(57)【要約】  本発明は、被検者の心臓の流出路狭窄を評価するためのシステム、対応する方法及びコンピュータプログラムに関するものである。該システムは、心臓の幾何学モデルを供給するユニット１０と、心臓の体積測定画像を供給するユニット２０と、前記幾何学モデルを前記体積測定モデルに適応させて適応モデル３２を得るユニット３０と、移植物の移植物モデル４４を供給すると共に、該移植物モデル４４を適応モデル３２に組み込んで強化モデル４２を得るユニット４０と、流出路５２を経る軌道曲線６２を決定するユニット６０と、適応モデル３２、強化モデル４２及び軌道曲線６２に基づいて流出路狭窄を評価するユニット５０とを有する。本発明は、被検者の心臓における流出路狭窄の改善された評価を可能にする。
2019536497.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被検者の心臓の流出路狭窄を評価するシステムであって、
心臓の幾何学モデルを供給する幾何学モデル供給ユニットと、
心臓の体積測定画像を供給する体積測定画像供給ユニットと、
前記幾何学モデルを前記体積測定画像に適応させて適応幾何学モデルを得る第１幾何学モデル適応ユニットと、
移植物の移植物モデルを供給すると共に、該移植物モデルを前記適応幾何学モデルに組み込んで強化適応幾何学モデルを得る第２幾何学モデル適応ユニットと、
流出路を経る軌道曲線を前記適応幾何学モデル及び前記強化適応幾何学モデルの少なくとも一方から決定する軌道曲線決定ユニットと、
流出路狭窄を前記適応幾何学モデル、前記強化適応幾何学モデル及び前記軌道曲線に基づいて評価する流出路狭窄評価ユニットと、
を有し、
前記軌道曲線は、前記流出路を経る中心線を近似するもので、解剖学的目印の間の補間スプライン曲線等の補間を有し、
前記解剖学的目印は大動脈弁面の中心、突出された僧帽弁面の中心、及び心尖を含み、これら解剖学的目印が前記幾何学モデルに含まれ、及び／又は、該幾何学モデルに基づいて決定される、
システム。
【請求項２】
前記第２幾何学モデル適応ユニットは、前記適応幾何学モデルにおける弁の、中心位置及び法線ベクトルを有する面を定める円環を決定すると共に、前記移植物モデルを該円環に対して位置決めする、
請求項１に記載のシステム。
【請求項３】
前記第２幾何学モデル適応ユニットは、ユーザの入力に基づいて前記移植物モデルの平行移動及び／又は回転を可能にする、
請求項２に記載のシステム。
【請求項４】
前記第２幾何学モデル適応ユニットは、前記移植物モデルを大きさ、幅及び長さの少なくとも１つに基づいてパラメータ化されたメッシュテンプレートとして供給し、及び／又は、幾何学構造を前記適応幾何学モデルの円環幾何学構造又は僧帽弁に基づいて構築する、
請求項１に記載のシステム。
【請求項５】
前記流出路狭窄評価ユニットが、僧帽弁置換前後の狭窄を示す相対量を前記強化適応幾何学モデルと前記適応幾何学モデルとの間の差に基づくと共に前記軌道曲線に基づいて供給する、
請求項１に記載のシステム。
【請求項６】
前記軌道曲線決定ユニットが、前記軌道曲線を前記心臓の幾何学モデルに基づいて前記大動脈弁面の中心から前記心尖まで決定する、
請求項１に記載のシステム。
【請求項７】
前記軌道曲線の或る点に対応するスライス面を決定するスライス面決定ユニットであって、前記スライス面の法線が前記点における前記軌道曲線の接線に一致するユニットと、
前記流出路の断面を前記スライス面に基づいて決定する断面決定ユニットと、
を更に有する、
請求項１に記載のシステム。
【請求項８】
前記スライス面に関わるパラメータの前記軌道曲線の異なる点に関する高度プロファイルを決定する高度プロファイル決定ユニットと、
前記スライス面及び前記高度プロファイルを同時に表示すると共に前記スライス面に対応する点を前記高度プロファイル上に示す表示ユニットと、
を更に有し、
前記高度プロファイルが、好ましくは、前記適応幾何学モデル及び前記強化適応幾何学モデルの少なくとも一方に関するパラメータに基づくものである、
請求項７に記載のシステム。
【請求項９】
前記パラメータが、形状係数である、前記スライス面における前記流出路の面積、周囲長及びコンパクト尺度の少なくとも１つである、請求項８に記載のシステム。
【請求項１０】
少なくとも１つのスライス面に関する重み付け関数を前記幾何学モデル、前記適応幾何学モデル及び前記強化適応幾何学モデルの少なくとも１つに基づいて決定する重み付け関数決定ユニット、
を更に有し、
前記重み付け関数は前記流出路の非線形流体力学を考慮し、
前記流出路狭窄評価ユニットが前記流出路狭窄を前記重み付け関数に基づいて評価する、
請求項７に記載のシステム。
【請求項１１】
前記流出路の体積が前記軌道曲線に沿うスライス面に基づいて決定される一群の断面として表され、
前記流出路狭窄評価ユニットが、流出路幾何学構造を前記流出路にわたる前記重み付け関数の体積積分に基づいて決定する、
請求項１０に記載のシステム。
【請求項１２】
前記重み付け関数決定ユニットが、パラメータ化された重み付け関数を決定すると共に、該パラメータ化された重み付け関数を流体シミュレーションに基づいて該パラメータ化された重み付け関数が校正結果として前記流体シミュレーションの結果を近似するように校正する、
請求項１０に記載のシステム。
【請求項１３】
被検者の心臓の流出路狭窄を評価する方法であって、
心臓の幾何学モデルを供給するステップと、
心臓の体積測定画像を供給するステップと、
前記幾何学モデルを前記体積測定画像に適応させて適応幾何学モデルを得るステップと、
移植物の移植物モデルを供給するステップと、
前記移植物モデルを前記適応幾何学モデルに組み込んで強化適応幾何学モデルを得るステップと、
流出路を経る軌道曲線を前記適応幾何学モデル及び前記強化適応幾何学モデルの少なくとも一方から決定するステップと、
流出路狭窄を前記適応幾何学モデル、前記強化適応幾何学モデル及び前記軌道曲線に基づいて評価するステップと、
を有し、
前記軌道曲線は、前記流出路を経る中心線を近似するもので、解剖学的目印の間の補間スプライン曲線等の補間を有し、
前記解剖学的目印は大動脈弁面の中心、突出された僧帽弁面の中心、及び心尖を含み、これら解剖学的目印が前記幾何学モデルに含まれ、及び／又は、該幾何学モデルに基づいて決定される、
方法。
【請求項１４】
被検者の心臓の流出路狭窄を評価するためのコンピュータプログラムであって、請求項１に記載のシステム上で実行された場合に、該システムに請求項１３に記載の方法を実行させるコンピュータプログラムコードを有する、コンピュータプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、被検者の心臓の流出路狭窄を評価するシステム、対応する方法及び対応するコンピュータプログラムに関する。本発明は、僧帽弁置換術により生じる（特には、僧帽弁移植により生じる）流出路の可能性のある狭窄を評価する際に特別な用途を有する。しかしながら、本発明は他の分野にも用途を有し、上述した用途に必ずしも限定されるものではないと理解されるべきである。
【背景技術】
【０００２】
僧帽弁逆流症は、とりわけ、高齢患者の最も一般的な心疾患であり、僧帽弁置換が僧帽弁逆流症患者の治療に対する至適基準の１つである。しかしながら、僧帽弁置換後の典型的な合併症の１つは、左心室流出路（ＬＶＯＴ）の狭窄である。僧帽弁移植は、僧帽弁弁膜を大動脈弁に向かって膨らませ又は移動させ、これによりＬＶＯＴを伸ばすと共に狭くさせ、このことが、血流、従って左心室と大動脈との間の圧力低下に劇的に影響を与え得る。
【０００３】
従って、僧帽弁移植に起因する狭窄を測定又は予測する等により評価することが望ましい。今までのところ、医師はコンピュータトモグラフィ（ＣＴ）ボリュームの適切なスライスを識別し、介入治療前及び／又は後の流出路を印している。このような手順はエラーを生じやすい。斯かる手順はスライスの選択に極めて依存すると共に、量的評価に対して良好に定まった計測量又は評価基準が存在しないからである。
【０００４】
米国特許出願公開第2016/0166332号は、関心構造内の人工心臓弁の配置を評価する方法を開示している。該方法は、当該関心構造を含む解剖学的関心領域の１以上の画像を取得するステップを有し、各画像は該関心構造及び／又は患者の心臓の左心室流出路（ＬＶＯＴ）の血液プール容積を示す。該方法は、更に、前記１以上の画像のうちの少なくとも１つにおける１以上の位置を指定するステップを有し、各位置は当該関心構造における人工弁が配置され得る位置に対応する。該方法は、更に、前記１以上の指定された位置に関して、当該人工弁が前記関心構造における対応する位置に配置されたとしたら生じるかもしれない当該患者の心臓のＬＶＯＴを介しての血流障害の量を予測するステップを有する。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明の目的は、被検者の心臓の流出路狭窄の改善された評価を可能にするシステム及び方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の第１態様においては、被検者の心臓の流出路狭窄（障害）を評価するシステムが提供され、該システムは、前記心臓の幾何学モデルを供給する幾何学モデル供給ユニットと、前記心臓の体積測定画像を供給する体積測定画像供給ユニットと、前記幾何学モデルを前記体積測定画像に適応させて適応された幾何学モデル（適応幾何学モデル）を得る第１幾何学モデル適応ユニットと、移植物（インプラント）の移植物モデルを供給すると共に、該移植物モデルを前記適応幾何学モデルに組み込んで強化され適応された幾何学モデル（強化適応幾何学モデル）を得る第２幾何学モデル適応ユニットと、流出路を経る軌道曲線を前記適応幾何学モデル及び前記強化適応幾何学モデルの少なくとも一方から決定する軌道曲線決定ユニットと、流出路狭窄（流出路障害）を前記適応幾何学モデル、前記強化適応幾何学モデル及び前記軌道曲線に基づいて評価する流出路狭窄評価ユニットと、を有する。前記軌道曲線は、前記流出路を経る中心線を近似するもので、解剖学的目印の間の補間スプライン曲線等の補間を有し、その場合において、前記解剖学的目印は大動脈弁面の中心、突出された僧帽弁面の中心及び心尖を含み、これら解剖学的目印は前記幾何学モデルに含まれ及び／又は該幾何学モデルに基づいて決定される。
【０００７】
前記流出路狭窄評価ユニットは流出路狭窄を２つのモデルに基づいて評価し、一方のモデルは適応幾何学モデルであり、他方のモデルは強化適応幾何学モデルであるので、流出路狭窄の評価を、例えば、両モデルの比較により容易化することができる。当該心臓の体積測定画像の二次元スライスを選択する代わりに、該心臓の幾何学モデルが、該体積測定画像に、即ち該体積測定画像の全次元の情報に基づいて適応される。
【０００８】
好ましくは、前記体積測定画像の全ての詳細を、前記幾何学モデルを適応させるために有利に使用することができる。前記適応幾何学モデルは、更に、該適応幾何学モデルに移植物（移植片：インプラント）の移植物モデルを組み込むことにより強化されるので、組み込まれた移植物モデルを更に有するという点で前記適応幾何学モデルとは異なる第２モデルが得られる。前記適応幾何学モデル及び該強化適応幾何学モデルは、これにより、評価（即ち、適応幾何学モデル）のための共通基盤を提供し、このことは、流出路狭窄の評価を容易にする。
【０００９】
好ましくは、前記軌道曲線は当該流出路を経る曲線を記述した幾何学関数である。該軌道曲線は、前記体積測定画像に適応された当該心臓の幾何学モデル、及び該幾何学モデルにエンコードし又は、代わりに若しくは加えて、該幾何学モデルに基づいて計算することができる追加の解剖学的目印に基づいて構築される。前記流出路狭窄評価ユニットは流出路狭窄を該軌道曲線に基づいて評価するので、流出路狭窄を、当該流出路を経る該軌道曲線に一致する経路に関連付けることができる。
【００１０】
要約すると、前記適応幾何学モデル、前記強化適応幾何学モデル及び前記流出路を経る軌道曲線の組み合わせに基づいて実現される、流出路の狭窄の改善された評価が得られる。
【００１１】
前記被検者は、好ましくは、人の患者である。しかしながら、該被検者は動物とすることもできる。
【００１２】
好ましくは、幾何学モデルは当該心臓の形状の明示的な定義を有する。例えば臓器の幾何学モデルは、画像データに適応させ、例えば対象をセグメント化するために用いることができることが知られている。
【００１３】
好ましくは、前記心臓の体積測定画像は、心臓の三次元体積測定ビューを可能にするような何らかの好適な撮像方式により取得された心臓の画像とする。好ましくは、限定されるものではないが、当該体積測定画像は、磁気共鳴撮像（ＭＲＩ）、コンピュータトモグラフィ（ＣＴ）及び単一光子放射コンピュータトモグラフィ（SPECT）等の核医学のうちの少なくとも１つにより取得される。
【００１４】
一実施態様において、前記流出路は被検者の心臓の左心室流出路（ＬＶＯＴ）である。しかしながら、他の実施態様において、前記流出路は、右心室流出路（ＲＶＯＴ）等の別の管状構造（例えば、別の流出路）とすることもできる。
【００１５】
一実施態様において、前記移植物モデルは僧帽弁移植片（インプラント）のモデルを有する。僧帽弁インプラントは、心臓に関する手術の分野における一般的インプラントである。しかしながら、他の実施態様において、当該移植物モデルは大動脈弁インプラント等の異なるインプラントのモデルを有することもできる。
【００１６】
一実施態様において、前記幾何学モデル及び前記移植物モデルの少なくとも一方は、３Ｄモデルである。
【００１７】
好ましくは、前記幾何学モデル及び移植物モデルの両方は３Ｄモデルとして供給される。他の実施態様において、前記幾何学モデル及び前記移植物モデルの少なくとも一方（好ましくは、幾何学モデル）は、四次元モデルとして供給される、即ち、当該被検者の拍動心臓の異なるフェーズに対応する少なくとも２つの異なる時点に関して供給される。当該心臓の流出路は心臓の心拍サイクルにわたって変化し得るので、当該サイクルの間における単一の時点より多くを考慮した幾何学モデルを採用することにより、流出路狭窄に最も大きな影響を有する時点を考慮することができる。他の実施態様においては、複数の３Ｄモデルが異なるフェーズに関して供給され、これらは個別に考慮される。
【００１８】
前記第２幾何学モデル適応ユニットは、一実施態様では、前記適応幾何学モデルにおける弁の、中心位置及び法線ベクトルを有する面を定める環状リング（円環）を決定すると共に、前記移植物モデルを該円環に対して位置決めするように構成することができる。
【００１９】
前記円環は、好ましくは、当該幾何学モデルにおける僧帽弁インプラント等のインプラントが移植される部分に対応する。言い換えると、該円環は、好ましくは、僧帽弁の弁葉が始まる解剖学的構造に対応する。該円環は前記幾何学モデルにおいて予め定めることができる。即ち、該幾何学モデルには、既に、該幾何学モデルに含まれる解剖学的構造を示す追加の情報を設けておくことができる。他の実施態様において、該円環は前記幾何学モデルの幾何学構造に基づいて決定することもできる。
【００２０】
該円環は、例えば当該僧帽弁を経る開口を定めるので、該円環が位置する面内の中心位置を法線ベクトルと共に定めることができる。次いで、前記移植物モデルを該円環に対して位置決めすることができる。
【００２１】
前記第２幾何学モデル適応ユニットは、一実施態様では、更に、ユーザの入力に基づいて前記移植物モデルの平行移動及び／又は回転を可能にするよう構成することができる。
【００２２】
ユーザの入力は、好ましくは、任意の既知のユーザ入力ユニットにより供給することができる。移植物モデルを前記円環に対して位置決めした後に該移植物モデルの平行移動及び／又は回転を可能にすることにより、当該適応幾何学モデル内での該移植物モデルの位置決めを更に改善することができる。
【００２３】
前記第２幾何学モデル適応ユニットは、一実施態様では、前記移植物モデルを大きさ（サイズ）、幅及び長さの少なくとも１つに基づいてパラメータ化されたメッシュテンプレートとして供給し、及び／又は幾何学構造を前記適応幾何学モデルの円環幾何学構造若しくは僧帽弁に基づいて構築するように構成することができる。
【００２４】
前記移植物モデルがメッシュテンプレートとして供給される場合、該メッシュテンプレートを前記適応幾何学モデルにおいて決定された円環に都合良く適応させることができる。この目的のために、該メッシュテンプレートのパラメータとして含まれる大きさ、幅及び長さの少なくとも１つを用いることができる。別の実施態様において、前記移植物モデルは、円環の幾何学構造又は僧帽弁に基づいて構築される（即ち、幾何学的考慮を用いて作製される）。しかしながら、他の実施態様においては、両方法の組み合わせ又は当該移植物モデルを供給するための別の方法も考えられる。
【００２５】
前記流出路狭窄評価ユニットは、一実施態様では、僧帽弁置換前後の狭窄（障害）を示す相対量を、前記強化適応幾何学モデルと前記適応幾何学モデルとの間の差に基づくと共に前記軌道曲線に基づいて供給するように構成することができる。
【００２６】
一般的に、僧帽弁置換後には、僧帽弁インプラントの一部が流出路を占拠する。流出路狭窄評価ユニットは、この相対的障害を示す相対量を提供することができるので、僧帽弁置換による狭窄に関する量的指示情報を得ることができる。
【００２７】
前記適応幾何学モデル、強化適応幾何学モデル及び流出路の間の相互関係は、前記軌道曲線に基づいて利用される。前記強化適応幾何学モデルは、前記適応幾何学モデルに基づいて決定されると共に、好ましくは同じトポロジ及び／又は追加の情報（目印情報及び／又はラベル）を共有するので、これらのモデルは直接的に関係され得るものであり、流出路の評価が容易化される。
【００２８】
前記軌道曲線決定ユニットは、一実施態様では、前記軌道曲線を前記大動脈弁面の中心から前記心尖まで前記心臓の幾何学モデルに基づいて決定するように構成することができる。
【００２９】
好ましくは、大動脈弁面の中心は当該幾何学モデルにおいて前記円環と同じやり方で得ることができる。更に詳細には、大動脈弁面の中心は、当該幾何学モデルにエンコードすることができ又は該幾何学モデルに基づいて計算することができる。好ましくは、前記幾何学モデル供給ユニット及び／又は前記第１幾何学モデル適応ユニットは、前記幾何学モデルから弁に関する等の解剖学的面及び心尖等の重要な目印を抽出するように構成される。
【００３０】
前記軌道曲線は、一実施態様では、前記流出路を経る中心線を近似することができるもので、解剖学的目印の間の補間スプライン曲線等の補間を有し、これら解剖学的目印は大動脈弁面の中心、突出された僧帽弁面の中心及び心尖を含み、これら解剖学的目印は前記幾何学モデルに含まれるか又は該幾何学モデルに基づいて決定される。
【００３１】
この実施態様において、前記解剖学的目印は大動脈弁面の中心、前記突出された僧帽弁面の中心及び前記心尖を含む。しかしながら、他の実施態様においては、他の又は代わりの目印を考えることもできる。一般的に、前記流出路を経る中心線は明確に導出可能ではない。このような理由で、当該軌道曲線は、好ましくは、流出路を経る中心線を補間により近似する。しかしながら、他の実施態様においては、流出路を経る中心線を構築するための他の定義及び方法も考えられる。
【００３２】
一実施態様において、前記軌道曲線決定ユニットは、特に前記幾何学モデルが三角形頂点を有するメッシュモデルの形態で供給される場合、当該軌道を修正距離変換（modified distance transform）、中心軸変換（medial axis transform）及びボロノイ分解（voronoi decomposition）のうちの少なくとも１つを利用して決定するよう構成される。
【００３３】
この実施態様において、前記心臓の幾何学モデルは、意味論的に充実される必要はない、即ち、該モデルにエンコードされた解剖学的目印等を有する必要はない。例えば、該心臓の幾何学モデルは、この実施態様では、三角形及び頂点からなるメッシュとして供給することができ、前記中心線は該メッシュに基づいて構築される。前述した例示的アルゴリズムは、三次元離散構造から骨格を推定する。しかしながら、他の実施態様においては、当該軌道曲線（特に、当該流出路を経る中心線）を構築するために他の推定アルゴリズムを使用することもできる。
【００３４】
一実施態様において、当該システムは、前記軌道曲線の或る点に対応するスライス面を決定するスライス面決定ユニットを更に有し、該スライス面の法線は前記点における前記軌道曲線の接線に一致する。
【００３５】
好ましくは、前記面は前記軌道曲線に中心を合わされる。前記軌道曲線は流出路を介して導く幾何学関数を提供し、前記スライス面は該軌道曲線上の点に垂直な面に対応するので、これらスライス面は当該流出路の該流出路を経る軌道に沿った断面視を有する。
【００３６】
一実施態様において、当該システムは、前記流出路の断面を前記スライス面に基づいて決定する断面決定ユニットを更に有する。
【００３７】
上記断面を決定するステップは、好ましくは、左心室構造を当該モデルの周囲の要素から境界で分けるステップを含む。好ましくは、前記幾何学モデルが心室壁を該モデルにエンコードされた要素として既に含むものとし、かくして、流出路の断面をスライス面に基づいて決定することが容易化されるようにする。
【００３８】
前記断面決定ユニットは、一実施態様では、前記流出路の断面をフラッドフィル法（flood fill）又は領域拡張法（region growing）の少なくとも一方に基づいて決定するように構成することができる。
【００３９】
フラッドフィル法又は領域拡張法がスライス面に含まれる流出路の断面等の任意の形状の面積を決定するためのアルゴリズムとして明示的に掲げられるが、当業者により良く知られた斯かる任意の形状の面を決定するための他のアルゴリズムを採用することもできる。
【００４０】
例えば、満たされるべき断面が断片的に切断された境界曲線により与えられそうな（即ち、断面が接続されていない複数の部分からなり得る）状況におけるような他の実施態様においては、アルファシェイプ（alpha shape）等の一群の点に直接作用するアルゴリズムを採用することができる。アルファシェイプの使用は、例えばProceedings of the International Computational Geometry Software Workshop 1995, MinneapolisにおけるN. Akkirajuらの文献“Alpha Shapes: Definition and Software”に記載されている。
【００４１】
好ましくは、前記断面は前記適応幾何学モデル及び前記強化適応幾何学モデルの両方に関して（即ち、移植物モデルを有するモデル及び移植物モデルを有さないモデルの両方に関して）決定される。
【００４２】
一実施態様において、当該システムは、ユーザが基となる心臓モデル及び／又は移植物モデルに対する適応処理を実行することを可能にする。これらの適応に基づいて、前記断面決定ユニットは流出路の断面を再評価するよう構成することができる。
【００４３】
一実施態様において、当該システムは、前記スライス面に関わるパラメータの前記軌道曲線の異なる点に関する高度プロファイル（elevation profile）を決定する高度プロファイル決定ユニットと、表示ユニットとを更に有し、前記表示ユニットは、前記スライス面及び前記高度プロファイルを同時に表示すると共に前記スライス面が対応する点を前記高度プロファイル上に示すよう構成される。
【００４４】
前記表示ユニットは前記スライス面を前記高度プロファイルと一緒に表示するよう構成されるので、医師等のユーザは当該スライス面及び該スライス面に関する関連パラメータを同時に評価することができる。好ましくは、当該医師は関連パラメータが表示ユニットに表示されるように調整することができるものとする。更に、該医師は入力ユニットを操作して、前記軌道曲線に沿って移動することができ、その場合において、当該軌道曲線に沿う現在位置に対応するスライス面が、同時に、表示されると共に前記高度プロファイルに示される。
【００４５】
前記断面決定ユニットは、好ましくは、前記軌道曲線に沿う予め定められた一群の等距離位置に関して断面を決定する。
【００４６】
前記パラメータは、一実施態様では、形状係数（shape factors）等の、前記スライス面における前記流出路の面積、周囲長及びコンパクト尺度（compactness measure）の少なくとも１つとすることができる。
【００４７】
形状係数は、これらに限定されるものではないが、円形又は長さ形状係数を含む。他の実施態様において、前記高度プロファイルのために使用される代替的又は付加的パラメータを用いることができる。
【００４８】
前記高度プロファイルは、一実施態様では、前記適応幾何学モデル及び前記強化適応幾何学モデルの少なくとも一方に関するパラメータに基づくものであり得る。
【００４９】
前記高度プロファイルは前記パラメータを、前記適応幾何学モデルに関して、前記強化適応幾何学モデルに関して、又は前記強化適応幾何学モデルと前記適応幾何学モデルとの間の差に関して示すことができる。言い換えると、当該パラメータが例示的に面積であるとされた場合、該高度プロファイルは移植物を有する強化適応幾何学モデルと移植物無しの適応幾何学モデルとの間の当該流出路の面積の差を示すことができ、かくして、当該移植物モデルに基づいた流出路狭窄に関する影響を該高度プロファイルから直接得ることができる。
【００５０】
一実施態様において、当該システムは、少なくとも１つのスライス面に関する重み付け関数を前記幾何学モデル、前記適応幾何学モデル及び前記強化適応幾何学モデルの少なくとも１つに基づいて決定する重み付け関数決定ユニットを更に有し、前記重み付け関数は前記流出路の非線形流体力学を考慮し、前記流出路狭窄評価ユニットは前記流出路狭窄を該重み付け関数に基づいて評価するように構成される。
【００５１】
当該流出路狭窄は上記重み付け関数に基づいて評価されるので、非線形流体力学を考慮することができ、体積測定的障害を前記移植物モデルのみに基づいて考察することにより当該流出路狭窄の評価が一層正確に可能となる。言い換えると、当該狭窄を直接決定する代わりに、当該流出路狭窄は、好ましくは当該流出路にわたる圧力低下を示すことができる重み付け関数に基づいて評価される。
【００５２】
前記流出路の体積は、一実施態様では、前記軌道曲線に沿う複数のスライス面に基づいて決定される一群の断面として表すことができ、前記流出路狭窄評価ユニットは流出路幾何学構造を前記流出路にわたる前記重み付け関数の体積積分に基づいて決定するよう構成される。
【００５３】
好ましくは、前記流出路は前記軌道曲線に沿う断面の和として表すことができる。当該重み付け関数が積分されるべき積分体積は、これにより、全流出路となる。しかしながら、他の実施態様において、重み付け関数を積分するために当該流出路の一部を用いることもできる。
【００５４】
前記重み付け関数決定ユニットは、一実施態様では、前記重み付け関数を前記軌道曲線に沿う長手方向距離に依存して決定される第１寄与度と、前記軌道曲線から前記スライス面に沿う距離に依存して決定される第２寄与度との和に基づいて決定するよう構成することができる。
【００５５】
この重み付け関数の好ましい定義は、障害は大動脈弁に近いほど及び、同様に、流出路の中心線に近いほど（即ち、前記軌道曲線に近いほど）血流に大きく影響するという流体力学に基づく知見に基づいている。前記第１及び第２寄与度の両方の重みを表す一般的に非線形な関数（合計で全体の重み付け関数となる）が、校正ステップの過程で決定されるべきである。更に好ましくは、斯かる校正関数は多項式関数等により近似することができる。これにより、距離と圧力低下に対する影響との間の広範囲の可能性のある関係がカバーされ、その場合において、前記多項式校正関数のパラメータは、例えば、予め選択された一群の関数及びパラメータ範囲に対する交差検証により学習することができる。多項式関数を重み付け関数の寄与度に対する近似として用いることは、容易な計算及び校正を可能にする。しかしながら、他の実施態様では、異なる近似関数を用いることもできる。
【００５６】
前記重み付け関数決定ユニットは、一実施態様では、パラメータ化された重み付け関数を決定すると共に、該パラメータ化された重み付け関数を流体シミュレーションに基づいて該パラメータ化された重み付け関数が校正結果として前記流体シミュレーションの結果を近似するように校正するよう構成することができる。
【００５７】
好ましくは、流体シミュレーションは心臓の物理量をシミュレーション及び予測することを可能にするものとする。しかしながら、臨床環境におけるオンライン使用の間における等のように、流出路狭窄を評価するために当該システムに流体シミュレーションを直接適用することは可能ではない。これが、臨床環境への適用が不可能であるような、達成するのに時間が掛かり且つ複雑な作業であるからである。それでも、流体シミュレーションの結果を近似するパラメータ化された重み付け関数を用いれば、臨床環境において流体シミュレーションを設定及び実行する障害は回避される。それにも拘わらず、流体シミュレーションにより得ることが可能な正確さは、臨床セッションの間におけるオンライン使用のためにも、当該システムに流出路狭窄を評価するために移植することができる。例えば、実施化された移植物モデルを伴う及び伴わない幾何学モデルを含む一群の訓練例が入力として用いられ、当該シミュレーションは大動脈弁と左心室との間の圧力低下を予測するよう設定される。その結果は、グラウンドトゥルースとされ、重み付け関数のパラメータを例えば回帰及び交差検証に基づいて決定するために使用される。
【００５８】
前記幾何学モデル供給ユニット、前記体積測定画像供給ユニット、前記第１幾何学モデル適応ユニット、前記第２幾何学モデル適応ユニット、前記流出路狭窄評価ユニット、前記軌道曲線決定ユニット、前記スライス面決定ユニット、前記断面決定ユニット、前記高度プロファイル決定ユニット及び前記重み付け関数決定ユニットは、一実施態様では、同一の又は異なる物理的装置に配置される１以上のプロセッサに設けることができる。より正確には、前記第１幾何学モデル適応ユニット、前記第２幾何学モデル適応ユニット、前記流出路狭窄評価ユニット、前記軌道曲線決定ユニット、前記スライス面決定ユニット、前記断面決定ユニット、前記高度プロファイル決定ユニット及び前記重み付け関数決定ユニットは、一実施態様では、前記幾何学モデル供給ユニット、前記体積測定画像供給ユニット、前記表示ユニット及び／又は前記入力ユニットと一緒に単一の装置に設けることができ、又は、別の実施態様では、複数の装置にわたって分散させることができる。
【００５９】
一実施態様において、前記幾何学モデル供給ユニット、前記体積測定画像供給ユニット、前記第１幾何学モデル適応ユニット、前記第２幾何学モデル適応ユニット、前記流出路狭窄評価ユニット、前記軌道曲線決定ユニット、前記スライス面決定ユニット、前記断面決定ユニット、前記高度プロファイル決定ユニット及び前記重み付け関数決定ユニットの１以上又は全ては、流出路狭窄を評価する当該システムと適切な通信手段により（例えば、インターネットを介して）通信するように構成されたサーバに設けられる。
【００６０】
他の態様においては、被検者の心臓の流出路狭窄を評価する方法が提供され、該方法は、ａ）前記心臓の幾何学モデルを供給するステップと、ｂ）前記心臓の体積測定画像を供給するステップと、ｃ）前記幾何学モデルを前記体積測定画像に適応させて適応幾何学モデルを得るステップと、ｄ）移植物の移植物モデルを供給すると共に、該移植物モデルを前記適応幾何学モデルに組み込んで強化適応幾何学モデルを得るステップと、ｅ）流出路を経る軌道曲線を前記適応幾何学モデル及び前記強化適応幾何学モデルの少なくとも一方から決定するステップと、ｆ）流出路狭窄を前記適応幾何学モデル、前記強化適応幾何学モデル及び前記軌道曲線に基づいて評価するステップと、を有する。他の態様においては、被検者の心臓の流出路狭窄を評価するためのコンピュータプログラムが提供され、該コンピュータプログラムは、請求項１に記載のシステム上で実行された場合に、該システムに請求項１３に記載の方法を実行させるコンピュータプログラムコードを有する。
【００６１】
尚、請求項１の評価するシステム、請求項１３の評価する方法及び請求項１４のコンピュータプログラムは、特に従属請求項に記載されるような、同様の及び／又は同一の好ましい実施態様を有すると理解されるべきである。
【００６２】
また、本発明の好ましい実施態様は、従属請求項又は上記実施態様の対応する独立請求項との任意の組み合わせとすることができると理解されるべきである。
【００６３】
本発明の上記及び他の態様は、後述する実施態様から明らかとなり、斯かる実施態様を参照して解説される。
【図面の簡単な説明】
【００６４】
【図１】図１は、被検者の心臓の流出路狭窄を評価するシステムの一実施態様を概略的且つ例示的に示す。
【図２Ａ】図２Ａは、強化適応幾何学モデルの斜視図を概略的且つ例示的に示す。
【図２Ｂ】図２Ｂは、強化適応幾何学モデルの斜視図を概略的且つ例示的に示す。
【図３Ａ】図３Ａは、僧帽弁置換による流出路狭窄を概略的且つ例示的に示す。
【図３Ｂ】図３Ｂは、僧帽弁置換による流出路狭窄を概略的且つ例示的に示す。
【図４】図４は、軌道曲線決定ユニットの動作を概略的且つ例示的に示す。
【図５】図５は、スライス面決定ユニットの動作を概略的且つ例示的に示す。
【図６】図６は、断面決定ユニットの動作を例示的に示す。
【図７】図７は、高度プロファイル決定ユニットの動作を概略的且つ例示的に示す。
【図８】図８は、強化適応幾何学モデルの斜視図を概略的且つ例示的に示す。
【図９】図９は、２つの面における重み付け関数に対する寄与度の定義を概略的且つ例示的に示す。
【図１０】図１０は、本発明による被検者の心臓の流出路狭窄を評価する方法のフローチャートを概略的且つ例示的に示す。
【発明を実施するための形態】
【００６５】
図１は、被検者の心臓の流出路狭窄（outflow tract obstruction）を評価するシステムの一実施態様１を概略的且つ例示的に示す。システム１は、幾何学モデル供給ユニット１０、体積測定画像供給ユニット２０、第１幾何学モデル適応ユニット３０、第２幾何学モデル適応ユニット４０、流出路狭窄評価ユニット５０、軌道曲線決定ユニット６０、スライス面決定ユニット７０、断面決定ユニット８０、高度プロファイル決定ユニット９０及び重み付け関数決定ユニット１００を有する。システム１の上記ユニットの全ては、単一のコンピュータ上で又はインターネット等のネットワーク上に分散された複数のコンピュータ上で実施化される等のように、単一の若しくは異なる及び／又は遠隔の位置に設けることができる。
【００６６】
幾何学モデル供給ユニット１０は、本例では、人又は動物の被検体における心臓の幾何学モデルを供給することができる。該幾何学モデルは、例えば、該モデル内に解剖学的目印及び構造を含む強化モデルとすることができる。
【００６７】
体積測定画像供給ユニット２０は、本例では、心臓の体積測定画像を供給するように構成され、該画像は体積測定画像供給ユニット内の記憶部又は他の場所に供給される。他の例において、体積測定画像供給ユニット２０は体積測定画像取得ユニットも含むことができ、その場合、体積測定画像供給ユニット２０は該体積測定画像取得ユニットにより取得された心臓の体積測定画像を供給するように構成される。言い換えると、体積測定画像供給ユニット２０は、以前に取得された体積測定画像を供給することができるか、又は自身により体積測定画像を取得することができる。心臓の体積測定画像を得るための既知の全ての好適な医療撮像技術を想定することができ、体積測定画像供給ユニット２０内で有利に利用することができる。
【００６８】
幾何学モデル供給ユニット１０は、幾何学モデルを第１幾何学モデル適応ユニット３０に供給する。第１幾何学モデル適応ユニット３０は、更に、体積測定画像供給ユニット２０から体積測定画像を供給されるように構成される。上記幾何学モデル及び体積測定画像に基づいて、第１幾何学モデル適応ユニット３０は該幾何学モデルを該体積測定画像に適応（適合）させて適応幾何学モデル３２を得る（例えば、図３参照）。
【００６９】
第２幾何学モデル適応ユニット４０は、適応幾何学モデル３２に基づいて、移植物（インプラント）モデル４４（例えば、図２参照）を供給すると共に、該移植物モデル４４を適応幾何学モデル３２内に組み込んで強化された適応幾何学モデル（強化適応幾何学モデル）４２を得る。
【００７０】
流出路狭窄評価ユニット５０は、流出路狭窄を、第１幾何学モデル適応ユニット３０から入力される適応幾何学モデル３２と、第２幾何学モデル適応ユニット４０から入力される強化適応幾何学モデル４２とに基づいて評価する。本例において軌道曲線決定ユニット６０、スライス面決定ユニット７０、断面決定ユニット８０、高度プロファイル決定ユニット９０及び重み付け関数決定ユニット１００は流出路狭窄評価ユニット５０内に配置されるものとして図示されているが、他の実施態様において、流出路狭窄評価ユニット５０内に位置するものとして図示されたユニットの１以上又は全ては独立に設けることができる。
【００７１】
当該システム１内に含まれるユニットの間の通信に関しては何の制限もなく、図１に明示的に示されていない追加の通信経路及びリンクを当業者により所望のように導入することができる。
【００７２】
第２幾何学モデル適応ユニット４０は、適応（心臓）幾何学モデル３２の環状リング（円環）に対して移植物モデル４４を位置決めするように構成される。該環状リングは、僧帽弁が始まる面を定めるもので、中心位置及び法線ベクトルにより与えられる。この中心位置及び法線ベクトルは、適応幾何学モデル３２内で移植物モデル４４を位置決めするために用いられる。システム１は、移植物モデル４４を三次元内で任意に移動及び／又は回転させるか、又は第２幾何学モデル適応ユニット４０により位置決めされた後に環状幾何学構造に位置合わせする方法若しくはツールを提供することができる。この場合、流出路狭窄評価ユニット５０は、流出路狭窄をオンラインで（即ち、実質的にリアルタイムで）“仮想”弁置換の前後の流出路の狭窄に関係する相対量として計算するよう構成される。
【００７３】
流出路狭窄評価ユニット５０及びシステム１の前記他のユニットによる評価を、図２〜図９に図示された例示的実施態様を参照して更に詳細に説明する。
【００７４】
図２Ａ及び図２Ｂは、各々、大動脈弁３、僧帽弁４、左心室５及び心臓の頂部（心尖）６が印された強化適応幾何学モデル４２の斜視図を概略的且つ例示的に示す。本例においては、僧帽弁４に重ねられて移植物モデル４４が示されている。
【００７５】
移植物モデル４４は、僧帽弁４に対応する前記環状構造により定められる面に基づいて定位置に位置決めされている。該移植物モデル４４は、この面の中心及び法線に対して位置合わせされている。
【００７６】
図２Ｂは、更に、流出路５２の方向及び流出路体積５６も示している。流出路５２は、大動脈弁３の面内に配置された大動脈弁面１３に基づいている。流出路体積５６は、例えば、大動脈弁面１３から心尖６までの流出路５２の加重体積積分として計算することができる。
【００７７】
図３Ａ及び図３Ｂは、適応幾何学モデル３２と強化適応幾何学モデル４２との間の差を、左心室５を経る二次元スライスビューで概略的且つ例示的に示す。図３Ａに示される適応幾何学モデル３２に加えて、図３Ｂに示される強化適応幾何学モデル４２は、僧帽弁４に位置合わせされた移植物モデル４４を更に有している。流出路５２は、両画像において強調されている。図３Ｂのケースにおいては、流出路５２の一部が、流出路狭窄５４として示されるように妨害されていることが分かる。このように、適応幾何学モデル３２と強化適応幾何学モデル４２との間の差を、流出路狭窄を評価するために用いることができる。
【００７８】
次に、移植物モデル４４を発生し適応幾何学モデル３２内に配置するステップの一例を更に詳細に説明する。本例において、移植物モデル４４は、僧帽弁移植片のモデルであり、僧帽弁４の突出されたｄ字状の環として定義される（即ち、ｄ字状断面を持つ相当に単純な幾何学形状を備える）。かくして、移植物モデル４４は、多くの異なる種類の僧帽弁移植ための汎用プレースホルダ（仮に場所を確保するもの）と見なすことができる。この場合、汎用移植物モデル４４は、サイズ、長さ、傾き及び僧帽弁４に対する相対位置により手早くパラメータ化することができる。これによれば、製造者から取得することが非常に困難であり得る最終移植物の固有のモデルを取得する必要はない。汎用移植物モデル４４は、有利にも、僧帽弁置換手術及び斯かる手術のＬＶＯＴに対する影響を計画するために用いることができる。
【００７９】
図４は、軌道曲線決定ユニット６０の動作を適応幾何学モデル３２の例において概略的且つ例示的に示す。軌道曲線決定ユニット６０は大動脈弁面１３の中心から心尖６までの軌道曲線６２を決定し、該軌道曲線６２は左心室５を経る流出路の中心線を近似する。
【００８０】
軌道曲線６２は、当該心臓自体の幾何学モデル及び該モデルにエンコードすることができるか又は該モデルに基づいて計算することができる追加の解剖学的目印に基づいて構築することができる。軌道曲線６２は、本例では、補間スプライン曲線により定められ、その場合において、制御点は、簡単に示されるものとしては、大動脈弁面１３の中心、突出された僧帽弁面１４の中心及び心尖６により与えられる。当該幾何学モデルが体積測定画像に適応されて、適応幾何学モデル３２が得られたなら、支持構造を容易に計算することができる。当該幾何学モデルが意味論的に強化されておらずメッシュ（網目）としてのみ与えられる場合、前記中心線は三次元離散構造から輪郭を推定するアルゴリズムを適用することにより構築することもできる。
【００８１】
本例における僧帽弁面１４は当該モデル内に好ましくは自動的に配置される仮想面であることに注意すべきである。該仮想面は、僧帽弁環の投影幅又は長さ等の測定値を定めるために使用される。該僧帽弁面１４は、自動的に配置されるが、好ましくは後にユーザにより変更することができる。
【００８２】
軌道曲線６２は、既述したように、当該流出路の中心線を近似する。好ましくは、軌道曲線６２の制御点は、該軌道曲線６２を手動で最適化するために、僧帽弁面１４に関して先に例示したように、ユーザにより修正及び／又は改善することができるものとする。斯かる制御点の反復的補間により、これら制御点はユーザにより修正することができる（即ち、ユーザは当該曲線の形状を、滑らかさを維持しながら変更することができる）。
【００８３】
図５は、軌道曲線６２に対して垂直なスライス面を構築するように構成されるスライス面決定ユニット７０の動作を概略的且つ例示的に示す。図５は、当該流出路を経る軌道曲線６２に沿った異なる位置における３つのスライス面７２を示している。図５では適応幾何学モデル３２が基礎として採用され、その場合において、スライス面決定ユニット７０はスライス面７２を強化適応幾何学モデル４２に基づいて決定するようにも構成される。
【００８４】
図６は、断面決定ユニット８０の動作を例示的に示す。前記スライス面７２の各々は、当該流出路の範囲にわたって延在し、或る点において該流出路の端部に到達する。断面決定ユニット８０は、特定のスライス面７２に関して流出路内の断面積を決定する。図６は断面決定ユニット８０の１つの例示的構成例を示すもので、任意の形状内の面積を決定する種々の方法が当業者により良く知られており、図６に示される該方法と容易に入れ替えることができる。図６において、特定のスライス面７２における流出路の面積は、ディスク８２を流出路５２に対応する面積内で移動させる（８１）ことにより決定される。矢印８３により示されるように全面積を通過した後、全ての点又はピクセルが印され、その場合、ディスク８２は流出路５２の境界にのみ接触する。その後、矢印８５により示されるように、収縮を保証するために膨張処理８６が適用される。
【００８５】
図７は、例えば汎用コンピュータ及びラップトップ等により提供されるユーザインターフェース２００の一例における高度プロファイル決定ユニット９０の動作を概略的且つ例示的に示す。ユーザインターフェース２００は、スライスビュー２１０及び高度プロファイルビュー２２０を有している。高度プロファイル決定ユニット９０は、高度プロファイルビュー２２０に表示される高度プロファイル９２を決定する。高度プロファイル９２は、軌道曲線６２の異なる点に関してスライス面７２に関係するパラメータの経過を示す。高度プロファイルビュー２２０は、水平軸２２２に沿って軌道曲線６２に沿う位置を示す一方、垂直軸２２４に沿って高度プロファイル９２の基となるパラメータの値を示す。例えば、図７において、当該パラメータは断面決定ユニット８０により得られた面積である。曲線２２６として、適応幾何学モデル３２の（即ち、例えば僧帽弁移植前の）断面が示される。曲線２２８により、強化適応幾何学モデル４２の（即ち、例えば僧帽弁移植後の）断面が示される。高度プロファイルビュー２２０から、曲線２２８の断面が曲線２２６と比較して小さい、即ち流出路が妨害されることが分かる。軌道曲線６２に沿う断面における最小点は、矢印２３０により示されている。軌道曲線６２及び矢印２３０として示された矢印は、スライスビュー２１０にも示されている。更に、スライスビュー２１０及び高度プロファイルビュー２２０は、共に、軌道曲線６２に沿って移動させることができる対応するスライス面を示している。図７の例において、スライス面７２は、例えば、矢印２４０及び／又は２５０により動かすことができる。
【００８６】
しかしながら、ユーザインターフェース２００はユーザインターフェースの一例に過ぎず、当業者によれば追加及び修正等も勿論考えられる。
【００８７】
重み付け関数決定ユニット１００の機能を図８及び図９を参照して説明する。図８は、スライス面７２により交差された強化適応幾何学モデル４２の斜視図を概略的且つ例示的に示す。相当に非線形な流体力学の効果を補償するために、重み付け関数w(p,X)は一群のパラメータｐによる位置Ｘに関する非定数関数であると定義される。総体的目標は、適応幾何学モデル３２及び強化適応幾何学モデル４２の両方に基づいて当該流出路内の体積に関し当該重み付け関数にわたって積分し、僧帽弁置換の前後の大動脈と左心室との間の相対圧力低下を近似することである。重み付け関数の定義は、障害物は大動脈弁に近いほど及び流出路の中心線に近いほど血流に多く影響するという知見により決定される。従って、重み付け関数の定義は、図９に示されるような流出路体積の中心線（即ち、軌道曲線６２）に沿って入れ替えられる面（即ち、スライス面７２）により描くことができる。前述したように、軌道曲線６２は、心臓の解剖学的モデルの目印に基づいて構築されるパラメータ曲線である。該曲線は、例えば、大動脈弁３において開始し、心尖６で終了する。
【００８８】
図９は、重み付け関数に対する寄与度の定義を２つの面で概略的且つ例示的に示す。障害（狭窄）は、なかでも流出路５２における各Ｘ点に関する長手方向及び横方向距離に依存するパラメータ化された関数として記述することができることが分かっているので、長手方向距離１０２を軌道曲線６２に沿う大動脈弁面１３の中心と、スライス面７２の軌道曲線６２との交差点（図９では、点６４として示される）との間の距離として定義することができる。図９の右側には、スライス面７２の面内ビューが示され、該ビューは点Ｘと中心点６４との間の横方向距離１０４を示している。この場合、全体の重み付け関数は、好ましくは部分重み付け関数と呼ばれる２つの非線形関数の和として記述することができ、両関数は一群のパラメータ並びに長手方向距離１０２及び横方向距離１０４のうちの一方に各々依存する。
【００８９】
言い換えると、これら２つの部分重み付け関数は長手方向及び横方向妨害寄与度の一方のみに依存する。しかしながら、他の実施態様においては、校正から得られるパラメータｐに依存して、パラメータｐ並びに長手方向距離１０２及び横方向距離１０４の両方に依存する単一の重み付け関数を決定することができる。
【００９０】
上記部分重み付け関数の各々を校正するために、簡単なケースでは、多項式関数を仮定することができる。このような関数パターンは、長手方向及び／又は横方向距離と、大動脈及び左心室５の間の圧力低下に対する影響との間の広範囲の可能性のある関係をカバーする。１つの例は、重みと長手方向及び横方向距離との間の線形関係であろう。当該パラメータは、事前に選択された群の関数及びパラメータ範囲にわたる交差検証を実行することにより学習することができる。
【００９１】
別の実施態様においては、重み付け関数を校正及び調整する代わりに、校正ステップにおいて、重み付け関数を積分する間隔の限界を最適化又は調整することもできる。軌道曲線６２に関わる方法に関し、例えば図４に見られるように、軌道曲線に沿った積分間隔を定義する開始及び終了点を調整することも考えられる。
【００９２】
一実施態様において、重み付け関数又は部分重み付け関数に関するパラメータを取得するステップは、当該システムを流体シミュレーションに基づいて校正するというアイデアに基づくものである。正しく配置された移植物モデル４４を伴う及び伴わないモデルを含む一群の訓練例が、流体シミュレーションのための入力として用いられる。該訓練データ群は、好ましくは、適応心臓モデルの主要要素に沿ってランダムな変形を適用することにより増強することができる。これら適応心臓モデルは、例えば、適応幾何学モデル及び、移植物モデル４４が配置される場合は、強化適応幾何学モデル４２でもある。この場合、当該シミュレーションは大動脈弁３と左心室５との間の圧力低下が予測されるように設定される。結果は、グラウンドトゥルースと仮定され、次いで、例えば回帰及び交差検証に基づいて重み付け関数のパラメータを決定するために用いられる。
【００９３】
図１０は、被検者の心臓の流出路狭窄を評価する方法１０００のフローチャートを概略的且つ例示的に示す。
【００９４】
ステップ１０１０において、当該心臓の幾何学モデルが供給される。該幾何学モデルは、例えば、前記幾何学モデル供給ユニット１０により供給される。
【００９５】
ステップ１０２０において、当該心臓の体積測定画像が供給される。該体積測定画像は、例えば、前記体積測定画像供給ユニット２０により供給される。
【００９６】
ステップ１０３０において、ステップ１０１０において供給された幾何学モデルは、前記体積測定画像に適応された適応幾何学モデル３２を得るように適応される。当該幾何学モデルは、例えば、第１幾何学モデル適応ユニット３０により適応される。
【００９７】
ステップ１０４０において、移植物の移植物モデル４４が供給される。該移植物モデル４４は、例えば、第２幾何学モデル適応ユニット４０により供給される。
【００９８】
ステップ１０５０において、移植物モデル４４は強化適応幾何学モデル４２を得るために適応幾何学モデル３２に組み込まれる。このステップは、好ましくは、第２幾何学モデル適応ユニット４０により実行される。
【００９９】
ステップ１０６０において、流出路５２を経る軌道曲線６２が前記適応幾何学モデル３２及び前記強化適応幾何学モデル４２の少なくとも一方から決定される。
【０１００】
オプションとしてのステップ１０７０において、ステップ１０６０において決定された軌道曲線６２の或る点に対応するスライス面７２が決定され、該スライス面の法線は、この点における軌道曲線６２の接線に一致する。
【０１０１】
オプションとしてのステップ１０８０において、流出路５２の断面がステップ１０７０において決定されたスライス面に基づいて決定される。
【０１０２】
オプションとしてのステップ１０９０において、ステップ１０７０において決定されたスライス面７２に関係するパラメータの前記軌道曲線６２の異なる点に関する高度プロファイル９２が決定される。一例において、当該パラメータはオプションステップ１０８０において決定された断面である。
【０１０３】
オプションとしてのステップ１１００において、スライス面７２及び高度プロファイル９２はユーザに対して同時に表示され、当該スライス面７２に対応する点が高度プロファイル９２上に示される。
【０１０４】
オプションとしてのステップ１１１０において、前記幾何学モデル、前記適応幾何学モデル及び前記強化適応幾何学モデルのうちの少なくとも１つに基づいて、重み付け関数が少なくとも１つのスライス面７２に関して決定される。
【０１０５】
最後に、ステップ１１２０において、流出路狭窄が少なくとも前記適応幾何学モデル３２、強化適応幾何学モデル４２及び軌道曲線６２に基づいて評価される。該評価は、好ましくは、流出路狭窄評価ユニット５０により実行される。他の例において、ステップ１１２０における評価は、更に、ステップ１０７０において決定されたスライス面７２、ステップ１０８０において決定された断面、ステップ１０９０において決定された高度プロファイル、ステップ１１１０において決定された重み付け関数及び該重み付け関数にわたる積分のうちの少なくとも１つに基づくものとすることができる。このリストは排他的なものではなく、当業者によれば、ステップ１１２０における評価が基づくことができる他のパラメータ等を追加することができる。
【０１０６】
以上、本発明を図面及び上記記載において図示及び詳細に説明したが、このような図示及び説明は解説的又は例示的なものであって、限定するものではないと見なされるべきである。即ち、本発明は開示された実施態様に限定されるものではない。開示された実施態様に対する他の変形例は、当業者によれば、請求項に記載された本発明を実施するに際して図面、当該開示及び添付請求項の精査から理解し、実施することができる。
【０１０７】
尚、請求項において“有する”なる文言は他の要素又はステップを排除するものではなく、単数形は複数を排除するものではない。
【０１０８】
また、単一のユニット又は装置は、請求項に記載された幾つかの項目の機能を満たすことができる。また、特定の手段が互いに異なる従属請求項に記載されているという単なる事実は、これら手段の組み合わせを有利に使用することができないということを示すものではない。
【０１０９】
１つ若しくは幾つかのユニット又は装置により実行される前記幾何学モデルの供給、体積測定画像の供給、幾何学モデルの適応化、移植物モデルの供給、適応幾何学モデルへの移植物モデルの組み込み、流出路狭窄の評価等の手順は、任意の他の数のユニット又は装置により実行することができる。これらの手順及び／又は被検者の心臓の流出路狭窄を評価する方法による被検者の心臓の流出路狭窄を評価するシステムの制御は、コンピュータプログラムのプログラムコード手段として及び／又は専用のハードウェアとして実施化することができる。
【０１１０】
コンピュータプログラムは、光記憶媒体又は他のハードウェアと一緒に若しくは他のハードウェアの一部として供給される固体媒体等の適切な媒体により記憶／分配することができるのみならず、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して等のように他の形態で分配することもできる。
【０１１１】
請求項における如何なる符号も、当該範囲を限定するものと見なしてはならない。
【０１１２】
記載された本発明は、被検者の心臓の流出路狭窄を評価するシステム、対応する方法及びコンピュータプログラムに関するものであり、前記システムは、前記心臓の幾何学モデルを供給する幾何学モデル供給ユニット１０と、前記心臓の体積測定画像を供給する体積測定画像供給ユニット２０と、前記幾何学モデルを前記体積測定画像に適応させて適応モデル３２を得る第１幾何学モデル適応ユニット３０と、移植物の移植物モデル４４を供給すると共に該移植物モデル４４を適応モデル３２に組み込んで強化モデル４２を得る第２幾何学モデル適応ユニット４０と、流出路５２を経る軌道曲線６２を決定する軌道曲線決定ユニット６０と、流出路狭窄を適応モデル３２、強化モデル４２及び軌道曲線６２に基づいて評価する流出路狭窄評価ユニット５０とを有する。本発明は、被検者の心臓の流出路狭窄の改善された評価を可能にする。
【図１】
2019536497.tif 000003
【図２Ａ】
2019536497.tif 000004
【図２Ｂ】
2019536497.tif 000005
【図３Ａ】
2019536497.tif 000006
【図３Ｂ】
2019536497.tif 000007
【図４】
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【図５】
2019536497.tif 000009
【図６】
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【図７】
2019536497.tif 000011
【図８】
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【図９】
2019536497.tif 000013
【図１０】
2019536497.tif 000014
【国際調査報告】
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