JP6466159B2 - 点群からの多機能な解剖の動的再構築 - Google Patents

Description

本発明は、医療撮像に関する。より具体的には、本発明は、比較的希薄なデータからの解剖構造の再構築に関する。

今日では医療カテーテル法が日常的に行われており、例えば、心房細動のような不整脈の場合であり、これは心臓組織の領域が、隣接する組織に電気信号を異常に伝導することによって、正常な心周期を遮断し、非周期性の調律を起こすものである。不整脈治療の手順としては、不整脈の原因となっている信号源を外科的に遮断する工程、並びにそのような信号の伝達経路を遮断する工程が挙げられる。カテーテルを介してエネルギー、例えば、高周波エネルギーを適用することにより、心臓組織を選択的にアブレーションすることによって、心臓の一部分から別の部分への望ましくない電気信号の伝播を、停止又は変更することが可能な場合がある。このアブレーション処理は、非伝導性の損傷部位を形成することによって望ましくない電気経路を破壊するものである。このような処置では、操作者に、心臓の解剖構造の利便性の高い画像を提供することが望ましい。

例えば、あらゆる左心房は同様の基本形状を有するものの、左心房は複雑な三次元構造であり、その壁は人によって異なる寸法を有する。左心房は、概念的に容易に特定できる、肺静脈、僧帽弁又は二尖弁、及び隔膜などの多数の下部構造に分割され得る。これらの下部構造もまた、典型的に人によって異なるが、左心房全体に関しては、各下部構造は同じ基礎形状を有する。加えて、下部構造の形状の個人差に関わらず、所定の下部構造は、心臓の他の下部構造に対して同じ関係を有する。

「点群」として知られる希薄なデータの収集を、典型的には座標系と関連させて、医療カテーテル法の間に撮像システムによって行うことができる。本明細書で開示するのは、点群、例えば、心臓又はその一部から得られた点群から、多機能な三次元の解剖構造の再構築を生成する方法とシステムである。この点群は比較的希薄であってもよい。

心臓の三次元モデルの再構築に点群を使用する場合には、再構築の適切な解像度の問題がある。低解像度であれば粗い再構築が得られるが、低密度の点群を扱っても良好に働く。高解像度では、はるかに多機能な再構築が得られるが、低密度の点群（穴及び接続されていない浮遊要素）に適用されると誤りを起こしやすい。これは再構築の別々の領域に別々の解像度を手動でセットすることによって克服できる。しかしながら、手動工程は使い心地が悪く、時間もかかる。自動化への取り組みが望まれる。

本発明の実施形態に基づいて心臓の三次元再構築の方法が提供され、本方法は、マッピング電極を有するプローブを生体被験者の心臓内に挿入することと、マッピング電極を、心臓の複数の関心領域内で組織と接触関係とするように付勢することと、関心領域内でそれぞれの位置から電気的データを取得することと、電気的データの位置を点群として表示することと、点群から心臓のモデルを再構築することと、モデルにフィルタのセットを適用してフィルタリングされた体積を作り出すことと、フィルタリングされた体積を分割して心臓の構成要素を画定することと、分割されフィルタリングされた体積を通知することと、によって行われ、上記工程の少なくとも１つが、コンピュータ可読の非一時的記憶媒体内で具体化されるコンピュータハードウェア又はコンピュータソフトウェア内で実行される。

本方法の１つの態様によれば、モデルを再構築すること、及びフィルタのセットを適用することが、点群の一部を使って、停止条件が満たされるまで繰り返して実行される。停止条件が、所定の数の繰り返しにおけるフィルタリングされた体積の漸進的な高解像度化達成の失敗と、プリセットされた時間間隔の満了と、所定の数の繰り返しの完了と、のうちの１つを含むことができる。

本発明の追加的な態様によれば、フィルタのセットを適用することが、フィルタのセットを適用することの連続する繰り返しにおいて、フィルタのセットの、それぞれのサブセットを適用することを含む。

本発明のもう１つの態様によれば、サブセットがランダムに選択される。

本発明の更にもう１つの態様によれば、サブセットが探索戦略に基づいて選択される。

本発明の更なる態様によれば、フィルタのセットを適用することが、フィルタリングされた体積が、フィルタのセットを適用することの、前回の繰り返しでのフィルタリングされた体積の解像度を超える解像度を有することを決定することと、その決定に反応し、モデルを再構築することとフィルタのセットを適用することの、後に続く繰り返しへの入力として、フィルタリングされた体積を使用すること、とを含む。

本発明の更なる態様は、フィルタリングされた体積を分割した後、分割されフィルタリングされた体積のそれぞれの実現値を記憶することと、分割されフィルタリングされた体積の実現値を組み合わせて、合成体積にすることと、合成体積を表示すること、とによって行われる。

本発明の実施形態に基づいて、上述した方法を実行する装置が更に提供される。

本発明をより深く理解するため、発明の詳細な説明を実例として参照するが、発明の詳細な説明は、同様の要素に同様の参照番号を付した以下の図面と併せ読むべきものである。
本発明の実施形態に基づいて構成されて動作する、生体被験者の心臓のカテーテルのためのシステムの説明図である。 本発明の実施形態に基づく、それぞれの部位から取得された心臓のデータの希薄な点群を示す図である。 本発明の実施形態に基づく、点群からの三次元解剖再構築のための方法のフローチャートである。 本発明の実施形態に基づく、点群からの体積再構築における段階を説明する一連の図表である。

以下の説明では、本発明の様々な原理の深い理解を与えるため、多くの具体的な詳細について記載する。しかしながら、これらの詳細は、必ずしも、本発明の実施のために常にすべてが必要とされるものではない点は当業者には明らかであろう。この場合、一般的な概念を不要に曖昧にすることのないよう、周知の回路、制御論理、並びに従来のアルゴリズム及び処理に対するコンピュータプログラム命令の詳細については詳しく示していない。

本発明の態様は、典型的には、コンピュータ可読媒体などの永久メモリ内に維持される、ソフトウェアプログラミングコードの形態で具体化することができる。クライアント／サーバー環境において、このようなソフトウェアプログラミングコードは、クライアント又はサーバーに記憶される。ソフトウェアプログラミングコードは、ディスケット、ハードドライブ、電子媒体、又はＣＤ−ＲＯＭなどの、データ処理システムと共に使用するための様々な既知の非一時的媒体のうちの、いずれかの上に具体化することができる。コードはこのような媒体上で配布でき、又は１つのコンピューターシステムのメモリ又は記憶装置から、ある種のネットワークを介して、別のコンピューターシステムのユーザーが使用するために、別のシステム上の記憶装置に配布され得る。

ここで図面に目を向け、図１を最初に参照すると、この図１は、開示される本発明の実施形態に基づいて構築されて動作する、生体被験者の心臓１２に対して診断的又は治療的処置を実行するためのシステム１０の説明図である。このシステムは、被験者の血管系を通じて、心臓１２の室又は血管構造内に操作者１６によって経皮的に挿入されるカテーテル１４を備えている。一般的には医師である操作者１６は、カテーテルの遠位先端部１８を心臓壁のアブレーション標的部位と接触させる。必要に応じて、それらの開示内容を本明細書に援用するところの米国特許第６，２２６，５４２号及び同第６，３０１，４９６号、並びに本願と同一譲受人に譲渡された米国特許第６，８９２，０９１号に開示される方法に基づいて、電気的活性マップを作製することができる。システム１０の各要素を具体化した市販の製品の１つに、Ｂｉｏｓｅｎｓｅ Ｗｅｂｓｔｅｒ，Ｉｎｃ．（３３３３ Ｄｉａｍｏｎｄ Ｃａｎｙｏｎ Ｒｏａｄ，Ｄｉａｍｏｎｄ Ｂａｒ，ＣＡ ９１７６５）より販売されるＣＡＲＴＯ（登録商標）３システムとして入手可能なものがある。このシステムは、本明細書に記載される本発明の原理を具現化するように、当業者によって変更されることができる。

例えば電気的活性マップの評価によって異常と判定された領域は、例えば心筋に高周波エネルギーを加える遠位先端部１８の１つ又は複数の電極に、カテーテル内のワイヤーを通じて高周波電流を流すことなどにより熱エネルギーを加えることによってアブレーションすることができる。このエネルギーは、組織内に吸収され、その組織が永久にその電気興奮性を失う程度（典型的には約５０℃）までその組織を加熱する。支障なく行われた場合、この手術によって心臓組織に非伝導性の損傷部位が形成され、この損傷部位が不整脈を引き起こす異常な電気経路を遮断する。本発明の原理を異なる心腔に適用することによって多くの異なる心不整脈を治療することができる。

カテーテル１４は通常、アブレーションを行うために操作者１６が必要に応じてカテーテルの遠位端を方向転換、位置決め、及び方向決めすることを可能とする適当な制御部を有するハンドル２０を備えている。操作者１６を補助するため、カテーテル１４の遠位部分には、コンソール２４内に配置されたプロセッサ２２に信号を提供する位置センサ（図示せず）が収容されている。

アブレーションエネルギー及び電気信号を、遠位先端部１８に又は遠位先端部１８の付近に配置される、１つ又は複数のアブレーション電極３２を通じて、コンソール２４に至るケーブル３４を介し、心臓１２へ／心臓１２から、搬送することができる。ペーシング信号及び他の制御信号は、コンソール２４から、ケーブル３４及び電極３２を通して、心臓１２へと搬送することができる。感知電極３３は、同様にコンソール２４にも接続され、アブレーション電極３２の間に配置されて、ケーブル３４への結線を有する。

コンソール２４は、ワイヤー接続３５によって体表面電極３０、及び位置決めサブシステムの他の構成要素と接続されている。電極３２及び体表面電極３０は、参照により本明細書に組み込まれる、Ｇｏｖａｒｉらに発行された米国特許第７，５３６，２１８号に教示されるように、アブレーション部位での組織のインピーダンスを測定するために使用することができる。熱電対３１などの温度センサは、アブレーション電極３２上又はその近辺、必要に応じて感知電極３３の近辺に取付けられ得る。

コンソール２４には通常、１つ又は複数のアブレーション電力発生装置２５が収容されている。カテーテル１４は、例えば、高周波エネルギー、超音波エネルギー、及びレーザー生成光エネルギーなどの任意の周知のアブレーション技術を使用して心臓にアブレーションエネルギーを伝えるように適合させることができる。このような方法は、参照によって本明細書に組み込まれる、本願と同一譲受人に譲渡された米国特許第６，８１４，７３３号、同第６，９９７，９２４号、及び同第７，１５６，８１６号に開示されている。

プロセッサ２２は、カテーテル１４の位置及び方向座標を測定する、システム１０における位置決めサブシステムの要素として機能する。プロセッサ２２は、追加の撮像処理機能を有し、この機能について以下に説明する。

一実施形態では、この位置決めサブシステムは、磁場生成コイル２８を使用して、既定の作業体積内に磁場を生成し、カテーテルでのこれらの磁場を感知することによって、カテーテル１４の位置及び向きを判定する、磁気位置追跡の配置構成を含む。位置決めサブシステムは、例えば、参照により本明細書に組み込まれる米国特許第７，７５６，５７６号、及び上記の米国特許第７，５３６，２１８号に教示されているインピーダンス測定を使用することができる。

上述したように、カテーテル１４はコンソール２４に連結され、これにより操作者１６がカテーテル１４の機能を観察及び調節できるようになっている。コンソール２４は、プロセッサ、好ましくは適切な信号処理回路を有するコンピュータを含む。プロセッサは、モニタ２９を駆動するように連結されている。信号処理回路は一般的に、カテーテル１４の遠位側に配置された上述のセンサ及び複数の位置感知電極（図示せず）によって生成される信号を含むカテーテル１４からの信号を、受信、増幅、フィルタリング、及びデジタル化する。デジタル化された信号は、カテーテル１４の位置及び向きを計算し、かつ電極からの電気的信号を解析するために、コンソール２４及び位置決めシステムによって受信され、かつ使用される。

簡略化のため図には示されていないが、通常、システム１０には他の要素も含まれる。例えば、システム１０は、心電図（ＥＣＧ）モニタ−を含み得、このＥＣＧモニタ−は、ＥＣＧ同期信号をコンソール２４に提供するために、１つ又は複数の体表面電極から信号を受信するように結合される。また、上述したように、システム１０はまた通常、被験者の身体の外側に取り付けられた外部から貼付された基準パッチ、又は心臓１２に挿入され、心臓１２に対して固定位置に維持された、体内に配置されたカテーテルのいずれかにおいて基準位置センサをも有する。カテーテル１４にアブレーション部位を冷却するための液体を通して循環させるための従来のポンプ及びラインが設けられている。

図２を参照すると、この図は、本発明の実施形態に基づいて、それぞれの部位から取得された心臓のデータの希薄な点群４２の説明である。このような点群は、心室の超音波撮像によって取得できる。あるいは、データ４４の位置は、当技術分野で知られているように、カテーテル上の位置センサによって通知される。例えば、希薄なデータは、ＣＡＲＴＯ（登録商標）３システムの高速解剖マッピング（ＦＡＭ）機能を、ＮＡＶＩＳＴＡＲ（登録商標）Ｔｈｅｒｍｏｃｏｏｌ（登録商標）カテーテルのようなマッピングカテーテルとの協働のもとに使用して取得でき、これらはいずれもＢｏｉｓｅｎｓｅ Ｗｅｂｓｔｅｒ、Ｉｎｃ．、３３３３ Ｄｉａｍｏｎｄ Ｃａｎｙｏｎ Ｒｏａｄ、Ｄｉａｍｏｎｄ Ｂａｒ、ＣＡ ９１７６５から入手できる。ＣＡＲＴＯシステムに見られるようなプロセッサは、以下に説明するような機能を実行するように、当業者によってプログラムされ得る。

データ４４を、図２に示すカテーテル４８上の位置センサ４６によって提供される位置情報を使って、解剖学的ランドマーク又は基準マークに基づいて、それぞれの三次元空間内の座標と関連付けすることができる。位置情報は、６自由度をもって表すことができる。

図３を参照すると、これは本発明の実施形態に基づく、点群からの三次元解剖再構築のための方法のフローチャートである。最初のステップ５１において、構造の点群、例えば心臓又はその一部の点群４２（図３）が、上述したようにシステム１０（図１）又は同等のシステムの機能を使って取得される。

次にステップ５３で、最初のステップ５１で得られた点群から初回の体積再構築が準備される。最初のステップ５１とステップ５３とは、同一の、又は別々のカテーテル法のセッションで実行してもよいことに注意すべきである。ステップ５３を実行する１つの方法は、データ４４を対応する体積要素又はボクセル（図示せず）の中心と関連付け、以下に記述する工程を実行することである。

図４を参照すると、これは本発明の実施形態に基づき、点群からの体積再構築の段階を説明する一連の図である。プロセッサ２２（図１）は、マッピングモジュールを使って、点群、例えばデータ４４（図３）の位置５７を最初に結び、線分５９のメッシュ６１を画定する。

メッシュ６１は、必ずしもその必要はないが、典型的には三角メッシュである。一実施形態において、プロセッサ２２はボールピボットアルゴリズム（ＢＰＡ）を用いてメッシュ６１を生成する典型的には、ＢＰＡが用いられる場合、ボールのサイズは、上述したボクセルのサイズに対応するように設定される。あるいは、メッシュ６１は、位置５７に対応する頂点を有する複数の三角形を含む、ドロネー三角形分割（Delaunay triangulation）として生成されてもよい。三角形分割の三角形は、位置５７の周りに形成されるボロノイ図（Voronoi diagram）に基づいてもよい。しかしながら、プロセッサ２２は、メッシュを形成するために当技術分野で既知の任意の簡便な方法を用いてもよい。

メッシュ６１を作成した後、プロセッサ２２は、位置５７と線分５９とを結ぶ概して平滑な表面６３を生成する。表面６３を生成するために、プロセッサ２２は、典型的には内挿法を使い、追加で又は代替えとして外挿法を使う。加えて、表面６３が概して平滑であることを確実にするために、プロセッサ２２は、位置５７及び線分５９のいくつかに近接しているがそれらを必ずしも含まないように表面を調整することができる。例として、表面６３は、輪郭線６５、６７、６９を有する。

そして、表面６３を生成した後、プロセッサ２２は、表面が閉じているか、すなわち、表面が球体のような閉表面と位相幾何学的に等価であるかを確認する。典型的には、表面６３は、１つ又は複数の開口部を有して、閉じていない。表面１０８内の開口部は、右心房の上大静脈又は下大静脈などの、臓器内で自然に発生する構造を表すものであり得る。このような開口部は、本明細書では自然開口部と称する。加えて、臓器が完全にマッピングされていないために、本明細書では人工開口部と称する開口部が表面６３内に存在し得る。

表面６３が閉じていない場合には、プロセッサ２２は、表面が閉じるまで更なる表面要素を追加することにより表面を閉じさせる。表面６３を閉じることにより作成された表面は、本明細書では閉表面７１と称する。一実施形態では、開口を囲む、方向付けられたバウンディングボックスを付加することによって開口を閉じ、そのボックスは最小の体積を有する。そして、このボックスは表面の一部として扱われる。

この閉表面７１は、定義式：
Ｓ_１（Ｘ、Ｙ、Ｚ）＝０ Ｅｑ．（１）、
（式中、Ｓ_１は関数である）を有すると想定される。閉表面７１は、ボクセル７５を含む体積７３を囲む。体積７３も、本明細書では体積Ｖ_１と称し、これは以下のように画定することができる。
Ｖ_１＝｛Ｖ（ｘ、ｙ、ｚ）｜Ｓ_１（ｘ、ｙ、ｚ）＜０｝ Ｅｑ．（２）、
ここでＶ（ｘ、ｙ、ｚ）は、（ｘ、ｙ、ｚ）に中心があるボクセルを示し、Ｖ_１は、ボクセル７５により形成される体積である。

図３に戻り、工程はステップ７７から続けられる。体積７３（図４）は、１つのセットのフィルタ機能Ｆの対象となる。いくつかのフィルタ機能Ｆをメッシュ６１に適用し、その他を体積７３に適用してもよい。フィルタ機能の典型的なリストを以下に記述する。
ｆ１：メッシュが与えられ、位相幾何学の分野で良く知られたオイラーのグラフ不変標数χについてメッシュ種数Ｇを計算し、Ｇ＝＝１か否かに戻る。Ｇ＝＝１でなければメッシュに穴がある。

ｆ２：メッシュが与えられ、多接続要素がいくつ（ｎ）あるかを調べ、ｎ＝＝１であるかに戻る。ｎ＝＝１でなければメッシュは少なくとも２つの離散した要素から構成される。これは１つのみの要素を有するメッシュ、すなわち単一接続のメッシュに対応することになる解剖構造とは矛盾する。

ｆ３：メッシュが与えられ、再構築されたメッシュの中で最大離散的ガウス曲率Ｋを持つ頂点を探す。ガウス曲率Ｋは、以下のガウス曲率演算子を使用して計算することができ

ここでθ_ｊは、第ｊ番目の面の、頂点ｘ_ｉにおける角度であり、＃ｆは、頂点ｘ_ｉ周囲の面の数を表す。Ａ_{Ｍｉｘｅｄ}は、頂点ｘ_ｉ。

の周囲のメッシュ内の混合領域である。離散的ガウス曲率Ｋは、刊行物Ｄｉｓｃｒｅｔｅ Ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｌ−Ｇｅｏｍｅｔｒｙ Ｏｐｅｒａｔｏｒｓ ｆｏｒ Ｔｒｉａｎｇｕｌａｔｅｄ ２−Ｍａｎｉｆｏｌｄｓ、Ｍａｒｋ Ｍｅｙｅｒら、Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ Ｗｏｒｋｓｈｏｐ ｏｎ Ｖｉｓｕａｌｉｚａｔｉｏｎ ａｎｄ Ｍａｔｈｅｍａｔｉｃｓ（２００２）に説明されていて、その内容を参照により本願に援用する。

そして、連続するメッシュ分割におけるガウス曲率Ｋの変化を指すデルタＫの最大値が、特定された閾値より小さいかを決定する。これがメッシュの平滑度の指標を与える。

ｆ４：所定のメッシュについて、そのスケルトンを計算し、接点を持たないことを確認する。接点の存在は、メッシュがアペンデージを持つことを示し、従って更なる分割の繰り返しを必要とする。メッシュのスケルトングラフを形成する方法は、例えば文献Ｓｋｅｌｔｏｎ Ｅｘｔｒａｃｔｉｏｎ ｂｙ Ｍｅｓｈ Ｃｏｎｔｒａｃｔｉｏｎ、Ｏｓｋａｒ Ｋｉｎ−Ｃｈｕｎｇ Ａｕら、ＡＣＭ Ｔｒａｎｓ．ｏｎ Ｇｒａｐｈ、ｖｏｌ．２７、ｎｏ．３、ｐｐ．４４：１〜４４：１０、２００８によって知られている。

ｆ５：チューブ指向の分割アルゴリズムＳを走らせ（円筒形要素の探索のため）、エレメントの数が、特定した数に等しいか、又は大きいか等しいかを確認する。階層的ボディ分割アルゴリズムが適切であり、これは例えば文献Ｍｅｓｈ Ｓｅｇｍｅｎｔａｉｏｎ Ｕｓｉｎｇ Ｆｅａｔｕｒｅ Ｐｏｉｎｔ ａｎｄ Ｃｏｒｅ Ｅｘｔｒａｃｔｉｏｎ、Ｓａｇｉ Ｋａｔｚら、Ｔｈｅ Ｖｉｓｕａｌ Ｃｏｍｐｕｔｅｒ、Ｖｏｌ．２１、Ｎｏ．８〜１０．（Ｓｅｐｔｅｍｂｅｒ ２００５）、ｐｐ．６４９〜６５８に教示されていて、その内容を参照により本願に援用する。

望ましくは全てのフィルタＦを使用すべきである。しかしながら、いくつかの応用では、フィルタＦのサブセットで十分な可能性があり、サブセットはコンピュータ資源の節減となる。ステップ７７の異なる繰り返しにおいて、フィルタＦの多様なサブセットを選択することができる。多様な心臓への応用において、メッシュを最も急速に改善するために、経験的に創り出した順序に従ってサブセットを選択してもよい。あるいは、サブセットをランダムに選んでもよいし、操作者が指示してもよい。あるいはまた、フィルタＦのセットを探索空間として扱いってもよく、サブセットを、探索戦略と、最適化の技術分野で既知の方法とに基づいて選択することができる。例えば、サブセットを以下の順序で選択することができる：すなわち｛ｆ１、ｆ２、ｆ３、ｆ５｝、｛ｆ１、ｆ２、ｆ３｝、｛ｆ１、ｆ２、ｆ５｝、｛ｆ１、ｆ２｝、｛ｆ１、ｆ２、ｆ３、ｆ４、ｆ５｝、｛ｆ１、ｆ２、ｆ３、ｆ４｝、｛ｆ１、ｆ２、ｆ４、ｆ５｝及び｛ｆ１、ｆ２、ｆ４｝。ステップ７７の前の繰り返しでの達成された進展に基づき、任意の所定の繰り返しにおいて、セットの選択が自動的に確立され得る。典型的には、結果の質は使用されたフィルタの数と相関がある。

次に、決定ステップ７９で、メッシュが現在の解像度で「良好なメッシュ」か、すなわち、（１）メッシュがいくつかの所定の判定基準を満たしている、又は所定の品質を有する、及び（２）メッシュが、最後の繰り返しのものより高い解像度を有する、であるかが決められる。

各フィルタＦは、結果の質を知らせる独自の性能指数を有する。フィルタの結果の評価に適用される判定基準は応用例によって異なり、従って、判定基準は使用者によって選択される。例えば、性能指数の組合せを作り出してもよい。あるいは、フィルタＦの最少セットの結果が、それぞれの判定基準に到達するか、又はそれを超えなければならない。フィルタＦのためのそれぞれの判定基準の多くの組合せを作り上げてもよい。ガウス曲率については、２^＊ＰＩと１．５^＊ＰＩとの間の値の選択が一般的である。他の例では、種数値フィルタ（オイラーの方法）には、０の選択が一般的である。

一般的には、結果の質は使われたフィルタの数と相関がある。

決定ステップ７９での決定が肯定であれば、より良い解像度を得ることを試みるために、制御操作はステップ５３に戻り、現在進行中の分割された部分に関連する未加工の点群のサブセットを参照して実行され、上述したように体積を再構築して、フィルタリング操作を繰り返す。任意選択で、表面６３上の追加の内挿点を、位置５７の間に加えてもよい。

ステップ７９での判定が否定なら、ステップ８９で現在の再構築の値が破棄され、本方法は前の繰り返しの結果を使って続けられる。

ここで制御操作は判定ステップ８１に進み、そこで停止条件が満たされているかどうかを判定する。停止条件が満たされていなければ、現在の再構築された体積の質を改良するために、制御操作はステップ５３に戻る。典型的な停止条件としては、所定の数の繰り返しにおける進行の失敗、プリセットされた時間間隔の満了、又は所定の数の繰り返しの完了がある。

判定ステップ８１で停止条件が満たされなければ、再構築された体積の分割がステップ８３で実行される。分割アルゴリズムは、心臓の区分を識別するための操作者の介入を必要としない。チューブ状部分への形状分割を含むプランマーアルゴリズムが、ステップ８３での使用に適している。このアルゴリズムは、文献Ｍｅｓｈ Ｓｅｇｍｅｎｔａｔｉｏｎ−Ａ Ｃｏｍｐａｒａｔｉｖｅ Ｓｔｕｄｙ、Ｍ．Ａｔｔｅｎｅら、Ｐｒｏｃｅｅｄｉｎｇｓ ｏｆ ｔｈｅ ＩＥＥＥ Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ Ｃｏｎｆｅｒｅｎｃｅ ｏｎ Ｓｈａｐｅ Ｍｏｄｅｌｉｎｇ ａｎｄ Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓ ２００６に記載されていて、その内容を参照により本願に援用する。当技術分野で知られているその他の分割アルゴリズムも使用することができる。

現在の分割された体積は、これまでにそうして得られた最良の結果を表している。これはステップ８７で記憶される。

決定ステップ９３で、処理すべき囲い込まれた点が残っているか判断する。その判断が肯定であれば、制御操作はステップ５３に戻る。メッシュ内に囲まれた他の点と、未加工の点群の関連する部分（むしろ始めの繰り返しのような点群の全体ではなく）とを使って、ステップ５３から始めて繰り返しを行うのが望ましい。

決定ステップ９３における判定が否定の場合、制御操作はステップ９１に進む。ステップ８７で記憶された体積は、ここで単一の合成メッシュに組み合わされる。このステップは、本願と同一譲受人に譲渡される表題「Ｃｏｍｂｉｎｉｎｇ Ｔｈｒｅｅ−Ｄｉｍｅｎｓｉｏｎａｌ Ｓｕｒｆａｃｅｓ」を持つ出願第１３／６６９、５１１号の教示を使って達成でき、その内容は参照により本願に援用する。合成された表面は、正確さを失うことなく、どの個々のメッシュに比べてもより完全な三次元モデルを提供する。

ステップ９１が完了すると、最終ステップ８５で合成メッシュがディスプレーに出力される。

当業者であれば、本発明は、上記に具体的に示し、説明したものに限定されない点は認識されるところであろう。むしろ、本発明の範囲は、上記に述べた異なる特性の組み合わせ及び一部の組み合わせ、並びに上記の説明文を読むことで当業者には想到されるであろう、従来技術ではない変形及び改変をも含むものである。

〔実施の態様〕
（１） 方法であって、
マッピング電極を有するプローブを生体被験者の心臓内に挿入する工程と、
前記マッピング電極を、前記心臓の複数の関心領域内で組織と接触関係とするように付勢する工程と、
前記関心領域内でそれぞれの位置から電気的データを取得する工程と、
前記電気的データの位置を点群として表示する工程と、
前記点群から前記心臓のモデルを再構築する工程と、
前記モデルにフィルタのセットを適用してフィルタリングされた体積を作り出す工程と、
前記フィルタリングされた体積を分割して前記心臓の構成要素を画定する工程と、
前記分割されフィルタリングされた体積を通知する工程と、を含み、上記工程の少なくとも１つが、コンピュータ可読の非一時的記憶媒体内で具体化されるコンピュータハードウェア又はコンピュータソフトウェア内で実行される、方法。
（２） 前記モデルを再構築する工程、及び前記フィルタのセットを適用する工程が、前記点群の一部を使って、停止条件が満たされるまで繰り返して実行される、実施態様１に記載の方法。
（３） フィルタのセットを適用する工程が、フィルタのセットを適用することの連続する繰り返しにおいて、前記フィルタのセットの、それぞれのサブセットを適用する工程を含む、実施態様２に記載の方法。
（４） 前記サブセットが、ランダムに選択される、実施態様３に記載の方法。
（５） 前記サブセットが、探索戦略に基づいて選択される、実施態様３に記載の方法。

（６） 前記停止条件が、所定の数の繰り返しにおける前記フィルタリングされた体積の漸進的な高解像度化達成の失敗と、プリセットされた時間間隔の満了と、所定の数の繰り返しの完了と、のうちの１つを含む、実施態様２に記載の方法。
（７） フィルタのセットを適用する工程が、
前記フィルタリングされた体積が、フィルタのセットを適用することの、前回の繰り返しでの前記フィルタリングされた体積の解像度を超える解像度を有することを決定する工程と、
前記決定に反応し、前記モデルを再構築する工程と前記フィルタのセットを適用する工程の、後に続く繰り返しへの入力として、前記フィルタリングされた体積を使用する工程、とを含む、実施態様２に記載の方法。
（８） 前記方法が、
前記フィルタリングされた体積を分割する工程の実行後、前記分割されフィルタリングされた体積のそれぞれの実現値を記憶する工程と、
前記分割されフィルタリングされた体積の前記実現値を組み合わせて、合成体積にする工程と、を更に含み、前記分割されフィルタリングされた体積を表示する工程が、前記合成体積を表示する工程を含む、実施態様７に記載の方法。
（９） 装置であって、
位置センサと電極とを遠位部分に有し、被験者の体の心臓と接触するように挿入されるのに適合するプローブと、
前記位置センサに連結したプロセッサであって、
前記プローブが、前記心臓の関心領域内のそれぞれの位置にあるときに、前記電極から電気的データを受領する工程と、
前記電気的データの位置を点群として表示する工程と、
前記点群から前記心臓のモデルを再構築する工程と、
前記モデルにフィルタのセットを適用してフィルタリングされた体積を作り出す工程と、
前記フィルタリングされた体積を分割して前記心臓の構成要素を画定する工程と、
前記分割されフィルタリングされた体積を通知する工程と、を実行するように動作する、プロセッサと、を備える装置。
（１０） 前記モデルを再構築する工程、及び前記フィルタのセットを適用する工程が、前記点群の一部を使って、停止条件が満たされるまで繰り返して実行される、実施態様９に記載の装置。

（１１） フィルタのセットを適用する工程が、フィルタのセットを適用することの連続する繰り返しにおいて、前記フィルタのセットの、それぞれのサブセットを適用する工程を含む、実施態様１０に記載の装置。
（１２） 前記サブセットが、ランダムに選択される、実施態様１１に記載の装置。
（１３） 前記サブセットが、探索戦略に基づいて選択される、実施態様１１に記載の装置。
（１４） 前記停止条件が、所与の数の繰り返しにおける前記フィルタリングされた体積の漸進的な高解像度化達成の失敗と、プリセットされた時間間隔の満了と、所定の数の繰り返しの完了と、のうちの１つを含む、実施態様１０に記載の装置。
（１５） フィルタのセットを適用する工程が、
前記フィルタリングされた体積が、フィルタのセットを適用することの、前回の繰り返しでの前記フィルタリングされた体積の解像度を超える解像度を有することを決定する工程と、
前記決定に反応し、前記モデルを再構築する工程と前記フィルタのセットを適用する工程の、後に続く繰り返しへの入力として、前記フィルタリングされた体積を使用する工程と、を含む、実施態様１０に記載の装置。

（１６） 前記装置が更にディスプレーを備え、前記プロセッサが、
前記フィルタリングされた体積を分割する工程の実行後、前記分割されフィルタリングされた体積のそれぞれの実現値を記憶する工程と、
前記分割されフィルタリングされた体積の前記実現値を組み合わせて、合成体積にする工程と、の追加の工程を実行するように動作し、前記分割されフィルタリングされた体積を通知する工程が、前記合成体積を前記ディスプレー上に表示する工程を含む、実施態様１５に記載の装置。

Claims (7)

1. 装置であって、
   位置センサと電極とを遠位部分に有し、被験者の体の心臓と接触するように挿入されるのに適合するプローブと、
   前記位置センサに連結したプロセッサであって、
   前記プローブが、前記心臓の関心領域内のそれぞれの位置にあるときに、前記電極から電気的データを受領する工程と、
   前記電気的データの位置を点群として表示する工程と、
   前記点群から前記心臓のモデルを再構築する工程と、
   前記モデルにフィルタのセットを適用して、前記再構築された心臓のモデルの結果の質を出力する工程と、
   前記再構築された心臓のモデルを分割して前記心臓の構成要素を画定する工程と、
   前記再構築された心臓のモデルを通知する工程と、を実行するように動作する、プロセッサと、を備え、
   前記心臓のモデルを再構築する工程、及び前記フィルタのセットを適用する工程が、前記点群の一部を使って、停止条件が満たされるまで繰り返して実行される、装置。
2. 前記フィルタのセットを適用する工程が、前記フィルタのセットを適用することの連続する繰り返しにおいて、前記フィルタのセットの、それぞれのサブセットを適用する工程を含む、請求項１に記載の装置。
3. 前記サブセットが、ランダムに選択される、請求項２に記載の装置。
4. 前記サブセットが、探索戦略に基づいて選択される、請求項２に記載の装置。
5. 前記停止条件が、所与の数の繰り返しにおける前記再構築された心臓のモデルの漸進的な高解像度化達成の失敗と、プリセットされた時間間隔の満了と、所定の数の繰り返しの完了と、のうちの１つを含む、請求項１に記載の装置。
6. 前記フィルタのセットを適用する工程が、
   前記再構築された心臓のモデルが、前記フィルタのセットを適用することの、前回の繰り返しでの前記再構築された心臓のモデルの解像度を超える解像度を有することを決定する工程と、
   前記決定に反応し、前記モデルを再構築する工程と前記フィルタのセットを適用する工程の、後に続く繰り返しへの入力として、前記再構築された心臓のモデルを使用する工程と、を含む、請求項１に記載の装置。
7. 前記装置が更にディスプレーを備え、前記プロセッサが、
   前記再構築された心臓のモデルを分割する工程の実行後、前記分割された前記再構築された心臓のモデルのそれぞれの実現値を記憶する工程と、
   前記分割されフィルタリングされた前記再構築された心臓のモデルの前記実現値を組み合わせて、合成された心臓のモデルにする工程と、の追加の工程を実行するように動作し、前記再構築された心臓のモデルを通知する工程が、前記合成された心臓のモデルを前記ディスプレー上に表示する工程を含む、請求項６に記載の装置。

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