JP2013523245A - 生体構造の一部分を自動的に判定する装置及び方法、画像処理システム並びにコンピュータプログラム - Google Patents

生体構造の一部分を自動的に判定する装置及び方法、画像処理システム並びにコンピュータプログラム Download PDF

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Abstract

本発明は幾つかの部分20a、20bを有する生体構造内の部分20a、20bを自動的に判定する装置10に関連する。介入装置21は生体構造の中にある。装置10は特徴抽出部11及び生体部分分類部13を有する。特徴抽出部11は提供された画像コンテンツデータICDを用いて介入装置21の外観の少なくとも1つの特徴DSを抽出する。生体部分分類部13は少なくとも1つの特徴DSと提供された分類データCDとの相関をとり、分類データCDは画像処理システム30の所定の幾何学的位置関係の下で見える介入装置21の投影された特徴を特徴付ける。相関演算の後、生体部分分類部13は介入装置2115が存在している幾つかの部分20a、20bを含む生体構造の部分20a、20bを判定する。

Description

本発明は特に経皮経管冠動脈形成術(percutaneous transluminal coronary angioplasty：PTCA)に使用することが可能な画像処理システムに関連している。特に本発明は、幾つかの部分を含む生体構造(その生体構造には介入装置が存在している)の一部分を自動的に判定する装置及び方法等に関連する。
例えば心臓狭窄の治療のようなカテーテル処置室における経皮経管冠動脈形成術(PTCA)のための画像処理システムでは、カテーテルが投与部位(access site)において血管系に挿入される。治療介入(intervention)の際、柔軟性のある全部又は一部が電磁波を通さないガイドワイヤ(radio-opaque guidewire)が影響を受ける血管構造の場所(例えば、狭窄冠動脈(stenoses in coronaries)、神経血管動脈瘤(neurovascular aneurisms)又は動脈-静脈先天性異常(arteria-venous malformations))まで進められる。蛍光透視低ドーズx線検査(fluoroscopic low dose x ray surveillance)は、ガイドワイヤを可視化し、ガイドワイヤを進めながら治療介入者の視覚と手の協調関係(hand-eye-coordination)を適正化できる。目的の位置に達すると、ガイドワイヤは介入装置を運ぶレールとして機能する(例えば、拡張及びステント搬送用のバルーン(balloons for dilation and stent delivery)、動脈瘤凝固に関する取り外し可能なコイル(detachable coils for aneurysm clotting))。介入装置の搬送、配置及び配備は蛍光透視法によっても制御可能である(fluoroscopy−controlled)。特許文献1は冠状動脈をその冠状動脈が血液を供給している心筋の領域に自動的に関連付けることを開示している。この方法は患者の3次元画像データを使用しており、大動脈の候補位置を特定するために軸方向画像スライスが使用されている。
米国特許出願公開第2009/0208078号明細書
画像処理システムに関する幾つかのアンギュレーションシステム(system angulations of imaging system)は異なる生体構造部分を同時に可視化することに適している。例えば或るシステムアンギュレーションは左及び右の冠動脈肢の双方を可視化するのに適している。様々な生体構造の部分を画像処理するためにX線が放射線として使用される場合、同様に放射線ドーズを減らすため、シャッタ(shutter)又はウェッジ(wedge)を用いて画像の所定部分に対応するX線を除外することができる。如何なる不要な操作も回避するため、デフォルトのシャッタ/ウェッジがシステムの形状から決定できる。この自動的なデフォルトのシャッタ/ウェッジを位置決めする場合、何れの生体構造部分が対象とされているか(例えば、左又は右の冠動脈肢)を知っておく必要がある。
PTCAの画像処理の場合、右又は左の何れの冠動脈肢(すなわち、生体構造)が対象とされているかについての情報は手作業で(マニュアルで)入力できる。しかしながらこの手入力には入力ミスの影響を受けるおそれがある。個々の入力ミスは、形状に適したシャッタ/ウェッジの位置を自動的に決定できないことや、シャッタ/ウェッジの位置がそれらの誤った前提に基づいて選択されてしまうことに起因して誤って選択されてしまうこと等を引き起こすおそれがある。
例えばPTCAのための画像処理システムの用途に関し、ユーザからの情報を必要とせずに、自動的にかつ信頼性のあるシャッタ/ウェッジの位置決定を達成できれば、非常に有用である。
開示される発明による装置は、
複数の部分を有する生体構造の一部分を自動的に判定する装置であって、前記生体構造の中には介入装置が存在し、当該装置は、
特徴抽出部と、
生体構造部分分類部と
を有し、前記特徴抽出部は、提供された画像コンテンツデータを用いて、前記介入装置の外観の少なくとも1つの特徴を抽出し、
前記生体構造部分分類部は、前記少なくとも1つの特徴と提供された分類データとの相関を演算し、前記生体構造部分分類部は、前記生体構造の前記複数の部分の内の何れの部分に前記介入装置が存在しているかを判定する、装置である。
本発明の第1の実施の形態による装置のブロック図。 血管構造の一部分の中にある血管構造内の介入装置と共に血管構造を示す概略図。 血管構造の別の部分の中にある血管構造内の介入装置と共に血管構造を示す概略図。 本発明の第2の実施の形態による装置のブロック図。 本発明の第3の実施の形態による装置のブロック図。 本発明の第3の実施の形態による装置のブロック図。 右冠状動脈肢のアクセスに対応する実際の蛍光透視像を示す図(この場合に使用される典型的なウェッジの位置も示されている)。 図7に示されているのと同じ状況であるが、血管造影を示す図(実際の右冠状動脈肢が観測できている)。 左冠状動脈肢のアクセスに対応する実際の蛍光透視像を示す図(この場合に使用される典型的なウェッジの位置も示されている)。 図7に示されているのと同じ状況であるが、血管造影を示す図(実際の左冠状動脈肢が観測できている)。 本発明による画像処理システムのブロック図。
本発明の目的は独立請求項に記載の事項により解決でき、更なる形態は従属請求項に記載されている。
本発明に関して説明される以下の形態は、方法、プログラム、コンピュータ読み取り可能な媒体、装置及び医療用画像処理システム等にも適用されることに留意を要する。
上記の懸念の1つ以上に適切に対処するため、本発明の第1の形態では、複数の部分を有する生体構造(anatomy structure)の一部分を自動的に判定する装置が提供され、その生体構造の中には介入装置が存在している。本装置は特徴抽出部と生体構造部分分類部と を有する。特徴抽出部は、提供された画像コンテンツデータ(image content data：ICD)を用いて、介入装置の外観(appearance)の少なくとも1つの特徴又は特徴記述情報(characterizing feature)DSを抽出する。生体構造部分分類部は、少なくとも1つの特徴DSと提供された分類データ(classifier data：CD)との相関を計算し、これらは画像処理システムの所定の位置関係(geometry)の観点から見た介入装置の投影特徴に関する特徴である。相関計算の後、生体構造部分分類部は、複数の部分を有する生体構造の内の何れの部分に介入装置が存在しているかを判定する。生体構造の部分に横たわっている介入装置の外観を通じて生体構造の部分が間接的に判定される理由は、その生体構造は(例えば、x線で観察されることに起因して)考察対象のデータの中で非常に見えにくい反面、介入装置は(x線に対して非常に不透明であること(radio-opaque)に起因して)十分に鮮明に目立っている、という理由による。
本発明の別の形態によれば、本装置は特徴処理部を更に有する。特徴処理部は、生体構造の複数の部分の内の或る部分に位置する介入装置のモデルを提供する3次元データ3DDを利用し、かつ画像処理システムに提供されたシステム配置データSGDを利用して、分類データCDを提供する。
本発明の更に別の形態によれば、本装置は推定部を更に有する。推定部は、生体構造の複数の部分の内の或る部分に位置する介入装置のモデルを提供する3次元データ3DD及び提供されたシステム配置データSGDを利用して、生体構造の複数の部分の内の或る部分に位置する介入装置の投影特徴(projection characteristics：PS)を推定する。特徴抽出部は、本装置の推定された投影特徴PSを利用して、加入装置の特徴DSを抽出する。
本発明の別の形態によれば、複数の部分を有する生体構造の一部分を自動的に判定する方法が提供され、前記生体構造の中には介入装置が存在し、当該方法は、生体構造の複数の部分の内の或る部分に存在する介入装置について抽出された特徴DSから、少なくとも1つのパラメータを導出するステップを有し、分類データCDは、生体構造の複数の部分の内の或る部分に存在する介入装置の投影特徴を表す少なくとも1つの分類パラメータCPである。相関を計算するステップにおいて、少なくとも1つのパラメータが少なくとも1つの分類パラメータCPとの間で相関が算出される。
介入装置が存在している生体構造の部分(例えば、介入サイド(intervention side))を判定するため、本発明は、例えば血管のような対象の構造の中にある介入装置又は処理装置の位置を当てにすることを提案する。装置の形状や他の性質(例えば、電磁波を通しにくい性質等)が分析され、対応する特徴が抽出される。介入装置及び周辺の生体構造に関する適切な記述(モデル)に基づいて、かつ現在のシステムの配置又は位置関係(眺めている角度、視界等)に基づいて、生体構造部分分類部は、入力された特徴から、介入装置が存在する生体構造の部分(介入サイド等)を判定できる。より一般的に言えば、生体構造部分分類部は、その生体構造の部分の中にある可視の介入装置の画像データ(ここでは、投影画像)から、不可視の生体構造の部分を間接的に判定することができる。
本発明に関する上記及びその他の形態は以下に説明する実施の形態を参照することで明確になるであろう。
本発明の他の実施の形態によれば、コンピュータプログラム又はコンピュータプログラム要素が提供され、コンピュータプログラム又はコンピュータプログラは、処理装置により実行された場合に、上記の何れかの形態に従って、対応する方法ステップを実行するように形成された装置を制御する。
コンピュータプログラム要素は従ってコンピュータ装置に保存され、本発明の実施の形態の一部をなしてもよい。このコンピュータ装置は上記の装置に関連する方法を実行する又は実行することを促すように形成されている。更に、上記の装置の構成要素を制御するように形成されていてもよい。コンピュータプログラムはデータプロセッサのワーキングメモリにロードされる。データプロセッサは本発明による方法を実行するように形成されている。
本発明の実施の形態は、本発明を当初から使用できるコンピュータプログラム、及び既存のプログラムを本発明を使用するプログラムに変える更新手順によるコンピュータプログラムの双方を含む。
更に、コンピュータプログラム要素は、上述した方法の実施の形態の手順を実行するのに必要な全てのステップを提供することが可能であってもよい。
本発明の更なる実施の形態によれば、CD-ROMのようなコンピュータで読み取ることが可能なコンピュータ読取可能媒体が使用され、コンピュータ読取可能媒体はそこに保存されたコンピュータプログラムを有し、コンピュータプログラム要素はコンピュータ読取可能媒体に上述したように記述されている。
しかしながら、コンピュータプログラムはワールドワイドウェブのようなネットワークを介して提供されてもよく、そのようなネットワークからデータプロセッサのワーキングメモリにダウンロードされてもよい。本発明の更なる実施の形態によれば、コンピュータプログラム要素をダウンロードできるようにする媒体が提供され、コンピュータプログラム要素は上記の本発明の実施の形態の何れかに従う方法を実行するように形成されている。
本発明の実施の形態は様々な観点から説明されることに留意を要する。特に、ある実施の形態は方法の形式の請求項の観点から記述されるが、別の実施の形態は装置の形式の請求項の観点から記述される。
本発明の実施の形態は様々な観点から説明されることに留意を要する。特に、ある実施の形態は装置の形式の請求項の観点から記述されるが、別の実施の形態は方法の形式の請求項の観点から記述される。しかしながら、上記及び以下の説明から当業者は、断りがない限り、何れかのタイプの形態に属する特徴の任意の組み合わせに関し、異なる形態に関する特徴同士の間の任意の組み合わせ、特に装置の形式の請求項の特徴と方法の形式の請求項の特徴との間の任意の組み合わせも本願において開示されていることを認めるであろう。特徴を組み合わせると、それらの特徴の単なる寄せ集めを上回る相乗効果を提供できる。
＜詳細な説明＞
上記の実施の形態、他の実施の形態、本発明に関する特徴及び利点は、以下の実施の形態の説明により明らかになり、それらは実施例と共に説明されているが、本発明は実施例に限定されない。本発明は図面を参照しながら詳細に説明される。
以下、第1の実施の形態を説明する。図1は、複数の部分又はパート(part)を有する生体構造の部分20a、20bを自動的に判定する装置10を示し、本発明の実施の形態では生体構造の中に介入装置21が存在する。装置10は画像コンテンツデータICDの提供を受ける特徴抽出部11を有する。特徴抽出部11は、ステップ100において、介入装置21の外観(appearance)の特徴又は特徴DSを抽出する。画像コンテンツデータICDは不図示の画像処理システム30から供給されてもよい。介入装置21の外観の特徴DSは、通常のセグメンテーションツール又は画像分析ツールを用いて特徴抽出部11により抽出される。
装置10は生体構造部分分類部13を更に有し、生体構造部分分類部13は、ステップ110において、特徴抽出部11が抽出した特徴DSと提供された分類データCDとの相関を計算する。分類データCDは、例えば、介入装置が生体構造の部分20a、20bに設けられた際の介入装置21の外観に関する特徴を示す分類データCDが保存されているデータベースから提供されてもよい。従って、分類データCDは、例えば、画像処理システム30の異なる角度又は視点(angulations)に関して、及び異なる生体構造部分20a、20b内の介入装置21の異なる位置に関して保存することができる。抽出された特徴DS及び分類データCDの間の相関計算の結果に依存して、装置10は、ステップ120において、生体構造の複数の部分20a、20bの内の何れの部分20a、20bの中に介入装置21が存在しているかを判定する。
図2及び図3は、介入装置21が内部に存在している生体構造の部分20a、20bを装置10が如何にして自動的に判定するかを説明するのに使用される。
図2は血管構造20の内部にある介入装置21と共に血管構造20を概略的に示し、介入装置21は血管構造20の或る部分20bの場所にある。図2においては、血管構造20は大動脈(aorta)20であり、部分20a、20bはそれぞれ左冠動脈口(left coronary ostium)及び右冠動脈口(right coronary ostium)である。図2及び図3に示す例の場合、大動脈20の左冠動脈口(20a)及び右冠動脈口(20b)が、生体構造の部分20a、20bである。介入装置21はカテーテル21である。介入装置21は、電極、ステント(stent)、例えばステントを拡張するのに使用可能なバルーン(balloon)、ペースメーカ、ガイドワイヤ、動脈瘤凝固(aneurysm clotting)用の取り外し可能なコイル、或いはその他の任意の治療装置であってもよい。カテーテル21は、挿入カテーテル先端部及びカテーテル本体部を有する。図2は、静脈洞の膨らんだ部分(bulgy presence of the sinuses)を有する大動脈弁を示し、その部分の上に左及び右冠動脈口20a、20bがあり、そこから左及び右冠動脈肢が現れている。動脈断面は曲がった構造を有し、左及び右冠動脈に対して非常に異なるアクセスパターン又は進行パターンをもたらす。
大動脈20の形状及び冠動脈口の場所20a、20bにより、一方の口20a、20bに入る挿入カテーテル先端部21のようなツールは、ツールが挿入される口20a、20bに依存して、全く同じようには曲がらない。従って、この介入装置21の装置形状DS(投影画像のように見える)を調べることで(この例の場合、血管造影図又は蛍光透視法の何れかにより)、何れの側の冠動脈肢が現在画像処理又は処置されているかを判定することができる。
図2に示す例の場合、カテーテル21は右冠動脈口20bに隣接して位置している。右冠動脈口20bにはカテーテル21が挿入されている。右冠動脈口20bは曲がっている大動脈断面とは反対側に位置しているので、カテーテル21のアクセス又は進行は変曲点(inflection point)からむしろ直線的である。
図3は図2と同様であるが、カテーテル21が左冠動脈口20aに隣接して位置している点が異なる。左冠動脈口20aにもカテーテル21が挿入されている。図3は左冠動脈口20aに到達するためにカテーテル21がどのように曲げられるべきかを示す。左冠動脈口20aは曲がっている大動脈断面に対して横(contra-lateral manner)に位置しているので、カテーテルの一方端が左冠動脈口20aに入る前に、(右手側の)対向する壁に支持(support)を要する。これは典型的には挿入先端部における鋭くU字状に曲がった形状を形成する。
従って、カテーテル21の形状及び介入装置21の1つの特徴は、左冠動脈口20b又は右冠動脈口20aに、カテーテルが隣接しているか或いは挿入されているかに強く依存する。すなわち、介入装置21の特徴DSが示す装置の形状は、血管構造の部分20a、20bに対する血管構造20内の装置21の位置に強く依存する。従って、特徴抽出部11により抽出された特徴DSである抽出された装置形状と提供された分類データCDとの相関を計算することで、介入装置21が血管構造20の或る部分20a、20bに位置しているか否かを判定することができる。
介入装置21は図2に示すような装置形状を有する、と生体構造部分分類部13が判定した場合、装置10はステップ120において介入装置21は血管構造20の部分20bに位置している、と判定し、例えば「右」という情報を出力する。或いは、介入装置21は図3に示すような装置形状を有する、と生体構造部分分類部13が判定した場合、装置10はステップ120において介入装置21は血管構造20の部分20aに位置している、と判定し、例えば「左」という情報を出力する。
従って、抽出された特徴DSと提供された分類データCDとの相関をとることで、生体構造のいくつもの部分20a、20bのうち介入装置21が存在する部分20a、20bを判定することができる。
生体構造部分分類部13から導出された提供された分類データCD及び抽出された特徴DSの相関を計算するステップ110は、複数回にわたって行われてもよい。異なる分類データCDとの相関計算が複数回行われる場合、介入装置が存在する生体構造部分20a、20bの判定精度が向上する。
図2及び図3では、血管構造20が大動脈である。本発明は他の血管構造20(例えば脳内の血管構造や人体及び動物の組織内の血管構造)にも適用可能である。本発明は他の生体構造(例えば、臓器、室又は房(chambers)、空洞等)にも適用可能である。
更に、画像処理システム30は、x線放射源31及びx線検出モジュール32を有する画像処理システムとすることができる。画像処理システム30は超音波放射源31及び超音波検出モジュール32を有していてもよい。画像処理システム30のシステム配置(geometry)は所定数のパラメータにより表現され、パラメータは、例えば、視野のパラメータや、x線放射源31/超音波放射源31及びx線検出モジュール32/超音波検出モジュール32の検査対象に対する角度のパラメータ等である。
介入装置21が存在している生体構造の部分20a、20b(例えば、介入している側)を判定するために、本発明は、例えば血管20である対象構造の中での介入装置又は治療装置21の場所を当てにすることを提案する。装置の形状のような装置の外観、又は電磁波の不透過性のような他の性質が分析され、対応する特徴が抽出される。介入装置21及び周辺の生体構造の正確な記述(モデル)に基づいて及び現在のシステムの配置又は位置関係(視野角、視野)に基づいて、生体構造部分分類部13は、介入装置21が存在している生体構造の部分20a、20b(例えば、介入している側)を、入力された特徴から判定することができる。より一般的に言えば、生体構造部分分類部13は、生体構造の部分20a、20bの中にある可視の介入装置21の画像データ(ここでは投影画像)から不可視の生体構造の部分20a、20bを間接的に判定することができる。
当然に、生体構造部分分類部13が識別又は区別できる生体構造の部分20a、20bの数は2より多い数でもよい。例えば、心臓内部の場合、生体構造部分分類部13は切断カテーテル(ablation catheter)が使用されている心室を判定してもよい。その場合、(左又は右の心房、左又は右の心室という)4つの部分が想定されるべきである。
以下、第2の実施の形態を説明する。本発明の第2の実施の形態による装置10は、本発明の第1の実施の形態による装置10と同様であるが、分類データCDがデータベースに格納されていない点、及び分類データCDが装置10の外部から本装置に提供されず装置10の内部で生成される点が異なる。
図4は複数の部分20a、20bを有する生体構造の或る部分20a、20bを自動的に判定する装置10を示し、本発明の第2の実施の形態において、介入装置21は生体構造の中にある。装置10は特徴抽出部11を有し、特徴抽出部11には画像コンテンツデータICDが提供される。特徴抽出部11は、ステップ100において、介入装置21の外観の特徴又は特徴DSを抽出する。画像コンテンツデータICDは不図示の画像処理システム30から供給されてもよい。介入装置21の外観の特徴DSは、通常のセグメンテーションツール又は画像分析ツールを用いて特徴抽出部11により抽出される。
装置10は特徴処理部12を更に有し、特徴処理部12はステップ130において分類データCDを生成する。特徴処理部12は、生体構造の複数の部分20a、20bのうちの或る部分20a、20bの中にある介入装置21のモデルの3次元データ3DDを使用し、かつ画像処理システム30について提供されたシステム配置データSGDも使用する。
装置10は生体構造部分分類部13を更に有する。生体構造部分分類部13は、特徴処理部12が生成した分類データCDの提供を受ける。生体構造部分分類部13は、ステップ110において、特徴抽出部11が抽出した特徴DSと提供された分類データCDとの相関を計算する。
介入装置21は図2に示すような特徴DSを有する、と生体構造部分分類部13が判定した場合、装置10は、介入装置21が生体構造の部分20bに位置している、と判定し、例えば「右」という情報を出力する。すなわち、装置10は介入装置21が存在している生体構造部分20bを決定する。或いは、介入装置21は図3に示すような特徴DSを有する、と生体構造部分分類部13が判定した場合、装置10は、介入装置21が生体構造の部分20aに位置している、と判定し、例えば「左」という情報を出力する。すなわち、装置10は介入装置21が存在している生体構造部分20aを決定する。
当然に、生体構造部分分類部13が識別又は区別できる生体構造の部分20a、20bの数は2より多い数でもよい。例えば、心臓内部の場合、生体構造部分分類部13は切断カテーテル(ablation catheter)が使用されている心室を判定してもよい。その場合、(左又は右の心房、左又は右の心室という)4つの部分が想定されるべきである。
以下、第3の実施の形態を説明する。本発明の第3の実施の形態による装置10は、本発明の第1及び第2の実施の形態による装置10とそれぞれ同様であるが、特徴抽出部11が、生体構造の部分20a、20bの中にある介入装置の外観に関する推定された投影特徴(estimated projection characteristics)を利用して、介入装置21の外観に関する特徴DSを抽出する点が異なる。
図5及び図6は複数の部分20a、20bを有する生体構造の或る部分20a、20bを自動的に判定する装置10を概略的に示し、本発明の第3の実施の形態において、介入装置21は生体構造の中にある。装置10は特徴抽出部11を有し、特徴抽出部11には画像コンテンツデータICDが提供され、かつ特徴抽出部11は生体構造の部分20a、20bの中にある介入装置21の外観に関する投影特徴PSを受信する。特徴抽出部11は、ステップ100において、介入装置21の外観の特徴又は特徴DSを抽出する。画像コンテンツデータICDは不図示の画像処理システム30から供給されてもよい。介入装置21の外観の特徴DSは、通常のセグメンテーションツール又は画像分析ツールを用いて特徴抽出部11により抽出される。この実施の形態の場合、投影特徴は、特徴抽出部11が関連する特徴DSに特化する(集中する)ことを促すように形成されている。
装置10は推定部14を更に有し、推定部14は、ステップ140において、生体構造の部分20a、20bの中にある介入装置21のモデルについて提供された3次元データ3DD及び提供されたシステム配置データSGDを利用して、介入装置21の外観の投影特徴PSを推定する。特徴抽出部11は、介入装置21の推定された特徴PSを用いて特徴DSを抽出する。
装置10は生体構造部分分類部13を更に有し、生体構造部分分類部13は、ステップ110において、特徴抽出部11が抽出した特徴DSと提供された分類データCDとの相関を計算する。図5に示す装置10の場合、分類データCDは例えば分類データCDを格納するデータベースから供給され、分類データは所定の生体構造の部分20a、20bの中にある介入装置21を特徴付ける。従って分類データCDは画像処理システム30の様々な角度について及び介入装置21の様々な位置20a、20bについて保存されてもよい。図6に示す装置10は特徴処理部12を更に有し、特徴処理部12はステップ130において生体構造部分分類部13に提供される分類データCDを生成する。特徴処理部12は、生体構造の部分20a、20bの中にある介入装置21のモデルの3次元データ3DDを使用し、かつ画像処理システム30について提供された(推定部14と同じ)システム配置データSGDも使用する。
抽出された特徴DS及び分類データCDの間の相関計算の結果に依存して、装置10は、生体構造の複数の部分20a、20bのうち何れの部分20a、20bに介入装置21が存在するかを判定する。すなわち、装置10は介入装置21が存在する生体構造を判定する。
介入装置21は図2に示すような特徴DSを有する、と生体構造部分分類部13が判定した場合、装置10は介入装置21が生体構造の部分20bに位置している、と判定し、例えば「右」という情報を出力する。或いは、介入装置21は図3に示すような特徴DSを有する、と生体構造部分分類部13が判定した場合、装置10は介入装置21が生体構造の部分20aに位置している、と判定し、例えば「左」という情報を出力する。
以下、第4の実施の形態を説明する。本発明の第4の実施の形態による装置10は、本発明の第1ないし3の実施の形態による装置10と同様であるが、生体構造部分分類部13において、生体構造の複数の部分20a、20bの内の或る部分20a、20bに位置する介入装置21の抽出された特徴DSの中から、少なくとも1つのパラメータがステップ150において抽出される点が異なる。分類データCDは、生体構造の部分20a、20b内に位置する介入装置の投影特徴を示す少なくとも1つの分類パラメータCPである。生体構造部分分類部13により行われる相関計算のステップ110において、少なくとも1つのパラメータと少なくとも1つの分類パラメータCPとの相関が計算される。
生体構造の部分20a、20b内にある介入装置21について抽出された特徴DSから導出される少なくとも1つのパラメータは、例えば、介入装置21のセグメントの長さ、介入装置21の2つのセグメント間の角度、介入装置21の電磁波の不透過度等でもよいし、或いは画像処理システム30が取得する画像コンテンツデータICDにおいて可視的である介入装置21の他の任意の特徴でもよい。
選択的に、生体構造部分分類部13により行われるステップ110の相関計算は、1つより多い回数行われ、検出された特徴DSからそれぞれ導出された1つより多い数のパラメータと、1つより多い数の分類パラメータCPのそれぞれとの相関が計算されてもよい。これにより、生体構造の複数の部分20a、20bのうち何れの部分20a、20bに介入装置21が存在しているかについての判定精度が向上する。より一般的に言えば、生体構造部分分類部13は複数の特徴に対する複数の特徴(同数でなくてもよい)について相関を計算してもよい。これは、特徴DS及び分類パラメータCPの双方が、基本的なスカラーデータの群、集合又はベクトルと考えてよいことを意味する。このことは投影特徴PSにも適用できる。
以下、第5の実施の形態を説明する。本発明の第5の実施の形態による装置10は、本発明の第4の実施の形態による装置10と同様であるが、少なくとも1つの分類パラメータCPを導出するステップ150において、大動脈断面(aortic cross)、大動脈基部(aortic root)、右冠動脈口及び左冠動脈口の3次元モデルが、少なくとも1つの分類パラメータCPを生成するのに使用される。
以下、画像処理システムの実施の形態を説明する。図11は本発明による画像処理システム30のブロック図を示す。画像処理システム30は、放射源31、放射検出モジュール32、中央処理装置とメモリと装置10(本発明の第1ないし第5の実施の形態のうちの何れかによる装置)を備えたデータ処理部33を有する。画像処理システム30はデータ処理部34に接続された表示部34を更に有する。装置10は放射検出モジュール32から画像コンテンツデータICDを受信する。
図11において、放射源31及び放射検出モジュール32はCアームの一部であり、放射源31はx線放射源であり、放射検出モジュールはx線検出モジュールである。ただし、本発明はこの形態に限定されない。放射源31及び放射検出モジュール32は、検査の対象又は目的物の周囲で回転するコンピュータ断層撮影システムの一部であってもよい。
画像処理システム30は、例えば、経皮経管冠動脈形成術(PTCA)に使用されてもよい。更に、放射源31は超音波放射源31であってもよく、放射検出モジュール32は超音波検出モジュール32であってもよい。超音波放射源31から放射された超音波は、検査の対象又は目的物により反射され、超音波検出モジュール32により検出される。
図7は上記の画像処理システム30により取得された実際の蛍光透視像を示す。図7は右冠動脈口20aの中にある介入装置21のアクセスに対応する。図7では、介入装置21の概ね直線的な形状が観測される。この図はこの場合に使用される典型的なウェッジの位置示している。
図8は同様な状況を示しているが、実際の右冠状動脈肢を血管造影により示している。
図9は上記の画像処理システム30により取得された実際の蛍光透視像を示す。図9は左冠動脈口20aの中にある介入装置のアクセスに対応する。U字状に曲がったカテーテルが鮮明に観測されている。この図はこの場合に使用される典型的なウェッジの位置示している。
図10は同様な状況を示しているが、実際の左冠状動脈肢を(左メイン(left main)、左下降(left descending)、斜め(diagonal)、回旋(circumflex)のような)典型的な分岐と共に血管造影により示している。
特許請求の範囲において、「有する」という用語は他の要素やステップを排除せず、「ある」又は「或る」という不定冠詞は複数を排除していない。単一のプロセッサ又は他の装置が特許請求の範囲で言及されている複数の処理の機能を実行してもよい。ある要素が相互に異なる請求項で言及されている、というそれだけのことで、それらの要素の組み合わせが有利に使用できないわけではない。
コンピュータプログラムは、他のハードウェアと共に又は他のハードウェアの一部として提供されるソリッドステート媒体又は光ストレージ媒体のような適切な媒体に保存、格納及び／又は分散されていてもよいが、インターネット又は他の有線又は無線の電気通信システムを介するような他の形式で分散されていてもよい。
本発明の実施の形態は様々な観点から説明されることに留意を要する。特に、ある実施の形態は装置の形式の請求項の観点から記述されるが、別の実施の形態は方法の形式の請求項の観点から記述される。しかしながら、上記及び以下の説明から当業者は、断りがない限り、何れかのタイプの形態に属する特徴の任意の組み合わせに関し、異なる形態に関する特徴同士の間の任意の組み合わせも本願において開示されていることを認めるであろう。特徴を組み合わせると、それらの特徴の単なる寄せ集めを上回る相乗効果を提供できる。
以上、本発明は添付図面及び上記の説明により詳細に図示及び説明されてきたが、そのような図示及び説明は例示的であるにすぎず、限定的ではない。本発明は開示された形態に限定されない。開示された形態に対する他の変形例は、特許請求の範囲、明細書及び図面を参照することで、請求項に係る発明を実施する当該技術分野における当業者により理解及び把握されるであろう。
特許請求の範囲に参照符号が存在しても特許請求の範囲を限定するように解釈してはならない。

Claims (14)

  1. 複数の部分を有する生体構造の一部分を自動的に判定する装置であって、前記生体構造の中には介入装置が存在し、当該装置は、
    特徴抽出部と、
    生体構造部分分類部と
    を有し、前記特徴抽出部は、提供された画像コンテンツデータを用いて、前記介入装置の外観の少なくとも1つの特徴を抽出し、
    前記生体構造部分分類部は、前記少なくとも1つの特徴と提供された分類データとの相関を演算し、前記生体構造部分分類部は、前記生体構造の前記複数の部分の内の何れの部分に前記介入装置が存在しているかを判定する、装置。
  2. 前記生体構造の前記複数の部分の内の或る部分に位置する前記介入装置のモデルを提供する3次元データを利用し、かつ画像処理システムに提供されたシステム配置データを利用して、前記分類データを提供する特徴処理部を更に有する請求項1記載の装置。
  3. 前記生体構造の前記複数の部分の内の或る部分に位置する前記介入装置のモデルを提供する3次元データ及び提供されたシステム配置データを利用して、前記生体構造の前記複数の部分の内の或る部分に位置する前記介入装置の前記外観の投影特徴を推定する推定部を更に有し、
    前記特徴抽出部は、前記介入装置の前記外観について推定された投影特徴を利用して、前記特徴を抽出する、請求項1又は2に記載の装置。
  4. 前記介入装置がカテーテルであり、
    前記生体構造の前記複数の部分のうちの部分が大動脈の左冠動脈口又は右冠動脈口である、請求項1-3の何れか1項に記載の装置。
  5. 放射源と、
    放射検出モジュールと、
    中央処理装置、メモリ及び請求項1-4の何れか1項に記載の装置を有するデータ処理部と、
    前記データ処理部に接続された表示部と
    を有し、前記装置は前記放射検出モジュールから画像コンテンツデータを受信する、画像処理システム。
  6. 複数の部分を有する生体構造の一部分を自動的に判定する方法であって、前記生体構造の中には介入装置が存在し、当該方法は、
    (a)提供された画像コンテンツデータを利用して前記介入装置の外観の特徴を抽出するステップと、
    (b)抽出された特徴と提供された分類データとの相関を計算するステップと、
    (c)前記生体構造の前記複数の部分の内の何れの部分に前記介入装置が存在しているかを判定するステップと
    を有する方法。
  7. (d)前記生体構造の前記複数の部分のうちの或る部分に存在する前記介入装置のモデルについて提供された3次元データを利用し、かつ画像処理システムに提供されたシステム配置データを利用して、前記分類データを提供するステップ
    を更に有する請求項6記載の方法。
  8. (f)前記生体構造の前記複数の部分のうちの或る部分に存在する前記介入装置のモデルについて提供された3次元データ及び提供されたシステム配置データを利用して、前記生体構造の前記複数の部分のうちの或る部分に存在する前記介入装置の投影特徴を推定するステップを更に有し、
    前記(a)のステップにおいて、前記(f)のステップで推定された前記介入装置の外観の推定された投影特徴が、前記介入装置の前記特徴を抽出するのに使用される、請求項6又は7に記載の方法。
  9. (g)前記生体構造の前記複数の部分のうちの或る部分に存在する前記介入装置の抽出された特徴から、少なくとも1つのパラメータを導出するステップを更に有し、
    前記分類データは、前記生体構造の前記複数の部分のうちの或る部分に存在する前記介入装置の投影特徴を表す少なくとも1つの分類パラメータであり、
    前記(b)のステップにおいて、前記少なくとも1つのパラメータと前記少なくとも1つの分類パラメータとの相関が計算される、請求項6-8の何れか1項に記載の方法。
  10. 前記(c)のステップにおいて、抽出された前記特徴が前記分類データの所定の範囲内に属していた場合に、前記介入装置は前記生体構造の前記複数の部分のうちの或る部分に位置している、と判定する、請求項6-9の何れか1項に記載の方法。
  11. 前記介入装置がカテーテルであり、
    前記生体構造の前記複数の部分のうちの部分が大動脈の左冠動脈口又は右冠動脈口である、請求項6-10の何れか1項に記載の方法。
  12. 前記(g)のステップにおいて、大動脈断面、大動脈基部、右冠動脈口及び左冠動脈口の3次元モデルの前記少なくとも1つのパラメータが、少なくとも1つの分類パラメータCPを生成するのに使用される、請求項11記載の方法。
  13. 請求項1-4の何れか1項に記載の装置に、請求項6-12の何れか1項に記載の方法を実行させるコンピュータプログラム。
  14. 請求項13に記載のコンピュータプログラムを保存するコンピュータにより読み取り可能な媒体。
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