(57)【要約】  経カテーテル的動脈化学塞栓療法（ＴＡＣＥ）用のシステムは、器官の画像において器官の血管形状を評価するように構成された視覚化ソフトウェアモジュール１１５を備える。腫瘍生存性ソフトウェアモジュール１２４は、器官の画像に重ね合わされる器官の腫瘍生存性マップを提供するように構成されている。撮像手段１２６は、器官の内部又はその近傍にある器具を追跡して、腫瘍生存性マップに応じた処置のため、器具が器官内に位置決めされるように構成されている。
2017530788.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
器官の画像において前記器官の血管形状を評価する視覚化ソフトウェアモジュールと、
前記器官の前記画像に重ね合わされる前記器官の腫瘍生存性マップを提供する腫瘍生存性ソフトウェアモジュールと、
前記器官の内部又はその近傍にある器具を追跡して、前記腫瘍生存性マップに応じた処置のため、前記器具が前記器官内に位置決めされるようにする撮像手段と、
を備えた、経カテーテル的動脈化学塞栓療法（ＴＡＣＥ）用のシステム。
【請求項２】
前記血管形状が、正規化平均血管半径（ＮＡＶＲＡＤ）、正規化平均血管直径（ＮＡＶＤ）、正規化血管数（ＮＶＣ）、血管セグメント長（ＶＳＬ）、角度合計測定基準による正規化平均血管蛇行（ＮＳＯＡＭ）、及び／又は変曲数測定基準による正規化平均血管蛇行（ＮＩＣＭ）のうちの１つ又は複数を含む、請求項１に記載のシステム。
【請求項３】
前記腫瘍生存性マップが、造影スキャンからのプレコントラスト磁気共鳴画像及び円錐ビームコンピュータトモグラフィ（ＣＢＣＴ）画像の減算を含む、請求項１に記載のシステム。
【請求項４】
前記腫瘍生存性マップが、腫瘍セグメンテーション内で演算され、任意配向の色分けされた３Ｄ最大値投影又は色分けされた２Ｄオーバーレイのうちの１つ又は複数として視覚化される、請求項１に記載のシステム。
【請求項５】
ボリューム的且つ局部的又は局所的な腫瘍強調不均一性を示すために、前記腫瘍生存性ソフトウェアモジュールが、定量的欧州肝臓病学会（ｑＥＡＳＬ）ソフトウェアに基づく後処理計算を含む、請求項１に記載のシステム。
【請求項６】
前記腫瘍生存性ソフトウェアモジュールが、選択された腫瘍栄養血管のプロファイルへの対象生存性情報の統合を含む、請求項１に記載のシステム。
【請求項７】
前記腫瘍生存性マップが、大規模壊死部分から高生存組織への色分けされたスケールを含む、請求項１に記載のシステム。
【請求項８】
経カテーテル的動脈化学塞栓療法（ＴＡＣＥ）用のコンピュータ可読プログラムを含む持続性コンピュータ可読記憶媒体であって、前記コンピュータ可読プログラムが、コンピュータ上で実行された場合に、請求項１の各ステップを前記コンピュータに行わせる、持続性コンピュータ可読記憶媒体。
【請求項９】
プロセッサと、
前記プロセッサに結合され、
関心領域の血管形状を特性化及び視覚化する視覚化ソフトウェアモジュールと、
腫瘍生存性撮像及び生存性誘導塞栓に対して、前記関心領域の前記血管形状を術間提供する腫瘍生存性ソフトウェアモジュールと、
血流パターンを予測し、塞栓端点を決定し、フィードバック制御メカニズムを提供することによって、ソラフェニブ処置を実行する予測モジュールと、
を格納するメモリと、
を備えた、経カテーテル的動脈化学塞栓療法（ＴＡＣＥ）用のシステム。
【請求項１０】
前記血管形状が、正規化平均血管半径（ＮＡＶＲＡＤ）、正規化平均血管直径（ＮＡＶＤ）、正規化血管数（ＮＶＣ）、血管セグメント長（ＶＳＬ）、角度合計測定基準による正規化平均血管蛇行（ＮＳＯＡＭ）、及び／又は変曲数測定基準による正規化平均血管蛇行（ＮＩＣＭ）のうちの１つ又は複数を含む、請求項９に記載のシステム。
【請求項１１】
前記腫瘍生存性撮像が、造影スキャンからのプレコントラスト磁気共鳴画像及び円錐ビームコンピュータトモグラフィ（ＣＢＣＴ）画像の減算を含む、請求項９に記載のシステム。
【請求項１２】
前記腫瘍生存性撮像が、腫瘍セグメンテーション内で演算され、任意配向の色分けされた３Ｄ最大値投影又は色分けされた２Ｄオーバーレイのうちの１つ又は複数として視覚化される、請求項９に記載のシステム。
【請求項１３】
ボリューム的且つ局部的又は局所的な腫瘍強調不均一性を示すために、前記腫瘍生存性ソフトウェアモジュールが、定量的欧州肝臓病学会（ｑＥＡＳＬ）ソフトウェアに基づく後処理計算を含む、請求項９に記載のシステム。
【請求項１４】
前記腫瘍生存性ソフトウェアモジュールが、選択された腫瘍栄養血管のプロファイルへの対象生存性情報の統合を含む、請求項９に記載のシステム。
【請求項１５】
腫瘍生存性マップが、大規模壊死部分から高生存組織への色分けされたスケールを含む、請求項９に記載のシステム。
【請求項１６】
経カテーテル的動脈化学塞栓療法（ＴＡＣＥ）用のコンピュータ可読プログラムを含む持続性コンピュータ可読記憶媒体であって、前記コンピュータ可読プログラムが、コンピュータ上で実行された場合に、請求項９の各ステップを前記コンピュータに行わせる、持続性コンピュータ可読記憶媒体。
【請求項１７】
視覚化ソフトウェアモジュールを用いて、器官の画像において前記器官の血管形状を評価するステップと、
腫瘍生存性ソフトウェアモジュールを用いて、前記器官の前記画像に重ね合わされる前記器官の腫瘍生存性マップを生成するステップと、
前記器官の内部又はその近傍にある器具の塞栓端点を決定して、前記腫瘍生存性マップに応じた処置のため、前記器具が前記器官内に位置決めされるようにするステップと、
を含む、経カテーテル的動脈化学塞栓療法（ＴＡＣＥ）用の方法。
【請求項１８】
前記血管形状が、正規化平均血管半径（ＮＡＶＲＡＤ）、正規化平均血管直径（ＮＡＶＤ）、正規化血管数（ＮＶＣ）、血管セグメント長（ＶＳＬ）、角度合計測定基準による正規化平均血管蛇行（ＮＳＯＡＭ）、及び／又は変曲数測定基準による正規化平均血管蛇行（ＮＩＣＭ）のうちの１つ又は複数を含む、請求項１７に記載の方法。
【請求項１９】
前記腫瘍生存性マップが、造影スキャンからのプレコントラスト磁気共鳴画像及び円錐ビームコンピュータトモグラフィ（ＣＢＣＴ）画像の減算を含む、請求項１７に記載の方法。
【請求項２０】
前記腫瘍生存性マップが、腫瘍セグメンテーション内で演算され、任意配向の色分けされた３Ｄ最大値投影又は色分けされた２Ｄオーバーレイのうちの１つ又は複数として視覚化される、請求項１７に記載の方法。
【請求項２１】
ボリューム的且つ局部的又は局所的な腫瘍強調不均一性を示すために、前記腫瘍生存性ソフトウェアモジュールが、定量的欧州肝臓病学会（ｑＥＡＳＬ）ソフトウェアに基づく後処理計算を含む、請求項１７に記載の方法。
【請求項２２】
前記腫瘍生存性ソフトウェアモジュールが、選択された腫瘍栄養血管のプロファイルへの対象生存性情報の統合を含む、請求項１７に記載の方法。
【請求項２３】
前記腫瘍生存性マップが、大規模壊死部分から高生存組織への色分けされたスケールを含む、請求項１７に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、米国国立衛生研究所の国立がん研究所により認められた認可第Ｒ０１  ＣＡ１６０７７１−０１号の下、政府支援でなされたものである。政府は、本発明に一定の権利を有する。
【０００２】
本開示は、医用画像に関し、より詳細には、医療用途での腫瘍生存性情報の重ね合わせによる血管形状の視覚化に関する。
【背景技術】
【０００３】
肝がん（原発性及び転移性）が主として肝動脈により酸素供給され、一般的には肝臓に限局しているという事実を前提に、この疾患の患者の管理においては、肝動脈への直接的な薬物送達が効果的であることが示されている。経カテーテル的動脈化学塞栓療法（ＴＡＣＥ）は、化学療法薬をカテーテルから肝動脈に送達するＸ線画像誘導インターベンション腫瘍手術である。レベルＩエビデンスによれば、対症療法のみを受けた患者と比べて、ＴＡＣＥ後の患者は、症状のコントール及び生存期間の延長が可能であることが立証されている（例えば、５年生存率が３％から２６％に上昇）。この結果、ＴＡＣＥは、中間ステージの肝細胞癌（ＨＣＣ：原発性肝がん）の治療の中心となっている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ＴＡＣＥ患者は、造影磁気共鳴映像法（ＭＲＩ）によって、手術の前後に評価を受ける。処置に対する腫瘍の反応は、造影による反応基準を用いて定期的に評価されるが、これらの基準としては、例えば欧州肝臓病学会（ＥＡＳＬ）ガイドライン又は修正版固形腫瘍治療効果判定基準（ｍＲＥＣＩＳＴ）等が挙げられる。腫瘍反応は、残留生存腫瘍の指標としての、強調組織量の変化に基づく。ＨＣＣ及び他の固形腫瘍に関する発現中の観察は、健常組織と比較して、ＨＣＣでは、健常組織と比較して、腫瘍内の血管量が増大するとともに、蛇行が増加し、全体的な血管構造及び密度が変化している。臨床的に観察される血管構造の変化は、腫瘍栄養動脈の塞栓によってさらに大きくなり、不十分な腫瘍反応となり得る再ＴＡＣＥについての技術的困難を潜在的に生じる可能性がある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本原理によれば、経カテーテル的動脈化学塞栓療法（ＴＡＣＥ）用のシステムは、器官の画像において器官の血管形状を評価するように構成された視覚化ソフトウェアモジュールを備える。腫瘍生存性ソフトウェアモジュールは、器官の画像に重ね合わされる器官の腫瘍生存性マップを提供するように構成されている。撮像手段は、器官の内部又はその近傍にある器具を追跡して、腫瘍生存性マップに応じた処置のため、器具が器官内に位置決めされるように構成されている。
【０００６】
ＴＡＣＥ用のシステムは、プロセッサと、プロセッサに結合されたメモリとを備える。メモリは、関心領域の血管形状を特性化及び視覚化する視覚化ソフトウェアモジュールと、腫瘍生存性撮像及び生存性誘導塞栓に対して、関心領域の血管形状を術間提供する腫瘍生存性ソフトウェアモジュールと、血流パターンを予測し、塞栓端点を決定し、フィードバック制御メカニズムを提供することによって、ソラフェニブ処置を実行する予測モジュールと、を格納するように構成されている。
【０００７】
ＴＡＣＥ用の方法は、視覚化ソフトウェアモジュールを用いて、器官の画像において器官の血管形状を評価するステップと、腫瘍生存性ソフトウェアモジュールを用いて、器官の画像に重ね合わされる器官の腫瘍生存性マップを生成するステップと、器官の内部又はその近傍にある器具の塞栓端点を決定して、腫瘍生存性マップに応じた処置のため、器具が器官内に位置決めされるようにするステップと、を含む。
【０００８】
本開示の上記及び他の目的、特徴、及び利点については、添付の図面と併せて読むべき本開示の例示的な実施形態に関する以下の詳細な説明から明らかとなるであろう。
【０００９】
本開示は、以下の図面を参照しつつ、好適な実施形態の詳細な説明を以下に提供する。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】一実施形態に係る、経カテーテル的動脈化学塞栓療法（ＴＡＣＥ）用のシステムを示したブロック／フロー図である。
【図２Ａ】本原理に係る、腫瘍生存性マップの３次元（３Ｄ）画像を示した図である。
【図２Ｂ】本原理に係る、腫瘍生存性マップの２次元（２Ｄ）画像を示した図である。
【図２Ｃ】本原理に係る、腫瘍生存性マップの別の２Ｄ画像を示した図である。
【図２Ｄ】本原理に係る、腫瘍生存性マップのさらに別の２Ｄ画像を示した図である。
【図３】本原理に係る、腫瘍生存性情報に従って表示されたセグメント化腫瘍及び腫瘍栄養動脈のＭＩＰレンダリングｑＥＡＳＬ生存性マップを示したモデル画像である。
【図４】３Ｄ視覚化ソフトウェアアプリケーションにおける本原理の統合を示した術間ワークフローのフローチャートである。
【図５】例示的な一実施形態に係る、経カテーテル的動脈化学塞栓療法（ＴＡＣＥ）用の方法を示したフロー図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
本原理によれば、不完全な腫瘍反応となり得る不十分又は無差別の腫瘍標的設定に対処するシステム及び方法が提供される。本原理は、経カテーテル的動脈化学塞栓療法（ＴＡＣＥ）時の腫瘍の最適血管評価及び術間腫瘍生存性情報に基づく技術開発を提供することによって、（ｉ）血管形状及び（ｉｉ）腫瘍生存性を定量的に特性化する必要性に対処する。具体的に、血管形状及び腫瘍生存性の定量化は、造影磁気共鳴映像法（ＭＲＩ）／二相円錐ビームコンピュータトモグラフィ（ＣＢＣＴ）に基づく半自動３Ｄ腫瘍生存性・血管形状評価ソフトウェアの３Ｄ血管視覚化ソフトウェアへの統合において組み合わされる。ＣＢＣＴは、ＣアームＣＴ、円錐ビームボリュームＣＴ、又はフラットパネルＣＴとも称する円錐ビームコンピュータトモグラフィである。ＣＢＣＴは、Ｘ線が発散して円錐を形成するＸ線コンピュータトモグラフィを含む医用撮像技術である。
【００１２】
本原理に係る改良は、選択された腫瘍栄養血管のプロファイルに対する対象生存性情報の追加による栄養動脈の識別に関する。これは、様々な全身的な処置及び経肝動脈ＨＣＣ処置による血管形状変化の評価に要する血管形状パラメータの測定及び視覚化が可能な３Ｄ血管視覚化ソフトウェアに基づく。視覚化血管形状パラメータとしては、例えば１）正規化平均血管半径（ＮＡＶＲＡＤ）、２）正規化平均血管直径（ＮＡＶＤ）、３）正規化血管数（ＮＶＣ）、４）血管セグメント長（ＶＳＬ）、５）角度合計測定基準による正規化平均血管蛇行（ＮＳＯＡＭ）、６）変曲数測定基準による正規化平均血管蛇行（ＮＩＣＭ）等が挙げられる。
【００１３】
また、これらの改良によって、ＭＲＩベースの腫瘍生存性誘導対象塞栓並びに様々なＴＡＣＥベース治療で処置された患者の二相ＣＢＣＴベース術間塞栓端点評価及び血管形態応答評価が可能なマルチレベル器具が生成される。
【００１４】
ＴＡＣＥ患者は、造影ＭＲＩによって、手術の前後に評価を受ける。処置に対する腫瘍の反応は、ＭＲ画像における腫瘍サイズ（例えば、固形腫瘍治療効果判定基準（ＲＥＣＩＳＴ））、強調（例えば、欧州肝臓病学会（ＥＡＳＬ））、及び腫瘍強調サイズ（例えば、修正版固形腫瘍治療効果判定基準（ｍＲＥＣＩＳＴ））の変化を測定する３つの一般的な方法を用いて定期的に評価される。ＥＡＳＬガイドラインは、残留生存腫瘍の指標として、代表的なスライス上の腫瘍強調の面積の変換に基づく。現在は、腫瘍の１つの代表的な軸方向スライスに適用されている。腫瘍面積の強調割合の評価は、視覚的検査に基づく。２次元評価及び視覚的検査はともに、不正確となり得る。後処理ソフトウェアモジュールは、造影ＭＲＩに基づいて、半自動３次元セグメンテーション及び腫瘍生存性測定結果を生成可能である。
【００１５】
ＨＣＣ及び他の固形腫瘍に関する開発途上の観察は、健常組織との比較による観察であり、ＨＣＣでは、健常組織と比較して、腫瘍内の血管量が増大するとともに、蛇行が大きくなり、全体的な血管構造及び密度の蛇行が変化する。臨床的に観察される血管構造の変化は、腫瘍栄養動脈の塞栓によってさらに大きくなり、不十分な腫瘍反応となり得る再ＴＡＣＥについての技術的困難を潜在的に生じる可能性がある。
【００１６】
処置ストラテジには、ＴＡＣＥと併せた全身投薬であるソラフェニブを含む。ソラフェニブとＴＡＣＥとの組み合わせによれば、ＴＡＣＥのみの場合と比較して、進行ＨＣＣの患者の全生存期間が延びるようである。ソラフェニブは、血管形成（腫瘍血管の成長）を抑制するとともに、腫瘍血管系を変化させる可能性がある。具体的には、腫瘍による血管変化が逆転する血管正常化という現象による。血管正常化の程度が治療の反応を示し得ることの証拠が増えてきている。現在、血管正常化の評価方法は、血管造影図の視覚的検査による。
【００１７】
さらに、ＴＡＣＥ患者の全身ソラフェニブ処置の主要な制約は、治療コントールが欠如していることである。本原理に応じた患者の腫瘍血管系の全身的な定量的標準化半自動評価は、処置の適応及び脱落基準を変更する可能性がある手法を表す。さらに、血管形状の解析ひいては血流パターンの予測によって、ＨＣＣの化学塞栓術及び他の肝動脈治療に関する技術的手法が改善される可能性がある。
【００１８】
本発明は、医療器具及びシステムの観点で説明するが、その教示内容はかなり広範囲であり、他のシステムにも同様に適用可能であることが了解されるものとする。いくつかの実施形態において、本原理は、複雑な生物学的又は生化学学的追跡及び解析に用いられる。特に、本原理は、生物系の内部追跡又は処置手順に適用可能である。これらの手順は、肝臓、肺、消化管、排出器官、血管等、身体のあらゆる部分に用いられる。図面に示す要素は、ハードウェア及びソフトウェアの様々な組み合わせにて実装されていてもよく、１つ又は複数の要素で組み合わせ可能な機能を提供するようになっていてもよい。
【００１９】
図面に示す様々な要素の機能は、専用ハードウェアのほか、適当なソフトウェアに関連して、ソフトウェアを実行可能なハードウェアの使用により提供可能である。これらの機能は、プロセッサが提供する場合、単一の専用プロセッサによる提供、単一の共有プロセッサによる提供、又は一部共有可能な複数の個別プロセッサによる提供が可能である。さらに、用語「プロセッサ」又は「コントローラ」を明確に使用していても、これは、ソフトウェアを実行可能なハードウェアを排他的に表すものと解釈されるべきではなく、デジタルシグナルプロセッサ（「ＤＳＰ」）ハードウェア、ソフトウェアを格納するリードオンリーメモリ（「ＲＯＭ」）、ランダムアクセスメモリ（「ＲＡＭ」）、不揮発性ストレージ等を暗示的且つ非限定的に含み得る。
【００２０】
さらに、本発明の原理、態様、及び実施形態のほか、本発明の具体例を列挙する本明細書のすべての記述内容は、本発明の構造的均等物及び機能的均等物の両者を含むことが意図される。また、このような均等物には、現在知られている均等物のほか、将来的に開発される均等物（例えば、構造に関わりなく、同じ機能を実行する任意の開発要素）を含むことが意図される。したがって、例えば、当業者には当然のことながら、本明細書に提示のブロック図は、本発明の原理を具現化する例示的なシステム構成要素及び／又は回路の概念図を表す。同様に、当然のことながら、如何なるフローチャート、フロー図等も、コンピュータ可読記憶媒体において実質的に表され、コンピュータ又はプロセッサ（明示の有無を問わず）により実行可能な種々プロセスを表す。
【００２１】
さらに、本発明の実施形態は、コンピュータ若しくは任意の命令実行システムが使用するプログラムコード又はコンピュータ若しくは任意の命令実行システムに関連して用いられるプログラムコードを提供するコンピュータ可用記憶媒体又はコンピュータ可読記憶媒体からアクセス可能なコンピュータプログラム製品の形態をとり得る。説明を目的として、コンピュータ可用記憶媒体又はコンピュータ可読記憶媒体としては、命令実行システム、装置、若しくは機器が使用するプログラム又は命令実行システム、装置、若しくは機器に関連して用いられるプログラムを包含、格納、伝達、伝搬、又は移送可能な任意の装置が可能である。媒体としては、電子的、磁気的、光学的、電磁的、赤外線、若しくは半導体システム（若しくは、装置、機器）、又は伝搬媒体が可能である。コンピュータ可読媒体の例としては、半導体又は固体メモリ、磁気テープ、取り外し可能なコンピュータディスケット、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）、リードオンリーメモリ（ＲＯＭ）、剛性磁気ディスク、及び光ディスクが挙げられる。光ディスクの現行例としては、コンパクトディスク・リードオンリーメモリ（ＣＤ−ＲＯＭ）、コンパクトディスク・リード／ライト（ＣＤ−Ｒ／Ｗ）、Ｂｌｕ−Ｒａｙ（商標）、及びＤＶＤが挙げられる。
【００２２】
ここで図面を参照するが、同種の参照番号は、同一又は類似の要素を表している。まず、図１には、一実施形態に係る、経カテーテル的動脈化学塞栓療法（ＴＡＣＥ）用のシステム１００を例示している。システム１００は、手順の監視及び／又は管理を行うワークステーション又はコンソール１１２を具備していてもよい。ワークステーション１１２は、１つ又は複数のプロセッサ１１４と、プログラム及びアプリケーションを格納するメモリ１１６とを具備するのが好ましい。メモリ１１６は、血管形状の特性化及び視覚化、術間腫瘍生存性撮像及び生存性誘導塞栓、ソラフェニブ処置のフィードバック／制御、並びに血流パターン及び塞栓端点の予測等を行う３Ｄ視覚化ソフトウェアモジュール１１５を格納していていもよい。モジュール１１５は、測定データ及び画像を解釈するとともに、フィードバックを与えて、肝臓等の器官１４２の血管系構造の視覚化を更新するように構成されている。
【００２３】
システム１００は、インターベンション放射線での実行によって腫瘍の血液供給を制限する低侵襲術である経カテーテル的動脈化学塞栓療法（ＴＡＣＥ）を実行するように構成されている。腫瘍に血液を直接供給する動脈に対して、化学療法剤で覆われた微小な塞栓用粒子が選択的に注入される。ＴＡＣＥは、血管造影法において実行されるインターベンション放射線術である。動脈シースを用いることにより、例えば右鼠径部の大腿動脈に穿刺し、ワイヤにより誘導されるカテーテルを腹部大動脈に通過させ、腹腔動脈及び総肝動脈に通した後、腫瘍に血液を供給する固有肝動脈の分岐血管に通すことによって、肝動脈への経皮肝動脈アクセスが得られる。インターベンショナルラジオロジストは、腹腔動脈及び場合により上腸間膜動脈の選択的血管造影によって、腫瘍に血液を供給する肝動脈の分岐血管を識別するとともに、より小さくて選択可能なカテーテルを分岐血管に通す。これにより、腫瘍に与えられる化学療法投与量が最大化されるとともに、正常な肝組織を損傷し得る化学療法剤の量が最小限に抑えられる。
【００２４】
一定分量の化学療法投与及び塞栓用粒子（又は、化学療法剤を含む粒子）がカテーテル等の器具１０２を通して交互に注入される。カテーテルを通して導入される薬剤としては、リピオドール、薬剤溶出粒子、ポリビニルアルコールミクロスフェア（ドキソルビシン）、高吸水性樹脂ミクロスフェア（ドキソルビシン）、ゼラチンミクロスフェア（シスプラチン）等が挙げられる。
【００２５】
一実施形態において、ワークステーション１１２は、被験者（患者）又は物体１３１の内部画像を確認するディスプレイ１１８を具備するとともに、オーバーレイ等のレンダリングとして画像１３４を含んでいてもよい。また、ディスプレイ１１８により、ユーザは、ワークステーション１１２並びにその構成要素及び機能、又はシステム１００内のその他任意の要素と相互作用可能であってもよい。これは、キーボード、マウス、ジョイスティック、触覚機器、又はワークステーション１１２からのユーザフィードバック及びワークステーション１１２との相互作用を可能にするその他任意の周辺機器若しくはコントローラを含み得るインターフェース１２０によってさらに容易となる。
【００２６】
本原理によれば、腫瘍生存性の定量化及び血管形状がモジュール１１５で組み合わされるが、これには、造影ＭＲＩ／二相ＣＢＣＴベース半自動３Ｄ腫瘍生存性・血管形状評価ソフトウェアモジュール１２４の３Ｄ血管視覚化ソフトウェアモジュール１１５との統合を含む。自動３Ｄ腫瘍生存性・血管形状評価ソフトウェアモジュール１２４は、定量的ＥＡＳＬ（ｑＥＡＳＬ）ソフトウェアを含んでいてもよい。
【００２７】
視覚化ソフトウェア１１５は、例えばソフトウェアモジュール１２４を用いて演算される血管樹の３Ｄセグメンテーションに基づく再構成に先立つ術間ＣＢＣＴ撮像によって、腫瘍までの最適なアクセス血管経路を計画するとともに、ＴＡＣＥ時のカテーテル１０２（例えば、マイクロカテーテル）の理想的な注入場所を予測するように設計されている。術間部分において、ｑＥＡＳＬソフトウェアモジュール１２４は、造影ＭＲ撮像／造影ＣＢＣＴスキャンにおける半自動３Ｄ腫瘍セグメンテーションを含む腫瘍生存性手法を採用する。背景の強調を取り除くには、ｑＥＡＳＬソフトウェア１２４による造影スキャンからのプレコントラストＭＲＩ／ＣＢＣＴ画像の減算が採用される。本原理によれば、定量的な３Ｄ腫瘍生存性マップが得られるｑＥＡＳＬソフトウェア１２４による後処理計算が３Ｄ血管視覚化腫瘍投影に重ね合わされることによって、ボリューム的且つ局部的／局所的な腫瘍強調不均一性（例えば、撮像に基づく腫瘍生存性用マーカ）が示される。
【００２８】
対象生存性情報（モジュール１２４による）は、選択された腫瘍栄養血管のプロファイル（モジュール１１５による）に統合される。ｑＥＡＳＬソフトウェア１２４は、（例えば、大規模壊死部分から高生存組織への）色分けされたスケールを用いて視覚化できる定量的な３Ｄ生存性マップを生成する。同様に、別の視覚化技術、例えば、３Ｄ生存性マップのスライスとして得られる単純な２Ｄオーバーレイ、最大値投影（ＭＩＰ）レンダリングによる３Ｄ奥行き知覚の向上等も使用可能である。３Ｄ物体のＭＩＰレンダリングは、任意の投影方向に従って生成可能である。
【００２９】
定量的ＥＡＳＬ（ｑＥＡＳＬ）３Ｄ生存性マップのＭＩＰレンダリングは、インターベンション撮像設定の特定（既知）の配向を用いて生成され、３Ｄ視覚化ソフトウェアモジュール１１５において、栄養動脈情報と併せて重ね合わされる。この改良によって、選択された腫瘍栄養血管のプロファイルに対する対象生存性情報の追加により、栄養動脈の既存の概念が変化する。さらに、３Ｄ視覚化ソフトウェアモジュール１１５は、様々な全身性且つ肝動脈ＨＣＣ処置による血管形状変化の評価に要する血管形状パラメータの測定及び視覚化が可能である。
【００３０】
本原理の別の部分は、例えば以下のような血管形状パラメータ１１７の測定及び視覚化が可能な３Ｄ視覚化ソフトウェアモジュール１１５に基づく。
１）正規化平均血管半径（ＮＡＶＲＡＤ：すべての血管構造点における半径の合計を点の数で除したもの。結果は、ｍｍ単位で示される。また、関心領域に固定されたすべての血管セグメントの平均半径としても規定可能である。）
２）正規化平均血管直径（ＮＡＶＤ：血管セグメントの平均血管直径の合計を血管長で除したもの）
３）正規化血管数（ＮＶＣ：血管数は、関心領域に含まれる個々の非分岐血管の数又は関心領域を通過する個々の非分岐血管の数を与えるとともに、血管密度の指標を与える。正規化（ｚスコア化）された場合、−１という値は、正しい平均を下回る標準偏差１を示し、２．５という値は、正しい平均を上回る標準偏差２．５を示す。）
４）血管セグメント長（ＶＳＬ：視聴者が選定した任意のセグメントを計算可能）
５）角度合計測定基準による正規化平均血管蛇行（ＮＳＯＡＭ：等間隔に連続する３つ組の血管構造点を用いた空間曲線に沿う合計曲率及び血管長による正規化。値は、ラジアン／ｃｍ単位で示される。ＳＯＡＭは、肝血管系全体、腫瘍血管系全体、及び栄養動脈の代表的なセグメントに関して計算されることになる。ＳＯＡＭ値は、がん関連の血管系に関して、ほぼ毎回高くなる。）
６）変曲数測定基準による正規化平均血管蛇行（ＮＩＣＭ：空間曲線に沿った「変曲」点の数を計算し、この数（＋１）に曲線の総経路長を乗じて端点間の距離で除算する。変曲数測定基準（ＩＣＭ）値は、曲線が高振幅の正弦波パターンを示す場合に高くなる。値は、無次元数として示される。ＩＣＭは、肝血管系全体、腫瘍血管系全体、及び栄養動脈の代表的なセグメントに関して計算されることになる。）
【００３１】
これらのパラメータ１１７等のうちの１つ又は複数の採用により、ＴＡＣＥ及びソラフェニブ処置される患者の血管反応評価用の標準化器具が形成されるようになっていてもよい。また、これらのパラメータ１１７の採用により、ＭＲＩベースの腫瘍生存性誘導対象塞栓並びに様々なＴＡＣＥベース治療で処置された患者の二相ＣＢＣＴベース術間塞栓端点評価及び血管形態応答評価が可能なマルチレベル器具が形成されるようになっていてもよい。また、他のパラメータ及び特徴が採用されるようになっていてもよい。例えば、一実施形態においては、血管内の流量を推定する予測モジュール１３６が備えられる。これには、例えばナビエ・ストークス方程式、ハーゲン・ポアズイユ方程式、及び／又は他のモデルの方程式を含んでいてもよい。これは、血流パターン並びに肺動脈及びセグメント栄養分岐血管の２分点若しくは３分点に位置付けられたカテーテルからの放出に先立つ塞栓剤の分布を予測できるだけの塞栓端点を決定することを目的とする。予測モジュール１３６は、血流パターンを予測するとともに、塞栓端点を決定するように構成されている。予測モジュール１３６は、血流情報及び決定した端点に基づいてソラフェニブ処置を実行するフィードバック制御メカニズムを具備する。
【００３２】
これらのパラメータそれぞれについて演算された情報は、カラーの強度又は密度変化として視覚的にレンダリングされるようになっていてもよい。各パラメータは、単独で表示されるようになっていてもよいし、他のパラメータと組み合わせて表示されるようになっていてもよい。
【００３３】
別の実施形態においては、幾何学的血管パラメータの採用によって、血管のアクセス可能性（例えば、長さ及び直径）を評価可能である。さらに別の実施形態においては、血管形状を把握することにより、特定の結果を得るのに必要な器具の種類及びサイズ（例えば、ステントのサイズ指定、ガイドワイヤ及びグライドワイヤの選択、マイクロカテーテルの選択等）を予測することができる。
【００３４】
システム１００は、格納された画像又はモデル１３４を使用可能であるが、視覚化モジュール１１５及び／又は腫瘍生存性モジュール１２４が採用する画像収集又は測定用の撮像機器１２６（例えば、ＭＲＩ、ＣＢＣＴ等）を具備していてもよい。好適な実施形態においては、撮像が異なる時間、実時間（術間）、又は異なる場所で行われるようになっていてもよい。
【００３５】
図２Ａ〜図２Ｄには、本原理に係る、ｑＥＡＳＬ  ３Ｄ腫瘍生存性マップの例示的な視覚化を示している。造影スキャンからプレコントラストＭＲＩ／ＣＢＣＴ画像を減じることにより、ｑＥＡＳＬソフトウェア（図１の１２４）は、腫瘍セグメンテーション内の３Ｄ生存性マップを演算する。このマップは、任意配向の色分けされた３Ｄ最大値投影（図２Ａに示す）又は色分けされた２Ｄオーバーレイ（図２Ｂ、図２Ｃ、及び図２Ｄに示す）として視覚化可能である。
【００３６】
図３を参照して、３Ｄ視覚化ソフトウェアアプリケーションのモデル画像は、本原理の腫瘍生存性情報に従って表示されたセグメント化腫瘍及び腫瘍栄養動脈のＭＩＰレンダリングｑＥＡＳＬ生存性マップ１５５を示している。血管の共起組織生存性情報との関連は、色分けされている（例えば、赤色が高生存組織１５０及び共起栄養血管を表し、青色が大規模壊死組織１６０を表す）。
【００３７】
図４を参照して、術間ワークフローのフローチャートは、３Ｄ視覚化ソフトウェアアプリケーションにおける本原理の統合を示している。このアプリケーションは、腫瘍生存性及び血管形状の視覚化によって、術間腫瘍生存性情報をインターベンション放射線（ＩＲ）術に含め、血流パターンを予測し、塞栓端点を与え、血管解剖の変化を立証し、ＩＲ器具との血管互換性を評価する必要性に対処するのに用いられる。
【００３８】
ブロック２０２においては、血管形状評価を行う。これには、肝臓等の器官のＭＲＩ画像の収集を含んでいてもよい。血管評価は、他の利用可能なツールを用いて同様に行われるようになっていてもよい。血管は、器官の視覚化において規定又はモデル化される。ブロック２０４においては、肝臓等の器官にオーバーレイを載せて、腫瘍生存性を示すようにしてもよい。腫瘍生存性情報は、術中（術間）に収集され、化学療法等の処置材料を提供すべき場所を手術者に示すことができる。ブロック２０６においては、端点評価を行う。これには、二相ＣＢＣＴの使用を含んでいてもよい。このように、化学療法分注機器の配置に関する誘導情報がユーザに提供される。手術者は、ディスプレイ上で腫瘍生存性情報の利益を享受することになり、化学療法分注器具は、器官、腫瘍生存性情報、及び器具の３Ｄ視覚化と合わせて撮像されるようになっていてもよい。また、予測血流パターンが生成され、画像中に提供されるようになっていてもよい。これは、手術の計画に用いられるようになっていてもよいし、術中に用いられるようになっていてもよい。
【００３９】
図５には、経カテーテル的動脈化学塞栓療法（ＴＡＣＥ）用の方法を例示している。ブロック３０２においては、３Ｄ視覚化する器官の画像及び／又はデータを収集する。ブロック３０４においては、視覚化ソフトウェアモジュールを用いて、器官の画像（又は、モデル）において器官の血管形状を評価する。３Ｄ画像がレンダリング又は生成され、表示されるようになっていてもよい。血管形状としては、正規化平均血管半径（ＮＡＶＲＡＤ）、正規化平均血管直径（ＮＡＶＤ）、正規化血管数（ＮＶＣ）、血管セグメント長（ＶＳＬ）、角度合計測定基準による正規化平均血管蛇行（ＮＳＯＡＭ）、及び／又は変曲数測定基準による正規化平均血管蛇行（ＮＩＣＭ）のうちの１つ又は複数が挙げられる。
【００４０】
ブロック３０６においては、腫瘍生存性ソフトウェアモジュールを用いて、器官の腫瘍生存性マップを生成し、器官の画像に重ね合わせる。ブロック３０８において、腫瘍生存性マップは、造影スキャンからのプレコントラスト磁気共鳴画像及び円錐ビームコンピュータトモグラフィ（ＣＢＣＴ）画像の減算を含んでいてもよい。ブロック３１０において、腫瘍生存性マップは、腫瘍セグメンテーション内で演算され、任意配向の色分けされた３Ｄ最大値投影又は色分けされた２Ｄオーバーレイのうちの１つ又は複数として視覚化されるようになっていてもよい。腫瘍生存性マップは、大規模壊死部分から高生存組織への色分けされたスケールを含んでいてもよい。
【００４１】
腫瘍生存性ソフトウェアモジュールは、定量的欧州肝臓病学会（ｑＥＡＳＬ）ソフトウェアに基づく後処理計算を含むことにより、ボリューム的且つ局部的又は局所的な腫瘍強調不均一性を示すようになっていてもよい。また、腫瘍生存性ソフトウェアモジュールは、選択された腫瘍栄養血管のプロファイルへの対象生存性情報の統合を含んでいてもよい。
【００４２】
ブロック３１２においては、器官の内部又はその近傍にある器具の塞栓端点を決定して、腫瘍生存性マップに応じた処置のため、器具が器官内に位置決めされるようにする。これにより、化学療法投薬等の処置のナビゲーション誘導が可能となる。また、血流の予測を含むことにより、化学療法剤等の処置材料（例えば、ソラフェニブ処置）の位置決めを補助するようにしてもよい。
【００４３】
添付の特許請求の範囲の解釈として、
ａ）単語「備える（ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ）」が所与の請求項に挙げた以外の要素又は動作の存在を除外しないことと、
ｂ）要素の前の単語「ａ」又は「ａｎ」が複数の当該要素の存在を除外しないことと、
ｃ）特許請求の範囲の如何なる参照記号もその範囲を制限しないことと、
ｄ）同じ項目又はハードウェア若しくはソフトウェア実装構造若しくは機能によって、複数の「手段」が表され得ることと、
ｅ）具体的な指示のない限り、特定順序の動作が求められないことと、
が了解されるものとする。
【００４４】
以上、腫瘍生存性及び血管形状に基づくＴＡＣＥナビゲーション誘導の好適な実施形態（例示に過ぎず、限定的なものではない）を説明したが、当業者であれば、上記教示内容に照らして、改良及び変形が可能であることに留意されたい。したがって、添付の特許請求の範囲に要点を示した本明細書に開示の実施形態の範囲内である本開示の特定の実施形態の変更が可能であることが了解されるものとする。以上、特許法に求められる詳細及び特殊性を説明したが、特許証により保護される請求内容及び所望内容については、添付の特許請求の範囲に示す。
【図１】
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【図２Ａ】
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【図２Ｂ】
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【図２Ｃ】
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【図２Ｄ】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【国際調査報告】
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