JP2006506117A - 境界構造を検出するための医用ビューイングシステム及び方法 - Google Patents

Abstract

血管におけるガイドワイヤの移動及び／又は位置決めを表す医用画像のシーケンスを表示する医用ビューイングシステム。前記ガイドワイヤは、前記ガイドワイヤと対比されるガイドワイヤ先端部を有する。前記システムは、ライブシーケンスと呼ばれる元のノイズのある画像シーケンスを取得する取得手段と、前記ライブ画像シーケンスをリアルタイムに処理する処理手段と、前記処理されたライブ画像シーケンスを表示する表示手段と、を有する。前記処理手段は、前記ガイドワイヤ先端部を自動的に検出し、前記ガイドワイヤ先端部のスケルトン情報及び該スケルトン情報に基づく動きベクトルの場を生成する第１の手段（１０）と、前記動きベクトルの場に基づく基準に対して、前記ガイドワイヤ先端部を自動的に位置合わせし、該位置合わせされた画像において、背景をぼかしつつ、前記ガイドワイヤ及び血管壁を強調する第２の手段（２０）と、を有する。

Description

本発明は、身体器官に対して器具を移動させ、及び／又は位置付けることを含む医学的介入の画像シーケンスを表示する医用ビューイングシステムに関する。本発明は、更に、前記システムにおいて使用されるべきコンピュータ実行可能な画像処理方法に関する。本発明は、更に、このようなシステムに結合される医用検査装置に関する。本発明は、例えば、動脈造影図における血管壁のような関心のある細いオブジェクト（対象物）を位置合わせし、強調することに関して心臓学の医療分野にその応用を見出す。

Ｘ線蛍光透視法の下で、血管内介入中に、ガイドワイヤの位置を抽出し、追跡する方法は、「Medical Image Computing and Computer-Assisted Intervention」の中のShirley A. M. Baertによる文献「2-D Guide wire tracking during endovascular interventions」（MICCAI 2000, S. L. Delp, A. M. DiGioia, B. Jaramaz (eds), vol. 1935 of Lecture Notes in Computer Science, Springer-Verlag, Berlin, 2000, pp. 727-734）から既に知られている。この文献は、ワールド座標におけるガイドワイヤの位置を推定するために、低い品質の蛍光透視画像において使用されうる方法を記述している。２ステッププロシージャが、後続のフレームにおいてガイドワイヤを追跡するために利用される。第１のステップにおいて、ガイドワイヤの移動の粗い推定が、スプラインモデルに関してテンプレートマッチングプロシージャを使用して得られる。第２のステップにおいて、ガイドワイヤの位置は、ガイドワイヤを、ライン様の構造が強調される特徴画像に適合させることによって最適化される。この最適化ステップにおいて、特徴（フィーチャ、feature）が計算されるスケールの影響及び方向情報を使用する付加価値が調べられる。方法は、元の画像及び減算画像の両方に適用される。適切なパラメータ設定を使用して、ガイドワイヤは、５つの画像シーケンスからの１４６フレームのうちの１４１フレームにおいて、元の画像に基づいて追跡されることに成功しうる。

医用画像においてステントを抽出するための方法は、Ioannis Kompatsiaris他による文献「Deformable Boundary Detection of Stents in Angiographic Images」（IEEE TRANSACTIONS ON MEDICAL IMAGING, VOL.19, No. 6, JUNE 2000, pages 652-662）から既に知られている。この文書は、血管造影画像において、ステントと呼ばれる医療器具の変形可能な境界を検出するための画像処理方法を記述している。ステントは、狭窄が生じている領域の血液循環を改善するために、動脈に置かれる外科的なステンレススチールコイルである。最初に、ステントの３次元（３Ｄ）モデルの組を仮定し、ステントの三次元モデルのさまざまな変形の透視投影を使用して、ステントの２次元（２Ｄ）画像の大きい組が構成される。これらの合成画像は、自動オブジェクト認識のための初期の粗い推定に達するように、固有空間の分解に基づいて多変量密度推定を導き出し、最尤推定フレームワークを作るための、訓練セットとして使用される。検出されたステントのシルエットは、ステントのジオメトリを考慮する、反復的な初期化技法と組み合わせられる２次元の動的輪郭（スネーク）アルゴリズムを使用して改良される。上述の文献に開示されるように、狭窄と呼ばれる狭部が、患者の冠動脈において識別されるとき、血管形成術と呼ばれるプロシージャが、閉塞を開くことによって心筋への血流を改善するために処方されることができる。近年、血管形成術は、ステント植え込み（stent implantation）技法をますます利用するようになっている。このステント植え込み技法は、上述した文献の図２に示されるように、病変した血管を効率的に開いた状態に保つために、検出された狭窄の位置へのステント留置の手術を含む。ステント留置は、多くの患者にとって、緊急心臓バイパス手術、及び／又は心臓発作（心筋梗塞）を避ける助けとなる。上述した文献の図１に示されるようなステントは、コイルを形成するために高精度レーザによって切断された、スロット付きの小さいステンレススチール管である。コイルは、カテーテル及びガイドワイヤによって導入されるモノレールに取り付けられるバルーンの周囲にしっかり巻き付けられ、それによって先端にバルーンが取り付けられたカテーテル（バルーンカテーテル）と呼ばれる装置を形成する。この先端にバルーンが取り付けられたカテーテルは、小さい切開部を通して動脈に導入される。バルーンは、それが一旦所定の位置に置かれると、コイルを広げるために膨らまされる。永久的なインプラントと考えられることができるステントは、それが一旦広げられると、動脈壁を開いた状態に保つ足場組みのような働きをする。これによって、心筋へのより多くの血流が可能となる。

Shirley A. M. Baertによる上述の第１の文献は、テンプレートマッチングを使用する粗い推定に基づくガイドワイヤ抽出と、その後に続く糸様構造の強調に基づく最適化とに注目しているが、これは、ノイズのある画像において直接実施するのは容易ではない。Ioannis Kompatsiaris他による上述の第２の文献は、ステント配置の後のステントの可視性に注目している。

しかしながら、ステントの導入前に、医師は、最初の非常に難しいステップに遭遇する。このステップは、ガイドワイヤによって最初に狭窄を通ることにある。これは、医師が実施しなければならない最も難しい作業の１つである。その理由は、動脈の狭窄した箇所である医師が操らなければならない通路は、非常に起伏があり、不規則であり、制限されているからである。更に、動脈壁は、概して、放射線透過性（radio-transparent）であるので、動脈の狭窄した箇所を視覚化し、その場所を特定するために、造影剤の使用を必要としうる。造影剤は、患者にとって毒性を示すので、使用時には、非常に短い持続時間に非常に少ない量だけが導入されなければならない。従って、造影剤の使用は、約十数秒間のみ、動脈の改善された可視化を提供する。医師は、ガイドワイヤを前方に押し進めるためにこの短い時間を利用しなければならず、一方で、医師は、造影剤のために、もはや前述のガイドワイヤを見ることができないという不利益がある。造影剤が作用している間、医師には動脈のみが見える。わずかな時間ののち、造影剤が、患者の血管系を通って除去されると、医師は、改めてガイドワイヤを見る。

実際に、最初にガイドワイヤを導入するこのステップは、イメージングの悪条件のために、非常に難しいステップである。この介入では、患者の胸郭は開いていないので、医師は、画面上で介入を追跡することができるだけである。血管形成のためのガイドワイヤは、一般に、大腿動脈の開口部を通して導入され、大動脈クロスまで動脈中を通される。大動脈クロスを越えると、ガイドワイヤは、狭窄箇所として診断された冠動脈内に導入される。ガイドワイヤ及び狭窄した動脈壁は、ノイズのある蛍光透視画像において観察されるだけでなく、ガイドワイヤの動きの推定を非常に困難にする、低いＸ線撮影コントラストを示す。その上、血管形成介入のこの最初のフェーズの間、ガイドワイヤは、動脈に対して動いており、動脈は、心臓の鼓動の影響下で動いており、前述の動脈は、患者の呼吸及び心臓拍動の影響下で動いている背景上で観察される。これらの動きは、蛍光透視撮像下のガイドワイヤ導入の追跡を、なお一層実施困難にする。更に、関心のあるオブジェクトは、ズーミングされた画像フレームから出てしまうことがあるので、これらの動きは、ズーミングの効率を悪くする。

Shirley A. M. Baertによる第１の引用文献の方法は、ワールド座標においてガイドの位置を推定し、画像内の動脈の動きの欠点を抑制する手段を講じていないので、前述の狭窄した箇所を通る最初の導入ステップの間、動脈の狭窄した箇所に対してガイドワイヤの場所を特定するための役に立たない。Ioannis Kompatsiaris他による第２の文献の方法は、ステント配置後のステントの可視性にのみ注目しているので、動脈の狭窄箇所を通る最初の導入ステップの間、ガイドワイヤの場所を特定するための役に立たない。

それゆえ、引用した従来技術との差異において、本発明の目的は、ガイドワイヤの先端部（tip）の検出及び画像の位置合わせに基づいて、動脈壁に対してガイドワイヤをリアルタイムに視覚化し、その場所を特定することを改善する手段を有するイメージングシステムを提案することである。この改善された手段は、例えばガイドワイヤ導入の最初の介入ステップの間、ガイドワイヤが初めて動脈の狭窄した箇所を通りぬける際に使用されることができる。ガイドワイヤ導入のこの最初の介入ステップは、非常に重要である、この理由は、このガイドワイヤを初めて導入することにある介入ステップが失敗する場合、ステント位置決め及び配置の後続のステップは実現できない。血管形成術の代替例は、動脈の狭窄した箇所にブリッジを渡すための過酷な介入である。この過酷な介入は、患者の胸郭を開くことを含み、それは血管形成介入より非常により多くの結果を残す。

本発明によれば、これらの問題は、ガイドワイヤ先端部のスケルトンのすべてのポイントの位置を決定するために、ガイドワイヤ先端部情報を処理する手段と、更に、前記位置の周囲の関心領域を位置合わせする手段と、前記関心領域において動脈壁及びガイドワイヤの可視性を強調する手段と、を有するイメージングシステムによって解決される。このシステムは、血管形成介入の間、医師がこの介入を正しく追跡するために、処理された画像をリアルタイムに表示する手段を有する。このビューイングシステムは、先端部検出手段と、位置合わせ手段と、強調手段と、狭窄した動脈壁に対してガイドワイヤを正確に視覚化することを可能にするズーミング手段と、を有する処理手段を有する。本発明の目的は、更に、画像処理手段がユーザ操作可能であるこのようなシステムを提供することである。

このようなシステムは、請求項１及び従属請求項に記載されている。更に、システムにおいて使用される画像処理方法、この方法のステップを実現するプログラム製品、及びこのようなシステムを有する、介入の視覚化を助けるための検査装置が、特許請求の範囲に記載されている。

以下、本発明の実施例について図面を参照して詳しく説明する。

本発明は、ノイズのある画像内の構造を検出し、その場所を特定し、位置合わせし、強調し、ズーミングするためのビューイングシステム及びそのビューイングシステムにおいて使用されるコンピュータ実行可能な画像処理方法に関する。本発明のビューイングシステム及び画像処理方法は、心臓学の医療分野への適用例において後述される。この適用例において、関心のあるオブジェクトは動脈であり、動脈は、血管造影図と呼ばれるＸ線蛍光透視画像のシーケンスにおいて、血管形成術と呼ばれる医学的介入の間、観察される。

図６Ａを参照して、血管形成術は、通常、狭窄と呼ばれる病変の位置において動脈を広げるためのいくつかの段階を含む医学的介入である。予備的段階において、従事者は、介入周囲（peri-interventional）の画像において、可能な限り良好に患者の動脈４の狭窄３の場所を特定する。これらの画像は、画像コントラストを改善するために動脈に導入される造影剤を使用して、及びＸ線の通常の線量を用いて、取得される。ガイドワイヤは、既に存在していてもよいが、動脈の狭窄した箇所をまだ通りぬけていない。医学的介入は、蛍光透視法下で、すなわち少ない線量のＸ線を用いて、画面上にイメージングされながら実施される。介入の持続時間及び患者に対するＸ線の全量を最小限にするために、介入は、可能な限り迅速に実施されなければならない。それゆえ、画像が、改善されなければならない。

動脈中に細いガイドワイヤを導入し、大動脈クロスまで通し、それからカテーテル９を使用して狭窄した動脈４に向けて通したのち、血管形成術は、狭窄の位置における動脈部分３の小さい管腔中に前記細いガイドワイヤ１を導入する段階を含む。

ガイドワイヤの導入後、血管形成術は、図示しない更なるステップとして：
前記ガイドワイヤによって案内される、ステントを具備しない第１のバルーンが先端に巻きつけられたモノレールを導入するステップと；狭窄位置の動脈部分３に前記第１のバルーンを位置決めするステップと；
狭窄の位置における動脈４の狭い管腔３を広げるためにこの第１のバルーンの膨らませるステップと；第１のモノレールによって第１のバルーンを除去するステップと；
第２のバルーンが先端に巻きつけられ、該第２のバルーンの周囲にステントを有する、第２のモノレールを導入するために、細いガイドワイヤ１を再び使用するステップと；動脈４の以前に膨らまされた管腔の狭窄の位置に、ステントを有する前記第２のバルーンを位置決めするステップと；
動脈壁に埋め込まれる、広げられたステントになるステントを形成するコイルを広げるために、第２のバルーンを膨らませるステップと；
広げられたステントを永久的なインプラントと考えて、第２のモノレールに取り付けられた第２のバルーン、ガイドワイヤ１及びカテーテル９を除去するステップと、を含む。

血管形成術と呼ばれる医学的介入は、実行するのが困難である。困難さは、不良にコントラスト強調された医用画像のために生じる。かかる画像において、ガイドワイヤ、バルーン、ステント及び血管壁は、蛍光透視法のＸ線の弱い線量のため、ノイズのある背景上ではほとんど識別できず、更には、患者の呼吸及び心臓鼓動による動きに従う。この介入のいくつかのフェーズは、非常にクリティカルである。特に、狭窄の位置の動脈管腔にガイドワイヤ先端部を通すステップは、医師にとって非常に難しく、患者にとってクリティカルである。これはまた、血管形成術の重要なステップである。その理由は、血管形成術の他のステップは、既に実施されている前述の最初のステップなしでは実現できないからである。

図２Ａによって示されるように、ガイドワイヤ先端部２は、ガイドワイヤ１の先端に配置される小さい金属の特徴である。ガイドワイヤ先端部は、堅くなく、動脈の形状をたどるために屈曲可能である。このガイドワイヤ先端部は、長さ１ｃｍ乃至数ｃｍであり、ガイドワイヤより太い。ガイドワイヤ先端部は、動脈壁及びガイドワイヤ自体と比較して、非常に放射線不透過（radio-opaque）である。動脈壁及びガイドワイヤは、蛍光透視画像においてほとんど識別できず、動脈内部でガイドワイヤを前方に移動させる際に視覚化するのが困難である。

それゆえ、本発明によれば、画像の関心領域（Region Of Interest、ROI）のこの特徴の場所を特定するために、ガイドワイヤ先端部の放射線不透過の特性を使用することが選ばれる。本発明のシステムは、基準画像に対して画像を位置合わせするために使用される動きベクトルの場（field）を決定するために、図６Ｂに示すように例えば座標ｘ，ｙによって規定されるガイドワイヤ先端部のスケルトンのすべてのポイントの位置を決定するための、ガイドワイヤ先端部を検出する手段を有する。システムは、画像内のガイドワイヤ及び動脈壁によって形成される糸様の構造を強調し、ズームミングするための更なる手段を有する。結果的に得られる画像シーケンスにおいて、ガイドワイヤ及び動脈壁のコントラストが改善され、動きが補正され、ズーミングが、これらの構造を拡大するために使用されることができ、介入の追跡は、実質的に連続になりうる。特徴を強調することは、医師にとって重要である。この理由は、最初、取得された画像において何かを識別することはほとんど不可能であり、可視性なしにガイドワイヤを前方に押すことは、動脈を破裂させ、患者に損傷を与えることがある。リアルタイムに画像を位置合わせすることは、特に、ズーミングに関しても重要である。画像は、介入周囲の静止ビュー及びライブビューの重ね合わせによって更に改善されることができる。本発明のシステムは、すべてのこれらの処理を実施するための手段を有する。

ユーザは、医学的介入の行為者であって、それぞれの時点に介入する可能性をもつことができる。まず最初に、ユーザは、画像内の関心領域ＲＯＩを選ぶことができる。更に、ユーザは、画像処理手段を活性化し、制御するために、図４及び図８に示されるように自由に使える制御手段５８を有する。これらの制御手段５８は、ユーザが処理操作を開始し、処理操作の持続時間を制御し、処理操作を終わらせるための開始手段を有する。狭窄ブースティング手段（stenosis boosting means）によって示される処理手段１０，２０は、上述したフェーズのうちの１つにおいて、ユーザ制御５８によって作動される。

図１を参照して、本発明のシステムは、ガイドワイヤ先端部の動きを推定するために、動きベクトルの場を供給する第１の画像処理手段１０を有する。動き推定は、第１の関心領域ＲＯＩにおいて実施される。手段１０は、血管形成の間、画面上に表示されるシーケンスの画像においてガイドワイヤ先端部を自動的に検出する問題を解決する先端部検出器１１を有する。先端部検出器は、ピクセルのチェーンから形成されるＳＫＴによって示されるスケルトンを供給する。先端部検出器１１は、先端部に対応するリッジを検出するためのリッジフィルタと、先端部を他の特徴から識別する閾値手段と、ピクセル収集手段と、図２Ｂによって示されるように最後にピクセルのチェーンを形成する接続解析手段と、を有する。この先端部検出は、シーケンスのすべての画像において実施される。スケルトンは、考慮されるべきシーケンスの第１の画像においてＳ_０によって示され、他の時点ｔにおいてＳ_ｔによって示される。スケルトン検出は、画像の基準において、ガイドワイヤ先端部の前記スケルトンのすべてのポイントの位置を推定することを可能にする。

シーケンスの連続する画像における先端部スケルトンの拡張Ｓ_０−Ｓ_ｔが、スケルトン拡張手段１２によって実施される。このスケルトン拡張は、各画像において別々に空間的に実施される。空間的な拡張は、前方向及び／又は逆方向において、線形に又は曲線に従って実施されることができる。スケルトンは、図６Ｂに示すように長さＤだけ空間的に拡張されることができる。拡張されたスケルトン位置の情報データは、関心領域ＲＯＩにおいてＳ’_０−Ｓ’_ｔによって示される。第１の拡張されたスケルトン位置の情報データＳ’_０は、メモリ手段ＭＥＭに記憶される。

図５Ａ及び図５Ｂに示すように、スケルトンベクトル場推定手段１３は、メモリ手段ＭＥＭに記憶された第１の拡張されたスケルトン位置の情報データＳ’_０を使用して、基準画像と呼ばれる第１の画像の基準における関心領域ＲＯＩにおける第１の時点ｔ＝０の拡張されたスケルトン位置Ｓ’_０を、後続の時点ｔの拡張されたスケルトン位置Ｓ’_ｔと比較する。これは、図１Ｃによって示されるように、動きベクトルＶの場を推定することを可能にし、それによって、拡張されたスケルトン位置Ｓ’ｔを拡張されたスケルトン位置Ｓ’ｏに対応させる。ベクトル場拡張は、例えばワーピングの既知の技法を使用して、ベクトル場推定手段１３によって実施される。この技法を使用して、幾何変換がもたらされる。この幾何変換は、関心領域ＲＯＩにおいて位置合わせ処理を実施するために適用される。

図３を参照して、本発明のシステムは、更に、画像シーケンスの関心領域ＲＯＩにおける糸様の特徴を強調するための第２の手段２０を有する。手段２０は、動きベクトルＶ及び元の画像Ｉ（ｔ）のピクセル強度を受け取り、基準画像の基準と考えられる時点ｔ＝０におけるガイドワイヤ先端部に対して、時点ｔにおけるさまざまな異なる画像内のガイドワイヤ先端部を位置合わせする位置合わせ手段２１を有する。ガイドワイヤ先端部は、動脈と共に動くので、この動脈は、更に、基準画像の基準に対しても位置合わせされ、シーケンスの或る画像から後続の画像までもはや移動しない。手段２０は、関心領域ＲＯＩにおいて糸様の構造を強調するためのリッジ強調手段２２を有する。それゆえ、ガイドワイヤ及び動脈壁によって構成される糸様の構造は、関心領域ＲＯＩにおいて強調される。時間積分手段２３が、時間積分を実施する。この時間積分は、なお動いている背景がぼかされる（blurred）一方で、例えばいくつかの画像にわたって位置合わせされる糸様構造のピクセル強度の平均化技法によって達成されることができる。時間積分は、いかなる他の知られている技法によっても達成されることができる。手段２０は、更に、結果的に得られる画像Ｒ（ｔ）を供給するための動的適応化手段２４を有し、画像Ｒ（ｔ）は、医師の必要又は要求に応じてズーミングされることができる。

ここで、医師は、或る画像から後続の画像までもはや動かず、もはや不可視ではなく、代わって強調される動脈壁を視覚化するための手段を有する。図４を参照して、医師は、狭窄ブースティング１０，２０と呼ばれる処理操作を始めるための手段５８を有する。開始時、画像は、Ｉ（ｔ）から狭窄ブースティング１０、２０に渡される。Ｓ’ｏのような画像内の関心領域ＲＯＩを位置合わせするために推定されるデータは、メモリ手段ＭＥＭに記憶され、それぞれの画像の位置合わせのために使用される。手段１０から、ガイドワイヤ先端部のスケルトンのすべてのピクセルの位置ｘ、ｙが推定される。こうして、医師は、ぼかされた背景上で位置合わせされ、強調された動脈の狭窄した箇所において、ガイドをゆっくり前方に押すことができる。開始手段５８は、医師が処理される画像Ｒ（ｔ）を観察しながらガイドを前方に押す時間に対して、適当な時間に、動脈に導入される少量の造影剤を送り出す自動装置３３を開始させることができる。造影剤は、適当な手段（カテーテル）によって導入される。特に、本発明の大きな利点は、もはや濃縮された造影剤を患者の動脈に注入する必要がないということである。動脈壁が強調されるので、医師は、適切に且つ安全にガイドワイヤを動かすために、動脈壁の位置を十分に見ることができる。しかしながら、医師が造影剤を使用したいと思う場合、濃縮された造影剤の代わりに希釈された造影剤を使用することが適当であり、それによって、希釈された造影剤が灌流している間、ガイドワイヤ先端部を視覚化することが可能である。これは、濃縮された造影剤の場合には可能でない。更に、希釈された造影剤は、患者にとって、濃縮された造影剤より毒性が少ない。希釈された造影剤の使用は、患者にとっての不都合なく、より長い時間の間それを使用することを可能にし、従って濃縮された造影剤の場合の十数秒の代わりに、希釈された造影剤の数分間の使用を可能にする。ガイドワイヤ先端部が、動脈の狭窄した箇所に安全に通されるまで、医師は、必要の都度、開始手段を動作させることができる。

更に医師が目で見えるように表示手段によって表示される画像の精度を更に改善するために、関心領域ＲＯＩは、介入周囲画像の対応する関心領域ＲＯＩに重ね合わせられることができる。図７を参照して、この処理は、ブロックマッチング技法を使用して実施されることができる。ライブ画像Ｒ（ｔ）のデータは、Ｊ_０乃至Ｊ_ｎによって示される介入周囲画像のシーケンスのデータと共に、グレーレベルに基づく位置合わせ手段４１に入力される。グレーレベルに基づく位置合わせ手段４１は、介入周囲画像のシーケンスＪ_０−Ｊ_ｎの特徴に重ね合わせられるライブ画像Ｒ（ｔ）において示される、ガイドワイヤ先端部の現在位置を供給することができる。結果的に得られる組み合わせられた特徴は、オーバーレイ１によって示される、Ｒ（ｔ）の特徴によって強調された介入周囲画像Ｊ’_０−Ｊ’_ｎのシーケンスを形成する。代替例として、αブレンディング技法を用いて、グレーレベルに基づく位置合わせ手段４１が、Ｒ’（ｔ）によって示されるライブ画像を供給することができる。ライブ画像Ｒ’（ｔ）は、手段４１によって決定される組Ｊ_０−Ｊ_ｎ中の介入周囲画像Ｊ_ｉをライブ画像Ｒ（ｔ）に重ね合わせて得られるオーバーレイであり、オーバーレイ２によって示される。

それゆえ、本発明のシステムは、互いに対して位置合わせされるライブ画像を提供することが可能であり、その結果、強調されたライブ画像が得られる。このシステムは、更に、介入周囲画像に対して位置合わせされるライブ画像を提供することも可能である。

予備的なステップにおいて、介入周囲画像は、患者の呼吸特性及びＥＣＧポイントによって形成される基準において、互いに対して位置合わせされることができる。これらの介入周囲画像は、この基準において、ポイントの雲のように見える。それゆえ、画像Ｉ（ｔ）は、介入周囲画像のこの組の１つの画像に容易にマッチングされない。ここで、本発明によれば、介入周囲画像の組の１つの画像にマッチングされることが意図されるのは、画像Ｉ（ｔ）ではなく、位置合わせされ、強調された画像Ｒ（ｔ）である。それゆえ、ライブ画像と介入周囲画像との間のロバストな位置合わせが、達成されうる。

図８は、医用検査装置５０の図を示す。装置は、画像のシーケンスのデジタル画像データを取得するための手段５１を有し、上述の処理方法に従ってこれらのデータを処理するための上述の医用ビューイングシステム５３に結合される。医用ビューイングシステムは、概して、リアルタイム画像を処理するために、介入の部屋において使用され又は介入の部屋の近傍で使用される。本方法のステップは、例えば医学的パラメータを推定するために、記憶された介入周囲画像に適用されることができる。医用検査装置は、接続部５７によってシステム５３に画像データを供給する。システムは、処理された画像データを、表示手段及び／又は記憶手段に供給する。表示手段５４は、画面であってもよい。記憶手段は、システム５３のメモリであってもよい。代替例として、前記記憶手段は、外部記憶手段であってもよい。この画像ビューイングシステム５３は、本発明による方法ステップの機能を実施するように構成される、ＬＵＴ（ルックアップテーブル）、メモリ、フィルタ、論理演算子のような回路手段を有する専用プロセッサ又は適切にプログラムされたコンピュータを有することができる。システム５３は、キーボード５５及びマウス５６を有することができる。アイコンが、マウスのクリックによって活性化されるように、画面上に提供されることができ、又は専用の押しボタンが、ユーザが選択された段階又はフェーズで処理を開始し、持続時間を制御し、又はシステムの処理手段を止めるための制御手段５８を構成するように、システムに設けられることができる。

イメージングシステムの位置合わせ手段の機能ブロック図。 ガイドワイヤ先端部を示す図。 スケルトン抽出されたガイドワイヤ先端部を示す図。 イメージングシステムの強調手段の機能ブロック図。 イメージングシステムの一般的な手段の機能ブロック図。 関心領域ＲＯＩ内の動きベクトルを決定するステップを示す図。 関心領域ＲＯＩ内の動きベクトルを決定するステップを示す図。 関心領域ＲＯＩ内の動きベクトルを決定するステップを示す図。 動脈へのガイドワイヤ先端部の導入のステップを示す図。 動脈へのガイドワイヤ先端部の導入のステップを示す図。 ライブ画像及び介入周囲画像を重ね合わせるステップを示す図。 前記システムを使用する医用検査装置の機能ブロック図。

Claims (14)

1. 血管におけるガイドワイヤの移動、及び／又は位置決めを表す医用画像のシーケンスを表示する医用ビューイングシステムであって、
   前記ガイドワイヤが、前記ガイドワイヤと対比されるガイドワイヤ先端部を有し、
   前記システムが、ライブシーケンスと呼ばれる、元のノイズのある画像のシーケンスを取得する取得手段と、前記画像の前記ライブシーケンスをリアルタイムに処理する処理手段と、処理された前記画像の前記ライブシーケンスを表示する表示手段と、を有し、
   前記処理手段が、前記ガイドワイヤ先端部を自動的に検出し、前記ガイドワイヤ先端部のスケルトン情報及び該スケルトン情報に基づく動きベクトルの場を生成する第１の手段と、前記動きベクトルの場に基づく基準に対して、前記ガイドワイヤ先端部を自動的に位置合わせし、前記位置合わせされた画像において、背景をぼかしつつ、前記ガイドワイヤ及び血管壁を強調する第２の手段と、を有する、システム。
2. 前記第１の手段が、前記スケルトンを空間的に拡張する手段と、基準のスケルトンに対して現在スケルトンをマッチングする手段と、マッチングする動きを推定する手段と、関心領域全体に対して前記動きを外挿する手段と、を有する、請求項１に記載のシステム。
3. 前記計算手段が、前記ガイドワイヤ先端部を含む前記画像のシーケンスにおいて関心領域を選択し、前記関心領域内のデータを処理する選択手段を有する、請求項１又は２に記載のシステム。
4. 前記画像のシーケンスの選択された時点に関連して、ユーザが前記画像のシーケンスに適用される前記処理手段を作動させ、その持続時間を制御し、前記処理手段を停止させるための制御手段を有し、前記制御手段が、前記選択された関心領域の可視性を改善するために前記画像のシーケンスに適用される前記処理手段を、ユーザが前記選択された時点で作動させ又は停止させるための開始手段及び停止手段を有する、請求項３に記載のシステム。
5. 前記第２の手段が、ライン様の構造を強調し、背景をぼかすためのリッジ強調手段及び時間積分手段を有する、請求項１乃至４のいずれか１項に記載のシステム。
6. 前記第２の手段が、前記関心領域をズーミングするためのズーミング手段を有する、請求項１乃至５のいずれか１項に記載のシステム。
7. 前記表示手段が、更に、介入周囲画像の特徴が重ね合わせられる新しいライブシーケンスを形成するために、処理された画像のライブシーケンスを、介入周囲画像と呼ばれる対応する画像のシーケンスに対して位置合わせする位置合わせ手段を有する、請求項１乃至６のいずれか１項に記載のシステム。
8. 前記表示手段が、更に、ライブ画像の特徴が重ね合わせられる介入周囲画像の新しいシーケンスを形成するために、処理された画像のライブシーケンスを、介入周囲画像と呼ばれる対応する画像のシーケンスに対して位置合わせする位置合わせ手段を有する、請求項１乃至６のいずれか１項に記載のシステム。
9. 前記介入周囲画像が、最初に、２つの患者特性によって形成される基準において位置合わせされ、前記処理されたライブ画像が、前記最初に位置合わせされた介入周囲画像に対して、更に位置合わせされる、請求項７又は８に記載のシステム。
10. 前記患者特性が、呼吸特性及び心臓鼓動特性である、請求項９に記載のシステム。
11. 請求項１乃至１０のいずれか１項に記載のシステムにおいて使用されるべきコンピュータ実行可能な画像処理方法。
12. 請求項１乃至１０のいずれか１項に記載のシステムにおいて使用される、適切にプログラムされたコンピュータ又は画像を処理するように構成された回路手段を有する専用プロセッサを備える装置。
13. 請求項１乃至１０のいずれか１項に記載のシステムにおいて使用され、画像処理を実行するための命令の組を含むコンピュータプログラム。
14. 医用画像のシーケンスを取得する手段と、
    請求項１乃至１０のいずれか１項に記載のシステムにより、前記画像のシーケンスを処理し、表示するビューイングシステムと、
    を有する医用検査イメージング装置。

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