JP2010510822A - 第２の物体内の第１の物体の位置を求める装置 - Google Patents

Abstract

本発明は、第２の物体（１３）内の第１の物体（１４）の位置を求める装置に関し、第１の物体（１４）は、接触領域で第２の物体（１３）に接触する。装置（１）は、第２の物体（１３）の３次元モデル（２０）を提供する提供装置（２）を含む。投影装置（５、６、７、２１）は、第１の物体（１４）及び第２の物体（１３）の２次元画像（２６）を生成し、登録装置（５）は、３次元モデル（２０）を２次元投影画像（２６）とともに登録する。判定装置（９）は、第２の物体（１３）の登録された３次元モデル（２０）及び２次元投影画像（２６）上の第１の物体（１４）の位置から接触領域の位置を求め、接触領域の位置は第２の物体（１３）内の第１の物体（１４）の位置である。

Description

本発明は、第２の物体内の第１の物体の位置を求める装置、方法、及びコンピュータ・プログラムに関する。

米国特許出願公開第２００６／０２４１４１３号は、X線システムを使用して物体の構造内の機器の位置を求める方法を開示している。３次元画像が、位置を求めるために適切な、物体の少なくとも一領域について提供される。X線システムは、３次元画像とともに登録され、機器を構造に挿入した後、適切な領域の少なくとも２次元Ｘ線画像が既知の投影幾何構造でＸ線システムを使用することによって獲得される。機器の２次元位置は２次元Ｘ線画像において求められ、既知の投影幾何構造による投影線が２次元位置における３次元画像を通って配置され、３次元画像内の機器の３次元位置は投影線と構造との交差から求められる。

国際公開第００／７２２６４号には、既知の位置においてカメラによって撮られた画像内の俳優の一部分の識別、並びに、カメラの位置及び上記一部分の高さに基づいた俳優の位置の判定に基づいてスタジオ内の俳優の位置を求めるのに特に適した位置判定システムが開示されている。一実施例では、スタジオ内の俳優の位置は、既知のカメラ位置でカメラによって撮られた画像内の俳優の足の識別、並びに、カメラの位置、及び、通常、足が画像内の俳優の最低可視部分であるという前提に基づいた、俳優の足の位置の判定に基づいて求められる。俳優の位置を求める前に、校正手順が行われ、カメラによって撮られた画像内の各位置をフロア上の位置にマッピングするマッピング関数をもたらされ、俳優の位置を求めるための校正後、足の位置が画像内で識別され、画像内のこの求められた位置が、マッピング関数を使用することにより、フロア上の位置にマッピングされる。

国際公開第２００５／０２０１４８号には、血管樹のマップ画像及びカテーテルの現在の（X線）画像をスーパインポーズ表示する装置及び方法が開示されている。カテーテルがたどらなければならない血管樹を示すマップ画像について、関連付けられた距離画像が距離変換によって算出されており、メモリにアーカイブされる。現在の画像では、カテーテルが分割され、距離画像により、マップ画像の変換が、次いで、現在の画像及び変換されたマップ画像がモニタ上にスーパインポーズされると、変換されたマップ画像の血管樹内にカテーテルがあるように算出される。

国際公開第０１／２０５５２号には、医療手順中に画像を生成する手法が開示されている。心臓の高分解能の３次元モデルは、医療手順が行われると獲得される獲得低分解能とともに登録され、登録された高分解能モデル及び低分解能画像が表示され、低分解能画像は例えば、カテーテルの電極も示し得るので、電極は登録された高分解能モデル上で表示される。

第２の物体内の第１の物体の位置を求める装置は例えば、患者の心臓内のカテーテル先端の３次元位置を位置特定するために心臓電気生理学の分野で使用される。カテーテル先端の前述の位置特定された３次元位置を使用して、３次元空間におけるアブレーション位置及び／又は解剖学的標認点などの関心位置を記録する。この既知の位置特定は、電磁的又は超音波のリアルタイム（低レーテンシ）３次元位置特定手法に基づく。例えば、カテーテル先端の３次元位置を位置特定する装置は、患者の近くに配置された３つの磁場発生コイル、及びカテーテル先端上の対応するセンサを有し、カテーテル先端の３次元位置は三角測量によって求められる。

患者の心臓のような第２の物体内の、カテーテル先端のような第１の物体の位置を求める前述の既知の手法は複雑であり、かなりの量のハードウェア（特に、専用のカテーテル）を必要とし、よって、費用がかかる。

本発明の目的は、より複雑でなく、ハードウェア所要量が削減されており、よって、費用がより小さい、第２の物体内の第１の物体の位置を求める装置、方法及びコンピュータ・プログラムを提供することである。

本発明の第１の局面では、第２の物体内の第１の物体の位置を求める装置であって、第１の物体が接触領域で第２の物体に接触し、上記装置が、
第２の物体の３次元モデルを提供する提供装置と、
第１の物体及び第２の物体の２次元投影画像を生成する投影装置と、
３次元モデルを２次元投影画像とともに登録する登録装置と、
第２の物体の登録された３次元モデル、及び２次元投影画像上の第１の物体の位置から接触領域の位置を求める判定装置とを備え、接触領域の位置は第２の物体内の第１の物体の位置であり、判定装置は、第１の物体の視線が３次元モデルの表面と交差する位置を求めることにより、接触領域の位置が求められるように適合される。

第２の物体内の第１の物体の２次元位置、及び、よって、第２の物体内の接触領域の２次元位置を２次元投影画像上の第１の物体の位置を使用して求めることが可能であり、３次元における第１の物体の位置は、好ましくは、登録された３次元モデルの表面上に第１の物体が配置されている旨の情報を好ましくは使用することにより、３次元における第１の物体と第２の物体との間の接触点である、接触領域の位置から求めることができるという考え方に本発明は基づいている。したがって、第２の物体内の第１の物体の位置は、上述の先行技術のようなカテーテル先端上のセンサ及び３個の磁場発生コイルのような複雑な位置特定構成なしで求めることが可能である。よって、第２の物体内の第１の物体の位置を求めるために必要なハードウェアの量は削減され、よって、前述の装置のコストも削減される。

提供装置は好ましくは、コンピュータ・トモグラフィ・システム、磁気共鳴撮像システム、３次元回転Ｘ線システム、又は超音波撮像システムのような検出データ生成装置から獲得された第２の物体の検出データから第２の物体の３次元モデルを生成する３次元モデル生成装置である。３次元モデル生成装置は好ましくは、再構成画像内の第２の物体を分割することにより、かつ、分割された第２の物体を表面レンダリングすることにより、獲得された検出データから第２の物体を再構成する既知の再構成手法を使用することにより、第２の物体の３次元モデルを生成するよう適合される。

第１の物体は好ましくは、第２の物体である患者の心臓内にあるカテーテルである。投影装置は好ましくは、Ｘ線透視装置である。

好ましくは、投影装置は、別々の投影方向に２次元投影画像を生成するよう適合され、登録装置は、別々の投影方向それぞれにおいて、３次元モデルが、対応する２次元投影画像とともに登録されるように、３次元モデルを別の２次元投影モデルとともに登録するよう適合される。別々の２次元投影画像は、別々の投影方向それぞれにおいて３次元モデルとともに登録されるので、２次元投影画像は、任意に選ばれた方向それぞれにおいて３次元モデルとともに登録される。よって、３次元モデルは、任意に選ばれた投影方向を有する２次元投影画像上に示すことが可能である。更に、第１の物体の位置の判定は、３次元モデルをこの２次元投影画像とともに再び登録する必要なしで、任意に選ばれた投影方向の投影画像を使用することによって行うことができる。これは、第１の物体の位置、及び投影方向を変えた後にユーザが、第２の物体内の第１の物体の位置を求めたい場合、第２の物体内の第１の物体の位置を求めるために必要な時間を削減する。

視線は、２次元投影画像上の第１の物体の位置、及び投影装置（好ましくはＸ線源、特に、Ｘ線源の焦点）のソースの位置によって画定される線である。この視線、及びこの視線と３次元モデルとの間の交差点は容易に求めることができ、これは、低い計算コストで、第２の物体内の第１の物体の位置を求めることを可能にする。

好ましくは、装置は、視線の３次元モデルとの２つ以上の交差点のうちのどれが、接触領域の位置に対応するかを選択する選択装置を更に有する。更に、好ましくは、装置は、側面からの２つ以上の交差点、視線及び３次元モデルを視覚化する視覚化装置を有し、選択装置は、接触領域の位置として２つ以上の交差点のうちの１つをユーザが選択することを可能にする入力装置を有する。更に、好ましくは、投影装置は、少なくとも２つの投影方向において第１の物体及び第２の物体の少なくとも２つの２次元投影画像を生成するよう適合され、前記判定装置は、２次元投影画像のうちの１つの投影方向に対する第１の物体の視線が３次元モデルに交差する接触領域の位置を求めるよう適合され、選択装置は、視線の３次元モデルとの２つ以上の交差点のどれが接触領域の位置に対応しているかを、他の２次元投影画像のうちの少なくとも１つを使用することによって選択するよう適合される。第２の物体内の第１の物体の位置を求める前述の好ましい実施例は、コンピュータ・システム上で容易に実現することが可能であり、更に、所要計算コストが非常に低い。

視線は、特に、３次元モデルがあまり複雑でない場合、概ね２つの交差点において３次元モデルと交差する。しかし、第２の物体の更に複雑な３次元形態では、かつ、したがって、３次元モデルの更に複雑な３次元形態、よって、３次元モデルでは、３つ以上の交差点が存在し得る。

更なる実施例では、投影装置は、少なくとも２つの投影方向において第１の物体及び第２の物体の少なくとも２つの２次元投影画像を生成するよう適合され、判定装置は、少なくとも２つの投影方向の第１の物体の少なくとも２つの視線を求めるよう適合され、判定装置は、少なくとも２つの視線の交差点を求めるよう更に適合され、判定装置は、交差点を３次元モデルの表面上に移動させるよう更に適合され、移動させた交差点は接触領域の求められた位置である。理論上、少なくとも２つの視線の交差点は、第１の物体が第２の物体に接触するので、第２の物体の表面上にある。しかし、実際には、第２の物体内の第１の物体の位置を求める装置が不正確であり得るということ、並びに、第１の物体及び／又は第２の物体の移動があり得るということが理由で、交差点は概ね、第２の物体の表面上にない。したがって、交差点を第２の物体の３次元モデルの表面上に移動させる。これにより、接触領域を求め、したがって、所要計算コストがなお低い間に、第２の物体内の第１の物体の位置を、向上した精度で求めることが可能になる。

好ましくは、装置は、２次元投影画像にわたって３次元モデルを視覚化する視覚化装置を備え、前記視覚化装置は、第１の物体の求められた位置、２次元投影画像、及び３次元モデルを同時に示すよう適合される。更に好ましくは、視覚化装置は、投影装置が２次元投影画像を生成している間に３次元モデル及び２次元投影画像を同時に視覚化するよう適合される。第１の物体の求められた位置を３次元モデル上のグラフィカル表示によって視覚化することが可能であるように視覚化装置が適合されることが更に好ましい。これは、ユーザが容易に理解可能であるように第２の物体内の第１の物体の位置を示すことを可能にする。更に好ましくは、第１の物体が第２の物体の表面上の別々の位置に移動した場合、前述の位置それぞれが、求められ、グラフィカル表示により、３次元モデル上に示され、別々の求められた位置、すなわち、別々のグラフィカル表示、例えば、十文字や円が、第２の物体の表面に沿って第１の物体を移動させたパスを形成するように３次元モデル上に記録される。第１の物体がアブレーション・カテーテルの先端であり、第２の物体が患者の心臓である場合、記録された位置は、例えば、心臓壁上のアブレーション点を示し得る。

更に好ましくは、視覚化装置は、２次元投影画像上で３次元モデルを視覚化させるための撮像領域を有する。これは、撮像領域上に、完全な利用可能な情報、すなわち、２次元投影画像、第２の物体の３次元モデル、及び、好ましくは、第２の物体内の第１の物体の位置を示すことを可能にする。更に好ましくは、投影装置（例えば、Ｘ線透視システム）は表示装置を備え、又は、視覚化装置は、３次元モデルによって擾乱されずに２次元投影画像を表示又は視覚化するための更なる撮像領域を含む。

更に好ましくは、提供装置は、第２の物体の移動する３次元モデルを供給するよう適合され、上記装置は、投影装置による第１の物体及び第２の物体の２次元投影画像の生成中に第２の物体の動きを検出する動き検出装置を更に備え、登録装置は、動く３次元モデルを２次元要録画像とともに登録するよう適合される。これは、第２の物体が動いていても、第２の物体内の第１の物体の位置を正確に求めることを可能にする。

本発明の更なる局面では、第２の物体内の第１の物体の位置を求める方法であって、第１の物体が接触領域で第２の物体に接触し、上記方法が、
第２の物体の３次元モデルを提供する工程と、
第１の物体及び第２の物体の２次元投影画像を生成する工程と、
３次元モデルを２次元投影画像とともに登録する工程と、
第２の物体の登録された３次元モデル、及び２次元投影画像上の第１の物体の位置から少なくとも１つの接触領域の位置を求める工程とを含み、少なくとも１つの接触領域の位置は第２の物体内の第１の物体の位置であり、接触領域の位置は、第１の物体の視線が３次元モデルの表面と交差する位置を求めることによって求められる。

本発明の更なる局面では、エネルギを放出する第１の物体を使用することにより、第２の物体の表面を介して第２の物体にエネルギを加える装置を提供する、エネルギを放出する第１の物体は接触領域で第２の物体の表面に接触し、エネルギを加える装置は、本発明による、第２の物体内の第１の物体の位置を求める装置を有する。エネルギを加える装置は例えば、患者の心臓のアブレーション治療用のアブレーション装置である。この場合、第１の物体は、エネルギを加えている間に、心臓の内部表面に接触するアブレーション・カテーテルの先端である。

本発明の更なる局面では、第２の物体内の第１の物体の位置を求めるコンピュータ・プログラムが提供され、コンピュータ・プログラムは、装置を制御するコンピュータ上で実行されると、請求項１記載の装置に、請求項１２記載の方法の工程を行わせるコンピュータ・プログラム・コード手段を有する。

請求項１の装置、請求項１２の方法、及び請求項１３のコンピュータ・プログラムは従属請求項記載のような同様な、かつ／又は同一の好ましい実施例を有する。本発明の好ましい実施例は従属請求項の何れの組合せでもあり得る。

エネルギを放出する第１の物体を使用することにより、第２の物体の表面を介してエネルギを第２の物体に施す装置の実施例を略示した図である。 ２次元投影画像の生成を略示した図である。 別々の向きにおいて第２の物体の３次元モデルを連続的に表示する視覚化装置の撮像領域を略示した図である。 第１の投影方向における第１の２次元投影画像の生成を略示した図である。 第２の投影方向における第２の２次元投影画像の生成を略示した図である。 第２の物体の３次元モデル上の求められた別々の位置を示す撮像領域を略示した図である。 第２の物体内の第１の物体の位置を求める方法の実施例を略示したフローチャートである。

本発明の前述及び他の局面は、後述する実施例を参照すると、明らかであり、明らかにされるであろう。

図１は、第２の物体１３内の第１の物体１４の位置を求める装置１を示し、第１の物体１４は、接触領域で第２の物体１３に接触する。この実施例では、第１の物体は、例えば、この実施例では患者１５の第２の物体である心臓１３の内壁上のアブレーションのためのカテーテル４の先端１４である。患者は患者テーブル１６上に配置される。よって、この実施例では、装置１は、心臓１３の内部表面上のカテーテル先端１４の位置を求めることができる。カテーテル４は好ましくは、アブレーション及び検出装置３に接続される。カテーテル先端１４、カテーテル４、並びにアブレーション及び検出装置３の組合せは周知であり、よって、詳細に説明しない。

装置１は、Ｘ線１７を放出するＸ線源５と、第２の物体１３を横断した後のＸ線１７を検出する検出装置６と、Ｘ線源５及び検出装置６を制御する制御装置７とを有する。Ｘ線源５、検出装置６及び制御装置７は投影装置を形成し、投影装置はこの実施例では透視装置である。投影装置５、６、７は、第１の物体１４及び第２の物体１３の２次元投影画像を生成し、前述の２次元投影画像を登録装置８に送信する。登録装置８は、第２の物体１３の３次元モデルを提供装置２から更に受信する。提供装置２は、第２の物体１３の３次元モデルが記憶されるメモリであり得る。あるいは又は更に、投影装置２は、第２の物体１３の３次元モデルを生成する３次元モデル生成装置を含み得る。３次元生成装置は、コンピュータ・トモグラフィ撮像システム、磁気共鳴撮像システム、３次元回転Ｘ線システムや超音波撮像システムのような検出データ生成装置であり得る。３次元モデル生成装置は、好ましくは事前に（すなわち、第２の物体１３内の第１の物体１４が位置特定される前に）検出データ生成装置によって獲得された検出データを使用することにより、第２の物体１３の３次元画像を生成する。好ましくは、第２の物体１３は３次元画像内で分割され、分割された第２の物体１３は、例えば、第２の物体１３の３次元モデルをもたらす表面レンダリングによって視覚化される。更に、第２の物体１３の３次元モデルを生成する他の方法を本発明によって使用することが可能である。

登録装置は、投影装置５、６、７から受信された２次元投影画像とともに第２の物体１３の３次元モデルを登録するよう適合される。登録装置８は、第２の物体１３の２次元投影画像及び３次元モデルにおいて位置特定することが可能な構成を使用することにより、第２の物体１３の３次元モデルとの２次元投影画像の登録を行う。この２Ｄ−３Ｄ登録の場合、例えば、Ｃｉｒｃｕｌａｔｉｏｎ ２００５ １１２：３７６９−３７７６又はＬａｎｃｅｔ ２００３ ３６２：１８７７−８２に記載された方法を使用することが可能である。

２Ｄ−３Ｄ登録は例えば、別々の投影方向において生成されている２つの２次元投影画像を使用することによって行うことが可能である。第２の物体１３の３次元モデルは、「区分点」（２次元投影画像及び３次元モデルにおいて目にみえるか、又は特定の解剖学的構造を示す画像構成）を使用することにより、あるいは、Ｘ線造影剤の注入を使用して、この実施例では、対象の心腔の形状の輪郭を描くことにより、あるいは、この実施例では、既知の位置にカテーテルを配置することにより、あるいは、この実施例では、両方（すなわち、第２の物体１３の３次元モデル及び２次元投影画像）において容易にみることが可能な脊柱又は肋骨を使用することにより、２次元投影画像のうちの１つと３次元モデルが整合するような既知のグラフィカル手法によってサイズを定め、回転させ、平行移動することが可能である。前述の２次元に垂直の次元における整合はまず、未知である。この第３の次元を見つけるために、好ましくは、投影装置を約９０°回転させ、３次元モデルを相応に回転させる。２つの２次元投影画像のうちの第２のものは、この回転させた投影方向に対応する。すなわち、第２の２次元投影画像はこの回転投影方向において生成され、更に、３次元モデルは、この第２の２次元投影画像と整合させる。このようにして、２次元投影画像と３次元モデルとの間の整合を、３つの次元全てにおいて確立することが可能である。新たな投影方向を得るよう投影装置を回転させた場合、投影装置が位置パラメータを登録装置８に送出するので、３次元モデルは好ましくは、それとともに自動的に回転する。第２の物体１３の登録された３次元モデル、及び２次元投影画像は好ましくは、視覚化装置１２上に視覚化される。

装置１は好ましくは、第１の物体１４及び第２の物体１３の２次元投影画像の生成中に第２の物体の動きを検出する動き検出装置２３を更に備える。動き検出装置２３はこの実施例では、心臓１３の動きを検出する心電図である。他の実施例では、動き検出装置２３は、リアルタイム（低レーテンシ）の透視のために第２の物体１３の動きを解析する画像処理ソフトウェア、又はそのリアルタイム超音波撮像システムであり得る。更に、好ましくは、第２の物体１３の３次元モデルは、例えば、表面レンダリング装置、分割装置、画像再構成装置、検出データ生成装置を含む３次元モデル生成装置によって生成することが可能な動く３次元モデルである。第２の物体１３の画像を再構成するための検出信号の検出中、第２の物体１３の動きは動き検出装置２３によって検出される。動く３次元モデルが提供され、第２の物体１３の動きが２次元投影画像の生成中に検出された場合、登録装置８は、やはり、第２の物体１３の動きに対して、２次元投影画像とともに、動く３次元モデルを登録するよう適合される。

視覚化装置１２は撮像領域２２を含む。好ましくは、撮像領域２２上、第２の物体１３の３次元モデル２０が、登録された２次元投影画像とともに表示される。更に、投影装置は、２次元投影画像を表示するディスプレイ装置２１を含む。

装置１は、第１の物体１４と第２の物体１３との間の接触領域を判定する判定装置９を更に備え、接触領域は、第２の物体１３内の第１の物体１４の位置である。

次に、接触領域の判定の実施例を図２を参照して説明する。図２は、Ｘ線源５を示す。Ｘ線源５はＸ線放射１７を放出し、これは、第１の物体１４及び第２の物体１３を通過し、第１の物体１４及び第２の物体１３の投影画像２６を生成する。判定装置９は、第１の物体（すなわち、この実施例では、２次元投影画像２６上のカテーテル先端）をＸ線源５（すなわち、線が放出される領域）と結ぶ視線２５を求める。判定装置９はこの視線２５を視覚化装置１２に送信し、視覚化装置１２の撮像領域２２上で、視線２５及び第２の物体１３の３次元モデルを、視線２５とともに回転させてから、表示して、視線２５が３次元モデル２０と交差していることを側面から視ることを可能にする。判定装置９は、視線２５の３次元モデル２０との交差点２７，２８を更に求める。交差点２７，２８は更に、撮像領域２２上に表示される。図３は、左部分において、３次元モデル２０の回転前の登録された２次元投影画像２６及び３次元モデル２０を表示する撮像領域２２を示す。図３の中央部分は、回転させた３次元モデル２０、回転させた視線２５、２つの求められた交差点２７、２８、並びに２つの仮想のカテーテル及びカテーテル先端を表示する撮像領域２２を示す。第２の物体内の第１の物体の位置を求める装置１は、視線２５の３次元モデル２０との２つの交差点２７、２８のどれが接触領域の位置に対応するかを選択する選択装置１０を更に含む。選択装置は好ましくは、交差点２７、２８の一方を接触領域として選択する選択装置１０にユーザが信号を入力することを可能にする、マウスやキーボードのような入力装置１１を備える。すなわち、ユーザによって選択された交差点は、接触領域とみなされ、よって、第２の物体１３内の第１の物体１４の３次元位置（すなわち、この実施例では、心臓１３の内壁上のカテーテル先端１４の位置）とみなされる。第２の物体１３内の第１の物体１４のこの求められた３次元位置２９は、撮像領域２２上（図３の右部分）に３次元モデル２０とともに表示される。

別の実施例では、判定装置９は、図４ａ及び図４ｂを参照して後述するように接触領域を求めることが可能であるように適合することが可能である。図４ａでは、第１の２次元投影画像２６ａが第１の投影方向に対して生成され、判定装置９は第１の視線２５ａを求める。図４ｂでは、投影装置が例えば、９０°の角度だけ、回転させられ、第２の２次元投影画像２６ｂが生成され、判定装置９は第２の視線２５ｂを求める。投影装置を回転させるために、投影装置は好ましくはＣアーム上に搭載される。判定装置９は、第１の視線２５ａ及び第２の視線２５ｂの交差点を求め、第１の物体１４が接触する第２の物体１３の３次元モデル２０の表面上にこの交差点を移動させる。交差点は、測定が不正確であること、整合が完全でないこと、及び第２の物体１３の動きがあり得ることが理由で、第２の物体１３の３次元モデル２０の表面上に配置されるものでない。よって、第２の物体１３の３次元モデル２０の表面上への動きの後にのみ、２つの視線２５ａ、２５ｂの移動した求められた交差点が、３次元モデル２０の表面上に位置特定される。この移動した交差点は、第１の物体１４及び第２の物体１３の接触領域の位置に対応し、よって、第２の物体１３内の第１の物体１４の位置に対応する。すなわち、移動した交差点の位置は、第２の物体１３内の第１の物体１４の求められた３次元位置である。第２の物体１３の３次元モデル２０は、第１の物体１４の求められた３次元位置とともに撮像領域２２上に表示することが可能である。３次元モデルの表面上への移動は好ましくは、求められた交差点と、３次元モデルの表面との間の最短距離に沿って行われる。

既に述べた通り、この実施例では、第１の物体１４はカテーテル先端であり、第２の物体１３は患者の心臓である。カテーテル先端１４は、例えば、別々の接触領域において心臓１３の内壁に連続して接触して、アブレーション手順の別々の接触領域において心臓組織を変性させることが可能である。装置１は、前述の接触領域の各位置（すなわち、この実施例では、心臓１３の内壁上のカテーテル先端１４の３次元位置それぞれ）が求められ、求められた３次元位置それぞれが例えば、心臓の３次元モデル２０の十文字又は球でマーキングされるように適合させることが可能である。図５は、３次元モデル２０、カテーテル４、及びカテーテル先端１４とともに、撮像領域２２上の前述の十文字１８を示す。図５は、この実施例では、アブレーション点に対応する求められた位置１８が取り囲む肺静脈の小孔１９を更に略示する。

投影装置がＸ線透視装置の場合、第２の物体内の第１の物体の３次元位置の判定は、Ｘ線透視によってもたらされる完全皮膚線量が、決定論的な放射線影響のいずれの閾値もかなり下回る（すなわち、２Ｇｙをかなり下回る）状態に留まるように行うことが可能である。

視線を求める場合、２次元投影画像上の第１の物体の位置を求めなければならない。この判定は、例えば、画像処理を使用したパターン認識により、又は、閾値化によって自動的に行うことが可能である。この実施例で、第１の物体１４が、金属を含むカテーテル先端である場合、２次元投影画像内のカテーテル先端１４の位置を閾値化により、容易に求めることが可能である。更に、補正目的で、又は、あるいは、ユーザは２次元投影画像内の位置を入力することが可能であり、個別の視線の以下の判定の場合、この入力位置は、２次元投影画像上の第１の物体１４の位置であるとみなされる。

好ましくは、視覚化装置１２は、第２の物体１３の３次元モデル２０を、第２の物体１３からの２次元投影画像を実際に生成した同じＸ線ビーム形状（好ましくは円錐形である）によって投影されたかのように３次元モデル２０を示すいわゆる「逆透視」で示すように適合される。

以下では、本発明による、第２の物体内の第１の物体の位置を求める方法を図６に示すフローチャートを参照して説明する。

工程１０１では、第２の物体１３の３次元モデル２０が提供される。更に、工程１０２では、第１の物体１４及び第２の物体１３の２次元投影画像が生成される。工程１０３では、第２の物体１３の３次元モデル２０が、２次元投影画像とともに登録される。工程１０４では、判定装置が、第２の物体１３内の第１の物体１４の３次元位置として第１の物体１４と第２の物体１３との間の接触領域を求める。第２の物体１３内の第１の物体１４の求められた３次元位置とともに３次元モデル２０が工程１０５で視覚装置１２上に表示される。

前述の実施例は、一度に一接触領域のみで第２の物体に接触する第１の物体を記載している。しかし、本発明は前述の構成に限定されるものでない。例えば、第１の物体は、第２の物体を同時に接触するいくつかの部分を含み得る。例えば、第１の物体がアブレーション・カテーテルであり、第２の物体が患者の心臓である場合、アブレーション・カテーテルは、心臓の内壁に同時に接触することが可能ないくつかの電極又は他のカテーテル部位を含み得る。第２の物体内の第１の物体の位置を求める装置は、アブレーション・カテーテルの前述の部分毎に、患者の内壁上の３次元位置を求めることができるように適合される。

本発明は主に、第２の物体である患者の心臓について説明してきたが、本発明は、患者の心臓内の位置の判定に限定されるものでない。例えば、第２の物体は、例えば、治療目的で、技術的な物体の内側部分にエネルギを施さなければならず、エネルギ放出エレメントが、エネルギを施すための技術的な物体内で使用され、技術的な物体内のエネルギ放出エレメントの位置を求めなければならない、パイプラインのような技術的な物体であってもよい。

前述の実施例では、視覚化装置は一撮像領域を含む。しかし、本発明は、視覚化装置の一撮像領域のみに限定されるものでない。例えば、視覚化装置は３つ以上の撮像領域を含み得る。更に、本発明によれば、他の実施例では、撮像領域は、第２の物体内の第１の物体の求められた位置及び／あるいは第２の物体の３次元モデル及び／あるいは２次元投影画像を表示することが可能である。

３次元モデルは、例えば、別々の方向からの２次元投影画像の生成中に第２の物体の画像を求めることにより、２次元投影画像の生成から与えられ得る。

上記装置の一部又は全部は、１つ又はいくつかの装置によって実現することが可能である。更に、例えば、判定装置、登録装置又は再構成装置のような算出及び／又は判定を行う装置は、それぞれの機能を行い、コンピュータ・システム上で実行することが可能なプログラム・コード手段、又は、それぞれの機能を行う専用ハードウェアであり得る。

カテーテル先端１４、カテーテル４、並びにアブレーション及び検出装置３とともに、第２の物体内の第１の物体の位置を求める装置１は、本発明による、エネルギを放出する第１の物体を使用することにより、第２の物体の表面を介して第２の物体にエネルギを施すための装置とみなし得る。エネルギを放出する第１の物体は、患者の心臓の内壁のような第２の物体の表面を介して第２の物体にエネルギを施す電極であり得るカテーテル先端である。

上記実施例では、カテーテル４を介してアブレーション及び検出装置３に接続されたカテーテル先端１４の位置が第２の物体１３内で求められているが、第２の物体内の第１の物体の位置を求める装置を使用して、任意に選ばれた第２の物体の表面上に配置された１つ又は複数の他の任意に選ばれた第１の物体の位置を求めることも可能である。

本願記載の実施例に対する他の変形は、図面、明細書及び特許請求の範囲の検討から、特許請求の範囲記載の発明を実施する当業者によって理解され、実施され得る。

図面及び上記明細書において本発明を詳細に例証し、説明したが、前述の例証及び説明は、例証又は例示であり、限定するものでないとみなされる。本発明は、本願開示の実施例に限定されるものでない。

特許請求の範囲では、「ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ」の語は他の構成要素又は工程を排除せず、「ａ」又は「ａｎ」の不定冠詞は複数形を排除しない。例えば、請求項１では、２つ以上の２次元投影画像を接触領域の位置の判定に使用することが可能である。

コンピュータ・プログラムを、他のハードウェアとともに供給されるか、又は他のハードウェアの一部であるソリッドステート媒体や光記憶媒体などの適切な媒体上に記憶／配布することができるが、インターネットや他の有線電気通信システムや無線電気通信システムなどの他の形態で配布することもできる。

特許請求の範囲記載の参照符号は、本発明の特許請求の範囲記載の範囲を限定するものと解されるべきでない。

Claims (14)

1. 第２の物体内の第１の物体の位置を求める装置であって、前記第１の物体は、接触領域で前記第２の物体に接触し、
   前記第２の物体の３次元モデルを提供する提供装置と、
   前記第１の物体及び前記第２の物体の２次元投影画像を生成する投影装置と、
   前記３次元モデルを前記２次元投影画像とともに登録する登録装置と、
   前記第２の物体の前記登録された３次元モデル及び前記２次元投影画像上の前記第１の物体の位置から前記接触領域の位置を求める判定装置とを備え、前記接触領域の位置は、前記第２の物体内の前記第１の物体の位置である装置。
2. 請求項１記載の装置であって、前記投影装置は、別々の投影方向において２次元投影画像を生成するよう適合され、前記登録装置は、前記別々の投影方向それぞれにおいて、前記３次元モデルが、対応する２次元投影画像とともに登録されるように、前記３次元モデルを別の２次元投影画像とともに登録するよう適合される装置。
3. 請求項１記載の装置であって、前記第１の物体の視線が前記３次元モデルと交差する位置を求めることにより、前記接触領域の位置が求められるように前記判定装置が適合される装置。
4. 請求項３記載の装置であって、前記装置は、前記３次元モデルを備えた視線の２つ以上の交差点のうちのどれが、前記接触領域の位置に対応するかを選択する選択装置を更に有する装置。
5. 請求項４記載の装置であって、前記装置は、側面から前記２つ以上の交差点、前記視線及び前記３次元モデルを視覚化する視覚化装置を有し、前記選択装置は、前記接触領域の位置として前記２つ以上の交差点のうちの１つをユーザが選択することを可能にする入力装置を有する装置。
6. 請求項４記載の装置であって、前記投影装置は少なくとも２つの投影方向において前記第１の物体及び前記第２の物体の少なくとも２つの２次元投影画像を生成するよう適合され、前記判定装置は、前記２次元投影画像のうちの１つの投影方向に対する前記第１の物体の視線が前記３次元モデルに交差する前記接触領域の位置を求めるよう適合され、前記選択装置は、前記視線の前記３次元モデルとの前記２つ以上の交差点のどれが前記接触領域の位置に対応しているかに、他の２次元投影画像の少なくとも一方を使用することによって選択するよう適合される装置。
7. 請求項１記載の装置であって、前記投影装置は少なくとも２つの投影方向において前記第１の物体及び前記第２の物体の少なくとも２つの２次元投影画像を生成するよう適合され、前記判定装置は、前記少なくとも２つの投影方向に対する前記第１の物体の少なくとも２つの視線を求めるよう適合され、前記判定装置は前記少なくとも２つの視線の交差点を求めるよう更に適合され、前記判定装置は、前記３次元モデルの表面上に前記交差点を移動させるよう更に適合され、前記移動した交差点は前記接触領域の前記求められた位置である装置。
8. 請求項１記載の装置であって、前記装置は、前記２次元投影画像上で前記３次元モデルを視覚化する視覚化装置を備え、前記視覚化装置は、前記第１の物体の前記求められた位置、前記２次元投影画像、及び前記３次元モデルを同時に示すよう適合される装置。
9. 請求項８記載の装置であって、前記視覚化装置は、前記第１の物体の前記求められた位置が前記３次元モデル上のグラフィカル表示によって視覚化されるように適合される装置。
10. 請求項８記載の装置であって、前記視覚化装置は、前記２次元投影画像上で前記３次元モデルを視覚化させる撮像領域を備える装置。
11. 請求項１記載の装置であって、
    前記提供装置は、前記第２の物体の動く３次元モデルを供給するよう適合され、前記装置は、前記投影装置による前記第１の物体及び前記第２の物体の前記２次元投影画像の生成中に前記第２の物体の動きを検出する動き検出装置を更に備え、前記登録装置は、前記動く３次元モデルを前記２次元投影画像とともに登録するよう適合される装置。
12. エネルギを放出する第１の物体を使用することにより、第２の物体の表面を介してエネルギを第２の物体に施す装置であって、前記エネルギを放出する第１の物体が接触領域で前記第２の物体の表面に接触し、請求項１記載の第２の物体上の第１の物体の位置を求める装置を備える装置。
13. 第２の物体内の第１の物体の位置を求める方法であって、前記第１の物体は、接触領域で前記第２の物体に接触し、
    前記第２の物体の３次元モデルを提供する工程と、
    前記第１の物体及び前記第２の物体の２次元投影画像を生成する工程と、
    前記３次元モデルを前記２次元投影画像とともに登録する工程と、
    前記第２の物体の前記登録された３次元モデル及び前記２次元投影画像上の前記第１の物体の位置から前記少なくとも１つの接触領域の位置を求める工程とを含み、前記少なくとも１つの接触領域の位置は、前記第２の物体内の前記第１の物体の位置である方法。
14. 第２の物体内の第１の物体の位置を求めるコンピュータ・プログラムであって、装置を制御するコンピュータ上で前記コンピュータ・プログラムが実行されると、請求項１記載の装置に、請求項１３記載の方法の工程を行わせるプログラム・コード手段を有するコンピュータ・プログラム。

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