(57)【要約】血管のインターベンション位置を追跡する方法及び装置を説明する。血管の位置が選定され、血管撮影図表示の第１の画像にマークされる。前記血管の位置は、前記血管撮影図表示の第２の画像で識別され得る。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
患者内部の解剖学的構造の目印を選定すること、
血管撮影図表示の第１の画像において解剖学的構造の目印をマークすること、及び、
血管撮影図表示の第２の画像において解剖学的構造の目印を識別すること、を備えている方法。
【請求項２】
前記解剖学的構造の目印は、血管のインターベンション位置に対応する血管の処置位置を備えている請求項１に記載の方法。
【請求項３】
識別することは、前記解剖学的構造の目印を配置して表示することを備えている請求項１に記載の方法。
【請求項４】
表示することは、前記解剖学的構造の目印を表す少なくとも１つの仮想マーカーを表示することを備えている請求項３に記載の方法。
【請求項５】
識別することは、前記血管の処置位置の遠位の端部に並んで第１の仮想マーカーを表示し、前記血管の処置位置の近位の端部に並んで第２の仮想マーカーを表示することを備えている請求項２に記載の方法。
【請求項６】
少なくとも１つの仮想マーカーは、外形撮像時の変化を補償することを特徴とする請求項４に記載の方法。
【請求項７】
前記第１の画像及び前記第２の画像は、単一の血管撮影図表示部にそれぞれ表示されていることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項８】
前記血管撮影図表示部は、分割スクリーン表示であることを特徴とする請求項７に記載の方法。
【請求項９】
前記第１の画像は、第１の血管撮影図表示部に表示され、前記第２の画像は、第２の血管撮影図表示部に表示されることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項１０】
前記解剖学的構造の目印は、冠状動脈管の一部を備えることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項１１】
前記冠状動脈管の一部は、カーブした区分であることを特徴とする請求項１０に記載の方法。
【請求項１２】
ステントは、前記血管のインターベンション位置内に配置されることを特徴とする請求項２に記載の方法。
【請求項１３】
前記血管の処置位置は、前記血管のインターベンション位置よりも広いことを特徴とする請求項１２に記載の方法。
【請求項１４】
前記血管の処置位置は、エンドバスキュラー・ブラキー治療法で治療されることになることを特徴とする請求項１２に記載の方法。
【請求項１５】
マーク付けは、前記血管撮影図表示部に少なくとも１つの仮想マーカーを配置することを備えている請求項２に記載の方法。
【請求項１６】
マーク付けは、前記血管の処置位置の遠位の端部に並んで第１の仮想マーカーを配置し、前記血管の処置位置の近位の端部に並んで第２の仮想マーカーを配置することを備えている請求項１５に記載の方法。
【請求項１７】
選定することは、ユーザが前記解剖学的構造の目印を選定することを備えている請求項１に記載の方法。
【請求項１８】
外形撮像時の前記変化は、Ｘ線角度の変化を含んでいることを特徴とする請求項６に記載の方法。
【請求項１９】
外形撮像時の前記変化は、倍率の変化を含んでいることを特徴とする請求項６に記載の方法。
【請求項２０】
各仮想マーカーは、そのマーカーに対する特定の色彩を有することを特徴とする請求項４に記載の方法。
【請求項２１】
各仮想マーカーは、対応する同類仮想マーカーを有し、各仮想マーカーは、その対応する同類仮想マーカーと同じ色彩を有することを特徴とする請求項２０に記載の方法。
【請求項２２】
表示することは、新たな処置による任意の変化を補償する少なくとも１つの仮想マーカーを表示することを備えている請求項３に記載の方法。
【請求項２３】
解剖学的構造の位置を選定する手段と、前記解剖学的構造の位置の第１パターンを決定する手段と、を備えている装置。
【請求項２４】
前記解剖学的構造の位置の第２パターンを決定する手段と、前記第１パターンと前記第２パターンを照合する手段と、前記照合に基づいて前記解剖学的構造の位置を識別する手段と、をさらに含んでいる請求項２３に記載の装置。
【請求項２５】
少なくとも１つのパターンを含むデータを記憶する手段をさらに備えている請求項２４の装置。
【請求項２６】
少なくとも１つのパターンを含む記憶されたデータを呼び戻す手段をさらに備えている請求項２５に記載の装置。
【請求項２７】
解剖学的構造の位置を選定すること、及び、前記解剖学的構造の位置を含む第１パターンを決定すること、を備えている方法。
【請求項２８】
前記解剖学的構造の位置を含む第２パターンを決定すること、前記第１パターンと前記第２パターンを照合すること、及び、前記照合に基づいて前記解剖学的構造の位置を識別すること、をさらに備えている請求項２７に記載の方法。
【請求項２９】
前記解剖学的構造の位置を識別することは、ディスプレイで前記解剖学的構造の位置を識別することを備えている請求項２８に記載の方法。
【請求項３０】
選定することは、ユーザがディスプレイにおける前記解剖学的構造の位置の画像をマークすることを備えている請求項２７に記載の方法。
【請求項３１】
識別することは、ディスプレイにおける前記解剖学的構造の位置の画像を自動的にマークすることを備えている請求項２９に記載の方法。
【請求項３２】
ユーザが前記ディスプレイで識別された前記解剖学的構造の位置を調整することをさらに備えている請求項２９に記載の方法。
【請求項３３】
自動的にマークすることは、前記解剖学的構造の位置の中心点を参照し、少なくとも１つの所定のマージンを加えることを備えている請求項３１に記載の方法。
【請求項３４】
前記解剖学的構造の位置は、冠状動脈管の一部を含んでいることを特徴とする請求項２８に記載の方法。
【請求項３５】
前記冠状動脈管の一部は、カーブした区分であることを特徴とする請求項３４に記載の方法。
【請求項３６】
前記解剖学的構造の位置は、血管のインターベンション位置に対応する血管の処置位置を含んでいることを特徴とする請求項２８に記載の方法。
【請求項３７】
ステントは、前記血管のインターベンション位置内に配置されることを特徴とする請求項３６に記載の方法。
【請求項３８】
前記血管の処置位置は、前記血管のインターベンション位置よりも広いことを特徴とする請求項３６に記載の方法。
【請求項３９】
前記血管の処置位置は、エンドバスキュラー・ブラキー治療法で治療されることになることを特徴とする請求項３６に記載の方法。
【請求項４０】
少なくとも１つのパターンを含むデータを記憶することをさらに備えている請求項２８に記載の方法。
【請求項４１】
少なくとも１つのパターンを含む記憶されたデータを呼び戻すことをさらに備えている請求項４０に記載の方法。
【請求項４２】
第１パターンの解剖学的構造の目印であって、解剖学的構造の位置を含む解剖学的構造の目印を決定すること、
第２パターンの前記解剖学的構造の目印を決定すること、及び
前記解剖学的構造の目印の定義を決定するために前記第１パターンを前記２パターンと照合すること、を備えている方法。
【請求項４３】
前記解剖学的構造の目印は、冠状動脈管の一部を含んでいることを特徴とする請求項４２に記載の方法。
【請求項４４】
前記冠状動脈管の一部は、カーブした区間を含んでいることを特徴とする請求項４３に記載の方法。
【請求項４５】
前記定義に基づいてディスプレイで前記解剖学的構造の位置を識別することをさらに備えている請求項４２に記載の方法。
【請求項４６】
第１パターンを決定することは、ユーザがディスプレイで前記解剖学的構造の位置の画像をマークすることを備えている請求項４２に記載の方法。
【請求項４７】
ディスプレイで前記解剖学的構造の位置を識別することは、ディスプレイで前記解剖学的構造の位置の画像を自動的にマークすることを備えている請求項４５に記載の方法。
【請求項４８】
ユーザが前記ディスプレイで識別された前記解剖学的構造の位置を調整することをさらに備えている請求項４５に記載の方法。
【請求項４９】
前記ディスプレイは血管撮影図を表示することを特徴とする請求項４５に記載の方法。
【請求項５０】
少なくとも１つのパターンを含むデータを記憶することをさらに備えている請求項４２に記載の方法。
【請求項５１】
少なくとも１つのパターンを含む記憶されたデータを呼び戻すことをさらに備えている請求項５０に記載の方法。
【請求項５２】
プロセッサによって実行される時に前記プロセッサを実行可能にする命令をそこに記憶している機械読み取り可能な記憶媒体であって、
第１パターンの解剖学的構造の目印であって、解剖学的構造の位置を備えている解剖学的構造の目印を決定すること、
第２パターンの解剖学的構造の目印を決定すること、及び、
前記解剖学的構造の定義を決定するために前記第１パターンを前記第２パターンと照合すること、を備えている機械読み取り可能な記憶媒体。
【請求項５３】
決定することは、前記解剖学的構造の位置の中心線を指定するトレースを作成することを備えている請求項５２に記載の機械読み取り可能な記憶媒体。
【請求項５４】
照合することは、各パターンから１次関数を抽出することを備えている請求項５２に記載の機械読み取り可能な記憶媒体。
【請求項５５】
照合することは、前記関数の相互相関照合を実現することを備えている請求項５４に記載の機械読み取り可能な記憶媒体。
【請求項５６】
照合することは、前記関数の正規化相互相関照合を実現することを備えている請求項５４に記載の機械読み取り可能な記憶媒体。
【請求項５７】
照合することは、前記関数の最小絶対差分照合を実現することをさらに備えている請求項５４に記載の機械読み取り可能な記憶媒体。
【請求項５８】
第１パターンの解剖学的構造の目印を第２パターンの解剖学的構造の目印と照合して前記解剖学的構造の目印の定義を決定するプロセッサと、
前記解剖学的構造の目印を表示するために前記プロセッサと接続されている表示装置と、を備えている装置。
【請求項５９】
前記プロセッサと接続されている入力装置をさらに備えている請求項５８の装置。
【請求項６０】
前記入力装置は、前記表示装置に前記解剖学的構造の目印をマークすることを特徴とする請求項５９に記載の装置。
【請求項６１】
前記入力装置はライトペンであることを特徴とする請求項５９に記載の装置。
【請求項６２】
前記プロセッサによって実行可能な命令を含んでいる機械読み取り可能な記憶媒体に記憶するためのメモリをさらに備え、解剖学的構造の位置の定義を決定する請求項５８に記載の装置。
【請求項６３】
少なくとも１つのパターンの解剖学的構造の目印を含むデータを受信するために前記プロセッサと接続されている通信装置をさらに備えている請求項５８に記載の装置。
【請求項６４】
少なくとも１つのパターンの解剖学的構造の目印を含むデータを送信するために前記プロセッサと接続されている通信装置をさらに備えている請求項５８に記載の装置。
【請求項６５】
前記通信装置と接続される遠隔診断システムをさらに備えている請求項６３に記載の装置。
【請求項６６】
前記通信装置と接続される遠隔監視システムをさらに備えている請求項６４に記載の装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、血管撮影の分野、特に、血管のインターベンション位置を追跡することに関する。
【背景技術】
【０００２】
本出願は、２００２年６月１０日に出願された米国仮出願番号６０／３８７，６６３の利益を主張する。
【０００３】
冠状動脈疾患は、動脈の狭細化を伴い、心臓に対する血液の流れの減少を引き起こすものである。血管撮影のような診断方法は、冠状動脈疾病が疑われる場合に使用され得る。血管撮影において、色素は、カテーテル又はフレキシブルチューブを介して患者の心臓動脈に注入され、主動脈に挿入され、心臓へ導かれる。ユーザは、その時、色素が血管を介してどのように進行したかを分析することによって動脈の任意の狭細化を発見するのにＸ線又は血管撮影図を用いることができる。
【０００４】
冠状動脈疾患の進行した場合を処置するには、バルーン血管形成のような計測が使用され得る。バルーン血管形成は、図１に例証されるように、心臓において遮られた動脈を開くのに心臓病学で用いられる処置である。動脈１００は、健康的であり、狭細化の兆候を表示していない。動脈１１０は、部分的な封鎖を有している。バルーン血管形成では、動脈壁に対するプラークに加圧するために、小さなバルーン１２５がカテーテルから動脈１２０の封鎖された領域に通過し、それによって、動脈１３０のように封鎖開口部を大きく開く。バルーン血管形成を用いる１つの問題は、完全な最初の結果の後であって膨張後の最初の６ヶ月以内でさえ、封鎖が戻り得るという重要な機会である。これは、動脈の自然治癒プロセスのためである。万一、封鎖が再発する場合、バルーン血管形成が繰り返されるか、又は心臓ステントが実行され得る。しかしながら、これは、付加的なインターベンションを必要とする。
【０００５】
動脈１４０及び１５０に例証されるように、冠状動脈内のステントは、小さなバルーンカテーテルに取り付けられる小さなワイヤの“構造を支える枠組み”である。バルーンは、冠状動脈内の所望の位置にステントを導出するのに用いられる。一度、ステントが所望の位置に導出されると、バルーンは膨張し、それによって、ステントを拡張し、それを動脈壁に埋め込む。バルーンは、その後、ステントを不変に移植した状態のまま、収縮されて取り除かれる。
【０００６】
再狭窄すなわちバルーン血管形成又は冠状ステントの後に繰り返される血管の封鎖は、インターベンションの心臓病学及び放射線医学の大きな難題の一つである。動脈１５０は、たとえ動脈が適所にステント１５５を有しているとしても再狭細化通路１６０を有する。患者の再狭窄の割合を低減する一手段及びそれによって繰り返されるインターベンションを避けるための支援は、バルーン血管形成又はステント装着の後に、エンドバスキュラー・ブラキー治療（ＥＶＢＴ）を施すことである。ＥＶＢＴは、図２に例証される。ＥＶＢＴは、放射線治療の形態であり、それによって、通常、放射性シード２５０の形態における放射性源が、所定期間に封鎖２４０を有する治療部位２３０内に配置される。ＥＶＢＴは再狭窄の割合を低減するが、患者は、ＥＶＢＴ後でさえ再狭窄を受け続ける場合もある。
【０００７】
処置境界での再狭窄すなわち端部影響は、特に重要である。端部影響すなわちキャンディラッパーの影響は、障害の端部で再狭窄を妨げるのを失敗した放射線治療である。端部影響は、図３に例証される。ここで、事前に受けた血管形成処置及びおそらく続くＥＶＢＴを有する血管３００は、成長部３１０及び３２０によって表されるように最初に負傷した部位の近接及び遠位の端部で再狭窄を受ける。完全な負傷部位に対する適切なＥＶＢＴがなければ、２つの成長部のいずれか一方は、完全に封鎖し得る。
【０００８】
端部影響に対する１つの仮説は、処置中の不適当な線量である。過少量に寄与する要素は、長期的なシードの移動及び圧力障害を含んでいる。長期的なシードの移動とは、心臓周期中の冠状動脈管に対する放射性シードの移動のことをいう。ＥＶＢＴ中、納入カテーテルは、患者の大腿部にしっかり固定され、冠状動脈管内で自由に浮動する。心臓は、各心臓周期中に収縮拡張するので、納入カテーテル及び放射性シードは、血流と共に移動し、結果として不適当な線量を生じる。圧力障害とは、バルーン血管形成又はステント装着のようなインターベンションから生じる血管に対する障害のことをいう。ステント配置に利用されるバルーンの長さは、典型的には、ステント自体よりも長い。これは、障害をステントから加えられる障害を超えて広がる血管の障害に繋がる。ロータブレータ又はガイドワイヤー又はカテーテル納入からの強い干渉の利用のような他のインターベンションはまた、血管にダメージを与え得る。圧力障害は、ＥＶＢＴ中の不適当な線量に寄与する要素である。
【０００９】
一般に、心臓病専門医、放射線専門医、又は他の臨床医は、ステントの長さ、狭窄障害、又は圧力障害として定義される“負傷した長さ”に基づいてインターベンション位置に血管ブラキー治療を施す。図４は、ステント４５５、近位端４６０、及び遠位端４７０の配置に対応する負傷した長さ４１０を有する血管４００を例証する。ここで、近位及び遠位の端部は、必ずしも同じである必要ななく、追跡されていない。従って、障害の全範囲が、必要な放射線治療を受けているものではない。前記不完全な処置は、端部影響に繋がり、実際には付加的な補斜線治療が必要となり、その結果、付加的なインターベンションが必要となる。所望の処置の長さ４２０は、負傷した長さ及び遠位及び近位の端部の長さを含んでおり、放射性シード４８０による効果的な処置を確実なものにする。
【００１０】
ここで直面する別の問題は、遠位及び近位の端部は追跡されないため、次の処置が端部影響を考慮し損なうということである。これらのインターベンションの被害位置が存在する場合の判断が困難であるが、放射線が全ての被害を受けた位置に対して施されることが明らかに必要である。この場合のように、遠位及び近位の端部が十分に追跡されない場合、完全かつ適切な放射線治療は非常に難しい。
【００１１】
時間の経過により、インターベンション被害位置の広がりを判断することは、よりいっそう難しくなる。これは、インターベンションの被害位置の最大限の広がりを追跡する効果的な方法なしに、各血管撮影図における被害位置の広がりの判断は、もっぱら観測に大きく基づいた対象の判断であるためである。前記判断は、形状を撮像する際の変化及び例えば観測するのが非常に難しい冠状動脈管の移動のために間違い得る。また、前記判断は、例えば異なる医者及び観測基準の変化のため一致しない。インターベンションの被害位置の不適切又は不完全な判断は、結果として、端部影響に繋がる不適当な処置を生じさせ、実際には付加的な放射線治療を必要とし、それゆえ、付加的なインターベンションを必要とすることになる。
【発明の開示】
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明は、血管のインターベンション位置を追跡する方法及び装置に関する。一実施例において、前記方法は、血管の位置を選定すること、及び血管撮影図表示部の第１の画像に血管の位置をマークすること、を含んでいる。血管の位置は、血管撮影図表示部の第２の画像で識別され得る。
【００１３】
本発明に係る付加的な特徴及び利点は、添付図面及び詳細な説明から明らかであろう。
【００１４】
本発明は、例を通して、添付図面の図に限定されることなく例証される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下の説明では、本発明の完全な理解を提供するために、特定システム、構成要素、方法等の例のような多数の特定の詳細が記載されている。しかしながら、これらの特定の詳細は本発明を実行するために使用されるとは限らないことは、当業者によっては明らかであろう。他の例では、本発明を不必要にあいまいにすることを避けるために、周知の構成要素又は方法は詳細には説明されていない。
【００１６】
本発明は、以下で説明する様々なステップを含んでいる。本発明のステップは、ハードウェア要素によって実現されるか、又は機械実行可能命令で具現化されるが、それらは汎用又は特殊目的のプロセッサが前記ステップを実行する命令を備えてプログラムされるのに用いられる。代替的に、前記ステップは、ハードウェア及びソフトウェアの組み合わせによって実現され得る。
【００１７】
本発明は、本発明に従う処理を実行するためにコンピュータシステム（又は他の電子装置）をプログラムするのに用いられる命令をその中に記憶した機械読み取り可能な記憶媒体を含むコンピュータプログラム製品すなわちソフトウェアとして提供される。機械読み取り可能な記憶媒体は、機械（例えばコンピュータ）によって読み取り可能な形態（例えば、ソフトウェア、処理アプリケーション）で情報を記憶し、又は送信するための任意の構造を含んでいる。機械読み取り可能な記憶媒体は、限定することを意味するものではないが、磁気記憶媒体（例えば、フロッピー（登録商標）ディスク）；光記憶媒体（例えば、ＣＤ−ＲＯＭ）；光磁気記憶媒体；読み出し専用メモリ（ＲＯＭ）；ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）；消去可能なプログラマブルメモリ（例えば、ＥＰＲＯＭ及びＥＥＰＲＯＭ）；フラッシュメモリ；電気的、光学的、音響的、又は他の形態の伝搬信号（例えば、搬送波、赤外線信号、デジタル信号など）；又は他のタイプの電子的命令を記憶するのに適した記憶媒体を含んでいる。
【００１８】
また、本発明は、複数のコンピュータシステムによって機械読み取り可能な記憶媒体が記憶され、及び／又は実行される、分散コンピューティング環境で実行され得る。
【００１９】
加えて、コンピュータシステム間で転送される情報は、遠隔診断又は監視システムのようなコンピュータシステムを接続する通信記憶媒体を横切って取り込まれるか又は送り出される。遠隔診断又は監視において、ユーザは、ユーザと患者の間は物理的に分離しているにも関わらず、患者を診断したり、監視したりするのに本発明を利用し得る。
【００２０】
以下の説明の一部は、メモリ内に記憶され、プロセッサによって実行されるデータビットの動作のアルゴリズム及び記号表示によって与えられる。これらのアルゴリズムの説明及び表示は、それらの作業を効率的に伝達するために当業者によって用いられる手段である。アルゴリズムは、所望の結果に繋がる自己矛盾のない動作のシーケンスの順番であると一般には考えられる。動作は、それらの必要となる操作量である。通常、必ずしも必要とは限らないが、これらの量は、記憶、転送、結合、比較、及び別様の操作が可能な電気的又は磁気的な信号の形態をとる。ビット、値、構成要素、記号、特性、式、番号、パラメータ、又はその類似のもののようなこれらの信号を参照することは、主として、共通の使用ために、時には便利であることが証明されている。
【００２１】
血管のインターベンション位置を追跡するための方法及び装置を説明する。一実施例では、前記方法及び装置は、心臓病専門医、放射線専門医、又は他の臨床医のようなユーザが、血管のインターベンション位置を血管撮影図表示部に含んで、解剖学的構造の目印を作ることができるシステムとして説明される。血管の処置位置を含む解剖学的構造の目印の第１パターンが決定される。第１パターンに関連するデータは、記憶され、後に呼び戻される。次の血管撮影中に、解剖学的構造の目印の第２パターンが決定され、その後、血管の処置位置を識別するために第１パターンと照合される。血管の処置位置は、血管撮影図表示部の仮想マーカーの利用を通して識別される。
【００２２】
一実施例では、仮想的マーカーは、自動的に血管撮影図表示部で表示される。ユーザは、放射線治療を施すための基準としての表示に仮想マーカーを利用する。血管の処置位置の正確な位置選定を監視する能力により、ユーザは、適切な範囲に放射線治療を施して、端部影響を予防することができる。代替的な実施例では、ユーザは、自動マーキング後であるが放射線治療前に血管撮影図表示部で仮想マーカーを調整することによって血管の処置位置の位置選定及び範囲を調整し得る。
【００２３】
図５は、血管の処置位置を追跡する際に用いられる一実施例の装置５００を示す。装置５００は、デジタル処理システム５１０、表示装置５２０、及び入力装置５３０を備えている。一実施例では、デジタル処理システム５１０はパーソナルコンピュータであり、表示装置５２０はコンピュータモニターであり、入力装置５３０はキーボードである。また、入力装置５３０は、マウス又はライトペンのような他のペリフェラル装置を含み得る。表示装置５２０は、表示スクリーン５５０を含んでいる。表示スクリーン５５０は、血管撮影図の出力表示を提供し得る。出力表示は、異なる色又は異なる色の暗度についての実際の線又は領域のような仮想マーカーを含み得る。
【００２４】
ユーザは、血管撮影図を表示して分析するために表示スクリーン５５０を利用する。さらに、ユーザは、解剖学的構造の目印を選定するために表示スクリーン５５０を利用する。一実施例では、解剖学的構造の目印は、例えば心臓血管のブラキー治療法を用いて治療されることになる位置を含んでいる血管の区分である。ユーザは、図６Ａに関して以下に述べるような入力装置５３０を用いて表示スクリーン５５０に解剖学的構造の目印を作ることによってそれを選定する。後続の血管撮影図が得られた後、デジタル処理システム５１０はデータを呼び戻して処理し、解剖学的構造の目印を識別する。装置５００は、表示スクリーン５５０上の仮想マーカーを利用して、解剖学的構造の目印を識別し、処置位置を識別する。
【００２５】
図６Ａは、血管のインターベンション位置を追跡するために血管撮影図表示部６００に配置される一実施例の仮想マーカー６５０を示す。血管撮影図表示部６００は、図５の表示装置５２０のような表示装置の出力である。血管撮影図表示部は、少なくとも１つの解剖学的構造の目印６３０を含む少なくとも１つの血管６２０を示す。解剖学的構造の目印６３０は、少なくとも１つの血管のインターベンション位置６４０を含んでおり、少なくとも１つの解剖学的構造の特徴を含んでいる。例えば、解剖学的構造の目印６３０は、血管６２０のベンド６６０を含み得る。代替的な実施例では、解剖学的構造の目印６３０は、異なる、及び／又は付加的な解剖学的構造の特徴（例えば、血管分枝）を含み得る。ユーザは、解剖学的構造の目印６３０を作ることによって、血管撮影図表示部６００において解剖学的構造の目印６３０を選定する。これは、血管撮影図表示部６００上の仮想マーカー６５０の配置によって実現される。
【００２６】
仮想マーカー６５０は、幾つかの方法のうちの１つに位置付けられる。一実施例では、例えば、仮想マーカー６５０は、図５の入力装置５３０によって表されるように、マウス又はライトペンのような入力装置の利用によって実現されて、手動で血管撮影図表示部６００に配置される。ユーザが入力装置を用いて解剖学的構造の目印６３０をマークする方法は幾つか存在する。例えば、ユーザは、解剖学的構造の目印６３０の一の終端から他の終端へカーソルをクリックしてドラッグする。別の技術は、解剖学的構造の目印６３０の一の終端を一度リリックし、そして他の終端を一度クリックすることである。
【００２７】
仮想マーカー６５０を定義するデータは、後の利用のために記憶され得る。例えばその後に続くインターベーションにおいて、ユーザは、データを検索し、その結果、血管撮影図表示部に仮想マーカーを再度表示させたいということもある。血管撮影図表示部は、事前に利用されたのと同じ装置であってもなくてもよい。図７Ａ−７Ｃに関して以下に述べるステップの実行が実現されると、血管の処置位置を含む解剖学的構造の目印のパターンが決定される。パターンは、血管のインターベンション位置を識別するために解剖学的構造の目印の事前のパターンと照合され得る。位置選定した血管のインターベンション位置は、その後、仮想マーカーを通して血管撮影図表示部で識別され得る。
【００２８】
図６Ｂは、仮想マーカーの利用を通して解剖学的構造の目印の２つの表示位置を表示するのに用いられている単一の血管撮影図表示部の一実施例を示す。血管撮影図表示部６７０は、片側の仮想マーカー６７６として第１表示位置の解剖学的構造の目印６７５を表示し、他方側の仮想マーカー６７８として第２表示位置の解剖学的構造の目印６７７を表示する分割スクリーン表示であり得る。代替的に、例えば、図６Ｃに関して以下に述べるように解剖学的構造の目印の表示位置を表示するのための他の手段が用いられ得る。
【００２９】
図６Ｃは、仮想マーカーの利用を通して解剖学的構造の目印の２つの表示位置を表示するのに用いられる２つの血管撮影図表示部の一実施例を示す。第１の血管撮影表示６８０は、仮想マーカー６８６として第１表示位置の解剖学的構造の目印６８５を表示する。第２の血管撮影表示６９０は、仮想マーカー６９６として第２表示位置の解剖学的構造の目印６９５を表示する。ユーザが２つの血管撮影図表示を使用する方法は幾つか存在する。例えば、その表示は放射線療法の使用中に並べて置かれる。別の実施例では、その表示は、互いに分離されたままである。例えば、第１の表示は、放射線療法を施している人の背後にあり、その人は参照のために治療部位の前の位置で調べることができる一方で、第２の表示は、放射線療法を施している人の前にあり、その人は治療予定の部位を診断できる。
【００３０】
図７Ａ−７Ｃは、血管の処置位置を含む解剖学的構造の目印のパターンを照合するためのソフトウェアアルゴリズム及び媒介の一次（１−Ｄ）関数の一実施例によって発生させられる表示を例証する。以下で述べる計算は、少なくとも２つのパターンの解剖学的構造の目印を照合し、血管の処理位置を識別するのに用いられる。
【００３１】
一実施例では、例えば、ユーザは、画像上でのマウスクリックなどによって第１表示において血管に目印を指定する。ソフトウェアは、その後、例えばマウスクリック位置から両方向に血管を自動的に区分化し、トレースすなわち連続点を作成し、管の中心線を指定する。これは、当業者には周知である幾つかの自動化された又は半自動化された区分化技術を用いて行われ得る。代替的に、これは、血管の手動のトレーシング法によって単純に行われ得る。一実施例では、トレースの長さは、以下に述べる処理アルゴリズムによって規定される幾らかのマージンを加えて最初の２箇所の屈曲点を含むように十分に大きい。
【００３２】
【数１】
2005528946.tif 000003
は、第１の表示から作成される参照トレースを表す。このトレースにおいて、アルゴリズムは、連続点間の距離は一定、すなわち、
【数２】
2005528946.tif 000004
であることを保障する。
【００３３】
連続画像における第１の表示に指定される目印を発見するために、トレースは、再度、参照目印を含むことを期待される血管の一部から作成される。この第２のトレースは、
【数３】
2005528946.tif 000005
によって表わされる。
【００３４】
参照トレースに指定される目印は、インデックスｎRによって参照順に識別される。自動目印検出アルゴリズムは、第２の表示から得られるトレースにおいて対応するインデックスｎsを発見する。
【００３５】
一次関数は、インデックスを得るために各トレースから抽出される。一実施例では、２つの関数の相互相関照合を用いて、基準目印の位置が第２のトレースに配置される。
【００３６】
参照トレースから一次元シーケンス｛ｒn，ｎ＝０，１，．．．｝を抽出する関数は、以下のように定義される。
【数４】
2005528946.tif 000006
ここで、
【数５】
2005528946.tif 000007
【００３７】
この関数は、実質的に、ある点と、シーケンス中心のその点の２ｗ＋１の長さの区分の重心、すなわち隣接点との間の距離を計算する。乗数により、シーケンスは反転し、重心が点
【数６】
2005528946.tif 000008
から
【数７】
2005528946.tif 000009
に広がる光線の右にあるか又は左にあるか次第で、正負の両符号を有し得る。
【００３８】
図７Ａは、同じｘ、ｙ座標軸における参照トレース７０１及び第２表示トレース７０２の例を示す。目印は、参照トレース７０１の小さな円７０４として示されている。第２表示トレース７０２の小さな円７０３は、アルゴリズムによって発見される対応する位置を示す。
【００３９】
図７Ｂは、図７Ａに示される指定目印を包囲する参照トレース点から発生させられる一次関数を例証する。一実施例では、シーケンスは、相互相関を用いる照合を成功させるのに必要とされる変化であって、望ましくは特殊な変化を含む程に十分に長い。この長さは、式の中の
【数８】
2005528946.tif 000010
及び
【数９】
2005528946.tif 000011
の重心計算のために用いられる窓の長さを加えたものであり、基準すなわち最初の表示画像で区分化されなければならない最小血管長を定義する。
【００４０】
上記で定義したのと同じ関数を用いて、１−Ｄシーケンス｛Ｓn，ｎ＝０，１，．．．｝は、第２表示のトレース７０２から発生させられる。図７Ｃは、図７Ａの第２表示トレース７０２に対する１−Ｄ関数を例証する。相互相関を最良の照合探索に用いるために、このシーケンスは、参照１−Ｄシーケンスよりも長い。
【００４１】
照合アルゴリズムは、参照１−Ｄシーケンス及び異なるオフセットでの第２表示からの１−Ｄシーケンスの内部結果を計算し、以下の内部結果の最大値を生ずるオフセットを探索する。
【数１０】
2005528946.tif 000012
【００４２】
最大の相関を生じるオフセットは、第２表示からの２−Ｄトレースの目印のインデックスの定義を提供する。目印がフレームのシーケンスで追跡されている時、所定の画像フレームで発見されるインデックスは、次のフレームの探索を行うのに参照目印として用いられ得る。
【００４３】
相互相関関数に対する代替は、例えば最小絶対差分及び正規化相互相関が照合に用いられ得ることに注目すべきである。
【００４４】
また、血管トレース以外の解剖学的構造の特徴が上記で述べた１−Ｄ関数を発生させる際に用いられ得ることに注目すべきである。別の実施例では、例えば、血管の厚さが１−Ｄ関数を発生させるのに用いられ得る。管の厚さの計測は、自動区分化及び血管の追跡の要素として用いられ得る。
【００４５】
図８Ａは、第１表示位置８１０を有する血管の一実施例を示す。一実施例では、第１表示位置８１０は、図５の表示装置５２０に表示される。血管は、冠状動脈管であり、血管のインターベンション位置を含む解剖学的構造の目印を含んでいる。血管の処置位置８７０を含む第１表示位置の解剖学的構造の目印８５０が選定される。第１表示位置の解剖学的構造の目印８５０を選定することは、図６Ａの仮想マーカー６５０のような仮想マーカーを用いることによって成し遂げられ得る。
【００４６】
一定期間後、患者の体内の血管の実際の位置は変わる。これは、心拍の結果であり、例えば心拍の強さ又は動作が血管の位置を変える。従って、血管８２０の第２表示位置は、図８Ｂに示されるように識別されて表示される。血管の実際の位置が変化しているために、ここで、解剖学的構造の目印は、体内の第１表示位置８５０に対して第２表示位置８６０を有するが、それでも、同じ区分の血管に存在している。一実施例では、解剖学的構造の目印の実際の位置は変化していないが、第２表示の位置８６０は、Ｘ線角度の変化又は倍率の変化のような外形撮像時の変化のために、第１表示位置８５０とは異なって見える。別の実施例では、血管のインターベンション位置の実際の位置は変化しているが、第２表示位置８６０は、外形撮像時の変化のために、第１表示位置８５０と類似して見える。
【００４７】
血管は、管のベンド又はカーブなどの解剖学的構造の特徴を有しており、その実際の位置は、血管の実際の位置の変化と共に変化し得る。解剖学的構造の特徴は、図８Ａに示されるような第１表示位置８１５を有し得る。血管の表示位置の変化後、解剖学的構造の特徴は、図８Ｂに示されるような第２表示位置８２５を有し得る。解剖学的構造の特徴の実際の位置は変化していないが、第２表示位置８２５は、図８Ａに関しての上述と同様に外形撮像時の変化のために、第１表示位置８１５と異なって見える。別の実施例では、解剖学的構造の特徴は、図８Ａの第１表示位置の分岐点８３５によって例証されるような血管の分岐点である。前記解剖学的構造の特徴は、血管の処置位置に対して管の厚さの差異を含む、多くの他のもののうちの１つである。
【００４８】
血管の処置位置を含む解剖学的構造の目印のパターンは、図７Ａ−７Ｃに関して上述したように、数学的計算の利用によって決定され得る。一実施例では、血管のインターベンション位置８５０の第１表示位置を含む、第１表示位置のパターンの解剖学的構造の目印が決定される。
【００４９】
一定期間後、血管８２０の第２表示位置が表示される。第２表示位置のパターンの解剖学的構造の特徴８２５は、図７Ａ−７Ｃに関して上述したように決定される。第１及び第２の表示位置パターンの解剖学的構造の目印は、その後、照合される。この照合により、血管の処置位置８８０を含む第２表示位置の解剖学的構造の目印８６０を識別する。第２表示位置の解剖学的構造の目印８６０は、ディスプレイで識別される。この処理手順は、例えば、一度、あらゆる時間において新たな画像が表示されると、繰り返して実行される。
【００５０】
図９Ａは、第１表示位置の血管のインターベンション位置９５０内に位置する第１表示位置のステント９５５を有する、血管９００の第１表示位置の一実施例を示す。インターベンション位置９５０は、典型的には、用いられるステント９５５よりも長い。第１表示位置の近位のマージン９７５は、第１表示位置の近位の端部９７０と第１表示位置の血管のインターベンション位置９５０との間の領域を含んでいる。第１表示位置の遠位のマージン９８５は、第１表示位置の遠位の端部９８０と第１表示位置の血管のインターベンション位置９５０との間の領域を含み得る。第１表示位置の解剖学的構造の目印９６０は、第１表示位置の近位の端部９７０及び第１表示位置の遠位の端部９８０によって定義される。一実施例では、解剖学的構造の目印９６０は、所望の血管の処置位置に対応する。第１表示位置の解剖学的構造の目印９６０は、第１表示位置の血管のインターベンション位置９５０よりも広い。ユーザは、解剖学的構造の目印を要求すると、結果として、血管の処置位置は、放射線治療中の放射性シードの移動による不確実性などの、偶然に生じる完全な治療を妨げ得る幾つかの事項のうちの１つを説明するために、血管のインターベンション位置よりも広いものとなっている。
【００５１】
第１表示位置の解剖学的構造の目印９６０は、第１表示位置の解剖学的構造の特徴９１０を含み得る。第１表示位置の解剖学的構造の目印９６０を選定することに続いて、第１表示位置の解剖学的構造の目印９６０の第１パターンが決定される。その後、例えば、後続のアルゴリズムの要素として、第２表示位置の解剖学的構造の目印９６５のパターンが決定され、第１パターンと照合される。この照合は、血管の処置位置を識別する。血管の処置位置は、その後、例えば、仮想マーカーの利用を通してディスプレイで識別される。
【００５２】
図１０は、図５のデジタル処理システム５１０の一実施例を示しており、本発明の特徴が実現され得る、典型的なワークステーション、パーソナルコンピュータ、ラップトップ型コンピュータ、ハンドヘルドコンピュータ、携帯型情報端末（ＰＤＡ）、閉回路監視ボックスなどを表している。
【００５３】
デジタル処理システム５１０は、デジタル処理システム５１０の構成要素間のデータを転送するためのバス又は他の手段１００１を含んでいる。また、デジタル処理システム５１０は、情報を処理するためにバス１００１に接続されたプロセッサ１００２のような処理手段を含んでいる。プロセッサ１００２は、１又は複数の汎用のプロセッサ（例えば、Ｍｏｔｏｒｏｌａ  ＰｏｗｅｒＰＣ  ｐｒｏｃｅｓｓｏｒ及びＩｎｔｅｌＰｅｎｔｉｕｍ  ｐｒｏｃｅｓｓｏｒ）又はデジタル信号プロセッサ（ＤＳＰ）のような特殊目的のプロセッサ（例えば、Ｔｅｘａｓ  Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔｓ  ＤＳＰ）を示している。プロセッサ１００２は、この中で述べた動作及びステップを実現する命令を実行できるように構成される。例えば、プロセッサ１００２は、プロセッサが血管のインターベンション位置を追跡する命令を実行できるように構成される。
【００５４】
さらに、デジタル処理システム５１０は、情報及び命令を記憶してプロセッサ１００２によって実行されるように、バス１００１に接続されるランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）又は他の動的記憶装置を含むシステムメモリ１００４を含んでいる。また、システムメモリ１００４は、プロセッサ１００２による命令の実行中、一時変数又は他の中間情報を記憶するのに用いられる。また、システムメモリ１００４は、プロセッサ１００２用の静的情報及び命令を記憶するために、バス１００１に接続される読み出し専用メモリ（ＲＯＭ）及び／又は他の静的記憶装置を含んでいる。
【００５５】
記憶装置１００７は、情報及び命令を記憶するためにバス１００１に接続される１又は複数の記憶装置（例えば、磁気ディスクドライブ又は光ディスクドライブ）を示している。記憶装置１００７は、この中に述べたステップを実現するための命令を記憶するのに用いられる。
【００５６】
一実施例では、また、デジタル処理システム５１０は、ユーザに対して情報を表示するために、陰極線管ブラウン管（ＣＲＴ）又は液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）のような表示装置１０２１にバス１００１を介して接続される。前記情報は、血管の処置位置の端部を表す血管撮影図表示部の仮想マーカーなどの、例えば、図表及び／又はテキスト記述を含んでいる。ライトペンなどの入力装置１０２２は、プロセッサ１００２に対する情報及び／又はコマンド選択を通信するためにバス１００１に接続されている。別のタイプのユーザ入力装置は、プロセッサ１００２に対する指示情報及びコマンド選択を通信するため、及び表示装置１０２１でのカーソル移動を制御するためのマウス、トラックボール、又はカーソル方向キーなどのカーソル制御部１０２３である。
【００５７】
通信装置１０２６（例えば、モデム又はネットワークインターフェースカード）も、バス１００１に接続される。例えば、通信装置１０２６は、デジタル処理システム５１０が接続を確立している遠隔診断又は監視システムなどのネットワークに対する通信リンクを提供するためのイーサネットカード、トークンリングカード、又は他のタイプのインターフェースである。
【００５８】
デジタル処理システム５１０は、もっぱらシステムの一例を示しており、多くの異なる構成及びアーキテクチャを有することもあり、本発明と共に使用され得ることが評価されるであろう。例えば、システムの中には、ペリフェラルバス、専用のキャッシュバスなどのような多数のバスを有するものもある。
【００５９】
この中で述べた方法及び装置により、ユーザは、より効率的に放射線療法を用いて患者を治療することができる。ユーザは、血管の処置位置の基準及び範囲を追跡し、それによって、処置位置に対するより完全かつ効率的な放射線治療が可能になる。処置位置に対する十分な治療は、再狭窄及び端部影響の可能性を低減させるには重要である。この中で述べた方法及び装置は、放射線治療と共に用いることのみに制限されるものではなく、他のタイプの療法、例えば薬を塗布するステント療法と共に用いられ得る。
【００６０】
前述した詳細において、本発明は、特定の典型的な実施例を参照して説明されている。しかしながら、添付される請求項に記載される本発明の広範な意図及び範囲から出発することなしに様々な変更及び変化がなされ得ることは明らかであろう。従って、明細書及び図面は、限定的な意味よりもむしろ例示的な意味のものであるとみなされることになる。
【図面の簡単な説明】
【００６１】
【図１】血管のインターベンション位置に施されるバルーン血管形成を例証する。
【図２】血管のインターベンション位置に施されるブラキー治療を例証する。
【図３】端部すなわちキャンディラッパーの影響を例証する。
【図４】処置のもとの長さを例証する。
【図５】血管のインターベンション位置を追跡する際に用いられる装置の一実施例を示す。
【図６Ａ】血管のインターベンション位置を追跡するために血管撮影図表示部に配置される仮想的マーカーの一実施例を示す。
【図６Ｂ】図６Ａの仮想的マーカーの利用を通して解剖学的構造の目印の２つの表示位置を表示するために用いられる単一の血管撮影表示の一実施例を示す。
【図６Ｃ】図６Ａの仮想的マーカーの利用を通して解剖学的構造の目印の２つの表示位置を表示するために用いられる２つの血管撮影表示の一実施例を示す。
【図７Ａ】一の画像から別の画像への血管の処置位置を含む解剖学的構造の目印のパターンを追跡するアルゴリズム及びソフトウェアの一実施例によって発生させられる表示を例証する。同じｘ、ｙ座標上における参照追跡及び第２表示の追跡の例を示す。
【図７Ｂ】一の画像から別の画像への血管の処置位置を含む解剖学的構造の目印のパターンを追跡するアルゴリズム及びソフトウェアの一実施例によって発生させられる表示を例証する。図７Ａの指定された目印を包囲する参照追跡点から発生させられる一次関数を示す。
【図７Ｃ】一の画像から別の画像への血管の処置位置を含む解剖学的構造の目印のパターンを追跡するアルゴリズム及びソフトウェアの一実施例によって発生させられる表示を例証する。第２表示の追跡に対する図７Ｂの一次関数を示す。
【図８Ａ】第１の位置を有する血管の一実施例を示す。
【図８Ｂ】第２の位置を有する図８Ａの血管の一実施例を示す。
【図９Ａ】血管のインターベンション部位内にステントを有する血管の第１の位置の一実施例を示す。
【図９Ｂ】図９Ａの血管の第２の位置の一実施例を示す。
【図１０】血管のインターベンション位置を追跡する際に用いられるデジタル処理システムの一実施例を示す。
【図１】
2005528946.tif 000013
【図２】
2005528946.tif 000014
【図３】
2005528946.tif 000015
【図４】
2005528946.tif 000016
【図５】
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2005528946.tif 000019
2005528946.tif 000020
2005528946.tif 000021
【図１０】
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【国際調査報告】
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