JP2016533855A - 血管内治療介入のためのデバイスフットプリントのない自動ロードマッピング - Google Patents
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Abstract
本発明は、血管内治療介入のための自動ロードマッピングのためのシステム１及び対応する方法に関する。不必要なデバイスフットプリントのない高められたロードマッピング可視化を可能とするために、当該システム１は、Ｘ線画像を取得するＸ線イメージングデバイス３と、計算ユニット５とを含む。Ｘ線イメージングデバイス３は、介入デバイス１７が血管１９内にあるが、造影剤が血管１９内にない第１のＸ線画像２１を取得する。更に、Ｘ線イメージングデバイス３は、介入デバイス１７が血管１９内にあり、造影剤も血管１９内にある第２のＸ線画像２３を取得する。計算ユニットは、第１のＸ線画像２１を、第２のＸ線画像２３から減算することによって、ロードマップ画像２７を作成する。更に、計算ユニット５は、ロードマップ画像２７における介入デバイス１７の可視性を自動的に最小限にする。ディスプレイユニット７は、ロードマップ画像２７、又は、現在の蛍光透視画像１３のロードマップ画像２７とのオーバーレイを表示する。
Description
本発明は、血管内治療介入のためのロードマッピングに関する。具体的には、本発明は、血管内治療介入のための自動ロードマッピングのためのシステム及び対応する方法に関する。更に、本発明は、コンピュータプログラム要素及びコンピュータ可読媒体に関する。
血管内動脈瘤修復（ＥＶＡＲ）といったＸ線誘導下での血管内処置の間、カテーテル及び治療デバイスは、例えば腹部の小さい切り口を通り、血管系内に挿入される。次に、ユーザは、ツールを治療領域まで動かし、Ｘ線管理下で、病理を治療する。
血管内ツールは、通常、Ｘ線不透過性であり、蛍光透視像において、非常にコントラスト化される。血管系は可視ではないが、造影剤の注入によって、脈管腔が一時的に可視化される。通常、このような処置の間、生体構造に対するデバイスの位置を制御するために、幾つかの血管造影図が取得される。
注入される造影剤の量を減少させるために、ロードマッピング可視化が使用される。例えばロードマッピングは、米国特許出願公開第２０１１／０２４９７９４Ａ１号から知られている。解剖的情報がライブ蛍光透視像上にオーバーレイされることで、造影剤を必要とすることなく、生体構造の可視化が可能となる。これは、治療介入室において記録される、例えばセグメント化ＣＴといった治療介入前検査を使用して実現される。
更に、これは、Ｘ線システムの位置が変更していない場合は、先に取得された血管造影図に基づいて行われてもよい。この場合、血管を表すマスク画像が、基準血管造影図から計算される。マスク画像、即ち、ロードマップ画像は、例えば注入フレーム、又は、注入フレームと非注入フレームとの差分画像に対応する。次に、当該結果が、ライブ蛍光透視フレーム上にオーバーレイされ、血管フットプリントがライブ画像上にもたらされる。このアプローチは、画像内に物体の動きがない場合には、優れた結果を提供する。
しかし、例えば呼吸による動きが幾らかある場合、マスク画像は、多くのアーチファクトを含むことがある。特にアーチファクトは、画像収集の間に血管内にある介入デバイスによって引き起こされる。結果として得られるオーバーレイ画像はあまり参考にならない。例えば動いているデバイスは、減算によって生成されたマスク画像内に、ポジフットプリント及びネガフットプリントをもたらす。マスク画像が、蛍光透視フレーム上にオーバーレイされると、デバイスは、３回、出現する。更に、これらのアーチファクトは、しばしば、治療領域にあるので、ライブオーバーレイフレーム内でのデバイスの可視化を遮蔽する。
この問題は、ライブフレームに対して減算された注入フレームを、マスク画像として使用することによって回避される。しかし、これは、Ｘ線造影図及び蛍光透視法の収集プロトコル及び／又は吸収量を制限する。というのは、両方の画像シーケンスに、同じ収集プロトコル及び／又は吸収量が使用されなければならないからである。
したがって、血管内治療介入の間、向上されたロードマッピング可視化を可能にするシステム及び方法を提供する必要がある。
本発明の目的は、独立請求項の主題によって解決される。また、例示的な実施形態は、従属請求項及び以下の説明から明らかになる。
本発明の第１の態様によれば、血管内治療介入のための自動ロードマッピングのためのイメージングシステムが提供される。当該システムは、Ｘ線画像を取得するＸ線イメージングデバイスと、計算ユニットとを含む。Ｘ線イメージングデバイスは、介入デバイスが血管内にあるが、造影剤が血管内に注入されていない第１のＸ線画像を取得する。更に、Ｘ線イメージングデバイスは、介入デバイスが血管内にあり、造影剤が血管内に注入されている第２のＸ線画像を取得する。計算ユニットは、第１のＸ線画像を、第２のＸ線画像から減算することによって、ロードマップ画像を作成する。更に、計算ユニットは、ロードマップ画像における介入デバイスの可視性を自動的に最小限にする。
つまり、本発明の考えは、ロードマップ、また、場合によっては、マスク画像生成時に、デバイスフットプリントを明確に除去するロードマップの可視化を提供することに見られる。これにより、取得画像において物体の動作が幾らかある場合に有効なロードマップが得られる。第１のアプローチでは、ロードマップ画像の質を高めるために、介入デバイスのフットプリントが、血管造影図又は大動脈撮影図の注入フレームと非注入フレームとにおいて、自動的に検出される。続いて、ロードマップ画像を生成する前に、介入デバイスが、各フレーム内にインペイントされる。第２のアプローチでは、注入フレーム及び非注入フレームを互いから減算した後、ロードマップ画像をフィルタリングし、飽和させることによって、介入デバイスが除去される。両方のアプローチにおいて、結果として得られるロードマップ画像は、介入デバイスのフットプリントをもはや含まず、これにより、治療領域が、最適に可視となる。
したがって、当該システムは、生体構造、即ち、血管を示す、デバイスフリーのロードマップ画像を提供すること有利に可能にする。このロードマップは、関心領域の可視化を遮蔽することなく、例えばライブ蛍光透視画像上にオーバーレイされる。
当該システム及び方法は、例えばカテーテル検査室において、イメージングデバイスによる動脈瘤治療、心臓弁置換及びステント留置に関連して使用される。具体的には、当該システム及び方法は、腹部治療介入において、腹部大動脈瘤（ＡＡＡ）の治療に使用可能である。画像内で可視である介入デバイスは、例えば、バルーンを有するワイヤ若しくはカテーテル、及び／又は、ステント若しくはステントグラフトである。当該システム及び方法は、ロードマップ、即ち、医師の支援に役立つ、介入デバイスなく生体構造を示すフレーム又はフレームシーケンスを提供する。
第１及び第２のＸ線画像は、例えば血管造影シーケンスの様々なフレーム又は画像であってよい。これらのＸ線画像は、共に、血管内の介入デバイスを示す。しかし、第１のＸ線画像では、関心領域、即ち、画像内に示される領域には造影剤がない。第２のＸ線画像では、造影剤がある。更に、第１のＸ線画像は、複数の第２のＸ線画像から減算されてよい。複数の第２のＸ線画像は、時間軸に沿った血管造影を表してもよい。ここで、時間ｔは、特定の時間及び画像を指す。
Ｘ線イメージングデバイスによる第１及び第２のＸ線画像の取得は、データベース又はコンピュータのメモリから画像を取り出すことを意味してもよい。或いは、取得は、画像を検出することを含んでもよい。
第１のＸ線画像の第２のＸ線画像からの減算は、Ｘ線吸収領域において行われる。例えば減算は、差分を形成することを含む。更に、減算は、画像画素値に対数関数を適用すること、第１及び第２のＸ線画像の画素値の差分を形成すること及び当該結果に指数関数を適用することを含む。画像を減算することによって、骨といった背景構造が、減算結果から除去される。
更に、ロードマップ画像における介入デバイスの可視性を自動的に最小限にすることは、減算結果における介入デバイスを除去すること又は消去することを意味する。自動的とは、介入デバイスの可視性の最小限化が、ユーザとのインタラクションを必要とすることなく、行われることを意味する。
計算ユニットは、例えばメモリユニットを有するプロセッサである。計算ユニットは、ロードマップ画像を生成し、介入デバイスの可視性を最小限にするために、計算ユニットによって例えば記憶され、実行されるアルゴリズムを含む。
本発明の例示的な実施形態によれば、Ｘ線イメージングデバイスは、介入デバイスが血管内に挿入されている少なくとも１つの現在の、即ち、ライブの蛍光透視画像を取得する。計算ユニットは、ロードマップ画像を、少なくとも１つの現在の蛍光透視画像と組み合わせることによって、第１の複合画像を生成する。組み合わせることは、画像をオーバーレイすること又は足すことを含んでもよい。Ｘ線イメージングデバイスの取得構造は、血管造影時も、ライブ蛍光透視時も同じであってよい。第１の複合画像は、血管の構造がオーバーレイされた時間ｔにおける現在の蛍光透視画像を、ディスプレイ上に提示する、即ち、可視化する。
本発明の更なる例示的な実施形態によれば、Ｘ線イメージングデバイスは、介入デバイスが血管内にある基準蛍光透視画像を取得する。基準蛍光透視画像は、例えば蛍光透視シーケンスの第１のフレームである。計算ユニットは、基準蛍光透視画像における介入デバイスの可視性を自動的に最小限にする。更に、計算ユニットは、基準蛍光透視画像を、現在の蛍光透視画像から減算することによって、高められた（強調された）現在の蛍光透視画像を作成する。高められた現在の蛍光透視画像、即ち、減算結果は、周囲環境及び／又は背景が恐らくない時間ｔにおける介入デバイスを表す。また、計算ユニットは、ロードマップ画像を、高められた現在の蛍光透視画像と組み合わせることによって、第２の複合画像を生成する。第２の複合画像は、血管の構造がオーバーレイされた時間ｔにおけるデバイスを、ディスプレイ上に提示する、即ち、可視化する。
本発明の更なる例示的な実施形態によれば、システムは更に、高められた現在の蛍光透視画像、第１の複合画像及び／又は第２の複合画像を表示するディスプレイユニットを含む。ディスプレイユニットは、１つ又は幾つかのスクリーンを含んでよい。上記画像は、同時に表示されてもよい。或いは、高められた現在の蛍光透視画像、第１の複合画像及び第２の複合画像のうちの１つが、ディスプレイユニット上で可視化されてもよい。
本発明の更なる例示的な実施形態によれば、介入デバイスの可視性を自動的に最小限にすることは、計算ユニットによる、第１のＸ線画像、第２のＸ線画像及び／又は基準蛍光透視画像における介入デバイスの自動検出を含む。また、介入デバイスの可視性を自動的に最小限にすることは更に、検出された介入デバイスをインペイントすることを含む。インペインティングは、介入デバイスの領域を、周囲環境に適応させることを意味する。更に、インペインティングは、着色を整合させること、又は、介入デバイスを、介入デバイスを囲む背景の色で埋めることを意味する。インペインティングは更に、デバイス吸収をモデリングすること、デバイスのフットプリントの画素値の観察からモデルインスタンスを推定すること、及び、このモデルインスタンスを画像から減算してデバイスの下の背景を復元することを意味する。例えばカテーテル又はワイヤの場合、モデルは、一定の吸収の細長い管である。管のフットプリントがデバイス自動検出器によって出力され、吸収値が、デバイスフットプリントの画素値から減算されると、フットプリントの周囲の画素とフットプリント全体の画素との間に最適な背景連続性を確実にもたらす値として計算される。一定値の代わりに、細長いデバイスの吸収は、断面吸収プロファイルとしてモデリングされてもよい。これも同様の技術で推定される。
本発明の更なる例示的な実施形態によれば、介入デバイスの自動検出は、第１のＸ線画像、第２のＸ線画像及び／又は基準蛍光透視画像における介入デバイスのコントラスト値に基づいている。これに代えて又は加えて、介入デバイスの自動検出は、第１のＸ線画像、第２のＸ線画像及び／又は基準蛍光透視画像における介入デバイスの形状に基づいている。具体的には、形状は、細長い物体である。これに代えて又は加えて、介入デバイスの自動検出は、第１のＸ線画像、第２のＸ線画像及び／又は基準蛍光透視画像における介入デバイスの動力学に基づいている。具体的には、ワイヤは、血管の内部に制限されるので、長手方向における、即ち、血管及び／又は介入デバイスの長手軸に平行な方向における最大速度及び最大動作が、デバイス又はツールの場所を特定するために使用される。
本発明の更なる例示的な実施形態によれば、介入デバイスの可視性を自動的に最小限にすることは、計算ユニットによって、第１のＸ線画像、第２のＸ線画像及び／又は基準蛍光透視画像において、血管よりも小さい詳細を除去することを含む。このために、例えば形態学的フィルタリングが採用される。或いは、血管よりも小さい詳細は、画像全体ではなく、血管内で直接的に除去されてもよい。この場合、介入デバイスの可視性を自動的に最小限にすることは、血管、特に関心血管を自動的に検出することを更に含む。関心血管は、例えば大動脈である。大動脈は、画像において最も暗く、大きい物体及び／又は最も広く連結した物体である。フィルタで除去することは、デバイスの領域を平滑化すること及び／又は飽和させることを含んでもよい。
本発明の第２の態様によれば、血管内治療介入のための自動ロードマッピング方法が提供される。当該方法は、上記されたイメージングシステムと組み合わせて適用される。当該方法は、Ｘ線イメージングデバイスによって、介入デバイスが血管内にあるが、造影剤が血管内に注入されていない第１のＸ線画像を取得するステップと、Ｘ線イメージングデバイスによって、介入デバイスが血管内にあり、造影剤が血管内に注入されている第２のＸ線画像を取得するステップと、計算ユニットによって、第１のＸ線画像を、第２のＸ線画像から減算することによって、ロードマップ画像を作成するステップと、計算ユニットによって、ロードマップ画像における介入デバイスの可視性を自動的に最小限にするステップとを含む。方法のステップの順序は、様々であってよい。例えば介入デバイスの可視性は、第１のＸ線画像及び第２のＸ線画像を減算する前に、これらの画像を処理することによって最小限にされる。或いは、介入デバイスの可視性は、第１のＸ線画像を、第２のＸ線画像から減算した後に、ロードマップ画像を処理することによって最小限にされてもよい。
本発明の更なる例示的な実施形態によれば、当該方法は更に、介入デバイスが血管内にある少なくとも１つの現在の蛍光透視画像を取得するステップと、ロードマップ画像を、少なくとも１つの現在の蛍光透視画像と組み合わせることによって、第１の複合画像を生成するステップとを含む。
本発明の更なる例示的な実施形態によれば、当該方法は更に、介入デバイスが血管内にある基準蛍光透視画像を取得するステップと、基準蛍光透視画像における介入デバイスの可視性を自動的に最小限にするステップと、基準蛍光透視画像を、現在の蛍光透視画像から減算することによって、高められた現在の蛍光透視画像を作成するステップと、ロードマップ画像を、高められた現在の蛍光透視画像と組み合わせることによって、第２の複合画像を生成するステップとを含む。
本発明の更なる例示的な実施形態によれば、当該方法は更に、高められた現在の蛍光透視画像、第１の複合画像及び／又は第２の複合画像を、ディスプレイユニットを介して表示するステップを含む。
つまり、当該方法は、介入デバイスに関する情報を含む血管造影データセットを取得するステップを含む。この画像シーケンスは、造影剤を有するフレームと、造影剤を有さないフレームとを含む。更に、当該方法は、介入デバイスに関する情報を含むライブ蛍光透視データセットを取得するステップと、血管造影データセットの画像及び／又はライブ蛍光透視データセットの先の画像を、介入デバイスに関する情報が結果として得られる血管ロードマップ画像から除去されるように、処理することによって、当該血管ロードマップ画像を作成するステップと、血管ロードマップ画像を、蛍光透視データセットのうちの現在の画像と組み合わせるステップとを含む。
本発明の第３の態様によれば、コンピュータプログラム要素が提供される。当該コンピュータプログラム要素は、処理ユニットによって実行されると、上記方法を実施する。
本発明の第４の態様によれば、上記プログラム要素が記憶されたコンピュータ可読媒体が提供される。
なお、血管内治療介入のための自動ロードマッピングのためのイメージングシステムについて上記され、以下においても説明される特徴は、方法の特徴でもあり、その反対も同様である。
本発明のこれらの及び他の態様は、以下に説明される実施形態を参照することにより、明らかとなろう。
本発明の例示的な実施形態は、次の図面を参照して、以下に説明される。
図１は、血管内治療介入のための自動ロードマッピングのためのイメージングシステム１を概略的に示す。例えばシステム１は、カテーテル検査室において使用される。システム１は、Ｘ線画像を収集するためのＸ線イメージングデバイス３を含む。イメージングデバイス３は、Ｘ線放射源９と、Ｘ線検出モジュール１１とを含む。Ｘ線検出モジュール１１は、Ｘ線放射源９の反対側に位置付けられる。検査及び／治療介入処置中、患者といった被検体は、Ｘ線検出モジュール１１とＸ線放射源９との間に、例えば台上に置かれる。
更に、イメージングシステム１は、例えばメモリユニット１３を有するプロセッサユニットである計算ユニット５を含む。計算ユニット５は、例えばメモリユニット１３に記憶されているアルゴリズムを実行する。計算ユニット５は、Ｘ線イメージングデバイス３に電気的かつ機能的に接続されている。
また、イメージングシステム１は、１つ又は幾つかの画像がその上で可視化されるディスプレイユニット７を含む。ディスプレイユニット７は、１つ又は幾つかのスクリーンを含んでいてよい。イメージングシステム１の更なる構成要素は、ユーザインターフェースユニット１５であって、これにより、医師、具体的には、心臓専門医又は心臓外科医といったユーザが、計算ユニット５及びディスプレイユニット７とやり取りする。ディスプレイユニット７及びユーザインターフェースユニット１５は、計算ユニット５に電気的かつ機能的に接続されている。
血管内治療介入のための自動ロードマッピングのためのイメージングシステム１及び対応する方法は、例えばステント留置、大動脈弁又は肺動脈弁、僧房弁若しくは三尖弁といった他の種類の心臓弁の置換、及び、動脈瘤治療に関連して使用される。
Ｘ線イメージングデバイス３は、以下の図に示されるように、第１のＸ線画像２１及び第２のＸ線画像２３を取得する。取得とは、Ｘ線検出モジュール１１を介して検出すること、メモリユニット１３から取出しすること、又は、外部のデータベース若しくはメモリデバイスから取出しすることを意味する。第１のＸ線画像２１は、血管造影図の第１のフレーム、特に、大動脈撮影図の第１のフレームであり、時間０において取得され、Ａ０で示される。第１のＸ線画像２１では、血管１９内に造影剤はない。第２のＸ線画像２３は、第１のフレーム２１に続く血管造影図のフレームであり、時間ｔにおいて取得され、Ａｔで示される。第２のＸ線画像２３では、血管１９内に造影剤がある。更に、両画像２１、２３では、ワイヤといった介入デバイス１７が、血管１９内にある。
血管内検査又は治療介入の間、関心領域の生体構造に関する情報を提供するために、また、同時に、使用される造影剤の量を減少させるために、第１のＸ線画像２１を、第２のＸ線画像２３から減算することによって、マスク画像が作成される。図２に、血管１９の生体構造及び介入デバイス１７が示されている。骨といった背景構造は、減算によって、マスク画像から取り除かれる。このような減算の結果は、図２に示されるように、蛍光透視画像上にオーバーレイされる。図２では、血管は白色で出現する一方で、デバイスは黒色で出現する。
しかし、例えば呼吸によって引き起こされる動きによって、図２に示される減算結果にはアーチファクトがある。幾つかの特に目立つアーチファクトは、介入デバイス１７に関連する。特に動いている介入デバイス１７は、減算によって生成されたマスク画像内に、ポジフットプリント及びネガフットプリントを生成する。介入デバイス１７のネガフットプリントは、図２において、点線として示される。介入デバイス１７のポジフットプリントは、破線として示される。したがって、蛍光透視画像との血管マスクのオーバーレイでは、介入デバイス１７は、３回、出現する。このようなアーチファクトは、検査及び／又は治療下の領域の可視化を遮蔽する。図３Ｃにも、現在の蛍光透視画像３１との第１のＸ線画像２１及び第２のＸ線画像２３の減算結果のオーバーレイ３９が示される。図３Ｃは、図２と同様のアーチファクトを示す。
イメージングシステム１は、減算結果における介入デバイス１７の可視性を自動的に最小限にする、取り除く及び／又は消去することによって、画像内のアーチファクトを減少させるという課題を達成する。このようにすると、Ｒｔで示され、介入デバイスのないロードマップ画像２７が受信される。介入デバイス１７の自動的な最小限化又は除去は、Ｗ１で示され、これは、動作を表すのであって、その結果を表すものではない。介入デバイス１７の可視性は、第１のＸ線画像２１及び第２のＸ線画像２３を減算する前に、これらの画像２１、２３処理することによって最小限にされる。この場合、この処理は、Ｒｔ＝Ｗ１（Ａｔ）−Ｗ１（Ａ０）で示される。
或いは、介入デバイス１７の可視性は、第１のＸ線画像２１を、第２のＸ線画像２３から減算した後に、ロードマップ画像２７を処理することによって最小限にされてもよい。この場合、この処理は、Ｒｔ＝Ｗ１（Ａｔ−Ａ０）で示される。
第１のＸ線画像２１の第２のＸ線画像２３からの減算は、Ｘ線吸収領域において行われる。減算は、画像画素値に対数関数を適用すること、第１及び第２のＸ線画像の画素値の差分を形成すること及び当該結果に指数関数を適用することを含む。また、画像の処理は、第１のＸ線画像２１と第２のＸ線画像２３との間の可能な動きの理由を説明するために、これら２つの画像間の並進ベクトル、又は、より一般的には、幾何変換を計算することを含む。
介入デバイス１７の可視性の自動最小限化は、介入デバイス１７の自動検出と、更に、計算ユニット５による第１のＸ線画像２１、第２のＸ線画像２３及び／又は基準蛍光透視画像２３への検出された介入デバイス１７のインペインティング（in-painting）とを含む。インペインティングは、介入デバイス１７を、周囲環境に適応若しくは適合させること、又は、デバイスの吸収をモデリング若しくは推定することと、このモデリングされた又は推定された吸収をデバイスフットプリントから除去することとを意味する。介入デバイス１７の自動検出は、介入デバイス１７のコントラスト値、形状及び／又は動力学に基づいていてよい。介入デバイス１７の細長い形状と、介入デバイス１７の場所及び移動の血管１９の内側への制限とが、入力情報として使用される。
或いは、介入デバイス１７の可視性を自動的に最小限にすることは、計算ユニット５によって、第１のＸ線画像２１、第２のＸ線画像２３及び／又は基準蛍光画像２３において、血管１９よりも小さい詳細は除去することを含む。例えば形態学的フィルタリングによって実現される。更に、フィルタリングは、血管１９の内側領域に制限されてもよい。このために、血管１９は、自動的に検出され、その表現が飽和されてもよい。
図３は、既知のシステムによって生成される画像と比較される、図１のイメージングシステム１によって生成及び使用される様々な画像を示す。図３Ａは、第２のＸ線画像２３を示す。第１のＸ線画像２１は、図３には提示されていない。しかし、第１のＸ線画像２１は、例えば第２のＸ線画像２３が属し、造影剤が関心領域にまだない血管造影の第１のフレームを表す。
図３Ｂは、介入デバイス１７の可視性の自動最小限化のない、第１及び第２のＸ線画像２１、２３の減算結果２５を示す。図２に関連して説明されたように、減算結果２５は、血管１９と、点線及び破線で示される介入デバイス１７のネガフットプリント及びポジフットプリントとを示す。
図３Ｅでは、減算結果における介入デバイス１７の可視性が最小限にされ、本発明によるロードマップ画像２７が提供される。ロードマップ画像２７は、介入デバイス１７を含まず、飽和された又はフィルタリングされた血管１９のみを示す。
図３Ｄは、血管１９と、介入デバイス１７の現在位置とが示される現在、即ち、ライブの蛍光透視画像３１を示す。現在の蛍光透視画像は、Ｆｔで示される。しかし、造影剤がないため、血管は、蛍光透視画像３１において、実質的に不可視である。
現在の蛍光透視画像３１の、図３Ｂ及び図３Ｅに示される様々なマスク画像とのオーバーレイが、それぞれ、図３Ｃ及び図３Ｆに示される。図３Ｃでは、図３Ｂの減算結果２５の、図３Ｄの現在の蛍光透視画像３１とのオーバーレイ３９が示されている。このオーバーレイ３９は、比較的雑然としており、３つの介入デバイス１７を示す。図３Ｆは、図３Ｅのロードマップ画像２７の、図３Ｄの現在の蛍光透視画像３１とのオーバーレイを示す。このオーバーレイは、第１の複合画像３３と示され、介入デバイス１７の現在の位置のみを示す。図３Ｅにおける表現は、介入デバイス１７の幾つかのフットプリントによって遮断されていない関心領域のよりはっきりとした可視化を提供する。複合画像３３に示されるオーバーレイは、Ｃｏｍｂ１（Ｆｔ，Ｒｔ）で示される。
図４は、本発明の第１の例示的な実施形態による自動ロードマッピングのための方法のフローチャートを概略的に示す。ステップＳ０１において、Ｘ線イメージングデバイス３によって、第１のＸ線画像２１が取得される。第１のＸ線画像２１では、介入デバイス１７は、血管１９内にあるが、造影剤が、血管１９内に注入されていない。ステップＳ０３において、Ｘ線イメージングデバイス３によって、第２のＸ線画像２３が取得される。第２のＸ線画像２３では、介入デバイス１７が、血管１９内にあり、造影剤も血管１９内にある。ステップＳ０１及びＳ０３は、血管造影図、特に大動脈撮影図の取得に対応する。
次に、ステップＳ０７において、計算ユニット５によって、後に作成されるロードマップ画像２７における介入デバイス１７の可視性が最小限にされる。このために、ステップＳ０７ａにおいて、第１及び第２のＸ線画像２１、２３において、介入デバイス１７が自動的に検出される。介入デバイス１７の検出は、両Ｘ線画像２１、２３において、独立して行われる。例えばＸ線不透過性の細長い物体が画像２１、２３において検出され、画像におけるそれらの位置を示すマスクが作成される。これに代えて又はより有利には、検出は、両Ｘ線画像２１、２３において、一緒に行われてもよい。画像のうちの一方の画像の検出結果が、もう一方の画像における介入デバイス１７の検出を単純にするために使用される。特に画像間の整合が、異なるフレーム間の介入デバイス１７の動きは限られていることを前提に、行われる。更に、ステップＳ０７ｂにおいて、検出された介入デバイス１７は、第１のＸ線画像２１内にインペイントされ、ステップＳ０７ｃにおいて、検出された介入デバイス１７は、第２のＸ線画像２３内にインペイントされる。インペインティングは、デバイスの場所のマスクに基づいている。
ステップＳ０７の前に又は後に任意選択的に行われてよいステップＳ０５において、計算ユニット５によって、第１のＸ線画像２１を、第２のＸ線画像２３から減算することによって、ロードマップ画像２７が作成される。減算は、２つのフレーム２１、２３間の減算であってよい。或いは、例えば時間積分を使用するより高度な技術が使用されてもよい。更に、ステップＳ０９において、介入デバイス１７が血管１９内にある、少なくとも１つの現在の蛍光透視画像３１が取得される。取得構造は、ステップＳ０１、Ｓ０３における血管造影図の取得と、ステップＳ０９における蛍光透視図の取得とで同じであることが好適である。ステップＳ１１において、ロードマップ２７を、少なくとも１つの現在の蛍光透視画像３１と組み合わせることによって、第１の複合画像３３が生成される。
ステップＳ０５がステップＳ０７の前に実行される場合、ステップＳ０７は、関心領域において完全に透明なマスクを得るために、差分画像を正規化し、関心領域に対応する造影剤の主要バルクを飽和させることによって置き換えられる。
図５において、自動ロードマッピングのための方法の別の例示的実施形態が、フローチャートとして示されている。図５に示される実施形態は、二重減算を含む。ステップＳ０１乃至Ｓ１１は、図４に示される実施形態と同様である。しかし、これに加えて、図５に示される方法は、ステップＳ１３において、介入デバイス１７が血管１９内にあり、血管１９内に造影剤がない基準蛍光透視画像２９を取得することを含む。基準蛍光透視画像２９は、ライブ蛍光透視画像のシーケンスの第１のフレームであってよい。
ステップＳ１５において、計算ユニット５によって、基準蛍光透視画像２９における介入デバイス１７の可視性が自動的に最小限にされる。このために、ステップＳ５１ａにおいて、ステップＳ０７ａと同様に、基準蛍光透視画像２９において、また、場合によっては、現在の蛍光透視画像３１において、介入デバイス１７が自動的に検出される。現在の蛍光透視画像３１に含まれる情報は、基準蛍光透視画像２９における介入デバイス１７の検出を高めるために使用される。ステップＳ１５ｂにおいて、検出された介入デバイス１７は、基準蛍光透視画像２９内にインペイントされる。
ステップＳ１７において、計算ユニット５によって、基準蛍光透視画像２９を現在の蛍光透視画像３１から減算することによって、高められた現在の蛍光透視画像３５が作成される。ステップＳ１５及びＳ１７は、ステップＳ０５及びＳ０７と同様に、その順番が変わってもよい。減算結果、即ち、高められた現在の蛍光透視画像３５は、時間ｔにおける介入デバイス１７のみを示す。これは、Ｄｔで示される。上記術語体系を使用すると、高められた現在の蛍光透視画像３５を生成する処理は、Ｄｔ＝Ｆｔ−Ｗ２（Ｆ０）で示される。
ステップＳ１９において、ロードマップ画像２７を、高められた現在の蛍光透視画像３５と組み合わせることによって、第２の複合画像３７が生成される。この処理は、Ｃｏｍｂ２（Ｒｔ，Ｄｔ）で示される。更に、ステップＳ２１において、高められた現在の蛍光透視画像３５、第１の複合画像３３及び／又は第２の複合画像３７が、ディスプレイユニット７上に表示される。
なお、本発明の実施形態は、様々な主題を参照して説明されている。具体的には、方法タイプのクレームを参照して説明される実施形態もあれば、システムタイプのクレームを参照して説明される実施形態もある。しかし、当業者であれば、上記及び以下の説明から、特に明記されない限り、１つのタイプの主題に属する特徴の任意の組み合わせに加えて、様々な主題に関連する特徴の任意の組み合わせも、本願によって開示されていると見なされると理解できるであろう。しかし、すべての特徴は、特徴の単なる足し合わせ以上の相乗効果を提供する限り、組み合わされることが可能である。
本発明は、図面及び上記説明において詳細に例示され、説明されたが、当該例示及び説明は、例示的に見なされるべきであり、限定的に見なされるべきではない。本発明は、開示される実施形態に限定されない。開示された実施形態の他の変形態様は、図面、開示内容及び添付の請求項の検討から、請求項に係る発明を実施する当業者によって理解され、実施される。
請求項において、「含む」との用語は、他の要素又はステップを排除するものではなく、また、「ａ」又は「ａｎ」との不定冠詞も、複数形を排除するものではない。単一のプロセッサ又は他のユニットが、請求項に引用される幾つかのアイテムの機能を果たしてもよい。特定の手段が相互に異なる従属請求項に記載されることだけで、これらの手段の組み合わせを有利に使用することができないことを示すものではない。請求項における任意の参照符号は、範囲を限定するものと解釈されるべきではない。
１ イメージングシステム
３ Ｘ線イメージングデバイス
５ 計算ユニット
７ ディスプレイユニット
９ Ｘ線放射源
１１ Ｘ線検出モジュール
１３ メモリユニット
１５ ユーザインターフェースユニット
１７ 治療介入デバイス（ワイヤ）
１９ 血管（例えば大動脈）
２１ 第１のＸ線画像
２３ 第２のＸ線画像
２５ 第１及び第２のＸ線画像の減算結果
２７ ロードマップ画像
２９ 基準蛍光透視画像
３１ 現在の蛍光透視画像
３３ 第１の複合画像
３５ 高められた現在の蛍光透視画像
３７ 第２の複合画像
３９ 第１及び第２のＸ線画像の減算結果の現在の蛍光透視画像とのオーバーレイ
Ｓ０１ 介入デバイスが血管内にあるが、造影剤が血管内に注入されていない第１のＸ線画像を取得する
Ｓ０３ 介入デバイスが血管内にあり、造影剤が血管内に注入されている第２のＸ線画像を取得する
Ｓ０５ 第１のＸ線画像を第２のＸ線画像から減算することによってロードマップ画像を作成する
Ｓ０７ ロードマップ画像における介入デバイスの可視性を自動的に最小限にする
Ｓ０７ａ 介入デバイスを自動的に検出する
Ｓ０７ｂ 第１のＸ線画像内に介入デバイスをインペイントする
Ｓ０７ｃ 第２のＸ線画像内に介入デバイスをインペイントする
Ｓ０９ 介入デバイスが血管内にある少なくとも１つの現在の蛍光透視画像を取得する
Ｓ１１ ロードマップ画像を、少なくとも１つの現在の蛍光透視画像と組み合わせることによって、第１の複合画像を生成する
Ｓ１３ 介入デバイスが血管内にある基準蛍光透視画像を取得する
Ｓ１５ 基準蛍光透視画像における介入デバイスの可視性を自動的に最小限にする
Ｓ１５ａ 基準蛍光透視画像、及び、場合によっては、現在の蛍光透視画像において、介入デバイスを自動的に検出する
Ｓ１５ｂ 基準蛍光画像内に介入デバイスをインペイントする
Ｓ１７ 基準蛍光透視画像を現在の蛍光透視画像から減算することによって、高められた現在の蛍光透視画像を作成する
Ｓ１９ ロードマップ画像を、高められた現在の蛍光透視画像と組み合わせることによって、第２の複合画像を生成する
Ｓ２１ 高められた現在の蛍光透視画像、第１の複合画像及び／又は第２の複合画像を、ディスプレイユニットを介して表示する
３ Ｘ線イメージングデバイス
５ 計算ユニット
７ ディスプレイユニット
９ Ｘ線放射源
１１ Ｘ線検出モジュール
１３ メモリユニット
１５ ユーザインターフェースユニット
１７ 治療介入デバイス（ワイヤ）
１９ 血管（例えば大動脈）
２１ 第１のＸ線画像
２３ 第２のＸ線画像
２５ 第１及び第２のＸ線画像の減算結果
２７ ロードマップ画像
２９ 基準蛍光透視画像
３１ 現在の蛍光透視画像
３３ 第１の複合画像
３５ 高められた現在の蛍光透視画像
３７ 第２の複合画像
３９ 第１及び第２のＸ線画像の減算結果の現在の蛍光透視画像とのオーバーレイ
Ｓ０１ 介入デバイスが血管内にあるが、造影剤が血管内に注入されていない第１のＸ線画像を取得する
Ｓ０３ 介入デバイスが血管内にあり、造影剤が血管内に注入されている第２のＸ線画像を取得する
Ｓ０５ 第１のＸ線画像を第２のＸ線画像から減算することによってロードマップ画像を作成する
Ｓ０７ ロードマップ画像における介入デバイスの可視性を自動的に最小限にする
Ｓ０７ａ 介入デバイスを自動的に検出する
Ｓ０７ｂ 第１のＸ線画像内に介入デバイスをインペイントする
Ｓ０７ｃ 第２のＸ線画像内に介入デバイスをインペイントする
Ｓ０９ 介入デバイスが血管内にある少なくとも１つの現在の蛍光透視画像を取得する
Ｓ１１ ロードマップ画像を、少なくとも１つの現在の蛍光透視画像と組み合わせることによって、第１の複合画像を生成する
Ｓ１３ 介入デバイスが血管内にある基準蛍光透視画像を取得する
Ｓ１５ 基準蛍光透視画像における介入デバイスの可視性を自動的に最小限にする
Ｓ１５ａ 基準蛍光透視画像、及び、場合によっては、現在の蛍光透視画像において、介入デバイスを自動的に検出する
Ｓ１５ｂ 基準蛍光画像内に介入デバイスをインペイントする
Ｓ１７ 基準蛍光透視画像を現在の蛍光透視画像から減算することによって、高められた現在の蛍光透視画像を作成する
Ｓ１９ ロードマップ画像を、高められた現在の蛍光透視画像と組み合わせることによって、第２の複合画像を生成する
Ｓ２１ 高められた現在の蛍光透視画像、第１の複合画像及び／又は第２の複合画像を、ディスプレイユニットを介して表示する
Claims (15)
- 血管内治療介入のための自動ロードマッピングのためのイメージングシステムであって、
Ｘ線画像を取得するＸ線イメージングデバイスと、
計算ユニットと、
を含み、
前記Ｘ線イメージングデバイスは、介入デバイスが血管内にあるが、造影剤が前記血管内に注入されていない第１のＸ線画像を取得し、
前記Ｘ線イメージングデバイスは、前記介入デバイスが前記血管内にあり、造影剤が前記血管内に注入されている第２のＸ線画像を取得し、
前記計算ユニットは、前記第１のＸ線画像を、前記第２のＸ線画像から減算することによって、ロードマップ画像を作成し、
前記計算ユニットは、前記ロードマップ画像における前記介入デバイスの可視性を自動的に最小限にする、システム。 - 前記Ｘ線イメージングデバイスは、前記介入デバイスが前記血管内にある少なくとも１つの現在の蛍光透視画像を取得し、
前記計算ユニットは、前記ロードマップ画像を、前記少なくとも１つの現在の蛍光透視画像と組み合わせることによって、第１の複合画像を生成する、請求項１に記載のシステム。 - 前記Ｘ線イメージングデバイスは、前記介入デバイスが前記血管内にある基準蛍光透視画像を取得し、
前記計算ユニットは、前記基準蛍光透視画像における前記介入デバイスの可視性を自動的に最小限にし、
前記計算ユニットは、前記基準蛍光透視画像を、前記少なくとも１つの現在の蛍光透視画像から減算することによって、高められた現在の蛍光透視画像を作成し、
前記計算ユニットは、前記ロードマップ画像を、前記高められた現在の蛍光透視画像と組み合わせることによって、第２の複合画像を生成する、請求項２に記載のシステム。 - 前記高められた現在の蛍光透視画像、前記第１の複合画像及び／又は前記第２の複合画像を表示するディスプレイユニットを更に含む、請求項２又は３に記載のシステム。
- 前記介入デバイスの可視性を自動的に最小限にすることは、前記介入デバイスの自動検出を含み、
前記介入デバイスの可視性を自動的に最小限にすることは更に、検出された前記介入デバイスをインペイントすることを含む、請求項１乃至４の何れか一項に記載のシステム。 - 前記介入デバイスの前記自動検出は、前記介入デバイスのコントラスト値、前記介入デバイスの形状及び／又は前記介入デバイスの動力学に基づいている、請求項５に記載のシステム。
- 前記介入デバイスの可視性を自動的に最小限にすることは、前記計算ユニットによって、前記第１のＸ線画像、前記第２のＸ線画像及び／又は前記基準蛍光透視画像において、前記血管よりも小さい詳細を除去することを含む、請求項１乃至４の何れか一項に記載のシステム。
- 前記介入デバイスの可視性を自動的に最小限にすることは、前記計算ユニットによって、前記第１のＸ線画像、前記第２のＸ線画像及び／又は前記基準蛍光透視画像において、前記血管内の前記血管よりも小さい詳細を除去することを含む、請求項１乃至４及び７の何れか一項に記載のシステム。
- 前記介入デバイスの可視性は、前記第１のＸ線画像及び前記第２のＸ線画像を減算する前に、前記第１のＸ線画像及び前記第２のＸ線画像を処理することによって最小限にされる、請求項１乃至６の何れか一項に記載のシステム。
- 前記介入デバイスの可視性は、前記第１のＸ線画像を、前記第２のＸ線画像から減算した後に、前記ロードマップ画像を処理することによって最小限にされる、請求項１乃至４、７及び８の何れか一項に記載のシステム。
- 血管内治療介入のための自動ロードマッピング方法であって、
介入デバイスが血管内にあるが、造影剤が前記血管内に注入されていない第１のＸ線画像を取得するステップと、
前記介入デバイスが前記血管内にあり、造影剤が前記血管内に注入されている第２のＸ線画像を取得するステップと、
前記第１のＸ線画像を、前記第２のＸ線画像から減算することによって、ロードマップ画像を作成するステップと、
前記ロードマップ画像における前記介入デバイスの可視性を自動的に最小限にするステップと、
を含む、方法。 - 前記介入デバイスが前記血管内にある少なくとも１つの現在の蛍光透視画像を取得するステップと、
前記ロードマップ画像を、前記少なくとも１つの現在の蛍光透視画像と組み合わせることによって、第１の複合画像を生成するステップと、
を更に含む、請求項１１に記載の方法。 - 前記介入デバイスが前記血管内にある基準蛍光透視画像を取得するステップと、
前記基準蛍光透視画像における前記介入デバイスの可視性を自動的に最小限にするステップと、
前記基準蛍光透視画像を、前記少なくとも１つの現在の蛍光透視画像から減算することによって、高められた現在の蛍光透視画像を作成するステップと、
前記ロードマップ画像を、前記高められた現在の蛍光透視画像と組み合わせることによって、第２の複合画像を生成するステップと、
を更に含む、請求項１２に記載の方法。 - 処理ユニットによって実行されると、請求項１１乃至１３の何れか一項に記載の方法を行う、コンピュータプログラム。
- 処理ユニットによって実行されると、請求項１１乃至１３の何れか一項に記載の方法を行うプログラムを記憶した、コンピュータ可読媒体。
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