(57)【要約】  ３次元の形態学的血管モデル２０は、形態学的な２次元投影１０から導き出される血管に沿って、追跡可能な機器５の瞬間的ロケーション２１、２２によって規定される３次元モデルのロケーションに直径１４、１５を割り当てることによって得られることができる。血管の３次元形態モデル２０を表示することによって生物２の血管を特徴付ける装置７、システム１、及びシステム１の使用方法１００が、提示される。
2018527092.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
生物の血管を特徴付ける装置であって、
測定情報を処理するプロセッサを有し、
前記装置は、血管内における追跡可能な機器の瞬間的ロケーション情報を測定する追跡ユニットと、前記血管の形態学的な投影情報を生成するイメージングユニットと、に結合され、
前記プロセッサは、前記機器の遠位部分の第１の瞬間的ロケーションに対応する前記形態学的な投影情報から、前記血管の第１の直径を導出し、
前記プロセッサは更に、前記機器の前記前記遠位部分の第２の瞬間的ロケーションに対応する前記形態学的な投影情報から、前記血管の第２の直径を導出し、前記血管の３次元形態モデルにおいて、前記機器の前記遠位部分の前記第１及び第２の瞬間的ロケーションの間の相対位置によって規定される２つのロケーションに、前記血管の第１及び第２の直径を割り当てる、装置。
【請求項２】
前記プロセッサによって処理される前記血管の形態学的な投影情報は、血管造影像から導出される、請求項１に記載の装置。
【請求項３】
前記プロセッサによって処理される前記機器の前記瞬間的ロケーション情報は、電磁信号から導出される、請求項１に記載の装置。
【請求項４】
前記プロセッサによって処理される前記機器の前記瞬間的ロケーション情報は、レーザ放射から導出される、請求項１に記載の装置。
【請求項５】
前記血管内の前記機器のロケーションを表す前記第１及び前記第２の瞬間的ロケーションの情報は、前記生物の周期的な心臓又は呼吸動きの同じフェーズのものである、請求項１に記載の装置。
【請求項６】
前記装置は更に、ディスプレイを有し、前記プロセッサは、前記ディスプレイに、前記割り当てられた第１及び第２の直径を有する前記３次元形態モデルのグラフィック表現を表示する、請求項１乃至５のいずれか１項に記載の装置。
【請求項７】
生物の血管を特徴付けるシステムであって、
請求項１に記載の装置と、
前記生物の血管に導入する追跡可能な機器と、
前記血管の機器の瞬間的ロケーション情報を測定する追跡ユニットと、
前記血管の形態学的な投影情報を生成するイメージングユニットと、
を有するシステム。
【請求項８】
前記追跡可能な機器は、生理学的情報を測定するセンサを有し、
前記プロセッサは、前記血管の３次元形態モデルにおいて、前記機器の第１の瞬間的ロケーションによって規定されるロケーションに少なくとも第１の生理学的情報を割り当てる、請求項７に記載のシステム。
【請求項９】
前記プロセッサは更に、前記血管の前記３次元形態学的なモデルにおいて、前記機器の第２の瞬間的ロケーションによって規定されるロケーションに少なくとも第２の生理学的情報を割り当てる、請求項８に記載のシステム。
【請求項１０】
前記生理学的情報が、血圧、血流速度、ＦＦＲ及び血流抵抗のうちの少なくとも１つである、請求項８又は９に記載のシステム。
【請求項１１】
前記機器が、少なくとも電磁センサを有し、前記追跡ユニットが、電磁界生成器を有し、前記イメージングユニットが、放射線イメージングユニットである、請求項７に記載のシステム。
【請求項１２】
前記機器は、少なくとも１つの光学ファイバを有し、前記追跡ユニットは、少なくとも１つの前記機器の前記光学ファイバにレーザ放射を送信するレーザ放射生成器を有し、前記光学検出器は、前記光学ファイバからの反射を受信し、前記イメージングユニットが放射線イメージングユニットである、請求項７に記載のシステム。
【請求項１３】
生物の血管を特徴付ける方法であって、
追跡可能な機器を前記血管に導入するステップと、
前記血管内の前記機器の瞬間的ロケーション情報を測定するステップと、
前記血管の形態学的な投影情報を生成するステップと、
前記機器の遠位部分の第１の瞬間的ロケーションに対応する前記形態学的な投影情報から前記血管の第１の直径を導出するステップと、
を有し、前記方法が更に、
前記機器の前記遠位部分の第２の瞬間的ロケーションに対応する前記形態学的な投影情報から、前記血管の第２の直径を導出するステップと、
前記血管の３次元形態モデルにおいて、前記機器の前記遠位部分の前記第１及び前記第２の瞬間的ロケーションの間の相対位置によって規定される２つのロケーションに、前記血管の第１及び第２の直径を割り当てるステップと、
を有する、方法。
【請求項１４】
前記第１及び前記第２の直径を導出する前記ステップ、及び前記機器の前記第１及び第２の瞬間的ロケーションを測定する前記ステップは、前記生物の心臓動き又は呼吸動きを表す周期的な動きの連続するフェーズの間実施され、
前記血管の３次元形態モデルにおいて、前記機器の前記遠位部分の前記第１及び前記第２の瞬間的ロケーションの間の相対位置によって規定される２つのロケーションに前記血管の第１及び第２の直径を割り当てる前記ステップは、前記周期的な動きの連続する個々のフェーズについて実施される、請求項１３に記載の方法。
【請求項１５】
ディスプレイに、前記割り当てられた第１及び第２の直径を有する前記３次元形態モデルのグラフィック表現を表示するステップを更に有する、請求項１３又は１４に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、血管の特徴付け及び血管モデリングのための装置、システム及び方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
血管の狭窄領域を識別する一般的な技法は、血管撮影術（アンギオグラフィ）を使用することであり、他方で、狭窄の機能的影響は、血流予備量比（fractional flow reserve、ＦＦＲ）方法によって定量化される。ＦＦＲは、ワイヤの先端部に位置付けられるセンサにより測定される狭窄の遠位端及び近位端における圧力の比から計算される。ＦＦＲ値により、狭窄の深刻さが識別され、特に、狭窄が、処置が必要とされる程度に血管内の血流を制限するかどうか、が定められる。一般的な処置オプションは、血管形成、ステント術又はバイパスを含む。
【０００３】
アンギオグラフィ、つまり放射線不透過造影剤と関連する蛍光透視イメージング技法が、患者の血管構造を視覚化するために使用されることができる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
米国特許第4875165A号公報は、バイプレーンアンギオグラフィにおいて３次元構造を決定する方法を記述しており、かかる方法は、個々のＸ線源の焦点スポットから個々の画像プレーンまでの垂直ラインの距離を決定し、その垂直ラインとの交差ポイントとして、各々のバイプレーン画像の起源を規定するステップと、対象に対して任意の向きで、２つのバイプレーンデジタル画像を取得するステップと、両方の画像において、対象内の個々のポイントに対応する少なくとも８つのポイントを識別するステップと、２つのバイプレーン画像に関する対象ポイントの画像座標に基づいて及び知られている焦点スポットから画像プレーンまでの距離に基づいて、個々のバイプレーン未知数において、８つの識別された対象ポイントの画像座標を決定するステップと、バイプレーンイメージングシステムの基本幾何パラメータを表現する８つの未知数を与えるために線形方程式を解くステップと、バイプレーン画像において識別される対象ポイントの３次元位置を計算するために基本パラメータを使用するステップと、対象ポイント間の血管セグメントの３次元位置を決定するステップと、を有する。
【０００５】
国際公開第2013/001388A1号公報は、身体ルーメンのライブの３Ｄ画像を提供する方法及びシステムを開示する。身体の内腔内の可撓性の外科ツールの３Ｄ形状が、光学形状検知を使用して決定される。身体内腔のＸ線画像が取得され、身体ルーメン及び外科ツールのうちの少なくとも一方が、放射線不透過性である。決定された３Ｄの外科ツール形状が、Ｘ線画像と位置合わせされる。
【０００６】
本発明の目的は、生物の血管のより簡単且つ直観的な特徴付けを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の第１の見地によれば、この目的は、生物の血管を特徴付ける装置によって実現され、かかる装置は、測定情報を処理するプロセッサを有し、前記装置は、血管内の追跡可能な機器の瞬間的ロケーション情報を測定する追跡ユニットと、血管の形態学的な投影情報を生成するイメージングユニットと、に結合され、前記プロセッサは、前記機器の遠位部分の第１の瞬間的ロケーションに対応する形態学的な投影情報から、血管の第１の直径を導出し、前記機器の遠位部分の第２の瞬間的ロケーションに対応する形態学的な投影情報から、血管の第２の直径を導出し、血管の３次元形態モデルにおいて、前記機器の遠位部分の第１及び第２の瞬間的ロケーションの間の相対位置によって規定される２つのロケーションに血管の第１及び第２の直径を割り当てる、ように構成される。
【０００８】
形態学的な投影情報からの直径の計算と、追跡される装置の瞬間的ロケーション情報を組み合わせることに基づいて、血管の直径が血管形態の３次元モデルに提供されるという点で、血管の特徴付けが改善される。大きな利点は、単一の血管造影投影が、血管の３次元形態モデルを構成するのに十分であること、及び機器の遠位部分（例えば先端部又は放射線不透過マーカ）が血管内腔内で移動するにつれて、３次元モデルが生成されることである。３次元モデルは、機器の引き出しによって強化され、従って、３次元モデルは、機器の遠位部分が血管内で操作される該血管の重要なセグメントについてのみ、ユーザに提示され、それにより、ユーザに提示される情報をより簡単にし、その情報の解釈をより直観的にする。
【０００９】
装置の一実施形態において、プロセッサによって処理される機器の瞬間的ロケーション情報は、電磁信号から導出される。機器の電磁追跡は、一般的なローカライゼーション技法の１つであり、その場合、電磁界が、機器に組み込まれた電磁センサによって検出され、電磁界内のセンサの瞬間的ロケーションは、信号の強度から導出される。
【００１０】
装置の一実施形態において、プロセッサによって処理された機器の瞬間的ロケーション情報は、レーザ放射から導出される。光学形状検知は、機器がさらされる局所ひずみを測定するために機器に組み込まれるマルチコア光学ファイバ又は複数の光学ファイバからの、レーザ放射の反射を使用する技術である。光学ファイバの形状、それゆえ機器の形状が、検出器によって受けられる光学ファイバからの光学反射信号を処理することによって導出される。電磁追跡にまさる光学形状検知の利点は、すべての状況で機器のフル３次元形状が知られることであり、他方、電磁追跡の場合、機器に組み込まれる電磁センサの離散的な位置のみが導出されることが可能である。
【００１１】
装置の一実施形態において、血管内の機器のロケーションを表す第１及び第２の瞬間的ロケーション情報は、周期的な心臓運動の同じフェーズから得られる。周期的な心臓及び／又は呼吸運動のフェーズにあわせたゲーティングに基づいて、３次元形態モデルにおいて血管の第１及び第２の直径を割り当てることは、心拍及び呼吸による大きな動きを伴う冠動脈の状態のリアルタイム評価が行われる際に重要である。
【００１２】
一実施形態において、装置は更に、ディスプレイを有し、プロセッサは、ディスプレイに、割り当てられた第１及び第２の直径を有する３次元形態モデルのグラフィック表現を表示するように構成される。狭窄領域は、血管の深刻な狭窄化によって表現され、他方で、動脈瘤は、隆起した様相を有するので、３次元血管モデルの視覚的な見地は、血管構造の状態の評価を支援する。
【００１３】
本発明の第２の見地によれば、システムは、生物の血管を特徴付ける装置と、生物の血管に導入される追跡可能な機器と、血管内の機器の瞬間的ロケーション情報を測定する追跡ユニットと、血管の形態学的な投影情報を生成するイメージングユニットと、を有する。追跡可能な機器は、追跡ユニットによって生成される電磁界を検知する少なくとも１つの電磁センサを有し、又は、追跡ユニットが少なくとも光学ファイバ内でレーザ放射を送信し受信する際に機器がさらされる歪みを検知する少なくとも１つの光学ファイバを有する。蛍光透視システムのような放射線イメージングユニット、又はＸ線撮影の投影を提供することができるＸ線コンピュータトモグラフィのために使用されるシステムが、アンギオグラフィによって血管の形態学的情報を取得するために使用されることができる。しかしながら、超音波イメージング又は磁気共鳴イメージングのような、血管の形態学的情報を取得するのに適した他のイメージング技法が使用されることができる。追跡ユニットは、イメージングユニットに組み込まれることができる。追跡可能な機器は、血管の形態学的情報を取得するために使用されるイメージングユニットによって追跡可能なマーカを有することができる。機器上のマーカは、例えば超音波イメージングの場合の超音波反射又は吸収マーカのような個々のイメージングモダリティによって識別可能である。
【００１４】
システムの一実施形態において、追跡可能な機器は、生理学的情報を測定するセンサを有し、プロセッサは、血管の３次元形態モデルにおいて、機器の第１の瞬間的ロケーションによって規定されるロケーションに少なくとも第１の生理学的情報を割り当てるように構成される。代替の実施形態において、プロセッサは更に、血管の３次元形態モデルにおいて、機器の第２の瞬間的ロケーションによって規定されるロケーションに少なくとも第２の生理学的情報を割り当てるように構成される。３次元モデルに生理学的情報を割り当てることは、圧力、ＦＦＲ、血流速度又は血流抵抗値の変動の確認によって、例えば血管分岐の狭小又は拡大によるモデルの視覚的見地の変化のような血管状態を医師が評価することを支援する。
【００１５】
本発明の他の見地によれば、生物の血管を特徴付ける方法は、追跡可能な機器を血管に導入するステップと、血管内の機器の瞬間的ロケーション情報を測定するステップと、血管の形態学的な投影情報を生成するステップと、機器の遠位部分の第１の瞬間的ロケーションに対応する形態学的な投影情報から、血管の第１の直径を導出するステップと、機器の遠位部分の第２の瞬間的ロケーションに対応する形態学的な投影情報から、血管の第２の直径を導出するステップと、血管の３次元形態モデルにおいて、機器の遠位部分の第１及び第２の瞬間的ロケーションの間の相対位置によって規定される２つのロケーションに血管の第１及び第２の直径を割り当てるステップと、を有する。
【００１６】
方法の一実施形態において、第１及び第２の直径を導出するステップ及び機器の第１及び第２の瞬間的ロケーションを測定するステップは、周期的動きの連続するフェーズの間実施され、血管の３次元形態モデルにおいて、機器の遠位部分の第１及び第２の瞬間的ロケーションの間の相対位置によって規定される２つのロケーションに血管の第１及び第２の直径を割り当てるステップは、周期的な動きの個々の連続するフェーズについて実施される。
【００１７】
一実施形態において、方法は更に、ディスプレイに、３次元形態モデルのグラフィック表現を表示するステップを有する。３次元形態モデルの視覚的な表現は、例えば血管狭窄及び／又は動脈瘤の存在のようなさまざまな構造的及び機能的な不具合を迅速に評価すること可能にする。
【００１８】
本発明の付加の見地及び利点は、以下の詳細な説明からより明らかになり、詳細な説明は、添付の図面を参照して及びそれに関連して最も良好に理解されることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明による、生物の血管を特徴付けるシステムの一実施形態を概略的及び例示的に示す図。
【図２】分岐血管の例示的な血管造影の投影と、局所的な血管直径の計算の方法を示す図。
【図３】本発明による、血管造影の投影及び機器の電磁追跡に基づいて表示される血管の３次元形態モデルの例示的な実施形態を示す図。
【図４】血管造影の投影及び機器の光学形状追跡に基づいて表示される血管の３次元形態モデルの例示的な実施形態を示す図。
【図５】割り当てられた生理学的情報を有する血管の３次元形態モデルの概略的及び例示的な実施形態を示す図。
【図６】生物の血管を特徴付ける方法におけるステップを概略的及び例示的に示す図。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
図１は、人又は動物のような生物２の血管を特徴付ける本発明のシステム１の一実施形態を概略的及び例示的に示す。この実施形態において、システムは、ターゲットとされる血管構造への造影剤ボーラスの注入に応じて、関心のある血管構造の血管造影投影を取得する放射線イメージングユニット３を有する。放射線イメージングユニット３は、支持手段４に横たわる人２を横切るＸ線３２を放出するＸ線源３１を有する。放射線イメージングユニット３は、人２を横切った後のＸ線３２を検出するＸ線検出器３３を更に有する。Ｘ線検出器３３は、検出されたＸ線３２を表す検出信号を生成するように適応される。検出信号は、蛍光透視制御ユニット３４に送信され、蛍光透視制御ユニット３４は、Ｘ線源３１、Ｘ線検出器３２を制御し、受信された検出信号に依存して２次元の形態学的な投影情報を生成するように構成される。ターゲットである血管構造への放射線造影剤ボーラスの注入は、機器５によって実施され、機器５は、介入カテーテルでありうる。機器５は、ハンドグリップ５１から、造影剤ボーラス注入のためのターゲット部位に位置付けられる遠位先端部５２まで延びるルーメンを有する。代替として、機器は、細長い本体の側壁上にルーメンの開口部を有することができ、それにより、造影剤ボーラスは、遠位先端部５２が位置するところとは異なる血管部位に注入されることができる。
【００２１】
システムは、人２の血管構造内の機器のロケーションを表す瞬間的ロケーション情報を測定する追跡ユニット６を更に有する。機器の瞬間的ロケーションの追跡は、電磁気学、光学又は超音波原理のうちの１つに基づくことができる。機器の電磁追跡は、電磁センサによる電磁界の検出に基づく。電磁センサは、一般に、機器５の遠位先端部５２に組み込まれ、電磁界生成器は、ターゲットとされる血管構造の近くに配置される。電磁界生成器は、人２の支持手段４、又は放射線イメージングユニット３に対し可動に取り付けられることができる。追跡ユニットは、イメージングユニットとは別であってもよく、又はイメージングユニットに組み込まれることもできる。電磁界生成器は、電磁追跡ユニット６の一体部分である。複数の電磁センサが、機器５に組み込まれることができ、それにより、複数のポイントの同時のローカライゼーション（位置特定）を可能にし、位置特定されたポイントを有する及び接続する機器５のセグメントの形状の再構成を支援する。
【００２２】
代替の実施形態において、機器の瞬間的ロケーションの追跡は、レーザ放射から導出される。光学追跡のために、機器は、遠位端５２から、一般にハンドグリップ５１である機器の近位部分まで延びる複数の光学ファイバ又はマルチコア光学ファイバを有し、ハンドグリップにおいて、光学追跡ユニット６に対する光学接続が容易にされる。光学追跡ユニット６は、機器の少なくとも１の光学ファイバにレーザ放射線を伝送するように構成されるレーザ放射線生成器と、少なくとも１つの光学ファイバ内の反射を受け取るように構成される光学ファイバと、を有する。少なくとももの光学ファイバの形状、それゆえ機器５の形状が、検出器によって受けられる光学ファイバ内からの光学反射信号を処理することによって導き出される。少なくとも光学ファイバからのレーザ放射線の反射は、蛇行した血管分岐内において機器５がされされる局所ひずみを表す。医療機器の形状決定は、国際公開第2008/131303A2号公報により詳しく記述される。光学形状検知は、機器５に組み込まれる少なくとも１の光学ファイバに沿った任意のポイントのローカライゼーションを可能にする。
【００２３】
代替の機器ロケーションの追跡技法は超音波に基づく。超音波センサは、機器５の遠位先端部５２に組み込まれる。超音波追跡ユニット６は、超音波プローブを駆動するための電子装置を有し、超音波プローブは、人２の身体に直接結合され、又は、超音波プローブの視野がターゲット血管構造の関心領域をカバーするように、超音波プローブが支持手段４に載置される。電気信号による外部の超音波プローブの励起の際、生成された超音波信号は、人２の身体に送信され、超音波信号の一部は、機器５の遠位先端部５２に組み込まれた超音波センサによって受信される。超音波信号のフライト時間（time of flight）が、外部の超音波プローブに対する機器の遠位先端部５２の位置を表す。
【００２４】
他の代替の機器ロケーションの追跡技法は、電気インピーダンス測定に基づく。電気信号が、人２の身体上に分布される複数の導電性パッチによって患者に送信される。導電性電極を有する追跡可能な機器５の遠位端５２は、電気信号を受信し、受信された電気信号は、追跡ユニット６に送信される。受信された電気信号から導き出される電気インピーダンスは、ターゲット血管構造を有する関心領域の遠位先端部５２上の導電性電極のロケーションを表す。
【００２５】
システムは、人２の血管を特徴付ける装置７を更に有する。装置７は、血管の形態学的な投影情報を生成する放射線イメージングユニット３に結合される。例示的な２次元血管造影の投影１０が図２に示されており、ここで、血管構造は、２つの分岐１１及び１２をもつ。右の血管分岐１２の拡大された部分１３において、血管の第１の直径１４及び第２の直径１５が、２つの個々のロケーション２１、２２において、２次元血管造影の血管投影の中心線に対し垂直な方向に２つの外側境界１６、１７の間の距離を測定することによって、確かめられる。２つの直径１４、１５は、追跡された機器５の第１及び第２の瞬間的ロケーション２１、２２に対応し、それら瞬間的ロケーションは、図３に概略的及び例示的に示されるように、移動する機器のポイントの連続する瞬間的なポジション(位置)である。代替として、機器の２つの個別の位置は、図４に示されるように血管構造へのエントリ部位における人２に対して静止している位置追跡される機器の２つの異なるポイントでありうる。
【００２６】
図３は、本発明による、血管造影の投影１０及び機器５の電磁追跡に基づいて表示される３次元形態学的血管モデル２０の例示的な実施形態を示す。人２の血管構造内の機器５のロケーションは、機器５の遠位先端部５２の電磁センサにより電磁界の強度を検知することによって追跡される。遠位先端部５２は、位置５３から位置５４まで血管分岐１２内を引きもどされる。引きもどされる間、遠位先端部５２のロケーションは連続的に追跡され、血管分岐の直径が、遠位先端部のすべてのロケーションについて算出される。造影剤ボーラスが血流によって希釈され運び去られた後、金属電磁コイルはリアルタイムＸ線投影上でかなり可視性が高いので、遠位先端部のロケーション情報に対する２次元血管造影の投影の位置合わせは、簡単である。代替のソリューションは、機器の遠位先端部上において放射線マーカを使用することである。かかる放射線マーカは、一体型の電磁センサコイルの中心点を横断する断面に配置される。機器の瞬間的ロケーション情報が、血管の２次元の形態学的情報における機器の瞬間的ロケーションと位置合わせされると、血管の３次元形態モデル２０が、位置５３と５４の間に延びる遠位先端部５２の引き戻し経路に沿って生成される。超音波又は電気インピーダンスに基づいて機器５の遠位先端部５２を追跡する場合に、３次元血管モデル２０の構築と同様のアプローチが実現されることができる。
【００２７】
図４は、血管造影の投影１０及び機器５の光学形状追跡に基づいて表示される血管の３次元形態モデル２０の例示的な実施形態を示す。少なくとも機器５に組み込まれた光学ファイバの形状、それゆえ機器５の形状が、蛇行した血管構造内において機器５がさらされる局所ひずみを表す光学ファイバ内から光学反射信号を処理することによって導き出される。ターゲット血管構造内の光学ファイバに沿った位置５５への任意のポイントの位置は、すべての場合、光学形状検知技法によって決定され、それゆえ、機器は、人２の血管構造へのエントリ部位に対して静止位置に維持されることができる。血管分岐１２に沿った機器５のロケーション情報に対する２次元血管造影の投影１０の位置合わせは、機器５上の放射線マーカを使用することによって達成されることができる。機器５がその細長い本体に沿って機器５に組み込まれた複数の電磁センサ、超音波センサ又は電極を有する場合、光学形状検知技法と同様に、血管の３次元形態モデルは、電磁気学、超音波又は電気インピーダンスに基づく追跡を使用することによって、血管分岐１２に対して機器を引くことなく構成されることができる。
【００２８】
一実施形態において、装置は更に、追跡ユニット６から又はイメージングユニット３から受信される測定情報から、心臓及び／又は呼吸動きから生じる周期的な動きの動きフェーズを表すフェーズ信号を検出するように構成されることができる。心臓動きのフェーズ信号は、機器５に組み込まれる電極又は人２の身体に取り付けられる電極パッチの少なくとも一方によって取得される電気情報から導出されることができ、かかる電極は更に、電気インピーダンスによる機器追跡機能を有することができる。代替として、フェーズ信号は、超音波ベースの機器追跡のためにも使用される超音波測定情報から導出されることができる。周期的な動きは、血管構造と追跡された機器との周期的な相互作用をもたらし、これは、取得された超音波情報の周期的なパターンを生成する。同様に、追跡された機器が、放射線イメージングユニットによって検出可能であるとして、フェーズ信号は、放射線イメージングユニットによって取得されるリアルタイム放射線情報から導き出されることができ、これは、電磁センサコイル又は放射線マーカが機器に組み込まれる場合である。プロセッサは、周期的な心臓動きのフェーズにあわせたゲーティングに基づいて、３次元形態モデルにおいて血管の第１及び第２の直径を割り当てることができる。このようにして、３次元形態モデルが、各フェーズごとに生成される。３次元形態モデルは、周期的な動きの個々のタイミングに対応する連続的な順序でスクリーンに表示されることができる。
【００２９】
代替の実施形態において、装置は更に、機器の第１の及び第２の瞬間的ロケーション２１、２２に対応する形態学的な投影１０の情報から、周期的な心臓動きの連続する各フェーズについて、第１及び第２の直径を導出し、次に、周期的な心臓動きの連続する各フェーズについて、血管の３次元形態モデル２０において、機器の第１及び第２の瞬間的ロケーション２１、２２によって規定されるロケーションに血管の第１及び第２の直径１４，１５を割り当てる、ように構成されることができる。
【００３０】
図５は、割り当てられた生理学的情報を有する３次元形態学的血管モデル２０の概略的且つ例示的な実施形態を示す。センサは、機器５の遠位端５２に組み込まれることができ、付加のセンサが、機器５の細長い本体に組み込まれることができる。一般的なセンサは、圧力センサ又はフローセンサでありうる。測定情報は、装置７に送信され、プロセッサが、血管の３次元形態モデル２０において、機器の第１の瞬間的ロケーションによって規定されるロケーションに少なくとも第１の生理学的情報２４を割り当てるように構成される。システムの代替の実施形態において、プロセッサは更に、血管の３次元形態モデル２０において、機器の第２の瞬間的ロケーションによって規定されるロケーションに少なくとも第２の生理学的情報２５を割り当てるように構成される。血圧又は血流速度のような割り当てられる生理学的情報は、測定される量でありえ、又は、それらは、測定から導き出される生理学的情報でありえ、かかる生理学的情報は、下式に従うＦＦＲ又は血流抵抗を表現することができる：
2018527092.tif 000003
ここで、Ｐｄは、機器の第１の瞬間的ロケーションに対し遠位の血圧であり、Ｐａは、機器の第１の瞬間的ロケーションに対し近位の血圧であり、Ｒは、一次血流抵抗であり、Ｖは、二次血流抵抗であり、Ｑは、ボリュメトリック血流レートである。式２のパラメータは、集中定数素子（lumped component）方法を使用することによって決定されることができる。生理学的情報２４及び２５は、血管の３次元形態モデル２０上に離散値として表現されることができ、又は、代替として、血管モデルは、生理学的情報の値を表すカラーマップに従ってカラー符号化されることができる。機器の特定の瞬間的ロケーションにおいて、複数の生理学的情報は、血管の３次元形態モデル２０に割り当てられることができる。
【００３１】
生物の血管を特徴付ける方法１００は、図６に概略的に示されており、方法は、追跡可能な機器５を血管に導くステップ１０１と、血管内の機器５の瞬間的ロケーション情報を測定するステップ１０２と、血管の形態学的な投影１０の情報を生成するステップ１０３と、機器の第１の及び第２の瞬間的ロケーションに対応する形態学的な投影１０の情報から、血管の第１の及び第２の直径を導き出すステップ１０４と、血管の３次元形態モデルにおいて、機器の第１及び第２の瞬間的ロケーションによって規定されるロケーションに血管の第１及び第２の直径を割り当てるステップ１０５と、有する。方法は、ディスプレイ７１に、割り当てられた第１及び第２の直径を有する３次元形態モデル２０のグラフィック表現を表示するステップ１０６を更に有することができる。
【００３２】
方法１００の代替の実施形態において、第１及び第２の直径１４、１５を導出するステップ１０４、及び機器の第１及び第２の瞬間的ロケーション２１、２２を測定するステップ１０２が、周期的な動きの連続する個々のフェーズについて実施され、血管の３次元形態モデル２０において、機器の第１及び第２の瞬間的ロケーション２１、２２によって規定されるロケーションに血管の第１及び第２の直径１４、１５を割り当てるステップ１０５が、周期的な動きの個々の連続するフェーズについて実施される。周期的な心臓動き及び／又は呼吸動きの異なるフェーズに従うゲーティングに基づいて、各々の３次元形態モデル２０は、フレームを表現することができ、フレームは、ステップ１０６において、周期的な動きの個々のタイミングに対応する連続的な順序でディスプレイに表示されることができ、それにより、ディスプレイ７１上に動画の外観を与える。このような視覚的な表現は、例えば造影剤ボーラスと同時に投与される充血を起こすための血管拡張剤のような、さまざまな造影剤に対する反応の即座の評価を可能にする。
【００３３】
医療装置が、本発明の例示的な記述において使用されていたが、本発明の範囲を制限するものとして解釈されるべきでない。
【００３４】
開示された実施形態に対する他の変更例は、図面、開示及び添付の請求項の検討から、請求項に記載の本発明を実施する際に当業者によって理解され達成されることができる。
【００３５】
単一のユニット又は装置が、請求項に挙げら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列挙されているという単なる事実は、これらの手段の組み合わせが有利に使用されることができないことを示さない。
【００３６】
請求項において、「有す、含む（comprising）」という語は、他の構成要素又はステップを除外せず、不定冠詞「a」又は「an」は、複性数を除外しない。
【００３７】
請求項におけるいかなる参照符号も、請求項の範囲を制限するものとして解釈されるべきでない。
【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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