JP6649386B2 - 血管内撮像システムの経時較正のための方法、システム、及び装置 - Google Patents

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Description

関連出願の相互参照
一部分において、本開示は、一般に、血管系や末梢血管系の画像化及びデータ収集の分野に関する。
介入心臓専門医は、治療法を計画し、指導し、及び評価するために、カテーテル処置中に様々な診断ツールを使用している。蛍光透視法は、一般に血管の血管造影撮像を行うために使用される。次に、このような血管の撮像は、バイパス手術又はステント留置のような介入の間に、血管疾患を診断し、位置特定し、及び治療するために医師によって使用される。また、光コヒーレンス・トモグラフィー（ＯＣＴ）、血管内超音波（ＩＶＵＳ）、及び他のものなどの音響技術のような血管内画像化技術は、所定の被検者の血管の状態に関する高解像度データを得るために蛍光透視法の代わりに使用されるか、又は組み合わせて使用され得る有用なツールである。
血管内の光コヒーレンス・トモグラフィーは、光を用いて冠状動脈壁を覗き込んで研究用画像を生成するカテーテルベースの画像診断法である。コヒーレント光、干渉法、及びマイクロ光学を利用することにより、ＯＣＴは、罹患した血管内で、マイクロメータレベルの分解能を有するビデオレートのイン・ビボ・トモグラフィーを提供することができる。光ファイバプローブを使用して表面下の構造を高分解能で観察することにより、ＯＣＴを内部組織及び器官の低侵襲撮像に特に役立てることが可能になる。ＯＣＴを用いて可能となる明確化のレベルは、臨床医が冠動脈疾患の進行を診断するだけでなく監視することを可能にする。血管造影法は、放射線不透過性造影液の注入中に体外からデータを収集する非侵襲的なＸ線造影法である。
上述した様々な技術の複雑さと、それぞれが生成するデータセットの複雑さとを考慮すると、そのようなデータセットを共同登録することは困難である。例えば、血管造影システム及びＯＣＴシステムなどの関連システムが相互に較正されない場合、正確な共同登録を達成できる可能性は低い。
したがって、コア配置精度を高めるのに適した適切な較正方法及びシステムを提供する必要性が存在する。本開示の実施形態は、これらの課題及び他の課題に対処する。
一部分において、本開示は、以下のＯＣＴ、ＩＶＵＳ、ＦＦＲ、及び血管造影の２つ以上を共同登録するように構成されたマルチモーダル診断システム及びその構成要素に関する。一実施形態では、ＯＣＴ画像及び血管造影画像は、画像データの２セットのフレームを整列させるか、又は同期させるための時間遅延を決定するための結合されたＯＣＴ及びＸ線の撮像システムを較正した後に共同登録される。一実施形態では、時間遅延は、複数の較正試験からの最小値に基づいて決定される。本明細書で論じるように、血管造影システムを使用してシネシーケンス又はシネ画像のセットを得ることができる。そのようなセット又はシーケンスは、経時的に取得される１つ以上の画像を含む。この画像のセットは、事実上、心臓が心臓周期を介して進むにつれて移動及び心臓血管系の変化を追跡して示すことができるフレームである各画像を有する短い動画である。
血管造影システムのようなＸ線に基づく撮像システムの開始は、１つ以上の制御システムから送られる１つ以上の制御信号によって引き起こされ得る。同様に、ＯＣＴシステムのような血管内撮像システムの開始は、１つ以上の制御システムから患者インタフェースユニット又はＰＩＵに送られる１つ以上の制御信号によって引き起こされ得る。ＯＣＴデータの収集セッションの間に、光を送受信するように配置された光ファイバ及び関連レンズが血管内で回転する。血管内データ収集プローブが接続されたＰＩＵは、プローブ先端を回転させる制御信号を受信し、その後、血管を通る引き戻しの一部としてプローブ先端を平行移動させる。
最初に、プローブ先端は、支持体に沿って平行移動する前に回転するときに、光線又は走査線に沿って画像を取り込む。一実施形態では、ＯＣＴ開始制御信号を送信する前に、血管造影開始制御信号が送信される。結果として、血管造影システムは、ＯＣＴ画像データの第１のフレームをキャプチャする前に、血管造影データのＪ個のフレームのような血管造影画像の１つ以上のフレームをキャプチャする。ＯＣＴ画像データの第１のフレームは、引き戻し中に血管に沿って並進する前にプローブ先端が回転している間に得られた画像を含むことができる。
一部分において、本開示は、血管造影及び光コヒーレンス・トモグラフィー（ＯＣＴ）のシステムの組み合わせを較正する方法に関する。この方法は、ＯＣＴプローブの引き戻しの開始前に血管造影フレームを取得するステップと、ＯＣＴプローブの引き戻し中にＯＣＴデータを取得するステップと、ＯＣＴプローブの引き戻し中に血管造影フレームを取得するステップと、引き戻し中に得られたＯＣＴデータを用いて複数のＯＣＴフレームを生成するステップと、複数のＯＣＴフレームからＯＣＴプローブの引き戻しの初期フレームを決定するステップと、ＯＣＴプローブの引き戻しの初期フレームに対応する初期血管造影フレームを決定するステップと、初期ＯＣＴフレームと初期血管造影フレームとの間の時間遅延を決定するステップと、時間遅延を用いてＯＣＴ及び血管造影フレームを整列させるステップと、を含むことができる。
一実施形態では、この方法は、１つ以上の整列されたＯＣＴフレーム及び血管造影フレームを表示するステップをさらに含む。一実施形態では、時間遅延を決定するステップは、複数の較正試験を実行して複数の遅延期間を決定し、最小遅延期間を時間遅延として選択するステップを含む。一実施形態では、複数の較正試験はＮ回の試験であり、Ｎは２回の試験から約１２回の試験の範囲である。一実施形態では、本方法は、開始時間にＯＣＴの引き戻しを開始するステップをさらに含み、コンピュータデバイスは、開始時間をメモリに格納する。一実施形態では、ＯＣＴプローブの引き戻しの初期フレームを決定するステップは、ＯＣＴプローブの引き戻しの初期フレームとして、開始時間に対応するＯＣＴフレームを特定するステップを含む。一実施形態では、初期血管造影フレームを決定するステップは、ＯＣＴプローブに取り付けられたマーカーの動作を示す第１血管造影フレームを決定するステップと、第１の血管造影フレームに先行する第２の血管造影フレームを初期血管造影フレームとして選択するステップと、を含む。
一部分において、一実施形態では、本開示は、光コヒーレンス・トモグラフィーのシステム及び血管造影システムを較正する方法に関する。この方法は、Ｎ個のセットの光コヒーレンス・トモグラフィー（ＯＣＴ）画像データを生成するステップであり、Ｎ個のセットのＯＣＴ画像データの各々は、２つ以上の異なる空間位置にあるマーカーを含む血管内のデータ収集プローブにおけるＮ個の生体外の引き戻しを実行することによって得られるステップと、複数の２次元画像を含むＮ個のセットの血管造影画像データを生成するステップであり、Ｎ個のセットの血管造影画像の各々は、２つ以上の異なる空間位置にあるマーカーの複数の２次元画像を含むステップと、Ｎ回の生体外の引き戻し中に得られたＮ個のセットのＯＣＴ画像データを使用してＮ個のセットのＯＣＴフレームを生成するステップと、Ｎ個のセットの各々に対する複数のＯＣＴフレームからＯＣＴプローブの引き戻しの初期フレームを決定するステップと、Ｎ回の時間遅延が決定されるように、Ｎ個のセットの各々に対する初期ＯＣＴフレームと初期血管造影フレームとの間の時間遅延を決定するステップと、Ｎ回の時間遅延から最小時間遅延を選択するステップと、最小時間遅延を用いてＯＣＴ及び血管造影フレームを整列させるステップと、を含む。
一実施形態の方法は、初期血管造影フレームを決定するステップは、ＯＣＴプローブに取り付けられたマーカーの動作を示す第１の血管造影フレームを決定するステップと、第１の血管造影フレームに先行する第２の血管造影フレームを初期血管造影フレームとして選択するステップと、を含む。一実施形態では、Ｎは２から１２の範囲である。一実施形態では、本方法は、開始時間にＯＣＴの引き戻しを開始するステップをさらに含み、コンピュータデバイスは、開始時間をメモリに格納する。本方法の一実施形態では、ＯＣＴプローブの引き戻しの初期フレームを決定するステップは、開始時間に対応するＯＣＴフレームを生体外の引き戻しの初期フレームとして特定するステップを含む。一実施形態では、初期血管造影フレームを決定するステップは、マーカーの移動を特定するために血管造影フレームのピクセル変化を追跡するためにコンピュータデバイスを使用するステップを含む。一実施形態では、ＯＣＴシステムのフレームレートは、血管造影システムのフレームレートよりも大きい。
一部分において、１つの実施形態では、本開示は、血管内及び血管外の撮像システムの組み合わせを較正するためのシステムに関する。較正システムは、Ｘ線ベースの撮像サブシステムと、干渉計測ベースのサブシステムなどの光学撮像サブシステムとを備えることができる。一実施形態では、較正システムは、マーカーを含む光コヒーレンス・トモグラフィー（ＯＣＴ）のプローブであり、当該プローブは、支持体上に配置され、血管造影システムの撮像領域内に配置されるプローブと、コンピュータデバイスを含む光コヒーレンスのデータ処理システムであり、コンピュータデバイスは、受信された血管内プローブ信号に基づいてＯＣＴ画像フレームを生成するデータ処理システムと、１つ以上のメモリデバイスと、１つ以上のメモリデバイスと電気通信する制御信号入力であり、当該制御信号入力は、ＯＣＴプローブの複数の生体外の引き戻しを開始し、各生体外の引き戻しの開始時間を１つ以上のメモリデバイスに送信するようにプログラムされたコントローラと電気通信している制御信号入力とを備える。
コンピュータデバイスは、ある実施形態では、コンピュータデバイスに各生体外の引き戻しに対するＯＣＴプローブの初期フレームを決定させる命令として、１つ以上のメモリデバイスに格納された較正方法を含むことができる。コンピュータデバイスは、ある実施形態では、コンピュータデバイスにＯＣＴプローブの引き戻しの初期フレームに対応する初期血管造影フレームを決定させる命令として、１つ以上のメモリデバイスに格納された較正方法を含むことができる。コンピュータデバイスは、ある実施形態では、コンピュータデバイスに初期ＯＣＴフレームと初期血管造影フレームとの間の時間遅延を決定させる命令として、１つ以上のメモリデバイスに格納された較正方法を含むことができる。コンピュータデバイスは、ある実施形態では、コンピュータデバイスにＯＣＴ及び血管造影フレームを時間遅延を使用して整列させる命令として、１つ以上のメモリデバイスに格納された較正方法を含むことができる。
一部分において、本開示は、血管を撮像し、及び／又は血管を撮像するシステムを較正する方法に関する。この方法は、第１のクロックを含む血管内撮像システムを使用して第１のフレームレートで複数の血管内画像フレームを含む１セットの血管内画像データを生成するステップと、血管内画像データを１つ以上の非経時的なコンピュータの可読メモリデバイスに格納するステップと、第２のクロックを含む血管外撮像システムを使用して第２のフレームレートで複数の血管外画像フレームを含む１セットの血管外画像データを生成するステップと、血管外画像データを１つ以上の非経時的なコンピュータ可読メモリデバイスに格納するステップと、を含む。この方法は、複数のフレームのうちの１つのフレームにおける動作を検出するステップを含む。一実施形態では、動作を検出したフレームに先行するフレームが初期フレームとして選択される。一実施形態では、複数の血管外画像フレームは、血管造影シネを含む。
一実施形態では、血管内のデータ収集システムは、血管外のデータ収集システムと同時であるが非同期的にデータを収集する。この方法は、２つの非同期のデータ収集システムから得られたフレームを同期させるための遅延又は較正期間を決定する。本方法は、１つ以上のＯＣＴフレームを１つ以上の血管造影フレームと較正期間で整列させることによって、ＯＣＴ画像データ及び血管造影データを共同登録することを含むことができる。
一実施形態では、本開示は、較正方法に関する。この方法は、複数の試験から決定された較正期間を使用して、Ｘ線画像フレームと血管内画像フレームとを同期させることを含む。この方法は、検出されたマーカーの移動を有する初期Ｘ線画像フレームと、マーカーの移動を開始するための制御信号がマーカーと機械的に通信するインタフェースユニットに送られ、マーカーを複数の位置にわたって平行移動させることができる場合に格納されることによって決定された初期脈管内画像フレームとを使用して較正期間をプログラム的に生成するステップを含む。
一部分において、本開示は、血管造影及び光コヒーレンス・トモグラフィー（ＯＣＴ）のシステムの組み合わせを較正する方法に関する。この方法は、複数の血管造影フレームを、コンピュータデバイスと電気通信する１つ以上のメモリデバイスに複数の血管造影フレームを格納するステップと、コンピュータデバイスと電気的に通信する１つ以上のメモリデバイスに複数のＯＣＴフレームを格納するステップであり、ＯＣＴフレーム及び血管造影フレームは、ＯＣＴプローブの引き戻しに対応するオーバーラップ期間中に非同期的に生成されるステップと複数のＯＣＴフレームから引き戻されたＯＣＴプローブの初期フレームを決定するステップと、ＯＣＴプローブの引き戻しの初期フレームに対応する初期血管造影フレームを決定するステップと、ＯＣＴプローブの引き戻しの初期フレームのタイムスタンプに基づく較正期間と、初期血管造影フレームのタイムスタンプに基づく較正期間とを、コンピュータデバイスを使用してプログラム的に生成するステップと、非同期的に生成された複数のＯＣＴフレームと血管造影フレームとを同期させるステップと、を含む。一実施形態では、コンピュータデバイスは、マイクロプロセッサ、又はＯＣＴデータの処理システムの１つ以上の回路である。一実施形態では、コンピュータデバイスは、マイクロプロセッサ、又は血管造影データの処理システムの１つ以上の回路である。
図面は必ずしも縮尺通りではなく、その代わりに一般的に例示的な原理に基づいている。図面は、すべての態様において例示的であると見なされるべきであり、本開示を限定することを意図するものではなく、その範囲は特許請求の範囲によってのみ規定される。
本開示の１つ以上の方法を使用して較正に適したオーバーラップ期間中に血管内データ及び血管外データを収集するデータ収集システムの概略図である。 本明細書に記載された１つ以上のシステム及び方法を使用して較正することができる様々なデータ収集のイベント及び期間の概略図である。 本開示のある実施形態に係るマルチモーダル撮像システムを較正し、較正期間Ｔ３を決定することと組み合わせて実施及び追跡することができる様々なステップ及びイベントを示す概略図である。 本開示のある実施形態によるマルチモーダル撮像システムにおける共同登録の精度を高めるのに適した例示的な経時較正方法の様々なステップを示す概略図である。 本開示の１つ以上の方法を使用して較正に適したオーバーラップ期間中に血管内データ及び血管外データを収集するデータ収集システムの概略図である。 マーカーが動いていない時に動作が始まり、その動作が本開示のある実施形態に係るプローブのＯＣＴの引き戻し中に続く３つの時点に対応する、図５Ａのシステムを使用して画像化されている血管の３つのＸ線画像フレームを描く概略図である。 本開示のある実施形態に係る経時較正を実行するための装置を示す。
以下の説明は、本開示の特定の実施形態を示す添付図面を参照する。本開示の趣旨及び範囲から逸脱することなく、他の実施形態が可能であり、実施形態に変更を加えることができる。したがって、以下の詳細な説明は、本開示を限定するものではなく、むしろ、本開示の範囲は、特許請求の範囲によって規定される。
血管の画像化などの血管内データ収集は、データ収集プローブを含むカテーテルを動脈に挿入し、血管内の関心領域、例えば冠状動脈に到達するまで前進させることによって実行され得る。血管造影システムは、血管の画像化中に、シネシーケンスのような血管の外部血管造影画像を得ることができる。一実施形態では、関心領域は、プローブ内の光学的、音響的、又は他のセンサが血管内データを収集している間に、カテーテルを介してデータ収集プローブを引っ張ることによって画像化される。データ収集プローブを血管内の関心領域に引っ張るプロセスは、一実施形態では引き戻しと称される。本開示によれば、血管造影及び血管内の画像データセットを後で共同登録する目的で、引き戻しを開始する前に血管造影画像キャプチャを開始することが有利である。
例えば、血管造影及びＯＣＴのような２つ以上の撮像技術の共同登録は、実施するのが難しい。本明細書に開示されるように、ＯＣＴ／血管造影法又はＸ線ベースのコア組織化（「血管造影心理組織化」）方法は、同様の時点で取得された対応する血管造影画像上にあるＯＣＴ画像の位置又はサブセットの視覚化を容易にする。そのようなコア構築方法は、ハードウェア、ソフトウェア、又はそれらの組み合わせを使用して実施され得る。
一部分において、本開示は、被験者に関して収集されたデータに関して共同登録の精度を改善するための１つ以上の較正プロセスを実行するための、カテーテル処置室又は他の施設における様々なシステム、その構成要素、及び方法に関する。一実施形態では、そのデータは、血管造影システムなどのＸ線システムを使用して得られた１つ以上のシネシーケンスを含むことができる。さらに、そのデータは、血管内データを含むことができる。血管内データの一例は、血管内の撮像プローブ及びＯＣＴシステムを使用して得ることができるＯＣＴデータである。ＯＣＴデータは、走査線、画像、又は他のデータ形式でコンピュータ可読メモリに格納され得る。血管内の超音波データは、血管内データの別のタイプである。
図１は、１つ以上の撮像モダリティを使用して、又は診断データを生成することによって、データを収集し、特徴を検出し、状態を感知し、及び被験者の関心領域を撮像するのに適した様々なデータ収集サブシステムを含むシステム１０を示す。被験者の関心領域は、血管１５を含むことができる。一実施形態では、血管内のデータ収集プローブが血管１５を介して引き戻される。
このようなプローブの例には、ＯＣＴ、ＩＶＵＳ、ＦＲＲ、又は他のデータ収集プローブが含まれる。プローブは、ガイドワイヤ、圧力感知ワイヤベースのプローブ、光ファイバ、及び他の構成要素のうちの１つ以上を含む。光ファイバ１８は、プローブが血管１５内に配置されている場所から伸びているように示されている。所定のデータ収集プローブの先端は、マーカーを含むことができる。これらのマーカーは、Ｘ線によって生成された画像のような非侵襲的に取得された画像フレームにおいて、本明細書に示すようにＭによって特定される。図１に示すように、一連のオーバーラップする連続的血管造影画像は、血管１５を介してそれらの動作のシーケンスにわたって示されたマーカーＭに対応するドットを有する上意下達の視点から示される。一実施形態では、マーカーＭは、データ収集プローブの一部である放射線不透過性マーカーである。例えば、一実施形態では、放射線不透過性マーカーＭは、レンズ又はプローブの他のビーム指向要素の近くに配置され得る。ＯＣＴフレーム内の点Ｆは、引き戻しが進行するにつれて外観が変化する特徴Ｆを示すために含まれる。このようにして、異なる特徴Ｆで撮像される血管の異なる断面は、血管造影フレームの異なる位置に対応する。
光ビームディレクタ又はレンズを含むプローブの場合、光ファイバは、ビームディレクタ又はレンズと光学的に通信する。トルクワイヤは、光ファイバが配置されるボアを画定するプローブの一部であり得る。加えて、また、プローブは、カテーテルの一部を形成するポリマーシース（図示省略）のようなシースを含む。ＯＣＴシステムの背景において、干渉計のサンプルアームの一部である光ファイバは、図示のように患者インタフェースユニット（ＰＩＵ）に光学的に結合される。ＰＩＵは、血管を介してプローブの引き戻しを開始するために使用され得る様々な制御を使用して操作され得る。
データ収集システム１０は、核磁気共鳴、Ｘ線、血管造影、コンピュータ断層撮影、又は他の適切な非侵襲的な撮像技術などの非侵襲的な撮像システム２０を含む。このような非侵襲的な撮像システムの非限定的な例として示されるように、シネを生成するのに適した血管造影システムが示される。血管造影システムは、蛍光透視システムを含むことができる。非侵襲的な撮像システムは、血管外撮像データ又は周辺画像データを収集する一方、血管を介して引き戻された血管内撮像プローブは、図示のように断面図５０を生成する。これらの血管内画像５０は、血管内のデータ収集プローブからのデータを使用して生成された断面図、縦方向図、又は他の図であり得る。
非侵襲的な撮像システム２０及びＰＩＵは、別々のデータの記憶及び処理システム５５、５７と通信しており、又は１つのデータの記憶及び処理システム６０と通信することができる。このようなシステム５５、５７、又は６０のうちの１つ以上は、個別に使用され得、又は一緒に統合され得る。これらのシステムは、一実施形態ではワークステーション若しくはサーバとして、又は一般にコンピュータデバイスとして実装され得る。コンピュータデバイスは、サーバコンピュータ、クライアントユーザコンピュータ、パーソナルコンピュータ（ＰＣ）、ラップトップコンピュータ、タブレットＰＣ、デスクトップコンピュータ、制御システム、マイクロプロセッサ、又はそのコンピュータデバイスによってとられる動作を指定する１セットの命令（順次又はその他）を実行することができる任意のコンピュータデバイスを含むことができる。さらに、単一のコンピュータデバイスが示されているが、また、「コンピュータデバイス」という用語は、インタフェースなどの１つ以上のソフトウェアの機能や方法を実行するための１セット（又は複数セット）の命令を個々に又は共同して実行するコンピュータデバイスの任意のコレクションを含むものとする。
一実施形態では、コンピュータデバイスは、本明細書で説明されるような１つ以上の経時較正方法を実行するようにプログラムされた光コヒーレンス・トモグラフィーのコンピュータである。較正時間を使用することができるプログラム、命令、及び制御信号情報や関連する共同登録の方法は、メモリ６５に格納されたソフトウェア命令又はハードウェアベースの集積回路６８として実装され得る。一実施形態では、外部データベース７０は、画像フレーム、較正期間、共同登録ＯＣＴやＸ線画像、及びシステムや収集された画像データに関して本明細書で説明される他の情報を格納するために使用される。複数の較正試験の時間遅延出力は、データベース７０のようなメモリ、又は本明細書に記載のシステムに格納され、１つ以上のプロセッサ又はコンピュータデバイスを使用して最小時間遅延を選択するようランク付けされる。一実施形態では、メモリ６５は、ＯＣＴプローブの引き戻しが開始するものに対応するＯＣＴの引き戻し開始時間を受信する。この開始時間は、対応するキャプチャされたＯＣＴフレームと関連付けられ得、これはＯＣＴの引き戻しの初期フレームとして特定され得る。
患者インタフェースユニットは、プローブの端部を受け入れ、且つそれに光学的に結合されるのに適したプローブコネクタを含む。ＰＩＵは、使用されているデータ収集プローブのタイプに基づいて適切なジョイント及び要素を含む。引き戻されることに加えて、プローブの先端は、典型的には、ＰＩＵによって回転される。このようにして、被検者１０の血管は、長手方向に、又は横断面を介して撮像され得る。
次に、ＰＩＵは、本明細書で説明するように、１つ以上の血管内のデータ収集システム５５又は６０に接続される。血管内のデータ収集システム５５、６０は、ＯＣＴシステム、ＩＶＵＳシステム、別の撮像システム、及びこれらの組み合わせであり得る。例えば、ＯＣＴプローブであるプローブに関してのシステム６０は、干渉計のサンプルアームと、干渉計の基準アームと、フォトダイオードと、制御システムと、患者インタフェースユニットとを含むことができる。
データ収集プローブを使用して生成された血管内データのフレームなどの血管内画像データは、ＰＩＵを介してプローブに結合されたデータ収集処理システム６０に送られ得る。システム２０を使用して生成された非侵襲的な画像データは、１つ以上のコンピュータデバイスに送信され、格納され、処理され得る。システム２０から血管造影画像データを取り込むように構成されたコンピュータボードなどのビデオフレームグラバ装置は、システム５５、５７、又は６０の一部として様々な実施形態で使用され得る。
（較正及び共同登録）
共同登録の方法の一実施形態では、ＯＣＴの引き戻し中にシネシーケンスの画像のような１セットの血管造影データが取得される。したがって、ＯＣＴの撮像プローブが血管の回転に伴って引き戻されると、ＯＣＴプローブ上又はその中に配置されたマーカーＭは、それと一緒に移動し、同時に捕捉された血管造影フレームのセットの中では特定可能かつ追跡可能である。血管造影システム及びＯＣＴシステムの共同登録の較正方法が、実行されない又は関連する撮像システムを較正するには不十分である場合には、ＯＣＴフレーム及び血管造影フレームは整列されないかもしれない。
そして、これは、Ｘ線及び光学の撮像データセットを共同登録することに失敗する結果となる。さらに、ＯＣＴデータセット及び血管造影データセットを整列させることの失敗は、位置カーソルエラーなどのエラーが発生する可能性がある。したがって、血管造影画像上でＯＣＴ画像が撮影された場所を示すために使用された臨床医又は他のシステムオペレータによって使用されるカーソルは、いくつかのフレームだけ同期していないかもしれない。これは、画面のカーソルが実際に表示されていることを表示しているかどうかを疑うようなシステムユーザの信頼感を損なう可能性がある。ＯＣＴ画像フレーム及び血管造影画像フレームの時間遅延やずれの問題に関するさらなる詳細は、図２及び較正システム１００に関してより詳細に説明される。
一実施形態では、ＯＣＴ及び血管造影システムのような較正されたマルチモーダル撮像システムと関連して正確な共同登録を達成するために、２つのステップが実行される。第１のステップは、シネシーケンスを構成する血管造影フレームのような１セットの画像フレームの全体にわたって、血管内のデータ収集プローブの基準点又はセクションを特定したり、又は見つけることである。基準点又はセクションは、マーカー、プローブの先端、レンズ、圧力トランスデューサ、ビームディレクタ、又は他のプローブの軌跡、部分、構成要素、若しくはそれらの組み合わせを含むことができる。上記の全ては、関連する図に示されるマーカーＭとして使用され得る。
したがって、ＯＣＴの撮像プローブでは、レンズは、光を導き、受光し、撮像領域の断層画像が生成され得るように深度測定に対応するデータを収集することに用いられる。第２の要因は、血管造影及びＯＣＴのデータセットを経時的に整列させることである。一部分において、本開示は、血管造影システムと連携して動作するようにカテーテル処置室にＯＣＴシステムを設置するときに実行され得る較正方法に関する。ＯＣＴシステムの較正は、ＯＣＴシステムと共に使用される血管造影システムが変更されたときにも実行される。このようなマルチモーダル撮像システムの変更が生じた場合、共同登録の異常を防止又は修正するために、再較正がしばしば必要である。
本明細書に記載される較正方法は、例えば１セットのＯＣＴ画像などの１セットの血管内データと、１セットの血管造影画像などの１セットの末梢又は血管外データとを共同登録するときの精度を改善する。一部分において、本開示は、ＯＣＴ及び血管造影データセットとの間の相対的な期間を決定することに関する。この期間は決定され得、血管造影の共同登録ソフトウェアに対する経時的較正因子として使用され得る。
図２に示されているように、血管造影の共同登録システムでは、ＯＣＴ及び血管造影画像データは、血管に関するＯＣＴカテーテルの引き戻し中に同時に取得される。現実世界の物理的事象Ｅ１（ＯＣＴカテーテルの引き戻しの開始など）は、ゼロ点、Ｔ０、又はその他の原点若しくは基準点などの「イベント」の矢印によって示された特定の時点で起こる。この物理的事象Ｅ１は、その後、物理的事象の後の将来の時点「Ｔ１」でコンピュータメモリに格納される第２の事象Ｅ２とみなすことができるＯＣＴ画像フレームにキャプチャされる。したがって、ＯＣＴを用いた引き戻し開始を入手する事象は、血管１５の撮像化に対応する事象Ｅ２である。血管１５及びその中に配置された移動するＯＣＴプローブの血管造影画像のキャプチャが、ＯＣＴ画像のキャプチャに対して遅延期間Ｔ３だけ遅れるように、血管造影システムはＯＣＴシステムより遅れる。
同様に、同じ物理的事象Ｅ１は、事実上第３の事象Ｅ３として、物理的事象Ｅ１の後やＯＣＴのキャプチャＥ２の後に、将来の時点「Ｔ２」でコンピュータメモリに格納される血管造影画像フレームにキャプチャされる。期間Ｔ１及びＴ２は、それぞれ、ＯＣＴ画像及び血管造影画像を生成し、送信し、処理するのに必要な有限時間を表す。一実施形態では、期間Ｔ１は、約数マイクロ秒から数秒の範囲に及ぶ。一実施形態では、期間Ｔ２は、約数マイクロ秒から数秒の範囲に及ぶ。一実施形態では、期間Ｔ３は、約数マイクロ秒から数秒の範囲に及ぶ。ＯＣＴシステムのフレームレートは、約２０フレーム／秒から約１０００フレーム／秒の範囲に及ぶ。Ｘ線ベースのシステムなどの非侵襲的な撮像システムのフレームレートは、約１０フレーム／秒から約６０フレーム／秒の範囲に及ぶ。
Ｔ１とＴ２とは異なるかもしれないので、ＯＣＴフレームがコンピュータメモリＥ２に格納されるときと、対応する血管造影フレームがコンピュータメモリＥ３に格納されるときとの間に、一定の期間Ｔ３は存在する。この期間Ｔ３が補償されなければ、ＯＣＴフレームの位置は、不正確な血管造影フレームに表示される。次に、このようなタイムラグＴ３を補償するためのこのような失敗は、共同登録の不正確さをもたらす可能性がある。本明細書に記載されるように、Ｔ３は、較正方法を用いて正確に決定され得る。
次に、本明細書に記載のシステム及び方法を使用して決定されたＴ３の値を使って、ＯＣＴ及び血管造影データセットは、経時的に整列され得る。決定されたＴ３の値を用いた整列の後、ＯＣＴフレームの位置は、本明細書に記載されたシステムを使用して正しい血管造影フレーム上に表示され得る。１つ以上の較正システム１００は、Ｔ３を決定するために使用され得る。較正システムは、図１のシステム１０のコンポーネント、図５Ａのシステム１１０、及び図６のシステム１２０の１つ以上の構成要素を使用して実装され得る。
図３は、期間Ｔ３を決定するための様々な画像フレーム及び方法ステップの概略図を示す。第１に、ＯＣＴの引き戻しは同時の血管造影で取得される。図３の上部に示されるフレームは、ＯＣＴデータのフレームのような血管内画像データのフレームである。ＯＣＴ画像の特徴Ｆは、各ＯＣＴデータのフレーム内の位置で見えるものであり、ＯＣＴの引き戻しが開始されるときに位置を変更する。例示的な血管の上面図を含む以下のフレームは、血管造影データのフレームのような血管外画像データである。両方のデータセットは生成され、送信され、処理され、中央コンピュータに格納される。ＯＣＴのデータセットは、１から８までの番号が付けられたＯＣＴ画像データのフレームを含む。対照的に、１から３までの番号を付けた３つの血管造影画像データも示されている。ＯＣＴデータセットには、一連のタイムスタンプ付きのフレームがコンピュータメモリに格納されており、各タイムスタンプは、フレームがコンピュータメモリに入力された時間を表す。また、対応する一連のタイムスタンプ付きの血管造影フレームは、コンピュータメモリに存在している。タイムスタンプは、共通のシステムクロックによって生成されるが、各データセットに個別に適用される。一実施形態では、共通のシステムクロックは、データ処理システム６０のクロックである。コンピュータメモリは、例えば、図１のシステム６０の一部であり得、本明細書で説明した類似のデータ処理システムであり得る。
次に、どのＯＣＴフレームが引き戻しの初期フレームを表すかについての判定が行われる。人が、ＯＣＴ画像データを検査し、引き戻しの初期フレームを表すフレームを評価するかもしれない。あるいは、コンピュータデバイスが、コマンドがＯＣＴの引き戻しを開始するために送信された時間を自動的に記録するなどすることによって、引き戻しの初期フレームを決定するのに使用され得る。また、マシンビジョン及び画像処理ソフトウェアは、コンピュータデバイスによって、引き戻しの初期フレームを決定するのに使用され得る。図３に示す例では、初期ＯＣＴフレームは、データセットのうちの３番目のフレームである。
次に、どの血管造影フレームが最初のＯＣＴフレームに最も近い時点を表すかについての判定が行われる。また、この決定は、人間のユーザ又は自動コンピュータのルーチンのいずれかによって行われるかもしれない。人間のユーザ又はコンピュータアルゴリズムのいずれかが血管造影データを検査し、どのフレームが引き戻しの初期フレームに対応するかを評価するかもしれない。図３に示す例では、初期血管造影フレームは、データセットのうちの第２のフレームである。初期ＯＣＴの引き戻しフレーム３が初期休止位置でカテーテルと共に生成されるので、放射線不透過性のマーカーＭは、次の血管造影フレーム３まで動くようには見えないだろう。ＯＣＴフレーム３及び血管造影フレーム２に関連するタイムスタンプを知ることにより、期間Ｔ３が計算され得、２つのデータセットを再整列するために適用され得る。図４は、これらの方法ステップ及び他の関連するステップ、又は図のように補足ステップの概要を含む。例示的なステップ１０から８０が示されている。ステップは、オプションとして省略してもよく、同時に実行されてもよく、又は１つ以上の実施形態において順序が違って実行されてもよい。
一実施形態では、本開示は、様々なステップ又はそのサブセットの実装に関する。このステップは、ＯＣＴプローブの引き戻し中にＯＣＴデータを取得するステップと、ＯＣＴプローブの引き戻し中に血管造影データを取得するステップと、ＯＣＴフレームのセットからＯＣＴプローブの引き戻しの初期フレームを決定するステップと、ＯＣＴプローブの引き戻しの初期フレームに対応する初期血管造影フレームを決定するステップと、初期ＯＣＴフレームと初期血管造影フレームとの間の時間遅延を決定するステップと、複数の較正試験から最小時間遅延を選択するステップと、最小時間遅延を用いてＯＣＴ及び血管造影フレームを整列させるステップと、１つ以上の整列したＯＣＴ及び血管造影フレームを表示するステップと、を含む。
図５Ａは、非侵襲性のシステム２０として示される血管造影システムと、血管１５を介して引き戻されたマーカーＭを有するプローブを含むＯＣＴシステムと、を含む例示的なマルチモードシステムの概略図である。図５Ｂは、図５Ａのシステムを使用して実行された引き戻しに対応する血管造影フレームを示す。引き戻しＡ１の開始前の時点において、マーカーの移動はない。図のように、マーカーＭの動作は、休止から生じ、示された３つの血管造影フレームの時間Ａ１からＡ３まで上から下に移動する。血管造影フレームの動作は、マシンビジョン、人間の検査、又は別のメカニズムを使用して検出される。
一実施形態では、初期プローブ又はマーカーＭの動作に対応するフレームとして選択される血管造影フレームは、動作が検出されるフレーム以前のフレームである。したがって、時間Ａ２の動作があっても、動作のあるものとして検出された初期フレームが時間Ａ３にある場合は、Ａ３は、初期動作のあるフレームとして選択されない。その前のフレームの代わりに、時間Ａ２に対応する中間フレームが選択される。フレームＡ２が、較正方法の一部のように初期マーカー又はプローブの動作を有するフレームとして検出された場合、第１のフレームＡ１は、初期移動の血管造影フレームとして設定される。このアプローチは、較正結果を改善するために移動がより早く開始する起点を効果的に設定する。
一般に、一実施形態では、血管造影データのフレームは、マーカーＭの移動又は別のプローブの特徴の発生を特定するために処理され、走査され、又は評価される。フレームがプローブ移動を示すものとして特定されると、その直前のフレームは、初期の動きを有する血管造影フレームとして較正方法の目的及び時間Ｔ３の決定のために特定される。移動誤差を調整するこのプロセスは、初期移動のフレームが見逃される可能性を低減することによって、システム較正を改善することが確認されている。
図６は、本明細書に記載の経時較正方法を実行するためのシステム１２０を示す。また、図１及び図５Ａのシステムや本明細書で他に記載されているシステムは、使用され得る。撮像カテーテル１２５は、血管造影システムのようなＸ線システム２０の視野内の支持体１３０上に配置される。一実施形態では、撮像カテーテルは、ＯＣＴプローブなどの血管内の撮像プローブを含む。ＯＣＴプローブは、カテーテルによって規定されたボア内に引き戻され得る。一実施形態では、Ｘ線システム２０は、最初に起動され、シネシーケンスを取得する。ＯＣＴカテーテルがカテーテルの引き戻しと並行して移動するマーカーＭのような放射線不透過性の特徴を含む場合には、この移動は、後に取得されたシネシーケンス上に見える。
一実施形態では、ＰＩＵの１つ以上のモータがレンズ又はビームディレクタと光通信する光ファイバが配置されるトルクワイヤを引っ張ると、ＯＣＵプローブのレンズの近くのようにプローブ上に配置されたマーカーＭは、支持体１３０に沿ってカテーテルのボア内を移動する。血管造影データセットの各フレームは、ＯＣＴコンピュータに送信され、フレームグラバによってデジタル化され、フレームがメモリに格納されるとタイムスタンプされる。
同時に、ＯＣＴデータセットは、ＯＣＴエンジンによって生成され、同じＯＣＴコンピュータデバイスに送信される。各ＯＣＴフレームは、メモリに入力するとタイムスタンプされた時間である。このようにして、図２に示すような本明細書に記載された方法が実行され、Ｔ３が計算され得る。Ｘ線システムによって画像化されている間に支持体に沿って撮像プローブを引き戻すプロセスは、血管内及びＸ線ベースのシステムに対する１セットの候補Ｔ３の値を決定するために複数回実行され得る。本明細書に記載されるように、適切なＴ３の値を選択することは、ＯＣＴのような血管内システム及び血管造影のような非侵襲的なシステムによって生成されるフレームの共同登録を改善する。
共同登録の試験中に検出されたエラーに対処するための実験及び検査に基づいて、上述の経時較正の手順を複数回行うことが有利であると判断されている。較正方法を複数回実施することにより、Ｔ３のより正確な評価を決定することが可能である。１セットのＴ３の値を生成するために較正方法の複数の反復を実行することは、２つのエラーの源に対処する。これらのＴ３のエラー又は変動の原因の１つは、ＯＣＴ及び血管造影のデータセットが非同期的に生成される（例えば、ＯＣＴ及び血管造影システムは、マスタークロッキングメカニズムのない独立したデバイスである）。Ｔ３のエラー又は変動の第２の源は、血管造影のフレームレートが一般的にＯＣＴフレームレートよりもはるかに低いためであるので、Ｔ３の計算された値は、最大＋／−の１つの血管造影フレーム周期によって変化するかもしれない。
マスタクロッキングシステムの欠如及びフレームレートの差によるフレームの潜在的な不整合の結果として、較正手順を複数回実行したり、較正パラメータとしてＴ３の最小値を選択することが実行される。反復計算及び最小値選択によるＴ３の較正遅延期間の最適化は、ＯＣＴデータセットと血管造影データセットとの間の実際の遅延時間Ｔ３の正確な評価を可能にする。適切なＴ３の値が決定されると、ＯＣＴ及び血管造影フレームは、同じ経時的基準フレーム上に整列され得る。Ｔ３の値の例示的なセットにおける各Ｔ３は、約１ミリ秒から約５００ミリ秒の範囲であり得る。
Ｎ個の時間遅延の組における最小値が選択される。最小値は、Ｎ個のサンプルから適切な推定値であると決定されている。一実施形態では、Ｎは、２から１５の範囲である。一実施形態では、Ｎは４から１０の範囲である。１セットのＮ個の値から最小のＴ３の値が得られると、それは、例えばフレーム３と比較したときに比較的小さい量の動作を有する、図３のフレーム２のような血管造影フレームを特定するために使用され得る。フレーム３に関連する大きなタイムラグは、空間的な位置誤差の発生をもたらす。この誤差は、各フレームが間違って整列されている間や、被験者の実際のそれぞれの位置に関して０ｍｍから約３ｍｍの間と同程度の距離ではあるものの、特定のＯＣＴ又は他の血管内の画像化フレームと共同登録されるとして示された血管造影フレームの観点から理解され得る。
（血管造影及び血管内のデータ較正を実施するための非限定的なソフトウェアの特徴及び実施形態）
以下の説明は、本明細書に記載の開示の方法を実行するのに適したデバイスハードウェア及び他の動作構成要素の概要を提供することを意図している。この説明は、適用可能な環境又は本開示の範囲を限定することを意図していない。同様に、ハードウェア及び他の動作構成要素は、上述の装置の一部として適切であるかもしれない。この開示は、パーソナルコンピュータ、マルチプロセッサシステム、マイクロプロセッサベース又はプログラマブルロジックの電子デバイス、ネットワークＰＣ、ミニコンピュータ、メインフレームコンピュータなどを含む他のシステム構成で実施され得る。
詳細な説明のいくつかの部分は、コンピュータメモリ内のデータビットに対する演算のアルゴリズム及び記号表現に関して提示される。これらのアルゴリズムの記述及び表現は、コンピュータ及びソフトウェアに関連する分野の当業者によって使用され得る。一実施形態では、ここでは、アルゴリズムは、一般に所望の結果につながる動作の自己一貫したシーケンスであると考えられる。本明細書において、方法として実行される動作は、物理量の物理的操作を必要とするものである。通常、これらの量は、必ずしも必要ではないが、記憶、転送、結合、変換、比較、及びその他の操作が可能な電気信号又は磁気信号の形式をとる。
以下の説明から明らかなように特に記載しない限り、明細書を通して、「処理する」、「計算する」、「計算する」、「比較する」、「整列させる」、「同期する」、「操作する」、「生成する」、「共同登録する」、「決定する」、「表示する」（「ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ」、「ｃｏｍｐｕｔｉｎｇ」、「ｃａｌｃｕｌａｔｉｎｇ」、「ｃｏｍｐａｒｉｎｇ」、「ａｌｉｇｎｉｎｇ」、「ｓｙｎｃｈｒｏｎｉｚｉｎｇ」、「ｏｐｅｒａｔｉｎｇ」、「ｇｅｎｅｒａｔｉｎｇ」、「ｃｏ−ｒｅｇｉｓｔｅｒｉｎｇ」、「ｄｅｔｅｒｍｉｎｉｎｇ」、「ｄｉｓｐｌａｙｉｎｇ」）などの用語を使用する詳解は、コンピュータシステムのレジスタ及びメモリ内の物理的な（電子的な）量として表されるデータを同様に物理量として表される他のデータに操作し、及び変換するコンピュータシステム、又は同様の電子計算装置の動作及びプロセスを指すと理解される。
また、本開示は、いくつかの実施形態において、本明細書の動作を実行するための装置に関する。この装置は、必要な目的のために特別に構されるかもしれず、又はコンピュータに格納されたコンピュータプログラムによって選択的に起動又は再構成された汎用コンピュータを含むかもしれない。
本明細書に提示されたアルゴリズム及びディスプレイは、本質的に特定のコンピュータ又は他の装置に関連していない。様々な汎用システムが、本明細書の教示にしたがってプログラムと共に使用されるかもしれず、又は必要な方法ステップを実行するためにより特殊化された装置を構築することが好都合であることを証明するかもしれない。様々なこれらのシステムに必要な構造は、以下の説明から明らかになるであろう。
本開示の実施形態は、プロセッサ（例えば、マイクロプロセッサ、マイクロコントローラ、デジタル信号プロセッサ、又は汎用コンピュータ）、プログラマブルロジックのデバイスと共に使用するためのプログラマブルロジック（例えば、フィールド・プログラマブル・ゲート・アレイ（ＦＰＧＡ）又は他のＰＬＤ）、別々の構成要素、集積回路（例えば、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ））、又はそれらの任意の組み合わせを含む任意の他の手段で使用するためのコンピュータプログラムのロジックを含むが、これに限定されない多くの異なる形態で実装することができる。本開示の典型的な実施形態では、ＯＣＴプローブ、ＦＦＲプローブ、血管造影システム、及び他の画像化／被験者の監視装置やプロセッサベースのシステムを使用して収集されたデータの処理の一部又は全部は、コンピュータ実行可能形式に変換され、コンピュータ可読媒体にそのように格納され、オペレーティングシステムの制御下でマイクロプロセッサによって実行される１セットのコンピュータプログラム命令として実装される。したがって、例えば、引き戻し又は共同登録の要求の完了に基づくユーザインタフェース命令及びトリガは、ＯＣＴデータを生成するのに適したプロセッサが理解可能な命令に変換され、上述した様々な及び他の特徴や実施形態を用いて画像処理を実行する。
本明細書で先に説明した機能の全部又は一部を実装するコンピュータプログラムのロジックは、ソースコード形式、コンピュータ実行可能形式、及び様々な中間形式（例えば、フォームアセンブラ、コンパイラ、リンカ、又はロケータによって生成される）を含むが、これに限定されない様々な形式で実施されるかもしれない。ソースコードは、様々なオペレーティングシステム又はオペレーティング環境と共に使用するために、様々なプログラミング言語（例えば、オブジェクトコード、アセンブリ言語、又はＦｏｒｔｒａｎ、Ｃ、Ｃ＋＋、ＪＡＶＡ（登録商標）、又はＨＴＭＬなどの高級言語）のいずれかで実装された一連のコンピュータプログラム命令を含むかもしれない。ソースコードは、様々なデータ構造及び通信メッセージを定義し、使用するかもしれない。ソースコードは、（例えば、インタプリタを介して）コンピュータの実行可能な形式であるかもしれず、ソースコードは、（例えば、翻訳者、アセンブラ、又はコンパイラを介して）コンピュータの実行可能な形式に変換されるかもしれない。
コンピュータプログラムは、任意の形式（例えば、ソースコード形式、コンピュータ実行可能形式、又は中間形式）で、又は、半導体記憶装置（例えば、ＲＡＭ、ＲＯＭ、ＰＲＯＭ、ＥＥＰＲＯＭ、又はＦｌａｓｈ−Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ ＲＡＭ）、磁気記憶装置（例えば、ディスケット又は固定ディスク）、光記憶装置（例えば、ＣＤ−ＲＯＭ）、ＰＣカード（例えば、ＰＣＭＣＩＡカード）、又は他の記憶装置のような有形の記憶媒体に永久又は一時的に、固定されるかもしれない。コンピュータプログラムは、アナログ技術、デジタル技術、光学技術、無線技術（例えば、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標））、ネットワーキング技術、インターネットワーキング技術を含むが、これに限定されない、様々な通信技術のいずれかを使用してコンピュータに送信可能な信号の任意の形態に固定されるかもしれない。コンピュータプログラムは、印刷文書又は電子文書（例えば、市販ソフトウェア）を伴うリムーバブル記憶媒体として、任意の形態で配布され、コンピュータシステム（例えば、システムＲＯＭ又は固定ディスク上）に予め搭載され、又は、通信システム（例えば、インターネット又はワールドワイドウェブ）を介してサーバ又は電子掲示板から配信されるかもしれない。
本明細書で先に説明した機能のすべて又は一部を実施するハードウェアロジック（プログラマブルロジックデバイスと共に使用するためのプログラムでプログラマブルロジックを含む）は、従来の手動方法を使用して設計されるかもしれず、又は、例えば、コンピュータ支援設計（ＣＡＤ）、ハードウェア記述言語（ＶＨＤＬ又はＡＨＤＬなど）、又はＰＬＤプログラミング言語（ＰＡＬＡＳＭ、ＡＢＥＬ、又はＣＵＰＬなど）などの様々なツールを使用して電子的に設計、捕捉、シミュレート、又は文書化されるかもしれない。
プログラマブルロジックは、例えば、半導体メモリデバイス（例えば、ＲＡＭ、ＲＯＭ、ＰＲＯＭ、ＥＥＰＲＯＭ、又はフラッシュプログラマブルＲＡＭ）、磁気メモリデバイス（例えば、ディスケット又は固定ディスク）、光記憶装置（例えば、ＣＤ−ＲＯＭ）、又は他の記憶装置などの有形の記憶媒体に永久又は一時的に固定されるかもしれない。プログラマブルロジックは、デジタル技術、光学技術、無線技術（例えば、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ）、ネットワーク技術、及びインターネットワーキング技術を含むが、これらに限定されない様々な通信技術のいずれかを使用してコンピュータに送信可能な信号に固定されるかもしれない。プログラマブルロジックは、印刷文書又は電子文書（例えば、市販のソフトウェア）を伴う取り外し可能な記憶媒体として配布され、コンピュータシステム（例えば、システムＲＯＭ又は固定ディスク上）に予め搭載され、通信システム（例えば、インターネット又はワールドワイドウェブ）を介してサーバ又は電子掲示板から配信されるかもしれない。
適切な処理モジュールの様々な例は、以下により詳細に説明する。本明細書で使用される場合、モジュールは、特定のデータ処理タスク又はデータ送信タスクを実行するのに適したソフトウェア、ハードウェア、又はファームウェアを指す。一実施形態では、モジュールは、命令、又はＯＣＴデータ、タイムスタンプ、較正期間、マーカーの位置データ、移動データ、ピクセル情報、較正試験のデータ、及び本明細書に記載の他の関心のある情報などの様々なタイプのデータを受信し、変換し、ルーティングし、処理するのに適したソフトウェアルーチン、プログラム、又は他のメモリ常駐型のアプリケーションを指す。
本明細書に記載のコンピュータ及びコンピュータシステムは、例えば、データの取得、処理、記憶及び／又は通信に使用されるソフトウェアアプリケーションを記憶するためのメモリのような、動作可能に関連付けられたコンピュータ可読媒体を含むかもしれない。このようなメモリは、動作可能に関連付けられたコンピュータ又はコンピュータシステムに関して、内部にあり、外部にあり、遠隔であり、又はローカルにあり得ることが理解され得る。
また、メモリは、例えば、限定ではないが、ハードディスク、光ディスク、ＤＶＤ（デジタル多用途ディスク）、ＣＤ（コンパクトディスク）、メモリスティック、フラッシュメモリ、ＲＯＭ（読み取り専用メモリ）、ＲＡＭ（ランダムアクセスメモリ）、ＤＲＡＭ（ダイナミックランダムアクセスメモリ）、ＰＲＯＭ（プログラマブルＲＯＭ）、ＥＥＰＲＯＭ（拡張消去可能ＰＲＯＭ）、及び／又は他の同様のコンピュータ可読媒体を含むソフトウェア又は他の命令を記憶するための任意の手段を含むかもしれない。
一般に、本明細書に記載の開示の実施形態に関連して適用されるコンピュータ可読メモリ媒体は、プログラマブル装置によって実行される命令を格納できる任意のメモリ媒体を含むかもしれない。該当する場合、本明細書に記載の方法ステップは、コンピュータ可読記憶媒体又は記憶媒体に記憶された命令として具体化され、又は実行されるかもしれない。これらの命令は、Ｃ＋＋、Ｃ、Ｊａｖａ、及び／又は本開示の実施形態による命令を作成するために適用され得る、様々な他の種類のソフトウェアプログラミング言語のような様々なプログラミング言語で具現化されたソフトウェアであるかもしれない。
本開示の態様、実施形態、特徴、及び実施例は、すべての点で例示的であるとみなされるべきであり、その範囲は特許請求の範囲によってのみ規定される本開示を限定するものではない。特許請求された開示の趣旨及び範囲から逸脱することなく、他の実施形態、修正、及び用途が当業者には明らかであろう。
本出願における見出し及びセクションの使用は、開示を限定することを意味するものではなく、各セクションは、本開示の任意の態様、実施形態、又は特徴に適用することができる。
所定の図において方向性を示す矢じり又はその欠如の使用は、情報が流れることができる方向を制限又は要求することを意図するものではない。図に示される要素を接続する矢印及び線のような所定のコネクタの場合、情報は、所定の実施形態に適した１つ以上の方向又は一方向のみに流れることができる。接続は、例えば光、有線、電力、無線、又は電気接続などの様々な適切なデータ送信接続を含むことができる。
アプリケーション全体を通して、組成物が特定の成分を有し、含み、又は構成するとして記載される場合、又はプロセスが、特定のプロセスステップを有し、含み、又は構成するとして記載される場合には、本教示の組成物は、また列挙された成分から本質的になり、又はそれらからなることや、本発明の教示のプロセスは、また列挙されたプロセスステップから本質的になり、又はそれらからなると考えられる。
要素又は構成要素が列挙された要素又は構成要素のリストに含まれ、及び／又はそこから選択されると言われる本願では、要素又は構成要素は、列挙された要素又は構成要素のうちのいずれか１つであり得ることが理解されるべきであり、列挙した要素又は構成要素の２つ以上からなる群から選択され得る。さらに、本明細書に記載された組成物、装置又は方法の要素、及び／又は特徴は、明示的又は暗黙的に本教示の趣旨及び範囲から逸脱することなく様々な方法で組み合わせることができると解される。
「含む」、「含む」、「含む」、「有する」、「有する」、又は「有する」（「ｉｎｃｌｕｄｅ」、「ｉｎｃｌｕｄｅｓ」、「ｉｎｃｌｕｄｉｎｇ」、「ｈａｖｅ」、「ｈａｓ」、又は「ｈａｖｉｎｇ」）という用語の使用は、特に明記しない限り、自由に制限されず、非限定的であると一般に解されるべきである。
本明細書中の単数形の使用には、特に断らない限り、複数形（及びその逆も含む）が含まれる。さらに、単数形の「１つ」、「１つ」、及び「その」（「ａ」、「ａｎ」、及び「ｔｈｅ」）は、文脈が明らかに他のことを指示しない限り、複数形を含む。さらに、用語「約」の使用が定量値の前にある場合、特に教示しない限り、本教示は特定の定量値自体も含む。
本教示が動作可能なままである限り、特定の動作を実行するためのステップ又は命令の順序は、重要ではないと解される。さらに、２つ以上のステップ又はアクションが同時に実行されるかもしれない。
範囲又は値のリストが提供される場合、その範囲又は値のリストの上限と下限との間のそれぞれの介在値は個別に考えられ、各値が本明細書に具体的に列挙されているかのように開示内に包含される。加えて、所定の範囲の上限と下限との間のより小さい範囲が考えられ、開示内に包含される。例示的な値又は範囲のリストは、所定の範囲の上限と下限との間及びそれを含む他の値又は範囲の免責条項ではない。
クレーム化された開示の様々な態様は、本明細書で開示される技術のサブセット及びサブステップを対象とすることを理解されたい。さらに、本明細書で使用される用語及び表現は、限定ではなく説明の用語として使用され、そのような用語及び表現の使用において、図示及び記載された特徴と均等物又はその一部を排除する意図はないが、特許請求された開示の範囲内で様々な変更が可能であると認識される。したがって、文字通りの特許によって保護されることが望まれるのは、すべての均等物を含む以下の特許請求の範囲において定義され、且つ区別される開示である。
（付記）
付記１の方法は、血管造影及び光コヒーレンス・トモグラフィー（ＯＣＴ）のシステムの組み合わせを較正する方法であって、ＯＣＴプローブの引き戻しの開始前に血管造影フレームを取得するステップと、前記ＯＣＴプローブの引き戻し中にＯＣＴデータを取得するステップと、前記ＯＣＴプローブの引き戻し中に血管造影フレームを取得するステップと、前記引き戻し中に得られた前記ＯＣＴデータを用いて複数のＯＣＴフレームを生成するステップと、前記複数のＯＣＴフレームから前記ＯＣＴプローブの引き戻しの初期フレームを決定するステップと、ＯＣＴプローブの引き戻しの前記初期フレームに対応する初期血管造影フレームを決定するステップと、前記初期ＯＣＴフレームと前記初期血管造影フレームとの間の時間遅延を決定するステップと、前記時間遅延を用いてＯＣＴ及び血管造影のフレームを整列させるステップと、を含む。
付記２の方法は、付記１に記載の方法において、１つ以上の整列されたＯＣＴフレーム及び血管造影フレームを表示するステップをさらに含む。
付記３の方法は、付記１に記載の方法において、前記時間遅延を決定するステップは、複数の遅延時間を決定するために複数の較正試験を実行するステップと、前記時間遅延として最小遅延時間を選択するステップとを含む。
付記４の方法は、付記１に記載の方法において、前記複数の較正試験はＮ回の試験であり、Ｎは２回の試験から約１２回の試験の範囲である。
付記５の方法は、付記１に記載の方法において、開始時間に前記ＯＣＴの引き戻しを開始するステップを含み、コンピュータデバイスは、前記開始時間をメモリに記憶する。
付記６の方法は、付記５に記載の方法において、前記ＯＣＴプローブの引き戻しの前記初期フレームを決定するステップは、前記ＯＣＴプローブの引き戻しの前記初期フレームとして前記開始時間に対応する前記ＯＣＴフレームを特定するステップを含む。
付記７の方法は、付記１に記載の方法において、前記初期血管造影フレームを決定するステップは、前記ＯＣＴプローブに取り付けられたマーカーの動作を示す第１血管造影フレームを決定するステップと、前記第１の血管造影フレームに先行する第２の血管造影フレームを前記初期血管造影フレームとして選択するステップとを含む。
付記８の方法は、光コヒーレンス・トモグラフィーシステム及び血管造影システムを較正する方法であって、Ｎ個のセットの光コヒーレンス・トモグラフィー（ＯＣＴ）の画像データの各々を生成するステップであり、前記Ｎ個のセットのＯＣＴ画像データの各々は、マーカーを含む血管内のデータ収集プローブにおける生体外の引き戻しを実行することによって得られるステップと、複数の二次元画像を含むＮ個のセットの血管造影画像データを生成するステップであり、前記Ｎ個のセットの血管造影画像の各々は、２つ以上の異なる空間位置にある前記マーカーの複数の２次元画像を含むステップと、前記Ｎ回の生体外の引き戻し中に得られた前記Ｎ個のセットのＯＣＴ画像データを使用してＮ個のセットのＯＣＴフレームを生成するステップと、Ｎ個のセットの各々に対する前記複数のＯＣＴフレームからＯＣＴプローブの引き戻しの初期フレームを決定するステップと、Ｎ個のセットの各々に対するＯＣＴプローブの引き戻しの前記初期フレームに対応する初期血管造影フレームを決定するステップと、Ｎ回の時間遅延が決定されるように、Ｎ個のセットの各々に対する前記初期ＯＣＴフレームと前記初期血管造影フレームとの間の時間遅延を決定するステップと、前記Ｎ回の時間遅延から最小時間遅延を選択するステップと、前記最小時間遅延を用いてＯＣＴ及び血管造影フレームを整列させるステップと、を含む。
付記９の方法は、付記８に記載の方法において、前記血管造影フレームを決定するステップは、前記ＯＣＴプローブに取り付けられたマーカーの動作を示す第１血管造影フレームを決定するステップと、前記第１の血管造影フレームに先行する第２の血管造影フレームを前記初期血管造影フレームとして選択するステップとを含む。
付記１０の方法は、付記８に記載の方法において、Ｎは２から１２の範囲である。
付記１１の方法は、付記８に記載の方法において、開始時間に前記ＯＣＴの引き戻しを開始するステップを含み、コンピュータデバイスは、前記開始時間をメモリに記憶する。
付記１２の方法は、付記１１に記載の方法において、前記ＯＣＴプローブの引き戻しの前記初期フレームを決定するステップは、前記開始時間に対応する前記ＯＣＴフレームを生体外の引き戻しの前記初期フレームとして特定するステップを含む。
付記１３の方法は、付記９に記載の方法において、前記初期血管造影フレームを決定するステップは、マーカーの運動を特定するために血管造影フレームのピクセル変化を追跡するためのコンピュータデバイスを使用するステップを含む。
付記１４の方法は、付記８に記載の方法において、前記ＯＣＴシステムのフレームレートは、前記血管造影システムの前記フレームレートよりも大きい。
付記１５のシステムは、血管内及び血管外の撮像システムの組み合わせを較正するためのシステムであって、マーカーを含む光コヒーレンス・トモグラフィー（ＯＣＴ）のプローブであり、前記プローブは支持体上に配置され、血管造影システムの撮像領域内に配置されるプローブと、コンピュータデバイスを含む光コヒーレンスのデータ処理システムであり、前記コンピュータデバイスは、受信された血管内プローブ信号に基づいてＯＣＴ画像のフレームを生成するデータ処理システムと、１つ以上のメモリデバイスと、前記１つ以上のメモリデバイスと電気通信する制御信号入力であり、前記制御信号入力は、前記ＯＣＴプローブの複数の生体外の引き戻しを開始し、各生体外の引き戻しの開始時間を前記１つ以上のメモリデバイスに送信するようにプログラムされたコントローラと電気通信している制御信号入力と、を備える。
付記１６のシステムは、付記１５に記載のシステムにおいて、前記コンピュータデバイスは、各生体外の引き戻しのための前記ＯＣＴプローブの初期フレームを前記コンピュータデバイスに決定させる命令として、前記１つ以上のメモリデバイスに格納された較正方法を含む。
付記１７のシステムは、付記１５に記載のシステムにおいて、前記コンピュータデバイスは、ＯＣＴプローブの引き戻しの前記初期フレームに対応する初期血管造影フレームを前記コンピュータデバイスに決定させる命令として、前記１つ以上のメモリデバイスに格納された較正方法を含む。
付記１８のシステムは、付記１５に記載のシステムにおいて、前記コンピュータデバイスは、前記初期ＯＣＴフレームと前記初期血管造影フレームとの間の前記時間遅延を決定させる命令として、前記１つ以上のメモリデバイスに格納された較正方法を含む。
付記１９のシステムは、付記１５に記載のシステムにおいて、前記コンピュータデバイスは、前記コンピュータデバイスにＯＣＴ及び血管造影フレームを前記時間遅延を用いて整列させる命令として、前記１つ以上のメモリデバイスに格納された較正方法を含む。
付記２０の方法は、血管造影及び光コヒーレンス・トモグラフィー（ＯＣＴ）のシステムの組み合わせを較正する方法であって、コンピュータデバイスと電気通信する１つ以上のメモリデバイスに複数の血管造影フレームを格納するステップと、前記コンピュータデバイスと電気的に通信する１つ以上のメモリデバイスに複数のＯＣＴフレームを格納するステップであり、前記ＯＣＴフレーム及び血管造影フレームは、ＯＣＴプローブの引き戻しに対応するオーバーラップ期間中に非同期的に生成されるステップと、前記複数のＯＣＴフレームから前記ＯＣＴプローブの引き戻しの初期フレームを決定するステップと、ＯＣＴプローブの引き戻しの前記初期フレームに対応する初期血管造影フレームを決定するステップと、ＯＣＴプローブの引き戻しの前記初期フレームのタイムスタンプに基づく較正期間と、前記初期血管造影フレームのタイムスタンプに基づく較正期間とを、前記コンピュータデバイスを使用してプログラム的に生成するステップと、複数の前記非同期的に生成されたＯＣＴフレーム及び血管造影フレームを同期させるステップと、を含む。
付記２１の方法は、付記２０に記載の方法において、前記コンピュータデバイスは、マイクロプロセッサ又はＯＣＴデータ処理システムの１つ以上の回路である。

Claims (12)

  1. 血管内及び血管外の撮像システムの組み合わせを較正するためのシステムであって、
    マーカーを含む光コヒーレンス・トモグラフィー（ＯＣＴ）のプローブであり、前記プローブは、ＯＣＴデータを収集するように構成され、支持体上に配置され、血管造影システムの撮像領域内に配置されるプローブと、
    コンピュータデバイスを含む光コヒーレンス・トモグラフィーデータの処理システムであり、前記コンピュータデバイスは、受信された血管内プローブ信号に基づいてＯＣＴ画像のフレームを生成すると共に、血管造影フレームを含む血管造影データを受信するようにプログラムされたプロセッサを含み、前記プロセッサは、前記コンピュータデバイスに、一連の時間遅延から初期ＯＣＴフレームと初期血管造影フレームとの間の最小時間遅延を決定するように構成されている、光コヒーレンス・トモグラフィーデータの処理システムと、
    １つ以上のメモリデバイスと、
    前記１つ以上のメモリデバイスと電気通信する制御信号入力であり、前記制御信号入力は、ＯＣＴデータが収集される制御信号に応じて前記ＯＣＴプローブの複数の生体外の引き戻しを開始し、各生体外の引き戻しの開始時間を前記１つ以上のメモリデバイスに送信するようにプログラムされたコントローラと電気通信している制御信号入力と、
    を備えるシステム。
  2. 前記コンピュータデバイスは、各生体外の引き戻しのための前記ＯＣＴプローブの初期フレームを前記コンピュータデバイスに決定させる命令として、前記１つ以上のメモリデバイスに格納された較正方法を含む、請求項１に記載のシステム。
  3. 前記コンピュータデバイスは、ＯＣＴプローブの引き戻しの前記初期フレームに対応する初期血管造影フレームを前記コンピュータデバイスに決定させる命令として、前記１つ以上のメモリデバイスに格納された較正方法を含む、請求項１に記載のシステム。
  4. 前記コンピュータデバイスは、初期ＯＣＴフレームと初期血管造影フレームとの間の前記時間遅延を決定させる命令として、前記１つ以上のメモリデバイスに格納された較正方法を含む、請求項１に記載のシステム。
  5. 前記較正方法は、前記コンピュータデバイスにＯＣＴ及び血管造影フレームを前記時間遅延を用いて整列させる命令を含む、請求項４に記載のシステム。
  6. 前記光コヒーレンス・トモグラフィーデータの処理システムと電気通信するディスプレイをさらに備え、前記コンピュータデバイスは、前記最小時間遅延を使用して１つ以上のＯＣＴフレーム及び１つ以上の血管造影フレームを整列させ、そのような整列させたフレームの１つ以上を表示するようにプログラムされている、請求項１に記載のシステム。
  7. 前記光コヒーレンス・トモグラフィーデータの処理システムのフレームレートは、前記血管造影システムのフレームレートよりも大きい、請求項１に記載のシステム。
  8. 前記コンピュータデバイスは、マーカーの運動を特定するために血管造影フレームのピクセル変化を追跡するようにプログラミングされている、請求項１に記載のシステム。
  9. 前記コンピュータデバイスは、初期血管造影フレームを決定するためにマーカーの運動に使用するようにプログラムされている、請求項８に記載のシステム。
  10. 前記コンピュータデバイスは、追跡されたマーカーの位置に応じてＯＣＴフレームを血管造影フレームに整列させるようにプログラムされている、請求項８に記載のシステム。
  11. 前記コンピュータデバイスは、前記１つ以上のメモリデバイスにおいてＯＣＴの引き戻しが開始される時間を記憶するようにプログラムされている、請求項１に記載のシステム。
  12. 前記コンピュータデバイスは、血管造影フレームとＯＣＴフレームとの間の時間遅延を決定するようにプログラムされている、請求項１に記載のシステム。
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