JP2016534811A - 位置及び形状決定装置に対する撮像装置の位置合せを支援するための支援機器 - Google Patents

Abstract

本発明は、ＯＳＳ装置等の位置及び形状決定装置１５に対する、Ｘ線のＣ型アーム装置２等の撮像装置の位置合せを支援するための支援機器に関する。この機器は、位置合せ画像データセット並びに／又は位置合せの位置及び形状データセットに応じて位置合せの値を提供するデータベース１６を含み、位置合せの値は位置合せの精度及び／又は位置合せの時間を示す。この機器は、入力される位置合せ画像データセット並びに／又は位置及び形状データセットに基づき、データベースを使用することによって位置合せの精度及び／又は位置合せの時間を評価するための評価ユニット１８を更に含む。従って、位置及び形状決定装置に対する撮像装置の位置合せを支援するために、位置合せ手順の前、その間、及び／又はその後に、位置合せの精度及び／又は位置合せの時間が評価され得る。

Description

本発明は、位置及び形状決定装置に対する撮像装置の位置合せを支援するための支援機器、方法、及びコンピュータプログラムに関する。本発明は更に、支援機器によって使用されるデータベースを生成するためのデータベース生成機器、方法、及びコンピュータプログラム、並びに位置及び形状決定装置に対する撮像装置の位置合せを行う際に利用者に教示するための教示機器、方法、及びコンピュータプログラムに関する。本発明は、生物に介入手順を適用するための介入システムにも関する。

国際公開第２０１３／００１３８８ Ａ１号は、体内腔の生の三次元画像を提供するための方法を開示する。光学式形状感知を使用することによって体内腔の中の柔軟な手術道具の三次元形状が決定され、体内腔のＸ線画像が撮られ、体内腔及び手術道具の少なくとも一方が放射線不透過性である。決定された三次元の手術道具の形状がＸ線画像と位置合せされる。

介入手順では、カテーテル等の介入器具が体内を進められる間、介入器具の位置及び形状が光学式形状感知（ＯＳＳ：optical shape sensing）によって決定され得る。介入手順中、Ｘ線投影システムを使用することにより概してＸ線投影画像も生成される。Ｘ線投影画像上の介入器具の決定された位置及び形状を示すために、位置及び形状決定装置がＸ線投影システムに対して位置合せされる。この位置合せは不正確な場合があり、且つ／又は比較的長時間かかることがある。

本発明の目的は、より正確且つ／又は高速な位置合せを可能にする、位置及び形状決定装置に対する撮像装置の位置合せを支援するための支援機器、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。本発明の更なる目的は、支援機器によって使用されるデータベースを生成するためのデータベース生成機器、方法、及びコンピュータプログラムを提供すること、並びに位置及び形状決定装置に対する撮像装置の位置合せを行う際に利用者に教示するための教示機器、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。本発明の更なる目的は、生物に介入手順を適用するための介入システムを提供することであり、介入システムは支援機器を含む。

本発明の第１の態様では、位置及び形状決定装置に対する撮像装置の位置合せを支援するための支援機器が提示され、撮像装置は、第１の対象が位置合せの位置にあり、且つ位置合せの形状を有する間に第１の対象の位置合せ画像を生成するように適合され、位置及び形状決定装置は、第１の対象の位置合せの位置及び位置合せの形状を決定するように適合され、この支援機器は、
− 第１の対象を示す位置合せ画像を示している位置合せ画像データセットを提供するための、及び／又は第１の対象の位置合せの位置及び形状を示している位置合せの位置及び形状データセットを提供するための、位置合せ入力提供ユニットと、
− 第１の対象と同じ空間配置を有する位置合せ対象を示す位置合せ画像を示している位置合せ画像データセット、及び／又は位置合せ対象の位置合せの位置及び形状を示している位置合せの位置及び形状データセットに応じて位置合せの値を提供するためのデータベースであって、位置合せの値は、それぞれの位置合せ画像データセットによる位置合せ対象の位置合せ画像、並びに／又はそれぞれの位置及び形状データセットによる位置合せ対象の位置合せの位置及び形状が位置合せに使用される場合、位置合せの精度及び／又は位置合せに要する時間を示す、データベースと、
− 第１の対象を示す位置合せ画像を示している提供される位置合せ画像データセット、及び／又は第１の対象の位置合せの位置及び形状を示している提供される位置合せの位置及び形状データセットに応じてデータベースによって提供される位置合せの値に基づく位置合せの精度及び／又は位置合せに要する時間を評価するための評価ユニットと
を含む。

評価ユニットは、データベースによって提供される位置合せの値に基づいて、並びに第１の対象を示す位置合せ画像を示している提供される位置合せ画像データセット、及び／又は第１の対象の位置合せの位置及び形状を示している提供される位置合せの位置及び形状データセットに基づいて、位置合せの精度及び／又は位置合せに要する時間を評価するように適合されるため、位置合せの質に関する測度が提供されても良く、それはａ）第１の対象を示し、且つ提供される位置合せ画像データセットに準拠する位置合せ画像、及び／又はｂ）提供される位置合せの位置及び形状データセットに準拠する第１の対象の位置合せの位置及び形状に基づいて行われ得る。従って、提供される位置合せ画像データセットに準拠する位置合せ画像、及び／又は提供される位置合せの位置及び形状データセットに準拠する位置合せの位置及び形状に位置合せが基づく場合、位置合せがどの程度正確か、又は位置合せにどの程度時間がかかるのかが明らかにされ得る。位置合せの精度が高まり且つ／又は位置合せの時間が短縮されるように、この情報は位置及び形状決定装置に対する撮像装置の位置合せを支援するために使用され得る。

第１の対象は、選択的に長手状の介入器具等の長手状の対象である。例えば、第１の対象はカテーテル又はガイドワイヤであり得る。撮像装置は選択的にＸ線投影装置であり、且つ位置及び形状決定装置は選択的にＯＳＳ決定装置である。

位置合せ画像データセットは、第１の対象又は位置合せ対象のそれぞれを示す１つ又は幾つかの位置合せ画像、及び／又はそれぞれの位置合せ画像の生成を定める、取得方向、撮像装置がＸ線投影装置である場合はそれぞれの位置合せ画像を生成するために使用される照射量等の撮像パラメータを含み得る。位置合せの位置及び形状データセットは、第１の対象又は位置合せ対象それぞれの幾つかの部分の位置を定める位置データセットを含むことができ、様々な部分のそれらの位置は、第１の対象又は位置合せ対象それぞれの位置及び形状を定める。或いは、又は加えて、位置合せの位置及び形状データセットは、決定中の位置合せの位置及び形状の安定性、第１の対象又は位置合せ対象それぞれのジッタ、捩れ、あり得る動き等、位置合せの位置及び形状の決定を示す、とりわけ決定に影響を及ぼす位置及び形状パラメータを含み得る。撮像装置が位置及び形状決定装置に対して位置合せされた後、撮像装置によって生成される第１の対象の画像が、位置及び形状決定装置によって決定される第１の対象の位置及び形状に対して位置合せされる。

一実施形態では、評価ユニットは、評価される位置合せの精度が高まり、且つ／又は評価される位置合せに要する時間が短縮されるように、推奨される位置合せ画像データセット及び／又は推奨される位置合せの位置及び形状データセットをデータベースに基づいて決定するように更に適合される。従って支援機器は、対応する位置合せ結果に関する提供される位置合せ画像データセット及び／又は提供される位置合せの位置及び形状を評価するように適合され得るだけでなく、より優れた位置合せ結果をもたらす位置合せ画像データセット及び／又は位置合せの位置及び形状データセットを推奨するようにも適合され得、それにより位置及び形状決定装置に対する撮像装置の位置合せを行う際の支援を改善することができる。

決定された推奨される位置合せ画像データセット及び／又は決定された推奨される位置合せの位置及び形状データセットを利用者が位置合せに使用できるようにするために、支援機器は、決定された推奨される位置合せ画像データセット及び／又は決定された推奨される位置合せの位置及び形状データセットを利用者に出力するための出力ユニットを選択的に更に含む。データベースは、位置合せ対象を示す位置合せ画像を示している位置合せ画像データセット、及び／又は位置合せ対象の位置合せの位置及び形状を示している位置合せの位置及び形状データセットを選択的に含み、位置合せ画像データセット及び／又は位置合せの位置及び形状データセットに位置合せの値が割り当てられ、評価ユニットは、ａ）データベースの位置合せ画像データセット及び／又は位置合せの位置及び形状データセットのグループを決定することであって、そのグループは、既定の閾値を上回る位置合せの値が割り当てられている位置合せ画像データセット及び／又は位置合せの位置及び形状データセットを含む、決定すること、ｂ）位置合せ入力提供ユニットによって提供される位置合せ画像データセット及び／又は位置合せの位置及び形状データセットに最も類似する、決定されたグループのうちの位置合せ画像データセット及び／又は位置合せの位置及び形状データセットを決定すること、及びｃ）決定された位置合せ画像データセット及び／又は推奨される位置合せの位置及び形状データセットを推奨することにより、推奨される位置合せ画像データセット及び／又は推奨される位置合せの位置及び形状データセットを決定するように適合される。これにより、推奨される位置合せ画像データセット及び／又は推奨される位置合せの位置及び形状データセットを比較的単純な方法で迅速に決定することができる。決定されたグループの最も類似する位置合せ画像データセット及び／又は位置合せの位置及び形状データセットは、ｉ）提供される位置合せ画像データセット及び／又は提供される位置合せの位置及び形状データセット、並びにｉｉ）グループの位置合せ画像データセット及び／又は位置合せの位置及び形状データセットに類似性測度を適用することによって決定され得る。

評価ユニットは、位置合せ用の決定された推奨される位置合せ画像データセット及び／又は推奨される位置合せの位置及び形状データセットに従って撮像制御ユニットが撮像装置を制御できるようにするために、及び／又は位置及び形状制御ユニットが第１の対象の位置及び形状を制御できるようにするために、決定された推奨される位置合せ画像データセット及び／又は決定された推奨される位置合せの位置及び形状データセットを、撮像装置を制御するための撮像制御ユニット及び／又は第１の対象の位置及び形状を制御するための位置及び形状制御ユニットのそれぞれに出力するように適合され得る。これにより、撮像装置と位置及び形状決定装置との間の改善された位置合せを得ることができるように、撮像装置の自動制御及び／又は第１の対象の位置及び形状の自動制御が可能になる。

一実施形態では、評価ユニットは、評価される位置合せの精度が高まり、且つ／又は位置合せの時間が短縮されるように、第１の対象の幾つかの推奨される位置合せ画像データセット及び／又は幾つかの推奨される位置及び形状データセットをデータベースに基づいて決定するように適合され、決定された推奨される位置合せ画像データセット及び／又は決定された推奨される位置合せの位置及び形状データセットは利用者に向けてディスプレイ上で表示され、評価ユニットは、推奨される位置合せ画像データセット及び／又は推奨される位置合せの位置及び形状データセットを利用者が選択できるようにするためのユーザインタフェースを更に提供し、選択された推奨される位置合せ画像データセット及び／又は選択された推奨される位置合せの位置及び形状データセットに従って撮像制御ユニットが撮像装置を制御できるようにするために、及び／又は位置及び形状制御ユニットが第１の対象の位置及び形状を制御できるようにするために、選択された推奨される位置合せ画像データセット及び／又は選択された推奨される位置合せの位置及び形状データセットが、撮像装置を制御するための撮像制御ユニットに及び／又は第１の対象の位置及び形状を制御するための位置及び形状制御ユニットのそれぞれに与えられる。これにより、位置合せが改善され得るように撮像装置及び／又は第１の対象の位置及び形状の半自動制御が可能になる。

第１の対象は第２の対象の中に送り込まれるように適合されることが好ましく、支援機器は、第２の対象の構造情報を提供するための構造情報提供ユニットを更に含み、評価ユニットは、提供される構造情報にも応じて推奨される位置合せ画像データセット及び／又は推奨される位置合せの位置及び形状データセットを決定するように適合される。例えば、第１の対象の位置が第２の対象の中で突き止め可能であり、評価される精度が高まるように、推奨される位置合せ画像データセット及び／又は推奨される位置合せの位置及び形状データセットが適合され得る。推奨を決定する間に構造情報も考慮することは、推奨の質、従って推奨に従って行われる位置合せの質を更に改善することができる。構造情報は、例えばコンピュータ断層撮影（ＣＴ：computed tomography）画像又は第２の対象の内部構造を示す別の画像である。

一実施形態では、位置合せの値が位置合せパラメータに更に応じて提供され得るようにデータベースが適合され、位置合せ入力提供ユニットは位置合せパラメータも提供するように適合され、且つ評価ユニットは、提供される位置合せパラメータにも基づき、撮像装置並びに位置及び形状決定装置を互いに対して位置合せする精度を評価するように適合される。撮像装置並びに位置及び形状決定装置を互いに対して位置合せする精度及び／又は速度を評価する間に位置合せパラメータも考慮することは、この評価の質を更に改善することができ、そのことは、ひいては位置及び形状決定装置に対する撮像装置の位置合せを行う際の更に改善された支援をもたらし得る。

位置合せパラメータは、第１の対象が第２の対象の中に送り込まれるべき場合は第１の対象及び／若しくは第２の対象を示すパラメータ、並びに／又は位置合せがユーザ入力に応じて位置合せ画像内の第１の対象を検出することに基づく場合は位置合せ画像データセットによる位置合せ画像内の第１の対象を識別するためのユーザ入力の種類を示すパラメータであり得る。位置合せパラメータは、例えば第１の対象がカテーテルかガイドワイヤか、第２の対象が生物、即ち人間又は動物の特定の臓器か生物の別の部分か、位置合せ画像上のユーザ入力数、及び／又は位置合せ画像上のユーザ入力間の距離等を定める。

評価ユニットは、評価される位置合せの精度が高まり、且つ／又は評価される位置合せの時間が短縮されるように、推奨される位置合せパラメータをデータベースに基づいて決定するようにも適合され得る。推奨は、１つ又は幾つかの位置合せパラメータに依存し得る。更に、推奨を決定する間に位置合せパラメータを考慮することは、推奨の質、従って最終的には撮像装置並びに位置及び形状決定装置を互いに対して位置合せする精度及び／又は速度を更に改善することができる。

本発明の更なる態様では、請求項１に記載の支援機器によって使用されるデータベースを生成するためのデータベース生成機器が提示され、そのデータベース生成機器は、
− 位置合せの位置及び形状データセットを提供するための、及び位置及び形状決定装置によって決定され、且つ提供される位置合せの位置及び形状データセットに準拠する、位置合せ対象の位置合せの位置及び形状を提供するための位置合せの位置及び形状データセット提供ユニットと、
− 位置合せ画像データセットを提供するための、及び撮像装置によって生成され、且つ位置合せ画像データセットに準拠する位置合せ画像を提供するための位置合せ画像データセット提供ユニットであって、位置合せ画像は、位置合せの位置及び形状を位置合せ対象が有する間の位置合せ対象を示す、位置合せ画像データセット提供ユニットと、
− 提供される位置合せ画像と提供される位置合せの位置及び形状との位置合せに基づいて位置合せの値を決定するための位置合せ値決定ユニットであって、位置合せの値は、位置合せの精度及び／又は位置合せに要する時間を示す、位置合せ値決定ユニットと、
− 決定された位置合せの値、位置合せ画像データセット、及び／又は位置合せの位置及び形状データセットに基づいてデータベースを生成するためのデータベース生成ユニットと
を含む。

提供される位置合せの位置及び形状データセットは位置合せの位置及び形状を既に含んでいる場合があり、そのため、位置合せの位置及び形状データセットを提供することで位置合せの位置及び形状も提供される。一実施形態で位置合せの位置及び形状データセットが位置合せの位置及び形状を含まず、位置及び形状の決定を示している位置及び形状パラメータのみを含む場合、位置合せの位置及び形状データセット提供ユニットは、位置合せの位置及び形状データセットの位置及び形状パラメータによる位置合せの位置及び形状を提供するように適合され得る。例えば、位置合せの位置及び形状データセット提供ユニットは、対応する記憶済みの位置合せの位置及び形状を提供することができる。更に、提供される位置合せ画像データセットは位置合せ画像を既に含んでいる場合があり、そのため、位置合せ画像データセットを提供することで位置合せ画像も提供される。一実施形態で位置合せ画像データセットが位置合せ画像を含まず、位置合せ画像の生成を示している撮像パラメータのみを含む場合、位置合せ画像データセット提供ユニットは、位置合せ画像データセットの撮像パラメータによる位置合せ画像を提供するように適合され得る。例えば、位置合せ画像データセット提供ユニットは、対応する記憶済みの位置合せ画像を提供することができる。

データベース生成機器は、１つ又は幾つかの決定された位置合せの値、１つ又は幾つかの位置合せ画像データセット、及び／又は１つ若しくは幾つかの位置合せの位置及び形状データセットに基づいてデータベースを生成するように適合され得る。データベース生成機器は、１つ又は幾つかの位置合せの値、１つ又は幾つかの位置合せ画像データセット、及び／又は１つ若しくは幾つかの位置合せの位置及び形状データセットに基づいて既存のデータベースを更新するように適合され得る。一実施形態では、データベース生成機器がデータベースを初めから生成するように適合され得る。

位置合せ値決定ユニットは、位置合せされる位置合せ画像に対して、及び位置合せされる位置合せの位置及び形状に対して類似性測度を適用し、類似性測度に基づいて位置合せの値を決定するように適合され得る。更に、位置合せ値決定ユニットは、位置合せされる位置合せ画像と位置合せされる位置合せの位置及び形状との間の類似度を示す類似性情報を利用者が入力することを可能にするユーザインタフェースを提供するために位置合せ結果をディスプレイ上に表示するように、及び入力される類似性情報に基づいて位置合せの値を決定するように適合され得る。

本発明の別の態様では、位置及び形状決定装置に対する撮像装置の位置合せを行う際に利用者に教示するための教示機器が提示され、撮像装置は、第１の対象が位置合せの位置にあり、且つ位置合せの形状を有する間に第１の対象の位置合せ画像を生成するように適合され、位置及び形状決定装置は、第１の対象の位置合せの位置及び位置合せの形状を決定するように適合され、この教示機器は、
− 第１の対象と同じ空間配置を有する位置合せ対象を示す位置合せ画像を示している位置合せ画像データセット、及び／又は位置合せ対象の位置合せの位置及び形状を示している位置合せの位置及び形状データセットに応じて位置合せの値を提供するためのデータベースであって、位置合せの値は、それぞれの位置合せ画像データセットによる位置合せ対象の位置合せ画像、並びに／又はそれぞれの位置及び形状データセットによる位置合せ対象の位置合せの位置及び形状が位置合せに使用される場合、位置合せの精度及び／又は位置合せに要する時間を示す、データベースと、
− 少なくとも１つの位置合せ画像データセット及び／又は少なくとも１つの位置合せの位置及び形状データセットに与えられる位置合せの値に応じて、出力される少なくとも１つの位置合せ画像データセット及び／又は少なくとも１つの位置合せの位置及び形状データセットを決定するための出力決定ユニットと
を含む。

本発明の別の態様では、生物に介入手順を適用するための介入システムが提示され、この介入システムは、
− 介入手順を適用するために生物内に送り込まれる介入器具と、
− 生物内の介入器具を撮像するための撮像装置と、
− 生物内の介入器具の位置及び形状を決定するための位置及び形状決定装置と、
− 請求項１に記載されるように撮像装置並びに位置及び形状決定装置を互いに対して位置合せするのを支援するための支援機器と
を含み、介入器具は第１の対象である。

本発明の更なる態様では、位置及び形状決定装置に対する撮像装置の位置合せを支援するための支援方法が提示され、撮像装置は、第１の対象が位置合せの位置にあり、且つ位置合せの形状を有する間に第１の対象の位置合せ画像を生成するように適合され、位置及び形状決定装置は、第１の対象の位置合せの位置及び位置合せの形状を決定するように適合され、この支援方法は、
− 位置合せ入力提供ユニットにより、第１の対象を示す位置合せ画像を示している位置合せ画像データセットを提供する、及び／又は第１の対象の位置合せの位置及び形状を示している位置合せの位置及び形状データセットを提供するステップと、
− 第１の対象と同じ空間配置を有する位置合せ対象を示す位置合せ画像を示している位置合せ画像データセット、及び／又は位置合せ対象の位置合せの位置及び形状を示している位置合せの位置及び形状データセットに応じて位置合せの値を提供するためのデータベースを提供するステップであって、位置合せの値は、それぞれの位置合せ画像データセットによる位置合せ対象の位置合せ画像、並びに／又はそれぞれの位置及び形状データセットによる位置合せ対象の位置合せの位置及び形状が位置合せに使用される場合、位置合せの精度及び／又は位置合せに要する時間を示す、ステップと、
− 第１の対象を示す位置合せ画像を示している提供される位置合せ画像データセット、及び／又は第１の対象の位置合せの位置及び形状を示している提供される位置合せの位置及び形状データセットに応じてデータベースによって提供される位置合せの値に基づく位置合せの精度及び／又は位置合せに要する時間を評価ユニットによって評価するステップと
を含む。

本発明の別の態様では、請求項１に記載の支援機器によって使用されるデータベースを生成するためのデータベース生成方法が提示され、このデータベース生成方法は、
− 位置合せの位置及び形状データセット、並びに位置及び形状決定装置によって決定され、且つ提供される位置合せの位置及び形状データセットに準拠する、位置合せ対象の位置合せの位置及び形状を位置合せの位置及び形状データセット提供ユニットによって提供するステップと、
− 位置合せ画像データセット、及び撮像装置によって生成され、且つ位置合せ画像データセットに準拠する位置合せ画像を位置合せ画像データセット提供ユニットによって提供するステップであって、位置合せ画像は、位置合せの位置及び形状を位置合せ対象が有する間の位置合せ対象を示す、ステップと、
− 提供される位置合せ画像と提供される位置合せの位置及び形状を互いに対して位置合せユニットによって位置合せするステップと、
− 位置合せに基づく位置合せの値を位置合せ値決定ユニットによって決定するステップであって、位置合せの値は、位置合せの精度及び／又は位置合せに要する時間を示す、ステップと、
− 決定された位置合せの値、位置合せ画像データセット、及び／又は位置合せの位置及び形状データセットに基づいてデータベース生成ユニットによってデータベースを生成するステップと
を含む。

本発明の更なる態様では、位置及び形状決定装置に対する撮像装置の位置合せを行う際に利用者に教示するための教示方法が提示され、撮像装置は、第１の対象が位置合せの位置にあり、且つ位置合せの形状を有する間に第１の対象の位置合せ画像を生成するように適合され、位置及び形状決定装置は、第１の対象の位置合せの位置及び位置合せの形状を決定するように適合され、この教示方法は、
− 第１の対象と同じ空間配置を有する位置合せ対象を示す位置合せ画像を示している位置合せ画像データセット、及び／又は位置合せ対象の位置合せの位置及び形状を示している位置合せの位置及び形状データセットに応じて位置合せの値を提供するためのデータベースを提供するステップであって、位置合せの値は、それぞれの位置合せ画像データセットによる位置合せ対象の位置合せ画像、並びに／又はそれぞれの位置及び形状データセットによる位置合せ対象の位置合せの位置及び形状が位置合せに使用される場合、位置合せの精度及び／又は位置合せに要する時間を示す、ステップと、
− 少なくとも１つの位置合せ画像データセット及び／又は少なくとも１つの位置合せの位置及び形状データセットに与えられる位置合せの値に応じて出力される少なくとも１つの位置合せ画像データセット及び／又は少なくとも１つの位置合せの位置及び形状データセットを出力決定ユニットによって決定するステップと
を含む。

本発明の別の態様では、位置及び形状決定装置に対する撮像装置の位置合せを支援するための支援コンピュータプログラムが提示され、撮像装置は、第１の対象が位置合せの位置にあり、且つ位置合せの形状を有する間に第１の対象の位置合せ画像を生成するように適合され、位置及び形状決定装置は、位置合せの位置及び位置合せの形状を決定するように適合され、この支援コンピュータプログラムは、支援機器を制御するコンピュータ上で実行される時、請求項１０に記載の支援方法のステップを請求項１に記載の支援機器に実行させるためのプログラムコード手段を含む。

本発明の更なる態様では、請求項１に記載の支援機器によって使用されるデータベースを生成するためのデータベース生成コンピュータプログラムが提示され、このデータベース生成コンピュータプログラムは、データベース生成機器を制御するコンピュータ上で実行される時、請求項１１に記載のデータベース生成方法のステップを請求項８に記載のデータベース生成機器に実行させるためのプログラムコード手段を含む。

本発明の別の態様では、位置及び形状決定装置に対する撮像装置の位置合せを行う際に利用者に教示するための教示コンピュータプログラムが提示され、撮像装置は、第１の対象が位置合せの位置にあり、且つ位置合せの形状を有する間に第１の対象の位置合せ画像を生成するように適合され、位置及び形状決定装置は位置合せの位置及び位置合せの形状を決定するように適合され、この教示コンピュータプログラムは、教示機器を制御するコンピュータ上で実行される時、請求項１２に記載の教示方法のステップを請求項８に記載の教示機器に実行させるためのプログラムコード手段を含む。

請求項１に記載の支援機器、請求項７に記載のデータベース生成機器、請求項８に記載の教示機器、請求項９に記載の介入システム、請求項１０に記載の支援方法、請求項１１に記載のデータベース生成方法、請求項１２に記載の教示方法、請求項１３に記載の支援コンピュータプログラム、請求項１４に記載のデータベース生成コンピュータプログラム、及び請求項１５に記載の教示コンピュータプログラムは、とりわけ従属請求項の中で定められる同様の及び／又は同一の好ましい実施形態を有することが理解されよう。

本発明の好ましい実施形態は、それぞれの独立請求項と従属請求項又は上記の実施形態との任意の組合せとすることができることも理解すべきである。

本発明のこれらの及び他の態様が、以下に記載の実施形態から明らかになり、かかる実施形態に関して説明される。

人に介入手順を適用するための介入システムを概略的且つ例示的に示す。 位置及び形状決定装置に対する撮像装置の位置合せを支援するための支援方法の一実施形態を例示的に示すフローチャートを示す。 介入システムの支援機器によって使用されるデータベースを生成するためのデータベース生成方法の一実施形態を例示的に示すフローチャートを示す。 位置及び形状決定装置に対する撮像装置の位置合せを行う際に利用者に教示するための教示方法の一実施形態を例示的に示すフローチャートを示す。 データベースの位置合せの位置及び形状の視覚化を例示的に示す。

図１は、人物用の台７等の支持手段上に横たわる人物８に対し、心臓アブレーション手順又は他の介入手順等の介入手順を適用するための介入システムの一実施形態を概略的且つ例示的に示す。介入システム１は、ナビゲーションユニット１３を使用することにより人物８内の所望の領域９に進めることができるカテーテル１２を含む。カテーテル１２は、ヒンジによって接続される幾つかの部分を含むことができ、それにより各部分はそれぞれの部分に接続されるワイヤを使用することによって互いに対して回転可能である。とりわけ、カテーテル１２の様々な部分がナビゲーションユニット１３内のワイヤ及びモータによって互いに対して回転され得るように、それぞれのワイヤの一端がカテーテル１２のそれぞれの部分に接続されても良く、それぞれのワイヤのもう一端がナビゲーションユニット１３のそれぞれのモータに接続され得る。ナビゲーションユニット１３は、全カテーテル１２を平行移動させるための、及び全カテーテル１２を回転させるための少なくとも２つの更なるモータを含み得る。具体的には、全カテーテル１２を平行移動させ、回転させるために、ナビゲーションユニット１３はカテーテル１２をクランプするための機械固定具を含むことができ、少なくとも２つの更なるモータは、機械固定具をレールに沿って平行移動させ、機械固定具を回転させるように適合され得る。機械固定具を回転させる代替策として、ナビゲーションユニット１３は、更なるモータの少なくとも１つを使用することによってカテーテル１２が機械固定具内で回転されるように構成され得る。概して、カテーテルの位置及び形状を修正するために、Hansen社のMagellanロボットシステムの機械的構成等の既知のロボットシステムの機械的構成が使用され得る。この介入システムは、利用者がナビゲーションユニット１３によってカテーテル１２を操作できるようにするための、キーボード、コンピュータマウス、タッチパッド、ジョイスティック等の入力ユニット２５を更に含む。他の実施形態では、カテーテル１２が、ロボットシステムを使用することなしに利用者によって手動で配置され、形作られ得る。例えば、ガイドワイヤがまず人物８内に挿入されても良く、その後カテーテルがガイドワイヤ上で動かされても良く、カテーテルの位置及び形状はガイドワイヤの位置及び形状に実質的にならう。

この実施形態では、カテーテル１２が人物８の内部にエネルギを加えるように適合される。例えば、カテーテル１２の先端は、人物８の心臓９内の心臓組織をアブレーションするためのアブレーション電極を含み得る。無線周波エネルギであり得る対応するエネルギが、エネルギ提供ユニット１４によって与えられ得る。他の実施形態では、感知手順又は人物８の別の部分を治療する手順等の別の手順を実行するようにカテーテルが適合され得る。更に、他の実施形態では、カテーテルの代わりに別の介入器具が使用され得る。

カテーテル１２はＯＳＳファイバを含み、介入システム１は、ＯＳＳによってカテーテル１２の位置及び形状を決定するための位置及び形状決定装置１５を更に含む。カテーテル１２の位置及び形状を決定するために、参照により本明細書に援用される米国特許第７，７７２，５４１ Ｂ２号の中で開示されているＯＳＳ技法等の知られているＯＳＳ技法が使用され得る。

介入システム１は、この実施形態ではＸ線投影システムである撮像装置２を更に含む。Ｘ線投影システム２は、人物８を横断するためのＸ線１１を放つＸ線源５、及び人物８を横断した後のＸ線１１を検出するためのＸ線検出器３を含む。検出されたＸ線１１を示す検出値が撮像制御ユニット１０に提供され、撮像制御ユニット１０は受け取った検出値に基づいてＸ線投影画像を生成するように適合される。様々な取得方向のＸ線投影画像を生成できるようにするために、Ｘ線源５及びＸ線検出器３が、人物８の周りを回転可能なＣ型アーム４の対向する端部に取り付けられる。

介入システム１は、位置及び形状決定装置１５に対してＸ線投影システム２を位置合せするのを支援するための支援機器２０を更に含む。位置合せを行うために、カテーテル１２が位置合せの位置にあり、且つ位置合せの形状を有する間にカテーテル１２の位置合せ画像が生成され、位置合せの位置及び位置合せの形状が位置及び形状決定装置１５によって決定される。

支援機器２０は、カテーテル１２と同じ空間配置を有する位置合せ対象を示す位置合せ画像を示している位置合せ画像データセット、及び／又は位置合せ対象の位置合せの位置及び形状を示している位置合せの位置及び形状データセットに応じて位置合せの値を提供するためのデータベース１６を含み、位置合せの値は、それぞれの位置合せ画像データセットによる位置合せ対象の位置合せ画像、並びに／又はそれぞれの位置及び形状データセットによる位置合せ対象の位置合せの位置及び形状が位置合せに使用される場合、位置合せの精度及び／又は位置合せに要する時間を示す。この実施形態では、データベース１６が、位置合せ画像データセット、位置合せの位置及び形状データセット、並びに位置合せ画像データセットと位置合せの位置及び形状との組合せを含み、各位置合せ画像データセット、各位置合せの位置及び形状データセット、並びに位置合せ画像データセットと位置合せの位置及び形状データセットとの各組合せに対し、対応する位置合せの値が割り当てられる。

支援機器２０は、カテーテル１２を示す位置合せ画像を示している位置合せ画像データセットを提供するための、及び／又はカテーテル１２の位置合せの位置及び形状を示している位置合せの位置及び形状データセットを提供するための、位置合せ入力提供ユニット１７を更に含む。位置合せ入力提供ユニット１７は、Ｘ線投影システム２によって生成される位置合せ画像データセットが記憶され、記憶済みの位置合せ画像データセットを提供するために記憶済みの位置合せ画像データセットがそこから取得され得る記憶ユニットとすることができる。記憶ユニットは、位置及び形状決定装置１５によって決定される位置合せの位置及び形状データセットを記憶し、記憶済みの位置合せの位置及び形状を提供するために記憶済みの位置合せの位置及び形状を取得するようにも適合され得る。位置合せ入力提供ユニット１７は、Ｘ線投影システム２から位置合せ画像データセットを受け取り、且つ／又は位置及び形状決定装置１５から位置合せの位置及び形状データセットを受け取り、受け取られる位置合せ画像データセット及び／又は位置合せの位置及び形状データセットをそれぞれ提供するための受信ユニットとすることもできる。位置合せ入力提供ユニット１７は、撮像装置２を使用して利用者によって生成されている位置合せ画像、及び／又は利用者がカテーテル１２をその位置及び形状に配置した後で決定されているカテーテル１２の位置合せの位置及び形状のそれぞれに基づき、位置合せ画像データセット及び／又は位置合せの位置及び形状データセットを提供するように選択的に適合される。

支援機器２０は、カテーテル１２を示す位置合せ画像を示している提供される位置合せ画像データセット、及び／又はカテーテル１２の位置合せの位置及び形状を示している提供される位置合せの位置及び形状データセットに応じてデータベース１６によって提供される位置合せの値に基づく位置合せの精度及び／又は位置合せに要する時間を評価するための評価ユニット１８を更に含む。評価ユニット１８は、評価される位置合せの精度が高まり、且つ／又は評価される位置合せに要する時間が短縮されるように、推奨される位置合せ画像データセット及び／又は推奨される位置合せの位置及び形状データセットをデータベース１６に基づいて決定するように選択的に更に適合される。

この実施形態では、位置合せ画像データセット、位置合せの位置及び形状データセット、並びに位置合せ画像データセットと位置合せの位置及び形状データセットとの組合せに割り当てられる位置合せの値が、対応する位置合せの精度及び位置合せの時間を直接示す。従って大きい位置合せの値は、位置合せの精度及び位置合せの時間に関して好ましい位置合せ画像データセット、位置合せの位置及び形状データセット、又は位置合せ画像データセットと位置合せの位置及び形状データセットとの組合せのそれぞれに対応する。評価ユニット１８は、割り当てられたそれぞれの位置合せの値に基づき、提供される位置合せ画像データセット、提供される位置合せの位置及び形状データセット、並びに提供される位置合せ画像データセットと位置合せの位置及び形状データセットとの組合せについての位置合せの精度及び位置合せの時間を評価することができる。例えば、評価結果はそのまま、提供される位置合せ画像データセット、位置合せの位置及び形状データセット、又は位置合せ画像データセットと位置合せの位置及び形状データセットとの組合せに割り当てられる位置合せの値であり得る。それぞれの位置合せの値は、位置合せの精度及び位置合せの時間を評価するために更に処理されても良い。例えば、それぞれの位置合せの値は既定の閾値と比較されても良く、それぞれの位置合せの値が既定の閾値を上回る場合、提供される位置合せ画像データセット、提供される位置合せの位置及び形状データセット、又は提供される位置合せ画像データセットと位置合せの位置及び形状データセットとの組合せが「良好」であるとして評価されても良く、それぞれの位置合せの値が既定の閾値を下回る場合、提供される位置合せ画像データセット、提供される位置合せの位置及び形状データセット、又は提供される位置合せ画像データセットと位置合せの位置及び形状データセットとの組合せが「不良」であるとして評価され得る。

提供される位置合せ画像データセット、位置合せの位置及び形状データセット、又は位置合せ画像データセットと位置合せの位置及び形状データセットとの組合せがデータベース内に記憶されていない場合、最も近い位置合せ画像データセット、位置合せの位置及び形状データセット、又は位置合せ画像データセットと位置合せの位置及び形状データセットとの組合せのそれぞれが、類似性測度を使用することによってデータベースから決定されても良く、決定された最も近いデータベース項目に割り当てられている位置合せの値が、位置合せの精度及び／又は位置合せの時間を決定するために使用され得る。類似性測度は、例えば提供される位置合せ画像データセットの位置合せ画像内、及びデータベース内に記憶される位置合せ画像データセットの位置合せ画像内で見えるカテーテル又は位置合せ対象それぞれに適用される距離測度に基づき得る。距離に基づく類似性測度は、データベース内の最も近い位置合せの位置及び形状を見つけるためにも使用され得る。

推奨される位置合せ画像データセット及び／又は推奨される位置合せの位置及び形状データセットを決定するために、評価ユニット１８は、データベース１６の位置合せ画像データセット及び／又は位置合せの位置及び形状データセットのグループを決定するように適合されても良く、そのグループは、既定の閾値を上回る位置合せの値が割り当てられている位置合せ画像データセット及び／又は位置合せの位置及び形状データセットを含む。そのグループは、位置合せ画像データセットのみ、位置合せの位置及び形状データセットのみ、又は位置合せ画像データセットと位置合せの位置及び形状データセットとの組合せを含むことができる。そのグループの位置合せ画像データセット、位置合せの位置及び形状データセット、又は位置合せ画像データセットと位置合せの位置及び形状データセットとの組合せのそれぞれは、位置合せの精度及び／又は位置合せの時間に関して「良好」と見なされ得る。推奨を決定するために、評価ユニット１８は、位置合せ入力提供ユニット１７によって提供される位置合せ画像データセット、位置合せの位置及び形状データセット、又は位置合せ画像データセットと位置合せの位置及び形状データセットとの組合のそれぞれに最も類似する、決定されたグループのうちの位置合せ画像データセット、位置合せの位置及び形状データセット、又は位置合せ画像データセットと位置合せの位置及び形状データセットとの組合せを決定するように更に適合されても良く、最も類似する位置合せ画像データセット、位置合せの位置及び形状データセット、又は位置合せ画像データセットと位置合せの位置及び形状データセットとの組合のそれぞれが推奨され得る。最も類似する位置合せ画像データセット、位置合せの位置及び形状データセット、又は位置合せ画像データセットと位置合せの位置及び形状データセットとの組合のそれぞれは、ａ）提供される位置合せ画像データセット、提供される位置合せの位置及び形状データセット、又は提供される位置合せ画像データセットと位置合せの位置及び形状データセットとの組合せのそれぞれ、及びｂ）決定されたグループのそれぞれの位置合せ画像データセット、位置合せの位置及び形状データセット、又は位置合せ画像データセットと位置合せの位置及び形状データセットとの組合せに適用される類似性測度を使用することによって決定され得る。一実施形態において、位置合せ画像データセットが位置合せ対象及びカテーテル１２をそれぞれ示す位置合せ画像を含む場合、及び位置及び形状データセットが位置合せ対象及びカテーテル１２それぞれの様々な部分の位置を定める位置データセットを含む場合、位置合せ対象及びカテーテル１２それぞれの位置及び形状を定めるために、類似性測度は、ａ）グループのそれぞれの位置合せ画像内に示される位置合せ対象とｂ）提供される位置合せ画像内に示されるカテーテル１２との間の距離、及び／又はａ）決定されたグループの位置合せの位置及び形状とｂ）カテーテル１２の位置合せの位置及び形状との間の距離に基づき得る。

介入システム１は、この実施形態ではディスプレイである出力ユニット２６を更に含む。決定された推奨される位置合せ画像データセット及び／又は決定された推奨される位置合せの位置及び形状データセットを利用者が位置合せに使用できるようにするために、決定された推奨される位置合せ画像データセット及び／又は位置合せの位置及び形状データセットがディスプレイ２６上に表示されても良く、即ちカテーテル１２が推奨される位置合せの位置及び形状データセットによる位置及び形状を有しながら、推奨される位置合せ画像データセットによる位置合せ画像がＸ線投影システム２によって生成され得るように、利用者はカテーテル１２をナビゲーションユニット１３によって配置し形作り、Ｘ線投影システム２を撮像制御ユニット１０によって制御することができる。例えば、推奨される位置合せ画像データセットが、位置合せ対象を示す推奨される位置合せ画像を含む場合、及び推奨される位置及び形状データセットが位置合せ対象の様々な部分の推奨される位置を定める位置データセットを含む場合、カテーテル１２の推奨される位置及び形状を定めるために、推奨される位置合せ画像及び／又は推奨されるカテーテル１２の位置及び形状がディスプレイ２６上に表示され得る。

評価ユニット１８は、位置合せ用の決定された推奨される位置合せ画像データセット及び／又は位置合せの位置及び形状データセットに従って撮像制御ユニット１０がＸ線投影システム２を制御できるようにするために、及び／又はナビゲーションユニット１３がカテーテル１２の形状を制御できるようにするために、決定された推奨される位置合せ画像データセット及び／又は決定された推奨される位置合せの位置及び形状データセットを、撮像制御ユニット１０及び／又はナビゲーションユニット１３に直接出力するようにも適合され得る。

評価ユニット１８は、評価される位置合せの精度が高まり、位置合せの時間が短縮されるように、カテーテル１２の幾つかの推奨される位置合せ画像データセット及び／又は幾つかの推奨される位置及び形状データセットをデータベースに基づいて決定するように適合されても良く、決定された推奨される位置合せ画像データセット及び／又は位置合せの位置及び形状データセットはディスプレイ２６上に表示され得る。評価ユニット１８は、推奨される位置合せ画像データセット及び／又は推奨される位置合せの位置及び形状データセットを利用者が選択できるようにするためのユーザインタフェースを提供するように更に適合されても良く、撮像制御ユニット１０及び／又はナビゲーションユニット１３が、選択された推奨される位置合せ画像データセット及び／又は選択された推奨される位置合せの位置及び形状データセットに従ってＸ線投影システム２及び／又はカテーテル１２を制御できるようにするために、選択された推奨される位置合せ画像データセット及び／又は選択された推奨される位置合せの位置及び形状データセットが撮像制御ユニット１０及び／又はナビゲーションユニット１３に与えられ得る。例えば、選択された推奨される位置合せ画像データセットが、位置合せ対象を示す選択された推奨される位置合せ画像を含む場合、及び選択された推奨される位置及び形状データセットが位置合せ対象の様々な部分の推奨される位置を定める位置データセットを含む場合、カテーテル１２の推奨される位置及び形状を定めるために、カテーテル１２が推奨される位置合せの位置及び形状を有するよう、ナビゲーションユニット１３がカテーテル１２を修正するように適合され得る。更に、推奨される位置合せ画像が得られるように、ナビゲーションユニット１３はカテーテル１２を配置することができ、撮像制御ユニット１０はＸ線源５及びＸ線検出器３を配置することができる。

支援機器２０は、人物８の構造情報を提供するための構造情報提供ユニット１９を更に含む。評価ユニット１８は、提供される構造情報にも応じて、推奨される位置合せ画像データセット及び／又は推奨される位置合せの位置及び形状データセットを決定するように適合され得る。構造情報は、例えばセグメント化されたＣＴ画像又は人物８の内部構造を示す別の画像であり、カテーテル１２は内部構造の中を進められるべきである。例えば、評価ユニット１８は、位置合せ過程中に内部構造の中でカテーテル１２の位置を突き止めることができるように、推奨される位置合せ画像データセット及び／又は推奨される位置合せの位置及び形状データセットを決定するように適合され得る。例えば評価ユニット１８は、既定の閾値を上回る位置合せの値が割り当てられている位置合せ画像データセット及び／又は位置合せの位置及び形状データセットのグループのうちの、提供される構造情報によって定められる内部構造の中のカテーテル１２の位置及び形状に対応する、最も類似する位置合せ画像データセット及び／又は位置合せの位置及び形状データセットを決定するように適合され得る。

データベース１６は、位置合せの値が位置合せパラメータに更に応じて提供され得るように更に適合されても良く、位置合せ入力提供ユニット１７は位置合せパラメータも提供するように適合されても良く、評価ユニット１８は、提供される位置合せパラメータにも基づき、Ｘ線投影装置２並びに位置及び形状決定装置１５を互いに対して位置合せする精度を評価するように適合され得る。位置合せパラメータは、位置合せを行うために使用されるべきである第１の対象の種類を示すパラメータとすることができる。例えば、位置合せパラメータは、位置合せに使用される対象がカテーテルかガイドワイヤかを示すことができる。更に、位置合せパラメータは、位置合せのためにカテーテル１２が送り込まれるべき人物８の部分を示すことができる。例えば位置合せパラメータは、位置合せ中にカテーテル１２があるべき人物の特定の臓器を定めることができる。従って、位置合せは、提供される位置合せ画像データセット及び／又は提供される位置合せの位置及び形状データセットのみに基づいて評価され得るのではなく、評価は更なるパラメータ、即ち位置合せパラメータにも基づき得る。評価ユニット１８は、評価される位置合せの精度及び／又は評価される位置合せの時間が改善されるように、推奨される位置合せパラメータをデータベース１６に基づいて決定するようにも適合され得る。

とりわけデータベース１６は、ｉ）位置合せの値と、ａ）位置合せパラメータ、及びｂ）位置合せ画像データセット、位置合せの位置及び形状データセット、又は位置合せ画像データセットと位置合せの位置及び形状データセットとの組合せのｉｉ）組合せとの間の割当てを含み得る。従って、ａ）提供される位置合せパラメータ、及びｂ）提供される位置合せ画像データセット、提供される位置合せの位置及び形状データセット、又は提供される位置合せ画像データセットと位置合せの位置及び形状データセットとの組合せに基づき、位置合せの値がデータベース１６によって提供されても良く、この位置合せの値は、ａ）位置合せパラメータと、ｂ）位置合せ画像データセット、位置合せの位置及び形状データセット、又は位置合せ画像データセットと位置合せの位置及び形状データセットとの組合せとの提供される組合せを評価するために使用され得る。更に、データベース１６内に記憶される位置合せの値は位置合せの精度及び／又は位置合せの時間を示すため、位置合せの値と、ａ）位置合せパラメータ、及びｂ）位置合せ画像データセット、位置合せの位置及び形状データセット、又は位置合せ画像データセットと位置合せの位置及び形状データセットとの組合せの組合せとの間の割当てが、ａ）位置合せパラメータ、及びｂ）位置合せ画像データセット、位置合せの位置及び形状データセット、又は位置合せ画像データセットと位置合せの位置及び形状データセットとの組合せの特定の組合せを推奨するために使用され得る。例えば、特定の位置合せパラメータ、及び位置合せ画像データセットと位置合せの位置及び形状データセットとの特定の組合せが位置合せ入力提供ユニット１７によって提供される場合、評価ユニット１８は、提供される位置合せパラメータのためにデータベース１６内に記憶されており、既定の閾値を上回る位置合せの値を有する位置合せ画像データセットと位置合せの位置及び形状データセットとの最も類似する組合せを、位置合せ画像データセットと位置合せの位置及び形状データセットとの推奨される組合せとして決定することができる。

この実施形態では、位置及び形状決定装置１５によって決定されるカテーテル１２の位置合せの位置及び形状を定めるために、位置合せ入力提供ユニット１７が、Ｘ線投影システム２によって生成される位置合せ画像を含む位置合せ画像データセットを提供するように、及びカテーテル１２の様々な部分の位置を定める位置データセットを含む位置合せの位置及び形状データセットを提供するように適合される。従って、位置合せ入力提供ユニット１７は、位置合せ画像提供ユニット、及び位置合せの位置及び形状提供ユニットとしても見なされ得る。更に、位置合せ入力提供ユニット１７は、位置合せパラメータを提供するようにも適合されるため、位置合せ入力提供ユニット１７は位置合せパラメータ提供ユニットとしても見なされ得る。

介入システム１は、提供される位置合せ画像及び提供される位置合せの位置及び形状を互いに対して位置合せし、それにより位置合せ結果を生成するための位置合せユニット２１、及び提供される位置合せ画像と提供される位置合せの位置及び形状との位置合せに基づいて位置合せの値を決定するための位置合せ値決定ユニット２２を更に含み、位置合せの値は、位置合せの精度及び／又は位置合せに要する時間を示す。介入システム１は、決定された位置合せの値、提供される位置合せ画像、並びに提供される位置合せの位置及び形状に基づいてデータベース１６を生成するためのデータベース生成ユニット２３を更に含む。データベース生成ユニット２３はデータベースの生成中、位置合せ対象の種類、例えば位置合せ対象がカテーテルかガイドワイヤか等、提供される位置合せパラメータを考慮するようにも選択的に適合される。特定の位置合せの位置及び形状に割り当てられる位置合せの値は、幾つかの位置合せ画像に対するその特定の位置合せの位置及び形状の組合せに割り当てられる位置合せの値に応じて決定され得る。例えば、幾つかの位置合せ画像に対する特定の位置合せの位置及び形状の組合せに割り当てられる位置合せの値が、特定の位置合せの位置及び形状に関する位置合せの値を決定するために、即ち特定の位置合せの位置及び形状を含む位置合せの位置及び形状データセットに平均されても良い。それに対応し、特定の位置合せ画像に割り当てられる位置合せの値が、幾つかの位置合せの位置及び形状に対するこの特定の位置合せ画像の組合せに割り当てられる位置合せの値に応じて決定され得る。例えば、幾つかの位置合せの位置及び形状に対する特定の位置合せ画像の組合せに割り当てられる位置合せの値が、特定の位置合せ画像に関する位置合せの値を決定するために、即ち特定の位置合せ画像を含む位置合せ画像データセットに平均されても良い。

位置合せユニット２１は、位置合せ画像並びに位置合せ画像上への位置合せの位置及び形状の投影に適用される類似性測度が最適化されるように、提供される位置合せ画像並びに提供される位置合せの位置及び形状を、例えば位置合せ画像並びに／又は位置合せの位置及び形状を平行移動させ、回転させ、且つ／又は変形させることによって位置合せするように適合され得る。位置合せ値決定ユニット２２は、最適化された類似性測度に基づいてそれぞれの位置合せの値を決定するように適合されても良く、決定される位置合せの値は、提供される位置合せ画像並びに提供される位置合せの位置及び形状、更に任意選択的に提供される位置合せパラメータに割り当てられても良く、その結果生じる割当てがデータベース１６内に記憶され得る。類似性測度は、提供される位置合せ画像に示されている位置合せ対象と、提供される位置合せ画像上への位置合せ対象の位置合せの位置及び形状の計算された投影との間の距離に基づき得る。位置合せ値決定ユニット２２は、位置合せユニット２１によって行われる位置合せに要する時間にも基づいて位置合せの値を決定するように適合され得る。とりわけ位置合せの値は、最適化された類似性測度と位置合せに要する時間との組合せ、例えば一次結合として決定され得る。

位置合せの値を自動で決定する代わりに又はその代替策として、一実施形態では、位置合せ値決定ユニット２２が、位置合せされる位置合せ画像と位置合せされる投影位置合せ形状との間の類似度を示す類似性情報を利用者が入力することを可能にするユーザインタフェースを提供するために、提供される位置合せ画像上に投影される提供される位置合せの位置及び形状のオーバレイとしての位置合せ結果及び提供される位置合せ画像をディスプレイ２６上に表示するように、及び入力される類似性情報に基づいて位置合せの値を決定するように適合され得る。例えば、位置合せ値決定ユニット２２によって提供されるユーザインタフェースは、利用者が位置合せ結果を評価できるように適合されても良く、この評価をそのまま位置合せの値とすることができ、又は入力される評価に位置合せの値が依存しても良い。

位置合せ入力提供ユニット１７、位置合せユニット２１、位置合せ値決定ユニット２２、及びデータベース生成ユニット２３は、支援機器２０によって使用されるデータベース１６を生成するためのデータベース生成機器の構成要素と見なされ得る。このデータベース生成機器は、別のシステム、例えば図１に概略的且つ例示的に示されている介入システム１に統合されても良く、又はデータベース生成機器は独立型の機器とすることができる。

介入システム１は、データベース１６の位置合せ画像データセット及び／又は位置合せの位置及び形状データセットに割り当てられる位置合せの値に応じて、ディスプレイ２６上に表示されるデータベース１６の少なくとも１つの位置合せ画像データセット及び／又は少なくとも１つの位置合せの位置及び形状データセットを決定するための出力決定ユニット２４を更に含む。例えば、出力決定ユニット２４は、位置合せの精度及び／又は位置合せの時間に関して「良好」な位置合せ画像データセット及び／又は位置合せの位置及び形状データセットを決定するために、既定の閾値を上回る位置合せの値が割り当てられている位置合せ画像データセット及び／又は位置合せの位置及び形状データセットを決定するように適合され得る。どの位置合せ画像データセット及び／又はどの位置合せの位置及び形状データセットが正確な位置合せ及び／又は短い位置合せの時間をもたらすのかを利用者に示すために、これらの「良好」な位置合せ画像データセット及び／又は位置合せの位置及び形状データセットがディスプレイ２６上に表示され得る。これらの良好な例を示すことによって利用者が教示され得る。従って、データベース１６及び出力決定ユニット２４は、位置及び形状決定装置１５に対してＸ線投影システム２を位置合せする際に利用者に教示するための教示機器の構成要素と見なされ得る。この実施形態では教示機器が介入システム１に統合されるが、他の実施形態では、教示機器が別のシステムに統合されても良く、又は独立型の機器とすることもできる。位置合せの精度及び／又は位置合せの時間に関して「良好」な位置合せ画像データセット及び／又は位置合せの位置及び形状データセットを決定するために使用される既定の閾値は、キャリブレーションによって予め決定され得る。更に、一実施形態では、位置合せの精度及び／又は位置合せの時間に関して「良好」な位置合せ画像データセット及び／又は位置合せの位置及び形状データセットを決定するための閾値が、利用者によって入力され得る。

データベース１６内では、位置合せ画像データセット及び／又は位置合せの位置及び形状データセットも位置合せ対象の種類、例えば位置合せ対象がカテーテルかガイドワイヤか等の位置合せパラメータに選択的に関係するため、出力決定ユニット２４は、提供される位置合せパラメータにも応じて、ディスプレイ２６上に表示される少なくとも１つの位置合せ画像データセット及び／又は少なくとも１つの位置合せの位置及び形状データセットを決定するように適合され得る。従って、それぞれの位置合せパラメータにも応じて、位置合せ画像データセット及び／又は位置合せの位置及び形状データセットの良好な例がディスプレイ２６上に表示され得る。

以下、位置及び形状決定装置１５に対するＸ線投影システム２の位置合せを支援するための支援方法の一実施形態が図２に示されているフローチャートに関して例示的に説明され、Ｘ線投影システム２は、カテーテル１２が位置合せの位置にあり、且つ位置合せの形状を有する間にカテーテル１２の位置合せ画像を生成し、位置及び形状決定装置１５は、位置合せの位置及び位置合せの形状を決定するように適合される。

ステップ１０１で、Ｘ線投影システム２によって生成される位置合せ画像を示す位置合せ画像データセット、並びに位置及び形状決定装置１５によって決定される位置合せの位置及び形状を示す位置合せの位置及び形状データセットが評価ユニット１８に与えられる。ステップ１０２で、データベース１６が提供される。データベース１６は、カテーテル１２と同じ空間配置を有する位置合せ対象を示す位置合せ画像を示している位置合せ画像データセット、及び／又は位置合せ対象の位置合せの位置及び形状を示している位置合せの位置及び形状データセットに応じて位置合せの値を提供するように適合され、位置合せの値は、それぞれの位置合せ画像データセットによる位置合せ対象の位置合せ画像、並びに／又は位置合せ対象のそれぞれの位置合せの位置及び形状による位置合せの位置及び形状データセットが位置合せに使用される場合、位置合せの精度及び／又は位置合せに要する時間を示す。ステップ１０３で、評価ユニット１８が、カテーテル１２を示す位置合せ画像を示している提供される位置合せ画像データセット、及び／又はカテーテル１２の位置合せの位置及び形状を示している提供される位置合せの位置及び形状データセットに応じてデータベース１６によって提供される位置合せの値に基づく位置合せの精度及び／又は位置合せに要する時間を評価する。ステップ１０４で、位置合せの精度及び／又は位置合せに要する時間がディスプレイ２６上に示される。

以下、データベース１６を生成するためのデータベース生成方法の一実施形態が図３に示されているフローチャートに関して例示的に説明される。

ステップ２０１でデータベース生成方法が開始し、例えばデータベース生成機器がオンにされる。ステップ２０２で、Ｘ線投影システム２によって生成される位置合せ画像が位置合せ画像提供ユニット１７によって提供され、位置合せ画像は、カテーテル１２が位置合せの位置及び形状を有する間のカテーテル１２を示す。位置合せ画像は、位置合せ画像データセットに準拠する。例えば、位置合せ画像データセットは位置合せ画像を含み、且つ／又は位置合せ画像データセットは、位置合せ画像を生成するのに使用される取得方向や照射量等の撮像パラメータを含む。ステップ２０３で、位置合せ入力提供ユニット１７が、位置及び形状決定装置１５によって決定されるカテーテル１２の位置合せの位置及び形状を提供する。位置合せの位置及び形状は、位置合せの位置及び形状データセットに準拠する。例えば、位置合せの位置及び形状データセットは、カテーテル１２の様々な部分の位置を定めることにより位置合せの位置及び形状を定める位置データセット、並びに／又は位置合せの位置及び形状の決定を示す位置及び形状パラメータを含み得る。ステップ２０４で、提供される位置合せ画像及び提供される位置合せの位置及び形状が位置合せユニット２１によって互いに対して位置合せされ、ステップ２０５で、位置合せ値決定ユニット２２が、位置合せに基づいて位置合せの値を決定し、位置合せの値は位置合せの精度及び／又は位置合せに要する時間を示す。ステップ２０６で、データベース生成ユニット２３が、決定された位置合せの値、提供される位置合せ画像データセット、並びに／又は提供される位置合せの位置及び形状データセットに基づいてデータベース１６を生成し、とりわけデータベース生成ユニット２３は、既存のデータベース１６を更新するために、決定された位置合せの値、位置合せ画像、並びに／又は提供される位置合せの位置及び形状を既存のデータベース１６に追加する。ステップ２０７で、データベース１６を更新するために、更なる位置合せ画像及び／又は位置合せ形状が使用されるべきかどうかが判定される。例えば、データベース１６を更新するために使用されるべき、更なる位置合せ画像及び／又は更なる位置合せ形状が位置合せ入力提供ユニット１７内に記憶されているかどうかが判定され得る。更に記憶されている場合、このデータベース生成方法はステップ２０２及び２０３に続く。さもなければ、このデータベース生成方法はステップ２０８で終わる。

以下、位置及び形状決定装置１５に対するＸ線投影システム２の位置合せを行う際に利用者に教示するための教示方法の一実施形態が図４に示されているフローチャートに関して例示的に説明される。

ステップ３０１で、データベース１６が提供され、ステップ３０２で、ディスプレイ２６上に表示されるべき少なくとも１つの位置合せ画像データセット及び／又は少なくとも１つの位置合せの位置及び形状データセットが、データベース１６によって少なくとも１つの位置合せ画像データセット及び／又は少なくとも１つの位置合せの位置及び形状データセットに与えられる位置合せの値に応じて出力決定ユニット２４によって決定される。ステップ３０３で、決定された少なくとも１つの位置合せ画像データセット及び／又は決定された少なくとも１つの位置合せの位置及び形状データセットがディスプレイ２６上に表示される。従って、例えば位置合せの精度及び／又は位置合せの時間に関して良好な位置合せ画像データセット及び／又は位置合せの位置及び形状データセットのみを利用者に示すために、ディスプレイ２６上には、既定の閾値を上回る位置合せの値が割り当てられている位置合せ画像データセット及び／又は位置合せの位置及び形状データセットのみが表示され得る。データベース１６が、位置合せの値と、位置合せ画像データセット及び／又は位置合せの位置及び形状データセットとの間の割当てを位置合せに使用される対象の種類等の位置合せパラメータにも応じて提供できる場合、良好な位置合せ画像データセット及び／又は位置合せの位置及び形状データセットが、対応するそれぞれの入力位置合せパラメータにも応じてディスプレイ２６上に表示され得る。例えばガイドワイヤでは、カテーテルに関する以外の他の良好な位置合せ画像データセット及び／又は位置合せの位置及び形状データセットが示され得る。

位置及び形状決定装置１５は、ＯＳＳを使用することにより三次元の位置及び形状情報を提供するように選択的に適合される。そのため、カテーテル１２にＯＳＳファイバを備えることによってカテーテル１２はＯＳＳ対応であり、人物８内にカテーテル１２を進めるのを支援するために、ＯＳＳによって決定される位置及び形状情報が医学的介入に使用され得る。図１に関して上記で説明された介入システム１は、介入的なＸ線照射を行うように適合され、ＯＳＳデータはＸ線投影システム２によって生成されるＸ線画像と共に使用されるべきである。このため、位置及び形状決定装置１５が、位置合せユニット２１を使用することによってＸ線投影システム２と位置合せされる。

Ｘ線画像に対する三次元ＯＳＳの位置合せの精度は、ＯＳＳ対応装置の特性、ＯＳＳファイバの曲率、Ｘ線画像内で見える装置部分の長さ、Ｘ線画像の質、生成されるＸ線画像の数及び取得角度、即ち取得方向、患者の特性等、幾つかの要素に依存する。概してそれらの要素は、位置合せ手順中の介入設定において常に最適には満たされていない場合がある。位置合せを定めるそれらの要素又は他の要素が最適に満たされていない場合、位置合せ手順の比較的長い変換時間及び／又は不正確な位置合せが生じ得る。そのため、介入システム１は、利用者がＯＳＳ形状対Ｘ線の位置合せをできるだけ迅速且つ正確に完了するのを支援するためのフィードバック及び推奨システムと見なされ得る支援機器２０を含む。この支援機器は、位置合せの位置及び形状データセット、位置合せ画像データセット、及び位置合せの位置及び形状データセット／位置合せ画像データセットの組合せのデータベースを含む。位置合せの位置及び形状データセットは、ａ）位置合せの位置及び形状を定めるための位置合せ対象の様々な部分の位置を定める位置データセット、並びに／又はｂ）例えば位置合せ対象の位置合せの位置及び形状の曲率、安定性、ジッタ、動き又は他の特性を示す位置及び形状パラメータを含み得る。位置合せ画像データセットは、ａ）位置合せ画像、及び／又はｂ）位置合せ画像内の位置合せ対象の長さ、信号対雑音比として、又は別の手段によって決定され得る位置合せ画像の質、位置合せ画像を生成するために使用される取得方向等の撮像パラメータを含み得る。位置合せ画像データセットは、様々な取得方向で取得されている幾つかの位置合せ画像、及び幾つかの位置合せ画像を生成するために使用される取得方向も含むことができる。データベースは、患者の特性を含む位置合せパラメータを更に含むことができる。各データベース項目に対して、位置合せの精度及び／又は位置合せの時間を示す位置合せの値が関連付けられても良い。支援機器は、例えば位置合せ用の位置及び形状入力の質に対するフィードバックを選択的に提供する。例えば、低い曲率を有する位置及び形状は位置合せに適していない場合があり、利用者はそのことを警告され得る。同様に、移動する位置及び形状は、位置及び形状内のジッタ並びにＸ線画像内のアーティファクトがかかる移動中に増加するため、適していない場合がある。

支援機器は、画像入力の特性、即ち提供される位置合せ画像の特性に対するフィードバックを選択的に与える。このフィードバックは、Ｘ線位置合せ画像の数、Ｘ線位置合せ画像の角度、及びＸ線位置合せ画像内のカテーテルの可視長の十分性に関するものであり得る。例えば、単一のＸ線位置合せ画像が位置合せに使用されようとする場合、支援機器は、単一のＸ線位置合せ画像を使用することが、単一のビューに対応しない角度に関して不正確な位置合せを引き起こし得ることを利用者に警告することができる。とりわけ、単一の位置合せ画像を含む提供される位置合せ画像データセットが比較的低い位置合せの精度をもたらすと評価される場合、幾つかの位置合せ画像を含むデータベースの、より優れた位置合せの精度をもたらす別の位置合せ画像データセットが推奨され得る。

支援機器は、位置合せをどのように改善するのかについての視覚的推奨を提供するように選択的に適合される。例えば支援機器は、位置合せ画像内の装置の位置、即ちカテーテル又はガイドワイヤであり得る位置合せ対象の位置が位置合せアルゴリズムに最も便利である、即ち既定の閾値を上回る位置合せの値が割り当てられている、Ｘ線画像、即ち位置合せ画像データセットの位置合せ画像の視覚的ライブラリを示すように適合され得る。データベース内に記憶されるこのライブラリは、位置合せ手順の前にもオペレータによって視覚化され得る。支援機器は、与えられる入力Ｘ線画像に基づき、データベース内に含まれる画像ライブラリから幾つかのＸ線画像のみを、即ち幾つかの位置合せ画像のみを自動で選ぶように適合され得る。選ばれた幾つかのＸ線画像は、与えられた入力に最も近いライブラリの画像である。従って支援機器は、現在位置からの最小労力で推奨される位置合せ画像が生成され得るように、より好ましい新たなＸ線画像、即ちより好ましいＸ線投影システム２の構成並びにカテーテル１２の位置及び形状を迅速に見つけるように利用者を導くことができる。

データベースは、位置合せに好ましい位置及び形状の、即ち既定の閾値を上回る位置合せの値を有する位置及び形状データセットの位置合せの位置及び形状の、位置及び形状ライブラリを含むことができる。全ライブラリが画像として利用者に提示され得る。或いは支援機器は、現在提供されている位置合せの位置及び形状に対して最も近い位置及び形状、即ち位置合せの位置及び形状を示すことができる。支援機器は、推奨される位置合せの位置及び形状と一致するように現在の位置合せの位置及び形状をどのように修正するのかについての視覚的案内と共に、最も近い好ましい位置及び形状を示すように更に適合され得る。例えば、カテーテルが推奨される位置及び形状に達するように、カテーテルがどの方向に動かされるべきか、及びカテーテルがどのように形作られるべきかがディスプレイ上に表示され得る。

ロボットによる応用では、現在の位置及び形状を位置合せに推奨される位置及び形状に修正するために、支援機器がロボットにコマンドを与えることができる。支援機器は、最も近い好ましい位置合せの位置及び形状の一覧を提供するように適合されても良く、ロボットによって実現されるべき位置及び形状を利用者が選ぶことができる。近さは、現在の位置及び形状並びにデータベース内に記憶される良好な位置及び形状、即ち好ましい位置及び形状に適用される類似性測度によって定められても良く、類似性測度は、現在の位置及び形状とデータベースのそれぞれの位置及び形状との間の２乗距離に基づき得る。近さは、現在の位置及び形状から理想的な位置及び形状に移動するコストを計算することによって任意選択的に更に定められ得る。コストは、カテーテルが理想的な、即ち推奨される位置及び形状まで移動しなければならない距離に依存しても良く、より長い距離はより大きいコストに対応する。

支援機器は、第１の対象の種類及び名前に合わせてカスタマイズされた推奨を提供するようにも適合され得る。例えば推奨は、ＯＳＳカテーテルとＯＳＳガイドワイヤとで異なり得る。推奨は、装置キャリブレーションファイルと見なされても良く、カテーテルの種類、カテーテルの名前、カテーテルの厚さ等の位置合せパラメータが記憶され得る対応するキャリブレーションファイルを使用することにより、それぞれの第１の対象にも依存し得る。それらのカスタマイズされた推奨を提供するために、データベースは位置合せパラメータにも応じて位置合せの値を提供するように適合され得る。キャリブレーションファイルは、以前の装置検査手順から分かっている場合がある、決定される位置及び形状の予期される質、即ち例えば予期される精度を示すパラメータ等の位置及び形状パラメータも含み得る。

支援機器は、Ｘ線に対するＯＳＳの半自動式位置合せに関する推奨及びフィードバックを提供するようにも選択的に適合される。この場合、支援機器は、位置合せ画像上のクリック数、クリック間の距離、クリック位置等に関する推奨を提供することができ、それらのクリック、即ち位置合せ画像上の対応する指示は位置合せ画像内の第１の対象を識別するために使用され、識別された第１の対象は、位置及び形状決定装置に対してＸ線投影システムを位置合せするために使用される。支援機器がこの種の推奨も提供できるようにするために、データベース内に記憶される追加の位置合せパラメータはクリック数、クリック間の距離、クリック位置等であり得る。

支援機器は、位置合せ中に使用される位置及び形状並びに画像入力に関する、即ち位置合せの位置及び形状並びに位置合せの画像に関する推奨を提供するように適合され得る。位置合せの過程及び結果に関するフィードバックは、処理時間、成功か失敗か、Ｘ線画像内のカテーテルと位置及び形状決定装置１５によって決定される三次元の位置及び形状のＸ線画像上の投影との間の距離に応じて測定される位置合せ結果の信頼性等、様々な関連パラメータを表示することを含み得る。数値結果は、例えばグラフ形式で視覚的に提示されても良い。例えば、処理時間を示す第１の位置合せの値及び位置合せの精度を示す第２の位置合せの値が各データベース項目に割り当てられても良く、第１の位置合せの値に基づいて予期される処理時間が決定されても良く、第２の位置合せの値に基づき、例えば第２の位置合せの値を既定の閾値と比較することにより、位置合せが成功するか失敗するかが判定され得る。位置合せ結果の信頼性は、Ｘ線画像内のカテーテルと、位置及び形状決定装置１５によって決定される三次元の位置及び形状のＸ線画像上の投影との間の距離を計算することにより支援機器によって計算され得る。

支援機器は、位置合せの前及び位置合せの後の両方で、位置及び形状並びに画像入力に関するフィードバックを提供するように適合され得る。位置合せの前、入力される位置及び形状並びに画像が解析されても良く、位置合せに影響を及ぼし得る幾つかのパラメータに関する警告が提示され得る。同じことが位置合せ後に行われても良い。位置合せ結果及び自動計算されるパラメータに基づき、位置合せに影響を及ぼす最も影響力のあるパラメータについてフィードバックが与えられ得る。

支援機器は、画像並びに三次元の位置及び形状データを使用する直感的推奨方法を選択的に提供する。ＯＳＳアプリケーションを導入する前に、データベース内に記憶されている多数の画像並びに位置及び形状の組について位置合せの精度が評価され得る。支援機器は、この評価の結果を使用し、最も正確に位置合せされ得る位置及び形状、画像、並びに位置及び形状／画像の組合せの視覚的ライブラリを構築することができる。この視覚的ライブラリは、アプリケーションにとってアクセス可能なデータベース内にメタデータと共に記憶され得る。各画像、位置及び形状、並びに／又は画像と位置及び形状との組合せに関するライブラリ内には１つ又は複数の位置合せの値があっても良く、かかる値は、その特定の位置及び形状、画像、又は位置及び形状／画像の組合せが位置合せにどの程度優れているのかを示す数字及び／又はカテゴリ値であり得る。

Ｘ線画像の視覚的ライブラリは、利用者を訓練するために利用者に示されても良い。同じことが位置及び形状、即ち位置合せの位置及び形状、並びに組み合わせられた位置及び形状並びにＸ線データ、即ち位置合せ画像と位置合せの位置及び形状との組合せについても行われ得る。視覚的データは、例えば介入システムによって行われる操作の種類及び／又は位置合せが行われるべき解剖領域を定める位置合せパラメータに応じて提示され得る。更に、どの位置合せ画像、位置合せの位置及び形状、並びに／又は位置合せ画像と位置合せの位置及び形状との組合せが使用されるべきでないかを利用者に示すために、良好な位置合せ結果をもたらさない位置合せ画像、位置合せの位置及び形状、並びに／又は位置合せ画像と位置合せの位置及び形状との組合せが提示されても良い。図５は、良好な位置合せの位置及び形状３６と、不良の位置合せの位置及び形状３７とを示すグラフィカルユーザインタフェース３０を概略的且つ例示的に示す。ガイドワイヤの位置及び形状であるこれらの位置及び形状は、利用者が第１のボタン３１を活性化した場合に示される。利用者が第２のボタン３２を活性化する場合、カテーテルの良好及び不良の位置合せの位置及び形状が示される。利用者が第３のボタン３３を活性化する場合、良好及び不良の位置合せ画像が示され、利用者が第４のボタン３４を活性化する場合、位置合せ画像と位置合せの位置及び形状との良好及び不良の組合せが示される。利用者が第５のボタン３５を活性化する場合、位置合せの精度及び／又は位置合せの時間に関してどの種のユーザクリックが良好で、どの種のユーザクリックが不良なのかが示される。例えば、ユーザクリック数やユーザクリック間の距離等が視覚化され得る。

支援機器は、利用者が位置合せを開始すると、位置合せに使用されるべき入力、とりわけ位置合せ画像及び位置合せの位置及び形状が評価され、位置合せを改善するために入力を修正する方法に関する推奨と共に、位置合せの結果が、入力された位置合せ画像のオーバレイ、及び入力された位置合せの位置及び形状の位置合せ後の入力位置合せ画像上の投影としてディスプレイ２６上に表示され得るように適合され得る。入力される１つ又は幾つかの位置合せ画像及び入力される位置合せの位置及び形状は、位置合せにより好ましいデータベースのライブラリ内のデータと比較され得る。最も近い好ましい位置合せ画像及び位置合せの位置及び形状が決定されても良く、提示された最も近い好ましい１つ又は幾つかの位置合せ画像、及び最も近い好ましい位置合せの位置及び形状データを得ることができるように、利用者がそれらの好ましい事例を迅速に選択すること並びにカテーテル１２及び／又はＸ線投影システム２を移動することを可能にするために、それらが利用者に提示され得る。利用者によって選択される位置合せ画像及び位置合せの位置及び形状がカテーテル１２の構成、即ちカテーテル１２の位置及び形状を自動で計算するために使用されても良く、ナビゲーションユニット１３が自動でカテーテル１２を好ましい位置まで移動させ、カテーテル１２を好ましい形状にできるようにするために、カテーテル１２を操縦するためのロボットの制御ユニットと見なされ得るナビゲーションユニット１３にその構成が伝達され得る。

支援機器は、フィードバック及び推奨が、使用中の特定の装置又は装置の組合せに合わせて、即ち特定の第１の対象に合わせて調節されるように選択的に適合される。例えば、フィードバック及び推奨は、第１の対象がカテーテルなのか、ガイドワイヤなのか、カテーテルとガイドワイヤとの組合せなのかに合わせて調節され得る。従って、データベースの位置合せの値は、第１の対象の種類を定める更なる位置合せパラメータに依存し得る。例えば第１の対象がカテーテルとガイドワイヤとの組合せである場合、カテーテルの前方、即ち遠位にガイドワイヤを示す位置合せ画像が推奨されても良く、それはかかる位置合せ画像が、カテーテルの中に完全に入ったガイドワイヤを示す位置合せ画像に比べて、より正確な位置合せをもたらし得るからである。ガイドワイヤの少なくとも先端部がカテーテルの中にない場合、その先端部は位置合せ手順中に位置合せ画像内で正確に検出することができ、このことはより正確な位置合せをもたらし得る。

支援機器が撮像される解剖領域に合わせて推奨を調節できるようにするために、推奨が依存し得る位置合せパラメータは撮像される解剖領域を定めることもできる。例えば、心臓領域の推奨は腹部領域の推奨とは異なり得る。Ｘ線源及びＸ線検出器の一部の視角又は一部の解剖学的位置が、他のものよりも位置合せに好ましい場合がある。

データベース内に記憶される位置合せパラメータは、位置合せが半自動式の位置合せである場合に必要とされるユーザ入力の種類を更に示し得る。ユーザ入力は、カテーテル１２を示す幾つかの画像点を利用者が位置合せ画像内で指示することを可能にすることによって選択的に得られる。ユーザ入力に対する質の検査は、良好な位置合せの可能性を高めるのを助けることができ、更に多くのユーザ入力を必要とする可能性を減らすことができる。好ましいユーザ入力は、多数のデータの組に対してシミュレーションを行うことによって決定され得る。例えばシミュレーションは、２つの異なる取得方向で取得されている２つの位置合せ画像が使用される場合、及び両方の位置合せ画像内で３つの画像点が利用者によって指示されている場合、位置合せの精度が比較的高いことを明らかにし得る。この事例では、２つの位置合せ画像及び２つの取得方向を含む位置合せ画像データセットが生成されても良く、この位置合せ画像データセット及び各画像内で利用者が３つの画像点を指示すべきことを定める位置合せパラメータの組合せに対し、比較的高い位置合せの値が割り当てられ得る。支援機器は、Ｘ線投影装置に対する位置及び形状決定装置の位置合せの改善方法に関する視覚的、テキストの、及び／又は数字のフィードバック及び推奨を提供できるように、利用者との通信に関与するように適合され得る。

上記の実施形態では、位置及び形状決定装置が、ＯＳＳを使用することによって介入器具の位置及び形状を決定するように適合されるが、他の実施形態では、位置及び形状決定装置が介入器具、例えばカテーテル又はガイドワイヤの位置及び形状を他の技法を使用することによって決定するようにも適合され得る。

上記の実施形態では、推奨される／好ましい位置合せ画像並びに／又は位置及び形状が利用者に提示されているが、支援機器、方法、及びコンピュータプログラムは、第１の対象を示す位置合せ画像を示している所与の、即ち提供される位置合せ画像データセット、及び／又は第１の対象の位置合せの位置及び形状を示している所与の、即ち提供される位置合せの位置及び形状データセットに応じてデータベースによって与えられる位置合せの値に基づき、位置合せの精度及び／又は位置合せに要する時間を単に評価するように適合されても良い。例えば、支援機器、方法、及びコンピュータプログラムは、所与の位置合せ画像データセット及び／又は所与の位置合せの位置及び形状データセットを入力として有することができ、それらは、撮像装置を使用して利用者によって生成されている位置合せ画像、及び／又は第１の対象の位置合せの位置及び形状であって、利用者が第１の対象をその位置及び形状に構成した後で決定されている、第１の対象の位置合せの位置及び形状のそれぞれに基づいて位置合せ入力提供ユニットによって与えられても良く、所与の位置合せ画像データセット及び／又は所与の位置合せの位置及び形状データセットのそれぞれに応じてデータベースによって提供される位置合せの値に基づく位置合せの精度及び／又は位置合せに要する時間が自動で評価され得る。

上記の実施形態では、第１の対象がカテーテル又はガイドワイヤ等の長手状の対象だが、他の実施形態では、第１の対象は別の形状を有する対象とすることもできる。具体的には、第１の対象は撮像装置によって撮像可能であり、その位置及び形状が位置及び形状決定装置によって決定され得る任意の対象とすることができる。

上記の実施形態では、最も近い位置合せ画像データセット、位置合せの位置及び形状データセット、又は位置合せ画像データセットと位置合せの位置及び形状データセットとの組合せのそれぞれが、類似性測度を使用することによってデータベースから決定され、決定された最も近いデータベース項目に割り当てられている位置合せの値が位置合せの精度及び／又は位置合せの時間を決定するために使用されるが、他の実施形態では、位置合せの精度及び／又は位置合せに要する時間が類似性測度を使用することなしに決定され得るようにデータベースが適合され得る。例えば、曲率を決定することにより位置合せ画像データセット及び／又は位置及び形状データセットに応じてデータベースが位置合せの値を提供することを可能にするために、データベースは曲率に応じて位置合せの値を提供するように、及び提供される位置合せ画像データセット及び／又は提供される位置合せの位置及び形状データセットから第１の対象の曲率を決定するように適合され得る。データベースは、位置合せ画像データセット及び／又は位置合せの位置及び形状データセットに基づいて決定され得る他のパラメータ、とりわけ他の形状に関係するパラメータにより、位置合せ画像データセット及び／又は位置合せの位置及び形状データセットに応じて位置合せの値を提供するようにも適合され得る。

図面、本開示、及び添付の特許請求の範囲を検討することにより、開示された実施形態の他の改変形態が特許請求の範囲に記載の本発明を実施する際に当業者によって理解され、実施され得る。

特許請求の範囲では、「含む」という語は他の要素又はステップを排除せず、不定冠詞「１つの（a）」又は「１つの（an）」は複数形を排除しない。

単一のユニット又は装置が、特許請求の範囲に列挙される幾つかのアイテムの機能を実現しても良い。或る手段が互いに異なる従属請求項の中で列挙されているという単なる事実は、これらの手段の組合せが有利に使用されてはならないことを示すものではない。

１つ又は幾つかのユニット又は装置によって実行されるデータベースの提供、位置合せの精度及び／又は位置合せの時間の評価、推奨される位置合せ画像及び／又は推奨される位置合せの位置及び形状の決定、位置及び形状決定装置に対する撮像装置の位置合せ、データベースの生成等の手順は、他の任意の数のユニット又は装置によっても実行され得る。これらの手順、支援方法による支援機器の制御、教示方法による教示機器の制御、及び／又はデータベース生成方法によるデータベース生成機器の制御は、コンピュータプログラムのプログラムコード手段として及び／又は専用ハードウェアとして実装され得る。

コンピュータプログラムは、他のハードウェアと共に又は他のハードウェアの一部として供給される、光学記憶媒体又はソリッドステート媒体等の適当な媒体上に記憶／分散され得るが、インターネット又は他の有線又は無線通信システムによって等、他の形態で分散されても良い。

特許請求の範囲の中の如何なる参照符号も、範囲を限定するものとして解釈すべきでない。

本発明は、ＯＳＳ装置等の位置及び形状決定装置に対する、Ｘ線のＣ型アーム装置等の撮像装置の位置合せを支援するための支援機器に関する。この機器は、位置合せ画像データセット及び／又は位置合せの位置及び形状データセットに応じて位置合せの値を提供するデータベースを含み、位置合せの値は位置合せの精度及び／又は位置合せの時間を示す。この機器は、入力される位置合せ画像データセット及び／又は位置及び形状データセットに基づき、データベースを使用することによって位置合せの精度及び／又は位置合せの時間を評価するための評価ユニットを更に含む。従って、位置及び形状決定装置に対する撮像装置の位置合せを支援するために、位置合せ手順の前、その間、及び／又はその後に、位置合せの精度及び／又は位置合せの時間が評価され得る。

Claims (15)

1. 第１の対象が位置合せの位置にあり且つ位置合せの形状を有する間に、第１の対象の位置合せ画像を生成する撮像装置と、第１の対象の前記位置合せの位置及び前記位置合せの形状を決定する位置及び形状決定装置とを位置合わせする際の支援のための支援機器であって、
   − 第１の対象を示す前記位置合せ画像を示している位置合せ画像データセットを提供するための、及び／又は第１の対象の位置合せの位置及び形状を示している位置合せの位置及び形状データセットを提供するための、位置合せ入力提供ユニットと、
   − 第１の対象と同じ空間配置を有する位置合せ対象を示す位置合せ画像を示している位置合せ画像データセット、及び／又は前記位置合せ対象の位置合せの位置及び形状を示している位置合せの位置及び形状データセットに応じて、位置合せの値を提供するためのデータベースであって、前記位置合せの値は、それぞれの位置合せ画像データセットによる前記位置合せ対象の位置合せ画像、並びに／又はそれぞれの位置及び形状データセットによる前記位置合せ対象の位置合せの位置及び形状が、位置合せに使用される場合、前記位置合せの精度及び／又は位置合せに要する時間を示す、データベースと、
   − 第１の対象を示す前記位置合せ画像を示している提供される前記位置合せ画像データセット、及び／又は第１の対象の前記位置合せの位置及び形状を示している提供される前記位置合せの位置及び形状データセットに応じて、前記データベースによって提供される前記位置合せの値に基づく前記位置合せの精度及び／又は前記位置合せに要する時間を評価するための評価ユニットと
   を含む、支援機器。
2. 前記評価ユニットは、評価される位置合せの精度が高まり、且つ／又は評価される位置合せに要する時間が短縮されるように、推奨される位置合せ画像データセット及び／又は推奨される位置合せの位置及び形状データセットを前記データベースに基づいて決定する、請求項１に記載の支援機器。
3. 前記データベースは、前記位置合せ対象を示す位置合せ画像を示している位置合せ画像データセット、及び／又は前記位置合せ対象の前記位置合せの位置及び形状を示している位置合せの位置及び形状データセットを選択的に含み、前記位置合せ画像データセット及び／又は前記位置合せの位置及び形状データセットに前記位置合せの値が割り当てられ、前記評価ユニットは、
   ａ）前記データベースの位置合せ画像データセット及び／又は位置合せの位置及び形状データセットのグループを決定することであって、前記グループは、既定の閾値を上回る位置合せの値が割り当てられている位置合せ画像データセット及び／又は位置合せの位置及び形状データセットを含む、前記グループを決定することと、
   ｂ）前記位置合せ入力提供ユニットによって提供される前記位置合せ画像データセット及び／又は前記位置合せの位置及び形状データセットに最も類似する、決定されたグループのうちの前記位置合せ画像データセット及び／又は前記位置合せの位置及び形状データセットを決定することと、
   ｃ）決定された位置合せ画像データセット及び／又は推奨される位置合せの位置及び形状データセットを推奨することとにより、
   推奨される位置合せ画像データセット及び／又は推奨される位置合せの位置及び形状データセットを決定する、請求項１に記載の支援機器。
4. 前記評価ユニットは、位置合せ用の決定された推奨される位置合せ画像データセット及び／又は推奨される位置合せの位置及び形状データセットに従って、前記撮像制御ユニットが前記撮像装置を制御できるようにするために、及び／又は前記位置及び形状制御ユニットが第１の対象の位置及び形状を制御できるようにするために、決定された推奨される位置合せ画像データセット及び／又は決定された推奨される位置合せの位置及び形状データセットを、前記撮像装置を制御するための撮像制御ユニット及び／又は第１の対象の位置及び形状を制御するための位置及び形状制御ユニットのそれぞれに出力する、請求項２に記載の支援機器。
5. 第１の対象は第２の対象の中に送り込まれていて、前記支援機器は、第２の対象の構造情報を提供するための構造情報提供ユニットを更に含み、前記評価ユニットは、提供される構造情報にも応じて、前記推奨される位置合せ画像データセット及び／又は前記推奨される位置合せの位置及び形状データセットを決定する、請求項２に記載の支援機器。
6. 前記位置合せの値が位置合せパラメータに更に応じて、提供され得るように前記データベースが適合され、前記位置合せ入力提供ユニットは前記位置合せパラメータも提供し、且つ前記評価ユニットは、提供される位置合せパラメータにも基づき、前記撮像装置並びに前記位置及び形状決定装置を互いに対して位置合せする精度を評価する、請求項１に記載の支援機器。
7. − 位置合せの位置及び形状データセットを提供するためと、位置及び形状決定装置によって決定され、且つ提供される位置合せの位置及び形状データセットに準拠する、位置合せ対象の位置合せの位置及び形状を提供するためとの前記位置合せの位置及び形状データセット提供ユニットと、
   − 位置合せ画像データセットを提供するためと、撮像装置によって生成され、且つ前記位置合せ画像データセットに準拠する位置合せ画像を提供するためとの位置合せ画像データセット提供ユニットであって、前記位置合せ画像は、前記位置合せの位置及び形状を前記位置合せ対象が有する間の前記位置合せ対象を示す、位置合せ画像データセット提供ユニットと、
   − 提供される位置合わせ画像と提供される位置合わせの位置及び形状とをたがいに対して位置合わせするための位置合わせユニットと、
   − 前記提供される位置合せ画像と前記提供される位置合せの位置及び形状との前記位置合せに基づいて、位置合せの値を決定するための位置合せ値決定ユニットであって、前記位置合せの値は、前記位置合せの精度及び／又は前記位置合せに要する時間を示す、位置合せ値決定ユニットと、
   − 決定された位置合せの値、位置合せ画像データセット、及び／又は位置合せの位置及び形状データセットに基づいて、データベースを生成するためのデータベース生成ユニットと
   を含む、請求項１に記載の支援機器によって使用されるデータベースを生成するためのデータベース生成機器。
8. 第１の対象が位置合せの位置にあり且つ位置合せの形状を有する間に第１の対象の位置合せ画像を生成する撮像装置を、第１の対象の前記位置合せの位置及び前記位置合せの形状を決定する位置及び形状決定装置と位置合わせする際にユーザに教示するための教示機器であって、前記教示機器は、
   − 第１の対象と同じ空間配置を有する位置合せ対象を示す位置合せ画像を示している位置合せ画像データセット、及び／又は位置合せ対象の位置合せの位置及び形状を示している位置合せの位置及び形状データセットに応じて、前記位置合せの値を提供するためのデータベースであって、前記位置合せの値は、それぞれの位置合せ画像データセットによる前記位置合せ対象の位置合せ画像、並びに／又はそれぞれの前記位置及び形状データセットによる前記位置合せ対象の前記位置合せの位置及び形状が前記位置合せに使用される場合、前記位置合せの精度及び／又は位置合せに要する時間を示す、データベースと、
   − 少なくとも１つの位置合せ画像データセット及び／又は少なくとも１つの位置合せの位置及び形状データセットに与えられる前記位置合せの値に応じて、出力される少なくとも１つの位置合せ画像データセット及び／又は少なくとも１つの位置合せの位置及び形状データセットを決定するための出力決定ユニットと
   を含む、教示機器。
9. 生物への介入手順を適用するための介入システムであって、
   − 介入手順を適用するために生物内に送り込まれる介入器具と、
   − 生物内の前記介入器具を撮像するための撮像装置と、
   − 生物内の前記介入器具の位置及び形状を決定するための位置及び形状決定装置と、
   − 前記撮像装置並びに前記位置及び形状決定装置を互いに対して位置合せするのを支援するための請求項１に記載される支援機器と、
   を含み、
   前記介入器具は第１の対象である、介入システム。
10. 第１の対象が位置合せの位置にあり且つ位置合せの形状を有する間に第１の対象の位置合せ画像を生成する撮像装置と、第１の対象の前記位置合せの位置及び前記位置合せの形状を決定する位置及び形状決定装置とを位置合わせする際に支援するための方法であって、
    − 位置合せ入力提供ユニットにより、第１の対象を示す前記位置合せ画像を示している位置合せ画像データセットを提供するステップ、及び／又は第１の対象の前記位置合せの位置及び形状を示している位置合せの位置及び形状データセットを提供するステップと、
    − 第１の対象と同じ空間配置を有する前記位置合せ対象を示す前記位置合せ画像を示している位置合せ画像データセット、及び／又は前記位置合せ対象の前記位置合せの位置及び形状を示している位置合せの位置及び形状データセットに応じて、位置合せの値を提供するためのデータベースを提供するステップであって、前記位置合せの値は、それぞれの位置合せ画像データセットによる前記位置合せ対象の位置合せ画像、並びに／又はそれぞれの位置及び形状データセットによる前記位置合せ対象の前記位置合せの位置及び形状が前記位置合せに使用される場合、前記位置合せの精度及び／又は前記位置合せに要する時間を示す、ステップと、
    − 第１の対象を示す前記位置合せ画像を示している提供される位置合せ画像データセット、及び／又は第１の対象の前記位置合せの位置及び形状を示している提供される前記位置合せの位置及び形状データセットに応じて、前記データベースによって提供される前記位置合せの値に基づく前記位置合せの精度及び／又は前記位置合せに要する時間を評価ユニットによって評価するステップと
    を含む、方法。
11. − 位置合せの位置及び形状データセット提供ユニットによって、位置合わせの位置及び形状データセットを提供するステップ、及び、位置及び形状決定装置によって決定され、且つ提供される位置合せの位置及び形状データセットに準拠する、位置合せ対象の位置合せの位置及び形状を提供するステップと、
    − 位置合せ画像データセット提供ユニットによって、位置合せ画像データセットを提供するステップ、及び、撮像装置によって生成され、且つ位置合せ画像データセットに準拠する位置合せ画像を提供するステップであって、前記位置合せ画像は、前記位置合せの位置及び形状を位置合せ対象が有する間の位置合せ対象を示す、ステップと、
    − 提供される位置合せ画像と提供される位置合せの位置及び形状を互いに対して位置合せユニットによって位置合せするステップと、
    − 前記位置合せに基づいて、位置合せの値を位置合せ値決定ユニットによって決定するステップであって、前記位置合せの値は、前記位置合せの精度及び／又は前記位置合せに要する時間を示す、ステップと、
    − 決定された位置合せの値、前記位置合せ画像データセット、及び／又は前記位置合せの位置及び形状データセットに基づいて、データベース生成ユニットによってデータベースを生成するステップと
    を含む、請求項１に記載の支援機器によって使用されるデータベースを生成するためのデータベース生成方法。
12. 第１の対象が位置合せの位置にあり且つ位置合せの形状を有する間に第１の対象の位置合せ画像を生成する撮像装置と、第１の対象の前記位置合せの位置及び前記位置合せの形状を決定する位置及び形状決定装置とを位置合わせする際にユーザに教示するための教示方法であって、
    − 第１の対象と同じ空間配置を有する位置合せ対象を示す前記位置合せ画像を示している位置合せ画像データセット、及び／又は前記位置合せ対象の前記位置合せの位置及び形状を示している位置合せの位置及び形状データセットに応じて、位置合せの値を提供するためのデータベースを提供するステップであって、前記位置合せの値は、それぞれの位置合せ画像データセットによる前記位置合せ対象の位置合せ画像、並びに／又はそれぞれの位置及び形状データセットによる前記位置合せ対象の前記位置合せの位置及び形状が前記位置合せに使用される場合、前記位置合せの精度及び／又は前記位置合せに要する時間を示す、ステップと、
    − 少なくとも１つの位置合せ画像データセット及び／又は少なくとも１つの位置合せの位置及び形状データセットに与えられる前記位置合せの値に応じて、出力される少なくとも１つの位置合せ画像データセット及び／又は少なくとも１つの位置合せの位置及び形状データセットを出力決定ユニットによって決定するステップと
    を含む、教示方法。
13. 第１の対象が位置合せの位置にあり且つ前記位置合せの形状を有する間に第１の対象の位置合せ画像を生成する画像装置と、前記位置合せの位置及び位置合せの形状を決定する位置及び形状決定装置とを位置合わせする際に支援するための支援コンピュータプログラムであって、請求項１に記載の支援機器を制御するコンピュータ上で実行される時、請求項１０に記載の支援方法のステップを前記支援機器に実行させるためのプログラムコード手段を含む、撮像装置と位置及び形状決定装置とを位置合せする際に支援するための支援コンピュータプログラム。
14. 請求項８に記載のデータベース生成機器を制御するコンピュータ上で実行される時、請求項１１に記載のデータベース生成方法のステップを前記データベース生成機器に実行させるためのプログラムコード手段を含む、請求項１に記載の支援機器によって使用されるデータベースを生成するためのデータベース生成コンピュータプログラム。
15. 第１の対象が位置合せの位置にあり且つ前記位置合せの形状を有する間に第１の対象の位置合せ画像を生成する撮像装置と、前記位置合せの位置及び前記位置合せの形状を決定する位置及び形状決定装置とを位置合わせする際にユーザに教示するための教示コンピュータプログラムであって、請求項８に記載の教示機器を制御するコンピュータ上で実行される時、請求項１２に記載の教示方法のステップを前記教示機器に実行させるためのプログラムコード手段を含む、教示コンピュータプログラム。

Images