JP2018140207A - 血管の内腔輪郭の自動化された決定のための方法および装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】一態様において、前記方法は、以下のステップ:前記血管を複数のセグメントに分割し、各セグメントを、前記血管の枝間の空間として定義するステップ;実質的に疾患を有しないと思われる出発点を選択するステップ;この点で最大径となる前記直径を定義するステップ;べき法則に従い、隣接するセグメントの最大径を計算するステップ;隣接するセグメントの実際の直径を測定するステップ;どちらの直径がより大きいかに応じて、前記計算された最大径または前記測定された最大径のいずれかを選択するステップ;前記選択された最大径を使用して、この次のセグメントの最大径を見つけるステップ;前記血管の全長が検査されるまで反復して続けるステップ;および近位端セグメントおよび遠位端セグメントの直径に応じて、ステントを選択するステップ、を含む。
【選択図】図4
Description
本出願は、2012年12月12日に出願された米国仮出願第61/736,226号の優先権を主張し、その全体でその開示を参照により本明細書に組み込む。
ほとんどの心臓専門医はステント法(stenting procedure)の間、血管造影法に頼って、正確に寸法を決め、ステントを位置させる。不幸なことに、血管造影プロジェクションを使用する場合には、内腔の断面の偏心が、ステントの寸法を決めるための血管径の正確な測定を困難にする。さらに、血管造影法は、血管壁中の血小板を直接可視化することができないため、び慢性病変中の正常および疾患セグメントの分化もまた困難である。血管造影法のこれらの制限により、適切なステントの寸法決めおよび位置決めが課題となる。不適切なステントの寸法決めにより、ステントが大きすぎる場合には血管に著しい損傷を与え得るか、またはステントが小さい場合には不十分な治療価値を生じ得る。
1つの側面において、本発明は、狭窄した血管の輪郭の復元のための、ステントの寸法を決めて調節するための方法に関する。一態様において、前記方法は、以下のステップ:前記血管を複数のセグメントに分割し、各セグメントを、前記血管の枝間の空間として定義すること;実質的に血小板を有しないと思われる出発点を選択すること;この点で最大径となる直径を定義すること;べき法則(power law)に従い、隣接する(next adjacent)セグメントの最大径を計算すること;隣接するセグメントの実際の直径を計算すること;どちらの直径がより大きいかにより、前記計算された最大径または前記測定された最大径のいずれかを選択すること;前記選択された最大径を使用して、この次のセグメントの最大径を見つけること;ステントが置かれる前記血管のセグメント毎を検査するまで、繰り返して継続すること;および、近位および遠位セグメントの直径に応じて、ステントを選択すること、を含む。
Dε(i+1)=Dε(i)+Db ε(i)
の式により与えられ、
式中、Dは、前記セグメントの直径であり、Dbは、前記枝の直径であり、εは、指数である。さらになお別の態様において、εは、約2.0〜約3.0の値を有する。別の態様において、前記組織の正常性を、自動化された組織性状診断(tissue characterization)、ユーザ識別および形態の群から選択された方法により、決定する。別の態様において、前記自動化された組織性状診断の方法は、血管の隣接領域間のOCTシグナルの相互相関を利用する。なお別の態様において、前記自動化された組織性状診断の方法は、OAに対するIM比を利用する。なお別の態様において、関心の対象であるフレームは、ガボールフィルタで第1にフィルタされる。さらになお別の態様において、前記自動化された組織性状診断の方法は、フレームに基づく強度プロファイルを利用する。別の態様において、前記方法は、血管に存在する疾患の量を決定することにより、前記血管中のどこで前記ステントを接触させるべきかを決定することをさらに含む。
Dε(i+1)=Dε(i)+Db ε(i)
の式により与えられるべき法則から、セグメントの前記計算された直径を計算し、
式中、Dは、前記セグメントの直径であり、Dbは、前記枝の直径であり、εは、指数である。さらに別の態様において、εは、約2.0〜約3.0の値を有する。さらになお別の態様において、前記装置は、組織の正常性を、自動化された組織性状診断、ユーザ識別および形態の群から選択された方法により、決定する。一態様において、自動化された組織性状診断は、血管の隣接領域間の前記OCTシグナルの相互相関を利用する。別の態様において、自動化された組織性状診断は、OAに対するIM比を利用する。なお別の態様において、前記プロセッサは、ガボールフィルタを使用して、前記血管セグメントの画像データを第1にフィルタする。さらになお別の態様において、前記プロセッサは、自動化された組織性状診断を、フレームに基づく強度プロファイルを利用して行う。別の態様において、前記プロセッサは、前記血管に存在する疾患の量を決定することにより、前記血管中のどこで前記ステントを接触させるべきかを決定する。
光干渉断層撮影法(OCT)、血管内超音波法(IVUS)および他の血管内画像診断は、血管の寸法および血小板特性についての有益な情報を提供する。しかしながら、現在の画像システムは、適切なステントの選択および展開について容易に解釈される方法で、この情報を提示しない。
Dε(i+1)=Dε(i)+Db ε(i) [方程式1]
で示され、
式中、D(i)およびD(i+1)は、それぞれi番目の枝への遠位および近位の血管セグメント中の内腔直径である。i番目の側枝は、直径Db(i)を有する。指数εは、経験的に決定されるとおり、約2〜約3.0の値を有する、べき法則スケーリング指数である。εの最良値の選択は、OCTの統計的分析および血管造影画像データベースに基づき、ここで、血管のテーパー状化およびそれらの血管の枝の直径を測定する。正常患者では、前記値は、典型的には、約2.5である。
Dnp(i+1)=exp{(1/ε)ln[Dnp ε(i)+Db ε(i)]} [方程式2]
Dnp(i+1)<Dmax(i+1)]である場合には、Dnp(i+1)=Dmax(i+1) [方程式3]
である。
条件として方程式3を有する(with Eqn. 3 as a condition)、方程式2による計算の反復プロセスを、全てのセグメントが評価されるまで繰り返す(ステップ5)。方程式3により記載される条件が、入口部の疾患により、特に血小板負荷が重度の領域において狭窄した枝によりもたらされる、スケールされた直径の誤差を補償するために含まれる。
1≦Ln≦K
の正常性の格付けを使用する。この態様において、(i)は、再びセグメント番号を示し、mmは、計数指標であり、kkは、記憶された指標であり、Nは、セグメントの合計数である。以前の態様におけるとおり、計算は、最遠位フレームで開始し、最適な直径を、方程式1により記載されるスケーリング法則により決定する。しかしながら、断面近くの正常性の格付けLnがより低い場合には、正常性の格付けを含むことは、現在のセグメントにおいて測定された最大径を超える遠位セグメント中のステントの膨張を許容する。所定のセグメントについての最良の参照直径を、より良好な正常性の格付けを有する、最近接近位セグメント中の最大径として選択する。最大径条件は、入口部の疾患により、狭窄した枝によりもたらされる、スケールされた直径の誤差を補償するために含まれる。
ステント膨張誤差指標=(面積理想−面積現在)/面積現在 方程式5
AS=(最適面積−現在の面積)/最適面積 方程式6
により与えられる。
Δ=近位端面積−遠位端面積 方程式7
であり、式中、Δは、面積の差である。これは、各枝における面積の増加の変化の合計に等しく、全ての(N個の)枝にわたって合計される。
Δ=ΣnからNまでδn 方程式8
δnは、枝Anに比例 方程式9
δn=(枝An*Δ)/ΣnからNまで枝An 方程式10
dn=√(4 δn/π) 方程式11
である。
Claims (28)
- 血管の内腔における位置決めのためのステントの寸法を決めるための方法であって、前記方法は、以下:
前記血管の表現を複数のセグメントに分割するステップ;
前記内腔の最大径として出発点で直径を定義するステップであって、ここで、前記出発点は実質的に狭窄を有しないステップ;
べき法則に従い、セグメントの第1の最大径を計算するステップ;
前記第1の最大径を使用して、前記複数のセグメントの別のセグメントの第2の最大径を見つけるステップ;
各N個のセグメントについて、N番目の最大径を反復して決定するステップ;および
近位端セグメントおよび遠位端セグメントの直径に応じて、ステントを選択するステップ、
を含む、方法。 - セグメントの前記最大径を、前記セグメントの前記測定された直径、前記セグメントの前記計算された直径および前記セグメントの質の値により決定する、請求項1に記載の方法。
- 前記べき法則が、以下:
Dε(i+1)=Dε(i)+Db ε(i)
であり、
式中、Dが、前記セグメントの前記直径であり、Dbが、前記枝の直径であり、εが、指数である、請求項1に記載の方法。 - εが、約2.0〜約3.0の値を有する、請求項3に記載の方法。
- 組織の正常性を、自動化された組織性状診断、ユーザ識別および形態の群から選択された方法により決定する、請求項1に記載の方法。
- 自動化された組織性状診断の前記方法が、前記血管の隣接の領域間の光干渉断層撮影法のシグナルの相互相関させることを含む、請求項5に記載の方法。
- 自動化された組織性状診断の前記方法が、外膜(OA)に対する内膜中膜(IM)比を使用する、請求項5に記載の方法。
- 前記血管のセグメントの画像を、まずガボールフィルタでフィルタする、請求項7に記載の方法。
- 自動化された組織性状診断の前記方法が、フレームに基づく強度プロファイルを使用する、請求項5に記載の方法。
- 前記方法が、前記血管中に存在する疾患の量を決定することにより、前記血管中でのステントの接触位置を決定することをさらに含む、請求項1に記載の方法。
- 血管中での位置決めのためにステントの寸法を決めるための装置であって、前記装置は、以下:
前記血管のための画像データを有するプロセッサ、
を含み、前記プロセッサは、以下のステップ:
前記血管を複数のセグメントに分割するステップ;
最大径となる出発セグメントの直径を定義するステップであって、ここで、前記出発セグメントは実質的に狭窄を有しないステップ;
べき法則に従い、セグメントの最大径を計算するステップ;
前記計算された最大径を選択するステップ;
前記選択された最大径を使用して、次のセグメントの最大径を見つけるステップ;
前記複数のセグメントにおける各セグメントが検査されるまで反復して続けるステップ;および
結果を表示して、ユーザが、近位端セグメントおよび遠位端セグメントの直径に応じて、ステントを選択することを可能にするステップ、
を有するプログラムを実行する、装置。 - 前記プロセッサが、セグメントの前記最大径を、前記セグメントの測定された直径、前記セグメントの前記計算された直径および前記セグメントの質の値により決定する、請求項11に記載の装置。
- 前記プロセッサが、以下の式:
Dε(i+1)=Dε(i)+Db ε(i)
により与えられる、べき法則から、前記セグメントの前記最大径を計算し、
式中、Dが、前記セグメントの前記直径であり、Dbが、前記セグメントの枝の前記直径であり、εが、指数である、
請求項11に記載の装置。 - εが、約2.0〜約3.0の値を有する、請求項13に記載の装置。
- 前記プロセッサが、自動化された組織性状診断を行い、組織の正常性を評価する、請求項11に記載の装置。
- 自動化された組織性状診断が、前記血管の隣接の領域間の光干渉断層撮影法(OCT)シグナルを相互相関させることを含む、請求項15に記載の装置。
- 自動化された組織性状診断が、OAに対するIM比を使用する、請求項15に記載の装置。
- 前記プロセッサが、前記血管セグメントの画像データを、ガボールフィルタを使用してまずフィルタする、請求項17に記載の装置。
- 前記プロセッサが、自動化された組織性状診断を、フレームに基づく強度プロファイルを使用して行う、請求項15に記載の装置。
- 前記プロセッサが、前記血管の狭窄のレベルを決定することにより、前記血管中で前記ステントがどこで接触するべきかを決定する、請求項11に記載の装置。
- 血管の断面の表現を表示するプロセッサベースの方法であって、前記方法は、以下:
光干渉断層撮影システムを使用して前記血管の前記断面の距離の測定に応じた、1セットのデータを生じさせるステップであって、前記セットは、前記断面に沿った複数の位置で複数の断面エリアを含むステップ;
第1軸および第2軸を有する第1パネルを表示するステップであって、前記第1パネルは、前記血管の第1の縦画像断面図を含み、ここで、前記第1軸は、直径の値に相当し、ここで、前記第2軸は、前記血管の前記断面に沿った位置に相当するステップ;および
前記血管の前記断面についての最小内腔面積を表示すること、
を含む、方法。 - 第2パネルに、前記血管の縦断面図を表示することをさらに含み、ここで、前記第1軸は、直径の値に相当し、ここで、前記第2軸は、バーとして、前記血管および前記血管の枝の断面に沿った位置に相当する、請求項21に記載の方法。
- 前記バーの幅を、前記血管の枝の幅に等しくなるような寸法に決め、標的内腔直径を表示することをさらに含む、請求項22に記載の方法。
- 前記血管の断面画像を含む第3パネルを表示することをさらに含む、請求項21に記載の方法。
- 異なるステントの位置決めのシナリオに応じて、ユーザにフィードバックを提供するように構成された、血管のOCT生成表現を表示することをさらに含む、請求項21に記載の方法。
- 可視指標を使用して、実際の内腔壁および標的内腔直径の差を表示するステップをさらに含む、請求項21に記載の方法。
- 近位参照境界線および遠位参照境界線を表示するステップをさらに含む、請求項21に記載の方法。
- 近位参照境界線および遠位参照境界線間の距離を表示するステップをさらに含む、請求項27に記載の方法。
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