(57)【要約】標的を含むＣＴ画像データから生成される、３Ｄ再構成の少なくとも１つのスライスを提示する治療ゾーン設定表示を含む、外科的手技を計画するためのシステムおよび方法。治療ゾーン設定表示は、治療ゾーンの場所およびサイズを画定する、治療ゾーンマーカを提示し、受信されたユーザ入力に応答して治療ゾーンマーカを調節するように構成される。システムおよび方法はさらに、３Ｄ再構成から導出される３Ｄ体積、および３Ｄ体積で描写される構造に対する治療ゾーンマーカの３Ｄ表現を提示する、体積表示を含む。
2017532078.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
治療手技を計画するためのシステムであって、
メモリおよび少なくとも１つのプロセッサを含む、コンピュータデバイスと、
前記プロセッサによって実行されたときに、前記治療手技の前記計画を通してユーザを誘導する、ユーザインターフェースを提示する、前記メモリに記憶されたプログラムと、を備え、
前記ユーザインターフェースは、
標的を含むＣＴ画像データから生成される、３Ｄ再構成の少なくとも１つのスライスを提示する、治療ゾーン設定表示であって、治療ゾーンの場所およびサイズを画定する、治療ゾーンマーカをさらに提示する、受信されたユーザ入力に応答して前記治療ゾーンマーカを調節するように構成される、治療ゾーン設定表示と、
前記３Ｄ再構成から導出される３Ｄ体積、および前記３Ｄ体積で描写される構造に対する前記治療ゾーンマーカの３Ｄ表現を提示する、体積表示と、を含む、システム。
【請求項２】
前記体積表示内の前記治療ゾーンマーカの前記３Ｄ表現は、ワイヤフレームである、請求項１に記載のシステム。
【請求項３】
前記３Ｄ体積は、前記標的、標的マーカ、前記治療ゾーンマーカ、または器具の遠位部分のうちの１つを中心とする、請求項１に記載のシステム。
【請求項４】
前記３Ｄ体積は、受信されたユーザ入力に応答して回転可能である、請求項１に記載のシステム。
【請求項５】
前記３Ｄ体積は、立方形、長方形、ピラミッド形、および球形から成る群から本開示される形状を有する、請求項１に記載のシステム。
【請求項６】
前記治療ゾーン設定表示の前記少なくとも１つのスライスは、器具の表現を含み、前記器具の前記表現の配向および位置は、前記治療ゾーン設定表示内の前記治療ゾーンマーカの配向および位置を調節するように、受信されたユーザ入力に応答して調節可能である、請求項１に記載のシステム。
【請求項７】
前記体積表示はさらに、前記器具の３Ｄ表現を提示し、前記治療ゾーン設定表示内の前記受信されたユーザ入力に応答した前記器具の前記表現の前記配向および位置の調節はまた、前記器具の前記３Ｄ表現の対応する配向および位置、ならびに前記体積表示内の前記３Ｄ治療ゾーンマーカの前記配向および位置も調節する、請求項６に記載のシステム。
【請求項８】
前記治療ゾーン設定表示の前記少なくとも１つのスライス内の前記器具の前記表現は、その上に摺動可能に配置された深度マーカであって、受信されたユーザ入力に応答して、前記器具の挿入の深度を設定するように摺動可能である、深度マーカを含む、請求項６に記載のシステム。
【請求項９】
治療手技を計画するためのシステムであって、
メモリおよび少なくとも１つのプロセッサを含む、コンピュータデバイスと、
前記プロセッサによって実行されたときに、治療手技の前記計画を通してユーザを誘導する、ユーザインターフェースを提示する、前記メモリに記憶されたプログラムと、を備え、
前記ユーザインターフェースは、
患者のＣＴ画像データから生成される３Ｄ再構成のスライスを提示する、標的選択表示であって、受信されたユーザ入力に応答して、前記提示されたスライスから少なくとも１つの標的解剖学的特徴を選択するように構成される、標的選択表示と、
前記標的解剖学的特徴を含む前記３Ｄ再構成の少なくとも１つのスライスを提示する、治療ゾーン設定表示であって、治療ゾーンの場所およびサイズを画定する、治療ゾーンマーカをさらに提示する、治療ゾーン設定表示であって、受信されたユーザ入力に応答して前記治療ゾーンマーカを調節するように構成される、治療ゾーン設定表示と、
受信されたユーザ入力に応答して、前記治療ゾーンへのアクセス経路を設定するように構成される、アクセス経路設定表示と、
前記治療ゾーンおよび前記アクセス経路の３次元モデルを提示するように構成される、再検討表示と、を含む、システム。
【請求項１０】
前記治療ゾーン設定表示、アクセス経路設定表示、および再検討表示のうちの１つまたはそれを上回るものは、別個に提示される、請求項９に記載のシステム。
【請求項１１】
前記治療ゾーンマーカの少なくとも１つの寸法は、前記治療ゾーンの前記サイズを調節するように、受信されたユーザ入力に応答して調節可能である、請求項９に記載のシステム。
【請求項１２】
前記治療ゾーン設定表示は、前記３Ｄ再構成の軸方向スライス、前記３Ｄ再構成の冠状スライス、および前記３Ｄ再構成の矢状スライスのそれぞれを提示し、前記軸方向、冠状、および矢状スライスのうちの１つにおける、前記受信されたユーザ入力に応答した前記治療ゾーンマーカの前記少なくとも１つの寸法の前記調節は、前記軸方向、冠状、および矢状スライスのうちの少なくとも１つの他方において、前記治療ゾーンマーカの少なくとも１つの寸法を調節する、請求項１１に記載のシステム。
【請求項１３】
前記治療ゾーン設定表示はさらに、少なくとも１つの治療パラメータ値を提示し、前記少なくとも１つの治療パラメータ値は、受信されたユーザ入力に応答して調節可能である、請求項９に記載のシステム。
【請求項１４】
前記少なくとも１つの治療パラメータ値は、電力設定、持続時間設定、器具タイプ、および前記治療ゾーンのサイズから成る群から選択される、請求項１３に記載のシステム。
【請求項１５】
前記少なくとも１つの治療パラメータ値を調節することは、少なくとも１つの他の治療パラメータ値を自動的に調節する、請求項１３に記載のシステム。
【請求項１６】
前記治療ゾーンは、３次元治療体積として前記３次元モデルで提示される、請求項９に記載のシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
（関連出願への相互参照）
本出願は、２０１４年８月１１日に出願された米国仮特許出願第６２／０３５，８６３号および２０１４年８月１１日に出願された米国仮特許出願第６２／０３５，８５１号に基づく利益および優先権を主張しており、これら仮出願の各々の全体の内容は、本明細書中に参考として援用される。
【０００２】
（背景）
（１．技術分野）
本開示は、治療手技を計画するためのシステムおよび方法に関する。
【背景技術】
【０００３】
（２．関連技術の論議）
治療手技を計画するとき、臨床医は、多くの場合、Ｘ線データ、コンピュータ断層撮影（ＣＴ）スキャンデータ、磁気共鳴画像（ＭＲＩ）データ、または臨床医が患者の内部生体構造を視認することを可能にする他の画像データを含む、患者データに依拠する。臨床医は、着目標的を識別するように、および外科的手技のための着目標的にアクセスするための方策を開発するように、患者データを利用する。
【０００４】
診断ツールとしてのＣＴ画像の使用は、日常的になっており、ＣＴ結果は、多くの場合、病変、腫瘍、または他の類似着目標的のサイズおよび場所に関して臨床医に利用可能な主要情報源である。本情報は、生検または切除手技等の手術手技を計画するために臨床医によって使用されるが、典型的には、手技を開始することに先立って、施術者の能力の限りにおいて記憶されなければならない、「オフライン」情報として利用可能であるにすぎない。ＣＴ画像は、典型的には、軸、冠状、および矢状方向のそれぞれにおいてスライスで患者をデジタル撮像することによって取得される。臨床医は、標的を識別し、または場所を特定しようとするときに、各方向からスライス毎にＣＴ画像データを再検討する。しかしながら、多くの場合、臨床医が、それらの未加工形態のＸ線、ＣＴ画像、またはＭＲＩに基づいて外科的切除手技を効果的に計画することは困難である。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００５】
（要旨）
治療手技を計画するためのシステムおよび方法が提供される。
【０００６】
本開示の側面では、メモリおよび少なくとも１つのプロセッサを含む、コンピュータデバイスと、プロセッサによって実行されたときに、治療手技の計画を通してユーザを誘導する、ユーザインターフェースを提示する、メモリに記憶されたプログラムとを含む、治療手技を計画するためのシステムが開示される。ユーザインターフェースは、患者のＣＴ画像データから生成される３Ｄ再構成のスライスを提示する、標的選択表示を含む。標的選択表示は、受信されたユーザ入力に応答して、提示されたスライスから少なくとも１つの標的解剖学的特徴を選択するように構成される。ユーザインターフェースはさらに、標的解剖学的特徴を含む３Ｄ再構成の少なくとも１つのスライスを提示する、治療ゾーン設定表示を含む。治療ゾーン設定表示はさらに、治療ゾーンの場所およびサイズを画定する、治療ゾーンマーカを提示する。治療ゾーン設定表示は、受信されたユーザ入力に応答して治療ゾーンマーカを調節するように構成される。ユーザインターフェースはさらに、受信されたユーザ入力に応答して、治療ゾーンへのアクセス経路を設定するように構成される、アクセス経路設定表示と、治療ゾーンおよびアクセス経路の３次元モデルを提示するように構成される、再検討表示とを含む。
【０００７】
本開示の別の側面では、治療ゾーン設定表示、アクセス経路設定表示、および再検討表示のうちの１つまたはそれを上回るものは、別個に提示される。
【０００８】
本開示のさらなる側面では、治療ゾーンマーカの少なくとも１つの寸法は、治療ゾーンのサイズを調節するように、受信されたユーザ入力に応答して調節可能である。
【０００９】
本開示のさらなる側面では、治療ゾーン設定表示は、３Ｄ再構成の軸方向スライス、３Ｄ再構成の冠状スライス、および３Ｄ再構成の矢状スライスのそれぞれを提示する。本開示の側面では、軸方向、冠状、および矢状スライスのうちの１つにおける、受信されたユーザ入力に応答した治療ゾーンマーカの少なくとも１つの寸法の調節は、軸方向、冠状、および矢状スライスのうちの少なくとも１つの他方において、治療ゾーンマーカの少なくとも１つの寸法を調節する。
【００１０】
本開示のさらに別の側面では、治療ゾーン設定表示はさらに、少なくとも１つの治療パラメータ値を提示する。少なくとも１つの治療パラメータ値は、受信されたユーザ入力に応答して調節可能である。
【００１１】
本開示のさらなる側面では、少なくとも１つの治療パラメータ値は、電力設定、持続時間設定、器具タイプ、および治療ゾーンのサイズから成る群から選択される。
【００１２】
本開示の別の側面では、少なくとも１つの治療パラメータ値を調節することは、少なくとも１つの他の治療パラメータ値を自動的に調節する。
【００１３】
本開示の側面では、治療ゾーンは、３次元治療体積として３次元モデルで提示される。
【００１４】
本開示の側面では、プロセッサによって実行されたときに、プロセッサに、患者のＣＴ画像データをインポートするステップ、ＣＴ画像データから３Ｄ再構成を生成するステップ、３Ｄ再構成のスライスを提示するステップ、受信されたユーザ入力に応答して、３Ｄ再構成のスライスから標的解剖学的特徴を選択するステップ、標的解剖学的特徴を含む３Ｄ再構成の少なくとも１つのスライスを提示するステップと、３Ｄ再構成の提示された少なくとも１つのスライス上で治療ゾーンの場所およびサイズを画定する、治療ゾーンマーカを提示するステップとを含む、受信されたユーザ入力に応答して治療ゾーンを設定するステップ、受信されたユーザ入力に応答して、治療ゾーンへのアクセス経路を設定するステップ、ならびに治療ゾーンおよびアクセス経路を含む３次元モデルを提示するステップを行わせる、プログラムで符号化される、非一過性のコンピュータ可読記憶媒体が開示される。
【００１５】
本開示の別の側面では、治療ゾーンの設定は、治療ゾーンのサイズを調節するように、治療ゾーンマーカの少なくとも１つの寸法を調節することを含む。
【００１６】
本開示のさらに別の側面では、治療ゾーンマーカは、３Ｄ再構成の軸方向スライス、３Ｄ再構成の冠状スライス、および３Ｄ再構成の矢状スライスのそれぞれで提示される。本開示のさらなる側面では、軸方向、冠状、および矢状スライスのうちの１つにおける治療ゾーンマーカの少なくとも１つの寸法の調節は、軸方向、冠状、および矢状スライスのうちの少なくとも１つの他方において、治療ゾーンマーカの少なくとも１つの寸法を自動的に調節する。
【００１７】
本開示の別の側面では、治療ゾーンを設定するステップはさらに、少なくとも１つの治療パラメータ値を提示することと、少なくとも１つの治療パラメータ値を調節することとを含む。
【００１８】
本開示のさらなる側面では、少なくとも１つの治療パラメータ値は、電力設定、持続時間設定、器具タイプ、および治療ゾーンのサイズから成る群から選択される。
【００１９】
本開示のその上さらなる側面では、少なくとも１つの治療パラメータ値を調節することは、少なくとも１つの他の治療パラメータ値を自動的に調節する。
【００２０】
本開示の別の側面では、治療ゾーンは、３次元治療体積として３次元モデルで提示される。
【００２１】
本開示の側面では、治療手技を計画するためのシステムが開示される。本システムは、メモリおよび少なくとも１つのプロセッサを有する、コンピュータデバイスと、プロセッサによって実行されたときに、治療手技の計画を通してユーザを誘導する、ユーザインターフェースを提示する、メモリに記憶されたプログラムとを含む。ユーザインターフェースは、標的を含むＣＴ画像データから生成される、３Ｄ再構成の少なくとも１つのスライスを提示する、治療ゾーン設定表示を含む。治療ゾーン設定表示はさらに、治療ゾーンの場所およびサイズを画定する、治療ゾーンマーカを提示し、受信されたユーザ入力に応答して治療ゾーンマーカを調節するように構成される。ユーザインターフェースはさらに、３Ｄ再構成から導出される３Ｄ体積、および３Ｄ体積で描写される構造に対する治療ゾーンマーカの３Ｄ表現を提示する、体積表示を含む。
【００２２】
本開示の別の側面では、体積表示内の治療ゾーンマーカの３Ｄ表現は、ワイヤフレームである。
【００２３】
本開示のさらに別の側面では、３Ｄ体積は、標的、標的マーカ、治療ゾーンマーカ、または器具の遠位部分のうちの１つを中心とする。
【００２４】
本開示の側面では、３Ｄ体積は、受信されたユーザ入力に応答して回転可能である。
【００２５】
本開示のさらなる側面では、３Ｄ体積は、立方形、長方形、ピラミッド形、および球形から成る群から選択される形状を有する。
【００２６】
本開示の別の側面では、治療ゾーン設定表示の少なくとも１つのスライスは、器具の表現を含む。本開示のさらなる側面では、器具の表現の配向および位置は、治療ゾーン設定表示内の治療ゾーンマーカの配向および位置を調節するように、受信されたユーザ入力に応答して調節可能である。
【００２７】
本開示のその上さらなる側面では、体積表示は、器具の３Ｄ表現を提示する。本開示の側面では、治療ゾーン設定表示内の受信されたユーザ入力に応答した器具の表現の配向および位置の調節はまた、器具の３Ｄ表現の対応する配向および位置、ならびに体積表示内の３Ｄ治療ゾーンマーカの配向および位置も調節する。
【００２８】
本開示の別の側面では、治療ゾーン設定表示の少なくとも１つのスライス内の器具の表現は、その上に摺動可能に配置された深度マーカであって、受信されたユーザ入力に応答して、器具の挿入の深度を設定するように摺動可能である、深度マーカを含む。
【００２９】
本開示の側面では、プロセッサによって実行されたときに、プロセッサに、標的を含むＣＴ画像データから生成される、３Ｄ再構成の少なくとも１つのスライスを提示するステップ、３Ｄ再構成の提示された少なくとも１つのスライス上で治療ゾーンの場所およびサイズを画定する、治療ゾーンマーカを提示するステップ、３Ｄ再構成から導出される３Ｄ体積を提示するステップ、および３Ｄ体積で描写される構造に対する治療ゾーンマーカの３Ｄ表現を提示するステップを行わせる、プログラムで符号化される、非一過性のコンピュータ可読記憶媒体が開示される。
【００３０】
本開示の別の側面では、治療ゾーンマーカの３Ｄ表現は、ワイヤフレームである。
【００３１】
本開示のさらに別の側面では、３Ｄ体積は、標的、標的マーカ、治療ゾーンマーカ、または器具の遠位部分のうちの１つを中心とする。
【００３２】
本開示の側面では、コンピュータプログラムはさらに、受信されたユーザ入力に応答して、プロセッサに３Ｄ体積を回転させる。
【００３３】
本開示のさらなる側面では、３Ｄ体積は、立方形、長方形、ピラミッド形、および球形から成る群から選択される形状を有する。
【００３４】
本開示の別の側面では、コンピュータプログラムは、プロセッサに、３Ｄ再構成の少なくとも１つのスライス内で器具の表現を提示させ、受信されたユーザ入力に応答して、器具の表現の配向および位置を調節させ、器具の表現の配向および位置の調節に応答して、３Ｄ再構成の少なくとも１つのスライス内で治療ゾーンマーカの配向および位置を調節させる。
【００３５】
本開示のさらなる側面では、コンピュータプログラムは、プロセッサに、３Ｄ体積で描写される構造に対する器具の３Ｄ表現を提示させ、器具の表現の配向および位置ならびに３Ｄ再構成の少なくとも１つのスライス内の治療ゾーンマーカの配向および位置の調節に応答して、器具の３Ｄ表現ならびに治療ゾーンマーカの３Ｄ表現の配向および位置を調節させる。
【００３６】
本開示の上記の側面および実施形態のうちのいずれかは、本開示の範囲から逸脱することなく、組み合わせられてもよい。
【００３７】
本開示されるシステムおよび方法の目的ならびに特徴は、添付図面を参照して、その種々の実施形態の説明が読まれるときに、当業者に明白となるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】図１は、本開示の例証的実施形態による、治療計画のためのコンピュータデバイスの概略図である。
【図２】図２は、本開示の実施形態による、治療計画の方法を例証するフローチャートである。
【図３Ａ】図３Ａは、本開示の実施形態による、患者データの選択のための表示を提示する、ユーザインターフェースの説明図である。
【図３Ｂ】図３Ｂは、選択された患者のＣＴ画像データを提示する、図３Ａのユーザインターフェースの説明図である。
【図４Ａ】図４Ａは、本開示の実施形態による、標的を選択して追加するための軸方向像ＣＴスライスを含む表示を提示する、ユーザインターフェースの説明図である。
【図４Ｂ】図４Ｂは、軸方向像ＣＴ内に標的を含む着目領域を図示する、図４Ａのユーザインターフェースの説明図である。
【図４Ｃ】図４Ｃは、着目領域の説明図を含む、冠状像ＣＴスライスを提示する、図４Ｂのユーザインターフェースの説明図である。
【図５Ａ】図５Ａは、本開示の実施形態による、追加された標的の標的詳細を編集するための表示を提示する、ユーザインターフェースの説明図である。
【図５Ｂ】図５Ｂは、追加された標的なサイズにされた標的マーカを図示する、図５Ａのユーザインターフェースの説明図である。
【図６Ａ】図６Ａは、本開示の実施形態による、治療ゾーン詳細を編集するための表示を提示する、ユーザインターフェースの説明図である。
【図６Ｂ】図６Ｂは、標的に対して定寸された治療ゾーンマーカを図示する、図６Ａのユーザインターフェースの説明図である。
【図６Ｃ】図６Ｃは、本開示の実施形態による、治療ゾーン詳細を編集するための表示を提示する、ユーザインターフェースの説明図である。
【図７】図７は、本開示の実施形態による、標的への進入経路を設定するための表示を提示する、ユーザインターフェースの説明図である。
【図８】図８は、本開示の実施形態による、治療計画の３Ｄモデルを再検討するための表示を提示する、ユーザインターフェースの説明図である。
【図９】図９は、３Ｄモデルを覆ってレンダリングされた患者の皮膚の表現を図示する、図８のユーザインターフェースの説明図である。
【図１０】図１０は、本開示の実施形態による、３Ｄモデルでレンダリングされた患者の肺の表現を図示し、進入経路に沿って位置付けられた器具の表現を含む、表示を提示する、ユーザインターフェースの説明図である。
【図１１】図１１は、本開示の実施形態による、３Ｄモデルを覆ってレンダリングされた患者の皮膚の表現を図示し、着目領域中で剥離または除去された皮膚片を含む、表示を提示する、ユーザインターフェースの説明図である。
【図１２】図１２は、本開示の実施形態による、表示内に提示された３Ｄ再構成のスライスの表示パラメータを調節するためのツールボックスを含む、表示を提示する、ユーザインターフェースの説明図である。
【図１３】図１３は、本開示の実施形態による、術前治療計画を術後ＣＴ画像データと比較するための表示を提示する、ユーザインターフェースの説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００３９】
本開示は、外科的治療計画のためのシステムおよび方法を提供する。本システムは、標的識別および選択、標的定寸、治療ゾーン定寸、進入点および経路選択、ならびに治療計画再検討のプロセスを通した、初期患者選択からの治療計画の合理化方法を臨床医に提示する。本システムはまた、行われた外科的治療手技の成果を査定するように、術前および術後ＣＴ画像データを比較して対比する能力も臨床医に提示する。
【００４０】
本開示は、具体的な例証的実施形態に関して説明されるであろうが、本開示の精神から逸脱することなく、種々の修正、再配列、および置換が行われ得ることが、当業者に容易に明白となるであろう。本開示の範囲は、それに添付された請求項によって定義される。
【００４１】
ここで図１を参照すると、本開示は、概して、ディスプレイ１０２、メモリ１０４、１つまたはそれを上回るプロセッサ１０６、および／または典型的にコンピュータデバイスで見出されるタイプの他の構成要を有する、例えば、ラップトップ、デスクトップ、タブレット、もしくは他の類似デバイス等のコンピュータデバイス１００を含む、治療計画システム１０を対象とする。ディスプレイ１０２は、ディスプレイ１０２が入力および出力デバイスの両方としての機能を果たすことを可能にする、タッチセンサ式および／または音声起動型であり得る。代替として、キーボード（図示せず）、マウス（図示せず）、または他のデータ入力デバイスが採用されてもよい。
【００４２】
メモリ１０４は、プロセッサ１０６によって実行可能であり、コンピュータデバイス１００の動作を制御する、データおよび／またはソフトウェアを記憶するための任意の非一過性コンピュータ可読記憶媒体を含む。実施形態では、メモリ１０４は、フラッシュメモリチップ等の１つまたはそれを上回るソリッドステート記憶デバイスを含んでもよい。代替として、もしくは１つまたはそれを上回るソリッドステート記憶デバイスに加えて、メモリ１０４は、大容量記憶コントローラ（図示せず）および通信バス（図示せず）を通してプロセッサ１０６に接続される、１つまたはそれを上回る大容量記憶デバイスを含んでもよい。本明細書に含有されるコンピュータ可読媒体の説明は、ソリッドステート記憶装置を指すが、コンピュータ可読記憶媒体は、プロセッサ１０６によってアクセスされることができる任意の利用可能な媒体であり得ることが、当業者によって理解されるべきである。すなわち、コンピュータ可読記憶媒体は、コンピュータ可読命令、データ構造、プログラムモジュール、または他のデータ等の情報の記憶のための任意の方法もしくは技術で実装される、非一過性、揮発性および不揮発性、可撤性および非可撤性媒体を含む。例えば、コンピュータ可読記憶媒体は、ＲＡＭ、ＲＯＭ、ＥＰＲＯＭ、ＥＥＰＲＯＭ、フラッシュメモリ、または他のソリッドステートメモリ技術、ＣＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ、Ｂｌｕ−Ｒａｙ、または他の光学記憶装置、磁気カセット、磁気テープ、磁気ディスク記憶装置、または他の磁気記憶デバイス、もしくは所望の情報を記憶するために使用されることができ、コンピュータデバイス１００によってアクセスされることができる、任意の他の媒体を含む。
【００４３】
コンピュータデバイス１００はまた、他のソースへのデータの伝送およびそこからの受信のための有線または無線接続を介して、分散ネットワークもしくはインターネットに接続される、ネットワークモジュール１０８を含んでもよい。例えば、コンピュータデバイス１００は、外科的切除計画中に使用するために、サーバ、例えば、病院サーバ、インターネットサーバ、または他の類似サーバから、患者のコンピュータ断層撮影（ＣＴ）画像データを受信してもよい。患者ＣＴ画像データはまた、可撤性メモリ１０４を介してコンピュータデバイス１００に提供されてもよい。
【００４４】
治療計画モジュール２００は、メモリ１０４に記憶され、コンピュータデバイス１００のプロセッサによって実行される、ソフトウェアプログラムを含む。以下でさらに詳細に説明されるように、治療計画モジュール２００は、標的を識別し、標的を定寸し、治療ゾーンを定寸し、外科的手技中の以降の使用のために標的へのアクセス経路を判定する一連のステップを通して、臨床医を誘導する。外科的治療計画が行われ得る、外科的手技のいくつかの例は、切除手技、生検手技、ビデオ補助下胸部手術（ＶＡＴＳ）、開胸手術、腹腔鏡手術、または外科的手技の視覚化および計画から利益を享受し得る任意の他のタイプの手術を含む。治療計画モジュール２００は、例えば、ディスプレイ１０２上で、視覚的双方向特徴を臨床医に提示するため、および、例えば、ユーザ入力デバイスを介して、臨床医入力を受信するためのユーザインターフェースを生成する、ユーザインターフェースモジュール２０２と通信する。例えば、ユーザインターフェースモジュール２０２は、グラフィカルユーザインターフェース（ＧＵＩ）を生成し、臨床医による視認のためにＧＵＩをディスプレイ１０２に出力してもよい。
【００４５】
本明細書で使用されるように、「臨床医」という用語は、本明細書に説明される実施形態の使用を伴う医療手技を計画する、行う、監視する、および／または管理することに関与する、任意の医療従事者（すなわち、医師、外科医、看護師、または同等物）もしくは治療計画システム１０の他のユーザを指す。
【００４６】
本明細書で使用されるように、「表示」という用語は、ユーザインターフェースモジュール２０２によってディスプレイ１０２上に投影され、またはそこに出力され得る、任意の画面、画像、オーバーレイ、ユーザインターフェース、ウィンドウ、もしくはそれらの組み合わせを指す。
【００４７】
図２は、治療計画モジュール２００およびユーザインターフェースモジュール２０２を使用する、治療計画の例示的方法を描写する。治療計画モジュール２００を開始すると、ユーザインターフェースモジュール２０２は、臨床医に表示２１０を提示する。図３Ａに示されるように、表示２１０は、治療計画のために利用可能である患者データセット２１２のリストを含む。各患者データセットは、治療計画中に使用するために、患者識別子、例えば、患者の名前または一意の患者ＩＤ、生年月日、および患者ＣＴ画像データを含む。表示２１０はまた、臨床医が、治療計画で使用するために患者データセット２１２が受信されるソースを選択することを可能にする、選択可能ソース場所メニュー２１４も含む。ステップＳ４０２では、臨床医は、例えば、ＣＤ、ＤＶＤ、Ｂｌｕｅ−ｒａｙ、他の光学媒体、ユニバーサルシリアルバス（ＵＳＢ）メモリデバイス、外部または内部ハードドライブ、ソリッドステート記憶デバイス、もしくは上記で説明されるようにコンピュータデバイス１００に接続される、またはそれとデータ通信している任意の他のタイプのメモリもしくは記憶装置１０４を含む、いくつかの記憶またはメモリデバイスから選択する。表示２１０はまた、例えば、ネットワークまたはインターネット上のサーバ等の遠隔場所に記憶された患者データセット２１２へのアクセスを提供してもよい。ソース場所メニュー２１４は、臨床医が患者データの単一のソースを選択することを可能にしてもよく、または臨床医が同時に患者データの複数のソースを選択することを可能にしてもよい。ソース場所メニュー２１４はまた、図３Ａに示されるように、全てのソースから患者データセット２１２を列挙するオプションを含んでもよい。データソースを選択すると、ステップＳ４０４で、臨床医は、新しい治療計画を必要とする患者、または臨床医が治療計画を再検討することを所望する患者に対応する、所望の患者データセット２１２を選択する。臨床医は、患者データセット２１２のリストを通して検索してもよく、または患者データセット２１２のリストを、例えば、患者の名または姓、ＩＤ番号、生年月日、最後のアクセス、もしくは他の類似基準等の選択された基準を満たすものに絞り込むように、検索ボックス２１６の中に検索語を入力してもよい。
【００４８】
図３Ｂに示されるように、患者データセット２１２の選択に続いて、ユーザインターフェース要素は、選択された患者データセット２１２のための利用可能なＣＴ画像データ２２０のリストを含むメニュー２１８を臨床医に提示するように拡張する。各利用可能なＣＴ画像データ２２０は、特定のＣＴ画像データ２２０が治療計画システム１０と互換性があるかどうかという指標を臨床医に提供するように、互換性スケール、例えば、１〜５個の星で評定される。ＣＴ画像データの互換性のインジケータは、例えば、ＣＴスキャンの厚さパラメータ、ＣＴスキャンの間隔パラメータ、画像間隔、ＣＴスキャンの解像度、視野（ＦＯＶ）、画像の数、またはＣＴスキャンの他の類似パラメータを含んでもよい。加えて、ＣＴ画像データ２２０が捕捉された日付および治療計画２２２がＣＴ画像データから生成された日付もまた、表示されてもよい。
【００４９】
ステップＳ４０６では、臨床医は、リストから所望のＣＴ画像データ２２０を選択し、ステップＳ４０８では、治療計画モジュール２００は、選択されたＣＴ画像データ２２０のためにすでに存在している任意の治療計画２２２があるかどうかを判定する。以前に作成された治療計画２２２が、選択されたＣＴ画像データ２２０のために存在する場合、ユーザインターフェースモジュール２０２は、再検討のために利用可能な治療計画２２２のリストを臨床医に提示する。ステップＳ４１０では、臨床医は、計画を開くオプション２２６を選択することによって、以前に生成された治療計画２２２を再検討すること、またはメニューから新しい計画を作成するオプション２２４を選択することによって、新しい治療計画を作成することを選定する。
【００５０】
表示２１０はまた、ディスプレイ１０２、例えば、表示２１０上に示される現在の画面の画像を捕捉し、捕捉された画像をメモリに保存するように臨床医によって選択可能である、画像を捕捉するオプション２２８も含む。画像を捕捉するオプション２２８はまた、患者のプライバシーを保護するために、捕捉された画像から患者特有のデータを除去するように構成されてもよい。患者特有のデータの除去は、臨床医によって選択可能なオプションであってもよく、デフォルトで「オン」に設定されてもよい。本明細書に説明される表示のうちのいずれかは、上記に説明されるような画像を捕捉するオプション２２８を含んでもよい。
【００５１】
ステップＳ４１２では、すでに存在している治療計画２２２がないとき、または臨床医が新しい計画を作成するオプション２２４を選択したとき、治療計画モジュール２００は、２Ｄ  ＣＴ画像の３Ｄ再構成（３Ｄ再構成）が選択されたＣＴ画像データ２２０から生成されているかどうかを判定する。３Ｄ再構成が前もって生成されていなかった場合、ＣＴ画像データ２２０は、好ましくはＤＩＣＯＭ形式において、ステップＳ４１４で処理するために治療計画モジュール２００にインポートされる。一般に、コンピュータデバイス１００は、ＣＴ画像データ２２０を処理し、ＣＴ画像を撮影された順序に配列し、患者のＣＴ画像データ２２０がＣＴスキャンデバイスによって得られたときに、ＣＴスキャンデバイス上で設定されたスライス間の距離に従ってＣＴ画像を離間することによって、ＣＴ画像データ２２０を３Ｄ再構成に組み立てる。治療計画モジュール２００はまた、ＣＴ画像データ２２０からシームレスな３Ｄ再構成を作成するように、データ充填機能を果たしてもよい。本開示の実施形態による、臨床医に提示され、臨床医によって操作されることができる、使用可能な２Ｄならびに３Ｄ構造をレンダリングすることを支援する、種々のデータ操作および増強技法が、以下でさらに詳細に説明される。これらのデータ操作および増強技法は、当業者に周知であり、それらの使用は、本開示の範囲から逸脱することなく、個別に、または組み合わせてのいずれかで行われることができる。
【００５２】
図４Ａを参照すると、いったん３Ｄ再構成が選択されたＣＴデータ２２０のために生成されると、または３Ｄ再構成が以前に生成されていた場合、ユーザインターフェースモジュール２０２は、ステップＳ４１６での標的の識別および選択のために表示２３０を臨床医に提示する。表示２３０は、患者ＩＤのＣＴ画像データ２２０のソースを含む、識別データと、表示２３０の最上部におけるバナーに示されるような治療計画２２２の日付とを含んでもよい。表示２３０では、臨床医は、メイン表示２３６内で生成された３Ｄ再構成のスライス２３４を提示される。スライス２３４は、軸、冠状、および矢状方向のうちのいずれかで、生成された３Ｄ再構成から得られてもよい。スライス２３４は、再フォーマットされたＣＴ画像、最大値投影（ＭＩＰ）、最小値投影（ｍＩＰ／ＭｉｎＩＰ）、または３Ｄ再構成のスライス２３４を提示する他の類似形態であってもよい。図４Ａは、軸方向から視認される３Ｄ再構成のスライス２３４を描写する。
【００５３】
図４Ｂおよび４Ｃに示されるように、臨床医は、表示を変更するボタン２３７を起動することによって、任意の時間に、軸、冠状、および矢状方向の間でメイン表示２３６に示されるスライス２３４を自由に切り替えてもよい。例えば、図４Ｂが、３Ｄ再構成の軸方向スライス２３４を含む、メイン表示２３６を描写する一方で、図４Ｃは、表示を変更するボタン２３７が起動された後に、同一場所における３Ｄ再構成の冠状スライス２３４を含む、メイン表示２３６を描写する。加えて、臨床医は、再フォーマットされたスライスとＭＩＰスライスとの間で切り替えるように、患者の３Ｄレンダリングされた画像を提示し、または任意の他の画像形式でスライス２３４を提示するように、表示を変更するボタン２３７を起動してもよい。表示を変更するボタン２３７は、代替として、臨床医による容易な起動のためにスライスまたは表示オプションのそれぞれを別個に提示する、ボタンバー２３９（図６Ｃおよび１０）として提示されてもよい。臨床医は、メイン表示２３６内で選択されたスライス２３４の画像を操作して再配置してもよく、選択されたスライス２３４の特定の部分の拡大または縮小表示を取得するように、選択されたスライス２３４上でズームインもしくはアウトしてもよい。概して、臨床医が、一度に単一のスライスおよび方向のみ、例えば、３Ｄ再構成からの軸方向スライス２３４のみを示すことが有用であり、したがって、臨床医は、標的を識別して選択する、単純かつクリーンなインターフェースを提供される。しかしながら、表示を変更するボタン２３７はまた、臨床医が同時に３つ全ての方向のスライスを見ることを希望した場合に、軸方向、冠状、および矢状スライスのそれぞれを含む、多面表示をメイン表示２３６内に同時に提示するように起動されてもよい。多面表示は、図６Ｃを参照して以下でさらに詳細に説明されるように、軸方向、冠状、および矢状スライスに加えて、３Ｄ再構成から導出される３Ｄ体積２７１を含む体積表示２６７を提示してもよい。
【００５４】
表示２３０はまた、臨床医による使用のために３Ｄ再構成の概観を提供する、ローカライザ２３８も含む。図４Ａおよび４Ｂに図示されるように、ローカライザ２３８は、冠状方向から、患者の身体、例えば、患者の胸部、腹部、および／または肺の概観を提示する、ローカライザ表示２４０を含む。ローカライザ表示２４０は、例えば、再フォーマットされたＣＴ画像、蛍光透視法のような画像、ＭＩＰ画像、ＭｉｎＩＰ画像、または患者の体内の着目領域の表示を臨床医に提示する他の類似画像を提示してもよい。ローカライザ２３８は、場所要素２４２、例えば、ローカライザ２３８によって提示されるような患者の身体に対してメイン表示２３６内で提示される、選択されたスライス２３４の場所を臨床医に提供する、ローカライザ表示２４０を横断して延在する線またはバーを含む。
【００５５】
場所要素２４２は、臨床医によって選択可能であり、臨床医がメイン表示２３６上に提示される患者の身体の３Ｄ再構成のスライス２３４をスクロールすることを可能にするように、ローカライザ表示２４０に対して移動可能または摺動可能である。例えば、スライス２３４は、図４Ａおよび４Ｂに図示されるように、３Ｄ再構成によって定義される順番でスクロールまたは提示されてもよい。臨床医はまた、もしくは代替として、メイン表示２３６を３Ｄ再構成の選択されたスライスまで移動させるように、ローカライザ表示２４０の一部をクリックまたは選択してもよい。臨床医はまた、もしくは代替として、メイン表示２３６またはローカライザ表示２４０と直接相互作用することなく、例えば、マウスホイールもしくは他のデバイス等の入力デバイスを介して、メイン表示２３６内に提示される患者の身体の３Ｄ再構成のスライス２３４をスクロールしてもよい。表示を変更するボタン２３７が起動され、別の方向、例えば、冠状方向が、メイン表示２３６上に存在するために選択されるとき、ローカライザ２３８は、例えば、図４Ｃに示されるように、他の方向のうちの１つ、例えば、軸方向または矢状方向の一般表示を提示してもよい。ローカライザ２３８は、特定の病変または標的２３２が患者の体内に位置する場所の一般基準を臨床医に提供する。ローカライザ２３８はまた、臨床医の参考のために、１つまたはそれを上回る以前に選択された標的を提示してもよい。
【００５６】
図４Ｂに図示されるように、ステップＳ４１６で標的を識別するとき、臨床医が着目領域を含有するスライス２３４を識別するまで、臨床医は、上記で説明される様式でメイン表示２３６内のスライス２３４をスクロールしてもよい。臨床医はまた、もしくは代替として、ローカライザ表示２４０を見ることによって潜在的着目領域を判定してもよく、メイン表示２３６上で潜在的着目領域を含有するスライス２３４を提示するように、場所要素２４２を潜在的着目領域まで移動させてもよい。例えば、図４Ｂおよび４Ｃに示されるように、臨床医は、潜在的標的２３２、例えば、腫瘍、病変、または同等物を示し得る、潜在的着目領域として、肝臓上の暗い点を識別してもよい。
【００５７】
再度、図４Ｃを参照すると、いったん標的２３２がメイン表示２３６に示されるスライス２３４の中で識別されると、臨床医は、治療計画のための標的２３２を選択するように、標的２３２を覆って標的選択要素２４３を位置付ける。例えば、臨床医は、標的２３２を覆って標的選択要素２４３を位置付けるように、マウス、キーボード、または他の類似デバイス等のユーザ入力デバイスを使用して、標的２３２をクリックしてもよい。臨床医はまた、もしくは代替として、静止標的選択要素２４３、例えば、メイン表示２３６内で恒久的に中心に置かれた標的選択要素２４３が、標的２３２を覆って位置付けられるまで、ユーザ入力デバイスを使用して、メイン表示２３６上に提示されるスライス２３４をドラッグし、摺動させ、または操作してもよい。ディスプレイ１０２がタッチセンサ式である場合、臨床医はまた、もしくは代替として、標的２３２を覆って標的選択要素２４３を位置付けるように、ディスプレイ１０２上の標的２３２に触れてもよい。標的選択要素２４３の例は、照準線、マウスポインタ、ハンド選択ツール、または他の類似選択要素を含む。多面表示では、３Ｄ再構成から導出される３Ｄ体積２７１を含む体積表示２６７が、図６Ｃを参照して以下でさらに詳細に説明されるように提示されてもよい。いったん標的選択要素２４３が標的２３２を覆って位置付けられると、臨床医は、治療計画のために標的２３２を選択するように、標的を追加するボタン２４５を起動してもよい。
【００５８】
いったん標的２３２が臨床医によって治療計画のために選択されると、ユーザインターフェースモジュール２０２は、図５Ａに示されるように、臨床医がステップＳ４１８で標的寸法および詳細を設定することを可能にするように、標的詳細表示２４４を臨床医に提示する。標的詳細表示２４４は、表示２３０を重ね合わせてもよく、または表示２３０に取って代わってもよい。標的詳細表示２４４は、３Ｄ再構成の軸方向スライス２４６、３Ｄ再構成の冠状スライス２４８、３Ｄ再構成の矢状スライス２５０、および標的詳細ペイン２５１に示されるような選択された標的２３２を臨床医に提供する。軸方向、冠状、および矢状スライス２４６、２４８、ならびに２５０は、標的２３２および周辺着目領域の向上した可視性を臨床医に提供するように、標的２３２上で拡大またはズームインされてもよい。標的詳細表示２４４はまた、例えば、図６Ｃを参照して以下でさらに詳細に説明されるように、３Ｄ再構成から導出される３Ｄ体積２７１を含む、体積表示２６７を提示してもよい。体積表示２６７は、標的詳細ペイン２５１に取って代わってもよい。臨床医はまた、上記で説明されるように表示２３０の表示を変更するボタン２３７を起動することと同様に、標的詳細表示２４４の表示を変更するボタン（図示せず）を起動することによって、表示を変更してもよい。
【００５９】
ステップＳ４１８で標的寸法および詳細を設定するときに、臨床医は、標的２３２の幅、高さ、および深度寸法を調節し、標的２３２に名前を付け、標的詳細表示２５１内で標的２３２に関する付加的コメントを追加してもよい。加えて、標的マーカ２５２、例えば、照準線または他の類似要素は、スライス２４６、２４８、２５０のそれぞれの中の標的２３２を覆って位置付けられ、各スライス２４６、２４８、２５０内で標的２３２を覆って標的マーカ２５２を中心に置くように、臨床医によって操作可能もしくは移動可能である。標的マーカ２５２はまた、標的２３２の寸法を再定寸するように臨床医によって操作可能である、調節可能な境界リング２５４も含む。例えば、図５Ａおよび５Ｂの間の差異に示されるように、臨床医は、標的２３２の寸法を正確に画定または近似するように、軸方向スライス２４６、冠状スライス２４８、および矢状スライス２５０のそれぞれの上で境界リング２５４を再定寸してもよい。境界リング２５４は、円形、卵形、または他の幾何学形状であってもよく、境界リング２５４の形状は、図５Ｂに示されるように、標的２３２の全体寸法に実質的に合致する、または密接に近似するように調節されてもよい。実施形態では、境界リング２５４は、標的２３２の非幾何学的寸法に一致するように、臨床医によって、非幾何学的様式、例えば、境界リング２５４の自由形状操作において、調節されてもよい。標的２３２が、例えば、病変、腫瘍、または同等物等の３次元オブジェクトであり、軸方向、冠状、および矢状スライス２４６、２４８、２５０のそれぞれが、異なる方向から得られるため、臨床医によるスライス２４６、２４８、２５０のうちの１つの中の境界リング２５４の操作および調節は、残りのスライス２４６、２４８、２５０の一方または両方の中の境界リング２５４の変化もしくは調節をもたらし得ることに留意することが重要である。このようにして、臨床医は、３つ全ての表示内で標的２３２の標的寸法および場所を正確に設定し、標的を３Ｄ座標空間内の具体的座標ならびに寸法に効果的にマップしてもよい。臨床医はまた、臨床医が肺切除治療手技を計画しているときに、標的マーカ２５２に基づいて標的２３２の周囲に外科的縁を設定するオプションを提示されてもよい。例えば、外科的縁は、標的マーカ２５２の最大軸の直径の約２．５倍というデフォルト設定を有してもよく、外科的縁のサイズを増大または減少させるように臨床医によって調節可能であり得る。いったん標的２３２の寸法および場所が臨床医によって設定されると、臨床医は、標的寸法および詳細を保存するように、標的を保存するボタン２５６を起動してもよく、続けて、ステップＳ４２０で治療ゾーンを設定する。
【００６０】
治療ゾーンの設定中に、ユーザインターフェースモジュール２０２は、図６Ａに示されるように、治療ゾーン表示２６０を臨床医に提示する。表示２６０は、表示２３０を重ね合わせ、表示２４４に取って代わってもよく、または表示２６０は、表示２３０および表示２４４の両方に取って代わってもよい。治療ゾーン表示２６０は、軸方向スライス２６２、冠状スライス２６４、および矢状スライス２６６に示されるような選択された標的２３２を臨床医に提供し、また、治療ゾーン詳細ペイン２６８も提供する。軸方向、冠状、および矢状スライス２６２、２６４、ならびに２６６は、標的２３２および周辺着目領域の向上した可視性を臨床医に提供するように、標的２３２上で拡大またはズームインされてもよい。臨床医はまた、上記で説明されるように表示２３０の表示を変更するボタン２３７を起動することと同様に、標的詳細表示２４４の表示を変更するボタン（図示せず）を起動することによって、表示を変更してもよい。
【００６１】
図６Ｃに示されるように、治療ゾーン表示２６０はまた、３Ｄ再構成から導出される３Ｄ体積２７１を含む、体積表示２６７を提示してもよい。３Ｄ体積２７１は、表面レンダリング、体積レンダリング、または同等物を通してレンダリングされてもよく、標的場所および周辺解剖学的構造の視覚的理解を臨床医に提示する。例えば、３Ｄ体積２７１は、標的２３２、標的マーカ２５２、治療ゾーンマーカ２７０、針２８３または器具３１５（図１０）の表現の遠位部分、もしくは臨床医によるさらなる目視検査を必要とし得る任意の他の特徴のうちの１つを中心としてもよい。３Ｄ体積２７１は、立方形、長方形、ピラミッド形、球形であってもよく、または臨床医によって要求もしくは所望されるような任意の他の形状を有してもよい。例として、３Ｄ体積２７１のサイズは、好ましくは、選択された標的２３２および治療ゾーンマーカ２７０を包含するために十分に大きい。例えば、３Ｄ体積２７１のサイズは、約１ｃｍ×１ｃｍ×１ｃｍ〜約１０ｃｍ×１０ｃｍ×１０ｃｍであってもよく、実施形態では、４ｃｍ×４ｃｍ×４ｃｍであってもよい。３Ｄ体積２７１のサイズは、必要に応じて任意の方向で、１ｃｍ×１ｃｍ×１ｃｍより小さく、または１０ｃｍ×１０ｃｍ×１０ｃｍより大きくあり得ることが考慮される。提示された３Ｄ体積２７１は、例えば、臨床医が再検討するために、気道、血管、組織境界、および／または任意の他の関連解剖学的特徴を含んでもよい。３Ｄ体積２７１はまた、３Ｄ体積２７１をクリックしてドラッグすること、または他のユーザ入力を利用することによって、臨床医によって回転可能であり得、以下で説明されるように、ツールボックス３３２の使用を通してサイズを拡大もしくは縮小されてもよい。
【００６２】
治療ゾーン詳細ペイン２６８では、臨床医は、治療ゾーンの詳細および設定を再検討して調節してもよい。例えば、臨床医は、治療ゾーンのための針タイプ（図６Ｃ）、電力レベル、持続時間（時間）、直径、最小縁、および／または最大縁パラメータを選択、入力、もしくは調節してもよい。臨床医はまた、もしくは代替として、例えば、４５Ｗ、５０Ｗ、７５Ｗ、および１００Ｗ電力レベル設定を含む、選択可能な事前設定された電力レベル設定２６９（図６Ｃおよび１０）を提示されてもよい。他の事前設定された電力レベル設定２６９も、考慮される。事前設定された電力レベル設定２６９はまた、外科的切除手技における治療に利用可能な特定の針タイプに対応してもよい。図６Ｃに示されるように、臨床医はまた、もしくは代替として、臨床医が異なる針のタイプ、異なる針の長さ、または種々の他の針関連設定の間で選択することを可能にする、選択可能針設定２７３を提示されてもよい。
【００６３】
依然として図６Ａを参照すると、治療ゾーンマーカ２７０、例えば、照準線または他の類似要素が、スライス２６２、２６４、２６６のそれぞれの中の標的２３２を覆って位置付けられ、標的２３２に対して治療ゾーンの場所を調節するように臨床医によって移動可能である。治療ゾーンマーカ２７０はまた、標的２３２に対して治療ゾーンを再定寸するように臨床医によって調節可能である、調節可能な境界リング２７２を各スライス２６２、２６４、２６６の中に含む。例えば、臨床医は、標的２３２に対して治療ゾーンを正確に画定するように境界リング２７２の少なくとも１つの寸法を調節することによって、軸方向スライス２６２、冠状スライス２６４、および矢状スライス２６６のそれぞれの上で境界リング２７２を再定寸してもよい。境界リング２７２は、例えば、円形、卵形、または他の類似幾何学形状であってもよく、境界リング２７２の形状は、好ましくは標的２３２の寸法と等しい、またはそれより大きい、治療ゾーンを画定するように調節されてもよい。代替として、臨床医は、標的２３２の寸法より小さい治療ゾーンを画定するように、境界リング２７２を調節してもよい。図６Ｃに示されるように、治療ゾーンマーカ２７０の３Ｄ表現は、３次元で治療ゾーンの指標を臨床医に提供するように、体積表示２６７内に提示されてもよい。例えば、治療ゾーンマーカ２７０は、体積表示２６７内でワイヤフレーム２７５として提示されてもよい。代替として、治療ゾーン２７０は、表面レンダリング、体積レンダリング、または他の類似技法を使用して、体積表示２６７内に提示されてもよい。軸方向スライス２６２、冠状スライス２６４、もしくは矢状スライス２６６のうちのいずれかの中の治療ゾーンマーカ２７０の配向および／または位置の調節はまた、体積表示２６７内に提示される治療ゾーンマーカ２７０の３Ｄ表現の配向および／または位置を自動的に調節してもよい。
【００６４】
典型的な外科的治療計画手技中に、治療ゾーンは、標的２３２が完全に治療されていることを臨床医が確実にすることができるように、デフォルトで標的２３２よりわずかに大きくなるよう定寸される。例えば、治療ゾーンは、デフォルトで肺内の標的２３２について５ｍｍ縁に設定されてもよく、肝臓内の標的２３２について１ｃｍ縁に設定されてもよい。一実施形態では、標的２３２が、例えば、病変、腫瘍、または同等物等の３次元オブジェクトであり、軸方向、冠状、および矢状スライス２６２、２６４、２６６のそれぞれが、異なる方向から得られるため、臨床医によるスライス２６２、２６４、２６６のうちの１つの上の境界リング２７２の寸法の操作および調節は、残りの表示２６２、２６４、２６６の一方または両方の中の境界リング２７２の寸法の変化もしくは調節をもたらし得る。
【００６５】
治療ゾーンマーカ２７０が臨床医によって調節されるとき、治療パラメータ、例えば、電力、時間、および直径もまた、自動的に調節されてもよい。例えば、図６Ａおよび６Ｂの間の差異に示されるように、境界リング２７２の直径が２１から１７に縮小されると、必要電力は４９から４１に削減され、時間は４において同一のままである。具体的電力レベル設定２６９（図６Ｃおよび１０）、例えば、５０Ｗ、７５Ｗ、または１００Ｗが、臨床医によって事前設定または選択されるとき、ユーザインターフェースモジュール２０２は、臨床医が境界リング２７２の直径を所定の最大閾値より大きい、もしくは所定の最小閾値より小さい直径に調節するときに、指標またはアラートを臨床医に提示してもよい。例えば、各電力レベル設定は、境界リング２７２の所定の最大および最小直径閾値を含んでもよい。代替として、臨床医は、所定の最小および最大閾値の間で境界リング２７２を調節することのみが可能であり得、所定の最小および最大閾値を超えて境界リングを調節することを阻止されてもよい。選択可能な針設定２７３（図６Ｃ）を伴う治療針の選択はまた、選択された治療針の性質に基づいて所定の最小および最大閾値を設定してもよい。
【００６６】
治療ゾーンマーカ２７０はまた、特定の治療プローブまたは針の治療ゾーン特性、例えば、卵形治療ゾーンもしくは円形治療ゾーンに対応するように調節または成形されてもよい。代替として、治療手技用の適切な治療プローブの選定は、治療ゾーンマーカ２７０または治療ゾーン詳細表示２６８を使用して臨床医によって設定される、治療ゾーンのサイズ、形状、もしくは他のパラメータに基づいて判定されてもよい。このようにして、臨床医は、軸方向、冠状、および矢状スライスの３つ全ての中で標的２３２に対して治療ゾーン寸法を正確に設定し、治療ゾーンを３Ｄ座標空間内の具体的座標ならびに寸法に効果的にマップしてもよい。いったん治療ゾーンの寸法および場所が臨床医によって設定されると、臨床医は、治療ゾーンを保存するボタン２７４を起動し、続いてステップＳ４２２で治療ゾーンへの進入経路を設定してもよい。
【００６７】
一実施形態では、いったん標的寸法および治療ゾーンが設定されると、臨床医は、標的２３２にアクセスするためのいくつかの異なる治療手技の間で選択するオプションを提示されてもよい。例えば、臨床医は、適切または所望の治療手技を選択する、利用可能な治療手技のリストを提示されてもよい。代替として、臨床医は、本開示の範囲から逸脱することなく、治療計画方法の前のステップのいずれかに先立って、手技のタイプを選択する機会を提示されてもよい。例えば、臨床医は、ステップＳ４０２で患者を選択する前または後、ステップＳ４０６でＣＴデータ２０２を選択した後、既存の治療計画を選択した、もしくは新しい治療計画を作成した後、ステップＳ４１６で標的を識別して選択した後、ステップＳ４１８で標的寸法および詳細を選択した後、またはステップＳ４２０で治療ゾーン寸法および詳細を設定した後に、治療手技のタイプを選択してもよい。例として、治療手技のタイプがプロセスにおいて選択されるときに応じて、手技計画ソフトウェアの種々の特徴および／または設定は、各後続のステップのための選択された手技タイプに合致するように調節されてもよい。
【００６８】
利用可能な治療手技は、標的２３２のタイプ、標的２３２の場所、標的２３２のサイズ、治療ゾーンのサイズ、または好ましい治療手技の指標を臨床医に提供し得る任意の他の要因もしくは変数に基づいてもよい。選択され、または臨床医に利用可能であり得る、治療手技の例は、開胸式胸部手術、ビデオ補助下胸部手術（ＶＡＴＳ）、内視鏡手術、心臓切除、冷凍切除、集束超音波切除、レーザ切除、高周波切除、生検手技、気管支鏡検査、肺切除手技、または標的２３２を治療するための任意の他のタイプの手技を含む。例えば、臨床医は、その全体が参照することによって本明細書に組み込まれる、「Ｐａｔｈｗａｙ  Ｐｌａｎｎｉｎｇ  Ｓｙｓｔｅｍ  ａｎｄ  Ｍｅｔｈｏｄ」と題された同時係属出願第１３／８３８，８０５号で開示されるように、管腔内手技を選択し、標的への経路を計画するオプションを提示されてもよい。
【００６９】
いったん臨床医が所望の手技を選択すると、ここで詳細に議論される例、すなわち、胸腔を通したアクセスを必要とする経皮的肺切除手技では、ユーザインターフェースモジュール２０２は、図７に示されるように、ステップＳ４２４で標的２３２への進入経路を設定するために表示２７６を臨床医に提示する。表示２７６は、表示２３０を重ね合わせ、表示２６０に取って代わってもよく、または表示２７６は、表示２３０および表示２６０の両方に取って代わってもよい。表示２７６は、軸方向スライス２７８内に提示される、選択された標的２３２を臨床医に提供する。他の表示ＣＴスライスが、代替として、標的２３２への進入経路を査定する際に臨床医のための明確な観点を提供する場合に提示され得、したがって、表示２７６は、代替として、冠状スライスまたは矢状スライス内で選択された標的２３２を提示してもよい。臨床医はまた、上記で説明されるように表示２３０の表示を変更するボタン２３７を起動することと同様に、表示２７６の表示を変更するボタン（図示せず）を起動することによって、表示を変更してもよい。代替として、臨床医は、新しい表示２７６を提示するユーザインターフェース２０２を伴わずに、表示２７６について以下に説明される様式において、治療ゾーン表示２６０内で進入経路を設定してもよい。
【００７０】
表示２７６は、標的２３２の位置を示す標的マーカ２８０と、標的マーカ２８０から延在する進入経路マーカ２８２とを含む。進入経路マーカ２８２は、標的マーカ２８０の中心に位置する第１の端部２８４と、第１の端部２８４から延在する進入経路線２８６と、第２の端部２８８とを含む。第１の端部２８４は、標的２３２に係留され、標的２３２に対して中心に置かれてもよい。第２の端部２８８は、進入経路線２８６を調節するように、臨床医によって移動させられる。例えば、図７に示されるように、第２の端部２８８は、移動させられた進入経路マーカ２８２’の進入経路線２８６’が、進入経路にとって望ましくない肋骨または他の解剖学的特徴に接触しないように、臨床医によって、第２の端部２８８’が体外にある場所まで方向「Ａ」に移動させられてもよい。実施形態では、進入経路線２８６は、治療器具で標的２３２にアクセスするための経路または進路を図示する、直線もしくは軌道である。代替として、進入経路線２８６は、選択された手技がアクセスポータルを通した可撓性カテーテルまたはプローブの使用を含む場合、曲線状であり得る。いったん進入経路マーカ２８２’の位置が設定されると、臨床医は、進入経路を保存するボタン２９０を起動することによって、進入経路を保存してもよい。実施形態では、図６Ｃに示されるように、進入経路線は、標的２３２に挿入されたプローブまたは針２８３の表現として描写されてもよい。針２８３は、軸方向スライス２６２、冠状スライス２６４、および矢状スライス２６６のうちのいずれかに示されてもよい。臨床医は、標的２３２への進入経路を設定するように、進入経路マーカ２８２について上記で説明されるものと同様に、針２８３を操作する。加えて、針２８３上に位置付けられる深度マーカ２８５は、表示された組織壁２８７に対して針２８３の深度測定を設定するように、臨床医によって針２８３に対して摺動可能である。針２８３はまた、標的２３２付近の３Ｄ体積２７１内の解剖学的構造に対する針位置の指標を臨床医に提供するように、３Ｄ体積２７１の中へ延在するものとして体積表示２６７内に提示されてもよい。軸方向スライス２６２、冠状スライス２６４、または矢状スライス２６６のうちのいずれかの中の針２８３もしくは治療ゾーンマーカ２７０の配向および／または位置の操作もしくは調節はまた、体積表示２６７内に提示される針２８３の３Ｄ表現もしくは治療ゾーンマーカ２７０の３Ｄ表現の配向および／または位置を操作もしくは調節してもよい。
【００７１】
他のタイプの選択された手技、例えば、ＶＡＴＳ手技では、付加的経路線２８６が、腹腔鏡撮像構成要素の場所および留置を識別するように表示されてもよい。同様に、単切開腹腔鏡手術（ＳＩＬＳ）ポートが採用されるものである場合、ＳＩＬＳポートの留置が表され、患者上のその留置を向上させるように臨床医に操作されてもよい。２つまたはそれを上回る手術器具が展開されるものである、一実施形態では、本システムは、考慮される手術のために必要に応じて、付加的器具を追加するオプションを臨床医に提供してもよい。
【００７２】
進入経路がステップＳ４２４で設定された後、または臨床医がステップＳ４１０で既存の治療計画を選択する場合、ユーザインターフェースモジュール２０２は、ステップＳ４２６で治療計画を再検討するための表示２９２を臨床医に提示する。例えば、図８に示されるように、表示２９２は、メイン表示２９４と、軸方向スライス２９６と、冠状スライス２９８と、詳細ペイン３００とを含んでもよい。メイン表示２９４は、体積レンダリング、表面レンダリング、または体積レンダリングおよび表面レンダリングの組み合わせによって生成される、患者の胴体ならびに腹部の３Ｄモデル３０２を含む。３Ｄモデル３０２を生成するために使用され得る、種々のレンダリング技法が、以下でさらに詳細に説明されるであろう。代替として、臨床医は、新しい表示２９４を提示するユーザインターフェース２０２を伴わずに、表示２９４について以下に説明される様式において治療ゾーン表示２６０内で治療計画を再検討してもよい。
【００７３】
３Ｄモデル３０２は、図８に示されるように、患者の生体構造の表現、例示的実施形態では、患者の胸部および胸腔の表現を臨床医に提供する。３Ｄモデル３０２は、例えば、患者の皮膚、筋肉、血管、骨、気道、肺、他の内部器官、または患者の生体構造の他の特徴の表現を含む、患者の生体構造の複数の層を臨床医に提示する。例えば、図８に示されるように、メイン表示２９４は、患者の肋骨３０４を含む層および患者の内部生体構造の他の解剖学的特徴３０６を含む層を臨床医に提示するように、外層が剥離、除去、または調節された、患者の胸腔の３Ｄモデル３０２を提示する。層３０４、３０６は、臨床医が治療ゾーンに対して患者の胴体の内部を再検討することを可能にするように、異なるレベルの不透明度または透明度で提示されてもよい。３Ｄモデル３０２は、臨床医が種々の角度および方向から治療計画を視認することを可能にするように、ユーザ入力を起動することによって、回転させられてもよい。臨床医はまた、患者の体内の周辺重要構造に対する治療ゾーンへの計画された進入経路の視覚表現を臨床医に提供するために、３Ｄモデルの各層を剥離し、除去し、不透明度および半透明を調節するように、ユーザ入力を起動してもよい。例えば、臨床医は、表示を変更するボタン３１３または表示を変更するボタンバー３１７（図１０）を起動し、モデル３０２内に提示されるように、または各個別層の不透明度もしくは半透明を調節するように、具体的層を選択してもよい。例えば、図１０に示されるように、患者の肺３１９の表現が、表示を変更するボタンバー３１７からの肺層の選択時に提示される。
【００７４】
依然として図８を参照すると、３Ｄモデル３０２は、治療ゾーンマーカ３０８と、進入経路マーカ３１０とを含む。治療ゾーンマーカ３０８は、３Ｄモデル３０２内で３次元体積として表され、３Ｄモデル３０２の残りの部分と比較して、視覚的に明確に異なる、または対照的な色で提示されてもよい。例として、治療ゾーンマーカ３０８は、明るい緑色で提示されてもよい。治療ゾーンマーカ３０８は、ステップＳ４２０中に設定される治療ゾーンに合致するようなサイズにされる。進入経路マーカ３１０は、ステップＳ４２４中に設定されるように、治療ゾーンマーカ３０８から身体を出て終点３１２まで延在する。
【００７５】
例えば、図９のメイン表示２９４に示されるように、患者の胸部は、終点３１２および進入経路マーカ３１０が患者の身体の表現から退出して示されるように、患者の胸郭３０４（図８）および他の解剖学的特徴３０６（図８）に重ね合わせられた患者の皮膚３０７の表現を含む、３Ｄモデル３０２で提示される。終点３１２および進入経路マーカ３１０はまた、図１０に示されるように、手術器具３１５、例えば、切除針の表現として提示されてもよい。表示を変更するボタン３１３を起動することによって、患者の皮膚３０７の全体または一部は、患者の皮膚３０７に対する標的切除マーカ３０８（図８）および終点３１２の相対位置を示す３Ｄモデルを臨床医に提示するように、少なくとも部分的に透明にされてもよい。患者の皮膚３０７の透明度を調節することは、進入経路マーカ３１０が患者の皮膚に進入する場所、また、いったん患者の皮膚を通ると、他の解剖学的特徴および重要構造への進入経路マーカ３１０の相対場所の両方を、臨床医が判定することを可能にする。臨床医はまた、例えば、図１１に示されるように、筋肉３１１、骨、肺３１９（図１０）、または皮膚３０７の下の他の類似構造を暴露するために、局所的領域３０９中の各層を部分的に剥離、除去、もしくは調節するように、表示を変更するボタン３１３を起動し、表示を変更するボタンバー３１７（図１０）を起動し、または３Ｄモデルを直接起動してもよい。肺または肝臓切除手術計画中に、肺３１９（図１０）もしくは肝臓は、３Ｄモデル内で切除される肺３１９の部分の視覚表現を臨床医に提示する、治療ゾーンの指標またはインジケータを含んでもよい。表示２９４はまた、標的器官（肺、肝臓等）の全体積の指標および全体積と比較した切除の程度の定量化を計算し、提供してもよい。表示を変更するボタン３１３はまた、表示２３０の表示を変更するボタン２３７を起動することに関して上記で説明される表示のそれぞれの間で、メイン表示２９４内に提示される表示を変更するように起動されてもよい。
【００７６】
図８に示されるように、詳細表示３００は、標的３１４、治療ゾーン３１６、および進入経路３１８についての詳細を含む。標的詳細３１４は、例えば、ステップＳ４１８中に設定されるような標的の幅、高さ、深度、体積、および／または他のパラメータを含んでもよい。治療ゾーン詳細３１６は、例えば、ステップＳ４２０で設定される、治療ゾーンの直径、治療ゾーンの体積、電力レベル、持続時間、および治療ゾーンに関係付けられる他のパラメータを含んでもよい。選択された器具に関する詳細もまた、含まれてもよい。進入経路詳細３１８は、例えば、Ｓ４２２で設定されるように、進入経路マーカ３１０に沿った終点３１２から標的治療マーカ３０８までの長さ、および固定座表面に対する進入経路マーカ３１０の角度を含んでもよい。例えば、図６Ｃに示されるように、深度マーカ２８５は、組織境界２８７から選択されたプローブまたは針２８３の先端までの長さを判定するように設定されてもよい。
【００７７】
表示２９２内の治療計画の再検討中に、臨床医は、ステップＳ４２８で付加的経路を追加してもよく、標的を追加するタブ３２０を選択し、それぞれ、ステップＳ４２４およびＳ４１６に戻ることによって、ステップＳ４３０で付加的標的を追加してもよく、またはそれぞれの標的タブ３２２を起動することによって、以前に作成された他の治療手技を再検討してもよい。実施形態では、例えば、図８に示されるように、単一の標的タブ３２２が臨床医によって選択されるとき、標的治療マーカ３０８が、上記で説明されるように３Ｄモデル３０２内に提示される。付加的または代替的実施形態では、臨床医は、各標的タブ３２２のための標的切除マーカ３０８が同時に同一の３Ｄモデル３０２内に提示され得るように、共通標的タブもしくは複数の標的タブ３２２を同時に選択または起動してもよい。これは、臨床医が、同時に同一の３Ｄモデル内の各標的のための場所、サイズ、および進入経路を比較することを可能にする。
【００７８】
表示２９２内の治療計画の再検討中に、臨床医は、標的詳細の修正のために、表示２４４およびステップＳ４１８に戻るように標的詳細を編集するボタン３２４を起動してもよい。表示２９２では、臨床医はまた、標的を削除するように、標的を削除するオプション３２６を選択し、新しい標的を選定するように、表示２３０およびステップＳ４１６に戻ってもよい。
【００７９】
臨床医が治療計画に満足している場合、臨床医は、エクスポートボタン３２８を起動することによって、外科的手技中に使用するためにステップＳ４２３で計画をエクスポートしてもよい。計画は、例えば、デバイス１００上のメモリまたは記憶装置、遠隔もしくはサーバメモリへの有線または無線接続を横断した伝送によってエクスポートされる可徹性記憶デバイス等を含む、メモリ１０４について上記で説明されるような任意の形態の非一過性のコンピュータ可読媒体、メモリ、もしくは記憶デバイスにエクスポートされてもよい。
【００８０】
ユーザインターフェースモジュール２０２は、ユーザインターフェースモジュール２０２の種々の部分を切り替えるように臨床医によって起動可能である、図３Ａに示されるようなナビゲーションバー３３０を含んでもよい。例えば、図３Ａに図示されるように、臨床医は、画像をロードすること、計画、および再検討を切り替えるように、ナビゲーションバー３３０を起動してもよい。ナビゲーションバー３３０は、臨床医をユーザインターフェースモジュール２０２の任意の前のステップまたは表示に戻すように、臨床医によって起動可能であるボタンを含んでもよい。
【００８１】
ユーザインターフェースモジュール２０２の各表示は、例えば、図１２に図示されるように、上記に説明される表示およびスライスの種々のパラメータを制御するためのツールボックス３３２を含んでもよい。例えば、ツールボックス３３２は、ズーム制御３３４と、視覚制御３３６とを含んでもよい。臨床医は、ズーム制御３３４が存在する、特定の表示、スライス、または画像のズームレベルを増加もしくは減少させるように、ズーム制御３３４を起動してもよい。臨床医はまた、もしくは代替として、同時に特定の表示内の表示、スライス、または画像の全てのズームレベルを一様に増加もしくは減少させるように、ズーム制御３３４を起動してもよい。ズーム制御３３４設定はまた、臨床医が上記で説明される治療計画ステップを経て進行するにつれて、表示から表示に持ち越されてもよい。
【００８２】
依然として図１２を参照すると、視覚制御３３６は、ウィンドウスライダ３３８と、レベルスライダ３４０とを含む。臨床医は、視覚制御３３６が存在する、特定のウィンドウ内に提示されるスライスまたは画像のコントラストを制御するように、ウィンドウスライダ３３８を起動してもよい一方で、レベルスライダ３４０は、視覚制御３３６が存在する、特定の表示内に提示されるスライスまたは画像の輝度値を制御するように、臨床医によって起動されてもよい。臨床医はまた、所望に応じてコントラストまたは輝度値を入力してもよい。代替として、または加えて、臨床医は、同時に特定の表示内のスライスもしくは画像の全ての中のスライスもしくは画像の輝度およびコントラストを一様に調節するように、視覚制御３３６を起動してもよい。視覚制御３３６設定はまた、臨床医が上記で説明される治療計画ステップを経て進行するにつれて、表示から表示に持ち越されてもよい。視覚制御３３６設定はまた、計画されている治療手技のタイプに応じて、自動的に構成されてもよい。例えば、視覚制御３３６設定は、臨床医が潜在的標的をより良好に識別することを可能にするように、患者の腹部、気道、肝臓、肺、肺系、肺病変、肺気道、または他の類似患者特徴の増進視認を臨床医に提供する、事前設定値に設定されてもよい。例えば、各事前設定値は、検査される患者の生体構造の特定の部分に対応する、インジケータを含んでもよい。
【００８３】
治療手技が完了した後、臨床医は、患者の治療前ＣＴ画像データと治療後ＣＴ画像データとの間の差異を再検討することを希望し得る。これは、血管および同等物等の特定の構造を損傷することを回避するように、反復治療が必要である場合、例えば、治療が連続的に行われなければならない場合に、有益であり得る。実施形態では、治療計画モジュール２００は、ＣＴ画像データ２２０について上記に説明される様式で、治療後ＣＴ画像データをインポートし、ユーザインターフェースモジュール２０２は、例えば、図１３に示されるように、臨床医の再検討のために、治療前スライス３４４および治療後スライス３４６を提示する表示３４２を開く。治療前スライス３４４が、治療前ＣＴ画像データ２２０から生成される３Ｄ再構成の軸方向、冠状、または矢状スライスである一方で、スライス３４６は、治療手技後に得られる、新たにインポートされた治療後ＣＴ画像データから生成される３Ｄ再構成の軸方向、冠状、または矢状スライスである。スライス３４４および３４６は、標的が効果的に治療されているかどうかを判定するために、臨床医が治療前計画および治療後結果を比較し得るように、対照比較に位置付けられる。スライス３４４および３４６のそれぞれは、上記で説明されるように、ローカライザ２３８と、ツールボックス３３２とを含む。スライス３４４および３４６は、スライス２３４について上記に説明される様式で、臨床医によって独立して操作されてもよく、または代替として、臨床医によってスライス３４４に行われる任意の操作がスライス３４６上で重複され、逆も同様であるように、ともに結び付けられてもよい。スライス３４４はまた、臨床医がスライス３４６と比較するために標的を容易に見いだすことを可能にするように、標的の場所の表現または指標を含んでもよい。臨床医はまた、上記で説明されるように表示２３０の表示を変更するボタン２３７（図４Ａ）を起動することと同様に、表示を変更するボタン３４８を起動することによって、スライス３４４および３４６のそれぞれについて表示３４２内に提示される表示のタイプを変更してもよい。例えば、臨床医は、軸方向、冠状、矢状、ＭＩＰ、３Ｄ、または他の類似表示の間で表示を変更するように、表示を変更するボタン３４８を起動してもよい。
【００８４】
上記のステップのうちのいずれかの間に、治療計画モジュール２００は、臨床医に提示するためのＣＴ画像データ２２０もしくは生成された３Ｄ再構成を隔離、識別、および／またはレンダリングするために、種々のレンダリングならびに処理アルゴリズムおよび技法を採用してもよい。セグメンテーションは、ＣＴ画像データまたは生成された３Ｄ再構成の各データ要素の値を一連の閾値もしくは他の類似基準と比較することによって、種々のタイプの組織の境界を画定するように、典型的には医用画像に適用される、処理アルゴリズムのタイプである。セグメンテーションアルゴリズムは、比較の成果に基づいて、類似タイプの組織、例えば、肺、気道、肺葉、結節、血管、肝臓、肋骨、心臓、または他の重要構造をともにグループ化する。次いで、各グループは、治療計画モジュール２００によって、レンダリングおよび臨床医への提示のために別個に処理されてもよい。例えば、ＣＴ画像内の各ピクセルの強度が、スキャンされた組織材料の実際の密度と同等であるため、セグメンテーションが、ＣＴ画像内の強度値を分析することによって、異なる密度を有する組織材料を分離するために使用されてもよい。
【００８５】
セグメンテーションの１つの利益は、異なる色および／または透明度を有する視覚形態で、患者の生体構造の各重要構造を臨床医に提示する能力である。これは、同一画像内で異なる組織型を識別する容易な方法を臨床医に提供する。例えば、いったんグループにセグメント化されると、肺、気道、骨等はそれぞれ、臨床医によって調節可能であり得る、異なる色または異なる透明度で提示されることができる。
【００８６】
治療計画モジュール２００は、例えば、バイナリマスキング、組織および背景を分離する最適閾値の判定、適応領域拡張、波面伝搬、気管、肝臓、または他の重要構造内のシード点の自動もしくは手動判定、背景を大量に充填し、結果を反転させることによって、バイナリマスク内の孔を充填するための孔充填アルゴリズム、気道、血管、および抹消結節に対応するくぼみを閉鎖するための転がるボールアルゴリズム、ならびに形態学的閉鎖動作を含む、セグメンテーションのための一般的な技法を利用してもよい。
【００８７】
治療計画モジュール２００はまた、自動的に、またはいったん臨床医によって識別されるとのいずれかで、周辺組織から腫瘍をセグメント化し、識別された腫瘍内でシード点を指定するオプションを臨床医に提示してもよい。シード点を使用して、治療計画モジュール２００は、シード点の周囲の着目領域を作成し、腫瘍に対応するオブジェクトを生じる閾値を検索する。このようにして、腫瘍の境界の近似は、ボクセル毎の基準で画像の差異に基づいて数学的に判定される。本近似は、上記で説明される標的識別ステップで実装されることができる。セグメント化された腫瘍はまた、臨床医が、セグメント化された腫瘍のサイズおよび寸法、ならびにセグメント化された腫瘍内の血管または他の類似着目特徴の場所を判定することを可能にする、２Ｄもしくは３Ｄモデルとして、臨床医に提示されてもよい。
【００８８】
上記で説明されるように、治療計画モジュール２００は、患者の生体構造の３Ｄモデルまたは表現を臨床医に提示するように構成される。治療計画モジュール２００は、３Ｄモデルの全体または一部を生成するために、種々の周知の３Ｄレンダリングプロセスもしくは技法を利用してもよい。例えば、治療計画モジュール２００は、臨床医に提示するための３Ｄモデルまたは画像を生成するように、表面レンダリングを、３Ｄ再構成に、もしくは３Ｄ再構成のセグメント化された部分に適用してもよい。表面レンダリング中に、治療計画モジュール２００は、３Ｄ再構成を受信し、表面メッシュを生成するように、バイナリマスクおよび種々のフィルタを３Ｄ再構成に適用する。表面レンダリングで使用される周知のフィルタの例は、拡張フィルタ、マスキングフィルタ、ガウシアンフィルタ、および輪郭フィルタを含む。治療計画モジュール２００は、例えば、フィルタおよびアルゴリズムの異なる組み合わせを使用することによって、肺または患者の生体構造の別の部分の異なる種類の３Ｄ表面レンダリングされた画像を生成してもよい。一つの例では、治療計画モジュールは、３Ｄ表面レンダリングされた画像を生成するように、マーチングキューブアルゴリズムを肺のセグメンテーションに適用してもよい。別の例では、治療計画モジュール２００は、より平滑な表面を有する、３Ｄ表面レンダリングされた画像を生成するように、マーチングキューブアルゴリズムを適用することに先立って、画像平滑化フィルタを肺のセグメンテーションに適用してもよい。さらに別の例では、治療計画モジュール２００は、付加的輝きおよび平滑性を有する、表面レンダリングされた画像を生成するために、肺のセグメンテーション上で、または生成される３Ｄ表面レンダリングされた画像上でカスタマイズされたパラメータを使用してもよい。提示される３Ｄ表面レンダリングされた画像内の輝きおよび平滑性のレベルは、臨床医が、潜在的標的または着目領域を示し得る、肺または他の構造の外面上の特徴を識別することに役立ち得る。
【００８９】
治療計画モジュール２００はまた、当技術分野で周知であるように、臨床医に提示するための３Ｄ画像を生成するために、体積レンダリングを３Ｄ再構成に、または３Ｄ再構成のセグメント化された部分に適用するように構成される。体積レンダリングされた３Ｄ画像は、臨床医が、３Ｄ画像の表面上の標的または着目領域の場所を特定して識別することに役立ち得る、レンダリングされた表面上の粗いテクスチャを示してもよい。例えば、体積レンダリングされた３Ｄ画像は、臨床医が罹患部分または癒着を識別することに役立ち得、また、治療計画手技中に患者生体構造の表面上の抹消結節もしくは潜在的着目標的の場所を特定するための有用なツールであってもよい。
【００９０】
治療計画モジュール２００はまた、臨床医に提示するための３Ｄ画像を生成するために、表面レンダリングおよび体積レンダリングを両方とも同時に利用するように構成されてもよい。例えば、皮膚表面は、体積レンダリングされた３Ｄモデルを覆って表面レンダリングされてもよい。皮膚表面の透明度は、体積レンダリングされた３Ｄモデルが臨床医に可視的であることを可能にするように、着目領域において調節されてもよい。臨床医は、例えば、患者の外部生体構造に対する着目標的の相対場所、患者の外部生体構造に対する患者の肋骨または他の構造の場所、標的へのアクセス経路のための潜在的場所、アクセスポータルの留置のための潜在的場所、もしくは他の類似用途を判定するために、外科的治療計画中に３Ｄ画像を利用してもよい。
【００９１】
治療計画モジュール２００はまた、３Ｄ画像内で患者の生体構造の異なる状態をシミュレーションするように構成されてもよい。例えば、治療計画モジュール２００は、肺収縮アルゴリズムを使用して、膨張および収縮状態の両方で患者の左肺ならびに右肺をシミュレーションしてもよい。肺収縮アルゴリズムは、薄板スプラインアルゴリズムを使用することによって、左右の肺のうちの一方を変形させ、気管および他方の肺を修正されていない状態のままにする。アンカ点が、シームレスな変形を提供するように、変形した肺および気管支が気管に接続する場所に提供されてもよい。治療計画モジュール２００はまた、左肺および右肺の両方の収縮を同時にシミュレーションしてもよい。
【００９２】
前述は、患者内の標的への経路を計画することを含む、医療手技を判定することに関して、説明および記載されているが、同方法およびシステムは、計画手技において、標的、標的への経路を識別するため、ならびに限定ではないが、配管システム、電子システム、および標的へのアクセスが限定されている他の工業用途の分析、ならびに標的に到達するための最も望ましい経路を確認するために必要とされる問題のシステムの内部分析を含む、他の状況で治療または点検のための提案されたアプローチの再検討を行うために、採用されてもよい。
【００９３】
実施形態が、例証および説明の目的で、添付図面を参照して詳細に説明されているが、発明のプロセスおよび装置が、それによって限定されると解釈されるものではないことを理解されたい。本開示の範囲から逸脱することなく、前述の実施形態への種々の修正が行われ得ることが、当業者に明白となるであろう。
【図１】
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【図２】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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【図４Ｃ】
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【図５Ａ】
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【図５Ｂ】
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【図６Ａ】
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【図６Ｂ】
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【図６Ｃ】
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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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【図１３】
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【国際調査報告】
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