JP7152955B2 - 動作ベースの画像セグメント化のシステムおよび方法 - Google Patents
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Description
本出願は、2016年5月16日に出願された米国仮特許出願第62/336,903号の優先権を主張する。
Claims (19)
- (a)撮像モジュールを有する血管内撮像デバイスを含むカテーテルアセンブリと、
(b)画像表示領域を含むユーザインターフェースと、
(c)前記血管内撮像デバイスおよび前記ユーザインターフェースと通信し、少なくとも1つのプロセッサを備える撮像エンジンと、を備える撮像システムが、画像をセグメント化する方法であって、前記方法は、
前記撮像エンジンが、前記少なくとも1つのプロセッサを使用して、
第1の時間において、撮像視野内の複数の項目を表す画像データの第1のフレームを生成するステップであって、前記第1の時間は、前記撮像エンジンへの入力である患者の心拍数に基づくステップと、
第2の時間において、撮像視野内の複数の項目を表す画像データの第2のフレームを生成するステップであって、前記第2の時間が、前記第1の時間と異なり、前記第2の時間は、患者の前記心拍数に基づくステップと、
前記第1のフレームの第1の部分を選択するステップであって、前記第1の部分が、前記第1のフレームの前記画像データの第1のサブセットを有するステップと、
前記選択された第1の部分を前記第2のフレームの画像データと比較するステップと、
前記比較に基づいて、前記第2のフレームの第2の部分を選択するステップであって、前記第2の部分が、前記第2のフレームの前記画像データの第2のサブセットを有するステップと、
前記第1の時間における前記第1の部分と前記第2の時間における前記第2の部分との間の相対運動を表す第1の変位ベクトルを計算するステップと、
前記第1のフレームの第3の部分を選択するステップであって、前記第3の部分が、前記第1のフレームの前記画像データの第3のサブセットを有し、前記第1のフレームの前記画像データの前記第3のサブセットが、前記第1のフレームの前記画像データの前記第1のサブセットと異なるステップと、
前記選択された第3の部分を前記第2のフレームの画像データと比較するステップと、
前記比較に基づいて前記第2のフレームの第4の部分を選択するステップであって、前記第4の部分が、前記第2のフレームの前記画像データの第4のサブセットを有するステップと、
前記第1の時間における前記第3の部分と前記第2の時間における前記第4の部分との間の相対運動を表す第2の変位ベクトルを計算するステップと、
前記第1の変位ベクトルの長さを前記第2の変位ベクトルの長さと比較するステップと、
前記第2の変位ベクトルの前記長さと異なる前記第1の変位ベクトルの前記長さに基づいて、画像データの前記第1のフレームの前記第1の部分が血管の中の血液を表し、画像データの前記第1のフレームの前記第3の部分が血管組織又はプラークを表すと決定するステップと、を有する、方法。 - 前記第2の部分は、前記比較に基づいて、画像データの前記第2のサブセットが前記第2のフレームの任意の他の部分の画像データよりも大きい程度に画像データの前記第1のサブセットに対応すると決定することによって選択される、請求項1に記載の方法。
- 前記選択された第1の部分を前記第2のフレームの画像データと比較することが、前記選択された第1の部分の画像データの前記第1のサブセットと、前記第2のフレームの画像データのサブセットを有する複数の部分の各々との間のマッチング誤差を計算することを含む、請求項2に記載の方法。
- 前記比較に基づいて前記第2のフレームの前記第2の部分を選択することが、前記選択された第1の部分との計算されたマッチング誤差が最も低い前記第2のフレームの前記複数の部分のうちの1つを前記第2の部分として選択することを含む、請求項3に記載の方法。
- 前記選択された第1の部分を前記第2のフレームの画像データと比較することが、前記選択された第1の部分を、前記第2のフレームの検索ウィンドウの一部である前記第2のフレームの画像データと比較することを含み、前記検索ウィンドウが、前記第2のフレームのすべての画像データのサブセットを含む、請求項2に記載の方法。
- 前記検索ウィンドウが、前記選択された第1の部分および第2の部分よりも大きく、
前記第2の部分は、前記比較に基づいて、画像データの前記第2のサブセットが前記第2のフレームの前記検索ウィンドウの任意の他の部分の画像データよりも大きい程度に画像データの前記第1のサブセットに対応すると決定することによって選択される、請求項5に記載の方法。 - 前記検索ウィンドウが、前記第2のフレームの外周を形成する前記第2のフレームの画像データを除いた前記第2のフレームのすべての画像データの前記サブセットを含む、請求項5に記載の方法。
- 前記撮像エンジンが、前記少なくとも1つのプロセッサを使用して、前記血管の中の血液と血管組織又はプラークとの間のインターフェースを表すインジケータをある位置に有する画像をディスプレイ上に出力するステップをさらに含む、請求項1に記載の方法。
- 前記第4の部分は、前記比較に基づいて、画像データの前記第4のサブセットが前記第2のフレームの任意の他の部分の画像データよりも大きい程度に画像データの前記第3のサブセットに対応すると決定することによって選択される、請求項8に記載の方法。
- 前記撮像エンジンが、前記少なくとも1つのプロセッサを使用して、所定の程度を超えて前記第2の変位ベクトルの前記長さと異なる前記第1の変位ベクトルの前記長さに基づいて、画像データの前記第1のフレームの前記第1の部分が血管の中の血液を表し、画像データの前記第1のフレームの前記第3の部分が血管組織又はプラークを表すと決定するステップをさらに含む、請求項8に記載の方法。
- 前記第1の時間が、心周期の第1の部分に対応し、前記第2の時間が、前記心周期の前記第1の部分と異なる前記心周期の第2の部分に対応する、請求項1に記載の方法。
- 画像データの前記第1のフレームおよび画像データの前記第2のフレームが、血管内超音波撮像システムを使用して生成され、
前記血管内超音波撮像システムを使用することが、エネルギーを放出および受容するための撮像モジュールを有する血管内撮像デバイスを含むカテーテルアセンブリを使用して、断面画像データを収集することを含む、請求項11に記載の方法。 - 撮像システムであって、
第1の時間においてエネルギーを放出および受容して、画像データの第1のフレームを生成し、前記第1の時間と異なる第2の時間においてエネルギーを放出および受容して、画像データの第2のフレームを生成するように構成された撮像モジュールを有する血管内撮像デバイスを含むカテーテルアセンブリであって、前記画像データが、複数の画像要素を表し、前記第1の時間および前記第2の時間は、患者の測定された心拍数に基づいて決定される、カテーテルアセンブリと、
画像表示領域を含むユーザインターフェースと、
前記血管内撮像デバイスおよび前記ユーザインターフェースと通信し、少なくとも1つのプロセッサを備える撮像エンジンと、を備え、前記撮像エンジンが、
前記少なくとも1つのプロセッサを使用して、前記第1のフレームの第1の部分を選択することであって、前記第1の部分が、前記第1のフレームの前記画像データの第1のサブセットを有することと、
前記少なくとも1つのプロセッサを使用して、前記選択された第1の部分を前記第2のフレームの画像データと比較することと、
前記少なくとも1つのプロセッサを使用して、前記比較に基づいて、前記第2のフレームの第2の部分を選択することであって、前記第2の部分が、前記第2のフレームの前記画像データの第2のサブセットを有することと、
前記少なくとも1つのプロセッサを使用して、前記第1の時間における前記第1の部分と前記第2の時間における前記第2の部分との間の相対運動を表す第1の変位ベクトルを計算することと、
前記少なくとも1つのプロセッサを使用して、前記第1のフレームの第3の部分を選択することであって、前記第3の部分が、前記第1のフレームの前記画像データの第3のサブセットを有し、前記第1のフレームの前記画像データの前記第3のサブセットが、前記第1のフレームの前記画像データの前記第1のサブセットと異なることと、
前記少なくとも1つのプロセッサを使用して、前記選択された第3の部分を前記第2のフレームの画像データと比較することと、
前記少なくとも1つのプロセッサを使用して、前記比較に基づいて前記第2のフレームの第4の部分を選択することであって、前記第4の部分が、前記第2のフレームの前記画像データの第4のサブセットを有することと、
前記少なくとも1つのプロセッサを使用して、前記第1の時間における前記第3の部分と前記第2の時間における前記第4の部分との間の相対運動を表す第2の変位ベクトルを計算することと、
前記第1の変位ベクトルの長さを前記第2の変位ベクトルの長さと比較することと、
前記第2の変位ベクトルの前記長さと異なる前記第1の変位ベクトルの前記長さに基づいて、画像データの前記第1のフレームの前記第1の部分が血管菅腔の中の血液を表し、画像データの前記第1のフレームの前記第3の部分が血管組織又はプラークを表すと決定することと、を行うように構成されている、撮像システム。 - 前記撮像エンジンが、
前記血管菅腔の中の血液と血管組織又はプラークとの間のインターフェースを表すインジケータを有する画像を前記画像表示領域上に出力することを行うようにさらに構成されている、請求項13に記載のシステム。 - 前記第2の部分は、前記比較に基づいて、画像データの前記第2のサブセットが前記第2のフレームの任意の他の部分の画像データよりも大きい程度に画像データの前記第1のサブセットに対応すると決定することによって選択され、
前記第4の部分は、前記比較に基づいて、画像データの前記第4のサブセットが前記第2のフレームの任意の他の部分の画像データよりも大きい程度に画像データの前記第3のサブセットに対応すると決定することによって選択される、請求項14に記載のシステム。 - 前記撮像エンジンが、
所定の程度を超えて前記第2の変位ベクトルの前記長さと異なる前記第1の変位ベクトルの前記長さに基づいて、画像データの前記第1のフレームの前記第1の部分が血管菅腔の中の血液を表し、画像データの前記第1のフレームの前記第3の部分が血管組織又はプラークを表すと決定するようにさらに構成されている、請求項15に記載のシステム。 - 非一時的なコンピュータ可読ストレージ物品であって、そこに記憶されているコンピュータ実行可能命令を有し、前記コンピュータ実行可能命令が、少なくとも1つのプログラム可能なプロセッサに、
画像データの第1のフレームの第1の部分を選択することであって、画像データの前記第1のフレームが、第1の時間において生成された複数の画像要素を表し、前記第1の部分が、前記第1のフレームの前記画像データの第1のサブセットを有することと、
前記選択された第1の部分を画像データの第2のフレームの画像データと比較することであって、画像データの前記第2のフレームが、第2の時間において生成された複数の画像要素を表し、前記第1の時間および前記第2の時間は、患者の測定された心拍数に基づいて決定されることと、
前記比較に基づいて前記第2のフレームの第2の部分を選択することであって、前記第2の部分が、前記第2のフレームの前記画像データの第2のサブセットを有することと、
前記第1の時間における前記第1の部分と前記第2の時間における前記第2の部分との間の相対運動を表す第1の変位ベクトルを計算することと、
画像データの前記第1のフレームの第3の部分を選択することであって、前記第3の部分が、前記第1のフレームの前記画像データの第3のサブセットを有し、前記第1のフレームの前記画像データの前記第3のサブセットが、前記第1のフレームの前記画像データの前記第1のサブセットと異なることと、
前記選択された第3の部分を前記第2のフレームの画像データと比較することと、
前記比較に基づいて前記第2のフレームの第4の部分を選択することであって、前記第4の部分が、前記第2のフレームの前記画像データの第4のサブセットを有することと、
前記第1の時間における前記第3の部分と前記第2の時間における前記第4の部分との間の相対運動を表す第2の変位ベクトルを計算することと、
前記第1の変位ベクトルの長さを前記第2の変位ベクトルの長さと比較することと、
前記第2の変位ベクトルの前記長さと異なる前記第1の変位ベクトルの前記長さに基づいて、画像データの前記第1のフレームの前記第1の部分が血管菅腔の中の血液を表し、画像データの前記第1のフレームの前記第3の部分が血管組織又はプラークを表すと決定することと、
前記血管菅腔の中の血液と血管組織又はプラークとの間のインターフェースを表すインジケータを画像上のある位置に位置決めすることと、を行わせる、非一時的なコンピュータ可読ストレージ物品。 - 患者の前記心拍数が、前記第1の時間及び前記第2の時間が心周期の同じ部分に対応すると決定するために用いられている、請求項1に記載の方法。
- 所定の程度を超えて前記第2の変位ベクトルの前記長さと異なる前記第1の変位ベクトルの前記長さに基づいて、画像データの前記第1のフレームの前記第1の部分が血管菅腔の中の血液を表すと決定し、画像データの前記第1のフレームの前記第3の部分が血管組織又はプラークを表すと決定する、請求項17に記載の非一時的なコンピュータ可読ストレージ物品。
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