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技術 自動的な動き検出

出願人 コーニンクレッカフィリップスエヌヴェ
発明者 ネムポントオリビエピエールピザイネギヨームジュリアンジョセフフローレントラウル
出願日 2019年4月26日 (1年8ヶ月経過) 出願番号 2019-085270
公開日 2019年9月26日 (1年3ヶ月経過) 公開番号 2019-162451
状態 未査定
技術分野 放射線診断機器
主要キーワード 方法形態 閉鎖器 装置形態 特徴的構造 動き場 装置ベース 型器具 カテーテル検査室
関連する未来課題
重要な関連分野

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図面 (6)

課題

装置が解剖学的構造に対する安定位置であって、解剖学的構造内の安定位置を離れる事象を自動的に検出するための方法及び装置が提案される。

解決手段

方法は、蛍光透視像シーケンスを受信するステップS2と、蛍光透視像のうちの少なくとも2つの中で装置を検出するステップS2と、蛍光透視像のシーケンス中で、検出された装置の動き場を決定するステップS3と、動き場を考慮して蛍光透視像のシーケンスを統合することにより統合された像のシーケンスを生成するステップS4と、統合された像に基づいて特徴的尺度を決定するステップS5と、特徴的尺度に基づいて、統合された像の中で標識を識別するステップS6と、特徴的尺度の変動に基づいて、装置に対して標識が動いているか否かを判定するステップS6とを含む。

概要

背景

ガイドワイヤ及び介在装置のナビゲーション並びに精密な位置決めは、退屈で、時間がかかり、関連する血管に対する装置の位置を明確にするために追加的な造影剤バーストを必要とする。診断用脈管造影図の取得及び介入蛍光透視法の間、散乱に起因して、患者医療従事者との両方がX線に曝される。介入期間を短くし、位置決め精度を改善するために、ナビゲーションによる支援が望まれる。

したがって、X線ガイダンス下での多くの介入において、3Dロードマッピングが重要である。造影剤の注入なしでは、蛍光透視像内で脈管解剖学的構造はほぼ視認不能であるので、(静的又は動的に)位置合わせされた3Dロードマップが、装置のナビゲーション、位置決め、又は配備、及び/若しくは、結果の評価などの様々な作業のための視覚的な参照情報を介入者に提供する。

静的な動き補償は、3Dロードマップを位置合わせして、蛍光透視シーケンス全体のための単一の幾何学的変換導出することを伴うのに対し、動的な動き補償は、シーケンス内の各フレームのための正しい幾何学的変換を導出することを必要とする。

動的な動き補償を達成する2つの手法が存在する。第1のアプローチは、例えば、TAVI処置中の弁の位置決め及び配備の場合における血管と同じ動きをする、脈管の解剖学的構造に関連付けられた解剖学的標識を追跡することである。

第2のアプローチは、脈管の解剖学的構造に接続されており、その結果同様の動きをする装置を追跡することである。装置は、明瞭に視認可能であり、動的な動き補償アルゴリズムのための良い候補となる。

両方のアプローチには次のような欠点がある。

・多くの場合、解剖学的標識は非常に微弱であり、不透過な物体により乱されるので、解剖学的標識を追跡することは非常に困難な作業である。さらに、このような標識を検出及び追跡することは、使用者からの追加的な入力を必要とする。

・血管の内部に介入型装置を固定することはプロトコルの一部であり、せいぜい強制的に実施される。人工装具又はステントが配備される場合には、この装置は、完全に引き戻されることすらあり得る。したがって、装置の固定が解除されることが一般的であり、動き補償の有効性を評価するために検出されなければならない。

さらに、ナビゲーションシステムは、ライブ蛍光透視画像の隣に表示された、又はライブ蛍光透視法画像上に位置合わせされた心臓ロードマップを提供することにより心臓専門医補助する。理想的には、この心臓ロードマップは、脈管造影中に取得された血管網を表す。

WO2011/039681A1は、血管介入処置のための正確な位置決めのための方法及び医療像形成システムについて説明する。まず、注入された造影剤を使用して、対象の血管領域の少なくとも1つのX線像が取得される。さらに、少なくとも1つの取得された像内で、血管情報データ識別される。次に、少なくとも1つの取得された像の中で、対象の血管領域内における血管の第1の石灰化部位の特徴が検出される。さらに、血管情報データと検出された石灰化部位の特徴とを使用して血管表現が生成される。さらに、対象の血管領域における少なくとも1つの現在の蛍光透視像が取得される。次に、少なくとも1つの現在の蛍光透視像内で、対象の血管領域内の血管の第2の石灰化部位の特徴が検出され、第2の石灰化部位の特徴は、第1の石灰化部位の特徴に一致する。さらに、血管表現が蛍光透視像に位置合わせされ、位置合わせのために石灰化部位の特徴が使用される。次に、血管表現を少なくとも1つの蛍光透視像と組み合わせることにより、複合材料像が生成される。最後に合成像が表示される。

WO2004/034329A2では、心周期及び呼吸周期の抽出を利用すると共に、(充填された状態における)脈管造影像とライブ像との間におけるそれらの周期マッチングを利用して、心臓ロードマッピングを実現するための基本的な方法が説明される。

概要

装置が解剖学的構造に対する安定位置であって、解剖学的構造内の安定位置を離れる事象を自動的に検出するための方法及び装置が提案される。方法は、蛍光透視像のシーケンスを受信するステップS2と、蛍光透視像のうちの少なくとも2つの中で装置を検出するステップS2と、蛍光透視像のシーケンス中で、検出された装置の動き場を決定するステップS3と、動き場を考慮して蛍光透視像のシーケンスを統合することにより統合された像のシーケンスを生成するステップS4と、統合された像に基づいて特徴的尺度を決定するステップS5と、特徴的尺度に基づいて、統合された像の中で標識を識別するステップS6と、特徴的尺度の変動に基づいて、装置に対して標識が動いているか否かを判定するステップS6とを含む。

目的

造影剤の注入なしでは、蛍光透視像内で脈管の解剖学的構造はほぼ視認不能であるので、(静的又は動的に)位置合わせされた3Dロードマップが、装置のナビゲーション、位置決め、又は配備、及び/若しくは、結果の評価などの様々な作業のための視覚的な参照情報を介入者に提供する

効果

実績

技術文献被引用数
0件
牽制数
0件

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請求項1

装置が解剖学的構造に対する安定位置であって、前記解剖学的構造内の当該安定位置を離れる事象を自動的に検出するための方法であって、蛍光透視像シーケンスを受信するステップと、前記蛍光透視像のうちの少なくとも2つの中で前記装置を検出するステップと、前記蛍光透視像のシーケンス中で、検出された前記装置の動き場を決定するステップと、前記動き場を考慮して前記蛍光透視像のシーケンスを統合することにより統合された像のシーケンスを生成するステップと、前記統合された像に基づいて特徴的尺度を決定するステップと、前記特徴的尺度に基づいて、前記統合された像の中で標識を識別するステップと、を含む、方法。

請求項2

前記特徴的尺度の変動に基づいて、前記装置に対して前記標識が動いているか否かを判定するステップをさらに含む、請求項1に記載の方法。

請求項3

前記蛍光透視像のシーケンスは、第1の蛍光透視像と第2の蛍光透視像とを含み、前記動き場を決定するステップは、前記第1の蛍光透視像の中で検出された位置と前記第2の蛍光透視像の中で検出された位置との間での、前記装置の移動の決定を含み、前記移動は、複数の蛍光透視像を統合するために考慮される、請求項1又は2に記載の方法。

請求項4

前記蛍光透視像のシーケンスの統合は、時間的な統合である、請求項1乃至3の何れか一項に記載の方法。

請求項5

統合された像の中の前記標識は、ピクセル値の高さに基づいて決定される、請求項1乃至4の何れか一項に記載の方法。

請求項6

ピクセル値が前記統合された像のシーケンスの中で変動するとき、前記特徴的尺度が変動する、請求項1乃至5の何れか一項に記載の方法。

請求項7

前記蛍光透視像のシーケンスから少なくとも1つの蛍光透視像を、前記少なくとも1つの蛍光透視像上へのロードマップオーバーレイとして、前記ロードマップと共に可視化するステップをさらに含む、請求項1乃至6の何れか一項に記載の方法。

請求項8

前記装置に対する前記標識の動きが決定されるとき、前記ロードマップをマスクするステップをさらに含む、請求項7に記載の方法。

請求項9

前記標識は、脈管系内の石灰化部位を含む、請求項1乃至8の何れか一項に記載の方法。

請求項10

前記標識は、既に埋め込まれた要素を含む、請求項1乃至9の何れか一項に記載の方法。

請求項11

前記装置が前記解剖学的構造に対する安定位置であって、前記解剖学的構造内の前記安定位置を離れる事象を自動的に検出するためのシステムであって、前記蛍光透視像を生成するための装置と、請求項1乃至10の何れか一項に記載の方法に従って前記蛍光透視法像を処理するための処理装置とを備える、システム。

請求項12

像を表示するためのモニターをさらに含む、請求項11に記載のシステム。

請求項13

ロードマップを提供するデータベースをさらに含む、請求項11又は12に記載のシステム。

請求項14

前記装置が前記解剖学的構造に対する安定位置であって、前記解剖学的構造内の前記安定位置を離れる事象を自動的に検出するためのコンピュータプログラムであって、前記コンピュータプログラムが請求項11に記載のシステムの処理装置において実行されるとき、請求項1に記載の方法を前記システムに実施させる、コンピュータプログラム。

技術分野

0001

本発明は、装置が解剖学的構造に対する安定位置であって、解剖学的構造内の安定位置を離れる事象を自動的に検出するための方法及びシステムに関する。言い換えると、本発明は、解剖学的構造に対する装置の動きであって、解剖学的構造内の装置の動きを自動的に検出するための方法及びシステムに関する。さらに、本発明は、対応するコンピュータプログラムに関する。

背景技術

0002

ガイドワイヤ及び介在装置のナビゲーション並びに精密な位置決めは、退屈で、時間がかかり、関連する血管に対する装置の位置を明確にするために追加的な造影剤バーストを必要とする。診断用脈管造影図の取得及び介入蛍光透視法の間、散乱に起因して、患者医療従事者との両方がX線に曝される。介入期間を短くし、位置決め精度を改善するために、ナビゲーションによる支援が望まれる。

0003

したがって、X線ガイダンス下での多くの介入において、3Dロードマッピングが重要である。造影剤の注入なしでは、蛍光透視像内で脈管の解剖学的構造はほぼ視認不能であるので、(静的又は動的に)位置合わせされた3Dロードマップが、装置のナビゲーション、位置決め、又は配備、及び/若しくは、結果の評価などの様々な作業のための視覚的な参照情報を介入者に提供する。

0004

静的な動き補償は、3Dロードマップを位置合わせして、蛍光透視シーケンス全体のための単一の幾何学的変換導出することを伴うのに対し、動的な動き補償は、シーケンス内の各フレームのための正しい幾何学的変換を導出することを必要とする。

0005

動的な動き補償を達成する2つの手法が存在する。第1のアプローチは、例えば、TAVI処置中の弁の位置決め及び配備の場合における血管と同じ動きをする、脈管の解剖学的構造に関連付けられた解剖学的標識を追跡することである。

0006

第2のアプローチは、脈管の解剖学的構造に接続されており、その結果同様の動きをする装置を追跡することである。装置は、明瞭に視認可能であり、動的な動き補償アルゴリズムのための良い候補となる。

0007

両方のアプローチには次のような欠点がある。

0008

・多くの場合、解剖学的標識は非常に微弱であり、不透過な物体により乱されるので、解剖学的標識を追跡することは非常に困難な作業である。さらに、このような標識を検出及び追跡することは、使用者からの追加的な入力を必要とする。

0009

・血管の内部に介入型装置を固定することはプロトコルの一部であり、せいぜい強制的に実施される。人工装具又はステントが配備される場合には、この装置は、完全に引き戻されることすらあり得る。したがって、装置の固定が解除されることが一般的であり、動き補償の有効性を評価するために検出されなければならない。

0010

さらに、ナビゲーションシステムは、ライブ蛍光透視画像の隣に表示された、又はライブ蛍光透視法画像上に位置合わせされた心臓ロードマップを提供することにより心臓専門医補助する。理想的には、この心臓ロードマップは、脈管造影中に取得された血管網を表す。

0011

WO2011/039681A1は、血管介入処置のための正確な位置決めのための方法及び医療像形成システムについて説明する。まず、注入された造影剤を使用して、対象の血管領域の少なくとも1つのX線像が取得される。さらに、少なくとも1つの取得された像内で、血管情報データ識別される。次に、少なくとも1つの取得された像の中で、対象の血管領域内における血管の第1の石灰化部位の特徴が検出される。さらに、血管情報データと検出された石灰化部位の特徴とを使用して血管表現が生成される。さらに、対象の血管領域における少なくとも1つの現在の蛍光透視像が取得される。次に、少なくとも1つの現在の蛍光透視像内で、対象の血管領域内の血管の第2の石灰化部位の特徴が検出され、第2の石灰化部位の特徴は、第1の石灰化部位の特徴に一致する。さらに、血管表現が蛍光透視像に位置合わせされ、位置合わせのために石灰化部位の特徴が使用される。次に、血管表現を少なくとも1つの蛍光透視像と組み合わせることにより、複合材料像が生成される。最後に合成像が表示される。

0012

WO2004/034329A2では、心周期及び呼吸周期の抽出を利用すると共に、(充填された状態における)脈管造影像とライブ像との間におけるそれらの周期マッチングを利用して、心臓ロードマッピングを実現するための基本的な方法が説明される。

発明が解決しようとする課題

0013

本発明は、装置と解剖学的標識との両方の存在を示唆する。特に、装置ベースの動き補償と結び付けられて、完全に自動的な動的な動き補償アプローチを設計することを可能にする解剖学的標識を使用した、自動的な装置の固定解除検出のための方法が提案される。

0014

上述の欠点をなくすか、又は、少なくとも抑制する方法及び装置を提供することが本発明の目的であると理解される。

0015

解剖学的構造部分に対する器具の動きであって、解剖学的構造部分内の器具の動きの指標を提供することが本発明のさらなる目的である。

課題を解決するための手段

0016

これは、各独立請求項の各々の主題により達成される。別の実施形態が、各従属請求項において説明される。

0017

全体的に、装置が解剖学的構造に対する安定位置であって、解剖学的構造内の安定位置を離れる事象を自動的に検出するための方法は、蛍光透視像のシーケンスを受信するステップと、蛍光透視像のうちの少なくとも2つの中で装置を検出するステップと、蛍光透視像のシーケンス中で、検出された装置の動き場を決定するステップと、動き場を考慮して蛍光透視像のシーケンスを統合することにより統合された像のシーケンスを生成するステップと、統合された像に基づいて特徴的尺度を決定するステップと、特徴的尺度に基づいて、統合された像の中で標識を識別するステップとを含む。さらに、特徴的尺度の変動に基づいて、装置に対して標識が動いているか否かが判定される。

0018

装置又は装置の対象の構成部分が、手動で、又は、適切な画像処理コンピュータソフトウェアを使用した自動工程により、蛍光透視法像の中で検出されることに留意されたい。このような検出に基づいて、さらに、器具の構成部分を取り囲むエリアが、例えば、入力により手動で規定されるか、又は、事前に決定された工程又はソフトウェアアルゴリズムに従って自動的に規定される。装置の構成部分が手動で検出された後にエリアの規定が自動的に実行されるか、又は、システムが、装置を含む蛍光透視像の中でアスペクトを検出し、例えばそれを強調表示することによって構成部分を推定した後に、エリアが手動で規定されることが理解されよう。

0019

説明される方法のコンテキストにおいて、装置は、治療又は診断を目的とした体内に導入される介入型器具、例えば、脈管構造内へのステントの挿入のためのカテーテルである。このような装置の対象の構成部分は、特に、装置の先端部分、すなわち装置の遠位端部分、例えば、体内への導入のためにステントが収容されるカテーテルの遠位部分である。例えば、器具は、一方では、可撓性又は硬質のカテーテル、又はワイヤ先端、又は電極であり、もう一方では、生検装置套管又は套管針でもあってもよい。これは、例えば、ステント、閉鎖器(例えば、卵円孔開存閉鎖器)、人工弁などの内部人工装具でもある。

0020

動き場が、所与の像から他の1つの像へのピクセルの動きを与える数学的関数であることが理解されよう。例えば、ピッグテールカテーテルの動き場は、次のフレーム内でのピッグテールの位置を導出するために、現在のフレーム内でのピッグテールの位置からピッグテールをどのように及びどの程度移動させるかを示す。言い換えると、蛍光透視像のシーケンスは、第1の蛍光透視像と第2の蛍光透視像とを含み、動き場の決定は、第1の蛍光透視像の中で検出された位置と第2の蛍光透視像の中で検出された位置との間での、例えば、装置の移動の決定を含む。動き場は、その結果、1つの装置に関する複数のピクセルの移動を含む。説明される方法において、装置に関する少なくとも1つのピクセルの移動が、複数の、すなわち少なくとも2つの蛍光透視像を統合するために考慮される。

0021

特徴的尺度という用語は、像の中で所望の特性をもつ領域を強調表示することを可能にする定量的尺度を表すことにさらに留意されたい。特徴的尺度は、統合された像から計算されるマップであり、ピクセル値が大きいほど、このピクセルが、装置よりも、同じ動きをする構造物に属する可能性が高い。構造物は、特性をもつことで「特徴的」である。本明細書では、この特性は、「装置と同じ動き又は移動をする」ことである。言い換えると、特徴的尺度という用語は、少なくとも1つの特徴的構造物を含むマップを表し、特徴的構造物は標識と呼ばれる。標識、特に石灰化部位といった解剖学的標識が、ピクセル値の高さに基づいて、統合された像の中で決定される。

0022

本発明の目的は、装置の動き場を利用して、微弱すぎて他の手法では検出が不可能なこのような構造物又は標識を強調することである。

0023

本方法の一実施形態によると、蛍光透視像のシーケンスの統合は、時間的な統合である。すなわち、受信された蛍光透視像のシーケンスは、これらの蛍光透視像が生成された時間における順序に従って処理、すなわち、統合される。

0024

3つ以上の統合された像のシーケンスでは、特徴的尺度のシーケンスが生成されるように、新たに受信された統合された像の各々に対して特徴的尺度が新たに決定される。このようなシーケンスでは、1つの特徴的尺度における標識のピクセル値を他の特徴的尺度と比較したときに特徴的尺度が変動する。例えば、標識のピクセル値が1つの特徴的尺度から次の1つの特徴的尺度に増加するときには、装置が標識に対して移動されない可能性が高い。その一方で、標識のピクセル値が1つの特徴的尺度から次の特徴的尺度に減少するときには、標識に対して装置が動いていると推測される。

0025

一実施形態によると、本方法は、少なくとも1つの蛍光透視像上へのロードマップのオーバーレイとして、ロードマップと一緒に蛍光透視像のシーケンスから少なくとも1つの蛍光透視像を可視化するステップをさらに含む。

0026

上述のように装置に対する標識の動き(又は、その逆)が決定されると、ロードマップがマスクされる。

0027

解剖学的標識は、脈管系内の石灰化部位を含むことに留意されたい。その他の例において、標識は、脈管構造内に導入された装置の近傍に既に埋め込まれたステント、又は、他のあらゆる外科インプラント又は整形外科インプラントといった、既に埋め込まれた要素をさらに含んでもよい。

0028

石灰化部位が術前3D CTボリュームから事前区分される場合、石灰化部位は、リアルタイムで2Dシーケンス上に投影される。したがって、石灰化部位の2D形状と外観とが知られており、特徴的尺度を改善するために使用される。

0029

石灰化部位が術前3D CTボリュームから事前区分される場合、2Dシーケンス上へのそれらの射影を使用して、時間的な統合が実行される領域を精緻化する。

0030

特徴的尺度が算出される領域は、まず、他の装置(例えば、人工大動脈弁)を検出及びマスキングすることにより狭められる。

0031

配備中にわたって動的な動き補償を確実なものとするために、固定解除(したがって、失敗)を検出することは、現在の追跡アルゴリズム、例えば、石灰化部位の追跡に対する代替例をもたらす。

0032

本発明の他の一態様によると、装置が解剖学的構造に対する安定位置であって、解剖学的構造内の安定位置を離れる事象を自動的に検出するためのシステムは、概して、蛍光透視像を生成するための装置と、上述の方法に従って蛍光透視法像を処理するための処理装置とを備える。

0033

システムは、少なくとも1つのロードマップを提供するデータベースをさらに備える。

0034

本方法の結果、すなわち、達成される結合された像は、適切な装置に、例えばモニターに表示される。

0035

さらなる一態様によると、装置が解剖学的構造に対する安定位置であって、解剖学的構造内の安定位置を離れる事象を自動的に検出するためのコンピュータプログラムが提供され、コンピュータプログラムは、システムの処理装置において実行されるとき、上述の方法をシステムに実施させる。

0036

したがって、本発明に従った方法は、実質的に自動的に、又は、少なくとも大部分が自動的に実行される。したがって、コンピュータプログラムは、適切なシステムにより生成された少なくとも2つの蛍光透視像を収集して少なくとも一時的に記憶するための命令のセットと、蛍光透視法像に示された装置を識別するための命令のセットと、蛍光透視像内における検出された装置の動き場を決定するための命令のセットと、動き場に基づいて、蛍光透視像を統合するための命令のセットと、統合された像に基づいて、特徴的尺度を決定するための命令のセットと、特徴的尺度に基づいて、統合された像の中で標識を識別するための命令のセットと、特徴的尺度の変動に基づいて、装置に対して標識が動いているか否かを決定するための命令のセットと、を含む。

0037

さらに、コンピュータプログラムは、事前に記録された像情報を含むデータベースからデータをロードするための命令のセットを含むか、又は、ユーザーから情報を入手するための命令のセットを含む。

0038

このようなコンピュータプログラムは、好ましくは、データプロセッサ作業メモリにロードされる。したがって、データプロセッサは本発明の方法を実施するように装備される。さらに、本発明は、コンピュータプログラムが記憶されるCD−ROMなどのコンピュータ可読媒体に関する。しかし、コンピュータプログラムは、ワールドワイドウェブといったネットワークを通じて提示されてもよく、このようなネットワークからデータプロセッサの作業メモリ内にダウンロードされてもよい。

0039

本発明の実施形態が様々な主題との関連において説明されることに注意が必要である。特に、いくつかの実施形態が方法形態の請求項に関連して説明されるのに対し、他の実施形態が装置形態の請求項に関連して説明される。しかし、当業者は、上述の内容と以下の説明とを参照して、他の記載がない限り、一つの形態の主題に属する特徴のあらゆる組み合わせに加えて、異なる主題に関する特徴の間のあらゆる組み合わせも、本出願において開示されるとみなされることを理解されよう。

0040

ここまでに規定される態様、並びに、本発明のさらなる態様、特徴、及び利点は、本明細書において以下で説明される実施形態の例からも導かれ、図にも示される実施形態の例を参照しながら説明されるが、本発明はこれらに限定されない。

図面の簡単な説明

0041

本発明に従った方法を示すフローチャートの図である。
本発明に従ったシステムの一例を示す図である。
強調表示された標識を含む蛍光透視法像の一例を示す図である。
脈管造影像の一例を示す図である。
ロードマップを含む蛍光透視像の一例を示す図である。

実施例

0042

図1に示すフローチャートは、本発明に従った方法の原理を示す。方法に関連して説明されるステップは主なステップであり、これらの主なステップが、いくつかのサブステップに分化又は分割されてもよいことが理解されよう。さらに、これらの主なステップの間にもサブステップが存在してもよい。したがって、サブステップは、本発明に従った方法の原理の理解のためにそのステップが重要である場合にのみ言及される。

0043

以下で例示としてTAVI処置が検討されるが、その場合、動的な動き補償は、弁の位置決め及び弁の配備時に特に有用である。

0044

TAVI介入を受ける患者は、通常、石灰化大動脈及び/又は冠動脈をもつ。これらの石灰化部位が大動脈基部に十分近ければ、これらの石灰化部位は解剖学的標識として機能する。

0045

診断及び介入計画は診断用脈管造影図に基づく。カテーテルがアクセス地点において脈管系内に挿入された後、カテーテルは、大きな血管に沿って、処置を必要とする脈管構造物まで進められる。造影剤がカテーテルを介して注入され、カテーテル検査室のX線設備が、造影剤で充填されたときの血管を示す脈管造影シーケンスを記録する。診断用脈管造影図の取得は、撮像器形状の変動を伴って反復される。

0046

以下の介入中、部分的又は完全に放射線不透過の可撓性のガイドワイヤが、罹患した脈管構造物(例えば、冠動脈における狭窄神経血管動脈瘤、又は動静脈奇形)まで進められる。蛍光透視低線量X線観察は、ガイドワイヤを可視化して、ガイドワイヤを進める間、介入者の手と目との協調動作を可能にする。配置されると、ガイドワイヤは、介入型装置(例えば、膨張のためのバルーン及びステントの送達、動脈瘤凝固用取り外し可能コイル)を送達するレールとして機能する。介入型装置の送達及び配備も、蛍光透視法により制御される。

0047

介入者は、大動脈の弁上にカテーテルを固定する。入力として、術前3D CTボリュームの中で大動脈基部が区分されていると仮定される(図1に示すステップS1への入力A)。さらに、1つの脈管造影図又は複数の脈管造影図が、対象領域のX線像形成システムにより提供される(図1に示すステップS1への入力B)。

0048

ステップS1において、大動脈基部の3Dロードマップが、以前の脈管造影図に静的に位置合わせされる。次に、介入者は、脈管造影図と同じ形状パラメータを使用して蛍光透視シーケンスを取得し、そのため、3Dロードマップの位置合わせは依然として有効である(図1に示すステップS2への入力C)。

0049

ステップS2において、2DX線シーケンスの中で注入カテーテル徴候が検出される。すなわち、X線像又はフレームのうちの少なくとも2つの中でカテーテルが識別される。

0050

ステップS3において、現在のフレームに対する移動場又は動き場が得られるように、X線/蛍光透視像のシーケンスの中でカテーテルが追跡される。

0051

ステップS4において、解剖学的標識が現れると想定される領域内で、動き場を使用して、様々な動き(心拍呼吸…)を補償する。動き補償された領域において、信号の時間的な統合が実行される。その結果、装置と比べて同じ動きをするすべての解剖学的構造が同じ位置にあるので、それらの信号は、時間的な統合により強調される。逆に、時間的な統合は、異なる動きをする物体又は解剖学的構造を混在させるので、それらは不鮮明な領域として現れる。

0052

次に、ステップS5において、統合された領域から特徴的尺度が計算され、高い値は、解剖学的構造が強調されたことを示し、低い値は、解剖学的構造が不鮮明にされたことを示す。

0053

ステップS6において、値が高いか低いかが判定される。高い値(図1に示す経路H)の場合、装置及び解剖学的標識は同じ移動/動き場に従い、このことは、装置が依然として大動脈基部上に固定されていることを意味し、本方法はステップS7に進む。低い値(図1に示す経路L)の場合、少なくとも1つの解剖学的標識が、装置の動きと同一ではない動きをするので、この場合は装置が固定されていないと結論づけられる。この場合、本方法は、ステップS10に進む。

0054

ステップS7において、血管構造自体は放射線不透過ではないので、すなわち、介入中に視認不能であるので、ライブ像内への脈管造影図のオーバーレイ技術(ロードマッピングと呼ばれる)が使用される。同様の撮像器形状を使用して取得された静的な診断用脈管造影図が、ライブ介入型蛍光透視法に隣接して表示される。血管内におけるガイドワイヤ及び装置のナビゲーションのために、静的な脈管造影図及びライブ蛍光透視法の本質的で視覚的な融合が有益である。改善されたコンテキストリッチな可視化は、ナビゲーションにおける重要な支援をもたらす。したがって、血管と介入型装置とが1つの画面同調して表示されるように、少なくとも前処理された脈管造影図の輪郭が蛍光透視像ストリーム上に位置合わせされる。

0055

ステップS8において、特徴的尺度が表示され、すなわち、装置の近傍における少なくとも1つの標識が示されたマップが表示される。適切な特徴的尺度は、介入者への視覚フィードバックとして機能し、装置が固定されているときの強調された解剖学的構造を示す。また、ステップS8が省略されてもよいことに留意されたい。

0056

ステップS9において、現在処理される蛍光透視フレームが最後のフレームであるか否かが確認される。そうである場合(y)、工程は完了し、そうではない場合(n)、工程は、次のフレーム内で装置を追跡することによりステップS3を繰り返す。

0057

ステップS6において、値が低いと判定された場合、すなわち、固定解除が検出された場合、ステップS10において、3Dロードマップの表示装置オフ切り替えられ、ステップS11において、視覚的な警告が発令される。

0058

ステップS9と同様に、ステップS12において、現在処理される蛍光透視フレームが最後のフレームであるか否かが確認される。そうである場合(y)、工程は完了し、そうではない場合(n)、工程は、次のフレーム内で装置を追跡することにより、ステップS3を繰り返す。

0059

図2は、本発明に従った例示的なシステムを示し、システムは、器具200のためのコンソール100を含み、器具200は、患者300内に導入される。さらに、器具200の先端部分220が位置する領域の蛍光透視法像が生成されるように、患者に対してX線装置400が配置される。最後に、X線装置400による蛍光透視法像の生成を制御する処理ユニット600と、適切な場合には、器具200の機能を制御するコンソール100とが提供される。

0060

本例では、制御装置100がユニット110をさらに含み、ユニット110により造影剤が送達され、その結果、例えば、脈管造影法像又は一連の脈管造影法像が生成される。その一方で、ユニット110により薬剤が注入される。さらに、コンソール100が装置120を備え、装置120により、例えば、器具200の先端部分220の配向が制御されるか、又は、装置120は、レーザーの適用といった器具の特殊機能、又は、ステントといった人工装具の配置、又は、バルーンを導入及び膨張させることを制御する。また、意図される処置に応じて、コンソール100が3つ以上のユニット又は装置を含むことに留意されたい。

0061

X線装置400は、X線源420とX線放射検出器440とを含み、X線源420とX線検出器440との両方がCアーム430に配置されて、互いに対する両方の適切な配向を確実なものとする。患者300はテーブル460に配置される。

0062

処理ユニット600は、まず制御装置620を含み、さらにはモニター610を含み、例えば、器具の先端の現在位置に関する情報の出力がモニターに示される。

0063

処理ユニット600は、処理装置又は作業メモリをさらに備え、作業メモリ上で、本発明に従った固定解除検出を実施するコンピュータプログラムが記憶及び/又は実行される。

0064

図3は、一方には、装置の遠位端部分/カテーテル200、本例では特に、カテーテル上の潰れたステントベース心臓弁を示し、もう一方に、図1に示される方法で解剖学的標識として使用される石灰化部位500を示す蛍光透視法像の一例を示す。

0065

図4は、上行大動脈内の造影剤を使用した黒ずんだエリア510を含む脈管造影法像の一例を示す。このような脈管造影法像に基づいて、黒ずんだエリア510の輪郭としてロードマップ520が生成される。

0066

図5は、上述の方法のステップS1において生成されたロードマップと一緒に蛍光透視像の一例を示す。

0067

本発明が図面及びここまでの説明において詳細に例示及び説明されたが、このような例示及び説明は例示又は一例とみなされ、限定とはみなされず、本発明は、開示される実施形態に限定されない。

0068

開示される実施形態に対する他の変形例が、図面、本開示、及び、付属の請求項を考察することにより、請求項に記載された発明を実施する当業者により理解及び実現される。請求項において、「備える(comprising)」という用語は、他の構成要素もステップも排除せず、「a」又は「an」という不定詞は、複数を排除しない。単一のプロセッサ又は他のユニットが、請求項に記載されるいくつかの項目の機能を実現する。

0069

単に、相互に異なる従属請求項に特定の手段が記載されているという事実は、利点を得るためにこれらの測定値の組み合わせが使用され得ないということを示すわけではない。コンピュータプログラムは、他のハードウェアと一緒に、又は他のハードウェアの一部分として供給される光記憶媒体又は固体媒体などの適切な媒体に記憶/分散されてもよいが、インターネット又は他の有線又は無線電気通信システムを介するなどにより、他の形態でも分散されてもよい。請求項における参照符号はいずれも範囲を限定するように解釈されてはならない。

0070

100コンソール
110ユニット
120 装置
200器具
220 器具の先端部分
300患者
400X線装置
420X線源
430 Cアーム
440X線検出器
460 テーブル
500 標識
510 黒ずんだエリア
520ロードマップ
600処理ユニット
610モニター
620 制御装置

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