JP2017507685A - 配置モデリング - Google Patents

Abstract

動脈瘤内の配置のためのデバイスの位置合わせの成功は、例えば、インターベンションプロシージャ内で起こるプロセスに依存している。例えば、インターベンションデバイスのポジション、向き、又は軌跡は、インターベンションデバイスで実施される配置のためのデバイスの最終のポジションに作用する。従って、関心のあるオブジェクト内のもっぱらインターベンションデバイスの現在の位置決めに基づき、配置のためのデバイスの配置ポジションを予測することが有用である。

Description

本発明は、医療デバイスの配置予測のための画像処理デバイス、医療デバイスの配置予測のための医用イメージングシステム、医療デバイスの配置予測のための画像処理デバイスの作動方法、コンピュータプログラム要素、及びコンピュータ可読媒体に関係がある。

脳動脈瘤は、脳内の動脈の壁の異常な局部的隆起である。そのような動脈瘤を治療する１つの方法は、血管内インターベンションである。そのようなインターベンションの基本原理は、配置のための血管内デバイスを用いて、動脈瘤内の血流を減速させることである。これは、動脈瘤内の血栓性反応を引き起こし得る。血管内インターベンションを実施するための既知の技術は、例えば、コイリング、又は分流器の導入である。コンピュータ援用ツールは、配置のための血管内デバイスの位置付けを手術の前に計画するために利用可能である。血管内プランニングのための目下のプロシージャは、血管内インターベンションの前に実施される。それでもなお、インターベンションの最中における配置のための血管内デバイスの誤った配置も、いくらかのリスクを示す。国際公開第２０１１／１２１５１６号パンフレット（特許文献１）は、そのような方法を議論する。

国際公開第２０１１／１２１５１６号パンフレット

従って、血管内インターベンションの最中における配置のための血管内デバイスの誤った配置の影響を考慮する必要性があり得る。

本発明の目的は、独立請求項の主題によって解決される。このとき、更なる実施形態は、従属請求項において組み込まれる。以下で記載される本発明の態様は、ここで論じられているデバイス、システム、方法、コンピュータプログラム要素、及びコンピュータ可読媒体にも当てはまる点が留意されるべきである。

本発明に従って、医療デバイスの配置予測のための画像処理デバイスが提供される。当該デバイスは、入力ユニット、処理ユニット、及び出力ユニットを有する。

前記入力ユニットは、オブジェクトの関心領域の３Ｄオブジェクトデータを前記処理ユニットへ供給するよう構成される。前記入力ユニットは、インターベンションデバイスを使用する前記オブジェクト内の配置のためのデバイスの３Ｄデバイスモデルデータも供給する。最後に、前記入力ユニットは、前記配置のためのデバイスの配置のために提供されるインターベンションデバイスの空間情報を含む前記関心領域のライブインターベンション画像データを供給する。

前記処理ユニットは、前記インターベンション画像データにおける前記インターベンションデバイスの検出にもっぱら基づき前記３Ｄオブジェクトデータ内で前記インターベンションデバイスの場所を見つけ出し、次いで、前記インターベンション画像データと前記３Ｄオブジェクトデータとの空間レジストレーションを実行するよう構成される。

前記処理ユニットは、前記３Ｄオブジェクトデータ内での前記インターベンションデバイスの位置決めを用いて前記関心領域の前記３Ｄオブジェクトデータに従い前記３Ｄデバイスモデルデータを適応させ、前記関心領域の３Ｄデータ内に前記配置のためのデバイスを表す前記適応された３Ｄデバイスモデルデータを埋め込むよう更に構成される。期待される空間関係は、前記配置のためのデバイスと前記オブジェクトの前記関心領域との間で生成される。最後に、前記出力ユニットは、前記期待される空間関係を表示するよう構成される。

有利なことに、上記の画像処理デバイスによって提供される予測配置の視覚化は、配置のためのデバイスが現在の局所ポジションにおいて配置されている場合に、当該配置のためのデバイスの最終のポジションに関してユーザへフィードバックを提供する。このことは、ユーザが、インターベンションデバイスで保持されている配置のためのデバイスの現在の位置決めの妥当性を即時に評価することを可能にする。

インターベンションデバイスの位置付けに対する調整は、次いで、現在のポジションでの配置が、配置されている配置のためのデバイスの次善の位置付けをもたらす場合に、なされてよい。このように、配置のためのデバイスの最適な配置は、より可能にされる。このことは、プロシージャから“当て推量”を排除する。

言い換えれば、配置のためのデバイスの“仮想配置”は、オブジェクト内でのインターベンションデバイスの位置決めにもっぱら基づき計算され、次いで、インターベンションプロシージャの間にスクリーン上でユーザ（執刀医）に表示される。

仮想的に配置されたデバイスが対象となる生体構造とどのように関連しているのかに関する解析及び測定が提供され得る。脳血管内プロシージャの間の血管内デバイス配置の成功は、デバイス配置の時点での、配置のためのデバイスを運ぶインターベンションデバイスのポジション、向き、又は軌跡の特性に大いに依存する。オブジェクト（患者）内のインターベンションデバイスのインターベンションポジションの位置決めが実施され得る。位置決めは、配置のためのデバイスがインターベンションデバイスにはめ込まれているかどうかにかかわらず、インターベンションデバイスの検出にのみ基づく。適応された３Ｄデバイスモデルデータと３Ｄデータ（インターベンションの前に捕捉されたもの。）との間の期待される空間関係の予測が計算され得る。インターベンションデバイスの局所領域において３Ｄデータ内に埋め込まれる場合の配置のためのデバイスの期待される空間関係のそのような予測は、配置のためのデバイスがインターベンションデバイスによって最適なポジションにおいて位置付けられているかどうかをユーザが識別することを可能にすることができる。従って、血管内プロシージャのより高い確率での成功が可能である。

本発明に従って、医療デバイスの配置予測のための医用イメージングシステムも提供される。医用イメージングシステムは、画像捕捉構成、上記の画像処理デバイス、及び表示ユニットを有する。前記画像捕捉構成は、画像データを捕捉し、該データを処理ユニットへ供給するよう構成される。

本発明に従って、医療デバイスの配置予測のための画像処理デバイスの作動方法も提供される。当該作動方法は、
ａ）オブジェクトの関心領域の３Ｄオブジェクトデータを供給するステップと、
ｂ）インターベンションデバイスを使用する前記オブジェクト内の配置のためのデバイスの３Ｄデバイスモデルデータを供給するステップと、
ｃ）前記配置のためのデバイスの配置のために提供されるインターベンションデバイスの空間情報を含む前記関心領域のライブインターベンション画像データを供給するステップと、
ｄ）前記ライブインターベンション画像データにおける前記インターベンションデバイスの検出にもっぱら基づき前記３Ｄオブジェクトデータ内で前記インターベンションデバイスの場所を見つけ出して、前記インターベンション画像データと前記３Ｄオブジェクトデータとの空間レジストレーションを実行するステップと、
ｅ）前記３Ｄオブジェクトデータ内での前記インターベンションデバイスの位置決めを用いて前記関心領域の前記３Ｄオブジェクトデータに従って前記３Ｄデバイスモデルデータを適応させ、前記関心領域の３Ｄデータ内で、前記配置のためのデバイスを表す前記適応された３Ｄデバイスモデルデータを埋め込んで、前記配置のためのデバイスと前記オブジェクトの前記関心領域との間の期待される空間関係を生成するステップと、
ｆ）前記期待される空間関係を表示するステップと
を有する。

本発明に従って、装置を制御するコンピュータプログラム要素であって、処理ユニットによって実行される場合に、方法ステップを実行するよう構成されるものが提供される。

本発明に従って、上記のプログラム要素を記憶しているコンピュータ可読媒体が提供される。

従って、インターベンションデバイスの測定されたポジション、及び／又は向き、及び／又は軌跡の検出にもっぱら基づく仮想配置状態がユーザに表示されることが分かる。インターベンションデバイスは、血管内網内の配置のためのデバイスのデリバリーシステムを形成することができる。インターベンションデバイスの位置決めが実施されるために、配置のためのデバイスが存在することは不要である。そのようなシステムは、患者の予め知られている解剖学的ジオメトリを、配置のためのデバイスのモデルと組み合わせる。３Ｄオブジェクトデータを形成するジオメトリデータは、オブジェクト（患者）の脈管構造の３Ｄ表現を提供することが可能なＣＴスキャン又は何らかの他のイメージングシステムを介して取得され得る。ジオメトリデータは、例えば、プロシージャの前にストレージサーバ又はディスクからロードされ得る。

プロシージャ前に、例えば、製造者データシート、又はラボラトリ測定から、取得される患者内の配置のためのデバイスのモデルが、提供される。モデルはデータフォーマットにおいて表現されてよく、配置のためのデバイスについてのその配置されていないポジションと配置されているポジションとの間の幾何的及び／又は機械的関係を記述する。よって、モデルは、サーバにおいて記憶されるか、ディスクからロードされるか、あるいは、製造者のウェブサイトからダウンロードされてよい。システムは、インターベンションデバイスの場所を見つけ出す手段を更に提供する。そのような手段は、バイプレーン捕捉（bi-plane acquisition）又は電磁式位置決めによってよい。デリバリーシステムの現在の位置決めに従う配置結果を投影、表示、又は指示するための手段も、提供される。

本明細書において、語「３Ｄオブジェクトデータ」は、例えば、ＣＴスキャナによって、又はＭＲＩスキャナによって、捕捉されたデータを定義し、少なくとも患者の血管の構造に関する情報を含む。データは、例えば、ディスクにおいて記憶されるか、あるいは、サーバからロードされてよい。

語「３Ｄデバイスモデルデータ」は、患者内の配置のためのデバイスの仮想モデルを定義する。このデータは、製造者情報、３Ｄイメージング、及びラボラトリ測定、又はそれらの組み合わせから取得され得る。配置のためのデバイスのそのようなモデルは、デバイスが未配置ポジションから配置ポジションへ移動する場合に、デバイスを構成する部材間の関係を数学的に定義する。当然、モデルは、部材間の動的な機械的関係を表す詳細な有限要素モデルであってよい。代替的に、ジオメトリにのみ依存する簡略化されたモデルが使用されてよい。

語「ライブインターベンション画像データ」は、患者内のデバイスの位置付けの最中に、インターベンションプロシージャの間に実時間において撮られる画像をいう。通常、ライブインターベンション画像データは、インターベンションデバイスの現在のポジションを示す。任意に、放射線不透過性マーカのようなマーカが、より容易な位置決めを可能にするようインターベンションデバイスにおいて使用されてよい。

このように、位置決めは、インターベンションデバイスをもっぱら用いて実施され、インターベンションデバイスにはめ込まれている配置のためのデバイスを用いない。

通常、ライブインターベンション画像データは、バイプレーン位置決めを用いて取得される。なお、如何なる位置決め手法も、それが血管内プロシージャの間にインターベンションデバイスの位置決めを可能にするという条件で、使用されてよい。

語「空間レジストレーション」は、３Ｄオブジェクトデータとインターベンション画像データとの間の幾何関係の生成をいう。３Ｄオブジェクトデータは、それがインターベンションプロシージャの前に捕捉されているので、通常は静的である。ライブインターベンション画像データは、それが実時間において捕捉されるので、通常は静的でない。３Ｄオブジェクトデータ及びライブインターベンション画像データは、異なるモダリティを用いて捕捉される。そのため、両方の画像に含まれている情報の結合を可能にするよう、３Ｄオブジェクトデータのジオメトリをインターベンション画像データの幾何フレームワークに（又はその逆に）変換する必要がある。そのようなステップは、当業者に知られている技術である、３Ｄオブジェクトデータとインターベンション画像データとの間の空間レジストレーションを用いて、実施される。

語「適応３Ｄデバイスモデルデータを埋め込む」は、デバイスモデルが３Ｄオブジェクトデータの特徴と一致するように再成形されるまで、３Ｄデバイスモデルを定義するメッシュ又は座標の組を適応させるプロセスを意味する。そのようなプロセスは、例えば、繰り返し、及び／又は幾何解法若しくは有限要素法を用いて、実施されてよい。３Ｄデバイスモデルを３Ｄオブジェクトデータに適応させるのに使用可能な多くの技術が、適用可能である。

語「期待される空間関係を生成すること」は、３Ｄオブジェクトデータにおいて脈管構造によって提供される境界を定義する式と、３Ｄデバイスデータの制約を定義する式とを繰り返し解くプロセスをいう。このように、３Ｄオブジェクトデータは少なくとも血管を表し、３Ｄデバイスモデルについて血管内の局所ポジションにあるその開始ポジションからの広がりの境界条件を提供する。

語「期待される空間関係」は、血管によって課される境界条件と、仮想配置の開始点であるインターベンションデバイスの局所ポジションとに対する、配置された配置のためのデバイスの最終のポジションを表すことができる。仮想的に配置された配置のためのデバイスの配置ポジションは、実際に、血管形状に適合するか、又は少なくとも血管形状を考慮する必要があるので、仮想的に配置されたデバイスは複雑な形状を有することが理解されるべきである。よって、期待される空間関係は、必然的に、複雑な性質となる。一例において、配置のためのデバイスの幾何ネットのネットリストは、数千の点を有し得る。夫々の点は、配置のためのデバイスのモデルの機械的制約に対して血管によって課される境界条件に従う。

語「インターベンションデバイス」は、配置されていない配置のためのデバイス、例えば、未配置のステント、又はワイヤコイル、をオブジェクト（患者）内で、配置のためのデバイスが配置されるべき関心領域へ届けるために、血管内インターベンションにおいて使用されるデバイスをいう。これは、カテーテル、又は他のタイプのステントデリバリーシステム若しくはワイヤコイルデリバリーシステムであってよい。インターベンションデバイスは、ユーザによって対象（患者）に挿入されて関心領域まで操作されてよい。例において、インターベンションデバイスは、Ｘ線又は電磁的手段を用いて検出可能なマーカを含んでよい。そのようなマーカは、インターベンションデバイスの改善された位置決めを可能にすることができる。インターベンションデバイスは、配置のためのデバイスが可視的でない状態で、患者に挿入され得る。ステントの場合において、このことは、例えば、配置されていないステントがインターベンションデバイスの端部に取り付けられていないことを意味する。ワイヤコイルデリバリーシステムの場合において、ワイヤコイルは、インターベンションデバイス内に保持されている場合に、当然に可視的でない。

語「オブジェクトの関心領域」は、インターベンションデバイスを使用した配置のためのデバイスの設置に関連するインターベンションプロセスが人体内で起こるエリアをいう。インターベンション領域は、例えば、動脈瘤を含んでよい。

本明細書における「ユーザ」の議論は、執刀医のような、医療専門家をいう。

本発明のそれら及び他の態様は、以降で記載される実施形態から明らかになり、それらを参照して説明される。

本発明の例となる実施形態は、次の図を参照して以下で記載される。
医療デバイスの配置予測のための画像処理デバイスを示す。 血管内インターベンションにおけるデバイス配置の例を示す。 血管内インターベンションにおける起こり得る配置モダリティを更に示す。 血管内インターベンションを示す。 医用イメージングシステムを示す。 医療デバイスの配置予測のための画像処理デバイスの作動方法を示す。

図１は、入力ユニット２０、処理ユニット３０、及び出力ユニット４０を有する、医療デバイスの配置予測のための画像処理デバイス１０を示す。

入力ユニット２０は、オブジェクトの関心領域の３Ｄオブジェクトデータ５０と、インターベンションデバイスを使用するオブジェクト内の配置のためのデバイスの３Ｄデバイスモデルデータ６０と、デバイスの配置のために提供されるインターベンションデバイスの空間情報を含む関心領域のライブインターベンション画像データ７０とを処理ユニット３０へ供給するよう構成される。処理ユニット３０は、ライブインターベンション画像データ７０におけるインターベンションデバイスの検出にもっぱら基づき３Ｄオブジェクトデータ５０内でインターベンションデバイスの場所を見つけ出し、次いで、インターベンション画像データ７０と３Ｄオブジェクトデータ５０との空間レジストレーションを実行するよう構成される。処理ユニット３０は、３Ｄオブジェクトデータ５０内でのインターベンションデバイスの位置決めを用いて関心領域の３Ｄオブジェクトデータ５０に従い３Ｄデバイスモデルデータ６０を適応させ、次いで、関心領域の３Ｄデータ内に、配置のためのデバイスを表す適応された３Ｄデバイスモデルデータを埋め込むよう構成される。これは、配置のためのデバイスとオブジェクトの関心領域との間の期待される空間関係を生成する。出力ユニット４０は、期待される空間関係を表示するよう構成される。

入力ユニット２０は、外部のデータベース８０及び８２から３Ｄオブジェクトデータ５０及び３Ｄデバイスモデルデータを供給してよい。代替的に、このデータは、ディスクにおいて記憶されるか、ＵＳＢデバイスからアップロードされるか、あるいは、インターネットからダウンロードされてよい。このデータを供給する多くの方法は、当業者に知られている。

３Ｄオブジェクトデータ５０は、関心のあるオブジェクト（患者）の生体構造のボクセルベースのモデル、あるいは、オブジェクト（患者）の関心領域の血管構造の３Ｄ再構成を可能にする何らかの他の表現である。そのようなデータはＣＴスキャナを用いて捕捉されるが、他の技術が知られる。

インターベンション画像データ７０は、例えば、２つのＸ線Ｃアーム画像を用いるバイプレーン位置決めから、供給される。バイプレーン位置決め技術は、当業者によく知られている。

実際の問題として、処理ユニット３０は、入力ユニット２０から入力されたデータを処理するのに適した如何なる手段であってもよい。よって、適切な使用を有するコンピュータが使用されてよい。並列プロセッサ、又はＦＰＧＡ若しくはＧＰＵコプロセッサのような、特定の計算を加速させる手段を装備されたコンピュータが、提供されてよい。

出力ユニット４０は、特定のインターベンションデバイスの位置決めにおける期待される空間関係（仮想配置の結果）を表示する従来のコンピュータモニタ又は投影スクリーンを有してよい。仮想配置は、３Ｄデータの合成再構成、又は血管ジオメトリの内部ポジションに重ね合わされてよい。代替的に、仮想配置は、バイプレーンイメージングによって取得されたライブ２Ｄ画像に重ね合わされてよい。

配置のためのデバイスを動脈瘤内に置く場合にユーザ（執刀医）が直面する問題は、図２Ａ乃至２Ｄにおいて表されている。図２Ａは、動脈瘤１０２を伴う血管又は動脈１００を示す。動脈瘤は、参照符号１０４により示されるネック（小孔）において、血管に付着している。図示されるように、インターベンションデバイス１０６は、血管内に挿入され、ユーザによって動脈瘤１０２に向かって上方へ動かされている。インターベンションデバイス１０６は、例えば、カテーテルであってよい。インターベンションデバイス１０６の端部には、未だ配置されていない配置のためのデバイス１０８が取り付けられている。点線１１０を用いて、動脈瘤の主軸が定義されている。

この仮想的な例において、図２Ａの例において図示されるように、インターベンションデバイス１０６は、主軸１１０からθ度離れた有意な偏差において角度をなしている。このポジションにおいて配置のためのデバイスを配置する影響は、図２Ｂで示されている。これはまた、配置後のインターベンションデバイスを示す。インターベンションデバイス１０６は、このとき、配置された配置のためのデバイスへ接続されていない。配置された配置のためのデバイスは１１２で示されている。なお、動脈瘤１０２の中には広い空間１１４が存在することが分かる。これは、配置のためのデバイスが最適な配置角度から離れた大きい角度で配置されたために起こる。

図２Ｂに表されている状況は問題がある。配置された配置のためのデバイスは、時間とともに動脈瘤から外れることとなり得る。加えて、配置された配置のためのデバイスは、血管１００から動脈瘤１０２への血流を阻止するよう機能しないことがあり得る。その場合に、血栓性反応が動脈瘤内で起こらず、プロシージャは失敗したと見なされる。

図２Ｃは、動脈瘤１０２内への配置前に血管１００内で示されている配置のためのデバイス１１６を表す。この場合に、逸脱の角度１１８はδ度であって、図２Ａに示されたよりもずっと小さい。その未配置ポジションにおける配置のためのデバイス１１６は、動脈瘤１０２の主軸と実質的に整列されている。仮想上表されている配置のためのデバイスの特性のために、可能な限り動脈瘤１０２の主軸の点線の近くに配置のためのデバイスを配置することは、仮説上有利である。

よって、図２Ｄに示されるように、ユーザが配置のためのデバイスを配置することを選択した場合に、配置された配置のためのデバイスの境界と動脈瘤の壁との間には実質的にギャップがないことが分かる。有利なことに、このことは、配置のためのデバイスが正確に配置されており、意図されたとおりに、血流を止めることに成功するよう、動脈瘤内で血栓性反応を引き起こし得ることを意味する。

当然、配置のための他のデバイスが知られる。例えば、コイルは、血流を減速させるよう動脈瘤内に挿入され得る。ステントは、血管１００における動脈瘤の入口を覆うよう設置され得る。それらの場合の全てにおいて、重要な問題は、インターベンションデバイスが、血栓性反応が動脈瘤内で起こることを可能にするために、正確な向きにより位置付けられているか否かであると認識されるであろう。

当然ながら、異なるタイプの配置のためのデバイスは、必然的に、インターベンションデバイス及び３Ｄオブジェクトデータに関して異なる最適な配置条件を有する。先の例は、ここで記載される技術を、１つの最適な配置条件にではなく、むしろ、インターベンションにおいて使用される場合の配置のための適切なデバイスに関する最適な配置条件に制限するものとして解釈されるべきである。

図３Ａは、インターベンションデバイスのポジションの１つの起こり得る変動を表す。図３Ａにおいて、インターベンションデバイス１２０は、点線において示されているインターベンションデバイス１２２の他のポジションに対してオフセットをもって示されている。夫々の未だ配置されていない配置のためのデバイス１２４及び１２６は、直線距離δｘだけ離れて示されている。よって、動脈瘤１０２内で配置される場合に、距離δｘは、配置形状における差を引き起こし得る。

代替の状況は図３Ｂに示されている。インターベンションデバイス１２０及びインターベンションデバイス１２２は、異なる角度で動脈瘤１０２に入るよう示されている。ポジション間の差はδθ度である。配置ポジションにおけるこの角度変動も、配置のためのデバイスの置き違えを引き起こし得る。考えられ得るが図示されていない他の状況は、インターベンションデバイス１２０又は１２２が動脈瘤１０２内への異なる軌道を辿ることである。当然、当業者によって理解されるであろうように、通常１つのインターベンションデバイスしか一度に動脈瘤内に存在せず、図における複数のインターベンションデバイスの表示は、単に、それらの異なる配置ポジションを示すためである。

処理ユニット３０の動作は、入力ユニット２０からのデータに対して実行される方法に関して、以下で最も良く記載される。

本発明の実施形態に従って、画像処理デバイス１０の例は、上述されたように提供され、入力ユニット２０は、ユーザから表示コマンドを受けるよう更に構成される。処理ユニット３０は、表示コマンドを受けると、期待される空間関係を生成し表示するよう更に構成される。従って、この実施形態では、ユーザは、配置のためのデバイスとオブジェクトの３Ｄオブジェクトデータとの間の期待される空間関係を出力ユニットが表示する時を定義することが可能である。

期待される空間関係は、プロシージャのほとんどについて表示されなくてよく、配置のためのデバイスが配置ポジションにほぼある他の時点で、医療専門家は、配置された配置のためのデバイスとオブジェクトの３Ｄオブジェクトデータとの間の期待される空間レジストレーションの表示をトリガしてよい。期待される空間レジストレーションの表示は、例えば、“ゴースト発生”技術を用いて達成されてよい。このとき、位置決めされたインターベンションデバイスによって定義されるその目下の配置ポジションでの配置された配置のためのデバイスの半透明のインプレッションが、示される。このようにして、ユーザは、局所ポジションでの配置された配置のためのデバイスの明りょうなインプレッションを提供される。

本発明の実施形態に従って、画像処理デバイス１０の例が提供され、処理ユニット３０は、インターベンションデバイスのライブインターベンション画像データをモニタするよう更に構成され、インターベンションデバイスのライブインターベンション画像データの変化がトリガ閾値を下回る場合に、期待される空間レジストレーションを生成するよう構成される。

３Ｄオブジェクトデータと関心領域内の配置された配置のためのデバイスとの間の期待される空間レジストレーションの連続表示は、常には必要とされなくてよい。例えば、インターベンションデバイスは、それが動脈瘤のような配置場所に到達する前に、脈管構造を通って長距離を移動しなければならない。従って、この実施形態では、配置された配置のためのデバイスと３Ｄオブジェクトデータとの間の期待される空間関係は、ライブインターベンション画像データの変化がトリガ閾値を下回るまで、表示されない。例えば、インターベンションデバイスは、より低速で移動してよく、これは、インターベンションデバイスが配置場所の前で止まったことを示す。

例えば、処理ユニット３０は、インターベンションデバイスのライブインターベンション画像データをモニタし、配置のためのデバイスの速度の変化がトリガ閾値を下回る場合に、期待される空間関係を生成するよう構成される。

他の例では、処理ユニット３０は、インターベンションデバイスのライブインターベンション画像データをモニタし、ライブインターベンション画像データにおけるインターベンションデバイスの変化がトリガ閾値を超える、例えば、トリガ閾値を下回る場合に、期待される空間関係を生成するよう構成される。

本発明の実施形態に従って、画像処理デバイス１０の例が提供され、処理ユニット３０は、インターベンションデバイスのライブインターベンション画像データをモニタするよう構成され、インターベンションデバイスのライブインターベンション画像データの変化がトリガ閾値を超える場合に、期待される空間レジストレーションを生成するよう構成される。

代替案に従って、ライブインターベンション画像データは、動脈瘤に対するインターベンションデバイスの位置決めがトリガ閾値を超えることを示してよい。例えば、この例では、配置されていない配置のためのデバイスの配置角度が、３Ｄオブジェクトデータにおける動脈瘤と配置された動脈瘤との間の期待される空間レジストレーションが大きくなりすぎる閾値を超える場合に、配置された配置のためのデバイスと３Ｄオブジェクトデータとの間の期待される空間レジストレーションは、警告をユーザに与えるよう表示される。

代替案に従って、画像処理デバイス１０が提供され、処理ユニット３０は、インターベンションデバイスのライブインターベンション画像データをモニタするよう構成され、インターベンションデバイスのライブインターベンション画像データの変化が下限トリガ閾値と上限トリガ閾値との間にある場合に、期待される空間レジストレーションを生成するよう構成される。

代替案に従って、ライブインターベンション画像データの変化は、インターベンション画像データ内のインターベンションデバイスの位置決めの変化を表す。

本発明の実施形態に従って、画像処理デバイス１０の例は、配置のためのデバイスの最終の最適な配置データを処理ユニット３０へ与えるよう構成される。

処理ユニット３０は、ｉ）３Ｄオブジェクトデータ内でのインターベンションデバイスの位置決めを用いて、配置のためのデバイスの最終の最適な配置ポジションのデータと、関心領域の３Ｄオブジェクトデータに従う適応された３Ｄデバイスモデルデータとの間の差分メトリックを計算するよう更に構成される。処理ユニット３０は、ｉｉ）配置のためのデバイスの最終の最適な配置ポジションのデータと、適応された３Ｄデバイスモデルデータとの間の差分メトリックを計算するよう更に構成される。出力ユニット４０は、配置のためのデバイスの最終の最適な配置ポジションのデータと、適応された３Ｄデバイスモデルデータとの間の差分メトリックを表示するよう構成される。

この実施形態では、入力ユニット２０は、配置のためのデバイスの最終の最適な配置ポジションのデータを処理ユニット３０へ供給するよう更に構成される。これは、例えば、臨床プロシージャが始まる前の３Ｄオブジェクトデータ内での３Ｄデバイスモデルの仮想ポジショニングに由来してよい。その場合に、ユーザは、配置のためのデバイスの最適な位置付けを考える十分な時間を有する。このデータは記憶され、任意に、血管内プロシージャの間に出力ユニット４０で表示される。インターベンションデバイスの位置決め、及び局所ポジションでの３Ｄデバイスモデルの配置状態のライブ計算が、可能である。従って、血管内プロシージャの前に選択された最終の最適な配置ポジションを、血管内プロシージャの間の現在の配置ポジションと比較することも可能である。従って、簡単なメトリック１３０が、任意に、出力ユニット４０においてユーザに提供され得る。

メトリックは、例えば、血管内プロシージャの前にユーザによって選択された最適な配置ポジションと、インターベンションデバイスの現在の位置決めにより生じる適応された３Ｄデバイスモデルデータとの間のパーセンテージの最適性である。そのような差分メトリックは、例えば、位置決めされた３Ｄデバイスモデルについてのその現在の配置ポジションにおける体外でのポジションを、配置のためのデバイスの最終の最適な配置ポジションデータにおける同じ点とレジストレーションすることによって、計算されてよい。そのようなレジストレーションされた関係によって囲まれたボリュームは、インターベンションデバイスの局所ポジションと最適なポジションとの間の現在の差を表す。従って、空間においてこのボリュームを積分することによって、設置についてのパーセンテージの最適性は計算され得る。当然、そのような最適性メトリックを評価し計算する様々な方法が存在する。

本発明の実施形態に従って、画像処理デバイス１０が提供され、出力ユニットは、関心領域の３Ｄオブジェクトデータにおいて、配置のためのデバイスの最終の最適な配置ポジションデータで第１の配置のためのデバイスの表現を表示し、関心領域の３Ｄオブジェクトデータにおいて、インターベンションデバイスの位置決めによって定義されたポジションで第２の配置のためのデバイスの表現を表示するよう構成され、第２の配置のためのデバイスのポジションは、第２の配置のためのデバイスとオブジェクトの関心領域との間の期待される空間関係に従って表示される。

図４は、配置シナリオの間の出力ユニット４０のスクリーンを示す。血管１００及びインターベンションデバイス１０６は、未だ配置されていない配置のためのデバイス１３２とともに示されている。期待される空間関係は計算され、１３４で示されている。破線インプレッション１３４は、設置決定においてユーザを助けるよう、期待される空間関係が配置シナリオの間に絶えず更新され表示されることを示す。動脈瘤１０２内の最終の最適な配置ポジション１３６も、図示されるように、表示され得る。

この最適な設置は、仮想デバイス設置技術を用いて医療専門家によって、血管内プロシージャの前に、決定されている。

仮想デバイス設置は、インターベンションの前に実施されてよい。３Ｄオブジェクトデータは、コンピュータスクリーン上にロードされ、ユーザに表示されてよい。ユーザは、適切なデバイスのリストから、配置のためのデバイスを選択してよい。次いで、コンピュータインターフェイス（マウス、キーボード、ジョイスティック、タッチスクリーン）を用いて、ユーザは、表示されている３Ｄオブジェクトデータ内で、配置のためのデバイスを位置付けてよい。仮想デバイス設置は、デバイスを、３Ｄオブジェクトデータ内の選択された点にあるその配置ポジションにおいてモデリングしてよい。ユーザは、最適な設置が実現されるまで、３Ｄオブジェクトデータにおいてモデルを再配置してよい。

差分メトリック１３０は、上述されたように計算される。なお、そのような差分メトリックを計算し表示する多種多様な方法が存在することが認識されるであろう。図４において、最適性メトリックは、未だ配置されていない配置のためのデバイスの参照符号１３２により示される“現在”のポジションでの配置のためのデバイスの配置が、“仮想デバイス配置”を用いて血管内インターベンションの前に定義された最適な場合と比べて、ほぼ全く一致していないので、１パーセントを示す。

従って、この実施形態に従って、差分メトリックを表示することが可能であるが、実際の表現も表示されてよく、それにより、ユーザは、手術の前に選択された配置のためのデバイスの最終の最適な配置ポジションと比較した、配置のためのデバイスの設置の最適性の解剖的ビューを得ることができる。

このように、有利なことに、血管内プロシージャの前の“仮想デバイス配置”の利点は、ライブインターベンション画像データ７０から決定されるインターベンションデバイスの位置決めをモニタリングすることで、血管内プロシージャの前に決定された最適な設置が血管内インターベンションの間に利用されることを可能にすることによって、増補される。

代替案において、ある程度の設置最適性に達する場合に、オーディオフィードバックがユーザに提供されてよいことが認識されるであろう。

本発明の実施形態に従って、処理ユニット３０は、ライブインターベンション画像データを用いて位置決めデータを計算するよう構成され、該位置決めデータは、
ｉ）関心領域に対するインターベンションデバイスの瞬時的なポジション、
ｉｉ）関心領域に対するインターベンションデバイスの瞬時的な向き、
ｉｉｉ）インターベンションデバイスの前の軌道、又は
ｉｖ）ｉ）乃至ｉｉｉ）のあらゆる組み合わせ
のグループから選択される。

上述されたように、ライブインターベンション画像データは、インターベンションデバイスの位置決めを可能にする多種多様な位置決めデータを計算するために使用されてよい。それらのポジション、向き、又は軌跡は、当業者に知られている画像処理技術を用いて計算されてよい。

代替案に従って、配置されていない配置のためのデバイスの特定の形態は、インターベンションデバイスのポジションの検出のロバスト性を改善するために使用されてよい。

本発明の実施形態に従って、画像処理デバイス１０の例は、上記の説明に従って提供され、インターベンションデバイスはプラクティスデバイスである。

「プラクティスデバイス」は、配置のためのデバイスがはめ込まれていないインターベンションデバイスをいう。有利なことに、ユーザは、配置のためのデバイスが設置されるべきプロシージャの前のインターベンションプロシージャの間に、配置のためのデバイスの設置を練習してよい。本実施形態に従う画像処理デバイスは、位置決めされたプラクティスデバイスと３Ｄオブジェクトデータとの間の期待される空間関係に従って、配置のためのデバイスについてのそのポジションにおけるライブ表示を可能にしてよい。事前のプロシージャにおいて予測された配置を表示する能力は、有利なことに、予期せぬ万一の事態が実際の配置において起こらないことを確かにするよう、ユーザが配置を練習することを可能にしてよい。

本発明に従って、インターベンションデバイスは、例えば、デリバリーシステムであってよい。

デリバリーシステムは、配置のためのデバイス、例えば、バルーンカテーテル、条件付きシースシステム（シースが引っ張り取られる場合にコイルステントが広がることを可能にするもの。）、塞栓コイルデリバリーシステム、woven endobridgeデリバリーシステム、又は当該技術で知られている他のそのような配置のためのデバイスを設置するために使用され得る。従って、デリバリーシステムは、配置のためのデバイスがそれにはめ込まれていない場合（コイルがそれによって運ばれない場合）でさえ、患者の脈管構造内を通されてよい。これは、臨床専門家が、適切なデリバリーシステムを用いて患者内の適切な位置での配置のためのデバイスの配置を“練習”し、且つ、実際の配置のためのデバイスを用いること（それによって台無しにすること）なしに、仮想的に配置されたデリバリーシステムの仮想的に生成された最終の静止ポジションを調べることを可能にする。このようにして、患者の脈管構造とデリバリーシステムとの交差により生じる、ステント又はコイルの配置に作用する不測の問題は、予測され得る。

本発明の実施形態に従って、画像処理デバイス１０の例が提供され、インターベンションデバイスの位置決めのライブインターベンション画像データは、バイプレーン捕捉からである。

バイプレーン捕捉は、インターベンションデバイスの場所を見つけ出すために使用され得る。それは、２つの面における検出及び追跡並びに簡単な３Ｄ画像レジストレーションを用いて実施される。バイプレーンデータは、例えば、患者における関心領域を横断する２つのＣアームを用いて、取得され得る。バイプレーン画像捕捉を用いると、夫々の面において別々に画像内のオブジェクトの２Ｄ位置を追跡することが可能である。夫々の面の２Ｄ座標情報の結合を通じて、オブジェクトにおけるインターベンションデバイスの３Ｄポジションは導出され得る。

本発明の実施形態に従って、画像処理デバイス１０の例が提供され、インターベンションデバイスの位置決めのライブインターベンション画像データは、電磁式ローカライザーからである。電磁式ローカライザーは、電磁的手段を用いて、実時間におけるインターベンションデバイスの３Ｄ追跡を可能にする。

本発明の実施形態に従って、画像処理デバイス１０の例が提供され、配置のためのデバイスは、分流器、コイル、woven endobridge、Ｌｕｎａバルブ、人工心臓弁、ステント、又はバルーンのグループから選択される。

配置のためのデバイスは、動脈瘤内に配置されてよいことが認識され、従って、“内部嚢状（intra-saccular）”と呼ばれることがある。代替的に、配置のためのデバイスは、動脈瘤の外に配置されてよく、従って、“外部嚢状（exo-saccular）”と呼ばれることがある。

分流器は、動脈瘤に集まる血液の流れを変えることが可能な単一の血管内ステントである。これは、動脈瘤の外にステントデバイスを位置付けることによって達成される。分流ステントの有効な配置は、親血管のジオメトリに対するポジション、正確なサイジング、及び開口の程度のような因子に依存する。

代替的に、配置のためのデバイスはコイルであってよい。コイリングは、脳動脈瘤を治療するための一般的な血管内治療である。プロシージャは、脳腫瘍の空洞を部分的に満たす小さく且つ薄い生体適合金属ワイヤの挿入を伴う。流速を低下させることによって、コイルは動脈瘤内の血流力学を変える。血液滞留時間を増大させることによって、血栓形成がトリガされてよい。

代替案に従って、配置のためのデバイスは、woven endobridgeであってよい。動脈瘤ではなく主要な血管に位置付けられる分流ステントと異なり、woven endobridgeは、図２Ｄで表されるように、動脈瘤の空洞内に位置付けられる。Ｌｕｎａ動脈瘤塞栓システムはwoven endobridgeと同様である。

上記の説明では、脳動脈瘤と配置のためのデバイスとの間の期待される空間関係のモデリングが参照されてきた。なお、明らかなように、ここで記載される技術は、デバイスが脈管構造内に導入されてその中で展開されるあらゆる状況に広く適用可能である。

本発明に従って、医療デバイスの予測配置のための医用イメージングシステム１５０が提供されてよい。

医用イメージングシステム１５０は、画像捕捉構成１５２、上述された、医療デバイスの配置予測のための画像処理デバイス、及び表示ユニット１５６を有する。

画像捕捉構成１５２は、画像データを捕捉し、該データを処理ユニットへ供給するよう構成される。

図５は、上記のシステムを表し、Ｘ線源及びＸ線検出器を備えたＸ線画像捕捉構成１５１及び１５２を示す。それらのデバイスは、例えば、Ｃアームに取り付けられてよい。デバイスは、バイプレーンのライブ画像捕捉を実施するのに適したものが示されている。画像捕捉構成は、支持台に取り付けられたＸ線源と、左側の支持台部分を用いて寝台の上に横たわっている患者の下に配置され得る可搬性の検出器とを備えた可動式システムである。例えば、固定取付式システム、あるいは、ロボットアームのような可動部分に取り付けられた源及び検出器を備えたシステムのように、他のＸ線システムが使用され得る。Ｘ線画像捕捉デバイスは、処理ユニット１５４へ接続されている。処理ユニット１５４は、表示ユニット１５６へ画像又はビデオシーケンスを出力する。

例において、画像捕捉デバイスは、ピクセルエリア情報を処理ユニットへ供給する。

図６に示されるように、医療デバイスの配置予測のための画像処理デバイスの作動方法２００が更に提供される。方法は、
ａ）オブジェクトの関心領域の３Ｄオブジェクトデータを供給するステップ２０２と、
ｂ）インターベンションデバイスを使用するオブジェクト内の配置のためのデバイスの３Ｄデバイスモデルデータを供給するステップ２０４と、
ｃ）インターベンションデバイスの配置のために提供されるインターベンションデバイスの空間情報を含む関心領域のライブインターベンション画像データを供給するステップ２０６と、
ｄ）ライブインターベンション画像データにおけるインターベンションデバイスの検出にもっぱら基づき３Ｄオブジェクトデータ内でインターベンションデバイスの場所を見つけ出し、次いで、インターベンション画像データと３Ｄオブジェクトデータとの空間レジストレーションを実行するステップ２０８と、
ｅ）３Ｄオブジェクトデータ内でのインターベンションデバイスの位置決めを用いて関心領域の３Ｄオブジェクトデータに従って３Ｄデバイスモデルデータを適応させ、関心領域の３Ｄデータ内で、配置のためのデバイスを表す適応された３Ｄデバイスモデルデータを埋め込んで、配置のためのデバイスとオブジェクトの関心領域との間の期待される空間関係を生成するステップ２１０と、
ｆ）期待される空間関係を表示するステップ２１２と
を有する。

ステップａ）で、オブジェクトの関心領域の３Ｄオブジェクトデータは、通常は、ＣＴスキャンから、又はＣアームＣＴ血管再構成のようなＰＥＲＩインターベンショナル再構成から、得られたインターベンション前のデータから利用可能である。この３Ｄ表現は、配置のためのデバイスの着地点及びその周囲血管を含むべきである。例えば、脳神経血管手術において、それは動脈瘤及び付属する周囲血管の３Ｄジオメトリであってよい。

ステップｂ）で、インターベンションデバイスを使用するオブジェクト内の配置のためのデバイスの３Ｄデバイスモデルデータは、デバイスが血管内デバイスである場合に、製造者情報、３Ｄイメージング、ラボラトリ測定、又はそれらの組み合わせから得られる。３Ｄデバイスモデルデータは、オブジェクト内の配置のためのデバイスについてのその未配置状態及び配置状態の間の幾何的又は数学的配置の展開に関する情報を提供する。

ステップｃ）で、関心領域のインターベンション画像データは、例えば、バイプレーンイメージング方法を用いて、供給されてよい。そのようなイメージング方法は、血管内インターベンション動作の間に実施される。インターベンションデバイスは、バイプレーン捕捉の両方の面において可視的である。それは実時間において検出され追跡される。デリバリーシステムの簡単なモデルは、その場合に３次元において構築可能であって、関連する血管内のインターベンションデバイスのポジション、向き、及び軌跡を提供する。

ステップｄ）で、位置決めは、インターベンションデバイスの検出にもっぱら基づき実施される。従って、配置のためのデバイス（例えば、未配置のステント、ワイヤコイル、又はwoven endobridge）は、位置決めが実施されるために検出される必要がない。有利なことに、このことは、配置のためのデバイスが、医療専門家が配置のためのデバイスの最終のポジションの影響を判定するために、配置される必要がなく、あるいは、インターベンションデバイスにはめ込まれる必要がないことを意味する。

代替案において、アクティブなローカライザー手段は、電磁トラッキングを用いて提供され得る。

代替案において、撮像されるオブジェクトの３Ｄジオメトリデータ及び３Ｄデバイスモデルデータは、未だ配置されていない場合に、インターベンションの間のインターベンションデバイスの位置決めのロバスト性を改善するよう、画像処理アルゴリズムと関連して使用され得る。

よって、３Ｄオブジェクトデータと、３Ｄデバイスモデルデータと、上述されたようにインターベンションデバイスのライブの位置決めを生成するライブインターベンション画像データとを有するならば、実時間において３Ｄオブジェクトデータ内でのインターベンションデバイスの位置決めを追跡し、仮想配置の基礎を患者におけるインターベンションデバイスのポジションにもっぱら置くことが可能である。

配置のためのデバイスについてその未配置ポジションからその配置ポジションへの配置をシミュレーションする計算手法の適用を通じて、配置のためのデバイスとオブジェクトの関心領域との間の期待される空間関係は生成され得る。実際に、配置のためのデバイスの未配置ポジションから配置ポジションへの展開をシミュレーションするよう、仮想配置のための高速ソルバは、患者の生体構造を表す３Ｄオブジェクトデータと、インターベンションデバイスの位置決め結果と、３Ｄデバイスモデルデータとを提供されてよい。当業者に理解されるように、仮想配置からの高速な結果は、期待される空間レジストレーションが臨床状況において最小限の遅延により表示されるのに都合がよいので、望ましい。

代替案において、期待される空間レジストレーションは、例えば、インターベンションデバイスのポジション、角度、又は軌跡の変化の割合を検出することによって、インターベンションデバイスが操作されるときはいつでも利用可能である。これを達成するために、高速ソルバは、期待される関係を絶えず更新するために使用され得る。そのような高速ソルバは、患者の生体構造を表す３Ｄオブジェクトデータの幾何データ及び３Ｄデバイスモデルを使用することができる。

代替案において、有限要素解法が適用されてよい。

仮想配置は、数学的性質がシミュレーションされる必要がないので、ジオメトリに基づくデバイスのモデリングを用いて、より高速であり得る。

上記の方法のステップｆ）で、期待される空間レジストレーションを表示するステップは、配置のためのデバイスの仮想的な配置結果が、インターベンションデバイスの目下の局所ポジションにおいて視覚化されることを可能にする。このことは、現在の配送位置決めとの関連でフィードバックを提供する。

本発明に従う方法は、上記の、本発明に従う画像処理デバイスの処理ユニットにおいて実施されることが理解されるであろう。

本発明の態様に従って、医療デバイスの配置予測のための画像処理デバイスの作動方法であって、
ａ）オブジェクトの関心領域の３Ｄオブジェクトデータを供給するステップと、
ｂ）インターベンションデバイスを使用する前記オブジェクト内の配置のためのデバイスの３Ｄデバイスモデルデータを供給するステップと、
ｃ）前記配置のためのデバイスの配置のために提供されるインターベンションデバイスの空間情報を含む前記関心領域のライブインターベンション画像データを供給するステップと、
ｄ）前記ライブインターベンション画像データにおける前記インターベンションデバイスの検出にもっぱら基づき前記３Ｄオブジェクトデータ内で前記インターベンションデバイスの場所を見つけ出して、前記インターベンション画像データと前記３Ｄオブジェクトデータとの空間レジストレーションを実行するステップと、
ｅ）前記３Ｄオブジェクトデータ内での前記インターベンションデバイスの位置決めを用いて前記関心領域の前記３Ｄオブジェクトデータに従って前記３Ｄデバイスモデルデータを適応させ、前記関心領域の３Ｄデータ内で、前記配置のためのデバイスを表す前記適応された３Ｄデバイスモデルデータを埋め込んで、前記配置のためのデバイスと前記オブジェクトの前記関心領域との間の期待される空間関係を生成するステップと、
ｆ）前記期待される空間関係を表示するステップと
を有する作動方法が提供される。

有利なことに、本発明に従う方法は、未配置状態なる配置のためのデバイスと、オブジェクトの関心領域を表す３Ｄオブジェクトデータ内で位置決めされたポジションとの間の期待される空間レジストレーションを表示するために使用され得る。例において、オブジェクトは人体であってよい。例において、関心領域は、動脈瘤、脳動脈瘤、あるいは、配置のためのデバイスが設定されるべき人体の部位であってよい。

ステップａ）、ｂ）、及びｃ）でのデータの供給は、不利益なしで如何なる順序でも起こってよい。

上記の方法と関連して、又は該方法と組み合わせて使用され得る、例となるステップを定義する幾つかの更なる実施形態が、これより続く。

第１の実施形態に従って、医療デバイスの配置予測のための画像処理デバイスの作動方法であって、
ａ）オブジェクトの関心領域の３Ｄオブジェクトデータを供給するステップと、
ｂ）インターベンションデバイスを使用する前記オブジェクト内の配置のためのデバイスの３Ｄデバイスモデルデータを供給するステップと、
ｃ）前記配置のためのデバイスの配置のために提供されるインターベンションデバイスの空間情報を含む前記関心領域のライブインターベンション画像データを供給するステップと、
ｄ）前記ライブインターベンション画像データにおける前記インターベンションデバイスの検出にもっぱら基づき前記３Ｄオブジェクトデータ内で前記インターベンションデバイスの場所を見つけ出して、前記インターベンション画像データと前記３Ｄオブジェクトデータとの空間レジストレーションを実行するステップと、
ｅ）前記３Ｄオブジェクトデータ内での前記インターベンションデバイスの位置決めを用いて前記関心領域の前記３Ｄオブジェクトデータに従って前記３Ｄデバイスモデルデータを適応させ、前記関心領域の３Ｄデータ内で、前記配置のためのデバイスを表す前記適応された３Ｄデバイスモデルデータを埋め込んで、前記配置のためのデバイスと前記オブジェクトの前記関心領域との間の期待される空間関係を生成するステップと、
ｆ）前記期待される空間関係を表示するステップと
を有する作動方法が提供される。

方法の第２の実施形態に従って、第１の実施形態に従う方法であって、ステップｂ）とステップｃ）との間に、
ｂ１）ユーザから表示コマンドを受けるステップ
を更に有し、ステップｄ）及びステップｅ）において、前記期待される空間関係の生成は、前記表示コマンドを受け取ると実施される、方法が提供される。

方法の第３の実施形態に従って、第１又は第２の実施形態に従う方法であって、ステップｄ）とステップｅ）との間に、
ｄ１）前記インターベンションデバイスの前記ライブインターベンション画像データをモニタするステップ
を更に有し、ステップｅ）及びｆ）において、前記期待される空間関係の生成は、前記ライブインターベンション画像データにおける前記インターベンションデバイスのポジションの変化がトリガ閾値を下回る場合に実施される、方法が提供される。

方法の第４の実施形態に従って、第１乃至第３の実施形態のうちの１つに従う方法であって、ステップｄ）とステップｅ）との間に、
ｄ）前記インターベンションデバイスの前記ライブインターベンション画像データをモニタするステップ
を更に有し、ステップｅ）及びｆ）において、前記期待される空間関係の生成は、前記インターベンションデバイスの前記ライブインターベンション画像データにおける該インターベンションデバイスの配置角度の変化がトリガ閾値を超える場合に実施される、方法が提供される。

方法の第５の実施形態に従って、第１乃至第４の実施形態のうちの１つに従う方法であって、ステップｂ）からｃ）の間で、
ｂ２）前記配置のためのデバイスの最終の最適な配置ポジションのデータを提供する更なるステップ
が設けられ、ステップｅ）からステップｆ）の間には、
ｅ１）前記３Ｄオブジェクトデータ内での前記インターベンションデバイスの位置決めを用いて、前記配置のためのデバイスの前記最終の最適な配置ポジションのデータと、前記関心領域の前記３Ｄオブジェクトデータに従う前記適応された３Ｄデバイスモデルデータとの間の差分メトリックを計算するステップと、
ｅ）ｉｉ）前記配置のためのデバイスの前記最終の最適な配置ポジションのデータと、前記適応された３Ｄデバイスモデルデータとの間の差分メトリックを計算するステップと
があり、ステップｆ）は、
ｆ）前記配置のためのデバイスの前記最終の最適な配置ポジションと前記適応された３Ｄデバイスモデルデータとの間の差分メトリックを表示すること
を含む、方法が提供される。

方法の第６の実施形態に従って、第５の実施形態に従う方法であって、ステップｆ）は、
ｆ２）前記関心領域の前記３Ｄオブジェクトデータにおいて、前記配置のためのデバイスの前記最終の最適な配置ポジションデータで第１の配置のためのデバイスの表現を表示することと、
ｆ３）前記関心領域の前記３Ｄオブジェクトデータにおいて、前記位置決めによって定義されたポジションで第２の配置のためのデバイスの表現を表示することと
を更に含み、
前記第２の配置のためのデバイスのポジションは、前記第２の配置のためのデバイスと前記オブジェクトの前記関心領域との間の前記期待される空間関係に従って表示される、方法が提供される。

方法の第７の実施形態に従って、第１乃至第６の実施形態のうちの１つに従う方法であって、ステップｅ）において、前記位置決めのデータの計算は、
ｅ３）前記関心領域に対する前記インターベンションデバイスの瞬時的なポジション、
ｅ４）前記関心領域に対する前記インターベンションデバイスの瞬時的な向き、
ｅ５）前記インターベンションデバイスの前の軌道、又は
ｅ６）ｅ３）乃至ｅ５））のあらゆる組み合わせ
によって表現される位置決めデータによって実施される、方法が提供される。

方法の第８の実施形態に従って、第１乃至第７の実施形態のうちの１つに従う方法であって、ステップｃ）において、前記インターベンションデバイスはプラクティスデバイスである。

方法の第９の実施形態に従って、第１乃至第８の実施形態のうちの１つに従う方法であって、ステップｃ）において、前記インターベンションデバイスの位置決めの前記ライブインターベンション画像データは、バイプレーン捕捉からである。

方法の第１０の実施形態に従って、第１乃至第９の実施形態のうちの１つに従う方法であって、ステップｃ）において、前記インターベンションデバイスの位置決めの前記ライブインターベンション画像データは、電磁式ローカライザーからである。

方法の第１１の実施形態に従って、第１乃至第１０の実施形態のうちの１つに従う方法であって、前記配置のためのデバイスは、分流器、コイル、ステント又はwoven endobridgeのグループから選択される。

方法の第１２の実施形態に従って、第１乃至第１１の実施形態のうちの１つに従う方法であって、前記インターベンションデバイスはデリバリーシステムである。

方法の第１３の実施形態に従って、第１乃至第１１の実施形態のうちの１つに従う方法であって、前記インターベンションデバイスはカテーテルである。

当然、本明細書は、脳内血管領域における配置のためのデバイスの設置について議論するが、ここで記載される技術は、患者のようなオブジェクト内での配置のためのデバイスの配置が、配置のためのデバイスを配置するために使用されるインターベンションデバイスの位置決めに従って実時間において決定されるべき如何なる状況にも、適用可能である。

本発明の他の例となる実施形態において、コンピュータプログラム又はコンピュータプログラム要素は、適切なシステムにおいて、上記の実施形態の１つに従う方法の方法ステップを実施するよう適応されることを特徴として提供される。

加えて、上記のプログラム要素を記憶しているコンピュータ可読媒体が提供される。

従って、コンピュータプログラム要素は、コンピュータユニットにおいて記憶されてよく、該コンピュータユニットも、本発明の実施形態の部分であってよい。このコンピュータユニットは、上記の方法のステップを実施するか又はその実施を引き起こすよう構成されてよい。更には、それは、上記の装置のコンポーネントを作動させるよう構成されてよい。コンピュータユニットは、自動的に動作するよう及び／又はユーザの命令を実行するよう構成され得る。コンピュータプログラムは、データプロセッサの作業メモリにロードされてよい。データプロセッサは、よって、本発明の方法を実施するよう装備されてよい。

本発明のこの例となる実施形態は、最初から本発明を使用するコンピュータプログラム、及び既存のプログラムを更新によって本発明を使用するプログラムにするコンピュータプログラム、の両方をカバーする。

これより先、コンピュータプログラム要素は、上記の方法の例となる実施形態のプロシージャを満足するよう全ての必要なステップを提供することが可能であってよい。

本発明の更なる例となる実施形態に従って、ＣＤ−ＲＯＭのようなコンピュータ可読媒体が提供され、該コンピュータ可読媒体は、自身に記憶されているコンピュータプログラム要素を有し、該コンピュータプログラム要素は前節によって記載されている。

コンピュータプログラムは、他のハードウェアとともに又はその部分として供給される、光記憶媒体又はソリッドステート媒体のような適切な媒体において記憶及び／又は分配されてよいが、他の形態においても、例えば、インターネット又は他の有線若しくは無線電気通信システムを介しても、分配されてよい。

なお、コンピュータプログラムは、ワールド・ワイド・ウェブのようなネットワーク上でも提供されてよく、そのようなネットワークからデータプロセッサの作業メモリにダウンロードされ得る。本発明の更なる例となる実施形態に従って、コンピュータプログラム要素をダウンロードに利用可能とする媒体が提供され、当該コンピュータプログラム要素は、本発明の上記の実施形態の１つに従う方法を実施するよう配置される。

本発明の実施形態は、種々の主題を参照して記載される点が留意されるべきである。特に、幾つかの実施形態は、方法タイプの請求項を参照して記載され、一方、他の実施形態は、デバイスタイプの請求項を参照して記載される。なお、当業者は、上記及び下記の説明から、特段示されない限りは、１つのタイプの主題に属するあらゆる組み合わせに加えて、異なる主題に関連する特徴どうしの如何なる組み合わせも、本願により開示されていると見なされるということを察するであろう。なお、全ての特徴は、単なる特徴の積み上げよりも大きい相乗効果を提供しながら組み合わされ得る。

本発明が、図面及び上記の説明において詳細に図示及び記載されてきたが、そのような図示及び記載は、制限ではなく、説明又は例示と見なされるべきである。本発明は、開示されている実施形態に制限されない。開示されている実施形態に対する他の変形例は、図面、本開示、及び添付の特許請求の範囲の検討から、請求される発明を実施する際に当業者によって理解及び達成され得る。

特許請求の範囲において、語「有する（comprising）」は他の要素又はステップを除外せず、単称形（冠詞a又はanの使用。）は複数を除外しない。単一のプロセッサ又は他のユニットが、特許請求の範囲において示されている幾つかの項目の機能を満たしてよい。特定手段が相互に異なる従属請求項において示されているという単なる事実は、それらの手段の組み合わせが有利に使用され得ないことを示すものではない。特許請求の範囲における如何なる参照符号も、適用範囲を制限するものとして解釈されるべきではない。

脳動脈瘤は、脳内の動脈の壁の異常な局部的隆起である。そのような動脈瘤を治療する１つの方法は、血管内インターベンションである。そのようなインターベンションの基本原理は、配置のための血管内デバイスを用いて、動脈瘤内の血流を減速させることである。これは、動脈瘤内の血栓性反応を引き起こし得る。血管内インターベンションを実施するための既知の技術は、例えば、コイリング、又は分流器の導入である。コンピュータ援用ツールは、配置のための血管内デバイスの位置付けを手術の前に計画するために利用可能である。血管内プランニングのための目下のプロシージャは、血管内インターベンションの前に実施される。それでもなお、インターベンションの最中における配置のための血管内デバイスの誤った配置も、いくらかのリスクを示す。国際公開第２０１１／１２１５１６号パンフレット（特許文献１）には、外科的インターベンションの間のライブＸ線画像におけるデバイスの現在のポジションの検出に基づく仮想的なデバイスは位置に関する方法が開示されている。

血管内インターベンションの最中における配置のための血管内デバイスの誤った配置の影響を考慮する必要性があり得る。

Claims (15)

1. 医療デバイスの配置予測のための画像処理デバイスであって、
   入力ユニットと、
   処理ユニットと、
   出力ユニットと
   を有し、
   前記入力ユニットは、
   オブジェクトの関心領域の３Ｄオブジェクトデータと、インターベンションデバイスを使用する前記オブジェクト内の配置のためのデバイスの３Ｄデバイスモデルデータと、前記配置のためのデバイスの配置のために提供されるインターベンションデバイスの空間情報を含む前記関心領域のライブインターベンション画像データとを前記処理ユニットへ供給し、
   前記ライブインターベンション画像データにおける前記インターベンションデバイスの検出にもっぱら基づき前記３Ｄオブジェクトデータ内で前記インターベンションデバイスの場所を見つけ出し、
   前記インターベンション画像データと前記３Ｄオブジェクトデータとの空間レジストレーションを実行する
   よう構成され、
   前記処理ユニットは、前記３Ｄオブジェクトデータ内での前記インターベンションデバイスの位置決めを用いて前記関心領域の前記３Ｄオブジェクトデータに従い前記３Ｄデバイスモデルデータを適応させ、
   前記関心領域の３Ｄデータ内に前記配置のためのデバイスを表す前記適応された３Ｄデバイスモデルデータを埋め込んで、前記配置のためのデバイスと前記オブジェクトの前記関心領域との間の期待される空間関係を生成する
   よう構成され、
   前記出力ユニットは、前記期待される空間関係を表示するよう構成される、
   画像処理デバイス。
2. 前記入力ユニットは、ユーザから表示コマンドを受けるよう更に構成され、
   前記処理ユニットは、前記表示コマンドを受けると、前記期待される空間関係を生成するよう更に構成される、
   請求項１に記載の画像処理デバイス。
3. 前記処理ユニットは、
   前記インターベンションデバイスの前記ライブインターベンション画像データをモニタし、
   前記配置のためのデバイスの速度の変化がトリガ閾値を下回る場合に、前記期待される空間関係を生成する
   よう更に構成される、請求項１又は２に記載の画像処理デバイス。
4. 前記処理ユニットは、前記インターベンションデバイスの前記ライブインターベンション画像データをモニタし、
   前記ライブインターベンション画像データにおける前記配置のためのデバイスの配置角度の変化がトリガ閾値を超える場合に、前記期待される空間関係を生成する
   よう更に構成される、請求項１乃至３のうちいずれか一項に記載の画像処理デバイス。
5. 前記入力ユニットは、前記配置のためのデバイスの最終の最適な配置ポジションのデータを前記処理ユニットへ供給するよう構成され、
   前記処理ユニットは、ｉ）前記３Ｄオブジェクトデータ内での前記インターベンションデバイスの位置決めを用いて、前記配置のためのデバイスの前記最終の最適な配置ポジションのデータと、前記関心領域の前記３Ｄオブジェクトデータに従う前記適応された３Ｄデバイスモデルデータとの間の差分メトリックを計算するよう更に構成され、前記処理ユニットは、ｉｉ）前記配置のためのデバイスの前記最終の最適な配置ポジションのデータと、前記適応された３Ｄデバイスモデルデータとの間の差分メトリックを計算するよう更に構成され、
   前記出力ユニットは、前記配置のためのデバイスの前記最終の最適な配置ポジションのデータと、前記適応された３Ｄデバイスモデルデータとの間の前記差分メトリックを表示するよう構成される、
   請求項１乃至４のうちいずれか一項に記載の画像処理デバイス。
6. 前記出力ユニットは、
   前記関心領域の前記３Ｄオブジェクトデータにおいて、前記配置のためのデバイスの前記最終の最適な配置ポジションデータで第１の配置のためのデバイスの表現を表示し、
   前記関心領域の前記３Ｄオブジェクトデータにおいて、前記位置決めによって定義されたポジションで第２の配置のためのデバイスの表現を表示する
   よう構成され、
   前記第２の配置のためのデバイスのポジションは、前記第２の配置のためのデバイスと前記オブジェクトの前記関心領域との間の前記期待される空間関係に従って表示される、
   請求項５に記載の画像処理デバイス。
7. 前記処理ユニットは、前記ライブインターベンション画像データを用いて前記位置決めのデータを計算するよう構成され、該位置決めのデータは、
   ｉ）前記関心領域に対する前記インターベンションデバイスの瞬時的なポジション、
   ｉｉ）前記関心領域に対する前記インターベンションデバイスの瞬時的な向き、
   ｉｉｉ）前記インターベンションデバイスの前の軌道、又は
   ｉｖ）ｉ）乃至ｉｉｉ）のあらゆる組み合わせ
   のグループから選択される、請求項１乃至６のうちいずれか一項に記載の画像処理デバイス。
8. 前記インターベンションデバイスの位置決めの前記ライブインターベンション画像データは、電磁式ローカライザーからである、
   請求項１乃至７のうちいずれか一項に記載の画像処理デバイス。
9. 前記配置のためのデバイスは、分流器、ステント、コイル、又はwoven endobridgeのグループから選択される、
   請求項１乃至８のうちいずれか一項に記載の画像処理デバイス。
10. 前記インターベンションデバイスは、デリバリーシステムである、
    請求項１乃至９のうちいずれか一項に記載の画像処理デバイス。
11. 前記インターベンションデバイスは、カテーテルである、
    請求項１乃至９のうちいずれか一項に記載の画像処理デバイス。
12. 医療デバイスの配置予測のための医用イメージングシステムであって、
    画像捕捉構成と、
    請求項１乃至１１のうちいずれか一項に記載の画像処理デバイスと、
    表示ユニットと
    を有し、
    前記画像捕捉構成は、前記画像データを捕捉し、該データを前記処理ユニットへ供給するよう構成される、医用イメージングシステム。
13. 医療デバイスの配置予測のための画像処理デバイスの作動方法であって、
    ａ）オブジェクトの関心領域の３Ｄオブジェクトデータを供給するステップと、
    ｂ）インターベンションデバイスを使用する前記オブジェクト内の配置のためのデバイスの３Ｄデバイスモデルデータを供給するステップと、
    ｃ）前記配置のためのデバイスの配置のために提供されるインターベンションデバイスの空間情報を含む前記関心領域のライブインターベンション画像データを供給するステップと、
    ｄ）前記ライブインターベンション画像データにおける前記インターベンションデバイスの検出にもっぱら基づき前記３Ｄオブジェクトデータ内で前記インターベンションデバイスの場所を見つけ出して、前記インターベンション画像データと前記３Ｄオブジェクトデータとの空間レジストレーションを実行するステップと、
    ｅ）前記３Ｄオブジェクトデータ内での前記インターベンションデバイスの位置決めを用いて前記関心領域の前記３Ｄオブジェクトデータに従って前記３Ｄデバイスモデルデータを適応させ、前記関心領域の３Ｄデータ内で、前記配置のためのデバイスを表す前記適応された３Ｄデバイスモデルデータを埋め込んで、前記配置のためのデバイスと前記オブジェクトの前記関心領域との間の期待される空間関係を生成するステップと、
    ｆ）前記期待される空間関係を表示するステップと
    を有する作動方法。
14. 処理ユニットによって実行される場合に請求項１３に記載の作動方法のステップを実行するよう適応される請求項１乃至１２のうちいずれか一項に記載の装置を制御するコンピュータプログラム要素。
15. 請求項１４に記載のプログラム要素を記憶しているコンピュータ可読媒体。

Images