JP6557767B2 - 多数の画像取得または再構築を使用する画像ベースのオブジェクトモデリングのためのシステム及び方法 - Google Patents
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Description
本出願は2014年4月16日に出願された米国特許出願第14/254,491号の優先権を主張し、かかる出願の開示はその全体を参照することにより本明細書に組み込まれる。
本発明は、例えば、以下を提供する。
(項目1)
患者の解剖学的構造の少なくとも一部をコンピュータシステムを使用してモデリングするコンピュータで実行される方法であって、
モデリングのための対象の解剖学的物体の表示を受信し、
前記対象の解剖学的物体の1つ以上の第1画像のうち少なくとも1つから前記対象の解剖学的物体の1つ以上の第1の解剖学的パラメータを決定し、
前記対象の解剖学的物体の1つ以上の第2画像のうち少なくとも1つから前記対象の解剖学的物体の1つ以上の第2の解剖学的パラメータを決定し、
前記1つ以上の第2の解剖学的パラメータに基づいて、前記1つ以上の第1の解剖学的パラメータを更新し、
少なくとも前記更新された第1の解剖学的パラメータに基づいて前記対象の解剖学的物体のモデルを生成すること、を含む方法。
(項目2)
前記1つ以上の第1の画像は、第1の再構築方法を使用して得られた1つ以上のコンピュータ断層撮影法(CT)スキャンを含み、前記1つ以上の第2の画像は、第2の再構築方法を使用して得られた1つ以上のCTスキャンを含む、項目1に記載の方法。
(項目3)
前記1つ以上の第1の画像は、最初に得られた1つ以上のCTスキャンを含み、前記1つ以上の第2の画像は、最初とは異なる第2回目に得られた1つ以上のCTスキャンを含む、項目1に記載の方法。
(項目4)
前記1つ以上の第1の画像は1つ以上のCTスキャンを含み、前記1つ以上の第2の画像は1つ以上の磁気共鳴(MR)画像を含む、項目1に記載の方法。
(項目5)
前記対象の解剖学的物体の前記表示は、1つ以上の境界モデル、ボリュームモデル、アピアランスモデル及び形状モデルを含む、項目1に記載の方法。
(項目6)
前記対象の解剖学的物体の前記表示は、患者の冠状血管の内腔のモデルを含み、前記モデルは、前記複数のボクセルのそれぞれが前記患者の冠状血管の内腔に属する確率を表す複数のボクセルを含む、項目1に記載の方法。
(項目7)
前記1つ以上の第2の解剖学的パラメータで前記1つ以上の第1の解剖学的パラメータを更新することは、前記第1の画像のボクセルが前記患者の冠状血管の内腔に属する確率と、第2の画像のボクセルが前記患者の冠状血管の内腔に属する確率を平均化することを含む、項目6に記載の方法。
(項目8)
前記1つ以上の第1の解剖学的パラメータを、前記1つ以上の第2の解剖学的パラメータで更新することは、前記1つ以上の第1の解剖学的パラメータと前記1つ以上の第2の解剖学的パラメータとを組み合わせことを含む、項目1に記載の方法。
(項目9)
1つ以上の第1または第2の解剖学的パラメータを決定することは、前記第1の画像のうち少なくとも1つまたは前記第2の画像のうち少なくとも1つの分割を実行し、前記画像の一部が前記対象の解剖学的物体の一部を表す確率を決定することを含む、項目1に記載の方法。
(項目10)
前記1つ以上の第1の解剖学的パラメータを前記1つ以上の第2の解剖学的パラメータで更新することは、第1の画像の一部が前記対象の解剖学的物体の一部を表す確率と、第2の画像の一部が前記対象の解剖学的物体の一部を表す確率とを平均化することを含む、項目9に記載の方法。
(項目11)
前記第1の画像または第2の画像のうちの1つを参照画像として指定し、
前記1つ以上の第1の画像のそれぞれと、前記1つ以上の第2の画像のそれぞれを前記参照画像に位置決めするために画像の位置決めを使用し、
各第1の画像の一部が前記対象の解剖学的物体の一部を表す確率と、各第2の画像の一部が前記対象の解剖学的物体の前記一部を表す確率を平均化することにより、前記1つ以上の第2の解剖学的パラメータで前記1つ以上の第1の解剖学的パラメータを更新することをさらに含む、項目3に記載の方法。
(項目12)
参照画像として最大または最適な空間分解能を有する前記第1の画像または第2の画像のうち1つを参照画像として指定し、
前記1つ以上の第1の画像のそれぞれと、前記1つ以上の第2の画像のそれぞれを前記参照画像に位置決めするために3次元画像の位置決めを使用し、
各第1の画像の一部が前記対象の解剖学的物体の一部を表す確率と、各第2の画像の一部が前記対象の解剖学的物体の一部を表す確率を平均化することにより、前記1つ以上の第2の解剖学的パラメータで前記1つ以上の第1の解剖学的パラメータを更新すること、をさらに含む、項目4に記載の方法。
(項目13)
患者の解剖学的構造の少なくとも一部をモデリングするためのシステムであって、
患者特有の解剖学的画像データに基づいてモデリングするためのインストラクションを格納するデータ記憶装置と、
方法を実行するための前記インストラクションを実行するよう構成されるプロセッサと、を具備し、
前記方法は、
モデリングのための対象の解剖学的物体の表示を受信し、
前記対象の解剖学的物体の1つ以上の第1画像のうち少なくとも1つから前記対象の解剖学的物体の1つ以上の第1の解剖学的パラメータを決定し、
前記対象の解剖学的物体の1つ以上の第2画像のうち少なくとも1つから前記対象の解剖学的物体の1つ以上の第2の解剖学的パラメータを決定し、
前記1つ以上の第2の解剖学的パラメータに少なくとも基づいて前記1つ以上の第1の解剖学的パラメータを更新し、
前記更新された第1の解剖学的パラメータに基づいて前記対象の解剖学的物体のモデルを生成すること、を含むシステム。
(項目14)
前記1つ以上の第1の画像は、第1の再構築方法を使用して得られた1つ以上のコンピュータ断層撮影法(CT)スキャンを含み、前記1つ以上の第2の画像は、第2の再構築方法を使用して得られた1つ以上のCTスキャンを含む、項目13に記載のシステム。
(項目15)
1つ以上の第1の画像は、最初に得られた1つ以上のCTスキャンを含み、前記1つ以上の第2の画像は、最初とは異なる第2回目に得られた1つ以上のCTスキャンを含む、項目13に記載のシステム。
(項目16)
前記1つ以上の第1の画像は1つ以上のCTスキャンを含み、前記1つ以上の第2の画像は1つ以上の磁気共鳴(MR)画像を含む、項目13に記載のシステム。
(項目17)
患者の解剖学的構造の少なくとも一部分をモデリングするための、コンピュータで実行可能なプログラミングインストラクションを含む、コンピュータシステム上で使用するための非一時的なコンピュータ可読媒体であって、
前記方法は、
モデリングのための対象の解剖学的物体の表示を受信し、
前記対象の解剖学的物体の1つ以上の第1画像のうち少なくとも1つから前記対象の解剖学的物体の1つ以上の第1の解剖学的パラメータを決定し、
前記対象の解剖学的物体の1つ以上の第2画像のうち少なくとも1つから前記対象の解剖学的物体の1つ以上の第2の解剖学的パラメータを決定し、
前記1つ以上の第2の解剖学的パラメータに少なくとも基づいて前記1つ以上の第1の解剖学的パラメータを更新し、
前記更新された第1の解剖学的パラメータに基づいて前記対象の解剖学的物体のモデルを生成すること、を含む非一時的なコンピュータ可読媒体。
(項目18)
前記1つ以上の第1の画像は、第1の再構築方法を使用して得られた1つ以上のコンピュータ断層撮影法(CT)スキャンを含み、前記1つ以上の第2の画像は、第2の再構築方法を使用して得られた1つ以上のCTスキャンを含む、項目17に記載の方法。
(項目19)
前記1つ以上の第1の画像は、最初に得られた1つ以上のCTスキャンを含み、前記1つ以上の第2の画像は、前記最初とは異なる第2回目に得られた1つ以上のCTスキャンを含む、項目17に記載の方法。
(項目20)
前記1つ以上の第1の画像は1つ以上のCTスキャンを含み、前記1つ以上の第2の画像は1つ以上の磁気共鳴(MR)画像を含む、項目17に記載の方法。
Claims (20)
- コンピュータシステムを使用して、患者の血管系の少なくとも一部をモデリングするコンピュータで実行される方法であって、前記方法は、
患者の冠状血管系の少なくとも一部の初期モデルを取得することと、
第1の撮像モダリティを使用して、前記患者の冠状血管系の第1の画像を取得することと、
前記第1の画像から、前記患者の冠状血管系の血管の第1の内腔境界を決定することと、
前記第1の撮像モダリティとは異なる第2の撮像モダリティを使用して、前記患者の冠状血管系の第2の画像を取得することと、
前記第2の画像から、前記患者の冠状血管系の血管の第2の内腔境界を決定することと、
前記第2の内腔境界に基づいて、前記第1の内腔境界を更新することと、
前記更新された第1の内腔境界に基づいて、前記患者の冠状血管系の更新されたモデルを生成することと
を含む、方法。 - 前記第1の撮像モダリティが心臓コンピュータ断層撮影法を含み、前記第2の撮像モダリティが血管内撮像モダリティを含むか、または、
前記第1の撮像モダリティが血管内撮像モダリティを含み、前記第2の撮像モダリティが心臓コンピュータ断層撮影法を含む、請求項1に記載の方法。 - 前記第1の撮像モダリティが心臓コンピュータ断層撮影法を含み、前記第2の撮像モダリティが血管造影法を含むか、または、
前記第1の撮像モダリティが血管造影法を含み、前記第2の撮像モダリティが心臓コンピュータ断層撮影法を含む、請求項1に記載の方法。 - 前記患者の冠状血管系の前記一部の前記取得された初期モデルは、少なくとも、中央線と、前記中央線に沿った複数の位置に関連する複数の内腔直径とを含む、請求項1に記載の方法。
- 前記第1の内腔境界及び前記第2の内腔境界の両方が、前記初期モデルの前記中央線に沿った同一の位置に対応する、請求項4に記載の方法。
- 前記第1の画像の分割を実行することにより、前記第1の内腔境界を決定すること、または、
前記第2の画像の分割を実行することにより、前記第2の内腔境界を決定すること
をさらに含む、請求項1に記載の方法。 - 前記患者の冠状血管系の前記更新されたモデルは、中央線ツリーと、前記中央線ツリーに沿った位置における1つ以上の内腔直径とを含む、請求項1に記載の方法。
- 前記第1の画像を参照画像として指定することと、
前記参照画像からジオメトリの表示を抽出することと、
前記ジオメトリの表示に基づいて、前記患者の冠状血管系の前記更新されたモデルを生成することと
をさらに含む、請求項3に記載の方法。 - 全ての血管の体積に基づいた上限及び/または下限情報を含む患者に特有の情報を受信することと、
さらに前記受信された患者に特有の情報に基づいて、前記患者の冠状血管系の前記更新されたモデルを生成することと
をさらに含む、請求項3に記載の方法。 - コンピュータシステムを使用して、患者の解剖学的構造の少なくとも一部をモデリングするシステムであって、前記システムは、
患者の解剖学的構造の少なくとも一部をモデリングするためのインストラクションを格納するデータ記憶装置と、
方法を実行するための前記インストラクションを実行するように構成されるプロセッサと
を備え、
前記方法は、
患者の冠状血管系の少なくとも一部の初期モデルを取得することと、
第1の撮像モダリティを使用して、前記患者の冠状血管系の第1の画像を取得することと、
前記第1の画像から、前記患者の冠状血管系の血管の第1の内腔境界を決定することと、
前記第1の撮像モダリティとは異なる第2の撮像モダリティを使用して、前記患者の冠状血管系の第2の画像を取得することと、
前記第2の画像から、前記患者の冠状血管系の血管の第2の内腔境界を決定することと、
前記第2の内腔境界に基づいて、前記第1の内腔境界を更新することと、
前記更新された第1の内腔境界に基づいて、前記患者の冠状血管系の更新されたモデルを生成することと
を含む、システム。 - 前記第1の撮像モダリティが心臓コンピュータ断層撮影法を含み、前記第2の撮像モダリティが血管内撮像モダリティを含むか、または、
前記第1の撮像モダリティが血管内撮像モダリティを含み、前記第2の撮像モダリティが心臓コンピュータ断層撮影法を含む、請求項10に記載のシステム。 - 前記第1の撮像モダリティが心臓コンピュータ断層撮影法を含み、前記第2の撮像モダリティが血管造影法を含むか、または、
前記第1の撮像モダリティが血管造影法を含み、前記第2の撮像モダリティが心臓コンピュータ断層撮影法を含む、請求項10に記載のシステム。 - 前記患者の冠状血管系の前記一部の前記取得された初期モデルは、少なくとも、中央線と、前記中央線に沿った複数の位置に関連する複数の内腔直径とを含む、請求項10に記載のシステム。
- 前記第1の内腔境界及び前記第2の内腔境界の両方が、前記初期モデルの前記中央線に沿った同一の位置に対応する、請求項13に記載のシステム。
- 前記プロセッサは、さらに、
前記第1の画像の分割を実行することにより、前記第1の内腔境界を決定すること、または、
前記第2の画像の分割を実行することにより、前記第2の内腔境界を決定すること
を実行するために構成されている、請求項10に記載のシステム。 - 前記患者の冠状血管系の前記更新されたモデルは、中央線ツリーと、前記中央線ツリーに沿った位置における1つ以上の内腔直径とを含む、請求項10に記載のシステム。
- 前記プロセッサは、さらに、
前記第1の画像を参照画像として指定することと、
前記参照画像からジオメトリの表示を抽出することと、
前記ジオメトリの表示に基づいて、前記患者の冠状血管系の前記更新されたモデルを生成することと
を実行するために構成されている、請求項12に記載のシステム。 - 前記プロセッサは、さらに、
全ての血管の体積に基づいた上限及び/または下限情報を含む患者に特有の情報を受信することと、
さらに前記受信された患者に特有の情報に基づいて、前記患者の冠状血管系の前記更新されたモデルを生成することと
を実行するために構成されている、請求項13に記載のシステム。 - 患者の解剖学的構造の少なくとも一部をモデリングする方法を実行するためのコンピュータで実行可能なプログラミングインストラクションを含むコンピュータシステム上で使用するための非一時的なコンピュータ可読媒体であって、前記方法は、
患者の冠状血管系の少なくとも一部の初期モデルを取得することと、
第1の撮像モダリティを使用して、前記患者の冠状血管系の第1の画像を取得することと、
前記第1の画像から、前記患者の冠状血管系の血管の第1の内腔境界を決定することと、
前記第1の撮像モダリティとは異なる第2の撮像モダリティを使用して、前記患者の冠状血管系の第2の画像を取得することと、
前記第2の画像から、前記患者の冠状血管系の血管の第2の内腔境界を決定することと、
前記第2の内腔境界に基づいて、前記第1の内腔境界を更新することと、
前記更新された第1の内腔境界に基づいて、前記患者の冠状血管系の更新されたモデルを生成することと
を含む、非一時的なコンピュータ可読媒体。 - 前記第1の撮像モダリティが心臓コンピュータ断層撮影法を含み、前記第2の撮像モダリティが血管造影法を含むか、または、
前記第1の撮像モダリティが血管造影法を含み、前記第2の撮像モダリティが心臓コンピュータ断層撮影法を含む、請求項19に記載の非一時的なコンピュータ可読媒体。
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