JP2024500828A - 末梢灌流測定 - Google Patents

Abstract

本発明は、抹消灌流測定に関する。現状をより良く知るために、より詳細な末梢灌流特性を提供するために、画像データ入力部１２と、データプロセッサ１４と、出力インターフェース１６とを備える末梢灌流測定用デバイス１０が提供される。画像データ入力部は、被験者の足の関心領域の少なくとも１つの灌流血管造影２次元Ｘ線画像と、空間的灌流関連パラメータを含む３次元足モデルを受信する。データプロセッサは、３次元足モデルを少なくとも１つの灌流血管造影Ｘ線画像中の足とレジストレーションする。レジストレーションするステップは、２次元Ｘ線画像中の足の姿勢推定を含む。姿勢推定に基づき、２次元画像と３次元足モデルとの間で情報がマッピングされる。画像処理修正命令は、マッピングされた情報に基づいて識別される。さらに、少なくとも１つの画像信号は、画像処理修正命令に基づいて修正される。出力インターフェースは、少なくとも１つの修正された画像信号を提供する。第１の実施例では、部分的灌流解析が行われる。第２の実施例では、灌流組織の比率による灌流信号の正規化が行われる。第３の実施例では、３次元モデルのレポートが行われる。

Description

本発明は、末梢灌流測定に関し、特に末梢灌流測定用デバイス、末梢灌流測定用システム及び末梢灌流測定方法に関する。

末梢動脈疾患の治療は、選択した治療法の効果を確認するために、介入治療中に灌流の状態を確認することを含む。灌流の変化、例えば介入治療の前と後を確認する方法として、血管造影、すなわち投影Ｘ線撮像がある。例えば、四肢の灌流特性は、２次元血管造影によって効率的且つ高速に測定され得る。血管造影は、カテーテル検査室で容易に利用できることに加え、中等量の放射線被曝下で、即時且つ高解像度の灌流情報がリアルタイムで提供されるという利点がある。しかし、投影型は本質的に投影方向の奥行き情報を失う。そのため、例えば３次元空間で足の姿勢を（放射線源と検出器に対して）わずかに変えるだけで、２次元画像中の解剖学的構造に、場合によっては複雑な空間的歪みを引き起こす。その一方、３次元撮像、例えば、コンピュータ断層撮影血管造影法（ＣＴ（Ａ）：ｃｏｍｐｕｔｅｄ ｔｏｍｏｇｒａｐｈｙ（ａｎｇｉｏｇｒａｐｈｙ））や磁気共鳴血管造影法（ＭＲ（Ａ）：ｍａｇｎｅｔｉｃ ｒｅｓｏｎａｎｃｅ（ａｎｇｉｏｇｒａｐｈｙ））は時間がかかり、さらにコストが高く、ＣＴの場合は高い放射線被曝量が必要になる。さらに、３次元画像は治療中に利用できず、また、少なくとも灌流解析の本対象領域である足については、灌流欠損が創傷、壊疽、潰瘍などの症状として現れ、介入治療前に取得されないことがある。しかし、蓄積吸収Ｘ線方向のみの測定では、同一デジタル・サブトラクション・アンギオグラフィ（ＤＳＡ）シーケンスにおける異なる領域間、又は異なるＤＳＡシーケンス間の定量比較は困難であることが示されている。

したがって、現状の正しい認識のために、詳細な末梢灌流特性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、さらなる実施形態は従属請求項に含まれている。以下に説明する本発明の態様は、末梢灌流測定用デバイス、末梢灌流測定用システム、及び末梢灌流測定方法にも適用されることに留意すべきである。

本発明によれば、末梢灌流測定用デバイスが提供される。本デバイスは、画像データ入力部と、データプロセッサと、出力インターフェースとを備える。画像データ入力部は、被験者の足の関心領域の少なくとも１つの灌流血管造影２次元Ｘ線画像を受信するように構成されている。画像データ入力部はまた、空間的灌流関連パラメータからなる３次元足モデルを受信するように構成されている。データプロセッサは、３次元足モデルを少なくとも１つの灌流血管造影Ｘ線画像中の足とレジストレーションするように構成され、レジストレーションは２次元Ｘ線画像の足の姿勢推定を含む。データプロセッサは、姿勢推定に基づいて２次元画像と３次元足モデルとの間で情報をマッピングするように構成されている。データプロセッサはまた、マッピングされた情報に基づいて画像処理修正命令を識別するように構成されている。データプロセッサは、画像処理修正命令に基づいて、少なくとも１つの画像信号を修正するようにさらに構成されている。出力インターフェースは、少なくとも１つの修正された画像信号を提供するように構成されている。

その結果、さらなる解析ステップに使用され得る改善された画像データが提供され、解析結果の改善につながる。

「空間的灌流関連パラメータ」という用語は、３次元足モデルの特定の領域や部分に関連した灌流特性や灌流固有性の情報に関する。空間的灌流関連パラメータの一例は、足のある部分の骨構造と組織構造の分布の比率の情報、及びこれらの部分に想定される血液の灌流である。空間的灌流関連パラメータの別の例は、組織部分の組織の種類や位置による、よく灌流されていると認識されている組織部分と、あまり灌流されていないと認識されている他の組織部分との分類に関する情報である。空間的灌流関連パラメータのさらなる例は、灌流領域である。空間的灌流関連パラメータのさらなる例は、皮膚、組織、筋肉、骨などのような様々な解剖学的構造の弁別である。

「空間的灌流関連パラメータ」の「空間的」という用語は、３次元足モデルの空間参照系における相対的位置に関する。換言すれば、「空間的」とは、３次元足モデル内部の位置や向きのことを指している。

「情報をマッピングする」という表現は、空間的に割り当てられた情報を、２次元画像と３次元足モデルのうちの１つから、２次元画像と３次元足モデルのうちの他方へ、転送することに関する。「情報」という用語は、例えば、データ、測定値、補正因子、分類、領域細分、組織種、骨構造などに関する。

「画像信号」という用語は、ユーザに提供される、例えば提示される画像の基礎を構成する信号に関する。一例では、画像信号は、２次元画像（すなわち、被験者の足の関心領域の２次元Ｘ線画像）を構成する信号に関する。別の例では、画像信号は、３次元足モデルの表示を構成する信号に関する。

一例では、空間的灌流関連パラメータは、空間位置固有の灌流特性に関する情報、すなわち、３次元足モデルの空間位置に固有の灌流特性に関する情報を含む。

一例では、２次元画像（すなわち被験者の足の関心領域の２次元Ｘ線画像）と３次元足モデルとの間でマッピングされる情報は、末梢灌流に関連する。

第１の基本例では、情報は３次元足モデルから２次元画像にマッピングされる。

第２の基本例では、情報は２次元画像から３次元足モデルにマッピングされる。

第３の基本例では、情報は２次元画像から３次元足モデルにマッピングされ、さらに３次元足モデルから２次元画像にも情報がマッピングされる。

マッピングされた情報に基づいて、例えば、２次元画像の画像信号を修正するための画像処理修正命令が識別される。別の例では、３次元足モデルを表示する画像信号を修正するための画像処理修正命令が識別される。さらなる例では、２次元画像の画像信号を修正し、また３次元足モデルの表示の画像信号を修正するための画像処理修正命令が識別される。

情報のマッピングは、１つの世界の情報をそれぞれの他の世界で使用するために、２次元画像と３次元足モデルとの２つの世界の間で、空間的にレジストレーションされた手法で情報を転送することに関連する。これにより、両方の世界の情報を結び付ける、拡張されたデータを与えることが可能になる。したがって、それぞれの画像信号の修正により、データ処理のこの拡張された結果を、出力を通じて例えばユーザに提供することが可能になる。

第１の基本例では、３次元足モデルからの情報、例えば３次元足モデルの空間的灌流関連パラメータに基づいて、２次元画像が修正される。

第２の基本例では、２次元画像からの情報、例えば２次元画像の灌流測定値に基づいて、３次元足モデルが修正される。

第３の基本例では、３次元足モデルからの情報、例えば３次元足モデルの空間的灌流関連パラメータに基づいて、２次元画像が修正され、２次元画像からの情報、例えば２次元画像における灌流測定値に基づいて、３次元足モデルが修正される。

一例では、被験者の足の関心領域の少なくとも１つの灌流血管造影２次元Ｘ線画像は、被験者の足の関心領域に存在する又は優勢な灌流に関連する情報を含む。空間的灌流関連パラメータを含む３次元足モデルは、足における典型的な灌流特性に関する情報を含む。

一例によれば、マッピングのために、データプロセッサは、灌流領域を３次元足モデルから２次元Ｘ線画像にマッピングし、２次元で灌流領域を投影するように構成されている。少なくとも１つの画像処理修正命令の識別のために、データプロセッサはまた、投影された灌流領域のそれぞれにおいて灌流信号を合計するように構成され、データプロセッサは、灌流領域を推定姿勢に適合させるように構成されている。さらに、修正のために、データプロセッサは、これらの適合された灌流領域に対応する一組の時間濃度曲線を生成するように構成されている。

一例によれば、マッピングのために、データプロセッサは、レイトレーシングを実行するように構成されている。さらに、少なくとも１つの画像処理修正命令の識別のために、データプロセッサは、３次元モデルから修正因子を抽出するように構成されている。さらに、修正のために、データプロセッサは、抽出された修正因子を２次元Ｘ線画像の少なくとも１つの信号に適用するように構成されている。少なくとも１つの修正された画像信号を提供するために、データプロセッサはまた、画像中の修正された画像信号をレポートするか、又は少なくとも１つの修正された画像信号から抽出された量を提供するように構成されている。

一例によれば、マッピングのために、データプロセッサは、２次元Ｘ線画像の少なくとも１つの画素のパッチのレイトレーシングを実行し、それぞれの画像信号を、２次元Ｘ線画像のパッチに寄与した３次元モデル中の灌流領域にマッピングするように構成されている。少なくとも１つの画像処理修正命令の識別のために、データプロセッサは、２次元Ｘ線画像の灌流信号又は抽出された量を３次元モデルに格納するように構成されている。修正のために、データプロセッサは、格納された灌流信号を用いる３次元モデルの３次元レンダリングによってレポートを生成するように構成されている。

一例によれば、３次元足モデルは、足の所定の骨配置（ｂｏｎｅ ｃｏｎｓｔｅｌｌａｔｉｏｎ）に適合可能な足の有関節モデルである。

一例によれば、灌流関連パラメータは、足の皮膚、皮膚下の実質組織、骨、臨床的に関連する領域への足の区分、及び足の主要血管の群のうちの少なくとも１つを含む、灌流解析関連３次元構造を含む。

一例によれば、データプロセッサは、灌流解析として、デジタル・サブトラクション・アンギオグラフィのシーケンスの部分的灌流解析を、所定の姿勢に対する投影画像の歪みを考慮して計算するように構成されている。

一例によれば、データプロセッサの結果を出力インターフェース経由で提示するように構成されたグラフィカル・ユーザ・インターフェースを備える可視化ユニットが提供される。ある任意選択では、グラフィカル・ユーザ・インターフェースが、異なるデジタル・サブトラクション・アンギオグラフィ・シーケンスの灌流パラメータを比較するように構成されている。

本発明によれば、末梢灌流測定のためのシステムも提供される。本システムは、Ｘ線撮像装置と、表示装置と、上述の例の１つによる末梢灌流測定用デバイスとを備える。Ｘ線撮像デバイスは、被験者の身体の関心領域の少なくとも１つの灌流血管造影Ｘ線画像を生成するように構成されている。表示デバイスは、少なくとも１つの修正された画像信号を表示するように構成されている。

本発明によれば、末梢灌流測定法も提供される。本方法は、
－ 被験者の足の関心領域の少なくとも１つの灌流血管造影２次元Ｘ線画像を受信し、空間的灌流関連パラメータを含む３次元足モデルを受信するステップと、
－ ３次元足モデルを少なくとも１つの灌流血管造影Ｘ線画像中の足とレジストレーションするステップであって、このレジストレーションするステップは２次元Ｘ線画像中の足の姿勢推定を含む、レジストレーションするステップと、
－ 姿勢推定に基づいて、２次元画像と３次元足モデルとの間で情報をマッピングするステップと、
－ マッピングされた情報に基づいて画像処理修正命令を識別するステップと、
－ 画像処理修正命令に基づいて少なくとも１つの画像信号を修正するステップと、
－ 少なくとも１つの修正された画像信号を提供するステップと
を有する。

本方法の一実施例によれば、マッピングするステップは、灌流領域を３次元足モデルから２次元Ｘ線画像にマッピングし、２次元で灌流領域を投影するステップを有する。さらに、少なくとも１つの画像処理修正命令を識別するステップは、投影された灌流領域のそれぞれにおいて灌流信号を合計するステップを含み、灌流領域が推定された姿勢に適合される。さらに、修正するステップは、これらの適合された灌流領域に対応する一組の時間濃度曲線を生成することを含む。

本方法の一実施例によれば、マッピングするステップはレイトレーシングするステップを有する。さらに、少なくとも１つの画像処理修正命令を識別するステップは、３次元モデルから修正因子を抽出するステップを有する。修正するステップは、抽出された修正因子を２次元Ｘ線画像の少なくとも１つの信号に適用するステップを有する。少なくとも１つの修正された画像信号を提供するステップは、画像中の修正された画像信号をレポートするステップ、又は少なくとも１つの修正された画像信号から抽出された量を提供するステップを有する。

本方法の一実施形態によれば、マッピングするステップは、２次元Ｘ線画像の少なくとも１つの画素のパッチのレイトレーシングをするステップと、それぞれの画像信号を、２次元Ｘ線画像のパッチに寄与した３次元モデル中の灌流領域にマッピングするステップとを有する。さらに、識別された画像処理修正命令は、２次元Ｘ線画像の灌流信号又は抽出された量を３次元モデルに格納するステップを有する。さらに、修正するステップは、格納された灌流信号を用いる３次元モデルの３次元レンダリングによってレポートを生成するステップを有する。

本方法の一実施形態によれば、この３次元足モデルは、変形可能な３次元足モデルである。マッピングするステップについて、少なくとも１つのＸ線画像中の足の姿勢を検出するステップが行われる。識別するステップについて、検出された足の姿勢に基づいて足の関節パラメータを決定するステップが行われる。修正するステップについて、検出された姿勢に基づき、及び決定された関節パラメータに基づき、３次元足モデル及び空間的灌流関連パラメータを適合させるステップと、被験者の足の少なくとも一部について灌流解析をさらに計算するために、少なくとも１つのＸ線画像及び適合された空間的灌流関連パラメータを与えるステップとが行われる。修正するステップについて、灌流解析の結果を２次元画像として提示するステップが行われる。任意選択として、少なくとも１つのＸ線画像と適合された３次元足モデルとに基づいて、被験者の足の少なくとも一部について灌流解析を実行するステップがさらに行われる。ある任意選択では、解析ステップとして、適合された空間的灌流関連パラメータに基づいて時間濃度曲線を得るステップが行われる。

本方法の一実施形態によれば、灌流関連パラメータは、ｉ）足の皮膚、皮膚下の実質組織、骨、臨床的に関連する領域への足の区分、及び主要血管の群のうちの少なくとも１つを含む灌流解析関連３次元構造、並びに／又は、ｉｉ）部分的灌流解析のための領域を含む足の灌流区分を含む。

本方法の一実施形態によれば、この３次元足モデルは、変形可能な３次元足モデルである。マッピングするステップについて、少なくとも１つのＸ線画像中の足の姿勢を検出するステップが行われる。識別するステップについて、検出された足の姿勢に基づいて、足の関節パラメータを決定するステップが行われる。修正するステップについて、検出された姿勢に基づき、且つ決定された関節パラメータに基づき、３次元足モデル及び空間的灌流関連パラメータを適合させるステップと、被験者の足の少なくとも一部について灌流解析をさらに計算するために、少なくとも１つのＸ線画像及び適合された空間的灌流関連パラメータを与えるステップとが行われる。

本方法の一実施形態によれば、灌流解析は、所定の姿勢に対する投影画像の歪みを考慮するデジタル・サブトラクション・アンギオグラフィ（ＤＳＡ）シーケンスの部分的灌流解析を含む。

一態様によれば、画像データ入力部と、データプロセッサと、出力インターフェースとを備える、末梢灌流測定のためのデバイスが提供される。画像データ入力部は、被験者の足の関心領域の少なくとも１つの灌流血管造影２次元Ｘ線画像と、空間的灌流関連パラメータを含む３次元足モデルとを受信する。データプロセッサは、３次元足モデルを少なくとも１つの灌流血管造影Ｘ線画像中の足とレジストレーションする。レジストレーションすることは、２次元Ｘ線画像の足の姿勢推定を含む。情報は、姿勢推定に基づいて、２次元画像と３次元足モデルとの間でマッピングされる。画像処理修正命令は、マッピングされた情報に基づいて識別される。さらに、少なくとも１つの画像信号は、画像処理修正命令に基づいて修正される。出力インターフェースは、少なくとも１つの修正された画像信号を提供する。第１の実施例では、部分的灌流解析が提供される。第２の実施例では、灌流組織の比率による灌流信号の正規化が行われる。第３の実施例では、３次元モデルにおけるレポートが行われる。

一態様によれば、足モデルは、介入治療中にモデル生成が必要とされないように、一般的な３次元足モデルとして与えられる。一般的な３次元足モデルは、前もって与えられ、計算されている。

一態様によれば、さらなる２次元画像処理及び提示のために、正規化された信号が与えられ、２次元画像画素に割り当てられる。

一態様によれば、正規化された信号が与えられ、３次元モデルに割り当てられ、次いでその３次元モデルはさらなる３次元画像処理と提示に使用される。

一態様によれば、２次元血管造影データの解析ステップは、深さ情報の喪失を補償するために行われる。同時に、内部パラメータを含む３次元モデルとの血管造影の姿勢整合及び体勢整合も行われる。利点として、同じ患者の３次元画像を取得する必要がない。

一態様によれば、患者内部で、すなわち介入治療前／後、及び患者間で比較可能な時間濃度曲線を得る仕組みが与えられる。時間濃度曲線は、１フレーム内の関心領域の２次元面積だけでなく、透過した実質組織の割合を考慮することによって正規化される。時間濃度曲線は、記録された２つの曲線間の比較可能性の程度を定量化することができる。さらに、時間濃度曲線は、展開中に患者の３次元画像データを必要としない。時間濃度曲線はまた、開発時に２次元血管造影画像の姿勢のグランドテュルース（ｇｒｏｕｎｄ ｔｒｕｔｈ）を必要としない。

一態様によれば、深さ情報の喪失は、事前知識を一般的な３次元足モデルの形で組み込み、この参照モデルの個々の姿勢を血管造影シーケンスの各々について推定をすることによって部分的に補われる。この推定値は、投影のカメラパラメータ、並びにモデル内部の自由度、屈曲、外転／内転、解剖学的ばらつきによってパラメータ化される。

その影響として、ある範囲では姿勢や体勢の変化に対する測定信号の感度が低下する。

さらなる利点として、３次元モデルの血管造影について、レイトレーシングと材質による分解によって、局所的な灌流測定をレポートすることが行われる。例えば、これらの結果を３次元レンダリングすることは、臨床医が局所的な定量的結果を解釈するのに役立ち、３次元レンダリングが患者内部や患者間の比較に利用される。さらに、３次元レンダリングはまた、介入治療後の透視検査中の患者－検出器の位置関係を、対応する介入治療前の透視検査の設定に最もよく整合するように、オペレータを誘導して対話的に最適化するために使用され得る。

一態様によれば、曲線は、関心領域の大きさや位置に関係なく、臨床医が灌流測定値を過去に観察されたものと比較することができるように、すなわち、臨床医が経験に基づいてこれらを解釈することができるように、正規化されて与えられる。簡単に説明すると、撮像面の面積あたりの造影剤濃度は、解剖学的構造や姿勢を考慮している。さらに、この曲線を得ることにより、患者内部及び患者間の定量的な比較が可能になる、すなわち、この解析により曲線は別の画像の同じ領域から計算されることが保証される。

本発明のこれら及び他の態様は、以下に説明する実施形態を参照することにより明らかとなり、解明されるであろう。

以下、本発明の例示的な実施形態について、以下に続く図面を参照しながら説明する。

抹消灌流測定用デバイスの一実施例を概略的に示す図である。 抹消灌流測定用システムの一実施例を示す図である。 抹消灌流測定のための方法の一実施例の基本ステップを示す図である。 部分的灌流解析を行う、本方法の第１のさらなる選択肢を示す図である。 灌流組織の比率による灌流信号の正規化を行う、本方法の第２のさらなる選択肢を示す図である。 ３次元モデルにおけるレポートを生成する、本方法の第３のさらなる選択肢を示す図である。 ２つの異なる屈曲の３次元モデルを重ね合わせた説明図である。 任意選択の足の区分をもつ足モデルを示す図である。 入力Ｘ線画像、レジストレーション用３次元足モデル、及び区分マップ状の重ね合わされた解剖学的領域に対応する灌流解析のステージの並びを示す図である。 透過した物質を組織と骨とに分解し、Ｘ線画像信号を正規化するための３次元足モデルに、灌流パラメータをマッピングする、末梢灌流測定の実施例の概念を概略的に示す図である。

次に、特定の実施形態について、添付の図面を参照してより詳細に説明する。以下の説明では、異なる図面であっても、同様の図面参照番号は同様の要素に使用される。詳細な構成や要素など、本明細書で定義される事項は、例示的な実施形態の包括的な理解を支援するために与えられる。また、よく知られた機能又は構成は、不必要な詳細さのために実施形態を不明瞭にするため、詳細に説明しない。さらに、「のうちの少なくとも１つ」のような表現は、要素のリストの前にある場合、要素のリスト全体を修飾し、リストの個々の要素を修飾することはない。

図１は、末梢灌流測定用デバイス１０を示す。デバイス１０は、画像データ入力部１２と、データプロセッサ１４と、出力インターフェース１４とを備える。画像データ入力部１２は、被験者の足の関心領域の少なくとも１つの灌流血管造影２次元Ｘ線画像を受信するように構成されている。画像データ入力部１２はまた、空間的灌流関連パラメータを含む３次元足モデルを受信するように構成されている。データプロセッサ１４は、３次元足モデルを少なくとも１つの灌流血管造影Ｘ線画像中の足とレジストレーションするように構成されている。レジストレーションすることは、２次元Ｘ線画像の足の姿勢推定を含む。データプロセッサ１４はまた、姿勢推定に基づいて、２次元画像と３次元足モデルとの間で情報をマッピングするように構成されている。データプロセッサ１４は、さらに、マッピングされた情報に基づいて、画像処理修正命令を識別するように構成されている。データプロセッサ１４はまた、画像処理修正命令に基づいて、少なくとも１つの画像信号を修正するように構成されている。出力インターフェース１６は、少なくとも１つの修正された画像信号を提供するように構成されている。

「姿勢」という用語は、撮像配置と撮像される対象、すなわち足との位置関係に関する。したがって、姿勢という用語は、投影ジオメトリ、足の体勢、及びさらなる足に関連するパラメータの群の少なくとも１つの態様又は基準を含む。したがって、「姿勢推定」という用語は、投影ジオメトリ、足の体勢、及び／又はさらなる足関連のパラメータの推定、又はいわば推測決定に関する。

「投影ジオメトリ」という用語は、撮像対象との関係、すなわち足との関係におけるＸ線源及びＸ線検出器の幾何学的な設定や位置関係のような、Ｘ線システムの「カメラ」パラメータに関する。「投影ジオメトリ」という用語は、内部及び外部カメラパラメータ、すなわち内部及び外部Ｘ線撮影パラメータにも関する。したがって、投影ジオメトリは、投影パラメータ、カメラ投影ジオメトリ、カメラセットアップ又は投影セットアップとも呼ばれ得る。投影ジオメトリとは、簡単に説明すると、撮像システムがどのように構成されるかに関する。

「足の体勢」という用語は、足の特定の配置、すなわち位置及び姿勢に関する。体勢は足の運動状態を反映し、関節の曲げ半径など、どの運動自由度が使われたか、及びその結果として生じる足の空間的解剖学的配置を定義する。足の体勢は、２次元Ｘ線画像中に存在する解剖学的関節に関する。また、足の体勢を「体勢」とも呼ぶ。姿勢とは、簡単に説明すると、足の解剖学的な「構成（セットアップ）」に関する。

「足関連パラメータ」という用語は、個々の骨の形態や形状など、足のさらなる特性パラメータに関する。

投影ジオメトリは、カメラ姿勢や単に姿勢とも呼ばれる。「姿勢推定」という用語は、「姿勢」と「体勢」の両方を推定することに関することになる。

「関節」という用語は、３次元モデルにおける足の体勢に用いられる。関節は、複数のモデル内部パラメータのうちの１つ、例えば骨の形状である。

図１に任意選択として与えられる一実施例では、ディスプレイ１８が修正された画像信号を表示するために設置されている。データプロセッサ１４は、出力インターフェース１６にデータ接続されたディスプレイに、修正された画像信号を表示データとして供給する。表示データ及び他のデータの出力は、第１の破線の矢印２０で示されている。画像データ、例えば灌流血管造影２次元Ｘ線画像又は３次元足モデルの入力は、第２の破線の矢印２２で示されている。フレーム２４は、画像データ入力部１２と、データプロセッサ１４と、出力インターフェース１６とを、例えば共通の筐体中に、統合された態様で与える選択をしたことを示している。ある任意選択では、画像データ入力部１２と、データプロセッサ１４と、出力インターフェース１６とは、別々の配置として与えられる。ある任意選択では、３次元足モデルは、例えばデータストレージ（さらなる図示をせず）のデータメモリによって与えられる。

一実施例では、様々なデジタル・サブトラクション・アンギオグラフィのシーケンスの灌流パラメータの解析及び比較の結果を表示するように構成されたディスプレイが与えられる。

別の実施例では、出力インターフェース１６を介してデータプロセッサ１４の結果を提示し、任意選択として、様々なデジタル・サブトラクション・アンギオグラフィ・シーケンスの灌流パラメータを比較するように構成されたグラフィカル・ユーザ・インターフェースを含む可視化ユニット（図２も参照のこと）が与えられる。

灌流血管造影用デバイス１０は、灌流撮像用デバイスと呼ばれることもある。

「画像データ入力部１２」は、画像データの供給に関する。したがって画像データ入力部１２は、画像データを入力するためのインタ－フェースを形成する。画像データ入力部１２は、画像データソース、画像データサプライ、データ入力部、データサプライユニット、データ入力ユニット又はデータサプライモジュールとも呼ばれ得る。画像データ入力部１２は、データストレージに、又はＸ線撮像装置のような撮像源に接続され得る。

「データプロセッサ１４」は、画像データ処理に関する。データプロセッサ１４は、プロセッサ、処理ユニット、又はコンピューティングモジュールとも呼ばれ得る。

「出力インターフェース１６」は、画像データの処理結果の提供に関する。出力インターフェース１６は、出力ユニット又は出力モジュールとも呼ばれ得る。

「画像処理修正命令」は、動作命令、画像データの取り扱い命令、修正因子、補正計算などを与えることに関する。

一実施例では、画像データ入力部１２は、被験者の身体の関心領域の灌流血管造影Ｘ線画像列を受信するように構成されている。

図２は、末梢灌流測定用システム１００の一実施例を示す。本システム１００はＸ線撮像デバイス１０２を含む。Ｘ線撮像デバイス１０２は、被験者の身体の関心領域の少なくとも１つの灌流血管造影Ｘ線画像を供給するように構成されている。一実施例として、Ｘ線撮像デバイス１０２は、Ｃアームの端部にＸ線源１０６とＸ線検出器１０８をもつ、天井に取り付けられた可動Ｃアーム構造１０４として示されている。説明のために、検査、介入治療、他の治療又は撮像目的のための患者支持器１１２によって支持される対象１１０、すなわち被験者も示されている。システム１００は、例えば、天井から移動可能に吊り下げられた状態で示されるモニタ装置の形態の表示デバイス１１４をさらに備える。表示デバイス１１４は、少なくとも１つの修正された画像信号を表示するように構成されている。システム１００はまた、先行する実施例及び後続する実施例のうちの１つによる末梢灌流血管造影のためのデバイスの実施例１１６を含む。さらに、再び説明のために、モニタ１１８と、マウス、キーボード、コントロールパネル、タッチパッドのような他のユーザインターフェース機器をもつ制御コンソールが右側に示されている。末梢灌流血管造影用デバイス１１６は、制御コンソールに内蔵されている。線１２０は、Ｘ線撮像デバイス１０２と末梢灌流血管造影用デバイス１１６とのデータ接続（有線又は無線）を示す。

一実施例では、表示デバイス１１４は、灌流解析の結果を表示するように構成されている。表示デバイス１１４は、上述及び後述の実施例によって様々な出力を表示するように構成されていることに留意されたい。

図３は、末梢灌流測定方法２００の一実施例の基本ステップを示す。方法２００は、以下のステップを有する。
－ 第１のステップ２０２において、被験者の足の関心領域の少なくとも１つの灌流血管造影２次元Ｘ線画像が受信される。
－ 第２のステップ２０４において、空間的灌流関連パラメータを含む３次元足モデルが受信される。
－ 第３のステップ２０６において、３次元足モデルが、少なくとも１つの灌流血管造影Ｘ線画像中の足とレジストレーションされる。このレジストレーションは、２次元Ｘ線画像中の足の姿勢推定を含む。
－ 第４のステップ２０８において、２次元画像と３次元足モデルとの間の情報が、姿勢推定に基づいてマッピングされる。
－ 第５のステップ２１０において、画像処理修正命令が、マッピングされた情報に基づいて識別される。
－ 第６のステップ２１２において、少なくとも１つの画像信号が、画像処理修正命令に基づいて修正される。
－ 第７のステップ２１４において、少なくとも１つの修正された画像信号が提供される。
２つのレジストレーションステップ、すなわち第１のステップと第２のステップは、同時に、又は他の任意の順序で行われ得る。

マッピングすること、すなわち第４のステップ２０８は、２次元を３次元にマッピングすること、例えば灌流血管造影２次元Ｘ線画像から３次元足モデルへの信号データを含み得る。

マッピングすること、すなわち第４のステップ２０８は、３次元を２次元にマッピングすること、例えば３次元足モデルから灌流血管造影２次元Ｘ線画像への分割も含み得る。

マッピングすること、すなわち第４のステップ２０８は、２次元を３次元に、及び３次元を２次元にマッピングすることをさらに含むことができる。

破線のフレーム２１６で示す任意選択として、修正された画像信号、すなわち灌流解析の結果が表示される。

末梢灌流測定の本方法は、灌流血管造影の方法又は灌流撮像の方法とも呼ばれ得る。本方法は、適合された灌流解析を可能にして、より正確な情報をもたらす。

一実施例では、３次元足モデルを少なくとも１つの灌流血管造影Ｘ線画像中の足とレジストレーションすることは、解剖学的関節パラメータを幾何学的Ｘ線撮像パラメータとともに推定することを含む。

本方法の一実施例では、被験者の身体の関心領域の灌流血管造影Ｘ線画像列が与えられる。

一実施例では、被験者の身体の関心領域の灌流血管造影Ｘ線画像列は、被験者の足の領域の灌流血管造影Ｘ線画像列として与えられる。

「末梢灌流」という用語は、被験者の身体の末梢部分、すなわち足や手のような末梢の身体領域の血管構造における血液供給に関する。足の場合には、その３次元モデルは３次元足モデル、手の場合には、その３次元モデルは３次元手モデルである。血液供給は、より大きな血管、例えば動脈や静脈における血流、すなわち血液流量を含む。血液供給は、例えば、組織領域又は領域に十分な血液供給を行うための、より小さな血管構造中の流れ及びしたがって供給も含む。

灌流という用語は、組織構造への血液の供給に関する。

一実施例として、関心領域は末梢身体部、例えば、足、手、下腕部又は下腿部の領域などの遠位肢部分である。

灌流血管造影Ｘ線画像列は、血管構造中の造影剤の流れを示す画像列として与えられる。

「灌流血管造影Ｘ線画像」は、被験者体内の血管構造を可視化させる造影剤を適用した時に得られるＸ線画像に関する。

「被験者の身体の関心領域」は、検査や治療の対象となる被験者の身体の一部に関する。

画像処理修正命令は、画像修正プロセス又は画像修正プロシージャとも呼ばれ得る。画像処理修正命令は、修正因子に、又は実行されるべく定義済みタスクに関し得る。

一実施例では、情報を３次元から２次元にマッピングするために、姿勢推定の結果が用いられる。別の実施例では、情報を２次元から３次元にマッピングするために、姿勢推定の結果が用いられる。さらなる実施例では、情報を２次元から３次元に、及び３次元から２次元にマッピングするために、姿勢推定の結果が用いられる。

例えば、マッピングは、２次元Ｘ線画像の少なくとも１つの画像信号を３次元足モデルにマッピングすることを含む。

一実施例では、姿勢推定の結果は、情報を３次元から２次元のＸ線画像の信号にマッピングするために用いられる。この信号は画像値である。この信号は補償因子であってもよいし、定義済みの灌流領域であってもよい。

一実施例では、画像信号は３次元にマッピングされないが、姿勢推定の結果は、情報を３次元から２次元にマッピングするために用いられる。

例えば、画像処理修正命令を識別することは、３次元足モデルにマッピングされた２次元信号に基づいている。例えば、画像処理修正命令は少なくとも１つの修正因子を含む。

一実施例では、姿勢推定は姿勢計測を含む。

識別においては、少なくとも１つの画像処理修正命令を識別することが行われる。

一実施例では、部分的灌流解析が行われる。

図３ａは、部分的灌流解析を行う、本方法の第１のさらなる選択肢を示す。示すように、マッピングすることは、灌流領域を３次元足モデルから２次元Ｘ線画像にマッピングすること２２０と、２次元で灌流領域を投影すること２２２とを含む。画像処理修正命令を識別することは、投影された灌流領域のそれぞれにおいて灌流信号を合計すること２２４を含み、灌流領域は推定された姿勢に適合される。修正することは、これらの適合された灌流領域に対応する一組の時間濃度曲線を生成すること２２６を含む。

一実施例として、姿勢推定に続いて、灌流領域は３次元モデルから画像にマッピングされる。灌流信号は、例えば、測定された姿勢に適合された投影された灌流領域のそれぞれにおいて合計される。結果として、これらの領域に対応する一組の時間濃度曲線が与えられ、例えば、ピークの高さ、幅などの潜在的に抽出される量が与えられる。

一実施例では、修正することは、適合した灌流領域について、ピークの高さ、幅などの量を抽出することを有する。

一実施例では、灌流された組織の比率による灌流信号の正規化が行われる。

図３ｂは、本方法の第２のさらなる選択肢を示し、灌流された物質の実効比率によって灌流信号の正規化を行う。示すように、マッピングすることは、レイトレーシング２２８を含む。画像処理修正命令を識別することは、３次元モデルから修正因子を抽出すること２３０を含む。修正することは、抽出された修正因子を２次元Ｘ線画像の少なくとも１つの信号に適用すること２３２を含む。少なくとも１つの修正された画像信号を提供することは、画像中の修正された画像信号をレポートすること２３４、又は少なくとも１つの修正された画像信号から抽出された量を提供すること２３６を含む。

一実施例では、姿勢推定に続いて、レイトレーシングが行われ、例えば、信号を３次元モデルにマッピングすることなく、３次元モデルから修正因子を抽出する。修正因子は信号に適用される。結果は、画像又は抽出された量、例えば時間濃度曲線でレポートされる。

図３ｃは、３次元モデルにおけるレポートを生成する、本方法の第３のさらなる選択肢を示す。示すように、マッピングすることは、２次元Ｘ線画像の少なくとも１つの画素のパッチのレイトレーシングをすること２３８と、それぞれの画像信号を、２次元Ｘ線画像のパッチに寄与した３次元モデル中の灌流領域にマッピングすること２４０とを含む。さらに、識別された画像処理修正命令は、２次元Ｘ線画像の灌流信号又は抽出された量を３次元モデルに格納すること２４２を含む。さらに、修正することは、格納された灌流信号を用いる３次元モデルの３次元レンダリングによってレポートを生成すること２４４を含む。

一実施例では、姿勢推定に続いてレイトレーシングが行われ、信号は、２次元画像の画素又は画素のパッチに寄与した３次元モデル中の灌流領域にマッピングされる。灌流信号（又は抽出された量）は３次元モデルに格納される。その結果は、３次元レンダリングを通じて、及び／又は他のそれと同様のレポートとの比較によってレポートされる。

一実施例では、２次元Ｘ線画像の信号を３次元モデルにマッピングすることなく、３次元モデルから修正因子を抽出することが行われる。

一実施例では、少なくとも１つの修正された画像信号から抽出された時間濃度曲線が与えられる。

一実施例では、３次元モデルにおいてレポートすることが行われる。

一実施例では、修正することは、レポートを他のそれと同様のレポートと比較することも含む。

一実施例では、詳細には図示しないが、マッピングのために、データプロセッサ１４は、３次元足モデルから２次元Ｘ線画像に灌流領域をマッピングし、２次元で灌流領域を投影するよう構成されている。少なくとも１つの画像処理修正命令の識別のために、データプロセッサ１４は、投影された灌流領域のそれぞれにおいて灌流信号を合計するようにさらに構成されている。データプロセッサ１４は、推定された姿勢に灌流領域を適合させるように構成されている。修正のために、データプロセッサ１４は、これらの適合された灌流領域に対応する一組の時間濃度曲線を生成するように構成されている。

一実施例では、詳細には図示しないが、マッピングのために、データプロセッサ１４は、レイトレーシングを実行するように構成されている。少なくとも１つの画像処理修正命令の識別のために、データプロセッサ１４はまた、３次元モデルから修正因子を抽出するように構成されている。修正のために、データプロセッサ１４は、抽出された修正因子を２次元Ｘ線画像の少なくとも１つの信号に適用するようにさらに構成されている。少なくとも１つの修正された画像信号の提供のために、データプロセッサ１４は、画像内の修正された画像信号をレポートするか、又は少なくとも１つの修正された画像信号から抽出された量を提供するようにさらに構成されている。

一実施例では、詳細には図示しないが、マッピングのために、データプロセッサ１４は、２次元Ｘ線画像の少なくとも１つの画素のパッチのレイトレーシングを実行し、それぞれの画像信号を、２次元Ｘ線画像のパッチに寄与した３次元モデル中の灌流領域にマッピングするように構成されている。少なくとも１つの画像処理修正命令の識別のために、データプロセッサ１４は、２次元Ｘ線画像の灌流信号又は抽出された量を３次元モデルに格納するように構成されている。修正のために、データプロセッサ１４は、格納された灌流信号を用いる３次元モデルの３次元レンダリングによってレポートを生成するように構成されている。

一実施例では、画像データ入力部と、データプロセッサと、出力インターフェースとを備える抹消灌流測定用デバイスが提供される。画像データ入力部は、被験者の足の関心領域の少なくとも１つの灌流血管造影２次元Ｘ線画像を受信することと、空間的灌流関連パラメータを含む３次元足モデルを受信することとを行うように構成されている。データプロセッサは、３次元足モデルを少なくとも１つの灌流血管造影Ｘ線画像中の足とレジストレーションすることと、２次元Ｘ線画像の少なくとも１つの画像信号を３次元足モデルにマッピングすることと、３次元足モデルにマッピングされた２次元信号に基づいて少なくとも１つの修正因子を識別することと、少なくとも１つの修正因子に基づいて少なくとも１つの画像信号を修正することとを行うように構成されている。出力インターフェースは、少なくとも１つの修正された画像信号を提供することを行うように構成されている。

一実施例では、３次元足モデルは変形可能な３次元足モデルであり、データプロセッサ１４は、
－ マッピングのために、少なくとも１つのＸ線画像中の足の姿勢を検出することと、
－ 識別のために、足の検出された姿勢に基づいて足の関節パラメータを決定することと、
－ 任意選択で、例えば様々な被験者間の解剖学的ばらつきを考慮するために、３次元足モデルの骨の形状を適合させることと、
－ 修正のために、検出された姿勢に基づき、且つ決定された関節パラメータに基づき、３次元足モデル及び空間的灌流関連パラメータを適合させ、被験者の足の少なくとも一部について灌流解析をさらに計算するために、少なくとも１つのＸ線画像及び適合された空間的灌流関連パラメータを与えることと
を行うように構成されている。

任意選択として、データプロセッサ１４は、少なくとも１つのＸ線画像と適合された３次元足モデルとに基づいて、被験者の足の少なくとも一部について灌流解析を実行するように構成されている。

さらなる任意選択として、解析のために、データプロセッサ１４は、適合された空間的灌流関連パラメータに基づいて時間濃度曲線を得るように構成されている。

一実施例では、詳細には図示しないが、３次元足モデルは、足の所定の骨配置に適合可能な足の有関節モデルである。

「有関節モデル」という用語は、足のそれぞれの解剖学的構造と同様の動きの自由度を示すモデルを指す。いわば、動いて様々な姿勢をとる足の可能な状態を模倣したモデルである。

一実施例では、詳細には図示しないが、灌流関連パラメータは、足の皮膚、皮膚下の実質組織、骨、臨床的に関連する領域への足の区分、及び主要血管の群のうちの少なくとも１つを含む、灌流解析関連３次元構造を含む。

一実施例では、部分的灌流解析のための領域を含む、足の灌流区分が与えられる。

一実施例では、詳細には図示しないが、データプロセッサ１４は、灌流解析として、デジタル・サブトラクション・アンギオグラフィ・シーケンスの部分的灌流解析を、所定の姿勢に対する投影画像の歪みを考慮して計算するように構成されている。

デジタル・サブトラクション・アンギオグラフィ（ＤＳＡ）という用語は、造影剤を注入した画像から、造影剤を注入していない背景を差し引いた画像を指す。

デバイスの一実施例では、データプロセッサ１４は、３次元足モデルにおけるデジタル・サブトラクション・アンギオグラフィのシーケンスから抽出された局所的灌流パラメータを、灌流解析としてレポートするように構成されている。一実施例では、詳細には図示しないが、データプロセッサ１４は、
－ マッピングのために、少なくとも１つの灌流血管造影２次元Ｘ線画像の画像ポイントをレイトレーシングし、そのレイトレーシングに基づいて可能な放射線経路を決定し、その決定された可能な放射線経路の３次元足モデルとの交点を識別することと、
－ 識別するために、識別された交点に基づいて、３次元足モデルの灌流可能な（ｐｅｒｆｕｓｉｏｎａｂｌｅ）材料の部分を評価し、その評価された部分に基づいて伝達因子を決定することと、
－ 修正するために、伝達因子に基づいて、２次元Ｘ線画像の値を３次元足モデルに空間的に転送し、拡張された３次元足モデルを転送された灌流値で生成することと、
－ 提供するために、拡張された３次元足モデルを転送された灌流値で提示することと
を行うように構成されている。

一実施例では、灌流測定値に重みを付けるために、データプロセッサ１４は、姿勢パラメータを推定することと、画像ポイントについて少なくとも１つのＸ線（ｒａｙ）を識別することと、３次元足モデルとの交点を計算することと、交差した点を骨と構造に分解して組織領域の寄与を識別することと、部分を血液灌流組織に対して正規化することとを行うように構成されている。

一実施例では、画像データ入力部は、被験者の身体の関心領域の灌流血管造影Ｘ線画像列を受信するように構成されている。

２次元画像の信号は、例えばレイトレーシングによって３次元モデルに転送される。信号寄与部分因子は、モデルを評価することによって決定される。次いで、その結果は、２次元画像の信号値を再度重み付けするために使用される。値（数量とも呼ばれる）が取得され、足の灌流可能な組織の部分に対して正規化される。

「灌流可能」という用語は、（組織と比較して）骨のような灌流可能でない材料とは反対に、組織材料のように血液灌流を示すことが可能である材料に関する。ただし、骨にも当然血液が供給されていることに留意する必要がある。血液は骨に、及び骨内部に供給され、骨中の血液と例えば骨中の実質組織との相対比率は、大幅に異なり得る。この意味で、正規化によってこれらの差異が考慮され得る。

提供するステップでは、少なくとも１つのＸ線画像及び適合された空間的灌流関連パラメータが、拡張灌流Ｘ線画像データとして提供される。

一実施例では、レジストレーションは被験者に対する検出器の位置の推定を含む。別の実施例では、レジストレーションは、足の関節パラメータ、例えば屈曲角度の推定、及び解剖学的形態の寄与を含む。

「被験者の足の領域の少なくとも１つのＸ線画像を受信すること」という表現は、「被験者の足の領域の少なくとも１つのＸ線画像を与えること」とも表現され得る。少なくとも１つのＸ線画像は、さらなる方法のステップに与えられる。

「空間的灌流関連パラメータを含む変形可能な３次元足モデルを受信すること」という表現は、「空間的灌流関連パラメータを含む変形可能な３次元足モデルを与えること」とも表現され得る。３次元足モデルは、さらなる方法のステップに与えられる。

「被験者の足の少なくとも一部について灌流解析を計算するために、少なくとも１つのＸ線画像及び適合された空間的灌流関連パラメータを与えること」という表現は、「被験者の足の少なくとも一部について灌流解析を計算するために、少なくとも１つのＸ線画像及び適合された空間的灌流関連パラメータを出力すること」とも表現され得る。

一実施例では、臨床的に関連する領域という用語は、主要血管の血行支配領域のような、例えばアンギオソム（ａｎｇｉｏｓｏｍｅ）に関する。

様々な領域で診断又は評価をすることにより、対象を絞った態様で信号を集計することが可能になる。造影剤の信号密度は経時的に取得される。

一実施例では、３次元足モデルは、部分的灌流解析の領域を含む足灌流区分を含む。

一実施例では、領域は、部分的灌流解析にとって意義のある領域である。

一実施例では、３次元足モデルは、骨部と組織部とに区分された構造を有する。

３次元足モデルが適合されると、区分構造が変位させられ、したがって変形する。区分構造は、２次元マップ、すなわち２次元データとして提供され得、それは３次元足モデルの３次元世界に適用すなわち変換される。３次元世界で適合させた後、情報を灌流解析に用いられる少なくとも１つのＸ線画像の２次元世界にマッピングすることによって、情報は再び２次元に転送される。

一実施例では、区分は３次元モデルに統合される。例えば、投影層内部に重なり合う領域を設け、信号はその中で重み付けされ得る。

情報は３次元モデルによって与えられるが、２次元用途のためのものである。

足モデルの実施例では、血管造影の透視歪み及び姿勢ばらつきはＤＳＡシーケンスの灌流解析に組み込まれた状態が実現されている。投影撮像時に喪失される深さ情報は、所定のＸ線画像に整合された３次元足モデルによって部分的に復元される。このようなモデルは、灌流を解析することに関連する構造を組み入れる。これらの構造には、足の皮膚、皮膚下の実質組織、すべての骨、主要血管の血行支配領域のような臨床的に関連する領域、例えばアンギオソムといった足の区分、及び主要血管が含まれる。

３次元足モデルを、所定のＸ線画像、又はＸ線画像シーケンスのＸ線画像に適合させるために、モデルは関連する運動自由度及び変形自由度を備えている。足の血管造影の解析のために、比較的大きな体勢ばらつきを引き起こす動きのモードを構成するので、屈曲（足底と背側の屈曲）が組み込まれている。３次元足モデルの関節は、内転や外転などの他のモードも含む。さらに、解剖学的なばらつき（例えば、骨や皮膚の形状）は、例えば、様々な患者から採取した一組の足メッシュのプロクラステス分析から得られる頂点－変位ベクトルによって静的に組み込まれている。数学的には、議論された自由度は、例えば参照メッシュの頂点位置を適合させることによって、ある独立したモデル内部パラメータ、例えばプロクラステス分析のある解剖学的モードの混合である屈曲角の、３次元メッシュへのマッピングによって記述されると仮定されている。

一実施例では、一組のＣＴ又はＭＲ画像（１つ又は複数の患者に対応）において関連構造（皮膚、骨、．．．）をセグメント化し、これらのセグメンテーションをメッシュ化し、固定基準にレジストレーションし、残留ばらつきを分析し、それを例えばメッシュブレンド、相似変換、又は統計解析（例えばプロクラステス）及び次元縮小によってモデル化することによって、３次元足モデルは計算される。３次元画像は、解剖学的形状、形状ばらつき、及び動態の初期モデル化に必要である。これらは、後のアルゴリズムの展開には必要とされず、それゆえ灌流解析や末梢血管疾患とは無関係の他の臨床研究分野（例えば整形外科）から入手されることもある。

レジストレーションの一実施例では、様々な技術が所定のＸ線画像（例えば血管造影の透視フレーム）を３次元モデルにレジストレーションするために与えられる。これらの方法の中には、Ｘ線検出面に投影される３次元足モデルが、所定のＸ線画像の特徴に最も適合する最適な姿勢をある与えられたメトリックで見つけるという最適化問題を、反復して解くものがある。これらの画像の特徴は、例えば、検出された強度パターン、輪郭又はランドマークを含む。光学カメラ画像から３次元姿勢情報を計算するソリューションとは対照的に、必要なレジストレーションモジュールは、検出されたパターンやランドマークが対象物の表面に存在するという前提に依拠することができない。このため、特に標準的な三角測量のアプローチが役に立たない。その場合、対応する特徴は、３次元足モデルから（例えば、モデルのランドマークを検出器平面に投影することによって）導き出さなければならない。いくつかの実施例では、Ｘ線画像の特徴検出モデルは、３次元モデル又は基礎となる３次元画像（例えばＣＴ）から得られる合成Ｘ線でトレーニングされる。

このような最適化問題を解く代わりに、別の例は、フォワードモデルを用いて２次元画像を姿勢パラメータに（場合によっては３次元メッシュにも）直接マッピングすることを目指す。多くの場合、これらのモデルは２次元画像上で直接動作するため、トレーニング段階でラベル付けされたペア（２次元画像、姿勢パラメータ／３次元メッシュ）を必要とする。これらのデータ要件は、満たすためには、２次元Ｘ線画像が既知のサンプリングされたカメラパラメータを用いた投影によって３次元画像（例えばＣＴボリューミナル）から合成して導出されない限り、法外なコストがかかる。

「時間濃度曲線」は、造影剤が画像中の特定箇所を流れる間に、造影剤の経時的な発達を示す曲線に関する。

灌流解析は、例えば、結果予測や結果評価に好適である。したがって、灌流は、介入治療前と後のステージで比較され得る。

３次元モデルは、変形により実際の足と整合させられ得る。大きさの適合も可能である。本モデルは血管造影に適合されている。

本方法のさらなる実施例では、灌流解析は、３次元足モデルにおけるデジタル・サブトラクション・アンギオグラフィ・シーケンスから抽出された局所的灌流パラメータをレポートすることを含む。

解析の一実施例では、ある与えられた血管造影の投影姿勢と、関連するモデルパラメータとを推定した後、対応するＤＳＡシーケンスは投影面と３次元足モデルの両方で解析され得る。

本発明の一実施例によれば、解析の第１の可能なサブステップにおいて、局所的な組織の比率による示量性灌流パラメータの正規化が行われる。１画素のＤＳＡ画像の信号は、Ｘ線方向に沿った造影剤媒体の吸収の総和（すなわち濃度の対数）によって構成されている。そのために、ある領域の時間濃度曲線など、ＤＳＡ画像／シーケンスから直接得られるすべての示量性の量は、この総和を継承する。注目するＸ線によって透過した血管と実質組織は主に局所的な信号に寄与するため、このような示量性の量は、透過した骨と実質組織の相対比率に敏感であり、同じＤＳＡ画像／シーケンス内の足の様々な領域における示量性の量の定量的比較可能性を制限する。透過した骨の相対比率はカメラ姿勢にも依存するため、この感度がＤＳＡ画像／シーケンス（例えば介入治療前と介入治療後の血管造影）の定量的比較可能性に影響を与える。

このことによって、図６及び図７に示すように、様々な領域間又は（わずかな）姿勢ばらつき間のレイトレーシングによる定量的な比較可能性の欠如が緩和される。カメラ姿勢パラメータ並びにモデル内部パラメータを推定すれば、３次元足モデルは関節で繋がり、それらに応じて変形される。ＤＳＡ画像／シーケンスの注目画素の各々について、Ｘ線源の対応するＸ線がトレースされ、足モデルの外表面との交点が決定される。その後、透過経路長Ｌが測定される。同様に、このＸ線と交差する骨の総透過経路長ＬＢが計算される。透過した骨の局所的な比率は最終的に、示量性の量に位置と姿勢に依存する因子（１－ＬＢ／Ｌ）を乗じることによって補償される。より精緻な正規化では、実質組織の典型的な灌流強度ＩＰと骨の典型的な灌流強度ＩＢとを推定し、それらを透過した骨と実質組織の局所的比率で重み付けして、全体の重み付け因子をＩＰ（１－ＬＢ／Ｌ）＋ＩＢ・ＬＢ／Ｌとすることによって、重み付け因子が生成される。より効率的な計算のために、この補償因子は、ＤＳＡ画像／シーケンス中の小さな画素のパッチに対して、３次元足モデルを、このパッチの外側の画素のＸ線によって形成される円錐と交差させることによっても計算される。

この標準化手続きは、示量性の量、すなわち、評価／蓄積される領域の大きさに比例して値が増加する量に適用される。期間などの示強性の量、例えば到着時刻には、正規化は適用されない。

解析の第２の可能なサブステップでは、姿勢適合された領域の灌流解析が行われる。血管造影は足全体の灌流を総合的に見ることができるが、臨床医へのデータの提示、灌流の比較（例えば介入治療の前と後）、例えば介入治療結果評価のためのスコア抽出、及び患者間比較のためには、情報圧縮が望ましい。血管造影の空間情報の圧縮は、明確に定義された灌流領域における灌流を評価することによって、例えば、これらの領域のＤＳＡ信号を合計して時間濃度曲線として表示する（又はこれらの曲線の特性パラメータを表示する）ことによって実現され得る。所定のＸ線画像についてこのような定義を行った場合、カメラ姿勢が異なれば、別のＸ線画像に（例えば画像間レジストレーションによって）単純に転送しても、足の同じ体積に対応しないので、このような灌流領域は、投影画像だけでは適切に定義することができない。灌流領域を純粋に２次元で定義しても、別のＸ線画像に転送された場合に、解剖学的な対応関係は保証されない。解剖学的な対応関係の欠如を緩和するために、以下のことが行われる（説明のために図６を参照されたい）。

カメラ姿勢とモデル内部パラメータを推定すれば、例えば主要血管の血行支配領域のようなアンギオソムによって動機付けられる意味のある灌流領域への、３次元足モデルの所定の区分は、血管造影に投影され得る。上述の実施例に従ってＤＳＡ信号を正規化すれば、造影剤濃度は投影された灌流領域において合計され得る。ここで、測定された造影剤濃度が隣接する灌流領域間で適切に配分される必要があるため、隣接する２つの灌流領域の重なり合う領域（図６参照）の処理に注意が必要となる。

測定された造影剤濃度に重みを付ける方法は、レイトレーシング（上述参照）と、重み因子として隣接する灌流領域の組織における透過経路長の比を採用することとにある。この構成は、Ｘ線と交差する組織における灌流の空間的な均一性を前提としているが、均一性は灌流領域と交差する大きな血管によって損なわれている。そのために、ＤＳＡ画像／シーケンスにおいて大血管灌流から自動的に分離され得る微小血管灌流信号に適用されれば、このアプローチは有益なものとなる。

灌流領域の重なりに対する大きい血管の寄与は、専用の手法で適切に重み付けされ得る。

主要血管は、ＤＳＡ画像／シーケンスにおいてセグメント化され、ラベル付けされ得る。主要血管の信号が灌流領域のうちの１つだけに一意に割り当てられ得るように、検出された主要血管は、３次元足モデルの平均的血管樹などの事前知識を用いて、それらの３次元対応に照合され得る。

カメラ姿勢及びモデル内部パラメータ、並びに血管造影における主要血管のセグメンテーションが与えられれば、３次元血管樹はセグメンテーションに最もよく整合するように変形される。この適合された３次元血管樹は、各領域が１つの主要血管によってのみ供給されるように、投影面内の血管を特定の灌流領域に割り当てるか（上述参照）、又は３次元モデル中の灌流領域境界を個別に調整するか、どちらに対しても使用され得る。

さらに、隣接する灌流領域の重なり合う面積は、時間濃度曲線の信頼スコアやエラーバーを作成するためにも使用される。これらのエラーバーは、重なり合う領域の重なり合わない領域に対する相対部分を反映し、投影方向の微小血管灌流の分布に関する情報の不足に起因する残存不確実性を反映している。

３次元足モデルは、２次元Ｘ線画像の検出信号を正規化するために、対象物を通過する放射線経路を識別するために使用される。

２次元画像から出発して、各画素についてレイトレーシングが行われる：どのＸ線放射経路がそれぞれの画素に至るか？放射経路は３次元足モデルのどこを通過するか？放射線経路の代わりに、ピラミッドが生成され、すなわち、画像ポイントから始まるピラミッド空間が、Ｘ線放射の可能な原点を示すために広がる。一実施例では、画像ポイントの各パッチに対して、先端が切り詰められたピラミッド状の放射経路が生成される。これはレイトレーシングとも呼ばれる。パッチは、２次元画像における１画素又は数画素の大きさを指し得る。

３次元足モデルの体積を用いて重なりは決定される。ここでは、レイヤーモデルが用いられ得る。３次元足モデルは、灌流を除外し得る部分と灌流を期待すべき部分とに構造的な区別を設けるため、放射線経路のピラミッドのような形状が３次元足モデルの構造と重なることにより、特定の画像値で灌流を期待すべき部分の数を決定することが可能になる。

（２次元パッチの）信号は、灌流に適した部分に分割される。したがって、この領域について信号が不明瞭になる。したがって、結果の値は、そうでなければ欠落していた深さ情報が、少なくともどの程度の灌流可能な組織を実際に通過又は透過したかという基本的な様相において考慮されるため、大きめの値を与える。

一実施例では、改善された整合性及びしたがって改善されたレイトレーシングを実現するために、２次元画像及び３次元モデルを実際にレジストレーションする前に、一種の準備段階として、それらを同様の空間の回転で配置する、又は事前に位置決めする試みが行われる。

換言すれば、それは画像値を正規化するために行われる。

血管や組織のように通常灌流を示す材料、すなわち足の一部は、灌流可能材料とも呼ばれ得る。骨のように一般的に少ない灌流を示す材料、すなわち足の一部は、非灌流可能材料とも呼ばれ得る。

血管造影の信号は、このようにして３次元に取り込まれ、すなわち修正のためにマッピングされる。

一実施例では、３次元足モデルは２次元画像の信号で強化されて、３次元灌流足画像を生成する。

例えば、第１の３次元灌流足画像は、被験者の治療前の２次元画像データに基づいて計算されて、３次元灌流足事前画像になる。３次元灌流足事前画像は、３次元灌流事前モデルと呼ばれることもある。被験者の治療後の２次元画像データに基づいて第２の３次元灌流足画像が計算されて、３次元灌流足事後画像になる。３次元灌流足事後画像は、３次元灌流事後モデルと呼ばれることもある。３次元灌流事前モデルと３次元灌流事後モデルとを相互にレジストレーションすることで、治療前の状態と治療後の状態との間をより適切に比較することができる。任意選択で、ユーザは２つの３次元灌流モデルの間を切り替えて、結果を３次元で可視化することができる。

端的に説明すると、２次元Ｘ線画像信号を３次元モデルでレジストレーションすることによって、２次元画像情報の正規化が行われる。第１の任意選択では、正規化は（２次元の）血管造影図の可視化に用いられる。姿勢が２次元正規化のために推定される。第２の任意選択では、正規化は（３次元の）モデルのコンテキストのレポートに用いられる。

モデルへの空間的な割り当てにより、信号が強化される。信号は、このようにして次のレベルに移される。

さらなる任意選択では、例えば解析の第３の可能なサブステップで、３次元足モデルにおける血管造影に基づく灌流測定値のレポートが行われる。投影画像の局所的信号に寄与する３次元対象物のサブボリュームを解明することが、完全な解釈のために行われる。この推論を以前の画像と比較する（例えば、介入治療前と後、様々な患者）ために新しい画像に適用することは、面倒で、かなりの精神的労力を要する。

これらの問題は、血管造影で得た情報を３次元足モデルにマッピングすることにより取り組まれ得る。このようなマッピングが他の撮像手段でも確立されれば、それらの測定値は３次元空間における血管造影測定値と直接比較され得る。さらに、血管造影に基づく測定をレポートすることにより、カメラ姿勢や関節（例えば屈曲）のばらつきを考慮しながら、様々なＤＳＡ画像／シーケンスを３次元で直接比較することが可能になる。

このような血管造影のレポートのための２次元から３次元へのマッピングは、以下のように行われ得る（図７参照）：カメラ姿勢とモデル内部パラメータとを推定した後、すべての画素のＸ線がトレースされる。レポートされる量が示量性である場合、上述の解析の第１の可能なサブステップの正規化スキーム（局所的組織比率による示量性灌流パラメータの正規化）が最初に適用され得る。その後、トレースされるＸ線は小さなロッドに太くなる。血管造影の隣接する画素に由来するＸ線のロッドは互いに交差してはならない。これは、ロッドとして十分に小さな半径の円筒を選択することにより実現され得る。さらに優れた構造は、調査対象の画素の頂点で終わる４本のＸ線をトレースすること、及び画素領域とこの４本のＸ線と焦点とによって形成されるピラミッドをロッドとして用いることを含む。後者の構成では、（少なくとも所定の血管造影の視野に関して）３次元足モデルをロッドに空間充填的に区分することになる。血管造影（シーケンス）の各画素について、対応する（潜在的に正規化された）灌流パラメータが、対応するロッドが組織と重なる３次元足モデル中のすべての位置に割り当てられる。このマッピング処置は、（画素ベースではなく）血管造影の小さなパッチにも適用され、その場合、ピラミッド－ロッド構造はパッチの隅に直接適用され得る。

このマッピングでは、血管造影から得られた局所的な情報は、Ｘ線方向に沿って不鮮明になる。そのために、局所的なＤＳＡ信号に対する主要血管の寄与も、対応するロッドに分散されることになり、誤読影を招きかねない。

局所的ＤＳＡ信号の微小血管と大血管の分離と、３次元足モデルの事前知識（平均的な血管樹又は血管造影でセグメント化された血管に最もよく整合する血管樹の適合）とを用いて、３次元足モデルの、微小血管の特性を実質組織に、大血管の特性を血管樹に割り当てることができる。

このように血管造影データをレポートすることにより、適合した３次元モデル（例えば、血管造影に最もよく整合するように屈曲度が調整された）が得られる。２つの異なる血管造影（介入治療前対介入治療後、異なる患者）をよりよく比較するために、これらの足モデルの適合は、例えばメッシュベースのレジストレーション又はモデル内部パラメータ（例えば平均的な解剖学的形状、基準屈曲角など）の標準的な構成に適合された足モデルをモーフィングすることによって元に戻され得る。

本方法の一実施例によれば、マッピングのために、
－ 少なくとも１つの灌流血管造影２次元Ｘ線画像の画像ポイントをレイトレーシングするステップと、
－ レイトレーシングに基づいて可能な放射線経路を決定するステップと、
－ 決定された可能な放射線経路の３次元足モデルとの交点を識別するステップと
が行われる。

さらに、識別のために、
－ 識別された交点に基づいて、３次元足モデルの灌流可能な材料の部分を評価するステップと、
－ 評価された部分に基づいて、伝達因子を決定するステップと
が行われる。

さらに、修正のために、
－ 伝達因子に基づいて２次元Ｘ線画像の値を３次元足モデルに空間的に転送し、転送された灌流値をもつ拡張された３次元足モデルを生成するステップ
が行われる。

さらに、提供のために、
－ 転送された灌流値をもつ拡張された３次元足モデルを提示するステップ
が行われる。

本方法のさらなる実施例では、灌流測定値を重み付けするために、さらなる
－ 姿勢パラメータを推定するステップと、
－ 画像ポイントに対して少なくとも１本のＸ線を識別し、３次元足モデルとの交点を計算するステップと、
－ 交差した点を骨と構造に分解して組織領域の寄与を識別するステップと、
－ 血液灌流組織に対して部分を正規化するステップと
が行われる。

信号に寄与する組織の量が、このようにして決定される。足を通る放射線の長さと、血液によって灌流され得る組織部分を通る長さとを決めることによって、それぞれの比率が与えられる。

或いは、画像から出発して、画像に使用されたそれぞれの画像放射を表すピラミッド又は円錐状の構造が識別され、ピラミッドがどのように３次元足モデルを交差するかが決定される。

データすなわち信号は、２次元から３次元モデルに転送される。２次元で見られた特徴は、モデルの３次元世界に転送される。このモデルにより、これを実際に灌流された組織に転送することが可能になる。これは、レポートに使用され得る。

本方法のさらなる実施例では、３次元足モデルは、足の所定の骨配置に適合され得る足の有関節モデルである。

一実施例では、モデルは予め定められた足底屈曲度や背屈曲度が設定されている。

一実施例では、３次元足モデルは解剖学的なばらつきを統計的に表現している。

本方法の一実施例では、３次元足モデルの適合は、モデル骨構造を少なくとも１つのＸ線画像における所定の骨配置に適合させることによって行われる。

本方法のさらなる実施例において、解析結果を表示するステップと、異なるデジタル・サブトラクション・アンギオグラフィ・シーケンスの灌流パラメータを比較するステップとが行われる。

一実施例として、介入治療前／介入治療後の血管造影を示す。

可視化の一実施例では、解析ユニットの結果は、様々なやり方でユーザに表示され得、上述の解析態様の順序で説明される。

可視化の第１の可能なサブステップでは、組織比率正規化された示量性灌流パラメータの可視化が行われる。上述の正規化ステップの結果は、手動又は自動で選択された領域に対応する時間濃度曲線の形式で可視化され得る。或いは、正規化された局所的灌流パラメータは、血管造影上のオーバーレイとして臨床医に提示され得、この場合、「生」と組織比率正規化灌流パラメータのオーバーレイを切り替えるためのトグル・ユーザ・インターフェースは、この局所的正規化における信頼構築に有用である。

可視化の第２の可能なサブステップでは、姿勢適合された灌流領域における解析の可視化が行われる。この解析ステップは、解剖学的に適切に定義された灌流特性の部分的測定を目的としており、所定の領域の時間濃度曲線及び推論されたパラメータ（例えば、ピーク高さ、ピーク時間）の可視化という形式で提示され得る。これらの集計された情報を解剖学的に結びつけるために、このような可視化は、関節で繋がっている足のモデル及びその区分の３次元レンダリングが伴う。レンダリングカメラは、推定された姿勢に適合され得、区分の血管造影への投影は、例えば色付きオーバーレイの形で行われる。血管造影上のある区分をクリックすると、この灌流領域の選択と、時間濃度曲線プロットの対応する更新とを始動させる。

可視化の第３の可能なサブステップでは、３次元モデルにおける灌流パラメータのレポートが行われる。血管造影で測定された灌流特性を空間充填的な手法で３次元足モデルにマッピングした後、その結果を３次元レンダリングの形式で臨床医に提示され得、灌流パラメータ（例えば、組織正規化された時間濃度のピーク）の値はカラーエンコードされる。トラックバック・ナビゲーションを用いる３次元レンダリングの他に、モデルの直交する切り口（矢状面に平行な切り口など）も表示される。２次元血管造影は、さらに、実際のＸ線検出器の位置に方向付けられ、配置された平面のテクスチャとして、３次元プロットに統合される。さらに、３次元足モデルの所定の視野の投影方向は、足モデル中の位置から、この位置が投影される検出器ピクセルの方向に向けたいくつかの矢印の形式で、要求に応じてユーザに表示される。２つの血管造影（例えば、異なる患者又は介入治療の前と後）の灌流を比較するために、グラフィカル・ユーザ・インターフェースは、クリックされると２つの適合した足モデルのレジストレーションをトリガーするボタンが備えられている。その後、ユーザは、例えば３次元レンダリングカメラを固定したまま、２つの血管造影の灌流値の測定値の間を切り替える。

したがって、本明細書に記載の実施例は、患者内（例えば、介入治療前と介入治療後）及び患者間比較の両方をサポートする。利点として、灌流信号に寄与する構成要素（実質組織、血管）と寄与しないか著しく少ない構成要素（骨）を有することで、姿勢（患者と検出器の位置関係）と透過物質の不均一性とに対する感度は、このような定量的比較のための重要な性質であるとされている。

このように、多くの場合、灌流信号の深さ情報の欠落を補うために、四肢の一般的な３次元モデルという形式で事前知識が利用される。適合性のある３次元モデルを個々の２次元血管造影シーケンス（姿勢、肢位、モデル内部パラメータを推定する）にレジストレーションすることにより、体積灌流領域は３次元モデルからこの患者固有の２次元ドメインにマッピングされ得、局所的灌流信号は実際に寄与する局所的材料構成要素比率によって正規化され得る。

一実施例では、末梢灌流測定用デバイスは、画像データ入力部と、データプロセッサと、出力インターフェースとを備える。画像データ入力部は、被験者の足の関心領域の少なくとも１つの灌流血管造影２次元Ｘ線画像を受信し、空間的灌流関連パラメータを含む３次元足モデルを受信するように構成されている。データプロセッサは、３次元足モデルを少なくとも１つの灌流血管造影Ｘ線画像中の足とレジストレーションし、少なくとも１つの灌流血管造影Ｘ線画像中の位置と３次元足モデル中の関連領域との間の空間的対応を確立し、空間的灌流関連パラメータを３次元モデルから少なくとも１つの灌流血管造影２次元Ｘ線画像にマッピングし、且つこれらのマッピングされた空間的灌流関連パラメータに基づいて画像信号を修正するために、又は画像信号を３次元足モデルにマッピングするために、この対応を用いるように構成されている。出力インターフェースは、少なくとも１つの修正された画像信号を提供するように構成されている。

一実施例では、灌流解析を向上させるために、モデルは、標準的な又はカスタマイズされた、アンギオソムのような足の主要血管の血行支配領域など、解剖学的に妥当な３次元灌流領域の定義を保有している。現在の２次元血管造影についてのモデルの姿勢が分かれば、その姿勢を、これらの領域定義を現在の２次元領域に投影するためのフォワードモデルとして使用することができる。これにより、様々な血管造影間で比較可能な領域の輪郭が最大化する。またそれにより、各領域の強度合計を正規化する自然な手法が生じ、比較可能な範囲に関する知識が容易に利用可能になる。前方投影は、その２次元投影における３次元領域の重なりに関する情報を提供し、投影方向にＸ線が透過する実質組織や骨の割合を概算することができる。したがって、このモデルは、一方では足の解剖学に関する予備知識によって投影の欠落した深さ情報を補うが、後方経路を用いる３次元参照で灌流測定値をレポートするためのツールも提供している。

以下では、上述の態様のいくつかについて、説明のため、また例示のために、さらなる図が与えられる。

図４は、足３０２の３次元モデルが２つの異なる屈曲で重ね合わされた実例３００、すなわち３次元モデルがどのように異なる屈曲に適合されるかに関する図解を示す。モデルの足は、骨のシルエットのような基本構造で表示される。第１の屈曲３０４及び第２の屈曲３０６が示されている。屈曲の違いは、遠位端、すなわちつま先の領域で最もよく見られる。

図５は、任意選択の足区分３１０をもつ３次元足モデル３０８を示す。３次元足モデル３０８は有関節であり得る。図５は、皮膚サブメッシュ、個々の骨のためのサブメッシュ（さらなる図示をせず）、並びに、足指に関連する第１の領域３１２ａ、第２の領域３１２ｂ、第３の領域３１２ｃ、第４の領域３１２ｄ、第５の領域３１２ｅ及び第６の領域３１２ｆといった灌流領域への足の区分３１０を含む例示的足モデル３０８を示す。このモデルの関節は、図４の２つの屈曲角のモデル構成を重ね合わせによって説明される。灌流領域への例示的な区分は、図５に示されている。

図６は、入力Ｘ線画像（左）、レジストレーション用３次元足モデル（中）、及び区分マップ状の重ね合わされた解剖学的領域（右）を用いて灌流解析のステージの並びを示す。

図６は、第１の姿勢３５２を取る被験者の足が表示された左部のＸ線画像３５０を示す図である。一実施例では、画像は介入治療前の画像である。別の実施例では、画像は介入治療後の画像である。比較のために、それぞれの介入治療後の画像の隣に介入治療前のオーバーレイ画像（右部に示すように）を提示することも行われる。図６の中央部では、関節を整合させて、すなわち第１の姿勢３５６に整合させてレジストレーション用の３次元足モデル３５４が示されている。図６の右部では、例えば第１の姿勢３５６の３次元足モデル３５４に基づく、区分マップ３５８のような解剖学的領域が、介入治療前のＸ線画像３５０に重ね合わされて表示される。図６の右部では、第２の姿勢３６２の３次元足モデル３５４に基づく、例えば区分マップ３５６のような解剖学的領域も、介入治療後のＸ線画像３６０に重ね合わされて表示される。図６の区分マップ３５６は、各々、複数のサブ領域３５６ａ、３５６ｂ、３５６ｃ、３５６ｄ、及び３５６ｅで示されている。

左のＸ線画像と中央の３次元足モデルとの間の第１の矢印３６６は、２次元－３次元レジストレーションを示す（図６）。中央の３次元足モデルと右の投影との間の第２の矢印３６８は、３次元モデルの２次元画像平面への投影を示す（図６）。

一実施例（図示せず）では、異なる姿勢で取得された２つの異なる入力画像に対する灌流領域の姿勢適合の例示的な図を示すために提供されるものである：まず、入力Ｘ線画像は３次元足モデルにレジストレーションされる。推定された姿勢パラメータを用いて、３次元モデル中に定義された灌流領域がＸ線画像に投影される。これらの姿勢適合された灌流領域は、解剖学的に対応する領域の灌流組織濃度曲線を評価するために用いられ、Ｘ線画像中の隣接する灌流領域の重なりも考慮する。灌流領域の姿勢適合により、異なる姿勢で取得された介入治療前と介入治療後のＤＳＡの定量的な領域灌流比較が可能になる。

図７は、透過した物質を組織と骨に分解し、Ｘ線画像信号を正規化するために、灌流パラメータを３次元足モデルにマッピングする、末梢灌流測定の実施例の概念を概略的に示す。

図７は、左部の第１のＸ線画像３７０及び第２のＸ線画像３７２を示し、両Ｘ線画像３７０，３７２は、第１のＸ線源位置３７４及び第２のＸ線源位置３７６で示すように、同じ足３７３を、異なる方向から示している。レイトレーシングは、推定された姿勢パラメータを用いて適用される。第１の線３７８は、放射線第１のＸ線源位置３７４のそれぞれの第１の経路を示す。第２の線３８０は、第２のＸ線源位置３７６からの放射のそれぞれの第２の経路を示す。さらに、図７の中央部には、３次元足モデル３８２の状態が示されている。３次元足モデル３８２は、足モデルとＸ線の交差の識別に使用される。空間的な関係すなわち３次元における、第１の線３７８の３次元足モデル３８２との第１の交差部分３８４は、点線パターンで示されている。空間的な関係すなわち３次元における、第２の線３８０の３次元足モデルモデル３８２との第２の交差部分３８６も点線パターンで示されている。

第１の点線矢印３８８で示すように、第１のＸ線方向３９２で３次元足モデル３８２を透過するＸ線について、第１の分解３９０が与えられる。第１の分解３９０は、第１のパターン３９６で示される第１のカテゴリの材料、例えば組織構造に関する第１の部分３９４と、第２のパターン４００で示される第２のカテゴリの材料、例えば骨構造に関する第２の部分３９８と、第１のカテゴリの材料に関する第３の部分４０２とを示す。第２の点線矢印４０４で示すように、第２のＸ線方向４０８で３次元足モデル３８２を透過するＸ線について、第２の分解４０６が与えられる。第２の分解４０６は、第１のカテゴリの材料に関する第１の部分４１０と、第２のカテゴリの材料に関する第２の部分４１２と、第１のカテゴリの材料に関する第３の部分４１４とを示す。この情報は、Ｘ線信号の正規化に利用され得る。例えば、第２のＸ線は第１のＸ線よりも多くの骨構造を透過する。その後、信号はそれに応じて適合され、すなわち、少なくとも第１の段階まで正規化され得る。

図７は、このように、介入治療前と介入治療後の画像をレポートし、比較するための、灌流パラメータの３次元足モデルへのマッピングを示す。Ｘ線画像が与えられ、ＤＳＡシーケンスに対応すると、姿勢パラメータが推定される。Ｘ線放射線画像データの各画素について、対応するＸ線が、それによって識別され得る。３次元足モデルを用いて交点を計算すれば、透過した物質は組織と骨に分解され得る。この画素で測定されたＤＳＡの灌流パラメータは、次のように３次元モデルにマッピングされる：考慮されたＸ線の周りの小さなロッドと組織の交点内のすべての位置に、同じパラメータ値が割り当てられる。ここでは、内在性パラメータ、例えば到着時間は、後処理なしでこれらの位置に割り当てられ、外来性パラメータ、例えば時間平均造影剤濃度は、組織透過深度によって正規化される。

特許請求されるべき一実施例では、末梢灌流測定のためのプロセッサが与えられている。プロセッサは、方法の実施例のうちの１つのステップを実行するように構成されている。

特許請求されるべき一実施例では、プロセッサが上述の実施例のうちの１つの方法を実行することを可能にするコンピュータ実装された方法が提供される。

特許請求されるべき一実施例では、上述の実施例のうちの１つによる機器を制御するためのコンピュータプログラム又はプログラム要素が提供され、そのプログラム又はプログラム要素は、処理装置によって実行されると、上述の方法の実施例のうちの１つの方法のステップを実行するように適合されている。

特許請求されるべき一実施例では、プロセッサが方法の請求項のうちの１つの方法を実行することを可能にするコンピュータプログラムが提供される。

「被験者」という用語は、個人とも呼ばれる。「被験者」はさらに、患者と呼ばれることもあるが、この用語は、その被験者に何らかの病気や疾患が実際に存在するかどうかを示すものではないことに留意されたい。

本発明の別の例示的な実施形態では、適切なシステム上で、先行する実施形態のうちの１つによる方法の方法ステップを実行するように適合されていることを特徴とする、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る。

したがって、コンピュータプログラム要素は、１つのコンピュータユニットに格納され、又は複数のコンピュータユニットに分散され得、これらも本発明の実施形態の一部であり得る。この計算ユニットは、上述の方法のステップを実行、又は実行を誘導するように適合される。さらに、計算ユニットは、上述の機器の構成要素を操作するために適合される。計算ユニットは、自動的に動作するように、及び／又はユーザの命令を実行するように適合され得る。コンピュータプログラムは、データプロセッサの作業メモリにロードされる。このようにして、データプロセッサは、本発明の方法を実行するように装備される。

本発明の態様はコンピュータプログラム製品に実装され、これはコンピュータによって実行される、コンピュータ可読ストレージデバイスに格納されたコンピュータプログラム命令の集まりである。本発明の命令は、スクリプト、解釈可能なプログラム、ダイナミックリンクライブラリ（ＤＬＬ）又はＪａｖａクラスを含むがこれらに限定されない、任意の解釈可能又は実行可能なコードメカニズムである。命令は、完全な実行可能プログラム、部分的な実行可能プログラム、既存のプログラムの修正（例えばアップデート）又は既存のプログラムの拡張（例えばプラグイン）として提供され得る。さらに、本発明の処理の一部は、複数のコンピュータ又はプロセッサに分散され得る。

上述のように、処理装置、例えばコントローラは、制御方法を実行する。コントローラは、ソフトウェア及び／又はハードウェアとともに、非常に多くの態様で実装され得、必要とされる様々な機能を実行する。プロセッサは、必要な機能を実行するソフトウェア（例えば、マイクロコード）を使用してプログラムされる、１つ又は複数のマイクロプロセッサを採用したコントローラの一例である。しかし、コントローラは、プロセッサを採用してもしなくても実現され、一部の機能を実行する専用ハードウェアと、その他の機能を実行するプロセッサ（例えば、プログラムされた１つ又は複数のマイクロプロセッサ及び関連回路）との組み合わせとしても実現される。

本開示の様々な実施形態において採用されるコントローラ構成要素の例は、従来のマイクロプロセッサ、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）、及びフィールド・プログラマブル・ゲート・アレイ（ＦＰＧＡ）を含むが、これらに限定されない。

本発明のこの例示的な実施形態は、当初より本発明を利用するコンピュータプログラムと、アップデートにより既存のプログラムを、本発明を利用するプログラムに変更したコンピュータプログラムの両方を対象としている。

ずっと先に、コンピュータプログラム要素は、上述のような方法の例示的な実施形態の手順を実行するために必要な全てのステップを提供することができるかもしれない。

本発明のさらなる例示的な実施形態によれば、ＣＤ－ＲＯＭなどのコンピュータ可読媒体が提示され、このコンピュータ可読媒体は、その上にコンピュータプログラム要素が格納されており、このコンピュータプログラム要素は前節で説明されている。コンピュータプログラムは、他のハードウェアとともに又はその一部として供給される光学記憶媒体又は固体媒体などの適切な媒体に格納及び／又は分配されるが、インターネット又は他の有線又は無線電気通信システムを介してなど、他の形態でも分配される。

しかし、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示されることもあり、そのようなネットワークからデータプロセッサの作業メモリにダウンロードされ得る。本発明のさらなる例示的な実施形態によれば、コンピュータプログラム要素をダウンロード可能な状態にするための媒体が提供され、このコンピュータプログラム要素は、先に説明した本発明の実施形態のうちの１つによる方法を実行するように準備される。

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ことに留意すべきである。特に、いくつかの実施形態は、方法類の請求項を参照して説明されているが、他の実施形態は、デバイス類の請求項を参照して説明されている。しかし、当業者であれば、上記及び以下の説明から、別段の断りのない限り、１種類の主題に属する特徴の組み合わせに加えて、異なる主題に関連する特徴間の組み合わせも、本出願で開示されているとみなされると考えるであろう。しかし、すべての特徴を組み合わせることにより、特徴の単純な総和を上回る相乗効果を得ることができる。

本発明は、図面及び上述において図示され、詳細に説明されているが、このような図示及び説明は、例証的又は例示的であるとみなされ、限定的なものではないとものとする。本発明は、開示された実施形態に限定されない。開示された実施形態に対する他の変形形態は、図面、開示、及び従属請求項の研究から、請求された発明を実施する当業者によって理解され、達成され得る。

特許請求の範囲において、「備える／含む／有する」という語は、他の要素又はステップを排除するものではなく、単数形の要素は、複数を排除するものでない。単一のプロセッサ又は他のユニットが、特許請求の範囲に再掲された複数の項目の機能を実現する場合がある。ある手段が相互に異なる従属請求項において再引用されているという事実だけでは、これらの手段の組合せを有利に用いることができないことを示すものではない。特許請求の範囲における任意の参照符号は、範囲を限定するものとして解釈されるべきではない。

Claims (15)

1. 画像データ入力部と、
   データプロセッサと、
   出力インターフェースと
   を備える、末梢灌流測定のためのデバイスであって、
   前記画像データ入力部が、被験者の足の関心領域の少なくとも１つの灌流血管造影２次元Ｘ線画像を受信し、空間的灌流関連パラメータを含む３次元足モデルを受信し、
   前記データプロセッサが、前記３次元足モデルを前記少なくとも１つの灌流血管造影Ｘ線画像中の前記被験者の足とレジストレーションし、前記レジストレーションすることが前記２次元Ｘ線画像中の前記足の姿勢推定を含み、前記姿勢推定に基づいて前記２次元画像と前記３次元足モデルとの間の情報をマッピングし、マッピングした前記情報に基づいて画像処理修正命令を識別し、前記画像処理修正命令に基づいて少なくとも１つの画像信号を修正し、
   前記出力インターフェースが前記少なくとも１つの修正された画像信号を提供する、デバイス。
2. 前記マッピングのために、前記データプロセッサが、前記３次元足モデルから前記２次元Ｘ線画像に灌流領域をマッピングし、２次元で前記灌流領域を投影し、
   前記少なくとも１つの画像処理修正命令の前記識別のために、前記データプロセッサが前記灌流信号を、投影された前記灌流領域のそれぞれにおいて合計し、前記データプロセッサが前記灌流領域を前記推定姿勢に適合させ、
   前記修正のために、前記データプロセッサが、これらの適合された灌流領域に対応する一組の時間濃度曲線を生成する、請求項１に記載のデバイス。
3. 前記マッピングのために、前記データプロセッサがレイトレーシングを実行し、
   前記少なくとも１つの画像処理修正命令の前記識別のために、前記データプロセッサが前記３次元モデルから修正因子を抽出し、
   前記修正のために、前記データプロセッサが、抽出された前記修正因子を前記２次元Ｘ線画像の前記少なくとも１つの信号に適用し、
   前記少なくとも１つの修正された画像信号の前記提供のために、前記データプロセッサが、前記画像中の修正された前記画像信号をレポートするか、又は前記少なくとも１つの修正された画像信号から抽出された量を提供する、請求項１又は２に記載のデバイス。
4. 前記マッピングのために、前記データプロセッサが、前記２次元Ｘ線画像の少なくとも１つの画素のパッチのレイトレーシングを実行し、それぞれの画像信号を、前記２次元Ｘ線画像の前記パッチに寄与した前記３次元モデル中の灌流領域にマッピングし、
   前記少なくとも１つの画像処理修正命令の前記識別のために、前記データプロセッサが、前記２次元Ｘ線画像の前記灌流信号又は抽出された量を前記３次元モデル中に格納し、
   前記修正のために、前記データプロセッサが、格納された前記灌流信号を用いる前記３次元モデルの３次元レンダリングによってレポートを生成する、請求項１から３のいずれか一項に記載のデバイス。
5. 前記３次元足モデルが、前記被験者の足の所定の骨配置に適合され得る足の関節モデルである、請求項１から４のいずれか一項に記載のデバイス。
6. 前記灌流関連パラメータが、前記足の皮膚、皮膚下の実質組織、骨、臨床的に関連する領域への前記足の区分、及び主要血管の群のうちの少なくとも１つを含む灌流解析関連３次元構造を含む、請求項１から５のいずれか一項に記載のデバイス。
7. 前記データプロセッサが、灌流解析として、デジタル・サブトラクション・アンギオグラフィ・シーケンスの部分的灌流解析を、所定の姿勢に対する投影画像の歪みを考慮して計算する、請求項１から６のいずれか一項に記載のデバイス。
8. 前記データプロセッサが、
   前記マッピングのために、前記少なくとも１つの灌流血管造影２次元Ｘ線画像の画像ポイントをレイトレーシングし、前記レイトレーシングに基づいて可能な放射線経路を決定し、決定された可能な前記放射線経路の前記３次元足モデルとの交点を識別し、
   前記識別のために、識別された前記交点に基づいて、前記３次元足モデルの灌流可能な材料の部分を評価し、評価された前記部分に基づいて伝達因子を決定し、
   前記修正のために、前記伝達因子に基づいて、前記２次元Ｘ線画像の値を前記３次元足モデルに空間的に転送し、拡張された３次元足モデルを転送された灌流値で生成し、
   前記提供のために、拡張された前記３次元足モデルを転送された前記灌流値とともに提示する、請求項１から７のいずれか一項に記載のデバイス。
9. 前記データプロセッサの結果を前記出力インターフェース経由で提示し、異なるデジタル・サブトラクション・アンギオグラフィ・シーケンスの灌流パラメータを比較する、グラフィカル・ユーザ・インターフェースを備える可視化ユニットが提供される、請求項１から８のいずれか一項に記載のデバイス。
10. Ｘ線撮像デバイスと、
    表示デバイスと、
    末梢灌流測定のための請求項１から９のいずれか一項に記載のデバイスと
    を備える、末梢灌流測定のためのシステムであって、
    前記Ｘ線撮像デバイスが被験者の身体の関心領域の少なくとも１つの灌流血管造影Ｘ線画像を提供し、
    前記表示デバイスが前記少なくとも１つの修正された画像信号を表示する、システム。
11. 被験者の足の関心領域の少なくとも１つの灌流血管造影２次元Ｘ線画像を受信し、空間的灌流関連パラメータを含む３次元足モデルを受信するステップと、
    前記３次元足モデルを前記少なくとも１つの灌流血管造影Ｘ線画像中の前記被験者の足とレジストレーションするステップであって、前記レジストレーションするステップが前記２次元Ｘ線画像中の前記足の姿勢推定を含む、レジストレーションするステップと、
    前記姿勢推定に基づいて、前記２次元画像と前記３次元足モデルとの間の情報をマッピングするステップと、
    マッピングされた前記情報に基づいて画像処理修正命令を識別するステップと、
    前記画像処理修正命令に基づいて前記少なくとも１つの画像信号を修正するステップと、
    前記少なくとも１つの修正された画像信号を提供するステップと
    を有する、末梢灌流測定のための方法。
12. 前記マッピングするステップが、前記３次元足モデルから前記２次元Ｘ線画像に灌流領域をマッピングするステップと、２次元で前記灌流領域を投影するステップとを有し、
    前記少なくとも１つの画像処理修正命令を識別するステップが前記投影された灌流領域のそれぞれにおいて灌流信号を合計するステップを有し、前記灌流領域が推定された前記姿勢に適合され、
    前記修正するステップが、これらの適合された灌流領域に対応する一組の時間濃度曲線を生成するスッテップを有する、請求項１１に記載の方法。
13. 前記マッピングするステップが、レイトレーシングするステップを有し、
    前記少なくとも１つの画像処理修正命令を識別するステップが、前記３次元モデルから修正因子を抽出するステップを有し、
    前記修正するステップが、抽出された前記修正因子を前記２次元Ｘ線画像の前記少なくとも１つの信号に適用するステップを有し、
    前記少なくとも１つの修正された画像信号を提供するステップが、前記画像中の修正された前記画像信号をレポートするステップ、又は前記少なくとも１つの修正された画像信号から抽出された量を提供するステップを有する、請求項１１又は１２に記載の方法。
14. プロセッサが請求項１１から１３のいずれか一項に記載の方法を実行することを可能にする、コンピュータ実装された方法。
15. 請求項１４に記載の方法のプログラム要素を格納した、コンピュータ読取り可能媒体。

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