(57)【要約】  本発明は、血管内超音波（ＩＶＵＳ）イメージングの分野に関する。血管６のＩＶＵＳ画像が提供され、このＩＶＵＳ画像は、前記血管長に沿って、異なる獲得位置９、１０及び異なる獲得時間で獲得されたＩＶＵＳ信号に基づいて判定される。さらに、前記獲得時間の前記血管内の圧力を示す前記圧力値が提供され、ここで、結合ＩＶＵＳ画像は、所定の偏差閾値未満で参照圧力値とは異なる、獲得時間で獲得されたＩＶＵＳ信号に基づいて判定された、提供されたＩＶＵＳ画像を組み合わせて、作成される。当該血管内の圧力を、ＩＶＵＳ画像を結合する選択基準として用いると、同じ血管壁運動状態に対応するＩＶＵＳ画像のみを確実に結合でき、結合ＩＶＵＳ画像におけるアーチファクトを低減しうる。
2021504038.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
血管内超音波画像を作成する超音波画像作成システムであって、以下の、
血管長に沿って、異なる獲得位置及び異なる獲得時間で獲得した血管内超音波信号に基づいて判定された、前記血管の超音波画像を提供する、超音波画像提供ユニット、
前記血管内超音波信号を獲得する異なる獲得位置を提供する、獲得位置提供ユニット、
獲得時間の前記血管内の圧力を示す血管内圧力値を提供する、圧力値提供ユニット、
獲得位置に応じて、前記圧力値が、所定の偏差閾値未満で参照圧力値とは異なる獲得時間で獲得された血管内超音波信号に基づいて判定される、提供された血管内超音波画像を結合して、結合超音波画像を作成する、超音波画像結合ユニット、
を備える、超音波画像作成システム。
【請求項２】
超音波画像結合ユニットは、所定の上限時間偏差閾値未満で異なる、獲得時間で獲得された血管内超音波信号に基づいて判定された、提供された血管内超音波画像を結合する、請求項１に記載の、超音波画像作成システム。
【請求項３】
超音波画像結合ユニットは、所定の下限時間偏差閾値未満で異なる、獲得時間で獲得された血管内超音波信号に基づいて判定された、提供された血管内超音波画像を結合する、請求項１に記載の、超音波画像作成システム。
【請求項４】
超音波画像作成システムは、さらに、心周期の時間長を示す心周期値を提供する心周期値提供ユニットを備え、ここで、下限時間偏差閾値は、前記提供された心周期により示される前記心周期の時間長と同一は又は長くなるように予め画定される、請求項３に記載の、超音波画像作成システム。
【請求項５】
超音波画像結合ユニットは、所定の空間偏差閾値未満で異なる、獲得位置で獲得される、血管内超音波信号に基づいて、判定される、提供された血管内超音波画像を結合する、請求項１に記載の、超音波画像作成システム。
【請求項６】
超音波画像結合ユニットは、血管の形態を提供し、かつ、前記提供された形態に応じて、所定の空間偏差閾値を修正する、請求項５に記載の、超音波画像作成システム。
【請求項７】
超音波画像結合ユニットは、時間的に隣接する血管内超音波画像を結合する、請求項１に記載の、超音波画像作成システム。
【請求項８】
超音波画像作成システムはさらに、超音波信号獲得ユニットが、動作ユニットを用いて、血管長に沿った異なる位置内で移動するか、又はそこへ移動する間、血管内超音波信号を獲得する前記超音波信号獲得ユニットを制御する、コントローラを備え、ここで、圧力値提供ユニットは、前記超音波信号獲得ユニットの移動中、前記血管内の現時点での圧力を示す圧力値を提供し、ここで、前記現時点での圧力値と、以前の血管内超音波画像を判定する血管内超音波信号が獲得された最後の獲得時間に提供された圧力値である参照圧力値との差が、所定の圧力偏差閾値より小さい場合、前記コントローラは、前記超音波信号獲得ユニットを制御して、前記血管内超音波画像の判定用の血管内超音波信号が獲得され、ここで、前記超音波画像提供ユニットが、前記獲得された超音波信号に基づいて前記超音波画像を判定して、前記血管内超音波画像を提供する、請求項１に記載の、超音波画像作成システム。
【請求項９】
コントローラは、超音波信号獲得ユニット及び動作ユニットを制御し、かつ、前記超音波信号は、異なる、所定の空間解像度を備える獲得位置で獲得される、請求項８に記載の、超音波画像作成システム。
【請求項１０】
コントローラは、ａ）動作ユニットを制御して、血管内超音波信号を獲得位置で獲得させた後、超音波信号獲得ユニットを、所定の空間解像度に対応する、次の獲得位置まで移動させ、かつ、ｂ）前記超音波信号獲得ユニットを制御して、現時点での圧力が、所定の偏差閾値未満で、前回の獲得位置で獲得された血管内超音波信号を獲得するのに測定された圧力値である前記参照圧力値と異なる場合、前記血管内超音波信号が、次の獲得位置で獲得される、請求項９に記載の、超音波画像作成システム。
【請求項１１】
超音波画像結合ユニットが、異なる参照圧力値のいくつかの結合超音波画像を作成し、ここで、各結合超音波画像を作成するため、提供された血管内超音波画像を結合し、それらは異なる獲得位置に応じて、圧力値は所定の偏差閾値未満で各参照圧力値から異なる、獲得時間で獲得された血管内超音波信号に基づいて判定される、請求項１に記載の、超音波画像作成システム。.
【請求項１２】
圧力値提供ユニットは、異なる獲得位置で血管内の圧力を示す、血管内圧力値を提供する、請求項１に記載の、超音波画像作成システム。
【請求項１３】
超音波画像提供ユニット及び圧力値提供ユニットは、単一ユニットに一体化される、請求項１に記載の、超音波画像作成システム。
【請求項１４】
血管内超音波画像を作成する超音波画像作成方法であって、以下の、
−超音波画像提供ユニットにより、前記血管長に沿って、異なる獲得時間及び異なる獲得位置で獲得された血管内超音波信号に基づき、判定された、血管の血管内超音波画像を提供する工程、
−獲得位置提供ユニットにより、前記血管内超音波信号が獲得された、異なる獲得位置を提供する工程、
−圧力値提供ユニットにより、獲得時間において、前記血管内の圧力を示す血管内圧力値を提供する工程、
−超音波画像結合ユニットによる獲得位置に応じて、前記圧力値が所定の偏差閾値未満で参照圧力値とは異なる獲得時間で獲得された血管内超音波信号に基づいて、判定された、提供された血管内超音波画像を結合して、結合超音波画像を作成する工程、
を含む、方法。
【請求項１５】
血管内超音波画像を作成するコンピュータプログラムであって、前記コンピュータプログラムが超音波画像作成システムを制御するコンピュータ上で実行される場合、前記コンピュータプログラムは、請求項１に記載された超音波画像作成システムに、請求項１４に記載の超音波画像作成方法の工程を実行させる、プログラムコード手段を備える、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、超音波画像作成システム、方法、及び血管内超音波画像を作成するコンピュータプログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１は、撮像装置、追跡装置、コントローラ、及びディスプレイを含む画像ガイドナビゲーションシステムを開示する。当該撮像装置は患者の領域の画像を作成し、当該追跡装置は患者の領域内の器具の位置を追跡し、当該コントローラは、追跡された器具の位置に基づいて、当該器具を表すアイコンを画像に重ね合わせる。当該ディスプレイは、最終的に、重畳アイコンが表示された画像を表示する。
【０００３】
特許文献２は、画像化される血管の血管壁の部分の近く、極めて近く、又はほとんど隣接した孔を介して薬剤を噴射するように調整された外周に出口孔がある、ノズルシステムを含む、カテーテル装置を開示する。当該カテーテル装置はさらに、リザーバから、導管を介して当該孔の外のノズルシステムへ、当該薬剤の流れを制御する、電気流量制御器及び／又はインジェクタを含む。当該カテーテル装置はさらに、ＩＶＵＳイメージングユニットと接続された血管内超音波プローブ、及び薬剤の注入前、注入中及び／又は注入後のＩＶＵＳデータを受信して分析するＩＶＵＳデジタル又はアナログ処理ユニットを備える。
【０００４】
非特許文献１は、冠動脈プラークを検出する（心電図）ＥＣＧゲーテッドＩＶＵＳイメージングの使用を開示する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】米国特許出願公開第２０１０／００３００６１号
【特許文献２】米国特許出願公開第２００８／００５１６６０号
【非特許文献】
【０００６】
【非特許文献１】G.Rodriguez-Granillo  et  al.,  “In-vivo,  cardiac  cycle  related  intimal  displacement  of  coronary  plaquzes  assessed  by  3-D  ECG-gated  intravascular  ultrasound:exploring  its  correlate  with  tissue  deformability  identified  by  palpography”  The  International  Journal  of  Cardiovascular  Imaging,volume 22,pages147-152(2006)
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
超音波画像作成システムは、超音波信号獲得要素のプルバック中に、血管の複数の断面ＩＶＵＳ画像を獲得すること、同一の心拍位相で獲得された、断面ＩＶＵＳ画像を選択するＥＣＧを用いること、かつ、隣接する選択された断面ＩＶＵＳ画像を結合して、前記血管の縦方向のＩＶＵＳ所見を作成することが公知である。血管壁が動くため、当該ＥＣＧはよい手段とはいえず、結合されたＩＶＵＳ画像は、異なる血管壁の運動状態に対応する可能性があり、これは、前記血管の縦方向のＩＶＵＳ所見における画像アーチファクトの原因となりうる。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の目的は、画像品質が向上した、血管の縦方向のＩＶＵＳ所見を作成しうる、超音波画像作成システム、方法及びコンピュータプログラムの提供である。
【０００９】
本発明の第１側面は、血管内超音波画像を作成する超音波画像作成システムに関し、前記超音波画像作成システムは、以下の、
−血管長に沿った異なる獲得位置及び異なる獲得時間で獲得されたＩＶＵＳ信号に基づいて判定された、前記血管のＩＶＵＳ画像を提供する超音波画像提供ユニット、
−ＩＶＵＳ信号が獲得された前記異なる獲得位置を提供する、獲得位置提供ユニット、
−前記獲得時間において、前記血管内の圧力を示す血管内圧力値を提供する、圧力値提供ユニット、
−異なる獲得位置に応じて、前記圧力値が、所定の偏差閾値未満で参照圧力値とは異なる獲得時間で獲得されたＩＶＵＳ信号に基づいて判定された、提供されたＩＶＵＳ画像を結合することで、結合超音波画像を作成する超音波画像結合ユニット、を備える。
【００１０】
前記超音波画像結合ユニットは、前記圧力値が、所定の偏差閾値未満で参照圧力値とは異なる、確認時間で獲得された、提供されたＩＶＵＳ画像を結合して当該結合超音波画像を作成するため、すなわち、類似の圧力値に対応するＩＶＵＳ画像が結合されるため、かつ、前記血管内圧力は、前記血管壁運動状態を表すよい手段であるため、結合ＩＶＵＳ画像は、同一の血管壁運動状態に対応し、これにより、結果物であるＩＶＵＳ画像、すなわち、異なる血管壁運動状態に対応するＩＶＵＳ画像を結合することにより、一般に生じうる、結果物である前記血管の縦方向のＩＶＵＳ所見におけるアーチファクトを低減又は除去しうる。また、結合ＩＶＵＳ画像の選択に心電図を用いる必要がなく、患者にＥＣＧ電極を装着しなくてよく、画像作成手順の取扱いを簡素化しうる。
【００１１】
また、前記超音波画像提供ユニットは、前記血管のＩＶＵＳ画像が格納され、そこからＩＶＵＳ画像を取り出して提供する格納ユニットであってよい。さらに、前記超音波画像提供ユニットは、前記血管内超音波画像作成ユニットから前記ＩＶＵＳ画像を受信し、受信した前記ＩＶＵＳ画像を提供する受信ユニットであってよい。さらに、前記超音波画像提供ユニットは、超音波信号獲得ユニットから超音波信号を受信し、受信した超音波信号に基づいてＩＶＵＳ画像を判定し、作成されたＩＶＵＳ画像を提供しうる。前記超音波画像提供ユニットはまた、前記超音波信号獲得ユニットを備えてよい。前記提供されたＩＶＵＳ画像は、好ましくは、各獲得位置における前記血管の断面ＩＶＵＳ画像を提供する。
【００１２】
獲得位置提供ユニットは、異なる獲得位置で格納され、当該異なる獲得位置から取り出されて、提供される、格納ユニットでありうる。当該獲得位置提供ユニットはまた、例えば、獲得位置測定ユニットから異なる獲得位置を受信し、当該受信した異なる獲得位置を提供する、受信ユニットでありうる。さらに、当該獲得位置提供ユニットはまた、異なる獲得位置測定ユニットそれ自体でありうる。当該獲得位置提供ユニットは、絶対位置又は相対位置を異なる獲得位置として提供でき、相対位置は、好ましくは、超音波画像が提供された以前の位置に関する前記血管長に沿った位置であり、これは、上記の圧力関連条件、及び、場合によっては、すなわち、各実施形態に応じて、以下に記載する、1又はそれ以上の時間的及び空間的条件、を満たす。好ましい相対位置はまた、超音波画像が提供された以前の位置に関する前記血管長に沿った位置として画定でき、他の提供された超音波画像と結合して用いられる。
【００１３】
また、圧力値提供ユニットは、格納ユニットでありえ、この場合、当該格納ユニットは、血管内圧力値を格納し、当該格納された血管内圧力値を提供する。当該圧力値提供ユニットはまた、圧力値測定ユニットから前記血管内圧力値を受信し、当該受信した血管内圧力値を提供する受信ユニットでありうる。さらに、当該圧力値提供ユニットはまた、当該圧力値測定ユニットでありうる。
【００１４】
超音波画像結合ユニットは、好ましくは、所定の上限時間偏差閾値未満で異なる獲得時間で獲得されたＩＶＵＳ信号に基づいて判定された、提供されたＩＶＵＳ画像を結合させる。これにより、血管壁の動作の比較的緩慢な変化が、当該圧力値に影響を及ぼさないか、又はその影響が限定的となることが確実となる。したがって、当該圧力値は、血管壁運動状態のさらに改善された測定値となりえ、結合超音波画像の品質をさらに改善しうる。
【００１５】
さらに、超音波画像結合ユニットは、所定の下限時間偏差閾値未満で異なる獲得時間で獲得されたＩＶＵＳ信号に基づいて判定された、提供された血管内超音波画像を結合させるように適合されるのが好ましい。特に、当該超音波画像作成システムは、さらに、心周期の時間長を示す心周期値を提供する心周期値提供ユニットを含み、ここで、当該下限時間偏差閾値は、当該提供された心周期により示される前記心周期の時間長と同等かそれ以上になるように予め画定される。当該下限時間偏差閾値はまた、いくつかの心周期の時間長より長くてよい。当該血管壁の動作は、主として心臓の動きに起因するため、獲得時間に獲得された心周期の時間長より長く異なるＩＶＵＳ画像を結合させて、当該結合されたＩＶＵＳ画像を、同じ血管壁運動期間ではなく、確実に異なる血管壁運動期間に対応させることにより、結合ＩＶＵＳ画像は、確実に、異なる血管壁運動期間の同じ血管壁運動状態に対応する。これにより、結果として得られる結合ＩＶＵＳ画像、すなわち、前記血管の縦方向のＩＶＵＳ所見の画質がさらに改善される。
【００１６】
心周期は、好ましくは、予め画定されて、心周期値提供ユニットに格納され、当該心周期値提供ユニットは、格納された心周期値を提供する。したがって、好ましくは、当該心周期値を提供するＩＶＵＳ信号の獲得中に、例えば心電図を測定しなくてよい。当該心周期は、推定に基づくことができ、及び／又は特定の患者の、又は年齢、性別等の予め画定された基準に関して特定の患者に類似する患者群の、当該心周期の時間長の以前の測定値に基づいてよい。
【００１７】
また、超音波画像結合ユニットは、所定の空間偏差閾値未満で異なる獲得位置で獲得されたＩＶＵＳ信号に基づいて判定された、提供されたＩＶＵＳ画像を結合するように、適合されるのが好ましい。これにより、血管壁動作によってではなく、血管長に沿った血管形態の変化により、圧力変化が生じる可能性を大幅に低減でき、これにより、さらに、同じ血管壁動作状態に対応するＩＶＵＳ画像が結合される可能性をさらに高めることができ、当該血管の縦方向のＩＶＵＳ所見の画質をさらに向上させることができる。
【００１８】
超音波画像結合ユニットは、血管の形態を提供し、当該提供された形態に応じて所定の空間偏差を修正しうる。特に、前記超音波画像結合ユニットは、血管長に沿った当該血管の開放断面の勾配を判定でき、ここで、空間偏差閾値は、例えば、超音波信号獲得ユニットの血管内の現在位置における勾配に基づいて、修正、すなわち判定される。当該判定のため、及びそれにより、勾配と空間偏差閾値の間、又は勾配と修正空間偏差閾値の間に、空間偏差閾値の割り当ての修正を用いることができ、これは、校正手順中、及び／又はシミュレーションにより画定されてよい。当該血管の形態は、ＩＶＵＳ又は別の画像モダリティを用いた前記血管の以前の測定から公知であってよく、ここで、前記超音波画像結合ユニットは、この公知の形態を提供することができる。
【００１９】
超音波画像結合ユニットは、一時的に隣接するＩＶＵＳ画像を結合するように適合されることが好ましい。したがって、当該超音波画像結合ユニットは、好ましくは、対のＩＶＵＳ画像を結合しうる。したがって、当該超音波画像結合ユニットは、例えば、ａ）一時的な第１ＩＶＵＳ画像と一時的な第２ＩＶＵＳ画像とを結合でき、ここで、両方のＩＶＵＳ画像について、上記圧力関連状態、及び場合によっては、すなわち、各実施形態に応じて、１又はそれ以上の上記条件が満たされ；ｂ）一時的な第３ＩＶＵＳ画像を備える一時的な第２ＩＶＵＳ画像であって、ここで、両方のＩＶＵＳ画像について、上記圧力関連状態、及び場合によっては、１又はそれ以上の上記条件が満たされ、ｃ）一時的な第４ＩＶＵＳ画像を備える一時的な第３ＩＶＵＳ画像であって、ここで、両方のＩＶＵＳ画像について、上記圧力関連状態、及び場合によっては、１又はそれ以上の上記条件が満たされる等、を結合して、異なる獲得位置を覆う前記血管長を示す、結合されたＩＶＵＳ画像を作成しうる。換言すれば、好ましくは、記載「時間的に隣接する」は、単に、各実施形態で満たされるべき、１又はそれ以上の条件を満たすＩＶＵＳ画像の集合をいい、当該集合の一時的な第１ＩＶＵＳ画像は、当該集合の一時的な第２ＩＶＵＳ画像と結合され、当該集合の一時的な第２ＩＶＵＳ画像は、当該集合の一時的な第３ＩＶＵＳ画像と結合される。２つのＩＶＵＳ画像を結合する工程は、好ましくは、縫合工程であり、２つのＩＶＵＳ画像はともに、単に縫合される。一実施形態では、当該超音波画像結合ユニットは、結合前に２つのＩＶＵＳ画像を登録し、当該登録されたＩＶＵＳ画像をともに縫合しうる。当該登録は、結合されるべきＩＶＵＳ画像における検出可能な特徴に基づく登録であることが好ましい。
【００２０】
実施形態では、超音波画像作成システムは、さらに、前記超音波信号獲得ユニットを制御してＩＶＵＳ信号を獲得するコントローラを含み、当該超音波信号獲得ユニットが動作ユニットを用いて、血管長に沿った異なる位置内で又は当該異なる位置へ動く間、圧力値提供ユニットは、当該血管内の当該現時点での圧力値を示す圧力値を提供し、当該超音波信号獲得ユニットが動いている間、当該コントローラは、ＩＶＵＳ画像を判定するため、ＩＶＵＳ信号が獲得されるように、当該超音波信号獲得ユニットを制御し、ここで、現時点での圧力値と、以前のＩＶＵＳ画像を判定するＩＶＵＳ信号が獲得された最後のＩＶＵＳ画像の獲得時間で提供された圧力値である参照圧力値との間の差が、所定の圧力偏差閾値よりも小さい場合、当該超音波画像提供ユニットが、獲得されたＩＶＵＳ信号に基づいて判定することにより、ＩＶＵＳ画像を提供する。すなわち、当該コントローラは、当該超音波信号獲得ユニットを制御して、獲得されたＩＶＵＳ信号、及びそれゆえに提供されたＩＶＵＳ画像が、類似の圧力値に対応するべき条件を既に満たしうる。前記コントローラは、さらに、またさらに、１又それ以上の前記条件が満たされる場合にのみ、当該超音波信号が獲得されるように、当該超音波信号獲得ユニットを制御しうる。すなわち、当該コントローラは、以下の場合のみ、ＩＶＵＳ信号が獲得されるように、当該超音波信号獲得ユニットを制御しうるが、それは、現在測定される圧力が、最後の獲得位置で獲得されたＩＶＵＳ信号に対応する圧力に類似している場合、及び場合によっては、ａ）現在の時間が、ＩＶＵＳ信号が獲得された最後の獲得時間から、前記所定の上限時間偏差閾値未満で異なる場合、及び／又はｂ）現在の時間が、ＩＶＵＳ信号が獲得された最後の獲得時間から、前記所定の下限時間偏差閾値以上で異なる場合、及び／又はｃ）当該超音波信号獲得ユニットの現在位置が、ＩＶＵＳ信号が獲得された最後の獲得位置から、前記所定の空間偏差閾値未満で異なる場合、である。圧力測定、及び場合によっては、また時間及び位置の測定は、それゆえ、ＩＶＵＳ信号の獲得、及び、したがって、ＩＶＵＳ画像の判定及び提供の制御に用いうる。しかしながら、ＩＶＵＳ信号の獲得が当該方法で制御されず、さらにＩＶＵＳ信号が獲得され、対応するＩＶＵＳ画像が判定されることもありえるが、これは上記条件を満たさない。そして、前記条件に該当するように結合されるＩＶＵＳ画像の選択は、当該超音波画像結合ユニットで実行される。このように、ゲーティング獲得のかわりに、遡及的ゲーティングを行ってもよい。
【００２１】
参照圧力値は、ＩＶＵＳ信号が獲得された獲得時間で測定された圧力値でありうる。例えば、血管内のＩＶＵＳ獲得ユニットのプルバック動作中に実行されたＩＶＵＳ測定に対応する獲得時間のうち、最先獲得時間で測定された前記圧力値でありうる。参照圧力値は、ＩＶＵＳ獲得中に適合させうる。例えば、当該圧力参照値は、上記圧力条件を満たし、かつ、好ましくは、上記の時間及び位置条件を満たす最後のＩＶＵＳ画像のＩＶＵＳ信号の獲得中に測定された前記圧力値でありうる。
【００２２】
コントローラと超音波画像提供ユニットは、好ましくは、一体化されて、当該コントローラもまた、獲得したＩＶＵＳ信号に基づいてＩＶＵＳ画像を決定する。しかしながら、当該コントローラと当該超音波画像提供ユニットはまた、異なるユニットであってよい。さらに、好ましい実施形態では、当該コントローラは、前記超音波信号獲得ユニット及び当該動作ユニットを制御し、当該超音波信号が、所定の空間解像度を有する異なる獲得位置で獲得される。特に、当該コントローラは、ａ）当該超音波信号獲得ユニットを、獲得位置でＩＶＵＳ信号が獲得された後、所定の空間解像度に対応する次の獲得位置に動かすように、当該超音波信号獲得ユニットを制御でき、ｂ）現時点での圧力が、前記所定の偏差閾値未満で前記参照圧力値と異なる場合、前回の獲得位置でＩＶＵＳ信号を獲得するとき、及び、場合によっては上記の時間的条件の１つ又はそれらがともに満たされる場合に、次の獲得位置でＩＶＵＳ信号を獲得するように、当該超音波信号獲得ユニットを制御しうる。所定の、特に一定の空間解像度がある、結合超音波画像を判定することで、当該結合超音波画像の画質をさらに向上させうる。
【００２３】
一実施形態では、超音波画像結合ユニットは、異なる参照圧力値用の異なる結合超音波画像を作成するが、異なる獲得位置に応じて、圧力値が所定の偏差閾値未満で各参照圧力値から異なる獲得時間で獲得したＩＶＵＳ信号に基づいて判定された結合超音波画像が結合されて、各結合超音波画像が作成されうる。したがって、異なる血管壁動作状態に対して、血管長を示す異なる結合超音波画像を作成することができ、ここで、当該複数の結合超音波画像は、前記血管壁動作を示す時間的に結合超音波画像を作成しうる。
【００２４】
前記圧力値提供ユニットは、好ましくは、異なる獲得位置の血管内の圧力値を示す、血管内圧力値を提供する。すなわち、好ましくは、当該圧力値は、異なる獲得位置で直接測定される。これにより、血管長を示す、結合超音波画像を作成するのに、どのＩＶＵＳ画像を結合すべきかを選択する際の適合性に関して、前記圧力値の品質がさらに向上しうる。これにより、当該結合超音波画像の画質がさらに向上しうる。
【００２５】
さらに、好ましくは、超音波画像提供ユニットと前記圧力値提供ユニットとは一体化される。例えば、当該超音波画像提供ユニットとしては、ＩＶＵＳ信号を獲得する超音波変換器を備えるカテーテルを含む超音波信号獲得ユニットがあげられ、ここで、当該超音波変換器は、圧力測定、及びすなわち、圧力値の作成、にも用いられ、又は、ここで、他のセンサが圧力測定に用いられ、ここで、当該他のセンサは当該カテーテルに取り付けられうる。超音波画像提供用と、前記圧力値提供用に同じユニットを用いると、ユーザの、当該超音波画像作成システムの取り扱いが簡素化される。
【００２６】
本発明のさらなる側面は、血管内超音波画像を作成する超音波画像作成方法に関し、当該超音波画像作成方法は、以下の、
−  血管の超音波画像を提供する工程であって、血管内超音波画像提供ユニットにより、異なる獲得時間で、当該血管長に沿った異なる獲得位置で獲得される血管内超音波信号に基づいて判定される、血管内超音波画像を提供する、工程、
−  異なる獲得位置を提供する工程であって、獲得位置提供ユニットにより、前記血管内超音波信号が獲得された異なる獲得位置を提供する工程、
−  圧力値提供ユニットにより、獲得時間での前記血管内の圧力を示す、血管内圧力値を提供する工程、
−  超音波画像結合ユニットによる異なる獲得位置に応じて、前記圧力値が、所定の偏差閾値未満で参照圧力値とは異なる獲得時間で獲得された血管内超音波信号に基づいて判定された、提供された血管内超音波画像を結合することにより、結合超音波画像を作成する工程、を含む。
【００２７】
特に、超音波画像提供ユニットは、すでに判定した血管内超音波画像を前記超音波画像結合ユニットに送信することで、当該すでに判定された血管内超音波画像を、前記超音波画像結合ユニットに提供する。さらに、獲得位置提供ユニットは、前記血管内超音波信号が獲得された、異なる獲得位置を、前記超音波画像結合ユニットに、好ましくは、異なる獲得位置を、前記超音波画像結合ユニットに送信して、提供する。さらに、圧力値提供ユニットは、前記血管内超音波画像を判定するのに用いられた、前記血管内超音波信号が獲得されていた間に既に測定された、獲得時間で血管内の圧力を示す血管内圧力値を前記超音波画像結合ユニットに、好ましくは、当該血管内圧力値を前記超音波画像結合ユニットに送信することで、提供する。
【００２８】
本発明の他の側面は、血管内超音波画像を作成するコンピュータプログラムに関し、前記コンピュータプログラムが前記超音波画像作成システムを制御するコンピュータ上で実行される場合、前記コンピュータプログラムは、請求項１で特定される超音波画像作成システムに、請求項１４で特定される、超音波画像作成システムの工程を実行させるプログラムコード手段を備える。
【００２９】
請求項１の前記超音波画像作成システム、請求項１４の前記超音波画像作成方法、及び請求項１５の前記コンピュータプログラムは、特に従属請求項で画定されるように、類似の及び／又は同一の好ましい実施形態を有することが理解されるべきである。
【００３０】
本発明の好ましい実施形態はまた、従属請求項又は上記実施形態と各独立請求項とのいかなる組み合わせでありうることが理解されるべきである。
【００３１】
本発明のこれら及び他の側面は、以下に記載された実施形態を参照して明らかになり、また解明されるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】血管内超音波画像を作成する超音波画像作成システム実施形態を、図式的及び例示的に示す図である。
【図２】超音波画像作成システムの血管内超音波変換器を有するカテーテルの遠位端を模式的かつ例示的に示す図である。
【図３】血管内圧測定の一例を示す図である。
【図４】血管内超音波画像を作成する超音波画像作成方法の実施形態を例示的に示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００３３】
図１は、血管内超音波画像を作成する超音波画像作成システムの一実施形態を模式的かつ例示的に示す。超音波画像作成システム１は、患者用テーブル様の支持手段２の上に横たわるヒト３の血管に導入されるように適合されたカテーテル４を備える。当該カテーテル４がヒト３の血管に導入されて、血管内の所望の位置に移動した後、当該カテーテル４は手動で、又は動作ユニット１７を用いて引き戻すことができる。当該動作ユニット１７は、当該カテーテル４をヒト３内の血管内に戻して外に引き出す自動プルバック装置である。当該動作ユニット１７はまた、当該カテーテル４をヒト３内の血管内で前方に動かす移動、すなわち、当該カテーテル４をヒト３内でさらに動かしうる。しかしながら、この前方移動もまた、手動で行いうる。
【００３４】
カテーテル４の遠位部分を、図２に模式的かつ例示的に示す。当該カテーテル４は、動作ユニット１７を用いてカテーテル４を介してプルバック方向３０に移動可能なＩＶＵＳ変換器７を含む。図２はまた、狭窄部８を備える血管６を模式的かつ例示的に示す。ＩＶＵＳ変換器７は、ＩＶＵＳ変換器７の各位置で断面ＩＶＵＳ画像を判定するのに用いられうる超音波信号を作成する超音波を送受信する。獲得された超音波信号は、次に、カテーテル４を介してコントローラ５に送信され、ここで、コントローラ５は、ＩＶＵＳ変換器７がプルバック方向３０に移動中、血管６の長さに沿った異なる位置で断面ＩＶＵＳ画像を作成する。ＩＶＵＳ変換器７を備えるカテーテル４及びコントローラ５は、したがって、血管６の長さに沿った異なる位置で、かつ異なる獲得時間で獲得されたＩＶＵＳ信号に基づいて判定された血管６のＩＶＵＳ画像を提供する。したがって、ＩＶＵＳ変換器７を備えるカテーテル４及びコントローラ５は、すなわち、超音波画像提供ユニットの構成要素であるとみなしうる。
【００３５】
本実施形態では、ＩＶＵＳ変換器７はまた、ＩＶＵＳ変換器７の各位置で血管内の圧力を測定し、当該測定された圧力は、カテーテル４を介してコントローラ５に送られる。したがって、ＩＶＵＳ変換器７を備えるカテーテル４はまた、血管内の圧力を示す血管内圧力値を提供する。したがって、ＩＶＵＳ変換器７を備えたカテーテル４は、圧力値提供ユニットとみなしうる。
【００３６】
すなわち、本実施形態では、同じ装置、すなわち、ＩＶＵＳ変換器７を備えるカテーテル４が、断面ＩＶＵＳ画像の提供、圧力値の提供に用いられ、ここで、当該圧力値は、ＩＶＵＳ信号が獲得された血管６の長さに沿った位置で直接測定されうる。他の実施形態では、好ましくはカテーテル４とも一体化された他のセンサが、ＩＶＵＳ変換器７の位置に近い圧力を測定するのに用いられてよい。
【００３７】
超音波画像作成システムはさらに、動作ユニット１７に配置された位置測定センサ１８を含み、当該位置測定センサ１８は、動作ユニット１７でＩＶＵＳ変換器７が容器６内でどれだけ移動したかを測定するが、この情報は、容器６の長さに沿ったＩＶＵＳ変換器７の各位置を判定するのに用いられる。判定された位置は、好ましくは相対的な位置、すなわち、ＩＶＵＳ信号が獲得され、当該ＩＶＵＳ信号に基づいて対応するＩＶＵＳ画像が判定された最後の獲得位置からの相対的な位置である。当該位置測定センサ１８はまた、容器の長さに沿った別の位置、すなわち、例えば、プルバック手順の開始前に、ＩＶＵＳ変換器７のさらなる最後尾の位置の、ＩＶＵＳ変換器７が容器６内で前方に動いた位置への相対的な位置を測定しうる。位置測定センサ１８は、容器６内のＩＶＵＳ変換器７の位置を測定し、かつ、当該測定位置は、断面ＩＶＵＳ画像を判定するのに用いられるＩＶＵＳ信号が獲得される位置も含むため、位置測定ユニット１８は、断面ＩＶＵＳ画像を判定するのに用いられるＩＶＵＳ信号が獲得される、異なる獲得位置を提供する獲得位置提供ユニットとみなしうる。当該位置測定センサ１８は、例えば、インクリメンタルエンコーダでありうる。しかし、他の手段もまた、獲得位置を提供するのに用いられる。例えば、当該獲得位置提供ユニットは、血管造影に基づいて、すなわち血管の画像に基づいて、獲得位置を提供しうる。
【００３８】
超音波画像作成システム１は、さらに、心周期の時間長を示す心周期値を提供する心周期値提供ユニット１５を備える。本実施形態では、心周期値提供ユニット１５は、テーブル２上に横たわるヒト３の心周期の典型的な時間長を示す心周期値を格納する格納ユニットである。例えば、心周期値提供ユニット１５には、心周期の時間長を示す心拍数を格納しうる。他の実施形態では、心周期値提供ユニット１５は、ヒト３の心周期の時間長を測定する心電計等の測定ユニットであってよい。しかしながら、さらなる実施形態では、心周期値提供ユニット１５はなくてもよい。実際、他の実施形態では、超音波画像作成システム１は、心周期値提供ユニット１５を必ずしも必要としない。
【００３９】
動作ユニット１７がＩＶＵＳ変換器７でカテーテル４を引き戻す間、当該ＩＶＵＳ変換器７の位置及び各位置での圧力が連続的に測定される。また、当該時間は、例えば、コントローラ５、又は時間を測定できる他の構成要素により、連続的に測定される。当該コントローラ５は、以下の条件が満たされている場合にのみ、ＩＶＵＳ信号を獲得するようにＩＶＵＳ変換器７を制御するが、当該条件は、ａ）現時点での圧力値と、前回のＩＶＵＳ画像を判定するのに獲得されたＩＶＵＳ信号の獲得時間における、最後の獲得時間のために提供された圧力値を示す参照圧力値との差が、所定の圧力偏差閾値よりも小さい場合、ｂ）現在の時間と、ＩＶＵＳ画像を判定するのに前回獲得されたＩＶＵＳ信号の前回の獲得時間との差が、所定の上限時間偏差閾値よりも小さい場合、ｃ）当該時間差が、所定の下限時間偏差閾値より大きい場合、及びｄ）現在の位置と、以前の断面ＩＶＵＳ画像を判定するのに用いられたＩＶＵＳ信号が獲得された以前の獲得位置との間の差が、所定の空間偏差閾値よりも小さい場合である。すなわち、当該コントローラ５は、上記条件に該当するかを連続的にチェックし、ここで、そのような場合には、次のＩＶＵＳ信号が獲得され、次の断面ＩＶＵＳ画像を判定するのに用いられる。
【００４０】
超音波画像作成システムは、さらに、各獲得位置に応じて提供されるＩＶＵＳ画像を結合して、結合超音波画像を作成する超音波画像結合ユニット１４を含む。好ましくは、当該超音波画像結合ユニット１４は、時間的に隣接するＩＶＵＳ画像を縫合して、血管６をその長さに沿って示す縦方向の超音波画像である結合超音波画像を作成する。特に、血管６の長さに沿った異なる獲得位置に対応する断面ＩＶＵＳ画像は、対で縫合されて、結合超音波画像を作成する。この結合又は縫合工程のため、公知の登録系アルゴリズムを、例えば、本明細書にその内容が援用されるZ.  Sunら、Technological  and  Health  Care、第２巻、４５５〜４６３ページ（２０１６）に開示されるアルゴリズムのように用いうる。縫合工程はまた、結合されるＩＶＵＳ画像を登録せず、すなわち、各２つのＩＶＵＳ画像をともに縫合して実施しうる。当該縫合工程はまた、２つのＩＶＵＳ画像を重ね合わせるスタッキング処理とみなしうる。
【００４１】
図２では、上記条件が満たされた、対応する断面ＩＶＵＳ画像の判定に用いられＩＶＵＳ信号の獲得位置をライン９と１０と示す。図３は、経時的、つまり容器６の長さに沿った位置にわたる圧力測定を、模式的かつ例示的に示すが、それは、ＩＶＵＳ変換器７が容器６外のプルバック方向３０に動くためである。獲得位置９、１０に対応する獲得時間は、図３で、各々ドット１１、１２で示す。
【００４２】
所定の上限時間偏差閾値、所定の空間偏差閾値、及び所定の下限時間偏差閾値は、時空間相関ウィンドウ、すなわち、時間的側面及び空間的側面を有するウィンドウ、換言すれば、時間的ウィンドウ及び空間的ウィンドウを画定する。図３では、符号「１３」は、模式的かつ例示的に、時空間相関ウィンドウの時間的側面、すなわち、時間的ウィンドウを示す。現時点での圧力値と、以前のＩＶＵＳ画像を判定するＩＶＵＳ信号が獲得された最後の獲得時間で提供された圧力値である参照圧力値との差が、所定の圧力偏差閾値よりも小さく、ＩＶＵＳ変換器の現在の位置及び現在の時間が時空間相関ウィンドウ内にある場合、次のＩＶＵＳ信号が獲得され、次の断面ＩＶＵＳ画像の判定に用いられる。
【００４３】
コントローラ５は、ＩＶＵＳ変換器７及び動作ユニット１７を制御して、超音波信号を一定の空間解像度を有する獲得位置９、１０で獲得するが、当該空間解像度は、キーボード、コンピュータマウス、タッチパッド等の入力ユニット１６を介してユーザが選択しうる。特に、当該コントローラ５は、ａ）動作ユニット１７を制御して、ＩＶＵＳ信号が獲得位置９で獲得された後、ＩＶＵＳ変換器７を所望の一定の空間解像度に対応する次の獲得位置１０に動かし、ｂ）ＩＶＵＳ変換器７を制御して、圧力及び時間に関する上記条件が満たされる場合、超音波信号がこの次の獲得位置１０で獲得させる。ＩＶＵＳ信号がこの次の獲得位置１０で獲得された後、動作ユニット１７はＩＶＵＳ変換器７を所望の一定の空間解像度にさらに対応するさらなる獲得位置に動かし、ここで、圧力及び時間に関する上記条件が満たされる場合、当該さらなる獲得位置でもＩＶＵＳ信号が獲得される。この手順は、所望の数の断面超音波画像が獲得されるまで進行しうる。一定の空間解像度は、好ましくは、隣接する獲得位置間の距離に対応し、当該距離は、所定の空間偏差閾値よりも小さい。
【００４４】
超音波信号の獲得は、上記条件が満たされる場合にのみ、ゲーティング獲得である。獲得中にすでにゲーティングを行うかわりに、又はそれに加えて、一実施形態では、超音波画像結合ユニットは、遡及的ゲーティングを提供しうる。例えば、ＩＶＵＳ変換器７が容器６から引き戻される間、ＩＶＵＳ信号を獲得でき、対応する断面ＩＶＵＳ画像を当該獲得ＩＶＵＳ信号に基づいて判定でき、ＩＶＵＳ変換器７の位置、ＩＶＵＳ変換器７の当該位置における圧力値、及び時間を測定しうる。そして、この非ゲート情報は、当該超音波画像結合ユニットに提供でき、ここで、当該超音波画像結合ユニットは、どの断面ＩＶＵＳ画像が、圧力値、獲得時間、及び獲得位置に関して上記条件を満たすかを決定し、上記条件を満たす断面ＩＶＵＳ画像のみを結合させうる。
【００４５】
以下に、ＩＶＵＳ画像を作成する超音波画像作成方法の一実施形態について、図４のフローチャートを参照しながら例示的に説明する。
【００４６】
工程１０１では、動作ユニット１７は、位置測定センサ１８が、ＩＶＵＳ変換器７の位置を測定する間、ＩＶＵＳ変換器７を備えるカテーテル４を容器６内のプルバック方向３０に引っ張り、ＩＶＵＳ変換器７は、各位置での圧力及び当該時間を測定するのに用いられる。さらに、工程１０１ではさらに、位置、時間、圧力に関する上記条件が満たされると、各位置、すなわち各獲得位置でＩＶＵＳ信号が獲得され、各獲得位置のＩＶＵＳ信号に基づいてＩＶＵＳ画像が判定される。
【００４７】
工程１０２では、超音波画像結合ユニット１４は、各獲得位置に応じて、獲得位置で獲得されたＩＶＵＳ画像を結合して、血管６をその長さに沿って示す結合超音波画像を作成する。
【００４８】
工程１０１におけるＩＶＵＳ信号の獲得及び対応するＩＶＵＳ画像の判定は、上記条件に関してゲーティングされるため、超音波画像結合ユニット１４は、当該条件を満たすＩＶＵＳ画像のみを結合する。他の実施形態では、ＩＶＵＳ信号の獲得及び対応するＩＶＵＳ画像の決定が、圧力値、位置及び時間に関する上記条件に関してゲーティングされない場合、ステップ１０２において、超音波画像結合ユニット１４は、どのＩＶＵＳ画像が当該条件を満たすかをチェックした後、条件を満たすＩＶＵＳ画像のみを結合する。
【００４９】
ステップ１０３では、結合超音波画像をディスプレイ１９に表示する。
【００５０】
本発明に関する超音波画像作成装置及び方法は、冠動脈疾患の診断に特に有用である。例えば、冠動脈プラークの負担の評価や、狭窄の特徴付けにとても有用である。また、本発明の超音波画像作成システム及び方法は、ステント留置の文脈における画像支援としてもとても有用である。
【００５１】
ＩＶＵＳ画像は、好ましくは断面ＩＶＵＳ画像であり、プルバック手順中に記録される、結合されるべき時間的に隣接するＩＶＵＳ画像が整列するように結合される。結果として得られる結合超音波画像は、縦方向の超音波画像、すなわち血管に沿った画像である。
【００５２】
結合されるＩＶＵＳ画像が、上記条件を用いてゲーティングされなかった場合、結合超音波画像は、心臓の拍動及び血管内圧力の変化に起因する血管壁の動きによるアーチファクトを示すであろう。当該アーチファクトは、例えば、鋸歯状の画像アーチファクトとなる。当該アーチファクトを回避するために、上記の超音波画像作成装置及び方法では、圧力、位置、時間に基づく条件を用いてゲーティングを行う。しかし、超音波画像作成装置及び方法は、以下の理由から、心電図ゲーティングを用いない。
【００５３】
心電図ゲーティングには、心電図信号の記録が必要であるが、これは、臨床的なワークフローに労力が負荷され、侵襲的処置の間は被検者には不便である。さらに、心電図記録は、人為的操作に関連する誤差源として見ることができ、対応する誤差は、電極の配置、接触インピーダンス等に関連しうる。人為的操作に関連する当該誤差源は、最終的に結合超音波画像の縦方向の表示を損いうる。さらに、不適切な心電図記録に起因する血管の粗悪な縦方向表示は、一般に、修正の選択肢が限定される場合にのみ、遡及的に気づきうる。さらに、心電図は、一般的な電気生理学的信号を提供するだけで、各血管、好ましくは冠状動脈、に沿っておらず、又はその血管の特定の位置に関連しない。非系統的誤差源の一例は、心電図信号のＱＲＳ複素数と心臓の機械的収縮との間の遅延間隔であり、当該遅延間隔は、経時的に変化しうる。したがって、心電図を、例えば冠状動脈運動の代わりに用いても、特に心機能障害の罹患者ではあまり正確でないことが多い。図１〜４を参照した上記超音波画像作成システム及び方法は、したがって、サロゲート測定、すなわち、所望部位に近接し、外部の心電図測定を必要としない、すなわち、上記の追加労力を必要としない、提供された圧力値を利用する。
【００５４】
超音波画像作成システム及び方法は、好ましくは冠状動脈である、各血管内の血圧測定値を用いてＩＶＵＳ記録をゲートする。血管内血圧の測定には、ＩＶＵＳ変換器７自体に設けられた容量性センサを用いてよい。しかしながら、血管内血圧のみを測定する、例えばカテーテル４に取り付けられた１又は複数の他のセンサを用いてもよい。この圧力測定に加えて、超音波画像作成システム及び方法は、好ましくは、時間及び相対的なカテーテル位置のフィードバックを要求して、圧力信号の時空間相関ウィンドウを画定し、ここで、当該時空間相関ウィンドウは、上記の上限及び下限の時間偏差閾値及び空間偏差閾値により画定される。
【００５５】
カテーテル位置に関する情報は、自動プルバック装置の１又は複数のセンサにより得られうる。特に、上記の位置測定センサ１８は、カテーテルの位置に関する必要な情報、特にＩＶＵＳ変換器７の位置に関する必要な情報を提供するのに用いられうる。自動プルバック装置であってよい当該動作ユニット１７、又はコントローラ５等の他のユニットが、カテーテル４がある時間にどれだけプルバックされたかを知る場合には、各位置を判定する他のセンサは必要なくてよく、当該位置は、例えば、当該動作ユニット又はコントローラ５により直接提供されてよい。この場合、当該動作ユニット又はコントローラは各々、ＩＶＵＳ信号が獲得された異なる獲得位置を提供する獲得位置提供ユニットとみなされてよい。図１〜４を参照して上記の前記超音波画像作成システム及び方法は、時間、位置、及び圧力情報を結合し、相関させて、所望のＩＶＵＳ信号を獲得するタイミング、すなわち所望のＩＶＵＳ画像を判定するタイミングに関する情報を獲得し、及び当該現時点での圧力が、例えばＩＶＵＳ変換器７の容量性センサにより記録された圧力値の直接比較を可能にする時空間的境界内にあるかを監視する。
【００５６】
血管長に沿った特定の位置、かつ特定の時間で圧力測定が行われると、その後の心周期において、圧力信号が、参照圧力値を画定するとみなされてよい圧力測定に概ね戻ることが想定される。当該対応点で記録された、好ましくは、断面画像である、ＩＶＵＳ画像は、前記血管の縦方向のＩＶＵＳ所見をともに縫合するのに用いられる。この仮定の課題は、圧力信号が非定常的であることである。これは、心拍、すなわち心臓系の収縮及び拡張だけでなく、現在のカテーテル位置における血管の形態、特に冠状動脈の形態、及び血管系の長期血行動態にも依存しないことを意味する。後者は、覚醒又は弛緩等の多くの外的要因の影響を受けうる。圧力信号は、これらの誤解を招きうる、情報に乏しい変動となりうるため、好ましくは、用いられる上記条件は、時間と位置に関連し、また、時空間相関ウィンドウを画定するものとみなされてよい。このウィンドウは、カテーテル、すなわち先端のＩＶＵＳ変換器７が、前記血管中心線に沿って大きく移動しないことを確実にし、それにより、圧力変化が、血管形態の変化により、それほど大きな影響を受けることはなくなる。このような狭窄部８による圧力変化の端的な例を図２に示す。
【００５７】
図３と組み合わせて図２に示すように、ＩＶＵＳ変換器７が血管６に沿って引き戻される間、圧力信号ｐが連続的に記録され、ここで、当該圧力信号ｐは、時間ｔに依存し、したがって、ＩＶＵＳ変換器７を備えるカテーテル４が引き戻し方向３０に動くため、血管６の長さに沿った各位置ｘに依存する。圧力信号ｐは、経時的に、すなわち、例えば、心周期を横切って、長期的な血行動態に起因する圧力変動の重ね合わせを示す。また、狭窄部８による血管に沿った圧力降下が図３に示される。
【００５８】
圧力ｐの空間的変動は、一定の減衰パターンに従うが、しかしながら、局所的には多少安定する。第１時間１１及び対応する第１位置９での圧力記録には、圧力がさらに再びほぼ同レベルに戻るであろう、特定の時空間的近傍があり、図２及び図３で符号１０及び１２で示される。当該２点で獲得された断面図、すなわちＩＶＵＳ画像は、隣接する断面図として選択して、縦断面図に結合しうる。相関ウィンドウは、プルバックに伴って移動し、生体構造に応じて長さを変えうる。特に、超音波画像結合ユニット１４は、血管の形態を提供し、提供された形態に応じて、所定の空間偏差閾値、ひいては相関ウィンドウの空間的側面の長さを修正しうる。例えば、超音波画像結合ユニット１４は、血管長に沿って、血管の開放断面の勾配、すなわち血管の内側断面又は内腔の勾配を判定でき、ここで、空間偏差閾値は、ＩＶＵＳ変換器７の血管内の現在の位置での勾配に基づいて、修正しうる、すなわち判定しうる。当該判定及びそれによる空間偏差閾値の修正のため、勾配と空間偏差閾値との間、又は勾配と空間偏差閾値の修正との間の割り当てが用いられ、これは、較正手順の間及び／又はシミュレーションにより画定されてよい。血管の形態は、ＩＶＵＳ又は別の画像モダリティを用いた血管の以前の測定で既に知られていてもよく、ここで、超音波画像結合ユニット１４は、この既に知られる形態を提供されうる。しかしながら、遡及的ゲーティングが用いられる場合、獲得された非ゲーティングＩＶＵＳ画像もまた、形態の判定に用いられることができ、すなわち、例えば、非ゲーティングＩＶＵＳとともに縫合されてよく、血管は、結果として得られる非ゲーティングＩＶＵＳ全体画像の中でセグメント化して、形態を決定することができる。
【００５９】
時間的には、時空間相関ウィンドウは、好ましくは、測定された圧力値が、最後の断面ＩＶＵＳ画像にリンクされた圧力値が記録されてから一定の時間間隔内に落ちるように、画定される。この場合、長期的、すなわち緩慢に変化する血行動態の、圧力信号への影響は限定的であり、ゲーティングプロセスの対象となる極めて速い心拍のみが影響を及ぼしうる。
【００６０】
超音波画像作成システム及び方法は、前記条件を用いて、最後の断面ＩＶＵＳ画像の参照圧力値と新たに獲得した圧力値との間の比較が相関ウィンドウ内でのみ有効であることを確実にする。つまり、極めて類似の、すなわち最適な場合には等しい、圧力値、すなわち前記血管長に沿った位置が選択されて、さらにウィンドウ内にある次の断面ＩＶＵＳ画像が獲得されうる。前記参照圧力値は、好ましくは、常に、最新の獲得位置、すなわち最後に選択された断面ＩＶＵＳ画像に更新され、それにより、心拍よりも遅いベースライン信号が変動しうる。
【００６１】
動作ユニット１７は、連続的な自動プルバックを提供することができ、相関ウィンドウが有効な獲得のコンテキストを内部的に画定する。プルバックの間、圧力信号が記録され、すなわち前記圧力測定センサ１８を用いて前記圧力値が測定され、当該現時点での圧力信号が、以前に獲得された断面ＩＶＵＳ画像の基準に類似し、かつ記録が相関ウィンドウに従って有効である場合、新たな獲得がもたらされる。心拍数が約１〜２Ｈｚ、プルバック速度が０．５〜１ｍｍ／ｓと仮定すると、心拍数が１Ｈｚ、プルバック速度が１ｍｍ／ｓの場合、１回の心拍には常に１ｍｍの距離が含まれることになる。当該距離は、その後、中心線に沿った空間解像度の下限となる。相関ウィンドウの時間的側面、すなわちここでは下限時間偏差閾値は、常に少なくとも１つの心拍の持続時間を超えるが、好ましくは、複数の心拍を含む、すなわち複数の心拍の持続時間を超える。この例では、空間解像度は、心拍数と正確な圧力変動に依存し、近似的に過ぎず、確実でない。ゲーティング処理により修飾されたと考えられる画像のみが獲得されるか、又は獲得された場合、結合超音波画像の作成に用いられる。
【００６２】
さらなる例では、一定であってよい特定の空間解像度が確実になりうる。特に、臨床医は、例えば入力装置１６を用いて、血管中心線に沿った所望の空間解像度を画定しうる。プルバック装置１７、すなわち動作ユニットは、その後、プルバックを様々な速度又は離散的な空間工程で進行するように要求でき、ここで、当該手順用に後方フィードバックを用いうる。後方フィードバックでは、超音波画像化プロセスには、適当な圧力レベルがあり、相関ウィンドウ制約の範囲内の超音波を獲得でき、この場合、所望の空間解像度に従って、プルバック装置へのクリアランスが与えられる場合は、いつでも信号を送信して、次のサンプルポイントに進みうる。このように、コントローラは、上記の圧力、時間、及び場所の条件に従ってＩＶＵＳ画像が獲得された場合、プルバック装置を制御して、ＩＶＵＳ変換器７を次のサンプルポイントに移動させうる。すなわち、現在の心拍数に応じてプルバック速度をオンラインで適応させて、血管に沿った断面ＩＶＵＳ画像がほぼ等距離でサンプリングされうる。また、この例では、心電図測定等の他の測定とは対照的に、記載された圧力測定は、より直接的なフィードバックを提供し、すなわち、フィードバックの待ち時間ははるかに短く、関心のある部位により密接に関連付けされる。したがって、血管内圧力測定は、プルバック装置に対するこの種の「制御ループ」に極めて適する。
【００６３】
以上説明したように、超音波画像作成システム及び方法は、遡及的に用いるように構成されうる。断面ＩＶＵＳ画像及び圧力値は、前記血管長に沿った異なる位置に、ゲーティングを行わず、同時に獲得でき、その後のオフライン処理の間に、圧力画定された心相に対応する超音波画像により、振り分けられ、各々異なる血管壁動作状態又は異なる心相に対する、異なる縦断面図を提供しうる。また、この遡及的な血管内圧力に基づくゲーティングは、さらに、例えば心電図記録が必要なく、また、遡及的に計算された相互画像類似性手段にのみ依存するものではない。
【００６４】
超音波画像作成システム及び方法は、例えば、急性冠症候群（ＡＣＳ）又は安定狭心症のプラーク負荷又は病変のモニタリングに用いうる。また、当該超音波画像作成システム及び方法は、ステント留置及び／又はフォローアップ画像処理の文脈で用いうる。当該用途では、上記の超音波画像作成システム及び方法は、血管セグメント全体にわたる長手方向の概観の価値を高め、かつ、血管に沿って延びる血管又は治療特性の検査を改善しうる。当該超音波画像作成システム及び方法により、血管に沿って、より現実的、等距離、制御可能なサンプリングが可能となる。
【００６５】
上記実施形態では、超音波画像に結合されるＩＶＵＳ画像の判定としては、参照圧力値との血管内圧力値の比較のほか、さらに、現在の獲得時間と以前の獲得時間との差の時間偏差閾値との比較等の、又は現在の獲得位置と以前の獲得位置との差と空間偏差閾値との比較等の、又は空間的な偏差の閾値を有する比較等の基準があげられ、結合超音波画像を作成する結合されるＩＶＵＳ画像は、前記圧力値が、所定の偏差閾値未満で参照圧力値とは異なる獲得時間で獲得されるＩＶＵＳ信号に基づいて判定されたＩＶＵＳ画像を判定することで、他の基準を考慮せずに判定しうる。
【００６６】
開示された実施形態に対する他の変形例は、図面、開示、及び添付の特許請求の範囲の検討から、請求された発明を実施する当業者により理解され、効果を獲得しうる。
【００６７】
特許請求の範囲の用語「含む」は、他の要素又は工程を排除せず、明細書原文に記載の不定冠詞「ａ」又は「ａｎ」は、複数を排除しない。
【００６８】
単一ユニット又は装置は、特許請求の範囲で引用された複数の項目の機能を発揮しうる。特定の手段が相互に異なる従属請求項で引用されているという単なる事実は、当該手段の組み合わせを有利に用いえないことを示すものではない。
【００６９】
１又は複数のユニット又は装置により実行されるＩＶＵＳ画像の提供、獲得位置の提供、圧力値の提供、結合された超音波画像の作成等の手順は、他のいかなる数のユニット又は装置によっても実行されうる。当該手順及び／又は超音波画像作成方法による超音波画像作成装置の制御は、コンピュータプログラムのプログラムコード手段として、及び／又は専用のハードウェアとして実施しうる。
【００７０】
コンピュータプログラムは、他のハードウェアと共に又は他のハードウェアの一部として供給される光記憶媒体又は固体媒体等の好適な媒体に記憶／配布されてよく、インターネット又は他の有線又は無線通信システムを介して配布される等、他の形態で配布されてもよい。
【００７１】
特許請求の範囲のいかなる符号も、その範囲を限定するものと解釈されるべきではない。
【００７２】
本発明は、ＩＶＵＳイメージングの分野に関する。血管長に沿った異なる獲得位置で、かつ異なる獲得時間で獲得されたＩＶＵＳ信号に基づいて判定された血管のＩＶＵＳ画像が提供される。さらに、獲得時間における血管内の圧力を示す圧力値が提供され、ここで、当該圧力値が、所定の偏差閾値未満で参照圧力値とは異なる獲得時間で獲得されたＩＶＵＳ信号に基づいて判定された、提供されたＩＶＵＳ画像を結合して、結合ＩＶＵＳ画像が作成される。この血管内の圧力を、ＩＶＵＳ画像を結合する選択基準として用いてで、容器内の圧力を使用することにより、同じ血管壁運動状態に対応するＩＶＵＳ画像のみが確実に結合されて、それにより結合ＩＶＵＳ画像におけるアーチファクトを低減しうる。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【国際調査報告】
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