(57)【要約】身体の器官において器具を移動及び／又は位置特定することを含む医療介入の一連の画像を表示する医療観察システムであり、この器具は、少なくとも１つのマーカがこの器具に関して既定の位置に取り付けられる支持体により坦持され、該システムは医療介入中に前記画像のシーケンスを取得し、これら画像を処理する手段を有する。このシステムは、器具の支持体に取り付けられ、この器具にも身体の器官にも属さない少なくとも１つのマーカを自動的に抽出し、マーカの位置情報を生じさせる抽出手段、前記マーカの位置情報から器具の位置情報を自動的に得る計算手段、及び医療介入段階が成功裏に実行されたかをチェックするために、前記器具及び／又は身体の器官の視認性を向上させる強調手段を有する。
2005524419.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
身体の器官において器具を移動及び／又は位置特定することを含む医療介入の一連の画像を表示する医療観察システムであり、前記器具は、マーカと呼ばれる少なくとも１つの位置特定用特徴が当該器具に関して既定の位置に取り付けられる支持体により坦持され、当該システムは前記一連の画像を取得する取得手段と、前記画像を処理する処理手段とを有する医療観察システムにおいて、
−前記器具の支持体に取り付けられ、前記器具にも前記身体の器官にも属さない少なくとも１つのマーカを自動的に抽出し、前記マーカの位置情報を生じさせる抽出手段、
−前記マーカの位置情報から前記器具の位置情報を自動的に得る計算手段、
−前記器具及び／又は前記身体の器官を強調させる強調手段、及び
−前記画像を表示する表示手段、
を有するシステム。
【請求項２】
請求項１に記載のシステムにおいて、ユーザが前記医療介入の選択された段階又はフェーズに関連して前記一連の画像に適用される処理手段を稼動、期間を制御又は停止させるような制御手段を有するシステム。
【請求項３】
請求項１又は２に記載のシステムにおいて、前記計算手段は
−基準画像と呼ばれる前記一連の画像のうち１つの画像及び前記基準画像における基準マーカと呼ばれる少なくとも１つのマーカを選択する選択手段、及び
−前記基準画像及び前記一連の画像のうち現在の画像における前記マーカの位置情報を用いて、前記現在の画像の前記マーカを前記基準画像の前記基準マーカにマッチングさせることにより前記一連の画像の前記現在の画像を自動的に登録する登録手段、
を有するシステム。
【請求項４】
請求項１、２又は３に記載のシステムにおいて、前記強調手段は、前記器具及び／又は前記身体の器官の大きさ及び／又は形状の先験的な知識を記憶する記憶手段と、前記マーカの位置情報及び前記先験的な知識を用いて、前記器具及び／又は前記身体の器官を抽出及び強調する計算手段とを有するシステム。
【請求項５】
請求項１乃至４の何れか一項に記載のシステムにおいて、前記強調手段は、
−関心のある地域をズームするズーム手段、及び／又は
−関心のある対象物を強調するノイズフィルタリング手段、及び／又は
−背景を減算するフィルタリング手段、を有するシステム。
【請求項６】
動脈である身体の器官において、バルーンである器具を移動及び／又は位置特定することを含む医療介入の一連の画像を表示するための請求項１乃至５の何れか一項に記載の医療観察システムであって、前記バルーンはモノレールと呼ばれる支持体により坦持され、当該システムは前記バルーンにバルーンマーカと呼ばれる２つの位置特定用特徴が取り付けられ、前記バルーンの先端に対応して位置を特定するシステムにおいて、
−前記バルーンにも前記動脈にも属さない前記バルーンマーカの位置情報を自動的に判断する抽出手段、
−前記バルーンマーカの位置情報から前記バルーンの位置情報を得る前記計算手段、及び前記バルーン及び／又は動脈の視認性を向上させる前記強調手段、並びに
−前記バルーンマーカの位置情報を用いて、前記動脈の一部の特定な位置においてユーザが前記バルーンの位置の特定を行う画像を前記介入中に表示する表示手段、を有するシステム。
【請求項７】
動脈において前記バルーンを移動及び／又は位置特定することを含む一連の介入の画像を表示する請求項６に記載のシステムであって、前記バルーンはチップマーカと呼ばれる位置特定用特徴であるチップを持つ誘導ワイヤにより誘導されるモノレールにより坦持されるシステムにおいて、
−前記バルーンにも前記動脈にも属さない前記チップマーカの位置情報を自動的に判断する抽出手段、及び
−前記表示される画像における前記チップマーカの位置情報を用いて、ユーザが前記動脈の一部の位置に関して前記動脈において前記誘導ワイヤを位置特定し、前記バルーンマーカの位置情報を用いて、前記動脈の前記一部の前記位置において前記バルーンをさらに位置特定するように、前記介入中に前記画像を表示する前記表示手段、
を有するシステム。
【請求項８】
動脈においてバルーンに巻かれたステントを移動及び／又は位置特定することを含む一連の介入の画像を表示する請求項６又は７に記載のシステムであり、前記ステント及びバルーンは、バルーンマーカが取り付けられ、且つ前記バルーンの各端部に対応して置かれる前記モノレールにより坦持され、前記モノレールはチップマーカと呼ばれる位置特定用特徴であるチップを持つ誘導ワイヤにより誘導されるシステムにおいて、
−前記バルーンにも前記動脈にも取り付けられない前記チップマーカの位置情報を自動的に判断し、前記ステントにも前記動脈にも属さない前記バルーンマーカの位置情報を自動的に判断する抽出手段、
−前記バルーンマーカの位置情報から前記ステントの位置情報を得る計算手段、
−前記ステント及び／又は前記動脈の視認性を向上させる強調手段、及び
−前記表示される画像における前記チップマーカの位置情報を用いて、ユーザが前記動脈の一部の位置において前記誘導ワイヤを位置特定し、前記表示される画像における前記バルーンマーカの位置情報を用いて、前記動脈の前記一部の前記位置において前記ステントをさらに位置特定するように、前記介入中に前記画像を表示する表示手段、
を有するシステム。
【請求項９】
前記医療介入の選択される段階において、前記器具及び／又は前記身体の器官の視認性を向上させるための前記一連の画像に適用される前記処理手段をユーザが稼動又は停止させる開始手段及び停止手段を有する請求項６、７又は８に記載のシステムにおいて、前記選択される段階は、
−前記動脈の一部に関して前記誘導ワイヤチップを位置特定する段階、
−バルーンを膨らませる段階又はステントを配置する段階の前に、前記動脈の前記一部の前記位置に関して前記バルーンマーカを位置特定する段階、
−前記バルーンを膨らませる段階又は前記ステントを配置する段階の後に、前記動脈の前記一部を検査する段階、
を選択されるシステム。
【請求項１０】
請求項６乃至９の何れか一項に記載のシステムにおいて、前記計算手段は、
−基準画像と呼ばれる前記一連の画像のうちの１つの画像を選択する選択手段、
−前記基準画像において基準バルーンマーカと呼ばれる前記バルーンマーカの位置の情報を判断する抽出手段、
−前記基準画像及び前記一連の画像の他の画像における前記バルーンマーカの位置情報を用いて、現在の画像の対応するバルーンマーカを基準のバルーンマーカにマッチングさせることにより前記一連の画像を自動的に登録する登録手段、及び
−前記登録される画像を表示する表示手段、
を有するシステム。
【請求項１１】
請求項１０に記載のシステムにおいて、前記強調手段は、前記バルーン及び／又は前記ステントのサイズ及び／又は形状、及び／又は前記動脈のサイズ及び／又は形状の先験的な知識を記憶する記憶手段、及び前記バルーンマーカの位置情報と前記先験的な知識とを用いて、前記バルーン及び／又は前記ステント、及び／又は前記動脈を位置特定し、これらを強調する計算手段を有するシステム。
【請求項１２】
前記医療介入中に、身体の器官において器具を移動及び／又は位置特定することを含む医療介入を視覚化し、一連の画像を取得するステップ及び前記画像を処理するステップを有する請求項１乃至１１の何れか一項に記載のシステムに用いられるコンピュータ実行可能な画像処理方法において、
前記器具にも前記身体の器官にも属さない少なくとも１つのマーカを自動的に抽出し、前記一連の画像における前記マーカの位置情報を自動的に計算し、前記マーカの位置情報から前記器具の位置情報を計算し、及び前記画像を強調して前記器具の視認性を向上させるステップ、
ユーザが前記マーカの位置情報を用いて特定の位置において前記器官における前記器具を位置特定し、医療介入段階が成功裏に実行されたかをチェックするように、前記医療介入中に画像を表示するステップ
を有する方法。
【請求項１３】
請求項１２に記載の方法において、前記処理ステップは、
−前記一連の画像を登録するステップ、
−前記画像におけるノイズをフィルタリングするステップ、
−背景を減算するステップ、及び
−関心のあるオブジェクトをズームするステップ、
の少なくとも１つを有する方法。
【請求項１４】
請求項１２又は１３に記載の方法において、前記処理ステップは、動脈である身体の器官において、バルーンである器具を移動及び／又は位置特定することを含む血管形成術と呼ばれる一連の医療介入の動脈造影図に適用され、前記バルーンはモノレールと呼ばれる支持体により坦持され、前記支持体にバルーンマーカと呼ばれる２つの位置特定用特徴が取り付けられ、前記バルーンの先端に対応して置かれる方法。
【請求項１５】
請求項１乃至１１の何れか一項に記載のシステムに用いられる、画像を処理するように構成される回路手段を持つ適切にプログラムされるコンピュータ又は特定な用途のプロセッサを有する装置。
【請求項１６】
請求項１乃至１１の何れか一項に記載のシステムに用いられる画像処理を実行する命令の組を有するコンピュータプログラム。
【請求項１７】
一連の医療画像を取得する手段を有し、請求項１乃至１１の何れか一項に記載の前記一連の画像を処理及び表示する観察システムを持つ医療検査撮像装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、身体の器官において器具を移動及び／又は位置特定することを含む医療介入の一連の画像を表示する医療観察システム(medical viewing system)に関する。本発明は、前記システムに用いられるコンピュータ実行可能な画像処理方法にも関する。本発明はさらに上記システムに結合される医療検査装置にも関する。本発明は動脈造影図におけるステント(stent)及び血管壁のような関心のある細い対象物を抽出、記録及び強調するための、心臓学の医療分野に利用することが分かっている。
【背景技術】
【０００２】
医療画像においてステントを抽出する方法は既に、Ioannis Kompatsiaris他著、”Deformable Boundary Detection of Stents in Angiographic Images” in IEEE TRANSACTIONS ON MEDICAL IMAGING, VOL.19, No. 6, JUNE 2000, 頁652-662の刊行物から知られている。この文献は、血管造影画像における（ステントと呼ばれる）医療器具の変形可能な境界検出のための画像処理方法を開示している。ステントは狭窄が起こった地域における血行を改善させるために、動脈内に配置される外科手術用のステンレス鋼のコイルである。ステントの三次元（３Ｄ）モデルの組を初めに形作り、このステントの３Ｄモデルの様々な変形例の投影図を用いることで、ステントの二次元（２Ｄ）画像の多くの組が作られる。これらの合成画像は次に、自動的に対象物を認識するための最初の大まかな推定となるために、固有空間の分解に基づいて多変量の密度の推定を得て、尤度推定フレームワーク(maximum-likelihood
estimation framework)を形成するためのトレーニング用の組として用いられる。検出されたステントの輪郭(silhouette)は、反復的初期化技術で積分され、ステントの幾何学形状を考慮する２Ｄ動的輪郭（スネーク）アルゴリズムを用いて更に正確にする。
【０００３】
引用される刊行物に記載されるように、患者の冠状動脈において狭窄と呼ばれる狭域化(narrowing)が確認される場合、血管形成術(angioplasty)と呼ばれる処置が施され、閉塞を開かせることにより心筋への血流を改善させる。近年、血管形成術はますますステント挿入技術を利用している。このステント挿入技術は、引用される刊行物の図２に説明されるように、病気になった血管を効果的に開いたままにするために、検出された狭窄位置にステントを配置する動作を含んでいる。ステントの配置は、多くの患者の緊急の心臓バイパス手術及び／又は心臓発作（心筋梗塞）を避けるのを助ける。引用される刊行物の図１に説明されるようなステントは、コイルを形成するための高精度レーザにより切断される小さなスロット状のステンレス鋼管である。その管はバルーンを先端に付けたカテーテル(balloon-tipped catheter)と呼ばれる装置を形成するカテーテル及び誘導ワイヤとして取り入れるモノレールに設置されるバルーンにしっかりと巻かれる。このバルーンを先端に付けたカテーテルは、小さな切り口を介し動脈内に挿入される。一旦所定の位置に置かれると、バルーンはコイルを膨張させるために膨らむ。一度膨らむと、ステントは、永久に挿入するものとみなされ、血管壁を開いたままにする骨組みとして働く。これがさらに多くの血液を心筋に流すことを可能にする。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ステント、モノレール及び細い誘導ワイヤは、ノイズの多い透視画像(fluoroscopic image)において観測される。これら画像は、正確な位置での前記ステントの配置及び膨張の評価を非常に難しくさせるＸ線撮影の低いコントラストを示す。さらに、ステント挿入の動作中に、バルーンとそのバルーンに巻かれるステントとを備えるモノレールは、動脈に関して動き、この動脈は心臓の鼓動の影響を受けて動き、前記動脈は患者の呼吸の影響を受けて動く背景に見られる。これらの動きは、透視撮像時にステント挿入の追従を視覚化するのをさらに難しくさせる。特に、関心のある対象物はズームされた(zoomed)画像フレームから得るので、これらの動きはズームを非効率にさせる。臨床的な問題は、ステントの不十分な膨張、ステントの誤った配置及び幾つかのステント間における間隙又は重複に関連する。研究の結果、８０％よりも多くのステントは、血管造影において外見上は正常な配置であるにもかかわらず、不十分に膨張することが判明した。不完全に膨張したステントは局部的に血流を不通にして、血栓を引き起こす。
【０００５】
引用される刊行物に記載される方法は、血管造影画像におけるステントの識別に深く関係している。この既知の方法は、ステントの３Ｄモデルの組を形成するステップ、これら３Ｄモデルから２Ｄモデルの組を形成するステップ、及び心電図において前記２Ｄモデルをステントの２Ｄ画像にマッチングさせるステップを有する。この方法は、ステントを挿入する介入フェーズにおいて必要とされる一連の画像をリアルタイムで処理するには実際には負担が大きすぎる計算負荷が存在する。さらに、開業医は画像の解像度に関する要求をますます行っている。そこで、提案される方法は、介入フェーズ後にのみ好ましくは用いられる。
【０００６】
寧ろ、本発明の目的は、介入フェーズ中に使用されるために医療画像を処理する手段を有する医療観察システムを提案することである。ステントを挿入する介入を視覚化するために、このシステムは、例えば動脈の内腔を膨張させるためにバルーンを膨らませるための、又は代わりにステントを膨張させる前に動脈の狭窄した地域に関するバルーンの正確な位置特定を可能にする自動的に特徴を抽出する問題と、ステントが巻かれ、このステントを膨らませるバルーンを正確に位置特定することが可能である自動的に特徴を抽出する問題とを解決する手段を有する。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明によれば、これらの問題はステント又は動脈壁を単に抽出することでは解決されない。代わりに、これら問題は、開業医が実際に最終的に関心のある対象物、例えばステント又は動脈壁には属さない特徴を抽出することにより解決される。上述されるように、実際には、上記に説明されるように、前記対象物は本質的に誤って形成され、既にノイズの多い背景に表され及び動きに従っている。本発明によれば、一連の画像を取得し、医療介入中に前記画像を処理及び表示する手段であり、ここでは器具支持体に設置されるがこの器具にも身体の器官にも属さない少なくとも１つのマーカを自動的に抽出し、マーカの位置情報を生じさせる手段、このマーカの位置情報から器具の位置情報を自動的に得る手段、及び医療介入段階が上手く実行されるかをチェックするために、器具及び／又は身体の器官の視認性を向上させる手段を有する医療観察システムが供給される。本発明の目的は、画像処理手段がユーザにより稼動可能であるようなシステムを提供することでもある。本発明の他の目的は、上記観察システムを提案することであり、前記処理手段は、登録手段、狭窄位置における動脈壁を正確に視覚化する及び／又は関心のある地域内の動脈壁に関してステントの配置をチェックすることを可能にする強調手段及びズーム手段を有する。
【０００８】
このようなシステムは請求項１及び従属する請求項に記載される。前記システムに用いられる画像処理方法、本発明の方法のステップを実施するプログラム、及び上記システムを備える介入の視覚化を助けるための検査装置は、他にも記載されている。
【０００９】
血管造影術への応用において、前記システムはステントにも動脈にも属さない特徴を抽出する手段を有し、その間に、誘導ワイヤチップと呼ばれる特徴は、モノレールを誘導する誘導ワイヤの先端に置かれ、及び／又はバルーンマーカと呼ばれる少なくとも１つの特徴は、このバルーンに関する所与の位置においてモノレール上に置かれ、好ましくは、これらはバルーンの先端各々に置かれる２つのバルーンマーカである。誘導ワイヤチップは、このチップが誘導ワイヤに属しているので、動脈壁にもステントにも属さない。さらに、バルーンマーカは、これらマーカが前記モノレールに属するので、血管壁にもステントにも属さない。本発明の方法を用いて、誘導ワイヤチップ及びバルーンマーカは正確に検出され、この検出がさらに、狭窄した動脈壁及びステントの正確な位置特定を可能にする。本発明のシステム及び方法の利点は、これら利点が精密及び頑健なやり方でステントを挿入する介入フェーズの結果を改善させ、この介入フェーズ中又は介入フェーズ後において、正確な狭窄の検出及びステントの配置のチェックを提供する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
本発明の実施例は図を参照して以下に詳細に説明される。
【００１１】
本発明は観察システムに関してであり、この観察システムに用いられる、ノイズの多い画像において構造物を検出、位置の特定、登録、強調及びズームするコンピュータ実行可能な画像処理方法に関する。本発明の観察システム及び画像処理方法は、心臓病学の医療分野に応用する実施例について以下に説明される。前記応用において、関心のある対象物は、動脈のような器官であり、バルーン又はステントのような器具である。これらは、血管形成術と呼ばれる医療介入中に、血管造影図(angiogram)と呼ばれる一連のＸ線透視検査画像において確認される。本システム及び方法は、血管形成術以外の他の介入においてステント及びバルーン以外の他の器具に適用される。例えば、関心のある対象物が電極でもよいし、器官が脳でもよい。
【００１２】
ステントの挿入は、狭窄と呼ばれる病変の位置において動脈を広げるための幾つかの段階を通常は有する医療介入である。事前段階において、開業医は、医療画像において患者の動脈４１における狭窄４０ａをできるだけ特定をしておく。この医療介入は、
ａ）図３Ａを参照すると、カテーテル９を用いて、このカテーテル９の先端を越えて延在し、狭窄の位置における動脈部４０ａの小さな管腔を通り抜ける細い誘導ワイヤ１を動脈に挿入する段階、
ｂ）図３Ｂを参照すると、図２に説明されるようなモノレール１０の開口部３を通り抜ける前記誘導ワイヤ１により誘導され、このモノレールの先端に巻かれ、ステントを備えていない第１のバルーン１４ａを持つモノレール１０を挿入し、狭窄の位置における動脈部４０ａに前記第１のバルーン１４ａを位置特定する段階、
ｃ）図３Ｃを参照して、狭窄の位置における動脈の狭い管腔４０ａを膨らませて、広げられた動脈部４０ｂとなるために、膨らんだバルーン１４ｂになるこの第１のバルーン１４ａを膨らませ、次に前記第１のモノレール１０と共に第１のバルーン１４ｂを除去する段階、
ｄ）図３Ｄを参照すると、再びカテーテル９及び細い誘導ワイヤ１を用いて、その先端に巻かれる第２のバルーン２４ａを備え、その第２のバルーン２４ａの周りにステント２５ａを備える第２のモノレール２０を挿入し、予め広げられた前記動脈４１の管腔４０ｂにおける狭窄の位置にステントを備えた前記第２のバルーンを位置特定する段階、
ｅ）図３Ｅを参照すると、ステント２５ａを形成するコイルを膨らませるために、膨らんだバルーン２４ｂとなるように第２のバルーン２４ａを膨らませ、これが動脈壁に埋め込まれる膨張されるステント２５ｂとなる段階、及び
ｆ）図３Ｆを参照すると、第２のバルーン２４ｂ、第２のモノレール２０、誘導ワイヤ１及びカテーテルを取り除き、膨張したステント２５ｂを永久埋設とする段階
を含む。
【００１３】
血管形成術と呼ばれる医療介入は、誘導ワイヤ、バルーン、ステント及び血管壁がノイズの多い背景上では殆ど識別不可能であり、さらに動きに従うひどいコントラストの医療画像のために実行するのが難しい。この介入の幾つかのフェーズは非常に重要であるため、動作（アクション）のチェックがこれらのフェーズ中に行われなければならない。これらのフェーズは以下のようである。
フェーズ１）  段階ａ）の後、例えば狭窄する地域のような関心のある動脈部４０ａに関して誘導ワイヤの位置をチェックすることが重要である。
フェーズ２）  段階ｂ）とｃ）との間において、第１のバルーン１４ａが動脈４１の狭窄する地域４０ａと正確に一致して置かれているかをチェックすることが重要である。
フェーズ３）  段階ｃ）の後、第１のバルーンを予め膨らませることにより、狭窄を除去したかを確かめるために、動脈部を検査することが重要である。
フェーズ４）  段階ｄ）とｅ）との間において、ステント２５ａが動脈４１の膨張した管腔４０ｂに関して正確に位置特定されたかをチェックすることが重要である。
フェーズ５）  段階ｅ）の後、動作の結果を評価するために、バルーン２４ｂが十分に膨らんでいるか、及びステント２５ｂが動脈壁に埋め込まれるべき動脈において十分に膨張しているかをチェックすることが非常に重要である。
フェーズ６）  段階ｆ）の後、動脈部に挿入した後のステント２５ｂの状態のチェックを行うことが可能であることが重要である。
【００１４】
本発明のシステムは、上記に引用された重要なフェーズにおいて、介入中にこれらの動作を行う手段を有する。ユーザはこの医療介入の行為者であり、各フェーズにおいて介入する可能性を持ち得る。初めに、ユーザは画像において関心のある地域を選択する。さらに、ユーザは、図５に示されるユーザの処理制御手段５８において、画像処理手段を稼動及び制御しなければならない。これら制御手段は、ユーザが処理動作を始め、この処理動作の期間を制御し、この処理動作を終了させるための開始手段及び停止手段を有する。これら処理手段は、上記に引用されたフェーズの１つの間、例えば（複数の）器具を移動させない間にユーザにより稼動する。
【００１５】
図１を参照すると、これらの画像処理手段は、一連の画像において特定の特徴を自動的且つ正確に位置特定する問題を解決する抽出手段１０１を含んでいる。この特定の特徴の位置２０１が自動抽出手段１０１により一度決められると、登録手段１０２は、この特定の特徴の位置２０１に基づいて、登録される一連の画像２０２を供給する。次いで、強調手段１０３は、例えば器具及び／又は動脈壁のような強調される関心のある対象物を備える画像２０３を生成する。登録された画像において安定した関心のある対象物に適用されるズーム手段１０４は、処理された画像２０４において器具及び血管と共に関心のある地域の改善した視認性を可能にする。
【００１６】
処理される画像は、動脈の狭窄した地域に関して誘導ワイヤの位置をチェックすること、つまり動脈の管腔を膨張させる前にこの狭窄した地域に関して第１のバルーンの位置をチェックすることを可能にして、ステントが膨張する前に、ステントが巻かれる第２のバルーンの位置をチェックすることを可能にして、膨張したステントを最終的にチェックすることを可能にする。
【００１７】
本発明によれば、これら特定の特徴は単なるステント又は動脈壁ではない。寧ろ、これら特定の特徴は、ひどいコントラストのステント又は血管壁には属さず、これらは開業医にとって実際には最終的に関心のある対象物である。本発明によれば、このシステムは、特定の特徴を自動的且つ正確に抽出するための抽出手段１０１を有し、その中にはモノレール１０又は２０を誘導する細い誘導ワイヤ１の先端に置かれる誘導ワイヤチップ２と呼ばれる特徴及び／又はバルーン１４ａ、２４ａ夫々に関して所与の位置においてモノレール１０、２０上に夫々置かれるバルーンマーカ１１、１２又は２１、２２と呼ばれ、好ましくは２つのバルーンマーカがバルーンの各先端に置かれる少なくとも１つの特徴を含む。誘導ワイヤチップ２は、このチップが誘導ワイヤ１に属しているので、動脈壁４１にもステント２５ａにも属さない。さらに、バルーンマーカ１１、１２又は２１、２２は、これらマーカがモノレール１０又は２０に属しているので、血管壁４１にもステント２５ａにも属さない。これらマーカは、特定の容易に認識可能な形状であり、画像内において高いコントラストの材料から成る。故に、これらマーカの抽出は容易である。システム処理手段１０２、１０３、１０４は、バルーン１４ａ、２４ａ、１４ｂ、２４ｂがバルーンマーカに関して特定の位置を持つので、これらバルーンの位置を正確に得ることができる。さらに、ステント２５ａ、２５ｂは、これらステントが前記バルーンマーカに取り付けられていないにもかかわらず、これらバルーンマーカに関して特定の位置を有するので、正確に位置が特定される。前記マーカの自動的な位置の特定は、フェーズ１）、２）及び４）に必要とされる動作を行うことを可能にする。その上、システム処理手段は、例えば予め位置が特定された動脈壁及びステントの境界のような特定の特徴を自動的且つ正確に検出することを可能にする。これら画像処理ステップの結果はさらに、第１のバルーンを膨らませた後に動脈の管腔が適切に膨張しているかをチェックすることを可能にして、第２のバルーンを膨らませた後にステントが適切に膨張しているかをチェックすることを可能にする。故に、これら画像処理動作の結果は、フェーズ３）、５）及び６）に必要とされる動作を行うことを可能にする。
【００１８】
図４を参照すると、例えば２つのマーカＡref、Ｂrefは、基準画像と呼ばれ、開始時の画像でもよい前記一連の画像のうち１つの画像において検出されている。マーカＡref、Ｂrefは自動手段により選択されてよい。これらマーカはシステムの抽出手段１０１を用いて抽出される。次いで、基準画像におけるマーカの位置情報Ａref、Ｂref及び前記一連の画像のうち現在の画像における対応する抽出されるマーカＡ’t、Ｂ’tを用いて、この基準画像上に現在の画像を自動的に登録するシステムの登録手段１０２が動作する。この動作は、現在の画像のマーカを基準画像の対応するマーカにマッチングさせることにより行われ、これは、現在の画像の線分Ａ’tＢ’tの重心Ｃtを基準画像の線分ＡrefＢrefの重心Ｃrefとマッチングさせるための並進Ｔ、現在の画像の線分Ａ’tＢ’tの方向を基準画像の線分ＡrefＢrefの方向にマッチングさせ、線分Ａ”tＢ”tを生じさせる回転Ｒ及びこの結果生じる線分Ａ”tＢ”tの長さを基準画像の線分ＡrefＢrefの長さにマッチングさせ、登録される現在の画像に対する登録される線分ＡtＢtを生じさせる拡張Δを含んでいる可能な幾何学動作を有する。並進Ｔ、回転Ｒ及び拡張Δの上記動作は、前記一連の画像と基準画像との間において規定され、一連の画像全体の登録となる。この登録動作は、必ずしも画像の全てのポイント上で実行される必要は無い。マーカを有する関心のある領域に範囲を定めてもよい。この登録動作は、既定される画像の基準に関して、例えば血管、誘導ワイヤ、バルーン及びステントのような関心のある対象物の個々の移動の影響を最小化することを可能にする。登録された画像において、ユーザは関心のある画像にズームＺを容易に行うことができる。好ましくは、２つ又はそれ以上のマーカが良好な登録のために用いられる。
【００１９】
登録された一連の画像において、例えばステントのような関心のある対象物は、強調手段１０３により強調されることができる。この動作のために、ステントの形状及び寸法は、システムのメモリ手段に記憶される先験的な知識である。ステントの境界は、バルーンマーカにより形成される線分に略並行であり、前記先験的な知識から得られるこの線分から離れたところにある。このように、これら境界はシステムの強調手段１０３により、検出、抽出及び強調される。さらに、動脈壁も同様のやり方で強調手段１０３により検出、抽出及び強調される。
【００２０】
登録される画像はノイズを最小化するために好ましくはフィルタリングされる。システムの強調手段１０３はノイズフィルタ手段を有してもよい。実施例において、これら登録される画像は、ポイントの強度に利用される平均化手段により積分される。この動作により、例えば血管のような時間に従う対象物の細部が強調される一方、時間に従わない背景の細部は最小化される。登録される画像も好ましくは強調手段１０３の空間背景減算手段(spatial background subtraction means)に従う。背景減算手段は大きいコントラストの領域を削除することが可能であり、関心のある対象物を再び強調することも可能にする。
【００２１】
上述されるようなシステムに使用されるコンピュータ実施可能な画像処理方法は、医療介入中に一連のデジタル画像を処理するステップを有し、この処理するステップは、器具にも身体の器官にも属さない少なくとも１つのマーカを自動的に抽出するステップと、これら一連の画像においてマーカの位置情報を自動的に判断するステップと、このマーカの位置情報から器具の位置情報を得るステップと、前記画像を処理して、器具及び／又は器官の視認性を向上させるステップとを有する。この方法は、医療介入中にユーザに画像を表示して、マーカの位置情報を用いて特定の位置での器官における器具を位置特定することを可能にする。
【００２２】
図５は医療検査装置５０の図を示す。この装置は一連の画像のデジタル画像データを取得する手段５１を有し、上記に引用される処理方法に従ってこれらデータを処理する、上述されるような医療観察システム５３に結合される。この医療観察システムは、リアルタイムの画像を処理するための介入ルーム内又は介入ルームの近くで通常は使用される。本方法のステップは、例えば医療パラメタを評価するための記憶される医療画像に用いられる。これら記憶される画像のデータを処理するシステムはこのとき、医療観察ステーションと呼ばれる。医療検査装置はシステム５３への接続５７により画像データを供給する。本システムは処理された画像データを表示手段及び／又は記憶手段に供給する。表示手段５４はスクリーンでもよい。記憶手段はシステム５３のメモリＭＥＭでもよい。前記記憶手段は代わりに外部の記憶手段でもよい。この画像観察システム５３は適切にプログラムされたコンピュータ、又は本発明に従う方法ステップの機能を実行するように構成される回路手段、例えばＬＵＴ、メモリ、フィルタ、論理演算器を有する特定用途の処理器を有してもよい。本システム５３はキーボード５５及びマウス５６も有してよい。アイコンはマウスをクリックすることにより稼動するスクリーン上に設けられるか又は特別な押しボタンがこのシステムに設けられ、選択される段階又はフェーズにおいてシステムの処理手段をユーザが開始させ、期間を制御し、終了させるための制御処理手５８を構成してよい。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本システムの手段の機能ブロック図。
【図２】カテーテル、誘導ワイヤ及びバルーン及びこのバルーンに巻かれるステントを備えるモノレールにより構成される装置を説明する図。
【図３Ａ】本発明のシステムを用いて血管形成術の介入段階中に得られる情報を説明する図。
【図３Ｂ】本発明のシステムを用いて血管形成術の介入段階中に得られる情報を説明する図。
【図３Ｃ】本発明のシステムを用いて血管形成術の介入段階中に得られる情報を説明する図。
【図３Ｄ】本発明のシステムを用いて血管形成術の介入段階中に得られる情報を説明する図。
【図３Ｅ】本発明のシステムを用いて血管形成術の介入段階中に得られる情報を説明する図。
【図３Ｆ】本発明のシステムを用いて血管形成術の介入段階中に得られる情報を説明する図。
【図４】マーカを登録するステップを説明する図。
【図５】前記システムを用いた医療検査装置の機能ブロック図。
【図１】
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【図２】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図３Ｃ】
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【図３Ｄ】
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【図３Ｅ】
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【図３Ｆ】
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【図４】
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【図５】
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【国際調査報告】
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