JP6770655B2 - ライブ２次元ｘ線画像において介入装置の空間情報を提供する装置及び対応する方法 - Google Patents

Description

本発明は、ライブ２次元Ｘ線画像において介入装置の空間情報を提供する装置、Ｘ線撮像システム、ライブ２次元Ｘ線画像において介入装置の空間情報を提供する方法、このような装置を制御するコンピュータプログラム要素及び前記プログラム要素を記憶したコンピュータ可読媒体に関する。

Ｘ線ガイド介入において、蛍光透視法が、介入中にツールを目標に向けてナビゲートするのに使用されうる。蛍光透視法は、対象のリアルタイムの動く画像を得ることができるようにＸ線を使用する撮像技術である。特に、人間の視覚により見えない挿入された介入装置は、対象に対して可視にされる。

深度情報を獲得するために、バイプレーン撮像のような、追加のＸ線画像が、要求される。しかしながら、これは、扱いにくいかもしれず、追加のＸ線照射を生じうる。

代わりに、３次元超音波撮像のような、第２の撮像モダリティが、使用されてもよい。ＷＯ２０１１／０７０４７７Ａ１は、組み合わせられたＸ線及び超音波撮像システムを記載し、３次元超音波撮像データは、リアルタイムで、Ｘ線画像を補いうる。深度情報を提供するのに加えて、超音波データは、軟組織のような、低いＸ線可視性を持つ構造を可視にしうる。

したがって、対象の３次元情報を提供する容易化された視覚化技術を提供する必要性が、存在しうる。

本発明の目的は、独立請求項の対象物により解決され、更なる実施例は、従属請求項に組み込まれる。本発明の以下に記載される態様が、ライブ２次元Ｘ線画像において介入装置の空間情報を提供する装置、Ｘ線撮像システム、ライブ２次元Ｘ線画像において介入装置の空間情報を提供する方法、このような装置を制御するコンピュータプログラム要素及び前記プログラム要素を記憶したコンピュータ可読媒体にも適用されることに注意すべきである。

第１の態様によると、ライブ２次元Ｘ線画像において介入装置の空間情報を提供する装置が、提供される。前記装置は、入力ユニット及び処理ユニットを有する。前記入力ユニットは、患者の身体の一部に関連した関心領域のライブ２次元Ｘ線画像を提供するように構成される。目標場所は、前記関心領域内にある。前記入力ユニットは、前記関心領域の少なくとも一部及び介入装置の少なくとも一部のライブ３次元超音波データを提供するように更に構成される。前記処理ユニットは、前記ライブ２次元Ｘ線画像に対して前記ライブ３次元超音波データを位置合わせするように構成される。前記処理ユニットは、前記３次元超音波データにおいて前記目標場所を識別し、前記ライブ３次元超音波データに基づいて、前記介入装置の一部と前記目標場所との間の空間関係を決定するように構成される。前記処理ユニットは、前記空間関係を示すグラフィック表現を生成するように構成される。前記グラフィック表現は、前記ライブ２次元Ｘ線画像とともに表示されるように提供される。

この第１の態様の典型的な実施例として、ライブ２次元Ｘ線画像において介入装置の空間情報を提供する装置が、提供される。前記装置は、入力ユニット及び処理ユニットを有する。前記入力ユニットは、患者の身体の一部に関連した関心領域の現実の（又はライブ、又は現在の）２次元Ｘ線画像を提供するように構成される。目標場所は、前記関心領域内にある。介入装置の少なくとも一部は、前記関心領域内に配置される。前記入力ユニットは、前記関心領域の少なくとも前記一部及び前記介入装置の少なくとも一部の現実の（又はライブ、又は現在の）３次元超音波データを提供するように更に構成される。前記目標場所は、前記関心領域内にある。前記処理ユニットは、前記現実の２次元Ｘ線画像に対して前記現実の３次元超音波データを位置合わせするように構成される。前記処理ユニットは、前記３次元超音波データにおいて前記目標場所を識別し、前記現実の３次元超音波データに基づいて、前記介入装置の前記一部と前記目標場所との間の空間関係を決定するように構成される。前記処理ユニットは、前記空間関係から前記現実の２次元Ｘ線画像の投影方向における距離値を取り出すようにも構成される。前記処理ユニットは、前記距離値に基づいて、前記空間関係を示すグラフィック表現を生成するように構成される。前記グラフィック表現は、前記現実の２次元Ｘ線画像とともに表示されるように提供される。前記グラフィック表現は、したがって、前記現実の２次元Ｘ線画像とともに表示可能である。

用語「患者」は、例えば介入処置又は検査を受けている対象を指す。患者は、「対象」又は「個人」と称されることもできる。個人、すなわち対象は、したがって、前記処置に対する関心対象である。

一例において、前記入力ユニットは、前記現実の２次元Ｘ線画像及び前記現実の３次元超音波データを提供する。

用語「内に配置される」は、前記装置が少なくとも一部で前記関心対象内に存在することを指す。前記装置は、したがって、前記関心領域内に配置される又は備えられる。カテーテル、ガイドワイヤ又は針等である前記装置の一例において、前記装置は、例えば前記装置の先端又は他の所定の部分が前記関心領域内に、すなわち２次元及び３次元画像データ、すなわち前記２次元Ｘ線画像及び前記３次元超音波データによりカバーされる視野内にあるように挿入される。

一例において、前記２次元Ｘ線画像及び前記３次元超音波データは、同じ現実の時点若しくは瞬間、又は時間範囲若しくは時間期間を参照するので、それぞれの２次元及び３次元データは、異なる画像データ取得技術による異なるデータ情報を持つ、同じ関心領域を示す。したがって、例えば先端が前記関心領域内であるように配置された前記介入装置は、２次元及び３次元データの両方に存在する。

一例において、前記関心領域は、ユーザが前記介入装置を前記目標場所までナビゲートする患者の身体の一部である。前記介入装置の所定の点は、目標場所までナビゲートされるべきである。例えば、先端部分が、前記目標場所までナビゲートされるべきである。更なる例において、シャフト又は側部が、前記目標場所までナビゲートされるべきである。

一例において、（前記現実のＸ線画像により提供される）前記関心領域は、前記介入装置の前記所定の点を示し、すなわち、前記介入装置は、前記介入装置の前記所定の点が前記関心領域内に配置されるように移動される。

一例において、前記処理ユニットは、前記現実の２次元Ｘ線画像及び前記グラフィック表現を表示するための画像データを提供するように構成される。

一例において、前記介入装置の前記一部は、前記目標に向けてナビゲートされるべきである点又は部分を持つ前記介入装置の部分に関する。前記介入装置の前記一部は、したがって、前記介入装置の所定の点を有する。

一例において、前記３次元超音波データは、前記介入装置の前記所定の点の３次元超音波データを有し、すなわち、前記介入装置は、前記介入装置の前記所定の点が前記超音波データによりカバーされる部分内に配置されるように移動される。

前記目標場所は、目標又は目標位置として規定される所定の場所とも称される。一例において、前記ユーザは、前記介入装置の所定の点を前記所定の目標場所までナビゲートする。

用語「示す」は、前記ユーザが、好適に容易化された様式で現実の距離を近くすることを可能にする表現を指す。

一例において、前記グラフィック表現は、前記空間関係に基づく。

一例において、前記グラフィック表現は、前記現実の２次元Ｘ線画像とともに表示される。

一例において、用語「識別する」は、前記３次元超音波データにおいて前記目標場所を決定することに関する。これは、前記ユーザにより手動で提供されてもよい。他の例において、これは、により提供される。

用語「現実の」は、前記２次元Ｘ線画像及び前記３次元超音波データが取得される現在の状況を指す。

用語「ライブ」は、現実の（又は現在の）画像データを指す。ライブ、すなわち現実（現在）は、任意の変化、すなわち前記介入装置の移動が、前記２次元Ｘ線画像上で即座に示されることを意味する。

用語「ナビゲートする」は、前記目標場所に到達するような形でユーザにより前記介入装置を操作することに関する。

一例において、前記現在の２次元Ｘ線画像及び前記３次元超音波データの位置合わせは、それぞれの空間フレームを位置合わせすることにより提供される。一例において、それぞれの画像取得手段が、互いに位置合わせされる。他の例において、前記現在の２次元Ｘ線画像及び前記３次元超音波データの位置合わせは、両方の画像タイプにおいて可視であるランドマークにより提供される。他のオプションにおいて、前記位置合わせは、前記介入装置により提供される。

用語「目標場所」は、前記対象内の特定の関心点に関する。前記特定の関心点は、前記対象に関して静止していることができ、したがって前記対象に関して移動していない。他の例において、前記特定の関心点は、例えば患者運動により、前記対象とともに移動することができる。他の例において、前記特定の関心点は、前記対象に関して移動する、すなわち前記対象内で移動することができる。

前記グラフィック表現は、距離符号化と称されることもできる。これは、前記グラフィック表現が、前記目標場所に関して介入装置の一部の異なる深度レベルを示すように設計されることを意味する。例えば、異なる色が、符号パターンに対して規定されることができる。

前記２次元Ｘ線画像は、ｘ−ｙ平面内の前記患者の身体の投影画像と称されることもできる。

前記現実の３次元超音波データは、現実の３次元超音波画像データと称されることもできる。

前記３次元超音波データは、ｘ−ｙ平面内の空間情報に加えて、ｚ方向における取得された画像の追加の空間情報を含む画像データに関することもできる。

前記介入装置の点及び前記目標場所の空間関係は、ｘ、ｙ及びｚ方向における距離値と称されることもできる。

前記現実の２次元Ｘ線画像の投影方向における距離値は、前記２次元Ｘ線画像のｚ方向における距離値又は深度又は深度値と称されることもできる。

一例において、前記処理ユニットは、前記現実の２次元Ｘ線画像の投影方向に対して前記現実の３次元超音波データを位置合わせするように構成される。

一例において、前記処理ユニットにより前記グラフィック表現を生成することは、前記距離値を前記グラフィック表現に変換することにより提供される。

他の例において、現実の２次元Ｘ線画像において介入装置の空間情報を提供する装置が、提供される。前記装置は、入力ユニット及び処理ユニットを有する。前記入力ユニットは、患者の身体の一部に関連した関心領域の現実の２次元Ｘ線画像を提供するように構成される。目標場所は、前記関心領域内にある。前記入力ユニットは、前記関心領域の少なくとも一部及び介入装置の少なくとも一部の現実の３次元超音波データを提供するように更に構成される。前記処理ユニットは、前記現実の２次元Ｘ線画像に対して前記現実の３次元超音波データを位置合わせするように構成される。前記処理ユニットは、前記３次元超音波データにおいて前記目標場所を識別し、前記介入装置の一部が前記関心領域内に配置されるように前記介入装置が移動される場合に、前記現実の３次元超音波データに基づいて、前記介入装置の一部と前記目標場所との間の空間関係を決定するようにも構成される。前記空間関係は、深度値又は前記２次元Ｘ線画像のｚ方向における距離値と称される。前記処理ユニットは、前記空間関係から前記現実の２次元Ｘ線画像の投影方向における距離値を取り出し、前記距離値に基づいてグラフィック表現を生成するように構成され、前記グラフィック表現は、前記現実の２次元Ｘ線画像とともに表示される。

一例において、前記処理ユニットは、前記介入装置の一部が前記関心領域内に配置されるように前記介入装置が移動される場合に、前記介入装置の一部と前記目標場所との間の前記空間関係を決定するように構成される。前記空間関係は、深度値又は前記２次元Ｘ線画像のｚ方向における距離値である。前記処理ユニットは、前記距離値に基づいてグラフィック表現を生成するように構成される。

一例によると、前記現実の２次元Ｘ線画像の前記投影方向における前記距離値は、前記２次元Ｘ線画像のｚ方向における距離値である。

ｚ方向は、前記２次元Ｘ線画像に垂直である。

一例によると、前記処理ユニットは、前記現実の２次元Ｘ線画像及び前記現実の２次元Ｘ線画像内の前記グラフィック表現を有する画像データを生成するように構成される。

一例によると、前記グラフィック表現は、符号化されたグラフィック表現である。オプションにおいて、色符号又はパターン符号のような符号化された情報は、前記ユーザに近すぎる若しくは遠すぎる、又はＸ線投影の視線方向において、前記目標が配置される面の後ろ又は前のような、特定の相対距離を示す。他の例において、前記符号化された情報は、目標面の１０ｍｍ後ろ又は７．５ｍｍ前のような、特定の絶対距離を示す。

一例において、前記符号化されたグラフィック表現は、色符号又はパターン符号の形の符号化された情報を有する。

一例によると、前記現実の２次元Ｘ線画像及び前記２次元Ｘ線画像内の前記グラフィック表現を有する前記画像データを表示するように構成された表示ユニットが、提供される。

一例によると、前記処理ユニットは、前記現実の２次元Ｘ線画像において前記目標場所を識別し、視覚的に示すように構成される。

一例によると、前記目標場所は、前記現実の３次元超音波データにおいて可視のマーカを備える。

したがって、前記装置は、現実の２次元Ｘ線画像において介入装置の空間情報を提供する装置と称されることもできる。

一例において、前記２次元Ｘ線画像は、表示ユニット上に示される。

一例において、前記表示ユニットは、スクリーンである。

一例において、前記グラフィック表現は、前記目標場所において表示される。

一例において、前記介入装置の所定の点は、前記介入装置の先端であることができる。

一例において、前記介入装置は、２次元Ｘ線及び３次元超音波の両方で取得される。

一例において、前記介入装置は、経カテーテル装置であることができる。

一例において、Ｘ線及び介入超音波座標系は、システムにより位置合わせされる。

例えば、このような位置合わせは、フィリップスによるエコーナビゲータ（登録商標）と称されるシステムにより提供される。

一例において、前記目標場所は、心臓の主要な血管であることができ、例えば、ステントが、前記介入装置のサポートでこの中に配置されるように入る。

結果として、Ｘ線画像を散らかすことなしに前記２次元Ｘ線画像に有用な３次元情報を持ち込む視覚化技術が、提供される。Ｘ線画像投影は、「深度」情報を示さないので、投影方向におけるこの次元は、ここで、Ｘ線２次元投影画像に戻され、すなわち、この２次元画像は、相対的な深度情報で強化又は拡張される。これは、前記ユーザ、例えばインターベンショニストが、前記介入装置を前記目標場所にナビゲートするのに前記２次元Ｘ線画像を信頼しうることを意味する。前記空間関係から、目標（すなわち目標場所、目標位置又は目標点）までの前記介入装置の投影方向における距離値、又はいわゆる相対深度をも取り出し、前記距離値をグラフィック表現に変換することにより、現実の２次元Ｘ線画像が生成され、前記２次元Ｘ線画像を散らかすことなしに前記相対深度情報に関する追加の視覚的情報とともに前記２次元Ｘ線画像上の前記介入装置の移動を示す。これにより、前記ユーザは、関連情報に集中することができ、気を散らされない。前記追加の情報が、超音波により提供されるので、更なるＸ線照射は、要求されない。

更に他の例において、現実の２次元Ｘ線画像において介入装置の空間情報を提供する装置が、提供される。前記装置は、入力ユニット及び処理ユニットを有する。前記入力ユニットは、異なるデータソースからの複数のデータを扱うように構成される。これは、異なるデータタイプを扱うようにも構成される。前記入力ユニットは、関心領域の現実の２次元Ｘ線画像を提供するように構成される。前記関心領域は、ユーザが介入装置をナビゲートする患者の身体の一部に関する。前記介入装置の所定の点は、前記関心領域内の所定の目標場所にナビゲートされるべきである。前記入力ユニットは、前記介入装置の前記所定の点を有する前記関心領域の少なくとも一部の現実の３次元超音波データを提供するように更に構成される。前記処理ユニットは、前記現実の２次元Ｘ線画像の投影方向に対して前記現実の３次元超音波データを位置合わせするように構成される。前記処理ユニットは、前記３次元超音波データ内の所定の目標場所を識別し、前記現実の３次元超音波データに基づいて、少なくとも前記現実の２次元Ｘ線画像の前記投影方向において前記介入装置の前記所定の点の現実の位置と前記所定の目標場所との間の空間関係を決定するように構成される。一例において、前記処理ユニットは、手術を開始する前に前記ユーザ、すなわち外科医からの幾何学的コマンドを処理することにより前記所定の目標場所を識別する。例えば、前記ユーザは、前記患者の身体の幾何学的情報を前記入力ユニットを介して前記装置の前記処理ユニットに送信する。一例において、前記処理ユニットは、一度前記介入装置の前記一部が、３次元超音波装置により取得されることができる領域内になると、前記目標場所と前記介入装置の前記一部との間の前記距離値を決定する。他の例において、前記処理ユニットは、一度両方が前記関心領域内になると、前記介入装置と前記目標場所との間の前記距離値を決定する。前記処理ユニットは、前記空間関係から前記現実の２次元Ｘ線画像の前記投影方向における距離値を取り出し、前記距離値を符号化されたグラフィック表現に変換するように構成される。前記処理ユニットは、前記現実の２次元Ｘ線画像内の前記目標場所を識別し、視覚的に示すように構成される。前記処理ユニットは、前記現実の２次元Ｘ線画像及び前記符号化されたグラフィック表現を表示するための画像データを提供するように構成される。

第２の態様によると、ライブ２次元Ｘ線画像において介入装置の空間情報を提供するＸ線撮像システムが、提供される。前記システムは、Ｘ線撮像装置と、超音波撮像装置と、上記の例の１つによるライブ２次元Ｘ線画像において介入装置の空間情報を提供する装置とを有する。前記Ｘ線撮像装置は、前記現実の２次元Ｘ線画像、すなわち患者の身体の一部に関する前記関心領域の前記現実の２次元Ｘ線画像を提供し、前記目標場所は、前記関心領域内にあり、前記介入装置の少なくとも前記一部が、関心領域内に配置される。前記超音波撮像装置は、現実の３次元超音波データ、すなわち前記介入装置の一部と前記関心領域の一部の前記現実の３次元超音波データを提供し、前記目標場所は、前記関心領域内にある。

一例において、前記関心領域は、ユーザが介入装置をナビゲートする前記患者の身体の一部に関する。前記介入装置の所定の点は、前記関心領域内の所定の目標場所にナビゲートされるべきである。

前記Ｘ線撮像システムは、ライブ２次元Ｘ線画像において介入装置の空間情報を表示するためのＸ線撮像システムと称されることもできる。

用語「提供する」は、Ｘ線画像を取得するとも称されることができる。

例において、前記Ｘ線撮像装置は、ユーザが介入装置をナビゲートする前記患者の身体の一部に関する関心領域の前記現実の２次元Ｘ線画像を提供する。前記介入装置の所定の点は、前記関心領域内の所定の目標場所にナビゲートされるべきである。

一例によると、前記超音波撮像装置は、患者の体内に挿入可能である。

更に他の例において、ライブ２次元Ｘ線画像において介入装置の空間情報を提供するシステムが、提供される。前記システムは、Ｘ線撮像装置と、超音波撮像装置と、上記の例によるライブ２次元Ｘ線画像において介入装置の空間情報を提供する装置とを有する。前記Ｘ線撮像装置は、関心領域の現実の２次元Ｘ線画像を提供する。前記関心領域は、ユーザが介入装置をナビゲートする前記患者の身体の一部に関する。前記介入装置の所定の点は、前記関心領域内の所定の目標場所にナビゲートされるべきである。前記超音波撮像装置は、前記介入装置の前記所定の点を有する前記関心領域の少なくとも一部の現実の３次元超音波データを提供する。

第３の態様によると、ライブ２次元Ｘ線画像において介入装置の空間情報を提供する方法が、提供される。前記方法は、以下のステップを有する。
ａ）第１のステップにおいて、前記患者の身体の一部に関する関心領域の現実の２次元Ｘ線画像が、提供され、目標場所は、前記関心領域内にある。介入装置の少なくとも一部は、前記関心領域内に配置される。
ｂ）第２のステップにおいて、前記関心領域の少なくとも一部及び介入装置の少なくとも一部の現実の３次元超音波データが、提供される。
ｃ１）第３のステップにおいて、前記現実の３次元超音波データが、前記現実の２次元Ｘ線画像に位置合わせされる。
ｃ２）第４のステップにおいて、前記３次元超音波データ内の前記目標場所が、識別され、前記介入装置の前記一部と前記目標場所との間の前記空間関係が、前記現実の３次元超音波データに基づいて決定される。更に、前記現実の２次元Ｘ線画像の投影方向における距離値が、前記空間関係から取り出される。
ｃ３）第５のステップにおいて、前記距離値に基づいて、前記現実の２次元Ｘ線画像とともに表示されるべきである前記空間関係を示すグラフィック表現が、生成される。

他の例において、前記現実の２次元Ｘ線画像内の前記目標場所が識別され、視覚的に示される、ステップｄ）とも称される更なる（第６の）ステップが、提供される。

ステップｅ）とも称される他の（第７の）ステップにおいて、前記現実の２次元Ｘ線画像及び前記グラフィック表現を表示するための画像データが、提供される。

一例において、前記関心領域は、ユーザが介入装置をナビゲートする患者の身体の一部に関する。例えば、前記介入装置の所定の点は、前記関心領域内の所定の目標場所にナビゲートされるべきである。

一例において、前記関心領域は、前記介入装置の前記所定の点を有する。

一例において、ステップｃ１）において、前記現実の２次元Ｘ線画像の投影方向に対して前記現実の３次元超音波データを位置合わせするステップが、提供される。

一例において、ステップｃ２）において、前記３次元超音波データ内の前記所定の目標場所を識別し、前記現実の３次元超音波データに基づいて、少なくとも前記現実の２次元Ｘ線画像の前記投影方向において前記介入装置の前記所定の点と前記所定の目標場所との間の空間関係を決定するステップが、提供される。

前記グラフィック表現は、符号化されたグラフィック表現であってもよい。

一例において、ステップｅ）において又はステップｅ）の後に続いて、前記現実の２次元Ｘ線画像及び前記グラフィック表現を有する前記画像データが、表示される。

一例において、ステップａ）乃至ｅ）は、前記ユーザが、前記患者の身体内の前記関心領域の即座の現実のデータを持つように、同時の連続的な形で提供される。

一例において、前記距離値、例えば、前記介入装置の前記点と前記目標場所との間の距離は、３次元超音波において決定される。例えば、前記投影方向における前記介入装置の前記点と前記目標場所との間の距離値は、前記投影方向における前記Ｘ線源までの前記目標場所の距離から前記投影方向における前記Ｘ線源までの前記介入装置の前記点の距離を、又はその逆を減算することにより計算される。

一例において、前記相対深度は、前記目標場所と、前記目標及び前記Ｘ線撮像装置の両方を通る線に対する前記介入装置の前記目標点の投影との間の距離として計算される。前記投影は、例えば、前記介入装置の前記点の標準的なユークリッド投影であってもよい。

他の例において、前記介入装置の向きの推定が前記介入装置の前記点の位置に加えて利用可能であると仮定して、前記介入装置の前記点を通る前記線に最も近い点が、提供され、前記介入装置とアラインされる。

したがって、前記方法は、現実の又はライブ２次元Ｘ線画像において介入装置の空間情報を表示する方法とも称されることができる。

一例によると、前記グラフィック表現は、前記目標場所に表示される。

一例において、第１の円は、前記２次元Ｘ線画像内の前記目標場所を示し、前記第１の円は、色符号化によって色を変える。

一例において、前記色符号化は、前記介入装置が前記目標場所に近すぎるか又は遠すぎるかを示す。

他の例によると、前記現実の２次元Ｘ線画像において前記介入装置の位置を識別し、視覚的に示すことを有するステップｄ）が、提供される。更に、前記グラフィック表現が前記介入装置の位置に表示されることを有するステップｅ）が、提供される。

オプションにおいて、前記グラフィック表現は、前記現実の２次元Ｘ線画像内の前記介入装置の位置の変化を追う。

更に他の例において、ライブ２次元Ｘ線画像において介入装置の空間情報を提供する方法が、提供される。前記方法は、以下のステップを有する。ステップａ）とも称される第１のステップにおいて、関心領域の現実の２次元Ｘ線画像が、提供され、前記関心領域は、ユーザが介入装置をナビゲートする患者の身体の一部に関する。前記介入装置の所定の点は、前記関心領域内の所定の目標場所にナビゲートされるべきである。ステップｂ）とも称される第２のステップにおいて、前記介入装置の前記所定の点を有する前記関心領域の少なくとも一部の現実の３次元超音波データが、提供される。ステップｃ１）とも称される第３のステップにおいて、前記現実の３次元超音波データが、前記現実の２次元Ｘ線画像の投影方向に対して位置合わせされる。ステップｃ２）とも称される第４のステップにおいて、前記３次元超音波データ内の前記所定の目標場所は、識別され、少なくとも前記現実の２次元Ｘ線画像の投影方向における前記介入装置の前記所定の点の現実の位置と前記所定の目標場所との間の前記空間関係が、前記現実の３次元超音波データに基づいて決定される。ステップｃ３）とも称される第５のステップにおいて、前記空間関係から前記投影方向における距離が、取り出され、前記距離値は、符号化されたグラフィック表現に変換される。ステップｄ）とも称される第６のステップにおいて、前記現実の２次元Ｘ線画像内の前記目標場所が、識別され、視覚的に示される。ステップｅ）とも称される第７のステップにおいて、前記現実の２次元Ｘ線画像及び前記符号化されたグラフィック表現を表示するための画像データが、提供される。

一態様によると、グラフィック表現により前記現実の２次元Ｘ線画像に垂直な目標に対する介入装置の距離を視覚化することが、提供される。これにより、ユーザは、深度方向とも称されることができる前記２次元画像に垂直な方向における前記介入装置の位置に関する情報を提供される。例えば、前記現実の２次元Ｘ線画像上で、介入装置を目標点にナビゲートする場合、前記ユーザは、前記２次元面における前記目標に対する前記介入装置の位置を提供される。前記深度方向における前記介入装置の向きは、前記介入装置が前記目標点から遠いか又は近いかを示す色符号化を持つ円のような、グラフィック表現により視覚化される。前記Ｘ線画像に加えて、介入超音波は、したがって、３次元において生体構造及び介入ツールに関する有用な追加の情報を提供する。結果として、Ｘ線及び介入超音波からの情報の融合が、達成される。前者が投影的あり、後者が体積である、これらのモダリティの異なる幾何学的性質は、結合又は融合された情報を前記ユーザに提示するように結合される。超音波撮像からの３次元情報は、投影Ｘ線画像と融合され、（超音波からの）３次元情報をも有する２次元画像（Ｘ線投影画像）を提供する。

本発明のこれら及び他の態様は、以下に記載される実施例を参照して説明され、明らかになる。

本発明の典型的な実施例は、以下の図面を参照して以下に記載される。

ライブ２次元Ｘ線画像において介入装置の空間情報を提供する装置の一例を示す。 介入装置、超音波画像装置、目標場所及びグラフィック表現を持つ関心領域の２次元Ｘ線画像の一例を示す。 現実の２次元Ｘ線画像上のグラフィック表現の他の典型的な図を示す。 ライブ２次元Ｘ線画像において介入装置の空間情報を提供する方法の一例を示す。 図２の写真図を示す。 図３の写真図を示す。

図１は、２次元投影Ｘ線画像において介入装置の空間情報を表示する装置１０を示す。装置１０は、入力ユニット１２及び処理ユニット１６を有する。入力ユニット１２は、（図２及び図３に示されるように）患者の身体の一部に関する関心領域の現実の２次元Ｘ線画像１８を提供するように構成される。（図２及び図３に示される）目標場所２２は、前記関心領域内にある。介入装置の少なくとも一部２０は、前記関心領域内に配置される。入力ユニット１２は、前記関心領域の少なくとも一部及び介入装置１９の少なくとも一部２０の現実の３次元超音波データを提供するように更に構成される。目標場所２２は、前記関心領域内にある。処理ユニット１６は、現実の２次元Ｘ線画像１８に対して現実の３次元超音波データを位置合わせするように構成される。処理ユニット１６は、前記３次元超音波データにおいて目標場所２２を識別し、前記現実の３次元超音波データに基づいて、介入装置１９の一部２０と目標場所２２との間の空間関係を決定するように構成される。処理ユニット１６は、前記空間関係から前記現実の２次元Ｘ線画像の投影方向における距離値を取り出すように構成される。処理ユニット１６は、前記距離値に基づいて、前記空間関係を示し、現実の２次元Ｘ線画像１８とともに表示されるグラフィック表現３２、例えば、符号化されたグラフィック表現を生成するように構成される。

図示されない例において、処理ユニット１６は、現実の２次元Ｘ線画像１８及びグラフィック表現３２を表示するための画像データを提供するように構成される。一例において、介入装置１９の一部２０は、前記介入装置の所定の点を有する。

一例において、前記関心領域は、前記関心領域は、ユーザが介入装置１９をナビゲートする前記患者の身体の一部に関する。

他の図示されない例において、前記処理ユニットは、前記空間関係から前記現実の２次元Ｘ線画像の投影方向２６（図２に示される）における距離値を取り出し、前記距離値に基づいてグラフィック表現３２を生成するように構成される。

他の図示されない例において、前記処理ユニットは、前記現実の２次元Ｘ線画像内の目標場所２２を識別し、視覚的に示すように構成される。

他の図示されない例において、前記目標場所は、前記現実の３次元超音波データにおいて可視のマーカを備える。

オプションとして示される、一例において、現実の２次元Ｘ線画像１８及び前記現実の２次元Ｘ線画像内のグラフィック表現３２を有する前記画像データを表示するように構成された表示ユニット１４が、提供される。

他の図示されない例において、ライブ２次元Ｘ線画像において介入装置の空間情報を提供するシステムが、提供される。前記システムは、図２又は図３に示されるように、Ｘ線撮像装置、超音波撮像装置３６、及び現実の２次元Ｘ線画像１８において介入装置１９の空間情報を提供する装置１０の一例を有する。前記Ｘ線撮像装置は、関心領域の前記現実の２次元Ｘ線画像を提供する。超音波撮像装置３６は、介入装置１９の少なくとも一部２０を有する前記関心領域の少なくとも一部の現実の３次元超音波データを提供する。

一例において、超音波撮像装置３６は、図２及び図３に示されるように患者の身体内に挿入可能である。

図２は、関心領域に対する現実の２次元Ｘ線画像１８の一例を示す。介入装置１９は、ユーザがナビゲートする患者の身体４０の一部に関する関心領域において示される。一例において、超音波装置３６は、前記患者の身体４０内に挿入される。図２は、目標場所２２及びグラフィック表現３２を更に示す。一例において、グラフィック表現３２は、前記２次元Ｘ線画像内の目標場所２２に対する第１の円３８を視覚化することを有する。これにより、前記ユーザは、２つのタイプの情報を提供される。第一に、前記ユーザは、前記現実の２次元Ｘ線画像内の目標場所２２の情報を提供される。第二に、グラフィック表現３２に基づいて、前記ユーザは、前記目標場所の深度情報を提供される。前記グラフィック表現は、例えば介入装置１９の一部２０と目標場所２２との間の距離値に依存して色符号を変化させるように規定されることができる。

図３は、グラフィック表現３２、すなわち距離符号化なしで、同様のグラフィック表現を持つ現実の２次元Ｘ線画像１８内に視覚的に示される目標場所２２を示す。

一例において、第１の円３８は、中間色を持つ点及び／又は円又は他のグラフィックシンボルである。更に、第２の円４２（又は他のグラフィックシンボル）も、前記２次元Ｘ線画像において視覚化される。ここで、第２の円４２は、介入装置１９の一部２０と目標場所２２との間の距離値に依存する色符号を持つグラフィック表現３２を示す。

一例において、第２の円４２は、現実の２次元Ｘ線画像１８内の介入装置１９の一部２０の移動を追う。介入装置１９の一部２０の現実の位置の変化は、一部２０の移動に関する。

前記グラフィック表現の選択は、例えば、ツールが近すぎる場合にはオレンジ、遠すぎる場合には青、及びツール及び目標が深度方向、すなわち前記Ｘ線画像の深度方向においてアラインされている場合には緑であることができる。

一例において、深度の感覚は、色より「柔軟な」遷移を持つ、サイズ変化、ぼけ及び透明度のような追加の視覚化技術により更に増大されることができる。他の視覚化技術も、提供される。

（図示されない）一例において、前記介入装置の前記一部と前記目標場所との間の距離値、例えば距離情報は、前記現実の２次元Ｘ線画像において数値形式で視覚化される。数値形式は、ｍｍ、ｃｍ等のような測定単位を参照することもできる。一例において、数値形式の前記距離値の視覚化は、前記現実の２次元Ｘ線画像において前記目標場所の近くに、例えば第１の円３８又は第２の円４２の隣に配置されることができる。

一例において、前記距離値は、前記介入装置の前記一部と前記目標場所との間の距離、すなわち相対距離又は距離（ベクトル）成分に関する。

他の例において、前記距離値は、前記介入装置の前記一部と前記目標場所との間の空間距離、すなわち現実の又は絶対距離に関する。

図４は、ライブ２次元Ｘ線画像において介入装置の空間情報を表示する対応する方法４００を示す。前記方法は、以下のステップを有する。ステップａ）とも称される第１のステップ４０２において、関心領域の現実の２次元Ｘ線画像が、提供され、前記関心領域は、患者の身体の一部に関し、目標場所は、前記関心領域内にある。介入装置の少なくとも一部は、前記関心領域内に配置される。ステップｂ）とも称される第２のステップ４０４において、前記関心領域の少なくとも一部及び前記介入装置の少なくとも一部の現実の３次元超音波データが、提供される。ステップｃ１とも称される第３のステップ４０６において、前記現実の３次元超音波データが、前記現実の２次元Ｘ線画像に対して位置合わせされる。ステップｃ２）とも称される第４のステップ４０８において、前記３次元超音波データ内の前記目標場所が、識別され、前記介入装置の前記一部と前記目標場所との間の空間関係が、前記現実の３次元超音波データに基づいて決定される。更に、前記現実の２次元Ｘ線画像の投影方向における距離値が、前記空間関係から取り出される。ステップｃ３）とも称される他のステップ４１０において、前記距離値に基づいて、前記現実の２次元Ｘ線画像とともに表示される前記空間関係を示すグラフィック表現が、生成される。

オプションとしてのみ提供され、示される、ステップｄ）とも称される他のステップ４１２において、前記現実の２次元Ｘ線画像内の前記目標場所が、識別され、視覚的に示される。オプションとして提供され、ステップｅ）とも称される他のステップ４１４において、前記現実の２次元Ｘ線画像及び前記グラフィック表現を表示するための画像データが、提供される。

他の図示されない例において、前記目標場所において前記グラフィック表現を表示することを有する更なるステップが、提供される。

一例において、前記現実の２次元Ｘ線画像及び前記グラフィック表現を有する前記画像データが、表示される。

一例において、前記グラフィック表現は、図２に示されるように前記目標場所において表示される。

一例において、前記現実の２次元Ｘ線画像において前記介入装置の位置を識別し、視覚的に示すことを有するステップ４１２が、提供され、介入装置１９の位置、例えば介入装置１９の所定の部分又は点において前記グラフィック表現を表示することを有するステップ４１４が、提供される。

（詳細には図示されない）一例において、好ましくは、前記グラフィック表現は、前記現実の２次元Ｘ線画像内の前記介入装置の位置の変化を追う。

一例において、ステップ４１４は、前記２次元Ｘ線画像において数値形式で介入装置１９と前記目標との間の距離値を視覚化することを更に有する。

図５は、図２の写真図（photographic illustration）を示し、図６は、図３の写真図を示す。前記写真図は、前記Ｘ線撮像装置による前記取得された画像のグレイの影を示す。

上記のように、円３８及び４２は、それぞれ、前記色符号化を色符号に変化させる。結果として、介入装置１９の点２０及び目標場所２２の相対深度は、前記取得された画像上で良好に強調されて示される。

本発明の他の典型的な実施例において、適切なシステム上で、先行する実施例の１つによる方法の方法ステップを実行するように構成されることを特徴とするコンピュータプログラム又はコンピュータプログラム要素が、提供される。

前記コンピュータプログラム要素は、したがって、本発明の一実施例の一部であってもよいコンピュータユニットに記憶されてもよい。このコンピューティングユニットは、上記の方法のステップを実行する又は実行するように誘導するように構成されうる。更に、上記の装置のコンポーネントを動作するように構成されてもよい。前記コンピューティングユニットは、自動的に動作するように及び／又はユーザのオーダを実行するように構成されることができる。コンピュータプログラムは、データプロセッサのワーキングメモリ内にロードされてもよい。前記データプロセッサは、したがって、本発明の方法を実行するように構成されうる。

本発明のこの典型的な実施例は、最初から本発明を使用するコンピュータプログラム及びアップデートを用いて既存のプログラムを、本発明を使用するプログラムにするコンピュータプログラムの両方をカバーする。

更に、前記コンピュータプログラム要素は、上記の方法の典型的な実施例の処置を満たすのに必要な全てのステップを提供することができる。

本発明の他の典型的な実施例によると、ＣＤ−ＲＯＭのようなコンピュータ可読媒体が、提示され、前記コンピュータ可読媒体は、記憶されたコンピュータプログラム要素を持ち、前記コンピュータプログラム要素は、先行するセクションにより記載されている。コンピュータプログラムは、他のハードウェアと一緒に又は一部として提供される光記憶媒体又は半導体媒体のような適切な媒体に記憶及び／又は分配されてもよいが、インターネット又は他の有線若しくは無線電気通信システムを介するような他の形で分配されてもよい。

しかしながら、前記コンピュータプログラムは、ワールドワイドウェブのようなネットワークを介して提示されてもよく、そのようなネットワークからデータプロセッサのワーキングメモリにダウンロードされてもよい。本発明の更なる例示的な実施例によれば、コンピュータプログラム要素をダウンロード可能にする媒体が提供され、そのコンピュータプログラム要素は、本発明の前述の実施例の１つによる方法を実行するように構成される。

本発明の実施例は、異なる対象物を参照して説明されることに留意されたい。特に、いくつかの実施例は、方法型請求項を参照して説明され、他の実施例は、装置型請求項を参照して説明される。しかしながら、当業者は、上記及び以下の説明から、特に断りのない限り、１つのタイプの対象物に属する特徴の組み合わせに加えて、異なる対象物に関連するフィーチャ間のいかなる組み合わせも、本出願で開示されていると見なされることを推測するであろう。しかしながら、全てのフィーチャは、組み合わされて、フィーチャの単純な合計以上の相乗効果を提供できる。

本発明は、図面及び前述の説明で詳細に図示及び説明されたが、そのような図示及び説明は、限定的ではなく、例示的又は典型的であると見なされるべきである。本発明は、開示された実施例に限定されない。開示された実施例に対する他の変形は、図面、開示、及び従属請求項の研究から、請求された発明を実施する際に当業者によって理解及び達成されることができる。

請求項において、単語「有する」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。単一のプロセッサ又は他のユニットが、請求項に記載されているいくつかのアイテムの機能を満たしてもよい。特定の手段が相互に異なる従属請求項に記載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。請求項中の参照符号は、範囲を限定するものとして解釈されるべきではない。

Claims (15)

1. ライブ２次元Ｘ線画像において介入装置の空間情報を提供する装置において、
   入力ユニットと、
   処理ユニットと、
   を有し、
   前記入力ユニットが、患者の身体の一部に関する関心領域の現実の２次元Ｘ線画像を提供し、目標場所が、前記関心領域内にあり、介入装置の少なくとも一部が、前記関心領域内に配置され、
   前記入力ユニットが、前記関心領域の一部及び前記介入装置の少なくとも前記一部の現実の３次元超音波データを提供し、前記目標場所が、前記関心領域内にあり、
   前記処理ユニットが、前記現実の２次元Ｘ線画像に対して前記現実の３次元超音波データを位置合わせし、前記３次元超音波データ内の前記目標場所を識別し、前記現実の３次元超音波データに基づいて、前記介入装置の前記一部と前記目標場所との間の空間関係を決定し、前記空間関係から前記現実の２次元Ｘ線画像の投影方向における距離値又は相対深度を取り出し、前記距離値又は相対深度に基づいて、前記空間関係を示し、前記現実の２次元Ｘ線画像とともに表示されるグラフィック表現を生成する、
   装置。
2. 前記現実の２次元Ｘ線画像の前記投影方向における前記距離値が、前記２次元Ｘ線画像の深度方向における距離値である、請求項１に記載の装置。
3. 前記処理ユニットが、前記現実の２次元Ｘ線画像及び前記現実の２次元Ｘ線画像内の前記グラフィック表現を有する画像データを生成する、請求項１又は２に記載の装置。
4. 前記グラフィック表現が、色又はパターン符号化されたグラフィック表現であり、
   前記符号化されたグラフィック表現が、
   ｉ）ｉ１）前記目標場所に近すぎるか若しくは遠すぎるか、又はｉ２）Ｘ線投影の視線方向において、目標が配置される面のどちら側であるかのグループの１つを有する特定の相対距離、又は
   ｉｉ）目標面の後ろ又は前の特定の絶対距離、
   を示す、
   請求項１、２又は３に記載の装置。
5. 前記現実の２次元Ｘ線画像及び前記現実の２次元Ｘ線画像内の前記グラフィック表現を有する前記画像データを表示する表示ユニットが、提供される、請求項１乃至４のいずれか一項に記載の装置。
6. 前記処理ユニットが、前記現実の２次元Ｘ線画像内の前記目標場所を識別し、前記現実の２次元Ｘ線画像内の前記目標場所を視覚的に示す、請求項１乃至５のいずれか一項に記載の装置。
7. 前記目標場所が、現実の３次元超音波画像内で可視のマーカを備える、請求項１乃至６のいずれか一項に記載の装置。
8. Ｘ線撮像装置と、
   超音波撮像装置と、
   請求項１乃至７のいずれか一項に記載の装置と、
   を有するＸ線撮像システムにおいて、
   前記Ｘ線撮像装置が、前記現実の２次元Ｘ線画像を提供し、
   前記超音波撮像装置が、前記現実の３次元超音波データを提供する、
   システム。
9. 前記超音波撮像装置が、患者の身体内に挿入可能である、請求項７に記載のシステム。
10. ライブ２次元Ｘ線画像において介入装置の空間情報を提供する装置の作動方法において、前記装置が、入力ユニット及び処理ユニットを有し、前記方法は、
    ａ）前記入力ユニットが、患者の身体の一部に関する関心領域の現実の２次元Ｘ線画像を提供するステップであって、目標場所が、前記関心領域内にあり、介入装置の少なくとも一部が、前記関心領域内に配置される、ステップと、
    ｂ）前記入力ユニットが、前記関心領域の少なくとも一部及び前記介入装置の少なくとも前記一部の現実の３次元超音波データを提供するステップであって、前記目標場所が、前記関心領域内である、ステップと、
    ｃ１）前記処理ユニットが、前記現実の２次元Ｘ線画像に対して前記現実の３次元超音波データを位置合わせするステップと、
    ｃ２）前記処理ユニットが、前記現実の３次元超音波データ内の前記目標場所を識別し、前記現実の３次元超音波データに基づいて、前記介入装置の前記一部と前記目標場所との間の空間関係を決定し、前記空間関係から前記現実の２次元Ｘ線画像の投影方向における距離値又は相対深度を取り出すステップと、
    ｃ３）前記処理ユニットが、前記距離値又は相対深度に基づいて、前記現実の２次元Ｘ線画像とともに表示されるように前記空間関係を示すグラフィック表現を生成するステップと、
    を有する、方法。
11. 前記処理ユニットが、前記目標場所において前記グラフィック表現を表示するステップを有する、請求項１０に記載の方法。
12. 前記方法が、ｄ）前記処理ユニットが、前記現実の２次元Ｘ線画像において前記介入装置の位置を識別し、視覚的に示すステップと、ｅ）前記処理ユニットが、前記介入装置の位置において前記グラフィック表現を表示するステップとを有し、
    前記グラフィック表現が、前記現実の２次元Ｘ線画像内の前記介入装置の位置の変化を追う、
    請求項１０又は１１に記載の方法。
13. ステップｅ）が、前記２次元Ｘ線画像上に数値形式で前記介入装置と前記目標との間の前記距離値を視覚化することを更に有する、請求項１０乃至１２のいずれか一項に記載の方法。
14. 処理ユニットにより実行される場合に、請求項１０乃至１３のいずれか一項に記載の方法を実行するように構成される、請求項１乃至９のいずれか一項に記載の装置を制御するコンピュータプログラム。
15. 請求項１４に記載のコンピュータプログラムを記憶したコンピュータ可読媒体。

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