JP5238336B2 - 被撮像体内の目的物の視覚性を改善するためのシステム及び方法 - Google Patents

Description

本発明は、一般的に云えば、医用イメージング（撮像／画像化）に関するものであり、具体的には、被撮像体の中を通る計器又は器具の動きを誘導するためのシステム及び方法に関するものである。

蛍光透視イメージングは一般に、放射線不透過性の造影剤を被撮像体に注入することによって向上させた、動脈の様な解剖学的構造の低線量放射線画像を取得することを含む。取得した蛍光透視画像により、被撮像体の関心のある領域内に位置する高コントラストの材料（例えば、器具、骨など）の実時間の動きを取得し且つ表示することが可能になる。しかしながら、被撮像体の脈管系の解剖学的構造は、注入された造影剤が流れる部分を除いて明瞭に表示されない。
米国特許出願公開第２００５／０１１１７１９号

そこで、被撮像体の中を移動する目的物（例えば、外科用器具、カテーテルなど）の可視性を、その周囲の解剖学的構造の重畳した画像に対して相対的に向上させるようにしたイメージング・システムが必要である。また、被撮像体の中を移動する目的物についての取得した画像を細部まで向上させて、被撮像体に注入される造影剤の量を減少させることのできるイメージング・システム及び方法が必要である。

上記の要求を、以下に説明する様々な実施形態で満たす。

一実施形態によれば、被撮像体の中を移動する目的物の動きを追跡するためのシステムが提供される。本システムは、被撮像体の関心のある領域内での目的物の蛍光透視画像を取得するように動作することのできる蛍光透視イメージング・システムと、被撮像体の関心のある領域の三次元モデルを作成するように動作することのできるイメージング・システムと、プロセッサによって実行するための複数のコンピュータ読取り可能なプログラム命令を記憶するように動作することのできるメモリを有する制御装置と、を含む。複数のプログラム命令は、（ａ）取得した画像データが目的物の画像データである確率を、蛍光透視画像内の画素毎に算出する段階と、（ｂ）段階（ａ）で算出された確率に依存して蛍光透視画像の画素毎に混合(blending)係数の値を算出する段階と、（ｃ）蛍光透視画像及び三次元モデルを有する出力画像を作成する段階であって、段階（ｂ）の混合係数に従って蛍光透視画像と三次元モデルとを混合することを含む段階と、を表す。

別の実施形態によれば、被撮像体の中を移動する目的物の動きを追跡するための方法が提供される。本方法は、（ａ）取得した画像データが目的物の画像データである確率を、被撮像体の蛍光透視画像内の画素毎に算出する段階と、（ｂ）段階（ａ）で算出された確率に依存して蛍光透視画像の画素毎に混合係数の値を算出する段階と、（ｃ）蛍光透視画像及び三次元モデルを有する出力画像を作成する段階であって、段階（ｂ）の混合係数に従って蛍光透視画像と三次元モデルとを混合することを含む段階と、を含む。

また、被撮像体の中を通る目的物の動きを追跡するための一実施形態のシステムも提供される。本システムは、被撮像体の関心のある領域内での目的物の蛍光透視画像を取得するように動作することのできる蛍光透視イメージング・システムと、被撮像体の関心のある領域の三次元モデルを作成するように動作することのできるイメージング・システムと、プロセッサによって実行するための複数のコンピュータ読取り可能なプログラム命令を記憶するように動作することのできるメモリを有する制御装置と、を含む。複数のプログラム命令は、（ａ）取得した画像データが目的物の画像データである確率を、蛍光透視画像内の画素毎に算出する段階と、（ｂ）蛍光透視画像及び関心のある領域の三次元モデルを共通の座標系に対して空間的関係で整合させる段階と、（ｃ）段階（ａ）で算出されたような蛍光透視画像のそれぞれの画素毎の確率に依存して三次元モデルの画素毎の透明度の値を算出する段階と、（ｄ）段階（ｃ）の画素毎の透明度の値に従って三次元モデルを調節する段階と、（ｄ）段階（ｃ）に従って調節された三次元モデルと蛍光透視画像を組み合わせて、三次元モデルに対して空間的関係で目的物を表す出力画像を作成する段階とを表す。

以下の詳しい説明では、その一部を形成する添付の図面を参照する。図面には、実施することのできる特定の実施形態を例として示している。これらの実施形態は当業者がそれらを実施できるほどに充分詳しく説明しており、また、他の実施形態を利用することができること、並びに論理的、機械的、電気的及びその他の変更を実施形態の範囲から逸脱せずに為し得ることを理解されたい。従って、以下の詳しい説明は発明を制限するものとして取るべきではない。

図１は、被撮像体１１０の中を通る画像誘導目的物又は器具１０５の動き又は操作を追跡するための一実施形態のシステム１００を示す概略図である。システム１００は、被撮像体１１０内の目的物１０５の場所を表す画像又は一連の画像又は画像フレーム１２０（例えば、Ｘ線画像、蛍光透視画像、磁気共鳴画像、実時間内視鏡画像など、又はそれらの組合せ）を取得するように動作することのできるイメージング・システム１１５を有する。ここで、画像１２０と云うとき、これは１つ又は一連の画像又は画像フレームを含むことができることを理解されたい。

一実施形態の画像誘導目的物又は構造１０５には、被撮像体１１０の血管構造内の所望の位置にステントを設置するように構成されているカテーテル又はガイドワイヤが含まれる。

イメージング・システム１１５は一般に、被撮像体１１０の関心のある領域に対応する二次元、三次元又は四次元画像データを生成するように動作することができる。イメージング・システム１１５の種類には、それらに制限するものではないが、コンピュータ断層撮影（ＣＴ）、磁気共鳴イメージング（ＭＲＩ）、Ｘ線、ポジトロン放出断層撮影（ＰＥＴ）、超音波、血管造影、蛍光透視など、或いはそれらの組合せを挙げることができる。イメージング・システム１１５は、医学的処置より前に静止イメージング検出器によって取得される静止画像を生成するように動作することのできる種類のシステム（例えば、ＣＴシステム、ＭＲＩシステムなど）、或いは医学的処置中に実時間イメージング検出器により実時間画像を取得するように動作することのできる種類のシステム（例えば、血管形成システム、腹腔鏡システム、内視鏡システムなど）であってよい。従って、画像の種類は診断用又はインターベンション（介入処置）用画像であってよい。イメージング・システム１１５の一実施形態は、静止画像取得システムを実時間画像取得システムと組み合わせて含む。イメージング・システム１１５の別の実施形態は、ＣＴイメージング・システムによって取得された画像を、ＭＲイメージング・システムによって取得された画像を融合させるように構成される。この実施形態は、腫瘍の外科的除去の際に用いることができる。

一例のイメージング・システム１１５は、一般に、通常のように被撮像体１１０を通って検出器で受け取るべきであるエネルギ（例えば、Ｘ線）を投射するエネルギ源１２２を持つ蛍光透視イメージング・システムを含む。このエネルギは、被撮像体１１０の中を通るとき減衰して、検出器に達したとき、被撮像体１１０の関心のある領域１２５を表す画像又はフレーム１２０を生成する。この例のイメージング・システム１１５はまた、一連の取得した画像（例えば、ＣＴ画像）を組み合わせて、関心のある内部構造又は器官を表す三次元の再構成画像又はモデル１７０を生成するように動作することのできるソフトウエア製品又はパッケージを含む。再構成三次元画像を生成するように動作することのできるソフトウエア製品の一実施形態は、ゼネラル・エレクトリック社によって製造されているＩＮＮＯＶＡ（商標）３Ｄである。このソフトウエア製品はまた、血管（例えば、静脈、動脈など）又は他の解剖学的構造の体積、直径及び一般的な形態を測定するように動作することができる。

画像又は一連の取得した画像フレーム１２０はディジタル化されて、メモリ１３５に記録し保存するために制御装置１３０へ伝送される。制御装置１３０は更に、システム１００のメモリ１３５に記憶されたプログラム可能な命令を実行するように動作することのできるプロセッサ１４０を含む。プログラム可能な命令は、一般に、プロセッサ１４０に命令して、表示装置上に表示するために一連の取得した画像又は画像フレーム１２０について画像処理を遂行させるように構成される。メモリ１３５の一実施形態は、システム１００と一体化されたコンピュータのハードディスク・ドライブを含む。メモリ１３５はまた、当該分野で知られているフレキシブル・ディスク、ＣＤ、ＤＶＤなど、又はそれらの組合せのような、コンピュータ読取り可能な記憶媒体を含むことができる。

システム１００の構成について一般的に説明したが、以下に被撮像体１１０の中を通る目的物１０５の動きを操作又は追跡するようにシステム１００を動作させる方法２００について説明する。ここで、以下の説明ではシステム１００を動作させるのに必要とされない行為又は段階を述べることがあり、また動作は本書で述べていない付加的な段階を含むことができることを理解されたい。一実施形態の行為又は段階は、制御装置１３０のプロセッサ１４０によって実行するためにメモリ１３５に記憶された一連のコンピュータ読取り可能なプログラム命令の形態にすることができる。システム１００及び方法２００の技術的効果は、被撮像体１１０の関心のある領域についての重畳した三次元モデルの他の表示された特徴に対して、目的物１０５の視覚化を向上させることである。より詳しく述べると、システム１００及び方法２００の技術的効果は、被撮像体１１０の関心のある領域１２５内の解剖学的構造の三次元再構成画像又はモデル１７０の表示におけるコントラストを損なうことなく、目的物１０５の表示を向上させることである。

ここで図２について説明すると、方法は段階２０２で開始する。次の段階２０５は、一連の取得した画像１２０から関心のある領域１２５の三次元再構成モデル１７０を生成又は作成することを含む。三次元モデルの一例は、骨粗鬆症の診断又は監視においてゼネラル・エレクトリック社のヘルスケア事業部によって製造された「ＬＵＮＡＲ・ＩＤＸＡ（商標）」により生成される二重エネルギＸ線吸収測定法（ＤＸＡ）である。

次の段階２１０は、被撮像体１１０について通常の態様でイメージング・システム１１５により二次元の低放射線量の蛍光透視画像２１５を取得することを含む。画像２１５を改良するために造影剤を注入して用いることができるが、本書で開示するシステム１００及び方法２００では必ずしも必要ではない。次の段階２２０は、共通の基準又は座標系２２２に従って三次元モデル１７０と後で組み合わせ又は融合させ又は重畳配置するために蛍光透視画像２１５を整合させることを含む。

ここで、三次元モデル１７０及び／又は蛍光透視画像２１５の源（ＣＴイメージング・システム、蛍光透視イメージング・システム、画像保管システム（ＰＡＣＳ）、ＭＲＩ、ＰＥＴ、超音波など）が変わり得ることを理解されたい。

次の段階２２５は、目的物１０５の画像データを含むことに対応する又は関連付ける尤度又は確率が増大した蛍光透視画像２１５内の画素を特定又は検出することを含む。段階２２５の一実施形態は、蛍光透視画像２１５の少なくとも一部分又は全てについて画素毎に、取得した画像データが目的物の画像データである確率１０５を算出することを含む。確率を算出する段階の一実施形態は、本書で例示した被撮像体の目的物１０５の寸法又は大きさを増大するように蛍光透視画像２１５に膨張処理(dilation)技術を適用することを含むことができる。例えば、目的物１０５は非常に細いワイヤを含むことがあり、このようなワイヤは、蛍光透視画像と三次元モデルとの重畳の後に識別するのに困難であるか又は小さすぎる。目的物１０５のコントラストを増大させるために、目的物１０５の画像データを含んでいると思われる候補画素を、数理形態学の既知の手法を使用して膨張処理して、蛍光透視画像２１５内に捕捉されるように被撮像体の目的物１０５の表示の大きさを増大させるようにすることができる。

画素毎の確率を算出する段階２２５の別の実施形態は、画素毎の画像データを、目的物１０５に関連付けられた所定の又は保存された又は較正された画像データと比較することを含む。段階２２５の別の実施形態は、既知の態様でナビゲーション・システムによって取得されたような目的物１０５の追跡データに依存する又は関連付けられる確率を画素毎に算出することを含むことができる。段階２２５の別の実施形態は、目的物１０５の画像データを含む確率の所定の範囲内で算出された一連の画素を持つターゲット領域２３０を特定することを含む。段階２２５ではまた、蛍光透視画像２１５のターゲット領域２３０内のノイズを低減するために操向可能な(steerable) フィルタ又は定方向(oriented)フィルタを既知の態様で適用することを含むことができる。画素毎の確率の算出は、被撮像体１１０の中を通る目的物１０５の動きにつれて実時間で蛍光透視画像２１５を周期的又は連続的に更新して、周期的に又は連続的に更新することができる。

次に段階２４０は、蛍光透視画像２１５のターゲット領域内で検出された画素化したデータの測定値（例えば、グレースケール値）の関数として、画像調節パラメータを算出することを含む。画像調節パラメータには、例えば、三次元モデル１７０における解剖学的構造の詳細な表示を減じることなく、蛍光透視画像２１５のターゲット領域２３０の表示を向上させるように、三次元再構成画像又はモデル１７０と目的物１０５の蛍光透視画像２１５とを重畳又は組み合わせ又は融合させることに関連したレンダリング又は投影又は混合パラメータが含まれる。

蛍光透視画像２１５と三次元モデル１７０との融合又は重畳又は組み合わせを調節するように特定し又は変更することのできる幾つかの投影パラメータがある。投影パラメータは、画像分析又はユーザからの入力に従って強調すべき所望の情報に依存して定めることができる。投影パラメータの一例は、出力画像２７５を作成するために互いに重畳又は融合したときの蛍光透視画像２１５及び三次元モデル１７０を有する画素のそれらの一方に対する他方の透明性のレベルである。

段階２４０の一実施形態は、算出された確率に依存して画素毎に蛍光透視画像２１５に対する三次元モデル１７０の透明性のレベル又は透明度を算出することを含む。透明度を算出する一実施形態は、一般に、段階２２５で算出されたような目的物の画像データを含む関連画素の算出された確率に対する又は依存する光透過値の割合を算出すること含む。各画素の透明度は、三次元モデル１７０内の周囲の解剖学的構造の表示が組み合わせ後の出力画像２７５においてより一層透明になるように、目的物１０５の画像データを含む確率に依存して算出される。画素毎の透明度を算出する一実施形態によれば、解剖学的構造壁（例えば、内在的構造）の両側の画像データを持つ画素に対して、目的物１０５を囲む解剖学的構造の壁についての取得した画像データを含む確率の増大に比例して、各画素の不透明度又はコントラスト又は光強度の値を増大することを含む。

図３及び４は、上述の三次元モデル１７０と同様な三次元モデル３００及び３０５について透明度パラメータを調節することの影響についての実施形態を示す。図３は、一実施形態の三次元再構成画像又はモデル３００を示しており、この場合、レンダリング・パラメータがほぼゼロ・パーセントの透明度に選択又は設定されていて（これは、表面レンダリングと呼ばれる）、内部にある内在的構造よりはむしろ解剖学的構造の表面３１０が表示される。対照的に、図４は、レンダリング・パラメータを図３のモデル３００と比べて増大した透明度に選択又は設定した三次元再構成モデル３０５を示しており、この場合、解剖学的構造の表面３２５の表示をより透明にして（例えば、７０パーセントの透明度にして）、内部にある内在的構造の詳しい画像化されたデータ又はその不存在を表示するようにしている。図示の例では、構造３２５の壁３３０及び３３５の画像データを表示する画素の透明度の値は、壁３３０及び３３５の両側の画像データを表示する画素の透明度の値に対して相対的に低い。

段階２４０に従って混合パラメータを算出又は調節する一実施形態は、蛍光透視画像２１５及び三次元再構成モデル１７０の一方又は両方に対する混合パラメータの値を画素毎に算出することを含む。混合パラメータ又は係数は一般に、出力画像２７５を作成する際に互いに対して重畳又は融合すべき各成分（例えば、蛍光透視画像２１５及び三次元再構成モデル１７０）の割合を指定する。蛍光透視画像２１５と三次元再構成画像又はモデル１７０との重畳又は融合に混合係数を適用する際の混合技術の一実施形態は、蛍光透視画像２１５と三次元再構成画像又はモデル１７０との重畳又は融合の割合を（例えば、線形に、指数関数的に、などに）定める混合係数を特定し又は選択することを含む。線形混合技術の一実施形態は、下記の数学的表現又は式：
融合画像＝（α係数）＊（蛍光透視画像のターゲット領域）
＋（１−α係数）＊（三次元再構成画像又はモデル）
に従う。ここで、α係数は、蛍光透視画像２１５のターゲット領域２３０内の各画素についての測定されたグレースケール又はコントラスト又は強度値に乗算すべき第１の混合係数であり、また、（１−α係数）は、蛍光透視画像２１５の重畳され又は融合され又は組み合わされるターゲット領域２３０の外側にある三次元再構成モデル１７０の各画素についての測定されたグレースケール又はコントラスト又は強度値に乗算すべき第２の混合係数である。α技術の別の実施形態によれば、上記の数学的表現又は式は更に、解剖学的構造に関連していないか、さもなければ関心のある解剖学的構造に関連していない三次元モデル１７０の中の全ての各々の画素についてのグレースケール又はコントラスト又は強度値に乗算すべき、ほぼゼロに等しい別の混合係数（すなわち、γ）を含むことができる。

混合技術の別の例は、下記の数学的表現又は式：
融合画像＝（α係数）＊（蛍光透視画像の画素値）
＋（β係数）＊（解剖学的３Ｄ画像の画素値）
＋（γ係数）＊（非解剖学的３Ｄ画像の画素値）
に示されるように、更に多くの混合係数を含むことができる。ここで、α係数、β係数及びγ係数は、メモリ１３５内の所定の保存された値として個々に特定されて選択され、或いは入力１４５を介して受け取られる。

段階２４０の一実施形態によれば、上述の混合係数（例えば、α係数、β係数、γ係数、１−α係数）の各々は、段階２２５で述べたように目的物１０５の画像データを含むそれぞれの画素についての算出された確率に依存して又は比例して、特定のｘ，ｙ座標を持つ画素毎に算出される。上述の混合係数の１つ以上は、 三次元再構成モデル１７０に対する共通の基準として及び／又は蛍光透視画像２１５に対する基準として特定された二次元又は三次元座標系２２２に基づいて機能するように画像２１５のターゲット領域画像２３０又はモデル１７０を調節するために、画素毎に適用される。段階２４０のこの実施形態は、下記の数学的表現：
α係数＝ｆ（ｘ，ｙ）
によって表すことができる。ここで、α係数は、各画素に関連した混合係数であり、且つ段階２２５で述べたように目的物１０５の画像データを含むそれぞれの画素についての算出された確率に依存した又は比例した混合係数である。また、（ｘ）及び（ｙ）は、出力画像２７５を作成するために融合され又は重畳され又は組み合わされる蛍光透視画像２１５及び三次元再構成モデル１７０の各画素の空間的関係の共通の基準を規定する座標系２２２における座標を表す。

この実施形態の一例によれば、段階２４０は、出力画像２７５を作成するために蛍光透視画像２１５のターゲット領域２３０の範囲内に組み合わせ又は融合又は重畳して投影する三次元モデル１７０の画素のグレースケール又はコントラスト又は強度値を算出するために、第１の混合係数αを特定して適用することを含む。段階２４０は更に、ターゲット領域２３０の範囲の外側で蛍光透視画像２１５の残りの部分へ投影する三次元モデル１７０の残りの画素のグレースケール又はコントラスト又は強度値を画素毎に算出するために、第２の混合係数（第２の混合係数は第１の混合係数に対して相対的に小さい）を特定して適用又は乗算することを含む。同様に、蛍光透視画像２１５の残りの部分に対して蛍光透視画像２１５の画素毎のグレースケール又はコントラスト又は強度値を算出するために異なる混合係数を適用することができる。段階２４０は、被撮像体１１０の中を通る目的物１０５と共に蛍光透視画像２１５のターゲット領域２３０が移動するにつれて、実時間で周期的に又は連続的に遂行することができる。

ここで図５を参照して説明すると、段階２４０の一実施形態は更に、前述のモデル１７０と同様な三次元モデル３５０のモデル遷移部分３４０（平行な斜線で示す）を特定することを含むことができ、そのモデル遷移部分３４０はモデル３５０の（例えば、前述のターゲット領域２３０と同様なターゲット領域３５５内の）画素とターゲット領域３５５から間隔距離３６０だけ外側にあるモデル３５０の画素との間に延在する。段階２４０の別の実施形態は、座標（ｘ１，ｙ１）を持つ第１の場所の第１の画素と座標（ｘ２，ｙ２）を持つ第２の場所の第２の画素との間に位置する一連の画素を含むモデル遷移部分３４０を特定することを含むことができる。段階２４０は更に、第１のモデル遷移部分３４０内の画素毎のグレースケール又はコントラスト又は強度値を算出するために第１の遷移混合アルゴリズムを特定して適用することを含むことができる。同様に、図６に示されるように、段階２４０はまた、（前述の蛍光透視画像２１５と同様な）蛍光透視画像３８５の蛍光透視画像遷移部分３８０（平行な斜線で示す）を特定することを含むことができ、この遷移部分３８０は第１及び第２の座標の画素の間に延在するか、その代わりに、類似のターゲット領域３９０内の画素とターゲット領域３９０から間隔距離３９５だけ外側にある蛍光透視画像３８５の残りの画素との間に延在する。蛍光透視画像遷移部分３８０は一般に図５のモデル遷移部分３４０と形状及び大きさが同様である。段階２４０は更に、蛍光透視画像遷移部分３８０内の画素毎のグレースケール又はコントラスト又は強度値を算出するために、遷移混合アルゴリズムを特定して適用することを含むことができる。遷移混合アルゴリズムは、例えば、前述した第１及び第２の混合係数の間で値が連続的線形変化又は遷移、段階的線形遷移、或いは連続的指数関数的変化又は遷移するものであってよい。

ここで、ターゲット領域２３０、３５５及び３９５は、目的物１０５の形状に順応して変化する形状（例えば、窓、多角形、目的物１０５の外表面から一定の距離隔たる囲い）にすることができることに留意されたい。また、三次元再構成モデル１７０と重畳する蛍光透視画像２１５の投影を変える他の公知の画像処理技術を、前述のシステム１００及び方法２００と組み合わせて使用できることにも留意されたい。従って、段階２４０は、蛍光透視画像２１５を周囲の解剖学的構造の三次元再構成モデル１７０と重畳又は融合又は組み合わせる際に画素毎に又は座標（例えば、ｘ−ｙ座標系、極座標系など）をベースとして投影パラメータ（例えば、透明度、強度、不透明度、混合）の値を変え又は調節することを含むことができる。

次に図２に戻って説明すると、段階４００は、段階２３０で述べたように調節された三次元モデル１７０の少なくとも一部分の画像データを、段階２３０で述べたように調節された二次元蛍光透視画像２１５の少なくとも一部分の画像データと組み合わせ又は重畳させ又は融合させて、モデル１７０の再構成解剖学的構造に対して空間的関係で目的物１０５を示す出力画像２７５を作成するようにすることを含む。段階４００の一実施形態は、蛍光透視画像２１５をモデル１７０の二次元のボリューム・レンダリング表示と組み合わせ又は重畳させ又は融合させることを含む。段階４０５は、目的物１０５及びモデル１７０のその周囲の解剖学的構造の所望の詳しい表示が達成されるまで、段階２４０で述べたように画像調節パラメータ（例えば、投影、レンダリングなど）の値を再調節することを含む。段階４０５は、入力１４５を介して受け取った命令に従って画素毎に透明度又は混合係数の値を調節することを含むことができる。段階４１０で方法は終了する。

上記の方法２００及びシステム１００の技術的効果は、出力画像２７５を作成するために画像２１５及びモデル１７０を一緒に融合し又は重畳し又は組み合わせるプロセスにおいて三次元再構成画像又はモデル１７０内に生成されているときの周囲の解剖学的構造の表示と共に、蛍光透視画像２１５のターゲット領域２３０内に捕捉されているときの目的物１０５の表示を向上させるか又はそのコントラストを増大させることである。上記の方法２００及びシステム１００の別の技術的効果は、被撮像体１１０の中を通る目的物１０５の動きの視覚的画像データを取得するために被撮像体１１０に造影剤を注入する必要性を減じるか又は無くすことである。

本明細書は、最良の形態を含めて本発明を開示するため且つまた当業者が本発明を実施し且つ使用することができるようにするために様々な例を使用した。本書で説明した発明の範囲は特許請求の範囲によって規定されており、また当業者に考えられる他の例を含むことができる。このような他の例は、特許請求の範囲に記載の言葉通りの構造的要素を有している場合、或いは特許請求の範囲に記載の言葉から実質的に差異のない等価な構造的要素を含んでいる場合、特許請求の範囲内にあるものとする。また、図面の符号に対応する特許請求の範囲中の符号は、単に本願発明の理解をより容易にするために用いられているものであり、本願発明の範囲を狭める意図で用いられたものではない。そして、本願の特許請求の範囲に記載した事項は、明細書に組み込まれ、明細書の記載事項の一部となる。

被撮像体の中を通る目的物の動きを追跡するための一実施形態のシステムを示す概略図である。 図１のシステムを使用して、被撮像体の中を通る目的物の動きを追跡する一実施形態の方法の概略流れ図である。 透明度をほぼゼロの値にして作成された一実施形態の三次元モデルを示す概略図である。 図３と比べて透明度の値を増大して作成された一実施形態の三次元モデルを示す概略図である。 三次元再構成モデルのターゲット領域とその周囲の解剖学的構造との間を混合させる遷移領域の一実施形態を示す概略図である。 蛍光透視画像のターゲット領域とその周囲の部分との間を混合させる遷移領域の一実施形態を示す概略図である。

符号の説明

１００ システム
１０５ 目的物又は器具
１１０ 被撮像体
１１５ イメージング・システム
１２０ 画像又は画像フレーム
１２２ エネルギ源
１２５ 関心のある領域
１３０ 制御装置
１３５ メモリ
１４０ プロセッサ
１４５ 入力
１７０ 三次元再構成画像又はモデル
２００ 方法
２１５ 蛍光透視画像
２３０ ターゲット領域
２７５ 出力画像
３００、３０５ 三次元モデル
３１０ 解剖学的構造の表面
３２５ 解剖学的構造の表面
３３０、３３５ 壁
３４０ モデル遷移部分
３５０ 三次元モデル
３５５ ターゲット領域
３６０ 間隔距離
３８０ 蛍光透視画像遷移部分
３８５ 蛍光透視画像
３９５ 間隔距離

Claims (10)

1. 被撮像体（１１０）の中を進行する目的物（１０５）の動きを追跡するためのシステム（１００）であって、
   被撮像体（１１０）の関心のある領域内での前記目的物（１０５）を含む蛍光透視画像（２１５）を取得するように動作することのできる蛍光透視イメージング・システム（１１５）と、
   前記被撮像体（１１０）の前記関心のある領域（１２５）の三次元モデル（１７０）を作成するように動作することのできるイメージング・システム（１１５）と、
   プロセッサ（１４０）によって実行するための複数のコンピュータ読取り可能なプログラム命令を記憶するように動作することのできるメモリ（１３５）を有する制御装置（１３０）であって、前記複数のプログラム命令は、
   （ａ）取得した画像データ内の画素が前記目的物（１０５）に対応する画像データの画素である確率を、前記蛍光透視画像（２１５）内の画素毎に算出する段階と、
   （ｂ）前記段階（ａ）で算出された前記確率に依存して前記蛍光透視画像（２１５）の画素毎に混合係数の値を算出する段階と、
   （ｃ）前記蛍光透視画像（２１５）の少なくとも一部分及び前記三次元モデル（１７０）の少なくとも一部分を有する出力画像（２７５）を作成する段階であって、前記段階（ｂ）の前記混合係数に従って前記蛍光透視画像（２１５）の少なくとも一部分及び前記三次元モデル（１７０）の少なくとも一部分を混合することを含む段階とを表している、前記制御装置（１３０）と、
   を有しているシステム（１００）。
2. 前記出力画像（２７５）を作成する前記段階は、前記段階（ｂ）の前記混合係数の値を、前記蛍光透視画像（２１５）の各画素についてのグレースケール値、コントラスト値及び強度値の内の１つと乗算することを含めて、前記蛍光透視画像（２１５）を調節することを含んでいる、請求項１記載のシステム（１００）。
3. 前記混合係数の値の各々は前記制御装置（１３０）に対する入力を介して調節することができる、請求項１または２に記載のシステム（１００）。
4. 前記プログラム命令は更に、共通の座標系に対して前記三次元モデル（１７０）の画像データと空間的関係で前記蛍光透視画像（２１５）の画像データを整合させる段階を含んでおり、また前記算出する段階（ｂ）は、前記共通の座標系（２２２）のｘ及びｙ座標の関数として前記混合係数の値を算出することを含んでいる、請求項１記載のシステム（１００）。
5. 前記プログラム命令は更に、前記目的物（１０５）の画像データを含む閾値確率内の確率の値により算出された複数の画素を有する前記蛍光透視画像（２１５）のターゲット画素領域（２３０）を特定する段階を含み、また前記算出する段階（ｂ）は、前記ターゲット領域（２３０）内の各画素について第１の値の混合係数を特定し且つ前記ターゲット領域（２３０）の外にある各画素について第２の混合係数を特定することを含み、また前記調節する段階（ｃ）は、前記第１の値の混合係数を前記ターゲット領域（２３０）内の各画素のグレースケール値、コントラスト値又は強度値の内の１つと乗算することを含み、また前記調節する段階は、前記第２の値の混合係数を前記ターゲット領域（２３０）の外側の前記蛍光透視画像（２１５）の各画素のグレースケール値、コントラスト値又は強度値の内の１つと乗算することを含み、前記第２の混合係数は前記第１の混合係数よりも小さい、請求項４記載のシステム（１００）。
6. 前記混合係数の値は０と１との間の値であり、また前記プログラム命令は更に、特定の（ｘ，ｙ）座標位置を持つ画素毎に算出された前記段階（ｂ）の混合係数の値を１から差し引いた値を乗算することを含めて、前記三次元モデル（１７０）の二次元表示を調節する段階を含んでおり、前記混合係数の値を１から差し引いた値には、段階（ｄ）で組み合わせるべき前記蛍光透視画像（２１５）のそれぞれの画素とほぼ同じ（ｘ，ｙ）座標位置を持つ前記三次元モデル（１７０）の各々のそれぞれの画素のグレースケール値、コントラスト値及び強度値の内の１つが乗算される、請求項１記載のシステム（１００）。
7. 第１の座標（ｘ１，ｙ１）における前記蛍光透視画像（２１５）の第１の画素について算出された第１の値の混合係数と第２の座標（ｘ２，ｙ２）における前記蛍光透視画像（２１５）の第２の画素について算出された第２の値の混合係数との間で連続的に遷移する複数の値の混合係数を特定することを含んでいる、請求項１記載のシステム（１００）。
8. 前記蛍光透視画像（２１５）の前記第１の画素と前記第２の画素との間に位置する複数の画素の内の１つについてのグレースケール値、コントラスト値又は強度値の内の１つと複数の値の混合係数の各々とを乗算することを含んでおり、
   前記連続的に遷移する複数の値の混合係数は、前記第１の画素の前記第１の値の混合係数から前記第２の画素の前記第２の値の記混合係数まで値が連続的に線形に変化するか又は連続的に数関数的に変化する、請求項７記載のシステム（１００）。
9. 前記確率が、取得した画像データ内の画素を目的物の保存された所定の画像データと比較することにより算出される、請求項１乃至８のいずれかに記載のシステム（１００）。
10. 被撮像体（１１０）の中を移動する目的物（１０５）の動きを追跡するための方法（２００）であって、
    （ａ）取得した画像データ内の画素が目的物（１０５）に対応する画像データの画素である確率を、前記被撮像体（１１０）の蛍光透視画像（２１５）内の画素毎に算出する段階と、
    （ｂ）前記段階（ａ）で算出された確率に依存して前記蛍光透視画像（２１５）の画素毎に混合係数の値を算出する段階と、
    （ｃ）前記蛍光透視画像（２１５）の画像データの少なくとも一部分及び前記三次元モデル（１７０）の画像データの少なくとも一部分を有する組合せ画像（２７５）を作成する段階であって、前記段階（ｂ）の混合係数に従って前記蛍光透視画像（２１５）と前記三次元モデル（１７０）とを混合することを含む段階と、
    を有する方法（２００）。
    

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