JP2014508020A - インターベンション装置の位置決めを支援する画像表現を提供するための医用イメージング装置 - Google Patents

Abstract

インターベンション中に関心領域におけるワイヤ先端４などのインターベンション装置の位置決めを支援する画像表現を提供するための医用イメージング装置と方法が提案される。その点で、以下の処理ステップが実行される：（Ｓ１）関心領域を含むプレライブ解剖学画像１を収集する；（Ｓ２）調節可能なコリメータ装置を有するライブ画像収集装置を用いてライブ解剖学画像を収集する；（Ｓ３）ライブ解剖学画像内でインターベンション装置４の位置５を特定する；（Ｓ４）コリメータ装置を調節済設定にして、ライブ画像収集装置を用いて関心領域をあらわす追加ライブ解剖学画像を後に収集するために、特定されたインターベンション装置の位置に基づいてコリメータ装置の設定を調節する；（Ｓ５）ライブ解剖学画像からの情報をプレライブ解剖学画像と統合することによって画像表現を提供する。それによって、インターベンション装置が連続的に追跡され、コリメータ装置はインターベンション装置の位置に視野を制約し得るので、印加されるＸ線線量を著しく低減し得る。おそらくライブ解剖学画像よりも高い画像コントラストを持つプレライブ解剖学画像を用いてバックグラウンド解剖学情報が最終画像表現に導入され得る。

Description

本発明は、医用インターベンション手順中に関心領域におけるインターベンション装置の位置決めを支援する画像表現を提供するために使用され得る医用イメージング装置に関する。さらに、本発明は医用イメージングシステム、医用イメージング法、コンピュータプログラム及びコンピュータ可読媒体に関し、これらは全て、医用インターベンション装置の位置決め中に例えば外科医を支援するのに使用され得る画像表現を提供するのに適している。

医用インターベンション手順中、一つ以上のインターベンション装置が患者内の関心領域内に正確に位置決めされなければならないことがある。例えば、心臓カテーテル法の最中、ワイヤ先端が血管系内の正確な位置に位置決めされなければならないことがある。こうした位置決めにおいて医師を助けるために、典型的には画像表現を表示するための医用イメージング装置が提供され、この画像表現から医師は関心領域内の患者の解剖学的構造とインターベンション装置の現在位置の両方について情報を引き出し得る。

従来、インターベンション手順中に蛍光透視画像若しくは蛍光透視画像のシーケンスを提供するためにＸ線イメージング装置が使用されている。インターベンション装置は典型的にはＸ線を通さない部分を有するので、蛍光透視画像において、医師はこうしたインターベンション装置の実際の位置を観察し得る。

複数のＸ線透視画像の収集は患者が必須のＸ線被ばくを被ることを意味する。しかしながら、患者の身体を透過するＸ線線量は可能な限り低くなければならない。Ｘ線被ばくを低減するために、ＵＳ７，３４０，０３３ Ｂ２は、収集したＸ線画像から関心領域を決定するため、及びその上にコリメータを調節するために、調節可能なコリメータを有するＸ線画像収集装置を使用することを提案する。その点で、関心領域は心拍及び／又は呼吸の結果として生じる関心臓器の全ての位置を照射野がカバーするために十分な大きさになるように選ばれることができる。

さらに、Ｘ線透視画像はコントラストが悪い可能性があるので、患者の解剖学的構造はそのような透視画像において観察するのが難しい可能性があり、インターベンション装置が患者の解剖学的構造に対してどこに位置決めされるかを決定するのが難しい可能性がある。

上述の欠陥を少なくとも部分的に克服し得る医用イメージング装置が必要とされ得る。特に、医用インターベンション手順中の関心領域におけるインターベンション装置の位置決め中に患者へのＸ線被ばくを低減することができる医用イメージング装置が必要とされ得る。さらに、患者の解剖学的構造内のインターベンション装置の位置を示す詳細な画像表現を提供する医用イメージング装置が必要とされ得る。さらに、こうした有利な画像表現を提供するのに適した、対応する医用イメージングシステム、医用イメージング法、コンピュータプログラム、コンピュータ可読媒体が必要とされ得る。

このような要求は、独立請求項の主題によって満たされ得る。有利な実施形態は従属請求項に定義される。

本発明の第１の態様によれば、インターベンション手順中に関心領域におけるインターベンション装置の位置決めを支援する画像表現を提供するための医用イメージング装置が提案される。医用イメージング装置は次のステップを実行するように構成される：
（ｉ）関心領域を含むプレライブ（ｐｒｅ‐ｌｉｖｅ）解剖学画像を収集するステップ。
（ｉｉ）調節可能なコリメータ装置を有するライブ画像収集装置を用いて、コリメータ装置を事前に設定された設定にして、関心領域を含むライブ解剖学画像を収集するステップ。
（ｉｉｉ）ライブ解剖学画像内のインターベンション装置の位置を特定するステップ。
（ｉｖ）コリメータ装置を調節済設定にして、ライブ画像収集装置を用いて関心領域を含む追加ライブ解剖学画像を後に収集するために、特定されたインターベンション装置の位置に基づいてコリメータ装置の設定を調節するステップ。
（ｖ）ライブ解剖学画像からの情報をプレライブ解剖学画像に統合することによって画像表現を提供するステップ。

上述のステップは指示された順番で実行され得ることが留意され得る。特に、一つ以上のプレライブ解剖学画像とライブ解剖学画像が患者内の同じ関心領域をあらわしてもよく、プレライブ解剖学画像は実際のインターベンション手順を開始する前に収集されてもよく、一方ライブ解剖学画像はインターベンション手順中に収集される。例えば、プレライブ解剖学画像は血管造影画像であり、一方ライブ解剖学画像は蛍光透視画像であり得る。特に、複数のライブ解剖学画像が収集され得るが、複数のライブ解剖学画像の各々からの情報を対応するプレライブ解剖学画像と統合することによって画像表現のシーケンスが提供され得るように、上述のステップ（ｉｉ）乃至（ｖ）が連続的に繰り返される。

本発明の第２の態様は高コントラスト画像を収集するためのプレライブ画像収集装置と、低コントラスト画像を収集するためのライブ画像収集装置で、調節可能なコリメータ装置を有するライブ画像収集装置と、上述の医用イメージング装置と、医用イメージング装置によって提供される画像表現を表示するためのディスプレイとを有する医用イメージングシステムに関する。

本発明の第３の態様は本発明の第１の態様に関する上記の方法ステップを有する医用イメージング法に関する。

本発明の第４の態様はコンピュータ装置上で実行されるときにこうした方法を実行するように構成されるコンピュータプログラムに関する。

本発明の第５の態様はＣＤ‐ＲＯＭなどのコンピュータ可読媒体に関し、コンピュータ可読媒体は前セクションに記載のコンピュータプログラムを記憶している。しかしながら、コンピュータプログラムはまたネットワークを介して提示されてもよく、こうしたネットワークからデータプロセッサのワーキングメモリにダウンロードされてもよい。従って、コンピュータ可読媒体は、コンピュータプログラムを、そこに記憶されるこうしたコンピュータプログラムを有するコンピュータ可読媒体へダウンロードするために利用できるようにするための媒体であり得る。

本発明の要旨は次のアイデアに基づくものとみられ得る。

提案される医用イメージング装置は関心領域内のインターベンション装置の位置を示す有益な画像表現を提供し、それによって外科医がインターベンション装置を正確に位置決めするのを助けるために二つの主要な特徴を組み合わせる：
（ａ）インターベンション装置の位置は連続的に追跡され得、Ｘ線画像収集モードはインターベンション装置の現在位置に依存して適応され得る。その点で、ライブ解剖学画像が収集され、各ライブ画像内のインターベンション装置の位置が決定される。このように決定されたインターベンション装置の位置に基づいて、Ｘ線吸収シャッタ若しくはＸ線減衰ウェッジ配置などのコリメータ装置の設定が調節され得る。言い換えれば、例えばコリメータ装置のシャッタ若しくはウェッジの位置は、後のライブ解剖学画像の収集が、決定されたインターベンション装置の位置に隣接する関心領域の部分領域に制約されるように設定され得る。こうした制約に従って、関心領域の部分領域のみが後のライブ画像を収集するためのＸ線にさらされる。従って、患者を透過する全Ｘ線線量は著しく低減され得る。
（ｂ）しかしながら、コリメータ設定の連続的な調節、すなわち例えばシャッタ若しくはウェッジの連続的な再配置は、収集されたライブ画像の煩わしい視覚的印象をもたらし得ることが認識されている。従って、関心領域の一つ以上のプレライブ解剖学画像を付加的に収集し、各プレライブ解剖学画像を対応するライブ解剖学画像と統合して最終的に画像表現を提供することが提案され、この画像表現において、周辺の解剖学的構造の詳細が主にプレライブ解剖学画像に基づいてあらわされ、一方インターベンション装置の現在位置についての詳細は現在のライブ画像に基づいてあらわされ得る。

その点で、プレライブ解剖学画像がライブ解剖学画像よりも高い画像コントラストで収集され得ることが有益であり得る。例えば、プレライブ解剖学画像は比較的高いＸ線線量で収集される血管造影画像であり得、一方Ｘ線吸収造影剤が関心領域内に存在する。ライブ解剖学画像は造影剤の存在なしにインターベンション手順中に蛍光透視画像として収集され得る。その点で、全Ｘ線線量は、インターベンション装置の現在位置の連続的追跡、及びライブ画像がインターベンション装置のこうした現在位置に隣接する制限領域のみで収集されるようにコリメータ装置の設定を調節することのために、著しく低減され得る。

関心領域におけるインターベンション装置の位置決めを支援するために例えば外科医に提示される最終画像表現は、提供される画像表現において特定されたインターベンション装置の位置に隣接する領域が主にライブ解剖学画像に基づいてあらわされ、一方特定されたインターベンション装置の位置から離れた領域は主にプレライブ解剖学画像に基づいてあらわされるように、ライブ解剖学画像とプレライブ解剖学画像を統合することによって提供され得る。言い換えれば、インターベンション装置の位置は主に現在のライブ解剖学画像に基づいて視覚化され、一方関心領域内の患者の解剖学的構造についての情報は主に、通常はライブ画像よりも高いコントラストを持つ事前に収集されたプレライブ解剖学画像に基づいて提供される。

こうした技術により、ライブ画像収集をインターベンション装置周辺の実際領域に限定しながら、遮蔽された解剖学的バックグラウンドをプレライブの、おそらく事前に収集された、おそらく診断条件において収集されたより充実した内容で復元することによって、全放射線線量が低減され得る。

本発明の実施形態の特徴及び利点は異なる主題を参照して本明細書に記載されることが留意されなければならない。特に、一部の実施形態は方法タイプの特徴に関して記載され、一方他の実施形態は装置タイプの特徴に関して記載される。しかしながら、当業者は上記及び下記の説明から、他に明記されない限り、一つのタイプの主題に属する特徴の任意の組み合わせに加えて、異なる主題に関連する特徴の任意の組み合わせもまた本願とともに開示されるものとみなされることを推測する。特に、特徴は組み合わされて特徴の単純な合計にとどまらない相乗効果をもたらすことができる。

上記の特徴と実施形態及び本発明のさらなる特徴と利点は、以下に記載される実施形態例からも導き出されることができ、実施形態を参照して説明されるが、本発明はそれらに限定されない。本発明は図面を参照して以下により詳細に記載される。

本発明の一実施形態にかかる医用イメージング装置若しくは医用イメージング法を使用し得るＸ線イメージングシステムを示す。 本発明の一実施形態にかかる医用イメージング装置によって実行される方法ステップを記載するチャートを示す。

図面は略図に過ぎず正確な縮尺ではない。

図１は本発明の一実施形態にかかる、画像表現を提供することによって患者内のインターベンション装置の位置決めにおいて外科医を支援するためにインターベンション手順中に使用され得るＸ線医用イメージングシステム１０を概略的に示す。

イメージングシステム１０はＸ線放射を生じるＸ線源１２を備えるＸ線画像収集装置を有する。Ｘ線源１２はＸ線放射を関心領域上にコリメートするためにシャッタ及びウェッジ（不図示）を含むコリメータ１３を有する。検査される患者を受けるテーブル１４が設けられる。さらに、Ｘ線画像検出モジュール１６がＸ線源１２と反対に位置する。イメージング手順中、患者はテーブル１４上に、すなわちＸ線源１２と検出モジュール１６の間に位置する。Ｘ線はＸ線源１２によって放出され、検出モジュール１６によって検出される前に患者を透過する。

検出モジュール１６は、Ｘ線源１２と検出モジュール１６の両方に接続されるデータ処理ユニット１８へデータを送信している。データ処理ユニット１８は上記及び下記に概説する処理ステップに従って解剖学画像を収集して処理するように構成される。従って、データ処理ユニット１８はプレライブ及びライブ解剖学画像を収集するデータインターフェースを有し、ライブ解剖学画像においてインターベンション装置の位置を、その上でＸ線源１２のコリメータ１３をこの位置にフォーカスするように制御するために検出するように構成される。さらに、データ処理ユニット１８はプレライブ及びライブ解剖学画像を統合するように構成される。従って、データ処理ユニット１８は本発明の一実施形態にかかる医用イメージング装置１９として機能し得る。

さらに、データ処理ユニット１８はＸ線イメージングシステムを操作する人、すなわち心臓専門医若しくは心臓外科医などの臨床医へ情報を表示するための表示装置２０に接続される。例えば、患者内のインターベンション装置の現在位置を示す画像表現が表示装置２０上に表示され得る。表示装置は、例えば医用イメージング装置１９によって提供されるインターベンション装置の現在位置を示す画像表現、並びに追加処理されていない、手術部位についての良いライブ情報を与えるライブ画像の両方など、二つの画像を表示するためにも使用され得る。さらに、操作者による情報入力を可能にするためにインターフェースユニット２２が設けられる。

図１に示す実施例はいわゆるＣ型Ｘ線画像収集装置であることが留意される。勿論、本発明は他のタイプの医用イメージングシステムにも関連し得る。

以下において、本発明の一実施形態にかかる医用イメージングシステムによって実行される操作モードと処理ステップが図２に示すチャートを参照して記載される。

本発明の実施形態にかかる医用イメージング法を実行するために、二つのデータ入力が次の通り実行される。

まず、プレライブ解剖学画像１若しくはプレライブ解剖学画像のシーケンスが収集される（ステップ（Ｓ１））。その点で、プレライブ解剖学画像は患者内の関心領域をあらわす。例えば、心臓血管領域があらわされる。プレライブ解剖学画像は典型的にはインターベンション手順の前若しくは周辺で、すなわち、関心領域内に例えばガイドワイヤなどのインターベンション装置が位置決めされる、インターベンション前若しくはインターベンション前後（ｐｅｒｉ‐ｉｎｔｅｒｖｅｎｔｉｏｎａｌ）のフェーズにおいて収集される。典型的には、プレライブ解剖学画像は血管造影画像であり得る。好適には、プレライブ解剖学画像シーケンスを形成する血管造影画像のシーケンスが収集される。一般にこのシーケンスは例えばワイヤ先端などの実施のインターベンション手順中に操作されるいかなるインターベンション装置も含まないが、例えばカテーテル注入先端などのインターベンション手順中に操作されない装置を含み得る。

一般に、プレライブ解剖学画像若しくはプレライブ解剖学画像シーケンスは、後にインターベンション手順中にライブ解剖学画像で特徴づけられるのと同じ関心領域を特徴づける。しかしながら、プレライブ解剖学画像において、このような画像は後のライブ解剖学画像収集において使用されるよりも高いＸ線線量で収集され得るため、特徴は場合によっては増加したコントラストによって強調され得る。さらに、プレライブ解剖学画像の収集中、造影剤が関心領域内に存在し得る。例えば、前のステップにおいて、造影剤が患者の血管に注入され得る。それによって、被ばく状態が強調され、それによって後に収集されるライブ解剖学画像収集と比較してより良い画像コントラストを可能にし得る。

プレライブ解剖学画像はインターベンション手順中にライブ解剖学画像を収集するために後に使用されるのと同じイメージングシステム１０で収集され得る。代替的に、同じ若しくは別のＸ線医用イメージングシステムで、又はＣＴ（コンピュータ断層撮影）若しくはＭＲ（磁気共鳴）などの別のモダリティから収集される３Ｄボリュームからの投影シーケンス若しくはＤＲＲ（デジタル再構成Ｘ線写真）シーケンスがプレライブ解剖学画像を収集するために使用され得る。ＭＲの場合"Ｘ線様プレライブ画像シーケンス"の再構成はいくらか追加の計算を必要とし得る。代替的に、"ＭＲ様"バックグラウンドもＸ線インターベンション中のガイダンスのために十分であり得る。ＤＲＲの場合、全ＤＲＲをバックグラウンド画像として計算する必要はなく、インターベンション装置をガイドするロードマップとして関連する血管若しくは臓器のみを計算すればよい。プレライブ解剖学画像は２Ｄ、３Ｄ、４Ｄ若しくはさらに高次元であり得る。典型的には心房細動（ＡＦ）手順などの電気生理学（ＥＰ）手順において、ＣＴボリュームにおける心臓の一部、典型的には左心房のプレライブセグメンテーションを用いることが多く、これはプレライブ解剖学画像生成のためのソースとして使用され得る。従ってプレライブ解剖学画像は直接収集データとは対照的に、セグメンテーション若しくはモデリングデータから構成され得る。ＡＦにおいて、典型的にはＣＴボリュームからセグメント化された左心房が、ライブ画像面に対応する２Ｄ面上に投影され、様々にレンダリングされ得る。従って"プレライブ解剖学画像"という表現における画像という語は大まかに言えば、解剖学的構造をあらわす、後のライブ画像との統合に対応するデータソースとして理解されるべきである。

別の典型的なインターベンションは経皮的大動脈弁置換術（ＰＶＲ）である。この種の手順において、大動脈交叉及び大動脈基部が典型的にはＣＴボリュームからセグメント化される。このセグメンテーションはプレライブ解剖学画像を生成するのにも役立ち得る。

第２のデータ入力として、関心領域の第１のライブ解剖学画像２が収集される（ステップ（Ｓ２））。この画像収集のために、調節可能なコリメータ装置を有する画像収集装置が使用される。典型的には、Ｘ線吸収シャッタ装置及びＸ線減衰ウェッジ装置の少なくとも一つを含むコリメータ装置を有する蛍光透視画像装置などのＸ線透視画像装置が使用される。しかしながら、コリメータ装置は、Ｘ線吸収若しくはＸ線減衰特性が局所的に変化し得るように制御され得る他のタイプの制御可能なＸ線吸収若しくはＸ線減衰装置も含み得る。本明細書において、Ｘ線吸収とはＸ線が全くＸ線吸収装置を透過しないことを意味し、Ｘ線減衰とはＸ線がＸ線吸収装置を部分的に透過することを意味し得る。シャッタ及び／又はウェッジ装置を持つコリメータの実施例を用いて、シャッタ及び／又はウェッジをＸ線源によって放出されるＸ線ビームの中に導入することによって、このＸ線ビームがコリメートされ得る、すなわちその横寸法が、ライブ解剖学画像が収集されるイメージング領域が制限され得るように、制約され得る。第１のライブ解剖学画像を収集するために、コリメータ装置は関心領域の全領域が撮像されるように完全に開いた状態にあり得るが、後のライブ解剖学画像は、事前に特定されるインターベンション装置の位置に隣接する関心領域の部分領域のみが撮像されるようにコリメータ装置の制約された設定で収集され得る。ライブ解剖学画像は典型的にはインターベンション装置が関心領域内に存在する状態で収集される。例えば、心臓カテーテル法において、このインターベンション装置はカテーテル注入先端３及びワイヤ先端４であり得る。ＡＦ手順において、インターベンション装置は実際には多数であり、ある数の電極とカテーテルによって構成され得る。ＰＶＲインターベンションにおいて、装置は典型的には配置される人工弁によって構成される。しかしながら、装置はモニタリング超音波プローブも含み得る。一般的に言えば、従って装置という語はインターベンション中に関心領域内で操作される複数の別々の存在をあらわし得る。これらの存在は人工補綴、送達器具、測定器具などであり得る。

第１のライブ解剖学画像を収集した後、ワイヤ先端３及び／又は注入先端４などの関心のあるインターベンション装置の位置がライブ解剖学画像内で特定される（ステップ（Ｓ３））。言い換えれば、インターベンション装置はライブ解剖学画像のシーケンス内で追跡され得る。インターベンション装置の位置は第１のライブ解剖学画像に含まれる位置情報、形状情報、及び／又は放射測定内容の分析に基づいて決定され得る。インターベンション装置の現在位置を特定するために、従来のセグメンテーションツールが使用され得る。こうしたセグメンテーションツールは好適にはインターベンション装置のリアルタイム特定を可能にする。しかしながら、装置位置の決定はアクティブローカライザ、典型的には電磁トラッカ（ＥＭトラッカ）などを通じて、非イメージング器具によっても決定され得る。使用されるとき、こうしたトラッカは関心のある装置上に直接取り付けられる。

位置という語は広義で理解されるべきである。これは装置の正確な点の位置をあらわし得るが、装置上の複数の点若しくは装置に対応するライブ画像の全ピクセルさえもあらわし得る。複数の装置が関与するとき、各個別装置が位置付けられ得るか、又は反対に、これら全装置の全体的代表位置、典型的には重心位置で十分であり得る。

さらに、インターベンション装置の位置の特定において、現在位置パラメータ若しくは運動パラメータに基づくインターベンション装置の将来位置についての予測が含まれ得る。この目的のために、インターベンション装置の軌道が分析され得、それらの予測される将来位置の確率マップが構築され得る。これはインターベンション装置の将来位置５を予測することが可能になり得るように装置運動を予測することを可能にし得る。こうした予測を生成するために通常の時間フィルタリング法が使用され得る。

インターベンション装置の現在位置、及び随意に、インターベンション装置の予測位置を特定した後、ライブ画像収集装置に含まれるコリメータ装置の設定がこうして特定された位置に基づいて調節される（ステップ（Ｓ４））。コリメータ装置が、Ｘ線源から患者を通ってＸ線検出器へ向かうＸ線放射を局所的に減じるためのシャッタ７及びウェッジ６装置の少なくとも一つを有するとき、こうしたコリメータ装置の設定はシャッタ７若しくはウェッジ６装置の位置決めを示し得る。言い換えれば、コリメータ装置の設定を調節することによって、連続的なシャッタリング若しくはウェッジング、すなわちシャッタ７若しくはウェッジ６の再配置が、後に収集されるライブ解剖学画像内でインターベンション装置が見えるように保ちながら視野外を可能な限り遮蔽するように、適用され得る。

一旦、インターベンション装置３，４の予測位置５がわかれば、厳しいシャッタリング／ウェッジングと、後のライブ解剖学画像においてインターベンション装置が非遮蔽、すなわち非コリメート領域内にとどまる確率との間の妥協を最適化することが可能である。例えば、安全マージンが予測位置５周辺に規定され、コリメータ装置の設定は非遮蔽領域８を可能な限り小さく保つためにコリメータ装置のウェッジ６とシャッタ７が再配置されるように調節され得る。同時に、ウェッジ６とシャッタ７はインターベンション装置３，４が次のライブ解剖学画像が収集される前に非遮蔽領域から出るリスクが最小化されるように位置決めされ得る。インターベンション装置３，４の予測位置の確率マップが用意されている場合、シャッタ／ウェッジ配置のために考慮される安全マージンはこうした確率マップの等高線（ｉｓｏ‐ｃｏｎｔｏｕｒ）に直接関連し得る。

後の画像収集においてインターベンション装置がコリメートされた非遮蔽領域８から出たことが検出される場合、コリメータは、インターベンション装置がライブ画像全体内で見つけられ得るように、そしてシャッタ若しくはウェッジが再配置され得るように、完全に開かれ得る。

コリメータ装置の設定を調節した後、ステップ（Ｓ２）乃至（Ｓ４）を含む全プロセスは、非遮蔽領域８の後のライブ解剖学画像が、ライブ画像収集装置のコリメータ装置を調節済設定にして収集され得るように、繰り返され得る。言い換えれば、時点（ｔ−１）における前のライブ解剖学画像に基づいて収集されるインターベンション装置３，４の予測位置が、時点（ｔ）における後のライブ解剖学画像収集のためにコリメータ装置のシャッタ／ウェッジを正確にかつ効率的に配置するために使用され得る。

そしてライブ解剖学画像に含まれる情報は、画像表現９を提供するためにプレライブ解剖学画像に統合され得、この画像表現９においては、インターベンション装置３，４の現在位置についての情報及び関心領域内のバックグラウンドの解剖学的構造についての情報の両方が明らかに見える（ステップ（Ｓ５））。

２つの解剖学画像の統合は複雑な計算を要し得るが、これは例えばＰＣＴ出願番号ＰＣＴ／ＩＢ２０１０／０５４２０８に記載のいわゆる逆ロードマッピング法として一般に知られている。基本的に、プレライブ解剖学画像とライブ解剖学画像をリンクする時空間変換が決定され得る。一般に、こうした時空間変換は関心領域に含まれる臓器の運動解析、及び／又は幾何学に依存して取得され得る。例えば、臓器は患者の心臓であり、運動解析は呼吸及び心臓フェーズ解析を含み得る。時空間変換を生成するために考慮される幾何学は患者テーブル、Ｘ線源、及び／又はＸ線検出器の位置に関連し得る。同様に、このプロセスにおけるインターベンション装置の追跡の関与は多かれ少なかれ明白になり得る。随意に、例えば電磁センサを用いるアクティブトラッキング法もまた適用され得る。

一旦時空間変換がわかれば、これは、プレライブ解剖学画像に存在しない、追跡されたインターベンション装置、すなわち例えばワイヤ先端４などのライブ解剖学画像において操作体であるインターベンション装置に隣接する領域に適用され得る。それによって、特定されたインターベンション装置４の位置に隣接する領域における第２のライブ解剖学画像の部分が最終画像表現においてあらわされる。言い換えれば、ライブ解剖学画像とプレライブ解剖学画像を統合することによって提供される最終画像表現において、特定されたインターベンション装置４の位置に隣接する領域が、主にライブ解剖学画像に基づいてあらわされる。特定されたインターベンション装置４の位置からさらに離れた領域は主にプレライブ解剖学画像に基づいてあらわされる。典型的には、透明度レベルが決定され、プレライブ解剖学画像からのバックグラウンドの解剖学的構造のみがそれを下回って示され、ライブ解剖学画像に示されるインターベンション装置とプレライブ解剖学画像に示される解剖学的構造バックグラウンドはそれを上回って一緒にうまく混合される。

代替的に、特定されたインターベンション装置の位置についての情報は、インターベンション装置のモデル若しくは最終的に提供される画像表現内の対応する位置における任意の位置識別子を視覚化するために使用され得る。

本発明の一実施形態にかかる医用イメージング装置によって実行される処理ステップは第１及びその後のライブ解剖学画像のみについて上述されているが、インターベンション装置の位置を特定するステップ、コリメータ装置の設定を調節するステップ、及び調節済コリメータ設定を用いて後のライブ解剖学画像を収集するステップの処理ステップを連続的に繰り返すことによって、複数のライブ解剖学画像がインターベンション手順中に収集され得る。ライブ解剖学画像の各々をプレライブ解剖学画像、若しくはプレライブ解剖学画像のシーケンスの中から選択された画像と統合することによって、画像表現のシーケンスが提供され得る。こうしたシーケンスにおいて、インターベンション装置は連続的に追跡され、そして追跡されたインターベンション装置上にフォーカスしたライブ解剖学画像が、高いＸ線線量及び／又は造影剤の考えられる使用のためにライブ解剖学画像よりも高い画像コントラストを持つ可能性がある各プレライブ解剖学画像に重ね合わされるので、インターベンション装置の運動が明瞭にあらわされ得る。

オプションとして、提案される医用イメージング装置は図２に（Ｓ６）と示される装置ベースの自動被ばく制御（ＡＥＣ）も含み得る。ＡＥＣは本発明の実施形態にかかる提案されるイメージング法に適応され得る。これは総画像レンダリング並びにインターベンション装置検出及び追跡プロセスの両方が放射線被ばくの適切な制御を通して最適化され得ることを意味する。いくつかの可能性が考慮され得る。例えば、ＡＥＣによって考慮される測定フィールドからのコリメート領域、すなわちウェッジング若しくはシャッタリングによって遮られる領域の明白なリアルタイム除外が実行され得る。付加的に若しくは代替的に、レンダリングされた全シーン、すなわちライブ解剖学画像によって提供されるインターベンション装置についての画像情報と一緒にプレライブ解剖学画像によって提供されるバックグラウンドの解剖学的構造が、視覚視点から最適化され得るように、ＡＥＣの微細な適応が実行され得る。さらに、ＡＥＣは、結果として得られる複合シーンの最適レンダリング、すなわちインターベンション装置情報を加えたバックグラウンド解剖学的構造情報と、インターベンション装置の検出能との間の妥協に達するように、リアルタイムに適応され得る。こうした可能な制御の全ては勿論動的であり、すなわちプレライブ及びライブ解剖学画像１，２並びにインターベンション装置追跡／予測モジュールの両方からくるリアルタイム情報で連続的に更新され得る。

最後に、本発明の実施形態の重要な態様と特徴が代替的な文言で要約される。本発明の態様は二つの主要な特徴に依存する：
ａ）一方で、目標インターベンション中に関心のあるインターベンション装置を追跡し、こうしたインターベンション装置の位置若しくは予測位置に画像ベースの放射線制限を適応させることが提案される。こうした適応は可能な限り厳しく、放射線低減と、連続的に適応される非遮蔽視野内にインターベンション装置を保つ可能性の両方を最適化し得る。
ｂ）他方で、コリメータ装置のシャッタ若しくはウェッジを連続的に動かすことによって確実に作られる煩わしい視覚的印象を抑制するために、逆ロードマッピング法の一般化を使用することが提案される。それによって、インターベンション装置の周辺のみがライブ解剖学画像からとられ、プレライブの、きつくシャッタされていない（ｎｏｎ‐ｔｉｇｈｔｌｙ‐ｓｈｕｔｔｅｒｅｄ）バックグラウンド解剖学画像、ただし典型的には必ずしも造影剤の満たされた血管造影画像ではない画像の上に、示される。

言い換えれば、関心のあるインターベンション装置の位置を決定し予測するために装置追跡が使用される；追跡されたインターベンション装置周辺にあるインターベンション焦点のみに放射線を集中させる、動的な厳しいコリメーションを適用するために画像レベル制御が含まれる；これらの追跡されたインターベンション装置に近接するライブ画像データのみが保持される；これらは、より高線量で場合によっては造影剤を用いて収集され得るためにより豊かなバックグラウンド設定を構成し得るプレライブバックグラウンド解剖学画像シーケンスに投影され、重ね合わされる。

提案される技術により、おそらくコントラスト情報がより豊富で、おそらく診断条件において収集されている、プレライブ解剖学画像コンテンツで遮蔽バックグラウンドを復元しながら、ライブ放射線損害がインターベンション装置の視覚性のみに最適化され得る。

提案される発明は様々なＸ線インターベンション応用において使用され得る。特に、外科医が強い呼吸及び心臓運動の両方に対処しなければならない複雑な心臓経皮的カテーテル法手順において使用され得る。しかしながら、これは血管若しくは場合によっては神経インターベンションなどの多くのより負担の少ない応用においても適用され得る。

最後に、本明細書において"有する"という語は他の要素若しくはステップを除外せず、不定冠詞"ａ"若しくは"ａｎ"は複数を除外しないことが留意されなければならない。請求項における参照符号は範囲を限定するものと解釈されてはならない。

１ プレライブ解剖学画像
２ ライブ解剖学画像
３ インターベンション装置／注入先端
４ インターベンション装置／ワイヤ先端
５ 予測位置
６ ウェッジ
７ シャッタ
８ 非遮蔽領域
９ 画像表現

Claims (15)

1. インターベンション手順中に関心領域におけるインターベンション装置の位置決めを支援する画像表現を提供するための医用イメージング装置であって、
   （ｉ）前記関心領域を含むプレライブ解剖学画像を収集するステップと、
   （ｉｉ）調節可能なコリメータ装置を有するライブ画像収集装置を用いて、前記コリメータ装置を事前に設定された設定にして、前記関心領域を含むライブ解剖学画像を収集するステップと、
   （ｉｉｉ）前記ライブ解剖学画像内の前記インターベンション装置の位置を特定するステップと、
   （ｉｖ）前記コリメータ装置を調節済設定にして、前記ライブ画像収集装置を用いて前記関心領域を含む追加ライブ解剖学画像を後に収集するために、前記特定されたインターベンション装置の位置に基づいて前記コリメータ装置の設定を調節するステップと、
   （ｖ）前記ライブ解剖学画像からの情報を前記プレライブ解剖学画像に統合することによって前記画像表現を提供するステップと
   を実行する、医用イメージング装置。
2. ステップ（ｖｉ）において、前記提供される画像表現において前記特定されたインターベンション装置の位置に隣接する領域が主に前記ライブ解剖学画像に基づいてあらわされ、前記特定されたインターベンション装置の位置から離れた領域は主に前記プレライブ解剖学画像に基づいてあらわされるように、前記ライブ解剖学画像と前記プレライブ解剖学画像が統合される、請求項１に記載の装置。
3. 連続画像表現を提供するためにステップ（ｉｉ）乃至（ｖ）が連続的に繰り返される、請求項１若しくは２に記載の装置。
4. 繰り返される前記ライブ解剖学画像の収集において、前記コリメータの設定が、前記ライブ解剖学画像の収集が前記特定されたインターベンション装置の位置に隣接する前記関心領域の部分的非遮蔽領域に制約されるように、調節される、請求項３に記載の装置。
5. 前記ライブ画像収集装置がＸ線イメージング装置を有し、前記コリメータ装置がＸ線放射線フローを局所的に低減するためのＸ線吸収装置とＸ線減衰装置の少なくとも一つを有し、前記コリメータ装置の設定が前記Ｘ線吸収装置と前記Ｘ線減衰装置の少なくとも一つの位置決めに関連する、請求項１乃至４のいずれか一項に記載の装置。
6. ステップ（ｉｉｉ）において、前記インターベンション装置の位置の特定が、現在位置パラメータと運動パラメータに基づく前記インターベンション装置の将来位置についての予測を含む、請求項１乃至５のいずれか一項に記載の装置。
7. ステップ（ｖ）が、前記統合の前に前記プレライブ画像と前記ライブ画像の少なくとも一つの空間及び時間変換の少なくとも一つをさらに有する、請求項１乃至６のいずれか一項に記載の装置。
8. 前記プレライブ画像が前記ライブ画像よりも高い画像コントラストで収集される、請求項１乃至７のいずれか一項に記載の装置。
9. 前記プレライブ画像が血管造影画像である、請求項１乃至８のいずれか一項に記載の装置。
10. 前記ライブ画像が蛍光透視画像である、請求項１乃至９のいずれか一項に記載の装置。
11. ステップ（ｉｉｉ）において前記インターベンション装置の位置が、前記ライブ解剖学画像に含まれる位置情報、形状情報及び放射測定内容の分析に基づいて決定される、請求項１乃至１０のいずれか一項に記載の装置。
12. 高コントラスト画像を収集するためのプレライブ画像収集装置と、
    低コントラスト画像を収集するためのライブ画像収集装置であって、調節可能なコリメータ装置を有する、ライブ画像収集装置と、
    請求項１乃至１１のいずれか一項に記載の医用イメージング装置と、
    前記医用イメージング装置によって提供される前記画像表現を表示するための表示装置と
    を有する医用イメージングシステム。
13. インターベンション手順中に関心領域におけるインターベンション装置の位置決めを支援する画像表現を提供するための医用イメージング法であって、
    （ｉ）前記関心領域をあらわすプレライブ解剖学画像を収集するステップと、
    （ｉｉ）調節可能なコリメータ装置を有するライブ画像収集装置を用いて前記関心領域をあらわすライブ解剖学画像を収集するステップと、
    （ｉｉｉ）前記コリメータ装置を事前に設定された設定にして前記ライブ解剖学画像内の前記インターベンション装置の位置を特定するステップと、
    （ｉｖ）前記コリメータ装置を調節済設定にして、前記ライブ画像収集装置を用いて前記関心領域をあらわす追加ライブ解剖学画像を後に収集するために、前記特定されたインターベンション装置の位置に基づいて前記コリメータ装置の設定を調節するステップと、
    （ｖ）前記ライブ解剖学画像からの情報を前記プレライブ解剖学画像に統合することによって前記画像表現を提供するステップと
    を含む、医用イメージング法。
14. コンピュータ装置上で実行されるときに、請求項１３に記載の方法を実行するように構成されるコンピュータプログラム。
15. 請求項１４に記載のコンピュータプログラムを記憶したコンピュータ可読媒体。

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