(57)【要約】装置および方法が記載されており、それらは、対象の身体の部分内に挿入された機器の入力血管造影画像と共に使用するためのものであり、該血管造影画像は、造影剤の存在下において取得されたものである。少なくとも１つのプロセッサ（１１）は、背景画像生成機能（１３）を有し、該背景画像生成機能（１３）は背景画像を生成するように構成されており、該背景画像では、該入力画像における第１の画素の周辺と第２の画素の周辺との相対値に少なくとも部分的に基づいて、該第２の画素に対する相対値が該第１の画素に割り当てられている。鮮明化画像生成機能（１４）は、鮮明化された画像を生成するように構成されており、該鮮明化された画像では、該入力画像を該背景画像で除算することによって、該機器の該放射線不透過部分の視認性が該入力画像と比べて向上している。出力生成機能（１５）は、該鮮明化された画像に基づく出力を表示するようにディスプレイ（１６）を駆動するように構成されている。他の適用もまた記載されている。【選択図】図１Ｂ
2014527417.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
装置であって、当該装置は、対象の身体の部分内に挿入された機器の入力血管造影画像と共に使用するためのものであり、該機器は、その放射線不透過部分を有し、該血管造影画像は、該身体部分内における造影剤の存在下において取得されたものであり、かつ、当該装置はディスプレイと共に使用するためのものであり、当該装置は、
少なくとも１つのプロセッサを有し、該プロセッサは、
背景画像生成機能を有し、該背景画像生成機能は背景画像を生成するように構成されており、該背景画像では、該入力画像における第１の画素の周辺と第２の画素の周辺との相対値に少なくとも部分的に基づいて、該第２の画素に対する相対値が該第１の画素に割り当てられており、
鮮明化画像生成機能を有し、該鮮明化画像生成機能は鮮明化された画像を生成するように構成されており、該鮮明化された画像では、該入力画像を該背景画像で除算することによって、該機器の該放射線不透過部分の視認性が該入力画像と比べて向上しており、かつ、
出力生成機能を有し、該出力生成機能は、該鮮明化された画像に基づく出力を表示するようにディスプレイを駆動するように構成されている、
前記装置。
【請求項２】
該背景画像生成機能が、
該入力画像における第３の画素および第４の画素の周辺の互いに対する類似度よりも、該第１の画素および該第２の画素が該入力画像において互いに対してより類似した周辺を有することに基づいて、
該背景画像において、該第３の画素および該第４の画素に割り当てられる画素値の類似度よりも互いに対して類似した該第１の画素および該第２の画素に対する画素値を割り当てることによって、
該背景画像を生成するように構成されている、請求項１に記載の装置。
【請求項３】
該背景画像生成機能が、該入力画像における該第１の画素および該第２の画素の値に基づいて該第１および第２の画素に対して値を割り当てることによって、該背景画像を生成するように構成されている、請求項１に記載の装置。
【請求項４】
該出力生成機能が、該鮮明化された画像を表示するように該ディスプレイを駆動するように構成されている、請求項１に記載の装置。
【請求項５】
該機器の該入力血管造影画像が、該機器の複数の入力血管造影画像を含み、
該鮮明化画像生成機能が、複数の鮮明化された画像を生成するように構成されており、該鮮明化された画像は、それぞれの入力血管造影画像に対応しており、かつ、
該出力生成機能が、
該鮮明化された画像における該機器の該放射線不透過部分の位置に基づいて、該鮮明化された画像を互いに対して画像追跡することによって、安定化された画像ストリームを生成するように構成されており、かつ、
該安定化された画像ストリームを表示するように該ディスプレイを駆動するように構成されている、
請求項１に記載の装置。
【請求項６】
該機器の該入力血管造影画像が、該機器の複数の入力血管造影画像を含み、
該鮮明化画像生成機能が、複数の鮮明化された画像を生成するように構成されており、該鮮明化された画像は、それぞれの入力血管造影画像に対応しており、かつ、
該出力生成機能が、
該対応する鮮明化された画像における該機器の該放射線不透過部分の位置に基づいて、該入力画像を互いに対して画像追跡することによって、安定化された画像ストリームを生成するように構成されており、かつ、
該安定化された画像ストリームを表示するように該ディスプレイを駆動するように構成されている、
請求項１に記載の装置。
【請求項７】
該機器の該入力血管造影画像が、該機器の複数の入力血管造影画像を含み、
該鮮明化画像生成機能が、複数の鮮明化された画像を生成するように構成されており、該鮮明化された画像は、それぞれの入力血管造影画像に対応しており、かつ、
該出力生成機能が、
強調された画像フレームを生成するように構成されており、該強調された画像フレームを生成することは、
該鮮明化された画像における該機器の該放射線不透過部分の位置に基づいて、該鮮明化された画像を互いに対して位置合わせすること、および、
該位置合わせされた画像に基づいて、平均化された画像フレームを生成すること
によって為され、かつ、
該強調された画像フレームを表示するように該ディスプレイを駆動するように構成されている、
請求項１に記載の装置。
【請求項８】
該機器の該入力血管造影画像が、該機器の複数の入力血管造影画像を含み、
該鮮明化画像生成機能が、複数の鮮明化された画像を生成するように構成されており、該鮮明化された画像は、それぞれの入力血管造影画像に対応しており、かつ、
該出力生成機能が、
強調された画像フレームを生成するように構成されており、該強調された画像フレームを生成することは、
該対応する鮮明化された画像における該機器の該放射線不透過部分の位置に基づいて、該入力画像を互いに対して位置合わせすること、および、
該位置合わせされた画像に基づいて、平均化された画像フレームを生成すること
によって為され、かつ、
該強調された画像フレームを表示するように該ディスプレイを駆動するように構成されている、
請求項１に記載の装置。
【請求項９】
該対象の身体の該部分が、該対象の身体の管腔を含み、
該機器が、管腔内データ取得機器を有し、該管腔内データ取得機器は、該機器が該管腔内のそれぞれの位置にある間に、管腔内データポイントを取得するように構成されており、かつ、
該出力生成機能が、
該鮮明化された画像における該機器の該放射線不透過部分の位置に基づいて、該管腔内データポイントの所与の１つが、該管腔内の所与の位置に対応することを決定するように構成されており、かつ、
該決定に反応して、出力を表示するように該ディスプレイを駆動するように構成されている、
請求項１に記載の装置。
【請求項１０】
該対象の身体の該部分が、該対象の身体の管腔を含み、
該機器が、管腔内データ取得機器を有し、該管腔内データ取得機器は、該機器が該管腔内のそれぞれの位置にある間に、管腔内データポイントを取得するように構成されており、かつ、
該出力生成機能が、
該鮮明化された画像における該機器の該放射線不透過部分の位置に基づいて、該管腔内機器が該管腔内の所与の位置にあることを決定するように構成されており、かつ、
該管腔内機器が該管腔内の該所与の位置にあるという決定に反応して、該位置に対応する該管腔の管腔内画像を表示するように該ディスプレイを駆動するように構成されている、
請求項１に記載の装置。
【請求項１１】
方法であって、当該方法は、対象の身体の部分内に挿入された機器の入力血管造影画像と共に使用するためのものであり、該機器は、その放射線不透過部分を有し、該血管造影画像は、該身体部分内における造影剤の存在下において取得されたものであり、かつ、当該装置はディスプレイと共に使用するためのものであり、当該方法は、
プロセッサを用いて、背景画像を生成することを有し、該背景画像では、該入力画像における第１の画素の周辺と第２の画素の周辺との相対値に少なくとも部分的に基づいて、該第２の画素に対する相対値が該第１の画素に割り当てられており、
該プロセッサを用いて、鮮明化された画像を生成することを有し、該鮮明化された画像では、該入力画像を該背景画像で除算することによって、該機器の該放射線不透過部分の視認性が該入力画像と比べて向上しており、かつ、
該鮮明化された画像に基づいて出力をディスプレイ上に生成することを有する、
前記方法。
【請求項１２】
該背景画像を生成することが、
該入力画像における第３の画素および第４の画素の周辺の互いに対する類似度よりも、該第１の画素および該第２の画素が該入力画像において互いに対してより類似した周辺を有することに基づいて、
該背景画像において、該第３の画素および該第４の画素に割り当てられる画素値の類似度よりも互いに対して類似した該第１の画素および該第２の画素に対する画素値を割り当てることを有する、
請求項１１に記載の方法。
【請求項１３】
該背景画像を生成することが更に、該入力画像における該第１の画素および該第２の画素の値に基づいて該第１および第２の画素に対して値を割り当てることを有する、請求項１１に記載の方法。
【請求項１４】
該出力を生成することが、該鮮明化された画像を表示することを有する、請求項１１に記載の方法。
【請求項１５】
該機器の該入力血管造影画像が、該機器の複数の入力血管造影画像を含み、
該鮮明化された画像を生成することが、複数の鮮明化された画像を生成することを有し、該鮮明化された画像は、それぞれの入力血管造影画像に対応しており、
当該方法が更に、該鮮明化された画像における該機器の該放射線不透過部分の位置に基づいて、該鮮明化された画像を互いに対して画像追跡することによって、安定化された画像ストリームを生成することを有し、かつ、
該出力を生成することが、該安定化された画像ストリームを表示することを有する、
請求項１１に記載の方法。
【請求項１６】
該機器の該入力血管造影画像が、該機器の複数の入力血管造影画像を含み、
該鮮明化された画像を生成することが、複数の鮮明化された画像を生成することを有し、該鮮明化された画像は、それぞれの入力血管造影画像に対応しており、
当該方法が更に、該対応する鮮明化された画像における該機器の該放射線不透過部分の位置に基づいて、該入力画像を互いに対して画像追跡することによって、安定化された画像ストリームを生成することを有し、かつ、
該出力を生成することが、該安定化された画像ストリームを表示することを有する、
請求項１１に記載の方法。
【請求項１７】
該機器の該入力血管造影画像が、該機器の複数の入力血管造影画像を含み、
該鮮明化された画像を生成することが、複数の鮮明化された画像を生成することを有し、該鮮明化された画像は、それぞれの入力血管造影画像に対応しており、
当該方法が更に、強調された画像フレームを生成することを有し、該強調された画像フレームを生成することは、
該鮮明化された画像における該機器の該放射線不透過部分の位置に基づいて、該鮮明化された画像を互いに対して位置合わせすること、および、
該位置合わせされた鮮明化された画像に基づいて、平均化された画像フレームを生成すること
によって為され、かつ、
該出力を生成することが、該強調された画像フレームを表示することを有する、
請求項１１に記載の方法。
【請求項１８】
該機器の該入力血管造影画像が、該機器の複数の入力血管造影画像を含み、
該鮮明化された画像を生成することが、複数の鮮明化された画像を生成することを有し、該鮮明化された画像は、それぞれの入力血管造影画像に対応しており、
当該方法が更に、強調された画像フレームを生成することを有し、該強調された画像フレームを生成することは、
該対応する鮮明化された画像における該機器の該放射線不透過部分の位置に基づいて、該入力画像を互いに対して位置合わせすること、および、
該位置合わせされた入力画像に基づいて、平均化された画像フレームを生成すること
によって為され、かつ、
該出力を生成することが、該強調された画像フレームを表示することを有する、
請求項１１に記載の方法。
【請求項１９】
該対象の身体の該部分が、該対象の身体の管腔を含み、
該機器が、管腔内データ取得機器を有し、該管腔内データ取得機器は、該機器が該管腔内のそれぞれの位置にある間に、管腔内データポイントを取得するように構成されており、
当該方法が更に、該鮮明化された画像における該機器の該放射線不透過部分の位置に基づいて、該管腔内データポイントの所与の１つが、該管腔内の所与の位置に対応することを決定することを有し、かつ、
該出力を生成することが、該決定に反応して、該出力を生成することを有する、
請求項１１に記載の方法。
【請求項２０】
該対象の身体の該部分が、該対象の身体の管腔を含み、
該機器が、管腔内機器を有し、該管腔内機器は、該管腔を通って動かされるように構成されており、
当該方法が更に、該鮮明化された画像における該機器の該放射線不透過部分の位置に基づいて、該管腔内機器が該管腔内の所与の位置にあることを決定するように構成されており、かつ、
該出力を生成することが、該管腔内機器が該管腔内の該所与の位置にあるという決定に反応して、該位置に対応する該管腔の管腔内画像を生成することを有する、
請求項１１に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
関連出願の相互参照
【０００２】
本出願は、2011年6月23日に出願されたBarzelayの米国仮特許出願第61/457,866号からの優先権を主張する。
【０００３】
本出願は、2011年7月28日に出願された"Co-use of endoluminal data and extraluminal imaging"というタイトルの国際特許出願PCT/IL2011/000612(WO12/014212として公開)に関するものであり、該国際特許出願は、
(a) 2010年7月29日に出願された、"Co-use of endoluminal data and extraluminal imaging"というタイトルの米国仮特許出願第61/344,464号、
2010年11月1日に出願された、"Co-use of endoluminal data and extraluminal imaging"というタイトルの米国仮特許出願第61/344,875号、
2011年3月3日に出願された、"Co-use of endoluminal data and extraluminal imaging"というタイトルの米国仮特許出願第61/457,339号、
2011年4月1日に出願された、"Co-use of endoluminal data and extraluminal imaging"というタイトルの米国仮特許出願第61/457,455号、
2011年6月2日に出願された、"Co-use of endoluminal data and extraluminal imaging"というタイトルの米国仮特許出願第61/457,780号、および
2011年7月15日に出願された、"Co-use of endoluminal data and extraluminal imaging"というタイトルの米国仮特許出願第61/457,951号
の利益を主張し、
(b) 2009年12月31日に出願されたCohenの米国特許出願第12/650,605(US 2010/0172556として公開)の部分継続であり、該出願は、
(i) 2009年12月28日に出願されたSteinbergの米国特許出願第12/666,879号の継続であり、該出願は、2009年11月18日に出願されたCohenのPCT出願No. PCT/IL2009/001089(WO 10/058398として公開)の米国国内段階であり、該出願は、以下の特許出願：
・  2008年11月18日に出願されたSteinbergの"Apparatuses and methods for the automatic generation of a road map from angiographic images of a cyclically-moving organ"というタイトルの米国仮特許出願第61/193,329号、
・  2009年1月8日に出願されたSteinbergの"Image processing and tool actuation for medical procedures"というタイトルの米国仮特許出願第61/193,915号、
・  2009年2月4日に出願されたSteinbergの"Image processing and tool actuation for medical procedures"というタイトルの米国仮特許出願第61/202,181号、
・  2009年3月2日に出願されたSteinbergの"Image processing and tool actuation for medical procedures"というタイトルの米国仮特許出願第61/202,451号、
・  2009年5月18日に出願されたSteinbergの"Image processing and tool actuation for medical procedures"というタイトルの米国仮特許出願第61/213,216号、
・  2009年6月17日に出願されたSteinbergの"Image Processing and Tool Actuation for Medical Procedures"というタイトルの米国仮特許出願第61/213,534号、
・  2009年9月1日に出願されたSteinbergの"Image processing and tool actuation for medical procedures"というタイトルの米国仮特許出願第61/272,210号、および
・  2009年9月16日に出願されたSteinbergの"Image Processing and Tool Actuation for Medical Procedures"というタイトルの米国仮特許出願第61/272,356号
からの優先権を主張し、かつ、
(ii) 2008年3月10日に出願された"Imaging for use with moving organs"というタイトルのTolkowskyの米国特許出願第12/075,244号(US 2008/0221442として公開)の部分継続であり、該出願は、いずれも"Apparatuses and methods for performing medical procedures on cyclically-moving body organs"というタイトルの米国仮特許出願：
第60/906,091号(2007年3月8日に出願)、
第60/924,609号(2007年5月22日に出願)、
第60/929,165号(2007年6月15日に出願)、
第60/935,914号(2007年9月6日に出願)、および
第60/996,746号(2007年12月4日に出願)
の利益を主張する。
【０００４】
本出願は以下の特許出願に関連する。
・  2008年3月10日に出願された"Tools for use with moving organs"というタイトルのIddanの米国特許出願第12/075,214号(2008/0221439として公開)
・  2008年3月10日に出願された"Imaging and tools for use with moving organs"というタイトルのIddanの米国特許出願第12/075,252号(US 2008/0221440として公開)
・  2010年5月17日に出願された"Controlled actuation and deployment of a medical device"というタイトルのBlankの米国特許出願第12/781,260号(US 2010/0228076として公開)
・  2009年6月18日に出願された"Stepwise advancement of a medical tool"というタイトルのIddanの米国特許出願第12/487,315号(US 2009/0306547として公開)(該出願は、2008年6月19日に出願された"Stepwise advancement of a medical tool"というタイトルのIddanの米国仮特許出願第61/129,331号)の利益を主張する。)
【０００５】
上記の全ての出願は、参照することにより本明細書に組み込まれる。
【０００６】
発明の実施形態の分野
本発明の適用は、概して、医療用画像処理に関する。詳細には、本発明の適用は、身体の管腔および体腔の画像の背景の鮮明化に関する。
【背景技術】
【０００７】
冠動脈カテーテル法等の血管カテーテル法は、頻繁に行われる医学的介入である。そのような介入は通常、病気の可能性について血管を診断するため、および／または、血管の病気を治療するために行われる。通常、血管の視覚化を促進するために、カテーテル法は管腔外画像化の下で行われる。通常、そのような画像化の間に血管系を強調するために、適用可能な血管系に造影剤が定期的に注入される。造影剤は、通常、一時的にのみ血管系内に留まる。適用可能な血管系内に造影剤が存在する間、造影剤は、通常、その血管系内に位置するかまたは設置された機器を完全にまたは部分的に隠すか、あるいはぼやけさせる。
【０００８】
以下の論文は、医療処置または身体器官に必ずしも関連しないとはいえ、有用な技術的背景として役立つ。
【０００９】
GilboaおよびOsherによる"Nonlocal linear image regularization and supervised segmentation"というタイトルの論文(SIAM Multiscale Modeling & Simulation, volume 6, issue 2, pp. 595-630, 2007; これは参照することにより本明細書に組み込まれる。)には、加重差の非局所的二次汎関数をいかにして検討するかが記載されている。重みの値は、画像の特徴に基づいており、その画像における異なる画素間の類似度を表す。異なる式を重み値に対して定めることによって、非局所平均フィルタおよびバイラテラルフィルタを含む多くの局所的および非局所的な線形ノイズ除去アルゴリズムを一般化することができる。この枠組みにおいて、一般化されたフィルタの連続的反復が特定の大域的特徴に従い、ある定数解に収束することを示すことができる。汎関数のオイラー・ラグランジェ方程式に関連する線形演算子は、グラフラプラシアンに密接に関係している。そのため、非局所拡散過程として汎関数を最小化するための最急降下を決定し得る。この定式化によって、変分的ノイズ除去、Bregman反復、および最近提唱された逆スケール空間を含めて、非局所変分的最小化のための簡便な枠組みが可能になる。著者らは、最急降下の流れをセグメント化のためにどのように使用できるかを実証している。機械学習におけるカーネルに基づく方法に従い、一般化された拡散過程は、散在的な最初のユーザーの情報を画像全体に伝播するために使用される。この過程は曲線長のエネルギーに明らかに基づかないため、高度に非凸の形状および角にうまく対処できる。ノイズに対する妥当なロバスト性が達成される。
【００１０】
"Nonlocal Operators with Applications to Image Processing"というタイトルのGilboaおよびOsherによる論文(SIAM Multiscale Modeling & Simulation, volume 7, issue 3, pp.1005-1028, 2008; これは参照することにより本明細書に組み込まれる。)には、画像処理および他の用途のために、非局所演算子を用いて流れおよび汎関数の種類を定義することが記載されている。著者らは、古典的な偏微分方程式ベース(PDEベース)のアルゴリズムに対するこの技術の主な利点として、より良いテクスチャおよび繰り返し構造を扱えることを記載している。このトピックは、機能解析およびPDEのような発展(evolutions)へのスペクトルグラフ理論および拡散幾何の枠組みの延長と捉えることができる。本技術のいくつかの可能な適用および数値的な例が提供されており、例えば制御理論のために、高次元の任意グリッド上でハミルトン−ヤコビ方程式を近似するための一般的枠組みが提供されている。
【００１１】
"Non-local regularization of inverse problem"というタイトルの、Peyre、BougleuxおよびCoheninによる論文(Lecture Notes in Computer Science, 2008, Volume 5304/2008, pp. 57-68; これは参照することにより本明細書に組み込まれる。)では、非局所グラフ上の全変分を用いて線形逆問題を正則化するための新たな枠組みが提案されている。非局所グラフにより、回復のための内在的な関数の幾何に対してペナリゼーション(penalization)を適合させることが可能になる。高速アルゴリズムは、正則化過程の解と、この解に適合した非局所グラフの両方を繰り返し計算する。
【００１２】
"The split Bregman method for L1 regularized problems"というタイトルのGoldsteinおよびOsherによる論文(SIAM Journal on Imaging Sciences, Volume 2, Issue 2, pp. 323-343; これは参照することにより本明細書に組み込まれる。)は、少量のデータからの画像および信号の再構築を可能にする「圧縮センシング(compressed sensing)」の導入に起因して、l1正則化最適化問題のクラスが最近大きな注目を受けていることに言及している。この最近の注目にもかかわらず、多くのl1正則化問題は依然として解決が困難なままであるか、あるいは非常に問題特有の技術を必要とする。著者らは、広範な制約された最適化問題を解くためにBregman反復を使用できることを示している。著者らは、この技術を用いて、非常に広範なクラスのl1正則化問題を解くことができる「Split Bregman」法を提唱している。
【００１３】
"Bregmanized nonlocal regularization for reconvolution and sparse reconstruction"というタイトルの、Zhang、Burgery、BressonおよびOsherによる論文(SIAM Journal on Imaging Sciences, Volume 3, Issue 3, July 2010; これは参照することにより本明細書に組み込まれる。)において、著者らは、非局所TV正則化問題のためのBregman反復と演算子分割技術に基づく2つのアルゴリズムを提唱している。アルゴリズムの収束が解析され、デコンボリューションおよびスパース再構成への適用が示されている。
【発明の概要】
【００１４】
実施形態の要旨
本発明の一部の適用は、全体的または部分的に管腔状身体構造もしくは体腔上またはそれらの中において行われる医療処置に適用される。一部の適用のために、管腔または体腔に造影剤が注入されるときに、管腔または体腔内に位置するかまたは設置されている機器の視覚化を促進するための装置および方法が提供される。
【００１５】
冠動脈カテーテル法を主な例として用いているが、医療機器が体管腔または体腔内に位置するかまたは設置されると共に、医療用画像化により該管腔または体腔をより良好に識別するために該管腔または体腔に物質が注入されるあらゆる医療処置に対して本発明の適用は適用され得ることが理解されるべきである。そのような管腔または体腔としては、心臓血管系、消化管、気道、尿路、鼻腔のあらゆる管腔または体腔、および／またはあらゆる他の体管腔または体腔が挙げられるが、これらに限定されない。
【００１６】
従って、本発明の一部の適用に従って、装置が提供され、当該装置は、対象の身体の部分内に挿入された機器の入力血管造影画像と共に使用するためのものであり、該機器は、その放射線不透過部分を有し、該血管造影画像は、該身体部分内における造影剤の存在下において取得されたものであり、かつ、当該装置はディスプレイと共に使用するためのものであり、当該装置は、
少なくとも１つのプロセッサを有し、該プロセッサは、
背景画像生成機能を有し、該背景画像生成機能は背景画像を生成するように構成されており、該背景画像では、該入力画像における第１の画素の周辺と第２の画素の周辺との相対値に少なくとも部分的に基づいて、該第２の画素に対する相対値が該第１の画素に割り当てられており、
鮮明化画像生成機能を有し、該鮮明化画像生成機能は鮮明化された画像を生成するように構成されており、該鮮明化された画像では、該入力画像を該背景画像で除算することによって、該機器の該放射線不透過部分の視認性が該入力画像と比べて向上しており、かつ、
出力生成機能を有し、該出力生成機能は、該鮮明化された画像に基づく出力を表示するようにディスプレイを駆動するように構成されている。
【００１７】
一部の適用について、該背景画像生成機能は、
該入力画像における第３の画素および第４の画素の周辺の互いに対する類似度よりも、該第１の画素および該第２の画素が該入力画像において互いに対してより類似した周辺を有することに基づいて、
該背景画像において、該第３の画素および該第４の画素に割り当てられる画素値の類似度よりも互いに対して類似した該第１の画素および該第２の画素に対する画素値を割り当てることによって、
該背景画像を生成するように構成されている。
【００１８】
一部の適用について、該背景画像生成機能は、該入力画像における該第１の画素および該第２の画素の値に基づいて該第１および第２の画素に対して値を割り当てることによって、該背景画像を生成するように構成されている。
【００１９】
一部の適用について、該出力生成機能は、該鮮明化された画像を表示するように該ディスプレイを駆動するように構成されている。
【００２０】
一部の適用について、
該機器の該入力血管造影画像は、該機器の複数の入力血管造影画像を含み、
該鮮明化画像生成機能は、複数の鮮明化された画像を生成するように構成されており、該鮮明化された画像は、それぞれの入力血管造影画像に対応しており、かつ、
該出力生成機能は、
該鮮明化された画像における該機器の該放射線不透過部分の位置に基づいて、該鮮明化された画像を互いに対して画像追跡することによって、安定化された画像ストリームを生成するように構成されており、かつ、
該安定化された画像ストリームを表示するように該ディスプレイを駆動するように構成されている。
【００２１】
一部の適用について、
該機器の該入力血管造影画像は、該機器の複数の入力血管造影画像を含み、
該鮮明化画像生成機能は、複数の鮮明化された画像を生成するように構成されており、該鮮明化された画像は、それぞれの入力血管造影画像に対応しており、かつ、
該出力生成機能は、
該対応する鮮明化された画像における該機器の該放射線不透過部分の位置に基づいて、該入力画像を互いに対して画像追跡することによって、安定化された画像ストリームを生成するように構成されており、かつ、
該安定化された画像ストリームを表示するように該ディスプレイを駆動するように構成されている。
【００２２】
一部の適用について、
該機器の該入力血管造影画像は、該機器の複数の入力血管造影画像を含み、
該鮮明化画像生成機能は、複数の鮮明化された画像を生成するように構成されており、該鮮明化された画像は、それぞれの入力血管造影画像に対応しており、かつ、
該出力生成機能は、
強調された画像フレームを生成するように構成されており、該強調された画像フレームを生成することは、
該鮮明化された画像における該機器の該放射線不透過部分の位置に基づいて、該鮮明化された画像を互いに対して位置合わせすること、および、
該位置合わせされた画像に基づいて、平均化された画像フレームを生成すること
によって為され、かつ、
該強調された画像フレームを表示するように該ディスプレイを駆動するように構成されている。
【００２３】
一部の適用について、
該機器の該入力血管造影画像は、該機器の複数の入力血管造影画像を含み、
該鮮明化画像生成機能は、複数の鮮明化された画像を生成するように構成されており、該鮮明化された画像は、それぞれの入力血管造影画像に対応しており、かつ、
該出力生成機能は、
強調された画像フレームを生成するように構成されており、該強調された画像フレームを生成することは、
該対応する鮮明化された画像における該機器の該放射線不透過部分の位置に基づいて、該入力画像を互いに対して位置合わせすること、および、
該位置合わせされた画像に基づいて、平均化された画像フレームを生成すること
によって為され、かつ、
該強調された画像フレームを表示するように該ディスプレイを駆動するように構成されている。
【００２４】
一部の適用について、
該対象の身体の該部分は、該対象の身体の管腔を含み、
該機器は、管腔内データ取得機器を有し、該管腔内データ取得機器は、該機器が該管腔内のそれぞれの位置にある間に、管腔内データポイントを取得するように構成されており、かつ、
該出力生成機能は、
該鮮明化された画像における該機器の該放射線不透過部分の位置に基づいて、該管腔内データポイントの所与の１つが、該管腔内の所与の位置に対応することを決定するように構成されており、かつ、
該決定に反応して、出力を表示するように該ディスプレイを駆動するように構成されている。
【００２５】
一部の適用について、
該対象の身体の該部分は、該対象の身体の管腔を含み、
該機器は、管腔内データ取得機器を有し、該管腔内データ取得機器は、該機器が該管腔内のそれぞれの位置にある間に、管腔内データポイントを取得するように構成されており、かつ、
該出力生成機能は、
該鮮明化された画像における該機器の該放射線不透過部分の位置に基づいて、該管腔内機器が該管腔内の所与の位置にあることを決定するように構成されており、かつ、
該管腔内機器が該管腔内の該所与の位置にあるという決定に反応して、該位置に対応する該管腔の管腔内画像を表示するように該ディスプレイを駆動するように構成されている。
【００２６】
本発明の一部の適用に従って、更に方法が提供され、当該方法は、対象の身体の部分内に挿入された機器の入力血管造影画像と共に使用するためのものであり、該機器は、その放射線不透過部分を有し、該血管造影画像は、該身体部分内における造影剤の存在下において取得されたものであり、当該方法は、
プロセッサを用いて、背景画像を生成することを有し、該背景画像では、該入力画像における第１の画素の周辺と第２の画素の周辺との相対値に少なくとも部分的に基づいて、該第２の画素に対する相対値が該第１の画素に割り当てられており、
該プロセッサを用いて、鮮明化された画像を生成することを有し、該鮮明化された画像では、該入力画像を該背景画像で除算することによって、該機器の該放射線不透過部分の視認性が該入力画像と比べて向上しており、かつ、
該鮮明化された画像に基づいて出力をディスプレイ上に生成することを有する。
【００２７】
一部の適用について、該背景画像を生成することは、
該入力画像における第３の画素および第４の画素の周辺の互いに対する類似度よりも、該第１の画素および該第２の画素が該入力画像において互いに対してより類似した周辺を有することに基づいて、
該背景画像において、該第３の画素および該第４の画素に割り当てられる画素値の類似度よりも互いに対して類似した該第１の画素および該第２の画素に対する画素値を割り当てることを有する。
【００２８】
一部の適用について、該背景画像を生成することは更に、該入力画像における該第１の画素および該第２の画素の値に基づいて該第１および第２の画素に対して値を割り当てることを有する。
【００２９】
一部の適用について、該出力を生成することは、該鮮明化された画像を表示することを有する。
【００３０】
一部の適用について、
該機器の該入力血管造影画像は、該機器の複数の入力血管造影画像を含み、
該鮮明化された画像を生成することは、複数の鮮明化された画像を生成することを有し、該鮮明化された画像は、それぞれの入力血管造影画像に対応しており、
当該方法は更に、該鮮明化された画像における該機器の該放射線不透過部分の位置に基づいて、該鮮明化された画像を互いに対して画像追跡することによって、安定化された画像ストリームを生成することを有し、かつ、
該出力を生成することは、該安定化された画像ストリームを表示することを有する。
【００３１】
一部の適用について、
該機器の該入力血管造影画像は、該機器の複数の入力血管造影画像を含み、
該鮮明化された画像を生成することは、複数の鮮明化された画像を生成することを有し、該鮮明化された画像は、それぞれの入力血管造影画像に対応しており、
当該方法は更に、該対応する鮮明化された画像における該機器の該放射線不透過部分の位置に基づいて、該入力画像を互いに対して画像追跡することによって、安定化された画像ストリームを生成することを有し、かつ、
該出力を生成することは、該安定化された画像ストリームを表示することを有する。
【００３２】
一部の適用について、
該機器の該入力血管造影画像は、該機器の複数の入力血管造影画像を含み、
該鮮明化された画像を生成することは、複数の鮮明化された画像を生成することを有し、該鮮明化された画像は、それぞれの入力血管造影画像に対応しており、
当該方法は更に、強調された画像フレームを生成することを有し、該強調された画像フレームを生成することは、
該鮮明化された画像における該機器の該放射線不透過部分の位置に基づいて、該鮮明化された画像を互いに対して位置合わせすること、および、
該位置合わせされた鮮明化された画像に基づいて、平均化された画像フレームを生成すること
によって為され、かつ、
該出力を生成することは、該強調された画像フレームを表示することを有する。
【００３３】
一部の適用について、
該機器の該入力血管造影画像は、該機器の複数の入力血管造影画像を含み、
該鮮明化された画像を生成することは、複数の鮮明化された画像を生成することを有し、該鮮明化された画像は、それぞれの入力血管造影画像に対応しており、
当該方法は更に、強調された画像フレームを生成することを有し、該強調された画像フレームを生成することは、
該対応する鮮明化された画像における該機器の該放射線不透過部分の位置に基づいて、該入力画像を互いに対して位置合わせすること、および、
該位置合わせされた入力画像に基づいて、平均化された画像フレームを生成すること
によって為され、かつ、
該出力を生成することは、該強調された画像フレームを表示することを有する。
【００３４】
一部の適用について、
該対象の身体の該部分は、該対象の身体の管腔を含み、
該機器は、管腔内データ取得機器を有し、該管腔内データ取得機器は、該機器が該管腔内のそれぞれの位置にある間に、管腔内データポイントを取得するように構成されており、
当該方法は更に、該鮮明化された画像における該機器の該放射線不透過部分の位置に基づいて、該管腔内データポイントの所与の１つが、該管腔内の所与の位置に対応することを決定することを有し、かつ、
該出力を生成することは、該決定に反応して、該出力を生成することを有する。
【００３５】
一部の適用について、
該対象の身体の該部分は、該対象の身体の管腔を含み、
該機器は、管腔内機器を有し、該管腔内機器は、該管腔を通って動かされるように構成されており、
当該方法は更に、該鮮明化された画像における該機器の該放射線不透過部分の位置に基づいて、該管腔内機器が該管腔内の所与の位置にあることを決定するように構成されており、かつ、
該出力を生成することは、該管腔内機器が該管腔内の該所与の位置にあるという決定に反応して、該位置に対応する該管腔の管腔内画像を生成することを有する。
【００３６】
本発明は、図面と共に解釈される以下の実施形態の詳細な説明からより完全に理解されるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１Ａ】図１Ａはフローチャートであって、そのステップの少なくとも一部は、本発明の一部の適用に従って入力管腔画像から鮮明化された管腔画像を生成するために用いられる。
【図１Ｂ】図１Ｂは、本発明の一部の適用に従う画像処理システムの構成部分を示すブロック図である。
【図２】図２は入力管腔画像を示し、該画像に対して、本発明の一部の適用に従って背景鮮明化が順次適用され得る。
【図３】図３は、本発明の一部の適用に従って生成された背景管腔画像を示す。
【図４】図４は、本発明の一部の適用に従って生成された鮮明な管腔画像を示す。
【発明を実施するための形態】
【００３８】
実施形態の詳細な説明
用語
【００３９】
・  用語「医療用ツール」、「ツール」、「器具」および「プローブ」とは、任意の種類の診断もしくは治療またはその他の機能のツール（道具）をいい、以下に限定されないが、心臓血管カテーテル、ステントの搬送および／または配置および／または回収ツール、バルーンの搬送および／または配置および／または回収ツール、バルブの搬送および／または修復および／または配置および／または回収ツール、グラフトの搬送および／または配置および／または回収ツール、埋め込み可能な器具またはそのような器具の一部分の搬送および／または配置および／または回収のためのツール、埋め込み可能な器具またはその一部分、間隙を閉じるためのツール、中隔欠損を閉じるためのツール、ガイドワイヤ、マーカーワイヤ、縫合用ツール、クリッピング用ツール（弁尖クリッピング用ツール等）、生検用ツール、吸引用ツール、ナビゲーション用ツール、局在化用ツール、１以上の位置センサを含むプローブ、組織特徴付けプローブ、流体の分析用プローブ、測定プローブ、電気生理学プローブ、刺激プローブ、切除ツール、血管の部分的または完全な閉塞を貫通するまたは開くためのツール、薬物または物質送達用ツール、化学療法用ツール、光線力学的治療用ツール、小線源治療用ツール、局所照射用ツール、レーザー器具、エネルギー送達用ツール、マーカーまたはバイオマーカーの送達用ツール、生物学的接着剤の送達用ツール、洗浄器具、吸引器具、換気器具、電気生理学的器具のリードを搬送および／または配置および／または回収するための器具、電気生理学的器具のリード、ペーシング器具、冠状静脈洞器具、画像化器具、感知プローブ、光ファイバーを含むプローブ、ロボット器具、遠隔制御されるツール、またはそれらの任意の組み合わせが挙げられる。
【００４０】
・  用語「画像」および「画像化」とは、通常一連の画像として提示される、任意の種類の医療用画像化をいい、以下に限定されないが、イオン化放射を使用する画像化、非イオン化放射を使用する画像化、ビデオ、蛍光透視法、血管造影法、超音波、ＣＴ、ＭＲ、ＰＥＴ、ＰＥＴ−ＣＴ、ＣＴ血管造影法、ＳＰＥＣＴ、ガンマカメラ画像化、光コヒーレンス・トモグラフィー（ＯＣＴ）、近赤外分光法（ＮＩＲＳ）、振動応答画像化（ＶＲＩ）、光学画像化、赤外線画像化、電気マッピング画像化、その他の形態の機能的画像化、またはそれらの任意の組み合わせもしくは融合が挙げられる。超音波画像化の例としては、気管支腔内超音波（ＥＢＵＳ）、経胸壁心エコー（ＴＴＥ）、経食道心エコー（ＴＥＥ）、血管内超音波（ＩＶＵＳ）、心臓内超音波（ＩＣＥ）、またはそれらの任意の組み合わせが挙げられる。
【００４１】
・  画像化と共に本出願に関して使用される場合、用語「造影剤」とは、器官が画像化されている間に、身体器官の解剖学的構造、機能および／または組成をハイライトするためおよび／またはその他の方法で強調するために使用される任意の物質をいう。
【００４２】
・  用語「管腔」および「体腔(cavity)」という用語は、心血管系、消化管、気道、尿路、鼻腔のあらゆる内腔または体腔、およびあらゆる他の体内腔または体腔をいう。
【００４３】
・  表示される画像の文脈において使用される場合、用語「安定化された」または「安定な」は、一連の画像の表示であって、画像化されている身体器官および／または観察されている医療用ツールの周期的（periodic）、周期的（cyclical）および／またはその他の動きが、画像フレーム全体または少なくともその一部分に対して、部分的または完全に低減されているようなものを意味する。
【００４４】
・  背景鮮明化を説明するために使用される場合、用語「自動的」とは、「ユーザーの介入または相互作用を必要としない」ことを意味する（しかしながら、それでもやはり、そのような相互作用または介入は、場合によっては任意であり得る。）。
【００４５】
・  用語「リアルタイム」は、目に付く遅延がないことを意味する。
【００４６】
・  用語「準リアルタイム」は、短い目に付く遅延（適用できる器官のおおよそ１つまたは２つの動きのサイクル等であり、その動きが主に心臓周期の結果である器官または血管に関する手順の場合、２秒未満である）があることを意味する。
【００４７】
・  画像処理または画像に対して為されている測定に関して使用される場合、用語「オンライン」は、リアルタイムまたは準リアルタイムにて、その手順内において、画像処理が行われかつ／または測定が為されることを意味する。
【００４８】
ここで図１Ａ−１Ｂを参照する。これらはそれぞれ、（Ａ）フローチャートであって、そのステップの少なくとも一部は、本発明の一部の適用に従って入力管腔画像から鮮明化された管腔画像を生成するために用いられ、（Ｂ）本発明の一部の適用に従う画像処理システムのプロセッサの構成部分を示すブロック図である。本発明の適用は、通常、全体的または部分的に身体の管腔または体腔内において行われる医療処置の間に適用される。一部の適用のために、管腔または体腔に造影剤が注入されるときに、管腔または体腔等の中に位置するかまたは設置されている機器の視覚化を促進するための装置および方法が提供される。
【００４９】
本発明の一部の適用によれば、画像化機器１０（図１Ｂ）によって取得された入力画像が、画像処理システム１２のプロセッサ１１に入力される。通常、入力画像においては、身体管腔または体腔内のツールの放射線不透過部分（および／または、他は、管腔または体腔内のアーチファクトである）が、造影剤によって、全体的または部分的に（例えば、ぼやけている）隠れている。プロセッサは、鮮明化された画像(cleaned image)を生成し、該画像では、ツールの放射線不透過部分（および／または他のアーチファクト）の視認性が、入力画像と比べて向上している。通常、プロセッサの背景画像生成機能１３が背景画像を計算する。その後、プロセッサの鮮明化画像生成機能１４は入力画像を背景画像で除算し、それにより鮮明化された画像を生成する。鮮明化された画像では、ツールの放射線不透過部分（および／または他のアーチファクト）の視認性が、入力画像と比べて向上している。通常、鮮明化された画像は、入力画像から、プロセッサによって自動的に生成される。更に通常、鮮明化された画像の生成は、入力画像のプロセッサへの入力に関して、および／または画像化機器による入力画像の取得に関して、プロセッサによってオンラインで行われる。プロセッサの出力生成機能１５は、通常、鮮明化された画像に基づいて出力を表示するようにディスプレイ１６を駆動する。例えば、ディスプレイは鮮明化された画像を表示してもよいし、あるいはディスプレイは安定化された画像ストリームを表示してもよい。画像ストリームの安定化は、鮮明化された画像におけるツールの放射線不透過部分の位置に基づいて画像追跡を行うことによって行われる。
【００５０】
通常、第一の工程において、入力画像ｕ０（図１Ａ）は、例えば、プロセッサによってまたはユーザーによって画像が選択されることによって、プロセッサ１１に入力される。一部の適用について、入力画像は、その放射線不透過部分を含む機器が冠動脈内にある間に取得される、冠動脈造影図、または血管造影図のフレームである。例えば、機器は、バルーン、ステント、ガイドワイヤ、画像化プローブ、またはそれらの任意の組み合わせであり得る。通常、造影剤の注入の間、挿入されている機器の放射線不透過部分は、造影剤によって、全体的にまたは部分的に（例えば、ぼやけている）隠されている。
【００５１】
以下に記載される技術に従って、入力画像の入力後に、背景画像生成機能１３によって背景画像が生成される。
【００５２】
入力画像において、互いに近く、かつ同じ物体上にある画素は、およそ同じ値を持つと予測される。例えば、肋骨上にある画素は、互いとおよそ同じ値を持つと予測され、血管内にある画素は、互いとおよそ同じ値を持つと予測される。よって、入力画像の部分（すなわち、区分）は、概して均一な画素値を持つと予測される。しかしながら、すべての画素が同じ物体上にあるわけではないため、入力画像は、完全に均一であるとは予測されない。例えば、肋骨上にある画素は、血管上にある画素とは異なる値を持つと予測される。従って、入力画像における画素の値は、概して区分的に均一であると仮定できる。
【００５３】
区分的均一性の仮定は、画像画素の大部分について概して成立する。しかしながら、この仮定は、ある部分の画素については成立しない。そのような画素の例は、挿入された機器の放射線不透過部分（例えば、カテーテルの放射線不透過性マーカー）に対応する画素である。そのような画素の値は、通常、それらの周辺の画素の値とは異なり、該周辺の画素は、周辺の生体構造（例えば、内部にカテーテルが留置されている血管）に対応している。従って、これらの画素は周辺の画素に対して不均一である。
【００５４】
本発明の目的のためには、不均一な画素は、入力画像の前景（フォアグラウンド）であると考えられる。不均一な画素を含まず（または、不均一な画素の視認性が低下しており）、区分的均一画素を含む画像は、背景画像であると考えられる。よって、本発明によれば、大きな連続的区分的均一画像部分が入力画像と比べて強調されていると共に、不均一な画素が入力画像と比べて目立たなくされている背景画像が計算される。背景画像は、通常、入力画像よりも均一であり、背景画像においては、対象の生体構造の特徴が、通常、入力画像と比べて強調されている一方、ツールの特徴の視認性が、通常、入力画像と比べて低下されている。
【００５５】
背景画像は、通常、入力画像における第１の画素の周辺（例えば、第１の画素を囲む画素のパッチ）と、第２の画素の周辺（例えば、第１の画素を囲む画素のパッチ）との相対値に基づいて、背景画像における第２の画素に対して、相対値を背景画像における第１の画素に割り当てることによって計算される。よって、背景画像において、より類似して見える周辺を持つ画素には、背景画像における、より類似していないように見える周辺を持つ画素よりも、背景画像において、互いにより類似した値が割り当てられる。通常、背景画像の計算において、上述の画素値を割り当てる方法は、背景画像における任意の所与の画素の値を、入力画像における該画素の値に類似したままとすることとのトレードオフである。
【００５６】
一部の適用について、背景画像は、以下の関数のコストを減少させるような（例えば、最小化するような）背景画像を計算することによって生成される：
【００５７】
【数１】
2014527417.tif 000003
【００５８】
（式中、
ｂ（ｘ）は、背景画像である画素ｘの値であり、
ｕ０（ｘ）は、入力画像における画素ｘの値であり、
ｂ（ｙ）は、背景画像である画素ｙの値であり、
ｗ（ｘ，ｙ）は、重みの度合いであり、これは、ｐｘ（すなわち、画素ｘの周囲で取られたパッチ）と、ｐｙ（すなわち、画素ｙの周囲で取られたパッチ）との平方差の加重和の逆数である。）
【００５９】
関数１の第１項（すなわち、「＋」符号の前に現れる括弧内の項）は、その画素値が入力画像の画素値に近い背景画像に寄与する。関数１の第２項（すなわち、「＋」符号の後に現れる括弧内の項）は、その周辺が入力画像において類似の値を持つ画素が背景画像において類似の値を持つ背景画像に寄与する。よって、結果として生じる背景画像は、通常、入力画像に似ており、それと同時に、通常、入力画像よりも均一であり、類似の画素に類似の値を与える。λは、関数１の第１項と第２項との間のトレードオフ、すなわち、（ａ）画素が入力画像における画素の値と類似した値を持つ背景画像を生成することと、（ｂ）背景画像における画素の相対値が入力画像におけるそれぞれの画素を囲むパッチ間の類似度に基づいている画像を生成することとの間のトレードオフの値を表す定数である。一部の適用について、λの値は、広範な基準入力画像に対して異なる値を試験することによって実験的に設定される。
【００６０】
一部の適用について、背景画像は、Guy GilboaおよびStanley Osherによる"Nonlocal linear image regularization and supervised segmentation"(SIAM Multiscale Modeling & Simulation, volume 6, issue 2, pp. 595-630, 2007)において、および／または、Guy GilboaおよびStanley Osherによる"Nonlocal Operators with Applications to Image Processing"(SIAM Multiscale Modeling & Simulation, volume 7, issue 3, pp.1005-1028, 2008)(これらの両論文は参照することにより本明細書に組み込まれる。)に記載の最小化技術に従って生成される。代替的または付加的には、Gabriel Peyre、Sebastien Bougleux、およびLaurent Coheninによる"Non-local regularization of inverse problem"(Lecture Notes in Computer Science, 2008, Volume 5304／2008、pp. 57-68)、Tom Goldstein およびStanley Osherによる"The split Bregman method for L1 regularized problems"(SIAM Journal on Imaging Sciences, Volume 2, Issue 2, pp. 323-343)、ならびに／または、Xiaoqun Zhang、Martin Burgery、Xavier Bresson、およびStanley Osherによる"Bregmanized nonlocal regularization for reconvolution and sparse reconstruction"(SIAM Journal on Imaging Sciences, Volume 3, Issue 3, July 2010)(これらの全ての論文は参照することにより本明細書に組み込まれる。)に記載されるような他の最小化技術が用いられる。
【００６１】
一部の適用について、Zhang et alによる"Bregmanized nonlocal regularization for reconvolution and sparse reconstruction"(これは参照することにより本明細書に組み込まれる。)に記載のアルゴリズムが、背景画像を生成するために用いられる。例えば、上記論文の第17頁に記載のアルゴリズム１が、背景画像を生成するために用いられ得る。
【００６２】
一部の適用について、（例えば、上述の関数１に従って）背景画像を計算するのに使用される重みの度合いは、以下の技術を用いて計算される。入力画像を与えられると、システムのプロセッサは、画像における各画素ｘと、画素ｘの近傍の画素との間の重みの度合いを計算する。重みの度合いは、それぞれの画素ｘを中心とする小さい画像パッチ間の類似度の測定値となる。例えば、類似度は、これらのパッチ間の平方差の加重和の逆数により測定され得る。一部の適用について、平方差の加重和の逆数は、例えば、Buades、CollおよびMorellによる"A non-local algorithm for image denoising"(IEEE CVPR 2005, volume 2, pages 60-65)(これは参照することにより本明細書に組み込まれる。)に記載の技術に従って、ガウシアンにより重み付けされる。
【００６３】
通常、管腔の背景画像の生成後、鮮明化画像生成機能１４によって、入力画像を背景画像で除算することにより、鮮明化された画像が生成される。（本発明の説明を通じて、「入力画像を背景画像で除算する」ことは、プロセッサ１１によって実行される数学的演算に関して「入力画像から背景画像を減算する」と同義であると解釈されるべきであることに留意すべきである。）通常、結果として生じる鮮明化された画像において、管腔内の均一でない画像要素（血管内に挿入された機器の放射線不透過性マーカー等）は可視なままである一方、血管自体は、少なくとも入力画像と比べて、全体的または部分的に造影剤がないように見える。
【００６４】
本明細書に記載の技術の一部が、冠動脈内に挿入される機器の血管造影図に関して説明されているが、本発明の範囲は、必要な変更を加えて、該技術を他の身体管腔および／または体腔の画像に適用することを含む。例えば、本明細書に記載の技術は、その内部に大動脈置換弁が配置された大動脈の血管造影図に適用され得る。代替的または付加的には、本明細書に記載の技術は、その内部に置換弁が配置された心腔の血管造影図に適用され得る。更に代替的または付加的には、本明細書に記載の技術は、内部に心室補助機器が配置された心室の血管造影図に適用され得る。
【００６５】
ここで入力管腔画像の一例を示す図２を参照する。具体的には、図２に示される画像は、ステントを担持したカテーテルが挿入される冠動脈の血管造影図のフレームである。カテーテルにつけられた２つの放射線不透過性マーカー２０は、予め設置されたステントが取り付けられたバルーンの近位端および遠位端において観察され得る。
【００６６】
ここで図３を参照する。図３は、本明細書に上記した技術に従って、通常自動的かつ通常オンラインで、入力画像から生成される背景管腔画像である。図３において、造影剤の満たされた冠動脈ははっきり見えるが、ステントを担持したカテーテルの放射線不透過性要素は見えない。
【００６７】
ここで図４を参照する。図４は、本明細書に上記した技術に従って、背景画像で入力画像を除算することによって生じた鮮明化された画像である。鮮明化された画像は、入力画像のシステムへの入力に関して、自動的かつオンラインで生成された。鮮明化された画像においては、造影剤の満たされた血管は、非常に見えにくいが、ステントを担持したカテーテルの放射線不透過性マーカー２０が、入力画像よりはっきりと見えることが観察され得る。
【００６８】
一部の適用について、一連の鮮明化された画像フレームを用いて、血管造影シーケンスの安定化された画像ストリームが作成される。該画像ストリームでは、通常、機器の放射線不透過性要素（例えば、ステントを担持したカテーテルのマーカー）が比較的安定して見える。通常、血管造影シーケンスの安定化された画像ストリームは、Cohenの米国特許出願第12/650,605(US2010/0172556として公開)および／またはTolkowskyの米国特許出願第12/075,244(US2008/0221442として公開)(これらの両出願は参照することによって本明細書に組み込まれる。)に記載の技術に従って生成される。安定化された画像ストリームは、通常、ディスプレイ１６上に表示される。一部の適用について、複数の鮮明化された画像が生成され、該鮮明化された画像はそれぞれの入力画像に対応している。入力画像は、対応する鮮明化された画像における機器の放射線不透過性要素の位置に基づいて、安定化された画像ストリームを生成するように安定化される。代替的または付加的には、鮮明化された画像における機器の放射線不透過性要素の位置に基づいて、鮮明化された画像を互いに対して安定化させることによって、鮮明化された、安定化された画像ストリームが生成される。
【００６９】
一部の適用について、ステントが管腔内に設置され、放射線不透過性マーカーを担持したカテーテルおよび／またはバルーンが、ステントが設置されている管腔部分内に留まる。一連の画像フレームが本明細書に記載の技術に従って鮮明化され、鮮明化された画像フレームを用いて、ステントが、ステントの本来の血管造影図よりもよく見えるような、血管造影シーケンスの強調された画像ストリームが作成される。通常、強調された画像ストリームは、本明細書に記載される技術に従って、Cohenの米国特許出願第12/650,605(US2010/0172556として公開; これは参照することにより本明細書に組み込まれる。)に記載の技術と組み合わせて生成される。強調された画像ストリームは、通常、ディスプレイ１６上に表示される。一部の適用について、複数の鮮明化された画像が生成され、該鮮明化された画像はそれぞれの入力画像に対応している。強調された画像フレームは、対応する鮮明化された画像における機器の放射線不透過部分の位置に基づいて入力画像を互いに位置合わせし、かつ位置合わせされた入力画像に基づいて平均化された画像フレームを生成することによって生成される。代替的または付加的には、鮮明化され、強調された画像フレームは、鮮明化された画像における機器の放射線不透過部分の位置に基づいて、鮮明化された画像を互いに位置合わせし、かつ位置合わせされた鮮明化された画像に基づいて平均化された画像フレームを生成することによって生成される。
【００７０】
一部の適用について、一連の鮮明化された画像フレームを用いて、安定化および強調の両方が為された画像ストリームが作成される。通常、血管造影シーケンスの安定化され、強調された画像ストリームは、本明細書に記載の技術に従って、Cohenの米国特許出願第12/650,605(US2010/0172556として公開)および/またはTolkowskyの米国特許出願第12/075,244(US2008/0221442として公開)(これらの両出願は参照することにより本明細書に組み込まれる。)に記載の技術と組み合わせて生成される。安定化され、強調された画像ストリームは、通常、ディスプレイ１６に表示される。
【００７１】
一部の適用について、一連の入力画像フレームは、鮮明化された画像フレームを生じるように、それぞれの対応する背景画像によって除算される。鮮明化された画像フレームを用いて、鮮明化された画像フレームを安定化および強調することによって安定化、強調および鮮明化された画像ストリームが作成される。一つの実施形態では、そのような画像ストリームは、本明細書に記載の技術に従って、Cohenの米国特許出願第12/650,605(US2010/0172556として公開)および/またはTolkowskyの米国特許出願第12/075,244(US2008/0221442として公開)(これらの両出願は参照することによって本明細書に組み込まれる。)に記載の技術と組み合わせて生じる。安定化され、強調され、鮮明化された画像ストリームは、通常、ディスプレイ１６に表示される。
【００７２】
一部の適用について、本明細書に記載の技術に従って、画像ストリームに属する画像フレームを鮮明化することによって、管腔内機器における放射線不透過性マーカーの視認性は、画像ストリームにおいて向上する。向上したマーカーの視認性を用いて、それらのマーカーを有する機器を、通常自動的かつ通常オンラインで、追跡することが促進される。通常、追跡は、Cohenの米国特許出願第12/650,605(US2010/0172556として公開)(これは参照することにより本明細書に組み込まれる。)に記載の技術に従って行われる。一部の適用について、放射線不透過性マーカーを有する管腔内機器は、管腔内データ取得機器（例えば、管腔内画像化プローブ）であり、結果として生じた画像ストリームにおける放射線不透過性マーカーの向上した視認性が、通常自動的かつ通常オンラインで、管腔内データポイント（例えば、管腔内画像）を管腔外画像（例えば、管腔外Ｘ線画像）と共に登録する(co-registering)ために利用される。管腔内画像化プローブは、超音波、光干渉、赤外線、ＭＲＩ、またはそれらの任意の組み合わせであり得る。通常、共に登録することは、国際特許出願PCT/IL2011/000612(WO12/014212として公開)(これは参照することにより本明細書に組み込まれる。)に記載の技術に従って行われる。
【００７３】
例えば、鮮明化された画像における、管腔内データ取得機器の放射線不透過部分の位置に基づいて、プロセッサの出力生成機能が、管腔内データポイントの所与の１つが管腔内の所与の位置に対応することを判定してもよく、そしてそれに反応して、出力が生成されてもよい。代替的または付加的には、鮮明化された画像における管腔内機器の放射線不透過部分の位置に基づいて、出力生成機能が、管腔内機器が管腔内の所与の位置にあることを判定してもよい。管腔内機器が管腔内の所与の位置にあるという判定に反応して、出力生成機能は、その位置に対応する管腔の管腔内画像を表示するようにディスプレイを駆動し得る。
【００７４】
本発明が、本明細書中、以上において特に示され、説明されたものに限定されないことは、当業者によって理解されるであろう。むしろ、本発明の範囲は、本明細書中で上述した種々の特徴の組み合わせおよび部分的組み合わせの両方、ならびに、上述の説明を読んだ当業者が思い付くであろう、先行技術にはないそれらの変形および改良を含む。
【図１Ａ】
2014527417.tif 000004
【図１Ｂ】
2014527417.tif 000005
【図２】
2014527417.tif 000006
【図３】
2014527417.tif 000007
【図４】
2014527417.tif 000008
【国際調査報告】
2014527417.tif 000009