JP6913090B2 - 血管内撮像及びガイドカテーテルの検出方法及びシステム - Google Patents
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Description
本願は、2015年11月19日に出願された米国仮特許出願第62/257,662号について優先権を主張するものであり、この文献の開示は、その全体が参照により本明細書に組み込まれる。
assessments)が、本明細書で説明されるように使用される。一実施形態では、最大強度法等の強度に基づくGC検出方法の出力を検証するための第2の方法としてサークルフィット法が使用される。
chord value)は、所与のフレームについて管腔の直径の近似値として選択することができる。近位から遠位までフレームを走査するときの直径の急激な変化は、カテーテルのチップを示すことができる。
上述したように、ガイドカテーテル(GC)は、撮像カテーテル又は血管内撮像プローブが冠状動脈に送達されるカテーテルである。その結果、ガイドカテーテルは、時には、送達カテーテルとも呼ばれる。GCは、様々な構成であってもよく、こうして異なる撮像特性を有し得る。いくつかのGCは、撮像プローブがGC内に配置されGCを介して撮像するときに影を生じさせるような編組要素又は他の構造を含む。部分的には、本開示は、単独で、又は血管内画像データ処理パイプラインの一部として使用することができるガイドカテーテル検出(GCD)モジュール及び関連する方法に関する。GCDモジュールは、引戻しの近位端におけるガイドカテーテルの存在を検出する。
signature)、ガイドカテーテルの超音波特性、カテーテルの幾何学的形状、ガイドカテーテルの一貫した円形状及び関連する一貫した半径、直径及びそれらの弦、並びに管腔の輝度に対して明るい走査線の強度プロファイルの1つ又は複数に基づく。一実施形態では、第1の検出方法は、ガイドカテーテルを含む1つ又は複数のフレームを特定するために使用され、第1の検出方法の出力が不確定である場合に、第2の検出方法が使用される。
一実施形態では、平均最大強度検出法は、カテーテルの1つ又は複数の材料特性に基づく。所与の実施形態では、他の強度値を使用してもよい。カテーテルを作製する材料は、その材料の周囲の組織及びその材料が配置される血管の管腔とは異なる強度プロファイル又は特性を有する。平均最大強度検出法は、カテーテルのチップを、画像の平均強度が低下、勾配変化、スパイク等の遷移又は他の特定可能な強度遷移を受ける点又は点の範囲として特定する。一実施形態では、遷移は急激に増大する。一実施形態では、遷移は、スパイク又は他の遷移等の急激な減少に続く急激な増大である。
各フレームについて、最大強度が各走査線上で特定される。走査線は、撮像センサから半径方向に変化する距離における強度値を表す。全走査線に亘るこれらの最大強度の平均が計算され、フレーム毎に記憶される。全てのフレームがスコアリングされた後に、結果データが検査される。このアルゴリズムは、近位端から走査するときの強度の急激な低下を探す。以下で議論する図は、右側に近位端を有する3つのケースを示す。動脈を通る撮像カテーテル又はプローブの引戻しの結果として生成されたデータを使用して得られた様々な測定された、又は他の方法で決定されたパラメータのプロットは、3つの異なる結果を示す。
一実施形態では、サークルフィット検出方法は、1つ又は複数の幾何学的特性又は寸法的特性に基づく。サークルフィット検出方法は、カテーテルのチップを、管腔の直径が、低下、勾配変化、スパイク等の遷移又は他の特定可能な強度遷移に移行する点又は点の範囲として特定する。一実施形態では、遷移は急激に増大する。一実施形態では、管腔検出ソフトウェアモジュール又は方法は、カテーテルが配置される血管の管腔について複数の管腔境界の点を決定するために使用される。管腔の直径は、円を規定するように制約された一組の点に対する複数の管腔境界点の適合度試験に基づいて決定される。管腔境界点は、1つ又は複数の管腔検出方法を使用して、フレーム毎又は管腔セグメント毎に決定することができる。一実施形態では、適合度試験は、管腔境界点の円に対する最小二乗適合に基づく。
一実施形態では、弦ヒストグラム検出方法は、1つ又は複数の幾何学的特性又は寸法的特性に基づく。弦ヒストグラム検出方法は、カテーテルのチップを、管腔の直径が低下、勾配変化、スパイク等の遷移、又は他の特定可能な強度遷移に移行する点又は点の範囲として特定する。一実施形態では、管腔直径の遷移は急激に増大する。一実施形態では、管腔検出ソフトウェアモジュール又は方法は、カテーテルが配置される血管の管腔について複数の管腔境界の点を決定するために使用される。
Chord)方法
この方法は、直径が画像の中心から管腔縁までの最も支配的な弦として計算される点を除いて、サークルフィット方法と同様である。管腔が画像内でセンタリングされていないことがあるので、画像の中心を通る線は、直径ではなく弦を形成する。データのヒストグラム又は他の統計プロット又は各弦のスコアを使用することが有用である。一実施形態では、ヒストグラムが生成されるか、或いはヒストグラムの1つ又は複数のマトリックス又はピーク又は他の遷移又は相対極値等の電子メモリ装置内の表現が、ガイドカテーテルの直径の近似値として選択される。図9は、そのようなヒストグラムに追加して、GCの直径指標として主要弦を選択することができる例示的な一組の弦を示す。
pairs)を特定するために、以前に生成した二値マスク表現を変換することができる。これらの開始/停止対は、管腔の二値画像内の画素のセットの実行の開始及び停止を指すことができる。
Circle)検出方法
一実施形態では、円ヒストグラム検出方法は、1つ又は複数の幾何学的特性又は寸法的特性に基づく。円ヒストグラム法は、サークルフィット方法及び円ヒストグラム方法の一方又は両方の特徴のサブセットを含む。円ヒストグラム検出方法は、カテーテルのチップを、直径測定値が低下、勾配変化、スパイク等の遷移又は他の特定可能な強度遷移に移行する点又は点の範囲として特定する。一実施形態では、管腔直径の遷移は急激に増大する。一実施形態では、管腔検出ソフトウェアモジュール又は方法は、カテーテルが配置される血管の管腔について複数の管腔境界の点を決定するために使用される。直径の測定値は、3つ以上の等間隔の点を管腔境界にフィッティングすることに基づいて決定される。一実施形態では、点は、円を規定するように制約された点のセットに対する複数の管腔境界点の円適合度試験を規定するように制約される。一実施形態では、この方法は、3つの等間隔の点を管腔に使用して、そのフレームに使用される円直径に適合させる。
以下の説明は、本明細書に記載される本開示の方法を実行するのに適した装置ハードウェア及び他のオペレーティング要素の概要を提供することを意図している。この説明は、適用可能な環境又は本開示の範囲を限定することを意図するものではない。同様に、ハードウェア及び他のオペレーティング要素は、上記の装置の一部として適切であり得る。本開示は、パーソナルコンピュータ、マルチプロセッサシステム、マイクロプロセッサベース又はプログラマブル電子装置、ネットワークPC、ミニコンピュータ、メインフレームコンピュータ等を含む他のシステム構成で実施することができる。本開示は、カテーテル又はキャッチラボの異なる部屋等の通信ネットワークを介してリンク付された遠隔処理装置によってタスクが実行される分散型コンピュータ環境でも実施することができる。
includes, including)」、又は「有する、含む(have, has,
having)」という用語の使用は、他に特に断らない限り、一般にオープンエンドで非限定的であると理解すべきである。
Claims (19)
- 血管の内腔に配置されたガイドカテーテルを検出するプログラムであって、当該プログラムが1つ又は複数のプロセッサによって実行されると、該1つ又は複数のプロセッサに、
前記血管内に配置され、且つ前記ガイドカテーテルを用いて位置付けされたプローブを使用して走査線のセットを収集することと、
フレームのセット内の走査線についての最大強度値を決定することと、
前記フレームのセットの各フレームについて走査線の最大強度値を平均化して、平均最大強度値を得ることと、
1つ又は複数のフレームを、該1つ又は複数のフレームの前記平均最大強度値が前記フレームのセットの他のフレームの前記平均最大強度値よりも大きいことに基づいて、前記ガイドカテーテルを含むものとして特定することと、を含む段階を行わせる、
プログラム。 - ステント検出を行う際に、前記1つ又は複数のプロセッサによって、前記ガイドカテーテルを含む血管内データを特定し、そのような血管内データを除外することをさらに含む、請求項1に記載のプログラム。
- 影検出を行う際に、前記1つ又は複数のプロセッサによって、前記ガイドカテーテルを含む血管内データを特定し、そのような血管内データを除外することをさらに含む、請求項1に記載のプログラム。
- フレーム毎に、前記1つ又は複数のプロセッサによって、フレーム毎の直径値を決定するために適合性評価を行うことをさらに含む、請求項1に記載のプログラム。
- 前記1つ又は複数のプロセッサによって、1つ又は複数のフレーム毎の直径値の偏差を、ガイドカテーテル画像データを含むフレームに対応するものとして特定することをさらに含む、請求項4に記載のプログラム。
- 前記適合性評価は、サークルフィット、弦ヒストグラム、円ヒストグラム、主要円、及び主要弦から構成されるグループから選択される、請求項5に記載のプログラム。
- 前記1つ又は複数のプロセッサによって、測定値又は検出値の強度ピーク又は相対極値を検出して、ガイドカテーテル画像データが存在することの指標を確認することをさらに含む、請求項1に記載のプログラム。
- 前記1つ又は複数のプロセッサによって、ガイドカテーテル画像データを含むフレームを血管内データ処理モジュールから除外することをさらに含む、請求項7に記載のプログラム。
- 血管の内腔に配置されたガイドカテーテルを検出するプログラムであって、当該プログラムが1つ又は複数のプロセッサによって実行されると、該1つ又は複数のプロセッサに、
血管内撮像プローブを用いて第1の血管内データのセット及びガイドカテーテル画像データを含む第2の血管内データのセットを連続的に収集することと、
フレーム毎に、フレーム毎の直径値を決定するサークルフィットを行うことと、
第2のフレームの少なくとも1つのフレーム毎の直径値からの第1のフレームの1つ又は複数のフレーム毎の値の偏差を、ガイドカテーテル画像データを含むフレームに対応するものとして特定することと、
ガイドカテーテル画像データを含むフレームを血管内データ処理モジュールから除外することと、を含む段階を行わせる、
プログラム。 - 前記1つ又は複数のプロセッサによって、ピーク又は相対極値を検出して、ガイドカテーテル画像データが存在することの指標を確認することをさらに含む、請求項9に記載のプログラム。
- 前記血管内データ処理モジュールは、ステント検出モジュールである、請求項9に記載のプログラム。
- 前記血管内データ処理モジュールは、側枝検出モジュールである、請求項9に記載のプログラム。
- 各フレームは、血管を通るプローブの引戻し動作に対して垂直な断面に対応するデータである、請求項9に記載のプログラム。
- 血管の内腔に配置されたガイドカテーテルを検出するプログラムであって、当該プログラムが1つ又は複数のプロセッサによって実行されると、該1つ又は複数のプロセッサに、
光干渉断層撮影法によって前記血管内のデータを複数の走査線として収集することと、
該収集されたデータを、前記1つ又は複数のプロセッサと通信するメモリに格納することと、
1つ又は複数の記憶装置に、フレーム毎に複数の測定された直径値を格納することと、
隣接するフレームから直径値の偏差を検出することと、
より高いフレーム番号を有するフレームを、ガイドカテーテルを含むフレームとして特定することと、を含む段階を行わせる、
プログラム。 - ステント検出を行う際に、前記1つ又は複数のプロセッサによって、前記ガイドカテーテルを含むフレームを除外することをさらに含む、請求項14に記載のプログラム。
- 側枝検出を行う際に、前記1つ又は複数のプロセッサによって、前記ガイドカテーテルを含むフレームを除外することをさらに含む、請求項14に記載のプログラム。
- 血管内引戻しによる情報をディスプレイ上に表示するときに、前記1つ又は複数のプロセッサによって、前記ガイドカテーテルを含むフレームを除外することをさらに含む、請求項14に記載のプログラム。
- 前記1つ又は複数のプロセッサによって、前記複数の走査線を使用して複数のフレームを生成することをさらに含む、請求項14に記載のプログラム。
- 各フレームは、血管を通るプローブの引戻し動作に対して垂直な断面に対応するデータである、請求項18に記載のプログラム。
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