JP5906015B2 - 特徴に基づいた２次元／３次元画像のレジストレーション - Google Patents

Description

本発明は、医療画像形成の分野に関するものであり、幾つかの実施の形態では、本発明は、２次元（２Ｄ）Ｘ線透視画像を、コンピュータ断層撮影、磁気共鳴画像形成、又は別の画像形成モダリティにより取得された３次元（３Ｄ）画像と位置合わせすることに関する。

より詳細には、本発明は、任意の医療画像形成モダリティにより取得された２次元画像を同一又は異なる医療画像形成モダリティにより取得された３次元画像と位置合わせすることに関する。

医療画像形成の手順において、２次元及び３次元画像形成の両者を使用して、関連する画像形成データが取得される場合がある。幾つかの係る場合では、２つの技術により提供された情報を比較又は結合するように、３次元画像の２次元の表現を生成し、対応する２次元画像で位置合わせすることが有効である。

１つの例は、インターベンショナル心臓電気生理学において生じる。この手順の間、カテーテル又は他の介入装置を可視化するために、Ｘ線透視が使用されることがある。有利なことに、Ｘ線透視画像は、「Ｃアーム」型の装置を使用して取得することができ、この装置において、Ｃアームの反対の端にＸ線管及びＸ線検出器が搭載され、患者はギャップに配置される。Ｃアーム型の装置は、比較的オープンであり、したがって患者は、医療関係者に容易にアクセスすることができる。しかし、ある軟組織の生体構造は、Ｘ線透視により効果的に画像形成されない。さらに、透視画像は、低いＸ線の放射線量で典型的に取得され、これは、解像度を妥協する可能性がある。

したがって、何れもがＸ線透視よりも良好な軟組織のコントラストを提供する、マルチスライスコンピュータ断層撮影（ＣＴ）又は磁気共鳴画像形成（ＭＲＩ）心のような３次元画像形成技術を使用して、心臓電気生理学の手術を受ける前に患者の手術前の画像を取得することが知られている。手術前に取得されたＣＴ又はＭＲＩ画像は、次いで、不足している軟組織のコントラストをＣＴ又はＭＲＩ画像が提供するように、心臓電気生理学の手術の間に取得されたＸ線透視画像と結合される。

ＣＴ又はＭＲＩ画像は、３次元ボリュームについて典型的に生成される一方で、Ｘ線透視画像は２次元である。レイキャスティング技法を使用して、３次元画像を２次元画像に数学的に投影することが知られている。レイキャスティングをＣＴ又はＭＲＩ画像に適用することで、２次元画像が生成される。しかし、数学的に投影されたＣＴ又はＭＲＩ画像は、Ｘ線透視画像と空間的に位置合わせされていない。患者へのＸ線透視の投影のジオメトリは、ＣＴ又はＭＲＩ投影の数学的生成で使用される投影のジオメトリと異なるからである。あるケースでは、更なるエラーは、Ｘ線透視画像及び／又は３次元ＣＴ又はＭＲＩ画像における歪み、或いは他の欠陥又はアーチファクトにより生じる場合がある。

本発明の目的は、上述された問題及び他の問題を克服する改善を提供することにある。

画像レジストレーションプロセスが開示され、２次元画像からの２次元の特徴のセットを抽出し、３次元画像から３次元の特徴のセットを抽出し、投影のジオメトリを使用して２次元の投影された特徴のセットに３次元の特徴のセットを数学的に投影し、２次元の特徴のセットを２次元の投影された特徴のセットと第一の位置合わせを行い、第一の位置合わせから導出されたパラメータを使用して、２次元画像を３次元画像の数学的な投影と第二の位置合わせを行う。

デジタル記憶媒体又はメディアは、先のパラグラフの方法を実行するため、デジタルシステムにより実行可能な命令を記憶可能である。

画像レジストレーション装置が開示され、２次元画像から２次元の特徴のセットを抽出し、３次元画像から３次元の特徴のセットを抽出する特徴抽出手段、３次元データを２次元投影データに投影する投影プロセッサ、（ｉ）投影のジオメトリを使用して、２次元の特徴のセットを投影プロセッサにより投影された３次元の特徴のセットと位置合わせを行うためにパラメータを調節し、（ｉｉ）調節されたパラメータを使用して、投影のジオメトリを使用して２次元画像と投影プロセッサにより投影される３次元画像とを位置合わせするレジストレーションプロセッサを有する。

また、装置が開示され、２次元画像を取得する２次元イメージャ、３次元画像を取得する３次元イメージャ、２次元画像から２次元の特徴のセットを抽出し、３次元画像から３次元の特徴のセットを抽出する特徴抽出手段、３次元データを２次元投影データに投影する投影プロセッサ、２次元の特徴のセットと投影プロセッサにより投影される３次元の特徴のセットとを位置合わせするために調節されるパラメータを使用して、２次元画像と投影プロセッサにより投影される３次元画像とを位置合わせするレジストレーションプロセッサを有する。

本発明の１つの利点は、高速な２Ｄ／３Ｄ画像のレジストレーションにある。
別の利点は、より正確な２Ｄ／３Ｄ画像のレジストレーションにある。
別の利点は、高速なインターベンショナルな画像形成にある。
本発明の更に別の利点は、以下の詳細な説明を読んで理解することで当業者にとって理解されるであろう。

添付図面は、好適な実施の形態を説明するためのものであって、本発明を限定するものとして解釈されるべきではない。
２Ｄ／３Ｄマルチモダリティ画像形成装置を示す図である。 異なるモダリティにより取得される３次元画像の２次元投影の位置合わせによる３Ｄ／３Ｄマルチモダリティ画像形成装置を示す図である。

図１を参照して、２Ｄ／３Ｄマルチモダリティ画像形成システムは、Ｘ線透視検査装置のような２次元イメージャ１０、及び、磁気共鳴画像形成（MRI）システム、コンピュータ断層撮影（CT）画像形成システム、ポジトロン断層法（PET: Positron Emission Tomography）スキャナ、ガンマカメラ等のような３次元イメージャ１２を含む。２次元イメージャ１０は、３次元画像形成が随意に可能であるが、本発明の２Ｄ／３Ｄ画像形成システムでは２次元イメージャとして使用される。たとえば、２次元イメージャ１０は、ガントリの回転なしに動作するＣＴスキャナとして考えられる。

２次元イメージャ１０は、Ｘ線透視検査装置のケースにおけるＸ線管のようなソース２０を含む投影型のイメージャであり、ソースは、被検体（図示せず）を含む画像形成領域２４を通して放射線２２を放出し、一般に向かい合って位置される２次元検出器アレイ２６は、位置の関数として放出された放射線を検出して投影型の２次元画像３０を形成する。したがって、２次元画像３０は、角度、Ｘ線源の位置、検出器の位置、又は他の幾何学的パラメータのような投影パラメータにより、及び随意に、Ｘ線透視検査及び他の投影型２Ｄ画像形成装置で観察されることがある、いわゆる「ピンクッション」歪みを特徴付ける１以上の歪みパラメータのような歪みに関連する投影パラメータにより特徴付けされる投影のジオメトリを有する。投影のジオメトリは、たとえばＸ線源及び検出器の位置の公称のセッティングに基づいて、少なくとも近似的に知られている。幾つかの実施の形態では、２次元イメージャ１０の正確なキャリブレーションは、歪みのパラメータについて正確な幾何学的なパラメータ及び定量的な値を含めて、投影のジオメトリについて非常に正確な投影パラメータを提供する。

３次元イメージャ１２は、３次元画像３２を取得する。たとえば、３次元イメージャ１２がＭＲＩである場合、ｋ空間を３次元的にサンプリングし、ｋ空間サンプルを３次元画像３２に再構成することで、係る３次元画像３２を取得する。３次元イメージャ１２がＣＴスキャナである場合、Ｘ線管が被検体の周りで回転する間、ＣＴスキャナは投影データを取得し、第三次元は、多数の検出器からなる行（マルチスライスＣＴ）を有すること、及び／又は患者を離散的なインクリメントで又は連続的に移動すること（ヘリカルＣＴ）、その後に、３次元画像３２に投影データを再構成するフィルタリングされた逆投影法又は別の再構成が続くことで提供される。３次元イメージャ１２のタイプ及び放射線科医又は他の医療専門家により望まれる取得のタイプに依存して、他のアプローチを使用することもできる。

２次元画像３０の投影のジオメトリと３次元画像３２のリファレンスの空間フレームとの間の関係は、２つの異なるイメージャ１０，１２において被検体がどのように位置されるかに基づいて近似的にわかる。幾つかの実施の形態では、この関係は、たとえば２つの異なるイメージャ１０，１２がハイブリッド画像形成システムとして統合して実施されるか、又はクロスイメージャメカニカルアラインメントメカニズムが使用される場合に更に正確にわかる。何れのケースにおいても、一方で２次元イメージャ１０により取得された２次元画像３０と他方で３次元イメージャ１２により取得された３次元画像３２との間に位置ずれが一般に存在する。この位置ずれは、リジッド（剛体的）な移動の位置ずれ、リジッドな回転の位置ずれ、リジッドでない移動及び／又は回転の位置ずれ、ピンクッション歪み又は１又は両方の画像３０，３２等における他のタイプの歪みによる位置ずれ、のような様々な形態又は形態の組み合わせを取ることができる。したがって、３次元画像３２を数学的に投影して２次元投影画像を形成し、この２次元投影画像を２次元イメージャ１０により取得される２次元画像３０で位置合わせすることが望まれる。

特徴検出器３４は、２次元画像３０を処理して、２次元画像３０から２次元の特徴のセット３６を抽出する。また、特徴検出器３４は、３次元画像３２を処理して、３次元画像３２から３次元の特徴のセット３８を抽出する。図１の実施の形態では、同じ特徴検出器３４に、２次元画像３０と３次元画像３２の両者が印加される。しかし、たとえば２つの異なる特徴検出器を使用することも考えられ、一方の特徴検出器は、２次元画像向けに最適化され、他方の特徴検出器は、３次元画像向けに最適化される。２つの異なる特徴検出器がこのやり方で使用される場合、検出される特徴は、同じタイプの検出器のように類似であるべきである。

特徴検出器３４は、たとえばコーナポイントとして適切に表現されるコーナの特徴を検出可能である。コーナの特徴を検出するため、係る特徴検出器３４は、それぞれの方向に沿って画像の勾配の慣性マトリクスの最大の固有値をローカルに識別することによって、コーナに典型的に対応する高い強度勾配の領域を識別し、離散的なライン交点のセットを識別することによるような、コーナ検出アルゴリズムを介して動作する。有利なことに、２つのイメージャ１０，１２のコントラストメカニズムが実質的に異なる場合でさえ（たとえば、Ｘ線対磁気共鳴）、実質的に同じコーナの特徴が、２次元及び３次元画像の両者について一般に検出される。コーナ検出の微分係数に基づく特性は、被検体のコーナ構造について高いコントラストの尤度と組み合わさって、コーナ検出プロセスがコントラストタイプ、コントラストレベル、及び他の画像特性とは独立であることを保証する。特徴検出器３４によりコーナ検出を使用する別の利点は、コーナポイントが２次元及び３次元の両者において離散的なことである。

特徴検出器３４は、代替的又は付加的に、他のタイプの特徴を検出可能である。たとえば、特徴検出器３４は、代替的又は付加的に、エッジ特徴を検出可能である。幾つかの実施の形態では、特徴検出器３４は、以下のように実現されるエッジ検出アルゴリズムを介してエッジの特徴を検出可能である。投影される２次元画像におけるラインは、Ｘ線ビーム２２に沿って指向される３次元画像内のインタフェースの投影に対応する。これらのインタフェースは、投影のジオメトリから知られるＸ線ビーム方向と共に、ボクセルの強度の勾配の大きさ及びインタフェースの方向を使用することで適切に検出される。インタフェースの位置は、エッジ及びコーナの位置のマップを形成するため、式（２）の投影マトリクスを使用して３Ｄから２Ｄにマッピングされる。

一般に、特徴検出器３４は、それぞれの画像３０，３２を２次元又は３次元の特徴のセット３６，３８のぞれぞれに低減し、２次元又は３次元の特徴のセットは、小さなデータのサブセットであり、したがって空間的に容易に相関され、フル画像３０，３２に比較して計算上の観点から更に効率的に処理される。それぞれの特徴のセット３６，３８は、ソース画像３０，３２のジオメトリを保持する。したがって、コーナの特徴を検出する特徴検出器３４について、２次元の特徴のセット３６は、ある平面におけるポイントのセットを含み、３次元の特徴のセット３８は、ポイントの３次元の「集団」を含む。同様に、エッジ検出器について、２次元の特徴のセット３６は、ある平面において同一平面上にあるラインのセットを含み、３次元の特徴のセット３８は、３次元のラインからなるアレンジメントを含む。

投影プロセッサ４０は、２次元画像１２の取得において２次元イメージャ１０により使用される投影のジオメトリに少なくともはじめに設定される投影のジオメトリ４２に従って３次元の特徴のセット３８を数学的に投影する。（Philips Medical System社から利用可能である）Allura XPer FD10のような例示的なインターベンショナルなC-arm型Ｘ線透視検査装置について、投影のジオメトリは、以下のように適切に定義される。ベクトルｓは、同じ中央からＸ線源２０に延び、ベクトルｄは、同じ中央から検出器２６の中央に延びる。２つの法線ｎ1及びｎ2は、検出器平面を定義し、それぞれの検出について既知である。３次元ポイントＰは、したがって、特定のC-armの角度が与えられる、検出器２６の２次元ポイントｐにマッピング（すなわち投影）される。これらのベクトルをデカルト座標に展開すると以下のようになる。

投影のジオメトリ４２を定義するマトリクスのベクトル方程式は、以下のように書かれる。

式（２）は、投影プロセッサ４０により、２次元の投影された特徴のセット４４の対応するポイントｐを生成するため、選択された投影のジオメトリ４２を使用して、３次元の特徴のセット３８の（コーナ検出器のケースにおける）それぞれの３次元のコーナポイントＰに適用される。

レジストレーション４６は、２次元の投影された特徴４４のセットを、２次元画像３０から抽出された２次元の特徴のセット３６と位置合わせする。位置合わせが投影パラメータを調節することを必要とする場合、この位置合わせプロセスは、任意に反復的であり、繰り返しループ４８に従って、反復的なやり方でレジストレーションにより調節される投影パラメータを使用して３次元の特徴のセット３８を再投影する。レジストレーションプロセッサ４６の出力は、１以上のレジストレーションパラメータ５０のセットである。レジストレーションは、投影パラメータ（たとえば、角度、倍率、Ｘ線源／検出器の位置パラメータ、ピンクッション歪みを定量化するパラメータ等）、リジッドな移動又は回転、リジッドでない移動又は回転等のような様々なパラメータの調節を必要とする場合がある。レジストレーションは、数学的な投影動作のために使用される投影ジオメトリの投影パラメータを選択又はリファインする必要がある場合がある。しかし、完全な画像３０，３２に基づいてレジストレーションパラメータ５０を計算することは、特に反復的なレジストレーションの技法について計算的に集中する。

レジストレーションパラメータ５０は、小さな特徴のセット３６，３８のそれぞれに対して（ループ４８を介した繰り返し再投影及び投影プロセッサ４０を任意に含む）調節プロセッサ４６により効率的に調節される。１つの例として、２次元画像３０から抽出された２次元の特徴のセット３６はリファレンスとして採用され、投影ジオメトリ４２の投影パラメータ、及び／又は２次元の投影された特徴４４の空間パラメータが調節される。

たとえば２次元イメージャ１０のキャリブレーションに基づいて投影ジオメトリ４２が正確であるか又は正確に知られており、リジッドなレジストレーションのみが実行される場合、最適化スペースは、たとえば２次元の投影された特徴のセットの空間パラメータのそれぞれについて３つの回転と３つの並進といった６つのパラメータのみを含み、レジストレーションプロセッサ４６は、これら６つのパラメータの数値の調節及び最適化についてダウンヒル・シンプレックス法を採用することができる。調節又は最適化は、（たとえば）２次元の特徴３６のセットにおけるそれぞれのコーナポイントと、２次元の投影された特徴４４のセットにおける対応する投影されるコーナポイントとの間の距離の二乗の合計として計算される類似性指標にそれぞれ適する。

投影ジオメトリ４２が十分な精度又は正確さで知られていない場合、レジストレーションプロセッサ４６は必要に応じて、レジストレーションの一部として、投影ジオメトリ４２の投影パラメータを調節する。たとえば、２次元画像３０の取得において使用された公称の角度から選択された量だけずらされた複数の異なる投影角を用いて、投影プロセッサ４０が３次元の特徴のセット３８に適用される。それぞれの選択された角度で数学的な投影により生成された２次元の投影された特徴のセット４４にレジストレーションが適用され、「ベストフィット」が選択され、ベストフィットに対応する角度が、調節された投影ジオメトリ４２の調節された角度として選択される。この力づくのアプローチは、画像全体を位置合わせするのではなく特徴（たとえばコーナポイント）のみを位置合わせすることで提供される寸法の低減により高速処理が提供されるために実現可能である。付加的に又は代替的に、角度又は他の投影パラメータは、最小自乗の最小化又は別の最適化技法を使用して、レジストレーションプロセッサ４６により最適化される。異なる数学的な投影の角度を用いて（又は投影ジオメトリ４２における他の変数を用いて）投影プロセッサ４０により生成された異なる２次元の投影された特徴のセット４４にレジストレーションプロセッサ４６が適用される必要に応じての反復的又は包括的なレジストレーションが、繰り返しループの矢印４８により図１に示されている。

大部分の状況では、たとえば２次元画像３０の取得において使用される２次元イメージャ１０の較正された投影ジオメトリに基づいて、２次元画像３０の投影ジオメトリが比較的高い精度で知られることが想定される。係る実施の形態では、２次元の特徴のセット３６におけるそれぞれの特徴及び２次元の投影された特徴のセット４４における最も近い特徴の両者は、被検体の同じコーナポイントに対応することを想定することが一般的である。係るケースでは、レジストレーションプロセッサ４６により最適化される類似性指標は、距離の二乗の合計として適切に計算され、この場合、それぞれの距離は、２次元の特徴のセットのうちの特徴と２次元の投影された特徴のセット４４のうちの最も近い特徴の間である。

しかし、幾つかの状況では、２次元画像３０の投影ジオメトリは十分に制限された精度及び／又は正確さで知られ、２次元の特徴のセット３６におけるそれぞれの特徴と２次元の投影された特徴のセット４４における最も近い特徴との両者が被検体の同じコーナポイントに対応することを想定することは妥当ではない。係るケースでは、レジストレーションプロセッサ４６にとって、２次元の投影された特徴のセット４４のうちの特徴を２次元画像３０から抽出された２次元の特徴のセット３６のうちの対応する特徴と関連付けするために組み合わせアルゴリズムを利用することが考えられる。

図１に更に示されるように、調節されたレジストレーションパラメータ５０は、第二のレジストレーションステップにおいてそれぞれの２Ｄ及び３Ｄ画像３０，３２を位置合わせするため、イメージプロジェクタ及びアジャスタ５２により使用される。レジストレーションパラメータ５０は、２次元の特徴のセット３６と２次元の投影された特徴のセット４４のそれぞれに対して調節されるが、これらの特徴３６，４４は、２次元及び３次元画像３０，３２のそれぞれの空間特性を表し、したがって、レジストレーションパラメータ５０は、イメージプロジェクタ及びアジャスタ５２により実行される第二のレジストレーションプロセスにおいて適用可能であり、イメージプロジェクタ及びアジャスタは、投影ジオメトリ４２及びレジストレーションパラメータ５０に従って、３次元画像３２を投影し、投影された画像を調節して、２次元画像３０と位置合わせされた、２次元の投影及び位置合わせされた画像５４を生成する。

イメージプロジェクタ及びアジャスタ５２により実行される投影は、投影面における（仮想）ポイントと（仮想）ソースを接続するラインに沿って数学的に計算される線積分に投影面におけるそれぞれのポイントをセットするDRR（Digitally Reconstructed Radiograph）方法のような任意のタイプの３Ｄ−２Ｄ投影方法を実質的に採用することができる。投影面における（仮想）ポイントと（仮想）ソースを接続するラインに沿って最も大きな値に投影面におけるそれぞれのポイントをセットするMIP（Maximum Intensity Projection）のような他の投影方法も考えられる。

２次元の投影画像５４は、イメージコンバイナ又はフュージョンプロセッサ、イメージコンパレータ、（グラフィカルディスプレイをもつユーザインタフェースのような）イメージディスプレイ等のようなイメージプロセッサ５６により、２次元イメージャ１０により取得される２次元画像３０と適切に比較又は結合される。たとえば、２Ｄ画像３０及び２Ｄ投影及び位置合わせ画像５４は、イメージヒュージョン技法により結合され、結合された画像が表示されるか、２つの画像３０，５４が隣り合って表示されるか、垂直のアレンジメントで表示される。後者のケースでは、２つの表示される画像３０，５４の両者における同じ空間位置で表示されるマウス又は他のポインティングデバイスのポインタをロックすることが考えられ、これにより、放射線科医は、２つの画像３０，５４において対応する特徴を容易に探すことができる。

記載されるレジストレーションプロセスは多くのケースにおいて正確及び的確な結果を提供することが期待されるが、幾つかの例では、結果として得られる画像レジストレーションは、決して十分に満足のいくものではない場合がある。幾つかの状況では、位置合わせされた２次元画像３０，５４が比較され、予め選択された閾値内で調整されていないか、放射線科医の満足に到達していない場合、イメージプロセッサ５６又は別のコンポーネントにより実行される強度に基づくイメージレジストレーション手順のような別のイメージレジストレーション手順を受ける。

図１のマルチモダリティ画像形成システムの１つの考えられる用途は、インターベンショナル心臓電気生理学の領域においてである。インターベンショナル心臓電気生理学の手順は、胸部の脊椎及び肋骨のような患者の非常に減衰する構造に関してカテーテル又は他の介入装置を可視化するためにＸ線透視下で典型的に実行される。しかし、これらの投影は、軟組織の生体構造に関する情報を含まない。したがって、これら２次元のＸ線透視画像を、手術前に取得された体積のCardiac Helical又はマルチスライスＣＴ又はＭＲＩ画像と結合することが有利である。図１のシステムは、体積のデータセット３２において目に見える心臓血管の組織に関して胸部に存在するカテーテルのリアルタイムの可視化を提供するように、（本実施の形態ではイメージヒュージョンプロセッサ３２である）イメージコンパレータ又はコンバイナ５６により、（２次元画像３０に対応する）２次元のＸ線透視画像の（３次元画像３２に対応する）３次元ＣＴ又はＭＲＩ画像との迅速な結合を提供するものである。

図２を参照して、別の考えられる用途において、マルチモダリティ画像形成システムの両方のイメージャは、３次元画像を生成可能であり、３次元画像を生成するために使用される。言い換えれば、図２の実施の形態では、２次元イメージャ１０は、第二の３次元イメージャ６０により置き換えられ、第二の３次元イメージャは、３次元イメージャ１２と比較して同じモダリティ又は異なるモダリティからなる場合がある。投影プロセッサ４０には、第二の３次元イメージャ６０により生成される３次元画像が与えられ、投影ジオメトリ４２を有する２次元画像３０が生成され、投影ジオメトリは、本実施の形態では、第二の３次元イメージャ６０により生成される３次元画像の数学的投影のために使用される選択されたジオメトリである。その時から、図２のマルチモダリティ画像形成システムのコンポーネント及び処理は、図１のマルチモダリティイメージャのそれらに類似している。図２のアプローチは、たとえばCT及びMRIイメージャによるか、或いは２つの異なるCTイメージャにより、異なる３次元イメージャにより生成されるDRR（Digitally Reconstructed Radiograph）又は他の投影の迅速なレジストレーションを提供することができる。レジストレーションは２Ｄで実行され、さらに、小さな特徴のデータベース３６，４４のそれぞれに対してのみ実行されるので、より高速な処理が可能である。

当業者であれば、本実施の形態で開示される画像レジストレーションプロセスは、開示された方法を実行するためにデジタルシステムにより実行可能な命令を記憶するデジタル記憶媒体又はメディアにより実施することができることを理解されるであろう。たとえば、デジタル記憶媒体又はメディアは、磁気ディスク、光ディスク、磁気テープ、FLASHメモリ又は他の静電気メモリ、ランダムアクセスメモリ（RAM）、リードオンリメモリ（ROM）、インターネットサーバ等、或いは係るメディアの組み合わせとすることができ、記憶された命令は、コンピュータ、デジタルネットワーク、インターネットサーバ等のようなデジタルシステムで実行可能とすることができる。

好適な実施の形態が記載された。変更及び変化は、先の詳細な説明を読んで理解することに応じて考えられる場合がある。特許請求の範囲又はその等価な概念に含まれる限り、本発明は全ての係る変更及び変形を含むとして解釈されることが意図される。

Claims (13)

1. 画像レジストレーションの方法であって、
   第一の３次元画像から３次元の特徴のセットを抽出するステップと、
   投影のジオメトリを使用して、前記３次元の特徴のセットを２次元の投影された特徴のセットへと数学的に投影するステップと、
   第二の３次元画像を取得するステップと、
   前記投影のジオメトリを使用して前記第二の３次元画像を数学的に投影することで２次元画像を形成するステップと、
   前記２次元画像から２次元の特徴のセットを抽出するステップと、
   前記２次元の特徴のセットと前記２次元の投影された特徴のセットとを位置合わせする第一位置合わせステップと、
   前記第一位置合わせステップから導出されたパラメータを使用して、前記２次元画像と前記第一の３次元画像の数学的投影とを位置合わせする第二位置合わせステップと
   を含み、
   前記抽出するステップは、コーナ検出アルゴリズムを使用して、コーナポイントを含む特徴を抽出するステップを含む、
   画像レジストレーション方法。
2. 前記抽出するステップは、エッジ検出アルゴリズムを使用して、ラインセグメントを含む特徴を抽出するステップを更に含む、
   請求項１記載の画像レジストレーション方法。
3. 前記第一位置合わせステップは、少なくとも３つの回転パラメータ及び少なくとも３つの並進パラメータから構成されるグループから選択された、前記２次元の特徴のセット及び前記２次元の投影された特徴のセットの少なくとも１つの空間パラメータを調節するステップを含み、
   前記調節された空間パラメータは、前記第二位置合わせステップで使用される、
   請求項１又は２記載の画像レジストレーション方法。
4. 前記第一位置合わせステップは、角度パラメータ、倍率パラメータ、Ｘ線源の位置のパラメータ、検出器の位置のパラメータ及び歪みパラメータから構成されるグループから選択された投影のジオメトリの１以上のパラメータを調節するステップを含み、
   前記投影のジオメトリの調節されたパラメータは、前記第一の３次元画像の数学的投影のために前記第二位置合わせステップで使用される、
   請求項１又は２記載の画像レジストレーション方法。
5. 前記第一位置合わせステップは、前記２次元の特徴のセットのうちの特徴と前記２次元の投影された特徴のセットのうちの最も近い対応する特徴との間の距離を統計的に特徴付ける距離指数を最適化するステップを含む、
   請求項１乃至４の何れか記載の画像レジストレーション方法。
6. 前記第一位置合わせステップは、組み合わせアルゴリズムを利用して、前記２次元の特徴のセットの特徴を前記２次元の投影された特徴のセットの対応する特徴と関連付けするステップを含む、
   請求項１乃至５の何れか記載の画像レジストレーション方法。
7. 磁気共鳴イメージャ（MRI）又はコンピュータ断層撮影（CT）イメージャを有する３次元イメージャを使用して前記第一の３次元画像を取得するステップ、
   を更に含む請求項１乃至６の何れか記載の画像レジストレーション方法。
8. 前記２次元画像と、前記第一位置合わせステップから導出されたパラメータを用いた前記第二位置合わせステップ後の前記３次元画像の数学的な投影と、の結合、統合又は比較を表示するステップを更に含む、
   請求項１乃至７の何れか記載の画像レジストレーション方法。
9. 請求項１乃至８の何れか記載の方法を実行するためにデジタルシステムにより実行可能な命令を記憶するデジタル記録媒体又はメディア。
10. 請求項１乃至８の何れか記載の方法を実行するためにプログラムされる１以上のプロセッサを含む画像レジストレーション装置。
11. コーナ検出器を有する特徴検出器であって、２次元画像から２次元の特徴のセットを抽出し、第一の３次元画像から３次元の特徴のセットを抽出する特徴検出器と、
    ３次元のデータを２次元の投影データに投影する投影プロセッサと、
    （i）前記２次元の特徴のセットと、投影のジオメトリを使用して前記投影プロセッサにより投影された３次元の投影された特徴のセットとを位置合わせするパラメータを調節し、（ii）調節されたパラメータを使用して、前記投影のジオメトリを使用して前記２次元画像と前記投影プロセッサにより投影された前記第一の３次元画像とを位置合わせするレジストレーションプロセッサと、
    を有し、
    前記投影プロセッサは更に、第二の３次元画像を投影して前記２次元画像を形成する、
    画像レジストレーション装置。
12. 前記特徴検出器は、エッジ検出器を更に有する、
    請求項１１記載の画像レジストレーション装置。
13. 前記レジストレーションプロセッサは、前記２次元の特徴のセットと前記投影プロセッサにより投影された前記３次元の特徴のセットとを位置合わせするために、前記投影のジオメトリを調節する、
    請求項１１又は１２記載の画像レジストレーション装置。

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