(57)【要約】本発明は、心臓内エコーイメージングデバイス、心臓内エコーイメージングシステム、及び心臓内エコープローブを使用して冠循環を評価する方法に関する。心臓領域の画像が受信され、画像は少なくとも１つ若しくは複数の冠血管及び／又は少なくとも１つの心腔を提供する。画像内に少なくとも１つの関心領域が画定される。心臓内エコープローブのイメージングパラメータが受信される。関心領域内及び／又は心臓領域内の解剖学的内容、及び、心臓内エコープローブのイメージングパラメータに基づいて、関心領域に対する心臓内エコープローブの位置、向き、及びアクセス経路のうちの少なくとも１つが計算される。ロードマップ、及び、計算された心臓内エコープローブの位置、向き、及びアクセス経路のうちの少なくとも１つがディスプレイに出力される。
2021534858.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
心臓領域の画像を受信する画像取得ユニットであって、前記画像は、少なくとも１つ若しくは複数の冠血管及び／又は少なくとも１つの心腔を提供する、画像取得ユニットと、
処理ユニットと、
を含み、
前記処理ユニットは、
前記画像内に少なくとも１つの関心領域を画定し、
心臓内エコープローブのイメージングパラメータを受信し、
前記関心領域内及び／又は前記心臓領域内の解剖学的内容、及び、前記心臓内エコープローブの前記イメージングパラメータに基づいて、前記関心領域に対する前記心臓内エコープローブの位置、向き、及びアクセス経路のうちの少なくとも１つを計算し、
ロードマップ、及び、前記心臓内エコープローブの前記計算された位置、向き、及びアクセス経路のうちの前記少なくとも１つをディスプレイに出力する、
心臓内エコーイメージングデバイス。
【請求項２】
心臓内エコープローブと、
請求項１に記載の心臓内エコーイメージングデバイスと、
を含む、心臓内エコーイメージングシステム。
【請求項３】
経食道エコープローブ又は経胸腔エコープローブをさらに含む、請求項２に記載の心臓内エコーイメージングシステム。
【請求項４】
ロボットステアリングデバイスをさらに含む、請求項２又は３に記載の心臓内エコーイメージングシステム。
【請求項５】
前記イメージングパラメータは、前記心臓内エコープローブの視野、取得モード、向きの角度、及びアクセス経路のアクセス可能性のうちの少なくとも１つを含む、請求項２から４のいずれか一項に記載の心臓内エコーイメージングシステム。
【請求項６】
前記心臓内エコープローブの前記計算された位置、向き及びアクセス経路のうちの前記少なくとも１つ及び前記ロードマップを表示する前記ディスプレイをさらに含む、請求項１から５のいずれか一項に記載の心臓内エコーイメージングシステム。
【請求項７】
前記心臓内エコープローブの前記計算された位置及び／又は向きのうちの前記少なくとも１つは、前記心臓内エコープローブの３次元位置及び／又は向き追跡と連動して提供される、請求項６に記載の心臓内エコーイメージングシステム。
【請求項８】
前記処理ユニットは、前記ディスプレイ上に、前記心臓内エコープローブを、
前記心臓内エコープローブの前記追跡された位置、向き、及びアクセス経路のうちの少なくとも１つが、前記計算された位置、向き、及びアクセス経路のうちの対応する少なくとも１つと一致するときに、第１のグラフィカル特徴で表し、
前記心臓内エコープローブの前記追跡された位置、向き、及びアクセス経路のうちの少なくとも１つが、前記計算された位置、向き、及びアクセス経路のうちの対応する少なくとも１つと大幅に異なるときに、前記第１のグラフィカル特徴とは異なる第２のグラフィカル特徴で表す、請求項７に記載の心臓内エコーイメージングシステム。
【請求項９】
前記心臓内エコープローブの前記第１のグラフィカル特徴及び前記第２のグラフィカル特徴は、カラーコードを含む、請求項８に記載の心臓内エコーイメージングシステム。
【請求項１０】
前記プロセッサは、前記画像データから抽出された前記心臓領域の診断データと組み合わせて前記心臓領域の前記画像データに基づいて作成された流体力学モデルに基づいて、前記画像内に前記少なくとも１つの関心領域を画定する、請求項２から９のいずれか一項に記載の心臓内エコーイメージングシステム。
【請求項１１】
前記心臓内エコープローブは、前記関心領域の超音波画像データを提供する、請求項２から１０のいずれか一項に記載の心臓内エコーイメージングシステム。
【請求項１２】
前記プロセッサは、前記心臓内エコープローブによって提供される前記超音波画像データから１つ又は複数の診断パラメータを導出する、請求項１１に記載の心臓内エコーイメージングシステム。
【請求項１３】
前記１つ又は複数の診断パラメータは、冠血流速度及び冠血流予備能のうちの１つを含む、請求項１２に記載の心臓内エコーイメージングシステム。
【請求項１４】
心臓内エコープローブによって冠循環を評価する方法であって、
心臓領域の画像を受信するステップであって、前記画像は、少なくとも１つ若しくは複数の冠血管及び／又は少なくとも１つの心腔を提供する、ステップと、
前記画像内に少なくとも１つの関心領域を画定するステップと、
心臓内エコープローブのイメージングパラメータを受信するステップと、
前記関心領域内及び／又は前記心臓領域内の解剖学的内容、及び、前記心臓内エコープローブの前記イメージングパラメータに基づいて、前記関心領域に対する心臓内エコープローブの位置、向き、及びアクセス経路のうちの少なくとも１つを計算するステップと、
ロードマップ、及び、前記心臓内エコープローブの前記計算されたの位置、向き、及びアクセス経路のうちの少なくとも１つをディスプレイに出力するステップと、
を含む、方法。
【請求項１５】
請求項１から１３のいずれか一項に記載の心臓内エコーイメージングデバイスを制御するためのコンピュータプログラムであって、処理ユニットによって実行されると、請求項１４に記載の方法を行う、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、心臓内エコーイメージングデバイス、心臓内エコーイメージングシステム、心臓内エコープローブを使用して冠循環を評価する方法、並びにそれに従うコンピュータプログラム要素及びコンピュータ可読媒体に関する。
【背景技術】
【０００２】
心臓内エコー（ＩＣＥ）プローブ又はカテーテルは、心腔の内側から超音波画像を記録することを可能にする。心臓焼灼又は再同期療法などの電気生理学（ＥＰ）的処置のために、大動脈血流、肺動脈弁輪、内側の心室壁若しくは心房壁、又は他の構造が心臓の内側からイメージングされる。さらに、ＩＣＥプローブを使用して、患者の心臓の冠動脈のドップラー超音波（ＵＳ）画像を記録できる。このようなドップラー画像によって、冠動脈疾患の診断及び治療に重要な尺度と考えられることが多い冠血流量を導出できる。
【０００３】
国際特許公開ＷＯ２００８／０６７６１７Ａ１は、解剖学的表面の第１の領域を音波でスキャンして第１のスキャンを生成し、第１のスキャンを分析して第２のスキャンのための解剖学的表面の適切な第２の領域を選択し、解剖学的表面の第２の領域を音波でスキャンして第２のスキャンを生成し、次いで、第１のスキャンと第２のスキャンとを組み合わせることによって、解剖学的な超音波画像が取得されることによって、解剖学的な超音波画像を取得する方法を開示している。
【０００４】
冠動脈のイメージングのためのＩＣＥプローブの最良の位置決めは、極めて重要であることが多い。冠動脈は画像内に常に見えるとは限らず、また、ドップラー記録は血流に対して適切な角度を必要とするため、ＩＣＥの位置決めは困難なタスクとなる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
したがって、冠循環をイメージングするためのＩＣＥプローブの位置決めを向上させる必要がある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の目的は、独立請求項の主題によって解決され、さらなる実施形態は従属請求項に組み込まれる。なお、以下に説明する本発明の態様は、デバイス、システム、方法、及びコンピュータ要素の請求項にも適用される。
【０００７】
本発明によれば、心臓内エコーイメージングデバイスが提供される。デバイスは、心臓領域の画像を提供する画像取得ユニットと、処理ユニットとを含み、画像は少なくとも１つ若しくは複数の冠動脈及び／又は少なくとも１つの心腔を提供する。処理ユニットは、画像内に少なくとも１つの関心領域を画定し、心臓内プローブのイメージングパラメータ、及び、関心領域及び／又は心臓領域内の解剖学的内容に基づいて、関心領域に対する心臓内エコープローブの位置、向き、又はアクセス経路のうちの少なくとも１つを計算する。
【０００８】
本発明によれば、心臓内エコーイメージングシステムも提供される。システムは、心臓内イメージング（ＩＣＥ）プローブと、上述の心臓内エコーイメージングデバイスとを含む。ＩＣＥプローブを用いた冠動脈のイメージングは、放射Ｘ線の必要性を低減し、投与される造影剤の量を低減するのに役立つ。
【０００９】
一例によれば、システムは、経食道エコー又は経胸腔エコーをさらに含む。ＩＣＥプローブのナビゲーションは、追加の経食道エコー（ＴＥＥ）又は経胸腔エコー（ＴＴＥ）によって任意選択的に誘導される。
【００１０】
一例によれば、システムは、ロボットステアリングデバイスをさらに含む。ＩＣＥプローブのナビゲーションはまた、オペレータ又はユーザに取って代わる又は支援するロボットステアリングによって支援される。
【００１１】
本発明によれば、心臓内エコー（ＩＣＥ）プローブを使用して冠循環を評価する方法も提供される。方法は、心臓領域の画像を取得するステップであって、画像は少なくとも１つ若しくは複数の冠動脈及び／又は少なくとも１つの心腔を提供する、ステップと、画像内に少なくとも１つの関心領域を画定するステップと、ＩＣＥプローブのイメージングパラメータ及び関心領域及び／又は心臓領域内の解剖学的内容に基づいて、関心領域に対するＩＣＥプローブの位置、向き、又はアクセス経路のうちの少なくとも１つを計算するステップとを含む。
【００１２】
ＩＣＥプローブは、超音波トランスデューサを含む。これは、心外膜及び心筋内冠動脈の血流量の評価のためのフェーズドアレイ及びドップラー可能トランスデューサであってもよい。
【００１３】
冠循環を評価するための提供される方法は、ＩＣＥプローブを使用して冠循環をイメージングすることを可能にする。方法は、冠循環を含む、画像内の少なくとも１つの関心領域をイメージングするためのＩＣＥプローブの最適な心臓内配置を可能にするためのガイダンス手段を包含する。さらに、方法はまた、ＩＣＥプローブによって取得された測定データから、例えば、流速又は潅流スコアを得ることを可能にする処理を包含する。さらに、心臓領域の画像データ及び診断データに基づいて、流体力学モデルが作成される。
【００１４】
ＩＣＥプローブを用いた冠動脈の提供されるイメージングは、放射Ｘ線の必要性を低減し、投与される造影剤の量を低減するのに役立つ。
【００１５】
心臓領域の画像を取得することは、例えば、心臓ＣＴ血管造影法、ＭＲ血管造影法、超音波イメージングによるそのような画像の記録を含み、画像は２次元（２Ｄ）又は３次元（３Ｄ）画像として提供される。画像はまた、例えばデータベースから提供されても、提供された画像データから生成されてもよい。画像は、少なくとも１つ若しくは複数の冠血管及び／又は少なくとも１つの心腔を提供する診断画像を含む。画像は、画像データとして画像取得ユニットに提供される。心臓領域の画像はまた、冠動脈の解剖学構造の一般的、仮想的、又は抽象的な解剖学的モデルであってもよい。
【００１６】
少なくとも１つの関心領域（ＲＯＩ）が画像内に画定される。１つ又は複数の関心領域は、調べられる又は検査される心臓の冠循環における領域として画定される。一例では、狭窄を有する特定の冠枝が調べられる又は検査される。別の例では、虚血性が疑われる冠微小循環の領域が調べられる又は検査される。
【００１７】
関心領域に対する心臓内エコープローブの位置、向き、又はＩＣＥプローブのアクセス経路のうちの少なくとも１つが計算される。いくつかの例では、ＩＣＥプローブの２つ以上の位置、向き、及び／又はアクセス経路、又はそれらからの組合せが、本方法の計算ステップに含まれる。計算された位置、向き及び／又はアクセス経路は、少なくとも１つの関心領域のイメージングに最適である。
【００１８】
位置、向き、及びアクセス経路を提供する最適なＩＣＥプローブの位置決めは、画像内の心臓領域及び／又はＲＯＩ内の解剖学的内容、並びにＩＣＥプローブのイメージング能力に基づく。解剖学的内容は、冠血管、心腔（心室及び心房）、心筋組織、インプラント、外部デバイス、及び／又は患者の解剖学的構造の任意の接続された部分を含む。
【００１９】
プローブのこのような最適な位置及び／又は向きは、ＲＯＩが超音波視野内で実際に見え、ＩＣＥプローブによって、例えば心室内でもアクセスできる位置に制限されてもよい。
【００２０】
ＲＯＩに対する心臓内エコープローブの位置、向き及び／又はアクセス経路の計算は、心臓領域の画像から、又は画像内のＲＯＩから導出される。いくつかの例では、ＩＣＥプローブによって提供される画像データは、プローブの追跡のために使用される。様々な例では、方法は、計算された位置、向き、又はアクセス経路を、例えば提供されるディスプレイ上に表示するステップを含む。
【００２１】
一例によれば、イメージングパラメータは、心臓内エコープローブの視野、取得モード、向きの角度、又はアクセス経路のアクセス可能性のうちの少なくとも１つを含む。イメージングパラメータを定義するための例示的な基準は、ナビゲーションの視点から、提供されるＩＣＥカテーテルの位置へのアクセス可能性である。また、ＩＣＥプローブの向きの角度は、冠動脈内の血流方向の影響を受けるので、ドップラーイメージングを可能にするためには、プローブに対して十分に平坦な角度が必要とされる。したがって、プローブの向きの角度は、血流に対して画定できる。アクセス経路のアクセス可能性は、位置及び／又は向きの結果として得られる。例えば、位置は左心室内であると決定される場合、右心室内と決定される位置とは異なる経路が提案される。
【００２２】
様々な例では、関心領域は、冠動脈のセグメントであり、ＩＣＥプローブの位置決めは、左心室（上記では解剖学的内容と呼ぶ）及びＩＣＥプローブの視野（上記ではＩＣＥプローブのイメージングパラメータと呼ぶ）に制限され、これは、当然ながら、プローブの超音波コーンによって制限される。いくつかの例では、プローブの最適な位置及び向きは、少なくとも１つの関心領域（ＲＯＩ）が超音波視野内で実際に見え、また心室内にある位置／向きに制限される。一例では、心臓位相依存の変形が、特定の心臓位相、例えば、拡張期の間に最適な血流イメージングを可能にすると考えられる。
【００２３】
いくつかの例では、心臓の左側は、大動脈を介してアクセスされることが多い。心臓の右側は、静脈系を介してアクセスされる。一方、左心房は、経中隔穿刺を介してアクセスすることが簡単であることが多い。すなわち、右心房内の静脈系を介して移動し、中隔壁を穿刺してアクセスする。中隔壁の穿刺位置は、患者の解剖学的構造、又は併存疾患に依存する。したがって、心腔内の容易に到達可能な領域、及びそれらに到達するのに最も簡単な経路は、患者によって異なる。
【００２４】
一例によれば、プローブの計算された位置、向き、又はアクセス経路のうちの少なくとも１つが、ロードマップを含んで表示される。ロードマップは、ＩＣＥプローブの位置、向き、及び／又はアクセス経路と共に、例えばカテーテル検査室内のオペレータに表示される。一例では、ロードマップは、２Ｄ蛍光透視画像上のロードマップオーバーレイを含む。別の例では、ロードマップは、３ＤのＩＣＥカテーテル追跡と組み合わせた３Ｄロードマップを含む。
【００２５】
一例によれば、プローブの計算された位置、向き、又はアクセス経路のうちの少なくとも１つは、カラーコードによって提供される。プローブが正しい又は所望の位置にあるかどうかを示すカラーコードによって、ユーザにフィードバックが与えられる。一例では、プローブは、計算された位置及び向きに到達すると緑色にされ、プローブは、計算された位置に到達したが向きは計算された向きとは大幅に異なると橙色にされる。
【００２６】
一例によれば、心臓内エコープローブの計算された位置及び／又は向きは、プローブの３次元位置の追跡と連動して提供される。少なくとも１つの関心領域のイメージングのための最適な位置におけるＩＣＥプローブの位置及び／又は向きが提供される。位置及び／又は向きが追跡されて、例えば、患者の解剖学的構造に対するＩＣＥプローブの３Ｄ位置が提供される。いくつかの例では、心臓内エコープローブの位置及び／又は向きの追跡は、心臓領域の画像内の特定された構造に関連して提供される。以前に取得された３Ｄ画像に対するプローブの追跡もまた、ライブ超音波データを３Ｄ画像に位置合わせすることに基づいて行われてよい。電磁追跡又は磁気追跡や、当技術分野においてよく知られている心臓領域の画像上の相互位置合わせなど、ＩＣＥプローブの他の追跡技法を使用してもよい。
【００２７】
一例によれば、診断パラメータは、心臓領域の画像の画像データと、プローブの３次元位置及び／又は向きの追跡とに基づいて定義される。診断パラメータはまた、心臓領域の（以前に取得された）画像、例えば、３Ｄ解剖学的構造データと、ＩＣＥプローブの追跡された３Ｄ位置及び／又は向きとを使用することによって、ＩＣＥデータから定義されてもよい。例示的な例では、ＩＣＥプローブが、特定された（計算された）位置に移動され、例えば今はオーバーレイにおいて緑色であり、任意選択で、オペレータが、正しい位置決めを確認し、次いで、診断パラメータは、プローブが正しく位置決めされたという仮定に基づいて計算される。別の例示的な例では、診断パラメータは、３Ｄ解剖学的構造データの相対情報と共に、ＩＣＥプローブの追跡された３Ｄ位置及び／又は向きに基づいて計算される。
【００２８】
診断パラメータは、血流とＩＣＥプローブ上の超音波トランスデューサとの間の角度（シータ）を考慮に入れて、超音波ドップラーデータから決定される冠血流速度を含む。一例では、安静時及び充血時の超音波ドップラーデータを用いて、また、安静時及び充血時の測定値間の角度シータの差を考慮に入れて、冠血流予備能（ＣＦＲ）（充血時及び安静時の流量比）を決定できる。また、測定された診断パラメータは、心臓領域の画像内の対応する領域に自動的に位置合わせされてもよい。診断パラメータは、超音波画像における診断画像処理（例えば、潅流解析）の実装を含み、提供された３Ｄプローブ位置及び／又は向き、並びに心臓領域の画像によって提供された情報、例えば３Ｄ解剖学的構造情報は、処理を画定された少なくとも１つの関心領域に実質的に制限するために使用される。
【００２９】
本発明の一態様によれば、診断パラメータは、以下のステップ：心臓領域の画像を取得するステップであって、画像は少なくとも１つ若しくは複数の冠動脈及び／又は少なくとも１つの心腔を提供する、ステップと、画像内に少なくとも１つの関心領域を画定するステップと、ＩＣＥプローブの３次元位置及び／又は向きの追跡、並びに関心領域及び／又は心臓領域内の解剖学的内容に基づいて診断パラメータを提供するステップとを含む方法を提供することによって、ＩＣＥプローブを使用して提供することができる。
【００３０】
いくつかの例では、ＩＣＥプローブは、広い視野を有し、心臓内のある位置（どこか）に配置される。ＩＣＥプローブの超音波ビームのビームステアリングを使用して、イメージングは、心臓領域の画像内のＲＯＩに（自動的に）焦点を合わせられる。超音波取得モード又は画像処理は、心臓領域の画像内の解剖学的データに基づく。例えば、プローブとＲＯＩとの間に多く高密度組織がある場合、異なる超音波周波数を使用してもよい。また、解剖学的構造情報を使用して、表示された超音波画像を「クリーンアップ」してもよい。ＲＯＩ内のＣＦＲが自動的に計算されてもよい。
【００３１】
画像取得、画像処理、又は画像解析は、心臓領域の画像の画像データと、ＩＣＥプローブの３次元位置及び／又は向きの追跡とに基づいて、適合及び／又は定義されてもよい。
【００３２】
本発明によれば、心臓内エコープローブを使用して冠循環のための流体力学モデルを作成する方法も提供される。方法は、心臓領域の画像を取得するステップであって、画像は少なくとも１つ又は複数の冠動脈を提供する、ステップと、心臓内プローブによって提供される画像データを含む診断データを提供するステップと、流体力学モデルを作成するステップとを含む。心臓領域の画像の画像データは診断データと組み合わせて使用されて、流体力学モデルが生成される、及び／又は、流体力学モデルを使用して診断パラメータが計算される。
【００３３】
心臓領域の画像を取得することは、例えば、心臓ＣＴ血管造影によるそのような画像の記録を含み、画像は２次元（２Ｄ）又は３次元（３Ｄ）画像として提供される。画像はまた、例えばデータベースから提供されても、提供された画像データから生成されてもよい。画像は、診断画像を含み、少なくとも１つ又は複数の冠動脈を提供する。
【００３４】
診断データは、ＩＣＥプローブによって提供される画像データを含む。例えば、血管造影図（心臓領域の画像）における冠動脈の形状がセグメント化される。動脈形状のこの情報から、流体力学モデリングに使用できる血管抵抗のモデルを導出できる。ＩＣＥプローブによって提供される血流データに基づいて、境界条件（例えば、この血管抵抗モデルでは流速）を提供又は適合してもよい。診断画像データはまた、フロー境界条件を変えないまま、ＩＣＥデータに基づいて冠動脈の幾何学的モデルを精緻化又は適応させることを含む。診断データはまた、造影剤カテーテルから受信される大動脈圧データ、圧力ワイヤから受信される血管内圧データ、又は冠循環に関連する診断データを含む。
【００３５】
さらに、ＩＣＥプローブイメージングから得られたデータは、瞬時血流予備量比（ｉＦＲ）、部分冠血流予備量比（ＦＦＲ）、充血性狭窄抵抗（ＨＳＲ）、微小血管抵抗指数（ＩＭＲ）、充血性微小血管抵抗（ＨＭＲ）などの診断パラメータの計算のための流体力学モデルにおける入力境界条件として使用できる。例えば、測定された血流速度又は潅流解析は、血管又は微小血管系の抵抗に関する情報を提供する。
【００３６】
流体力学モデルは、冠循環における重要な領域、例えば、予想ＦＦＲ＜０．８を有する病変を示す。これは、予想ＦＦＲ＜０．８を有する血管内でＩＣＥベースのフロー分析を行うことを推奨する結果となり得る。
【００３７】
一例によれば、流体力学モデルは、少なくとも１つの関心領域を画定するために使用される。心臓内エコーイメージングのための関心領域を画定するために流体力学モデルを使用することは、冠循環の評価をさらに向上させる。
【００３８】
任意選択で、微小血管系の超音波（ＵＳ）ベースの潅流解析のためだけでなく、冠血流速度イメージングのためにも、超音波造影剤が使用される。超音波造影剤は、超音波画像データ内の冠動脈の可視性を向上させる。これは、診断パラメータの（例えばドップラーフローによる）より正確な測定につながる。組織領域の定量的潅流解析は、造影剤を用いて可能である。最初に、造影剤を注入する前の画像が、注入後の少なくとも１つの画像と比較される。２つの画像を差し引くことによってコントラストの増加が測定される。コントラストの増加は、２つの画像取得間の時間内に組織を潅流する造影剤の量に関連する。これは、血液による一般的な組織潅流に関連する。複数の注入後の画像では、時間強度曲線を使用して、組織が造影剤によってどれだけ速く潅流されたのかを測定できる。これには、ピークコントラストに達するまでの時間、及び／又は造影剤が組織からウォッシュアウトされるのにかかる時間が含まれる。これはすべて、血液による組織潅流を測定又は定量化することに関連する。
【００３９】
一態様によれば、処理ユニットによって実行されると、上述の方法ステップを行う、上述の装置を制御するためのコンピュータプログラム要素が提供される。プログラム要素が格納されたコンピュータ可読媒体が提供される。
【００４０】
本発明のこれら及び他の態様は、以下に説明される実施形態から明らかになり、それを参照して説明される。
【図面の簡単な説明】
【００４１】
本発明の例示的な実施形態について、図面を参照しながら以下に説明する。
【００４２】
【図１】図１は、心臓領域の画像である。
【図２】図２は、ガイダンス手段を提供する方法のフローチャートである。
【図３】図３は、処理手段を提供する方法のフローチャートである。
【図４】図４は、流体力学モデルを提供する方法のフローチャートである。
【図５】図５は、ＩＣＥイメージングデバイスである。
【図６】図６は、ＩＣＥイメージングシステムである。
【発明を実施するための形態】
【００４３】
図１は、冠動脈３を提供する心臓領域の画像１を示す。心腔５が画像１内に見える。関心領域（ＲＯＩ）７が画像１内に提供されている。ＩＣＥプローブ９が、心腔５内に配置され、超音波イメージングコーン１１を提供している。
【００４４】
方法、デバイス、及びシステムに関する上述の特徴、機能、及び特性は、図１に関して図示及び説明された特徴にも適用され、再び繰り返さない。
【００４５】
図２は、例えば、冠循環を含む画像内のＲＯＩのイメージングのためのＩＣＥプローブの最適な心臓内配置を可能にするガイダンス手段を提供する方法のフローチャートを示す。
【００４６】
心臓領域の画像が取得される（Ｓ１）。画像は、少なくとも１つ若しくは複数の冠血管及び／又は少なくとも１つの心腔を提供する。少なくとも１つのＲＯＩが画像内で画定される（Ｓ２）。ＲＯＩに対するＩＣＥプローブの位置、向き、又はアクセス経路のうちの少なくとも１つが、ＩＣＥプローブのイメージングパラメータＩＰと、ＲＯＩ及び／又は心臓領域内の解剖学的内容ＡＣとに基づいて計算される（Ｓ３）。
【００４７】
いくつかの実施形態では、ＩＣＥプローブの計算された位置、向き、及び／又はアクセス経路は、ディスプレイに表示される（Ｓ４）か、又は別の方法でオペレータに提供される。ＩＣＥプローブの計算された位置、向き、及び／又はアクセス経路が、例えばオペレータなどによって受け入れられる場合（Ｓ５）、ロードマップが要求され（Ｓ６）、ＲＯＩ上にオーバーレイとして表示される（Ｓ７）。ロードマップが要求されない場合（Ｓ６）、カラーコードが要求されてもよい（Ｓ８）。カラーコードが要求される場合（Ｓ８）、少なくとも、カラーコードを提供するＲＯＩが表示される（Ｓ９）。いくつかの実施形態では、ロードマップ及びカラーコードが表示される（Ｓ９）。
【００４８】
ＩＣＥプローブの計算された位置、向き、及び／又はアクセス経路が受け入れられない場合（Ｓ５）、ＩＣＥプローブの新しい位置、向き、及び／又はアクセス経路が計算される。
【００４９】
方法、デバイス、及びシステムに関する上述の特徴、機能、及び特性は、図２に関して図示及び説明された特徴にも適用され、再び繰り返さない。
【００５０】
図３は、ＩＣＥプローブによって取得された測定データから、例えば、流速又は潅流スコアを得ることを可能にする、処理手段を提供する方法のフローチャートである。
【００５１】
図１と同様に、心臓領域の画像が取得される（Ｓ１）。画像は、少なくとも１つ若しくは複数の冠動脈及び／又は少なくとも１つの心腔を提供する。少なくとも１つのＲＯＩが画像内で画定される（Ｓ２）。ＲＯＩに対するＩＣＥプローブの位置、向き、又はアクセス経路のうちの少なくとも１つが、ＩＣＥプローブのイメージングパラメータＩＰと、ＲＯＩ及び／又は心臓領域内の解剖学的内容ＡＣとに基づいて計算される（Ｓ３）。
【００５２】
ＩＣＥプローブは、ＲＯＩを調べるのに最適な位置に配置される（Ｓ１０）。最適位置は、上述のように、ＩＣＥプローブの計算された位置、向き及び／又はアクセス経路によって画定される。
【００５３】
１つ又は複数の診断パラメータＤＰ（１、…、ｎ）が、心臓領域の画像の画像データと、プローブの３次元位置及び／又は向きの追跡とに基づいて、ＩＣＥプローブによって取得されたデータから計算される（Ｓ１１）。診断パラメータには、冠血流速度、又は超音波ドップラーデータを使用した冠血流予備能が含まれ得る。
【００５４】
方法、デバイス、及びシステムに関する上述の特徴、機能、及び特性は、図３に関して図示及び説明された特徴にも適用され、再び繰り返さない。
【００５５】
図４は、ＩＣＥプローブを使用して冠循環のための流体力学モデルを提供する方法のフローチャートの簡略化された概略図を示す。
【００５６】
心臓領域の画像が取得され（Ｓ１）、この画像は、少なくとも１つ又は複数の冠血管を提供する。画像は、ＣＴ血管造影、ＭＲ血管造影、超音波画像であってよい。心臓領域の診断データが、冠血流速度、冠血流予備能の少なくとも１つを含み得る画像データから抽出される。流体力学モデルが、画像データから抽出された心臓領域の診断データ（例えば、冠血流速度、冠血流予備能、ＦＦＲ）と組み合わせて、心臓領域の画像データ（例えば、血管直径、長さなどの血管の形態）に基づいて作成される。一例では、流体力学モデルは、冠循環における重要な領域、例えば、予想ＦＦＲ＜０．８を有する病変を示す。ＦＦＲは、心臓領域の血管造影画像から直接決定された血管に沿った流速から、又は流体力学モデルを使用することによる血管に沿った圧力計算から確認できる。これは、予想ＦＦＲ＜０．８を有する血管内のフロー分析に基づいてＩＣＥプローブを用いたＩＣＥイメージングを行うことを推奨する結果となり得る。したがって、流体力学モデルは、少なくとも１つのＲＯＩを画定するために使用できる（Ｓ１３）。代替又は任意選択の実施形態では、流体力学モデルを使用することによって、血管内の血圧又は血管の抵抗などの診断パラメータを決定できる（Ｓ１４）。ＩＣＥプローブが、ＩＣＥプローブの計算された位置及び／又は向き及び／又はアクセス経路に従って、ＲＯＩを調べるために最適な位置に配置されると、ＩＣＥプローブによって取得された超音波データから１つ又は複数の診断パラメータＤＰ（１、…、ｎ）を導出できる。診断パラメータには、冠血流速度、又は超音波ドップラーデータを使用した冠血流予備能が含まれ得る。診断パラメータＤＰ（１、…、ｎ）をさらに使用して、心臓領域又はＲＯＩの画像の画像データに基づいて流体力学モデルを作成でき、これにより、血管抵抗、血圧、ＦＦＲなどの他の診断パラメータがさらに決定され、これは、Ｓ１で取得された心臓領域の画像、又は血管造影画像に基づいて作成された流体力学モデルから導出され得る診断パラメータよりも診断パラメータの精密かつより正確な測定／確認を提供する。
【００５７】
方法、デバイス、及びシステムに関する上述の特徴、機能、及び特性は、図４に関して図示及び説明された特徴にも適用され、再び繰り返さない。
【００５８】
図５は、ＩＣＥイメージングデバイス１５を示す。ＩＣＥイメージングデバイス１５は、画像取得ユニット１７と、処理ユニット１９とを含む。画像取得ユニット１７は、心臓領域の画像を受信又は提供し、画像は、少なくとも１つ若しくは複数の冠血管及び／又は少なくとも１つの心腔を提供する。処理ユニット１９は、画像内に少なくとも１つの関心領域を画定し、心臓内エコープローブのイメージングパラメータと、関心領域内及び／又は心臓領域内の解剖学的内容とに基づいて、関心領域に対する心臓内エコープローブの位置、向き、又はアクセス経路のうちの少なくとも１つを計算する。
【００５９】
いくつかの実施形態では、ＩＣＥイメージングデバイス１５は、ディスプレイ又はディスプレイユニット２１に接続可能であり、図１から図４を参照して説明したように、測定又は計算されたエンティティ及び／又はパラメータを表示する。
【００６０】
方法、デバイス、及びシステムに関する上述の特徴、機能、及び特性は、図５に関して図示及び説明された特徴にも適用され、再び繰り返さない。
【００６１】
図６は、ＩＣＥプローブ２３と、図５のような心臓内エコーイメージングデバイス１５とを提供するＩＣＥイメージングシステム３１を示す。いくつかの実施形態では、システムは、経食道エコープローブ２５又は経胸腔エコープローブ２７を含む。いくつかの実施形態では、システムはまた、Ｓ３に従って計算され、Ｓ５に従ってオペレータに受け入れられた位置及び／又は向きに向けてＩＣＥプローブをナビゲートするためのロボットステアリングデバイス２９も含む。プローブが正しい又は所望の位置及び／又は向きにあるかどうか、及び／又はＩＣＥプローブのアクセス経路を正しく辿っているかどうかを示すカラーコードによって、ユーザにフィードバックが与えられる。一例では、プローブは、計算された位置及び向きに到達すると緑色にされ、ＩＣＥプローブの位置及び／又は向きが計算された位置及び／又は向きと大幅に異なるとオレンジ色になる。代替実施形態では、ＩＣＥプローブは、ＲＯＩを適切にイメージングするための所望の位置への計算されたアクセス経路を正しく辿れているときと、所望の位置及び／又は向きに実際に到達したときと、その実際の位置及び／又は向きが所望のアクセス経路及び／又は所望の位置から大幅に逸脱しているときに異なって表される。異なる表現は、異なる色に応じたものであってよい。さらなる実施形態では、ＩＣＥプローブが所望の位置に到達したが、所望の向きにないときにある色を使用して、実際の位置及び向きの両方が所望の位置及び向きに一致するときに異なる色が使用される。
【００６２】
方法、デバイス、及びシステムに関する上述の特徴、機能、及び特性は、図６に関して図示及び説明された特徴にも適用され、再び繰り返さない。
【００６３】
本発明の別の例示的な実施形態では、適切なシステム上で、前述の実施形態のうちの１つによる方法の方法ステップを実行するように構成されることを特徴とするコンピュータプログラム又はコンピュータプログラム要素が提供される。
【００６４】
したがって、上記コンピュータプログラム要素は、本発明の実施形態の一部であり得るコンピュータユニットに格納されてもよい。この計算ユニットは、上述の方法のステップを実行し、又は該ステップの実行を誘導するように構成され得る。また、該計算ユニットは、上述の装置の各構成要素を動作させるようにしてもよい。該計算ユニットは、自動的に動作するように、及び／又はユーザの指令を実行するように構成されてもよい。コンピュータプログラムは、データプロセッサの作業メモリにロードすることができる。したがって、該データプロセッサは、本発明の方法を実行するように装備できる。
【００６５】
本発明のこの例示的な実施形態は、最初から本発明を使用するコンピュータプログラムと、アップデートによって既存のプログラムを本発明を使用するプログラムに変えるコンピュータプログラムとの両方を対象とする。
【００６６】
さらに、コンピュータプログラム要素は、上述の方法の例示的な実施形態の手順を実行するために必要なすべてのステップを提供することができる。
【００６７】
本発明のさらなる例示的な実施形態によれば、ＣＤ‐ＲＯＭなどのコンピュータ可読媒体が提示される。コンピュータ可読媒体は、その上に格納されたコンピュータプログラム要素を有し、コンピュータプログラム要素は、前述の段落によって説明されている。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その一部として供給される光記憶媒体又はソリッドステート媒体などの適切な媒体上に記憶及び／又は配布することができるが、インターネット又は他の有線もしくは無線電気通信システムなどを介して他の形態で配布することもできる。
【００６８】
しかしながら、コンピュータプログラムはまた、ワールドワイドウェブのようなネットワークを介して提示されてもよく、こ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にダウンロードすることができる。本発明のさらなる例示的な実施形態によれば、ダウンロードのためにコンピュータプログラム要素を利用可能にするための媒体が提供され、このコンピュータプログラム要素は、本発明の前述の実施形態のうちの１つによる方法を行うように構成される。
【００６９】
本発明の実施形態は、異なる主題を参照して説明されていることに留意されたい。特に、方法タイプの請求項を参照して説明される実施形態もあれば、デバイスタイプの請求項を参照して説明される実施形態もある。しかしながら、当業者は、上記及び以下の説明から、別段の通知がない限り、１つのタイプの主題に属する特徴の任意の組合せに加えて、異なる主題に関する特徴間の任意の組合せも、本出願で開示されると考えられることを理解するであろう。しかしながら、すべての特徴を組み合わせて、特徴の単なる寄せ集め以上の相乗効果を提供できる。
【００７０】
本発明を、図面及び前述の説明において詳細に図示及び説明したが、このような図示及び説明は、例示的であり、限定的ではないと考えられるべきである。本発明は、開示された実施形態に限定されない。開示された実施形態に対する他の変形は、図面、開示及び従属請求項の精査から、特許請求されている発明を実施する際に当業者によって理解され、達成され得る。
【００７１】
特許請求の範囲において、「含む」という用語は、他の要素又はステップを排除するものではなく、単数形は、複数を排除するものではない。単一のプロセッサ又は他のユニットが、特許請求の範囲に記載されるいくつかのアイテムの機能を果たすことができる。特定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、これらの手段の組合せを有利に使用することができないことを示すものではない。特許請求の範囲におけるいかなる参照符号も、範囲を限定するものとして解釈されるべきではない。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【国際調査報告】
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