JP6646467B2

JP6646467B2 - 医療支援装置

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Publication number: JP6646467B2
Application number: JP2016031421A
Authority: JP
Inventors: 千草井中; 達弥岡田
Original assignee: Toray Engineering Co Ltd
Current assignee: Toray Engineering Co Ltd
Priority date: 2016-02-22
Filing date: 2016-02-22
Publication date: 2020-02-14
Anticipated expiration: 2036-02-22
Also published as: JP2017148142A

Description

本発明は、被検体の器官内にカテーテルを挿入して、該器官の特定部位に対して検査又は治療を行うための医療支援装置に関する。

血管等の器官内にカテーテルを挿入して、病変部に対して検査や治療を行うことが行われている。

特許文献１には、被検体を撮影して得た３次元画像データから観察対象となる血管部の画像データを抽出し、血管部にカテーテルを挿入したときのカテーテルの進行方向をシミュレーションして、カテーテルの進行可否を判別する医用診断支援装置が開示されている。

特開２００９−２２７３３号公報

ところで、カテーテルを用いた治療の一つに、カテーテル・アブレーション治療がある。このカテーテル・アブレーション治療は、カテーテルの先端に取り付けた電極に高周波電流を流して、接触している生体組織を焼灼する治療法で、例えば、心房細動の治療等に適用されている。

しかしながら、例えば、心房細動における異常な電気信号の伝導路は、肺静脈の周囲に亘るため、異常な部位を全て焼灼するには、焼灼を点状に繰り返し行う必要がある。また、異常な伝導路がなくなったかどうかは、電極のついたカテーテルを再度挿入して確認する必要がある。そのため、治療に時間がかかるという問題がある。加えて、焼灼するポイントを特定するために、高度な位置認識システムが必要になる。

このような問題に対して、カテーテルの先端にバルーンを取り付け、バルーン内に液体を注入することによってバルーンを膨らませた後、バルーン内の液体を温めることによって、バルーンの表面と接触している生体組織を焼灼する治療法が提案されている。この治療法によれば、バルーンが柔軟な球形を有しているので、心房細動の治療部位である左心房と肺静脈との接合近傍の内壁面に、膨らんだバルーンの外周面をリング状に接触させることができる。そのため、一度に肺静脈の周囲を焼灼することができ、短時間に、かつ確実に治療部位を焼灼することができる。また、バルーン内の液体を介して、間接的に治療部位を加熱するので、安全に治療部位を焼灼することができる。

従来、医師は、治療前に撮影したＣＴ画像に、手書きでバルーンを書き込み、血管（肺静脈）とバルーンとの接触状態を作図して、治療のイメージを図っていた。しかしながら、実際の治療においては、Ｘ線透視画像では血管の位置や形状は造影剤を注入した瞬間しか見えないため、バルーンの変形形状をたよりに治療が行われる。そのため、治療にあたる医者は、血管とバルーンとの接触状態を可視的に確認することができないため、経験に乏しい医師は、カテーテルを操作することが難しかった。

本発明は、上記課題に鑑みなされたもので、その主な目的は、被検体の器官内にカテーテルを挿入して、該器官の特定部位に対して検査又は治療を行うのに際し、検査又は治療前に、カテーテルと器官の特定部位との接触状態をシミュレーションにより求め、これを画面表示することによって、検査又は治療の支援を行う医療支援装置を提供することにある。

本発明に係る医療支援装置は、被検体の器官内にカテーテルを挿入して、該器官の特定部位に対して検査又は治療を行うための医療支援装置であって、被検体を撮影して得られた３次元画像データから、器官のデータを抽出する抽出部と、抽出した器官のデータを、サーフェスデータに変換する変換部と、器官の特定部位近傍に挿入されたカテーテルの外周面と、サーフェスデータで表示された器官の内壁面との接触状態をシミュレーションする解析部と、解析部でシミュレーションされたカテーテルの外周面と器官の内壁面との接触状態を表示する表示部とを備えていることを特徴とする。

本発明によれば、被検体の器官内にカテーテルを挿入して、該器官の特定部位に対して検査又は治療を行うのに際し、検査又は治療前に、カテーテルと器官の特定部位との接触状態をシミュレーションにより求め、これを画面表示することによって、検査又は治療の支援を行うことができる医療支援装置を提供することができる。

（ａ）、（ｂ）は、本発明の一実施形態における医療支援装置に適用されるカテーテルの一例を模式的に示した図である。先端にバルーンが備えられたカテーテルを、心房細動のアブレーション治療に適用した例を模式的に示した図である。（ａ）〜（ｃ）は、心房細動の治療部位である左心房と肺静脈との接合近傍の周囲を、バルーンを用いて焼灼するステップを模式的に示した図である。本発明の一実施形態における医療支援装置で使用する被検体の器官の３次元画像データを取得するＸ線ＣＴ装置の構成を模式的に示した図である。本発明の一実施形態における医療支援装置の構成を示したブロック図である。本発明の一実施形態における医療支援装置を用いて、心房細動のカテーテル・アブレーション治療の支援に必要な情報を取得する手順を示したフローチャートである。（ａ）は、左心房と肺静脈との接合近傍を抽出した３次元画像データで、（ｂ）は、（ａ）で抽出した３次元画像データを変換した３次元のサーフェスデータである。（ａ）は、３次元のサーフェスデータにおいて、バルーンが肺静脈に挿入されて状態を示した３次元のサーフェスデータで、（ｂ）は、バルーンを膨らませて、バルーンの外周面が肺静脈及び左心房の接合近傍の内壁面と接触している状態を示した３次元のサーフェスデータである。（ａ）は、シミュレーションに使用する３つのパラメータを説明した図で、（ｂ）は、バルーンを膨らませたときの、バルーンの外周面と、肺静脈及び左心房の接合近傍の内壁面との接触状態を示した図である。（ａ）〜（ｄ）は、バルーンの位置及び挿入角度を固定して、バルーンの拡張容積を変えたときのバルーンの形状変化をアニメーション表示した図である。３つのパラメータのうち、バルーンの挿入角度を固定して、バルーンの挿入量、及びバルーンの液量を複数ステップ変更したときのバルーンの形状変化をマトリックス表示した図である。

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、本発明は、以下の実施形態に限定されるものではない。また、本発明の効果を奏する範囲を逸脱しない範囲で、適宜変更は可能である。

図１（ａ）、（ｂ）は、本発明の一実施形態における医療支援装置１０に適用されるカテーテルの一例を模式的に示した図である。

カテーテル２０は、その先端にバルーン２０ａが備えられており、図１（ａ）は、バルーン２０ａが萎んだ状態を表している。図１（ｂ）は、バルーン２０ａ内に液体を注入することによって、バルーン２０ａの外周面がほぼ球状に拡張された状態を表している。また、バルーン２０ａの先には、カテーテル２０を先導するガイドワイヤー２０ｂが取り付けられている。

図２は、先端にバルーン２０ａが備えられたカテーテル２０を、心房細動のアブレーション治療に適用した例を模式的に示した図である。また、図３（ａ）〜（ｃ）は、心房細動の治療部位である左心房３０と肺静脈３１との接合近傍の周囲を、バルーン２０ａを用いて焼灼するステップを模式的に示した図である。

図３（ａ）に示すように、カテーテル２０を、左心房３０と肺静脈３１との接合近傍まで挿入させる。次に、図３（ｂ）に示すように、バルーン２０ａ内に液体を注入してバルーン２０ａを膨らます。バルーン２０ａは、柔軟な球形を有しているので、膨らんだバルーン２０ａの外周面を、左心房３０と肺静脈３１との接合近傍の内壁面にリング状に接触させることができる。次に、図３（ｃ）に示すように、バルーン２０ａ内の液体を温めることによって、バルーン２０ａの外周面と接触している左心房３０と肺静脈３１との接合近傍の周囲２１を一度に焼灼する。なお、バルーン２０ａ内の液体の加熱は、例えば、高周波で液体を抵抗加熱することによって行うことができる。

図４は、本実施形態における医療支援装置で使用する被検体（患者）の器官の３次元画像データを取得するＸ線ＣＴ装置１の構成を模式的に示した図である。

図４に示すように、Ｘ線ＣＴ装置１は、被検体２を支持する架台７と、Ｘ線発生器３と、Ｘ線発生器３に対向して配置された撮像部４とを備えている。Ｘ線発生器３は、被検体２の所定部位に向かってＸ線を照射し、被検体２を透過したＸ線を、撮像部４で検出する。画像処理部６は、撮像部４で検出されたＸ線から３次元画像データを作成する。表示部５は、画像処理部６で作成した３次元画像データを表示する。

図５は、本実施形態における医療支援装置１０の構成を示したブロック図である。

本実施形態における医療支援装置１０は、被検体の器官内にカテーテルを挿入して、当該器官の特定部位に対して検査又は治療を行うのに際し、検査又は治療前に、検査又は治療に必要な情報を取得して、検査又は治療の支援を行うものである。

図５に示すように、本実施形態における医療支援装置１０において、記憶部１１では、Ｘ線ＣＴ装置１で取得した被検体の３次元画像データが記憶される。また、抽出部１２では、記憶部１１に記憶された３次元画像データから、検査又は治療の対象となる特定器官のデータが抽出される。変換部１３では、抽出部１２で抽出した器官のデータを、３次元のサーフェスデータに変換する。解析部１４では、器官の特定部位近傍に挿入されたカテーテルの外周面と、３次元のサーフェスデータで表示された器官の内壁面との接触状態をシミュレーションする。判定部１５では、解析部１４でシミュレーションされた接触状態に基づいて、検査又は治療を行うべき器官の特定部位に対して、カテーテルの最適条件を判定する。表示部１６では、解析部１４でシミュレーションされたカテーテルの外周面と器官の内壁面との接触状態を表示する。また、判定部１５で行った判定結果も表示することができる。出力部１７では、表示部１６で表示した解析結果等を外部に出力する。

以下、本実施形態における医療支援装置１０を、心房細動のカテーテル・アブレーション治療の支援に適用する例を用いて説明する。

図６は、本実施形態における医療支援装置１０を用いて、心房細動のカテーテル・アブレーション治療の支援に必要な情報を取得する手順を示したフローチャートである。

ステップＳ１では、記憶部１１に記憶された被検体の３次元画像データを抽出部１２に読み込む。この３次元画像データは、Ｘ線ＣＴ装置１で撮影されたボリュームデータからなり、少なくとも心臓の領域を含むものであればよい。

ステップＳ２では、抽出部１２で、心房細動の治療部位を抽出エリアとして指定する。本例では、抽出エリアとして、少なくとも左心房３０と肺静脈３１との接合近傍を含むエリアであればよい。そして、３次元画像データから、指定した抽出エリアの３次元画像データを抽出する（ステップＳ３）。図７（ａ）は、抽出前の３次元画像データの一例を示し、左心房３０と左心房３０に接合する４つの肺静脈３１とを含む３次元画像データである。

次に、ステップＳ４では、変換部１３で、抽出部１２で抽出した３次元画像データ（ボリュームデータ）を、３次元のサーフェスデータに変換する。ここで、３次元のサーフェスデータは、ボリュームデータから、表面のデータだけを抽出した３次元データで、本例では、左心房３０及び肺静脈３１の内壁面４０をモデル化したデータである。図７（ｂ）は、図７（ａ）に例示した３次元画像データを変換した３次元のサーフェスデータである。

なお、ボリュームデータから３次元のサーフェスデータに変換する手法としては、既知の画像変換法を用いて行うことができるが、例えば、マーチングキューブ法などを用いて行うことができる。

次に、ステップＳ５で、３次元のサーフェスデータに、カテーテルをモデル化したデータを重畳して、左心房３０と肺静脈３１との接合近傍に挿入するカテーテルの位置等を調整する。図８（ａ）は、３次元のサーフェスデータにおいて、カテーテル２０に取り付けたバルーン２０ａが、肺静脈３１に挿入された状態を示した３次元のサーフェスデータである。また、図８（ｂ）は、バルーン２０ａを膨らませて、バルーン２０ａの外周面が、肺静脈３１及び左心房３０の接合近傍の内壁面４０と接触している状態を示した３次元のサーフェスデータである。

次に、ステップＳ６では、解析部１４で、肺静脈３１に挿入して膨らませられたバルーン２０ａの外周面と、肺静脈３１及び左心房３０の接合近傍の内壁面４０との接触状態をシミュレーションする。

シミュレーションは、図９（ａ）に示すように、左心房３０と肺静脈３１との接合近傍に挿入されたバルーン２０ａの位置を初期位置Ｐ_０、及び、初期位置Ｐ_０における挿入方向を挿入軸Ｊとして、Ａ）初期位置Ｐ_０からのバルーン２０ａの挿入距離（ΔＬ、−ΔＬ）、Ｂ）バルーン２０ａの拡張容積、及び、Ｃ）バルーン２０ａの挿入軸Ｊに対する挿入角度（Δα、Δβ）、をそれぞれパラメータとして、これらＡ）〜Ｃ）の３つのパラメータを変えたときの、拡張されたバルーン２０ａの外周面と、肺静脈３１および左心房３０の接合近傍の内壁面４０との接触状態（治療に適した接触状態）をシミュレーションする。なお、初期位置Ｐ_０は、左心房３０と肺静脈３１との接合近傍であれば、任意の位置でよく、図９（ａ）では、バルーン２０ａの先端部が肺静脈３１の入口に位置する状態を初期位置Ｐ_０としている。また、挿入角度（Δα、Δβ）は、それぞれ、挿入軸Ｊを法線とする平面を構成するベクトルの回転角を示し、挿入軸Ｊに垂直な一方向の軸周りの回転をΔα、挿入軸Jに垂直なもう一方の軸周りの回転をΔβとしている。

図９（ｂ）は、バルーン２０ａを膨らませたときの、バルーン２０ａの外周面と、肺静脈３１および左心房３０の接合近傍の内壁面４０との接触状態の一例を示した図である。拡張されたバルーン２０ａは、左心房３０又は肺静脈３１の内壁面４０に当たって、その形状が変形し、バルーン２０ａの外周面の一部２１が、左心房３０および肺静脈３１の接合近傍の内壁面４０の周囲に亘って接触状態になっている。

ここで、バルーン２０ａの外周面と肺静脈３１および左心房３０の接合近傍の内壁面４０との接触状態のシミュレーションは、既知の数値解析法で行うことができるが、例えば、有限要素法を用いて行うことができる。なお、アブレーション治療に適用されるバルーン２０ａは、柔軟な材料からなるので、膨らんだバルーン２０ａが肺静脈３１および左心房３０の接合近傍の内壁面４０に接触したとき、肺静脈３１および左心房３０の接合近傍は大きくは変形せず、バルーン２０ａが大きく変形する。従って、本実施形態のシミュレーションでは、バルーン２０ａ、及び、肺静脈３１および左心房３０の接合近傍の物理モデルとして、それぞれ弾性体モデル及び剛体モデルを用いて行っても、精度的には支障がない。このような物理モデルを用いることによって、バルーン２０ａの接触状態のシミュレーション時間を大幅に短縮することができる。

図１０（ａ）〜（ｄ）は、初期位置Ｐ_０からのバルーン２０ａの挿入距離、及び挿入角度を固定して、バルーン２０ａの拡張容積を変えたときのバルーン２０ａの形状変化を模式的に示した図である。

図１０（ａ）に示すように、バルーン２０ａが十分に拡張されていないときは、バルーン２０ａの外周面は、肺静脈３１および左心房３０の接合近傍の内壁面４０と接触せずに、ほぼ球状になっている。図１０（ｂ）〜（ｄ）に示すように、バルーン２０ａをさらに拡張させていくと、その形状が、徐々に変形していくとともに、バルーン２０ａの外周面と肺静脈３１及び左心房３０の接合近傍の内壁面４０との接触部位２１の幅が広くなっていく。

このように、上記Ａ）〜Ｃ）の３つのパラメータのうち、１つのパラメータを複数ステップ変更してシミュレーションを行い、拡張されたバルーン２０ａの外周面と肺静脈３１及び左心房３０の接合近傍の内壁面４０との接触状態を、表示部１６でアニメーション表示することによって、アブレーション治療の前に、各パラメータとバルーン２０ａの形状変化との関係を、より深く理解することができる。

なお、サーフェスデータは３次元データであるため、表示部１６では、抽出部１２で抽出した治療部位を移動あるいは回転させながら表示することができるため、様々な方向から、バルーン２０ａの接触状態を解析することができる。

次に、ステップＳ７では、判定部１５で、心房細動の治療部位である左心房３０と肺静脈３１との接合近傍に挿入したバルーン２０ａの接触状態が、焼灼を行うのに最適な状態であるかどうかを判定する。

心房細動のアブレーション治療においては、肺静脈３１および左心房３０の接合近傍の内壁面４０の周囲を、できるだけ一定に、かつ確実に焼灼することが望ましい。そのためには、バルーン２０ａの接触状態として、拡張されたバルーン２０ａの外周面と肺静脈３１および左心房３０の接合近傍の内壁面４０との接触面積や接触幅、あるいは接触圧力が、焼灼を行う条件として重要となる。

従って、ステップＳ７では、上記Ａ）〜Ｃ）の３つのパラメータをそれぞれ変更してシミュレーションを行い、得られた接触状態に基づいて、焼灼を行うのに最適な各パラメータの範囲を判定する。

図１１は、上記Ａ）〜Ｃ）の３つのパラメータのうち、バルーン２０ａの挿入角度を固定して、バルーン２０ａの初期位置Ｐ_０からの挿入距離、及びバルーン２０ａの拡張容積を複数ステップ変更してシミュレーションを行ったときの、バルーン２０ａの外周面と肺静脈３１および左心房３０の接合近傍の内壁面４０との接触状態の変化をマトリックス表示した図である。

なお、図１１では、バルーン２０ａの初期位置Ｐ_０からの挿入距離を挿入量ΔＬ（ｍｍ）として表示し、また、バルーン２０ａの拡張容積を、バルーン２０ａ内に注入する液体の液量Ｓ（ｍｌ）として表示している。なお、挿入量ΔＬの数値におけるプラス・マイナスは、バルーン２０ａの位置が、初期位置Ｐ_０に対して、挿入方向の前方にあるか、後方にあるかを表している。

図１１に示すように、上記Ａ）〜Ｃ）の３つのパラメータのうち、２つのパラメータを複数ステップ変更してシミュレーションを行い、拡張されたバルーン２０ａの外周面と肺静脈３１および左心房３０の接合近傍の内壁面４０との接触状態を、マトリクッス表示することによって、アブレーション治療の前に、２つのパラメータとバルーン２０ａの形状変化との関係を、より深く理解することができる。

また、実際の治療においては、Ｘ線透視画像では血管は見えないため、バルーン２０ａの形状だけを見ながら治療が行われるが、図１１に示すように、２つのパラメータを変更したときのバルーン２０ａの変形状態や接触状態を、治療前にイメージすることができるため、バルーン２０ａの適格な操作を容易にすることができる。

また、判定部１５では、バルーン２０ａの形状変化のシミュレーションだけでなく、焼灼を行うのに際し、拡張されたバルーン２０ａの外周面と肺静脈３１および左心房３０の接合近傍の内壁面４０との接触面積や接触幅、あるいは接触圧力の定量的な解析に基づいて、上記Ａ）〜Ｃ）の３つのパラメータの最適範囲を判定することができる。これにより、上記Ａ）〜Ｃ）の３つの各パラメータが、所定の範囲に入っているか否かで、焼灼を行うのに適した条件であるかどうかを判断することができる。また、この判断を、各パラメータが、最適な範囲にどれだけ近いかをスコア表示することによって、より容易に行うことができる。

最後に、ステップＳ８では、ステップＳ６及びステップＳ７で行った解析結果を、出力部１７で出力する。

なお、出力部１７では、シミュレーション結果を、１枚の用紙に表示してレポートとして出力してもよい。これにより、従来、紙にバルーン２０ａの形状を予測して記載したレポートと同じような形態で、シミュレーション結果をレポートとして出力することができるため、医師は、治療前にカテーテルの操作イメージを整理することができる。

また、医療支援装置１０で行った解析結果を、出力部１７からＸ線ＣＴ装置１の表示部５に出力させてもよい。これにより、医者は、カテーテル・アブレーション治療中に、Ｘ線ＣＴ装置１で実際に撮影されるバルーン２０ａの形状と、シミュレーションによるバルーン２０ａの形状とを視覚的に比較することができるため、カテーテルの操作をよりスムーズに行うことができる。この場合、表示部１６では、シミュレーションによるバルーン２０ａの形状を、実際の治療で使用する透視方向に対応した画像で表示（シネ表示）することが好ましい。

以上、説明したように、本実施形態における医療支援装置１０では、被検体の肺静脈３１および左心房３０の接合近傍に、バルーン２０ａを備えたカテーテル２０を挿入して、肺静脈３１および左心房３０の接合近傍の特定部位に対して検査又は治療を行うのに際し、検査又は治療前に、拡張されたバルーン２０ａと肺静脈３１および左心房３０の接合近傍の特定部位との接触状態をシミュレーションにより求め、これを画面表示することによって、アブレーション治療の前に、バルーン２０ａの挿入条件（挿入距離、拡張容積、及び挿入角度の３つのパラメータ）を変更したときのバルーン２０ａの変形状態や接触状態を、治療前にイメージすることができるため、バルーン２０ａの適格な操作を容易にすることができる。

また、拡張されたバルーン２０ａの外周面と肺静脈３１および左心房３０の接合近傍の内壁面４０との接触面積や接触幅、あるいは接触圧力の定量的な解析に基づいて、上記３つのパラメータの最適範囲を判定することによって、アブレーション治療の前に、焼灼を行うのに適した条件を予め確認することができる。

これにより、従来、医師が、治療前に撮影したＣＴ画像に、手書きでバルーン２０ａを書き込み、バルーン２０ａと肺静脈３１および左心房３０の接合近傍との接触状態を作図して、治療のイメージを図っていたのに対して、治療前に、バルーン２０ａと肺静脈３１および左心房３０の接合近傍との接触状態を、イメージとして確認することができるため、経験に乏しい医師でも、バルーン２０ａの操作を容易に行うことができる。

以上、本発明を好適な実施形態により説明してきたが、こうした記述は限定事項ではなく、もちろん、種々の改変が可能である。

例えば、上記実施形態では、医療支援装置１０を、心房細動のカテーテル・アブレーション治療の支援に適用する例を用いて説明したが、これに限定されず、器官の特定部位近傍に挿入したカテーテルの外周面を、器官の内壁面と接触させた状態で、検査又は治療を行う例にも適用することができる。例えば、検査又は治療の対象部位が、血管や、心臓その他の臓器であってもよい。この場合、カテーテルが挿入される器官の特定部位は、血管や、心臓その他の臓器となり、拡張されたバルーンの外周面と、血管又は心臓その他の臓器の内壁面との接触状態がシミュレーションされる。

また、上記実施形態では、カテーテルとして、バルーンを備えたカテーテルを例に説明したが、これに限定されず、その外周が拡張する形態のカテーテルであってもよい。

また、上記実施形態では、抽出部１２で抽出する器官の３次元画像データとして、一つの治療部位（左心房３０と肺静脈３１との接合近傍）の３次元画像データを抽出したが、複数の治療部位を同時に抽出して、それぞれの抽出部位の内壁面とカテーテルの外周面との接触状態をシミュレーションしてもよい。この場合、表示部１６では、各抽出部位におけるシミュレーション結果を、１画面で分割して表示してもよい。

また、上記実施形態では、被検体の３次元画像データを取得する装置として、Ｘ線ＣＴ装置を例に説明したが、これに限定されず、例えば、磁気共鳴診断装置等を用いて取得してもよい。

１Ｘ線ＣＴ装置
２被検体
３Ｘ線発生器
４撮像部
５表示部
６画像処理部
７架台
１０医療支援装置
１１記憶部
１２抽出部
１３変換部
１４解析部
１５判定部
１６表示部
１７出力部
２０カテーテル
２０ａバルーン
２１接触部位
３０左心房
３１肺静脈
４０内壁面

Claims

被検体の器官内に、外周面が拡張するカテーテルを挿入して、前記器官の特定部位に対して検査又は治療を行うための医療支援装置であって、
前記被検体を撮影して得られた３次元画像データから、前記器官のデータを抽出する抽出部と、
前記抽出した器官のデータを、３次元のサーフェスデータに変換する変換部と、
前記器官の特定部位近傍に挿入され、拡張された前記カテーテルの外周面と、前記３次元のサーフェスデータで表示された前記器官の内壁面との接触状態をシミュレーションする解析部と、
前記解析部でシミュレーションされた前記カテーテルの外周面と前記器官の内壁面との接触状態を表示する表示部と、
前記解析部でシミュレーションされた接触状態に基づいて、検査又は治療を行うべき前記器官の特定部位に対して、前記カテーテルの挿入距離、拡張容積、及び挿入角度の最適範囲を判定する判定部と、
を備えた医療支援装置。
被検体の器官内に、外周面が拡張するカテーテルを挿入して、前記器官の特定部位に対して検査又は治療を行うための医療支援装置であって、
前記被検体を撮影して得られた３次元画像データから、前記器官のデータを抽出する抽出部と、
前記抽出した器官のデータを、３次元のサーフェスデータに変換する変換部と、
前記器官の特定部位近傍に挿入され、拡張された前記カテーテルの外周面と、前記３次元のサーフェスデータで表示された前記器官の内壁面との接触状態をシミュレーションする解析部と、
前記解析部でシミュレーションされた前記カテーテルの外周面と前記器官の内壁面との接触状態を表示する表示部と、
を備え、
前記解析部において、前記器官の特定部位近傍に挿入された前記カテーテルの位置を初期位置として、前記初期位置からの前記カテーテルの挿入距離、前記カテーテルの拡張容積、及び前記カテーテルの挿入角度をパラメータとして、前記３つのパラメータのうち、少なくとも1つのパラメータを変えたときの、拡張された前記カテーテルの外周面と、前記器官の内壁面との接触状態をシミュレーションし、
前記表示部において、前記３つのパラメータのうち、２つのパラメータを複数ステップ変更してシミュレーションを行ったときの、拡張された前記カテーテルの外周面と前記器官の内壁面との接触状態をマトリックス表示する、医療支援装置。
前記解析部において、前記器官の特定部位近傍に挿入された前記カテーテルの位置を初期位置として、前記初期位置からの前記カテーテルの挿入距離、前記カテーテルの拡張容積、及び前記カテーテルの挿入角度をパラメータとして、前記３つのパラメータのうち、少なくとも1つのパラメータを変えたときの、拡張された前記カテーテルの外周面と、前記器官の内壁面との接触状態をシミュレーションする、請求項１に記載の医療支援装置。
前記接触状態は、拡張された前記カテーテルの外周面と前記器官の内壁面との接触面積、接触幅、及び接触圧力の少なくとも1つを含む、請求項１又は２に記載の医療支援装置。
前記解析部でシミュレーションされた接触状態に基づいて、検査又は治療を行うべき前記器官の特定部位に対して、前記カテーテルの挿入距離、拡張容積、及び挿入角度の最適範囲を判定する判定部をさらに備えた、請求項２に記載の医療支援装置。
前記解析部において、前記器官及び前記カテーテルを、それぞれ剛性モデル及び弾性体モデルとして、前記カテーテルの外周面と、前記器官の内壁面との接触状態をシミュレーションする、請求項１又は２に記載の医療支援装置。
前記表示部において、前記３つのパラメータのうち、１つのパラメータを複数ステップ変更してシミュレーションを行ったときの、拡張された前記カテーテルの外周面と前記器官の内壁面との接触状態をアニメーション表示する、請求項２又は３に記載の医療支援装置。
前記特定部位は、検査又は治療の対象部位となる血管であって、
前記カテーテルは、バルーンを備えたカテーテルであることを特徴とする請求項１又は２に記載の医療支援装置。
前記特定部位は、左心房と肺静脈との接合近傍であって、
前記カテーテルは、バルーンを備えたカテーテルであることを特徴とする請求項１又は２に記載の医療支援装置。