JP2010523242A - 患者の可動性組織又は器官のボリュームデータ記録を得る方法及び装置 - Google Patents

Abstract

本発明は、Ｃ型アーム付Ｘ線装置（１）及び電磁位置記録システム（１０）を用いて、患者（Ｐ）の可動性組織又は器官（Ｈ）のボリュームデータ記録を得るための方法及び装置に関し、位置記録システム（１０）の少なくとも１つの、好ましくはＸ線陽性電磁センサ（１３）が、組織又は器官（Ｈ）上に少なくとも間接的に配置される。Ｃ型アーム付Ｘ線装置（１）は、種々の投影方向から患者（Ｐ）の組織又は器官（Ｈ）の複数のＸ線投影を得ることが可能になる。第１の方法は、ボリュームデータ記録を、Ｘ線陽性電磁センサ（１３）が、組織又は器官（Ｈ）の特定の変位相を示す位置（１９）を本質的に記録する各Ｘ線投影に基づいて、再構成することからなる。第２の方法は、ボリュームデータ記録を、電磁センサ（１３）が組織又は器官（Ｈ）の特定の変位相を示す位置に本質的に位置したとき記録された各Ｘ線投影に基づいて、再構成することからなる。第３の方法は、電磁センサ（１３）が特定の変位相を示す位置に本質的に位置する場合、ボリュームデータ記録の再構成のためのＸ線投影を記録しない。

Description

本発明は、Ｃ型アーム付Ｘ線装置及び電磁位置記録システムを用いて、患者の可動性組織又は器官のボリュームデータ記録を得る方法及び装置に関する。

Ｃ型アーム付Ｘ線装置及び電磁位置記録システムからなり、この位置記録システムを更にマッピングシステムとして構成してもよいシステムは、例えば穿刺、汎用カテーテル用途又は患者の心臓カテーテル用途に用いられ、穿刺針又はカテーテルは、例えばＣ型アーム付Ｘ線装置により得られる画像上に重ねられた穿刺針又はカテーテルの画像により、Ｃ型アーム付Ｘ線装置により得られる患者の画像並びに電磁位置記録システム及びマッピングシステムにより得られる穿刺針又はカテーテルの位置データに基づいて、患者の体内で操縦及び／又は誘導される。電磁位置記録システム及びマッピングシステム及びＣ型アーム付Ｘ線装置並びに／又は電磁位置記録システム及びマッピングシステム及びＣ型アーム付Ｘ線装置により得られる画像は、この目的のために、一般的に、穿刺針又はカテーテルの画像をＸ線画像上に重ねることができるように、互いに位置合わせされている。

いわゆるアブレーションにより患者の心不整脈を治療するとき、例えばＣ型アーム付Ｘ線装置により得られるＸ線画像を用いて、アブレーションカテーテルを患者の心腔の１つに静脈又は動脈を介して挿入し、心不整脈の原因である組織を高周波電流により除去する。カテーテルアブレーションを成功させるための必須条件は、一方では心腔中の心不整脈の原因の正確な定位であり、一方では心不整脈の原因である組織の狙いを定めた除去である。組織は電気生理学的検査により位置を突き止められ、ここで電位は、心腔内に挿入されたマッピングカテーテルによる定位方法で検出される。この電気生理学的検査、いわゆる電気解剖学的マッピングから、心腔の３Ｄマッピングデータが得られ、例えばこれはモニタ上に可視化されてもよい。マッピング機能及びアブレーション機能は更に、マッピングカテーテルが同時にアブレーションカテーテルでもあるように、１つのカテーテル内で一体化していることが多い。

既知の電気解剖学的３Ｄマッピング方法は、例えばバイオセンス・ウェブスター社（Biosense Webster Inc.）（米国）のＣＡＲＴＯシステムにより実施できるような電磁気の原理に基づいている。患者の位置決め装置の下に配置された送信機を用いて、一般的に低強度の３つの異なる電磁場を作り出す。マッピングカテーテルのカテーテル先端に組み込まれている電磁センサを用いて、カテーテルの動きにより誘発される電磁場内の電圧変動を測定することが可能であり、数学アルゴリズムを用いて、いつでもマッピングカテーテルの位置を計算することが可能である。センサの電気信号を同時に検出しながら、マッピングカテーテルにより心腔の輪郭を明確にスキャンすることにより、このようにマッピングデータが得られる及び／又は電気解剖学的３次元マップが作成される。

それ故、アブレーションカテーテルは、上述のＸ線画像を用いて誘導されるだけでなく、電気解剖学的マッピングデータを用いることもできる。Ｘ線画像は患者の解剖学的構造、具体的には詳細な患者の心臓の解剖学的構造を具体的に示すのではない。心臓の解剖学的構造の詳細の３Ｄ図は、心臓組織の形態学についてアブレーションを実施するとき、正確性を増すことができ、アブレーションの実行を加速することができ、アブレーション中に患者に適用されるＸ線照射線量の低減を導くことができる。

複雑な場合には特に、電気生理学者は、電気生理学的及び形態学的基準の組み合わせを用いてアブレーションを実施できることを歓迎する。電気生理学者にとっては、それ故、撮像装置により得られる３Ｄ画像と電気解剖学的３Ｄマッピングデータを組み合わせて可視化できるようにするのは有用である。

Ｃ型アーム付Ｘ線装置により記録されたＸ線投影を用いる患者の心臓のボリュームデータ記録の再構成は、一般的にＥＫＧ（心電図）によりトリガされる。したがって、独国特許出願公開第１０２００５０１６４７２（Ａ１）号から、Ｘ線配置が旋回軸の周りを２つの端位置の間で繰り返し旋回する、Ｘ線ユニットの操作法は既知である。したがって、それぞれ検出時間に複数の角度位置で、旋回軸の領域に配置された、検査される可動性対象のＸ線投影が検出され、Ｘ線投影及び対応する角度位置を保存する制御装置に供給されるように、Ｘ線配置は制御される。制御装置はまた、検査される対象に関するＥＧＫ信号を受信し、検査される対象の位相位置に対応する情報を、各保存された投影に付随させる。ボリュームデータ記録の再構成のために、制御装置は、相位置が少なくとも再構成位相位置におおよそ対応しているＸ線投影を選択する。

独国特許出願公開第１０２００５０１６４７２（Ａ１）号

患者が心不整脈である場合、しかしながらこの形のＥＫＧ誘導は、心不整脈により作り出される汚れ（smudge）及び／又はモーションアーチファクトを有しない患者の心臓のボリュームデータ記録を作成するために理想的に適合しないことが多い。

それ故、本発明の目的は、それにより患者の可動性組織又は器官の可能な限り最高の品質のボリュームデータ記録が得られる、上述の種類の方法及び装置を提供することである。

本発明に従って、この目的は、特許請求の範囲に主張するようなＣ型アーム付Ｘ線装置及び電磁位置記録システムにより、患者の可動性組織又は器官のボリュームデータ記録を得るための方法により達成される。

本発明の第１の方法に従って、電磁位置記録システムの少なくとも１つのＸ線陽性電磁センサ又はＸ線陽性マーカーを備える位置記録システムの電磁センサは、組織又は器官上に少なくとも間接的に配置され、Ｘ線照射源及びＸ線照射受信機を備えるＣ型アーム付Ｘ線装置のＣ型アームは、種々の投影方向から患者の組織又は器官の複数のＸ線投影を記録するために、患者の周囲を移動する。Ｘ線陽性電磁センサ又はＸ線陽性マーカーを備えるＸ線電磁センサは、パターン認識方法により個々のＸ線投影において手動又は自動的に検出され、ボリュームデータ記録は、Ｘ線陽性電磁センサ又はＸ線陽性マーカーを備える電磁センサが、組織又は器官の特定の変位相を示す位置を本質的に記録するＸ線投影に基づいて、再構成される。

可動性組織又は器官上に配置された電磁センサは、組織又は器官に従って移動し、各Ｘ線投影像に撮像される。全てのＸ線投影から得られる電磁センサの軌道に基づいて、組織又は器官の特定の変位相に対応する電磁センサの特定の位置を選択してよく、それぞれの投影角を考慮して、ボリュームデータ記録の再構成のためにＸ線投影を用いてよく、ここで電磁センサは少なくとも本質的に、組織又は器官の関連する特定の変位相を示す、特定の位置を記録している。電磁センサの特定の位置を定めるため及びそれにより組織又は器官の特定の変位相を定めるために、最初に全てのＸ線投影を実質的に用いることにより、汚れを含むが、主に電磁センサの軌道を示すボリュームデータ記録を再構成してよい。この軌道に基づいて、既に言及したように、関連する変位相を定めてよく、実質的にこの変位相内に記録されているこれらのＸ線投影画像を選択してもよい。一般的に、ボリュームデータ記録を再構成するために、種々の投影方向から組織又は器官の変位相で利用可能な十分なＸ線投影を有するために、場合によってはＸ線投影の記録と交互に、Ｃ型アーム付Ｘ線装置のＣ型アームを患者の、特に患者の可動性組織又は器官の周りを繰り返し移動させることが必須である。

本発明による第２の方法に従って、電磁センサの位置は、電磁位置記録システムにより検出され、ボリュームデータ記録は、電磁センサが組織又は器官の特定の変位相を示す位置に位置したとき、その時点で記録されているＸ線投影に基づいて、再構成される。Ｃ型アーム付Ｘ線装置及び／又はＣ型アーム付Ｘ線装置によるＸ線投影の記録、並びに電磁位置記録システムによる電磁センサの位置の決定は、したがって、Ｘ線投影が記録されるとき、一時的な期間常に同調し、電磁センサの位置が検出され、好ましくはそれぞれのＸ線投影に付随される。センサの位置は、例えば電磁位置記録システムに割り当られた座標系に対して検出してもよい。センサの全ての位置情報から、経時的な電磁センサの変位曲線もまた得られ、それを用いて組織又は器官の特定の変位相を選択することができる。その後、この変位相に属しているＸ線投影像は、ボリュームデータ記録の再構成のために用いられ、関連するＸ線投影画像は、例えば電磁センサが、選択された特定の変位相を示す位置をそれぞれ記録していたとき、その記録時間により同定することができる。

本発明による第３の方法に従って、電磁センサの位置は、電磁位置記録システムにより検出され、Ｘ線照射源及びＸ線照射受信機を備えるＣ型アーム付Ｘ線装置のＣ型アームは、種々の投影方向から患者の組織又は器官の複数のＸ線投影を得るために、患者の周りを移動し、電磁センサが特定の変位相を示す位置に位置する場合のみ、Ｘ線投影は、ボリュームデータ記録の再構成のために記録されている。この場合、それ故、経時的な電磁センサの変位曲線は、電磁位置記録システムにより検出され、電磁センサの変位曲線に基づいて、組織又は器官の特定の変位相が選択される。最後に、Ｃ型アームが組織又は器官の周りを移動している間、Ｘ線投影は、電磁センサが、少なくとも本質的に特定の位置に位置するとき、常に誘導される。

２つの代替方法の場合でさえ、Ｃ型アーム付Ｘ線装置のＣ型アームは、一般的に、組織又は器官の選択された変位相におけるボリュームデータ記録の再構成のために、種々の投影方向からの十分なＸ線投影を提供するために、患者の周りを繰り返し移動しなくてはならない。

Ｘ線投影画像のトリガリング（triggering）又はゲーティング（gating）に関して、電磁センサを用いるとき、特に心不整脈に苦しんでいる患者に対して、従来の方法より好適であることは全ての発明に共通であり、更に可動性組織又は器官の最小の動きを検出、測定及び同様に考慮してもよい。

本発明の変形によると、可動性組織又は器官は、患者の心臓又は肺である。

本発明の１つの実施形態に従って、Ｃ型アーム付Ｘ線装置及び電磁位置記録システムは互いに位置合わせされている。「位置合わせ」は、Ｃ型アーム付Ｘ線装置及び電磁位置記録システムが、規定の方法で互いに対して整列し、ある装置、システム又は装置若しくはシステムの構成要素の位置に対する修正が伝達されるか、又は他の装置若しくはシステムで利用可能にすることとして理解される。

本発明の変形に従って、Ｃ型アーム付Ｘ線装置及び電磁位置記録システムが互いに位置合わせすることは、患者の身体表面上に配置された少なくとも１つのＸ線陽性電磁身体センサを用いて、又は患者の身体表面上に配置されたＸ線陽性マーカーを備える電磁位置記録システムの少なくとも１つの電磁身体センサを用いて、Ｃ型アーム付Ｘ線装置に付随する画像の座標系と位置記録システムに付随する座標系との間の座標変換の決定を含み、これらはＸ線投影又はボリュームデータ記録、並びに位置記録システムの両方で検出することができる。一般的に、座標変換は、３つ又はそれ以上の電磁身体センサを用いることにより決定される。座標変換に基づいて、特に、電磁位置記録システムの電磁センサの位置は、画像座標系及び／又はＣ型アーム付Ｘ線装置により記録された画像に変換してもよい。

本発明の更なる実施形態に従って、Ｃ型アーム付Ｘ線装置及び位置記録システムは、少なくとも１つのデータインタフェースを介して互いに接続され、このインタフェースを介してＣ型アーム付Ｘ線装置及び位置記録システムは、互いに位置データを交換してよい。この方法では、電磁位置記録システムは常に、Ｃ型アーム付Ｘ線装置、特にＣ型アームの位置情報にアクセスできる。また、Ｃ型アーム付Ｘ線装置は常に、電磁位置記録システムの電磁センサ及び／又は位置センサの位置情報にアクセスできる。

本発明の１つの変形は、Ｘ線投影の投影方向を考慮し、並びにＸ線陽性電磁センサ又はＸ線陽性マーカーを備える電磁センサが、このＸ線投影中に記録した位置に基づいて、それぞれのＸ線投影上に重ねられる、Ｘ線陽性電磁センサ又はＸ線陽性マーカーを備える電磁センサの画像を提供する。この電磁センサの画像を投影法で重ね合わせると、特に、手動又は更には自動的に実施することができるＸ線投影画像における電磁センサの検出を促進する。重ね合わせはまた、本発明による第２及び第３の方法に関するモニタリング目的のために用いられてよく、このためにここで使用される電磁センサは、Ｘ線陽性であるか、又はＸ線陽性マーカーを備えなければならない。

本発明の１つの実施形態に従って、Ｘ線陽性電磁センサ若しくはＸ線陽性マーカーを備える電磁センサの位置及びＸ線投影画像に基づいて、並びに／又はＸ線投影画像に撮像された電磁身体センサ若しくはＸ線陽性マーカーを備える電磁身体センサに基づいて、Ｃ型アーム付Ｘ線装置の投影マトリクスが、再び決定される。一般的に、Ｃ型アーム付Ｘ線装置の投影マトリクスは、Ｃ型アーム付Ｘ線装置の起動前のキャリブレーションプロセスにおけるファントムにより決定され、種々の投影方向から記録された複数のＸ線投影からボリュームデータ記録を再構成できるためには、投影マトリクスの知識が必須である。Ｃ型アーム付Ｘ線装置の投影形状を含む投影マトリクスの決定は、この場合、Ｃ型アームそれ自体が絶対的に剛性の機械的システムではないときに必須であるが、患者又は検査される対象の周りをＣ型アームが移動するとき、機械的変形、重力の作用、Ｃ型アームのゆがみ等が生じる。したがって、各Ｃ型アーム付Ｘ線装置では、投影マトリクスはキャリブレーションプロセスで決定され、対象のボリュームデータ記録をその後再構成するために回復可能な（retrievable）方法で保存されなければならない。前述の本発明の変形に従って、電磁センサの位置及びＸ線投影画像に基づく、並びに／又はＸ線投影画像に撮像された身体センサに基づく投影マトリクスは、患者を測定するとき、再び決定される。これは、最初に特定の投影マトリクスを検証する可能性を提供する。

本発明の変形は、それ故、検出可能な著しい変化が生じた場合及びボリュームデータ記録の再構成のために使用する場合又はボリュームデータ記録の再構成のために新たに決定された投影マトリクスのみを使用する場合、新たに特定の投影マトリクスにより、Ｃ型アーム付Ｘ線装置の投影マトリクスを訂正する。

本発明の更なる変形に従って、ＥＫＧ信号は、ＥＫＧ装置により記録されるか、又は呼吸周期に関連するデータは、呼吸周期を記録するための装置により更に記録され、これは追加情報として使用できる。可動性組織又は器官が長期間規則的なリズム又は周期を呈するとき、呼吸周期に関連するＥＫＧ信号又は信号も使用できる。この点で、組み合わされた用途が得られる。ＥＫＧ信号及び／又は呼吸周期に関連するデータは、したがって、Ｃ型アーム付Ｘ線装置及び／又は位置記録システムで利用可能になる。

装置に関連する目的は、Ｃ型アーム付Ｘ線装置、電磁位置記録システム及び上述の方法を実行するために設計された、少なくとも１つの計算装置を備える装置により達成される。電磁位置記録システムは、この場合、好ましくは、患者の位置決め装置上に規定された方法で配置され、Ｃ型アーム付Ｘ線装置及び患者の位置決め装置は、好ましくは互いに対して規定された方法で配置される。

本発明の実施形態を、添付の概略図に示す。
本発明による方法を実施するための本発明による装置。 経時的な電磁センサの変位曲線。

図１による装置は、Ｃ型アーム２を備えるＣ型アーム付Ｘ線装置１を備え、Ｃ型アーム２上にはＸ線照射源３及びＸ線照射受信機４が互いに対向して配置されている。Ｘ線照射源３から放射されるＸ線放射バンドルの中心ビームは、この場合、少なくとも実質的にＣ型アーム２のアイソセンターＩＺを通して延在し、Ｘ線照射受信機４の入力ウィンドウの少なくともおおよそ中心に当たる。Ｃ型アーム２は、左右矢印ａの方向に、その軌道軸Ｏの周りをスタンド５上で移動可能であるように実装される。スタンド５は、本実施形態の場合、天井スタンド上に配置され、これはＣ型アーム２を備えるスタンド５の、左右矢印ｃ、ｄ、ｅ及びｆにより図中に示された移動の可能性を提供する。更に、Ｃ型アーム２は左右矢印ｂの方向にその角形成軸Ａの周りをスタンド５とともに移動することができる。

図示されないが、Ｃ型アーム付Ｘ線装置１は、複数の位置測定装置を有し、この位置測定装置によりＣ型アーム付Ｘ線装置１の構成要素の位置に対する変化が検出され、Ｃ型アーム付Ｘ線装置１の構成要素のある対応する現在位置は、Ｃ型アーム付Ｘ線装置１のコンピュータ８内に存在する。例えば、Ｃ型アーム２が左右矢印ａの方向に軌道軸０の周りを移動する場合、これは位置測定装置により検出され、Ｃ型アーム２の現在位置はＣ型アーム付Ｘ線装置１のコンピュータ８内に存在する。スタンド５、天井スタンド６又はＣ型アーム付Ｘ線装置１の他の構成要素の移動でも同じことが起こる。

それ自体既知である方法では、Ｃ型アーム付Ｘ線装置１を用いて、患者テーブル７上に位置する患者Ｐの２ＤＸ線投影を、種々の投影方向から記録してよい。Ｃ型アーム付Ｘ線装置１及び患者テーブル７は、規定された方法で互いに対して配置される及び／又は整列され、互いに位置合わせされる。患者テーブル７の位置に対する変化は、図示されないが、高さの調節であろうと垂直に延在する軸の周りの水平旋回であろうと、例えば位置測定装置を介して検出され、図示されないが、接続を介してコンピュータ８で利用可能である。

Ｃ型アーム付Ｘ線装置１及び患者Ｐを備える患者テーブル７は、好ましくは、関連する組織領域が少なくともおおよそＣ型アーム付Ｘ線装置１のアイソセンターＩＺで静止するように、患者Ｐの関連する組織領域の２ＤＸ線投影を得るために互いに整列する。

本実施形態の場合、患者Ｐの心臓Ｈのボリュームデータ記録を作成することを目的とする。この目的のためには、それから患者Ｐの心臓Ｈのボリュームデータ記録を再構成し得るために、Ｃ型アーム付Ｘ線装置１を用いて、患者Ｐの心臓Ｈの複数の２ＤＸ線投影を種々の位置方向から記録しなければならない。本実施形態の場合、再構成はＣ型アーム付Ｘ線装置１のコンピュータ８を用いて行われ、それにキャリブレーションプロセスで既に決定されており、Ｃ型アーム付Ｘ線装置１の投影形状を含む投影マトリクスが利用可能になる。

特に特定の心位相に画像の汚れのない、心臓の高品質なボリュームデータ記録を得ることができるように、そのデータから心臓Ｈの３Ｄ画像を患者Ｐの特定の心位相で作成し、モニタ９上に示すことができるには、患者Ｐの心臓Ｈは可動性器官であるため、ボリュームデータ記録の再構成中、心臓の動きを考慮しなければならない。

これまで、心臓Ｈ及び／又は心位相の動きは、ＥＫＧで、ＥＫＧ電極２１が接続されているＥＫＧ装置２０により決定されていた。ＥＫＧ電極２１はこの場合、心臓Ｈの領域の患者Ｐの身体表面上に配置される。ＥＫＧを用いて、選択された２ＤＸ線投影を用いて、この特定の心位相中に運動アーチファクトを含まない、高品質な心臓のボリュームデータ記録を再構成し得るために、特定の心位相に記録されている２ＤＸ線投影から遡及的に選択することが可能である。２ＤＸ線投影の記録及びＥＫＧの記録は、この場合、互いに同調し、その結果その心位相では２ＤＸ線投影が記録されていることが既知である。図示されないが、ＥＫＧ信号は、接続を介してＣ型アーム付Ｘ線装置１のコンピュータ８で利用可能である。ボリュームデータ記録を作成するこの方法は、患者Ｐの心臓Ｈが比較的規則的な拍動及び比較的規則的な心拍数を有する場合に極めて適している。心不整脈を有する患者の場合、しかしながら、この方法は場合によっては問題のあることが示されている。

したがって、本発明により、患者Ｐの心臓Ｈ上、例えば冠状静脈洞上、又は少なくとも間接的に、すなわち心臓Ｈの近辺に電磁位置記録システム１０に属する少なくとも１つのＸ線陽性電磁センサ１３を配置することが提案されている。センサ１３はまた、位置記録システムのカテーテルであってもよく、これは心臓内、例えば冠状静脈洞上に定置及び／又は配置される。電磁位置記録システム１０は、電磁センサ１３に加えて、患者テーブル７上に規定された方法で配置された、本実施形態の場合３つの送信機１２を有する送信機ユニット１１を備え、これらはそれぞれ電磁場を発生させる。送信機ユニット１１及び電磁センサ１３は、電磁位置記録システム１０の計算装置１４に接続され、その結果センサ１３は送信機１２の電磁場で検出され、具体的には、その位置は電磁位置記録システム１０に付随された座標系ＣＭで計算装置１４により検出されてよい。したがって、電磁センサ１３の位置及び心臓Ｈの動きも検出されてもよい。

本実施形態の場合、更に、患者Ｐは、患者Ｐの身体表面上に配置される電磁位置記録システム１０の３つのＸ線陽性電磁身体センサ１６を備え、その位置は、電磁位置記録システム１０に付随された座標系ＣＭで計算装置１４により決定することもできる。明確にするために、身体センサ１６の電磁位置記録システム１０の計算装置１４への接続は図中に含まれない。

更に、各センサ１３又は１６は、３つの電磁受信機ユニットを備え、その結果、それぞれのセンサの位置は、電磁位置記録システムの３つの電磁場で位置記録システムにより決定してよい。

第１の方法に従って、種々の投影方向からの心臓Ｈの複数の２ＤＸ線投影は、およそ１９０°までその軌道軸０の周りを、つまり患者Ｐの心臓Ｈの周囲をＣ型アーム２を移動させることにより、Ｃ型アーム付Ｘ線装置１により記録される。これらの２ＤＸ線投影では、Ｘ線陽性電磁センサ１３及びＸ線陽性電磁身体センサ１６もまた撮像される。

Ｃ型アーム付Ｘ線装置１及び電磁位置記録システム１０は、更に、互いに位置合わせされ、位置合わせとは、患者テーブル７上に規定された方法で配置されたＣ型アーム付Ｘ線装置１及び電磁位置記録システム１０が、互いに規定された方法で整列することを意味する。Ｃ型アーム付Ｘ線装置１及び電磁位置記録システム１０は、コンピュータ８と計算装置１４との間のインタフェース１５を介して互いに接続され、このインタフェースを介して２つの装置はとりわけ互いに位置データを交換してよい。したがって、Ｃ型アーム付Ｘ線装置１又はＣ型アーム付Ｘ線装置１の構成要素の位置の変化は、電磁位置記録システム１０で利用可能であり、電磁位置記録システム１０の位置及び／又は電磁位置記録システム１０のセンサの位置の変化は、Ｃ型アーム付Ｘ線装置１で利用可能である。

少なくとも実質的に静止状態である患者Ｐの身体表面のある点で実質的に配置されている身体センサ１６を用いて、位置合わせプロセス中に、Ｃ型アーム付Ｘ線装置１に付随された画像座標系ＣＢと電磁位置記録システム１０に付随された座標系ＣＭとの間の座標変換が決定される。この目的のために、２ＤＸ線投影では、身体センサ１６の画像は、パターン認識方法により手動で、又は更には自動的に定位してよく、その座標は投影マトリクスに含まれるＣ型アーム付Ｘ線装置１の既知の投影形状に基づいて、画像座標系ＣＢで決定してよい。更に、電磁身体センサ１６の座標は、位置記録システム１０に付随された座標系ＣＭで決定してよい。２つの座標系で既知の座標を用いて、座標変換はコンピュータ８及び／又は計算装置により決定してよい。この方法では、例えばセンサ１３の画像を２ＤＸ線投影上又は２ＤＸ線投影から再構成されたボリュームデータ記録上に重ねるための条件が提供される。

更に心臓Ｈの動きとは独立に、２ＤＸ線投影の記録中、患者Ｐの動きは、身体センサ１６を用いて検出してもよく、関連する２ＤＸ線投影は患者Ｐの動きに従って訂正してもよい。患者Ｐの動きに影響を受ける２ＤＸ線投影は、この場合、少なくとも２ＤＸ線投影の記録中、同時に経時的に検出される身体センサ１６の位置により、時間的同期に基づいて決定してよい。各２ＤＸ線投影の記録時間もまた既知であるため、身体センサ１６の位置変化により位置合わせされる患者Ｐの動きの場合、患者Ｐの動きにより影響を受ける２ＤＸ線投影は、時間比較により決定され、患者の動きに従って訂正されてよい。関連する２ＤＸ線投影で撮像された患者Ｐの組織は、この場合、あたかも動きが起こっていないかのように、患者Ｐの動きに従って移動する。

この方法では、患者Ｐが２ＤＸ線投影の記録中に僅かに動いた場合、場合によってそれに関して訂正される、患者Ｐの心臓Ｈの２ＤＸ線投影は、コンピュータ８で利用可能である。

心臓Ｈの特定の心位相のボリュームデータ記録を再構成できるために、２ＤＸ線投影でも撮像されたセンサ１３が、パターン認識方法を用いて手動又は自動的に個々の２ＤＸ線投影で検出される。この目的のために、２ＤＸ線投影の投影方向を考慮することにより、またＸ線陽性電磁センサ１３が、この２ＤＸ線投影で記録されている位置に基づいて、個々の２ＤＸ線投影でのセンサ１３の同定を促進するために、センサ１３の画像をそれぞれの２ＤＸ線投影、又は更には個々の２ＤＸ線投影にのみ重ねてもよい。これは、２ＤＸ線投影の記録と、センサ１３の位置及び／又は変位曲線の記録との間の既知の座標変換及び時間的同期により可能である。結果として、患者Ｐの心臓Ｈのボリュームデータ記録は、Ｘ線陽性電磁センサ１３が心臓Ｈの特定の変位相を示す位置を記録する及び／又は記録したそれらの２ＤＸ線投影に基づいて再構成される。心臓Ｈの特定の変位相又は周期相は、この場合、経時的にセンサ１３の変位曲線を用いて、又は更には実質的に全ての利用可能な２ＤＸ線投影を使用する追加再構成を用いて、定めてよい及び／又は決定してよい。ボリュームデータ記録の追加の再構成では、つまり運動アーチファクトにより心臓の図が汚れる。しかしながら、モニタ９上に示し得るようなボリュームデータ記録は、センサ１３の軌道及び／又は変位経路１８を示し、これを用いて心位相をボリュームデータ記録の再構成のために選択してよい。本実施形態の場合、センサ１３の最上端位置１９が一例として選択されている。最後に、この選択に基づいて、この記録中、センサ１３が実質的に最上端位置１９を記録している場合、２ＤＸ線投影が同定される。この目的のために、端位置１９の周りで特定の間隔が可能になる場合があり、これは事実上モーションアーチファクトがボリュームデータ記録に全く存在しないように選択される。同定された２ＤＸ線投影は、次いで端位置１９を用いて選択された心位相の再構成のために用いられ、それによりこの心位相に対する心臓Ｈの高品質なボリュームデータ記録が得られる。

ボリュームデータ記録の再構成のためのＸ線投影は、この方法により選択される、すなわち画像に基づいたものであり、これがゲーティング又はトリガリングとも呼ばれることがある理由である。

更に、Ｘ線陽性電磁センサ１３及びセンサ１３が撮像される、２ＤＸ線投影の位置に基づいて、及び／又は２ＤＸ線投影で撮像された電磁身体センサ１６に基づいて、Ｃ型アーム付Ｘ線装置１の投影マトリクスは、コンピュータ８により決定することができ、またキャリブレーションプロセスで最初に特定の投影マトリクスと比較することができる。これは、位置記録システムに付随された座標系のセンサ１３及び身体センサ１６の、既知である及び／又は位置記録システムに検出されてよい位置により可能であり、その結果、センサ１３及び１６の空間位置は既知であり、Ｃ型アーム付Ｘ線装置１の画像形状のパラメータは正確に決定することができる。好ましくは、特に投影マトリクスを再び決定するために、図１に示したものより多くのセンサ１３及び１６が用いられ、それ故、これらは互いに２ＤＸ線投影でその画像を区別することもできるように、互いに大きさで区別できる。更に、投影形状の決定に関して、一例として独国特許第１０１４０８６７（Ｂ４）号を参照し、その方法は投影形状を決定するための現在の場合に対応する方法で適用することができる。

新たに特定の投影マトリクスと最初に特定の投影マトリクスとの間に偏差が生じる場合、最初に決定されていた投影マトリクスは対応して訂正される、又は後で特定の投影マトリクスのみが心臓Ｈのボリュームデータ記録の再構成に用いられる。

更に、２ＤＸ線投影の記録に同調してＥＫＧ装置により記録されたＥＫＧ信号を、追加情報として用いる更なる可能性が存在し、恐らく患者の拍動が少なくとも部分的に安定であり、不整脈を示さない場合、２ＤＸ線投影を選択するためにこれらのＥＫＧ信号を用いる。

既に言及したように、２ＤＸ線投影を得るとき、センサ１３の位置は、計算装置１４により同調的に検出され、センサ１３の変位曲線は、図２に示すように、それから作成される。

第１の代替方法に従って、経時的にセンサ１３のこの変位曲線に基づき、患者Ｐの心臓Ｈの特定の心位相を選択してよく、患者Ｐの心臓Ｈの選択された心位相のボリュームデータ記録をそれらの２ＤＸ線投影に基づいて再構成してよく、この２ＤＸ線投影は、Ｘ線陽性電磁センサ１３が特定の心位相を示す位置に位置するとき記録されている。種々の投影角でセンサ１３の特定の位置で記録されている関連する２ＤＸ線投影は、時間比較により複数の記録した２ＤＸ線投影から遡及的に選択してよい。

更に、ボリュームデータ記録を再構成するための第２の代替方法に従って、センサ１３の絶えず決定される位置に基づいて、センサ１３の特定の位置に対応する心位相が選択され、センサ１３が選択された位置に位置するときのみ、選択された心位相のボリュームデータ記録の再構成のために得られる２ＤＸ線投影である方法で進めてよい。この場合、センサ１３が特定の位置を記録する場合、２ＤＸ線投影は常に引き起こされる。また、この場合、変位曲線は図２にすようにプロットされる。心位相は変位曲線を用いて選択される。

全ての３つの方法では、ボリュームデータ記録の再構成に必要な患者Ｐの心臓Ｈの選択された心位相で、種々の投影方向から２ＤＸ線投影を得るために、Ｃ型アーム２は一般的に繰り返し、例えば交互に、患者Ｐの周りを移動する及び／又は旋回する。

開示した方法では、心不整脈に苦しんでいる患者Ｐの心臓Ｈのボリュームデータ記録は、例えばアブレーション手順に用いてよい、特定の心位相に対してそれに応じて形成することができる。それ故、同時に電磁位置記録システムはまた、患者Ｐの心臓Ｈの３Ｄマッピングデータを得ることができるように、マッピングシステムであってもよい。

センサ１３の位置は、経時的にセンサ１３の変位曲線が、特定の心位相を選択するために十分な一時的な定義とともに得られるような時間間隔で決定される。

最後２つに開示した代替方法の場合、センサ１３はＸ線陽性である又はＸ線陽性マーカーを備えなくてはならない必要はない。しかしながら、センサ１３がＸ線陽性である又はＸ線陽性マーカーを備える場合、これをモニタリング目的で用いてもよい。例えば、再構成されたボリュームデータ記録及びアーチファクトを含まない方法でのボリュームデータ記録のセンサ１３の撮像を用いて、正確な選択及び／又は２ＤＸ線投影の記録時間をモニタしてよい。

更に、ボリュームデータ記録で撮像したセンサ１３及び撮像した身体センサ１６は、ボリュームデータ記録を更に使用するために、画像処理によりボリュームデータ記録から取り除いてもよい。

更に、センサ１３及び特に身体センサ１６は、できる限り前述のセンサが、心臓Ｈの関連する構造を覆うように患者上に配置される。

更に、本発明による３つの方法はまた、検査される可動性対象のボリュームデータ記録を作成するために互いに任意の方法で組み合わせてもよい。

コンピュータ８及び計算装置１４は、開示した方法を実行するために、図示されないが、プログラムメモリに存在する、対応するコンピュータプログラムを有する。この場合、Ｃ型アーム付Ｘ線装置１及び位置記録システム１０の両方を操作し、上述のコンピュータプログラムを有する１つのコンピュータのみを提供する可能性が存在する。目的にかなうならば、２つを超えるコンピュータを提供してもよい。

本発明は、患者の心臓のボリュームデータ記録を得るために、上記で説明してきた。しかしながら、本発明は様々な可動性組織又は器官、例えば患者の肺のボリュームデータ記録を得るために用いてもよい。

この場合、ＥＫＧ装置の代わりに、装置を患者の呼吸周期を記録するために用いてもよい。

（１）Ｃ型アーム付Ｘ線装置（１）及び電磁位置記録システム（１０）を用いて、患者（Ｐ）の可動性組織又は器官（Ｈ）からボリュームデータ記録を得る方法において、
少なくとも１つのＸ線陽性電磁センサ（１３）又はＸ線陽性マーカーを備える前記位置記録システム（１０）の電磁センサが、前記組織又は器官（Ｈ）上に少なくとも間接的に配置され、
Ｘ線照射源（３）及びＸ線照射受信機（４）を備える前記Ｃ型アーム（２）が、種々の投影方向から前記患者（Ｐ）の前記組織又は器官（Ｈ）の複数のＸ線投影を記録しながら、前記患者（Ｐ）の周りを移動し、
前記Ｘ線陽性電磁センサ（１３）又はＸ線陽性マーカーを備える前記電磁センサが、個々の前記Ｘ線投影で検出され、
ボリュームデータ記録が、前記Ｘ線陽性電磁センサ（１３）又はＸ線陽性マーカーを備える前記電磁センサが、前記組織又は器官（Ｈ）の特定の変位相を示す位置（１９）を本質的に記録する前記Ｘ線投影に基づいて、前記ボリュームデータ記録から再構成される、方法。

（２） Ｃ型アーム付Ｘ線装置（１）及び電磁位置記録システム（１０）を用いて、患者（Ｐ）の可動性組織又は器官（Ｈ）からボリュームデータ記録を得る方法において、
前記位置記録システム（１０）の少なくとも１つのＸ線陽性電磁センサ（１３）が、前記組織又は器官（Ｈ）上に少なくとも間接的に配置され、
Ｘ線照射源（３）及びＸ線照射受信機（４）を備える前記Ｃ型アーム（２）が、種々の投影方向から前記患者（Ｐ）の前記組織又は器官（Ｈ）の複数のＸ線投影を記録しながら、前記患者（Ｐ）の周りを移動し、
前記電磁センサ（１３）の位置が、前記電磁位置記録システム（１０）により同時に検出され、
ボリュームデータ記録が、前記電磁センサ（１３）が前記組織又は器官（Ｈ）の特定の変位相を示す位置に本質的に位置したとき記録された前記Ｘ線投影に基づいて、再構成される、方法。

（３） Ｃ型アーム付Ｘ線装置（１）及び電磁位置記録システム（１０）を用いて、患者（Ｐ）の可動性組織又は器官（Ｈ）からボリュームデータ記録を得る方法において、
前記位置記録システム（１０）の少なくとも１つの電磁センサ（１３）が、前記組織又は器官（Ｈ）上に少なくとも間接的に配置され、
前記電磁センサ（１３）の位置が、前記電磁位置記録システム（１０）により検出され、
Ｘ線照射源（３）及びＸ線照射受信機（４）を備える前記Ｃ型アーム（２）が、種々の投影方向から前記患者（Ｐ）の前記組織又は器官（Ｈ）の複数のＸ線投影を得るために、前記患者（Ｐ）の周りを移動し、
前記ボリュームデータ記録の再構成のためのＸ線投影が、前記電磁センサ（１３）が特定の変位相を示す位置に本質的に位置するときのみ記録される、方法。

（４） 実施態様１〜３のうちのいずれか一項に記載の方法において、
前記可動性組織又は器官が、前記患者（Ｐ）の心臓（Ｈ）又は肺である、方法。

（５） 実施態様１〜４のうちのいずれか一項に記載の方法において、
前記Ｃ型アーム付Ｘ線装置（１）及び前記電磁位置記録システム（１０）が、ともに指標付けされる、方法。

（６） 実施態様５に記載の方法において、
前記Ｃ型アーム付Ｘ線装置（１）の前記電磁位置記録システム（１０）との前記指標付けが、前記患者（Ｐ）の身体の表面上に配置された少なくとも１つのＸ線陽性電磁身体センサ（１６）を用いて、又は前記患者（Ｐ）の身体の表面上に配置されたＸ線陽性マーカーを備える少なくとも１つの電磁身体センサを用いて、前記Ｃ型アーム付Ｘ線装置（１）に付随する画像座標系（ＣＢ）と前記位置記録システム（１０）に付随する座標系（ＣＭ）との間の座標変換の決定を含み、これらは前記Ｘ線投影又は前記ボリュームデータ記録、並びに前記位置記録システム（１０）の両方で検出することができる、方法。

（７） 実施態様１〜６のうちのいずれか一項に記載の方法において、
前記Ｃ型アーム付Ｘ線装置（１）及び前記位置記録システム（１０）が、少なくとも１つのインタフェース（１５）を用いて互いに接続され、それを用いて前記Ｃ型アーム付Ｘ線装置（１）及び前記位置記録システム（１０）を互いに交換することができる、方法。

（８） 実施態様６又は７に記載の方法において、
前記患者（Ｐ）の動きが、前記Ｘ線投影が得られているとき前記身体センサ（１６）を用いて検出され、前記患者（Ｐ）の前記動きの関連するＸ線投影がそれに応じて訂正される、方法。

（９） 実施態様５〜８のうちのいずれか一項に記載の方法において、
Ｘ線投影の前記投影方向を考慮し、前記Ｘ線陽性電磁センサ（１３）又はＸ線陽性マーカーを備える前記電磁センサにより記録された位置に基づいて、前記Ｘ線陽性電磁センサ（１３）又はＸ線陽性マーカーを備える前記電磁センサの画像が、それぞれの前記Ｘ線投影上に重ね合わせられる、方法。

（１０） 実施態様１〜９のうちのいずれか一項に記載の方法において、
前記Ｘ線陽性電磁センサ（１３）若しくはＸ線陽性マーカーを備える前記電磁センサの前記位置及び前記Ｘ線投影に基づいて、並びに／又は前記Ｘ線投影若しくはＸ線陽性マーカーを備える前記電磁身体センサに表示される前記電磁身体センサ（１６）に基づいて、前記Ｃ型アーム付Ｘ線装置（１）の投影マトリクスが、新たに検出される、方法。

（１１） 実施態様１０に記載の方法において、
識別可能な変化が存在する場合、前記Ｃ型アーム付Ｘ線装置（１）の最初に検出された前記投影マトリクスが、新たに検出された前記投影マトリクスにより訂正され、再構成のために用いられるか、又は新たに検出された前記投影マトリクスが再構成のために用いられる、方法。

（１２） 実施態様１〜１１のうちのいずれか一項に記載の方法において、
ＥＫＧ信号が、ＥＫＧ装置（２０）により記録されるか、又は呼吸周期に関連するデータが、前記呼吸周期を記録するための装置により記録される、方法。

（１３） 実施態様１２に記載の方法において、
ＥＫＧ信号及び／又は前記呼吸周期に関連するデータが、前記Ｃ型アーム付Ｘ線装置（１）及び／又は前記位置記録システム（１０）に提供される、方法。

（１４） 装置において、
実施態様１〜１３のうちのいずれか一項に記載の方法を実行するために装備された、Ｃ型アーム付Ｘ線装置（１）、電磁位置記録システム（１０）及び少なくとも１つの計算装置（８、１４）を特徴とする、装置。

Claims (14)

1. Ｃ型アーム付Ｘ線装置（１）及び電磁位置記録システム（１０）を用いて、患者（Ｐ）の可動性組織又は器官（Ｈ）からボリュームデータ記録を得る方法において、
   少なくとも１つのＸ線陽性電磁センサ（１３）又はＸ線陽性マーカーを備える前記位置記録システム（１０）の電磁センサが、前記組織又は器官（Ｈ）上に少なくとも間接的に配置され、
   Ｘ線照射源（３）及びＸ線照射受信機（４）を備える前記Ｃ型アーム（２）が、種々の投影方向から前記患者（Ｐ）の前記組織又は器官（Ｈ）の複数のＸ線投影を記録しながら、前記患者（Ｐ）の周りを移動し、
   前記Ｘ線陽性電磁センサ（１３）又はＸ線陽性マーカーを備える前記電磁センサが、個々の前記Ｘ線投影で検出され、
   ボリュームデータ記録が、前記Ｘ線陽性電磁センサ（１３）又はＸ線陽性マーカーを備える前記電磁センサが、前記組織又は器官（Ｈ）の特定の変位相を示す位置（１９）を本質的に記録する前記Ｘ線投影に基づいて、前記ボリュームデータ記録から再構成される、方法。
2. Ｃ型アーム付Ｘ線装置（１）及び電磁位置記録システム（１０）を用いて、患者（Ｐ）の可動性組織又は器官（Ｈ）からボリュームデータ記録を得る方法において、
   前記位置記録システム（１０）の少なくとも１つのＸ線陽性電磁センサ（１３）が、前記組織又は器官（Ｈ）上に少なくとも間接的に配置され、
   Ｘ線照射源（３）及びＸ線照射受信機（４）を備える前記Ｃ型アーム（２）が、種々の投影方向から前記患者（Ｐ）の前記組織又は器官（Ｈ）の複数のＸ線投影を記録しながら、前記患者（Ｐ）の周りを移動し、
   前記電磁センサ（１３）の位置が、前記電磁位置記録システム（１０）により同時に検出され、
   ボリュームデータ記録が、前記電磁センサ（１３）が前記組織又は器官（Ｈ）の特定の変位相を示す位置に本質的に位置したとき記録された前記Ｘ線投影に基づいて、再構成される、方法。
3. Ｃ型アーム付Ｘ線装置（１）及び電磁位置記録システム（１０）を用いて、患者（Ｐ）の可動性組織又は器官（Ｈ）からボリュームデータ記録を得る方法において、
   前記位置記録システム（１０）の少なくとも１つの電磁センサ（１３）が、前記組織又は器官（Ｈ）上に少なくとも間接的に配置され、
   前記電磁センサ（１３）の位置が、前記電磁位置記録システム（１０）により検出され、
   Ｘ線照射源（３）及びＸ線照射受信機（４）を備える前記Ｃ型アーム（２）が、種々の投影方向から前記患者（Ｐ）の前記組織又は器官（Ｈ）の複数のＸ線投影を得るために、前記患者（Ｐ）の周りを移動し、
   前記ボリュームデータ記録の再構成のためのＸ線投影が、前記電磁センサ（１３）が特定の変位相を示す位置に本質的に位置するときのみ記録される、方法。
4. 請求項１〜３のうちのいずれか一項に記載の方法において、
   前記可動性組織又は器官が、前記患者（Ｐ）の心臓（Ｈ）又は肺である、方法。
5. 請求項１〜４のうちのいずれか一項に記載の方法において、
   前記Ｃ型アーム付Ｘ線装置（１）及び前記電磁位置記録システム（１０）が、ともに指標付けされる、方法。
6. 請求項５に記載の方法において、
   前記Ｃ型アーム付Ｘ線装置（１）の前記電磁位置記録システム（１０）との前記指標付けが、前記患者（Ｐ）の身体の表面上に配置された少なくとも１つのＸ線陽性電磁身体センサ（１６）を用いて、又は前記患者（Ｐ）の身体の表面上に配置されたＸ線陽性マーカーを備える少なくとも１つの電磁身体センサを用いて、前記Ｃ型アーム付Ｘ線装置（１）に付随する画像座標系（ＣＢ）と前記位置記録システム（１０）に付随する座標系（ＣＭ）との間の座標変換の決定を含み、これらは前記Ｘ線投影又は前記ボリュームデータ記録、並びに前記位置記録システム（１０）の両方で検出することができる、方法。
7. 請求項１〜６のうちのいずれか一項に記載の方法において、
   前記Ｃ型アーム付Ｘ線装置（１）及び前記位置記録システム（１０）が、少なくとも１つのインタフェース（１５）を用いて互いに接続され、それを用いて前記Ｃ型アーム付Ｘ線装置（１）及び前記位置記録システム（１０）を互いに交換することができる、方法。
8. 請求項６又は７に記載の方法において、
   前記患者（Ｐ）の動きが、前記Ｘ線投影が得られているとき前記身体センサ（１６）を用いて検出され、前記患者（Ｐ）の前記動きの関連するＸ線投影がそれに応じて訂正される、方法。
9. 請求項５〜８のうちのいずれか一項に記載の方法において、
   Ｘ線投影の前記投影方向を考慮し、前記Ｘ線陽性電磁センサ（１３）又はＸ線陽性マーカーを備える前記電磁センサにより記録された位置に基づいて、前記Ｘ線陽性電磁センサ（１３）又はＸ線陽性マーカーを備える前記電磁センサの画像が、それぞれの前記Ｘ線投影上に重ね合わせられる、方法。
10. 請求項１〜９のうちのいずれか一項に記載の方法において、
    前記Ｘ線陽性電磁センサ（１３）若しくはＸ線陽性マーカーを備える前記電磁センサの前記位置及び前記Ｘ線投影に基づいて、並びに／又は前記Ｘ線投影若しくはＸ線陽性マーカーを備える前記電磁身体センサに表示される前記電磁身体センサ（１６）に基づいて、前記Ｃ型アーム付Ｘ線装置（１）の投影マトリクスが、新たに検出される、方法。
11. 請求項１０に記載の方法において、
    識別可能な変化が存在する場合、前記Ｃ型アーム付Ｘ線装置（１）の最初に検出された前記投影マトリクスが、新たに検出された前記投影マトリクスにより訂正され、再構成のために用いられるか、又は新たに検出された前記投影マトリクスが再構成のために用いられる、方法。
12. 請求項１〜１１のうちのいずれか一項に記載の方法において、
    ＥＫＧ信号が、ＥＫＧ装置（２０）により記録されるか、又は呼吸周期に関連するデータが、前記呼吸周期を記録するための装置により記録される、方法。
13. 請求項１２に記載の方法において、
    ＥＫＧ信号及び／又は前記呼吸周期に関連するデータが、前記Ｃ型アーム付Ｘ線装置（１）及び／又は前記位置記録システム（１０）に提供される、方法。
14. 装置において、
    請求項１〜１３のうちのいずれか一項に記載の方法を実行するために装備された、Ｃ型アーム付Ｘ線装置（１）、電磁位置記録システム（１０）及び少なくとも１つの計算装置（８、１４）を特徴とする、装置。

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