JP6050404B2 - 生理学的パラメータの視覚化 - Google Patents

Description

本発明は、対象物に関する情報を供する医療イメージング装置に関する。本発明はさらに、対象物に関する情報を供する方法に関する。

病気の診断を行うため又は処置−たとえば外科処置−中に、さらなる処置手順を行うことを可能にするため、対象物に関する必要な又は所望の知見を供するような情報が必要になると考えられる。この知見は、ある種のフィードバックとして機能しうる。そのようなフィードバックとして機能する場合とは、たとえば処置の結果を検出することが困難な場合、たとえば関心対象物が患者であって、医療行為が行われる際に、実際の処置過程又は結果さえも、その処置を実行する人によって検出できないような場合である。従って医療イメージングは、様々な用途に用いられる。たとえば、これらの画像が基づくデータは、X線、MRI、超音波、SPECT等の手段によって得られて良い。よって特に最小限の侵襲性の処置では、外科医には、処置を実行するのに必要な情報が供されて良い。さらに従来のX線イメージングは、経皮的処置にも血管内処置にも用いられる。軟組織の情報を供するため、XperCTとして知られている所謂軟組織イメージングが用いられる。さらに経皮針が媒介する処置は、細胞検査のために細胞の生検が用いられる広範囲にわたる病気で広く用いられている。針の軌跡の画定にも、画像が案内する針の追跡にも、イメージングモダリティ−たとえばX線、CT、MR等−が用いられる。光ファイバが集積された針−たとえば光学針(photonic needle)−によって、分光データを取得することが可能である。従ってユーザーには、2つの異なる位置−たとえば2つのモニタ−に表示される2つの独立した情報源−たとえばX線画像及び光学的情報−が供される。たとえば特許文献1は複数のモニタの使用について記載している。特許文献1に記載のモニタの一つは、一の窓にリアルタイム画像を表示し、かつ他の窓にリアルタイムEP信号を表示するする所謂誘導モニタである。しかし、ユーザー−たとえば医師−は、供された情報の全てを理解する上で困難を抱えていることが示された。特に従来X線しか用いていない医療処置中では、さらなる情報を与えることで、通常の作業フローが阻害される恐れがある。さらに、関心対象−たとえば患者−に関する情報を供するように表示することのできるパラメータ数が増大することで、ユーザーは時として疲れてしまう。その疲れは、処置中でのユーザーの職務遂行能力及び集中力を減少させる。

米国特許出願公開第2007/0016028号明細書

従って、医療行為中での対象物に関する情報の準備及び視覚的な受容を改善する必要があると考えられる。

上記目的は、独立請求項に記載された医療イメージング装置及び方法によって到達される。

本発明の典型的実施例によると、画像取得装置、処置装置、処理装置、及び表示装置を有する、対象物に関する情報を供する医療イメージング装置が供される。前記画像取得装置は、対象物の関心領域のうちの少なくとも1つから対象物データを検出し、かつ、前記対象物データを、前記処理装置へ供する。前記処置装置は、前記対象物に対する前記処置装置の所定領域の位置に依存する前記対象物の生理学的パラメータを検出し、かつ、前記生理学的パラメータを、前記処理装置へ供する。さらに前記処理装置は、前記対象物データの少なくとも一部を画像データに変換し、かつ、前記生理学的パラメータを生理学データに変換する。続いて前記処理装置は、前記生理学データに依存する前記画像データの画像パラメータの少なくとも1つを修正することで、前記画像データを、修正された生体画像データに変換する。前記処理装置は、前記修正された生体画像データを前記表示装置に供する。前記表示装置は、前記修正された生体画像を表示する。

前記修正は、コントラスト又は輝度だけではなく、色又は彩度等のパラメータを変更する手順を有して良い。前記修正は、画像全体のデータについて実行されて良いし、又は選択された領域若しくは部分についてのみ実行されて良い。前記選択は、前記ユーザーによって事前に決定され、かつ、前記画像のある領域及び/又は前記画像データのある内容−その内容に関する解析が可能である−に関連して良い。

「依存（する）」とは、たとえば、前記処置装置の移動又は前記対象物の条件の変化に起因した、前記生理学データが変化することで、表示されている前記の修正された生体画像が変化することを意味する。前記依存は、直接的に結びついたものとして定義されて良い。前記依存は、前記生理学データの検出結果に適用される所定の式によって定められても良い。

これにより、前記ユーザー−たとえば医師−が前記画像の解釈に費やすことのできる時間について妥協することなく、前記ユーザーは、前記さらなる情報を得る処置を進めることが可能になるという利点が供される。換言すると、前記ユーザーには、さらなる注意を要せず、又は前記集中力に影響を及ぼすことなく、さらなる情報が供される。なぜなら前記ユーザーは、複数の画像の代わりに一の画像にのみ注意を払えばよいからである。さらなる利点は、前記画像データを修正することによって、画像の内容の損失を防止できることである。簡潔に説明すると、前記画像データ−換言すると表示された画像−は、内容が、たとえば前記さらなる情報を表示することによって遮断されたり、又は隠されたりするような影響を受けない。

本発明の他の利点は、新たな表示ユニット又は一の表示装置内に別個の窓を必要とすることなく、前記生理学データの形態をとるさらなる情報を、前記ユーザーへ供することが可能なことである。換言すると、たとえば前記対象物に関する従来の情報を含む画像データは、前記さらなる生理学データが供されることによる影響を受けない。前記の修正された画像の形態をとるさらなるデータを供することによって、前記ユーザーは、前記表示装置上に供される画像に集中することが可能となり、それにより前記の表示された内容の受容は、前記さらなるデータが供されることによって妨害されない。よって前記さらなる情報は、疲れ又は集中力の減少とはならないように、前記ユーザーによって知覚されうる。

前記の修正された画像によるさらなる情報は、前記処置装置によって得られた対象物のデータに関連するので、前記処置装置の位置の変化の形態をとる前記ユーザーの相互作用は、前記の修正された画像がそれに従って変化する効果を有する。その理由は、前記生理学データの取り出し及び修正は、（少なくとも略）リアルタイムで実行されるからである。

当然のこととして、前記さらなる情報の形式(appearance)は、本発明が幅広く用いられることを保証し、かつ前記ユーザーに送られる情報を容易に認識することが可能となるように、当該医療イメージング法に依存して、かつ適用される処置の種類に従って符号化されて良い。たとえば前記のさらなるデータの種類及び該データの色又は輝度又はパターンは、医師の必要に依存して実行されなければならない。

本発明の利点の一は、前記ユーザーが、前記表示ユニット上に表示される内容に焦点を置いて前記画像データを閲覧できることである。よって前記ユーザーは、前記ディスプレイ上に示された情報に十分集中することができる。

前記の修正された画像を前記ユーザーへ供することによって、ガイダンス決定過程−細胞組織の損傷を回避するため、極端に迅速に行われなければならない−が緩和されるように、前記ユーザーは支援される。その理由は、拡散反射分光(DRS)情報が、前記医師による本来の処置の実行を顕著に妨害しないように、簡明かつ控えめに与えられるからである。

しかし本発明はまた、これまで用いられてこなかった実現可能性のある知覚の利用をも可能にする。ユーザーの視野のうちの周辺の領域では、たとえば、この視野の周辺部分での輝度、色、又はパターンの変化を検出することも可能である。従って、前記さらなる情報が、前記画像の周辺領域を修正することによって表示される場合には、かなり単純な視覚効果−たとえば所定のデータを表す色の変化又は輝度の変化−によって、前記ユーザーへ情報又は状態を伝えることができる。換言すると、前記生理学データは、かなり単純な方法で表示されて良い。

典型的な実施例では、前記ユーザーの必要に応じた表示データの種類の決定を可能にするため、入力データに対するユーザーインターフェースが供される。

たとえば前記生理学的パラメータは解剖学パラメータであって良い。

典型的な実施例では、前記生理学的パラメータは、光学情報によって表される。たとえば前記光学情報は、処置領域又は検査領域にそれぞれ従ったカラーコーディングに関連する。

他の典型的な実施例では、前記患者のある状態について、閾値が、前記処置装置によって予め決定され、かつ監視されて良い。一旦パラメータが臨界値に到達すると、前記の修正された画像は、視覚的な情報を前記ユーザーに供する。

典型的な実施例では、生理学的パラメータは、前記処置装置によって検出可能であって、前記の検出された対象物のデータによって供されない。

これにより、前記対象物データが、大きなスケール又は低い解画像度で検出できる一方で、前記処置装置は、小さなスケールを与えるという利点が供される。この利点は、実際の状態のさらなる知見を前記ユーザーに供するような高解画像度又は高精度であることを意味する。

たとえば当該装置は、前記生理学的パラメータに依存して前記処置装置の位置を決定して良い。

たとえばある生理学的パラメータがこれまでの検査から既知である場合、所定の部位に対する前記処置装置の位置設定は、前記生理学データによって実現されて良い。

たとえば当該装置は、前記処置装置が前記の検出される対象物データ内で不可視である場合−たとえば蛍光分光が行われている間のガラス針−に、前記処置装置を可視化する。たとえば針の末端の細胞組織についての情報を得ることによって、前記針が、ある種細胞組織内に存在するかを知ることができる。蛍光イメージングで可視である構造に関する空間的な関係について、ある細胞組織のパラメータが特定できるので、どこ又はどの種類の細胞組織内に、前記針がその瞬間に存在するのかを知ることが可能である。

前記画像取得装置は、たとえばX線イメージングシステム、コンピュータ断層撮画像システム(CT)、磁気共鳴イメージングモダリティ(MR)、超音波(US)等のイメージングモダリティでああって良い。

たとえば前記画像取得装置は、蛍光画像を取得するX線装置であって良い。

他の典型的な実施例によると、前記画像データはバックグラウンドを有し、かつ、該バックグラウンドのうちの少なくとも一部に係る少なくとも1つのパラメータは、前記生理学データに応じて修正される。

たとえば前記バックグラウンドは、前記生理学データを表す前記光学情報に対応する。当然のこととして、複数の生理学的パラメータがそのように表されても良い。

典型的な実施例では、前記ディスプレイの中央部は、前記画像取得装置によって供された画像−たとえば（周辺）バックグラウンドを有するX線画像−を有し、かつ、前記バックグラウンドは、前記処置装置の各異なる位置でリアルタイムに変化する一方で、前記画像の中央部は影響を受けない。たとえば前記中央部は環状の形状を有して良い一方で、前記バックグラウンドは正方形ディスプレイの残りの部分であって良い。

他の典型的な実施例によると、前記処置装置が、その軌跡と共に前記の修正された生体画像に表され、かつ、前記生理学データの図式的表現が、前記処置装置の軌跡に沿って表されて良い。

たとえば前記生理学データの図式的表現は、たとえば前記生理学的パラメータの強度又は他の態様を表すように、様々な直径を有する色のついた円であって良い。前記処置装置の軌跡に沿って前記図式的表現を供することによって、前記ユーザーには、さらなる情報−具体的には前記処置装置が既に移動した経路−が供される。このことはまた、前記処置装置のさらなる移動方向をも示すことができる。

他の典型的な実施例によると、前記処置装置が、修正された生体画像中に表され、かつ、前記処置装置の色が、前記の検出された生理学データに依存して修正される。

これにより、画像の情報を遮断したり又は隠したりせずに、さらなる情報が前記ユーザーに供される。

たとえば前記処置装置は、分子情報を供するように備えられる。たとえば針による処置中、前記分子情報は、前記ユーザーに、該ユーザーによって挿入された針の先端部での分子状態を知らせることができる。

他の典型的な実施例では、前記生理学データは、非光学的方法によって得られる。

他の典型的な実施例では、前記データは、形態データにさらなる情報を供するための温度及び/又はpHの測定に基づいて良い。たとえば温度及び/又はpHの測定は、炎症を起こしている箇所に到達したか否かを検出するのに有用である。

たとえば前記処置装置は、生検用の針、カニューレ、トロカール、カテーテル、又は内視鏡であって良い。

よって本発明は、様々な用途又は検査手順にそれぞれ適しているので、幅広い様々な処置において用いることができる。

他の典型的な実施例によると、前記処置装置は、前記生理学的パラメータに変換される光学スペクトルを取得する少なくとも1つの集積光ファイバが備えられた光学針(optical needle)である。

たとえば前記変換は分光によって実現されて良い。

典型的な実施例では、光学的方法及び非光学的方法が併用される。これにより、たとえば前記外科医に洗練された情報を供することが可能となる。

他の典型的な実施例によると、前記処置装置は、前記対象物に対する、前記処置装置の2つの異なる所定領域の位置に依存して、前記対象物の生理学的パラメータを検出するように備えられている。

たとえば前記処置装置は光学針であって良く、かつ、前記光学針は、3つ以上のファイバを有することで、左側と右側での細胞組織の差異が検出可能となる。これは、表示された画像の左側部分及び/又は右側部分での各異なる色によって、前記ディスプレイ上で視覚化されて良い。一の利点は、関心対象物内部の状況をはるかに良好に理解することにつながる差異化された情報が、ユーザーに供されることである。

他の典型的な実施例によると、前記処置装置の所定位置での細胞組織中の血液、脂肪、及び水の寄与はカラーコードに変換され、かつ、該カラーコードは、前記画像データの修正に用いられる。

上述のパラメータの代わりに、又は上述のパラメータに加えて、他のパラメータもカラーコーディングに用いられて良い。

前記カラーコードはRGB数であって良く、たとえば血液は赤色で表され、脂肪は緑色で表され、かつ、水は青色で表されて良い。

たとえば前記細胞組織の内容が、前記の選択されたパラメータの各々について、0〜1のスケールで測定される場合、この情報は、以下の式を用いることによって、RGB数に変換されて良い。ここでR,G,Bはそれぞれ、赤、緑、及び青に対応する（0〜1のスケールで）。

R=（血液）/{（血液）+（水）+（脂肪）}
G=（脂肪）/{（血液）+（水）+（脂肪）}
B=（水）/{（血液）+（水）+（脂肪）}
ここで、（X）は、要素X={血液、脂肪、水}の寄与値に相当する。

たとえば特定の位置では、血液、水、及び脂肪の寄与はそれぞれ、0.8,0.1,及び0.2である。この情報をRGB数に変換するため、上述の式が用いられて良い。よってRGB数はRGB=(0.8,0.2,0.1)である。RGB=(0.8,0.2,0.1)は赤色に近い。換言すると、バックグラウンド312は赤色内に表示される。

他の典型的な実施例によると、前記処理装置が前記生理学データを解析することで、重要構造のアプローチが決定され、かつ、前記画像データの修正は、図式的指示情報が前記ユーザーに供されるように行われる。

たとえば第1色−たとえば緑色−は、前記処置装置が、前記重要構造に接近する危険がないことを示すのに用いられて良い。第2色−たとえば黄色−は、前記ユーザーが、前記重要構造を接近させるのに注意すべきことを示すのに用いられて良い。第3色−たとえば赤色−は、前記処置装置が、前記重要構造に非常に近接していることを示すのに用いられて良い。前記重要構造はたとえば、前記ユーザーが穴をあけることを望まない管であって良い。

他の典型的な実施例では、各異なる色は、たとえば化学発光体とプローブ−つまり前記ユーザーによって案内される針−との間の各異なる距離に対応して良い。たとえば第1色は、前記プローブが標的である細胞組織から離れているときの大きな距離に対応し、かつ、第1色は、前記プローブが標的である細胞組織内部に存在している場合に対応して良い。

他の典型的な実施例によると、前記処置装置は、前記針の前方の細胞組織の微視的画像データの取得及び該微視的画像データからの前記生理学データの検出を行うように備えられ、かつ、前記画像データは、前記微視的画像データの少なくとも一部によって修正される。

前記の取得は、たとえば走査ファイバ共焦点スキャナを用いることによって実行されて良い。

前記微視的画像データは、前記の修正された画像と一体化されて良い。

他の典型的な実施例では、光学針とX線とを組み合わせることで、巨視的スケールの形態情報と微視的スケールの生理学情報又は微視的情報とを結合することが可能となるという利点が供される。従って前記画像データもまた、前記微視的画像に依存して修正されても良い。

たとえばインターフェースユニットが、前記微視的画像データの表示を制御するように供される。これにより、前記ユーザーが実際に前記微視的画像データを参照しようとするときに、前記画像中にはさらなる微視的画像データしか存在しないという利点が供される。当然のこととして、前記の表示される画像は前記生理学的パラメータを有する。なぜなら前記画像は修正されたからである。

前記ユーザーインターフェースはたとえば、ペダル、マウス、タッチスクリーン、又は命令を入力するように備えられた音声制御装置等であって良い。

他の典型的な実施例によると、前記イメージング装置はX線イメージングシステムを有する。前記X線イメージングシステムは、X線源及び該X線源に対向して設けられたX線画像検出モジュールを有するX線取得装置並びに被検査対象物を受けるように供された装置を備える。さらにインターフェースユニットが、前記ユーザーによる情報を入力するように備えられている。制御ユニットは、前記処置装置だけではなく、前記検出モジュール、前記X線源、及び前記インターフェースユニットとも接続する。

他の典型的な実施例では、前記検査装置は、超音波を用いて画像を生成する音響イメージングシステムを有する。

他の典型的な実施例では、前記検査装置はMRI装置を有する。

他の典型的な実施例では、前記検査装置はSPECT装置を有する。

本発明の他の態様によると、対象物に関する情報を供する方法が供される。当該方法は以下の手順を有する。最初に、関心対象物の少なくとも1つの領域から対象物データが検出される。前記対象物の対象物パラメータは装置から受け取られる。前記の対象物の対象物パラメータの受け取りは、前記対象物に対する前記装置の所定設置位置に依存する。前記対象物データの少なくとも一部は、画像データに変換される。前記対象物パラメータは、第2対象物データに変換される。前記画像データの少なくとも1つの画像パラメータは、前記第2対象物データに依存して修正される。それにより前記画像データは、修正された生体画像データに変換される。よって前記の修正された生体画像が表示される。

たとえば前記対象物の検出は、画像取得装置−たとえば上述のようなもの−によって実現されて良い。たとえば前記対象物パラメータの検出は、処置装置によって実現されて良い。前記パラメータは生理学的パラメータを有して良い。たとえば前記対象物データ及び前記対象物パラメータは、処理装置に供されて良い。たとえば前記の修正された生体画像は、表示装置へ供され、かつ該表示装置上に表示される。

たとえば、前記画像データはバックグラウンド−たとえば中央部を取り囲む−を有して良く、かつ、前記の修正手順は、前記第2対象物パラメータに依存して、前記バックグラウンドの少なくとも一部の少なくとも1つのパラメータを修正する手順を有して良い。

さらに、前記処置装置は光学針であって良く、かつ、前記生理学データは、光学データとして検出されて良い。前記バックグラウンドは、前記光学データに対応する色を有して良い。

本発明の他の典型的な実施例では、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が適切なシステム上に供される。当該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、これまでの実施例のうちの一による方法の手順を実行するように備えられていることを特徴とする。

従って当該コンピュータプログラム要素は、本発明の実施例の一部であっても良いコンピュータユニット上に記憶されて良い。前記コンピュータユニットは、上述の方法の手順を実行する（ことを誘起する）ように備えられて良い。しかも前記コンピュータユニットは、上述の装置の構成要素を操作するように備えられて良い。前記コンピュータユニットは、自動的な操作及び/又はユーザーの命令の実行を行うように備えられて良い。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良い。よって前記データプロセッサは、本発明の方法を実行するように備えられて良い。

本発明のこの典型的な実施例は、最初から本発明を利用するコンピュータプログラムと、更新によって既存のプログラムを、本発明を利用するプログラムに変換するコンピュータプログラムの両方を網羅する。

さらに当該コンピュータプログラム要素は、上述の方法の典型的な実施例の一連の処理手順を満たすのに必要なすべての手順を供することが可能でなければならない。

本発明の他の典型的な実施例によると、コンピュータが読み取り可能な媒体−たとえばCD-ROM−が与えられる。当該コンピュータが読み取り可能な媒体は、該媒体上に記憶されたコンピュータプログラム要素を有する。当該コンピュータプログラム要素は、前段落に記載されている。

しかし当該コンピュータプログラムもまた、WWWのようなネットワークによって与えられても良いし、かつ、係るネットワークからのデータプロセッサの作業メモリにダウンロードされても良い。本発明の他の典型的な実施例によると、コンピュータプログラム要素をダウンロード可能にする媒体が供される。当該コンピュータプログラム要素は、本発明の前述の実施例のうちの一による方法を実行するように備えられている。

本発明による医療イメージング装置を概略的に図示している。 本発明による対象物に関する情報を供する方法のフローチャートを表している。 処置装置の各異なる位置についての各異なるパラメータの寄与を図示している。 修正された生体画像の本発明による典型的な実施例を概略的に図示している。 修正された生体画像の他の典型的な実施例を概略的に図示している。 修正された生体画像の他の典型的な実施例を概略的に図示している。 修正された生体画像の本発明による典型的な実施例を概略的に図示している。 修正された生体画像の他の典型的な実施例を概略的に図示している。 修正された生体画像の他の典型的な実施例を概略的に図示している。 図4の実施例の写真画像を図示している。 図5の実施例の写真画像を図示している。 図6の実施例の写真画像を図示している。 図7の実施例の写真画像を図示している。 図8の実施例の写真画像を図示している。 図9の実施例の写真画像を図示している。

図1は、対象物に関する情報を供する医療イメージング装置10を図示している。たとえばX線源12及び検出器モジュール14を有する画像取得装置11が供されている。さらに対象物18−たとえば被検患者−を受ける支持体16−たとえばテーブル−が供されている。処置装置20−たとえば針装置−が供されている。たとえば針装置は、光学的分光に基づく細胞組織の検査を行うように備えられている。処理装置26と接続された光源22及び光検出器24が供されている。さらに処理装置26と接続するディスプレイ装置28が供されている。処理装置26もまた画像取得装置11と接続されている。処理装置26は、画像取得装置11を制御することが可能である。処理装置26はまた、末端を介して周辺の細胞組織へ放出されるように、処置装置20へ光を放出する光源22を制御することも可能である。光の一部は針装置20へ向かうように反射され、針装置20の前方の細胞組織の種類に依存して、光検出器24によって受光される。光源22からの光の針への伝送及び前記針から前記光検出器24への伝送は、少なくとも2つの光伝送ファイバを有する接続40によって供される。

光検出器24は、細胞組織によって反射されて受光された光を電気信号に変換するように備えられている。前記電気信号は続いて、処理装置26へ供される。

画像取得装置11は、対象物18の少なくとも1つの関心領域から対象物データを検出するように備えられている。たとえばX線源12は、検出器モジュール14へ向かうようにX線を放出する。よって検出器モジュール14は、たとえば蛍光画像を得ることができる処理装置26へ電気信号を供する。

処置装置20は、対象物18に対する処置装置20の所定領域32−たとえば末端つまり針の前方端部−の位置に依存して対象物18の生理学的パラメータを検出し、かつ、処理装置26へ生理学的パラメータを供するように備えられている。

前記処理装置26の内部では、画像取得装置11によって供される対象物データの少なくとも一部が、画像データに変換され、かつ、前記処置装置20によって供される生理学的パラメータは、生理学データに変換される。さらに処理装置26は、生理学データに依存して、画像データの少なくとも1つの画像パラメータを修正することで、前記画像データを修正された生体画像データに変換する。処理装置26は、修正された生体データを、修正された生体画像33を表示する表示装置28へ供する。

図示されていないが他の例では、処置装置20は、生検用の針、カニューレ、トロカール、カテーテル、又は内視鏡であって良い。

以降では、本発明の典型的な実施例による基本的な方法の手順について、図2を参照しながら説明する。検出手順112では、第1対象物データ114が、対象物18の少なくとも1つの関心領域から検出される。受け取り手順116では、対象物18のパラメータ118が、対象物18に対する処置装置20の所定設置位置32に依存して、処置装置20から受け取られる。変換手順120では、対象物データ114の少なくとも一部が、画像データ122に変換される。変換手順124では、対象物パラメータ118は、第2対象物データ126に変換される。

修正手順128では、画像データ122の少なくとも1つの画像パラメータが、第2対象物データ126に依存して修正される。それにより画像データ122は、修正された生体データ130に変換される。さらに修正された生体画像データ130は、ディスプレイ28上の修正された生体画像134として132で表示される。

たとえば第1対象物データ114の検出112は、画像取得装置11によって実現されて良い。対象物パラメータ118の検出は、処置装置20によって実現されて良い。パラメータ118は、患者18からの生理学的パラメータを有して良い。第1対象物データ114及び対象物パラメータ118は、変換手順120及び変換手順124だけではなく修正手順128も実行される処理装置26へ供される。

修正された生体画像134を132で表示することによって、ユーザーには、改善された情報が供される。それによりたとえば、画像データは、画像情報の形態で供される。他方、さらなる情報−具体的には少なくとも1つの対象物パラメータ（たとえば生理学的パラメータ）に関する情報−もまたユーザーに供される。修正128が、第2対象物データ126に依存して行われるので、対象物18の対象物パラメータ118に依存して、表示画像134は、装置−たとえば処置装置20−の位置の移動すなわち変化に依存して一定の変化をして、変化する対象物パラメータ118を検出する。換言すると、第1対象物データ114がある周期で検出される−つまりステップ状の画像の変化を意味する−場合でさえも、画像データの少なくとも1つの画像パラメータは、装置20の移動に依存して修正される。当然のこととして、他の典型的な実施例では、第1対象物データもまた一定の割合で検出されるので、生体の第1対象物データが供される。

図2は、本発明による方法に係る典型的な実施例の手順を示すフローチャートであることに留意して欲しい。当該方法について記載された手順は主な手順であって、これらの主な手順は、複数の副手順(sub-step)に差異化又は分割されて良いことに留意して欲しい。さらにこれらの主な手順間にも副手順が存在して良い。従って、本発明による方法の原理を理解する上で重要である場合にしか、前記副手順については言及しない。

図3は、縦軸212及び横軸214を有するダイアグラム210の形態をとる対象物パラメータの典型的な測定結果を示す図である。縦軸212は、対象物18の所定の設置位置32での対象物18の細胞組織の内容に関連付けられる。横軸214は、装置20の所定の設置位置32を表す。細胞組織の内容は、選択されたパラメータの各々について、0〜1のスケールで測定された。図3では、対象物パラメータ118は、3つの異なるパラメータに還元される。たとえば第1曲線216は細胞組織の水の寄与を表す。第2曲線218は脂肪の寄与を表す。第3曲線220は血液の寄与を表す。

図210から、横軸214上で数1,2,3,4,及び5によって示された各位置についての、血液、脂肪、及び水の寄与は、カラーコード−たとえばRGB数−に変換することができる。たとえば軸214上の位置2では、血液、水、及び脂肪の寄与はそれぞれ、0.8,0.1,及び0.2である。この情報をRGB数に変換するため、以下の式が用いられて良い。次式において、R,G,Bはそれぞれ、（0〜1のスケールで）赤、緑、及び青に対応する。

R=（血液）/{（血液）+（水）+（脂肪）}
G=（脂肪）/{（血液）+（水）+（脂肪）}
B=（水）/{（血液）+（水）+（脂肪）}
ここで、（X）は、要素X={血液、脂肪、水}の寄与値に相当する。

以上のようにして得られた生理学データは続いて、その生理学データに依存して、画像データの少なくとも1つの画像パラメータを修正するのに用いられて良い。たとえば画像データはバックグラウンド312を有する。バックグラウンド312は、図4において、表示装置28の長方形ディスプレイ内の円の周辺部分として表されている。蛍光画像314は、たとえば脊椎骨の構造のような形態学的構造を表している。さらに装置20もまた蛍光画像314内に表されている。ユーザーへの情報提供を、そのユーザーの集中力に負の影響を及ぼさないように改善するため、バックグラウンド312は、生理学データに依存して、画像パラメータのうちの少なくとも1つ−たとえば色−に関して修正される。図3の議論を参照すると、バックグラウンド312は、たとえばスケール214上の位置2についての生理学的パラメータを表す光学情報に対応する。よって上式を用いることによって、上述したように、RGB数は、RGB=(0.8,0.2,0.1)となる。これは赤に近い色である。換言すると、バックグラウンド312は赤色で表示される。

バックグラウンドの色が、様々な針の位置の各々でリアルタイムに変化する一方で、X線画像を含むスクリーンの中央部314は影響を受けない。このようにして、医師は、X線画像314の解釈に費やす時間を妥協せずに、光学情報を取得する針による処置を進めることができる。

他の典型的な実施例が図5に図示されている。図5では、バックグラウンドの色を変化させる代わりに、又はバックグラウンドの色を変化させることに加えて、処置装置20が、修正された生体画像134内に図示されている。生理学データの図式的に表したもの412は、蛍光画像414内部に表されている。処置装置20が対象物18に挿入される場合、色のついたマーカー412a、412b、及び412cの形態をとる図式的に表したもの412−たとえば生理学的パラメータの強度を示すため又は他の目的のために直径を変化させることのできる色のついた円−を表示することによって、軌跡416が示されて良い。よって第1の色のついたマーカー412aは、青の様な色で表される。これにより、この特定の位置で多量の水が細胞組織に寄与していることが示される。赤色の第2の色のついたマーカー412bは、血液が、対象物の細胞組織内部の各対応する位置での主要な寄与であることを示している。さらに緑の様な色を有する第3の色のついたマーカー412cは、脂肪層を表している。

修正された生体画像134を用いることで、蛍光画像に加えて分光画像を供することで、たとえば処置手順中に血管を刺すのを回避することが可能となる。また処置装置が脂肪質の構造に到達したことを確認することも可能である。脂肪質の構造は、関心領域−たとえば硬膜外腔、脊髄−を取り囲む脂肪層を示唆している。

このため、本発明の対象は、侵襲性の針による処置−たとえば腰痛の処置−を最小にするのに適したものとなる。本発明の対象はまた、癌の診断の分野又は針周辺の細胞組織の評価が必要な場合での生検にも適している。

図6に図示された他の典型的な実施例では、処置装置20が、修正された生体画像134内に表されている。さらなる情報をユーザーへ伝送するため、処置装置20が色のついた状態で表されたもの512内に表されている。処置装置20の色は、検出された生理学データに依存して修正される。当然のこととして、さらなるパラメータ同様、バックグラウンド又は他のパラメータも、他のさらなる情報に依存して修正されて良い。

他の典型的な実施例が図7に図示されている。処置装置20は、3つ以上のファイバを有することで、細胞組織内での空間的な−たとえば左と右での−差異が検出可能となる光学針である。たとえば蛍光画像614内に表示された処置装置20は、針の先端部で4つの異なる空間方向を識別することが可能である。4つの異なる生理学的パラメータが、バックグラウンド612の4つの異なる部分612a,612b,612c,及び612dでの各異なる色によって、ディスプレイ上で表現又は視覚化されている。たとえば針の先端部での状態は、血液の寄与が大きいことを示す処置装置20の所定領域の上方2つの位置では、2つの角部612aと612bが赤色で表示される。針先端部の左下部が、その位置での細胞組織への寄与に関して多量の水を示している場合には、角部612dは青色で示される。針先端部の右下部を取り囲む細胞組織が、脂肪が主要部であることを示している場合には、角部612cは緑の様な色を有する。

これにより、処置装置20の考えられ得る移動の修正に関する細胞組織の予想された型を示唆するための改善された情報が、ユーザーに供されるという利点が得られる。当然のこととして、これは、たとえば図5に関して説明した軌跡の情報と組み合わせられて良い。

図4又は図5に記載されたRGBの内容を示す代わりに、3つの色を用いて、所定の値に従った基本命令をユーザーに供することも可能である。たとえば図8では、処置装置20が図示されている。図中、指示マーカー712は、蛍光画像714内部において処置装置20の軌跡に沿って存在する。第1指示マーカー712aは、危険性が予測されないことを示す第1色としての緑で示されている。第2指示マーカー712bは、ユーザーが、重要構造−たとえばそのユーザーが針を刺さないようにしている構造として事前に選択された血管−の接近に注意すべきことを示す第2色としての黄色で示されている。第3指示マーカー712cは、処置装置20が重要構造に非常に近接していることを示す第3色としての赤で示されている。当然のこととして、これも、バックグラウンドの色と組み合わせられて良い。

たとえ蛍光画像の解像度が、ユーザーが、その蛍光画像から、十分詳細な情報を有する現在の状態についての情報を得ることができないようなものであっても、修正画像を供することによって、たとえば針の先端部での状態についての詳細な情報を供することも一般的に可能となる。換言すると、蛍光画像又は他の種類の画像−たとえば超音波画像−が、形態学的構造を表す低解像度で供される一方で、処置装置20から得られる生理学的パラメータは、ユーザーへの情報提供を改善するため、修正画像内で表された微視的情報を供する、はるかな高解像度に寄与する・
他の典型的な実施例が図9に図示されている。図9では、処置装置20が表されていて、たとえば前述したように、図式的に表されたマーカー812は、軌跡に沿った各対応する位置についての生理学的パラメータを表す。

図9に図示された実施例では、処置装置用に針が用いられる。前記処置装置によって、前記針の前方の細胞組織の微視的画像データを得ることが可能となる。たとえば図5乃至8に関連して論じたような修正画像に加えて、針の先端部での微視的画像もまた、微視的画像816が如何なる情報と干渉しない蛍光画像114の設置位置内の蛍光画像114内部で視覚化される。ユーザーの便宜を改善するため、微視的画像816はコマンドでのみ表示されても良い。そのコマンドは、たとえばペダル、マウス、又はタッチスクリーンを用いることによって与えられて良い。図9に示された各異なる軌跡の位置と同一の設置位置での微視的画像816が、各軌跡の位置についての蛍光画像の新たな位置に図示されて良い。

より良く理解するため、図10〜15はそれぞれ、図4〜9の図による写真画像を表している。従って図10〜15については同一の参照番号が表示される。よって不必要な繰り返しを避けるため、図10〜15に関する説明は必要ない。

Claims (12)

1. 画像取得装置、処置装置、処理装置、及び表示装置を有する、対象物に関する情報を供する医療イメージング装置であって、
   前記画像取得装置は、対象物の関心領域のうちの少なくとも１つから対象物データを検出し、かつ、前記対象物データを、前記処理装置へ供し、前記対象物データは、ライブ対象物データを供するために絶えず検出され、
   前記処置装置は、前記対象物に対する前記処置装置の所定領域の位置に依存する前記対象物の生理学的パラメータを検出し、かつ、前記生理学的パラメータを、前記処理装置へ供し、
   前記処理装置は、前記ライブ対象物データの少なくとも一部を画像データに変換し、かつ、前記生理学的パラメータを生理学データに変換し、前記処理装置は、リアルタイムで前記生理学的パラメータを前記生理学データに変換し、
   前記処理装置は、前記生理学データに基づき、前記画像データの画像パラメータの少なくとも1つを修正することで、前記画像データを、修正されたライブ画像データに変換し、前記処理装置は、リアルタイムで前記生理学データに基づき、前記画像データの画像パラメータの少なくとも１つを修正し、
   前記処理装置は、前記修正されたライブ画像データを前記表示装置に供し、
   前記表示装置は、修正されたライブ画像を表示する、
   装置。
2. 前記処置装置が、該処置装置の軌跡と共に前記修正されたライブ画像中に表され、かつ、
   前記生理学データの図式的表現が、前記処置装置の軌跡に沿って表される、
   請求項１に記載の装置。
3. 前記処置装置は、該処置装置の針の前方の細胞組織の微視的画像データの取得及び該微視的画像データからの前記生理学データの検出を行い、かつ、
   前記画像データは、前記微視的画像データの少なくとも一部によって修正される、
   請求項１に記載の装置。
4. 対象物に関する情報を供する処理装置の作動方法であって：
   対象物の関心領域のうちの少なくとも１つから検出される対象物データを受信する手順であり、前記対象物データは、ライブ対象物データを供するために絶えず検出される、手順；
   前記対象物の生理学的パラメータを、処置装置から受け取る手順であって、前記生理学的パラメータが、前記対象物に対する前記処置装置の所定領域の位置に依存する、手順；
   前記対象物データの少なくとも一部をライブ画像データに変換する手順；
   前記生理学的パラメータを生理学データに変換する手順であり、前記生理学的パラメータは、リアルタイムで前記生理学データに変換される、手順；
   前記生理学データに基づき、前記画像データの画像パラメータの少なくとも１つを修正することで、前記画像データを修正されたライブ画像データに変換する手順であり、前記画像データの画像パラメータの少なくとも１つは、リアルタイムで前記生理学データに基づき修正される、手順；
   修正されたライブ画像を表示する手順；
   を有する作動方法。
5. 処理ユニットによって実行されるときに、請求項４の方法に係る手順を実行する、請求項１に記載の装置を制御するコンピュータプログラム。
6. 請求項５に記載のコンピュータプログラムを記憶するコンピュータによる読み取りが可能な記憶媒体。
7. 前記画像データはバックグラウンドを有し、かつ、
   該バックグラウンドのうちの少なくとも一部に係る少なくとも１つのパラメータは、前記生理学データに応じて修正される、
   請求項１に記載の装置。
8. 前記処置装置が、前記修正されたライブ画像中に表され、かつ、
   前記処置装置は、前記の検出された生理学データに依存して修正される、
   請求項１に記載の装置。
9. 前記処置装置が、前記生理学的パラメータに変換される光学スペクトルを取得する、少なくとも１つの集積光ファイバを備える光学針である、請求項１に記載の装置。
10. 前記処置装置が、前記対象物に対する、前記処置装置の少なくとも２つの異なる所定領域の位置に依存して、前記対象物の生理学的パラメータを検出する、請求項１に記載の装置。
11. 前記処置装置の所定位置での細胞組織中の血液、脂肪、及び水の寄与はカラーコードに変換され、かつ、
    該カラーコードは、前記画像データの修正に用いられる、
    請求項１に記載の装置。
12. 前記処理装置が前記生理学データを解析することで、重要構造のアプローチが決定され、かつ、
    前記画像データの修正は、図式的指示情報がユーザーに供されるように行われる、
    請求項１に記載の装置。

Images