JP2011514828A

JP2011514828A - Ｘ線システムのためのモデルベース自己位置調整患者テーブル

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Publication number: JP2011514828A
Application number: JP2010550308A
Authority: JP
Inventors: ホルゲルシュミット; ステフェンダールウドファン; ペテルフォースマン; ミヒャエルグラス
Original assignee: Koninklijke Philips NV; Koninklijke Philips Electronics NV
Current assignee: Koninklijke Philips NV
Priority date: 2008-03-12
Filing date: 2009-03-09
Publication date: 2011-05-12
Also published as: US20110002444A1; WO2009112998A1; EP2252215A1; CN101969853A

Abstract

画像形成部７ｂの視界内オブジェクト１０の搬送部９の位置決めシステム２４は、形成部７ｂからオブジェクト画像のデータ２２を受信するＩ／Ｆ部１４と、オブジェクトの構成部１１，１２の位置を表すオブジェクト構成部１１，１２位置データ２５の判定部１５と、解剖学的モデルデータ記憶メモリ１６（該解剖学的モデルデータが解剖学的モデル１０^＊の解剖学的モデル構成部１１^＊，１２^＊の解剖学的モデル９^＊構成部位置を表す）と、オブジェクト構成部位置データと解剖学的モデルデータによりオブジェクト構成部１１，１２の位置及び解剖学的モデル構成部１１^＊，１２^＊の位置を整合する整合部１７と、選択関心構成部１１を表す入力データ２３の受信部１９と、入力、解剖学的モデル及びオブジェクト構成部位置のデータに応じ搬送部８のシフト方向及び距離を表す位置シフトデータを判定する位置決め計画部１８と、位置シフトデータ２７に基づき搬送部８をシフトする位置決めシステム２１に対するＩ／Ｆ２０とを有する。

Description

本発明は、画像形成装置の視界内において対象物（オブジェクト）の搬送部を位置調整するためのシステム、検出器、方法及びメモリ装置に関する。

欧州特許出願に係る文献のＥＰ１０９２３９１Ａ１は、人体の第１のＸ線画像を発生した後にその体のシフトの量及び方向を示すユーザ入力に応じるＸ線画像形成装置の視界内に人体の搬送部を位置決めすることを開示している。

本発明の目的は、従来技術を改善することである。この目的は、付属の独立請求項に記載されるものにより達成されるとともに、付属の従属請求項は、その有利な改変を規定するものである。

本発明は、３Ｄ復元のためのデータが取得可能となる前にＣアームシステムにおける３次元画像形成を可能とし、例えば心臓などの検査される器官は、Ｃアームの回転のアイソセンタに効率的に位置づけられ、全回転スキャンの間は視界の中にありつづけるようにすることができる。本発明によるこの位置決めは、時間及びＸ線量について効率的である。

特に、請求項１に記載される本発明の第１の態様によれば、画像形成ユニットの視界内のオブジェクトの搬送部を位置決めするためのシステムであって、
・画像形成ユニットからオブジェクトの画像を表す画像データを受信するための画像受信インターフェースユニットと、
・オブジェクトの構成部の位置を表すオブジェクト構成部位置データを判定するためのオブジェクト構成部位置判定ユニットと、
・解剖学的モデルでデータを記憶する解剖学的モデルデータメモリであって、当該解剖学的モデルデータが、原子モデルの解剖学的モデル構成部の解剖学的モデル構成部位置を表すものとしたメモリと、
・画像を表す画像データを、オブジェクト構成部位置データ及び解剖学的モデルデータに基づいて発生し、当該画像データが、インターフェースを介して画像表示ユニットへ供給されるものとなるように構成された整合ユニットと、
・選択された関心構成部を表す入力データを受信する入力受信ユニットと、
・少なくとも前記入力データに応じて前記搬送部がシフトされる方向及び距離を表す位置シフトデータを判定するための位置決め計画ユニットと、
・位置シフトデータに基づいて搬送部をシフトするための位置決めシステムに対するインターフェースと、
を有するシステムが提供される。

好ましくは、当該オブジェクトは、人体であり、前記オブジェクトの構成部は、前記人体の器官及び骨のうちの少なくとも１つとされる。

好ましくは、当該搬送部はテーブルとするのが良い。

好ましくは、前記画像データは、前記オブジェクトの前面視界又は背面視界の唯一の画像を表す。

好ましくは、オブジェクト位置データは、オブジェクトの３次元位置を表すのが良い。

好ましくは、解剖学的モデル構成部位置及びオブジェクト構成部位置を表す画像を表示する表示ユニットをさらに有する。

好ましくは、解剖学的モデル構成部位置は、当該オブジェクト内の構成部の平均的位置である。

好ましくは、前記画像形成装置は、心臓血管Ｘ線システム又は他のＸ線システムである。

好ましくは、前記画像形成装置は、回転可能型Ｃアームを有する。

本発明の第２の態様によれば、Ｘ線検査装置であって、
検査すべきオブジェクトをＸ線エネルギに被爆させるためのＸ線源と、
画像形成ユニットから前記オブジェクトの画像を表す画像データを発生するためのＸ線検出器装置と、
請求項１ないし９のうちいずれか１つに記載のシステムと、
前記オブジェクトを搬送する搬送部を位置決めするための位置決めシステムと、
を有する装置が提供される。

本発明の第３の態様によれば、画像形成装置の視界内のオブジェクトの搬送部を位置決めするための方法であって、
・前記オブジェクトの画像を表す画像データを供給すること、
・前記オブジェクトの構成部の位置を表すオブジェクト構成部位置データを判定すること、
・オブジェクト構成部位置データ及び記録された解剖学的モデルデータに基づいてオブジェクト構成部位置と解剖学的モデル構成部位置とを整合させること、
・関心構成部を表す入力データを受信すること、
・当該入力データ、解剖学的モデルデータ及びオブジェクト構成部位置データに応じて、前記搬送部がシフトされる方向及び距離を表す位置シフトデータを判定すること、
・当該位置シフトデータに基づいて前記搬送部をシフトすること、
を有する方法が提供される。

好ましくは、前記オブジェクトは、人体であり、前記オブジェクトの構成部は、前記人体の器官及び骨のうちの少なくとも一方である。

好ましくは、当該搬送部は、テーブルとするのが良い。

好ましくは、前記画像データは、前記オブジェクトの前面視界又は背面視界を表す。

好ましくは、オブジェクト位置データは、オブジェクトの３次元位置を表す。

好ましくは、当該方法は、解剖学的モデル構成部位置とオブジェクト構成部位置とを表す画像を表示することをさらに有する。

好ましくは、解剖学的モデル構成部位置は、前記オブジェクト内の構成部の平均的位置である。

好ましくは、前記画像形成装置は、Ｘ線装置である。

好ましくは、当該方法は、心臓病検査又は神経血管検査に用いられる。

本発明の第４の態様によれば、コンピュータのメモリにロードされたときに当該方法の各ステップを生成するように適合した記憶コード手段を有するメモリ装置が提供される。

単一ｘ線投射に当該モデルを適合させるときに生じる大抵は不適切な２Ｄ／３Ｄ整合問題は、患者の人体の背面又は正面視図を発生するテーブル上面に患者が仰向けに横たわっている場合に単純化される。これにより、Ｘ線画像におけるオブジェクト部分（器官、骨、裂け目など）の位置を記憶された解剖学的モデルと整合することのために自由度が低下する。この整合にとって最も重要なのは、骨及び肋骨の位置である。何故なら、これらは軟組織よりもｘ線画像において非常に不透明であるからである。

本発明は、患者の位置決めを簡単にし、Ｃアームシステムを使い易くするものである。全身解剖学的モデルが利用可能となりつつあるので、提案されたシステムは、特に心臓学に適用可能であるが、神経血管検査にも適用可能である。解剖学的モデルが血管（例えば、冠状動脈又は脳血管）の位置を含むのに十分詳細化されていれば、当該位置決めは、器官を基礎とするのではなく血管を基礎としてでも行うことができる。

本発明の他の態様、特徴及び利点は、請求項と、添付図面に関連して提示される好適実施例の以下の詳細な説明から、より完全に明らかとなる。

本発明の実施例のワークフローを示す図。Ｃアーム検出装置を示す図。検査すべき人体のためのテーブルを備えたＣアーム検出装置を示す図。器官及び骨の位置とともに画像を示す図。器官及び骨の平均的位置とともに解剖学的モデルを示す図。図５の解剖学的モデルを示すものであるが、図４における器官及び骨が有する位置における器官及び骨の位置とともに示す図。本発明の実施例の構成部を示す図。

図１は、本発明の実施例のための処理フローおよびその他の動作を示している。この処理は、医師からの動作又は入力（１，２，５）、モデル認識（３）及び自動ソフトウェアモジュール（４，６）を含む。

図１によるワークフローは、次の如くである。例えば人体としてのオブジェクトは、Ｘ線システムのＣアーム（図２，図３）が前方（ａ．ｐ．）の位置にあるところの画像形成ユニット７（例えば、Ｃアーム検出装置におけるＸ線イメージング装置）のテーブル上に置かれる（１）。ｘ線画像（９）において表われる画像データが得られる（２）。そして人体（１０）の記憶された（１６）解剖学的モデル（９^＊）は、当該モデルの仮想ｘ線照射が実際に得られた画像に適合するようにして「変形」すなわち適合（１７）させられる（５）。一方、Ｘ線画像の画像データによるこの画像における器官及び骨の位置を伴う解剖学的モデルの画像（９^＊＊）は、医師に提示される。医師からの入力（４，２３）が受信され（５，１９）、この入力（２３）が、（例えば、タッチスクリーン上でそれを触ることにより、又は番号の入力によるなどして）関心の対象部分（１１^＊＊）、すなわち検査すべき器官、例えば心臓１１^＊＊又は骨１２^＊＊を選択する。システム（２４）は、記憶された解剖学的モデルから知られた所与の器官を例えばＣアーム（図２，図３）の回転中心へと移動させるために必要なシフト（量）を表す位置データ（２７）を計算する（６）。オブジェクトの搬送部（例えば、テーブル８）は、位置シフトデータに応じて自動的に移動させられる（２１）。

図２は、本発明によるシステムとともに用いられるＣアーム検出装置（７）を示している。

図３は、Ｘ線源（７ａ）と、Ｘ線検出器（７ｂ）と、オブジェクト例えば検査すべき人体（図示せず）などのオブジェクトのためのテーブル（８）とを備えたＣアーム検出装置を示している。

図４は、画像形成装置（７ｂ）から受信した画像データ（２２）に基づいた画像を非常に概略的に示しており、かかる画像は、器官（１１）、骨（１２）及び裂け目などを持つ人（１０）の体を示している。

図５は、器官（１１^＊＊）及び骨（１２^＊）並びに裂け目などの（記憶された）平均位置を持つ平均的人体（１０^＊）の記憶された（１６）解剖学的モデルデータにおいて表わされる記憶された解剖学的モデル（９^＊）を非常に概略的に示している。

図６において、図５において解剖学的モデルに示される器官（１１^＊＊）及び骨（１２^＊＊）は、図４において体の実際の器官（１１）及び骨（１２）が持つ位置にシフトされる。図６における画像（９^＊＊）は、（例えば、表示された数により）関心の選択部分（１１^＊＊）を入力することのできる医師に表示することができ、次のＸ線写真が撮られる前に、体を伴う搬送部は、当該体の選択部分（１１）が、例えば、その後に撮影すべき次のＸ線画像内で所望の位置（例えば、中央部）になることとなる所望の位置に存在することとなるところの位置へ、位置決めシステム（２１）によりシフトされることになる。

図７は、本発明の実施例の各構成部、すなわち、画像形成ユニット（７ｂ）の視界内のオブジェクト（１０）の搬送部（９）を位置決めするための（コントローラ）システム（２４）を示しており、このシステムは、
・画像形成ユニット（７ｂ）からオブジェクト（１０）の画像（９）を表す画像データ（２２）を受信するための画像形成受信インターフェースユニット（１４）と、
・オブジェクト（１０）の構成部（１１，１２）の位置を表すオブジェクト部分（１１，１２）位置データ（２５）を判定するためのオブジェクト構成部位置判定ユニット（１５）と、
・解剖学的モデルデータを記憶するメモリ（１６）であって、当該解剖学的モデルデータが、原子モデル（１０^＊）の解剖学的モデル構成部（１１^＊，１２^＊）の解剖学的モデル（９^＊）構成部位置及び当該解剖学的モデルの図５におけるが如き画像９^＊を生成するための画像データを表すものとしたメモリと、
・画像（例えば図５における画像９^＊など）を表す画像データ（２９）を、図４における画像９におけるオブジェクト１０，１１，１２のオブジェクト位置により規定される位置へ画像９^＊においてシフトされるオブジェクト構成部又は器官／骨１０，１１，１２の位置とともに発生するように構成される整合ユニット（１７）であって、オブジェクトの画像９が、Ｘ線装置によりそれ以前に発生されたものであり、オブジェクト構成部（１１，１２）位置データ（２５）及び解剖学的モデルデータ（３１^＊）に基づいて、インターフェース（２８）を介して画像表示ユニット（３０）へ送信されることになるものとされるようにした整合ユニット（１７）と、
・選択された関心構成部を表す入力データ（２３）を受信する入力受信ユニット（１９）と、
・選択された関心構成部（１１）を表す入力データ（２３）を受信するための入力受信ユニット（１９）と、
・当該入力データ、解剖学的モデルデータ及びオブジェクト構成部位置データを考慮して、搬送部（８）がシフトされる方向及び距離を表す位置シフトデータを判定するための位置決め計画（プランニング）ユニット（１８）と、
・位置シフトデータ（２７）に基づいて搬送部（８）をシフトするための位置決めシステム（２１）に対するインターフェース（２０）と、
を有する。

以上述べたものは、本発明の好適実施例と現在考えられるものである。但し、熟練した読者には明らかなように、これは例示目的で提供されているに過ぎず、本発明がこれらに限定されることを意図しているものではない。むしろ、添付の請求項の主旨及び範囲内にある全ての変形例及び改変例が含まれるものとするものである。

Claims

画像形成ユニットの視界内のオブジェクトの搬送部を位置決めするためのシステムであって、
・画像形成ユニットからオブジェクトの画像を表す画像データを受信するための画像受信インターフェースユニットと、
・オブジェクトの構成部の位置を表すオブジェクト構成部位置データを判定するためのオブジェクト構成部位置判定ユニットと、
・解剖学的モデルでデータを記憶する解剖学的モデルデータメモリであって、当該解剖学的モデルデータが、原子モデルの解剖学的モデル構成部の解剖学的モデル構成部位置を表すものとしたメモリと、
・画像を表す画像データを、オブジェクト構成部位置データ及び解剖学的モデルデータに基づいて発生し、当該画像データが、インターフェースを介して画像表示ユニットへ供給されるものとなるように構成された整合ユニットと、
・選択された関心構成部を表す入力データを受信する入力受信ユニットと、
・少なくとも前記入力データに応じて前記搬送部がシフトされる方向及び距離を表す位置シフトデータを判定するための位置決め計画ユニットと、
・位置シフトデータに基づいて搬送部をシフトするための位置決めシステムに対するインターフェースと、
を有するシステム。
請求項１に記載のシステムであって、前記オブジェクトは、人体であり、前記オブジェクトの構成部は、前記人体の器官及び骨のうちの少なくとも１つである、システム。
請求項１又は２に記載のシステムであって、前記搬送部は、テーブルである、システム。
請求項１，２又は３に記載のシステムであって、前記画像データは、前記オブジェクトの前面視界又は背面視界の唯一の画像を表す、システム。
請求項１ないし４のうちいずれか１つに記載のシステムであって、前記搬送部がシフトされる方向及び距離は、３次元ベクトルを表す、システム。
請求項１ないし５のうちいずれか１つに記載のシステムであって、解剖学的モデル構成部位置及びオブジェクト構成部位置を表す画像を表示する表示ユニットをさらに有するシステム。
請求項１ないし６のうちいずれか１つに記載のシステムであって、解剖学的モデル構成部位置は、当該オブジェクト内の構成部の平均的位置である、システム。
請求項１ないし７のうちいずれか１つに記載のシステムであって、前記画像形成装置は、心臓血管Ｘ線システム又は他のＸ線システムである、システム。
請求項１ないし８のうちいずれか１つに記載のシステムであって、前記画像形成装置は、回転可能型Ｃアームを有する、システム。
Ｘ線検査装置であって、
検査すべきオブジェクトをＸ線エネルギに被爆させるためのＸ線源と、
画像形成ユニットから前記オブジェクトの画像を表す画像データを発生するためのＸ線検出器装置と、
請求項１ないし９のうちいずれか１つに記載のシステムと、
前記オブジェクトを搬送する搬送部を位置決めするための位置決めシステムと、
を有する装置。
画像形成装置の視界内のオブジェクトの搬送部を位置決めするための方法であって、
・前記オブジェクトの画像を表す画像データを受信すること、
・前記オブジェクトの構成部の位置を表すオブジェクト構成部位置データを判定すること、
・画像データを発生するためにオブジェクト構成部位置データと記憶された解剖学的モデルデータとを整合させること、
・関心構成部を表す入力データを受信すること、
・前記搬送部がシフトされる方向及び距離を表す位置シフトデータを判定すること、
・前記搬送部にその位置をシフトさせること、
を有する方法。
請求項１１に記載の方法であって、前記オブジェクトは、人体であり、前記オブジェクトの構成部は、前記人体の器官及び骨のうちの少なくとも一方である、方法。
請求項１１又は１２に記載の方法であって、前記搬送部は、テーブルである、方法。
請求項１１，１２又は１３のうちいずれか１つに記載の方法であって、前記画像データは、前記オブジェクトの前面視界又は背面視界を表す、方法。
請求項１１ないし１４のうちいずれか１つに記載の方法であって、オブジェクト位置データは、オブジェクトの３次元位置を表す、方法。
請求項１１ないし１５のうちいずれか１つに記載の方法であって、解剖学的モデル構成部位置とオブジェクト構成部位置とを表す画像を表示することをさらに有する方法。
請求項１１ないし１６のうちいずれか１つに記載の方法であって、解剖学的モデル構成部位置は、前記オブジェクト内の構成部の平均的位置である、方法。
請求項１１ないし１７のうちいずれか１つに記載の方法であって、前記画像形成装置は、Ｘ線装置である、方法。
請求項１１ないし１８のうちいずれか１つに記載の方法であって、前記画像形成装置は、回転可能型Ｃアームを有する、方法。
請求項１１ないし１９のうちいずれか１つに記載の方法であって、心臓病検査又は神経血管検査に用いられる方法。
コンピュータのメモリにロードされたときに、請求項１１ないし２０のうちいずれか１つに係るステップを生成するよう適合させられた記憶コード手段を有するメモリ装置。