JP2009519082A - 再現性がありかつ比較可能な流れ取得のためのシステム、装置および方法 - Google Patents
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Abstract
Description
・動脈硬化/血管壁コンプライアンスの度合い:高い脈動度は、血管壁がもはや柔軟でないことを示し、石灰化の指標となる;
・動脈瘤についてのリスク因子:高い脈動度は、弱まった血管壁に影響を及ぼす、強い変動する圧力波につながる。
・血管システムの実際の状態、たとえば動脈硬化の度合いまたは血管壁コンプライアンスの指標となり;
・動脈瘤についての一つのリスク因子を提供し;
・体積血流のような他の機能パラメータに影響し、これを見えにくくする。
よって、脈動性を考慮に入れ、これらの機能パラメータをより信頼でき、再現性があるものにし、たとえば処置前と処置後のパラメータのよりよい比較を許容することが本質的に重要である。
・インターベンション前およびインターベンション後のCAダイナミクスの比較に基づく結果制御。これが可能なのは、再現性のあるCA注入が提供される場合である。
・異なる注入器パターンが現在の心拍数に合うよう適応されることができ、評価アルゴリズムが、観察されるボーラス・フロントが血管サブシステムにおける関心領域に到着するときの心臓サイクル中の位相を要求できる。
・短い造影剤バーストの自動化された制御。それにより心臓サイクル中の事前選択された位相における流れダイナミックが評価されることができる。
Qフィード(t)=Q平均p(t)
(1)
に応じて変化する。よって、この量が高ければ、血液の割合は高くなり、したがってX線上での血管の減衰は少なくなる。瞬時体積血流が小さいときは、血液の割合も少なくなり、血管の減衰は大きくなる(図1)。
・脈動性の初期注入および
・脈動性の造影剤移送(CAT: contrast agent transfer)である。
・再生されるフレームがX線手順において直接得られるか、あるいは少なくとも十分な数のフレーム/高線量血管造影像が、心臓サイクルの本質的な諸位相の間にそれぞれ取得される。
・余剰な取得を回避することによって、あるいは線量を最小にすることによって、患者の線量照射が減らされる。さらに、X線管のウォーミングアップが簡単にされる。
a.フレームレートが適応可能である。よって、画像が、所定の時間インスタンスにおいてまたはその近くにおいてのみ取得される。
b.取得後にビン分け(binning)/総合(integrating)によって所望される画像フレームが生成されるような高フレームレート。追加的に、フレームレート補間がより簡単になる。というのも、フレームレート補間は取得されたフレームの修正されたビン分けに帰着するからである。
・再現性のあるCA注入が提供されるなら、インターベンション前およびインターベンション後のCAダイナミクスの比較に基づく結果制御。
・異なる注入器パターンが現在の心拍数に合うよう適応されることができ、評価アルゴリズムが、観察されるボーラス・フロントが血管サブシステムにおける関心領域に到着するときの心臓サイクル中の位相を要求できる。
・短い造影剤バースト。それにより心臓サイクル中の事前選択された位相における流れダイナミックが評価されることができる。
Claims (29)
- 画像シーケンスから脈動度を決定する方法であって:
撮像システムにより、患者の血管システムを通じた血液と既知の造影剤との混合物の輸送から帰結する、前記既知の造影剤の濃度の時間‐強度画像シーケンスを取得する段階と;
前記既知の造影剤と観察された時間依存血流との混合の関数に基づく造影剤予測モデルを提供する段階と;
前記の提供された造影剤予測モデルを使って、取得された画像シーケンスから脈動度を抽出する段階とを有する、
方法。 - 前記撮像システムが、インターベンションX線、超音波ならびに計算機断層撮影または磁気共鳴撮像による血管造影を使った反復的な取得からなる群より選択される、請求項1記載のシステム。
- 前記取得する段階がさらに:
a.前記造影剤の、その注入部位における濃度を時間とともに変動させる段階と;
b.前記注入部位における前記既知の造影剤を、その濃度の観察されたシーケンスを得るために撮像する段階と;
c.前記造影剤予測モデルの使用により、前記注入部位における前記既知の造影剤の濃度の予測されたシーケンスを得る段階とを有し;
前記抽出する段階がさらに、前記観察されたシーケンスを前記予測されたシーケンスとマッチさせる段階を有する、
請求項2記載の方法。 - 前記撮像する段階がさらに、前記既知の造影剤を、その観察されたシーケンスを得るために、関心領域における前記注入部位の下流で撮像する段階を有する、請求項3記載の方法。
- 前記取得する段階がさらに、同時に前記患者から心電図(ECG)信号を取得する段階を有しており、
当該方法がさらに:
a.前記ECGから前記患者の心臓サイクルの位相φECGを識別する段階と;
b.識別された位相φECGの関数として流速をもつ、脈動性p(φECG)についてのテンプレートを用いて心臓サイクルにわたる時間依存の血流を決定する段階とを有する、
請求項4記載の方法。 - 前記マッチさせる段階がさらに:
前記テンプレートをスケーリングする段階と;
前記スケーリングされたテンプレートを定常流のオフセットに加えて修正された定常流を得る段階と;
前記修正された定常流を心臓サイクル上でシフトさせる段階、
とを実行することによって、最適なマッチを得る段階を有する、請求項5記載の方法。 - 前記テンプレートが、収縮期においては高い平均流速を、拡張期においては低い平均流速をもつ簡略化されたテンプレートである、請求項5記載の方法。
- 前記マッチさせる段階がさらに:
前記テンプレートをスケーリングする段階と;
前記スケーリングされたテンプレートを定常流のオフセットに加えて修正された定常流を得る段階と;
前記修正された定常流を心臓サイクル上でシフトさせる段階、
とを実行することによって、最適なマッチを得る段階を有する、請求項7記載の方法。 - 患者の血管システム中の関心領域を通じた造影剤の前進の血流の取得された画像シーケンスの可視化および解析の方法であって:
前記血流の脈動性の性質についての情報を得る段階と;
前記得られた情報を使って前記画像シーケンスを修正して、該画像シーケンスから脈動性の流れの影響を除去する段階と;
前記の取得された画像シーケンスおよび前記の修正された画像シーケンスの両方を血流可視化および解析システムに与える段階とを有する、
方法。 - 前記血流の脈動性の性質についての情報が、手動の対話および請求項6記載の方法からなる群より選択される技法の一つによって得られる、請求項9記載の方法。
- 前記血流の脈動性の性質についての情報が、手動の対話および請求項8記載の方法からなる群より選択される技法の一つによって得られる、請求項9記載の方法。
- 前記の取得されたシーケンスが、インターベンション・ステップ前に取得されたシーケンスおよびインターベンション・ステップ後に取得されたシーケンスを含む二つのシーケンスを有する、請求項11記載の方法。
- 前記の可視化および解析する段階が、前記二つのシーケンスの間の差を可視化する段階を有する、請求項12記載の方法。
- 前記の差を可視化する段階がさらに、前記二つのシーケンスのうちの一方についてカラーのオーバーレイを使用する段階を有する、請求項13記載の方法。
- ある事前選択された時点における造影剤の濃度が前記二つのシーケンス間で最大の類似性を有するよう、前記二つのシーケンスの間の時間的オフセットを決定する段階をさらに有する、請求項14記載の方法。
- 患者の血管システム中の関心領域への造影剤注入を制御する方法であって:
前記患者の心臓サイクル中の位相を判別する段階と;
前記判別された位相に基づいて、ある注入点において、前記造影剤を前記血管システムの前記関心領域中に注入する段階とを有する、
方法。 - 前記判別する段階がさらに:
前記注入する段階と並行して前記患者から心電図信号を得る段階と;
前記ECG信号から前記患者の心臓サイクルの位相を判別する段階とを有する、
請求項16記載の方法。 - 前記関心領域が前記注入点より下流であり;
前記判別する段階がさらに、前記注入された造影剤が前記関心領域に到着するときの心臓サイクル中での位相を判別する段階を有する、
請求項17記載の方法。 - 心臓サイクルに関して注入時を系統的に変える段階と;
系統的に変えられた注入時において短い造影剤注入を与える段階とをさらに有する、
請求項18記載の方法。 - 前記系統的に変える段階が、造影剤注入の高周波パターンが達成されるような高周波数である、請求項19記載の方法。
- 前記パターンが前記患者の心拍と同期される、請求項20記載の方法。
- 患者の血管システムへの造影剤注入の制御のための装置であって:
造影剤注入手段を制御する造影剤注入制御モジュールと;
心電図(ECG)信号を受領し、前記ECG信号に基づく所定の方法を使って前記造影剤注入制御モジュールに前記造影剤注入手段をオンにしたりオフにしたりする指令をするプロセッサとを有する、
装置。 - 前記所定の方法が請求項21記載の方法である、請求項22記載の装置。
- 前記造影剤注入手段が注入ポンプである、請求項23記載の装置。
- 請求項22記載の装置であって:
当該装置がさらに、前記ECG信号の心臓サイクルの位相を判別する位相判別モジュールを有しており;
前記所定の関数が、心臓サイクルの判別された位相の関数である、
装置。 - 前記造影剤注入手段が注入ポンプである、請求項25記載の装置。
- 患者の血管システム中の造影剤の輸送の画像シーケンスから脈動度を抽出する装置であって:
観察可能な諸血管システムについて心臓位相の関数としてあらかじめ決定された諸テンプレートを含む脈動性テンプレート・データベースと;
心電図(ECG)信号および前記画像シーケンスを受領し、前記データベースを使って請求項8記載の方法を実行し、前記画像シーケンスから脈動度を抽出するプロセッサとを有する、
装置。 - 患者の血管システム中の関心領域を通じた造影剤の前進の血流の元の画像シーケンスの可視化および解析のためのシステムであって:
前記患者の心臓サイクルのECG信号を取得し、出力する心電図(ECG)取得システムと;
前記ECGシステムに接続され、請求項26記載のように構成されている造影注入制御システムと;
前記ECGシステムに接続され、請求項27記載のように構成されている脈動性抽出システムと;
前記ECGシステムに接続され、
・前記元の画像シーケンスから脈動性の効果を除去して第二の画像シーケンスを生じる画像脈動性除去モジュール;
・前記元の画像シーケンスからの前記第二の画像シーケンスをオフセットさせる時間的オフセット決定モジュール;
・前記元の画像シーケンスおよびオフセットされた画像シーケンスを画像解析システムのディスプレイ上に同時に可視化する可視化モジュール;ならびに
・当該サブシステムによる可視化および解析のためのその後の少なくとも一つのさらなる画像シーケンスの取得に先立って、前記造影注入制御システムによって造影剤の注入を制御する画像解析サブシステム、
を含む可視化および解析サブシステムとを有する、
システム。 - 患者の血管システム中の関心領域を通じた造影剤の前進の血流の元の画像シーケンスの可視化および解析のためのシステムであって:
前記患者の心臓サイクルのECG信号を取得し、出力する心電図(ECG)取得システムと;
前記ECGシステムに接続され、請求項26記載のように構成されている造影注入制御システムと;
前記ECGシステムに接続され、請求項27記載のように構成されている脈動性抽出システムと;
前記ECGシステムに接続され、請求項9記載の方法を実行するよう構成されている可視化および解析サブシステムとを有する、
システム。
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