(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
コンピュータで実行される画像位置合わせのための方法において、
臓器の３次元(3-D)画像を受け取るステップであって、前記画像は、それぞれの画像座標を含む第１の複数の画像点を含む、ステップと、
前記臓器全体の生理学的パラメータの値の分布を規定するマップを受け取るステップであって、前記マップは、それぞれのマップ座標を含む第２の複数のマップ点を含み、前記第２の複数のマップ点は生理学的パラメータの検出値である、ステップと、
前記それぞれのマップ座標および画像座標の、前記マップおよび前記３次元画像の両方で識別された位置合わせランドマークからの距離に基づいて信頼水準を自動的に決定することによって、それぞれの信頼水準を、前記マップ座標および前記画像座標の１つまたは複数に関連付けるステップと、
前記マップ点および前記画像点の少なくとも一部に、前記それぞれのマップ座標および画像座標の前記信頼水準に応じて重みを割り当てるステップと、
前記マップ座標と前記画像座標との間の幾何学変換を、前記重みにもとづいて計算することにより、前記３次元画像を前記マップに適合させるステップと、
を含む、方法。
【請求項２】
請求項１に記載の方法において、
前記マップを受け取るステップは、位置追跡システムを使って前記それぞれのマップ座標での前記生理学的パラメータの値を測定すること、を含む、方法。
【請求項３】
請求項２に記載の方法において、
前記値および前記マップ座標を測定することは、
位置センサー、および前記生理学的パラメータを測定するセンサー、を含むプローブを前記臓器内の複数の位置にわたって移動させることと、
前記複数の位置で、前記生理学的パラメータ、および前記位置センサーの位置、のそれぞれの複数の測定を行うことと、
を含む、方法。
【請求項４】
請求項１に記載の方法において、
前記幾何学変換を用いて前記生理学的パラメータの前記値を前記３次元画像に重ね合わせることと、
前記重ね合わせた値および３次元画像をユーザに表示することと、
を含む、方法。
【請求項５】
請求項１に記載の方法において、
前記３次元画像を前記マップに適合させるステップは、
前記画像点とそれぞれのマップ点の少なくともいくつかとの間の距離を規定することと、
前記それぞれのマップ点および画像点に割り当てた前記重みを前記距離に与えて重み付けされた距離を作成することと、
前記距離に基づいて累積の重み付けされた距離関数を計算することと、
を含み、
前記関数は、前記３次元画像を前記マップに適合させる際の前記幾何学変換の精度を示す、
方法。
【請求項６】
請求項５に記載の方法において、
前記重みを与えることは、前記距離の二乗に前記それぞれの重みを乗算して前記重み付けされた距離を作成することを含み、
前記累積の重み付けされた距離関数を計算することは、前記重み付けされた距離を合計することを含む、
方法。
【請求項７】
請求項５に記載の方法において、
前記３次元画像を前記マップに適合させるステップは、前記累積の重み付けされた距離関数を最小にするために前記幾何学変換を修正すること、をさらに含む、方法。
【請求項８】
請求項１に記載の方法において、
前記３次元画像を前記マップに適合させるステップは、
前記３次元画像中に現れる前記臓器の外部にある解剖学的ランドマークを識別することと、
前記解剖学的ランドマークの位置でのそれぞれのマップ点を取得することと、
前記３次元画像中の前記解剖学的ランドマークの画像座標を、前記取得したマップ点のマップ座標と位置合わせすることと、
を含む、方法。
【請求項９】
請求項１に記載の方法において、
前記信頼水準を関連付けるステップは、ユーザからの信頼水準を受け取ることを含む、方法。
【請求項１０】
請求項１に記載の方法において、
前記信頼水準を自動的に決定することは、前記マップ座標および画像座標の少なくとも一方の歪みを検出することと、
前記歪みのレベルに応じて前記信頼水準を割り当てることと、
を含む、方法。
【請求項１１】
請求項１に記載の方法において、
前記信頼水準を自動的に決定することは、
前記マップ中の１つまたは複数の前記マップ座標の密度、
前記それぞれのマップ座標および画像座標の付近の電気的な組織特性、
前記それぞれのマップ座標および画像座標の付近の生理学的組織特性、
および、
前記位置合わせランドマークの生理学的特性、
の少なくとも１つに応じて、前記信頼水準を割り当てること、を含む、方法。
【請求項１２】
請求項１に記載の方法において、
前記３次元画像を受け取るステップは、前記画像点の少なくとも一部により規定された前記臓器のソリッドモデル、表面モデル、およびワイヤーフレームモデルのうちの少なくとも１つを受け取ることを含む、方法。
【請求項１３】
画像位置合わせのための装置において、
インターフェイスであって、
それぞれの画像座標を含む第１の複数の画像点を含む、臓器の３次元画像、を受け取るように構成されており、
それぞれのマップ座標を含む第２の複数のマップ点を含む、臓器全体の生理学的パラメータの値の分布を規定するマップ、をさらに受け取るように構成されており、前記第２の複数のマップ点は生理学的パラメータの検出値である、
インターフェイスと、
プロセッサであって、前記それぞれのマップ座標および画像座標の、前記マップおよび前記３次元画像の両方で識別された位置合わせランドマークからの距離に基づいて信頼水準を自動的に決定することによって、それぞれの信頼水準を前記マップ座標および画像座標の１つまたは複数に関連付け、前記マップ点および画像点の少なくとも一部に前記それぞれのマップ座標および画像座標の前記信頼水準に応じて重みを割り当て、かつ、前記マップ座標と前記画像座標との間の幾何学変換を前記重みにもとづいて計算することにより前記３次元画像を前記マップに適合させるように、構成された、プロセッサと、
を含む、装置。
【請求項１４】
請求項１３に記載の装置において、
前記インターフェイスは、前記それぞれのマップ座標での前記生理学的パラメータの前記値を測定する位置追跡システムから前記マップを受け取るように構成されている、装置。
【請求項１５】
請求項１４に記載の装置において、
前記位置追跡システムは、位置センサー、および前記生理学的パラメータを測定するセンサー、を含むプローブを有し、
前記プローブは、複数の位置で、前記生理学的パラメータ、および前記位置センサーの位置、のそれぞれの複数の測定を行うために、前記臓器内の前記複数の位置にわたって移動される、
装置。
【請求項１６】
請求項１３に記載の装置において、
前記プロセッサは、前記幾何学変換を用いて前記生理学的パラメータの前記値を前記３次元画像に重ね合わせ、かつ、前記重ね合わせた値および３次元画像をユーザに表示するように、さらに構成されている、装置。
【請求項１７】
請求項１３に記載の装置において、
前記プロセッサは、前記画像点とそれぞれのマップ点の少なくともいくつかとの間の距離を規定し、前記それぞれのマップ点および画像点に割り当てた前記重みを前記距離に与えて重み付けされた距離を作成し、かつ、前記距離に基づいて累積の重み付けされた距離関数を計算するように、構成されており、
前記関数は、前記３次元画像を前記マップに適合させる際の前記幾何学変換の精度を示す、
装置。
【請求項１８】
請求項１７に記載の装置において、
前記プロセッサは、前記距離の二乗に前記それぞれの重みを乗算して前記重み付けされた距離を作成し、かつ、前記重み付けされた距離を合計して前記累積の重み付けされた距離関数を作成するように、構成されている、装置。
【請求項１９】
請求項１７に記載の装置において、
前記プロセッサは、前記累積の重み付けされた距離関数を最小にするために、前記幾何学変換を修正することにより、前記３次元画像を前記マップに適合させるように構成されている、装置。
【請求項２０】
請求項１３に記載の装置において、
前記プロセッサは、前記３次元画像に現れる前記臓器の外部にある解剖学的ランドマークの識別情報、および、前記解剖学的ランドマークの位置で取得したそれぞれのマップ点の識別情報を受け取り、かつ、前記３次元画像中の前記解剖学的ランドマークの画像座標を前記取得したマップ点のマップ座標と位置合わせするように、構成されている、装置。
【請求項２１】
請求項１３に記載の装置において、
前記プロセッサは、前記インターフェイスを介してユーザからの信頼水準を受け取るように構成されている、装置。
【請求項２２】
請求項１３に記載の装置において、
前記プロセッサは、前記マップ座標および画像座標の少なくとも一方の歪みを検出し、かつ、前記歪みのレベルに応じて前記信頼水準を割り当てるように、構成されている、装置。
【請求項２３】
請求項１３に記載の装置において、
前記プロセッサは、
前記マップにおける１つまたは複数の前記マップ座標の密度、
前記それぞれのマップ座標および画像座標の付近の電気的な組織特性、
前記それぞれのマップ座標および画像座標の付近の生理学的組織特性、および、
前記位置合わせランドマークの生理学的特性、
の少なくとも一つに応じて、前記信頼水準を割り当てるように構成されている、装置。
【請求項２４】
請求項１３に記載の装置において、
前記３次元画像は、前記画像点の少なくとも一部により規定された前記臓器のソリッドモデル、表面モデル、およびワイヤーフレームモデルのうちの少なくとも１つを含む、装置。
【請求項２５】
画像位置合わせのためのコンピュータソフトウェア製品において、
命令が格納されているコンピュータ可読媒体、
を含み、
前記命令は、前記コンピュータに読み取られると、前記コンピュータに、
それぞれの画像座標を含む第１の複数の画像点を含む、予め取得された臓器の３次元画像を受け取らせ、
それぞれのマップ座標を含む生理学的パラメータの検出値である第２の複数のマップ点を含む、前記臓器全体の生理学的パラメータの値の分布を規定するマップを受け取らせ、
前記それぞれのマップ座標および画像座標の、前記マップおよび前記３次元画像の両方で識別された位置合わせランドマークからの距離に基づいて信頼水準を自動的に決定することによって、それぞれの信頼水準を前記マップ座標および画像座標の１つまたは複数に関連付けさせ、
前記それぞれのマップ座標および画像座標の前記信頼水準に応じて、前記マップ点および画像点に重みを割り当てさせ、
前記マップ座標と前記画像座標との間の幾何学変換を前記重みにもとづいて計算することにより、前記３次元画像を前記マップと適合させる、
製品。
【発明の詳細な説明】
【開示の内容】
【０００１】
〔発明の分野〕
本発明は医療用撮像およびマッピング（medical imaging and mapping）に関し、特に生理学的パラメータのマップを３次元（３−Ｄ）画像と位置合わせ(registering)するための方法およびシステムに関する。
【０００２】
〔発明の背景〕
さまざまな医療分野において、身体の部分または臓器のコンピュータ処理した再構成画像をユーザに示している。例えば、開示が参照により本明細書に組み込まれる、米国特許第6,456,867号は、物体空間(volume)のマップを再構成(reconstructing)する方法を記載している。この方法は、その物体空間の表面上の位置(locations)の座標を測定すること(determining)と、その測定された位置に隣接する３次元空間における再構成表面(reconstruction surface)を画定する点のグリッド(grid)を形成することを含む。グリッド上の各点ごとに、グリッド上の１つまたは複数の点と、１つまたは複数の位置との間の変位(displacement)に応じて、それぞれベクトルを規定する。再構成表面は、次に、それぞれのベクトルに応じてグリッド上のほぼ各点を移動させて調整されるので、再構成表面は物体空間の表面形状に似せて変形される。
【０００３】
ある適用例では、複数のモダリティ(modalities)、すなわち、画像ソースからの画像を、互いに適合させて表示している。例えば、米国特許第5,568,384号（その開示は参照により本明細書に組み込まれる）は、３次元のマルチモダリティ画像セット(3-D multimodality image sets)を単一構成の画像(a single composite image)に合成する方法を記載している。表面は、マッチングする２つあるいはそれ以上の異なる画像から半自動のセグメンテーション技術(segmentation techniques)を使って最初に抽出される。表面は、マッチングすべき共通の特徴を有する輪郭として表現される。距離変換は一つの表面画像に対して行なわれ、マッチング処理のコスト関数(cost function)は、距離画像（distance image)を使って作成(developed)される。幾何変換は、位置、方向(orientation)、およびサイズが異なる画像を適合させるために、３次元平行移動、回転、およびスケーリング(scaling)を含む。マッチング処理は、マルチパラメータ空間を検索すること、および、１つあるいは複数の表面を調整してそれらの間の最もよい適合（best fit）を探すことを含み、これによってコスト関数が最小になる。
【０００４】
〔発明の概要〕
いくつかの医療方法およびシステムでは、撮像した臓器全体にわたる特定の生理学的パラメータ(physiological parameter)の分布を測定し、その分布を示すマップを提示する。例えば、心内膜（心臓の内表面)全域にわたる局部電位の分布を示す電気解剖学的マップ(electro-anatomical map)は、さまざまな心臓病の処置に有用である。
【０００５】
パラメータマップを、臓器の３次元画像、例えば磁気共鳴イメージング(MRI)、コンピュータ断層撮影(CT)、Ｘ線または超音波による画像と共に表示することが望ましい場合がある。マップおよび３次元画像を同時に表示するために、臓器の２つの画像が、共通の座標系（common coordination system）に最初に位置合わせされるべきである。ある場合には、パラメータマップの座標および／または３次元画像の座標が変動する信頼水準(confidence levels)を有することがある。低い信頼水準を有するマップあるいは画像の点または領域が、位置合わせ処理(registration process)の精度に悪影響をおよぼす場合がある。
【０００６】
位置合わせ処理の精度を高めるために、本発明の実施例は、マップ座標および／または画像座標の変動する信頼水準を考慮しながらパラメータマップを３次元画像と位置合わせするための方法およびシステムを提供する。３次元画像は、普通それぞれの画像座標を有する複数の画像点(image points)を含んでいる。いくつかの実施例では、画像点が撮像された臓器またはその部分の３次元ソリッドボリュームモデル(3-D solid volume model)、表面モデル(surface model)、または、３次元ワイヤーフレームモデル(3-D wire-frame model)を規定する。また、いくつかの実施例では、マップ点(map points)および画像点に、マップおよび画像座標の信頼水準に応じて重み付けする。マップおよび３次元画像は、次に、その重みに基づいて、幾何学変換(geometrical transformation)が計算され、適用されることによりぴったり合わされる。
【０００７】
本明細書で述べる例示の実施例の中には、パラメータマップを、磁気位置追跡システムを使って取得するものもある。これらの実施例では、カテーテルなどのプローブに撮像された臓器内の、それぞれ異なる位置での生理学的パラメータを測定する電極のような、センサーを備えている。その臓器全体のパラメータ値の分布を示すマップを作成するため、測定を行う際に、位置追跡システム(position tracking system)を用いてプローブの座標を追跡する。
【０００８】
したがって、本発明の一実施例によれば、コンピュータで実行される(computer-implemented)画像位置合わせのための方法を提供するものであり、この方法は、
臓器の３次元(3-D)画像を受け取るステップであって、この画像は、それぞれの画像座標を含む第１の複数の画像点を含む、ステップと、
臓器全体の生理学的パラメータの値の分布を規定するマップを受け取るステップであって、このマップは、それぞれのマップ座標を含む第２の複数のマップ点を含む、ステップと、
それぞれの信頼水準を、マップ座標および画像座標の１つまたは複数に関連付けるステップと、
マップ点および画像点の少なくとも一部に、それぞれのマップ座標および画像座標の信頼水準に応じて重みを割り当てるステップと、
マップ座標と画像座標との間の幾何学変換を重みにもとづいて計算することにより、３次元画像をマップに適合させるステップと、を含む。
【０００９】
一実施例では、マップを受け取るステップは、位置追跡システムを使ってそれぞれのマップ座標での生理学的パラメータの値を測定することを含む。値およびマップ座標を測定することは、位置センサー、および生理学的パラメータを測定するセンサー、を含むプローブを臓器内の複数の位置にわたって移動させることと、複数の位置で、生理学的パラメータ、および位置センサーの位置、のそれぞれの複数の測定を行うことと、を含む。
【００１０】
別の実施例では、この方法は、幾何学変換を用いて生理学的パラメータの値を３次元画像に重ね合わせることと、重ね合わせた値および３次元画像をユーザに表示することと、を含む。
【００１１】
さらに別の実施例では、３次元画像をマップに適合させるステップは、画像点とそれぞれのマップ点の少なくともいくつかとの間の距離を規定することと、それぞれのマップ点および画像点に割り当てた重みを距離に与えて重み付けされた距離を作成することと、距離に基づいて累積の重み付けされた距離関数（cumulative weighted distance metric）を計算することと、を含み、この関数は、３次元画像をマップに適合させる際の幾何学変換の精度を示す。
【００１２】
さらに別の実施例では、重みを与えることは、距離の二乗にそれぞれの重みを乗算して重み付けされた距離を作成することを含み、累積の重み付けされた距離関数を計算することは、重み付けされた距離を合計することを含む。
【００１３】
ある実施例では、３次元画像をマップに適合させるステップは、累積の重み付けされた距離関数を最小にするために幾何学変換を修正することをさらに含む。
【００１４】
別の実施例では、３次元画像をマップに合わせるステップは、３次元画像中に現れる臓器の外部にある解剖学的ランドマークを識別することと、解剖学的ランドマークの位置でのそれぞれのマップ点を取得することと、３次元画像中の解剖学的ランドマークの画像座標を、取得したマップ点のマップ座標と位置合わせすることとを含む。
【００１５】
さらに別の実施例では、信頼水準を関連付けるステップは、ユーザからの信頼水準を受け取ることを含む。さらに、または、代替的に、信頼水準を関連付けるステップは、マップ点および画像点に基づいて信頼水準を自動的に決定することを含む。信頼水準を自動的に決定することは、マップ座標および画像座標の少なくとも一方の歪みを検出することと、歪みのレベルに応じて信頼水準を割り当てることとを含む。さらに、または、代替的に、信頼水準を自動的に決定することは、
マップ中の１つまたは複数のマップ座標の密度、
それぞれのマップ座標および画像座標の付近の電気的な組織特性、
それぞれのマップ座標および画像座標の付近の生理学的組織特性、
それぞれのマップ座標および画像座標の、マップおよび３次元画像の両方で識別された位置合わせランドマーク（registration landmark）からの距離、ならびに、
位置合わせランドマークの生理学的特性、
の少なくとも１つに応じて、信頼水準を割り当てることを含む。
【００１６】
ある実施例では、３次元画像を受け取るステップは、画像点の少なくとも一部により規定された臓器のソリッドモデル、表面モデル、およびワイヤーフレームモデルのうちの少なくとも１つを受け取ることを含む。
【００１７】
さらに、本発明の一実施例によれば、画像位置合わせのための装置を提供するものであり、この装置は、
インターフェイスであって、
それぞれの画像座標を有する第１の複数の画像点を含む、臓器の３次元画像、を受け取るように構成されており、
それぞれのマップ座標を有する第２の複数のマップ点を含む、臓器全体の生理学的パラメータの値の分布を規定するマップ、をさらに受け取るように構成されている、
インターフェイスと、
プロセッサであって、それぞれの信頼水準をマップ座標および画像座標の１つまたは複数に関連付け、マップ点および画像点の少なくとも一部にそれぞれのマップ座標および画像座標の信頼水準に応じて重みを割り当て、かつ、マップ座標と画像座標との間の幾何学変換を重みにもとづいて計算することにより３次元画像をマップに適合させるように、構成された、プロセッサと、を含む。
【００１８】
さらに、本発明の一実施例によれば、画像位置合わせのためのコンピュータソフトウェア製品を提供するものであり、この製品は、
命令が格納されているコンピュータ可読媒体、
を含み、
この命令は、コンピュータに読み取られると、このコンピュータに、
それぞれの画像座標を含む第１の複数の画像点を含む、予め取得された臓器の３次元画像を受け取らせ、
それぞれのマップ座標を含む第２の複数のマップ点を含む、臓器全体の生理学的パラメータの値の分布を規定するマップを受け取らせ、
それぞれの信頼水準をマップ座標および画像座標の１つまたは複数に関連付けさせ、
それぞれのマップ座標および画像座標の信頼水準に応じて、マップ点および画像点に重みを割り当てさせ、
マップ座標と画像座標との間の幾何学変換を重みにもとづいて計算することにより、３次元画像をマップと適合させる。
【００１９】
本発明は、図面と共に検討される、本発明の実施例についての以下の詳細な記述から、より完全に理解されるであろう。
【００２０】
〔発明の詳細な説明〕
システムの説明
図１Ａは本発明の一実施例による、患者の心臓２４の撮像およびマッピングのための磁気位置追跡システム(magnetic position tracking system)２０を示す概略的な外観図である。図１Ａのシステムは、例示的なシステムを示すもので、これを使ってパラメータマップを取得し、このマップを提示することができる。本明細書で説明する実施例では、主として磁気位置追跡システムを使って取得された電気解剖学的(electro-anatomical)マップについて述べるが、パラメータマップは、超音波またはインピーダンス利用の追跡システムなど、当分野で公知の他の手段を使って取得することができる。例示的なインピーダンスに基づく追跡システムは、米国特許第5,983,126号、同第6,456,864号、および同第5,944,022号、ならびに、2005年1月7日提出の米国特許出願第11/030,934号に述べられており、これらの記載は参照により本明細書に組み込まれる。
【００２１】
システム２０では、カテーテル２８は、医師により静脈または動脈を介して心臓２４の心房内に挿入される。システム２０は、カテーテル２８の位置および方位座標（position and orientation coordinates）を測定し、表示する。本明細書で以下に説明する実施例では、主として心臓の撮像について述べるが、本明細書で述べる方法およびシステムは、任意の適当な臓器の撮像にも使用できる。したがって、本発明、および特許請求の範囲では、用語「臓器（organ）」は、任意の撮像された身体の部分、または組織を指すように使用され、これらの身体の部分または組織は、臓器全体、またはそれらの部分を含む場合もある。
【００２２】
システム２０は、界磁発生コイル（field generating coils）３０などの界磁発生器（field generator）を含み、これらは患者の体外の固定された既知の位置に置かれる。コイル３０は心臓２４の周囲に所定の動作量（working volume）の磁界を発生する。カテーテル２８の遠位端に嵌め込まれた位置センサーが、その付近の磁界を検出する。
【００２３】
位置センサーは、検出した磁界に応答して位置信号を発生し、コンソール３４へ送る。コンソールは、位置センサーから送られた位置信号に基づいてカテーテル２８のコイル３０に対する位置および方向を計算する、トラッキング（追跡）プロセッサ３６を含んでいる。カテーテル２８の位置および方向座標が表示器（display）４４を使って医師に表示される。
【００２４】
システム２０は、ディスプレイ（表示）プロセッサ４２を含み、このプロセッサは、位置追跡システムで測定した情報、ならびに、外部から与えられる、予め取得された３次元画像、を受け取る。ディスプレイプロセッサ４２はパラメータマップを予め取得された３次元画像と位置合わせをして(register)、その位置合わせをしたマップと画像を、以下に説明するように医師に提示する。
【００２５】
図１Ｂは本発明の一実施例によるディスプレイプロセッサ４２の詳細を概略的に示すブロック図である。プロセッサ４２は、予め取得された３次元画像およびパラメータマップを受け取る外部インターフェイス４２を含む。プロセッサ４２はまた、本明細書で述べるレジストレーション（位置合わせ）方法を行い、位置合わせをした３次元画像およびパラメータマップを表示器４４に出力する、レジストレーション（位置合わせ）プロセッサ４６も備えている。プロセッサ４２は、キーボード、マウス、またはトラックボールのようなユーザ入力装置４７を使って医師などのユーザと対話する。前述したように、ディスプレイプロセッサ４２は、３次元画像およびパラメータマップを任意の適当なシステムまたはソースから受け取ることができる。
【００２６】
典型的には、トラッキングプロセッサ３６およびディスプレイプロセッサ４２は、本明細書で述べる機能を果たすようにソフトウェアでプログラムされる汎用コンピュータを含むものである。そのソフトウェアは、例えば、ネットワークを介して電子的形態でプロセッサにダウンロードしてもよく、または、代替的にCD-ROMなどの有形媒体でプロセッサに供給してもよい。トラッキングプロセッサ３６およびディスプレイプロセッサ４２は、スタンドアローン型ユニット（standalone unit）であってよい。代替的には、トラッキングプロセッサ３６およびディスプレイプロセッサ４２の機能をたがいに組み合わせるか、または、システム２０の他の要素と統合することもできる。
【００２７】
図２は本発明の一実施例によるカテーテル２８の遠位端部を示す概略的な外観図である。カテーテル２８は、コイル３０によって発生される磁界を検出する位置センサー５０を含んでいる。さらに、カテーテル２８は電極５２を含み、この電極は、その付近の生理学的パラメータを検出する。
【００２８】
例えば、ある実施例では、電極５２は、その付近の局部電位(local electrical potential)を検出する。これらの実施例では、カテーテル２８の遠位端部は心内膜（心臓の内表面）上のさまざまな点の直近に置かれる。次に、電極５２を使って心内膜表面上の局部電位を検出する。代替の実施例では、カテーテル２８は、温度および圧力などの任意の他の適当な生理学的パラメータを検出する１つまたは複数の電極５２を含むこともできる。ある実施例では、カテーテルは、その付近の特定の化学成分(chemical composition)を検出する化学センサーを備えることもできる。
【００２９】
位置センサー５０および電極５２は、カテーテル２８内を通る適当なケーブル５４を用いるか、または、無線接続（図示せず）を用いてコンソール３４に接続されている。トラッキングプロセッサ３６は、カテーテル２８の測定された位置座標を電極５２によって測定されたパラメータに関連付ける。したがって、カテーテルを心臓内の複数の位置を通り抜けるように移動することにより、医師は、パラメータの３次元パラメータマップを取得することができる。
【００３０】
例えば、図１Ａおよび図２の例示的な構成では、システム２０は、心内膜表面全体にわたる局部電位の分布を示す電気解剖学的マップ(electro-anatomical map)を取得して、このマップを表示する。このような電気解剖学的マッピングを用いて、さまざまな心臓疾患の検知、および／または予測ができ、また、切除などの関連する医療処置の計画ができる。代替の実施例では、他のタイプの電極およびセンサーを使って他の対象のパラメータのマップを取得することができる。典型的には、パラメータマップは複数のマップ点を含んでいる。各マップ点は、パラメータの特定の値を含み、それぞれのマップ座標に関連付けられている。
【００３１】
図１Ａおよび図２のシステム構成は、概念を明らかにするために選択された例示的な構成である。本明細書に述べる方法は、任意の他の適当な位置追跡システム、または方法と共に用いることができる。いくつかの磁気位置追跡システムおよび方法が、例えば、PCT特許公開公報第WO 96/05768号、米国特許第5,391,199号、同第5,443,489号、同第6,690,963号、同第6,239,724号、同第6,618,612号、および同第6,332,089号、ならびに、米国特許出願公開公報第2002/0065455 A1号、同第2003/0120150 A1号、および同第2004／0068178 A1号に記載されており、これらの開示はすべて参照によって本明細書に組み込まれる。前述のように、パラメータマップは代替的に、任意の他の適当な方法またはシステムを使って作成することもできる。
【００３２】
パラメータマップと画像との位置合わせ(REGISTRATION OF PARAMETER MAPS WITH IMAGES)
ある実際的な事例では、マッピングされた臓器の３次元画像上に投影されたパラメータマップを表示するのが望ましい。ほとんどの場合、３次元画像はマッピング手順に先立って予め取得されるので、「予め取得された」("pre-acquired")画像と呼ぶ。代替的には、３次元画像はマッピング処理と同時か、またはその後に取得することもできる。いずれの場合でも、マップと画像情報とを組み合わせたデュアルモダリティ表示(dual-modality display)により、全般的に医師のパラメータマップの理解を向上する。例えば、撮像された臓器の治療対象の特徴を、このような共通表示を使ってより容易に突き止め、かつ、検査することができる。
【００３３】
３次元画像は、磁気共鳴映像(MRI)システム、コンピュータ断層撮影(CT)システム、Ｘ線映像システム、超音波映像システム、または、任意の他の適当な映像システム（imaging system）またはソースから得ることができる。マップおよび３次元画像は、通常異なる座標系を有する異なるシステムから作成されるので、これらのマップおよび画像が表示される前に、撮像した臓器の２つの画像が位置合わせされる、すなわち互いに適合されなければならない。
【００３４】
典型的に、３次元画像は複数の画像点として表現され、ディスプレイプロセッサ４２に提供される。各画像点は値（例えば、濃度レベル（grey level）、または色）を有し、それぞれの画像座標に関連付けられている。ある場合には、撮像された臓器またはその部分は、少なくとも画像点の一部により規定されるソリッドボリュームモデル(solid volume model)、表面モデル(surface model)、またはワイヤーフレームモデル(wire-frame model)として、３次元画像で表現できる。本特許出願および特許請求の範囲の文脈において、用語「画像点（image points）」は、さまざまなボリューム表現、表面表現、およびワイヤーフレーム表現（volumetric, surface and wire-frame representations）など、画像点に画定される３次元画像の任意の適当な表現を述べるのに使われている。本明細書で述べる位置合わせ方法を使って、パラメータマップを任意のこのような表現を有する３次元画像と位置合わせすることができる。３次元画像は、典型的には、データファイルとしてディスプレイプロセッサ４２に提供することができ、ネットワーク接続または磁気記憶装置などの任意の利便性のあるディジタル手段、あるいは、フレーム取り込み装置(frame grabber)などのアナログ手段を使って提供することもできる。
【００３５】
パラメータマップを３次元画像と位置合わせする処理は、マップを３次元画像に最もよく適合させる（bset fit）幾何学変換を探すタスクとして表わすことができる。このような幾何学変換は、マップを最もよく適合させるために、画像座標の平行移動、回転、および／またはスケーリング(scaling)を含む。代替的には、幾何学変換を、同様な意味合いでパラメータマップを３次元画像上に適合させるか、または、マップおよび画像の両方を任意の基準座標系に変換するものとして、定義できる。以下に述べる方法を使って任意のこのような幾何学変換を決定できる。
【００３６】
ある実施例では、使用した２つのモダリティの一方は、実時間モダリティ(real-time modality)を含み、他方は非実時間モダリティ(non-real-time modality)を含む。例えば、位置追跡システムにより実時間で測定されたパラメータマップは、予め取得されたMRI画像またはCT画像と位置あわせすることができる。このような実施例では、幾何学変換を、非実時間モダリティの座標系を実時間モダリティの座標系に平行移動させるものとして定義することが、必須ではないが好ましい場合がある。
【００３７】
位置合わせ処理の質が、マップと３次元画像との間の距離を定量化する累積距離関数(cumulative distance metric)によってしばしば評価される。例えば、ある実施例では、Miで示す各マップ点をIiで示す対応する画像点に関連付ける。マップ点Miとその対応する画像点Iiとの間の距離は、diとして示す。距離diは、典型的に、マップ点の座標と画像点の座標との間で計算された３次元のユークリッド距離(Euclidean distance)を示す。例示的な累積距離関数は、次式で与えられる。
【数１】
0005345290.tif 000002
式中、Iは対応するマップ点および画像点の対の全てについての合計である。マップと３次元画像との位置合わせは、したがって、累積距離関数Dを最小限にする幾何学変換を決定すること(determining)を含んでいる。
【００３８】
しかしながら、ある場合には、マップ点および／または画像点の座標は、問題の点の位置の精度について変動する信頼水準を有している。例えば、パラメータマップのある領域でマップ点の密度が高いと、信頼水準は結果として高くなる。マップの他の領域でマップ点が少ないと、しばしば信頼水準が下がる。
【００３９】
信頼水準は、マップまたは３次元画像で（例えば、３次元画像のソリッド表現、表面表現、またはワイヤーフレーム表現の特定の画像点、あるいは領域で）検出された歪み(distortion)に応じて、それぞれの領域に割り当てることもできる。例えば、座標値の変動が大きいマップの領域は、測定ノイズのレベルが高いと考えられ、したがって、座標値の変動が滑らかな領域に比べて信頼水準が低い。さらに、または、代替的に、時間的な変動が大きい特徴があると知られている撮像された臓器の領域（例えば、時間の経過とともに形状が著しく、および／または、迅速に変化する領域）も信頼水準が低いと考えられる。
【００４０】
マップの歪みにはまた、対応する３次元画像の領域に比較してマップのある領域の幾何学形状の変形が含まれることもある。測定されたマップにおける信頼水準が低い領域を決定するのに使用できる、いくつかの例示的な方法もまた、前述した米国特許第6,456,867号に記載されている。さらに、または、代替的に、マップ点への信頼水準の割り当ては、任意の他の適当な基準（criterion）あるいは基準の組み合わせに基づいて行うこともできる。
【００４１】
３次元画像の画像点または領域が、それぞれの位置精度に関係した変動する信頼水準を持つこともある。例えば、３次元画像の領域が誤って分割(segmentation)される（例えば、画像から欠落した臓器の領域、他の臓器の残余(remains)、または目標臓器と組み合わされた臓器部分）こともある。３次元画像のいくつかの領域が、より低い空間解像度、または時間解像度を有することもある。
【００４２】
低い信頼水準を有するマップ点および／または画像点は、幾何学変換にエラーを生じて、位置合わせが最適にならないことがある。したがって、幾何学変換を評価する際に、信頼水準を考慮することで位置合わせの質を著しく向上することができることを理解されたい。信頼水準の低い領域が幾何学変換を歪ませる(distorting)のを防ぐことができ、信頼水準がより高い領域を強調することができる(emphasized)。
【００４３】
低い信頼水準を有するマップおよび画像点の影響を低減するために、本明細書に述べる方法では、マップおよび／または画像点に対して、それらの信頼水準に応じて重みを割り当てる。それらの重みを合計された距離に加えて累積距離関数を得る。結果として得られた関数は、重み付けされた累積距離関数（weighted cumulative distance metric）と呼ばれる。典型的に、重みは、低い信頼水準を有するマップおよび画像点には小さい重みが割り当てられるように信頼水準に比例しており、また、その逆も同じである（高い信頼水準を有するマップおよび画像点には大きい重みが割り当てられるように信頼水準に比例している）。
【００４４】
例えば、いくつかの実施例では、各マップ点Miには、その点の信頼水準に基づいてWiで示す重みが割り当てられる。これらの実施例では、例示的な重み付き累積距離関数は次式で与えられる。
【数２】
0005345290.tif 000003
【００４５】
代替的に、距離に加えられた重みに基づく他の適当な累積距離関数を使うこともできる。マップおよび画像点の変動する信頼水準を考慮に入れると、重み付き累積距離関数を最小にする幾何学変換を決定することで、パラメータマップと予め取得された３次元画像との位置合わせの高い精度が得られる。
【００４６】
いくつかの実施例では、位置合わせ処理(registration process)には、臓器の外部に位置する解剖学的ランドマーク(anatomical landmarks)を利用できる。これらの実施例では、医師は、位置合わせランドマークまたはアンカーとして３次元画像に現れる、臓器外部の１つまたは複数の解剖学的な特徴点を識別する。例えば、心臓のマッピングを行う際に、医師は、大動脈弓からの主要血管の分岐などの大動脈上の１つまたは複数の点を選ぶことができる。他の例としては、医師は、下大静脈口、または上大静脈口を選んでもよい。医師は次に、カテーテル２８を操作して、その先端を問題の特徴点に接触させ、予め取得された３次元画像上の対応する位置を表示器４４上に示す。
【００４７】
ランドマークを位置合わせすることにより、医師は、互いにマッチングすることが分かっているマップ点と対応する画像点を効果的に識別する。大動脈または大静脈をランドマークとして使う場合は、医師は、カテーテルを血管を介して心臓に挿入しながら、そのランドマークの位置合わせを行う。その結果、カテーテル２８が心臓に入ってマッピング処理が始まる時には、電気解剖学的マップ(electro-anatomical map)は、すでに予め取得された３次元画像と予め位置合わせされている。
【００４８】
重みは、システムによって自動的に、または、ユーザによって手動で割り当てることができる。いくつかの実施例では、手動重み付け（manual weight assignment）は、処理中のどの時点でも行うことができる。自動重み付け（automatic weight assignment）は、関連する領域における組織の性質に依存することもある。外部の(external)ランドマークを使う場合は、重み付けは、問題のマップまたは画像点からランドマークまでの距離に依存することもある。例えば、下大静脈にあるランドマークには、その軟質で可撓性のある性質、および左心房からの距離のため、小さな重みを自動的に割り当てることができる。
【００４９】
図３Ａおよび図３Ｂは、本発明の一実施例により電気解剖学的マップ５６を、左心房、およびこれに関連した血管の３次元画像５８と位置合わせする処理を概略的に示す図である。画像５８は、ＣＴスキャナーで作成された、左心房および肺静脈の分割された(segmented)予め取得された画像を含んでいる。
【００５０】
図３Ａは、位置合わせ処理前のマップおよび３次元画像を示す。図から分かるように、マップおよび３次元画像は、共通座標系に位置合わせされておらず、全般的に、互いに対して、平行移動、回転、および、スケーリングのオフセット（offsets）を有している。
【００５１】
マップ５６は、前述したように、カテーテルおよび磁気位置追跡システムを使って取得した電気解剖学的マップを含んでいる。このマップは、それぞれ参照注釈(reference annotation)に対する局所的活性化の値(local activation value)（ミリ秒で表わす）、および、それぞれのマップ座標を有する複数のマップ点６０を含んでいる。異なる局所的活性化の値は、異なる陰影のパターンを用いて図面に示す。医師がすでに高周波(RF)アブレーションを行なった部位は、円形でマーク付けされている。
【００５２】
３次元画像は、それぞれ画像座標を有する複数の画像点６２を含んでいる。LAA, MPV, LIPV、およびMVAで示される４つの解剖学的(anatomical)ランドマークは、マップ５６および３次元画像５８の両方に認められる。この４つのランドマークは、それぞれ左心房付属器（left atrial appendage）、内側肺静脈(medial pulmonary vein)、左下肺静脈(left inferior pulmonary vein)および僧帽弁口(mitral valve annulus)の位置を指す。すべてのランドマークが目標臓器の外側、すなわち左心房の外側にあることに留意されたい。
【００５３】
図３Ｂは、以下に述べる図４の方法により位置合わせ処理を行った後のマップ５６および３次元画像５８を示す。図から分かるように、マップおよび３次元画像は共通座標系と位置合わせされ、共に表示されている。
【００５４】
位置合わせ方法の説明(REGISTRATION METHOD DESCRIPTION)
図４は、本発明の一実施例により電気解剖学的マップを予め取得された３次元画像と位置合わせする方法を概略的に示すフローチャートである。ディスプレイプロセッサ４２によって実行される図４の方法では、パラメータマップおよび／または３次元画像における変動する信頼水準を考慮して、重み付けされた累積距離関数を評価し、この関数を最小にする場合に、異なるマップおよび画像点にそれぞれ異なる重み付けを行う。
【００５５】
この方法は、プロセッサ４２が画像受け取りステップ７０で臓器の予め取得された３次元画像を受け取ることで開始する。この３次元画像は、複数の画像点６２、およびそれに関連する座標で表現されている。前述したように、画像点の少なくとも一部が撮像された臓器またはその部分の、３次元ソリッドモデル、表面モデル、あるいはワイヤーフレームモデルを規定する場合もある。プロセッサ４２は、マップ受け取りステップ７２で臓器の電気解剖学的マップをさらに受け取る。いくつかの実施例では、前述したように、このマップは、磁気位置追跡システム２０により作成される。マップは、複数のマップ点６０、およびそれに関連する座標で表現されている。３次元画像およびパラメータマップは、インターフェイス４５を使用して受け取られ、レジストレーションプロセッサ４６に与えられる。
【００５６】
少なくともいくつかのマップ点および／または画像点に対して、レジストレーションプロセッサ４６は、信頼水準割り当てステップ７４で対応するマップおよび／または画像座標の信頼水準を決定する。ある実施例では、信頼水準の一部または全部が、医師または他のユーザによりプロセッサ４６に指示される。例えば、医師は、表示器４４上に表示されているマップおよび／または３次元画像を点検して、信頼水準の低い領域または信頼水準の低い点、あるいは、信頼水準の高い領域または信頼水準の高い点を、入力装置４７を使ってマーク付けすることができる。
【００５７】
さらに、または、代替的には、マップに関連する信頼水準の一部または全部を、位置測定を行う間に、またはこの測定を行った後で、そのマップを作成したシステム（例えば、位置追跡システム）により自動的に決定することができ、それらの信頼水準を電気解剖学的マップとともにプロセッサ４６に提供することができる。さらに、または、代替的に、一部または全ての信頼水準を、前述したような異なる基準にもとづいて、マップおよび／または３次元画像を使ってプロセッサ４６によって自動的に計算できる。
【００５８】
プロセッサ４６は、変換計算ステップ７６でマップを３次元画像に最もよく適合させる（best fits）幾何学変換を計算する。前述したように、各マップ点は、それぞれの画像点に関連付けられ、その２点間で、所与の距離がそれらの座標にもとづいて規定される。信頼水準の低いマップおよび／または画像点の影響を低減し、信頼水準の高いマップおよび／または画像点の影響を増大するために、プロセッサ４６は、信頼水準に基づいて距離に重みを割り当てる。プロセッサ４６は、前述の数式［２］で与えられる関数（metric）などの、重み付けされた累積距離関数を評価する。
【００５９】
プロセッサ４６は、位置合わせステップ７８で重み付けされた累積距離関数を最小にする、したがってマップを３次元画像に最もよく適合させる幾何学変換を決定する。この結果的に得られた幾何学変換は、典型的には、マップ座標および画像座標のいずれか一方、または両方に加えられた、平行移動、回転、および／またはスケーリング操作の組み合わせを含んでいる。位置合わせされたマップおよび３次元画像は、次いで、前述の図３Ｂに示すような表示器４４を使って医師に対して表示される。
【００６０】
本明細書に記載した実施例は、主として電位検出電極を備えたカテーテルを使用する心臓撮像システム（cardiac imaging system）について述べたが、本明細書に記載した方法は、座標に関連する測定パラメータを含むマップを作成する任意の他の適当なシステムとともに利用することができる。パラメータは近傍でまたは遠隔(locally or remotely)で測定できる。例えば、超音波センサーおよび位置センサーを備えたカテーテルを使って、組織密度などの生理学的パラメータのマップを作成できる。これらのパラメータマップは、前述した方法で予め取得された３次元画像と位置合わせすることができる。
【００６１】
さらに、または、代替的には、パラメータを測定するセンサーを、任意の他の適当な体内プローブ、例えば、内視鏡などに配置できる。さらに、または、代替的には、パラメータの測定を、外部超音波トランスデューサのような外部センサーを用いて行うこともできる。前述の方法を用いて、最小侵襲性の処置が施される大動脈(AAA)、冠状動脈(coronaries)、脊柱(spine)、神経(neurological)、または任意の他の体腔(cavity)などの任意の他の適当な臓器、組織、あるいはそれらの部分の画像およびパラメータマップを処理することができる。
【００６２】
前述した実施例は例として挙げたものであり、本発明は、本明細書において特に示し説明したことに限定されないことは、したがって、理解されるであろう。寧ろ、本発明の範囲は、本明細書を読むことによって当業者が想到することができ、かつ、従来技術には開示されていない、本明細書に記載したさまざまな特徴の変形および変更、ならびに、それら特徴の組み合わせ、およびそれらの副次的な組み合わせ(combinations and sub-combinations)を含むものである。
【００６３】
〔実施の態様〕
（１）コンピュータで実行される画像位置合わせのための方法において、
臓器の３次元(3-D)画像を受け取るステップであって、前記画像は、それぞれの画像座標を含む第１の複数の画像点を含む、ステップと、
前記臓器全体の生理学的パラメータの値の分布を規定するマップを受け取るステップであって、前記マップは、それぞれのマップ座標を含む第２の複数のマップ点を含む、ステップと、
それぞれの信頼水準を、前記マップ座標および前記画像座標の１つまたは複数に関連付けるステップと、
前記マップ点および前記画像点の少なくとも一部に、前記それぞれのマップ座標および画像座標の前記信頼水準に応じて重みを割り当てるステップと、
前記マップ座標と前記画像座標との間の幾何学変換を、前記重みにもとづいて計算することにより、前記３次元画像を前記マップに適合させるステップと、
を含む、方法。
（２）実施の態様１に記載の方法において、
前記マップを受け取るステップは、位置追跡システムを使って前記それぞれのマップ座標での前記生理学的パラメータの値を測定すること、を含む、方法。
（３）実施の態様２に記載の方法において、
前記値および前記マップ座標を測定することは、
位置センサー、および前記生理学的パラメータを測定するセンサー、を含むプローブを前記臓器内の複数の位置にわたって移動させることと、
前記複数の位置で、前記生理学的パラメータ、および前記位置センサーの位置、のそれぞれの複数の測定を行うことと、
を含む、方法。
（４）実施の態様１に記載の方法において、
前記幾何学変換を用いて前記生理学的パラメータの前記値を前記３次元画像に重ね合わせることと、
前記重ね合わせた値および３次元画像をユーザに表示することと、
を含む、方法。
（５）実施の態様１に記載の方法において、
前記３次元画像を前記マップに適合させるステップは、
前記画像点とそれぞれのマップ点の少なくともいくつかとの間の距離を規定することと、
前記それぞれのマップ点および画像点に割り当てた前記重みを前記距離に与えて重み付けされた距離を作成することと、
前記距離に基づいて累積の重み付けされた距離関数（cumulative weighted distance metric）を計算することと、
を含み、
前記関数は、前記３次元画像を前記マップに適合させる際の前記幾何学変換の精度を示す、
方法。
【００６４】
（６）実施の態様５に記載の方法において、
前記重みを与えることは、前記距離の二乗に前記それぞれの重みを乗算して前記重み付けされた距離を作成することを含み、
前記累積の重み付けされた距離関数を計算することは、前記重み付けされた距離を合計することを含む、
方法。
（７）実施の態様５に記載の方法において、
前記３次元画像を前記マップに適合させるステップは、前記累積の重み付けされた距離関数を最小にするために前記幾何学変換を修正すること、をさらに含む、方法。
（８）実施の態様１に記載の方法において、
前記３次元画像を前記マップに適合させるステップは、
前記３次元画像中に現れる前記臓器の外部にある解剖学的ランドマークを識別することと、
前記解剖学的ランドマークの位置でのそれぞれのマップ点を取得することと、
前記３次元画像中の前記解剖学的ランドマークの画像座標を、前記取得したマップ点のマップ座標と位置合わせすることと、
を含む、方法。
（９）実施の態様１に記載の方法において、
前記信頼水準を関連付けるステップは、ユーザからの信頼水準を受け取ることを含む、方法。
（１０）実施の態様１に記載の方法において、
前記信頼水準を関連付けるステップは、前記マップ点および画像点に基づいて前記信頼水準を自動的に決定することを含む、方法。
【００６５】
（１１）実施の態様１０に記載の方法において、
前記信頼水準を自動的に決定することは、前記マップ座標および画像座標の少なくとも一方の歪みを検出することと、
前記歪みのレベルに応じて前記信頼水準を割り当てることと、
を含む、方法。
（１２）実施の態様１０に記載の方法において、
前記信頼水準を自動的に決定することは、
前記マップ中の１つまたは複数の前記マップ座標の密度、
前記それぞれのマップ座標および画像座標の付近の電気的な組織特性、
前記それぞれのマップ座標および画像座標の付近の生理学的組織特性、
前記それぞれのマップ座標および画像座標の、前記マップおよび前記３次元画像の両方で識別された位置合わせランドマークからの距離、および、
前記位置合わせランドマーク（registration landmark）の生理学的特性、
の少なくとも１つに応じて、前記信頼水準を割り当てること、を含む、方法。
（１３）実施の態様１に記載の方法において、
前記３次元画像を受け取るステップは、前記画像点の少なくとも一部により規定された前記臓器のソリッドモデル、表面モデル、およびワイヤーフレームモデルのうちの少なくとも１つを受け取ることを含む、方法。
（１４）画像位置合わせのための装置において、
インターフェイスであって、
それぞれの画像座標を含む第１の複数の画像点を含む、臓器の３次元画像、を受け取るように構成されており、
それぞれのマップ座標を含む第２の複数のマップ点を含む、臓器全体の生理学的パラメータの値の分布を規定するマップをさらに受け取るように構成されている、
インターフェイスと、
プロセッサであって、それぞれの信頼水準を前記マップ座標および画像座標の１つまたは複数に関連付け、前記マップ点および画像点の少なくとも一部に前記それぞれのマップ座標および画像座標の前記信頼水準に応じて重みを割り当て、かつ、前記マップ座標と前記画像座標との間の幾何学変換を前記重みにもとづいて計算することにより前記３次元画像を前記マップに適合させるように、構成された、プロセッサと、
を含む、装置。
（１５）実施の態様１４に記載の装置において、
前記インターフェイスは、前記それぞれのマップ座標での前記生理学的パラメータの前記値を測定する位置追跡システムから前記マップを受け取るように構成されている、装置。
【００６６】
（１６）実施の態様１４に記載の装置において、
前記位置追跡システムは、位置センサー、および前記生理学的パラメータを測定するセンサー、を含むプローブを有し、
前記プローブは、複数の位置で、前記生理学的パラメータ、および前記位置センサーの位置、のそれぞれの複数の測定を行うために、前記臓器内の前記複数の位置にわたって移動される、
装置。
（１７）実施の態様１４に記載の装置において、
前記プロセッサは、前記幾何学変換を用いて前記生理学的パラメータの前記値を前記３次元画像に重ね合わせ、かつ、前記重ね合わせた値および３次元画像をユーザに表示するように、さらに構成されている、装置。
（１８）実施の態様１４に記載の装置において、
前記プロセッサは、前記画像点とそれぞれのマップ点の少なくともいくつかとの間の距離を規定し、前記それぞれのマップ点および画像点に割り当てた前記重みを前記距離に与えて重み付けされた距離を作成し、かつ、前記距離に基づいて累積の重み付けされた距離関数を計算するように、構成されており、
前記関数は、前記３次元画像を前記マップに適合させる際の前記幾何学変換の精度を示す、
装置。
（１９）実施の態様１８に記載の装置において、
前記プロセッサは、前記距離の二乗に前記それぞれの重みを乗算して前記重み付けされた距離を作成し、かつ、前記重み付けされた距離を合計して前記累積の重み付けされた距離関数を作成するように、構成されている、装置。
（２０）実施の態様１８に記載の装置において、
前記プロセッサは、前記累積の重み付けされた距離関数を最小にするために、前記幾何学変換を修正することにより、前記３次元画像を前記マップに適合させるように構成されている、装置。
【００６７】
（２１）実施の態様１４に記載の装置において、
前記プロセッサは、前記３次元画像に現れる前記臓器の外部にある解剖学的ランドマークの識別情報、および、前記解剖学的ランドマークの位置で取得したそれぞれのマップ点の識別情報を受け取り、かつ、前記３次元画像中の前記解剖学的ランドマークの画像座標を前記取得したマップ点のマップ座標と位置合わせするように、構成されている、装置。
（２２）実施の態様１４に記載の装置において、
前記プロセッサは、前記インターフェイスを介してユーザからの信頼水準を受け取るように構成されている、装置。
（２３）実施の態様１４に記載の装置において、
前記プロセッサは、前記マップ点および画像点に基づいて前記信頼水準を自動的に決定するように構成されている、装置。
（２４）実施の態様１４に記載の装置において、
前記プロセッサは、前記マップ座標および画像座標の少なくとも一方の歪みを検出し、かつ、前記歪みのレベルに応じて前記信頼水準を割り当てるように、構成されている、装置。
（２５）実施の態様１４に記載の装置において、
前記プロセッサは、
前記マップにおける１つまたは複数の前記マップ座標の密度、
前記それぞれのマップ座標および画像座標の付近の電気的な組織特性、
前記それぞれのマップ座標および画像座標の付近の生理学的組織特性、
前記それぞれのマップ座標および画像座標の、前記マップおよび前記３次元画像の両方で識別された位置合わせランドマークからの距離、および、
前記位置合わせランドマークの生理学的特性、
の少なくとも一つに応じて、前記信頼水準を割り当てるように構成されている、装置。
【００６８】
（２６）実施の態様１４に記載の装置において、
前記３次元画像は、前記画像点の少なくとも一部により規定された前記臓器のソリッドモデル、表面モデル、およびワイヤーフレームモデルのうちの少なくとも１つを含む、装置。
（２７）画像位置合わせのためのコンピュータソフトウェア製品において、
命令が格納されているコンピュータ可読媒体、
を含み、
前記命令は、前記コンピュータに読み取られると、前記コンピュータに、
それぞれの画像座標を含む第１の複数の画像点を含む、予め取得された臓器の３次元画像を受け取らせ、
それぞれのマップ座標を含む第２の複数のマップ点を含む、前記臓器全体の生理学的パラメータの値の分布を規定するマップを受け取らせ、
それぞれの信頼水準を前記マップ座標および画像座標の１つまたは複数に関連付けさせ、
前記それぞれのマップ座標および画像座標の前記信頼水準に応じて、前記マップ点および画像点に重みを割り当てさせ、
前記マップ座標と前記画像座標との間の幾何学変換を前記重みにもとづいて計算することにより、前記３次元画像を前記マップと適合させる、
製品。
【図面の簡単な説明】
【００６９】
【図１Ａ】本発明の実施例による磁気位置追跡システムを示す概略的な外観図である。
【図１Ｂ】本発明の実施例によるディスプレイプロセッサを概略的に示すブロック図である。
【図２】本発明の実施例によるカテーテルを示す概略図である。
【図３Ａ】本発明の実施例による心臓の３次元画像上に投影した電気解剖学的マップを概略的に示す図である。
【図３Ｂ】本発明の実施例による心臓の３次元画像上に投影した電気解剖学的マップを概略的に示す図である。
【図４】本発明の実施例による電気解剖学的マップを予め取得された３次元画像と位置合わせするための方法を概略的に示すフローチャートである。
【図１Ａ】
0005345290.tif 000004
【図１Ｂ】
0005345290.tif 000005
【図２】
0005345290.tif 000006
【図３Ａ】
0005345290.tif 000007
【図３Ｂ】
0005345290.tif 000008
【図４】
0005345290.tif 000009