(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ｉ）物質が、標本内の関心領域に又は前記関心領域の周りにある間に取得される前記関心領域のＸ線の投影画像と、ｉｉ）前記物質の量は時間の経過と共に増大可能であるが、前記物質がそれほどないときに、前記投影画像とは異なる瞬間に取得されるマスク画像とを受信する入力ポートと、
前記関心領域の動きを動き補償するために、前記マスク画像と前記投影画像とを位置合わせする関心領域着目の動き補償器と、
画像の前記位置合わせの後、差分画像を得るために、前記投影画像から前記マスク画像を差し引くサブトラクタと、
前記関心領域を表す画像部のより鮮明な解像度のために、前記差分画像をフィルタ処理する画像エンハンサと、
フィルタ処理された前記差分画像に基づいて、また、ｉ）前記投影画像又はｉｉ）前記マスク画像に基づいて、前記関心領域の動きについての動き情報を確立する動き推定器と、
後続の計算のために、前記動き補償器及び前記画像エンハンサのうちの少なくとも１つに、推定された前記動き情報を提供し、並びに／又は、前記動き補償器に提供される後続の投影画像若しくは後続のマスク画像のうちの少なくとも１つを調整する更新モジュールと、
を含む、画像処理システム。
【請求項２】
前記動き補償器は、撮像中に前記標本内にある前記関心領域又はデバイス、具体的には、前記物質を堆積させるデバイスに対応するランドマークを画像内で特定するランドマーク識別子を含む、請求項１に記載の画像処理システム。
【請求項３】
前記関心領域は、現在堆積されている物質の場所及び／又は形状によって画定される、請求項１又は２に記載の画像処理システム。
【請求項４】
前記物質は、塞栓形成剤のブロブである、請求項１乃至３の何れか一項に記載の画像処理システム。
【請求項５】
１つ以上のコンポーネントによって実施される画像処理方法であって、
ｉ）物質が、標本内の関心領域に又は前記関心領域の周りにある間に取得される前記関心領域のＸ線の投影画像と、ｉｉ）前記物質の量は時間の経過と共に増大可能であるが、前記物質がそれほどないときに、前記投影画像とは異なる瞬間に取得されるマスク画像とを受信するステップａ）と、
前記関心領域の動きを動き補償するために、前記マスク画像と前記投影画像とを位置合わせするステップｂ）と、
画像の前記位置合わせの後、差分画像を得るために、前記投影画像から前記マスク画像を差し引くステップｃ）と、
前記関心領域を表す画像部のより鮮明な解像度のために、前記差分画像を強調するステップｄ）と、
強調された前記差分画像に基づいて、また、ｉ）前記投影画像又はｉｉ）前記マスク画像に基づいて、前記関心領域の動きに関する動きの情報を推定するステップｅ）と、
推定された前記動きの情報を前記画像処理方法の後続の反復のために、ステップａ）乃至ｅ）のいずれかに対する入力として用いるステップｆ）と、
を含む、画像処理方法。
【請求項６】
ステップｆ）は、前記位置合わせするステップ又は前記強調するステップに、前記推定された動きを入力するステップを含む、請求項５に記載の画像処理方法。
【請求項７】
ステップｆ）は、新しい塞栓投影画像及び／又はマスク画像が前記位置合わせするステップに供給される前に、前記新しい塞栓投影画像及び／又はマスク画像を調整して動きアーチファクトを除去するステップを含む、請求項５又は６に記載の画像処理方法。
【請求項８】
処理ユニットによって実行されると、請求項５乃至７の何れか一項に記載の画像処理方法のステップを行う請求項１乃至４の何れか一項に記載の画像処理システムを制御するための、コンピュータプログラム。
【請求項９】
請求項８に記載のコンピュータプログラムが記憶されているコンピュータ可読媒体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、画像処理システム、画像処理方法、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】
組織が複雑な動きパターンで動く場合、Ｘ線蛍光透視画像において比較的小さいコントラストを視覚化することはしばしば困難である。この状況は、塞栓形成剤が患者内の関心領域に堆積させられる塞栓形成処置における撮像中に生じる。
【０００３】
より具体的な例は、肝臓インターベンションであり、胸郭、心臓、横隔膜及び／又は腸の動きが組み合わさり、上記複雑な動きパターンの例が引き起こされる。Ｘ線撮像を困難にする追加の要因は、Ｘ線で作成される透過画像が、通常、幾つかの重ね合わされた動きレイヤを特徴とする点である。
【０００４】
時に、サブトラクション撮像技術が使用されて、（画像）コントラスト可視性が高められるが、動きは依然として懸案事項として残る。視覚化に造影剤を使用する一般的なサブトラクションベースの技術は、デジタルサブトラクション血管造影（ＤＳＡ）と呼ばれる。米国特許第４，７２９，３７９号に、心臓インターベンションのために開発されたこの技術の改良例が記載されている。
【０００５】
しかし、塞栓形成材料のコントラストが非常に低いこと、塞栓形成インターベンション（特に腹部の塞栓形成であるがこれだけではない）における特に組織の非剛性の動きの存在と、大量の背景組織とによって、視覚化は依然として困難であり、知られているＤＳＡ技術は、満足のいく撮像結果をまだもたらしていないように思われる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
動く物質の堆積の撮像を助ける代替方法及び／又は関連システムの必要が当技術分野においてある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の目的は、独立請求項の主題によって達成され、更なる実施形態は、従属請求項に組み込まれる。なお、以下に説明される本発明の態様は、画像処理方法、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も同等に適用される。
【０００８】
本発明の第１の態様によれば、画像処理システムが提供される。当該画像処理システムは、次のコンポーネント：
ｉ）物質が、標本内の関心領域（ＲＯＩ）に又はＲＯＩの周りにある間に取得される関心領域の投影画像と、ｉｉ）物質の量は時間の経過と共に増大可能であるが、物質がそれほどないときに、投影画像とは異なる瞬間に取得されるマスク画像とを受信する入力ポートと、
ＲＯＩの動きを動き補償するために、マスク画像と投影画像とを位置合わせするＲＯＩ着目動き補償器と、
画像位置合わせの後、差分画像を得るために、投影画像からマスク画像を差し引くサブトラクタと、
差分画像に基づいて、また、ｉ）投影画像又はｉｉ）マスク画像に基づいて、ＲＯＩの動きを推定する動き推定器と、
上記コンポーネントのうちの少なくとも１つに、推定された動きを入力し、及び／又は、投影画像、後続の投影画像、マスク画像又は後続のマスク画像のうちの少なくとも１つを調整する更新モジュールとを含む。
【０００９】
マスク画像及び投影画像は、ＲＯＩを異なるコントラストで表すと想定される。具体的には、マスク画像は、任意の物質がＲＯＩにおいて堆積する前の時間に取得された更なる投影画像である。一実施形態によれば、動き補償及び／又はサブトラクションは、調整された投影画像又は調整されたマスク画像に基づいて繰り返される。
【００１０】
一実施形態によれば、動き補償器は、撮像中に標本内にあるＲＯＩ又はデバイス、具体的には、物質を堆積させるデバイスに対応するランドマークを画像内で特定するランドマーク識別子を含む。
【００１１】
一実施形態によれば、画像処理システムは、ＲＯＩを表す画像部を得るために、差分画像をフィルタ処理する画像エンハンサを含む。
【００１２】
一実施形態によれば、動き推定器は、動き推定のために、フィルタ処理された差分画像を使用する。
【００１３】
一実施形態によれば、更新モジュールは、推定された動きを、動き補償器又は画像エンハンサモジュールへの入力として提供する。更新モジュールは、推定された動きを、動きに関する「新しい」証拠として提供し、それを、上記コンポーネントの少なくとも１つによって使用される対応するアルゴリズムに入力する。例えば差分画像ベースの動き推定値を予備知識若しくは制約として、又は、各コンポーネントの対応するアルゴリズムにおける他の入力データとして使用することが想定される。
【００１４】
一実施形態によれば、ＲＯＩは、現在堆積されている物質の場所及び／又は形状によって画定される。
【００１５】
一実施形態によれば、物質は、塞栓形成剤のブロブである。
【００１６】
提案されるシステムは、腫瘍／動静脈奇形（ＡＶＭ）塞栓形成処置、又は、（例えば肝臓の）ＴＡＣＥといった他のインターベンショナルＸ線処置の間に使用可能である。システムによって生成される差分画像は、視覚化を向上させる。提案されるシステムは、塞栓形成剤堆積のリアルタイム視覚化に使用可能であり、これは、ＡＶＭ／腫瘍塞栓形成処置において特に有効である。
【００１７】
提案される新規のサブトラクション撮像技術は、ＤＳＡに使用される造影剤注入とは対照的に、塞栓領域が比較的ゆっくりと増大又は蓄積し、所定位置に留まる塞栓形成処置の特徴を利用する。
【００１８】
この見識は、最初の近似サブトラクション結果を使用して、例えば時間ｔにおいて記録される塞栓領域のコントラストが強調される点において、本発明によって利用される。強調は、次に、強調された差分画像を、時間ｔ以降の後続のサブトラクション改良のための「ガイダンス」として使用して、この領域に「着目」し、したがって、比較的高い精度で、目標とされる塞栓材料を含む動き層が捉えられる。提案される処置は、構成によって、反復設定において特に有効に使用可能であり、これにより、塞栓領域の推定される動きの精度が、時間の経過と共に更に増加され、より高い品質のサブトラクション画像がもたらされる。
【００１９】
提案されるシステムが確保できる利点の１つは、関心領域（例えば腫瘍部位）に堆積される塞栓形成剤の視覚化に「着目」する機能である。これは、塞栓形成材料の（基本的に連続の）投与中にリアルタイムで行われ、塞栓の発展をより良好にまたより明確に捉えることができる。
【００２０】
第２の態様によれば、１つ以上のコンポーネントによって実施される画像処理方法が提供される。当該方法は、
ｉ）物質が、標本内の関心領域（ＲＯＩ）に又はＲＯＩの周りにある間に取得されるＲＯＩの投影画像と、ｉｉ）物質の量は時間の経過と共に増大可能であるが、物質がそれほどないときに、投影画像とは異なる瞬間に取得されるマスク画像とを受信するステップと、
ＲＯＩの動きを動き補償するために、マスク画像と投影画像とを位置合わせするステップと、
画像位置合わせの後、差分画像を得るために、投影画像からマスク画像を差し引くステップと、
差分画像に基づいて、また、ｉ）投影画像又はｉｉ）マスク画像に基づいて、ＲＯＩの動きを推定するステップと、
１つ以上のコンポーネントのうちの少なくとも１つに、推定された動きを入力するステップ、及び／又は、
投影画像、後続の投影画像、マスク画像又は後続のマスク画像のうちの少なくとも１つを調整するステップとを含む。
【００２１】
一実施形態によれば、上記方法は、ＲＯＩを表す画像部を得るために、差分画像をフィルタ処理するステップを含む。
【００２２】
一実施形態によれば、動きを推定する上記ステップは、フィルタ処理された差分画像に基づいている。
【００２３】
一実施形態によれば、動き補償ステップ及び／又はサブトラクションステップは、調整された投影画像又は調整されたマスク画像に基づいて繰り返される。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
本発明の例示的な実施形態について、以下の図面を参照して説明される。
【００２５】
【図１】図１は、撮像装置を示す。
【図２】図２は、撮像処理方法のフローチャートを示す。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
図１を参照するに、蛍光透視撮像装置１００のインターベンション処置をサポートするために使用可能である構成要素が示される。
【００２７】
このような処置の一例は、経カテーテル動脈化学塞栓形成（ＴＡＣＥ）である。例えば肝臓腫瘍を治療するために、カテーテルＯＢが、患者の中に入れられ、一般に、腫瘍の主なフィーダーであると分かっている（固有肝動脈といった）目標血管へと進められる。あるボリューム又は質量の塞栓形成剤（以下、「一滴の糊」、「塞栓」又は単に「ブロブ」と呼ぶ）が、カテーテルＯＢの先端を通り放出されて血管を塞ぎ、混和剤として塞栓形成剤内に含まれる化学療法薬を局所的に投与する。堆積が生じる関心領域ＲＯＩは、例えば上記固有肝動脈の一部又は患者が動静脈奇形（ＡＶＭ）、動静脈フィステル（ＡＶＦ）又は血管腫の治療を受ける必要があることにより塞ぐ必要のある血管の吻合部である。液体塞栓形成材料の例として、Ｏｎｙｘ（商標）（糊状物質）、アルコール又はｎ−ブチルシアノアクリレート（ＮＢＣＡ）が挙げられる。塞栓投与は、時間ｔ０において、ＲＯＩの付近において、上記カテーテルの開放先端を介して、あるボリュームの塞栓形成剤を放出することによって開始する。塞栓は、次に、目標位置（例えば動脈を静脈系につなげる吻合部）において留まるまで、血流内を循環し、これにより、血管が塞がれる。堆積処置中、塞栓は、徐々に増大し、上記堆積の少なくとも一部分中に、Ｘ線イメージャ１００によって、一連の連続蛍光透視画像Ｆが取得される。インターベンション中、患者ＳＰは、Ｘ線イメージャ１００のＸ線管ＸＴと検出器Ｄとの間のベッドＢに置かれる。一実施形態では、検出器Ｄは、リアルタイム観察のために、スクリーンＭ上に画像を直接投影する画像増強管の一コンポーネントである。Ｘ線管ＸＴ及び検出器Ｄは、軸受Ｂに回転可能に取り付けられる剛性フレームＣに取り付けられる。蛍光透視画像動作は、コンピュータコンソールＣＣから制御される。インターベンショナル放射線科医が、コンピュータコンソールＣＣを介して、画像取得を制御し、ジョイスティック又はペダルを作動させることによって、一連の個別の蛍光透視フレーム（「フルオロ」）Ｆを「撮影」することができる。一実施形態では、イメージャ１００は、Ｃアーム型であるが、他のシステムも想定される。
【００２８】
画像取得中、Ｘ線放射線は、Ｘ線管ＸＴから発せられ、ＲＯＩを通過し、その中の（塞栓を含む）物質との相互作用によって減衰され、このように減衰されたビームｐが、検出器Ｄを構成する複数の検出器ピクセルの１つにおいて、検出器Ｄの表面に当たる。ビームが当たる各ピクセルは、対応する電気信号を発することによって反応する。これらの信号の集合は、次に、上記減衰を表す対応するデジタル値に変換される。ＲＯＩを構成する物質の密度が、減衰のレベルを決定する。高密度物質が、低密度物質よりも高い減衰をもたらす。各Ｘ線ｐについてこのように記録されたデジタル値は、次に、デジタル値のアレイに統合され、所与の取得時間及び投影方向に対するフルオロフレームが形成される。つまり、各フルオロは、投影方向に沿った投影ビューのデジタル画像であり、当該方向は、所与の時間又は瞬間におけるＣアームの回転によって決定される。一連のフルオロＦは、次に、データ取得ユニットＤＡＳによってデジタル処理され、次に、画像プロセッサＩＰＳに転送される。画像プロセッサＩＰＳの目的及び動作については、以下により詳細に説明される。
【００２９】
蛍光透視フレームＦのストリームは、画像取得及び塞栓堆積の相対的なタイミングに依存して、２つのタイプのフレームを含む。即ち、ＲＯＩに、塞栓形成剤が存在しない状態で取得されるフレーム、つまり、塞栓堆積の開始前に取得されるフレームを含む。これらのフレームは、「マスク」フレームと呼ばれる。これらの塞栓なしフレームの代わりに又は加えて、ＲＯＩに、塞栓形成剤が存在している間に取得されるフレームがある。これらのフレームは、本明細書では、塞栓フレームの「コントラストフレーム」と呼ばれる。或いは、マスク画像は、塞栓形成剤が幾らか存在する間に取得されるが、塞栓形成材料の量は、塞栓フレームが取得される場合よりも少ない。
【００３０】
以下により詳細に説明されるように、フレームは、塞栓形成の情報を収集するために、サブトラクションスキームで処理される。この目的上、システムは更に、Ｘ線イメージャによって供給される蛍光透視画像ストリームに作用する画像プロセッサＩＰＳを含む。図１の左下の差込図が、本明細書に提案される画像処理システムＩＰＳの詳細を示す。
【００３１】
本明細書に提案される画像処理システムＩＰＳは、塞栓形成処置の特徴を利用する新しいサブトラクション撮像技術アプローチを実施する。このアプローチでは、造影剤注入とは対照的に、塞栓領域が幾分ゆっくりと増大し、所定位置に留まる。時間ｔにおける塞栓領域を強調するために、最初の近似サブトラクション結果を使用し、次に、この領域に着目し、当該領域を、時間ｔ以降における後続のサブトラクション微調整のためのガイダンスとして使用する。提案される処置は、構成によって、当然ながら、反復性であるが、時に、「１回」の反復で十分である。つまり、塞栓が、撮像中に存在し続け、また、（画像取得が、ＲＯＩにおける塞栓形成剤の放出の前に開始する場合）塞栓材料のコントラストのないマスクフレームが通常利用可能であるため、第１のサブトラクション画像、即ち、差分画像が形成され、現在の塞栓形成の状態を提出するために使用可能であり、当該画像自体は、当該塞栓形成領域を含む動き層に注目するのに使用可能である。次に、反復して続行することができる。塞栓形成が継続して行われるにつれて、また、塞栓形成領域が増大するにつれて、成長する塞栓形成領域の投影フットプリントが、新しいサブトラクションによって、背景に対して特定され、次に、更なる動き推定に使用され、したがって、自然な塞栓形成追跡メカニズムが作成される。
【００３２】
本明細書に提案される画像処理システムＩＰＳは、イメージャ１００によって供給されるフレームＦのストリームからの蛍光透過フレームを受信する入力ポートＩＮを含む。受信フレームの中に、塞栓フレーム及びマスクフレームがある。動き補償器ＭＣが、これらの２つの画像を互いに位置合わせするように動作する。位置合わせには、関心領域の動きのみを考慮する。関心領域における動きは、関心領域自体のフットプリント（一実施形態では、このフットプリントは、塞栓の現在のフットプリントに対応する）を追跡することによって確立されるか、又は、塞栓が放出されるカテーテルの先端若しくはその動きが関心領域の動きに決定論的に関連付けられる他の天然若しくは非天然構造物といった他の構造物のフットプリント若しくはランドマークに注目することによって確立される。
【００３３】
このように位置合わせされた画像は、次に、サブトラクタモジュールＤＩＦＦによって、互いから減算される。このように形成される差分画像ＤＦは、次に、出力ポートＯＵＴに転送され、例えば保管やスクリーンＭＴ上でのビジュアライザＶＩＳによる視覚化といった更なる処理に利用可能にされる。本明細書に提案されるように、差分画像自体が、動き推定器によって、投影画像か又はマスク画像と比較されて、ＲＯＩの動きが再確立されるフィードバックループがあるが、ここでは、差分画像が使用される。これは、差分画像において、塞栓フットプリントはより高いコントラストで示されることが予想されるので、動き情報をより正確に確立できるという利点がある。動き推定器は、動き情報、例えば関心領域のフットプリントのみの動きに対する動きベクトル場を確立する。
【００３４】
次に、一実施形態では、更新モジュールＵＭが、この動き情報（例えば上記ＲＯＩに注目した動きベクトル場）を、動き補償器ＭＣに提供する。次に、今度は、動き推定器によって取得された新しい動き情報に基づいて、上記動き補償を再度走らせて、より正確な位置合わせがもたらされる。次に、サブトラクタＤＩＦＦによるサブトラクション処理が繰り返されて、より正確であると予想され、したがって、推定値に過ぎなかった最初のサブトラクションよりもアーチファクトが少ない新しい差分画像が導出可能である。このように、上記処置を繰り返すことで、差分画像を反復的に向上することができる。
【００３５】
これに加えて又は代えて、更新モジュールＵＭは、投影画像又はマスク画像を、それらが動き補償器に供給される前に調整するように動作する。調整には、前の位置合わせからの前の（例えば第１の又は「最初の」）差分画像に基づいて動き推定器が分かっている動きを補償又は事前補償するように、塞栓画像又はマスク画像が動き情報に応じてシフトされる事前位置合わせが含まれる。上記処置は、次に、動き補償器が動き推定処理によって確立された動きに関して更新されているので、新しい現在の塞栓フレーム及び／又は新しいマスク画像に関して繰り返される。
【００３６】
一実施形態によれば、画像処理システムは更に、関心領域フットプリントのより鮮明な解像度のために、各反復における差分画像（又は少なくとも、最初の差分画像）に作用する、例えばフィルタモジュールである、画像エンハンサＩＥを含む。これにより、動き推定のより正確な決定と、転送されたベクトル場とによって、動き補償器を補正若しくは更新する及び／又は入力画像（塞栓又はマスク画像）を調整することができる。一実施形態では、更新モジュールは、動き情報を、初期化のために又は制限事項等として、画像エンハンサのアルゴリズムに供給する。画像エンハンサＩＥは、各反復又は幾つかの反復（例えばｋ番目の反復毎（ｋ＞２））において起動されるか、ユーザが要求をした場合にのみ起動される。
【００３７】
一実施形態では、動き補償器は、ランドマーク識別子と協働する。動き補償は、ランドマーク識別子に基づいている。上記されたように、適切なランドマークは、蛍光透視画像の取得中に、イメージャの視野内に存在する塞栓自体、カテーテルの先端、カテーテルの他の（好適には目立つ）特徴、又は、物体若しくはツールのフットプリントである。好適には、ランドマークの動きは、塞栓形成が生じるＲＯＩの動きに「変換可能」である。当然ながら、本明細書に使用される場合、コントラスト提供剤（例えば塞栓形成剤）は、従来のＤＳＡ設定で、心臓インターベンションにおいて、コントラストを提供するために、通常、血管に注入される造影剤よりも粘度が高いと想定される。
【００３８】
次に、図２のフローチャートを参照し、上で簡単に説明した画像処理システムＩＰＳの動作の元になっている方法についてより詳細に説明する。
【００３９】
ステップＳ２１０において、塞栓画像及びマスク画像が受信される。マスク画像は、例えばフレームのストリームの濃淡値モニタリングによって、イメージャによって生成される蛍光透視画像のストリームから選択される。濃淡値が、局所背景の濃淡値を上回るか又は近い場合、対応する蛍光透視フレームの取得時に塞栓形成剤はなかったと結論付けられ、このフレームは、本目的のマスク画像と見なされる。なお、処置は、特定のマスク画像を参照して説明されるが、本方法は、マスク画像が変更される実施形態にも適用可能である。つまり、以下により詳細に説明される以下のステップは、マスク画像が更新される度に繰り返される。更に、塞栓フレーム自体も、入力ポートＩＮにおいてより最近のフレームが受信されるにつれて更新されることも上記から明確であるべきである。撮像実行には、通常、少なくとも部分的に、関心領域に塞栓形成剤を堆積させる過程が含まれ、各フレームは、処置中に、塞栓形成剤が成長する及び／又は形を変化させる際の展開する塞栓の最新画像を捉える。一実施形態では、ステップＳ２１０は、差分画像ＤＦの後での計算のために、１つ以上のマスク画像をバッファリングすることを含む。その最も単純なバージョンでは、これは、撮像実行の任意のｎ番目の（自動的に又はユーザによって選択された）フレームの選択として実現される。一実施形態では、マスク画像は、塞栓形成が開始する前に取得される最新のフレームとして選択される。より改良されたバージョンでは、再マスキングが行われてもよく、マスクは、インターベンションの過程で、要求に応じて又は自動的に変更される。
【００４０】
ステップＳ２２０において、マスク画像と現在の塞栓画像とが互いに対して位置合わせされ、２つの画像取得の間に生じた可能性のある動き又は変化を補償する。これは、一実施形態では、２つのフレーム間で追跡されるランドマークに基づいている。
【００４１】
ステップＳ２２５において、このように位置合わせされた２つの画像は、互いから引かれる。より具体的には、マスク画像が、塞栓画像から引かれる。サブトラクションが行われる前に、（ステップＳ２２０において獲得される）動き補償変換がこれらのフレームのうちの１つ、例えばマスク画像に適用されるか、又は、当該変換は、塞栓画像に適用されてもよい。変換は、剛性であっても弾性であってもよい。
【００４２】
ステップＳ２２５において計算された差分画像ＤＦは、次に、ステップＳ２３０に転送される。ステップＳ２３０では、塞栓（又は関連付けられるランドマーク）を表す画像部が、適切なフィルタ処理によって強調される。このステップは、ステップＳ２２５による現在の差分画像における塞栓領域を強調する、そして、場合によっては分離することを目的とする。その最も単純なバージョンでは、これは、差分画像の複製であってよい。しかし、この複製は、より精巧であってよい。塞栓材料及び領域の特性を考慮して、差分画像にフィルタ処理をし、この領域を強調することができる。あらゆる種類のレベルウィンドウ処理及び空間フィルタ処理（例えば微分又は形態学的フィルタ処理）を使用することができ、各処理又はその任意の組み合わせが、様々な実施形態において、本明細書において想定される。ファジー又はハード接続されたコンポーネント（例えばｎ−接続された、例えばｎ＝４若しくはｎ＝８、又は、任意の他の適切な数であるｎ）を使用して、他のアーチファクトから派生した画像物体から十分に区別される場合、塞栓領域フットプリントが分離されるか、又は、少なくとも特定される。特定又は分離は、スコアを各ピクセルに割り当てる特徴又は確率分布マップを作成することによる。例えばスコア「１」は、対応するピクセルにおいて特徴が検出されたことをコード化するために用いられる一方で、「０」は、対応するピクセルが背景ピクセルであることを示す。０と１との間の任意の値は、塞栓フットプリントの一部を表す各ピクセルの確率と考えられる。
【００４３】
このように強調された差分画像ＤＦＥは、次に、ステップＳ２４０に転送される。ステップＳ２４０では、動き推定が行われるが、今度は、強調差分画像ＤＦＥ（特に、その中に記録され、今度は強調されているＲＯＩ又はランドマークのフットプリント）と、マスク画像か、又は、より好適には、現在の画像フレームＦ、新しく受信したフレームＦ若しくは新しく受信したマスク画像とに基づいている。ステップＳ２４０における動き推定は、例えばベクトル場ＶＥＳＴである動き記述子をもたらすが、推定された動きを記述する単一のベクトルのように単純であってよい。ステップＳ２４０における動き推定ステップについて、任意の剛性及び／若しくは非剛性動き推定アルゴリズム又はオプティカルフロー技術を使用してよい。動き記述子（例えば動きベクトル場ＶＥＳＴ）は、次に、１つ以上の更新ステップＳ２５０、Ｓ２６０に渡される。
【００４４】
更新ステップＳ２５０、Ｓ２６０は、図２のフローチャートの湾曲矢印によって示されるように、提案されるサブトラクション撮像方法の反復性を実現する。更新ステップＳ２５０において、幾つかの様々な実施形態が想定される。
【００４５】
例えば一実施形態では、動き情報ＶＥＳＴは、ステップＳ２５０において、動き補償ステップＳ２２０に供給される。動き記述子内にコード化される動き情報は、今度は、将来の計算のために、動き補償器によって使用可能である。つまり、ステップＳ２２５が、新しく受信された塞栓フレーム及び／又はマスクフレームの対に対して行われると、より正確な位置合わせが達成される。これは、今度は、位置合わせのための動き情報は、前の差分画像から、また、より好適には、強調画像から取得されたものだからである。各画像は、生じた動きをより正確に反映するはずであり、また、塞栓のフットプリント通りの塞栓の場所、形状及び範囲に関してより正確で最新の「ヒント」を与える。更に、動き記述子は、ステップＳ２２０における動き補償アルゴリズムに、すでに生じた動きを通知するために使用され、この動的知識は、動き補償アルゴリズムに組み込まれることが可能である。
【００４６】
動き情報は、動き補償に使用される予備的知識「モデル」と考えられる。この（動き）モデルが、画像データと整合する場合、動き補償が更新され、整合しない場合、動き補償が拒絶される。反復中の中間値については、容認及び拒絶はあいまい化される。これの１つの例示的な実施形態は、カルマン（Kalman）フィルタ処理である。動き情報ＶＥＳＴを動き補償ステップＳ２２０に返すことによって当該動き情報ＶＥＳＴを使用することによって、動き補償が、質量不変の法則等といった確立された自然法則を破る結果を生成しないようにされる。例えば分離した暗いピクセルが、塞栓の一部であることはできないし、塞栓フットプリントの本体に接続されていないより大きい暗いパッチも、塞栓の一部であることはできない。別の例は、１つのフレームにおいては「暗く」、別のフレームでは消えてしまうパッチである。同様の目的で、また、ステップＳ２２０に加えて又は代わりに、動き情報ＶＥＳＴは、画像強調ステップＳ２３０のフィルタ又は他の画像強調アルゴリズムに供給されてもよい。
【００４７】
ステップＳ２２０又はステップＳ２３０における対応するアルゴリズムを更新することに加えて又はその代わりに、本明細書では、ステップＳ２６０において、強調された差分画像から（又は一部の場合では、前の反復からの差分画像から直接）得られた動き知識を使用して、（現在又は新しい）塞栓画像及び／又はマスク画像における動きアーチファクトを、当該塞栓画像及び／又はマスク画像がステップＳ２２０における動き補償ステップ又は位置合わせステップに供給される前に、除去することが想定される。例えば動き記述子を使用して、現在若しくは次の塞栓フレーム又は現在のマスクフレーム若しくは新しく受信したマスクフレームが、適宜、変換（例えばシフト）され（例えばこのようなマスク更新がユーザによって要求される場合）、これにより、当該２つのフレームがステップＳ２２０において位置合わせされる前に「事前位置合わせ」が行われる。
【００４８】
一実施形態では、前の反復において計算された塞栓フットプリントの場所及び形状を所与として、前に計算された動き場も使用して、確率分布マップに基づいて、フォローアップ反復の塞栓フットプリントの場所及び範囲／形状を予測することができる。次に、この動き予測情報を、フィルタ処理（例えばカルマン）又はコントラスト強調処理を行う場合に、位置合わせステップＳ２２０及び／又は強調ステップＳ２３０の後続処理に使用することができる。一実施形態では、推定されたベクトル場から、確率分布又は特徴マップを構成又は更新して、関心領域における塞栓形成剤の堆積中に塞栓が広がる際の塞栓のダイナミクスを捕捉することができる。確率分布マップは、強調ステップＳ２３０又は位置合わせステップＳ２２０において、１つ以上のフィルタ又は他の画像処理アルゴリズム（例えば前の結果を入力データとして、それだけを又は現在のデータに加えて受け取るカルマン又は他の任意のフィルタアルゴリズム）の処理を制御するために使用される。ここでも、塞栓のゆっくりとした発展と、塞栓が堆積させられるやり方とが利用される。後者は、ほとんどの状況下で、関心領域における塞栓形成材料の低速の分散と、フレーム取得間の時間に変化する可能性が低い比較的一定の流速とによって大部分が予測可能であると考えられる。更新ステップＳ２５０について説明された実施形態の任意の組み合わせも、本明細書において想定される。
【００４９】
要約して言えば、上記方法は、様々な反復態様を具体化すると見ることができる。一例としては、（現在の塞栓フレームと現在のマスクフレームとに基づいている）現在の差分画像は、前の差分画像から得られるステップＳ２４０による追加のより正確な動き情報を使用することによって、反復的に向上される。反復実行の回数は、予め決定されても、各再実行は、（例えば出力差分画像の視覚検査後、当該画像が不合格である場合に）ユーザによって具体的に要求されてもよい。更に又は代わりに、上記方法は、Ｓ２２０における画像位置合わせ若しくは動き補償ステップ又はＳ２３０における画像強調ステップにおいて利用可能である動き情報を反復的に向上させる。この情報は、次に、塞栓フレーム及びマスクフレームの次の対について、ステップＳ２２５におけるフォローアップサブトラクション又はステップＳ２３０における画像強調に使用することができる。これらの反復動作のそれぞれの代わりに又は加えて、ステップＳ２２０における画像位置合わせ／追跡ステップに、フレーム対を渡す前に、ステップＳ２６０において、より正確な又は更新された動き情報を使用して、アーチファクトを除去することによって、又は、共通の座標系におけるそれらの相対位置を調整することによって、入力画像（現在のフレーム対又は後続のフレーム対）を修正又は調整することができる。
【００５０】
提案されるシステム及び方法は、画像内の（従来のＤＳＡによる「一過性」の造影剤のフットプリントとは対照的に、所定位置に留まる）塞栓形成材料のフットプリントの「成層化」に依存するため、差分画像が、この特性を有する任意の物体を「集中」させるか又は「ラッチする」ことを示すことは簡単である。例えば撮像実行が開始した後に、器具又はツールを導入し、続けて、造影剤を注入する場合、差分画像が、造影剤ではなく、器具の投影フットプリントに対して集中される作用を有する。通常のＤＳＡでは、これとは反対の状況となる。
【００５１】
画像処理モジュールＩＰＳは、フルオロストリームＦを読み込む適切なインターフェースＩＮを有するソフトウェアモジュール又はルーチンとして構成され、汎用コンピュータユニット又は専用コンピュータユニット上で実行される。例えばプロセッサＩＰＳは、撮像システム１００のワークステーション又はコンソールＣＣ上で実行される。画像処理モジュールＩＰＳは、幾つか又はすべてのそのコンポーネントと共に、（汎用コンピュータ、ワークステーション又はコンソールといった）執行機関上に常駐しても、執行機関によって、分散アーキテクチャにある適切な通信ネットワークを介して、遠隔から／中心的にアクセスされてもよい。コンポーネントは、Ｍａｔｌａｂ（商標）又はＳｉｍｕｌｉｎｋ（商標）といった適切な科学的コンピュータプラットホームにおいてプログラミングされ、次に、ライブラリで管理され、汎用コンピュータ、ワークステーション又はコンソールといった執行機関によって呼び出されるとリンク付けされるＣ＋＋又はＣルーチンに変換されてよい。好適には、ＩＰＳアルゴリズムの様々なステップのマシン実施及び／又はプログラミングは、リアルタイム機能を確保するように構成される。
【００５２】
一実施形態では、画像処理モジュールＩＰＳのコンポーネントは、専用ＦＰＧＡ（フィールドプログラミングゲートアレイ）又は同様のスタンドアロンチップとして構成されてよい。
【００５３】
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、上記実施形態の１つによる方法のステップを実行するように適応されてい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。
【００５４】
したがって、コンピュータプログラム要素は、本発明の一実施形態の一部であってもよいコンピュータユニットに記憶される。このコンピュータユニットは、上記方法のステップを行うか、又は、当該ステップの実行を引き起こす。更に、コンピュータユニットは、上記装置のコンポーネントを動作させる。コンピュータユニットは、ユーザの命令を自動的に動作させる及び／又は実行させることができる。コンピュータプログラムが、データプロセッサのワーキングメモリにロードされてよい。したがって、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されている。
【００５５】
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、更新によって、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。
【００５６】
更に、コンピュータプログラム要素は、上記方法の例示的な実施形態の処置を実行するのに必要なすべてのステップを提供することができる。
【００５７】
本発明の更なる例示的な実施形態によれば、ＣＤ−ＲＯＭといったコンピュータ可読媒体が提示され、コンピュータ可読媒体には、前の段落で説明されたコンピュータプログラム要素が記憶されている。
【００５８】
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学記憶媒体又は固体媒体といった適切な媒体上に記憶される及び／又は分散配置されるが、インターネット又は他の有線若しくは無線通信システムを介した形態といった他の形態で分配されてもよい。
【００５９】
しかし、コンピュータプログラムは、ワールドワイドウェブといったネットワーク上に提示され、当該ネットワークからデータプロセッサのワーキングメモリにダウンロードされてもよい。本発明の更なる例示的な実施形態によれば、ダウンロード用にコンピュータプログラム要素を利用可能にする媒体が提供され、当該コンピュータプログラム要素は、本発明の上記実施形態のうちの１つによる方法を行うように構成される。
【００６０】
なお、本発明の実施形態は、様々な主題を参照して説明されている。具体的には、方法タイプのクレームを参照して説明される実施形態もあれば、デバイスタイプのクレームを参照して説明される実施形態もある。しかし、当業者であれば、上記及び以下の説明から、特に明記されない限り、１つのタイプの主題に属する特徴の任意の組み合わせに加えて、様々な主題に関連する特徴の任意の組み合わせも、本願によって開示されていると見なされると理解できるであろう。しかし、すべての特徴は、特徴の単なる足し合わせ以上の相乗効果を提供する限り、組み合わされることが可能である。
【００６１】
本発明は、図面及び上記説明において詳細に例示され、説明されたが、当該例示及び説明は、例示的に見なされるべきであり、限定的に見なされるべきではない。本発明は、開示される実施形態に限定されない。開示された実施形態の他の変形態様は、図面、開示内容及び従属請求項の検討から、請求項に係る発明を実施する当業者によって理解され、実施される。
【００６２】
請求項において、「含む」との用語は、他の要素又はステップを排除するものではなく、また、「ａ」又は「ａｎ」との不定冠詞も、複数形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、請求項に引用される幾つかのアイテムの機能を果たしてもよい。特定の手段が相互に異なる従属請求項に記載されることだけで、これらの手段の組み合わ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。請求項における任意の参照符号は、範囲を限定するものと解釈されるべきではない。
【図１】
0006720188.tif 000002
【図２】
0006720188.tif 000003