(57)【要約】  介入的及びリアルタイム超音波情報と、例えばX線回転血管造影法により提供される血管又は腫瘍脈管化の非リアルタイムな生体構造情報とのリンク付けは、高い計算性能を必要とする。本発明の側面によれば、超音波基準画像が異なる画像化システムにより得られる高品質画像に関して較正される。そして、操作的な介入の間、その介入の間得られるデータセットの位置合わせ又は較正が、(従来技術のデバイスにおける)高品質画像に対してではなく、基準画像に対して行われる。有利なことに、これは、高品質画像とリアルタイム画像との高速な融合を可能にすることができ、従って、患者に関して行われる操作的な介入の改良されたトラッキングを可能にすることができる。
2007536973.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第２のデータセットを第１のデータセットへリンク付けするデバイスであって、
第１の画像化システムにより得られる前記第１のデータセットを受信するための、前記デバイスに対する第１のデータポートと、
第２の画像化システムにより得られる前記第２のデータセットと第３のデータセットとを受信するための、前記デバイスに対する第２のデータポートであって、前記第２の画像化システムが前記第１の画像化システムとは異なり、前記第３のデータセットは前記第１のデータセットとリンク付けされている、第２のデータポートと、
前記第１、第２及び第３のデータセットを格納するメモリと、
前記第１、第２及び第３のデータセットをロードする処理、及び
前記第２のデータセットを前記第３のデータセットへリンク付けし、前記第３のデータセットを介して、前記第２のデータセットの前記第１のデータセットへのリンク付けを生じさせる処理を行う画像プロセッサとを有するデバイス。
【請求項２】
前記第３のデータセットが、前記第２のデータセットの取得の前に取得され、
前記第３のデータセットの前記第１のデータセットへのリンク付けが、前記第１の画像化システムに対する前記第２の画像化システムの記録された位置及び所定の位置のいずれかに基づき行われる、請求項１に記載のデバイス。
【請求項３】
前記第２のデータセットを前記第３のデータセットへリンク付けすることが、
前記第２のデータセットにおける第１の注目領域から、前記第３のデータセットにおける第２の注目領域への変換を決定するステップと、
前記変換に基づき、前記第２のデータセットと前記第３のデータセットとを対応付けるステップとを有し、
前記第１の注目領域が前記第２の注目領域に対応する、請求項１に記載のデバイス。
【請求項４】
前記第１の画像化システムが、CTスキャナシステム、MRIスキャナシステム、PETスキャナシステム、SPECTスキャナシステム及びX線回転血管造影システムのいずれかである、請求項１に記載のデバイス。
【請求項５】
前記第２の画像化システムが、超音波画像化システム及びMRIスキャナシステムのいずれかである、請求項１に記載のデバイス。
【請求項６】
前記第１のデータセットが、第１の注目対象物を有し、
前記第２のデータセット及び前記第３のデータセットは、少なくとも前記第１の注目対象物の第１の部分を有する、請求項１に記載のデバイス。
【請求項７】
前記画像プロセッサが、更に、
前記第２のデータセットの前記第１のデータセットへのリンク付けに基づき、少なくとも前記第２のデータセットの第２の部分を、少なくとも前記第１のデータセットの第３の部分に融合し、融合されたデータセットを生じさせる処理を行う、請求項１に記載のデバイス。
【請求項８】
更に、前記融合されたデータセットから形成される画像を表示する表示手段を有する、請求項７に記載のデバイス。
【請求項９】
前記デバイスが、前記第１の注目対象物の検査の間に、第２の注目対象物の位置を決定し、
前記第２のデータセットは、前記第１の注目対象物の前記検査の間に得られる、請求項１に記載のデバイス。
【請求項１０】
前記デバイスは、前記第１の画像化システム及び前記第２の画像化システムのいずれかに一体化される、請求項１に記載のデバイス。
【請求項１１】
第２のデータセットを第１のデータセットへリンク付けする方法において、
第１の画像化システムにより前記第１のデータセットを取得するステップと、
第２の画像化システムにより第３のデータセットを取得するステップであって、前記第２の画像化システムが、前記第１の画像化システムとは異なっており、前記第３のデータセットは前記第１のデータセットへリンク付けされる、ステップと、
前記第２の画像化システムを用いて、前記第２のデータセットを取得するステップと、
前記第１、第２及び第３のデータセットを前記デバイスに送信するステップと、
前記第２のデータセットを前記第３のデータセットへリンク付けし、前記第３のデータセットを介して、前記第２のデータセットの前記第１のデータセットへのリンク付けを生じさせるステップとを有する、方法。
【請求項１２】
前記第３のデータセットが、前記第２のデータセットの取得の前に取得され、
前記第３のデータセットの前記第１のデータセットへのリンク付けが、前記第１の画像化システムに対する前記第２の画像化システムの記録された位置及び所定の位置のいずれかに基づき行われ、
前記第２のデータセットを前記第３のデータセットへリンク付けするステップが、
前記第２のデータセットにおける第１の注目領域から、前記第３のデータセットにおける第２の注目領域への変換を決定するステップと、
前記変換に基づき、前記第２のデータセットと前記第３のデータセットとを対応付けるステップとを有し、
前記第１の注目領域が前記第２の注目領域に対応する、請求項１１に記載の方法。
【請求項１３】
前記第１の画像化システムが、CTスキャナシステム、MRIスキャナシステム、PETスキャナシステム、SPECTスキャナシステム及びX線回転血管造影システムのいずれかであり、
前記第２の画像化システムが、超音波画像化システム及びMRIスキャナシステムのいずれかである、請求項１１に記載の方法。
【請求項１４】
前記第１のデータセットが、第１の注目対象物を有し、
前記第２のデータセット及び前記第３のデータセットが、少なくとも前記第１の注目対象物の第１の部分を有し、
前記第１の注目対象物の検査の間、第２の注目対象物の位置が決定され、
前記第１の注目対象物の検査の間、前記第２のデータセットが得られる、請求項１１に記載の方法。
【請求項１５】
前記第２のデータセットの前記第１のデータセットへのリンク付けに基づき、少なくとも前記第２のデータセットの第２の部分を、少なくとも前記第１のデータセットの第３の部分に融合し、融合されたデータセットを生じさせるステップと、
前記融合されたデータセットから形成される画像を表示するステップとを更に有する、請求項１１に記載の方法。
【請求項１６】
第２のデータセットを第１のデータセットへリンク付けするコンピュータプログラムであって、該コンピュータプログラムは、画像プロセッサで実行されるとき、該画像プロセッサに、前記第１のデータセット、前記第２のデータセット、及び前記第１のデータセットにリンク付けされる第３のデータセットをロードする処理と、前記第２のデータセットを前記第３のデータセットにリンク付けし、前記第３のデータセットを介して、前記第２のデータセットの前記第１のデータセットへのリンク付けを生じさせる処理とを行わせる、コンピュータプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、デジタル画像化に関し、例えば、医療画像化の分野に関する。特に、本発明は、第２のデータセットを第１のデータセットへリンク付けするデバイス、第２のデータセットを第１のデータセットへリンクする方法、及び第２のデータセットを第１のデータセットへリンクするコンピュータプログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
最小侵襲介入は、リアルタイム(又はわずかに遅延する)介入画像フィードバックを必要とする。通常、診断画像又はボリュームは、そのボリュームの重要な特徴を表示するよう最適に調整されるものの、そのボリュームを対話的に表示することはできない。例としては、x線回転血管造影図、MRI、CT及びPETである。他方、介入画像化方法は、リアルタイムにおける医師の活動を画像化することを可能にするが、必要な画像品質が欠けていたり、重要な機能的又は生体構造的特徴のいくつかを全く表示しないことがある。
【０００３】
介入画像化のためには、医師が自分の操作のためのフィードバック源として(アニメ化された)診断ボリュームを用いることを可能にする態様で、診断ボリュームに関する情報をリアルタイム介入ボリュームへリンク付け(link:関連付け)することが非常に望ましい。こうして、介入画像化システムの情報の対話的な特徴と共に診断情報の優れた品質が提供されることができる。
【０００４】
通常の例は、介入の間の、(血管に関する生体構造情報を与える)X線回転血管造影ボリュームと、(リアルタイムに腫瘍を画像化する)超音波ボリュームとの融合である。多くの場合において、腫瘍の処置は、塞栓及び切除の組み合わされた使用を必要とする。血管内カテーテルを用いてCathlabにおいて塞栓が行われる間、連続的な切除が、リアルタイムフィードバックのため超音波画像化を用いて経皮切除カテーテルで行われる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明の目的は、改良された画像化を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
請求項１に記載される本発明の例示的な実施形態によれば、上記目的は、第２のデータセットを第１のデータセットへリンク付けするデバイスにより解決されることができ、そのデバイスは、第１の画像化システムにより得られる第１のデータセットを受信するための、そのデバイスに対する第１のデータポートと、第２の画像化システムにより得られる第２のデータセット及び第３のデータセットを受信するための、そのデバイスに対する第２のデータポートとを有する。第２の画像化システムは、第１の画像化システムとは異なり、第３のデータセットは、第１のデータセットにリンク付けされる。更に、そのデバイスは、第１のデータセット、第２のデータセット及び第３のデータセットを格納するメモリと、以下の処理を行うよう適合される画像プロセッサとを有する：第１、第２及び第３のデータセットをロードし、第２のデータセットを第３のデータセットへリンク付けし、結果として、第３のデータセットを介して、第２のデータセットから第１のデータセットへのリンク付けを生じさせる処理である。
【０００７】
例えば、操作の前段において、第１の(高品質、機能的、又は分子の)データセットを得る第１の画像化システム、及び同じ領域の第３の(低品質又は非機能的な)データセットを得る(第１の画像化システムとは異なる)第２の画像化システムにより、患者は検査されることができる。後に、画像取得の間、又は画像取得の直後に、較正手順が実行されることができ、結果として、第１のデータセットと第３のデータセットとの間のリンク付けを生じさせる。操作的な介入(operative intervention)の間、第２のデータセットが第２の画像化システムにより取得され、第３のデータセットへリンク付けされる。有利なことに、第２のデータセットと第３のデータセットとは、同じ(第２の)画像化システムにより取得される、つまり比較可能なデータセットの位置合わせが行われるので、第２のデータセットの第３のデータセットへのリンク付けは非常に高速に行われる。そこで、第２のデータセットと第１のデータセットとの間のリンク付けが、第３のデータセットの助けを借りて確立される。有利なことに、第１及び第２のデータセット間のリンク付けが分かると、第２のデータセットからの情報が、例えばマルチモダリティ融合により第１のデータセットへ転送されることができる。
【０００８】
請求項２に記載される本発明の別の例示的な実施形態によれば、第２のデータセットの取得の前に第３のデータセットが取得され、第３のデータセットの第１のデータセットへのリンク付けは、第１の画像化システムに相対的な第２の画像化システムについての記録された位置及び所定の位置のいずれかに基づいて行われる。
【０００９】
有利なことに、これは、第３のデータセットの第１のデータセットへの高速かつ正確なリンク付けを可能にすることができる。
【００１０】
請求項３に記載される本発明の別の例示的な実施形態によれば、第２のデータセットの第３のデータセットへのリンク付けは、第２のデータセットにおける第１の注目領域から第３のデータセットにおける第２の注目領域への変換を決定するステップと、その変換に基づき、第２のデータセットと第３のデータセットとを位置合わせするステップとを有する。第１の注目領域は、第２の注目領域に対応する。
【００１１】
有利なことに、本発明のこの例示的な実施形態によれば、非常に見えやすい注目領域が第２及び第３のデータセットにおいて決定されることができ、従って、簡単で信頼性のある正確な画像の位置合わせを可能にする。
【００１２】
請求項４及び５に記載される本発明の別の例示的な実施形態によれば、第１の画像化システムはCTスキャナシステム、MRIスキャナシステム、PETスキャナシステム、SPECTスキャナシステム及びX線回転血管造影システムのいずれかである。更に、第２の画像化システムは、超音波画像化システム及び介入的(interventional)MRIスキャナシステムのいずれかである。
【００１３】
これは、第１のデータセットからの、高品質な画像化又は機能的な画像化と、第２の画像化システムにより得られる第２及び第３のデータセットからの、第１のデータからの画像より低品質な画像の高速な取得とを可能にすることができる。
【００１４】
請求項６に記載される本発明の別の例示的な実施形態によれば、第１のデータセットは、第１の注目対象物を有し、第２及び第３のデータセットは、少なくとも第１の注目対象物の第１の部分を有する。
【００１５】
有利なことに、本発明のこの例示的な実施形態によれば、第２の画像化システムは必ずしも第１の注目対象物全体の画像を取得する必要はなく、第１の注目対象物の一部だけからより詳細な又はより小さい画像を取ることができる。これは、非常に注目度の高い第１の注目対象物における部分にのみ焦点を当てる事により、第２及び第３のデータセットの品質を改善することができる。更に、第１の注目対象物の一部にのみ焦点を当てることにより、計算的なコストを効果的に減少することができる。
【００１６】
請求項７に記載される本発明の別の例示的な実施形態によれば、画像プロセッサが、第２のデータセットの第１のデータセットへのリンク付けに基づき、第２のデータセットの少なくとも第２の部分を第１のデータセットの少なくとも第３の部分に融合させ、結果として、融合されたデータセットを生じさせる処理を行うよう適合される。
【００１７】
これは、生体構造的及び機能的な情報を同時に有するデータセットを生成することを可能にすることができる。
【００１８】
請求項８に記載される本発明の別の例示的な実施形態によれば、そのデバイスは更に、その融合されたデータセットから形成される画像を表示する手段を有する。これは、第１のデータセット及び第２のデータセットに含まれる情報をオーバーレイとして表示することを可能にすることができる。有利なことに、本発明のこの例示的な実施形態によれば、第２のデータセットの部分だけが、第１のデータセットに融合され、結果として、第１のデータセットの全体情報と、第２のデータセットにおける選択された情報だけ(例えば、生体検査針の位置)とを有する画像を生じさせる。
【００１９】
請求項９に記載される本発明の別の例示的な実施形態によれば、そのデバイスは第１の注目対象物の検査の間に、第２の注目対象物の位置を決定するよう適合され、そこでは、第２のデータセットが第１の注目対象物の検査の間に取得される。
【００２０】
例えば、本発明のこの例示的な実施形態によれば、ユーザ(例えば、医師)は、第１の注目対象物(例えば、患者の内部器官)の検査を行うことができ、そこでは、その検査が第２の画像化システム(例えば、超音波画像化システム又は介入的MRIスキャナシステム)により監視される。検査の間、そのデバイスは第２の注目対象物(例えば、生体検査針)の位置を自動的に決定し、その後、生体検査針のセグメンテーションが続くことができる。更なるステップにおいて、第２の注目対象物は第１の(高品質な)データセットに融合されることができる。
【００２１】
請求項１０に記載される本発明の別の例示的な実施形態によれば、そのデバイスは第１の画像化システム及び第２の画像化システムのいずれかに組み込まれる。
【００２２】
請求項１１は、本発明の例示的な実施形態による、第２のデータセットを第１のデータセットへリンク付けする方法を記載する。その方法は：第１の画像化システムにより第１のデータセットを取得するステップと；第２の画像化システムにより第３のデータセットを取得するステップであって、第２の画像化システムが第１の画像化システムと異なっており、第３のデータセットが第１のデータセットにリンク付けられている、ステップと；第２の画像化システムを用いて第２のデータセットを取得するステップと；第１、第２及び第３のデータセットをそのデバイスに送信するステップと；第２のデータセットを第３のデータセットへリンク付けし、結果として、第３のデータセットを介して、第２のデータセットの第１のデータセットへのリンク付けを生じさせるステップとを有する。
【００２３】
有利なことに、これは、誘導介入に対して使用されることのできる、高速、効率的かつ正確な画像化方法を可能にすることができる。
【００２４】
更に、本発明による方法の例示的な実施形態が、請求項１２から１５に記載される。
【００２５】
本発明は、コンピュータプログラムにも関し、それは、例えば、画像プロセッサのようなプロセッサで実行されることができる。斯かるコンピュータプログラムは、例えば、CTスキャナシステム、MRIスキャナシステム、PETスキャナシステム、SPECTスキャナシステム、X線回転血管造影システム又は超音波画像化システムの一部とすることができる。本発明の例示的な実施形態によるコンピュータプログラムが、請求項１６に記載される。好ましくは、これらのコンピュータプログラムは、画像プロセッサのワーキングメモリにロードされることができる。そして、画像プロセッサは、本発明の例示的な実施形態を実行するよう具備される。そのコンピュータプログラムは、CD-ROMのようなコンピュータ可読媒体に格納されることができる。その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供されることもでき、斯かるネットワークから画像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。本発明のこの例示的な実施形態によるコンピュータプログラムは、C++といったいずれかの適切なコンピュータ言語で記述されることができる。
【００２６】
本発明の例示的な実施形態の要旨として、第１の画像化システムが、注目対象物(例えば血管など)についての第１の高品質画像を取得し、その取得と同時又はその後すぐ、第１の画像化システムとは異なる第２の画像化システムが、注目対象物についての第３の(より低品質の)画像を取得する点にあることが理解されることができる。較正処理により、高品質画像と低品質画像とが互いに関してリンク付けされる。ここで、較正の後、第２の画像を有する第２の(低品質の)データセットが(第２の画像化システムにより)取得され、第２の画像のいずれかと第１の画像との融合が、第２の画像を第３の画像と位置合わせ(registering)し(第２及び第３の画像は同じ画像化システムにより得られるので、これは簡単である)、そして、以前に決定された較正を用いることにより行われる。有利なことに、これは、第１及び第２の画像の高速な融合を可能にすることができ、従って、患者に対して行われる操作的介入の改善された追跡を可能にすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２７】
本発明のこれら及び他の側面は、本書において述べられる実施形態から明らかとなり、及び実施形態を参照して説明されることになる。
【００２８】
以下、図面を参照して、本発明の例示的な実施形態が説明されることになる。
【００２９】
図１は、第２のデータセットを第１のデータセットへリンク付け(link)するデバイスの例示的な実施形態の概略的表現を示し、第１のデータセットを取得するCTスキャナシステムと第２及び第３のデータセットを取得する超音波スキャナシステム２３とを有する。この例示的な実施形態を参照して、本発明は医療画像化における用途のために説明が行われることになる。しかしながら、本発明は、医療画像化の分野における用途に限定されるものではなく、例えば材料検査といった用途にも使用されることができることに留意されたい。
【００３０】
図１に表されるスキャナは、コーンビームCTスキャナである。図１に表されるCTスキャナは、回転軸２の周りに回動可能なガントリ１を有する。ガントリは、モータ３を用いて駆動される。参照番号４は、X線源のような放射線源を表し、本発明の側面によれば、多色放射ビームを放出する。
【００３１】
参照番号５は、開口系を表し、それは、放射線源から放出される放射線ビームをコーン形状の放射線ビーム６へ形成する。
【００３２】
コーンビーム６は、それがガントリ１の中心、つまりCTスキャナの検査範囲に配置される注目対象物７を貫通し、検出器８へ衝突するよう向けられる。図１からわかるように、検出器８は、放射線源４の反対側にあるガントリ１上に、検出器８の表面がコーンビーム６により覆われるように配置される。図１に表わされる検出器８は、複数の検出器要素を有する。
【００３３】
注目対象物７のスキャンの間、放射線源４、開口系５及び検出器８は、矢印１６で示される方向へガントリ１に沿って回転される。放射線源４、開口系５及び検出器８と共にガントリ１が回転するために、モータ３は、計算ユニット１８に接続されるモータ制御ユニット１７に接続される。
【００３４】
注目対象物は、コンベアベルト１９に配置される。注目対象物７のスキャンの間、ガントリ１は、患者７の周囲を回転するが、コンベヤベルト１９は、ガントリ１の回転軸２に平行な方向に沿って注目対象物７を変位させる。これにより、注目対象物７はヘリカルスキャンパスに沿ってスキャンされる。コンベヤベルト１９は、スキャンの間停止されることもできる。コンベヤベルト１９を与える代わりに、例えば、注目対象物７が患者であるような医療用途において、移動可能なテーブルが使用される。しかしながら、上述された全ての場合において、回転軸２に平行な方向への変位は生じないが、回転軸２の周囲のガントリ１の回転だけが生じるサーキュラスキャンを行うことも可能である点に留意されたい。
【００３５】
検出器８は、計算ユニット１８に接続される。計算ユニット１８は、検出結果、つまり、検出器８の検出器要素からの読み出し結果を受信し、その読み出し結果に基づきスキャン結果を決定する。検出器８の検出器要素は、注目対象物によりコーンビーム６にもたらされる減衰を測定するよう適合されることができる。更に、計算ユニット１８は、ガントリ１の動きをモータ３と調和させるため及びコンベヤベルト１９をモータ２０と調和させるために、モータ制御ユニット１７と通信する。
【００３６】
計算ユニット１８は、検出器８の読み出しから画像を再構築するよう適合されることができる。更に、計算ユニット１８は本発明による方法を実行するよう適合されることができる。計算ユニット１８により生成される、融合された画像は、インタフェース２２を介して(図１で図示省略された)ディスプレイに出力されることができる。
【００３７】
更に、図１に表されるシステムは、超音波画像化システム２３を有し、それは、第２及び第３のデータセットを取得するため超音波２５を生成する。そして、これらのデータセットは、第２のデータポート２４を介して計算ユニット１８において受信される。第１の画像化システム(ここではCT画像化システム)により取得される第１のデータセットは、第１のデータポート２５を介して計算ユニット１８において受信される。
【００３８】
画像処理デバイスに組み込まれる画像プロセッサにより実現されることができる計算ユニット１８は、第１、第２及び第３のデータセットを格納するためのメモリを有し、以下の処理を行うよう適合されることができる：第１、第２及び第３のデータセットをロードし、第２のデータセットを第３のデータセットへリンク付けし、結果として第３のデータセットを介する、第２のデータセットから第１のデータセットへのリンク付けを生じさせる処理である。
【００３９】
更に、図１からわかるように、例えば、計算ユニット１８は、例えば自動的にアラームを出力するためにラウドスピーカ２１に接続されることができる。
【００４０】
図１は、本発明の例示的な実施形態によるデバイスをCTスキャナシステム又は超音波画像化システムに組み込まれるものとして表すが、そのデバイスは、例えばMRIスキャナシステム、PETスキャナシステム、SPECTスキャナシステム又は(高品質な第１のデータセットの取得のための)X線回転血管造影システム、及び(低品質な、リアルタイムの第２のデータセットの取得のための)介入的MRIスキャナシステムといった、高品質又は低品質画像化データを取得するためのいずれかの種類の適切な画像化システムに接続される又はその中に実装されることもできる点に留意されたい。
【００４１】
第１のデータはしばしば「高品質データ」と記載されるが、第２の画像化システムにより取得されたデータと同じ程度の高品質は持たないが、異なる情報を有することができる、(例えば、PETスキャナシステムにより得られる)「機能的データ」又は「分子データ」とも呼ばれる点に留意されたい。
【００４２】
図２は、本発明による方法の例示的な実施形態を実行する、本発明の例示的な実施形態によるデバイスの別の概略的表現を示す。図２に表されるデバイスは、患者といった注目対象物の第１、第２及び第３のデータセットを格納するメモリ１５２に接続される中央処理ユニット(CPU)、言い換えると画像プロセッサ１５１を有する。画像プロセッサ１５１は、第２及び第３のデータセットの取得のためのMRデバイス１５７及び第１のデータセットの取得のためのCTデバイス１５６といった複数の入力／出力ネットワーク又は診断デバイスに接続されることができる。第１のデータセットは、第１のデータポート１５８を介して画像プロセッサ１５１に送信され、第２及び第３のデータセットは第２のデータポート１５９を介して画像プロセッサ１５１に送信される。更に画像プロセッサは、画像プロセッサ１５１において計算又は適合される情報又は画像を表示するための、例えばコンピュータモニタのような表示デバイス１５４に接続される。操作者は、キーボード１５５及び／又は図２において図示省略されている他の出力デバイスを介して画像プロセッサ１５１と対話することができる。
【００４３】
更に、バスシステム１５３を介して、画像処理及び制御プロセッサ１５１を、例えば、注目対象物の動きを監視するモーションモニタに接続することも可能である。例えば、患者の肺が画像化される場合、モーションセンサは、呼気センサとすることができる。心臓が画像化される場合、モーションセンサは、心電図(ECG)とすることができる。
【００４４】
図３は、本発明の例示的な実施形態による、第２のデータセットを第１のデータセットへリンク付けする方法の例示的な実施形態のフローチャートを示す。その方法は、ステップＳ０で開始し、その後、第１の画像化システムにより第１のデータセットの取得が行われる。第１のデータセットは、例えば、陽電子放出型断層撮影スキャナシステム(PETスキャナシステム)により得られる高精度の３次元データセットとすることができる。第１の画像化システムによる第１のデータセットの取得の間、又はその後すぐ、第２の画像化システムにより第３のデータセットが得られる。第２の画像化システムは、例えば、超音波画像化システム又は介入的MRIスキャナシステムとすることができる。第２の画像化システムは、第１の画像化システムとは異なり、本発明の側面によれば、例えば３次元データセット又は４次元データセットのような多次元データセットを取得するよう適合され、それは、３次元ボリュームデータのうち、注目対象物の定期的な動きに関する情報(心電図データ)又は３次元データセットの時系列を有することができる。
【００４５】
その後ステップＳ２において、較正が行われ、結果として、第３のデータセットと第１のデータセットとの間のリンク付けが生じる。較正は、第３のデータセットにおける第１の注目領域から第１のデータセットにおける第２の注目領域への第１の変換(translation)を決定することにより行われ、第１の注目領域は、第２の注目領域に対応する。更に、較正は、それが第１のデータセットと同じスケールであることをもたらすように、第３のデータセットを拡大圧縮(magnification shrinking)することを有することができる。更に、較正は、その方向が、第１のデータセットの方向に対応するような態様で、第３のデータセットの回転を有することができる。有利なことに、第３のデータセットの第１のデータセットへのリンク付けは、第１の画像化システムに相対的な第２の画像化システムの記録された又は所定の位置に基づき行われる。
【００４６】
そして、ステップＳ３において、第２のデータセットが第２の画像化システムを用いて得られる。第２のデータセットは、第１の注目対象物を有する。第２のデータセットは、医師により行われる操作的な介入の間得られる。その介入は、例えば、生体検査法を含む。第２のデータセットの取得の後、第２のデータセットの第３のデータセットへの変換がステップＳ４において決定される。第２の変換の決定は、第２のデータセットにおける第３の注目領域の選択及び第３のデータセットにおける第４の注目領域の選択により行われる。そこでは、第３及び第４の注目領域が互いに対応する。
【００４７】
第２の変換の決定の後、第２のデータセット及び第３のデータセットの位置合わせが第２の変換に基づき行われる。更に、第２のデータセットの較正が、第３のデータセットについて以前に行われた較正に基づき行われることができる。その後ステップＳ５において、第２の注目対象物、例えば生体検査針が、患者の検査の間に取得される第２のデータセットにおいて特定される。生体検査針を特定した後、第２のデータセットから生体検査針(第２の注目対象物)のセグメンテーションがステップＳ６において行われる。
【００４８】
そして、ステップＳ７において、第１及び第２の変換に基づき、第２の注目対象物を有する第２のデータセットの一部が、第１のデータセットに融合され、結果として、第１の注目対象物の高品質データと、第２の注目対象物の低品質データとを有する融合されたデータセットを生じさせる。そして、ステップＳ８において、その融合されたデータセットから画像が形成され、介入の間、医師をガイドするために表示される。
【００４９】
その方法は、ステップＳ９で終了する。
【００５０】
図４は、第１及び第２の画像化システムにより得られる画像を示し、本発明による方法の例示的な実施形態を概略的に表す。始めに、第１の高品質画像４０１が第１の画像化システムを用いて得られる。画像４０１は、介入の間除去されなければならない癒着(accretion)４０３を有する血管４０２を表す。画像４０１は更に、高コントラストの領域４０４を有し、それは、超音波画像化により簡単に見ることができ、基準点として取られる。同時に、画像４０５が、超音波画像化システムを用いて得られる。図４からわかるように、画像４０５は、基準点４０４を有するが、約４５度回転され、わずかに拡大されている。
【００５１】
第１の処理ステップにおいて、超音波画像は、高品質CT画像４０１に対して較正される。これは、画像スライス４０６に表され、それは、CT画像４０１によれば、画像が−４５度回転され、更にスケールダウンされていることを示す。その後、患者は、例えば、誘導介入が行われる手術室といった別の部屋へ移される。
【００５２】
誘導介入の間、画像４０７が、超音波画像化システムを用いて得られる。画像スライス４０７から分かるように、超音波画像は、較正された(基準)超音波画像４０６に対して約１８０度回転される。更に、画像４０７は、画像４０６に対して拡張される。しかしながら、画像４０７は、第２の注目対象物４０８を示し、それは、例えば組織を除去するため、又は、ここでの場合がそうだが、血管４０２内部の癒着を除去するための生体検査針といった手術器具であってよい。生体構造コントラストが最小又はまったくゼロであることにより、血管４０２又は癒着４０３は、超音波画像４０７では見えない。
【００５３】
しかしながら、次のステップにおいて、画像４０７(第２のデータセット)と画像４０６(第３のデータセット)との間の変換が行われ、１８０度の回転と、(較正された)基準画像４０６のスケールへの画像４０７のダウンスケーリングとを有する較正が続く。その結果は画像４０９に表され、基準マーク４０４と第２の注目対象物４０８とを有するが、ここでは、基準画像４０３、従って高品質画像４０１に対して正しい大きさ及び正しい方向にある。
【００５４】
その後、生体検査針４０８のセグメンテーションが、Hough変換のような、知られた識別及びセグメンテーション手順に基づき行われることができる。そして、融合が行われ、そこでは、生体検査針４０８の画像が高品質画像４０１に融合され、結果として、基準４０４、血管４０２、癒着４０３及び生体検査針４０８を有する融合された画像４１０を生じさせる。
【００５５】
言い換えると：超音波取得はフリーハンドで行われるので、オーバーレイは、２つのボリュームの慎重な較正と超音波源のトランスデューサ位置の動き補償とを必要とする。較正を行うために、回転血管造影ボリュームの取得の間又はそのすぐ後、超音波画像化システムを用いて、記憶された又は所定の位置から注目領域の一部が画像化される。この較正されたハイブリッド画像化装置は、介入的超音波から、生体構造的回転血管造影データへのリンクを与える。トランスデューサの動き補償のため、従来のブロックマッチング法が使用されることができる。一旦変換が分かると、回転血管造影図及び超音波からの情報が融合されることができる。
【００５６】
上述された本発明は、例えば、医療画像化の分野に適用されることができる。しかしながら、上述されたように、本発明は、非破壊検査又は荷物検査の分野において適用されることもできる。有利なことに、本発明の側面によれば、生体構造的又は機能的及び介入的ボリュームが、異なるモダリティで得られ、両方のモダリティの較正された取得を用いてリンク付けされることができる。これは、介入画像化の待ち時間と割合とで、生体構造的及び機能的情報を表示することを可能にする。更に、リアルタイム画像を伴う高品質画像の高速な融合が達成されることができ、従って、本発明は、患者に対して行われる操作的介入の改良された追跡を可能にすることができる。本発明は、画像化システムに対するアドオン機能として適用されることができる。
【００５７】
単語「comprising(有する)」は、他の構成要素又はステップの存在を排除するものではなく、「a」又は「an」は、複数性を排除するものではなく、単一のプロセッサ又はシステムが、請求項に記載された複数の手段の機能を満たすことができる点に留意されたい。また、異なる実施形態に関連して述べられた要素が組み合わされることもできる。
【００５８】
請求項におけるいかなる参照符号も請求項の範囲を限定するものとして解釈されるべきではない点に留意されたい。
【図面の簡単な説明】
【００５９】
【図１】本発明の例示的な実施形態による、超音波スキャナシステム及びCTスキャナシステムによりそれぞれ得られる、第２のデータセットを第１のデータセットへリンク付けするデバイスの簡略化された概略表現を示す図である。
【図２】本発明の例示的な実施形態によりデバイスの別の概略表現を示す図である。
【図３】本発明による第２のデータセットを第１のデータセットへリンク付けする方法の例示的な実施形態のフローチャートを示す図である。
【図４】第１及び第２の画像化システムにより得られる画像と本発明の例示的な実施形態の概略表現とを示す図である。
【図１】
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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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