JP2024510575A - 血管画像のコレジストレーションのためのシステムおよび方法 - Google Patents

Abstract

本開示は血管イメージングコレジストレーションのための代替的な医用イメージングシステムおよび方法を提供する。方法は、並進処置の開始位置に配置されたイメージング素子を有する血管内に配置された血管内イメージングデバイスを示す血管外画像を含む、血管の一部の血管外イメージングデータを取得することを含む。血管外画像は、視覚化された解剖学的ランドマークを示す、血管の一部をコントラストで示す血管外コントラスト画像も含む。検出された解剖学的ランドマークを示す１つまたは複数の血管内画像を含む血管内イメージングデータが並進処置中に取得される。血管外イメージングデータ上でイメージング素子の開始位置および終了位置がマーキングされ、血管外イメージングデータ上で検出された解剖学的ランドマークの予測位置がマーキングされる。次に、検出された解剖学的ランドマークの予測位置が視覚化された解剖学的ランドマークと位置合わせされる。

Description

本開示は、医用イメージング、ならびに医用イメージングのためのシステムおよび方法に関する。より詳細には、本開示は、血管内イメージングおよび血管外イメージングならびにコレジストレーションを含む、血管イメージングのためのシステムおよび方法に関する。

医療用途、例えば、血管解剖学的構造のイメージングに使用するために、多種多様な医療イメージングシステムおよび方法が開発されている。これらのシステムおよび方法のいくつかは、血管構造をイメージングするための血管内イメージングモダリティおよび血管外イメージングモダリティを含む。これらのシステムおよび方法は、様々な構成を含み、様々な方法のうちの任意の１つに従って動作するか、または使用され得る。既知の血管イメージングシステムおよび方法の各々は、特定の利点および欠点を有する。したがって、血管イメージングおよび評価、ならびにイメージングのコレジストレーション（co-registration）のための代替的なシステムおよび方法を提供することが継続的に必要とされている。

本開示は、代替的な医用イメージングシステムおよび方法を提供する。一例は、血管イメージングコレジストレーションのための方法を含む。方法は、血管の一部の血管外イメージングデータを取得することを含む。血管外イメージングデータは、血管内に配置された血管内イメージングデバイスを示す血管外画像であって、血管内イメージングデバイスのイメージング素子が並進処置の開始位置に配置されている、血管外画像を含み、並進処置の間、イメージング素子は、開始位置から終了位置まで血管内で並進させられる。血管外画像は、血管の一部をコントラストで示すとともに、視覚化された解剖学的ランドマークを示す血管外コントラスト画像も含む。方法は、並進処置の間に血管内イメージングデバイスから血管内イメージングデータを取得することを含み、血管内イメージングデータは、検出された解剖学的ランドマークを示す１つまたは複数の血管内画像を含む。方法は、血管外イメージングデータ上でイメージング素子の開始位置および終了位置をマーキングすること、血管外イメージングデータ上で検出された解剖学的ランドマークの予測位置をマーキングすること、検出された解剖学的ランドマークの予測位置を視覚化された解剖学的ランドマークと位置合わせすることも含む。

上記実施形態のいずれかに代えて、またはそれに加えて、血管外イメージングデータは、血管造影画像データおよび蛍光透視画像データのうちの一方または両方を含む。
上記実施形態のいずれかに代えて、またはそれに加えて、血管造影データは、２次元血管造影画像データ、３次元血管造影画像データ、またはコンピュータトモグラフィ血管造影画像データのうちの１つまたは複数から選択される。

上記実施形態のいずれかに代えて、またはそれに加えて、血管外イメージングデータは、血管内イメージングデバイスを示す血管外画像と、血管の一部をコントラストで示す血管外コントラスト画像とを含むビデオである。

上記実施形態のいずれかに代えて、またはそれに加えて、血管外イメージングデータは、血管内イメージングデバイスを示す血管外画像と、血管の一部をコントラストで示す血管外コントラスト画像とを含む一連の画像である。

上記実施形態のいずれかに代えて、またはそれに加えて、血管内イメージングデータは、血管内超音波データおよび光コヒーレンストモグラフィデータのうちの１つまたは複数から選択される。

上記実施形態のいずれかに代えて、またはそれに加えて、開始位置および終了位置をマーキングすることは、画像パターン認識ソフトウェアを使用することを含む。
上記実施形態のいずれかに代えて、またはそれに加えて、開始位置および終了位置をマーキングすることは、ユーザが開始位置および終了位置を手動でマーキングすることを可能にすることを含む。

上記実施形態のいずれかに代えて、またはそれに加えて、血管外イメージングデータ上で視覚化された解剖学的ランドマークを識別することをさらに含む。
上記実施形態のいずれかに代えて、またはそれに加えて、血管外イメージングデータ上で視覚化された解剖学的ランドマークを識別することは、画像パターン認識ソフトウェアを使用することを含む。

上記実施形態のいずれかに代えて、またはそれに加えて、血管外イメージングデータ上で視覚化された解剖学的ランドマークを識別することは、ユーザが血管外イメージングデータ上で視覚化された解剖学的ランドマークを手動でマーキングすることを可能にすることを含む。

上記実施形態のいずれかに代えて、またはそれに加えて、血管外イメージングデータ上で視覚化された解剖学的ランドマークを識別することは、画像パターン認識ソフトウェアが血管外イメージングデータ上で視覚化された解剖学的ランドマークをマーキングすることを含む。

上記実施形態のいずれかに代えて、またはそれに加えて、血管外イメージングデータ上で検出された解剖学的ランドマークの予測位置をマーキングすることは、画像パターン認識ソフトウェアを使用することを含む。

上記実施形態のいずれかに代えて、またはそれに加えて、血管外イメージングデータ上で検出された解剖学的ランドマークの予測位置をマーキングすることは、ユーザが血管外イメージングデータ上で検出された解剖学的ランドマークの予測位置を手動でマーキングすることを可能にすることを含む。

上記実施形態のいずれかに代えて、またはそれに加えて、検出された解剖学的ランドマークの予測位置を視覚化された解剖学的ランドマークと位置合わせすることは、ソフトウェアを使用して自動的に実行される。

上記実施形態のいずれかに代えて、またはそれに加えて、検出された解剖学的ランドマークの予測位置を視覚化された解剖学的ランドマークと位置合わせすることは、ユーザが検出された解剖学的ランドマークの予測位置を視覚化された解剖学的ランドマークと手動で位置合わせすることを可能にすることを含む。

上記実施形態のいずれかに代えて、またはそれに加えて、並進処置は、自動並進システムを使用して行われる。
上記実施形態のいずれかに代えて、またはそれに加えて、並進処置は、引き戻しである。

上記実施形態のいずれかに代えて、またはそれに加えて、並進処置の間、イメージング素子は、血管内で開始位置から終了位置まで既知の速度で並進させられる。
上記実施形態のいずれかに代えて、またはそれに加えて、血管内イメージングデバイスのイメージング素子が並進処置の間に開始位置から終了位置まで移動する血管外イメージングデータ上の経路を計算することをさらに含む。

上記実施形態のいずれかに代えて、またはそれに加えて、イメージング素子が血管内で開始位置から終了位置まで並進させられる既知の速度を使用して、血管外イメージングデータ上で検出された解剖学的ランドマークの予測位置を決定することをさらに含む。

上記実施形態のいずれかに代えて、またはそれに加えて、血管外イメージングデータ上で検出された解剖学的ランドマークの予測位置をマーキングすることは、血管内イメージングデバイスのイメージング素子が並進処置の間に開始位置から終了位置まで移動する血管外イメージングデータ上の経路を計算すること、イメージング素子が血管内で開始位置から終了位置まで並進させられる既知の速度を使用して、血管外イメージングデータ上で検出された解剖学的ランドマークの予測位置を決定することを含む。

上記実施形態のいずれかに代えて、またはそれに加えて、イメージングコレジストレーションの精度を推定することをさらに含む。
上記実施形態のいずれかに代えて、またはそれに加えて、イメージングコレジストレーションの推定精度を表す視覚的インジケータを生成することをさらに含む。

上記実施形態のいずれかに代えて、またはそれに加えて、血管外イメージングデータ上に、血管の一部にオーバーレイされた視覚的インジケータを表示することをさらに含む。
上記実施形態のいずれかに代えて、またはそれに加えて、血管の一部の１つまたは複数のセグメントに対するイメージングコレジストレーションの精度を推定すること、１つまたは複数のセグメントに対するイメージングコレジストレーションの推定精度を表す視覚的インジケータを生成すること、血管外イメージングデータ上の１つまたは複数のセグメント上に視覚的インジケータを表示することをさらに含む。

上記実施形態のいずれかに代えて、またはそれに加えて、視覚的インジケータは、１つまたは複数の色分けされたインジケータを含む。
上記実施形態のいずれかに代えて、またはそれに加えて、血管外イメージングデータは、血管内に配置された血管内イメージングデバイスを示す、並進処置の間に取得された中間血管外画像であって、イメージング素子が開始位置と終了位置との間の並進処置中の中間位置に配置されている、中間血管外画像をさらに含み、方法は、血管外イメージングデータ上にイメージング素子の中間位置をマーキングすることをさらに含む。

上記実施形態のいずれかに代えて、またはそれに加えて、血管外イメージングデータ上でイメージング素子の中間位置をマーキングすることは、画像パターン認識ソフトウェアを使用することを含む。

上記実施形態のいずれかに代えて、またはそれに加えて、血管外イメージングデータ上でイメージング素子の中間位置をマーキングすることは、ユーザが血管外イメージングデータ上でイメージング素子の中間位置を手動でマーキングすることを可能にすることを含む。

上記実施形態のいずれかに代えて、またはそれに加えて、血管外コントラスト画像は、第２の視覚化された解剖学的ランドマークも示し、血管内イメージングデータは、第２の検出された解剖学的ランドマークを示す１つまたは複数の追加の血管内画像を含み、方法は、血管外イメージングデータ上で第２の検出された解剖学的ランドマークの予測位置をマーキングすること、第２の検出された解剖学的ランドマークの予測位置を第２の視覚化された解剖学的ランドマークと位置合わせすることをさらに含む。

上記実施形態のいずれかに代えて、またはそれに加えて、血管外コントラスト画像は、第３の視覚化された解剖学的ランドマークも示し、血管内イメージングデータは、第３の検出された解剖学的ランドマークを示す１つまたは複数の追加の血管内画像を含み、方法は、血管外イメージングデータ上で第３の検出された解剖学的ランドマークの予測位置をマーキングすること、第３の検出された解剖学的ランドマークの予測位置を第３の視覚化された解剖学的ランドマークと位置合わせすることをさらに含む。

上記実施形態のいずれかに代えて、またはそれに加えて、血管外コントラスト画像は、第４の視覚化された解剖学的ランドマークも示し、血管内イメージングデータは、第４の検出された解剖学的ランドマークを示す１つまたは複数の追加の血管内画像を含み、方法は、血管外イメージングデータ上で第４の検出された解剖学的ランドマークの予測位置をマーキングすること、第４の検出された解剖学的ランドマークの予測位置を第４の視覚化された解剖学的ランドマークと位置合わせすることをさらに含む。

コンピュータ可読媒体は、コンピューティングデバイスによる使用のためのプログラムコードを非一時的状態で格納しており、プログラムコードは、コンピューティングデバイスに上記実施形態のいずれか１つの方法を実行させる。

血管イメージングコレジストレーションのためのシステムは、イメージングデータを受信するための１つまたは複数の入力ポートと、１つまたは複数の出力ポートと、入力ポートおよび出力ポートと通信するコントローラとを備え、コントローラは、上記実施形態のいずれか１つの方法を実行するように構成されている。

上記実施形態のいずれかに代えて、またはそれに加えて、入力ポートは、ライブビデオおよびＤＩＣＯＭのうちの１つまたは複数をサポートすることができる。
上記実施形態のいずれかに代えて、またはそれに加えて、出力ポートは、ディスプレイおよびデータアーカイブのうちの１つまたは複数に出力するように構成されている。

血管内イメージングレジストレーションのためのシステムは、血管内イメージングデバイスと、コンピュータと、コンピューティングデバイスによる使用のためのプログラムコードを非一時的状態で格納したコンピュータ可読媒体とを備え、プログラムコードは、コンピューティングデバイスに上記実施形態のいずれか１つの方法を実行させる。

コントローラは、プロセッサと、メモリとを備え、メモリは、上記実施形態のいずれか１つの方法を実行するためにプロセッサによって実行可能な命令を含む。
いくつかの実施形態の上記概要は、本開示の各開示された実施形態またはすべての実装形態を説明することを意図していない。以下の図面および詳細な説明は、これらの実施形態をより具体的に例示する。

本開示は、添付の図面に関連して以下の詳細な説明を考慮することにより、より完全に理解することができる。
図１は、血管イメージングコレジストレーションにおいて使用するための例示的なシステムの概略図である。 図２は、部分断面図で示された、例示的な血管内イメージングカテーテルの概略図である。 図３は、断面で示された、図２の例示的な血管内イメージングカテーテルの遠位部分の概略図である。 図４は、血管外画像の一例を示すディスプレイの概略図である。 図５は、血管外コントラスト画像の一例を示すディスプレイの概略図である。 図６は、血管外画像の一例を示すとともに、並進処置の開始部分の間に取得された、横断面画像および長手方向断面画像を含む対応する血管内イメージングを示すディスプレイの概略図である。 図７は、血管外画像の一例を示すとともに、並進処置の中間部分の間に取得された、横断面画像および長手方向断面画像を含む対応する血管内イメージングを示すディスプレイの概略図である。 図８は、血管外画像の一例を示すとともに、並進処置の終了部分の間に取得された、横断面画像および長手方向断面画像を含む対応する血管内イメージングを示すディスプレイの概略図である。 図９は、並進処置の開始位置および終了位置でマーキングされた組み合わされた血管外画像の一例を示すとともに、横断面画像および長手方向断面画像を含む対応する血管内イメージングを示すディスプレイの概略図である。 図１０は、検出された解剖学的ランドマークのマーキングされた予測位置を含む血管外画像の一例を示すとともに、横断面画像および長手方向断面画像を含む対応する血管内イメージングを示すディスプレイの概略図である。 図１１は、視覚化された解剖学的ランドマークと位置合わせされた検出された解剖学的ランドマークのマーキングされた予測位置を示すとともに、横断面画像および長手方向断面画像を含む対応する血管内イメージングを示す、図１０のようなディスプレイの概略図である。 図１２は、第２の検出された解剖学的ランドマークのマーキングされた予測位置を含む血管外画像の一例を示すとともに、横断面画像および長手方向断面画像を含む対応する血管内イメージングを示すディスプレイの概略図である。 図１３は、第２の視覚化された解剖学的ランドマークと位置合わせされた第２の検出された解剖学的ランドマークのマーキングされた予測位置を示すとともに、横断面画像および長手方向断面画像を含む対応する血管内イメージングを示す、図１２のようなディスプレイの概略図である。 図１４は、第３の検出された解剖学的ランドマークのマーキングされた予測位置を含む血管外画像の一例を示すとともに、横断面画像および長手方向断面画像を含む対応する血管内イメージングを示すディスプレイの概略図である。 図１５は、第３の視覚化された解剖学的ランドマークと位置合わせされた第３の検出された解剖学的ランドマークのマーキングされた予測位置を示すとともに、横断面画像および長手方向断面画像を含む対応する血管内イメージングを示す、図１４のようなディスプレイの概略図である。 図１６は、第４の検出された解剖学的ランドマークのマーキングされた予測位置を含む血管外画像の一例を示すとともに、横断面画像および長手方向断面画像を含む対応する血管内イメージングを示すディスプレイの概略図である。 図１７は、第４の視覚化された解剖学的ランドマークと位置合わせされた第４の検出された解剖学的ランドマークのマーキングされた予測位置を示すとともに、横断面画像および長手方向断面画像を含む対応する血管内イメージングを示す、図１６のようなディスプレイの概略図である。 図１８は、例示的な血管外画像を含むコレジストレーションされた画像を示すとともに、横断面画像および長手方向断面画像を含む対応する血管内イメージングを示すディスプレイの概略図である。

本開示は、様々な修正形態および代替形態に従うが、その詳細は、例として図面に示されており、詳細に説明される。しかしながら、その意図は、記載される特定の実施形態に本発明を限定することではないことを理解されたい。逆に、本発明は、本開示の技術思想および範囲内に入るすべての修正形態、均等物、および代替形態を包含するものである。

以下に定義される用語については、特許請求の範囲または本明細書の他の箇所において異なる定義が与えられない限り、これらの定義が適用されるものとする。
全ての数値は、本明細書において、明示的に示されているか否かにかかわらず、用語「約」によって修飾されると想定される。「約」という用語は、一般に、記載された値と同等である（例えば、同じ機能または結果を有する）と当業者が考えるであろう数の範囲を指す。多くの場合、「約」という用語は、最も近い有効数字に丸められた数を含み得る。

端点による数値範囲の記載は、その範囲内の全ての数を含む（例えば、１～５は、１、１．５、２、２．７５、３、３．８０、４、および５を含む）。
本明細書および添付の特許請求の範囲において使用される場合、単数形「１つの（a）」、「１つの（an）」、および「その（the）」は、内容が明らかに他のことを示さない限り、複数の指示対象を含む。本明細書および添付の特許請求の範囲において使用される場合、「または」という用語は、内容が明らかに別のことを指示しない限り、「または」を含む意味で概して使用される。

本明細書における「一実施形態」、「いくつかの実施形態」、「他の実施形態」などへの言及は、説明される実施形態が１つまたは複数の特定の特徴、構造、または特性を含み得ることを示すことに留意されたい。しかしながら、そのような記載は、必ずしもすべての実施形態が特定の特徴、構造、または特性を含むことを意味するわけではない。加えて、特定の特徴、構造、または特性が、一実施形態に関連して説明される場合、そのような特徴、構造、または特性は、明確に反対のことが述べられない限り、明示的に説明されているか否かにかかわらず、他の実施形態に関連して使用され得ることを理解されたい。

以下の詳細な説明は、図面を参照して読まれるべきであり、異なる図面における同様の要素には同じ番号が付されている。図面は、必ずしも縮尺通りではなく、例示的な実施形態を示しており、本発明の範囲を限定することを意図していない。

血管を評価または処置するために、いくつかの異なる医療イメージングモダリティを使用することができる。２つの一般的なタイプのイメージングモダリティは、血管外イメージングモダリティおよび血管内イメージングモダリティを含む。本開示は、これらのモダリティの使用およびコレジストレーションに関する。

様々な形態の放射線イメージングなどの血管外イメージングモダリティは、血管の一部の血管外イメージングデータを提供する。いくつかの例は、２次元血管造影法／蛍光透視法、３次元血管造影法／蛍光透視法、またはコンピュータトモグラフィ血管造影法／蛍光透視法などの血管造影法または蛍光透視法イメージングモダリティを含む。血管造影は、典型的には、多くの場合、放射線不透過性造影剤を使用して、１つまたは複数の血管の放射線像をレンダリングすることを伴う。血管造影画像は、蛍光透視法によってリアルタイムで見ることもできる。一般に、蛍光透視法は、血管造影法よりも少ない放射線を使用し、多くの場合、血管内または血管を通る放射線不透過性マーカを含む医療デバイスを誘導するために使用される。血管の血管外イメージングデータは、血管、生体構造、または血管もしくは生体構造内のデバイスの場所もしくは位置付けに関する有用な情報を提供し得る。例えば、血管外イメージングデータ（例えば、血管造影図）は、対象となる血管の包括的な全体画像または一連の画像またはビデオを提供することができ、血管の一般的な評価または血管内のデバイスのナビゲーションのための良好な時間分解能を有する「ロードマップ」を提供することができる。

血管内イメージングモダリティは、血管の一部の血管内イメージングデータを提供する。血管内イメージングモダリティのいくつかの例は、血管内超音波（intravascular ultrasound，ＩＶＵＳ）および光コヒーレンストモグラフィ（optical coherence tomography，ＯＣＴ）を含む。これらのモダリティは、典型的には、血管内に配置されたイメージング素子を含む、デバイスに取り付けられた血管内プローブを使用して、血管自体をイメージングすることを含む。いくつかのタイプのデバイスシステムが、血管内画像データを提供するために血管系を通して追跡するように設計されている。これらは、血管内超音波（ＩＶＵＳ）デバイスおよび光コヒーレンストモグラフィ（ＯＣＴ）デバイス（例えば、カテーテル、ガイドワイヤなど）を含むことができるが、それらに限定されない。動作時には、イメージング素子を含む血管内のデバイスに取り付けられたプローブは、イメージングが所望される領域の血管に沿って動かされる。プローブが対象領域を通過すると、血管、管腔、および周囲組織の一連の「スライス」または断面に対応する血管内画像データのセットが得られる。これらのデバイスは、放射線不透過性材料またはマーカを含んでいてよい。このようなマーカは、一般に、遠位先端の近く、またはプローブの近くもしくはプローブ上に配置される。したがって、イメージングプローブまたはイメージング素子のおおよその位置は、フルオロスコープまたは血管造影画像のいずれかで処置を観察することによって、識別されることができる。典型的には、そのようなイメージングデバイスは、処理ハードウェアおよびソフトウェア、ならびにディスプレイを含む、専用処理ユニットまたは制御モジュールに接続される。生画像データは、コンソールによって受信され、関心のある特徴を含む画像をレンダリングするように処理され、表示デバイス上にレンダリングされる。血管の血管内イメージングデータは、血管外イメージングデータによって提供される情報とは異なる、またはそれに加えて、血管に関する有用な情報を提供することができる。例えば、血管内イメージングデータは、管腔の断面、血管壁上の沈着物の厚さ、血管の非罹患部分の直径、罹患セクションの長さ、血管壁上の沈着物またはプラークの構成、プラーク負荷の評価、またはステント展開の評価に関するデータを提供し得る。

これら２つの一般的なタイプのイメージングモダリティは、異なるイメージングデータを提供し、したがって、互いに相補的であり得る。したがって、特定の状況では、血管を評価または処置するために、両方の一般的なタイプの医療イメージングモダリティを提供または使用することが望ましい場合がある。加えて、取得された血管内イメージングデータ／画像の位置が、血管外イメージングデータ／画像によって得られた血管ロードマップ上のそれらの位置と相関付けられることが有用であり得る。２つの異なるモダリティによってレンダリングされたイメージングデータを連携または「レジストレーション」（例えば、コレジストレーション）することが有用であり得る。コレジストレーションされた血管外イメージングデータおよび血管内イメージングデータを、例えば、共通の表示モニタ上に一緒に表示することも有用であり得る。本明細書で開示されるいくつかの例示的な実施形態は、これらの態様の一部または全部を含み得るか、またはそれらに関連し得る。

本開示のいくつかの実施形態によれば、例示的な方法、システム、デバイス、またはソフトウェアが本明細書で説明される。これらの例は、２つの別個のイメージングモダリティによってレンダリングされたイメージングデータ（例えば、血管外イメージングデータおよび血管内イメージングデータ）を取得およびレジストレーション（例えば、コレジストレーション）するための画像データ取得機器およびデータ／画像プロセッサ、ならびに関連するソフトウェアを含む。追加的にまたは代替的に、例示的な方法、システムまたはソフトウェアは、血管内デバイスに取り付けられたイメージングプローブ（例えば、ＩＶＵＳまたはＯＣＴプローブ）に関連付けられた位置情報および血管内画像を有する血管外画像を同時に提供する単一のディスプレイ上にビューを生成してもよい。

図１は、血管外画像データ（例えば、血管造影図／蛍光透視法）および血管内画像データ（例えば、ＩＶＵＳまたはＯＣＴ画像）を取得してコレジストレーションすることを通じて本開示の実施形態を実行することに関連して使用され得る例示的なシステム１０２の概略図である。システム１０２は、血管外イメージングデータを取得／生成するための血管外イメージングシステム／サブシステム１０４（例えば、血管造影／蛍光透視システム）を含んでいてよい。システム１０２は、血管内イメージングデータを取得／生成するための血管内イメージングシステム／サブシステム１０６（例えば、ＩＶＵＳまたはＯＣＴ）を含んでいてもよい。システム１０２は、取得された血管外イメージングデータおよび取得された血管内イメージングデータの血管イメージングレジストレーションのための方法を実行するように構成された１つまたは複数のコントローラもしくはプロセッサ、メモリおよび／またはソフトウェアを含むコンピュータシステム／サブシステム１３０を含んでいてよい。

血管外イメージングデータは、血管造影／蛍光透視システム１０４によって取得された放射線画像データであってよい。そのような血管造影／蛍光透視システムは、概して当技術分野で周知である。血管造影／蛍光透視システム１０４は、血管造影テーブル１１０を含んでいてよく、血管造影テーブル１１０は、血管造影テーブル１１０上の患者１００に対して作動位置に血管造影／蛍光透視ユニットＣアーム１１４を配置するための十分な空間を提供するように配置されていてよい。血管造影／蛍光透視Ｃアーム１１４によって取得された生の放射線画像データは、伝送ケーブル１１６を介して血管外データ入力ポート１１８に渡されてよい。入力ポート１１８は、別個の構成要素であってもよく、またはコンピュータシステム／サブシステム１３０に統合されるか、もしくはその一部であってもよい。血管造影／蛍光透視入力ポート１１８は、それによって受信された生の放射線画像データを、例えば、ライブビデオ、ＤＩＣＯＭ、または一連の個々の画像の形態の血管外画像データ（例えば、血管造影／蛍光透視画像データ）に変換するプロセッサを含んでいてよい。血管外画像データは、最初に入力ポート１１８内のメモリに格納されてもよく、またはコンピュータ１３０内に格納されてもよい。入力ポート１１８がコンピュータ１３０とは別個の構成要素である場合、血管外画像データは、ケーブル１１７を介してコンピュータ１３０に転送され、コンピュータ１３０の入力ポートに入力され得る。いくつかの代替形態では、デバイスまたはプロセッサ間の通信は、ケーブルではなく無線通信を介して実行されてもよい。

血管内イメージングデータは、例えば、血管内イメージングシステム／サブシステム１０６（例えば、ＩＶＵＳまたはＯＣＴシステム）によって取得されたＩＶＵＳデータまたはＯＣＴデータであってよい。そのようなＩＶＵＳおよびＯＣＴシステムは、概して当該技術分野において周知である。血管内サブシステム１０６は、イメージングカテーテル１２０、例えばＩＶＵＳまたはＯＣＴカテーテルなどの血管内イメージングデバイスを含んでいてよい。イメージングデバイス１２０は、診断アセンブリまたはプローブ１２２（例えば、ＩＶＵＳまたはＯＣＴプローブ）を含むその遠位端が血管の所望のイメージング位置の近傍にあるように、患者１００内に挿入されるように構成されている。プローブ１２２上またはその付近に配置された放射線不透過性材料またはマーカ１２３は、放射線画像におけるプローブ１２２の現在の位置のしるしを提供することができる。

例として、ＩＶＵＳ血管内イメージングデータの場合、診断プローブ１２２は、超音波を生成し、診断プローブ１２２に近接する領域を表す超音波エコーを受信する。プローブ１２２またはカテーテル１２０は、超音波エコーを電気信号または光信号などの対応する信号に変換することができる。対応する信号は、イメージングカテーテル１２０の長さに沿って近位コネクタ１２４に送信される。カテーテル１２０の近位コネクタ１２４は、処理ユニットまたは制御モジュール１２６に通信可能に結合されている。プローブ１２２のＩＶＵＳバージョンは、単一および複数のトランスデューサ素子配置を含む様々な構成で提供される。ＩＶＵＳの文脈において、トランスデューサはイメージング素子とみなすことができることが理解されるべきである。複数のトランスデューサ素子配置の場合、トランスデューサのアレイは、イメージングカテーテル１２０の長さ方向軸に沿って直線的に、カテーテル１２０の長さ方向軸の周りに曲線的に、長さ方向軸の周りに円周方向になど、潜在的に配置される。

ＩＶＵＳ血管内イメージングカテーテル１２０の一例が、図２および図３に示されている。イメージングカテーテル１２０は、近位端領域１７２および遠位端領域１７４を有する細長いシャフト１７０を含んでいてよい。近位ハブまたはコネクタ１２４は、近位端領域１７２に結合されるか、またはそうでなければ近位端領域１７２に隣接して配置されていてよい。先端部材１７６は、遠位端領域１７４に結合されるか、またはそうでなければ遠位端領域１７４に隣接して配置されていてよい。先端部材１７６は、ガイドワイヤルーメン、非侵襲性遠位端、１つまたは複数の放射線不透過性マーカ、または他の特徴を含んでいてよい。イメージングアセンブリ１７７は、シャフト１７０内に配置されていてよい。概して、イメージングアセンブリ１７７（イメージング素子１８２を含むイメージングプローブ１２２を含み得る）は、血管の画像をキャプチャ／生成するために使用することができる。いくつかの例では、医療デバイスは、米国特許出願公開第２０１２／００５９２４１号明細書および米国特許出願公開第２０１７／０１６４９２５号明細書に開示されているものと同様のデバイスまたは特徴を含んでいてよく、それらの全開示は、参照により本明細書に組み込まれる。少なくともいくつかの例では、医療デバイス１２０は、ＢＯＳＴＯＮ ＳＣＩＥＮＴＩＦＩＣ（Ｍａｒｌｂｏｒｏｕｇｈ，ＭＡ）から市販されているＯＰＴＩＣＲＯＳＳ（商標）イメージングカテーテルに類似するか、または類似する特徴を含んでいてよい。

図３に示されるように、イメージングアセンブリ１７７は、駆動ケーブルまたはシャフト１７８と、ハウジング１８０を含むイメージングプローブ１２２と、イメージング素子またはトランスデューサ１８２とを含んでいてよい。イメージングプローブ１２２またはハウジング１８０は、駆動ケーブル１７８に結合されていてよい。トランスデューサ１８２は、シャフト１７０に対して回転可能または軸方向に並進可能であってよい。例えば、駆動ケーブル１７８は、トランスデューサ１８２を回転または並進させるために、回転または並進されてよい。プローブ１２２またはハウジング１８０は、例えば、放射線不透過性材料またはマーカ１２３を含むか、または放射線不透過性材料またはマーカ１２３で作製されてよく、これは、放射線画像におけるプローブ１２２の現在位置のしるしを提供し得る。

図１に戻って参照すると、別の例として、デバイス１２０は、ＯＣＴ血管内データを収集するために使用されるＯＣＴカテーテルであってもよい。ＯＴＣカテーテル１２０は、組織に向けられる光ビームを生成または伝播する診断プローブ１２２を含んでいてよく、表面下の特徴から反射するこの光の一部が収集され、診断プローブ１２２に近接する領域を表す。ＯＣＴでは、診断プローブ１２２は、光の送達および収集のための光学撮像装置を含む。ＯＣＴの文脈では、プローブ１２２の光学撮像装置は、イメージング素子と見なすことができることを理解されたい。干渉法と呼ばれる技術を使用して、受光した光子の光路長を記録することができ、検出前に複数回散乱するほとんどの光子を除去することができる。したがって、ＯＣＴは、対象の表面から直接反射された光を収集しつつ、バックグラウンド信号を除去することによって、厚い試料の画像を構築することができる。プローブ１２２またはカテーテル１２０は、シャフトに沿って光学または光信号を伝送してもよく、または光信号を、イメージングカテーテル１２０の長さに沿って近位コネクタ１２４に伝送され得る電気または光信号などの対応する信号に変換してもよい。カテーテル１２０の近位コネクタ１２４は、処理ユニットまたは制御モジュール１２６に通信可能に結合されている。プローブ１２２またはハウジング１８０は、放射線不透過性材料またはマーカ１２３を含むか、または放射線不透過性材料またはマーカ１２３で作製されてよく、これは、放射線画像におけるプローブ１２２の現在位置のしるしを提供し得る。

生の血管内画像データ（例えば、生のＩＶＵＳまたはＯＣＴデータ）は、イメージングカテーテル１２０によって取得されてもよく、例えば、コネクタ１２４を介して制御モジュール１２６に渡されてもよい。制御モジュール１２６は、別個の構成要素であってもよく、またはコンピュータシステム／サブシステム１３０に統合されるか、もしくはその一部であってもよい。制御モジュール１２６は、カテーテル１２０を介して受信された生の血管内画像データを、例えばライブビデオ、ＤＩＣＯＭ、または一連の個々の画像の形態の血管内画像データ（例えば、ＩＶＵＳまたはＯＣＴ画像データ）に変換するか、または変換するように構成されたプロセッサを含んでいてよい。血管内イメージングデータは、血管セグメントの横断面画像を含んでいてよい。加えて、血管内イメージングデータは、血管の長さに沿って取られた血管のスライスに対応する長手方向断面画像を含んでいてよい。制御モジュール１２６は、コンピュータシステム／サブシステム１３０のための入力ポートと見なされてもよく、または、例えば、ケーブル１１９もしくは無線接続を介して、コンピュータ１３０の入力ポートに接続されると見なされてもよい。血管内画像データは、最初に制御モジュール１２６内のメモリに格納されてもよく、またはコンピュータシステム／サブシステム１３０のメモリ内に格納されてもよい。制御モジュール１２６がコンピュータシステム／サブシステム１３０とは別個の構成要素である場合、血管内画像データは、例えばケーブル１１９を介してコンピュータ１３０に転送され、コンピュータ１３０の入力ポートに入力され得る。代替的に、デバイスまたはプロセッサ間の通信は、ケーブル１１９ではなく無線通信を介して実行されてもよい。

制御モジュール１２６は、イメージングデバイス１２０を動作させる、または血管内イメージングデータの収集を制御するように構成され得る、１つまたは複数の構成要素を含んでいてもよい。例えば、ＩＶＵＳシステムの場合、制御モジュール１２６は、プロセッサ、メモリ、パルス生成器、モータ駆動ユニット、またはディスプレイのうちの１つまたは複数を含んでいてよい。別の例として、ＯＣＴシステムの場合、制御モジュール１２６は、プロセッサ、メモリ、光源、干渉計、光学系、モータ駆動ユニット、またはディスプレイのうちの１つまたは複数を含んでいてよい。いくつかの場合には、制御モジュール１２６は、イメージングカテーテル１２０の動きを制御するように構成されたモータ駆動ユニットであってもよく、またはそれを含んでもよい。そのようなモータ駆動ユニットは、イメージングカテーテル１２０またはその構成要素の回転または並進（translation）を制御することができる。いくつかの例では、制御モジュール１２６またはモータ駆動ユニットは、患者１００内の制御／測定対象内でイメージングカテーテル１２０を並進させるように構成され得る自動並進システムを含んでいてよい。そのような自動並進システムは、並進処置中に、イメージングカテーテル１２０（イメージング素子を含む）が、血管内で開始位置から終了位置まで一定または既知の速度で並進されるように使用され得る（例えば、イメージングカテーテル１２０は、既知の時間量にわたって特定の速度で並進される）。他の実施形態では、並進は手動で行われてもよい。並進処置は、例えば、「引き戻す（pullback）」処置（カテーテル１２０が血管を通して引っ張られる）または「押し通す（push-through）」処置（カテーテル１２０が血管を通して押される）であってよい。制御モジュール１２６は、血管内イメージングおよびデータ収集を制御するように構成されたハードウェアおよびソフトウェアから構成されてもよく、またはそれらを含んでいてもよい。例えば、制御モジュール１２６は、カテーテル１２０から／カテーテル１２０へのイメージングまたはデータ収集をオン／オフするための制御特徴を含んでいてよい。

コンピュータシステム／サブシステム１３０は、１つまたは複数のコントローラまたはプロセッサ、１つまたは複数のメモリ、１つまたは複数の入力ポート、１つまたは複数の出力ポート、および／または１つまたは複数のユーザインタフェースを含むことができる。コンピュータ１３０は、血管内イメージングシステム／サブシステム１０６（例えば、ＩＶＵＳまたはＯＣＴ）からまたはそれを通して血管内画像データを取得するとともに、血管外イメージングシステム／サブシステム１０４（例えば、血管造影／蛍光透視システム）からまたはそれを通して血管外画像データを取得するか、または取得するように構成されている。コンピュータ１３０またはその構成要素は、標準的なカテーテル処置に組み込まれ、画像またはビデオ取得を通して血管外イメージングデータ（例えば、血管造影／蛍光透視法）および血管内イメージングデータ（例えば、ＩＶＵＳまたはＯＣＴ）の両方を自動的に取得するように設計されたソフトウェアおよびハードウェアを含むことができる。

コンピュータシステム／サブシステム１３０またはその構成要素は、取得された血管外イメージングデータおよび取得された血管内イメージングデータの血管イメージングコレジストレーションのための方法を実行するように構成されたソフトウェアまたはハードウェアを含むことができる。その文脈において、コンピュータ１３０は、本明細書に開示されるような血管イメージングコレジストレーションのための方法を実行するためのコンピュータ可読命令またはソフトウェアを含み得る。例えば、いくつかの点において、コンピュータは、本明細書に開示されるような血管イメージングコレジストレーションのための方法をコンピュータに実行させるプログラムコードを含むソフトウェアを含むプロセッサまたはメモリを含んでいてよい。例えば、コンピュータ／コンピューティングデバイスは、本明細書に開示される血管イメージングコレジストレーションのための方法を実行するためにプロセッサによって実行可能な命令を含むプロセッサまたはメモリを含むことができる。その文脈において、コンピュータ／コンピューティングデバイス１３０による使用のためのプログラムコードを非一時的状態で格納したコンピュータ可読媒体も本明細書に開示され、プログラムコードは、コンピューティングデバイス１３０に、本明細書に開示されるような血管イメージングコレジストレーションのための方法を実行させることも理解されたい。加えて、コンピュータ／コンピューティングデバイス１３０は、イメージングデータを受信するための１つまたは複数の入力ポートと、１つまたは複数の出力ポートと、入力ポートおよび出力ポートと通信するコントローラとを含む、血管内イメージングレジストレーションのためのシステムの一部であってもよく、またはそのシステムを含んでいてもよく、コントローラは、本明細書に開示されるような血管内イメージングレジストレーションのための方法を実行するように構成されている。

コンピュータシステム／サブシステム１３０は、例えば、受信された画像データまたはコレジストレーション方法から導出される血管外イメージングまたは血管内イメージングを含む、イメージングをレンダリングまたは表示するために構成されたソフトウェアおよびハードウェアも含むことができる。いくつかの場合では、コンピュータ１３０またはソフトウェアは、血管外イメージングおよび血管内イメージングの両方を単一のディスプレイ上にレンダリングするように構成することができる。この点に関して、システムは、コンピュータ１３０によってレンダリングされた血管外画像データおよび血管内画像データを同時に表示するために構成されたディスプレイ１５０を含んでいてよい。ディスプレイ１５０は、コンピュータシステム１３０の一部であってよく、または、例えばコンピュータ１３０上の出力ポートおよび伝送ケーブル１２１を介してコンピュータシステム１３０と通信する別個の構成要素であってもよい。しかしながら、いくつかの他の場合において、出力ポートを介した通信は、ケーブルによるよりも、むしろ無線であってもよい。いくつかの例では、コンピュータ１３０またはディスプレイ１５０は、血管造影図、ＩＶＵＳ横断面ビュー、およびＩＶＵＳ長手方向断面ビューを同時に提供するように構成されていてよく、これらは、すべてがコレジストレーションされていても、されていなくてもよい。他の例では、ディスプレイは、血管造影図、ＯＣＴ横断面ビュー、およびＯＣＴ長手方向断面ビューを同時に提供するように構成されていてよく、これらは、コレジストレーションされていても、されていなくてもよい。

コンピュータシステム／サブシステム１３０は、他のデバイスにデータを転送するための１つまたは複数の追加の出力ポートも含むことができる。例えば、コンピュータは、データをデータアーカイブまたはメモリ１３１に転送するための出力ポートを含むことができる。コンピュータシステム／サブシステム１３０は、オペレータがシステムを使用するかまたはシステムと対話することを可能にするように構成されたソフトウェアおよびハードウェアを含み得る、ユーザインタフェースを含むこともできる。

システム１０２の構成要素は、並進処置の間の血管外イメージングデータおよび血管内イメージングデータの収集を伴う血管イメージング方法または処置の間に協働して使用され得る。そのような処置を実行し、必要なイメージングデータを取得する状況において、血管内イメージングレジストレーションのための例示的な方法が実行または実施され得る。

例えば、患者１００は、関心のある血管の一部の血管外イメージングのためにテーブル１１０上に配置され得る。患者１００またはテーブルは、血管外イメージングデータの収集に備えて、関心のある血管の所望のビューを提供するように配置または調整され得る。加えて、血管内イメージングカテーテル１２０は、血管内イメージングデータを収集するための並進処置に備えて、対象とする血管の一部の中へ血管内に導入され得る。血管内イメージングカテーテル１２０は、イメージング素子が並進処置のための所望の開始位置に位置するように、血管内でナビゲートされ、配置され得る（多くの場合、蛍光透視下で）。ガイドカテーテルは、ナビゲーションを補助するために使用され得る。適切な位置に配置されると、並進処置が実行または実施され得る。並進処置の前または間に、必要な血管外および血管内イメージングデータが取得され得る。これに関連して、またはこのプロセスの一部として、血管イメージングコレジストレーションまたはレジストレーションのための例示的な方法が実行または実施され得る。

血管外イメージングデータの取得
血管イメージングコレジストレーションのための例示的な方法の一態様は、血管の一部の血管外イメージングデータを取得することを含む。取得された血管外イメージングデータの１つの構成要素は、血管内に配置された血管内イメージングデバイスを示す血管外画像を含む。これは、血管造影／蛍光透視システム１０４によって生成され、コンピュータ１３０によって取得され、ディスプレイ１５０の左上部分の画像出力１５３上に表示される血管造影／蛍光透視画像１５１を示す図４によって表すことができる。画像１５１は、画像出力１５３においてディスプレイ１５０の画面上に表示されるビデオストリームまたは一連の画像の一部であってもよい。個々にレンダリングされたフレームは、画像データフレームを相関させるのに有用であり得る適切なタグ（例えば、フレーム番号、タイムスタンプ、シーケンス番号など）を付けられ得る。図示のように、取得されたイメージングデータは、血管１０（破線で示される血管）内に配置された血管内イメージングデバイス１２０を示す血管外画像１５１を含むことができ、血管内イメージングデバイス１２０のイメージング素子１８２は、並進処置の開始位置２０に配置されている（例えば、「血管外デバイス画像１５１」と呼ばれることもある）。この血管外デバイス画像１５１は、蛍光透視下で取得および記録されてもよく、それにより、デバイス１２０上の放射線不透過性マーカ１２３は、イメージング素子１８２の位置またはイメージング素子１８２の開始位置２０を特定／可視化するために使用することができる。開始位置２０は、血管外画像１５１から実際の位置を識別することによって決定されているので、それは、特定の時間に血管１０内に配置された血管内イメージングデバイス１２０の実際の／既知の位置を示す画像であり、レジストレーションの間に有用であり得る。理解されるように、画像１５１は、コントラストを伴わずに（例えば、蛍光透視下で）取得されてもよく、したがって、血管１０の解剖学的構造は、識別／視覚化することが困難である可能性がある（これが破線で示されている理由である）。

並進処置の間、イメージング素子１８２は、血管１０内で開始位置２０から終了位置３０まで並進させられる。この血管外画像１５１は、並進処置の終了位置３０も示すことができる。例えば、上述したように、遠位端１９１を含むガイドカテーテル１９０が、処置の間に使用され得る。遠位端１９１は、放射線不透過性材料またはマーカを含んでいてよく、取得された血管外画像１５１上に可視化または示されてもよく、並進処置の終了位置として使用されてもよい。終了位置３０は、取得された血管造影／蛍光透視画像１５１から実際の位置を識別することによって決定されているので、それは、血管１０内の実際の／既知の位置でもあり、レジストレーションの間にも有用であり得る。他の実施形態では、血管外画像１５１上に示される他の参照点が、開始または終了位置を定義するために使用されてもよい。例えば、血管外画像１５１上に示される他のデバイス、ステント、解剖学的マーカなどが使用されてよい。

取得された血管外イメージングデータは、血管の一部をコントラストで示すとともに、１つまたは複数の可視化された解剖学的ランドマークを示す血管外コントラスト画像も含んでいてよい。これは、例えば、血管造影／蛍光透視システム１０４によって生成され、コンピュータ１３０によって取得され、画像出力１５３においてディスプレイ１５０上に表示される血管外コントラスト画像２５１（例えば、血管１０内の造影剤を用いて撮影された血管造影図）を示す図５によって表すことができる。画像２５１は、デバイス画像１５１と同じビデオストリームまたは一連の画像の一部であってよく、画像出力１５３においてディスプレイの画面上に表示されてよい。示されるように、取得されたデータは、血管１０の一部をコントラストで示し、１つまたは複数の視覚化された解剖学的ランドマーク（例えば、血管側枝１２，１４，１６，１８）を示す血管外コントラスト画像２５１を含むことができる。この例では、１つまたは複数の視覚化されたランドマークは、血管側枝１２，１４，１６，１８を含むが、他の解剖学的ランドマークが企図され、示され／使用されてもよい。示され／使用され得る他の視覚化された解剖学的ランドマークのいくつかの例は、ステント、湾曲、狭窄、拡大などの血管１０のサイズまたは形状の識別可能な変化、または血管外コントラスト画像２５１上で視覚化され得る他の識別可能な解剖学的ランドマークを含み得る。

取得された血管外イメージングデータは、血管外デバイス画像１５１（例えば、血管内イメージングデバイス１２０の開始位置を示す画像）および血管外コントラスト画像２５１（例えば、「ロードマップ」）の両方を含むビデオデータを含んでいてよい。いくつかの場合には、血管外デバイス画像１５１および血管外コントラスト画像２５１は、組み合わせられるか、または重ね合わせられ得る別個の個々の画像であってよい。これらの画像は、ユーザによって開始され得るプログラムの一部としてシステムによって自動的に取得されるか、または、例えば、ユーザインタフェースを通して、システムと対話するユーザによって手動で要求または取得されてよい。

血管外イメージングデータが取得される順序も変化し得る。例えば、図４および図５に示される実施形態のように、イメージングデバイス１２０は、最初に所望の開始位置にナビゲートされてよく、血管外デバイス画像１５１（例えば、図４）が最初に取得されてよい。その後、血管外コントラスト画像２５１（例えば、図５）は、コントラスト画像２５１が撮影されるときにイメージングデバイス１２０が既に血管１０内にあるかまたは血管１０内に残っている状態で取得され得る。他の実施形態では、順序が逆であってもよいことが企図される。例えば、血管外コントラスト画像２５１は、血管内イメージングデバイスが血管１０内にない状態で最初に取得されてもよい。その後、イメージングデバイス１２０は、所望の開始位置にナビゲートされてよく、開始位置におけるデバイス１２０を示す血管外デバイス画像１５１が取得されてよい。理解されるように、血管外イメージングデータは、血管造影画像データおよび蛍光透視画像データのうちの一方または両方を含み得る。加えて、本明細書に開示されるように、血管外イメージングデータは、２次元血管造影画像データ、３次元血管造影画像データ、またはコンピュータトモグラフィ血管造影画像データのうちの１つまたは複数から選択されることができる。

血管内イメージングデータの取得
血管イメージングコレジストレーションのための例示的な方法の別の態様は、並進処置の間に血管内イメージングデバイスから血管内イメージングデータを取得することを含み、血管内イメージングデータは、１つまたは複数の検出された解剖学的ランドマークを示す１つまたは複数の血管内画像を含む。この例は、図６～図８を参照して表し／説明することができ、図６～図８は、各々が並進処置の進行中に取得されたビデオまたは一連の血管内画像によって表される血管内イメージングデータを示す一連の図である。システムは、並進処置を開始または実行または容易にするように構成されたソフトウェアを含んでいてよい。並進処置は、例えば、ユーザインタフェースを介して、システムと対話するユーザによって開始され得る（例えば、並進を開始するために「引き戻し手順開始」ボタンをクリックする）。加えて、並進処置は、本明細書で論じられるように、例えば、既知の速度で、自動引戻しシステムを使用して実施されてよい。

この例では、並進処置は引き戻しであり、イメージング素子１８２が血管内で開始位置２０から終了位置３０まで並進される。理解されるように、この例では、血管内イメージングデータは、血管内超音波データ（ＩＶＵＳ）である。しかしながら、上述したように、他の実施形態では、血管内イメージングデータは、他の血管内モダリティ、例えば、光コヒーレンストモグラフィ（ＯＣＴ）などを用いて生成されてもよい。ビデオまたは一連の画像の形態の取得された血管内イメージングデータは、並進処置の進行にわたって、１つまたは複数の検出された解剖学的ランドマークを示す１つまたは複数の血管内画像を含む。個々にレンダリングされた血管内画像フレームは、例えば、血管内画像フレームと対応する血管外（例えば、放射線不透過性マーカ）画像データフレームとを相関させる、または長手方向断面血管内画像を横断面血管内画像と相関させるのを助けるのに有用であり得る適切なタグ（例えば、フレーム番号、引き戻し距離、タイムスタンプ、シーケンス番号など）を付けられ得る。明らかになるように、この例では、ＩＶＵＳ上で検出される解剖学的ランドマークは、血管のこの部分の血管造影図に示された４つの側枝（例えば、図５の血管造影図上の側枝１２，１４，１６，１８）を含む。しかしながら、他の検出された解剖学的ランドマークが考慮され、示され／使用されてもよい。使用され得る他の検出される解剖学的ランドマークのいくつかの例は、ステント、湾曲、狭窄、拡大などの血管１０のサイズまたは形状の識別可能な変化、または並進処置の間に取得された１つまたは複数の血管内画像で検出され得る他の検出可能な解剖学的ランドマークを含む。

図６～図８の各々は、ディスプレイ１５０の下部に、血管内イメージングシステム／サブシステム１０６によって生成され、コンピュータ１３０によって取得され、ディスプレイ１５０上に表示された一連の画像を含む／表す血管内イメージングデータを含む、画面上の画像出力１５４を示す。理解されるように、画像出力１５４に示される血管内画像は、並進処置の間に血管の長さに沿って取られた血管のスライスに対応する複数の長手方向断面画像を含んでいてよい。画像出力１５４に示される血管内画像は、並進処置の間に取得され、ビデオまたは一連の血管内画像の一部として記録されてよい。並進処置が進むと、画像出力１５４に示される血管内イメージングデータは、追加の血管内画像が、生成されるにつれて徐々に追加され得る。これは、例えば、図６から図８までの画像出力１５４の進行／延長を見ることによって表され、並進処置が進むにつれて、ディスプレイ１５０上の血管内イメージングデータ１５４に、追加の血管内画像が徐々に追加されている。これらの血管内画像のうちの１つまたは複数は、（本明細書でさらに詳細に説明されるように）１つまたは複数の検出された解剖学的ランドマークを示す。

加えて、図６～図８の各々は、ディスプレイ１５０の右上部分に、血管セグメントの一連の横断面画像を含む／表す血管内イメージングデータを含む画面上の画像出力１５２を示す。これらの横断面画像は、血管内イメージングシステム／サブシステム１０６によって生成され、コンピュータ１３０によって取得されたイメージングデータに含まれ、ディスプレイ１５０上の画像出力１５２に表示される。画像出力１５２に示されるこれらの横断面血管内画像は、並進処置の間に徐々に取得され、血管内イメージングビデオまたは一連の血管内画像の一部であるか、または血管内イメージングビデオまたは一連の血管内画像として記録され得る。並進処置の間の任意の特定の時点において、画像出力１５２に示される横断面画像は、血管内イメージング出力１５４に最後に追加された長手方向断面画像に対応し得る。言い換えれば、画像出力１５２に表示された特定の横断面画像と、画像出力１５４の最後に同時に追加された対応する長手方向断面画像とは、異なる断面血管内画像／ビューであり得るが、同じ時間／血管内の同じ位置で撮影される。

例えば、並進処置の間の血管内イメージングデバイス１２０の実際の進行を追跡するために、並進処置の間、中間血管外イメージングデータが、任意選択的に／周期的に取得されてもよい。これらの中間血管外画像（複数可）は、並進処置の間に取得されてよく、イメージング素子が、開始位置２０と終了位置３０との間の、並進処置中の中間位置に配置された状態で、血管１０内に配置された血管内イメージングデバイス１２０の実際の／既知の位置を示すことができる。例えば、並進処置の間に周期的に、血管造影／蛍光透視システム１０４は、手動または自動のいずれかで起動され（例えば、蛍光透視が起動され）、１つまたは複数の中間血管造影／蛍光透視画像を生成してもよく、中間血管造影／蛍光透視画像は、コンピュータ１３０によって取得され、その時点でディスプレイ１５０上の画像出力１５３に表示される。少なくともいくつかの実施形態では、並進処置または血管内画像の収集またはコレジストレーション方法は、連続した血管造影／蛍光透視法なしで行われてもよい。換言すれば、血管造影／蛍光透視システム１０４は、周期的に起動され得るが、並進のかなりの部分または期間は、アクティブな血管造影／蛍光透視を伴わずに行われ得る。そのような実施形態では、血管内イメージングデバイス１２０の実際の／既知の位置は、並進処置の間に血管造影法／蛍光透視法の下で連続的に追跡されない。

図６～図８の各々は、ディスプレイ１５０の画像出力１５３の左上部分に、そのような中間／周期的に取得された血管外画像を示す。理解されるように、そのような中間血管外画像は、並進処置の間の特定の時間において、血管１０内の実際の／既知の中間場所に配置されるイメージング素子１８２を示す。中間血管外画像が生成され、ディスプレイ１５０上の画像出力１５３に示される並進処置中の特定の時点において、血管内のその特定の中間位置に対する対応する長手方向断面画像が、血管内イメージング出力１５３に追加された最後の画像として示される。同様に、その時点で画像出力１５２に示される横断面画像も、血管１０内のその特定の中間位置に対応する。

図６～図８の進行を簡単に説明すると、図６は、並進処置の開始付近で撮影された血管内画像を示す。並進処置の初期であるため、画面の下部の画像出力１５４は比較的短く、並進処置においてこれまでに得られた比較的少ない長手方向断面血管内画像を示している。ディスプレイ１５０の右上部分において、画像出力１５２は、この位置における血管の対応する血管内横断面画像２５２を示す。図６は、ディスプレイ１５０上の画像出力１５３における中間血管外画像３５１を示す。中間血管外画像３５１は、フルオロスコープを短時間作動させることによって取得することができ、並進処置のこの時点における血管内イメージングデバイス１２０の実際の／既知の位置を識別し、これは、この例では、終了位置３０よりも開始位置２０の近くに配置されたイメージング素子を示す。

図７は、並進処置の中間付近で撮影された血管内画像を示す。画面の下部の画像出力１５４は、（図６と比較して）増えており、並進処置が進行するにつれて得られるより多くの長手方向断面の血管内画像の追加を示している。これらの血管内画像のうちの１つまたは複数は、１つまたは複数の検出された解剖学的ランドマークを示すことも理解することができる。この場合、検出された解剖学的ランドマークは、血管１０の検出された側枝である。図７において、最初の２つの側枝（例えば、検出された解剖学的ランドマーク）を示すこれらの血管内画像は、線１９７および１９８でマーキングされている。いくつかの場合において、検出された解剖学的ランドマークは、システムによって自動的に検出またはマーキングされ得る。例えば、コンピュータ１３０は、画像処理および画像認識を実行するように構成されたソフトウェアまたはハードウェアを含んでいてよい。血管内画像データ（例えば、ＩＶＵＳデータまたは他の適切なデータ）を使用して、システムは、画像処理および画像認識を実行して、検出された解剖学的ランドマーク１９７／１９７を含む画像を識別またはマーキングすることができる。他の場合には、検出された解剖学的ランドマークを含む画像は、例えば、ユーザインタフェースを介して、ユーザによって手動で識別またはマーキングされ得る。

図７のディスプレイ１５０の右上部分において、画像出力１５２は、この位置における血管の対応する血管内横断面画像３５２を示す。図７は、ディスプレイ１５０上の画像出力１５３における第２の中間血管外画像４５１も示す。中間血管外画像４５１は、フルオロスコープを短時間作動させることによって取得することができ、並進処置のこの時点における血管内イメージングデバイス１２０の実際の／既知の位置を識別し、これは、この例では、開始位置２０と終了位置３０との間のほぼ中間に配置されたイメージング素子を示す。

図８は、並進処置が終わりに近づいている、または終了したときに撮影された血管内画像を示す。画面の下部の画像出力１５４は、（図６および７と比較して）ディスプレイ全体にわたって成長しており、完全な並進処置（開始から終了まで）を通して取得されたさらに多くの長手方向断面血管内画像の追加を示している。ディスプレイ１５０上の画像出力１５４のこれらの血管内画像のうちの１つまたは複数は、１つまたは複数の検出された解剖学的ランドマーク（例えば、血管の検出された側枝）を示すことも理解することができる。図８において、最初の２つの検出された側枝を示す血管内画像は、（図７におけるように）線１９７および１９８で再びマーキングされている。第３および第４の検出された側枝を示す２つの追加の血管内画像も、並進処置の後半で取得され、線１９９および２００でマーキングされている。本明細書で説明するように、検出された解剖学的ランドマークを含む画像は、例えば、画像処理および画像認識を使用して自動的に識別またはマーキングされてよく、あるいは、例えば、ユーザインタフェースを介してユーザによって手動で識別またはマーキングされてもよい。

ディスプレイ１５０の右上部分において、画像出力１５２は、血管内の終了位置に対応する血管の対応する血管内横断面画像４５２を示す。図８は、ディスプレイ１５０上の画像出力１５３における追加の（例えば、第３の）中間血管外画像５５１も示す。血管外画像５５１は、フルオロスコープを短時間作動させることによって取得することができ、血管内イメージングデバイス１２０の実際の／既知の位置を識別し、これは、並進処置の終了時に、イメージング素子１８２が終了位置３０に配置された状態で示されている。この時点で、イメージング素子１８２が終了位置３０に到達したので、並進処置を停止することができる。これは、システムによって自動的に行われてもよく、またはシステムと対話するユーザによって手動で行われてもよい。

血管外イメージングデータ上に１つまたは複数の既知の場所をマーキング
血管イメージングコレジストレーションのための例示的な方法の別の態様は、レジストレーションのために血管外イメージングデータをマーキングすることを含む。例えば、血管外イメージングデータは、実際の／既知のレジストレーション点でマーキングされてよい。例えば、いくつかの実施形態は、血管外イメージングデータ上に並進処置の開始位置２０および／または終了位置３０をマーキングすることを含む。

例えば、本明細書で説明されるように、取得された血管外イメージングデータは、血管外画像１５１（例えば、図４）および血管外コントラスト画像２５１（例えば、図５）も含む。血管外画像１５１は、蛍光透視下で取得され、並進処置の開始位置２０および／または終了位置３０を示し、それらは、蛍光透視下で識別されるデバイス１２０／１９０の位置または放射線不透過性マーカを使用して、見分けられ、識別された。これらは、実際の／既知の位置またはレジストレーション点の例である。しかしながら、血管腔または側枝などの解剖学的ランドマークは、造影剤流が存在しないために、画像１５１において容易に識別／特定可能でない場合がある（ただし、図４では参考のために破線で示している）。一方、血管外コントラスト画像２５１（図５）は、コントラストを有する血管造影図であり、したがって、血管の一部をコントラストで示し、１つまたは複数の視覚化された解剖学的ランドマークを示す。したがって、視覚化された解剖学的ランドマーク（例えば、側枝）を、血管外コントラスト画像２５１上で識別することができる。しかしながら、コントラストに起因して、デバイス１２０／１９０のデバイスまたは放射線不透過性マーカの位置は、血管外コントラスト画像２５１においてあまり識別できないか、または特定できない。これは、例えば、並進処置の開始位置２０および終了位置３０などの実際の／既知の位置またはレジストレーション点を見る、または識別することを困難または不可能にする。いくつかの実施形態では、コントラストを伴わない血管外画像（例えば、蛍光透視画像１５１）および血管外コントラスト画像（例えば、コントラスト画像２５１）の両方からのデータを含む、マーキングまたはレジストレーションのための画像を提供することが望ましい可能性がある。

いくつかの実施形態では、並進処置の開始位置２０および終了位置３０などの実際の／既知の位置またはレジストレーション点を示す血管外画像１５１からのデータは、血管外コントラスト画像２５１と組み合わせられるか、またはその上に重ね合わせられてもよい。いくつかの場合には、このプロセスはシステムによって自動的に行われてよい。例えば、コンピュータ１３０は、画像内のデータを組み合わせるかまたは重ね合わせるように設計された画像処理および画像認識を実行するように構成されたソフトウェアまたはハードウェアを含んでいてよい。他の場合には、画像は、例えば、ユーザインタフェースを介して、ユーザによって手動で組み合わせられ、または重ね合わせられてもよい。

血管外画像１５１（例えば、蛍光透視画像）からのデータを血管外コントラスト画像２５１（例えば、コントラストを有する血管造影図）からのデータと組み合わせるかまたはオーバーレイ／重ね合わせた結果は、組み合わされたまたは強調された血管外画像６５１（例えば、強調された血管造影図）をもたらすことができ、これはマーキングされたまたはマーキングすることができる血管外イメージングデータである。そのような血管外画像６５１の一例が図９に示されており、コンピュータ１３０によって生成され、ディスプレイ１５０の左上部分の画像出力１５３上に表示された血管外画像６５１を示している。

図９から分かるように、開始位置２０または終了位置３０（例えば、実際の／既知の位置またはレジストレーション点）が、血管外画像６５１上で識別され、血管外イメージングデータ上でマーキングされ得る。例えば、開始位置２０は、血管外画像６５１上にマーカ６２０でマーキングされていてよい。終了位置３０は、血管外画像６５１上にマーカ６３０でマーキングされていてよい。いくつかの場合には、この識別またはマーキングプロセスは、システムによって自動的に行われ得る。例えば、コンピュータ１３０は、開始位置２０または終了位置３０（または他の実際の／既知の位置またはレジストレーション点）を識別してマーキングするように構成された画像処理および画像認識を実行するように構成されたソフトウェアまたはハードウェアを含んでいてよい。他の場合には、開始位置２０または終了位置３０（または他の実際の／既知の位置またはレジストレーション点）のマーキングは、例えば、ユーザインタフェースを介して、ユーザによって手動で行われる。

並進処置の間の血管内イメージングデバイス１２０のイメージング素子の他の実際の／既知の位置を含むかまたは示す他の血管外データまたは画像は、血管外コントラスト画像２５１または血管外画像６５１と組み合わされてもよく、または血管外コントラスト画像２５１または血管外画像６５１上に重ね合わされてもよい。例えば、中間血管外画像３５１（図６）または中間血管外画像４５１（図７）または中間血管外画像５５１（図８）などの他の血管外画像も、並進処置の間に蛍光透視下で各々取得され、各々は、並進処置の間のある時点における血管内イメージングデバイス１２０のイメージング素子１８２の（放射線不透過性マーカ１２３による）実際の／既知の位置を含む。これらの追加の血管外画像のうちの１つまたは複数からのデータをコントラスト画像２５１または血管外画像６５１と組み合わせるかまたは重ね合わせることは、追加の参照点を追加することができ、精度を高めるのに役立ち得る。データを組み合わせるまたは重ね合わせるプロセスは、上述のように、例えば、システムによって自動的に、またはユーザによって手動で行われてもよい。加えて、イメージング素子１８２の特定の実際の／既知の位置（複数可）は、血管外イメージングデータ上にマーキングされてもよく、マーキングは、上記で議論されたものと同様に生じる。

図９は、並進処置が終わりに近づいているまたは終了したときに撮影された血管内画像も示す。画面下部の画像出力１５４は、並進処置の間（開始から終了まで）に取得された長手方向断面血管内画像を示す。画像出力１５４は、４つの検出された解剖学的ランドマーク（例えば、側枝）を示す血管内画像を含み、これらは、それぞれ線１９７、１９８、１９９、および２００でマーキングされている。ディスプレイ１５０の右上部分において、画像出力１５２は、血管内の終了位置に対応する血管の対応する血管内横断面画像５５２を示す。

本明細書で説明するように、血管内画像の収集中の並進処置の少なくとも一部は、連続する血管造影法／蛍光透視法なしで行われてもよく、または実行されてもよい。換言すれば、血管造影／蛍光透視システム１０４は、例えば、実際の／既知の位置を取得するために、並進処置の間に起動されなくてもよく、または周期的にのみ起動されてもよい。しかし、重要な部分または期間が、血管造影法／蛍光透視法なしで実行され得る。そのような場合、血管内イメージングデバイス１２０の実際の／既知の位置は、並進処置の間に血管造影法／蛍光透視法の下で連続的に追跡されない。

血管造影法／蛍光透視法が、並進処置のかなりの部分の間、非アクティブである実施形態では、システムは、血管造影法／蛍光透視法が非アクティブであるとき、並進処置のそれらの部分に対して、イメージング素子１８２の近似または予測位置（例えば、放射線不透過性マーカ１２３による）を計算するように構成されていてよい。例えば、そのような計算は、その最後にレジストレーションされた位置／場所（例えば、イメージング素子１８２の最後にレジストレーションされた実際の／既知の位置）、ならびに既知の引き戻し距離および速度、計算された経路、または他の非視覚的位置データなどのカテーテルの動きまたは位置の他の指標に基づいていてよい。

例えば、イメージング素子１８２の初期位置が既知であり（例えば、開始位置２０、終了位置３０、または並進処置の間に取得された中間位置のうちの１つなどの、１つまたは複数の実際の／既知の位置またはレジストレーション点を通じて）、カテーテル１２０が自動引き戻しシステムによって特定の速度で既知の時間量にわたって引っ張られる場合、計算／予測位置は、移動経路に沿った初期位置からの距離であり、引き戻し速度と時間との積によって表される。コンピュータ１３０またはその構成要素は、そのような計算を行い、結果を出力するように設計されたソフトウェアまたはハードウェアを含むことができ、例えば、必要に応じて、表示された画像上に計算／予測位置を示すかまたはマーキングすることができる。例えば、並進処置の間の特定の点についての計算／予測位置は、血管外画像６５１または図１８に示されるようなコレジストレーションされた画像に重ね合わされてもよく、並進処置におけるその点でのプローブ１２２またはイメージング素子１８２の計算／予測位置を表すことができる。

いくつかの実施形態では、並進処置の間にイメージング素子１８２がたどる計算された経路（例えば、計算された移動経路）が、決定され、または使用され、または表示され得る。例えば、予測／計算された経路は、開始位置２０と終了位置３０との間に延在してよく、概して、血管外コントラストイメージングデータ上に示されるイメージングされた血管腔に沿って延在してもよい。計算された経路に関するデータは、イメージング素子１８２の近似または予測位置を計算するときにも使用または考慮されてよい。計算された経路を決定するために使用され得る方法のいくつかの例は、ユーザが指定した点または手動経路指定、画像パターン認識、自動２次元および３次元経路計算、ユーザ支援による自動経路計算、ならびに経路の手動計算および自動計算の組み合わせを含む。コンピュータ１３０またはその構成要素は、そのような計算を行うか、または容易にし、結果を出力するように設計されたソフトウェアまたはハードウェアを含むことができ、例えば、必要に応じて、表示された画像上に計算された経路を示すかまたはマーキングすることができる。例えば、計算された経路は、血管外画像６５１または図１８に示されるものなどのコレジストレーションされた画像に重ね合わされてよく、並進処置の間のプローブ１２２またはイメージング素子１８２の投影された経路を表すことができる。

理解されるように、計算／予測位置と実際の／既知の位置との間に誤差が存在し得る。例えば、蛍光透視法が非アクティブである特定の期間において、短縮問題が存在する可能性があり、特に蛇行した／曲がった血管において、計算／予測位置と実際の／既知の位置との間に誤差を引き起こし得ることが予想される。しかしながら、フルオロスコープが起動され、実際の／既知の位置データが取得され、プロセッサに提示される各後続時間に、実際の／既知の位置と予測／計算位置との間の誤差は、計算／予測位置を実際の／既知の位置と置換することによって、低減または排除され得る。加えて、本明細書に開示される血管イメージングコレジストレーションのための例示的な方法の別の態様は、以下でより詳細に説明されるように、特定の検出された解剖学的ランドマークの予測位置を、対応する視覚化された解剖学的ランドマークと位置合わせすることを含む。この態様は、誤差／位置ずれを軽減または低減するのにも役立ち得る。

血管外イメージングデータ上の検出された解剖学的ランドマークの予測位置のマーキング
血管イメージングコレジストレーションのための例示的な方法の別の態様は、血管外イメージングデータ上の検出された解剖学的ランドマーク（複数可）の予測位置をマーキングすることを含む。並進処置の間に取得される血管内イメージングデータは、１つまたは複数の検出された解剖学的ランドマークを示す１つまたは複数の血管内画像を含む。理解されるように、検出された解剖学的ランドマークを示すこれらの血管内画像は、並進処置の間に血管内イメージングデバイスを使用して取得される血管内イメージングデータに含まれる。コレジストレーションの目的のために、（例えば、ＩＶＵＳまたはＯＣＴデータからの）これらの検出された解剖学的ランドマークの位置は、血管外イメージングデータ（例えば、血管造影／蛍光透視データ）上で対応して識別および／またはマーキングおよび／またはレジストレーションされる。並進処置の間に特定の検出された解剖学的ランドマークを検出したときの血管内イメージングデバイス１２０のイメージング素子１８２の位置（実際の／既知の位置または計算／予測位置のいずれか）を知ることは有用であり、これは次いで、血管外イメージングデータ（例えば、血管造影／蛍光透視データ）上の（検出された解剖学的ランドマークの）その位置をマーキングおよび／またはレジストレーションするために使用することができる。

イメージング素子１８２が特定の検出された解剖学的ランドマークを検出するのと同時に血管外イメージングデバイス（血管造影／蛍光透視）がアクティブである特定の状況では、検出された解剖学的ランドマークの位置は、実際の位置／既知である。その特定の検出された解剖学的ランドマークの位置は、血管外イメージングによって提供される実際の／既知の位置を使用して、血管外イメージングデータ上のその位置にマーキングおよび／またはレジストレーションすることができる。

しかしながら、本明細書で説明されるように、血管内画像が収集されるときの並進処置の、大部分または全てではないとしても、少なくとも一部は、連続する血管外イメージングなしで（例えば、血管造影法／蛍光透視法なしで）実行される。そのような場合、並進処置の間に特定の検出された解剖学的ランドマークを検出する際の血管内イメージングデバイス１２０上のイメージング素子１８２の実際の／既知の位置は、分からない。したがって、並進処置の間に特定の検出された解剖学的ランドマークを検出する際の血管内イメージングデバイス１２０上のイメージング素子１８２の計算／予測位置が使用される。イメージング素子１８２の計算／予測位置を決定するための方法および／またはシステムは、上で説明されており、この文脈において使用することができる。次に、検出された解剖学的ランドマークの予測位置が、血管外イメージングデータ上にマーキングされる。

例えば、図１０は、血管外イメージングデータ、この場合は血管外画像７５１を示しており、これは、図９の血管外画像６５１と同様の方法で作成することができ、形態および機能が類似している。血管外画像７５１は、視覚化された解剖学的ランドマーク、この場合は側枝１２、１４、１６、および１８を示す。加えて、血管内画像１５４からの検出された解剖学的ランドマーク１９７（例えば、第１の側枝）の予測位置が、（本明細書で説明されるように）計算／予測されている。次いで、検出された解剖学的ランドマーク１９７の予測位置が、血管外イメージングデータ（例えば、血管外画像７５１）上にマーカ矢印２１２でマーキングされる。理解されるように、この例では、第１の側枝に対する予測およびマーキングされた位置２１２と、血管外イメージングデータ上の視覚化された解剖学的ランドマーク１２との間にいくらかの位置ずれ／誤差／不一致がある。

血管外画像７５１において、視覚化された解剖学的ランドマーク（例えば、側枝）は、手動で、またはシステムによって、識別され、かつ／または識別可能であることにも留意されたい。いくつかの実施形態では、視覚化された解剖学的ランドマーク（例えば、側枝１２，１４，１６，１８）は、ユーザによって、例えば、ユーザが画面上の画像を評価することによって、単に手動で識別されてもよい。いくつかの実施形態では、視覚化された解剖学的ランドマーク（例えば、側枝１２，１４，１６，１８）は、システムによって自動的に識別されてもよい。例えば、コンピュータ１３０は、画像処理および画像認識を実行するように構成されたソフトウェアまたはハードウェアを含んでいてよい。血管外画像データ（例えば、血管造影データ）を使用して、システムは、画像処理および画像認識を実行して、視覚化された解剖学的ランドマーク（例えば、側枝１２，１４，１６，１８）を識別することができる。

視覚化された解剖学的ランドマークは、血管外イメージングデータ上にマーキングされてもよい。例えば、視覚化された解剖学的ランドマーク（例えば、側枝１２，１４，１６，１８）は、血管外画像７５１上の適切なマーカおよび／またはラベルでマーキングされてよい。この場合、側枝１２は、ＳＢ１としてマーキングされ、側枝１４は、ＳＢ２としてマーキングされ、側枝１６は、ＳＢ３としてマーキングされ、側枝１８は、ＳＢ４としてマーキングされる。いくつかの場合には、この識別またはマーキングプロセスは、システムによって自動的に行われ得る。例えば、コンピュータ１３０は、視覚化された解剖学的ランドマークを識別してマーキングするように構成された画像処理および画像認識を実行するように構成されたソフトウェアまたはハードウェアを含んでいてよい。他の場合には、視覚化された解剖学的ランドマークをマーキングすることは、例えば、ユーザインタフェースを介して、ユーザによって手動で行われ得る。

図１０は、並進処置の間に撮影された血管内画像も示す。画面下部の画像出力１５４は、並進処置の間（開始から終了まで）に取得された長手方向断面血管内画像を示す。画像出力１５４は、４つの検出された解剖学的ランドマーク（例えば、側枝）を示す血管内画像を含み、これらは、本明細書の他の箇所にあるように、再び識別され、次いで、線１９７、１９８、１９９、および２００でマーキングされている。ここで、線１９７、１９８、１９９、および２００が、ラベルおよび／またはフラグを有することも理解されるだろう。特に、線１９７には、ラベルＳＢ１が付けられ、線１９８には、ラベルＳＢ２が付けられ、線１９９には、ラベルＳＢ３が付けられ、線２００には、ラベルＳＢ４が付けられている。４つの検出された解剖学的ランドマーク（例えば、ＩＶＵＳ上で検出された側枝）を示すラベル上のマーキング／テキスト／シンボルは、対応する視覚化された解剖学的ランドマーク（例えば、血管造影図上で検出された側枝）に与えられたラベル上のマーキング／テキスト／シンボルと一致する。加えて、検出された解剖学的ランドマークの各々は、その特定の検出された解剖学的ランドマークについての対応する血管内横断面画像の小さな表現を示す追加のラベルも有する。対応する血管内横断面画像のこれらの小さな画像は、各検出された解剖学的ランドマークに対する各テキストラベルの上に見ることができる。いくつかの場合には、これらのマーキング／ラベルは、システムによって自動的に適用されてよい。例えば、コンピュータ１３０は、それに応じてランドマークを識別およびマーキング／ラベリングするように構成された画像処理および画像認識を実行するように構成されたソフトウェアまたはハードウェアを含んでいてよい。他の場合には、マーキング／ラベリングは、例えば、ユーザインタフェースを介して、ユーザによって手動で行われてもよい。

いくつかの場合には、これらの線／マーキング／ラベルは、対話式（interactive）であってもよい。例えば、ユーザインタフェースを介して、ユーザは、線／マーキング／ラベルのうちの１つを作動させることができ、線／マーキング／ラベルは、強調表示および／またはアクティブ化され得る。特定の検出された解剖学的ランドマークに対する線／マーキング／ラベルが強調表示またはアクティブ化されると、その特定の検出された解剖学的ランドマークに対する対応するマーキングされた予測位置が、血管外イメージングデータ（例えば、血管外画像７５１）上に示され、その特定の検出された解剖学的ランドマークに対する対応する血管内横断面画像が、ディスプレイ１５０の右上部分の画像出力１５２に示される。例えば、図１０に見られるように、ラベルＳＢ１（検出された解剖学的ランドマーク１９７を指定する）は、このラベルの上方にある下向きの矢印によって表されるように、アクティブ化／強調表示されて示されている。次いで、血管外イメージングデータ上の検出された解剖学的ランドマーク１９７の予測位置を指定するマーカ矢印２１２が、血管外画像７５１上に示される。そして、検出された解剖学的ランドマーク１９７についての対応する血管内横断面画像が、画像出力１５２に示される。他のラベルの各々は、対応する情報を示すために同様にアクティブ化され得る。

検出された解剖学的ランドマークの予測位置の視覚化された解剖学的ランドマークとの位置合わせ
血管イメージングコレジストレーションのための例示的な方法の別の態様は、検出された解剖学的ランドマークの予測位置を視覚化された解剖学的ランドマークと位置合わせすることを含む。

本明細書で説明するように、視覚化された解剖学的ランドマーク（複数可）は、血管外イメージングデータ上で、手動で、またはシステムによって自動的に、識別され、かつ／または識別可能である。視覚化された解剖学的ランドマークは、任意選択で、手動で、またはシステムによって、血管外イメージングデータ上にマーキングされてもよい。さらに、検出された解剖学的ランドマーク（複数可）の予測位置（複数可）は、手動で、またはシステムによって自動的に、血管外イメージングデータ上で計算され、マーキングされ得る。しかしながら、本明細書で説明されるように、血管外イメージングデータ上の検出された解剖学的ランドマーク（複数可）の予測されたマーキングされた位置（複数可）と、血管外イメージングデータ上の対応する視覚化された解剖学的ランドマークとの間にいくらかの位置ずれ／誤差／不一致が存在し得る。血管イメージングコレジストレーションのための開示される方法は、検出された解剖学的ランドマークの予測位置を視覚化された解剖学的ランドマークと位置合わせすることを含んでいてよく、この位置ずれ／誤差／不一致を軽減するのに役立ち得る。

例えば、図１０は、血管外イメージングデータ、この場合、視覚化された解剖学的ランドマーク１２を示す血管外画像７５１を含むディスプレイを示す。ランドマーク１２は、血管外画像７５１上で識別され、ＳＢ１（例えば、側枝１）とラベリングされている。加えて、血管内画像１５４から検出された解剖学的ランドマーク１９７（ＳＢ１とラベリングもされている）の予測位置が計算／予測され、血管外画像７５１上にマーカ矢印２１２でマーキングされる。理解されるように、検出された解剖学的ランドマークに対する予測位置２１２と、血管外イメージングデータ上の識別された視覚化された解剖学的ランドマーク１２との間には、いくらかの位置ずれ／誤差／不一致が存在する。本明細書に開示される方法およびシステムは、予測位置２１２を視覚化された解剖学的ランドマーク１２と位置合わせすることを提供する。位置合わせは、典型的には、視覚化された解剖学的ランドマーク１２と位置合わせされるように、画面上の予測位置２１２を表すインジケータを移動させる、またはドラッグすることによって行われる。いくつかの場合には、この位置合わせプロセスは、システムによって自動的に行われてもよい。例えば、コンピュータ１３０は、予測位置２１２を対応する視覚化された解剖学的ランドマーク１２と自動的に位置合わせするように構成されたソフトウェアまたはハードウェアを含んでいてよい。これは、ユーザの指示で行われてもよいし、位置ずれが検出された場合に自動的に行われてもよい。他の場合には、位置合わせは、例えば、ユーザインタフェースを介して、ユーザによって手動で行われてもよい。手動アライメントのいくつかの例は、上述した対話式ラベルの使用を含んでもよい。例えば、ユーザインタフェースを介して、ユーザは、検出された関心のある解剖学的ランドマーク、この場合、ラベルＳＢ１を付された検出された解剖学的ランドマーク１９７に対応するラベルを強調表示／作動させることができる。検出された解剖学的ランドマークのラベルが強調表示／アクティブ化されると、その特定の検出された解剖学的ランドマークの対応するマーキングされた予測位置が血管外イメージングデータ上に示され、この場合、マーカ矢印２１２が、検出された解剖学的ランドマーク１９７の予測位置を指定する。次いで、ユーザは、マーカ矢印２１２を手動で移動させ／ドラッグして、対応する視覚化された解剖学的ランドマーク、この場合、視覚化された解剖学的ランドマーク１２と位置合わせすることができる。次いで、ユーザは、例えば、それによって位置合わせを保存するために、ラベルを非アクティブ化してよい。図１１は、図１０に示されるのと同じイメージングデータを有するが、予測位置２１２を視覚化された解剖学的ランドマーク１２と位置合わせした後の画面を示す。

同様の位置合わせステップは、追加の検出された解剖学的ランドマークおよび位置ずれを起こしている対応する視覚化された解剖学的ランドマークの任意の他の予測位置に対しても行うことができる。

例えば、図１２は、血管外イメージングデータ、この場合、基本的に血管外画像７５１と同じであるが、視覚化された解剖学的ランドマーク１４および検出された解剖学的ランドマーク１９８の対応する予測位置に焦点をあてた血管外画像８５１を含むディスプレイを示す。ランドマーク１４は、血管外画像８５１上で識別され、ＳＢ２（例えば、側枝２）とラベリングされている。加えて、血管内画像１５４から検出された解剖学的ランドマーク１９８（ＳＢ２とラベリングもされている）の予測位置が計算／予測され、血管外イメージング画像８５１上にマーカ矢印２１４でマーキングされる。理解されるように、検出された解剖学的ランドマークに対する予測位置２１４と、血管外イメージングデータ上の識別された視覚化された解剖学的ランドマーク１４との間には、いくらかの位置ずれ／誤差／不一致が存在する。本明細書に開示される方法およびシステムは、予測位置２１２を視覚化された解剖学的ランドマーク１２と位置合わせするために上述したのと同様の方法で、予測位置２１４を視覚化された解剖学的ランドマーク１４と位置合わせすることも提供する。図１３は、図１２に示されるのと同じイメージングデータを有するが、予測位置２１４を視覚化された解剖学的ランドマーク１４と位置合わせした後の画面を示す。

同様に、図１４は、血管外イメージングデータ、この場合、基本的に血管外画像７５１および８５１と同じであるが、視覚化された解剖学的ランドマーク１６および検出された解剖学的ランドマーク１９９の対応する予測位置に焦点をあてた血管外画像９５１を含むディスプレイを示す。ランドマーク１６は、血管外画像９５１上で識別され、ＳＢ３（例えば、側枝３）とラベリングされている。加えて、血管内画像１５４から検出された解剖学的ランドマーク１９９（ＳＢ３とラベリングもされている）の予測位置が計算／予測され、血管外イメージング画像９５１上にマーカ矢印２１６でマーキングされる。理解されるように、検出された解剖学的ランドマークに対する予測位置２１６と、血管外イメージングデータ上の識別された視覚化された解剖学的ランドマーク１６との間には、いくらかの位置ずれ／誤差／不一致が存在する。本明細書に開示される方法およびシステムは、予測位置２１２を視覚化された解剖学的ランドマーク１２と位置合わせするために上述したのと同様の方法で、予測位置２１６を視覚化された解剖学的ランドマーク１６と位置合わせすることも提供する。図１５は、図１４に示されるのと同じイメージングデータを有するが、予測位置２１６を視覚化された解剖学的ランドマーク１６と位置合わせした後の画面を示す。

同様に、図１６は、血管外イメージングデータ、この場合、基本的に血管外画像７５１、８５１、および９５１と同じであるが、視覚化された解剖学的ランドマーク１８および検出された解剖学的ランドマーク２００の対応する予測位置に焦点をあてた血管外画像１０５１を含むディスプレイを示す。ランドマーク１８は、血管外画像１０５１上で識別され、ＳＢ４（例えば、側枝４）とラベリングされている。加えて、血管内画像１５４から検出された解剖学的ランドマーク２００（ＳＢ４とラベリングもされている）の予測位置が計算／予測され、血管外イメージング画像１０５１上にマーカ矢印２１８でマーキングされる。理解されるように、検出された解剖学的ランドマークに対する予測位置２１８と、血管外イメージングデータ上の識別された視覚化された解剖学的ランドマーク１８との間には、いくらかの位置ずれ／誤差／不一致が存在する。本明細書に開示される方法およびシステムは、予測位置２１２を視覚化された解剖学的ランドマーク１２と位置合わせするために上述したのと同様の方法で、予測位置２１８を視覚化された解剖学的ランドマーク１８と位置合わせすることも提供する。図１７は、図１６に示されるのと同じイメージングデータを有するが、予測位置２１８を視覚化された解剖学的ランドマーク１８と位置合わせした後の画面を示す。

本明細書に記載の方法および／またはシステムの結果として、並進処置の間に血管内カテーテルによって生成された血管内画像は、血管外画像にコレジストレーションされ、それにより、全ての血管内画像（例えば、ＩＶＵＳまたはＯＣＴ画像）は、血管外画像（例えば、血管造影画像）上のその対応する位置にリンクされる。結果として得られるコレジストレーションされた画像は、血管外画像および対応する血管内画像の両方を含むコレジストレーションされた表示をレンダリングおよび提示するために使用することができる。コレジストレーションされた血管外画像および血管内画像は、ディスプレイ１５０上に互いに並んで同時に表示することができる。コレジストレーションされた画像データは、後のレビューのために、例えば、血管外および血管内画像データを取得した処置とは別のセッションにおいて、コンピュータ１３０または長期ストレージデバイス１３１に格納されてもよい。コレジストレーションされた表示は、再生モードでレンダリングされてもよい。

図１８は、血管外画像および対応する血管内画像の両方を含む、そのような結果として得られるコレジストレーションされた表示の例を示す。理解されるように、コレジストレーションされた血管外画像および血管内画像は、ディスプレイ１５０上に互いに並んで同時に表示することができる。例えば、ディスプレイ１５０は、コレジストレーションされた血管外イメージングデータを示すための左上部分の画像出力１５３と、並進処置の間に（例えば、開始から終了まで）取得されたコレジストレーションされた長手方向断面血管内画像を示すための下部に沿った画像出力１５４と、並進処置の間に取得された対応するコレジストレーションされた横断面血管内画像を示すための右上部分の画像出力１５２とを含む。

いくつかの実施形態では、システムは、ユーザが一連のコレジストレーションされた画像をスクロールおよび／または追跡することを可能にするように構成されたソフトウェアまたはハードウェアを含んでいてよい。例えば、システムは、ユーザがコレジストレーションされた画像のセットのうちの１つをスクロールすることを可能にする構成を含んでいてよく、スクロールが生じると、プロセッサは、画像の他のセットのための対応するコレジストレーションされた画像を取得し、表示する。例えば、図１８を参照すると、スライダバー／カーソル６００が、並進処置の間に取得された一連の血管内画像を示す画像出力１５４上に表示／オーバーレイされていてよい。さらに、対応するスライダバー／カーソル６０２が、血管の血管外画像に沿って画像出力１５３上に表示されていてよい。２つのバー／カーソル６００／６０１２は、ユーザが、画像出力１５３に示されるコレジストレーションされた血管外画像上の血管の経路（例えば、計算された経路）に沿ってスライダバー／カーソル６０２を選択およびドラッグすると、バー／カーソル６００が、それに応じて、画像出力１５４に示される対応する／コレジストレーションされた画像に沿ってスライドするように、関連付けられ、および／またはリンクされていてよい。同様に、ユーザが、画像出力１５４に示されるコレジストレーションされた画像に沿ってスライダバー／カーソル６００を選択およびドラッグすると、バー／カーソル６０２は、画像出力１５３に示されるコレジストレーションされた血管外画像上の血管の経路（例えば、計算された経路）に沿ってスライドする。加えて、ユーザがバー／カーソル６００／６０２のいずれかを移動させると、血管セグメントの対応する横断面画像が、画面上の画像出力１５２に表示される。

血管イメージングコレジストレーションのための方法の別の態様は、イメージングレジストレーションの精度を推定することを含んでいてよい。本明細書で説明されるように、血管外イメージングデータ上の検出された解剖学的ランドマーク（複数可）の予測されたマーキングされた位置（複数可）と、血管外イメージングデータ上の対応する視覚化された解剖学的ランドマークとの間にいくらかの位置ずれ／誤差／不一致が存在し得る。本明細書に開示されるように、血管イメージングコレジストレーションのための方法の一態様は、検出された解剖学的ランドマークの予測位置を視覚化された解剖学的ランドマークと位置合わせすることを含んでいてよく、これは、コレジストレーションにおけるこの位置ずれ／誤差／不一致の一部を軽減するのに役立ち得る。しかしながら、この位置ずれ／誤差／不一致が、最初の場所で（例えば、検出された解剖学的ランドマークの予測位置を視覚化された解剖学的ランドマークと位置合わせする前に）発生したという事実は、画像コレジストレーションの精度を推定するという要望を示唆しており、いくつかの場合には、そのメカニズムを提供することができる。システムは、コレジストレーションの精度を推定し、いくつかの場合には、コレジストレーションの一部または全部について推定された精度レベルを表示および／または他の方法で示すように構成されたソフトウェアまたはハードウェアを含んでいてよい。

様々な方法を使用して、コレジストレーションの精度を推定することができる。例えば、検出された解剖学的ランドマークの予測位置と、対応する視覚化された解剖学的ランドマークとの間の誤差は、個々に、グループで、またはコレジストレーション全体にわたって全体として測定することができる。これらの測定値の大きさは、コレジストレーションの一部または全部の推定された精度レベルを示し得る。例えば、測定された誤差の大きさが、大きい、および／またはある所定の閾値を超える場合、コレジストレーションの予測される精度レベルは低くなり得る。一方、これらの測定値の大きさが、大きい、および／またはある所定の閾値を超える場合、コレジストレーションの予測される精度レベルは低くなり得る。精度のこれらの推定は、コレジストレーションの一部に対して、または全体に対して行われ得る。コレジストレーションの精度を推定する際に使用され得る他の例示的なファクタは、コレジストレーションにおいて使用される実際の／既知の位置またはレジストレーション点の総数（例えば、蛍光透視法を介して取得される）、実際の／既知の位置またはレジストレーション点の間の距離、実行される位置合わせの総数（例えば、検出された解剖学的ランドマークの予測される位置の、視覚化された解剖学的ランドマークとの位置合わせ）、実行された位置合わせの間の距離、および分析される血管の蛇行度を含み得る。精度を推定する他の方法は、曲線ベースのアルゴリズムまたは式、短縮予測（foreshortening prediction）式またはモデルなどを使用することを含んでいてよい。

コレジストレーションの推定された精度レベルは、コレジストレーションの全てまたは一部に対して、および／または分析される血管の一部の全てまたはセグメントにわたって実行され得る。推定された精度レベルが決定されると、コレジストレーションの全部または一部についての推定された精度レベルが表示される。例えば、システムは、イメージングコレジストレーションの推定された精度を表す視覚的インジケータを生成するように構成されたソフトウェアまたはハードウェアを含んでいてよい。いくつかの実施形態では、視覚的インジケータは、血管外イメージングデータ上の示される血管の全部または一部上に表示および／またはオーバーレイされてもよい。視覚特性は、色、記号、強度などを含んでいてよく、示される血管のセグメントにオーバーレイ／重ね合わされてよく、または関連付けられていてもよい。いくつかの場合には、異なる色、シンボル、強度レベルが、精度のレベルを示すためにコード化および／または使用されてもよい。例えば、精度のレベルが特定のセグメントに対して高いと決定された場合、１つの色（例えば、緑色）が、そのセグメント上にオーバーレイされ得る。代替的に、精度のレベルが別の特定のセグメントについて低いと決定された場合、別の色（例えば、赤色）が、そのセグメント上にオーバーレイされ得る。理解されるように、これらは、例としてのみ与えられ、広範な他の構成が企図されている。

別の態様では、実際の／既知の位置と計算された位置との間に誤差がある可能性があり、この誤差が、決定または測定され得ることが理解できる。いくつかの実施形態では、この誤差を考慮して、コレジストレーションを調整するために使用することができる。例えば、誤差／総移動距離比は、フルオロスコープが非アクティブであった先行する期間全体にわたって血管外画像（例えば、血管造影）上で以前に計算／予測された位置を再計算および調整するためのスケーリングファクタとして使用され得る。

本開示は、多くの点で例示的なものにすぎないことを理解されたい。本開示の範囲を超えることなく、細部、特に形状、サイズ、およびステップの配置に関して変更を行うことができる。これは、適切な範囲で、他の実施形態で使用されている１つの例示的な実施形態の特徴のうちの任意のものの使用を含むことができる。本発明の範囲は、当然のことながら、添付の特許請求の範囲が表現される言語で定義される。

Claims (15)

1. 血管イメージングコレジストレーションのための方法であって、
   血管の一部の血管外イメージングデータを取得することを含み、前記血管外イメージングデータは、
   前記血管内に配置された血管内イメージングデバイスを示す血管外画像であって、前記血管内イメージングデバイスのイメージング素子が並進処置の開始位置に配置されている、血管外画像と、
   前記血管の一部をコントラストで示すとともに、視覚化された解剖学的ランドマークを示す血管外コントラスト画像と
   を含み、前記並進処置の間、前記イメージング素子は、前記開始位置から終了位置まで前記血管内で並進させられ、前記方法は、
   検出された解剖学的ランドマークを示す１つまたは複数の血管内画像を含む血管内イメージングデータを、前記並進処置の間に前記血管内イメージングデバイスから取得すること、
   前記血管外イメージングデータ上で前記イメージング素子の前記開始位置および前記終了位置をマーキングすること、
   前記血管外イメージングデータ上で前記検出された解剖学的ランドマークの予測位置をマーキングすること、
   前記検出された解剖学的ランドマークの前記予測位置を前記視覚化された解剖学的ランドマークと位置合わせすること
   を含む、方法。
2. 前記血管外イメージングデータは、血管造影画像データおよび蛍光透視画像データのうちの一方または両方を含む、請求項１に記載の方法。
3. 前記血管造影データは、２次元血管造影画像データ、３次元血管造影画像データ、またはコンピュータトモグラフィ血管造影画像データのうちの１つまたは複数から選択される、請求項２に記載の方法。
4. 前記血管外イメージングデータは、前記血管内イメージングデバイスを示す前記血管外画像と、前記血管の一部をコントラストで示す前記血管外コントラスト画像とを含むビデオである、請求項１～３のいずれか一項に記載の方法。
5. 血管外イメージングデータは、前記血管内イメージングデバイスを示す前記血管外画像と、前記血管の一部をコントラストで示す前記血管外コントラスト画像とを含む一連の画像である、請求項１～４のいずれか一項に記載の方法。
6. 前記血管内イメージングデータは、血管内超音波データおよび光コヒーレンストモグラフィデータのうちの１つまたは複数から選択される、請求項１～５のいずれか一項に記載の方法。
7. 前記開始位置および前記終了位置をマーキングすることは、画像パターン認識ソフトウェアを使用すること、ユーザが前記開始位置および前記終了位置を手動でマーキングすることを可能にすること、またはその両方を含む、請求項１～６のいずれか一項に記載の方法。
8. 前記血管外イメージングデータ上で前記視覚化された解剖学的ランドマークを識別することをさらに含む、請求項１～７のいずれか一項に記載の方法。
9. 前記血管外イメージングデータ上で前記視覚化された解剖学的ランドマークを識別することは、ユーザが前記血管外イメージングデータ上で前記視覚化された解剖学的ランドマークを手動でマーキングすることを可能にすること、画像パターン認識ソフトウェアを使用すること、またはその両方を含む、請求項８に記載の方法。
10. 前記血管外イメージングデータ上で前記視覚化された解剖学的ランドマークを識別することは、前記画像パターン認識ソフトウェアが前記血管外イメージングデータ上で前記視覚化された解剖学的ランドマークをマーキングすることを含む、請求項９に記載の方法。
11. 前記血管外イメージングデータ上で前記検出された解剖学的ランドマークの前記予測位置をマーキングすることは、画像パターン認識ソフトウェアを使用すること、ユーザが前記血管外イメージングデータ上で前記検出された解剖学的ランドマークの前記予測位置を手動でマーキングすることを可能にすること、またはその両方を含む、請求項１～１０のいずれか一項に記載の方法。
12. 前記検出された解剖学的ランドマークの前記予測位置を前記視覚化された解剖学的ランドマークと位置合わせすることは、ソフトウェアを使用して自動的に実行される、請求項１～１１のいずれか一項に記載の方法。
13. 前記検出された解剖学的ランドマークの前記予測位置を前記視覚化された解剖学的ランドマークと位置合わせすることは、ユーザが前記検出された解剖学的ランドマークの前記予測位置を前記視覚化された解剖学的ランドマークと手動で位置合わせすることを可能にすることを含む、請求項１～１２のいずれか一項に記載の方法。
14. 前記並進処置は、自動並進システムを使用して行われる、請求項１～１３のいずれか一項に記載の方法。
15. 前記並進処置は、引き戻しである、請求項１～１４のいずれか一項に記載の方法。

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