理システムが
処理し、外科手術処置手順を実施中の医者に一層利用可
能な形式で供与される。出力フォーマットとしては、チ
ャネル構造の２次元および３次元出力描写と、描写中の
エネルギー輸送装置を示す、心室の異なる図のコンピュ
ータ生成グラフィックス表示とが挙げられるが、その両
方ともに、ライブのX線透視検査画像と組み合わさった
ビデオオーバーレイとして、または、X線透視検査画像
に極めて近接した状態の分離画像として、処置手順を実
施中の医者が見るとおりの、ライブのX線透視検査画像
が組み入れ可能であり、医者が自分の視野で両方を容易
に視認できるようにしている。

【００４５】ここで図１を参照すると、本発明に従った
拡張作動式トラッキングシステムの一般的実施態様が、
より容易に理解可能である。拡張作動式トラッキングシ
ステム１００は、入力機器１０８、中央処理装置（ＣＰ
Ｕ）１０２、および、ビデオ表示システム１０６を含ん
でいる。PMR処理手順期間中に医者を支援するために、X
線透視検査システム１１８が、最初に上述したように、
利用されるのが典型的である。

【００４６】入力機器１０８は、外科手術処置手順期間
中に、エネルギー輸送装置の位置および配向に関して、
未加工データをＣＰＵ１０２に与える。未加工データ
は、獲得した追加データと一緒に、情報をＣＰＵ１０２
に与えて、先により詳細に記載したように、少なくとも
１つのシステム出力を生成させる。未加工データは、Ｃ
ＰＵ１０２のデータ獲得システムに言及しながらここに
記載するどのような信号の形態を呈していてもよい。入
力機器１０８は単独で、または、他の装置と組み合わせ
て作動して、ＣＰＵ１０２にシステム出力を生成するた
めの必要情報を提供し得る。それゆえ、X線透視検査シ
ステム１１８、１個以上の入力装置１０４、または、こ
れら２種の組み合わせは、本発明に従って使用する入力
機器１０８であると思量してもよい。具体例としての
み、入力機器１０８は、少なくとも１つのセンサーが装
着された外科手術装置を描写する、X線透視検査器が提
供するライブの蛍光ビデオ信号と、１個以上の入力装置
１０４と組み合わさった、直前に記載したような、ライ
ブの蛍光ビデオ信号と、外科手術装置に配置した１個以
上の磁気センサーが生成する磁界を利用したシステム
と、外科手術装置の位置および配向情報を提供可能な他
のシステム、または、上記各具体例の位置の組み合わせ
とを含む、これらに限定されない。

【００４７】ＣＰＵ１０２は、ここに記載した各工程を
所定の時間制限内に実施可能にするような、十分な効率
のマイクロプロセッサと、プログラムおよび獲得データ
の一時的記憶に十分なサイズのメモリモジュールと、プ
ログラムおよび獲得データの一時的不揮発性記憶用の記
憶装置（図示せず）とを有する、プログラミング可能計
算装置であり得る。ＣＰＵ１０２は、例えば、パーソナ
ルコンピュータシステムまたはコンピュータワークステ
ーションであり得るが、ここに記載したような機能性を
提供可能である。不揮発性記憶用記憶装置としては、1
個以上のハードディスクか、または、持ち運びがより自
在な記憶媒体を挙げることができる。

【００４８】ＣＰＵ１０２は、多様な入力信号を受信可
能で、かつ、かかる信号を、ＣＰＵ１０２による分析に
ついてより一層の互換性を有する形式に変換可能であ
る、データ獲得システム（図示せず）を更に含んでい
る。このような受信信号としては、ある種のビデオ信号
または他の可変電圧信号などのアナログ信号、バイナリ
入力として扱われるスイッチなどのディジタル信号、ま
たは、電流もしくは電圧として説明し得る他の信号が挙
げられる。例えば、信号源は、或る現象を測定する変換
装置であり得るが、獲得システムに供与した条件付き信
号は、測定した単位現象に比例する電圧であり得る。心
電図（ECG）の波形、または、患者の呼吸サイクルを表
示する発振信号は、かかる各信号の２つの具体例であ
る。

【００４９】ＣＰＵ１０２は、そのデータ獲得システム
の一部として、少なくとも１つの、好ましくは２つの、
ビデオフレームグラブ装置（グラバー）を含んでいる。
フレームグラブ装置は、標準ＮＴＳＣ信号またはＰＡＬ
信号などの公知の形態のビデオ信号を継続的に受信し、
指令に基づいて、受信中の目下のビデオフレームをディ
ジタル化する。これに加えて、ＣＰＵ１０２に供与した
ビデオ信号は、Ｘ線透視検査システム１１８が供与した
ディジタル信号であり得る。

【００５０】ＣＰＵ１０２が幾つかのフレームグラブ装
置を有し得て、各フレームグラブ装置がそれに対応する
ビデオ信号を入力として有し、従って、ＣＰＵ１０２が
幾つかのビデオ信号を同時に受信およびディジタル化で
きるようにしていることに注目することは、重要であ
る。ディジタル化ビデオフレーム（１個または複数個）
は、次に、分析のために記憶され、かつ／または、直ち
に表示され得る。それゆえ、フレームグラブ装置は、指
令に基づいて、ビデオのフレームを凍結するか、また
は、捕捉して、ディジタル化する能力を有しているの
で、ディジタル化フレームが時間と相関関係づけられ
て、複数のフレームグラブ装置からの各ディジタル化フ
レームは、丁度よい時に、一瞬の特定図を表示する。

【００５１】好ましい実施態様においては、以下により
十分に論じるように、フレームグラブ装置は追加入力端
を有しており、それらからビデオデータと相関関係が生
じる。従って、例えば、ビデオフレームがディジタル化
されると、現在の心臓サイクルデータと現在の呼吸サイ
クルデータなどの、患者に関する他の分かっているパラ
メータが獲得され、かつ、後の分析のためのフレームと
共に記憶可能となる。

【００５２】ＣＰＵ１０２はまた、外科手術処置手順期
間中に獲得したデータに応答して生成したビデオ信号
が、ライブの蛍光図などの他のビデオ信号と組み合わさ
れ得るように、ビデオ結合装置と、ビデオ表示システム
１０６に対するインターフェイスとして機能する、少な
くとも１つのビデオ出力ポートとを含んでいる。ビデオ
結合装置は、必要プロセッサ帯域が利用できる場合に、
ハードウエアまたはソフトウエアにより実行可能とな
る。表示システム１０６は少なくとも１つのビデオ表示
装置を含み、ＣＰＵ１０２のビデオ出力ポートからの出
力ビデオ信号を表示する。

【００５３】ＣＰＵ１０２のデータ獲得システムはま
た、少なくとも１つの入力装置１０４から入力信号を受
信する。入力装置１０４は、以下により詳細に説明する
ように、ＣＰＵ１０２にデータおよび／または他の事象
マーカーを提供し、これらから、エネルギー輸送装置に
より標的組織場所に送信されるエネルギー源の活性化な
どの、ビデオ信号またはディスクリート信号などの追加
獲得データとの相関関係が設定され得る。それゆえ、入
力装置１０４は、スイッチなどの好適な事象マーキング
装置であってもよいか、または、ポインティング装置か
ら受信した信号などの、実行中の外科手術処置手順に関
するアナログデータまたはディジタルデータを提供し得
るか、或いは、上記２機能の組み合わせであってもよ
い。本明細書中で熟考されているポインティング装置と
しては、コンピュータマウス、トラックボール、光ペ
ン、キーボード、または、少なくとも２次元空間におけ
る１点を規定し得て、単独で作動するか、または、ビデ
オ表示装置などの別な構造と組み合わさった、上記以外
の装置が挙げられるが、これらに限定されない。代替案
として、入力装置１０４は、ＣＰＵ１０２が獲得する信
号源であると共に、以下により詳細に記載するように、
次いで更なるデータ分析の基準を提供する事象を規定す
るスイッチであり得る。

【００５４】少なくとも１つの入力機器１０８および少
なくとも１つの入力装置１０４により外科手術処置手順
期間中に提供される入力データであって、それらの各々
が外科手術処置手順の各事象を規定しもし得る、そのよ
うな入力データに基づいて、ＣＰＵ１０２は獲得した事
象を参照しながらデータを処理し、かつ、処置手順期間
中に実時間で、または、近実時間で事象に応答して所望
の情報を表示可能である。表示した情報は、ビデオ表示
システム１０６の一部としての１個以上のビデオ表示装
置上に表示可能であり、かつ／または、以下に論じるよ
うに、１個以上のライブの蛍光ビデオ表示装置上に表示
可能である。

【００５５】外科手術処置手順を実施する医者は、次
に、この表示情報を使用して、進行状態をトラッキング
し、外科手術処置手順期間中に利用した外科手術機器を
より正確に位置決めする。例えば、ＰＭＲ処置手順期間
中は、以下に十分に論じるように、医者が作成した血行
再建チャネルは効率的な態様でトラッキングおよびマッ
ピングして、各チャネルを左心室内部の所望の位置にお
いて、かつ、互いから所定の距離に作成する点について
或るレベルの確実さを医者に提供し得る。更に、表示し
た情報は実時間で使用して、所望の標的組織場所におけ
るエネルギー輸送装置の末梢先端部の設置にあたり、医
者の支援を行い得る。

【００５６】ＰＭＲ処置手順を実施する前に、ＣＰＵ１
０２は心室造影像すなわちＶ−グラムと称することがあ
る、左心室の２つの虚像２次元描写を獲得する。２次元
描写すなわち心室造影像（Ｖ−グラム）は２つの非平行
平面透視図から作成可能であるが、２次元描写はＲＡＯ
図およびＬＡＯ図から作成するのが好ましい。Ｘ線透視
検査器１１０の角度センサー１１２は、２つの平面透視
図の間の角度関係をＣＰＵ１０２に供与する。それゆ
え、角度関係が与えられると、各透視図の点対象は２
線、すなわち、第１平面透視図に垂直な第１線と、第２
平面透視図に垂直な第２線の交点と規定可能であること
を、明白にしておくべきである。

【００５７】放射線不透過性染料は、左心室に注入され
る。放射線不透過性染料はＸ線放射を吸収するので、染
料は、左心室の周囲組織と左心室心腔自体との間のコン
トラストを生じる。結果として生じるＸ線透視検査画像
は、ＣＰＵ１０２に与えて獲得される。本発明の好まし
い実施態様では、心臓壁や冠状血管などの、獲得した心
臓画像の主要な特性も、コンピュータマウスまたは光ペ
ンなどの入力装置１０４を用いて、輪郭が描かれる。次
いで、獲得した心室輪郭と、所望された場合は冠状血管
の輪郭は、対応するライブの蛍光表示装置上に重畳し
て、染料が散逸した後で、心室構造に関する情報を心臓
病専門医に提供する。

【００５８】より特定すると、RAO図が表示され、入力
装置１０４を使用した場合、心臓病専門医は、染料によ
り発生したコントラストにより規定されるような左心室
壁構造の輪郭を描くと同時に、左心室心腔のRAO図を規
定する。心臓病専門医は、染料が規定した心腔壁に沿っ
て幾つかの点を識別することにより、左心室壁の輪郭を
描く。上記各点は、染料と心臓組織により規定される端
縁まで入力装置１０４を操作することにより、かつ、コ
マンドをＣＰＵ１０２に送ってその点を獲得および規定
することにより、識別される。適切な数の点、典型例で
は１６個から２０個の点が規定されてしまうと、ＣＰＵ
１０２は指令により、挿間技術を利用して、個々の点を
平滑線と結合させ、ＲＡＯ図に関して良好に規定した左
心室心腔を生じる結果となる。同様の態様で、ＬＡＯ図
が表示された場合、上述の処置手順を再度実施して、Ｌ
ＡＯ図に関して左心室心腔を規定する。

【００５９】図２Ｂおよび図２Ｃに例示されたような輪
郭図ＲＡＯ−ＯおよびＬＡＯ−Ｏは、それぞれに、心臓
病専門医が供与した入力に基づきＣＰＵ１０２によって
処理されるような、具体的結果の図である。獲得してし
まうと、輪郭図は、外科手術処置手順期間中に、後の使
用のためにＣＰＵ１０２に記憶される。後でより詳細に
論じるように、上述の左心室の獲得した輪郭は、ＣＰＵ
１０２の結合装置により、ライブの蛍光ビデオ信号への
重畳として提供し得る。結合した画像は、次いで、ビデ
オ表示装置１１６に供与され、放射線不透過性染料が散
逸した後で、重畳によって、他の方法では不可視となる
構造的規定が供与されるようにする。第２のビデオ表示
装置１１６ａを利用した場合、ＲＡＯ図に対応する結合
画像はビデオ表示装置１１６上に表示可能であるが、Ｌ
ＡＯ図に対応する結合画像は、ビデオ表示装置１１６ａ
上に表示可能である。

【００６０】代替例として、十分な寸法のビデオ表示装
置１１６を用いた場合は、ＲＡＯ結合画像とＬＡＯ結合
画像の両方が、単一ビデオ表示装置１１６上に表示可能
である。更に、ライブの蛍光を結合画像とは分離して表
示するのが望ましい場合は、ライブの蛍光はビデオ表示
装置１１６および１１６ａ上に表示可能であり、結合画
像は、ビデオ表示システム１０６の一部として１個以上
のビデオ表示装置上に表示可能である。各モニター１１
６、１１６ａ、および、ビデオ表示システム１０６のビ
デオモニターは、適用可能であるならば、「最終画像保
留」機能を有しており、ユーザが、１個以上のビデオ画
像を同時に比較できるようにする。最終画像保留機能は
ＣＰＵ１０２によっても実行可能である。この後者の構
成において、両方の画像が視認用ビデオモニターに供与
した単一ビデオ信号の一部である場合は、ＣＰＵ１０２
は一方の画像を他方の画像に関して保留または凍結させ
得る。

【００６１】心室造影像に加えて、心臓血管に放射線不
透過性染料を注入することにより、血管造影図を実行可
能である。前述の輪郭結像技術を利用して、血管造影図
は心室の外側表面を査定するための使用可能であるが、
上述の獲得した心室造影像は内側表面の査定を提供し、
それゆえ、心臓壁厚さの査定を行い得る。単一平面デー
タしか収集されない場合は、その平面の心筋厚さが査定
可能となる。代替例として、データが複数図から収集さ
れる場合は（２平面Ｘ線透視検査システムまたは単一平
面Ｘ線透視検査システムのいずれかを利用して）、ＲＡ
Ｏ図およびＬＡＯ図など、２つの図に関する心筋厚さが
査定可能となる。

【００６２】以下により十分に論じるように、より好ま
しい実施態様では、心室造影像および血管造影図の輪郭
描出画像は、ＣＰＵ１０２によるビデオ信号ディジタル
化の使用とディジタル化信号の獲得とにより、得られ
る。放射線不透過性染料が左心室に注入された時に、心
室内部の染料と心室壁との間のコントラストが認知され
るように、ＣＰＵ１０２は、端縁検出アルゴリズムを利
用して、輪郭画像精細度を獲得する。手動で得た輪郭画
像に関して先に論じたように、蛍光ビデオにより獲得し
た輪郭画像は、外科手術処置手順の期間中に、後の利用
のために記憶される。

【００６３】ここで図１０を参照すると、本発明により
生成された出力描写が、より容易に理解可能となる。図
１０は、単一モニター上に表示されたような、トラッキ
ングシステムにより生成された幾つかの出力の代表的図
である。上述のように、出力描写が１つの表示装置上に
示されると、幾つかの表示装置１１６ａが使用されて、
出力情報を表示し得る。図１０Ａおよび図１０Ｂを特に
参照すると、ＲＡＯ結合図およびＬＡＯ結合図が示され
ている。外科手術処置手順の期間中は、上述のように、
ＣＰＵ１０２は、ライブの蛍光画像をディジタル化し、
作業画像を生じる結果となる。作業画像は、例えば、Ｒ
ＡＯ図またはＬＡＯ図などの、特定図に対応する各ビデ
オ入力について規定または作成される。本発明に従った
方法の期間中は、或るアルゴリズムがＣＰＵ１０２によ
り実行されて、エネルギー輸送装置（図示せず）の一部
の位置情報および配向情報の描写が、記憶済み輪郭画像
ＲＡＯ−ＯおよびＬＡＯ−Ｏ、および、図１０において
１および２として例示される標的組織場所などの、他の
情報と融合される結果となり、所望の治療の適用の場所
を対応する作業画像内へと規定する。これは一般に治療
マッピングと称し、より特定的には、チャネルマッピン
グと称する。次に、作業画像は、結合装置により対応図
のライブの蛍光ビデオ上に重畳され、かつ、表示され
る。輪郭図、すなわち、ＲＡＯ−ＯおよびＬＡＯ−Ｏ
は、前述のように得られた、代表的ＲＡＯ−３０および
ＬＡＯ−６０である。

【００６４】ＣＰＵ１０２により「＋」、「−」、
「Ｘ」、および、「Ｏ」という表象が使用されて、以下
により詳細に説明するように、現在の作業画像をライブ
の蛍光ビデオと整列させる。これは、Ｘ線透視検査シス
テム１１８に関する患者の回転運動を補償するのに、役
立つ。

【００６５】より好ましい実施態様において、ＬＡＯ図
はＣＰＵ１０２によりその全体が生成されると同時に、
単一平面Ｘ線透視検査器１１０のみが利用可能な場合に
は、より迅速な処置手順を許容する。

【００６６】ここで図１０Ｃおよび図２Ａを参照する
と、本発明により生成された別な出力が例示される。図
１０Ｃは、心臓の左心室の開いた２次元図を描写してい
るが、この場合、心臓の左心室の長軸線に沿った側面表
面の中心線は、左側にＢと標識を付した基底表面から始
まって、右側にＡと標識を付した頂端面表面まで通じ
る、図の中心線または中心軸線を規定している。この特
定出力は心臓のより単純な図を提供し、標的組織場所の
ライブの蛍光、または、他のより複雑な画像を解釈する
際に医者が費やす時間を低減する。

【００６７】図１０Ａおよび図１０Ｂの標的組織場所１
および２の描写と比較すると、図１０Ｃは、場所２より
も一層頂端に近く、一層低位に在る、場所１を例示して
いる。或る条件下では、標的組織場所は、特定図におい
て見かけ上は互いに重なり合っているかもしれない。こ
こで医者は各図を、この場合はＲＡＯ図とＬＡＯ図とを
継続的に走査して、各標的組織場所間の間隔を判定しな
けらばならない。比較すると、図１０Ｃの図のみが、治
療場所の適切な位置を確保するために必要となる。

【００６８】また、以下により詳細に説明するように、
入力装置１０４を用いた場合、医者は図１０Ｃの２次元
図内の場所を規定可能となり、ＣＰＵ１０２は、ライブ
の蛍光と結合する作業画像の一部として、標的組織場所
の近似を提供する。次に、医者はエネルギー輸送装置の
末梢先端を所望場所まで誘導し、所望の治療を適用し、
その場所が他の確立場所に関して所定の位置にあること
を確保できる。

【００６９】本発明に従った別な生成出力が図１０Ｄに
例示されている。図１０Ｄは、輪郭画像ＲＡＯ−Ｏおよ
びＬＡＯ−Ｏと規定済み標的組織場所とからＣＰＵ１０
２が作成した、左心室のワイヤフレーム描写を提示して
いる。輪郭図は、図３Ａおよび図３Ｂに例示され、か
つ、先に論じたように、心室間平面および房室平面を照
合している。

【００７０】図１０Ｄの３次元描写は、キーボードまた
はコンピュータマウスなどの入力装置１０４を介してＣ
ＰＵ１０２にコマンドを供与することにより、外科手術
処置手順期間中に医者または助手が操作し得る。従っ
て、医者はどの軸線を中心として描写を回転させること
も可能であると共に、標的組織場所の配向を視認するこ
とが可能である。より好ましい実施態様では、描写は、
左心室（明瞭にするために図示せず）内部のエネルギー
輸送装置の末梢部を表示する画像を含んでおり、医者
が、所望の標的組織場所に向けてエネルギー輸送装置の
末梢先端をより正確に前進させ、かつ、所望の標的組織
場所にその末梢端先端を配置できるようにする。

【００７１】図４Ｃおよび図４Ｄを参照すると、本発明
に従った別な生成出力が例示されている。以下により詳
細に論じるように、本発明の一実施態様は、ＲＡＯ図な
どの単一図を利用し、生成済みのＬＡＯ図か、または、
特定のエネルギー輸送装置の末梢先端の配向を表示する
クロックフェース画像のいずれかを得る。クロックフェ
ースアナロジーを利用すると、ＬＡＯ描写図は、約１
１：００から２：００までの心臓の前面領域と、２：０
０から５：００までの側面領域と、５：００から８：０
０までの下面領域と、８：００から１１：００までの中
隔領域とを示している。図４Ｃに示したように、エネル
ギー輸送装置は、整列カテーテル５０２、レーザカテー
テル５０４、および、光ファイバーまたはファイバー束
５０８が全て、図のＲＡＯ平面に平行になるように配向
された、カテーテル５００である。それゆえ、ＬＡＯ図
においては、カテーテル５００の描写は単一垂直線を用
いて作成可能である。

【００７２】クロックフェース１は、エネルギー輸送装
置の末梢部の配向と、この事例ではレーザーカテーテル
５０４、光ファイバまたはファイバー束５０８、およ
び、末梢先端５１０の配向とを描いており、この場合、
クロックフェースの中心は、レーザカテーテル５０４の
主要軸線を描いている。それゆえ、図示のように、クロ
ックフェース１は、垂直方向矢印が円の中心から外側表
面まで延びている円を供えており、この垂直方向矢印
は、ＬＡＯ図のカテーテル５００の配向が図のＲＡＯ平
面に平行であることを描いている。

【００７３】比較すると、カテーテル５００の末梢先端
が左心室の側面表面に向けて回転したのを例示している
図４Ｄを参照すると、クロックフェース２は、カテーテ
ル５００の末梢先端のＬＡＯ図がＲＡＯ平面図内を指し
ていることを描いている。従って、医者、または、外科
手術処置手順期間中に存在する他の人員は、単一ＲＡＯ
図を見ながら、末梢先端配向の描写を得ている。

【００７４】これに加えて、クロックフェース描写は、
以下に詳細に説明している方法を利用して、各治療位置
ごとに供与され得る。治療位置を表示する各クロックフ
ェース描写は、入力装置などを用いてチャネル場所また
は位置を選択することにより、処置手順期間中に、継続
視認可能であるか、または、医者などのユーザのコマン
ドに応じて視認可能である。

【００７５】また、本発明によれば、ＣＰＵ１０２は、
外科手術処置手順に関連すると共に、ビデオ表示システ
ム１０６またはビデオ表示装置１１６の一部としての表
示装置上に発光ダイオード装置などのインジケータを介
して表示される複数のシステム信号を供与し得る、また
は、作業画像へと融合し、かつ、ビデオ信号と結合した
グラフィカル画像として、本明細書中で既に説明したよ
うに、ビデオ表示装置上に表示可能である複数のシステ
ム信号を供与し得る。

【００７６】これらシステム信号は、患者の状態または
外科手術処置手順の状態を表示する、アラームなどのデ
ィスクリート信号またはバイナリ信号であり得るが、所
与の標的組織場所において2度以上の回数の所望の治療
の適用を防止する。これに加えて、これらシステム信号
はまた、トラッキングシステム自体にも関連しており、
システムがデータを獲得するのに準備完了していないこ
との表示を提供し、すなわち、システムエラーを表示し
得る。また、これらシステム信号は、トラッキングシス
テムと外科手術処置手順との間の相互作用に関与し得
る。例えば、エネルギー輸送装置が、レーザエネルギー
を標的組織場所まで伝送するために使用されるレーザフ
ァイバーである場合は、トラッキングシステムにエネル
ギー源を制御させて、エネルギー源を活性化させると共
に、心臓周期または呼吸器系周期に関して或る条件下に
ある場合のみ、エネルギーがレーザファイバーを介して
伝送されるようにすることが、望ましいことがある。ト
ラッキングシステムは、エネルギー源がその制御下にあ
ることの表示を提供可能である。

【００７７】出力は先に別個に説明したが、ＣＰＵ１０
２からの実際の出力は、１個以上の前述の出力を組み合
わせた状態で含み得ることを、明瞭にしておくべきであ
る。更に前述のように、これら具体例は特にＰＭＲ処置
手順に関連するが、他の外科手術機器の設置に際して、
かつ／または、多様な薬物または治療薬、生理食塩水ま
たは他の流体、もしくは、その他、「治療薬および診断
薬の輸送（Therapeutic and Diagnostic Agent Deliver
y）」という名称の、その全体を引例として本願に組み
入れた米国特許第5,840,059号に記載したような物質な
どの材料の適用に際して、かかるシステムを使用し得る
ことが明白であると認識することは、重要である。

【００７８】

【実施例１】図１を参照すると、本発明に従った拡張作
動式トラッキングシステムの第１実施態様は、一般的実
施態様に関連する前述の特性を組み入れており、より容
易に理解可能である。上述のように、トラッキングシス
テム１００は、入力機器１０８、CPU１０２、および、
ビデオ表示システム１０６を含んでいる。PMR処置手順
の期間中に医者を支援するために、X線透視検査システ
ム１８８は、X線透視検査器１１０および１つ以上のビ
デオ表示装置１１６を組み入れた状態で、利用されるの
が典型的である。また、X線透視検査システム１１８
は、エネルギー輸送装置の末梢先端を設置する際の指針
を提供し、これは、標的組織場所において、少なくとも
１つのセンサーを組み入れている。この第１の実施態様
では、X線透視検査システム１１８はまた、入力機器１
０８の一部として作用し、部分的には、エネルギー輸送
装置に関して位置情報と配向情報とを提供している。

【００７９】ここでまた図９Aを参照しながら、トラッ
キングシステム１００に従ったPMR処置手順を論じる。
図９Aは、本発明の第１実施態様に従って実施される好
ましい方法の、代表的フローチャートである。好ましい
方法の実施の期間中、１個以上の蛍光画像は作業画像へ
とディジタル化される。次に、他のデータが獲得され、
ＣＰＵ１０２により分析され、その結果が作業画像と結
合して、１個以上の出力として提示される。データ分析
技術に基づいて、先により詳細に論じたように、他の出
力もＣＰＵ１０２が提示して、外科手術処置手順を実施
する際にユーザを支援する。この蛍光画像はＸ線透視検
査システム１１８により提示され、２平面Ｘ線透視検査
器１１０から得たＲＡＯ図およびＬＡＯ図を含んでいる
のが、好ましい。

【００８０】図９Ａの好ましい方法は、心臓病専門医、
または、外科手術処置手順を実施する他の医者、もしく
は、外科手術処置手順期間中に立ち会って心臓病専門医
または医者を補佐している助手などのユーザが、Ｘ線透
視検査システム１１８およびビデオ表示システム１０６
と組み合わせたソフトウエア制御下の、または、ファー
ムウエア制御下のＣＰＵ１０２ハードウエアと組み合わ
せて、達成する。

【００８１】初期工程１５０において、ＣＰＵ１０２が
ビデオ源１１４から受信したビデオ信号１２０の一部と
してのビデオフレームが、フレームグラブ装置によりデ
ィジタル化される。好ましい実施態様では、ＣＰＵ１０
２は２つのフレームグラブ装置を備えており、各フレー
ムグラブ装置は、ビデオ信号１２０の一部として分離蛍
光ビデオ信号とは別個のビデオフレームをディジタル化
し、２個の別個のビデオフレームは同時にディジタル化
され、各フレームはＲＡＯ図およびＬＡＯ図などの、異
なる投影図または異なる図を、それぞれに表示する。２
つのディジタル化フレームは、同時にディジタル化され
ているので、同時に丁度よい時間にそれぞれの図を照合
し、従って、それぞれの図を表示する。

【００８２】工程１５０で得たディジタル化フレーム
は、以下により詳細に説明するように、他のデータを融
合するための開始ブロックとして使用される作業画像を
規定する。作業画像を規定した後、次いで、この作業画
像は、工程１５２で、患者の肉体システムが生成した多
様な肉体信号と整合され、或いは、別途、相関関係づけ
られる。例えば、先に説明したように、ＣＰＵ１０２が
獲得したＥＣＧおよび呼吸周期信号は、工程１５０でフ
レームをディジタル化した時に、データ獲得システムに
より獲得され、現在の各フレーム図と獲得済みＥＣＧお
よび呼吸周期信号との間の相関関係を許容する。この点
で、ＥＣＧおよび呼吸信号は、他の肉体システム信号と
一緒に、入力機器１０８の一部と考えられる。獲得した
肉体信号の所要の信号調整も、工程１５２の一部と思量
される。かかる調整は、獲得した信号の一部としての電
磁ノイズまたは電気ノイズのフィルタリング処理を含み
得る。

【００８３】既存の肉体信号と比較するよりはむしろ、
工程１５０における各フレームのディジタル化がＥＣＧ
信号などの、１個以上の肉体信号に応答して実施可能で
あり、実質的に同様の配向のディジタル化フレームが、
工程１５０で継続的に獲得されることを、明白とするべ
きである。例えば、ＲＡＯディジタル化フレームおよび
ＬＡＯディジタル化フレームは、心臓周期の心内拡張相
に関して獲得可能であり、時間が経つと、実質的に類似
するフレームを生じる結果となる。各フレームはまた、
中間呼吸点などの呼吸周期内の点と、更に相関関係づけ
られ得る。後でより明白となるように、これら測定は、
１個以上のＣＰＵ１０２出力の一部として生成した、心
臓の標的組織領域のより正確な事実上の描写を作成する
のに役立つ。

【００８４】工程１５２の期間中は、ディジタル化フレ
ーム自体も、上述の同一または異なる信号調整プロセス
を受けて、不所望なノイズを除去し、或いは、ＣＰＵ１
０２によるそれ以上の分析により好適なフォーマット
で、フレームを設置し得る。不所望なノイズは、ディジ
タル化フレーム、または、獲得した他の信号に関連して
論じる時は、ユーザの見地から判断したのであれ、ＣＰ
Ｕ１０２自体が判断したのであれ、ディジタル化フレー
ムまたは獲得した信号の一部の除去が、そこに在る情報
のより明瞭な理解を生じる結果となることと、広く定義
しなければならない。

【００８５】工程１５２の最後には、ＣＰＵ１０２は２
つの蛍光ビデオフレームを獲得すると同時、２個の作業
画像を規定し終えており、これら作業画像を多様な肉体
系信号と相関関係付けたり、または、整合させたりを完
了している。作業画像は、他の獲得済みデータと一緒
に、ＣＰＵ１０２のランダムアクセスメモリに記憶され
る一方で、後の視認処理のため、または、後の分析のた
めに、ＣＰＵ１０２の不揮発性記憶装置にも記憶可能で
ある。例えば、この処置手順を実施した後で、これら作
業画像および他の記憶済み画像は、再調査のための処置
手順の組織学へと最構築可能である。

【００８６】ディジタル化フレームが工程１５２で整合
されてしまうと、ＣＰＵ１０２は反応モードに入り、処
置手順期間中に発生する１つ以上の特定事象に反応す
る。これら事象としては、モーションマーカー検出事
象、心室造影像検出事象、エネルギー輸送装置検出事
象、および、治療事象が挙げられるが、これらに限定さ
れない。これら事象の各々は、１個以上の入力装置１０
４のユーザ操作により、ＣＰＵ１０２に供与される。例
えば、図１０Ｅを参照しながら、ユーザは、「モーショ
ンマーカー検出」（図示しない特定標識付与）のボタン
など、事象の標識を付したボタンＢ１を選択することに
より、事象を初期化し得る。工程１６０では、ＣＰＵ１
０２はこの入力を、この場合は、モーションマーカー検
出事象として検出および解釈する。

【００８７】代替例として、この事象、または、他の事
象は、特定事象に関連して、入力装置１０４の一部とし
て、スイッチまたはスイッチの組み合わせの閉鎖により
規定可能である。従って、ユーザは入力装置１０４を使
用して、ライブの蛍光上でカーソルまたは十字線をモー
ションマーカーと整列させ得る。次に、ユーザは、モー
ションマーカー検出事象を規定し、かつ、ＣＰＵ１０２
にコマンドを与えて、以下により詳細に記載するよう
に、十字線の現在位置をモーションマーカーの位置とし
て解釈させるボタンを押すことができる。

【００８８】ＣＰＵ１０２が現在および過去の作業フレ
ームをライブの蛍光と相関関係付けるためには、Ｘ線透
視検査器１１０に関して患者の肉体を規定する基準点
を、規定しなければならない。モーションマーカーは、
ＣＰＵ１０２の結合器が利用して、生成した作業フレー
ムをライブの蛍光図と整列させる。従って、患者の肉体
が回転すると、または、別な方法で特定図に関して移動
すると、作業画像がそれぞれのライブの蛍光図と整列状
態になるように、作業画像が回転可能となり、或いは、
別な方法で配向可能となる。上述のように、モーション
マーカーは、患者の肉体上またはその内部の公知の位置
に戦略的に設置された多様な形状および寸法の放射線不
透過性マーカーであり得るが、外科手術処置手順期間中
には、適所で、かつ、ＲＡＯ図などの少なくとも１つの
透視図の内部に残留する。

【００８９】具体例としてのみ、図１０Ａの放射線不透
過性マーカー「＋」および「−」、ならびに、図１０Ｂ
の「Ｘ」および「Ｏ」は、４種のかかるマーカーであ
り、図１０Ａのマーカーは、患者の肉体の胸部領域上に
設置されており、図１０Ｂのマーカーは、患者の肉体の
左側に設置されている。

【００９０】ＣＰＵ１０２は、モーションマーカー検出
モードに入ってしまうと、工程１６２で、入力装置１０
４が記述した現在位置を獲得する。次に、工程１６４で
は、ＣＰＵ１０２内部の作業画像の配向は、作業画像配
向がライブ蛍光画像中に観察されるような配向と本質的
に類似するように、操作される。それゆえ、例えば、以
下に論じるように、ライブの蛍光上に重畳した作業画像
と比較した場合に、図１０Ａのモーションマーカー
「Ｘ」の位置がＸ゜シフトされるように、Ｘ線透視検査
システム１１８により提示されたライブの蛍光画像の中
心に関して、患者の肉体がＸ゜回転した場合は、ユーザ
は新たなモーションマーカー位置を規定し直し得る。新
たなモーションマーカー位置に応じて、ＣＰＵ１０２
は、作業画像をライブの蛍光と結合させる前に、そのメ
モリにおいて作業画像をＸ゜回転させて、１組の対応す
るモーションマーカーのみが出力中で可視となるように
する。

【００９１】モーション整合マーカーが、ＲＡＯ図およ
びＬＡＯ図を表示するディジタル化フレームから得られ
ると、各フレームは、ＣＰＵ１０２により、ＲＡＯ図お
よびＬＡＯ図の先に獲得したフレームに、それぞれに、
相関関係づけることが可能となる。モーション整合マー
カーの設置が行われて、マーカー自体が他の平面図でＸ
線透視検査法的に視認可能となる。従って、例えば、図
１０ＡのＲＡＯ図のモーションマーカーの側面図が、図
１０Ｂのマーカー「＋」および「−」により指示される
ように、ＬＡＯ図で視認可能となる。これらマーカーの
追加図は、ＣＰＵ１０２が過去の作業画像を現在獲得さ
れているフレームまたは作業画像と、より正確に相関関
係づけ得るようにする。

【００９２】モーションマーカー検出事象に類似する態
様で、ＣＰＵ１０２は工程１７０においてユーザが提示
した心室造影像検出事象についてチェックを行う。工程
１７０では、ＣＰＵ１０２は、心室造影像が現在実施中
であるか否か、すなわち、心室造影像事象が、左心室
の、ＲＡＯ図およびＬＡＯ図などの輪郭を描出した構造
的図を獲得する前序として、ユーザにより提供されてい
るか否かを検索する、或いは、別途検出する。心室造影
像が実施中である場合は、心室造影像事象と同時に、ま
たは、その直後に、放射線不透過性染料をユーザが左心
室に注入する。左心室心腔と周囲組織との間に染料がコ
ントラストを供与した状態で、先により詳細に記載した
ように、工程１７２において、左心室の輪郭が実施され
る。工程１７２で獲得した左心室の輪郭画像は、工程１
７４において、揮発性記憶装置または不揮発性記憶装置
のいずれかに記憶される。典型例では、輪郭画像は、外
科手術所持手順の開始時に、一度、獲得され、次に、い
かに論じる後続の工程で、現在の作業画像に継続的に結
合される。しかし、処置手順期間中に必要ならば、上述
のように、ユーザが工程１７０から１７４ごとに左心室
の新輪郭画像を獲得可能である場合、新画像は記憶さ
れ、或いは、先に獲得した輪郭画像を別途置換する。

【００９３】これに加えて、心臓の壁にエネルギー輸送
装置の末梢先端を押圧設置し、かつ、ＣＰＵ１０２にコ
マンドを与えて、以下により詳細に論じるように、エネ
ルギー輸送装置の末梢先端の位置を獲得することによ
り、左心室の心腔が更に規定可能となる。次に、獲得し
た点が記憶され、ＣＰＵ１０２にその位置を提供しなが
ら、後で利用に備え得る。

【００９４】上述の他の事象については、工程１８０に
おいて、ＣＰＵ１０２はエネルギー輸送装置検出事象に
ついてのチェックを行う。本発明の第１実施態様に従っ
たＰＭＲ処置手順期間中は、エネルギー輸送装置３００
の末梢先端は、ライブの蛍光画像上でユーザが視認可能
である。上述のように、装置３００は、放射線不透過性
マーカーを含むセンサーを備えていてもよい。本発明の
第１実施態様のエネルギー輸送装置３００は、少なくと
も１つの放射線不透過性マーカー３１２を備えており、
マーカーは装置３００の末梢先端３１０に設置されて、
末梢先端が、ライブの蛍光において容易に認識可能とな
るようにする。処置手順期間中に、装置３００の末梢先
端３１０の現在位置を記録または記憶することが望まし
い場合は、工程１８２において、ユーザは、入力装置１
０４を利用して、ライブの蛍光画像上に十字線を設置す
ると共に、ＲＡＯ図などの第１図に現在の末梢先端３１
０位置を規定する点を獲得するように、ＣＰＵ１０２に
コマンドを与えることにより、位置を提示する。

【００９５】ＣＰＵ１０２のフレームグラブ装置の一部
として、ライブの蛍光凍結能力を利用すると、ユーザ
は、工程１８２の一部として、ＬＡＯ図などの、第２図
の末梢先端３１０の末梢先端位置情報を獲得可能とな
る。第２図は、第１図と組み合わせると、ＣＰＵ１０２
が虚像の２次元図または３次元図を生成する、或いは、
前述の他の所望の出力を生成するための情報を提供す
る。工程１８８では、工程１８２で獲得した位置情報は
作業画像へと融合される。

【００９６】ＣＰＵ１０２はまた、工程２００における
治療事象の発生について、チェックを行う。標的組織に
おける所望治療の適用は、治療事象を規定する。例え
ば、入力装置１０４としてのフットスイッチを押し下げ
ることによるエネルギー源の活性化は、治療事象を規定
するために使用可能である。前述のように、所望の治療
としては、薬物または脈管形成試薬、他の流体、もしく
は、組織を除去するように、または別な方法で組織への
損傷を引き起こすように設計したアブレーションエネル
ギーの適用が挙げられる。治療が進行中であるとＣＰＵ
１０２が判断すると、エネルギー輸送装置３００の末梢
先端３１０の位置が工程２０２で得られ、工程２０８で
は、工程１８２および工程１８８におけるのと類似の態
様で、それぞれに、作業画像と結合する。より特定する
と、典型例として、治療位置は、エネルギー輸送装置３
００の末梢先端３１０に関連して記述される。従って、
治療位置は、工程１８２で得た末梢先端位置である。

【００９７】所望の施療または治療の適用前に、時に
は、エネルギー輸送装置３００の末梢先端３００と標的
組織場所との間の接触が既に発生しているか否かを、ユ
ーザが判定するのが望ましいことがある。例えば、これ
は、血行再建チャネルの作成を結果として生じる、レー
ザエネルギー源の活性化より前であるのが望ましい。末
梢先端が左心室の壁と接触状態にない間の、レーザエネ
ルギー源の適用は、壁組織自体よりもむしろ心室を通っ
て流れている血液セルに直接、エネルギーが血液セルに
直接付与されるという理由から、望ましくない。

【００９８】それゆえ、工程２００の予備工程２００Ａ
として、装置３００の末梢先端３１０が左心室の壁表面
と接触状態になるまでは、ユーザはエネルギー源を可能
化せずに、ＣＰＵ１０２に治療事象を与える。末梢先端
３１０と壁表面との間の接触は、ライブの蛍光画像で視
認されるように、末梢先端３１０の比較から査定可能で
あり、この時、左心室の輪郭は、本明細書中で論じてい
るように、ＣＰＵ１０２の出力の一部を成している。心
臓壁接触の確認は、心臓の拍動と同期的に、より特定す
ると、左心室自体の収縮および弛緩と同期的に、装置３
００の末梢先端３１０が移動するのをユーザが観察した
場合に行われる。この点で、ユーザはＣＰＵ１０２へ治
療事象を渡し得るが、その結果、工程２０２および工程
２０８に関して先に論じたようなデータの獲得および操
作を生じる。壁接触は、所望している施療の適用の要件
となることもあり、また、要件とならないこともある。

【００９９】工程２１０では、作業画像は、本明細書中
で論じたようにＣＰＵ１０２が獲得した心室造影像輪郭
画像および他のデータを含めて、それぞれのライブの蛍
光画像と結合し、その結合出力は、手術室人員による視
認のための出力ビデオ信号１２２として、ビデオ表示装
置１１６およびビデオ表示システム１０６へと、ＣＰＵ
１０２が供与する。それゆえ、蛍光ビデオ１２０は、Ｒ
ＡＯ図およびＬＡＯ図を表示するビデオ信号を含み、Ｃ
ＰＵ１０２が受信するが、結合器により、対応する透視
図の記憶した輪郭画像と結合し、ビデオ出力ポートにビ
デオ信号１２２として供与される。それゆえ、ビデオ表
示装置１１６は、例えば、図２Ｂに示すようなＲＡＯ−
Ｏ輪郭描出画像が重畳されたＲＡＯ透視図からのライブ
の蛍光図などを含み、左心室形状のその長軸線に沿った
査定を心臓病専門医に与え得る。同様に、図２Ｃに示し
たようなＬＡＯ−Ｏ輪郭描出画像を備えたＬＡＯ透視図
に対応する図が、ＣＰＵ１０２によりビデオ表示装置１
１６に供与される。

【０１００】これに加えて、上述のように、最終工程２
２０において他の出力がＣＰＵ１０２により生成可能と
なり、本発明に従ってユーザの要求時に獲得したフレー
ムデータおよび他のデータに応答して、１個以上のビデ
オ表示装置１１６、１１６ａ、および／または、ビデオ
表示システム１０６の一部としての追加表示装置上に、
表示可能となる。

【０１０１】工程１５０から工程２２０は、典型例では
３Ｈｚと１０Ｈｚの間で、有用な視覚応答を許容するの
に十分に頻繁に実施されるべき主要ループを規定する。
また、多様な事象を、図９Ａの方法の一部としてシーケ
ンシャルに実施するよりはむしろ、ＣＰＵ１０２に供与
する結果を生じるユーザ入力は、中断を基本とする事象
となり得る。すなわち、主要ループは、工程１５０、工
程１５２、工程２１０、および、工程２２０として単純
に規定可能であり、先に論じた各事象を規定するユーザ
入力は、主要ループ工程の処理を中断し、ＣＰＵ１０２
に暫時アドレス指定させ、かつ、提供された現在の事象
を処理させる。

【０１０２】例えば、標的組織場所に末梢先端３１０を
押圧した状態で、ユーザは、入力装置１０４を使用し
て、治療事象を規定する入力をＣＰＵ１０２に供与す
る。ＣＰＵ１０２は、主要ループ工程１５０、工程１５
２、工程２１０、または、工程２２０のうちの１工程の
作動を停止し、工程２０２および工程２０８を実行す
る。次に、ＣＰＵ１０２は、工程２０８の実行後に、各
主要ループ工程に戻り、それらを継続して実行する。か
かるシステムは、ＣＰＵ１０２をユーザが所望したタス
クに集中させるので、より効率的である。かかるシステ
ムの利得は、更なる実施態様を論じる際に、本明細書の
後段で更に実現されている。

【０１０３】図１０をも参照すると、ＣＰＵ１０２が実
行したソフトウエアの組み合わせ、ユーザが提供した手
動入力、および、本発明の第１実施態様に従ってＣＰＵ
１０２が生成した選択済み出力がより良好に理解可能と
なる。図１０Ｅに示すような、「治療位置を規定せよ
（DEFINE TREATMENT LOCATION）」と標識を付し得る
（図示しない特定標識付け）ボタンＢ２などのＣＰＵ１
０２のソフトウエアインターフェイスにより、ユーザ
は、RAO図などの第１の図におけるエネルギー輸送装置
３００（図示せず）の末梢先端３１０に対応するデータ
点（X1_RAO、Y1_RAO)を獲得するようにと、ＣＰＵ１０２
に通知すると共に、コマンドを与える。この点は、前述
のように、末梢先端３１０上に十字線を移動させ、次
に、マウスなどをクリックすることによってＣＰＵ１０
２に信号発信することにより規定されて、ＲＡＯ図にお
けるデータ点を獲得する。類似の態様で、データ点（X1
_LAO、Y1_LAO)は、図１０Ｂに示すように、ＬＡＯ図など
の第２の図に関して獲得される。

【０１０４】２つのデータ点がＣＰＵ１０２に入ると、
または、ユーザによりＣＰＵ１０２に別途供与される
と、各データ点の他のデータ点または構造に関する２次
元描写または３次元描写は、前述の１個以上のシステム
出力の一部として作成可能となる。

【０１０５】ＲＡＯ図およびＬＡＯ図などの２つの異な
る図に関して得られた、これら２つの２次元データ点
は、これら２つの図の間の角度関係と一緒に結合して、
３次元データ点を生成可能である。生成した３次元デー
タ点は２つの線により規定され、第１線は第１の図に直
交し、第２線は第２の図に直交し、各線は、エネルギー
輸送装置３００の末梢先端３００などの、関心のある２
次元データ点を通過し、または、この点で交差する。次
に、上記２つの線の間の最短線があるとすれば、その中
点となるように、３次元位置が算出される。これら計算
は、２つの図が直交状態になることを必要とはせず、む
しろ、これらが完全一致しないことを必要とするもの
と、認識されたい。

【０１０６】例えば、左心室の輪郭描出した画像は、各
配向平面がわかっているので、図１０Ｃに示すような２
次元描写で表示可能であるか、または、図１０Ｄに示す
ような３次元描写で表示可能である。更に、最初に生成
したデータ点（Ｘ１、Ｙ１、Ｚ１）は、ＲＡＯ輪郭およ
びＬＡＯ輪郭に関するその配向がわかっているので、図
１０Ｅに示すように、同一３次元描写へと融合可能であ
り、先により詳細に説明されている。外科手術処置手順
の期間中は、多数の追加治療点ｎ、すなわち、（Ｘ２、
Ｙ２、Ｚ２）…（Ｘｎ、Ｙｎ、Ｚｎ）が後で得られ、か
つ、ＲＡＯ輪郭図およびＬＡＯ輪郭図、ならびに、現在
の作業画像の一部としての他のデータと融合し、更に、
ビデオスクリーン１１６、１１６ａ、および／または、
ビデオ表示システム１０６の一部としてのビデオ表示装
置上へ表示するために、ＣＰＵ１０２がライブの蛍光と
後で結合させる。

【０１０７】より好ましい実施態様では、工程１８２で
得たカテーテル位置データ点は、工程１８８において、
ユーザの要求時に、各データ点または規定したグループ
を呼び戻して、現在の作業画像に融合するように、不揮
発性メモリに記憶させる。例えば、ユーザは、第１行の
治療位置として、一連のデータ点を規定可能である。次
いで、この行は、ユーザの要求時に、所与の作業画像へ
と融合し、先に規定したように、ＣＰＵ１０２の１個以
上の出力中で視認するために、ライブの蛍光画像と結合
可能である。これによりユーザは、より良好な解釈を行
い、かつ、左心室の一方の内部心腔壁上などの１組のチ
ャネルを、別な組のチャネルから識別できるようにな
る。これによりユーザはまた、多様なグループのチャネ
ルを系統的に表示して、他の組のチャネルまたは他のグ
ループのチャネルに関する、かかるチャネルの位置およ
び配向をより良好に理解できるようにもなる。

【０１０８】前述のように、図９Ａの各工程は、所定の
ループ周期の時間制限内で継続的に実行される、プログ
ラムループを規定する。本発明のより好ましい第１の実
施態様では、心室造影像以外の入力と、ユーザが直接提
供した治療関連の事象とは、必要ではない。むしろ、Ｃ
ＰＵ１０２には、物体検出、運動検出、端縁検出、また
は、他の画像分析を実施することを目標とする１個以上
のアルゴリズムを含む追加のソフトウエアが組み込まれ
て、例えば、多様な放射線不透過性マーカーの位置を自
動的に判定する。従って、図９Ａの工程１６０では、Ｃ
ＰＵ１０２は工程１５０で得た現在のディジタル化フレ
ームを分析して、モーション整合マーカーの位置を判定
する。個々のマーカーに固有の特徴は、ＣＰＵ１０２の
分析期間中に、各マーカーを識別するのに役立つ。

【０１０９】ＣＰＵ１０２は、次に、フレームを分析
し、かつ、周囲部分に対して高コントラストの画像部分
を、外科手術処置手順期間中に利用したモーション整合
マーカーの、分かっている画像と比較する。整合マーカ
ーの位置が判定されると、先に論じたように、ＣＰＵ１
０２がこの情報を作業フレームへと結合する。

【０１１０】これに加えて、工程１７０では、左心室造
影像のＸ線透視検査法的獲得の際のコントラスト注入の
後に続く心室輪郭は、端縁検出アルゴリズムを利用し
て、獲得可能となる。従って、工程１７０の一部とし
て、放射線不透過性染料を心臓の左心室に注入した後
で、ユーザが提供した心室造影像事象に基づいて、ＣＰ
Ｕ１０２はディジタル化フレームを分析する。獲得した
フレームにおいて染料が生成したコントラストに端縁検
出アルゴリズムを適用すると、ＣＰＵ１０２が、左心室
構造を判定して、先に論じたように、輪郭描出したＲＡ
Ｏ図およびＬＡＯ図を生成する。

【０１１１】直ぐ前の工程１７０で使用したアルゴリズ
ムに類似する端縁検出アルゴリズムを利用して、末梢先
端３１０放射線不透過性マーカー３１２を装着したエネ
ルギー輸送装置３００の末梢先端３１０が、工程１８０
において、ディジタル化フレームで検出可能となる。更
に、幾つかの連続するフレームの分析期間中の、検出し
た末梢先端３１０の獲得位置は、ＣＰＵ１０２に供給し
たＥＣＧ信号と比較して、壁接触予備工程２００ａの一
部として、末梢先端３１０が左心室壁と接触状態にある
か否かを判定可能となる。

【０１１２】類似の態様で、工程２０２で獲得した治療
領域が検出され、工程２００から工程２０８に関して先
に論じたように、ＣＰＵ１０２により、検出アルゴリズ
ムを組み入れたフレーム分析の使用により、作業画像へ
と結合される。これに加えて、ＣＰＵ１０２が先に規定
した治療事象を検出すると、所望の治療の適用を規定す
る点を獲得するよりはむしろ、ＣＰＵ１０２は、治療事
象の期間中にエネルギー輸送装置３００の末梢先端の移
動により更に規定した多数の点の特定的獲得により規定
した治療領域を獲得可能となる。次いで、獲得した治療
領域は、工程２０８において現在の作業画像へと融合す
る。

【０１１３】壁接触が所与の治療の適用についての前提
要件である場合は、エネルギー輸送装置３００は機能的
装置を備え得て、この装置が、壁接触を検出し、かつ、
解釈および制御を目的としてＣＰＵ１０２に情報を供与
する。例えば、機能的装置は壁接触を検出するために使
用される圧力変換器を備え得るが、これは、「先端整列
および表面接触検出器を備えた操舵自在カテーテル（St
eerable Catheter with Tip Alignment and Surface Co
ntact Detector）」という名称の、１９９９年３月３１
日公開の、EPO公開番号第 EP 0 868 923 A2 号に記載さ
れているとおりである。

【０１１４】図９Cおよび図９Dをここで参照すると、本
発明の第１実施態様に従った外科手術処置手順の期間中
に使用される工程１８２の一部としての、エネルギー輸
送装置上の放射線不透過性マーカーの検出のための、好
ましい物体検出、運動検出、および、端縁検出のアルゴ
リズムが、より容易に理解可能となる。以下に規定した
アルゴリズムは、末梢先端３１０自体を検出するわけで
はない。むしろ、各アルゴリズムは、末梢先端３１０の
一部として放射線不透過性マーカー３１２を検出して、
末梢先端３１０の相対位置を提供する。これに加えて、
以下に規定したアルゴリズムが末梢先端３１０上のマー
カー３１２を検出可能であるので、アルゴリズムはま
た、以下により詳細に論じるように、エネルギー輸送装
置に沿って設置した他のマーカーも検出可能である。

【０１１５】図９Cおよび図９Dは、CPU１０２にカテー
テル先端の位置情報および配向情報を供与する、主要ア
ルゴリズムと二次アルゴリズムを、それぞれに規定して
いる。各アルゴリズムはユーザ供給型パラメータを基本
としており、このパラメータは、キーボードまたは他の
英数字データ入力装置を用いるなどして、好適な態様
で、ＣＰＵ１０２に供与可能である。アルゴリズムパラ
メータとしては、分析するべき作業画像の一部としての
抽出した二次画像の寸法、二次画像データをフィルター
処理する程度、二次画像と符号するような表示画像の
数、ガウス関数についての分散パラメータが挙げられ
る。

【０１１６】図９Ｃを特に参照すると、初期工程１０に
おいて、末梢先端３１２位置について、ＣＰＵ１０２が
初期査定を得ている。この査定は、図９Ｃおよび図９Ｄ
が規定しているＣＰＵ１０２のアルゴリズムについての
開始点を提示して、末梢先端３１０上のマーカー３１２
の検出を開始する。これはまた、より高速の先端３１２
認識を可能にし、以下でより明瞭となるように、先端３
１２の厳密な位置の探査の際にＣＰＵ１０２が調査しな
ければならない領域を低減する。

【０１１７】先端３１０位置の査定は、各データ点をマ
ーキングするのに関して、ユーザが入力装置１０４と上
述の技術を利用することにより、ＣＰＵ１０２に供与さ
れる。代替例として、上述のようにディジタル化フレー
ムから得た作業画像の分析により、工程１０Ａ（図示せ
ず）の一部として、工程１０の期間中に、ＣＰＵ１０２
が先端３１２の系統的探査を開始し得る。以下により詳
細に説明するように、図９Ｃのアルゴリズムは、所与の
作業画像の全領域を探査するために使用可能である。Ｃ
ＰＵ１０２は、全画像を検査するにあたり、いくつかの
見込みの先端候補点、すなわち、１つの真の先端と、多
数の他の間違いの先端を見つけ得る。ＣＰＵ１０２は、
次に、本明細書中に説明し、かつ、図９Ｃおよび図９Ｄ
に関連する各アルゴリズムを用いて、各候補を分析し
て、１つの真の末梢先端マーカー３１２を見つける。

【０１１８】先端３１２位置の初期査定をＣＰＵ１０２
が得た後で、変数初期化工程１２を実施する。工程１２
の期間中は、変数ｉは、現在のシーケンスの間に考査さ
れる作業画像の数を表すが、ゼロに等しくなるように初
期化され、作業画像のｘおよびｙ方向の先端３１２の速
度、すなわち、Ｖ_xおよびＶ_yは、ゼロへと初期化され
る。ここでは、変数ｘおよびｙは、２次元空間を表示す
る変数である。従って、作業画像がＲＡＯ図である場合
は、次元変数は、ｘおよびｙであるよりはむしろ、ｘお
よびｚである。

【０１１９】図示のように、工程１４は、図９Ｃのアル
ゴリズムの主要ループの始まりを規定する。工程１４の
期間中は、末梢先端３１２の現在位置を包囲する小さい
二次画像モェ、現在の作業画像から抽出されている。ユ
ーザが規定した所定寸法の二次画像は作業画像から選択
および獲得されて、先端３１２の誤った検出の可能性を
減じ、図９Ｃのアルゴリズムの処理を高速化するが、と
いうのも、これにより、ＣＰＵ１０２が分析しなければ
ならない領域が劇的に低減されるからである。選択され
た寸法は、ピクセルなどのビデオ素子、または、ビッ
ト、バイト、ワードなどのメモリ特性を含む好適な形態
を呈し得る。これは初回であるので、工程１４は、使用
している現在の位置が工程１０で得た査定である現在の
シーケンスの期間中に、実行される。しかし、現在のシ
ーケンスの一部として、連続作業画像を分析する期間中
は、現在の位置は、主要ループの先の繰り返しで算出し
た現実の位置である。

【０１２０】次いで、二次画像モヘ、それ自体から二次
画像 fのメディアンフィルター処理したバージョンを差
し引くことにより、工程１６においてフィルター処理さ
れ、この工程は、図示のように、数学的表現f_m＝ f−メ
ディアンフィルーター処理値（f）により表現される。
工程１６のフィルタリングはゆっくりと変化する輝度変
動を二次画像f_mから除去し、従って、ディジタル化蛍光
画像の一部としての作業画像の背景詳細に、エネルギー
輸送装置３００の移動放射線不透過性先端マーカー３１
２に対してコントラストを生じさせる。次いで、工程１
８で、フィルター処理画像f_mの範囲内のコントラスト発
生素子の分析のせいで、エネルギー輸送装置３００の末
梢先端マーカー３１２を配置する。

【０１２１】次に、新たに獲得したカテーテル先端マー
カー３１２位置を、現在の作業画像ｉに関するｘ座標お
よびｙ座標として、ＣＰＵ１０２がメモリに記憶する。
それゆえ、作業画像０（ｉ＝０）について、点（ｘ
（０），ｙ（０））は、末梢先端マーカー３１２につい
て、現在獲得した座標を表示する。

【０１２２】工程２２では、速度ベクトルＶ_xおよびＶ_y
は、現在のシーケンスの一部として、作業フレーム＞０
（ｉ＞０）について現在得ている位置から最後のマーカ
ー３１２座標位置を減算することにより、算出される。
次に、末梢先端３１２位置査定は、現在得ている先端３
１２位置を工程２２で算出した先端速度の効果と加算す
ることにより、工程２４において算出される。先端位置
査定は、図９Ｃのアルゴリズムに関して先に注目した他
の利点と結合して、エネルギー輸送装置末梢先端検出の
効率を改善する。

【０１２３】図９Ｃのアルゴリズムの個々の工程を実施
するソフトウエアおよびファームウエアの実行に要する
時間を確かめ得るが、特定数のＣＰＵ周期を要する各工
程は、実行に要する有限時間を規定する。それゆえ、末
梢先端３１２の速度ベクトルが点座標に加算された状態
で例示されているが、実際、これら速度および座標は、
かかる計算を可能にするように、時間素子に関連してい
る。

【０１２４】工程２４において査定を行った後で、変数
ｉが工程26で増分され、工程２８でシーケンス判定の終
結が行われる。シーケンス（ｉ−１）の全ての作業画像
が所定値に等しいならば、工程１４から工程２８が規定
する主要ループが励起され、図９Ｂの工程１８２が完了
したと見なす。他の作業画像が分析するべく残されてい
る場合は、アルゴリズム実行が工程１４で継続し、工程
２８におけるシーケンス判定の終結が真となるまで、上
述のように進行する。

【０１２５】

【実施例２】図５Ａおよび図５Ｂを参照すると、本発明
に従った拡張作動式トラッキングシステムの第２実施例
は、一般的実施態様に関連して先に説明した特性を組み
入れた状態で、より容易に理解可能となる。本発明の第
２実施例は、エネルギー輸送装置が多数の放射線不透過
性マーカーをその末梢部の上またはその付近に備えてい
るという点で、第１の実施例とは異なっている。全て
の、または、幾つかの放射線不透過性マーカーＡからＤ
は、寸法と形状が類似しており、図５Ａおよび図５Ｂに
示すように、エネルギー輸送装置の末梢部に沿って互い
から分かっている距離に設置される。

【０１２６】放射線不透過性マーカーＡからＤは、カテ
ーテル４００および５００の末梢先端４１２および５１
０上のマーカー４１２および５１２を参照しながら、先
に論じたいずれかの形態を備え得る。エネルギー輸送装
置６００は、本明細書中に論じた、カテーテル４００、
カテーテル５００、または、複数のマーカーを組み込ん
だ他のエネルギー輸送装置であり得る。第1実施例に関
して、この第２実施例では、Ｘ線透視検査システム１１
８はまた、入力機器１０８の一部として作用して、一
部、エネルギー輸送装置に関する位置情報および配向情
報を提供する。

【０１２７】ライブの蛍光画像はマーカーＡからＤが空
間を一見して浮動しているのを示すにすぎないので、外
科手術処置手順期間中に、ユーザが解釈するのにより容
易な方法で、エネルギー輸送装置３００の末梢端の位置
および配向を表示するのが、望ましい。

【０１２８】ここでまた図９Ａを参照しながら、本発明
の第２実施例に従った処置手順を論じる。図５Ａおよび
図５Ｂは、心臓の左心室内部のエネルギー輸送装置６０
０と、工程１７０から工程１７４に言及しながら先に論
じたように得られた、先に論じたものと類似する態様で
左心室構造を規定する、輪郭ＲＡＯ−ＯおよびＬＡＯ−
Ｏとを描写している。末梢先端４１０および５１０上の
マーカーについては、マーカーＡからＤは、工程１８０
から工程１８２において検出され、先に論じた技術を用
いた表示を目的として、工程１８８において作業画像と
結合する。更に、工程１８８では、ＣＰＵ１０２は、追
加の挿間アルゴリズムを利用して、マーカーＡからＤを
結合して、エネルギー輸送装置６００の末梢部の位置お
よび配向のより記述的表示を生じる結果となる。

【０１２９】ＣＰＵ１０２は、カテーテル配向描写を算
出および生成しながら、好適な形態で結果として生じる
表示を提供可能である。例えば、ＣＰＵ１０２の性能特
性に依存して、エネルギー輸送装置６００の末梢部は、
検出したマーカーＡの中心で始まり、マーカーＤの中心
で終端し、マーカーＢおよびマーカーＣの各中心を通過
する線により、表示し得る。代替例として、装置の末梢
部は、図５Ａおよび図５Ｂに示すように、本質的に互い
に平行で、かつ、マーカーＡからマーカーＤの検出した
表面に沿って正接して走る２本の線により表示し得る。
破線状のエネルギー輸送装置３１０の部分は、特定配向
が未知であるかもしれない部分を表示している。装置の
破線部分に沿って設置した追加マーカーは、その部分ば
かりか、より末梢部を、ＣＰＵ１０２が検出し、かつ、
重畳作業画像に表示するのを可能にする。

【０１３０】それゆえ、図９Ａの好ましい方法の結果と
して、ライブの蛍光がマーカー自体の視認を提供する
間、ＣＰＵ１０２は、上述のアルゴリズムを利用しなが
ら、カテーテル６００の位置描写および配向描写を生成
し、かつ、作業画像の一部としてこの描写をライブの蛍
光と結合させて、図５Ａおよび図５Ｂにおいて描出した
ような各図を生じる結果となる。かかる図は、閉鎖領域
内部で特定配向を有するカテーテル−６００の設置に際
して、ユーザ、および、特に、心臓病専門医または医者
を補佐し、例えば、末梢先端６１０が所望の治療の適用
期間中に、標的組織に所要の力を付与できるようにす
る。

【０１３１】ＣＰＵ１０２は、第１実施例に関して先に
論じたように、末梢先端６１０のマーカーＡと一緒に、
末梢先端６１０から近いカテーテル６００に沿った、マ
ーカーＢからＤの手動同定などの、或るユーザ作業を組
み入れることが可能である。かかるマーカーＡからＤ
を、例えば、ＣＰＵ１０２が自動的に獲得し、先に論じ
たように動的表示することが可能である。これに加え
て、治療事象の期間中は、末梢マーカーＡ位置は、先に
説明したように、獲得および記憶可能である。

【０１３２】図９Ｃのアルゴリズムは、アルゴリズムが
ＲＡＯ図とＬＡＯ図の両方からの作業画像を処理するた
めに使用される場合には、エネルギー輸送装置の第２実
施例の全てのマーカーＡからＤを配置するのに使用可能
でる。かかる分析の結果として、上述のように、作業画
像の範囲内で、また、究極的にはライブの蛍光の範囲内
で、エネルギー輸送装置６００の高速で正確な位置描写
および配向描写を生じる。

【０１３３】これに加えて、ＬＡＯ図自体をＣＰＵ１０
２が完璧に生成可能であり、同図は、マーカーＡからＤ
を備えたエネルギー輸送装置の末梢部の描写を含むこと
が前述の説明から明白となっている筈であるが、１個以
上のマーカーＡからＤが非対称である場合は、同図は任
意でＬＡＯ輪郭図を含み、これは、異なるセンサー構成
を組み入れた追加の実施態様に関して以下により詳細に
論じるとおりである。エネルギー輸送装置の末梢先端が
図の平面を参照しながら同平面方向または異平面方向に
向けられる時に観察される或る曖昧さのより正確な解釈
を、非対称マーカーが可能にする。従って、ライブの蛍
光ＲＡＯ図を、対応するＲＡＯ図作業画像およびＣＰＵ
１０２が生成したＬＡＯ図と結合させた状態を、１個以
上のビデオ表示装置１１６および１１６ａが含んでいる
のを、ユーザが視認可能である。

【０１３４】

【実施例３】図４Ｂ、図４Ｃ、および、図４Ｄを参照す
ると、本発明に従った拡張作動式トラッキングシステム
の第３実施例は、一般的実施例に関連して先に説明した
特性を組み入れて、より容易に理解可能である。本発明
の第３実施例は、エネルギー輸送装置が、Ｘ線透視検査
システム１１８から受像した単一図の、好ましくはＲＡ
Ｏ図の分析により、位置情報および配向方向をＣＰＵ１
０２が獲得できるように特に設計した、多数の放射線不
透過性マーカーを備えているという点で、第１実施例お
よび第２実施例とは異なっている。

【０１３５】図４Ｂを特に参照すると、本発明の第３実
施例に従って使用するような末梢端先端５１０の放射線
不透過性マーカー５２０が、より容易に理解可能とな
る。より特定すると、図４Ｂは、システム１１８などの
Ｘ線透視検査システムが認知するようなマーカー５２０
の代表的図を描いている。

【０１３６】マーカー５２０は、本明細書中で説明した
他のマーカーに類似する材料から作成された、薄壁シリ
ンダ状マーカーである。図示のように、マーカー５２０
の配向に依存して、マーカー５２０は、際立った形状を
有して顕現する。マーカー５２０Ａはマーカー５２０の
代表的蛍光図であり、同図では、マーカー５２０の中心
軸線が蛍光平面に直交する、すなわち、垂直である。従
って、マーカー５２０の薄壁の円形顕現のみが視認可能
であり、エネルギー輸送装置３００の末梢先端３１０
は、異平面図として後述するＸ線源の方に向けられる
か、または、同平面図として後述するＸ線源から離れる
方に向けられるか、いずれかである。

【０１３７】マーカー５２０Ｄは、その中心軸線が蛍光
平面に平行であるような配向状態で例示され、ライブの
蛍光の所定寸法の本質的に矩形画像を生成しながら、エ
ネルギー輸送装置３００の末梢先端３１０が蛍光平面図
に平行に配向されるという表示を提供する。マーカー５
２０Ｂおよび５２０Ｃは、マーカー５２０Ａおよびマー
カー５２０Ｄの軸線配向角度の間の、すなわち、それぞ
れに、０゜と９０゜の間の軸線方向配向角度にある、マ
ーカー５２０の表示図である。

【０１３８】マーカー５２０は軸線Ａを中心として回転
し、その形状は、マーカー５２０Ａが示すような円形か
ら、具体的マーカー５２０Ｂおよび５２０Ｃが示すよう
な、多様な寸法を有する長円形状までと、マーカー５２
０Ｄが示すような矩形形状まで、変化する。これらの形
状の各々は際立っており、それゆえ、ライブの蛍光ビデ
オ画像において容易に、かつ、個別的に認知可能であ
る。

【０１３９】図４Ｃおよび図４Ｄにも目を転じると、カ
テーテル５００Ａと一緒にマーカー５２０を利用する例
が、より良好に理解される。図４Ｃおよび図４Ｄに示す
ように、ＲＡＯ図は、ＲＡＯ輪郭画像ＲＡＯ−Ｏが左心
室を表示した状態で描写されている。先に論じたよう
に、ＲＡＯ−Ｏ画像は、処置手順より前のより早期段階
で生成され、かつ、カテーテルの各部を描くライブの蛍
光画像を組み入れ、または、それと結合している。

【０１４０】カテーテル５００Ａは、図４Ｂのマーカー
５２０を組み入れた状態で例示した、具体的カテーテル
である。図４Ａのカテーテル５００とは異なり、図４Ｃ
および図４Ｄのカテーテル５００Ａは、以下により詳細
に説明するように、図４Ａのレーザーカテーテル５０４
とは異なるレーザーカテーテル５０４Ａを備えている。
整列カテーテル５０２は、図示のように、１個以上のセ
グメントＳがそれら自体の間に形成した或る角度により
規定され得る。しかし、レーザーカテーテル５０４Ａ
は、カテーテル５０４Ａが蛍光図と平行である場合は、
レーザカテーテル５０４Ａがライブの蛍光において部分
的にのみ可視となり得るのに十分な量の、放射線不透過
性材料を包含し、または、含んでいる。

【０１４１】例えば、放射線不透過性マーカー５２０
は、Ｘ線を吸収するか、または、Ｘ線の透過を別途遮断
する材料から作成され、従って、物体が日光を受けて保
持されている場合は、表面に生じた物体の影に均等な暗
黒領域として、ライブの蛍光中に顕現する。これに比べ
て、レーザーカテーテル５０４Ａは、その主要壁表面内
部に、放射線不透過性粉末などの放射線不透過性物質を
包含している。レーザーカテーテルの配向が変化する
と、ライブの蛍光中にカテーテル５０４Ａが生成した画
像は、Ｘ線透視検査システム１１８のＸ線源と画像検出
器との間に、より大量の放射線不透過性材料が存在する
ことが時々あるので、暗くなり、或いは、不透過性の程
度の変化を生じる。

【０１４２】これに加えて、レーザカテーテル５０４Ａ
は、その末梢部に沿って、互いに関して分かっている位
置および配向で、１個以上の対称マーカーまたは非対称
マーカー５１４（明瞭にするために図示しない）を組み
入れているだけでなく、本質的に平面表面を規定すると
共に、レーザーカテーテル５０４Ａの偏向の平面に平行
に存する１個以上の縦走方向マーカー５１８を組み入れ
て、以下により詳細に論じるように、カテーテル５００
Ａの末梢部の位置および配向を、ＣＰＵ１０２がより良
好に判定するのを支援し得る。同様に、整列カテーテル
５０２は、その末梢部に沿って、互いに関して分かって
いる位置に、１個以上の対称マーカーまたは非対称マー
カー５１６を含んでいてもよい。例えば、第１の非対称
マーカー５１６ＡはセグメントＳ₁上に設置可能である
が、第２の非対称マーカー５１６ＢはセグメントＳ₂上
に設置され、マーカー５１６Ａおよびマーカー５１６Ｂ
は、それらの間の角度と位置的配向を規定する。

【０１４３】セグメントＳ₁はカテーテル５０２の第１
表面上に設置されるが、セグメントＳ₂は反対表面上に
設置される、位置的配向の具体例がわかっている。代替
例として、マーカー５１６Ｃは、２個以上のセクション
Ｓに沿って延びる整列カテーテル５０２上に設置可能で
あり、ＣＰＵ１０２が分析を行い得る基準位置となる、
別なわかっている配向を提示する。これら分かっている
マーカー設置位置および配向は、上述のように、配向に
基づき不透過性の程度の差を生じる結果となる、可変量
の放射線不透過性材料を備えたカテーテル５００Ａの他
の構成要素と同様に、以下により十分に論じるように、
異平面画像を生成する際に、ＣＰＵ１０２を補佐する。

【０１４４】クロックフェース出力の具体的図も、図４
Ｃおよび図４Ｄに例示されている。先に論じたように、
ＣＰＵ１０２が生成したクロックフェースグラフィカル
出力は、ＬＡＯ図などの異なる図に関するカテーテル５
００Ａ末梢先端５１０配向の表示を、ユーザに提供す
る。従って、図４Ｃを特に参照すると、カテーテル５０
０Ａは、ＲＡＯ−Ｏが描出しているように、左心室の内
部表面方向を末梢先端５１０が指した状態で、例示され
ている。マーカー５２０は、末梢先端５１０が蛍光平面
に平行に存する、すなわち、同平面または異平面で回転
しないという表示を、矩形のマーカー５２０Ｄが提示し
ている状態を、例示している。ＬＡＯ透視図に由来する
対応図は、末梢先端５１０が、蛍光平面と０゜の角度を
形成し、従って、左心室の内部表面方向を指しているの
を、例示している。

【０１４５】これに比して、図４Ｄを特に参照すると、
カテーテル５００Ａは、末梢先端５１０が蛍光平面に関
して同平面か異平面のいずれかで方向を指しているよう
にするように、レーザーカテーテル５０４Ａが回転する
のを例示している。以下により詳細に論じるように、マ
ーカー５２０Ｄに類似する配向を有したマーカー５２０
などを含んたカテーテル構成要素を分析しなければ、カ
テーテル先端５１０が同平面対異平面の、いずれの方向
を指しているかを識別することは、困難である。本明細
書中では、末梢先端５１０は、同平面を指しており、従
って、ＬＡＯ図を包括的に描写しているクロックフェー
ス画像は、末梢先端５１０が心臓の側面方向壁の方をよ
り多分に指すことを示している。

【０１４６】カテーテル５００Ａの構造を得た、図９Ａ
から図９Ｄをも参照すると、本発明の第３実施例に関与
する好ましい処置手順が、より良好に理解可能である。
上述のように、単一平面のＸ線透視検査器を有するＸ線
透視検査システム１１８を組み入れた外科手術処置手順
の期間中に肉体内のエネルギー輸送装置の位置および配
向を算出するのが望ましく、この場合、例えばＬＡＯ図
などの第２の図を獲得するためにＸ線透視検査器を回転
させて、処置手順の時間を低減し、処置手順期間中にＸ
線放射に晒すことは望ましくない。本発明の第３実施例
に関与する好ましい方法は、図９Ａの好ましい方法を基
礎に積み上げ、または、同方法に添加する。

【０１４７】単一平面Ｘ線透視検査器１１０のみを利用
して単一図を、好ましくはＲＡＯ図を生成する場合は、
末梢先端配向が分析され、ＬＡＯ図などの別な図に関し
て、位置情報および配向情報を提供する。図９Ｂを参照
すると、末梢先端マーカー３１２の配向は、工程１８２
の一部としての工程１８４において検出されなければな
らない。マーカー３１２の配向が検出されてしまうと、
同平面座標または異平面座標への配向情報の並進は、工
程１８２の一部である工程１８６において、実施され
る。マーカー３１２の配向は、図９Ｄのアルゴリズムに
より判定されるが、二次アルゴリズムは、図９Ｃの主要
アルゴリズムの工程１８の更なる定義である。他の入力
機器１０８を利用した場合は、工程１８４および工程１
８６の実行期間中に獲得したデータに対応するデータの
一部または全ては、ＣＰＵ１０２のデータ獲得システム
に供与され得る。例えば、特定の入力機器１０８は、セ
ンサー配向を供与し得るが、ＣＰＵ１０２が獲得した他
のデータと照合しながら、これら配向を提供するわけで
はない。次に、ＣＰＵ１０２は、センサーデータを、獲
得した他のデータと相関関係づけて、工程１８６ごとの
座標を提供する。

【０１４８】ここで図９Ｃおよび図９Ｄを特に参照する
と、先端配向情報を組み入れた末梢部マーカー位置を用
意する各工程は、図９Ｃの工程１８として描写されて、
より十分に理解可能となる。末梢部マーカー位置アルゴ
リズムは、カテーテル３００の末梢先端３１０の１個以
上の記憶済み画像を、現在の作業画像の一部として、現
在の二次画像f_mと比較することにより、一般に機能す
る。記憶済み二次画像はカーネルと呼称されて、各カー
ネルは、特定配向で放射線不透過性マーカー３１２を有
するカテーテル先端３１０を表示する。

【０１４９】第１工程１８．０では、変数Ｎ_kは、末梢
部マーカー位置二次アルゴリズムの実行期間中に考査さ
れる、カーネルの個数に設定される。提供されたカーネ
ルの数が多いほど、マーカー配向のより正確な判定を生
じる結果となる。第２工程では、カーネルカウンタｊ
は、考査中の現在のカーネルを規定するが、ゼロに初期
化される。

【０１５０】工程１８．４において、二次アルゴリズム
の主要ループの、すなわち、平均二乗差（ＭＳＤ）付き
合わせフィルタの第１工程は、工程１６の二次画像f
_mを、ｈ（ｊ）と規定された現在のカーネルと比較する
ために使用される。ＭＳＤフィルター自体は以下のよう
に規定される。

【数２】 この場合、ｈ（ｋ，ｌ）＝ピクセル位置（ｋ，ｌ）にお
ける現在のカーネルの値 Ｌ＝ピクセルにおけるカーネルの長さ Ｋ＝ピクセルにおけるカーネルの幅

【０１５１】ＭＳＤフィルタの出力は、記憶したカーネ
ルの、二次画像f_mおよび現在のカーネルが極めて類似し
ていると分かった場合に、小さな値を生じる。現在のカ
ーネルと二次画像f_mとの間の類似性を増大させると、Ｍ
ＳＤ出力はゼロの値に近づく。

【０１５２】次に、画像Ｚは、工程１８．６において、
ＭＳＤ出力の逆数に設定される。それゆえ、画像Ｚは、
作業画像の二次画像および現在のカーネルがほぼ同一で
ある時に、最大限になる。工程１８．８では、画像Ｚ
は、Ｚ_Gすなわち予測したカテーテル先端３１０位置の
中心でその最大値を獲得する、２次元ガウス関数Ｇ_2dに
より、乗算される。工程１８．８において画像ＺをＧ_2d
で乗算すると、予測したカテーテル先端３１０位置に近
接しているピークに一層の重みを与える。

【０１５３】Ｚ_Gの最大値の値および位置は、工程１
８．１０で見出され、記憶される。工程１８．１２にお
いては、カーネルカウンタ変数ｊは増分される。次に、
カーネルカウンタ変数が記憶したカーネルの数よりも低
いことが分かった場合、すなわち、全てのカーネルを現
在の二次画像と比較し終わっていない場合、工程１８．
１４において、飛び越しは工程１８．４へと逆戻しさ
れ、二次アルゴリズムの実行は、上述のように継続す
る。

【０１５４】全ての記憶済みカーネルが考査されると、
工程１８．１６において、先端３１０位置が判定され
る。カテーテル先端３１０は、全ての最大値のうちのＺ
_Gの最大値に対応する点に配置される。配向情報、すな
わち、二次画像に最も近接して符号するカーネルの配向
と同様に、座標は、二次画像に最も近接して符号するカ
ーネルのピクセル座標（ｋ，ｌ）と関連するが、最終工
程１８．１８において、図９Ｃの主要アルゴリズムの工
程２０に供与される。

【０１５５】それゆえ、末梢先端マーカー３１２の特定
形状を分析することにより、ＣＰＵ１０２は、エネルギ
ー輸送装置３００の末梢先端３１０の位置および配向を
査定し、かつ、上述のように、クロックフェース描写な
どの１個以上の出力を供与し得る。ＣＰＵ１０２は、レ
ーザーカテーテルおよび整列カテーテルの回転運動と、
末梢先端３１０に関する光ファイバまたはファイバ束５
０８の並進運動とを照合することにより、同平面回転運
動と異平面運動とを識別可能となる。カテーテル５０２
および５０４Ａの回転運動と、光ファイバ５０８の並進
運動とは、例えば、回転暗号化システムまたは電位差計
などの使用より、従来の態様で測定可能である。これら
測定装置により供与される信号を表示する信号は、次い
で、本発明の実施態様に従って、獲得、解釈、および、
１個以上の作業画像への統合を目的として、ＣＰＵ１０
２のデータ獲得システムに供与される。任意で、同平面
運動および異平面運動はユーザが、側面方向を向いた末
梢先端３１０を記述するためのキーボード入力「Ｌ」、
および、中隔方向を向いた末梢先端３１０を記述するた
めの入力「Ｓ」などの、ＣＰＵ１０２への追加入力を供
与することにより、識別がが可能となる。

【０１５６】図４Ｃおよび図４Ｄのカテーテル５００Ａ
に関して、図９Ａから図９Ｄのアルゴリズムは、整列カ
テーテルとレーザーカテーテル上のマーカー５１６およ
び５１８の配向をそれぞれに解釈するために、類似の態
様で利用され得て、ＣＰＵ１０２が出力描写をより正確
に規定することを可能にする。例えば、図４Ｃに描いた
配向などの、分かっている配向から開始して、本明細書
中で説明した方法に従ったＣＰＵ１０２は、マーカー５
１８の運動に関与し得るが、このマーカーは、レーザー
カテーテルの側壁上に設置されて、レーザーカテーテル
５０４Ａの回転を示す。これに加えて、レーザーカテー
テル５０４Ａの曲率はわかっている、すなわち、予め定
められているので、観察したレーザーカテーテル５０４
Ａの末梢部の、Ｘ測定値およびＹの測定値により表され
る、レーザーカテーテル５０４Ａの末梢部の短縮の程度
が、回転の角度を規定する。Ｘ測定値およびＹ測定値
は、本発明に従ったＣＰＵ１０２により獲得され、か
つ、図４Ｃおよび図４Ｄに示されるような、上述のクロ
ックフェース出力などの、１個以上の出力の生成の際に
利用され得る。

【０１５７】これに加えて、レーザーカテーテル５０４
Ａの末梢先端の回転の量は、バリウムサルフェートまた
はビスマスサブカーボネートなどの放射線不透過性フィ
ルタ材料を、典型的には１０％と４０％の間の重量荷重
で末梢先端内に埋設することにより、拡張されて、末梢
先端がＲＡＯ図に関して同平面位置から異平面位置まで
回転すると、変化する透過性の画像がライブの蛍光にお
いて観察されるようにする。カテーテル５０４Ａの末梢
先端をＲＡＯ図に平行に方向づけると、最小不透過性が
認知され、カテーテル５０４Ａの末梢先端をＲＡＯ図に
関して同平面または異平面のいずれかで方向づけると、
最大不透過性が認知される。

【０１５８】マーカー５１６およびマーカー５１８の分
析は、カテーテル５０２および５０４Ａ、ならびに、光
ファイバ５０８の回転運動および並進運動の獲得に加え
て、それぞれに、行われて、カテーテル５００Ａの現在
の位置および配向をより正確に規定し得る。

【０１５９】

【実施例４】図４Ｅから図５Ｈを参照すると、本発明に
従った拡張作動式トラッキングシステムの第４実施例
は、一般的実施例に関連して先に説明した特性を組み入
れて、より容易に理解可能となる。本発明の第４実施例
は、エネルギー輸送装置が、類似の寸法および形状を備
え、かつ、Ｘ線不透過性システム１１８から受像した単
一図の、好ましくはＲＡＯ図の分析により、ＣＰＵ１０
２が位置情報および配向情報を獲得できるようにするよ
う特に設計した各マーカーの間の分かっている距離を隔
ててエネルギー輸送装置上に配置されている、多数の放
射線不透過性マーカーを備えているという点で、第３実
施例とは異なっている。この実施態様は、カテーテル４
００などの先端偏向自在型エネルギー輸送装置が外科手
術処置手順期間中に利用される場合には、特に有用であ
る。

【０１６０】互いから等距離にあるようにマーカーが示
されているが、各マーカーは、各マーカーの間の分かっ
ている関係を規定して、設置される必要があるにすぎな
いことを、明白にするべきである。これに加えて、マー
カーは類似の寸法および形状を備えているように示され
ているが、或る同平面の曖昧さと異平面の曖昧さとをよ
り正確に解くにあたり、１個以上のマーカーが非対称に
なって、ＣＰＵ１０２を支援するようにも、実現され得
る。図４Ｅを特に参照すると、カテーテル４００は、末
梢部４１６上に複数の薄壁マーカー４１４を有した状態
で、例示されている。図４Ｇにより良好に示しているよ
うに、カテーテル４００の末梢部４１６が偏向機構によ
り偏向されて、末梢先端４１０が、ＲＡＯ図などの特定
図を参照しながら、異平面または同平面のいずれかで移
動するようにすると、マーカー４１４は、マーカー５２
０と類似の態様の運動を示し、最大偏向を有する末梢部
４１６は、円により近似した蛍光画像を生成するように
示される。主要シャフト４０２により近接したマーカー
４１４は、薄い矩形部分として顕現し、先端４１０によ
り近接したマーカー４１４は、楕円率を有して顕現する
ので、末梢先端４１０は、主要シャフト４０２と同平面
か、または、それとは異平面のいずれかで、偏向させら
れねばならない。

【０１６１】比較すると、図４Ｆに示すように、末梢部
４１６の偏向が、本質的に図の平面に沿っている場合
は、最末梢部マーカー４１４のみがわずかな楕円率を示
す。それゆえ、カテーテル４００の偏向した末梢先端４
１０は、図の平面に略平行な平面で偏向する。

【０１６２】カテーテル４００のマーカーが偏向自在末
梢先端部４１６の一部であるので、末梢部４１６が偏向
している間は、末梢部４１６の壁部分は、偏向の平面に
沿って内側屈曲半径および外側屈曲半径を規定する。そ
れゆえ、末梢部が偏向すると、各マーカー４１４の間隔
は変化し、外側屈曲半径に沿って本質的に存在している
マーカー４１４の各部は、内側屈曲半径に沿って本質的
に存在しているマーカー４１４の各部よりは、更に距離
を隔てている。例えば、図４Ｇを参照すると、第１マー
カー４１４の点Ａは、偏向の外側屈曲半径の一部として
示され、点Ｃは、偏向の内側屈曲半径の一部として示さ
れる。これに加えて、第２のマーカー４１４は、偏向の
外側屈曲半径および内側屈曲半径の一部として、点Ｂお
よび点Ｄを、それぞれに、備えている。それゆえ、カテ
ーテル４００の末梢部４１６が図示のように偏向する
と、点Ａと点Ｂの間の距離は、点Ｃと点Ｄの間の距離よ
りも大きくなり、末梢端部４１６が本質的に同平面で偏
向するという結論を提供する。

【０１６３】図９Ａから図９Ｄを参照しながら先により
詳細に論じたように、図９Ａから図９Ｄのアルゴリズム
は、末梢先端４１０のマーカー４１２の配向を特に判定
し、次いで、マーカー４１４の、互いの間の関係など
の、周辺空間関係を分析することにより、カテーテル４
００の末梢部４１６の位置および配向を判定するために
使用可能となり、異なるマーカー４１４の間で観察した
最大距離は、偏向の外側屈曲半径を規定し、従って、末
梢部４１６の配向を規定する。

【０１６４】ここで図４Ｈを参照すると、代替のカテー
テル４００Ａが示されている。図４Ｈのカテーテル４０
０Ａは、図４Ｅから図４Ｇのカテーテル４００と同様
に、複数のマーカー４１４Ａが、末梢部４１６に沿っ
て、互いに分かっている関係で配置されるように構成さ
れている。しかし、マーカー４１４Ａは、図示のよう
に、寸法および形状が、マーカー４１２に類似してい
る。それゆえ、図９Ａから図９Ｄのアルゴリズムの実行
前に、ユーザは1個のマーカーしか規定する必要がな
く、図９Ａから図９Ｄのアルゴリズムは、屈曲半径とは
関係無しに、各マーカー４１４Ａの配向を判定し、その
時、各マーカー４１４Ａは、末梢部４１０に沿ってその
場にあるエネルギー輸送装置の位置と配向を特に規定す
る。

【０１６５】任意で、カテーテル４００Ａは、本質的に
形状が矩形の、図４Ｈに示したように、２個の最基部寄
り位置のマーカー４１４Ａの間のブリッジとして作用す
る、別な放射線不透過性マーカー４１４Ｂを備え得る。
この「Ｉビーム」マーカー４１４A／４１４B形状は、Ro
senthalの引例により詳細に規定されているが、追加の
情報を提供し、それに基づいて、ＣＰＵ１０２は、エネ
ルギー輸送装置の末梢部４１６の同平面投影と異平面投
影とを算出可能である。

【０１６６】より特定すると、マーカー４１４Ｂは、カ
テーテル４００Ａの偏向の平面に本質的に平行なカテー
テル４００Ａ上に設置される。従って、カテーテル末梢
先端４１０が同平面方向に向くと、マーカー４１４Ｂ
は、２個の最基部寄り位置のマーカー４１４Ａの間のカ
テーテル末梢部４１６の第１側面部に沿って、細い線と
して顕在する。これに比べて、末梢先端４１０が異平面
方向を向くと、マーカー４１４Ｂは、第１側面部とは反
対側に現れる第２側面部に沿った、細い線として顕在す
る。

【０１６７】それゆえ、ＣＰＵ１０２は、本発明に従っ
た方法の一部として、現在の作業フレームを分析する
が、末梢先端４１０を備えた末梢端部４１６の位置をよ
り良好に規定および記述するようにマーカー４１４Ｂを
利用可能であり、ライブの蛍光図と結合すると、ＲＡＯ
図などの単一平面図に基づいた幾つかの出力のうちの１
つとして、結合画像を生成し得る。

【０１６８】図９Ｅも参照すると、図９Ｃの工程１８の
一部として実施される、エネルギー輸送装置３００の位
置および配向を算出する追加の方法が、より良好に理解
可能となる。カテーテル４００Ａのマーカー４１４Ａの
個々の位置および配向は、各個別マーカー４１４Ａにつ
いて、図９Ｄの工程を実施することにより、既に判定さ
れていることが、図９Ｅの工程を実施する前の前提とな
る。図９Ｅの工程の結果は、以下により詳細に説明する
ように、ＣＰＵ１０２が規定した座標システムに関する
ヨー、ロール、および、ピッチに関連する末梢マーカー
の位置および配向を提供または記述する。例えば、基準
点は、Ｘ線透視検査平坦図により、好ましくはＲＡＯ図
により提示可能であり、この場合、ＲＡＯ透視図の垂直
方向軸線はｘであり、ＲＡＯ透視図の水平方向軸線はｙ
であり、正のｚ方向は、図４Ｈに示すように、ｘ−ｙ平
面に関して同平面で移動するように、規定される。

【０１６９】初期工程１８．２０において、個別マーカ
ーには、１つのマーカー４１４Ａを別なマーカー４１４
Ａから識別する根拠となる、作業識別番号（ＩＤ）、ま
たは、それ以外の記述情報が与えられている。論述のた
めであるが、マーカーは識別番号ＩＤ１からＩＤ５が供
与され、図４Ｈに示すように、ＩＤ１は最基部寄り位置
マーカー４１４Ａに付され、ＩＤ５は最末梢位置マーカ
ー４１４Ａに付されている。

【０１７０】図９Ｅの方法は３つのマーカー４１４Ａを
最小限として必要とするが、カテーテル４００Ａに沿っ
た追加マーカー４１４Ａの設置は、本発明の他の方法に
従った対応する分析と一緒に、カテーテル４００Ａの末
梢部の位置および配向のより正確な判定に備えているこ
とに留意することが、重要である。

【０１７１】工程１８．２２において、最小二乗アプロ
ーチを利用した最適線は、カテーテル４００Ａの縦走方
向シャフトのより基部より位置マーカー４１４Ａにより
判定され、本明細書中では、ＩＤ１からＩＤ３の各識別
番号を有するマーカー４１４Ａにより代表される。最適
線は、線「Ｌ」と示される。

【０１７２】工程１８．２４において、線Ｌはｙ−ｚ平
面表面と比較されて、それらの間に形成される角度は、
カテーテル４００Ａのヨー配向を規定する。次に、工程
１８．２６においては、線Ｌに直交し、かつ、ＩＤ５を
付した末梢位置マーカー４１４Ａを通過する線Ｄが生成
され、現在の透視図に関して線Ｄの長さを表す距離ｄ _e
が算出される。所定の形状を有するカテーテル４００Ａ
の末梢部４１６を用いた場合、ｄ_eの最大値、既に分か
っているか、または、較正プロセス期間中に算出可能で
あるが、カテーテル４００Ａの偏向平面が図の平面に平
行である場合に、観察される。カテーテル４００Ａが、
線Ｌと示される、その主要シャフトの長軸線を中心とし
て回転すると、測定された距離ｄ_eは減少する。次い
で、ロール角は以下の等式により測定可能である。

【数３】 この場合、ｄ_e90は、ｄ_eの最大値である。

【０１７３】工程１８．３０では、線Ｌに沿った２以上
のマーカー４１４Ａの間の距離ｄ_aが判定される。上記
測定値ｄ_eについては、カテーテル４００Ａの長軸線に
沿ったマーカー４１４Ａの配向および位置は既に分かっ
ているので、長軸線が透視図平面に平行である場合の各
マーカー間の距離も、既に分かっている。次いで、ピッ
チは、線Ｌおよびｘ−ｙ平面表面により形成された角度
と定義されるが、以下の等式の計算により、工程１８．
３２において測定される。

【数４】 ここでは、ｄ_a0は、ｄ_aの最大値である。

【０１７４】工程１８．３４では、制御は図９Ｃに逆戻
しされ、ヨー、ロール、および、ピッチの各表示は、Ｃ
ＰＵ１０２が利用して、カテーテル４００Ａの位置およ
び配向をより正確に規定する。図４Ｈに示すように、カ
テーテル４００Ａは、２個の最基部寄り位置マーカー４
１４Ａの間に、ブリッジ式放射線不透過性部材４１４Ｂ
を含み得て、本明細書中のどこか別段に記載されている
が、末梢部４１６の同平面配向と異平面配向とを、ＣＰ
Ｕ１０２がより良好に判定するのを補佐する。これに加
えて、図４Ｈの工程は、カテーテル４００Ａに関して説
明されているが、ＩＤ１、ＩＤ２、および、ＩＤ５の各
識別番号を付したマーカー４１４Ａなどの、互いに関す
る既に分かっている配向で少なくとも３個の放射線不透
過性マーカーが配置されたエネルギー輸送装置の分析に
適用可能であることを、明瞭とするべきである。各マー
カーはどのような好適な形状を備えていてもよく、図９
Ｅに関して先に説明した計算を可能にする。

【０１７５】３次元座標システムの原点を基準として、
カテーテル４００Ａについて、ヨー、ロール、および、
ピッチの各角度が算出されると、ＣＰＵ１０２はこのデ
ータを、現在の作業画像において獲得した他のデータと
融合し得る。次に、作業画像はライブの蛍光図と結合し
て、ＣＰＵ１０２の出力のうちの１つとして提供可能で
ある。画像の解像度がわかっているので、現実の測定は
画像のピクセルに関して行われるが、測定は長さの他の
単位に関して規定されてもよいものと、理解すべきであ
る。

【０１７６】これに加えて、所望されれば、放射線不透
過性材料を組み入れたエネルギー輸送装置または他のア
イテムの、図示しないＸ線源からの距離は、追加工程
（図示せず）にて算出可能である。物体の寸法と、Ｘ線
透視検査システムにおけるその結像寸法との間の関係を
記述する等式は、以下のとおりである。

【数５】 ここでは、ＤはＸ線源から検出器までの距離であり、Ｚ
は物体から検出器までの距離であり、ｘは物体寸法であ
り、ｕは結像寸法である。

【０１７７】エネルギー輸送装置に関する相対位置情報
および配向情報、心臓の描写、および、本発明に従って
本明細書中に記載されたような外科手術処置手順期間中
に利用される他のアイテムは、追加の分析と提携し得
る。例えば、平面透視図は、ＲＡＯ図およびＬＡＯ図に
関して包括的に記述されているが、脳および尾骨の角度
を含め、他の角度成分を含む可能性がある。

【０１７８】放射線不透過性が向上した、または、低下
したセクションを有する、または、そのようなセクショ
ンを構成要素とするが、検出可能で、成形加工したエネ
ルギー輸送装置の使用を思量することは、本発明に従っ
て採用すれば、外科手術処置手順期間中の、向上した視
覚化、認識、および、エネルギー輸送装置の制御を提供
するものと、理解される。従って、例えば、カテーテル
の先端は中隔壁または側面方向壁に向けて回転する間、
ＲＡＯ透視図から視認されているが、Ｘ線源とＸ線透視
検査器の画像検出器との間に存在する物理的量の材料は
増加し、そのＸ線透視検査画像は不透過性を増して顕現
し、すなわち、不透過性の変化は、回転の程度ばかり
か、先端の位置および他の部分の位置と相関関係をなす
可能性があるものと、理解される。

【０１７９】図４Ｉを参照すると、１組の輻射方向非対
称に間隔を設けた放射線不透過性マーカー７１８を用い
た場合の、左心室における、マーカー３１２に類似する
放射線不透過性マーカー７１２を有しているエネルギー
輸送装置７００の末梢端７１０の代表的ＲＡＯ投影図お
よびＬＡＯ投影図は、心臓の側面方向表面に向けて偏向
した状態で、例示されている。類似の態様で、図４Ｊ
は、末梢部が心臓の中隔表面に向けて偏向しているのを
描く、代表的ＲＡＯおよびＬＡＯ図である。先に説明し
たように、エネルギー輸送装置７００の末梢部が図４Ｉ
および図４Ｊに示したように配向された場合、末梢先端
マーカー７１２は、ライブの蛍光における円として顕現
する。図４Ｉにおけるマーカー７１２の一部は、エネル
ギー輸送装置７００の末梢部が心臓の側面方向表面に向
けられているという、より明瞭な理解を提供するために
のみ、破線で示されていることに、留意されたい。

【０１８０】マーカー７１８は、中心が先端偏向の方向
から略９０゜半径方向に配置された、すなわち、例えば
先に記載したような内側屈曲半径を有する、細いストラ
イプ型マーカーである。それゆえ、ＲＡＯ図に関するエ
ネルギー輸送装置７００の同平面および異平面の末梢部
の偏向は、識別可能である。

【０１８１】図４ＩのＲＡＯ図に描いたように、マーカ
ー７１８はエネルギー輸送装置描写の頂部表面上に視認
されるので、エネルギー輸送装置が左心室の側面方向表
面に向けて偏向された状態が例示されているものと、判
断可能である。対比すると、図４ＪのＲＡＯ図では、マ
ーカー７１８がエネルギー輸送装置描写の底面表面上で
視認されるので、エネルギー輸送装置の末梢部は、中隔
表面に向けて偏向し、エネルギー輸送装置が既に１８０
゜回転したことの表示を与えている。

【０１８２】それゆえ、本発明の方法を利用すると、Ｃ
ＰＵ１０２は、図４Ｉおよび図４ＪのＲＡＯ描写のマー
カー７１８と一緒に、末梢先端マーカー７１２を分析可
能であり、これらの図から、エネルギー輸送装置７００
の末梢部７１６の位置および配向を判定可能である。

【０１８３】

【実施例５】図１に戻って参照すると、本発明に従った
拡張作動式トラッキングシステムの第５実施例は、一般
的実施例に関連して先に説明した特性を組み入れた状態
で、より容易に理解可能である。本発明の第５実施例
は、入力機器が、エネルギー輸送装置の末梢部上に配置
された磁気センサーを利用した局所的位置および配向シ
ステムを組み入れているという点で、他の実施例とは異
なっている。かかるシステムは、具体例としては、「埋
設式医療装置の位置および配向を判定するシステムおよ
び方法（System and Method to Determine the Locatio
n and Orientation of an Indwelling Medical Devic
e）」という名称の、Haynorら（以下、Haynorと称す
る）に付与された米国特許第5,879,297号に開示されて
いる。

【０１８４】Haynorのシステムは、ハウジングを備え、
磁界分析を利用すれば、ハウジングに関してエネルギー
輸送装置の位置を記述する出力を提供可能である。次
に、この出力は本発明のＣＰＵ１０２に供与され、他の
獲得したデータと一緒に、１個以上の作業画像と融合
し、かつ、他の情報と結合して、先により詳細に論じた
ように、１個以上の出力を生成する。ＣＰＵ１０２に付
与した出力は、例えば、現在の末梢先端位置および関連
治療場所配置の描写を提供するビデオ信号を含み得る。
代替例として、供与した出力は、エネルギー輸送装置の
末梢先端位置と治療場所配置との相対的位置のバイナリ
データ記述を含み得る。しかし、いずれの場合も、出力
は、Haynor装置のハウジングに関する３次元原点を基準
とする。

【０１８５】ＣＰＵ１０２は、１個以上の出力を生成す
るために、Haynorシステムから受信したデータを、既に
獲得して現在の作業画像へと統合した他のデータと相関
関係づけることが可能でなければならない。これは、Ｃ
ＰＵ１０２がデータを獲得する元となる他の物体または
センサーに関して、既に分かっている関係において追加
の磁気センサーを設置することにより、達成され得る。
例えば、磁気センサーは、先に説明したモーションマー
カーの中心に配置され得る。これに加えて、そこに設置
した磁気センサーに関して既に分かっている関係にある
エネルギー輸送装置の末梢先端上の単一放射線不透過性
マーカーは、好適なデータ基準を提供可能である。上記
具体例の両方が、基準点をＣＰＵ１０２に提供するが、
この基準点に基づいて、Haynorシステムから受信した出
力データを、データから得た他のデータに相関関係づけ
得る。

【０１８６】この点で、向上した計算力を利用すれば、
本発明の出力描写に関する複雑さが対応して増大するこ
とを、認識するべきである。例えば、先に説明した３次
元出力描写は、心臓自体の現実に生成した描写であり得
る。心臓は回転可能であり、そうでなければ、心臓にお
けるエネルギー輸送装置の位置および配向を描くように
操作可能である。

【０１８７】本発明の原理を例示の実施態様について明
瞭にしてきたが、本発明の実施に際して使用した構造、
構成、比率、要素、材料、および、成分の多数の修正例
が、当業者には直ちに自明となるが、これらは、発明の
原理から逸脱せずに、特定の環境および動作上の要件に
特に適合する。添付の特許請求の範囲は、本発明の真の
権限、精神、および、範囲のみを限定するが、かかる修
正のいずれか、および、それらの全てをカバーおよび包
含するものと意図している。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に従った向上したトラッキングシステム
のブロック図である。

【図２Ａ】心臓の左心室部の幾何学的表示の斜視図であ
る。

【図２Ｂ】本発明に従った心臓の左心室内部のエネルギ
ー輸送装置の右前面斜め投影図である。

【図２Ｃ】本発明に従った心臓の左心室内部のエネルギ
ー輸送装置の左前面斜め投影図である。

【図３Ａ】心臓の右前面斜め投影図である。

【図３Ｂ】心臓の左前面斜め投影図である。

【図４Ａ】本発明に従って使用される第１のエネルギー
輸送装置の立面図である。

【図４Ｂ】本発明に従ったエネルギー輸送装置の末梢先
端上で使用するための、具体的な放射線不透過性マーカ
ー帯の、代表的な頂面正投影立面図である。

【図４Ｃ】本発明に従った左心室における心室内エネル
ギー輸送装置の、代表的ＲＡＯ−３０投影図である。

【図４Ｄ】本発明に従った左心室における心室内エネル
ギー輸送装置の、別な代表的ＲＡＯ−３０投影図であ
る。

【図４Ｅ】本発明に従った第２のエネルギー輸送装置の
末梢端の、代表的立面図である。

【図４Ｆ】本発明に従った第２のエネルギー輸送装置の
一部偏向し、頂点方向を向いた末梢端の、代表的立面図
である。

【図４Ｇ】本発明に従った第２のエネルギー輸送装置の
一部偏向し、側面方向を向いた末梢端の、代表的立面図
である。

【図４Ｈ】本発明に従った一部が偏向した第３のエネル
ギー輸送装置の、代表的立面図である。

【図４Ｉ】心臓の左心室内部の別なエネルギー輸送装置
の末梢端の、ＲＡＯおよびＬＡＯ投影図である。

【図４Ｊ】心臓の左心室内部の別なエネルギー輸送装置
の末梢端の、別な代表的ＲＡＯおよびＬＡＯ投影図であ
る。

【図５Ａ】心臓の左心室内部の別なえネルぎー輸送装置
の、代表的ＲＡＯ−３０投影図である。

【図５Ｂ】心臓の左心室内部の別なエネルギー輸送装置
の、代表的ＬＡＯ−６０投影図である。

【図６】左心室の内部表面領域に向けて直交状態に配向
されたエネルギー輸送装置の末梢端先端部の、代表的Ｒ
ＡＯ−３０投影図である。

【図７】左心室の内部表面領域に向けて直交状態に配向
されたエネルギー輸送装置の末梢端先端部により形成さ
れた一連のチャネルの、一連の代表的ＲＡＯ−３０投影
図である。

【図８】左心室の内部表面領域に向けて直交状態に配向
されたエネルギー輸送装置の末梢端先端部により形成さ
れた一連のチャネルの、一連の代表的ＲＡＯ−６０投影
図である。

【図９】本発明に従って実施される好ましい方法を規定
した、一連のフローチャートである。

【図１０】本発明に従って生成された出力の、具体図で
ある。

【符号の説明】

１００ 拡張作動式トラッキングシステム １０２ 中央処理装置 １０４ 入力装置 １０６ ビデオ表示システム １１０ Ｘ線透視検査器 １１２ 角度センサー １１４ 蛍光ビデオ源 １１６ ビデオ表示装置 １１８ Ｘ線透視検査システム １２０ ビデオ信号 １２２ 出力ビデオ信号

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ダグラス アール マーフィー チュート リアン アメリカ合衆国 カリフォルニア州 94301 パロ アルト ローウェル アベ ニュー 151 (72)発明者 キース エイ バーテルス アメリカ合衆国 テキサス州 78209 サ ン アントニオ パイク ロード 231 (72)発明者 マーク ラウシュ アメリカ合衆国 イリノイ州 62236 コ ロンビア バーチウッド コート 600 (72)発明者 ランディー ジェイ ケーステン アメリカ合衆国 カリフォルニア州 94043 マウンテン ヴィュー エイダ アベニュー 181−41

Claims (21)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 外科手術処置手順期間中にライブの蛍光
   図中で外科手術装置をトラッキングする方法であって、
   ａ）少なくとも１つの透視図の第１のものに対応する
   ライブの蛍光ビデオ信号から、少なくとも１つの作業画
   像を生成すること、 ｂ）肉体システムデータを獲得
   し、該肉体システムデータは、前記少なくとも１つの作
   業画像で整合されること、 ｃ）外科手術処置手順に関
   する追加データを獲得する根源となる少なくとも１つの
   事象を検出し、前記追加データは少なくとも１つの作業
   画像へと融合されること、 ｄ）前記生成した少なくとも１つの作業画像をライブの
   蛍光ビデオ信号と結合し、複数の出力のうちの第１のも
   のを形成し、該第１出力がビデオ信号であること、及び ｅ）前記第１出力を表示システムに提供し、該表示シス
   テムでは、前記第１出力を少なくとも１つのビデオ表示
   装置上に描出し得ることを含む、前記方法。
2. 【請求項２】 前記生成した少なくとも１つの作業画像
   を前記ライブの蛍光ビデオ信号と結合する前記工程は、
   前記少なくとも１つの作業画像を記憶することを含み、
   この場合、前記記憶したデータは、外科手術処置手順の
   組織学を提供する、請求項１に記載の前記方法。
3. 【請求項３】 ライブの蛍光ビデオ信号から少なくとも
   １つの作業画像を生成する前記工程は、少なくとも１つ
   の透視図の第１のものを表示する前記ライブの蛍光ビデ
   オ信号の一部としてのビデオフレームをディジタル化す
   ることを含む、請求項１に記載の前記方法。
4. 【請求項４】 前記少なくとも１つの事象の第１のもの
   は、モーションマーカー検出事象であり、少なくとも１
   つの事象を検出する前記工程で得たデータは、少なくと
   も１つのモーションマーカーに関する位置情報および配
   向情報を含み、前記少なくとも１つの作業画像は、前記
   ライブの蛍光ビデオ信号を用いて配向される、請求項２
   に記載の前記工程。
5. 【請求項５】 前記少なくとも１つの事象の第２のもの
   は、心室造影像事象であり、少なくとも１つの事象を検
   出する前記工程で得たデータは、少なくとも１つの透視
   図の前記第１のものに対応する少なくとも１つの輪郭図
   を表示するデータを更に含み、前記少なくとも１つの輪
   郭図は記憶される、請求項４に記載の工程。
6. 【請求項６】 前記少なくとも１つの事象の第３のもの
   は、外科手術装置検出事象であり、少なくとも１つの事
   象を検出する前記工程は、外科手術装置の末梢部の位置
   を獲得することを更に含み、少なくとも１つの事象を検
   出する前記工程において得たデータは、外科手術装置の
   前記末梢部の位置データを更に含む、請求項５に記載の
   前記工程。
7. 【請求項７】 前記少なくとも１つの事象の第４のもの
   は、治療事象であり、少なくとも１つの事象を検出する
   前記工程において得たデータは、所望の治療の適用期間
   中の外科手術装置の前記末梢部の位置データを更に含
   む、請求項６に記載の前記工程。
8. 【請求項８】 前記少なくとも１つの輪郭図の第１のも
   の、および、第２のものを更に含み、少なくとも１つの
   輪郭図の前記第１のものは、右前方斜め３０゜の図であ
   り、少なくとも１つの輪郭図の前記第２のものは、左前
   方は斜め６０゜の図である、請求項５に記載の方法。
9. 【請求項９】 外科手術装置の前記末梢部の位置を獲得
   する前記工程は、 ａ）前記ライブの蛍光の特定透視図
   を描出する少なくとも２つの作業画像を含む一連の画像
   を規定すること、 ｂ）現在の作業画像内の外科手術装
   置の前記末梢部の位置を表示する座標を獲得すること、
   ｃ）前記現在の作業画像から二次画像を抽出し、該二
   次画像が前記座標から所定の距離に在ること、 ｄ）前記二次画像内の外科手術装置の前記末梢部を検出
   し、その際に、外科手術装置の前記末梢部の中心部を規
   定する新たな座標が、前記現在の作業画像に関して規定
   されること、 ｅ）前記一連の画像の一部としての次の作業画像中の外
   科手術装置の前記末梢部の位置を査定すること、及び ｆ）前記一連の画像のうちの全ての画像の考査が完了す
   るまで、前記工程ｃ）からｅ）を反復し、前記次の作業
   画像が前記現在の作業画像になっていくことを更に含
   む、請求項８に記載の方法。
10. 【請求項１０】 前記二次画像を用いて外科手術装置の
    前記末梢部を検出する前記工程は、前記二次画像をフィ
    ルタリング処理する初期工程を含む、請求項９に記載の
    方法。
11. 【請求項１１】 外科手術装置の前記末梢部の位置を査
    定する前記工程は、外科手術装置の前記末梢部を表示す
    る速度ベクトルを算出することを含む、請求項10に記載
    の方法。
12. 【請求項１２】 前記二次画像内の外科手術装置の前記
    末梢部を検出する前記工程は、前記二次画像を、外科手
    術装置の前記末梢部の少なくとも１つの既に分かってい
    る描写と比較することを更に含む、請求項11に記載の方
    法。
13. 【請求項１３】 前記二次画像内の外科手術装置の前記
    末梢部を検出する前記工程は、前記座標を記憶する最終
    工程を更に含む、請求項12に記載の方法。
14. 【請求項１４】 外科手術装置の前記末梢部の位置デー
    タを獲得する前記工程は、 ａ）外科手術装置の前記末梢部の配向を検出すること、
    及び ｂ）外科手術装置の前記末梢部を表示する異平面座標ま
    たは同表面座標へと前記配向を並進させることを更に含
    む、請求項13に記載の方法。
15. 【請求項１５】 前記二次画像を、外科手術装置の前記
    末梢部の少なくとも１つの既に分かっている描写と比較
    する前記工程は、 ａ）外科手術装置の前記末梢部の少なくとも２種の描写
    を規定し、現在の描写は、前記少なくとも２種の描写の
    うちの第１のものにより規定されること、 ｂ）選択した描写に対応する出力変数をゼロに初期化す
    ること、 ｃ）前記二次画像および前記現在の描写に平均二乗差の
    フィルタを適用すること、 ｄ）外科手術装置の前記末梢部の配向を判定すること、
    及び ｅ）全ての描写の考査が完了するまで前記工程ｂ）から
    ｃ）を反復し、出力値が、外科手術装置の前記末梢部の
    位置を表示することを含む、請求項14に記載の方法。
16. 【請求項１６】 平均二乗差のフィルタが下記の等式の
    ように規定され、 【数１】 この場合、ｈ（ｋ，ｌ）はピクセル位置（ｋ，ｌ）にお
    ける前記現在の描写の値 Ｌはピクセルにおける前記描写の長さ Ｋはピクセルにおける前記描写の幅 である、請求項15に記載の方法。
17. 【請求項１７】 外科手術装置の前記末梢部の配向を判
    定する前記工程は、 ａ）前記平均二乗差のフィルタの適用から得た結果の逆
    数値を算出すること、 ｂ）２次元ガウス関数を前記逆数値に応用することによ
    り、前記二次画像と前記現在の描写との間の相似度を表
    示する相似値の度数を算出すること、及び ｃ）相似値の度数が前記出力値よりも大きい場合に、前
    記出力変数を前記相似値の度数に設定することを含む、
    請求項15に記載の方法。
18. 【請求項１８】 外科手術装置の前記末梢部の配向を判
    定する前記工程は、 ａ）数学的方法を利用して、第１の線の等式を算出し、
    該線は、前記外科手術装置の長軸線上に位置決めされた
    少なくとも２つの放射線不透過性マーカーを通過し、前
    記第１の線は、座標系の２つの軸線により規定された第
    １の平面表面と比較した場合、第１の角度を規定するこ
    と、 ｂ）数学的方法を利用して、第２の線の等式を算出し、
    該第２の線は前記第１の線に正接し、かつ、外科手術装
    置の前記末梢先端部上の放射線不透過性マーカーを通過
    し、前記第２の線の長さは、前記外科手術装置の長軸線
    を中心とした回転の角度を表示すること、 ｃ）前記外科手術装置の長軸線上に位置決めされた少な
    くとも２つの放射線不透過性マーカーの間の距離を算定
    し、該距離は、前記外科手術装置の長軸線と、前記座標
    系の２つの軸線により規定された第２の平面表面との間
    に形成された第２の角度を表示し、前記第２の平面表面
    は、前記第１の平面表面に垂直である、請求項17に記載
    の方法。
19. 【請求項１９】 拡張作動式外科手術装置トラッキング
    システムであって、 中央処理装置、 外科手術装置と組み合わさった少なくとも１つのセンサ
    ーを備えた、少なくとも１つの入力機器であって、該少
    なくとも１つの入力機器は、前記中央処理装置が作動自
    在にインターフェイス動作を実施し、かつ、前記外科手
    術装置の相対位置および相対配向を記述した未加工デー
    タを前記中央処理装置に提供する、前記少なくとも１つ
    の入力機器、 前記中央処理装置が作動自在にインターフェイス動作を
    実施する、少なくとも１つの入力装置であって、該少な
    くとも１つの入力装置は、実行中の外科手術処置手順を
    記述した追加データを前記中央処理装置に提供し、前記
    中央処理装置は、獲得した前記未加工データおよび前記
    追加データから特定透視図に対応する少なくとも１つの
    作業画像を生成可能である、前記少なくとも１つの入力
    装置、及び前記中央処理装置が作動自在にインターフェ
    イス動作を実施し、かつ、前記中央処理装置から少なく
    とも１つの出力信号を受信し、表示するようにされた、
    ビデオ表示システムであって、前記少なくとも１つの出
    力信号のうちの第１のものは、同一特定透視図のライブ
    の蛍光ビデオ信号と共に少なくとも１つの作業画像を含
    む、ビデオ信号である、前記ビデオ表示システムを備え
    た、前記拡張作動式外科手術装置トラッキングシステ
    ム。
20. 【請求項２０】 経皮的心筋内冠動脈血行再建術処置手
    順の期間中に、ライブの蛍光図中で外科手術装置をトラ
    ッキングする方法であって、 ａ）１つ以上の入力機器と１つ以上の入力装置から、外
    科手術装置の位置および配向を記述するデータを獲得す
    ること、 ｂ）前記獲得したデータを処理すること、及び ｃ）前記処理したデータから少なくとも１つの出力を生
    成することを含む、前記方法。
21. 【請求項２１】 外科手術処置手順の期間中に外科手術
    装置をトラッキングするためのコンピュータプログラム
    生成物であって、該生成物は、 コンピュータによる読み出しが可能なプログラムコード
    が外科手術装置トラッキングシステムにおけるコンピュ
    ータで使用するための媒体に埋設された、コンピュータ
    による使用が可能な媒体であって、前記外科手術装置ト
    ラッキングシステムは、中央処理装置と、外科手術装置
    と組み合わさった少なくとも１つのセンサーを備え、少
    前記中央処理装置が作動自在にインターフェイス動作を
    実施し、前記外科手術処置手順が実施されている期間中
    に前記外科手術装置の相対位置および相対配向を記述す
    る未加工データを前記中央処理装置に提供する、少なく
    とも１つの入力機器と、前記中央処理装置が作動自在に
    インターフェイス動作を実施し、実行中の外科手術処置
    手順を記述した追加データを前記中央処理装置に提供す
    る、少なくとも１つの入力装置と、前記中央処理装置が
    作動自在にインターフェイス動作を実施し、前記中央処
    理装置から少なくとも１つの出力信号を受信し、かつ、
    表示するようにした、ビデオ表示システムとを含む、前
    記コンピュータによる使用が可能な媒体を含み、前記プ
    ログラムコードは、 前記中央処理装置に、前記少なくとも１つの入力機器か
    ら入力を受信するようにさせる第１コード、 前記中央処理装置に前記少なくとも１つの入力装置から
    入力を受信するようにさせる第２コード、 前記中央処理装置に、前記少なくとも１つの入力機器お
    よび前記少なくとも１つの入力装置から受信したデータ
    から少なくとも１つの作業画像を生成するようにさせる
    第３コード、 前記中央処理装置に、前記生成した作業画像をライブの
    蛍光ビデオ信号と結合するようにさせて、結合信号を形
    成する第４コード、及び前記中央処理装置に、前記結合
    した信号を前記ビデオ表示システムに伝送するようにさ
    せて、前記中央処理装置からの前記少なくとも１つの出
    力信号のうちの第１のものとして前記結合した信号を表
    示させる第５のコードを含む、前記コンピュータプログ
    ラム製品。