JP5005345B2 - 心臓における電気生理学的カテーテル療法の視覚的支援のための装置を制御装置が制御する方法および心臓における電気生理学的カテーテル療法の視覚的支援のための装置 - Google Patents

Description

本発明は、心臓の治療すべき範囲の準備された電気解剖学的３Ｄマッピングデータがカテーテル療法の実施中に可視化される心臓における電気生理学的カテーテル療法の視覚的支援方法および装置に関する。

心臓リズム障害の治療は、高周波電流によるカテーテルアブレーション技術の導入以来、著しく変化した。この技術においてはＸ線監視のもとにアブレーションカテーテルが静脈または動脈を介して心室の１つに挿入され、高周波電流によって、心臓リズム障害をひき起こす組織が焼灼される。カテーテルアブレーションを効果的に実施するための前提は、心室における心臓リズム障害の原因の正確な位置測定にある。この位置測定は電気生理学的検査を介して行なわれる。電気生理学的検査においては、電位が心室に挿入されたマッピングカテーテルにより位置分解されて検出される。従って、この電気生理学的検査いわゆる電気解剖学的マッピングから、モニタで可視化することができる３Ｄマッピングデータが得られる。マッピング機能およびアブレーション機能は多くの場合に１つのカテーテルに一緒にまとめられているので、マッピングカテーテルは同時にアブレーションカテーテルでもある。

米国「Ｂｉｏｓｅｎｓｅ Ｗｅｂｓｔｅｒ Ｉｎｃ．」社のカートシステム（Ｃａｒｔ−Ｓｙｔｅｍ）を用いて実施可能であるような公知の電気解剖学的３Ｄマッピング法は電気磁気的原理に基づく。検査テーブルのもとに僅かの強さの３つの異なる交流磁場が形成される。マッピングカテーテルのカテーテル先端に組み込まれた電気磁気的センサにより、磁場内におけるカテーテル運動によって誘起された電圧変化を測定して、数学的アルゴリズムにより各時点でマッピングカテーテルの位置を算出することができる。同時に電気信号を検出しながらマッピングカテーテルにより心室の心内膜輪郭を逐一走査することよって、電気解剖学的３次元マップが発生し、このマップにおいて電気信号がカラーコード化されて再現される。

カテーテルの案内に必要な操作者の方位決めは、一般に、従来においては蛍光透視法による可視化を介して行なわれている。電気解剖学的マッピングにおけるマッピングカテーテルの位置は常に既知であるので、この技術の場合、十分に多数の測定点が検出された後には、電気解剖学的マップにおけるカテーテル先端の連続的表示によっても方位決めを行なうことができるので、この段階ではＸ線透視による蛍光透視画像技術を放棄することができる。

従来においてカテーテル案内時に操作者による最適な方位決めができないことは、心臓内でのカテーテルアブレーション実施時における根本的な問題である。カテーテル案内中における形態学的周辺のより正確な表示は、一方ではカテーテルアブレーションにおける精度を高め、他方では電気解剖学的マッピングを実施するための時間も短縮する。更に、多くの場合において電気解剖学的マッピングのためになおも必要なＸ線透視を低減または回避することができ、それによりＸ線被曝量を低減することができる。

カテーテル案内時における操作者の方位決めを改善するために種々の技術が知られている。ある技術の場合、例えば「Ｓｉｅｍｅｎｓ ＡＧ Ｍｅｄｉｃａｌ Ｓｏｌｕｔｉｏｎ」社から「Ａｃｕｎａｖ」という名のもとに提供されている超音波測定ヘッドを有する特殊なカテーテルが使用されている。周辺およびカテーテルの一部の２次元の超音波検出を介して、焼灼すべき標的組織の部分をカテーテルと共にリアルタイムで可視化することができる。この種のカテーテルの使用は一般に３次元画像情報を供給しない。従って、超音波表示は、例えば、いわゆる投げ縄カテーテルを肺静脈の開口部にセットするために使用されるだけである。投げ縄カテーテルの位置決め後に、投げ縄カテーテルおよびアブレーションカテーテルのＸ線による可視化のもとで肺静脈開口部の周りにおける組織焼灼を行なうことができる。

他の公知の技術においては、肺静脈開口部の範囲における左心房を案内されるカテーテルを介して造影剤がＸ線透視下で投与されることによって、画像化２Ｄ超音波技術の支援なしに投げ縄カテーテルが位置決めされる。この場合に造影剤が広がり、少しの部分が血液とともに肺静脈を介して流れ出る。肺静脈のこの短時間の可視化が開口部における投げ縄カテーテルの位置決めを可能にする。これに続いて、前述の技術におけるようにカテーテルアブレーションを実施することができる。

更に、マッピングカテーテルをまず肺静脈に挿入し、引続いて心房の電気活動性が検出されるまで引き戻すことによって、左心房および肺静脈の電気解剖学的マッピングにより肺静脈の開口部の方位決めを行なう技術が知られている。この位置は標的組織を焼灼しようとする肺静脈開口部の位置に相当する。

本発明の課題は、カテーテル療法、とりわけ電気解剖学的マッピングおよび／またはカテーテルアブレーションの際のカテーテル案内中に改善された方位決めを可能にする心臓における電気生理学的カテーテル療法の視覚的支援方法および装置を提供することにある。

方法による課題は、本発明によれば、心臓の治療すべき範囲の準備された電気解剖学的３Ｄマッピングデータがカテーテル療法の実施中に可視化される心臓における電気生理学的カテーテル療法の視覚的支援のための装置を制御装置が制御する方法であって、
カテーテル療法の実施前に断層撮影による３Ｄ画像化法により治療すべき範囲を含む身体部位の３Ｄ画像データが検出され、
検出された３Ｄ画像データから治療すべき範囲またはその重要部分が抽出されて、選択された３Ｄ画像データが得られ、
電気解剖学的３Ｄマッピングデータと選択された３Ｄ画像データとが位置正しくかつ寸法正しく関連付けられ、並べられて可視化される
ことによって解決される。
方法の有利な実施態様は次の通りである。
・身体部位の３Ｄ画像データがＸ線コンピュータ断層撮影法または磁気共鳴断層撮影法により検出される。
・身体部位の３Ｄ画像データが３Ｄ超音波断層撮影法により検出される。
・治療すべき範囲の重要部分の抽出が、治療すべき範囲における対象の３Ｄ表面形状を得るために、３Ｄ画像データのセグメンテーションによって行なわれる。
・位置正しいかつ寸法正しい関連付けは、３Ｄ画像データからの３Ｄ表面形状が３Ｄマッピングデータからの３Ｄ表面形状に少なくともほぼ一致させられることにより、自動的に表面マッチングによって行なわれる。
・位置正しいかつ寸法正しい関連付けは、自動的に、第１段階ではカテーテル療法の実施中に解剖学的な特異点または人工的な標識に基づいて行なわれ、後の第２段階では、３Ｄ画像データからの３Ｄ表面形状が３Ｄマッピングデータからの３Ｄ表面形状に少なくともほぼ一致させられる表面マッチングによって改善される。
・位置正しいかつ寸法正しい関連付けは、手動で、グラフィックユーザインターフェースを介して行なわれる。
・位置正しいかつ寸法正しい関連付けは、自動的に、３Ｄ画像データの検出前に患者胸郭に取り付けられかつ３Ｄ画像データにおいても３Ｄマッピングデータにおいても認識可能である人工的な標識に基づいて行なわれる。
・位置正しいかつ寸法正しい関連付けは、自動的に、３Ｄ画像データにおいても３Ｄマッピングデータにおいても認識可能である解剖学的な特異点に基づいて行なわれる。
・選択された３Ｄ画像データの可視化はボリュームレンダリング技術を介して行なわれる。・選択された３Ｄ画像データの可視化は設定可能なボリュームレンダリング伝達関数により行なわれる。
・選択された３Ｄ画像データの可視化はポリゴンネットとして行なわれる。
・両可視化は、操作者による一方の可視化の回転、移動またはスケーリングの際に他方の可視化が同時に同じ回転、移動またはスケーリングを与えられるように互いに結合されている。
・３Ｄ画像データと３Ｄマッピングデータとの間のレジストレーションの際に、３Ｄマッピングデータに含まれているカテーテルの少なくとも一部の表示が、選択された３Ｄ画像データの可視化においてリアルタイムで表示される。
装置に関する課題は、本発明によれば、電気解剖学的３Ｄマッピングデータおよび３Ｄ画像データのための１つ又は複数の入力インターフェースと、３Ｄ画像データから治療すべき範囲またはその重要部分を抽出し、選択された３Ｄ画像データを供給する抽出モジュールと、この抽出モジュールに接続され、電気解剖学的３Ｄマッピングデータと選択された３Ｄ画像データとの位置正しいかつ寸法正しい関連付けを行なうレジストレーションモジュールと、このレジストレーションモジュールに接続され、３Ｄマッピングデータと選択された３Ｄ画像データとを可視化のために位置正しくかつ寸法正しく並べて１つ又は複数の表示装置に表示可能であるように準備する可視化モジュールとを備えることによって解決される。
装置に関する実施態様は次の通りである。
・レジストレーションモジュールは、操作者が位置正しいかつ寸法正しい関連付けを手動で行なうことができるグラフィックユーザインターフェースを有する。
・レジストレーションモジュールは、３Ｄ画像データにおいても３Ｄマッピングデータにおいても認識可能である人工的な標識に基づいて自動的な位置正しいかつ寸法正しい関連付けを行なうように構成されている。
・レジストレーションモジュールは、３Ｄ画像データにおいても３Ｄマッピングデータにおいても認識可能である解剖学的な特異点に基づいて自動的な位置正しいかつ寸法正しい関連付けを行なうように構成されている。
・抽出モジュールは、治療すべき範囲における対象の３Ｄ表面形状を得るために、３Ｄ画像データのセグメンテーションによって治療すべき範囲の重要部分を抽出するように構成されている。
・レジストレーションモジュールは、３Ｄ画像データからの３Ｄ表面形状と３Ｄマッピングデータからの３Ｄ表面形状との表面マッチングによって位置正しいかつ寸法正しい関連付けを行なうように構成されている。
・レジストレーションモジュールは、第１段階では位置正しいかつ寸法正しい関連付けが解剖学的な特異点または人工的な標識に基づいて行なわれ、後の第２段階では３Ｄ画像データからの３Ｄ表面形状と３Ｄマッピングデータからの３Ｄ表面形状との表面マッチングによって改善されるような多段階処理で自動的に位置正しいかつ寸法正しい関連付けを行なうように構成されている。
・可視化モジュールは、選択された３Ｄ画像データの表示内に使用されたカテーテルの一部をリアルタイムで可視化するように構成されている。
・可視化モジュールは、操作者による一方の可視化の回転、移動またはスケーリングの際に他方の可視化が同時に同じ回転、移動またはスケーリングを与えられるように構成されている。

本発明による心臓における電気生理学的カテーテル療法、特にカテーテルアブレーションの視覚的支援方法においては、カテーテル療法の実施前にまず、治療すべき範囲を含む身体部位の３Ｄ画像データが断層撮影による３Ｄ画像化法により検出される。引続いて、３Ｄ画像データから、治療すべき範囲またはそのうちの少なくとも重要な部分が抽出される。これによって得られた選択された３Ｄ画像データおよび準備された電気生理学的３Ｄマッピングデータは、最終的に位置正しくかつ寸法正しく関連付けられ、好ましくはカテーテル療法の実施中に同時に並べられて位置正しくかつ寸法正しく可視化される。

本発明による方法および装置によって、解剖学的３Ｄ画像データと３Ｄマッピングデータデータとが並べられて同じ方位およびスケーリングで１つ又は複数の表示面またはモニタに表示されることにより、操作者には心臓内での方位決め時の支援が与えられる。これによって、組織の電気生理学的特性も付属の解剖学的周辺もカテーテル治療中にリアルタイムで認識可能である。可視化は監視室においても心臓カテーテル実験の作業室においても行なうことができる。

３Ｄ画像データを検出するために、例えばＸ線コンピュータ断層撮影法、磁気共鳴断層撮影法または３Ｄ超音波画像化法が使用されるとよい。もちろん、これらの画像化法の組み合わせも可能である。その都度心臓の同じ状態を検出するためには、準備された電気解剖学的３Ｄマッピングデータと同じ心時相で３Ｄ画像撮影を行なうように配慮するだけでよい。これは、画像データおよび電気解剖学的マッピングデータの検出時におけるＥＣＧ（心電図）ゲーティングの公知技術により保証することができる。

電気解剖学的３Ｄマッピングデータと選択された３Ｄ画像データとの寸法正しいかつ位置正しい関連付け（対応付け）は種々の技術で行なうことができる。１つの技術は、セグメンテーションによって抽出された３Ｄ表面形状を電気解剖学的３Ｄマッピングの表示に視覚的にマッチングさせることによるそれぞれのデータ間のレジストレーションにある。更に、両データセットにおいて認識可能である人工的な標識または自然の特異点を利用することもできる。レジストレーションのために、治療すべき範囲のほかに隣接範囲も、この隣接範囲が存在するデータに含まれている限り利用することができる。方法および装置の有利な実施態様においては、レジストレーションが、電気解剖学的３Ｄマッピングデータの少ない部分しか存在しない第１段階では人工的な標識または特異点により行なわれ、既に多数の電気解剖学的３Ｄマッピングデータが存在する１つ又は複数の後の段階では表面マッチングによって行なわれる。このようにして、レジストレーションはカテーテル療法中に電気解剖学的３Ｄマッピングデータ数の増大にともなって改善される。

選択された３Ｄ画像データの表示はボリュームレンダリング技術により行なうことができる。他の実施態様では抽出された３Ｄ表面形状がコンピュータグラフィックの分野から知られているようなポリゴンネットによって表示される。表示は設定可能なボリュームレンダリング伝達関数により行なうとよい。

本方法を実施するための本発明による装置は、電気解剖学的３Ｄマッピングデータおよび画像化断層撮影法により検出された３Ｄ画像データのための１つ又は複数の入力インターフェースを含む。装置は、３Ｄ画像データから治療すべき範囲またはその重要部分を抽出し、選択された３Ｄ画像データを供給する抽出モジュールを有する。この抽出モジュールには、電気解剖学的３Ｄマッピングデータと選択された３Ｄ画像データとの位置正しいかつ寸法正しい関連付けを行なうように構成されているレジストレーションモジュールが接続されている。更に、このレジストレーションモジュールには、３Ｄマッピングデータと選択された３Ｄ画像データとを可視化のために位置正しくかつ寸法正しく並べて１つ又は複数の表示装置に表示可能であるように準備する可視化モジュールが接続されている。

装置の個々のモジュールは、種々の構成で、以下に示された本方法の種々の実施態様を実施すべく相応に構成されている。

以下において、図面を参照しながら本発明による方法および装置を更に詳細に説明する。このために図は、本発明による方法の実施時における個々のステップおよび装置の個々のモジュールを示す。

本発明による方法では、第１のステップ１において、特に治療すべき心室を含んでいる身体部位の３Ｄ画像データの検出が行なわれる。この３Ｄ画像データの検出時には、後のレジストレーションのために心臓の大部分が含められるとよい。３Ｄ画像データの検出は、例えばＸ線コンピュータ断層撮影法、磁気共鳴断層撮影法または３Ｄ超音波技術のような断層撮影による３Ｄ画像化法により行なわれる。３Ｄ画像データの検出時には、後で電気解剖学的３Ｄマッピングデータも供給されるのと同じ心時相でその都度これらの画像データを検出するように配慮すべきである。これは、画像検出と３Ｄマッピングデータ検出とのＥＣＧ（心電図）ゲーティングによって、例えばＲＲインターバルのパーセント値もしくはＲ波の前または後の固定の時間間隔への関連付けによって保証される。

本方法の実施時には、カテーテル療法の期間中に電気解剖学的に測定される心室の高分解能の画像データを検出することが重要である。従って、３Ｄ画像データの検出のためにテストボーラスまたはボーラス追跡に関連した造影剤を使用すると好ましい。

電気生理学的方法は一般に心室の１つにおいて行なわれるので、治療すべき心室の３Ｄマッピングデータが準備される。この明細書において、心室とは心室のことでもあり心房のことでもあると理解すべきである。本発明による方法による可視化のために、検出された３Ｄ画像データから、この心室の画像データまたは少なくともその重要部分の画像データが抽出される。抽出ステップ２のために、次の技術またはこれらの技術の組み合わせを使用することができる。

本方法の１つの構成においては、抽出２がいわゆるボリュームクリッピングによって行なわれる。この場合に入力インターフェース８を介して対話形式で多数のクリップ面に対する相次ぐ設定が行なわれ、クリップ面によって、３Ｄ画像データによって入手可能な３Ｄ画像が治療すべき心室を含む部分ボリュームに限定される。

抽出２のための他の可能な技術は、３Ｄ画像データによって得られる３Ｄ画像の重要でない部分を取り除くために相次ぐ対話式のパンチング動作が行なわれるいわゆるボリュームパンチングにある。これには心臓における後の表示にとって重要でない部分も該当する。

他の技術は、当該心室の３Ｄ表面形状とオプションとして心室に接する血管とを得るための３Ｄ画像データのセグメンテーションにある。このセグメンテーションはこの対象の表面形状の後での表示に利用され、本方法の有利な構成においては３Ｄマッピングデータへの位置正しいかつ寸法正しい関連付け（対応付け）にも利用される。

治療すべき心室（または他の室または心臓血管）のセグメンテーションは、個々の断層における２Ｄセグメンテーションの形で行なうことができる。画像化法によって得た心室の全ての断層の全自動セグメンテーションを行なうことが可能である。この代替として、１つ又は複数の断層を対話式で操作者によってセグメント化し、そしてそれに続くそれぞれの断層を既にセグメント化した断層の予備知識に基づいて自動的にセグメント化してもよい。個々の断層の対話式セグメンテーションは、例えば活性輪郭技術のような半自動技術によっても支援することができる。全ての個別断層のセグメンテーション後に心室の表面形状を再構成することができる。

セグメンテーションは、公知の３Ｄセグメンテーション技術により、治療すべき心室（または他の室または心臓血管）の３Ｄセグメンテーションとして行なうこともできる。この種の３Ｄセグメンテーション技術の例が閾値技術またはリージョングローイング技術である。これらの全自動３Ｄセグメンテーションアルゴリズムが個々のケースにおいて信頼性をもって動作しない場合には、例えばグレー閾値または空間ブロッカーを予め与えることができるようにするために、操作者のために対話式の入力が準備されるとよい。

抽出２は本発明による装置１０の抽出モジュール１１において行なわれる。この抽出モジュール１１は、相応の入力インターフェース１４を介して、検出された３Ｄ画像データを得る。同じようにして装置１０は、同じまたは他のインターフェース１５を介して、３Ｄマッピングデータを一般に電気生理学的カテーテル治療中に連続的に供給される。

抽出により得られた選択された３Ｄ画像データはレジストレーションモジュール１２に導かれる。レジストレーションモジュール１２においては、ステップ３において準備された３Ｄマッピングデータに選択された３Ｄ画像データを位置正しくかつ寸法正しく関連付けることが行なわれる。３Ｄマッピングデータはマッピングカテーテルを介して得られる。マッピングカテーテルはカテーテル先端に組み込まれた６Ｄ位置センサを介して治療すべき心室の表面点の３Ｄ座標を供給する。この種のカテーテルは、カテーテルアブレーションもしくは電気解剖学的マッピングの従来技術から知られている。カテーテルは操作者によって静脈もしくは動脈を介してそれぞれの心室に挿入される。カテーテルの案内ならびに３Ｄマッピングデータの検出は本発明による方法の構成部分ではない。カテーテルアブレーション中もしくは治療すべき心室の電気解剖学的測定中に、時間が経過するうちにますます多くの表面点がマッピングデータに加わっていく。これらの表面点は心室の形態学的構造の再構成のために、すなわちその構造の可視化に使用される。このようにして時間が経過するうちに、治療すべき心室のますます詳細化された画像が電気解剖学的３Ｄマッピングデータから生じる。

レジストレーションモジュール１２におけるレジストレーションステップ４では、位置正しい関連付けのほかに選択された３Ｄ画像データと３Ｄマッピングデータとの寸法マッチングも行なわれる。これは、心室もしくはその表面の３Ｄ画像データが、３Ｄマッピングデータからの心室の相応の可視化と、同じ方位、スケーリングおよび形状でできるだけ良好に一致するために必要である。このために、一般に、選択された３Ｄ画像データまたは３Ｄマッピングデータの変換が必要であり、この変換は３つの並進自由度、３つの回転自由度、３つのスケーリング自由度および／または変形のための多数のベクトルを含むとよい。

第１の構成ではレジストレーションが視覚的マッチングによって行なわれる。このために操作者は、表示された心室の方位、スケーリングおよび／または形状が、両表示、すなわち３Ｄ画像データに基づく表示と３Ｄマッピングデータに基づく表示とにおいて一致するまで可視化されたデータを変化させる。視覚的マッチングは適切なグラフィックユーザインターフェース９を介して行なわれる。

更に、レジストレーションのために人工的な標識を使用することができる。例えば、１つの構成では、３Ｄ画像データの検出前に人工的な標識が患者の胸部に固定される。これらの標識は後で行なわれる全てのカテーテル療法の期間中に同じ位置に固定されたままである。正しいレジストレーション、すなわちマッピングデータへの画像データの正しい関連付けを達成するために、これらの標識は少なくとも３つ必要である。この場合に、３Ｄ画像データにおいて認識可能であるとともにマッピングシステムの位置センサによっても識別可能である標識が使用されなければならない。

レジストレーションの他の構成では、全世界的な解剖学的標識、すなわち治療すべき範囲またはその周辺の自然の特異点がレジストレーションに使用される。これらの特異点は、３Ｄ画像データにおいて識別可能であり、かつとりわけマッピングカテーテルにより蛍光透視法による画像化技術の使用のもとに接近されなければならない。この種の特異点は例えば上大動脈および下大動脈または冠状静脈洞の開口部である。特異点は自動的に３Ｄ画像データおよび３Ｄマッピングデータにおいて検出することができるので、これらのデータの位置正しいかつ寸法正しい関連付けを算出することができる。

３Ｄ画像データと３Ｄマッピングデータとのレジストレーションのために、これらのデータに基づいて表示された表面の解剖学的マッチングが可能である。治療すべき心室がセグメンテーションによって抽出される場合には、心室の３Ｄマッピングデータによって得られた表面輪郭への、心室の抽出された表面輪郭の自動的なマッチングが行なわれる。３Ｄ画像データと３Ｄマッピングデータとから得られた表面輪郭の形状に差がある場合には、相互のマッチングを改善するために、３Ｄ画像データからの表面輪郭に対してまたは３Ｄマッピングデータからの表面輪郭に対して変形マッチングアルゴリズムを適用するとよい。

表面マッチングは、例えばマッピングデータの表面点と３Ｄ画像データから抽出された３Ｄ表面輪郭の表面点との間の点間隔の最小化によって行なうことができる（点対点のマッチング）。代替として、マッチングは、マッピングデータの表面点と３Ｄ画像データの補間された表面点との間の点間隔の最小化によっても行なうことができる（表面対点のマッチング）。

表面マッチングの実施のためには、３Ｄマッピングデータによる治療すべき心室の良好な表面表示が必要である。しかし、これらのデータは一般に長い時間にわたって収集され、すなわちカテーテルアブレーションの開始時に僅かな電気解剖学的３Ｄマッピングデータしか利用できないので、レジストレーションの多段階処理を行なうと好ましい。この場合に初めの第１段階では標識によるレジストレーションが行なわれる。レジストレーションの精度は方法の経過において第２段階での表面マッチングによって改善される。もちろん、マッピング点の個数増加にともなって表面マッチングの更なる段階が実行され、それによって場合によっては精度の更なる向上が可能になる。相応に良好な表面表示での表面マッチングによるレジストレーションは、解剖学的な特異点または人工的な標識によるレジストレーションよりも正確であるので、この多段階レジストレーションは有利であるが、しかしマッピングデータによる良好な表面表示は方法の後の過程でやっと得られる。

初めの第１段階においては、標識によるレジストレーションと表面マッチングによるレジストレーションとの組み合わせを行なうこともできる。例えば、左心房のレジストレーションは、血管表面の表面マッチング、例えば肺動脈の表面マッチングによって、かつ付加的に右心房の解剖学的特異点、例えば冠状動脈洞または下大動脈または上大動脈の開口部に基づいて行なうことができる。

３Ｄマッピングデータと選択された３Ｄ画像データとの間のレジストレーションの後に、ステップ５において、可視化モジュール１３で、可視化のために３Ｄマッピングデータと選択された３Ｄ画像データとが位置正しくかつ寸法正しく並べられて１つ又は複数の表示装置６により表示可能であるようにデータが準備される。図には破線矢印により、既述の如き多段階処理によるカテーテルアブレーション過程におけるレジストレーションもしくは重ね合わせの改善が示されている。

可視化のために種々の技術を使用することができる。例えば１つの構成においては、選択された３Ｄ画像データの可視化がボリュームレンダリング技術により行なわれ、可視化はボリュームレンダリング伝達関数７の設定によって影響を及ぼされ得る。３Ｄマッピングデータの可視化はマッピングカテーテルの位置および方位の可視化を含んでいるので、選択された３Ｄ画像データにマッピングカテーテルの位置および方位の表示を重ね合わせることも可能である。

他の構成では、３Ｄ画像データのセグメンテーションの際に、３Ｄ画像データから抽出した表面を、表面ハッチングをつけた表示として可視化することもできるし、あるいは三角測量に基づいてポリゴンネットとして可視化することもできる。この場合にも、表面を表すポリゴンネットと一緒にマッピングカテーテルの位置および方位を表示することができる。

本方法および装置の有利な実施形態において、両可視化は、同時に移動され、回転され、そしてスケーリングされ得るように互いに結合される。付加的に、３Ｄ画像データの可視化と３Ｄマッピングデータの可視化とにおいてそれぞれ対応する位置を示すいわゆる連結カーソルが使用されるとよい。一方の可視化において使用者によりカーソルを移動させる際に、他方の可視化においてカーソルが相応に移動する。

更に、表示が３Ｄマッピングデータに含まれかつこのデータの可視化において認識可能であるマッピングカテーテルが、既に述べたように、３Ｄ画像データと３Ｄマッピングデータとの間の相応のレジストレーションの際に、選択された３Ｄ画像データの可視化も重ね合わされるとよい。このようにしてこのカテーテルの位置および方位を、選択された３Ｄ画像データの可視化においても常に認識することができる。

本発明による方法の実施時における個々のステップおよび装置の個々のモジュールを示す図

符号の説明

１ ３Ｄ画像データ検出ステップ
２ 抽出ステップ
３ ３Ｄマッピングデータの準備
４ レジストレーションステップ
５ 可視化ステップ
６ モニタ
７ ＶＲＴ関数設定
８ 入力インターフェース
９ グラフィックユーザインターフェース
１０ 本発明による装置
１１ 抽出モジュール
１２ レジストレーションモジュール
１３ 可視化モジュール
１４ 入力インターフェース
１５ 他のインターフェース

Claims (11)

1. カテーテル療法の実施中に与えられる心臓の治療すべき範囲の電気解剖学的３Ｄマッピングデータを可視化することを含む、心臓における電気生理学的カテーテル療法の視覚的支援のための装置を、制御装置が制御する方法において、
   前記カテーテル療法の実施前に断層撮影による３Ｄ画像化法により検出された、治療すべき範囲を含む身体部位の３Ｄ画像データを前記制御装置が受け取り、
   前記制御装置によって、この３Ｄ画像データから前記治療すべき範囲またはその重要部分が、前記３Ｄ画像データのセグメンテーションにより抽出されて、前記治療すべき範囲における対象の３Ｄ表面形状が、選択された３Ｄ画像データとして得られ、
   前記電気解剖学的３Ｄマッピングデータと前記選択された３Ｄ画像データとが前記制御装置によって位置正しくかつ寸法正しく関連付けられ、並べられて可視化され、
   前記の位置正しいかつ寸法正しい関連付けは、前記制御装置により、自動的に、第１段階では前記カテーテル療法の実施中に解剖学的な特異点または人工的な標識に基づいて行なわれ、後の第２段階では、前記制御装置により、前記３Ｄ画像データからの前記３Ｄ表面形状が前記３Ｄマッピングデータからの３Ｄ表面形状に少なくともほぼ一致させられる表面マッチングによって行なわれる
   ことを特徴とする、方法。
2. 請求項１記載の方法において、前記身体部位の前記３Ｄ画像データがＸ線コンピュータ断層撮影法または磁気共鳴断層撮影法により検出されたものであることを特徴とする、方法。
3. 請求項１記載の方法において、前記身体部位の前記３Ｄ画像データが３Ｄ超音波断層撮影法により検出されたものであることを特徴とする、方法。
4. 請求項１乃至３の１つに記載の方法において、前記選択された３Ｄ画像データの可視化はボリュームレンダリング技術を介して行なわれることを特徴とする、方法。
5. 請求項４記載の方法において、前記選択された前記３Ｄ画像データの可視化は設定可能なボリュームレンダリング伝達関数により行なわれることを特徴とする、方法。
6. 請求項１乃至３の１つに記載の方法において、前記選択された３Ｄ画像データの可視化はポリゴンネットとして行なわれることを特徴とする、方法。
7. 請求項１乃至６の１つに記載の方法において、両可視化は、操作者による一方の可視化の回転、移動またはスケーリングの際に他方の可視化が同時に同じ回転、移動またはスケーリングを与えられるように互いに結合されていることを特徴とする、方法。
8. 請求項１乃至７の１つに記載の方法において、前記３Ｄ画像データと前記３Ｄマッピングデータとの間のレジストレーションの際に、前記３Ｄマッピングデータに含まれている前記カテーテルの少なくとも一部の表示が、前記選択された３Ｄ画像データの可視化においてリアルタイムで表示されることを特徴とする、方法。
9. 請求項１乃至８の１つに記載の方法の実行に用いられる、心臓における電気生理学的カテーテル療法の視覚的支援のための装置において、当該装置が、
   電気解剖学的３Ｄマッピングデータおよび、カテーテル療法の実施前に記録された、３Ｄ画像データのための１つ又は複数の入力インターフェース（１４，１５）と、
   前記カテーテル療法の実施前に記録された前記３Ｄ画像データを受け取り、当該３Ｄ画像データから治療すべき範囲またはその重要部分を前記３Ｄ画像データのセグメンテーションによって抽出し、前記治療すべき範囲における対象の３Ｄ表面形状を、選択された３Ｄ画像データとして供給するように構成された抽出モジュール（１１）と、
   前記抽出モジュール（１１）に接続され、前記電気解剖学的３Ｄマッピングデータと前記選択された３Ｄ画像データとの位置正しいかつ寸法正しい関連付けを行なうように構成されたレジストレーションモジュール（１２）と、
   前記レジストレーションモジュール（１２）に接続され、前記３Ｄマッピングデータと前記選択された３Ｄ画像データとを可視化のために位置正しくかつ寸法正しく並べて１つ又は複数の表示装置（６）に表示可能であるように準備する可視化モジュール（１３）とを備え、
   前記レジストレーションモジュール（１２）は、位置正しいかつ寸法正しい関連付けが、第１段階では解剖学的な特異点または人工的な標識に基づいて行なわれ、後の第２段階では前記３Ｄ画像データからの前記３Ｄ表面形状と前記３Ｄマッピングデータからの３Ｄ表面形状との表面マッチングによって行なわれる多段階処理で自動的に前記の位置正しいかつ寸法正しい関連付けを行なうように構成されている
   ことを特徴とする、装置。
10. 請求項９記載の装置において、前記可視化モジュール（１３）は、前記選択された３Ｄ画像データの表示内に使用されたカテーテルの一部をリアルタイムで可視化するように構成されていることを特徴とする、装置。
11. 請求項９又は１０記載の装置において、前記可視化モジュール（１３）は、操作者による一方の可視化の回転、移動またはスケーリングの際に他方の可視化が同時に同じ回転、移動またはスケーリングを与えられるように構成されていることを特徴とする、装置。

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