(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
解剖学的対象領域のモデルを生成するためのシステムであって、
医療デバイス・センサを備える医療用位置決めシステムと、
前記医療用位置決めシステム及び撮像装置と電気的に通信するように構成された回路を備えるプロセッサであって、前記撮像装置は、放射器と画像検出器とを備えるとともに前記解剖学的対象領域の画像を生成するように構成されており、前記プロセッサは、ｉ）前記医療用位置決めシステムから、前記医療デバイス・センサの出力に応じた医療デバイスの位置及び／又は向きを含む位置データを決定し、ｉｉ）前記位置データに基づいて前記撮像装置の前記放射器の作動又は停止のタイミングを制御するように構成された、プロセッサと
を備える、システム。
【請求項２】
前記プロセッサ、前記医療用位置決めシステム及び前記撮像装置と電気的に通信する回路を備えるメモリをさらに備え、
前記メモリは、前記位置データを前記撮像装置に対する制御命令に関連付けるルック・アップ・テーブルを格納するように構成される、請求項１に記載のシステム。
【請求項３】
前記医療用位置決めシステムは、第１の座標系における前記医療デバイス・センサの医療用位置決めシステム座標を決定するように構成され、
前記撮像装置は、第２の座標系における前記医療デバイス・センサの撮影座標を決定するように構成され、
前記プロセッサは、前記第１及び第２の座標系を位置合わせするように構成される、請求項１に記載のシステム。
【請求項４】
前記プロセッサは、前記撮像装置により生成される少なくとも２つの画像を用いて３次元モデルを生成するようにさらに構成される、請求項１に記載のシステム。
【請求項５】
前記プロセッサは、前記撮像装置又は前記撮像装置の一部の角度又は向きを制御するようにさらに構成される、請求項１に記載のシステム。
【請求項６】
前記撮像装置は蛍光透視鏡を備え、
前記撮像装置の前記一部はＣアームを備える、請求項５に記載のシステム。
【請求項７】
前記撮像装置は、前記放射器及び前記画像検出器の間の軸をさらに備え、
前記放射器及び前記検出器の間の前記軸は、前記医療デバイス又は前記医療デバイス・センサの少なくとも一方の長手軸に垂直である、請求項５に記載のシステム。
【請求項８】
前記プロセッサは、手術台の位置又は傾斜、前記放射器と前記画像検出器との間の線源−画像間距離、画像回転、フレーム・レート、及び前記撮像装置の物理的ズームのうちの少なくとも１つを制御するようにさらに構成される、請求項１に記載のシステム。
【請求項９】
前記プロセッサは、ｉ）患者基準センサから、前記解剖学的対象領域のリアルタイム位相性運動に関する情報を含む運動データを決定し、ｉｉ）前記運動データに基づいて前記撮像装置を制御するようにさらに構成される、請求項１に記載のシステム。
【請求項１０】
前記解剖学的対象領域の前記リアルタイム位相性運動は、心周期又は呼吸周期の少なくとも一方による心臓運動を含む、請求項９に記載のシステム。
【請求項１１】
前記医療デバイスは、造影剤を前記解剖学的対象領域に送達するように構成されたカテーテルを備え、
前記プロセッサは、前記位置データ又は前記運動データに基づいて、前記カテーテルからの前記造影剤の送達を制御するようにさらに構成される、請求項９に記載のシステム。
【請求項１２】
前記解剖学的対象領域の４次元モデルを生成するようにさらに構成される、請求項１に記載のシステム。
【請求項１３】
前記プロセッサと通信可能なユーザ・インターフェースをさらに備え、
前記ユーザ・インターフェースは、前記撮像装置に対する制御命令をユーザから受信するように構成される、請求項１に記載のシステム。
【請求項１４】
解剖学的対象領域のモデルを生成するためのシステムの作動方法であって、
医療用位置決めシステムから、医療デバイス・センサの出力に応じた医療デバイスの位置及び／又は向きを含む位置データを決定すること、
放射器と画像検出器とを備えるとともに前記解剖学的対象領域の画像を生成するように構成される撮像装置を、前記位置データに基づいて制御すること、及び、
前記撮像装置により生成された少なくとも２つの画像を用いて前記モデルを生成すること、
を備え、
前記撮像装置を制御することは、前記撮像装置の前記放射器の作動又は停止のタイミングを制御することを含む、作動方法。
【請求項１５】
ルック・アップ・テーブルを用いて前記位置データを前記撮像装置に対する制御命令に関連付けることをさらに備える、請求項１４に記載の作動方法。
【請求項１６】
第１の座標系における前記医療デバイス・センサの医療用位置決めシステム座標を決定すること、
第２の座標系における前記医療デバイス・センサの撮影座標を決定すること、及び、
前記第１及び第２の座標系を位置合わせすることをさらに備える、請求項１４に記載の作動方法。
【請求項１７】
前記撮像装置を制御することは、前記撮像装置又は前記撮像装置の一部の角度又は向きを制御することをさらに備える、請求項１４に記載の作動方法。
【請求項１８】
前記撮像装置の放射器部分及び前記撮像装置の検出器部分を、前記放射器部分及び前記検出器部分の間の軸が、前記医療デバイス又は前記医療デバイス・センサの少なくとも一方の長手軸に垂直となるように、位置決めすることをさらに備える、請求項１７に記載の作動方法。
【請求項１９】
手術台の位置又は傾斜、放射器と画像検出器との間の線源−画像間距離、画像回転、フレーム・レート、及び前記撮像装置の物理的ズームのうちの少なくとも１つを制御することをさらに備える、請求項１４に記載の作動方法。
【請求項２０】
ｉ）患者基準センサから、前記解剖学的対象領域のリアルタイム位相性運動に関する情報を含む運動データを決定すること、及び、ｉｉ）前記運動データに基づいて前記撮像装置を制御することをさらに備える、請求項１４に記載の作動方法。
【請求項２１】
前記解剖学的対象領域の前記リアルタイム位相性運動が、心周期又は呼吸周期の少なくとも一方による心臓運動を含む、請求項２０に記載の作動方法。
【請求項２２】
造影剤を前記解剖学的対象領域に送達すること、及び、前記位置データ又は前記運動データに基づいて、前記造影剤の送達を制御することをさらに備える、請求項２０に記載の作動方法。
【請求項２３】
前記モデルが３次元モデル又は４次元モデルを含む、請求項１４に記載の作動方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
関連出願の相互参照
本出願は、２０１４年５月２６日に出願された米国仮特許出願第６２／００３，００８号（‘００８出願）に対する優先権を主張する。‘００８出願は、本明細書に完全に記載されているものとして、参照により本明細書に組み込まれる。
【０００２】
一般的に、開示の技法は、医用イメージングの方法及びシステムに関する。より詳細には、開示の技法は、医療処置中にデバイスをナビゲートするための解剖学的モデルを生成するための方法及びシステムに関する。
【背景技術】
【０００３】
例えば投薬及び他の形態の治療が適切な場所で施されるように、また、医療処置をより効率的かつ安全に完了できるように、カテーテルなどの医療デバイスの位置を、体内で動かされる際に追跡することが望ましい。そのようなナビゲーション追跡は、解剖学的対象物の事前記録された静止画像、例えば冠状血管の回転血管造影図などを、医療デバイスのライブ画像、例えばカテーテル又は生検針の蛍光透視像に重畳することで行うことができる。回転血管造影とは、画像検出器で取得された複数の２次元画像を用いて解剖学的対象物の３Ｄモデルを生成するために用いられる医用イメージングの技法である。回転血管造影システムの例には、Ｓｉｅｍｅｎｓ  ＡＧにより作成されたＤｙｎａＣＴシステム、及びＰｈｉｌｉｐｓヘルスケアによるＡｌｌｕｒａ  ３Ｄ冠動脈造影が含まれる。
【０００４】
解剖学的視覚化及び医療デバイスのナビゲーションを提供するために回転血管造影をライブ撮影と併用する１つの欠点は、そのような手順にはＸ線照射及び造影剤の両方を含む大用量の蛍光透視が必要となることである。例えば、回転血管造影の手順の間、器官又は関心領域を中心とした５秒のＣアームの回転中に、約２００枚のＸ線フレームが撮影される。Ｘ線についての視認性を向上させるためには、この時間中、造影剤が器官に注入されなければならない。しかしながら、蛍光透視へのそのような曝露は、患者及び医師を望ましくないレベルの電磁放射にさらすので、不利である。
【０００５】
解剖学的視覚化及び医療デバイスのナビゲーションを提供するために回転血管造影をライブ撮影と併用することの他の欠点は、血管造影図がリアルタイムに動かないので、回転血管造影図に表示される事前記録された解剖学的構造と、蛍光透視に表示されるライブの解剖学的構造との間に良好な一致が存在しないことが多いことである。したがって、器官の異なる位相についてのゲーティング、例えば心周期についてのＥＣＧゲーティングによって、器官運動を補償するためには多数のフレームが必要となる。しかしながら、ＥＣＧ信号は、機械的な心拍動に常に良好に関連するわけではない。また、患者は、呼吸による運動アーティファクトを除去するために、息を止めるように求められる場合がある。加えて、十分な視覚化を達成するためには、解剖学的関心領域が正しく位置決めされなければならない。
【０００６】
前述の議論は、本分野を単に例示するものであり、請求の範囲の否認と受け取られるべきではない。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
開示の技法の一目的は、解剖学的モデルを生成するために使用されるＸ線システムの動作及び画像取得を制御するための方法及びシステムを提供することである。また、開示の技法の一目的は、解剖学的モデルを生成するために使用される蛍光透視の量を最適化するための方法及びシステムを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
開示の技法により、解剖学的対象領域のモデルを生成するためのシステムが提供される。システムは、医療デバイス・センサを備える医療用位置決めシステムと、医療用位置決めシステム、及び解剖学的対象領域の画像を生成するように構成された撮像装置と電気的に通信するように構成された回路を備えるプロセッサとを含む。プロセッサは、ｉ）医療用位置決めシステムから、医療デバイス・センサの出力に応じた医療デバイスの位置及び／又は向きを含む位置データを決定し、ｉｉ）位置データに基づいて撮像装置を制御するように構成される。
【０００９】
開示の技法の別の態様によれば、解剖学的対象領域のモデルを生成するための方法が提供される。方法は、医療用位置決めシステムから、医療デバイス・センサの出力に応じた医療デバイスの位置及び／又は向きを含む位置データを決定することを含む。方法は、解剖学的対象領域の画像を生成するように構成される撮像装置を、位置データに基づいて制御することをさらに含む。方法は、撮像装置により生成された少なくとも２つの画像を用いてモデルを生成することをさらに含む。
【００１０】
本開示の前述及び他の態様、特徴、詳細、効用、及び利点は、以下の説明及び特許請求の範囲を読むことから、及び添付の図面を概観することから明らかとなろう。
【００１１】
開示の技法は、以下の詳細な説明から、図面と併用して、より完全に理解され評価されよう。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】移動撮像装置により取得される患者の身体のリアルタイム画像を用いて解剖学的対象領域のモデルを生成するためのシステムの概略図であり、撮像装置の位置及び向きが医療デバイス・センサの位置及び向きに応じて決定され、システムが開示の技法の一実施形態に従って構築され動作可能である。
【００１３】
【図２】医療デバイス・センサに対する撮像装置の位置及び向きの一例を表示した図１のシステムの概略図の拡大図であり、システムが開示の技法の一実施形態に従って構築され動作可能である。
【００１４】
【図３】開示の技法の一実施形態による、医療用位置決めシステム・センサ及び染料注入器デバイスを備える医療デバイスの概略図である。
【００１５】
【図４】移動撮像装置により取得される患者の身体のリアルタイム画像を用いて解剖学的対象領域のモデルを生成するための方法の概略図であり、移動撮像装置の位置及び向きが医療デバイス・センサの位置及び向きに応じて決定され、システムが開示の技法の一実施形態に従って構築され動作可能である。
【００１６】
【図５Ａ−Ｂ】関心領域に対する撮像装置の位置及び向きの例を表示した図１のシステムの一部の概略図の拡大図であり、システムが開示の技法の一実施形態に従って構築され動作可能である。
【００１７】
【図６】最小限の蛍光透視曝露を提供するために使用される撮像装置の位置及び向きの例を表示した図１のシステムの一部の概略図の拡大図であり、システムが開示の技法の一実施形態に従って構築され動作可能である。
【図７】最小限の蛍光透視曝露を提供するために使用される撮像装置の位置及び向きの例を表示した図１のシステムの一部の概略図の拡大図であり、システムが開示の技法の一実施形態に従って構築され動作可能である。
【００１８】
【図８Ａ】血管及び関連するセンサの３次元概略図の拡大図である。
【００１９】
【図８Ｂ−Ｆ】図１のシステムを用いて様々な異なる角度／向きから撮影された、図８Ａに示された血管及びセンサの模擬画像の概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
開示の技法は、解剖学的視覚化のためのモデル及び医療デバイスのナビゲーションを生成する際に使用される照射及び造影剤の量を最適化するようにＸ線システムの動作及び画像取得を制御することで、従来技術の欠点を克服する。
【００２１】
開示の技法は、医療処置中にデバイスをナビゲートするための位置合わせ情報として使用されるＭｅｄｉＧｕｉｄｅ（商標）技術（例えば、患者基準センサ及び／又は磁気追跡デバイス）により提供される測位データを用いて、対象の解剖学的構造の３Ｄ又は４Ｄモデルを生成するために使用されるＸ線及び染料の量を最適化する方法を含む。最適化は、ｉ）関心領域の場所を定めるために、心臓内の磁気追跡デバイス及び／又は患者基準センサの既知の場所及び向きならびに他の方法を用いること、ｉｉ）機械的な心拍動及び呼吸により生じる運動を特徴付けるリアルタイムＥＣＧ及び／又は他の患者基準センサからのデータを用いること、及び、ｉｉｉ）Ｘ線システムの機械的動作（例えば、台、Ｃアーム、線源−画像間距離、画像回転など）、画像取得パラメータ（例えば、フレーム・レート、ズーム、又はＸ線特性）、画像取得及び染料放出のためのトリガ（例えば、呼吸、患者の動き、及び心周期などの生体信号に基づくもの）を制御することによって可能になる。この方法を用いると、限られた量のＸ線照射（例えば、多数の医療処置で現在使用されている２Ｄシネ・ループに必要な照射の量）を用いて、器官／関心領域の３Ｄ／４Ｄモデルを構築することが可能になる。その結果の３Ｄ／４Ｄモデルを用いて、より多くのＸ線照射又は時間のかかるマッピング手順を必要とすることなく、磁気追跡デバイスをナビゲートすることができる。
【００２２】
以下の本明細書の「頭尾」軸という用語は、患者の頭部と患者のつま先との間の長手軸を指す。以下の本明細書の「医療デバイス」という用語は、血管拡張ユニット、例えばバルーン・カテーテル、ステント搬送カテーテル、医療物質投与カテーテル、縫合カテーテル、ガイドワイヤ、アブレーション・ユニット、例えばレーザ、低温流体ユニット、電気インパルス・ユニット、切断バルーン、回転アテローム切除ユニット（すなわちロータブレータ）、指向性アテローム切除ユニット、経管抽出ユニット、薬物送達カテーテル、小線源療法ユニット、血管内超音波カテーテル、心調律治療（ＣＲＴ：ｃａｒｄｉａｃ  ｒｈｙｔｈｍ  ｔｒｅａｔｍｅｎｔ）デバイスのリード、体内心臓細動除去器（ＩＣＤ：ｉｎｔｒａ−ｂｏｄｙ  ｃａｒｄｉａｃ  ｄｅｆｉｂｒｉｌｌａｔｏｒ）デバイスのリード、心調律治療デバイスのリードの誘導デバイス、体内心臓細動除去器デバイスのリードの誘導デバイス、弁治療カテーテル、弁植込カテーテル、体内超音波カテーテル、体内コンピュータ断層撮影カテーテル、治療針、診断針、消化器系デバイス（例えば、腹腔鏡、内視鏡、結腸鏡）、整形外科デバイス、神経外科デバイス、血管内流測定デバイス、血管内圧測定デバイス、血管内光コヒーレンス断層撮影デバイス、血管内近赤外線分光法デバイス、血管内赤外線デバイス（すなわちサーモセンサ）、耳鼻咽喉科精密外科デバイスなどを指す。
【００２３】
以下の本明細書の、物体の「位置」という用語は、物体の場所もしくは向きの一方、又はその場所及び向きの両方を指す。以下の本明細書の「磁気関心領域」という用語は、医療用位置決めシステム（ＭＰＳ：ｍｅｄｉｃａｌ  ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ  ｓｙｓｔｅｍ）センサが照射された磁場に反応し、ＭＰＳが医療デバイスの先端の位置を決定することができるように、磁場生成器によって磁気的に照射されるべき、患者の身体の領域を指す。
【００２４】
以下の本明細書の「画像検出器」という用語は、可視関心領域の画像を生成するデバイスを指す。画像検出器は、画像増倍管、平面検出器（例えば、相補型金属酸化膜半導体−ＣＭＯＳ）などとすることができる。以下の本明細書の「磁気座標系」という用語は、ＭＰＳに関連する３次元座標系を指す。以下の本明細書の「３Ｄ光学座標系」という用語は、画像検出器により捕えられる３次元物体に関連する３次元座標系を指す。以下の本明細書の「２Ｄ光学座標系」という用語は、３次元物体を捕らえる画像検出器によって検出される画像に関連する２次元座標系を指す。
【００２５】
以下の本明細書の「身体関心領域」という用語は、治療措置が施される患者の身体の領域を指す。以下の本明細書の「可視関心領域」という用語は、移動撮像装置により撮影される患者の身体の領域を指す。以下の本明細書の「画像検出器関心領域（ＲＯＩ：ｒｅｇｉｏｎ  ｏｆ  ｉｎｔｅｒｅｓｔ）」という用語は、画像検出器の異なるサイズの検出領域を指す。画像検出器は、画像検出器の全領域、又は画像検出器の中心付近のより小さい領域のいずれかを利用して、可視関心領域を検出することができる。「画像検出器ＲＯＩ」という用語は、画像増倍管及び平面検出器の両方を指す。
【００２６】
以下の本明細書の「画像回転」という用語は、画像処理装置により行われる画像検出器により取得される画像の回転を指す。以下の本明細書の「画像フリップ」という用語は、取得画像の面の軸周りで行われる取得画像の鏡像を指し、この軸は、基準角度に対する（すなわち、画像回転を行った後の）取得画像の面に垂直な別の軸周りでの取得画像の回転を表す。例えば、取得画像が時計周りに２５度回転され、軸がこの回転量を定める場合、画像フリップは、この軸周りで１８０度取得画像を回転して得られる別の画像を定義する。画像回転が行われない場合、画像フリップは、所定の軸（例えば、取得画像の面上に位置するほぼ垂直の軸）周りで行われる。
【００２７】
以下の本明細書の「移動画像検出器」という用語は、画像検出器が、放射器の面にほぼ垂直な軸に沿って直線状に、放射器に対して移動して、ズームイン及びズームアウトする画像検出器を指す。
【００２８】
ここで図１が参照され、図１は、全体的に１００で示され、医療デバイス１３４の遠位部分の表現を、移動撮像装置１０２により取得される患者１２２の身体のリアルタイム画像上に表示するためのシステムであって、その位置がＭＰＳセンサ１１２又は医療デバイス１３４の遠位部分の位置及び向きに応じて決定され、システムが開示の技法の一実施形態によって構築され動作可能な、システムの概略図である。システム１００は、同一出願人による米国特許出願公開第２００８／０１８３０７１号に記載され、その開示全体が参照により本明細書に組み込まれているものであるが、移動撮像装置１０２、医療用位置決めシステム（ＭＰＳ）１０４、データベース１０６、プロセッサ１０８、ディスプレイ１１０、ＭＰＳセンサ１１２、１１４及び１１６、ならびに複数の磁場生成器１１８（すなわちトランスミッタ）を含む。
【００２９】
移動撮像装置１０２は、手術台１２４に横たわる患者１２２の身体の身体関心領域１２０の画像（図示せず）を取得するデバイスである。移動撮像装置１０２は、移動組立体１２６、移動機構１２８、放射器１３０、及び画像検出器１３２を含む。
【００３０】
移動撮像装置１０２は、Ｘ線、核磁気共鳴、素粒子放射、サーモグラフィなどに基づいて動作することができる。移動撮像装置１０２は、少なくとも１自由度を有する。図１及び図２に記載の例では、移動撮像装置１０２はＣアーム撮像装置である。放射器１３０及び画像検出器１３２は、放射器１３０が患者１２２の片側に配置され、画像検出器１３２が患者１２２の反対側に配置されるように、移動組立体１２６に結合される。放射器１３０及び画像検出器１３２は放射軸（図示せず）上に配置され、放射軸は身体関心領域１２０を横切るものである。
【００３１】
システムは、移動撮像装置に結合されたユーザ・インターフェース（例えば、プッシュ・ボタン、ジョイスティック、フット・ペダル）をさらに含むことができ、これにより理学スタッフ（ｐｈｙｓｉｃａｌ  ｓｔａｆｆ）が、画像検出器により取得される画像を順次回転させる、所与の回転角で画像をフリップする、又は画像検出器のＲＯＩを設定することが可能になる。移動撮像装置は、プッシュ・ボタンの操作ごとに所定量だけ画像が前後に割送りされるように構築される。この割送りは、例えば５度とすることができ、これにより移動撮像装置は最大７２の画像回転を行うことができる（すなわち３６０÷５）。移動撮像装置は画像回転ごとに１つの画像フリップを生成することができるので、最大で１４４（すなわち７２×２）の画像を、画像検出器により取得される単一の画像から得ることができる。
【００３２】
一実施形態では、磁場生成器１１８は、画像検出器１３２に強固に結合される（他の実施形態では、磁場生成器１１８を他の場所、例えば手術台１２４の下に配置することができる）。ＭＰＳセンサ１１２は、医療デバイス１３４の遠位部分に配置される。ＭＰＳセンサ１１４は、患者１２２の身体のほぼ静止した場所に取り付けられる。医療デバイス１３４は、身体関心領域１２０に挿入される。ＭＰＳセンサ１１２及び１１４ならびに磁場生成器１１８は、ＭＰＳ１０４に結合される。ＭＰＳセンサ１１２及び１１４のそれぞれは、導線又はワイヤレスリンクのいずれかによりＭＰＳ１０４に結合することができる。プロセッサ１０８は、移動撮像装置１０２、ＭＰＳ１０４、データベース１０６及びディスプレイ１１０に結合される。
【００３３】
移動撮像装置１０２は、ＸＩＭＡＧＥＲ、ＹＩＭＡＧＥＲ、ＺＩＭＡＧＥＲ座標系（すなわち３Ｄ光学座標系）に関連付けられる。ＭＰＳ１０４は、ＸＭＰＳ、ＹＭＰＳ、ＺＭＰＳ座標系（すなわち磁気座標系）に関連付けられる。３Ｄ光学座標系のスケーリングは、磁気座標系のものとは異なる。移動機構１２８が移動組立体１２６に結合され、これにより移動機構１２６がＹＩＭＡＧＥＲ軸周りで回転できるようになる。移動機構１２８は矢印１３６及び１３８で示される方向に移動組立体１２６を回転させ、これによりＸＩＭＡＧＥＲ−ＺＩＭＡＧＥＲ平面でのＹＩＭＡＧＥＲ軸周りでの放射軸の向きを変える。移動機構１２８によって、移動組立体１２６はＸＩＭＡＧＥＲ軸周りで回転することができる。移動機構１２８は矢印１５２及び１５４で示される方向に移動組立体１２６を回転させ、これによりＺＩＭＡＧＥＲ−ＹＩＭＡＧＥＲ平面でのＸＩＭＡＧＥＲ軸周りでの放射軸の向きを変える。移動撮像装置１０２は、移動撮像装置１０２に結合された別の移動機構（図示せず）を含むことができ、これにより矢印１４４及び１４６で示される方向にＹＩＭＡＧＥＲ軸に沿って（すなわち患者１２２の頭尾軸に沿って）移動撮像装置１０２を移動させることができる。移動撮像装置１０２は、移動撮像装置１０２に結合されたさらなる移動機構（図示せず）を含むことができ、これにより矢印１４８及び１５０で示される方向にＸＩＭＡＧＥＲ軸に沿って（すなわち患者１２２の頭尾軸に垂直に）移動撮像装置１０２を移動させることができる。
【００３４】
移動撮像装置１２８又は他の移動機構（図示せず）が手術台１２４に結合されることで、３Ｄ光学座標系の３つの軸に沿った移動撮像装置１０２と身体関心領域１２０と間の相対移動、ならびに方向１３６、１３８、１５２及び１５４の回転が可能になる。放射器１３０及び画像検出器１３２のそれぞれは、当技術分野で知られている方法によって構築され動作可能である。
【００３５】
画像検出器１３２は、画像の焦点距離を変更するために（すなわちズームイン及びズームアウトするために）、放射器１３０に対して近づく及び離れる方向の直線運動が可能である。このズーム操作は本明細書において以下、「物理的ズーム」と呼ばれる。この場合、システム１００は、この直線運動を画像検出器１３２に与えるために、画像検出器１３２に結合された検出器移動機構（図示せず）をさらに含む。検出器移動機構は、電動式又は手動とすることができる。以下の本明細書の用語「物理的ズーム」は、画像検出器により取得される画像に歪みを生じさせる画像検出器（例えば、画像増倍管）、ならびにほぼ歪みを生じさせない画像検出器（例えば、平面検出器）に適用される。磁気座標系における放射器１３０の表面にほぼ垂直な軸（図示せず）に沿った画像検出器１３２の位置を検出するために、ＭＰＳセンサ１１６（すなわち画像検出器ＭＰＳセンサ）を、画像検出器１３２に強固に結合し、ＭＰＳ１０４に結合することができる。
【００３６】
あるいは、放射器１３０に対する移動撮像装置１０２の現在位置をプロセッサ１０８に知らせるために、画像検出器１３２は、プロセッサ１０８に結合された位置検出器（図示せず）を含むことができる。この位置検出器は、光学、音波、電磁、電気、機械などの当技術分野で知られているタイプのものとすることができる。そのような位置検出器が利用される場合、プロセッサ１０８は、位置検出器の出力によって移動撮像装置１０２の現在位置を決定することができ、ＭＰＳセンサ１１６をシステム１００から排除することができる。
【００３７】
あるいは、画像検出器１３２は、システム１００のリアルタイム動作の間、放射器１３０に対してほぼ静止している。この場合、移動組立体１２６を身体関心領域１２０に対して移動させる、又は手術台１２４を移動させることで物理的ズームが行われる。この場合、ＭＰＳセンサ１１６をシステム１００から排除することができる。この構成は、当技術分野で知られている可動撮像装置で一般に利用される。あるいはプロセッサ１０８は、ユーザ・インターフェースを介した理学スタッフからの入力によって、物理的ズームを決定することができる。この場合も、ＭＰＳセンサ１１６を排除することができる。
【００３８】
加えて、移動撮像装置１０２は、画像検出器ＲＯＩ設定に応じたズーム操作を行うことができる。この場合、移動撮像装置１０２に関連付けられた画像処理装置（図示せず）が、取得画像それぞれの元の画素数及び元の寸法を保存しながら、異なる画像検出器ＲＯＩ設定を利用することで、取得画像のズーム画像を生成する。
【００３９】
画像検出器１３２の物理的ズーム設定はほぼ連続関数である（すなわち、物理的ズームは所与の範囲内の任意の非離散値に設定できる）ことに留意されたい。画像検出器ＲＯＩは、複数の離散（すなわち不連続）値又は非離散（すなわち連続）値のいずれか１つに設定することができる。
【００４０】
磁場生成器１１８が画像検出器１３２により生成される放射を物理的に妨害しないように、磁場生成器１１８は画像検出器１３２に強固に結合され、したがって放射器１３０は、身体関心領域１２０に向けて視野１４０に照射を誘導し、画像検出器１３２がこれを検出することができる。このようにして、放射器１３０は、患者１２２の身体の可視関心領域（図示せず）を照射する。画像検出器１３２は、３Ｄ光学座標系の身体関心領域１２０の画像それぞれの画像出力を生成する。画像検出器１３２は、ディスプレイ１１０が身体関心領域１２０を表示できるようにプロセッサ１０８に画像出力を送る。ＭＰＳセンサ１１２の場所は、ディスプレイに表示することができる。
【００４１】
磁場生成器１１８は身体関心領域１２０に向けて磁場１４２を生成し、それによって患者１２２の身体の磁気関心領域（図示せず）を磁気的に照射する。磁場生成器１１８が画像検出器１３２に強固に結合されているので、画像検出器１３２の位置にかかわらず、視野１４０は磁場１４２内に含まれる。あるいは磁場１４２は、視野１４０内に含まれる。いずれの場合でも、身体関心領域１２０は、視野１４０及び磁場１４２の共通部分である。ＭＰＳ１０４は、ＭＰＳセンサ１１２の出力に従って医療デバイス１３４の遠位部分の位置を決定する（すなわち位置測定を行う）。
【００４２】
磁場生成器１１８を画像検出器１３２に直接的に強固に結合した結果として、可視関心領域は磁気関心領域にほぼ一致し、移動撮像装置１０２の動作中ほぼ常時、ＭＰＳセンサ１１２は磁場１４２に反応する。患者１２２の身体の任意の部分に医療デバイス１３４が挿入され、移動撮像装置１０２が患者１２２の身体のその同一部分を撮影している間に、医療デバイス１３４の遠位部分の位置を決定することが望ましい。磁場生成器１１８が移動撮像装置１０２に強固に結合され、常に移動撮像装置と共に移動するので、システム１００によりこの能力が実現される。これは、その画像を検出するために、移動撮像装置１０２がその方向に移動することができる患者１２２の身体の任意の部分に当てはまる。
【００４３】
磁場生成器１１８が移動撮像装置１０２に強固に結合されているので、３Ｄ光学座標系及び磁気座標系はこれらと強固に関連付けられ、共に位置合わせされている。したがって、移動撮像装置１０２が身体関心領域１２０に対して移動する際、磁場生成器１１８は移動撮像装置１０２と共に移動する。３Ｄ光学座標系及び磁気座標系は固定して結合される。したがって、磁気座標系においてＭＰＳ１０４により取得された位置測定値を３Ｄ光学座標系と関連付けるために、プロセッサ１０８がオンライン計算を行う必要がない。
【００４４】
したがって、変換モデル（すなわち変換行列）に従って座標を変換するなどのリアルタイム計算を行うことなく、移動撮像装置１０２により検出される身体関心領域１２０の画像に対するＭＰＳセンサ１１２の位置を決定することができる。この場合、磁気座標系の特定の点を３Ｄ光学座標系の対応する点に変換する変換行列は、単位行列である。
【００４５】
磁場生成器１１８は、現在治療中であって移動撮像装置１０２により撮影中である患者１２２の身体の部分にほぼ近接して配置されることに留意されたい。したがって、大きさがかなり小さく、かなり低い電力を消費する磁場生成器を使用することが可能である。これは、その画像を検出するために、移動撮像装置１０２がその方向に移動することができる患者１２２の身体の任意の部分に当てはまる。このような構成により、患者１２２の体内でのＭＰＳセンサ１１２の移動に対するＭＰＳ１０４の感度が増加し、磁場生成器１１８のコスト、体積及び重量が減少する。
【００４６】
さらに、磁場生成器１１８のこの構成により、理学スタッフ（図示せず）が身体関心領域１２０をかなりはっきりと見ることができ、理学スタッフがかなり容易に身体関心領域１２０に到達することができる。磁場生成器１１８は移動撮像装置１０２に強固に結合されるので、ＭＰＳ１０４と移動撮像装置１０２との間のいかなる妨害（例えば、磁気、電気、電磁気）も事前に特定することができ、システム１００の作動中に補償することができる。
【００４７】
システムは、ＭＰＳセンサ１１２に加えてＭＰＳセンサを含むことができることにさらに留意されたい。磁場生成器は、磁場生成器と、各磁場生成器用の複数の取付物と、トランスミッタ組立体構成要素を取り囲む筐体とを含むトランスミッタ組立体の一部とすることができることに留意されたい。トランスミッタ組立体は、例えば、画像検出器１３２を包囲する環状形状とすることができる。
【００４８】
ＭＰＳ１０４は、ＭＰＳセンサ１１４（すなわち患者の身体のＭＰＳセンサ）の出力に従って、患者１２２の身体の位置に対する磁気座標系の画像検出器１３２の視点値を決定する。このようにして、プロセッサ１０８は、画像検出器１３２が身体関心領域１２０から取得した画像を処理しつつ、ＭＰＳ１０４の出力に従って患者１２２への医療手術中の患者１２２及び移動撮像装置１０２の動きを補償することができる。
【００４９】
移動撮像装置１０２が電動式であり、プロセッサ１０８にその位置を直接提供することができる場合、プロセッサ１０８が、画像検出器１３２の位置を決定するために、ＭＰＳセンサ１１４の各位置のデータをＭＰＳ１０４から受信する必要はない。しかしながら、ＭＰＳ１０４が患者１２２の身体の位置を決定できるように、ＭＰＳセンサ１１４は依然として必要である。
【００５０】
一実施形態では、プロセッサ１０８は、ＭＰＳ１０４からのＭＰＳデータを決定する。ＭＰＳデータは、医療デバイス１３４の遠位部分の位置及び／又は向きを含む。プロセッサ１０８は、ＭＰＳ１０４を用いて身体関心領域１２０内の既知の解剖学的場所（例えば冠状静脈洞）に位置決めすることが可能なＭＰＳセンサ１１２の出力に応じてそのようなＭＰＳデータを決定する。そして、プロセッサ１０８は、ＭＰＳデータを既知の解剖学的及び／又は生理学的情報と併用して、移動撮像装置１０２の位置を制御する。
【００５１】
具体的には、プロセッサ１０８は、医療デバイス又はＭＰＳセンサ１１２により検出されるような解剖学的対象領域の位置及び向きに基づいて、移動撮像装置１０２を所定の角度又は向きに位置決めするように、移動機構１２８もしくは別の移動機構（図示せず）、移動組立体１２６、画像検出器１３２、放射器１３０、又は手術台１２４の移動を制御することができる。そのような所定の角度又は向きは、プロセッサ１０８により、メモリ１０６に格納されたルック・アップ・テーブルに基づいて決定することができる。例えば、医療デバイス１３４の遠位部分又はＭＰＳセンサ１１２の指定位置を移動撮像装置１０２の指定角度／向きに関連付けるルック・アップ・テーブルを、プロセッサ１０８が用いて、移動撮像装置１０２の最適な角度／向きを決定することができる。また、ルック・アップ・テーブルは、ＭＰＳセンサ１１２の関連付けられた解剖学的場所、ならびに患者１２２の生理学的状態（例えば、患者基準センサにより決定される患者の心周期及び／又は呼吸周期の位相）を含むことができる。移動撮像装置１０２の最適な角度／向きは、Ｘ線画像における器官の短縮効果（ｆｏｒｅｓｈｏｒｔｅｎｉｎｇ  ｅｆｆｅｃｔ）を最も回避するものとすることができ、これにより器官を十分に視覚化するのに必要なＸ線フレームの枚数が減少する。
【００５２】
図２を参照すると、医療デバイス１３４の遠位部分及びＭＰＳセンサ１１２に対する移動撮像装置１０２の位置及び向きの拡大図が示されている。医療デバイス１３４の遠位部分及びＭＰＳセンサ１１２が患者の体内に配置されることが想定されているが、移動撮像装置１０２と医療デバイス１３４の遠位部分／ＭＰＳセンサ１１２との間の空間的な関係をより明確に示すために、図２では患者が図示されていない。図示の実施形態では、放射器１３０及び画像検出器１３２の間の軸１６０が、軸１６２、すなわちＭＰＳセンサ１１２の向きによって定まるような医療デバイス１３４の遠位部分の長手軸に垂直になるように、移動撮像装置１０２が位置決めされている。また、移動撮像装置１０２は、放射器１３０及び画像検出器１３２が軸１６２を中心とするように位置決めされている。医療デバイス１３４の遠位部分がある冠状血管が、デバイスと同軸であり長手軸１６２を共有すると仮定することができる。したがって、軸１６０が軸１６２と垂直となるように移動撮像装置１０２を位置決めし、移動撮像装置１０２の中心を軸１６２にすることで、冠状血管の大部分の焦点画像を、最小限の蛍光透視で、多数の追加フレームを必要とせずに撮影することができる。
【００５３】
図５Ａ及び図５Ｂを参照すると、ＭＰＳセンサ１１２に対して、ここでは円柱として表されたＲＯＩ１７０と共に、画像検出器１３２及び放射器１３０の位置合わせが示されている。図５Ｂに示されるように、円柱の底部は、ＭＰＳセンサ１１２と同心であり、その軸１６２と位置合わせされている（図２に示されている）。任意選択で、ＲＯＩ１７０は、円柱の代わりに、球、錐体、又は別の形状として定義することができる。放射器１３０から放射されるＸ線ビームはＲＯＩ１７０の体積よりも広いことに留意されたい。
【００５４】
図６を参照すると、画像検出器１３２及び放射器１３０の位置合わせが再度、ＲＯＩ１７０と共に示されている。この例では、撮像装置１２０は、Ｘ線ビームに曝露する（例えば患者１２２の身体上の）領域を最小化するために、尾側に３０度回転されている。ＲＯＩ１７０は、放射器１３０及び画像検出器１３２の間の（図２に示された）軸１６０を中心としこれに垂直のままである。
【００５５】
一実施形態では、ＲＯＩ１７０の３Ｄモデルは、移動撮像装置１０２の少なくとも２つの異なる角度／向き（例えば、約３０〜４５度だけ離れた２つの角度）から撮影された画像を用いて生成することができる。他の実施形態では、ＲＯＩ１７０の４Ｄモデル（例えばリアルタイム）は、移動撮像装置１０２の少なくとも３つの異なる角度／向きから撮影された画像を用いて生成することができる。
【００５６】
図７を参照すると、Ｘ線ビームを平行化してＲＯＩ１７０上に狭め、さらに蛍光透視曝露を制限することができる。放射器コリメータ（図示せず）は、例えば心周期又は呼吸周期による運動を含めて、ＲＯＩ１７０の大きさに適合するように調整することができる。
【００５７】
図８Ａは、ＭＰＳセンサ１１２及び１１４の位置と共に示された、冠状静脈などの分岐血管１１１の３次元概略図の拡大図である。図８Ｂ〜図８Ｆは、撮像装置１０２の様々な異なる角度／向きから撮影された血管１１１ならびに位置センサ１１２及び１１４の模擬Ｘ線画像の概略図である。各模擬Ｘ線画像は、撮像装置１０２の指定位置から見た血管１１１ならびにＭＰＳセンサ１１２及び１１４の位置を示す。例えば、図８Ｄは、撮像装置１０２の開始位置を定義する模擬前後Ｘ線画像である。図８Ｂは、撮像装置１０２が開始位置に対して尾側に２０度回転された場合に撮影される模擬Ｘ線画像を示している。図８Ｃは、撮像装置１０２が開始位置に対して左に４５度回転された場合に撮影される模擬Ｘ線画像を示している。図８Ｅは、撮像装置１０２が開始位置に対して右に４５度回転された場合に撮影される模擬Ｘ線画像を示している。図８Ｆは、撮像装置１０２が開始位置に対して頭側に２０度回転された場合に撮影される模擬Ｘ線画像を示している。
【００５８】
図１を再度参照すると、プロセッサ１０８は、ＭＰＳデータを用いて、放射器１３０及び／又は造影剤注入器デバイス１１５の作動又は停止のタイミングを制御することができる。造影剤注入器デバイス１１５は、プロセッサ１０８及び／又は移動撮像装置１０２に直接的又は間接的に結合することができる。造影剤注入器デバイス１１５は、図１に示される医療デバイス１３４の遠位部分に配置することができる。
【００５９】
図３に示された実施形態では、造影剤注入器デバイス１１５Ａは、ＭＰＳセンサ１１２Ａ及び１１２Ｂが遠端１３７に取り付けられたカテーテル１３５内に配置することができる。この実施形態では、ＭＰＳセンサ１１２Ａ及び１１２Ｂは磁気コイルである。造影剤注入器デバイス１１５又は１１５Ａは染料貯蔵ユニット１１９に結合することができ、染料保存ユニット１１９はプロセッサ１０８に結合することができる。
【００６０】
ＭＰＳセンサ１１２の位置を移動撮像装置１０２の角度に関連付ける上述のルック・アップ・テーブルと同様に、ＭＰＳセンサ１１２（又は１１２Ａもしくは１１２Ｂ）の指定位置を放射器１３０に対する作動／停止タイミング信号に関連付けるルック・アップ・テーブルを、メモリ１０６に格納し、プロセッサ１０８が用いて最適なタイミングのＸ線取得を生成し、それによって蛍光透視曝露を制限することができる。同様に、ＭＰＳセンサ１１２（又は１１２Ａもしくは１１２Ｂ）の指定位置を造影剤注入器デバイス１１５又は１１５Ａからの染料の放出のための作動／停止タイミング信号に関連付けるルック・アップ・テーブルを、メモリ１０６に格納し、プロセッサ１０８が用いて最適なタイミングのＸ線取得を生成し、それによって蛍光透視曝露を制限することができる。
【００６１】
一実施形態では、患者基準センサ、例えばＭＰＳセンサ１１４などからの入力を、プロセッサ１０８が用いて、移動撮像装置１０２の位置決め、向き、及び／又は作動を制御することができる。患者基準センサからの入力の例には、患者の心周期又は呼吸周期に関するデータが含まれる。
【００６２】
一実施形態では、移動撮像装置１０２は、放射器１３０及びＭＰＳセンサ１１２の間の線源−画像間距離（ＳＩＤ：ｓｏｕｒｃｅ−ｔｏ−ｉｍａｇｅ  ｄｉｓｔａｎｃｅ）がＭＰＳデータに基づいて事前定義されるように、位置決めすることができる。
【００６３】
次に図４が参照され、図４は、Ｘ線撮影システムの位置、向き及び画像取得を制御することで解剖学的モデルを生成するための方法４００の概略図であり、そのシステムは開示の技法の一実施形態に従って構築され動作可能である。ステップ４０２において、ＭＰＳデータが決定される。少なくとも１つのＭＰＳセンサ（例えば、医療デバイス１３４の遠位部分に配置されたＭＰＳセンサ１１２）の少なくとも１つのＭＰＳセンサ画像が、図１に関して上記で説明された移動撮像装置により取得される。ＭＰＳセンサの出力は、ＭＰＳセンサに結合された医療デバイスの位置及び／又は向きであるＭＰＳデータを決定する。
【００６４】
次に、ステップ４０４において、ＭＰＳデータが、移動撮像装置に対する制御命令に関連付けられる。このステップは、プロセッサにより、メモリに格納されたルック・アップ・テーブルを用いて行うことができる。そのようなルック・アップ・テーブルは、医療デバイス又はＭＰＳセンサの指定位置を、ｉ）移動撮像装置の指定角度、ｉｉ）移動撮像装置に対する指定された作動もしくは停止タイミング信号、又は、ｉｉｉ）染料注入器デバイス（例えば、図１及び図３にそれぞれ示された造影剤注入器デバイス１１５もしくは１１５Ａ）に対する指定された作動もしくは停止タイミング信号、に関連付けることができる。また、ルック・アップ・テーブルは、ＭＰＳセンサの関連付けられた解剖学的場所、ならびに患者の生理学的状態（例えば、患者基準センサにより決定される患者の心周期及び／又は呼吸周期の位相）を含むことができる。これらの関連付けを用いて、プロセッサが移動撮像装置に提供する制御命令が決定される。
【００６５】
次に、ステップ４０６において、移動撮像装置の角度、向き又は作動／停止状況が、プロセッサにより、ルック・アップ・テーブルから得られる情報に基づいて制御される。例えば、ＭＰＳセンサの指定位置に基づいて、移動撮像装置を所定の角度又は向きに位置決めことができる。さらに、移動撮像装置又は移動撮像装置の放射器部分を、ＭＰＳデータに基づいて作動又は停止させることができる。最後に、染料注入器デバイスを、ＭＰＳデータに基づいて作動化又は停止させることができる。ＭＰＳデータに加えて、１つ又は複数の患者基準センサからのデータを用いて、移動撮像装置の角度、向き又は作動／停止状況を制御することができる。
【００６６】
最後に、ステップ４０８において、対象領域の解剖学的モデルを、移動撮像装置により生成される少なくとも２つの画像を用いて生成することができる。例えば、移動撮像装置により生成される少なくとも２枚の２Ｄ画像を用いて３Ｄ解剖学的モデルを生成することができ、移動撮像装置により生成される少なくとも３枚の２Ｄ画像を用いて４Ｄ（例えばリアルタイムの）解剖学的モデルを生成することができる。
【００６７】
方法４００が、ＭＰＳセンサのＭＰＳ座標がＭＰＳセンサの撮影座標と位置合わせされる位置合わせ（ｃｏ−ｒｅｇｉｓｔｅｒｉｎｇ）ステップ（図示せず）を含むことができることに留意されたい。図１に関して上記で説明されたように、磁場生成器１１８が移動撮像装置１０２に強固に結合されており、３Ｄ光学座標系及び磁気座標系がこれらと強固に関連付けられ、互いに位置合わせされている場合に、このステップは省略することができる。
【００６８】
方法４００に従って生成された解剖学的モデルは、図１に示されたディスプレイ１１０に表示することができる。ＭＰＳセンサ（例えば図１に示されたＭＰＳセンサ１１２）の場所を、表示された解剖学的モデル内に表示することができる。
【００６９】
方法４００は、ユーザが移動撮像装置１０２をユーザ・インターフェースを介して制御できる任意選択のステップ（図示せず）をさらに含むことができる。
【００７０】
ＭＰＳデータを用いて移動撮像装置１０２の最適な角度／向きと、画像取得の最適なタイミングとを決定し生成することにより、解剖学的対象領域の明確な視覚化を、最小限の蛍光透視曝露で実現することができる。本発明者らは、上述の方法を用いると、蛍光透視曝露を従来技術の３Ｄ視覚化技法に比べて約９０％削減できると推定している。
【００７１】
偏向可能導入器用の関節支持部材（ａｎ  ａｒｔｉｃｕｌａｔｉｏｎ  ｓｕｐｐｏｒｔ  ｍｅｍｂｅｒ  ｆｏｒ  ａ  ｄｅｆｌｅｃｔａｂｌｅ  ｉｎｔｒｏｄｕｃｅｒ）の実施形態が、ある程度詳細に上記で説明されているが、当業者であれば、本開示の趣旨又は範囲から逸脱することなく、開示の実施形態に多数の変形を行うことができる。全ての方向に関する言及（例えば、上部、下部、上方、下方、左、右、左方、右方、頂部、底部、上、下、垂直、水平、時計回り、及び反時計回り）は、読者が本開示を理解するのを支援するための識別用のものにすぎず、特にデバイスの位置、向き、又は使用について限定するものではない。接合に関する言及（例えば、添付される、取り付けられる、結合される、接続される、など）は、広範に解釈されるべきであり、要素の接続の間の中間部材、及び要素間の相対移動を含むことができる。したがって、接合に関する言及は必ずしも、２つの要素が直接接続されており、互いに対して固定された関係にあることを暗示するものではない。上記の記述に含まれる又は添付の図面に示される全ての事項が、単なる例示として解釈され、限定として解釈されないものであることが意図されている。本開示の趣旨から逸脱することなく、細部又は構造の変更を行うことができる。
【００７２】
全体的又は部分的に、本明細書に参照により組み込まれると述べられた、いかなる特許、出版物、又は他の開示資料も、組み込まれる資料が、本開示で説明される既存の定義、記述、又は他の開示資料と矛盾しない範囲でのみ、本明細書に組み込まれる。したがって、また、必要な範囲内で、本明細書で明示的に記載される本開示は、本明細書に参照により組み込まれるいかなる矛盾する資料にも優先する。本明細書に参照により組み込まれると述べられているが、本明細書で記載される既存の定義、記述、又は他の開示資料と矛盾するいかなる資料又はその一部も、その組み込まれる資料と既存の開示資料との間で矛盾が生じない範囲でのみ、組み込まれる。
【００７３】
様々な装置、システム、及び／又は方法に対する様々な実施形態が上記で説明されている。本明細書で説明され添付の図面に図示された実施形態の全体構造、機能、製造、及び使用の完全な理解を与えるために、多数の具体的な詳細が記載されている。しかしながら、そのような具体的な詳細がなくとも実施形態が実施され得ることは当業者には理解されよう。他の例では、本明細書に記載の実施形態を不明瞭にしないために、よく知られている動作、構成要素、及び要素は詳細に説明されていない。上記で説明され例示された実施形態が非限定的な例であることを当業者は理解すると考えられ、したがって上記で開示された特定の構造的及び機能的詳細が代表的なものである場合があり、必ずしも実施形態の範囲を限定するものではないことを理解されたい。
【００７４】
本明細書全体にわたる、「様々な実施形態」、「いくつかの実施形態」、「一実施形態」又は「ある実施形態」などへの言及は、実施形態に関連して説明される特定の特徴、構造、又は特性が、少なくとも１つの実施形態に含まれることを意味する。したがって、本明細書全体にわたる所々の、「様々な実施形態では」、「いくつかの実施形態では」、「一実施形態では」、又は「ある実施形態では」などの語句の出現は、必ずしも全てが同一の実施形態を指すわけではない。さらに、特定の特徴、構造、又は特性は、１つ又は複数の実施形態において任意の適切な方法で組み合わせることができる。したがって、一実施形態に関連して図示又は説明される特定の特徴、構造、又は特性を、１つ又は複数の他の実施形態の特徴、構造、又は特性と全体的又は部分的に組み合わせることを、そのような組み合わせが不合理でも非機能的でもなければ、制限なく行うことができる。
【００７５】
「近位」及び「遠位」という用語が、本明細書全体を通して、患者を治療するために使用される器具の、臨床医が操作する一端を参照して使用されていることは理解されよう。「近位」という用語は、臨床医に最も近い器具の部分を指し、「遠位」という用語は、臨床医から最も遠くに位置する部分を指す。簡潔さ及び明瞭さのために、「垂直」、「水平」、「上」、及び「下」などの空間的な用語は、図示された実施形態に関して使用されていることはさらに理解されよう。しかしながら、手術器具は、多数の向き及び位置で使用されることがあり、これらの用語は限定的及び絶対的であることが意図されていない。
下記の項目は、本明細書によって開示される発明であって、国際出願時の請求の範囲に記載されたものである。
［項目１］
解剖学的対象領域のモデルを生成するためのシステムであって、
医療デバイス・センサを備える医療用位置決めシステムと、
前記医療用位置決めシステム及び前記解剖学的対象領域の画像を生成するように構成された撮像装置と電気的に通信するように構成された回路を備えるプロセッサであって、ｉ）前記医療用位置決めシステムから、前記医療デバイス・センサの出力に応じた医療デバイスの位置及び／又は向きを含む位置データを決定し、ｉｉ）前記位置データに基づいて前記撮像装置を制御するように構成された、プロセッサと
を備える、システム。
［項目２］
前記プロセッサ、前記医療用位置決めシステム及び前記撮像装置と電気的に通信する回路を備えるメモリをさらに備え、
前記メモリは、前記位置データを前記撮像装置に対する制御命令に関連付けるルック・アップ・テーブルを格納するように構成される、項目１に記載のシステム。
［項目３］
前記医療用位置決めシステムは、第１の座標系における前記医療デバイス・センサの医療用位置決めシステム座標を決定するように構成され、
前記撮像装置は、第２の座標系における前記医療デバイス・センサの撮影座標を決定するように構成され、
前記プロセッサは、前記第１及び第２の座標系を位置合わせするように構成される、項目１に記載のシステム。
［項目４］
前記プロセッサは、前記撮像装置により生成される少なくとも２つの画像を用いて３次元モデルを生成するようにさらに構成される、項目１に記載のシステム。
［項目５］
前記プロセッサは、前記撮像装置又は前記撮像装置の一部の角度又は向きを制御するようにさらに構成される、項目１に記載のシステム。
［項目６］
前記撮像装置は蛍光透視鏡を備え、
前記撮像装置の前記一部はＣアームを備える、項目５に記載のシステム。
［項目７］
前記撮像装置は、放射器と、検出器と、前記放射器及び前記検出器の間の軸を備え、
前記放射器及び前記検出器の間の前記軸は、前記医療デバイス又は前記医療デバイス・センサの少なくとも一方の長手軸に垂直である、項目５に記載のシステム。
［項目８］
前記プロセッサは、手術台の位置又は傾斜、放射器と画像検出器との間の線源−画像間距離、画像回転、フレーム・レート、及び前記撮像装置の物理的ズームのうちの少なくとも１つを制御するようにさらに構成される、項目１に記載のシステム。
［項目９］
前記プロセッサは、前記撮像装置の作動又は停止のタイミングを制御することで前記撮像装置を制御するようにさらに構成される、項目１に記載のシステム。
［項目１０］
前記プロセッサは、ｉ）患者基準センサから、前記解剖学的対象領域のリアルタイム位相性運動に関する情報を含む運動データを決定し、ｉｉ）前記運動データに基づいて前記撮像装置を制御するようにさらに構成される、項目１に記載のシステム。
［項目１１］
前記解剖学的対象領域の前記リアルタイム位相性運動は、心周期又は呼吸周期の少なくとも一方による心臓運動を含む、項目１０に記載のシステム。
［項目１２］
前記医療デバイスは、造影剤を前記解剖学的領域に送達するように構成されたカテーテルを備え、
前記プロセッサは、前記位置データ又は前記運動データに基づいて、前記カテーテルからの前記造影剤の送達を制御するようにさらに構成される、項目１０に記載のシステム。
［項目１３］
前記解剖学的対象領域の４次元モデルを生成するようにさらに構成される、項目１に記載のシステム。
［項目１４］
前記プロセッサと通信可能なユーザ・インターフェースをさらに備え、
前記ユーザ・インターフェースは、前記撮像装置に対する制御命令をユーザから受信するように構成される、項目１に記載のシステム。
［項目１５］
解剖学的対象領域のモデルを生成するための方法であって、
医療用位置決めシステムから、医療デバイス・センサの出力に応じた医療デバイスの位置及び／又は向きを含む位置データを決定すること、
前記解剖学的対象領域の画像を生成するように構成される撮像装置を、前記位置データに基づいて制御すること、及び、
前記撮像装置により生成された少なくとも２つの画像を用いて前記モデルを生成すること、
を備える方法。
［項目１６］
ルック・アップ・テーブルを用いて前記位置データを前記撮像装置に対する制御命令に関連付けることをさらに備える、項目１５に記載の方法。
［項目１７］
第１の座標系における前記医療デバイス・センサの医療用位置決めシステム座標を決定すること、
第２の座標系における前記医療デバイス・センサの撮影座標を決定すること、及び、
前記第１及び第２の座標系を位置合わせすることをさらに備える、項目１５に記載の方法。
［項目１８］
前記撮像装置を制御することは、前記撮像装置又は前記撮像装置の一部の角度又は向きを制御することをさらに備える、項目１５に記載の方法。
［項目１９］
前記撮像装置の放射器部分及び前記撮像装置の検出器部分を、前記放射器部分及び前記検出器部分の間の軸が、前記医療デバイス又は前記医療デバイス・センサの少なくとも一方の長手軸に垂直となるように、位置決めすることをさらに備える、項目１８に記載の方法。
［項目２０］
手術台の位置又は傾斜、放射器と画像検出器との間の線源−画像間距離、画像回転、フレーム・レート、及び前記撮像装置の物理的ズームのうちの少なくとも１つを制御することをさらに備える、項目１５に記載の方法。
［項目２１］
前記撮像装置を制御することは、前記撮像装置の作動時間又は停止時間を制御することをさらに備える、項目１５に記載の方法。
［項目２２］
ｉ）患者基準センサから、前記解剖学的対象領域のリアルタイム位相性運動に関する情報を含む運動データを決定すること、及び、ｉｉ）前記運動データに基づいて前記撮像装置を制御することをさらに備える、項目１５に記載の方法。
［項目２３］
前記解剖学的対象領域の前記リアルタイム位相性運動が、心周期又は呼吸周期の少なくとも一方による心臓運動を含む、項目２２に記載の方法。
［項目２４］
造影剤を前記解剖学的領域に送達すること、及び、前記位置データ又は前記運動データに基づいて、前記造影剤の送達を制御することをさらに備える、項目２２に記載の方法。
［項目２５］
前記モデルが３次元モデル又は４次元モデルを含む、項目１５に記載の方法。
【図１】
0006445593.tif 000002
【図２】
0006445593.tif 000003
【図３】
0006445593.tif 000004
【図４】
0006445593.tif 000005
【図５Ａ】
0006445593.tif 000006
【図５Ｂ】
0006445593.tif 000007
【図６】
0006445593.tif 000008
【図７】
0006445593.tif 000009
【図８Ａ】
0006445593.tif 000010
【図８Ｂ】
0006445593.tif 000011
【図８Ｃ】
0006445593.tif 000012
【図８Ｄ】
0006445593.tif 000013
【図８Ｅ】
0006445593.tif 000014
【図８Ｆ】
0006445593.tif 000015