JP5896737B2 - 呼吸測定器、呼吸測定器の作動方法、及び呼吸測定コンピュータプログラム - Google Patents
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Description
本発明は、人の呼吸を測定するための、呼吸測定器、呼吸測定法、及び呼吸測定コンピュータプログラムに関する。
ＵＳ５，０８８，５０１は、呼吸運動に対応する信号を取得するための装置を開示しており、これは機械的圧力信号を生成する空気圧呼吸ベルトと、入ってくる機械的圧力信号を柔軟膜を用いて光信号へ変換する圧力変換器とを含む。柔軟膜は圧力信号によって変形され、その上に反射面を持ち、圧力信号に対応する変調光信号が生成されるようになっている。この変調光信号は呼吸運動に対応し、呼吸によって生じる画像中のモーションアーチファクトを防ぐために人の画像の生成を同期（ｓｙｎｃｈｒｏｎｉｚｉｎｇ又はｇａｔｉｎｇ）させるべく、磁気共鳴画像システムと併用される。
この装置は、画像を提供するための装置に加えて、呼吸についての情報を有する信号を生成する空気圧呼吸ベルトが必要であるという欠点を持つ。
本発明の目的は、空気圧呼吸ベルトを必要とすることなく、呼吸についての情報が得られるような、人の呼吸を測定するための、呼吸測定器、呼吸測定法、及び呼吸測定コンピュータプログラムを提供することである。
本発明の第一の態様において、人の呼吸を測定するための呼吸測定器は、
気管支樹を示す気管支樹画像データセットを提供するための気管支樹画像データセット提供ユニットと、
気管支樹画像データセットにおいて気管支樹を検出するための気管支樹検出ユニットと、
検出された気管支樹から呼吸についての情報を測定するための呼吸情報測定ユニットとを有する。
気管支樹を示す気管支樹画像データセットを提供するための気管支樹画像データセット提供ユニットと、
気管支樹画像データセットにおいて気管支樹を検出するための気管支樹検出ユニットと、
検出された気管支樹から呼吸についての情報を測定するための呼吸情報測定ユニットとを有する。
呼吸についての情報は、提供された気管支樹画像データセットにおいて検出された、検出された気管支樹に基づいて測定されるので、呼吸についての情報、例えば呼吸相又は気管支樹の運動が、空気圧呼吸ベルトを必要とすることなく得られる。特に、気管支樹画像データセットのみに基づいて呼吸についての情報を得ることが可能である、すなわち呼吸についての情報を測定するためのさらなる装置を使用する必要がない。従って、例えば人の胸部が気管支樹画像データセット提供ユニットによって画像化されることができ、この画像が、例えば診断目的で、呼吸についての情報を測定するために使用されることができる。
気管支樹は気管支樹全体又は気管支樹の一部分である。好ましくは、"気管支樹"という語は、気管支樹の気管分岐部である第一分岐点及び／又は第二分岐点をあらわす。さらに好ましくは、気管支樹検出ユニットは気管支樹の少なくとも一部分の輪郭を検出するように適合され、これは好ましくは気管分岐部を包囲する輪郭である。気管分岐部の使用は、特に気管支樹画像データセットがＸ線画像データセットである場合、気管支樹画像データセットにおいて一般的に容易に検出可能であるという利点を持ち、その結果呼吸についての情報の品質をさらに改良する。
好ましい実施形態において、気管支樹画像データセットは異なる時点における気管支樹を示す複数の気管支樹画像を有し、気管支樹検出ユニットは気管支樹画像データセットにおいて気管支樹の運動を検出するように適合され、呼吸情報測定ユニットは気管支樹の運動を呼吸についての情報として測定するように適合される。さらに好ましくは、気管支樹検出ユニットは、気管支樹運動を形成する、異なる時点に対応する分割された気管支樹を生成するために、異なる時点における気管支樹を示す複数の気管支樹画像において気管支樹を分割するように適合される。測定された運動は、好ましくは気管支樹の並進及び／又は回転としてあらわされる。気管支樹画像データセットが、異なる時点において取得された二次元投影画像のセットである場合、測定された気管支樹の運動は、好ましくは二次元投影画像の投影面における並進及び／又は回転としてあらわされる。気管支樹は呼吸とともに運動し、従って気管支樹の運動は呼吸によって生じるため、気管支樹の運動は呼吸についての情報であり、これは気管支樹画像データセットからよい品質で得られる。
一実施形態において、気管支樹の分割は、気管支樹画像データセットにおいて輪郭を抽出することによって、及びこれらの輪郭を一緒にグループ化し、グループ化された輪郭が気管支樹の解剖学的構造についての先験的情報と一致するように、例えばこれらが気管支樹アウトラインについての先験的情報と一致するようにすることによって、実行される。別の実施形態において、気管支樹の分割は他の既知の分割法を用いることによって実行されることができる。
さらに好ましくは、呼吸情報測定ユニットは、呼吸相によって決まる気管支樹モデルを提供するための気管支樹モデル提供ユニットと、気管支樹モデルが検出された気管支樹に最も類似するところの呼吸相を決定することによって、人の呼吸相を決定するための呼吸相決定ユニットとを有し、決定された呼吸相は呼吸についての情報である。さらに好ましくは、気管支樹モデルは異なる呼吸相に対する異なる気管支樹モデルのセットとして形成され、呼吸相決定ユニットは、検出された気管支樹に最も類似する気管支樹モデルを決定することによって人の呼吸相を決定するように適合され、最も類似する気管支樹モデルの呼吸相が呼吸についての情報として決定される。類似性は好ましくは差の二乗和又は相関などの類似性測度を用いることによって測定される。これは呼吸相を呼吸についての情報として高精度で決定することを可能にする。
さらに好ましくは、気管支樹画像データセット提供ユニットは、気管支樹画像データセットである透視画像データを提供するための透視画像データセット提供ユニットである。
透視画像データセット提供ユニットは好ましくはＸ線透視装置である。これはリアルタイムに気管支樹画像データセットを生成することを可能にし、好ましくは動的かつリアルタイムに、気管支樹が検出されることができ、呼吸についての情報が測定されることができる。気管支樹画像データセットは、好ましくは連続的に取得される二次元投影画像のセットである。
さらに好ましくは、呼吸測定器は、人の心臓の表現を提供するための表現提供ユニットと、測定された呼吸についての情報に応じて心臓の表現を示す画像を生成するための心臓画像生成ユニットとを有する。表現提供ユニットは、心臓を示す心臓画像データセットを提供するための心臓画像データセット提供ユニットを有し、表現提供ユニットは心臓画像データセットに基づいて心臓の表現を提供するように適合されることが好ましい。さらに好ましくは、表現提供ユニットは心臓の表現を提供するために心臓画像データセットにおいて心臓を分割するための分割ユニットを有する。心臓画像データセットにおいて心臓を分割するために使用されることができる既知の分割法は、例えば領域拡張法又は一般適応心臓形態モデルの使用であり、これは現在の心臓画像データセットに適用される。これは、好ましくは現在画像化されている心臓に一致する二次元又は三次元心臓モデルである、心臓の表現を提供することを可能にする。
一実施形態において、心臓のモデルは分割ステップを実行することなく提供される、すなわち分割ステップはオプションである。心臓のモデルは単に各相におけるモデルの三次元変形を与える関数であることができる。
"心臓"という語は心臓全体又は心臓の一部分のみを示す。この一部分は心臓の任意の部分であることができる。好ましくは、"心臓"という語は左心房を示し、これは心不整脈を検出及び治療する上で左心房が重要であるためである。
心臓画像データセット提供ユニットは、好ましくはコンピュータ断層撮影画像装置、磁気共鳴画像装置、ポジトロン放射断層撮影装置又は単一光子放射断層撮影装置などの核医学画像装置、又は心臓の画像データセットを生成するための別の画像装置である。心臓画像データセット提供ユニットはまた、心臓画像データセットが既に記憶されている記憶ユニットであることもできる。表現提供ユニットもまた、心臓の表現が既に記憶されている記憶ユニットであることができるが、好ましくは心臓の表現は、心臓画像データセット提供ユニットによって提供される心臓画像データセットを用いることによって決定される、現在の人の心臓を示す。
さらに好ましくは、心臓画像生成ユニットは、測定された呼吸についての情報から心臓の運動を測定するための心臓運動測定ユニットと、測定された心臓の運動に従って心臓の表現を動かすための心臓運動ユニットとを有し、心臓画像生成ユニットは動いている心臓の表現を示す画像を生成するように適合される。これは、呼吸に従って運動する心臓の表現を示す心臓の画像を生成することを可能にする。
さらに好ましくは、
気管支樹画像データセットは異なる時点における気管支樹を示す複数の気管支樹画像を有し、
気管支樹検出ユニットは気管支樹画像データセットにおいて気管支樹の運動を検出するように適合され、
呼吸情報測定ユニットは気管支樹の運動を呼吸についての情報として測定するように適合され、
心臓運動測定ユニットは、心臓の運動を測定された気管支樹の運動として測定するように適合される。心臓、特に左心房が、気管支樹、特に気管分岐部とともに厳密に運動すると仮定される場合、心臓の運動と気管支樹の運動は同一であり、心臓運動測定ユニットは、心臓の運動、特に左心房の運動を、気管支樹、特に気管分岐部の運動として測定するように適合される。そして心臓運動ユニットは、測定された気管支樹の運動を、心臓画像生成ユニットによって示される心臓の表現に加えることによって、心臓を動かすように適合される。
気管支樹画像データセットは異なる時点における気管支樹を示す複数の気管支樹画像を有し、
気管支樹検出ユニットは気管支樹画像データセットにおいて気管支樹の運動を検出するように適合され、
呼吸情報測定ユニットは気管支樹の運動を呼吸についての情報として測定するように適合され、
心臓運動測定ユニットは、心臓の運動を測定された気管支樹の運動として測定するように適合される。心臓、特に左心房が、気管支樹、特に気管分岐部とともに厳密に運動すると仮定される場合、心臓の運動と気管支樹の運動は同一であり、心臓運動測定ユニットは、心臓の運動、特に左心房の運動を、気管支樹、特に気管分岐部の運動として測定するように適合される。そして心臓運動ユニットは、測定された気管支樹の運動を、心臓画像生成ユニットによって示される心臓の表現に加えることによって、心臓を動かすように適合される。
さらに好ましくは、
表現提供ユニットは異なる呼吸相に対応する異なる心臓の表現を提供するように適合され、
呼吸情報測定ユニットは、
呼吸相によって決まる気管支樹モデルを提供するための気管支樹モデル提供ユニットと、
気管支樹モデルが検出された気管支樹に最も類似するところの呼吸相を決定することによって、人の呼吸相を決定するための呼吸相決定ユニットとを有し、決定された呼吸相は呼吸についての情報であり、
気管支樹画像データセットは異なる時点における気管支樹を示す複数の気管支樹画像を有し、
気管支樹検出ユニットは複数の気管支樹画像において気管支樹を検出するように適合され、
呼吸相決定ユニットは異なる時点に対応する複数の呼吸相を決定するために複数の気管支樹画像に対する呼吸相を決定するように適合され、
心臓運動測定ユニットは、心臓の運動を一連の心臓の表現として測定するように適合され、これは決定された複数の呼吸相に対応し、それらの各時点に従って記憶される。これはまた、呼吸によって生じる心臓の運動を測定することも可能にする。
表現提供ユニットは異なる呼吸相に対応する異なる心臓の表現を提供するように適合され、
呼吸情報測定ユニットは、
呼吸相によって決まる気管支樹モデルを提供するための気管支樹モデル提供ユニットと、
気管支樹モデルが検出された気管支樹に最も類似するところの呼吸相を決定することによって、人の呼吸相を決定するための呼吸相決定ユニットとを有し、決定された呼吸相は呼吸についての情報であり、
気管支樹画像データセットは異なる時点における気管支樹を示す複数の気管支樹画像を有し、
気管支樹検出ユニットは複数の気管支樹画像において気管支樹を検出するように適合され、
呼吸相決定ユニットは異なる時点に対応する複数の呼吸相を決定するために複数の気管支樹画像に対する呼吸相を決定するように適合され、
心臓運動測定ユニットは、心臓の運動を一連の心臓の表現として測定するように適合され、これは決定された複数の呼吸相に対応し、それらの各時点に従って記憶される。これはまた、呼吸によって生じる心臓の運動を測定することも可能にする。
さらに好ましくは、
気管支樹画像データセットは異なる時点における気管支樹を示す複数の気管支樹画像を有し、
気管支樹検出ユニットは気管支樹画像データセットにおいて気管支樹の運動を検出するように適合され、
呼吸情報測定ユニットは気管支樹の運動を呼吸についての情報として測定するように適合され、
測定された気管支樹の運動は周期的であり、複数の運動相を有し、心臓画像生成ユニットは、気管支樹が所定の運動相にある場合に、心臓の表現を画像化するように適合される。気管支樹の運動の運動相は呼吸相に対応し、従って心臓の表現は好ましくは、特定の呼吸相が存在する場合にのみ示され、例えば、好ましくは二次元透視投影画像の時系列である、気管支樹画像データセットの上に重ね合わされる。例えば、心臓の表現は呼気の終わりにのみ示される。
気管支樹画像データセットは異なる時点における気管支樹を示す複数の気管支樹画像を有し、
気管支樹検出ユニットは気管支樹画像データセットにおいて気管支樹の運動を検出するように適合され、
呼吸情報測定ユニットは気管支樹の運動を呼吸についての情報として測定するように適合され、
測定された気管支樹の運動は周期的であり、複数の運動相を有し、心臓画像生成ユニットは、気管支樹が所定の運動相にある場合に、心臓の表現を画像化するように適合される。気管支樹の運動の運動相は呼吸相に対応し、従って心臓の表現は好ましくは、特定の呼吸相が存在する場合にのみ示され、例えば、好ましくは二次元透視投影画像の時系列である、気管支樹画像データセットの上に重ね合わされる。例えば、心臓の表現は呼気の終わりにのみ示される。
さらに好ましくは、
呼吸情報測定ユニットは、
呼吸相によって決まる気管支樹モデルを提供するための気管支樹モデル提供ユニットと、
気管支樹モデルが検出された気管支樹に最も類似するところの呼吸相を決定することによって、人の呼吸相を決定するための呼吸相決定ユニットとを有し、決定された呼吸相は呼吸についての情報であり、
決定された呼吸相が所定の呼吸相に類似する場合、心臓画像生成ユニットは心臓の表現を画像化するように適合される。これはまた、所定の呼吸相が決定されている場合にのみ心臓を示すことを可能にし、例えば心臓は呼気の終わりにのみ示される。
呼吸情報測定ユニットは、
呼吸相によって決まる気管支樹モデルを提供するための気管支樹モデル提供ユニットと、
気管支樹モデルが検出された気管支樹に最も類似するところの呼吸相を決定することによって、人の呼吸相を決定するための呼吸相決定ユニットとを有し、決定された呼吸相は呼吸についての情報であり、
決定された呼吸相が所定の呼吸相に類似する場合、心臓画像生成ユニットは心臓の表現を画像化するように適合される。これはまた、所定の呼吸相が決定されている場合にのみ心臓を示すことを可能にし、例えば心臓は呼気の終わりにのみ示される。
心臓画像生成ユニットは、気管支樹が各々１つ又は複数の所定の運動相又は呼吸相にある場合に、心臓の表現を画像化するように適合されることができる。この所定の運動相若しくは呼吸相、又はこれらの所定の運動相若しくは呼吸相は、ユーザによって、又は自動的に予め決定されることができる。
さらに好ましくは、気管支樹画像データセットは心臓も示し、心臓画像生成ユニットはさらに、心臓の表現と気管支樹画像データセットを互いに対してレジストレーションするためのレジストレーションユニットを有する。一実施形態において、レジストレーションユニットは、測定された気管支樹を用いることによって、心臓の表現と気管支樹画像データセットを互いに対してレジストレーションするように適合される。さらなる実施形態において、レジストレーションユニットはレジストレーションのための他のマーカー又は構造、例えば脊椎又は基準マーカーを用いるように適合される。一実施形態において、レジストレーションユニットは、気管支樹を考慮するかしないかにかかわらず、前もって心臓の表現と気管支樹画像データセットを互いに対してレジストレーションするように適合されることができ、そしてこのレジストレーションは、気管支樹画像データセットから測定された気管支樹の運動を用いることによって修正されることができる。
気管支樹画像データセットは好ましくは異なる時点において測定された二次元投影画像を有し、心臓の表現は好ましくは心臓の三次元モデルであり、二次元投影画像の少なくとも１つを三次元心臓モデルとレジストレーションするために、少なくとも１つの時点に対して２Ｄ‐３Ｄレジストレーションが実行される。別の実施形態において、レジストレーションユニットは、例えば投影画像及び心臓画像データセットに示される骨を用いることによって、三次元心臓画像データセットとの二次元投影画像の２Ｄ‐３Ｄレジストレーションを実行するように適合され、心臓の表現は心臓画像データセットから測定され、従って心臓画像データセットをレジストレーションすることによって心臓の表現がレジストレーションされる。２Ｄ‐３Ｄレジストレーション法は、例えばＧ．Ｐ．Ｐｅｎｎｅｙ，Ｊ．Ｗｅｅｓｅ，Ｊ．Ａ．Ｌｉｔｔｌｅ，Ｐ．Ｄｅｓｍｅｄｔ，Ｄ．Ｌ．Ｇ．Ｈｉｌｌ，ａｎｄ Ｄ．Ｊ．Ｈａｗｋｅｓ，"Ａ ｃｏｍｐａｒｉｓｏｎ ｏｆ ｓｉｍｉｌａｒｉｔｙ ｍｅａｓｕｒｅｓ ｆｏｒ ｕｓｅ ｉｎ ２‐Ｄ‐３‐Ｄ ｍｅｄｉｃａｌ ｉｍａｇｅ ｒｅｇｉｓｔｒａｔｉｏｎ，"ＩＥＥＥ Ｔｒａｎｓ．Ｍｅｄ．Ｉｍａｇ．，ｖｏｌ．１７，ｎｏ．４，ｐｐ．５８６‐５９５，Ａｐｒ．１９９８に開示されている。
一実施形態において、心臓画像データセット、従って好ましくは心臓モデルである心臓の表現、及び気管支樹画像データセットが、同じＸ線画像システムにおいて実行される３Ｄ回転血管造影によって取得される場合、心臓の表現、及びこの実施形態においては二次元Ｘ線投影画像を有する気管支樹画像データセットは、心臓の表現及び気管支樹画像データセットに対する基準座標系が同じであるため、互いに対して直接レジストレーションされ、レジストレーションユニットが省略されることができる。
さらに好ましくは、心臓画像生成ユニットは、測定された呼吸についての情報から心臓の運動を測定するための心臓運動測定ユニットと、測定された心臓の運動に従って、レジストレーションされた気管支樹画像データセットに対して心臓の表現を動かすための心臓運動ユニットとを有し、心臓画像生成ユニットは動いている心臓の表現を示す画像を生成するように適合される。これは心臓の画像を生成することを可能にし、心臓の表現は、気管支樹画像データセットに対して、特に好ましい二次元投影画像に対して運動する。特に、レジストレーションは呼吸に対する運動補正から分離されることが可能である。例えば、レジストレーションははじめに、脊椎レジストレーションなどの既知のレジストレーション法を用いることによって実行されることができ、そして例えばインターベンション手順中に、呼吸によって生じる心臓の運動を示すために、心臓の表現は、気管支樹画像データセットに対して、及び測定された呼吸についての情報に従って、すなわち例えば測定された気管支樹の運動又は決定された呼吸相に従って、動かされることができる。
さらに好ましくは、心臓画像生成ユニットはさらに、互いに対してレジストレーションされた心臓の表現と気管支樹画像データセットを重ね合わせることによって、重ね合わせ画像データセットを生成するための重ね合わせ画像データセット生成ユニットを有する。これは気管支樹画像データセットを示すことを可能にし、これは好ましくは二次元透視投影画像の時系列であり、好ましくは呼吸に従って運動する心臓の表現と重ね合わされる。
一実施形態において、
呼吸測定器は、心臓の少なくとも一部分の三次元モデルを受け取るための第一の入力である、人の心臓の表現を提供するための表現提供ユニットを有し、
気管支樹画像データセット提供ユニットは、心臓の少なくとも一部分を有する領域の二次元画像である気管支樹画像データセットを受け取るための第二の入力であり、
呼吸測定器は心臓の表現を示す画像を生成するための心臓画像生成ユニットを有し、心臓画像生成ユニットはさらに、心臓の表現及び気管支樹画像データセットを互いに対してレジストレーションするためのレジストレーションユニットを有し、レジストレーションユニットは二次元画像を三次元モデルとレジストレーションするための手段であり、
気管支樹検出ユニットは二次元画像から気管分岐部の運動を推定するための手段であり、
心臓画像生成ユニットは推定された運動に基づいて二次元画像のレジストレーションを修正するための手段である。
呼吸測定器は、心臓の少なくとも一部分の三次元モデルを受け取るための第一の入力である、人の心臓の表現を提供するための表現提供ユニットを有し、
気管支樹画像データセット提供ユニットは、心臓の少なくとも一部分を有する領域の二次元画像である気管支樹画像データセットを受け取るための第二の入力であり、
呼吸測定器は心臓の表現を示す画像を生成するための心臓画像生成ユニットを有し、心臓画像生成ユニットはさらに、心臓の表現及び気管支樹画像データセットを互いに対してレジストレーションするためのレジストレーションユニットを有し、レジストレーションユニットは二次元画像を三次元モデルとレジストレーションするための手段であり、
気管支樹検出ユニットは二次元画像から気管分岐部の運動を推定するための手段であり、
心臓画像生成ユニットは推定された運動に基づいて二次元画像のレジストレーションを修正するための手段である。
本発明のさらなる態様において、人の呼吸を測定するための呼吸測定法が提供され、該方法は以下のステップを有する。
気管支樹を示す気管支樹画像データセットを提供するステップと、
気管支樹画像データセットにおいて気管支樹を検出するステップと、
検出された気管支樹から呼吸についての情報を測定するステップ。
気管支樹を示す気管支樹画像データセットを提供するステップと、
気管支樹画像データセットにおいて気管支樹を検出するステップと、
検出された気管支樹から呼吸についての情報を測定するステップ。
本発明のさらなる態様において、人の呼吸を測定するための呼吸測定コンピュータプログラムが提示され、コンピュータプログラムは、コンピュータプログラムが呼吸測定器を制御するコンピュータ上で実行される際に、請求項１に記載の呼吸測定器に、請求項１３に記載の呼吸測定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。
請求項１に記載の呼吸測定器、請求項１３に記載の呼吸測定法、請求項１４に記載の呼吸測定コンピュータプログラムは、従属請求項において規定されるような同様の及び／又は同一の好ましい実施形態を持つことが理解されるものとする。
本発明の好ましい実施形態は、従属請求項と各独立請求項とのいかなる組み合わせであってもよいことが理解されるものとする。
本発明のこれらの及び他の態様は、以下に記載される実施形態から明らかとなり、これらを参照して説明される。
図１は呼吸を測定するための呼吸測定器の一実施形態を概略的かつ例示的に示す。装置１は患者３の心臓２の表現を提供するための表現提供ユニット１３を有する。図１において、心臓２を持つ患者３は患者台４の上にあるように概略的に示される。気管支樹画像データセットに対してレジストレーションされる心臓２の表現の投影２４は、図２に概略的かつ例示的に示される。図２に示された実施形態において、レジストレーションされた表現の投影２４は、心臓の左心房の解剖学的構造をあらわす。
この実施形態において、表現提供ユニット１３は、心臓を示す心臓画像データセットを提供するための心臓画像データセット提供ユニット１８を有し、表現提供ユニット１３は心臓画像データセットに基づいて心臓の表現を提供するように適合される。表現提供ユニット１３はさらに、心臓の表現を提供するために心臓画像データセットにおいて心臓を分割するための分割ユニット１９を有する。心臓画像データセットにおいて心臓を分割するために使用されることができる既知の分割法は、例えば領域拡張法又は一般適応心臓形態モデルの使用であり、これは現在の心臓画像データセットに適用される。これは、好ましくは二次元又は三次元心臓モデルである、現在画像化されている心臓に一致する、心臓の表現を提供することを可能にする。
別の実施形態において、心臓のモデルは分割ステップを実行することなく提供される、すなわち分割ステップはオプションである。心臓のモデルは単に各相におけるモデルの三次元変形を与える関数であることができる。この関数は心臓の"平均"モデルとその変形をあらわすことができる。これは（例えばＣＴから）複数の患者の心臓を研究することによって、及び全患者に対する（各相での）各心臓位置に最適なモデルを見つけ出すことによって得られる。変形が必要な場合、これは平均モデルの２つの連続位置から容易に外挿されることができる。
心臓画像データセット提供ユニットは、好ましくはコンピュータ断層撮影画像装置、磁気共鳴画像装置、ポジトロン放射断層撮影装置又は単一光子放射断層撮影装置などの核医学画像装置、又は心臓の画像データセットを生成するための別の画像装置である。心臓画像データセット提供ユニットはまた、心臓画像データセットが既に記憶されている記憶ユニットであることもできる。表現提供ユニットもまた、心臓の表現が既に記憶されている記憶ユニットであることができるが、好ましくは心臓の表現は、心臓画像データセット提供ユニットによって提供される心臓画像データセットを用いることによって決定される、現在の人の心臓を示す。
一実施形態において、心臓画像データセット提供ユニットは、異なる呼吸相における心臓を示す多相心臓画像データセットを提供するように適合され、表現提供ユニットは、多相心臓画像データセットに基づいて、特に異なる呼吸相において心臓を分割することによって、異なる呼吸相に対応する異なる心臓の表現を提供するように適合される。一実施形態において、分割された心臓に各相を割り当てるために、異なる既知の相における心臓を示す基準画像データセットが使用され、基準画像データセットは、現在の人の心臓又は心臓の分割を示す多相画像データセットとレジストレーションされる。
心臓の表現は好ましくは二次元又は三次元モデルである。表現が、異なる呼吸相に対して分割された心臓の分割から構成される場合、この表現は、心臓の解剖学的点の三次元位置を与える関数Ｍｉ（φ）によって定義されることができる。例えば、心臓はＭｉ（φ）によって示される表面点のセットによってモデル化されることができ、添え字ｉは表現の、すなわち心臓モデルの表面上の異なる位置を示し、φは呼吸相を示す。別の好ましい実施形態において、心臓の表現は心拍位相などの他の変数によって決まることもできる。
投影２４自体もまた心臓の表現とみなされることができることに留意すべきである。
呼吸測定器１は、気管分岐部２６を示す時間依存気管支樹画像データセットを提供するための気管支樹画像データセット提供ユニット１２をさらに有する。気管分岐部２６、及び時間依存気管支樹画像データセットの二次元投影画像２５は、図２に概略的かつ例示的に示される。気管支樹画像データセット提供ユニット１２は、この実施形態において、気管支樹画像データセットである透視画像データセットを提供するための、透視画像データセット提供ユニット、すなわち透視装置である。透視画像データセットは好ましくは異なる時点において取得される二次元投影画像のセットである。
透視装置１２はＸ線源９と検出ユニット１０を有し、これらは透視制御ユニット１１によって制御される。透視装置１２は、心臓２の、及び好ましくはカテーテル６のカテーテル部材７のＸ線投影画像を生成し、これは以下でさらに説明される。Ｘ線源９のＸ線は矢印３５によって概略的に示される。
呼吸測定器は、気管支樹画像データセットにおいて気管支樹を検出するための気管支樹検出ユニット１４と、検出された気管支樹２６から呼吸についての情報を測定するための呼吸情報測定ユニット３０とをさらに有する。
好ましくは、気管支樹画像データセットは異なる時点における気管支樹２６を示す複数の気管支樹画像２５を有し、気管支樹検出ユニット１４は気管支樹画像データセットにおいて気管支樹の運動を検出するように構成され、呼吸情報測定ユニット３０は気管支樹の運動を呼吸についての情報として測定するように適合される。さらに好ましくは、気管支樹検出ユニット１４は、気管支樹運動を形成する、異なる時点に対応する分割された気管支樹を生成するために、異なる時点における気管支樹を示す複数の気管支樹画像において気管支樹を分割するように適合される。測定された運動は、好ましくは気管支樹の、特に分割された気管支樹の、並進及び／又は回転としてあらわされる。気管支樹画像データセットが、異なる時点において取得された二次元投影画像のセットである場合、測定された気管支樹の運動は、好ましくは二次元投影画像の投影面における並進及び／又は回転としてあらわされる。気管支樹は呼吸とともに運動し、従って気管支樹の運動は呼吸によって生じるため、気管支樹の運動は呼吸についての情報であり、これは気管支樹画像データセットからよい品質で得られる。
一実施形態において、気管支樹の分割は、気管支樹画像データセットにおいて輪郭を抽出することによって、及びこれらの輪郭を一緒にグループ化し、グループ化された輪郭が気管支樹の解剖学的構造についての先験的情報と一致するように、例えばこれらが気管支樹アウトラインについての先験的情報と一致するようにすることによって、実行される。他の実施形態において、気管支樹の分割は他の既知の分割法を用いることによって実行されることができる。
呼吸測定器１は、測定された呼吸についての情報に応じて心臓２の表現を示す画像２７を生成するための心臓画像生成ユニット１５をさらに有する。この実施形態において、心臓画像生成ユニット１５は、測定された呼吸についての情報から心臓の運動を測定するための心臓運動測定ユニット１６と、測定された心臓の運動に従って心臓の表現を動かすための心臓運動ユニット１７とを有し、心臓画像生成ユニット１５は運動している心臓の表現を示す画像を生成するように適合される。
さらに、気管支樹画像データセットは異なる時点における気管支樹を示す複数の気管支樹画像を有し、気管支樹検出ユニット１４は気管支樹画像データセットにおいて気管支樹の運動を検出するように適合される。呼吸情報測定ユニット３０は、気管支樹の運動を呼吸についての情報として測定するように適合され、心臓運動測定ユニット１６は、心臓の運動を測定された気管支樹の運動として測定するように適合される。心臓、特に左心房が、気管支樹、特に気管分岐部とともに厳密に運動すると仮定される場合、心臓の運動と気管支樹の運動は同一であり、心臓運動測定ユニットは、心臓の運動、特に左心房の運動を、気管支樹、特に気管分岐部の運動として測定するように適合される。そして心臓運動ユニットは、測定された気管支樹の運動を、心臓画像生成ユニットによって示される心臓の表現に加えることによって、心臓を動かすように適合される。好ましくは、二次元投影画像２５に示される、気管支樹２６、すなわち好ましくは気管分岐部が、特に投影線周りに回転する場合、及び／又は投影面内で並進する場合、心臓の表現の投影２４もまた回転及び／又は並進され、気管支樹２６及び心臓の表現の投影２４は、同様に運動する、特に回転及び／又は並進する。
測定された気管支樹の運動は周期的であり、複数の運動相を有し、心臓画像生成ユニット１５は、気管支樹が所定の運動相にある場合に、心臓の表現を画像化するように適合される。気管支樹の運動の運動相は呼吸相に対応し、従って心臓の表現は好ましくは、特定の呼吸相が存在する場合にのみ示され、例えば、好ましくは二次元透視投影画像の時系列である、気管支樹画像データセットの上に重ね合わされる。例えば、心臓の表現は呼気の終わりにのみ示される。
この実施形態において、気管支樹画像データセットは心臓２も示し、心臓画像生成ユニット１５は、心臓２の表現と、気管支樹画像データセット２５、すなわち二次元透視投影画像を、互いに対してレジストレーションするためのレジストレーションユニット２１をさらに有する。心臓画像生成ユニット１５は、互いに対してレジストレーションされた心臓２の表現と気管支樹画像データセット２５を重ね合わせることによって、重ね合わせ画像データセット２７を生成するための重ね合わせ画像データセット生成ユニット２２をさらに有する。
レジストレーションユニット２１は、測定された気管支樹を用いることによって、特に気管分岐部を用いることによって、心臓の表現と気管支樹画像データセットを互いに対してレジストレーションするように適合されることができる。代替的に又は付加的に、レジストレーションユニットはレジストレーションのための他のマーカー又は構造、例えば脊椎又は基準マーカーを用いるように適合されることができる。一実施形態において、レジストレーションユニットは、気管支樹を考慮するかしないかにかかわらず、前もって心臓の表現と気管支樹画像データセットを互いに対してレジストレーションするように適合されることができ、そしてこのレジストレーションは測定された心臓の運動を用いることによって修正されることができる。特に、心臓運動ユニット１７は、レジストレーションされた気管支樹画像データセットに対して、測定された心臓の運動に従って心臓の表現を動かすように適合されることができ、すなわち好ましい実施形態において、心臓２の表現と気管支樹画像データセット２５は、例えば所与の呼吸相に対して、最初に互いに対してレジストレーションされ、心臓２の表現２４は、互いに対してレジストレーションされた気管支樹画像データセットの上に重ね合わされ、心臓２の表現２４は、呼吸によって生じる運動である、測定された心臓２の運動に従って、この実施形態においては二次元透視投影画像である気管支樹画像データセットに対して動かされる。従って、動的かつリアルタイムに、心臓２の表現が二次元透視投影画像２５の上に重ね合わされて示されることができ、一方この表現は呼吸に従って運動している。
気管支樹画像データセットは好ましくは異なる時点において測定された二次元投影画像を有し、心臓の表現は好ましくは心臓の三次元モデルであり、二次元投影画像の少なくとも１つを三次元心臓モデルとレジストレーションするために、少なくとも１つの時点に対して２Ｄ‐３Ｄレジストレーションが実行される。別の実施形態において、レジストレーションユニットは、例えば投影画像及び心臓画像データセットに示される骨を用いることによって、三次元心臓画像データセットとの二次元投影画像の２Ｄ‐３Ｄレジストレーションを実行するように適合され、心臓の表現は心臓画像データセットから測定され、従って心臓画像データセットをレジストレーションすることによって心臓の表現がレジストレーションされる。２Ｄ‐３Ｄレジストレーション法は、例えばＧ．Ｐ．Ｐｅｎｎｅｙ，Ｊ．Ｗｅｅｓｅ，Ｊ．Ａ．Ｌｉｔｔｌｅ，Ｐ．Ｄｅｓｍｅｄｔ，Ｄ．Ｌ．Ｇ．Ｈｉｌｌ，ａｎｄ Ｄ．Ｊ．Ｈａｗｋｅｓ，"Ａ ｃｏｍｐａｒｉｓｏｎ ｏｆ ｓｉｍｉｌａｒｉｔｙ ｍｅａｓｕｒｅｓ ｆｏｒ ｕｓｅ ｉｎ ２‐Ｄ‐３‐Ｄ ｍｅｄｉｃａｌ ｉｍａｇｅ ｒｅｇｉｓｔｒａｔｉｏｎ，"ＩＥＥＥ Ｔｒａｎｓ．Ｍｅｄ．Ｉｍａｇ．，ｖｏｌ．１７，ｎｏ．４，ｐｐ．５８６‐５９５，Ａｐｒ．１９９８に開示されている。
別の実施形態において、心臓画像データセット、従って、好ましくは心臓モデルである心臓の表現、及び気管支樹画像データセットが、同じＸ線画像システムにおいて実行される３Ｄ回転血管造影によって取得される場合、心臓の表現、及びこの実施形態においては二次元Ｘ線投影画像を有する気管支樹画像データセットは、心臓の表現及び気管支樹画像データセットに対する基準座標系が同じであるため、互いに対して直接レジストレーションされ、レジストレーションユニットが省略されることができる。
呼吸測定器は、重ね合わせ画像データセットが好ましくは表示されるディスプレイ３３をさらに有する。別の実施形態において、代替的に又は付加的に、ディスプレイは心臓の表現及び／又は心臓画像データセット及び／又は気管支樹画像データセットを示すように適合されることができる。
図１はさらに、組織にエネルギーを印加し、心臓２の内部でこの組織を検出するためのカテーテル装置３２を概略的かつ例示的に示す。カテーテル装置３２は１つ又は複数のカテーテルを有し、図１には１つのカテーテルが示されている。カテーテル６はカテーテル部材７を有し、これはそれぞれ、心臓の内部の組織にエネルギーを印加するためのエネルギー印加部材、又はこの組織を検出するための検出部材であることができる。カテーテル部材７は円７によって図１に概略的に示される。この円７はカテーテル部材を特定の形状に限定するものと解釈されるべきではない。例えば、カテーテル部材７は矩形であることもできる。
カテーテル部材７はカテーテル６を介して制御ユニット５に接続される。カテーテル部材７を持つカテーテル６は、例えば電極及び／又は光ファイバを有し、心臓２の中へ導入されることができ、カテーテル６は内蔵ガイド手段（図示せず）を用いて操作ユニット６２によって心腔へと誘導され、ナビゲートされる。別の実施形態において、操作ユニット６２は、カテーテルを心臓２の中へ受動的にガイドするためにカテーテル６を誘導及びナビゲートするための導入器を有することができる。操作ユニット６２はカテーテル部材７を手動で操作するために適合されることができ、及び／又は操作ユニット６２はカテーテル部材７をロボット制御で操作するためのロボットシステムを有することができる。これはカテーテル部材７を、心臓２内の所望の領域へ、特に心腔の心内膜表面において操作することを可能にする。図１における破線のボックスは、制御ユニット５と操作ユニット６２の両方がカテーテル部材７を有するカテーテル６に結合されることを示す。
カテーテル部材７及びカテーテル６の心臓２への導入中、透視装置１２は、気管分岐部、心臓２、及びカテーテル部材７を示す時間依存気管支樹画像データセットを生成し、この実施形態において、時間依存気管支樹画像データセットは異なる時点において取得される二次元透視投影画像のセットである。この透視装置１２は好ましくは、カテーテル部材７が既に心臓２内にある場合も、心臓２、気管分岐部、及びカテーテル部材７の二次元透視投影画像を生成する。
図２は、重ね合わされ、レジストレーションされた心臓２の表現の投影２４とともに、気管支樹画像データセットの二次元透視投影画像２５を概略的かつ例示的に示す。この二次元透視投影画像は、気管分岐部２６、及びカテーテル部材７１…７４を持つ複数のカテーテル６１…６４を示す。この重ね合わせ画像は好ましくは、気管分岐部２６の運動に従って、つまり呼吸に従って心臓の表現の投影２４が運動するように、ディスプレイ３３に示される。図２においてカテーテル部材７１及び７４は心電図縫合部であり、カテーテル部材７２はアブレーションカテーテルであり、カテーテル部材７３は注入カテーテルである。図２はさらに参照カテーテル６５を示す。
この実施形態において、表現提供ユニット１３、気管支樹検出ユニット１４、心臓画像生成ユニット１５、及び呼吸情報測定ユニット３０は、処理ユニット２３に含まれる。
図３に概略的かつ例示的に示される別の実施形態において、図１に対して同様の構成要素は同様の参照数字によって示されているが、呼吸情報測定ユニット３０は、呼吸相によって決まる気管支樹モデルを提供するための気管支樹モデル提供ユニット３１と、気管支樹モデルが検出された気管支樹に最も類似するところの呼吸相を決定することによって、人の呼吸相を決定するための呼吸相決定ユニット３２とを有し、決定された呼吸相は呼吸についての情報である。この実施形態において、気管支樹モデルは異なる呼吸相に対する異なる気管支樹モデルのセットとして形成され、呼吸相決定ユニットは、検出された気管支樹に最も類似する気管支樹モデルを決定することによって人の呼吸相を決定するように適合され、最も類似する気管支樹モデルの呼吸相が呼吸についての情報として決定される。
一実施形態において、心臓画像データセット提供ユニットは、異なる呼吸相における気管支樹も示す、多相心臓画像データセットを提供するように適合され、又は気管支樹画像データセット提供ユニットは、異なる呼吸相における気管支樹を示す気管支樹画像データセットを提供するように適合され、気管支樹提供ユニット３１は、多相心臓画像データセット又は気管支樹画像データセットに基づいて、特に異なる呼吸相に対して気管支樹を分割することによって、異なる呼吸相に対応する異なる気管支樹の表現を提供するように適合される。一実施形態において、分割された気管支樹に各呼吸相を割り当てるために、異なる既知の呼吸相における気管支樹を示す基準画像データセットが使用され、基準画像データセットは、現在の人の気管支樹又は気管支樹の分割を示す多相画像データセットとレジストレーションされる。
気管支樹モデルは好ましくは二次元又は三次元モデルである。異なる呼吸相に対する気管支樹モデルは、気管支樹の解剖学的点の二次元又は三次元位置を与える関数Ｐｊ（φ）によって定義されることができる。例えば、気管支樹はＰｊ（φ）によって示される三次元モデルの表面点のセット又は二次元モデルの輪郭点のセットによってモデル化されることができ、添え字ｊは、呼吸相φとともに、三次元気管支樹モデルの表面上、又は二次元気管支樹モデルの輪郭上の異なる位置を示す。
この実施形態において、表現提供ユニット１３は、異なる呼吸相に対応する異なる心臓の表現を提供するように、すなわち特にＭｉ（φ）を提供するように適合される。さらに、気管支樹画像データセットは異なる時点における気管支樹を示す複数の気管支樹画像を有し、気管支樹検出ユニット１４は複数の気管支樹画像において気管支樹を検出するように適合される。呼吸相決定ユニット３０は異なる時点に対応する複数の呼吸相を決定するために複数の気管支樹画像に対して呼吸相を決定するように適合され、心臓運動測定ユニット１６は心臓の運動を一連の心臓の表現として測定するように適合され、これは決定された複数の呼吸相に対応し、それらの各時点に従って記憶される。従って、好ましくは気管支樹モデルＰｊ（φ）は、異なる時点に対応する検出された気管支樹を比較することによって呼吸相φを決定するために使用され、心臓の運動は決定された呼吸相φに対応する一連の心臓モデルＭｉ（φ）として決定される。
図３を参照して記載されるこの実施形態において、心臓画像生成ユニット１５は好ましくは、決定された呼吸相が所定の呼吸相に類似する場合に心臓の表現を画像化するように適合される。これはまた、特定の呼吸相が決定されている場合にのみ心臓を示すことを可能にし、例えば心臓は呼気の終わりにのみ示される。
心臓画像生成ユニットは、気管支樹が各々１つ又は複数の所定の運動相又は呼吸相にある場合に、心臓の表現を画像化するように適合されることができる。この所定の運動相若しくは呼吸相、又はこれらの所定の運動相若しくは呼吸相は、ユーザによって、又は自動的に予め決定されることができる。
以下では、人の呼吸を測定するための呼吸測定法の一実施形態が、図４に示されるフローチャートを参照して記載される。
ステップ１０１において、気管支樹画像データセット提供ユニット１２は気管支樹２６を示す気管支樹画像データセット２５を提供し、ステップ１０２において、気管支樹検出ユニット１４は気管支樹画像データセット２５において気管支樹２６を検出する。ステップ１０３において、呼吸情報測定ユニット３０は検出された気管支樹２６から呼吸についての情報を測定する。気管支樹は呼吸又は呼吸相とともに運動するため、この呼吸についての情報は好ましくは気管支樹の運動である。
ステップ１０１から１０３は、好ましくは複数の時点において、特に連続的に実行され、これらの複数の時点における気管支樹の運動又は呼吸相を決定することを可能にする。この決定された運動又は呼吸相は、例えば特定の運動相若しくは呼吸相における心臓を示すため、又は透視画像に対して心臓のレジストレーションを修正するために、呼吸に応じて心臓を画像化するために使用されることができる。
呼吸測定器とカテーテル装置は、好ましくは電気生理学的（ＥＰ）用途において使用される。ＥＰはインターベンショナルカーディオロジーの特定分野であり、医師がＸ線透視ガイド下で心拍リズムの電気的機能不全の位置を特定し治療するために心臓内カテーテルを使用する。非常に困難なＥＰ手順は、ＡＦともよばれる心房細動の治療のための高周波アブレーションである。別の重要な手順は、心臓再同期療法（ＣＲＴ）のためのペースメーカーの配置であり、この間にペースメーカーリードが冠状静脈内に置かれなければならない。一般的に電気生理学者は、解剖学的構造と、全関心側面へのアクセス経路を完全に知るために特別な訓練を必要とし、正しい装置を選択しそれらを標的へ操作するためにある程度の熟練を必要とする。
透視によってガイドされるＥＰ手順、特にＡＦは、最大で数時間かかる可能性がある。こうした手順の主要な目的は、カテーテルを心臓の内部の所定位置に置くことである。心臓の表現によってあらわされる標的解剖構造の、透視画像上への重ね合わせ、すなわちオーバレイは、これらが造影剤なしでは目に見えない場合、電気生理学者にとって非常に役立つ。
一実施形態において、患者の心臓又は心臓の一部分の三次元モデルは、インターベンション前に生成される。このモデルに加えて、気管支樹、特に気管分岐部の三次元位置もまたわかり、この運動は呼吸中の心臓と関連付けられる。
さらなるステップにおいて、気管支樹はインターベンション中に一連の透視Ｘ線投影画像において検出され、追跡される。これは気管の相対的位置決めを実行しながら、透視にわたって心臓モデルを投影することを可能にする。従って気管支樹の追跡は、インターベンション中に心臓の運動補償されたレジストレーションを可能にし、これは、例えば呼吸運動が補償されることができない脊椎ベースのレジストレーションなど、他の種類のレジストレーションに優る利点である。
上記の実施形態において、心臓画像データセット提供ユニットは好ましくは、コンピュータ断層撮影呼吸測定器又は磁気共鳴装置によって生成された心臓画像データセットが提供される記憶ユニットであるが、この心臓画像データセットは、三次元回転血管造影装置などの別の画像装置、又は心臓の解剖学的構造の三次元ボリュームを取得することができる任意の他のモダリティによって生成されることもできる。
表現提供ユニットは、心臓又は心臓の一部分、例えば心房、冠状静脈などを分割するように適合されることができ、分割された心臓又は分割された心臓の一部分は、心臓の三次元モデルである心臓の表現である。一実施形態において、心臓モデルに対する気管支樹の位置がわかる。例えば気管は同じ提供された心臓画像データセットにおいて分割されることができ、これは２つの臓器の相対的位置決めを与える。
透視装置は好ましくは同じ解剖学的領域の二次元透視画像を生成するように構成される。透視装置は心臓などの複雑な軟組織構造の明瞭な視覚化を可能にしない。対照的に、気管支樹は経時的に検出及び追跡されることができる、透視における視覚的ランドマークを提供する。気管支樹は心臓の三次元モデルとレジストレーションされることができる。これは所与の呼吸相における二次元透視画像の上に心臓モデルを重ね合わせるために適用するための変換を与える。
気管支樹検出ユニット１４は、好ましくは面内運動、すなわち二次元透視投影ユニットの面内の並進及び投影軸周りの回転を測定するように適合される。これは前後像において呼吸運動を追跡することを可能にする。
心臓画像データセット提供ユニットが、同じＸ線システムにおいて左心房の画像を再構成するために使用された、例えばＰｈｉｌｉｐｓのいわゆるＡＴＧのような透視装置である気管支樹画像データセット提供ユニットでもある、三次元回転血管造影装置の画像データセットを提供する場合、三次元心臓画像データセットは二次元透視投影データセットと同じ座標系において再構成される。この場合、心臓画像データセットから取得される心臓の表現の、二次元透視投影画像とのレジストレーションは必要ない。なぜなら、好ましくは三次元である心臓画像データセット、従って心臓の表現と、二次元透視投影画像は既に位置合わせされているからである。そして気管の追跡、すなわち気管支樹の運動の測定が、呼吸を補償するために使用されることができる。さらに、別の実施形態においては、レジストレーションユニットは、心臓の表現を気管支樹画像データセットと位置合わせするために、脊椎ベースのレジストレーションを用いることによって、又は任意の他の解剖学的ランドマーク、例えば気管支樹を用いることによって、心臓の表現を気管支樹画像データセットと、すなわち好ましくは時間依存気管支樹画像データセットの二次元透視投影画像とレジストレーションするように適合されることができる。そして、気管支樹の追跡、すなわち気管支樹の運動の測定が、呼吸を補償するために使用されることができる。
提供された心臓の表現は心拍位相によって決まることもでき、心臓がディスプレイ３３に示される場合、心拍位相は心電図のような心拍位相提供ユニットによって提供され、心臓の表現は、提供された心拍位相に応じて、及び上記のように測定された呼吸によって生じる心臓の運動に応じて、ディスプレイ上で動かされる。
上記実施形態においてはレジストレーション手順が例示されているが、本発明はレジストレーションの使用に限定されない。呼吸測定器、方法、及びコンピュータプログラムは、レジストレーション手順を実行する必要なく、呼吸についての情報、すなわち気管支樹の運動又は呼吸相の測定を定義する。
開示された実施形態への他の変更は、図面、開示、及び添付の請求項の考察から、請求された発明を実施する上で当業者によって理解され、もたらされることができる。
請求項において、"有する"という語は、他の要素又はステップを除外せず、不定冠詞"ａ"又は"ａｎ"は複数を除外しない。
単一のユニット又は装置は、請求項に列挙された複数の項目の機能を満たし得る。特定の手段が相互に異なる従属請求項に列挙されているという単なる事実は、これらの手段の組み合わせが有利に使用されることができないことを示すものではない。
１つ又は複数のユニット又は装置によって実行される、例えば運動相及び呼吸相の決定、分割及びレジストレーションなどの計算及び測定は、いかなる他の数のユニット又は装置によって実行されることもできる。呼吸測定法に従った、呼吸測定器の計算及び測定、及び／又は制御は、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施されることができる。
コンピュータプログラムは、他のハードウェアとともに、又は他のハードウェアの一部として提供される、光記憶媒体又は固体媒体などの適切な媒体上に記憶／配信され得るが、他の形態で、例えばインターネット又は他の有線若しくは無線通信システムを介して配信されてもよい。
請求項における任意の参照符号はその範囲を限定するものと解釈されるべきではない。
Claims (14)
- 人の呼吸を測定するための呼吸測定器であって、
気管支樹を示す気管支樹画像データセットを提供するための気管支樹画像データセット提供ユニットと、
前記気管支樹画像データセットにおいて前記気管支樹を検出するための気管支樹検出ユニットと、
前記検出された気管支樹から前記呼吸についての情報を測定するための呼吸情報測定ユニットと、
前記人の心臓の表現を提供するための表現提供ユニットと、
前記測定された呼吸についての情報に応じて前記心臓の表現を示す画像を生成するための心臓画像生成ユニットと
を有する、呼吸測定器。 - 前記気管支樹画像データセットが異なる時点における前記気管支樹を示す複数の気管支樹画像を有し、
前記気管支樹検出ユニットが前記気管支樹画像データセットにおいて前記気管支樹の運動を検出し、
前記呼吸情報測定ユニットが前記気管支樹の運動を前記呼吸についての情報として測定する、請求項１に記載の呼吸測定器。 - 前記気管支樹検出ユニットが、前記気管支樹の運動を形成する、異なる時点に対応する分割された気管支樹を生成するために、異なる時点における前記気管支樹を示す前記複数の気管支樹画像において前記気管支樹を分割する、請求項２に記載の呼吸測定器。
- 前記呼吸情報測定ユニットが、
呼吸相によって決まる気管支樹モデルを提供するための気管支樹モデル提供ユニットと、
前記気管支樹モデルが前記検出された気管支樹に最も類似するところの呼吸相を決定することによって、前記人の呼吸相を決定するための呼吸相決定ユニットとを有し、前記決定された呼吸相は前記呼吸についての情報である、請求項１に記載の呼吸測定器。 - 前記気管支樹画像データセット提供ユニットが、前記気管支樹画像データセットである透視画像データセットを提供するための透視画像データセット提供ユニットである、請求項１に記載の呼吸測定器。
- 前記心臓画像生成ユニットが、
前記測定された呼吸についての情報から前記心臓の運動を測定するための心臓運動測定ユニットと、
前記測定された心臓の運動に従って前記心臓の表現を動かすための心臓運動ユニットとを有し、前記心臓画像生成ユニットが動いている前記心臓の表現を示す画像を生成する、請求項１に記載の呼吸測定器。 - 前記気管支樹画像データセットが異なる時点における前記気管支樹を示す複数の気管支樹画像を有し、
前記気管支樹検出ユニットが前記気管支樹画像データセットにおいて前記気管支樹の運動を検出し、
前記呼吸情報測定ユニットが前記気管支樹の運動を前記呼吸についての情報として測定し、
前記心臓運動測定ユニットが前記心臓の運動を前記測定された気管支樹の運動として測定する、請求項６に記載の呼吸測定器。 - 前記表現提供ユニットが、異なる呼吸相に対応する異なる前記心臓の表現を提供し、
前記呼吸情報測定ユニットが、
呼吸相によって決まる気管支樹モデルを提供するための気管支樹モデル提供ユニットと、
前記気管支樹モデルが前記検出された気管支樹に最も類似するところの呼吸相を決定することによって、前記人の呼吸相を決定するための呼吸相決定ユニットとを有し、前記決定された呼吸相は前記呼吸についての情報であり、
前記気管支樹画像データセットが異なる時点における前記気管支樹を示す複数の気管支樹画像を有し、
前記気管支樹検出ユニットが前記複数の気管支樹画像において前記気管支樹を検出し、
前記呼吸相決定ユニットが前記異なる時点に対応する複数の呼吸相を決定するために前記複数の気管支樹画像に対する前記呼吸相を決定し、
前記心臓運動測定ユニットが前記心臓の運動を一連の前記心臓の表現として測定し、これは前記決定された複数の呼吸相に対応し、それらの各時点に従って記憶される、請求項６に記載の呼吸測定器。 - 前記気管支樹画像データセットが異なる時点における前記気管支樹を示す複数の気管支樹画像を有し、
前記気管支樹検出ユニットが前記気管支樹画像データセットにおいて前記気管支樹の運動を検出し、
前記呼吸情報測定ユニットが前記気管支樹の運動を前記呼吸についての情報として測定し、
前記測定された気管支樹の運動が周期的であり、複数の運動相を有し、前記心臓画像生成ユニットが、前記気管支樹が所定の運動相にある場合に前記心臓の表現を画像化する、請求項１に記載の呼吸測定器。 - 前記呼吸情報測定ユニットが、
呼吸相によって決まる気管支樹モデルを提供するための気管支樹モデル提供ユニットと、
前記気管支樹モデルが前記検出された気管支樹に最も類似するところの呼吸相を決定することによって、前記人の呼吸相を決定するための呼吸相決定ユニットとを有し、前記検出された呼吸相は前記呼吸についての情報であり、
前記心臓画像生成ユニットが、前記決定された呼吸相が所定の呼吸相と類似する場合に前記心臓の表現を画像化する、請求項１に記載の呼吸測定器。 - 前記呼吸測定器が、前記心臓の少なくとも一部分の三次元モデルを受け取るための第一の入力である、前記人の心臓の表現を提供するための表現提供ユニットを有し、
前記気管支樹画像データセット提供ユニットが、前記心臓の少なくとも一部分を有する領域の二次元画像である前記気管支樹画像データセットを受け取るための第二の入力であり、
前記呼吸測定器が、前記心臓の表現を示す画像を生成するための心臓画像生成ユニットを有し、前記心臓画像生成ユニットが、前記心臓の表現と前記気管支樹画像データセットを互いに対してレジストレーションするためのレジストレーションユニットをさらに有し、前記レジストレーションユニットは前記二次元画像を前記三次元モデルとレジストレー
ションするための手段であり、
前記気管支樹検出ユニットは前記二次元画像から気管分岐部の運動を推定するための手段であり、
前記心臓画像生成ユニットは前記推定された運動に基づいて前記二次元画像の前記レジストレーションを修正するための手段である、請求項１に記載の呼吸測定器。 - 人の呼吸を測定するための呼吸測定器であって、
異なる時点における気管支樹を示す複数の気管支樹画像を有する気管支樹画像データセットを提供するための気管支樹画像データセット提供ユニットと、
前記気管支樹画像データセットにおいて前記気管支樹の運動を検出するための気管支樹検出ユニットと、
前記検出された気管支樹の運動を前記呼吸についての情報として測定するための呼吸情報測定ユニットと、
前記人の心臓の表現を提供するための表現提供ユニットと、
前記測定された呼吸についての情報に応じて前記心臓の表現を示す画像を生成するための心臓画像生成ユニットと
を有し、
前記気管支樹検出ユニットが、前記気管支樹の運動を形成する、異なる時点に対応する分割された気管支樹を生成するために、異なる時点における前記気管支樹を示す前記複数の気管支樹画像において前記気管支樹を分割する、呼吸測定器。 - 人の呼吸を測定するための呼吸測定器の作動方法であって、
気管支樹画像データセット提供ユニットによって気管支樹を示す気管支樹画像データセットを提供するステップと、
気管支樹検出ユニットによって前記気管支樹画像データセットにおいて前記気管支樹を検出するステップと、
呼吸情報測定ユニットによって前記検出された気管支樹から前記呼吸についての情報を測定するステップと、
表現提供ユニットによって前記人の心臓の表現を提供するステップと、
心臓画像生成ユニットによって前記測定された呼吸についての情報に応じて前記心臓の表現を示す画像を生成するステップと
を有する、呼吸測定器の作動方法。 - 人の呼吸を測定するための呼吸測定コンピュータプログラムであって、前記コンピュータプログラムが前記呼吸測定器を制御するコンピュータ上で実行される際に、請求項１に記載の呼吸測定器に、請求項１３に記載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、呼吸測定コンピュータプログラム。
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