JP5503284B2 - 投影撮像からの動き補償された冠血流 - Google Patents
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Description
本発明は医用撮像分野に関する。本発明は、特に、関心対象の画像シーケンスから、動き補償を用いてフローダイナミクスを決定する検査装置、動き補償を用いてフローダイナミクスを決定する方法、画像処理装置、コンピュータ読み取り可能媒体、及びプログラムに関する。
造影剤を用いたｘ線血管造影図からの狭窄の等級付けは、心臓カテーテル検査（Cathlab）における病変冠動脈の低侵襲的処置にとって重要な関心事である。冠動脈病変における閉塞した体積流量及び増大した圧力減退は、冠状動脈性心臓病の主要な原因である。根拠に基づいた治療法の決定では、日常的な臨床ルーチンにおいてこのような狭窄の重篤性を評価することが重要である。現在、この重篤性を評価するために、血管造影図の主観的な目視検査、又は血管内圧計を用いた圧力減退の決定が用いられている。冠動脈は患者の心拍動及び呼吸とともに移動するため、臨床的に有効な評価のためには、血管自体の移動と血管内の血流とを分離することが必要である。
本発明は、動き補償に基づく冠血流の決定を提供することを目的とする。
以下にて説明する本発明の典型的な実施形態は、方法、コンピュータ読み取り可能媒体、画像処理装置及びプログラムにも当てはまる。
本発明の典型的な一実施形態に従って、関心対象の画像シーケンスから、動き補償を用いてフローダイナミクスを決定する検査装置が提供される。当該検査装置は、関心対象の一部内の第１の体積流量の決定を行うように適応された解析ユニットを有する。前記決定は、画像シーケンス内での第１のマーカの第１位置の追跡に基づいて実行される動き補償を含み、マーカの動きは関心対象の動きに対応する。
故に、当該検査装置は動きを決定し、それにより、例えば冠動脈とし得る領域内の、体積流量、流体特性又は過渡特性などを決定するように適応され得る。フローダイナミクスを決定するため、関心対象の一部内に存在する第１のマーカの位置が画像シーケンス内で検出される。このマーカは関心領域（すなわち、関心血管部分）の印となるように適応される。
しかしながら、更なるマーカが存在してもよい。例えば、第２のマーカが設置され、画像シーケンス内でのその位置が同様に追跡されてもよい。故に、直線的な動きだけでなく、これら２つのマーカを有する構造の回転も検出されて補償され得る。例えば、第３のマーカが同様に追跡される場合、構造の３次元での動き（例えば、屈曲又は変形など）が決定されて補償され得る。
なお、用語“動き補償”又は“動き補償を用いた決定”は、“変形補償”又は“変形補償を用いた決定”をも意味する。
本発明の他の典型的な一実施形態に従って、検査装置は更に、画像シーケンスを専用の流れ実行（flow run）及び標準的な収集実行（acquisition run）のうちの一方にて収集するように適応された収集ユニットを有する。
故に、本発明のこの典型的な実施形態によれば、動き補償を用いた流れ決定は、特別にこのような決定プロセスのために収集されたデータセットに対して実行されてもよいし、通常の検査プロセスにおいて収集された標準的なデータセットに基づいて実行されてもよい。
本発明の他の典型的な一実施形態に従って、画像シーケンスは：造影剤なしでの第１画像データの収集、希釈された少量の造影剤の適用、及びその後の、多数の心サイクル中の造影剤の流入及び流出に対応する第２画像データの収集、に従って収集される。
故に、マーカを見えなくすることのない希釈された造影剤が、関心対象に対する流入及び流出の間に、一度の収集における第１の“エンプティ”鼓動の直後に、且つそれとともに、それらの間で中断や撮像装置の再スタートをすることなく観察される。
本発明の他の典型的な一実施形態に従って、画像シーケンスは血管造影データセットである。
故に、冠動脈狭窄の等級付けのための流れの決定は、血管造影データに基づいて提供される。
本発明の他の典型的な一実施形態に従って、動き補償は、鼓動データ又は呼吸（呼気）データを使用する。
故に、動き補償は、第１及び第２のマーカ位置に基づいて行われ得るだけでなく、心電図データに基づいて（患者の心臓が撮像される場合）、あるいは呼吸データに基づいて（例えば、患者の肺が撮像される場合）行われてもよい。
この方法はまた、肺の血管に適用されてもよい。しかしながら、本発明の主な適用分野は呼吸運動の補償であり、その場合、心臓はそれ自体が鼓動するだけでなく、呼吸によって変形したり、周辺で動き回ったりする。本発明の用途は、故に、鼓動運動の補償、呼吸運動の補償、自発的な患者の動き及び無意識の患者の動きの補償、並びにこれらの如何なる組み合わせをも含み得る。
本発明の他の典型的な一実施形態に従って、解析ユニットは更に、少なくとも第１のマーカの第１位置と第２のマーカの第２位置とに基づいて、造影剤濃度の時間−強度曲線を決定し、且つ強い脈動効果の存在下であっても総体積流量及び圧力減退のうちの少なくとも１つを決定するように適応された、モデルに基づく流れ解析を実行するように適応される。
故に、移動する冠動脈内の少なくとも２つの明瞭な点から造影剤濃度の時間−強度曲線を収集することによって、強い脈動効果の存在下であっても、総体積流量、圧力減退、及び血管内の更なる関連パラメータを決定するように適応された、モデルに基づく流れ解析が可能となり得る。
本発明の他の典型的な一実施形態に従って、モデルに基づく流れ解析は、心サイクル全体にわたる様々な流速を含み、入力として心電図データが利用可能であるとき脈動性を補償する。
本発明の他の典型的な一実施形態に従って、関心対象は冠動脈であり、関心対象の前記一部は冠動脈の第１の血管部分である。
また、第１のマーカ及び第２のマーカは、誘導ワイヤ、半透明の誘導ワイヤ、ステント植込み装置、及びバルーン装置のうちの１つの距離マーカとして適応されてもよい。
故に、本発明のこの典型的な実施形態によれば、少なくとも２つの検出可能なマーカを備えた介入装置が冠動脈内に存在し、関心血管部分をマークすることを可能にし得る。
本発明の他の典型的な一実施形態に従って、解析ユニットは更に、心サイクルにわたる第１の体積流量の変動性を、規定時間の造影剤注入によって、あるいは、後続の解析における該変動性の算入及び補償によって補償するように適応される。
本発明の他の典型的な一実施形態に従って、前記後続の解析はビデオデンシトメトリー解析である。
本発明の更なる他の典型的な一実施形態に従って、前記決定は更に、冠動脈の第２の血管部分内の第２の体積流量を決定し、且つ第２の体積流量に基づいて、第１の血管部分内の圧力減退を決定するように適応される。
故に、この実施形態によれば、第１の血管部分内のフローダイナミクス又は体積流量が決定され得るだけでなく、圧力変化も決定され得る。これにより、狭窄の等級付けの改善がもたらされる。
本発明の他の典型的な一実施形態に従って、当該検査装置は、３次元コンピュータ断層撮影装置、及び３次元回転式ｘ線装置のうちの１つとして適応される。
本発明の他の典型的な一実施形態に従って、当該検査装置は、可動性のチューブ又は容器内の流動現象を示すシーケンスを撮像するための、材料試験装置（例えば、燃焼機関などの可動部品内の流体ダイナミクスの評価に適応された装置など）及び医療用装置から成るグループのうちの１つとして構成される。本発明の適用分野は医用撮像であってもよい。
本発明の他の典型的な一実施形態に従って、検査装置により、関心対象の画像シーケンスから、動き補償を用いてフローダイナミクスを決定する方法が提供される。当該方法は、関心対象の一部内の第１のフローダイナミクスを決定する決定段階を有する。この決定段階は、画像シーケンス内での第１のマーカの第１位置の追跡に基づいて動き補償を実行する段階を含み、マーカの動きは関心対象の動きに対応する。
これにより、堅牢且つ正確なフローダイナミクス解析が提供され得る。
本発明の他の典型的な一実施形態に従って、動き補償を用いてフローダイナミクスを決定する画像処理装置が提供される。当該画像処理装置は、関心対象の画像シーケンスを格納する記憶装置、及び上述の方法段階を実行するように適応された解析ユニットを有する。
本発明の他の典型的な一実施形態に従って、関心対象の画像シーケンスから動き補償を用いてフローダイナミクスを決定するコンピュータプログラムが格納されたコンピュータ読み取り可能媒体が提供される。このコンピュータプログラムは、プロセッサによって実行されるとき、該プロセッサに上述の方法段階を実行させる。
さらに、本発明の他の典型的な一実施形態に従って、動き補償を用いてフローダイナミクスを決定するプログラムが提供される。当該プログラムは、プロセッサによって実行されるとき、該プロセッサに上述の方法段階を実行させる。
なお、この（動き補償を用いてフローダイナミクスを決定することを含む）関心対象の検査方法は、コンピュータプログラムとして（すなわち、ソフトウェアによって）実施されてもよいし、１つ以上の特別な最適化電子回路を用いて（すなわち、ハードウェアにて）実施されてもよい。あるいは、この方法は、複合形態にて（すなわち、ソフトウェア要素とハードウェア要素とによって）実施されてもよい。
本発明の典型的な一実施形態に従ったプログラムは、好ましくは、データプロセッサの作業メモリにロードされる。データプロセッサは、故に、本発明に係る方法の典型的な実施形態を実行するように整えられる。コンピュータプログラムは、例えばＣ＋＋等の如何なる好適なプログラム言語によって記述されてもよく、また、例えばＣＤ−ＲＯＭ等のコンピュータ読み取り可能媒体に格納されてもよい。また、コンピュータプログラムは、例えばワールドワイドウェブなどのネットワークから利用可能にされ、該ネットワークから画像処理ユニット若しくはプロセッサ、又は何らかの好適なコンピュータにダウンロードされてもよい。
本発明の典型的な実施形態の要旨として、動的な冠動脈血管造影図から、冠動脈内の流れ及び圧力減退の決定が行われ、血管造影図は、専用の流れ実行にて、あるいは標準的な診断用収集として、の何れかで収集される。流れ及び圧力減退の決定は、関心血管部分の印となるように適応された少なくとも２つの検出可能なマーカを備えた介入装置を用いることによって実行される。この典型的な実施形態において、好ましくは、これらマーカは、ｘ線制御下での低侵襲的処置中に関心冠動脈内に既に存在する装置から選び出される。これにより、堅牢且つ正確な流れ及び圧力減退の決定がもたらされ得る。
本発明のこれら及び更なる態様は、以下にて説明する実施形態を参照することにより明らかになる。
以下、添付図面を参照して、本発明の典型的な実施形態を説明する。図面における説明図は概略的なものである。相異なる図において、類似あるいは同一の要素には同一の参照符号を用いる。
図１は、本発明の典型的な一実施形態に従った検査装置を簡略化して概略的に示している。
本発明は、透視ｘ線撮像、ｘ線造影、超音波撮像又はビデオ撮影のような２次元撮像分野に適用されてもよい。その場合、検査は従来のｘ線システムを用いて行われてもよい。また、本発明は、例えば３次元回転式ｘ線撮像又は３次元回転式血管造影などの３次元撮像分野にも適用されてもよい。
本発明は、特に、動き補償された冠血流が投影撮像から決定されなければならないときに用いられ得るが、圧力変化が血管内で検出されなければならないときにも同様に用いられ得る。
図１に示した装置は、Ｃアーム型のｘ線検査装置であり、取り付け具１１によって天井（図１には図示せず）に取り付けられたＣアーム１０を有している。Ｃアーム１０はｘ線源１２及び検出器ユニット１３を保持している。制御ユニット１６は収集プロセスを制御するように適応されている。
検出器ユニット１３によって生成された画像データは、コンピュータによって制御される画像処理ユニット１７に伝送される。
また、患者の心臓の鼓動を記録するため、心電図（ＥＣＧ）ユニット１８が備えられてもよい。そして、対応するＥＣＧデータは画像処理ユニット１７に伝送される。さらに、呼気データが記録され、画像処理ユニット１７に伝送されてもよい。
画像処理ユニット１７は、上述の方法段階を実行するように適応されている。
また、このシステムは、収集した画像を視覚化するように適応されたモニタ１９を有していてもよい。モニタ１９は、１つの血管アーム内に２つのマーカ２０、２１を有する血管を示している。
本発明は主として２Ｄ画像データのシーケンスに関するが、コンピュータ断層撮影装置又は磁気共鳴撮像装置によって生成されるような３Ｄ画像データのシーケンスにも適用され得るものである。
図２は、本発明に従った典型的な一手法のフローチャートを示している。
冠血流の介入評価は、冠動脈狭窄の等級付け及び結果制御にとって、すなわち、冠状動脈性心臓病のための診療にとって重要な関心事である。しかしながら、診断用の血管造影図は、血流及び圧力減退の間接的な指標に過ぎない投影された冠動脈の内腔を提供するのみである。
投影された血管内腔の観察者による視覚的な印象や更なる介入装置の使用に頼ることなく、血管造影シーケンスから客観的に冠動脈狭窄の流れ抵抗及び残流量を評価することが望まれる。ビデオデンシトメトリー（ビデオ濃度測定）法に基づく、投影から血流を決定するための画像解析が、Shpifoygel SD、Close RA、Valentino DJ、及びDuckwiler GR、「X-ray videodensitometric methods for blood flow and velocity measurement：A critical review of literature」、2000年、Medical Physics、第27巻、第9号、p.2008-2023に記載されているものの、従来で、冠動脈に適用可能な有用な臨床システムへの転用は成功していない。
冠動脈を流れる血流を投影血管造影図から客観的に評価することを可能にするようにビデオデンシトメトリー法を適用するためには、冠動脈の複雑な変形をもたらす心収縮、胸郭内での心臓の移動をもたらす呼吸運動、非平面状の血管配置の収縮（foreshortening）アーチファクト、及び心サイクル全体にわたっての半径及び駆動圧の変化に起因する流量の変動性、という逸脱原因を補償することが必要となる。
また、ビデオデンシトメトリー流れ解析用のアルゴリズムの堅牢性及び精度は制限されたものとなっている。本発明に従った方法は、上述の問題の全てを扱い、故に、カテーテル検査介入中のビデオデンシトメトリー血流評価を可能にし得る。
第１実施形態によれば、専用の流れ収集プロトコルが得られる。
段階１にて、距離マーカ群を備える誘導ワイヤが関心血管部分の全体に及ぶように位置付けられる。段階２にて、患者が息を止めている間に、希釈された造影剤を有する診断用血管造影図が取得される。そして段階３にて、誘導ワイヤ上のマーカ群が抽出され、移動する冠動脈内に、関心血管部分において明確な距離を有する固定位置群が定められる。そして、これらの位置における造影剤濃度の時間−明暗度曲線がビデオデンシトメトリー法のために抽出される（段階４）。モデルに基づく流れ解析は、心サイクルにわたる様々な流速を含んでもよく、入力としてＥＣＧが利用可能であるとき、上記のような脈動性を補償する。
この基本的な方法の拡張例は、マーカが造影剤によって不明瞭にされるときであってもそれらの位置を決定するため、心臓運動及び呼吸運動を補償するための、利用可能な方法を適用することを含んでもよい。
このような心臓の動きの補償は、国際公開第２００５／０３９２５３号パンフレット「Angiographic image providing device for operating vascular system，generates angiogram image related to matching between heartbeat phase with given heartbeat phase based on function describing positions of heart」に記載されている。
これは、収集中に患者が息を止めない場合であっても、血管が完全に不透明にされる標準的な血管造影図に同一の方法を適用することを可能にし得る。
何れの実施形態においても、心サイクルにわたる体積流量の変動性は、規定時間の造影剤注入によって、あるいは、その後のビデオデンシトメトリー解析におけるこの影響の算入及び補償によって、の何れかで補償される。
フロー及び狭窄評価の第１段階として、鼓動及び呼吸運動の間に冠動脈内で不変のままの点を少なくとも２つ特定することが必要となり得る。これらのマーカは、例えば、疑わしい血管部分の上流と下流とにそれぞれ位置付けられてもよい。例えば（国際公開第０３／０４３５１６号パンフレット「Medical viewing system and method for enhancing structures in noisy images」に記載されているような）介入装置によって実現されるマーカの追跡や、（Baert S、Niessen WJ、Meijering EHW、Frangi AF、及びViergever AF、「Guide wire tracking during endovascular interventions」、2000年、Delp SL、DiGioia AM、Jaramaz B（編）：MICCAI 2000、Proc. LNCS 1935、p.727-734に記載されているような）誘導ワイヤのセグメント化は、血管内に造影剤が全くあるいは殆ど存在しない限り、このようなマーカ位置を提供し得る。これは、しかしながら、血管を強烈に不透明にすることを狙った現行の臨床プロトコルとは相容れないものである。
対照的に、（Hoffmann KR、Sen A、Lan L、Kok-Gee C、Esthappan J及びMazzucco M、「A system for determination of 3D vessel tree centerlines from biplane images」、2000年、International Journal of Cardiac Imaging、第16巻、第5号、p.315-330に記載されているような）造影剤を用いた血管の画像解析に基づく冠動脈の追跡は、極度の手作業による相互作用を必要とし、血管の中心線に沿った正確な位置を利用することができないという問題を抱える。
そのため、本発明の第１実施形態に従った修正された専用の流れプロトコルを提案する。この実施形態においては、誘導ワイヤ、又は距離マーカを備えた何らかのその他の介入装置が用いられ、関心血管部分にわたってナビゲートされる。専用の流れシーケンスが収集される。このシーケンスにおいて、患者は息を止めるように依頼される。そして、造影剤を用いずに１つの心サイクルが撮像された後、少量且つ希釈された量の造影剤が注入される。少ない心サイクル数にて、この造影剤の流入及び流出が撮像される。この収集には以下の処理が適用される。
疑わしい血管部分の上流の少なくとも１つのマーカ及び下流の少なくとも１つのマーカの位置が、例えばテンプレートトラッキング、又はコンピュータ・ビジョンから周知のその他の手法を用いて抽出される。これらのマーカの位置は、それぞれ、ｘ１（ｔ）及びｘ２（ｔ）に格納される。
そして、ＥＣＧの同期解析により、血管造影シーケンスの全フレームに関して、心サイクルの位相ΦＥＣＧ（ｔ）が提供される。
さらに、全てのフレームにおいて識別された２つの点の位置を用いて、血管造影図から、局所的なｘ線減衰ＴＩＣ１（ｔ）及びＴＩＣ２（ｔ）が抽出される。これらの点は誘導ワイヤ又は介入装置上に位置しているので、これら２つの点の間の距離は、強い湾曲及び収縮の存在下であっても明瞭に知ることができる。
そして、実際の階調を、最初の造影剤を用いていない心サイクルにおけるそれぞれの位置での階調と比較することにより、血管内の局所的な造影剤濃度が決定される。
最後に、マーカの幾何学配置の設計から、冠動脈内のこれら２つの管理点の間の距離Ｌを知ることができる。この信頼できる距離は、バックグラウンド補正されたＴＩＣ１＊（ｔ）及びＴＩＣ２＊（ｔ）（これらは上記ＴＩＣ１（ｔ）及びＴＩＣ２（ｔ）に対して修正されたデータを格納している）とともに、ビデオデンシトメトリー血流評価に適したアルゴリズムを適用することを可能にし、故に、関心血管部分を流れ抜ける血液の量を決定することを可能にする。
本発明の典型的な更なる一実施形態において、モデルに基づくビデオデンシトメトリー法が適用される。この流れモデルにおいては、既知の長さ及び半径を有する血管部分内の造影剤の輸送が模擬される。この血管部分への観測された入力としてＴＩＣ１（ｔ）を用い、このモデルは様々な流量に対するＴＩＣ２’（ｔ）、血管の断面内の速度分布、造影剤と血液との間の拡散定数、及び時間とともに変化する駆動圧を予測する。モデルは、これらのパラメータ全体での最適化により、予測値ＴＩＣ２’（ｔ）と観測されたＴＩＣ２（ｔ）とが可能な限り近いものとなるように調整される。
そして、調整されたモデルパラメータから、全ての関連する流れ情報、特に体積流量を読み出すことができる。冠動脈流の場合、可変の駆動圧ｐ（ｔ）と連携することが必要であり、やはり心サイクルにわたって変化する可変の血管半径ｒ（ｔ）を導入することが有利となり得る。その結果、モデルは更に、同期化された２つの関数ｐ（φＥＣＧ）及びｒ（φＥＣＧ）を、例えば心サイクルにおけるそれらの最大値及び最小値、並びにそれぞれの移行の瞬間などの小数のスカラーパラメータから最適化しなければならない。患者間の変動性への適合のみが必要となるよう、初期化として、予期されるｐ（φＥＣＧ）及びｒ（φＥＣＧ）の進路に関する生理学的な先験的知識を用いることができる。さらに、冠動脈（これは心筋に部分的に埋め込まれているため、変化する外圧に晒される）の最大半径及び最小半径を、それぞれのφＥＣＧで取得された血管造影図から推定することが可能である。
体積流量が１つの健康な冠動脈部分においても決定される場合、狭窄によって生じる追加的な圧力減退を定量化することも可能となり得る。
拡張例として且つ更なる実施形態として、流れ解析を更には標準的な診断血管造影にも適用することを可能にする方法が提供される。
距離マーカを備えた誘導ワイヤは、介入装置又は半透明の誘導ワイヤに置き換えられてもよい。介入装置上のマーカの抽出は、国際公開第０３／０４３５１６号パンフレット「Medical viewing system and method for enhancing structures in noisy images」に記載されており、標準的な誘導ワイヤに関する終点位置特定による誘導ワイヤ追跡は、Baert S、Niessen WJ、Meijering EHW、Frangi AF、及びViergever AF、「Guide wire tracking during endovascular interventions」、2000年、Delp SL、DiGioia AM、Jaramaz B（編）：MICCAI 2000、Proc. LNCS 1935、p.727-734に記載されている。
更なる拡張例は、造影剤を用いた完全な血管造影図収集において、たとえ、完全に不透明な血管内腔の撮像を目的とした造影剤注入によってマーカが部分的に見えなくされたとしても、冠動脈内の少なくとも２つの固定位置を決定することを可能にし得る。
第１に、血管造影のフレーム群が先ず、関心血管内に造影剤が含まれているか否かの情報に基づいて分類される。それぞれの方法は、Aach T、Condurache A、Eck K及びBredno J、「Statistical-model based identification of complete vessel-tree frames in coronary aniograms」、2004年、Bouman CA及びMiller EL（編）、Electronic Imaging 2004：Computational Imaging、Proc. SPIE 5299、p.283-294に記載されている。
第２に、造影剤を全くあるいは殆ど含んでいないと分類された全てのフレームにおいて、（Baert S、Niessen WJ、Meijering EHW、Frangi AF、及びViergever AF、「Guide wire tracking during endovascular interventions」、2000年、Delp SL、DiGioia AM、Jaramaz B（編）：MICCAI 2000、Proc. LNCS 1935、p.727-734、及び国際公開第０３／０４３５１６号パンフレット「Medical viewing system and method for enhancing structures in noisy images」にて開示されているような）テンプレートトラッキング又はその他の周知の方法により、冠動脈内の２点の位置ｘ１（ｔ）及びｘ２（ｔ）が提供され得る。
第３に、呼吸運動補償により、胸郭内の心臓の大域的な動きが提供され得る。例えば、撮像された冠動脈が互いに整合されるように呼吸摂取の相異なる深さで取得されたフレーム間の補償シフトΔ（ΦＲｅｓｐ,１，ΦＲｅｓｐ,２）を決定するために、投影血管造影図からの呼吸摂取の深さφＲｅｓｐ（ｔ）を用いることができる。この補償はまた、冠動脈がその時において血管造影フレーム内で見えない場合にも適用可能である。
この補償を用い、呼吸補償された位置ｘ１’（ｔ）及びｘ２’（ｔ）が、心拍動のみに依存し、もはや呼吸には依存しないように、ｘ１（ｔ）、ｘ２（ｔ）及びΦＲｅｓｐ（ｔ）から計算される。
そして、この情報は結合され、呼吸摂取の異なる深さに関して心サイクルの任意の位相における冠動脈内の２つの固定点の位置を決定する曲線ｘ１（ΦＥＣＧ，ΦＲｅｓｐ）及びｘ２（ΦＥＣＧ，ΦＲｅｓｐ）が生成される。
もはや、血管内の造影剤のためにマーカを視認することができない全てのフレームに関して、位置ｘ１（ｔ）及びｘ２（ｔ）を計算することが可能である。この予測に起因する小さいズレは、冠動脈の中心線への局所的な適応型マッチングによって補正することができる。
ｘ１（ｔ）及びｘ２（ｔ）が全血管造影期間にわたって抽出されると、第１実施形態に関して説明したビデオデンシトメトリー解析を更なる修正なしで適用することができる。
本発明の一態様によれば、冠動脈の動き補償は、希釈された造影剤のみが使用される専用の流れ収集での視認可能マーカの位置から提供される。完全に不透明な血管を有する標準的な血管造影図の場合、さらに、既に提示した鼓動及び呼吸の動き補償法が適用される。冠動脈の動き補償に続いて、移動する冠動脈内の少なくとも２つの明瞭な点から、造影剤濃度の時間−強度曲線（ＴＩＣ）を収集することが可能である。この情報は、強い脈動効果の存在下であっても総体積流量、圧力減退、及び血管内の更なる関連パラメータを決定するように特別に適応された、モデルに基づく流れ解析に十分なものである。
図３は、本発明に従った方法の典型的な一実施形態を実行するための本発明に従ったデータ処理装置４００の典型的な一実施形態を示している。図３に示したデータ処理装置４００は、例えば冠動脈、又は流体を保持するその他の移動物などの関心対象を描写する画像を格納するメモリ４０２に接続された中央演算処理装置（ＣＰＵ）又は画像プロセッサ４０１を有している。
データプロセッサ４０１は、複数の入力／出力ネットワーク、又は例えばｘ線撮影装置などの診断装置に接続され得る。データプロセッサ４０１は更に、データプロセッサ４０１にて計算あるいは適応された情報又は画像を表示する例えばコンピュータモニターといった表示装置４０３に接続され得る。操作者又はユーザは、キーボード４０４、及び／又は図３には示していないその他の出力装置を介してデータプロセッサ４０１とやり取りしてもよい。
さらに、バスシステム４０５を介して、画像処理・制御プロセッサ４０１を、例えば、関心対象の動きを監視する動きモニタに接続することも可能である。例えば、患者の肺が撮像される場合、動きセンサは呼気センサとしてもよい。心臓が撮像される場合、動きセンサは心電計としてもよい。
提案した冠動脈血流解析用モデルは、例えば、撮像、診断、治療法の決定及び結果制御に関する付加機能を提供するため専用のワークステーション等、冠動脈カテーテル検査にて利用可能なワークステーション上に実装されてもよい。
全ての処理機能は、本発明によれば、共通のカテーテル検査ワークステーションに集積されてもよい。介入手順の実施者は、更なる診断及び治療を行う冠動脈を選択するために、誘導ワイヤ及び可能な介入装置をこの血管内にナビゲートするための方法を用いてもよい。血流評価アルゴリズムは、診断用の造影剤を用いた血管造影又は専用流れ収集に続いて自動的に始動し、この関心血管内の流量を提供してもよい。
なお、用語“有する”はその他の要素又は段階を排除するものではなく、“或る（ａ又はａｎ）”は複数であることを排除するものではない。また、相異なる実施形態に関連して説明された要素が組み合わされてもよい。
さらに、請求項中の参照符号は請求項の範囲を限定するものとして解釈されるべきではない。
Claims (18)
- 関心対象の画像シーケンスから、動き補償を用いてフローダイナミクスを決定する検査装置であって：
前記画像シーケンスからの、前記関心対象の一部内の第１のフローダイナミクスの決定、を行うように適応された解析ユニットを有し；
前記決定は、前記画像シーケンス内での第１のマーカの第１位置及び第２のマーカの第２位置の追跡に基づいて実行される動き補償を含み；
前記第１及び第２のマーカは、血管内装置の距離マーカとして適応されており；
前記マーカの動きは前記関心対象の動きに対応する；
検査装置。 - 前記画像シーケンスを専用流れ実行及び標準収集実行のうちの一方にて収集するように適応された収集ユニット、を更に有する請求項１に記載の検査装置。
- 前記画像シーケンスは：
１つの心サイクル中の第１データの収集；
少量且つ希釈量の造影剤の適用；及び
その後の、多数の心サイクル中の前記造影剤の流入及び流出に対応する第２データの収集；
に従って収集される、請求項２に記載の検査装置。 - 前記画像シーケンスは血管造影データセットである、請求項１に記載の検査装置。
- 前記動き補償は、鼓動データ、呼吸データ、自発的な患者動きデータ及び無意識の患者動きデータを使用する、請求項１に記載の検査装置。
- 前記解析ユニットは更に：
少なくとも前記第１のマーカの前記第１位置と前記第２のマーカの前記第２位置とに基づいて、造影剤濃度の時間−強度曲線を決定し；且つ
強い脈動効果の存在下であっても総体積流量及び圧力減退のうちの少なくとも１つを決定するように適応された、モデルに基づく流れ解析を実行する；
ように適応されている、請求項１に記載の検査装置。 - 前記モデルに基づく流れ解析は、心サイクル全体にわたる様々な流速を含み、入力として心電図データが利用可能であるとき、脈動性を補償する、請求項６に記載の検査装置。
- 前記関心対象は冠動脈であり；且つ
前記関心対象の前記一部は冠動脈の第１の血管部分である；
請求項１に記載の検査装置。 - 前記第１のマーカ及び前記第２のマーカは、誘導ワイヤ、半透明の誘導ワイヤ、ステント植込み装置、及びバルーン装置のうちの１つの距離マーカとして適応されている、請求項１に記載の検査装置。
- 前記解析ユニットは更に：
心サイクルにわたる第１の体積流量の変動性を、規定時間の造影剤注入によって、あるいは、後続の解析における該変動性の算入及び補償によって補償する、
ように適応されている、請求項１に記載の検査装置。 - 前記後続の解析はビデオデンシトメトリー解析である、請求項１０に記載の検査装置。
- 前記解析ユニットは更に：
冠動脈の第２の血管部分内の第２の体積流量を決定し；且つ
前記第２の体積流量に基づいて、前記第１の血管部分内の圧力減退を決定する；
ように適応されている、請求項１に記載の検査装置。 - 固定された撮像配置のカテーテル検査撮像装置、３次元コンピュータ断層撮影装置、及び３次元回転式ｘ線装置のうちの１つとして適応された請求項１に記載の検査装置。
- 材料試験装置及び医療用装置から成るグループのうちの１つとして構成された請求項１に記載の検査装置。
- 動き補償を用いて関心対象の画像シーケンスからフローダイナミクスを決定する検査装置の作動方法であって：
前記検査装置の解析ユニットにより、前記関心対象の一部内の第１のフローダイナミクスを前記画像シーケンスから決定する決定段階を有し；
前記決定段階は、前記画像シーケンス内での第１のマーカの第１位置及び第２のマーカの第２位置の追跡に基づいて動き補償を実行する段階を含み；
前記第１及び第２のマーカは、血管内装置の距離マーカとして適応されており；
前記マーカの動きは前記関心対象の動きに対応する；
方法。 - 関心対象の画像シーケンスから、動き補償を用いてフローダイナミクスを決定する画像処理装置であって：
前記関心対象の画像シーケンスを格納する記憶装置；及び
前記画像シーケンスからの、前記関心対象の一部内の第１のフローダイナミクスの決定、を行うように適応された解析ユニットであり：
前記決定は、前記画像シーケンス内での第１のマーカの第１位置及び第２のマーカの第２位置の追跡に基づいて実行される動き補償を含み、
前記第１及び第２のマーカは、血管内装置の距離マーカとして適応されており、
前記マーカの動きは前記関心対象の動きに対応する、
解析ユニット；
を有する画像処理装置。 - 関心対象の画像シーケンスから動き補償を用いてフローダイナミクスを決定するコンピュータプログラムが格納されたコンピュータ読み取り可能媒体であって、前記コンピュータプログラムは、プロセッサによって実行されるとき：
前記関心対象の一部内の第１のフローダイナミクスを前記画像シーケンスから決定する決定段階を実行するように適応されており；
前記決定段階は、前記画像シーケンス内での第１のマーカの第１位置及び第２のマーカの第２位置の追跡に基づいて動き補償を実行する段階を含み；
前記第１及び第２のマーカは、血管内装置の距離マーカとして適応されており；
前記マーカの動きは前記関心対象の動きに対応する；
コンピュータ読み取り可能媒体。 - 関心対象の画像シーケンスから、動き補償を用いてフローダイナミクスを決定するプログラムであって、プロセッサによって実行されるとき：
前記関心対象の一部内の第１のフローダイナミクスを前記画像シーケンスから決定する決定段階を実行するように適応されており；
前記決定段階は、前記画像シーケンス内での第１のマーカの第１位置及び第２のマーカの第２位置の追跡に基づいて動き補償を実行する段階を含み；
前記第１及び第２のマーカは、血管内装置の距離マーカとして適応されており；
前記マーカの動きは前記関心対象の動きに対応する；
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