(57)【要約】  反復介入手順を計画及び実行するシステムが提供され、当該システムは、第１の介入手順の参照画像１０４内の現在の標的を、異なる撮像モダリティから取得された少なくとも１つのガイダンス画像１１２にマッピングするレジストレーションデバイス１１６及び画像生成デバイス１２０を含む。生検部位は、第１の介入手順中にガイダンス画像に記録され、生検部位は、参照画像にマッピングされて、患者への後続の介入手順に使用する計画画像が提供される。後続の介入手順では、前の計画画像１２４が、現在の参照画像１２６にレジスタされ、前の生検部位並びに前及び現在の標的が、異なる撮像モダリティから取得されたガイダンス画像にマッピングされる。生検部位は、次に、ガイダンス画像１１５にマッピングされ、現在の参照画像に再びマッピングされる。
2018532458.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
参照画像座標空間を有する被験者の領域の参照画像であって、少なくとも１つの標的領域を含む、前記参照画像と、
ガイダンス画像座標空間を有する被験者の領域の少なくとも１つのガイダンス画像であって、前記参照画像とは異なる撮像モダリティから取得される、前記少なくとも１つのガイダンス画像と、
を記憶するストレージデバイスと、
前記少なくとも１つの標的領域を含む前記参照画像を、前記ガイダンス画像座標空間にある前記少なくとも１つのガイダンス画像にレジスタし、
前記少なくとも１つのガイダンス画像、前記少なくとも１つの標的領域及び介入手順が行われた部位を示す少なくとも１つの生検部位を含むマッピングされたガイダンス画像を、前記参照画像座標空間にある前記参照画像にレジスタする、
レジストレーションデバイスと、
前記参照画像と前記ガイダンス画像座標空間にある前記少なくとも１つのガイダンス画像とのレジストレーションに基づく前記マッピングされたガイダンス画像と、
前記マッピングされたガイダンス画像と前記参照画像座標空間にある前記参照画像との前記レジストレーションに基づく前記少なくとも１つの生検部位、前記少なくとも１つの標的領域、及び前記参照画像を含む計画画像と、
を、ディスプレイデバイス上に生成する画像生成デバイスと、
を含む、反復介入手順を計画及び実行する、システム。
【請求項２】
前記ストレージデバイスは更に、
先の介入手順から生成される計画画像を含む前の計画画像であって、少なくとも１つの前の標的領域及び少なくとも１つの前の生検部位を含む、前記前の計画画像と、
現在の介入手順用の少なくとも１つの現在の標的領域を含む現在の参照画像と、
を記憶し、
前記レジストレーションデバイスは、
前記前の計画画像を、前記現在の参照画像の画像座標空間にレジスタし、
前記少なくとも１つのガイダンス画像、前記少なくとも１つの現在の標的領域、前記少なくとも１つの前の生検部位及び前記現在の介入手順が行われた部位を示す少なくとも１つの現在の生検部位を含むエンハンストガイダンス画像を、前記参照画像座標空間にある前記現在の参照画像にレジスタし、
前記画像生成デバイスは、前記ディスプレイデバイス上に、
前記前の計画画像からの前記少なくとも１つの前の生検部位と前記少なくとも１つの標的領域と前記現在の参照画像とを含むマッピングされた現在の参照画像と、
前記少なくとも１つのガイダンス画像と前記少なくとも１つのマッピングされた現在の参照画像とのレジストレーションに基づく前記エンハンストガイダンス画像と、
前記マッピングされた現在の参照画像と、前記レジストレーションデバイスによるレジストレーションに基づく前記エンハンストガイダンス画像からの前記少なくとも１つの現在の生検部位とを含むエンハンスト計画画像と、
を生成する、請求項１に記載のシステム。
【請求項３】
前記ストレージデバイスは、前記参照画像及び／又は前記マッピングされたガイダンス画像に関する追加情報を記憶し、前記追加情報は、前記少なくとも１つの標的領域のがんの疑いのレベルに関する情報、前記少なくとも１つの生検部位において得られた生検コアの組織病理学的所見、又は、前記少なくとも１つの標的領域若しくは前記少なくとも１つの生検部位の解剖学的部位情報を含む、請求項１に記載のシステム。
【請求項４】
前記画像生成デバイスは、前記マッピングされたガイダンス画像及び／又は前記計画画像上に前記追加情報を示す画像を生成する、請求項３に記載のシステム。
【請求項５】
前記参照画像及び／又は前記少なくとも１つのガイダンス画像を前記ディスプレイデバイス上に表示する、請求項１に記載のシステム。
【請求項６】
前記介入手順の実行中に、ユーザから受信される情報を記録及び記憶する、請求項１に記載のシステム。
【請求項７】
前記介入手順の実行中に、撮像デバイスからの画像を記録及び記憶する、請求項６に記載のシステム。
【請求項８】
前記参照画像は、磁気共鳴撮像画像であり、前記少なくとも１つのガイダンス画像は、超音波画像である、請求項１に記載のシステム。
【請求項９】
前記介入手順は、前立腺生検を含む、請求項１に記載のシステム。
【請求項１０】
１つ以上のプロセッサ、メモリ及びインターフェースを含むワークステーションであって、前記メモリは、
参照画像座標空間を有する被験者の領域の参照画像であって、少なくとも１つの標的領域を含む、前記参照画像と、
ガイダンス画像座標空間を有する被験者の領域の少なくとも１つのガイダンス画像であって、前記参照画像とは異なる撮像モダリティから取得される、前記少なくとも１つのガイダンス画像と、を記憶するストレージデバイスを含む、前記ワークステーションと、
前記少なくとも１つの標的領域を含む前記参照画像を、前記ガイダンス画像座標空間にある前記少なくとも１つのガイダンス画像にレジスタし、
前記少なくとも１つのガイダンス画像、前記少なくとも１つの標的領域及び介入手順が行われた部位を示す少なくとも１つの生検部位を含むマッピングされたガイダンス画像を、前記参照画像座標空間にある前記参照画像にレジスタするレジストレーションモジュールと、
前記参照画像と前記ガイダンス画像座標空間にある前記少なくとも１つのガイダンス画像とのレジストレーションに基づく前記マッピングされたガイダンス画像と、
前記マッピングされたガイダンス画像と前記参照画像座標空間にある前記参照画像とのレジストレーションに基づく前記少なくとも１つの生検部位、前記少なくとも１つの標的領域、及び前記参照画像を含む計画画像と、
を、ディスプレイデバイス上に生成する画像生成モジュールと、
を含む、反復介入手順を計画及び実行する、システム。
【請求項１１】
前記ストレージデバイスは更に、
先の介入手順から生成される計画画像を含む前の計画画像であって、少なくとも１つの前の標的領域及び少なくとも１つの前の生検部位を含む、前記前の計画画像と、
現在の介入手順用の少なくとも１つの現在の標的領域を含む現在の参照画像と、
を記憶し、
前記レジストレーションモジュールは、
前記前の計画画像を、前記現在の参照画像の画像座標空間にレジスタし、
前記少なくとも１つのガイダンス画像と、前記少なくとも１つの現在の標的領域と、前記少なくとも１つの前の生検部位と、前記現在の介入手順が行われた部位を示す少なくとも１つの現在の生検部位とを含むエンハンストガイダンス画像を、前記参照画像座標空間にある前記現在の参照画像にレジスタし、
前記画像生成モジュールは、前記ディスプレイデバイス上に、
前記前の計画画像からの前記少なくとも１つの前の生検部位と、前記少なくとも１つの標的領域と、前記現在の参照画像とを含むマッピングされた現在の参照画像と、
前記少なくとも１つのガイダンス画像と前記少なくとも１つのマッピングされた現在の参照画像とのレジストレーションに基づく前記エンハンストガイダンス画像と、
前記マッピングされた現在の参照画像と、前記レジストレーションモジュールによるレジストレーションに基づく前記エンハンストガイダンス画像からの前記少なくとも１つの現在の生検部位とを含むエンハンスト計画画像と、
を生成する、請求項１０に記載のシステム。
【請求項１２】
前記ストレージデバイスは、前記参照画像及び／又は前記マッピングされたガイダンス画像に関する追加情報を記憶し、前記追加情報は、前記少なくとも１つの標的領域のがんの疑いのレベルに関する情報、前記少なくとも１つの生検部位において得られた生検コアの組織病理学的所見、又は、前記少なくとも１つの標的領域若しくは前記少なくとも１つの生検部位の解剖学的部位情報を含む、請求項１０に記載のシステム。
【請求項１３】
前記介入手順の実行中に、ユーザから受信される情報、及び／又は、前記介入手順の実行中に取得される撮像デバイスからの画像を記録及び記憶する、請求項１０に記載のシステム。
【請求項１４】
前記参照画像は、磁気共鳴撮像画像であり、前記少なくとも１つのガイダンス画像は、超音波画像である、請求項１１に記載のシステム。
【請求項１５】
少なくとも１つの標的領域を有する被験者の領域の参照画像を取り込むステップと、
前記参照画像とは異なる撮像モダリティから取得される前記被験者の前記領域の少なくとも１つのガイダンス画像を取り込むステップと、
前記参照画像からの前記少なくとも１つの標的領域を、前記少なくとも１つのガイダンス画像用の座標空間にレジスタして、少なくとも１つのマッピングされたガイダンス画像を生成するステップと、
第１の介入手順を行い、前記第１の介入手順が行われた生検部位を、前記少なくとも１つのマッピングされたガイダンス画像に記録するステップと、
前記少なくとも１つのマッピングされたガイダンス画像からの前記生検部位を、前記参照画像用の座標空間にある前記参照画像にレジスタし、計画画像を生成するステップと、
を含む、反復介入手順を計画及び実行する、方法。
【請求項１６】
少なくとも１つの現在の標的領域を有する被験者の領域の現在の参照画像、及び、前の介入手順から生成される前の計画画像を取り込むステップと、
前記前の計画画像を前記現在の参照画像にレジスタし、少なくとも１つの現在の標的領域、少なくとも１つの前の標的領域及び少なくとも１つの前の生検部位を有するマッピングされた現在の参照画像を生成するステップと、
前記マッピングされた現在の参照画像からの前記少なくとも１つの現在の標的領域と、前記少なくとも１つの前の標的領域及び前記少なくとも１つの前の生検部位とを、ガイダンス画像座標空間を有する少なくとも１つのガイダンス画像にレジスタし、少なくとも１つのエンハンストガイダンス画像を生成するステップと、
現在の介入手順を行い、前記現在の介入手順が行われた生検部位を前記少なくとも１つのエンハンストガイダンス画像に記録するステップと、
前記少なくとも１つのエンハンストガイダンス画像からの前記生検部位を、前記現在の参照画像用の座標空間にある前記マッピングされた現在の参照画像にレジスタし、エンハンスト計画画像を生成するステップと、
を含む、請求項１５に記載の方法。
【請求項１７】
前記参照画像及び／又は前記マッピングされたガイダンス画像に関する追加情報を取り込むステップを更に含み、前記追加情報は、前記少なくとも１つの標的領域のがんの疑いのレベルに関する情報、前記少なくとも１つの生検部位において得られた生検コアの組織病理学的所見、又は、前記少なくとも１つの標的領域若しくは前記少なくとも１つの生検部位の解剖学的部位情報を含む、請求項１５に記載の方法。
【請求項１８】
前記マッピングされたガイダンス画像及び／又は前記計画画像上に前記追加情報を示す画像を生成するステップを更に含む、請求項１６に記載の方法。
【請求項１９】
前記介入手順の実行中に、ユーザから受信される情報、及び／又は、前記介入手順の実行中に取得される撮像デバイスからの画像を記録及び記憶するステップを更に含む、請求項１５に記載の方法。
【請求項２０】
前記参照画像は、磁気共鳴撮像画像であり、前記少なくとも１つのガイダンス画像は、超音波画像である、請求項１５に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、米国公衆衛生局によって授与された共同研究開発契約第０１８６４号に基づく政府支援によってなされた。米国政府は本発明の一定の権利を有する。
【０００２】
本開示は、介入手順を計画及び実行するシステム並びに方法に関し、具体的には、反復介入手順を計画及び実行するシステム並びに方法に関する。
【背景技術】
【０００３】
前立腺といった身体の多くの領域におけるがん組織を検出するために、生体組織検査が一般的に使用されている。しかし、超音波は、前立腺がん病巣を正確に視覚化しない。更に、特定の組織領域の位置を特定し追跡するために、前立腺内に存在する超音波により視覚化された解剖学的ランドマークは、時に必要とされる信頼度よりも低い。したがって、前立腺組織は、通常、各反復生検手順中に、ランダムに且つ独立してサンプリングされる。
【０００４】
前立腺がんが疑われる患者は、がんの確定判断がないまま、何回か生検手順が繰り返される場合がある。これは、前立腺が、毎回、画像ベースの病巣標的設定なく、ランダムにサンプリングされることによる。これは、腺の同じ良性領域が繰り返しサンプリングされる一方で、サンプリングされた領域外のがん領域を見逃す可能性がある。１回の手順中に得られる異常所見は、しばしば、同じ場所における反復サンプリングでは、経時的に追跡することができない。したがって、前に見逃した場所の計画的及び効率的なサンプリングは不可能である。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
最新の画像ガイダンスシステムは、前立腺の生検を計画し及びガイドするために、前立腺の磁気共鳴撮像（「ＭＲＩ」）スキャンの超音波撮像とのレジストレーションを可能にする。これにより、ＭＲＩガントリ内手順を必要とすることなく、ＭＲＩにおいて特定された病巣の正確な標的設定が可能となる。しかし、ＭＲＩでは、相当数の前立腺がん病巣及び前がん状態の異常が視覚化されない。これらの異常は、既知のシステムで空間的に追跡及び記録される「系統的」生検で偶然に検出されるが、１つのＭＲＩスキャンにおいて記録される任意の生検所見は、後続のＭＲＩスキャンに効率的に移されることも、計画及び標的設定目的に使用することもできない。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の原理によれば、反復介入手順を計画及び実行するシステムは、参照画像座標空間を有する被験者の領域の参照画像を記憶するストレージデバイスを含む。参照画像は、少なくとも１つの標的領域を含む。ストレージデバイスは更に、ガイダンス画像座標空間を有する被験者の領域の少なくとも１つのガイダンス画像を記憶する。少なくとも１つのガイダンス画像は、参照画像とは異なる撮像モダリティから取得される。レジストレーションデバイスが、少なくとも１つの標的領域を含む参照画像を、ガイダンス画像座標空間にある少なくとも１つのガイダンス画像にレジスタする。レジストレーションデバイスは更に、少なくとも１つのガイダンス画像、少なくとも１つの標的領域及び介入手順が行われた部位を示す少なくとも１つの生検部位を含むマッピングされたガイダンス画像を、参照画像座標空間にある参照画像にレジスタする。画像生成デバイスが、ディスプレイデバイス上に、参照画像とガイダンス画像座標空間にある少なくとも１つのガイダンス画像とのレジストレーションに基づくマッピングされたガイダンス画像を生成する。画像生成デバイスは更に、ディスプレイデバイス上に、マッピングされたガイダンス画像と参照画像座標空間にある参照画像とのレジストレーションに基づく少なくとも１つの生検部位、少なくとも１つの標的領域、及び参照画像を含む計画画像を生成する。
【０００７】
別の実施形態では、反復介入手順を計画及び実行するシステムは、ワークステーションを含む。ワークステーションは、１つ以上のプロセッサ、メモリ及びインターフェースを含む。メモリは更に、参照画像座標空間を有する被験者の領域の参照画像を記憶するストレージデバイスを含む。参照画像は、少なくとも１つの標的領域を含む。ストレージデバイスは更に、ガイダンス画像座標空間を有する被験者の領域の少なくとも１つのガイダンス画像を記憶する。少なくとも１つのガイダンス画像は、参照画像とは異なる撮像モダリティから取得される。レジストレーションモジュールが、少なくとも１つの標的領域を含む参照画像を、ガイダンス画像座標空間にある少なくとも１つのガイダンス画像にレジスタする。レジストレーションモジュールは更に、少なくとも１つのガイダンス画像、少なくとも１つの標的領域及び介入手順が行われた部位を示す少なくとも１つの生検部位を含むマッピングされたガイダンス画像を、参照画像座標空間にある参照画像にレジスタする。画像生成モジュールが、ディスプレイデバイス上に、参照画像とガイダンス画像座標空間にあるガイダンス画像とのレジストレーションに基づくマッピングされたガイダンス画像を生成する。画像生成モジュールは更に、ディスプレイデバイス上に、マッピングされたガイダンス画像と参照画像座標空間にある参照画像とのレジストレーションに基づく少なくとも１つの生検部位、少なくとも１つの標的領域、及び参照画像を含む計画画像を生成する。
【０００８】
別の実施形態では、反復介入手順を計画及び実行する方法は、被験者の領域の参照画像を取り込むステップを含む。参照画像は、少なくとも１つの標的領域を含む。被験者の領域の少なくとも１つのガイダンス画像が取り込まれる。参照画像からの少なくとも１つの標的領域を、少なくとも１つのガイダンス画像用の座標空間にレジスタして、少なくとも１つのマッピングされたガイダンス画像が生成される。第１の介入手順が行われ、当該手順が行われた生検部位が、少なくとも１つのマッピングされたガイダンス画像に記録される。マッピングされたガイダンス画像からの生検部位が、参照画像用の座標空間にある参照画像にレジスタされ、計画画像が生成される。
【０００９】
上記方法は更に、少なくとも１つの現在の標的領域を有する被験者の領域の現在の参照画像と、前の介入手順から生成される前の計画画像とを取り込むステップを含む。前の計画画像は、現在の参照画像にレジスタされ、少なくとも１つの現在の標的領域、少なくとも１つの前の標的領域及び少なくとも１つの前の生検部位を有するマッピングされた現在の参照画像が生成される。マッピングされた現在の参照画像からの少なくとも１つの現在の標的領域、少なくとも１つの前の標的領域及び少なくとも１つの前の生検部位が、ガイダンス画像座標空間を有する少なくとも１つのガイダンス画像にレジスタされ、少なくとも１つのエンハンストガイダンス画像が生成される。現在の介入手順が行われ、現在の介入手順が行われた生検部位が、少なくとも１つのエンハンストガイダンス画像に記録される。少なくとも１つのエンハンストガイダンス画像からの生検部位が、現在の参照画像用の座標空間にあるマッピングされた現在の参照画像にレジスタされ、エンハンスト計画画像が生成される。
【００１０】
本開示のこれらの及び他の目的、特徴並びに利点は、添付図面と共に読まれるべきである、本開示の例示的な実施形態の以下の詳細な説明から明らかとなろう。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
本開示は、以下の図面を参照して、好適な実施形態の以下の説明を詳細に提示する。
【００１２】
【図１】図１は、１つの例示的な実施形態による反復介入手順を計画及び実行するシステムを示すブロック／フロー図である。
【図２】図２は、第２の例示的な実施形態による反復介入手順を計画及び実行するシステムを示すブロック／フロー図である。
【図３】図３は、１つの例示的な実施形態による反復介入手順を計画及び実行する方法を示すフロー図である。
【図４】図４は、第２の例示的な実施形態による反復介入手順を計画及び実行する方法を示すフロー図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
本発明の原理によれば、第１の介入手順の参照画像内の現在の標的を、異なる撮像モダリティから取得されたガイダンス画像にレジスタして、介入手順中の視覚化及び誘導を向上させる反復介入手順を計画及び実行するシステムが提供される。システムは、第１の介入手順中の生検部位及び追加情報を、ガイダンス画像座標空間にあるガイダンス画像に記録する。システムは、生検部位をレジスタし、生検部位を参照画像上にマッピングして、患者への後続の介入手順に使用する計画画像を提供する。
【００１４】
システムは更に、前の計画画像からの前の生検部位、前の標的部位及び関連の追加情報を、現在の参照画像にレジスタして、現在の介入手順に使用するマッピングされた現在の参照画像を提供する。システムは、現在の参照画像をガイダンス画像にレジスタして、現在の標的と、前の介入手順からの前の標的、前の生検部位及び追加情報とを含むエンハンストガイダンス画像を提供する。システムは更に、現在の介入手順中の生検部位及び追加情報を、ガイダンス画像座標空間にあるエンハンストガイダンス画像に記録する。システムは、現在の介入手順の生検部位をレジスタし、生検部位を、マッピングされた現在の参照画像上にマッピングして、後続の介入手順に使用するエンハンスト計画画像を提供する。
【００１５】
システムは、介入手順を実行する際に、２つの異なる撮像モダリティを採用し、それらの間にレジストレーションを提供して、前の介入手順からの情報が現在の画像上にマッピングされて、現在の介入手順の計画及び実行を向上させることを可能にする。システムは、介入手順が繰り返される間に、ユーザが特定の組織領域を追跡することを可能にする。
【００１６】
当然ながら、本発明は、医用システムに関して説明される。しかし、本発明の教示内容は、はるかに広義であり、幾つかの実施形態では、本発明の原理は、複雑な生体系又は機械系を定量的に評価する際に使用される。更に、本発明の原理は、肺、肝臓、脳、子宮、胃腸管、排泄器、血管及び身体の任意の他の固形臓器組織、腫瘍組織並びに身体の均一又は不均一に増進する構造といった身体のあらゆる領域における生体系の内部評価手順に適用可能である。図面に示される要素は、ハードウェア及びソフトウェアの様々な組み合わせで実現されてよく、単一の要素又は複数の要素にまとめられる機能を提供する。
【００１７】
図面に示される様々な要素の機能は、専用ハードウェアだけでなく、適切なソフトウェアに関連付けられてソフトウェアを実行可能であるハードウェアを使用することによって提供可能である。当該機能は、プロセッサによって提供される場合、単一の専用プロセッサによって、単一の共有プロセッサによって、又は、複数の個別のプロセッサによって提供可能であり、個別のプロセッサのうちの幾つかは共有されてよい。更に、「プロセッサ」又は「コントローラ」との用語の明示的な使用は、ソフトウェアを実行可能なハードウェアを排他的に指すと解釈されるべきではなく、デジタル信号プロセッサ（「ＤＳＰ」）ハードウェア、ソフトウェアを記憶する読み出し専用メモリ（「ＲＯＭ」）、ランダムアクセスメモリ（「ＲＡＭ」）、不揮発性記憶装置等を暗に含むが、これらに限定されない。
【００１８】
更に、本発明の原理、態様及び実施形態だけでなく、これらの具体例を列挙する本明細書におけるすべての記述は、これらの構造上の等価物及び機能上の等価物の両方を包含することを意図している。更に、このような等価物は、現在知られている等価物だけでなく、将来開発される等価物（例えば構造に関係なく、同じ機能を行うように開発される任意の要素）の両方も含むことを意図している。同様に、当然ながら、様々な処理は、コンピュータ可読記憶媒体内に実質的に表現され、コンピュータ又はプロセッサによって、当該コンピュータ又はプロセッサが明示的に示されているか否かに関わらず、実行される。
【００１９】
更に、本発明の実施形態は、例えばコンピュータ若しくは任意の命令実行システムによる又は当該コンピュータ若しくはシステムに関連して使用されるプログラムコードを提供するコンピュータ使用可能又はコンピュータ可読記憶媒体からアクセス可能であるコンピュータプログラムプロダクトの形を取ることができる。本説明のために、コンピュータ使用可能又はコンピュータ可読記憶媒体は、命令実行システム、装置若しくはデバイスによる又は当該システム、装置若しくはデバイスに関連して使用されるプログラムを、含む、記憶する、通信する、伝搬する又は運搬する任意の装置であってよい。媒体は、電子、磁気、光学、電磁、赤外若しくは半導体システム（若しくは装置若しくはデバイス）又は伝搬媒体であってよい。コンピュータ可読媒体の例には、半導体若しくは固体メモリ、磁気テープ、取り外し可能なコンピュータディスケット、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）、読み出し専用メモリ（ＲＯＭ）、剛性磁気ディスク及び光学ディスクが含まれる。光学ディスクの現在の例には、コンパクトディスク−読み出し専用メモリ（ＣＤ−ＲＯＭ）、コンパクトディスク−読み出し／書き込み（ＣＤ−Ｒ／Ｗ）、ブルーレイ（登録商標）及びＤＶＤが含まれる。
【００２０】
本発明の原理によれば、反復介入手順を計画及び実行するシステムが提供される。次に、同様の参照符号が同じ又は同様の要素を指す図面を参照する。まず、図１を参照するに、システム１００は、被験者１０８のある領域１０６の参照画像１０４を記憶するストレージデバイス１１１を含む。参照画像１０４は、ＭＲＩ画像、コンピュータ断層撮影（「ＣＴ」）画像、ポジトロン放出断層撮影（「ＰＥＴ」）画像、超音波画像又は当技術分野において知られている他の撮像モダリティからの画像を含む。好適な実施形態では、参照画像１０４はＭＲＩ画像である。ＭＲＩ画像は、画像レジストレーション及び手順計画に有利である比較的大きい視野を有する高解像度で非リアルタイムの画像を提供する。参照画像１０４は、参照画像座標空間を含む。
【００２１】
参照画像１０４は、計画された介入手順のための少なくとも１つの標的領域を含む。例えば１つの例示的な実施形態では、介入手順は、前立腺生検といった生体組織検査である。この実施形態では、標的領域は、好適には、がん組織の疑いが高い被験者の前立腺の領域１０６である。システム１００は、参照画像１０４をディスプレイ１０２上で表示する。標的領域は、参照画像１０４内の点配置、又は、標的領域の場所及び形状／大きさを示す参照画像内の２Ｄ若しくは３Ｄ輪郭によって特定される。
【００２２】
ストレージデバイス１１１は更に、被験者１０８の領域１０６の少なくとも１つのガイダンス画像１１２を記憶する。例えば介入手順が前立腺生検である実施形態では、ガイダンス画像１１２は、被験者の前立腺の領域の画像である。ガイダンス画像１１２は、好適には、参照画像１０４とは異なる撮像モダリティである。ガイダンス画像１１２は、好適には、ライブ画像ガイダンスに有利であるより低い解像度で、比較的低コストで取得されるリアルタイム画像である。一実施形態では、ガイダンス画像は超音波画像である。代わりに又は追加として、磁気粒子撮像といった代替案も利用可能である。ガイダンス画像１１２は、ガイダンス画像座標空間を含む。
【００２３】
システム１００は更に、参照画像１０４内の各標的領域を、ガイダンス画像座標空間にある各ガイダンス画像１１２に空間的にレジスタするレジストレーションデバイス１１６を含む。一実施形態では、レジストレーションデバイス１１６は、弾性レジストレーション変換を行う。レジストレーションデバイス１１６は、類似メトリックとして相互情報を、弾性補間器としてＢスプラインを、及び／又は、類似メトリックが最大になるまで変換パラメータを反復変更するＮｅｌｄｅｒ＆Ｍｅａｄの「Ｄｏｗｎｈｉｌｌ  Ｓｉｍｐｌｅｘ」アルゴリズムを利用して変換を行う。レジストレーションデバイス１１６によって変換が行われた後、レジストレーションデバイスは、参照画像１０４における標的領域の座標に変換を適用する。当該変換は、参照画像における標的領域の場所を、ガイダンス画像の座標空間にあるガイダンス画像１１２における対応する解剖学的部位に変換する。以下に説明されるように、レジストレーションデバイスは、参照画像座標空間にある画像とガイダンス画像座標空間にある画像との間で多数の弾性レジストレーション変換を行ってよい。レジストレーションデバイス１１６は更に、参照画像１０４をガイダンス画像１１２にレジスタするのに役立つ空間追跡デバイス、好適には電磁気追跡デバイスを含んでよい。この追跡は、Ｐｉｌｉｐｓ社のＩｎｖｉｖｏ  ＵｒｏＮａｖ（ＴＭ）製品に使用される追跡と同様であってよい。
【００２４】
画像生成デバイス１２０が、レジストレーションに基づいて、ディスプレイ１０２上にマッピングされたガイダンス画像１１３を生成する。マッピングされたガイダンス画像１１３は、ガイダンス画像１１２と、参照画像１０４からのマッピングされた標的領域とを含む。標的領域は、マッピングされたガイダンス画像１１３内で、点配置によって、又は、ガイダンス画像における２Ｄ若しくは３Ｄ輪郭によって特定される。システムによって生成されるマッピングされたガイダンス画像１１３は、施術者が前立腺生検といったガイド付き介入手順を行うことを可能にする。ガイド付き介入手順では、標的領域がガイダンス画像上にマッピングされて、手順の実行中の標的領域のクリアな視覚化が可能にされる。
【００２５】
システム１００は、介入手順中に実際の生検が行われた部位を、ガイダンス画像座標にあるマッピングされたガイダンス画像１１３に記録する。他の実施形態では、システムは、実際の生検部位をガイダンス画像１１２に記録する。標的は、しばしば、２回以上生体検査されるので、生検部位の数は標的領域の数よりも多い。
【００２６】
システム１００は更に、参照画像１０４又はガイダンス画像１１２と行われた関連の介入手順に関する追加情報１１４を、ストレージデバイス１１１に記録する。追加情報１１４は、好適には、マッピングされたガイダンス画像１１３内の標的領域及び生検部位、又は、参照画像１０４内の標的領域に関連する又は相関がある。追加情報１１４は、前立腺画像報告データシステム（「ＰＩＲＡＤＳ」）評価といった標的領域のがんの疑いのレベルに関する情報を含む。追加情報１１４は更に、組織タイプ、組織が良性又は悪性であるかの兆候、悪性腫瘍のタイプ、生検コア内のがんの割合、組織のグリソン（Gleason）スコア、組織病理学的所見に基づくサマリスコア等といった生検部位において得られた生検コア内の組織病理学的所見に関する情報も含む。追加情報１１４は更に、標的領域の解剖学的部位又は生検部位に関する情報も含む。
【００２７】
レジストレーションデバイス１１６は更に、各マッピングされたガイダンス画像１１３からの生検部位を、参照画像座標にある参照画像１０４にレジスタする。幾つかの実施形態では、レジストレーションデバイス１１６は、マッピングされたガイダンス画像内の生検部位と参照画像座標空間との間で弾性レジストレーション変換を行うために、参照画像１０４とガイダンス画像１１２との間で既に得られている変換を使用する。一実施形態では、レジストレーションデバイス１１６は、マッピングされたガイダンス画像１１３に記録された生検の総数（Ｎｐｒｉｏｒ）を決定する標的カウンタ１１８を含む。レジストレーションデバイス１１６は、マッピングされたガイダンス画像１１３と、生検部位（Ｌｎ）といった関連するデータとを取り込む。
【００２８】
生検部位に関して、レジストレーションデバイス１１６によってレジストレーション変換Ｔｇｕｉｄａｎｃｅ→ｒｅｆｅｒｅｎｃｅが決定されると、レジストレーションデバイス１１６は、マッピングされたガイダンス画像１１３内の生検部位の座標と、生検部位に関する任意の対応する追加情報１１４とに変換を適用する。これは、マッピングされたガイダンス画像１１３内のそれらの場所を、参照画像の座標空間にある参照画像１０４内の対応する解剖学的部位に変換する。一実施形態では、Ｔｇｕｉｄａｎｃｅ→ｒｅｆｅｒｅｎｃｅ変換は、後続の介入手順の計画及び実行中の取り込みのためにガイダンス画像が参照画像１０４の座標空間にマッピングされるように、ガイダンス画像１１２の撮像データにも適用される。レジストレーションデバイス１１６は、各マッピングされたガイダンス画像１１３のレジストレーションを可能にする。
【００２９】
画像生成デバイス１２０は、ディスプレイ１０２上に計画画像１２２を生成する。計画画像１２２は、計画標的を含む参照画像１０４と、マッピングされたガイダンス画像１１３からのマッピングされた実際の生検部位とを含む。画像生成デバイス１２０は更に、計画画像１２２上に、任意の追加情報１１４の画像を生成する。画像生成デバイス１２０は更に、計画画像１２２と組み合わせて、ガイダンス画像１１２のうちの１つ以上を生成する。システム１００は、計画画像１２２をストレージデバイス１１１に記憶してもよい。
【００３０】
好適な実施形態では、システムは、前の介入手順中に生成された１つ以上の前の計画画像１２４を、現在の介入手順での使用のためにストレージデバイス１１１に記憶する。システムは、前の計画画像１２４において行われた介入手順よりも後の時間に取得された現在の参照画像１２６も記憶する。現在の参照画像１２６は、前の計画画像１２４における関連の手順と同じ被験者領域に対して行われるべき現在の介入手順のための少なくとも１つの現在の標的領域を含む。一実施形態では、現在の参照画像１２６は、上記されたように、ＭＲＩ画像又は別の高解像度撮像モダリティである。現在の標的領域は、現在の参照画像１２６内の点配置、又は、標的の場所及び形状／大きさを示す現在の参照画像内の２Ｄ若しくは３Ｄ輪郭によって特定される。
【００３１】
レジストレーションデバイス１１６は、上記されたようなレジストレーションを介して、前の計画画像１２４内の生検部位を現在の参照画像１２６にレジスタする。画像生成デバイス１２０は、現在の参照画像１２６と、前の計画画像１２４からのマッピングされた生検部位、標的及び追加情報１１４とを含むマッピングされた現在の参照画像１２９を生成する。
【００３２】
レジストレーションデバイス１１６は更に、現在の介入手順のために、マッピングされた現在の参照画像１２９内の現在の標的領域、前の標的領域、前の生検部位及び追加情報を、ストレージデバイス１１１内に記憶されているガイダンス画像１１２にレジスタする。画像生成デバイス１２０は、このレジストレーションに基づいて、ディスプレイ１０２上にエンハンストガイダンス画像１１５を生成する。エンハンストガイダンス画像１１５は、ガイダンス画像と、ガイダンス画像座標空間にあるマッピングされた現在の参照画像１２９からのマッピングされた現在の標的、前の生検部位、前の標的及び追加情報とを含む。
【００３３】
システムによって生成されるエンハンストガイダンス画像１１５は、施術者が、前立腺生検といったガイド付き介入手順を行うことを可能にする。当該ガイド付き介入手順では、ガイダンス画像内で、標的領域、前の生検及び前の標的領域がクリアに視覚化されている。エンハンストガイダンス画像１１５は更に、前の生検又は現在の標的に関連する追加情報１１４も含む。
【００３４】
システム１００は、現在の介入手順中に実際の生検が行われた場所を、ガイダンス画像座標にあるエンハンストガイダンス画像１１５に記録する。システム１００は更に、現在の介入手順及び関連の生検部位に関する追加情報１１４も記録する。
【００３５】
レジストレーションデバイス１１６は更に、エンハンストガイダンス画像１１５内の現在の介入手順からの生検部位を、現在の参照画像座標にあるマッピングされた現在の参照画像１２９にレジスタする。画像生成デバイス１２０は更に、マッピングされた現在の参照画像１２９と、エンハンストガイダンス画像１１５からのマッピングされた実際の生検部位とを含むエンハンスト計画画像１２３を生成する。システム１００は、患者への将来の反復介入手順における計画画像として使用するために、エンハンスト計画画像１２３をストレージデバイス１１１に記憶する。ストレージデバイス１１１は更に、将来の介入手順に使用するために画像生成デバイス１２０によって生成される任意の画像も記憶する。システムは、ストレージデバイス１１１に記憶された又は画像生成デバイス１２０によって生成されたどの画像もディスプレイ１０２上に表示する。システムは、図１では、個別部品として全体的に説明されているが、システム及びそれらの構成要素は単一のシステムに組み込まれてもよい。
【００３６】
一実施形態では、画像生成デバイス１２０は、画像内で様々な色又は記号といった様々な視覚的マーカを使用して、組織病理学的所見のタイプ又は深刻度を示すために生成される追加情報１１４を示す。画像生成デバイス１２０は更に、様々な色又は記号を使用して、前の生検部位がその間に取得される前の生検手順を示してもよい。例えば生成された画像内の各標的領域又は生検部位は、標的又は生検部位の時間周期を示すために区別できる色を有する。
【００３７】
図２に示されるように、一実施形態では、システム１００は、ワークステーション１０１を含み、そこから手順が監視及び／又は管理される。ワークステーション１０１は、好適には、１つ以上のプロセッサ１２７と、プログラム及びアプリケーションを記憶するメモリ１３０とを含む。一実施形態では、ストレージデバイス１１１は、システムのメモリ１３０内に組み込まれる。ディスプレイ１０２は、ユーザが画像を見て、ワークステーション１０１とインタラクトすることを可能にする。一実施形態では、ワークステーション１０１は、参照画像、ガイダンス画像及び計画画像を表示するディスプレイ１０２とは別のディスプレイを含む。システム１００は更に、キーボード、マウス、ジョイスティック、触覚デバイス又はユーザフィードバック及びワークステーション１０１とのインタラクションを可能にする任意の他の周辺機器若しくは制御部を特徴とするインターフェース１２８を含む。
【００３８】
ワークステーション１０１は更に、画像及び標的領域、生検部位及び／又はそれらに関連付けられる追加情報１１４を、異なる座標空間にレジスタし、図１に示される実施形態において説明されるレジストレーションモジュール１１６と同じ機能を提供する統合レジストレーションモジュール１１７を含む。
【００３９】
ワークステーション１０１は更に、画像を生成し、図１に示される実施形態において説明される画像生成デバイス１２０と同じ機能を提供する統合画像生成モジュール１２１を含む。
【００４０】
図１及び図２に説明されるシステム１００は、現在の標的領域だけでなく、前の標的部位及び生検部位を含む画像をユーザに提供する。システム１００は更に、前の介入手順又は現在の手順に関する追加情報１１４をユーザに提供する。システムは、ユーザが繰り返される標的設定された介入手順を計画及び実行することを可能とするために、領域の画像及び前の介入手順からの情報の向上された視覚化をユーザに提供する。
【００４１】
図１及び図２に示されるシステム１００は、ユーザが視覚化と相互作用することを可能にし、例えば画像生成デバイス１２０又は画像生成モジュール１２１が画像内にどの像、標的及び前の生検部位を表示するか、ユーザが選択することを可能にする。システム１００は更に、標的又は生検部位のそれぞれに関連する更なる情報をユーザが入力することを可能にする。例えばシステムは、インターフェース１２８を介してユーザが更なる情報をワークステーション１０１に入力することを可能にする。
【００４２】
システム１００は更に、介入手順の実行中にユーザから情報を受信し、当該情報をストレージデバイス１１１に記録してもよい。例えば介入手順中にユーザによって入力される情報には、新しい生検部位、標的及び／又は関連の病理的所見が含まれる。システム１００は更に、介入手順中に、ＭＲＩといった撮像デバイス１０９によって取得された被験者の領域の新しい画像を受信してもよい。システム１００は、手順中に入力された情報を、画像内の標的又は生検部位に関連付けてもよい。システムは、ユーザが、様々なガイダンス画像を確認しつつ、介入手順を行い、必要に応じて、計画された手順を調整することを可能にする。参照画像及び計画画像を使用して、現在の介入手順及び後続の介入手順を計画することができる。
【００４３】
図３を参照するに、本発明の原理による介入手順を計画及び実行する方法１４０が例示的に示される。ステップ１５０において、介入手順のための少なくとも１つの標的領域を有する参照画像１０４が取り込まれ、ディスプレイ上に表示される。ステップ１６０において、被験者の領域の少なくとも１つのガイダンス画像１１２が取り込まれる。少なくとも１つのガイダンス画像１１２は、参照画像とは異なる撮像モダリティであってよい。
【００４４】
ステップ１７０において、参照画像１０４からの少なくとも１つの標的領域が、ガイダンス画像の座標空間にレジスタされ、ガイダンス画像とガイダンス画像座標空間にある標的領域とを含むマッピングされたガイダンス画像１１３が生成される。ステップ１８０において、介入手順が行われ、実際の生検が行われた生検部位が、ガイダンス画像座標にあるマッピングされたガイダンス画像１１３に記録される。
【００４５】
ステップ１９０において、各マッピングされたガイダンス画像１１３からの生検部位が、参照画像座標にある参照画像１０４にレジスタされ、参照画像１０４、計画された標的及びマッピングされたガイダンス画像１１３からのマッピングされた実際の生検部位を含む計画画像１２２が生成される。マッピングされた実際の生検部位に関連する追加情報１１４（例えば診断病理学的結果）も、このステップ１９０においてレジスタされる。ステップ２００において、画像１２２は、ストレージデバイス１１１に記憶される。
【００４６】
図４に示されるように、好適な実施形態では、上記方法は更に、ステップ２１０において、前の介入手順中に生成された前の計画画像１２４だけでなく、前の介入手順後に取得された最近の参照画像に基づいた現在の参照画像１２６を得るステップを含む。現在の参照画像１２６は、少なくとも１つの現在の標的領域を含む。ステップ２２０において、前の計画画像１２４は、現在の参照画像１２６にレジスタされ、現在の参照画像、現在の標的並びに前の計画画像１２４からのマッピングされた前の生検部位、前の標的部位及び関連の追加情報を含むマッピングされた現在の参照画像１２９が生成される。
【００４７】
ステップ２３０において、マッピングされた現在の参照画像１２９からの標的領域、生検部位及び関連の追加情報は、少なくとも１つのガイダンス画像１１２にレジスタされ、レジストレーションに基づいて、エンハンストガイダンス画像１１５がディスプレイ１０２上に生成される。エンハンストガイダンス画像１１５は、ガイダンス画像と、ガイダンス画像座標空間にあるマッピングされた現在の参照画像１２９からのマッピングされた現在の標的、前の生検部位、前の標的及び関連の追加情報１１４を含む。ステップ２４０において、現在の介入手順が行われ、実際の生検が行われた生検部位が、ガイダンス画像座標にあるエンハンストガイダンス画像１１５に記録される。
【００４８】
ステップ２５０において、現在の介入手順用の生検部位が、マッピングされた現在の参照画像１２９にレジスタされ、マッピングされた現在の参照画像、現在の介入手順からのマッピングされた実際の生検部位及び現在の介入手順からの任意の追加情報を含むエンハンスト計画画像１２３が生成される。ステップ２６０において、エンハンスト計画画像１２３は、ストレージデバイスに記憶され、被験者への後続の介入手順に使用される。
【００４９】
反復介入手順を計画及び実行する本方法は、ユーザが、手順が繰り返される間に領域の特定の一部を追跡し、前の介入手順の場所、標的及び結果を最新の参照画像上に視覚化することを可能にする。上記方法は、各介入手順中に２つの異なる撮像モダリティを使用し、また、それらの間のレジストレーションを行う。この方法は、ユーザが標的設定した形で手順を計画し、介入手順の実行中にユーザをガイドすることを可能にする。
【００５０】
なお、修正及び変更は、上記教示内容を考慮して当業者によって行うことができる。したがって、添付の請求項によって説明されるように本明細書において開示される実施形態の範囲内である変更を、開示される開示内容の特定の実施形態において行ってよいことは理解されるべきである。
【００５１】
添付の請求項を解釈する際に、次の通りに理解されるべきである。
ａ）「含む」との用語は、所与の請求項に列挙される要素又は行為以外の要素又は行為の存在を排除しない。
ｂ）要素に先行する「ａ」又は「ａｎ」との用語は、当該要素が複数存在することを排除しない。
ｃ）請求項における任意の参照符号は、その範囲を限定しない。
ｄ）幾つかの「手段」は、同じアイテム、ハードウェア若しくはソフトウェアによって実現される構造体又は機能によって表される。
ｅ）特に明記されない限り、行為の特定の順番を必要とすることを意図していない。
【００５２】
（例示的であって限定を意図していない）被験者における反復介入手順を計画及び実行するシステム及び方法の好適な実施形態が説明されたが、上記教示内容に鑑みて、当業者によって修正及び変更がなされうることに留意されたい。したがって、開示された開示内容の特定の実施形態に変更を行ってもよく、これらの変更は、添付の請求項によって概説される本明細書に開示される実施形態の範囲内であることは理解されるべきである。したがって、特許法によって義務付けられているように、詳細及び特殊性を説明することによって、特許証によって請求され、保護を望むものは、添付の請求項に記載される。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【国際調査報告】
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