JP2021166706A - 画像誘導手術システムのためのユーザインターフェース - Google Patents

Abstract

【課題】画像誘導手術システムを提供すること。
【解決手段】仮想カメラが、周囲の解剖学的構造、及び解剖学的構造に展開されている被追跡手術用器具の仮想カメラ視野を提供するために、患者の解剖学的構造の３Ｄモデルに対して位置決めされ得る。手術用器具が非常に狭い解剖学的通路又は腔内で使用されているなどの場合、仮想カメラによって提供される視覚背景が制限され得る。更なる配置柔軟性をもたせるために、仮想カメラを提供するＩＧＳシステムは、特定のセグメントを隠すこと、又は特定のセグメントを半透明にすることを含み得る、３Ｄモデルの異なるセグメント又は領域の可変視覚特性を定義する入力を受信する。そのようなシステムによって、仮想カメラ視野によって提供された３Ｄモデルの視野を、より関連性が低いセグメントを除去するか若しくは目立たせないようにするか、より関連性が高いセグメント（例えば、重要な患者の解剖学的構造）を表示するか若しくは強調するか、又はこれらの両方を行うように修正することができる。
【選択図】図１

Description

（優先権）
本出願は、米国仮特許出願第６３／００７７１３号、発明の名称「Ｕｓｅｒ Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ ｆｏｒ Ｉｍａｇｅ Ｇｕｉｄｅｄ Ｓｕｒｇｅｒｙ Ｓｙｓｔｅｍ」（２０２０年４月９日出願）（開示内容は参照により本明細書に組み込まれている）の優先権を主張するものである。

画像誘導手術（image-guided surgery、ＩＧＳ）は、コンピュータを使用して、患者の身体内に挿入された器具の位置の、術前に得られた画像（例えば、ＣＴスキャン又はＭＲＩスキャン、３Ｄマップなど）のセットに対するリアルタイムの相関を得ることで、コンピュータシステムが器具の現在の位置を術前に得られた画像に重ねる技術である。ＩＧＳ処置で使用できる電磁ＩＧＳナビゲーションシステムの例は、Ｂｉｏｓｅｎｓｅ−Ｗｅｂｓｔｅｒ，Ｉｎｃ．（Ｉｒｖｉｎｅ，Ｃａｌｉｆｏｒｎｉａ）によるＣＡＲＴＯ（登録商標）３ Ｓｙｓｔｅｍである。いくつかのＩＧＳ手技では、術野のデジタルトモグラフィスキャン（例えば、ＣＴ又はＭＲＩ、３Ｄマップなど）を外科手術の前に得る。次に、特別にプログラムされたコンピュータを使用して、デジタルトモグラフィスキャンデータをデジタルマップに変換する。外科手術中、センサ（例えば、電磁界を発生させる及び／又は外部で発生した電磁界に反応する電磁コイル）を有する特別な器具を使用して処置を実施し、同時に、センサがコンピュータに各手術用器具の現在位置を示すデータを送る。コンピュータは、センサから受信したデータを、術前トモグラフィスキャンから作成されたデジタルマップと相関付ける。トモグラフィスキャン画像は、スキャン画像内に示される解剖学的構造に対する各手術用器具のリアルタイム位置を示す指標（例えば、クロスヘア又は照明ドットなど）とともにビデオモニタ上に表示される。したがって、外科医が器具自体を体内のその現在の位置において直接視覚化することができない場合であっても、ビデオモニタを見ることによって、各センサ搭載器具の正確な位置を知ることができる。

いくつかのＩＧＳシステムは、追加的に、手術前に得られた画像又は他のデータソースに基づいた、患者の解剖学的構造の三次元のレンダリングされたもの又は３Ｄモデルを表示することができる。そのような３Ｄモデルは、患者の解剖学的構造を視覚化し、ナビゲートするための追加のツールを外科医に提供するために、１つ又は２つ以上の二次元画像スライスに加えて表示することができる。３Ｄモデルをナビゲートすることができる１つの方法は、対応する仮想内視鏡視野を提供する仮想カメラ特徴の使用によるものである。仮想カメラは、同じ位置及び配向で配置された現実の内視鏡によって提供される視野をシミュレーションする、３Ｄモデルの仮想内視鏡視野を提供するために、３Ｄモデルに対して位置決め及び配向され得る。この仮想内視鏡視野は、処置中に追加の視覚的詳細を外科医に提供するために、センサ搭載器具のリアルタイム位置の表現と組み合わせることができる。

外科処置において、いくつかのシステム及び方法が製造及び使用されてきたが、本発明者ら以前に、添付の特許請求の範囲に記載される発明を製造又は使用した者はいないと考えられる。

本明細書は、本発明を具体的に示し、明確にその権利を請求する特許請求の範囲をもって結論とするものであるが、本発明は以下の特定の実施例の説明を添付図面と併せ読むことでより深い理解が得られるものと考えられる。図中、同様の参照番号は同様の要素を示す。
患者に使用される例示的な手術ナビゲーションシステムの概略図を描写する。 仮想カメラを配置するために、図１の手術ナビゲーションシステムによって、又はそれとともに実施することができる例示的な一組の高レベル工程を示す。 画像誘導手術ナビゲーション中に表示することができ、かつ仮想カメラインターフェースを含む、例示的なインターフェースを示す。 仮想カメラによる手術部位の視覚化の一例を提供する概略図を示す。 図３のインターフェースを介して表示することができる例示的な仮想カメラ視野を示す。 図５Ａの仮想カメラ視野の拡大部分を示す。 図３のインターフェースを介して表示することができる例示的な修正された仮想カメラ視野を示す。 異なる視点からの図５Ｄの修正された仮想カメラ視野を示す。 仮想カメラ視野を修正するための、図１の手術ナビゲーションシステムによって、又はそれとともに実施することができる例示的な一組の高レベル工程を示す。 仮想カメラ視野のためのフィルタ入力を決定するために実施することができる例示的な一組の工程を示す。 フィルタ入力を仮想カメラ視野に適用するために実施することができる例示的な一組の工程を示す。

図面は、いかなる方式でも限定することを意図しておらず、本発明の様々な実施形態は、図面に必ずしも描写されていないものを含め、他の様々な方式で実施し得ることが企図される。本明細書に組み込まれ、その一部をなす添付図面は、本発明のいくつかの態様を図示したものであり、本説明文とともに本発明の原理を説明する役割を果たすものである。しかし、本発明が、示される正確な配置に限定されない点は理解される。

本発明の特定の実施例の以下の説明文は、本発明の範囲を限定する目的で使用されるべきではない。本発明の他の実施例、特徴、態様、実施形態、及び利点は、本発明を実施するために想到される最良の形態の１つを実例として示す以下の説明文より、当業者には明らかとなろう。理解されるように、本発明は、いずれも本発明から逸脱することなく、他の異なるかつ明白な態様が可能である。したがって、図面及び説明は、限定的な性質のものではなく、例示的な性質のものと見なされるべきである。

「近位」及び「遠位」という用語は、本明細書では、ハンドピースアセンブリを把持している臨床医に対して使用されることが理解されるであろう。すなわち、エンドエフェクタは、より近位のハンドピースアセンブリに対して遠位側にある。便宜上及び明確さのために、「上部」及び「下部」などの空間用語もまた、本明細書において、ハンドピースアセンブリを把持している臨床医を基準にして使用されていることが更に理解されよう。しかしながら、外科器具は、多くの配向及び位置で使用されるものであり、これらの用語は、限定的かつ絶対的なものであることを意図するものではない。

本明細書に記載の教示、表現、変形、実施例などのうちのいずれか１つ又は２つ以上を、本明細書に記載の他の教示、表現、変形、実施例などのうちのいずれか１つ又は２つ以上と組み合わせることができる点も更に理解される。したがって、以下に記載されている教示、表現、変形例、実施例などは、互いに独立して考慮されるべきではない。本明細書の教示に照らして、本明細書の教示を組み合わせることができる様々な好適な方式が、当業者には容易に明らかとなろう。このような修正及び変形は、「特許請求の範囲」内に含まれるものとする。

Ｉ．例示的な画像誘導手術ナビゲーションシステム
患者（Ｐ）の頭部（Ｈ）内で医療処置を実施するとき、特に器具が患者（Ｐ）の頭部（Ｈ）内の器具の作業要素の内視鏡視野を得ることが困難又は不可能である位置にある場合に、患者（Ｐ）の頭部（Ｈ）内の器具の位置に関する情報を有することが望ましい場合がある。図１は、画像ガイダンスを使用してＥＮＴ処置を実施することを可能にする例示的なＩＧＳナビゲーションシステム（１０）を示す。本明細書に記載する構成要素及び動作性を有することに加えて、又はその代わりに、ＩＧＳナビゲーションシステム（１０）は、以下の文献の教示の少なくとも一部に従って構築され、動作可能であり得る：米国特許第７，７２０，５２１号、発明の名称「Ｍｅｔｈｏｄｓ ａｎｄ Ｄｅｖｉｃｅｓ ｆｏｒ Ｐｅｒｆｏｒｍｉｎｇ Ｐｒｏｃｅｄｕｒｅｓ ｗｉｔｈｉｎ ｔｈｅ Ｅａｒ，Ｎｏｓｅ，Ｔｈｒｏａｔ ａｎｄ Ｐａｒａｎａｓａｌ Ｓｉｎｕｓｅｓ」（２０１０年５月１８日発行）（開示内容は参照により本明細書に組み込まれている）、及び米国特許出願公開第２０１４／０３６４７２５号、発明の名称「Ｓｙｓｔｅｍｓ ａｎｄ Ｍｅｔｈｏｄｓ ｆｏｒ Ｐｅｒｆｏｒｍｉｎｇ Ｉｍａｇｅ Ｇｕｉｄｅｄ Ｐｒｏｃｅｄｕｒｅｓ ｗｉｔｈｉｎ ｔｈｅ Ｅａｒ，Ｎｏｓｅ，Ｔｈｒｏａｔ ａｎｄ Ｐａｒａｎａｓａｌ Ｓｉｎｕｓｅｓ」（２０１４年１２月１１日公開、現在放棄されている）（開示内容は参照により本明細書に組み込まれている）。

この例のＩＧＳナビゲーションシステム（１０）は、馬蹄形フレーム（２２）に一体化された一組の磁場発生器（２４）を備える磁界発生器アセンブリ（２０）を備える。磁界発生器（２４）は、患者（ｐａｔｉｅｎｔ、Ｐ）の頭部（ｈｅａｄ、Ｈ）の周りに異なる周波数の交流磁場を発生して、ＩＧＳナビゲーションシステム（１０）が座標系を関連付ける被追跡エリアを生成するように動作可能である。この実施例では、ナビゲーションガイドワイヤ（４０）が患者（Ｐ）の頭部（Ｈ）に挿入される。ナビゲーションガイドワイヤ（４０）は、独立型デバイスであってもよく、又は外科用切断器具若しくは拡張器具などの医療器具のエンドエフェクタ又は他の位置に位置決めされてもよい。この例では、フレーム（２２）は、椅子（３０）に装着されており、患者（Ｐ）は、フレーム（２２）が患者（Ｐ）の頭部（Ｈ）に隣接して位置するように、椅子（３０）に着座する。単に一例として、椅子（３０）及び／又は磁界発生器アセンブリ（２０）は、米国特許第１０，５６１，３７０号、発明の名称「Ａｐｐａｒａｔｕｓ ｔｏ Ｓｅｃｕｒｅ Ｆｉｅｌｄ Ｇｅｎｅｒａｔｉｎｇ Ｄｅｖｉｃｅ ｔｏ Ｃｈａｉｒ」（２０２０年２月１８日発行）（開示内容は参照により本明細書に組み込まれている）の教示の少なくとも一部に従って構成され、動作可能であり得る。

この例のＩＧＳナビゲーションシステム（１０）は、ＩＧＳナビゲーションシステム（１０）の磁界発生器（２４）及び他の要素を制御するプロセッサ（１２）を更に備える。例えば、プロセッサ（１２）は、磁界発生器（２４）を駆動して交流電磁界を発生させ、ナビゲーションガイドワイヤ（４０）からの信号を処理して患者（Ｐ）の頭部（Ｈ）内におけるナビゲーションガイドワイヤ（４０）内のセンサの位置を決定するように動作可能である。プロセッサ（１２）は、１つ又は２つ以上のメモリと通信する処理ユニット（例えば、組み合わせ論理回路又は他の類似の回路を使用してソフトウェア命令を評価及び実行するように構成された一組の電子回路）を備える。この例のプロセッサ（１２）は、キーパッド及び／又はマウス若しくはトラックボールなどのポインティングデバイスを含む動作制御部（１４）を備えるコンソール（１８）内に装着されている。医師は、外科処置を実施しながら、動作制御部（１４）を使用して、プロセッサ（１２）と相互作用する。

ナビゲーションガイドワイヤ（４０）は、磁界発生器（２４）によって発生された交流磁場内の位置決めに応答し、磁場内のセンサの位置を決定するために使用可能なデータを発生させるセンサ（図示せず）を含む。連結ユニット（４２）はナビゲーションガイドワイヤ（４０）の近位端に固定され、コンソール（１８）とナビゲーションガイドワイヤ（４０）との間のデータ及び他の信号の通信を提供するように構成されている。連結ユニット（４２）は、データ及び他の信号の有線又は無線通信を提供することができる。この例では、位置センサが、ガイドワイヤ（４０）内に位置しているが、そのような位置センサは、以下でより詳細に説明するものを含む、拡張カテーテル、ガイドカテーテル、ガイドレール、吸入器具、ポインタ器具、位置合わせプローブ、キューレット、患者追跡装置、及び他の器具などの、様々な他の種類の器具に統合することができる。

プロセッサ（１２）は、プロセッサ（１２）のメモリに格納されたソフトウェアを使用して、ＩＧＳナビゲーションシステム（１０）を較正及び動作させる。そのような動作は、磁界発生器（２４）を駆動することと、ナビゲーションガイドワイヤ（４０）からのデータを処理することと、動作制御部（１４）からのデータを処理することと、ディスプレイスクリーン（１６）を駆動することと、を含む。プロセッサ（１２）は、患者の頭部（Ｈ）のビデオカメラ画像、患者の頭部（Ｈ）のＣＴスキャン画像、及び／又は患者の鼻腔内及び患者の鼻腔に隣接する解剖学的構造のコンピュータ生成三次元モデルに関するナビゲーションガイドワイヤ（４０）の遠位端の位置を示すビデオを、ディスプレイスクリーン（１６）を介してリアルタイムで提供するように更に動作可能である。ディスプレイスクリーン（１６）は、外科処置中にそのような画像を同時に及び／又は互いに重ね合わせて表示することができる。そのような表示画像は、ナビゲーションガイドワイヤ（４０）などの患者の頭部（Ｈ）に挿入された器具のグラフィック表現も含むことができ、したがって、操作者は、その実際の位置で、リアルタイムで器具の仮想のレンダリングされたものを見ることができる。単に一例として、ディスプレイスクリーン（１６）は、米国特許第１０，４６３，２４２号、発明の名称「Ｇｕｉｄｅｗｉｒｅ Ｎａｖｉｇａｔｉｏｎ ｆｏｒ Ｓｉｎｕｐｌａｓｔｙ」（２０１９年１１月５日発行）（開示内容は参照により本明細書に組み込まれている）の教示の少なくとも一部に従って画像を提供してもよい。操作者が内視鏡も使用している場合には、内視鏡画像をディスプレイスクリーン（１６）に提供することもできる。

ＩＩ．仮想カメラナビゲーションのための例示的なインターフェース及び方法
仮想カメラを配置及び使用する場合、又はユーザが他の内視鏡視野である場合、ユーザの追加の制御及び視覚背景を可能にする改善されたインターフェース及び方法を提供することが有利であり得る。仮想カメラ視野は、ユーザによって患者モデル内の所望の位置に半静的に位置決めされる、仮想内視鏡視野を提供する。仮想カメラ視野は、ユーザによって再位置決め及び再配向することができるが、他の位置的に追跡される器具又は特徴の移動にかかわらず、設定された視点及び視野を維持するという意味では、半静的である。

他の仮想内視鏡視野の例として、代替の仮想内視鏡視野は、仮想カメラとして半静的に位置決めされるのではなく、創面切除ツールなどの被追跡手術用器具の位置及び配向に基づいて提供することができる。このようにして、真の内視鏡視野を含まない手術用器具は、代わりに、手術用器具の被追跡位置に基づいて３Ｄモデルの一部分をナビゲート及び表示することによって、使用中に仮想内視鏡視野を提供することができる。仮想内視鏡視野は、ユーザによって所望され得る、半静的仮想カメラ位置と、器具により決定される仮想内視鏡位置との間で切り替えることができる。いくつかの実装形態では、器具により決定される仮想内視鏡位置は、レンダリングされた視点が２つの位置の間で（例えば、既に位置決めされている仮想カメラと手術用器具の現在位置との間で）ジャンプするように、既に他の場所に位置決めされている仮想カメラに切り替えることができるか、又は仮想カメラの位置は、切り替えた時点での被追跡手術用器具の位置に基づいて決定することができる（例えば、仮想カメラの初期位置は、仮想内視鏡視野で手術用器具をナビゲートし、次いで、それが仮想カメラとして適所に残るように視野を結合解除することによって、選択することができる）。本明細書で説明する特徴は、仮想カメラ視野、別の仮想内視鏡視野、又はその両方と組み合わせて、柔軟かつ有用な仮想視野を提供することができる。

図２は、仮想カメラを配置するために、ＩＧＳナビゲーションシステム（１０）などの手術ナビゲーションシステムによって、又はそれを用いて実施することができる例示的な一組の高レベル工程（５０）を示す。ＩＧＳナビゲーションシステム（１０）は、手術前画像データを獲得した後にそのような画像データを格納することができる病院情報システム又は処置情報システムなどの１つ又は２つ以上の源から、手術前画像データを受信することができる（ブロック５２）。手術前画像データは、ディスプレイ（１６）などのデバイスを介して仮想カメラ視野を提供するように位置決めされた仮想カメラを含み得る、ＩＧＳナビゲーションシステム（１０）によって使用され、外科処置中にＩＧＳ特徴を提供することができる。ＩＧＳナビゲーションシステム（１０）は、臨床医が使用して動作制御部（１４）などの入力デバイスを介して仮想カメラ位置及び配向を画定する入力を提供することができるディスプレイ（１６）を介して、配置インターフェースを提供することができる（ブロック５４）。臨床医から配置入力を受信すると（ブロック５６）、ＩＧＳナビゲーションシステム（１０）は、配置インターフェースをリアルタイムで更新して、仮想内視鏡視野又はプレビューを提供し（ブロック５８）、これは、臨床医が使用して、処置前にプレビューし、かつ追加の配置入力を提供すること、外科処置の実施中に配置を修正すること、又はその両方を行うことができる。

図３は、画像誘導手術ナビゲーション中に表示することができ、仮想カメラインターフェースを含む、例示的なインターフェース（１００）を示す。インターフェース（１００）は、仮想カメラを構成及び配置するのを支援するために使用することができ、及び構成後に仮想カメラ視野を表示することもできる、仮想カメラペイン（１０２）を含む。インターフェース（１００）は、ＩＧＳナビゲーションに有用な追加の視野も含み、及び図３では、患者の冠状画像スライスを示す第１の視野（１０４）、患者の矢状画像スライスを示す第２の視野（１０６）、患者の軸方向画像スライスを示す第３の視野（１０８）、及び患者のレンダリングされた３Ｄモデル又は他の視野を示すことができる第４の視野（１１０）を含むように示されている。視野の各々に示される特定の画像スライス又は視点は、システム（１０）の操作者によって選択することができ、ナビゲーションガイドワイヤ（４０）の移動に応じて自動的に更新することができ、又は他の方法で選択することができる。インターフェース（１００）はまた、例えば、視野の１つ又は２つ以上の画像を選択するために、若しくはその視点を変化させるために相互作用することができるか、又は仮想カメラを配置する、若しくは別様に構成することができる、一組の制御部（１１２）も含む。

仮想カメラ（１２０）の表現はまた、第３の視野（１０８）の場合、仮想カメラの位置を示す黒い点及び仮想カメラ（１２０）の配向並びに視野の両方を示す陰影のついた三角形又は正方形で、視野（１０４、１０６、１０８、１１０）の各々の上に位置決めして見ることもできる。図３で分かるように、仮想カメラ（１２０）は、患者の頭部の腔内に位置決めされ、その腔へのアクセスを提供する副鼻腔通路に向かって配向されている。結果として生じる視野は、仮想カメラペイン（１０２）内に示される。仮想カメラペイン（１０２）によって示される一意の視点は、ＩＧＳナビゲーションを支援するのに有益な追加の情報を提供することができるが、当該視点は、いくつかの場合では、仮想カメラ（１２０）が実際のカメラと同様に機能するため制限される場合があるので、典型的に、図３に示すように、関心エリアへの明瞭な視線を提供する腔内に位置決めされる。

実施されている処置のタイプ又は患者の生理学などの要因に応じて、視覚背景を提供するために仮想カメラ（１２０）を位置決めすることができる、容易に利用可能な腔が存在しない場合、又は腔が小さすぎる若しくは狭すぎるので提供される視覚背景が有用でない場合がある。これは特に、手術用器具又は他の位置的に追跡される物体若しくは解剖学的構造が、同じ狭い腔を占有し得る場合にも当てはまる。仮想カメラ（１２０）は、ほぼあらゆるスケールに構成することができるので、どんなに小さくてもほぼあらゆる空間に仮想的に「嵌合する」ことができるが、仮想カメラペイン（１０２）内の画像の結果として生じるスケールは、役に立たないか、又は更には誤解を招く場合がある。

一例として、図４は、仮想カメラによる手術部位の視覚化の一例を提供する概略図を示す。解剖学的通路（例えば、副鼻腔通路、エウスタキオ管など）への開口部（１３０）を見ることができ、解剖学的通路の壁（１３８）が、開口部（１３０）を取り囲む楕円形のドットによって大まかに表されている。開口部（１３０）を取り囲んでいる他の背景の解剖学的表面も示されている（１３２、１３４）。処置（例えば、壁（１３８）上の類線維腫塊の切断又は創面切除）が解剖学的通路内で実施されているシナリオでは、仮想カメラ（１２０）の現在の位置は、処置にはあまり重要でない場合のある背景解剖学的構造（１３２、１３４）によって視野の大部分が占有されているので、理想的でない場合がある。更に、開口部（１３０）は、壁（１３８）の円周よりも狭い場合があるので、開口部（１３０）の組織自体が処置部位を全体的又は部分的に隠す場合がある。

仮想カメラ（１２０）の現在の位置はまた、他の重要な解剖学的構造に対して提供することができるという状況でも制限される。例えば、図４はまた、手術部位に近接しているが、背景組織（１３４）などの介在構造のため見えていない、眼腔（１３６）などの重要な解剖学的構造を示す破線も含む。壁（１３８）上の創面切除処置は、眼腔（１３６）内の視神経、血管、又は他の繊細な解剖学的構造に近接している組織を切断又は除去することを伴うことができ、よって、処置中にそのような重要な構造への近接度のいくつかの指示を提供することができるＩＧＳナビゲーション視野が有利であり得る。図４の位置から仮想カメラ（１２０）を移動させることは、いくつかの利点を提供し得るが、それでも、スケール及び介在組織又は器具の問題により制限される。

これらの仮想カメラ視野の制限は、仮想カメラペイン（１０２）内の解剖学的構造のレンダリングを通じた選択的制御を可能にする、仮想カメラシステム及びインターフェースを提供することによって対処することができる。図５Ａ〜図５Ｄは、仮想カメラの位置決めと関連付けられた問題、並びに選択的なレンダリングによって提供される利点を更に例示する。図５Ａはまた、図４に示される視野と類似の視野を示すが、開口部（１３０）内に見える器具先端（１４０）も含む。器具先端（１４０）は、処置で使用するために手術部位にナビゲートされた、位置的に追跡される手術用器具（例えば、組織デブリーダ）の遠位先端を表すことができる。図５Ａの視野は、最初に器具先端（１４０）をナビゲート及び位置決めする際に有用であり得るが、解剖学的通路内の組織創面切除処置又は他の処置中に有用である視覚背景をほとんど提供しない。

図５Ｂは、仮想カメラ（１２０）を開口部（１３０）のより近くに再位置決めすることによって達成され得るような、開口部（１３０）の拡大図を示す。この観点から、器具先端（１４０）が大部分の視野を占めていること、並びに器具先端（１４０）及び開口部（１３０）を取り囲む組織が解剖学的通路の内部をまだ部分的に遮っていることが分かり得る。手術部位（１４２）（例えば、通路の壁（１３８）上の類線維腫）は部分的に見えているが、それでも外科処置の全体にわたって見えている状態を維持しなくなる程度に遮られる。手術部位（１４２）に近接する眼腔（１３６）は、拡大図内では見えない。仮想カメラ（１２０）は、解剖学的通路（１４４）自体の中に位置決めすることができるが、器具先端（１４０）と通路（１４４）の壁（１３８）との間の距離ｄが狭いので、結果として生じる視野のスケールが有用な視覚背景を提供しない。一例として、通路（１４４）内からの手術部位（１４２）の仮想視野は、手術部位（１４２）の一部分だけしか示さない場合があり（例えば、視野全体が、類線維腫の一部分にしか合焦されない場合があり）、又は器具先端（１４０）によって完全に遮られる場合がある（例えば、特に、器具先端（１４０）が手術部位（１４２）と物理的に接触している場合に当てはまる）。

選択的に解剖学的構造をレンダリングする仮想カメラの配置及び視野を提供するように構成されたＩＧＳナビゲーションシステムは、現在の処置とは無関係であると判定される、又は別様にレンダリングされた仮想カメラ視野に含めることが望ましくないと判定される解剖学的構造を省略することによって、これらの制限に対処する。図５Ｃは、図５Ａ及び図５Ｂと類似の仮想カメラ配置を有する、例示的な修正された仮想カメラ視野を示す。依然として、手術部位（１４２）に近接して位置決めされた器具先端（１４０）が見える。しかしながら、開口部（１３０）及び背景解剖学的構造（１３２、１３４）、並びに他の介在組織又は構造が省略されており、したがって、眼腔（１３６）も見える。そのような視野によって、外科医は、手術部位に対する器具先端（１４０）の位置を視覚的に確認することができ、また、近隣の眼腔（１３６）又は他の重要な構造に対する器具先端（１４０）の位置を視覚的に確認することもできる。図５Ｄは、仮想カメラ（１２０）が再位置決めされた後などに示され得る、異なる視点からの、図５Ｄの修正された仮想カメラ視野を示す。そのような選択的なレンダリングのために構成されたＩＧＳナビゲーションシステムは、以下でより詳細に説明するように、基本的な仮想カメラを超える追加の配置位置及び視覚化能力を可能にする。

ＩＧＳナビゲーションシステム（１０）などのシステムは、選択的なレンダリングによる仮想カメラの配置及び視野を提供するように構成することができ、プロセッサ（１２）などの１つ又は２つ以上のプロセッサは、ディスプレイスクリーン（１６）などのディスプレイを介して、仮想カメラ視野を選択的にレンダリング及び表示するように構成されている。図６は、選択的にレンダリングするための、仮想カメラ視野を修正するために実施することができる例示的な一組の高レベル工程（２００）を示す。画像データは、一組の手術前画像（例えば、ＭＲＩスキャンからの画像スライス）として受信し（ブロック２０２）、組み合わせてセグメント化して（ブロック２０４）、患者の解剖学的構造のセグメント化３Ｄモデルを生成する（ブロック２０６）ことができる。セグメント化（ブロック２０４）は、患者の解剖学的構造のボクセルモデルを作成すること、モデルの特定の領域を特定の患者の解剖学的構造と関連付けること、又はその両方を含むことができる。一例として、いくつかの視野（軸方向、冠状、矢状）からの一組のＭＲＩ画像スライスは、交差平面が、互いに空間的に関連付けられ、かつボクセル及び下層の画像スライスデータの信号強度、組織タイプ、又は他の属性を示すメタデータと関連付けることができるボクセルを生成するように組み合わせることができる。ボクセルモデル又は他の患者の解剖学的構造モデルの更なるセグメント化は、離散した解剖学的構造を識別及び分類することを含むことができる。解剖学的構造の識別情報は、本開示に照らして当業者に明らかになるように、（例えば、ユーザがボクセル又は他の３Ｄデータの領域を選択し、それらを眼腔としてラベル付けすることによって）手動で、又は（例えば、特定の形状の、又は他の構造に対して特定の空間関係を有する特定の組織タイプと関連付けられたボクセ又は他の３Ｄデータを検索し、それらを眼腔としてラベル付けする自動過程によって）自動的に実施することができる。セグメント化から作成されたモデル（ブロック２０６）は、例えば、格納して、断面視野を生成するために仮想カメラの配置、３Ｄ空間内の回転及び操作、並びに画像スライス又はボクセル層を通したステッピングを含む、ＩＧＳナビゲーションのために使用することができる。

次いで、ＩＧＳナビゲーションシステム（１０）は、フィルタ選択を受信することができ（ブロック２０８）、これは、仮想カメラ視野を提供するために使用する場合にモデルの最終的なレンダリングされたものからフィルタ処理されるべき１つ又は２つ以上のセグメント（例えば、モデル内の３Ｄ領域を画定するボクセル、セグメント化及び識別された解剖学的構造、又は他のパラメータ）を識別する。フィルタ処理されたセグメントは、以下でより詳細に説明するように、ホワイトリスト（例えば、列記されていない全てのセグメントがフィルタ処理される）、ブラックリスト（例えば、列記されたセグメントだけがフィルタ処理される）、又は他のタイプのフィルタ処理若しくはその組み合わせなどの、様々な方法で識別することができる。フィルタ選択は、（例えば、ユーザが、レンダリングされたものに含めるべき、又はそれから除外するべきセグメントを選択することによって）手動で、又は自動的に行うことができ、自動フィルタ処理選択は、処置のタイプ（例えば、ＩＧＳナビゲーションが特定のタイプの処置に対して開始される場合、フィルタ処理選択は、その処置タイプに基づいて自動的に行うことができる）、又は仮想カメラの配置及び配向（例えば、フィルタ処理選択は、仮想カメラを中心とする特定の円周の球形の範囲内の全てのセグメントを含むことができるか、又は仮想カメラに起因する円錐形又は立方形内の全てのセグメントを含むことができる）などの要因によって決定される。

次いで、システムは、フィルタ選択に基づいてモデル特性を更新して（ブロック２１０）、どのセグメントが最終的なレンダリングされたものに含められるべきか、及びどのセグメントが最終的なレンダリングされたものからフィルタ処理されるべきか、を決定することができる。次いで、更新及びフィルタ処理されたモデルを、仮想カメラペイン（１０２）又は第４の視野（１１０）などの１つ又は２つ以上の視野内に表示し（ブロック２１２）、処置のナビゲーション及び実施の支援に使用することができる。

セグメント（例えば、ボクセル、識別された解剖学的構造、又は他の３Ｄ領域）を選択する場合に実施することができる工程の一例として、図７は、仮想カメラ視野のためのフィルタ入力を決定するために実施することができる例示的な一組の工程（３００）を示す。手動フィルタ処理選択は、処置前又は処置中に受信することができる（ブロック３０２）。処置前に、外科医又は他のユーザは、患者の解剖学的構造の３Ｄモデルを検討し、マウス、キーボード、又は他の入力デバイスを使用して、モデルをナビゲートし、仮想カメラ視野に含める又はそこから除外するセグメントを選択することができる。手動選択は、モデル自体と相互作用する（例えば、モデルをクリックして、クリックしたセグメント全体を除去する）ことによって、又は列記した若しくは他の一組のデータから選択する（例えば、処置タイプ、一群の解剖学的構造、又は特定の解剖学的構造をクリックする）ことによって行うことができる。選択は、例えば、表示されているセグメントをクリックして、又はタッチスクリーンディスプレイの場合はタッチして、レンダリングされた仮想カメラ視野から当該セグメントを除去することによって、処置中に行うことができる。

手動フィルタ選択（ブロック３０２）の代わりに又はそれに加えて、システムはまた、１つ又は２つ以上のタイプの自動選択（ブロック３０６）を実施することを可能にすること（ブロック３０６）もできる。説明してきたように、自動選択は、処置タイプ又は説明に基づいて実施することができる。一例として、処置が図５Ａのような解剖学的通路の壁（１３８）上の類線維腫を創面切除することと関連付けられている場合、システムは、無関係なセグメントを自動的にフィルタ処理して、図５Ｃに示されるような視野を提供することができる。そのような自動フィルタ処理は、処置のタイプ、及び処置を実施することと関連付けられた特定の外科医などの他の要因に基づくことができ、したがって、各外科医は、その処置のタイプの自動フィルタ処理に関する自分自身の選好を事前構成することができる。他のタイプの所定の又は静的な自動フィルタ選択は、情報（例えば処置で使用される器具タイプ、一意の生理学若しくはリスクを説明する患者固有の情報、又は処置中の手術用器具若しくは他の被追跡物体の所定の位置）に基づくことができる（例えば、一組の自動的にフィルタ処理されたセグメントは、処置の実施中に、器具先端（１４０）が様々な位置又はマイルストーンに到達したときに、変更又は更新することができる）。手動フィルタ選択は、受信又は決定した時点で、モデルをレンダリングすることと関連付けられた過程又はプロセッサに提供することができる（ブロック３０４）。

自動フィルタ選択（ブロック３０６）はまた、処置中に生じる動的要因に基づいて実施することもできる。これは、例えば、仮想カメラ（１２０）の位置及び配向、器具先端（１４０）の位置及び配向、並びに手術部位（１４２）の又はその近くの患者の解剖学的構造の位置及び配向などのデータに基づいて、フィルタ選択を動的に更新することを含むことができる。動的フィルタ処理の一例としては、仮想カメラの位置及び配向、並びに器具先端（１４０）、眼腔（１３６）、手術部位（１４２）、又は現在の処置に関連し得る他のセグメント、領域、エリア、若しくは物体などの近隣の重要な解剖学的構造などの１つ又は２つ以上の他の関心地点（ＰＯＩ）の位置を説明する座標を受信すること（ブロック３０８）が挙げられる。次いで、受信された（ブロック３０８）仮想カメラ及びＰＯＩ座標を使用して、ＰＯＩと仮想カメラとの間及びその周囲のより良好な可視性を提供するように構成された１つ又は２つ以上の動的フィルタ処理選択を決定することができる（ブロック３１０）。一例として、これは、その配置にかかわらず仮想カメラにＰＯＩが見えるように、仮想カメラ及び１つ又は２つ以上のＰＯＩの光軸に沿って存在する介在セグメントをフィルタ処理することを含むことができる。これはまた、器具先端（１４０）から構成された距離の範囲（例えば、直径数センチメートルの球形）内にあるセグメントをフィルタ処理して、仮想カメラが近くに位置決めされた場合に明瞭な視線を器具先端（１４０）に提供することを含むこともできる。前の例と同様に、動的又は他の自動フィルタ処理のパラメータが決定された時点で（ブロック３１０）、当該パラメータを、モデルをレンダリングすることと関連付けられた過程又はプロセッサに提供することができる（ブロック３０４）。

動的なフィルタ処理は、他のフィルタ処理選択と組み合わせて、更により多くのフィルタ処理の制御を提供することができ、個々のフィルタは、どのフィルタを制御するのかを決定するための優先度又は階層を与えることができる。先の例を基にして、介在セグメントの自動フィルタ処理は、それらが仮想カメラの視野内に位置決めされ、ＰＯＩに介在する又はその可視性を遮断する場合であっても、決してフィルタ処理されないセグメントのホワイトリストと組み合わせることができる。図５Ｃ及び図５Ｄを参照すると、これは、眼腔（１３６）及び手術部位（１４２）を、それらが常にレンダリングされるようにホワイトリスト登録することを可能にすることができる。次いで、仮想カメラは、モデルの３Ｄ空間内の任意の場所に位置決めし、ＰＯＩとして手術部位（１４２）に向かって配向することができる。全ての介在セグメントは、レンダリングされたものから自動的にフィルタ処理され、仮想カメラ視野を介した手術部位（１４２）及び器具先端（１４０）への明瞭な視線を提供する。仮想カメラが手術部位（１４２）に配向されたままで円形に進行する場合、レンダリングされたセグメントのホワイトリスト上に構成されることにより、手術部位（１４２）の視野を完全に又は部分的に遮断する場合であっても常に見える眼腔（１３６）の場合を除いて、フィルタ処理されたセグメントは、動的に更新し、フィルタ処理又はレンダリングのいずれかを行って、手術部位（１４２）への明瞭な視線を常に提供することができる。

動的なフィルタ処理のための様々な構成は、仮想カメラ視野を通じた高レベルの制御及び可視性を提供することができ、仮想カメラが様々な軸に沿ってＰＯＩの周りを周回して、器具先端（１４０）と様々なＰＯＩとの間の関係の視覚的及び空間的視点を得ることを可能にすることができる。そのような仮想カメラの移動は、一組の制御部（１１２）によって実施することができるか、又は様々なワンタッチ制御（例えば、レンダリングされた仮想カメラ視野の動的なフィルタ処理によって、Ｘ軸に沿って仮想カメラをＰＯＩの周りで周回させるワンタッチボタン）に応じて自動的に実施するように構成することができる。仮想カメラの様々な予め構成されたワンタッチ移動は、様々な用途において有利に実装され得るように、インターフェース（１００）からトリガすることができ、音声入力によってトリガすることができ、又は処置中に使用されている手術用器具上に位置決めされた制御部によってトリガすることができる。

図８は、手動で構成される、又は自動的に決定される１つ又は２つ以上のフィルタ選択に基づいて、患者モデルを更新するために実施することができる例示的な一組の工程（４００）を示す。一組のフィルタ選択が利用可能である場合、システムは、フィルタ選択によって影響を受ける１つ又は２つ以上のセグメント（例えば、ボクセル、セグメント化及び識別された解剖学的構造、又はモデル内に３Ｄ領域を画定する他のパラメータ）を決定することができ、次いで、患者モデルのモデル特性を修正し（ブロック４０６）、修正された患者モデルに基づいて更新された仮想カメラ視野を表示する（ブロック４０８）。これは、処置中に適用される又は動的に決定される処置又は自動選択中に行われる手動選択の場合、処置前又は処置中に実施することができる。

手動であるか自動であるかにかかわらず、フィルタ選択は、様々なタイプとしてシステムに構成及び格納することができる。システムがフィルタ選択を適用する場合、含める又は除外すると識別されるセグメントは、フィルタタイプによって決定することができる。一例として、いくつかのフィルタ選択は、セグメントをボクセルセット、識別された解剖学的構造、又は他の領域として直接識別することができる（ブロック４０２）。そのようなセグメントの識別（ブロック４０４）は、選択に基づいて（例えば、領域を画定するボクセルの範囲によって、識別された解剖学的構造と関連付けられた一意の識別子によって）モデル内の当該セグメントを識別し、フィルタ選択が、識別されたセグメントを表示する場合に、それをモデルに含めて見えるようにするべきであると示すか、又はモデルから除外して隠すべきであると示すかを決定する（ブロック４０８）ことによって実施することができる。

いくつかのフィルタ選択は、特定のセグメントではなく、セグメントのタイプを示すことができる（ブロック４１０）。選択されたタイプに基づくセグメントの識別（ブロック４１２）は、モデルを検索することと、指定されたタイプに整合する全てのセグメントを識別することと、次いで、識別されたセグメントを表示視野）内に見せるべきか、隠すべきかを決定することと（ブロック４０８）、を含むことができる。一例として、タイプ選択は、「骨」又は「軟組織」などの特定の組織タイプ又は密度を示すデータと関連付けられたボクセルを指定することができ、そのような選択に応じたフィルタ処理は、隠れている軟組織と関連付けられた一組のボクセル若しくはセグメント、又は見えている骨と関連付けられた一組のボクセル若しくはセグメントをもたらし得る。別の例として、タイプ選択は、特定の処置（例えば、副鼻腔類線維腫除去）と関連付けられたセグメントを指定することができる。処置タイプに基づくフィルタ処理の結果として、その処置と関連付けられた一組のセグメントが見えるようにし、一方で、処置に関連していない又は処置の仮想カメラ視野を遮らない場合がある他のセグメントを隠すことができる。別のタイプ選択は、一組の解剖学的構造を器官系（例えば、循環系）などのグループ化によって識別することができ、したがって、フィルタ処理選択は、特定のタイプ、群、又は器官系の全てのセグメント化及び識別された解剖学的構造を見えるようにするか、又は隠すことができる。

いくつかのフィルタ選択は、特定のセグメント化解剖学的構造ではないが、患者モデルが存在する座標系と関連付けられた座標を提供することができる（ブロック４１４）。これは、マウスによる単一の座標の選択、マウスによる二次元配列の座標のクリック及びドラッグ選択、又は３Ｄ座標系内の領域（例えば、３Ｄ立方形、球形、又は任意に定義された形状）を画定する別の一組の座標を含むことができる。影響を受けたセグメントの識別（ブロック４１６）は、座標セットを患者モデルの座標系と関連付けることと、次いで、座標セットに（例えば、全体的又は部分的のいずれかで）触れている、又は含まれている任意のセグメントを識別することと、を含むことができる。このようにして、単一の座標と関連付けられたマウスをクリックすることは、単一のセグメント化された解剖学的構造を見えなくすることだけができ、一方で、マウスをクリックし、次いで、初期点から３Ｄ球形又は立方形を拡大するようにドラッグすることは、複数のセグメントを見なくすることができる。また、座標セットを事前構成することを使用して、表示された視野に含める、又はそこから除外する３Ｄ領域又はセグメントを画定することができる（ブロック４０８）。

説明したように、いくつかのフィルタ選択は、セグメントホワイトリスト（ブロック４１８）、又はセグメントブラックリスト（ブロック４２２）の形態とすることができる。ホワイトリスト登録セグメントの識別（ブロック４２０）は、列記されたセグメントを見えるように、かつ全ての他のセグメントを隠すように関連付けることを含むことができ、一方で、ブラックリスト登録セグメントの識別（ブロック４２４）は、列記されたセグメントを隠すように、かつ全ての他のセグメントを見えるようにすることと関連付けることを含むことができる。介在セグメントに基づくフィルタ選択（ブロック４２６）もまた説明したが、系内の２つ又は３つ以上の点の間（例えば、仮想カメラと関連付けられた第１の座標と、関心地点又は被追跡手術用器具と関連付けられた第２の座標との間に）にある、座標系内の任意のセグメントを識別する（ブロック４２８）ことを含むこともできる。識別された（ブロック４２８）介在セグメントは、次いで、フィルタ選択に応じて、見えるようにするか、又は隠すことができる。

説明したように、異なるタイプのフィルタ選択は、セグメントが関心地点を遮る介在（ブロック４２８）セグメントであると決定された場合であっても常に見えるホワイトリスト登録した一組のセグメントなどの、互いに対して組み合わせて、優先度を与えることができる。別の例として、ホワイトリスト登録した一組のセグメントは、周囲のセグメントを表示された（ブロック４０８）レンダリングされたものから除外させるマウス選択又は他の入力によって画定された座標空間内にある場合であっても、常に見えたままにであってもよい。明らかなように、説明したものを超えるフィルタ選択の他の組み合わせ及び優先度が存在する。

フィルタ処理選択に基づく患者モデルの特性を修正する（ブロック４０６）場合、様々なタイプの視覚的に異なる特性を、単にセグメントを隠す又は見せることを超えて使用することができる。一例として、これは、セグメントを強調すること、セグメントを半透明にすること、フェードインして見えるようになり、フェードアウトして見えなくなるように動的な透明度を伴うセグメントを表示すること、元のセグメントが他の解剖学的構造によって遮られている場合であっても、投影された光若しくは投影された粒子が仮想カメラで見えることができるように、セグメントが光照射野若しくは粒子群をモデルの３Ｄ空間内に投影するように構成すること、又は他の視覚特性を含むことができる。

本開示に照らして、上記のシステム、方法、及びインターフェースの変形例が存在し、当業者に明らかになるであろう。例えば、上記の考察の一部は、仮想カメラの位置であるように第１の点を説明しているが、いくつかの実装形態では、第１の点が仮想カメラの配向であり得ることを理解するべきである。これは、臨床医が関心の手術エリア内の位置を決定し、それを配向の点（すなわち、第２の点）として選択することを望み、次いで、選択を行う前に、リアルタイムの仮想内視鏡プレビュー及び関連するフライスルーを使用して、いくつかのカメラ位置（例えば、第１の点）をプレビューする場合に有利であり得る。臨床医が、自分の経験を使用して、最初に仮想カメラの最良の位置を決定することができ、次いで、リアルタイム仮想内視鏡プレビュー及び関連するフライスルーを使用して、当該臨床医が仮想カメラを合焦させたい手術エリアの点を選択することができる場合、第１の点として仮想カメラの位置を選択することが有利であり得る。

ＩＩＩ．例示的な組み合わせ
以下の実施例は、本明細書の教示を組み合わせるか又は適用することができる、様々な非網羅的な方法に関する。以下の実施例は、本出願における又は本出願の後の出願におけるどの時点でも提示され得る、いずれの請求項の適用範囲をも限定することを目的としたものではないと理解されよう。一切の棄権を意図するものではない。以下の実施例は、単なる例示の目的で与えられるものにすぎない。本明細書の様々な教示は、他の多くの方法で構成及び適用が可能であると考えられる。また、いくつかの変形では、以下の実施例において言及される特定の特徴を省略してよいことも考えられる。したがって、本発明者又は本発明者の利益の継承者により、後日、そうである旨が明示的に示されない限り、以下に言及される態様又は特徴のいずれも重要なものとして見なされるべきではない。以下に言及される特徴以外の更なる特徴を含む請求項が本出願において、又は本出願に関連する後の出願において示される場合、それらの更なる特徴は、特許性に関連するいかなる理由によっても追加されたものとして仮定されるべきではない。

画像誘導手術システムであって、（ａ）ディスプレイと、（ｂ）患者と関連付けられた一組の手術前画像と、（ｃ）座標系と関連付けられた一組の器具位置情報を生成するように構成された被追跡手術用器具と、（ｄ）プロセッサであって、（ｉ）一組の手術前画像をセグメント化して、患者モデルを生成し、患者モデルを座標系と関連付けることであって、患者モデルは、複数のセグメントから構成される患者の解剖学的構造の三次元モデルを備える、関連付けることと、（ｉｉ）フィルタ選択に基づいて、複数のセグメントを２つ又は３つ以上のセグメント群に分類することであって、２つ又は３つ以上のセグメント群の各々は、異なる視覚特性と関連付けられる、分類することと、（ｉｉｉ）２つ又は３つ以上のセグメント群の各々の異なる視覚特性に基づいて、修正された患者モデルをレンダリングすることと、（ｉｖ）座標系内の仮想カメラの位置及び配向を画定する一組の仮想カメラ構成を受信することと、（ｖ）一組の仮想カメラ構成及び一組の器具位置情報に基づいて、修正された患者モデルの仮想カメラ視野をディスプレイに表示させることと、を行うように構成されたプロセッサと、を備える、画像誘導手術システム。

（ｉ）２つ又は３つ以上のセグメント群のうちの第１の群と関連付けられた第１の視覚特性は、第１の群内のセグメントを修正された患者モデルに含めさせるように構成され、（ｉｉ）２つ又は３つ以上のセグメント群のうちの第２の群と関連付けられた第２の視覚特性は、第２の群内のセグメントを修正された患者モデルから除外させるように構成されている、実施例１に記載のシステム。

フィルタ選択は、第２の群に含まれるセグメントの識別情報を含み、プロセッサは、（ｉ）患者と関連付けられた外科処置前にフィルタ選択を受信することと、（ｉｉ）患者と関連付けられた外科処置中に、画像誘導手術システムのユーザ入力デバイスを介して、フィルタ選択を受信することと、を行うように更に構成されている、実施例２に記載のシステム。

フィルタ選択は、処置タイプを含み、プロセッサは、複数のセグメント内の第２の群を、そうしたセグメントと関連付けられた処置タイプに基づいて、識別するように更に構成されている、実施例２又は３に記載のシステム。

フィルタ選択は、組織タイプを含み、プロセッサは、複数のセグメントの各々と関連付けられた組織タイプ特性に整合する組織タイプに基づいて、複数のセグメント内の第２の群を識別するように更に構成されている、実施例２〜４のいずれか一項又は二項以上に記載のシステム。

プロセッサは、（ｉ）座標系内で仮想カメラの位置から構成された距離の範囲内に一組の近接セグメントを、ある複数のセグメントから識別すること、及び（ｉｉ）一組の近接セグメントを２つ又は３つ以上のセグメント群のうちの第１の群と関連付けることであって、第１の群の異なる視覚特性は、第１の群内のセグメントを修正された患者モデルから除外させるように構成されている、関連付けること、によって、フィルタ選択を決定するように更に構成されている、実施例１〜５のいずれか一項又は二項以上に記載のシステム。

プロセッサは、（ｉ）座標系内の被追跡手術用器具の位置のから構成された距離の範囲内にある一組の近接セグメントを、複数のセグメントから識別すること、及び（ｉｉ）一組の近接セグメントを２つ又は３つ以上のセグメント群の第１の群と関連付けることであって、第１の群の異なる視覚特性は、第１の群内のセグメントを修正された患者モデルから除外させるように構成されている、関連付けること、によって、フィルタ選択を決定するように更に構成されている、実施例１〜６のいずれか一項又は二項以上に記載のシステム。

プロセッサは、（ｉ）仮想カメラと、関心地点と関連付けられた座標系内の位置との間の軸に沿って位置決めされた一組の介在セグメントを、複数のセグメントから識別すること、及び（ｉｉ）一組の介在セグメントを２つ又は３つ以上のセグメント群のうちの第１の群と関連付けることであって、第１の群の異なる視覚特性は、第１の群内のセグメントを修正された患者モデルから除外させるように構成されている、関連付けること、によって、フィルタ選択を決定するように更に構成されている、実施例１〜７のいずれか一項又は二項以上に記載のシステム。

関心地点は、患者に実施されている処置と関連付けられた手術部位を含む、実施例８に記載のシステム。

フィルタ選択は、複数のセグメントのうちの１つ又は２つ以上のホワイトリスト登録セグメントを説明するセグメントホワイトリストを更に備え、プロセッサは、ホワイトリスト登録セグメントが第１の群と関連付けられて、修正された患者モデルから除外されるのを防止するように更に構成されている、実施例９に記載のシステム。

プロセッサは、（ｉ）ワンタッチ仮想カメラ移動を生じさせるように構成されたユーザ入力を受信することと、（ｉｉ）ユーザ入力に基づいて、座標系内の経路を決定することと、（ｉｉｉ）手術部位上の仮想カメラの配向を維持しながら、仮想カメラが原点に戻るまで、経路に沿って仮想カメラを原点から移動させることと、（ｉｖ）経路に沿った仮想カメラの移動中に、一組の介在セグメントの変化に基づいて、患者モデルを更新することと、を行うように更に構成されている、実施例１０に記載のシステム。

複数のセグメントは、（ｉ）ボクセル、（ｉｉ）複数組の隣接するボクセル、又は（ｉｉｉ）患者モデル内の形状及び位置に基づいて識別された解剖学的構造、のうちの１つ又は２つ以上を含む、実施例１〜１１のいずれか一項又は二項以上に記載のシステム。

各異なる視覚特性は、（ｉ）不透明、（ｉｉ）部分的に半透明、（ｉｉｉ）透明、並びに（ｉｖ）不透明度の段階的な増加及び減少、を含む、一組の視覚特性から選択される、実施例１〜１２のいずれか一項又は二項以上に記載のシステム。

仮想カメラによって表示されたセグメントを選択的に制御するための方法であって、（ａ）プロセッサによって、一組の手術前画像をセグメント化して、患者モデルを生成し、患者モデルを座標系と関連付けることであって、患者モデルは、複数のセグメントから構成される患者の解剖学的構造の三次元モデルを備える、関連付けることと、（ｂ）フィルタ選択に基づいて、複数のセグメントを２つ又は３つ以上のセグメント群に分類することであって、２つ又は３つ以上のセグメント群の各々は、異なる視覚特性と関連付けられる、分類することと、（ｃ）２つ又は３つ以上のセグメント群の各々の異なる視覚特性に基づいて、修正された患者モデルをレンダリングすることと、（ｄ）座標系内の仮想カメラの位置及び配向を画定する一組の仮想カメラ構成を受信することと、（ｅ）座標系内の被追跡手術用器具を示す一組の器具位置情報を受信することと、（ｅ）一組の仮想カメラ構成及び一組の器具位置情報に基づいて、ディスプレイに、修正された患者モデルの仮想カメラ視野を表示させることと、を含む、方法。

患者と関連付けられた外科処置前にフィルタ選択を受信することを更に含み、（ｉ）２つ又は３つ以上のセグメント群のうちの第１の群と関連付けられた第１の視覚特性は、第１の群内のセグメントを修正された患者モデルに含めさせるように構成され、（ｉｉ）２つ又は３つ以上のセグメント群のうちの第２の群と関連付けられた第２の視覚特性は、第２の群内のセグメントを修正された患者モデルから除外させるように構成され、（ｉｉｉ）フィルタ選択は、２つ又は３つ以上のセグメント群のうちの第２の群に含まれる複数のセグメントのうちの１つのセグメントの識別情報を含む、実施例１４に記載の方法。

（ａ）フィルタ選択に基づいて、処置タイプを決定することと、（ｂ）処置タイプに基づいて、複数のセグメントを、含まれるセグメント群及び除外されるセグメント群に分類することと、を更に含む、実施例１４又は１５に記載の方法。

（ａ）フィルタ選択に基づいて、フィルタ処理された組織タイプを決定することと、（ｂ）複数のセグメントの各々と関連付けられた組織タイプ特性と整合する、フィルタ処理された組織タイプに基づいて、複数のセグメントを、含まれるセグメント群及び除外されるセグメント群に分類することと、を更に含む、実施例１４〜１６のいずれか一項又は二項以上に記載の方法。

（ｉ）座標系内で仮想カメラの位置から構成された距離の範囲内にある一組の近接セグメントを、複数のセグメントから識別すること、及び（ｉｉ）一組の近接セグメントを２つ又は３つ以上のセグメント群のうちの第１の群と関連付けることであって、第１の群の異なる視覚特性は、第１の群内のセグメントを修正された患者モデルから除外させるように構成されている、関連付けること、によって、フィルタ選択を決定することを更に含む、実施例１４〜１７のいずれか一項又は二項以上に記載の方法。

（ｉ）仮想カメラと、座標系内の手術部位との間の軸に沿って位置決めされた一組の介在セグメントを、複数のセグメントから識別すること、及び（ｉｉ）一組の介在セグメントを２つ又は３つ以上のセグメント群のうちの第１の群と関連付けることであって、第１の群の異なる視覚特性は、第１の群内のセグメントを修正された患者モデルから除外させるように構成されている、関連付けること、によって、フィルタ選択を決定することを更に含む、実施例１４〜１８のいずれか一項又は二項以上に記載の方法。

画像誘導手術システムであって、（ｉ）座標系を維持することと、（ｉｉ）一組の手術前画像をセグメント化して、患者モデルを生成し、患者モデルを座標系と関連付けることであって、患者モデルは、複数のセグメントから構成される患者の解剖学的構造の三次元モデルを備える、関連付けることと、（ｉｉｉ）フィルタ選択に基づいて、複数のセグメントを２つ又は３つ以上のセグメント群に分類することであって、２つ又は３つ以上のセグメント群の各々は、異なる視覚特性と関連付けられる、分類することと、（ｉｖ）２つ又は３つ以上のセグメント群の各々の異なる視覚特性に基づいて、修正された患者モデルをレンダリングすることと、（ｖ）座標系内の仮想カメラの位置及び配向を画定する一組の仮想カメラ構成を受信することと、（ｖｉ）座標系内の被追跡手術用器具を示す一組の器具位置情報を受信することと、（ｖｉｉ）一組の仮想カメラ構成及び一組の器具位置情報に基づいて、ディスプレイに、修正された患者モデルの仮想カメラ視野を表示させることと、を行うように構成された、１つ又は２つ以上のプロセッサを備える、システム。

ＩＶ．その他
本明細書に記載されている実施例のうちのいずれも、上述のものに加えて又はそれに代えて、様々な他の特徴を含み得ることが理解されるべきである。単に一例として、本明細書に記載されている実施例のうちのいずれも、参照により本明細書に組み込まれる様々な参考文献のいずれかに開示されている様々な特徴のうちの１つ又は２つ以上を含むこともできる。

本明細書に記載の教示、表現、実施形態、実施例などのうちのいずれか１つ又は２つ以上を、本明細書に記載の他の教示、表現、実施形態、実施例などのうちのいずれか１つ又は２つ以上と組み合わせることができる点が理解されるべきである。したがって、上記の教示、表現、実施形態、実施例などは、互いに対して独立して考慮されるべきではない。本明細書の教示に照らして、本明細書の教示を組み合わせることができる様々な好適な方式が、当業者には容易に明らかとなろう。このような修正及び変形は、「特許請求の範囲」内に含まれるものとする。

本明細書に参照により組み込まれると言及されるいかなる特許、公報、又はその他の開示内容も、全体的に又は部分的に、組み込まれる内容が現行の定義、見解、又は本開示に記載されるその他の開示内容とあくまで矛盾しない範囲でのみ本明細書に組み込まれると理解されるべきである。それ自体、また必要な範囲で、本明細書に明瞭に記載される開示内容は、参照により本明細書に組み込まれるあらゆる矛盾する記載に優先するものとする。参照により本明細書に組み込まれると言及されているが、現行の定義、見解、又は本明細書に記載される他の開示内容と矛盾する任意の内容、又はそれらの部分は、組み込まれた内容と現行の開示内容との間に矛盾が生じない範囲においてのみ、組み込まれるものとする。

本明細書に開示されるデバイスの変形形態は、１回の使用後に処分されるように設計するか又は複数回使用されるように設計することができる。変形形態は、いずれか又は両方の場合においても、少なくとも１回の使用後に再利用のために再調整され得る。再調整は、デバイスの分解工程、それに続く特定の部品の洗浄又は交換工程、及びその後の再組み立て工程の、任意の組み合わせを含み得る。特に、デバイスの変形形態は、分解することができ、かつ、デバイスの任意の数の特定の部品若しくは部分を、任意の組み合わせにおいて選択的に交換又は取り外してもよい。特定の部分を洗浄時及び／又は交換時に、デバイスの変形形態は、再調整用の施設において、又は外科手技の直前に外科チームによってのどちらかで、その後の使用のために再組み立てすることができる。当業者であれば、デバイスの再調整において、分解、洗浄／交換、及び再組み立てのための様々な技術を利用することができることを理解するであろう。かかる技術の使用、及び結果として得られる再調整されたデバイスは、全て本発明の範囲内にある。

単に一例として、本明細書に記載の変形形態は、手術前に処理することができる。まず、新品又は使用済みの器具を入手し、必要に応じて洗浄することができる。次いで器具を滅菌することができる。１つの滅菌技術では、器具は、プラスチックバッグ又はＴＹＶＥＫバッグなど、閉鎖され密封された容器に入れられる。次いで、容器及び器具を、γ線、Ｘ線、又は高エネルギー電子などの容器を透過し得る放射線野に置くことができる。放射線は、器具上及び容器内の細菌を死滅させることができる。この後、滅菌済みの器具を滅菌容器内で保管することができる。密封容器は、手術設備で開封されるまで器具を滅菌状態に保つことができる。β線若しくはγ線、エチレンオキシド、又は水蒸気が挙げられるがこれらに限定されない、当該技術分野で既知のその他の任意の技術を使用して、デバイスを滅菌してもよい。

本発明の様々な変形形態について図示し説明したが、本明細書で説明した方法及びシステムの更なる応用が、当業者による適切な修正により、本発明の範囲から逸脱することなく実現可能である。そのような可能な修正のうちのいくつかについて述べたが、他の修正も当業者には明らかになるであろう。例えば、上述の実施例、変形形態、幾何形状、材料、寸法、比率、工程などは例示的なものであって、必須ではない。したがって、本発明の範囲は、以下の特許請求の範囲の観点から考慮されるべきものであり、本明細書及び図面に示され記載された構造及び動作の細部に限定されないものとして理解される。

〔実施の態様〕
（１） 画像誘導手術システムであって、
（ａ）ディスプレイと、
（ｂ）患者と関連付けられた一組の手術前画像と、
（ｃ）座標系と関連付けられた一組の器具位置情報を生成するように構成された被追跡手術用器具と、
（ｄ）プロセッサであって、
（ｉ）前記一組の手術前画像をセグメント化して、患者モデルを生成し、前記患者モデルを前記座標系と関連付けることであって、前記患者モデルは、複数のセグメントから構成される前記患者の解剖学的構造の三次元モデルを備える、関連付けることと、
（ｉｉ）フィルタ選択に基づいて、前記複数のセグメントを２つ又は３つ以上のセグメント群に分類することであって、前記２つ又は３つ以上のセグメント群の各々は、異なる視覚特性と関連付けられる、分類することと、
（ｉｉｉ）前記２つ又は３つ以上のセグメント群の各々の前記異なる視覚特性に基づいて、修正された患者モデルをレンダリングすることと、
（ｉｖ）前記座標系内の仮想カメラの位置及び配向を画定する一組の仮想カメラ構成を受信することと、
（ｖ）前記一組の仮想カメラ構成及び前記一組の器具位置情報に基づいて、前記修正された患者モデルの仮想カメラ視野を前記ディスプレイに表示させることと、を行うように構成されたプロセッサと、を備える、画像誘導手術システム。
（２） （ｉ）前記２つ又は３つ以上のセグメント群のうちの第１の群と関連付けられた第１の視覚特性は、前記第１の群内のセグメントを前記修正された患者モデルに含めさせるように構成され、
（ｉｉ）前記２つ又は３つ以上のセグメント群のうちの第２の群と関連付けられた第２の視覚特性は、前記第２の群内のセグメントを前記修正された患者モデルから除外させるように構成されている、実施態様１に記載のシステム。
（３） 前記フィルタ選択は、前記第２の群に含まれるセグメントの識別情報を含み、前記プロセッサは、
（ｉ）前記患者と関連付けられた外科処置前に前記フィルタ選択を受信することと、
（ｉｉ）前記患者と関連付けられた前記外科処置中に、前記画像誘導手術システムのユーザ入力デバイスを介して、前記フィルタ選択を受信することと、を行うように更に構成されている、実施態様２に記載のシステム。
（４） 前記フィルタ選択は、処置タイプを含み、前記プロセッサは、前記複数のセグメント内の前記第２の群を、そうしたセグメントと関連付けられた前記処置タイプに基づいて、識別するように更に構成されている、実施態様２に記載のシステム。
（５） 前記フィルタ選択は、組織タイプを含み、前記プロセッサは、前記複数のセグメントの各々と関連付けられた組織タイプ特性に整合する前記組織タイプに基づいて、前記複数のセグメント内の前記第２の群を識別するように更に構成されている、実施態様２に記載のシステム。

（６） 前記プロセッサは、
（ｉ）前記座標系内の前記仮想カメラの前記位置から構成された距離の範囲内にある一組の近接セグメントを、前記複数のセグメントから識別すること、及び
（ｉｉ）前記一組の近接セグメントを前記２つ又は３つ以上のセグメント群のうちの第１の群と関連付けることであって、前記第１の群の前記異なる視覚特性は、前記第１の群内のセグメントを前記修正された患者モデルから除外させるように構成されている、関連付けること、によって、前記フィルタ選択を決定するように更に構成されている、実施態様１に記載のシステム。
（７） 前記プロセッサは、
（ｉ）前記座標系内の前記被追跡手術用器具の前記位置から構成された距離の範囲内にある一組の近接セグメントを、前記複数のセグメントから識別すること、及び
（ｉｉ）前記一組の近接セグメントを前記２つ又は３つ以上のセグメント群のうちの第１の群と関連付けることであって、前記第１の群の前記異なる視覚特性は、前記第１の群内のセグメントを前記修正された患者モデルから除外させるように構成されている、関連付けること、によって、前記フィルタ選択を決定するように更に構成されている、実施態様１に記載のシステム。
（８） 前記プロセッサは、
（ｉ）前記仮想カメラと、関心地点と関連付けられた前記座標系内の位置との間の軸に沿って位置決めされた一組の介在セグメントを、前記複数のセグメントから識別すること、及び
（ｉｉ）前記一組の介在セグメントを前記２つ又は３つ以上のセグメント群のうちの第１の群と関連付けることであって、前記第１の群の前記異なる視覚特性は、前記第１の群内のセグメントを前記修正された患者モデルから除外させるように構成されている、関連付けること、によって、前記フィルタ選択を決定するように更に構成されている、実施態様１に記載のシステム。
（９） 前記関心地点は、前記患者に実施されている処置と関連付けられた手術部位を含む、実施態様８に記載のシステム。
（１０） 前記フィルタ選択は、前記複数のセグメントのうちの１つ又は２つ以上のホワイトリスト登録セグメントを説明するセグメントホワイトリストを更に備え、前記プロセッサは、前記ホワイトリスト登録セグメントが前記第１の群と関連付けられて、前記修正された患者モデルから除外されるのを防止するように更に構成されている、実施態様９に記載のシステム。

（１１） 前記プロセッサは、
（ｉ）ワンタッチ仮想カメラ移動を生じさせるように構成されたユーザ入力を受信することと、
（ｉｉ）前記ユーザ入力に基づいて、前記座標系内の経路を決定することと、
（ｉｉｉ）前記手術部位上の前記仮想カメラの配向を維持しながら、前記仮想カメラが原点に戻るまで、前記経路に沿って前記仮想カメラを前記原点から移動させることと、
（ｉｖ）前記経路に沿った前記仮想カメラの移動中に、前記一組の介在セグメントの変化に基づいて、前記患者モデルを更新することと、を行うように更に構成されている、実施態様１０に記載のシステム。
（１２） 前記複数のセグメントは、
（ｉ）ボクセル、
（ｉｉ）複数組の隣接するボクセル、又は
（ｉｉｉ）前記患者モデル内の形状及び位置に基づいて識別された解剖学的構造、のうちの１つ又は２つ以上を含む、実施態様１に記載のシステム。
（１３） 各異なる視覚特性は、
（ｉ）不透明、
（ｉｉ）部分的に半透明、
（ｉｉｉ）透明、並びに
（ｉｖ）不透明度の段階的な増加及び減少、を含む、一組の視覚特性から選択される、実施態様１に記載のシステム。
（１４） 仮想カメラによって表示されたセグメントを選択的に制御するための方法であって、
（ａ）プロセッサによって、一組の手術前画像をセグメント化して、患者モデルを生成し、前記患者モデルを座標系と関連付けることであって、前記患者モデルは、複数のセグメントから構成される患者の解剖学的構造の三次元モデルを備える、関連付けることと、
（ｂ）フィルタ選択に基づいて、前記複数のセグメントを２つ又は３つ以上のセグメント群に分類することであって、前記２つ又は３つ以上のセグメント群の各々は、異なる視覚特性と関連付けられる、分類することと、
（ｃ）前記２つ又は３つ以上のセグメント群の各々の前記異なる視覚特性に基づいて、修正された患者モデルをレンダリングすることと、
（ｄ）前記座標系内の前記仮想カメラの位置及び配向を画定する一組の仮想カメラ構成を受信することと、
（ｅ）前記座標系内の被追跡手術用器具を示す一組の器具位置情報を受信することと、
（ｆ）前記一組の仮想カメラ構成及び前記一組の器具位置情報に基づいて、ディスプレイに、前記修正された患者モデルの仮想カメラ視野を表示させることと、を含む、方法。
（１５） 前記患者と関連付けられた外科処置前に前記フィルタ選択を受信することを更に含み、
（ｉ）前記２つ又は３つ以上のセグメント群のうちの第１の群と関連付けられた第１の視覚特性は、前記第１の群内のセグメントを前記修正された患者モデルに含めさせるように構成され、
（ｉｉ）前記２つ又は３つ以上のセグメント群のうちの第２の群と関連付けられた第２の視覚特性は、前記第２の群内のセグメントを前記修正された患者モデルから除外させるように構成され、
（ｉｉｉ）前記フィルタ選択は、前記２つ又は３つ以上のセグメント群のうちの前記第２の群に含まれる前記複数のセグメントのうちの１つのセグメントの識別情報を含む、実施態様１４に記載の方法。

（１６） （ａ）前記フィルタ選択に基づいて、処置タイプを決定することと、
（ｂ）前記処置タイプに基づいて、前記複数のセグメントを、含まれるセグメント群及び除外されるセグメント群に分類することと、を更に含む、実施態様１４に記載の方法。
（１７） （ａ）前記フィルタ選択に基づいて、フィルタ処理された組織タイプを決定することと、
（ｂ）前記複数のセグメントの各々と関連付けられた組織タイプ特性と整合する、前記フィルタ処理された組織タイプに基づいて、前記複数のセグメントを、含まれるセグメント群及び除外されるセグメント群に分類することと、を更に含む、実施態様１４に記載の方法。
（１８） （ｉ）前記座標系内の前記仮想カメラの前記位置から構成された距離の範囲内にある一組の近接セグメントを、前記複数のセグメントから識別すること、及び
（ｉｉ）前記一組の近接セグメントを前記２つ又は３つ以上のセグメント群のうちの第１の群と関連付けることであって、前記第１の群の前記異なる視覚特性は、前記第１の群内のセグメントを前記修正された患者モデルから除外させるように構成されている、関連付けること、によって、前記フィルタ選択を決定することを更に含む、実施態様１４に記載の方法。
（１９） （ｉ）前記仮想カメラと、前記座標系内の手術部位との間の軸に沿って位置決めされた一組の介在セグメントを、前記複数のセグメントから識別すること、及び
（ｉｉ）前記一組の介在セグメントを前記２つ又は３つ以上のセグメント群のうちの第１の群と関連付けることであって、前記第１の群の前記異なる視覚特性は、前記第１の群内のセグメントを前記修正された患者モデルから除外させるように構成されている、関連付けること、によって、前記フィルタ選択を決定することを更に含む、実施態様１４に記載の方法。
（２０） 画像誘導手術システムであって、
（ｉ）座標系を維持することと、
（ｉｉ）一組の手術前画像をセグメント化して、患者モデルを生成し、前記患者モデルを前記座標系と関連付けることであって、前記患者モデルは、複数のセグメントから構成される前記患者の解剖学的構造の三次元モデルを備える、関連付けることと、
（ｉｉｉ）フィルタ選択に基づいて、前記複数のセグメントを２つ又は３つ以上のセグメント群に分類することであって、前記２つ又は３つ以上のセグメント群の各々は、異なる視覚特性と関連付けられる、分類することと、
（ｉｖ）前記２つ又は３つ以上のセグメント群の各々の前記異なる視覚特性に基づいて、修正された患者モデルをレンダリングすることと、
（ｖ）前記座標系内の仮想カメラの位置及び配向を画定する一組の仮想カメラ構成を受信することと、
（ｖｉ）前記座標系内の被追跡手術用器具を示す一組の器具位置情報を受信することと、
（ｖｉｉ）前記一組の仮想カメラ構成及び前記一組の器具位置情報に基づいて、ディスプレイに、前記修正された患者モデルの仮想カメラ視野を表示させることと、を行うように構成された、１つ又は２つ以上のプロセッサを備える、システム。

Claims (20)

1. 画像誘導手術システムであって、
   （ａ）ディスプレイと、
   （ｂ）患者と関連付けられた一組の手術前画像と、
   （ｃ）座標系と関連付けられた一組の器具位置情報を生成するように構成された被追跡手術用器具と、
   （ｄ）プロセッサであって、
   （ｉ）前記一組の手術前画像をセグメント化して、患者モデルを生成し、前記患者モデルを前記座標系と関連付けることであって、前記患者モデルは、複数のセグメントから構成される前記患者の解剖学的構造の三次元モデルを備える、関連付けることと、
   （ｉｉ）フィルタ選択に基づいて、前記複数のセグメントを２つ又は３つ以上のセグメント群に分類することであって、前記２つ又は３つ以上のセグメント群の各々は、異なる視覚特性と関連付けられる、分類することと、
   （ｉｉｉ）前記２つ又は３つ以上のセグメント群の各々の前記異なる視覚特性に基づいて、修正された患者モデルをレンダリングすることと、
   （ｉｖ）前記座標系内の仮想カメラの位置及び配向を画定する一組の仮想カメラ構成を受信することと、
   （ｖ）前記一組の仮想カメラ構成及び前記一組の器具位置情報に基づいて、前記修正された患者モデルの仮想カメラ視野を前記ディスプレイに表示させることと、を行うように構成されたプロセッサと、を備える、画像誘導手術システム。
2. （ｉ）前記２つ又は３つ以上のセグメント群のうちの第１の群と関連付けられた第１の視覚特性は、前記第１の群内のセグメントを前記修正された患者モデルに含めさせるように構成され、
   （ｉｉ）前記２つ又は３つ以上のセグメント群のうちの第２の群と関連付けられた第２の視覚特性は、前記第２の群内のセグメントを前記修正された患者モデルから除外させるように構成されている、請求項１に記載のシステム。
3. 前記フィルタ選択は、前記第２の群に含まれるセグメントの識別情報を含み、前記プロセッサは、
   （ｉ）前記患者と関連付けられた外科処置前に前記フィルタ選択を受信することと、
   （ｉｉ）前記患者と関連付けられた前記外科処置中に、前記画像誘導手術システムのユーザ入力デバイスを介して、前記フィルタ選択を受信することと、を行うように更に構成されている、請求項２に記載のシステム。
4. 前記フィルタ選択は、処置タイプを含み、前記プロセッサは、前記複数のセグメント内の前記第２の群を、そうしたセグメントと関連付けられた前記処置タイプに基づいて、識別するように更に構成されている、請求項２に記載のシステム。
5. 前記フィルタ選択は、組織タイプを含み、前記プロセッサは、前記複数のセグメントの各々と関連付けられた組織タイプ特性に整合する前記組織タイプに基づいて、前記複数のセグメント内の前記第２の群を識別するように更に構成されている、請求項２に記載のシステム。
6. 前記プロセッサは、
   （ｉ）前記座標系内の前記仮想カメラの前記位置から構成された距離の範囲内にある一組の近接セグメントを、前記複数のセグメントから識別すること、及び
   （ｉｉ）前記一組の近接セグメントを前記２つ又は３つ以上のセグメント群のうちの第１の群と関連付けることであって、前記第１の群の前記異なる視覚特性は、前記第１の群内のセグメントを前記修正された患者モデルから除外させるように構成されている、関連付けること、によって、前記フィルタ選択を決定するように更に構成されている、請求項１に記載のシステム。
7. 前記プロセッサは、
   （ｉ）前記座標系内の前記被追跡手術用器具の前記位置から構成された距離の範囲内にある一組の近接セグメントを、前記複数のセグメントから識別すること、及び
   （ｉｉ）前記一組の近接セグメントを前記２つ又は３つ以上のセグメント群のうちの第１の群と関連付けることであって、前記第１の群の前記異なる視覚特性は、前記第１の群内のセグメントを前記修正された患者モデルから除外させるように構成されている、関連付けること、によって、前記フィルタ選択を決定するように更に構成されている、請求項１に記載のシステム。
8. 前記プロセッサは、
   （ｉ）前記仮想カメラと、関心地点と関連付けられた前記座標系内の位置との間の軸に沿って位置決めされた一組の介在セグメントを、前記複数のセグメントから識別すること、及び
   （ｉｉ）前記一組の介在セグメントを前記２つ又は３つ以上のセグメント群のうちの第１の群と関連付けることであって、前記第１の群の前記異なる視覚特性は、前記第１の群内のセグメントを前記修正された患者モデルから除外させるように構成されている、関連付けること、によって、前記フィルタ選択を決定するように更に構成されている、請求項１に記載のシステム。
9. 前記関心地点は、前記患者に実施されている処置と関連付けられた手術部位を含む、請求項８に記載のシステム。
10. 前記フィルタ選択は、前記複数のセグメントのうちの１つ又は２つ以上のホワイトリスト登録セグメントを説明するセグメントホワイトリストを更に備え、前記プロセッサは、前記ホワイトリスト登録セグメントが前記第１の群と関連付けられて、前記修正された患者モデルから除外されるのを防止するように更に構成されている、請求項９に記載のシステム。
11. 前記プロセッサは、
    （ｉ）ワンタッチ仮想カメラ移動を生じさせるように構成されたユーザ入力を受信することと、
    （ｉｉ）前記ユーザ入力に基づいて、前記座標系内の経路を決定することと、
    （ｉｉｉ）前記手術部位上の前記仮想カメラの配向を維持しながら、前記仮想カメラが原点に戻るまで、前記経路に沿って前記仮想カメラを前記原点から移動させることと、
    （ｉｖ）前記経路に沿った前記仮想カメラの移動中に、前記一組の介在セグメントの変化に基づいて、前記患者モデルを更新することと、を行うように更に構成されている、請求項１０に記載のシステム。
12. 前記複数のセグメントは、
    （ｉ）ボクセル、
    （ｉｉ）複数組の隣接するボクセル、又は
    （ｉｉｉ）前記患者モデル内の形状及び位置に基づいて識別された解剖学的構造、のうちの１つ又は２つ以上を含む、請求項１に記載のシステム。
13. 各異なる視覚特性は、
    （ｉ）不透明、
    （ｉｉ）部分的に半透明、
    （ｉｉｉ）透明、並びに
    （ｉｖ）不透明度の段階的な増加及び減少、を含む、一組の視覚特性から選択される、請求項１に記載のシステム。
14. 仮想カメラによって表示されたセグメントを選択的に制御するための方法であって、
    （ａ）プロセッサによって、一組の手術前画像をセグメント化して、患者モデルを生成し、前記患者モデルを座標系と関連付けることであって、前記患者モデルは、複数のセグメントから構成される患者の解剖学的構造の三次元モデルを備える、関連付けることと、
    （ｂ）フィルタ選択に基づいて、前記複数のセグメントを２つ又は３つ以上のセグメント群に分類することであって、前記２つ又は３つ以上のセグメント群の各々は、異なる視覚特性と関連付けられる、分類することと、
    （ｃ）前記２つ又は３つ以上のセグメント群の各々の前記異なる視覚特性に基づいて、修正された患者モデルをレンダリングすることと、
    （ｄ）前記座標系内の前記仮想カメラの位置及び配向を画定する一組の仮想カメラ構成を受信することと、
    （ｅ）前記座標系内の被追跡手術用器具を示す一組の器具位置情報を受信することと、
    （ｆ）前記一組の仮想カメラ構成及び前記一組の器具位置情報に基づいて、ディスプレイに、前記修正された患者モデルの仮想カメラ視野を表示させることと、を含む、方法。
15. 前記患者と関連付けられた外科処置前に前記フィルタ選択を受信することを更に含み、
    （ｉ）前記２つ又は３つ以上のセグメント群のうちの第１の群と関連付けられた第１の視覚特性は、前記第１の群内のセグメントを前記修正された患者モデルに含めさせるように構成され、
    （ｉｉ）前記２つ又は３つ以上のセグメント群のうちの第２の群と関連付けられた第２の視覚特性は、前記第２の群内のセグメントを前記修正された患者モデルから除外させるように構成され、
    （ｉｉｉ）前記フィルタ選択は、前記２つ又は３つ以上のセグメント群のうちの前記第２の群に含まれる前記複数のセグメントのうちの１つのセグメントの識別情報を含む、請求項１４に記載の方法。
16. （ａ）前記フィルタ選択に基づいて、処置タイプを決定することと、
    （ｂ）前記処置タイプに基づいて、前記複数のセグメントを、含まれるセグメント群及び除外されるセグメント群に分類することと、を更に含む、請求項１４に記載の方法。
17. （ａ）前記フィルタ選択に基づいて、フィルタ処理された組織タイプを決定することと、
    （ｂ）前記複数のセグメントの各々と関連付けられた組織タイプ特性と整合する、前記フィルタ処理された組織タイプに基づいて、前記複数のセグメントを、含まれるセグメント群及び除外されるセグメント群に分類することと、を更に含む、請求項１４に記載の方法。
18. （ｉ）前記座標系内の前記仮想カメラの前記位置から構成された距離の範囲内にある一組の近接セグメントを、前記複数のセグメントから識別すること、及び
    （ｉｉ）前記一組の近接セグメントを前記２つ又は３つ以上のセグメント群のうちの第１の群と関連付けることであって、前記第１の群の前記異なる視覚特性は、前記第１の群内のセグメントを前記修正された患者モデルから除外させるように構成されている、関連付けること、によって、前記フィルタ選択を決定することを更に含む、請求項１４に記載の方法。
19. （ｉ）前記仮想カメラと、前記座標系内の手術部位との間の軸に沿って位置決めされた一組の介在セグメントを、前記複数のセグメントから識別すること、及び
    （ｉｉ）前記一組の介在セグメントを前記２つ又は３つ以上のセグメント群のうちの第１の群と関連付けることであって、前記第１の群の前記異なる視覚特性は、前記第１の群内のセグメントを前記修正された患者モデルから除外させるように構成されている、関連付けること、によって、前記フィルタ選択を決定することを更に含む、請求項１４に記載の方法。
20. 画像誘導手術システムであって、
    （ｉ）座標系を維持することと、
    （ｉｉ）一組の手術前画像をセグメント化して、患者モデルを生成し、前記患者モデルを前記座標系と関連付けることであって、前記患者モデルは、複数のセグメントから構成される前記患者の解剖学的構造の三次元モデルを備える、関連付けることと、
    （ｉｉｉ）フィルタ選択に基づいて、前記複数のセグメントを２つ又は３つ以上のセグメント群に分類することであって、前記２つ又は３つ以上のセグメント群の各々は、異なる視覚特性と関連付けられる、分類することと、
    （ｉｖ）前記２つ又は３つ以上のセグメント群の各々の前記異なる視覚特性に基づいて、修正された患者モデルをレンダリングすることと、
    （ｖ）前記座標系内の仮想カメラの位置及び配向を画定する一組の仮想カメラ構成を受信することと、
    （ｖｉ）前記座標系内の被追跡手術用器具を示す一組の器具位置情報を受信することと、
    （ｖｉｉ）前記一組の仮想カメラ構成及び前記一組の器具位置情報に基づいて、ディスプレイに、前記修正された患者モデルの仮想カメラ視野を表示させることと、を行うように構成された、１つ又は２つ以上のプロセッサを備える、システム。

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