(57)【要約】【課題】  血管形状を用いて気管支気道表現を増強するための方法及び装置を提供すること。【解決手段】  被験者の気管支気道の表現と、対応する血管ネットワークの表現とが取得され、これらはメモリに格納することができる。気管支気道表現において、気道の末端が特定され、このとき、気道の一部は表現に含まれていないが、ただし実際にはこれらは被験者の体内の連続的な気道内にある。血管ネットワーク表現において、第１の特定された気道末端と第２の特定された気道末端との間の表現されていない気道部分に対応する血管部分が特定される。これらの末端間に延在する気道を反映する、増強された気管支気道表現が生成される。増強された気管支気道表現は、気管支鏡手順を容易にするために、医療装置のモニタ上に表示させることができる。【選択図】  図２
2019042513.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被験者の気管支気道の増強された表現を提供するための方法であって、
被験者の該気管支気道の表現を取得することであって、該表現は、気道の末端の空間座標を特定し、該気道は該被験者の体内で連続しているが、該気道の連続は、該気管支気道表現には含まれていない、ことと、
該被験者の該気管支気道に対応する血管ネットワークの表現を取得することと、
該気管支気道表現での気道の第１の特定された末端と第２の特定された末端との間にある表現されていない気道部分に対応する、該血管ネットワーク表現中の血管部分を特定することと、
該第１の末端と第２の末端との間に延在する気道を反映する、増強された気管支気道表現を生成することと、
を含む、方法。
【請求項２】
前記気管支気道表現での気道の第１の特定された末端と第２の特定された末端との間にある表現されていない気道に対応する前記血管ネットワーク表現中の血管部分を特定することが、
該気管支気道表現における気道の該特定された末端に対応する該血管ネットワーク表現中の位置を特定することと、
該血管ネットワーク表現中の特定された２つの位置が、該血管ネットワーク表現に表される血管の血管経路によって接続されている場合に、該特定された末端を該第１及び第２の末端として選択することであって、このとき前記増強された気管支気道表現が、これらの間に延在する気道を反映する、ことと、
を含む、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記増強された気管支気道表現が、ディスプレイ上に表示される、請求項２に記載の方法。
【請求項４】
前記表示された増強された気管支気道表現が、気管支鏡手順におけるナビゲーションを支援するために使用される、請求項３に記載の方法。
【請求項５】
前記気管支気道表現及び前記血管ネットワーク表現が、単一のコンピュータ断層撮影（ＣＴ）スキャンから取得され、該気管支気道表現は、気道検出に関する該ＣＴスキャンの領域拡張セグメンテーションに対してハンスフィールド単位閾値を設定することによって、生成されたものであり、前記増強された気管支気道表現は、検出された血管の位置及び向きの両方に関して、該検出された血管の周りの該ＣＴスキャンの領域拡張セグメンテーションに対して、より低いハンスフィールド単位閾値を設定することによって、生成される、請求項１に記載の方法。
【請求項６】
前記気管支気道表現が、あるコンピュータ断層撮影スキャンから取得され、前記血管ネットワーク表現が、別のコンピュータ断層撮影スキャンから取得される、請求項１に記載の方法。
【請求項７】
前記血管ネットワーク表現が、造影剤により増強されているコンピュータ断層撮影スキャンから取得される、請求項６に記載の方法。
【請求項８】
前記血管ネットワーク表現の表示が、表現されていない気道部分に対応する該血管ネットワーク表現中の血管部分を特定することに使用され、これによって、位置を特定することが手作業で実施できるようになる、請求項２に記載の方法。
【請求項９】
前記気管支気道における気道の前記末端に対応する前記血管ネットワーク表現中の位置を特定することが、プロセッサにより決定される、請求項２に記載の方法。
【請求項１０】
気管支鏡手順を容易にするために、前記増強された気管支気道表現を、医療装置のモニタ上に表示することを更に含む、請求項１に記載の方法。
【請求項１１】
被験者の気管支気道の増強された表現を提供するための装置であって、
被験者の該気管支気道のデータ表現を格納するよう構成されているメモリであって、該データ表現は、気道の末端の空間座標を特定し、該気道は該被験者の体内で連続しているが、該気道の連続は、該気管支気道表現には含まれておらず、
該メモリが、該被験者の該気管支気道に対応する血管ネットワークのデータ表現を格納するように構成されている、メモリと、
該気管支気道表現での気道の第１の特定された末端と第２の特定された末端との間にある表現されていない気道部分に対応する、該血管ネットワーク表現中の血管部分を特定するよう構成されているプロセッサであって、
該プロセッサが、該第１の末端と第２の末端との間に延在する気道を反映する、増強された気管支気道表現を生成するよう構成されている、プロセッサと、
を含む、装置。
【請求項１２】
前記プロセッサが、前記気管支気道表現での気道の前記第１の特定された末端と第２の特定された末端との間にある表現されていない気道に対応する前記血管ネットワーク表現中の血管部分を特定するよう構成されており、この特定は、
該気管支気道表現における気道の該特定された末端に対応する該血管ネットワーク表現中の位置を特定することと、
該血管ネットワーク表現中の特定された２つの位置が、該血管ネットワーク表現に表される血管の血管経路によって接続されている場合に、該特定された２つの末端を該第１及び第２の末端として選択することであって、このとき前記増強された気管支気道表現が、これらの間に延在する気道を反映する、ことと、
により行われる、請求項１１に記載の装置。
【請求項１３】
前記増強された気管支気道表現を表示するよう構成されたディスプレイを更に含む、請求項１２に記載の装置。
【請求項１４】
前記ディスプレイが、気管支鏡手順において気管支鏡のナビゲーションを補助するように構成された医療装置のモニタである、請求項１３に記載の装置。
【請求項１５】
前記メモリが、単一のコンピュータ断層撮影スキャンから取得された前記気管支気道表現及び前記血管ネットワーク表現を格納するよう構成されており、該気管支気道表現は、気道検出に関する該ＣＴスキャンの領域拡張セグメンテーションに対してハンスフィールド単位閾値を設定することによって生成されたものであり、
前記プロセッサが、検出された血管の位置及び向きの両方に関して、検出された血管の周りの該ＣＴスキャンの領域拡張セグメンテーションに対して、より低いハンスフィールド単位閾値を設定することによって、前記増強された気管支気道表現を生成するよう構成されている、請求項１１に記載の装置。
【請求項１６】
前記メモリが、あるコンピュータ断層撮影スキャンから取得された前記気管支気道表現を格納するよう構成され、かつ、該メモリが、別のコンピュータ断層撮影スキャンから取得された前記血管ネットワーク表現を格納するよう構成されている、請求項１１に記載の装置。
【請求項１７】
前記メモリが、造影剤により増強されているコンピュータ断層撮影スキャンから取得された前記血管ネットワーク表現を格納するよう構成されている、請求項１６に記載の装置。
【請求項１８】
表現されていない気道部分に対応する前記血管ネットワーク表現中の血管部分を特定するのに使用される、前記血管ネットワーク表現を表示するよう構成されたディスプレイを更に含み、これによって、位置を特定することが手作業で実施できるようになる、請求項１２に記載の装置。
【請求項１９】
前記プロセッサが、前記気管支気道表現中の気道の前記末端に対応する前記血管ネットワーク表現中の位置を特定するよう構成されている、請求項１２に記載の装置。
【請求項２０】
気管支鏡手順を容易にするよう構成された医療装置の一部として、前記増強された気管支気道表現を表示するよう構成されたディスプレイを更に含む、請求項１１に記載の装置。
【発明の詳細な説明】
【開示の内容】
【０００１】
血管形状を用いて気管支気道表現を増強するための方法及び装置が提供される。
【０００２】
一実施形態では、最初に、被験者の気管支気道表現及び対応する血管ネットワーク表現が得られる。気管支気道表現において、気道の末端の空間座標が特定され、このとき、気道の一部は表現に含まれていないが、ただし実際にはこれらは被験者の解剖学的構造内の連続的な気道内にある。次いで、気管支気道表現での気道の第１の特定された末端と第２の特定された末端との間にある表現されていない気道部分に対応する血管ネットワーク表現中の血管部分が特定される。このデータにより、第１の末端と第２の末端との間に延在する気道を反映する、増強された気管支気道表現が生成される。増強された気管支気道表現は、気管支鏡手順を容易にするために、医療装置のモニタ上に表示させることができる。
【０００３】
血管ネットワーク表現では、気管支気道表現における気道の特定された末端に対応する位置を特定することができる。血管ネットワーク表現中の特定された２つの位置が、血管ネットワーク表現に表される血管の血管経路によって接続されると、特定された末端は、第１及び第２の末端として選択することができ、それらの間に延在する気道を反映して、気管支気道表現を増強するために使用することができる。
【０００４】
この方法は、気管支気道表現及び血管ネットワーク表現が、単一のコンピュータ断層撮影（ＣＴ）スキャンから得られるように、行うことができる。この気管支気道表現は、気道検出に関するＣＴスキャンの領域拡張セグメンテーションに対してハンスフィールド単位閾値を設定することによって、生成することができる。増強された気管支気道表現は、検出された血管の位置及び向きの両方に関して、検出された血管の周りのＣＴスキャンの領域拡張セグメンテーションに対して、より低いハンスフィールド単位閾値を設定することによって、生成することができる。代替的に、気管支気道表現及び血管ネットワーク表現は、別々のＣＴスキャンから取得することができる。血管ネットワーク表現を得るために使用されるＣＴスキャンは、造影剤によって増強され得る。
【０００５】
血管ネットワーク表現の表示を、医師又は他の専門家が使用して、表現されていない気道部分に対応する血管ネットワーク表現の血管部分を手作業で特定することができる。代替的に、気管支気道における気道の末端に対応する血管ネットワーク表現中の位置を特定することは、プロセッサにより決定することができる。
【０００６】
被験者の気管支気道の増強された表現を提供するための例示的な装置には、被験者の気管支気道の初期データ表現を格納するよう構成されたメモリが含まれる。このデータ表現は気道の末端の空間座標を含み、この気道は被験者の体内で連続しているが、気道の連続は、初期気管支気道表現には含まれていない。メモリは更に、被験者の気管支気道に対応する血管ネットワークのデータ表現を格納するように構成される。この装置は更に、気管支気道表現での気道の第１の特定された末端と第２の特定された末端との間にある表現されていない気道部分に対応する血管ネットワーク表現中の血管部分を特定するよう構成されたプロセッサを含む。このプロセッサは更に、第１の末端と第２の末端との間に延在する気道を反映する、増強された気管支気道表現を生成するよう構成される。
【０００７】
これを行うために、プロセッサは、気管支気道表現内の特定された気道末端に対応する、血管ネットワーク表現中の位置を特定するよう構成さすることができる。血管ネットワーク表現中の特定された２つの位置が、血管ネットワーク表現に表される血管の血管経路によって接続されると、プロセッサは、その２つの特定された末端を第１及び第２の末端として選択するよう構成することができ、増強された気管支気道表現は、これらの間に延在する気道を反映する。このようにして、この装置は、気管支気道表現での気道の第１の特定された末端と第２の特定された末端との間にある表現されていない気道に対応する血管ネットワーク表現中の血管部分を特定することができる。
【０００８】
この装置は、増強された気管支気道表現を表示するよう構成されたディスプレイを含み得る。ディスプレイは、気管支鏡手順において気管支鏡のナビゲーションを補助するように構成された医療装置のモニタであり得る。このディスプレイは更に、表現されていない気道部分に対応する血管ネットワーク表現中の血管部分を手作業で特定するために使用することができる。
【０００９】
このメモリは、単一のコンピュータ断層撮影スキャンから得られた気管支気道表現及び血管ネットワーク表現を格納するように構成することができる。このプロセッサは、気道検出のためにＣＴスキャンの領域拡張セグメンテーションに対してハンスフィールド単位閾値を設定することによって、気管支気道表現を生成するよう構成することができる。このプロセッサは、検出された血管の位置及び向きの両方に関して、検出された血管の周りのＣＴスキャンの領域拡張セグメンテーションに対して、より低いハンスフィールド単位閾値を設定することによって、増強された気管支気道表現を生成することができる。代替的に、このメモリは、別のコンピュータ断層撮影スキャンから得られた気管支気道表現及び血管ネットワーク表現を格納するように構成することができる。このメモリは更に、造影剤により増強されたコンピュータ断層撮影スキャンから得られた血管ネットワーク表現を格納するように構成することができる。
【００１０】
本発明の他の目的及び利点は、当業者には以下の詳細な説明及び図面から明らかであろう。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
本発明の実施形態は、添付図面の図において、制限としてではなく、例として示される。
【図１】呼吸器の気管支樹の模式図である。
【図２】本発明の教示に従って生成された被験者の肺の３次元表現を提供するためのコンピュータ断層撮影（ＣＴ）スキャンシステムの例示的な模式図である。
【図３Ａ】ＣＴスキャンから誘導された被験者の気管支気道のセグメンテーション表現の一例の図である。
【図３Ｂ】図３Ａの気管支気道のセグメンテーション表現図の拡大部である。
【図４Ａ】図３Ａの気管支気道に対応する血管の、血管セグメンテーション表現の一部の図である。
【図４Ｂ】図４Ａの血管セグメンテーション表現の図の拡大部であり、図３Ｂに示されているいくつかの気道末端に対応する領域の血管を示す。
【図５Ａ】図３Ｂ及び図４Ｂの例示の気道及び血管セグメンテーション表現の導出元となった、２Ｄセグメントの部分の例である。図５Ａは、図３Ｂ及び図４Ｂの線Ａ−Ａに沿った部分的セグメントを表し、図５Ｂは、図３Ｂ及び図４Ｂの線Ｂ−Ｂに沿った部分的セグメントを表し、図５Ｃは、図３Ｂ及び図４Ｂの線Ｃ−Ｃに沿った部分的セグメントを表す。
【図５Ｂ】図３Ｂ及び図４Ｂの例示の気道及び血管セグメンテーション表現の導出元となった、２Ｄセグメントの部分の例である。図５Ａは、図３Ｂ及び図４Ｂの線Ａ−Ａに沿った部分的セグメントを表し、図５Ｂは、図３Ｂ及び図４Ｂの線Ｂ−Ｂに沿った部分的セグメントを表し、図５Ｃは、図３Ｂ及び図４Ｂの線Ｃ−Ｃに沿った部分的セグメントを表す。
【図５Ｃ】図３Ｂ及び図４Ｂの例示の気道及び血管セグメンテーション表現の導出元となった、２Ｄセグメントの部分の例である。図５Ａは、図３Ｂ及び図４Ｂの線Ａ−Ａに沿った部分的セグメントを表し、図５Ｂは、図３Ｂ及び図４Ｂの線Ｂ−Ｂに沿った部分的セグメントを表し、図５Ｃは、図３Ｂ及び図４Ｂの線Ｃ−Ｃに沿った部分的セグメントを表す。
【図６】本発明の教示による、被験者の気管支気道の例示的な増強されたセグメンテーション表現の図である。
【図７】本発明の教示による、被験者の気管支気道の増強された表現を提供する例示的な方法のフロー図である。
【図８】本発明の教示による、増強された気管支気道表現生成物を組み込んだ、診断及びその他の気管支鏡手順を実施するのに使用される、例示的な医療装置の図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
本特許出願において参照により組み込まれる文書は、本明細書において明示的又は暗示的になされる定義と対立する様式で定義される用語を含み得る。何らかの対立が生じる場合、本明細書における定義が支配するとみなされるべきである。
【００１３】
コンピュータ断層撮影（ＣＴ）スキャンは医療分野においてよく知られている。ＣＴスキャンは、診断目的に使用されるだけでなく、比較的非侵襲性の医療手順のための、カテーテル及び／又は他のプローブのナビゲーションを補助するのに使用される。Ｂｉｏｓｅｎｓｅ  Ｗｅｂｓｔｅｒ  Ｉｎｃ．（Ｄｉａｍｏｎｄ  Ｂａｒ、Ｃａｌｉｆ．）が製造するＣＡＲＴＯ（商標）マッピングシステムは、米国特許出願公開第２００９／００９３８０６号及び同第２００９／０１３８００７号、並びに米国特許第５，３９１，１９９号、同第５，４４３，４８９号、同第５，５５８，０９１号、同第５，９８３，１２６号、同第５，９４４，０２２号、同第６，１７２，４９９号、同第６，１７７，７９２号、同第６，７８８，９６７号、及び同第６，６９０，９６３号に記述されており、このシステムは、ＣＴスキャンデータを採用して、被験者の心臓内でカテーテル及び他のプローブのナビゲーションを支援する。この目的のため、一連の本質的に２次元のセグメントのＣＴスキャンを分析して、心臓の３次元セグメンテーション表現が提供される。
【００１４】
非侵襲性の気管支診断及び他の医療手順のために、被験者の気道の正確な気管支気道表現（すなわち、被験者の気管支樹）を提供することが好ましい。心臓の内腔は比較的大きいが、図１に示すように、肺の気道は樹状構造を形成し、気管が幹であり、ここから気管支が分岐して、１次、２次、３次等の気管支が、ガス交換の透過性が高まるにつれて寸法及び組織密度が減少する枝として延びる。
【００１５】
この結果、被験者の肺の気道の３次元表現を提供する、従来のＣＴスキャンの使用は、一般に、ＣＴスキャンから得られたモデル内に、気道の不正確な破断や不連続が生じる。このような表現が、気道樹の遠位領域へのカテーテル又はプローブのナビゲーションに使用されると、従来の気道表現は、被験者体内で気道が実際には続いているにもかかわらず、行き止まりの端を示す。
【００１６】
肺の構造の複雑さにより、肺ＣＴスキャンがセグメント化されるとき、解剖学的構造の一部が欠落する場合がある。更に、肺のセグメンテーションが不正確であった場合、これらの様々な気道が接続されていないように見えることがある、又は、気道がどこから来てどこへ向かい、どのようにつながっているかを医師が把握できないことがある。結果として得られる解剖学的モデルは、医師を誤らせることがある。よって、医師は、患者の気管支気道の気道中のセグメンテーション表現中に、大半の気道全体を検出するような、改良されたアプローチによって利益を得ることができる。
【００１７】
出願者らは、被験者の肺血管の対応する表現の形態を使用することで、増強された気道表現を提供できることを認識した。ＣＴスキャンが行われた場合、しばしば、気道よりも血管のほうが、より正確に検出・表現される。加えて、患者に静脈から造影剤を導入するなどの技法を使用することで、脈管構造のＸ線画像表現を更に増強することができる。下記でより詳細に検討されるように、血管に関する情報を使用して、血管の近傍の表現されていない気道に関するより良い情報を外挿することにより、被験者の気管支気道の増強された表現を生成することができる。
【００１８】
本発明者らは、肺の血管には常に気道が伴っているため、血管が特定されれば、その近傍には必ず対応する気道があるはずであることを認識した。従って、対応する血管の識別を使用することにより、気管支気道のセグメンテーション表現の欠落部分を完成させて、増強されたセグメンテーション表現を提供することができる。
【００１９】
図２は、例示的な目的のために一部が除去された、例示的なコンピュータ断層撮影（ＣＴ）スキャンシステム２０の図である。この例では、移動ベッド又はプラットフォーム２１が被験者２５を動かしてスキャンシステム２０を通過させる際に、Ｘ線撮像を用いて２次元のＸ線断面のシーケンスを生成する。各Ｘ線撮像断面は、移動ベッド又はプラットフォーム２１上の被験者２５の周囲でＸ線検出器２４に相対してＸ線発生器又はＸ線管２２を高速で回転させることによって、複数の角度から送信された複数のＸ線信号から生成される複合物であり、このプロセスはセグメンテーションと呼ばれ、個々の断面はそれぞれセグメントと呼ばれる。デジタル形状処理を実行するよう構成された処理装置２６が提供され、ここで、スキャンされた構造の３次元立体に関するデータが、画像データとともに決定され、これによりスキャンの座標マップが取得可能になる。
【００２０】
セグメンテーション及びそれに伴う画像及び位置座標データから誘導されたセグメントのシーケンスは、いくつかの方法で解釈することができ、これによって、被験者の臓器の増強された表現をディスプレイ２８上に提供する、及び／又は、メモリ２９上に保存して、医療診断又は他の医療手順に使用することができる。ＣＴスキャン表示の３次元表現は、一般に、スキャンを構成する一連のセグメントの中で、各断面又はセグメントに対するＸ、Ｙ画像座標と、これに伴う所与のセグメントの位置から誘導されたＺ空間座標から、誘導される。
【００２１】
図３Ａは、ＣＴスキャンを受けた被験者２５の２次気管支３２から分岐する気道３１の気管支セグメンテーション表現３０の一部の例示的な図である。このような表現を生成するための従来の方法には、気道検出のためにＣＴスキャンの領域拡張セグメンテーションに対してハンスフィールド単位閾値を設定することが含まれる。例示のスキャンセグメンテーション３０は、いくつかの気道３５のそれぞれに対する近位末端３４と、いくつかの分断された気道３７のそれぞれに対する遠位末端３６とを反映している。ここで、近位及び遠位とは、気道の非検出／非選択部分に対する位置である。そのような気道の分断は、従来の肺気道のＣＴスキャンセグメンテーション表現において一般的に見られる。これは、処理ソフトウェアが、ＣＴスキャンの所与のセグメントにおいて特定できない一部の気道部分を表すことができないためである。典型的には、各気道末端３４、３６の空間座標は、スキャンを構成する一連のセグメントの中で、所与のセグメントの位置に関連するセグメント画像データ座標から、特定可能である。
【００２２】
図３Ｂは、図３Ａの円で囲まれた部分の拡大図を提供し、図中、末端３４ａは気道３５ａに対して特定され、末端３４ｂは気道３５ｂに対して特定され、末端３６ａは気道３７ａに対して特定され、末端３６ｂは気道３７ｂに対して特定される。
【００２３】
気道セグメンテーション３０のための増強されたセグメンテーション表現を提供するために、被験者の気管支気道樹に追従する血管ネットワークの３次元表現の形態が、利用される。図４Ａは、ＣＴスキャンを受けた被験者２５の肺気道３１に対応する、血管４１の血管ネットワークセグメンテーション表現４０の一部の例示的な図である。図４Ｂは、図４Ａの円で囲まれた部分の拡大図を提供する。この例示的な血管スキャンセグメンテーション４０は、連続する血管４５、４７を反映し、これらは、図３Ｂに示す気道３５ａ、３５ｂの近位末端３４ａ、３４ｂと、気道３７ａ、３７ｂの遠位末端３６ａ、３６ｂとの間の分断領域に対応している領域にわたって広がる。
【００２４】
図５Ａ〜図Ｃは、連続する２次元セグメント又は断面の部分の例であり、これらから、例示の気道セグメンテーション３０及び血管セグメンテーション表現４０が導出された。図５Ａは、セグメント５１の一部を表し、これを用いて、図３Ｂ及び図４Ｂの線Ａ−Ａでの気道及び血管セグメンテーション表現３０、４０の一部が導出されている。図５Ｂは、セグメント５２の一部を表し、これを用いて、図３Ｂ及び図４Ｂの線Ｂ−Ｂでの気道及び血管セグメンテーション表現３０、４０の一部が導出されている。図５Ｃは、セグメント５３の一部を表し、これを用いて、図３Ｂ及び図４Ｂの線Ｃ−Ｃでの気道及び血管セグメンテーション表現３０、４０の一部が導出されている。
【００２５】
図５Ａに示すセグメント５１から、図３Ｂの気道３５ａ及び３５ｂの部分、並びに、図４Ｂの血管４５及び４７の部分が導出される。図５Ｂに示すセグメント５２からは、図３Ｂの末端３４ａ、３４ｂと末端３６ａ、３６ｂとの間の分断を反映した気道は確認できない。しかし、血管４５及び４７の連続性及び経路は、図４Ｂに反映されているように、確認して表現することができる。図５Ｃに示すセグメント５３から、図３Ｂの気道３７ａ及び３７ｂの部分、並びに図４Ｂの血管４５及び４７の部分が導出され、これらは、図５Ａの血管４５及び４７セグメントと比較したときに、血管経路の交差により反転位置を有する。
【００２６】
気道セグメンテーション３０及び血管ネットワーク表現４０の空間データを相関させることにより、気道セグメンテーション３０を改善し、増強された気道セグメンテーション表現を提供することができる。図６に示すように、増強された気道セグメンテーション表現６０の一部分が示されており、これは、図３Ｂに示されている気道セグメンテーション３０の部分の改良版を提供する。増強されたセグメンテーション６０において、気道３５ａは、増強された気道部分６１（この気道は血管４５に対応している）を介して気道３７ｂと連続している。同様に、気道３５ｂは、増強された気道部分６２（この気道は血管４７に対応している）を介して気道３７ａと連続している。図６のアステリスク（＊）は、増強された気道部分６１及び６２を介して気道表現が連続的になった結果として、除去された末端３４ａ、３４ｂ、３６ａ及び３６ｂの座標位置を示す。
【００２７】
被験者の気管支気道の増強された表現（例えば増強されたセグメンテーション６０）を生成するための例示的な一方法が、図７を参照して提供される。最初の工程７２では、被験者の気管支気道の表現が取得され、これは、気道の末端の空間座標を特定し、この気道は被験者の体内で連続しているが、気道の連続は、この気管支気道表現には含まれていない。例えば、ＣＴシステム２０を使用して、被験者２５の気管支気道表現３０を得ることができる。
【００２８】
工程７４で、被験者の気管支気道に対応する血管ネットワーク表現も取得される。例えば、ＣＴシステム２０を使用して、被験者２５の血管ネットワーク表現４０を得ることができる。しかし、血管表現を同時に生成すること、又は同じ方法を用いて生成することは必須ではない。血管分岐の空間座標を、気道分岐の空間座標と協調させて、本方法を実施するのに十分な対応するデータを提供することができるからである。例えば、血管表現は、例えば造影剤などの検出可能な物質を介して増強された別のコンピュータ断層撮影スキャンから得ることができる。
【００２９】
工程７６では、気管支気道表現での気道の第１の特定された末端と第２の特定された末端との間にある表現されていない気道部分に対応する、血管ネットワーク表現中の血管部分が特定される。これを実行するために、気管支気道表現における気道の特定された末端に対応する血管ネットワーク表現中の位置を特定することができる。例えば、セグメント５１が、気道３５ａ及び３５ｂが確認できる最後のセグメントである場合、そのセグメントは各末端３４ａ、３４ｂの空間的位置を規定することができる。次に、最も近い血管を求めてセグメント５１の探索を行うことができ、これにより、例えば、図３Ｂに示される気道末端３４ａ、３４ｂに対応させて、図４Ｂに示される血管位置４５ａ、４７ａを特定することができる。これは、気道３５ａ、３５ｂ及び血管４５、４７の表現を作成するために使用されるデータの自動探索プロセスによって、あるいは、ディスプレイ上の血管表現の対応する画像を医師又は技術者が調べて決定を下すことによって、行うことができる。正しい血管位置が確実に決定されるようにするために、連続するセグメントを調べて、選択された血管が実際に当該気道に対応しているかどうかを決定することができる。
【００３０】
同様に、セグメント５３が、気道３７ａ及び３７ｂが確認できる最初のセグメントである場合、そのセグメントは各末端３６ａ、３６ｂの空間的位置を規定することができる。次に、最も近い血管を求めてセグメント５３の探索を行うことができ、これにより、例えば、図３Ｂに示される気道末端３６ａ、３６ｂに対応させて、図４Ｂに示される血管位置４５ｂ、４７ｂを特定することができる。これは、気道３７ａ、３７ｂ及び血管４５、４７の表現を作成するために使用されるデータの自動探索プロセスによって、あるいは、対応する画像を医師又は技術者が調べて決定を下すことによって、行うことができる。
【００３１】
血管ネットワーク表現中の特定された２つの位置が、その血管ネットワーク表現で表されるある血管の血管経路によって接続されている場合には、その特定された２つの位置の血管経路に対応する２つの末端間に延在する気道を示すことによって、気管支気道表現を増強させることができる。例えば、図４Ｂにおいて、対応する血管位置４５ａ、４５ｂは、血管４５によって接続されている。血管位置４５ａ、４５ｂは末端３４ａ、３６ｂに対応しているため、よって末端３４ａ及び末端３６ｂが、表現されていない気道部分の近位末端及び遠位末端に対応する第１及び第２の末端として、選択される。同様に、対応する血管位置４７ａ、４７ｂは、血管４７によって接続されている。血管位置４７ａ、４７ｂは末端３４ｂ、３６ａに対応しているため、よって末端３４ｂ及び末端３６ａが、表現されていない気道部分の近位末端及び遠位末端に対応する第１及び第２の末端として、選択され得る。
【００３２】
工程７８では、表現されていない気道の端としてこのように決定された第１の末端と第２の末端との間に延在する気道を反映する、増強された気管支気道表現が生成される。例えば、増強された気道表現６０において、気道３５ａと気道３７ｂとの間に気道部分６１が提供される。同様に、気道３５ｂと気道３７ａとの間に気道部分６２が提供される。これは例えば、検出された血管の位置及び向きの両方に関して、検出された血管の周りのＣＴスキャンの領域拡張セグメンテーションに対して、より低いハンスフィールド単位閾値を設定することによって、達成することができる。
【００３３】
一実施例において、プロセッサ及び関連するメモリ（例えば図１のプロセッサ２６及び関連するメモリ２９）が、モニタ（例えばモニタ２８）上に表示され得る被験者の気管支気道のＣＴスキャンの増強された表現を提供するように、構成され得る。
【００３４】
メモリ２９は、被験者２５の気管支気道のデータ表現を格納するよう構成することができ、このデータ表現は、気道の末端の空間座標を特定し、この気道は被験者２５の体内で連続しているが、気道の連続は、この気管支気道表現には含まれていない。メモリは更に、被験者の気管支気道に対応する血管ネットワークのデータ表現を格納するように構成され得る。
【００３５】
プロセッサ２６は、気管支気道表現での気道の第１の特定された末端と第２の特定された末端との間にある表現されていない気道部分に対応する血管ネットワーク表現中の血管部分を特定するよう構成され得る。プロセッサ２６は、よって、第１の末端と第２の末端との間に延在する気道を反映する、増強された気管支気道表現を生成するよう構成することができ、これがディスプレイ２８上に表示され得る。
【００３６】
これを行うために、プロセッサ２６は、気管支気道表現内の特定された気道末端に対応する、血管ネットワーク表現中の位置（例えば図４Ｂの対応する血管位置４５ａ、４５ｂ、４７ａ及び４７ｂ）を特定するよう構成することができる。プロセッサは更に、血管ネットワーク表現中の特定された２つの位置が、その血管ネットワーク表現で表されるある血管の血管経路によって接続されている場合を判定し、これによって、その特定された２つの位置の血管経路に対応する２つの末端間に延在する気道を示すことによって、気管支気道表現を増強させることができるように、構成することができる。
【００３７】
この気管支気道表現増強システムは、図２に示されたシステム２０などのＣＴスキャンシステムに組み込まれていることに依存しない。この気管支気道表現増強システムは、図８に示す医療装置８０のような、診断及び他の気管支鏡手順を行うために使用される医療装置に有利に組み込むことができる。
【００３８】
例示的な医療装置８０は、診断又は他の気管支鏡手順を実施するために、ロボットハンドル８６を介して気管支鏡８４の位置決めを制御する制御装置８２を含む。患者の気道の表現をシステムモニタ８８上に表示することにより、気管支鏡８４の遠位端のナビゲーションが容易になる。
【００３９】
制御装置８２は、医療装置８０の操作を容易にするための、プロセッサ及びメモリ構成要素を含む。このようなシステム８０では、予め生成された気管支気道表現及び血管ネットワーク表現のためのデータが、コントローラ８２のメモリに格納され、コントローラ８２は、これらの表現をシステムモニタ８８上に表示するように構成することができる。制御装置８２は、予め生成された血管ネットワーク表現の形態を参照しながら、予め生成された気管支気道表現を処理することによって、上述のように、増強された気管支気道表現を生成及び表示させるように構成することができる。これは、患者の肺のある位置に気管支鏡８６をナビゲートしたいが、そのためには予め生成された気管支気道表現で表されていない気道部分を横切る必要がある場合に、非常に有利である。
【００４０】
上記に記述された例は非限定的である。ＣＴスキャンに基づく表現が上記の例に使用されているが、本発明は他の技術の使用に由来する表現にも適用できる。他の変形例及び実施形態も当業者には明らかであり、本開示の範囲内となる。
【００４１】
〔実施の態様〕
（１）  被験者の気管支気道の増強された表現を提供するための方法であって、
被験者の該気管支気道の表現を取得することであって、該表現は、気道の末端の空間座標を特定し、該気道は該被験者の体内で連続しているが、該気道の連続は、該気管支気道表現には含まれていない、ことと、
該被験者の該気管支気道に対応する血管ネットワークの表現を取得することと、
該気管支気道表現での気道の第１の特定された末端と第２の特定された末端との間にある表現されていない気道部分に対応する、該血管ネットワーク表現中の血管部分を特定することと、
該第１の末端と第２の末端との間に延在する気道を反映する、増強された気管支気道表現を生成することと、
を含む、方法。
（２）  前記気管支気道表現での気道の第１の特定された末端と第２の特定された末端との間にある表現されていない気道に対応する前記血管ネットワーク表現中の血管部分を特定することが、
該気管支気道表現における気道の該特定された末端に対応する該血管ネットワーク表現中の位置を特定することと、
該血管ネットワーク表現中の特定された２つの位置が、該血管ネットワーク表現に表される血管の血管経路によって接続されている場合に、該特定された末端を該第１及び第２の末端として選択することであって、このとき前記増強された気管支気道表現が、これらの間に延在する気道を反映する、ことと、
を含む、実施態様１に記載の方法。
（３）  前記増強された気管支気道表現が、ディスプレイ上に表示される、実施態様２に記載の方法。
（４）  前記表示された増強された気管支気道表現が、気管支鏡手順におけるナビゲーションを支援するために使用される、実施態様３に記載の方法。
（５）  前記気管支気道表現及び前記血管ネットワーク表現が、単一のコンピュータ断層撮影（ＣＴ）スキャンから取得され、該気管支気道表現は、気道検出に関する該ＣＴスキャンの領域拡張セグメンテーションに対してハンスフィールド単位閾値を設定することによって、生成されたものであり、前記増強された気管支気道表現は、検出された血管の位置及び向きの両方に関して、該検出された血管の周りの該ＣＴスキャンの領域拡張セグメンテーションに対して、より低いハンスフィールド単位閾値を設定することによって、生成される、実施態様１に記載の方法。
【００４２】
（６）  前記気管支気道表現が、あるコンピュータ断層撮影スキャンから取得され、前記血管ネットワーク表現が、別のコンピュータ断層撮影スキャンから取得される、実施態様１に記載の方法。
（７）  前記血管ネットワーク表現が、造影剤により増強されているコンピュータ断層撮影スキャンから取得される、実施態様６に記載の方法。
（８）  前記血管ネットワーク表現の表示が、表現されていない気道部分に対応する該血管ネットワーク表現中の血管部分を特定することに使用され、これによって、位置を特定することが手作業で実施できるようになる、実施態様２に記載の方法。
（９）  前記気管支気道における気道の前記末端に対応する前記血管ネットワーク表現中の位置を特定することが、プロセッサにより決定される、実施態様２に記載の方法。
（１０）  気管支鏡手順を容易にするために、前記増強された気管支気道表現を、医療装置のモニタ上に表示することを更に含む、実施態様１に記載の方法。
【００４３】
（１１）  被験者の気管支気道の増強された表現を提供するための装置であって、
被験者の該気管支気道のデータ表現を格納するよう構成されているメモリであって、該データ表現は、気道の末端の空間座標を特定し、該気道は該被験者の体内で連続しているが、該気道の連続は、該気管支気道表現には含まれておらず、
該メモリが、該被験者の該気管支気道に対応する血管ネットワークのデータ表現を格納するように構成されている、メモリと、
該気管支気道表現での気道の第１の特定された末端と第２の特定された末端との間にある表現されていない気道部分に対応する、該血管ネットワーク表現中の血管部分を特定するよう構成されているプロセッサであって、
該プロセッサが、該第１の末端と第２の末端との間に延在する気道を反映する、増強された気管支気道表現を生成するよう構成されている、プロセッサと、
を含む、装置。
（１２）  前記プロセッサが、前記気管支気道表現での気道の前記第１の特定された末端と第２の特定された末端との間にある表現されていない気道に対応する前記血管ネットワーク表現中の血管部分を特定するよう構成されており、この特定は、
該気管支気道表現における気道の該特定された末端に対応する該血管ネットワーク表現中の位置を特定することと、
該血管ネットワーク表現中の特定された２つの位置が、該血管ネットワーク表現に表される血管の血管経路によって接続されている場合に、該特定された２つの末端を該第１及び第２の末端として選択することであって、このとき前記増強された気管支気道表現が、これらの間に延在する気道を反映する、ことと、
により行われる、実施態様１１に記載の装置。
（１３）  前記増強された気管支気道表現を表示するよう構成されたディスプレイを更に含む、実施態様１２に記載の装置。
（１４）  前記ディスプレイが、気管支鏡手順において気管支鏡のナビゲーションを補助するように構成された医療装置のモニタである、実施態様１３に記載の装置。
（１５）  前記メモリが、単一のコンピュータ断層撮影スキャンから取得された前記気管支気道表現及び前記血管ネットワーク表現を格納するよう構成されており、該気管支気道表現は、気道検出に関する該ＣＴスキャンの領域拡張セグメンテーションに対してハンスフィールド単位閾値を設定することによって生成されたものであり、
前記プロセッサが、検出された血管の位置及び向きの両方に関して、検出された血管の周りの該ＣＴスキャンの領域拡張セグメンテーションに対して、より低いハンスフィールド単位閾値を設定することによって、前記増強された気管支気道表現を生成するよう構成されている、実施態様１１に記載の装置。
【００４４】
（１６）  前記メモリが、あるコンピュータ断層撮影スキャンから取得された前記気管支気道表現を格納するよう構成され、かつ、該メモリが、別のコンピュータ断層撮影スキャンから取得された前記血管ネットワーク表現を格納するよう構成されている、実施態様１１に記載の装置。
（１７）  前記メモリが、造影剤により増強されているコンピュータ断層撮影スキャンから取得された前記血管ネットワーク表現を格納するよう構成されている、実施態様１６に記載の装置。
（１８）  表現されていない気道部分に対応する前記血管ネットワーク表現中の血管部分を特定するのに使用される、前記血管ネットワーク表現を表示するよう構成されたディスプレイを更に含み、これによって、位置を特定することが手作業で実施できるようになる、実施態様１２に記載の装置。
（１９）  前記プロセッサが、前記気管支気道表現中の気道の前記末端に対応する前記血管ネットワーク表現中の位置を特定するよう構成されている、実施態様１２に記載の装置。
（２０）  気管支鏡手順を容易にするよう構成された医療装置の一部として、前記増強された気管支気道表現を表示するよう構成されたディスプレイを更に含む、実施態様１１に記載の装置。
【図１】
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【図２】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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【図５Ａ】
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【図５Ｂ】
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【図５Ｃ】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【外国語明細書】
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