(57)【要約】  物体ボリュームの現在の（Ｘ線）画像が、いくつかの記憶された画像のうちの１つとの関連付けのために選択される医用イメージングシステムであって、ＥＣＧ及び呼吸周期が、画像と共にその都度決定される。第１及び第２の極限の呼吸状態における物体ボリュームの第１及び第２の静止画像が用意され、第１及び第２のそれぞれの類似性の値が、物体ボリュームの呼吸フェーズを計算するために、現在画像及び以前の画像の各々について決定される。このデータを使用して、心臓のリズム及び周期に関して現在画像に最も近い以前の画像の１つが選択される。
2008526420.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
物体ボリュームの現在画像を表わすデータを受け取る入力部であって、前記物体ボリュームが、第１及び第２の極限の動きフェーズの間にいくつかのフェーズを含む動き周期に従属する、入力部と、
前記現在画像内の前記物体ボリュームの動きフェーズを表わすデータを受け取る手段と、
前記物体ボリュームの以前に取得された複数の画像及び各画像内の前記物体ボリュームの個々の動きフェーズを表わすデータが記憶される記憶手段と、
前記物体ボリュームの前記以前に取得された画像のうち、前記現在画像と実質的に同じ動きフェーズを有する少なくとも１つの画像を選択する手段と、
を有し、前記物体ボリュームの前記動きフェーズを表わす前記データが、
それぞれの前記第１及び前記第２の極限の動きフェーズにおける前記物体ボリュームの第１及び第２の静止画像を用意し、
考慮中の画像を前記第１の静止画像と比較し、その類似性を表わす第１の値を生成し、
前記考慮中の画像を前記第２の静止画像と比較し、その類似性を表わす第２の値を生成する、
ことによって決定され、前記第１及び前記第２の値が協働して、前記考慮中の画像内に捕らえられる前記物体ボリュームの前記動きフェーズを表わす、画像処理システム。
【請求項２】
前記選択された画像を前記現在画像と位置合わせする手段を更に有する、請求項１に記載の画像処理システム。
【請求項３】
前記選択された画像を前記現在画像に重ね合わせる手段を更に有する、請求項２に記載の画像処理システム。
【請求項４】
前記現在画像内の前記物体ボリュームの前記動きフェーズが、前記極限の動きフェーズの外側にあるかどうかを決定する手段を更に有する、請求項１に記載の画像処理システム。
【請求項５】
前記物体ボリュームの現在画像の時間シーケンスを受け取る入力部を有し、前記現在画像に関する前記第１及び前記第２の値が、それぞれの前記極限の動きフェーズにおける前記第１及び前記第２の静止画像の双方との類似性が、前記シーケンス内の前記現在画像の直前の画像に関する第１及び第２の値と比べて増加し又は減少していることを示す場合、前記現在画像のうち１つの画像内の前記物体ボリュームの前記動きフェーズが、前記極限の動きフェーズの外側にあると決定される、請求項４に記載の画像処理システム。
【請求項６】
現在画像内の前記物体ボリュームの前記動きフェーズが、前記極限の動きフェーズの外側にあると決定される場合、前記以前に取得された画像の１又は複数の前記選択は、前記シーケンス内の以降の画像内の前記物体ボリュームの前記動きフェーズが、前記第１及び前記第２の極限の動きフェーズの間にあると決定されるまで、中断される、請求項５に記載の画像処理システム。
【請求項７】
現在画像内の前記物体ボリュームの前記動きフェーズが、極限の動きフェーズの外側にあると決定される場合、前記極限の動きフェーズにおける前記物体ボリュームの静止画像が、前記動きに対する１又は複数のパラメータの影響を規定する予め決められたモデルを使用して、外挿される、請求項４に記載の画像処理システム。
【請求項８】
前記物体ボリュームが、生物学的な物体ボリュームであり、前記物体ボリュームの動きが、鼓動及び／又は呼吸によって引き起こされる、請求項１に記載の画像処理システム。
【請求項９】
前記動きフェーズが、心電図によって検出される、請求項８に記載の画像処理システム。
【請求項１０】
物体ボリュームの画像を捕捉する手段及び請求項１に記載の画像処理システムを有する医用イメージング装置。
【請求項１１】
請求項１に記載の画像処理システムを有するＸ線装置。
【請求項１２】
物体ボリュームの現在画像に関して、それに関連付けられる前記物体ボリュームの以前に取得された１又は複数の画像を識別する方法であって、
物体ボリュームの現在画像を表わすデータを受け取るステップであって、前記物体ボリュームが、第１及び第２の極限の動きフェーズの間にいくつかのフェーズを含む動き周期に従属する、ステップと、
前記現在画像内の前記物体ボリュームの動きフェーズを表わすデータを受け取るステップと、
前記物体ボリュームの以前に取得された複数の画像から、前記現在画像と実質的に同じ動きフェーズを有する前記物体ボリュームの前記以前に取得された画像の少なくとも１つを選択するステップと、
を含み、
前記物体ボリュームの前記動きフェーズを表わす前記データが、
それぞれの前記第１及び前記第２の極限の動きフェーズにおける前記物体ボリュームの第１及び第２の静止画像を用意し、
考慮中の画像を前記第１の静止画像と比較し、その類似性を表わす第１の値を生成し、
前記考慮中の画像を前記第２の静止画像と比較し、その類似性を表わす第２の値を生成する、
ことによって決定され、前記第１及び前記第２の値が協働して、前記考慮中の画像内に捕らえられる前記物体ボリュームの前記動きフェーズを表わす、方法。
【請求項１３】
画像フレーム内に捕らえられる物体ボリュームの動きフェーズを表わすデータを生成する装置であって、前記物体ボリュームは、第１及び第２の極限の動きフェーズの間のいくつかのフェーズの動きに従属し、前記装置は、
それぞれの前記第１及び前記第２の極限の動きフェーズにおける前記物体ボリュームの第１及び第２の静止画像を用意し、
前記画像フレームを前記第１の静止画像と比較し、その類似性を表わす第１の値を生成し、
前記画像フレームを前記第２の静止画像と比較し、その類似性を表わす第２の値を生成し、
前記第１及び前記第２の値が協働して、前記画像フレーム内に捕らえられる前記物体ボリュームの前記動きフェーズを表わす、装置。
【請求項１４】
画像フレーム内に捕らえられる物体ボリュームの動きフェーズを表わすデータを生成する方法であって、前記物体ボリュームは、第１及び第２の極限の動きフェーズの間のいくつかのフェーズの動きに従属し、前記方法は、
それぞれの前記第１及び前記第２の極限の動きフェーズにおける前記物体ボリュームの第１及び第２の静止画像を用意し、
前記画像フレームを前記第１の静止画像と比較し、その類似性を表わす第１の値を生成し、
前記画像フレームを前記第２の静止画像と比較し、その類似性を表わす第２の値を生成する、
ことを含み、前記第１及び前記第２の値が協働して、前記画像フレーム内に捕らえられる前記物体ボリュームの前記動きフェーズを表わす、方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、概して、同じ物体ボリュームに関して、画像シーケンスを以前に取得された画像シーケンスと位置合わせする画像処理システム及び方法に関し、特に、前記画像間の前記物体ボリュームの動きの補償によって、このような画像の位置合わせを行うシステム及び方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
物体ボリュームのイメージングは、特に医用診断及び治療の分野において、すなわちＸ線蛍光透視法のコンテクストで、実践されている。従って、以下、生物学的な物体ボリュームのＸ線投影が例示によって考察されるが、本発明は、それに制限されることを意図されず、同様の二次的条件を有するすべての応用分野において使用されることができる。
【０００３】
冠動脈心疾患の処置の際、事前インターベンショナルＸ線画像及びインターベンショナルＸ線画像の両方が使用される。事前インターベンショナル冠動脈血管造影像では、冠動脈に注入される放射線不透過のコントラスト剤が、個々の動脈を目に見えるようにするために使用される。複数の血管造影像が、記録され、例えば狭窄の診断に利用できるとともに、以降のＸ線制御されるインターベンションのロードマップとしての役目を果たす。冠動脈心疾患の処置における特別な医用アプリケーションは、患者の脈管系内のカテーテルの延伸の蛍光透視観測によって提供される。こうして、インターベンションの間、カテーテル又はガイドワイヤは、Ｘ線監視（蛍光透視）下で、血管を通って病巣まで進められる。カテーテルの先端部は、処置され又は調べられるべき例えば狭窄のような関心領域まで可能な限り正確に進められなければならず、又はガイドワイヤは、カテーテルの先端が正しく配置されるように関心領域の後ろに位置付けられるべきである。このプロシージャが実施される間、血管構造は、カテーテルへのコントラスト剤の短時間注入を行うことによって、短い時間期間の間、目に見えるようにされる。
【０００４】
ナビゲーションを助けるために、物体ボリュームの現在画像の隣に、第２のモニタ上に、物体ボリュームの上述の事前インターベンショナル冠動脈血管造影像のうち手で選択された１つを表示することが知られている。選択された血管造影画像は、「血管マップ」又は血管系の「ロードマップ」として、居合わせる医師のための方向付けを支援する。しかしながら、このロードマップは、本来静的であり、それゆえ、ミリメートル又はサブミリメートルのレンジの精度をもって、血管造影画像及び現在画像における対応するロケーションの望ましい正確な位置合わせを達成するには適していない。この理由は、観察されている患者の物体ボリュームが、特に鼓動及び呼吸によって引き起こされる動きに従属するからである。言い換えると、上述のロードマップは、静的であるので、蛍光透視画像における瞬間の鼓動及び呼吸の動きと一致しない。
【０００５】
カテーテルを配置する間の案内を改善するために、例えば国際公開第２００４／０３４３２９号パンフレットに記載されるように、血管造影像からの動き補償されたロードマップ情報を、蛍光透視画像に重ね合わせる方法が開発されている。この重ね合わせは、待ち時間バジェットの制約下で実施され、従って、選ばれるアルゴリズムの複雑さに関して制限される。
【０００６】
これらの知られている方法において使用される血管造影像の選択は、患者の呼吸ステータス及び収縮ステータス（並びにコントラスト剤の充填のレベル）に依存する。蛍光透視像及び血管造影像の収縮ステータスは、双方のシーケンスの心電図（ＥＣＧ）を解析することによって直ちに比較されることができるが、呼吸ステータスの重要な位置合わせはそれほど直接的ではない。今日、血管造影像及び蛍光透視像は、完全に息を吸った状態又は吐いた状態のいずれかの患者を示す基準血管造影像と比較される。
【０００７】
蛍光透視像と血管造影基準フレームとの類似性の値は、血管造影像と基準血管造影像との類似性の値とは直接比較されることができない。蛍光透視像は、他の血管造影像より（血管造影）基準フレームとの類似性が本質的に低いからである。従って、任意の入力フレームの類似性の値が、蛍光透視像の類似性のスパンと比較され、呼吸フェーズが、この比率から計算される。血管造影フレームも同様のやり方で処理される：各々の血管造影像について、基準フレームとの類似性が計算される。この類似性の値及び発生する類似性の値のスパンから、呼吸フェーズが、計算される。位置合わせが、同様の呼吸フェーズをもつ蛍光透視像及び血管造影像を対にすることによって行われる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
この方法に関連する１つの問題は、血管造影シーケンス及び蛍光透視シーケンスの双方がほぼ同じ呼吸スパンを示すことを必要とすることである。一般に、呼吸深さの小さい変化は、蛍光透視の呼吸スパンの評価のために、スライドする最大／最小ウィンドウを使用することによって補償されるが、この方法によると、合致する血管造影の呼吸状態をもたないフレームを検出することが可能でない。この理由は、それらのフレームが、血管造影の呼吸スパンの外側にあるからである。更に、血管造影像又は蛍光透視像における系統的に逸脱する呼吸深さに対処することも可能でない。
【０００９】
従って、本発明の目的は、上述の問題に対処し、改善された画像処理システム及び方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明によれば、物体ボリュームの現在画像を表わすデータを受け取る入力部であって、前記物体ボリュームが、第１及び第２の極限の動きフェーズの間にいくつかのフェーズを含む動き周期に従属する、入力部と、前記現在画像内の前記物体ボリュームの動きフェーズを表わすデータを受け取る手段と、各画像内の前記物体ボリュームの個々の動きフェーズを表わすデータと共に、前記物体ボリュームの以前に取得された複数の画像が記憶される記憶手段と、前記現在画像の動きフェーズと実質的に同じ動きフェーズを有する前記物体ボリュームの前記以前に取得された画像の少なくとも１つを選択する手段と、を有し、前記物体ボリュームの前記動きフェーズを表わす前記データが、それぞれの前記第１及び第２の極限の動きフェーズにおける前記物体ボリュームの第１及び第２の静止画像を用意し、考慮中の画像を前記第１の静止画像と比較し、その類似性を表わす第１の値を生成し、前記考慮中の画像を前記第２の静止画像と比較し、その類似性を表わす第２の値を生成することによって、決定され、前記第１及び第２の値が、協働して、前記考慮中の画像内に捕らえられる前記物体ボリュームの前記動きフェーズを表わす、画像処理装置が提供される。
【００１１】
有利には、システムが更に、前記選択された画像を前記現在画像と位置合わせする手段を有し、好適には、前記選択された画像を前記現在画像に重ね合わせる手段を有する。
【００１２】
こうして、提案されるシステムによれば、１つの血管造影基準フレームに代わって、血管造影法によって記録されるような患者の最大限に息を吸った条件及び最大限に息を吐いた条件を示す２つの血管造影基準フレームが使用される。蛍光透視法の間、各々の取得された血管造影像が、両方の基準フレームと比較される。結果の対は、２つの血管造影基準フレームの間の蛍光透視フレームの部分的な呼吸位置を与える。それによって、入力蛍光透視フレームについての合致する血管造影像の評価は、単一基準フレーム方法の場合よりもロバストに行われる。
【００１３】
付加的な特徴として、２基準フレーム方法によれば、血管造影呼吸スパンの外側にある蛍光透視フレームを検出することが可能である：
【００１４】
まず、入力蛍光透視画像の呼吸の類似性が計算される。これらの値は、以前の蛍光透視フレームの対応する値と比較される。通常の条件下で、第１の蛍光透視像から第２の蛍光透視像に移ることによって、基準フレームＡとの類似性は増加する一方、基準フレームＢとの類似性は減少し、又はその逆になる。第２の蛍光透視像が、血管造影呼吸状態のスパンの外側にある場合にだけ、血管造影基準フレームＡ及びＢとの類似性の両方が、同時に増加し又は減少する。この場合、適当な方策がとられうる：例えば、蛍光透視シーケンスが再び血管造影の呼吸スパンに入るまで、血管造影像及び蛍光透視像の割り当てが中断されることができる。代替例として、血管造影像は、物体、特に心臓に対する呼吸の影響のモデルを使用して、外挿されることもできる。
【００１５】
こうして、前記現在画像内の前記物体ボリュームのフェーズ動きが、前記極限の動きフェーズの外側にあるかどうかを決定する手段が設けられることができる。１つの例示的な実施例において、システムは、前記物体ボリュームの現在画像の時間シーケンスを受け取る入力部を有することができ、前記現在画像に関連する前記第１及び第２の値が、それぞれの前記第１及び前記第２の極限の動きフェーズにおける前記第１及び第２の静止画像の双方との類似性が、前記シーケンス内の前記現在画像の直前の画像に関連する第１及び第２の値と比べて増加又は減少していることを示す場合、前記現在画像の１つにおける前記物体ボリュームの前記動きフェーズは、前記極限の動きフェーズの外側にあると決定される。現在画像内の前記物体ボリュームの動きフェーズが、前記極限の動きフェーズの外側にあると決定される場合、前記シーケンス内の以降の画像における前記物体ボリュームの動きフェーズが、前記第１及び第２の極限の動きフェーズの間に入ると決定されるまで、前記以前に取得された画像の１又は複数の前記選択が、中断されることができる。代替例として、現在画像内の前記物体ボリュームの動きフェーズが、極限の動きフェーズの外側にあると決定される場合、前記極限の動きフェーズにおける前記物体ボリュームの静止画像が、前記動きに対する１又は複数のパラメータの影響を規定する予め決められたモデルを使用して、外挿されることができる。
【００１６】
物体ボリュームは、生物学的な物体ボリュームであってもよく、前記物体ボリュームの動きは、鼓動及び／又は呼吸によって引き起こされることができる。動きフェーズは、心電図によって検出されることができる。
【００１７】
本発明は、物体ボリューム画像を捕捉する手段及び上述した画像処理システムを有する医用イメージング装置に及び、更に、上述した画像処理システムを有するＸ線装置にも及ぶ。
【００１８】
更に、本発明によれば、物体ボリュームの現在画像に関して、それに関連付けられる前記物体ボリュームの以前に取得された１又は複数の画像を識別する方法であって、物体ボリュームの現在画像を表わすデータを受け取るステップであって、前記物体ボリュームが、第１及び第２の極限の動きフェーズの間にいくつかのフェーズを含む動き周期に従属する、ステップと、前記現在画像内の前記物体ボリュームの動きフェーズを表わすデータを受け取るステップと、前記物体ボリュームの以前に取得された複数の画像から、前記現在画像の動きフェーズと実質的に同じ動きフェーズを有する前記物体ボリュームの前記以前に取得された画像の少なくとも１つを選択するステップと、を含み、前記物体ボリュームの前記動きフェーズを表わす前記データは、それぞれの前記第１及び前記第２の極限の動きフェーズにおける前記物体ボリュームの第１及び第２の静止画像を用意し、考慮中の画像を前記第１の静止画像と比較し、その類似性を表わす第１の値を生成し、前記考慮中の画像を前記第２の静止画像と比較し、その類似性を表わす第２の値を生成する、ことによって決定され、前記第１及び前記第２の値は、協働して、前記考慮中の画像内に捕らえられる前記物体ボリュームの前記動きフェーズを表わす、方法が提供される。
【００１９】
更に、本発明によれば、画像フレーム内に捕らえられる物体ボリュームの動きフェーズを表わすデータを生成する装置であって、前記物体ボリュームが、第１及び第２の極限の動きフェーズの間のいくつかのフェーズの動きに従属し、前記装置が、それぞれの前記第１及び前記第２の極限の動きフェーズにおける前記物体ボリュームの第１及び第２の静止画像を用意し、前記画像フレームを前記第１の静止画像と比較し、その類似性を表わす第１の値を生成し、前記画像フレームを前記第２の静止画像と比較し、その類似性を表わす第２の値を生成し、前記第１及び前記第２の値は、協働して、前記画像フレーム内に捕らえられる前記物体ボリュームの前記動きフェーズを表わす、装置が提供される。更に、本発明によれば、画像フレーム内に捕らえられる物体ボリュームの動きフェーズを表わすデータを生成する方法であって、前記物体ボリュームが、第１及び第２の極限の動きフェーズの間のいくつかのフェーズの動きに従属し、前記方法が、それぞれの前記第１及び前記第２の極限の動きフェーズにおける前記物体ボリュームの第１及び第２の静止画像を用意するステップと、前記画像フレームを前記第１の静止画像と比較し、その類似性を表わす第１の値を生成するステップと、前記画像フレームを前記第２の静止画像と比較し、その類似性を表わす第２の値を生成するステップと、を含み、前記第１及び第２の値は、協働して、前記画像フレーム内に捕らえられる前記物体ボリュームの前記動きフェーズを表わす、方法が提供される。
【００２０】
本発明の実施例は、例示によって、添付の図面を参照して記述される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
以下、医用アプリケーションに基づいて本発明を詳しく説明する。ただし、本発明がいかなる形でもこの分野に制限されることを意図しない。
【００２２】
図１を参照して、本発明の例示的な実施例によるＸ線装置は、Ｘ線源３及びＸ線検出器１を有する。Ｘ線源３及びＸ線検出器１は、Ｃ−アーム（図示せず）の端部に取り付けられ、それらの間に位置付けられる患者２の物体ボリュームのＸ線画像を形成する。この画像は、現在蛍光透視画像８として（リアルタイムに）画像処理システム５に与えられる。同時に、患者２のＥＣＧ（心臓エコー図）が、呼吸周期を表す可変の信号と共に取得され、信号９の形で画像処理システム５に与えられる。
【００２３】
画像処理システム５は、患者の物体ボリュームの以前の画像が記憶されているメモリ４を有する。このような画像は、特に、放射線不透過のコントラスト剤を利用してＸ線装置１、３によって取得された血管造影画像でありえ、強調表示された形で物体ボリューム内の血管ツリーを表す。しかしながら、以前の画像は、Ｘ線装置１、３によって取得された現在のインターベンションに関する画像シーケンス又はバッファされた画像であってもよい。この種の画像は、具体的には、患者の脈管系に導入されるとともにカテーテル先端部を有するカテーテルの位置又はガイドワイヤの位置のような、器具の位置を再生することができる。
【００２４】
画像処理システム５は、更に、（少なくとも）２つのモニタ６、７に結合されており、両方のモニタ６、７に「ライブの」現在画像８を表示するとともに、それに重ねてメモリ４から得られる以前の画像のうちの１つをモニタ上に表示するように構成される。以前の画像のパラレルな（重ね合わせられる又は別個の）表示は、医師による患者２の血管ツリー内の器具のナビゲーションを容易にするのに役立つ。例えば、以前の血管造影画像が、ある種の血管マップ（「ロードマップ」）を提供し、又は同じ医用介入の以前の画像が、例えばバルブカテーテルによって膨張された狭窄の位置又は以前に配置されたステントの位置を示す。後のケースでは、以前の画像は、医師が、以前に採用されたロケーションに器具を再び位置付けすることを助ける。
【００２５】
以前の画像を有用にするために、画像内に表される器官及び血管の位置は、現在画像の状況に可能な限り正確に一致することが重要である。所与のアプリケーションについて、現在画像及び以前の画像が重ね合わせられて再生される場合、ミリメートル又はサブミリメートルのレンジの精度が必要である。上述の精度は、本発明のこの例示的な実施例によれば、メモリ４からの以前の画像を現在画像８と関連付けるために、鼓動及び／又は呼吸によって引き起こされる物体ボリューム自体の自然な動きが考慮される点において達成される。
【００２６】
鼓動が考慮されることを可能にするために、少なくとも１つの鼓動の持続時間におけるＥＣＧ及び該ＥＣＧに対する取得の時間（時点）もまた、個々の以前の画像と共にメモリ４に記憶される。前記少なくとも１つの鼓動の持続時間の間、以前の画像が生成される。呼吸フェーズドメインは、完全に息を吐いたフェーズに対応するフェーズ０で始まり、完全に息を吸ったフェーズに対応するフェーズπを通り、再び完全に息を吐いたフェーズに対応するフェーズ２πで終わる。こうして、ＥＣＧ周期全体の間隔［０，２π］へのマッピングは、取得時間（時点）が、この間隔からの値として表現されることを可能にし、かかる値は、以前の画像の鼓動位置を反映し、のちに以前の画像の第１のインデックスとして役立つ。
【００２７】
呼吸が考慮されることを可能にするために、更に、第２のインデックスが、以前の画像に与えられる；この第２のインデックスは、呼吸周期におけるそれらの相対位置を反映する。第２のインデックスもまた、一般に、間隔［０，２π］に正規化される。
【００２８】
本発明のこの例示的な実施例によれば、第２のインデックスは、以前の画像と２つの基準画像Ｒ１及びＲ２との類似性の比較によって得られる。２つの基準画像Ｒ１及びＲ２において、考慮中の物体ボリュームは、呼吸周期の第１及び第２の極限の時点、すなわち「深い吸気時」及び「深い呼気時」の状態にある。いかなる所与の以前の画像の第２のインデックスも、基準画像Ｒ１及びＲ２に対するその類似性の距離を示し、従って呼吸周期における相対位置を反映する。
【００２９】
基準画像Ｒ１、Ｒ２自体が、以前の画像から選択されたものであってもよい。以前の画像の中から極限の呼吸フェーズを規定する画像を見つけるために、各々の以前の画像について、一連のシーケンシャルな画像に対するその類似性の尺度が、経験的に計算されることができる。これらの類似性の尺度が、例えばほぼ呼吸周波数の２倍の周波数で周期的に変わる場合、経験的に考慮される以前の画像は、呼吸周期の中心フェーズからの画像である；しかしながら、類似性の尺度が、ほぼ単一の呼吸周波数で周期的に変化する場合、考慮される以前の画像は、呼吸の極限のフェーズに属し、それゆえ基準画像として使用するに適している。実際に、本発明のこの例示的な実施例の目的で、基準画像のどれが最大吸気時に対応し、どれが最大呼気時に対応するかを知る必要はなく、２つの極限の状態がそのようなものとして識別されることで十分である。
【００３０】
以下、現在画像に関連付けられるべき以前の画像を選択する例示的な方法を説明する。
【００３１】
図２は、本発明の例示的な実施例による選択の第１の方法を概略的な表現に基づいて示している。上側の行は、図１のモニタ６上の、カテーテル１２が延伸される物体ボリュームのライブ蛍光透視画像のシーケンスを表している。これらのライブ画像のうち１つが「現在画像」８を構成し、以下の説明はこれに基づく。
【００３２】
それぞれの以前の画像１０ａ、１０ｂ、...は、図１のモニタ７上で、ライブ画像に重ねられる；これら以前の画像は、メモリ４から取り出され、ときどき更新される。以前の画像は、例えば物体ボリューム内の血管ツリーを示す血管造影画像でありうる。以前の画像１０ａの選択及び以前の画像１０ａと現在画像８との位置合わせは、本発明の第１の例示的な実施例により３つのステップにおいて行われる。
【００３３】
第一に、予め決められた基準画像Ｒ１、Ｒ２に対して、現在画像８と同じ呼吸周期に関する類似性のギャップを有する画像が、メモリ４から選択される。このために、現在画像８は、それぞれの類似性の尺度ｒ１、ｒ２が計算されることができるように各々の基準画像Ｒ１、Ｒ２と比較される。
【００３４】
同様に、類似性の尺度が、基準画像Ｒ１、Ｒ２と、メモリ４に存在するすべての以前の画像と、の間で計算されることができる。尺度は変化しないので、後者は、以前の画像の所与の量について一度実施されなければならない。上述したように、類似性の尺度の対は、正規化されることができ、（呼吸）インデックスとして記憶された以前の画像に加えられる。従って、処理中に必要とされる計算作業の量は、かなり少ない。
【００３５】
類似性の尺度又はインデックスを使用して、以前の画像のサブ量Ｕが、決定されることができ、その要素は、現在画像８とほぼ同じ基準画像Ｒ１、Ｒ２に対する類似性の程度を有する。これは、これらの画像の類似性の尺度が例えばウィンドウ（ｒ１±Δ）、（ｒ２±Δ）内にあることを意味する。メモリ４が、この条件を満たすいかなる画像も含まない場合、選択方法がこの時点で中断されてもよい。
【００３６】
しかしながら、サブ量Ｕが、少なくとも１つの要素を含む場合、呼吸周期に関する第２の選択が、第２のステップにおいて実行される。サブ量Ｕの以前の画像が、個別に現在画像８と比較され、すなわち、関連付けられる類似性の対ｒ１'、ｒ２'が計算され、画像が現在画像８との類似性に関して制限値を越えるサブ量Ｖ≦Ｕが決定される。画像８との計算集約的な個別の比較は、量Ｕの事前の選択によって最小限にされる。
【００３７】
最後に、鼓動を考慮に入れるために、第３のステップにおいて、ＥＣＧの相対時間（時点）が現在画像８の相対ＥＣＧ時間（時点）に最も近い以前の画像１０ａが、サブ量Ｖから選択される。現在画像８及び以前の画像の心電図間の比較のために、例えばダイナミックプログラミングアルゴリズムによって、変換が決定される；この変換は、心電図を最適な形態で相互の上にマップし、それによって、心電図の著しいフィーチャ（Ｒ、Ｓ、Ｔローブ）間のフェーズ差の正確な予測を可能にする。
【００３８】
選択プロセスに続く後処理ステップ（図示せず）において、選択された以前の画像１０ａと現在画像８との間の動きの評価及び補正は、患者の（全身の）動きによる変化を補償するように実行されることができる。
【００３９】
上述の例示的な方法の場合、画像差のヒストグラムエネルギーが、２つの画像間の類似性の適切な例示の尺度である。比較されるべき画像は、１ピクセルずつ、互いから減算され、差分画像のヒストグラムが計算される。このプロセスは、第１の基準画像Ｒ１を、メモリ４に記憶されている以前の画像の各々と比較し、第２の基準画像Ｒ２を、メモリ４に記憶されている以前の画像の各々と比較するために実施される。結果として得られる各々のヒストグラムは、差分画像の何個のピクセルｎ（Ｇ）がその都度所与のグレースケール値Ｇを有するかを示す。類似性の尺度（ｒ１、ｒ２）は、定義上すべてのピクセルの平方和である個々のヒストグラムエネルギーとして計算されることができる：
【数１】
2008526420.tif 000003
【００４０】
この規定は、グレースケール値の集中を伴うヒストグラムが、高いヒストグラムエネルギーを有し、他方、すべてのピクセルにわたるグレースケール値の可能な限り均一な分布が、低いヒストグラムエネルギーを有することを意味する。従って、比較される画像が類似性の高い程度を有するとき、この規定に従う類似性の尺度は、低い数値を有し、その逆も同様である。当業者は、例えば局所的な相関関係、相互相関又は「相互情報」技法に基づいて、代替の類似性尺度を簡単に規定することができる。
【００４１】
選択された以前の画像１０ａは、モニタ上に、別個に又は現在画像８に重ねられて表示されることができる。
【００４２】
こうして、提案されるシステムの場合、１つの血管造影基準フレームの代わりに、血管造影法によって記録されるような、患者の最大限に息を吸った条件及び最大限に息を吐いた条件を示す２つの血管造影基準フレームが使用される。蛍光透視法の間、各々の取得された血管造影像が、両方の基準フレームと比較される。結果の対は、２つの血管造影基準フレームの間の蛍光透視フレームの微小な呼吸位置を与える。それによって、入力蛍光透視フレームについての合致する血管造影像の評価は、単一基準フレーム方法の場合よりもロバストに行われる。
【００４３】
付加の機能として、２基準フレーム方法の場合、血管造影呼吸スパンの外側にある蛍光透視フレームを検出することが可能である：
まず、入力蛍光透視画像の呼吸の類似性が、計算される。これらの値は、以前の蛍光透視フレームの対応する値と比較される。通常の条件下で、第１の蛍光透視像から第２の蛍光透視像に移ることによって、基準フレームＡとの類似性は増加し、基準フレームＢとの類似性は減少し、又はその逆となる。第２の蛍光透視像が、血管造影の呼吸状態のスパンの外側にある場合にのみ、血管造影基準フレームＡ及びＢとの類似性が、同時に増加し又は減少する。この場合、適当な尺度が採用されることができる：例えば、血管造影像及び蛍光透視像の割り当ては、蛍光透視シーケンスが再び血管造影の呼吸スパンに入るまで、中断されることができる。代替例として、血管造影像は、物体、特に心臓に対する呼吸の影響のモデルを使用して、外挿されることができる。この点に関する可能な選択は以下を含む：
ａ）心臓のｘ−ｙシフト及び呼吸状態の線形関係を仮定し（両方とも時間及びフェーズにおいて正弦波関数であるので）、線形回帰を使用して関係を計算し（血管造影像のシフトは、例えばコントラスト強調される血管ツリーの一部の相互相関を使用して計算される）、この関係に基づいて外挿する；
ｂ）現在フレームのフェーズを血管造影スパン（０又は２π）の極限のフェーズと仮定する。これは、フェーズが逆方向に進んでいると間違って仮定されることがある単一基準フレームを使用する従来技術の方法より優れた改善を少なくとも提供する；
ｃ）表示のために個々のフレームを拒絶する。
【００４４】
上述の実施例は、本発明を説明するものであって、本発明を制限するものではなく、当業者であれば、添付の特許請求の範囲に記載の本発明の範囲から逸脱することなく多くの代替実施例を設計することが可能であることに注意すべきである。請求項において、括弧内に配置されるいかなる参照符号も、請求項を制限するものとして解釈されない。「有する」及び「含む」等の語は、全体として、請求項又は明細書に列挙される以外の構成要素又はステップの存在を除外しない。単数形の構成要素の言及は、このような構成要素の複数の言及を除外せず、その逆も同様である。本発明は、異なるいくつかの構成要素を有するハードウェアによって、及び適切にプログラムされたコンピュータによって、実現されることができる。いくつかの手段を列挙する装置の請求項において、これらの手段のいくつかは、ハードウェアの１つの同じアイテムによって具体化されることができる。ある手段が相互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、これらの手段の組み合わせが有利に使用されることができないことを示さない。
【図面の簡単な説明】
【００４５】
【図１】本発明の例示的な実施例による画像処理システムを有するＸ線装置を示す概略図。
【図２】本発明の例示的な実施例による画像処理システムの動作原理を示す概略図。
【図１】
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【図２】
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【国際調査報告】
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