JP2002200058A - X線以外の血管内位置確認及び撮像方法 - Google Patents
X線以外の血管内位置確認及び撮像方法Info
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Abstract
れる医用器械(3)の位置を決定し、医用器械(3)の
周辺を撮像する方法及び装置に関する。 【解決手段】全ての種類の医用器械に対して医用器械の
周辺から瞬間の位置情報及び画像情報の獲得を可能とす
る為に、本発明に従って、導入される医用器械(3)の
端部の区域に配置される位置確認装置は、検査される対
象(1)の中における医用器械(3)の位置を決定す
る。同時に画像情報を、医用器械(3)上に配置される
画像獲得装置(4)によって医用器械(3)の周辺で獲
得し、このように決定された位置に基づき、医用器械
(3)の位置を、検査される対象(1)の概観の画像内
に再現し、検査される対象(1)の関連する位置と関係
付けられる周辺の画像を、獲得された画像情報に基づい
て表示する。
Description
中に導入される医用器械の位置を決定する、及び医用器
械の周辺を撮像する方法に関する。本発明はまた、対応
する装置にも対応する医用器械及びコンピュータープロ
グラムにも関する。
用器械、特に生検針又は内視鏡、を所望の経路に沿って
患者の中に、特に患者の脳内に、導入することができる
方法を開示する。装置の位置確認の為に、検出器は、患
者の中に導入されない器械の端部に配置される。参照座
標系に対するこの検出器の位置は、適切な測定装置によ
って決定することができる。器械の誘導の為に、その器
械の位置は、内視鏡の生のビデオ画像が同時に表示され
る間に、二次元の断層画像中に再現される。
方法は、その方法が、患者の中に存在する器械の一部分
の位置に関する信頼できる情報を、患者の外側に位置す
る器械の一部分上に配置される検出器の位置から導出で
きる硬質の器械の場合においてのみであるので、硬質の
医用器械の位置確認及び誘導にのみ適切である。
の中に導入される任意の医用器械の位置確認及び誘導を
可能にする方法及び装置を提供することである。
的は、請求項1に開示されるような方法によって達成さ
れ、ここで、検査される対象の中における医用器械の位
置は、導入される医用器械の端部の区域に配置される位
置確認装置、医用器械上に配置される画像獲得装置によ
って同時に獲得される医用器械の周辺に関する画像情
報、決定された位置に基づいて検査される対象の概観の
画像中に再現される医用器械の位置、及び獲得された画
像情報に基づいて表示される、各時間で関連する位置に
関係付けられる検査される対象の周辺の画像によって決
定される。
によっても達成され、その装置は、検査される対象の中
における医用器械の位置を決定する位置確認手段、導入
される医用器械の端部の区域に配置される位置確認装
置、医用器械の周辺に関する画像情報を同時に獲得する
為の撮像手段、医用器械上に配置される画像獲得装置、
並びに、検査される対象の概観の画像中に医用器械の位
置を決定し表示するデータ処理及び表示手段、を含み、
すなわち、このように決定された位置に基づいて、検査
される対象の周辺の画像を決定し表示する為に、前記画
像は、獲得された画像情報に基づいて関連する位置に関
係付けられる。
特に柔軟な医用器械、例えばとりわけ血管内の介入(in
tervention)に関して使用されるカテーテル、の場合に
おいて、検査される対象の中に導入されない器械の一部
分上に、医用器械を決定する位置確認装置を配置するこ
とは不可能であるという着想に基づく。これは、もしそ
うならば、検査される対象から突出するカテーテルの端
部上における光検出器又は標識の搭載、及びこれら検出
器又は標識の位置の決定が、例えば光学的な位置測定系
によって、検査される対象の中に導入されるカテーテル
の先の位置、又はカテーテルの進路に関して信頼し得る
情報を提供しないと考えられる為である。よって、本発
明に従って、位置確認装置はまた、検査される対象の中
に導入される医用器械の区域、特に医用器械の挿入され
た端部の区域に、特に介入の間はその区域の位置に関心
があるので、配置される。同時にこの区域からの画像情
報もまた獲得する為に、本発明に従って、その区域の位
置の決定と同時に導入された医用器械の周辺に関する画
像情報を獲得することに役立つ画像獲得装置を前記区域
内に配置することもまた提案される。このように獲得さ
れた画像情報及び位置情報は、本発明に従って、検査区
域の概観の画像(survey image)、例えば血管内の介入
の場合には血管撮影像又は所謂ロードマップ(Road Ma
p)において、各時間における医用器械の瞬間の位置を
表示する為に、及び医用器械の周辺の一又はそれ以上の
瞬間の画像を同時に表示する為に、使用される。
三次元又は四次元の画像データの組みから形成してもよ
く、四次元画像データの組みは、空間の分解能に加えて
時間分解能を有する。このことは、異なる画像データの
組みを、異なる瞬間に、例えば心臓の動きの位相(phas
e)の間に得られることを意味する。このような異なる
画像データの組みにおいて、とりわけ様々な瞬間に検査
される解剖学的構造の異なる位置を考慮に入れて修正す
る。画像データの組み自体を、任意の撮像方法によっ
て、例えば磁気共鳴断層撮影法、コンピューター断層撮
影法、X線の方法、特に三次元回転X線法によって、又
は超音波の方法によって、獲得してきても良い。
特に心臓の動き又は呼吸の動きが補償される、画像デー
タの組みから都合良く形成してもよい。このような動き
は、検査される領域に依存して解剖学的構造に異なる効
果を有する。適切な方法がこのような補償に関して知ら
れている。例えば、心臓の動きの補償に関して、画像デ
ータを各々の与えられた心臓の位相と関係付け、心臓の
モデルに基づいて個々の心臓の動きの位相における解剖
学的構造に対する心臓の動きの効果を修正する為に、画
像データの獲得の間に心電図を形成することができる。
呼吸の動きの修正に関しては、適切なモデル及び、呼吸
の動きをモニターし、解剖学的構造におけるその動きの
効果を決定し補償する検出器がある。
の良い位置確認装置の実施例を開示する。この装置は、
その位置が外部の測定装置によって決定される磁場検出
器、その位置を磁気共鳴装置によって決定することがで
きる能動的又は受動的なマイクロコイル(microcoi
l)、又は超音波装置によって検出し得る超音波検出器
であってもよい。さらに医用器械もまた少なくとも一部
分は、超音波装置又は磁気共鳴装置によって検出され得
る材料から成ってもよい。医用器械上に配置され得る任
意の他の点状の信号源もまた実行可能であり、その信号
は外部の検出装置によって検出でき、その外部の検出装
置から信号源の位置を決定する。
の良い可能性は、請求項6乃至9において与えられる。
それら画像獲得装置が好ましくは、導入される医用器械
の端部の区域に配置されることは、特にこの領域の画像
情報は関心があるので、全ての画像獲得装置の一般的な
側面である。獲得した画像データの移動を、非接触様式
(contactless manner)で又は導線を経由して行っても
よい。画像獲得装置の多くの更なる実施例は、加えて画
像情報の獲得の為に外部の画像獲得手段を必要とする。
例えば、マイクロコイルとして好ましく実施されるMR
装置の一つの実施例は、磁気共鳴断層撮影装置において
使用されるような外部の励起コイル(excitation coi
l)を必要とする。しかしながら他の更なる実施例は、
例えば内部の励起及び測定コイル、内視鏡、又は血管内
超音波装置は、追加の外部の画像獲得手段を必要としな
い。
的なモニター(monitoring)に関して、位置確認及び撮
像は、好ましくは連続的に又は規則正しい間隔で行わ
れ、瞬間の位置及び関係付けられる画像が各時間で表示
される。
な血管における誘導に関して本発明を使用することが特
に好ましい。しかしながら本発明は、検査される対象の
他の腔、例えば患者の腸管又は食道における誘導にもま
た使用され得る。
処置にも使用されるようなカテーテルのような柔軟な医
用器械と合同して特に都合良く使用される。本発明は、
医師に、患者の内部におけるカテーテルの進行(trave
l)の間に、カテーテルの位置に関する瞬間の情報もカ
テーテルの端部の区域からの画像情報も提供し、このよ
うに標的の領域への到達について非常に正確な誘導を可
能にする。
うな対応する装置にも関する。本発明はさらに、検査さ
れる対象の中に導入される医用器械に関し、その器械
は、導入される端部の区域に配置され、検査される対象
の中における医用器械の位置を決定することに役立つ位
置確認装置を含み、及び医用器械の周辺に関する画像情
報を同時に獲得する為の画像獲得装置も含み、決定され
る位置は、検査される対象の概観の画像における医用器
械の位置の決定及び再現における使用を意図されてお
り、獲得された画像情報は、請求項11に示されるよう
な関連する瞬間の位置と関係付けられる、検査される対
象の周辺の画像を形成し再現することを意図している。
その装置も医用器械も、方法に関して上で開示した変形
と同一又は類似する都合の良い実施例を形成する為に、
本発明に従って精密に作り上げてもよい。
る、及び/又は、コンピューターによってコンピュータ
ープログラムの実行の間に、本発明に従う装置又は本発
明に従う医用器械を制御する、為のプログラムセクショ
ン(program section)を備えたコンピュータープログ
ラムにも関する。
後詳細に記載される。そのブロック図は、本発明に従う
装置の必須の構成要素を示す。横臥の患者1は、この装
置で血管内の介入を行う為に、患者テーブル2の上に配
置される。本発明に従うカテーテル3は、冠状の動脈を
治療する為に患者1の主要な動脈の中に導入され、医師
によって冠状血管まで進められる。患者1の中に導入さ
れるカテーテルの端部の区域は、画像獲得装置4及び位
置確認装置5と共に提供される。示された実施例の画像
獲得装置は、外部の励起コイル6による励起の後で、そ
の画像獲得装置の周辺から磁気共鳴(MR)信号を受信
し得るマイクロコイル4によって形成されると仮定さ
れ、前記信号はマイクロコイル4の周辺に関する画像情
報を供給する。この手法は、磁気共鳴断層撮影法の場に
ならって、定常磁場(示してない)を発生する磁場コイ
ルのように、それ自体既知であるので、ここでは詳しく
述べないことにする。
て、示された実施例における磁場検出器として構成され
ると仮定される位置確認装置5が配置される。このよう
な検出器は、患者1の下に配置されるコイルの配列(co
il array)7と共に協働する(co-operate)。コイル絵
画(coil tableau)7の個々のコイルによって放出され
る信号を使用して、磁場検出器の位置及び、よってカテ
ーテル3の端部の区域の位置は、磁場検出器5から受信
される信号に基づいて決定される。この位置を決定する
方法はまた、それ自体既知であり、ここでは詳しく述べ
ないことにする。
ル4によって受信される信号の処理の為に、並びにマイ
クロコイル4及び励起コイル6の制御の為に提供され
る。この装置は、測定される信号を画像情報に変換し、
この情報をデータ処理装置12に適用する。位置処理及
び制御ユニット9は、磁場検出器5によって獲得された
信号を処理する為に、並びに磁場検出器及びコイルの配
列7を制御する為に、提供される。このユニットは測定
された信号を、データ処理装置12に適用される位置の
データに変換する。
置データ及び画像データを修正する為に、一又はそれ以
上の適切な検出器11を含み、位置の決定及び画像デー
タの獲得と並行して心電図を生じる心電図装置10が提
供される。このデータもまたデータ処理装置12に適用
される。
に基づいて、患者1の検査区域の蓄積された画像データ
の組みに関して、磁場検出器5の、よってカテーテル3
の端部の区域の位置を決定する。この画像データは、介
入の前又はより早期の診断の間に直接形成され、データ
処理装置12によってアクセス可能なデータベース13
に蓄積される。データベース13から導出される概観の
画像に対して磁気検出器5の現在位置の決定を可能にす
る為に、例えば概観の画像にも存在し介入の前に参照点
として直接印を付けられる、患者における適切な標識に
よって、さらに適切な登録が必要とされる。示された実
施例において、血管内の介入に関して、冠状血管の三次
元血管撮影像(所謂ロードマップ)は、好ましくは概観
の画像として使用される。最終的に、データ処理装置1
2は、画像情報を表示装置、例えば、磁場検出器5又は
カテーテル3の先の現在位置もまた重ねられる概観の画
像15が片側に表示されるモニター14、に適用する。
さらに、カテーテルの先の周辺における瞬間の画像は、
マイクロコイル4によって獲得されたデータから形成さ
れ、医師がどこにカテーテルの先を関連する瞬間に位置
させるかを決定でき、このように良好な誘導ができるよ
うに医師に追加の情報を供給する為に、隣接して表示さ
れる。そのときX線装置、特に情報の獲得の間は患者に
X線を永続的に被爆させると考えられる蛍光X線等透視
装置を、画像情報の獲得の為に必要としない。
のような装置の単なる一つの変形を構成し、使用される
手段の実際の例に基づいて記載してきた。多くの他の変
形が、使用される手段の種類、構造、及び配置の点で、
実行可能であり、そのいくつかを以後詳細に記載する。
する検出器は、位置確認及び撮像の間に解剖学的構造の
動きの補償を可能にする為に、患者1に取り付けてもよ
い。
る、空間的に分解された三次元画像データの組み又は空
間的及び時間的に分解された四次元画像データの組みか
ら形成してもよく、画像データの組みは介入の間、すで
に利用可能である。このような画像データの組みを形成
する為の様々な様式がある。特にMRI(核磁気共鳴映
像法)、CT(コンピュータ断層撮影法)、3D−RX
(3D回転X線)、及び超音波技術は、冠状動脈の画像
データの獲得に関して、及び高分解能の血管撮影像の形
成に関して、最も有望な技術である。
テルの先における局所的な解剖学的構造、特に血管壁の
撮像、及びその画像データの輸送を可能にしなければな
らない。動脈の中で前方を見る可能性もまた、すなわ
ち、カテーテルの進行の方向において、例えばカテーテ
ルの押し付け(jamming)、又は動脈の分岐部での正し
い進路の選択に関するような問題の場合には、非常に重
要である。これらの要求を満たす為に、次の可能性を考
えることができる。
ころ、カテーテルの長手方向の軸の周りにおいて半径方
向に画像情報を供給することが可能である二次元超音波
検出器を提供する。しかしながら、全ての三つの空間方
向からの画像情報を供給することが可能である三次元超
音波検出器もまた実行可能である。
は、画像データを非常に高い分解能で獲得することを可
能にする。この技術もまた、カテーテルの先の簡単な光
学系を利用して、非直角の視野角の実現を可能にする。
の場合において、マイクロコイルの形態である一又はそ
れ以上の受信コイルをカテーテル上に配置し、(図に示
すような)外部の励起コイルによって、又は内部の励起
コイルによって、RF励起を実現する。しかしながら、
もしそうならば、強力な主要な磁場を発生させる為に、
強力な磁石もまた必要とされる。このような磁石は、患
者へのアクセスを制限し、装置を非常に高価にする。
用できる。仮にこのような内視鏡が血管の壁に関する画
像データを供給しないとしても、それら内視鏡は前方を
見ることを可能にする。
る。その位置検出装置のいくつかの好ましい変形は、以
下に与えられる。
形態ですでに使用されており、位置の非常に正確な決定
を可能にしているので、非常に有望である。
動的なマイクロコイルもまた位置の決定に使用できる。
してカテーテル上に配置してもよく、そのとき超音波検
出器は、カテーテルシステムインターフェイス(CS
I)を通じて超音波スキャナーの探触子内に統合され
る。カテーテルにおける超音波検出器が超音波スキャナ
ーによって再現されるとき、インターフェイス(CS
I)は、その位置に一致して明るい矢印(bright arro
w)を出す(inject)。この矢印は超音波装置に対する
カテーテルの位置のみを表すので、決定された位置を現
在の画像データの座標系に対する位置に変換する為に、
加えて超音波装置の位置を決定することが必要である。
医用器械もまた、その信号を外部の検出器によって検出
する点状の超音波源と共に提供してもよい。
波を通じて視覚化することができるカテーテルもまた使
用できる。これはまた、カテーテル全体をその先のみに
代わって、概観の画像において位置確認し再現すること
を可能にする。受動的な感受性のカテーテル(passive
susceptibility catheter)もまた使用できる。
適切な方法で再現しなければならない。標準的なテレビ
ジョン装置又はモニターの代わりに、例えば医師に、ま
るで医師が患者の中を見ているかのような印象を与える
ヘッドマウントディスプレイを、例えば特別な眼鏡の形
態で、使用することができる。異なる表示モード又は視
野角もまた可能であるべきである。好ましくは、解剖学
的構造の内部から獲得した画像データを、準映像として
オンラインで表示する。しかしながら、規則正しい間隔
で静止した画像のみを、及び/又は異なる視野角からの
複数の画像を、発生させ表示することも可能である。
フェイスもまた、異なる様式及び画像表示モードの間に
亘る簡単な切り換えを可能にする為に利用可能であるべ
きである。発言又は身振りを通じた制御もまた実行可能
である。加えて、救急の場合の為に、簡単なX線システ
ム又は他の撮像装置を義務として待機しておいてもよ
い。
械の瞬間における位置の連続的な決定、及びその医用器
械の周辺からの画像情報の獲得を可能とする。さらに、
その位置は、医用器械の誘導を容易にする為に、予め獲
得した概観の画像上に重ねられる。使用される手段の正
確な構造は、特に所望の介入の種類、及び検査区域の種
類に依存する。本発明は、例えばカテーテルのような柔
軟な医用器械だけでなく、原則として患者に導入され得
る任意の器械にも適しており、その器械の位置は外側か
ら正確に決定される。
ある。
Claims (13)
- 【請求項1】 検査される対象の中に導入される医用器
械の位置を決定し、前記医用器械の周辺を撮像する方法
であって、 検査される前記対象の中における前記医用器械の位置
は、導入される前記医用器械の端部の区域に配置される
位置確認装置によって決定され、 前記医用器械の周辺の画像情報は、前記医用器械上に配
置される画像獲得装置によって同時に獲得され、 前記医用器械の位置は、決定された前記位置に基づい
て、検査される前記対象の概観の画像中に再現され、及
び、 各時間で、関連する前記位置と関係付けられる、検査さ
れる前記対象の前記周辺の画像は、獲得された前記画像
情報に基づいて表示される方法。 - 【請求項2】 前記位置確認装置として、少なくとも一
つの磁場検出器が使用され、該磁場検出器の位置は、外
部の測定装置によって決定されることを特徴とする請求
項1記載の方法。 - 【請求項3】 前記位置確認装置として、少なくとも一
つの能動的または受動的なマイクロコイルが使用され、
該マイクロコイルの位置は、磁気共鳴装置によって決定
されることを特徴とする請求項1記載の方法。 - 【請求項4】 前記位置確認装置として、超音波検出器
が使用されることを特徴とする請求項1記載の方法。 - 【請求項5】 前記医用器械は、少なくとも一部分は、
超音波装置又は磁気共鳴装置によって検出され得る材料
からなることを特徴とする請求項1記載の方法。 - 【請求項6】 前記画像獲得装置として、超音波装置、
特に血管内超音波装置が使用されることを特徴とする請
求項1記載の方法。 - 【請求項7】 前記画像獲得装置として、光コヒーレン
ス断層撮影装置が使用されることを特徴とする請求項1
記載の方法。 - 【請求項8】 前記画像獲得装置として、MR装置、特
に血管内MR装置が使用されることを特徴とする請求項
1記載の方法。 - 【請求項9】 前記画像獲得装置として、内視鏡が使用
されることを特徴とする請求項1記載の方法。 - 【請求項10】 検査される対象の中に導入される医用
器械の位置を決定し、前記医用器械の周辺を撮像する装
置であって、該装置は、 検査される前記対象の中における前記医用器械の位置を
決定する位置確認手段、 導入される前記医用器械の端部の区域に配置される位置
確認装置、 前記医用器械の周辺に関係する画像情報を同時に獲得す
る撮像手段、 前記医用器械上に配置される画像獲得装置、並びに、 検査される前記対象の概観の画像中に前記医用器械の位
置を決定し表示し、決定された前記位置に基づいて、検
査される前記対象の前記周辺の画像を決定し表示するデ
ータ処理及び表示手段、を含み、 前記画像は、獲得された前記画像情報に基づいて、関連
する前記位置と関係付けられる装置。 - 【請求項11】 検査される対象の中に導入される医用
器械であって、 検査される前記対象の中における前記医用器械の位置を
決定する為に導入される端部の区域に配置される位置確
認装置、及び前記医用器械の周辺に関係する画像情報を
同時に獲得する画像獲得装置、を含み、 決定された前記位置は、検査される前記対象の概観の画
像中に前記医用器械の位置を決定し表示する為に使用さ
れ、 獲得された前記画像情報は、検査される前記対象の関連
する前記位置と関係付けられる前記周辺の画像を形成し
表示する為に使用される医用器械。 - 【請求項12】 前記医用器械は、柔軟な器械、特にカ
テーテルであることを特徴とする請求項11記載の医用
器械。 - 【請求項13】 コンピューターによる実行の間、請求
項1記載の方法を実行する、又は請求項10記載の装置
及び/又は請求項11記載の医用器械を制御するプログ
ラムセクションを含むコンピュータープログラム。
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