(57)【要約】  本発明は、インターベンションデバイスの空間的ロードマップ生成方法、システム、及びその空間的精度を監視する品質管理システムに関する。本発明を実施するシステム１００の一実施形態では、Ｘ線画像化器１００ａを用いて、カテーテル１８２ａ、１８２ｂを含む検査対象のボリュームを示す好適な画像Ｄｉ＋１、Ｄｉ、．．．、ＤＮを取得する。これらのＸ線画像は、次に、それ自体既知の再構成方法により処理され、動き補正された３次元検査ボリュームを生成する。このボリュームは、次に、ディスプレイ部１８３上の好適なユーザインターフェイスにより、検出可能マーカを備えたカテーテル１８２ａ、１８２ｂの遠位部とともに表示される（簡単のため、１カテーテルにつき１つの検出可能マーカのみを示した）。対象臓器１８４の動き補正した３次元画像を用いて、動き補正された対象臓器指向３次元座標系を構成する。この座標系は、空間的ロードマップ１８３を描くために用いられ、さらに別の検出可能マーカ１８５′を有する置換可能カテーテルの空間的位置を位置決めするために用いられる。これらの計算は計算手段１６０を用いて実行する。計算手段１６０は、可視化された空間的ロードマップ１８３と置換可能カテーテル１８５の位置の間の空間的食い違いの計算を含むさらなる計算を実行するように構成されている。大幅な不一致が通知され、カテーテルが制御可能ナビゲーションシステム１９０により対象臓器内に位置づけられている場合、計算手段は、ナビゲーションシステム１９０に適用すべき制御信号Ｓを計算し、空間的ロードマップ１８３と置換可能カテーテル１８５の位置との間の不一致を補正する。制御部は、次に、ナビゲーションシステム１９０に補正信号Sを送る。インターベンションプロシージャが続く。
2007522841.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
対象臓器内でインターベンションデバイスの可視化トラジェクトリを表す空間的ロードマップを生成する方法であって、
対象臓器内に配置された検出可能マーカの画像データを取得する段階と、
前記画像データを用いて動き補正した対象臓器指向の３次元座標系を構成する段階と、
動き補正された対象臓器指向の３次元座標系内で検出可能マーカのそれぞれの空間的位置情報を求める段階と、
検出可能マーカのそれぞれの空間的位置情報を相互に関係づけることにより対象臓器内の空間的ロードマップを再構成する段階と、を有することを特徴とする方法。
【請求項２】
請求項1に記載の方法であって、
インターベンション測定カテーテルを用いて対象臓器中のそれぞれの測定場所における一組の読みを取得する段階と、
空間的ロードマップに一組の読みを表示する段階と、をさらに有することを特徴とする方法。
【請求項３】
請求項1または２に記載の方法であって、
前記方法は、さらに、
さらに別の検出可能マーカを有する置換可能カテーテルの所在位置について、対象臓器中の置換可能カテーテルのさらに別の画像データを取得する段階であって、前記さらに別の画像データは検出可能マーカとさらに別の検出可能マーカの画像を含むところの段階と、
動き補正された対象臓器指向の３次元座標系内で置換可能カテーテルのさらに別の検出可能マーカのそれぞれの空間的位置情報を求める段階と、を有することを特徴とする方法。
【請求項４】
請求項3に記載の方法であって、
前記方法は、さらに、
それぞれの空間的位置情報を空間的ロードマップと自動的にマッチングする段階を有することを特徴とする方法。
【請求項５】
請求項１ないし４いずれか一項に記載の方法であって、
動き補正対象臓器指向３次元座標系を求めるため、対象臓器の回りのＸ線源の回転スキャンにより画像取得を実行することを特徴とする方法。
【請求項６】
請求項１ないし４いずれか一項に記載の方法であって、
動き補正対象臓器指向３次元座標系を求めるため、磁気共鳴装置による対象臓器の画像取得を実行することを特徴とする方法。
【請求項７】
対象臓器内のインターベンションデバイスの可視化トラジェクトリを表す空間的ロードマップの生成システムであって、
対象臓器内に位置づけられたと考えられる検出可能マーカを有するカテーテルと、
検出可能マーカを含む画像データを取得するように構成されたデータ取得システムと、
計算手段であって、
前記画像に基づき動き補正した対象臓器指向の３次元座標系を構成し、
動き補正された対象臓器指向の３次元座標系内の検出可能マーカのそれぞれの空間的位置情報を求め、
検出可能マーカのそれぞれの空間的位置情報を相互に関係づけることにより対象臓器内の空間的ロードマップを構成する計算手段と、を有することを特徴とするシステム。
【請求項８】
請求項7に記載のシステムであって、
前記カテーテルは、対象臓器内のそれぞれの場所において読みを取得するようにさらに構成され、前記計算手段は、前記空間的ロードマップに関する前記読みを表すようにさらに構成されていることを特徴とするシステム。
【請求項９】
請求項7または８に記載のシステムであって、
前記システムは、対象臓器内に置換可能に配置されている、さらに別の検出可能マーカを有する置換可能カテーテルをさらに有し、
データ取得手段は、検出可能マーカと置換可能カテーテルの位置に対するさらに別の検出可能マーカのさらに別の画像データを取得するようにさらに構成され、
動き補正された対象臓器指向の３次元座標系内のさらに別の検出可能マーカのそれぞれのさらに別の空間的位置情報を求めるようにさらに構成されていることを特徴とするシステム。
【請求項１０】
請求項7または9に記載のシステムであって、
計算手段は、さらに別の検出可能マーカのそれぞれの空間的位置情報を空間的ロードマップとマッチするようにさらに構成されていることを特徴とするシステム。
【請求項１１】
請求項7または9に記載のシステムであって、
対象臓器内にカテーテル及び／または置換可能カテーテルを位置づけるナビゲーションシステムをさらに有することを特徴とするシステム。
【請求項１２】
請求項11に記載のシステムであって、
計算手段は、さらに別の空間的位置情報を空間的ロードマップに合わせるためにナビゲーション手段を制御するように構成されていることを特徴とするシステム。
【請求項１３】
請求項7ないし１２いずれか一項に記載のシステムであって、
空間的ロードマップとカテーテル及び／または置換可能カテーテルの空間的位置の３次元画像をフィードバックするように構成されているユーザインターフェイスをさらに有することを特徴とするシステム。
【請求項１４】
請求項13に記載のシステムであって、
ユーザインターフェイスは、対象臓器を含むさらに別の３次元画像を表示するように構成されていることを特徴とするシステム。
【請求項１５】
請求項７ないし１４いずれか一項に記載のシステムの空間的精度を保護するように構成された品質管理システムであって、
検出可能マーカの空間的位置を記録する手段と、
検出可能マーカの空間的位置を監視する手段と、
インターベンション中のいずれかの検出可能マーカの変位を通知する手段と、
検出可能マーカの記録された空間的位置を用いて、動き補正された対象臓器指向の３次元座標系を較正して、新しい動き補正された対象臓器指向の３次元座標系を生成する手段と、
新しい動き補正された対象臓器指向の３次元座標系に対して空間的ロードマップを構成する手段と、を有することを特徴とするシステム。
【請求項１６】
請求項15に記載の品質管理システムであって、
空間的ロードマップに置換可能カテーテルの経路を合わせる手段をさらに有することを特徴とする品質管理システム。
【請求項１７】
請求項16に記載の品質管理システムであって、
置換可能カテーテルはガイドシステムにより位置決めされ、置換可能カテーテルの経路を空間的ロードマップに合わせる手段は前記ガイドシステムと通信するように構成された品質管理システム。
【発明の詳細な説明】
【発明の詳細な説明】
【０００１】
本発明は、対象臓器内のインターベンションデバイスの可視化トラジェクトリを表す空間的ロードマップの生成方法に関する。該方法は、対象臓器内に検知可能マーカを有するカテーテルを入れる（provide）ステップを有する。
【０００２】
本発明は、さらに、対象臓器内のインターベンションデバイスの可視化トラジェクトリを表す空間的ロードマップの生成システムに関する。該システムは、対象臓器内に位置づけられる検知可能マーカを有するカテーテルと、検知可能マーカを含む画像データを取得するように構成されたデータ取得システムと、を有する。
【０００３】
本発明は、さらに、対象臓器内でインターベンションデバイスの可視化トラジェクトリを表す空間的ロードマップの生成システムの空間的精度を監視するように構成された品質管理システムに関する。
【０００４】
冒頭のパラグラフに記載した方法の一実施形態は、国際出願公報第ＷＯ９４／１６６２３号に記載されている。この既知の方法は、心臓電気生理学の分野に応用することができる。この既知の方法では、検知可能マーカを有する２つの基準カテーテルが患者の関心対象臓器に挿入され、患者に互いに交わるスキャンビームをＸ線源から照射する。既知の実施形態では、検知可能マーカはシンチレーション結晶等のＸ線敏感物質を有し、Ｘ線吸収時に、その検知可能マーカが配置された患者の人体の外に信号を送るように構成されている。対象臓器内のカテーテルの３次元的位置は、検知可能マーカの空間的位置を決めることにより得られる。これは制御部により実行される。この制御部は、検知可能マーカからの出力信号を両方のＸ線部のスキャンコントローラからの対応するスキャンアドレス情報と相関させるように構成された一致（coincidence）検出器を有する。既知の方法では、マッピングのためにマッピングカテーテルを使用する。そのマッピングカテーテルの空間的位置は、２つの基準カテーテルに対して決定される。
【０００５】
既知の方法の不利な点は、マッピングプロセスの精度が、スキャンＸ線ビームの最小ピクセルと検知可能マーカの大きさの間の相互関係に強く依存することである。
【０００６】
本発明の目的の１つは、インターベンションデバイスの可視化トラジェクトリを表す空間的ロードマップの生成方法であって、実質的に従来の画像化手段により空間的精度が高いトラジェクトリを得られる方法を提供することである。
【０００７】
このため、本発明による方法は、次の段階を有する：
−対象臓器内に配置された検出可能マーカの画像データを取得する段階と、
−前記画像データを用いて動き補正した対象臓器指向の３次元座標系を構成する段階と、
−動き補正された対象臓器指向の３次元座標系内の検出可能マーカのそれぞれの空間的位置情報を求める段階と、
−検出可能マーカのそれぞれの空間的位置情報を相互に関係づけることにより対象臓器内の空間的ロードマップを構成する計算手段。
【０００８】
本発明の方法によると、内部の動き補正された対象臓器指向の座標系が構成される。この技術的手段は、インターベンションプロシージャの可視化オブジェクトは動く対象上にあるので、既知の方法のように静的な座標系を用いるシステムに対して、位置決め精度が向上するということに基づく。動き補正された対象臓器指向の３次元座標系は、好ましくは、奔出願人に譲渡された欧州特許出願第ＥＰ０３１００６４６．３号に記載された、従来の画像化方法を用いる動き補正３次元ボリューム画像化方法を用いて構成される。検出可能マーカを動き補正が基づく機能として使用する。
【０００９】
また、ワイドＸ線ビームまたは磁気共鳴取得のような従来の画像化方法を用いて、検出可能マーカの位置決定の空間的分解能がよくなる。考えている関心領域のすべてのボリューム要素を画像化の際に通過するからである。これは、最小直径のスキャンビームを照射する既知の方法とは対照的である。必ず留意しなければならないことは、本発明による方法を実施する場合、検出可能マーカだけが認識できる画像を取得すれば十分だということである。これは非常に低容量のＸ線への露出で達成されるが、その理由は、現在市販されているインターベンションカテーテルの大半は十分な大きさのラジオオペークマーカを有しているからである。任意的に、画像は対象臓器の真の３次元再構成を可能とするより高い画像品質で取得でき、よって、インターベンション中に臨床医の３次元的臨床的洞察が改善される。本発明による方法は、心臓電気生理に限定されず、多様なインターベンションに適用可能であることに留意すべきである。動き補正された対象臓器指向の３次元座標系を求めると、組織特性等の好適な補足情報を用いてこの座標系内の空間的ロードマップを構成する。検出可能マーカの空間的位置情報は、動き補正された対象臓器指向の３次元座標系内の各検出可能マーカのそれぞれの座標を含むことが好ましい。あるいは、カテーテル上の検出可能マーカ間の距離は予め決められているので、マーカ間の相対的な距離と、１つのマーカの絶対座標とを用いて、空間的位置情報を形成することができる。検出可能マーカのそれぞれの空間的位置情報を相互に関係づけることにより、空間的ロードマップの３次元トラジェクトリを求める。空間的ロードマップのトラジェクトリを画成する空間的座標は絶対的なものでもよいし、検出可能マーカの座標を参照して画成することもできる。
【００１０】
本発明による方法の一実施形態において、該方法はさらに以下の段階を有する：
−インターベンション測定カテーテルを用いて対象臓器中のそれぞれの測定場所における一組の読みを取得する段階と、
−空間的ロードマップに一組の読みを表示する段階。
【００１１】
本発明による方法を空間的ロードマップ上の心臓電位測定の結果を表す電気生理学のフレームで実施すると、特に有利であることが分かった。この特徴は、例えば、検出可能マーカと測定カテーテルの測定点の間の空間的関係のアプリオリな知識により可能となる。言うまでもなく、複数ゲージを備えた単一カテーテルや、単一測定ワイヤを有する複数のカテーテルなどの多様な構成が可能である。心臓活動電位の測定結果を空間的ロードマップとともに表示することにより、ロードマップ計算をさらに制御することが可能となる。好ましくは、測定結果を好適なグラフィックユーザインターフェイスを用いてカラーで表示する。
【００１２】
本発明による方法のさらに別の実施形態では、該方法はさらに以下の段階を有する：
−さらに別の検出可能マーカを有する置換可能カテーテルの所在位置について、対象臓器中の置換可能カテーテルのさらに別の画像データを取得する段階であって、前記さらに別の画像データは検出可能マーカとさらに別の検出可能マーカの画像を含むところの段階と、
−動き補正された対象臓器指向の３次元座標系内で置換可能カテーテルのさらに別の検出可能マーカのそれぞれの空間的位置情報を求める段階。
【００１３】
置換可能除去カテーテルを用いる除去プロシージャを可視化する場合、リアルタイムでカテーテルを追跡する手段を備えると有利である。さらに別の画像を取得することにより、空間的位置情報、例えば置換可能カテーテルの座標を決定し、検出可能マーカを動き補正された対象臓器指向の３次元座標系の基準点として使用する。好ましくは、この目的のため、ＥＣＧによりトリガーされた低容量の双平面画像取得を実行する。露出の絶対値は、問題の全てのマーカの可視化を可能とするのに十分なように選択される。任意的に、露出量を増やして３次元で対象臓器を臨床的に見ることもできる。置換可能マーカの位置を、画像中の全てのカテーテルの検出可能マーカを抽出して、この情報をすでに生成した３次元座標系とマッチングすることにより、高い精度で決めることができる。
【００１４】
本発明のさらに別の実施形態では、本方法は、さらに別のそれぞれの空間的位置情報を空間的ロードマップに自動的にマッチングする段階をさらに有する。
【００１５】
空間的ロードマップに対する置換可能カテーテルの空間的位置の適合度合いをビジュアルにフィードバックすることは、特に有利であることが分かっている。好ましくは、これは、空間的ロードマップとカテーテルの空間的位置をカラーコード化した線で表すような好適なグラフィカル手段により実行される。オペレータは、除去カテーテルが適当に挿入され、インターベンションを実施できることを確認できる。カテーテルの位置と空間的ロードマップとの間に大幅な食い違いがある場合、オペレータはその食い違いをそのうち修正できミスを防ぐことができる。
【００１６】
本発明による方法のさらに別の実施形態では、動き補正対象臓器指向３次元座標系を求めるため、対象臓器の回りのＸ線源の回転スキャンにより画像取得を実行する。
【００１７】
複数の投影に基づくマーカの空間的位置の３次元再構成に基づくことは有利であることが分かっている。それは、動き補正座標系の精度が高くなるからである。言うまでもなく、回転スキャンという用語は、Ｘ線源があるトラジェクトリに沿って空間を動く画像取得モードを言う。このトラジェクトリは円、楕円、またはより複雑な動きのトラジェクトリでもよく、例えば共心的運動に楕円運動を組み合わせたものでもよい。磁気共鳴画像化装置を使用した場合、全ての検出可能マーカを含む複数の画像化スライスを３次元再構成に使用する。
【００１８】
本発明による対象臓器内のインターベンションデバイスの可視化トラジェクトリを表す空間的ロードマップの生成システムは、以下の要素を有する：計算手段であって、
−前記画像に基づき動き補正した対象臓器指向の３次元座標系を構成し、
−動き補正された対象臓器指向の３次元座標系内の検出可能マーカのそれぞれの空間的位置情報を求め、
−検出可能マーカのそれぞれの空間的位置情報を相互に関係づけることにより対象臓器内の空間的ロードマップを構成するところの計算手段。
【００１９】
本発明によるシステムは、検出可能マーカを用いて対象臓器指向の動き補正された３次元座標系を較正することにより、可視化されたトラジェクトリの空間的位置の正確な決定を可能とする。検出可能マーカは高い検出精度で好適な画像上に可視化することができる。前記座標系は対象オブジェクト内に構成される。好適な画像化モダリティは、Ｘ線、磁気共鳴、超音波、組織をそれに分散したオブジェクトとともに画像化するのに好適なその他のモダリティを含む。空間的ロードマップが除去カテーテルの焼き付け経路を表すように構成されている場合、それは心臓電位の測定等の追加的データに基づいて構成されている。この追加的データは、ロードマップとともに視覚的に表示されてもされなくてもよい。
【００２０】
本発明によるシステムの一実施形態では、該システムは、
対象臓器内に置換可能に配置されている、さらに別の検出可能マーカを有する置換可能カテーテルをさらに有し、
データ取得手段は、検出可能マーカと置換可能カテーテルの位置に対するさらに別の検出可能マーカのさらに別の画像データを取得するようにさらに構成され、
動き補正された対象臓器指向の３次元座標系内のさらに別の検出可能マーカのそれぞれのさらに別の空間的位置を求めるようにさらに構成されている。
【００２１】
電気生理学の目的において、除去カテーテルは、空間的ロードマップをたどって心室のボリューム中に配置される。それゆえ、リアルタイムで除去カテーテルの３次元座標を取得することは有利であり、これは検出可能マーカを同じ動き補正された３次元座標系に除去カテーテルを割り当てる基準点として使用することにより達成できる。好ましくは、本発明によるシステムは、このように得られたカテーテルの空間的位置を空間的ロードマップとマッチさせ、相互変位があったときにオペレータに通知するように構成する。さらに好ましくは、カテーテルと置換可能カテーテルの位置決めは、本技術分野においてそれ自体既知の好適なナビゲーションシステムにより制御される。好ましくは、ナビゲーションシステムは定位ナビゲーションシステムである。この場合、本発明によるシステムの計算手段は、好ましくは、置換カテーテルの空間的位置を所望の空間的ロードマップと合わせるために、定位ナビゲーション手段を制御するように構成されている。より好ましくは、本発明によるシステムは、例えば、好適に構成されたコンピュータプログラムである、オペレータにプロシージャをフィードバックする好適なユーザインターフェイスを有する。好ましくは、空間的ロードマップの３次元画像とカテーテル及び／または置換可能カテーテルの空間的位置を表示する。データ取得が十分な分解能で実施された場合、対象臓器の３次元臨床画像も好ましくは表示される。
【００２２】
本発明による品質管理システムは、次の要素を有する：
−検出可能マーカの空間的位置を監視する手段と、
−インターベンション中のいずれかの検出可能マーカの変位を通知する手段と、
−動き補正された対象臓器指向の３次元座標系を較正して、新しい動き補正された対象臓器指向の３次元座標系を生成する手段と、
−新しい動き補正された対象臓器指向の３次元座標系に対して空間的ロードマップを構成する手段。
【００２３】
プロシージャの精度を監視するシステム制御を提供することが特に重要であることが分かった。この目的のために、本発明による品質制御システムは、検出可能マーカの空間的位置を監視する手段を有する。インターベンションの過程で画像取得を実行することが一般的である。監視手段は、マーカの相互位置の不変性をチェックするように構成される。この不変性は、例えば、最初にマーカをある幾何学的形状に当てはめ、この幾何学的形状の起こりうる変形を連続的に分析することによりチェックできる。より簡単な実施形態において、３次元でマーカの位置を記述する距離行列またはベクトルを格納することができる。マーカの相互の構成が変化したことを検出した場合、品質制御システムは、オペレータまたは好適な人物にマーカの内部構成の変化について警告するように構成された信号手段を起動する。本発明による品質制御システムは、さらに変位の補正を可能とする。この目的のため、動いたマーカが通知され、新しい座標系が構成され、ロードマップの空間的位置が較正される。その後、インターベンションを再開することができる。
【００２４】
本発明による品質制御システムの一実施形態では、置換可能カテーテルの経路を空間的ロードマップと合わせる手段をさらに有する。この機能は、カテーテルの必要な変位の計算を含む。この変位は好適なユーザインターフェイスによりオペレータに利用可能とされる。好ましくは、置換可能カテーテルはナビゲーションシステムにより位置決めされた場合、置換可能カテーテルの経路を空間的ロードマップに合わせる手段は前記ナビゲーションシステムと通信するように構成される。
【００２５】
本発明の上記その他の態様は、図面を参照してさらに詳細に説明する。同じ数字や同じ符号は同じ機能を指している。
【００２６】
図１は、本発明による複数の方法ステップを有する一実施形態の概略図を示す図である。本発明による方法は、考えられている臓器１の正確なマッピングが必要な多様なインターベンションプロシージャの実行に好適である。例えば、電気生理学の分野では、寝室の肉中の一定の幾何学的形状を焼くという目的がある。直線、円、楕円、四角形、多角形等を含むがこれに限定されない複数の幾何学的形状は可能である。最初、ステップ１において、本発明による方法を実施する準備として、臨床医は心室２に好適なカテーテルを挿入する。カテーテルは、それぞれ、近位部（proximal  portion）５ｐ、７ｐと、遠位部（distal  portion）５ｄｉ、７ｄｉと、を有する。各カテーテルの近位部は、好適な画像化手段を用いてカテーテルを可視化できるように、複数の検出可能マーカ５ａ、５ｂ、５ｃ、５ｄと７ａ、７ｂ、７ｃ、７ｄを備えている。臓器１には２つのカテーテルが描かれているが、本発明の教示から逸脱することなく、カテーテルの数をより多くすることもできる。また、カテーテルごとに検出可能マーカの数は違ってもよい。好ましくは、検出可能マーカ５ａ、５ｂ、５ｃ、５ｄ、７ａ、７ｂ、７ｃ、７ｄが検査する心室２の容量内に略均等に分散するようにカテーテルを位置決めする。従来の設定では、Ｘ線画像化する。この場合、検出可能マーカはラジオオペーク（radio-opaque）な物質を含む。そのようなカテーテルは、当該技術分野においてそれ自体知られている。磁気共鳴画像化または超音波法を用いて、本発明を実施することも可能である。これらの場合、検出可能マーカは、画像化するものとマーカの材料の間の対応する相互作用の原理により設計される。遠位部５ｄｉ、７ｄｉを心室２内に位置づけて、心臓の時間的電気的活動を測定する。異なる測定点の電気的活動の時間を関係づけることにより、心臓の収縮パターンを求め、電気信号の伝導性の短絡または不規則性を識別することができる。この情報は、空間的ロードマップを構成するための補足情報として使用することができる。
【００２７】
本発明による方法のステップ２において、カテーテルを挿入した心室２の画像データを取得する。好ましくは、カテーテルは好適なカテーテルナビゲーションシステム９を用いて配置される。本例では、Ｘ線源を用いた回転スキャンを示した。しかし、２つの直交する投影を用いれば十分である。磁気共鳴画像化等の異なる画像化モダリティ（modality）を使用する場合、立体データを含む対応する画像取得を実行する。この立体データを用いて３次元画像再構成を実施する。検出可能マーカをマッチングする手段として使用して、対応する動き補正をして、画像を再構成する。３次元再構成のための動き補正は、奔出願人に譲渡された欧州特許出願ＥＰ０３１００６４６．３に説明されている。
【００２８】
結果として、ステップ３において、動き補正された対象臓器指向の座標系１０が定まる（provided）。動き補正された対象臓器指向の座標系１０は、心室２等の動く対象の内面の正確なマッピングを可能とするという有利な点を有する。動き補正された対象臓器指向の３次元座標係１０を用いて、検出可能マーカのそれぞれの空間的位置情報を求める。好ましくは、動き補正された対象臓器指向の３次元座標系１０内の各検出可能マーカの絶対座標ｘ、ｙ、ｚを空間的位置情報として使用する。図面を分かりやすくするために、マーカ５ｃの座標（５ｃｘ、５ｃｙ、５ｃｚ）のみを示した。もちろん、５ａ−５ｄ、７ａ−７ｄの各マーカに、動き補正対象臓器指向３次元座標係１０内の座標が割り当てられる。
【００２９】
ステップ４において、動き補正された対象臓器指向の座標系１０が与えられ、検出可能マーカ５ａ、５ｂ、５ｃ、５ｄ、７ａ、７ｂ、７ｃ、７ｄのそれぞれの空間的位置情報を相互に関係づけて、補足情報を用いることにより、空間的ロードマップ１２を再構成する。好ましくは、好適なグラフィクスユーザインターフェイスにより、インターベンションを実施する臨床医は必要なら空間的ロードマップを変更または再描画することができる。空間的ロードマップ１２は、臨床医により、インターベンションデバイスを操作する可視ガイドとして後のフェーズで使用される。
【００３０】
本発明による他の一実施形態では、図１のステップ１から図１のステップ４を参照して説明したプロシージャは複数の段階を追加的に有する。
【００３１】
従って、さらなる予備ステップ５において、遠位部１３ｄｉと近位部１３ｐを有する置換可能カテーテルを心室２に挿入する。好ましくは、カテーテル及び弛緩可能カテーテルは、好適なナビゲーションシステム９により心室２内で位置づけられる。好ましくは、定位（stereotactic）ナビゲーションシステムを使用する。置換可能カテーテルの遠位部１３ｄｉは、さらなる検出可能マーカ１３ａを有する。置換可能マーカの遠位部が検出可能マーカ１３ａのような複数の検出可能マーカを有することも可能である。電気生理学の目的のために、置換可能カテーテルの機能は、本発明による方法のステップ１−４の間に求めた空間的ロードマップにより、心室の肉にパターンを焼き付けることである。
【００３２】
本発明による方法のステップ６において、カテーテルの遠位部と置換可能カテーテルの遠位部とを有する対象臓器のさらに別の画像を取得する。Ｘ線画像化により画像取得を実行した場合、１４ａと１４ｂにより示したように、直交する投影の２つの透過（transmission）画像を取得すれば十分である。よって、結果として得られる画像１１、１２は、少なくとも検出可能マーカ５ａ−５ｄ、７ａ−７ｄとさらに別の検出可能マーカ２０ａ、２１ａをそれぞれ有する。任意的に、画像１１、１２は、解剖学的データ２０、２１も有する。
【００３３】
ステップ７において、検出可能マーカとさらに別の検出可能マーカを画像１１、１２から抽出し、それぞれに空間的位置情報を割り当てる。この空間位置情報は、次に、既に生成された動き補正した対象臓器指向の３次元座標系１０と一致するか確かめる（match）。結果として、置換可能カテーテル１３ｄｉの空間的位置情報（１３ａｘ、１３ａｙ、１３ａｚ）が高い精度で求められる（established）。置換可能カテーテルの遠位部１３ｄｉが動いたとき、ステップ６と７を繰り返して、リアルタイムで置換可能カテーテルの空間的位置情報（１３ａｘ、１３ａｙ、１３ａｚ）を更新する。
【００３４】
ステップ８において、プロシージャに関する情報をインターベンションのオペレータにフィードバックする。好ましくは、ユーザインターフェイス３０は、心室３１、３３、３５の組織の実際の電気的活動と、検出可能マーカ５ａ、５ｂ、５ｃ、５ｄ、７ａ、７ｂ、７ｃ、７ｄの位置と、置換可能カテーテル１３ａの位置とを含む関連臨床データを有する。好ましくは、グレイコード化表示または好適なカラーコード化表示を用いて電気的活動を表示する。対応する範囲はＲ１、Ｒ２、Ｒ３、．．．、ＲＮウィンドウで与えられる。また、可視化された空間的ロードマップ４０ａと置換可能カテーテルの実際の経路４０ｂも表示する。カテーテル４０ｂの経路と空間的ロードマップ４０ａの間に不一致がある場合、オペレータに通知する。不一致を補正した後、インターベンションプロシージャを再開する。
【００３５】
図２は、本発明によるシステム１００の一実施形態の概略図である。この実施形態の場合、Ｘ線画像化器１００ａが選択されている。前述の通り、その他の磁気共鳴画像化器や超音波装置等の画像化モダリティでも本発明を実施することができる。Ｘ線画像化器１００ａは、看者支持台１１４にいる看者１３０の２次元Ｘ線透過画像を形成するように構成されている。Ｘ線ビーム１０５は、看者１３０を透過し、Ｘ線検出器１１３に当たる（intercepted）。Ｘ線検出器１１３は、例えば、テレビジョンチェインを入力する直列配置したＸ線画像強調器であり、一方、信号はＡ／Ｄコンバータ１４０によりＡ／Ｄ変換され、好適なメモリ手段１５０に格納される。従来、看者の対象ボリュームの３次元画像を生成するために、その看者の２つの直交画像を取得していた。看者１３０の回りのＸ線源１１２の動きは、Ｃアーム１０１により可能となる。Ｃアーム１０１はスタンド１１１に回転可能に取り付けられている。あるいは、再構成の精度をさらに高くするために、異なる角度で一組の透過画像を取得する。この目的のため、Ｃアーム１０１は連続的に回転し、矢印１２０で示したように回転スキャンをする。この回転スキャンは、複数の２次元透過画像を含む。本発明を実施するために回転スキャンを使用した場合、結果として得られる画像は一連のＤｉ−１、Ｄｉ、．．．、ＤＮに対応する。これらの複数のＸ線透過画像は、カテーテル１８２ａ、１８２ｂを含む検査中のボリュームを示す。これらのＸ線画像は、次に、それ自体既知の再構成方法により処理され、動き補正された３次元検査ボリュームを生成する。このボリュームは、ディスプレイ部１８３上の好適なユーザインターフェイス１８１により表示される。好ましくは、ユーザインターフェイスは、対象臓器１８４の３次元画像を、検出可能マーカ１８２ａ′、１８２ｂ′を設けたカテーテル１８２ａ、１８２ｂの遠位部とともに表示（provide）するように構成される。対象臓器１８４の動き補正した３次元画像を用いて、動き補正された対象臓器指向３次元座標系を構成する。この座標系は、空間的ロードマップ１８３を描くために用いられ、さらに別の検出可能マーカ１８５′を有する置換可能カテーテル（図示せず）の空間的位置を位置決めするために用いられる。これらの計算は計算手段１６０を用いて実行する。画像化部１００ａの動作は制御部１１７により制御される。この制御部１１７は、Ｃアーム１０１の動きと、３次元再構成と動き補償の実行も含む好適なデータ処理をするために構成された計算手段１６０の動作とを制御する。計算手段１６０は、可視化された空間的ロードマップ１８３と置換可能カテーテル１８５の位置の間の空間的食い違いの計算を含むさらなる計算を実行するように構成されている。これは、それ自体既知のレンダリング（rendering）技術を適用することにより達成することができる。大幅な不一致が通知され、カテーテルが制御可能ナビゲーションシステム１９０により対象臓器内に位置づけられている場合、計算手段は、ナビゲーションシステム１９０に適用すべき制御信号を計算し、空間的ロードマップ１８３と置換可能カテーテル１８５の位置との間の不一致を補正する。好ましくは、定位（stereotactic）ナビゲーションシステムを用いて、対象臓器内のカテーテルの位置を制御する。制御部は、次に、ナビゲーションシステム１９０に補正信号Sを送る。インターベンションプロシージャが続く。好ましくは、補正信号Sはアプリオリに決定された式を用いて計算されるか、あるいは好適なルックアップテーブル（図示せず）を用いる（addressed）。カテーテル１８２ａ、１８２ｂの位置を空間的に保護することも可能である。この目的のため、計算手段１６０は、カテーテルの検出可能マーカの空間的位置を継続的にチェックするように構成されている。カテーテルが動いたと判断された場合、計算手段はこのイベントを制御部１１７にレポートし、その後、好適な制御信号（図示せず）をナビゲーションシステム１９０に送り、動いたカテーテルを元の位置に戻す。カテーテル制御のさらなる詳細を図４を参照して説明する。
【００３６】
図3は、本発明によるシステムのユーザインターフェイスの一実施形態の概略図である。ユーザインターフェイス２００は、オペレータへの可視化されたインターベンション過程のリアルタイムのフィードバックを提供するように構成されている。この目的のため、ユーザインターフェイスは、好ましくは、読み出し（read-out）と、制御スクリーン２０１と、グラフィクススクリーン２０２とを有する。グラフィクススクリーン２０２は、検査中の臓器２０４の２次元画像及び／または臓器２０４の３次元画像を表示するように構成されている。図を理解しやすくするため、２次元画像を示した。２次元画像は、動き補正対象臓器指向３次元座標系を構成する基準カテーテルとして使用するカテーテル２０６ａ、２０６ｂと共に、臓器２０４の好適な断面を含んでいる。この座標系は、可視化した空間的ロードマップの計算と表示に使用される。カテーテル２０６ａ、２０６ｂは、動き補正を実行するための手段として使用される２０７ａ、２０７ｂのタイプの複数の検出可能マーカを有する。また、例えば、電気生理学的インターベンションの際に除去（ablation）に使用される置換可能カテーテル２０８のリアルタイムの空間的位置が与えられる。また、置換可能カテーテル２０８は、グラフィクススクリーン上に投影される検出可能マーカ２０８ａも含んでいる。インターベンションを追跡しやすくするために、読み出しと制御スクリーンは複数の専用フィールド２２０、２２２、２２４を有する。第１の専用フィールド２２０は、システムに関する有用な情報が表示（projected）される第１の複数のサブエリア２２０ａ−２２０ｆを有する。その情報は、Ｃアームの位置に関するデータと、基準カテーテル２０６ａ、２０６ｂの空間的位置の一貫性を保護するカテーテルナビゲーションシステムの制御と、ＥＣＧ等の監視装置の読みを含む関連患者データと、またはその他の有用な情報を含む。第２の専用フィールド222は、インターベンションに関する実際のデータが表示される第２の複数のサブエリア２２２ａ−２２２ｄを有する。この実際のデータは、電気生理学的インターベンションを目的とした心室の電気的活動の測定の結果を含む。また、本発明によるシステムの空間的精度に関する情報を表示する、品質管理システムにより供給された診断も含む。品質管理システムの動作を、図４を参照してさらに詳しく説明する。品質管理システムが置換可能カテーテル２１２の空間的位置と可視化された空間的ロードマップ２１０の間の大きな食い違いを通知した時、その通知はサブエリア２２２ａ−２２２ｄの１つに表される。結果として、カテーテルナビゲーションシステムに与えられる補正値は、制御フィールド２２４中でハイライトされている。オペレータは、提案された補正を適用してもよいし、それを無視してもよい。これは、制御フィールド２２４の対話サブエリア２２４ｃにより可能である。基準カテーテル２０６ａ、２０６ｂの１つの変位がインターベンション中に通知されることもある。オペレータは、品質制御システムに、動き補正対象臓器指向３次元座標系の再調整を実行させる。この再調整は制御フィールド２２４ａ−２２４ｃのいずれでも可能である。再調整を実行した後、空間的ロードマップ２１���の空間的位置を然るべく調節し、インターベンションを実行する。
【００３７】
図4は、本発明による品質管理システムの一実施形態の概略図である。本発明による品質制御システム１６０′は、システム１００の機能要素、特に計算手段１６０とその中の機能に組み込まれているシステム１００の動作を、図２を参照して詳細に説明する。システム１００のこの実施形態では、計算手段１６０は、検出可能マーカ１６２の空間的位置を記録する手段を有する。この記録手段は、計算された動き補正対象臓器指向３次元座標系内の基準カテーテル１８２ａ、１８２ｂの各検出可能マーカの個別座標を分析するように構成されている。品質制御システム１６０は、検出可能マーカの空間的位置を監視する手段１６２′をさらに有する。この監視手段は、別のユニットまたは別のソフトウェアとして実施してもよいし、記録手段１６２の一部であってもよい。本発明による品質管理手段１６０′は、インターベンション中に検出可能マーカ１８２ａ、１８２ｂのいずれかの変位を通知する手段１６４をさらに有する。この目的のため、計算手段１６０は一貫性チェックを実行し、新しい画像取得用の各検出可能マーカの座標を再計算する。検出可能マーカの変位を検出した場合、手段１６４は、新しい動き補正対象臓器指向３次元座標系を生成するために、動き補正された対象臓器指向３次元座標系を較正（calibration）する手段１６６を起動する。この較正は、動いていない検出可能マーカの記録された空間的位置を用いて実行される。新しい動き補正対象臓器指向３次元座標系が確立されると、手段１６８は新しい動き補正対象臓器指向３次元座標系のために空間的ロードマップ１８３の較正を実行する。新しい空間的ロードマップ１８３は、次に、ユーザインターフェイス１８１に表示される。好ましくは、品質管理システム１６０′は、空間的ロードマップに置換可能カテーテルの経路を合わせる手段１７０を有する。手段１７０は、自分に指示をだしているオペレータに置換可能カテーテルをどのように位置決めするかに関する複数のコマンドを送るように較正できる。好ましくは、手段１７０は、ナビゲーションシステム１９０を制御して、３次元で置換可能カテーテルを自動的に位置決めするように構成されている。本発明による品質管理システムと通信するため、ナビゲーションシステム１９０は、品質管理部から受信した制御信号に従ってカテーテルを操作するように構成された制御部１９２を有する。手段１７０が中央部１１７にトリガー信号（図示せず）を送り、中央部１１７がナビゲーションシステム１９０の制御部１９２に補正信号を送ることも可能である。
【００３８】
本発明を好ましい実施形態を参照して説明した。本技術分野の当業者には、請求項の範囲から逸脱することなく、多数の修正や変更をできることが分かるであろう。結果として、実施形態は例示として考えなければならず、請求項に記載したもの以外に、これらの実施形態が限定するものと関してはならない。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１Ａ】本発明による複数の方法ステップを有する一実施形態の概略図を示す図である（ステップ１）。
【図１Ｂ】本発明による複数の方法ステップを有する一実施形態の概略図を示す図である（ステップ２）。
【図１Ｃ】本発明による複数の方法ステップを有する一実施形態の概略図を示す図である（ステップ３）。
【図１Ｄ】本発明による複数の方法ステップを有する一実施形態の概略図を示す図である（ステップ４）。
【図１Ｅ】本発明による複数の方法ステップを有する一実施形態の概略図を示す図である（ステップ５）。
【図１Ｆ】本発明による複数の方法ステップを有する一実施形態の概略図を示す図である（ステップ６）。
【図１Ｇ】本発明による複数の方法ステップを有する一実施形態の概略図を示す図である（ステップ７）。
【図１Ｈ】本発明による複数の方法ステップを有する一実施形態の概略図を示す図である（ステップ８）。
【図２】本発明によるシステムの一実施形態の概略図である。
【図３】本発明によるシステムのユーザインターフェイスの一実施形態の概略図である。
【図４】本発明による品質管理システムの一実施形態の概略図である。
【図１Ａ】
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【図１Ｂ】
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【図１Ｃ】
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【図１Ｄ】
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【図１Ｅ】
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【図１Ｆ】
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【図１Ｇ】
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【図１Ｈ】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【国際調査報告】
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