(57)【要約】  血管系ＶＡ内のＯＣＴ又はＩＶＵＳカテーテルＣＡの位置を決定するためのシステムＳＹである。システムＳＹは、マップ提供ユニットＭＰＵと、データ提供ユニットＤＰＵと、比較器ユニットＣＯＭＰとを備える。マップ提供ユニットは、血管系ＶＡ内のＯＣＴ又はＩＶＵＳカテーテルＣＡの複数の位置Ｐ１．．ｋの各々における基準測定データを含む基準マップＳＯＭを提供するように構成される。データ提供ユニットＤＰＵは、血管系ＶＡ内の実際の位置から実際の測定データを提供するように構成される。比較器ユニットＣＯＭＰは、血管系内のＯＣＴ又はＩＶＵＳカテーテルの複数の位置Ｐ１．．ｋから、実際の測定データと基準測定データとの比較に基づいて血管系内の実際の位置に対応する位置Ｐｎ⊂１．．ｋを決定するように構成される。基準測定データ及び実際の測定データは、ｉ）ＯＣＴデータ、又はｉｉ）ＩＶＵＳデータのいずれかである。
2021515630.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
血管系内のＯＣＴ又はＩＶＵＳカテーテルの位置を決定するためのシステムであって、前記システムは、
前記血管系内の前記ＯＣＴ又はＩＶＵＳカテーテルの複数の位置の各々における基準測定データを含む基準マップを提供する、マップ提供ユニットと、
前記血管系内の実際の位置から実際の測定データを提供する、データ提供ユニットと、
前記血管系内の前記ＯＣＴ又はＩＶＵＳカテーテルの前記複数の位置から、前記実際の測定データと前記基準測定データとの比較に基づいて前記血管系内の前記実際の位置に対応する位置を決定する、比較器ユニットと、
を備え、
前記基準測定データ及び前記実際の測定データは、ｉ）ＯＣＴデータ、又はｉｉ）ＩＶＵＳデータのいずれかである、システム。
【請求項２】
分類ユニットを更に備え、
前記分類ユニットは、任意選択で統計学習アルゴリズムを用いて、前記血管系内の前記実際の位置、及び、前記血管系内の前記ＯＣＴ又はＩＶＵＳカテーテルの前記複数の位置それぞれにおける、前記実際の測定データ及び前記基準測定データを、特徴セットを用いて分類し、
前記比較器ユニットは、前記実際の測定データの特徴セットを、前記基準測定データの特徴セットと比較することによって、前記血管系内の前記実際の位置に対応する位置を決定する、請求項１に記載のシステム。
【請求項３】
前記特徴セットは、血管系の管腔によって定義される軸に対する径方向及び／又は回転方向におけるそれぞれのデータの強度分布と、前記血管系の前記管腔によって定義される前記軸に対する前記径方向及び／又は前記回転方向における組織タイプの表現と、前記血管系の前記管腔によって定義される前記軸に対する前記径方向及び／又は前記回転方向におけるプラークタイプの表現と、前記それぞれのデータの平均強度と、前記それぞれのデータのエントロピーと、前記血管系の平均直径、前記血管系の断面積、プラークの厚み又は血管壁の厚みのような前記血管系の形状パラメータとのうちの少なくとも１つを含む、請求項２に記載のシステム。
【請求項４】
前記特徴セットは、前記血管系の前記管腔によって定義される前記軸に対する前記径方向及び／又は前記回転方向における前記組織タイプの表現と、前記血管系の前記管腔によって定義される前記軸に対する前記径方向及び／又は前記回転方向における前記プラークタイプの表現とのうちの少なくとも１つを含み、
前記比較器ユニットは、ｉ）主要な組織タイプ及び／又はプラーク、ｉｉ）前記管腔に最も近い組織タイプ及び／又はプラーク、ｉｉｉ）前記血管壁に最も近い組織タイプ及び／又はプラーク、ｉｖ）前記特徴セットの要素の前記径方向及び／又は前記回転方向における最も大きな広がりを有する組織タイプ及び／又はプラーク、のうちの少なくとも１つを比較することによって、前記血管系における前記実際の位置に対応する位置を決定する、請求項３に記載のシステム。
【請求項５】
前記実際の測定データ及び前記基準測定データは共に、前記血管系の管腔によって定義される軸に対し径方向において測定され、前記管腔及び血管壁によって境界を付けられた前記血管系の領域に対応し、
前記比較器ユニットは、前記実際の測定データの特徴セットを、前記領域内の前記基準測定データの特徴セットと比較することによって、前記血管系内の前記実際の位置に対応する位置を決定する、請求項１に記載のシステム。
【請求項６】
前記実際の測定データ及び前記基準測定データは、各々、前記血管系の前記管腔によって定義される前記軸の周りで回転方向に測定される検出されたＯＣＴ若しくはＩＶＵＳ信号に対応するか、又は、前記実際の測定データは、前記血管系の前記管腔によって定義される前記軸の周りで回転方向に測定される検出されたＯＣＴ若しくはＩＶＵＳ信号に対応し、前記基準測定データは、前記軸の周りで回転方向に測定されるＯＣＴ若しくはＩＶＵＳ信号を示すシミュレートされたＯＣＴ若しくはＩＶＵＳデータであり、前記シミュレートされたデータは、前記血管系に対応するＭＲＩ画像データから導出される、請求項１から５のいずれか一項に記載のシステム。
【請求項７】
前記実際の測定データ及び前記基準測定データは共に、前記血管系の前記管腔によって定義される前記軸に対し径方向に測定され、前記管腔及び前記血管壁によって境界を付けられた前記血管系の領域に対応し、
前記境界を付けられた領域に対応する前記実際の測定データ及び前記基準測定データは共に、前記径方向において共通径方向範囲に対しスケーリングされ、前記比較器ユニットが、前記共通径方向範囲内の対応する半径において前記実際の測定データ及び前記基準測定データを比較することによって、前記血管系における前記実際の位置に対応する位置を決定する、請求項６に記載のシステム。
【請求項８】
画像レジストレーションユニット及び血管造影図提供ユニットを更に備え、
前記血管造影図提供ユニットは、前記血管系に対応する冠動脈コンピュータ断層撮影血管造影図データに基づいて血管造影図を提供し、
前記画像レジストレーションユニットは、前記血管造影図を前記基準マップとレジストレーションする、請求項１に記載のシステム。
【請求項９】
前記基準測定データは、前記血管系の管腔によって定義される軸の周りで回転方向に第１の角度サンプリング間隔、及び、前記血管系の前記管腔によって定義される前記軸に沿った第１の軸方向サンプリング間隔を有し、前記実際の測定データは、前記血管系の前記管腔よって定義される前記軸の周りで回転方向に第２の角度サンプリング間隔、及び、前記血管系の前記管腔によって定義される前記軸に沿った第２の軸方向サンプリング間隔を有し、前記第１の角度サンプリング間隔及び／又は前記第１の軸方向サンプリング間隔はそれぞれ、前記第２の角度サンプリング間隔及び／又は前記第２の軸方向サンプリング間隔未満である、請求項１に記載のシステム。
【請求項１０】
前記基準測定データは、前記血管系の管腔によって定義される軸に対し径方向において第１の貫入深度を有し、
前記実際の測定データは、前記径方向において第２の貫入深度を有し、
前記第２の貫入深度は前記第１の貫入深度未満である、請求項１に記載のシステム。
【請求項１１】
前記実際の測定データ又は前記基準測定データに基づいて冠動脈プラーク面積率尺度を計算する冠動脈プラーク面積率計算ユニットを更に備える、請求項１に記載のシステム。
【請求項１２】
表示ユニットを更に備え、前記表示ユニットは、ｉ）前記血管系内の前記実際の位置に対応する前記決定された位置における前記基準測定データの表現を含む前記基準マップの少なくとも一部分と、ｉｉ）前記血管系内の前記実際の位置における前記実際の測定データの表現と、を表示する、請求項１に記載のシステム。
【請求項１３】
前記基準測定データを前記マップ提供ユニットに提供し、かつ／又は前記実際の測定データを前記データ提供ユニットに提供するＯＣＴ又はＩＶＵＳカテーテルを更に備える、請求項１に記載のシステム。
【請求項１４】
血管系内のＯＣＴ又はＩＶＵＳカテーテルの位置を決定する方法であって、前記方法は、
前記血管系内の前記ＯＣＴ又はＩＶＵＳカテーテルの複数の位置の各々における基準測定データを含む基準マップを提供するステップと、
前記血管系内の実際の位置から実際の測定データを提供するステップと、
前記血管系内の前記ＯＣＴ又はＩＶＵＳカテーテルの前記複数の位置から、前記実際の測定データと前記基準測定データとの比較に基づいて前記血管系内の前記実際の位置に対応する位置を決定するステップと、
を有し、
前記基準測定データ及び前記実際の測定データは、ｉ）ＯＣＴデータ、又はｉｉ）ＩＶＵＳデータのいずれかである、方法。
【請求項１５】
コンピュータによって実行されると、前記コンピュータに請求項１４に記載の方法を実行させる命令を含む、コンピュータプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、血管内撮像の分野に関し、より詳細には介入性心臓病学に関する。
【背景技術】
【０００２】
Ｎａｉｒ，  Ａ．；Ｋｕｂａｎ，  Ｂ．  Ｄ．；Ｔｕｚｃｕ，  Ｅ．  Ｍ．；Ｓｃｈｏｅｎｈａｇｅｎ，  Ｐ．；Ｎｉｓｓｅｎ，  Ｓ．  Ｅ．及びＶｉｎｃｅ，  Ｄ．  Ｇ．による、「Ｃｏｒｏｎａｒｙ  ｐｌａｑｕｅ  ｃｌａｓｓｉｆｉｃａｔｉｏｎ  ｗｉｔｈ  ｉｎｔｒａｖａｓｃｕｌａｒ  ｕｌｔｒａｓｏｕｎｄ  ｒａｄｉｏｆｒｅｑｕｅｎｃｙ  ｄａｔａ  ａｎａｌｙｓｉｓ」Ｃｉｒｃｕｌａｔｉｏｎ，２００２，１０６，２２００−２２０６と題する文献［１］は、後方散乱した血管内超音波、すなわちＩＶＵＳデータのスペクトル分析が、リアルタイムのインビボのプラーク分類の可能性を有することを開示している。
【０００３】
Ｊｏａｏ  Ｓｉｌｖａ  Ｍａｒｑｕｅｓ及びＦａｕｓｔｏ  Ｊ．  Ｐｉｎｔｏによる、「Ｔｈｅ  ｖｕｌｎｅｒａｂｌｅ  ｐｌａｑｕｅ：Ｃｕｒｒｅｎｔ  ｃｏｎｃｅｐｔｓ  ａｎｄ  ｆｕｔｕｒｅ  ｐｅｒｓｐｅｃｔｉｖｅｓ  ｏｎ  ｃｏｒｏｎａｒｙ  ｍｏｒｐｈｏｌｏｇｙ，  ｃｏｍｐｏｓｉｔｉｏｎ  ａｎｄ  ｗａｌｌ  ｓｔｒｅｓｓ  ｉｍａｇｉｎｇ」Ｒｅｖ．  Ｐｏｒｔ．  Ｃａｒｄｉｏｌ．  ３３（２）：１０１−１１０，  ２０１４と題する文献［２］は、脆弱性プラークの識別のための最新技術による心血管撮像を検討している。
【０００４】
別の文献ＵＳ２０１３／０１０９９５８Ａ１は、取得プロセッサ及び画像データプロセッサを用いて血管内超音波撮像データの方位を合わせ、表示するシステムに関する。取得プロセッサは、血管を通る超音波カテーテルのナビゲーション中に、画像シーケンスを含む複数の個々の血管内超音波画像について、個々の画像を表すデータと、カテーテルの向きを示す個々の画像に関連付けられた方位データと、患者の解剖学的構造の外部の基準位置に対する個々の画像とを取得する。画像データプロセッサは、方位データに応答して、必要に応じて、画像シーケンスの個々の画像を、外部の基準位置に対し実質的に同じ向きを有するように回転させることによって、外部基準位置に対し複数の個々の血管内超音波画像を位置合わせする。
【０００５】
別の文献ＵＳ６０８３１７０は、自己位置合わせ式カテーテルに関する。生理学的組織を通じた、好ましくは組織内の管腔を通じた挿入のための遠位端を有する可撓性の細長いプローブが開示される。プローブは、プローブの近傍における組織の特性を示す信号を生成するセンサと、信号に応答してプローブの遠位端を偏向させる位置合わせ機構とを含む。信号は、管腔内の閉塞又は空きチャネルの方向を示す。センサは、好ましくは１つ又は複数の超音波トランスデューサを備える。
【発明の概要】
【０００６】
血管内超音波、すなわちＩＶＵＳは、冠動脈及び末梢血管の撮像においてますます多くの役割を果たしている。応用事例は、冠動脈プラーク面積率の評価、狭窄の特性評価、又はステント挿入との関連における撮像サポートを含む。同様の道筋に沿って、光コヒーレンストモグラフィ、すなわちＯＣＴは、進化して、類似の情報及び補足情報の双方を提供する撮像モダリティとなり始めている。血管内撮像は、通常、介入の前後及び介入中に、計画、監視、及び結果の評価を行うために行われる。これは多くの場合に、血管に沿ったいくつかのロケーションを調査すること伴い、これらのロケーションは、ワークフローにおいて、純粋な撮像、検知又は他の動作のために数回再訪される。ここで、カテーテルナビゲーションは、通常、造影剤の注入、並びに患者及び介入心臓医の放射線被ばくを伴う２Ｄ血管造影法によってサポートされる。
【０００７】
必要とされる血管造影法の範囲を低減するために、血管内撮像を用いて、血管に沿った方位マップを構築する。これらのマップは、血管内の訪問済みロケーションごとにパターン情報を記憶し、記憶されたパターンと現在記録されているパターンとの間の類似性尺度を介して、過去の記録に従って、このロケーション又は付近のロケーションが以前に訪問されたか否か、及びこのロケーションが血管内のどこに位置するかを示すことができる。これらのパターンを生成するための主要な着想は、血管内撮像が管腔を貫き、壁がこの取得された情報に境界を付け、この情報をグループに分類することである。これらは、組織のタイプを含むことができるが、定義されていない解剖学的意味の再現パターンを単純化することもできる。撮像情報からクラスの離散セットへのマッピングは、教師あり（教師なし）統計学習を介して達成される。管腔／壁境界における複数のロケーションにわたるクラスの配置により、トンネルの内壁のグラフィティに類似した識別パターンが得られる。パターン情報は、変形可能な血管形状の粗い空間特徴と対にすることもできる。
【０００８】
さらに、血管系内のＯＣＴ又はＩＶＵＳカテーテルの位置を決定するためのシステムが提供される。システムは、マップ提供ユニットと、データ提供ユニットと、比較器ユニットとを備える。マップ提供ユニットは、血管系内のＯＣＴ又はＩＶＵＳカテーテルの複数の位置の各々における基準測定データを含む基準マップを提供するように構成される。データ提供ユニットは、血管系内の実際の位置から実際の測定データを提供するように構成される。比較器ユニットは、血管系内のＯＣＴ又はＩＶＵＳカテーテルの複数の位置から、実際の測定データと基準測定データとの比較に基づいて、血管系内の実際の位置に対応する位置を決定するように構成される。基準測定データ及び実際の測定データは、ｉ）ＯＣＴデータ、又はｉｉ）ＩＶＵＳデータのいずれかである。
【０００９】
その際、実際の位置を、基準マップに対し決定することができる。これは、血管に沿った以前に訪問済みのロケーションの再訪を単純化するため、ワークフローを改善する。これはまた、血管に沿った以前に訪問済みのロケーションに達する正確度及び／又は速度を改善する。なぜなら、カテーテルの進入点における空間エンコーダを用いてこの位置を決定し、経路長における軸方向の変動を受け、結果として血管系の伸展性のある特性に起因して位置決め誤差を受ける既知の技法と対照的に、本発明では、以前に訪問済みのロケーションに対するマッピングが正確であるためである。別の利点は、データはＩＶＵＳ又はＯＣＴデータであるため、血管造影法の必要性がより低いことにより、患者に対する放射線量が低減されることである。
【００１０】
１つの態様によれば、実際の測定データ及び基準測定データは各々、特徴セットを用いて分類される。比較器ユニットは、実際の測定データの特徴セットを基準測定データの特徴セットと比較することによって、血管系内の実際の位置に対応する位置を決定する。特徴セットは、例えば、血管系の管腔によって定義される軸に対する径方向及び／又は回転方向におけるそれぞれのデータの強度分布と、血管系の管腔によって定義される軸に対する径方向及び／又は回転方向における組織タイプの表現と、血管系の管腔によって定義される軸に対する径方向及び／又は回転方向におけるプラークタイプの表現と、それぞれのデータの平均強度と、それぞれのデータのエントロピーと、血管系の平均直径、血管系の断面積、プラークの厚み又は血管壁の厚み等の血管系の形状パラメータとを含む。そのような特徴セットを用いてデータを分類することによって、血管内の以前に訪問した位置を再訪するとき、より高速な比較が行われる。
【００１１】
別の態様によれば、実際の測定データ及び基準測定データは共に、血管系の管腔によって定義された軸に対して径方向に測定され、管腔及び血管壁によって境界を付けられた血管系の領域に対応する。この態様において、境界を付けられた領域ＲＥに対応する実際の測定データ及び基準測定データは共に、径方向において共通径方向範囲に対しスケーリングされ、比較器ユニットが、共通径方向範囲内の対応する半径において実際の測定データ及び基準測定データを比較することによって、血管系における実際の位置に対応する位置を決定するようにする。このスケーリングは、位置決定の信頼性を改善する。なぜなら、血管系内の変形、例えば心拍位相中の変形が補償されるためである。
【００１２】
別の態様によれば、実際の測定データ及び基準測定データは各々、血管系の管腔によって定義される軸の周りで回転方向に角度サンプリング間隔を有する。この態様において、基準測定データの角度サンプリング間隔は、実際の測定データの角度サンプリング間隔未満である。これは、血管系を再訪するときの「スパースな」実際の測定データの使用を可能にし、基準マップに対する実際の位置のより高速な決定をもたらす。
【００１３】
別の態様によれば、実際の測定データ及び基準測定データは各々、血管系の管腔によって定義される軸に沿った軸方向サンプリング間隔を有する。この態様において、基準測定データの軸方向サンプリング間隔は、実際の測定データの軸方向サンプリング間隔未満である。これは同様に、血管系を再訪するときの「スパースな」実際の測定データの使用を可能にし、基準マップに対する実際の位置のより高速な決定をもたらす。
【００１４】
別の態様によれば、実際の測定データ及び基準測定データは、血管系の管腔によって定義される軸に対し径方向において貫入深度を有する。この態様において、実際の測定データの貫入深度は、基準測定データの貫入深度未満である。これは同様に、血管系を再訪するときの「スパースな」実際の測定データの使用を可能にし、基準マップに対する実際の位置のより高速な決定をもたらす。
【００１５】
これらの態様及び他の関連する態様に従って、対応する方法及びコンピュータプログラム製品も提供される。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明のいくつかの態様による、血管系ＶＡ内のＯＣＴ又はＩＶＵＳカテーテルＣＡの位置を決定するための例示的なシステムＳＹを示す図である。
【図２】血管系ＶＡ内のＯＣＴ又はＩＶＵＳカテーテルＣＡの位置を決定する方法ＭＥＴに対応するフローチャートを示す図である。
【図３】仮想組織学を用いた組織適合試験に基づくパターン生成を示す図である。
【図４】血管を撮像する間、血管を通じたプルバックを用いる、本発明の例示的なＩＶＵＳ撮像実施形態を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
本発明の原理を示すために、特にＩＶＵＳカテーテルを参照してシステムが説明される。システムを用いて、血管系内のＩＶＵＳカテーテルの位置を決定する。しかしながら、代替的に、システムを用いて、血管系内のＯＣＴカテーテルの位置を決定してもよいことが理解されよう。
【００１８】
上述したように、ＩＶＵＳは、冠動脈及び末梢血管の撮像のためにますます多くの役割を果たしている。応用事例は、冠動脈プラーク面積率の評価、狭窄の特性評価、又はステント挿入との関連における撮像サポートを含む。同様の道筋に沿って、ＯＣＴは、進化して、類似の情報及び補足情報の双方を提供する撮像モダリティとなり始めている。血管内撮像は、通常、介入の前後及び介入中に、計画、監視、及び結果の評価を行うために用いられる。これは多くの場合に、血管に沿ったいくつかのロケーションを調査すること伴い、これらのロケーションは、ワークフローにおいて、撮像、検知又は他の動作のために数回再訪される。ここで、カテーテルナビゲーションは、通常、造影剤の注入、並びに患者及び介入心臓医の放射線被ばくを伴う２Ｄ血管造影法によってサポートされる。
【００１９】
臨床医が血管を通じてカテーテルをナビゲートする間、いくつかのロケーションが１回のみよりも多く再訪される場合がある。ナビゲーション中に取得される画像は、通常介入において以前に取得された記録とのアドホックな関連付けを有していないが、これらは場合によってはまさに同じロケーションから生じる。
【００２０】
これは、以下を含むいくつかの欠点を伴う。
【００２１】
血管を通ってナビゲートし、カテーテル先端が現在位置する方位を得るために、繰り返された血管造影法による撮像が必要である。これは、造影剤の注入、並びに患者及び介入心臓医の放射線被ばくを伴う。
【００２２】
特定の関心部位を再訪することは、多くの場合、血管造影法による血管内撮像と、自身の記憶を頼りにこれらの異なる情報源を調整し、扱い、マッチングする介入心臓医の能力とに依拠する時間のかかる探索を必要とする。
【００２３】
既知のシステムは、正しい部位に実際に達したか否かの単純な定量的クロスチェックが欠けており、現在の取得と比較され得る以前の訪問からの自動的な情報索出を有していない。
【００２４】
さらに、図１は、本発明のいくつかの態様による、血管系ＶＡ内のＯＣＴ又はＩＶＵＳカテーテルＣＡの位置を決定するための例示的なシステムＳＹを示す。システムＳＹは、マップ提供ユニットＭＰＵと、データ提供ユニットＤＰＵと、比較器ユニットＣＯＭＰとを備える。マップ提供ユニットＭＰＵは、血管系ＶＡ内のＯＣＴ又はＩＶＵＳカテーテルＣＡの複数の位置Ｐ１．．ｋの各々における基準測定データを含む基準マップを提供するように構成される。血管系ＶＡは、ヒト又は動物の身体の血管系の一部分である。図１に示される部分は、軸Ａ−Ａ’を定義する管腔ＬＵを含み、この軸に沿って、軸位置Ｐ１．．ｋが定義される。管腔ＬＵは、対応する血管壁ＶＷを有し、血管系ＶＡの領域ＲＥは、管腔ＬＵ及び血管壁ＶＷによって境界を付けられる。マップ提供ユニットＭＰＵの基準測定データは、ｉ）ＯＣＴデータ、又はｉｉ）ＩＶＵＳデータのいずれかである。この測定データは、軸Ａ−Ａ’の周りで角度θによって示されるように回転方向に測定される、検出されたＯＣＴ又はＩＶＵＳ信号に対応する。ＩＶＵＳの場合、データの強度は、周囲の物体の超音波反射に対応する。ＯＣＴの場合、データは、光学照射ビームと、ビームの反射された部分との間の干渉に対応する。このため、基準測定データは撮像データを表す。回転方向とは、データが角度方向θの一部分の周りで測定されることを意味する。この測定データは、例えば、ＩＶＵＳ／ＯＣＴ検出器要素の固定アレイから取得され、この要素は、カテーテルＣＡに対し、又は走査若しくは回転ＩＶＵＳ／ＯＣＴ検出器から、角度方向θの周りに配列され、１つ又は複数の検出器要素又は対応する光学要素は、カテーテルＣＡに対し角度方向θの周りで回転される。この測定データは、通常、いわゆる「プルバック」手順中に取得される。プルバック手順において、通常、ガイドワイヤの支援により血管系ＶＡ内に以前に挿入されたカテーテルＣＡが、その後、データを取得しながら血管系に沿ってプルバックされる。所望の場合、測定データに加えて、軸位置Ｐ１．．ｋを示す対応する位置データが、例えば、カテーテルの進入点における空間エンコーダ、明確に定義されたプルバック速度を用いて決定されるか、又は移動方向のみが知られているが速度が知られていない場合は、データ順序（すなわち、一連の画像における「次」、「前」）の観点でのみ定義される。基準測定データは、カテーテルＣＡ、すなわち、データ提供ユニットＤＰＵに実際の測定データを提供するのと同じカテーテルによって、カテーテルＣＡとマップ提供ユニットＭＰＵとを相互接続する破線によって示されるように提供されるか、又は別のカテーテルによって提供される。例えば、基準測定データは、以前の調査手順中に別のカテーテルから取得されたものである。いずれの場合にも、マップ提供ユニットＭＰＵは、この基準測定データを記憶するメモリによって提供される。
【００２５】
図１におけるデータ提供ユニットＤＰＵは、血管系ＶＡ内の実際の位置から実際の測定データを提供する。さらに、実際の測定データは、血管系ＶＡ内のライブ位置すなわち現在の位置に対応するのに対し、基準測定データは血管系ＶＡ内の履歴位置に対応する。実際の測定データは、基準測定データに関連して上記で説明されたのと同じようにして提供される。好ましくは、実際の測定データはカテーテルＣＡによって提供される。データ提供ユニットＤＰＵは、この実際の測定データを記憶するメモリによって提供される。
【００２６】
１つの特定の実施態様において、実際の測定データは、図１において血管系ＶＡの管腔ＬＵによって定義される軸Ａ−Ａ’の周りの角度θによって示されるように、回転方向に測定される検出されたＯＣＴ又はＩＶＵＳ信号に対応し、基準測定データは、軸Ａ−Ａ’の周りで回転方向に測定されるＯＣＴ又はＩＶＵＳ信号を示すシミュレートされたＯＣＴ又はＩＶＵＳデータであり、このシミュレートされたデータは、血管系（ＶＡ）に対応する磁気共鳴撮像、すなわちＭＲＩデータから導出される。ＭＲＩ画像データからそのようなシミュレートされたＩＶＵＳデータを提供するための技法は、例えば、Ｗａｔｓｏｎ，Ｓ．Ｒ．他によるレビューである文献「Ｉｍａｇｉｎｇ  ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ  ｆｏｒ  ｃａｒｄｉａｃ  ｆｉｂｅｒ  ａｎｄ  ｈｅａｒｔ  ｆａｉｌｕｒｅ」Ｈｅａｒｔ  Ｆａｉｌｕｒｅ  Ｒｅｖｉｅｗｓ（２０１８）２３：２７３−２８９から既知である。この文献は、心筋構造を特性評価するための磁気共鳴拡散テンソル撮像、すなわちＭＲ−ＤＴＩの使用について記載している。このようにＭＲＩ画像を用いることはＩＶＵＳ又はＯＣＴデータの使用と同じ利点、すなわち、ＣＴ画像を用いて血管系内のＩＶＵＳカテーテルの現在の位置を決定する既知の技法と比較して、患者に対する放射線量が低減される利点を共有する。
【００２７】
図１における比較器ユニットＣＯＭＰは、実際の測定データ及び基準測定データを比較し、この比較に基づいて、血管系内のＯＣＴ又はＩＶＵＳカテーテルの複数の位置Ｐ１．．ｋから、血管系内の実際の位置に対応する位置Ｐｎ⊂１．．ｋを決定する。比較器ユニットＣＯＭＰは、例えば基準マップに対する実施の位置を決定するために、径方向、すなわち、各位置における深さ方向におけるＩＶＵＳ／ＯＣＴデータの強度を比較する。位置Ｐｎ⊂１．．ｋのための最も整合した位置を決定するために、データ値間のユークリッド距離等の類似性尺度が計算される。他の類似性尺度が類似の方式で用いられる。このため、基準測定データは、基準マップ内の位置を示す一意のパターンを提供し、基準マップに対し、後に取得される実際の測定データの位置が決定されることを可能にする。その際、正確な位置が決定される。任意選択で、整合の確実度を更に改善するために、データ提供ユニットＤＰＵは、血管系（ＶＡ）内の実際の位置と既知の空間関係を有する１つ又は複数の位置から追加の測定データを提供する。比較器ＣＯＭＰは、血管系ＶＡ内の実際の位置からの実際の測定データに加えてこの追加のデータを用いて、血管系内のＯＣＴ又はＩＶＵＳカテーテルの複数の位置（Ｐ１．．ｋ）から、血管系内の実際の位置に対応する位置（Ｐｎ⊂１．．ｋ）を決定する。このため、例えば、実際のＩＶＵＳ画像、すなわち実際の測定データの一方の側の軸方向の位置からのＩＶＵＳ断面ＩＶＵＳ画像を用いて、血管系内の実際の位置に対応する位置（Ｐｎ⊂１．．ｋ）を決定する。その際、更により正確な位置が決定される。これは、カテーテルの進入点における空間エンコーダを用いてこの位置を決定する既知の技法よりも正確である。この既知の技法は、血管系経路長における軸方向の変動を受け、結果として、血管系の伸展性のある特性に起因して位置決め誤差を被る。その際、システムＳＹは、血管系内の以前に測定した位置のより容易な再訪を促進する。
【００２８】
その後、図１における任意選択の表示ユニットＤＩＳＰを用いて、比較結果を示す。表示ユニットＤＩＳＰは、例えば、ｉ）血管系ＶＡ内の実際の位置に対応する決定された位置Ｐｎ⊂１．．ｋにおける基準測定データの表現を含む、基準マップの少なくとも一部分、すなわち、例示的な図４におけるＳＯＭと、ｉｉ）血管系ＶＡ内の実際の位置における実際の測定データの表現とを表示する。データの表現は、例えばＩＶＵＳ／ＯＣＴ画像であるか、又は以下でより詳細に説明するような、この画像の特徴である。
【００２９】
１つの実施態様において、システムＳＹは、任意選択の分類ユニットＣＵを更に備える。分類ユニットＣＵは、実際の測定データ及び基準データを、特徴セットを用いて分類する。任意選択で、統計学習アルゴリズムが分類において用いられる。統計学習アルゴリズムは、教師あり又は教師なしの方式でトレーニングされる。代替的に、所定のアルゴリズムが分類に用いられる。この実施態様において、比較器ユニットＣＯＭＰは、実際の測定データの特徴セットを、基準測定データの特徴セットと比較することによって、血管系内の実際の位置に対応する位置Ｐｎ⊂１．．ｋを決定するように構成される。実際の測定データの特徴セット及び基準測定データの特徴セットは、各々、血管系ＶＡの管腔ＬＵによって定義される軸Ａ−Ａ’に対する径方向Ｒ及び／又は回転方向θにおけるそれぞれのデータの強度分布、血管系ＶＡの管腔ＬＵによって定義される軸Ａ−Ａ’に対する径方向Ｒ及び／又は回転方向θにおける組織タイプの表現、血管系ＶＡの管腔ＬＵによって定義される軸Ａ−Ａ’に対する径方向Ｒ及び／又は回転方向θにおけるプラークタイプの表現、それぞれのデータの平均強度、それぞれのデータのエントロピー、血管系ＶＡの平均直径、血管系ＶＡの断面積、プラークの厚み又は血管壁の厚み等の血管系ＶＡの形状パラメータ等の少なくとも１つの要素を含む。一般に、未加工のＩＶＵＳ／ＯＣＴ撮像データよりも高い一般性レベルにおけるデータに対応する特徴セット要素の使用により、より単純かつ／又は高速な比較を行うことが可能になる。血管系ＶＡの平均直径又は血管系ＶＡの断面積等の回転方向に不変の特徴セット要素の使用により、複数の回転角度θについて特徴セット要素を比較する必要がなくなるため、比較が更に単純化される。
【００３０】
特徴セットが、以下の要素、すなわち、血管系ＶＡの管腔ＬＵによって定義される軸Ａ−Ａ’に対する径方向Ｒ及び／又は回転方向θにおける組織タイプの表現と、血管系ＶＡの管腔ＬＵによって定義される軸Ａ−Ａ’に対する径方向Ｒ及び／又は回転方向θにおけるプラークタイプの表現とのうちの少なくとも１つを含むとき、比較器ユニットＣＯＭＰは、ｉ）主要な組織タイプ及び／又はプラーク、ｉｉ）管腔ＬＵに最も近い組織タイプ及び／又はプラーク、ｉｉｉ）血管壁ＶＷに最も近い組織タイプ及び／又はプラーク、ｉｖ）特徴セット要素の径方向Ｒ及び／又は回転方向θにおける最も大きな広がりを有する組織タイプ及び／又はプラーク、のうちの少なくとも１つを比較することによって、血管系における実際の位置に対応する位置Ｐｎ⊂１．．ｋを決定するように更に構成される。この一般性レベルにおけるこれらの特徴セット要素の使用により、比較器ＣＯＭＰによる、より高速な比較がもたらされる。
【００３１】
別の実施態様では、実際の測定データ及び基準測定データは共に、血管系ＶＡの管腔ＬＵによって定義される軸Ａ−Ａ’に対し径方向Ｒにおいて測定され、管腔ＬＵ及び血管壁ＶＷによって境界を付けられた血管系ＶＡの領域ＲＥに対応する。この実施態様において、比較器ユニットＣＯＭＰは、実際の測定データの特徴セットを、領域ＲＥ内の基準測定データの特徴セットと比較することによって、血管系内の実際の位置に対応する位置Ｐｎ⊂１．．ｋを決定するように構成される。任意選択で、領域ＲＥ内のデータのみが比較において用いられる。異常特徴に対応する可能性があるデータを外部領域ＲＥから除外することによって、より高速かつより信頼性の高い比較が提供される。
【００３２】
別の実施態様において、実際の測定データ及び基準測定データは共に、血管系ＶＡの管腔ＬＵによって定義される軸Ａ−Ａ’に対し径方向Ｒに測定され、管腔ＬＵ及び血管壁ＶＷによって境界を付けられた血管系の領域ＲＥに対応する。この実施態様において、境界を付けられた領域ＲＥに対応する実際の測定データ及び基準測定データは共に、径方向Ｒにおいて共通径方向範囲に対しスケーリングされ、比較器ユニットが、共通径方向範囲内の対応する半径において実際の測定データ及び基準測定データを比較することによって、血管系における実際の位置に対応する位置Ｐｎ⊂１．．ｋを決定するようにする。このスケーリングは、位置決定の信頼性を改善する。なぜなら、血管系内の変形、例えば心拍位相中の変形が補償されるためである。
【００３３】
別の実施態様において、システムＳＹは、図１に示す任意選択の画像レジストレーションユニットＩＲＵ及び任意選択の血管造影図提供ユニットＡＰＵを備える。血管造影図提供ユニットＡＰＵは、血管系ＶＡに対応する冠動脈コンピュータ断層撮影血管造影図データに基づいて血管造影図を提供するように構成される。画像レジストレーションユニットＩＲＵは、血管造影図を基準マップ、すなわち、例示的な図４におけるＳＯＭとレジストレーションするように構成される。その際、実際の位置は、血管造影図において決定される。血管造影図は、Ｘ線放射を用いて生成されており、撮像された特徴に対し、ＩＶＵＳ／ＯＣＴと異なる感度を有するため、血管造影図内の実際の位置を追跡する能力によって、改善された位置決定がもたらされる。さらに、使用者は血管造影図に慣れていることから、使用者による改善された位置決定が更に促進される。
【００３４】
別の実施態様において、基準測定データは、血管系ＶＡの管腔ＬＵによって定義される軸Ａ−Ａ’の周りで回転方向θに第１の角度サンプリング間隔、及び血管系ＶＡの管腔ＬＵによって定義される軸Ａ−Ａ’に沿った第１の軸方向サンプリング間隔を有し、実際の測定データは、血管系ＶＡの管腔ＬＵによって定義される軸Ａ−Ａ’の周りで回転方向θに第２の角度サンプリング間隔、及び血管系ＶＡの管腔ＬＵによって定義される軸Ａ−Ａ’に沿った第２の軸方向サンプリング間隔を有する。この実装態様において、第１の角度サンプリング間隔及び／又は第１の軸方向サンプリング間隔はそれぞれ、第２の角度サンプリング間隔及び／又は第２の軸方向サンプリング間隔未満である。これは、血管系を再訪するときの「スパースな」実際の測定データの使用を可能にし、基準マップに対する実際の位置のより高速な決定をもたらす。
【００３５】
別の実施態様において、基準測定データは、血管系ＶＡの管腔ＬＵによって定義される軸Ａ−Ａ’に対し径方向Ｒにおいて第１の貫入深度を有し、実際の測定データは、径方向Ｒにおいて第２の貫入深度を有する。貫入深度は、例えば、ＩＶＵＳ／ＯＣＴプローブ信号の電力又は周波数を変更することによって調整される。この実施態様において、第２の貫入深度は第１の貫入深度未満である。これは同様に、血管系を再訪するときの径方向における「スパースな」実際の測定データの使用を可能にし、基準マップに対する実際の位置のより高速な決定をもたらす。
【００３６】
別の実施態様において、システムＳＹは、任意選択の冠動脈プラーク面積率計算ユニットＣＰＢＣＵを更に備える。冠動脈プラーク面積率計算ユニットＣＰＢＣＵは、実際の測定データ又は基準測定データに基づいて冠動脈プラーク面積率尺度を計算するように構成される。さらに、冠動脈プラーク面積率計算ユニットＣＰＢＣＵは、データ提供ユニットＤＰＵ及び／又はマップ提供ユニットＭＰＵからデータを受信し、Ｆａｌｃａｏ，  Ｊ．  Ｌ．  Ａ．  Ａ他による文献「Ｃｏｍｐａｒｉｓｏｎ  ｂｅｔｗｅｅｎ  ＭＤＣＴ  ａｎｄ  Ｇｒａｙｓｃａｌｅ  ＩＶＵＳ  ｉｎ  ａ  Ｑｕａｎｔｉｔａｔｉｖｅ  Ａｎａｌｙｓｉｓ  ｏｆ  Ｃｏｒｏｎａｒｙ  Ｌｕｍｅｎ  ｉｎ  Ｓｅｇｍｅｎｔｓ  ｗｉｔｈ  ｏｒ  ｗｉｔｈｏｕｔ  Ａｔｈｅｒｏｓｃｌｅｒｏｔｉｃ  Ｐｌａｑｕｅｓ」Ａｒｑ．  Ｂｒａｓ．  Ｃａｒｄｉｏｌ．  ２０１５  Ａｐｒｉｌ；１０４（４）：３１５−２３において論考されているもの等の１つ又は複数の冠動脈プラーク面積率アルゴリズムを計算するように構成される。
【００３７】
図１に関して記載されたモジュール、すなわち、マップ提供ユニットＭＰＵ、データ提供ユニットＤＰＵ、比較器ＣＯＭＰ、分類ユニットＣＵ、冠動脈プラーク面積率計算ユニットＣＰＢＣＵ、血管造影図提供ユニットＡＰＵ、画像レジストレーションユニットＩＲＵのうちの任意のものは、記載した効果を達成するために記載した機能を実行する、ハードウェアモジュール若しくはソフトウェアモジュール、又はハードウェアモジュール及びソフトウェアモジュールの組合せによって提供される。さらに、他の有利な効果を達成するために、様々な実施態様又は態様が組み合わされる。
【００３８】
図２は、血管系ＶＡ内のＯＣＴ又はＩＶＵＳカテーテルＣＡの位置を決定する方法ＭＥＴに対応するフローチャートを示す。方法ＭＥＴは、
血管系ＶＡ内のＯＣＴ又はＩＶＵＳカテーテルＣＡの複数の位置Ｐ１．．ｋの各々における基準測定データを含む基準マップＳＯＭを提供するステップＰＲＭと、
血管系ＶＡ内の実際の位置から実際の測定データを提供するステップＰＡＭＤと、
血管系ＶＡ内のＯＣＴ又はＩＶＵＳカテーテルの複数の位置Ｐ１．．ｋから、実際の測定データと基準測定データとの比較に基づいて血管系内の実際の位置に対応する位置Ｐｎ⊂１．．ｋを決定するステップＤＥＴとを有し、基準測定データ及び実際の測定データは、ｉ）ＯＣＴデータ、又はｉｉ）ＩＶＵＳデータのいずれかである。
【００３９】
方法ＭＥＴは図１におけるシステムＳＹにおいて用いられ、したがって、対応するシステムＳＹに関係して開示された任意の態様又は実施態様は方法ＭＥＴにおいても実施される。
【００４０】
１つの実施態様によれば、方法ＭＥＴは上述した方法ステップを含み、これらは、コンピュータ上で実行されると、コンピュータに方法ステップを実行させる命令として記録される。
【００４１】
このため、本発明は、血管内撮像からの記録を用いてナビゲーションをサポートするための手段を提供することによって、上述した欠点のうちの１つ又は複数に対処する。これらは、臨床的に用いられるような典型的な断面ＩＶＵＳ又はＯＣＴ記録とすることができるか、又は第２のオプションにおいて、おそらく低減された角度サンプリング及び／若しくは撮像された貫入深度を用いた「よりライトな」記録とすることができる。後者は、介入の背景において、すなわち、例えばカテーテル挿入中に使用者によって明示的な記録がトリガーされていないときに適用することができる情報記録のより迅速なオプションとしての役割を果たすことができる。この追加のオプションにおける目標は、臨床ワークフローを妨げないように、パターン生成に必要な限りの情報のみを記録することである。
【００４２】
記録を用いて、局所的血管形状に関する詳細を提供する、管腔及び壁の境界を描くことができる。この形状は（例えば、心拍位相にわたって）変形を受けるため、その粗い尺度（平均直径又は断面積など）を用いて曖昧なロケーション固有特徴を得ることができるのみである。
【００４３】
加えて、血管内画像の深度情報は、管腔と外壁境界との間の空間に関する情報を含む。この深度情報は、類似のクラスにグループ化することができる。仮想組織学を用いた組織適合試験に基づくパターン生成を示す図３を参照すると、これらは、組織タイプ等の解剖学的に明確に定義されたクラスであるか［１］、又は単にまだ定義されていない解剖学的意味の再現特性である。図３を更に参照すると、トランスデューサが血管セグメントを通って引かれている間、血管の断面画像が生成される。これらにおいて、管腔及び血管壁が輪郭を描かれ、組織タイプが、文献［１］に開示された技法を用いて双方の境界間のエリアにおいて分類される。プラークタイプの空間分布及び血管形状のいくつかの粗い態様、例えば平均直径、プラークの厚みを用いて、血管に沿った一意のパターンの方位マップを記憶することができる。したがって、血管（例えば血管の中心線）に沿った位置及び角度オフセットによって定義される各ロケーションは、例えば、いくつかのグループへの部分的関連付け、又は異なる撮像深度における異なる情報源を記述するそのようなクラス又は多次元コードによって特徴付けることができる。したがって、血管に沿った各ポイントにおいて、記録された断面は、このロケーションの一意の特性として見ることができるクラスの角度パターンに変換することができ、ここで、取得された情報は、目的を果たすために必要な量までストリッピングされている。
【００４４】
血管中心線に沿ったいくつかの場所を訪問した後、図４に示すような、血管に沿ったパターン分布を記憶する方位マップを生成することができる。方位マップにおけるパターンは、ロケーションごとの撮像情報の符号化として解釈することができる。特定のロケーションが再訪されるべき場合、現在記録されているパターンと、記憶された方位マップとの比較により、以前の記録に対する整合を特定し、血管内をナビゲートするための方位及び手段を提供することができる。意味情報を、クラスの離散セットのパターンとして符号化することは、無関係の情報及びノイズを排除することによってデータを圧縮し、より単純な類似性スコアを適用することによってロバストな比較を可能にする。
【００４５】
マップの距離座標は、例えば、カテーテルと共に空間エンコーダを用いること、若しくは固定プルバック速度によって定量的に正当化することができるか、又は代替的に、単に血管に沿ったパターンの順序を、それらの間の空間を厳密に知ることなく表す。この区別は、トランスデューサを用いて自動プルバックが行われるのではなく、カテーテル先端の移動速度が変化する状態で手動位置決めが行われる場合に重要である。
【００４６】
横方向の座標、すなわち、中心線から外方を向く座標が、心周期及び介入中に、血管及び軟組織の変形によって歪む場合があることに留意されたい。したがって、標準的な方位マップは、血管を、壁にパターンを有する単位半径のトンネルに縮約する。本発明の拡張は、例えば、その各要素が中心線への特定の距離ビンにおける特徴／クラスインデックスにリンクするベクトルによってトンネル壁上の各点を記述することによって、この座標を利用する。これらの線に沿って、ベクトルは、最も主要な特徴、管腔に最も近い特徴、壁に最も近い特徴、最も大きな接続された特徴等の、横画像方向にわたる異なる形で関連した態様を更に取り込むことができる。
【００４７】
図４は、血管を撮像している間の血管を通じたプルバックを用いる本発明の例示的なＩＶＵＳ撮像実施形態を示す。図４を参照すると、ＩＶＵＳトランスデューサＩＶＴは、プルバック方向ＰＣＤに沿ってプルバックされ、この方向に沿って距離Ｄｉｓｔが測定される。血管壁ＸＷ及び血管管腔境界ＶＬＢが撮像される。各断面、すなわち取得されたパターンＡＣＱＰにおいて、血管壁ＶＷ及び管腔が輪郭を描かれ、それらの間のエリアがいくつかのクラス、すなわち、記憶された方位マップＳＯＭにおけるハッチ／ドット領域のうちの１つに分類される。この例において、各ロケーションは、スカラーのみによって表され、これが血管中心線上の現在のロケーションの周りの単位円上に投影される。一般的な事例において、これは多次元特性とすることができる。マッチングユニットは、中心線に沿った既に訪問した場所の距離及び角度の関数として、上述した特性を方位マップから読み出し、場合によっては方位マップに書き込むこともできる。図４におけるマッチングユニットＣＯＭＰは、取得したパターンＡＣＱＰを入力ＩＮＰとして受信し、パターンを、記憶された方位マップＳＯＭにおけるパターンと比較する。整合ＭＡＴが見つかった場合、これは、記憶された方位マップＳＯＭ、すなわち基準マップにおける実際の位置を示す。位置ＭＩＳＭにおいて不整合が示される。次に使用者ＦＢＴＵへのフィードバックが提供される。このため、現在のパターンをデータベース内のパターンと比較することによって、マッチングユニットは、ロケーションが以前に訪問されたか否かを判定し、おそらく宛先ロケーションをタグ付けした使用者に通知し、又はこのロケーションについて以前にログを取られた情報を提供することができる。
【００４８】
主要構成要素
血管内撮像デバイス。撮像デバイス、ＩＶＵＳ、ＯＣＴ又は他のものは、カテーテルを用いて血管内に挿入される。血管中心線に沿った各ロケーションにおいて、デバイスは図３に示されるように断面深度画像を記録する。極座標においてこれらの２Ｄ画像を見ることにより、角度サンプルごとに深度情報の連結されたベクトルが提供される。
【００４９】
本発明は、代替的に、中心線に沿った周囲の血管エリアに関する情報を提供する他の血管内撮像方法を組み込む。これらは近赤外分光法、すなわちＮＩＲＳ（蛍光）血管内視鏡又は温度図表示を含むがこれに限定されない［２］。方位マップへの撮像情報の変換は、複数のモダリティが、セットから共通クラスを予測するのに必要な情報を共有する場合、複数のモダリティにわたるマッピングも提供する。これは、潜在的に、冠動脈コンピュータ断層撮影血管造影図、すなわちＣＣＴＡデータさえも含み、ここで、中心線は、血管内撮像を用いた介入中に同様に得ることができる情報、例えば、特定の冠動脈プラークタイプを用いてラベル付けすることができる。
【００５０】
パターン生成ユニット。パターン生成ユニットは、各角度位置における各深度情報ベクトルを、離散セットからのいくつかのクラスのうちの１つに分類する。一般的な事例において、この符号化ステップは、必ずしも深度情報をスカラーに変換せず、ベクトルによってロケーションを記述することもできる。所与のロケーションのための全体角度範囲にわたって、これは符号化の特徴的なパターンをもたらす。
【００５１】
方位マップ。訪問したロケーションごとに、これらの符号化パターンを方位マップに記憶することができる。マップは、血管に沿ったパターン分布を提供する（図４を参照）。使用者は、特定の有益なタグをパターンの各々にリンクさせる（例えば「狭窄」、「ランドマーク１」等）。「距離座標」に沿った他のパターンに対する新たなパターンのロケーション（図４を参照）を、カテーテルの進入点における空間エンコーダ、明確に定義されたプルバック速度を用いて、又は移動方向のみが知られているが速度が知られていない場合は、順序、すなわち、「次」、「前」の観点でのみ定義することができる。
【００５２】
マッチングユニット。マッチングユニットは、いくつかの類似性スコアを用いて現在のパターンを方位マップにおけるパターンと比較する。したがって、マッチングユニットは、（１）類似及び非類似のパターンを識別することによってプローブが既に見たコンテキスト内の方位を提供し、（２）使用者が、おそらくは情報でタグ付けされた、いくつかの過去のロケーションを再訪しようとするときに使用者を誘導し、又は（３）ロケーションが既に訪問されている場合に使用者に通知することができる。マッチングユニットは、要求を受け、フィードバックを提供するための直接インタフェースを使用者に提供する。
【００５３】
本発明の主要な要素は、「解釈された」撮像データを利用して、そうでなければ信頼性のない血管の空間形状を拡張することである。最も単純な事例において、空間情報は完全に破棄され、マッチングはクラスパターンのみに基づいて行われる。
【００５４】
撮像情報の符号化は、文献［１］におけるようなアルゴリズムによって達成するか、データ駆動方式において学習することができる。後者は、（１）教師あり、又は（２）教師なし方式で行うことができる。第１の事例では、開発者は組織タイプ等の所望のクラスのセットを予め定義し、これを用いて撮像データをラベル付する。教師あり統計学習を用いて、撮像情報をこれらのクラスのセットにマッピングする関数が学習される。第２の事例では、注記が利用可能でなく、撮像データのみが利用可能である。この場合、教師なし学習は、データ分布を学習し、これを再現パターンのセット、すなわちモードにクラスター化し、このモードに新たな情報が分類される。これらは必ずしもいかなる厳密な解剖学的意味も有さない。
【００５５】
学習された情報は、空間形状の特徴によってサポートすることができる。形状のみでなく、記録されたパターン情報も経時的に何らかの変化を受ける場合があるが、符号化された情報が豊富であることにより、依然として、類似性スコアを介したロバストな識別及び区別が確保される。
【００５６】
一般に、類似性スコアは、ユークリッド距離等の、行列又はベクトル間の類似性を測定することができる。スコアは、回転方向の自由度を扱うように、すなわち、プローブがロケーションの再訪中にその長手方向軸の周りで回転し得ることを考慮するように適合される。したがって、スコアは、現在のパターンと、方位マップにおける記憶されたパターンの任意の可能な回転との類似性、すなわち、角度方向における任意のオフセットシフトを検出する。空間領域における比較は、この比較を効果的に計上することができる。
【００５７】
使用時に、使用者は、まず血管を通ってナビゲートし、未知の場所が方位マップ内に埋められる。現在の位置を示すマーカを有する着色された軸等の方位マップの図が使用者に提供される。使用者は、所望の場合、記述子又は情報を用いて各ロケーションをタグ付けすることができる。使用者が既知のロケーションを再訪する場合、使用者は、方位マップ及びそのマーカによる通知を受ける。既知のロケーション間にある新たなロケーションは、方位マップ内に単純に埋められる。このようにして、同じ部位の複数の記録間の関連付けを達成することができる。
【００５８】
別の使用事例において、使用者は、既にタグ付けされたランドマークを再訪することを目的とする。システムは、類似の符号化パターンの場所に達すると使用者に通知する。これは、ロケーションが実際に所望のロケーションであることを確実にする手段も提供する。
【００５９】
本発明は、急性冠症候群、すなわちＡＣＳ、又は安定狭心症のためのプラーク面積率又は病変監視等のＩＶＵＳ又は血管内ＯＣＴ撮像を伴う用途において用いられる。別の応用分野は、ステント挿入及び後続の撮像にある。本発明は、冠動脈及び末梢血管の双方に適用可能である。これらの用途において、本発明は、カテーテルを用いたナビゲートを促進し、以前に訪問したロケーションを再識別して一致を検証し、整合したデータを集約し、介入中の血管造影法撮像を低減することができる。
【００６０】
介入が必要とする血管造影法走査が少なくなり、これは患者及び臨床医にとって利点を有する。さらに、記載した手法を用いたナビゲートにより、空間エンコーダ、又はコンピュータ断層撮影血管造影図、すなわちＣＴＡからのような他の概観画像の必要性が緩和される。
【００６１】
本明細書に開示される方法ステップのうちの任意のものは、プロセッサによって実行されると、プロセッサにそのような方法ステップを実行させる命令の形態で記録される。命令はコンピュータプログラム製品上に記憶される。コンピュータプログラム製品は、専用ハードウェア並びに適当なソフトウェアと共同してソフトウェアを実行することができるハードウェアによって提供される。プロセッサによって提供される場合、機能は、単一の専用プロセッサによって、単一の共有プロセッサによって、又は複数の個別のプロセッサであって、そのうちのいくつかを共有することができる複数の個別のプロセッサによって提供することができる。さらに、「プロセッサ」又は「コントローラ」という用語の明示的な使用は、ソフトウェアを実行することができるハードウェアのみを指すものとして解釈してはならず、また、限定ではないが、デジタル信号プロセッサ「ＤＳＰ」ハードウェア、ソフトウェアを記憶するためのリードオンリーメモリ「ＲＯＭ」、ランダムアクセスメモリ「ＲＡＭ」、不揮発性記憶装置等を暗に含むことができる。さらに、本発明の実施形態は、コンピュータ若しくは任意の命令実行システムによって使用するための、又はコンピュータ若しくは任意の命令実行システムと関連して使用するためのプログラムコードを提供するコンピュータ使用可能又はコンピュータ可読記憶媒体からアクセスすることができるコンピュータプログラム製品の形態を取ることができる。この説明の目的のために、コンピュータ使用可能又はコンピュータ可読記憶媒体は、命令実行システム、装置又はデバイスによって使用するための、又は命令実行システム、装置若しくはデバイスと関連して使用するためのプログラムを含み、記憶し、通信し、伝搬し、若しくは輸送することができる任意の装置とすることができる。媒体は、電子、磁気、光、電磁、赤外線又は半導体のシステム、装置、デバイス又は伝搬媒体とすることができる。コンピュータ可読媒体の例には、半導体又は固体メモリ、磁気テープ、取外し可能コンピュータディスケット、ランダムアクセスメモリ「ＲＡＭ」、リードオンリーメモリ「ＲＯＭ」、剛体磁気ディスク及び光ディスクがある。光ディスクの現在の例には、コンパクトディスク−リードオンリーメモリ「ＣＤ−ＲＯＭ」、コンパクトディスク−読出し／書込み「ＣＤ−Ｒ／Ｗ」、Ｂｌｕ−Ｒａｙ（商標）及びＤＶＤがある。
【００６２】
まとめると、血管系内のＯＣＴ又はＩＶＵＳカテーテルの位置を決定するためのシステムが記載された。システムは、マップ提供ユニットと、データ提供ユニットと、比較器ユニットとを備える。マップ提供ユニットは、血管系内のＯＣＴ又はＩＶＵＳカテーテルの複数の位置の各々における基準測定データを含む基準マップを提供するように構成される。データ提供ユニットは、血管系内の実際の位置から実際の測定データを提供するように構成される。比較器ユニットは、血管系内のＯＣＴ又はＩＶＵＳカテーテルの複数の位置から、実際の測定データと基準測定データとの比較に基づいて血管系内の実際の位置に対応する位置を決定するように構成される。基準測定データ及び実際の測定データは、ｉ）ＯＣＴデータ、又はｉｉ）ＩＶＵＳデータのいずれかである。
【００６３】
システムＳＹに関して様々な実施態様、態様、実施形態及びオプションが説明され、様々な実施形態は、更なる有利な効果を達成するために組み合わされ得ることに留意されたい。
【図１】
2021515630.tif 000003
【図２】
2021515630.tif 000004
【図３】
2021515630.tif 000005
【図４】
2021515630.tif 000006
【国際調査報告】
2021515630.tif 000007
2021515630.tif 000008
2021515630.tif 000009
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