JP2018114276A - 耳鼻咽喉科の処置における粘液の透視 - Google Patents

耳鼻咽喉科の処置における粘液の透視 Download PDF

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Abstract

【課題】 X線を利用した撮像を行うこと。【解決手段】 体腔の放射線撮像をする方法が、コンピュータ断層撮像(CT)を使用して体腔を撮像してCT画像を形成することと、追跡システムをCT画像と位置合わせすることと、ガイドワイヤを体腔内に挿入することと、ここでガイドワイヤは、追跡システムで作動し、ガイドワイヤの遠位端に取り付けられた、位置センサを含み、追跡システムによって取得された位置センサからの信号に反応して、ガイドワイヤの遠位端の位置をCT画像上に表示すること、を含む。方法は更に、遠位端に関して既定のイメージングボリューム内にあり、所定の放射線濃度よりも小さい放射線濃度を有するボクセルに、既定のデフォルト値の均一な放射線濃度を有するように割り当てることと、割り当てられた既定のデフォルト値を持つボクセルをCT画像に組み込んでアップデートされたCT画像を形成することと、アップデートされたCT画像を表示すること、を含む。【選択図】 図1

Description

本発明は、概して医用撮像に関し、具体的にはX線を利用した撮像に関する。
医療用コンピュータ断層撮影(CT)では、患者の身体部位の、異なる角度からの数多くのX線画像が撮影される。断層再構成の数学的処理を使用して、X線画像が処理されて組み合わされ、身体部位の断面画像が生成され、撮像部位の内部構造の非侵襲性三次元(3D)画像をもたらす。
参照により本明細書に組み込まれる、米国特許第7,630,529号には、仮想大腸内視鏡検査を実行するシステムが記述され、そのシステムは、デジタル画像を生成するシステム、そのデジタル画像を格納する格納装置、格納装置からの結腸の画像を受け入れるために結合され、画像から結腸の内容物を取り除くデジタル腸管減算プロセッサ、及び、格納装置から結腸の画像を受け入れ、結腸画像のポリープを検出するために結合された自動ポリープ検出プロセッサ、を含むとしている。
参照により本明細書に組み込まれる米国特許出願公開第2014/0330115号には、患者の副鼻腔領域を表示する方法が記述され、その方法は、少なくとも一部がコンピュータによって実行される。その方法には、患者の副鼻腔領域のボリュームイメージデータを取得し、ボリュームイメージデータから副鼻腔内の1つ又は複数の気道を確認し、少なくとも1つ又は複数の気道を表示し、下側に所定量圧縮された表示気道の1つ又は複数をハイライトすること、が含まれるとしている。
参照により本明細書に組み込まれる米国特許出願公開第2013/0004044号には、組織の画像データの定量的撮像及び解析の実行を実現する、ボクセルを基礎とする技術が記述されている。問題の組織の連続的な画像データが、組織の異なる状態で収集される。収集された画像データは、変形可能に位置合わせされてもよく、その後、位置合わせされた画像データが、ボクセルごとを基本として解析される。このようにして、解析のための空間情報を保持することができる。種々の閾値が、位置合わせされた組織データに適用され、例えば、肺組織の表現型疾病による慢性閉塞性肺疾患と分類するなど、組織の状況又は状態を確認する。
参照により本明細書に組み込まれる米国特許出願公開第2008/0008367号には、解剖構造が空気と液体などの2つの物質によって満たされているときに、三次元境界の包囲を決定するための、解剖構造の画像を解析することができる方法が記述されている。境界の包囲を決定するために種々の技術が使われてもよく、それらには、仮想構造を解析して、その構造を空気と液体のポケットの構造に分割し、その表面が単一空液境界に接触する複数の液体ポケットがあるか否かを決定し、それぞれの液体ポケットの別々の閾値を決定し、異なる液体ポケットの別々の閾値を用いて、仮想解剖構造を再分割し、液体と空気ポケットとの間の関係を表す階層的ポケットツリーを形成し、種々の基準に基づいてポケットツリーを刈込み、ここでこの基準は、仮想解剖構造からこれらの刈込み部を取り除くことに相当するものであり、そして、ファジー連結性、二次元間隔充填、及びレベルセット分割のうちの1つ又は複数を用いて残りの仮想解剖構造を再分割すること、が含まれる。
本特許出願に参照により組み込まれる文献は、いずれかの用語がこれらの組み込まれた文献において、本明細書に明確に又は暗示的になされる定義と矛盾する形で定義されている場合には、本明細書中の定義のみが考慮されるべきである点を除いて、本出願の一部とみなされるものとする。
本明細書で以下に記載する本発明の実施形態では、患者の体腔内の局所的放射線撮像の改良された方法が提供される。
本発明の実施形態による体腔の放射線撮像方法が結果として提供され、方法は、体腔を、コンピュータ断層撮影(CT)を用いて撮像してCT画像を形成することと、追跡システムをCT画像と位置合わせすることと、体腔内にガイドワイヤを挿入することと、ここでガイドワイヤは、追跡システムで作動し、ガイドワイヤの遠位端に取り付けられた、位置センサを備える、ことと、追跡システムによって取得された位置センサからの信号に反応して、ガイドワイヤの遠位端の位置を、CT画像上に表示することと、を含む。方法は更に、遠位端に関して既定のイメージングボリューム内にあり、所定の閾値よりも小さい放射線濃度を有する、ボクセルに、既定のデフォルト値の均一な放射線濃度を有するように割り当てることと、割り当てられた既定のデフォルト値を持つボクセルを、CT画像に組み込み、アップデートされたCT画像を形成することと、アップデートされたCT画像を表示することと、を含む。
別の実施形態では、方法は、既定のベクトルによって遠位端からオフセットされた頂点を有する円錐状のボリュームを含む既定のイメージングボリュームを含む。
更に別の実施形態では、方法は、既定のベクトルによって遠位端からオフセットされた中心を有する球を含む既定のイメージングボリュームを含む。
いくつかの実施形態では、方法は、粘液の放射線濃度、又は選択した身体組織の放射線濃度を有する所定の閾値を含む。
一実施形態では、方法は、空気の放射線濃度を有する既定のデフォルト値を含む。
更なる実施形態では、方法は、副鼻腔を含む体腔の放射線撮像を含む。
本発明の実施形態による体腔の放射線撮像のための装置もまた提供され、その装置は、体腔に挿入されたガイドワイヤであって、このガイドワイヤが、ガイドワイヤの遠位端において、追跡システム内作動する位置センサを備える、ガイドワイヤと、表示スクリーンと、を備える。装置は更に、位置センサと表示スクリーンとに結合されたプロセッサを備え、このプロセッサは、体腔のCT画像を格納して表示するように、追跡システムをCT画像と位置合わせするように、遠位端の位置を追跡するように、表示スクリーン上に、CT画像上に重ねられた遠位端の追跡位置を表示するように、遠位端に関して既定のイメージングボリューム内にあり、所定の閾値よりも小さい放射線濃度を有する、ボクセルに、既定のデフォルト値の均一な放射線濃度を有するように割り当てるように、割り当てられた既定のデフォルト値を持つボクセルを、CT画像に組み込み、アップデートされたCT画像を形成するように、及び表示スクリーン上にアップデートされたCT画像を表示するように、構成されている。
別の実施形態では、既定のイメージングボリュームは、既定のベクトルによって遠位端からオフセットされた頂点を有する円錐状のボリュームを含む。代替えとして、既定のイメージングボリュームは、既定のベクトルによって遠位端からオフセットされた中心を有する球を含む。
更に別の実施形態では、所定の閾値は、粘液の放射線濃度を含む。代替えとして、所定の閾値は、選択した身体組織の放射線濃度を含む。
一実施形態では、既定のデフォルト値は、空気の放射線濃度を含む。
更なる実施形態では、体腔は、副鼻腔を含む。
本発明は、図面と総合すれば、以下の「発明を実施するための形態」からより完全に理解されるであろう。
本発明の一実施形態による医療処置の概略図である。 本発明の一実施形態による、患者の頭部CT画像の正面部分を示す。 本発明の一実施形態による、撮像に関する、医療処置中に実施されるステップのフローチャートである。 本発明の一実施形態による、ガイドワイヤの遠位端に固定された円錐状のイメージングボリュームの定義(definition)を示す。 本発明の一実施形態による、円錐状のイメージングボリューム内のボクセルの再割り当て後のCT画像の拡大範囲、及び再割り当てられたボクセルを持つ画像を表示する。 本発明の一実施形態による、空間的にオフセットした円錐状のイメージングボリュームを示す。 本発明の一実施形態による、球状のイメージングボリュームの定義を示す。 本発明の一実施形態による、空間的にオフセットした球状のイメージングボリュームを示す。
概略
体腔の放射線撮像は、通常コンピュータ断層撮影(CT)を用いて実行される。得られる放射線画像の品質は、多くの場合、体腔内の空気以外の物質の存在によって低下し、そのような状況の例として、副鼻腔が空気の代わりに粘液で満たされている場合の副鼻腔のCT撮像が挙げられる。以下では、副鼻腔の撮像での粘液の影響が一例として説明されるが、本発明の実施形態は、空気以外の物質をその中に持つ別の体腔のCT撮像を含むことが理解されるであろう。
本明細書で説明される本発明の実施形態は、あたかも空気のみによって満たされた体腔の画像を生成することによって、この問題を解決する。
本発明の実施形態では、患者は、医療処置の前にスキャンされ、CT画像装置内に患者の体腔を含むCT画像を生成する。続く医療処置では、遠位端に位置センサを持つガイドワイヤが患者の体腔に挿入され、位置センサが遠位端の位置の追跡を可能としている。公知の位置合わせの手順を使用して、位置センサが作動する追跡システムが、CT画像とあらかじめ位置合わせされている。この位置合わせによって、遠位端の追跡位置を、患者の体腔のCT画像上に表示することができるようになる。
ガイドワイヤの遠位端に関する既定のイメージングボリューム内での、ボクセルの放射線濃度を、所定の放射線濃度の閾値と比較する。既定のイメージングボリューム内で、所定の閾値よりも小さな放射線濃度を有するボクセルには、既定のデフォルト値が割り当てられる。既定のデフォルト値が割り当てられた放射線濃度を有するボクセルは、CT画像に組み込まれ、アップデートされたCT画像を形成し、このアップデートされたCT画像が表示される。
システムの説明
図1は、本発明の実施形態による、装置10を用いた医療処置の概略図である。処置は外科医12により実行され、一例として、本明細書の以下の説明における処置は、副鼻腔内の医療処置のために、患者14の副鼻腔内へのガイドワイヤの挿入を含むものと仮定する。ただし、本発明の実施形態は、この特定の処置にだけ適用されるものではなく、生物学的組織に対する実質的にいかなる処置をも包含し得るものと理解されるであろう。
外科医12は、ガイドワイヤの遠位端20が患者の副鼻腔21に入るように、ガイドワイヤ16を患者14の外鼻孔18に挿入する。遠位端20は、位置センサ22を備える。ガイドワイヤ16の近位端24は、装置10のコンソール26に結合されている。
装置10は、コンソール26内に位置するプロセッサ28により制御される。コンソール26は制御装置30を備え、その制御装置30は、外科医12によって使用され、プロセッサと通信する。処置中、プロセッサ28は、当該技術分野において公知の任意の方法を用いて、カテーテルの遠位端20の場所及び向きを追跡する。例えば、プロセッサ28は、患者14の体外にある磁気送信器31により、位置センサ22内に配置されたコイルに信号を発生させる磁気追跡方法を使用してもよい。センサコイルからの信号は、コンソール26に接続され、更に磁気追跡モジュール23に接続され、磁気追跡モジュールによってプロセッサ28と通信して解析される。Biosense Webster(Diamond Bar、CA)により製造されるCarto(登録商標)システムは、このような追跡方法を使用する。
プロセッサ28用のソフトウェアは、例えば、ネットワーク経由で、電子的な形態でプロセッサにダウンロードすることができる。代替的に、又は追加的に、ソフトウェアは、例えば、光学的、磁気的、又は電子的記憶媒体のような非一時的有形媒体上で提供され得る。プロセッサ28は、表示スクリーン32に結合されている。
装置10を操作するため、プロセッサ28は電子回路34と通信し、その電子回路34は、磁気追跡モジュール23、及び装置を操作するためにプロセッサによって使用される別のモジュールを組み込んでいる。煩雑さをなくすため、ハードウェア要素並びにソフトウェア要素を含むことができるそのような他のモジュールは、図1では例示されていない。コンソール26に結合されたガイドワイヤ16の近位端24は、更に磁気追跡モジュール23に結合され、その結果、モジュールは、位置追跡のためのセンサ22によって発生された信号を使用することが可能となっている。
プロセッサ28は、更にメモリ36と通信し、そのメモリ36は、装置10を操作するために必要なデータを格納する。そのデータには、患者14の頭部38のCT画像が含まれる。
図2は、本発明の一実施形態による、患者14の頭部38のCT画像40の前頭部を示す。公知の位置合わせの手順を使用して、磁気追跡システムは、CT撮像システムと位置合わせされる。遠位端20の検出された位置との位置合わせを使用することによって、その位置が、CT画像40上で基準マーク42として重ねられる。CT画像40では、CT画像40の基準マーク42の位置によって示されるように、外科医12は、ガイドワイヤ16の遠位端20を患者14の右上顎洞44内に挿入したとみなされる。CT画像46は、CT画像40の部分拡大であり、CT画像40の右側に示されている。
右上顎洞44の画像の、CT画像40での左上顎洞48の画像との比較では、右上顎洞44の画像が、左上顎洞48の画像よりも薄いことを示している。この違いは、2つの上顎洞44及び48それぞれの、異なる放射線濃度を示している。異なる放射線濃度は、ここでは、右上顎洞44が粘液で満たされているという事実に起因する。
放射線濃度は従来、ハウンスフィールド単位(HU)で表され、粘液の放射線濃度は、通常−100 HU〜+100 HUである。左上顎洞48は、放射線濃度−1000 HUの空気で満たされている。図3のフローチャートを参照して説明されるように、本発明の一実施形態では、図2のCT画像46の更なる処理にて、粘液の上位側の放射線濃度+100 HUが、ボクセル放射線濃度の再割り当てのための放射線濃度閾値として選択され、空気の放射線濃度−1000 HUが、割り当て値のデフォルト放射線濃度として選択される。
図3は、本発明の一実施形態による、撮像に関する、医療処置中に実施されるステップのフローチャートである。CTスキャンステップ50では、患者14の頭部38は、本明細書では一例として透視検査CTと仮定するコンピュータ断層撮影(CT)によってスキャンされ、スキャンからのCTデータがプロセッサ28によって取得され、メモリ36に格納される。患者14のCTスキャンは、副鼻腔処置に対応するフローチャートの残りのステップの実施とは独立して実行してもよい。典型的には、CTスキャンステップ50は、次に続く処理ステップの何日も前に実行してもよい。
最初の処理ステップ52にて、磁気送信器31、位置センサ22、及び磁気追跡モジュール23を備える磁気追跡システムが、CT撮像システムと位置合わせされる。位置合わせは、当技術分野において公知の任意の方法によって実施されてもよい。ステップ52にて、外科医12は、プリセット放射線濃度閾値のレベルを規定するが、本明細書では一例として、そのレベルを+100 HUと仮定する。またステップ52にて、外科医は、デフォルト放射線濃度のレベルを画定するが、本明細書では一例として、このレベルを空気の放射線濃度、すなわち1000 HUと仮定する。
挿入ステップ54にて、外科医12は、ガイドワイヤの遠位端20が患者の副鼻腔21に入るように、ガイドワイヤ16を患者14の外鼻孔18に挿入する。磁気追跡システムとCT撮像システムとの間の位置合わせを、遠位端20の検出された位置とともに利用して、この位置が、図2に示すように、CT画像46上の基準マーク42として重ねられる。
定義するステップ56では、外科医12は、CT画像46上の基準マーク42を案内として利用し、遠位端20を所望の位置へと移動させる。定義するステップ56では、図4及び図6〜図8に関連してより詳細に説明するように、外科医12は更に、その形状、寸法、及び遠位端20への固定によってイメージングボリュームを定義する。
図4は、図1〜図2に関連して、本発明の一実施形態による、ガイドワイヤ16の遠位端20に固定された円錐状のイメージングボリューム70の定義をCT画像46に示す。外科医12は、円錐状のイメージングボリュームの頂点を、基準マーク42と一致させて定義することによって、円錐状のイメージングボリューム70の固定を定義する。外科医12は更に、円錐状のイメージングボリューム70の頂角を定義する。典型的な角度は60°であるが、外科医はその角度に任意の別の好都合な値を選択してもよい。典型的には、プロセッサ28は、円錐状のイメージングボリューム70の長さを定義する。
図6は、本発明の一実施形態による、空間的にオフセットした円錐状のイメージングボリューム74を示す。オフセットした円錐状のイメージングボリューム74は、図4に関する円錐状のイメージングボリューム70と同様に、外科医12によって定義されたが、外科医は、頂点76を基準マーク42から離して、オフセットベクトル75を追加として定義した。
図7は、本発明の一実施形態による、球状のイメージングボリューム80の定義を示す。外科医12は、球状のイメージングボリューム80の半径を定義し、またボリューム中心を、基準マーク42と一致するように定義した。ボリューム80の典型的な半径は5mmであるが、外科医は、半径として別の好都合な値を選択してもよい。
図8は、本発明の一実施形態による、空間的にオフセットした球状のイメージングボリューム82を示す。オフセットした球状のイメージングボリューム82は、図7の球状のイメージングボリューム80と同様に、外科医12によって定義されたが、外科医は、イメージングボリューム82の中心84を基準マーク42から離して、オフセットベクトル83を追加として定義した。
上述した例では、イメージングボリュームの基準マーク42への固定の定義には、外科医12は、図6及び図8の有限(ゼロではない)のオフセットベクトル75、83を使用した。しかしながら、本発明の実施形態では、オフセットベクトルは、有限(ゼロではない)のベクトル、及び長さのないベクトルの両方を含むことが理解されるであろう。
フローチャートに戻って比較ステップ57では、プロセッサ28が、ステップ56で定義されたイメージングボリューム内の各ボクセルの放射線濃度を、ステップ52で定義されたプリセット放射線濃度閾値と比較し、イメージングボリューム内の各ボクセルを、決定ステップ58へ送る。図4及び図6〜図8については、そのボクセルが比較ステップ57及び決定ステップ58で処理されるイメージングボリュームは、円錐状のイメージングボリューム70(図4)、オフセットした円錐状のイメージングボリューム74(図6)、球状のイメージングボリューム80(図7)、及びオフセットした球状のイメージングボリューム82(図8)である。
決定ステップ58では、次の2つのいずれかの決定を行う。比較されるボクセルの放射線濃度が、外科医12がステップ52で+100 HUと定義した所定の閾値よりも小さければ、プロセッサ28は、処理を再割り当てステップ59へと進める。一方、比較されるボクセルの放射線濃度が、所定の閾値+100 HUよりも小さくなければ、プロセッサ28は、処理を非変化ステップ60へと進める。
再割り当てステップ59では、プロセッサ28が再割り当てステップへと送ったボクセルが、プロセッサによって、ステップ52でセットされ、本明細書で空気の放射線濃度−1000 HUと仮定する既定のデフォルト放射線濃度に等しい放射線濃度値に再割り当てされる。再割り当て後に、プロセッサ28は、再割り当てされたボクセルを再構築ステップ61へと送る。
非変化ステップ60では、プロセッサ28が非変化ステップへと送ったボクセルは、プロセッサによって、ボクセルの放射線濃度はそのままで、再構築ステップ61へと更に送られる。
再構築ステップ61は、再割り当てステップ59及び非変化ステップ60から、それぞれ、それらの再割り当て済みの値及び非変化の値を持つイメージングボリュームのボクセルを受け入れる。再構築ステップ61では、プロセッサ28は、受け入れたボクセルから、イメージングボリューム内のCT画像46の部分を再構築する。このとき、イメージングボリュームの外側のCT画像46の部分はそのままにおかれる。
表示ステップ62では、プロセッサ28は、ディスプレイ32上に、再構築されたボクセルを持つCT画像46を表示する。
図5は、本発明の一実施形態による、再構築されたボクセルを持つCT画像46’の例を示す。図5は、表示ステップ62が実施された後の、図4の画像の変化を示す。円錐状のイメージングボリューム70内の領域72内のボクセルは、+100 HUよりも小さい本来の放射線濃度を有するので、したがって、プロセッサ28が、ステップ57、58、及び59を使用して、ボクセルに、空気の放射線濃度−1000 HUを割り当てたのである。CT画像46’は、領域72内のボクセルの放射線濃度の再割り当てを示し、ボクセルを放射線に関して透明にして、図4のCT画像46と比較して、円錐状のメージングボリューム70内の特徴のコントラストと透明性を高めている。
円錐状のイメージングボリューム70の再割り当てと同様に、また図6〜図8に関連して、プロセッサ28は、オフセットした円錐状のイメージングボリューム74(図6)、球状のイメージングボリューム80(図7)、及びオフセットした球状のイメージングボリューム82(図8)内のボクセルの放射線濃度を、図5の円錐状のイメージングボリューム70での方法と同じ方法で、再割り当てする。ボクセルの再割り当ての後に表示された画像(本明細書には図示せず)は、粘液を空気として表し、これらのイメージングボリューム内の特徴のコントラストと透明性を高めている。
フローチャートに戻り、決定ステップ63では、外科医12は、彼/彼女が、ガイドワイヤ16を、副鼻腔21内の新たな位置に動かすことを望むか否かを決める。彼/彼女がガイドワイヤ16を動かすことを望むなら、彼/彼女は、定義するステップ56で、イメージングボリュームを再定義する、あるいは、それを以前に定義したままにする、のいずれかを行ってもよい。後者の選択肢は、遠位端20を副鼻腔21内で動かし、スキャニング方式で撮像を行うことに相当する。副鼻腔21内での遠位端20のスキャニングは、スキャンされるイメージングボリューム内の特徴のコントラストと透明性を高める効果を有する。
外科医12が、ガイドワイヤ16を更に動かさないと決めれば、手順は終了する。
上の説明は、所定の閾値が粘液のものであると仮定したが、別の閾値が使われてもよいことが理解されるであろう。例えば、外科医12は、放射線濃度の閾値を、選択した組織又は骨の放射線濃度として選んでもよく、こうすると、組織又は骨を、定義するステップ56で外科医12が定義したイメージングボリューム内で、放射線濃度に関して透明にする効果を有することになる。
上記に述べた実施形態はあくまで実例として挙げたものにすぎず、本発明は上記に詳細に示し、説明したものに限定されない点は理解されよう。むしろ、本発明の範囲は、上記の種々の特徴の組み合わせ及び部分的組み合わせの両方、並びに前述の説明を読むことで当業者が想起するであろう、先行技術に開示されていない変形形態及び改変を含む。
〔実施の態様〕
(1) 体腔の放射線撮像方法であって、
前記体腔を、コンピュータ断層撮影(CT)を使用して撮像してCT画像を形成することと、
追跡システムを前記CT画像と位置合わせすることと、
前記体腔にガイドワイヤを挿入することであって、前記ガイドワイヤが、前記追跡システムで作動し、前記ガイドワイヤの遠位端に取り付けられた、位置センサを備える、ことと、
前記追跡システムによって取得された前記位置センサからの信号に反応して、前記ガイドワイヤの前記遠位端の位置を、前記CT画像上に表示することと、
前記遠位端に関して既定のイメージングボリューム内にあり、所定の閾値よりも小さい放射線濃度を有する、ボクセルに、既定のデフォルト値の均一な放射線濃度を有するように割り当てることと、
前記割り当てられた既定のデフォルト値を持つ前記ボクセルを、前記CT画像に組み込み、アップデートされたCT画像を形成することと、
前記アップデートされたCT画像を表示することと、
を含む、放射線撮像方法。
(2) 前記既定のイメージングボリュームが、既定のベクトルによって前記遠位端からオフセットされた頂点を有する円錐状のボリュームを含む、実施態様1に記載の放射線撮像方法。
(3) 前記既定のイメージングボリュームが、既定のベクトルによって前記遠位端からオフセットされた中心を有する球を含む、実施態様1に記載の放射線撮像方法。
(4) 前記所定の閾値が、粘液の放射線濃度を含む、実施態様1に記載の放射線撮像方法。
(5) 前記所定の閾値が、選択した身体組織の放射線濃度を含む、実施態様1に記載の放射線撮像方法。
(6) 前記既定のデフォルト値が、空気の放射線濃度を含む、実施態様1に記載の放射線撮像方法。
(7) 前記体腔が、副鼻腔を含む、実施態様1に記載の放射線撮像方法。
(8) 体腔の放射線撮像装置であって、
前記体腔に挿入されたガイドワイヤであって、前記ガイドワイヤが、前記ガイドワイヤの遠位端において、追跡システムで作動する位置センサを備える、ガイドワイヤと、
表示スクリーンと、
前記位置センサと前記表示スクリーンとに結合されたプロセッサであって、前記プロセッサが、
前記体腔のCT画像を格納して表示するように、
前記追跡システムを前記CT画像と位置合わせするように、
前記遠位端の位置を追跡するように、
前記表示スクリーン上に、前記CT画像上に重ねられた前記遠位端の追跡位置を表示するように、
前記遠位端に関して既定のイメージングボリューム内にあり、所定の閾値よりも小さい放射線濃度を有する、ボクセルに、既定のデフォルト値の均一な放射線濃度を有するように割り当てるように、
前記割り当てられた既定のデフォルト値を持つ前記ボクセルを、前記CT画像に組み込み、アップデートされたCT画像を形成するように、及び
前記表示スクリーン上に前記アップデートされたCT画像を表示するように、
構成された、プロセッサと、
を備える、放射線撮像装置。
(9) 前記既定のイメージングボリュームが、既定のベクトルによって前記遠位端からオフセットされた頂点を有する円錐状のボリュームを含む、実施態様8に記載の放射線撮像装置。
(10) 前記既定のイメージングボリュームが、既定のベクトルによって前記遠位端からオフセットされた中心を有する球を含む、実施態様8に記載の放射線撮像装置。
(11) 前記所定の閾値が、粘液の放射線濃度を含む、実施態様8に記載の放射線撮像装置。
(12) 前記所定の閾値が、選択した身体組織の放射線濃度を含む、実施態様8に記載の放射線撮像装置。
(13) 前記既定のデフォルト値が、空気の放射線濃度を含む、実施態様8に記載の放射線撮像装置。
(14) 前記体腔が、副鼻腔を含む、実施態様8に記載の放射線撮像装置。

Claims (7)

  1. 体腔の放射線撮像装置であって、
    前記体腔に挿入されたガイドワイヤであって、前記ガイドワイヤが、前記ガイドワイヤの遠位端において、追跡システムで作動する位置センサを備える、ガイドワイヤと、
    表示スクリーンと、
    前記位置センサと前記表示スクリーンとに結合されたプロセッサであって、前記プロセッサが、
    前記体腔のCT画像を格納して表示するように、
    前記追跡システムを前記CT画像と位置合わせするように、
    前記遠位端の位置を追跡するように、
    前記表示スクリーン上に、前記CT画像上に重ねられた前記遠位端の追跡位置を表示するように、
    前記遠位端に関して既定のイメージングボリューム内にあり、所定の閾値よりも小さい放射線濃度を有する、ボクセルに、既定のデフォルト値の均一な放射線濃度を有するように割り当てるように、
    前記割り当てられた既定のデフォルト値を持つ前記ボクセルを、前記CT画像に組み込み、アップデートされたCT画像を形成するように、及び
    前記表示スクリーン上に前記アップデートされたCT画像を表示するように、
    構成された、プロセッサと、
    を備える、放射線撮像装置。
  2. 前記既定のイメージングボリュームが、既定のベクトルによって前記遠位端からオフセットされた頂点を有する円錐状のボリュームを含む、請求項1に記載の放射線撮像装置。
  3. 前記既定のイメージングボリュームが、既定のベクトルによって前記遠位端からオフセットされた中心を有する球を含む、請求項1に記載の放射線撮像装置。
  4. 前記所定の閾値が、粘液の放射線濃度を含む、請求項1に記載の放射線撮像装置。
  5. 前記所定の閾値が、選択した身体組織の放射線濃度を含む、請求項1に記載の放射線撮像装置。
  6. 前記既定のデフォルト値が、空気の放射線濃度を含む、請求項1に記載の放射線撮像装置。
  7. 前記体腔が、副鼻腔を含む、請求項1に記載の放射線撮像装置。
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Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH08140992A (ja) * 1994-11-22 1996-06-04 Toru Hayakawa 手術器具の位置表示装置
JP2003339735A (ja) * 2002-05-24 2003-12-02 Shimadzu Corp 手術支援装置
JP2011234864A (ja) * 2010-05-10 2011-11-24 Toshiba Corp X線診断装置及び支援データ生成用制御プログラム
JP2012095927A (ja) * 2010-11-05 2012-05-24 Toshiba Corp 画像診断装置
US20140276002A1 (en) * 2013-03-15 2014-09-18 The Cleveland Clinic Foundation Method and system to facilitate intraoperative positioning and guidance

Family Cites Families (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6947784B2 (en) 2000-04-07 2005-09-20 The General Hospital Corporation System for digital bowel subtraction and polyp detection and related techniques
US7822461B2 (en) 2003-07-11 2010-10-26 Siemens Medical Solutions Usa, Inc. System and method for endoscopic path planning
DE102005002949A1 (de) * 2005-01-21 2006-08-03 Siemens Ag Verfahren zur Visualisierung von Schädigungen im Myokard
FR2881255B1 (fr) * 2005-01-25 2007-03-30 Gen Electric Procede d'elaboration d'une image renale
US8023703B2 (en) 2006-07-06 2011-09-20 The United States of America as represented by the Secretary of the Department of Health and Human Services, National Institues of Health Hybrid segmentation of anatomical structure
US8150498B2 (en) * 2006-09-08 2012-04-03 Medtronic, Inc. System for identification of anatomical landmarks
WO2008048517A2 (en) * 2006-10-13 2008-04-24 Acclarent, Inc. Intraoperative tracking and positioning of transnasally inserted devices
WO2008121578A2 (en) 2007-03-30 2008-10-09 University Of Maryland, Baltimore Intervention applications of real time x-ray computed tomography
EP2231016B1 (en) * 2007-12-21 2016-04-06 Koning Corporation Apparatus of cone beam ct imaging
US9773311B2 (en) 2011-06-29 2017-09-26 The Regents Of The University Of Michigan Tissue phasic classification mapping system and method
WO2013012492A2 (en) 2011-07-21 2013-01-24 Carestream Health, Inc. System for paranasal sinus and nasal cavity analysis
JP2015502790A (ja) * 2011-11-22 2015-01-29 アセンション テクノロジー コーポレイションAscension Technology Corporation 追跡ガイドワイヤ
WO2014170418A1 (en) * 2013-04-18 2014-10-23 Koninklijke Philips N.V. Concurrent display of medical images from different imaging modalities
CN105593905B (zh) * 2013-09-30 2019-07-23 皇家飞利浦有限公司 针对完全3d迭代ct重建中的图像质量优化用于对正则化参数的局部调节的方法
ES2545802B1 (es) * 2014-03-13 2016-11-16 Biotechnology Institute, I Mas D, S.L. Dispositivo para la calibración de un aparato de tomografía computerizada cuantitativa
JP2018501834A (ja) 2014-11-27 2018-01-25 コーニンクレッカ フィリップス エヌ ヴェKoninklijke Philips N.V. 投影画像における介入器具の位置を決定する装置
US10188465B2 (en) * 2015-08-26 2019-01-29 Biosense Webster (Israel) Ltd. Automatic ENT surgery preplanning using a backtracking maze problem solution

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH08140992A (ja) * 1994-11-22 1996-06-04 Toru Hayakawa 手術器具の位置表示装置
JP2003339735A (ja) * 2002-05-24 2003-12-02 Shimadzu Corp 手術支援装置
JP2011234864A (ja) * 2010-05-10 2011-11-24 Toshiba Corp X線診断装置及び支援データ生成用制御プログラム
JP2012095927A (ja) * 2010-11-05 2012-05-24 Toshiba Corp 画像診断装置
US20140276002A1 (en) * 2013-03-15 2014-09-18 The Cleveland Clinic Foundation Method and system to facilitate intraoperative positioning and guidance

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