JP5639352B2 - 被写体内の外来物の移動を追跡するための装置 - Google Patents

Description

本発明は、一般にデュアルモダリティ画像化に関し、より詳しくは血管インターベンショナル放射線医学に関する。

血管インターベンショナル放射線医学は、バルーン付きカテーテルを使用した血管形成術をしばしば伴う。バルーンは、一度狭窄エリアなど所定位置に置かれると、管腔をより大きくする目的で、膨らまされて血管壁に斑を押し付ける。従来、透視法は、バルーン付きカテーテルが配置されるエリアへのガイドワイヤの挿入をリアルタイムで追跡するために、使用される。血管構造は、透視画像上では目に見えず、それゆえガイダンスカテーテルを介して造影のボーラス投与量をしばしば注入し、それによって動脈樹の画像を得る。ガイドワイヤおよびカテーテルの正確なガイドが、解剖学的構造への損傷を避けるために必要である。

米国特許第２００８／００８７８３３ Ａ１号公報 米国特許第２００５／０２３８２５３ Ａ１号公報 米国特許第２００３／０１３５１１５ Ａ１号公報

From Wire Reports, Scientists at Duke soon to begin testing 3-D ultrasound probe, Tue September 2, 2008, (2) pgs.

ガイドワイヤの位置決めには、リアルタイムの透視画像化が伴うので、被写体または患者は、通常、手術の過程の間、多い放射線量を被曝し、近くに立つ人員もそうである。さらに、造影剤は、人体によって急速に除去され、したがって複数回、造影剤が注入されることがしばしばあり、それによって、いくつかの場合、腎臓毒性が造影によって誘発され、さらにコストが追加されることになる恐れがある。

一実施形態では、被写体内の外来物の移動を追跡するための装置が、Ｘ線検出器を有したＸ線透視システムと、位置センサを有したプローブを有する超音波システムとを有する。ディスプレイが、Ｘ線透視システムによって取得された静止Ｘ線画像、および超音波システムによって取得されたリアルタイム超音波画像を表示するように構成される。Ｘ線画像および超音波画像は、それぞれが、少なくとも外来物の一部分および少なくとも周辺エリアの一部分を表示する。追跡モジュールが、超音波画像内で外来物の移動を追跡するように構成され、ディスプレイは、さらに、Ｘ線画像上に外来物の移動を表示するように構成される。

他の実施形態では、被写体内にガイドワイヤを位置決めするための方法が、少なくともガイドワイヤの先端部および造影によって表された血管を含む静止Ｘ線画像を表示するステップを含む。少なくともガイドワイヤの先端部および少なくとも血管の一部分を含む、ライブの超音波画像が表示される。ガイドワイヤは、Ｘ線画像および超音波画像の両方上で識別される。ガイドワイヤの移動は、超音波画像中で検出されたガイドワイヤの移動に基づき、Ｘ線画像上に表される。

また別の実施形態では、被写体の血管構造内にガイドワイヤを位置決めするための装置が、Ｘ線管によって発生され、被写体を通過して送られるＸ線を検出するように構成されたＸ線検出器を有する。超音波プローブが、位置センサを有する。少なくとも１つのディスプレイが、Ｘ線検出器によって検出された静止造影強化Ｘ線画像および超音波プローブによって取得されたリアルタイム超音波画像を表示するように構成される。Ｘ線画像および超音波画像は、少なくともガイドワイヤの一部分を表示する。登録モジュールが、Ｘ線画像および超音波画像のそれぞれ中で識別されたポイントに基づきＸ線画像および超音波画像を互いに関し登録するように構成される。ディスプレイは、さらに、超音波画像内で検出されたガイドワイヤの移動に基づき、Ｘ線画像上にガイドワイヤの移動を表示するように構成される。

本発明の実施形態によって形成されたＸ線透視システムと相互接続された超音波システムを示す図である。 本発明の実施形態による、第２の画像化システムによって取得された画像内の外来物の移動に基づき、第１の画像化システムによって取得された画像上で外来物の移動を追跡するための方法を示す図である。 本発明の実施形態による、血管樹パターン、および血管中に挿入されたガイドワイヤおよびガイダンスカテーテルを示す、ディスプレイ上の造影強化Ｘ線画像を示す図である。 本発明の実施形態による、ガイドワイヤを示すＸ線画像およびリアルタイム超音波画像を示す図である。 本発明の実施形態によるＸ線画像およびリアルタイム超音波投影画像を示す図である。

前述の要約、ならびに本発明のいくつかの実施形態に関する以下の詳細な説明は、添付図面とともに読むと、一層よく理解されよう。これらの図が様々な実施形態の機能ブロック図を示す範囲において、機能ブロックは、ハードウェア回路間の分割を必ずしも表していない。したがって、たとえば、１つまたは複数の機能ブロック（たとえば、プロセッサまたはメモリ）は、単一のハードウェア（たとえば、汎用信号プロセッサまたはランダムアクセスメモリ、ハードディスクなど）で実現することができる。同様に、プログラムは、スタンドアロンプログラムとする、オペレーティングシステム中にサブルーティンとして組み込む、または、インストールされるソフトウェアパッケージ中の関数とするなどと、することができる。様々な実施形態は、図面に示された構成および手段に限定されないことを理解すべきである。

単数形で列挙され、単語「１つの（ａ）」または「１つの（ａｎ）」が先行する要素またはステップは、ここで使用されるとき、その除外が明確に述べられていない限り、複数の前記要素またはステップを除外するものではないと理解すべきである。さらに、本発明の「一実施形態」への参照は、列挙された特徴をやはり組み込んだ追加の実施形態の存在を除外するものとして解釈するようには意図されていない。さらに、それとは反対に明確に述べられていない限り、特定の性質を有した１つの要素または複数の要素を「含む（ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ）」または「有する（ｈａｖｉｎｇ）」実施形態は、その性質を有さない追加のそのような要素を含むことができる。

図１に、本発明の実施形態による、Ｘ線透視システムと相互接続された超音波システムを示す。テーブル１００またはベッドが、被写体１０２を支持するために設けられる。Ｘ線管１０４または他の発生器が、Ｘ線透視システム１０６に接続される。この図に示すように、Ｘ線管１０４は、被写体１０２の上に配置されるが、Ｘ線管１０４は、被写体１０２に対して他の位置に移動してもよいことを理解すべきである。検出器１０８が、Ｘ線管１０４の反対側に、被写体１０２をそれらの間に入れて配置される。検出器１０８は、Ｘ線放射を検出することが可能な、どのような知られた検出器であってもよい。

Ｘ線透視システム１０６は、少なくともメモリ１１０と、プロセッサ１１２と、キーボード、トラックボール、ポインタ、タッチパネルなど、少なくとも１つのユーザ入力部１１４とを有する。Ｘ線透視システム１０６は、Ｘ線画像を取得するために、Ｘ線管１０４にＸ線を発生させ、そして検出器１０８が画像を検出する。透視法は、連続的に、または所定の間隔でＸ線管１０４を作動させ、その間検出器１０８が対応する画像を検出することによって、実施することができる。検出された画像（１つまたは複数）は、単一の画像、または同時に１つの画像より多い画像を表示するように構成することができるディスプレイ１１６上に、表示することができる。

超音波システム１２２が、Ｘ線透視システム１０６と接続部１２４を経由して通信する。接続部１２４は、有線または無線の接続部でもよい。超音波システム１２２は、Ｘ線透視システム１０６に超音波画像化データを送信または伝達することができる。システム１０６と１２２の間の通信は、１方向または双方向としてもよく、２つのシステム１０６と１２２の間で画像データ、コマンドおよび情報を送信することを可能にする。超音波システム１２２は、カート型システム、携帯型システムまたは他の可搬型システムなど、部屋から部屋に移動させることができるスタンドアロンシステムとしてもよい。

手術者（図示せず）は、被写体１０２上に超音波プローブ１２６を配置して、被写体１０２内の関心エリアを画像化することができる。超音波プローブ１２６は、位置センサ１４２を有する。超音波システム１２２は、少なくともメモリ１２８と、プロセッサ１３０と、ユーザ入力部１３２とを有する。超音波システム１２２がスタンドアロンシステムである場合、適宜、ディスプレイ１３４を設けることができる。一例として、ディスプレイ１１６上に、Ｘ線透視システム１０６を使用して取得された画像が、第１の画像１１８として表示することができ、超音波システム１２２を使用して取得された画像が、第２の画像１２０として表示することができ、それによってデュアル表示構成が形成される。他の実施形態では、２つの並べられたモニタ（図示せず）を使用してもよい。Ｘ線透視システム１０６および超音波システム１２２の両方によって取得される画像は、知られている方法で取得することができる。

一実施形態では、超音波システム１２２は、Ｘ線透視システム１０６に接続部１２４を経由して接続された、３Ｄが可能な小型化された超音波システムとすることができる。「小型化された」は、ここで使用されるとき、超音波システム１２２が、人の手、ポケット、ブリーフケースの大きさのケース、またはバックパックで運ばれるように構成されることを意味する。たとえば、超音波システム１２２は、サイズが通常のラップトップコンピュータである、たとえばその寸法として、奥行きが約２．５インチ（約６．４ｃｍ）であり、幅が約１４インチ（約３５．６ｃｍ）であり、そして高さが約１２インチ（約３０．５ｃｍ）である、手で持って運べる装置とすることができる。超音波システム１２２は、重さが約１０ポンド（約４．５ｋｇ）とすることができ、したがって手術者が容易に運ぶことができる。ディスプレイ１３４などの統合型ディスプレイを、超音波画像、さらにＸ線透視システム１０６によって取得されたＸ線画像を表示するように、構成することができる。

他の実施例として、超音波システム１２２は、３Ｄが可能なポケットサイズの超音波システムとすることができる。一例として、ポケットサイズの超音波システムは、幅が約２インチ（約５．１ｃｍ）であり、長さが約４インチ（約１０．２ｃｍ）であり、奥行きが約５インチ（約１２．７ｃｍ）であり、重さが３オンス（８５ｇ）より軽いものとすることができる。ポケットサイズの超音波システムは、ディスプレイ（たとえば、ディスプレイ１３４）と、ユーザインターフェース（たとえば、ユーザ入力部１３２）と、プローブ１２６に接続するための入力／出力（Ｉ／Ｏ）ポートとを含むことができる。様々な実施形態は、寸法、重量および電力消費量が異なる、小型化された、またはポケットサイズの超音波システムと結合して実施することができることに留意すべきである。

他の実施形態では、超音波システム１２２は、可動ベース上に設けられたコンソール型超音波画像化システムとすることができる。コンソール型超音波画像化システムは、カート型システムと叫ばれることもある。統合型ディスプレイ（たとえば、ディスプレイ１３４）は、超音波画像を、それのみ、またはここで述べるようにＸ線画像と同時に表示するように、使用することができる。

また他の実施形態では、Ｘ線透視システム１０６および超音波システム１２２は、１つに統合することができ、少なくともある処理、ユーザ入力およびメモリ機能を分担することができる。たとえば、プローブポート１３６を、テーブル１００または被写体１０２に近接した他の装置上に設けてもよい。したがって、プローブ１２６は、プローブポート１３６に接続することができる。

登録モジュール１３８は、第１および第２の画像１１８および１２０を互いに関し登録するために使用することができ、追跡モジュール１４０は、ライブ画像である１つの画像内でガイドワイヤなどの外来物を追跡するために、使用することができる。外来物の移動は、対応する静止画像内に表される。一実施例では、ライブ画像は、超音波画像であり、静止画像は、Ｘ線画像である。登録モジュール１３８および追跡モジュール１４０は、Ｘ線透視システム１０６内に示されているが、超音波システム１２２または別のモジュールまたはシステム内に含めてもよい。

図２に、第２の画像化システムによって取得された画像内の外来物の移動に基づき、第１の画像化システムによって取得された画像上で外来物の移動を追跡するための方法を示す。外来物は、ガイドワイヤ、ガイドワイヤの先端部やカテーテルなど、人体中に挿入された、どのような物体であってもよい。この実施例では、２つの異なる画像化システムは、Ｘ線透視システム１０６および超音波システム１２２であり、その両方を図１に示す。他の実施形態では、磁気共鳴映像（Ｍａｇｎｅｔｉｃ Ｒｅｓｏｎａｎｃｅ Ｉｍａｇｉｎｇ： ＭＲＩ）システムまたはコンピュータ断層撮影（Ｃｏｍｐｕｔｅｒ Ｔｏｍｏｇｒａｐｈｙ： ＣＴ）システムなど、異なるモダリティを、超音波システム１２２と共に使用することができる。

２００において、第１および第２の画像化システムが相互接続される。たとえば、接続部１２４を使用して、Ｘ線透視システム１０６と超音波システム１２２をワイヤまたはケーブルを介して、あるいは無線で接続することができる。他の実施形態では、２つの画像化システムが単一システムに統合された場合、プローブ１２６は、プローブポート１３６に接続することができる。

２０２において、リアルタイムＸ線および／または透視法を使用して、被写体１０２の血管系中の中心位置に最初にガイドワイヤおよびガイダンスカテーテルを位置決めするための画像を得る。その中心位置は、バルーン付きカテーテルの最終的な所望位置によって、または他の処置が所望される、または必要とされる位置によって決定してもよい。透視またはＸ線の画像は、ディスプレイ１１６上に第１の画像１１８として表示することができる。

ガイドワイヤの先端部が所望の初期位置に到達したとき、２０４において、Ｘ線不透過造影剤のボーラス投与量がガイダンスカテーテルを介して導入される。２０６において、ガイドワイヤおよびガイダンスカテーテルの位置を表示するＸ線画像、さらに血管樹パターンが獲得されて、第１の画像１１８としてディスプレイ１１６上に表示される。したがって、最初にガイドワイヤを位置決めするときに使用された透視画像は、ディスプレイ１１６上で造影強化Ｘ線画像に置き換えることができる。一例として、造影強化Ｘ線画像は、単一の透視フレーム、単一のＸ線フレームまたはデジタル減算の血管造影画像としてもよく、得られた画像は、造影剤注入前の画像と造影剤注入後の画像の差である。他のタイプの画像を使用することができることを理解すべきである。一実施形態では、血管系内のバルーン付きカテーテルの最終的な所望位置は、造影強化Ｘ線画像内に含めることができる。

図３に、血管樹パターン１４６、さらに血管１４４中に挿入されたガイドワイヤ１５２およびガイダンスカテーテル１５４を示す、ディスプレイ１１６上の本発明の実施形態による造影強化Ｘ線画像１５０を示す。図２に戻ると、２０８において、ガイドワイヤ１５２の先端部１５６（図３に示す）が識別される。先端部１５６は、ガイドワイヤ１５２の最外部の端部としてもよい。たとえば、手術者は、カーソルなどのユーザ入力部１１４を使用して先端部１５６を選択することができる。あるいは、プロセッサ１１２が、たとえば境界検出、またはガイドワイヤ１５２を捜し求める他の認識タイプのアルゴリズムを使用して、先端部１５６を自動的に検出することができ、あるいは、Ｘ線画像１５０中の輝度レベルに基づきガイドワイヤ１５２を検出することができる。他の自動検出方法およびアルゴリズムを使用することができる。一実施形態では、自動検出は、ユーザ定義エリアまたは関心領域１５８内で達成することができ、また他の実施形態では、自動検出は、全Ｘ線画像１５０にわたって達成することができる。

２１０において、手術者は、超音波プローブ１２６を用いて被写体１０２をスキャンし、２１２において、ライブ超音波画像が、第２の画像１２０としてディスプレイ１１６上に表示される。図４に、ガイドワイヤ１５２を示すＸ線画像１５０およびリアルタイム超音波画像１６０を示す。一例としてだけで、超音波画像１６０は、Ｂモード画像とすることができる。図２の２１４において、ガイドワイヤ１５２の先端部１６２（図４に示す）は、超音波画像１６０中で識別される。手術者は、ユーザ入力部１１４および１３２の１つを使用して先端部１６２を識別することができ、あるいは、先端部１６２は、自動画像処理によって自動的に識別してもよい。

Ｘ線画像１５０は、知られているＸ線透視システム１０６に基づいた固定ジオメトリーを有し、したがって、Ｘ線画像１５０内のガイドワイヤ１５２および先端部１５６の位置および／または方向は、やはり知られる。２１６において、登録モジュール１３８は、プローブ１２６の位置センサ１４２からの位置情報、および画像１５０および１６０中の先端部１５６および１６２の識別された位置を使用して、Ｘ線画像１５０および超音波画像１６０を互いに関し登録する。２つの画像１５０および１６０の登録は、２つの異なるモダリティおよび／または２つの異なる画像化システムを使用して取得された画像を登録するために利用できる、どのような登録プロセスも使用して達成することができる。たとえば、自動登録および相関プロセスは、解剖学的類似性に基づき、使用することができる。

他の実施形態では、Ｘ線画像１５０および超音波画像１６０の両方中で視覚化された解剖学的ポイントを画定および／または選択することができ、登録ポイントとして使用することができる。たとえば、手術者は、画像１５０および１６０のそれぞれ上で２以上の血管の交差点を選択することができ、登録モジュール１３８は、２つの選択されたポイントに基づき、２つの画像を登録することができる。

次いで、手術者は、２１８において、ガイドワイヤ１５２の位置を調節して、関心ポイントまたはエリアに向けてガイドワイヤ１５２を送る。手術者は、血管樹パターン１４６を示すＸ線画像１５０をベースまたは基準画像として使用しながら、超音波画像１６０上でガイドワイヤ１５２の運動をリアルタイムで監視することができる。プローブ１２６は、関心のある生体構造を見るために、必要に応じて移動させる、または調節することができる。いくつかの実施形態では、ガイドワイヤ１５２の先端部１６２は、標識（図示せず）によって超音波画像１６０上に表すことができ、プロセッサ１１２または１３０は、先端部１６２が超音波画像１６０内で移動するにつれて、標識を自動的に更新することができる。

２２０において、追跡モジュール１４０が、超音波画像１６０中でガイドワイヤ１５２の先端部１６２の移動を検出し、ガイドワイヤ１５２の対応する先端部１５６の新しい位置が、Ｘ線画像１５０上に表される。たとえば、位置センサ（図示せず）を、ガイドワイヤ１５２の先端部に取り付ける、またはそれと一体化することができる。ガイドワイヤの位置センサの読みは、Ｘ線画像１５０上で、さらに超音波画像中で位置を更新するために使用することができる。ガイドワイヤ１５２が現在の超音波画像の外側にある場合、位置は、超音波画像上に投影することができ、相対的な位置が投影のグラフィックの状況中に反映された状態になる。たとえば、位置センサは、空間位置情報を無線で、またはガイドワイヤ１５２を介して送信することができる。あるいは、２１４においてなどのように、超音波画像１６０中でガイドワイヤ１５２を自動的に識別することができる画像処理および／またはアルゴリズムを使用して、ガイドワイヤ１５２の先端部１６２の移動を自動的に追跡することができる。他の実施形態では、手術者は、新しい位置にガイドワイヤ１５２を調節した後、ユーザ入力部１１４および１３２の１つを使用して、超音波画像１６０上で先端部１６２の新しい位置を識別することができる。次いで、プロセッサ１１２および／または追跡モジュール１４０が、Ｘ線画像１５０上で先端部１５６の対応する位置を決定し表す。他の方法を使用して、超音波画像１６０中でガイドワイヤ１５２の先端部１６２の位置を追跡し、検出し、そして位置を決めることができることを理解すべきである。

たとえば、手術者は、図４の超音波画像１６０上に示すように、ポイント１６４にガイドワイヤ１５２を進めることができる。ガイドワイヤ１５２の移動は、Ｘ線画像１５０上に点線１６６として表される。ディスプレイ１１６上の表示は、線、点線、点、ポイント、「Ｘ」などの文字または他の標識とすることができる。他の実施形態では、表示は、カラーで表示することができ、あるいは、異なる、または所定の強度を有することができる。また他の実施形態では、その表示は、位置を表すために、または時間、距離などに基づいた移動を表すために使用される数字とすることができ、あるいは、手術者が、静止Ｘ線画像１５０上でガイドワイヤ１５２のリアルタイムの前進を追跡することができるように、手術者の目に見える他のどのような表示としてもよい。

この方法は、２１８と２２０の間でループして、超音波画像１６０内でガイドワイヤ１５２の先端部１６２の移動を連続的に検出し（そして多分別々に表す）、Ｘ線画像１５０上で対応する先端部１５６の移動を表す。同じ方法で、他の外来物を追跡し表すことができることを理解すべきである。

一度ガイドワイヤ１５２の先端部１６２が、血管の所望位置に位置決めされると、手術者は、治療または手術に基づいて、さらに処置することができる。たとえば、ガイダンスカテーテルは、除去することができ、バルーン付きカテーテルは、血管形成のためなどに、ガイドワイヤ１５２を使用して挿入して、バルーン付きカテーテルを位置決めすることができる。アブレーション、生体検査など、他のインターベンショナル血管手術を施すことができる。

一実施形態では、プローブ１２６の面の投影１６８（図４に示す）をＸ線画像１５０上に表示することができる。投影１６８は、使用されている特定のプローブ１２６に基づき、したがって、この図に示すように長方形、正方形または他の形状になることがある。たとえば、プローブ１２６の方向は、手術者が指定することができ、あるいは、プローブ面の方向は、先端部１５６および１６２などの共通ポイントの指定中に固定方向を使用して、指定することができる。あるいは、グラフィックを調節して現在のプローブ方向と一致させることができ、または、３以上のプローブ面方向から、超音波画像１６０中の同じポイントに印を付けることができる。投影１６８は、位置センサ１４２によって検出された移動に基づき、更新することができる。

いくつかの状況では、手術者は、血管樹およびガイドワイヤ１５２の現在位置を示す新しい次のＸ線画像を用いて、Ｘ線画像１５０を更新したいと望む場合がある。そのために、本方法は、２０４に戻ることができ、Ｘ線造影剤の新しいボーラス投与量が導入される。次のＸ線画像は、Ｘ線画像１５０に取って代わることができる。Ｘ線画像１５０上の先端部１５６および適宜、超音波画像１６０上の先端部１６２は、再画定することができ、手術者は、所望のように、継続してガイドワイヤ１５２を進める。あるいは、現在のガイドワイヤの表示（１つまたは複数）は、前のＸ線画像（１つまたは複数）から維持を続けることができる。

他の実施形態では、手術者は、血管樹を再画定せずに、または示さずにガイドワイヤの位置を再画定するために、Ｘ線画像１５０を更新したいと望む場合がある。この実施例では、新しい造影ボーラス投与を使用せず、そのために血管樹が表示されない次のＸ線画像が獲得される。次のＸ線画像は、Ｘ線画像１５０と融合されて、ガイドワイヤ１５２の位置が更新される。複数のＸ線画像が時間とともに取られた場合、複数のガイドワイヤは、同じ画像上に重ね合わすことができる。ガイドワイヤのそれぞれは、自動検出され、番号を付けて（または、そうでなければ、互いに対して異なって表される）、それによって最新位置、さらに前の位置に関する情報をもたらすことができる。あるいは、ガイドワイヤ１５２は、１つまたは複数の前の画像から除去されて、または削除されて、最新のガイドワイヤ１５２だけを表示することができ、または先端部１５６の最新位置を表すことができる。他の実施形態では、ガイドワイヤの表示は、１つの画像から次の画像へガイドワイヤの移動を追跡するためになど、それぞれをオン、オフと切り換えることができる。

いくつかの実施形態では、超音波システム１２２およびプローブ１２６は、４Ｄ画像化としても知られている、リアルタイムの３Ｄ画像化が可能であってもよい。リアルタイムの３Ｄ画像データは、分冊などでディスプレイ１１６上に表示することができ、それによって、ガイドワイヤのリアルタイムの３Ｄ追跡を可能にする。

また、リアルタイム３Ｄ画像データは、最大投影（ｍａｘｉｍｕｍ ｐｒｏｊｅｃｔｉｏｎ）、平均投影（ａｖｅｒａｇｅ ｐｒｏｊｅｃｔｉｏｎ）や表面レンダリング（ｓｕｒｆａｃｅ ｒｅｎｄｅｒｉｎｇ）など、本技術で知られている他のいかなる３Ｄディスプレイ方法でも表示することができる。図５に、Ｘ線画像１５０およびリアルタイム超音波投影画像１８０を示す。超音波システム１２２は、位置センサ１４２を有した３Ｄが可能なプローブを使用して、リアルタイム３Ｄ画像化データを収集する。前に述べたように、手術者は、Ｘ線画像１５０上で先端部１５６および超音波画像上で先端部１６２を選択する。あるいは、先端部１５６および１６２の１つまたは両方を自動的に識別することができる。超音波画像は、前に述べたように、Ｂモード超音波画像１６０とすることができる。登録モジュール１３８は、２つの画像を互いに関し登録し、プロセッサ１１２は、方向がＸ線画像１５０と同じ超音波投影画像１８０を形成する。

一実施形態では、投影画像１８０は、Ｘ線画像１５０のジオメトリーに一致するように、幾何学的に縮小または拡大される。この実施例では、プロセッサ１１２が、自動的に決定することができ、または、手術者が、画像１５０および１８０のスケーリングおよび多分方向を決定するために使用される、１つまたは複数の解剖学的な目印またはポイントを入力することができる。次いで、投影画像１８０は、Ｘ線画像１５０と組み合わすことができる。たとえば、投影画像１８０は、Ｘ線画像１５０と融合させる、またはその上に重ね合わすことができる。適宜、Ｘ線画像１５０は、投影画像１８０上に重ね合わすことができる。次いで、ガイドワイヤ１５２および先端部１６２がＸ線造影不透過血管に沿って移動するとき、ガイドワイヤ１５２の運動を視覚的に観察することができる。異なる実施形態では、投影画像１８０は、図５に示すように、Ｘ線画像１５０とは別に表示され、追跡モジュール１４０が、前に述べたように、Ｘ線画像１５０上でガイドワイヤ１５２の移動を追跡する。他の実施形態では、ディスプレイ１１６が、２つの画像より多い画像を表示することができ、したがってＸ線画像１５０および投影画像１８０の１つまたはその両方を、Ｘ線および投影の結合された画像と同時に表示することができる。

超音波ボリューム（ｕｌｔｒａｓｏｕｎｄ ｖｏｌｕｍｅ）を通るＣ平面（Ｃ−ｐｌａｎｅ）または他の平面など、他の超音波画像を形成し、表示することができる。Ｃ平面の実施例では、プローブ１２６がＸ線管１０４と同じ方向に配置され、したがってＣ平面またはスライスがＸ線の方向に対して垂直である。Ｃ平面は、Ｘ線画像１５０の方向および寸法に一致するように、方向付け、幾何学的に縮小または拡大することができ、Ｘ線画像１５０上に重ね合わすことができる。次いで、手術者は、表示されるＣ平面の深さを修正することができ、深さ方向のガイドワイヤ１５２の移動を追跡することを可能にする。手術者は、Ｃ平面ではない平面を表示する場合、その平面の位置を調節することができるが、これは、Ｘ線画像１５０の方向によって画定された深さと関連付けなくてもよい。超音波投影画像１８０と同様に、Ｃ平面または他の平面は、Ｘ線画像１５０と同時に、および／またはＸ線画像１５０と超音波平面を組み合わせた画像と同時に表示することができる。

他の実施形態では、超音波システム１２２は、２Ｄ超音波画像データを取得することができる。あるいは、取得された超音波ボリュームからスライスまたは平面の２Ｄ超音波データを選択することができる。２Ｄデータセットは、重ね合わせて、融合して、またはそうでなければ、Ｘ線画像１５０と組み合わせて（またはＸ線画像１５０は、２Ｄデータセット上に重ね合わすことができる）、単一画像としてディスプレイ１１６上に表示することができる。

超音波システム１２２は、ガイドワイヤ１５２を追跡することに加えて、血管形成後即座になど、即座に手術を診断するために、血流減少狭窄がないことを非侵襲的に立証するために、または追加の関心エリアを識別するために、使用することができる。たとえば、Ｂモード、カラー、スペクトルドップラーモードなどを使用することができる。また、超音波システム１２２の使用は、ガイドワイヤ１５２の誘導でミスが少なくなることに繋げることができる。

他の実施形態では、一度ガイドワイヤ１５２が、図２の２０２においてなどの初期位置に進められると、被写体１０２中に超音波造影剤を導入することができる。次いで、３Ｄ超音波血管画像を取得して、造影強化Ｘ線画像１５０としてよりむしろベースまたは基準画像として使用することができる。超音波血管画像は、たとえば造影剤のレンダリングされた超音波画像または投影画像とすることができ、ガイドワイヤ１５２をガイドするためにライブ超音波画像１６０とともに使用される。

少なくとも１つの実施形態の技術的効果は、同時に２つの画像化モダリティを使用して、ガイドワイヤおよび／またはカテーテル、あるいは他の外来物の移動および配置をガイドする能力である。一方の画像化モダリティは、血管樹を画像化し表示することができるように、造影剤のボーラス投与量が導入されるＸ線透視法とすることができる。他方の画像化モダリティは、超音波とすることができ、静止造影強化Ｘ線画像およびリアルタイム超音波画像が互いに関し登録される。次いで、手術者が、Ｘ線画像とリアルタイム超音波画像の両方を利用して、ガイドワイヤを進めることができる。被写体に与えることが必要な造影剤の量は、減少させることができ、それゆえ腎臓毒性など、造影剤の起こし得る副作用が減少される。また、透視法が、手術の間中、連続的に実施されないので、手術者、被写体および他のスタッフは、Ｘ線だけを使用して行われる手術に比べてＸ線放射をそれほど被曝しない。

上記の説明は、例示するものであって限定するものでないと意図されていることを理解すべきである。たとえば、上記に述べた実施形態（および／またはその態様）は、互いに組み合わせて使用することができる。さらに、具体的な状況または材料を適応させるために、本発明の範囲から逸脱せずに本発明の教示に多くの変更を実施することができる。ここで述べた材料の寸法およびタイプは、本発明のパラメータを定義するように意図されており、それらは、決して限定するものでなく、例示の実施形態である。上記の説明を検討すると、他の多くの実施形態が当業者に明らかになる。したがって、本発明の範囲は、添付の請求項を参照し、そのような請求項が権利を与えられる均等論の全範囲とともに決定すべきである。添付の請求項では、用語「含む（ｉｎｃｌｕｄｉｎｇ）」および「そこで（ｉｎ ｗｈｉｃｈ）」は、それぞれの用語「含む（ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ）」および「そこで（ｗｈｅｒｅｉｎ）」の分かりやすい英語の対応する言葉として使用されている。さらに、以下の請求項では、用語「第１の」、「第２の」および「第３の」などは、単にラベルとして使用され、それらの目的語に数的要件を課すものとしては意図されていない。さらに、以下の請求項の限定は、ミーンズプラスファンクション形式で記載されておらず、米国特許法１１２条第６段落に基づき解釈されるとは意図されていない、ただし、そのような請求項の限定が、語句「のための手段（ｍｅａｎｓ ｆｏｒ）」を明示的に使用し、その後にさらなる構造が欠けた機能の説明の続く場合は除く。

この記載した説明は、本発明を開示するために、また、いずれの当業者も、いかなる装置またはシステムの製造および使用およびいかなる組み込まれた方法の実施を含む、本発明の実施を行うことができるように、最良の実施形態を含む実施例を使用する。本発明の特許性のある範囲は、請求項によって定義され、当業者の心に浮かぶ他の実施例を含むことができる。そのような他の実施例は、それらが、請求項の文字通りの意味の言葉と違わない構造的要素を有する場合、または、それらが、請求項の文字通りの意味の言葉と実体的な差がない均等な構造的要素を含む場合、請求項の範囲内に含まれると意図される。

１００ テーブル
１０２ 被写体
１０４ Ｘ線管
１０６ Ｘ線透視システム
１０８ 検出器
１１０ メモリ
１１２ プロセッサ
１１４ ユーザ入力部
１１６ ディスプレイ
１１８ 第１の画像
１２０ 第２の画像
１２２ 超音波システム
１２４ 接続部
１２６ 超音波プローブ
１２８ メモリ
１２９ 無線接続部
１３０ プロセッサ
１３２ ユーザ入力部
１３４ ディスプレイ
１３６ プローブポート
１３８ 登録モジュール
１４０ 追跡モジュール
１４２ 位置センサ
１４４ 血管
１４６ 血管樹パターン
１５０ Ｘ線画像
１５２ ガイドワイヤ
１５４ ガイダンスカテーテル
１５６ 先端部
１５８ 関心領域
１６０ 超音波画像
１６２ 先端部
１６４ ポイント
１６６ 点線
１６８ 投影
１８０ 投影画像

Claims (9)

1. 被写体（１０２）内の外来物であって、位置センサを備える外来物の移動を追跡するための装置であって、
   Ｘ線検出器（１０８）を含むＸ線透視システム（１０６）と、
   位置センサ（１４２）を有するプローブ（１２６）を含む超音波システム（１２２）と、
   前記Ｘ線透視システム（１０６）によって取得された静止Ｘ線画像（１５０）および前記超音波システム（１２２）によって取得されたリアルタイム超音波画像（１６０）を表示するように構成されたディスプレイ（１１６）であって、前記Ｘ線画像（１５０）および前記超音波画像（１６０）は、それぞれが少なくとも前記外来物の一部分および少なくとも周辺エリアの一部分を表示する、ディスプレイ（１１６）と、
   前記プローブ（１２６）の前記位置センサ（１４２）の位置と前記外来物の前記位置センサの位置とを特定することにより、前記超音波画像（１６０）内で前記外来物の移動を追跡するように構成された追跡モジュール（１４０）とを含み、
   前記ディスプレイ（１１６）は、さらに、前記追跡モジュール（１４０）が特定した前記外来物の前記位置センサの位置に基づいて、前記Ｘ線画像（１５０）上で前記外来物の移動を表示し、
   前記Ｘ線画像（１５０）上に前記プローブ（１２６）の面の投影（１６８）を表示するように構成されることを特徴とする装置。
2. 被写体（１０２）内の外来物であって、位置センサを備える外来物の移動を追跡するための装置であって、
   Ｘ線検出器（１０８）を含むＸ線透視システム（１０６）と、
   位置センサ（１４２）を有するプローブ（１２６）を含む超音波システム（１２２）と、
   前記Ｘ線透視システム（１０６）によって取得された静止Ｘ線画像（１５０）および前記超音波システム（１２２）によって取得されたリアルタイム超音波画像（１６０）を表示するように構成されたディスプレイ（１１６）であって、前記Ｘ線画像（１５０）および前記超音波画像（１６０）は、それぞれが少なくとも前記外来物の一部分および少なくとも周辺エリアの一部分を表示する、ディスプレイ（１１６）と、
   前記プローブ（１２６）の前記位置センサ（１４２）の位置と前記外来物の前記位置センサの位置とを特定することにより、前記超音波画像（１６０）内で前記外来物の移動を追跡するように構成された追跡モジュール（１４０）とを含み、
   前記ディスプレイ（１１６）は、さらに、前記追跡モジュール（１４０）が特定した前記外来物の前記位置センサの位置に基づいて、前記Ｘ線画像（１５０）上で前記外来物の移動を表示するように構成されており、
   前記Ｘ線画像（１５０）は、造影強化Ｘ線画像であり、
   前記ディスプレイ（１１６）は、さらに、
   前記外来物の先端部（１５６）の移動後の新しい位置を表示するために、次のＸ線画像と前記Ｘ線画像を組み合わして表示するように構成されることを特徴とする装置。
3. 前記Ｘ線透視システム（１０６）と前記超音波システム（１２２）を相互接続する有線接続部（１２４）と無線接続部（１２９）の１つをさらに含み、前記有線または無線の接続部（１２４）は、前記超音波システム（１２２）と前記Ｘ線透視システム（１０６）の間で少なくとも画像化データを伝達するように構成されることを特徴とする請求項１または２に記載の装置。
4. 前記超音波システム（１２２）および前記Ｘ線透視システム（１０６）は、１つのシステムに統合化されることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の装置。
5. 前記Ｘ線画像（１５０）と前記超音波画像（１６０）の少なくとも１つの上で前記外来物の先端部（１５６）を識別するためのユーザ入力部（１１４）をさらに含むことを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の装置。
6. 前記Ｘ線画像（１５０）と前記超音波画像（１６０）の少なくとも１つの上で前記外来物の先端部（１５６）を自動的に識別するように構成されたプロセッサ（１１２）をさらに含むことを特徴とする請求項１乃至５のいずれかに記載の装置。
7. 前記Ｘ線画像（１５０）および前記超音波画像（１６０）を互いに関し登録する登録モジュール（１３８）とをさらに含むことを特徴とする請求項１乃至６のいずれかに記載の装置。
8. 前記外来物の移動は、前記Ｘ線画像（１５０）上で、線、点線、点、文字、標識または他のＸ線画像の領域と異なるカラーにより表示されることを特徴とする請求項１乃至７のいずれかに記載の装置。
9. 前記ディスプレイ（１１６）は、前記Ｘ線画像（１５０）と前記超音波画像（１６０）とを並べて表示するように構成されることを特徴とする請求項２に記載の装置。
   

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