JP5685534B2 - 冠状血管及び心筋灌流情報の動的視覚化 - Google Patents
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Description
本発明は、冠状血管及び心筋灌流情報の動的視覚化の分野に関する。特に、本発明は、心筋灌流情報を取得及び動的視覚化する方法及び装置に関する。更に、本発明は、コンピュータで実行されると上記方法を実行するようにされたコンピュータ・プログラム要素、及び該コンピュータ・プログラム要素が格納されるコンピュータ可読媒体に関する。
心臓の検査中、処置を実現するために医師に正確な画像を供給することが重要である。血管の内腔の画像を提供する定着した方法は、血管造影法である。血管造影法では、造影剤（ＣＡ）の注入後、例えばＸ線を活用して一連の画像が取得される。
高画質で画像を提供する複数の方法がある。このような手法の例は、デジタル減算血管造影法（ＤＳＡ）として知られる手段である。デジタル減算血管造影法では、第１のマスク画像が例えばＸ線を用いて取得され、次に、例えば造影剤を観察されるべき血管に注入した後に、コントラスト画像が取得される。マスク画像をコントラスト画像から減算すると、必要な情報のみ、つまり血管の内腔を観察者に提示し、観察者にとってより価値ある画像を生成する。
生物の心臓は動いている物体なので、単一の画像は、心周期の異なる段階中の臓器のスナップショットを提供する。更に、幾つかの心周期に渡る造影剤の伝搬を観察すると、動脈段階、灌流段階及び静脈段階のような血液循環（ＣＡ伝搬）の異なる段階の画像を提示できる。
有用な取得された情報は、低コントラストでありうる。例えば、灌流段階中、画像は雑音が多く、目的の領域は心周期で速く動いているかも知れない。更に、検査中に取得された画像又は画像シーケンスを見ている医師にとって、血液循環の異なる動脈段階中に取得された情報を関連付けることは難しいかも知れない。
高品質画像、特に冠状動脈情報を有する画像を動的に視覚化する改善された方法又は装置が必要である。
この必要性は、独立請求項に記載の発明により満たされうる。本発明の有利な実施形態は、従属請求項に記載される。
本発明の第１の態様によると、冠状動脈情報を動的に視覚化する方法が提供される。当該方法は：第１の心臓段階中に第１の動的心臓データを取得する段階；第２の心臓段階中に第２の動的心臓データを取得する段階；前記第１の心臓データ及び前記第２の心臓データを重ね合わせの提示で連続的に視覚化する段階；を有し、１つの心周期内の同一の段階に対応する前記第１の心臓データ及び前記第２の心臓データは、同時に視覚化される。
換言すると、本発明の第１の態様は、ある心臓段階中に集められた画像シーケンスの情報を別の心臓段階中に集められた画像シーケンスに重ね合わせるという概念に基づくと考えられる。画像シーケンスの重ね合わせ又はオーバーレイは、異なる心周期だが対応する段階における心臓の情報を示す２つの心臓段階の画像が同時に視覚化されるように行われる。例えば、異なる心周期の重ね合わせされた画像に助けられ、血管形状（動脈も静脈も）に関する情報は、筋灌流又は灌流に関する情報に関連付けられてもよい。
冠状動脈情報は、動的に視覚化される。これは、生の又は処理されたデータが、例えばスクリーンのような表示装置上で、画像シーケンスとして、例えばリアルタイムに視覚化されることを意味する。冠状動脈情報は、心臓の動脈に関するデータであってもよい。冠状動脈情報は、心周期の異なる段階に関してもよく、血液循環の異なる段階に属してもよい。冠状動脈段階以外の血液循環の他の段階は、選択され、元のシーケンスに重ね合わされうる。視覚化は、データの取得と並行して又は取得後に行われてもよい。
データの取得は、心臓及び心臓の血管に関する情報の検出及び格納であってもよい。或いは、データの取得は、メモリ及び格納装置からの該情報の収集であってもよい。検出装置の場合、コンピュータ断層撮影法（ＣＴ）又はＸ線装置が用いられてもよい。
取得は、時間的に連続であってもよい。例えば、取得は、造影剤の注入後、及び／又は場合によっては例えば心電図記録（ＥＣＧ）から得られた開始信号の後に開始されてもよい。取得の開始点は、例えばＥＣＧの助けで又は代替として既に以前に集められたデータを用いて選択されうる。取得の開始点は、如何なる基準点、例えば収縮期の開始に選択されてもよい。次に、取得は、如何なる造影剤も見えなくなるまで続けられてもよい。また、第１及び第２の心臓段階に関する情報を有するデータは、後に抽出又は選択されてもよい。或いは、取得は、関心のある第１の心臓段階及び第２の心臓段階のみが検出されるように開始されてもよい。第１及び第２の心臓段階は、シーケンスとして（それらが時間的に連続するとき）又は別個に取得されてもよい。完全な取得は、例えば約１５秒間続いてもよい。
第１及び第２の心臓段階は、必ずしも関連しない。つまり、第１及び第２の心臓段階は、必ずしも互いに続かず、幾つかの更なる段階が第１及び第２の心臓段階の間に存在してもよい。
動的心臓データは、２つの空間的大きさ及び１つの時間軸の、生の又は処理されたデータであってもよい。つまり、動的心臓データは、心臓、心臓の周囲及び心臓の血管の２次元投影に関する情報を生成してもよい。更に、このデータは時間情報を有するので、異なる時間的瞬間の心臓の状態及び血液循環が知られうる。従って、心臓の動きが視覚化されうる。
動的心臓データは、２つの空間的大きさ及び１つの時間軸の、生の又は処理されたデータであってもよい。つまり、動的心臓データは、心臓、心臓の周囲及び心臓の血管の２次元投影に関する情報を生成してもよい。更に、このデータは時間情報を有するので、異なる時間的瞬間の心臓の状態及び血液循環が知られうる。従って、心臓の動きが視覚化されうる。
心臓段階は、造影剤の伝搬中、例えば動脈段階、灌流段階及び静脈段階中に生じる血液の流れに関連する事象に関する情報を表しうる。
心周期は、例えば周期的にループする心房収縮、心室収縮及び完全な心臓拡張期を含む心臓の完全な周期を表しうる。心周期は、注入時間が分かっている場合、例えば心臓データと並行して取得されるＥＣＧ信号に基づき定められてもよい。或いは、心臓周期は、例えば抽出された特徴を分析することにより、取得された心臓データに基づく画像から定められるか抽出されてもよい。
心臓段階は、心周期の所与の瞬間における心臓の状態を表しうる。ある段階では、心臓は所与の位置にある。
第１の心臓データは、第１の心臓段階中に取得されたデータである。第２の心臓データは、第２の心臓段階に含まれる少なくとも１つの心周期中に取得されたデータである。第１及び第２の心臓データは、重ね合わせの提示で連続的に視覚化される。連続的は、提示に時間軸が含まれることを表しうる。連続的な提示の例は、「ムービー」又は上述のようなリアルタイムの提示である。従って、２次元画像のシーケンスは、特定の時間レートで表示される。 重ね合わせの提示は、２つの画像シーケンスがオーバーレイされる提示であってもよい。提示は、コンピュータのモニタのようなディスプレイ又は画面上で行われてもよい。重ね合わせの提示では、２つの画像シーケンスは同時に示される。第１及び第２の心臓データは、更なるディスプレイに更に連続的に視覚化されてもよい。つまり、データ・セットは別個に視覚化される。
重ね合わせの提示では、心周期内の同一の段階に対応する第１の心臓データ及び第２の心臓データは、同時に視覚化される。これは、同一の状態の心臓の動きにおける心臓の２次元投影を示す、画像シーケンスの単一の画像が、同時に同一のディスプレイに表示されることを意味しうる。段階は、心臓の動きの状態を表しうる。同一の段階に対応する２つの時間的瞬間の間に生じる（例えば呼吸による）残りの動きは、良好な画像位置合わせを保証するためにデジタル方式で補償されうる。
異なる心臓データを重ね合わせの提示内に視覚化することにより、例えば心臓血管の形状又はトポロジは、心筋灌流に関する情報にオーバーレイされてもよい。従って、例えば医師のようなユーザは診断を行うのが容易になりうる。例えば、心臓血管トポロジの情報が、心臓の動きの同一の段階に対応する灌流データと一緒に表示されるとき、冠状動脈が心筋に血液を正しく供給しているか否か、及び起こり得る灌流の問題がどこから生じているかを視覚的に評価することが容易になりうる。更に、上述の方法は、有用なハイコントラストの低雑音の情報を提供することにより、データの評価を実現しうる。
本発明の一実施形態によると、前記第１の心臓段階及び前記第２の心臓段階は、冠状動脈情報の動脈段階、灌流段階及び静脈段階のうちの対応する１つである。
例えば、第１の心臓段階は動脈段階であり、第２の心臓段階は灌流段階及び静脈段階のシーケンスに対応する。
心臓段階は、特定量の又は容量、例えば注入された造影剤を有する容量の血液が血液循環の特定の段階を通過する時間を表しうる。心臓段階の例は、動脈段階、灌流段階及び静脈段階である。造影剤を動脈に注入した後に、造影剤は、例えば約１．５秒の間、体の動脈内で検出されうる。これは、動脈段階に対応する。段階の期間は、注入された造影剤の量又は容量に依存する。動脈段階の後に、造影剤を有する血液容量は、毛細血管に流れ込み、筋肉又は心臓のような臓器に灌流する。これは、灌流段階に対応する。造影剤を有する血液容量が、例えば臓器を出た後に静脈内で検出できるとき、静脈段階が開始する。心臓段階の臨床的関連に依存して、更なる心臓段階の定義が存在してもよい。
本発明の更なる実施形態によると、方法は、前記第１の心臓段階と前記第２の心臓段階との間の遷移点を決定する段階；を更に有し、前記第１の心臓データは、前記遷移点の前に取得され、前記第２の心臓データは、前記遷移点の後に取得される。
遷移点は、心臓段階間の時点であってもよい。遷移点は、オ―バーレイが開始されうる時間を示してもよい。例えば、遷移点は、動脈段階が終了し灌流段階が開始する時点であってもよい。
実際には、心臓段階は十分に分かれていないかも知れないので、問題が生じうる。例えば、冠状動脈は、注入された造影剤のために、灌流の開始後にも見えてもよい。従って、実際には、遷移点は、異なる心周期からのデータのオーバーレイ及び重ね合わせの提示が動脈段階の終了後に開始されるように選択されてもよい。動脈段階の例えば灌流段階との良好な区別のために、動脈段階と灌流段階との中間の心周期はスキップされうる。
遷移点は、画像に基づく基準に基づき、つまり取得されたデータに基づき決定されてもよい。或いは、遷移点は、物理的パラメータ及び人体の研究に基づき決定されてもよい。遷移点は、全ての測定に対して決定及び測定されてもよく、或いは測定毎に別個に決定されてもよい。
本発明の更なる実施形態によると、前記２つの心臓データを重ね合わせの提示で連続的に視覚化する段階は、前記第２の心臓段階中に開始する。
２つのデータ・セットの連続的な視覚化は、例えば灌流段階のような第２の心臓段階中に開始する。例えば、第１の心臓データは、動脈段階中に取得され、場合によっては第１のディスプレイ上に視覚化されてもよい。次に、第２の心臓段階の開始後に、第１の心臓段階中に取得されたデータは、第２の心臓データと一緒に、更なる第２のディスプレイに表示されてもよい。場合によっては、第１の心臓データ又はその一部は何回も繰り返し表示され、動いている心臓の血管トポロジの灌流過程への適切なオーバーレイを提供する。第２の心臓データは、別のディスプレイに更に視覚化されてもよい。
本発明の更なる実施形態によると、前記第１及び第２の心臓データのうちの少なくとも１つは、外部信号に基づき取得される。
外部信号は、例えば動的心臓データと同時に取得されたＥＣＧ信号であってもよい。或いは、外部信号は、現在測定されている動きの状態又は心周期の段階に関する情報を有する如何なる信号であってもよい。第１又は第２の心臓データは、外部信号に基づき取得される。これは、データの取得が外部信号により供給される情報に基づき開始されうることを意味しうる。
更なる実施形態によると、動的心臓データは、複数の心周期中に取得され、前記第１の心臓データ及び前記第２の心臓データは、該取得されたデータから選択される。
例えば、データの取得は、造影剤の注入と同時に又はその数秒後に引き起こされるか又は開始されてもよい。次に、動的心臓データは、幾つかの心周期中に取得される。これらは、再び幾つかの異なる心臓段階に含まれてもよい。取得後又は望ましくは取得中に、例えば上述の遷移点の決定の助けを得て、第２の心臓段階がいつ開始するかについての選択が行われてもよい。この選択は、心臓データと並行して取得されたＥＣＧ信号の助けを得て行われてもよい。
更なる実施形態によると、前記第１及び第２の心臓データのうちの少なくとも１つは、取得された動的心臓データに含まれる情報に基づき選択される。
外部信号に基づく心臓データの選択の代替として、心臓データは、取得されたデータ自体に基づき、例えば取得された心臓データに基づく、画像から抽出されうる周期的特徴に基づき、選択されてもよい。
更なる実施形態によると、前記第１の心臓データは、最適な冠状動脈の視認性を有する完全な心周期に対応し、前記第２の心臓データの選択は、前記選択された第１の心臓データに基づく。
例えば、第１の心臓データは、灌流段階の開始前の最後の心周期であってもよい。第２の心臓データは、灌流段階を有する取得されたシーケンスの残りであってもよい。冠状動脈中に依然として存在する造影剤が消失するのを保証するために、オフセットが含まれてもよい。
最適な冠状動脈の視認性を有する完全な心周期の第１の心臓データとしての選択は、有利でありうる。例えば、心臓の冠状動脈のトポロジが灌流データにオーバーレイされる場合、動脈の最良の可能な視認性を有することが重要である。更に、完全な心周期では、心臓の完全な動きが提示され、例えば時間ループとして第２の心臓データの灌流データに複数回オーバーレイされうるので、完全な心周期の取得及び／又は選択は重要である。血管が造影剤を有する血液容量で満たされているとき、例えば充填状態で、良好な又は最良の冠状動脈の認知度を有する心周期を選択することは有利でありうる。最適周期を近似的に選択するために、灌流段階の開始前の最後の周期が選択されてもよい。
第２の心臓データの選択は、選択された第１の心臓データに基づく。このように、例えば第２の心臓データの始めの段階が第１の心臓データの始めの段階に対応することが保証されうる。
更なる実施形態によると、方法は、第１の心臓段階中に背景の減算を実行する段階を有する。
更なる実施形態によると、方法は、第２の心臓段階中に背景の減算を実行する段階を有する。
背景の減算は、例えば心臓デジタル減算血管造影法（ＤＳＡ）の助けを得て行われてもよい。上述のように、マスク画像は、造影剤の注入前に取得されてもよい。次に、観察されるべき血管への造影剤の注入後に、コントラスト画像が取得されてもよい。マスク画像をコントラスト画像から減算することは、造影剤で満たされた、良好にコントラストされた血管を提供する。背景特徴の減算は、結果として、注入された冠状動脈及び／又は心筋灌流のみが非常に良好に視認される画像をもたらしうる。
第１の心臓段階は、例えば造影剤の注入の後に動脈が視認される１又は複数の周期であってもよい。この場合、第１の心臓データは動脈段階に含まれ、心臓ＤＳＡが実行され、動脈中の注入された造影剤のみが視認される画像を生成する。
第２の心臓データは、造影剤が心臓の筋肉に送られる画像を表してもよい。この場合、第２の心臓段階は灌流段階を表し、心臓ＤＳＡが実行され、筋灌流又は灌流過程のみが視認される画像を生成する。
背景の減算は例えば画像の相対的コントラストを強化することにより、心臓内の血管及び過程の視認性を有意に向上させるのを助けるので、大きな助けであり本方法の重要な特徴である。
更なる実施形態によると、方法は、第１の心臓データと第２の心臓データとの間の空間対応を計算する段階を更に有する。
空間シフトは、第１の心臓データに基づく画像と第２の心臓データに基づく画像との間で生じてもよい。空間シフトは、呼吸及び患者の全体的な動きのような身体構造上の動きにより生じてもよい。
画像の空間対応は、２つの画像が重ね合わせの提示でオーバーレイされるとき、血管のような特有の画像の特徴が同一の場所に位置付けられることを意味してもよい。画像が空間対応と共に視覚化されるとき、特有の特徴はディスプレイの同一の点にある。例えば、２つの同一画像が空間対応と共に視覚化されるとき、それらは互いに一致する。
空間対応を計算する１つの可能性は、例えば背景を減算する段階の前に動的心臓データから取り出された画像に対するブロック・マッチング技術を用いた推定であってもよい。空間シフトが検出された後、該空間シフトは補償されてもよい。
代替として又は追加で、注入カテーテル先端が両方の取得された心臓データ・セット内に存在する場合、空間対応の計算はこの目に見える指針に基づいてもよい。
第１の心臓データと第２の心臓データとの間の空間対応の計算は、重ね合わせの提示内の心臓データ・セットの視覚化中に、冠状動脈のような血管の位置決めにおける良好な精度を可能にする。
本発明の別の態様によると、冠状動脈情報を取得及び動的に視覚化する装置が提供される。当該装置は、上述の方法を実行するようにされる。
上述の装置は、Ｘ線を放射するＸ線源、例えば臓器のＸ線データを取得するＸ線検出器、造影剤を患者の血管に導入する造影剤注入器、Ｘ線源とＸ線検出器と造影剤注入器の少なくとも１つを制御する制御ユニット、例えば減算画像を計算する計算ユニット、及び重ね合わせの提示で取得された画像を連続的に視覚化する少なくとも１つのディスプレイ、を有する。
本発明の別の態様によると、コンピュータ・プログラム要素が提供される。当該コンピュータ・プログラム要素は、コンピュータで実行されると、上述のような冠状動脈情報を動的に視覚化する方法を実行するようにされる。
本発明の別の態様によると、コンピュータ可読媒体が提供される。当該コンピュータ可読媒体は、上述のコンピュータ・プログラム要素を有する。
留意すべき点は、本発明の実施形態が異なる対象に関して記載されていることである。特に、いくつかの実施形態は方法の請求項に関して記載され、他の実施形態は装置の請求項に関して記載されている。しかしながら、当業者は上述及び以下の記載から収穫をうるだろう。当該記載には、特に言及しない場合には１種類の対象に属する特徴の如何なる組合せに加え、異なる対象に関連する特徴同士、特に装置の請求項の特徴と方法の請求項の特徴との間の如何なる組合せも本願明細書に開示されていると考えられる。
上述の態様及び本発明の更なる態様、特徴及び利点は、本願明細書に記載された例である実施形態から得られる。本発明は、実施形態を参照して以下により詳細に記載されるが、これらに限定されない。
図１Ａ乃至１Ｃは、本発明による方法で取得され視覚化されたデータの連続する提示、つまり「ムービー」のスナップショットの例を示す。図１Ａは、心臓の灌流段階中に取得されたデータに基づく画像を示す。図１Ｂに示される画像は、心臓の血管への造影剤の動脈流入中に取得されたデータに基づく。図１Ｃに示される画像は、図１Ａ及び図１Ｂに示された画像の連続するオーバーレイのスナップショットを示す。
図１Ａ乃至１Ｃでは、カテーテル先端７が見える。カテーテル先端７は、心臓の血管９に造影剤を注入するために用いることができる。更に、カテーテル先端７は、医療的に可能な外科治療のために用いることができる。カテーテル先端７の位置は、画像１Ａ乃至１Ｃの全てで同一である。従って、カテーテル先端７は、２つの画像間、例えば動脈段階中に取得された画像３と灌流段階中に取得された画像１との間の空間対応を計算するための有用な位置確認として用いられてもよい。取得後又は場合によっては取得中に既に、取得された心臓のデータは、図１Ａ及び１Ｂに示されるように別個に視覚化され、並びに図１Ｃに示されるような重ね合わされた画像又はオーバーレイ画像５で提示される。
図１Ｂに示されるように造影剤が動脈に注入される場合、図１Ｂに示される画像と同様の画像を有する画像シーケンスに対応する第１の動的心臓データ・セットが取得されうる。次に、造影剤を有する血液の灌流中、図１Ａに示された画像と同様の画像を有する画像シーケンスに対応する第２の動的心臓データ・セットが取得されうる。
図１Ａでは、心筋１１の灌流は、図１Ｂに示された動脈段階の後に、造影剤を有する血液容量が血管を出て周囲の組織に注がれるときに見える。図１Ｃでは、図１Ａ及び１Ｂからの２つの画像は、組み合わされ重ね合わされたオーバーレイ画像５で視覚化され、例えば医師のために状態の評価及び心臓の処置を助ける。特に、灌流流域に対する冠状動脈の相対位置を正確に知ることは、医師の診断の大きな助けとなる。
オーバーレイ画像５の提示は、グレースケールで又はカラーで実現されてもよい。ここで、オーバーレイ画像５に含まれる２つの異なる画像１及び３は、異なる色で提示されてもよい。
オーバーレイ画像５の提示は、グレースケールで又はカラーで実現されてもよい。ここで、オーバーレイ画像５に含まれる２つの異なる画像１及び３は、異なる色で提示されてもよい。
図２は、本発明の例である実施形態による動脈情報を動的に視覚化する方法を概略的に示すフロー図を示す。第１の心周期中の第１の動的心臓データが取得される（段階Ｓ１）。同時に又は第１のデータの取得後に、第２の心周期中の第２の動的心臓データが取得される（段階Ｓ３）。最後の段階Ｓ５として、第１の心臓データ及び第２の心臓データは、同時に視覚化された同一の段階に対応する異なる心周期中に取得されたデータを有する、重ね合わせの提示で連続的に視覚化される。視覚化の可能な結果は、図１Ｃに示される。ここで、図１Ｃは、連続する視覚化のスナップショットのみを提示する。
図３は、本発明の更なる例である実施形態による動脈情報を動的に視覚化する方法を概略的に示すフロー図を示し、該方法から幾つかの処理段階の間の時間依存性が得られる。図３に示された例では、方法は、心血管造影における灌流処置の測定に適用される。動脈段階中の冠状動脈段階は、取得されたデータから抽出され、同じく取得されたデータに基づく灌流の画像に重ねられる。この視覚化の方法は、例えば、臨床医学者の診断の仕事が栄養動脈と関連する灌流領域の評価に達するときに、臨床医学者を大幅に助ける。
例えば、臨床医学者が診断用の心血管造影を行うとき、彼は、冠状動脈が心筋に正しく灌流しているか否かを視覚的に評価しなければならない。そのために、彼は幾つかの情報を比較しなければならない。つまり、先ず、彼は、血液の分配を悪くさせうる狭窄のような可能性のある動脈の奇形を捜さなければならない。これは、造影剤が検討中の動脈を次第に満たすとき、造影剤注入の動脈段階中に（最初の２秒で）観察可能である。更に、彼は、心筋の異なる領域が正しく灌流されているか否かも調べてもよい。これは、動脈段階の後、灌流段階で、コントラスト注入血液が冠状動脈から心筋へ移動するときに観察されうる。次に、彼は、これらの２つの観察、つまり冠状動脈と心筋灌流領域との間の関係を構築しなければならない。幾つかの狭窄は、心筋灌流に如何なる影響も及ぼさないので（例えば、幾つかの側副血管は代用血液灌流のために採用されているので）、必ずしも診療行為を必要としない。反対に、原因不明の灌流漏れは、綿密に調査されなければならない。
図３に示された例である実施形態は、この最後の仕事、つまり目下の（生の）灌流画像内の注入された冠状動脈を灌流段階中にオーバーレイすることによる、血管形状に関する情報の筋灌流に関する情報との関連付けで臨床医学者を助けうる。これは、医療行為の範囲の決定、及び医療行為の場合に、医療行為の前後で血管に関連する灌流領域の比較のような結果の制御の両方で有益でありうる。
図３に示された例である実施形態による方法は、結果として、血管造影シーケンスの結果生じた、冠状動脈と灌流画像とのオーバーレイ画像シーケンスを提供する。このような画像シーケンスの可能なスナップショットは、図１Ｃに示される。
冠状動脈の灌流画像への重ね合わせの上述の結果を達成するために、本発明の例である実施形態による方法は、次を規範とする。
動脈段階及び灌流段階は、場合によっては動的心臓データ・セットの取得の前又は最中に定められる（段階Ｓ１１）。２つの段階の間の時点は、遷移点６として表される。以下の計算を行うために、動脈段階がいつ終了するか（時点ｔｃ）、及び灌流段階がいつ開始するか（時点ｔｐ）を知ることは有用又は必要でありうる。それらが良好に分離されないという事実から問題が生じる。つまり、灌流の開始後も依然として冠状動脈が見える。ｔｃは注入冠状動脈の消失時を示し、ｔｐは灌流の開始を示す（ｔｃ＞ｔｐ）。最終的なオーバーレイはｔｃの後に開始する。これら２つの時点は、物理的研究に基づき設定され（それらは解剖学的処理に依存するため）、１回限りで設定されうる。或いは、これらの限度を定めるために、想像画像に基づく基準が用いられてもよい。
次に、冠状動脈又は動脈段階中に、任意の背景減算が行われうる（段階Ｓ１３）。冠状動脈段階中、注入のみが現れている画像を生成するために心臓ＤＳＡが実行される。Ｉ（ｔ）はマスク画像１３として知られる元の画像を示し、Ｓ（ｔ）は減算される対応する背景画像を示す。ｔは動的取得の時間依存性を示す。動脈段階中に取得された、背景の減算された画像４は、図１Ｂに示された画像と同様に、別個の第１のディスプレイ１７に表示されてもよい。
背景の減算の次に、最適な冠状動脈の視認性を有する心周期の抽出が続いてもよい（段階Ｓ１５）。
注入冠状動脈を有する完全な心周期のみが、本発明による方法の以下の段階の実施に有用でありうる。心周期は、ＥＣＧに基づいて定められてもよい。或いは、心周期は、例えば幾つかの抽出された特徴を分析することにより、画像から抽出されてもよい。
良好な又は最良の冠状動脈の視認性を有する心周期を選択することは有利でありうる（充填状態）。或いは、単に灌流の開始（ｔｃ）前の最後の周期を選択することが可能である。また、血管が灌流から抽出されている場合、灌流が開始した後であっても、最も注入された周期を選択することも可能である。選択された心周期１５はＣｓとして表される。
冠状動脈は、他の画像取得から又は他の画像手段から抽出されてもよい。冠状動脈がこのように抽出されるとき、灌流画像を冠状動脈に同期させる方法が、更なる段階として用いられる。
灌流段階中に、任意の背景減算が行われうる（段階Ｓ１７）。この段階は、並列に、つまり冠状動脈段階中又は後の時間の背景減算と同時に行われてもよい。例えば、心臓ＤＳＡは、冠状段階中に実行され、結果として灌流のみが現れる画像Ｓ（ｔ）を生じてもよい。図３では、造影剤のない画像は、マスク画像１３として表される。灌流段階中に取得された、背景の減算された画像２は、図１Ａに示された画像と同様に、第１のディスプレイ１７に表示されてもよい。
更なる可能な段階は、冠状動脈と灌流画像との間の時間対応の計算である（段階Ｓ１９）。この目的のため、検討中の灌流画像Ｉ（ｔ）の心臓段階に対応する冠状動脈画像ＩＣｓ（ｔ）は、抽出されてもよい。これらの段階で心臓の位置は同一であり、冠状動脈は同一の空間位置に位置決めされる。Ｃｓ内のＩ（ｔ）の最良の一致を見付けるために、例えば、ＥＣＧ信号又は画像から抽出された周期的特徴を用いることが可能である。
時間対応の計算に続く別の可能な段階は、冠状動脈と灌流画像との間の空間対応の計算である（段階Ｓ２１）。
空間シフトは、呼吸及び患者の全体的な動きのような身体構造上の動きにより、画像ＩＣｓ（ｔ）とＩ（ｔ）との間で生じてもよい。空間シフトは、追加として推定され補償されてもよい。推定は、例えば非抽出画像ＩＣｓ（ｔ）及びＩ（ｔ）に対してブロック・マッチング技術を用いて行われてもよい。この段階は、冠状動脈の位置決定において良好な精度をもたらす。
或いは又は追加で、動脈段階と灌流段階の両方における注入カテーテル先端の存在は、空間対応の計算における指針として用いられうる。これら２つの段階の間の良好な一致は、注入先端がある段階から他の段階へ正しく一致されていることを意味する。この特性は、良好な空間的一致を実施する又は強化するために活用されてもよい。
最後の段階として、ＩＣｓ（ｔ）内で見える冠状動脈は、「生の」、つまり動的灌流画像Ｉ（ｔ）に重ね合わされ、望ましくは表示される（段階Ｓ２３）。例えば、如何なる灌流も減算された画像ＳＣｓ（ｔ）内に存在しない場合、ＳＣｓ（ｔ）のカラー版が画像Ｓ（ｔ）に追加されてもよい。灌流の開始がＳＣｓ（ｔ）内に現れている場合、血管は、重ね合わせ段階Ｓ２３の前に抽出されてもよい。
重ね合わせの結果は、望ましくは、「生の」画像が表示される第１のディスプレイ１７の隣にある第２のディスプレイ１９に表示される。このように、臨床医学者は、容易にディスプレイを頼りにし、ディスプレイの妥当性を疑う場合には該ディスプレイを無視してもよい。例えば重ね合わせの結果は、図１Ｃに示される。
図４は、本発明の例である実施形態による重ね合わせの提示に冠状動脈情報を動的に視覚化する装置２１の概略図を示す。
装置２１は、Ｘ線を放射するＸ線源２３、例えば臓器のＸ線データを取得するＸ線検出器２５、造影剤を患者の血管に導入する造影剤注入器２７、Ｘ線源２３とＸ線検出器２５と造影剤注入器２７とを制御する制御ユニット２９、例えば減算画像を計算する計算ユニット３１、動脈段階中に取得された画像３を連続的に視覚化し及び灌流段階中に取得された画像１を連続的に視覚化する第１のディスプレイ１７、及び重ね合わせの提示の画像５を連続的に視覚化する第２のディスプレイ１９、を有する。図４に示されるように、ディスプレイ１７、１９は、幾つかの更なるディスプレイ又は表示領域に分割されてもよい。更に、幾つかの第１のディスプレイ１７及び幾つかの第２のディスプレイ１９が存在してもよい。
留意すべき点は、「有する（ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ、ｉｎｃｌｕｄｉｎｇ等）」の語が他の要素又は段階を排除しないこと、及び単数を表す語が複数を排除しないことである。また異なる実施例と関連付けられて記載された要素は結合されて良い。また留意すべき点は、請求項の参照符号が、請求項の範囲を制限すると見なされるべきではないことである。
１ 灌流段階中の画像
２ 灌流段階中の背景を減算された画像
３ 動脈段階中の画像
４ 動脈段階中の背景を減算された画像
５ オーバーレイ画像
６ 遷移点
７ カテーテル先端
９ 心臓の血管
１１ 心筋
１３ マスク画像
１５ 選択された心周期を有する画像
１７ 第１のディスプレイ
１９ 第２のディスプレイ
２１ 装置
２３ Ｘ線源
２５ Ｘ線検出器
２７ 造影剤注入器
２９ 制御ユニット
３１ 計算ユニット
Ｓ１ 第１の心周期中の第１の動的心臓データを取得する
Ｓ１ 第２の心周期中の第２の動的心臓データを取得する
Ｓ５ 重ね合わせの提示でデータ・セットを連続的に視覚化する
Ｓ１１ 動脈段階及び灌流段階を定める
Ｓ１３ 動脈段階中の背景を減算する
Ｓ１５ 最適な冠状動脈の視認性を有する心周期を抽出する
Ｓ１７ 灌流段階中の背景を減算する
Ｓ１９ 時間対応を計算する
Ｓ２１ 空間対応を計算する
Ｓ２３ 画像を重ね合わせ視覚化する
２ 灌流段階中の背景を減算された画像
３ 動脈段階中の画像
４ 動脈段階中の背景を減算された画像
５ オーバーレイ画像
６ 遷移点
７ カテーテル先端
９ 心臓の血管
１１ 心筋
１３ マスク画像
１５ 選択された心周期を有する画像
１７ 第１のディスプレイ
１９ 第２のディスプレイ
２１ 装置
２３ Ｘ線源
２５ Ｘ線検出器
２７ 造影剤注入器
２９ 制御ユニット
３１ 計算ユニット
Ｓ１ 第１の心周期中の第１の動的心臓データを取得する
Ｓ１ 第２の心周期中の第２の動的心臓データを取得する
Ｓ５ 重ね合わせの提示でデータ・セットを連続的に視覚化する
Ｓ１１ 動脈段階及び灌流段階を定める
Ｓ１３ 動脈段階中の背景を減算する
Ｓ１５ 最適な冠状動脈の視認性を有する心周期を抽出する
Ｓ１７ 灌流段階中の背景を減算する
Ｓ１９ 時間対応を計算する
Ｓ２１ 空間対応を計算する
Ｓ２３ 画像を重ね合わせ視覚化する
Claims (13)
- 冠状動脈情報を動的に視覚化する装置が実行する方法であって、前記装置が：
造影剤が第１の領域内で検出される第１の心臓段階中に第１の動的心臓データを取得する段階；
前記造影剤が第２の領域内で検出される第２の心臓段階中に第２の動的心臓データを取得する段階；
前記第１の心臓データ及び前記第２の心臓データを、前記造影剤を有する前記第１及び第２の領域の両方を示す重ね合わせの提示で連続的に視覚化する段階；
前記第１の心臓データと前記第２の心臓データとの間の空間対応を計算する段階；
を有し、
１つの心周期内の同一の段階に対応する前記第１の心臓データ及び前記第２の心臓データは、同時に視覚化され、
心臓段階は、前記注入された造影剤を有する特定の血液量又は血液容量が血液循環の特定の段階を通過する時間を定める、
ことを特徴とする方法。 - 前記第１の心臓段階及び前記第２の心臓段階は、冠状動脈情報の動脈段階、灌流段階及び静脈段階のうちの対応する１つである、
ことを特徴とする請求項１に記載の方法。 - 前記装置が、前記第１の心臓段階と前記第２の心臓段階との間の遷移点を決定する段階；
を更に有し、
前記第１の心臓データは、前記遷移点の前に取得され、
前記第２の心臓データは、前記遷移点の後に取得される、
ことを特徴とする請求項２に記載の方法。 - 前記２つの心臓データを重ね合わせの提示で連続的に視覚化する段階は、前記第２の心臓段階中に開始する、
ことを特徴とする請求項２乃至３の何れか一項に記載の方法。 - 前記第１及び第２の心臓データのうちの少なくとも１つは、外部信号に基づき取得される、
ことを特徴とする請求項１乃至４の何れか一項に記載の方法。 - 動的心臓データは、複数の心周期中に取得され、
前記第１の心臓データ及び前記第２の心臓データは、該取得されたデータから選択される、
ことを特徴とする請求項１乃至５の何れか一項に記載の方法。 - 前記第１及び第２の心臓データのうちの少なくとも１つは、取得された動的心臓データに含まれる情報に基づき選択される、
ことを特徴とする請求項６に記載の方法。 - 前記第１の心臓データは、最適な冠状動脈の視認性を有する完全な心周期に対応し、
前記第２の心臓データの選択は、前記選択された第１の心臓データに基づく、
ことを特徴とする請求項６及び７の何れか一項に記載の方法。 - 前記装置が、前記第１の心臓段階中に、背景の減算を実行する段階；
を更に有する請求項１乃至８の何れか一項に記載の方法。 - 前記装置が、前記第２の心臓段階中に、背景の減算を実行する段階；
を更に有する請求項１乃至９の何れか一項に記載の方法。 - 冠状動脈情報を取得し動的に視覚化する装置であって：
−Ｘ線を放射するＸ線源；
−造影剤が第１の領域内で検出される第１の心臓段階中に第１の動的心臓データを取得し、前記造影剤が第２の領域内で検出される第２の心臓段階中に第２の動的心臓データを取得するよう構成されたＸ線検出器；
−前記第１の心臓データと前記第２の心臓データとの間の空間対応を計算し、前記第１及び前記第２の心臓データを、連続的に重ね合わせるよう構成された計算ユニット；
−前記造影剤を有する前記第１及び第２の領域の両方を示す前記の重ね合わせの提示を表示するディスプレイ・ユニット；
を有し、
前記第１の心臓データ及び前記第２の心臓データは、１つの心周期内の同一の段階に対応し、同時に視覚化され、
心臓段階は、前記注入された造影剤を有する特定の血液量又は血液容量が血液循環の特定の段階を通過する時間を定める、
ことを特徴とする装置。 - コンピュータで実行されると、請求項１乃至１０の何れか一項に記載の方法を実行するようにされたコンピュータ・プログラム。
- 請求項１２に記載のコンピュータ・プログラムを有するコンピュータ可読媒体。
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