JP6740316B2 - Ｘ線透視装置の放射線フリー位置較正 - Google Patents

Description

本発明は、一般にＸ線透視法、特にＸ線透視装置位置較正のための方法に関する。

磁気撮影法によって人体内の医療装置の位置を特定する方法は、当技術分野にて既知である。例えば、その開示が参照により本明細書に組み込まれる米国特許第６，３８１，４８５号は、身体上の手技中に使用される方法を記載している。この方法は、手技中に２つの構造の相対的な位置を表すディスプレイを生成する。この方法は、画像データセットをメモリ内に記憶する工程であって、該画像データセットが手技前に行った身体の走査に基づいた身体の位置を表す、工程と、メモリ内に記憶されている画像データセットを読み取る工程であって、該画像データセットが、２つの構造のうちの少なくとも１つに関する複数の参照地点に対して既知の関係にある複数のデータ地点を有する、工程と、２つの構造の参照地点に対して既知の関係にて１つ又は２つ以上の磁場センサを配置する工程と、磁場を生成する工程と、磁場センサにより磁場を検出する工程と、センサにより検出された磁場に基づいてセンサの場所を確定し、センサの場所を処理して、手技中、２つの構造の相対的な位置を表している移動された画像データセットを生成する工程と、手技中、２つの構造の相対的な位置を示す移動された画像データセットに基づいてディスプレイを生成する工程と、を含む。

その開示が参照により本明細書に組み込まれる米国特許出願公開第２００７／００５５１４２号は、位置追跡センサ及び予め記録された画像を用いて、装置の配置を案内する方法及び機器を記載している。少なくとも１つの実施形態は、予め記録された時間依存性画像（例えば、解剖学的画像又は診断的画像）を使用して、診断的及び／又は治療的操作中、予め記録された画像を用いた実時間の位置追跡を用いて医療器具（例えば、カテーテル先端）の配置を案内する。一実施形態では、所定の空間的関係を使用して、追跡されている医療器具の位置を、予め記録された画像に対して決定する。

本明細書に記載する本発明の一実施形態は、Ｘ線透視撮影システム及び位置追跡システムを共通座標系に対して位置合わせすることを含む方法を提供する。関心対象の領域は、位置追跡システムにより患者の身体内にマーキングされる。共通座標系を使用して、関心対象の領域がＸ線透視撮影システムの視野内に出現するように、視野を設定する。

いくつかの実施形態では、Ｘ線透視撮影システム及び位置追跡システムを共通座標系に対して位置合わせすることは、Ｘ線透視撮影システムを使用して、位置追跡システムの第１の座標系内に既知の座標を有する１つ又は２つ以上の物体を撮影することと、撮影された物体を使用して、位置追跡システムの第１の座標系を、Ｘ線透視撮影システムの第２の座標系と位置合わせすることと、を含む。

別の実施形態では、視野を設定することは、患者をＸ線透視撮影システムで照射することなく、Ｘ線透視撮影システムを患者に対して配置することを含む。更なる別の実施形態では、関心対象の領域をマーキングすることは、位置追跡システムを使用して、関心対象の領域に対して既知の場所に配置された位置追跡システムの１つ又は２つ以上のセンサのそれぞれの位置を測定することを含む。

いくつかの実施形態では、位置を測定することは、患者の身体の表面上に付けられた位置追跡システムの１つ又は２つ以上の皮膚パッチセンサの位置を特定することを含む。別の実施形態では、位置を測定することは、患者の身体内の関心対象の領域内に配置された１つ又は２つ以上の体内プローブの位置を特定することを含む。更なる別の実施形態では、１つ又は２つ以上のプローブは多数のプローブを含み、関心対象の領域をマーキングすることが、プローブの多数のそれぞれの場所に基づいて、関心対象の領域の位置を特定することを含む。

いくつかの実施形態では、関心対象の領域をマーキングすることは、位置追跡システムにより生成された関心対象の領域の３次元マップ内に、固定された場所をマーキングすることを含む。別の実施形態では、視野を設定することは、関心対象の領域と視野との間で最大の重なり合いを提供するために、患者の身体をＸ線透視撮影システムに対して再配置することを含む。

更なる別の実施形態では、視野を設定することは、視野を再配置するようにオペレータに指導する命令を出力することを含む。いくつかの実施形態では、視野を設定することは、位置追跡システムにより生成された患者の身体の少なくとも一部のマップ上に重ねられた視野の指示物を表示することを含む。

本明細書には、本発明の実施形態に基づいて、インターフェイス及びプロセッサを含む機器を更に提供する。インターフェイスは、Ｘ線透視撮影システム及び位置追跡システムを通信するように構成されている。プロセッサは、Ｘ線透視撮影システム及び位置追跡システムを共通座標系に対して位置合わせし、位置追跡システムによって患者の身体内の関心対象の領域をマーキングし、共通座標系を使用して、関心対象の領域がＸ線透視撮影システムの視野内に出現するように、視野を設定するように構成されている。

本明細書には、位置追跡システム、Ｘ線透視撮影システム、及びＸ線透視装置位置較正システムを含むシステムを更に提供する。Ｘ線透視装置位置較正システムは、Ｘ線透視撮影システム及び位置追跡システムを共通座標系に対して位置合わせし、位置追跡システムによって患者の身体内の関心対象の領域をマーキングし、共通座標系を使用して、関心対象の領域がＸ線透視撮影システムの視野内に出現するように、視野を設定するように構成されている。

本発明は、以下の実施形態の詳細な説明を、それら図面と総合すれば、より十分に理解されるであろう。

本発明の一実施形態に基づく、体内プローブ追跡システムの概略描写図である。 本発明の一実施形態に基づく、Ｘ線透視位置較正システムを概略的に示すブロック図である。 本発明の一実施形態に基づく、Ｘ線透視装置撮影システムの放射線フリー位置較正に関する方法を概略的に示すフローチャートである。

概論
本明細書に記載する本発明の実施形態は、患者の生体の器官又は腔を撮影するのに使用されるＸ線透視撮影システムの位置を較正するための改良された方法及びシステムを提供する。開示される技術は、Ｘ線透視放射線の使用を最小限とするようにＸ線透視装置の位置を設定する。

Ｘ線透視装置の位置較正は、一般に、Ｘ線透視装置及び／又は患者を再配置して、Ｘ線透視装置システムの視野の中心に関心対象の器官を表示することを含む。Ｘ線透視撮影自体を用いるこのプロセスを実行することは、関心対象の器官が視野内の中心に置かれるまで、患者をＸ線透視装置に対して繰り返し再配置してＸ線透視画像を獲得することを含む。この反復プロセスでは、患者は高線量のＸ線照射に供される。

本明細書に記載する実施形態では、Ｘ線透視撮影システムは、関心対象の器官（例えば、患者心臓）内に挿入されたカテーテルを追跡する位置追跡システムと共に作動する。２つのシステムに較正システムが接続され、Ｘ線透視システムの視野の初期設定を行う。本明細書に記載する実施形態は、主に磁場ベースの位置追跡システムを参照するが、開示される技術は、インピーダンスベースのシステム等の、様々な他のタイプの位置追跡システムで使用することができる。

最初に、較正システムは、Ｘ線透視撮影システム及び位置追跡システムを共通座標系に対して位置合わせする。例えば磁気位置追跡システムを使用する場合、この位置合わせは、Ｘ線透視システムに磁気位置追跡システムの磁場発生器を撮影させることにより行われてもよい。位置合わせの段階は、いくつかのＸ線透視照射を含むが、一般に患者を有することなく行われる。

次いで、磁気位置追跡システムは、例えば、カテーテルの位置、又は、関心対象の領域の近辺において患者の身体に取り付けられた皮膚パッチセンサの位置を測定することにより、患者の身体内の関心対象の領域をマーキングする。較正システムは、共通座標系を使用して、関心対象の領域がＸ線透視撮影システムの視野内に出現するように、視野を再配置する。この段階は、いずれのＸ線透視照射も含まない。

いくつかの実施形態において、較正システムは、Ｘ線透視装置に対して患者をどのように再配置して、関心対象の領域を視野内にもってくるかの命令又は指導をオペレータに提示する。別の実施形態では、較正システムの出力を使用して、Ｘ線透視装置及び／又は患者を自動的に再配置してもよい。

本明細書に記載する方法及びシステムにより、迅速な、かつ放射線フリーの、患者に対してＸ線透視撮影システムの初期配置が可能となる。

システムの説明
図１は、本発明の一実施形態に基づく、体内プローブ追跡システム１０の概略描写図である。カテーテル１５等の体内プローブは磁気追跡システム（ＭＴＳ）２０に接続され、ガーニー１９上に横たえられた患者の生体１７に経皮的に挿入される。カテーテル１５は、遠位先端２４にて磁気センサコイル２２を含み、遠位先端２４は、患者の心臓２８等の器官内にナビゲートされる。ＭＴＳ ２０は、本明細書では磁気位置追跡システムとも称される。

ＭＴＳ ２０は、患者の身体１７の表面に取り付けられた１つ又は２つ以上の磁気皮膚パッチセンサ３２を含む。１つ又は２つ以上の磁場発生器２６は、患者の身体を通して磁場を生成し、この磁場は、カテーテル磁気センサコイル２２及び皮膚パッチセンサ３２内に電気信号を誘導する。本明細書で場所パッド又は送信機場所パッドとも称される磁場発生器２６は、患者の下部に位置してもよい。カテーテル磁気センサコイル２２内の、誘導された電気信号は、ＭＴＳ ２０により使用されて、センサ２２の位置と、従ってカテーテル遠位先端の位置とを追跡し及び特定する。追跡されるカテーテル遠位先端の位置は、一般に、出力ディスプレイモニター５０上にてオペレータ７０に表示される。

一般に、皮膚パッチセンサ３２も、カテーテル磁気センサコイル２２と同様のコイルを含む。皮膚パッチセンサ３２のコイル内に誘導された電気信号も、身体上の皮膚パッチセンサの位置を特定するのに使用することができる。図１に示す磁気追跡及び３次元（３Ｄ）マッピングシステム２０の例は、ＣＡＲＴＯ及びＣＡＲＴＯ３システム（Ｂｉｏｓｅｎｓｅ Ｗｅｂｓｔｅｒ，Ｄｉａｍｏｎｄ Ｂａｒ，Ｃａｌｉｆｏｒｎｉａ）である。

例えば心臓アブレーション療法等の多数の治療的及び診断的医療手技では、ＭＴＳ ２０は、Ｘ線透視装置撮影システム（ＦＩＳ）４０等の撮影システムと共に使用される。心臓、又は、身体内の任意の他の好適な関心対象の領域のＸ線透視画像は、患者１７の上方に搭載されたＸ線透視検出器４２により獲得される。心臓のＸ線透視画像は、治療的手技のオペレータ７０によってオペレータディスプレイ５０上で視認され得る。ディスプレイ５０は、ＦＩＳ ４０のための別個のディスプレイ、又は、ＦＩＳ ４０及びＭＴＳ ２０のための共通ディスプレイを含んでもよい。

ＦＩＳ ４０上の画像がＭＴＳ ２０と同一の座標系（coordinate system）（座標系（frame of reference））に位置合わせされた際、カテーテル１５の遠位先端２４の位置がＸ線透視画像上に重ねられ、オペレータ７０が手技中にカテーテルを移動するときに、患者の心臓腔内にてオペレータ７０により視認され得る。

いくつかの実施形態において、下記に記載するように、Ｘ線透視装置位置較正システム３０を使用して、ＦＩＳ ４０の視野内の心臓２８の画像をディスプレイ５０上に配置する。図１に示すシステム構成は、純粋に概念的な明瞭さを目的として示される例示的な構成である。システム１０の任意の好適な構成を使用することができる。

図２は、本発明の実施形態に基づく、Ｘ線透視位置較正システム（ＦＰＣＳ）３０を概略的に示すブロック図である。体内プローブ追跡システム１０のＦＰＣＳ ３０は、ＭＴＳ ２０及びＦＩＳ ４０からデータを受信するためのＦＩＳ／ＭＴＳインターフェイス３４を含み、該データはプロセッサ３６に中継されて処理される。ＭＴＳ ２０及びＦＩＳ ４０は、データをそれぞれオペレータ出力ディスプレイ５０に送信する。図２に示すＭＴＳ ２０への入力信号は、カテーテル１５の遠位先端２４におけるカテーテル検出器２２と、皮膚パッチセンサ３２からである。同様に、Ｘ線透視検出器４２はＦＩＳ ４０に対する入力である。プロセッサ３６は、皮膚パッチセンサの場所（例えば、心臓の位置）に関する情報を、ＭＴＳ ２０及びＦＩＳ ４０の両方、並びに、直接、オペレータ出力ディスプレイ５０に中継するように構成されている。

図２に示すシステム構成は、純粋に概念的な明瞭さを目的とする例示的な構成である。代替的に、任意の他の好適な構成を使用してもよい。例えば、上記したように、開示した技術は、任意の他の好適なタイプの位置追跡システムを使用して行うことができ、磁場測定に基づくものでなくてもよい。システム３０のいくつかの要素は、ハードウェアに、例えば１つ又は２つ以上の特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）又はフィールドプログラマブルゲートアレイ（ＦＰＧＡ）に実装されてもよい。それに加えてあるいはそれに代えて、ＦＰＣＳ ３０のいくつかの要素は、ソフトウェアを使用して、又はハードウェアとソフトウェアとの組み合わせを使用して実装され得る。いくつかの実施形態では、プロセッサ３６は汎用コンピュータを備え、その汎用コンピュータは、本明細書で説明する機能を実行するためにソフトウェアでプログラムされている。そのソフトウェアは、例えば、ネットワークを介して電子形式でコンピュータにダウンロードされてもよく、あるいは、それに代わって若しくはそれに加えて、磁気的、光学的、又は電子的メモリ等の非一時的な有形のメディア上に提供及び／又は記憶されてもよい。

追跡及びＸ線透視装置座標系の同期
ＭＴＳ ２０によるカテーテル追跡は、通常、ＭＴＳ座標系（frame of reference）、又はＭＴＳ座標系（coordinate system）を基準にして行われる。ＭＴＳ座標系は、本明細書で案内座標系とも称され得る。ＭＴＳ ２０は、患者１７の身体内のカテーテル１５の遠位先端２４の位置を、磁気測定データを使用して、一般に、磁場発生器２６（場所パッド）の位置に対して位置合わせする。

患者１７の心臓２８のＸ線透視画像は、獲得され、デジタル化され、ＦＩＳ ４０によってＦＩＳ座標系（frame of reference）、即ちＦＩＳ座標系（coordinate system）内に位置合わせされる。ＭＴＳ及びＦＩＳ座標系を共通座標（common coordinate system）系、即ち共通座標系（common frame of reference）に同期することにより、オペレータ７０は、治療的手技中に、ディスプレイ５０上の同期され、デジタル化された心臓２８の画像上でカテーテル１５の遠位先端２４の位置を視認及び追跡することができる。

ＭＴＳ及びＦＩＳ座標系を同期するには、システム１０内の既知の目標物（landmark）のＸ線透視画像を使用する。例えば、１つ又は２つ以上の場所パッド２６（その位置は、ＭＴＳ座標系内で既知である）のそれぞれの位置を、ＦＩＳ ４０により獲得されたＸ線透視画像から測定し、ＦＩＳ座標系内に位置合わせする。

次いで、ＭＴＳ及びＦＩＳ座標系内の場所パッドの位置データを使用して、ＦＩＳ及びＭＴＳ座標系を共通座標系（common frame of reference）、即ち共通座標系（common coordinate system）に対して位置合わせする。ＭＴＳ座標系のＦＩＳ座標系との同期、及びそれらのそれぞれの共通座標系に対する位置合わせは、一般に、上述したように、患者をガーニー１９上に配置する前に行われる。それ故、この段階は、患者をいずれの放射線にも供さず、手技の長さを延長しない。

Ｘ線透視装置位置較正システム（ＦＰＣＳ）
ＭＴＳ及びＦＩＳ座標系を同期した後、患者をガーニー上に配置し、オペレータ７０はＸ線透視装置を起動する。一般に、次いでオペレータは、関心対象の領域、例えば心臓２８が、ディスプレイ５０上でＦＩＳ ４０の視野の中心内に出現するように、Ｘ線透視装置検出器４２を位置合わせする。

本明細書に記載した本発明の実施形態は、関心対象の領域を、Ｘ線透視装置画像ディスプレイの視野内の中心に置く試みにおける試行錯誤を回避する。開示された技術は、患者に更なる放射線を適用する必要なしで、この初期位置合わせを行う。この手法は、患者照射を最小限にすることを試みる「Ａｓ Ｌｏｗ Ａｓ Ｒｅａｓｏｎａｂｌｙ Ａｃｈｉｅｖａｂｌｅ」（ＡＬＡＲＡ）指針に従う。

いくつかの実施形態において、ＦＰＣＳ ３０のプロセッサ３６は、（１）関心対象の領域に対して場所が既知である物体のＭＴＳ ２０座標を受信し、（２）共通座標系内のその物体の座標を使用して、必要な再配置を計算する、ことによって、ＦＩＳに対して患者の必要な再配置を見出す。

様々な実施形態では、プロセッサ３６は、この目的のための異なる物体を使用してもよい。いくつかの実施形態において、物体は、患者心臓に対して所定の既知の場所にて患者の皮膚上に配置された皮膚パッチセンサ３２を含む。上記したように、皮膚パッチは、一般に、心臓２８の周囲に配置される。したがって、いくつかの実施形態では、ＭＴＳ ２０は、測定された皮膚パッチ３２の座標（磁気位置追跡を用いて測定した）をプロセッサ３６に提供する。これらの座標を使用して、プロセッサ３６は、共通座標系内での関心対象の領域（心臓２８）の場所を導き出すことができ、それ故、必要な再配置を計算することができる。

換言すれば、ＭＴＳ ２０は皮膚パッチセンサ３２の位置を評価するよう作動される。センサ３２の位置を特定した後、Ｘ線透視装置位置較正システム（ＦＣＰＳ）３０によって、以前定義した共通座標系を適用して、ＦＩＳ座標系内での心臓の位置を特定する。

本明細書に教示した方法を用いて、皮膚センサ３２及びＭＴＳ ２０を使用して心臓の場所を特定することにより、オペレータは、位置較正中に、Ｘ線透視装置の放射線をいずれも使用することなく、心臓画像をディスプレイ５０上の視野内に移動することができる。本明細書で使用される用語、位置較正、又は放射線フリー位置較正は、身体内の器官の関心対象の領域（例えば、心臓の画像）を、Ｘ線透視装置撮影システムの視野内に移動することを指す。このプロセスは、一般に、治療的手技の開始前に行われる。しかしながら、Ｘ線透視装置４２及び／又は患者１７は、治療的手技自体中の任意の時間に移動されてもよく、その後、一般に位置較正が繰り返される。位置較正後、ＡＬＡＲＡ指針に従って、通常の治療的手技にて使用される短期間のＸ線透視画像が獲得される。

いくつかの実施形態において、ＦＰＣＳ ３０は、患者１７をＸ線透視装置検出器４２に対して再配置するという指導に関してオペレータ７０を警告するように構成されている。別の実施形態では、ＦＰＣＳ ３０は、関心対象の領域をディスプレイ５０上の視野内にもってくるようにガーニー１９又はＸ線透視装置検出器４２を移動するという指導に関してオペレータ７０に命令してもよい。命令は、例えばディスプレイ５０上のテキスト又はグラフィック指示を用いてオペレータに提示されてもよい。

ＦＰＣＳ ３０により提供される命令を使用して、オペレータは、心臓画像が視野内に出現するまで、迅速に、かつ、いずれのＸ線透視放射線も患者に適用することなく、患者を反復して再配置する。Ｘ線透視装置検出器４２及び／又はガーニー１９を移動した後、ＦＰＣＳ ３０は、関心対象の領域がディスプレイ５０上の視野内に存在することを確認した場合、更なる行動は必要なく、Ｘ線透視装置位置較正手技は終了する。

代替的な実施形態では、プロセッサ３６は、関心対象の領域に対して場所が既知である他の好適な物体に基づいて、ＦＩＳの必要な再配置を計算してもよい。例示的な実施形態では、手技の一部として、位置センサが装着された１つ又は２つ以上のカテーテル（例えば、図１のカテーテル１５）を患者心臓内に挿入する。カテーテル先端は患者心臓内に存在することが既知であるため、先端の位置（ＭＴＳ ２０により測定される）を関心対象の領域の位置の指示物として使用してもよい。

心臓内に多数のカテーテルが存在する場合、プロセッサ３６は、ＭＴＳ ２０により報告される多数のカテーテルの位置に基づいて、関心対象の領域の場所を見積もってもよい。例示的な実施形態では、プロセッサ３６は、患者の身体内のカテーテル（体内プローブ）の中央の場所、カテーテルの中から選択された単一のカテーテルの場所、例えば、以前参照したＣＡＲＴＯ３システムにおけるマッピングカテーテル等の特定の機能を提供するカテーテルの場所を計算することが可能である。別の例として、関心対象の領域を心臓の３Ｄマップ内の固定された場所に設定してもよい（例えば、マップ地点、又は心臓の３Ｄマップ内の解剖学的目標物）。

更に代替的に、プロセッサ３６は、関心対象の領域の中心の周囲に球形を画定してもよい。球形の所定の半径は、固定され又はオペレータにより形成可能であってもよい。別の実施形態では、オペレータは、本質的に、関心対象の領域を、以前獲得した心臓の２次元画像内の中心に置いた後、Ｘ線透視放射線を投与して関心対象の領域の位置を確認する。

いくつかの実施形態では、関心対象の領域がディスプレイ５０上のＦＩＳ ４０の視野よりも大きい場合、ＦＰＣＳ ３０は、ガーニー１９上の患者１７、又はＸ線透視装置検出器４２をどのように再配置するかをオペレータに指導して、ディスプレイ５０の視野内における関心対象の領域の最高の一致を達成してもよい。つまり、関心対象の領域の最高の一致は、関心対象の領域の最大の部分が、ディスプレイ５０上の視野に重なり合う場合として定義されてもよい。

更に代替的に、プロセッサ３６は、任意の他の好適な基準を使用して、Ｘ線透視装置に対して患者の必要な再配置を評価してもよく、またオペレータのための任意の他の好適な命令を生成してもよい。更なる別の実施形態では、プロセッサ３６の出力を使用して、オペレータが殆ど又は全く関与することなく患者及び／又はＸ線透視装置を自動的に再配置してもよい。

プロセッサ３６は、様々な種類のグラフィックユーザーインターフェイス（ＧＵＩ）を使用して、ＭＴＳ ２０とＦＩＳ ４０との間の整合をオペレータ７０に指示することができる。例えば、プロセッサ３６は、ＦＩＳ ４０の３Ｄ視野を、ＭＴＳ ２０により生成された心臓の３Ｄマップ上に重ね及び表示してもよい。ＦＩＳ ４０内のＸ線透視装置は、一般に、例えば角錐形又は円錐形の３Ｄ扇形照射パターン（及び視野）を有する。一実施形態において、プロセッサ３６は、この３Ｄ扇形照射パターンを、ＭＴＳ ２０により生成された心臓の３Ｄ ＥＰマップ上に表示する。ＦＩＳ視野及びＥＰマップの両方は一緒に表示され、同一の座標系に位置合わせされる。このディスプレイは、患者又はＦＩＳを再配置して最高の位置合わせを達成するための正確かつ直感的な手段をオペレータに提供する。

図１及び２に示した実施形態は、Ｘ線透視撮影システムと共に共通座標系に位置合わせされた磁気カテーテル追跡システム（以前引用したＣＡＲＴＯシステム等の）を使用するように構成されたＸ線透視位置較正システムを示す。この例示的な実施形態は、本明細書にて純粋に概念的な明瞭さのために提示され、本発明の実施形態を限定することを目的とするものではない。

代替的に、カテーテル追跡システムの座標系をＸ線透視撮影システムと共に共通座標系に位置合わせできる限り、電気生理学的（ＥＰ）カテーテル追跡システム又はインピーダンスベースのＡｄｖａｎｃｅｄ Ｃａｔｈｅｔｅｒ Ｌｏｃａｔｉｏｎ（ＡＣＬ）等の任意の他の好適なタイプの位置追跡システムを使用してもよい。Ｘ線透視装置位置較正システム３０は、本明細書の実施形態に記載したように、共通座標系を使用して、関心対象の領域をＸ線透視システムのディスプレイ内に移動する。

Ｘ線透視装置位置較正システム３０はまた、カテーテル位置追跡システムに限定されず、これは本明細書に示した実施形態には、ミリメートルスケールの位置精度は一般に必要でないためである。例えば、患者の身体上の任意の範囲に沿って、又は患者の身体内に、皮膚パッチセンサ３２、又は任意の好適な電気生理学的（ＥＰ）センサを配置することにより、センサの位置決めを用いて関心対象の領域を画定することができる。次いで、関心対象の領域は、Ｘ線透視撮影システムと共に共通座標系内に位置合わせされ、Ｘ線透視装置位置較正システム３０により使用されて、関心対象の領域をＸ線透視ディスプレイ内に移動する。

図３は、本発明の一実施形態に基づく、Ｘ線透視装置撮影システム４０の放射線フリー位置較正に関する方法を示すフローチャートである。位置合わせ工程１００では、プロセッサ３６は、磁気場所パッド２６のＸ線透視装置画像と位置データとを使用して、Ｘ線透視装置撮影システム（ＦＩＳ）４０及び磁気追跡システム（ＭＴＳ）２０を共通座標系に対して位置合わせする。

第１の配置工程１１０では、患者１７を場所パッド２６の上方においてガーニー１９上に配置する。第２の配置工程１２０では、患者の身体上に皮膚パッチセンサ３２を配置して、ＭＴＳ ２０によって心臓２８の位置をマーキングし、このマーキングはオペレータ７０の関心対象の領域を画定する。マッピング工程１３０では、ＭＴＳ ２０からの検出された心臓の位置を、共通座標系内の心臓のＸ線透視画像にマッピングする。出力工程１４０では、マッピングされた心臓の画像を、ディスプレイ５０に出力する。

決定工程１５０では、プロセッサ３６は、ディスプレイ５０の中心に、即ち、ＦＩＳ ４０の視野内に関心対象の領域が出現するか否かを評価する。出現しない場合、再配置工程１６０にて、プロセッサ３６により提供される命令を使用して、患者をＦＩＳ ４０、例えばＸ線透視装置検出器４２に対して再配置する。患者の再配置後の心臓の位置を、マッピング工程１３０にて再マッピングする。心臓の画像がディスプレイ内に出現した場合、更なる行動は必要ない。Ｘ線透視装置位置較正は、終了工程１７０にて終了する。

本明細書に記載した実施形態は、主に、同期されるＸ線透視撮影及びカテーテル追跡システムを扱うが、本明細書に記載した方法及びシステムは、生体内でナビゲートされる医療用装置を監視する任意の好適なタイプの撮影システムにおいても使用することができる。

したがって、上述の実施形態は一例として引用したものであり、また本発明は上記に具体的に図示及び記載したものに限定されないことは認識されるであろう。むしろ本発明の範囲には、上記に述べた様々な特徴の組み合わせ及び下位の組み合わせ、並びに上記の説明を読むことによって当業者には想到されるであろう、先行技術において開示されていない変形例及び改変例も含まれるものである。参照により本特許出願に組み込まれる文書は、組み込まれた文書内の用語が、本明細書で明示的又は暗黙的に行われる定義と相反するように定義される場合を除き、本出願の一体部分と見なされるべきであり、本明細書における定義のみが検討されるべきである。

〔実施の態様〕
（１） 方法であって、
Ｘ線透視撮影システム及び位置追跡システムを、共通座標系に対して位置合わせすること（registering）と、
患者の身体内の関心対象の領域を、前記位置追跡システムによりマーキングすることと、
前記共通座標系を使用して、前記関心対象の領域が前記Ｘ線透視撮影システムの視野内に出現するように、前記視野を設定することと、
を含む、方法。
（２） 前記Ｘ線透視撮影システム及び前記位置追跡システムを前記共通座標系に対して位置合わせすることが、前記Ｘ線透視撮影システムを使用して、前記位置追跡システムの第１の座標系内に既知の座標を有する１つ又は２つ以上の物体を撮影することと、前記撮影された物体を使用して、前記位置追跡システムの前記第１の座標系を、前記Ｘ線透視撮影システムの第２の座標系と位置合わせすることと、を含む、実施態様１に記載の方法。
（３） 前記視野を設定することが、前記患者を前記Ｘ線透視撮影システムで照射することなく、前記Ｘ線透視撮影システムを前記患者に対して配置することを含む、実施態様１に記載の方法。
（４） 前記関心対象の領域をマーキングすることが、前記位置追跡システムを使用して、前記関心対象の領域に対して既知の場所に配置された、前記位置追跡システムの１つ又は２つ以上のセンサのそれぞれの位置を測定することを含む、実施態様１に記載の方法。
（５） 前記位置を測定することが、前記患者の身体の表面上に付けられた前記位置追跡システムの１つ又は２つ以上の皮膚パッチセンサの位置を特定することを含む、実施態様４に記載の方法。

（６） 前記位置を測定することが、前記患者の身体内の前記関心対象の領域内に配置された１つ又は２つ以上の体内プローブの位置を特定することを含む、実施態様４に記載の方法。
（７） 前記１つ又は２つ以上のプローブが多数のプローブを含み、前記関心対象の領域をマーキングすることが、前記プローブの多数のそれぞれの場所に基づいて前記関心対象の領域の位置を特定することを含む、実施態様６に記載の方法。
（８） 前記関心対象の領域をマーキングすることが、前記位置追跡システムにより生成された前記関心対象の領域の３次元マップ内に、固定された場所をマーキングすることを含む、実施態様１に記載の方法。
（９） 前記視野を設定することが、前記関心対象の領域と前記視野との間で最大の重なり合いを提供するために、前記患者の身体を前記Ｘ線透視撮影システムに対して再配置することを含む、実施態様１に記載の方法。
（１０） 前記視野を設定することが、前記視野を再配置するようオペレータに指導する命令を出力することを含む、実施態様１に記載の方法。

（１１） 前記視野を設定することが、前記位置追跡システムにより生成された前記患者の身体の少なくとも一部のマップ上に重ねられた、前記視野の指示物を表示することを含む、実施態様１に記載の方法。
（１２） 機器であって、
Ｘ線透視撮影システム及び位置追跡システムと通信するためのインターフェイスと、
前記Ｘ線透視撮影システム及び前記位置追跡システムを共通座標系に対して位置合わせし、前記位置追跡システムによって患者の身体内の関心対象の領域をマーキングし、前記共通座標系を使用して、前記関心対象の領域が前記Ｘ線透視撮影システムの視野内に出現するように、前記視野を設定するように構成されているプロセッサと、
を含む、機器。
（１３） 前記プロセッサが、前記Ｘ線透視撮影システムを使用して、前記位置追跡システムの第１の座標系内に既知の座標を有する１つ又は２つ以上の物体を撮影し、前記撮影された物体を使用して、前記位置追跡システムの前記第１の座標系を、前記Ｘ線透視撮影システムの第２の座標系と位置合わせするように構成されている、実施態様１２に記載の機器。
（１４） 前記プロセッサが、前記患者を前記Ｘ線透視撮影システムで照射することなく、前記視野を設定するように構成されている、実施態様１２に記載の機器。
（１５） 前記プロセッサが、前記位置追跡システムを使用して、前記関心対象の領域に対して既知の場所に配置された、前記位置追跡システムの１つ又は２つ以上のセンサのそれぞれの位置を測定することによって、前記関心対象の領域をマーキングするように構成されている、実施態様１２に記載の機器。

（１６） 前記プロセッサが、前記患者の身体の表面上に付けられた前記位置追跡システムの１つ又は２つ以上の皮膚パッチセンサの位置を特定することによって、前記位置を測定するように構成されている、実施態様１５に記載の機器。
（１７） 前記プロセッサが、前記患者の身体内の前記関心対象の領域内に配置された１つ又は２つ以上の体内プローブの位置を特定することによって、前記位置を測定するように構成されている、実施態様１５に記載の機器。
（１８） 前記１つ又は２つ以上のプローブが多数のプローブを含み、前記プロセッサが、前記プローブの多数のそれぞれの場所に基づいて前記関心対象の領域の位置を特定するように構成されている、実施態様１７に記載の機器。
（１９） 前記プロセッサが、前記位置追跡システムにより生成された前記関心対象の領域の３次元マップ内に、固定された場所をマーキングすることによって、前記関心対象の領域をマーキングするように構成されている、実施態様１２に記載の機器。
（２０） 前記プロセッサが、前記関心対象の領域と前記視野との間で最大の重なり合いを提供するために、前記患者の身体を前記Ｘ線透視撮影システムに対して再配置することによって、前記視野を設定するように構成されている、実施態様１２に記載の機器。

（２１） 前記プロセッサが、前記視野を再配置するようオペレータに指導する命令を出力するように構成されている、実施態様１２に記載の機器。
（２２） 前記プロセッサが、前記位置追跡システムにより生成された前記患者の身体の少なくとも一部のマップ上に重ねられた、前記視野の指示物を表示するように構成されている、実施態様１２に記載の機器。
（２３） システムであって、
位置追跡システムと、
Ｘ線透視撮影システムと、
Ｘ線透視装置位置較正システムであって、前記Ｘ線透視撮影システム及び前記位置追跡システムを共通座標系に対して位置合わせし、前記位置追跡システムによって患者の身体内の関心対象の領域をマーキングし、前記共通座標系を使用して、前記関心対象の領域が前記Ｘ線透視撮影システムの視野内に出現するように、前記視野を設定するように構成されている、Ｘ線透視装置位置較正システムと、
を含む、システム。

Claims (18)

1. ディスプレイと、
   Ｘ線透視撮影システム及び位置追跡システムと通信するためのインターフェイスと、
   プロセッサを備える、患者の身体内の関心対象の領域が前記Ｘ線透視撮影システムの視野の中心に来るように、前記Ｘ線透視撮影システムの位置を較正するためのシステムであって、
   前記プロセッサが、
   前記Ｘ線透視撮影システム内に患者が存在しない状態において前記Ｘ線透視撮影システムによって生成された３Ｄ視野と、前記位置追跡システムによって生成された３Ｄマップと、を共通座標系に対して位置合わせし、
   前記患者の身体上に配置されたセンサを用いて、前記位置追跡システムによって前記患者の身体内の関心対象の領域をマーキングし、前記関心対象の領域の中心の周囲に球形を形成し、
   前記共通座標系を使用して、前記関心対象の領域が前記Ｘ線透視撮影システムの視野内に出現するように、前記患者を前記Ｘ線透視撮影システムで照射することなく前記３Ｄ視野を設定するように構成されているプロセッサを備え、
   前記プロセッサが、前記３Ｄ視野と、前記３Ｄマップと、を、前記ディスプレイ上に表示するように構成されており、
   前記プロセッサが、前記関心対象の領域が前記視野の中心に出現するか否かを評価し、出現していない場合、前記関心対象の領域を前記視野の中心にもってくるように前記患者又は前記Ｘ線透視撮影システムを移動させるようオペレータに指導する命令を、前記ディスプレイ上に表示するように構成されている、システム。
2. 前記プロセッサが、前記Ｘ線透視撮影システムを使用して、前記位置追跡システムの第１の座標系内に既知の座標を有する１つ又は２つ以上の物体を撮影し、前記撮影された物体を使用して、前記位置追跡システムの前記第１の座標系を、前記Ｘ線透視撮影システムの第２の座標系と位置合わせするように構成されている、請求項１に記載のシステム。
3. 前記プロセッサが、前記位置追跡システムを使用して、前記関心対象の領域に対して既知の場所に配置された、前記位置追跡システムの１つ又は２つ以上のセンサのそれぞれの位置を測定することによって、前記関心対象の領域をマーキングするように構成されている、請求項１に記載のシステム。
4. 前記プロセッサが、前記患者の身体の表面上に付けられた前記位置追跡システムの１つ又は２つ以上の皮膚パッチセンサの位置を特定することによって、前記位置を測定するように構成されている、請求項３に記載のシステム。
5. 前記プロセッサが、前記患者の身体内の前記関心対象の領域内に配置された１つ又は２つ以上の体内プローブの位置を特定することによって、前記位置を測定するように構成されている、請求項３に記載のシステム。
6. 前記１つ又は２つ以上のプローブが多数のプローブを含み、前記プロセッサが、前記プローブの多数のそれぞれの場所に基づいて前記関心対象の領域の位置を特定するように構成されている、請求項５に記載のシステム。
7. 前記プロセッサが、前記位置追跡システムにより生成された前記関心対象の領域の３次元マップ内に、固定された場所をマーキングすることによって、前記関心対象の領域をマーキングするように構成されている、請求項１に記載のシステム。
8. 前記プロセッサが、前記関心対象の領域と前記視野との間で最大の重なり合いを提供するために、前記患者の身体を前記Ｘ線透視撮影システムに対して再配置することによって、前記視野を設定するように構成されている、請求項１に記載のシステム。
9. 前記プロセッサが、前記位置追跡システムにより生成された前記患者の身体の少なくとも一部のマップ上に重ねられた、前記視野の指示物を表示するように構成されている、請求項１に記載のシステム。
10. プロセッサ及びディスプレイを備えた、患者の身体内の関心対象の領域がＸ線透視撮影システムの視野の中心に来るように、前記Ｘ線透視撮影システムの位置を較正するためのシステムの作動方法であって、
    前記プロセッサが、
    前記Ｘ線透視撮影システム内に患者が存在しない状態において前記Ｘ線透視撮影システムによって生成された３Ｄ視野と、位置追跡システムによって生成された３Ｄマップと、を共通座標系に対して位置合わせすることと、
    前記患者の身体上に配置されたセンサを用いて、患者の身体内の関心対象の領域を、前記位置追跡システムによりマーキングし、前記関心対象の領域の中心の周囲に球形を形成することと、
    前記共通座標系を使用して、前記関心対象の領域が前記Ｘ線透視撮影システムの視野内に出現するように、前記患者を前記Ｘ線透視撮影システムで照射することなく前記３Ｄ視野を設定することと、
    前記３Ｄ視野と、前記３Ｄマップと、を、前記ディスプレイ上に表示することと、
    前記関心対象の領域が前記視野の中心に出現するか否かを評価し、出現していない場合、前記関心対象の領域を前記視野の中心にもってくるように前記患者又は前記Ｘ線透視撮影システムを移動させるようオペレータに指導する命令を、前記ディスプレイ上に表示することと、
    を含む、方法。
11. 前記Ｘ線透視撮影システム及び前記位置追跡システムを前記共通座標系に対して位置合わせすることが、前記Ｘ線透視撮影システムを使用して、前記位置追跡システムの第１の座標系内に既知の座標を有する１つ又は２つ以上の物体を撮影することと、前記撮影された物体を使用して、前記位置追跡システムの前記第１の座標系を、前記Ｘ線透視撮影システムの第２の座標系と位置合わせすることと、を含む、請求項１０に記載の方法。
12. 前記関心対象の領域をマーキングすることが、前記位置追跡システムを使用して、前記関心対象の領域に対して既知の場所に配置された、前記位置追跡システムの１つ又は２つ以上のセンサのそれぞれの位置を測定することを含む、請求項１０に記載の方法。
13. 前記位置を測定することが、前記患者の身体の表面上に付けられた前記位置追跡システムの１つ又は２つ以上の皮膚パッチセンサの位置を特定することを含む、請求項１２に記載の方法。
14. 前記位置を測定することが、前記患者の身体内の前記関心対象の領域内に配置された１つ又は２つ以上の体内プローブの位置を特定することを含む、請求項１２に記載の方法。
15. 前記１つ又は２つ以上のプローブが多数のプローブを含み、前記関心対象の領域をマーキングすることが、前記プローブの多数のそれぞれの場所に基づいて前記関心対象の領域の位置を特定することを含む、請求項１４に記載の方法。
16. 前記関心対象の領域をマーキングすることが、前記位置追跡システムにより生成された前記関心対象の領域の３次元マップ内に、固定された場所をマーキングすることを含む、請求項１０に記載の方法。
17. 前記視野を設定することが、前記関心対象の領域と前記視野との間で最大の重なり合いを提供するために、前記患者の身体を前記Ｘ線透視撮影システムに対して再配置することを含む、請求項１０に記載の方法。
18. 前記視野を設定することが、前記位置追跡システムにより生成された前記患者の身体の少なくとも一部のマップ上に重ねられた、前記視野の指示物を表示することを含む、請求項１０に記載の方法。

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