(57)【要約】本発明は、ライブ超音波画像のストリーム（１１３）に基づいてインターベンションデバイス（１１２）の位置を追跡する超音波可視化システム（１１１，３１１）に係る。プロセッサは、ライブ超音波画像のストリームを受け取り、解剖学的特徴（１１９）を含む参照画像（１１８）をライブ超音波画像のストリームから取り出し、解剖学的特徴の少なくとも一部及び現在の位置（１２１）でのインターベンションデバイスの少なくとも一部を含む現在画像（１２０）をライブ超音波画像のストリームから取り出し、前記現在画像は、前記参照画像に対して時間的に後であり、現在画像内の解剖学的特徴の部分を参照画像内の解剖学的特徴と整合させて、インターベンションデバイスの現在の位置と参照画像内の解剖学的特徴との間の空間的関係を決定し、その決定された空間的関係に基づいて参照画像においてインターベンションデバイスの現在の位置を示す。
2021502851.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
超音波撮像プローブのライブ超音波画像のストリームに基づいてインターベンションデバイスの位置を追跡する超音波可視化システムであって、
前記ライブ超音波画像のストリームを受け取り、
参照画像データを有する参照画像を前記ライブ超音波画像のストリームから取り出し、前記参照画像は解剖学的特徴を含み、
現在画像データを有する現在画像を前記ライブ超音波画像のストリームから取り出し、前記現在画像は、前記参照画像に対して時間的に後であり、前記解剖学的特徴の少なくとも一部を含み且つ現在の位置での前記インターベンションデバイスの少なくとも一部を含み、
前記インターベンションデバイスの前記現在の位置と前記参照画像内の前記解剖学的特徴との間の空間的関係を決定するよう、前記現在画像内の前記解剖学的特徴の前記少なくとも一部を前記参照画像内の前記解剖学的特徴と整合させ、
前記決定された空間的関係に基づいて、前記参照画像において前記インターベンションデバイスの前記現在の位置を示す
よう構成される少なくとも１つのプロセッサを有する超音波可視化システム。
【請求項２】
前記参照画像は、第１視野に対応し、前記現在画像は、前記第１視野と重なり合う重複部分と、前記第１視野と重なり合わない非重複部分とを有する第２視野に対応し、
前記少なくとも１つのプロセッサは、
前記第２視野の前記非重複部分と前記第１視野との間の空間的関係を確立するよう、前記現在画像内の前記解剖学的特徴の前記少なくとも一部を前記参照画像内の前記解剖学的特徴と整合させることと、
前記確立された空間的関係に基づいて、前記第２視野の前記非重複部分の少なくとも一部を含むように前記参照画像を適応させることと
によって、前記参照画像の視野を広げるよう更に構成される、
請求項１に記載の超音波可視化システム。
【請求項３】
前記参照画像を適応させることは、前記参照画像の対応する部分を更新するために前記第２視野の前記重複部分の少なくとも一部からの現在画像データを使用することを更に有する、
請求項２に記載の超音波可視化システム。
【請求項４】
前記参照画像の前記対応する部分を更新することは、前記第２視野の前記重複部分内の対応する位置での前記参照画像及び前記現在画像データを平均することを更に有する、
請求項３に記載の超音波可視化システム。
【請求項５】
前記現在画像を前記ライブ超音波画像のストリームから取り出すことは、前記インターベンションデバイスの輪郭を決定するよう前記現在画像データに対してエッジ検出法を実行することによって前記インターベンションデバイスの前記現在の位置を決定することを更に有する、
請求項１に記載の超音波可視化システム。
【請求項６】
前記超音波撮像プローブ及び／又は前記インターベンションデバイスを更に有する、
請求項１又は２に記載の超音波可視化システム。
【請求項７】
前記超音波撮像プローブは、心腔内超音波検査（ＩＣＥ）撮像プローブ、又は経食道心超音波検査（ＴＥＥ）撮像プローブである、
請求項６に記載の超音波可視化システム。
【請求項８】
前記インターベンションデバイスは、アブレーションカテーテル、アブレーションサポートカテーテル、又はバイオプシデバイスである、
請求項６に記載の超音波可視化システム。
【請求項９】
前記少なくとも１つのプロセッサは、
前記インターベンションデバイスのアクティベーションを示すトリガ信号を前記インターベンションデバイスから受信し、
前記インターベンションデバイスがアクティブ化された時点での前記インターベンションデバイスの位置に対応する前記参照画像内のマーカーを供給する
よう更に構成される、
請求項１に記載の超音波可視化システム。
【請求項１０】
前記インターベンションデバイスは、アブレーションカテーテルであり、前記トリガ信号は、前記アブレーションカテーテルによるアブレーションエネルギの供給を示す、
請求項９に記載の超音波可視化システム。
【請求項１１】
前記少なくとも１つのプロセッサは、
前記インターベンションデバイスに配置された少なくとも１つの位置センサと、前記超音波撮像プローブに配置された少なくとも１つの位置センサとを有する位置決めシステムから、前記インターベンションデバイス又は前記超音波撮像プローブに配置された前記位置センサの現在の位置に対応する位置データを受け取り、
前記インターベンションデバイス又は前記超音波撮像プローブに配置された前記位置センサの現在の位置に更に基づいて、前記参照画像において前記インターベンションデバイスの前記現在の位置を示す
よう更に構成される、
請求項１乃至１０のうちいずれか一項に記載の超音波可視化システム。
【請求項１２】
前記位置決めシステムは、超音波に基づく位置決めシステム、光ファイバ形状検知に基づく位置決めシステム、磁気に基づく位置決めシステム、又は電磁気に基づく位置決めシステム、のうちの１つである、
請求項１１に記載の超音波可視化システム。
【請求項１３】
前記位置決めシステムを更に有する、
請求項１１に記載の超音波可視化システム。
【請求項１４】
超音波撮像プローブのライブ超音波画像のストリームに基づいてインターベンションデバイスの位置を追跡する超音波可視化システムのプロセッサで実行される場合に、該プロセッサに、
前記ライブ超音波画像のストリームを受け取るステップと、
参照画像データを有する参照画像を前記ライブ超音波画像のストリームから取り出すステップであり、前記参照画像は解剖学的特徴を含む、前記参照画像を取り出すステップと、
現在画像データを有する現在画像を前記ライブ超音波画像のストリームから取り出すステップであり、前記現在画像は、前記参照画像に対して時間的に後であり、前記解剖学的特徴の少なくとも一部を含み且つ現在の位置での前記インターベンションデバイスの少なくとも一部を含む、前記現在画像を取り出すステップと、
前記インターベンションデバイスの前記現在の位置と前記参照画像内の前記解剖学的特徴との間の空間的関係を決定するよう、前記現在画像内の前記解剖学的特徴の前記少なくとも一部を前記参照画像内の前記解剖学的特徴と整合させるステップと、
前記決定された空間的関係に基づいて、前記参照画像において前記インターベンションデバイスの前記現在の位置を示すステップと
を実行させる命令を有す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、超音波撮像プローブのライブ超音波画像のストリームに基づいてインターベンションデバイスの位置を追跡する超音波可視化システムに係る。コンピュータプログラム製品も開示される。本発明は、医用超音波撮像分野において、より具体的には、超音波に基づく心臓画像において、使用されてよい。ライブ超音波画像のストリームは、典型的に、心腔内エコー（ＩＣＥ）プローブ又は経食道心エコー図（ＴＥＥ）プローブのような心臓撮像プローブによって供給されてよい。インターベンションデバイスは、例えば、アブレーションカテーテルであってよい。
【背景技術】
【０００２】
カテーテルアブレーションによる心律動異常の治療のようなインターベンション心臓病学プロシージャは、体内でインターベンションデバイスを導くために追跡及びマッピング技術をますます使用している。カテーテルアブレーションによる心房細動の治療は、そのようなプロシージャの一例である。これにおいて、アブレーションカテーテルは、律動異常を引き起こす電気パルスの望ましくない伝導を止めることを目的として、心臓壁にエネルギを与えて、生きている組織を破壊するために使用される。セント・ジュード・メディカルによって製造されているEnsite及びビオセンス・ウェブスターによって製造されているCartoのようなカテーテルナビゲーション及びマッピングシステムは、カテーテルを治療野へ誘導するためにこのプロシージャで日常的に使用されている。これらの既知のシステムは、通常は、インターベンションデバイスを導くために、及び心臓マッピングを実行するために、夫々磁界及びインピーダンス検知を使用する。
【０００３】
いくつかの心臓ナビゲーションシステムの欠点は、心臓組織、特に心臓壁を可視化するそれらの能力が限られている点である。既知のシステムは、通常は、対象となる解剖学的構造の仮想３Ｄモデルを作り出す。仮想３Ｄモデルでは、追跡されるアブレーションカテーテルがグラフィック的に視覚化されている。解剖学的構造の視覚化の欠如は、カテーテルの位置を確認するために追加のＸ線、典型的には蛍光透視撮像を使用することによって、しばしば補償される。Ｘ線の下での軟組織の視覚化の悪さにより、通常、医師は、蛍光透視画像内でカテーテル位置を正確に決定することができるために広範囲の訓練を受ける必要がある。心臓組織の視覚化を改善するために、それらのプロシージャでは、２Ｄ心腔内超音波検査（ＩＣＥ）のような超音波撮像システムがますます使用されている。しかし、超音波画像において治療カテーテルの動きをたどることは依然として困難であり得る。
【０００４】
米国特許第８３０３５０５（Ｂ２）号（特許文献１）には、医療プロシージャの画像ガイダンス及びドキュメンテーションのための装置が記載されている。一実施形態は、小さい視野の画像を大きい視野の記録画像に結合し、小さい視野の実時間画像を撮像データの相関を通じて記録画像とアライメントすることを含む。位置及び方向決定システムは、撮像システムを追跡し、画像アライメントパラメータの開始セットを供給し且つ／あるいは画像アライメントパラメータのセットに変更更新を供給するために使用されることがあり、次いで、画像アライメントパラメータは、撮像データを相関することを通じて更に改善される。記録画像は、画像誘導心臓プロシージャ中に心臓パラメータの実時間測定に従って選択され得る。
【０００５】
しかし、心臓及び他のインターベンション医療プロシージャ中の改善された解剖学的視覚化の必要性が存在する。また、そのようなプロシージャ中の患者へのＸ線撮像線量を低減する必要性も存在する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】米国特許第８３０３５０５（Ｂ２）号
【発明の概要】
【０００７】
本発明は、医療プロシージャ中の解剖学的視覚化を改善しようと努める。本発明はまた、そのようなプロシージャ中の患者へのＸ線撮像線量を低減しよう努める。記載される発明による更なる利点は、当業者に明らかになろう。そのために、超音波撮像プローブのライブ超音波画像のストリームに基づいてインターベンションデバイスの位置を追跡する超音波可視化システムが提供される。超音波可視化システムは、ｉ）ライブ超音波画像のストリームを受け取り、ｉｉ）参照画像データを有する参照画像をライブ超音波画像のストリームから取り出し、参照画像は解剖学的特徴を含み、ｉｉｉ）現在画像データを有する現在画像をライブ超音波画像のストリームから取り出し、現在画像は、参照画像に対して時間的に後であり、解剖学的特徴の少なくとも一部を含み且つ現在の位置でのインターベンションデバイスの少なくとも一部を含み、ｉｖ）インターベンションデバイスの現在の位置と参照画像内の解剖学的特徴との間の空間的関係を決定するよう、現在画像内の解剖学的特徴の少なくとも一部を参照画像内の前記解剖学的特徴と整合させ、ｖ）決定された空間的関係に基づいて、参照画像においてインターベンションデバイスの現在の位置を示す、よう構成される少なくとも１つのプロセッサを有する。
【０００８】
システムにおける超音波撮像の使用は、軟組織の視覚化を改善する。更に、参照画像、又は「マップ」は、ライブ超音波画像のストリームから生成されるので、術前の撮像段階で解剖学的マップを生成する既知の追跡システムに対する超音波可視化システムの利点には、２つの別個の医療プロシージャを実行する必要性が除かれることがある。また、マップは、ライブ超音波画像ストリームから生成されるので、それは、術前の撮像段階で生成されるマップよりも最新である。更に、取り出された参照画像は本質的に静的であり、故に、この「マップ」の生成後の超音波プローブのいかなる動きも、マップの動きに変換されない。これは、静的なマップにおいてインターベンションデバイスのライブ位置を示すことと組み合わせて、システムのユーザが、マップ内の解剖学的特徴へインターベンションデバイスをより容易に方向づけることを可能にする。また、超音波参照画像が解剖学的特徴に対するインターベンションデバイスの十分な位置決め情報を提供するので、そのようなプロシージャ中の患者へのＸ線線量も低減され得、必要とさえされなくなる。
【０００９】
一態様に従って、参照画像の視野は拡張される。この態様では、参照画像は、第１視野に対応し、現在画像は、第１視野と重なり合う重複部分と、第１視野と重なり合わない非重複部分とを有する第２視野に対応する。少なくとも１つのプロセッサは、ｉ）第２視野の非重複部分と第１視野との間の空間的関係を確立するよう、現在画像内の解剖学的特徴の少なくとも一部を参照画像内の解剖学的特徴と整合させることと、ｉｉ）確立された空間的関係に基づいて、第２視野の非重複部分の少なくとも一部を含むように参照画像を適応させることとによって、参照画像の視野を広げるよう更に構成される。従って、参照画像の拡張された視野は、更なる解剖学的情報を含む。医療プロシージャ中に、例えば、熱収縮による又は患者の呼吸による、超音波トランスデューサの動きは、参照画像の視野と比較して、現在画像の視野の変化を引き起こす。この態様で、重なり合わない視野は、マップを拡張するために使用される。インターベンションデバイスの改善されたナビゲーションは、より大きい解剖学的部位にわたってインターベンションデバイスを追跡する能力を通じて、提供される。更に、そのような拡張されたマップをライブ画像から生成する能力は、より広範囲の最新マップが医療プロシージャ中に生成可能であることを意味する。これは、インターベンションデバイスが治療野へより正確に誘導可能であることから、改善されたガイダンスを提供する。
【００１０】
他の態様に従って、少なくとも１つのプロセッサは、ｉ）インターベンションデバイスのアクティベーションを示すトリガ信号をインターベンションデバイスから受信し、ｉｉ）インターベンションデバイスがアクティブ化された時点でのインターベンションデバイスの位置に対応する参照画像内のマーカーを供給するよう更に構成される。そうすることにおいて、参照画像、すなわちマップは、治療処置の投与又は組織の除去若しくは組織特性の測定のような医療インターベンションが解剖学的構造内で行われている解剖学的部位を記録するために使用されてよい。一例において、この態様は、インターベンションデバイスとして役割を果たすアブレーションカテーテルのアブレーション位置を記録するために使用されてよい。先と同じく、マップは静的であるから、アブレーションが行われている解剖学的部位をより明瞭に見るためのユーザの能力によって、改善されたナビゲーションが提供される。
【００１１】
他の態様に従って、少なくとも１つのプロセッサは、ｉ）インターベンションデバイスに配置された少なくとも１つの位置センサと、超音波撮像プローブに配置された少なくとも１つの位置センサとを有する位置決めシステムから、インターベンションデバイス又は超音波撮像プローブに配置された位置センサの現在の位置に対応する位置データを受け取り、ｉｉ）インターベンションデバイス又は超音波撮像プローブに配置された位置センサの現在の位置に更に基づいて、参照画像において前ンターベンションデバイスの現在の位置を示すよう更に構成される。この態様は、特に、インターベンションデバイスが超音波撮像プローブの視野の端の方へ位置づけられ、画像分解能が低下する可能性がある場合に、参照画像内でインターベンションデバイスを正確に位置決めすることにおいて有用であり得る。
【００１２】
本発明の更なる態様は、添付の特許請求の範囲を参照して記載される。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】超音波可視化システム１１１を含む配置１１０を表す。
【図２】超音波可視化システム１１１が肺静脈口２２２を撮像するために使用される適用例を表す。
【図３】参照画像１１８の視野が拡張される超音波可視化システム１１１を含む配置３１０を表す。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
本発明の原理を説明するために、超音波可視化システムは、ＩＣＥ撮像プローブが超音波撮像プローブとして役割を果たし、且つ、アブレーションカテーテルがインターベンションデバイスとして役割を果たすところの心臓アブレーションプロシージャを特に参照して、記載される。なお、当然ながら、本発明は、より広い超音波撮像分野においても用途を見出す。超音波撮像プローブは、代替的に、例えば、ＴＥＥ撮像プローブであってよく、インターベンションデバイスは、例えば、カテーテル、アブレーションカテーテル、アブレーションサポートカテーテル、バイオプシデバイス、ガイドワイヤ、フィルタデバイス、バルーンデバイス、ステント、マイトラクリップ、左心耳閉鎖デバイス、大動脈弁、ペースメーカーリード、静脈ライン、又は手術器具であってよい。
【００１５】
図１は、超音波可視化システム１１１を含む配置１１０を表す。配置１１０は、視野ＦＯＶを有するＩＣＥ撮像プローブによって例示される超音波撮像プローブ１１４によって供給されるライブ超音波画像のストリーム１１３に基づいて、アブレーションカテーテルのようなインターベンションデバイス１１２の位置を追跡するために使用されてよい。図１の配置１１０は、超音波撮像プローブ１１４からデータを受け取り、そのデータを、超音波可視化システム１１１へ送信されるライブ超音波画像のストリーム１１３に変換するよう構成される超音波撮像プローブコンソール１１５を含むものとして表されている。超音波撮像プローブコンソール１１５は、この機能を提供するよう構成された１つ以上のプロセッサを含んでよい。有線相互接続によって、超音波撮像プローブ１１４は、超音波撮像プローブコンソール１１５へ接続されるものとして表されており、超音波撮像プローブコンソール１１５は、超音波可視化システム１１１へ接続されるものとして表されている。なお、これらの接続のうちの１つ以上のための無線接続も企図される。更に、超音波撮像プローブコンソール１１５の機能の一部又は全部が超音波撮像プローブ１１４に又は超音波可視化システム１１１に含まれ得ることも企図される。
【００１６】
超音波可視化システム１１１は、少なくとも１つのプロセッサ１１７を含む。上述されたように、少なくとも１つのプロセッサは、超音波撮像プローブコンソール１１５に関して記載された処理の一部又は全部を実行してよい。超音波可視化システム１１１は、ｉ）ライブ超音波画像のストリームを受け取り、ｉｉ）参照画像データを有する参照画像１１８をライブ超音波画像のストリーム１１３から取り出し、参照画像は解剖学的特徴１１９を含み、ｉｉｉ）現在画像データを有する現在画像１２０をライブ超音波画像のストリーム１１３から取り出し、現在画像１２０は、参照画像１１８に対して時間的に後であり、解剖学的特徴１１９の少なくとも一部を含み且つ現在の位置１２１でのインターベンションデバイス１１２の少なくとも一部を含み、ｉｖ）インターベンションデバイスの現在の位置と参照画像１１８内の解剖学的特徴との間の空間的関係を決定するよう、現在画像１２０内の解剖学的特徴の少なくとも一部を参照画像１１８内の解剖学的特徴と整合させ、ｖ）決定された空間的関係に基づいて参照画像１１８においてインターベンションデバイス１１２の現在の位置１２１を示すよう構成される少なくとも１つのプロセッサ１１７を含む。そうすることにおいて、インターベンションデバイスの現在の、すなわち、ライブの位置が参照画像内で提供される。
【００１７】
ライブ超音波画像のストリーム１１３は、２Ｄ又は３Ｄのいずれか一方の超音波画像であってよい。特定の例において、画像はＩＣＥ撮像プローブからの３Ｄ超音波画像である。インターベンションデバイス１１２は、一般に、いかなるインターベンションデバイスであってもよい。特定の例において、インターベンションデバイス１１２はアブレーションカテーテルである。参照画像１１８内の解剖学的特徴１１９は、超音波画像において認識できるいかなる解剖学的特徴であってもよい。心臓アブレーションの具体例では、それは、例えば、肺静脈口の部分に対応してよい。現在画像１２０は、一般に、参照画像よりも時間的に後にあるライブ超音波画像のストリーム１１３からのいかなる画像であってもよい。ストリームのライブ性質により、現在画像１２０は、最新の画像によって時間において断続的に置換される。任意に、参照画像１１８は周期的に更新されてよい。新しい解剖学的変化、又は、例えば、超音波プローブが解剖学的構造内のインターベンションデバイスの新たな位置へ動かされる場合、を反映する、より最新の参照画像を生成することが有用であり得る。
【００１８】
１つの実施において、現在画像１２０をライブ超音波画像のストリーム１１３から取り出すステップは、インターベンションデバイスの輪郭を決定するよう現在画像データに対してエッジ検出法を実行することによってインターベンションデバイスの現在の位置を決定することを更に含んでよい。適切な既知のエッジ検出法には、周波数領域フィルタリング及びフーリエ変換がある。
【００１９】
空間的関係を決定するよう現在画像１２０内の解剖学的特徴の少なくとも一部を参照画像１１８内の解剖学的特徴と整合させるステップは、多数の既知の画像処理アルゴリズムのうちの１つによって実行されてよい。スケール不変特徴量変換（ＳＩＦＴ）は、１つの適切な例である。医用画像処理分野から知られている剛体（rigid）又は非剛体（non-rigid）画像変換も使用されてよい。米国特許第５６５５５３５号で記載される相関技術、又は米国特許第８３０３５０５号で記載される実時間画像アライメントプロシージャが、代替的に使用されてもよい。空間的関係は、２Ｄ画像空間又は３Ｄ画像空間にあってよく、例えば、平行移動若しくは回転又は回転及び平行移動の組み合わせであってよい。空間的関係は、例えば、デカルト又は極座標におけるベクトルとして表現されてよい。
【００２０】
インターベンションデバイス１１２の現在の位置１２１を参照画像１１８において示すステップは、例えば、十字、円若しくは他の形状のようなマーカー、点、インターベンションデバイスの輪郭の位置づけること、又は参照画像内のピクセルの色、彩度若しくは色相を局所的に変えることを含んでよい。
【００２１】
図２は、超音波可視化システム１１１が肺静脈口２２２を撮像するために使用される適用例を表す。図２ａで、超音波撮像プローブ２１４として役割を果たすＩＣＥカテーテルは、肺静脈口２２２を見るために心臓内に配置される。心臓アブレーションカテーテルのようなインターベンションデバイス２１２も、３Ｄ  ＩＣＥカテーテル２１４の視野ＦＯＶ内に配置される。図２ｂには、肺静脈口２２２の超音波画像のライブストリーム２１３が表されている。参照画像２１８はライブストリーム２１３から取り出され、肺静脈口２２２を含む。その後に、参照画像２１８は、３Ｄ  ＩＣＥカテーテルの現在の、すなわち最も新しい位置が示されているマップとして役割を果たす。ライブストリーム２１３からの現在の超音波画像２２０は、現在の位置２２１でのインターベンションデバイス２１２を含む。インターベンションデバイス２１２の現在の位置２２１は、その後に、例えば十字２２１の形で、参照画像２１８において示される。
【００２２】
任意に、図２ｂの参照画像２１８は、周期的に更新されてよい。新しい解剖学的変化、又は、例えば、超音波プローブが解剖学的構造内の新たな位置へ動かされる場合、を反映する、より最新の参照画像を生成することが有用であり得る。
【００２３】
図２ｃに表されている一実施形態で、インターベンションデバイス２１２は、アクティブ化されることが可能であってよく、マーカーは、アクティベーションに対応するトリガ信号が超音波可視化システムによって受信されるたびに、アクティベーション位置で参照画像２１８に挿入されてよい。マーカーは、アクティベーション位置の記録を提供するために、アクティブ化後の期間に表示されてよい。インターベンションデバイスがアブレーションカテーテルである例を続けると、マーカー位置、従ってトリガ信号は、アブレーションエネルギがアブレーションカテーテルによって供給される位置に対応する。そのために、肺静脈口２２２における現在の位置２２１でインターベンションデバイス２１２として役割を果たすアブレーションカテーテルが複数回アクティブ化される場合に、図２ｃには、参照画像２１８の展開が表されている。インターベンションデバイス２１２がアクティブ化されるたびに、マーカー２２３１，・・・，ｎは参照画像２１８において提供される。マーカー２２３は、例えば円として表されており、一般に、本明細書で記載される他のインターベンションデバイスのアクティブ化の位置、例えば、バイオプシデバイスのアクティベーション位置、第２撮像カテーテルの画像位置、組織測定位置、ステントアクティベータの配置位置、など、を示してよい。代替的に、他のマーカー形状がマーカー２２３のために使用されてもよい。
【００２４】
動作中、図２を参照して記載された機能は、図１を参照して記載されたシステムプロセッサによって提供されてよい。そのために、図１のプロセッサは更に、ｉ）インターベンションデバイスのアクティベーションを示すトリガ信号をインターベンションデバイスから受信し、ｉｉ）インターベンションデバイスがアクティブ化された時点でのインターベンションデバイスの位置に対応する参照画像内のマーカーを供給するよう構成されてよい。
【００２５】
図３を参照して記載される一実施形態で、参照画像１１８の視野は、任意に、拡張されてよい。図３は、参照画像１１８の視野が拡張される超音波可視化システム３１１を含む配置３１０を表す。図３で、参照画像１１８は、第１視野３３１に対応し、現在画像１２０は、第２視野３３２に対応する。第２視野３３２は、第１視野３３１と重なり合う重複部分３３２ａと、第１視野３３１と重なり合わない非重複部分３３２ｂとを有する。図１に関連して記載された機能に加えて、図３のプロセッサ１１７は、ｉ）第２視野の非重複部分３３２ｂと第１視野３３１との間の空間的関係を確立するよう、現在画像１２０内の解剖学的特徴１１９の少なくとも一部を参照画像１１８内の解剖学的特徴１１９と整合させることと、ｉｉ）確立された空間的関係に基づいて、第２視野の非重複部分の少なくとも一部を含むように参照画像１１８を適応させることとによって、参照画像１１８の視野を広げるよう更に構成される。
【００２６】
図３には、２Ｄ超音波撮像プローブ１１４が表されているが、本実施形態の原理は、３Ｄ超音波撮像プローブに同様に適用される。図３には、２つの視野３３１、３３２が表されている。参照画像１１８は、第１視野３３１に対応し、現在画像１２０は、第２視野３３２に対応する。図３で、異なる視野３３１、３３２は、超音波撮像プローブと解剖学的構造との間の相対運動によって提供される。そのような相対運動は、いかなる医用撮像プロシージャにも内在しており、例えば、心臓の収縮又は呼吸のような解剖学的構造の自然の動きによって、あるいは、代替的に、ユーザが超音波撮像プローブ１１４を動かすことによって、引き起こされ得る。異なる視野３３１、３３２はまた、超音波撮像プローブの視野をスキャンすることによっても提供され得る。既知のビームフォーミング技術が、そのようなスキャンを提供するために使用されてよく、超音波撮像プローブ１１４によって送信及び／又は受信される超音波ビームの間の相対遅延を調整することを伴ってもよい。いずれの状況でも、第２視野３３２は、第１視野３３１と重なり合う重複部分３３２ａと、第１視野３３１と重なり合わない非重複部分３３２ｂとを有する。
【００２７】
図１に関連して上述された同じ整合プロシージャが、第２視野の非重複部分３３２ｂと第１視野３３１との間の空間的関係を確立するために使用されてよい。第２視野の非重複部分３３２ｂと第１視野３３１との間のシームレスな遷移を提供するために、第２視野の非重複部分３３２ｂと第１視野３３１との間の境界での整合プロシージャに対して特定の強調が行われてもよい。
【００２８】
参照画像１１８を適応させるステップは、参照画像を更新するために第２視野の非重複部分３３２ｂからの画像データの部分又は全部を使用することを含んでよく、それによって参照画像は拡張され得る。従って、適応は、図３における視野３３１、３３２の組み合わせよりも小さいか又はそれに等しい有効視野をもたらす。有利に、拡張された参照画像は、インターベンションデバイスが追跡可能である、より大きい領域をもたらす。
【００２９】
任意に、図３の実施形態では、参照画像を適応させるステップは、参照画像１１８の対応する部分を更新するために第２視野の重複部分３３２ａの少なくとも一部からの現在画像データを使用することを更に含んでよい。換言すれば、参照画像１１８は、ライブ超音波画像のストリームから取り出されたので、参照画像は、解剖学的構造の新しい変化を反映するために特定の領域において更新され得る。これは、例えば、アブレーションプロシージャの範囲を視覚的に決定するために、アブレーションプロシージャ中に有用であり得る。更新は、例えば、第２視野の重複部分３３２ａ内の対応する位置での参照画像データ及び現在画像データを平均することを含んでよい。この平均化はまた、参照画像からノイズを除去するよう、すなわち、画像品質を改善するよう働き得る。代替的に、参照画像データは、対応する位置での現在画像によって完全に置換されてよく、あるいは、参照画像は、対応する位置での現在画像によってオーバーレイされてもよい。
【００３０】
他の実施形態では、図１又は図３を参照して記載されるシステムのいずれも、インターベンションデバイス又は超音波撮像プローブに配置された位置センサの現在の位置に対応する位置データを供給する追加の位置決めシステムによって増強されてよい。この追加の位置データは、例えば、インターベンションデバイスがライブ超音波画像のストリーム内の現在画像の低信号対雑音比領域に位置する場合に、システムの位置決め精度を改善するために使用されてよい。追加の位置決めシステムは、例えば、国際公開第２０１１／１３８６９８（Ａ１）号及び「A  New  Sensor  Technology  for  2D  Ultrasound-Guided  Needle  Tracking」，Huanxiang  Lu  et  al.，MICCAI  2014，Part  II，LNCS  8674，pp.389-396，2014に記載されているような超音波に基づく位置決めシステム、又は米国特許第８０５０５２３（Ｂ２）号に記載されているような光ファイバ形状検知に基づく位置決めシステム、又は磁気に基づく位置決めシステム、又は米国特許第６２３３４７６（Ｂ１）号に記載されているような電磁気に基づく位置決めシステムであってよい。そのような位置決めシステムは、従来、インターベンションデバイスで位置センサを用いる。そのために、図１又は図２のプロセッサ１１７は、ｉ）インターベンションデバイスに配置された少なくとも１つの位置センサと、超音波撮像プローブに配置された少なくとも１つの位置センサとを有する位置決めシステムから、インターベンションデバイス又は超音波撮像プローブに配置された位置センサの現在の位置に対応する位置データを受け取り、インターベンションデバイス又は超音波撮像プローブに配置された位置センサの現在の位置に更に基づいて参照画像においてインターベンションデバイスの現在の位置を示すよう更に構成されてよい。
【００３１】
本明細書で開示される方法ステップ、特に、超音波可視化システム１１１、２１１のプロセッサに関して記載されたステップ、のうちの１つ以上は、プロセッサで実行される場合に、該プロセッサにそのような方法ステップを実行させる命令の形で記録されてよい。コンピュータプログラム製品は、専用のハードウェア及び、適切なソフトウェアに伴ってソフトウェアを実行可能なハードウェアによって、提供されてよい。プロセッサによって提供される場合に、機能は、単一の専用プロセッサによって、単一の共有プロセッサによって、又は一部が共有され得る複数の個別プロセッサによって、提供され得る。更に、「プロセッサ」又は「コントローラ」との語の明示的な使用は、ソフトウェアを実行可能なハードウェアをもっぱら指すと解釈されるべきではなく、暗に、制限なしに、デジタル信号プロセッサ（ＤＳＰ）ハードウェア、ソフトウェアを記憶するリードオンリーメモリ（ＲＯＭ）、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）、不揮発性ストレージ、などを含み得る。更に、本発明の実施形態は、コンピュータ若しくは任意の命令実行システムによって又はそれとともに使用されるプログラムコードを提供するコンピュータ使用可能な又はコンピュータ読み出し可能な記憶媒体からアクセス可能なコンピュータプログラム製品の形をとることができる。この説明のために、コンピュータ使用可能な又はコンピュータ読み出し可能な記憶媒体は、命令実行システム、装置、若しくはデバイスによって又はそれとともに使用されるプログラムを含み、記憶し、通信し、伝播し、又は運ぶことができるいかなる装置であることもできる。媒体は、電子、磁気、光、電磁気、赤外線、若しくは半導体システム、又は装置若しくはデバイス、又は伝播媒体であることができる。コンピュータ読み出し可能な媒体の例には、半導体若しくは個体状態メモリ、磁気テープ、リムーバブルコンピュータディスケット、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）、リードオンリーメモリ（ＲＯＭ）、硬質磁性体ディスク及び光ディスクがある。光ディスクの目下の例には、コンパクトディスク−リードオンリーメモリ（ＣＤ−ＲＯＭ）、コンパクトディスク−リード／ライト（ＣＤ−Ｒ／Ｗ）、ブルーレイ及びＤＶＤがある。
【００３２】
まとめると、インターベンションデバイスの位置を追跡する超音波可視化システムが記載されてきた。システムは、ｉ）ライブ超音波画像のストリームを受け取り、ｉｉ）参照画像データを有する参照画像をライブ超音波画像のストリームから取り出し、参照画像は解剖学的特徴を含み、ｉｉｉ）現在画像データを有する現在画像をライブ超音波画像のストリームから取り出し、現在画像は、参照画像に対して時間的に後であり、解剖学的特徴の少なくとも一部を含み且つ現在の位置でのインターベンションデバイスの少なくとも一部を含み、ｉｖ）インターベンションデバイスの現在の位置と参照画像内の解剖学的特徴との間の空間的関係を決定するよう、現在画像内の解剖学的特徴の少なくとも一部を参照画像内の解剖学的特徴と整合させ、ｖ）決定された空間的関係に基づいて参照画像においてインターベンションデバイスの現在の位置を示す、プロセッサを含む。
【図１】
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【図２ａ】
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【図２ｂ】
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【図２ｃ】
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【図３】
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【国際調査報告】
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