複数の表面モデルを用いた対象構造の複雑な形状モデリングシステム及び方法
人体構造の複雑モデルを作成する方法とシステム（１１）を提供する。本発明では、対象構造は複数の形状を用いてモデリングされる。一般的に、複数の視野モデルを組み合わせて複合モデルを構成することができる。表面モデルを作成するために、点（４０）の複数の群（５０）を用いることができ、作成された表面モデルは１つの共有ボリュームとして合併させることができる。この結果得られる複合モデルは、複合モデルの平均中心点の可視領域にない部分を有していてもよい。表面モデルは、例えば、三角形等を含むポリゴンによってモデリングされていてもよい。また、電気生理的データ及び／又はその他の情報を測定点から複合モデルの一点へとマッピングする方法をも開示する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
（関連出願の相互参照）
本出願は、２００６年５月１７日に出願された米国特許仮出願第６０／８００，８５８号（以下では、‘８５８号出願という）の利益を主張するものである。また、本出願は、２００６年１２月２９日に出願され、かつ現在審査中の米国特許出願第１１／６４７，２７５号（以下では、‘２７５号出願という）の利益を主張するものである。‘８５８号出願及び‘２７５号出願の全部は、参照により本明細書に援用される。
【０００２】
本願と同時審査中である米国特許出願第１１／２２７，００６号（２００５年９月１５日出願）；第１１／８１９，０２７号（２００４年４月６日出願）；第１１／６４７，２７６号（２００６年１２月２９日出願、２００６年５月１７日に出願された米国特許仮出願第６０／８００，８４８号の利益を主張する）；ならびに第１１／６４７，３０４号（２００６年１２月２９日出願）の全部は、参照により本明細書に援用される。
【０００３】
（技術分野）
本発明は、複雑な解剖学的形状のイメージングと対象構造の特定のポイントにおける測定情報を提示する技術に関する。より詳細には、本発明は人体構造の複雑なモデルを作成する技術に関する。
【０００４】
本発明は、例えば人間の心臓を含む人体構造の幾何学モデルを作成する技術に関する。
【背景技術】
【０００５】
正確な構造モデリングシステムの開発は、データポイントの密集帯を有する特定の対象構造の表面をいかに忠実に表現するかという課題を孕んでいる。この困難な課題を克服するべく、様々な手法が用いられてきた。その一例として、「ライン・オブ・サイト（視野線）モデル」と呼ばれる手法が存在する。このモデルは中心リファレンスポイントを用いており、対象構造の一領域をライン・オブ・サイト技術を用いてモデリングする。このモデルは、全てのポイントは、中心リファレンスポイント（例えば、平均中心リファレンスポイント）から「可視」であることを特徴とする。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、可視領域外の対象構造の部分がある場合、上記の手法によって得られるモデルは不正確なものとなることがある。これは、心臓をモデリングするために用いられてきた従来のその他のモデリングシステムについても共通する問題である。
【０００７】
作成されるモデルが電気生理的測定ポイント及び／又は治療に関連して用いられる場合には、正確なモデリングは特に重要となる。
【０００８】
このため、例えば、心臓の房室内構造等を含む対象構造の内部形状のモデリングに対する技術向上のニーズが存在する。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明は、複数の形状を用いるとともに、それらの形状を組み合わせてより正確な心臓のモデリングを行うことにより、従来のライン・オブ・サイト表面モデリング手法とシステムに関連する短所を克服するものである。これにより、医師の患者に有効な治療を施す能力を向上させることができる。
【００１０】
本発明の一つの態様によると、以下の工程を備える対象構造の表面モデルを作成する方法が提供される。この方法は、対象構造の第１部分を画定する第１群のロケーションポイントであって、第１群の全てのロケーションポイントへ視野線を引くことができる第１平均中心点を有する第１群のロケーションポイントを取得する工程と、第１群のロケーションポイントを用いて第１部分の第１三次元表面モデルを生成する工程と、第２群の全てのロケーションポイントへ視野線を引くことができる第２平均中心点を有する第２群のロケーションポイントを取得する工程を備える。対象構造の第１部分は、対象構造の第１部分に含まれない少なくとも一つの領域を含んでおり、第２群のロケーションポイントの少なくとも一つのロケーションポイントは、上述の第１平均中心点からの視野線上にないことを特徴とする。さらに、この方法は、第２群のロケーションポイントを用いて第２部分の第２三次元表面モデルを生成する工程と、前記第１三次元表面モデルと第２三次元表面モデルを組み合わせて、対象構造の第１部分及び第２部分の複合三次元表面モデルを作成する工程を備えている。対象構造の第１部分と第２部分をモデル化するために用いられるポリゴンは、複数のエッジによって画定される三角形であってもよい。さらに、第１三次元表面モデルと第２三次元表面モデルは、分離されていてもよい。
【００１１】
また、第１三次元表面モデルを生成する工程は、第１群のロケーションポイントを用いて、複数のポリゴンを有する対象構造の第１部分の第１三次元表面モデルを生成する工程を備えていてもよい。第１三次元表面モデルが複数のポリゴンを有しており、第２三次元表面モデルを生成する工程は、第２群のロケーションポイントを用いて、複数のポリゴンを有する対象構造の第２部分の第２三次元表面モデルを生成する工程を備えていてもよい。第２三次元表面モデルは、複数のポリゴンを有している。
【００１２】
また、上述の組み合わせ工程は、完全に対象構造の第２部分の体積の外側にある第１三次元表面モデルの複数のポリゴンを特定する工程と、完全に対象構造の第１部分の体積の外側にある第２三次元表面モデルの複数のポリゴンを特定する工程と、完全に対象構造の第２部分の体積の外側にある複数の特定されたポリゴンと完全に対象構造の第１部分の体積の外側にある複数の特定されたポリゴンとを備える複合三次元表面モデルを画定する工程を備えていてもよい。また、上述のポリゴンは複数のエッジによって画定されるものであってもよく、第２三次元表面モデルのポリゴンと交差する第１三次元表面モデルの各ポリゴンについて、本発明の方法は、次の工程を備えていてもよい：第１及び第２三次元表面モデルのいずれかよりも内側において交差する多面体の部分を排除するために交差線に沿ってトリミングして、複数のトリミング済みエッジを作成する工程と、交差する多面体の少なくとも１つの頂点を自身の頂点として用いるとともに、トリミング済みエッジが交差線に一致するポイント群を追加的な複数の頂点として用いる多面体であって交差面領域を画定する新たな多面体を画定する工程と、交差面領域を画定する新たな多面体を追加することで上述の複合三次元モデルを補足する工程。
【００１３】
さらに追加的なオプションとして、本発明の方法は、上述の新たな多面体のトポロジー情報を生成する工程をさらに備えていてもよい。また、本方法は、測定ポイントＰから第１平均中心点と第２平均中心点の１つへ線を投影し、その投影線と上述の複合三次元モデルとが交差する複合三次元モデルの表面上のポイントＰ１を特定する工程と、測定ポイントＰからの測定情報と複合三次元モデルの表面上の前記ポイントＰ１とを対応付ける工程をさらに備えていてもよい。
【００１４】
さらに追加的なオプションとして、本発明の方法は、測定ポイントＰに最も近い複合三次元モデルの表面上のポイントＰ２を特定する工程と、測定ポイントＰからの測定情報と複合三次元モデルの表面上のポイントＰ２とを対応付ける工程をさらに備えるか、あるいは上記の工程の代替として備えていてもよい。
【００１５】
また、本発明の方法は、完全に対象構造の第２部分の体積の外側にある第１三次元表面モデルの複数の三角形を特定する工程と、完全に対象構造の第１部分の体積の外側にある第２三次元表面モデルの複数の三角形を特定する工程と、第２三次元表面モデルの三角形と交差する第１三次元表面モデルの各三角形について、第１及び第２三次元表面モデルのいずれかよりも内側において交差する三角形の部分を排除するために交差線に沿ってトリミングして、複数のトリミング済みエッジを作成する工程と、交差面領域を画定する新たな三角形群であって、それぞれの新たな三角形が交差する三角形の頂点を第１頂点として用いるとともに１又は複数の交差する三角形のトリミング済みエッジが交差線に一致するポイント群のポイントを第２及び第３頂点として用いる三角形群を画定する工程と、（ａ）完全に第２部分の体積の外側にある複数の特定された三角形と、（ｂ）完全に第１部分の体積の外側にある複数の特定された三角形とを備える複合三次元表面モデルを画定する工程をさらに備えるか、あるいは上記の工程の代替として備えていてもよい。
【００１６】
本発明の実施態様は、複数の測定ロケーションと複数の測定ロケーションのそれぞれにおいて行われた電気生理的測定の情報とを特定する位置情報を有する心臓の電気生理的マップを取得する工程と、特定された複数の測定ロケーションについて、それらの測定ロケーションに近接する複合三次元表面モデルのロケーションポイントを特定する工程と、複合三次元表面モデルにおいて特定されたロケーションポイントと測定ロケーションの近接の程度に応じて、上述の特定されたロケーションポイントに対する測定ロケーションに少なくとも１つの電気生理的レベルを付与する工程をオプションとして備えていてもよい。
【００１７】
また、本発明の方法は、測定電極を心臓の一部分に挿入する工程と、測定電極を心臓の表面上の複数のロケーションに配置する工程と、心臓の表面上の複数のロケーションのぞれぞれから位置情報を受信する工程と、心臓の表面上の複数のロケーションのそれぞれにおける電気的活動を記録する工程と、測定ポイントから第１平均中心点と第２平均中心点の１つへ線を投影する工程と、投影線と複合三次元表面モデルとが交差する複合三次元表面モデルの表面上のポイントを特定する工程と、記録された電気的活動と、投影線と複合三次元表面モデルとが交差する複合三次元表面モデルの表面上のポイントとを対応付ける工程をさらに備えていてもよい。
【００１８】
本発明のさらに別の実施態様によれば、対象構造の三次元モデルを作成する方法は、対象構造の第１部分の複数のロケーションポイントについて位置情報を有する対象構造の第１部分の第１三次元モデルを取得する工程と、対象構造の第２部分の複数のロケーションポイントについて位置情報を有する対象構造の第２部分の第２三次元モデルを取得する工程と、平均中心点と、その平均中心点からの視野線上にない少なくとも１つの部分を有する対象構造の第１部分と第２部分の複合形状モデルを作成するために、上述の第１三次元モデルと第２三次元モデルを組み合わせる工程を備えている。対象構造の第１部分と第２部分の少なくとも一方は、対象構造の第１部分と第２部分の他方に含まれない少なくとも一つの領域を含んでいる。また、第１三次元モデルと第２三次元モデルの少なくとも一方はライン・オブ・サイト形状であり、その三次元モデルの全ての部分がその三次元モデルの平均中心点から可視であるという条件を満たしている。
【００１９】
また、オプションとして、上述の第１三次元モデルを取得する工程は、対象構造の第１部分に電極を挿入する工程と、対象構造の第１部分の表面上の複数のロケーションポイントに電極を配置する工程と、対象構造の第１部分の表面上の複数のロケーションポイントのぞれぞれから位置情報を受信する工程と、対象構造の第１部分の複数のロケーションポイントのそれぞれの位置情報を有する対象構造の第１部分の第１三次元モデルを生成する工程を備えていてもよい。
【００２０】
また、オプションとして、上述の第２三次元モデルを取得する工程は、対象構造の第２部分の表面上の複数のロケーションポイントのそれぞれの位置情報を有するデータファイルを受信する工程と、データファイルからの対象構造の第２部分の複数のロケーションポイントのそれぞれの位置情報を有する対象構造の第２部分の第２三次元モデルを生成する工程を備えていてもよい。
【００２１】
また、オプションとして、上述の第１三次元モデルと第２三次元モデルは複数の三角形状面を用いた三次元空間を特定可能にフォーマットされた情報をそれぞれ有していてもよく、上述の第１三次元モデルと第２三次元モデルを組み合わせる工程は、第１三次元モデルと第２三次元モデルをつなぎ合わせるために複数の三角形を描画する工程と、第１三次元モデルと第２三次元モデルとそれらをつなぎ合わせるために描画された複数の三角形の組み合わせのデータ表現を生成する工程を備えていてもよい。
【００２２】
さらに、上述の第１三次元モデルと第２三次元モデルを組み合わせる工程は、完全に第２三次元モデルの体積の外側にある第１三次元表面モデルの複数の三角形を特定する工程と、完全に第１三次元モデルの体積の外側にある第２三次元表面モデルの複数の三角形を特定する工程と、第２三次元モデルの三角形と交差する第１三次元モデルの各三角形について、第１及び第２三次元表面モデルのいずれかよりも内側において交差する三角形の部分を排除するために交差線に沿って三角形のエッジをトリミングして、複数のトリミング済みエッジを作成する工程と、交差する三角形の少なくとも１つの頂点を自身の頂点として用いるとともに、トリミング済みエッジが交差線に一致するポイント群を追加的な複数の頂点として用いる三角形であって交差面領域を画定する新たな三角形を画定する工程と、（ａ）完全に第２三次元モデルの体積の外側にある第１群の特定された三角形と、（ｂ）完全に第１三次元モデルの体積の外側にある第２群の特定された三角形と、（ｃ）交差面領域を確定する複数の新たな三角形を備える対象構造の第１部分と第２部分の複合三次元モデルを画定する工程を上記の工程の代替として備えていてもよく、この場合、複合形状モデルは複合形状モデルの少なくとも一部分がその視野線上に位置しない平均中心点を有することを特徴とする。
【００２３】
上記の手法に加えて、本発明は、複雑な心臓の形状を医師に表示提供するためのシステムを提供する。このシステムは、心臓の第１部分にある複数のロケーションポイントの位置情報を有する心臓の第１部分の第１三次元モデルを生成するとともに、心臓の第２部分にある複数のロケーションポイントの位置情報を有する心臓の第２部分の第２三次元モデルを生成するモデリングプロセッサと、上述の第１三次元モデルと第２三次元モデルを組み合わせて、心臓の第１部分と第２部分の複合形状モデルを作成するジオメトリープロセッサを備えている。ここで、上述の心臓の第２部分は上述の第１部分に含まれない少なくとも一つの領域を含み、複合形状モデルの表面上の少なくとも１つのポイントは、複合形状モデルの平均中心点からの視野線上にないことを特徴としている。
【００２４】
オプションとして、上述のモデリングプロセッサは、心臓の第１部分と第２部分の複合形状モデルを表示するための表示装置をさらに備えていてもよい。また、上述のモデリングプロセッサは、その末端に電極を備えるカテーテルと、上述の電極の位置を特定する位置特定システムをさらに備えていてもよい。
【００２５】
上述の第１三次元モデルと第２三次元モデルはそれぞれ複数の三角形を有しており、上述のジオメトリープロセッサは、複数の三角形を追加して第１三次元モデルと第２三次元モデルをつなぎ合わせるとともに、第１三次元モデルと第２三次元モデルとそれらをつなぎ合わせるために追加された複数の三角形の組み合わせのデータ表現を生成することを特徴としてもよい。
【００２６】
オプションとして、上述の三次元は複数のエッジによって画定される複数の三角形をそれぞれ有しており、これとともに、第１三次元モデルの複数の三角形の少なくとも１つは第２三次元モデルの複数の三角形の少なくとも１つと交差線上で交差していてもよく、この場合、ジオメトリープロセッサは、（ａ）完全に第２三次元モデルの体積の外側にある第１三次元モデルの第１群の三角形と、（ｂ）完全に第１三次元モデルの体積の外側にある第２三次元モデルの第２群の三角形と、（ｃ）３個の頂点を有する少なくとも１つの転移三角形を備える複合形状モデルを作成してもよい。このとき、上述の少なくとも１つの転移三角形の第１頂点は第１三次元モデルと第２三次元モデルの他方の三角形と交差する第１三次元モデルと第２三次元モデルの一方のいずれか１つの三角形と共有されており、第２頂点は第１三次元モデルの三角形のエッジが第２三次元モデルと交差するポイントによって画定されており、第３頂点は第２三次元モデルの三角形のエッジが第１三次元モデルと交差するポイントによって画定されており、複合形状モデルは平均中心点を有しており、複合形状モデルの少なくとも一部は前記平均中心点からの視野線上にないことを特徴としてもよい。
【００２７】
上述の、及びその他の本発明の目的、特徴、詳細、用途及び効果は、以下の記載と特許請求の範囲と図面を参照することによって明らかになるものである。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】１つ又は複数の電極のロケーションを特定して記録することが可能な心臓の電気生理的検査又は掻爬術を行うためのシステムの概要構成を表す図である。
【図２】ロケーションデータポイントの集団を概要的に表す図である。
【図３】ポイント集団をビン化するための例示的な手法の概要を表す図である。
【図４】視野線法を用いて対象構造の表面を形成するための例示的な手法の概要を表す図である。
【図５】平均中心点からの視野領域に入らない部分を有する複雑な表面を例示的に表わす図である。
【図６】図５に示すような複雑な表面をモデリングする場合の問題点を例示的に表す図である。
【図７】例示的な複雑な表面がどのようにして複数のライン・オブ・サイト形状に分割されるのかを概要的に表す図である。
【図８】図７の複数視野領域の形状がブール演算処理によってつなぎ合わされた後の複雑な表面を例示的に表す図である。
【図９】例示的な複雑な表面の複数の視野領域形状が交差する部分をハイライトして表す図である。
【図１０】図９で特定された交差線の拡大分解図である。
【図１１】図９で特定された複数の形状の間の交差線に沿った面を画定する新たなポリゴンがどのようにして作成されるのかについて詳細に示す拡大展分解図である。
【図１２】測定ポイントに関する情報が複合形状にどのようにして投影されるのかを表す図である。
【発明を実施するための形態】
【実施例】
【００２９】
本発明は、対象構造、より詳細には対象構造の内部表面の正確なモデルを作成するシステムの能力を向上させるものである。本発明は、複雑な心臓の形状を医師に提示するためのシステムと方法を提供する。このシステムと方法は、心臓の第１部分にある複数のロケーションポイントの位置情報を有する心臓の第１部分の第１三次元モデルを生成するとともに、心臓の第２部分にある複数のロケーションポイントの位置情報を有する心臓の第２部分の第２三次元モデルを生成するモデリングプロセッサによって具現化される。上述の心臓の第２部分は、心臓の第１部分に含まれない少なくとも一つの領域を含むものである。また、本発明のシステムと方法は、上述の第１三次元モデルと第２三次元モデルを組み合わせて、心臓の第１部分と第２部分の複合形状モデルを作成するジオメトリープロセッサをさらに備えていてもよい。このとき、複合形状モデルの表面上の少なくとも１つのポイントは、複合形状モデルの平均中心点からの視野線上にないことを特徴としている。
【００３０】
本発明は、心臓の正確なモデルを作成することに限定されるものではないが、説明のために、心臓細胞の診断と治療に用いられるナビゲーション及び局地化システムについて言及する。以下に説明する手法は、人体構造のその他の部分のモデル化についても同様に適用することができる。本発明の詳細な説明のために、患者の心房室をモデル化する技術について言及する。
【００３１】
図１は局地化システム８の概要を表わす図であり、このシステムは上述のモデリングプロセッサとジオメトリープロセッサをその一部として含むコンピュータシステム２０を備える。このシステムは、心臓カテーテルをナビゲートし、患者１１の心臓１０で生じている電気的活動を測定し、その電気的活動及び／又はその電気的活動に関連するあるいはその電気的活動を表現する情報を三次元的にマップ化することにより心臓の電気生理的研究を行うための本発明に基づいている。システム８は、１つ又は複数の電極を用いて、構造モデルを作成することを補助するために用いられるものである。また、システム８は、心臓の表面上の複数のポイントにおいて電気生理的データを測定するために用いることができるとともに、電気生理的データが測定された測定ポイントのそれぞれについて、測定データをロケーション情報に対応付けて記憶することができる。
【００３２】
患者１１は、簡素化のために楕円形に概要描写されている。３セットの表面電極（例えば、パッチ電極等）が、それぞれＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸に沿って、患者１１の体表面に配置されている。Ｘ軸表面電極１２，１４は、第１軸に沿って、患者の胸部両側面（例えば、それぞれの腕の下の患者の皮膚等）に取り付けられており、それぞれを左電極と右電極と呼ぶことがある。Ｙ軸表面電極１８，１９は、Ｘ軸にほぼ垂直な第２軸に沿って、患者の大腿部内側と首の部分に取り付けられており、それぞれを左足電極と首電極と呼ぶことがある。Ｚ軸表面電極１６，２２は、Ｘ軸とＹ軸にほぼ垂直な第３軸に沿って、患者の胸部の胸骨と背骨に沿ってそれぞれ取り付けられており、それぞれを胸電極と背電極と呼ぶことがある。心臓１０は、上述のペア電極の間に位置している。追加的な表面リファレンス電極（例えば、「腹部パッチ」等）２１は、システム８のリファレンス電極及び／又は接地電極として機能する。腹部パッチ電極２１は、固定された心臓内電極３１の代替である。患者１１には従来の心電図（ＥＣＧ）システムのほぼ全部、もしくは全部のリードが配置されていることが理解される。図１に図示されていないが、このＥＣＧ情報は、システム８によって利用可能である。
【００３３】
少なくとも１つの電極１７（例えば、末端電極）を有する代表的なカテーテル１３を示す。本明細書では、この代表的なカテーテル電極１７を、「可動電極」又は「測定電極」と呼ぶことがある。具体的には、カテーテル１３に設けられた複数の電極又は複数のそのようなカテーテルが用いられる。１つの実施形態では、例えば、システム８は、患者の心臓及び／又は脈管構造内に配置される最大１２本のカテーテルと、それらに設けられる最大６４個の電極を備えていてもよい。無論、上記の構成は単なる例示であり、本発明はその他の数の電極とカテーテルを用いることをも含んでいる。
【００３４】
固定レファレンス電極３１（これは、例えば、心臓１０の心壁に固定されている）が、第２カテーテル２９にオプションとして設けられている。キャリブレーションを行うために、この電極３１は（例えば心臓の心壁近辺または心壁そのものに固定された）固定型であってもよいし、あるいは、可動電極１７との空間位置関係が固定されて配置されていてもよい。固定レファレンス電極３１は上述の表面レファレンス電極２１に追加して用いられてもよいし、その代替として用いられてもよい。例えば、多くの場合、心臓１０の冠状静脈洞電極又はその他の固定電極を電圧と変位の測定のレファレンスとして用いることができる。
【００３５】
それぞれの表面電極は多重スイッチ２４に接続されており、電極のペアはコンピュータ２０で実行されるソフトウェアによって選択される。多重スイッチ２４は、電極を信号生成手段２５に接続する。コンピュータ２０は、例えば、従来の汎用目的のコンピュータであってもよいし、ある目的に特化されたコンピュータであってもよいし、一般的に流通しているコンピュータであってもよいし、その他の如何なるタイプのコンピュータであってもよい。コンピュータ２０は、例えば単一のＣＰＵや複数のＣＰＵ等の、１つ又は複数のプロセッサを備えており、一般的に並列処理環境といわれる機能を有している。一般的に、生体コンダクタ内でカテーテルナビゲーションを実行するために、名目上は互いに垂直な３つの電界は、通電され、かつ感知された一連の電気的双極子によって生成される。この一方で、これらの垂直なフィールドは分解することができ、表面電極のいずれのペアを双極子として稼動させても、効率的に電極の三角化を行うことができる。さらに、そのような非垂直手法によると、システムは柔軟性を増すことができる。所望のいずれの軸においても、予め設定された（ソース−シンク間の）通電構成の結果として心臓内電極１７上で測定される電位は代数処理的に組み合わせることができ、これにより、単純に単一の電流を垂直な軸に流すことで得られる電位と同様の電位を得ることができる。
【００３６】
つまり、例えば腹部パッチ２１等の接地リファレンスに対して、表面電極１２，１４，１６，１８，１９，２２のいずれか２つを双極子のソースとドレンとして選択する一方で、励磁されていない電極によって接地リファレンスを基準とする電圧を測定することができる。心臓１０の内部に配置された測定電極１７は電流パルスからの電界にさらされ、例えば腹部パッチ２１等の接地を基準とした測定が行われる。上述したように、少なくとも１つの電極が心臓の内部表面に固定されており、固定リファレンス電極３１を形成している。ここでも、接地を基準とした測定が行われる。それぞれの表面電極、内部電極、及び中間電極からのデータセットは、心臓１０内の測定電極１７もしくはその他の電極のロケーションを特定するために用いられる。当業者であれば、測定電極１７が電気生理的データを測定するのに用いることができるとともに、システム８をそのデータを測定した測定ポイントのロケーション情報と関連付けられた電気生理的データの保管に用いることができることが理解されるであろう。
【００３７】
モデリングプロセッサとジオメトリープロセッサは、当業者にとって自明ないかなるハードウェア及びソフトウェアの組み合わせによって実現されてもよい。例えば、より好ましい実施形態では、モデリングプロセッサは、例えば、セント・ジュード・メディカル・エイトリアル・フィブリレーション・ディヴィジョン社のＥｎＳｉｔｅ ＮａｖＸ（登録商標）ナビゲーション＆ビジュアライゼーションシステム等の、局地化／マッピングシステムを備えていてもよい。この一方で、例えば、バイオセンス・ウェブスター社のＣＡＲＴＯナビゲーション＆ロケーションシステム等の、その他の局地化システムを本発明に関連して用いてもよい。米国特許番号第６９９０３７０号、第６９７８１６８号、第６９４７７８５号、第６９３９３０９号、第６７２８５６２号、第６６４０１１９号、第５９８３１２６号、第５６９７３７７号等の特許に記載の局地化とマッピングのシステム（それらの全ては参照により本明細書に援用される）を、本発明に関連して用いてもよい。ジオメトリープロセッサもまた、当業者にとって自明ないかなるハードウェア及びソフトウェアの組み合わせによって実現されてもよい。例えば、より好ましい実施形態では、ジオメトリープロセッサは、モデリングプロセッサによって生成される情報を処理可能であって、複合形状モデルを提供するように設計されたソフトウェア・ソリューションであってもよい。
【００３８】
データポイントの集団を作成するために、１つ又は複数の心臓内電極１７をランダムに、あるいは擬似的にランダムに、あるいは患者の心房室の１つ又はそれ以上のパターンに沿って動かし、これとともに、システム８が１つ又は複数の電極１７のロケーションを測定して、データポイント４０の集団５０を作成することができる。このとき、システム８は、集団５０のそれぞれのデータポイント４０について、位置データを特定するロケーションデータを用いる。図２は、そのような手法により作成されるポイント４０の集団５０を例示する。一般的に、集団５０において最も周辺部に位置するデータポイント群４０は、心臓弛緩期又は心臓拡張期において最大体積（ボリューム）を有しているときの心房室の内壁に対応している。
【００３９】
ポイント４０の集団５０に面をあてはめる技術の１つでは、例えば図３に示すように、その面全体が基準ポイントから「可視」であることを想定する。そのような面は、基準ポイントから見たときの「視野線」上にある、と称することがある。即ち、基準ポイントからその面上のいずれのポイントに対しても、ポイント４０の集団５０を確定する境界の外側を通らない直線４２をひくことができる。このようなライン・オブ・サイト面形成において基準ポイントを選ぶ際の手法の１つとして、ポイント４０の集団５０の平均中心点４５を特定する方法がある。平均中心点４５は、ポイント４０の集団５０の質量中心を求める公知のアルゴリズムを用いて特定することができるし、その他の手法によって求めることもできる。この結果、図３〜４に示すように、表面モデルは平均中心点４５から外側へと扇状のスライスを拡大していくことによって作成される。図３に示すように、扇状の「ビン」４４の配列を位置データポイント４０のグループ４８のまわりにフィットさせていくことによって、このロケーションデータからシェルあるいは面を描写することができる。図４に示すように、ビン４４は平均中心点４５に基づいてデータポイント４０の集団５０内に構成されており、平均中心点４５から外側に向けて、その境界線を拡大していく。ビン４４は、そのビン４４によって内包されるスライスの最も遠いデータポイント４４まで伸びている。なお、ビン４４は図３では２次元で概要的に表現されているが、ビン４４は三次元的な体積を有している。このため、ビン４４の放射状の端面４６は、心房室壁の表面とほぼ同様の形状である。そして、一般的な形状スムージングアルゴリズムを適用して、ビン４４の放射状端面４６から作成されたシェルの表面を円滑化することができる。
【００４０】
そして、最終的には上述の立体形の表面は離散化された表現で規定される。好ましくは、上述の離散化された表現はポリゴンを含むものであり、より好ましくは、上述の離散化された表現は、角（頂点）を共有するとともに、その他の面との隣接状態に関する「トポロジー」情報を具備する平面的な三角形状面のを含んでいる。例えば、ドロネー三角形分割手法等の、三角形状面を用いて表面をモデル化する技術が知られている。
【００４１】
上述したように、この表面作成手法は、表面の全体が平均中心点４５からの視野線上にあることを想定している。しかしながら、このような想定は、人体の解剖学的構造をモデル化する際に必ずしも正しいわけではない。このため、上記の手法は、例えば図５に示すような形状に対して正確な形状表現を生成することができない。複雑な表面１００の全ての面が、平均中心点４５から「可視」ではない。実際に、複雑な表面１００は、平均中心点４５から「見る」ことができない３つの隠れた領域１１０を備えている。当業者であれば、複雑な表面１００では、表面をモデル化するための基準点がどこに置かれたとしても、隠れた領域が生じてしまうことが理解されるであろう。仮に、隠れた領域を補おうとする場合、その結果は、図６に示すように、ライン・オブ・サイトモデルの柔軟性がないがために贋のボリューム１２０を含んでしまい、不正確なモデリングとなってしまう。
【００４２】
本発明は、上述の表面モデリング技術を複数回用いるとともに、各回ごとにモデル化される対象構造の異なる領域にあるポイント集団の一部分を用いることにより、真の表面形状のより正確な表現を取得するためのソリューションを提供する。例えば、複雑な表面１００は少なくとも３つの異なる形状に分割化することができ、それらのそれぞれについて、上述のライン・オブ・サイト手法を用いて正確にモデル化することができる。それら個別の形状はその後組み合わせることができ、その結果として視野線による制限を克服する正確な表面モデルを得ることができる。
【００４３】
図７に、複雑な表面１００をＳ１，Ｓ２，Ｓ３，Ｓ４の４個のライン・オブ・サイト面（それぞれ平均中心点Ｃ１，Ｃ２，Ｃ３，Ｃ４を有する）に分割する上述の分割化技術を示す。図８に例示するように、それぞれの面の体積はつなぎ合わされ、あるいは組み合わされて複合立体形を構成しており、それら表面の内側部分１３０は上述の形状から良好に排除され、残りのデータポイント群によって複雑な表面１４０が画定されている。
【００４４】
個別に作成された面を１つの複合体として融合される１つの手法に、それらの面によって囲まれる体積にブール式ＯＲ処理を行うとともに、この体積を画定するオリジナルの面の部分を維持する手法が挙げられる。例えば、ブール式形状オペレータは、テクニオンを通じて利用可能なＩＲＩＴライブラリを含むさまざまなソフトウェアライブラリで入手可能であるし、その他のライブラリで入手してもよい。２以上の面が関係する場合、ブール式処理はペアを単位として実行され、各処理の結果は次のブール式処理の入力値の１つとして用いられる。
【００４５】
複数の立体形を組み合わせる場合、１つの立体が交差するポイントを特定するという課題が存在する。図９〜１２は、本発明が上述の課題を解決する１つの手法を表わす。具体的には、複数のライン・オブ・サイト面Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３，Ｓ４が１つの複合面１４０としてつなぎ合わされている。
【００４６】
角（頂点）を共有する平面的な三角形状の小面を有する離散化された表現と隣り合う面に関するトポロジー情報によって各立体の表面が定義されている場合、組み合わせ処理は、その他の表面によって囲まれる体積の外側にその全体がある各面から上述の小面を特定し、特定されたそれら小面を処理結果物である複合面上に維持するプロセスから始まる。さらに、上述のその他の表面と交差する１つ又は複数の小面もまた特定される。これらの小面は、三角形の小面が互いに交差する位置に形成される１つ又は複数の交差線に沿ってトリミング処理される。この結果、上述のその他の表面によって囲まれる体積の外側にある小面の小部分が三角形分割され、結果として得られる複合面上に残される。最終的な処理では、図１１に示すように、トリミング処理によって得られた新たな小面のトポロジー情報が生成される。
【００４７】
図１０は、図９の複合化前の２つの表面Ｓ１とＳ４において１５０で示す離散化された表現の拡大分解図である。図１０では、２つの異なる表現からなる三角形分割された小面がどのようにして交差するのかを示しており、さらに、その交差部分を画定する新しいデータポイントをどのように画定するのかを例示している。（平均中心点Ｃ１を有する）表面Ｓ１は、緑色の線によって画定される三角形分割された小面であり、（ライン・オブ・サイト平均中心点Ｃ４に関する）表面Ｓ４は、赤色の線によって画定される三角形分割された小面である。緑色の太線で示される交差線は、表面Ｓ１の固有の頂点１５２を画定しており、一方で赤色の太線で示される交差線は表面Ｓ４の固有の頂点１５４を画定している。図１０では、破線は上述のその他の立体の体積の内部にあるか、あるいはそれと重合していることが推測される三角形状の小面の部分を表わしている。換言すれば、三角形小面と（緑と赤の）太線によって画定される三角形小面の部分は外側の、あるいは重合していない離散化面を画定している。
【００４８】
図１１では、複合立体の内部側にあるオリジナルの小面１５６の部分が、内部側のポリゴンがトリミングされたという前提のもとに除去された様子を示す。（赤又は緑の）太線がトリミング線と交差するポイントは、、新たな三角形小面１５８が形成される新たな頂点を定義するものである。図１１に示す（赤又は緑の）点線は、図１０の点線よりも重要な意義を有している。図１１では、点線は新たに画定されたエッジ１６０を表わしており、これらが表面Ｓ１と表面Ｓ４の交差線１６２を画定することを補助する三角形小面を形成している。
【００４９】
つなぎ合わせ処理と複合モデルの作成処理とを実現するために、コンピュータ処理をプログラミングしてもよい。コンピュータ処理は、多面体の交差部分に沿ってその一部をトリミングする処理に好適であり、同様に、交差線に沿って表面を画定する三角形小面の頂点を特定する処理にも好適である。
【００５０】
交差線１６２の新たなデータポイントを定義する際に、元々は集団５０の中のポイント４０と対応付けられていた電気生理的データを複合表面にマッピングするという課題が存在する。正確な表面トポロジーを保持することは、表面上のポイント間の最短パスや最短距離を特定する処理や、形状自由な切り抜きを作成する処理や、適切なマップデータを当該表面に書き込む処理や、データマップの同一輪郭形状を作成する処理等の、複合表面に対してその後に実行される処理にとって重要なことである。つなぎ合わされた表面の交差部分近傍のデータポイントで測定された値は、交差部分の近くの表面を画定するために新たに意義された三角形小面の新たに定義された頂点に一致しないことが多いことが見出された。このため、元々の測定ポイントは適切な表面又は表面ポイントに投影されなければならず、実用上は、ラベルや構造的マーカー等のアイテムを複合表面上に投影しなければならない。
【００５１】
本発明は、測定ポイントと、ラベル及び／又は構造的マーカーを複合面に投影するための少なくとも２つの手法を提示するものである。１つ目の方法では、どのオリジナルの（複合化されていない）表面にアイテムが投影されるべきであるのかが既知であれば、そのアイテムは、その表面の中心点に向けて投影し、その表面と交差するまで伸ばすことができる。図１２に、このことを示す。例えば、仮に、オリジナルの表面Ｓ２（平均中央点Ｃ２を有する）上にポイントＰが位置することが既知である場合、ＰからＣ２に向けて線１６４を投影することができ、さらに、この投影線が表面Ｓ２と交差する位置を、ポイントＰ１とすることができ、このポイントＰ１にポイントＰに対応付けられる情報を投影することができる。この技術では、一表面が他の表面と融合される前の当該表面を画定するポイントに対応付けられるトポロジー情報を保管しておくことの重要性を示している。
【００５２】
２つ目の手法では、さらに別の投影方法が用いられる。この手法は、上述の第１の手法と組合せて用いてもよいし、第１の手法の代替として用いてもよい。ここでは、ポイントＰは単純に、複合面の最も近接する位置に投影される。これについても、図１２に示す。この手法では、ポイントＰは最も近いポイントＰ２に投影される。Ｐ２の方がＰ１よりも近いことから、第２の手法による投影は第１の手法のそれとは異なる結果を出力する。当業者であれば、特定の基準ポイントに最も近いデータポイントを特定するための手法が複数存在することが理解されるであろう。
【００５３】
上記した例では、平面的な三角形状小面を用いた場合について本発明の説明をしたが、これは説明のために便宜上そうしたものであり、本発明を何ら限定するものではない。本明細書で開示される手法は、対象となる表面をモデル化するために用いることが可能なその他のポリゴンについても適用することができる。
【００５４】
さらに、上記した例では重なり合う表面領域を処理する場合について本発明の説明をしたが、本発明は重なり合わない表面領域についても同様に適用することができる。例えば、図７を参照して、本発明は（重なり合わない）表面Ｓ３と表面Ｓ４を複合化する場合についても適用することができる。
【００５５】
以上、本発明の複数の実施形態について、ある程度の詳細にわたって説明したが、当業者であれば、本発明に含まれる範囲から逸脱しない範囲において、本明細書に記載された実施形態に対して様々な変更を加えることができるであろうことが推察される。例えば、上記の記載では、三次元モデルにデータが対応付けられる場合について説明しているが、データは、上記の例に限定されることなく、二次元の、三次元の、静的な、あるいは経時的なイメージやモデルに対応付けることができる。全ての方向に関する記載（例えば、高低、上下、左右、左方面、右方面、頂部、底部、下、垂直、水平、時計回り、反時計回り等）は、本発明に対する読者の理解を補助する目的のために用いられているだけであり、本発明に関し、特にその位置、方向、使用状態について何ら限定するものではない。以上の全ての記載と本明細書に添付する図面の記載は例示的であり、限定を与えるものではない。本明細書に添付される請求項によって定義される本発明の原理から逸脱しない範囲において、細部や構成における変更やを行うことが可能である。
【技術分野】
【０００１】
（関連出願の相互参照）
本出願は、２００６年５月１７日に出願された米国特許仮出願第６０／８００，８５８号（以下では、‘８５８号出願という）の利益を主張するものである。また、本出願は、２００６年１２月２９日に出願され、かつ現在審査中の米国特許出願第１１／６４７，２７５号（以下では、‘２７５号出願という）の利益を主張するものである。‘８５８号出願及び‘２７５号出願の全部は、参照により本明細書に援用される。
【０００２】
本願と同時審査中である米国特許出願第１１／２２７，００６号（２００５年９月１５日出願）；第１１／８１９，０２７号（２００４年４月６日出願）；第１１／６４７，２７６号（２００６年１２月２９日出願、２００６年５月１７日に出願された米国特許仮出願第６０／８００，８４８号の利益を主張する）；ならびに第１１／６４７，３０４号（２００６年１２月２９日出願）の全部は、参照により本明細書に援用される。
【０００３】
（技術分野）
本発明は、複雑な解剖学的形状のイメージングと対象構造の特定のポイントにおける測定情報を提示する技術に関する。より詳細には、本発明は人体構造の複雑なモデルを作成する技術に関する。
【０００４】
本発明は、例えば人間の心臓を含む人体構造の幾何学モデルを作成する技術に関する。
【背景技術】
【０００５】
正確な構造モデリングシステムの開発は、データポイントの密集帯を有する特定の対象構造の表面をいかに忠実に表現するかという課題を孕んでいる。この困難な課題を克服するべく、様々な手法が用いられてきた。その一例として、「ライン・オブ・サイト（視野線）モデル」と呼ばれる手法が存在する。このモデルは中心リファレンスポイントを用いており、対象構造の一領域をライン・オブ・サイト技術を用いてモデリングする。このモデルは、全てのポイントは、中心リファレンスポイント（例えば、平均中心リファレンスポイント）から「可視」であることを特徴とする。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、可視領域外の対象構造の部分がある場合、上記の手法によって得られるモデルは不正確なものとなることがある。これは、心臓をモデリングするために用いられてきた従来のその他のモデリングシステムについても共通する問題である。
【０００７】
作成されるモデルが電気生理的測定ポイント及び／又は治療に関連して用いられる場合には、正確なモデリングは特に重要となる。
【０００８】
このため、例えば、心臓の房室内構造等を含む対象構造の内部形状のモデリングに対する技術向上のニーズが存在する。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明は、複数の形状を用いるとともに、それらの形状を組み合わせてより正確な心臓のモデリングを行うことにより、従来のライン・オブ・サイト表面モデリング手法とシステムに関連する短所を克服するものである。これにより、医師の患者に有効な治療を施す能力を向上させることができる。
【００１０】
本発明の一つの態様によると、以下の工程を備える対象構造の表面モデルを作成する方法が提供される。この方法は、対象構造の第１部分を画定する第１群のロケーションポイントであって、第１群の全てのロケーションポイントへ視野線を引くことができる第１平均中心点を有する第１群のロケーションポイントを取得する工程と、第１群のロケーションポイントを用いて第１部分の第１三次元表面モデルを生成する工程と、第２群の全てのロケーションポイントへ視野線を引くことができる第２平均中心点を有する第２群のロケーションポイントを取得する工程を備える。対象構造の第１部分は、対象構造の第１部分に含まれない少なくとも一つの領域を含んでおり、第２群のロケーションポイントの少なくとも一つのロケーションポイントは、上述の第１平均中心点からの視野線上にないことを特徴とする。さらに、この方法は、第２群のロケーションポイントを用いて第２部分の第２三次元表面モデルを生成する工程と、前記第１三次元表面モデルと第２三次元表面モデルを組み合わせて、対象構造の第１部分及び第２部分の複合三次元表面モデルを作成する工程を備えている。対象構造の第１部分と第２部分をモデル化するために用いられるポリゴンは、複数のエッジによって画定される三角形であってもよい。さらに、第１三次元表面モデルと第２三次元表面モデルは、分離されていてもよい。
【００１１】
また、第１三次元表面モデルを生成する工程は、第１群のロケーションポイントを用いて、複数のポリゴンを有する対象構造の第１部分の第１三次元表面モデルを生成する工程を備えていてもよい。第１三次元表面モデルが複数のポリゴンを有しており、第２三次元表面モデルを生成する工程は、第２群のロケーションポイントを用いて、複数のポリゴンを有する対象構造の第２部分の第２三次元表面モデルを生成する工程を備えていてもよい。第２三次元表面モデルは、複数のポリゴンを有している。
【００１２】
また、上述の組み合わせ工程は、完全に対象構造の第２部分の体積の外側にある第１三次元表面モデルの複数のポリゴンを特定する工程と、完全に対象構造の第１部分の体積の外側にある第２三次元表面モデルの複数のポリゴンを特定する工程と、完全に対象構造の第２部分の体積の外側にある複数の特定されたポリゴンと完全に対象構造の第１部分の体積の外側にある複数の特定されたポリゴンとを備える複合三次元表面モデルを画定する工程を備えていてもよい。また、上述のポリゴンは複数のエッジによって画定されるものであってもよく、第２三次元表面モデルのポリゴンと交差する第１三次元表面モデルの各ポリゴンについて、本発明の方法は、次の工程を備えていてもよい：第１及び第２三次元表面モデルのいずれかよりも内側において交差する多面体の部分を排除するために交差線に沿ってトリミングして、複数のトリミング済みエッジを作成する工程と、交差する多面体の少なくとも１つの頂点を自身の頂点として用いるとともに、トリミング済みエッジが交差線に一致するポイント群を追加的な複数の頂点として用いる多面体であって交差面領域を画定する新たな多面体を画定する工程と、交差面領域を画定する新たな多面体を追加することで上述の複合三次元モデルを補足する工程。
【００１３】
さらに追加的なオプションとして、本発明の方法は、上述の新たな多面体のトポロジー情報を生成する工程をさらに備えていてもよい。また、本方法は、測定ポイントＰから第１平均中心点と第２平均中心点の１つへ線を投影し、その投影線と上述の複合三次元モデルとが交差する複合三次元モデルの表面上のポイントＰ１を特定する工程と、測定ポイントＰからの測定情報と複合三次元モデルの表面上の前記ポイントＰ１とを対応付ける工程をさらに備えていてもよい。
【００１４】
さらに追加的なオプションとして、本発明の方法は、測定ポイントＰに最も近い複合三次元モデルの表面上のポイントＰ２を特定する工程と、測定ポイントＰからの測定情報と複合三次元モデルの表面上のポイントＰ２とを対応付ける工程をさらに備えるか、あるいは上記の工程の代替として備えていてもよい。
【００１５】
また、本発明の方法は、完全に対象構造の第２部分の体積の外側にある第１三次元表面モデルの複数の三角形を特定する工程と、完全に対象構造の第１部分の体積の外側にある第２三次元表面モデルの複数の三角形を特定する工程と、第２三次元表面モデルの三角形と交差する第１三次元表面モデルの各三角形について、第１及び第２三次元表面モデルのいずれかよりも内側において交差する三角形の部分を排除するために交差線に沿ってトリミングして、複数のトリミング済みエッジを作成する工程と、交差面領域を画定する新たな三角形群であって、それぞれの新たな三角形が交差する三角形の頂点を第１頂点として用いるとともに１又は複数の交差する三角形のトリミング済みエッジが交差線に一致するポイント群のポイントを第２及び第３頂点として用いる三角形群を画定する工程と、（ａ）完全に第２部分の体積の外側にある複数の特定された三角形と、（ｂ）完全に第１部分の体積の外側にある複数の特定された三角形とを備える複合三次元表面モデルを画定する工程をさらに備えるか、あるいは上記の工程の代替として備えていてもよい。
【００１６】
本発明の実施態様は、複数の測定ロケーションと複数の測定ロケーションのそれぞれにおいて行われた電気生理的測定の情報とを特定する位置情報を有する心臓の電気生理的マップを取得する工程と、特定された複数の測定ロケーションについて、それらの測定ロケーションに近接する複合三次元表面モデルのロケーションポイントを特定する工程と、複合三次元表面モデルにおいて特定されたロケーションポイントと測定ロケーションの近接の程度に応じて、上述の特定されたロケーションポイントに対する測定ロケーションに少なくとも１つの電気生理的レベルを付与する工程をオプションとして備えていてもよい。
【００１７】
また、本発明の方法は、測定電極を心臓の一部分に挿入する工程と、測定電極を心臓の表面上の複数のロケーションに配置する工程と、心臓の表面上の複数のロケーションのぞれぞれから位置情報を受信する工程と、心臓の表面上の複数のロケーションのそれぞれにおける電気的活動を記録する工程と、測定ポイントから第１平均中心点と第２平均中心点の１つへ線を投影する工程と、投影線と複合三次元表面モデルとが交差する複合三次元表面モデルの表面上のポイントを特定する工程と、記録された電気的活動と、投影線と複合三次元表面モデルとが交差する複合三次元表面モデルの表面上のポイントとを対応付ける工程をさらに備えていてもよい。
【００１８】
本発明のさらに別の実施態様によれば、対象構造の三次元モデルを作成する方法は、対象構造の第１部分の複数のロケーションポイントについて位置情報を有する対象構造の第１部分の第１三次元モデルを取得する工程と、対象構造の第２部分の複数のロケーションポイントについて位置情報を有する対象構造の第２部分の第２三次元モデルを取得する工程と、平均中心点と、その平均中心点からの視野線上にない少なくとも１つの部分を有する対象構造の第１部分と第２部分の複合形状モデルを作成するために、上述の第１三次元モデルと第２三次元モデルを組み合わせる工程を備えている。対象構造の第１部分と第２部分の少なくとも一方は、対象構造の第１部分と第２部分の他方に含まれない少なくとも一つの領域を含んでいる。また、第１三次元モデルと第２三次元モデルの少なくとも一方はライン・オブ・サイト形状であり、その三次元モデルの全ての部分がその三次元モデルの平均中心点から可視であるという条件を満たしている。
【００１９】
また、オプションとして、上述の第１三次元モデルを取得する工程は、対象構造の第１部分に電極を挿入する工程と、対象構造の第１部分の表面上の複数のロケーションポイントに電極を配置する工程と、対象構造の第１部分の表面上の複数のロケーションポイントのぞれぞれから位置情報を受信する工程と、対象構造の第１部分の複数のロケーションポイントのそれぞれの位置情報を有する対象構造の第１部分の第１三次元モデルを生成する工程を備えていてもよい。
【００２０】
また、オプションとして、上述の第２三次元モデルを取得する工程は、対象構造の第２部分の表面上の複数のロケーションポイントのそれぞれの位置情報を有するデータファイルを受信する工程と、データファイルからの対象構造の第２部分の複数のロケーションポイントのそれぞれの位置情報を有する対象構造の第２部分の第２三次元モデルを生成する工程を備えていてもよい。
【００２１】
また、オプションとして、上述の第１三次元モデルと第２三次元モデルは複数の三角形状面を用いた三次元空間を特定可能にフォーマットされた情報をそれぞれ有していてもよく、上述の第１三次元モデルと第２三次元モデルを組み合わせる工程は、第１三次元モデルと第２三次元モデルをつなぎ合わせるために複数の三角形を描画する工程と、第１三次元モデルと第２三次元モデルとそれらをつなぎ合わせるために描画された複数の三角形の組み合わせのデータ表現を生成する工程を備えていてもよい。
【００２２】
さらに、上述の第１三次元モデルと第２三次元モデルを組み合わせる工程は、完全に第２三次元モデルの体積の外側にある第１三次元表面モデルの複数の三角形を特定する工程と、完全に第１三次元モデルの体積の外側にある第２三次元表面モデルの複数の三角形を特定する工程と、第２三次元モデルの三角形と交差する第１三次元モデルの各三角形について、第１及び第２三次元表面モデルのいずれかよりも内側において交差する三角形の部分を排除するために交差線に沿って三角形のエッジをトリミングして、複数のトリミング済みエッジを作成する工程と、交差する三角形の少なくとも１つの頂点を自身の頂点として用いるとともに、トリミング済みエッジが交差線に一致するポイント群を追加的な複数の頂点として用いる三角形であって交差面領域を画定する新たな三角形を画定する工程と、（ａ）完全に第２三次元モデルの体積の外側にある第１群の特定された三角形と、（ｂ）完全に第１三次元モデルの体積の外側にある第２群の特定された三角形と、（ｃ）交差面領域を確定する複数の新たな三角形を備える対象構造の第１部分と第２部分の複合三次元モデルを画定する工程を上記の工程の代替として備えていてもよく、この場合、複合形状モデルは複合形状モデルの少なくとも一部分がその視野線上に位置しない平均中心点を有することを特徴とする。
【００２３】
上記の手法に加えて、本発明は、複雑な心臓の形状を医師に表示提供するためのシステムを提供する。このシステムは、心臓の第１部分にある複数のロケーションポイントの位置情報を有する心臓の第１部分の第１三次元モデルを生成するとともに、心臓の第２部分にある複数のロケーションポイントの位置情報を有する心臓の第２部分の第２三次元モデルを生成するモデリングプロセッサと、上述の第１三次元モデルと第２三次元モデルを組み合わせて、心臓の第１部分と第２部分の複合形状モデルを作成するジオメトリープロセッサを備えている。ここで、上述の心臓の第２部分は上述の第１部分に含まれない少なくとも一つの領域を含み、複合形状モデルの表面上の少なくとも１つのポイントは、複合形状モデルの平均中心点からの視野線上にないことを特徴としている。
【００２４】
オプションとして、上述のモデリングプロセッサは、心臓の第１部分と第２部分の複合形状モデルを表示するための表示装置をさらに備えていてもよい。また、上述のモデリングプロセッサは、その末端に電極を備えるカテーテルと、上述の電極の位置を特定する位置特定システムをさらに備えていてもよい。
【００２５】
上述の第１三次元モデルと第２三次元モデルはそれぞれ複数の三角形を有しており、上述のジオメトリープロセッサは、複数の三角形を追加して第１三次元モデルと第２三次元モデルをつなぎ合わせるとともに、第１三次元モデルと第２三次元モデルとそれらをつなぎ合わせるために追加された複数の三角形の組み合わせのデータ表現を生成することを特徴としてもよい。
【００２６】
オプションとして、上述の三次元は複数のエッジによって画定される複数の三角形をそれぞれ有しており、これとともに、第１三次元モデルの複数の三角形の少なくとも１つは第２三次元モデルの複数の三角形の少なくとも１つと交差線上で交差していてもよく、この場合、ジオメトリープロセッサは、（ａ）完全に第２三次元モデルの体積の外側にある第１三次元モデルの第１群の三角形と、（ｂ）完全に第１三次元モデルの体積の外側にある第２三次元モデルの第２群の三角形と、（ｃ）３個の頂点を有する少なくとも１つの転移三角形を備える複合形状モデルを作成してもよい。このとき、上述の少なくとも１つの転移三角形の第１頂点は第１三次元モデルと第２三次元モデルの他方の三角形と交差する第１三次元モデルと第２三次元モデルの一方のいずれか１つの三角形と共有されており、第２頂点は第１三次元モデルの三角形のエッジが第２三次元モデルと交差するポイントによって画定されており、第３頂点は第２三次元モデルの三角形のエッジが第１三次元モデルと交差するポイントによって画定されており、複合形状モデルは平均中心点を有しており、複合形状モデルの少なくとも一部は前記平均中心点からの視野線上にないことを特徴としてもよい。
【００２７】
上述の、及びその他の本発明の目的、特徴、詳細、用途及び効果は、以下の記載と特許請求の範囲と図面を参照することによって明らかになるものである。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】１つ又は複数の電極のロケーションを特定して記録することが可能な心臓の電気生理的検査又は掻爬術を行うためのシステムの概要構成を表す図である。
【図２】ロケーションデータポイントの集団を概要的に表す図である。
【図３】ポイント集団をビン化するための例示的な手法の概要を表す図である。
【図４】視野線法を用いて対象構造の表面を形成するための例示的な手法の概要を表す図である。
【図５】平均中心点からの視野領域に入らない部分を有する複雑な表面を例示的に表わす図である。
【図６】図５に示すような複雑な表面をモデリングする場合の問題点を例示的に表す図である。
【図７】例示的な複雑な表面がどのようにして複数のライン・オブ・サイト形状に分割されるのかを概要的に表す図である。
【図８】図７の複数視野領域の形状がブール演算処理によってつなぎ合わされた後の複雑な表面を例示的に表す図である。
【図９】例示的な複雑な表面の複数の視野領域形状が交差する部分をハイライトして表す図である。
【図１０】図９で特定された交差線の拡大分解図である。
【図１１】図９で特定された複数の形状の間の交差線に沿った面を画定する新たなポリゴンがどのようにして作成されるのかについて詳細に示す拡大展分解図である。
【図１２】測定ポイントに関する情報が複合形状にどのようにして投影されるのかを表す図である。
【発明を実施するための形態】
【実施例】
【００２９】
本発明は、対象構造、より詳細には対象構造の内部表面の正確なモデルを作成するシステムの能力を向上させるものである。本発明は、複雑な心臓の形状を医師に提示するためのシステムと方法を提供する。このシステムと方法は、心臓の第１部分にある複数のロケーションポイントの位置情報を有する心臓の第１部分の第１三次元モデルを生成するとともに、心臓の第２部分にある複数のロケーションポイントの位置情報を有する心臓の第２部分の第２三次元モデルを生成するモデリングプロセッサによって具現化される。上述の心臓の第２部分は、心臓の第１部分に含まれない少なくとも一つの領域を含むものである。また、本発明のシステムと方法は、上述の第１三次元モデルと第２三次元モデルを組み合わせて、心臓の第１部分と第２部分の複合形状モデルを作成するジオメトリープロセッサをさらに備えていてもよい。このとき、複合形状モデルの表面上の少なくとも１つのポイントは、複合形状モデルの平均中心点からの視野線上にないことを特徴としている。
【００３０】
本発明は、心臓の正確なモデルを作成することに限定されるものではないが、説明のために、心臓細胞の診断と治療に用いられるナビゲーション及び局地化システムについて言及する。以下に説明する手法は、人体構造のその他の部分のモデル化についても同様に適用することができる。本発明の詳細な説明のために、患者の心房室をモデル化する技術について言及する。
【００３１】
図１は局地化システム８の概要を表わす図であり、このシステムは上述のモデリングプロセッサとジオメトリープロセッサをその一部として含むコンピュータシステム２０を備える。このシステムは、心臓カテーテルをナビゲートし、患者１１の心臓１０で生じている電気的活動を測定し、その電気的活動及び／又はその電気的活動に関連するあるいはその電気的活動を表現する情報を三次元的にマップ化することにより心臓の電気生理的研究を行うための本発明に基づいている。システム８は、１つ又は複数の電極を用いて、構造モデルを作成することを補助するために用いられるものである。また、システム８は、心臓の表面上の複数のポイントにおいて電気生理的データを測定するために用いることができるとともに、電気生理的データが測定された測定ポイントのそれぞれについて、測定データをロケーション情報に対応付けて記憶することができる。
【００３２】
患者１１は、簡素化のために楕円形に概要描写されている。３セットの表面電極（例えば、パッチ電極等）が、それぞれＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸に沿って、患者１１の体表面に配置されている。Ｘ軸表面電極１２，１４は、第１軸に沿って、患者の胸部両側面（例えば、それぞれの腕の下の患者の皮膚等）に取り付けられており、それぞれを左電極と右電極と呼ぶことがある。Ｙ軸表面電極１８，１９は、Ｘ軸にほぼ垂直な第２軸に沿って、患者の大腿部内側と首の部分に取り付けられており、それぞれを左足電極と首電極と呼ぶことがある。Ｚ軸表面電極１６，２２は、Ｘ軸とＹ軸にほぼ垂直な第３軸に沿って、患者の胸部の胸骨と背骨に沿ってそれぞれ取り付けられており、それぞれを胸電極と背電極と呼ぶことがある。心臓１０は、上述のペア電極の間に位置している。追加的な表面リファレンス電極（例えば、「腹部パッチ」等）２１は、システム８のリファレンス電極及び／又は接地電極として機能する。腹部パッチ電極２１は、固定された心臓内電極３１の代替である。患者１１には従来の心電図（ＥＣＧ）システムのほぼ全部、もしくは全部のリードが配置されていることが理解される。図１に図示されていないが、このＥＣＧ情報は、システム８によって利用可能である。
【００３３】
少なくとも１つの電極１７（例えば、末端電極）を有する代表的なカテーテル１３を示す。本明細書では、この代表的なカテーテル電極１７を、「可動電極」又は「測定電極」と呼ぶことがある。具体的には、カテーテル１３に設けられた複数の電極又は複数のそのようなカテーテルが用いられる。１つの実施形態では、例えば、システム８は、患者の心臓及び／又は脈管構造内に配置される最大１２本のカテーテルと、それらに設けられる最大６４個の電極を備えていてもよい。無論、上記の構成は単なる例示であり、本発明はその他の数の電極とカテーテルを用いることをも含んでいる。
【００３４】
固定レファレンス電極３１（これは、例えば、心臓１０の心壁に固定されている）が、第２カテーテル２９にオプションとして設けられている。キャリブレーションを行うために、この電極３１は（例えば心臓の心壁近辺または心壁そのものに固定された）固定型であってもよいし、あるいは、可動電極１７との空間位置関係が固定されて配置されていてもよい。固定レファレンス電極３１は上述の表面レファレンス電極２１に追加して用いられてもよいし、その代替として用いられてもよい。例えば、多くの場合、心臓１０の冠状静脈洞電極又はその他の固定電極を電圧と変位の測定のレファレンスとして用いることができる。
【００３５】
それぞれの表面電極は多重スイッチ２４に接続されており、電極のペアはコンピュータ２０で実行されるソフトウェアによって選択される。多重スイッチ２４は、電極を信号生成手段２５に接続する。コンピュータ２０は、例えば、従来の汎用目的のコンピュータであってもよいし、ある目的に特化されたコンピュータであってもよいし、一般的に流通しているコンピュータであってもよいし、その他の如何なるタイプのコンピュータであってもよい。コンピュータ２０は、例えば単一のＣＰＵや複数のＣＰＵ等の、１つ又は複数のプロセッサを備えており、一般的に並列処理環境といわれる機能を有している。一般的に、生体コンダクタ内でカテーテルナビゲーションを実行するために、名目上は互いに垂直な３つの電界は、通電され、かつ感知された一連の電気的双極子によって生成される。この一方で、これらの垂直なフィールドは分解することができ、表面電極のいずれのペアを双極子として稼動させても、効率的に電極の三角化を行うことができる。さらに、そのような非垂直手法によると、システムは柔軟性を増すことができる。所望のいずれの軸においても、予め設定された（ソース−シンク間の）通電構成の結果として心臓内電極１７上で測定される電位は代数処理的に組み合わせることができ、これにより、単純に単一の電流を垂直な軸に流すことで得られる電位と同様の電位を得ることができる。
【００３６】
つまり、例えば腹部パッチ２１等の接地リファレンスに対して、表面電極１２，１４，１６，１８，１９，２２のいずれか２つを双極子のソースとドレンとして選択する一方で、励磁されていない電極によって接地リファレンスを基準とする電圧を測定することができる。心臓１０の内部に配置された測定電極１７は電流パルスからの電界にさらされ、例えば腹部パッチ２１等の接地を基準とした測定が行われる。上述したように、少なくとも１つの電極が心臓の内部表面に固定されており、固定リファレンス電極３１を形成している。ここでも、接地を基準とした測定が行われる。それぞれの表面電極、内部電極、及び中間電極からのデータセットは、心臓１０内の測定電極１７もしくはその他の電極のロケーションを特定するために用いられる。当業者であれば、測定電極１７が電気生理的データを測定するのに用いることができるとともに、システム８をそのデータを測定した測定ポイントのロケーション情報と関連付けられた電気生理的データの保管に用いることができることが理解されるであろう。
【００３７】
モデリングプロセッサとジオメトリープロセッサは、当業者にとって自明ないかなるハードウェア及びソフトウェアの組み合わせによって実現されてもよい。例えば、より好ましい実施形態では、モデリングプロセッサは、例えば、セント・ジュード・メディカル・エイトリアル・フィブリレーション・ディヴィジョン社のＥｎＳｉｔｅ ＮａｖＸ（登録商標）ナビゲーション＆ビジュアライゼーションシステム等の、局地化／マッピングシステムを備えていてもよい。この一方で、例えば、バイオセンス・ウェブスター社のＣＡＲＴＯナビゲーション＆ロケーションシステム等の、その他の局地化システムを本発明に関連して用いてもよい。米国特許番号第６９９０３７０号、第６９７８１６８号、第６９４７７８５号、第６９３９３０９号、第６７２８５６２号、第６６４０１１９号、第５９８３１２６号、第５６９７３７７号等の特許に記載の局地化とマッピングのシステム（それらの全ては参照により本明細書に援用される）を、本発明に関連して用いてもよい。ジオメトリープロセッサもまた、当業者にとって自明ないかなるハードウェア及びソフトウェアの組み合わせによって実現されてもよい。例えば、より好ましい実施形態では、ジオメトリープロセッサは、モデリングプロセッサによって生成される情報を処理可能であって、複合形状モデルを提供するように設計されたソフトウェア・ソリューションであってもよい。
【００３８】
データポイントの集団を作成するために、１つ又は複数の心臓内電極１７をランダムに、あるいは擬似的にランダムに、あるいは患者の心房室の１つ又はそれ以上のパターンに沿って動かし、これとともに、システム８が１つ又は複数の電極１７のロケーションを測定して、データポイント４０の集団５０を作成することができる。このとき、システム８は、集団５０のそれぞれのデータポイント４０について、位置データを特定するロケーションデータを用いる。図２は、そのような手法により作成されるポイント４０の集団５０を例示する。一般的に、集団５０において最も周辺部に位置するデータポイント群４０は、心臓弛緩期又は心臓拡張期において最大体積（ボリューム）を有しているときの心房室の内壁に対応している。
【００３９】
ポイント４０の集団５０に面をあてはめる技術の１つでは、例えば図３に示すように、その面全体が基準ポイントから「可視」であることを想定する。そのような面は、基準ポイントから見たときの「視野線」上にある、と称することがある。即ち、基準ポイントからその面上のいずれのポイントに対しても、ポイント４０の集団５０を確定する境界の外側を通らない直線４２をひくことができる。このようなライン・オブ・サイト面形成において基準ポイントを選ぶ際の手法の１つとして、ポイント４０の集団５０の平均中心点４５を特定する方法がある。平均中心点４５は、ポイント４０の集団５０の質量中心を求める公知のアルゴリズムを用いて特定することができるし、その他の手法によって求めることもできる。この結果、図３〜４に示すように、表面モデルは平均中心点４５から外側へと扇状のスライスを拡大していくことによって作成される。図３に示すように、扇状の「ビン」４４の配列を位置データポイント４０のグループ４８のまわりにフィットさせていくことによって、このロケーションデータからシェルあるいは面を描写することができる。図４に示すように、ビン４４は平均中心点４５に基づいてデータポイント４０の集団５０内に構成されており、平均中心点４５から外側に向けて、その境界線を拡大していく。ビン４４は、そのビン４４によって内包されるスライスの最も遠いデータポイント４４まで伸びている。なお、ビン４４は図３では２次元で概要的に表現されているが、ビン４４は三次元的な体積を有している。このため、ビン４４の放射状の端面４６は、心房室壁の表面とほぼ同様の形状である。そして、一般的な形状スムージングアルゴリズムを適用して、ビン４４の放射状端面４６から作成されたシェルの表面を円滑化することができる。
【００４０】
そして、最終的には上述の立体形の表面は離散化された表現で規定される。好ましくは、上述の離散化された表現はポリゴンを含むものであり、より好ましくは、上述の離散化された表現は、角（頂点）を共有するとともに、その他の面との隣接状態に関する「トポロジー」情報を具備する平面的な三角形状面のを含んでいる。例えば、ドロネー三角形分割手法等の、三角形状面を用いて表面をモデル化する技術が知られている。
【００４１】
上述したように、この表面作成手法は、表面の全体が平均中心点４５からの視野線上にあることを想定している。しかしながら、このような想定は、人体の解剖学的構造をモデル化する際に必ずしも正しいわけではない。このため、上記の手法は、例えば図５に示すような形状に対して正確な形状表現を生成することができない。複雑な表面１００の全ての面が、平均中心点４５から「可視」ではない。実際に、複雑な表面１００は、平均中心点４５から「見る」ことができない３つの隠れた領域１１０を備えている。当業者であれば、複雑な表面１００では、表面をモデル化するための基準点がどこに置かれたとしても、隠れた領域が生じてしまうことが理解されるであろう。仮に、隠れた領域を補おうとする場合、その結果は、図６に示すように、ライン・オブ・サイトモデルの柔軟性がないがために贋のボリューム１２０を含んでしまい、不正確なモデリングとなってしまう。
【００４２】
本発明は、上述の表面モデリング技術を複数回用いるとともに、各回ごとにモデル化される対象構造の異なる領域にあるポイント集団の一部分を用いることにより、真の表面形状のより正確な表現を取得するためのソリューションを提供する。例えば、複雑な表面１００は少なくとも３つの異なる形状に分割化することができ、それらのそれぞれについて、上述のライン・オブ・サイト手法を用いて正確にモデル化することができる。それら個別の形状はその後組み合わせることができ、その結果として視野線による制限を克服する正確な表面モデルを得ることができる。
【００４３】
図７に、複雑な表面１００をＳ１，Ｓ２，Ｓ３，Ｓ４の４個のライン・オブ・サイト面（それぞれ平均中心点Ｃ１，Ｃ２，Ｃ３，Ｃ４を有する）に分割する上述の分割化技術を示す。図８に例示するように、それぞれの面の体積はつなぎ合わされ、あるいは組み合わされて複合立体形を構成しており、それら表面の内側部分１３０は上述の形状から良好に排除され、残りのデータポイント群によって複雑な表面１４０が画定されている。
【００４４】
個別に作成された面を１つの複合体として融合される１つの手法に、それらの面によって囲まれる体積にブール式ＯＲ処理を行うとともに、この体積を画定するオリジナルの面の部分を維持する手法が挙げられる。例えば、ブール式形状オペレータは、テクニオンを通じて利用可能なＩＲＩＴライブラリを含むさまざまなソフトウェアライブラリで入手可能であるし、その他のライブラリで入手してもよい。２以上の面が関係する場合、ブール式処理はペアを単位として実行され、各処理の結果は次のブール式処理の入力値の１つとして用いられる。
【００４５】
複数の立体形を組み合わせる場合、１つの立体が交差するポイントを特定するという課題が存在する。図９〜１２は、本発明が上述の課題を解決する１つの手法を表わす。具体的には、複数のライン・オブ・サイト面Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３，Ｓ４が１つの複合面１４０としてつなぎ合わされている。
【００４６】
角（頂点）を共有する平面的な三角形状の小面を有する離散化された表現と隣り合う面に関するトポロジー情報によって各立体の表面が定義されている場合、組み合わせ処理は、その他の表面によって囲まれる体積の外側にその全体がある各面から上述の小面を特定し、特定されたそれら小面を処理結果物である複合面上に維持するプロセスから始まる。さらに、上述のその他の表面と交差する１つ又は複数の小面もまた特定される。これらの小面は、三角形の小面が互いに交差する位置に形成される１つ又は複数の交差線に沿ってトリミング処理される。この結果、上述のその他の表面によって囲まれる体積の外側にある小面の小部分が三角形分割され、結果として得られる複合面上に残される。最終的な処理では、図１１に示すように、トリミング処理によって得られた新たな小面のトポロジー情報が生成される。
【００４７】
図１０は、図９の複合化前の２つの表面Ｓ１とＳ４において１５０で示す離散化された表現の拡大分解図である。図１０では、２つの異なる表現からなる三角形分割された小面がどのようにして交差するのかを示しており、さらに、その交差部分を画定する新しいデータポイントをどのように画定するのかを例示している。（平均中心点Ｃ１を有する）表面Ｓ１は、緑色の線によって画定される三角形分割された小面であり、（ライン・オブ・サイト平均中心点Ｃ４に関する）表面Ｓ４は、赤色の線によって画定される三角形分割された小面である。緑色の太線で示される交差線は、表面Ｓ１の固有の頂点１５２を画定しており、一方で赤色の太線で示される交差線は表面Ｓ４の固有の頂点１５４を画定している。図１０では、破線は上述のその他の立体の体積の内部にあるか、あるいはそれと重合していることが推測される三角形状の小面の部分を表わしている。換言すれば、三角形小面と（緑と赤の）太線によって画定される三角形小面の部分は外側の、あるいは重合していない離散化面を画定している。
【００４８】
図１１では、複合立体の内部側にあるオリジナルの小面１５６の部分が、内部側のポリゴンがトリミングされたという前提のもとに除去された様子を示す。（赤又は緑の）太線がトリミング線と交差するポイントは、、新たな三角形小面１５８が形成される新たな頂点を定義するものである。図１１に示す（赤又は緑の）点線は、図１０の点線よりも重要な意義を有している。図１１では、点線は新たに画定されたエッジ１６０を表わしており、これらが表面Ｓ１と表面Ｓ４の交差線１６２を画定することを補助する三角形小面を形成している。
【００４９】
つなぎ合わせ処理と複合モデルの作成処理とを実現するために、コンピュータ処理をプログラミングしてもよい。コンピュータ処理は、多面体の交差部分に沿ってその一部をトリミングする処理に好適であり、同様に、交差線に沿って表面を画定する三角形小面の頂点を特定する処理にも好適である。
【００５０】
交差線１６２の新たなデータポイントを定義する際に、元々は集団５０の中のポイント４０と対応付けられていた電気生理的データを複合表面にマッピングするという課題が存在する。正確な表面トポロジーを保持することは、表面上のポイント間の最短パスや最短距離を特定する処理や、形状自由な切り抜きを作成する処理や、適切なマップデータを当該表面に書き込む処理や、データマップの同一輪郭形状を作成する処理等の、複合表面に対してその後に実行される処理にとって重要なことである。つなぎ合わされた表面の交差部分近傍のデータポイントで測定された値は、交差部分の近くの表面を画定するために新たに意義された三角形小面の新たに定義された頂点に一致しないことが多いことが見出された。このため、元々の測定ポイントは適切な表面又は表面ポイントに投影されなければならず、実用上は、ラベルや構造的マーカー等のアイテムを複合表面上に投影しなければならない。
【００５１】
本発明は、測定ポイントと、ラベル及び／又は構造的マーカーを複合面に投影するための少なくとも２つの手法を提示するものである。１つ目の方法では、どのオリジナルの（複合化されていない）表面にアイテムが投影されるべきであるのかが既知であれば、そのアイテムは、その表面の中心点に向けて投影し、その表面と交差するまで伸ばすことができる。図１２に、このことを示す。例えば、仮に、オリジナルの表面Ｓ２（平均中央点Ｃ２を有する）上にポイントＰが位置することが既知である場合、ＰからＣ２に向けて線１６４を投影することができ、さらに、この投影線が表面Ｓ２と交差する位置を、ポイントＰ１とすることができ、このポイントＰ１にポイントＰに対応付けられる情報を投影することができる。この技術では、一表面が他の表面と融合される前の当該表面を画定するポイントに対応付けられるトポロジー情報を保管しておくことの重要性を示している。
【００５２】
２つ目の手法では、さらに別の投影方法が用いられる。この手法は、上述の第１の手法と組合せて用いてもよいし、第１の手法の代替として用いてもよい。ここでは、ポイントＰは単純に、複合面の最も近接する位置に投影される。これについても、図１２に示す。この手法では、ポイントＰは最も近いポイントＰ２に投影される。Ｐ２の方がＰ１よりも近いことから、第２の手法による投影は第１の手法のそれとは異なる結果を出力する。当業者であれば、特定の基準ポイントに最も近いデータポイントを特定するための手法が複数存在することが理解されるであろう。
【００５３】
上記した例では、平面的な三角形状小面を用いた場合について本発明の説明をしたが、これは説明のために便宜上そうしたものであり、本発明を何ら限定するものではない。本明細書で開示される手法は、対象となる表面をモデル化するために用いることが可能なその他のポリゴンについても適用することができる。
【００５４】
さらに、上記した例では重なり合う表面領域を処理する場合について本発明の説明をしたが、本発明は重なり合わない表面領域についても同様に適用することができる。例えば、図７を参照して、本発明は（重なり合わない）表面Ｓ３と表面Ｓ４を複合化する場合についても適用することができる。
【００５５】
以上、本発明の複数の実施形態について、ある程度の詳細にわたって説明したが、当業者であれば、本発明に含まれる範囲から逸脱しない範囲において、本明細書に記載された実施形態に対して様々な変更を加えることができるであろうことが推察される。例えば、上記の記載では、三次元モデルにデータが対応付けられる場合について説明しているが、データは、上記の例に限定されることなく、二次元の、三次元の、静的な、あるいは経時的なイメージやモデルに対応付けることができる。全ての方向に関する記載（例えば、高低、上下、左右、左方面、右方面、頂部、底部、下、垂直、水平、時計回り、反時計回り等）は、本発明に対する読者の理解を補助する目的のために用いられているだけであり、本発明に関し、特にその位置、方向、使用状態について何ら限定するものではない。以上の全ての記載と本明細書に添付する図面の記載は例示的であり、限定を与えるものではない。本明細書に添付される請求項によって定義される本発明の原理から逸脱しない範囲において、細部や構成における変更やを行うことが可能である。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
対象構造の第１部分を画定する第１群のロケーションポイントであって、第１群の全てのロケーションポイントへ視野線を引くことができる第１平均中心点を有する第１群のロケーションポイントを取得する工程と、
前記第１群のロケーションポイントを用いて前記第１部分の第１三次元表面モデルを生成する工程と、
前記対象構造の前記第１部分に含まれない少なくとも一つの領域を含む第２部分を画定する第２群のロケーションポイントであって、第２群の全てのロケーションポイントへ視野線を引くことができる第２平均中心点を有し、前記第２群のロケーションポイントの少なくとも一つのロケーションポイントは前記第１平均中心点からの視野線上にない第２群のロケーションポイントを取得する工程と、
前記第２群のロケーションポイントを用いて前記第２部分の第２三次元表面モデルを生成する工程と、
前記第１三次元表面モデルと前記第２三次元表面モデルを組み合わせて、前記対象構造の前記第１部分及び前記第２部分の複合三次元表面モデルを作成する工程
を備える対象構造の表面モデルを作成する方法。
【請求項２】
前記第１三次元表面モデルを生成する工程は、前記第１群のロケーションポイントを用いて、複数のポリゴンを有する前記対象構造の前記第１部分の第１三次元表面モデルを生成する工程を備え、
前記第２三次元表面モデルを生成する工程は、前記第２群のロケーションポイントを用いて、複数のポリゴンを有する前記対象構造の前記第２部分の第２三次元表面モデルを生成する工程を備える
ことを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記組み合わせ工程は、
完全に前記対象構造の前記第２部分の体積の外側にある前記第１三次元表面モデルの複数のポリゴンを特定する工程と、
完全に前記対象構造の前記第１部分の体積の外側にある前記第２三次元表面モデルの複数のポリゴンを特定する工程と、
完全に前記対象構造の前記第２部分の体積の外側にある複数の特定されたポリゴンと完全に前記対象構造の前記第１部分の体積の外側にある複数の特定されたポリゴンとを備える複合三次元表面モデルを画定する工程を備える
ことを特徴とする請求項２に記載の方法。
【請求項４】
前記ポリゴンは複数のエッジによって画定されるものであり、
前記第２三次元表面モデルのポリゴンと交差する前記第１三次元表面モデルの各ポリゴンについて前記第１及び第２三次元表面モデルのいずれかよりも内側において交差する多面体の部分を排除するために交差線に沿ってトリミングして、複数のトリミング済みエッジを作成する工程と、
交差する多面体の少なくとも１つの頂点を自身の頂点として用いるとともに、前記トリミング済みエッジが交差線に一致するポイント群を追加的な複数の頂点として用いる多面体であって交差面領域を画定する新たな多面体を画定する工程と、
前記交差面領域を画定する前記新たな多面体を追加することで前記複合三次元モデルを補足する工程
をさらに備えることを特徴とする請求項３に記載の方法。
【請求項５】
前記新たな多面体のトポロジー情報を生成する工程をさらに備えることを特徴とする請求項４に記載の方法。
【請求項６】
測定ポイントＰから前記第１平均中心点と前記第２平均中心点の１つへ線を投影し、その投影線と前記複合三次元モデルとが交差する前記複合三次元モデルの表面上のポイントＰ１を特定する工程と、
前記測定ポイントＰからの測定情報と前記複合三次元モデルの表面上の前記ポイントＰ１とを対応付ける工程
をさらに備えることを特徴とする請求項４に記載の方法。
【請求項７】
測定ポイントＰに最も近い前記複合三次元モデルの表面上のポイントＰ２を特定する工程と、
前記測定ポイントＰからの測定情報と前記複合三次元モデルの表面上の前記ポイントＰ２とを対応付ける工程
をさらに備えることを特徴とする請求項４に記載の方法。
【請求項８】
前記対象構造の前記第１部分と前記第２部分のモデリングに用いられるポリゴンは、複数のエッジによって画定される三角形であることを特徴とする請求項２に記載の方法。
【請求項９】
前記組み合わせ工程は、
完全に前記対象構造の前記第２部分の体積の外側にある前記第１三次元表面モデルの複数の三角形を特定する工程と、
完全に前記対象構造の前記第１部分の体積の外側にある前記第２三次元表面モデルの複数の三角形を特定する工程と、
前記第２三次元表面モデルの三角形と交差する前記第１三次元表面モデルの各三角形について前記第１及び第２三次元表面モデルのいずれかよりも内側において交差する三角形の部分を排除するために交差線に沿ってトリミングして、複数のトリミング済みエッジを作成する工程と、
交差面領域を画定する新たな三角形群であって、それぞれの新たな三角形が交差する三角形の頂点を第１頂点として用いるとともに１又は複数の交差する三角形のトリミング済みエッジが交差線に一致するポイント群のポイントを第２及び第３頂点として用いる三角形群を画定する工程と、
（ａ）完全に前記第２部分の体積の外側にある複数の特定された三角形と、（ｂ）完全に前記第１部分の体積の外側にある複数の特定された三角形とを備える複合三次元表面モデルを画定する工程を備える
ことを特徴とする請求項８に記載の方法。
【請求項１０】
前記第１三次元表面モデルは、前記第２三次元表面モデルから分離されていることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項１１】
複数の測定ロケーションと前記複数の測定ロケーションのそれぞれにおいて行われた電気生理的測定の情報とを特定する位置情報を有する心臓の電気生理的マップを取得する工程と、
特定された複数の測定ロケーションについて、それらの測定ロケーションに近接する前記複合三次元表面モデルのロケーションポイントを特定する工程と、
前記複合三次元表面モデルにおいて特定されたロケーションポイントと測定ロケーションの近接の程度に応じて、前記特定されたロケーションポイントに対する前記測定ロケーションに少なくとも１つの電気生理的レベルを付与する工程
をさらに備えることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項１２】
測定電極を心臓の一部分に挿入する工程と、
前記測定電極を前記心臓の表面上の複数のロケーションに配置する工程と、
前記心臓の表面上の前記複数のロケーションのぞれぞれから位置情報を受信する工程と、
前記心臓の表面上の前記複数のロケーションのそれぞれにおける電気的活動を記録する工程と、
測定ポイントから前記第１平均中心点と前記第２平均中心点の１つへ線を投影する工程と、
前記投影線と前記複合三次元表面モデルとが交差する前記複合三次元表面モデルの表面上のポイントを特定する工程と、
記録された前記電気的活動と、前記投影線と前記複合三次元表面モデルとが交差する前記複合三次元表面モデルの表面上の前記ポイントとを対応付ける工程
をさらに備えることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項１３】
心臓の第１部分にある複数のロケーションポイントの位置情報を有する前記心臓の前記第１部分の第１三次元モデルを生成するとともに、前記心臓の第２部分にある複数のロケーションポイントの位置情報を有する前記心臓の前記第２部分の第２三次元モデルを生成するモデリングプロセッサと、
前記第１三次元モデルと前記第２三次元モデルを組み合わせて、前記心臓の前記第１部分と前記第２部分の複合形状モデルを作成するジオメトリープロセッサを備え、
前記心臓の前記第２部分は、前記心臓の前記第１部分に含まれない少なくとも一つの領域を含み、
前記複合形状モデルの表面上の少なくとも１つのポイントは、前記複合形状モデルの平均中心点からの視野線上にない
ことを特徴とする複雑な心臓の形状を医師に表示提供するためのシステム。
【請求項１４】
前記モデリングプロセッサは、前記心臓の前記第１部分と前記第２部分の前記複合形状モデルを表示するための表示装置をさらに備えることを特徴とする請求項１３に記載のシステム。
【請求項１５】
前記モデリングプロセッサは、前記心臓の前記第１部分と前記第２部分の前記複合形状モデルを表示するための表示装置をさらに備えることを特徴とする請求項１３に記載のシステム。
【請求項１６】
前記モデリングプロセッサは、
その末端に電極を備えるカテーテルと、
前記電極の位置を特定する位置特定システム
をさらに備えることを特徴とする請求項１３に記載のシステム。
【請求項１７】
前記第１三次元モデルと前記第２三次元モデルは、それぞれ複数の三角形を有しており、
前記ジオメトリープロセッサは、複数の三角形を追加して前記第１三次元モデルと前記第２三次元モデルをつなぎ合わせるとともに、前記第１三次元モデルと前記第２三次元モデルとそれらをつなぎ合わせるために追加された前記複数の三角形の組み合わせのデータ表現を生成する
ことを特徴とする請求項１３に記載のシステム。
【請求項１８】
前記第１三次元モデルと前記第２三次元モデルは、複数のエッジによって画定される複数の三角形をそれぞれ有しており、
前記第１三次元モデルの前記複数の三角形の少なくとも１つは前記第２三次元モデルの前記複数の三角形の少なくとも１つと交差線上で交差しており、
前記ジオメトリープロセッサは、
（ａ）完全に前記第２三次元モデルの体積の外側にある前記第１三次元モデルの第１群の三角形と、
（ｂ）完全に前記第１三次元モデルの体積の外側にある前記第２三次元モデルの第２群の三角形と、
（ｃ）３個の頂点を有する少なくとも１つの転移三角形
を備える複合形状モデルを作成し、
前記少なくとも１つの転移三角形の第１頂点は前記第１三次元モデルと前記第２三次元モデルの他方の三角形と交差する前記第１三次元モデルと前記第２三次元モデルの一方のいずれか１つの三角形と共有されており、第２頂点は前記第１三次元モデルの三角形のエッジが前記第２三次元モデルと交差するポイントによって画定されており、第３頂点は前記第２三次元モデルの三角形のエッジが前記第１三次元モデルと交差するポイントによって画定されており、
前記複合形状モデルは平均中心点を有しており、前記複合形状モデルの少なくとも一部は前記平均中心点からの視野線上にない
ことを特徴とする請求項１３に記載のシステム。
【請求項１９】
対象構造の第１部分の複数のロケーションポイントについて位置情報を有する前記対象構造の前記第１部分の第１三次元モデルを取得する工程と、
対象構造の第２部分の複数のロケーションポイントについて位置情報を有する前記対象構造の前記第２部分の第２三次元モデルを取得する工程と、
平均中心点と、前記平均中心点からの視野線上にない少なくとも１つの部分を有する前記対象構造の前記第１部分と前記第２部分の複合形状モデルを作成するために、前記第１三次元モデルと前記第２三次元モデルを組み合わせる工程を備え、
前記対象構造の前記第１部分と前記第２部分の少なくとも一方は、前記対象構造の前記第１部分と前記第２部分の他方に含まれない少なくとも一つの領域を含み、
前記第１三次元モデルと前記第２三次元モデルの少なくとも一方はライン・オブ・サイト形状であり、その三次元モデルの全ての部分がその三次元モデルの平均中心点から可視であるという条件を満たしている
ことを特徴とする対象構造の三次元モデルを作成する方法。
【請求項２０】
前記第１三次元モデルを取得する工程は、
対象構造の第１部分に電極を挿入する工程と、
前記対象構造の前記第１部分の表面上の複数のロケーションポイントに前記電極を配置する工程と、
前記対象構造の前記第１部分の表面上の前記複数のロケーションポイントのぞれぞれから位置情報を受信する工程と、
前記対象構造の前記第１部分の前記複数のロケーションポイントのそれぞれの位置情報を有する前記対象構造の前記第１部分の第１三次元モデルを生成する工程を備える
ことを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項２１】
前記第２三次元モデルを取得する工程は、
前記対象構造の前記第２部分の表面上の前記複数のロケーションポイントのそれぞれの位置情報を有するデータファイルを受信する工程と、
前記データファイルからの前記対象構造の前記第２部分の前記複数のロケーションポイントのそれぞれの位置情報を有する前記対象構造の前記第２部分の第２三次元モデルを生成する工程を備える
ことを特徴とする請求項２０に記載の方法。
【請求項２２】
前記第１三次元モデルと前記第２三次元モデルは複数の三角形状面を用いた三次元空間を特定可能にフォーマットされた情報をそれぞれ有しており、
前記第１三次元モデルと前記第２三次元モデルを組み合わせる工程は、
前記第１三次元モデルと前記第２三次元モデルをつなぎ合わせるために複数の三角形を描画する工程と、
前記第１三次元モデルと前記第２三次元モデルとそれらをつなぎ合わせるために描画された前記複数の三角形の組み合わせのデータ表現を生成する工程を備える
ことを特徴とする請求項２１に記載の方法。
【請求項２３】
前記第１三次元モデルと前記第２三次元モデルは複数の三角形を用いた三次元空間を特定可能にフォーマットされた情報をそれぞれ有しており、
前記第１三次元モデルと前記第２三次元モデルを組み合わせる工程は、
完全に前記第２三次元モデルの体積の外側にある前記第１三次元表面モデルの複数の三角形を特定する工程と、
完全に前記第１三次元モデルの体積の外側にある前記第２三次元表面モデルの複数の三角形を特定する工程と、
前記第２三次元モデルの三角形と交差する前記第１三次元モデルの各三角形について、前記第１及び第２三次元表面モデルのいずれかよりも内側において交差する三角形の部分を排除するために交差線に沿って前記三角形のエッジをトリミングして、複数のトリミング済みエッジを作成する工程と、
交差する三角形の少なくとも１つの頂点を自身の頂点として用いるとともに、トリミング済みエッジが交差線に一致するポイント群を追加的な複数の頂点として用いる三角形であって交差面領域を画定する新たな三角形を画定する工程と、
（ａ）完全に前記第２三次元モデルの体積の外側にある第１群の特定された三角形と、（ｂ）完全に前記第１三次元モデルの体積の外側にある第２群の特定された三角形と、（ｃ）前記交差面領域を確定する複数の前記新たな三角形を備える前記対象構造の前記第１部分と前記第２部分の複合三次元モデルを画定する工程を備え、
前記複合形状モデルは、前記複合形状モデルの少なくとも一部分がその視野線上に位置しない平均中心点を有する
ことを特徴とする請求項２１に記載の方法。
【請求項１】
対象構造の第１部分を画定する第１群のロケーションポイントであって、第１群の全てのロケーションポイントへ視野線を引くことができる第１平均中心点を有する第１群のロケーションポイントを取得する工程と、
前記第１群のロケーションポイントを用いて前記第１部分の第１三次元表面モデルを生成する工程と、
前記対象構造の前記第１部分に含まれない少なくとも一つの領域を含む第２部分を画定する第２群のロケーションポイントであって、第２群の全てのロケーションポイントへ視野線を引くことができる第２平均中心点を有し、前記第２群のロケーションポイントの少なくとも一つのロケーションポイントは前記第１平均中心点からの視野線上にない第２群のロケーションポイントを取得する工程と、
前記第２群のロケーションポイントを用いて前記第２部分の第２三次元表面モデルを生成する工程と、
前記第１三次元表面モデルと前記第２三次元表面モデルを組み合わせて、前記対象構造の前記第１部分及び前記第２部分の複合三次元表面モデルを作成する工程
を備える対象構造の表面モデルを作成する方法。
【請求項２】
前記第１三次元表面モデルを生成する工程は、前記第１群のロケーションポイントを用いて、複数のポリゴンを有する前記対象構造の前記第１部分の第１三次元表面モデルを生成する工程を備え、
前記第２三次元表面モデルを生成する工程は、前記第２群のロケーションポイントを用いて、複数のポリゴンを有する前記対象構造の前記第２部分の第２三次元表面モデルを生成する工程を備える
ことを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記組み合わせ工程は、
完全に前記対象構造の前記第２部分の体積の外側にある前記第１三次元表面モデルの複数のポリゴンを特定する工程と、
完全に前記対象構造の前記第１部分の体積の外側にある前記第２三次元表面モデルの複数のポリゴンを特定する工程と、
完全に前記対象構造の前記第２部分の体積の外側にある複数の特定されたポリゴンと完全に前記対象構造の前記第１部分の体積の外側にある複数の特定されたポリゴンとを備える複合三次元表面モデルを画定する工程を備える
ことを特徴とする請求項２に記載の方法。
【請求項４】
前記ポリゴンは複数のエッジによって画定されるものであり、
前記第２三次元表面モデルのポリゴンと交差する前記第１三次元表面モデルの各ポリゴンについて前記第１及び第２三次元表面モデルのいずれかよりも内側において交差する多面体の部分を排除するために交差線に沿ってトリミングして、複数のトリミング済みエッジを作成する工程と、
交差する多面体の少なくとも１つの頂点を自身の頂点として用いるとともに、前記トリミング済みエッジが交差線に一致するポイント群を追加的な複数の頂点として用いる多面体であって交差面領域を画定する新たな多面体を画定する工程と、
前記交差面領域を画定する前記新たな多面体を追加することで前記複合三次元モデルを補足する工程
をさらに備えることを特徴とする請求項３に記載の方法。
【請求項５】
前記新たな多面体のトポロジー情報を生成する工程をさらに備えることを特徴とする請求項４に記載の方法。
【請求項６】
測定ポイントＰから前記第１平均中心点と前記第２平均中心点の１つへ線を投影し、その投影線と前記複合三次元モデルとが交差する前記複合三次元モデルの表面上のポイントＰ１を特定する工程と、
前記測定ポイントＰからの測定情報と前記複合三次元モデルの表面上の前記ポイントＰ１とを対応付ける工程
をさらに備えることを特徴とする請求項４に記載の方法。
【請求項７】
測定ポイントＰに最も近い前記複合三次元モデルの表面上のポイントＰ２を特定する工程と、
前記測定ポイントＰからの測定情報と前記複合三次元モデルの表面上の前記ポイントＰ２とを対応付ける工程
をさらに備えることを特徴とする請求項４に記載の方法。
【請求項８】
前記対象構造の前記第１部分と前記第２部分のモデリングに用いられるポリゴンは、複数のエッジによって画定される三角形であることを特徴とする請求項２に記載の方法。
【請求項９】
前記組み合わせ工程は、
完全に前記対象構造の前記第２部分の体積の外側にある前記第１三次元表面モデルの複数の三角形を特定する工程と、
完全に前記対象構造の前記第１部分の体積の外側にある前記第２三次元表面モデルの複数の三角形を特定する工程と、
前記第２三次元表面モデルの三角形と交差する前記第１三次元表面モデルの各三角形について前記第１及び第２三次元表面モデルのいずれかよりも内側において交差する三角形の部分を排除するために交差線に沿ってトリミングして、複数のトリミング済みエッジを作成する工程と、
交差面領域を画定する新たな三角形群であって、それぞれの新たな三角形が交差する三角形の頂点を第１頂点として用いるとともに１又は複数の交差する三角形のトリミング済みエッジが交差線に一致するポイント群のポイントを第２及び第３頂点として用いる三角形群を画定する工程と、
（ａ）完全に前記第２部分の体積の外側にある複数の特定された三角形と、（ｂ）完全に前記第１部分の体積の外側にある複数の特定された三角形とを備える複合三次元表面モデルを画定する工程を備える
ことを特徴とする請求項８に記載の方法。
【請求項１０】
前記第１三次元表面モデルは、前記第２三次元表面モデルから分離されていることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項１１】
複数の測定ロケーションと前記複数の測定ロケーションのそれぞれにおいて行われた電気生理的測定の情報とを特定する位置情報を有する心臓の電気生理的マップを取得する工程と、
特定された複数の測定ロケーションについて、それらの測定ロケーションに近接する前記複合三次元表面モデルのロケーションポイントを特定する工程と、
前記複合三次元表面モデルにおいて特定されたロケーションポイントと測定ロケーションの近接の程度に応じて、前記特定されたロケーションポイントに対する前記測定ロケーションに少なくとも１つの電気生理的レベルを付与する工程
をさらに備えることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項１２】
測定電極を心臓の一部分に挿入する工程と、
前記測定電極を前記心臓の表面上の複数のロケーションに配置する工程と、
前記心臓の表面上の前記複数のロケーションのぞれぞれから位置情報を受信する工程と、
前記心臓の表面上の前記複数のロケーションのそれぞれにおける電気的活動を記録する工程と、
測定ポイントから前記第１平均中心点と前記第２平均中心点の１つへ線を投影する工程と、
前記投影線と前記複合三次元表面モデルとが交差する前記複合三次元表面モデルの表面上のポイントを特定する工程と、
記録された前記電気的活動と、前記投影線と前記複合三次元表面モデルとが交差する前記複合三次元表面モデルの表面上の前記ポイントとを対応付ける工程
をさらに備えることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項１３】
心臓の第１部分にある複数のロケーションポイントの位置情報を有する前記心臓の前記第１部分の第１三次元モデルを生成するとともに、前記心臓の第２部分にある複数のロケーションポイントの位置情報を有する前記心臓の前記第２部分の第２三次元モデルを生成するモデリングプロセッサと、
前記第１三次元モデルと前記第２三次元モデルを組み合わせて、前記心臓の前記第１部分と前記第２部分の複合形状モデルを作成するジオメトリープロセッサを備え、
前記心臓の前記第２部分は、前記心臓の前記第１部分に含まれない少なくとも一つの領域を含み、
前記複合形状モデルの表面上の少なくとも１つのポイントは、前記複合形状モデルの平均中心点からの視野線上にない
ことを特徴とする複雑な心臓の形状を医師に表示提供するためのシステム。
【請求項１４】
前記モデリングプロセッサは、前記心臓の前記第１部分と前記第２部分の前記複合形状モデルを表示するための表示装置をさらに備えることを特徴とする請求項１３に記載のシステム。
【請求項１５】
前記モデリングプロセッサは、前記心臓の前記第１部分と前記第２部分の前記複合形状モデルを表示するための表示装置をさらに備えることを特徴とする請求項１３に記載のシステム。
【請求項１６】
前記モデリングプロセッサは、
その末端に電極を備えるカテーテルと、
前記電極の位置を特定する位置特定システム
をさらに備えることを特徴とする請求項１３に記載のシステム。
【請求項１７】
前記第１三次元モデルと前記第２三次元モデルは、それぞれ複数の三角形を有しており、
前記ジオメトリープロセッサは、複数の三角形を追加して前記第１三次元モデルと前記第２三次元モデルをつなぎ合わせるとともに、前記第１三次元モデルと前記第２三次元モデルとそれらをつなぎ合わせるために追加された前記複数の三角形の組み合わせのデータ表現を生成する
ことを特徴とする請求項１３に記載のシステム。
【請求項１８】
前記第１三次元モデルと前記第２三次元モデルは、複数のエッジによって画定される複数の三角形をそれぞれ有しており、
前記第１三次元モデルの前記複数の三角形の少なくとも１つは前記第２三次元モデルの前記複数の三角形の少なくとも１つと交差線上で交差しており、
前記ジオメトリープロセッサは、
（ａ）完全に前記第２三次元モデルの体積の外側にある前記第１三次元モデルの第１群の三角形と、
（ｂ）完全に前記第１三次元モデルの体積の外側にある前記第２三次元モデルの第２群の三角形と、
（ｃ）３個の頂点を有する少なくとも１つの転移三角形
を備える複合形状モデルを作成し、
前記少なくとも１つの転移三角形の第１頂点は前記第１三次元モデルと前記第２三次元モデルの他方の三角形と交差する前記第１三次元モデルと前記第２三次元モデルの一方のいずれか１つの三角形と共有されており、第２頂点は前記第１三次元モデルの三角形のエッジが前記第２三次元モデルと交差するポイントによって画定されており、第３頂点は前記第２三次元モデルの三角形のエッジが前記第１三次元モデルと交差するポイントによって画定されており、
前記複合形状モデルは平均中心点を有しており、前記複合形状モデルの少なくとも一部は前記平均中心点からの視野線上にない
ことを特徴とする請求項１３に記載のシステム。
【請求項１９】
対象構造の第１部分の複数のロケーションポイントについて位置情報を有する前記対象構造の前記第１部分の第１三次元モデルを取得する工程と、
対象構造の第２部分の複数のロケーションポイントについて位置情報を有する前記対象構造の前記第２部分の第２三次元モデルを取得する工程と、
平均中心点と、前記平均中心点からの視野線上にない少なくとも１つの部分を有する前記対象構造の前記第１部分と前記第２部分の複合形状モデルを作成するために、前記第１三次元モデルと前記第２三次元モデルを組み合わせる工程を備え、
前記対象構造の前記第１部分と前記第２部分の少なくとも一方は、前記対象構造の前記第１部分と前記第２部分の他方に含まれない少なくとも一つの領域を含み、
前記第１三次元モデルと前記第２三次元モデルの少なくとも一方はライン・オブ・サイト形状であり、その三次元モデルの全ての部分がその三次元モデルの平均中心点から可視であるという条件を満たしている
ことを特徴とする対象構造の三次元モデルを作成する方法。
【請求項２０】
前記第１三次元モデルを取得する工程は、
対象構造の第１部分に電極を挿入する工程と、
前記対象構造の前記第１部分の表面上の複数のロケーションポイントに前記電極を配置する工程と、
前記対象構造の前記第１部分の表面上の前記複数のロケーションポイントのぞれぞれから位置情報を受信する工程と、
前記対象構造の前記第１部分の前記複数のロケーションポイントのそれぞれの位置情報を有する前記対象構造の前記第１部分の第１三次元モデルを生成する工程を備える
ことを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項２１】
前記第２三次元モデルを取得する工程は、
前記対象構造の前記第２部分の表面上の前記複数のロケーションポイントのそれぞれの位置情報を有するデータファイルを受信する工程と、
前記データファイルからの前記対象構造の前記第２部分の前記複数のロケーションポイントのそれぞれの位置情報を有する前記対象構造の前記第２部分の第２三次元モデルを生成する工程を備える
ことを特徴とする請求項２０に記載の方法。
【請求項２２】
前記第１三次元モデルと前記第２三次元モデルは複数の三角形状面を用いた三次元空間を特定可能にフォーマットされた情報をそれぞれ有しており、
前記第１三次元モデルと前記第２三次元モデルを組み合わせる工程は、
前記第１三次元モデルと前記第２三次元モデルをつなぎ合わせるために複数の三角形を描画する工程と、
前記第１三次元モデルと前記第２三次元モデルとそれらをつなぎ合わせるために描画された前記複数の三角形の組み合わせのデータ表現を生成する工程を備える
ことを特徴とする請求項２１に記載の方法。
【請求項２３】
前記第１三次元モデルと前記第２三次元モデルは複数の三角形を用いた三次元空間を特定可能にフォーマットされた情報をそれぞれ有しており、
前記第１三次元モデルと前記第２三次元モデルを組み合わせる工程は、
完全に前記第２三次元モデルの体積の外側にある前記第１三次元表面モデルの複数の三角形を特定する工程と、
完全に前記第１三次元モデルの体積の外側にある前記第２三次元表面モデルの複数の三角形を特定する工程と、
前記第２三次元モデルの三角形と交差する前記第１三次元モデルの各三角形について、前記第１及び第２三次元表面モデルのいずれかよりも内側において交差する三角形の部分を排除するために交差線に沿って前記三角形のエッジをトリミングして、複数のトリミング済みエッジを作成する工程と、
交差する三角形の少なくとも１つの頂点を自身の頂点として用いるとともに、トリミング済みエッジが交差線に一致するポイント群を追加的な複数の頂点として用いる三角形であって交差面領域を画定する新たな三角形を画定する工程と、
（ａ）完全に前記第２三次元モデルの体積の外側にある第１群の特定された三角形と、（ｂ）完全に前記第１三次元モデルの体積の外側にある第２群の特定された三角形と、（ｃ）前記交差面領域を確定する複数の前記新たな三角形を備える前記対象構造の前記第１部分と前記第２部分の複合三次元モデルを画定する工程を備え、
前記複合形状モデルは、前記複合形状モデルの少なくとも一部分がその視野線上に位置しない平均中心点を有する
ことを特徴とする請求項２１に記載の方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【公表番号】特表２００９−５３７２５３（Ｐ２００９−５３７２５３Ａ）
【公表日】平成２１年１０月２９日（２００９．１０．２９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−５１１２２７（Ｐ２００９−５１１２２７）
【出願日】平成１９年５月１６日（２００７．５．１６）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＵＳ２００７／０６９０６４
【国際公開番号】ＷＯ２００７／１３７０８４
【国際公開日】平成１９年１１月２９日（２００７．１１．２９）
【出願人】（５０６２５７１８０）セント・ジュード・メディカル・エイトリアル・フィブリレーション・ディヴィジョン・インコーポレーテッド (57)
【Ｆターム（参考）】
【公表日】平成２１年１０月２９日（２００９．１０．２９）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年５月１６日（２００７．５．１６）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＵＳ２００７／０６９０６４
【国際公開番号】ＷＯ２００７／１３７０８４
【国際公開日】平成１９年１１月２９日（２００７．１１．２９）
【出願人】（５０６２５７１８０）セント・ジュード・メディカル・エイトリアル・フィブリレーション・ディヴィジョン・インコーポレーテッド (57)
【Ｆターム（参考）】
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