JP7135050B2 - 血管内画像処理のための血管内画像処理装置、方法及び非一時的記憶媒体 - Google Patents

Description

関連出願への相互参照
本願は、２０１９年１０月１６日に出願された米国仮特許出願第６２／９１５，９１８号（その全体が参照により本明細書に組み込まれる）からの優先権の利益を主張する。

本開示は、概して画像処理に関し、特に、血管内画像を処理し、長手方向の向きを決定することのできる画像処理装置、画像処理方法及び記憶媒体に関する。

血管内イメージングは、血管腔の特性情報を診断及び／又は提供するのに有用であり、例えばＯＣＴ（光干渉断層撮影法）、ＩＶＵＳ（血管内超音波検査）、それらの組合せ又はハイブリッド等の様々なイメージングモダリティによって提供することができる。光ファイバのカテーテル及び内視鏡は、内臓にアクセスするために開発された。心臓病学では、例えば、ＯＣＴ構成により、カテーテルを用いて血管の構造画像が見られる。カテーテル（シース及び光学プローブを含む）は、冠動脈へとナビゲートされる。血管、食道及び鼻腔等の管及び腔の断面画像を得るために、光学プローブは、ＦＯＲＪ（光ファイバ回転継手）等の回転接合部によって回転する。光学プローブは、回転中に同時に長手方向に並進するので、ヘリカル走査パターン画像が得られる。この並進は、通常、プローブの先端を近位端に向かって引き戻すことによって行われ、一般に「プルバック」と呼ばれる。プルバックの後、取得されたデータは、レビューのためにモニタに表示される。データは３Ｄ（３次元）画像である場合もあるが、典型的には、ディスプレイは２Ｄ（２次元）断面画像を表示する。

３Ｄ画像を加工して２Ｄ画像が作成される場合、ユーザが見たがる有用な情報、特に長手方向２Ｄビューが失われるおそれがある。３Ｄビューは、通常は情報過多であり、詳細な画像を表示することができない。

これらの懸念を克服すること、また、血管内イメージング中の情報喪失を阻止する能力を提供することが有益であろう。

本開示の態様によれば、血管内画像処理のための方法は、管腔の一部の血管内データを取得するステップと、取得されたデータに基づいて関心領域を決定するステップと、決定された関心領域に基づいて、管腔の一部の初期長手方向ビューを表示するための角度（向き）を決定するステップと、決定された角度に基づいて長手方向ビューを表示し、管腔の一部の断層撮影ビューを表示するステップと、を実行する。

本開示の態様によれば、血管内画像処理のための方法は、管腔の一部の血管内データを取得するステップと、取得されたデータの特性に基づいてＲＯＩを決定するステップと、決定されたＲＯＩに基づいて、管腔の一部の初期長手方向ビューを表示するための長手方向における位置を決定するステップと、決定された位置に基づいて長手方向ビューにおける１つ以上の部分を表示し、管腔の一部の断層撮影ビューを表示するステップと、を実行する。

本開示の態様によれば、特性は、取得された血管内データの蛍光又は影である。本方法は、人工知能又は機械学習を用いて血管内データを処理するステップを更に含む。処理するステップは反復型である。血管内データはＭＭＯＣＴによって取得され、ＭＭＯＣＴは、ＯＣＴ、ＩＶＵＳ、ＮＩＲＦ、ＮＩＲＡＦ及びＮＩＲＳのうちの１つ以上を含む。本方法のＲＯＩは、高蛍光領域、ガイドワイヤ及び組織特性のうち１つ以上を含み、組織特性は、脂質、石灰化、分岐、薄被膜線維性粥腫、エッジ解離、ステント不完全圧着、ステント拡張不良、血栓、組織突出及び狭窄のうち１つ以上を含む。

本願の態様によれば、本方法は、ディスプレイ上にボタンを表示するステップと、表示ボタンのクリックに応答して初期長手方向ビューを表示するステップと、を更に含む。初期長手方向ビューは、断面長手方向ビュー又は３次元半管カット長手方向ビューである。本方法は、表示角度の決定のためにＲＯＩのタイプを事前設定するステップを更に含む。複数のＲＯＩがある場合、本方法は、複数のＲＯＩのうち１つを選択するステップと、表示ボタンのクリックにより、別のＲＯＩに移るステップと、を含む。本方法は、複数の領域を同時に表示するステップを更に含む。本方法は、断層撮影ビュー上に角度を表示するステップを更に含む。

本開示の態様によれば、血管内画像処理のための装置は、管腔の一部の血管内データを取得し、取得されたデータの特性に基づいてＲＯＩを決定し、決定されたＲＯＩに基づいて、管腔の一部の初期長手方向ビューを表示するための角度（向き）を決定し、決定された角度に基づいて長手方向ビューを表示するように構成された少なくとも１つのプロセッサを有する。

本開示の更なる特徴は、添付の図面を参照する例示の実施形態の以下の説明から明らかになるであろう。

図１は、本開示の例示の実施形態に係る画像処理装置のハードウェア構成を示す図である。 図２は、本開示に係るカテーテルの構成を示す図である。 図３は、画像処理装置のブロック図である。 図４は、本開示に係る血管内方法ステップを示す図である。 図５は、本開示に係る血管内方法ステップを示す図である。 図６は、本開示に係る血管内方法ステップを示す図である。 図７は、本開示に係る血管内方法ステップを示す図である。 図８は、光学プローブプルバック及び２Ｄ断面断層撮影フレームを示す図である。 図９は、本開示に係る２Ｄ断層撮影断層撮影ビュー（フレーム）及び長手方向ビューによるＯＣＴデータ表示を示す。 図１０は、本開示に係る２Ｄ蛍光カーペットビューを示す図である。 図１１Ａは、本開示に係る断層撮影ＭＭＯＣＴビューを示す図である。 図１１Ｂは、本開示に係る長手方向の蛍光及びＯＣＴビューを示す図である。 図１２は、本開示に係る冠動脈ＯＣＴビューを示す図である。 図１３は、本開示に係るＯＣＴカーペットビューを示す図である。 図１４は、本開示に係る長手方向ＯＣＴビューを示す図である。 図１５は、本開示に係る断層撮影ＯＣＴビューを示す図である。 図１６は、本開示に係るＯＣＴバリエーションを示す図である。 図１７は、本開示に係る高ＮＩＲＡＦ信号ビューを示す図である。 図１８は、本開示に係る断層撮影フレーム番号を示す図である。 図１９は、本開示に係る半３Ｄ長手方向ビューを示す図である。 図２０は、本開示に係る、ガイドワイヤがねじれているか又はＮＩＲＡＦ信号がねじれているときのＮＩＲＡＦ信号を示す図である。 図２１は、本開示に係るガイドワイヤ検出の例を示す図である。 図２２は、本開示に係るガイドワイヤ検出の例を示す図である。 図２３は、本開示に係る関心ビューを表示するためのＧＵＩボタンを示す図である。 図２４は、本開示に係る組織特性断層撮影ビューを示す図である。

図面を参照して、本開示の様々な例示の実施形態、特徴及び態様を説明する。

以下の実施形態では、血管内ＭＭＯＣＴ（マルチモダリティ光干渉断層撮影法）イメージングと他の血管内イメージングモダリティ（例えばＯＣＴ、ＩＶＵＳ、ＮＩＲＦ（近赤外蛍光）、ＮＩＲＡＦ（近赤外自家蛍光）、ＮＩＲＳ（近赤外分光法）、それらのハイブリッド又は組合せ等）を機能的に実施する構成が記載される。本開示は、いかなる特定の構成にも限定されない。

［画像処理装置のハードウェア構成］
図１は、本例示実施形態に係る画像処理装置１００のハードウェア構成を示すブロック図である。

画像処理装置１００は、光源ｌ１０１、参照アーム１０２、サンプルアーム１０３、参照ミラー１０５、１つ以上の検出器１０７、偏向部１０８、ＰＩＵ（患者インタフェースユニット）１１０及びカテーテル１２０のうち１つ以上を含むように構成される。装置１００は、干渉計を含み、ＰＩＵ１１０及び／又はカテーテル１２０を介してサンプル１０６と相互作用する。光源は偏向部１０８への光を生じ、偏向部１０８は、光源からの光を、参照アーム１０２に入る参照ビームとサンプルアーム１０３に入るサンプルビームとに分離する。偏向部１０８は、参照ミラー１０５、１つ以上の検出器及びサンプル１０６に対して角度を成して配置される。参照ビームは、参照アーム１０２において参照ミラー１０５から反射され、サンプルビームは、サンプルアーム１０３においてＰＩＵ１１０及びカテーテル１２０を通して、サンプル１０６から反射又は散乱される。参照ビームとサンプルビームは、偏向部１０８で結合又は再結合し、干渉縞を生成する。構成１００及び／又は干渉計の出力は、１つ以上の検出器１０７（１つ以上のフォトダイオード、マルチアレイカメラ等を含む）によって連続的に取得される。各検出器１０７は、参照アーム１０２とサンプルアーム１０３の間の干渉縞を測定する。構成１００及び／又は干渉計の出力から得られた電気アナログ信号は、コンピュータによって解析されディスプレイに出力されるように、デジタル信号に変換される。

ＰＩＵ１１０は、イメージングコアスピンモータ、リニアステージ、光ファイバ結合器、回路基板アセンブリ、制御ボタン、ＬＥＤ（発光ダイオード）等のうちの１つ以上を含む。ＰＩＵ１１０は、イメージングコアの回転、イメージングコアの並進、カテーテルの係合／解除、ユーザインタフェース等を含む機能を提供するように構成される。

表示ユニットは、断層撮影２Ｄビュー及び長手方向２Ｄビューを生成するための画像処理を経た画像を表示するように構成される。３ＤＯＣＴビューを生成して表示することもできる。プルバックデータセットの長手方向ビュー又は長手方向再構成は、特定の回転角度で取得される。表示ユニットは、インタラクティブな操作のために１つ以上のボタンを提供するためのＧＵＩ（グラフィカルユーザインタフェース）を備えて構成される。例えば、表示ユニットには、液晶パネル及びバックライトモジュール、又は有機ＥＬ（エレクトロルミネセンス）パネルを用いることができる。表示ユニットは、画像処理装置に着脱自在に取り付けられてもよいし、そうでなくてもよい。画像処理装置１００は、表示ユニットによって表示を制御する機能を有しさえすればよい。

カテーテル１２０は、内腔内での血管内配置用に構成された、細長く柔軟な管状の本体を有する。図２に示されるように、カテーテル１２０は、周方向走査のために回転するように構成され、レンズ、プリズム又はミラー、光ファイバ、アウターケーシング、インナーシース、中間軸、光学プローブ、ライト、屈折率分布型マーカ、ガイドワイヤ及びガイドワイヤ入口のうち１つ以上を有し、周方向走査のために回転するように構成される。レンズは、合焦のためのＧＲＩＮ（屈折率分布型）レンズとして構成される。プリズム又はミラーは、光を方向付けるためのものである。インナーシースは、光学プローブを支持し、かつアウターケーシングを除く全てを回転させる速度計ケーブルとして構成することができる。近位端には、近位端を固定したままカテーテル１２０が回転できるようにする自由空間がある。

駆動装置は、カテーテル１２０の近位部分に取外し自在に結合される。駆動装置は、静止域と回転可能域を有するＦＯＲＪを含む回転接合部を備えて構成される。モータは、回転可能域を回転させる。モータのシャフトは、ＦＯＲＪの回転可能域の一部がそこを通って延在できるように中空である。モータが作動すると、ＦＯＲＪの回転可能域が回転し、それによってドライブシャフトと光ファイバを回転させる。

ＦＯＲＪは、光信号が回転可能域と静止域の境界面を越えて伝送されることを可能にする。ＦＯＲＪは、光信号を用いて、高速デジタルデータ、又は周波数や振幅の影響を受けるアナログデータ（例えばアナログ情報）を伝送するように構成される。ＦＯＲＪは、シングルパス又はマルチパス、かつパッシブ又はアクティブであるように構成される。パッシブＦＯＲＪは、電子処理なしで回転構造から静止構造に光信号を伝送するが、フィルタやレンズ等のコンポーネントを用いて光信号を処理することもできる。アクティブＦＯＲＪは、信号を処理してロータからステータへの伝送特性を改善するための電子機器を組み込んでおり、電気／光変換、増幅、信号調整及び再クロッキングに関与することができる。

回転モータは、ベルトを介してＦＯＲＪに連結され、ＦＯＲＪは、コネクタを介してカテーテル１２０を接続して、回転トルクを変換する。ＯＣＴ信号の結合には、プローブ全体を自由に回転させるように、光学回転継手と艶消し電気スリップリングが用いられる。これらの構成要素は、イメージングプルバックのために機能するリニア並進ステージに固定される。

アブレーション要素及びイメージング装置は、遠位先端の近位部分に配置される。アブレーション要素は、イメージング装置に対して近位に配置することができる。アブレーション要素は、イメージング装置に対して遠位に配置することもできる。一般に、カテーテルは、任意の所望のプロファイル、用途、又は特定の関心組織を引き受けるように構成される。

カテーテル１２０は、機械的構成を用いて、血管の周囲では周方向に、また血管に沿って長手方向に、集束された光線を走査する。カテーテル１２０は、ビームを集束させるレンズとそれを血管壁に対して横方向に向ける反射要素とによってその遠位端で終端される回転光ファイバを含む。カテーテ１２０は、モータがカテーテル内の光ファイバを回転させるように構成されている回転接合部に接続される。回転接合部は、近位端の静止光ファイバからの光をカテーテル内の回転光ファイバに結合する。回転接合部は、電動又は自動のプルバック用に構成される。回転接合部及びプルバックモータによって作動されるカテーテル１２０内のファイバの回転及び並進は、光ファイバによって、又はファイバをカプセル化する可撓性ドライブケーブルによって、遠位イメージングチップに伝達され得る。光学系は、イメージングシース内に構成することができる。

インタフェースは、カテーテル１２０をＰＩＵ又はコントローラ（ＧＵＩを含む）に接続するように構成される。カテーテル１２０の近位部分は、駆動装置と相互接続される長尺体のコネクタを含む。駆動装置は、イメージングセンサを回転させるためにカテーテルを通って延在するドライブシャフトを有する。駆動装置は、光ファイバ及び／又はドライブシャフトを回転させるように構成される。駆動装置は、カテーテル１２０の光ファイバと光学的に接続するために光ファイバ又はＦＯＲＪを含む。

光ファイバは、カテーテル１２０内で回転する光ファイバワイヤとして構成されたイメージングセンサを有し、カテーテル１２０は、流体で満たされている場合がある。光ファイバのワイヤが光を発し、同時に回転し動脈に沿ってプルバックされている間に反射を記録する場合に、イメージングは達成される。光源１０１は、約１２５０から１３５０ｎｍの範囲の中心波長を有する近赤外スペクトルの帯域幅を用いる。画像は、血管壁からの光の後方散乱、又は、測定可能な信号強度又は大きさを伴うエコー時間遅延を生む、放出された光が標的組織間を伝わってレンズに戻るのにかかる時間によって形成される。光ファイバワイヤが回転するときに複数の軸方向スキャン（Ａライン）が継続的に取得され、全回転によって管の完全な断面が作成される。後方散乱信号は、光ファイバカプラの形のビームスプリッタを備えた干渉計を用いて測定される。ビームスプリッタは、組織への信号の一部と、較正された距離で移動してエコー遅延を生じるミラーを含む参照アームへの信号の一部とを分離する。組織からの反射信号と参照アームからの反射信号はビームスプリッタにおいて再結合され、例えば光検出器を用いて干渉測定が行われる。カテーテルは、バルーンカテーテルの形で構成することができる。イメージングは、バルーン閉塞なしで達成することもできる。ＯＣＴ画像は、動脈壁から後方散乱光を収集し、放射光が集束レンズとサンプル１０６との間を移動するための振幅及び飛行時間を決定することによって、形成される（Ａライン）。イメージングカテーテルを回転させることによって複数のＡラインが取得されて、２Ｄ画像が作成される（Ｂスキャン）。

カテーテル検査中、ガイドワイヤは、針等の医療器具を通して血管に挿入され、目的地（例えば心臓）まで通される。針は、先細の管であり得るシースによって置き換えることができる。光のビームがシースを通って伝わることができるように、シースは透明又はほぼ透明であってもよい。カテーテル１２０は、中空であってよく、ガイドワイヤ上を標的領域までスライドさせることができ、次いでガイドワイヤを除去することができる。第２のガイドワイヤをカテーテルに通して血管閉塞を通過させることができ、そこで、端部にバルーンを備えた別のカテーテルが、ガイドカテーテルを通過して狭窄領域に到達することができる。バルーンは、閉塞を緩和して血流を回復させるために、動脈壁を押すように高圧で膨張する。次に、バルーンは収縮され、カテーテル、ガイドワイヤ及びシースと一緒に引き抜かれる。ステントは、狭くなった壁を支え、フォローアップ中に管腔を開いたままにするために用いられる。ガイドワイヤは、イメージングプローブを管腔内に導入するために用いられる。イメージングプローブは、データを収集しながら、管腔の長さに沿ってプルバックされる。血管に沿ったプルバックを通してプローブが後退させられるとき、プローブ又はその一部が回転するにつれて複数のスキャン又はデータセットが収集される。これらのデータセット（又は画像データのフレームの集合）は、ＲＯＩ（関心領域）の特定に用いることができる。

ＲＯＩは、例えばガイドワイヤ、管腔、側枝、組織等を含む様々な方法で影響を受け得るイメージングの特性情報、陰影又はアーチファクトを示し、ＲＯＩは、高蛍光領域、ガイドワイヤ、組織特性（脂質、石灰化、分岐、薄被膜線維性粥腫、エッジ解離、ステント不完全圧着、ステント拡張不良、血栓、組織突出、狭窄、残留血液、飽和、縫合、非一様回転歪み（non-uniform rotational distortion）、泡、折返し、ワイヤ偏心等）のうち１つ以上を含む。これらの特性は、例えばドライブケーブルの結合や画像取得中の光学部品の回転等、様々な理由から生じる。イメージングの異常は、摩擦や欠陥のあるカテーテル、イメージングシースの捲縮等が原因で発生し得る。反射は、カテーテル１２０の複数のファセットで跳ね返り、画像に異常な線を生じる。ブルーミング効果は、過剰な強度により、例えばステントストラット表面に沿って生じ得る軸方向に沿って拡大及び不鮮明化される明るい反射体の外観が生じる場合に、発生する。飽和は、高反射体が光に遭遇したときに発生し、光は、検出器で正確に検出するには高すぎる強度で後方散乱され、それにより、影響を受けたＡラインに異常が生じる。高い後方散乱を示す構造として、ガイドワイヤ、組織表面、金属製のステントストラット等が挙げられる。飽和異常は、軸方向に沿った画像内の高強度と低強度の線状の筋として現れ得る。

カテーテル１２０によって生成された画像は、ディスプレイに表示することのできる色空間へのＯＣＴ信号強度のマッピングを用いて、ディスプレイに提供される。これは、グレースケール（例えば低は黒、高は白）又は反転グレースケールによって実現される。画像は画像処理を経て、断層撮影２Ｄビュー及び長手方向２Ｄビューが生成される。３ＤＯＣＴビューを生成することもできる。プルバックデータセットの長手方向ビュー又は長手方向再構成は、特定の回転角度で取得することができる。長手方向断面が取られる平面は、動脈又は管腔の重心と交差する。距離測定は、フレームレート及びプルバック速度が既知である場合、長手方向画像を用いて行うことができる。長手方向の距離測定は、カテーテルの中心を通って取得される場合に、より正確である。画質はフレーム間の間隔に依存し、これは、長手方向寸法に沿った長手方向イメージングの解像度に影響を与える。

データセットを表示するために、ボリュームレンダリングの切断ビュー又はフライスルービューを含む３Ｄ可視化を利用することができる。これらの表現は、一度に１つの断面画像のみを表示するのではなく、プルバックの複数のフレームを包含する。そして、動脈壁の解剖学的構造の概要が、効率的な方法で提供される。例えば陰影、カラーマップ、セグメンテーション、不透明度テーブル、ピッチ／フレーム間の間隔等の様々なパラメータが、これらの可視化フォーマットがエンドユーザにどのように見えるかに影響を与える。

制御セクションは、カテーテル１２０及び回転接合部を介して、血管に光を提供し、血管から後方散乱された光を収集するように構成される。反射光信号は、検出され、デジタル信号に変換され、画像の生成に用いられる。ディスプレイは、画像を表示するように構成される。制御セクションは、カテーテル１２０の回転速度及びプルバック速度を制御するように構成される。回転速度により、個々の円形断面画像が取得される速度と、構成のＡライン速度と併せて画像ごとのＡラインの数との両方が決まる。プルバック速度により、ヘリカルスキャンのピッチ又はフレーム間の間隔が決まり、したがって、画像の長手方向寸法に沿った空間分解能が決まる。

図３は、ＣＰＵ（中央処理装置）３００、ＲＯＭ（リードオンリーメモリ）３１０、ＲＡＭ（ランダムアクセスメモリ）３２０、記憶装置３３０、画像処理部３４０、操作ユニット３５０、インタフェースユニット３６０、通信ユニット３７０及び表示ユニット３８０のうち１つ以上を有する画像処理装置１００のブロック図を示す。ＣＰＵ３００（１つ以上のプロセッサ、１つ以上のメモリ、回路又はそれらの組合せを含む）は、ＲＯＭ３１０又は記憶装置３３０に格納された制御プログラムに従って、システムバス４００を通して接続された様々な種類のデバイスへのアクセスを包括的に制御する。画像処理部３４０は、画像データを処理し、また、１つ以上のプロセッサ、１つ以上のメモリ、回路又はそれらの組合せを含む。ＲＯＭ３１０は、ＣＰＵ３００によって実行可能な制御プログラム等を格納する。ＲＡＭ３２０は、ＣＰＵ３００のメインメモリや作業領域等として機能し、拡張ポート（図示なし）に接続された任意のＲＡＭを用いて拡張可能なメモリ容量を有するように構成される。記憶装置３３０は、起動プログラム、様々な種類のアプリケーション、フォントデータ、ユーザファイル、編集ファイル等を格納するＨＤＤ（ハードディスクドライブ）、ＳＤ（セキュアデジタル）カード、フラッシュメモリ等として、構成することができる。記憶装置は、外部記憶装置として構成することもできる。操作ユニット３５０は、表示ユニット３８０の表示制御と、入力ユニットによって設定された様々な種類の設定情報の入力の制御とを実行し、画像処理装置１００に入力を提供するために、１つ以上のキー、ボタン、スイッチ、マウス、キーボード等を含む。インタフェースユニット３６０は、画像処理装置１００からイメージング制御のための情報を受け取る。通信ユニット３７０は、画像処理装置１００内外への通信を促進する。表示ユニット３８０は、画像、データ又は他の情報を表示するための表示をユーザに提示し、また、ＬＣＤ（液晶ディスプレイ）又は他のタイプのディスプレイとして構成することができる。

取得されたプルバックデータは、関心特徴を抽出することによって処理されて、ユーザ（医師、看護師、医療関係者、医療技術者、画像研究者等）にとって有用又は有益な１つ以上の画像の初期表示又はビューを生成する。図４及び図５は、本開示に係る大まかな血管内方法のステップを示し、図４は、記録モードＳ１００、処理モードＳ１１０及びレビューモードＳ１２０を示す。図５では、Ｓ２００において、管腔の一部の血管内データを取得することにより、プルバックデータが取得される。データは、メモリ又はハードドライブに保存される。Ｓ２１０では、ＭＭＯＣＴ（マルチモダリティＯＣＴ）信号処理と、取得されたデータの特性に基づいてＲＯＩ（関心領域）を決定することとにより、取得されたプルバックデータが処理される。決定されたＲＯＩに基づいて、管腔の一部の初期長手方向ビューを表示するための角度（向き）又は位置が決定される。Ｓ２２０では、ＲＯＩから関心特徴が抽出される。Ｓ２３０では、初期表示が生成されて、決定されたＲＯＩに基づいて初期長手方向ビューが表示され、管腔の一部の断層撮影ビューが表示される。本開示は、ユーザの操作を伴わずに、ユーザが見たがる領域の初期表示又はビューを提供する。

本開示は、初期表示の生成に必要となる処理時間を最小化することにより、ユーザ（医師等）にとって有用又は所望の初期表示又はビュー（例えば最適な初期表示画像又はビュー）を自動的に生成するという有利な特徴を提供する。本開示は、ＯＣＴデータを示すのに最良の平面を決定するプロセスを提供する。

図６は、本開示の実施形態に係る関心特徴を抽出するステップＳ２２０の詳細を示す。Ｓ３００では、ガイドワイヤ検出が実施される。Ｓ３１０では、ガイドワイヤ情報に基づいて表示角度が決定される。決定された角度での初期表示のために、データセットが作成される。

図７は、本開示の別の実施形態に係る関心特徴を抽出するステップＳ２２０の詳細を示す。Ｓ４００では、高ＮＩＲＡＦ検出が実施される。Ｓ４１０では、ＮＩＲＡＦ信号に基づいて表示角度が決定される。決定された角度での初期表示のために、データセットが作成される。

本開示の追加の特徴又は態様は、前述の関心特徴を決定し、又は他の方法で医師、操作者又は技術者に対する初期表示画像又はビューの生成及び表示に寄与するように、１つ以上のＡＩ（人工知能）又は機械学習のアルゴリズム、プロセス、技術等を有利に実施することもできる。このようなＡＩ技術は、ニューラルネットワーク、ランダムフォレストアルゴリズム、コグニティブコンピューティングシステム、ルールベースのエンジン等を用い、データのタイプを査定して出力を生成するように一連のデータに基づいて訓練される。例えば、学習アルゴリズムは、１つ以上のモデルを用いて、又はプルバックデータから取り出された情報若しくはデータセットの解析を通して、関心特徴を決定するように構成することができる。モデルは、画像を入力として受け取り、所与の画像の予測を出力として返すソフトウェアとして、構成することができる。モデルは、機械学習及び／又は最適化アルゴリズム／プロセスを用いたモデルの訓練及び選択によって得られたモデルアーキテクチャ（パラメータ値のセット）のインスタンスとすることができる。モデルは、一般に、例えば、ソースコード（例えばパラメータ化された畳み込みカーネル及び活性化関数のレイヤを含む畳み込みニューラルネットワーク等）と、最初は乱数値に設定され、次に訓練の間に、データ例、目的関数（損失関数）、最適化アルゴリズム（オプティマイザ）等を考慮して繰り返し最適化される構成値（パラメータ、重み、特徴等）とによって定義されるアーキテクチャを含むことができる。

プルバックデータの少なくとも一部は、入力データとして用いて、学習アルゴリズムに提供することができる。初期データセットは、モデルへの入力マッピングを用いるか又は専門調査を通して生成された関心平面又はＲＯＩを含むＯＣＴデータやＮＩＲＡＦデータ等のデータベースに格納することができ、機械学習により、ＡＩプロセス用のパラメータを見出すことができる。初期データセットからの初期ＯＣＴデータは、新しいデータのＲＯＩを決定するために用いられるか、又はＡＩプロセス又はアルゴリズムに配置される。学習アルゴリズムは、入力データにおける物理的関係を学習し、これらの関係又は相関を最も良く記述するように構成される。データセットは、例えば得られた医用画像、得られた画像の数、画像の角度、画像の位置、画像内の異物、患者の年齢、患者の性別等、多くの因子に基づく情報を含む。データは加重評価を用いて評価され、加重は、訓練プロセスや主題仕様（subject matter specification）等を通して学習される。ディープラーニング機構は、ＡＩプロセスを強化して、例えば画像の異常や画像データ内の異物の存在等を含み得る画像データ内のインジケータを識別することができる。

［第１の実施形態］
本実施形態では、血管内ＯＣＴ及び蛍光マルチモダリティ構成のＭＭＯＣＴによる冠動脈のイメージングを説明する。第１の実施形態の構成は、得られた蛍光データに基づいて、２Ｄビューの向き及び位置を自動的に提供することができる。

本実施形態のＭＭＯＣＴでは、ＯＣＴモダリティは深さ分解構造情報を取得し、蛍光モダリティは、励起ビームを用いて導入された分子情報（非深さ分解）を取得する。

本実施形態は、図４の記録モードＳ１００、処理モードＳ１１０及びレビューモードＳ１２０を通して動作する。

記録モードＳ１００では、回転スピン（回転方向）中に光学プローブが同時に長手方向（プルバック方向）に並進するときに、機械的走査を用いて、３ＤＯＣＴと２Ｄ蛍光の同期データが取得される。ボリューム再構成は、ピッチに等しい間隔で２Ｄ断面断層撮影フレームの並列取得を想定することができる。図８は、ヘリカルプルバックを受けている光学プローブと、逐次的な並行再構成を示す。

処理モードＳ１１０では、取得されたデータがメモリに格納される。格納されたデータはＭＭＯＣＴ信号処理を受け、それによって関心特徴が抽出される。関心特徴は、

レビューモードＳ１２０では、図９に示されるように、プルバック（血管）方向に垂直な断面平面である２Ｄ断面断層撮影ビュー（フレーム）、及び／又はプルバック（血管）方向に沿った断面平面である長手方向ビューによって、ＯＣＴデータが表示される。蛍光データはカーペットビューで表示することができ、これは、図１０に示されるように、プルバック方向と回転方向で拡大することができる。蛍光信号が高いほど、正常組織と比較して壊死性コア等のリスクの高いプラークを表す。マルチモダリティシステムは、蛍光信号が上昇している向き及び位置を決定し、次に、決定された向き及び位置で、ＧＵＩを介して、ディスプレイに２Ｄ断面断層撮影ビューと長手方向ビューを表示する。

ＲＯＩは、取得された２Ｄ蛍光信号から最大蛍光値を計算することによって探索される。最大蛍光値を探索する前に、ノイズを除去するために、ローパスフィルタ及び／又は平滑化の技術を適用することができる。次に、フレーム番号（位置）及び向きを保存することができる。ＲＯＩは、最大サイズの蛍光領域の中心を計算することによって探索することもできる。蛍光領域は、所定の閾値よりも大きい蛍光値として決定される。中心は、位置及び向き、又は蛍光値で重み付けされた位置及び向きの平均として計算される。ＲＯＩは、ステント領域外からの最大サイズの最大値又は中心の計算によって、探索することもできる。

ＲＯＩは、例えばガイドワイヤ、管腔、側枝、組織等の様々な方法で影響を受け得るイメージングの特性情報を示す。ＲＯＩは、高蛍光領域、ガイドワイヤ、組織特性（脂質、石灰化、分岐、薄被膜線維性粥腫、エッジ解離、ステント不完全圧着、ステント拡張不良、血栓、組織突出、狭窄、残留血液、飽和、縫合、非一様回転歪み、泡、折返し、ワイヤ偏心等）のうち１つ以上を含む。

図１１Ａ及び図１１Ｂは、ＯＣＴ及び蛍光の断層撮影ＭＭＯＣＴビューと長手方向ビューを示す。ＲＯＩの表示において、断層撮影ビューの位置（フレーム）と長手方向ビューの向きは、蛍光信号が上昇している所定のＲＯＩによって決定される。高蛍光領域の近くのＯＣＴ画像と蛍光画像の両方は、ユーザによる操作がなくても、ディスプレイ上で見ることができる。

第１の例では、プルバック取得の後、ＯＣＴ構成により、決定されたビューがＲＯＩ初期ビューに自動的に表示されるので、ユーザは、操作なしで最初又は初期のビューにおいてＲＯＩを確認することができる。

第２の例では、ＧＵＩにより、高蛍光領域を再表示するためのボタンが表示される。ボタンは、複数の操作を伴うユーザによる操作／入力を回避するようにユーザフレンドリーな機能を提供するので、ユーザは時間を節約することができる。

本実施形態では、プルバックデータが記録される。トリガー信号を用いて、Ａ／Ｄ（アナログ・デジタル）コンバータ上で単一深さスキャンをトリガーし、デジタルカウンタの値を記録することができ、デジタルカウンタは、ロータリモータエンコーダ信号とプルバックモータエンコーダ信号をそれぞれ受け取ることができる。エンコーダ信号は、定められた速度でモータの回転ごとに切り替わるＴＴＬパルス列とすることができる。デジタルカウンタを用いてこれらのスイッチをカウントすることにより、現在のモータ位置を測定することができる。Ａ／Ｄコンバータとデジタルカウンタは、データ取得ユニットに含まれる。ビームが回転し、軸方向に変位して、らせん状のイメージングパターンが生じる。走査は、アキシャル走査と回転走査の組合せによって起こり、アキシャル走査が起こってから回転走査が続き、又は、回転スキャンが起こってからアキシャル走査が続く。データは、メモリ及び／又はハードドライブに保存される。データは信号処理を受け、角度の調節により、画像からガイドワイヤアーチファクトが除去される。ガイドワイヤアーチファクトは、以下のステップを通して画像から抽出される。ガイドワイヤ検出が実施され、ガイドワイヤ情報に基づいて表示角度が決定される。決定された角度での初期表示のために、データセットが作成される。処理された画像はディスプレイに表示され、また、操作角度で見ることができる。

第１の実施形態では、ＲＯＩはＯＣＴデータやＮＩＲＡＦデータ等に基づいて決定され、欠陥領域（影）を決定することができ、角度／向きを決定することができる。

ＲＯＩがＯＣＴデータに基づいて決定される場合、ＲＯＩは、減衰係数（組織特性の散乱及び吸収）、スペックルサイズ、組織層厚さ層等のうち１つ以上等、ＯＣＴ信号特性によって解析された組織タイプに基づいて決定される。組織タイプは、脂質、壊死性コア、カルシウム、ＴＣＦＡ（薄被膜線維性粥腫）等であり得る。

ＲＯＩがＮＩＲＡＦデータに基づいて決定される場合、ＲＯＩは、高ＮＩＲＡＦ領域に基づいて決定される。ＮＩＲＡＦ信号は、高リスクのプラーク及び／又は血栓症の存在を示す。ＮＩＲＡＦ領域によってプラークのサイズ（プラーク面積率（plaque burden））又は血栓症も示されるように、近傍平均を計算してＮＩＲＡＦ領域を導入することができる。また、ＮＩＲＡＦ領域は、ＲＯＩが最も高い進行領域を反映するように、プルバックにおいて最も高いＮＩＲＡＦデータとすることができる。

欠陥領域（影）は、ガイドワイヤの影に基づいて決定される。ガイドワイヤは、ＭＭＯＣＴカテーテルを冠動脈にナビゲートするのに用いられるが、ガイドワイヤは不透明材料から成るので、ＯＣＴ画像とＮＩＲＡＦ画像はガイドワイヤの存在する所が影になってしまう。ガイドワイヤは、ＯＣＴデータ（組織表面（管腔）の連続性、影エリア、ガイドワイヤからの強い反射等）を用いて、解析及び検出することができる。

ＲＯＩを表示するための角度／向きが決定される。角度／向きは、ＲＯＩの中心を選択するために計算される。また、角度／向きは、欠陥領域を隠すように決定される。角度／向きは、システムが非欠陥領域を表示できるように、プラス又はマイナス９０度等の欠陥領域の偏角（off angle）を表示するように計算される。角度／向きは、複数のＲＯＩと欠陥領域を用いると見なすことができる。ＲＯＩと欠陥領域は、ユーザの好みに基づいて重み付けされる。

以下は、第１の実施形態に係る血管内画像処理のための方法である。本方法は、管腔の一部の血管内データを取得するステップと、取得されたデータの特性に基づいてＲＯＩを決定するステップと、決定されたＲＯＩに基づいて、管腔の一部の初期長手方向ビューを表示するための角度（向き）を決定するステップと、決定された角度に基づいて初期長手方向ビューを表示し、管腔の一部の断層撮影ビューを表示するステップと、を実行する。

以下は、第１の実施形態に係る血管内画像処理の別の方法である。本方法は、管腔の一部の血管内データを取得するステップと、取得されたデータの特性に基づいてＲＯＩを決定するステップと、決定されたＲＯＩに基づいて、管腔の一部の初期長手方向ビューを表示するための長手方向における位置を決定するステップと、決定された位置に基づいて長手方向ビューにおける１つ以上の部分を表示し、管腔の一部の断層撮影ビューを表示するステップと、を実行する。

特性は、取得された血管内データの蛍光又は影である。本方法は、人工知能又は機械学習を用いて血管内データを処理するステップを更に含む。処理するステップは反復型である。血管内データはＭＭＯＣＴによって取得され、ＭＭＯＣＴは、ＯＣＴ、ＩＶＵＳ、ＮＩＲＦ、ＮＩＲＡＦ及びＮＩＲＳのうちの１つ以上を含む。本方法のＲＯＩは、高蛍光領域、ガイドワイヤ及び組織特性のうち１つ以上を含み、組織特性は、脂質、石灰化、分岐、薄被膜線維性粥腫、エッジ解離、ステント不完全圧着、ステント拡張不良、血栓、組織突出及び狭窄のうち１つ以上を含む。

第１の実施形態に係る方法は、ディスプレイ上にボタンを表示するステップと、表示ボタンのクリックに応答して初期長手方向ビューを表示するステップと、を更に含む。初期長手方向ビューは、断面長手方向ビュー又は３次元半管カット長手方向ビューである。第１の実施形態に係る方法は、表示角度の決定のためにＲＯＩのタイプを事前設定するステップを更に含む。複数のＲＯＩがある場合、本方法は、複数のＲＯＩのうち１つを選択するステップと、表示ボタンのクリックにより、別のＲＯＩに移るステップと、を含む。第１の実施形態に係る方法は、複数の領域を同時に表示するステップを更に含む。本方法は、断層撮影ビュー上に角度を表示するステップを更に含む。

以下は、第１の実施形態に係る血管内画像処理のための装置である。血管内画像処理装置は、管腔の一部の血管内データを取得し、取得されたデータの特性に基づいてＲＯＩ（関心領域）を決定し、決定されたＲＯＩに基づいて、管腔の一部の初期長手方向ビューを表示するための角度（向き）を決定し、決定された角度に基づいて長手方向ビューを表示するように構成された少なくとも１つのプロセッサを有する。

［第２の実施形態］
本実施形態のＭＭＯＣＴでは、プルバックデータが記録される。データは、メモリ及び／又はハードドライブに保存される。データは信号処理を受け、画像からガイドワイヤアーチファクトが除去される。ガイドワイヤアーチファクトは、以下のステップを通して画像から抽出される。高ＮＩＲＡＦ検出が実施される。図１４に示されるように、高ＮＩＲＡＦ信号に基づいて表示角度が決定される。決定された角度での初期表示のために、データセットが作成される。処理された画像はディスプレイに表示され、また、操作角度で見ることができる。

第１の実施形態では、血管内ＯＣＴ構成による冠動脈のイメージングを説明した。特に、第１の構成は、ガイドワイヤの影のない長手方向２ＤＯＣＴビューを表示する。

第２の実施形態では、ガイドワイヤは、冠動脈のＲＯＩに入るカテーテル１２０に実装される。冠動脈イメージングカテーテルは、ガイドワイヤを通過するために遠位部分にガイドワイヤ入口を有する。

ＯＣＴカテーテル画像は、カテーテルシース内の光学プローブが回転スピン（回転方向）中に同時に長手方向（プルバック方向）に並進する場合に、取得される。しかしながら、カテーテルからの光がガイドワイヤで遮られ、組織まで伝わることができない場合があるので、ガイドワイヤは、図１２に示されるように影（又はアーチファクト）を生じる。したがって、画像によって誤解が生じるのを防ぐために、影のないＯＣＴ長手方向ビューが望ましい。

３ＤＯＣＴ画像が生成されると、画像処理技術によってガイドワイヤが検出される。ガイドワイヤ検出の一例は、プルバック方向及び回転方向でのカーペットＯＣＴ画像を計算して、ＯＣＴ深さ（Ａライン）方向を統合する場合に起こる。ガイドワイヤＯＣＴ画像は、図１３に示されるように、エッジ検出技術によってセグメント化される。

フレーム番号（又はプルバック方向）の関数としてのガイドワイヤの向きが計算され、保存される。ガイドワイヤの向きは、ガイドワイヤの向きを避けるために計算される。

計算は、（１）単一のフレームを用いて一定の向きを決定することと、（２）影を最小化するために、いくつかのフレームを用いて一定の向きを決定することと、（３）ねじれたガイドワイヤの影をトレースするために、プルバック方向の関数として様々な向きを決定することと、を含むことができる。

良い角度での向きでは、図１４に示されるように、ＯＣＴ長手方向ビューにガイドワイヤ画像が現れない表示が提供される。悪い角度（角度１）での向きでは、ガイドワイヤの影（アーチファクト）が現れる表示が提供される可能性があり、管腔サイズの測定値が誤解を招くものになる可能性がある。良い角度（角度２）での向きが示される場合、影が原因で組織画像も存在しないので、ユーザが組織の特性評価に関するＲＯＩを見逃すおそれがある。第２の実施形態に係る表示ビューは、ユーザに誤解を招くことを防ぎ、ガイドワイヤの影及びアーチファクトを回避することができる。図１５には、概して良い又は悪いと見なされる角度を比較する断層撮影ビューが示されており、角度１は悪い角度と見なすことができ、角度２は良い角度と見なすことができる。

第２の実施形態の第１の例では、プルバック取得の後、第２の実施形態の構成は、ＲＯＩでの決定されたビューを初期ビューとして自動的に表示することができるので、ユーザは、操作なしで最初のビューにおいてガイドワイヤアーチファクトを回避することができる。

第２の実施形態の第２の例では、ＧＵＩは、レビュープロセスにおいてガイドワイヤアーチファクトを回避する角度で長手方向ビューを再表示するために、ディスプレイ上にボタンを提供する。ボタンは、複数の操作を伴い得るユーザによる操作／入力を回避するようにユーザフレンドリーな機能であるので、ユーザは時間を節約することができる。

図１６には、狭窄や組織等、ガイドワイヤ以外のバリエーションが示されている。組織特性としては、石灰化、脂質、ＴＣＦＡ等が挙げられ、分岐が生じる場合がある。

第２の実施形態では、ＲＯＩはＯＣＴデータやＮＩＲＡＦデータ等に基づいて決定することができ、欠陥領域（影）を決定することができ、角度／向きを決定することができる。

ＲＯＩがＯＣＴデータに基づいて決定される場合、ＲＯＩは、減衰係数（組織特性の散乱及び吸収）、スペックルサイズ、組織層厚さ層等のうち１つ以上等、ＯＣＴ信号特性によって解析された組織タイプに基づいて決定される。組織タイプは、脂質、壊死性コア、カルシウム、ＴＣＦＡ等であり得る。

ＲＯＩがＮＩＲＡＦデータに基づいて決定される場合、ＲＯＩは、高ＮＩＲＡＦ領域に基づいて決定される。ＮＩＲＡＦ信号は、高リスクのプラーク及び／又は血栓症の存在を示す。ＮＩＲＡＦ領域によってプラークのサイズ（プラーク面積率）又は血栓症も示されるように、近傍平均を計算してＮＩＲＡＦ領域を導入することができる。また、ＮＩＲＡＦ領域は、ＲＯＩが最も高い進行領域を反映するように、プルバックにおいて最も高いＮＩＲＡＦデータとすることができる。

欠陥領域（影）は、ガイドワイヤの影に基づいて決定される。ガイドワイヤは、ＭＭＯＣＴカテーテルを冠動脈にナビゲートするのに用いられるが、ガイドワイヤは不透明材料から成るので、ＯＣＴ画像とＮＩＲＡＦ画像はガイドワイヤの存在する所が影になってしまう。ガイドワイヤは、ＯＣＴデータ（組織表面（管腔）の連続性、影エリア、ガイドワイヤからの強い反射等）を用いて、解析及び検出することができる。

以下は、第２の実施形態に係る血管内画像処理方法である。本方法は、管腔の一部の血管内データを取得するステップと、取得されたデータの特性に基づいてＲＯＩを決定するステップと、決定されたＲＯＩに基づいて、管腔の一部の初期長手方向ビューを表示するための角度（向き）を決定するステップと、決定された角度に基づいて初期長手方向ビューを表示し、管腔の一部の断層撮影ビューを表示するステップと、を実行する。

以下は、第２の実施形態に係る血管内画像処理の別の方法である。本方法は、管腔の一部の血管内データを取得するステップと、取得されたデータの特性に基づいてＲＯＩを決定するステップと、決定されたＲＯＩに基づいて、管腔の一部の初期長手方向ビューを表示するための長手方向における位置を決定するステップと、決定された位置に基づいて長手方向ビューにおける１つ以上の部分を表示し、管腔の一部の断層撮影ビューを表示するステップと、を実行する。

［第３の実施形態］
本実施形態のＭＭＯＣＴでは、プルバックデータが記録される。データは、メモリ及び／又はハードドライブに保存される。データは信号処理を受け、画像からガイドワイヤアーチファクトが除去される。ガイドワイヤアーチファクトは、以下のステップを通して画像から抽出される。ガイドワイヤ検出が実施され、ガイドワイヤ情報に基づいて表示角度が決定される。決定された角度での初期表示のために、データセットが作成される。処理された画像はディスプレイに表示され、また、操作角度で見ることができる。

第１の実施形態では、血管内ＯＣＴ構成による冠動脈のイメージングを説明した。特に、第１の構成は、ガイドワイヤの影のない長手方向２ＤＯＣＴビューを表示する。

第３の実施形態では、プロセスワークフローは、取得されたデータに基づいて初期表示を提供する。

記録モードにおいて、第３の実施形態の構成は、機械的走査によって３Ｄデータを取得する。

処理モードにおいて、第３の実施形態の構成は、データを保存し、データを信号処理して画像を再構成し、構成がＲＯＩを探索する場所のアーチファクトを抽出し、表示のための位置（フレーム）及び向きを決定する。

第３の実施形態のレビューモードでは、第３の実施形態の構成は、処理モードにおいて予め決定された位置及び向きで初期表示ビューを提供する。第３の実施形態の構成により、ユーザは、ユーザの入力によって画像を分析及び操作することもできる。

図１７は、高ＮＩＲＡＦ信号ビューを示す。図１８は、断層撮影フレーム番号を示す。図１９は、半３Ｄ長手方向ビューを示す。図２０は、ガイドワイヤがねじれているか又はＮＩＲＡＦ信号がねじれているときのＮＩＲＡＦ信号を示す。長手方向ビューは、所定の領域（プルバックの中心）及びトレース線の平均によって決定される。長手方向ビューは、ガイドワイヤ又はＮＩＲＡＦ信号トレース線に沿って、継続的に方向付けされる。図２１及び図２２は、ガイドワイヤ検出の例を示す。

第３の実施形態では、ＲＯＩはＯＣＴデータやＮＩＲＡＦデータ等に基づいて決定することができ、欠陥領域（影）を決定することができ、角度／向きを決定することができる。

ＲＯＩがＯＣＴデータに基づいて決定される場合、ＲＯＩは、減衰係数（組織特性の散乱及び吸収）、スペックルサイズ、組織層厚さ層等のうち１つ以上等、ＯＣＴ信号特性によって解析された組織タイプに基づいて決定される。組織タイプは、脂質、壊死性コア、カルシウム、ＴＣＦＡ等であり得る。

ＲＯＩがＮＩＲＡＦデータに基づいて決定される場合、ＲＯＩは、高ＮＩＲＡＦ領域に基づいて決定される。ＮＩＲＡＦ信号は、高リスクのプラーク及び／又は血栓症の存在を示す。ＮＩＲＡＦ領域によってプラークのサイズ（プラーク面積率）又は血栓症も示されるように、近傍平均を計算してＮＩＲＡＦ領域を導入することができる。また、ＮＩＲＡＦ領域は、ＲＯＩが最も高い進行領域を反映するように、プルバックにおいて最も高いＮＩＲＡＦデータとすることができる。

欠陥領域（影）は、ガイドワイヤの影に基づいて決定される。ガイドワイヤは、ＭＭＯＣＴカテーテルを冠動脈にナビゲートするのに用いられるが、ガイドワイヤは不透明材料から成るので、ＯＣＴ画像とＮＩＲＡＦ画像はガイドワイヤの存在する所が影になってしまう。ガイドワイヤは、ＯＣＴデータ（組織表面（管腔）の連続性、影エリア、ガイドワイヤからの強い反射等）を用いて、解析及び検出することができる。

以下は、第３の実施形態に係る血管内画像処理である。本方法は、管腔の一部の血管内データを取得するステップと、取得されたデータの特性に基づいてＲＯＩを決定するステップと、決定されたＲＯＩに基づいて、管腔の一部の初期長手方向ビューを表示するためのフレームを決定するステップと、決定されたフレームに基づいて初期長手方向ビューを表示し、少なくとも断層撮影ビュー及び長手方向ビューにおいて決定されたフレームに基づいて、管腔の一部の断面断層撮影ビューを表示するステップと、を実行する。

以下は、第３の実施形態に係る血管内画像処理の別の方法である。本方法は、管腔の一部の血管内データを取得するステップと、取得されたデータの特性に基づいてＲＯＩを決定するステップと、決定されたＲＯＩに基づいて、管腔の一部の初期長手方向ビューを表示するための長手方向における位置を決定するステップと、決定された位置に基づいて長手方向ビューにおける１つ以上の部分を表示し、管腔の一部の断層撮影ビューを表示するステップと、を実行する。

［第４の実施形態］
本実施形態のＭＭＯＣＴでは、プルバックデータは、メモリ及び／又はハードドライブに記録及び保存される。データは信号処理を受け、画像からガイドワイヤアーチファクトが除去される。ガイドワイヤアーチファクトは、以下のステップを通して画像から抽出される。ガイドワイヤ検出が実施され、ガイドワイヤ情報に基づいて表示角度が決定される。決定された角度での初期表示のために、データセットが作成される。処理された画像はディスプレイに表示され、また、操作角度で見ることができる。

第１の実施形態では、血管内ＯＣＴ構成による冠動脈のイメージングを説明する。特に、第１の構成は、ガイドワイヤの影のない長手方向２ＤＯＣＴビューを表示する。

本実施形態では、レビューモードを説明する。ＧＵＩは、図２３に示されるように、ディスプレイ上にＲＯＩを表示するためのボタンを提供する。

ＲＯＩは、例えばガイドワイヤ、管腔、側枝、組織等を含む様々な方法で影響を受け得るイメージングの特性情報を示し、ＲＯＩは、高蛍光領域、ガイドワイヤ、組織特性（脂質、石灰化、分岐、薄被膜線維性粥腫、エッジ解離、ステント不完全圧着、ステント拡張不良、血栓、組織突出、狭窄、残留血液、飽和、縫合、非一様回転歪み、泡、折返し、ワイヤ偏心等）のうち１つ以上を含む。

蛍光ビューでは、第４の実施形態の構成は、前述のように、断層撮影ビュー及び長手方向ビューによって高蛍光領域を表示する。

第４の実施形態の構成は、第２の実施形態で前述したように、ガイドワイヤの影のない断層撮影ビュー及び長手方向ビューを表示する。

第４の実施形態の構成は、ユーザが関心ビューを選択する場合、選択された組織特性を伴う断層撮影ビュー及び／又は長手方向ビューを表示する。図２４は、（ａ）脂質、（ｂ）ＴＣＦＡ（薄被膜線維性粥腫）、（ｃ）組織突出、（ｄ）石灰化、（ｅ）分岐並びに（ｆ）ステントの不完全圧着及び／又は拡張不良を含む異なる組織特性を伴う断層撮影ビューの例を示す。

第４の実施形態では、ＲＯＩはＯＣＴデータやＮＩＲＡＦデータ等に基づいて決定することができ、欠陥領域（影）を決定することができ、角度／向きを決定することができる。

ＲＯＩがＯＣＴデータに基づいて決定される場合、ＲＯＩは、減衰係数（組織特性の散乱及び吸収）、スペックルサイズ、組織層厚さ層等のうち１つ以上等、ＯＣＴ信号特性によって解析された組織タイプに基づいて決定される。組織タイプは、脂質、壊死性コア、カルシウム、ＴＣＦＡ等であり得る。

ＲＯＩがＮＩＲＡＦデータに基づいて決定される場合、ＲＯＩは、高ＮＩＲＡＦ領域に基づいて決定される。ＮＩＲＡＦ信号は、高リスクのプラーク及び／又は血栓症の存在を示す。ＮＩＲＡＦ領域によってプラークのサイズ（プラーク面積率）又は血栓症も示されるように、近傍平均を計算してＮＩＲＡＦ領域を導入することができる。また、ＮＩＲＡＦ領域は、ＲＯＩが最も高い進行領域を反映するように、プルバックにおいて最も高いＮＩＲＡＦデータとすることができる。

欠陥領域（影）は、ガイドワイヤの影に基づいて決定される。ガイドワイヤは、ＭＭＯＣＴカテーテルを冠動脈にナビゲートするのに用いられるが、ガイドワイヤは不透明材料から成るので、ＯＣＴ画像とＮＩＲＡＦ画像はガイドワイヤの存在する所が影になってしまう。ガイドワイヤは、ＯＣＴデータ（組織表面（管腔）の連続性、影エリア、ガイドワイヤからの強い反射等）を用いて、解析及び検出することができる。

以下は、第４の実施形態に係る血管内画像処理である。本方法は、管腔の一部の血管内データを取得するステップと、取得されたデータの特性に基づいてＲＯＩを決定するステップと、決定されたＲＯＩに基づいて、管腔の一部の初期長手方向ビューを表示するための長手方向の長手方向位置における位置を決定するステップと、決定された位置に基づいて初期長手方向ビューを表示し、ユーザが関心ビューを選択する場合に、選択された組織特性を伴う管腔の一部の断層撮影ビューを表示するステップと、を実行する。

以下は、第４の実施形態に係る血管内画像処理の別の方法である。本方法は、管腔の一部の血管内データを取得するステップと、取得されたデータの特性に基づいてＲＯＩを決定するステップと、決定されたＲＯＩに基づいて、管腔の一部の初期長手方向ビューを表示するための長手方向における位置を決定するステップと、決定された位置に基づいて長手方向ビューにおける１つ以上の部分を表示し、管腔の一部の断層撮影ビューを表示するステップと、を実行する。

前述の実施形態は、血管内ＭＭＯＣＴイメージングと他の血管内イメージングモダリティ（例えばＯＣＴ、ＩＶＵＳ、蛍光、ＮＩＲＦ、ＮＩＲＡＦ、ＮＩＲＳ、それらのハイブリッド又は組合せを含む）を機能的に実施する。本開示は、いかなる特定の構成にも限定されない。

前述のように、血管内ＯＣＴは、イメージングカテーテルを用いて、標的血管の断面画像を取得する。ＯＣＴイメージングカテーテルが血管組織に近赤外光ビームを発し、後方散乱光が測定されるので、検出器は、作成された明暗パターンに基づいて、特定部位の画素を作り出すことができる。イメージングカテーテルは、画像取得時にモータによって回転及びプルバックされ、シースがイメージングカテーテルを覆う。異なる横断位置で断面を連続して走査した後、血管の完全な３Ｄ画像を生成することができる。ガイドワイヤは通常、血管内ＯＣＴイメージングが行われるときに存在するので、生成される画像には、イメージングカテーテル、シース、ガイドワイヤ及び血管腔だけでなく、ステントストラット、側枝、他の病変等の他のアイテムが含まれる。

ＩＶＵＳは、動脈構造を可視化するための音波ベースの技術である。ＩＶＵＳは、カテーテルの遠位端に超音波プローブが取り付けられたカテーテルを用いる場合がある。超音波プローブは、血管組織に超音波ビームを放射し、エコー信号を受け取って、冠動脈の２Ｄ断面画像を取得する。カテーテルが標的領域を通ってプルバックされて、リアルタイムの３Ｄ画像が生成され、画像は分析のためにメモリ又は記憶装置に記録することができる。超音波周波数は、約２０～４０ＭＨｚであり得る。周波数と解像度の間にはトレードオフがあり、周波数が高いほど侵入深さが浅くなり、逆もまた同様である。カテーテルの近位端は、コンピュータ化された機器に取り付けることができる。ＩＶＵＳは、例えば、動脈の狭窄（狭くなること）につながるプラークの蓄積、動脈の壁内のプラークの体積、及び／又は動脈管腔の狭窄の程度を含む、動脈の状態を決定する。

ＮＩＲＳは、未知の物質の化学組成を特定するために用いられる。ＮＩＲＦを用いた光学ベースのイメージングは、冠動脈を標的とした血管内イメージングプラットフォームでの使用が見出されている。

蛍光分光法は、紫外線等の光線が特定の化合物の分子内の電子を励起し、それらを発光させる場合の、蛍光を分析する。

血管内蛍光は、ＮＩＲＡＦ、又はＮＩＲＦによって生成された蛍光を用いる。レーザ誘起蛍光は、特定の血管壁及びプラーク成分又は以前に注入された分子剤の蛍光発光を刺激するために用いられる。イメージングカテーテルは、半侵襲的インターベンションを通してヒトの内腔との間で光を送り収集するための光ファイバを含む。

ＮＩＲＳは、プラーク中の脂質が豊富な壊死性コアを検出するための光ベースのイメージングモダリティである。

血管内イメージングは、動脈内から画像を取得し、血管サイズ、管腔の形態に関連する様々なデータ又は情報を提供する。

あらゆる形態のイメージングモダリティ又はそれらの組合せは、本開示の主旨及び範囲内にある。

ＮＩＲＳとＯＣＴ及びＩＶＵＳの両方を組み合せることにより、プラークの特性評価の精度を向上させることができる。ＮＩＲＳは、異なる波長での強度を記録できるようにするために、１つ以上の光源、検出器及び分散素子（プリズム、回折格子等）を含む。干渉計を用いたフーリエ変換ＮＩＲ機器は、１０００ｎｍを超える波長にも用いることができる。サンプルに応じて、スペクトルは反射又は透過のいずれかで測定することができる。

ＯＣＴとＮＩＲＦ及びＮＩＲＡＦ分子イメージングの組合せは、冠動脈プラークの機能状態（例えば炎症、マクロファージ活性化及びその他の分子プロセス）についての情報を提供するように構成することができる。ＮＩＲＡＦは、組織の自家蛍光等の内因性シグナルであり、赤（６３０～６５０ｎｍ）で励起され、ＮＩＲで検出される。ＮＩＲＡＦは、外因性の薬剤を必要としないので、臨床使用への道が比較的簡単であることから、有利である。

血管内蛍光は、ＮＩＲＡＦを用いるカテーテルベースの分子イメージング技術である。

前述の様々な実施形態に係る血管内画像の血管内イメージング処理により、取得されたデータの特性に基づいてＲＯＩを決定することと、決定されたＲＯＩに基づいて、管腔の一部の初期長手方向ビューを表示するための角度（向き）を決定することと、決定された角度に基づいて長手方向ビューを表示し、管腔の一部の断層撮影ビューを表示することと、が可能になる。

本開示の特徴により、使いやすさ、素早い組立て及びプルバックを伴うカテーテルの迅速な交換が促進され、主要な血管特性の解釈が単純化される。

本開示を通して記載されるユニットは、本開示に記載のプロセスを実施するための例示的なかつ／又は好ましいモジュールである。本明細書で用いられる「ユニット」という用語は、一般に、目的を達成するために使用されるファームウェア、ソフトウェア、ハードウェア又は他のコンポーネント（回路等）、又はそれらの任意の組合せを指す場合がある。モジュールは、ハードウェアユニット（回路、ファームウェア、フィールドプログラマブルゲートアレイ、デジタル信号プロセッサ、特定用途向け集積回路等）及び／又はソフトウェアモジュール（コンピュータ可読プログラム等）とすることができる。様々なステップを実施するためのモジュールは、上記では網羅的に説明されていない。しかしながら、特定のプロセスを実行するステップがある場合、同じプロセスを実施するための対応する機能モジュール又はユニット（ハードウェア及び／又はソフトウェアによって実装される）が存在してよい。本開示には、記載されたステップとこれらのステップに対応するユニットの全ての組合せによる技術的解決策が含まれる。

他の実施形態
本開示の実施形態は、記憶媒体（より完全には「非一時的コンピュータ可読記憶媒体」と呼ぶこともできる）に記録されたコンピュータ実行可能命令（例えば１つ以上のプログラム）を読み出し実行して、前述の実施形態のうち１つ以上の機能を実行し、かつ／又は、前述の実施形態のうち１つ以上の機能を実行するための１つ以上の回路（例えば特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ））を含むシステム又は装置のコンピュータ化構成によって実現することもできるし、また、システム又は装置のコンピュータ化構成が、記憶媒体からコンピュータ実行可能命令を読み出し実行して、前述の実施形態のうち１つ以上の機能を実行すること、及び／又は１つ以上の回路を制御して、前述の実施形態のうち１つ以上の機能を実行することによって実行される方法によって実現することもできる。コンピュータ化構成は、１つ以上のプロセッサ、１つ以上のメモリ、回路又はそれらの組合せ（例えば中央処理装置（ＣＰＵ）、マイクロプロセシングユニット（ＭＰＵ）等）を備えてよく、コンピュータ実行可能命令を読み出して実行するために別個のコンピュータ又は別個のプロセッサのネットワークを含んでよい。コンピュータ実行可能命令は、例えばネットワークク又は記憶媒体から、コンピュータ化構成に提供することができる。記憶媒体は、例えば、ハードディスク、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）、リードオンリーメモリ（ＲＯＭ）、分散コンピューティングシステムのストレージ、光ディスク（コンパクトディスク（ＣＤ）、デジタル多用途ディスク（ＤＶＤ）又はＢｌｕ－ｒａｙ Ｄｉｓｃ（ＢＤ）（商標）等）、フラッシュメモリデバイス、メモリカード等のうち１つ以上を含んでよい。

本開示は、例示の実施形態を参照して説明されたが、当然のことながら、本開示は、開示された例示の実施形態に限定されない。以下の特許請求の範囲は、そのような変更並びに均等の構造及び機能を全て包含するように、最も広い解釈が与えられるべきである。

Claims (18)

1. 少なくとも１つのプロセッサを備えた血管内画像処理装置の血管内画像処理方法であって、前記方法は、前記少なくとも１つのプロセッサが、
   管腔の一部の血管内データを取得するステップと、
   前記取得された血管内データの特性に基づいてＲＯＩ（関心領域）又は欠陥領域を決定するステップと、
   （ａ）前記決定されたＲＯＩに基づいて、前記ＲＯＩが現れるように向き及び／又は角度を調節することにより、又は、（ｂ）前記決定された欠陥領域に基づいて、前記欠陥領域が現れないように前記向き及び／又は角度を調節することにより、前記管腔の前記一部の初期長手方向ビューを決定するステップと、
   ユーザインタラクションを伴わずに、前記管腔の前記一部の前記初期長手方向ビュー及び断層撮影ビューを自動的に表示するステップと、
   を実行することを含む、方法。
2. 前記特性は、（ａ）前記取得された血管内データの蛍光又は組織特性、又は、（ｂ）前記取得された血管内データの影である、請求項１に記載の方法。
3. 前記少なくとも１つのプロセッサが、人工知能又は機械学習を用いて前記血管内データを処理するステップ、
   を更に含む、請求項１に記載の方法。
4. 前記処理するステップは反復型である、請求項３に記載の方法。
5. 記録モード、処理モード及びレビューモードを含む、請求項１に記載の方法。
6. 前記血管内データはＭＭＯＣＴ（マルチモダリティ光干渉断層撮影法）によって取得される、請求項１に記載の方法。
7. 前記ＭＭＯＣＴは、ＯＣＴ（光干渉断層撮影法）、ＩＶＵＳ（血管内超音波検査）、ＮＩＲＦ（近赤外蛍光）、ＮＩＲＡＦ（近赤外自家蛍光）及びＮＩＲＳ（近赤外分光法）のうち１つ以上を含む、請求項６に記載の方法。
8. 前記ＲＯＩは、
   （ａ）高蛍光領域及び組織特性、又は、
   （ｂ）ガイドワイヤ及び非蛍光領域、
   のうち１つ以上を含む、請求項１に記載の方法。
9. 前記組織特性は、脂質、石灰化、分岐、薄被膜線維性粥腫、エッジ解離、ステント不完全圧着、ステント拡張不良、血栓、組織突出及び狭窄のうち１つ以上を含む、請求項８に記載の方法。
10. 前記少なくとも１つのプロセッサが、ディスプレイ上にボタンを表示するステップと、前記表示されたボタンのクリックに応答して、前記初期長手方向ビューを表示するステップと、
    を更に含む、請求項１に記載の方法。
11. 前記初期長手方向ビューは、断面長手方向ビュー又は３次元半管カット長手方向ビューである、請求項１０に記載の方法。
12. 前記少なくとも１つのプロセッサが、前記初期長手方向ビューの決定のために前記ＲＯＩのタイプを事前設定するステップ、
    を更に含む、請求項１に記載の方法。
13. 複数のＲＯＩがある場合に、
    前記複数のＲＯＩのうち１つを選択するステップと、
    表示ボタンのクリックにより、別のＲＯＩに移るステップと、
    を含む、請求項１に記載の方法。
14. 前記少なくとも１つのプロセッサが、前記複数のＲＯＩを同時に表示するステップ、
    を更に含む、請求項１３に記載の方法。
15. 前記少なくとも１つのプロセッサが、前記断層撮影ビュー上に前記向き及び／又は角度を表示するステップ、
    を更に含む、請求項１に記載の方法。
16. 前記少なくとも１つのプロセッサが、前記決定されたＲＯＩに基づいて、前記管腔の前記一部の前記初期長手方向ビューを表示するための長手方向における位置を決定するステップ、
    を更に含む、請求項１に記載の方法。
17. 管腔の一部の血管内データを取得し、
    前記取得された血管内データの特性に基づいてＲＯＩ（関心領域）又は欠陥領域を決定し、
    （ａ）前記決定されたＲＯＩに基づいて、前記ＲＯＩが現れるように向き及び／又は角度を調節することにより、又は、（ｂ）前記決定された欠陥領域に基づいて、前記欠陥領域が現れないように前記向き及び／又は角度を調節することにより、前記管腔の前記一部の初期長手方向ビューを決定し、
    ユーザインタラクションを伴わずに、前記管腔の前記一部の前記初期長手方向ビュー及び断層撮影ビューを自動的に表示する
    ように構成された少なくとも１つのプロセッサを備えた、血管内画像処理装置。
18. 画像処理装置のための血管内画像処理方法をコンピュータに実行させるためのプログラムを格納している非一時的記憶媒体であって、前記方法は、
    管腔の一部の血管内データを取得するステップと、
    前記取得された血管内データの特性に基づいてＲＯＩ（関心領域）又は欠陥領域を決定するステップと、
    （ａ）前記決定されたＲＯＩに基づいて、前記ＲＯＩが現れるように向き及び／又は角度を調節することにより、又は、（ｂ）前記決定された欠陥領域に基づいて、前記欠陥領域が現れないように前記向き及び／又は角度を調節することにより、前記管腔の前記一部の初期長手方向ビューを決定するステップと、
    ユーザインタラクションを伴わずに、前記管腔の前記一部の前記初期長手方向ビュー及び断層撮影ビューを自動的に表示するステップと、
    を含む、非一時的記憶媒体。

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