(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
二次元画像を三次元ボリュームデータとレジストレーションするための方法であって、
ａ）基準座標系を有するオブジェクトの三次元ボリュームデータを入力し、第１の視方向において第１の画像面を持つ前記オブジェクトの第１の二次元画像を入力し、前記第１の視方向において前記第１の二次元画像と前記三次元ボリュームデータの視覚化とを混合するステップと、
ｂ）前記三次元ボリュームデータに関連する変換面であって前記第１の画像面に垂直な変換面を規定するステップと、
ｃ）第２の視方向において第２の画像面を持つ前記オブジェクトの第２の二次元画像を提供し、前記変換面を前記第２の二次元画像に投影するステップと、
ｄ）前記基準座標系を前記第２の二次元画像と位置合わせするステップであって、前記第２の二次元画像において少なくとも一つの位置合わせ相互作用値を生成し、前記少なくとも一つの位置合わせ相互作用値を前記変換面に投影して、少なくとも一つの変換された相互作用値を決定することを含む、ステップと、
ｅ）前記基準座標系を前記少なくとも一つの変換された相互作用値で並進させるステップと
を有する、方法。
【請求項２】
ステップｂ）の前に、
i）前記基準座標系を前記第１の二次元画像と位置合わせするステップが提供される、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
ステップｉ）において前記基準座標系が前記第１の画像面内の前記ボリュームデータの空間並進によって位置合わせされ、
ステップｄ）において前記基準座標系が前記第２の画像面内の前記ボリュームデータの空間並進によって位置合わせされ、
ステップｅ）において前記基準座標系が前記変換面内で並進される、
請求項２に記載の方法。
【請求項４】
ｆ１）追加視方向における追加画像面を持つ前記オブジェクトの追加二次元画像を提供するステップと、
ｆ２）前記変換面を前記追加二次元画像に投影するステップと、
ｇ）前記基準座標系を前記追加二次元画像と位置合わせするステップであって、少なくとも一つの追加の変換された相互作用値を決定するために少なくとも一つの追加位置合わせ相互作用値が前記変換面に投影される、ステップと、
ｈ）前記少なくとも一つの追加の変換された相互作用値で前記基準座標系を並進させるステップと
が提供される、請求項１乃至３のいずれか一項に記載の方法。
【請求項５】
ステップａ）において前記三次元ボリュームデータが前記第１の視方向に対応する第１の投影において提供され、ステップｄ）において前記三次元ボリュームデータが前記第２の視方向に対応する第２の投影において提供される、請求項１乃至４のいずれか一項に記載の方法。
【請求項６】
前記二次元画像が現在の画像として提供され、前記三次元ボリュームデータが術前三次元ボリュームデータとして提供され、
前記三次元ボリュームデータがコンピュータ断層撮影ボリュームデータとして提供され、前記第１及び第２の二次元画像がＸ線透視画像として提供される、
請求項１乃至５のいずれか一項に記載の方法。
【請求項７】
ステップｉ）及びステップｄ）において前記位置合わせが、ユーザ操作される相互作用装置によって実現され、
前記位置合わせ相互作用値が、ユーザ操作に応じて前記相互作用装置によって生成される少なくとも一つの相互作用ベクトルを有する、請求項１乃至６のいずれか一項に記載の方法。
【請求項８】
前記第１及び／又は第２の二次元画像が前記並進された三次元ボリュームデータと組み合わされて提供される、請求項１乃至７のいずれか一項に記載の方法。
【請求項９】
ステップｉ）における位置合わせ及び／又はステップｄ）における位置合わせ及び／又はステップｇ）における位置合わせがユーザによって手動で提供される、請求項１乃至８のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１０】
二次元画像を三次元ボリュームデータとレジストレーションするためのイメージング装置であって、
処理ユニットと、
表示ユニットと、
位置合わせユニットとを有し、
前記処理ユニットが、
基準座標系を有する三次元ボリュームデータをを入力し、
第１の視方向において第１の画像面を持つ前記オブジェクトの第１の二次元画像を入力し、
前記第１の視方向において前記第１の二次元画像と前記三次元ボリュームデータの視覚化とを混合し、
前記三次元ボリュームデータに関連する変換面であって前記第１の画像面に垂直な変換面を規定し、
第２の視方向において第２の画像面を持つ前記オブジェクトの第２の二次元画像を提供し、
前記変換面を前記第２の二次元画像に投影し、
前記基準座標系と前記第２の二次元画像との位置合わせのために、前記第２の二次元画像において少なくとも一つの位置合わせ相互作用値を生成し、前記少なくとも一つの位置合わせ相互作用値を前記変換面に投影して、少なくとも一つの変換された相互作用値を決定し、前記基準座標系を前記少なくとも一つの変換された相互作用値で並進させ、
前記位置合わせユニットが前記基準座標系と前記第２の二次元画像との前記位置合わせを前記処理ユニットに実行させる、
イメージング装置。
【請求項１１】
前記位置合わせユニットを制御するインターフェースユニットが提供される、請求項１０に記載のイメージング装置。
【請求項１２】
二次元及び三次元画像データをレジストレーションするためのイメージングシステムであって、
画像収集装置と、
請求項１０又は１１に記載のイメージング装置とを有し、
前記画像収集装置が第１の二次元画像と第２の二次元画像のためのデータを収集する、
イメージングシステム。
【請求項１３】
処理ユニットによって実行されるときに、請求項１乃至９のいずれか一項に記載の方法の各ステップを実行するように構成される、請求項１０若しくは１１に記載のイメージング装置又は請求項１２に記載のイメージングシステムを制御するためのコンピュータプログラム。
【請求項１４】
請求項１３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。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は３Ｄボリュームデータとの２Ｄ画像のレジストレーションに関する。本発明は特に２Ｄ画像を３Ｄボリュームデータとレジストレーションするためのイメージング装置、２Ｄ及び３Ｄ画像データをレジストレーションするためのイメージングシステム、２Ｄ画像を３Ｄボリュームデータとレジストレーションするための方法、及びコンピュータプログラム要素とコンピュータ可読媒体に関する。
【背景技術】
【０００２】
三次元ボリュームデータとの２Ｄ画像の組み合わせは、例えば診察及びインターベンション手順中、有用である。一例として、２Ｄ及び３Ｄデータの組み合わせは、両者が互いにレジストレーションされ、３Ｄ画像データの形の付加的な視覚情報によって追加される２Ｄ画像の形のライブ画像の組み合わせを可能にする。２Ｄ画像の３Ｄ画像データへのレジストレーションは視覚的合成を可能にするために必要である。レジストレーションは例えば異なる投影においてとられる二つの２Ｄ画像によって提供されることができる。そしてこれらは反復的マルチステップ手順において手動レジストレーションのために使用されることができる。ＷＯ２００８／１２０１３６  Ａ１は３Ｄボリュームデータと２Ｄ画像データのマシンベースのレジストレーションを記載する。さらなる可能性として、インターベンション周囲の（ｐｅｒｉ‐ｉｎｔｅｒｖｅｎｔｉｏｎａｌ）３Ｄスキャン、すなわちインターベンション周囲の三次元画像データが画像ベースのレジストレーションのために取得されることができる。しかしながら、レジストレーションモードはユーザにとって煩わしく時間のかかるものであるか、若しくは技術的制約のために限られた使用範囲を持つかのいずれかである。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
本発明の目的はユーザにとってワークフローが促進された２Ｄ／３Ｄレジストレーションを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
本発明の目的は独立クレームの主題によって解決され、さらなる実施形態は従属クレームに組み込まれる。
【０００５】
以下に記載の本発明の態様は方法、イメージング装置、イメージングシステム、コンピュータプログラム要素、及びコンピュータ可読媒体にも当てはまることが留意されるべきである。
【０００６】
本発明の一態様によれば、２Ｄ画像を３Ｄボリュームデータとレジストレーションするための方法が提供され、方法は、
ａ）基準座標系を有するオブジェクトの３Ｄボリュームデータを提供するステップと、
ｂ）３Ｄボリュームデータに関連する少なくとも一つの変換方向を定義するステップと、
ｃ）画像面を持つオブジェクトの２Ｄ画像を提供し、少なくとも一つの変換方向を画像面に投影するステップと、
ｄ）基準座標系を２Ｄ画像と位置合わせし、少なくとも一つの変換された相互作用値を決定するために少なくとも一つの位置合わせ相互作用値が少なくとも一つの変換方向に投影される、ステップと、
ｅ）基準座標系を少なくとも一つの変換された相互作用値で並進させるステップとを有する。
【０００７】
一実施形態例によれば、ステップｂ）は第２の投影方向の定義を有し、これは第１の投影方向と一緒に、３Ｄボリュームデータに関連する変換面を形成している。ステップｃ）は画像面への変換面の投影を有する。ステップｄ）は変換面への少なくとも一つの位置合わせ相互作用値の投影を有する。
【０００８】
一実施形態例によれば、ステップａ）は第１の視方向における第１の画像面を持つオブジェクトの第１の２Ｄ画像を提供するステップ、及び２Ｄ画像を３Ｄボリュームデータの視覚化と混合するステップを有する。ステップｂ）の前に、基準座標系を第１の２Ｄ画像と位置合わせるステップを有するステップｉ）が提供される。ステップｂ）は第１の画像面と垂直な変換面を定義するステップを有する。ステップｃ）は第２の視方向における第２の画像面を持つオブジェクトの第２の２Ｄ画像を提供するステップ、及び変換面を第２の２Ｄ画像に投影するステップを有する。ステップｄ）は少なくとも一つの変換された相互作用値を決定するために基準座標系を第２の２Ｄ画像と位置合わせるステップを有する。
【０００９】
さらなる実施形態例によれば、ステップｉ）において基準座標系は第１の画像面内のボリュームデータの空間並進によって位置合わせされる。さらに、ステップｄ）において基準座標系は第２の画像面内のボリュームデータの空間並進によって位置合わせされる。なおさらに、ステップｅ）において基準座標系は変換面内で並進される。
【００１０】
一実施形態例によれば、ステップａ）において第１の視方向に対応する第１の投影において３Ｄボリュームデータが提供される。ステップｄ）において第２の視方向に対応する第２の投影においてボリュームデータが提供される。
【００１１】
さらなる態様によれば、処理ユニット、表示ユニット、及び位置合わせユニットを有する２Ｄ画像を３Ｄボリュームデータとレジストレーションするためのイメージング装置が提供される。処理ユニットは基準座標系を有する３Ｄボリュームデータを提供するように構成される。処理ユニットはまた画像面に関連する少なくとも一つの変換方向を定義するようにも構成される。さらに、処理ユニットは画像面を持つ２Ｄ画像を提供し、少なくとも一つの変換方向を画像面に投影するように構成される。さらに、処理ユニットは少なくとも一つの変換された相互作用値を決定するため、及び基準座標系を少なくとも一つの変換された相互作用値で並進させるために、少なくとも一つの位置合わせ相互作用値を少なくとも一つの変換方向に投影するように構成される。位置合わせユニットは基準座標系を第１の２Ｄ画像と位置合わせし、基準座標系を第２の２Ｄ画像と位置合わせるように構成される。
【００１２】
一実施形態例によれば、処理ユニットは第１の画像面を持つ第１の２Ｄ画像を提供し、２Ｄ画像を３Ｄボリュームデータの視覚化と混合するように構成される。処理ユニットはまた第２の投影方向を定義するようにも構成されることができ、これは第１の投影方向と一緒に、例えば第１の画像面と垂直な、３Ｄボリュームデータに関連する変換面（１１６）を形成している。さらに、処理ユニットは第２の画像面を持つ第２の２Ｄ画像を提供し、第２の画像面を持つ第２の２Ｄ画像に変換面を投影するように構成される。さらに、処理ユニットは少なくとも一つの変換された相互作用値を決定するために少なくとも一つの位置合わせ相互作用値を変換面に投影するように構成される。
【００１３】
２Ｄ画像はＸ線透視画像であり得る。３ＤボリュームデータはＣＴボリュームデータとして提供されることができる。
【００１４】
画像データはレジストレーションのために使用される構造若しくは要素に応じて、造影剤を用いて若しくは用いずに取得されることができることが留意される。
【００１５】
さらなる実施例によれば、ＣＴボリュームデータはセグメント化されたボリュームデータであり得る。
【００１６】
さらなる実施例によれば、図示しないが、２Ｄ画像は超音波画像としても提供されることができる。
【００１７】
本発明のさらなる態様によれば、画像収集装置及び上述の態様にかかるイメージング装置を有する２Ｄ及び３Ｄ画像データをレジストレーションするためのイメージングシステムが提供される。画像収集装置は第１の２Ｄ画像と第２の２Ｄ画像のためのデータを収集するように構成される。
【００１８】
例えば、画像収集装置は３Ｄボリュームデータを収集するようにも構成される。
【００１９】
ある画像において基準座標系を動かすことが他の画像における微小な予測可能な変化をもたらすという相互作用の方法を提供することが、本発明の要旨と見なされることができる。本発明によれば、ユーザは２Ｄ画像において２Ｄ及び３Ｄ画像基準座標系を、いずれかのビューを反復的に修正する必要なしにレジストレーションすることができる。例えば、操作ビューにおいて３Ｄデータの基準座標系を操作するとき、他のビューにおける動きは可能な限り微小で予測可能である。他のビューを操作するとき、第１のビューにおける動きは最小化される。これは一実施例において他の基準の上下方向及び前後方向に対応する操作ビューにおける動きのみを許可することによって達成される。これは他の画像の２Ｄ画像面と垂直な変換面に位置合わせ相互作用を投影することによって達成される。そして、３Ｄデータの基準座標系は位置合わせ相互作用を直接用いる代わりに変換された相互作用値で並進される。
【００２０】
本発明のこれらの及び他の態様は以下に記載の実施形態の参照から明らかとなり、解明される。
【００２１】
本発明の実施形態例は以下の図面を参照して以下に記載される。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明の一実施形態例にかかる２Ｄ及び３Ｄ画像データをレジストレーションするためのイメージングシステムを図示する。
【図２】本発明にかかる２Ｄ画像を３Ｄボリュームデータとレジストレーションするためのイメージング装置を図示する。
【図３】本発明の一実施形態例にかかる２Ｄ画像を３Ｄボリュームデータとレジストレーションするための方法の基本方法ステップを図示する。
【図４】本発明にかかる方法のさらなる実施形態例を示す。
【図５】本発明にかかる方法のさらなる実施形態例を示す。
【図６】本発明にかかる方法のさらなる実施形態例を示す。
【図７】本発明にかかる方法のさらなる実施形態例を示す。
【図８ａ】本発明の一実施形態例にかかる２Ｄ及び３Ｄ画像データのレジストレーションのさらなる態様を示す。
【図８ｂ】本発明の一実施形態例にかかる２Ｄ及び３Ｄ画像データのレジストレーションのさらなる態様を示す。
【図８ｃ】本発明の一実施形態例にかかる２Ｄ及び３Ｄ画像データのレジストレーションのさらなる態様を示す。
【図８ｄ】本発明の一実施形態例にかかる２Ｄ及び３Ｄ画像データのレジストレーションのさらなる態様を示す。
【図９】本発明の一実施形態例にかかる２Ｄ／３Ｄ画像データのレジストレーションのさらなる態様を示す。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
図１は２Ｄ及び３Ｄ画像データをレジストレーションするためのイメージングシステム１０を示す。画像収集装置１２及び２Ｄ画像を３Ｄボリュームデータとレジストレーションするためのイメージング装置１４が提供される。後者は図２も参照して記載される。
【００２４】
画像収集装置１２はＸ線源１６と検出器１８を備える。さらに、ガントリ２０を備える。なおさらに、関心対象、例えば患者２４を受けるテーブル２２を備える。
【００２５】
Ｘ線源１６はＸ線ビーム２６が検出器１８の方向に放射されるようにＸ線ビーム２６を生成する。
【００２６】
Ｘ線源１６と検出器１８はガントリ構造２０の両側に設けられる。従ってオブジェクト、例えば患者２４は、オブジェクトについての画像情報を収集することができるようにするためにＸ線源１６と検出器１８の間に配置されることができる。テーブル２２は高さ方向及び長手つまり水平方向の両方に調節可能であり得る。さらに、ガントリ２０は回転部を持つように設けられ、患者のまわりで線源検出配置を回転させるためにその上にＸ線源１６と検出器１８が取り付けられる。従って、画像情報が異なる方向から収集されることができる。
【００２７】
例えば、ガントリ２０はＣＴシステムの一部である。
【００２８】
イメージングシステム１０はＣアームシステムとしても提供されることができ、Ｘ線源と検出器は図１に図示の回転ガントリに取り付けられる代わりにＣアーム構造の両端に取り付けられる。イメージングシステム１０は非可動のＸ線源／検出器配置を備えることもできる。
【００２９】
図１によれば、画像収集装置１２は第１及び第２の２Ｄ画像を収集するように構成される。画像収集装置１２は例えば２Ｄ画像のシーケンスの収集によりオブジェクトの３Ｄボリュームデータを収集するようにも構成される。
【００３０】
イメージングシステムが固定Ｘ線源／検出器配置を備える場合、すなわち主にオブジェクトに関連する単一投影方向のみの２Ｄ画像を収集するために設けられる画像収集装置を備える場合、システムによって収集される２Ｄ画像とレジストレーションされる３Ｄボリュームデータはさらなる手段によって、例えばさらなるイメージングシステム若しくは他のモダリティによって提供される。
【００３１】
イメージング装置１４は処理ユニット２８、表示ユニット３０、及び位置合わせユニット３２を有する。
【００３２】
処理ユニット２８は画像収集装置１２によって提供される画像データを受信するように構成され、これは接続線３４によって示される。接続は有線接続の形で若しくは無線接続の形で提供され得る。さらに、表示ユニット３０は接続３６を介して処理ユニット２８へ接続される。位置合わせユニット３２は接続３８を介して処理ユニット２８と接続される。位置合わせユニット若しくは表示ユニットは直接接続されるか若しくは画像収集装置を介して接続されることもできる。
【００３３】
図２は本発明にかかる２Ｄ画像を３Ｄボリュームデータとレジストレーションするためのイメージング装置を図示する。処理ユニット２８は基準座標系を有する３Ｄボリュームデータを提供し、第１の画像面を持つ第１の２Ｄ画像を提供するように構成される。処理ユニット２８は２Ｄ画像を３Ｄボリュームデータの視覚化と混合し、第１の画像面と垂直な変換面を定義するようにも構成される。処理ユニットはさらに第２の画像面を持つ第２の２Ｄ画像を提供し第２の画像面を持つ第２の２Ｄ画像に変換面を投影するように構成される。処理ユニット２８はさらに少なくとも一つの変換された相互作用値を決定するため、及び少なくとも一つの変換された相互作用値で基準座標系を並進させるために、変換面に少なくとも一つの位置合わせ相互作用値を投影するように構成される。位置合わせユニット３２は基準座標系を第１の２Ｄ画像と位置合わせし、基準座標系を第２の２Ｄ画像と位置合わせするように構成される。
【００３４】
イメージング装置１４のこれらの態様は以下の図面に図示の２Ｄ画像を３Ｄボリュームデータとレジストレーションするための方法の実施形態例と関連してさらに記載される。
【００３５】
一実施形態例（不図示）によれば、ａ）基準座標系を有するオブジェクトの３Ｄボリュームデータを提供するステップ、ｂ）３Ｄボリュームデータに関連する少なくとも一つの変換方向を定義するステップ、ｃ）画像面を持つオブジェクトの２Ｄ画像を提供するステップ、及び少なくとも一つの変換方向を画像面に投影するステップ、ｄ）基準座標系を２Ｄ画像と位置合わせするステップであって、少なくとも一つの変換された相互作用値を決定するために少なくとも一つの位置合わせ相互作用値が少なくとも一つの変換方向に投影されるステップ、及びｅ）少なくとも一つの変換された相互作用値で基準座標系を変換するステップを有する方法が提供される。
【００３６】
少なくとも一つの変換方向は第１の画像と垂直な軸を有し得る。例えば、第２の画像における並進が第１の画像の垂直軸に限定される第１のモードが提供される。
【００３７】
例えば、第１のモードにおいて画像の一つが一次画像としてマークされ、そのｚ軸に相互作用が限定される。
【００３８】
さらなる実施形態例として、図３は次のステップを有する２Ｄ画像を３Ｄボリュームデータとレジストレーションするための方法１００を示す：第１の提供ステップ１１０において、基準座標系を有するオブジェクトの３Ｄボリュームデータ１１２が提供される。定義ステップ１１４において、３Ｄボリュームデータ１１２に関連して変換面１１６が定義される。第３のステップ１１８において、画像面を持つオブジェクトの２Ｄ画像が提供サブステップ１２０において提供される。さらに、投影サブステップ１２２において変換面１１６が画像面に投影される。さらに、第４のステップ１２４において、位置合わせサブステップ１２６において基準座標系が２Ｄ画像と位置合わせされる。次に、投影サブステップ１３０において少なくとも一つの位置合わせ相互作用値１２８が変換面に投影される。投影１３０は決定サブステップ１３４において少なくとも一つの変換された相互作用値１３２を決定するために提供される、次に、並進ステップ１３６において基準座標系が少なくとも一つの変換された相互作用値１３２で並進される。
【００３９】
結果として、２Ｄ画像が３Ｄボリュームデータとレジストレーションされる、位置合わせされたすなわちレジストレーションされた画像データ１３８が提供されることができる。
【００４０】
変換面は第１の画像と垂直に提供され得る。例えば、第２の画像における並進ベクトルが第１の画像と垂直な面に投影される第２のモードが提供される。
【００４１】
例えば、相互作用が二つの軸に限定される第２のモードにおいて、相互作用は他の画像のｙ／ｚ平面に限定されるので、画像の一つをマークする必要はない。
【００４２】
第１の提供ステップ１１０はステップａ）、定義ステップ１１４はステップｂ）、提供サブステップ１２０と投影サブステップ１２２を有する第３のステップはステップｃ）、位置合わせサブステップ１２６、投影サブステップ１３０、及び決定サブステップ１３４を有する第４のステップはステップｄ）、並進ステップ１３６はステップｅ）とも称される。
【００４３】
図４はステップａ）が第１の視方向に第１の画像面を持つオブジェクトの第１の２Ｄ画像１４２が提供される提供サブステップ１４０を有する方法を図示する。さらに、ステップａ）は２Ｄ画像が３Ｄボリュームデータの視覚化１４６と混合される混合サブステップ１４４も有する。
【００４４】
さらに、ステップｂ）が実行される前に、基準座標系が第１の２Ｄ画像と位置合わせされる位置合わせステップ１４８が提供される。位置合わせステップ１４８はステップｉ）とも称される。
【００４５】
さらにステップｂ）が第１の画像面と垂直な変換面が定義される定義ステップ１５０を有することが提供される。
【００４６】
ステップｃ）は第２の視方向における第２の画像面を持つオブジェクトの第２の２Ｄ画像１５４が提供される提供サブステップ１５２を有する。さらに、ステップｃ）は変換面が第２の２Ｄ画像に投影される投影サブステップ１５６を有する。
【００４７】
ステップｄ）は基準座標系が第２の２Ｄ画像と位置合わせされる位置合わせサブステップ１５８を有する。さらに、ステップｄ）は図３を参照して記載される投影サブステップ１３０と決定サブステップ１３４も有する。勿論、さらに図示されていない並進ステップ１３６も提供され得る。
【００４８】
例えば、位置合わせサブステップ１２６、及び位置合わせステップ１４８、及び位置合わせサブステップ１５８などにおける位置合わせ手順は、例えばマウス若しくはトラックパッド若しくはジョイスティックなどのインターフェースデバイスを介して、ユーザの手動相互作用によって実現されることができる。
【００４９】
位置合わせ相互作用値は少なくとも一つの相互作用デルタの生成を有し得る。
【００５０】
基準座標系は基準座標系が動かされるときにボリュームデータもそれぞれ動かされるようにボリュームデータに付随し得る。
【００５１】
さらに、第１の２Ｄ画像と第２の２Ｄ画像は同じ基準座標系内で収集され得る。
【００５２】
図示しないさらなる実施形態例によれば、ステップｉ）において、基準座標系は第１の画像面内のボリュームデータの空間並進によって位置合わせされる。ステップｄ）において基準座標系は第２の画像面内のボリュームデータの空間並進によって位置合わせされる。ステップｅ）において、基準座標系は変換面内で並進される。
【００５３】
例えば、ステップｉ）における位置合わせとステップｄ）における位置合わせはそれぞれ第１及び第２の面に沿って３Ｄボリュームデータの基準座標系を並進させるステップを有する。
【００５４】
ステップｄ）における位置合わせの基準座標系の動きは第１の２Ｄ画像における微小な予測可能な変化、すなわち最小変位をもたらす。
【００５５】
ステップｄ）において、第１の画像の画像面と垂直な面に対応する第２の画像における基準座標系の動きのみが許可される。
【００５６】
さらなる態様によれば、第１及び第２の画像面は互いに少なくとも１０°、好適には少なくとも２０°の角度を持つ。いかなる場合においても厳密に９０°で収集される第１及び第２の画像を提供する必要はない。勿論、そうした垂直なビューを収集するときも、上記方法が適用されることができる。しかしながら、垂直は必要条件ではなくむしろ除外されることができ、これはユーザに味方して画像収集ステップを容易にすることが留意される。
【００５７】
言い換えれば、第１及び第２の画像面は互いに傾斜して配置されることができ、すなわちこれらは互いに平行でなく、互いに垂直でもない。
【００５８】
例えば、第１の２Ｄ画像は互いに垂直に配置される二つの軸の第１のセットを有する面において提供される。第２の２Ｄ画像は互いに垂直に配置される二つの軸の第２のセットを有する面において提供される。二つの軸の第１のセットの一つの軸と二つの軸の第２のセットの一つの軸は互いに整列している。
【００５９】
例えば、整列した軸は画像が収集されるＸ線システムの幾何学構造のために互いにおおよそ平行である。
【００６０】
図５を参照すると、さらなる実施形態例にかかるいくつかのさらなるステップが提供される。
【００６１】
方法の上記実施形態及び態様の一つを実行した後、追加視方向における追加画像面を持つオブジェクトの追加２Ｄ画像１６２が提供される提供ステップ１６０を持つサブステップｆ１）を有する追加ステップｆ）が提供される。サブステップｆ２）、すなわち投影サブステップ１６４において、変換面、例えば変換面１１６が追加２Ｄ画像に投影される。変換面の提供は上に図示したステップｂ）からの矢印で示され、矢印は参照番号１６６を持つ。ステップｅ）は上記方法の一つが既に実行されていることを示すように概略的に図示されていることに留意されたい。二つの傾斜線１６８は異なる実施形態がステップｂ）とステップｅ）の間で実行されることができることを示す。
【００６２】
ステップｆ１）とｆ２）の後、基準座標系が追加２Ｄ画像と位置合わせされる位置合わせサブステップ１７２を有する、ステップｇ）とも称される追加ステップ１７０が提供される。投影サブステップ１７４において、少なくとも一つの追加の変換された相互作用値１８０が決定される決定サブステップ１７８を実行するために、少なくとも一つの追加位置合わせ相互作用値１７６が変換面に投影される。
【００６３】
ステップｇ）の後、少なくとも一つの追加の変換された相互作用値で基準座標系が並進される、ステップｈ）とも称される並進ステップ１８２が提供される。従って、更新されたレジストレーションされた画像情報１８４が図３に記載の画像内容１３８と同様に提供される。
【００６４】
例えば、所定閾値だけステップａ）における２Ｄ画像の視方向と異なる視方向において追加２Ｄ画像が提供される、すなわち収集される場合、ステップｆ２）以下参照が始動される。
【００６５】
例えば、ステップｆ２）乃至ｈ）は、ステップｆ１）における追加視方向がステップａ）における第１の２Ｄ画像の視方向から所定閾値だけ異なる場合に実行される。
【００６６】
例えば、２Ｄ画像は異なる目的のための、例えば現状の実際の情報を提供するための、検査手順中に収集される。言い換えれば、レジストレーション目的のためではない画像が収集されても、上記の通りこの付加的な一連のステップを実行することによってレジストレーション情報を更新するためにこれらの画像を使用することが可能である。
【００６７】
例えば、ステップｆ２）乃至ｈ）は所定間隔で実行され、予め設定される適時繰り返される方法で実行される。
【００６８】
図示しないさらなる実施形態例によれば、ステップａ）において第１の視方向に対応する第１の投影において３Ｄボリュームデータが提供され、ステップｄ）において第２の視方向に対応する第２の投影において３Ｄボリュームデータが提供される。
【００６９】
例えば、２Ｄ画像は現在の画像として提供されることができ、３Ｄボリュームデータは術中若しくはスキャン前３Ｄボリュームデータとして提供される。
【００７０】
例えば、３Ｄボリュームデータは事前に収集した２Ｄ画像データから再構成される。
【００７１】
さらなる態様によれば、ステップｉ）及びステップｄ）において、位置合わせは上述の通り相互作用装置によって実現される。位置合わせ相互作用は相互作用装置によって生成される少なくとも一つの相互作用ベクトルを有する。
【００７２】
図６は、第１の２Ｄ画像１４２及び／又は第２の２Ｄ画像１５４が提供される本発明にかかる方法のさらなる実施形態例を示し、これは第１の矢印１８６と第２の矢印１８８で示され、ステップｇ）とも称される組み合わせステップ１９０において、ステップｅ）によって提供される並進された３Ｄボリュームデータと組み合わされる。
【００７３】
例えば、第１及び／又は第２の２Ｄ画像は３Ｄボリュームデータに重ね合わされる。
【００７４】
従って、ステップｇ）において組み合わされたレジストレーションされた画像情報１９２が提供され、例えばユーザに提示されることができる。
【００７５】
図７に図示の通り、ステップｉ）における位置合わせ及び／又はステップｄ）における位置合わせはユーザによって手動で提供される。これは図７の上部に示され、手動相互作用フレーム１９４が位置合わせ１４８に接続される。図７の下部において、手動相互作用フレーム１９４はそれぞれステップｄ）及びｇ）に関する位置合わせサブステップ１２６／１７２に接続される。
【００７６】
図示しない代案として、位置合わせは自動的に提供される。
【００７７】
勿論、半自動、すなわち手動及び自動位置合わせの組み合わせもまた提供され得る。
【００７８】
図８及び図９を参照する前に、以下で本発明のいくつかのさらなる態様が論じられる。
【００７９】
本発明の一態様によれば、二つのＸ線血管造影図が同じ基準座標系、すなわち同じＸ線モダリティ基準座標系において使用され得る。それによって、一方の画像において基準座標系を動かすことが他方の画像において微小な予測可能な変化をもたらすような方法で、相互作用の異なる方法が定義される。従って、ユーザはいずれかのビューを反復的に修正する必要なく二つの画像において２Ｄ及び３Ｄ基準座標系をレジストレーションすることができる。
【００８０】
本発明の中心となる態様は、（操作）ビュー１において３Ｄデータの基準座標系を操作するとき、他の（参照）ビュー２における動きが可能な限り微小で予測可能であるということである。反対に、ビュー２において操作するときは、（参照）ビュー１における動きが最小化される。これは他の参照ビューのＹ及びＺ軸に対応する操作ビューにおける動き、すなわち上下及び前後の動きのみを許可にすることによって実現される。両画像の上下軸はＸ線システムの幾何学構造のために常におおよそ平行である。
【００８１】
二つの画像を仮定すると、画像Ａは明らかな動きが制限されるべき参照画像であり、画像Ｂは基準座標系を動かすために相互作用する画像であり、参照画像に対する直交（Ｙ／Ｚ）面が作られる。
【００８２】
直交面はその上に相互作用デルタを投影するために使用される、すなわち位置Ａから位置Ｂへマウスを動かすことから生じるベクトルは、基準座標系を並進させる実際のベクトルを定義するために（おそらく）斜面上のベクトルに変換される。
【００８３】
射影ベクトルはマウスの動きから生じるベクトルとまだ一致しているので、基準座標系はマウスの動きに従って動くように見えるが、実際にはこれは三次元で動くことができる。射影ベクトルは参照画像のＹ／Ｚ軸と一致する面上にあるので、ビュー１における基準座標系は上下に（及び前後に、ただしこの効果はあまり明らかでない）動くようにしか見えない。
【００８４】
基準座標系をビュー１において位置合わせするように修正した後、基準座標系は参照ビューのＸ軸に従って位置合わせされるだけでよい。ビュー２をレジストレーションするために同じアプローチを用いることによって、Ｘ軸に沿って基準座標系を動かすことはビュー１（現在参照ビュー）におけるＺ軸に沿った動きにしか影響を及ぼさない。従って、ほぼ全ての場合において、ユーザは三つの並進、すなわち一方のビューにおける二つと他方のビューにおける一つにおいて、基準座標系を正確にレジストレーションすることができる。
【００８５】
勿論、マウスによる相互作用はレジストレーションの面内のデルタを参照画像の直交面へ繰り返し投影することによって、長押し（ｐｒｅｓｓ  ａｎｄ  ｈｏｌｄ）タイプの相互作用にも適用されることができる。
【００８６】
図８ａ）において、画像Ａは画像フレーム１９６で示される。さらに、空間軸系１９８が図示され、第１の軸２００は直立するように、すなわち上向き垂直方向を指すように配置される。さらに、第２の軸２０２が画像Ａの面内に配置されるように図示される。さらに、画像Ａの面と垂直な第３の軸２０４が図示される。言い換えれば、三つの軸２００，２０２，２０４全てが互いに垂直に配置され、第１及び第２の軸２００，２０２は画像Ａの面を定義する。第１の軸はＹ軸、第２の軸２０２はＸ軸、第３の軸２０４はＺ軸とも称される。以下において、三つの軸はその参照番号２００，２０２，２０４の代わりにその文字ｘ，ｙ，ｚであらわされる。
【００８７】
図８ｂ）に図示の通り、画像１９６の面と垂直であるように面２０６を提供するように、面２０６がＹ軸とＺ軸から作られる。
【００８８】
図８ｃ）において、画像フレーム２０８で示される第２の画像Ｂが提供される。
【００８９】
例えば、第１の画像Ａ  １９６と第２の画像Ｂ  ２０８は血管造影図として提供される。
【００９０】
図８ｂ）の通り点線フレームで垂直面２０６も図示される。
【００９１】
図８ａ）における第１の画像２９６は３Ｄボリューム表現と組み合わせて図示され、３Ｄボリューム表現は画像１９６と同じ視方向に提供される。
【００９２】
図８ｃ）を参照すると、３Ｄボリュームデータが対応する視方向における表現とも図示されるが、３Ｄボリュームデータ表現は図８ａ）乃至８ｄ）には図示されない。垂直面２０６は第２の画像２０８に投影される。
【００９３】
図８ｄ）は位置合わせ手順の基本原理を図示する。画像Ｂ、すなわち第２の画像２０８、及び参照面２０６はいわば上からのビューにおいて図示され、これが二つの面がフレームの代わりに各線でしか示されてない理由である。従って、座標系、すなわち空間軸はＺ軸とＸ軸についてしか示されない。図８ｄ）において、Ｙ軸は図面のシートの面と垂直であり得る。
【００９４】
第２の画像２０８に適用されている位置合わせは、例えば、参照番号２１２で示される位置Ａから、また参照番号２１４で示される位置Ｂへ３Ｄボリューム表現の各基準座標系を動かすために点Ａから点Ｂへ通じる第１の矢印２１０で示される、相互作用値若しくは相互作用デルタを生成している。本発明によれば、第２の画像における相互作用デルタが参照面２０６に投影され、投影位置Ａ'から投影位置Ｂ'へ基準座標系を動かすための第２の矢印２１６で示されるいわば変換された相互作用ベクトルをもたらし、投影位置Ａ'は参照番号２１８で、位置Ｂ'は参照番号２２０でも示される。投影は二つの矢印２１３，２１５で示される。
【００９５】
相互作用ベクトル２１０で第２の画像に関連して基準座標系、すなわち３Ｄボリュームデータを動かす若しくは並進させる代わりに、ボリューム基準座標系が射影ベクトル２１６によって並進される。
【００９６】
従って、ボリュームは第１の画像１９６と垂直な面内で並進され、すなわちＺ若しくはＹ方向に並進される。
【００９７】
図９に図示の通り、第２の画像２０８の位置合わせは左／右部分２２２及び上／下部分２２４において前から見るときの第２の画像に関連する３Ｄボリュームの動きである。同時に、３Ｄボリュームデータは第１の画像１９６の視方向に、すなわち第１の画像１９６に関連して垂直方向にのみ、すなわち上下方向に動かされ、追加垂直矢印２２６で示される。前後運動は小さな矢印２２８で示される。言い換えれば、矢印方向２２４に沿った動きは第１の画像における矢印方向２２６に沿った動きにつながり、水平方向２２２に沿った動きは深さに、すなわち前後方向２２８に沿った動きにつながる。
【００９８】
第２の画像における並進が第１の画像の垂直軸に限定される上述の第１のモードの場合、面２０６をあらわす点線フレームの代わりに、図８ｂ）において変換方向としてｚ方向の投影軸が提供される。そしてこの方向若しくは軸は図８ｃ）において第２の画像の画像面に投影される。そして図８ｄ）における位置合わせは第２の画像における並進が変換軸若しくは変換方向に制約若しくは制限されながら実行される。
【００９９】
例えば、本発明はカテーテルによる技術で心臓の中に装置が埋め込まれる構造的心疾患手術にとって有用である。埋め込み中、装置はＸ線イメージングを用いて位置決めされる。組織に対する装置の正確な位置合わせ及び位置決めのために、セグメント化されたＣＴボリュームの基準座標系をレジストレーションしたＸ線ビューが必要である。構造的心疾患手術の計画及びガイドを支援するために、計画及びガイドツールが３Ｄ  ＣＴデータセットのＸ線へのレジストレーションを可能にし、ＣＴへのＸ線のライブオーバーレイを可能にする。従って、ユーザはＣＴボリュームへのＸ線のレジストレーションを非常に速く直感的な方法で実行することができる。具体的には、レジストレーションはインターベンション中に適用可能である。
【０１００】
代案のシナリオとして、一つの血管造影図しか収集されないとき、若しくはＹ／Ｚ面とビュー１の間の角度が非常に急であるとき、血管造影図の面における基準座標系を動かすことに後退することが可能であり、すなわち画像中でマウスを左にドラッグすることは３Ｄにおいて基準座標系を左に動かすことにもなる。
【０１０１】
本発明の別の実施形態例（不図示）において、コンピュータプログラム若しくはコンピュータプログラム要素が提供され、すなわち適切なシステム上で前述の実施形態の一つにかか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。
【０１０２】
従ってコンピュータプログラム要素は本発明の一実施形態の一部でもあり得るコンピュータユニットに記憶され得る。このコンピュータユニットは上記方法のステップを実行するか若しくは実行を誘導するように構成され得る。さらに、上記装置の構成要素を操作するように構成され得る。コンピュータユニットは自動的に操作するように及び／又はユーザの命令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にロードされ得る。従ってデータプロセッサは本発明の方法を実行するように装備され得る。
【０１０３】
本発明のこの実施形態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と、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変えるコンピュータプログラムの両方をカバーする。
【０１０４】
さらに、コンピュータプログラム要素は上記の方法の実施形態例の手順を実行するために必要な全ステップを提供することができてもよい。
【０１０５】
本発明のさらなる実施形態例（不図示）によれば、ＣＤ‐ＲＯＭなどのコンピュータ可読媒体が提示され、コンピュータ可読媒体はそこに記憶されるコンピュータプログラム要素を持ち、当該コンピュータプログラムは前節によって記載される。
【０１０６】
コンピュータプログラムは他のハードウェアと一緒に若しくはその一部として供給される光学記憶媒体若しくは固体媒体などの適切な媒体上に記憶及び／又は分配され得るが、インターネット又は有線若しくは無線通信システムなどを介して他の形式で分配されてもよい。
【０１０７】
しかしながら、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、かかる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ることができる。本発明のさらなる実施形態例によれば、コンピュータプログラム要素をダウンロードのために利用可能にするための媒体が提供され、当該コンピュータプログラム要素は本発明の前記実施形態の一つにかかる方法を実行するように構成される。
【０１０８】
本発明の実施形態は異なる主題に関して記載されていることに留意すべきである。特に、一部の実施形態は方法タイプクレームに関して記載され、一方他の実施形態は装置タイプクレームに関して記載される。しかしながら、当業者は、他に通知のない限り、主題の一つのタイプに属する特徴の任意の組み合わせに加えて、異なる主題に関する特徴間の任意の組み合わせもまた本願とともに開示されるものと見なされることを、上記及び下記から推測するだろう。しかしながら、全ての特徴は組み合わされることができ、特徴の単純な総和にとどまらない相乗効果をもたらす。
【０１０９】
クレームにおいて、"有する"という語は他の要素若しくはステップを除外せず、不定冠詞"ａ"若しくは"ａｎ"は複数を除外しない。単一のプロセッサ若しくは他のユニットがクレームに列挙される複数の項目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クレームに列挙されているという単なる事実はこれら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。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８ａ）】
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【図８ｂ）】
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【図８ｃ）】
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【図８ｄ）】
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【図９】
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