JP2002143179A - ３次元マップにおける診断用画像データのレンダリング - Google Patents
３次元マップにおける診断用画像データのレンダリングInfo
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- G06T2207/30—Subject of image; Context of image processing
- G06T2207/30004—Biomedical image processing
- G06T2207/30048—Heart; Cardiac
Abstract
(57)【要約】
【課題】 被験者の身体内の構造をマップ化する。
【構成】 診断用情報を含んだ構造の３次元（３Ｄ）画
像の獲得、及び構造内に挿入されたプローブを使用した
構造の３Ｄ幾何学的マップの作成を含んだ被験者の身体
内の構造をマップ化する方法である。画像は、画像内の
複数の画像点の各がマップ内の対応したマップ点と同一
化されるようにマップと整合させられる。マップは、画
像点の各と組み合わせられた診断用情報が、対応するマ
ップ点において表示されるように表示される。
像の獲得、及び構造内に挿入されたプローブを使用した
構造の３Ｄ幾何学的マップの作成を含んだ被験者の身体
内の構造をマップ化する方法である。画像は、画像内の
複数の画像点の各がマップ内の対応したマップ点と同一
化されるようにマップと整合させられる。マップは、画
像点の各と組み合わせられた診断用情報が、対応するマ
ップ点において表示されるように表示される。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、一般に３次元マップ化
（ｍａｐｐｉｎｇ）及び再構成に関し、特に心臓のよう
な身体器官の内部のマップ化及び再構成に関する。
（ｍａｐｐｉｎｇ）及び再構成に関し、特に心臓のよう
な身体器官の内部のマップ化及び再構成に関する。
【０００２】
【従来技術及びその課題】本技術において診断用画像化
の種々の方法が知られている。例えば、心臓を画像化す
るために使用される方法は、Ｘ線透視検査、血管造影、
超音波心臓検査、コンピューター断層撮影（ＣＴ）、磁
気共鳴映像（ＭＲＩ）、陽電子放出断層撮影（ＰＥ
Ｔ）、及びシングルフォトン射出断層撮影（ＳＰＥＣ
Ｔ）を含む。これらの方法の多くは３次元（３Ｄ）画像
情報を作り、次いで、これを、心臓を通る平行スライス
の形式で、又はビデオモニター上の偽３Ｄ表示として観
察するためにレンダリングすることができる。処置を管
理するために、治療する医師は、表示された２次元画像
に基づいて頭の中で３Ｄ画像を作られねばならない。こ
の置換は、療法が、異常電気経路の局所的電気切断、又
はレーザー心筋血管再生のような心臓の内部を治療すべ
き場合は特に器用さが必要である。
の種々の方法が知られている。例えば、心臓を画像化す
るために使用される方法は、Ｘ線透視検査、血管造影、
超音波心臓検査、コンピューター断層撮影（ＣＴ）、磁
気共鳴映像（ＭＲＩ）、陽電子放出断層撮影（ＰＥ
Ｔ）、及びシングルフォトン射出断層撮影（ＳＰＥＣ
Ｔ）を含む。これらの方法の多くは３次元（３Ｄ）画像
情報を作り、次いで、これを、心臓を通る平行スライス
の形式で、又はビデオモニター上の偽３Ｄ表示として観
察するためにレンダリングすることができる。処置を管
理するために、治療する医師は、表示された２次元画像
に基づいて頭の中で３Ｄ画像を作られねばならない。こ
の置換は、療法が、異常電気経路の局所的電気切断、又
はレーザー心筋血管再生のような心臓の内部を治療すべ
き場合は特に器用さが必要である。
【０００３】心室内で、マップ化プローブ、典型的には
カテーテルを使用して心臓のをマップ化をすることが、
本技術において知られている。この目的のための例示の
方法及び装置が、米国特許５４７１９８２号及び５３９
１１９９号、並びにＰＣＴ公開ＷＯ９４／０６３４９
号、ＷＯ９６／０５７６８号及びＷＯ９７／２４９８１
号において説明され、これらの開示は参考文献としてこ
こに組み入れられる。例えば、米国特許５３９１１９９
号は、心電気活動を感知するための電極及び外部から加
えられる磁場に関するカテーテルの位置決定用の小型コ
イルの両者を備えたカテーテルを説明する。このカテー
テルを使用して、心臓病専門医は、複数位置の電気的活
動を測定し、かつこの位置の空間座標を判定することに
より、短時間内に心臓内のデータ採取点の組からデータ
を集めることができる。心臓内のマップ化用カテーテル
の位置は、カテーテル検査の前又は検査中に獲得した超
音波像のような心臓の画像の３Ｄ再構成の際に重ね合わ
すことができる。カテーテルにより感知された電気的活
動を表すためにカラーコードが使用される。
カテーテルを使用して心臓のをマップ化をすることが、
本技術において知られている。この目的のための例示の
方法及び装置が、米国特許５４７１９８２号及び５３９
１１９９号、並びにＰＣＴ公開ＷＯ９４／０６３４９
号、ＷＯ９６／０５７６８号及びＷＯ９７／２４９８１
号において説明され、これらの開示は参考文献としてこ
こに組み入れられる。例えば、米国特許５３９１１９９
号は、心電気活動を感知するための電極及び外部から加
えられる磁場に関するカテーテルの位置決定用の小型コ
イルの両者を備えたカテーテルを説明する。このカテー
テルを使用して、心臓病専門医は、複数位置の電気的活
動を測定し、かつこの位置の空間座標を判定することに
より、短時間内に心臓内のデータ採取点の組からデータ
を集めることができる。心臓内のマップ化用カテーテル
の位置は、カテーテル検査の前又は検査中に獲得した超
音波像のような心臓の画像の３Ｄ再構成の際に重ね合わ
すことができる。カテーテルにより感知された電気的活
動を表すためにカラーコードが使用される。
【０００４】開示が参考文献としてここに組み込まれた
米国特許５７３８０９６号は、プローブを心臓の壁の多
くの位置と接触させ、各位置におけるプローブの位置座
標を決定することにより、心臓内部を幾何学的にマップ
化する方法を説明する。これらの位置座標は、心臓の少
なくも一部分のマップを形成するために組み合わせられ
る。カテーテルの位置が分かると、カテーテルの先端に
隣接した心臓組織の局所的な生理学的な数値を提供する
ために外部センサーを使うことができる。例えば、もし
ＳＰＥＣＴに適した放射性マーカーがカテーテルに組み
込まれるならば、局所的な機能情報をＳＰＥＣＴ像から
集めることができる。なお別の例は、冠状動脈のドップ
ラー超音波像から、核医学用画像から、或いはＸ線又は
ＣＴ血管造影から、局所的潅流を決定し、潅流マップを
幾何学マップ上に重ねる。潅流マップにおけるカテーテ
ルの像は、潅流マップと幾何学マップとを整列させるた
めに使用することができる。或いは、自動式又は手操作
で基準マーク又は解剖学的な基準位置を使用して整列を
行うことができる。
米国特許５７３８０９６号は、プローブを心臓の壁の多
くの位置と接触させ、各位置におけるプローブの位置座
標を決定することにより、心臓内部を幾何学的にマップ
化する方法を説明する。これらの位置座標は、心臓の少
なくも一部分のマップを形成するために組み合わせられ
る。カテーテルの位置が分かると、カテーテルの先端に
隣接した心臓組織の局所的な生理学的な数値を提供する
ために外部センサーを使うことができる。例えば、もし
ＳＰＥＣＴに適した放射性マーカーがカテーテルに組み
込まれるならば、局所的な機能情報をＳＰＥＣＴ像から
集めることができる。なお別の例は、冠状動脈のドップ
ラー超音波像から、核医学用画像から、或いはＸ線又は
ＣＴ血管造影から、局所的潅流を決定し、潅流マップを
幾何学マップ上に重ねる。潅流マップにおけるカテーテ
ルの像は、潅流マップと幾何学マップとを整列させるた
めに使用することができる。或いは、自動式又は手操作
で基準マーク又は解剖学的な基準位置を使用して整列を
行うことができる。
【０００５】これらデータに基づいて心臓の３次元マッ
プを作る更なる方法が、例えば、欧州出願ＥＰ０９７４
９３６号において、及び本願出願人に譲渡された対応の
米国出願０９／１２２１３７号において明らかにされ
る。この開示は参考文献としてここに組み入れられる。
これら出願に示されるように、まず、位置座標（及び選
択的に電気的活動）が、心臓の内面の約１０から２０箇
所において測定される。これらのデータ点は、心臓表面
の予備的な再構成又はマップを満足な質に作成すること
に対して一般に十分である。予備マップは、好ましく
は、より包括的なマップを作るために追加の点において
得られたデータと組み合わせられる。
プを作る更なる方法が、例えば、欧州出願ＥＰ０９７４
９３６号において、及び本願出願人に譲渡された対応の
米国出願０９／１２２１３７号において明らかにされ
る。この開示は参考文献としてここに組み入れられる。
これら出願に示されるように、まず、位置座標（及び選
択的に電気的活動）が、心臓の内面の約１０から２０箇
所において測定される。これらのデータ点は、心臓表面
の予備的な再構成又はマップを満足な質に作成すること
に対して一般に十分である。予備マップは、好ましく
は、より包括的なマップを作るために追加の点において
得られたデータと組み合わせられる。
【０００６】
【課題を解決するための手段】身体の内部構造、特に心
臓のマップ化及び可視化のための改良された方法及び装
置を提供することが、本発明のある態様の目的である。
臓のマップ化及び可視化のための改良された方法及び装
置を提供することが、本発明のある態様の目的である。
【０００７】心臓内の病的状態の局所的治療を行うため
の改良された方法及び装置を提供することが本発明のあ
る態様の更なる目的である。
の改良された方法及び装置を提供することが本発明のあ
る態様の更なる目的である。
【０００８】本発明の好ましい実施例においては、被験
者の心室の内面の３Ｄ幾何学的マップを作るために位置
感知用カテーテルが使用される。心臓の３Ｄ診断用画像
が、３Ｄマップの作成と関連して、典型的にマップ化の
前又は同時に獲得される。画像とマップとを相互に整合
させ、そして潅流情報のような画像からの診断用情報
が、３Ｄマップ上に、好ましくはカラーコーディング形
式でマーク付けされる。組み合わされた診断用情報と幾
何学的情報に基づいて、カテーテルを操作する医師は、
例えば、低潅流のため治療を必要とする心臓の区域を確
認し視覚化することができる。医師は、カラーコードさ
れた３Ｄマップを使用して位置決めされた特異点に、レ
ーザー血管再生術のような局所的非侵襲性治療を行うた
めにカテーテルを使用することが好ましい。或いは、か
かる特異点に対して生検のような局所的診断技法を行う
ことができる。
者の心室の内面の３Ｄ幾何学的マップを作るために位置
感知用カテーテルが使用される。心臓の３Ｄ診断用画像
が、３Ｄマップの作成と関連して、典型的にマップ化の
前又は同時に獲得される。画像とマップとを相互に整合
させ、そして潅流情報のような画像からの診断用情報
が、３Ｄマップ上に、好ましくはカラーコーディング形
式でマーク付けされる。組み合わされた診断用情報と幾
何学的情報に基づいて、カテーテルを操作する医師は、
例えば、低潅流のため治療を必要とする心臓の区域を確
認し視覚化することができる。医師は、カラーコードさ
れた３Ｄマップを使用して位置決めされた特異点に、レ
ーザー血管再生術のような局所的非侵襲性治療を行うた
めにカテーテルを使用することが好ましい。或いは、か
かる特異点に対して生検のような局所的診断技法を行う
ことができる。
【０００９】従って、本発明により、被験者の身体内の
構造をマップ化する方法であって、診断用情報を含んだ
構造の３次元（３Ｄ）画像を獲得し、構造内に挿入され
たプローブを使用して構造の３Ｄ幾何学的マップを作
り、画像内の複数の画像点の各がマップ内の対応したマ
ップ点と同一化されるように画像とマップとを整合さ
せ、そして画像点の各と組み合わせられた診断用情報が
対応すつマップ点において表示されるようにマップを表
示する諸段階を含んだ方法が提供される。
構造をマップ化する方法であって、診断用情報を含んだ
構造の３次元（３Ｄ）画像を獲得し、構造内に挿入され
たプローブを使用して構造の３Ｄ幾何学的マップを作
り、画像内の複数の画像点の各がマップ内の対応したマ
ップ点と同一化されるように画像とマップとを整合さ
せ、そして画像点の各と組み合わせられた診断用情報が
対応すつマップ点において表示されるようにマップを表
示する諸段階を含んだ方法が提供される。
【００１０】好ましい実施例においては、診断用情報は
構造の血流に関係し、診断用情報は局所的潅流データを
含む。別の好ましい実施例においては、診断用情報は、
代謝データを含み、又は構造の組織内の物質の吸収に関
連し、又は構造の運動に関連する。
構造の血流に関係し、診断用情報は局所的潅流データを
含む。別の好ましい実施例においては、診断用情報は、
代謝データを含み、又は構造の組織内の物質の吸収に関
連し、又は構造の運動に関連する。
【００１１】好ましくは、幾何学的マップの作成は、構
造の多数の位置においてプローブを構造に接触させるこ
と、及びその位置におけるプローブの位置座標を記録す
ることを含み、また位置座標を記録することは、プロー
ブ内の位置センサーを使って座標を判定することを含
む。
造の多数の位置においてプローブを構造に接触させるこ
と、及びその位置におけるプローブの位置座標を記録す
ることを含み、また位置座標を記録することは、プロー
ブ内の位置センサーを使って座標を判定することを含
む。
【００１２】好ましくは、画像とマップとの整合は、転
写後に、画像とマップとが共通の軸線及び共通のスケー
ルを持つように画像及びマップの少なくも一方に転写を
行うことを含む。更に好ましくは、画像とマップの整合
は、画像を、軸線に沿って相互に間隔を空けられかつ軸
線に直角方向の複数の平行な平面スライスに分割するこ
とを含み、そして複数の画像点がスライスに置かれる。
より好ましくは、画像とマップの整合は、各スライスの
軸座標及び各スライスに置かれた画像点の各の角度座標
を見いだすこと、及び画像点及びマップ点の各が同じ軸
座標と角度座標とを有することを確認することを含む。
最も好ましくは、構造は、空洞部を定めている壁を有
し、更に画像点及びマップ点の各の同一化が、軸座標及
び角度座標における壁の断面内にある画像点を見いだす
ことを含む。
写後に、画像とマップとが共通の軸線及び共通のスケー
ルを持つように画像及びマップの少なくも一方に転写を
行うことを含む。更に好ましくは、画像とマップの整合
は、画像を、軸線に沿って相互に間隔を空けられかつ軸
線に直角方向の複数の平行な平面スライスに分割するこ
とを含み、そして複数の画像点がスライスに置かれる。
より好ましくは、画像とマップの整合は、各スライスの
軸座標及び各スライスに置かれた画像点の各の角度座標
を見いだすこと、及び画像点及びマップ点の各が同じ軸
座標と角度座標とを有することを確認することを含む。
最も好ましくは、構造は、空洞部を定めている壁を有
し、更に画像点及びマップ点の各の同一化が、軸座標及
び角度座標における壁の断面内にある画像点を見いだす
ことを含む。
【００１３】好ましくは、マップを表示することは、診
断用情報を反映するようにマップに着色することを含
む。
断用情報を反映するようにマップに着色することを含
む。
【００１４】好ましい実施例においては、方法は、マッ
プ上に表示された診断用情報により案内されて、構造に
医学的処置を行うことを含む。好ましくは、医学的処置
を行うことは、幾何学的マップ上の選択された位置にお
いて局所的に治療を行うためにプローブを使用すること
を含み、更にこの方法は、治療が行われた位置を幾何学
的マップ上に印を付けることを含む。追加して又は代わ
って、医学的処置の実行は治療処置を行うことを含み、
診断用情報は構造の局所的血流に関連し、更に治療処置
の実行は局所的血流を改善するための処置の実行を含
む。或いは、医学的処置の実行は診断手順の実行を含
む。
プ上に表示された診断用情報により案内されて、構造に
医学的処置を行うことを含む。好ましくは、医学的処置
を行うことは、幾何学的マップ上の選択された位置にお
いて局所的に治療を行うためにプローブを使用すること
を含み、更にこの方法は、治療が行われた位置を幾何学
的マップ上に印を付けることを含む。追加して又は代わ
って、医学的処置の実行は治療処置を行うことを含み、
診断用情報は構造の局所的血流に関連し、更に治療処置
の実行は局所的血流を改善するための処置の実行を含
む。或いは、医学的処置の実行は診断手順の実行を含
む。
【００１５】好ましくは、構造は被験者の心臓を含み、
更に幾何学的マップの作成は心臓の心室の心臓内面のマ
ップ化を含む。
更に幾何学的マップの作成は心臓の心室の心臓内面のマ
ップ化を含む。
【００１６】本発明の好ましい実施例により、被験者の
身体内の構造をマップ化する装置であって、診断用情報
を含んだ構造の３次元（３Ｄ）画像を獲得するようにさ
れた画像化装置、構造の３Ｄ幾何学的マップを作るよう
に、構造内に挿入されるようにされたプローブ、プロー
ブ及び画像化装置に接続され、更に画像内の複数の画像
点の各がマップ内に対応するマップ点と道程されるよう
に画像とマップとが整合するようにされたプロセッサ
ー、及び画像点の各と組み合わせられた診断用情報が対
応するマップ点において表示されるようにマップを表示
するように、プロセッサーにより駆動されるように接続
されたディスプレイを具備する装置が提供される。
身体内の構造をマップ化する装置であって、診断用情報
を含んだ構造の３次元（３Ｄ）画像を獲得するようにさ
れた画像化装置、構造の３Ｄ幾何学的マップを作るよう
に、構造内に挿入されるようにされたプローブ、プロー
ブ及び画像化装置に接続され、更に画像内の複数の画像
点の各がマップ内に対応するマップ点と道程されるよう
に画像とマップとが整合するようにされたプロセッサ
ー、及び画像点の各と組み合わせられた診断用情報が対
応するマップ点において表示されるようにマップを表示
するように、プロセッサーにより駆動されるように接続
されたディスプレイを具備する装置が提供される。
【００１７】本発明は、図面と共になされる以下の本発
明の好ましい実施例の詳細な説明より完全に理解される
であろう。
明の好ましい実施例の詳細な説明より完全に理解される
であろう。
【００１８】
【好ましい実施例の詳細な説明】図１は、本発明の好ま
しい実施例による、被験者２６の心臓２４の３次元の幾
何学的マップ化、画像化及び処置のためのシステム２０
の図式的かつ描画的な図である。システム２０は、長い
プローブ、好ましくはカテーテル３０を備え、これは、
使用者２２により、被験者の静脈又は動脈を通して心臓
の心室内に挿入される。
しい実施例による、被験者２６の心臓２４の３次元の幾
何学的マップ化、画像化及び処置のためのシステム２０
の図式的かつ描画的な図である。システム２０は、長い
プローブ、好ましくはカテーテル３０を備え、これは、
使用者２２により、被験者の静脈又は動脈を通して心臓
の心室内に挿入される。
【００１９】カテーテル３０は、好ましくは少なくも１
個の、そして最も好ましくはカテーテルの末端の近くに
置かれた位置センサー（図示せず）を備える。位置セン
サーは、好ましくは、例えばポリウレタン接着剤又は同
等品のような適宜適切な方法により、カテーテル内に取
り付けられた電磁式センサーを備える。センサーは、電
磁式センサーケーブルに電気的に接続され、このケーブ
ルは、カテーテル本体を通りカテーテルの制御ハンドル
内に伸びる。センサーケーブルの線は、制御ハンドルに
おいて、回路板（図示せず）に接続され、この回路板
は、電磁式センサーから受け取った信号を増幅し、これ
をコンピューの理解し得る形式で、コンソール３４内に
収容されたコンピューに送信する。このカテーテルは片
手で使用するように設計されたため、回路板は、カテー
テルの使用後に回路板を停止させるＥＰＲＯＭを備える
ことが好ましい。これは、カテーテルの、又は少なくも
電磁式センサーの再使用を防止する。
個の、そして最も好ましくはカテーテルの末端の近くに
置かれた位置センサー（図示せず）を備える。位置セン
サーは、好ましくは、例えばポリウレタン接着剤又は同
等品のような適宜適切な方法により、カテーテル内に取
り付けられた電磁式センサーを備える。センサーは、電
磁式センサーケーブルに電気的に接続され、このケーブ
ルは、カテーテル本体を通りカテーテルの制御ハンドル
内に伸びる。センサーケーブルの線は、制御ハンドルに
おいて、回路板（図示せず）に接続され、この回路板
は、電磁式センサーから受け取った信号を増幅し、これ
をコンピューの理解し得る形式で、コンソール３４内に
収容されたコンピューに送信する。このカテーテルは片
手で使用するように設計されたため、回路板は、カテー
テルの使用後に回路板を停止させるＥＰＲＯＭを備える
ことが好ましい。これは、カテーテルの、又は少なくも
電磁式センサーの再使用を防止する。
【００２０】電磁式センサーを使用するために、被験者
２６は、例えば、駆動回路３２により駆動されて磁場を
作る磁場発生用コイル２８を収容しているパッドを患者
の下に敷くことにより作られた磁場内に置かれる。基準
の電磁式センサー（図示せず）は、例えば患者の背中に
テープで貼られて患者に関して固定されることが好まし
く、そしてそのセンサーを収容しているカテーテル３０
が心臓２４内に進められる。センサーは、好ましくは３
個の小さいコイルを備え、磁場内のこれらの位置を示す
弱い電気信号を作る。固定された基準センサーの両者及
び心臓内のセンサーにより作られた信号は増幅され、コ
ンソール３４に送られ、コンソールは信号を解析し、次
いでモニター３６上に結果を表示する。この方法によ
り、基準センサーに関するカテーテル内センサーの正確
な位置を確認し視覚的に表示することができる。センサ
ーは、心筋の収縮により生じたカテーテルの変位も検出
することができる。
２６は、例えば、駆動回路３２により駆動されて磁場を
作る磁場発生用コイル２８を収容しているパッドを患者
の下に敷くことにより作られた磁場内に置かれる。基準
の電磁式センサー（図示せず）は、例えば患者の背中に
テープで貼られて患者に関して固定されることが好まし
く、そしてそのセンサーを収容しているカテーテル３０
が心臓２４内に進められる。センサーは、好ましくは３
個の小さいコイルを備え、磁場内のこれらの位置を示す
弱い電気信号を作る。固定された基準センサーの両者及
び心臓内のセンサーにより作られた信号は増幅され、コ
ンソール３４に送られ、コンソールは信号を解析し、次
いでモニター３６上に結果を表示する。この方法によ
り、基準センサーに関するカテーテル内センサーの正確
な位置を確認し視覚的に表示することができる。センサ
ーは、心筋の収縮により生じたカテーテルの変位も検出
することができる。
【００２１】本発明の目的に適した電磁式センサーは、
例えば、前述の米国特許５３９１１９９号及びＰＣＴ公
開ＷＯ９６／０５７６８号に説明される。好ましい電磁
式マップ化用センサーはＢｉｏｓｅｎｓｅ社（Ｔｉｒａ
ｔ Ｈａｃａｒｍｅｌ，Ｉｓｒａｅｌ）により製造され
商標名ＮＯＧＡで販売される。カテーテル３０及びシス
テム２０のマップ化の幾つかの特徴は、Ｂｉｏｓｅｎｓ
ｅ Ｗｅｂｓｔｅｒ社より発売のＮＯＧＡ−ＳＴＡＲ、
及び同じくＢｉｏｓｅｎｓｅ Ｗｅｂｓｔｅｒ社より発
売のＢｉｏｓｅｎｓｅ−ＮＯＧＡ−ｓｙｓｔｅｍにおい
て実施される。カテーテル３０及びシステム２０の設計
の更なる態様が米国出願０９／５０６７６６号に一般に
説明され、この出願は本願出願人に譲渡され、かつ参考
文献としてここに組み入れられる。かかるセンサーを使
用したとき、システム２０は、カテーテル３０に関する
６次元の位置及び方向の情報を連続作成することができ
る。或いは、カテーテル２０に使用されるセンサーは、
例えば、米国特許５３９１１９９号、５４４３４８９
号、又は５５１５８５３号、或いはＰＣＴ公開ＷＯ９４
／０４９３８号、又はＷＯ９９／０５９７１号において
説明されたようなその他の形式の位置及び／又は座標セ
ンサー、或いは本技術において公知の適宜適切なその他
の形式の位置／座標感知装置を備えることができる。
例えば、前述の米国特許５３９１１９９号及びＰＣＴ公
開ＷＯ９６／０５７６８号に説明される。好ましい電磁
式マップ化用センサーはＢｉｏｓｅｎｓｅ社（Ｔｉｒａ
ｔ Ｈａｃａｒｍｅｌ，Ｉｓｒａｅｌ）により製造され
商標名ＮＯＧＡで販売される。カテーテル３０及びシス
テム２０のマップ化の幾つかの特徴は、Ｂｉｏｓｅｎｓ
ｅ Ｗｅｂｓｔｅｒ社より発売のＮＯＧＡ−ＳＴＡＲ、
及び同じくＢｉｏｓｅｎｓｅ Ｗｅｂｓｔｅｒ社より発
売のＢｉｏｓｅｎｓｅ−ＮＯＧＡ−ｓｙｓｔｅｍにおい
て実施される。カテーテル３０及びシステム２０の設計
の更なる態様が米国出願０９／５０６７６６号に一般に
説明され、この出願は本願出願人に譲渡され、かつ参考
文献としてここに組み入れられる。かかるセンサーを使
用したとき、システム２０は、カテーテル３０に関する
６次元の位置及び方向の情報を連続作成することができ
る。或いは、カテーテル２０に使用されるセンサーは、
例えば、米国特許５３９１１９９号、５４４３４８９
号、又は５５１５８５３号、或いはＰＣＴ公開ＷＯ９４
／０４９３８号、又はＷＯ９９／０５９７１号において
説明されたようなその他の形式の位置及び／又は座標セ
ンサー、或いは本技術において公知の適宜適切なその他
の形式の位置／座標感知装置を備えることができる。
【００２２】上述のように、カテーテル３０は、使用者
がカテーテルの作用を観察し調整できるコンソール３４
と組み合わせられる。コンソール３４は、プロセッサ
ー、好ましくは適切な信号処理回路（これは典型的にコ
ンピューターのハウジング内部に収容される）を有する
コンピューターを備える。プロセッサーは、ディスプレ
イ３６を駆動するように結合される。使用者２２は、カ
テーテル３０の末端を心臓２４の内面上の複数の点と接
触させ、そして各点において位置座標が記録される。こ
の解析から誘導された情報は、心臓２４の内面の３次元
の幾何学的マップ３８を再構築するために使用される。
がカテーテルの作用を観察し調整できるコンソール３４
と組み合わせられる。コンソール３４は、プロセッサ
ー、好ましくは適切な信号処理回路（これは典型的にコ
ンピューターのハウジング内部に収容される）を有する
コンピューターを備える。プロセッサーは、ディスプレ
イ３６を駆動するように結合される。使用者２２は、カ
テーテル３０の末端を心臓２４の内面上の複数の点と接
触させ、そして各点において位置座標が記録される。こ
の解析から誘導された情報は、心臓２４の内面の３次元
の幾何学的マップ３８を再構築するために使用される。
【００２３】システム２０は、エコードップラーユニッ
ト、ＳＰＥＣＴ、ＰＥＴ、ＭＲＩ、ＣＴ又はその他の本
技術において公知の画像化ユニットのような診断用画像
化ユニット４８を備える。ユニット４８は、心臓２４の
３Ｄ診断用画像を獲得するために使用され、好ましく
は、この間、使用者２２はカテーテル３０を使って心臓
をマップ化する。或いは、診断用画像はマップ化開始以
前に獲得され、そしてこの場合は、ユニット４８は、シ
ステム２０の他の部材から分離することができる。ユニ
ット４８により獲得された診断用データは、以下説明さ
れる方法を用いてマップ３８上に重ねられる。ユニット
４８の形式及び構成に応じて、、本技術において公知
の、潅流、代謝係数、マーカーの吸収、心臓の壁の運動
又は厚さ、及び／又はその他の解剖学的又は電気的の諸
特性のような広範囲の異なった診断用データを画像内に
表すことができる。画像は、心臓周期における異なった
位相を表すようにタイミングを合わせることもできる。
ト、ＳＰＥＣＴ、ＰＥＴ、ＭＲＩ、ＣＴ又はその他の本
技術において公知の画像化ユニットのような診断用画像
化ユニット４８を備える。ユニット４８は、心臓２４の
３Ｄ診断用画像を獲得するために使用され、好ましく
は、この間、使用者２２はカテーテル３０を使って心臓
をマップ化する。或いは、診断用画像はマップ化開始以
前に獲得され、そしてこの場合は、ユニット４８は、シ
ステム２０の他の部材から分離することができる。ユニ
ット４８により獲得された診断用データは、以下説明さ
れる方法を用いてマップ３８上に重ねられる。ユニット
４８の形式及び構成に応じて、、本技術において公知
の、潅流、代謝係数、マーカーの吸収、心臓の壁の運動
又は厚さ、及び／又はその他の解剖学的又は電気的の諸
特性のような広範囲の異なった診断用データを画像内に
表すことができる。画像は、心臓周期における異なった
位相を表すようにタイミングを合わせることもできる。
【００２４】典型的に、システム２０はその他の構成要
素を有するが、その幾つかは単純化にために図面に示さ
れない。本実施例においては、システムは、好ましく
は、レーザー用コンソール４９を備え、これは、例えば
ＰＣＴ出願ＰＣＴ／ＩＬ９７／０００１１号及び米国出
願０９／１０９８２０号に説明されたように直接心筋血
管再生術を行う際に使用される。前記出願及びその開示
は本願出願人に譲渡され、参考文献としてここに組み入
れられる。コンソール４９は、カテーテル３０内の適切
な導波管（図示せず）内にレーザーエネルギーを注入す
る。導波管は、エネルギーをカテーテルの末端部に送
り、ここで、このエネルギーは、心筋の低潅流に襲われ
た区域の血管再生のために適用される。或いは、システ
ムは、本技術において知られているその他の治療用構成
要素、特に、カテーテル３０の切除用電極に結合された
高周波ドライバー、心臓内の超音波切除用のカテーテル
内の高出力変換器に結合された超音波発生器、或いはカ
テーテル内の注射針に結合され血管形成用成長因子のよ
うな治療薬の供給のような、その他の治療用構成要素を
含むことができる。更に、このシステムは、カテーテル
３０を通して操作される生検用鉗子のような非侵襲性診
断用構成要素を含むことができる。
素を有するが、その幾つかは単純化にために図面に示さ
れない。本実施例においては、システムは、好ましく
は、レーザー用コンソール４９を備え、これは、例えば
ＰＣＴ出願ＰＣＴ／ＩＬ９７／０００１１号及び米国出
願０９／１０９８２０号に説明されたように直接心筋血
管再生術を行う際に使用される。前記出願及びその開示
は本願出願人に譲渡され、参考文献としてここに組み入
れられる。コンソール４９は、カテーテル３０内の適切
な導波管（図示せず）内にレーザーエネルギーを注入す
る。導波管は、エネルギーをカテーテルの末端部に送
り、ここで、このエネルギーは、心筋の低潅流に襲われ
た区域の血管再生のために適用される。或いは、システ
ムは、本技術において知られているその他の治療用構成
要素、特に、カテーテル３０の切除用電極に結合された
高周波ドライバー、心臓内の超音波切除用のカテーテル
内の高出力変換器に結合された超音波発生器、或いはカ
テーテル内の注射針に結合され血管形成用成長因子のよ
うな治療薬の供給のような、その他の治療用構成要素を
含むことができる。更に、このシステムは、カテーテル
３０を通して操作される生検用鉗子のような非侵襲性診
断用構成要素を含むことができる。
【００２５】システム２０内に含み得るその他の構成要
素は、例えば、本願出願人に譲渡されその開示が参考文
献としてここに組み入れられた米国出願０９／１２２１
３７号において説明される。典型的に、システム２０
は、コンソール３４にＥＣＧ同期信号を提供するよう
に、身体表面の１個又は複数個の電極から信号を受ける
ように結合されたＥＣＧモニター（図示せず）を備え
る。上述のように、システムは、好ましくは、患者の身
体の外面に取り付けられた外部貼付の基準パッチ上の、
或いは心臓２４内に挿入されて心臓に関して一定の位置
に維持される内部配置カテーテル上の基準位置センサー
も含む。カテーテル３０の位置を基準カテーテルの位置
と比較することにより、心臓の運動とは無関係に、カテ
ーテル３０の座標が心臓に関して正確に決定される。或
いは、心臓の運動を補償するその他の適宜適切な方法を
使うことができる。
素は、例えば、本願出願人に譲渡されその開示が参考文
献としてここに組み入れられた米国出願０９／１２２１
３７号において説明される。典型的に、システム２０
は、コンソール３４にＥＣＧ同期信号を提供するよう
に、身体表面の１個又は複数個の電極から信号を受ける
ように結合されたＥＣＧモニター（図示せず）を備え
る。上述のように、システムは、好ましくは、患者の身
体の外面に取り付けられた外部貼付の基準パッチ上の、
或いは心臓２４内に挿入されて心臓に関して一定の位置
に維持される内部配置カテーテル上の基準位置センサー
も含む。カテーテル３０の位置を基準カテーテルの位置
と比較することにより、心臓の運動とは無関係に、カテ
ーテル３０の座標が心臓に関して正確に決定される。或
いは、心臓の運動を補償するその他の適宜適切な方法を
使うことができる。
【００２６】図２は、本発明の好ましい実施例により、
システム２０を使用して心臓２４を画像化し、マップ化
し、そして治療する方法を図式的に示す流れ図である。
画像化段階５０において、ＳＰＥＣＴ像のような心臓２
４の診断用画像が獲得される。画像は、カテーテル３０
が既に心臓の内部に置かれた状態で獲得されることが、
必須ではないが好ましい。マップ化段階５２において、
幾何学的マップ３８の作成にカテーテルが使用される。
この目的のための適切なマップ化技法が上述の米国特許
５７３８０９６号に説明される。上述の欧州出願ＥＰ０
９７４９３６号及び米国出願０９／１２２１３７号は、
カテーテル３０を使用して集められたデータに基づいて
マップ自体を作る正確な方法を説明する。次いで、段階
５０において獲得された画像、及び段階５２において作
られたマップは、整合段階５４において整合させられ
る。
システム２０を使用して心臓２４を画像化し、マップ化
し、そして治療する方法を図式的に示す流れ図である。
画像化段階５０において、ＳＰＥＣＴ像のような心臓２
４の診断用画像が獲得される。画像は、カテーテル３０
が既に心臓の内部に置かれた状態で獲得されることが、
必須ではないが好ましい。マップ化段階５２において、
幾何学的マップ３８の作成にカテーテルが使用される。
この目的のための適切なマップ化技法が上述の米国特許
５７３８０９６号に説明される。上述の欧州出願ＥＰ０
９７４９３６号及び米国出願０９／１２２１３７号は、
カテーテル３０を使用して集められたデータに基づいて
マップ自体を作る正確な方法を説明する。次いで、段階
５０において獲得された画像、及び段階５２において作
られたマップは、整合段階５４において整合させられ
る。
【００２７】図３及び４は、本発明の好ましい実施例に
従い、段階５２においてシステム２０により作られたマ
ップ３８の図式的表現であり、整合段階５４において使
用された方法を示している。図３は、心臓２４の左心室
を表しているマップのワイヤフレーム表現である。段階
５４の目的のために、長手方向軸線７２が、心室の頂点
７４を通過しマップを通して引かれる。軸線及び頂点が
コンソール３４により自動的に見いだされることが好ま
しい。或いは又は追加して、使用者２２によりマップの
種々の特徴が手操作で整合させられる。
従い、段階５２においてシステム２０により作られたマ
ップ３８の図式的表現であり、整合段階５４において使
用された方法を示している。図３は、心臓２４の左心室
を表しているマップのワイヤフレーム表現である。段階
５４の目的のために、長手方向軸線７２が、心室の頂点
７４を通過しマップを通して引かれる。軸線及び頂点が
コンソール３４により自動的に見いだされることが好ま
しい。或いは又は追加して、使用者２２によりマップの
種々の特徴が手操作で整合させられる。
【００２８】図４は、心臓２４の診断用画像に整合させ
る目的で作られたマップ３８の表面８０の単純化された
幾何学的表現である。表面８０は、マップ３８から決定
された心臓の内部の隣接位置に相当する。表面８０上の
各点８２が頂点７４からの距離Ｒ及び下向き方向（即
ち、被験者２６の足に向かって示している方向）８４に
関する角度αにより表される座標系が定められる。
る目的で作られたマップ３８の表面８０の単純化された
幾何学的表現である。表面８０は、マップ３８から決定
された心臓の内部の隣接位置に相当する。表面８０上の
各点８２が頂点７４からの距離Ｒ及び下向き方向（即
ち、被験者２６の足に向かって示している方向）８４に
関する角度αにより表される座標系が定められる。
【００２９】マップ３８と診断用画像とを整合させるた
めに、軸線７２及び頂点７４が画像内で同一化され、更
にマップの軸線及び頂点と揃えられる。この同一化は自
動的に行われることが好ましいが、これに代わり又は追
加して使用者２２により行われ又は支援することができ
る。心臓のその他の目印及び／又は基準マークも、整列
の実行の際に使うことができる。画像のスケールは、そ
の寸法ができるだけマップのものと近いように調整され
る。潅流マップのような多くの形式の診断用画像につい
て、診断用情報の解像度は低く、このため、相互整合に
おける１０ｍｍのような大きい不正確を許容することが
できる。より高い解像度が必要な場合は、診断用画像と
幾何学的マップとの整合は、補遺Ａに説明されたような
自動整合方法を使って改善することができる。これらの
方法はオプションであり、本発明の本質ではない。
めに、軸線７２及び頂点７４が画像内で同一化され、更
にマップの軸線及び頂点と揃えられる。この同一化は自
動的に行われることが好ましいが、これに代わり又は追
加して使用者２２により行われ又は支援することができ
る。心臓のその他の目印及び／又は基準マークも、整列
の実行の際に使うことができる。画像のスケールは、そ
の寸法ができるだけマップのものと近いように調整され
る。潅流マップのような多くの形式の診断用画像につい
て、診断用情報の解像度は低く、このため、相互整合に
おける１０ｍｍのような大きい不正確を許容することが
できる。より高い解像度が必要な場合は、診断用画像と
幾何学的マップとの整合は、補遺Ａに説明されたような
自動整合方法を使って改善することができる。これらの
方法はオプションであり、本発明の本質ではない。
【００３０】図５は、本発明による、３Ｄ画像と幾何学
的マップ３８との整合に続く心臓２４の３Ｄ診断用画像
９０の図式的な分解図を示す。この図は、図２の方法の
ブルズアイ（ｂｕｌｌｓｅｙｅ）表現段階５６において
作られる。画像９０のブルズアイ表現は、軸線７２に垂
直な平行スライス９２の積み重ねよりなる。このスライ
スは、軸線に沿って一方から他方に一定のスライス増分
で取られることが好ましい。各スライスは、スライス番
号により決定される頂点７４からの距離Ｒにおける画像
９０の断面９４を示す。
的マップ３８との整合に続く心臓２４の３Ｄ診断用画像
９０の図式的な分解図を示す。この図は、図２の方法の
ブルズアイ（ｂｕｌｌｓｅｙｅ）表現段階５６において
作られる。画像９０のブルズアイ表現は、軸線７２に垂
直な平行スライス９２の積み重ねよりなる。このスライ
スは、軸線に沿って一方から他方に一定のスライス増分
で取られることが好ましい。各スライスは、スライス番
号により決定される頂点７４からの距離Ｒにおける画像
９０の断面９４を示す。
【００３１】図６は、画像９０の横並びにされたスライ
ス９２を示し、本発明の好ましい実施例によりマップ３
８に適用するためのスライスからの診断データの抽出を
示している。例えば、５番目のスライスを参照すれば、
切断画像９４は３個の本質的な部分、即ち、心室の内側
を示している内側領域１００、心筋を示している壁の領
域１０２、及び心臓の外部の外側領域１０４よりなる。
関心のある診断用情報は領域１０２にある。画像９０が
心臓壁内の潅流を示しているＳＰＥＣＴ像であるとする
と、領域１０２は、典型的に潅流の最高値を持つであろ
う。
ス９２を示し、本発明の好ましい実施例によりマップ３
８に適用するためのスライスからの診断データの抽出を
示している。例えば、５番目のスライスを参照すれば、
切断画像９４は３個の本質的な部分、即ち、心室の内側
を示している内側領域１００、心筋を示している壁の領
域１０２、及び心臓の外部の外側領域１０４よりなる。
関心のある診断用情報は領域１０２にある。画像９０が
心臓壁内の潅流を示しているＳＰＥＣＴ像であるとする
と、領域１０２は、典型的に潅流の最高値を持つであろ
う。
【００３２】色彩変換段階５８において、各スライス９
２からの診断用情報がマップ３８に転写される。各スラ
イスは、頂点７４から既知の距離の値Ｒを持つ。スライ
ス内の各角度αについて、マップの表面８０上の点８２
（図４）は、領域１０２の半径方向中央に置かれたその
角度の点であると仮定する。画像９０が潅流像である場
合は、点８２は、単純に、所与角度における最高の潅流
点であるとして得られる。別の画像化様相においては、
見いだした領域１０２は、大部分について、同様に簡単
である。各点８２における診断用データの値は、好まし
くはマップ３８の対応領域に適用された色彩として表さ
れる。
２からの診断用情報がマップ３８に転写される。各スラ
イスは、頂点７４から既知の距離の値Ｒを持つ。スライ
ス内の各角度αについて、マップの表面８０上の点８２
（図４）は、領域１０２の半径方向中央に置かれたその
角度の点であると仮定する。画像９０が潅流像である場
合は、点８２は、単純に、所与角度における最高の潅流
点であるとして得られる。別の画像化様相においては、
見いだした領域１０２は、大部分について、同様に簡単
である。各点８２における診断用データの値は、好まし
くはマップ３８の対応領域に適用された色彩として表さ
れる。
【００３３】図７は、本発明の好ましい実施例により、
段階５８において作られた着色された幾何学的マップ１
１０の図式的表現である。カラー画像の品質を伝送する
ために引かれた線の限られた能力のため、マップ１１０
には僅か二つの異なった色の領域、潅流のよい領域１１
２と貧血領域１１４とが現れるだけである。貧血領域
は、潅流のよい領域より暗い色又は「寒冷色」であるこ
とが好ましい。ディスプレイ３６がカラーモニターを備
えた実際の応用の際は、潅流又はその他の診断用特性の
異なったレベルを記述するためにマップ１１０に広範囲
の異なった色が使用される。
段階５８において作られた着色された幾何学的マップ１
１０の図式的表現である。カラー画像の品質を伝送する
ために引かれた線の限られた能力のため、マップ１１０
には僅か二つの異なった色の領域、潅流のよい領域１１
２と貧血領域１１４とが現れるだけである。貧血領域
は、潅流のよい領域より暗い色又は「寒冷色」であるこ
とが好ましい。ディスプレイ３６がカラーモニターを備
えた実際の応用の際は、潅流又はその他の診断用特性の
異なったレベルを記述するためにマップ１１０に広範囲
の異なった色が使用される。
【００３４】好ましくは、システム２０は、治療段階６
０において、マップ１１０に案内されて非侵襲性の治療
処置を実行するように使用者２２により操作される。こ
の例においては、レーザー用コンソール４９は、上述の
ＰＣＴ出願ＰＣＴ／ＩＬ９７／０００１１号に説明され
たように、高強度のレーザー放射を有するカテーテル３
０を介して貧血領域１１４を照射するように作動され
る。レーザーは、スポット１１６としてシステム２０に
よりマップ１１０上でマークの付けられた心筋に血管再
生通路を作る。画像化、マップ化、及び治療の諸態様の
組合せにより、使用者は、治療を要することが知られた
心臓２４の領域に治療に集中でき、またその領域が完全
に含まれることを保証することができる。マップ１１０
により提供されるガイダンスより、その他の局所的な治
療及び診断の手順が同様な便益を受けることができる。
０において、マップ１１０に案内されて非侵襲性の治療
処置を実行するように使用者２２により操作される。こ
の例においては、レーザー用コンソール４９は、上述の
ＰＣＴ出願ＰＣＴ／ＩＬ９７／０００１１号に説明され
たように、高強度のレーザー放射を有するカテーテル３
０を介して貧血領域１１４を照射するように作動され
る。レーザーは、スポット１１６としてシステム２０に
よりマップ１１０上でマークの付けられた心筋に血管再
生通路を作る。画像化、マップ化、及び治療の諸態様の
組合せにより、使用者は、治療を要することが知られた
心臓２４の領域に治療に集中でき、またその領域が完全
に含まれることを保証することができる。マップ１１０
により提供されるガイダンスより、その他の局所的な治
療及び診断の手順が同様な便益を受けることができる。
【００３５】好ましい実施例が心臓２４を参照して以上
説明されたが、本発明の原理は、これをその他の器官及
び身体構造の画像化、マップ化及び治療に適用すること
ができる。従って、上述の好ましい実施例は例示の方法
により説明されたこと、及び本発明は特に図示され上述
されたものに限定されないことが認められたであろう。
本発明の範囲は、以上説明された種々の特徴の組合せと
下位組合せ、並びに本技術の熟練者が以上の説明を読ん
だときに着想されかつ従来技術に明らかにされていない
変化及と変更を含む。
説明されたが、本発明の原理は、これをその他の器官及
び身体構造の画像化、マップ化及び治療に適用すること
ができる。従って、上述の好ましい実施例は例示の方法
により説明されたこと、及び本発明は特に図示され上述
されたものに限定されないことが認められたであろう。
本発明の範囲は、以上説明された種々の特徴の組合せと
下位組合せ、並びに本技術の熟練者が以上の説明を読ん
だときに着想されかつ従来技術に明らかにされていない
変化及と変更を含む。
【００３６】
【補遺Ａ】この補遺は、図２の方法の段階５４の詳細を
提供し、これにおいては、心臓２４の心室の２個の３Ｄ
表現、Ｐ及びＱを相互に整合させる。始めに、手操作に
より、或いは境界楕円体（ｂｏｕｎｄｉｎｇ ｅｌｌｉ
ｐｓｏｉｄｅ）の長軸を使い又は主構成要素の分解によ
り、ＰとＱとの間の変換のために概略の評価が見いださ
れる。境界楕円体技法は、上述の欧州出願ＥＰ０９７４
９３６号及び米国出願０９／１２２１３７号に更に説明
される。
提供し、これにおいては、心臓２４の心室の２個の３Ｄ
表現、Ｐ及びＱを相互に整合させる。始めに、手操作に
より、或いは境界楕円体（ｂｏｕｎｄｉｎｇ ｅｌｌｉ
ｐｓｏｉｄｅ）の長軸を使い又は主構成要素の分解によ
り、ＰとＱとの間の変換のために概略の評価が見いださ
れる。境界楕円体技法は、上述の欧州出願ＥＰ０９７４
９３６号及び米国出願０９／１２２１３７号に更に説明
される。
【００３７】次いで、ＰとのＱとの間の精密な整合が、
好ましくは、反復最近接点（Ｉｔｅｒａｔｉｖｅ Ｃｌ
ｏｓｅｓｔ Ｐｏｉｎｔ（ＩＣＰ））アルゴリズムの変
動を使用して見いだされる。このアルゴリズムは、Ｂｅ
ｓｌ及びＭｃＫａｙにより、Ａ Ｍｅｔｈｏｄ ｆｏｒ
Ｒｅｇｉｓｔｒａｔｉｏｎ ｏｆ ３Ｄ Ｓｈａｐｅ
ｓ、ＩＥＥＥ Ｔｒａｎｓａｃｔｉｏｎｓ ｏｎ Ｐａ
ｔｔｅｒｎ Ａｎａｌｙｓｉｓ ａｎｄ Ｍａｃｈｉｎ
ｅ Ｉｎｔｅｌｌｉｇｅｎｃｅ １４（２），２３９−
２５６（１９９２）において説明され、これは参考文献
としてここに組み入れられる。以下の諸段階が収束まで
繰り返される。
好ましくは、反復最近接点（Ｉｔｅｒａｔｉｖｅ Ｃｌ
ｏｓｅｓｔ Ｐｏｉｎｔ（ＩＣＰ））アルゴリズムの変
動を使用して見いだされる。このアルゴリズムは、Ｂｅ
ｓｌ及びＭｃＫａｙにより、Ａ Ｍｅｔｈｏｄ ｆｏｒ
Ｒｅｇｉｓｔｒａｔｉｏｎ ｏｆ ３Ｄ Ｓｈａｐｅ
ｓ、ＩＥＥＥ Ｔｒａｎｓａｃｔｉｏｎｓ ｏｎ Ｐａ
ｔｔｅｒｎ Ａｎａｌｙｓｉｓ ａｎｄ Ｍａｃｈｉｎ
ｅ Ｉｎｔｅｌｌｉｇｅｎｃｅ １４（２），２３９−
２５６（１９９２）において説明され、これは参考文献
としてここに組み入れられる。以下の諸段階が収束まで
繰り返される。
【００３８】１．最接近点の探索：Ｐ内の各点ｐについ
て、Ｑ内の最近接点ｑを見いだす。計算速度を改善する
ためにＰの点の部分集合を取ることができる。同様に、
Ｑのすべての点は、正しい結果を得るために、これを含
むことができる。
て、Ｑ内の最近接点ｑを見いだす。計算速度を改善する
ためにＰの点の部分集合を取ることができる。同様に、
Ｑのすべての点は、正しい結果を得るために、これを含
むことができる。
【００３９】２．整合の計算：対になった最接近点
（ｐ、ｑ）の間の距離の自乗和を最小とする変換Ｔを評
価する。この変換は、好ましくは、以下説明されるよう
に剛体変換、相似変換、疑似変換又は投影変換のいずれ
かである。
（ｐ、ｑ）の間の距離の自乗和を最小とする変換Ｔを評
価する。この変換は、好ましくは、以下説明されるよう
に剛体変換、相似変換、疑似変換又は投影変換のいずれ
かである。
【００４０】３．変換：Ｐ内のすべてに点に変換Ｔを適
用する。
用する。
【００４１】２個の面ＰとＱ、及び２組の点
【００４２】
【数１】
【００４３】が与えられ、このアルゴリズムの段階２
が、対応した組の間の平均自乗誤差εを最小にする（以
下説明される可能な集合に従った）変換の集合から変換
Ｔを探索する。ここに、εは次の通りである。
が、対応した組の間の平均自乗誤差εを最小にする（以
下説明される可能な集合に従った）変換の集合から変換
Ｔを探索する。ここに、εは次の通りである。
【００４４】
【数２】
【００４５】
【疑似変換及び投影変換】疑似変換に対して、Ｔ（ｐ）
＝Ａｐ＋ｔと定義すると
＝Ａｐ＋ｔと定義すると
【００４６】
【数３】
【００４７】は３×３行列であり、そして
【００４８】
【数４】
【００４９】は移動ベクトルである。
【００５０】
【数５】
【００５１】を最小にしなければならない。
【００５２】
【数６】
【００５３】と表すと、次の３体系の式が得られる。
【００５４】
【数７】
【００５５】Ｘの特異値分解をＸ＝ＵＤＶTとする。こ
のとき、次式が得られる。
のとき、次式が得られる。
【００５６】
【数８】
【００５７】投影変換は疑似変換と同様な方法で評価さ
れる。
れる。
【００５８】
【疑似変換及び剛体変換】疑似変換においては三角形は
三角形に変換され、相似変換は諸比例を保存する。スケ
ール係数ｃ、３×３回転行列Ｒ、及びＴ（ｐ）＝ｃＲｐ
＋ｔのような３次元変換ベクトルｔを探索し、ここに誤
差
三角形に変換され、相似変換は諸比例を保存する。スケ
ール係数ｃ、３×３回転行列Ｒ、及びＴ（ｐ）＝ｃＲｐ
＋ｔのような３次元変換ベクトルｔを探索し、ここに誤
差
【００５９】
【数９】
【００６０】が最小化される。
【００６１】希望の相似変換を見いだすために適した方
法は、ウメヤマにより、Ｌｅａｓｔ−Ｓｑｕａｒｅｓ
Ｅｓｔｉｍａｔｉｏｎ ｏｆ Ｔｒａｎｓｆｏｒｍａｔ
ｉｏｎ Ｐａｒａｍｅｔｅｒｓ Ｂｅｔｗｅｅｎ Ｔｗ
ｏ Ｐｏｉｎｔ Ｐａｔｔｅｒｎｓ，ＩＥＥＥ Ｔｒａ
ｎｓａｃｔｉｏｎｓ ｏｎ Ｐａｔｔｅｒｎ Ａｎａｌ
ｙｓｉｓ ａｎｄ Ｍａｃｈｉｎｅ Ｉｎｔｅｌｌｉｇ
ｅｎｃｅ，１３（４）、３７６−３８０（１９９１）に
おいて説明され、これは参考文献としてここに組み入れ
られる。Ｐ及びＱ両者の質量中心を次のように定義す
る。
法は、ウメヤマにより、Ｌｅａｓｔ−Ｓｑｕａｒｅｓ
Ｅｓｔｉｍａｔｉｏｎ ｏｆ Ｔｒａｎｓｆｏｒｍａｔ
ｉｏｎ Ｐａｒａｍｅｔｅｒｓ Ｂｅｔｗｅｅｎ Ｔｗ
ｏ Ｐｏｉｎｔ Ｐａｔｔｅｒｎｓ，ＩＥＥＥ Ｔｒａ
ｎｓａｃｔｉｏｎｓ ｏｎ Ｐａｔｔｅｒｎ Ａｎａｌ
ｙｓｉｓ ａｎｄ Ｍａｃｈｉｎｅ Ｉｎｔｅｌｌｉｇ
ｅｎｃｅ，１３（４）、３７６−３８０（１９９１）に
おいて説明され、これは参考文献としてここに組み入れ
られる。Ｐ及びＱ両者の質量中心を次のように定義す
る。
【００６２】
【数１０】
【００６３】次いで、Ｐ及びＱ両者における点の分散を
次のように定める。
次のように定める。
【００６４】
【数１１】
【００６５】この２面間の共分散行列は次のようにな
る。
る。
【００６６】
【数１２】
【００６７】Σpqの特異値分解をΣpq＝ＵＤＣTとする
と、
と、
【００６８】
【数１３】
【００６９】である。このとき、変換の回転、移行及び
スケーリングは次式で与えられる。
スケーリングは次式で与えられる。
【００７０】
【数１４】
【００７１】ここに、行列の固有和はその対角元の和で
ある。
ある。
【００７２】剛体変換の場合はスケーリングは適用され
ず、従ってｃ＝１である。
ず、従ってｃ＝１である。
【００７３】本発明の実施態様は以下の通りである。
【００７４】１．被験者の身体内の構造をマップ化する
方法であって、診断用情報を含んだ構造の３次元（３
Ｄ）画像を獲得し、構造内に挿入されたプローブを使用
して構造の３Ｄ幾何学的マップを作り、画像内の複数の
画像点の各がマップ内の対応したマップ点と同一化され
るように画像とマップとを整合させ、そして画像点の各
と組み合わせられた診断用情報が対応するマップ点にお
いて表示されるようにマップを表示する諸段階を含んだ
方法。
方法であって、診断用情報を含んだ構造の３次元（３
Ｄ）画像を獲得し、構造内に挿入されたプローブを使用
して構造の３Ｄ幾何学的マップを作り、画像内の複数の
画像点の各がマップ内の対応したマップ点と同一化され
るように画像とマップとを整合させ、そして画像点の各
と組み合わせられた診断用情報が対応するマップ点にお
いて表示されるようにマップを表示する諸段階を含んだ
方法。
【００７５】２．診断用情報が構造における血流に関係
する実施態様１による方法。
する実施態様１による方法。
【００７６】３．診断用情報が局所的潅流データを含む
実施態様２による方法。
実施態様２による方法。
【００７７】４．診断用情報が代謝データを含む実施態
様１による方法。
様１による方法。
【００７８】５．診断用情報が構造の組織内の物質の吸
収に関連する実施態様１による方法。
収に関連する実施態様１による方法。
【００７９】６．診断用情報が構造の運動に関連する実
施態様１による方法。
施態様１による方法。
【００８０】７．幾何学的マップの作成が、構造の多数
の位置においてプローブを構造に接触させること、及び
その位置においてプローブの位置座標を記録することを
含む実施態様１による方法。
の位置においてプローブを構造に接触させること、及び
その位置においてプローブの位置座標を記録することを
含む実施態様１による方法。
【００８１】８．位置座標を記録することが、プローブ
内の位置センサーを使って座標を判定することを含む実
施態様７による方法。
内の位置センサーを使って座標を判定することを含む実
施態様７による方法。
【００８２】９．画像とマップとの整合が、転写後に、
画像とマップとが共通の軸線及び共通のスケールを持つ
ように画像とマップの少なくも一方に転写を行うことを
含む実施態様１による方法。
画像とマップとが共通の軸線及び共通のスケールを持つ
ように画像とマップの少なくも一方に転写を行うことを
含む実施態様１による方法。
【００８３】１０．画像とマップの整合が、画像を、軸
線に沿って相互に間隔を空けられて軸線に直角方向の複
数の平行な平面スライスに分割することを含み、更に複
数の画像点がスライス内に置かれる実施態様９による方
法。
線に沿って相互に間隔を空けられて軸線に直角方向の複
数の平行な平面スライスに分割することを含み、更に複
数の画像点がスライス内に置かれる実施態様９による方
法。
【００８４】１１．画像とマップの整合が、各スライス
の軸座標及び各スライスに置かれた各画像点の角度座標
を見いだすこと、及び画像点及びマップ点の各が同じ軸
座標と角度座標とを有することを確認することを含む実
施態様１０による方法。
の軸座標及び各スライスに置かれた各画像点の角度座標
を見いだすこと、及び画像点及びマップ点の各が同じ軸
座標と角度座標とを有することを確認することを含む実
施態様１０による方法。
【００８５】１２．構造が空洞部を定めている壁を有
し、更に画像点及びマップ点の各の同一化が、ある軸座
標及び角度座標において、壁の断面内にある画像点を見
いだすことを含む実施態様１１による方法。
し、更に画像点及びマップ点の各の同一化が、ある軸座
標及び角度座標において、壁の断面内にある画像点を見
いだすことを含む実施態様１１による方法。
【００８６】１３．診断用情報を反映するようにマップ
に着色することを含む実施態様１による方法。
に着色することを含む実施態様１による方法。
【００８７】１４．マップ上に表示された診断用情報に
より案内されて、構造に医学的処置を行うことを含む実
施態様１による方法。
より案内されて、構造に医学的処置を行うことを含む実
施態様１による方法。
【００８８】１５．医学的処置の実行が、幾何学的マッ
プ上の選択された位置において局所的に治療を行うため
にプローブを使用することを含む実施態様１４による方
法。
プ上の選択された位置において局所的に治療を行うため
にプローブを使用することを含む実施態様１４による方
法。
【００８９】１６．治療が行われた位置を幾何学的マッ
プ上に印を付けることを含む実施態様１５による方法。
プ上に印を付けることを含む実施態様１５による方法。
【００９０】１７．医学的処置の実行が、治療処置を行
うことを含む実施態様１５による方法。
うことを含む実施態様１５による方法。
【００９１】１８．診断用情報が構造の局所的血流に関
連し、更に治療処置の実行が局所的血流を改善するため
の処置の実行を含む実施態様１７による方法。
連し、更に治療処置の実行が局所的血流を改善するため
の処置の実行を含む実施態様１７による方法。
【００９２】１９．医学的処置の実行が、診断手順の実
行を含む実施態様１５による方法。
行を含む実施態様１５による方法。
【００９３】２０．構造が被験者の心臓を含み、更に幾
何学的マップの作成が心臓の心室の心臓内面のマップ化
を含む実施態様１による方法。
何学的マップの作成が心臓の心室の心臓内面のマップ化
を含む実施態様１による方法。
【００９４】２１．被験者の身体内の構造をマップ化す
る装置であって、診断用情報を含んだ構造の３次元（３
Ｄ）画像を獲得するようにされた画像化装置、構造の３
Ｄ幾何学的マップを作るように、構造内に挿入されるよ
うにされたプローブ、プローブ及び画像化装置に接続さ
れ、更に画像内の複数の画像点の各がマップ内の対応す
るマップ点と道程されるように画像とマップとが整合す
るようにされたプロセッサー、及び画像点の各と組み合
わせられた診断用情報が対応するマップ点において表示
されるようにマップを表示するように、プロセッサーに
より駆動されるように接続されたディスプレイを具備す
る装置。
る装置であって、診断用情報を含んだ構造の３次元（３
Ｄ）画像を獲得するようにされた画像化装置、構造の３
Ｄ幾何学的マップを作るように、構造内に挿入されるよ
うにされたプローブ、プローブ及び画像化装置に接続さ
れ、更に画像内の複数の画像点の各がマップ内の対応す
るマップ点と道程されるように画像とマップとが整合す
るようにされたプロセッサー、及び画像点の各と組み合
わせられた診断用情報が対応するマップ点において表示
されるようにマップを表示するように、プロセッサーに
より駆動されるように接続されたディスプレイを具備す
る装置。
【００９５】２２．診断用情報が構造の血流に関連する
実施態様２１による装置。
実施態様２１による装置。
【００９６】２３．診断用情報が局所的潅流データを含
む実施態様２２による装置。
む実施態様２２による装置。
【００９７】２４．診断用情報が代謝データを含む実施
態様２１による装置。
態様２１による装置。
【００９８】２５．診断用情報が構造の組織における物
質の吸収に関連する実施態様２１による装置。
質の吸収に関連する実施態様２１による装置。
【００９９】２６．診断用情報が構造の運動に関連する
実施態様２１による装置。
実施態様２１による装置。
【０１００】２７．幾何学的マップを作成するために、
プローブが構造の多数の位置において構造に接触させら
れ、更に、その位置において、プロセッサーがプローブ
の位置座標を記録する実施態様２１による装置。
プローブが構造の多数の位置において構造に接触させら
れ、更に、その位置において、プロセッサーがプローブ
の位置座標を記録する実施態様２１による装置。
【０１０１】２８．プローブが、位置座標をを判定する
ために使用する位置センサーを備える実施態様２７によ
る装置。
ために使用する位置センサーを備える実施態様２７によ
る装置。
【０１０２】２９．プロセッサーは、転写後に、画像と
マップとが共通の軸線及び共通のスケールを持つように
画像とマップの少なくも一方に転写を行うようにして、
画像とマップとが整合するようにされる実施態様２１に
よる装置。
マップとが共通の軸線及び共通のスケールを持つように
画像とマップの少なくも一方に転写を行うようにして、
画像とマップとが整合するようにされる実施態様２１に
よる装置。
【０１０３】３０．プロセッサーは、更に、画像を、軸
線に沿って相互に間隔を空けられて軸線に直角方向の複
数の平行な平面スライスに分割するようにされ、この場
合、スライスに複数の画像点が置かれる実施態様２９に
よる装置。
線に沿って相互に間隔を空けられて軸線に直角方向の複
数の平行な平面スライスに分割するようにされ、この場
合、スライスに複数の画像点が置かれる実施態様２９に
よる装置。
【０１０４】３１．プロセッサーは、各スライスの軸座
標及び各スライスに置かれた画像点の各の角度座標を見
いだすようにされ、更に画像点及びマップ点の各が同じ
軸座標と角度座標とを有することを確認するようにされ
た実施態様３０による装置。
標及び各スライスに置かれた画像点の各の角度座標を見
いだすようにされ、更に画像点及びマップ点の各が同じ
軸座標と角度座標とを有することを確認するようにされ
た実施態様３０による装置。
【０１０５】３２．構造が空洞部を定めている壁を有
し、更にプロセッサーは、画像点及びマップ点の各の同
一化が、軸座標及び角度座標において、壁の断面内にあ
る画像点を見いだすことにより画像点及びマップ点の各
を同一化するようにされた実施態様３１による装置。
し、更にプロセッサーは、画像点及びマップ点の各の同
一化が、軸座標及び角度座標において、壁の断面内にあ
る画像点を見いだすことにより画像点及びマップ点の各
を同一化するようにされた実施態様３１による装置。
【０１０６】３３．マップが診断用情報を反映するよう
に着色される実施態様２１による装置。
に着色される実施態様２１による装置。
【０１０７】３４．マップに表示された診断用情報によ
り案内されて構造における医学的処置を行うようにされ
た医用装置を備える実施態様２１による装置。
り案内されて構造における医学的処置を行うようにされ
た医用装置を備える実施態様２１による装置。
【０１０８】３５．医用装置がプローブ内に収容され、
これは、幾何学的マップの選択された位置において局所
的に処置を行うために使用するにようにされる実施態様
３４による装置。
これは、幾何学的マップの選択された位置において局所
的に処置を行うために使用するにようにされる実施態様
３４による装置。
【０１０９】３６．プロセッサーが、処置の行われた位
置を幾何学的マップ上に印を付けるようにされる実施態
様３５による装置。
置を幾何学的マップ上に印を付けるようにされる実施態
様３５による装置。
【０１１０】３７．医学的処置が治療処置を含む実施態
様３５による装置。
様３５による装置。
【０１１１】３８．診断用情報が構造における局所的な
血流に関連し、更に治療処置が局所的血流の改善のため
の処置を含む実施態様３７の装置。
血流に関連し、更に治療処置が局所的血流の改善のため
の処置を含む実施態様３７の装置。
【０１１２】３９．医学的処置が診断用手順を含む実施
態様３５による装置。
態様３５による装置。
【０１１３】４０．構造が被験者の心臓であり、更に幾
何学的マップが心臓の心室の心臓内面のマップを含む実
施態様２１の装置。
何学的マップが心臓の心室の心臓内面のマップを含む実
施態様２１の装置。
【図１】本発明の好ましい実施例による、心臓の画像
化、マップ化、及び治療のためのシステムの図式的かつ
描画的な図である。
化、マップ化、及び治療のためのシステムの図式的かつ
描画的な図である。
【図２】本発明の好ましい実施例による、心臓の画像
化、マップ化、及び処理の方法を示す流れ図でる。
化、マップ化、及び処理の方法を示す流れ図でる。
【図３】本発明の好ましい実施例による心臓の心室のマ
ップの図式的表現である。
ップの図式的表現である。
【図４】本発明の好ましい実施例による心臓のマップと
画像とを一致させる際に使用される座標を示している図
３のマップの単純化された幾何学的表現である。
画像とを一致させる際に使用される座標を示している図
３のマップの単純化された幾何学的表現である。
【図５】本発明の好ましい実施例による心臓を通る平行
スライスの積重ねとして表された心臓の３Ｄ像の図式的
な分解図である。
スライスの積重ねとして表された心臓の３Ｄ像の図式的
な分解図である。
【図６】本発明の好ましい実施例による図３の３Ｄマッ
プとスライスとの整列を示している横並びにされた図５
のスライスを示す。
プとスライスとの整列を示している横並びにされた図５
のスライスを示す。
【図７】本発明の好ましい実施例による図５及び６の画
像からの診断用情報によりマップに着色した後の図３の
マップの図式的表現である。
像からの診断用情報によりマップに着色した後の図３の
マップの図式的表現である。
２０ システム ２６ 被験者 ３０ カテーテル ３４ コンソール ３６ モニター ４８ 画像化ユニット
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｇ０６Ｔ 7/60 １５０ Ａ６１Ｂ 5/04 ３００Ｊ 15/00 ２００ 17/40 Ｆターム(参考） 5B050 AA02 BA03 BA04 BA09 EA13 EA28 FA02 FA05 5B057 AA07 AA09 BA03 BA06 CA08 CA13 CA16 CB01 CB08 CB13 CB16 CE08 DA07 5B080 BA07 DA06 FA08 GA00 5L096 AA09 BA06 BA13 EA14 FA69
Claims (2)
- 【請求項１】 被験者の身体内の構造をマップ化する方
法であって、 診断用情報を含んだ構造の３次元（３Ｄ）画像を獲得
し、 構造内に挿入されたプローブを使用して構造の３Ｄ幾何
学的マップを作り、 画像内の複数の画像点の各がマップ内の対応したマップ
点と同一化されるように画像とマップとを整合させ、そ
して画像点の各と組み合わせられた診断用情報が対応す
るマップ点において表示されるようにマップを表示する
諸段階を含んだ方法。 - 【請求項２】 被験者の身体内の構造をマップ化する装
置であって、 診断用情報を含んだ構造の３次元（３Ｄ）画像を獲得す
るようにされた画像化装置、 構造の３Ｄ幾何学的マップを作るように、構造内に挿入
されるようにされたプローブ、 プローブ及び画像化装置に接続され、更に画像内の複数
の画像点の各がマップ内の対応するマップ点と道程され
るように画像とマップとが整合するようにされたプロセ
ッサー、及び画像点の各と組み合わせられた診断用情報
が対応するマップ点において表示されるようにマップを
表示するように、プロセッサーにより駆動されるように
接続されたディスプレイを具備する装置。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US09/643666 | 2000-08-18 | ||
| US09/643,666 US6650927B1 (en) | 2000-08-18 | 2000-08-18 | Rendering of diagnostic imaging data on a three-dimensional map |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002143179A true JP2002143179A (ja) | 2002-05-21 |
| JP5088994B2 JP5088994B2 (ja) | 2012-12-05 |
Family
ID=24581782
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001249066A Expired - Lifetime JP5088994B2 (ja) | 2000-08-18 | 2001-08-20 | ３次元マップにおける診断用画像データのレンダリング |
Country Status (9)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6650927B1 (ja) |
| EP (2) | EP2942756A3 (ja) |
| JP (1) | JP5088994B2 (ja) |
| KR (1) | KR100819717B1 (ja) |
| AU (1) | AU782242B2 (ja) |
| CA (1) | CA2355397C (ja) |
| ES (1) | ES2557152T3 (ja) |
| HK (1) | HK1042366A1 (ja) |
| IL (1) | IL144905A (ja) |
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| JP2009106633A (ja) * | 2007-10-31 | 2009-05-21 | Toshiba Corp | 医用画像表示装置及び術中ナビゲーションシステム |
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|---|---|---|---|---|
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