(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
対象内の目標要素の空間的寸法を決定する空間的寸法決定装置において、
移動ユニットの移動パラメータを提供する移動パラメータ提供ユニットであって、前記移動パラメータが、前記対象内の挿入要素の位置の系列を規定することにより前記対象内の前記挿入要素の移動を記述し、前記移動パラメータ提供ユニットが、前記移動ユニットから前記移動パラメータを受信し、前記受信された移動パラメータを提供する、移動パラメータ提供ユニットと、
異なる時間に対応する複数の画像であって、前記移動中の異なる位置における前記挿入要素を示す当該複数の画像を提供する画像提供ユニットと、
撮像ユニットにより生成された画像内の寸法である画像寸法と、前記生成された複数の画像及び前記移動パラメータに基づく実際の寸法との間の寸法関係を決定する寸法関係決定ユニットと、
実際寸法決定ユニットであって、前記画像提供ユニットが、前記対象内の前記目標要素を示す画像を提供し、前記実際寸法決定ユニットが、前記画像内の前記目標要素の画像寸法に基づいて及び前記決定された寸法関係に基づいて前記対象内の前記目標要素の実際の寸法を決定する、実際寸法決定ユニットと、
を有する、空間的寸法決定装置。
【請求項２】
前記移動パラメータが、実際の寸法をカバーする前記挿入要素の実際の位置の系列を規定し、前記寸法関係決定ユニットが、ａ）画像寸法をカバーする画像位置の系列を決定するように前記複数の画像内の前記挿入要素の位置を検出し、ｂ）前記画像位置の系列によりカバーされる前記画像寸法に基づいて及び前記移動パラメータにより規定される前記実際の位置の系列によりカバーされる前記実際の寸法に基づいて前記寸法関係を決定する、請求項１に記載の空間的寸法決定装置。
【請求項３】
前記移動パラメータが、前記対象内で前記挿入要素をロボット制御で移動するロボットユニットのパラメータである、請求項１に記載の空間的寸法決定装置。
【請求項４】
前記画像提供ユニットが、Ｘ線撮像ユニットのＸ線画像を提供する、請求項１に記載の空間的寸法決定装置。
【請求項５】
前記挿入要素が、カテーテル又は針である、請求項１に記載の空間的寸法決定装置。
【請求項６】
対象内に挿入される挿入要素と、
前記対象内で前記挿入要素を移動する移動ユニットと、
異なる時間に対応する複数の画像であって、前記移動中の異なる位置における前記挿入要素を示す当該複数の画像を生成する撮像ユニットと、
請求項１に記載の空間的寸法決定装置と、
を有する、介入システム。
【請求項７】
対象内の目標要素の空間的寸法を決定する空間的寸法決定装置の作動方法において、
移動パラメータ提供ユニットが、移動ユニットの移動パラメータを提供するステップであって、前記移動パラメータが、前記対象内の挿入要素の位置の系列を規定することにより前記対象内の前記挿入要素の移動を記述し、前記移動パラメータ提供ユニットが、前記移動ユニットから前記移動パラメータを受信し、前記受信された移動パラメータを提供する、ステップと、
画像提供ユニットが、異なる時間に対応する複数の画像であって、前記移動中の異なる位置における前記挿入要素を示す当該複数の画像を提供するステップと、
寸法関係決定ユニットが、前記撮像ユニットにより生成された画像内の寸法である画像寸法と、前記生成された複数の画像及び前記移動パラメータに基づく実際の寸法との間の寸法関係を決定するステップと、
前記画像提供ユニットが、前記対象内の前記目標要素を示す画像を提供するステップと、
実際寸法決定ユニットが、前記画像内の前記目標要素の画像寸法に基づいて及び前記決定された寸法関係に基づいて前記対象内の前記目標要素の実際の寸法を決定するステップと、
を有する、方法。
【請求項８】
対象内の目標要素の空間的寸法を決定する空間的寸法決定コンピュータプログラムにおいて、請求項１に記載の空間的寸法決定装置を制御するコンピュータ上で実行される場合に、前記空間的寸法決定装置に、請求項７に記載の方法のステップを実行させるプログラムコード手段を有する、空間的寸法決定コンピュータプログラム。
【請求項９】
請求項６に記載の介入システムを制御するコンピュータ上で実行される場合に、前記介入システムに、
移動ユニットにより、対象内で挿入要素を移動するステップと、
撮像ユニットにより、異なる時間に対応する複数の画像であって、前記移動中の異なる位置における前記挿入要素を示す当該複数の画像を生成するステップと、
請求項７に記載の方法を使用することにより対象内の目標要素の寸法を決定するステップと、
を実行させるプログラムコード手段を有する、介入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、対象内の目標要素の空間的寸法を決定する空間的寸法決定装置、空間的寸法決定方法及び空間的寸法決定コンピュータプログラムに関する。本発明は、更に、対象内に挿入されるカテーテルのような挿入要素を有する介入システム、介入方法及び介入コンピュータプログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
ＣアームＸ線撮像システムは、Ｘ線源及びＸ線検出器を有し、前記Ｘ線源と前記Ｘ線検出器との間に配置された目標要素のＸ線画像を生成する。前記Ｘ線源により発生されたＸ線は、発散するので、前記目標要素は、前記Ｘ線画像において拡大されて示される。更に、前記拡大は、前記Ｘ線源と前記Ｘ線検出器との間の前記目標要素の場所に依存し、この場所は一般に未知であるので、前記生成されたＸ線画像に基づいて前記目標要素の実際の物理的寸法を推定するのは難しい。例えば、ステント配置処置において、ステントが配置されるべき血管の実際の物理的寸法を推定するのが難しいので、適切な寸法を持つステントを選択することは難しい。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
本発明の目的は、目標要素の実際の空間的寸法を正確に提供することを可能にする、対象内の目標要素の空間的寸法を決定する空間的寸法決定装置、空間的寸法決定方法及び空間的寸法決定コンピュータプログラムを提供することである。本発明の更なる目的は、対象内に挿入されるカテーテルのような挿入要素を有し、前記空間的寸法決定装置を使用する介入システムを提供することであり、対応する介入方法及び対応する介入コンピュータプログラムを提供することである。
【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、対象内の目標要素の空間的寸法を決定する空間的寸法決定装置が、提示され、前記空間的寸法決定装置は、
‐移動ユニットの移動パラメータを提供する移動パラメータ提供ユニットであって、前記移動パラメータが、前記対象内の挿入要素の位置の系列を規定することにより前記対象内の前記挿入要素の移動を記述する、移動パラメータ提供ユニットと、
‐異なる時間に対応する複数の画像であって、前記移動の間の異なる位置における前記挿入要素を示す当該複数の画像を提供する画像提供ユニットと、
‐前記撮像ユニットにより生成された画像内の寸法である画像寸法と、前記生成された複数の画像及び前記移動パラメータに基づく実際の寸法との間の寸法関係を決定する寸法関係決定ユニットと、
‐実際寸法決定ユニットであって、前記画像提供ユニットが、前記対象内の前記目標要素を示す画像を提供し、前記実際寸法決定ユニットが、前記画像内の前記目標要素の画像寸法に基づいて及び前記決定された寸法関係に基づいて前記対象内の前記目標要素の実際の寸法を決定する、実際寸法決定ユニットと、
を有する。
【０００５】
前記複数の生成された画像は、前記移動パラメータに沿った前記挿入要素の移動中の異なる時間における前記挿入要素の位置を示すので、前記複数の画像により規定される画像空間内の第１の寸法が、提供されることができ、この第１の寸法は、画像寸法と実際の物理的寸法との間の寸法関係を決定するために、前記移動パラメータにより規定される前記移動中の前記挿入要素の実際の物理的位置により規定される第２の寸法と比較されることができる。例えば、前記第１の寸法と前記第２の寸法との間の比が、前記寸法関係として決定されることができる。前記寸法関係が決定された後に、この寸法関係は、この目標要素の画像に基づいて人の血管のような対象内の目標要素の未知の実際の物理的寸法を決定するのに使用されることができる。
【０００６】
前記挿入要素は、好ましくは、カテーテル又は針である。これは、前記対象内に要素を挿入するように構成されうる。例えば、前記対象は、生物であることができ、前記挿入要素は、前記生物の血管内にステントを挿入するように構成されることができる。
【０００７】
前記移動パラメータは、好ましくは、この場合、前記移動パラメータが平行移動情報を規定すると見なされてもよいように前記対象内の平行移動を規定する。
【０００８】
前記移動パラメータ提供ユニットは、前記移動パラメータが記憶され、同じものを提供するように前記移動パラメータが取り出されることができる記憶ユニットであることができる。前記移動パラメータ提供ユニットは、前記移動ユニットから前記移動パラメータを受け取る受け取りユニットであることもでき、前記移動パラメータ提供ユニットは、前記受け取った移動パラメータを提供するように構成されることができる。
【０００９】
前記移動ユニットは、好ましくは、前記移動パラメータによって前記対象内で前記挿入要素をロボット制御で移動するロボットユニットである。このようにして、前記移動パラメータは、好ましくは、前記対象内で前記挿入要素をロボット制御で移動するロボットユニットのパラメータである。
【００１０】
前記画像提供ユニットは、前記画像が記憶され、同じものを提供するように前記画像が取り出されることができる記憶ユニットであることもできる。更に、前記画像提供ユニットは、撮像ユニットから前記画像を受け取る受け取りユニットであることができ、前記画像提供ユニットは、前記受け取った画像を提供するように構成されることができる。
【００１１】
好適な実施例において、前記撮像ユニットは、Ｘ線撮像ユニットである。例えば、前記撮像ユニットは、Ｘ線Ｃアームシステムであることができる。前記画像提供ユニットは、したがって、好ましくは、Ｘ線撮像ユニットのＸ線画像を提供するように構成される。
【００１２】
前記移動パラメータが、実際の寸法をカバーする前記挿入要素の実際の位置の系列を規定し、前記寸法関係決定ユニットが、ａ）画像寸法をカバーする画像位置の系列を決定するように前記複数の画像内の前記挿入要素の位置を検出し、ｂ）前記画像位置の系列によりカバーされる前記画像寸法に基づいて、及び前記移動パラメータにより規定される前記実際の位置の系列によりカバーされる前記実際の寸法に基づいて前記寸法関係を決定するように構成されることが好ましい。これは、比較的単純なやり方で正確に前記寸法関係を決定することを可能にする。
【００１３】
前記実際寸法決定ユニットは、前記画像内の前記目標要素の画像寸法に基づいて及び前記決定された寸法関係に基づいて前記対象内の前記目標要素の実際の寸法を決定するように構成される。このようにして、例えば、前記寸法関係が、実際の長さと画像長さとの間の比Ｘであると決定される場合、前記目標要素の実際の画像長さは、前記目標要素の実際の物理的長さを決定するように、この比Ｘで乗算されることができる。
【００１４】
本発明の他の態様において、対象内に挿入されるカテーテルのような挿入要素を有する介入システムが、提示され、前記介入システムは、
‐前記対象内に挿入される挿入要素と、
‐前記対象内で前記挿入要素を移動する移動ユニットと、
‐異なる時間に対応する複数の画像であって、前記移動中の異なる位置における前記挿入要素を示す当該複数の画像を生成する撮像ユニットと、
‐請求項１に記載の空間的寸法決定装置と、
を有する。
【００１５】
前記空間的寸法決定装置の前記画像提供ユニットは、好ましくは、前記複数の画像を受け取り、前記受け取った画像を提供するように構成され、前記空間的寸法決定装置の前記移動パラメータ提供ユニットは、好ましくは、前記移動ユニットから前記挿入要素の移動を規定する移動パラメータを受け取り、前記受け取った移動パラメータを提供するように構成される。
【００１６】
本発明の他の態様において、対象内の目標要素の空間的寸法を決定する空間的寸法決定方法が、提示され、前記空間的寸法決定方法は、
‐移動パラメータ提供ユニットにより移動ユニットの移動パラメータを提供するステップであって、前記移動パラメータが、前記対象内の挿入要素の位置の系列を規定することにより前記対象内の前記挿入要素の移動を記述する、ステップと、
‐画像提供ユニットにより、異なる時間に対応する複数の画像であって、前記移動中の異なる位置における前記挿入要素を示す当該複数の画像を提供するステップと、
‐寸法関係決定ユニットにより、前記撮像ユニットにより生成される画像内の寸法である画像寸法と、前記生成された複数の画像及び前記移動パラメータに基づく実際の寸法との間の寸法関係を決定するステップと、
‐前記画像提供ユニットにより、前記対象内の前記目標要素を示す画像を提供するステップと、
＾実際寸法決定ユニットにより、前記画像内の前記目標要素の画像寸法に基づいて及び前記決定された寸法関係に基づいて前記対象内の前記目標要素の実際の寸法を決定するステップと、
を有する。
【００１７】
本発明の他の態様において、介入方法が提示され、前記介入方法は、
‐移動ユニットにより前記対象内で挿入要素を移動するステップと、
‐撮像ユニットにより、異なる時間に対応する複数の画像であって、前記移動中の異なる位置における前記挿入要素を示す当該複数の画像を生成するステップと、
‐請求項７に記載の方法を使用することにより対象内の目標要素の寸法を決定するステップと、
を有し、好ましくは、前記複数の画像は、前記画像提供ユニットにより受け取られ、提供され、好ましくは、前記挿入要素の移動を規定する移動パラメータは、前記移動ユニットから受け取られ、前記移動パラメータ提供ユニットにより提供される。
【００１８】
本発明の他の態様において、対象内の目標要素の空間的寸法を決定する空間的寸法決定コンピュータプログラムが、提示され、前記空間的寸法決定コンピュータプログラムは、前記空間的寸法決定コンピュータプログラムが、請求項１に記載の空間的寸法決定装置を制御するコンピュータ上で実行される場合に、前記空間的寸法決定装置に、請求項７に記載の空間的寸法決定方法のステップを実行させるプログラムコード手段を有する。
【００１９】
本発明の他の態様において、介入コンピュータプログラムが提示され、前記介入コンピュータプログラムは、前記介入コンピュータプログラムが請求項６に記載の介入システムを制御するコンピュータ上で実行される場合に、前記介入システムに、請求項８に記載の介入方法のステップを実行させるプログラムコード手段を有する。
【００２０】
請求項１に記載の空間的寸法決定装置、請求項６に記載の介入システム、請求項７に記載の空間的寸法決定方法、請求項８に記載の介入方法、請求項９に記載の空間的寸法決定コンピュータプログラム、及び請求項１０に記載の介入コンピュータプログラムが、特に従属請求項に規定されるような、同様の及び／又は同一の好適な実施例を持つと理解されるべきである。
【００２１】
本発明の好適な実施例が、それぞれの独立請求項と従属請求項又は上記の実施例のいかなる組み合わせであることもできると理解されるべきである。
【００２２】
本発明のこれら及び他の態様は、以下に記載される実施例を参照して理解され、明らかになる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】介入システムの一実施例を概略的にかつ例示的に示す。
【図２】介入方法の一実施例を典型的に示すフローチャートを示す。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
図１は、対象内に挿入されるカテーテルのような挿入要素を有する介入システムの一実施例を概略的にかつ例示的に示す。この実施例において、前記介入システムは、患者台１０のような支持手段に横たわる人９内にカテーテル４を挿入するカテーテルシステム１である。
【００２５】
カテーテルシステム１は、人９内でカテーテル４を移動する移動ユニット２を有する。この実施例において、移動ユニット２は、人９内でカテーテル４をロボット制御で移動するロボットユニットである。ロボットユニット２は、入力ユニット１５を介して医師のようなユーザにより入力されたユーザ入力によってロボット制御ユニット１２により制御される。入力ユニット１５は、ジョイスティック、キーボード、マウス、タッチパッド又は前記ユーザがロボットユニット２の移動を制御することを可能にする他の手段を有しうる。
【００２６】
ロボットユニット２により実行される移動は、人９の中のカテーテル４、特にカテーテル４の先端の位置の系列を規定しうる移動パラメータにより、及び各位置に対してそれぞれの時間が既知であるように対応する時間スタンプにより記述されることができる。前記移動パラメータは、前記移動パラメータを受け取り、前記受け取ったパラメータを寸法関係決定ユニット１３に提供することができる移動パラメータ提供ユニット１７に転送される。
【００２７】
カテーテルシステム１は、撮像ユニット３を更に有する。撮像ユニット３は、異なる時間に対応し、前記移動中の異なる位置におけるカテーテル４を示す複数の画像を生成するように構成される。この実施例において、撮像ユニット３は、カテーテル４とともに人９を横切るＸ線７を発するＸ線源５を有するＸ線Ｃアームシステムである。Ｘ線Ｃアームシステム３は、カテーテル４とともに人９を横切った後の放射線７を検出するＸ線検出器６を更に有する。Ｘ線Ｃアームシステム３は、Ｘ線検出器６及びＸ線源５を制御し、Ｘ線検出器６により検出された放射線に基づいてＸ線投影画像を生成する撮像制御ユニット８をも有し、前記生成された画像は、前記移動中に異なる位置における人９の中のカテーテル４、特にカテーテル４の先端を示し、すなわち、人９の中のカテーテル４の先端の移動中の異なる時間に対応する複数の画像が生成される。前記生成された画像は、前記生成された画像を受け取り、前記受け取った画像を寸法関係決定ユニット１３に提供する画像提供ユニット１８に転送される。前記画像は、ディスプレイ１６にこれらの画像を示すディスプレイ１６に提供されることもできる。
【００２８】
寸法関係決定ユニット１３は、撮像ユニット３により生成された画像内の寸法である画像寸法と、前記移動中の異なる位置におけるカテーテル４、特にカテーテル４の先端を示す前記生成された複数の画像に基づく及び前記移動パラメータに基づく実際の寸法との間の寸法関係を決定するように構成される。前記移動パラメータは、実際の寸法をカバーする、例えば、特定の長さをカバーする、カテーテル４、特にカテーテル４の先端の実際の位置の系列を規定し、寸法関係決定ユニット１３は、好ましくは、ａ）画像寸法をカバーする、例えば、前記画像内の特性の長さをカバーする画像位置の系列を決定するように前記複数の画像内のカテーテル４の位置を検出し、ｂ）前記画像位置の系列によりカバーされる前記画像寸法、特に、前記生成された画像内の長さに基づいて、及び前記移動パラメータにより規定される実際の物理的位置の系列によりカバーされる前記実際の寸法、例えば、実際の物理的長さに基づいて前記寸法関係を決定するように構成される。例えば、前記寸法関係は、前記移動パラメータにより規定される前記実際の位置の系列によりカバーされる前記実際の寸法と、前記画像位置の系列によりカバーされる前記画像寸法との間の比であるように決定されることができる。例えば、前記実際の寸法が長さＹであり、前記画像寸法が長さＺである場合、前記寸法関係は、比Ｘ＝Ｙ／Ｚであることができる。
【００２９】
前記寸法関係、特に比Ｘが決定された後に、この空間的関係は、Ｘ線Ｃアームシステム３により生成された画像に示された目標要素の寸法を決定するのに使用されることができる。この実施例において、前記目標要素は、ステントが配置されるべき人９の中の血管である。適切な寸法を持つステントを選択するために、前記ステントが配置されるべき前記血管の寸法が、決定される。このサイズを決定するために、カテーテルシステム１は、Ｘ線Ｃアームシステム３により生成された実際の画像内の前記目標要素の画像寸法に基づいて及び前記決定された寸法関係に基づいて人９の中の前記目標要素、特に血管又は血管セグメントの実際の寸法を決定する実際寸法決定ユニット１４を更に有する。例えば、前記実際の画像において、血管又は血管セクションが特定の長さを持つ場合、この長さは、前記血管又は血管セクションの実際の物理的長さを決定するように比Ｘにより乗算されることができる。この長さ及び前記画像から得られた可能な他の寸法に基づいて、適切な寸法を持つステントは、カテーテル４を使用することにより選択され、前記血管内に挿入されることができる。
【００３０】
以下において、カテーテルシステム１を使用することにより人内にカテーテルを挿入するカテーテル方法が、図２に示されるフローチャートを参照して例示的に記載される。
【００３１】
ステップ１０１において、人９の中のカテーテル４の先端の所望の移動は、入力ユニット１５を介してユーザにより入力される。ステップ１０２において、前記カテーテルの先端は、ステップ１０１において前記ユーザにより提供された前記入力によってロボットユニット２を使用することにより前記人内で移動され、ステップ１０３と並列に、異なる時間に対応し、カテーテル４の移動中の異なる位置におけるカテーテル４の先端を示す複数の画像が、Ｘ線Ｃアームシステム３により生成される。前記生成された画像は、これらの画像を受け取り、これらを寸法関係決定ユニット１３に提供する画像提供ユニット１８に転送される。カテーテル４の先端の移動を記述する移動パラメータは、これらの移動パラメータを受け取り、これらを寸法関係決定ユニット１３に提供する移動パラメータ提供ユニット１７に転送される。前記生成された画像及び前記移動パラメータは、有線又は無線データ接続を使用することにより、それぞれ、画像提供ユニット１８及び移動パラメータ提供ユニット１７に転送されることができる。
【００３２】
ステップ１０４において、Ｘ線Ｃアームシステム３により生成された画像内の寸法である画像寸法と実際の寸法との間の寸法関係は、ステップ１０３において生成された前記複数の画像に基づいて、及び前記移動パラメータに基づいて決定される。特に、カテーテル４の先端が前記移動パラメータにより記述されるように移動される、実際の物理的長さと、前記服巣の画像におけるカテーテル４の先端の異なる位置をカバーする長さとの間の比Ｘが、決定される。ステップ１０５において、ステップ１０４において決定された前記寸法関係は、ステップ１０３において生成された前記画像に示される、又はそれぞれの生成された画像内の前記目標要素の寸法に基づいてＸ線Ｃアームシステム３により生成された他の画像に示される目標要素の実際の物理的寸法を決定するのに使用される。例えば、それぞれの生成された画像内の前記目標要素の長さは、前記目標要素の実際の物理的長さを決定するように前記寸法関係により乗算されうる。
【００３３】
異なる時間に対応し、前記移動中の異なる位置における前記挿入要素を示す前記複数の画像及び前記移動パラメータの提供、並びにステップ１０４及び１０５は、対象内の目標要素の空間的寸法を決定する空間的寸法決定方法のステップであると見なされることができる。これに対応して、処理ユニット１１に含まれる、移動パラメータ提供ユニット１７、画像提供ユニット１８、寸法関係決定ユニット１３及び実際寸法決定ユニット１４は、空間的寸法決定装置を形成すると見なされることができる。
【００３４】
前記カテーテルシステム及び前記カテーテル方法は、好ましくは、最小侵襲カテーテル処置を実行するように構成される。前記カテーテルシステム及び前記カテーテル方法が、例えば生物の心臓内の収縮した血管を開くために、ステントを配置する最小侵襲カテーテル処置を実行するように構成されることは、更に好適である。
【００３５】
前記カテーテルシステムは、好ましくは、ユーザが前記配置されるべきステントの正しいサイズを選択することを可能にするために、前記ユーザが病変、すなわち異常血管のサイズを正確に評価することを可能にするように構成される。特に、血管のサイズを正確に評価するために、ロボットシステム、すなわち前記ロボット制御ユニットと一緒の前記ロボットユニットは、Ｘ線機器と、すなわち前記撮像ユニットと一体化される。
【００３６】
前記寸法関係の決定は、ロボットユニット２を制御する情報を使用することにより、すなわち前記移動パラメータを使用することによりディスプレイ１６上のフィーチャのサイズを較正する較正ステップとみなされることができる。前記移動パラメータを使用せずに、すなわち、前記カテーテルの既知の移動を使用せずに、短縮することは、要素の画像に基づくこの要素の実際の物理的サイズの不正確な決定を生じることができる。例えば、Ｘ線画像内の前記要素の拡大は、前記Ｘ線源と前記Ｘ線検出器との間の場所に依存する。病変が前記Ｘ線源及び前記Ｘ線検出器を接続する仮想的な線に沿ってどこに位置するかが正確に知られていない場合、正確な拡大は、既知ではなく、前記病変の実際の物理的サイズは、前記Ｘ線画像に基づいて不正確にのみ決定されることができる。
【００３７】
図１を参照する上記の実施例において、撮像ユニット３及び前記空間的寸法決定装置のコンポーネントを持つ処理ユニット１１は、別々のユニットであるが、他の実施例において、前記空間的寸法決定装置は、撮像ユニット３の一部であることもでき、又は前記移動パラメータがロボットユニット２から撮像ユニット３に転送されるように撮像ユニット３の一部であると見なされることができる。このようにして、ロボットユニット２により実行される前記カテーテルの制御された移動を記述する移動パラメータは、撮像ユニット３に送られ、前記カテーテルシステムを直接的に較正するために、すなわち前記寸法関係を決定するために、撮像ユニット３により生成された前記画像において観察される前記カテーテルの移動の追跡と与わせられることができる。
【００３８】
上記の実施例において、前記カテーテルの移動、すなわち位置の系列を規定する移動パラメータは、前記カテーテルシステムを較正するのに使用される。平行移動情報を規定するこれらの移動パラメータは、ロボットユニット２から有線又は無線データ接続を介して移動パラメータ提供ユニット１７に転送されることができる。前記移動パラメータに加えて、他の情報も、ロボットユニット２から移動パラメータ提供ユニット１７に又はロボットユニット２により移動される種類のカテーテルのような処理ユニット１１の他のコンポーネントに転送されてもよい。前記種類のカテーテルは、前記介入システムにより実行される介入処置の実際の段階を示すことができる。前記転送された移動パラメータは、前記カテーテルの形状及び配向に関する情報を含むことができ、すなわち前記移動パラメータは、前記カテーテルが指している方向に関する情報を含むことができる。この方向は、前記カテーテルが実際に移動される移動方向である。
【００３９】
完全なリンクチェーン（complete link chains）にはある程度の待ち時間が存在しうるので、前記カテーテルシステムは、好ましくは、撮像ユニットから得られた前記画像情報及びロボットユニット２から受け取られた移動情報、すなわち異なる時間における前記カテーテルの実際の物理的位置を同期させるように構成される。この同期は、前記寸法関係決定ユニットが、いずれの画像が前記カテーテルのいずれの実際の物理的位置、特に前記カテーテルの先端のいずれの物理的位置に対応するのかを知ることを可能にするために、重要である。好ましくは、寸法関係決定ユニット１３は、ロボットユニット２により提供されるカテーテル４の先端の実際の物理的位置の系列に割り当てられた時間、及び前記移動中のカテーテル４の先端を示す前記生成された画像が取得された時間を使用し、ロボットユニット２により提供されたカテーテル４の先端の実際の物理的位置を前記生成された画像の取得時間と同期させる。
【００４０】
画像寸法と実際の物理的寸法との間の寸法関係を決定するために、寸法関係決定ユニット１３は、好ましくは、前記画像内の前記カテーテルの位置が抽出されるように前記生成された画像を処理するように構成される。この目的で、閾値ベースでありうる及び／又は形態学的情報に基づきうる既知のセグメンテーションアルゴリズム、又は他の抽出アルゴリズムが、使用されてもよい。寸法関係決定ユニット１３は、好ましくは、前記生成された画像から抽出される前記カテーテルの位置に基づいて動きの経路に沿って、柔軟かつ折り曲げ可能でありうる前記カテーテルの移動の長さを決定する。前記動きの経路に沿った画素の数により数量化されうる前記画像内のこの決定された移動、及び前記ロボットユニットから受け取られた前記移動パラメータにより規定される対応する絶対的な移動に基づいて、寸法関係決定ユニット１３は、前記カテーテルシステムを較正することができる。例えば、ロボットユニット２から受け取られた前記移動パラメータは、カテーテル４が１ｍｍだけ移動したことを示す場合及び前記画像から抽出されたカテーテル４の先端のシフトがＮ画素であると観察される場合、前記画素のサイズは、寸法関係決定ユニット１３が対応する寸法関係を決定することができるようにカテーテル４の先端の場所において１／Ｎｍｍである。この較正は、異常血管のような病変でありうる前記目標要素に好ましくは近いカテーテル４の先端の場所において行われる。これは、前記目標要素の寸法の比較的高い精度の決定を生じる。更に、前記拡大を決定するＸ線源５及びＸ線検出器６に対する前記目標要素の正確な距離を推定することは、必要とされない。
【００４１】
カテーテルシステム１は、前記較正が前記カテーテルの先端の周りの領域に対して常に最適化されるように、前記較正を連続的に更新する、すなわち前記寸法関係を連続的に決定するように構成されることができる。前記寸法関係を使用することにより、異なる時間において撮像ユニット３により生成される複数の画像において観察される位置の変化は、実際寸法決定ユニット１４により実際の物理的サイズに変換されることができる。
【００４２】
好ましくは、前記目標要素は、血管であり、前記カテーテルは、前記血管内を移動される。この場合、Ｘ線Ｃアームシステム３は、好ましくは、Ｘ線検出器６の検出面が、前記血管と実質的に平行であるように配置される。
【００４３】
実際寸法決定ユニット１４は、撮像ユニット３により生成された画像内の目標要素の異なるサイズを測定するように構成されることができ、これらのサイズは、画素単位で測定されることができ、前記画素単位は、較正値により、すなわち寸法関係決定ユニット１３により決定された前記寸法関係により実際の物理的サイズ、例えばｍｍに変換されることができる。例えば、実際寸法決定ユニット１４は、前記画像内の血管をセグメント化し、画素単位で異なる方向において前記セグメント化された血管の複数のサイズを決定することができ、画素単位のこれらのサイズは、次いで、例えばｍｍの実際の物理的サイズに変換されることができる。
【００４４】
開示された実施例に対する他の変形例は、図面、開示及び添付の請求項の検討から、請求された発明を実施する当業者により理解及び達成されることができる。
【００４５】
請求項において、単語「有する」は、他の要素又はステップを除外せず、不定冠詞「ある」は、複数を除外しない。
【００４６】
単一のユニット又は装置は、請求項に記載された複数のアイテムの機能を満たしてもよい。特定の方策が相互の異なる従属請求項に記載されるという単なる事実は、これらの方策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。
【００４７】
１以上のユニット又は装置により実行される、画像寸法と実際の物理的寸法との間の寸法関係の決定、前記決定された寸法関係及び要素の実際の画像から得られた画像寸法に基づく実際の物理的寸法の決定等のような動作は、単一のユニット又はいかなる数の異なるユニットにより実行されることもできる。これらの動作及び／又は前記介入方法による前記介入システムの制御及び／又は前記空間的寸法決定方法による前記空間的寸法決定装置の制御は、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ることができる。
【００４８】
コンピュータプログラムは、他のハードウェアと一緒に又は一部として供給される、光記憶媒体又は半導体媒体のような適切な媒体上に記憶／分配されてもよいが、インターネット又は他の有線若しくは無線電気通信システムを介するような、他の形で分配されてもよい。
【００４９】
請求項内のいかなる参照符号も、範囲を限定すると解釈されるべきではない。
【００５０】
本発明は、対象、例えば、人の中の血管のような目標要素の空間的寸法を決定する空間的寸法決定装置に関する。ロボットのような移動ユニットにより移動される挿入要素の移動を記述する移動パラメータ及び前記挿入要素を示す複数の画像は、画像寸法と実際の寸法との間の寸法関係を決定するのに使用される。前記目標要素を示す他の画像が提供され、前記目標要素の実際の寸法は、前記他の画像内の前記目標要素の画像寸法に基づいて及び前記決定された寸法関係に基づいて決定される。前記対象内の目標要素の未知の実際の物理的寸法は、したがって、特に、前記移動パラメータを使用することにより、前記目標要素の画像から正確に決定されることができる。
【図１】
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【図２】
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