(57)【要約】【課題】  被検体の再配向を用いてイメージングする方法及び装置を提供する。【解決手段】  医療用イメージング装置及び方法は、表示画面（２）と、３Ｄモデルの形式で画像データを表示するために該データを処理するためのプロセッサ（４）と、ユーザインタフェース（６）とを有する。プロセッサ（４）は、ユーザインタフェースによって３Ｄモデル内に位置決めされた少なくとも２つのポイント（１０、２０）を取得して、３Ｄモデルの該２つのポイントによって定まる軸線（１００）の位置を推定し、かつこのような方法で示された軸線が表示画面の面に対して所定の配向で見られるように、３Ｄモデルを再配向する。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
表示手段（２）と、
画像データを３Ｄモデルの形式で表示するために、該データを処理するための手段（４）と、
ユーザインタフェース（６）と、を含み、
前記処理手段（４）が、前記インタフェースによって前記３Ｄモデル内に位置決めされた少なくとも２つのポイント（１０、２０）を取得して、前記３Ｄモデル内の前記２つのポイントによって定まる軸線（１００）の位置を推定し、かつ前記軸線が前記表示手段の面に対して所定の配向になるように前記３Ｄモデルを再配向する、
ことを特徴とするイメージング装置。
【請求項２】
被検体に対して画像収集システムを位置決めする手段（２、４、６）を含み、該手段が、前記表示手段（２）上に表示された前記モデルの配向に一致するように前記収集システムの位置決めを実行することを特徴とする、請求項１に記載の装置。
【請求項３】
画像収集システムと、
前記システムの角度位置を前記表示手段（２）上に定められた前記３Ｄモデルの配向に一致するように制御することによって、該システムを配向するための手段と、
を含むことを特徴とする、請求項１に記載の装置。
【請求項４】
前記処理手段（４）は、ユーザにより指示された前記２つのポイント（１０、２０）によって定まる前記軸線（１００）が前記表示手段の面に対して平行になるように前記３Ｄモデルを配向することを特徴とする、請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の装置。
【請求項５】
前記処理手段が、ユーザにより指示された前記２つのポイント（１０、２０）によって定まる前記軸線（１００）の周りで前記３Ｄモデルの回転を実行することを特徴とする、請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の装置。
【請求項６】
前記処理手段が、ユーザにより指示された前記軸線（１００）に対して所定の配向をもつ切断面における前記３Ｄモデルの断面図を表示させることを特徴とする、請求項１から請求項５のいずれか１項に記載の装置。
【請求項７】
前記処理手段（４）が、前記ユーザインタフェースによる制御の下で前記切断面を徐々に移動させることを特徴とする、請求項６に記載の装置。
【請求項８】
前記処理手段（４）が、前記切断面を所定の配向に保ちながら、前記３Ｄモデル内の前記切断面を移動させることを特徴とする、請求項６及び請求項７のいずれか１項に記載の装置。
【請求項９】
前記切断面の所定の配向が、ユーザにより指示された前記軸線に対して平行に配向されていることを特徴とする、請求項６から請求項８のいずれか１項に記載の装置。
【請求項１０】
前記処理手段（４）が、前記ユーザインタフェース（６）によって前記３Ｄモデル内に位置決めされた少なくとも３つのポイント（１０、２０、３０）を取得して、該３つのポイントから各々が一対のポイントを通る２つの軸線（１００、２００）を推定し、かつ前記２つの軸線が前記表示手段に対してほぼ平行になるように前記３Ｄモデルを再配向することを特徴とする、請求項１から請求項９のいずれか１項に記載の装置。
【請求項１１】
前記処理手段が、複数のポイント（１０、２０、３０、４０）を取得して、該複数のポイントから各々が該複数のポイントから選択された異なる対のポイントを通る全てが互いに平行でない複数の軸線（１００、２００、３００）を推定し、かつ前記軸線の組が前記表示手段の面に対して可能な限り平行に近くなるように前記３Ｄモデルを再配向することを特徴とする、請求項１から請求項１０のいずれか１項に記載の装置。
【請求項１２】
前記３Ｄモデルの最終配向をユーザによって確認されたものとして特定する手段（４）と、
前記確認された最終配向と一致させて、画像センサを被検体に対して物理的に配向する指令信号を生成するための手段と、
を含むことを特徴とする、請求項１から請求項１１のいずれか１項に記載の装置。
【請求項１３】
イメージングにおいて３Ｄモデルを表示する方法であって、
表示手段（２）を準備する段階と、
３Ｄモデルの形式で画像データを表示するために該データを処理するための手段（４）を準備する段階と、
前記処理手段（４）に取り付けられたユーザインタフェース（６）を準備する段階と、
前記ユーザインタフェースによって、前記３Ｄモデル内に少なくとも２つのポイントを位置決めする段階と、
前記処理手段に、前記少なくとも２つのポイントから前記３Ｄモデル上の該ポイントによって定まる軸線（１００）の位置を推定させる段階と、
前記処理手段に、前記軸線（１００）が前記表示手段の面に対して所定の配向になるように前記３Ｄモデルを再配向させる段階と、
を含むことを特徴とする方法。
【請求項１４】
コンピュータ上で実行される場合、請求項１３に記載の前記処理手段の各段階を実行するコード手段を含むことを特徴とするコンピュータプログラム。
【請求項１５】
コンピュータ上で実行される場合、請求項１３に記載の前記処理手段の各段階を実行するキャリア実行コードに関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】
本発明の実施形態は、放射線医学で収集されることができる被検体の３次元（３Ｄ）画像を表示することに関し、具体的には、介入放射線医又は外科医によって行われる治療行為の準備段階において又は該治療行為の最中においてさえ解剖学的部位を表示することに関する。
【０００２】
より具体的には、本発明の実施形態は、３次元で表された生体被検体についての最適な配向を特定することを可能にし、或いは画面などのディスプレイ上にこのような被検体の断面を表示すような最適な選択を行うことを可能にするツールに関する。
【背景技術】
【０００３】
現在、介入放射線医学の分野においては、治療ツールが、Ｘ線透視誘導の下で配置され、動かされる。これを行うためには、治療すべき病変を適切に表示するようにイメージングシステムを配向することによって、適正な撮像視野を視覚的に見出すことが望まれる。脳動脈瘤のような複雑な病変では、放射線医師又は他の医師が、このような適正な撮像視野を見出すことは困難である。
【０００４】
血管造影室に３次元ツールが導入される前は、一般的に、満足できる視野が得られるまで、経験に基づいて選択された異なる角度の下で一連の記録又は収集を行うことが常法であった。この方法には、多くの欠点があり、具体的には、患者に照射さるＸ線などの放射線が高照射量になること、及び注入される造影剤も高投与量になることである。更に、この処置にかかる時間が、非常に長くなる可能性があった。
【０００５】
３次元表示を備えたツールの導入により、撮像視野を選択するための好ましい技術は、大きく変化してきた。第１の段階において、３Ｄ収集が行われ、次いで放射線医師は、許容可能な視野が見出されるまで、３Ｄモデルを対話式に回転させながら、コンピュータ画面上に３次元で表示された画像を吟味する。第２の段階において、ユーザは、所望の撮像視野が得られるまでガントリを自動的に移動させる制御パラメータとして、選択した観察角度を放射線収集システムに送信する。
【０００６】
３次元の画像を対話式に回転させることは、Ｘ線の繰り返し照射を必要とせずかつ造影剤の繰り返し投与を必要としないという利点がある。それでもなお、その成果の品質は本質的に、３次元画像を対話式に回転させる上でのユーザの技術に依存する。更に、この技術は、以前の技術と比較して時間を大きく節約するものではない。更に、この技術は、撮像視野の選択が本質的に３Ｄ画像を操作する上でのユーザの技術に基づいていることを考慮すれば、選択された撮像視野が最適な視野であることを保障するものではない。換言すれば、ユーザにより見出された観察の方向よりも良好であり、ユーザが見出さなかった幾つかの他の観察の方向が存在する可能性がある。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明の実施形態は、撮像視野が３次元であるか断面であるかに拘わらず、該撮像視野を容易に位置決めすることを可能にする３次元放射線表示システムを提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の実施形態において、イメージング装置は、表示手段と、画像データを３Ｄモデルの形式で表示するために該データを処理するための手段と、ユーザインタフェースとを含み、処理手段は、インタフェースによって３Ｄモデル内に位置決めされた少なくとも２つのポイントを取得して、３Ｄモデル内の該２つのポイントによって定まる軸線の位置を推定し、かつ軸線が表示手段の面に対して所定の配向になるように３Ｄモデルを再配向する。
【０００９】
本発明の実施形態はまた、イメージングにおいて３Ｄモデルを表示する方法を提供し、該方法は、表示手段を準備する段階と、３Ｄモデルの形式で画像データを表示するために該データを処理するための手段を準備する段階と、処理手段に取り付けられたユーザインタフェースを準備する段階と、ユーザインタフェースによって３Ｄモデル内に少なくとも２つのポイントを位置決めする段階と、処理手段に、少なくとも２つのポイントから３Ｄモデル上の該ポイントによって定まる軸線の位置を推定させる段階と、処理手段に、軸線が表示手段の面に対して所定の配向になるように３Ｄモデルを再配向させる段階とを含む。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
本発明及びその実施形態は、添付の図を参照してなされる以下の詳細な説明を読むと、より良く理解されるであろう。
【００１１】
１つの実施形態を、図１及び図２を参照して説明する。この実施形態において、ユーザは、脳動脈瘤の３次元モデルにおいて最良の撮像視野を見出そうとする。このモデルは、前もって患者に対して画像収集を行うことによって得られたものであり、この収集は、例えば磁気共鳴画像法（ＭＲＩ）、スキャナ、又は血管撮影室によって実行されることができる。
【００１２】
この実施形態において、システムは、画面２などの表示手段と、画像処理プロセッサ４などの処理手段と、制御インタフェースすなわち対話式手動インタフェースを提供する手段、このケースではコンピュータマウス６とを含む。
【００１３】
この実施形態において、システムは、３Ｄモデルの形式での解剖学的領域の表示を提案する。例えば、解剖学的領域は、ある任意の配向で動脈瘤を保有する血管でありうる。動脈瘤は、該動脈瘤を保有する血管の縁部上の僅かな膨らみのように見える。次ぎに、ユーザは、保有（キャリヤ）血管（ｃａｒｒｙｉｎｇ  ｖｅｓｓｅｌ）の主要位置をモデル化する軸線１００を位置決めするように誘導される。それを行うために、ユーザは、２つに別個の位置、好ましくは動脈瘤の両側において、キャリヤ血管上に２つのポイントを配置する。これら２つのポイント１０及び２０は、例えば動脈瘤の両側に位置する、キャリヤ血管の２つの断面視野（断面図）を使用して配置される。
【００１４】
この実施形態における２つのポイント、又は別の実施形態における各ポイントはまた、例えばサーフェスレンダリング技術、ボリュームレンダリング技術、又は最大値投影法（ＭＩＰ）を使用して得られた３Ｄ画像上に、他の何らかの方法で位置決めされることができる。
【００１５】
処理手段４、すなわち画像処理プロセッサは、２つのポイントから、画面上の最初の表示における３次元モデル内に軸線１００を特定する。この軸線１００が位置決めされた後に、プロセッサは、表示された画像を再処理して、３次元モデルが回転されるようにし、この回転によって、前もって手動で定められた軸線が、表示画面の面と平行に位置合わせされるようにする。この最初の回転は自動であり、一般的に、軸線が画面と位置合わせされるようにして、軸線の画面上への直接投射に近い状態にするのに役立つ最も短い回転である。
【００１６】
プロセッサはその時、基準として前もって定められた軸線を使用して、ユーザの手動制御の下で画像処理を実行するように構成されている。この実施例では、ユーザは、マウス６を徐々に動かして、３次元モデルが前もって定められた軸線１００の周りで徐々に移動させられるようにする。
【００１７】
このようにして、キャリヤ血管とその動脈瘤が、ユーザが視覚的に吟味し続けながら、該キャリヤ血管の軸線の周りで徐々に旋回されるのが見られる。
【００１８】
従って、ユーザは、旋回中に理想的位置を容易に特定することができ、最適位置の近くで両方向に何度か回転させた後に、ユーザは、最適位置でマウスを止める。こうしてユーザは、動脈瘤の最良の視野を得る。
【００１９】
最良の視野は、例えば、図２に示されている動脈瘤の部分５０（動脈瘤の「カラー」と呼ばれる）を最も明瞭に見ることが可能になる視野である。
【００２０】
その時、得られた画像は、ユーザに最適なものと考えることができ、採用される撮像視野としてシステムに取り入れられることができる。
【００２１】
プロセッサは、３次元モデルの配向を定める現在のパラメータを、単に次の表示においてか又は代わりに将来の医療介入（インタベンション（ｉｎｔｅｒｖｅｎｔｉｏｎ））においてかのどちらかで採用することになる表示パラメータとして特定する。
【００２２】
この実施形態及び他の実施形態において、最適な配向の特定に続いて、患者の身体に対して放射線検出器を再配向するために指令が生成される。従って、画面上で選択された最適な配向により、画像の回転が定められ、この回転が、検出器に与えられることになる物理的な配向の形態にプロセッサによって書き直される。いったんこの物理的再配向が検出器（その時、センサはキャリヤ血管に対して平行になっている）によって採用されると、検出器はユーザによって選択された配向に正確に一致する画像を供給し、この画像は再処理されない。
【００２３】
本発明の実施形態は、コンピュータ画面上に３Ｄモデルを位置決めするだけではなく、血管室の弓（ａｒｃｈ）を同位角に配向することも可能にする。従って、本発明の実施形態は、画面上でモデルを再配向するのに役立つだけでなく、ユーザの要望で、画像収集システムの機械的動きを制御して該システムが所定の角度を取るようにすることができる装置を含む。
【００２４】
その後、インタベンションの解剖学的領域が最良の視野角度で連続的に表示された状態で、動脈瘤についてインタベンションが行われることができる。この実施形態において、システムはまた、観察中の病変の最適な断面視野を選択することを可能にする。
【００２５】
こうして、基準軸線がユーザによって位置決めされ、かつ該軸線が画面に対して平行になるように３Ｄモデルが再配向されると、画像プロセッサは、マウス６を徐々に移動させることによって、ユーザに断面位置を提案する。マウスを用いて、ユーザは、画面の表面に対して平行な切断面を深さ方向に、すなわち表示されている被検体の深部に移動させる。
【００２６】
例えば切断面を基準軸線に対して平行に移動させることによって、又は基準軸線を画面に垂直に保ちながら切断面を該基準軸線に対して垂直に移動させることによって、他に幾つかの実施形態が可能である。
【００２７】
上述した実施形態は一般的に、動脈瘤の表示に使用される。それにも拘わらず、また具体的に、この実施形態が血管を定める軸線の周りでの回転を実行するので、もう１つ狭窄症（血管の狭窄）の観察に適用される。この場合もまた、選択された軸線の周りで回転させることにより、狭窄の深部をできるだけ明らかにする視野を見出すことが可能である。血管の場合、手動で配置された軸線はまた、該軸線が観察中の外科手術領域内に配置されているので、画面上に現れるニードル上に配向される可能性がある。
【００２８】
ユーザが１つのみの基準軸線を手動で特定している上記の実施形態に加えて、複数の軸線が手動で定められることも可能である。１つの実施例では、３次元モデル上に３つのポイントを位置決めする段階を含み、それらポイントの間に２つの軸線を定め、その２つの軸線によって観察面を形成するようにする。この面は、画像処理プロセッサに取り入れて、該面が画面に対して平行になるように３Ｄモデルを再配向することで開始される。この場合、このようにして定まる２つの軸線は、両方とも画面に対して平行である。
【００２９】
更に、動脈瘤には２つの基準軸線を使用することが適切であり、従って、キャリヤ血管を表す２つのポイント１０及び２０を基準にするだけでなく、動脈瘤自体上に位置決めされた付加的なポイント３０をも基準にして、動脈瘤が再配向される（図３）ことが可能になる。この場合には、３Ｄモデルを自動的に位置決めし直すことを可能にする２つの軸線は、従って、キャリヤ血管の軸線１００と、例えば該血管の軸線に対して垂直であり、かつ動脈瘤上に配置された付加的なポイント３０を通る軸線１１０とである。
【００３０】
別の実施形態は、２つの血管のＶ字状分岐を再配向する段階（図４）を含む。その場合、２つの軸線１００及び２００は、２つの分岐の各々を表すために３つのポイント１０、２０、及び３０を使用して位置決めされ、３次元モデルは、２つの軸線１００及び２００が同時に画面に対して平行になるように再配向される。この分岐の視野はこうして、Ｖ字形状が最大に広がった時に得られる。この場合もまた、システムは、ユーザの手動制御の下で、深さ方向の及び画面に対して平行な連続する断面の移動を提案するように設計される。２つの３Ｄ軸線１００及び２００は、このように断面を移動させるが、画面に対して平行に保たれる。
【００３１】
特に血管のＹ字状分岐を表示するようにされた、図５に示すような別の実施形態において、ユーザは、４つのポイント１０、２０、３０、及び４０を手動で位置決めすることによって、３つの別個の軸線１００、２００、及び３００を定める。３つの３Ｄ軸線をＹ字状分岐の３つの分岐枝におけるそれぞれの分岐枝上に配置することによって、ユーザは、分岐枝の各々の位置を表す幾何学的基準を画像処理プロセッサに与える。次ぎに、プロセッサは、表示の位置決めを最適化して、３つの軸線の各々が可能な限り画面の表面に対して平行に近くなるようにする。
【００３２】
３つの軸線を位置決めすることはまた、幾らかのより多くのポイント、例えばその各々が１つの軸線を定める３つの対に編成された６つのポイントによって定められることができる。この場合もまた、ユーザは、画面の面に対する３つの軸線の各々の配向を一定に維持した状態で、最初の表示に対して平行に深さ方向に切断面を徐々に移動させることができる。
【００３３】
３つの軸線の実施形態もまた、動脈瘤の観察に適している。動脈瘤は、楕円形として考えることができ、その２つの主軸線（長手方向軸線及び横方向軸線）で表すことができる。従って、２つの軸線は、２対のポイントを手動で位置決めすることによって、手動でモデル化される。第３の軸線は、例えばキャリヤ血管の軸線を含む。次ぎに、プロセッサは、３つの軸線が可能な限り画面に対して平行に近くなるように、３Ｄモデルを再配向する。
【００３４】
前述の実施形態と同様にこの実施形態において、このような方法で確立された最適視野が、モータ駆動手段を使用して、患者に対して画像センサを物理的に位置決めするための指令の形態で送信されるように構成されるのが好ましい。
【００３５】
当業者は、本発明の技術的範囲及び限界から逸脱することなく、開示した実施形態の構造／方法、及び／又は機能、及び／又は結果、及び／又は段階に対する様々な改良及びそれらの均等物を提案しかつ実施することができるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】ユーザが３Ｄモデル上に２つのポイントを配置した時のシステムを示す図。
【図２】ユーザによって位置決めされたポイントを基準に再配向された後のシステムを示す図。
【図３】２つの軸線を定める３つのポイントを使用して、動脈瘤を表示するシステムを示す図。
【図４】２つの軸線を定める３つのポイントを使用して、Ｖ字状分岐を表示するシステムを示す図。
【図５】３つの軸線を定める４つのポイントを使用して、Ｙ字状分岐を表示するシステムを示す図。
【符号の説明】
【００３７】
２  画面
４  画像処理プロセッサ
６  制御インタフェース
１０、２０  ポイント
１００  軸線
【図１】
2004230166.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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