(57)【要約】  本発明は、Ｘ線データにおいてＴＥＥプローブのイメージングを修正するための装置１、Ｘ線データにおいてＴＥＥプローブのイメージングを修正するための医用イメージングシステム１００、Ｘ線データにおいてＴＥＥプローブのイメージングを修正するための方法、かかる装置１を制御するためのコンピュータプログラム要素、及びかかるコンピュータプログラム要素を格納したコンピュータ可読媒体に関する。装置１はＸ線データ提供ユニット１１、モデル提供ユニット１２、位置特定ユニット１３、及び処理ユニット１４を有する。Ｘ線データ提供ユニット１１はＴＥＥプローブの画像データを有するＸ線データを提供するように構成される。モデル提供ユニット１２はＴＥＥプローブのモデルデータを提供するように構成される。位置特定ユニット１３はＴＥＥプローブのモデルデータに基づいてＸ線データにおいてＴＥＥプローブの位置を特定するように構成される。処理ユニット１４はＴＥＥプローブに隣接する既定範囲内の領域を基準エリアとして定義するように構成される。処理ユニット１４は基準エリアのＸ線データをＴＥＥプローブによって占められる領域の推定Ｘ線データへ処理するように構成される。処理ユニット１４は推定Ｘ線データに基づいてＴＥＥプローブによって占められる領域におけるＸ線データを修正するように構成される。
2017514623.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
Ｘ線データにおいてＴＥＥプローブのイメージングを修正するための装置であって、
Ｘ線データ提供ユニットと、
モデル提供ユニットと、
位置特定ユニットと、
処理ユニットとを有し、
前記Ｘ線データ提供ユニットがＴＥＥプローブの画像データを有するＸ線データを提供するように構成され、
前記モデル提供ユニットが前記ＴＥＥプローブのモデルデータを提供するように構成され、
前記位置特定ユニットが前記ＴＥＥプローブのモデルデータに基づいて前記Ｘ線データにおいて前記ＴＥＥプローブの位置を特定するように構成され、
前記処理ユニットが前記ＴＥＥプローブに隣接する既定範囲内の領域を基準エリアとして定義するように構成されることを特徴とし、
前記処理ユニットが前記基準エリアのＸ線データを前記ＴＥＥプローブによって占められる領域の推定Ｘ線データへ処理するように構成され、
前記処理ユニットが前記推定Ｘ線データに基づいて前記ＴＥＥプローブによって占められる領域におけるＸ線データを一時的に修正するように構成される、
装置。
【請求項２】
前記ＴＥＥプローブによって占められる領域におけるＸ線データの修正は、前記ＴＥＥプローブの非表示、前記ＴＥＥプローブの半透明イメージング、及び／又は前記ＴＥＥプローブのアウトラインへの圧縮を有し、好適には関心のあるパラメータを示すカラー及び／又はグレースケールを伴う、請求項１に記載の装置。
【請求項３】
前記ＴＥＥプローブによって占められる領域におけるＸ線データの修正を制御する、及び／又は、修正のオン及びオフを切り替えるように構成される制御ユニットをさらに有する、請求項１又は２に記載の装置。
【請求項４】
前記修正が、ユーザ入力及び／又はＸ線データ収集ユニットの動き及び／又は検査されるオブジェクトの動きに依存する、請求項３に記載の装置。
【請求項５】
前記基準エリアのＸ線データが前記ＴＥＥプローブの位置周辺の領域及び／又は前記ＴＥＥプローブのＸ線透過部分内の領域のＸ線データを有する、請求項１から４のいずれか一項に記載の装置。
【請求項６】
前記基準エリアのＸ線データの平均データ信号及び／又はノイズレベルを決定し、平均データ信号及び／又はノイズレベルを前記ＴＥＥプローブによって占められる領域の推定Ｘ線データに割り当てるように構成される、決定ユニットをさらに有する、請求項１から５のいずれか一項に記載の装置。
【請求項７】
前記ＴＥＥプローブによって占められる領域の推定Ｘ線データに強度勾配を割り当てるように構成される決定ユニットをさらに有する、請求項１から６のいずれか一項に記載の装置。
【請求項８】
前記位置特定ユニットがさらに、前記ＴＥＥプローブのモデルに基づいて前記Ｘ線データにおける前記ＴＥＥプローブの外周の位置を特定するように構成され、
前記処理ユニットがさらに、前記ＴＥＥプローブの外周に隣接する既定範囲内のサブ領域を基準エリアとして定義し、前記基準エリアのＸ線データを前記ＴＥＥプローブの外周によって占められるサブ領域の推定Ｘ線データへ処理し、前記推定Ｘ線データに基づいて前記ＴＥＥプローブの外周によって占められるサブ領域のＸ線データを修正するように構成される、
請求項１から７のいずれか一項に記載の装置。
【請求項９】
サブ領域が、使用されるインターベンション器具のサイズにおおよそ対応する直径若しくは幅を持つ、請求項８に記載の装置。
【請求項１０】
前記モデル提供ユニットがさらに、前記ＴＥＥプローブの３Ｄモデルを、好適にはＸ線減衰の３Ｄモデル若しくは３Ｄ  ＣＡＤモデルを提供するように構成される、請求項１から９のいずれか一項に記載の装置。
【請求項１１】
請求項１から１０のいずれか一項に記載の装置と、ＴＥＥプローブと、画像収集装置とを有する、Ｘ線データにおいてＴＥＥプローブのイメージングを修正するための医用イメージングシステム。
【請求項１２】
前記ＴＥＥプローブが前記ＴＥＥプローブの終わりに及び／又は前記ＴＥＥプローブのヘッドの始めに配置される透明部分を有する、請求項１１に記載の医用イメージングシステム。
【請求項１３】
Ｘ線データにおいてＴＥＥプローブのイメージングを修正するための方法であって、
ａ）ＴＥＥプローブの画像データを有するＸ線データを提供するステップと、
ｂ）前記ＴＥＥプローブのモデルデータを提供するステップと、
ｃ）前記ＴＥＥプローブのモデルデータに基づいて前記Ｘ線データにおいて前記ＴＥＥプローブの位置を特定するステップと、
ｄ）前記ＴＥＥプローブに隣接する既定範囲内の領域を基準エリアとして定義するステップと、
ｅ）前記基準エリアのＸ線データを前記ＴＥＥプローブによって占められる領域の推定Ｘ線データへ処理するステップと、
ｆ）前記推定Ｘ線データに基づいて前記ＴＥＥプローブによって占められる領域におけるＸ線を一時的に修正するステップと
を有する、方法。
【請求項１４】
コンピュータユニットによって実行されるとき、請求項１３に記載の方法ステップを実行するように適応される、請求項１から１０のいずれか一項に記載の装置を制御するためのコンピュータプログラム要素。
【請求項１５】
請求項１４に記載のコンピュータプログラム要素を格納した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Ｘ線データにおいてＴＥＥプローブのイメージングを修正するための装置、Ｘ線データにおいてＴＥＥプローブのイメージングを修正するための医用イメージングシステム、Ｘ線データにおいてＴＥＥプローブのイメージングを修正するための方法、かかる装置を制御するためのコンピュータプログラム要素、及びかかるコンピュータプログラム要素を格納したコンピュータ可読媒体に関する。
【背景技術】
【０００２】
Ｘ線イメージング（蛍光透視法及び血管造影法）は心臓インターベンションにとって重要なイメージングモダリティである。Ｘ線イメージングによって提供されるよりも多くの軟組織情報を要する手術のガイダンスを提供するために、経食道心エコー検査（ＴＥＥ）情報が利用される。超音波イメージングの一種であるＴＥＥイメージングはインターベンション装置とその周辺組織を同時に示すことができ、ライブＸ線画像ではしばしば欠如している解剖学的構造と機能の優れた詳細を提供する。
【０００３】
ＵＳ２０１２／２４５４５８  Ａ１は２Ｄ蛍光透視画像においてインターベンション装置を検出して追跡し、この装置へ向かって超音波プローブビームをステアリングすることを開示する。超音波プローブは蛍光透視画像においてレジストレーションされ、レジストレーションは蛍光透視法に対するプローブの位置及び配向の推測を含む。
【０００４】
ＤＥ１０２０１２２１５００１  Ａ１は器具の三次元モデルの二次元‐三次元‐レジストレーションのための方法を開示する。方法はコーンビームジオメトリにおいてレントゲン写真を記録することを含み、サブステップに関するグループが６未満のモデル変換によって使用される。関連グループは、各変換パラメータにおいて、レントゲン写真のイメージングジオメトリに対応するモデルの順投影の比較によって、その実際に考慮された位置におけるレントゲン写真で反復最適化される。
【０００５】
ＵＳ２０１１／１２３０７４  Ａ１は医用画像において人工オブジェクトの外観を変えるためのシステムと方法を開示する。人工オブジェクトが最初に医用画像において識別される（マンモグラフィ画像における乳房インプラントの識別など）。そして人工オブジェクトの隆起が、例えば明度を抑制すること若しくは人工オブジェクトを全てマスクすることによって、削減される。
【０００６】
カテーテル検査室における複雑な心臓インターベンション中、経カテーテル大動脈弁置換術（ＴＡＶＲ）若しくは他の構造的心疾患インターベンションなど、ＴＥＥイメージングは手術のガイド及び評価を支援するためにライブＸ線イメージングを補完するイメージングモダリティとして使用されることが多い。しかしながら、ライブＸ線はカテーテル及び装置ガイダンスのため及びこれらの術中の血管イメージングのための主力イメージングモダリティとして使用される。ＴＥＥを使用するとき、イメージングプローブは例えば心臓の後ろの位置において患者の食道へ挿入される。このＴＥＥプローブはライブＸ線画像に非常に明確にあらわれる。
【０００７】
Ｘ線画像においてそれほど明確に視覚化されるＴＥＥプローブに伴う問題は、これがしばしば、インターベンション心臓専門医が術中にライブＸ線画像において見えるようになることを望む解剖学的構造及び装置の障害になる、又は妨害することである。
【０００８】
かかる妨害の結果として、インターベンション心臓専門医は手術の様々な段階中にＴＥＥプローブをどかすようにしばしば心エコー検査者に頼まなければならない。そして、心エコー検査者はそうした後、彼らが見たいＴＥＥ画像をもはや見ることができなくなる。これは心エコー検査者が、ＴＥＥ画像において見えるようになることを望む構造の所望の視覚化を回復することができるよう、術中の少し後でプローブを適所に戻さなければならないことを意味する。
【０００９】
この全プロセスは臨床ワークフローに混乱を生じ、インターベンション心臓専門医と心エコー検査者の両者にとって時間がかかる。食道内のＴＥＥプローブのこの追加動作と調節は患者をいくらかのさらなるリスクにさらす可能性があるため、これは患者にとってもリスクが高い。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
従って、より扱いやすい、Ｘ線データにおいてＴＥＥプローブのイメージングを修正するための装置を提供する必要があり得る。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明の目的は独立クレームの主題によって解決され、さらなる実施形態が従属クレームに組み込まれる。本発明の下記態様はＸ線データにおいてＴＥＥプローブのイメージングを修正するための装置、Ｘ線データにおいてＴＥＥプローブのイメージングを修正するための医用イメージングシステム、Ｘ線データにおいてＴＥＥプローブのイメージングを修正するための方法、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当てはまることが留意されるべきである。
【００１２】
本発明によれば、Ｘ線データにおいてＴＥＥプローブのイメージングを修正するための装置が提示される、装置はＸ線データ提供ユニット、モデル提供ユニット、位置特定ユニット、及び処理ユニットを有する。Ｘ線データ提供ユニットはＴＥＥプローブの画像データを有するＸ線データを提供するように構成される。モデル提供ユニットはＴＥＥプローブのモデルデータを提供するように構成される。位置特定ユニットはＴＥＥプローブのモデルデータに基づいてＸ線データにおけるＴＥＥプローブの位置を特定するように構成される。処理ユニットはＴＥＥプローブに隣接する既定範囲内の領域を基準エリアとして定義するように構成される。処理ユニットは基準エリアのＸ線データをＴＥＥプローブによって占められる領域の推定Ｘ線データへ処理するように構成される。処理ユニットは推定Ｘ線データに基づいてＴＥＥプローブによって占められる領域におけるＸ線データを修正するように構成される。
【００１３】
本発明にかかるＸ線データにおいてＴＥＥプローブのイメージングを修正するための装置は、心エコー検査者がＴＥＥプローブをどかす必要なしに、インターベンション心臓専門医がライブＸ線画像において見たいと思う所望の構造と装置を視覚化することを可能にする。このアプローチで、心エコー検査者はＴＥＥ画像中の所望の構造の視覚化を回復するためにプローブを再配置する必要がない。結果として、Ｘ線データにおいてＴＥＥプローブのイメージングを修正するための装置はより扱いやすい。
【００１４】
一実施例において、本発明にかかるＸ線データにおいてＴＥＥプローブのイメージングを修正するための装置は、インターベンション心臓専門医がプローブを動かす必要なしにＸ線画像中のＴＥＥプローブを一時的に修正する、例えば半透明にする、非表示にする、及び／又は隠すことを可能にする。これは心エコー検査者が中断することなくＴＥＥ画像において関心のある構造を視覚化し続けることを可能にし、インターベンション心臓専門医がライブＸ線画像において関心のある所望の構造と装置を見ることを可能にする。結果として、Ｘ線データにおいてＴＥＥプローブのイメージングを修正するための装置は臨床ワークフローを改善し患者にとってリスクを減らす。
【００１５】
一実施例において、ＴＥＥプローブによって占められる領域におけるＸ線データの修正は、ＴＥＥプローブの非表示、ＴＥＥプローブの半透明若しくは透明イメージング、及び／又はＴＥＥプローブのアウトラインへの圧縮（ｒｅｄｕｃｔｉｏｎ）を有する。半透明若しくは透明イメージング及び／又はアウトラインへの圧縮は、関心のあるパラメータを示すカラー及び／又はグレースケールで実現され得る。画像中のＴＥＥプローブの不透明度も、例えばＴＥＥプローブの様々な領域／面の温度、圧力、ねじれなどといったＴＥＥプローブパラメータに例えば依存して、変更され得る。
【００１６】
例えば、Ｘ線画像においてＴＥＥプローブのアウトライン若しくはわずかに透明な面としてＴＥＥプローブを示すことが可能である。これはライブＸ線画像中の関心領域を邪魔することなくＴＥＥプローブを視覚化することを可能にする。このＴＥＥプローブアウトライン若しくはそのわずかに透明な面は、患者における面若しくは解剖学的構造に対するＴＥＥプローブ温度若しくは一定の圧力をカラースケールとして示すように、又は患者内の位置及び／又は配向をカラースケールとして示すように、さらに適応され得る。異なるカラースケールメトリック間を切り替えることがさらに可能である。ＴＥＥプローブを表示するために表面視覚化が使用される場合、モデルの透明度を調節することもまた可能である。ＴＥＥプローブはモデル化されてライブＸ線画像より上に表示されることができる視野コーンも発し得る。この視野コーンは例えば患者における関心のある異なるメトリックを示すカラースケールを表示することができるわずかに透明な面を示すように修正され得る。この場合コーンは特定メトリック、例えばＴＥＥプローブの視野内の患者の温度を示すことができる。
【００１７】
一実施例において、基準エリアのＸ線データはＴＥＥプローブの位置周辺の領域及び／又はＴＥＥプローブのＸ線透過部分内の領域のＸ線データを有する。言い換えれば、ＴＥＥプローブの外周周辺のバックグラウンド領域に加えて、ＴＥＥプローブヘッドは例えば二つのＸ線透過領域も持ってもよく、これらもＸ線画像においてＴＥＥプローブを修正するために使用されることができる。ＴＥＥプローブヘッドの３ＤジオメトリがＴＥＥプローブモデルからわかる場合、これらＸ線透過領域のジオメトリもわかる。従って、これらＸ線透過領域はＴＥＥプローブモデル内で前もって事前にセグメント化され得る。プローブヘッドにおけるこれらＸ線透過領域とそれらのより小さなサブセグメントはＴＥＥプローブヘッドのＸ線不透過部を修正するために使用され得る。
【００１８】
一実施例において、Ｘ線データの修正はユーザ入力及び／又はＸ線データ収集ユニットの動き及び／又は検査されるオブジェクトの動きに依存する。一実施例において、Ｘ線データにおいてＴＥＥプローブのイメージングを修正するための装置は制御ユニットをさらに有する。制御ユニットはＴＥＥプローブによって占められる領域におけるＸ線データの修正を制御するように、及び／又は修正のオンとオフを切り替えるように構成され得る。修正は周囲の状況及び／又は心臓専門医の意志に従って補正されることもできる。
【００１９】
例えば、本発明にかかるＸ線データにおいてＴＥＥプローブのイメージングを修正するための装置は、インターベンション心臓専門医が、ＴＥＥプローブによってブロックされていた構造と装置を見ることができるように、ボタンを押してライブＸ線画像中のＴＥＥプローブを一時的に修正する、例えば透明にする、非表示にする、及び／又は隠すことを可能にする。本発明はＴＥＥプローブヘッド内部のＸ線透過領域とＴＥＥプローブの外周周辺の画像バックグラウンド領域を利用し得る。これらＸ線透過領域の平均若しくは勾配が、ＴＥＥプローブを横断する若しくはその後ろに隠れた構造がライブＸ線ラン中に視覚化されることができるように、ＴＥＥプローブの妨害部分を遮るために使用され得る。Ｃアーム回転収集中にＴＥＥプローブを、それが収集後に生成される３Ｄ再構成画像ボリュームにおいて存在しないように非表示にするために本発明を使用することも可能である。これは高度に減衰するプローブの存在によって通常生成され得るＸ線減衰画像アーチファクトを軽減するのに役立ち得る。
【００２０】
例えば、ＴＥＥプローブはＸ線Ｃアームの回転収集の開始時に隠され、その後回転収集が完了した直後に再度表示されることができる。これはＣアーム画像投影データが生成され、投影画像中にＴＥＥプローブの存在なしに３Ｄ画像ボリュームとして再構成されることを可能にする。ＴＥＥプローブを隠すことは、ＴＥＥプローブの存在によって生じる再構成３ＤボリュームにおけるＸ線減衰ストリークアーチファクトの軽減に役立てるために使用され得る。Ｘ線Ｃアームの回転収集から再構成される３Ｄ  Ｘ線画像ボリュームは患者の付加的な解剖学的詳細を提供し、インターベンション手術をガイドするのに役立つロードマップとしても使用されることができる。
【００２１】
一実施例において、モデル提供ユニットはＴＥＥプローブの３Ｄモデルを提供するようにさらに構成される。ＴＥＥプローブの３Ｄモデルは例えば３Ｄ  ＣＡＤモデルであり得る。例えば、ＴＥＥプローブヘッドジオメトリのコンピュータモデルがライブＸ線画像においてＴＥＥプローブの位置と配向を特定するために使用される。ライブＸ線画像中の自動検索がＴＥＥプローブヘッド位置及び配向を特定するために実行されることができ、ＴＥＥプローブモデルが自動的にそれにレジストレーションされ得る。これはＴＥＥプローブ修正のためにＸ線画像においてＴＥＥプローブの位置、ジオメトリ、及び配向を定義する。ＴＥＥプローブの位置がＸ線画像において見つかると、プローブ周辺及び内部の画像バックグラウンド領域が抽出され、平均化され、補間され、そしてライブＸ線画像ラン中にＴＥＥプローブの画像を修正するために各Ｘ線画像フレームにおいてＴＥＥプローブの上にオーバーレイされ得る。このプロセスはＴＥＥプローブ画像の後ろに存在し得る装置及び造影剤を説明し得る。インターベンション心臓専門医がライブＸ線ラン中にＴＥＥプローブ修正の持続期間を制御することを可能にするボタンがインターベンションＸ線システム上で使用されることができる。従って、マルチＸ線画像フレームのライブ画像シーケンスにわたって修正アルゴリズムが使用され駆動されることができる。一実施例において、ＴＥＥプローブモデルはプローブヘッドより上のＴＥＥプローブの部分も含むように拡張されることもできる。
【００２２】
一実施例において、ＴＥＥプローブモデルを、ＣＴスキャンなどからのＴＥＥプローブＸ線減衰の３Ｄモデルの構成で増強することによってさらに改良することが可能である。事前に生成されるＴＥＥプローブのＣＴスキャンはプローブにおけるＸ線減衰係数の３Ｄマップを提供し、この減衰モデルがライブＸ線投影画像からＴＥＥプローブを減算するために使用され得る。このＣＴベースプローブ減衰モデルはライブＸ線画像から効率的にＴＥＥプローブを除去するために追加の改良された信号・ノイズ及び画像バックグラウンド情報を提供する。
【００２３】
一実施例において、位置特定ユニットはＴＥＥプローブ画像修正アルゴリズムが以下の通り実現され得るよう、Ｘ線画像におけるＴＥＥプローブ位置を決定する。心臓専門医によって駆動されると、画像中の自動検索がＴＥＥプローブ位置と配向を特定し始め得る。そしてプローブの予めデザインされたコンピュータモデルがＴＥＥプローブのＸ線画像に自動的にアラインされ、これはＴＥＥプローブの位置と配向を決定するのに役立ち得る。このＴＥＥプローブ位置及び配向決定は非常に少数のＸ線画像フレームにわたって非常に迅速に（〜１ｓ）自動的に起こり得る。このプローブアライメント機能はＸ線及びＴＥＥ画像をレジストレーションするために使用され得る。
【００２４】
一実施例において、位置特定ユニットはＴＥＥプローブのモデルに基づいてＸ線データにおいてＴＥＥプローブの外周の位置を特定するように構成される。処理ユニットはＴＥＥプローブの外周に隣接する既定範囲内のサブ領域を基準エリアとして定義し、基準エリアのＸ線データをＴＥＥプローブ外周によって占められるサブ領域の推定Ｘ線データへ処理し、推定Ｘ線データに基づいてＴＥＥプローブ外周によって占められるサブ領域のＸ線データを修正するように構成され得る。一実施例において、サブ領域は使用されるインターベンション器具のサイズにおおよそ対応する直径若しくは幅を持つ。
【００２５】
例えば、ＴＥＥプローブの外周を修正するために、インターベンション心臓病学で通常使用される最小カテーテルのサイズ位の直径（例えば３Ｆ若しくは１ｍｍ直径）で、小さな円形若しくは楕円形サブ領域がＴＥＥプローブの外周に沿って定義され得る。ＴＥＥプローブの位置及び配向はＴＥＥプローブ画像にレジストレーションされているＴＥＥプローブモデルからわかるので、これらの円形及び楕円形サブ領域はＴＥＥプローブ修正アルゴリズムが駆動されるとＴＥＥプローブ外周まわりに自動的に生成され得る。ＴＥＥプローブの両側に円形／楕円形サブ領域を描くことによって、二つのサブ領域の平均である信号ノイズレベルを持つ画像領域のストリップが、二つの円若しくは楕円間でそれを修正するようにＴＥＥプローブにわたってオーバーレイされ得る。これらの円若しくは楕円はＴＥＥプローブヘッドの下部上のＴＥＥプローブ外周を修正するためにＴＥＥプローブヘッド上の領域のサブ領域と相互作用もし得る。最後に、これらの円若しくは楕円は、領域周辺のＴＥＥプローブの外周を修正するために修正された後に領域と相互作用し得る。十分に小さい円／楕円サイズを使用することによって、これはＴＥＥプローブの前若しくは後ろを横切るカテーテル、ガイドワイヤ及び装置が、ＴＥＥプローブが修正された、例えば隠された後、Ｘ線画像において見え続けることを保証する。
【００２６】
一実施例において、Ｘ線データにおいてＴＥＥプローブのイメージングを修正するための装置は、決定ユニットをさらに有する。決定ユニットは基準エリアのＸ線データの平均データ信号及び／又はノイズレベルを決定するように構成され得る。決定ユニットはＴＥＥプローブによって占められる領域の推定Ｘ線データに平均データ信号及び／又はノイズレベルを割り当てるようにさらに構成され得る。
【００２７】
一実施例において、Ｘ線データにおいてＴＥＥプローブのイメージングを修正するための装置は、ＴＥＥプローブによって占められる領域の推定Ｘ線データへ強度勾配を割り当てるように構成される決定ユニットをさらに有する。例えば、二つの領域間の平均信号強度及びノイズを単に用いる代わりに、ＴＥＥプローブの一部を非表示にするよう二つの領域間の画像強度勾配をセットアップすることが可能である。このアプローチはＴＥＥプローブの一部にわたる画像信号における遷移をより段階的にするのに役立つ。このアプローチは、装置、カテーテル若しくは構造がＴＥＥプローブの後ろ若しくは前を完全に横切らないが、プローブの片側若しくは一部によって依然として隠されている場合に役立つ。勾配アプローチは装置、カテーテル若しくは構造の一部がＴＥＥプローブを隠した後も依然として表示されることを可能にする。
【００２８】
本発明によれば、Ｘ線データにおいてＴＥＥプローブのイメージングを修正するための医用イメージングシステムも提示される。医用イメージングシステムはＸ線データにおいてＴＥＥプローブのイメージングを修正するための装置、ＴＥＥプローブ、及び画像収集装置を有する。
【００２９】
一実施例において、ＴＥＥプローブはＴＥＥプローブの終わり及び／又はＴＥＥプローブのヘッドの始めに配置される透明部分を有する。
【００３０】
本発明によれば、Ｘ線データにおいてＴＥＥプローブのイメージングを修正するための方法も提示される。方法は以下のステップを有するが必ずしもこの順とは限らない：
ａ）ＴＥＥプローブの画像データを有するＸ線データを提供するステップ、
ｂ）ＴＥＥプローブのモデルデータを提供するステップ、
ｃ）ＴＥＥプローブのモデルデータに基づいてＸ線データにおけるＴＥＥプローブの位置を特定するステップ、
ｄ）ＴＥＥプローブに隣接する既定範囲内の領域を基準エリアとして定義するステップ、
ｅ）基準エリアのＸ線データをＴＥＥプローブによって占められる領域の推定Ｘ線データへ処理するステップ、及び、
ｆ）推定Ｘ線データに基づいてＴＥＥプローブによって占められる領域におけるＸ線データを修正するステップ。
【００３１】
例示的に及び言い換えれば、Ｘ線データにおいてＴＥＥプローブのイメージングを修正するための方法は二つの部分を有する。第一に、ＴＥＥプローブヘッドをライブＸ線画像から減算するために事前に生成されたＴＥＥプローブの３Ｄモデルを使用する。この３Ｄ  ＴＥＥプローブモデルはＣＡＤデザイン、ＣＴスキャン若しくはＣアームスキャン由来であり得、ライブ２Ｄ  Ｘ線画像にレジストレーションされる。この３Ｄモデルアプローチで、Ｃアームが回転されることができ、患者台が動かされることができ、ＴＥＥプローブも動かされることができ、減算のための新たなバックグラウンドデジタル減算血管造影（ＤＳＡ）画像を絶えず得る必要なしに、ＴＥＥプローブは依然としてリアルタイムにライブ２Ｄ  Ｘ線画像から除去されることができ、これは患者の放射線量を低く保つのに役立つ。そして心臓専門医は正常なライブＸ線画像のＴＥＥプローブを減算するために３Ｄモデルを使用することができる。第二に、いかなる余分なバックグラウンド画像も最初に取得する必要なしに、ライブＸ線画像から直接ＴＥＥプローブを見つけ出して除去するために検索／検出アルゴリズムを使用する。このように、バックグラウンド画像を収集するために追加放射線が必要なく、ワークフローは依然滑らかであり、心臓専門医は例えばＴＡＶＲ手術をガイドするために標準Ｘ線画像を依然として使用することができる。
【００３２】
本発明の応用は、ＴＥＥプローブがインターベンション心臓病学において使用されるライブＸ線画像においてカテーテル、装置及び解剖学的構造を妨害することを予防し、プローブが患者においてどのように相互作用し機能しているかについて追加情報を提供することである。応用は構造的心疾患インターベンション及び経カテーテル大動脈弁置換術を有し得る。修正／隠蔽／視覚化技術は、既にＴＥＥプローブヘッドの幾何学的コンピュータモデルを使用する、既存のＣアームＸ線システム若しくはさらに既存の画像ガイダンスシステムにおける新たな機能のための可能な増強であり得る。ＴＥＥプローブ修正／隠蔽／視覚化技術は全ＴＥＥプローブで、また小児科ＴＥＥプローブ若しくは心腔内心エコープローブでも使用されることができる。
【００３３】
本発明のさらなる実施例において、既定の可動オブジェクトを追跡するためのオブジェクトトラッキングコンピュータプログラムが提示され、コンピュータプログラムは、コンピュータプログラムがオブジェクトトラッキング装置を制御するコンピュータ上で実行されるとき、独立装置クレームで定義されるオブジェクトトラッキング装置に、独立方法クレームで定義されるオブジェクトトラッキング法のステップを実行させるためのプログラムコード手段を有する。
【００３４】
独立クレームにかかる、Ｘ線データにおいてＴＥＥプローブのイメージングを修正するための装置、Ｘ線データにおいてＴＥＥプローブのイメージングを修正するための医用イメージングシステム、Ｘ線データにおいてＴＥＥプローブのイメージングを修正するための方法、かかる装置を制御するためのコンピュータプログラム要素及びかかるコンピュータプログラム要素を格納したコンピュータ可読媒体は、特に従属クレームに定義される、同様及び／又は同一の好適な実施形態を持つことが理解されるものとする。本発明の好適な実施形態は各独立クレームとの従属クレームのいかなる組み合わせであることもできることがさらに理解されるものとする。
【００３５】
本発明のこれらの及び他の態様は以降に記載の実施形態から明らかとなりそれらを参照して解明される。
【００３６】
本発明の実施形態例は添付の図面を参照して以下に記載される。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】Ｘ線データにおいてＴＥＥプローブのイメージングを修正するための医用イメージングシステムの一実施例の略図を示す。
【図２】ＴＥＥプローブの表示と非表示を示すＸ線画像の略図を示す。
【図３】Ｘ線データにおいてＴＥＥプローブのイメージングを修正するための方法の一実施例の基本ステップを示す。
【発明を実施するための形態】
【００３８】
図１はＸ線データにおいてＴＥＥプローブのイメージングを修正するための医用イメージングシステム１００の一実施例の略図を示す。医用イメージングシステム１００はＸ線データにおいてＴＥＥプローブのイメージングを修正するための装置１、ＴＥＥプローブ及び画像収集装置１０２を有する。
【００３９】
装置はＸ線データ提供ユニット１１、モデル提供ユニット１２、位置特定ユニット１３、及び処理ユニット１４を有する。Ｘ線データ提供ユニット１１はＴＥＥプローブの画像データを有するＸ線画像データを提供し、従って画像収集装置１０２に接続される。モデル提供ユニット１２はＴＥＥプローブのモデルデータを提供する。モデルデータはＴＥＥプローブの３Ｄモデルであり得る。ＴＥＥプローブの３ＤモデルはＣＴスキャン、及び／又は同様のものなどからの、３Ｄ  ＣＡＤモデル、ＴＥＥプローブＸ線減衰の３Ｄモデルであり得る。
【００４０】
位置特定ユニット１３はＴＥＥプローブのモデルデータに基づいてＸ線データにおいてＴＥＥプローブの位置を特定する。位置特定ユニット１３は従ってＸ線データ提供ユニット１１とモデル提供ユニット１２に接続される。
【００４１】
処理ユニット１４はＴＥＥプローブに隣接する既定範囲内の領域を基準エリアとして定義する。処理ユニット１４は従って位置特定ユニット１３に接続される。基準エリアのＸ線データはＴＥＥプローブの位置周辺の領域及び／又はＴＥＥプローブのＸ線透過部分内の領域のＸ線データを有し得る。
【００４２】
処理ユニット１４はさらに基準エリアのＸ線データをＴＥＥプローブによって占められる領域の推定Ｘ線データへ処理する。処理ユニット１４はそして推定Ｘ線データに基づいてＴＥＥプローブによって占められる領域におけるＸ線データを修正する。
【００４３】
本発明にかかるＸ線データにおいてＴＥＥプローブのイメージングを修正するための装置１は、インターベンション心臓専門医がプローブを動かす必要なしにＸ線画像中のＴＥＥプローブを一時的に修正することを可能にする。これは心エコー検査者が中断されることなくＴＥＥ画像において関心のある構造を視覚化し続けることを可能にし、インターベンション心臓専門医がライブＸ線画像において関心のある所望の構造と装置を見ることを可能にする。
【００４４】
ＴＥＥプローブによって占められる領域におけるＸ線データの修正は、ＴＥＥプローブの非表示、ＴＥＥプローブの半透明若しくは透明イメージング、ＴＥＥプローブのアウトラインへの圧縮、及び／又は同様のものを有する。半透明若しくは透明イメージング及び／又はアウトラインへの圧縮は関心のあるパラメータを示すカラー及び／又はグレースケールで実施され得る。画像中のＴＥＥプローブの不透明度も、例えばＴＥＥプローブの様々な領域／面の温度、圧力、ねじれなどといった、ＴＥＥプローブパラメータに例えば依存して、変更され得る。
【００４５】
Ｘ線データの修正はユーザ入力、Ｘ線データ収集ユニットの動き、検査されるオブジェクトの動き、及び／又は同様のものに依存する。インターベンション心臓専門医は、ＴＥＥプローブによってブロックされていた構造と装置を見ることができるようになるよう、例えばボタンを押してライブＸ線画像中のＴＥＥプローブを一時的に修正し得る。ライブＸ線画像ラン中に修正をオン又はオフにするトグルスイッチが使用され得る。
【００４６】
Ｘ線データにおいてＴＥＥプローブのイメージングを修正するための装置１は制御ユニット１５を有する。制御ユニット１５はＴＥＥプローブによって占められる領域におけるＸ線データの修正を制御し、修正のオン・オフを切り替え、及び／又は同様のことをする。従って、制御ユニット１５は処理ユニット１４に接続される。
【００４７】
Ｘ線データにおいてＴＥＥプローブのイメージングを修正するための装置１は、基準エリアのＸ線データの平均データ信号及び／又はノイズレベルを決定する決定ユニット１６をさらに有する。決定ユニット１６はさらに、ＴＥＥプローブによって占められる領域の推定Ｘ線データに平均データ信号及び／又はノイズレベルを割り当て得る。決定ユニット１６はさらに、ＴＥＥプローブによって占められる領域の推定Ｘ線データに強度勾配を割り当て得る。決定ユニット１６は従ってＸ線データ提供ユニット１１と処理ユニット１４に接続される。
【００４８】
図２はＴＥＥプローブの表示と非表示を示すＸ線画像の略図を示す。心臓専門医によって駆動されると、Ｘ線画像データにおける自動検索がＴＥＥプローブとその位置及び配向を特定し始める。図２ａはＴＥＥプローブのヘッドを表示するＸ線画像を示す。位置及び配向を決定するためにＴＥＥプローブの予めデザインされたコンピュータモデルが自動的にＴＥＥプローブのＸ線画像にアラインされる。ＴＥＥプローブのコンピュータモデルはＴＥＥプローブヘッドの上のオーバーレイとして図２ａに示される。
【００４９】
言い換えれば、ＴＥＥプローブモデルはプローブ隠しアルゴリズムが実現され得るようにＸ線画像におけるＴＥＥプローブの位置及び配向を決定するために使用される。ＴＥＥプローブのコンピュータモデルはプローブヘッドより上のＴＥＥプローブの部分も含むように拡張され得る。ＴＥＥプローブ位置及び配向決定は非常に少数のＸ線画像フレームにわたって非常に迅速に（〜１ｓ）自動的に起こる。ＴＥＥプローブアライメント機能はＸ線画像とＴＥＥ画像をレジストレーションするためにも使用され得る。
【００５０】
図２ｂはＴＥＥプローブ修正技術を説明するためにＴＥＥプローブのヘッドを表示するＸ線画像を示す。Ｘ線画像中の領域１及び２はＴＥＥプローブヘッドの始め及び終わりにおけるＸ線透過部分であり、これらは領域３であるＴＥＥプローブヘッドのＸ線不透過部分を非表示にするために使用され得る。
【００５１】
詳細に：ＴＥＥプローブの外周周辺のバックグラウンド領域に加えて、プローブヘッドは二つのＸ線透過領域も持ち、これらもＸ線画像においてＴＥＥプローブを隠すために使用されることができる。これらの領域は図２ｂにおいて領域１及び２として示される。プローブヘッドの３ＤジオメトリがＴＥＥプローブモデルからわかるので、これらＸ線透過領域のジオメトリもわかる。従って、これらＸ線透過領域はプローブモデル内で前もって事前にセグメント化され得る。プローブヘッドにおけるこれらＸ線透過領域（及びそれらのより小さいサブ領域）は領域３として示されるプローブヘッドのＸ線不透過部分を非表示にするために使用され得る。
【００５２】
領域１及び２は領域３における対応するサブ領域を非表示にするためにさらにサブセグメント化され、平均化され得る。ＴＥＥプローブの外周に沿って円若しくは楕円サブ領域が平均化され、ヘッドより上のＴＥＥプローブの領域とあわせてＴＥＥプローブヘッドの外周を非表示にするために使用され得る。ＴＥＥプローブの両側の円及び／又は楕円の間の平均化された信号及びノイズのストリップが、ＴＥＥプローブヘッドより上のＴＥＥプローブの領域を隠すために使用され得る。
【００５３】
詳細に：領域１及び２は図２ｂにおいて破線で示される通り、プローブモデルにおいて追加サブ領域に分割され得る。プローブ隠しアルゴリズムが駆動されると、領域１及び２からの平均画像信号及びノイズレベルがこれらサブ領域の各々において決定され得る。特定サブ領域内に含まれる領域３の部分はその特定サブ領域について領域１及び２から決定される平均信号及びノイズレベルを割り当てられ得る。領域３の３Ｄジオメトリもプローブモデルにおいてわかり、モデルにおいて前もって事前にセグメント化され得る。
【００５４】
ＴＥＥプローブの領域３を隠すのと同時に、ＴＥＥプローブヘッドの周辺及び上の両方でＴＥＥプローブの外周も隠されるべきである。ＴＥＥプローブの外周を隠すために、インターベンション心臓病学で通常使用される最小カテーテルのサイズ位の直径（３Ｆ若しくは１ｍｍ直径）で、小さな円若しくは楕円領域がＴＥＥプローブの外周に沿って定義されることができる。ＴＥＥプローブの位置及び配向はＴＥＥプローブ画像にレジストレーションされているＴＥＥプローブモデルからわかるので、これらの円及び楕円領域はＴＥＥプローブ隠しアルゴリズムが駆動されるとＴＥＥプローブ外周の周辺で自動的に生成され得る。
【００５５】
ＴＥＥプローブの両側に円／楕円領域を描くことによって、二つの領域の平均である信号及びノイズレベルを持つ画像領域のストリップがＴＥＥプローブを横切ってオーバーレイされ、二つの円若しくは楕円の間でこれを隠す。これらの円若しくは楕円はＴＥＥプローブヘッドの下部上のＴＥＥプローブ外周を隠すよう、ＴＥＥプローブヘッド上の領域１及び２のサブ領域とも相互作用し得る。最後に、これらの円若しくは楕円は領域３周辺のＴＥＥプローブの外周を隠すために、領域３が隠された後でこれと相互作用し得る。十分に小さい円／楕円サイズを用いることによって、これはＴＥＥプローブの前若しくは後ろを横断するカテーテル、ガイドワイヤ、及び装置が、ＴＥＥプローブが隠された後、Ｘ線画像において見え続けることを保証する。
【００５６】
図２ｃはＴＥＥプローブが隠された後の非表示ＴＥＥプローブとともに修正されたＸ線画像を示す。例えば大動脈造影、カテーテル、及び装置のみが見える。
【００５７】
図３はＸ線データにおいてＴＥＥプローブのイメージングを修正するための方法の一実施例の基本ステップを示す。方法は以下のステップを有するが必ずしもこの順とは限らない：
‐第１ステップＳ１において、ＴＥＥプローブの画像データを有するＸ線データを提供する。
‐第２ステップＳ２において、ＴＥＥプローブのモデルデータを提供する。
‐第３ステップＳ３において、ＴＥＥプローブのモデルデータに基づいてＸ線データにおけるＴＥＥプローブの位置を特定する。
‐第４ステップＳ４において、ＴＥＥプローブに隣接する既定範囲内の領域を基準エリアとして定義する。
‐第５ステップＳ５において、基準エリアのＸ線データをＴＥＥプローブによって占められる領域の推定Ｘ線データに処理する。
‐第６ステップＳ６において、推定Ｘ線データに基づいてＴＥＥプローブによって占められる領域におけるＸ線データを修正する。
【００５８】
本発明の別の実施形態例において、適切なシステム上で先の実施形態の一つにかかる方法の方法ステップを実行するように適応されることを特徴とするコンピュータプログラム若しくはコンピュータプログラム要素が提供される。
【００５９】
コンピュータプログラム要素は従って、本発明の一実施形態の一部でもあり得るコンピュータユニット上に格納され得る。このコンピュータユニットは上記方法のステップを実行する若しくは実行を誘導するように適応され得る。さらに、これは上記装置の構成要素を操作するように適応され得る。コンピュータユニットは自動的に作動する及び／又はユーザの命令を実行するように適応され得る。コンピュータプログラムはデータプロセッサのワーキングメモリにロードされ得る。データプロセッサは従って本発明の方法を実行するように装備され得る。
【００６０】
本発明のこの実施形態例ははじめ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するコンピュータプログラムの両方をカバーする。
【００６１】
さらに、コンピュータプログラム要素は上記方法の一実施形態例の手順を満たすために必要な全ステップを提供することができてもよい。
【００６２】
本発明のさらなる実施形態例によれば、ＣＤ‐ＲＯＭなどの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は前節によって記載されたコンピュータプログラム要素をその上に格納している。
【００６３】
コンピュータプログラムは他のハードウェアと一緒に若しくはその一部として供給される光学記憶媒体若しくはソリッドステート媒体などの適切な媒体上で格納及び／又は分散され得るが、インターネット又は有線若しくは無線通信システムなどを介して他の形式で分散されてもよい。
【００６４】
しかしながら、コンピュータプログラムは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、かかる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ることができる。本発明のさらなる実施形態例によれば、コンピュータプログラム要素をダウンロードに利用可能にするための媒体が提供され、かかる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一つにかかる方法を実行するように構成される。
【００６５】
本発明の実施形態は異なる主題に関して記載されていることが留意されるべきである。特に、一部の実施形態は方法タイプクレームに関して記載されるが、他の実施形態は装置タイプクレームに関して記載される。しかしながら、当業者は上記及び下記から、他に明記されない限り、一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、異なる主題に関する特徴間の任意の組み合わせも本願とともに開示されるとみなされることがわかるだろう。しかしながら、全特徴は組み合わされて特徴の単なる総和以上の相乗効果をもたらし得る。
【００６６】
本発明は図面と先の説明において詳細に図示され記載されているが、かかる図示と記載は例示若しくは説明であって限定ではないとみなされるものとする。本発明は開示の実施形態に限定されない。開示の実施形態への他の変更は、図面、開示及び従属クレームの考察から、請求される発明を実施する上で当業者によって理解されもたらされることができる。
【００６７】
クレーム中、"有する"という語は他の要素若しくはステップを除外せず、不定冠詞"ａ"若しくは"ａｎ"は複数を除外しない。単一プロセッサ若しくは他のユニットがクレームに列挙された複数の項目の機能を満たしてもよい。特定の手段が相互に異なる従属クレームに列挙されるという単なる事実はこれら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。クレーム中の任意の参照符号は範囲を限定するものと解釈されてはならない。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【国際調査報告】
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