JP2015505500A - オブジェクトを撮像するイメージング装置 - Google Patents
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Abstract
Description
前記オブジェクトの第1イメージを提供する第1イメージ提供ユニットと、
前記オブジェクトの第2イメージを提供する第2イメージ提供ユニットと、
前記第1イメージと前記第2イメージとの間のジオメトリック関係を決定するジオメトリック関係決定ユニットと、
前記第1イメージにおける第1位置と前記第2イメージにおける第2位置とが前記オブジェクトの同一部分を示し、前記第1位置に配置される第1マーカと前記第2位置に配置される第2マーカとのマーカ外観が前記第1イメージと前記第2イメージとの間のジオメトリック関係を示すように、前記ジオメトリック関係に基づき前記第1及び第2イメージと前記マーカ外観とにおける対応するマーカ位置を決定するマーカ決定ユニットと、
前記第1位置に前記第1マーカを有する前記第1イメージと、前記第2位置に前記第2マーカを有する前記第2イメージとを表示するディスプレイユニットと、
を有する。
第1イメージ提供ユニットが、前記オブジェクトの第1イメージを提供するステップと、
第2イメージ提供ユニットが、前記オブジェクトの第2イメージを提供するステップと、
ジオメトリック関係決定ユニットが、前記第1イメージと前記第2イメージとの間のジオメトリック関係を決定するステップと、
マーカ決定ユニットが、前記第1イメージにおける第1位置と前記第2イメージにおける第2位置とが前記オブジェクトの同一部分を示し、前記第1位置に配置される第1マーカと前記第2位置に配置される第2マーカとのマーカ外観が前記第1イメージと前記第2イメージとの間のジオメトリック関係を示すように、前記ジオメトリック関係に基づき前記第1及び第2イメージと前記マーカ外観とにおける対応するマーカ位置を決定するステップと、
ディスプレイユニットが、前記第1位置に前記第1マーカを有する前記第1イメージと、前記第2位置に前記第2マーカを有する前記第2イメージとを表示するステップと、
を有する。
Yinglian Maらによる刊行物“Hybrid echo and x−ray image guidance for cardiac catheterization procedures by using a robotic arm:a feasibility study”,Physics in Medicine and Biology,vol.55,no.13,pages N371 to N382(2010)は、心臓カテーテル処置のためのハイブリッド心エコー検査(エコー)及びx線イメージガイダンスに関する実現可能性の研究を開示する。標準的なx線テーブルに付属された触覚フィードバックを備えた自己追跡遠隔操作ロボットアームが、同時的なx線透視及びエコー取得中に3次元(3D)経胸壁心エコープローブを操作するのに利用される。エコー及びx線システムのキャリブレーション及びトラッキングの組み合わせによって、3Dエコーイメージは2Dx線イメージに位置合わせされる。合成されたデータの可視化は、ボリュームレンダリングされた3Dエコーデータをオーバレイすることによって、又はセグメント化されたエコーデータから抽出された三角化された表面をx線イメージにオーバレイすることによって実現される。
Ameet Jainらによる刊行物“3D TEE Registration with X−Ray Fluoroscopy for Interventional Cardiac Applications”,Functional Imaging and Modeling of the Heart,pages 321 to 329(2009)は、電磁トラッキングシステムを利用してイメージを位置合わせすることによって、介入装置と心臓組織との双方を一緒に可視化する機能として、最小限の非侵襲的心臓治療介入をガイドするための補完的イメージング情報を提供するため、ライブによる3D経食道心{けいしょくどうしん}エコー検査(TEE)及びx線透視を開示する。
Lang Pencillaらによる刊行物“Accuracy assessment of fluoroscopytransesophageal echocardiography registration”,Medical Imaging 2011,vol.7964,no.1,pages 1 to 10(2011)は、経皮大動脈置換をガイドするよう構成される新規な経食道(TEE)超音波(US)透視レジストレーション技術の精度を評価する研究を開示する。弁は、カテーテルを介し大動脈弁輪に挿入される。弁のナビゲーション及びポジショニングは、術中透視によって取得してガイドされる。術中透視を拡張するためのTEE USイメージの利用は、イメージガイダンスに対する改良を提供するものとして説明される。レジストレーションは、イメージベースTEEプローブトラッキング技術及びUSキャリブレーションを用いて実現される。TEEプローブトラッキングは、単一視点姿勢推定アルゴリズムを用いて実現される。1つのイメージからの姿勢の推定は、標準的なORワークフローにおいて収集されるイメージのみを用いたレジストレーションの実現を可能にする。
US5,608,849は、組織の1以上のリアルタイム超音波イメージと当該組織の1以上のリファレンスイメージとの間の3次元空間関係をインタラクティブに表示する方法を説明する。リファレンスイメージは、プローブを介しリファレンスイメージデータを取得し、空間ロケータによりリファレンスイメージデータに対応する位置データを取得することによって生成される。リアルタイムイメージは、超音波プローブを介しリアルタイムイメージデータを取得し、空間ロケータを介しリアルタイムイメージデータに対応する位置データを取得することによって生成される。リファレンスイメージデータ、リファレンス位置データ、リアルタイムイメージデータ及びリアルタイムイメージ位置データが、処理格納手段に送信され、リアルタイムイメージデータとリファレンスイメージデータとの間の空間関係を表す独立したデータが生成される。リファレンスイメージとリアルタイムイメージとの間の3次元空間関係が瞬時に表示されるリアルタイムイメージとリファレンスイメージとの一方又は双方が表示される。一例によると、大動脈弁と心尖との中心が第1及び第2リファレンスイメージのそれぞれにおおてカーソルによりマーク付けされてもよく、空間において直線を規定する。当該直線の終点を介しそれに直交する虚数平面がコンピュータソフトウェアにより構成され、その中心が直線の終点を表す円として表されてもよい。これらの虚数平面とリアルタイムイメージ平面との交差は、リアルタイムイメージと共に表示された円を介した交点の直線として表され、リアルタイムイメージ平面ポジショニングをガイドするのに利用されてもよい。
Claims (14)
- オブジェクトを撮像するイメージング装置であって、
前記オブジェクトの第1イメージを提供する第1イメージ提供ユニットと、
前記オブジェクトの第2イメージを提供する第2イメージ提供ユニットと、
前記第1イメージと前記第2イメージとの間のジオメトリック関係を決定するジオメトリック関係決定ユニットと、
前記第1イメージにおける第1位置と前記第2イメージにおける第2位置とが前記オブジェクトの同一部分を示し、前記第1位置に配置される第1マーカと前記第2位置に配置される第2マーカとのマーカ外観が前記第1イメージと前記第2イメージとの間のジオメトリック関係を示すように、前記ジオメトリック関係に基づき前記第1及び第2イメージと前記マーカ外観とにおける対応するマーカ位置を決定するマーカ決定ユニットと、
前記第1位置に前記第1マーカを有する前記第1イメージと、前記第2位置に前記第2マーカを有する前記第2イメージとを表示するディスプレイユニットと、
を有するイメージング装置。 - 前記第1マーカが前記第1イメージ内において第1向きにより空間上の2次元又は3次元グラフィカルエレメントを表し、前記第1マーカの外観を規定し、前記第2マーカが前記第2イメージ内において第2向きにより前記空間上の2次元又は3次元グラフィカルエレメントを表し、前記第2マーカの外観を規定するように、前記マーカ決定ユニットが構成され、
前記第1及び第2マーカの外観が前記第1イメージと前記第2イメージとの間のジオメトリック関係を示すように、前記空間上の2次元又は3次元グラフィカルエレメントの前記第1向きと前記第2向きとが、前記第1イメージと前記第2イメージとの間のジオメトリック関係に従って互いに異なる、請求項1記載のイメージング装置。 - 前記第1イメージは、第1イメージングシステムにより取得されるイメージであり、前記第2イメージは、第2イメージングシステムにより取得されるイメージであり、
当該イメージング装置は更に、前記第1イメージングシステムを前記第2イメージングシステムに関して位置特定する位置特定ユニットを有し、
前記ジオメトリック関係決定ユニットは、前記第2イメージングシステムに関する前記第1イメージングシステムの位置特定に基づき、前記第1イメージと前記第2イメージとの間のジオメトリック関係を計算するよう構成される、請求項1記載のイメージング装置。 - 前記位置特定ユニットは、電磁ベース、光形状検知ベース及びイメージベース位置特定ユニットの1つである、請求項3記載のイメージング装置。
- 前記第1イメージングシステムと前記第2イメージングシステムとの一方は、3次元ボリュームイメージを取得する3次元ボリュームイメージングシステムであり、前記第1イメージングシステムと前記第2イメージングシステムとの他方は、2次元プロジェクションイメージを取得する2次元プロジェクションイメージングシステムであり、
前記位置特定ユニットは、前記3次元ボリュームイメージングシステムを前記プロジェクションイメージングシステムに関して位置特定するよう構成され、
前記ジオメトリック関係決定ユニットは、前記2次元プロジェクションイメージングシステムに関する前記3次元ボリュームイメージングシステムの位置特定に基づき、前記3次元ボリュームイメージと前記2次元プロジェクションイメージとの間のジオメトリック関係を決定するよう構成される、請求項3記載のイメージング装置。 - 前記2次元プロジェクションイメージは、プロジェクション取得ジオメトリにおいて取得され、
前記ジオメトリック関係決定ユニットは、前記第2イメージングシステム及び前記プロジェクション取得ジオメトリに関する前記第1イメージングシステムの位置特定に基づき、前記3次元ボリュームイメージと前記2次元プロジェクションイメージとの間のジオメトリック関係を決定するよう構成される、請求項3記載のイメージング装置。 - 当該イメージング装置は、ユーザが前記第1位置を提供するため前記第1イメージにおける前記第1位置を入力することを可能にする入力ユニットを有し、
前記マーカ決定ユニットは、前記提供された第1イメージにおける第1位置と、前記提供された第1イメージと第2イメージとの間のジオメトリック関係とに基づき、前記第2イメージにおける前記第2位置を決定するよう構成される、請求項1記載のイメージング装置。 - 当該イメージング装置は、ユーザが前記第1イメージ内の前記第1位置に配置される第1マーカを入力することを可能にする入力ユニットを有し、
前記マーカ決定ユニットは、前記第1マーカのマーカ外観に関する前記第2マーカのマーカ外観が前記第1イメージと前記第2イメージとの間のジオメトリック関係を示すように、前記入力された第1マーカと、前記提供された第1イメージと第2イメージとの間のジオメトリック関係とに基づき、前記第2マーカを決定するよう構成される、請求項1記載のイメージング装置。 - 当該イメージング装置は更に、
前記オブジェクトの構造を表すオブジェクトモデルを提供するオブジェクトモデル提供ユニットであって、少なくとも1つの構造を表すグラフィカルエレメントが前記構造に割り当てられる、オブジェクトモデル提供ユニットと、
前記オブジェクトモデルを前記第1イメージに適応させるモデル適応化ユニットと、
を有し、
前記マーカ決定ユニットは、
前記第1イメージ内の前記第1マーカの第1位置を、前記適応されたオブジェクトモデルの少なくとも1つの構造に位置として決定し、
前記第1イメージと前記第2イメージとの間のジオメトリック関係に基づき、前記第2イメージ内の前記グラフィカルエレメントの位置及び向きを決定することによって、前記第2マーカの第2位置とマーカ外観とを決定する、
よう構成され、
前記少なくとも1つの構造に割り当てられたグラフィカルエレメントは、前記第1マーカのマーカ外観を規定する、請求項1記載のイメージング装置。 - 前記グラフィカルエレメントが割り当てられる少なくとも1つの構造にアノテーションが割り当てられ、
前記ディスプレイユニットは更に、前記少なくとも1つの構造に割り当てられたアノテーションを表示するよう構成される、請求項9記載のイメージング装置。 - 前記モデル適応化ユニットは、前記オブジェクトモデルを前記第1イメージと前記第2イメージとに適応させるよう構成され、
前記ジオメトリック関係決定ユニットは、前記第1イメージと前記第2イメージとへの前記オブジェクトモデルの適応化に基づき前記ジオメトリック関係を決定するよう構成される、請求項9記載のイメージング装置。 - 前記モデル適応化ユニットは、前記オブジェクトモデルを前記第1イメージと前記第2イメージとの一方に適応させ、前記適応させたオブジェクトモデルを前記第1イメージと前記第2イメージとの他方に厳密に適応させるよう構成され、
前記ジオメトリック関係決定ユニットは、前記適応させたオブジェクトモデルの厳密な適応化に基づき前記ジオメトリック関係を決定するよう構成される、請求項11記載のイメージング装置。 - オブジェクトを撮像するイメージング方法であって、
第1イメージ提供ユニットが、前記オブジェクトの第1イメージを提供するステップと、
第2イメージ提供ユニットが、前記オブジェクトの第2イメージを提供するステップと、
ジオメトリック関係決定ユニットが、前記第1イメージと前記第2イメージとの間のジオメトリック関係を決定するステップと、
マーカ決定ユニットが、前記第1イメージにおける第1位置と前記第2イメージにおける第2位置とが前記オブジェクトの同一部分を示し、前記第1位置に配置される第1マーカと前記第2位置に配置される第2マーカとのマーカ外観が前記第1イメージと前記第2イメージとの間のジオメトリック関係を示すように、前記ジオメトリック関係に基づき前記第1及び第2イメージと前記マーカ外観とにおける対応するマーカ位置を決定するステップと、
ディスプレイユニットが、前記第1位置に前記第1マーカを有する前記第1イメージと、前記第2位置に前記第2マーカを有する前記第2イメージとを表示するステップと、
を有する方法。 - オブジェクトを撮像するためのイメージングコンピュータプログラムであって、当該イメージングコンピュータプログラムは、当該イメージングコンピュータプログラムが請求項1記載のイメージング装置を制御するコンピュータ上で実行されると、前記イメージング装置に請求項13記載のイメージング方法のステップを実行させるためのプログラムコード手段を有するイメージングコンピュータプログラム。
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