JP6092124B2 - 血管介入手順において介入装置の正確な位置決めを支援する画像描写を提供する医用撮像装置 - Google Patents
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Description
(i)解剖学的描写提供装置から、関心血管領域の解剖学的描写を収集する;
(ii)血管内に造影剤が注入された関心血管領域の少なくとも1つの血管造影X線画像を収集し、且つ血管内に造影剤が注入されない関心血管領域の少なくとも1つのライブフルオロスコピーX線画像を収集する。これら血管造影X線画像及びライブフルオロスコピーX線画像の双方が、少なくとも1つのX線画像収集装置から収集され得る;
(iii)以下の処理ステップを実行する:
(a)解剖学的描写を前記少なくとも1つの血管造影X線画像にレジストレーションして、解剖学−血管造影レジストレーションを提供する;
(b)前記少なくとも1つの血管造影X線画像及び前記少なくとも1つのライブフルオロスコピーX線画像を処理して、血管造影X線画像及びライブフルオロスコピーX線画像の各々内で、関心血管領域と空間的に相関を有するように配置された(例えば、関心血管領域内に固定的に配置される)放射線不透過性装置を識別する;
(c)識別された放射線不透過性装置に基づいて前記少なくとも1つの血管造影X線画像を前記少なくとも1つのライブフルオロスコピーX線画像にレジストレーションして、血管造影−フルオロスコピーレジストレーションを提供する;及び
(d)解剖学−血管造影レジストレーションと血管造影−フルオロスコピーレジストレーションとを結合して、解剖学−フルオロスコピーレジストレーションを提供する;
(iv)解剖学−フルオロスコピーレジストレーションから得られた画像描写を出力する。
解剖学的描写が、基準大動脈撮影図に対して空間コヒーレンスの状態に持ち込まれる。解剖学的描写が3Dの介入前後のデータから取得される場合、レジストレーションは複雑で不完全なもの(例えば、深さが不確実な3D−2Dレジストレーション)になり得るが、2つのデータセットの正確なマッチングを保証するには十分である。この処理は、例えばハフ変換に基づく手法やパラメトリック最小二乗法などの伝統的な手法を使用し得る。その結果は幾何学変換T(R→A)である。大動脈撮影図が例えば完全なる1心臓サイクルを構成するものなどの複数の画像のうちの1つの選択物である場合、このレジストレーションステップは、大動脈撮影図の全ての画像に適用されて、一組の幾何学変換(1つの大動脈撮影画像あたり1つ)を生み出してもよい。使用される実際のレジストレーション手法に応じて、幾何学変換T(R→A)は、例えば、このレジストレーション処理でそのパラメータが計算されたパラメータ変換として、あるいはRの全てのピクセル若しくはボクセルについて定められてAの位置(これは、Aの複数の実際の画素間にあることがあり、故に、変換時にデータ補間を要し得る)を指し示す完全なベクトル場としてなど、多様な方法で表現され得る。大動脈撮影図を解剖学的描写に結び付ける逆変換T(A→R)も、この処理において利用可能にされ得る。他の例では、様々なジオメトリで複数の血管造影画像シーケンスが収集され得る。これら複数の血管造影シーケンスは、基準の所与のフレーム(例えば、手術室の基準のフレーム)内の解剖学的描写をレジストレーションするために結合して使用され、これら血管造影シーケンスのうちの1つは放射線不透過性装置を含んでいなければならず、それが基準血管造影図として定められる。異なる収集ジオメトリに対応する複数の血管造影シーケンスを用いることは、通常、より良好なレジストレーション精度をもたらす。解剖学的描写が基準の所与のフレーム内でレジストレーションされると、その基準の所与のフレーム内の基準血管造影図の収集ジオメトリを用いて変換T(R→A)を得ることができる。
後のレジストレーションに必要な素材を生成するために、入力された大動脈撮影図及びライブフルオロスコピー画像の双方において、固定された放射線不透過性装置が処理される。この段階においては、典型的に、例えば装置のフットプリント識別を用いるハードセグメンテーション、又は例えば頭頂部や向きなどを用いる特徴抽出の何れかが使用される。後者の場合、その結果は、ピクセルごとに該ピクセルが標的の装置に属する可能性又は確率が測定結果によって指し示されるピクセルレベルの測定マップによって構成され得る。結果として得られた素材は、それぞれ、処理済み大動脈撮影図(Processed Aortogram;PA)及び処理済みライブ画像(Processed Live images;PL)と呼び得る。大動脈撮影図が複数の画像で構成される場合、PAは全ての大動脈撮影画像の処理の出力を含み得る。ライブ入力については、全てのフルオロスコピー画像が処理される。これら2つの処理ステップDPは、何れも放射線不透過性装置のバイナリ識別又はファジー識別を目指すものであるが、血管造影データ又はライブフルオロスコピーデータの何れに適用されるかが異なる。
素材PA及びPLに基づき、大動脈撮影図及びライブ入力が空間的に対応する状態に持ち込まれ得る。装置由来のデータを活用するこのステップでは、典型的なレジストレーション手法を用いることができる。PAが完全なる1心臓サイクルに対応する場合、この処理には心臓位相のペアリングが含まれ得る。全体的(グローバル)なシーケンス間レジストレーションのステップも考慮され得る。何れの場合も、全てのライブフルオロスコピー画像について、この画像を複数の大動脈撮影画像(それらのうちの幾つかであっても)のうちの1つに結び付けるレジストレーション幾何学変換T(A→L)が生成される。使用される実際のレジストレーション手法に応じて、幾何学変換T(A→L)は、例えば、このレジストレーション処理でそのパラメータが計算されたパラメータ変換として、あるいはAの全てのピクセルについて定められてLの位置(これは、Lの複数の実際の画素間にあることがあり、故に、変換時にデータ補間を要し得る)を指し示す完全なベクトル場としてなど、多様な方法で表現され得る。ライブデータを大動脈撮影図に結び付ける逆変換T(L→A)も、この処理において利用可能にされ得る。
変換T(R→A)とT(A→L)とを代数的に結合して、解剖学的描写をライブ画像に結び付ける変換T(R→L):
T(R→L)の適用後、解剖学的描写はライブ画像と空間的に対応する状態に持ち込まれる。続いて、双方のデータストリームの結合/融合を行うことができる。
12 X線源
14 テーブル
16 X線検出モジュール
18 データ処理ユニット
20 表示装置
22 インタフェースユニット
210 心臓
212 心臓の右部分
214 心臓の左部分
216 大動脈
218 アーチ
220 その他の血管
222 腹腔動脈
224 上腸間膜動脈
226 腎動脈
228 下腸間膜動脈
230 腸骨動脈
232 大動脈基部
233 冠動脈
236 ピッグテールカテーテル
237 大動脈洞
Claims (14)
- 血管介入手順において介入装置の正確な位置決めを支援する画像描写を提供する医用撮像装置であって:
(i)解剖学的描写提供装置から、関心血管領域の解剖学的描写を収集し;
(ii)少なくとも1つのX線画像収集装置から、血管内に造影剤が注入された前記関心血管領域の少なくとも1つの血管造影X線画像を収集し、且つ前記血管内に造影剤が注入されない前記関心血管領域の少なくとも1つのライブフルオロスコピーX線画像を収集し;
(iii)以下の処理ステップ:
− 前記解剖学的描写を前記少なくとも1つの血管造影X線画像にレジストレーションして、解剖学−血管造影レジストレーションを提供するステップ;
− 前記少なくとも1つの血管造影X線画像及び前記少なくとも1つのライブフルオロスコピーX線画像を処理して、前記血管造影X線画像及び前記ライブフルオロスコピーX線画像の各々内で、前記関心血管領域内に固定的に配置された放射線不透過性装置を識別するステップ;
− 前記識別された放射線不透過性装置に基づいて前記少なくとも1つの血管造影X線画像を前記少なくとも1つのライブフルオロスコピーX線画像にレジストレーションして、血管造影−フルオロスコピーレジストレーションを提供するステップ;及び
− 前記解剖学−血管造影レジストレーションと前記血管造影−フルオロスコピーレジストレーションとを結合して、解剖学−フルオロスコピーレジストレーションを提供するステップ;
を実行し;且つ
(iv)前記解剖学−フルオロスコピーレジストレーションから得られた画像描写を出力する
ように適応された装置。 - 収集される前記解剖学的描写は、介入前に収集された2次元データセット及び3次元データセットのうちの一方から得られる、請求項1に記載の装置。
- 収集される前記解剖学的描写はCTスキャンから得られる、請求項1又は2に記載の装置。
- 前記関心血管領域は大動脈基部を取り囲む領域である、請求項1乃至3の何れか一項に記載の装置。
- 前記放射線不透過性装置はピッグテールカテーテルである、請求項1乃至4の何れか一項に記載の装置。
- 前記血管造影X線画像及び前記少なくとも1つのライブフルオロスコピーX線画像は、等しい画像収集ジオメトリにある同じX線画像収集装置を用いて収集される、請求項1乃至5の何れか一項に記載の装置。
- 当該医用撮像装置は更に、様々な収集ジオメトリの下で複数の血管造影シーケンスを収集するように適応され、該シーケンスのうちの1つは、前記関心血管領域と空間的に相関を有するように配置された前記放射線不透過性装置を含み、該シーケンスのうちの該1つは基準血管造影図として選択され、前記複数の血管造影シーケンスは、前記基準血管造影図に対応する前記解剖学−血管造影レジストレーションを計算するために使用される、請求項1乃至6の何れか一項に記載の装置。
- 複数の血管造影X線画像が収集され、該複数の血管造影X線画像のうちの少なくとも1つが、その後の前記血管造影−フルオロスコピーレジストレーションの最適化された提供のために選択される、請求項1乃至7の何れか一項に記載の装置。
- 前記放射線不透過性装置は、セグメンテーション法及び特徴分析法のうちの一方を用いて前記関心血管領域内で識別される、請求項1乃至8の何れか一項に記載の装置。
- 当該医用撮像装置は更に、前記出力される画像描写内に、血管介入手順における介入装置の正確な位置決めを更に支援するための、視覚化された位置決めマークを生成するように適応される、請求項1乃至9の何れか一項に記載の装置。
- 請求項1乃至10の何れかに記載の医用撮像装置を有するカテーテル検査室システム。
- 血管介入手順において介入装置の正確な位置決めを支援する画像描写を提供する方法であって:
(i)解剖学的描写提供装置から、関心血管領域の解剖学的描写を収集し;
(ii)少なくとも1つのX線画像収集装置から、血管内に造影剤が注入された前記関心血管領域の少なくとも1つの血管造影X線画像を収集し、且つ前記血管内に造影剤が注入されない前記関心血管領域の少なくとも1つのライブフルオロスコピーX線画像を収集し;
(iii)以下の処理ステップ:
− 前記解剖学的描写を前記少なくとも1つの血管造影X線画像にレジストレーションして、解剖学−血管造影レジストレーションを提供するステップ;
− 前記少なくとも1つの血管造影X線画像及び前記少なくとも1つのライブフルオロスコピーX線画像を処理して、前記血管造影X線画像及び前記ライブフルオロスコピーX線画像の各々内で、前記関心血管領域内に固定的に配置された放射線不透過性装置を識別するステップ;
− 前記識別された放射線不透過性装置に基づいて前記少なくとも1つの血管造影X線画像を前記少なくとも1つのライブフルオロスコピーX線画像にレジストレーションして、血管造影−フルオロスコピーレジストレーションを提供するステップ;及び
− 前記解剖学−血管造影レジストレーションと前記血管造影−フルオロスコピーレジストレーションとを結合して、解剖学−フルオロスコピーレジストレーションを提供するステップ;
を実行し;且つ
(iv)前記解剖学−フルオロスコピーレジストレーションから得られた画像描写を出力する
ことを有する方法。 - コンピューティング装置によって実行されるときに、請求項12に記載の方法を実行するように適応されたコンピュータプログラム。
- 請求項13に記載のコンピュータプログラムを格納したコンピュータ読み取り可能媒体。
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