(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
−  放射線源とＸ線画像検出モジュールとを備えたＸ線画像収集装置；
−  データ処理ユニット；及び
−  出力装置；
を有し、
前記データ処理ユニットは、３次元画像データセットを取り出し、第１の視野方向に対応する前記３次元画像データセットの第１の２次元投影を生成し、且つ第１のビューを構成する前記第１の２次元投影上にライブＸ線画像を重ね合わせるように適応され；
前記データ処理ユニットは、第２のビューを構成する第２の視野方向に対応する前記３次元画像データセットの第２の２次元投影を生成するように適応され；
第１の視野方向ベクトル及び第２の視野方向ベクトルはそれらの間にオフセット角αを為し；
前記出力装置は、前記ライブＸ線画像を重ね合わされた前記第１のビューと、前記第２のビューと、の組み合わせを同じ縮尺で隣り合わせて出力するように適応されている；
医用表示システム。
【請求項２】
前記オフセット角αは、患者のヘッド−フィート軸の周りの回転角として測定される、請求項１に記載の医用表示システム。
【請求項３】
前記オフセット角αは３０°と１５０°との間の範囲内である、請求項２に記載の医用表示システム。
【請求項４】
前記オフセット角αは９０°である、請求項２に記載の医用表示システム。
【請求項５】
前記データ処理ユニットは少なくとも１つの基準線を生成するように適応され、該少なくとも１つの基準線は、前記第１のビュー及び前記第２のビュー上に延在し、且つ当該医用表示システムによってモニタされる血管内装置の端部に対応する、請求項１乃至４の何れか一項に記載の医用表示システム。
【請求項６】
関心対象の角度付きビューを生成する医用表示システムの作動方法であって、
Ｘ線画像収集装置が、選択された視野方向に対応するＸ線画像を取得するステップ；
データ処理ユニットが、３次元画像データセットを取り出し、前記選択された視野方向に対応する３次元データセットの第１の２次元投影を生成して、第１のビューを構成するステップ；
前記データ処理ユニットが、前記Ｘ線画像を前記第１のビュー上に重ね合わせるステップ；
前記データ処理ユニットが、角度を付けられた視野方向に基づく前記３次元データセットの第２の２次元投影を生成して、角度付きビューを構成するステップであり、前記選択された視野方向のベクトル及び前記角度を付けられた視野方向のベクトルはそれらの間にオフセット角αを為す、ステップ；
出力装置が、前記Ｘ線画像を重ね合わされた前記第１のビューと、前記角度付きビューと、の組み合わせを同じ縮尺で隣り合わせて出力するステップ；
を有する方法。
【請求項７】
前記データ処理ユニットが、当該方法によってモニタされる血管内装置の端部に対応する少なくとも１つの第１の基準線を生成するステップ；
を更に有する請求項６に記載の方法。
【請求項８】
関心対象の角度付きビューを生成するためのコンピュータプログラムを格納したコンピュータ読み取り可能媒体であって、
前記コンピュータプログラムは、プロセッサによって実行されるときに請求項６又は７に記載の方法を実行するように適応されている、
コンピュータ読み取り可能媒体。
【請求項９】
関心対象の角度付きビューを生成するためのプログラムであって、プロセッサによって実行されるときに請求項６又は７に記載の方法を実行するように適応されている、プログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、医療撮像の分野に関する。特に、本発明は、関心対象の角度付きビューを生成する医用表示システム及び方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
腹部大動脈瘤は、例えば、経皮的カテーテル法によって配設される腹部大動脈瘤ステントグラフト（以下、“ステント”と称する）の配置によってなど、血管内動脈瘤修復によって最小侵襲的に治療され得る。ステント配置においては、配置されたステントによって腎動脈口が塞がれないようにして、腎臓への血流が妨げられないようにすることが重要である。ステント配置は通常、動脈内で所望の位置までステントを前進させ、そこでステントを膨らませる形態の、最低限の侵襲性の処置によって達成され得る。例えばＸ線画像収集装置によって、この手順をモニタして臨床医をガイドすることが広く行われており、例えばＣアーム型の画像収集装置によって取得される現時点でのＸ線画像が、該当する血管内に造影剤を存在させて以前に取得された画像上に重ねられる。
【０００３】
残念ながら、大動脈への腎動脈の正確な接続点は、固定された視野角の１つのビュー（表示）内で常に視認することができるわけではない。このことは特に、標準的な前後方向の（anterior-posterior）投影が使用されるとき、接続点が大動脈の後ろ側に位置する場合に当てはまる。従って、大動脈内でステントをその所望位置まで前進させることは、腎動脈の遮断を防止するために、検査装置の視野方向の複数回の手動変更を必要とし得る。
【０００４】
特許文献１に、検査対象の画像を表示する方法であって、表示する３次元画像を、選択された投影角に対応する２次元画像の表示と結合するものが示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】国際公開第２００８／０４７２７０号パンフレット
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
関心対象のビューを、特に血管内装置の誘導の目的で生成する既知の方法の主な欠点は、該装置が適所に位置付けられているか否かを疑いなく判断することができるようにするために、視野方向を複数回変更することが必要なことにある。
【０００７】
故に、特に血管内装置をナビゲートして配置するときに、大動脈などからの分岐血管の血管口のモニタリングを単純化・効率化することが可能な、関心対象のビュー（表示）を提供する医用表示システム及び方法を提案することが有利となり得る。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
これらの関心事のうちの１つ以上に、より十分に対処するため、本発明の第１の態様にて、関心対象のビューを提供するＸ線画像収集装置を有する医用表示システムが提供される。
【０００９】
以下の本発明の説明では、検査すべき病理学的構造を３次元再構成したものが存在すると仮定する。通常、この３次元再構成物は、当業者に周知の１つ又は複数の方法によって術前に取得され得る。この再構成は、Ｃアーム型Ｘ線画像収集装置を用いて複数の視野方向から取得されたＸ線画像群に基づいて実現され得る。代替的に、この目的で、診断用及び処置計画作成用のＣＴスキャンなどが使用されてもよい。そうはいうものの、本発明の対象は、構造物の３次元表現を収集する種類に限定されるものではない。
【００１０】
３次元データセットにおいて病理学的生体構造が視認可能であると仮定すると、第１の態様によれば、医用表示システムは、データ処理ユニット及び出力ユニットを有し、医用表示システムは、解剖学的構造を表す３次元データセットの少なくとも一部とライブ（現時）のＸ線画像とを受け取るように適応される。
【００１１】
データ処理ユニットは、所定の第１の視野角に従った第１の平面上への３次元データセットの第１の２次元投影を生成するように適応される。データ処理ユニットは更に、第２の視野角に従った第２の平面上への３次元データセットの第２の２次元投影を生成するように適応される。さらに、データ処理ユニットは、レジストレーション（整合）処理の後に、第１の２次元投影上にライブＸ線画像を重ね合わせるように適応される。ここで、レジストレーション処理は、当業者に周知の如何なる一般的なレジストレーション処理として実現されてもよい。Ｘ線画像を重ね合わされた第１の投影、及び第２の投影は、一組の表示画像データとして、そして好ましくは、表示画像データのストリームとして提供される。
【００１２】
出力ユニットは、表示画像データを、表示装置、更なる処理ユニット、又は記憶装置などへ出力するように適応される。
【００１３】
本発明の主旨は、２つの異なる視野角で、３次元画像データによって表される関心対象上に、２つの異なるビューを表示することにある。第２の２次元投影のことを“角度付きビュー”と称し、第１の２次元投影のことを“第１のビュー”と称することがある。第１のビューに対する角度付きビューの回転オフセットは、或る一定の角度に設定されてもよく、回転軸はユーザによって選定・変更されてもよい。斯くして、Ｘ線画像とは異なる固定角度から関心生体構造を示す仮想的な２平面ビューを作成することができる。これは、ライブＸ線画像における生体構造情報を補完するものである。
【００１４】
本発明に係る医用表示システムのＸ線画像収集装置としてＣアーム型画像収集装置を使用することは、様々な方向からの２次元Ｘ線画像と、３次元Ｘ画像再構成物への既知の手法での更なる変換とに基づく３次元画像の生成を可能にする。所与の視野角からの３次元画像データを２次元の表示装置上に表示するため、表示平面上への３次元画像データの投影が実行される。実際の表示平面の向きとＣアーム型画像収集装置の向きとの間の関係は可変であり、このような医用表示システムでは少なくとも２つの異なる表示モードを使用することが広く行われている。第１の表示モードは、表示平面の向きがＣアーム配置による表示入射に追従する“追従Ｃアーム”モードとし得る。それにより、Ｃアームが移動されるとき、表示平面は常にＣアームの視野角に対応する。他方、追従Ｃアームモードの対極と見なし得る“３次元自動位置制御”モードは、表示平面の向きとの関連でＣアームを移動させる。それにより、所与の入射から作り出されるライブＸ線画像は、表示平面によって表示されるものと同じシーンを描写するはずである。このモードは、実際に放射したり、あるいは造影剤を注入したりすることなくビューを計画するため、また、所与の表示入射に関して３次元形態を見積もるために使用されることができる。本発明によれば、第１のビューが追従Ｃモードに対応するように医用表示システムを動作させることが有利となり得る。
【００１５】
本発明の例示的な一実施形態によれば、角度付きビューは、患者のヘッド−フィート軸を回転軸として、第１のビューに対して所定のオフセット角だけ傾けられる。このオフセット角は、血管口の接続点などへの接近を判断することを可能にするため、３０°から１５０°の範囲内にあるようにされ得る。それにより、関心領域が常に２つの異なる視野方向からモニタされるので、入力手段をトリガーすることによって視野方向を変化させることは必ずしも必要でない。
【００１６】
本発明の例示的な一実施形態によれば、その周りでオフセット角を定める回転軸は、患者の左右軸である。このオフセット角も、接続点への接近を判断することを可能にするため、３０°から１５０°の範囲内にあるようにされ得る。
【００１７】
例示的な一実施形態によれば、オフセット角は、腹部大動脈瘤ステントの配置に有利な９０°にされる。
【００１８】
例示的な一実施形態によれば、データ処理ユニットは、第１のビュー及び角度付きビューが同じ縮尺で隣り合わせて配置される表示画像データを生成するように適応される。
【００１９】
例示的な一実施形態によれば、データ処理ユニットは更に、第１のビュー内の血管内装置の前端から水平に角度付きビュー上まで延在する少なくとも１つの基準線を生成するように適応される。それにより、例えば血管口の接続点などの重要な基準点に対するステント又はその他の血管内装置の位置を判断する際に、臨床医の支援となる。基準線の生成は、ライブＸ線画像を以前のライブＸ線画像と比較して、血管内装置及びその前進方向を検出することによって行われ得る。そのような装置は透明なコントラストを有するのが通常であるので、この装置の外形はかなり容易に検出され得る。他の例として、臨床医がライブＸ線画像内で素子を輪郭描写し、後続のＸ線画像の取得中にこの素子に基準線を結び付けるように、この素子の動きがデータ処理ユニットによって監視されてもよい。
【００２０】
上述の関心事のうちの１つ以上に、より十分に対処するため、本発明の第２の態様にて、関心対象の角度付きビューを生成する方法が提供される。この方法は基本的に、視野方向を選択し、この視野方向に対応するようにＸ線画像収集装置を移動させ、Ｘ線画像を取得し、選択された視野角に対応する第１のビューを生成し、Ｘ線画像を重ね合わせ、第１の視野方向に対するオフセット角によって表される角度付きビューを生成し、更に必要に応じて、角度付きビュー内の血管内装置をマーキングする基準線を生成するステップ群を有する。
【００２１】
本発明の例示的な他の一実施形態において、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。このコンピュータプログラム要素は、例えば上述の態様のうちの１つに係る医用表示システムといった装置を制御するように適応されたコンピュータプログラムの一部であり、処理ユニットによって実行されるときに、本発明に係る対応する方法ステップ群を実行するように適応される。
【００２２】
コンピュータプログラム要素は、故に、本発明の一実施形態の一部ともし得るコンピュータユニット、計算装置又は電子装置に格納され得る。コンピュータユニットは、上述の装置に関連する方法ステップを実行する、あるいは実行を起動するように適応され得る。また、コンピュータユニットは、上述の装置のコンポーネントを動作させるように適応され得る。コンピュータプログラム要素は、データプロセッサの作業メモリにロードされることができ、データプロセッサは、斯くして、本発明に係る方法を実行するように整えられ得る。
【００２３】
本発明のこの例示的な実施形態は、最初から本発明を使用するように適応されたコンピュータプログラム要素と、本発明を使用するプログラムへと既存プログラムを変化させるようにアップデートによって統合されることを介して本発明を使用するように適応されるコンピュータプログラム要素との双方に及ぶ。
【００２４】
さらに、コンピュータプログラム要素は、上述の本発明に係る方法の例示的な実施形態のステップ群を実現するために必要な全てのステップを提供することができてもよい。
【００２５】
本発明の例示的な更なる一実施形態によれば、上述のコンピュータプログラム要素を格納した例えばＣＤ−ＲＯＭなどのコンピュータ読み取り可能媒体が提供される。
【００２６】
しかしながら、コンピュータプログラム要素はまた、ワールド・ワイド・ウェブのようにネットワーク上で提示されてもよく、そのようなネットワークからデータプロセッサの作業メモリにダウンロードされてもよい。
【００２７】
本発明の例示的な更なる一実施形態によれば、上述の本発明の実施形態のうちの１つに従った方法を実行するように構成された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る。
【００２８】
ビュー生成方法のステップ群から導出される更なる実施形態も、想到可能であり、この開示にて説明された発明に含まれることが理解される。
【００２９】
なお、本発明の例示実施形態は異なる複数の主題を参照して説明される。特に、一部の例示実施形態は方法タイプのクレームを参照して説明され、他の一部の例示実施形態は装置タイプのクレームを参照して説明される。しかしながら、上述及び後述の説明から当業者が推察するように、特に断らない限り、１つのタイプの主題に属する複数の特徴の組み合わせに加えて、異なる複数の主題に関する複数の特徴間での組み合わせも、本出願で開示されていると見なされるものである。しかしながら、全ての特徴が、それらの特徴の単なる和を超える相乗効果をもたらすように組み合わされ得る。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】本発明に係る医用表示システムを示す図である。
【図２】第１のビューと角度付きビューとを有した、生成された関心対象のビューを示す図である。
【図３】本発明に係る方法を示す模式的なブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００３１】
図１は、角度を付けた関心対象のビューを生成する医用表示システムを模式的に示している。
【００３２】
医用表示システム１０は、Ｘ線を生成するためにＸ線源１２が備えられたＸ線画像収集装置を有している。検査対象を受け入れるため、テーブル１４が設けられている。さらに、Ｘ線源１２の反対側に、Ｘ線画像検出モジュール１６が配置されている。放射線手順中、検査対象はＸ線源１２と検出モジュール１６との間に位置付けられる。検出モジュール１６はデータ処理ユニット１８にデータを送る。データ処理ユニット１８は、Ｘ線画像検出モジュール１６及びＸ線源１２の双方に接続される。データ処理ユニット１８は、例示的に、検査室内の空間を節約するためにテーブル１４の下に置かれている。明らかなように、データ処理ユニットは、例えば別室又は異なる検査室など、異なる場所に置かれることも可能である。また、出力ユニット２０は、典型的にディスプレイを備えており、故に、例えば心臓専門医又は心臓外科医などの臨床医とし得る医用表示システムの操作者に情報を表示するために、テーブル１４の近傍に配置され得る。好ましくは、ディスプレイは、検査状況に応じた個別調整を可能とするよう、可動的に取り付けられる。また、ユーザが情報を入力するために、インタフェースユニット２２が配置されている。
【００３３】
独立型の出力ユニット２０を使用することは必要でなく、データ処理ユニット１８に出力ユニット２０を含めて、重ね合わせ・結合処理が更なる目的のための好適な出力ポートで実行・提供されるようにすることも可能である。
【００３４】
基本的に、被検体をＸ線に曝すことによって画像検出モジュール１６が複数の画像を生成し、これら画像がデータ処理ユニット１８にて更に処理される。なお、図示した例は、所謂Ｃ型のＸ線画像収集装置である。このＸ線画像収集装置は、Ｃ字の形態をしたアームを有し、このＣアームの一方の端部に検出モジュール１６が配置され、このＣアームの反対側の端部にＸ線源１２が配置される。Ｃアームは可動的に取り付けられており、テーブル１４上に位置する関心対象の周りで回転されることができる。換言すれば、異なる複数の視野方向の複数の画像を収集することが可能である。
【００３５】
データ処理ユニット１８は、本発明に係る方法を実行するように適応され、故に、関心対象についての角度を付けられたビュー（角度付きビュー）を生成するデータ処理ユニットとして見なされることができ、あるいはそのようなデータ処理ユニットを有することができる。よって、データプロセッサと、好ましくは、最適な表示方向を記憶する記憶手段とが、上述の方法の例示実施形態に従った関心対象の角度付きビューを生成するように一プログラム要素を指揮する関連ソフトウェアとともに設けられる。ソフトウェアは、コンピュータ読み取り可能媒体によって、あるいはネットワークを介して、データ処理ユニット１８内に転送されることができ、また、完全なる新たなオペレーティングシステム又はアップデート版として実現されてもよい。
【００３６】
図２は、本発明に係る医用表示システムの出力ユニット２０で提示され得る、例示的に生成された関心対象のビューを示している。左側に、Ｘ線画像収集装置の視野方向に対応する第１のビュー２４が示されている。血管内装置の配置中、この第１のビュー２４では、血管内装置が血管口の接続点などを塞いでしまい得るかを判断するのに十分でないことがある。故に、回転軸２６が定められ、その周りで角度付きビュー２８の視野方向がオフセット角αまで回転され得るようにされる。例示として、回転軸２６は、テーブル１４上の患者の頭と足とを結ぶ軸（ヘッド−フィート軸）に相当する。理解されるように、例えば左右軸など、別のように定めた回転軸２６も使用され得る。
【００３７】
図２は、例示的にオフセット角αを回転軸２６の周り９０°に設定して、第１のビュー２４と角度付きビュー２８とを隣り合わせて示している。双方のビュー２４及び２８が同じ縮尺を有している。
【００３８】
ベクトルｖ：
【００３９】
【数１】
0005847163.tif 000002
が、特には患者の関心生体構造である関心対象の３次元表現空間内でのＸ線画像収集装置の視野方向を表すとする。そのとき、角度付きビュー２８の視野方向は、式：
【００４０】
【数２】
0005847163.tif 000003
によって記述され得る。ここで、ベクトルｖ’は角度付きビュー２８の視野方向を表し、行列Ｒは、回転方向のオフセットαを表す３×３の角度付け行列であり：
【００４１】
【数３】
0005847163.tif 000004
として定義され得る。ここで、
ベクトルａ＝（ａｘ，ａｙ，ａｚ）Ｔは回転軸２６、
ｃ＝ｃｏｓ（α）、
ｓ＝ｓｉｎ（α）、
ｔ＝１−ｃ
である。
【００４２】
データ処理ユニット１８は、第１のビュー２４とともに角度付きビュー２８を生成するように適応される。ベクトルｖの変化は直ちに角度付きビュー２８の視野方向の変化をもたらす。
【００４３】
また、血管内で前進されている血管内装置３２の前端（最も進められた端部）に対応する基準線３０を生成することが有利となり得る。基準線３０は、血管の接続点を塞ぐ位置に血管内装置があり得る時を臨床医が迅速に認識するよう、第１のビュー２４及び角度付きビュー２８に跨って延在する。
【００４４】
さらに、血管内装置の後端（最も進められていない端部）に対応する基準線３４を生成して、角度付きビュー内で血管内装置によって占有されている血管の区画をマーキングすることが有利となり得る。
【００４５】
図３にて、本発明に係る方法を更に詳細に説明する。視野方向を選択（３６）し、この視野方向に対応するようにＸ線画像収集装置を移動（３８）させた後、Ｘ線画像が取得される（４０）。選択された視野方向に対応する３次元データセットの第１の投影が生成（４２）され、取得されたＸ線画像がこの第１のビューと重ね合わされる（４４）。
【００４６】
第１のビューを支援するため、角度を付けられた視野方向に基づく３次元データセットの２次元投影によって表される角度付きビューが生成される（４６）。このとき、Ｘ線画像収集装置の選択された視野方向ベクトル、及び角度を付けられた視野方向ベクトルは、それらの間にオフセット角αを為す。角度付きビューを調整するため、オフセット角αが変更され得る（４８）。
【００４７】
第１のビューと角度付きビューとの間の結合を改善するため、血管内装置３２の前端に対応する少なくとも１つの第１の基準線３０が生成されてもよい（５０）。また、血管内装置３２の後端に対応する少なくとも１つの第２の基準線３４が生成されてもよい（５２）。
【００４８】
本発明に係る方法は、その後、視野角の選択（３６）、Ｘ線画像の取得（４０）、オフセット角の変更（４８）、又はその他の方法ステップで始めて、繰り返されることができる。
【００４９】
特許請求の範囲において、用語“有する”はその他の要素又はステップを排除するものではなく、不定冠詞“ａ”又は“ａｎ”は複数であることを排除するものではない。単一のプロセッサ又はその他のユニットが、請求項中に列挙された複数の項目の機能を果たしてもよい。複数の特定の手段が相互に異なる従属項にて列挙されているという単なる事実は、それらの手段の組み合わせが有利に使用され得ないということを指し示すものではない。
【００５０】
コンピュータプログラムは、別のハードウェアの部分とともに或いは該部分として提供される例えば光記憶媒体又は半導体媒体などの好適な媒体にて格納及び／又は配布されてもよいし、例えばインターネット又はその他の有線あるいは無線の通信システムを介してなど、その他の形態で配布されてもよい。
【００５１】
なお、本発明の実施形態は異なる複数の主題を参照して説明されている。特に、一部の実施形態は方法タイプのクレームを参照して説明され、他の一部の実施形態は装置タイプのクレームを参照して説明されている。しかしながら、上述及び後述の説明から当業者が推察するように、特に断らない限り、１つのタイプの主題に属する複数の特徴の組み合わせに加えて、異なる複数の主題に関する複数の特徴間での組み合わせも、本出願で開示されていると見なされるものである。しかしながら、全ての特徴が、それらの特徴の単なる和を超える相乗効果をもたらすように組み合わされ得る。
【００５２】
図面及び以上の記載にて本発明を詳細に図示して説明したが、これらの図示及び説明は、限定的なものではなく、例示的あるいは典型的なものと見なされるべきである。本発明は、開示した実施形態に限定されるものではない。図面、明細書及び特許請求の範囲を調べて請求項に係る発明を実施する当業者によって、開示した実施形態へのその他の変形が理解されて実現され得る。
【００５３】
請求項中の如何なる参照符号も、範囲を限定するものとして解されるべきでない。
【符号の説明】
【００５４】
１０  医用表示システム
１２  Ｘ線源
１４  テーブル
１６  Ｘ線検出モジュール
１８  データ処理ユニット
２０  出力ユニット
２２  インタフェースユニット
２４  第１のビュー
２６  回転軸
２８  角度付きビュー
３０  第１の基準線
３２  血管内装置
３４  第２の基準線
３６  視野方向を選択する
３８  Ｘ線画像収集装置を移動させる
４０  Ｘ線画像を取得する
４２  第１の投影を生成する
４４  Ｘ線画像を重ね合わせる
４６  角度付きビューを生成する
４８  オフセット角を変更する
５０  第１の基準線を生成する
５２  第２の基準線を生成する
【図１】
0005847163.tif 000005
【図２】
0005847163.tif 000006
【図３】
0005847163.tif 000007