JP7258459B2 - Ent画像の位置合わせ - Google Patents
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Description
本出願は、参照により本明細書に組み込まれる2016年9月8日出願の米国特許仮出願第62/384,823号の利益を主張するものである。
本発明は、広義には画像の位置合わせに関するものであり、より具体的には、画像誘導手術のために用いられ得る種々の様式で生成された画像に関する。
被験者の頭部のボクセルを含んだコンピュータ断層(CT)画像を受け取ることと、
被験者の左眼及び右眼のそれぞれの存在位置を連結する第1の線分を規定するために、画像におけるそれぞれの存在位置を識別するように画像を解析することと、
ボクセルサブセットを識別することであって、ボクセルサブセットは、頭部の骨性区分を覆うボクセルを含むものであり、また、第1の線分に対して平行な第2の線分上に、かつ第1の線分に直交する第3の線分上に存在する、ことと、
被験者の頭部上の位置を測定するように構成された磁気追跡システムを起動することと、
骨性区分を覆う頭部の表面の磁気システム位置を測定するために、磁気追跡システムにおいて動作するプローブを骨性区分に近接して配置することと、
磁気システム位置とボクセルサブセットとの間の対応を構成することと、
その対応に応じて、CT画像と磁気追跡システムとの間の位置合わせを生成することと、を含む。
被験者の頭部のボクセルを含んだコンピュータ断層(CT)画像を受け取ることと、
被験者の左眼及び右眼のそれぞれの存在位置を連結する第1の線分と、第1の線分を直角に切断する第2の線分とを規定するために、画像におけるそれぞれの存在位置を識別するように、画像を解析することであって、2つの線分は画像を各領域に分割するものである、ことと、
被験者の頭部上の位置を測定するように構成された磁気追跡システムを起動することと、
表面の磁気システム位置を測定するために、領域に対応する頭部の表面に近接して、磁気追跡システムにおいて動作するプローブを配置することと、
所与の領域の磁気システム位置の計数が所与の領域に対する事前設定されたしきい値を超えたときに、その指示を提供するし、磁気システム位置と画像のボクセルとの間の対応を形成することと、
その対応に応じて、CT画像と磁気追跡システムとの間の位置合わせを生成することと、を含む。
磁気センサと、
磁気センサの存在位置を測定するように構成された磁気追跡システムと、
システムにおけるプローブの磁気システム位置を測定するように構成された磁気センサを含んだプローブと、
プロセッサと、を含み、プロセッサは、
被験者の頭部のボクセルを有するコンピュータ断層(CT)画像を受け取ることと、
被験者の左眼及び右眼のそれぞれの存在位置を連結する第1の線分を規定するために、画像におけるそれぞれの存在位置を識別するように画像を解析することと、
ボクセルのボクセルサブセットを識別することであって、ボクセルサブセットは、頭部の骨性区分を覆うものであり、第1の線分に対して平行な第2の線分上に、かつ第1の線分に直交する第3の線分上に存在する、ことと、
磁気追跡システムを起動することと、
プローブから骨性区分に重なる頭部の表面の磁気システム位置を受け取ることと、
プローブからの磁気システム位置とボクセルサブセットとの間の対応を構成することと、
対応に応じて、CT画像と磁気追跡システムとの間の位置合わせを生成することと、を行うように構成される。
磁気センサと、
磁気センサの存在位置を測定するように構成された磁気追跡システムと、
システムにおけるプローブの磁気システム位置を測定するように構成された磁気センサを含んだプローブと、
プロセッサと、を含み、プロセッサは、
被験者の頭部のボクセルを含んだコンピュータ断層(CT)画像を受け取ることと、
被験者の左眼及び右眼のそれぞれの存在位置を連結する第1の線分と、第1の線分を直角に切断する第2の線分とを規定するために、画像におけるそれぞれの存在位置を識別するように画像を解析することであって、2つの線分は画像を各領域に分割するものである、ことと、
磁気追跡システムを起動することと、
プローブから頭部の表面の磁気システム位置を受け取ることと、
所与の領域の磁気システム位置の計数が所与の領域に対する事前設定されたしきい値を超えたときに、その指示を提供し、磁気システム位置と画像のボクセルとの間の対応を形成することと、
対応に応じて、CT画像と磁気追跡システムとの間の位置合わせを生成することと、を行うように構成される。
CT画像と磁気追跡システムとの間における典型的な位置合わせ手順では、両方のシステムにアクセス可能な多数の異なる点の存在位置が、両方のシステムにおいて獲得される。一例として、鼻の先端がCT画像において識別されてもよく、その鼻の先端の存在位置はまた、磁気追跡システムにおいて獲得されてもよい。そのようなポイントのペアが獲得されると、反復最近点(ICP)定理又はICP定理の変型などの定理によって費用関数が使用されて、2組の点を最良に整合させる、すなわち位置合わせする回転及び/又は並進の変換が推定される。通常、この処理は、変換の精度を改善するために、例えば点のペア数を増加させることによって反復される。
図9は、本発明の一実施形態による、患者のCT画像における患者の目の中心を発見するための各工程を示すフローチャートである。フローチャートの各工程は、上記で参照した文献、「CT脳スキャンデータにおける眼の特定(Locating the eyes in CT brain scan data)」に基づくものであり、以下の説明では、フローチャートの各工程は、プロセッサ40が患者22の頭部のCT画像を操作することによって実現されると想定されている。
(1) 方法であって、
被験者の頭部のボクセルを含んだコンピュータ断層(CT)画像を受け取ることと、
前記被験者の左眼及び右眼のそれぞれの存在位置を連結する第1の線分を規定するために、前記画像における前記それぞれの存在位置を識別するように前記画像を解析することと、
ボクセルサブセットを識別することであって、該ボクセルサブセットは、前記頭部の骨性区分を覆うボクセルを含むものであり、また、前記第1の線分に対して平行な第2の線分上に、かつ前記第1の線分に直交する第3の線分上に存在する、ことと、
前記被験者の前記頭部上の位置を測定するように構成された磁気追跡システムを起動することと、
前記骨性区分を覆う前記頭部の表面の磁気システム位置を測定するために、前記磁気追跡システムにおいて動作するプローブを前記骨性区分に近接して配置することと、
前記磁気システム位置と前記ボクセルサブセットとの間の対応を構成することと、
前記対応に応じて、前記CT画像と前記磁気追跡システムとの間の位置合わせを生成することと、を含む方法。
(2) 前記第2の線分は、事前設定された距離だけ前記第1の線分より上にある、実施態様1に記載の方法。
(3) 前記事前設定された距離は5cmである、実施態様2に記載の方法。
(4) +200よりも大きいか又はそれに等しいハウンスフィールド単位値を有するボクセルとして、前記頭部の前記骨性区分を識別することを含む、実施態様1に記載の方法。
(5) 前記第3の線分は前記被験者の鼻の先端に重なる、実施態様1に記載の方法。
(7) 方法であって、
被験者の頭部のボクセルを含んだコンピュータ断層(CT)画像を受け取ることと、
前記被験者の左眼及び右眼のそれぞれの存在位置を連結する第1の線分と、前記第1の線分を直角に切断する第2の線分とを規定するために、前記画像における前記それぞれの存在位置を識別するように、前記画像を解析することであって、前記2つの線分は前記画像を各領域に分割するものである、ことと、
前記被験者の前記頭部上の位置を測定するように構成された磁気追跡システムを起動することと、
前記頭部の表面の磁気システム位置を測定するために、前記領域に対応する前記表面に近接して、前記磁気追跡システムにおいて動作するプローブを配置することと、
所与の領域の前記磁気システム位置の計数が前記所与の領域に対する事前設定されたしきい値を超えたときに、その指示を提供し、前記磁気システム位置と前記画像の前記ボクセルとの間の対応を形成することと、
前記対応に応じて、前記CT画像と前記磁気追跡システムとの間の位置合わせを生成することと、を含む方法。
(8) 前記指示を提供することは、前記頭部のスケッチの視覚的特徴を変更することを含む、実施態様7に記載の方法。
(9) 前記領域は、それぞれの事前設定されたしきい値を有する4つの四半分を含む、実施態様7に記載の方法。
(10) 前記計数を決定するのに先立って、前記CT画像内のランドマーク点に対応する前記表面の磁気システム位置を用いて、前記CT画像と前記磁気追跡システムとの間の予備的な位置合わせを実施することを含む、実施態様7に記載の方法。
(12) 装置であって、
磁気センサと、
前記磁気センサの存在位置を測定するように構成された磁気追跡システムと、
前記システムにおけるプローブの磁気システム位置を測定するように構成された前記磁気センサを備えるプローブと、
プロセッサと、を含み、前記プロセッサが、
被験者の頭部のボクセルを含んだコンピュータ断層(CT)画像を受け取ることと、
前記被験者の左眼及び右眼のそれぞれの存在位置を連結する第1の線分を規定するために、前記画像における前記それぞれの存在位置を識別するように前記画像を解析することと、
ボクセルサブセットを識別することであって、該ボクセルサブセットは、前記頭部の骨性区分を覆うボクセルを含むものであり、前記第1の線分に対して平行な第2の線分上に、かつ前記第1の線分に直交する第3の線分上に存在するものである、ことと、
前記磁気追跡システムを起動することと、
前記プローブから前記骨性区分に重なる前記頭部の表面の磁気システム位置を受け取ることと、
前記プローブからの前記磁気システム位置と前記ボクセルサブセットとの間の対応を構成することと、
前記対応に応じて、前記CT画像と前記磁気追跡システムとの間の位置合わせを生成することと、を行うように構成されている、装置。
(13) 前記第2の線分は、事前設定された距離だけ、前記第1の線分より上方にある、実施態様12に記載の装置。
(14) 前記事前設定された距離は5cmである、実施態様13に記載の装置。
(15) 前記プロセッサは、+200よりも大きいか又はそれに等しいハウンスフィールド単位値を有するボクセルとして、前記頭部の前記骨性区分を識別するように構成されている、実施態様12に記載の装置。
(17) 前記第2の線分と前記第3の線分は大文字のT字を形成し、前記方法は、前記プローブから前記表面の前記磁気システム位置を受け取るのに先立って、前記CT画像を表示し、前記表示されたCT画像上に前記大文字のT字を配置することを更に含む、実施態様12に記載の装置。
(18) 装置であって、
磁気センサと、
前記磁気センサの存在位置を測定するように構成された磁気追跡システムと、
前記システムにおけるプローブの磁気システム位置を測定するように構成された前記磁気センサを備えるプローブと、
プロセッサと、を含み、前記プロセッサが、
被験者の頭部のボクセルを含んだコンピュータ断層(CT)画像を受け取ることと、
前記被験者の左眼及び右眼のそれぞれの存在位置を連結する第1の線分と、前記第1の線分を直角に切断する第2の線分とを規定するために、前記画像における前記それぞれの存在位置を識別するように、前記画像を解析することであって、前記2つの線分は前記画像を各領域に分割するものである、ことと、
前記磁気追跡システムを起動することと、
前記プローブから前記頭部の表面の磁気システム位置を受け取ることと、
所与の領域の前記磁気システム位置の計数が前記所与の領域に対する事前設定されたしきい値を超えたときに、その指示を提供し、前記磁気システム位置と前記画像の前記ボクセルとの間の対応を形成することと、
前記対応に応じて、前記CT画像と前記磁気追跡システムとの間の位置合わせを生成することと、を行うように構成されている、装置。
(19) 前記指示を提供することは、前記頭部のスケッチの視覚的特徴を変更することを含む、実施態様18に記載の装置。
(20) 前記領域は、それぞれの事前設定されたしきい値を有する4つの四半分を含む、実施態様18に記載の装置。
(22) 前記ランドマーク点は、前記被験者の鼻の先端の下方にある第1の点と、前記被験者の両眼の間にある第2の点と、前記第1の線分の左側にある第3の点と、前記第1の線分の右側にある第4の点とのうちの少なくとも2つを含む、実施態様21に記載の装置。
Claims (8)
- 方法であって、
被験者の頭部のボクセルを含んだコンピュータ断層(CT)画像を受け取ることと、
前記CT画像から前記被験者の頭部の表面画像を生成することと、
前記表面画像における前記被験者の鼻の先端に対応する最高点を取得することと、
前記被験者の左眼及び右眼のそれぞれの存在位置を連結する第1の線分を規定するために、前記表面画像における前記それぞれの存在位置を識別するように前記表面画像を解析することと、
ボクセルサブセットを識別することであって、該ボクセルサブセットは、前記頭部の骨性区分に対応するボクセルを含むものであり、また、第2の線分上、及び第3の線分上に存在し、
前記第2の線分は、前記第1の線分に対して平行であり、事前設定された距離だけ前記第1の線分より、前記鼻の先端と反対側にあり、
前記第3の線分は、前記最高点から開始し、前記最高点に近接しかつ垂直方向に存在する前記表面画像上の局所最大値を反復的に探索することによって決定される、
識別することと、
前記被験者の前記頭部上の位置を測定するように構成された磁気追跡システムを起動することと、
前記頭部の表面における磁気システム位置を測定するために、前記磁気追跡システムにおいて動作するプローブを前記骨性区分に近接して配置することと、
前記第2の線分及び前記第3の線分上を移動した前記プローブにより取得された、前記第2の線分及び前記第3の線分に対応する前記磁気システム位置の点を受け取ることと、
ICPアルゴリズムによって生成された費用関数に関連付けられる、前記第2の線分及び前記第3の線分と前記磁気システム位置の点との誤差が、事前設定されたしきい値未満である場合に、前記取得された磁気システム位置と前記ボクセルサブセットとの間の対応を構成することと、
前記対応に応じて、前記CT画像と前記磁気追跡システムとの間の位置合わせを生成することと、を含み、
前記第2の線分と前記第3の線分は大文字のT字を形成し、前記方法は、前記表面の前記磁気システム位置を測定するために前記プローブを配置するのに先立って、前記CT画像を表示し、前記表示されたCT画像上に前記大文字のT字を配置することを更に含む、方法。 - 前記事前設定された距離は5cmである、請求項1に記載の方法。
- +200よりも大きいか又はそれに等しいハウンスフィールド単位値を有するボクセルとして、前記頭部の前記骨性区分を識別することを含む、請求項1に記載の方法。
- 前記第3の線分は前記被験者の鼻の先端に重なる、請求項1に記載の方法。
- 装置であって、
磁気センサと、
前記磁気センサの存在位置を測定するように構成された磁気追跡システムと、
前記システムにおけるプローブの磁気システム位置を測定するように構成された前記磁気センサを備えるプローブと、
プロセッサと、を含み、前記プロセッサが、
被験者の頭部のボクセルを含んだコンピュータ断層(CT)画像を受け取ることと、
前記CT画像から前記被験者の頭部の表面画像を生成することと、
前記表面画像における前記被験者の鼻の先端に対応する最高点を取得することと、
前記被験者の左眼及び右眼のそれぞれの存在位置を連結する第1の線分を規定するために、前記表面画像における前記それぞれの存在位置を識別するように前記表面画像を解析することと、
ボクセルサブセットを識別することであって、該ボクセルサブセットは、前記頭部の骨性区分に対応するボクセルを含むものであり、第2の線分上、及び第3の線分上に存在するものであり、
前記第2の線分は、前記第1の線分に対して平行であり、事前設定された距離だけ前記第1の線分より、前記鼻の先端と反対側にあり、
前記第3の線分は、前記最高点から開始し、前記最高点に近接しかつ垂直方向に存在する前記表面画像上の局所最大値を反復的に探索することによって決定される、
識別することと、
前記磁気追跡システムを起動することと、
前記第2の線分及び前記第3の線分上を移動した前記プローブにより取得された、前記第2の線分及び前記第3の線分に対応する前記磁気システム位置の点を受け取ることと、
ICPアルゴリズムによって生成された費用関数に関連付けられる、前記第2の線分及び前記第3の線分と前記磁気システム位置の点との誤差が、事前設定されたしきい値未満である場合に、前記取得された磁気システム位置と前記ボクセルサブセットとの間の対応を構成することと、
前記対応に応じて、前記CT画像と前記磁気追跡システムとの間の位置合わせを生成することと、を行うように構成されており、
前記第2の線分と前記第3の線分は大文字のT字を形成し、前記プロセッサが、前記プローブから前記表面の前記磁気システム位置を受け取るのに先立って、前記CT画像を表示し、前記表示されたCT画像上に前記大文字のT字を配置することを更に行うように構成されている、装置。 - 前記事前設定された距離は5cmである、請求項5に記載の装置。
- 前記プロセッサは、+200よりも大きいか又はそれに等しいハウンスフィールド単位値を有するボクセルとして、前記頭部の前記骨性区分を識別するように構成されている、請求項5に記載の装置。
- 前記第3の線分は前記被験者の鼻の先端に重なる、請求項5に記載の装置。
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