(57)【要約】本発明は、患者の対象の解剖学的領域における血管構造にある血管内器具を誘導するのを補助するシステム、方法、および装置に関する。このシステムは、患者の体の一部の三次元画像をキャプチャするのに適した撮像装置、プログラム可能な装置、および表示ユニットを備えている。撮像装置は、対象の解剖学的領域における複数の部分的に重ね合わされた透視画像をキャプチャするのに適しており、プログラム可能な装置は、該対象の解剖学的領域における骨の完全なパノラマを表す第１の拡張画像を形成し、該対象の解剖学的領域における血管構造の表示を含む第２の拡張画像を得るために、撮像装置と協働するように構成される。撮像装置は、対象の解剖学的領域における一部の現在の蛍光透視画像と呼ばれる新しい蛍光透視画像をキャプチャするように構成され、プログラム可能な装置は、第１の拡張画像に対して該現在の蛍光透視画像を位置合わせし、第２の拡張画像の現在の蛍光透視画像に対応する画像領域を特定して、表示ユニットに表示するように構成される。
2020522345.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
患者の身体の一部の二次元画像をキャプチャするのに適した撮像装置、プログラム可能な装置、および表示ユニットを含む、患者の対象の解剖学的領域における血管構造にある血管内器具を誘導するシステムであって、
−前記撮像装置は、前記対象の解剖学的領域における複数の部分的に重ね合わされた蛍光透視画像をキャプチャするのに適しており、前記プログラム可能な装置は、前記対象の解剖学的領域における骨の完全なパノラマを表す第１の拡張画像を形成するように構成され、
−前記プログラム可能な装置は、前記対象の解剖学的領域における前記血管構造の表示を含む第２の拡張画像を得るために、前記撮像装置と協働するように構成され、
−前記撮像装置は、前記対象の解剖学的領域における一部の現在の蛍光透視画像と呼ばれる新しい蛍光透視画像をキャプチャするように構成され、
−前記プログラム可能な装置は、前記第１の拡張画像に対して前記現在の蛍光透視画像を位置合わせし、前記第２の拡張画像の前記現在の蛍光透視画像に対応する画像領域を前記表示ユニットに配置して表示するように構成される
ことを特徴とするシステム。
【請求項２】
前記プログラム可能な装置は、前記第２の拡張画像（Ｐ２）上で観察される動脈の病変の範囲を定めるマーカーを表示するように構成される、請求項１に記載のシステム。
【請求項３】
前記第２の拡張画像（Ｐ２）は、前記対象の解剖学的領域における動脈のパノラマを表す二次元画像であり、前記プログラム可能な装置は、前記複数の蛍光透視画像に対応する複数の血管造影画像をキャプチャするために前記撮像装置を制御するように構成される、請求項１または２に記載のシステム。
【請求項４】
前記プログラム可能な装置は、複数の部分的に重ね合わされた蛍光透視画像の前記キャプチャと実質的に並行して複数の血管造影画像をキャプチャするために前記撮像装置を制御するように構成され、前記撮像装置は、蛍光透視画像および対応する血管造影画像の前記キャプチャのために同じ空間位置にある、請求項３に記載のシステム。
【請求項５】
前記プログラム可能な装置は、前記第１の拡張画像（Ｐ１）および前記第２の拡張画像（Ｐ２）の統合、および前記統合画像の前記表示ユニットでの表示を実行するように構成される、請求項３または４に記載のシステム。
【請求項６】
前記プログラム可能な装置は、前記統合画像の前記現在の蛍光透視画像に対応する画像領域を前記表示ユニットにさらに表示するように構成される、請求項５に記載のシステム。
【請求項７】
前記プログラム可能な装置は、術前段階において、前記対象の解剖学的領域における前記骨および血管構造を表す第３の拡張画像を取得するために前記撮像装置と協働するように構成され、前記第２の拡張画像における現在の蛍光透視画像に対応する画像領域の位置を特定したあと、前記第３の拡張画像における前記現在の蛍光透視画像に対応する画像領域の位置を特定し表示する、請求項６に記載のシステム。
【請求項８】
前記第２の拡張画像は、前記対象の解剖学的領域における前記骨および血管構造を表す三次元画像であり、前記プログラム可能な装置は、第２の拡張画像を取得するために、術前段階で、前記撮像装置と連携する間に、前記三次元画像を取得および記憶するよう構成される、請求項１または２に記載のシステム。
【請求項９】
プログラム可能な装置のプロセッサによるプログラムの実行中に血管構造にある血管内器具を誘導するのを補助する方法のステップを実施するための命令を含むコンピュータプログラムであって、
−患者の対象の解剖学的領域における複数の部分的に重ね合わされた二次元蛍光透視画像（Ｆｉ）をキャプチャ（５０）し、前記対象の解剖学的領域における骨の完全なパノラマを表す第１の拡張画像（Ｐ１）を形成するステップ（５２）、
−前記対象の解剖学的領域における前記血管構造の表示を含む第２の拡張画像（Ｐ２）を取得するステップ（５４）、
−前記対象の解剖学的領域における一部の前記現在の蛍光透視画像（ＩＣ）と呼ばれる新しい二次元蛍光透視画像をキャプチャするステップ（６０）、
−前記第１の拡張画像（Ｐ１）に対して前記現在の蛍光透視画像（ＩＣ）を位置合わせするステップ（６２）、
−前記第２の拡張画像（Ｐ２）の前記現在の蛍光透視画像に対応する画像領域を特定して表示するステップ（６４）
を含むコンピュータプログラム。
【請求項１０】
前記第２の拡張画像（Ｐ２）上で観察される動脈の病変の範囲を定めるマーカーを表示するステップの前記実施を含む、請求項９に記載のコンピュータプログラム。
【請求項１１】
患者の対象の解剖学的領域における血管構造にある血管内器具の誘導を補助する方法であって、
−前記患者の前記対象の解剖学的領域における複数の部分的に重ね合わされた二次元蛍光透視画像（Ｆｉ）をキャプチャ（５０）し、前記対象の解剖学的領域における骨の完全なパノラマを表す第１の拡張画像（Ｐ１）を形成するステップ（５２）、
−前記対象の解剖学的領域における前記血管構造の表示を含む第２の拡張画像（Ｐ２）を取得するステップ（５４）、
−前記対象の解剖学的領域における一部の現在の蛍光透視画像（ＩＣ）と呼ばれる新しい二次元蛍光透視画像をキャプチャするステップ（６０）、
−前記第１の拡張画像（Ｐ１）に対して前記現在の蛍光透視画像（ＩＣ）を位置合わせするステップ（６２）、
−前記第２の拡張画像（Ｐ２）の前記現在の蛍光透視画像に対応する画像領域を特定して表示するステップ（６４）
を含むことを特徴とする方法。
【請求項１２】
前記第２の拡張画像（Ｐ２）上で観察される動脈の病変の範囲を定めるマーカーを表示するステップ（５８）をさらに含む、請求項１１に記載の方法。
【請求項１３】
前記第２の拡張画像（Ｐ２）は、前記対象の解剖学的領域における動脈のパノラマを表す二次元画像であり、前記複数の蛍光透視画像に対応する複数の血管造影画像を前記キャプチャすること（７０）を含む第２の拡張画像を取得するステップを含む、請求項１１または１２に記載の方法。
【請求項１４】
複数の血管造影画像を前記キャプチャすること（７０）は、複数の部分的に重ね合わされた蛍光透視画像を前記キャプチャすることと実質的に並行して、蛍光透視画像および対応する血管造影画像を前記キャプチャするため同じ空間位置で実行される、請求項１３に記載の方法。
【請求項１５】
前記第１の拡張画像（Ｐ１）および前記第２の拡張画像（Ｐ２）の統合（５６、７６）と、前記統合画像を表示することと、前記統合画像の前記現在の蛍光透視画像に対応する画像領域を表示することとを含む、請求項１３または１４に記載の方法。
【請求項１６】
術前段階において、前記対象の解剖学的領域における前記骨および血管構造を表す第３の拡張画像を前記取得すること、および前記第２の拡張画像における前記現在の蛍光透視画像に対応する画像領域を特定する前記ステップのあと、前記第３の拡張画像における前記現在の蛍光透視画像に対応する別の画像領域を特定して表示するステップをさらに含む、請求項１５に記載の方法。
【請求項１７】
前記第２の拡張画像は、前記対象の解剖学的領域における前記骨および血管構造を表す三次元画像であり、前記第２の拡張画像を取得する前記ステップは、前記三次元画像を、術前段階で前記取得することおよび前記記憶すること（９０、９２）を含む、請求項１１または１２に記載の方法。
【請求項１８】
患者の身体の一部の二次元画像をキャプチャするのに適した撮像装置および表示ユニットと協働するのに適した、患者の対象の解剖学的領域における血管構造にある血管内器具を誘導する補助をするための装置であって、
−前記対象の解剖学的領域における複数の部分的に重ね合わされた蛍光透視画像を取得し、前記対象の解剖学的領域における前記骨の完全なパノラマを表す第１の拡張画像を形成すること、
−前記対象の解剖学的領域における前記血管構造の表示を含む第２の拡張画像を取得すること、
−前記対象の解剖学的領域における一部の現在の蛍光透視画像と呼ばれる新しい蛍光透視画像を取得すること、
−前記第１の拡張画像に対して前記現在の蛍光透視画像を位置合わせし、前記第２の拡張画像の前記現在の蛍光透視画像に対応する画像領域を特定し、前記表示ユニットに表示すること
に適していることを特徴とする、装置。
【発明の詳細な説明】
【発明の詳細な説明】
【０００１】
本発明は、患者の対象の解剖学的領域、例えば患者の下肢の血管構造にある血管内器具を誘導するのを補助するシステムに関する。また、関連する血管構造にある血管内器具を誘導するのを補助する方法および装置に関する。
【０００２】
本発明は、画像誘導血管内介入の分野で応用される。
血管内介入により、血管疾患を低侵襲で治療することが可能になる。一般に、病的組織と相互作用する目的で、血管内技術により医療機器を挿入することにある。血管内介入は、特に、バルーンやステントなどの様々な適切な血管内器具の導入を介して、狭窄および動脈血栓症を治療するために使用される。
【０００３】
対象の組織にアクセスするために患者の体を大きく開く必要がある従来の外科的介入と対照的に、血管内介入では、血管構造に器具を挿入できるように細かな切開のみが必要である。これらにはいくつかの利点があり、特に短い期間の増加と手術中の罹患率の減少および入院期間の短縮とがある。これらの介入の一般化にもかかわらず、それらは繊細なままであり、安全で信頼できるものにしなければならない。病理組織へのアクセスは、介入の性質により困難になる。血管内器具の操作と制御には、治療の成功を促進するためにかなりの精度が必要である。さらに、次の操作のジェスチャは、術中撮像を介してのみ実行できる。
【０００４】
血管内介入分野では、蛍光透視法でキャプチャされた二次元画像が使用される。これにより、カテーテルなどの医療機器の大腿動脈や他の分岐する血管への挿入を誘導できる。
蛍光透視法は、Ｘ線を使用する医療用画像技術を指定する。Ｘ線を使用すると、運動中およびリアルタイムの解剖学的構造、特に骨の構造を見ることができる。
【０００５】
動脈は軟組織であり、したがってＸ線では見えないため、血管構造を不透明にし、動脈の経路を見るために、放射線不透過性造影剤が患者に投与される。これにより、使用可能な画像を取得できる。患者の血管構造、特に動脈の画像をキャプチャするこの技術は、血管造影として知られており、得られた画像は血管造影画像と呼ばれる。
【０００６】
二次元の蛍光透視画像および血管造影画像は、手術段階、したがって介入段階でキャプチャされ、使用される。
一般に、従来の手術室には、フープまたはＣアーム装置として知られるＸ線撮像装置をサポートする装置が備えられている。この装置は、移動可能であり、所与の視野で蛍光透視および血管造影画像をキャプチャすることを可能にする。
【０００７】
下肢の閉塞性動脈障害を治療するための血管内処置の特定のケースでは、患者の下肢全体の画像を取得することが重要である。しかし、画像キャプチャ装置の視野は限られているため、対象の解剖学的領域、例えば患者の下肢全体の合成画像またはパノラマ画像を処理した画像を介して取得するために、好ましくは部分的に重ね合わせた複数の蛍光透視画像および血管造影画像をキャプチャする必要がある。
【０００８】
さらに、従来の血管内介入の枠組みでは、下肢の治療のために、動脈閉塞が大きいか、または隠されている場合、単一の血管造影画像で見ることができないため、治療する病変のすべてを表示するための第１のステップ、次に、各病変の治療を正確に実行するための第２のステップにおいて、いくつかの血管造影画像のキャプチャが必要である。
【０００９】
しかし、各血管造影画像のキャプチャには、患者にとって有毒な造影剤の注入が必要である。例えば、ヨード造影剤は腎毒性がある。
さらに、追加の画像キャプチャのたびに、手術室にいる患者および医療従事者が追加の量のＸ線に曝される。
【００１０】
本発明は、血管造影画像キャプチャの数を依然として制限しながら、画像誘導血管内介入を改善するために、既知の方法の欠点を克服することを目的とする。
この目的のために、本発明は、患者の身体の部分の二次元画像をキャプチャするのに適した撮像装置、プログラム可能な装置、および表示ユニットを含む、患者の対象の解剖学的領域における血管構造にある血管内器具を誘導するシステムであって、
−撮像装置は、対象の解剖学的領域における複数の部分的に重ね合わされた蛍光透視画像をキャプチャするのに適しており、プログラム可能な装置は、該対象の解剖学的領域における骨の完全なパノラマを表す第１の拡張画像を形成するように構成され、
−プログラム可能な装置は、該対象の解剖学的領域における血管構造の表示を含む第２の拡張画像を得るために、撮像装置と協働するように構成され、
−撮像装置は、現在の蛍光透視画像と呼ばれる、対象の解剖学的領域における一部の新しい蛍光透視画像をキャプチャするように構成され、
−プログラム可能な装置は、第１の拡張画像に対して該現在の蛍光透視画像を位置合わせし、第２の拡張画像の現在の蛍光透視画像に対応する画像領域を表示ユニットに配置して表示するように構成されることを特徴とするシステムを提案する。
【００１１】
有利なことに、本発明のシステムは、放射線不透過性造影剤を患者の体内に再注入する必要なく、現在の蛍光透視画像で見ることができる対象の解剖学的領域における部分的な血管構造の表示を含む拡張画像における現在の蛍光透視画像に対応する画像領域を表示することを含む。
【００１２】
本発明によるシステムは、個別に、または技術的に許容される任意の組み合わせに従って、以下の特徴の１つまたはいくつかを有することもできる。
プログラム可能な装置は、第２の拡張画像上で観察される動脈の病変の範囲を定めるマーカーを表示するように構成されている。
【００１３】
第２の拡張画像は、対象の解剖学的領域の動脈におけるパノラマを表す二次元画像であり、プログラム可能な装置は、複数の蛍光透視画像に対応する複数の血管造影画像をキャプチャするために撮像装置を制御するように構成される。
【００１４】
プログラム可能な装置は、複数の部分的に重ね合わされた蛍光透視画像のキャプチャと実質的に並行して複数の血管造影画像をキャプチャするために撮像装置を制御するように構成され、撮像装置は、蛍光透視画像および対応する血管造影画像のキャプチャのために同じ空間位置にある。
【００１５】
プログラム可能な装置は、第１の拡張画像と第２の拡張画像との統合、および統合画像の表示ユニットでの表示を実行するように構成される。
プログラム可能な装置は、統合画像における現在の蛍光透視画像に対応する画像領域をさらに表示ユニットに表示するように構成される。
【００１６】
プログラム可能な装置は、術前段階で、対象の解剖学的領域における骨および血管構造を表す第３の拡張画像を取得するために撮像装置と協働するように構成され、第２の拡張画像における現在の蛍光透視画像に対応する画像領域の位置を特定したあと、第３の拡張画像における現在の蛍光透視画像に対応する画像領域の位置を特定し表示する。
【００１７】
第２の拡張画像は、対象の解剖学的領域における骨および血管構造を表す三次元画像であり、プログラム可能な装置は、第２の拡張画像を取得するために、術前段階で、撮像装置と連携する間に、該三次元画像を取得および記憶するよう構成される。
【００１８】
別の態様によれば、本発明は、患者の対象の解剖学的領域における血管構造に血管内ツールを誘導する方法に関する。この方法は、
−患者の対象の解剖学的領域における複数の部分的に重ね合わされた二次元蛍光透視画像をキャプチャし、該対象の解剖学的領域における骨の完全なパノラマを表す第１の拡張画像を形成するステップ、
−該対象の解剖学的領域における血管構造の表示を含む第２の拡張画像を取得するステップ、
−該対象の解剖学的領域における一部の現在の蛍光透視画像と呼ばれる新しい二次元蛍光透視画像をキャプチャするステップ、
−第１の拡張画像に対して現在の蛍光透視画像を位置合わせするステップ、
−第２の拡張画像の現在の蛍光透視画像に対応する画像領域を特定して表示するステップを含む。
【００１９】
本発明による方法はまた、個別に、または技術的に許容される任意の組み合わせに従って、以下の特徴の１つまたはいくつかを有することもできる。
本方法は、第２の拡張画像上で観察される動脈の病変の範囲を定めるマーカーを表示するステップをさらに含む。
【００２０】
第２の拡張画像は、対象の解剖学的領域における動脈のパノラマを表す二次元画像であり、第２の拡張画像を取得するステップは、複数の蛍光透視画像に対応する複数の血管造影画像をキャプチャすることを含む。
【００２１】
複数の血管造影画像をキャプチャすることは、複数の部分的に重ね合わされた蛍光透視画像のキャプチャと実質的に並行して、蛍光透視画像および対応する血管造影画像をキャプチャするため同じ空間位置で実行される。
【００２２】
本方法は、第１の拡張画像と第２の拡張画像の統合、および統合画像を表示することを含む。
本方法は、統合画像内の現在の蛍光透視画像に対応する画像領域の表示をさらに含む。
【００２３】
本方法は、術前段階において、対象の解剖学的領域における骨および血管構造を表す第３の拡張画像を取得すること、および第２の拡張画像における現在の蛍光透視画像に対応する画像領域を特定するステップのあと、第３の拡張画像における現在の蛍光透視画像に対応する別の画像領域を特定して表示するステップをさらに含む。
【００２４】
第２の拡張画像は、対象の解剖学的領域における骨および血管構造を表す三次元画像であり、第２の拡張画像を取得するステップは、該三次元画像を、術前段階で取得することおよび記憶することを含む。
【００２５】
別の態様によれば、本発明は、プログラム可能な装置のプロセッサによるプログラムの実行中に、上記で簡単に説明したような血管構造にある血管内器具の誘導を補助する方法のステップを実施するための命令を含むコンピュータプログラムに関する。
【００２６】
別の態様によれば、本発明は、患者の対象の解剖学的領域における血管構造にある血管内器具の誘導を補助するためのプログラム可能な装置に関し、患者の体の部分の二次元画像をキャプチャするのに適し、表示ユニット付きの撮像装置と協働するのに適している。この装置は、
−対象の解剖学的領域における複数の部分的に重ね合わされた蛍光透視画像を取得し、該対象の解剖学的領域における骨の完全なパノラマを表す第１の拡張画像を形成すること、
−該対象の解剖学的領域における血管構造の表示を含む第２の拡張画像を取得すること、
−現在の蛍光透視画像と呼ばれる、対象の解剖学的領域における一部の新しい蛍光透視画像を取得すること、
−第１の拡張画像に対して該現在の蛍光透視画像を位置合わせし、第２の拡張画像において現在の蛍光透視画像に対応する画像領域の位置を特定して、表示ユニットに表示することに適している。
【００２７】
本発明の他の特徴および利点は、添付の図面を参照して、情報の目的のため、および非限定的な方法で、以下に与えられる説明に現れるものとする。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】画像によって誘導される血管内介入システムを概略的に示している。
【図２】本発明の方法を実施するのに適したプログラム可能な装置の主要ブロックのブロック図である。
【図３】本発明による血管内器具の誘導を補助する方法の主要なステップのフローチャートである。
【図４】第１の実施形態による方法の主要なステップのフローチャートである。
【図５】第２の実施形態による方法の主要なステップのフローチャートである。
【図６】実施形態による第１および第２の拡張画像の表示の例である。
【図７】蛍光透視データと血管造影データの重ね合わせとしての表示の例である。
【図８】骨および血管構造の３Ｄの表現の例である。
【発明を実施するための形態】
【００２９】
本発明は、下肢の血管内器具の誘導を補助するために以下でより詳細に説明されるが、本発明は、より一般に、他の対象である解剖学的領域、または患者の体幹の全体または一部をも含むより広い領域に適用される。
【００３０】
図１は、画像誘導血管内介入システム１０を備えた手術室１を概略的に示している。
手術室１には、手術台１２が設けられており、手術台１２には、血管内介入により治療される患者１４が示されている。
【００３１】
介入システム１０は、Ｘ線撮像装置２１を備え、これはフープの形状の支持装置１６、Ｘ線供給源１８、および供給源１８に対向して配置される、Ｘ線を受信および検出するためのユニット２０で構成されている。この撮像装置は、Ｘ線供給源１８と受信および検出のためのユニット２０との間に配置された要素の画像をキャプチャするのに適しており、また操作者の必要に応じて２軸周りに回転するのにも適している。
【００３２】
Ｘ線撮像システムでキャプチャされた二次元画像は、概して、蛍光透視画像と呼ばれる。
したがって、撮像装置２１は、標的血管構造、特に動脈を含む、患者の身体の対象の様々な解剖学的領域における蛍光透視二次元画像をキャプチャするのに適していることを示している。
【００３３】
特に、操作者は、複数のＮ個の蛍光透視画像Ｆｉをキャプチャするために、患者１４の脚に沿って実質的に並進して撮像装置２１を移動させることができる。
より一般には、操作者は、選択された、または大動脈の幹部から患者の足まで延びる対象の解剖学的領域における複数の蛍光透視画像を取得するために、撮像装置２１を実質的に並進させることができる。
【００３４】
あるいは、撮像装置２１の並進の移動は、例えば、以下で説明するプログラム可能な装置２２によって制御される。
キャプチャされる画像の数Ｎは、撮像装置の視野および患者１４の大きさに従って選択される。例えば、患者１４のそれぞれの脚の３つから４つの画像が大腿骨の軸に沿ってキャプチャされる。
【００３５】
撮像装置は、連続的に取り込まれた２つの画像が、所定のまたは可変の大きさの長方形の重ね合わされた領域に部分的に重ね合わせるように、連続した位置に配置される。
好ましくは、重ね合わされた領域は、キャプチャされた二次元画像の表面の２０％以上の表面を有する。
【００３６】
撮像装置２１はまた、注入ユニット１９による放射線不透過性造影剤の注入に続いて、患者の単数または複数の脚の血管造影画像Ａｉをキャプチャするのに適している。
以下でより詳細に説明するように、本発明の実施形態では、第１の準備動作段階中に、撮像装置の各々の連続する位置で、対応する蛍光透視画像および血管造影画像が、二次元のデジタル画像の形式で取り込まれ、記憶される。
【００３７】
介入システム１０はまた、１つまたはいくつかのスクリーンおよびマンマシンインターフェース２６で構成される表示ユニット２４に関連する１つまたはいくつかのプロセッサを含むプログラム可能な装置２２を含む。
【００３８】
マンマシンインターフェース２６は、例えば、キーボードマウスユニット、タッチパッド、非接触３Ｄジェスチャインターフェース、またはこれらの装置の組み合わせなどの要素を指し示し、選択する手段を備える。
【００３９】
実施形態では、マンマシンインターフェース２６は、タッチスクリーンの形態で表示ユニット２４と一体化される。
プログラム可能な装置２２は、Ｘ線撮像装置によってキャプチャされた二次元画像（蛍光透視および／または血管造影）を受け取り、本発明による血管構造にある血管内器具の誘導を補助する方法に従ってそれらを処理するのに適している。
【００４０】
実施形態では、プログラム可能な装置２２は、二次元画像（蛍光透視および／または血管造影）のキャプチャを制御するのに適している。
介入段階中にキャプチャされた二次元画像は、患者の血管構造、特に動脈の内部にある血管内器具の正確な誘導を補助するために、表示ユニット２４に表示される。
【００４１】
血管内器具は、カテーテル、ステントタイプの血管内装置、柔軟性のある、または剛性のガイド、内部人工器官またはバルーンの中から選択される。
図２は、本発明の実施形態による、血管構造での血管内器具の誘導を補助する方法を実施するのに適したプログラム可能な装置３０の主要なブロックを示す。
【００４２】
本発明を実施することができるプログラム可能な装置３０は、表示ユニット２４と類似しているスクリーン３２、例えばキーボード、マウス、タッチパッドまたは非接触インターフェースなど、装置２６と類似している、操作者のコマンドを入力するためのユニット３４、装置３０をオンにしたときにコンピュータプログラム命令を実行することができる中央処理装置３６またはＣＰＵを備える。装置３０は、任意に、コマンドを送信し、要素をリモートで選択することを可能にするコントローラ４０を備える。
【００４３】
装置３０はまた、本発明による方法を実施することができるコード命令を含むプログラムの実施を可能にする実行可能コード命令を記憶するのに適した、例えばレジスタなどのデータ記憶ユニット３８も備える。上述の装置３０の様々な機能ブロックは、通信バス４２を介して接続されている。
【００４４】
装置３０は、供給源４４から画像データを受信することができる。
実施形態では、装置３０は、蛍光透視画像および／または血管造影画像をキャプチャするために撮像装置と協働するのに適している。特に、装置３０は、複数の蛍光透視画像に対応する複数の血管造影画像をキャプチャするために、撮像装置に指令を出すのに適している。
【００４５】
本発明の方法は、標準的な手術室に組み込まれたコンピュータなどのプログラム可能な装置３０によって実施されるのに適しており、これにより機器のコストを制限することが可能になる。
【００４６】
実施形態では、本発明の方法はソフトウェアコードモジュールによって実施される。実行可能コード命令は、コンピュータで読み取り可能なサポート、例えば光ディスク、光磁気ディスク、ＲＯＭメモリ、ＲＡＭメモリ、不揮発性メモリ（ＥＰＲＯＭ、ＥＥＰＲＯＭ、フラッシュ、ＮＶＲＡＭ）、磁気カードまたは光学カードに記録される。あるいは、ソフトウェアコードモジュールは、ＦＰＧＡ（フィールドプログラマブルゲートアレイ用）などのプログラマブルロジックコンポーネントの形式で、またはＡＳＩＣ（特定用途向け集積回路用）などの専用の集積回路の形式で実行される。
【００４７】
プログラム可能な装置３０は、
−対象の解剖学的領域における複数の部分的に重ね合わされた蛍光透視画像を取得し、該対象の解剖学的領域における骨の完全なパノラマを表す第１の拡張画像を形成すること、
−該対象の解剖学的領域における血管構造の表示を含む第２の拡張画像を得ること、
−現在の蛍光透視画像と呼ばれる、対象の解剖学的領域における一部の新しい蛍光透視画像を取得すること、
−第１の拡張画像に対して該現在の蛍光透視画像を位置合わせし、第２の拡張画像において現在の蛍光透視画像に対応する画像領域の位置を特定して、表示ユニットに表示することに適している。
【００４８】
図３は、プロセッサ３６によって実施される、本発明の実施形態による、血管構造での血管内器具の誘導を補助する方法で実施される主なステップを示す。
本方法は、第１の動作段階において、患者の下肢のＮ個の二次元蛍光透視画像、例えば大腿骨の軸に沿った撮像装置の並進によりキャプチャされた３つまたは４つの連続画像をキャプチャする第１のステップ５０を含む。
【００４９】
二次元蛍光透視画像は｛Ｆ１、．．．、Ｆｉ、．．．ＦＮ｝として示され、デジタル画像の形で記憶される。２つの連続する画像は部分的に重ね合わされ、したがって、装置が操作者によって移動されると、好ましくは所定の大きさと同等以上の可変の大きさである長方形の重ね合わされた領域を有する。
【００５０】
例えば、各デジタル画像がピクセルの二次元マトリックスの形式で表され、各ピクセルが強度と呼ばれる関連する数値を有する場合、画像の大きさは行数および列数によって定義される。重ね合わされた領域は、所定の表面、好ましくは画像の表面全体の２０％以上の領域を形成する複数の行および列を含む。
【００５１】
ステップ５０の後は、第１の拡張画像を形成するための二次元蛍光透視画像の２×２の位置合わせであるステップ５２が続き、第１の拡張画像は、表現された下肢の骨の完全なパノラマを表すＰ１として示される。
【００５２】
画像の位置合わせ、または空間での対応の設定は、各画像に存在する解剖学的または機能的構造を空間的に対応させて配置することにある。位置合わせされた画像を下肢に沿って連続的に統合することにより、下肢全体の骨の構造を表す拡張画像が取得される。
【００５３】
本願の場合、位置合わせの目的は、連続画像に共通する重ね合わされた領域に存在する骨の構造の正確な重ね合わせを実行することである。
２つの連続する画像は、特に操作者が撮像装置を移動させるときに、画像間でわずかに回転することができる。２Ｄ／２Ｄの位置合わせは、２つの並進および１つの回転の最適化で構成される。
【００５４】
キャプチャされた二次元蛍光透視画像は、骨のおかげで、比較的意義のあるコントラストレベルを有している。比較的高レベルのコントラストを有するオブジェクトを含む画像に適用できる、二次元画像間の厳密な位置合わせ（または２Ｄ／２Ｄ位置合わせ）の方法がいくつかある。
【００５５】
例えば、勾配降下型またはＰｏｗｅｌｌオプティマイザーの最適化戦略と組み合わせて、２つの画像間の勾配の差に基づく類似性の測定を使用することにより、アイコン型の自動位置合わせを実装できる。
【００５６】
２Ｄ−２Ｄ位置合わせのステップ５２に続いて、患者の下肢の骨のパノラマを表す第１の拡張画像Ｐ１が取得される。上述したように、画像Ｐ１は、複数のキャプチャされた蛍光透視二次元画像から取得される。
【００５７】
ステップ５４の間、患者の下肢の少なくとも１つの第２の拡張画像が取得される。この第２の拡張画像は、患者の下肢の血管構造の表示を含む。
ステップ５４とは異なる２つの実施形態が考慮され、図４および図５を参照しながら後により詳細に説明する。
【００５８】
第１の実施形態では、第２の拡張画像は、骨のパノラマＰ１と同じ空間基準系に位置する、考慮される下肢の動脈のパノラマを表す二次元画像である。
動脈のパノラマは、考慮される下肢の血管構造を表す二次元の血管造影画像から取得される。得られた血管造影画像が蛍光透視画像と同じ空間参照系にあるため、ステップ５０で取得された位置合わせパラメータは、動脈のパノラマを取得するために、血管造影画像に直接適用される。
【００５９】
第２の実施形態では、第２の拡張画像は、考慮される下肢の骨および血管構造の三次元画像である。この第２の実施形態では、第２の拡張画像は、先行する術前の記憶段階で取得される。例えば、血管構造をより良く見せるために造影剤の注入によって強化された、「コンピュータ断層撮影」のＣＴとも呼ばれる断層撮影法、磁気共鳴画像法（ＭＲＩ）などの撮影技術によって取得された画像から計算される。
【００６０】
第３の実施形態では、動脈のパノラマを表す第２の拡張画像と、考慮される下肢の骨および血管構造の第３の三次元画像の両方が使用される。
術前の三次元画像の拡張画像を取得する場合、ステップ５４の後に、第１および第２の拡張画像間を位置合わせする任意のステップ５６が続く。
【００６１】
ステップ５６に続いて、骨のパノラマＰ１および拡張画像Ｐ２の統合画像Ｐ３を表すことが有用であり、これは骨および動脈構造を同時に表示するのに使用される。
ステップ５６またはステップ５４の後に、システムの操作者、例えば医師が、第２の拡張画像Ｐ２で観察された動脈の病変をマーキングするステップ５８が任意に続く。
【００６２】
第２の動作段階では、現在の蛍光透視画像ＩＣがステップ６０でキャプチャされる。第２の動作段階は効果的な介入段階であり、その間に、患者を治療するために、カテーテル、ステント型の血管内装置、柔軟性のある、または剛性のガイド、内部人工器官またはバルーンから選択される血管内器具が挿入される。
【００６３】
次に、ステップ６２において、現在の蛍光透視画像ＩＣは、下肢の骨のパノラマを表す第１の拡張画像Ｐ１に対して位置合わせされる。
ここでの位置合わせは、現在の蛍光透視画像ＩＣに存在する骨の解剖学的構造を、第１の拡張画像Ｐ１の構造と空間的に対応させて配置することにある。したがって、ここで使用される位置合わせは、現在の画像ＩＣが第１の拡張画像Ｐ１のまさに正確な部分に属するため、「テンプレートマッチング」タイプのものである。
【００６４】
好ましくは、実行される位置合わせは、２つの画像間の勾配の差に基づく類似性の測定、相互の情報に基づく類似性の測定、またはこの２つの組み合わせを使用することによるアイコン型のものである。
【００６５】
最後に、ステップ６４において、現在の蛍光透視画像ＩＣに対応する画像領域が、第２の拡張画像Ｐ２および／または統合画像Ｐ３において決定され、表示される。これは、第１の拡張画像Ｐ１と第２の拡張画像Ｐ２との間で計算および記憶された位置合わせの情報によるものである。
【００６６】
有利なことに、局所的な血管構造は、血管造影画像の新たなキャプチャを必要とせずに、結果として造影剤の補充を注入すること必要とすることなく、現在の蛍光透視画像と連携して表示される。
【００６７】
有利なことに、ステップ５８の間に病変のマーキングが実行された場合、現在の蛍光透視画像と第１の拡張画像Ｐ１との間で実行される位置合わせのおかげで、また第１の拡張画像Ｐ１と第２の拡張画像Ｐ２との間の位置合わせのおかげで、病変が現在の蛍光透視画像に対して正確に配置される。
【００６８】
ステップ６０〜６４は、特に下肢で治療される各病変に対して、介入中に必要な回数だけリアルタイムで実質的に繰り返される。
図４は、本発明の第１の実施形態をより詳細に示しており、第２の拡張画像Ｐ２は、患者の下肢の動脈のパノラマである。
【００６９】
この第１の実施形態では、画像をキャプチャするステップ７０において、撮像装置の各撮像位置で、蛍光透視画像Ｆｉおよび血管造影画像Ａｉがキャプチャされる。したがって、これらの画像の間には初期の空間的対応がある。言い換えると、画像は同じ空間参照系でキャプチャされる。
【００７０】
位置合わせするステップ７２は、上述のステップ５２と同様である。連続する蛍光透視画像間の剛性の２Ｄ−２Ｄ位置合わせパラメータは記憶され、次いでステップ７４で血管造影画像Ａｉに適用されて、第２の拡張画像Ｐ２を取得するようにする。
【００７１】
したがって、有利なことに、位置合わせパラメータは、骨の構造物の存在により、良好なコントラストを有する蛍光透視画像で計算される。空間的に対応する蛍光透視画像および血管造影画像のキャプチャのおかげで、骨のパノラマに対応する血管構造のパノラマが簡単に取得できる。
【００７２】
第１および第２の拡張画像は、調べられる下肢全体の骨および血管構造の両方を示す統合画像Ｐ３の融合ステップ７６で統合される。統合は、例えば、拡張画像Ｐ１およびＰ２のピクセルごとの重み付け係数によって重み付けされる合計を含み、それぞれのピクセルに関連する重み付け係数は画像の初期の強度に従って選択される。
【００７３】
画像Ｐ３は、例えば第２の拡張画像Ｐ２の隣に表示される。当然、代替ディスプレイを検討できる。
マーキング７８の任意のステップにおいて、操作者は、治療される動脈の病変をマークするために、位置が記録されるマーカーを追加する。
【００７４】
より好ましくは、マーカーは、血管構造のパノラマを表す第２の拡張画像Ｐ２に追加され、統合画像Ｐ３に正確に追加される。マーカーは、例えば、表示される１つまたは複数の画像に重ね合わされた色付きの線で表される。
【００７５】
あるいは、統合画像Ｐ３を計算するステップ７６の前に、第２の拡張画像Ｐ２にマーカーが追加され、表示された統合画像に追加される。
別の代替案によれば、マーカーは、統合画像Ｐ３に直接追加される。
【００７６】
現在の蛍光透視画像ＩＣをキャプチャするステップ８０は、上述のステップ６０と同様である。
次に、現在の蛍光透視画像は、上述のステップ６２と同様に、ステップ８２で第１の拡張画像Ｐ１に対して位置合わせされる。
【００７７】
次に、ステップ８４において、現在の蛍光透視画像に対応する血管構造が、第２の拡張画像Ｐ２および／または統合画像Ｐ３に再配置され、表示される。
例えば、実施形態では、図６の例にて示されるように、現在の蛍光透視画像に対応する領域を示すフレームが、拡張画像Ｐ２および統合画像Ｐ３の両方に表示され、それらは並行して表示されて、以前に配置されたところにマークが付与される。
【００７８】
図６の左側の部分は、統合画像を示している。左側の部分は、現在の蛍光透視画像と統合された、第１の拡張画像の骨のパノラマ、および動脈の病変の範囲を定めるためのマーカーを含む。並行して、図の右側に、動脈のパノラマを表す第２の拡張画像が、同じ動脈の病変の範囲を定めるためのマーカーとともに表示される。
【００７９】
さらに、代替案によれば、現在の蛍光透視画像を表す画像は、対応する血管造影構造と、および該当する場合は以前に記録されたマーカーと重ね合わせて、拡張画像Ｐ２または画像Ｐ３に表示される領域の解像度よりも優れた表示解像度で表示される。
【００８０】
図７は、第２の拡張画像から取得された対応する血管造影構造と重ね合わされた、現在の蛍光透視画像を表示する例を示している。
したがって、有利なことに、治療される動脈の病変は、現在の蛍光透視画像および下肢の拡張されたＰ２および統合Ｐ３画像と連携して再配置され、血管造影画像の新しいキャプチャなしで、介入中の血管内器具の誘導を補助することを可能にする。
【００８１】
図５は、本発明の第２の実施形態をより詳細に示し、第２の拡張画像Ｐ２は、患者の下肢の骨および血管構造を表す３Ｄ画像である。
この実施形態では、術前段階で、第２の拡張画像Ｐ２が取得され、記憶される。この三次元画像は、例えば、血管構造をより良く見せるために造影剤の注入によって強化された、「コンピュータ断層撮影」のＣＴとも呼ばれる断層撮影法、磁気共鳴画像法（ＭＲＩ）などのキャプチャの技術によって、術前ステップ９０で取得された画像から計算される。
【００８２】
取得された画像から、術前ステップ９２で３Ｄ画像が計算され記憶される。そのような画像を計算するための様々な既知の方法がある。例えば、造影剤の注入で得られたＣＴ画像を操作することにより、動脈構造の自動的なセグメンテーションを使用して、患者の三次元解剖学的モデルを作成できる。グラフセクションタイプの半自動セグメンテーションアルゴリズムを使用できる。
【００８３】
例えば、そのような仮想三次元解剖学的モデルは、大腿動脈、内腸骨動脈、股関節および大腿骨のセグメント化されたボリュームを含むことができる。
動作段階において、この方法は、上述のステップ５０と同様の蛍光透視二次元画像をキャプチャするステップ９４を含み、その後に、上述のステップ５２と同様の、第１の拡張画像Ｐ１を形成するための位置合わせ９６のステップが続く。
【００８４】
次いで、剛性の２Ｄ−３Ｄ位置合わせがステップ９８で適用され、第１の拡張画像Ｐ１と第２の三次元の拡張画像との対応を可能にするパラメータが記憶される。
剛性の２Ｄ−３Ｄ位置合わせのいずれの既知の方法を適用できる。例えば、アイコンタイプの半自動位置合わせが実装され、位置合わせに使用されるポイントの一部の初期化は手動で実行され、位置合わせする２つの画像を大まかに対応させることを可能にし、その後、結果を絞り込むために自動的な位置合わせが開始される。
【００８５】
ステップ９８に続いて、上述のステップ６０と同様に、考慮される下肢の一部を表す現在の蛍光透視二次元画像をキャプチャするステップ１００、次いで、すでに説明したステップ６２と同様の第１の拡張画像Ｐ１に対して位置合わせするステップ１０２が続く。
【００８６】
最後に、ステップ１０４の間、ステップ９８で計算および記憶された、第１の拡張画像Ｐ１と三次元画像Ｐ２との間の２Ｄ−３Ｄ対応に入れるためのパラメータを適用することにより、現在の画像に対応する領域が、三次元画像Ｐ２で決定される。
【００８７】
あるいは、ステップ１０４で２Ｄ−３Ｄ位置合わせが実行される。
最後に、現在の蛍光透視画像に対応する領域が三次元画像Ｐ２に表示される。
図８は、現在の蛍光透視画像に重ね合わされた、下肢の一部の骨および血管構造を表す３Ｄ画像の例を示している。
【００８８】
当然、当業者の範囲内で、上記のステップの実施の詳細における代替案を完全に考慮することができる。
第３の実施形態では、最初の２つの実施形態が組み合わされる。第１の実施形態と同様に、動脈のパノラマを表す第２の拡張画像Ｐ２が計算され、表示される。加えて、下肢の骨および血管構造を表す三次元画像である別の拡張画像Ｐ´２も、第２の実施形態のように計算および表示される。
【００８９】
現在の蛍光透視画像に対応する領域が決定され、拡張画像のそれぞれに表示される。
したがって、この方法は、第２の動作段階で、動脈のパノラマに対応する拡張画像と三次元拡張画像との両方で、現在の蛍光透視画像に対応する領域を表示することを可能にする。
【００９０】
有利なことに、操作者は、動脈の病変に関する情報、ならびに患者に関する追加の情報、例えば３Ｄ画像でのみ見える石灰化の位置を有している。
すべての実施形態において、造影剤を注入し、現在の蛍光透視画像に対応する新しい血管造影画像をキャプチャする必要はなく、したがって、患者に注入される造影剤の量は従来の介入に比べて減少する。
【００９１】
さらに、有利なことに、より多くの情報が表示され、血管内介入の枠組みで提供される補助を改善することができる。
【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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【図７】
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【図８】
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【国際調査報告】
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