JP2016527994A5 - - Google Patents

Claims (15)

1. コンピュータで実施する医療用視覚化方法において、
   特定の哺乳動物の解剖学的アイテムの三次元モデル（１１２；２０６）を同定するステップと、
   コンピュータで実施された視覚化システム（１００；２００；６００）を用いてかつ解剖学的アイテムの同定された境界（５０２）に従って、解剖学的アイテムを通る三次元空間内の経路を自動的に同定するステップと、
   経路に対応する滑らかな曲線を同定するステップと、
   解剖学的アイテム、及び滑らかな曲線に沿って移動せしめられるアイテムの視覚的表現を、三次元視覚化システム（１００；２００；６００）を用いてユーザに表示するステップと
   作業を自動的に実施するステップであって、解剖学的アイテム内の通行可能な空間を通る経路に沿った複数の地点（５０６Ａ，５０６Ｂ）のうち個々の特定地点（５０６Ａ，５０６Ｂ）について、
   特定地点の周囲において共通の平面（５０８Ａ，５０８Ｂ）上に複数の視線を生成し、及び、
   複数の視線それぞれの、特定地点（５０６Ａ，５０６Ｂ）から解剖学的アイテムの境界（５０２）までの長さを判定すること
   を含んでなる作業を自動的に実施するステップと
   を含んでなる方法。
2. 前記滑らかな曲線はスプライン曲線であり、前記方法は、経路に沿ってスプライン曲線を重ね合わされた解剖学的アイテムをユーザに表示するステップであって、スプライン曲線は解剖学的アイテムとは対照的な色で表示されるステップをさらに含んでなる、請求項１に記載の方法。
3. 複数の視線は、特定地点（５０６Ａ，５０６Ｂ）の周囲で平面において互いから等しく
   ｎ度の間隔を置いて配置される、請求項１に記載の方法。
4. 滑らかな曲線を規定する地点を、解剖学的アイテムの内部空間の中心にあるとして複数の視線によって示された位置に配置するステップをさらに含んでなる、請求項１に記載の方法。
5. 解剖学的アイテムは心臓の部分を含んでなり、滑らかな曲線に沿って移動せしめられるアイテムは三次元の医療用デバイスを含んでなり、かつ滑らかな曲線は医療用デバイスが心臓の中へ導入される経路を表わすこと、及び、
   滑らかな曲線に沿って移動せしめられるアイテムは、コンピュータシステム（１０４；２０２；６００）内の規定の機械的特性を有する規定の三次元物体であり、規定の機械的特性は、滑らかな曲線に沿った運動の間に該アイテムに関連した値をコンピュータ計算するために使用されることのうちの少なくとも一方を含んでなり、
   任意で、滑らかな曲線に沿って移動せしめられるアイテムが解剖学的アイテムの三次元モデル（１１２；２０６）中の組織と接触するかどうかを自動的に判定するステップをさらに含んでなり、
   さらに任意で、滑らかな曲線に沿って移動せしめられるアイテムが解剖学的アイテムの三次元モデル（１１２；２０６）中の組織と接触すると判定し次第、規定の形状を有するアイテムによって解剖学的アイテムに与えられる力に基づいた有限要素解析を実施し、かつ組織内における変化を表現し
   さらに任意で、滑らかな曲線に沿って移動せしめられるアイテムは、スプライン曲線に沿った長さを有する三次元アイテムである、請求項１に記載の方法。
6. 解剖学的アイテムの運動を示すために、解剖学的アイテムの三次元モデル（１１２；２０６）のアニメーションであって現実の解剖学的アイテムを密接に関係した様々な時間に画像化することにより得られたフレームから成るアニメーションを、表示するステップをさらに含んでなり、
   任意で、アニメーションは、解剖学的アイテムの運動と協調した、滑らかな曲線に沿って移動せしめられるアイテムの動きの表示を、該アイテムが滑らかな曲線に沿って移動せしめられていない時でも含んでいる、請求項１に記載の方法。
7. 解剖学的アイテムの三次元モデル（１１２；２０６）内の場所を同定しているユーザからの入力を受信するステップと、同定された場所によって表わされるモデル内の距離をユーザに提示するステップとをさらに含んでなる、請求項１に記載の方法。
8. コンピュータで実施される医療用視覚化システム（１００；２００；６００）において、
   １以上のコンピュータプロセッサ（６１０）と、
   出力デバイス（１０２；２０４；４０６；６４０）と、
   メモリ（６２０）であって、１以上のコンピュータプロセッサ（６１０）と通信し、かつ１以上のコンピュータプロセッサ（６１０）により実行されたときに、
   特定の哺乳動物の解剖学的アイテムの三次元モデルを同定すること、
   コンピュータで実施される視覚化システムを用いてかつ解剖学的アイテムの同定された境界に従って、解剖学的アイテムを通る三次元空間内の経路を自動的に同定すること、
   経路に対応する滑らかな曲線を同定すること、並びに
   解剖学的アイテム、及び滑らかな曲線に沿って移動せしめられるアイテムの視覚的表現を、三次元視覚化システムを用いてユーザに表示すること
   作業を自動的に実施することであって、解剖学的アイテム内の通行可能な空間を通る経路に沿った複数の地点（５０６Ａ，５０６Ｂ）のうち個々の特定地点（５０６Ａ，５０６Ｂ）について、
   特定地点の周囲において共通の平面（５０８Ａ，５０８Ｂ）上に複数の視線を生成し、及び、
   複数の視線それぞれの、特定地点（５０６Ａ，５０６Ｂ）から解剖学的アイテムの境界（５０２）までの長さを判定すること
   を含んでなる作業を自動的に実施すること
   を含んでなる作業を実施させる命令を格納しているメモリと
   を含んでなるシステム。
9. 前記滑らかな曲線はスプライン曲線であり、前記作業は、経路に沿って前記スプライン曲線を重ね合わされた解剖学的アイテムをユーザに表示する作業であって、スプライン曲線は解剖学的アイテムとは対照的な色で表示される作業をさらに含んでなること、及び、
   前記作業は、解剖学的アイテムの三次元モデル内の場所を同定しているユーザからの入力を受信する作業と、同定された場所によって表わされるモデル内の距離をユーザに提示する作業とをさらに含んでなることのうちの少なくとも一方を含んでなる、請求項８に記載のシステム。
10. 請求項１〜７のいずれか一項に記載の方法を行うための、請求項８に記載のシステム。
11. コンピュータで実施する医療用デバイス視覚化方法において、
    スプラインについてのデータであって、該スプラインを取り囲む解剖学的表面を有する哺乳動物の体内生体構造に対応するデータを同定するステップと、
    スプラインに沿った決められた距離間隔でのｎ個の三次元地点（５０６Ａ，５０６Ｂ）の均等なサンプリングを行うためにスプラインについてサブサンプリングを行うステップであって、ｎは＞１である、サブサンプリングを行うステップと、
    スプラインに沿った第１のサンプリングされた三次元地点（５０６Ａ）において、第１のサンプリングされた三次元地点（５０６Ａ）におけるスプラインの接線に垂直な一連の視線を判定するステップと、
    一連の視線の各視線について、（ａ）視線と周囲の解剖学的表面との三次元交差地点（５０４）を判定するか、又は（ｂ）視線が周囲の解剖学的表面（５０２）と交差しないことを判定するステップと、
    周囲の解剖学的表面（５０２）と交差すると判定された一連の視線の中の視線について、スプラインに沿った第１のサンプリングされた三次元地点（５０６Ａ）から周囲の解剖学的表面（５０２）との三次元交差地点（５０４）までの距離を判定するステップと、
    ユーザへの提示のために、判定された距離のうち１以上の視覚的表示を生成するステップと
    を含んでなる方法。
12. スプラインに沿った複数の位置（５０６Ａ，５０６Ｂ）のそれぞれの位置について、その位置（５０６Ａ，５０６Ｂ）に関連する複数の視線についての距離の平均、その位置（５０６Ａ，５０６Ｂ）に関連する複数の視線についての最短距離、及びその位置（５０６Ａ，５０６Ｂ）に関連する複数の視線についての最長距離、のうち１以上で構成されている群から選択される値を判定するステップをさらに含んでなる、請求項１１に記載のコンピュータで実施される方法。
13. スプラインのほぼ全長に沿った複数の場所（５０６Ａ，５０６Ｂ）のそれぞれについて連続して値を判定するステップを繰り返すことをさらに含んでなる、請求項１１に記載のコンピュータで実施される方法。
14. コンピュータでシミュレートされた周囲の解剖学的表面によって規定される解剖学的ボリュームの内部に規定された３Ｄスプライン曲線を自動的に中心に配置する方法において
    、
    （ａ）３Ｄスプラインに沿った均等に間隔を置いて配置された一連の地点（５０６Ａ，５０６Ｂ）を作出するためにスプラインについてサンプリングを行うステップと；
    （ｂ）サンプリングされた第１の地点（５０６Ａ）についての一連の視線であって、３Ｄスプラインの接線に対して垂直であり、かつｘ度毎に１つの視線が３Ｄスプラインから外側へ向かって放射状に拡がっている視線を判定するステップと；
    （ｃ）一連の視線のそれぞれの視線について、周囲の解剖学的表面（５０２）との３Ｄ交差地点（５０４）を判定するか、又は、その視線が周囲の解剖学的表面（５０２）と交差しないことを判定するステップと；
    （ｄ）周囲の解剖学的表面（５０２）と交差すると判定された視線に関連する交差地点の重心を判定するステップと；
    （ｅ）ステップｄで判定された重心を第１の３Ｄ地点として有する第２のスプラインを作出するステップと；
    （ｆ）３Ｄスプライン上のサンプリングされた他の地点（５０６Ｂ）それぞれについてステップｂ〜ｅを繰り返すステップと；
    （ｇ）得られた重心を、ステップａ〜ｅで判定された他の重心を備えたスプラインに加えるステップと；
    （ｈ）前記解剖学的ボリュームの視覚化のための前記重心を含んでなる、得られた前記３Ｄスプラインに基づいて、出力デバイス（１０２；２０４；４０６；６４０）を制御するステップと
    を含んでなる方法。
15. ３Ｄスプライン曲線を、コンピュータでシミュレートされた周囲の解剖学的表面及びこの表面と交差する関心平面によって規定される解剖学的ボリュームの内側の輪郭に対して自動的にフィッティングする方法において、
    （ａ）３Ｄスプライン曲線に沿って、第１のサンプリング地点（５０６Ａ）を含む互いに均等間隔で配置された地点（５０６Ａ，５０６Ｂ）を生成するために、３Ｄスプライン曲線についてサンプリングを行うステップと；
    （ｂ）３Ｄスプライン曲線の第１のサンプリング地点（５０６Ａ）を起点とする２本１組の視線であって、第１のサンプリング地点（５０６Ａ）における３Ｄスプラインの接線に対して垂直な２方向に、関心平面内で外側に向かって放射状に拡がっている視線を生成するステップと；
    （ｃ）各視線について周囲の解剖学的表面（５０２）との３Ｄ交差地点（５０４）を判定するか、又はその視線が周囲の解剖学的表面（５０２）と交差しなかったことを判定するステップと；
    （ｄ）前のステップにおいて第１の３Ｄ地点として同定された交差地点（５０４）のうち最も近いものを有する第２の３Ｄスプライン曲線を生成するステップと；
    （ｅ）３Ｄスプライン曲線に沿った各地点についてステップｂ〜ｄを繰り返すステップと；
    （ｆ）前記解剖学的ボリュームの視覚化のための、得られた前記３Ｄスプライン曲線に基づいて、出力デバイス（１０２；２０４；４０６；６４０）を制御するステップと
    を含んでなる方法。