JP6422895B2 - 生検試料を処理するためのシステムおよび方法 - Google Patents

Description

本発明は、いくつかの実施形態において、生検試料の分野に関し、より詳細には、しかし限定することなく、生検試料を採取して、そのような生検試料を操作および処理するためのシステムおよび方法に関する。

生検は、研究室検査のために生きている臓器から生物組織の試料を採取するのに使用されるルーチン手順である。しばしば、そうした手順を実行するときに、執刀外科医は支援システムによって援助される。例えば、生検試料は、体の外側から見えない、したがって、外科医には直接的に見えない体の内部臓器から採取される場合がある。そのような場合、超音波、ＭＲＩ、またはＸ線システムなどの撮像モダリティを使用して、生検試料が採取される予定である体内の領域の画像を外科医に提供する場合がある。いくつかの症例では、異常であると疑われていて、したがってそこから生検試料を採取する候補場所である部位を特定するのに、そうした画像を使用することがある。場合によっては、そうした画像は、特に、実時間ビデオストリームの形で連続的に外科医に提供される場合、臓器またはその境界線を外科医に映し出すことができ、さらに、生検針を所望の生検部位に向かって前進させる際に生検針を映し出すことができる。

さらに、実質的に連続的に送られる治療ツールの位置データを外科医に提供し、それによって、治療ツールを所望の部位まで操縦するのを支援するのに、追跡システムを使用する場合もある。さらに、例えば、予め定められた座標系に沿う位置を各画像の実質的な各画素に割り当てるなどして、画像位置データを撮像モダリティによって取得される画像データに割り当てるのに、超音波可搬式撮像探針などの可搬式撮像モダリティのそのような追跡システムによって提供される位置データを利用する場合がある。

２０１１年６月２３日出願の国際特許出願公開番号第ＷＯ／２０１１／１６１６８４号（以下第６８４号と示す）および２０１３年１月２４日出願の国際特許出願番号第ＰＣＴ／ＩＬ２０１３／０５００６５号（以下第０６５号と示す）は、共に参考文献として本明細書に援用されており、追跡システムからおよび撮像モダリティからデータを取り入れて治療手順を容易にする統合システムのさまざまな実施形態を記載している。具体的には、いくつかの実施形態では、そうしたシステムは、体の外側から直接見えない内部臓器の所望の部位から生検試料を採取することを容易にすることができる。いくつかの実施形態によれば、臓器、例えば男性の前立腺の一連の２次元（２Ｄ）画像を取得し、上記のように、各画像に画像位置データを割り当てる。それぞれの間の空間的な間隔を十分に狭めて取得した一組の実質的に類似する画像を、適切に配列および結合して、撮像した臓器の３次元（３Ｄ）画像を取得することができる。さらに、撮像した臓器の境界線を識別することによって、例えば、コンピュータ化された画像認識の方法によって、または画像を人間が検査して、撮像した臓器の境界線を仮想的にマーキングするなどして、臓器の仮想３Ｄモデルを生成して、コンピュータのメモリに記憶させることができる。

治療ツールの位置を連続的に追跡することによって、さらに特殊治療イベントの時間を特定することによって、治療がまさに適用される治療部位の場所を、予め定められた３Ｄ座標系、例えば追跡システムと関連する予め定められた座標系に関して記録することができる。例えば、上記のように追跡システムを使用して、生検針の位置を連続的に追跡することによって、針の位置を、生検が採取される予定の標的臓器の位置に関連させて連続的に登録することができる。生検試料を採取する瞬間を登録することによって、生検試料が採取される正確な位置を、３Ｄ座標系に関して記録することができる。いくつかの実施形態では、したがって、生検試料が採取された場所を臓器の仮想３Ｄモデル上にマークすることができ、後で、治療ツールを同じ部位まで操縦するのに使用することができる。

本発明の態様は、そのいくつかの実施形態において、生検試料を採取し、それらの生検試料を操作および処理するためのシステムおよび方法に関する。より詳細には、本発明の態様は、そのいくつかの実施形態において、採取した生検試料を撮像するためのシステムおよび方法に関する。

上記のように、特に撮像モダリティおよび／または追跡システムを含むような現在のシステムは、外科医には直接的に見えない治療部位に向かって治療ツールを操縦する治療手順の際、外科医の助けとなり得る。そのような支援は、１つまたは複数の技術を用いて提供することができる。例えば、外科医に実質的に実時間に提示することによって同じ基準枠（例えば同じ３Ｄ座標系）に関連する治療ツールの場所および治療される標的場所は、治療ツールと治療部位との間の相対的な距離および方向に関するフィードバックを外科医に提供し、それによって、外科医が所望の治療部位に向かって治療ツールを操縦するのを支援する。別の例として、体内の臓器の位置は、例えば臓器の画像から明らかにされるので、体内の臓器のその現実の３Ｄ位置に従ってスクリーン上に配置される、治療される臓器の画像または臓器の仮想３Ｄモデルと共に、治療ツールまたは治療ツールの場所を指示する合成マークを、実時間にスクリーン上に表示することができる。同じスクリーン上に治療ツールの実時間位置および治療部位を示すことによって、外科医には、治療ツールと治療部位との間の相対的な距離および方向に関するフィードバックが提供される。

手術の間、外科医に提供される実時間フィードバックを強化することで、手術をさらに単純化することができ、かつその品質を高めることができる。具体的には、採取した生検試料の画像を外科医に提供することで、次の試料を採取する場所に関する外科医の決定、および当面の生検期間中に臓器から同様に採取される予定の試料数に関する外科医の決定を大幅に改善することができる。例えば、採取した生検試料の画像は、試料が欠けている、断片化している、または破損していることを外科医に知らせて、実質的に同じ部位から次の試料を採取する決定を導くことで、検出確率の低下を回避することができる。さらに、生検試料の画像は、その後の使用または検査のためにコンピュータメモリに記憶することができる。その上さらに、画像処理および画像認識技術を生検試料の画像に利用することによって、空間的な特性、例えば試料の長さなどを自動的に取得することができる。

外科医に検査された臓器の仮想３Ｄモデルを実時間に生検期間中提示することができ、さらに、生検試料が採取された場所を指示する合成マークをモデルに追加することができるシステムを使用しながら、合成マークを表示することによって、撮像した試料の実際の長さを視覚的に表示することができ、その長さは、撮像した試料の長さに比例している。そのうえ、生検針上の生検試料を撮像することによって、生検針上の試料の正確な場所を測定することができる。例えば、生検針の切り欠き部上の試料の場所を検出することができる、または、遠位先端部などの生検針の標識から試料までの距離を測定することができる。距離についてのそのような測定は、例えば画像認識技術を使用して自動的に、もしくはユーザによって手動で、またはそれらの組み合わせによって完遂することができる。

上記のように撮像モダリティおよび／または追跡システムを組み込んでいるシステムを利用するとき、さらに生検針の瞬間位置を、生検試料を採取する時点の３Ｄ座標系に関して登録するとき、試料が採取された部位の正確な場所を登録することができる。次いで、外科医が、次の生検試料を採取すべき、被検査臓器内の位置を決定することができるように、この正確な場所を、例えば臓器の仮想３Ｄモデル上で外科医に実時間に表示することができる。さらに、そのような正確な場所を、その後の使用のために記憶して、外科医が追加的な生検試料を採取することを考える場合、または外科医が特定の治療部位に局部的および集中的な治療を用いることを考える場合、例えば次の治療期間中に臓器の仮想３Ｄモデル上に表示することができる。

したがって、いくつかの実施形態の一態様によれば、画像をユーザに表示するディスプレイを備える、患者の体から生検試料を採取するのを容易にするシステムが提供される。システムは、ディスプレイと機能的に関連している処理ユニットをさらに備え、処理ユニットは、画像処理モジュールを備える。システムは、カメラから処理ユニットに画像を転送する処理ユニットと機能的に関連しており、かつ患者の体から採取される生検試料の画像を得るように構成されるカメラをさらに備える。処理ユニットは、体の外側から直接的に見ることができない体内にある患者の体の部分の画像を取得することができる撮像モダリティから画像データを受け取り、画像データに関連する画像をディスプレイ上でユーザに表示するように構成される。処理ユニットは、さらに、生検試料の少なくとも１つの画像から、画像処理モジュールを用いて、その生検試料に関連する処理画像を生成し、かつ処理画像をディスプレイ上に表示するように構成される。

いくつかの実施形態によれば、撮像モダリティは、体内にある体の部分の超音波画像を取得することができる超音波検査モジュールを含む。いくつかの実施形態によれば、撮像モダリティは、体内にある体の部分のＭＲＩ映像を取得することができる磁気共鳴映像化（ＭＲＩ）モジュールを含む。いくつかの実施形態によれば、撮像モダリティは、体内にある体の部分のＸ線像を取得することができるＸ線撮像モジュールを含む。

いくつかの実施形態によれば、画像処理モジュールは、カメラから受け取った生検試料の画像から生検試料のマップを生成するように構成される。いくつかの実施形態によれば、画像処理モジュールは、カメラから受け取った生検試料の画像上の生検試料の境界を識別するように構成される。いくつかの実施形態によれば、画像処理モジュールは、生検試料の画像から、画像上の生検試料の境界を実質的に縁取る輪郭を生成するように構成される。いくつかの実施形態によれば、画像処理モジュールは、複数片に分けられた生検試料の画像から多数の別々の輪郭を生成するように構成されており、それぞれのそのような輪郭は、画像上の１片の生検試料の境界を実質的に縁取っている。

生検試料を操作および処理するための現在の方法は、研究室試験の結果を報告すると同時に、エラー回避のために生検試料の源を検査する工程を含むことができる。検証方法の例は、試料のＤＮＡまたはＤＮＡ関連の遺伝物質を特定することと、試料と関連するＤＮＡ指紋を、試料を採取したと考えられる人のＤＮＡ指紋と比較することとを含む。例として、例えば顕微鏡下の病理検査の直前または直後に生検試料から試料を採取してもよく、試料は、ＤＮＡ鑑定法に送られる。試料と関連するＤＮＡが、試料を採取したと考えられる人のＤＮＡと同一であることがわかった場合にだけ、病理学試験結果がその人物に報告される。

ＤＮＡ鑑定法は高価な試験であり、相当な機器的資源、訓練された人員および時間を必要とする。したがって、より単純な方法を用いて生検試料の同一性を検証または反証することによって、先行技術の方法以上に、生検試料の源の検証を容易にする方法の必要性が存在する。

本明細書に記載するように患者の体から採取した生検試料を撮像することを利用して、生検試料の源を検証することを完遂することができる。したがって、患者の体から採取された生検試料を提供することと、生検試料の第１の画像を取得することと、生検試料の第２の画像を取得することと、第１の画像から取得した画像データを第２の画像から取得した画像データと比較し、それによって、生検試料の同一性を検証または反証することとを含む生検試料を処理する方法が提供される。

いくつかの実施形態によれば、方法は、第１の画像を取得した後、かつ第２の画像を取得する前に実行される生検試料を化学的に処理する工程をさらに含む。いくつかの実施形態によれば、方法は、第１の画像を取得した後、かつ第２の画像を取得する前に実行される生検試料を薄片に切断する工程をさらに含む。いくつかの実施形態によれば、第１の画像および第２の画像の少なくとも１つを取得することは、撮像装置を使用して行われる。いくつかの実施形態によれば、撮像装置はカメラである。いくつかの実施形態によれば、方法は、生検試料の第１の画像を取得する工程を実行する前に生検試料を染色する工程をさらに含む。

いくつかの実施形態によれば、方法は、第１の画像および第２の画像を処理して、各画像の画像データからマップを生成することをさらに含み、比較する工程は、第１の画像から取得したマップを第２の画像から取得したマップと比較することを含む。いくつかの実施形態によれば、マップは、生検試料の地形学的変動を表す。いくつかの実施形態によれば、マップは、生検試料の物質変動を表す。

本発明は、体から生検試料を採取した直後に、生検試料の処理画像を表示するのに使用することができるシステムを別途提供する。

本発明は、生検試料のマップを表示するのに使用することができるシステムを別途提供し、マップは、試料の地形学的変動および／または物質変動を表す。

本発明は、試料の画像から抽出される生検試料の空間的な寸法を提供するのに使用することができるシステムを別途提供する。

本発明は、生検試料の処理した画像と、体の外側から見ることができない体内にある体の部分の画像とを含む結合画像を表示するのに使用することができるシステムを別途提供する。

本発明は、体の外側から見ることができない体内にある体の部分の画像、もしくはそのような体内にある体の部分の仮想モデルと、生検試料の処理した画像、もしくは生検試料が採取された体内にある体の部分の場所に一致する場所に結合画像上で位置する、そのような生検試料を表す合成マークとを含む結合画像を表示するのに使用することができるシステムを別途提供する。

本発明は、体の外側から直接見ることができない体内にある体の部分の所望の場所から生検試料を採取するのに使用することができる方法を別途提供する。

本発明は、試料に関する検査結果を、試料を採取したと考えられる人に送る前に、生検試料の同一性を検証または反証するのに使用することができる方法を別途提供する。

本発明のある実施形態は、上記の利点のいくつかもしくは全てを含んでいてもよく、または含んでいなくてもよい。当業者であれば、本明細書に含まれる図、説明、および請求の範囲からさらなる利点が容易に明らかになり得よう。本発明の態様および実施形態を、以下の明細書および添付の請求の範囲でさらに説明する。

特に定義されない限り、本明細書において用いられるすべての技術的および科学的用語は、本発明が関係する当業者によって一般的に理解されるのと同じ意味を有する。論争の場合、定義を含む特許明細書が適用される。ここで使用している、不定冠詞“ａおよび“ａｎ”は、文脈が他に明確に指図していなければ、「少なくとも１つ」または「１つまたは複数」を意味する。

本発明の方法または装置の実施形態は、選択したタスクを手動で、自動的に、またはそれらを組み合わせて実行するまたは完了させることを伴う。本発明のいくつかの実施形態は、ハードウェア、ソフトウェア、ファームウェア、またはそれらの組み合わせを含む構成要素を使用して実装される。いくつかの実施形態では、いくつかの構成要素は、汎用コンピュータまたはオシロスコープなどの汎用の構成要素である。いくつかの実施形態では、いくつかの構成要素は、回路、集積回路、またはソフトウェアなどの専用のまたは注文して作った構成要素である。

例えば、いくつかの実施形態において、実施形態のいくつかは、例えば汎用のまたは注文のコンピュータの部分であるプロセッサによって実行される複数のソフトウェア命令として実施されてもよい。いくつかの実施形態では、プロセッサまたはコンピュータは、命令および／またはデータを記憶する揮発性メモリ、および／または命令および／またはデータを記憶する不揮発性記憶装置、例えば磁気ハードディスクおよび／または取り外し可能媒体を備える。いくつかの実施形態では、インプリメンテーションは、ネットワーク接続を含む。いくつかの実施形態では、インプリメンテーションは、１つまたは複数の入力装置（例えばコマンドおよび／またはパラメータの入力を可能にする）および出力装置（例えば動作のパラメータおよび結果の報告を可能にする）を一般的には備えているユーザインターフェイスを含む。

本発明の態様および実施形態を、以下の明細書および添付の請求の範囲で説明する。

本発明のいくつかの実施形態を、本明細書では添付の図と関連させて説明する。当業者であれば、図と共にこの説明を読めば、本発明のいくつかの実施形態を実行する方法が明らかとなる。図は、例証的な考察を目的としており、実施形態の構造細部を、本発明を基礎的に理解するのに必要なもの以上に詳細に示すようには試みていない。明瞭にするため、図に描かれるいくつかの対象物は、正確な縮尺にはなっていない。

患者の体から生検試料を採取するのを容易にするシステムの実施形態を概略的に示す。 図１のカメラによって得られる生検試料の画像を概略的に示す。 図１の画像処理モジュールによって生成されるマップを概略的に示し、図２Ａの撮像した生検試料の地形学的変動を表す。 図１の画像処理モジュールによって生成されるマップを概略的に示し、図２Ａの撮像した生検試料の物質変動を表す。 ２片に分けられた生検試料の画像を概略的に示す。 図１の画像処理モジュールによって生成された、図２Ｄの画像の中の撮像した生検試料のマップを概略的に示す。 スタンドに取り付けられた図１のカメラの実施形態を概略的に示し、スタンドは、カメラが生検試料に狙いを定めてその画像を得ることができるように、生検試料を支持するように構成される。 スタンドに取り付けられた図１のカメラの実施形態を概略的に示し、スタンドは、カメラが生検試料に狙いを定めてその画像を得ることができるように、生検試料を支える試料ホルダを支持するように構成される。 図３Ａに示した実施形態を概略的に示し、カメラは、別の方向から生検試料に狙いを定めている。 図１のシステムを備え、かつ本明細書の教示に従って追跡システムをさらに備えている、患者の体から生検試料を採取するのを容易にするシステムの実施形態を概略的に示す。 生検針上に支持される生検試料の画像を得るように構成される、図１または図４のカメラの実施形態を概略的に示す。 図１または図４のカメラによって得られた、生検針の切り欠き部上に支持される生検試料の画像を概略的に示す。 図１または図４の画像処理モジュールの実施形態によって図６Ａの画像から生成されたマップを概略的に示す。 本明細書の教示に従って生検試料を処理する方法の実施形態を概略的に示す。

添付の説明および図を参照することで、本明細書の教示の原則、使用、および実施をよりよく理解されよう。本明細書に提示する説明および図を精査すれば、当業者であれば、過度な労力なしにまたは実験を行うことなく本発明を実施できる。

図１は、患者の体から生検試料を採取するのを容易にするシステム１００の実施形態を概略的に示す。システム１００は、画像をユーザに表示するディスプレイ１０２を備える。システム１００は、ディスプレイ１０２と機能的に関連しており、かつ画像処理モジュール１０６を備えている処理ユニット１０４をさらに備える。システム１００は、カメラから処理ユニットに画像を転送する処理ユニット１０４と機能的に関連しているカメラ１１０をさらに備える。カメラ１１０は、患者の体から採取される生検試料１１２の画像を得て、そのような画像を、通信チャネル１１４を介して処理ユニット１０４に転送するように構成される。カメラから処理ユニットに画像を転送することを実時間に自動的に行うことができ、これはつまり、画像が得られた実質的な直後に、あらゆる画像を処理ユニット１０４に転送することを意味している。あるいは、画像をカメラのメモリ素子の中に記憶して、予め定められたイベント発生時に、処理ユニット１０４に転送することができる。そのような予め定められたイベントは、オペレータまたは例えばカメラにプログラムされる何らかの判定規準による、予め定められた数の画像を得るなどのコマンドである場合もあり、その指令を達成することで、画像の転送が始動される。いくつかの実施形態によれば、通信チャネル１１４は、電線を備えることができる。いくつかの実施形態によれば、通信チャネル１１４は、例えば無線通信を利用する無線式であることができる。

システム１００は、体の外側から直接見ることができない体内にある患者の体の部分の画像を取得することができる、撮像モダリティ１２０と機能的に関連するように構成される。撮像モダリティ１２０の例は、超音波撮像システム、ＭＲＩ映像化システム、またはＸ線撮像システムであってもよい。撮像モダリティ１２０は、超音波撮像システムの超音波可搬式撮像探針などの可搬式撮像探針１２２を備えることができる。撮像モダリティ１２０は、例えば体内にある体の部分の取得した画像を表示するための画像診断ディスプレイ１２４をさらに備えることができる。

処理ユニット１０４は、撮像モダリティ１２０から画像データを受け取り、画像データに関連する画像をディスプレイ１０２上でユーザに表示するように構成される。例えば、処理ユニット１０４は、撮像モダリティ１２０が超音波検査システムである、撮像モダリティ１２０から超音波画像を受け取って、画像をディスプレイ１０２上に表示することができる。いくつかの実施形態では、処理ユニット１０４は、撮像モダリティ１２０から受け取る画像データストリームを処理し、そのような処理の後ディスプレイ１０２上に画像を表示することができる。そのような操作には、画像をフリーズさせること、ユーザが選択した画像上の領域に関連して拡大および縮小すること、またはディスプレイ１０２上に表示される関連画像に文字または合成マークを追加することが含まれ得る。

画像処理モジュール１０６を利用することによって、処理ユニット１０４は、生検試料１１２の少なくとも１つの画像から生検試料１１２に関連する処理画像を生成し、処理した画像をディスプレイ１０２上に表示するように構成される。

図２Ａは、カメラ１１０によって得られ、画像処理モジュール１０６による画像処理のために処理ユニット１０４に転送される生検試料の画像１５０ａを概略的に示す。画像処理モジュール１０６は、画像１５０ａから生検試料のマップを生成するように構成される。図２Ｂは、いくつかの実施形態による、画像処理モジュール１０６によって生成されるマップ１５２を概略的に示し、撮像した生検試料の地形学的変動を表している。具体的には、輪郭１５４ａおよび１５４ｂは、表面より上の試料の高さ変動を表し、輪郭１５４ａは、画像１５０ａ上の生検試料の境界を縁取っている。画像１５０ａの試料の境界の識別は、公知技術の物体認識の方法を利用しながら、画像処理モジュール１０６によって自動的に完遂されてもよく、あるいは、そのような識別には、ユーザが画像１５０ａ上に仮想的につけた１つまたは多数のマーク（例えば画像１５０ａの試料の境界に沿ってユーザがマークした多数の点）が役立つ場合がある。

図２Ｃは、いくつかの実施形態による、画像処理モジュール１０６によって生成されるマップ１５６を概略的に示し、画像１５０ａでの撮像した生検試料の物質変動を表している。物質変動を識別することは、例えば、異なる色または異なるグレイレベルを有する画像１５０ａの領域を識別することで完遂することができる。

図２Ｄは、２片に分けられた生検試料の画像１５０ｂを概略的に示す。いくつかの実施形態による、画像処理モジュール１０６によってそれぞれ生成された２つの輪郭１５８ａおよび１５８ｂのそれぞれは、画像１５０ｂ上の１片の生検試料の境界を実質的に縁取っている。

いくつかの実施形態によれば、通信チャネル１１４は、カメラから処理ユニットに画像を転送するための電線を備えることができる。いくつかの実施形態によれば、通信チャネル１１４は、カメラから処理ユニットに画像を転送するための処理ユニットとの無線通信チャネルを備えることができる。いくつかの実施形態によれば、カメラ１１０は、例えばカメラに取り付けてもよい、またはカメラに近接して配置してもよい無線送信機（図示せず）と電気的に関連し、一方で、処理ユニット１０４は、例えばそれに近接して配置させることができる無線受信機と機能的に関連している。したがって、カメラ１１０が得た画像データを、無線送信機に電気的に転送し、次いで、無線送信機から転送して、無線受信機が受信し、そして処理ユニット１０４に電気的に転送することができる。

いくつかの実施形態によれば、カメラから処理ユニットに画像を転送するように構成されている通信チャネル１１４は、一方向性を有する。いくつかの実施形態によれば、通信チャネル１１４は、双方向性を有する場合がある。いくつかの実施形態によれば、カメラ１１０が構成され、処理ユニット１０４から動作コマンドを受け取るために機能上処理ユニット１０４と関連している。したがって、ユーザオペレーティングシステム１００は、通信チャネル１１４を介してコマンドを転送して、システム１００のユーザインタフェース（図１に図示せず）を介してカメラ１１０を作動させることができる。そのようなユーザインターフェイスは、当技術分野では周知のように、キーボード、マウス、ジョイスティック他などの、コンピュータシステムに入力するための典型的なユーザインターフェイス装置、および／または制御ボタン、およびライトおよびスクリーンなどのシグナリング構成要素を備える電子指令パネルなどの専用のユーザインターフェイスを含むことができる。いくつかの実施形態によれば、カメラ１１０は、起動されると、単一画像または一連の異なる画像を提供するスチルカメラであってもよい。いくつかの実施形態によれば、カメラ１１０は、起動されると、ビデオストリームを提供するビデオカメラであってもよい。

図３Ａおよび図３Ｂは、スタンド１１６に取り付けられたカメラ１１０を概略的に示し、スタンド１１６は、カメラ１１０が生検試料に狙いを定めてその生検試料の画像を得ることができるように生検試料１１２を支持するように構成される。スタンド１１６は、その上にある生検試料１１２を支持するように構成され、かつ配置される受台１１８を備える。
いくつかの実施形態によれば、受台１１８は、生検試料１１２が受台１１８に付着しないように、その上面をポリプロピレンまたはポリテトラフルオロエチレンなどの非接着材料で被覆することができる。カメラ１１０を使用して生検試料の画像を得た後、生検試料１１２を、受台１１８から容易に取り除くことができる。

いくつかの実施形態によれば、受台１１８は、図３Ｂに概略的に示すようにその上にカセット１２６などの試料ホルダを据え付けるように構成することができる。カセット１２６を、その上に生検試料を保持するおよび／または載せるように構成することができ、図３Ｂに示すように、上に生検試料を載せているカセット１２６を受台１１８の上に据え付け、続いてカメラ１１０を起動させることで、生検試料の画像を取得することができる。いくつかの実施形態によれば、カセット１２６は、そうした生体試料と接触すると、生体試料に付着するように構成される付着表面１２８を備えることができる。例えばカセット１２６などの試料ホルダのいくつかの実施形態は、２０１３年１月１０日出願の国際特許出願公開番号第ＷＯ２０１３１０５０９５号（本明細書では第０９５号）に詳述され、同出願の全体を参考文献として本明細書に援用する。

いくつかの実施形態によれば、スタンド１１６は、溝１３６を備えていてもよく、カメラ１１０を溝１３６の上でスタンド１１６に取り付けられる。カメラ１１０を、溝１３６沿いの所望の位置でスタンド１１６に固定して取り付けることができ、それによって、いくつかの方向から生検試料１１２に狙いを定めて、いくつかの角度から生検試料１１２の画像を得る。

いくつかの実施形態によれば、画像処理モジュール１０６は、公知技術の方法を利用して、いくつかの方向から得られる生検試料のいくつかの画像をそれぞれ処理することによって生検試料１１２の仮想３Ｄモデルを生成するように構成される。

いくつかの実施形態によれば、長さスケール１３８を、受台１１８の上または受台１１８に近接して配置しており、それによって、生検試料の画像に長さスケールを取り入れることができる。画像上の生検試料と長さスケールを比較することによって、長さまたは幅などの生検試料の寸法を取得することができる。いくつかの方法によれば、生検試料の寸法を、例えば定規を使用するなどして、その境界内の生検試料の画像の寸法を長さスケールと比較することによって、手動で取得することができる。いくつかの実施形態によれば、生検試料の寸法を、画像処理および物体認識技術を用いて、画像処理モジュール１０６によって自動的に取得することができる。例えば、画素で測定される、図２Ｂの輪郭１５４ｂなどの生検試料のマップの輪郭上の位置間の最大距離を、画素で測定される長さスケール１３８の画像に沿った距離と比較することができる。長さスケール１３８のそばで撮像される生検試料の寸法を確立する、よく知られているような他の方法および技術が想定される。

いくつかの実施形態によれば、処理ユニット１０４は、３Ｄモデリングモジュール１０８をさらに備える。３Ｄモデリングモジュール１０８は、撮像モダリティ１２０によって提供される画像データを受け取るように構成され、画像データには、予め選択された座標に沿った対応する画像位置データが割り当てられる。画像位置データが割り当てられる画像データは、画像データに対応する画像の中の実質的にあらゆる画素に、予め定められた組の座標に沿うロケーション値が割り当てられることを意味する。画像位置データがそのように割り当てられる画像データを、例えばＭＲＩ映像化システムから受け取ることができ、画像は、標準的には、空間の明確な平面に相当する。別の例として、画像位置データが割り当てられた画像データを、周知の位置を有する可搬式撮像探針を備える超音波システムから受け取ることができる。可搬式撮像探針の位置が周知である場合、可搬式撮像探針によって取得される画像に対応する位置も同様に周知であり得るので、したがって、画像位置データをそうした画像に割り当てることができる。３Ｄモデリングモジュール１０８は、画像位置データが割り当てられる、例えば第６８４号および第０６５号に詳細に記載されるような臓器の適切に選択された画像データを使用して、臓器の仮想３Ｄモデルを作成するようにさらに構成される。

図４は、患者の体から生検試料を採取するのを容易にする上記のシステム１００を備え、かつ追跡システム１６０をさらに備えているシステム１４０の実施形態を概略的に示す。追跡システム１６０は、１つまたは複数の追跡センサ１６２、例えば追跡センサ１６２ａ、１６２ｂ、および１６２ｃと機能的に関連している。いくつかの実施形態によれば、各追跡センサ１６２は、空間の固定点に対するその位置を追跡システム１６０に報告するように構成され、追跡システム１６０は、予め選択された座標系１６４に沿った、各追跡センサ１６２の場所および方位を実質的な実時間に算出して提供するように構成される。追跡システム１６０によって追跡センサ１６２の位置を追跡することに、いくつかの周知の方法および技術、またはそれらの組み合わせの内の１つを利用してもよい。例えば、いくつかの実施形態によれば、各追跡センサを、ジョイントで相互接続する堅固なセグメントを備える折りたたみ式のアームによって空間の固定点に機械的に接続することができる。ジョイントの折曲げ角を測定するセンサを利用して、ジョイントが機械的に接続される空間の中の位置に関連する追跡センサの空間の中の場所を報告することができる。いくつかの実施形態によれば、各追跡センサは、加速度計を備えることができ、一方で、追跡センサは、加速度計で測定される加速値を組み込むことによって、例えばその変位の大きさおよび方向を報告するように構成することができる。いくつかの実施形態によれば、追跡システム１６０は、作業空間の実質的なあらゆる点において周知の大きさおよび方向を有する電磁（ＥＭ）界を発生させる電磁界発生装置（図示せず）を備える。各追跡センサ１６２は、実質的な追跡センサ１６２の位置で、ＥＭ界の大きさおよび方向を実質的に即座に検出して報告するように構成することができ、追跡システム１６０は、各追跡センサからそうした報告を受け取り、そうした報告を３Ｄ座標系に沿った位置データに変換するように構成される。商業的に入手可能なＥＭ追跡システムの一例は、Ａｓｃｅｎｓｉｏｎ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ社による３Ｄ Ｇｕｉｄａｎｃｅ ｔｒａｋＳＴＡＲ（商標）である。

図４の追跡システム１６０は、処理ユニット１０４と機能的に関連しており、座標系１６４に沿う追跡センサ１６２の場所および方位を含む位置データを、実質的に実時間に処理ユニット１０４に提供するように構成される。追跡センサ１６２ａは、撮像モダリティ１２０の可搬式撮像探針１２２に固定して取り付けられ、それによって、可搬式撮像探針１２２と周知の空間的な関係を有している。処理ユニット１０４は、追跡システム１６０によって処理ユニット１０４に報告される追跡センサ１６２ａの位置を受け取り、それによって、可搬式撮像探針１２２の位置を登録するように構成される。いくつかの実施形態によれば、撮像モダリティ１２０は、超音波撮像システムを備え、可搬式撮像探針１２２は、超音波可搬式撮像探針、例えば経直腸用超音波探針を備えている。可搬式撮像探針１２２は、可搬式撮像探針１２２の位置と、周知の空間的な関係を有する空間の領域、例えば平面から画像を取得する。追跡システム１６０によって報告される可搬式撮像探針１２２の位置と、可搬式撮像探針１２２と画像データが可搬式撮像探針によって採取される空間の領域との周知の空間的な関係とを考慮することによって、処理ユニット１０４は、追跡システム１６０から受け取る画像位置データを、撮像モダリティ１２０から受け取った画像データに割り当てることができる。

いくつかの実施形態によれば、追跡センサ１６２ｂを、可搬式治療ツール１７０に固定して取り付けることができる。処理ユニット１０４は、追跡システム１６０によって処理ユニット１０４に報告される追跡センサ１６２ｂの位置を受け取るように構成され、それによって、実質的に連続的に、実質的に実時間に可搬式治療ツール１７０の位置を登録する。

いくつかの実施形態によれば、治療ツール１７０は、生検針１７２を備えることができる。いくつかの実施形態によれば、生検針１７２は、例えば前立腺の生検試料を採取するように構成することができる。

いくつかの実施形態によれば、可搬式撮像探針１２２は、治療の間に生検針１７２などの可搬式治療ツール１７０を所定の軌道に沿って誘導するための針案内（図示せず）を備えることができる。例えば、可搬式撮像探針１２２は、治療ツールの挿入、例えば前立腺から生検試料を採取するように構成される生検針の挿入に適切な針案内を有する経直腸用超音波探針を備えることができる。生検針１７２が可搬式撮像探針１２２の針案内の中に適切に設置されると、生検針１７２は、追跡センサ１６２ａと、一部には知られている空間的な関係を有している。いくつかの実施形態によれば、処理ユニット１０４は、撮像モダリティ１２０から受け取る画像データと、生検針１７２の場所を指示する合成マークとを含む結合画像を生成するように構成される。合成マークは、撮像探針１２２に固定される追跡センサ１６２によって報告されるように、画像データが収集される空間の領域と関連する追跡センサ１６２ａまたは追跡センサ１６２ｂによって報告されるような生検針１７２の位置に一致する場所の結合画像内で表示される。例えば、合成マークは、超音波画像を横切って延在する線を含むことができ、線は、超音波画像の平面における針案内の方向に一致している。治療ツール１７０（例えば生検針１７２）が針案内の中にあるとき、超音波画像上でのその位置は、一部には知られており、線に沿うことが知られているが、一方で、線に沿う針の場所（例えば針の先端部）は、知られていない。追跡センサ１６２ａの位置データを使用して、処理ユニット１０４は、超音波画像の画像位置データを割り当てることができ、それによって、画像の各画素に座標系１６４に沿う位置データを割り当てる。治療ツール１７０の所在は、一部には知られており、すなわち、線の位置座標に制限されることが知られている。

いくつかの実施形態によれば、処理ユニット１０４は、３Ｄモデリングモジュール１０８を備える。上述のように、可搬式撮像探針１２２を利用している撮像モダリティ１２０によって取得される画像データは、追跡センサ１６２ａによって報告される位置データに従って、画像位置データを処理ユニット１０４によって割り当てられる。３Ｄモデリングモジュール１０８は、第６８４号および第０６５号においても詳述されるように、対応する画像位置データが割り当てられるそうした画像データを受け取るように構成される。いくつかの実施形態によれば、３Ｄモデリングモジュール１０８は、一連の２Ｄ画像の画像データを結合させて、「ボリューム画素」（「体素」）から成る３Ｄ画像にするように構成される。例えば、互いの間隔を小さくして取得した一連の実質的に類似する２Ｄ画像を、それらに割り当てられる画像位置データに従って結合して、一連の２Ｄ画像によって画像化されたボリュームを包含する単一の３Ｄ画像を生成することができる。

いくつかの実施形態によれば、３Ｄモデリングモジュール１０８は、画像位置データが割り当てられる、適切に選択された臓器の画像データを使用して、臓器の仮想３Ｄモデルを作成するように構成される。いくつかの実施形態によれば、処理ユニット１０４は、３Ｄモデリングモジュール１０８によって生成される臓器の仮想３Ｄモデルと、生検針１７２の場所を指示する合成マークとを含む結合画像を生成するように構成される。いくつかの実施形態によれば、仮想３Ｄモデルと関連する結合画像上の合成マークの場所は、追跡システム１６０によって報告され、かつ処理ユニット１０４によって受け取られる位置によって決まる。

いくつかの実施形態によれば、画像処理モジュール１０６は、上記のように、カメラ１１０から受け取る生検試料１１２の画像から、画像上の生検試料の境界を実質的に縁取る輪郭を生成するように構成される。図５は、生検針１７２上に支持される生検試料１１２の画像を得るように構成されるカメラ１１０の実施形態を概略的に示す。スタンド１８２は、その中に生検針１７２を含むバイオプシーガン１８６固定するように構成されるガンハウス１８４を備える。受台１１８は、水平方向に揃えた生検針の遠位端を支持している。受台１１８は、針床１９０の中心線に沿って整列された、２つの位置合せ肩部１９２および支持プラットフォーム１９４を有する針床１９０を支持している。したがって、生検針の切り欠き部が、支持プラットフォーム１９４上に支持されるべく、生検針１７２が位置合せ肩部１９２の間に配置されるように、針床１９０は生検針１７２を支持することができる。スタンド１８２は、支持プラットフォーム１９４に近接し、かつ生検針１７２に沿って延在する、受台１１８上に配列される長さスケール１３８をさらに備える。カメラ１１０は、生検針の切り欠き部上に支持される生検試料１１２に狙いを定めるように配置され、それによって、カメラ１１０は、生検針１７２に支持される生検試料の画像を得るように構成されている。

図６Ａは、カメラ１１０（この図に示さず）によって得られる、生検針１７２の切り欠き部２０８上に支持される生検試料１１２の画像２００を概略的に示す。生検針および生検試料に近接して配置される長さスケール１３８は、画像２００に撮像した品目に長さスケールを提供する。

図６Ｂは、画像処理モジュール１０６によって図６Ａの画像２００から生成されたマップ２２０を概略的に示す。マップ２２０は、画像２００内の生検試料１１２の境界を縁取る輪郭２２２および生検針１７２の末端部分の境界を縁取る輪郭２２４を含んでいる。画像認識の周知の方法および限界寸法を測定する周知の方法を利用することで、処理ユニット１０４は、輪郭２２２のＬ１などの所望の寸法を求めるように構成される。Ｌ１（例えば画素の数に関して）を長さスケール１３８上の長さ単位と比較することで、生検試料１１２の長さは求められる。同様に、処理ユニット１０４は、輪郭２２２および２２４のマップ２２０から、生検試料１１２の標識から生検針１７２の標識までの間の距離を求めるように構成される。例えば、処理ユニット１０４は、輪郭２２２の最遠位端部と生検針１７２の切り欠き部２０８の遠位端部２２６ａとの間の距離ｄ１、または輪郭２２２の最遠位端部と生検針１７２の遠位先端部２２８との間の距離ｄ２を求めるように構成される。画像認識の方法および限界寸法を測定する方法は、例えばプリント基板の製造、およびシリコンウエハ上でのＶＬＳＩ装置などのマイクロ電子機器の製造についての自動的なおよびコンピュータ化された検査および品質管理の技術において周知である。

例えば追跡システム１６０によって提供される、生検試料が採取される瞬間の座標系１６４に沿った生検針１７２の位置を考慮すること、かつ上述した方法によって、採取された生検試料１１２の長さおよび生検針１７２に対するその位置を考慮することによって、処理ユニット１０４は、生検試料１１２が採取された部位の位置および寸法を座標系１６４に沿って算出することができる。処理ユニット１０４は、それによって、臓器の仮想３Ｄモデルもしくは３Ｄモデリングモジュール１０８によって生成される臓器の３Ｄ画像（上記の通りに体素から成る）と、生検試料が採取された臓器内の位置（場所および方位）を指示する合成マークとを含む結合画像を生成するようにさらに構成される。いくつかの実施形態によれば、処理ユニット１０４は、臓器の仮想３Ｄモデルもしくは３Ｄモデリングモジュール１０８によって生成される臓器の３Ｄ画像と、生検試料１１２が採取された、臓器の中の場所を指示するように結合画像内に配置される生検試料１１２の縮尺変更画像とを備える結合画像を生成するように構成される。縮尺変更画像は、例えば画像２００から採取された生検試料１１２の実際の画像は縮尺変更されて、臓器の仮想３Ｄモデルまたは臓器の３Ｄ画像と同じ縮尺（画素数の長さの単位に対する比率）になっていることを意味する。

上記のように、研究室試験（例えば顕微鏡下の検査）の前の、およびそのような試験を含む準備の間に生検試料を操作および処理するための現行の方法は、エラー回避のために生検試料の源を検証し、一方で、研究室試験の結果を報告する工程を含むことができる。そうした検証のいくつかの現行の方法は、ＤＮＡ鑑定法に基づくものであり、したがって、最適なものより劣り、比較的高価であり、機器、訓練された人員、および時間などの資源を激しく消費する。したがって、より単純な方法を用いて、生検試料の同一性を検証または反証することによって、先行技術の方法以上に生検試料の源の検証を容易にする方法の必要性が存在する。

本明細書に記載されるように患者の体から採取される生検試料の撮像を利用することによって、生検試料の源を検証することを、完遂させることができる。図７は、生検試料を処理する方法を概略的に示す。方法は、患者の体から採取される生検試料を提供する工程２４２を含む。方法は、生検試料の第１の画像を取得する工程２４４をさらに含む。方法は、生検試料の第２の画像を取得する工程２４６をさらに含む。方法は第１の画像から取得した画像データを第２の画像から取得した画像データと比較して、それによって、生検試料の同一性を検証または反証する工程２４８をさらに含む。

いくつかの実施形態によれば、図７の方法は、下記のように実行することができる。生検試料は、周知の方法を用いて、例えばメスまたは生検針などの生検取採取ツールを使用して患者から採取される。生検試料を採取した直後に、試料の第１の画像を、第１のカメラによって得る。図３Ａおよび図３Ｂに概略的に示すように、生検試料を試料ホルダ上に、または第１のカメラの下の何らかの適切な表面上に支持しながら、第１の画像を得ることができる。あるいは、またはさらに、上記図５で概略的に示すように、生検試料が試料を採取するのに使用されたツール上に支持されるとき、第１の画像を取得することができる（ただし生検試料がツール上で可視的に露出されるという条件で）。

いくつかの実施形態によれば、組織操作装置を使用して、生検試料を、試料の方位を維持しながら、試料を採取するのに使用したツール（例えばメスまたは生検針）からカセットなどの試料ホルダ上に移動させることができる。換言すれば、例えばメス上での試料の形状が、試料ホルダ上でも維持される。例えば、第０９５号は、シャフトに載った生物組織を試料ホルダ上に集める装置を開示する。装置は、ベースと、レバーと、針床とを備える。針床は、ベースおよびレバーの内の１つに取り付けられ、生物組織を載せているシャフトを実質的に所定の位置に支持するように構成される。ベースおよびレバーの内の他方は、それに取り付けられる試料ホルダを支持するように構成される。レバーは、ベースに関連した設定の間で移動可能であり、それによって、装置に適切に取り付けられた試料ホルダは、第１の設定では、試料ホルダと針床が互いに離れているように、針床に関連して移動可能である。第２の設定では、試料ホルダと針床は、互いに対して所定の配置を有しながら、互いに近接して位置する。

いくつかの実施形態によれば、第０９５号の装置を利用して、生検試料を、シャフト（例えば生検針）から付着表面を有する試料シートと共に組み立てられるカセットなどの試料ホルダ上に移動させることができる。第０９５号で説明しているように、そうした移動では生検試料の方位を維持することができる。例えば、装置のレバーが持ち上げられる（すなわち、開位置になっている）とき、試料シートを備えている組み立て済みカセットをレバーに取り付けることができる。針を針床上に支持することができるように、針の露出した切り欠き部の中に試料組織を載せたバイオプシーガン（カニューレを引き戻す）を装置のガンハウスの中に設置して固定することができる。レバーは、ストッパで止まるまで降ろすことができ、それによって、カセットの試料シートを針上の試料組織上に押圧し、試料組織を試料シートに取り付ける。次いで、レバーを持ち上げ、それによって、試料を切り欠き部から引き離して、試料を試料シート上に残すことができる。次いで、カセットをレバーから取り外すことができ、その上に試料組織を載せている試料シートをカセットから取り外すことができる。試料組織を載せている試料シートは、試料ボックスの中に設置することができ、試料ボックスを試料ボックスカバーで閉じることができ、内部で試料シート上の試料組織を有する閉じた試料ボックスに、検査の前の適切な化学的な前処理加工を施すことができる。化学的な前処理加工の後、その上に試料組織を有する乾燥した試料シートを試料ボックスから取り外して、試料組織が金属鋳型の床に直接接触するように、表を下に向けて金属鋳型の床上に配置することができる。わずかに押圧し、随意的に１滴のパラフィンを使用して、試料組織を金属鋳型の床に接着させることができる。試料ボックスは、金属鋳型の上面に固定することができ、内部の空間、すなわち金属鋳型と試料ボックスの間の空間をパラフィンで充填することができる。パラフィンが凝固したあと、試料ボックスをパラフィンの閉塞物で充填した状態のままにし、試料組織は、上面でなおも試料シートに接着した状態で、金属鋳型を除去することができる。次いで、試料組織を有する試料ボックスを、スライシングに提供することができる。選択したスライスを第１のガラス板上に置くことができ、加熱した後、指定された洗剤で清浄して、パラフィンを排出することができる。次いで、試料組織が第１のガラス板と第２のガラス板の間になるように、第２のガラス板を、試料組織の上に取り付けることができ、２つのガラス板の間にある試料組織を、例えば顕微鏡下での検査に提供することができる。

したがって、試料を試料シートなどの試料ホルダ上に移動させるそうした方法を利用することによって、メス上または、生検針上での試料の形状は、試料ホルダ上で維持されることを留意されたい。さらに、試料の形状を、顕微鏡検査の前に、スライシング工程までおよびその間中維持することができる。したがって、いくつかの実施形態によれば、例えば試料組織が生検針上またはメスなどの上で同様に支持される場合、試料の第１の画像を、試料組織を採取した直後に取得することができる。または、さらにもしくはあるいは、第１の画像を、試料を上記のように試料シートなどの試料ホルダ上に移動させた直後に取得することができる。次いで、上述の顕微鏡的検査に対して試料を準備する過程の何らかの所望の工程の後に、第２の画像を採取することができる。例えば、第２の画像を、顕微鏡的検査のために試料をスライシングする直前あるいはそうしたスライシングの後、または顕微鏡的検査の直後に取得することができる。試料は、化学的処理の間中、およびスライシングまで、試料ホルダまたは試料シートに付着しており、試料の形状が維持されるので、試料の第１の画像および第２の画像は、互いに類似しているが、一方、ある試料の第１の画像および別の試料の第２の画像は、恐らく相互に異なっている。いくつかの実施形態では、第２の画像を、上記図２Ｂの輪郭１５４ａまたは１５４ｂなどの、第１の画像から生成されるマップの特定の輪郭と比較することを実行することができる。厚みの変動があるいくつかの試料では、特定のスライスは、全ての試料の形状から、形状的に大きく逸脱する場合がある。したがって、いくつかの実施形態では、第２の画像（またはそこから生成される輪郭）を、第２の画像の撮像したスライスの高度と等しい高度の断面を表すマップ１５２などの地形学的地図の輪郭と比較することが求められる場合がある。

いくつかの実施形態によれば、生検試料を、第１の画像を採取する前に染色してもよい。試料が前もってスライシングおよび検査に曝される化学的処理に対して回復力を有する染料を使用することで、生検試料の染色を実行することができる。それゆえに、そうした染色は、第１の画像および第２の画像において実質的に類似して見え、それによって、２つの画像の比較に関連する信頼性は増す。生検試料は、各患者に特有のコードに従って染色することができる。例えば、同じ患者から採取されるすべての生検試料は、同じコードに従って色付けされるが、しかし、別の患者からの試料（同じ日、または同じ週などの）は、別のコードに従って染色される。染色コードは、例えばバーコードのような試料上のマークの場所を含むことができる、または色コードまたは何らかのそれらの組み合わせを含むことができる。第１の画像が取得された後、生検試料は、例えば顕微鏡を使用する検査のために試料の薄いスライスを取得するため、薄片に切断するまたはスライシングに備えて処理される。そのような前処理には、試料を中性緩衝処理済みホルムアルデヒド防腐剤溶液、エタノール、キシレン、およびおＶＩＰパラフィンの中に浸漬すること、試料を乾燥させること、試料をパラフィンバルクに埋め込むこと、およびパラフィンバルクをスライスして、試料のスライスを含むパラフィンの薄いスライスを取得することが含まれ得る。次いで、パラフィンを溶融および清浄することができ、試料スライスを検査に提供することができる。

いくつかの実施形態によれば、試料の第２の画像は、試料を埋め込んでいるパラフィンバルクを薄片に切断する前に取得される。第２のカメラによって得られる画像が試料のビューを含むように、表面が第２のカメラに向かって上方向に向く試料を含んでいる状態で、パラフィンバルクは、第２のカメラの下に適切に配置される。いくつかの実施形態によれば、パラフィンバルクをスライスした後およびパラフィンを清浄した後、取得したスライスから試料の第２の画像を得る。例えば、その中に試料スライスを備えているパラフィンスライスを、ガラス板上に置き、次いで、ガラス板を加熱してパラフィンを溶融させ、溶融したパラフィンを拭き取る。上に試料スライスを載せているガラス板を、第２のカメラの下に適切に設置し、第２のカメラを使用して試料の第２の画像を得る。

いくつかの実施形態によれば、次いで、試料の第１の画像および第２の画像を比較する。いくつかの実施形態によれば、第１および第２の画像の撮像した試料の形状における類似性は、画像が同じ試料のものであることを示しており、それによって、試料およびその同一性の源を検証する。第１および第２の画像の比較は、２つの画像を見て、２つの画像が同じ試料のものかどうかを判定する訓練された人によって実行することができる。あるいは、またはさらに、コンピュータ化された比較を実行することができる。例えば、各画像を、図１または図４の画像処理モジュール１０６を備える処理ユニット１０４に移動させることができる。次いで、画像処理モジュール１０６は、図２および図６についての上述の説明に実質的に従って、それぞれの撮像した試料のマップを生成することができる。そのような生成したマップは、第１および第２の画像の撮像した試料のそれぞれの境界を縁取る輪郭を備えることができる。次いで、２つの取得した輪郭を、例えば形状間の最良適合を取得する周知の方法を適用することによって、処理ユニット１０４で比較することができる。例えば、取得したマップの特性を比較することができる。取得したマップの特性は、図６Ｂにおいて説明したように、例えば、輪郭形状の長さ、その幅、輪郭の外周の全長、それぞれの輪郭の中に囲まれる総面積、および何らかのそれらの組み合わせを含むことができる。次いで、２つの形状の特性を比較することができ、２つの形状の類似度を示す試験結果をもたらし、第１の画像の第２の画像に対する類似度を示す。一方が他方に対して、すなわち第１の画像が第２の画像と最善に適合するように、２つの輪郭を配置するとき、例えば２つの輪郭間の距離のＲＭＳ尺度によって、直接的な比較を達成することができる。低いＲＭＳ結果は、高度な類似性を示すことができ、逆もまた同じである。次いで、適合結果を、予め定められた適合閾値と比較して、取得した試料の同一性を検証または反証することができる。

いくつかの実施形態によれば、第１の画像および第２の画像の少なくとも１つを取得することを、カメラ以外の撮像装置によって実行してもよい。いくつかの実施形態によれば、第１の画像および第２の画像の少なくとも１つは、ＭＲＩ、Ｘ線、ドップラ画像法および走査レーザビームで構成される群から選択される撮像装置によって遂行される。

したがって、いくつかの実施形態の一態様によれば、患者の体から生検試料を採取するのを容易にするシステム１００、１４０が提供される。システムは、ユーザに画像を表示するディスプレイ１０２と、ディスプレイと機能的に関連している、画像処理モジュール１０６を含む処理ユニット１０４と、カメラ１１０とを備える。カメラは、画像をカメラから処理ユニットに移動させる通信チャネル１１４を介して処理ユニットと機能的に関連している。カメラは、患者の体から採取される生検試料１１２の画像を得るように構成される。

処理ユニットは、体の外側から直接見ることができない体内にある患者の体の部分の画像を取得することができる撮像モダリティ１２０から画像データを受け取り、画像データに関連する画像をディスプレイ１０２上でユーザに表示するように構成される。処理ユニットは、生検試料の少なくとも１つの画像から、画像処理モジュール１０６を用いて、生検試料に関連する処理画像を生成して、ディスプレイ１０２上に処理画像を表示するようにさらに構成される。

いくつかの実施形態によれば、画像処理モジュールは、カメラから受け取る生検試料の画像１５０ａから生検試料１１２のマップ１５２、１５６を生成するように構成される。いくつかの実施形態によれば、マップ１５２は、生検試料の地形学的変動を表す。いくつかの実施形態によれば、マップ１５６は、生検試料の物質変動を表す。いくつかの実施形態によれば、画像処理モジュールは、生検試料の仮想３Ｄモデルを生成するように構成される。

いくつかの実施形態によれば、画像処理モジュールは、カメラから受け取った生検試料の画像上の生検試料の境界を識別するように構成される。いくつかの実施形態によれば、画像処理モジュールは、カメラから受け取った生検試料の画像から、画像上の生検試料の境界を実質的に縁取る輪郭１５４ａを生成するように構成される。いくつかの実施形態によれば、画像処理モジュールは、カメラから受け取った、複数片に分けられた生検試料の画像１５０ｂから多数の別々の輪郭１５８ａ、１５８ｂを生成するように構成され、それぞれのそのような輪郭は、画像上の１片の生検試料の境界を実質的に縁取っている。いくつかの実施形態によれば、処理ユニットは、ユーザが生検試料の画像上に仮想的につけた１つまたは多数のマークを受け取り、輪郭を生成する際にそのようなマークを利用するように構成される。

いくつかの実施形態によれば、カメラ１１０は、スチルカメラである。いくつかの実施形態によれば、カメラは、ビデオカメラである。いくつかの実施形態によれば、カメラは、スタンド１１６、１８２に、機械的に取り付けられ、スタンドは、カメラが生検試料に狙いを定めて生検試料の画像を得ることができるように、生検試料１１２を支持するように構成される。いくつかの実施形態によれば、スタンド１８２は、カメラが生検針に狙いを定めて生検針に載った生検試料１１２の画像を得ることができるように、所定の位置で生検針１７２を支持するように構成される。

いくつかの実施形態によれば、カメラは、スタンドに固定して取り付けられる。いくつかの実施形態によれば、スタンドは、溝１３６を備えるまたは、スタンドは、別の方法で、いくつかの方位でカメラを取り付けることを可能にするように構成され、それによって、カメラは、いくつかの方向から生検試料の画像を得るように構成される。

いくつかの実施形態によれば、システム１００は、生検試料に近接して配置される長さスケール１３８を備え、それによって、生検試料の画像が、長さスケールを取り入れることができる。いくつかの実施形態によれば、処理ユニットは、撮像した生検試料の寸法を求めるように構成される。いくつかの実施形態によれば、寸法は、生検試料の長さおよび／または生検試料の幅である。

いくつかの実施形態によれば、通信チャネル１１４は、一方向性を有しており、カメラから処理ユニット１０４に画像を移動させることを可能にしている。いくつかの実施形態によれば、通信チャネルは、双方向性を有しており、カメラから処理ユニットに画像を移動させることを可能にし、処理ユニットからカメラにコマンドを転送することを可能にしている。いくつかの実施形態によれば、カメラの通信チャネルは、カメラから処理ユニットに画像を移動させる有線電子接続を備える。いくつかの実施形態によれば、通信チャネルは、カメラから処理ユニットに画像を移動させる処理ユニットへの無線接続を備える。

いくつかの実施形態によれば、処理ユニットは、カメラから受け取る生検試料の画像２００から、距離、例えば生検試料１７２の標識と生検針の標識（例えば２２６ａ、２２６ｂ、２２８）との間のｄ１またはｄ２を抽出するように構成される。

いくつかの実施形態によれば、システム１００は、体の外側から直接見ることができない体内にある患者の体の部分の画像を取得することができる撮像モダリティ１２０と機能的に関連している。いくつかの実施形態によれば、システム１００は、体の外側から直接見ることができない体内にある患者の体の部分の画像を取得することができる撮像モダリティを備える。いくつかの実施形態によれば、撮像モダリティは、超音波検査モジュールを備える。いくつかの実施形態によれば、撮像モダリティは、磁気共鳴映像化（ＭＲＩ）モジュールを備える。いくつかの実施形態によれば、撮像モダリティは、Ｘ線撮像モジュールを備える。

いくつかの実施形態によれば、処理ユニット１０４は、撮像モダリティ１２０などの撮像モダリティによって提供される画像データを受け取るように構成されている３Ｄモデリングモジュール１０８をさらに備える。画像データには、予め選択された座標に沿った対応する画像位置データを割り当てることができ、３Ｄモデリングモジュール１０８は、画像位置データが割り当てられる適切に選択された臓器の画像データを使用して、臓器の仮想３Ｄモデルを作成するように構成される。

いくつかの実施形態によれば、システム１４０は、少なくとも１つの追跡センサ１６２と機能的に関連する追跡システム１６０をさらに備える。追跡システムは、処理ユニット１０４と機能的に関連しており、かつ予め選択された座標１６４に沿った追跡センサ１６２の場所および方位を含む位置データを、実質的に実時間に処理ユニットに提供するように構成される。

いくつかの実施形態によれば、撮像モダリティは、撮像探針１２２を備えており、追跡センサ１６２ａは、撮像探針と周知の空間的な関係を有し、それによって、撮像探針の実質的な位置データを処理ユニットに提供する。いくつかの実施形態によれば、撮像探針は、経直腸超音波画像診断探針を備える。

いくつかの実施形態によれば、処理ユニット１０４は、追跡システム１６０から受け取る撮像探針１２２の位置データに対応する画像位置データを、撮像モダリティ１２０から受け取る画像データに割り当てるようにさらに構成される。

いくつかの実施形態によれば、撮像探針１２２は、機械的に生検針１７２に付着するように構成されており、それによって、追跡センサ１６２ａが、生検針と、少なくとも一部には知られている空間的な関係を有するように、生検針と、少なくとも一部には知られている空間的な関係がある。いくつかの実施形態によれば、追跡センサと生検針との間の少なくとも一部には知られている空間的な関係は、固定的である。いくつかの実施形態では、追跡センサと生検針との空間的な関係は、時がたっても変化しない。

いくつかの実施形態によれば、処理ユニットは、ディスプレイ１０２上に表示することができ、撮像モダリティから受け取る画像データと、生検針の場所を指示する合成マークとを含む結合画像を生成するように構成される。いくつかの実施形態によれば、撮像モダリティから受け取る画像データと関連する結合画像上での合成マークの場所は、処理ユニットが追跡システムから受け取る生検針の位置によって決まる。

いくつかの実施形態によれば、処理ユニットは、撮像モダリティ１２０などの撮像モダリティによって提供される画像データを受け取るように構成される３Ｄモデリングモジュール１０８をさらに備え、画像データには、対応する画像位置データが割り当てられる。３Ｄモデリングモジュールは、画像位置データが割り当てられる、適切に選択された臓器の画像データを使用して、臓器の仮想３Ｄモデルを作成するようにさらに構成される。

いくつかの実施形態によれば、追跡システムの追跡センサは、生検針と、少なくとも一部には知られている空間的な関係を有する。いくつかの実施形態によれば、生検針は、前立腺の生検試料を採取するように構成される。いくつかの実施形態によれば、追跡センサと生検針との、少なくとも一部には知られている空間的な関係は、固定的である。いくつかの実施形態によれば、処理ユニットは、撮像モダリティから受け取る画像データと、生検針の場所を指示する合成マークとを含む結合画像を生成するように構成される。いくつかの実施形態によれば、結合画像は、臓器の３Ｄ画像を含む。いくつかの実施形態によれば、３Ｄ画像は、撮像モダリティによって取得される臓器の一連の２Ｄ画像から生成される。いくつかの実施形態によれば、撮像モダリティから受け取る画像データを表示する結合画像上の合成マークの場所は、処理ユニットが追跡システム１６０から受け取る生検針１７２の位置によって決まる。

いくつかの実施形態によれば、処理ユニットは、３Ｄモデリングモジュール１０８によって生成される臓器の仮想３Ｄモデルと、生検針の場所を指示する合成マークとを含む結合画像を生成するように構成される。いくつかの実施形態によれば、仮想３Ｄモデルと関連する結合画像上の合成マークの場所は、処理ユニットが追跡システムから受け取る生検針の位置によって決まる。

いくつかの実施形態によれば、処理ユニットは、３Ｄモデリングモジュールによって生成される臓器の仮想３Ｄモデルと、生検試料が採取された、臓器の中の場所を指示する合成マークとを含む結合画像を生成するように構成される。いくつかの実施形態によれば、処理ユニットは、３Ｄモデリングモジュールによって生成される臓器の仮想３Ｄモデルと、生検試料が採取された、臓器の中の場所を指示するように結合画像の中に配置される生検試料の縮尺変更画像とを含む結合画像を生成するように構成される。

いくつかの実施形態の一態様によれば、生検試料を処理する方法が提供される。方法は、上記のようにシステム１００またはシステム１４０などの、患者の体から生検試料を採取するのを容易にするシステムを提供することを含む。方法は、患者の体から採取される生検試料１１２を提供することをさらに含む。方法は、カメラを使用して生検試料の画像を得ることをさらに含む。方法は、カメラが取得した生検試料の画像をシステムの処理ユニット１０４に移動させることをさらに含む。方法は、生検試料に関連し、かつ処理ユニットから取得する画像をシステムのディスプレイ１０２上に表示することをさらに含む。

いくつかの実施形態によれば、方法は、生検試料の少なくとも１つの画像を画像プロセッサモジュールで処理して、生検試料に関連する画像を取得することをさらに含む。いくつかの実施形態によれば、生検試料の画像を処理する工程は、生検試料のマップを取得することを含む。いくつかの実施形態によれば、マップは、生検試料の地形学的変動または物質変動を表す。

いくつかの実施形態によれば、処理工程は、生検試料の仮想３Ｄモデルの生成を含む。いくつかの実施形態によれば、処理することは、その画像上の生検試料の境界を識別することを含む。いくつかの実施形態によれば、処理することは、生検試料の境界を実質的に縁取る輪郭を生検試料の画像から生成することをさらに含む。いくつかの実施形態によれば、処理することは、複数片に分けられた生検試料の画像から多数の別々の輪郭を生成することをさらに含み、それぞれのそのような輪郭は、画像上の１片の生検試料の境界を実質的に縁取っている。

いくつかの実施形態によれば、生検試料の仮想３Ｄモデルを生成する工程には、ユーザが生検試料の画像上で仮想的につけたマークが役立つ。

いくつかの実施形態によれば、生検試料を提供する工程は、生検針上に支持される生検試料を提供することを含む。いくつかの実施形態によれば、方法は、生検針上に支持される生検試料の少なくとも１つの画像を画像プロセッサモジュールによって処理することをさらに含む。いくつかの実施形態によれば、方法は、生検針上に支持される生検試料の画像から生検試料の標識と生検針の標識との間の距離を抽出することをさらに含む。いくつかの実施形態によれば、生検試料の標識は、生検試料の境界の一部である。

方法のいくつかの実施形態によれば、生検針の標識は、針遠位先端部および針切り欠き部の一部で構成される群から選択される。方法のいくつかの実施形態によれば、生検試料および生検針の標識の少なくとも１つは、ユーザによって画像上に仮想的にマークされる。

方法のいくつかの実施形態によれば、距離を抽出する工程は、カメラの位置と生検試料の位置との周知の空間的な関係から生検試料の画像の縮尺を確立することを含む。方法のいくつかの実施形態によれば、距離を抽出する工程は、画像の中で撮像される生検試料に近接して配置される長さスケールから生検試料の画像の縮尺を確立することを含む。

方法のいくつかの実施形態によれば、表示工程は、体の外側から直接見ることができない体内にある患者の体の部分の画像を取得することができる撮像モダリティから受け取った画像データと、生検試料が採取された、臓器の中の場所を指示する合成マークとを含む結合画像を表示することを含む。方法のいくつかの実施形態によれば、表示することは、臓器の仮想３Ｄモデルと、生検試料が採取された、臓器の中の場所を指示する合成マークとを含む結合画像を表示することを含む。

いくつかの実施形態の一態様によれば、生検試料を処理する方法が提供される。方法は、患者の体から採取された生検試料を提供することを含む。方法は、生検試料の第１の画像を取得することをさらに含む。方法は、生検試料の第２の画像を取得することをさらに含む。方法は、第１の画像から取得された画像データを第２の画像から取得された画像データと比較することをさらに含む。方法は、それによって、生検試料の同一性を検証または反証することができる。

いくつかの実施形態によれば、方法は、メス上のまたは生検針上の生検試料の形状が試料ホルダ上で維持されるように、生検試料をメスまたは生検針から試料ホルダに移動させる工程をさらに含む。いくつかの実施形態によれば、移動工程は、第１の画像を取得する工程の後に実行され、生検試料が試料ホルダ上にあるとき、第１の画像を取得する。

いくつかの実施形態によれば、方法は、第１の画像を取得した後、かつ第２の画像を取得する前に実行される、生検試料を化学的に処理する工程をさらに含む。いくつかの実施形態によれば、方法は、第１の画像を取得した後、かつ第２の画像を取得する前に実行される、生検試料を薄片に切断する工程をさらに含む。

いくつかの実施形態によれば、生検試料の第１の画像を取得する工程および生検試料の第２の画像を取得する工程は、別々のカメラを使用して実行される。

いくつかの実施形態によれば、方法は、生検試料の第１の画像を取得する工程の前に実行される、生検試料を染色する工程をさらに含む。

いくつかの実施形態によれば、生検試料は、１つの生検試料である。

いくつかの実施形態によれば、方法は、第１の画像および第２の画像を処理して、それぞれの画像の画像データからマップを生成することをさらに含み、比較工程は、第１の画像から取得したマップを第２の画像から取得したマップと比較することを含む。いくつかの実施形態によれば、マップは、生検試料の地形学的変動または物質変動を表す。いくつかの実施形態によれば、マップは、生検試料の色変化を表す。いくつかの実施形態によれば、マップは、撮像した生検試料の境界を実質的に縁取る輪郭を含む。

いくつかの実施形態によれば、複数片に分けられた生検試料の画像の処理工程は、多数の別々の輪郭を生成することを含み、それぞれのそのような輪郭は、１片の撮像した生検試料の境界を実質的に縁取っている。いくつかの実施形態によれば、輪郭生成には、ユーザが生検試料の画像上に仮想的につけたマークが役立つ。

いくつかの実施形態によれば、カメラの少なくとも１つは、スチルカメラである。いくつかの実施形態によれば、カメラの少なくとも１つは、ビデオカメラである。

いくつかの実施形態によれば、比較工程は、第１の画像の特性と第２の画像の特性との間の類似度によって決定される適合の尺度を生成する。方法は、生成した適合の尺度を適合閾値と比較する工程をさらに含み、生検試料の同一性を検証または反証することは、生成した適合の尺度を適合閾値と比較した結果によって決定される。いくつかの実施形態によれば、方法は、生成した適合の尺度を適合閾値と比較した結果に基づいて、撮像した生検試料の同一性の検証または反証を報告する工程をさらに含む。

明確にするため別々の実施形態についての文脈に記載される本発明の特定の特徴を、単一の実施形態の中で組み合わせて提供することもできる。逆に、簡潔にするため単一の実施形態についての文脈に記載される本発明のさまざまな特徴を、別途にもしくは何らかの適切な下位組み合わせで、または本発明の何らかの他に記載した実施形態で適切に提供することもできる。実施形態の文脈に記載される特徴は、そのように明確に指定されない限り、その実施形態の不可欠な特徴と考えられるべきではない。

いくつかの実施形態による方法の工程は、特定の順序で記載されているが、本発明の方法は、異なった順番で実行される、記載工程の一部もしくは全部を含む場合がある。本発明の方法は、記載する工程の全てまたは記載する工程のほんのわずかだけを含む場合がある。開示する方法の特定の工程は、そのように明確に指定されない限り、その方法の不可欠な工程とは考えられるべきではない。

本発明は、その特定の実施形態と関連させて記載しているが、当業者には明らかな、多くの代替案、修正案、および変形案が存在する可能性があることは明白である。したがって、本発明は、添付の請求の範囲に含まれる、あらゆるそのような代替案、修正案、および変形案を包含するものである。本発明は、その適用において、本明細書で説明する構造の詳細および構成要素の配置、および／または方法に必ずしも限定されるわけではないことを理解されたい。他の実施形態を、実行することもでき、実施形態を、さまざまな方法で実行することもできる。

本明細書において利用する語法および用語は、説明するためのものであり、制限的とみなされるべきではない。本出願の何らかの参考文献の引用または確認は、そのような参考文献が本発明の先行技術として使用可能であることの承認と解釈されるべきではない。節の見出しは、本明細書の理解を容易にするためにここでは使用されており、必ずしも制限的なものとして解釈されるべきではない。

Claims (13)

1. 患者の体から生検試料を採取するのを容易にするシステムであって、前記システムは、
   ａ．ユーザに画像を表示するディスプレイと、
   ｂ．前記ディスプレイと機能的に関連している、画像処理モジュールを備える処理ユニットと、
   ｃ．少なくとも１つの追跡センサと機能的に関連する追跡システムであって、前記追跡センサは、撮像モダリティが備える撮像探針と周知の空間的関係を有し、かつ生検針と周知の空間的関係を有し、
   前記追跡システムが、前記処理ユニットと機能的に関連し、且つ、実質的な現実時間において予め選択された座標に沿って前記少なくとも１つの追跡センサの位置及び方向を含む位置データを前記処理ユニットに提供するように構成される、追跡システムと、及び
   ｄ．画像をカメラから前記処理ユニットへ転送するための通信チャネルを介して、前記処理ユニットと機能的に関連するカメラであって、
   前記カメラが、前記患者の体から採取した生検試料の画像を取得するように構成される、カメラと、
   を備え、
   前記処理ユニットは、
   前記体の外側から直接見ることができない患者の内部の体の部分の画像を取得することができる撮像モダリティから画像データを受信し、
   前記追跡システムから受信した前記撮像探針の位置データと対応する画像位置データを、前記撮像モダリティから受信した画像データに割り当て、
   前記カメラによって撮影された前記生検試料が採取された時点で、前記追跡システムから受信した前記生検針の位置データと対応する画像位置データを、前記カメラから受信した画像データに割り当て、且つ
   生検試料の少なくとも１つの画像から、前記画像処理モジュールを使用して、前記撮像モダリティから受信した画像データと及び前記生検試料と関連する処理画像とを含む結合画像を生成して、前記結合画像をディスプレイ上に表示する、
   ように構成される、
   システム。
2. 前記カメラが、スタンドに機械的に取り付けられ、前記スタンドが、前記カメラが前記生検試料に狙いを定めてその生検試料の画像を得ることができるように、前記生検試料を支持するように構成される、請求項１に記載のシステム。
3. 前記スタンドが、前記カメラが生検針に狙いを定めてその上に載った生検試料の画像を得ることができるように、所定の位置で前記生検針を支持するように構成される、請求項２に記載のシステム。
4. 前記生検試料に近接して配置される長さスケールをさらに備え、それによって、前記生検試料の画像が、長さスケールを取り入れることができる、請求項１に記載のシステム。
5. 通信チャネルは、双方向性を有しており、前記カメラから前記処理ユニットに画像を移動させることを可能にし、前記処理ユニットから前記カメラにコマンドを転送することを可能にしている、請求項１に記載のシステム。
6. 前記撮像モダリティが、超音波検査モジュール、および経直腸超音波画像診断探針から成る群から選択される少なくとも１つを備える、請求項１に記載のシステム。
7. 前記処理ユニットが、前記撮像モダリティから受け取った画像データと、前記生検針の場所を指示する合成マークとを含む結合画像を生成するように構成される、請求項１に記載のシステム。
8. 前記処理ユニットが、撮像モダリティによって提供される画像データを受け取るように構成されている３Ｄモデリングモジュールをさらに備え、前記画像データには、対応する画像位置データが割り当てられ、且つ前記３Ｄモデリングモジュールが、画像位置データが割り当てられる、適切に選択された、臓器の画像データを使用して、前記臓器の仮想３Ｄモデルを作成するようにさらに構成される、請求項１に記載のシステム。
9. 前記処理ユニットが、前記３Ｄモデリングモジュールによって生成される臓器の仮想３Ｄモデルと、前記生検針の場所を指示する合成マークとを含む結合画像を生成するように構成される、請求項８に記載のシステム。
10. 前記処理ユニットが、前記カメラから受け取る生検試料の画像から、生検試料の標識と前記生検針の標識との間の距離を抽出するように構成される、請求項８に記載のシステム。
11. 生検試料を処理する医療装置の作動方法であって、前記医療装置は、ディスプレイと、撮像処理モジュールを備える処理ユニットと、少なくとも１つの追跡センサと機能的に関連する追跡システムと、および前記処理ユニットと機能的に関連するカメラとを備え、前記作動方法は、
    処理ユニットが撮像モダリティからの画像データを受け取る工程であって、前記画像データが、体の外側から直接見ることができない患者の内部の体の部分の画像と関連する、工程と、
    前記カメラが、生検針によって患者の内部の体の部分から採取した生検試料の画像を取得する工程と、
    前記追跡システムにおいて、前記少なくとも１つの追跡センサは、撮像モダリティが備える撮像探針と周知の空間的関係を有し、かつ生検針と周知の空間的関係を有し、ここで
    処理ユニットが（ア）前記追跡システムから受信した前記画像探針の位置データと対応する画像位置データを、前記撮像モダリティから受信した画像データに割り当て、
    処理ユニットが（イ）前記カメラによって撮影された前記生検試料が採取された時点で、前記生検針の位置と対応する画像位置データを、前記カメラから受信した画像データに割り当てる、
    工程と、及び
    前記撮像処理モジュールが、前記撮像モダリティから受信した画像データ及び前記生検試料と関連する処理画像を含む結像画像を生成し、且つディスプレイが前記結合画像を表示する工程と、
    を含む、医療装置の作動方法。
12. 生検試料の画像を処理して、前記生検試料のマップを取得する工程を含む、請求項１１に記載の医療装置の作動方法。
13. 前記処理が、その画像上の前記生検試料の境界を識別することを含む、請求項１２に記載の医療装置の作動方法。

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