JP6277328B2 - 造影到着検出 - Google Patents

Description

本発明は、Ｘ線画像化における造影剤到着の検出に関し、特に、画像処理装置、介入医用Ｘ線画像化のためのシステム、Ｘ線画像化における造影剤到着の検出のための方法、コンピュータプログラムエレメント、及びコンピュータ可読媒体、に関する。

介入Ｘ線画像化では、造影剤が視野の中に到着する瞬間の検出が異なる用途のために使用される。例えば、デジタルサブトラクション血管造影法（digital subtraction angiography：ＤＳＡ）では、造影剤注入の前にマスク画像が選択される。造影剤の注入が行われる瞬間の検出は、マスク処理を最適化することが分かっている。例えば、ＥＰ２６６２８３０Ａ１は、ＤＳＡに関連し、ＤＳＡ画像を構成するフレームの各々について放射線不透過性色素の注入の状態を示す評価値を計算する評価ステップを記載している。ＵＳ２０１２／０１２８２２６Ａ１は、造影剤の自動検出、及びサブトラクション画像の各々について決定されるべき画像強度の測定を記載している。ＷＯ２０１０／０４４００１Ａ２では、装置と一緒に関心オブジェクトを視覚化するために、結合装置及び組織ブースティングが記載されている。装置は、Ｘ線画像化において既に見えるので、造影剤が装置に到達する瞬間に、造影剤は組織を視覚化するために使用される。造影剤の到着は、装置の近傍で監視される。ＷＯ２００８／１０４９０９は、介入の間の血管構造の記録に関する。装置目印の近傍に提供される造影剤の注入が検出され、装置目印の近傍が監視される。監視される装置目印の近傍に基づく時間コントラスト曲線が生成され、時間コントラスト曲線に基づく最適可視性として最良の瞬間を決定するために分析される。造影剤の到着は、装置目印以外の領域で探され分析される。

しかしながら、これは常に容易に可能ではなく、幾らかの遅延を示すこともあり、例えば、第１の注入フレームが弱く注入されただけであるために、造影剤到着が遅れて検出される場合があることが分かっている。特定の介入では、リアルタイムの最小限の遅延の注入検出が必要とされることも、更に分かっている。

したがって、検出遅延を低減する、Ｘ線画像化における造影剤到着を検出する改善された方法を提供する必要があり得る。

本発明の目的は、独立請求項の主題により解決される。ここで、更なる実施形態は、従属請求項に組み込まれる。留意すべきことに、以下に記載する本発明の態様は、画像処理装置、介入医用Ｘ線画像化システム、及びＸ線画像化における造影剤到着の検出のための方法、並びに、コンピュータプログラムエレメント、及びコンピュータ可読媒体にも適用される。

本発明によると、Ｘ線画像化における造影剤到着の検出のための方法が提供される。方法は以下の段階を有する。ａ）関心組織と造影剤の供給のために挿入されるカテーテルとの視野を有する複数のフレームを含むＸ線画像データの時間シーケンスを提供するステップであって、前記視野の中で、造影剤は、前記時間シーケンスの間に前記カテーテルにより注入される、ステップと、ｂ）前記画像データの前記視野の中の前記カテーテルの長さに沿う前記カテーテルの部分に関連する、コントラストを測定するための少なくとも１つの位置を、前記フレームの各々の中で決定するステップと、ｃ）前記カテーテルの前記部分に関連する少なくとも画像部分の中で前記フレームの各々について前記少なくとも１つの位置におけるコントラストを測定するステップと、ｄ）前記カテーテルの前記部分に関連する前記少なくとも１つの位置において、時間に従う前記測定したコントラストの変化を決定するステップと、ｅ）前記関心組織の前記視野の中の造影剤到着の瞬間を、コントラストの前記変化を有する時間に従う前記瞬間に応じて提供するステップ。

前記変化は、造影剤の増大する存在を示すコントラストの変化に関連する。例えば、変化は、測定されたコントラストの最大変化、測定されたコントラストの平均変化、測定されたコントラストの実質的変化、又は造影剤の増大する存在を示すことのできる任意の他の変化であっても良い。

利点として、カテーテル上の、つまりカテーテルに関連する画像データ上の、造影剤を測定することにより、早期検出が保証され、したがって造影剤到着の遅れが最小化される。したがって、コントラストは、造影剤を注入される組織、例えば血管、に関連する画像の部分の中で決定されるのではなく、造影剤が組織に到着する前に、カテーテル自体の中の到着する造影剤に関連する。

造影剤の到着の瞬間は、特定位置におけるコントラスト変化（例えば、最大コントラスト変化又は実質的変化）の瞬間から導出できる。しかしながら、これは等価であっても良いが、等価でなくても良く、例えば造影剤が目標組織領域に達する前に通過しなければならない残りのカテーテル長を考慮するために、コントラスト変化の瞬間の追加オフセット（又はシフト）が提供されても良い。

用語「時間に沿う瞬間」は、「時間的瞬間」に関連する。例えば、瞬間は、（時間的、つまり時間の観点の）フレームインデックスを参照する。用語「時間に沿う瞬間」は、「瞬間」としても参照される。

一例では、この機能は、固定の、つまり所定の（時間）オフセットとして設けられる。別の例では、この機能は、時間に沿う測定されたコントラストに対応する瞬間の識別情報として設けられる。

一例によると、ステップｅ）で、造影剤到着の前記瞬間を提供するために、コントラストの変化を有する時間に沿う前記瞬間は、前記関心組織の造影剤注入の開始、つまり開始の瞬間、の指示子として提供される。

一例では、ステップｅ）で、造影剤到着の前記瞬間を提供するために、コントラストの最大変化を有する時間に沿う前記瞬間は、前記関心組織の造影剤注入の開始、つまり開始の瞬間、の指示子として提供される。

最大コントラスト変化に加えて、コントラスト変化は、測定されたコントラストの実質的変化又は平均変化であっても良い。

一例によると、コントラストの変化は、測定されたコントラストの最大変化を有する。

一例では、ステップｄ）で、時間に沿う測定されたコントラストの最大変化は、カテーテルの部分に関連する少なくとも１つの位置で決定される。ステップｅ）で、造影剤到着の瞬間は、関心組織の視野の中で、コントラストの最大変化を有する時間に沿う瞬間に応じて提供される。

一例によると、ステップｃ）で、コントラストは、カテーテルの周囲に対する、カテーテル上の位置の対比として測定される。

一例では、コントラストを測定するという用語は、グレー値、又は時間に沿う位置の強度値を測定することも表す。

一例では、組織及びカテーテルは、いかなる又は最小限の相対動きしか生じないように配置されるものとする。したがって、周囲は、所謂一定であるので、省略できる。周囲は、所見を変更しない。測定は、カテーテル位置に限定できる。言い換えると、本例では、測定は、時間に渡り監視されるグレーレベル平均である。

一例によると、コントラストを測定するための少なくとも１つの位置は、カテーテルと位置合わせされ、カテーテルが基準画像フレームに関して移動するとき、コントラストを測定するための少なくとも１つの位置も基準画像フレームに関して画像の中で移動するようにする。

例えば、カテーテルは病院職員、例えば外科医により移動され得る。カテーテルは、組織の中で押され又は引き戻されても良い。

一例では、コントラストを測定するための少なくとも１つの位置は、カテーテルと位置合わせされ、カテーテルが画像データの中に示される組織に関して移動するとき、コントラストを測定するための少なくとも１つの位置も組織に関して画像の中で移動するようにする。

一例によると、ステップｃ）で、前記コントラストを測定するために、コントラストプロファイルが抽出され、望ましくは、前記コントラストプロファイルは、前記カテーテルの少なくとも幅をカバーし及び主要カテーテル方向を横断するプロファイル方向に向けられる、プロファイル長について抽出される。

カテーテルの幅に渡るコントラストプロファイルを提供し及び比較することにより、造影剤注入の始めにおいてカテーテル内側に造影剤が不均一に分散している場合にも、段階が検出されることが保証される。

一例によると、ステップｃ）で、カテーテルの長さに渡る多数の位置について、コントラストプロファイルが抽出される。ステップｃ）に続き、コントラストプロファイルの積分が提供され、ステップｄ）で、該積分が比較される。

一例によると、決定のために、ステップｂ）で、カテーテルが抽出される。望ましくは、ステップｂ）で、フレーム内のカテーテルの抽出のために、フレーム内のカテーテルの中心線、フレーム内のカテーテルの輪郭、フレーム内のカテーテルの投影領域、のグループのうちの少なくとも１つを抽出することが設けられる。

しかしながら、完全なカテーテルの抽出は必須ではない。一例では、カテーテルに関連する１つの位置の識別しか必要ない。これは、例えば、先端検出器及び追跡器により識別できるカテーテルの先端であり得る。同様に、カテーテルの中の鋭い角度は、良好に識別可能な位置であり、伝統的な二次導関数又は曲率特徴抽出器を通じて検出され追跡できる。

本発明によると、Ｘ線画像化における造影剤到着の検出のための画像処理装置も提供される。画像処理装置は、入力ユニット、処理ユニット、及び出力ユニットを有する。入力ユニットは、関心組織及び造影剤の供給のために挿入されるカテーテルの視野を有する複数のフレームを含む画像データを提供するよう構成される。視野の中で、造影剤は、時間シーケンスの間に、カテーテルにより注入される。処理ユニットは、フレームの各々の中でコントラストを測定するための少なくとも１つの位置を決定するよう構成される。ここで、コントラストを測定するための少なくとも１つの位置は、画像データの中の視野の中のカテーテルの長さに沿うカテーテルの部分に関連する。処理ユニットは、カテーテルの部分に関連する少なくとも画像部分の中の、フレームの各々の少なくとも１つの位置で造影剤を測定するよう更に構成される。処理ユニットは、測定されたコントラストの変化を、カテーテルの部分に関連する少なくとも１つの位置で時間に沿って決定するよう更に構成される。出力ユニットは、関連組織の視野の中の造影剤到着の瞬間を、コントラストの変化を有する時間に沿う瞬間に応じて提供するよう構成される。

一例によると、コントラストの変化は、測定されたコントラストの最大変化を有する。

一例では、Ｘ線画像化における造影剤到着の検出のための画像処理装置が提供される。画像処理装置は、入力ユニット、処理ユニット、及び出力ユニットを有する。入力ユニットは、関心組織及び造影剤の供給のために挿入されるカテーテルの視野を有する複数のフレームを含む画像データを提供するよう構成される。視野の中で、造影剤は、時間シーケンスの間に、カテーテルにより注入される。処理ユニットは、フレームの各々の中でコントラストを測定するための少なくとも１つの位置を決定するよう構成される。ここで、コントラストを測定するための少なくとも１つの位置は、画像データの中の視野の中のカテーテルの部分に関連する。処理ユニットは、カテーテルの部分に関連する少なくとも画像部分の中の、フレームの各々の少なくとも１つの位置で造影剤を測定するよう更に構成される。処理ユニットは、測定されたコントラストの最大変化を、カテーテルの部分に関連する少なくとも１つの位置で時間に沿って決定するよう更に構成される。出力ユニットは、関連組織の視野の中の造影剤到着の瞬間を、コントラストの最大変化を有する時間に沿う瞬間に応じて提供するよう構成される。

一例によると、造影剤到着の前記瞬間を提供するために、前記処理ユニットは、前記コントラストの前記変化を有する時間に従う前記瞬間を、前記関心組織の造影剤注入開始の指示子として提供するよう構成される。

一例によると、処理ユニットは、カテーテルの周囲に対する、カテーテル上の位置の対比としてコントラストを測定するよう構成される。

一例によると、処理ユニットは、コントラストを測定するための少なくとも１つの位置を、カテーテルと位置合わせし、カテーテルが基準画像フレームに関して移動するとき、コントラストを測定するための少なくとも１つの位置も基準画像フレームに関して画像の中で移動するように、構成される。

本発明によると、介入医用Ｘ線画像化のためのシステムも提供される。システムは、Ｘ線画像取得装置、画像処理装置、及び造影剤の供給のためのカテーテルを有する。カテーテルは、関心組織の中での挿入、及び関心組織の中での造影剤の供給のために構成される。Ｘ線画像取得装置は、関心組織及び造影剤の供給のために挿入されるカテーテルの視野を有する複数のフレームを含むＸ線画像データの時間シーケンスを提供するよう構成される。画像処理装置は、上述の例のうちの１つによる画像処理装置として設けられる。

一態様によると、造影剤到着は、カテーテル占有面積に渡り直接に検出される。これは、カテーテルが固定幅及び単純形状のような非常に識別しやすいシルエットを有するので、ロバストな検出を可能にする。これは、造影剤が血管の中に到着する前であっても、造影剤が検出できるので、早期反応を可能にする。注入カテーテルが検出される。このカテーテルは、注入前には弱いコントラストである場合があるが、良好に識別可能な特徴により、依然として検出可能である。次に、カテーテル専有面積に渡るコントラスト変化（例えば、平均コントラスト変化、最大コントラスト変化、又は実質的コントラスト変化）が監視される。所与の瞬間におけるコントラストは、そのポイント、つまり位置におけるカテーテルの外部及び内部の間の吸収差として推定できる。これは、Ｘ線画像が所謂「線形ドメイン」で考えられることを前提とする。つまり、これらの画像を、各々のピクセル値が該ピクセルに衝突する光線に沿って遭遇する全ての吸収材料層の和に線形にリンクされる吸収画像にする対数ルックアップテーブルの適用の後である。一例では、シーケンスの各々のフレームについて、カテーテルが抽出され、カテーテルと平行して各々の位置について、コントラストプロファイルが抽出される。測定されたコントラストは、カテーテルの長さに渡り積分されても良い。次に、コントラスト積分の中の最大変化を表す２つの連続するフレームが選択される。次に、注入フレームが、出力として提供される。つまり、前の選択の第２のフレームが提供される。したがって、カテーテルは、造影剤注入マーカとして使用される。

本発明の上述の及び他の態様は、本願明細書に記載される実施形態から明らかであり、それらの実施形態を参照して教示される。

本発明の例示的な実施形態は、以下の図面を参照して以下に記載される。
Ｘ線画像化における造影剤到着の検出のための方法の一例の基本ステップを示す。 造影剤到着の検出のための方法の別の例のステップを示す。 造影剤到着の検出のための方法の更なる例のステップを示す。 挿入されるカテーテルを有する関心組織、及びコントラスト測定のためのコントラスト曲線選択のマークされた位置を示し、造影剤注入前の状況を示す。 挿入されるカテーテルを有する関心組織、及びコントラスト測定のためのコントラスト曲線選択のマークされた位置を示し、造影剤注入後の状況を示す。 図４Ａ及び４Ｂの位置における主要カテーテル方向に垂直なコントラストプロファイルを示し、１つのコントラストプロファイルは注入前のコントラストを示し、もう１つのコントラストプロファイルは注入後のコントラストを示す。 抽出されたカテーテルを有する関心組織の図を示す。 Ｘ線画像化における造影剤到着の検出のための画像処理装置の概略的設定を示す。 介入医用Ｘ線画像化のためのシステムを示す。 図４Ａの内容を写真のＸ線画像として示す。 図４Ｂの内容を写真のＸ線画像として示す。 図６の画像内容を写真Ｘ線画像表現として示す。

図１は、Ｘ線画像化における造影剤到着の検出のための方法１００を示す。第１のステップ１０２で、Ｘ線画像データの時間シーケンスが提供される。このシーケンスは、関心組織及び造影剤の供給のために挿入されるカテーテルの視野を有する複数のフレームを有する。視野の中で、造影剤は、時間シーケンスの間に、カテーテルにより注入される。第２のステップ１０４で、フレームの各々の中で、コントラストを測定するための少なくとも１つの位置が決定される。コントラストを測定するための少なくとも１つの位置は、画像データの中の視野の中のカテーテルの長さに沿うカテーテルの部分に関連する。

ステップ１０６で、コントラストは、カテーテルの部分に関連する少なくとも画像部分におけるフレームの各々の少なくとも１つの位置で測定される。

第４のステップ１０８で、測定されたコントラストの変化が、カテーテルの部分に関連する少なくとも１つの位置で、時間に沿って決定される。

第５のステップ１１０で、コントラストの変化を有する時間に沿う瞬間は、関心組織の造影剤注入の開始の指示子として提供される。

第１のステップ１０２はステップａ）、第２のステップ１０４はステップｂ）、第３のステップ１０６はステップｃ）、第４のステップ１０８はステップｄ）、第５のステップ１１０はステップｅ）、としても表される。

コントラスト変化（又は測定されたコントラストの変化）は、測定されたコントラストの最大変化、測定されたコントラストの平均変化、測定されたコントラストの実質的変化、又は造影剤の増大する存在を示すことのできる任意の他の変化であっても良い。

一例によると、コントラストの変化は、測定されたコントラストの最大変化を有する。

一例では、第４のステップ１０８で、つまりステップｄ）で、時間に沿って測定されたコントラストの最大変化が、カテーテルの部分に関連する少なくとも１つの位置で決定される。第５のステップ１１０で、つまりステップｅ）で、造影剤到着の瞬間は、関心組織の視野の中で、コントラストの最大変化を有する時間に沿う瞬間に応じて提供される。

視野は、関心組織を関心領域として示す。関心組織は、例えば、患者の血管構造の部分に関連しても良い。したがって、コントラストを測定するための位置は、関心領域の部分を形成している。言い換えると、コントラストを測定するための位置は、（特定の）関心領域も形成しているが、視野の領域よりも小さな画像領域である。

造影剤到着は、カテーテル占有面積に渡り検出される。したがって、カテーテルは、造影剤注入マーカとして提供される。

一例では、Ｘ線データのシーケンスは、蛍光画像として提供される。別の例では、Ｘ線データのシーケンスは、Ｘ線画像として提供される。

別の例では、第１の位置は、カテーテルの造影剤放出開口の近くにある。この開口の外で、造影剤が血管構造に注入されるが、第１の位置は依然としてカテーテル上にある。

一例では、詳細には示されないが、コントラストは、カテーテルの周囲に対する、カテーテル上の位置の対比として測定される。

更なる例では、コントラストを測定するための少なくとも１つの位置は、カテーテルと位置合わせされ、カテーテルが基準画像フレームに関して移動するとき、コントラストを測定するための少なくとも１つの位置も基準画像フレームに関して画像の中で移動するようにする。決定の後、コントラストを測定するための少なくとも１つの位置は、特定の画像ピクセルに割り当てられ若しくは固定されず、カテーテルの形態で画像コンテンツに割り当てられ固定される。

一例では、コントラストを測定するための少なくとも１つの位置は、カテーテル（の投影）上の点（つまり、位置）に関連する。

別の例では、コントラストを測定するための少なくとも１つの位置は、カテーテルの先端まで所定の距離にあるカテーテル上の点に関連する。別の例では、コントラストを測定するための少なくとも１つの位置は、カテーテル上の決定された位置まで所定の距離にある点に関連する。例えば、カテーテルの放出開口から２ｃｍの距離が所定の位置であり得る。

一例では、ステップｃ）で、コントラストを測定するために、第１のグレーレベルがカテーテルの外側で決定され、第２のグレーレベルがカテーテルの内側で決定される。第１のグレーレベルは第２のグレーレベルから減算される。

別の例では、ステップｃ）で、コントラストを測定するために、コントラストプロファイルが抽出される。望ましくは、コントラストプロファイルは、少なくともカテーテルの幅をカバーし及び主要カテーテル方向を横断するプロファイル方向に向けられるプロファイル長の間、抽出される。

コントラストプロファイルは、コントラスト曲線としても参照される。一例では、プロファイル調波、カテーテルの幅、及び隣接する血管領域をカバーし、例えば血管壁構造まで伸びている。一例では、用語「横断する」は垂直方向に関連し、プロファイル方向は、主要カテーテル方向に垂直に配置される。用語「垂直方向」は、例えば、＋／−１５°若しくは＋／−５°のような、約＋／−３０°の偏差を有し得る９０°の角度に関連する。用語「主要カテーテル方向」は、プロファイル方向、それぞれプロファイル長で、断面におけるカテーテルの中心線の方向に関連する。

２Ｄ投影画像の中の血管領域は、カテーテルが配置される血管体積に関連する。

更なる例では、詳細に示されないが、ステップｃ）で、コントラストプロファイルは、カテーテルの少なくとも内側部分と、カテーテルの外側部分の少なくとも隣接部分と、を有する。

カテーテルの「内側」の用語は、カテーテルの画像データによりカバーされるフレームの区域に関連する。カテーテルの「外側」の用語は、カテーテルの画像データによりカバーされる区域の直接の近傍に配置されるフレームの区域に関連する。

図２は、以下のステップを設けられる、時間に沿ってコントラストの変化を決定する更なる例を示す。ステップｃ）に続き、更なるステップ１１２で、少なくとも１つの位置について測定されたコントラストは、シーケンスの時間に渡り、少なくとも１つの位置のコントラストを示す時間グラフに転写される。この更なるステップ１１２は、ステップｄ１）としても表される。造影剤注入の開始の指示子を提供するために以下が設けられる。更なるステップ１１４で、最大傾斜度を有する曲線の部分が決定される。この更なるステップ１１４は、ステップｅ１）としても表される。

一例では、コントラストは正の値により示され、グラフの基準系は、コントラストについて上方向（又は垂直方向）に向いた軸を有している。したがって、大きなコントラストは、垂直方向に向いた軸に沿って、より高い点を有する。大きなコントラストを生じる、造影剤の来る到着は、グラフの曲線の急峻な傾斜度をもたらす。言い換えると、水平軸（例えば、左から右へ時間を示す）の関数（曲線）の角度は、大きくなるだろう。したがって、上昇曲線は、増大するコントラストを示し、右下がり曲線は、減少するコントラストを示す。したがって、傾斜度（傾きとしても参照される）は、時間に渡るコントラストの変化を表す。曲線が急峻なほど、変化が大きい。造影剤ボーラス投与、つまり、注入された造影剤の到着は、傾斜度の強烈な変化をもたらし得る。つまり、曲線は、急峻に急激に上昇し得る。ゆっくりと消えていくコントラストは、ゆっくりと又は滑らかに傾斜する曲線をもたらし得る。

図３は、以下のステップを設けられる、時間に沿ってコントラストの変化を決定する更なる例を示す。第１のサブステップ１１６で、連続フレームのコントラストの変化が決定される。第２のサブステップ１１８で、コントラストプロファイルの最大変化を有する２つの連続フレームが選択される。第１のサブステップ１１６は、ステップｄ１’）としても参照され、第２のサブステップ１１８は、ステップｄ２’）としても参照される。点線の枠１２０は、２つのサブステップ１１６、１１８が決定ステップｄ）に関連することを示す。造影剤注入の開始（つまり、時間に沿う瞬間）の指示子を提供するために、以下のサブステップが設けられる。更なる第１のサブステップ１２２で、より大きなコントラスト値を有する選択された２つのフレームのうちの一方が、注入フレームとして決定される。更なる第２のサブステップ１２４で、注入フレームは、関心組織の造影剤注入の開始の指示子として提供される。第１の更なるサブステップ１２２は、ステップｅ１’）としても参照され、第２のサブステップ１２４は、ステップｅ２’）としても参照される。更なる点線の枠１２６は、２つの更なるサブステップ１２２、１２４が決定ステップｅ）に関連することを示す。

開始の瞬間は、造影剤注入フレームの始め、又はフレームサブシーケンスとしても参照される。また、開始の瞬間は、造影剤到着としても参照される。

更なる例では、ステップｃ）で、カテーテルの長さに渡る多数の位置について、コントラストプロファイルが抽出される。ステップｃ）に続き、コントラストプロファイルの積分が提供され、ステップｄ）で、該積分が比較される。

更に別の例では、ステップｂ）で、カテーテルの抽出が設けられる。ステップｂ）で、フレームの中のカテーテルの抽出のために、フレームの中のカテーテルの中心線、フレームの中のカテーテルの輪郭、フレームの中のカテーテルの投影領域、のグループのうちの少なくとも１つを抽出することが設けられる。

図４Ａは、関心組織の画像１２８を示す。例えば、関心組織は、患者の関心領域であり、関心領域は、脊椎構造１３０を有する。さらに、カテーテル１３２が示される。ここで、カテーテルは、造影剤注入のために血管構造に挿入されても良い。例えば、カテーテル１３２は、血管構造を視覚化するために造影剤を血管構造に注入するためのカテーテル先端１３４を有しても良い。指示子１３６は、フレームの各々の中のコントラストを測定するための決定された位置を表す。ここで、図４Ａは、Ｘ線画像データの時間シーケンスのフレームのうちの１つを示す。コントラストを測定するための少なくとも１つの位置は、画像データの中の視野の中のカテーテルの部分に関連する。図４Ｂは、脊椎構造１３０を示すＸ線画像データの時間シーケンスの１つのフレームとして、Ｘ線画像及びカテーテル先端１３４を有するカテーテル１３２と共に、図４Ａの画像を示す。さらに、更なる指示子１３６’は、コントラストを測定するための位置を示す。

図４Ａは造影剤の注入前の状況を示し、図４Ｂは造影剤の注入後の状況を示す。図から分かるように、Ｘ線画像データのシーケンスのうちのフレームの中で、造影剤の注入は、画像を見ることにより検出することはできない。しかしながら、カテーテル上のコントラストを測定するための位置は、この特定の位置における非常に正確な及び詳細なコントラスト決定のために、カテーテル内側にある造影剤がカテーテル先端の方向に向かって移動する、つまり展開し又は流れるので、本発明に従い検出することができる。

図５には、コントラストプロファイルグラフ１３８が示される。第１の軸、つまり水平軸１４０は、幾何学的基準、つまり指示子１３６、１３６’の長さを示す。第２の、垂直軸１４２は、コントラストを測定するための位置において決定されたコントラストの量を示す。この位置は、カテーテルの部分に関連する。第１の曲線１４４は注入前のコントラストを示し、第２の曲線１４６は注入後のコントラストを示す。言い換えると、第１の曲線１４４は図４Ａに示す状況に関連し、第２の曲線１４６は図４Ｂに示す状況に関連する。２つの曲線を比較すると、コントラストの変化が決定できる。したがって、全てのこれらのプロファイルが時間軸に沿って考えられる場合、関心組織の造影剤注入の開始を検出することが可能である。

図６は、関心組織を有する画像１４８を示し、例えば脊椎構造１５０を示す。さらに、カテーテル１５２が示される。中心線１５４は、例えばコントラストを測定するための位置の決定のために使用されるカテーテルの抽出を示す。

図７は、Ｘ線画像化における造影剤到着の検出のための画像処理装置１０の概略的設定を示す。画像処理装置１０は、入力ユニット１２、処理ユニット１４、及び出力ユニット１６を有する。入力ユニット１２は、関心組織及び造影剤の供給のために挿入されるカテーテルの視野を有する複数のフレームを含むＸ線画像データの時間シーケンスを提供するよう構成される。視野の中で、造影剤は、時間シーケンスの間に、カテーテルにより注入される。処理ユニット１４は、フレームの各々の中で、コントラストを測定するための少なくとも１つの位置を決定するよう構成される。コントラストを測定するための少なくとも１つの位置は、画像データの中の視野の中のカテーテルの長さに沿うカテーテルの部分に関連する。処理ユニット１４は、カテーテルの部分に関連する少なくとも画像部分の中の、フレームの各々の少なくとも１つの位置でコントラストを測定するよう更に構成される。処理ユニット１４は、測定されたコントラストの変化を、カテーテルの部分に関連する少なくとも１つの位置で時間に沿って決定するよう更に構成される。出力ユニット１６は、コントラストの変化を有する時間に沿う瞬間を、関心組織の造影剤注入の開始の指示子として提供するよう構成される。

一例によると、コントラストの変化は、測定されたコントラストの最大変化を有する。

例えば、処理ユニット１４は、測定されたコントラストの最大変化を、カテーテルの部分に関連する少なくとも１つの位置で時間に沿って決定するよう更に構成される。出力ユニット１６は、コントラストの最大変化を有する時間に沿う瞬間を、関心組織の造影剤注入の開始の指示子として提供するよう構成される。

一例では、出力ユニットは、図７にオプションとして示すように、ディスプレイユニット１８である。ディスプレイユニット１８は、造影剤の注入されたフレームサブシーケンスの始めの指示子として注入フレームを表示するよう構成される。決定された造影剤注入の開始は、例えば、回転画像ラン、又はデジタルサブトラクション血管造影（ＤＳＡ）の減算手順のような更なる画像手順のための情報として提供できる。用語「サブシーケンス」は、更なるサブシーケンスとして非注入フレームも有する画像シーケンスの部分に関連する。

一例では、処理ユニット１４は、カテーテルの周囲に対する、カテーテル上の位置の対比としてコントラストを測定するよう構成される。

更なる例では、処理ユニット１４は、コントラストを測定するための少なくとも１つの位置を、カテーテルと位置合わせし、カテーテルが基準画像フレームに関して移動するとき、コントラストを測定するための少なくとも１つの位置も基準画像フレームに関して画像の中で移動するように、構成される。

図８は、介入医用Ｘ線画像化のためのシステム２０を示す。システム２０は、Ｘ線画像取得装置２２、例えばＸ線源２４及びＸ線検出器２６を有する。Ｘ線画像取得装置２２は、関心組織３０の視野を有する複数のフレームを含むＸ線画像データの時間シーケンス２８を提供するよう構成される。

システムは、造影剤の供給のためのカテーテル３２を更に有する。カテーテル３２は、参照符号３０を有する、球面構造の形式の概略表現により示されるように、関心組織への挿入のために構成される。カテーテルは、関心組織の中で造影剤を供給するよう更に構成される。時間シーケンスは、造影剤の供給のために挿入されるカテーテルを有するＸ線画像を示す。

システム２０は、図７に示され更なる例で以上の記載で説明された上述の例に従う画像処理装置１０として設けられる画像処理装置３４を更に有する。

Ｘ線画像取得装置２２は、図８に示すようにＣ型アーム構造として設けられても良いが、異なる種類のＸ線画像処理システムの中に設けられても良い。Ｃ型アームシステムは、患者テーブル３８に対してＸ線画像取得装置の位置を調整するための複数のレールを有する天井構造３６から吊されても良い。さらに、ディスプレイユニット４０及び照明器具４２が、可動式に設けられても良い。

図９Ａは、図４Ａのグラフィック表現の写真図を示す。図９Ｂは、図４Ｂのグラフィック表現の写真図を示す。図１０は、図６のグラフィック表現の写真図を示す。

本発明の別の例示的な実施形態では、前述の実施形態のうちの１つによる方法の方法ステップを適切なシステムで実行するために適応されることにより特徴付けられ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エレメントが提供される。

コンピュータプログラムエレメントは、したがって、本発明の一実施形態の部分でもあり得るコンピュータユニットに格納されても良い。このコンピューティングユニットは、上述の方法のステップを実行する又は実行を誘起するよう適応されても良い。さらに、上述の装置のコンポーネントを作動するために適応されても良い。コンピューティングユニットは、自動的に作動するよう及び／又はユーザの命令を実行するよう適応できる。コンピュータプログラムは、データプロセッサのワーキングメモリにロードされても良い。データプロセッサは、したがって、本発明の方法を実行するよう実装されても良い。

本発明のこの例示的な実施形態は、最初から本発明を使用するコンピュータプログラム、及び既存のプログラムを更新により本発明を使用するプログラムに変えるコンピュータプログラム、の両方を包含する。

さらに、コンピュータプログラムエレメントは、上述の方法の例示的な実施形態の手順を満たす全ての必要なステップを提供し得る。

本発明の更なる例示的な実施形態によると、ＣＤ−ＲＯＭのようなコンピュータ可読媒体が提示され、コンピュータ可読媒体は、コンピュータプログラムエレメントを格納され、該コンピュータプログラムエレメントは先行するセクションにより記載される。

コンピュータプログラムは、インターネット又は他の有線若しくは無線通信システムを介するような、他のハードウェアと共に又はその一部として提供される光記憶媒体又は固体媒体のような適切な媒体に格納され及び／又は分配されても良く、他の形式で分配されても良い。

しかしながら、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、このようなネットワークからデータプロセッサのワーキングメモリにダウンロード可能であっても良い。本発明の更なる例示的な実施形態によると、コンピュータプログラムエレメントをダウンロードのために利用可能にする媒体が提供される。該コンピュータプログラムエレメントは、本発明の前述の実施形態のうちの１つによる方法を実行するよう構成される。

留意すべきことに、本発明の実施形態は、異なる主題を参照して記載された。特に、幾つかの実施形態は、方法の種類の請求項を参照して記載されたが、他の実施形態は、装置の種類の請求項を参照して記載された。しかしながら、当業者は、上述の及び以下の説明から、特に断らない限り、ある種類の主題に属する特徴のいかなる組合せに加えて、異なる主題に関連する特徴の間のいかなる組合せも本願により開示されるものと見なされることを理解する。

しかしながら、全ての特徴は結合でき、特徴の単純な和より大きな相乗効果を提供する。

本発明は図面及び上述の説明で詳細に説明されたが、このような図面及び説明は説明及び例であり、本発明を限定するものではない。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の他の変形は、図面、詳細な説明、及び従属請求項を読むことにより、当業者に理解され請求項に記載された発明を実施する際に実施されうる。

留意すべき点は、用語「有する（comprising）」は他の要素又は段階を排除しないこと、及び単数を表す語（a、an）は複数を排除しないことである。単一のプロセッサ又は他のユニットが、請求の範囲に記載された幾つかのアイテムの機能を満たしても良い。特定の量が相互に異なる従属請求項に記載されるという事実は、これらの量の組合せが有利に用いることが出来ないことを示すものではない。請求項中のいかなる参照符号も請求の範囲又は本発明の範囲を制限するものと考えられるべきではない。

Claims (15)

1. Ｘ線画像化において造影剤到着を検出する画像処理装置であって、
   入力ユニットと、
   処理ユニットと、
   出力ユニットと、
   を有し、
   前記入力ユニットは、関心組織と造影剤の供給のために挿入されるカテーテルとの視野を有する複数のフレームを含むＸ線画像データの時間シーケンスを提供するよう構成され、前記視野の中で、造影剤は、前記時間シーケンスの間に前記カテーテルにより注入され、
   前記処理ユニットは、前記画像データの前記視野の中の前記カテーテルの長さに沿う前記カテーテルの部分に関連する、コントラストを測定するための少なくとも１つの位置を、前記フレームの各々の中で決定し、前記カテーテルの前記部分に関連する少なくとも画像部分の中で前記フレームの各々について前記少なくとも１つの位置におけるコントラストを測定し、前記カテーテルの前記部分に関連する前記少なくとも１つの位置において、時間に従う前記測定したコントラストの変化を決定するよう構成され、
   前記出力ユニットは、前記関心組織の前記視野の中の造影剤到着の瞬間を、コントラストの前記変化を有する時間に従う前記瞬間に応じて提供するよう構成される、
   画像処理装置。
2. 前記コントラストの前記変化は、前記測定されたコントラストの最大変化を有する、
   請求項１に記載の画像処理装置。
3. 造影剤到着の前記瞬間を提供するために、前記処理ユニットは、前記コントラストの前記変化を有する時間に沿う前記瞬間を、前記関心組織の造影剤注入の開始の指示子として提供するよう構成される、請求項１又は２に記載の画像処理装置。
4. 前記処理ユニットは、前記カテーテルの周囲に対する前記カテーテル上の位置の対比として前記コントラストを測定するよう構成される、請求項１乃至３のいずれか一項に記載の画像処理装置。
5. 前記処理ユニットは、コントラストを測定するための前記少なくとも１つの位置を前記カテーテルと位置合わせして、前記カテーテルが基準画像フレームに関して移動するとき、コントラストを測定するための前記少なくとも１つの位置も前記基準画像フレームに関して前記画像の中で移動するようにする、
   請求項１乃至４のいずれか一項に記載の画像処理装置。
6. 介入医用Ｘ線画像化のためのシステムであって、
   Ｘ線画像取得装置と、
   画像処理装置と、
   造影剤の供給ためのカテーテルと、
   を有し、
   前記カテーテルは、関心組織の中の挿入と、前記関心組織の中の造影剤の供給と、のために構成され、
   前記Ｘ線画像取得装置は、関心組織と、造影剤の供給のために挿入される前記カテーテルと、の視野を有する複数のフレームを含むＸ線画像データの時間シーケンスを提供するよう構成され、
   前記画像処理装置は、請求項１乃至５のいずれか一項に記載の画像処理装置として設けられる、
   システム。
7. Ｘ線画像化において造影剤到着を検出する画像処理装置の作動方法であって、前記画像処理装置は、入力ユニットと処理ユニットと出力ユニットとを有し、前記作動方法は、
   ａ）前記入力ユニットが、関心組織と造影剤の供給のために挿入されるカテーテルとの視野を有する複数のフレームを含むＸ線画像データの時間シーケンスを提供するステップと、
   ｂ）前記処理ユニットが、前記画像データの前記視野の中の前記カテーテルの長さに沿う前記カテーテルの部分に関連する、コントラストを測定するための少なくとも１つの位置を、前記フレームの各々の中で決定するステップと、
   ｃ）前記処理ユニットが、前記カテーテルの前記部分に関連する少なくとも画像部分の中で前記フレームの各々について前記少なくとも１つの位置におけるコントラストを測定するステップと、
   ｄ）前記処理ユニットが、前記カテーテルの前記部分に関連する前記少なくとも１つの位置において、時間に従う前記測定したコントラストの変化を決定するステップと、
   ｅ）前記出力ユニットが、前記関心組織の前記視野の中の造影剤到着の瞬間を、コントラストの前記変化を有する時間に従う前記瞬間に応じて提供するステップと、
   を有する作動方法。
8. ステップｃ）で、前記コントラストは、前記カテーテルの周囲に対する前記カテーテル上の位置の対比として測定され、及び／又は
   ステップｃ）で、前記コントラストを測定するために、前記カテーテルの外側で第１のグレーレベルが決定され、前記カテーテルの内側で第２のグレーレベルが決定され、前記第１のグレーレベルは前記第２のグレーレベルにより減算される、
   請求項７に記載の作動方法。
9. コントラストを測定するための前記少なくとも１つの位置は、前記カテーテルと位置合わせされて、前記カテーテルが基準画像フレームに関して移動するとき、コントラストを測定するための前記少なくとも１つの位置も前記基準画像フレームに関して前記画像の中で移動するようにする、
   請求項７又は８に記載の作動方法。
10. ステップｃ）で、前記コントラストを測定するために、コントラストプロファイルが抽出され、
    望ましくは、前記コントラストプロファイルは、前記カテーテルの少なくとも幅をカバーし及び主要カテーテル方向を横断するプロファイル方向に向けられる、プロファイル長について抽出される、
    請求項７乃至９のいずれか一項に記載の作動方法。
11. ステップｃ）で、前記コントラストプロファイルは、前記カテーテルの少なくとも内側部分と、前記カテーテルの外側部分の少なくとも隣接部分と、を有する、
    請求項１０に記載の作動方法。
12. ステップｃ）で、コントラストプロファイルは、前記カテーテルの長さに渡る多数の位置について抽出され、
    ステップｃ）で、前記コントラストプロファイルの積分が提供され、
    ステップｄ）で、前記積分が比較される、
    請求項７乃至１０のいずれか一項に記載の作動方法。
13. ステップｂ）で、前記カテーテルが抽出され、
    前記フレームの中の前記カテーテルの前記抽出のために、
    前記フレームの中の前記カテーテルの中心線、
    前記フレームの中の前記カテーテルの輪郭、
    前記フレームの中の前記カテーテルの投影領域、
    のグループのうちの少なくとも１つを抽出することが提供される、
    請求項７乃至１２のいずれか一項に記載の作動方法。
14. 請求項１乃至６のいずれか一項に記載の装置を制御するコンピュータプログラムエレメントであって、処理ユニットにより実行されると、請求項７乃至１３のいずれか一項に記載の作動方法を実行するよう適応される、コンピュータプログラムエレメント。
15. 請求項１４に記載のプログラムエレメントを格納したコンピュータ可読媒体。

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