(57)【要約】  血管介入手順にて介入装置の正確な位置決めを支援する画像描写を提供する医用撮像装置及び方法を提案する。関心血管領域の解剖学的描写（ＡＲ）と、少なくとも１つの血管造影Ｘ線画像（ＲＡ）と、ライブフルオロスコピーＸ線画像（ＬＩ）とが収集される。放射線不透過性装置が関心血管領域内に固定的に配置されたとき、以下のステップが実行される：（ａ）解剖学的描写を少なくとも１つの血管造影Ｘ線画像にレジストレーション（Ｒ１）し、解剖学−血管造影レジストレーションを提供；（ｂ）少なくとも１つの血管造影Ｘ線画像及び少なくとも１つのライブフルオロスコピーＸ線画像を処理（ＤＰ）し、各Ｘ線画像内で放射線不透過性装置を識別；（ｃ）識別された放射線不透過性装置に基づいて少なくとも１つの血管造影Ｘ線画像を少なくとも１つのライブフルオロスコピーＸ線画像にレジストレーション（Ｒ２）し、血管造影−フルオロスコピーレジストレーションを提供；及び（ｄ）解剖学−血管造影レジストレーションと血管造影−フルオロスコピーレジストレーションとを結合し、解剖学−フルオロスコピーレジストレーションを提供（ＧＴＣ、ＲＡＬＣ）。最終的に、解剖学−フルオロスコピーレジストレーションから得られた、解剖学的描写と重ねられたライブ画像を示す画像描写が出力され、外科医が例えば心臓の大動脈基部内で人工大動脈弁を正確に位置付ける助けとなる。
2014504539.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
血管介入手順において介入装置の正確な位置決めを支援する画像描写を提供する医用撮像装置であって：
（ｉ）解剖学的描写提供装置から、関心血管領域の解剖学的描写を収集し；
（ｉｉ）少なくとも１つのＸ線画像収集装置から、血管内に造影剤が注入された前記関心血管領域の少なくとも１つの血管造影Ｘ線画像を収集し、且つ前記血管内に造影剤が注入されない前記関心血管領域の少なくとも１つのライブフルオロスコピーＸ線画像を収集し；
（ｉｉｉ）以下の処理ステップ：
−  前記解剖学的描写を前記少なくとも１つの血管造影Ｘ線画像にレジストレーションして、解剖学−血管造影レジストレーションを提供するステップ；
−  前記少なくとも１つの血管造影Ｘ線画像及び前記少なくとも１つのライブフルオロスコピーＸ線画像を処理して、前記血管造影Ｘ線画像及び前記ライブフルオロスコピーＸ線画像の各々内で、前記関心血管領域と空間的に相関を有するように配置された放射線不透過性装置を識別するステップ；
−  前記識別された放射線不透過性装置に基づいて前記少なくとも１つの血管造影Ｘ線画像を前記少なくとも１つのライブフルオロスコピーＸ線画像にレジストレーションして、血管造影−フルオロスコピーレジストレーションを提供するステップ；及び
−  前記解剖学−血管造影レジストレーションと前記血管造影−フルオロスコピーレジストレーションとを結合して、解剖学−フルオロスコピーレジストレーションを提供するステップ；
を実行し；且つ
（ｉｖ）前記解剖学−フルオロスコピーレジストレーションから得られた画像描写を出力する
ように適応された装置。
【請求項２】
収集される前記解剖学的描写は、介入前に収集された２次元データセット及び３次元データセットのうちの一方から得られる、請求項１に記載の装置。
【請求項３】
収集される前記解剖学的描写はＣＴスキャンから得られる、請求項１又は２に記載の装置。
【請求項４】
前記関心血管領域は大動脈基部を取り囲む領域である、請求項１乃至３の何れか一項に記載の装置。
【請求項５】
前記放射線不透過性装置はピッグテールカテーテルである、請求項１乃至４の何れか一項に記載の装置。
【請求項６】
前記血管造影Ｘ線画像及び前記少なくとも１つのライブフルオロスコピーＸ線画像は、等しい画像収集ジオメトリにある同じＸ線画像収集装置を用いて収集される、請求項１乃至５の何れか一項に記載の装置。
【請求項７】
当該医用撮像装置は更に、様々な収集ジオメトリの下で複数の血管造影シーケンスを収集するように適応され、該シーケンスのうちの１つは、前記関心血管領域と空間的に相関を有するように配置された前記放射線不透過性装置を含み、該シーケンスのうちの該１つは基準血管造影図として選択され、前記複数の血管造影シーケンスは、前記基準血管造影図に対応する前記解剖学−血管造影レジストレーションを計算するために使用される、請求項１乃至６の何れか一項に記載の装置。
【請求項８】
複数の血管造影Ｘ線画像が収集され、該複数の血管造影Ｘ線画像のうちの少なくとも１つが、その後の前記血管造影−フルオロスコピーレジストレーションの最適化された提供のために選択される、請求項１乃至７の何れか一項に記載の装置。
【請求項９】
前記放射線不透過性装置は、セグメンテーション法及び特徴分析法のうちの一方を用いて前記関心血管領域内で識別される、請求項１乃至８の何れか一項に記載の装置。
【請求項１０】
当該医用撮像装置は更に、前記出力される画像描写内に、血管介入手順における介入装置の正確な位置決めを更に支援するための、視覚化された位置決めマークを生成するように適応される、請求項１乃至９の何れか一項に記載の装置。
【請求項１１】
請求項１乃至１０の何れかに記載の医用撮像装置を有するカテーテル検査室システム。
【請求項１２】
血管介入手順において介入装置の正確な位置決めを支援する画像描写を提供する方法であって：
（ｉ）解剖学的描写提供装置から、関心血管領域の解剖学的描写を収集し；
（ｉｉ）少なくとも１つのＸ線画像収集装置から、血管内に造影剤が注入された前記関心血管領域の少なくとも１つの血管造影Ｘ線画像を収集し、且つ前記血管内に造影剤が注入されない前記関心血管領域の少なくとも１つのライブフルオロスコピーＸ線画像を収集し；
（ｉｉｉ）以下の処理ステップ：
−  前記解剖学的描写を前記少なくとも１つの血管造影Ｘ線画像にレジストレーションして、解剖学−血管造影レジストレーションを提供するステップ；
−  前記少なくとも１つの血管造影Ｘ線画像及び前記少なくとも１つのライブフルオロスコピーＸ線画像を処理して、前記血管造影Ｘ線画像及び前記ライブフルオロスコピーＸ線画像の各々内で、前記関心血管領域と空間的に相関を有するように配置された放射線不透過性装置を識別するステップ；
−  前記識別された放射線不透過性装置に基づいて前記少なくとも１つの血管造影Ｘ線画像を前記少なくとも１つのライブフルオロスコピーＸ線画像にレジストレーションして、血管造影−フルオロスコピーレジストレーションを提供するステップ；及び
−  前記解剖学−血管造影レジストレーションと前記血管造影−フルオロスコピーレジストレーションとを結合して、解剖学−フルオロスコピーレジストレーションを提供するステップ；
を実行し；且つ
（ｉｖ）前記解剖学−フルオロスコピーレジストレーションから得られた画像描写を出力する
ことを有する方法。
【請求項１３】
コンピューティング装置によって実行されるときに、請求項１２に記載の方法を実行するように適応されたコンピュータプログラム。
【請求項１４】
請求項１３に記載のコンピュータプログラムを格納したコンピュータ読み取り可能媒体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば経カテーテル大動脈弁埋込（transcatheter  aortic  valve  implantation；ＴＡＶＩ）などの血管介入手順において例えば人工大動脈弁などの介入装置の正確な位置決めを支援する画像描写を提供する医用撮像装置及び方法に関する。また、本発明は、対応するカテーテル検査室システム、対応するコンピュータプログラム、及びそのようなコンピュータプログラムを有するコンピュータ読み取り可能媒体に関する。
【背景技術】
【０００２】
血管介入（インターベンション）手順はしばしば、更なる手順段階の前に血管内の介入装置の位置を特定する作業を有する。例えば、ＴＡＶＩインターベンションにおいて、非常に重要なポイントは、埋込型装置の固定又は配備に先立っての蛍光透視法（フルオロスコピー）の下での埋込型装置の正確な位置決めである。そのような位置決めを達成するため、典型的に、血管造影、すなわち、関心血管領域内に存在する造影剤を用いたＸ線画像収集が実行され、埋込型装置の固定のための、すなわち、例えば置換大動脈弁の配備のための最適投影が決定される。例えば良好なコントラストを特徴とする１枚の画像が、埋込に先立つ基準画像として、手動選択され、格納され、その後に使用され得る。造影剤の注入は、大動脈基部に置かれた所謂ピッグテールカテーテルを介して達成され得る。
【０００３】
正確な位置決めを促進するため、ロードマッピング法又はアウトライニング（輪郭描写）法が例えば特許文献１にて提案されている。それにおいては、ライブビュー、すなわち、関心血管領域内に造影剤が存在しないフルオロスコピーＸ線画像が、大動脈基部の解剖学的描写（例えば、基準の大動脈造影図から抽出された大動脈基部の輪郭、３Ｄ介入前データから得られたモデル、これらの組合せなど）と重ね合わされ得る。この解剖学的描写は、ライブ画像と正確にレジストレーションされるべきであり、そのようなライブレジストレーションはしばしばトラッキングと呼ばれている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】国際公開第２０１０／０６７３００号パンフレット
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
例えば弁構造などの血管構造の造形は、ライブのフルオロスコピーＸ線画像内で視認しにくいので、ライブデータとの解剖学的描写のレジストレーションは非常に難題であり得る。
【０００６】
ライブデータに対する解剖学的描写のレジストレーション処理のためのロバストな方法を実現する医用撮像装置が望まれる。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
このような望みは、独立請求項に係る主題によって達成され得る。本発明の更なる実施形態が従属請求項に規定される。
【０００８】
本発明の一態様によれば、血管介入手順において介入装置の正確な位置決めを支援する画像描写を提供する医用撮像装置が提案される。当該医用撮像装置は、限定はされないが好ましくは指し示した順序で、以下のステップを実行するように適応される：
（ｉ）解剖学的描写提供装置から、関心血管領域の解剖学的描写を収集する；
（ｉｉ）血管内に造影剤が注入された関心血管領域の少なくとも１つの血管造影Ｘ線画像を収集し、且つ血管内に造影剤が注入されない関心血管領域の少なくとも１つのライブフルオロスコピーＸ線画像を収集する。これら血管造影Ｘ線画像及びライブフルオロスコピーＸ線画像の双方が、少なくとも１つのＸ線画像収集装置から収集され得る；
（ｉｉｉ）以下の処理ステップを実行する：
（ａ）解剖学的描写を前記少なくとも１つの血管造影Ｘ線画像にレジストレーションして、解剖学−血管造影レジストレーションを提供する；
（ｂ）前記少なくとも１つの血管造影Ｘ線画像及び前記少なくとも１つのライブフルオロスコピーＸ線画像を処理して、血管造影Ｘ線画像及びライブフルオロスコピーＸ線画像の各々内で、関心血管領域と空間的に相関を有するように配置された（例えば、関心血管領域内に固定的に配置される）放射線不透過性装置を識別する；
（ｃ）識別された放射線不透過性装置に基づいて前記少なくとも１つの血管造影Ｘ線画像を前記少なくとも１つのライブフルオロスコピーＸ線画像にレジストレーションして、血管造影−フルオロスコピーレジストレーションを提供する；及び
（ｄ）解剖学−血管造影レジストレーションと血管造影−フルオロスコピーレジストレーションとを結合して、解剖学−フルオロスコピーレジストレーションを提供する；
（ｉｖ）解剖学−フルオロスコピーレジストレーションから得られた画像描写を出力する。
【０００９】
血管介入手順の一具体例として、置換大動脈弁を大動脈基部内に正確に位置付けるべき経カテーテル大動脈弁埋込（ＴＡＶＩ）を参照して、本発明の要点を説明する。このようなＴＡＶＩにおいては、バルブの精密な位置決めのために、介入前データ又は介入前後データから得られた解剖学的描写の、ライブフルオロスコピー画像との正確なレジストレーションが有益となり得る。しかしながら、フルオロスコピーによるライブ画像内では解剖学的構造を視認しづらいことがあり、そのようなライブレジストレーション処理（トラッキング）は困難であり得る。故に、例えばピッグテールカテーテルなどの放射線不透過性装置の大動脈基部の１つの洞（サイナス）内への固定を、この放射線不透過性装置が大動脈及び弁構造とコヒーレントに動くように強制することを提案する。放射線不透過性装置が、解剖学的描写とライブビューとの空間レジストレーションにおける媒介役を務めるよう、基準大動脈撮影図（すなわち、関心大動脈領域の血管造影Ｘ線画像）と関心血管領域のライブフルオロスコピー画像との双方内で処理・識別される。
【００１０】
以下では、本発明の実施形態が取り得る特徴及び利点を提示する。
【００１１】
提案する医用撮像装置によって収集される解剖学的描写は、介入前に収集された、すなわち、血管介入手順に先立って収集された、２次元データセット又は３次元データセットから取得され得る。例えば、解剖学的描写はコンピュータ断層撮影（ＣＴ）スキャンから取得され得る。
【００１２】
特にＴＡＶＩ介入手順においては、関心血管領域は、大動脈弁置換が達成されるべき心臓の大動脈基部を取り囲む領域とし得る。そのような場合、放射線不透過性装置は、弁洞のうちの１つ内に配置され工程され得る。弁洞は、例えばカテーテルが少なくとも弁の配備時まで安全に固定され得る典型的な解剖学的スポットである。故に、放射線不透過性装置は大動脈弁に固定的に接続され、それにより、当該装置及び弁構造が、心臓サイクル中にともに動くように、空間的にしっかりと接続され得る。
【００１３】
放射線不透過性装置は、例えば血管造影図を生成するときに造影剤注入のために日常的に使用されるような、ピッグテールカテーテルとし得る。
【００１４】
上記少なくとも１つの血管造影Ｘ線画像及び上記少なくとも１つのライブフルオロスコピーＸ線画像は、等しい画像収集ジオメトリにある同じＸ線画像収集装置を用いて収集され得る。換言すれば、血管介入手順において、先ず、関心血管領域内に造影剤が存在している間に、Ｘ線画像収集装置を用いて血管造影Ｘ線画像が収集される。この手順の後の段階にて、すなわち、例えば置換大動脈弁などの介入装置を関心血管領域内に位置付けるべきときに、画像収集ジオメトリを血管造影Ｘ線画像撮影時と同じにした同じＸ線画像収集装置を用いて、関心血管領域内に造影剤を存在させずに１つ以上のライブフルオロスコピーＸ線画像が収集され得る。また、放射線不透過性装置は、血管造影Ｘ線画像収集とライブフルオロスコピーＸ線画像収集との双方で、関心血管領域内の同じ位置にあるはずである。故に、血管造影Ｘ線画像及びライブフルオロスコピーＸ線画像の各々内で放射線不透過性装置が識別されると、容易に、これら２つのＸ線画像を相互にレジストレーションして、血管造影−フルオロスコピーレジストレーションを生成し得る。
【００１５】
その後の血管造影−フルオロスコピーレジストレーションを最適化するため、提案する医用撮像装置は、単一の血管造影Ｘ線画像のみでなく、複数の血管造影Ｘ線画像を収集するように適応され得る。そして、複数の血管造影Ｘ線画像のうちの少なくとも１つの特定の血管造影Ｘ線画像が、その後の血管造影−フルオロスコピーレジストレーションのために選択され得る。例えば、血管造影画像シーケンスからの唯一の特定の画像が選択され、この画像は、例えば、最良の造影剤充填状態、特定の心臓位相、又は血管造影−フルオロスコピーレジストレーションのその後の提供を最適化するのに有利なその他の基準を表す。他の例では、血管造影画像シーケンスから、１心臓サイクルの一部又は完全な１心臓サイクルを構成する複数の血管造影Ｘ線画像が選択されてもよい。
【００１６】
他の例では、様々なジオメトリを用いて複数の血管造影画像シーケンスが収集され得る。これら複数の血管造影シーケンスは、基準の所与のフレーム（例えば、手術室の基準のフレーム）内の解剖学的描写をレジストレーションするために結合して使用され、これら血管造影シーケンスのうちの１つは放射線不透過性装置を含んでいるはずであり、装置識別からのライブ画像とのレジストレーションに使用される。
【００１７】
血管造影Ｘ線画像及びライブフルオロスコピーＸ線画像の各々において関心血管領域内の放射線不透過性装置を識別するため、セグメンテーション技術又は特徴分析技術が使用され得る。換言すれば、このような技術を用いて、放射線不透過性装置の位置、向き及び／又は輪郭が、これらＸ線画像内で見出され、その後に画像をレジストレーションするために使用され得る。識別処理はまた、ピクセルごとに該ピクセルが標的装置に属している見込みを指し示すピクセルベースの測定値を計算するものとなる“ファジー識別”を用いてもよい。
【００１８】
血管介入手順における介入装置の正確な位置決めを更に支援するため、提案する医用撮像装置は更に、出力される画像描写内に、視覚化された位置決めマークを生成するように適応され得る。例えば、解剖学−フルオロスコピーレジストレーションから得られた画像描写内に、画像平面上に投影された弁の輪郭が視覚化され得る。純粋な解剖学的情報に加えて、この画像描写は更に、例えば弁の精密な位置決めにとって重要な要素であり得る弁の面（投影内で、直線若しくは平行四辺形、又は例えば円若しくは楕円などの単純な形状として見える）の模式描写など、幾何学要素を含み得る。
【００１９】
提案する医用撮像装置は、手術室環境で使用されることがあるＸ線カテーテル検査室システムにて適用され得る。また、装置媒介レジストレーションが有意義であり得るその他の状況でも活用され得る。
【００２０】
本発明の更なる一態様によれば、適切なコンピューティング装置又はプログラム可能システム上で実行されるときに、提案した医用撮像装置に関して上述した方法ステップを実行するように適応されたことを特徴とするコンピュータプログラム及びコンピュータプログラム要素が提案される。実際、そのようなコンピュータプログラムが実行されるコンピューティング装置又はプログラム可能システムであって、解剖学−血管造影レジストレーション、血管造影−フルオロスコピーレジストレーション、そして最終的に解剖学−フルオロスコピーレジストレーションを提供するためのデータ処理の入力として解剖学的描写データ及びＸ線画像データを収集するための例えば好適なインタフェース、プロセッサ及びメモリを更に有するコンピューティング装置又はプログラム可能システムは、上述の医用撮像装置として動作することができる。
【００２１】
本発明の更なる一態様によれば、前段落に記載したコンピュータプログラムを格納した、例えばＣＤ−ＲＯＭなどのコンピュータ読み取り可能媒体が提示される。しかしながら、コンピュータプログラムはまた、ネットワーク上で提示されて、そのようなネットワークからデータプロセッサの作業メモリへとダウンロードされてもよい。従って、コンピュータ読み取り可能媒体は、コンピュータプログラムをダウンロード可能にする媒体であってもよい。
【００２２】
なお、ここでは、本発明の実施形態の特徴及び利点は、異なる複数の主題を参照して説明される。特に、一部の実施形態は方法タイプの特徴に関して説明され、他の一部の実施形態は装置タイプの特徴に関して説明される。しかしながら、当業者が以上及び以下の記載から認識するように、特に言及されていない限り、１つのタイプの主題に属する特徴の組合せに加えて、相異なる主題に関する特徴間の組み合わせも、本出願で開示されていると見なされるものである。特に、複数の特徴が組み合わされて、それら特徴の単純な和を超える相乗効果をもたらし得る。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
本発明の上述の特徴及び実施形態、並びに更なる特徴及び利点を、実施形態例を参照して以下に記載・説明される実施形態から得ることができる。しかしながら、本発明はそれらの実施形態に限定されるものではない。以下、図面を参照して、本発明を更に詳細に説明する。
【図１】血管介入手順の正確な位置決めのためにカテーテル検査室で使用されるＸ線撮像システムを示す図である。
【図２】介入装置が内部に配置される大動脈の構造を示す図である。
【図３】本発明に係る医用撮像装置によって実行される方法ステップを記述する図である。  これらの図は、単に模式的なものであり、正確な縮尺ではない。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
図１は、心臓弁置換の正確な位置決めのための検査装置を備えたカテーテル検査室で使用されるＸ線撮像システム１０を模式的に示している。検査装置は、Ｘ線放射を生成するＸ線源１２が設けられたＸ線画像収集装置を有する。検査対象の患者を受け入れるテーブル１４が設けられている。また、Ｘ線源１２の反対側に、Ｘ線画像検出モジュール１６が配置されている。すなわち、放射線手順において、被検体はＸ線源１２と検出モジュール１６との間に配置される。検出モジュール１６は、検出モジュール１６及びＸ線源１２の双方に接続されたデータ処理ユニット１８にデータを送信する。また、このＸ線撮像システムを操作する人物、すなわち、例えば心臓医又は心臓外科医などの臨床医に情報を表示するために、テーブル１４の近傍に表示装置２０が配置されている。好ましくは、表示装置２０は、検査状況に応じた個別調整を可能にするよう、移動可能に取り付けられる。また、ユーザが情報を入力するために、インタフェースユニット２２が配設されている。基本的に、Ｘ線源１２及び画像検出モジュール１６は、患者をＸ線放射に曝すことによって画像を生成し、これらの画像はデータ処理ユニット１８にて更に処理される。なお、図示されているのは、所謂Ｃ型のＸ線画像収集装置の例である。当然ながら、本発明はその他の型のＸ線画像収集装置にも関する。
【００２５】
次いで、本発明に係る手順を更に詳細に説明する。この手順は、例えば、本発明の一実施形態に係る医用撮像装置を形成し得るデータ処理装置１８にて実行され得る。
【００２６】
本発明によれば、図１に示される画像収集装置は、造影剤が注入された関心血管領域の少なくとも１つの血管造影Ｘ線画像を収集し、且つ関心血管領域の少なくとも１つのライブフルオロスコピー画像を収集するように適応される。どちらのＸ線画像もデータ処理ユニット１８に送られ得る。データ処理ユニット１８は、双方の収集画像内で情報データを識別し、関心血管領域内に前もって導入されている放射線不透過性の装置を識別あるいは検出するように適応される。
【００２７】
データ処理ユニット１８はまた、血管造影Ｘ線画像の血管描写をフルオロスコピーＸ線画像とレジストレーションするように適応され、そのレジストレーション処理のために、識別された放射線不透過性装置についての情報が使用される。
【００２８】
さらに、この処理装置は、血管介入手順に先立って例えばＣＴスキャンなどを用いて収集された関心血管領域の解剖学的描写を取得あるいはインポートして保存し、この解剖学的描写を上記少なくとも１つの血管造影Ｘ線画像とレジストレーションするように適応され得る。
【００２９】
これら２つのレジストレーションステップにより、ライブフルオロスコピー画像との解剖学的描写の最終的なレジストレーションが生成され、外科医が置換大動脈弁を正確に位置決めするのを支援するようにディスプレイ２０上に表示され得る。
【００３０】
高齢化のために心臓弁の問題又は心臓弁疾患の処置はますます重要になっており、そのような疾患は生まれつきの心臓弁の置換を必要とすることが通常であるので、本発明は、例えば経皮的心臓弁埋込において、より良好な情報を心臓医又は外科医に提供する。本発明は例示的に大動脈弁の置換との関連で説明されるが、本発明は、例えば肺動脈弁、僧帽弁及び三尖弁などの他の種類の心臓弁の置換にも関係し得る。当然ながら、本発明はまた、例えば欠陥を有する血管断面をもつ血管領域に、例えばステントを挿入するといった、その他の血管処置にも関係し得る。他の一例は、腎動脈内にピッグテールが固定され得る血管内大動脈瘤修復（Endo-Vascular  Aortic  Aneursym  Repair；ＥＶＡＲ）と呼ばれる腹部大動脈瘤（ＡＡＡ）内処置である。
【００３１】
図２には、主血管に関して右部分２１２と左部分２１４とを有する心臓２１０が示されている。右部分２１２はこの略図において大静脈上に位置している。これは、右冠動脈によって活性化される部分を指定する。左部分の頂部に、幾つかのその他の血管２２０が大動脈２１６に接続される部分であるアーチ部２１８を形成する上行大動脈を見て取れる。そして、大動脈２１６は下方につながり、そこで例えば腹腔動脈２２２及び上腸間膜動脈２２４などの更なる血管が接続されている。さらには、大動脈は腎動脈２２６と下腸間膜動脈２２８と腸骨動脈２３０とに分裂している。この部分は腹部大動脈とも呼ばれる。いわば大動脈２１６の開始点である心臓自体への接続点は、基部２３２すなわち大動脈基部である。さらに、２つの冠動脈２３３が基部領域２３２内で接続されている。図２には示されない大動脈心臓弁は基部２３２に位置する。
【００３２】
例えば基部２３２に位置する大動脈弁の置換などの心臓弁置換では、弁送達カテーテルが、腸骨動脈２３０のうちの１つ内へと脚の付け根に挿入され、置換されるべき心臓弁まで通され得る。換言すれば、カテーテルは、アーチ２１８を通って基部領域２３２に達するまで大動脈を辿り、そこで、正確な位置決めの後に弁が配備され得る。
【００３３】
ここに記載される方法ステップに従って生成される複合的な画像描写の表示を外科医に提供することにより、人工心臓弁を正確な位置に持っていくためのカテーテル又はその他の位置決めツールの位置特定又は位置決めについての改善あるいは強化された情報が外科医に提供される。
【００３４】
故に、表示された合成画像描写は、心臓外科医又は心臓医に、人工弁の正確な配備のために必要な情報を提供する。
【００３５】
現実のそれぞれ最新の情報のため、フルオロスコピー画像収集を所定の間隔（インターバル）で繰り返すことが可能である。通常、フルオロスコピー画像収集ステップは、造影剤を使用せずに始められる。本発明に従った合成画像を外科医に提供することにより、介入手順中に使用される造影剤の量を削減することが可能であり、これは、例えば腎臓の問題を抱える患者にとって大きな軽減を意味し得る。
【００３６】
以下、図３を参照して、本発明の一実施形態に係る医用撮像装置で実行される主な処理ステップを説明する。
【００３７】
医用撮像装置は以下のデータ入力を必要とする。
【００３８】
（ｉ）解剖学的描写（Anatomy  Representation；ＡＲ）：これは典型的に、弁及びその周囲を記述する。これは、例えばＣＴスキャンからの、介入前３Ｄデータセットから取得され得る。この場合、この描写は、大動脈基部の３Ｄ描写、様々な弁要素の３Ｄ描写、弁を取り囲む考え得る石灰化スポットの３Ｄ描写などを含むことができる。この描写はまた、介入前の情報源及び介入前後の情報源からの要素を結合することができる。
【００３９】
（ｉｉ）執行プロトコル（Enforcement  Protocol；ＥＰ）：この入力は、血管造影画像収集時及びライブフルオロスコピーＸ線画像収集時の双方において、標的の生体構造（弁及び大動脈基部）に対して空間的に強固に接続される位置での放射線不透過性装置（典型的に、ピッグテールカテーテル、又は何らかの介入関連の放射線不透過性装置）の固定を強制することにある本発明の一態様を象徴的に表現する。弁洞（図２）は典型的に、そのような固定が容易に達成され得る解剖学的位置である。実際、このスポットは、ピッグテールカテーテルの“パーキング（駐車）”のために既に使用されている。放射線不透過性装置は、弁の最終配備まで適所に留まることができ、そこで、装置の拘置を望まない場合に装置は取り除かれるべきである。しかしながら、これは、細かい配置段階の全体において装置を置いたままの状態にし得ることを意味する。
【００４０】
（ｉｉｉ）基準大動脈撮影図（Reference  Aortogram；ＲＡ）：これは、この種の介入で状況を調べるために普通に達成されるような典型的な大動脈撮影図である。執行プロトコルを満足すること、及び後のフルオロスコピーと同じ収集ジオメトリ（幾何学配置）に対応すること、という制約が存在してもよい。実際には、ここでは、元となる大動脈撮影図の一部のみが考慮される。これは、１つの選択された大動脈撮影画像（最良の造影剤充填、特定の心臓位相、その他の基準など）であってもよいし、完全な大動脈撮影図から抽出される１つの完全なる心臓サイクル（最良に注入された心臓サイクル）によって構成されてもよい。
【００４１】
（ｉｖ）ライブ画像（Live  Image；ＬＩ）：これらは、特には細かい装置配置及び最終配備を達成するために使用される連続的したフルオロスコピーシーケンスによって構成される。図に指し示されるように、この入力も執行プロトコルに従う。
【００４２】
これらのデータ入力を用いて、医用撮像装置は以下の処理ステップを実行し得る。
【００４３】
（ａ）大動脈撮影図に対する解剖学的描写のレジストレーション（Ｒ１）：
解剖学的描写が、基準大動脈撮影図に対して空間コヒーレンスの状態に持ち込まれる。解剖学的描写が３Ｄの介入前後のデータから取得される場合、レジストレーションは複雑で不完全なもの（例えば、深さが不確実な３Ｄ−２Ｄレジストレーション）になり得るが、２つのデータセットの正確なマッチングを保証するには十分である。この処理は、例えばハフ変換に基づく手法やパラメトリック最小二乗法などの伝統的な手法を使用し得る。その結果は幾何学変換Ｔ（Ｒ→Ａ）である。大動脈撮影図が例えば完全なる１心臓サイクルを構成するものなどの複数の画像のうちの１つの選択物である場合、このレジストレーションステップは、大動脈撮影図の全ての画像に適用されて、一組の幾何学変換（１つの大動脈撮影画像あたり１つ）を生み出してもよい。使用される実際のレジストレーション手法に応じて、幾何学変換Ｔ（Ｒ→Ａ）は、例えば、このレジストレーション処理でそのパラメータが計算されたパラメータ変換として、あるいはＲの全てのピクセル若しくはボクセルについて定められてＡの位置（これは、Ａの複数の実際の画素間にあることがあり、故に、変換時にデータ補間を要し得る）を指し示す完全なベクトル場としてなど、多様な方法で表現され得る。大動脈撮影図を解剖学的描写に結び付ける逆変換Ｔ（Ａ→Ｒ）も、この処理において利用可能にされ得る。他の例では、様々なジオメトリで複数の血管造影画像シーケンスが収集され得る。これら複数の血管造影シーケンスは、基準の所与のフレーム（例えば、手術室の基準のフレーム）内の解剖学的描写をレジストレーションするために結合して使用され、これら血管造影シーケンスのうちの１つは放射線不透過性装置を含んでいなければならず、それが基準血管造影図として定められる。異なる収集ジオメトリに対応する複数の血管造影シーケンスを用いることは、通常、より良好なレジストレーション精度をもたらす。解剖学的描写が基準の所与のフレーム内でレジストレーションされると、その基準の所与のフレーム内の基準血管造影図の収集ジオメトリを用いて変換Ｔ（Ｒ→Ａ）を得ることができる。
【００４４】
（ｂ）入力された大動脈撮影図（ＲＡ）及びライブフルオロスコピー画像（ＬＩ）の双方での装置処理（Device  Processing；ＤＰ）：
後のレジストレーションに必要な素材を生成するために、入力された大動脈撮影図及びライブフルオロスコピー画像の双方において、固定された放射線不透過性装置が処理される。この段階においては、典型的に、例えば装置のフットプリント識別を用いるハードセグメンテーション、又は例えば頭頂部や向きなどを用いる特徴抽出の何れかが使用される。後者の場合、その結果は、ピクセルごとに該ピクセルが標的の装置に属する可能性又は確率が測定結果によって指し示されるピクセルレベルの測定マップによって構成され得る。結果として得られた素材は、それぞれ、処理済み大動脈撮影図（Processed  Aortogram；ＰＡ）及び処理済みライブ画像（Processed  Live  images；ＰＬ）と呼び得る。大動脈撮影図が複数の画像で構成される場合、ＰＡは全ての大動脈撮影画像の処理の出力を含み得る。ライブ入力については、全てのフルオロスコピー画像が処理される。これら２つの処理ステップＤＰは、何れも放射線不透過性装置のバイナリ識別又はファジー識別を目指すものであるが、血管造影データ又はライブフルオロスコピーデータの何れに適用されるかが異なる。
【００４５】
（ｃ）ライブフルオロスコピー画像に対する大動脈撮影図のレジストレーション（Ｒ２）：
素材ＰＡ及びＰＬに基づき、大動脈撮影図及びライブ入力が空間的に対応する状態に持ち込まれ得る。装置由来のデータを活用するこのステップでは、典型的なレジストレーション手法を用いることができる。ＰＡが完全なる１心臓サイクルに対応する場合、この処理には心臓位相のペアリングが含まれ得る。全体的（グローバル）なシーケンス間レジストレーションのステップも考慮され得る。何れの場合も、全てのライブフルオロスコピー画像について、この画像を複数の大動脈撮影画像（それらのうちの幾つかであっても）のうちの１つに結び付けるレジストレーション幾何学変換Ｔ（Ａ→Ｌ）が生成される。使用される実際のレジストレーション手法に応じて、幾何学変換Ｔ（Ａ→Ｌ）は、例えば、このレジストレーション処理でそのパラメータが計算されたパラメータ変換として、あるいはＡの全てのピクセルについて定められてＬの位置（これは、Ｌの複数の実際の画素間にあることがあり、故に、変換時にデータ補間を要し得る）を指し示す完全なベクトル場としてなど、多様な方法で表現され得る。ライブデータを大動脈撮影図に結び付ける逆変換Ｔ（Ｌ→Ａ）も、この処理において利用可能にされ得る。
【００４６】
（ｄ）幾何学変換結合（Geometrical  Transform  Combination；ＧＴＣ）：
変換Ｔ（Ｒ→Ａ）とＴ（Ａ→Ｌ）とを代数的に結合して、解剖学的描写をライブ画像に結び付ける変換Ｔ（Ｒ→Ｌ）：
【００４７】
【数１】
2014504539.tif 000003
を得ることができる。この処理にて、実際の直接変換Ｔ（Ｒ→Ａ）とＴ（Ａ→Ｌ）及び／又はそれらに対応する逆変換Ｔ（Ａ→Ｒ）とＴ（Ｌ→Ａ）が用いられ得る。得られる幾何学変換Ｔ（Ｒ→Ｌ）は、例えばパラメータ変換として、あるいは完全なワーピング場としてなど、多様な方法で表現され得る。逆変換Ｔ（Ｌ→Ｒ）も、この処理において利用可能にされ得る。
【００４８】
（ｅ）レジストレーション済み解剖学的描写＆ライブ画像結合（Registered  Anatomy  representation  ＆  Live  image  Combination；ＲＡＬＣ）：
Ｔ（Ｒ→Ｌ）の適用後、解剖学的描写はライブ画像と空間的に対応する状態に持ち込まれる。続いて、双方のデータストリームの結合／融合を行うことができる。
【００４９】
結果（Ｒ）は典型的に、レジストレーションされた解剖学的描写が様々な方法で重ね合わされたライブフルオロスコピー画像シーケンスである。例えば、画像平面上に投影された弁の輪郭が視覚化され得る。
【００５０】
ここで最後に言っておくことには、用語“有する”はその他の要素又はステップを排除するものではなく、不定冠詞“ａ”又は“ａｎ”は複数であることを排除するものではない。単一のプロセッサ又はその他のユニットが、請求項に記載される複数の要素の機能を果たしてもよい。特定の複数の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、それらの手段の組合せが有利に使用され得ないということを指し示すものではない。請求項中の如何なる参照符号も、その範囲を限定するものとして解釈されるべきでない。
【符号の説明】
【００５１】
１０    Ｘ線撮像システム
１２    Ｘ線源
１４    テーブル
１６    Ｘ線検出モジュール
１８    データ処理ユニット
２０    表示装置
２２    インタフェースユニット
２１０  心臓
２１２  心臓の右部分
２１４  心臓の左部分
２１６  大動脈
２１８  アーチ
２２０  その他の血管
２２２  腹腔動脈
２２４  上腸間膜動脈
２２６  腎動脈
２２８  下腸間膜動脈
２３０  腸骨動脈
２３２  大動脈基部
２３３  冠動脈
２３６  ピッグテールカテーテル
２３７  大動脈洞
【図１】
2014504539.tif 000004
【図２】
2014504539.tif 000005
【図３】
2014504539.tif 000006
【国際調査報告】
2014504539.tif 000007
2014504539.tif 000008
2014504539.tif 000009