(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１切除手順によって切除されるべき切除部分を含む、オブジェクトの領域を示す第１画像を提供するための第１画像提供ユニットと、
前記オブジェクトの、切除されている切除済部分を示す、第２画像を提供するための第２画像提供ユニットと、
前記第１画像と前記第２画像を互いに対してレジストレーションするためのレジストレーションユニットと、
前記レジストレーションされた第１及び第２画像に基づいて前記切除部分と前記切除済部分の間のマージンが最小の画像領域である最小マージン領域を決定するための最小マージン決定ユニットと、
前記第１及び第２画像の少なくとも一つにおいて前記最小マージン領域を表示するための表示ユニットと
を有する、イメージング装置。
【請求項２】
前記第１画像提供ユニットが、前記切除部分の外縁がセグメンテーションによって検出可能であるような前記第１画像を提供し、
前記第２画像提供ユニットが、前記切除済部分の外縁がセグメンテーションによって検出可能であるような前記第２画像を提供し、
前記最小マージン決定ユニットが、前記切除部分の外縁と前記切除済部分の外縁の間のマージンを決定すること、及び前記決定されたマージンが最小である領域を最小マージン領域として決定することによって、前記最小マージン領域を決定する、
請求項１に記載のイメージング装置。
【請求項３】
前記イメージング装置が、前記最小マージン領域と隣接領域の少なくとも一つによって定義される前記オブジェクトの部分をプローブするためのオブジェクトタイプ決定器をさらに有し、前記隣接領域は前記第１切除手順が実行される前に前記最小マージン領域に隣接しており、前記オブジェクトタイプ決定器は前記プローブ部分における前記オブジェクトのタイプを決定する、請求項１に記載のイメージング装置。
【請求項４】
前記オブジェクトが生体組織であり、前記オブジェクトタイプ決定器が前記生体組織が前記プローブ部分において癌性であるかどうかを決定する、請求項３に記載のイメージング装置。
【請求項５】
前記イメージング装置が前記プローブ部分を表示するための表示ユニットをさらに有し、前記表示ユニットは前記プローブ部分が癌組織を有すると決定された場合前記プローブ部分を強調する、請求項４に記載のイメージング装置。
【請求項６】
統合ユニットが前記第２画像を提供し、前記最小マージン領域と前記隣接領域の少なくとも一つによって定義される前記オブジェクトの部分をプローブするように、前記オブジェクトタイプ決定器と前記第２画像提供ユニットが統合されて当該統合ユニットを形成する、請求項３に記載のイメージング装置。
【請求項７】
前記最小マージン決定ユニットがマージン閾値を提供し、前記切除部分と前記切除済部分の間のマージンが前記提供されるマージン閾値よりも小さい追加領域を決定する、請求項１に記載のイメージング装置。
【請求項８】
切除手順を実行するための切除装置であって、
請求項１に記載のイメージング装置と、
前記最小マージン領域と隣接領域の少なくとも一つによって定義される前記オブジェクトの部分をプローブするためのオブジェクトタイプ決定器であって、前記隣接領域は第１切除手順が実行される前に前記最小マージン領域に隣接しており、前記オブジェクトタイプ決定器は前記プローブ部分における前記オブジェクトのタイプを決定する、オブジェクトタイプ決定器と、
前記プローブ部分における前記オブジェクトの決定されたタイプに応じて第２切除手順において前記隣接領域を切除するための切除器とを有する、切除装置。
【請求項９】
前記オブジェクトが生体組織であり、前記オブジェクトタイプ決定器は前記生体組織が前記プローブ部分において癌性であるかどうかを決定し、前記切除器は前記プローブ部分が癌組織を有すると決定された場合前記隣接領域を切除する、請求項８に記載の切除装置。
【請求項１０】
統合器が、前記隣接領域によって定義される前記オブジェクトの部分をプローブし、前記プローブ部分が癌組織を有すると決定された場合前記隣接領域を切除するように、前記オブジェクトタイプ決定器と前記切除器が当該統合器に統合される、請求項９に記載の切除装置。
【請求項１１】
イメージング装置の作動方法であって、前記イメージング装置は、
第１画像提供ユニット、第２画像提供ユニット、レジストレーションユニット、最小マージン決定ユニット、及び表示ユニットを有し、
前記第１画像提供ユニットによって、第１切除手順によって切除されるべき切除部分を含む、オブジェクトの領域を示す第１画像を提供するステップと、
前記第２画像提供ユニットによって、前記オブジェクトの、切除されている切除済部分を示す、第２画像を提供するステップと、
前記レジストレーションユニットによって前記第１画像と前記第２画像を互いに対してレジストレーションするステップと、
前記最小マージン決定ユニットによって、前記レジストレーションされた第１及び第２画像に基づいて前記切除部分と前記切除済部分の間のマージンが最小の画像領域である最小マージン領域を決定するステップと、
前記表示ユニットによって前記第１及び第２画像の少なくとも一つにおいて前記最小マージン領域を表示するステップと
を有する、イメージング装置の作動方法。
【請求項１２】
イメージングコンピュータプログラムが前記イメージング装置を制御するコンピュータ上で実行されるとき、請求項１に記載のイメージング装置に請求項１１に記載のイメージング装置の作動方法のステップを実行させるためのプログラムコード手段を有する、イメージングコンピュータプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はイメージング装置、イメージング法及びイメージングコンピュータプログラムに関する。本発明はさらに切除手順を実行するための切除装置、切除法及び切除コンピュータプログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
ＷＯ２０１１／０９４６５９  Ａ２は体外組織サンプルのマージン評価のためのイメージングシステムを開示する。イメージングシステムはイメージング制御ユニットによって制御されるイメージングスキャナと体外組織サンプルを保持するための体外サンプルホルダを有する。サンプルホルダは、体外組織サンプルの切除塊のエッジがサンプルホルダの表面に押し付けられ、エッジが所定形状に変形するようなサイズである。イメージングスキャナは、イメージングスキャナが全組織ではなく、所定形状を持つ、組織の周辺マージンに及ぶ感受性領域内にあるエッジの画像を取得するようにサンプルホルダに対して位置付けられる。この種の体外組織サンプルのマージン評価は評価手順全体が比較的長時間かかるような複数の時間のかかるステップを要する。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
より速くオブジェクトを評価することを可能にするイメージング装置、イメージング法及びイメージングコンピュータプログラムを提供することが本発明の目的であるとみなされる。評価結果に応じて切除手順を実行するための切除装置、切除法及び切除コンピュータプログラムを提供することが本発明のさらなる目的である。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
本発明の第１の態様においてイメージング装置が提示され、イメージング装置は、
第１切除手順によって切除されるべき切除部分を含む、オブジェクトの領域を示す第１画像を提供するための第１画像提供ユニットと、
第１切除手順が実行された後のオブジェクトの領域を示す、又はオブジェクトの、切除されている切除済部分を示す、第２画像を提供するための第２画像提供ユニットと、
第１画像と第２画像を互いに対してレジストレーションするためのレジストレーションユニットと、
レジストレーションされた第１及び第２画像に基づいて切除部分と切除済部分の間のマージンが最小の領域である、最小マージン領域を決定するための最小マージン決定ユニットとを有する。
【０００５】
第１画像は切除されるべき切除部分を含むオブジェクトの領域を示すので、第２画像は第１切除手順が実行された後のオブジェクトの領域を示す、又は切除されている切除済部分を示すので、第１画像と第２画像は互いに対してレジストレーションされるので、並びに、最小マージン領域はレジストレーションされた第１及び第２画像に基づいて切除部分と切除済部分の間のマージンが最小の領域であると決定されるので、切除されるはずだったオブジェクトの部分を含むと疑われ得る、最小マージン領域は、二つの画像をレジストレーションし、これらレジストレーションされた画像に比較的単純な画像解析を適用するだけで、比較的迅速に決定されることができる。
【０００６】
さらに、最小マージン領域はレジストレーションされた第１及び第２画像に基づいて決定されているので、そこから切除済部分が切除されている、オブジェクトに対する最小マージン領域の位置がわかる、すなわち切除済部分がオブジェクトから切り離されていても、切除済部分とオブジェクトの間の空間的関係が依然としてわかる。
【０００７】
さらに、セグメント化された腫瘍であり得る切除部分が第１画像に示されるので、第２画像は切除部分を示す必要がない。特に、第２画像は第１切除手順が実行された後、存在する切除済部分の外縁若しくは切除開口の境界を示すだけでよい。従って、第２画像提供ユニットはオブジェクト評価の質を損なうことなく低品質画像を提供することができる。
【０００８】
オブジェクトは優先的には生体組織であり、切除部分は優先的には組織の癌部である。切除済部分は実際に切除されている組織の部分であり、切除部分周辺の安全マージンのために切除部分よりも大きいはずである。従って最小マージン領域は癌組織が存在し得る疑わしい領域を示し得る。
【０００９】
第１画像提供ユニットは優先的には切除部分がセグメント化される二次元若しくは三次元画像を提供するように構成される。第２画像提供ユニットは優先的には第１切除手順が実行された後の、又は切除されている切除済部分を示す、オブジェクトの二次元若しくは三次元画像を提供するように構成される。例えば、第１画像及び／又は第２画像はコンピュータ断層撮影画像、磁気共鳴画像、陽電子放出断層撮影画像若しくは単光子放出コンピュータ断層撮影画像のような核画像、超音波画像若しくは別のイメージングモダリティによって生成される画像であり得る。一実施形態において、第１画像は三次元コンピュータ断層撮影画像であり第２画像は三次元超音波画像である。
【００１０】
第１切除手順は例えば観血手術若しくは低侵襲手術であり得る。
【００１１】
レジストレーションは優先的には例えば切除済部分と切除部分を示す複合画像をもたらし、最小マージン決定ユニットは複合画像に基づいて最小マージンを決定するように構成される。
【００１２】
レジストレーションユニットは変形可能レジストレーションを実行するように構成され得る。特に、第１画像提供ユニットは三次元第１画像を提供するように構成され得、第２画像提供ユニットは三次元第２画像を提供するように構成され得、レジストレーションユニットは第１及び第２画像内の対応要素の体積が同じであるという考察の下で変形可能レジストレーションを実行するように構成され得る。例えば、一実施形態において、第１画像は切除されるべき腫瘍を示し、腫瘍領域が切除部分を定義し、第２画像は腫瘍領域を含む切除済部分を示し得る。そして変形可能レジストレーションは第１及び第２画像内の腫瘍領域が同じ体積を持つという仮定の下で実行され得る。或いは、両画像において検出可能なランドマークが第１及び第２画像において対応する三次元領域を定義することができ、変形可能レジストレーションは対応三次元領域が同じ体積を持つという仮定の下で実行され得る。ランドマークは自然ランドマークであり得るか、又は、第１切除手順が実行される前に、切除される予定の部分に取り付けられ得る、人工ランドマークであり得る。これは、そこから切除済部分が切除されているオブジェクト、及び切除済部分が変形したとしても、高品質レジストレーションを提供することを可能にする。
【００１３】
好適には第１画像提供ユニットは切除部分の外縁が検出可能であるような第１画像を提供するように構成され、第２画像提供ユニットは切除済部分の外縁が検出可能であるような第２画像を提供するように構成され、最小マージン決定ユニットは切除部分の外縁と切除済部分の外縁の間のマージンを決定することによって、及び決定されたマージンが最小である領域を最小マージン領域として決定することによって、最小マージン領域を決定するように構成される。これは比較的低い計算量で最小マージン領域を決定することを可能にし、その結果オブジェクト評価のスピードをさらに増す。
【００１４】
イメージング装置は優先的には決定された最小マージン領域を表示するための表示ユニットを有する。特に表示ユニットは第１及び第２画像の少なくとも一つにおいて最小マージン領域を示すように構成される。例えば、最小マージン領域上を指す矢印が示され得る。代替的に若しくは付加的に、最小マージン領域を強調するための色分け若しくは別の技術が使用され得る。これはそこから切除済部分が切除されているオブジェクトに対して、及び／又は切除済部分に対して最小マージン領域を示すことを可能にする。従って、優先的には癌組織を含む疑いがある領域である、最小マージン領域の位置が、切除済オブジェクト及び／又はオブジェクトから分離されている切除済部分において正確に容易に特定され得る。
【００１５】
好適な実施形態において、イメージング装置は最小マージン領域と隣接領域の少なくとも一つによって定義されるオブジェクトの部分をプローブするためのオブジェクトタイプ決定器をさらに有し、隣接領域は第１切除手順が実行される前に最小マージン領域に隣接しており、オブジェクトタイプ決定器はプローブ部分におけるオブジェクトのタイプを決定するように構成される。特にオブジェクトは生体組織であり、オブジェクトタイプ決定器は生体組織がプローブ部分において癌性であるかどうかを決定するように構成される。最小マージン領域は癌組織を含む可能性が最も高い領域であるため、例えば全切除済部分を調査する必要はなく、調査は最小マージン領域に限定され得、その結果生体組織が癌性であるか否かを決定するために必要な決定労力を減らす。さらに、そこから切除済部分が分離されているオブジェクトに対して、及び切除済部分に対して、最小マージン領域の位置がわかるので、癌領域の位置が正確にわかり、表示ユニット上に表示され得る。
【００１６】
オブジェクトタイプ決定器は切除済部分、例えば切除済標本をプローブする、すなわち標本中の最小マージン領域をプローブするように構成され得るか、又は切除済標本に隣接していた、従って疑われ得る人体中の組織をプローブするように構成され得る。表示ユニットは優先的には、プローブ部分が癌組織を有すると決定された場合、プローブ部分を強調する。特に、表示ユニットは例えば特定色で癌領域を示すことによって癌性プローブ部分を強調するように構成され得る。
【００１７】
オブジェクトタイプ決定器は優先的にはオブジェクトの部分を光学的にプローブするように構成される。好適な実施形態において、オブジェクトタイプ決定器と第２画像提供ユニットは統合されて、統合ユニットが第２画像を提供するように、並びに最小マージン領域及び隣接領域の少なくとも一つによって定義されるオブジェクトの部分をプローブするように構成されるよう、統合ユニットを形成する。これは個別の超音波イメージングユニットのような個別の第２画像提供ユニットを必要とすることなく最小マージン領域を決定することを可能にする。
【００１８】
最小マージン決定ユニットは、マージン閾値を提供するように、並びに切除部分と切除済部分の間のマージンが提供されたマージン閾値よりも小さい追加領域を決定するように、さらに構成され得る。マージン閾値は切除部分の種類、特に組織型に応じて提供され得る。例えば、切除部分が乳房腫瘍である場合、提供されるマージン閾値は約２ｍｍであり得る。切除部分が肺腫瘍である場合、マージン閾値は肺腫瘍のサイズに等しくなり得る、つまり１ｃｍの直径を持つ肺腫瘍の場合、マージン閾値は優先的には約１ｃｍである。これらの追加領域も表示ユニット上に表示され得、これらはオブジェクトタイプ決定器によってプローブされ得る。特に、これらの追加領域が癌組織を含むか否かが決定され得、これらが癌組織を含む場合、これらの追加領域も表示ユニット上で強調され得る。
【００１９】
本発明のさらなる態様において、切除手順を実行するための切除装置が提示され、切除装置は、
請求項１に記載のイメージング装置と、
最小マージン領域及び隣接領域の少なくとも一つによって定義されるオブジェクトの部分をプローブするためのオブジェクトタイプ決定器であって、隣接領域は第１切除手順が実行される前に最小マージン領域に隣接しており、オブジェクトタイプ決定器はプローブ部分におけるオブジェクトのタイプを決定するように構成される、オブジェクトタイプ決定器と、
プローブ部分におけるオブジェクトの決定されたタイプに応じて第２切除手順において隣接領域を切除するための切除器とを有する。
【００２０】
さらに好適にはオブジェクトは生体組織であり、オブジェクトタイプ決定器は生体組織がプローブ部分において癌性であるかどうかを決定するように構成され、切除器はプローブ部分が癌組織を有すると決定された場合、隣接領域を切除するように構成される。このように、癌組織が完全に切除されることが保証され得る。
【００２１】
また好適には、統合器が隣接領域によって定義されるオブジェクトの部分をプローブするように、並びにプローブ部分が癌組織を有すると決定された場合隣接領域を切除するように構成されるよう、オブジェクトタイプ決定器と切除器が統合器に統合される。さらに、一実施形態において第２画像提供ユニットは切除器に統合され得る。
【００２２】
本発明のさらなる態様においてイメージング法が提示され、イメージング法は、
第１画像提供ユニットによって、第１切除手順によって切除されるべき切除部分を含む、オブジェクトの領域を示す第１画像を提供するステップと、
第２画像提供ユニットによって、第１切除手順が実行された後のオブジェクトの領域を示す、若しくはオブジェクトの切除されている切除済部分を示す第２画像を提供するステップと、
レジストレーションユニットによって第１画像と第２画像を互いに対してレジストレーションするステップと、
最小マージン決定ユニットによって、レジストレーションされた第１及び第２画像に基づいて切除部分と切除済部分の間のマージンが最小の領域である最小マージン領域を決定するステップとを有する。
【００２３】
本発明のさらなる態様において切除手順を実行するための切除法が提示され、切除法は、
請求項１２に記載のイメージングと、
オブジェクトタイプ決定器によって最小マージン領域と隣接領域の少なくとも一つによって定義されるオブジェクトの部分をプローブするステップであって、隣接領域は第１切除手順が実行される前に最小マージン領域に隣接しており、オブジェクトタイプ決定器はプローブ部分におけるオブジェクトのタイプを決定する、ステップと、
切除器によって、プローブ部分におけるオブジェクトの決定されたタイプに応じて第２切除手順において隣接領域を切除するステップとを有する。
【００２４】
本発明のさらなる態様においてイメージングコンピュータプログラムが提示され、イメージングコンピュータプログラムは、イメージングコンピュータプログラムがイメージング装置を制御するコンピュータ上で実行されるとき、請求項１に記載のイメージング装置に請求項１２に記載のイメージング法のステップを実行させるためのプログラムコード手段を有する。
【００２５】
本発明のさらなる態様において、切除手順を実行するための切除コンピュータプログラムが提示され、切除コンピュータプログラムは、切除コンピュータプログラムが切除装置を制御するコンピュータ上で実行されるとき、請求項９に記載の切除装置に請求項１３に記載の切除法のステップを実行させるためのプログラムコード手段を有する。
【００２６】
請求項１のイメージング装置、請求項９の切除装置、請求項１２のイメージング法、請求項１３の切除法、請求項１４のイメージングコンピュータプログラム、及び請求項１５の切除コンピュータプログラムは、特に従属請求項に定義される同様の及び／又は同一の好適な実施形態を持つことが理解されるものとする。
【００２７】
本発明の好適な実施形態は各独立請求項との従属請求項の任意の組み合わせでもあり得ることが理解されるものとする。
【００２８】
本発明のこれらの及び他の態様は以降に記載の実施形態から明らかとなりそれらを参照して解明される。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】イメージング装置の一実施形態を概略的に例示的に示す。
【図２】切除されるべき切除部分を含む、オブジェクトの領域を示す第１画像を概略的に例示的に示す。
【図３】切除されている切除済部分を示す第２画像を概略的に例示的に示す。
【図４】第１画像上にオーバーレイされる切除済部分の外縁を示す複合画像を概略的に例示的に示す。
【図５】疑わしい領域が矢印によって示される、第２画像を概略的に例示的に示す。
【図６】オブジェクトタイプ決定器のプローブを概略的に例示的に示す。
【図７】プローブの先端を概略的に例示的に示す。
【図８】オブジェクトを切除するための切除装置を概略的に例示的に示す。
【図９】第１切除手順が実行された後の、第１画像において示されるオブジェクトの領域を示す第２画像を概略的に例示的に示す。
【図１０】第１画像上にオーバーレイされる第２画像において示される切除開口を概略的に例示的に示す。
【図１１】オーバーレイされた切除開口とともに第１画像において最小マージン領域を示すための矢印を概略的に例示的に示す。
【図１２】オブジェクトを切除するための切除法の一実施形態を例示するフローチャートを示す。
【発明を実施するための形態】
【００３０】
図１は第１切除手順によって切除されるべき切除部分を含む、オブジェクトの領域を示す第１画像を提供するための第１画像提供ユニット２を有するイメージング装置１を概略的に例示的に示す。第１画像提供ユニット２は、この実施形態において、第１画像が保存されそこから第１画像を提供するために読み出され得る保存ユニットである。別の実施形態において、第１画像提供ユニットは無線若しくは有線データ接続を介して第１画像を受信するための、及び受信した第１画像を提供するための受信ユニットでもあり得る。さらに、さらなる実施形態において、第１画像提供ユニットは第１画像を生成するための、及び生成された第１画像を提供するためのイメージングシステムであり得る。第１画像は優先的には第１切除手順を実行する前に収集されているインターベンション前画像である。第１画像は第１切除手順によって切除されるべき切除部分を含む、オブジェクトの領域を示す二次元画像若しくは三次元画像であり得る。第１画像は例えばコンピュータ断層撮影画像、磁気共鳴画像、陽電子放出断層撮影画像若しくは単光子放出コンピュータ断層撮影画像のような核画像、超音波画像又は別のイメージングモダリティの画像である。この実施形態において、第１画像は三次元コンピュータ断層撮影画像であり、図２に概略的に例示的に示される。
【００３１】
この実施形態において、オブジェクトは人、特に人の生体組織であり、切除されるべき切除部分は組織の癌部である。図２は切除されるべき腫瘍５を含む、生体組織の領域４を含む術前若しくはインターベンション前画像である第１画像３を示し、腫瘍５が切除部分である。第１画像は切除される必要がない追加要素６，７，８を示す。第１画像３は切除部分５の外縁が、例えば第１画像の強度値、腫瘍の予想形状などに基づき得る、例えば既知のセグメンテーション技術によって第１画像において検出可能であるように提供される。
【００３２】
イメージング装置１はオブジェクトの、切除手順を実行することによって切除されている切除済部分１１を示す第２画像を提供するための第２画像提供ユニット９をさらに有する。この実施形態において、切除済部分１１は人の生体サンプル若しくは標本であり、第１切除手順を実行することによって人から切除されており、テーブル３０上に位置する。第１切除手順は、切除済部分１１、すなわち切除された生体サンプルが切除部分５よりも大きくなるはずである、すなわち腫瘍よりも大きくなるはずであるように、切除部分のまわりの、すなわち腫瘍のまわりの安全マージンとともに実行されている。
【００３３】
第２画像提供ユニットも、第２画像が既に保存され、そこから第２画像を提供するために読み出され得る保存ユニットであり得、又は第２画像提供ユニットは無線若しくは有線データ接続を介して第２画像を受信するための、及び受信した第２画像を提供するための受信ユニットであり得る。しかしながら、この実施形態において第２画像提供ユニット９は切除済部分１１の三次元超音波画像を収集するための画像収集システムである。三次元超音波画像は切除済部分１１の外縁が検出可能であるように収集される。他の実施形態において、第２画像提供ユニットは、コンピュータ断層撮影イメージングシステム、Ｃアームイメージングシステム、磁気共鳴イメージングシステム、核イメージングシステムなどのような別のイメージングモダリティによって提供され得る、別の種類の画像を提供するように構成され得る。第２画像は図３に概略的に例示的に図示され、切除部分５を含む、すなわち腫瘍領域５を含む切除済部分１１が示される。図３において切除部分５は切除部分５が切除済部分１１内にあることを図示するためだけに示されるが、切除部分５は第２画像において検出可能である必要はないことが留意されるべきである。第２画像は切除済部分１１の外縁を提供するだけでよい。
【００３４】
イメージング装置１は第１画像３と第２画像１０を互いに対してレジストレーションするためのレジストレーションユニット１２をさらに有する。この実施形態において、レジストレーションユニット１２は第１及び第２画像３，１０における対応する要素の体積が変化しないままである、すなわち対応する要素の形状は変化し得るがそれらの体積容量は変化しないままであるという考察の下、変形可能レジストレーションを実行するように構成される。特に、レジストレーションユニット１２は第１及び第２画像において対応する三次元領域を定義するために両画像において対応するランドマークを検出するように構成され得、変形可能レジストレーションは対応する三次元領域が同じ体積を持つという仮定の下で実行され得る。ランドマークは自然ランドマークであり得るか、又は第１切除手順が実行される前に、切除される予定の部分に取り付けられ得る人工ランドマークであり得る。
【００３５】
レジストレーションユニット１２は、引用により本明細書に組み込まれる、Ｌ．Ｘｉｏｎｇらによる文献"Ｄｅｆｏｒｍａｂｌｅ  ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ  ｒｅｇｉｓｔｒａｔｉｏｎ  ｏｆ  ｂｌａｄｄｅｒ  ｔｈｒｏｕｇｈ  ｓｕｒｆａｃｅ  ｍａｐｐｉｎｇ"，Ｍｅｄｉｃａｌ  Ｐｈｙｓｉｃｓ，ｖｏｌｕｍｅ３３，Ｉｓｓｕｅ６，ページ１８４８‐１８５６（２００６）に開示されるレジストレーションアルゴリズムを使用するように構成され得る。しかしながら、レジストレーションユニットは他の既知の変形可能レジストレーション法を実行するようにも構成され得る。
【００３６】
レジストレーション手順が実行された後、切除済部分１１の外縁の位置が第１画像３に示される切除部分５に対してわかる。レジストレーション結果は図４に概略的に例示的に示される複合画像において図示され得る。複合画像３１はとりわけ切除部分５を示す第１画像内の切除済部分１１の外縁３２を示す。
【００３７】
イメージング装置１はレジストレーションされた第１及び第２画像３，１０に基づいて切除部分５と切除済部分１１の間のマージンが最小の領域である最小マージン領域を決定するための最小マージン決定ユニット１３をさらに有する。特に、最少マージン決定ユニット１３は切除部分５の外縁３３と切除済部分１１の外縁３２の間のマージンを決定し、決定されたマージンが最小である領域を最小マージン領域として決定するように構成され得る。マージンを決定するために、最小マージン決定ユニット１３はこのセグメンテーションが既に実行されていない場合、切除済部分１１の外縁をセグメント化するように構成され得る。さらに、最小マージン決定ユニット１３は切除部分５を示す第１画像内の切除済部分１１の外縁３２を示す複合画像に基づいてマージンを決定するように構成され得る。
【００３８】
最小マージン領域は点、一次元の線、二次元の面積、若しくは三次元の体積であり得る。
【００３９】
最小マージン決定ユニット１３は、例えば各マージンの内縁上の各点をマージンの外縁上の最接近点と、又は逆も同様に接続する最短接続線のセットを決定することによって、最小マージン領域を決定するように構成され得る。これらの最短接続線は各々内縁若しくは外縁上の各点に対して決定され得る。この最短接続線のセットのうち最小のものが最小マージン領域を定義し得、この場合最小マージン領域は一次元の線である。外縁と内縁が接点において互いに接する場合、最小マージン領域は接点によって定義される点であり得る。
【００４０】
最小マージン決定ユニット１３は例えば最短接続線を閾値化することによって、二次元若しくは三次元最小マージン領域を決定するようにも構成され得る。例えば、最小マージン領域は最小最短接続線と、閾値よりも小さい最小最短接続線の近くの追加最短接続線を含むように決定され得る。この閾値は予め定義され得るか若しくは最短接続線の長さに応じて定義され得る。例えば、閾値は１よりも大きい所定の倍数を最小最短接続線に乗じることによって定義され得、倍数は、存在する場合所望の高確率で癌組織を完全に含むようにキャリブレーション測定によって予め決定され得る。
【００４１】
最小マージン決定ユニット１３は別の方法で最小マージン領域を決定するようにも構成され得る。例えば、マージンの内縁若しくは外縁は固定所定サイズを持つ一次元若しくは二次元サブ領域に分割され得る。これらサブ領域の各々に対し二次元若しくは三次元決定領域が決定され得、これらはｉ）マージンの各々内縁若しくは外縁上の各サブ領域、及びｉｉ）各々マージンの内縁若しくは外縁に垂直な、並びに各々内縁及び外縁の他方と各サブ領域のエッジを接続する線若しくは面によって定義され得る。従って、最小マージン決定ユニットは二次元若しくは三次元決定領域のセットを決定し、決定領域の最小のものとして最小マージン領域を決定するように構成され得る。サブ領域の所定固定サイズはキャリブレーション測定によって予め定義され得、サブ領域のサイズは、結果として得られる最小マージン領域が例えば存在する場合は癌組織を所望の高確率で含むように、決定され得る。
【００４２】
イメージング装置１は決定された最小マージン領域を表示するための表示ユニット１４をさらに有する。例えば、図５に図示の通り、表示ユニット１４は最小マージン領域を示すために、切除済部分１１と、最小マージン領域を指す矢印３５を示す画像３４を表示し得る。代替的に若しくは付加的に、色分け若しくは別の技術が表示ユニット１４上の最小マージン領域を強調するために使用され得る。
【００４３】
切除部分５は例示目的のためだけにこれらの図面において明確に区別できるように示されることが留意されるべきである。一般に、切除部分５の外縁は図３及び５に図示の三次元超音波画像において検出されることができない。それにもかかわらず、この実施形態では第１画像である、レジストレーションされた三次元コンピュータ断層撮影画像における切除部分５の検出可能な外縁のために、最小マージン領域が決定されることができる。
【００４４】
イメージング装置は最小マージン領域によって定義されるオブジェクトの部分をプローブするための、及びプローブ部分におけるオブジェクトのタイプを決定するためのオブジェクトタイプ決定器１５…１８をさらに有する。この実施形態において、オブジェクトタイプ決定器１５…１８は生体組織がプローブ部分において癌性であるか否かを決定するように構成される。表示ユニット１４は、オブジェクトタイプ決定器１５…１８が、最小マージン領域が癌性であると決定した場合、最小マージン領域を強調するように構成され得る。例えば、最小マージン領域は色付けされ得、例えば最小マージン領域が癌性であると決定された場合、これは表示ユニット１４上に赤で表示され得る。この実施形態において、オブジェクトタイプ決定器１５…１８は最小マージン領域を光学的にプローブするように構成される。
【００４５】
オブジェクトタイプ決定器１５…１８はプローブ１５へのケーブルのような接続要素４０を介してガイドされる、放射を供給するための放射供給ユニット１６を有する。優先的に、接続要素４０とプローブ１５は放射供給ユニット１６によって生成される放射をプローブ１５の先端へガイドするための光ファイバを有し、放射は開口を通じてプローブ１５から出ることができる。プローブ部分からの放射、すなわち例えば反射、吸収及び／又は散乱によってプローブ部分によって影響を受けている放射は、プローブ１５の先端における開口によって収集され、プローブ１５内及び接続要素４０内の光ファイバを介して放射検出ユニット１７へガイドされる。放射検出ユニット１７は収集した放射のスペクトルを決定し、決定されたスペクトルを組織型決定ユニット１８へ提供するように構成される。組織型決定ユニット１８は検出スペクトルに基づいてプローブ部分内の組織型を決定するように構成される。特に、決定されたスペクトルが異なる組織型の既知のスペクトルと比較され得、この比較に基づいてプローブ部分の組織型が決定され得る。この実施形態において、組織型決定ユニット１８はプローブ部分が癌組織を含むか否かを決定するように構成される。プローブ１５は接続要素４０、放射供給ユニット１６、放射検出ユニット１７及び組織型決定ユニット１８とともに、この実施形態において、オブジェクトタイプ決定器を形成する。
【００４６】
図６はより詳細にプローブ１５を概略的に例示的に示す。プローブ１５は優先的にはステンレス製の先端４１と、プロービング手順を実行する間ユーザによって保持され得る保持部４２と、接続要素４０に接続するためのコネクタ４３とを有する。保持部４２はアルミニウムホルダであり得、これはケイ化していてもよい。コネクタ４３はｓｕｂｍｉｎｉａｔｕｒｅ  ｖｅｒｓｉｏｎ  Ａ（ＳＭＡ）コネクタブーツであり得る。
【００４７】
図７はプローブ１５の先端４１をより詳細に示す。先端４１は放射供給ユニット１６からの放射が先端４１から出るのを可能にするための、及び切除済部分１１によって影響を受けている放射が収集されるのを可能にするための、複数の開口４４を有し、収集された放射は光ファイバを介して放射検出ユニット１７へガイドされる。
【００４８】
オブジェクトタイプ決定器１５…１８は、引用によって本明細書に組み込まれる、Ｒ．Ｎａｃｈａｂｅらによる"Ｅｓｔｉｍａｔｉｏｎ  ｏｆ  ｌｉｐｉｄ  ａｎｄ  ｗａｔｅｒ  ｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎｓ  ｉｎ  ｓｃａｔｔｅｒｉｎｇ  ｍｅｄｉａ  ｗｉｔｈ  ｄｉｆｆｕｓｅ  ｏｐｔｉｃａｌ  ｓｐｅｃｔｒｏｓｃｏｐｙ  ｆｒｏｍ  ９００  ｔｏ  １６００ｎｍ"，Ｊｏｕｒｎａｌ  ｏｆ  Ｂｉｏｍｅｄｉｃａｌ  Ｏｐｔｉｃｓ，ｖｏｌｕｍｅ１５，ページ３７０１５‐１から３７０１５‐１０（２０１０）、Ｒａｍｉ  Ｎａｃｈａｂｅらによる"Ｅｓｔｉｍａｔｉｏｎ  ｏｆ  ｂｉｏｌｏｇｉｃａｌ  ｃｈｒｏｍｏｐｈｏｒｅｓ  ｕｓｉｎｇ  ｄｉｆｆｕｓｅ  ｏｐｔｉｃａｌ  ｓｐｅｃｔｒｏｓｃｏｐｙ：ｂｅｎｅｆｉｔ  ｏｆ  ｅｘｔｅｎｄｉｎｇ  ｔｈｅ  ＵＶ‐ＶＩＳ  ｗａｖｅｌｅｎｇｔｈ  ｒａｎｇｅ  ｔｏ  ｉｎｃｌｕｄｅ  １０００  ｔｏ  １６００ｎｍ"，Ｂｉｏｍｅｄｉｃａｌ  Ｏｐｔｉｃｓ  Ｅｘｐｒｅｓｓ，ｖｏｌｕｍｅ１８，ページ１４３２から１４４２（２０１０）、及びＲ．Ｎａｃｈａｂｅらによる"Ｅｆｆｅｃｔ  ｏｆ  ｂｉｌｅ  ａｂｓｏｒｐｔｉｏｎ  ｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔｓ  ｏｎ  ｔｈｅ  ｅｓｔｉｍａｔｉｏｎ  ｏｆ  ｌｉｖｅｒ  ｔｉｓｓｕｅ  ｏｐｔｉｃａｌ  ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ  ａｎｄ  ｒｅｌａｔｅｄ  ｉｍｐｌｉｃａｔｉｏｎｓ  ｉｎ  ｄｉｓｃｒｉｍｉｎａｔｉｎｇ  ｈｅａｌｔｈｙ  ａｎｄ  ｔｕｍｏｒｏｕｓ  ｓａｍｐｌｅｓ"，Ｂｉｏｍｅｄｉｃａｌ  Ｏｐｔｉｃｓ  Ｅｘｐｒｅｓｓ，ｖｏｌｕｍｅ２，ページ６００から６１４（２０１１）の文献に記載の通り構成され得る。特に、オブジェクトタイプ決定器１５…１８は拡散反射測定を実行するように構成され得、放射検出ユニット１７は例えば収集放射のスペクトル、すなわち検出光のスペクトルを決定することによって、波長選択性を提供する。代替的に若しくは付加的に、光源である放射供給ユニット１６も、波長選択性を提供するように構成され得る。一実施形態において、少なくとも一つの光ファイバを通じてプローブ１５の遠位端４１から光が結合され得、波長が例えば５００から１６００ｎｍまでスイープされ得、一方光は、放射検出ユニット１７の広帯域検出器へ収集光を送信する少なくとも一つの検出ファイバ、すなわち少なくとも一つの他の光ファイバによって収集される。代替的に、広帯域光は少なくとも一つの光源光ファイバを介して放射供給ユニット１６によって供給され得、一方少なくとも一つの検出光ファイバによって収集される光は波長選択検出器、例えば放射検出ユニット１７の分光器へ送信される。拡散反射測定に関してより詳細には上述の文献が参照される。
【００４９】
付加的に若しくは代替的に、オブジェクトタイプ決定ユニットは蛍光測定を実行するように構成され得る。この場合、放射供給ユニットは少なくとも一つの光源光ファイバを介してプローブの先端へ励起光を供給するように構成され、一方プローブ部分によって、特にプローブ組織によって生成される蛍光は一つ以上の検出光ファイバによって収集され、放射検出ユニットへガイドされる。放射供給ユニットは半導体レーザのようなレーザ、発光ダイオード、若しくはフィルタ水銀ランプのようなフィルタ光源を有し得る。優先的に、蛍光測定を実行するために使用される光は検出されるべき蛍光の波長よりも小さい波長を持つ。プローブ及び／又は放射検出ユニットは励起光による放射検出ユニットの起こり得る過負荷を回避するために、励起光を除去するためのフィルタを有し得る。蛍光測定の場合も、放射検出ユニットは波長選択的であり得る、すなわち、多重蛍光体を互いに区別するために、例えば分光器を有し得る。
【００５０】
拡散光反射測定のために、光源光ファイバの開口と検出光ファイバの開口は優先的には光ファイバの直径よりも大きい距離を持つ。蛍光検出の場合この距離は優先的には可能な限り短い。
【００５１】
オブジェクトタイプ決定器が蛍光測定を拡散反射測定と組み合わせるように構成される場合、放射供給ユニットは蛍光を測定するための励起光と拡散反射測定を実行するための拡散反射光を供給するように構成され得る。これら二種類の光はプローブの遠位端へ光をガイドするために同じ一つの若しくは複数の光源光ファイバを通じて供給され得る。これら二種類の光を連続的に供給するために、放射検出ユニットはファイバスイッチ、ビームスプリッタ、フォーカシング光学系を持つダイクロイックビームコンバイナなどを使用し得る。代替的に、蛍光励起光を供給するため、及び拡散反射測定用の光を供給するために、個別の光ファイバが使用され得る。
【００５２】
組織型決定ユニットは上記の拡散反射分光及び／又は蛍光測定に基づいて最小マージン領域が腫瘍組織若しくは正常組織のみを有するかどうかを決定するように構成され得る。特に、組織型決定ユニットは、検出放射の特性を正常組織若しくは腫瘍組織と関連することがわかっている特性と比較し、これらの特性に基づいて、最小マージン領域が正常組織のみを若しくは腫瘍組織を含むかどうかを決定するように構成され得る。一実施形態において、組織型決定ユニットは最初に、検出放射の特性を特定の生理学的パラメータに対応することがわかっている特性と比較することによって、検出放射の特性に基づいて最小マージン領域内の組織の生理学的パラメータを決定し、そして組織型決定ユニットはａ）正常組織と腫瘍組織及びｂ）生理学的パラメータの間の既知の関係に基づいて組織型を決定する。これは疑わしい領域、すなわち最小マージン領域に腫瘍組織がないかどうかを決定することを可能にする。まだ腫瘍が存在する場合、外科医は人体内の切除領域をさらに拡大することを決定し得る。
【００５３】
プローブ１５は、この実施形態において、フォトニックプローブであり、これはプロービング手順を実行しながら最小マージン領域の外側に接するように構成され得る。別の実施形態において、プローブは例えば組織型を決定するために切除済部分１１の中に導入されるように構成され得る、すなわちフォトニックプローブは例えば針であり得る。
【００５４】
オブジェクトタイプ決定ユニットは、組織特性を抽出するため、特に、組織が癌性であるか否かを決定するために拡散反射及び／又は蛍光測定を実行するように上記されているが、他の実施形態においてオブジェクトタイプ決定ユニットはオブジェクトタイプを決定するために他の光学的若しくは非光学的方法を実行するように構成されることもできる。例えば、オブジェクトタイプ決定ユニットは複数の光ファイバ、差分経路長分光法、ラマン分光法などを利用することによって拡散光トモグラフィを実行するように構成され得る。さらに、蛍光測定は組織の自己蛍光に基づいて実行され得るだけでなく、蛍光測定は対応する造影剤がプローブされるべき組織中に蓄積された後実行されることもできる。オブジェクトタイプ決定ユニットが特に蛍光造影剤に基づいて蛍光測定を実行するように構成される場合、オブジェクトタイプ決定ユニットが蛍光画像を生成するように構成されることもでき、これは第２画像として使用され得る。例えば、放射供給ユニット、プローブ及び放射検出ユニットはＳｕｒｇＯｐｔｉｘによって提供される蛍光イメージングシステムの対応する要素であり得、結果として得られる蛍光画像が第２画像として使用され得、最小マージン領域が腫瘍組織を有するか否かを決定するために使用され得る。この場合、オブジェクトタイプ決定器と第２画像提供ユニットは、この実施例では蛍光画像である第２画像を提供するように、及び最小マージン領域によって定義されるオブジェクトの部分をプローブするように統合ユニットが構成されるよう、単一統合ユニットに統合されるものとみなされ得る。従って、この場合、超音波イメージングユニットのような追加の個別の第２画像提供ユニットは必ずしも必要であるとは限らない。
【００５５】
図８は切除手順を実行するための切除装置の一実施形態を概略的に例示的に示す。切除装置２４はイメージング装置５０及びオブジェクトの撮像部分を切除するための切除器１９，２２を有する。
【００５６】
イメージング装置５０は図１に関して上記した第１画像提供ユニットと同様の第１画像提供ユニット２を有する。特に、この実施形態でも、第１画像提供ユニットは優先的には三次元コンピュータ断層撮影画像を提供し、これは図２に概略的に例示的に示される。イメージング装置５０は図１に関して上記した第２画像提供ユニットと同様に、三次元超音波画像を生成するための超音波画像生成ユニットである第２画像提供ユニット９をさらに有する。しかしながら、この実施形態において、提供される第２画像はテーブル２３に横たわる人２０の領域を示し、これは第１切除手順が実行された後の人体２０内の切除されるべき切除部分を含む。対応する第２画像は図９に概略的に例示的に示される。
【００５７】
図９は切除済部分が人２０から切除され分離された後の、切除開口５２が存在する領域４を含む第２画像５１を示す。この実施形態において、第２画像５１は切除領域の術中画像であるものとみなされ得る。イメージング装置５０は第１画像３と第２画像５１を互いに対してレジストレーションするためのレジストレーションユニット１２と、レジストレーションされた第１及び第２画像３，５１に基づいて、切除部分５とこの実施形態では切除開口５２によって定義される切除済部分１１との間のマージンが最小の領域である、最小マージン領域を決定するための最小マージン決定ユニット１３をさらに有する。またこの実施形態において、レジストレーションユニット１２は変形可能レジストレーションを実行するように構成され得、体積容量、例えば立法センチメートル値は一定のままでありながら、第１及び第２画像における対応する体積が変形され得ると仮定される。最小マージン決定ユニット１３は優先的には、切除開口５２の外縁、従って切除済部分の外縁を決定するように、及び切除部分５の外縁と切除開口５２の外縁によって定義される切除済部分１１の外縁の間のマージンを決定するように構成される。最小マージン決定ユニット１３は優先的には、決定されたマージンが最小である領域を最小マージン領域として決定するようにさらに構成される。
【００５８】
第１及び第２画像のレジストレーションは図１０に概略的に例示的に示される複合画像をもたらし、最小マージン領域の決定はこれに基づき得る。この実施形態において、複合画像５３は第１画像３の上にオーバーレイされる切除開口５２を示す。
【００５９】
イメージング装置５０は第１及び第２画像の少なくとも一つにおいて最小マージン領域を示すように構成される表示ユニット１４をさらに有する。この実施形態において、最小マージン領域は矢印５４によって示され、最小マージン領域は第１画像に示され、その上に切除開口５２が複合画像を形成するためにオーバーレイされる。
【００６０】
この実施形態において、第２画像は図１乃至５を参照して上記したように取得される標本の画像である代わりに、手術されている領域の全体画像である。図８を参照してここで記載される実施形態において第２画像提供ユニットは超音波画像生成ユニットであるが、他の実施形態において第２画像を提供するために他のイメージングユニットも使用され得る。例えば、全体画像はビデオカメラシステムによっても提供され得る。例えば、ＥＰ２３７５９８８に開示されるビデオカメラシステムが第２画像を提供するために使用され得る。
【００６１】
イメージング装置５０は放射供給ユニット１６、放射検出ユニット１７、及び組織型決定ユニット１８をさらに有し、これらは図１に関して上記した対応するユニット１６，１７，１８と同様であり、例えば拡散反射測定及び／又は蛍光測定に基づいてプローブ組織が癌組織を含むか否かを決定するように構成され得る。放射供給ユニット１６、放射検出ユニット１７及び組織型決定ユニット１８は手術道具２２と一緒にオブジェクトタイプ決定器を形成する。手術道具２２は先端２１における開口を通して人２０内の決定された最小マージン領域に隣接する隣接領域を照射するために放射供給ユニット１６から手術道具２２の先端２１へ光をガイドするため、及び隣接領域によって影響を受けており先端における開口を通して収集されている光を、放射検出ユニット１７へガイドするための、統合光ファイバを持つ。従ってオブジェクトタイプ決定器１６…１８，２２は体内で組織をプローブすることを可能にし、一方図１に関して上記したオブジェクトタイプ決定器は体外で切除済組織をプローブすることを可能にする。
【００６２】
メス若しくは別の切断器のような手術部材が手術道具２２に統合され、手術部材は手術部材制御ユニット１９によって制御可能である。手術道具２２は手術部材及び手術部材制御ユニット１９とともに人の撮像部分を切除するための切除器を形成する。切除器は、隣接領域が癌組織を有すると決定された場合、隣接領域を切除するように構成される。この実施形態において、プロービング器と切除器は、統合器が、最小マージン領域に隣接する隣接領域によって定義されるオブジェクトの部分をプローブするように、及びプローブ部分が癌組織を有すると決定された場合プローブ部分を切除するように構成されるよう、統合器に統合される。別の実施形態において、プロービング器と切除器は個別の機器であることもできる。
【００６３】
手術道具２２の先端２１は優先的には先端２１の位置が人２０内でわかるように追跡される。外科医が最小マージン領域に隣接する人２０内の領域へ手術道具２２をガイドすることを可能にするために、追跡位置は全体画像内で、すなわち最小マージン領域がマークされる第１画像若しくは複合画像内で外科医に示される。
【００６４】
図１に関して上記したイメージング装置は、優先的には観血手術を実行するために切除器と一緒に使用されるが、一方図８に示すイメージング装置と切除器を伴う切除装置は優先的には低侵襲手術のために使用される。
【００６５】
特に、手術道具が配置されて組織を切除した位置が追跡され、この道具追跡情報は表示ユニット１４上に、特に図１１に図示の通り最小マージン領域を示す画像内に視覚化される。プロービング機能と手術機能は単一の道具に統合され、道具が、最小マージン領域を示す画像、例えば図１１に示す全体画像において示される疑わしい領域に近づく場合、道具のプローブ機能が起動され得る。道具が最小マージン領域に隣接する隣接領域に達したかどうかを決定するために、道具追跡情報からわかる、手術道具の既知の位置、及び全体画像に示される隣接領域の既知の場所が使用され得、手術道具の位置が全体画像内に示され得る。
【００６６】
手術道具を追跡するために切除装置は手術道具追跡ユニット２９をさらに有する。この実施形態において、手術道具追跡ユニット２９は電磁追跡を実行するように構成され、手術道具追跡ユニット２９は手術道具２２の先端２１若しくはその付近に設けられる対応する電磁位置決め要素と協働する。手術道具追跡ユニット２９と手術道具上の対応する要素は優先的にはＰｈｉｌｉｐｓのＰｅｒｃｕＮａｖシステムを形成する。人体内で、手術道具、特に手術道具の先端の位置を追跡するために他の既知の追跡システムも使用され得る。
【００６７】
図１に関して上記したイメージング装置もプローブ１５、特にプローブ１５の先端の位置を追跡するためにこうした道具追跡システムを有することができ、追跡されるプローブ１５は切除済部分を示す第２画像と一緒に表示ユニット１４上に表示され得る。
【００６８】
以下、図１２に示すフローチャートを参照して切除手順を実行するための切除法が例示的に記載される。
【００６９】
ステップ１０１において、この実施形態では人であるオブジェクトの領域を示す第１画像が提供され、第１画像は第１切除手順によって切除されるべき切除部分を含む。画像は第１画像提供ユニットによって提供される。ステップ１０２において、第２画像提供ユニットが、切除手順が実行された後のオブジェクトの領域を示す、若しくはオブジェクトの切除されている切除済部分を示す、第２画像を提供する。ステップ１０３において、レジストレーションユニットが第１画像と第２画像を互いに対してレジストレーションし、ステップ１０４において、最小マージン決定ユニットが、レジストレーションされた第１及び第２画像に基づいて切除部分と切除済部分の間のマージンが最小の領域である最小マージン領域を決定する。ステップ１０５において、表示ユニットが決定された最小マージン領域を表示し、ステップ１０６において、オブジェクトタイプ決定ユニットが最小マージン領域若しくは隣接領域をプローブし、隣接領域は第１切除手順が実行される前に最小マージン領域に隣接しており、プローブ部分が癌組織を含むか否かを決定する。ステップ１０７において、最小マージン領域が癌組織を含むと決定された場合、切除器を用いることによって第２切除手順において隣接領域が切除される。
【００７０】
ステップ１０１乃至１０６はイメージング法のステップであるとみなされ得る。
【００７１】
腫瘍学の分野では、腫瘍組織を正常組織から区別することができることが重要である。究極の判断基準は生検後若しくは外科的切除後に病理学科で組織を調べることである。この現在のやり方の欠点は生検採取若しくは外科的切除実行の術中のリアルタイムフィードバックが欠けていることである。特に腫瘍切除の分野において、術中の外科医へのフィードバックは重要であり得る。現在、外科医は腫瘍の形状を推測するために彼／彼女の前の患者に頭の中で変換しなければならない術前画像を頼りにしなければならない。この知識に基づいて、組織のどの部分が切除されなければならないか、決定される。この手順は腫瘍が完全に除去されない状況につながり得る。
【００７２】
上記イメージング装置とイメージング法の実施形態は十分に短時間で切除された腫瘍標本の外側のプロービングを可能にする。さらに、測定された陽性の可能性がある切除マージンは、外科医が腫瘍を完全に除去するためにさらに組織を除去する場所がわかるよう、患者における位置にリンクされ得る。特に、腫瘍が完全に除去されているかどうかを決定するために、組織標本全体をプローブする必要がなく、術前情報を用いることによって画像分析後に疑わしい領域のみをプローブすれば十分である、すなわち組織標本の決定された最小マージン領域をプローブすれば十分である。
【００７３】
最小マージン決定ユニットはマージン閾値を提供するように、及び切除部分と切除済部分の間のマージンが提供されるマージン閾値よりも小さい、追加領域を決定するようにさらに構成され得る。マージン閾値は、切除部分の種類、特に組織型に応じて提供され得る。例えば、切除部分が乳房腫瘍である場合、提供されるマージン閾値は約２ｍｍであり得る。切除部分が肺腫瘍である場合、マージン閾値は肺腫瘍のサイズに等しくなり得る、すなわち１ｃｍの直径を持つ肺腫瘍の場合マージン閾値は優先的には約１ｃｍである。これらの追加領域も表示ユニット上に表示され得、これらはオブジェクトタイプ決定器によってプローブされ得る。特に、これらの追加領域が癌組織を含むか否かが決定され得、これらが癌組織を含む場合、これらの追加領域も表示ユニット上で強調され切除され得る。
【００７４】
特に、第１画像提供ユニットは優先的には患者のコンピュータ断層撮影画像を提供するように構成され、コンピュータ断層撮影画像において腫瘍は目に見える。腫瘍セグメンテーションは周知でありコンピュータ断層撮影画像において腫瘍の輪郭を決定するために利用され得る。セグメント化された腫瘍は切除部分であるとみなされ得る。そして、腫瘍は例えば第１切除手順において観血手術によって切除される。切除後、切除された組織標本、すなわち切除済部分は、第２画像提供ユニットであり得る例えば三次元超音波イメージングユニットによって画像化されている。生成される超音波画像は優先的には第２画像である。第１及び第２画像は互いに対してレジストレーションされ、得られる複合画像において、腫瘍の、すなわち切除部分の境界に対する、切除された組織の、すなわち切除済部分の外縁の距離が決定され得る。そして最小マージン決定ユニットは、切除された組織の境界とセグメント化された腫瘍の境界の間の距離が最小である領域、及び切除された組織の境界とセグメント化された腫瘍の境界の間の距離が所与の距離閾値よりも小さい、すなわち所与のマージン閾値よりも小さい領域を決定し得る。これらの領域は例えば矢印によって複合画像において示され得る。そしてこれらの領域が癌組織を含むか否かを決定するために、すなわち腫瘍が完全に切除されているか否かを決定するために、これらはプローブされ得る。第１及び第２画像をレジストレーションするために、切除される予定の組織に導入され得る、第１及び第２画像において目に見えるマーカが使用され得る。
【００７５】
最小マージン決定ユニットによって実行される最小マージン領域を決定するための上記特定の方法が記載されているが、最小マージン決定ユニットは最小マージン及び随意に最小マージンに隣接するマージンの追加部分も含む領域である最小マージン領域を決定するために他の方法を使用するように構成されることもできる。
【００７６】
図１はイメージング装置のみを示すが、このイメージング装置は第１切除手順及び任意の第２切除手順を実行するための切除器、特に観血手術切除器と組み合わされることもでき、イメージング装置と切除器の組み合わせは切除装置であるとみなされ得る。
【００７７】
開示の実施形態への他の変更は、図面、開示及び添付の請求項の考察から、請求される発明を実施する際に当業者によって理解されもたらされることができる。
【００７８】
請求項において、"有する"という語は他の要素若しくはステップを除外せず、不定冠詞"ａ"若しくは"ａｎ"は複数を除外しない。
【００７９】
単一のユニット若しくは機器は請求項に列挙される複数の項目の機能を満たし得る。特定手段が相互に異なる従属請求項に列挙されるという単なる事実はこれら手段の組み合わせが有利に使用されることができないことを示さない。
【００８０】
一つ若しくは複数のユニット若しくは機器によって実行される画像の提供、レジストレーション、最小マージン領域の決定などのような動作は、任意の他の複数のユニット若しくは機器によって実行され得る。例えば、ステップ１０３及び１０４は単一ユニットによって若しくは任意の他の複数の異なるユニットによって実行され得る。これらの動作及び／又はイメージング法にかかるイメージング装置の制御及び／又は検出法にかかる検出装置の制御はコンピュータプログラムのプログラムコード手段として及び／又は専用ハードウェアとして実施され得る。
【００８１】
コンピュータプログラムは、他のハードウェアと一緒に若しくはその一部として提供される、光学記憶媒体若しくは固体媒体などの適切な媒体上に記憶／分散され得るが、インターネット又は他の有線若しくは無線通信システムなどを介して他の形式で分散されてもよい。
【００８２】
請求項における任意の参照符号は範囲を限定するものと解釈されてはならない。
【００８３】
本発明はイメージング装置に関し、第１及び第２画像提供ユニットは、切除されるべき切除部分を含むオブジェクトの領域を示す第１画像と、切除手順が実行された後のオブジェクトの領域を示す、若しくは切除されている切除済部分を示す第２画像を提供する。最小マージン決定ユニットは第１及び第２画像に基づいて切除部分と切除済部分の間のマージンが最小の領域である最小マージン領域を決定する。最小マージン領域は癌部のような、切除されるはずだったオブジェクトの部分を含む可能性が最も高い領域である。切除済部分の若しくは残るオブジェクトの随意に次の調査が、この領域を考慮することによってより集中され得、その結果より迅速な対応する評価手順を可能にする。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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