(57)【要約】本発明は、患者（８）の血管（７）内に挿入される第１の画像記録装置（１）によって血管内画像信号が記録され、その画像記録装置の血管内における位置が画像の記録中において特定され、血管内画像信号が、第１の画像記録装置（１）の血管内における位置を考慮に入れて、ディスプレイユニット（４）により視覚化される、介入的血管造影の方法に関する。そのような方法であって、記録された画像情報が医師にとって特に明確かつ便利なように処理され表示されるような方法を提供するために、本発明は、視覚化の目的のため、第１の画像記録装置（１）の血管内における位置に従って、血管内画像信号の二次元表現が、第２の画像記録装置（３）によって生成された血管（７）の二次元投影画像（９、１０）の画像表現上に重ね合わせられることを提案する。
2006518623.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
患者の血管内に挿入される第１の画像記録装置によって血管内画像信号が記録され、該画像記録装置の血管内における位置が画像の前記記録中において特定され、前記血管内画像信号が、前記第１の画像記録装置の前記血管内における位置を考慮に入れて、ディスプレイユニットにより視覚化される、介入的血管造影の方法であって、
視覚化の目的のため、前記第１の画像記録装置の前記血管内における位置に従って、前記血管内画像信号の二次元表現が、第２の画像記録装置によって生成された前記血管の二次元投影画像の画像表現上に重ね合わせられることを特徴とする方法。
【請求項２】
前記第１の画像記録装置の前記血管内における位置が、前記二次元投影画像内における該第１の画像記録装置のマッピングに基づいて特定されることを特徴とする請求項１記載の方法。
【請求項３】
前記第１の画像記録装置の前記血管内における位置が、位置決め装置によって特定されることを特徴とする請求項１記載の方法。
【請求項４】
前記二次元投影画像の画像平面で取得される前記血管の壁の二次元表現が、前記血管内画像信号から生成されることを特徴とする請求項１から３いずれか１項記載の方法。
【請求項５】
前記血管内画像信号の前記二次元表現が、前記第１の画像記録装置によって記録されたボリュームレンダリングの、１つの断面の画像表現であることを特徴とする請求項１から３いずれか１項記載の方法。
【請求項６】
前記血管内画像信号の前記二次元表現が、前記第１の画像記録装置によって記録されたボリュームレンダリングを、前記二次元投影画像の画像平面上に投影することによって生成されることを特徴とする請求項１から３いずれか１項記載の方法。
【請求項７】
前記血管の前記壁の前記二次元表現が、前記第１の画像記録装置によって記録された多数の断面画像であって、前記血管の長さ方向の広がりに対して垂直に配向された多数の断面画像から、生成されることを特徴とする請求項４から６いずれか１項記載の方法。
【請求項８】
前記血管内における前記第１の画像記録装置の動きに応じて、前記血管内画像信号の前記二次元表現が、逐次補われることを特徴とする請求項１から７いずれか１項記載の方法。
【請求項９】
患者の血管内に挿入される第１の画像記録装置と、該第１の画像記録装置の血管内における位置を特定する手段と、前記第１の画像記録装置によって記録された血管内画像信号を視覚化するディスプレイユニットとを有する、介入的血管造影用のシステムであって、
二次元投影画像を生成する第２の画像記録装置と、
前記第１の画像記録装置の前記血管内における位置に従って、前記血管内画像信号の平面的表現を、前記二次元投影画像の上に重ね合わせる画像処理手段とをさらに含むことを特徴とするシステム。
【請求項１０】
前記第１の画像記録装置が、血管内超音波装置、または光干渉トモグラフィ装置であることを特徴とする請求項９記載のシステム。
【請求項１１】
前記第２の画像記録装置が、ＣアームＸ線装置であることを特徴とする請求項９または１０記載のシステム。
【請求項１２】
請求項９記載のシステムのためのコンピュータプログラムであって、
当該プログラムは、患者の血管内に挿入される第１の画像記録装置からの血管内レンダリングと、第２の画像記録装置からの投影レンダリングと、前記第１の画像記録装置からの血管内位置データとを処理し、
前記第１の画像記録装置からの前記血管内位置データに従って、前記血管内レンダリングの二次元表現を、前記投影レンダリングの画像表現上に重ね合わせることによって、二次元画像が算出されることを特徴とするコンピュータプログラム。
【請求項１３】
前記血管内レンダリングから、前記二次元画像の画像平面で取得される前記血管の壁の二次元表現を算出することを特徴とする請求項１２記載の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、患者の血管内に挿入される第１の画像記録装置によって血管内画像信号が記録され、その画像記録装置の血管内における位置が画像の記録中において特定され、血管内画像信号が、その第１の画像記録装置の血管内における位置を考慮に入れて、ディスプレイユニットにより視覚化されるような、介入的（ｉｎｔｅｒｖｅｎｔｉｏｎａｌ）血管造影の方法に関するものである。
【０００２】
本発明はまた、上記の方法を実行するための介入的血管造影用のシステム、およびかかるシステムのためのコンピュータプログラムにも関するものである。
【背景技術】
【０００３】
たとえば左心室のカテーテル検査等の血管造影検査の際に、最適かつ危険のないようにステントを配することを可能とするためには、いわゆる不安定プラーク（ｖｕｌｎｅｒａｂｌｅ  ｐｌａｑｕｅ）の状態を知ることが重要である。このため、医師は、血管内壁の状態を見ることを可能とする適当な撮像方法を利用する。
【０００４】
かかる撮像方法を実行するための１つのシステムが、たとえば、国際公開ＷＯ０２／０６４０１１Ａ２号より知られている。このシステムでは、検査対象である血管の多数の二次元画像が、その血管に挿入された画像記録装置によって記録され、それらの二次元画像が適当なソフトウェアアプリケーションによって組み合わされて、三次元画像が形成される。この場合、画像記録装置の位置および配向は、位置決め装置によって特定され、ボリューム画像の算出において考慮に入れられる。介入の間における患者の動きも、考慮に入れられる。
【０００５】
この撮像システムの１つの欠点は、ボリュームレンダリングの複雑な視覚化のため、大量のデータが変換されなくてはならず、このことが、高度な計算パワーしたがってかなりのコストを、必然的に伴う点である。また、三次元ボリューム画像内に含まれる情報の医師による解釈が、困難をもってのみ可能である点も、不利な点である。一般的には、医師が対話を行って画像表現を左右すること（観察角度、回転、拡大、断面設定等）が必要であり、このことは多くの時間を要し、また、表されている解剖学的構造の誤った解釈を容易にもたらす可能性がある。
【０００６】
血管の平面上への投影画像（アンギオグラムとして知られている）が、Ｘ線装置（通常はＣアームＸ線装置）によって記録されるような、血管内撮像の方法も知られている。通常、２枚のアンギオグラム（１枚のリアルタイムのアンギオグラム、および１枚の参照アンギオグラム）が記録され、通観的に表示される。参照アンギオグラムは、噴射された造影剤の作用の下で記録された静止画像である。その参照アンギオグラム内においては、ロードマップに類似のやり方で、血管を容易に識別することができる。造影剤は、その有害な成分のため患者に害を及ぼすので、患者は、短時間の参照記録の持続時間の間に亘ってのみ、そのような造影剤に露出される。
【０００７】
たとえばステントを配する場合においては、実際の処置は、この造影剤の崩壊の後、純然たる診断工程の後において開始する。Ｘ線の照射と並行して、カテーテルを用いて、検査対称である患者の血管内に画像記録装置が挿入される。この画像記録装置は、通常、超音波技術に基づいており、血管内壁の画像信号を供給する。血管内壁の二次元表現が、記録された画像信号から算出され、別個のディスプレイ上に表示される。リアルタイムのアンギオグラムは、カテーテル検査と同時に記録される。このリアルタイムのアンギオグラム内では、体内におけるカテーテル先端の現在位置ははっきりと見て取れるが、血管はほとんど見えない。このカテーテル先端を見る目的のため、たとえば放射不透性のマーキングがカテーテルに付加されてもよい。
【０００８】
別個のディスプレイ上に表された血管内画像信号は、血管の任意の狭窄領域内におけるプラークの状態に関する追加の情報を、医師に与える。医師は、２つのアンギオグラムを視覚的に比較することにより、血管内画像が取得された解剖学的位置を見出すことができる。
【０００９】
この方法の１つの欠点は、この方法が、医師にとって混乱を招きかつ負担をかけるものである点である。特定の血管の内壁を調べるためには、医師は、３つの画像表現を並行して観察し、それらを頭の中で組み合わせなくてはならない。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
したがって、本発明の１つの目的は、上記の欠点が回避された介入的血管造影の方法を提供することである。とりわけ、本発明の意図は、記録された画像情報が、医師にとって明確かつ便利なように処理され表示されるような方法を、提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
この目的は、上記で述べたタイプの撮像方法であって、視覚化の目的のため、第１の画像記録装置の血管内における位置に従って、血管内画像信号の二次元表現が、第２の画像記録装置によって生成された血管の二次元投影画像の画像表現上に重ね合わせられることを特徴とする方法によって達成される。
【００１２】
三次元血管内画像信号の平面的表現に対するこの制限条件のため、本発明に係る方法では、視覚化処理における大量のデータ量および複雑な計算が回避される。同時に、たとえば単純なビデオモニターのような従来型の出力装置上に、画像をはっきりと表示することが可能である。本発明に係る方法によれば、第１の画像記録装置により記録された空間的な血管構造の視覚による認識は、医師にとって、とりわけ簡単かつ直感的なものとなる。
【００１３】
さらなる１つの利点は、血管内画像信号が、別個のモニター上ではなく、平面上への投影画像と共に１つのディスプレイユニット上に表示される点である。したがって、医師は、このディスプレイユニットから目を離さなくてもよい。
【００１４】
第１の画像記録装置の血管内における位置は、２つの手法で位置決めされ得る。１つ目の手法として、この位置は、二次元投影画像内における第１の画像記録装置のマッピングに基づいて特定され得る。このために、便宜上、カテーテル先端の影、またはリアルタイムのアンギオグラム内における対応のマーキングを認識する、画像処理手段が使用され得る。適当な画像認識ソフトウェアが、既に長い間知られている。
【００１５】
第１の画像記録装置の血管内における位置を特定するための２つ目の手法は、特にこの目的のための位置決め装置を設けることにある。かかる装置は、現在の医療技術においてますます多く利用されてきているものであり、電磁気的原理または光学的原理に従って動作する。
【００１６】
血管内壁のはっきりとした平面的表現を得るためには、血管内画像信号から、その血管の投影画像の画像平面上における展開図を生成することが特に有用である。かかる展開図は、ステントを配した際に望ましくない血栓形成の危険性を評定できるように、病理的なプラーク付着物の状態を容易に観察することを可能とする。１つの代替形態として、血管内画像信号の二次元表現が、たとえば第１の画像記録装置によって記録されたボリュームレンダリングの、１つの断面の画像表現とされる可能性もある。この場合、この画像表現の画像平面、すなわち断面平面が、医師による対話によって予め規定され操作され得るものであると有用である。
【００１７】
さらに、血管内画像信号の二次元表現は、第１の画像記録装置によって記録されたボリュームレンダリングを、たとえばいわゆる最大値投影（ｍａｘｉｍｕｍ  ｉｎｔｅｎｓｉｔｙ  ｐｒｏｊｅｃｔｉｏｎ；ＭＩＰ）の手法を用いて、二次元投影画像の画像平面上に投影することによって生成されてもよい。
【００１８】
血管の壁の二次元表現は、第１の画像記録装置によって記録された多数の断面画像であって、血管の長さ方向の広がりに対して垂直に配向された多数の断面画像から、好適に生成され得る。本発明に係る方法のさらなる１つの有用な発展形態によれば、血管内における第１の画像記録装置の動きに応じて、血管内画像信号の二次元表現が、逐次補われる。その結果、医師は、介入の間において第１の画像記録装置がそれまで通過したあらゆる血管断面を、いつでも調べることができるというオプションを持つこととなる。
【００１９】
本発明に係る方法を実行するための、介入的血管造影用の１つの好適なシステムは、患者の血管内に挿入される第１の画像記録装置と、その第１の画像記録装置の血管内における位置を特定する手段と、第１の画像記録装置によって記録された血管内画像信号を視覚化するディスプレイユニットとを含み、血管の二次元投影画像を生成する第２の画像記録装置と、第１の画像記録装置の血管内における位置に従って、血管内画像信号の平面的表現を、上記の二次元投影画像の上に重ね合わせる画像処理手段とをさらに含む。
【００２０】
変更形態として、血管内超音波装置または光干渉トモグラフィ装置が、第１の画像記録装置として好適である。第２の画像記録装置としては、ＣアームＸ線装置を用いることが可能である。
【００２１】
本発明に係るシステムの画像処理手段は、適当なプログラムが実行されるコンピュータによって実現することも可能である。かかるコンピュータプログラムは、患者の血管内に挿入される第１の画像記録装置からの血管内レンダリングと、第２の画像記録装置からの投影レンダリングと、第１の画像記録装置からの血管内位置データとを読み取り、それらより、第１の画像記録装置からの血管内位置データに従って、血管内レンダリングの二次元表現を、投影レンダリングの画像表現上に重ね合わせることによって、二次元画像を算出する。そのようなコンピュータプログラムの利点は、特に、かかるコンピュータプログラムを用いれば、既存のシステムを本発明のレベルに容易に改装できる点である。必要な計算性能は、通常、既に存在する。
【００２２】
上記のコンピュータプログラムは、血管内レンダリングから、二次元画像の画像平面で取得される血管の壁の二次元表現を算出するものである場合に、血管内レンダリングの特にはっきりとした二次元表現を生成する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
以下、図面に示した実施形態の例を参照して、本発明をさらに説明する。しかしながら、本発明は、これらの例に限定されるものではない。
【００２４】
本発明に従って介入的血管造影用に使用されるシステム０は、カテーテル２の先端に配された血管内超音波信号変換器の形態を有する、第１の画像記録装置１と、ＣアームＸ線装置の形態を有する第２の画像記録装置３と、ディスプレイユニット４と、画像処理手段５と、光学的または電磁気的に動作する、一体型カテーテル案内・位置決め装置６とを含んでいる。この診断用撮像システム０は、患者８の血管７を調べるために用いられる。
【００２５】
画像記録装置１ならびに３、ディスプレイユニット４における画像信号の視覚化、および一体型カテーテル案内・位置決め装置６は、従来技術より既に長い間知られているものであるので、この明細書中ではこれ以上の詳細な説明は行わない。
【００２６】
本発明に従って実行される撮像手順では、Ｘ線造影剤が、患者８に噴射される。同時に、第２の画像記録装置３（ＣアームＸ線装置）によって、アンギオグラム（すなわち、検査対象である血管の、平面上への投影画像）が記録される。このアンギオグラムは、参照画像９として、ディスプレイユニット４上に表示される。たとえばステントの配置といったような実際の処置が、造影剤の崩壊の後に開始される。このため、先端に第１の画像記録装置１（血管内超音波信号変換器）が配されたカテーテル２が、患者８の血管７内に挿入される。
【００２７】
カテーテル２は、検査対象である血管７内へと案内される。任意の所与の時点におけるカテーテル２の血管内での位置は、一体型カテーテル案内・位置決め装置６によって、連続的に特定される。
【００２８】
検査の間、血管７のリアルタイム画像１０が、第２の画像記録装置３によって記録され、ディスプレイユニット４上に同様に表示される。カテーテル２の先端はリアルタイム画像１０内において見て取れるが、この段階では造影剤は崩壊しているため、カテーテル２の周囲の血管は、全く表示されないか、はっきりとは表示されない。したがって、医師は、リアルタイム画像１０と参照画像９とを比較し、その参照画像９の助けを借りながら、カテーテル２を移動させる。このカテーテル移動の目的のためのリアルタイム画像１０と参照画像９との比較は、実際に使用されてきた技術である。この方法のおかげで、比較的長時間に亘る結果となるかもしれない介入の持続時間全体に亘って、患者が造影剤に露出される必要はない。必要とされるのは、静止参照画像９の記録または検査の進行状況の監視の目的のための、短時間の露出のみである。
【００２９】
第１の画像記録装置１は、カテーテルの先端周囲の血管内壁の画像信号を、連続的に供給する。超音波を用いて記録されたこれらの画像信号は、血管の長さ方向の広がりに対して垂直に配向された、多数の断面画像から構成されている。画像処理手段５はまず、これらの画像信号から、血管内壁の平面展開図１１を生成する。画像処理手段５は、展開図を、ディスプレイユニット４上に表示されている投影画像上に重ね合わせる。オプションとして、展開図は、リアルタイム画像１０、参照画像９、またはそれら両方の上に重ね合わされてもよい。
【００３０】
投影画像内における展開図１１の重合せ位置は、第１の画像記録装置１の血管内における位置に対応する。投影画像内における第１の画像記録装置１の位置を特定するため、画像処理手段５は、一体型カテーテル案内・位置決め装置６の位置決め装置部分によって特定された位置データを用いる。
【００３１】
システム０は、血管内壁の解剖学的に正しい位置に、その血管内壁をはっきりと表示する。医師は、自分の目をディスプレイユニット４から離してカテーテル２を移動させる作業と、血管７を調べる作業とを、同時に行わなくてもよくなる。  
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】本発明のシステムの概略設計を患者と共に示した図
【図２】本発明に従う血管内画像信号の二次元表現が重ね合わされた、投影画像の拡大図を示した図
【図１】
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【図２】
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【国際調査報告】
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