(57)【要約】  本発明は、患者Ｐの画像を生成するイメージングデバイス１００に関連する。当該イメージングデバイス１００は、第１の波長帯域を使用して患者Ｐの第１の画像情報Ｉ１を提供し、第２の波長帯域を使用して患者Ｐの第２の画像情報Ｉ２を提供するカメラ装置１０を含む。第１の波長帯域と第２の波長帯域のセットとは異なる。第１及び／又は第２の画像情報は、患者ＰのランドマークＭのランドマーク情報を含む。ランドマーク情報は、可視スペクトル外の少なくとも１つの波長帯域によって導出される。更に、第１の画像情報Ｉ１及び第２の画像情報Ｉ２に基づいて、融合画像ＩＥを生成し、融合画像ＩＥ内のランドマークＭを検出するデータプロセッサ３０が提供される。
2018501839.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
患者の画像を生成するイメージングデバイスであって、前記イメージングデバイスは、
第１の波長帯域を使用して前記患者の第１の画像情報を提供し、第２の波長帯域を使用して前記患者の第２の画像情報を提供するカメラ装置であって、前記第１の波長帯域と前記第２の波長帯域とは異なり、前記第１の画像情報及び／又は前記第２の画像情報は、血管又は前記患者の皮膚内の他の表面組織構造のランドマーク情報を自然マーカとして含む、前記カメラ装置と、
前記第１の画像情報及び前記第２の画像情報に基づいて、前記自然マーカを所定の閾値を上回るコントラストで示す融合画像を生成し、前記融合画像内の前記自然マーカを検出するデータプロセッサと、
を含む、イメージングデバイス。
【請求項２】
前記カメラ装置は、前記第１の画像情報を、前記患者に対して第１の位置において記録し、また、前記第２の画像情報を、前記患者に対して第２の位置において記録する、請求項１に記載のイメージングデバイス。
【請求項３】
前記カメラ装置は、前記第１の画像情報及び前記第２の画像情報の両方を提供するカメラデバイスを含む、請求項１又は２に記載のイメージングデバイス。
【請求項４】
前記カメラデバイスは、前記第１の位置及び前記第２の位置を含む所定の軌道に沿って動かされる、請求項２及び３に記載のイメージングデバイス。
【請求項５】
前記カメラデバイスは、赤外スペクトル内の波長帯域を前記第１の波長帯域として使用して前記患者の前記第１の画像情報を提供し、可視スペクトル内の波長帯域を前記第２の波長帯域として使用して前記患者の前記第２の画像情報を提供するマルチスペクトルカメラを含む、請求項３に記載のイメージングデバイス。
【請求項６】
前記カメラ装置は、前記第１の画像情報を提供する第１のカメラデバイスと、前記第２の画像情報を提供する第２のカメラデバイスとを含み、
前記第１のカメラデバイスは、前記第１の位置において前記第１の画像情報を記録し、前記第２のカメラデバイスは、前記第２の位置において前記第２の画像情報を記録する、請求項２に記載のイメージングデバイス。
【請求項７】
前記第１のカメラデバイスは、赤外スペクトル内の波長帯域を前記第１の波長帯域として使用して、前記患者の前記第１の画像情報を提供する、請求項６に記載のイメージングデバイス。
【請求項８】
前記第２のカメラデバイスは、可視スペクトル内の波長帯域を前記第２の波長帯域として使用して、前記患者の前記第２の画像情報を提供する、請求項６又は７に記載のイメージングデバイス。
【請求項９】
前記データプロセッサは、前記自然マーカから、構造の３次元モデルを生成する、請求項１乃至８の何れか一項に記載のイメージングデバイス。
【請求項１０】
前記融合画像を表示する表示デバイスを更に含む、請求項１乃至９の何れか一項に記載のイメージングデバイス。
【請求項１１】
前記カメラ装置による連続記録と、前記データプロセッサによる前記融合画像の連続生成とに基づいて、前記患者の動きを検出し、融合動画データストリームがもたらされる、請求項１乃至１０の何れか一項に記載のイメージングデバイス。
【請求項１２】
請求項１乃至１１の何れか一項に記載のイメージングデバイスと、
前記融合画像を表示する表示デバイスと、
前記患者のＸ線画像情報を提供するＸ線デバイスと、
を含み、
前記データプロセッサは、前記第１の画像情報と、前記第２の画像情報と、前記Ｘ線画像情報とに基づいて、前記融合画像を生成する、医用イメージングシステム。
【請求項１３】
患者の画像を生成する方法であって、
ａ）カメラ装置によって、第１の波長帯域を使用して、前記患者の第１の画像情報を提供するステップと、
ｂ）前記カメラ装置によって、第２の波長帯域を使用して、前記患者の第２の画像情報を提供するステップと、を含み、
前記第１の波長帯域と前記第２の波長帯域とは異なり、前記第１の画像情報及び／又は前記第２の画像情報は、血管又は前記患者の皮膚内の他の表面組織構造のランドマーク情報を前記自然マーカとして含み、
ｃ）データプロセッサによって、前記第１の画像情報と、前記第２の画像情報とに基づいて、所定閾値を上回るコントラストで自然マーカを示す融合画像を生成し、前記融合画像内の前記自然マーカを検出するステップを含む、
方法。
【請求項１４】
処理ユニットによって実行されると請求項１３に記載の方法のステップを実施する請求項１乃至１１の何れか一項に記載のイメージングデバイス又は請求項１２に記載の医用イメージングシステムを制御するための、コンピュータプログラム。
【請求項１５】
請求項１４に記載のコンピュータプログラムを記憶したコンピュータ可読媒体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ランドマークに関する情報を使用及び処理する患者の医用撮像を使用する画像処理に関連する。具体的には、本発明は、患者の画像を生成するイメージングデバイス及び方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
画像誘導最小侵襲療法は、多数の介入療法及び最小侵襲療法において本格化している。このアプローチの主な前提は、患者にとって心的外傷が少ないこと、回復時間が速いこと、血液損失が少ないこと及び臨床転帰が改善されることである。最小侵襲の介入療法を行う間の画像誘導を改良するには、撮像及びナビゲーションが、ハードウェア及びソフトウェア的にシームレスに組み合わされ、統合される必要がある。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
患者を撮像及び追跡するイメージング装置及び方法を改良する必要がある。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
上記必要は、独立請求項の主題によって満たされる。更なる例示的な実施形態は、従属請求項及び以下の説明から明らかである。
【０００５】
本発明の第１の態様は、患者の画像を生成するイメージングデバイスに関連する。当該イメージングデバイスは、第１の波長帯域を使用して患者の第１の画像情報を提供し、第２の波長帯域を使用して患者の第２の画像情報を提供するカメラ装置を含む。第１の波長帯域と第２の波長帯域とは異なる。第１及び／又は第２の画像情報は、血管又は患者の皮膚内の他の表面組織構造のランドマーク情報を自然マーカとして含む。更に、上記イメージングデバイスは、第１の画像情報及び第２の画像情報に基づいて、自然マーカを所定の閾値を上回るコントラストで示す融合画像を生成するデータプロセッサを含む。データプロセッサは更に、融合画像内の自然マーカを検出する。
【０００６】
一例では、データプロセッサは、融合画像内のランドマークを光学的に分解する。
【０００７】
本発明は、カメラ装置によって、自然の位置マーカをスペクトル分解することを有利に可能にする。このマーカは、例えば患者の皮膚上に存在するが、ＲＧＢカメラによって不可視である、即ち、スペクトル分解不可能である。
【０００８】
例えば、好適には人工マーカを使用することなく、即ち、既に存在しているが、視認性が優れていない自然の位置マーカ又はランドマークを使用して、患者追跡を改良することを可能にする改良型イメージングデバイスが提供される。
【０００９】
例えば介入手順に使用され、また、画像誘導を改良するために検出器筐体内に組み込まれたカメラを使用する医用イメージングシステムが提供される。
【００１０】
本発明は、マーカが、主に、皮膚組織の不十分なコントラスト分解能と、患者表面、即ち、皮膚自体の上に明白な解剖学的マーカがないこととによって必要であるという考えに基づいている。その一方で、血管又は皮膚内の他の表面組織構造は、自然の解剖学的マーカの優れた候補であるが、血管又は皮膚内の他の表面組織構造も、可視光スペクトルを使用する通常の光学カメラを使用する場合、あまり可視ではない。
【００１１】
本発明によるイメージングデバイス／イメージングシステム及び方法は、様々な波長帯域からの画像データを組み合わせることによって、血管又は他の表面組織構造を自然マーカとして使用するオプションを提供する。一例では、第１及び第２の波長帯域は、融合画像内の自然マーカについて、比較的高いコントラストを提供するように選択される。好適には、波長帯域は、可視範囲内に１つの波長帯域を、例えば赤外又は紫外範囲である不可視範囲内に１つの波長帯域を含む。融合画像は、各波長帯域からの２つの画像から作成され、血管又は皮膚内の他の表面組織構造を高コントラストで示す。画像の融合は、好適には、部分減算又は更なるデータ操作を含む。
【００１２】
例えば高い（コントラスト閾値よりも上という意味で「高い」）コントラストの血管画像、即ち、異なる視野位置からの２つの画像から、特徴点が検出され、当該特徴点から、解剖学的組織構造、又は、更には患者全体の３次元モデルが作成される。本発明によって、３次元モデル内の組織構造の変位を正確に追跡することができ、また、時間に依存するモデルは、患者自身の任意の変位を正確に表す。
【００１３】
本発明は、少なくとも２つの波長帯域において記録された皮膚の画像によって血管の高コントラストの画像を取得し、２つの記録された画像から、第１の画像を第２の画像から部分減算するステップを含む方法で融合画像を作成することを有利に可能にする。減算は、リアルタイムで行われてよい。
【００１４】
更に、本発明の第２の態様によれば、第１の態様によるイメージングデバイス又は第１の態様の任意の実施態様を含む医用イメージングシステムが提供される。医用イメージングシステムは更に、融合画像を表示する表示デバイスと、患者のＸ線画像情報を提供するＸ線デバイスとを含む。データプロセッサは、第１の画像情報と、第２の画像情報と、Ｘ線画像情報とに基づいて、融合画像を生成する。
【００１５】
更に、本発明の第３の態様によれば、患者の画像を生成する方法が提供される。当該方法は、
ａ）カメラ装置によって、第１の波長帯域を使用して、患者の第１の画像情報を提供するステップと、
ｂ）カメラ装置によって、第２の波長帯域を使用して、患者の第２の画像情報を提供するステップと、を含み、
第１の波長帯域と第２の波長帯域とは異なり、第１及び／又は第２の画像情報は、血管又は患者Ｐの皮膚内の他の表面組織構造のランドマーク情報を自然マーカＭとして含み、
ｃ）データプロセッサによって、第１の画像情報と、第２の画像情報とに基づいて、所定閾値を上回るコントラストで自然マーカを示す融合画像を生成し、融合画像内の自然マーカを検出するステップを含む。
【００１６】
本発明の利点及び実施形態は、以下に提示されるように、本発明の従属請求項によって表される。
【００１７】
本発明の例示的な実施形態によれば、カメラ装置は、第１の画像情報を、患者に対して第１の位置において記録し、また、第２の画像情報を、患者に対して第２の位置において記録する。これにより、三角測量が有利に改良され、したがって、３次元モデル化又は患者追跡が改良される。２つの異なる位置からの画像情報は、深度の決定を有利に可能にし、また、３次元（３Ｄ）構造が当該画像情報及びその中において特定されたランドマークに基づいて取得される。
【００１８】
本発明の更なる例示的な実施形態によれば、カメラ装置は、第１の画像情報及び第２の画像情報の両方を提供するカメラデバイスを含む。これにより、撮像が有利に改良され、例えば皮膚下の血管といった自然ランドマークが光学的に分解される。カメラデバイスは、プライマリカメラ、統合カメラ又はデュアルイメージカメラと呼ばれる場合もある。
【００１９】
本発明の更に例示的な実施形態によれば、カメラデバイスは、第１の位置及び第２の位置を含む所定の軌道に沿って動かされる。これにより、単一のカメラデバイスを使用して３次元空間における組織構造の変位の三角測量及び３次元モデリングの情報が有利に提供される。
【００２０】
本発明の更なる例示的な実施形態によれば、カメラデバイスは、赤外スペクトル内の波長帯域を第１の波長帯域として使用して患者の第１の画像情報を提供する。これにより、自然位置マーカのスペクトル分解が有利に改良される。
【００２１】
本発明の更なる例示的な実施形態によれば、カメラ装置は、第１の画像情報を提供する第１のカメラデバイスと、第２の画像情報を提供する第２のカメラデバイスとを含み、第１のカメラデバイスは、第１の位置において第１の画像情報を記録し、第２のカメラデバイスは、第２の位置において第２の画像情報を記録する。これにより、患者の改良された３次元モデル又は患者の構造の３次元モデルが有利に蓄積される。
【００２２】
本発明の更なる例示的な実施形態によれば、第１のカメラデバイスは、赤外スペクトル内の波長帯域を第１の波長帯域として使用して、患者の第１の画像情報を提供する。これにより、ランドマークのスペクトル分解が有利に改良される。
【００２３】
本発明の更なる例示的な実施形態によれば、第２のカメラデバイスは、赤外スペクトル内の波長帯域を第２の波長帯域として使用して、患者の第２の画像情報を提供する。これにより、ランドマークの検出が改良される。
【００２４】
本発明の更なる例示的な実施形態によれば、データプロセッサは、ランドマークを光学的に分解することによって特定された構造の３次元モデルを生成する。
【００２５】
本発明の更なる例示的な実施形態によれば、イメージングデバイスは、融合画像を表示する表示デバイスを含む。これにより、画像情報処理によって行われたデータ処理の結果のデータ通信が改良される。
【００２６】
本発明の更なる例示的な実施形態によれば、イメージングデバイスは、カメラ装置による連続記録と、データプロセッサによる融合画像の連続生成とに基づいて、患者の動きを検出し、融合動画データストリームがもたらされる。これにより、患者追跡、即ち、患者の任意の動作の追跡が有利に改良される。
【００２７】
本発明の方法を行うコンピュータプログラムが、コンピュータ可読媒体上に記憶される。コンピュータ可読媒体は、フロッピー（登録商標）ディスク、ハードディスク、ＣＤ、ＤＶＤ、ＵＳＢ（汎用シリアルバス）記憶デバイス、ＲＡＭ（ランダムアクセスメモリ）、ＲＯＭ（読み出し専用メモリ）及びＥＰＲＯＭ（消去可能プログラマブル読み出し専用メモリ）であってよい。コンピュータ可読媒体は、プログラムコードのダウンロードを可能にする例えばインターネットであるデータ通信ネットワークであってもよい。
【００２８】
本明細書において説明された方法、システム及びデバイスは、デジタル信号プロセッサ（ＤＳＰ）、マイクロコントローラ又は任意の他のサイドプロセッサ内のソフトウェアとして、又は、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）内の医用デバイスのハードウェア回路として実現されてよい。
【００２９】
本発明は、デジタル電子回路又はコンピュータハードウェア、ファームウェア、ソフトウェア若しくはこれらの組み合わせにおいて、例えば医用イメージングデバイスの利用可能なハードウェア又は本明細書において説明される方法の処理専用の新規のハードウェアにおいて実現されてよい。
【００３０】
本発明のこれらの及び他の態様は、以下に説明される実施形態から明らかとなり、また、以下に説明される実施形態を参照して説明される。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
本発明及びその利点は、必ずしも縮尺通りではない以下の概略図を参照することによってより明確に理解されるであろう。
【００３２】
【図１】図１は、本発明の例示的な実施形態による患者の画像を生成するイメージングデバイスの概略図を示す。
【図２】図２は、本発明の例示的な実施形態による患者の画像を生成する方法の概略的なフローチャート図を示す。
【図３】図３は、本発明の例示的な実施形態による医用イメージングシステムの概略図を示す。
【図４】図４は、本発明の例示的な実施形態による医用イメージングシステムの概略図を示す。
【図５】図５は、本発明を説明するための融合画像を生成する処理の概略図を示す。
【図６】図６は、本発明を説明するためのカメラデバイスによって記録された画像の概略図を示す。
【図７】図７は、本発明を説明するために第２のカメラデバイスによって記録された画像を示す。
【図８】図８は、本発明の例示的な実施形態による医用イメージングシステムによって生成される画像を示す。
【発明を実施するための形態】
【００３３】
図面における例示は、概略に過ぎず、拡大縮小関係又はサイズ情報を提供することを意図していない。様々な図面において、同様又は同一の要素には、同じ参照符号が与えられている。一般に、同一の部分、ユニット、エンティティ又はステップには、説明において同じ参照符号が与えられている。
【００３４】
図１は、本発明の例示的な実施形態による患者の画像を生成するイメージングデバイス１００を示す。図１は、カメラ装置１０とデータプロセッサ３０とを含むイメージングデバイス１００を示す。
【００３５】
イメージングデバイス１００は更に、患者ＰのＸ線画像Ｉ３を提供するＸ線デバイス４０を含む。イメージングデバイス１００は更に、融合画像ＩＥを表示する表示デバイス５０を含む。
【００３６】
カメラ装置１０は、第１の波長帯域を使用して患者Ｐの第１の画像情報Ｉ１を提供し、また、第２の波長帯域を使用して患者Ｐの第２の画像情報Ｉ２を提供する。第１の波長帯域と第２の波長帯域のセットとは異なり、第１及び／又は第２の画像情報は、患者ＰのランドマークＭのランドマーク情報を含む。具体的には、少なくとも１つの波長帯域は、可視スペクトルの外側であり、より具体的には、赤外スペクトル内である。
【００３７】
本発明の例示的な実施形態によれば、カメラ装置１０は、第１の画像情報Ｉ１及び第２の画像情報Ｉ２の両方を提供する１つのカメラデバイス１０−０を含む。
【００３８】
本発明の例示的な実施形態によれば、例えば図４に関して後に示され、説明されるように、カメラ装置１０は、第１の画像情報Ｉ１を提供する第１のカメラデバイス１０−１と、第２の画像情報Ｉ２を提供する第２のカメラデバイス１０−２とを含む。第１のカメラデバイス１０−１は、第１の位置において第１の画像情報Ｉ１を記録し、第２のカメラデバイス１０−２は、第２の位置において第２の画像情報Ｉ２を記録する。
【００３９】
カメラ装置１０の第１及び／又は第２の波長帯域は、例えば次の通りに幾つかの波長帯域を含む可視又は非可視スペクトル内であってよい。
（１）青：０．４５０−０．５２０μｍ（ミクロン）
（２）緑：０．５１５−０．６００μｍ
（３）赤：０．６０−０．６９μｍ
（４）可視：０．４５−０．７μｍ
（５）赤外：０．７−１．０μｍ
（６）近赤外：１．０−３．０μｍ
（７）中赤外：３．０−５０．０μｍ
（８）遠赤外：５０．０−１０００．０μｍ
【００４０】
不可視光スペクトルでは、血管はより優れて光学的に分解可能である、即ち、所定の閾値よりも上のコントラストを有し、これにより、位置マーカのより正確な追跡を可能にする。
【００４１】
本発明の例示的な実施形態によれば、三角測量と、２つの異なるカメラ位置を使用することとによって、構造の３次元モデル又は患者全体の３次元モデルの生成が改良される。
【００４２】
本発明の例示的な実施形態によれば、データプロセッサデバイス３０は、融合画像ＩＥ内の検出されたランドマークＭによって特定された構造の３次元モデルを使用して、第１の画像情報Ｉ１及び第２の画像情報Ｉ２に基づく融合画像ＩＥを生成する。
【００４３】
位置マーカとして使用されるランドマークＭを検出し、スペクトル分解することによって、位置マーカＭに関連している構造の３次元位置決めが可能となる。つまり、各位置マーカは、特定の構造の一部分に割り当てられ、これにより、時間依存する一連の画像が記録された場合には、動きを追跡することが可能になり、又は、割り当てられた構造を３次元空間内に配置することが可能になる。
【００４４】
本発明の例示的な実施形態によれば、カメラデバイス１０−０、１０−１、１０−２は、様々な（例えば６又は８以上の）取り換え可能なフィルタ、ラスター画像において１３９２×１０４０画素又は物理点の分解能を有する電荷結合デバイスＣＣＤ、又は、例えば６４０×５１２画素の分解能を有するインジウムガリウムヒ化物（ＩｎＧａＡｓ）又は任意の他の半導体センサ若しくは任意の他の画素分解能を有するセンサを有する、４００乃至１０００ｎｍ（ナノメートル）、１０００乃至１７００ｎｍ又は５００ｎｍ乃至１７００ｎｍのスペクトル範囲を有するハイパースペクトル又はマルチスペクトル撮像用のハイパースペクトル又はマルチスペクトルフィルターホイールカメラであってよい。
【００４５】
「ハイパースペクトル撮像」との用語は、本発明によって使用される場合、可視範囲を超えて延在する電磁スペクトルの範囲から情報を収集し、処理することを指す。
【００４６】
「マルチスペクトル撮像」との用語は、本明細書によって使用される場合、電磁スペクトルの特定の周波数における画像データを捕捉することを指す。波長は、フィルタによって、又は、特定の波長に反応する器具の使用によって分離される。即ち、複数のスペクトルが使用され、これが、「マルチスペクトル撮像」の用語の由来である。これは、赤外といった可視光範囲を超えた周波数からの光を含む。これは、この場合、上記「ハイパースペクトル撮像」の用語の「ハイパー」の用語によっても規定される。
【００４７】
スペクトル（マルチスペクトルであってもハイパースペクトルであっても）撮像によって、画像からの追加情報、特に人間の目がその赤、緑及び青用の受容体で捕捉することのできなかった情報を抽出することができる。
【００４８】
本発明の例示的な実施形態によれば、カメラ装置１０は、１０ｆｐｓ（１秒当たりのフレーム数）、１６ｆｐｓ若しくは２０ｆｐｓのフレームレート又は任意の他の、例えばより高速なフレームレートを有する。
【００４９】
本発明の例示的な実施形態によれば、イメージングシステム１００は更に、Ｘ線デバイス４０を含む。Ｘ線デバイス４０は、患者ＰのＸ線画像の形式のＸ線画像情報Ｉ３を記録するように使用される。Ｘ線画像情報Ｉ３は更に、融合画像ＩＥを生成するときに又は構造の３次元モデルを生成するときに使用される。
【００５０】
本発明の例示的な実施形態によれば、イメージングシステム１００は更に、融合画像ＩＥを表示する表示デバイス５０を含む。
【００５１】
図２は、本発明の例示的な実施形態による患者の画像を生成する方法の概略的なフローチャート図を示す。患者の画像を生成する当該方法は、次のステップを含む。
【００５２】
上記方法の第１のステップとして、カメラ装置１０によって、第１の波長帯域を使用する患者Ｐの第１の画像情報Ｉ１が提供される（Ｓ１）。
【００５３】
上記方法の第２のステップとして、カメラ装置１０によって、第２の波長帯域を使用する患者Ｐの第２の画像情報Ｉ２が提供される（Ｓ２）。第１の波長帯域と第２の波長帯域とは異なる。第１及び／又は第２の画像情報は、患者ＰのランドマークＭのランドマーク情報を含む。ランドマーク情報は、可視スペクトル外の少なくとも１つの波長帯域によって導出される。
【００５４】
上記方法の第３のステップとして、データプロセッサ３０によって、第１の画像情報Ｉ１及び第２の画像情報Ｉ２に基づく融合画像ＩＥが生成され（Ｓ３）、融合画像ＩＥ内のランドマークＭが検出される。
【００５５】
図３は、本発明の例示的な実施形態による患者の内部のＸ線画像を提供するＸ線デバイス１０４を含む医用イメージングデバイス４００を概略的に示す。Ｘ線デバイス１０４（図３参照）は、車輪１０８によって支えられている基部フレーム１０６と、可動式Ｃ型アーム１１０と、患者１１４（参照符号Ｐとも示される）を支える手術台１１２とを有する。患者１１４は、この特定例においては人間である。
【００５６】
Ｃ型アーム１１０は、一次軸１１６及び二次軸１１８について回転可能であり、一次軸１１６は、手術台１１２の主方向に対応する方向を有し、二次軸１１８は、一次軸１１６に垂直であり、手術台１１２と平行である。Ｘ線源１２０及びＸ線検出器１２２（好適には長方形で平らな検出器）は、Ｘ線源とＸ線検出器とが、Ｃ型アーム１１０に、二次軸１１８について互いに反対側に配置されるように取り付けられる。
【００５７】
患者の外部のカメラ画像のストリームを提供する第１のカメラデバイス１０−１として提供される第１のカメラ１２４は、Ｃ型アーム１１０に、Ｘ線検出器１２２の隣に取り付けられる。この特定の例では、第１のカメラ１２４は、可視スペクトル内の波長に反応する。第１のカメラ１２４は、画像のストリーム又は様々な時点における複数の単一画像を捕捉することもできる。
【００５８】
患者の外部のカメラ画像のストリームを提供する第２のカメラデバイス１０−２として提供される第２のカメラ１２６は、Ｃ型アーム１１０に、Ｘ線検出器１２２の隣に取り付けられる。この特定例では、第２のカメラ１２６は、可視スペクトル内の波長に反応する。第２のカメラ１２６は、画像のストリーム又は様々な時点における複数の単一画像を捕捉することもできる。
【００５９】
図３を参照するに、データプロセッサ１２８、１３０は、可動マーカによって提供される空間的相関関係に基づいて、Ｘ線画像及びカメラ画像のストリームを、合成画像のストリームにレンダリングする。合成画像のストリームは、患者の内部及び患者の外部を幾何学的に重なるように表示し、更に、可動マーカ、手術野、腫瘍及び患者の体の輪郭を表示する。
【００６０】
図４は、本発明の更なる例示的な実施形態による医用イメージングシステム２００の概略図を示す。
【００６１】
医用イメージングシステム２００は、イメージングデバイス１００の一例と、表示デバイス５０の一例と、Ｘ線デバイス４０の一例とを含む。表示デバイス５０は、融合画像ＩＥを表示する。Ｘ線デバイス４０は、患者ＰのＸ線画像情報Ｉ３を提供する。データプロセッサ３０は、第１の画像情報Ｉ１、第２の画像情報Ｉ２及びＸ線画像情報Ｉ３に基づいて、融合画像ＩＥを生成する。カメラ装置１０は、第１の画像情報Ｉ１を提供する第１のカメラデバイス１０−１と、第２の画像情報Ｉ２を提供する第２のカメラデバイス１０−２とを含む。
【００６２】
本発明の例示的な実施形態によれば、イメージングシステム２００は、光学カメラをハイパースペクトルカメラと組み合わせることによって血管を自然マーカとして使用するオプションを提供する。好適には、マルチスペクトル又はハイパースペクトルカメラの波長帯域は、可視範囲に１つの波長帯域を、不可視範囲に１つの波長帯域を有する。融合画像は、各波長帯域からの２つの画像から作成され、血管を高コントラストで示す。画像の融合は、例えば部分減算を含む。
【００６３】
図５は、本発明を更に説明するための融合画像を生成する処理の概略図を示す。
【００６４】
融合画像ＩＥは、例えば血管又は皮膚内の他の表面組織構造である特定された構造の３次元モデルを使用して、第１の画像情報Ｉ１と第２の画像情報Ｉ２とを融合することに基づいている。分解されたランドマークＭが、データプロセッサ３０によって行われる更なる処理の位置マーカとなる。
【００６５】
データプロセッサ３０によって、融合画像ＩＥを生成するための更なる基準として、Ｘ線画像情報Ｉ３が使用される。
【００６６】
図６は、本発明を説明するための更なる画像を示す。
【００６７】
この画像は、例えば第１のカメラデバイス１０−１によって記録される。この画像は患者Ｐの手を捉えている。画像を記録するために、１０ｎｍの帯域幅を有する８３８ｎｍのフィルタが使用される。
【００６８】
図７は、１０ｎｍの帯域幅を有する４８２ｎｍのフィルタにおいて撮られ、例えば第２のカメラデバイス１０−２によって記録された患者Ｐの手の画像を示す。係数０．７は、フィルタが、０．７倍で強度を減衰させることを示す。
【００６９】
或いは、２つのカメラデバイスの代わりに、単一のマルチスペクトルカメラデバイス１０−０が使用されてもよい。撮像中、例えば８３８ｎｍ及び４８２ｎｍのフィルタが交互に使用されてもよい。
【００７０】
図８は、融合フィルタを使用する、図６及び図７に示される画像の組み合わせである画像を示す。図８の画像に示される組み合わせは、例えば部分減算又は図６及び図７に示される２つの画像に関連して行われる任意の他のタイプの計算であってよい。
【００７１】
更なる実施形態では、３つ以上の波長において撮像を行うマルチスペクトルカメラが使用される。例えば約６８０ｎｍの波長における光を通過させる第３のフィルタが追加される。本実施形態では、例えば融合画像は、様々な波長帯域において取得された画像の加重組み合わせに基づいている。加重は、好適には、関心の自然マーカを、本発明による画像追跡に十分であるコントラストレベルにおいて引き出すように調整される。
【００７２】
なお、本発明の実施形態は、様々な主題を参照して説明されている。具体的には、方法クレームを参照して説明される実施形態もあれば、デバイスクレームを参照して説明される実施形態もある。
【００７３】
しかし、当業者であれば、上記説明から、特に明記されない限り、１つのタイプの主題に属する特徴の任意の組み合わせに加えて、様々な主題に関連する特徴の任意の組み合わせも、本願において開示されていると考えられることは理解するであろう。しかし、あらゆる特徴は、特徴の単なる合算以上の相乗効果を提供する限り、組み合わせることができる。
【００７４】
本発明は、図面及び上記説明において詳細に例示及び説明されたが、このような図及び説明は、例示に過ぎず、限定と見なされるべきではない。本発明は、開示された実施形態に限定されない。
【００７５】
開示された実施形態の他の変形態様は、図面、開示内容及び添付の請求項の検討から、請求項に係る発明を実施する当業者によって理解され、実施される。
【００７６】
請求項において、「含む」との用語は、他の要素又はステップを排除するものではなく、また、「ａ」又は「ａｎ」との不定冠詞も、複数形を排除するものではない。単一のプロセッサ、コントローラ又は他のユニットが、請求項に記載される幾つかのアイテムの機能を果たしてもよい。
【００７７】
特定の手段が相互に異なる従属請求項に記載されることだけで、これらの手段の組み合わせを有利に使用することができないことを示すものではない。請求項における任意の参照符号は、範囲を限定すると解釈されるべきではない。
【図１】
2018501839.tif 000003
【図２】
2018501839.tif 000004
【図３】
2018501839.tif 000005
【図４】
2018501839.tif 000006
【図５】
2018501839.tif 000007
【図６】
2018501839.tif 000008
【図７】
2018501839.tif 000009
【図８】
2018501839.tif 000010
【国際調査報告】
2018501839.tif 000011
2018501839.tif 000012