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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】6047501
(24)【登録日】2016年11月25日
(45)【発行日】2016年12月21日
(54)【発明の名称】アーチファクト管理方法
(51)【国際特許分類】
A61B 1/00 20060101AFI20161212BHJP
A61B 1/04 20060101ALI20161212BHJP
A61B 8/12 20060101ALI20161212BHJP
【ＦＩ】
A61B1/00 300D
A61B1/04 370
A61B8/12
【請求項の数】23
【全頁数】23
(21)【出願番号】特願2013-547603(P2013-547603)
(86)(22)【出願日】2011年12月27日
(65)【公表番号】特表2014-501163(P2014-501163A)
(43)【公表日】2014年1月20日
(86)【国際出願番号】US2011067339
(87)【国際公開番号】WO2012094191
(87)【国際公開日】20120712
【審査請求日】2014年12月19日
(31)【優先権主張番号】12/983,709
(32)【優先日】2011年1月3日
(33)【優先権主張国】US
(73)【特許権者】
【識別番号】515122402
【氏名又は名称】ボルケーノ コーポレイション
(74)【代理人】
【識別番号】100107766
【弁理士】
【氏名又は名称】伊東 忠重
(74)【代理人】
【識別番号】100070150
【弁理士】
【氏名又は名称】伊東 忠彦
(74)【代理人】
【識別番号】100091214
【弁理士】
【氏名又は名称】大貫 進介
(72)【発明者】
【氏名】ナサニエル・ジェイ・ケンプ
(72)【発明者】
【氏名】ウラジミール・ザグロドスキー
【審査官】
門田 宏
(56)【参考文献】
【文献】
特表２０１２−５０５６６９（ＪＰ，Ａ）
【文献】
米国特許出願公開第２０１０／００９４１２７（ＵＳ，Ａ１）
【文献】
米国特許出願公開第２００５／０２４９３９１（ＵＳ，Ａ１）
【文献】
米国特許出願公開第２００７／０１６７７１０（ＵＳ，Ａ１）
【文献】
米国特許出願公開第２００８／０２９２１７３（ＵＳ，Ａ１）
(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）
Ａ６１Ｂ １／００ − １／３１７
Ａ６１Ｂ ８／１２
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
アーチファクト管理のために回転撮像システムが実行する方法であって、
前記アーチファクトは、Ｎが１より大きいとして、Ｎ回転するヘリカル走査パターンを用いて既に収集されたデータ中に含まれるものであり、
前記方法は、
各回転の取得データにおいて、少なくとも１つのアーチファクトを、検出部が検出するステップと、
Ｎ回転の取得データを、前記少なくとも１つのアーチファクトのうちの少なくとも１つによってそれぞれ境されるＮ−１個のデータフレームに、セグメント化部がセグメント化するステップと、を含む方法。
前記アーチファクトは、Ｎが１より大きいとして、Ｎ回転するヘリカル走査パターンを用いて既に収集されたデータ中に含まれるものであり、
前記方法は、
各回転の取得データにおいて、少なくとも１つのアーチファクトを、検出部が検出するステップと、
Ｎ回転の取得データを、前記少なくとも１つのアーチファクトのうちの少なくとも１つによってそれぞれ境されるＮ−１個のデータフレームに、セグメント化部がセグメント化するステップと、を含む方法。
【請求項2】
前記検出するステップは、
前記取得データからリッジ強度レベルマップを生成するステップと、
前記取得データにおけるすべての固定データ収集角について、固定データ収集角に沿ったリッジ強度レベルの平均を求めるステップと、
前記取得データで、平均リッジ強度レベルにおける特徴を同定するステップと、
各回転の取得データで、前記平均リッジ強度レベルにおける少なくとも１つの特徴を、前記少なくとも１つのアーチファクトに関連付けるステップと、をさらに含む、請求項１に記載の方法。
前記取得データからリッジ強度レベルマップを生成するステップと、
前記取得データにおけるすべての固定データ収集角について、固定データ収集角に沿ったリッジ強度レベルの平均を求めるステップと、
前記取得データで、平均リッジ強度レベルにおける特徴を同定するステップと、
各回転の取得データで、前記平均リッジ強度レベルにおける少なくとも１つの特徴を、前記少なくとも１つのアーチファクトに関連付けるステップと、をさらに含む、請求項１に記載の方法。
【請求項3】
前記検出するステップは、
固定データ収集角で、増加する半径に沿って取得データを通るパスを辿るステップと、
前記パスに沿って強度プロファイルを測定するステップと、
前記固定データ収集角を、隣接する固定データ収集角にインクリメントするステップと、
最後の固定データ収集角のパスに沿って強度プロファイルが測定されるまで、前記辿るステップと、前記測定するステップと、前記インクリメントするステップとを繰り返すステップと、をさらに含む、請求項１に記載の方法。
固定データ収集角で、増加する半径に沿って取得データを通るパスを辿るステップと、
前記パスに沿って強度プロファイルを測定するステップと、
前記固定データ収集角を、隣接する固定データ収集角にインクリメントするステップと、
最後の固定データ収集角のパスに沿って強度プロファイルが測定されるまで、前記辿るステップと、前記測定するステップと、前記インクリメントするステップとを繰り返すステップと、をさらに含む、請求項１に記載の方法。
【請求項4】
前記検出するステップは、前記インクリメントするステップの後に、
その強度プロファイルが、所定のピーク強度を超えるピーク強度と、所定の影強度未満の影強度とを含むような、固定データ収集角を特定するステップをさらに含む、請求項３に記載の方法。
その強度プロファイルが、所定のピーク強度を超えるピーク強度と、所定の影強度未満の影強度とを含むような、固定データ収集角を特定するステップをさらに含む、請求項３に記載の方法。
【請求項5】
前記検出するステップは、前記インクリメントするステップの後に、
その強度プロファイルの前記パスに沿って平均した平均値が、所定の平均値未満であるような、固定データ収集角を特定するステップをさらに含む、請求項３に記載の方法。
その強度プロファイルの前記パスに沿って平均した平均値が、所定の平均値未満であるような、固定データ収集角を特定するステップをさらに含む、請求項３に記載の方法。
【請求項6】
前記検出するステップは、前記インクリメントするステップの後に、
前記パスの最大強度と、その最大強度を除いた前記パスの標準偏差との差異が所定の差を超えるような、固定データ収集角を特定するステップをさらに含む、請求項３に記載の方法。
前記パスの最大強度と、その最大強度を除いた前記パスの標準偏差との差異が所定の差を超えるような、固定データ収集角を特定するステップをさらに含む、請求項３に記載の方法。
【請求項7】
前記セグメント化するステップは、前記Ｎ−１個のデータフレームを、それぞれが３６０度にわたるＮ−１個の表示フレームに正規化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8】
それぞれが３６０度にわたる前記Ｎ−１個の表示フレームの各々について、前記少なくとも１つのアーチファクトのうちの前記少なくとも１つの各々を、一定である所定の回転位置合わせ角度に回転位置合わせ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】
アーチファクト管理のために回転撮像システムが実行する方法であって、
前記アーチファクトは、Ｎが１より大きいとして、Ｎ回転するヘリカル走査パターンを用いて既に収集されたデータ中に含まれるものであり、
前記方法は、
各回転の取得データにおいて、１つまたは複数のアーチファクトを、検出部が検出するステップと、
所定の選択基準に基づいて、各回転において前記１つまたは複数のアーチファクトのうち１つを、選択部が選択するステップと、
Ｎ回転の取得データを、前記選択されたアーチファクトの少なくとも１つによってそれぞれ境されるＮ−１個のデータフレームに、セグメント化部がセグメント化するステップと、を含む方法。
前記アーチファクトは、Ｎが１より大きいとして、Ｎ回転するヘリカル走査パターンを用いて既に収集されたデータ中に含まれるものであり、
前記方法は、
各回転の取得データにおいて、１つまたは複数のアーチファクトを、検出部が検出するステップと、
所定の選択基準に基づいて、各回転において前記１つまたは複数のアーチファクトのうち１つを、選択部が選択するステップと、
Ｎ回転の取得データを、前記選択されたアーチファクトの少なくとも１つによってそれぞれ境されるＮ−１個のデータフレームに、セグメント化部がセグメント化するステップと、を含む方法。
【請求項10】
前記セグメント化するステップは、
ｋは１からＮ−１までであるとして、ｋ番目の回転の取得データの前記選択されたアーチファクトを、ｋ番目のデータフレームの左側に挿入するステップと、
ｋ＋１番目の回転の取得データの前記選択されたアーチファクトを、ｋ番目のデータフレームの右側に位置付けるステップと、をさらに含む、請求項９に記載の方法。
ｋは１からＮ−１までであるとして、ｋ番目の回転の取得データの前記選択されたアーチファクトを、ｋ番目のデータフレームの左側に挿入するステップと、
ｋ＋１番目の回転の取得データの前記選択されたアーチファクトを、ｋ番目のデータフレームの右側に位置付けるステップと、をさらに含む、請求項９に記載の方法。
【請求項11】
前記セグメント化するステップは、ｋ番目のデータフレームを、３６０度にわたるｋ番目の表示フレームを表すように正規化するステップをさらに含む、請求項１０に記載の方法。
【請求項12】
３６０度にわたるｋ番目の表示フレームについて、ｋ番目の回転の取得データの前記選択されたアーチファクトと、ｋ＋１番目の回転の取得データの前記選択されたアーチファクトとを、所定の回転位置合わせ角度に回転位置合わせするステップをさらに含む、請求項１１に記載の方法。
【請求項13】
前記正規化するステップは、ｋ番目のデータフレームの左側と右側との間の取得データを、ｋ番目の表示フレームの左側と右側との間の３６０度にわたるｋ番目の表示フレームに変換するステップをさらに含む、請求項１１に記載の方法。
【請求項14】
前記変換するステップは、隣接する固定データ収集角の数を増加させることと、隣接する固定データ収集角の数を削減することと、隣接するデータフレームから隣接する固定データ収集角を複製することと、ｋ番目のデータフレームの左端の固定データ収集角とｋ−１番目のデータフレームの右端の固定データ収集角との間で補間することと、それらの組み合わせと、からなる変換ステップの群から選択される、請求項１３に記載の方法。
【請求項15】
前記変換するステップは、
ｋ番目のデータフレームの左側と右側との間で、取得された隣接する固定データ収集角の数をカウントするステップと、
ｋ番目の表示フレームの左側と右側との間で３６０度にわたるｋ番目の表示フレームを生成するため、前記カウント数の関数である変換係数を、前記隣接する固定データ収集角の各々に適用するステップと、をさらに含む、請求項１３に記載の方法。
ｋ番目のデータフレームの左側と右側との間で、取得された隣接する固定データ収集角の数をカウントするステップと、
ｋ番目の表示フレームの左側と右側との間で３６０度にわたるｋ番目の表示フレームを生成するため、前記カウント数の関数である変換係数を、前記隣接する固定データ収集角の各々に適用するステップと、をさらに含む、請求項１３に記載の方法。
【請求項16】
前記選択するステップは、取得データの各回転において、隣接する固定データ収集角の最大数を含む前記アーチファクトの１つまたは複数を選択することをさらに含む、請求項９に記載の方法。
【請求項17】
前記選択するステップは、
ｋ番目の回転の取得データで検出された複数のアーチファクトを同定するステップと、
ｋ＋１番目の回転の取得データで検出された複数のアーチファクトを同定するステップと、
ｋ番目の回転の取得データで検出された前記複数のアーチファクトの各々と、ｋ＋１番目の回転の取得データで検出された前記複数のアーチファクトの各々とを、マッチングするステップと、
ｋ番目の回転の取得データで検出された前記複数のアーチファクトのうち、隣接する固定データ収集角の最大数を含む１つを選択するステップと、
ｋ＋１番目の回転の取得データで検出された前記複数のアーチファクトのうち、ｋ番目の回転の取得データで検出された前記複数のアーチファクトのうちの前記選択された１つにマッチする１つが、ｋ＋１番目の回転の取得データで検出された前記複数のアーチファクトのいずれかの隣接する固定データ収集角の最大数を含むことを検証するステップと、をさらに含む、請求項１６に記載の方法。
ｋ番目の回転の取得データで検出された複数のアーチファクトを同定するステップと、
ｋ＋１番目の回転の取得データで検出された複数のアーチファクトを同定するステップと、
ｋ番目の回転の取得データで検出された前記複数のアーチファクトの各々と、ｋ＋１番目の回転の取得データで検出された前記複数のアーチファクトの各々とを、マッチングするステップと、
ｋ番目の回転の取得データで検出された前記複数のアーチファクトのうち、隣接する固定データ収集角の最大数を含む１つを選択するステップと、
ｋ＋１番目の回転の取得データで検出された前記複数のアーチファクトのうち、ｋ番目の回転の取得データで検出された前記複数のアーチファクトのうちの前記選択された１つにマッチする１つが、ｋ＋１番目の回転の取得データで検出された前記複数のアーチファクトのいずれかの隣接する固定データ収集角の最大数を含むことを検証するステップと、をさらに含む、請求項１６に記載の方法。
【請求項18】
アーチファクト管理のために回転撮像システムが実行する方法であって、
前記アーチファクトは、Ｎが１より大きいとして、Ｎ回転するヘリカル走査パターンを用いて既に収集されたデータ中に含まれるものであり、
前記方法は、
各回転の取得データにおいて、ガイドワイヤ影アーチファクトを、検出部が検出するステップと、
Ｎ回転の取得データを、前記ガイドワイヤ影アーチファクトの少なくとも１つによってそれぞれ境されるＮ−１個のデータフレームに、セグメント化部がセグメント化するステップと、
前記Ｎ−１個のデータフレームを、Ｎ−１個の表示フレームに、正規化部が正規化するステップと、を含む方法。
前記アーチファクトは、Ｎが１より大きいとして、Ｎ回転するヘリカル走査パターンを用いて既に収集されたデータ中に含まれるものであり、
前記方法は、
各回転の取得データにおいて、ガイドワイヤ影アーチファクトを、検出部が検出するステップと、
Ｎ回転の取得データを、前記ガイドワイヤ影アーチファクトの少なくとも１つによってそれぞれ境されるＮ−１個のデータフレームに、セグメント化部がセグメント化するステップと、
前記Ｎ−１個のデータフレームを、Ｎ−１個の表示フレームに、正規化部が正規化するステップと、を含む方法。
【請求項19】
前記セグメント化するステップは、
ｋは１からＮ−１までであるとして、ｋ番目の回転の取得データの前記ガイドワイヤ影アーチファクトを、ｋ番目のデータフレームの左側に挿入するステップと、
ｋ＋１番目の回転の取得データの前記ガイドワイヤ影アーチファクトを、ｋ番目のデータフレームの右側に位置付けるステップと、をさらに含む、請求項１８に記載の方法。
ｋは１からＮ−１までであるとして、ｋ番目の回転の取得データの前記ガイドワイヤ影アーチファクトを、ｋ番目のデータフレームの左側に挿入するステップと、
ｋ＋１番目の回転の取得データの前記ガイドワイヤ影アーチファクトを、ｋ番目のデータフレームの右側に位置付けるステップと、をさらに含む、請求項１８に記載の方法。
【請求項20】
前記正規化するステップは、前記Ｎ−１個のデータフレームを、それぞれが３６０度にわたるＮ−１個の表示フレームに正規化するステップをさらに含む、請求項１９に記載の方法。
【請求項21】
それぞれが３６０度にわたる前記Ｎ−１個の表示フレームの各々について、ｋ番目の回転の取得データの前記ガイドワイヤ影アーチファクトと、ｋ＋１番目の回転の取得データの前記ガイドワイヤ影アーチファクトとを、所定の回転位置合わせ角度に回転位置合わせするステップをさらに含む、請求項２０に記載の方法。
【請求項22】
前記正規化するステップは、前記Ｎ−１個のデータフレームのうち１つまたは複数のデータフレームの左側と右側との間の取得データを、前記Ｎ−１個の表示フレームのうち、前記Ｎ−１個のデータフレームのうちの前記１つまたは複数に対応する１つまたは複数の表示フレームの左側と右側との間の３６０度にわたる変換データに変換するステップをさらに含む、請求項２０に記載の方法。
【請求項23】
前記変換するステップは、
前記Ｎ−１個のデータフレームのうちの前記１つまたは複数の各々の左側と右側との間で、取得された隣接する固定データ収集角の数をカウントするステップと、
前記Ｎ−１個のデータフレームのうちの前記１つまたは複数に対応する前記Ｎ−１個の表示フレームのうちの前記１つまたは複数を生成するため、前記Ｎ−１個のデータフレームのうちの前記１つまたは複数の各々の左側と右側との間で、前記カウント数の関数である変換係数を、前記隣接する固定データ収集角の各々に適用するステップと、をさらに含み、前記Ｎ−１個の表示フレームの各々は、その左側と右側との間で３６０度にわたるものである、請求項２２に記載の方法。
前記Ｎ−１個のデータフレームのうちの前記１つまたは複数の各々の左側と右側との間で、取得された隣接する固定データ収集角の数をカウントするステップと、
前記Ｎ−１個のデータフレームのうちの前記１つまたは複数に対応する前記Ｎ−１個の表示フレームのうちの前記１つまたは複数を生成するため、前記Ｎ−１個のデータフレームのうちの前記１つまたは複数の各々の左側と右側との間で、前記カウント数の関数である変換係数を、前記隣接する固定データ収集角の各々に適用するステップと、をさらに含み、前記Ｎ−１個の表示フレームの各々は、その左側と右側との間で３６０度にわたるものである、請求項２２に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
（関連出願の相互参照）本出願は、２０１１年１月３日に出願された米国非仮特許出願第１２／９８３，７０９号の利益および優先権を主張するものであり、その内容は、その全体が参照により本明細書に組み込まれる。
【0002】
本発明は、広くは、生体イメージングシステムにおいてアーチファクトをオーバラップさせる方法に関する。より具体的には、本発明は、回転造影用カテーテルと１本以上のガイドワイヤとを有する生体血管内イメージングシステムにおいて、継ぎ目アーチファクトとガイドワイヤ影アーチファクトとをオーバラップさせる方法に関するものである。
【背景技術】
【0003】
例えば、光コヒーレンス・トモグラフィ（ＯＣＴ：Ｏｐｔｉｃａｌ Ｃｏｈｅｒｅｎｃｅ Ｔｏｍｏｇｒａｐｈｙ）、血管内超音波法（ＩＶＵＳ：ＩｎｔｒａＶａｓｃｕｌａｒ ＵｌｔｒａＳｏｕｎｄ）、近赤外（ＮＩＲ：Ｎｅａｒ Ｉｎｆｒａｒｅｄ）分光法などの血管内回転イメージングまたはセンシング技術は、一般に螺旋状の点走査ビームパターンを採用しており、これによって、回転方向と長さ方向の情報を収集する。一回転周期内で走査される３次元空間による情報が生成され、それは、通常、ビデオモニタまたは他の表示装置に表示するための平面（２Ｄ）形式に投影される。ところが、そのような平面形式には、回転する間にビームが長さ方向に変位することに起因するデータの不連続が含まれる。例えば、データ不連続、すなわち継ぎ目は、０°と３６０°で発生する。そのような継ぎ目は、平面形式の不都合なアーチファクトである。
【0004】
ガイドワイヤに沿って血管内に配置されるカテーテルによって収集される情報は、継ぎ目アーチファクトの他に、ビームエネルギー（例えば、光または音）がガイドワイヤを十分に透過することができないことに起因するアーチファクトを含み得る。このように、ＯＣＴ、回転型ＩＶＵＳ、血管内分光法（ＩＳ：Ｉｎｔｒａｖａｓｃｕｌａｒ Ｓｐｅｃｔｒｏｓｃｏｐｙ）、光音響トモグラフィ（ＰＡＴ：Ｐｈｏｔｏ−Ａｃｏｕｓｔｉｃ Ｔｏｍｏｇｒａｐｈｙ）、または、少なくとも１本のガイドワイヤもしくは他のシャドーイング要素と並列に回転するトランスデューサもしくはプローブを用いる任意の血管内イメージングもしくはセンシング方法では、回転ごとに取得される情報にアーチファクトが発生する。一般にガイドワイヤ影として知られるそのようなアーチファクトは、不可避であるが許容できる取得情報の不連続または欠落であると、これまで考えられてきた。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
継ぎ目アーチファクトまたはガイドワイヤ影アーチファクトの影響を最小限とする試みがなされている。例えば、螺旋ピッチを密（高い回転対並進比）に保つことで、１つのフレームの最初と最後の回転位置の間で生じる長さ方向の変位を抑えることにより、継ぎ目アーチファクトを最小限とすることが、当技術分野で知られている。しかしながら、このアプローチは、継ぎ目の見た目を最小限に抑えるにすぎず、ガイドワイヤ・アーチファクトには何も対処していない。現下では、血管内イメージングモダリティで、継ぎ目アーチファクトとガイドワイヤ・アーチファクトの両方の影響を最小限に抑えるための、知られている方法はない。
【課題を解決するための手段】
【0006】
本明細書に記載の方法は、血管内画像において、継ぎ目アーチファクトを、ガイドワイヤ・アーチファクトとオーバラップする向きにすることにより、継ぎ目アーチファクトとガイドワイヤ影アーチファクトの両方の影響を最小限に抑える。該方法は、表示フレームにおける２つの不連続画像アーチファクト（継ぎ目とガイドワイヤ影）を、共通の回転位置にまとめることで、取得情報における欠落を従来許容される１つのみとし、また、画像のエンドユーザに対する画像外観を改善している。本方法の他の実施形態では、長さ方向の走査全体を通してガイドワイヤ影を共通の回転位置に保つように、３次元データセットを回転位置合わせすることで、カテーテルの長さ方向軸を含む平面に沿った縦断面データまたはデータ表現（データセットのＩＬＤ投影として知られる）にガイドワイヤ影が現れるのは１つのスライス角においてのみとなることを確実にしている。本方法は、周期的な画像不連続が現れる任意の回転撮像に適用可能である。
【0007】
本発明の一態様では、回転撮像システムにおけるアーチファクト管理のための方法を提示する。該方法は、Ｎは１より大きいとして、Ｎ回転するヘリカル走査パターンを用いてデータを収集するステップと、各回転の取得データにおいて、少なくとも１つのアーチファクトを検出するステップと、を含む。該方法は、さらに、Ｎ回転の取得データを、上記少なくとも１つのアーチファクトのうちの少なくとも１つによってそれぞれ境されるＮ−１個のデータフレームにセグメント化するステップを含む。
【0008】
本発明の他の態様では、回転撮像システムにおけるアーチファクト管理のための方法を提示する。該方法は、Ｎは１より大きいとして、Ｎ回転するヘリカル走査パターンを用いてデータを収集するステップと、各回転の取得データにおいて、１つまたは複数のアーチファクトを検出するステップと、を含む。該方法は、さらに、所定の選択基準に基づいて、各回転において１つまたは複数のアーチファクトのうち１つを選択するステップと、Ｎ回転の取得データを、選択されたアーチファクトの少なくとも１つによってそれぞれ境されるＮ−１個のデータフレームにセグメント化するステップと、を含む。
【0009】
本発明のさらなる態様では、回転撮像システムにおけるアーチファクト管理のための方法を提示する。該方法は、Ｎは１より大きいとして、Ｎ回転するヘリカル走査パターンを用いてデータを収集するステップと、各回転の取得データにおいて、ガイドワイヤ影アーチファクトを検出するステップと、を含む。該方法は、さらに、Ｎ回転の取得データを、ガイドワイヤ影アーチファクトの少なくとも１つによってそれぞれ境されるＮ−１個のデータフレームにセグメント化するステップと、Ｎ−１個のデータフレームをＮ−１個の表示フレームに正規化するステップと、を含む。
【0010】
本発明の上記および他の特徴ならびに効果は、添付の請求項で規定される。添付の図面を併用して読まれる以下の典型的な実施形態の詳細な説明は、単なる例示であって、限定するものではなく、その範囲は、添付の請求項およびその均等物により規定される。
【0011】
図面のより完全な理解のため、上記図面について説明する。なお、当然のことながら、実施形態は、図示される厳密な配置および構成に限定されない。
【図面の簡単な説明】
【0012】
【発明を実施するための形態】
【0013】
本発明の上記および他の特徴ならびに効果は、添付の図面を併用して読まれる以下の例示的な実施形態の詳細な説明から明らかであり、以下では、類似の構造的または機能的要素を同様の参照符号で示す場合がある。
【0014】
本明細書では、構成要素間の相対的な幾何学的関係を表す表現として、「近位」および「遠位」という用語の使用が含まれる。このような文脈において、「近位」は、使用の際に医師に最も近い構成要素の端部を指し、「遠位」は、使用の際に医師から最も遠い構成要素の端部を指している。本明細書において、図４〜７および図９〜１２Ｂは、回転撮像モダリティで収集されたデータを表す線画であり、実際の取得データの陰画を表している場合がある。線画における暗い領域は、一般に、例えばビデオモニタに表示されるときの明るい領域を表している。同様に、線画における明るい領域は、一般に、表示されるときの暗い領域を表しており、従って、陰影は白抜きとして示される。
【0015】
本明細書では、回転撮像システムにおいてアーチファクトを管理する方法について開示する。回転撮像システムは、解剖学的または機械的導管、脈管、管などの管腔内への挿入に適したものとすることができる。回転撮像システムは、光コヒーレンス・トモグラフィ（ＯＣＴ）システムを備えることができ、あるいは他のタイプの撮像システムを備えることもでき、例として、それには、限定するものではないが、血管内超音波法（ＩＶＵＳ）、分光法、ラマン（ＲＡＭＡＮ）、他の干渉法、治療または診断提供装置、プレッシャワイヤなどが含まれる。光学撮像システムの場合には、光源は、レーザ光源、広帯域光源、スーパールミネッセント・ダイオード、波長可変光源などとすることができる。上記の回転撮像システムの近位端と遠位端との間の通信は、有線、光ファイバおよび／またはレンズ系を含む光学系、無線、ＲＦなどの通信デバイスによるものとすることができる。
【0016】
図１は、解剖学的または機械的導管、脈管、管などの管腔内の回転撮像のための典型的なカテーテル１００を示している。典型例となるカテーテル１００は、生体内撮像に適したものであり、特に、心臓血管、神経血管、消化管、尿生殖路、または他の解剖学的管腔構造など、解剖学的管腔または通路の撮像に適したものである。例えば、図１は、プラークの蓄積１０６を含む血管１０４の血管内腔１０２を示している。例示するカテーテル１００は、該カテーテル１００をガイドワイヤ１１０上で誘導するのに適した迅速アクセス内腔１０８を備えることができる。
【0017】
例示するカテーテル１００は、例示的な回転撮像モダリティ１１２上に配置されており、それは、矢印１１６で示すように、その長さ方向軸１１４の周りに回転するものである。典型例となる回転撮像モダリティ１１２は、一実施形態において、ＯＣＴシステムを備えることができる。ＯＣＴは、表面下組織構造をマイクロメートルスケールの分解能で撮像するための光干渉法である。他の実施形態では、典型例となる回転撮像モダリティ１１２は、ＩＶＵＳシステムなどの超音波撮像モダリティを、単独またはＯＣＴ撮像システムとの併用で備えることができる。ＯＣＴシステムは、波長可変レーザ、または広帯域光源、または複数の波長可変レーザ光源を、対応する検出器と共に備えることができ、そしてＯＣＴシステムは、参照により本明細書に組み込まれる米国特許出願公開第２００９／００４６２９５号に開示されているような、スペクトロメータによるＯＣＴシステムまたはフーリエドメインＯＣＴシステムとすることができる。例示するカテーテル１００は、例えば、Ｃａｓｔｅｌｌａ等による米国特許出願公開第２００９／００４３１９１号、およびＤｉｃｋ等による米国特許出願公開第２００９／００１８３９３号に記載されているように、同時撮像のためのＯＣＴ−ＩＶＵＳシステムによってＩＶＵＳと統合することができ、これらの文献は両方とも、それらの全体が参照により本明細書に組み込まれる。
【0018】
図１および２を参照して、回転撮像モダリティ１１２は、回転する間に、図１に線１１８で示すように、長さ方向に並進させることができる。このように、回転撮像モダリティ１１２は、回転撮像モダリティ１１２の回転および／または長さ方向並進の組み合わせを含むパス１２０に沿ってデータを収集する。図２は、そのような組み合わせによる典型的なパス１２０であるヘリカル走査パターン１２０を示している。図２は断面図であるため、走査される血管１０４の内腔面１２２の後ろ半分を辿るときのヘリカル走査パターン１２０を示している。ヘリカル走査パターン１２０は、内腔面１２２内および内腔表面下の３次元空間を所望の長さ方向に走査することを図るものであるが、より詳細に後述するように、そのデータを表示フレームに再構築する際に、一般に継ぎ目アーチファクトとして知られるデータ・アーチファクトを取り込むものでもある。
【0019】
図１および２を参照すると、簡単かつ明確にするため、長さ方向軸１１４は直線状のものとして示している。しかしながら、長さ方向軸１１４は、必ずしも図示のように直線状であるとは限らない。長さ方向軸１１４は、血管１０４の蛇行に従った曲率の曲線状であり得る。当然のことながら、血管１０４は直線状であるとは限らず、実際には、蛇行ジオメトリに沿った血管１０４に従う曲線状の長さ方向軸１１４を持つことがあるが、本発明は、長さ方向に直線および／または蛇行ジオメトリを有する血管１０４に沿って、長さ方向に並進する撮像モダリティ１１２に、同様に適用可能である。
【0020】
図３を参照して、一回転周期内で走査される内腔面１２２内および内腔表面下の３次元空間の部分は、平面（２Ｄ）形式に投影される。この形式において、線１２６は、水平方向にプロットされる円周方向軸を表している。内腔表面１２２のジオメトリに対して、上記のヘリカル走査パターン１２０を用いて取得されるデータストリームのジオメトリは、図３の水平線１２６上に配置される平行四辺形１２４で表すことができる。図３で便宜上ゼロ度（０°）と表す固定データ収集角（Ｆｉｘｅｄ Ｄａｔａ Ａｃｑｕｉｓｉｔｉｏｎ Ａｎｇｌｅ）２００（以下、“ＦＤＡＡ ２００”）で開始して、回転撮像モダリティ１１２は、図３に（線１２６に平行な）線１２８で示す回転パスに従ってデータを収集する。ところが、回転撮像モダリティ１１２は、図３に線１３０で示すように長さ方向に並進することもできるので、走査される内腔面１２２内および内腔表面下の３次元空間の２次元表現は、平行四辺形状１２４を構成する。これは、図３に３６０度の値を持つＦＤＡＡ ２００として示されるような、回転撮像モダリティ１１２の完全な一回転の終わりに、回転撮像モダリティ１１２が、長さ方向に距離Ｚだけ並進していることを意味している。
【0021】
引き続き図３を参照して、平行四辺形１２４内の極形式（ｒ，θ）で表されるデータは、垂直軸上に表される半径方向寸法ｒと、平行四辺形１２４の底辺上に表される円周方向寸法すなわち角度寸法θとを含んでいる。平行四辺形１２４は、回転撮像モダリティ１１２が内腔１０２内で回転する間のデータのＦＤＡＡに沿った薄い３次元スライスのシーケンスと考えることができる（図９〜１１を参照）。このとき、ｒと表示された半径方向寸法は、長さ方向軸１１４（図１を参照）からの半径方向距離を表し、従って、血管１０４の滑らかな円形の内腔面１２２は、平行四辺形１２４の底辺に平行な直線で表される。内腔面１２２の半径の変動は、直線から変化するピークまたは谷として表されることになる。
【0022】
留意すべきことは、平行四辺形１２４で表される場合の取得された回転周期的データにおける半径方向寸法ｒと、一回転で回転撮像モダリティ１１２が長さ方向に並進する距離Ｚとを混同すべきではないということである。半径方向寸法ｒは、ＦＤＡＡに沿ったデータの３次元スライスのそれぞれで取得されたデータの半径に適用される一方、距離Ｚは、その取得データが収集された長さ方向の位置を内腔１０２上の固定点に対して示している。
【0023】
図４を参照して、上記のヘリカル走査パターン１２０を用いて、回転撮像モダリティ１１２のｎ回転で取得されるデータストリームは、例えば、３６０度の回転円弧に及ぶ内腔面１２２のインスタンスを全部でＮ個含んでおり、ここで、ｎ＝１〜Ｎである。本例では、内腔面１２２は、輪郭線１２２ｄで表される。この形式（極形式）のデータは、データ操作および計算を容易とするが、一方、内腔面１２２の実際の形状を示す形式によると、潜在的な健康上のリスクの視覚化をはるかに容易とすることができ、従って、医療専門家にとって、はるかに有用となり得る。
【0024】
図５を参照すると、図４に示す３６０度インスタンスのうち１つ、例えばｎ＝１が、視覚化を容易とするための表示フレームに変換されている。このようなデータ形式間の変換についてのさらなる詳細は後述する。図５は、実際の表示フレームの外観を単純化した線画であり、血管１０４の内腔面１２２を表す輪郭線１２２ｄを含んでいる。図５は単純化した線画であるが、実際の表示フレーム（例えば、図１３Ａ〜１４Ｂを参照）は、さらに、輪郭線１２２ｄから外向きに（半径が増加する方向に）拡張するように表示される内腔表面１２２下の構造を含むことになる。注目すべきことは、輪郭線１２２ｄは、ゼロ度（０°）のＦＤＡＡ ２００に、データ不連続アーチファクト１３２を含んでいることである。
【0025】
継ぎ目アーチファクト１３２とも呼ばれるデータ不連続アーチファクト１３２は、回転撮像モダリティ１１２が回転する間に長さ方向に並進することに起因するヘリカル走査パターン１２０の直接的な結果である。これは、輪郭線１２２ｄの第１の端部が、回転撮像モダリティ１１２によって並進前の第１の長さ方向位置で取得されたものであり、輪郭線１２２ｄの第２の端部は、第１の長さ方向位置から回転撮像モダリティ１１２が一回転で並進する距離だけ並進した第２の長さ方向位置で取得されたものであるためである。
【0026】
物理的には、継ぎ目アーチファクト１３２は、ゼロ度のＦＤＡＡ ２００での内腔面１２２の半径が、並進前に測定された半径と並進後に測定された半径とで異なることを示している。実際に、内腔面１２２の半径が完全に均一であって、並進前と後で差がなかったのであれば、図５の輪郭線１２２ｄは、データ不連続アーチファクト１３２がない完全な円形となる。解剖学的管腔は均一な半径を持たない場合が多い。実用的には、継ぎ目アーチファクトは、関心のある内腔面１２２および下層構造の視覚化を損なう望ましくない有害なものである。
【0027】
図１を参照して、典型的なカテーテル１００は、一般に、ガイドワイヤ１１０を用いて、血管１０４内で治療／診断部位に導かれる。ところが、ガイドワイヤ１１０は、多くの場合、金属製であって、通常、回転撮像モダリティ１１２で用いるエネルギーを通さない長尺の中実物体である。従って、回転ごとに、回転撮像モダリティ１１２からのエネルギーがガイドワイヤ１１０で遮られて、取得されるデータの一部が影となる。
【0028】
例えば、図６を参照すると、先に図４に提示した例示的なデータストリームを、ガイドワイヤ・アーチファクト２０２の影響を含めて示している。ガイドワイヤ１１０は、外向きに（半径が増加する方向に）影２０４を投じるので、輪郭１２２ｄによって表される内腔面１２２の一部と、さらに、そうでなければ内腔表面１２２下に見えるであろう特徴が隠される。例示するデータストリームは、極形式で示し、回転撮像モダリティ１１２の複数の回転周期を表しており、従って、ガイドワイヤ影アーチファクトの複数の周期的インスタンスを含んでいる。
【0029】
図７を参照すると、図６に示す周期的インスタンスの１つ、例えばｎ＝１が、視覚化を容易とするための表示フレームに変換されている。図７は、実際の表示フレームの外観を単純化した線画であり、血管１０４の内腔面１２２を表す輪郭線１２２ｄを含んでいる。実際の表示フレーム（例えば、図１３Ａ〜１４Ｂを参照）は、さらに、輪郭線１２２ｄから外向きに（半径が増加する方向に）拡張するように表示される内腔表面１２２下の構造を含むことになる。実際の表示フレームは、さらに、内腔面１２２の上の構造を含むことがあり、それは例えば、輪郭線１２２ｄの範囲内に表示されるステントのストラット部材である。ゼロ度（０°）のＦＤＡＡ ２００におけるデータ不連続アーチファクト１３２に加えて、輪郭線１２２ｄは、さらに、図７にガイドワイヤ・アーチファクト２０２として表示されるガイドワイヤ１１０に起因する影アーチファクト２０４によって生じる欠落２０６を含んでいる。上述のように、ガイドワイヤ影アーチファクト２０４（および、信頼性の高い撮像データにおける関連する欠落２０６）は、不可避であるが許容できると、これまで考えられてきた。
【0030】
図８を参照して、アーチファクトを管理する方法３００の一実施形態では、上述のように、またブロック３０２で示すように、回転撮像モダリティ１１２のＮ回転にわたって、データストリームが取得される。次に、ブロック３０４で、少なくともＮ個のアーチファクト、すなわちＮ回転のそれぞれについて少なくとも１つのアーチファクトを、後述するように検出する。検出に続いて、ブロック３０６で、Ｎ回転のデータストリームを、Ｎ−１個のデータフレームにセグメント化し、このとき、各データフレームは、各回転で検出された上記少なくとも１つのアーチファクトで境される。
【0031】
図９を参照すると、先に図６に提示したデータを、例示的な個々のＦＤＡＡ ２００を含めて示している。例えば、ＯＣＴシステムでは、各ＦＤＡＡ ２００はＡスキャンと似たものとなる。ＦＤＡＡ ２００の数は、特定の回転撮像モダリティ１１２の回転速度および収集特性によって変化し得る。
【0032】
図６および９を参照して、ガイドワイヤ・アーチファクト２０２およびガイドワイヤ影アーチファクト２０４の例えばｎ＝１〜ｎ＝３の周期的インスタンスは、取得データの直接的な画像処理を用いて、または別個のセンサで取得した例えば別の光学信号もしくは音波信号など別個の同期信号を用いて、検出することができる。ガイドワイヤ・アーチファクト２０２および／または影アーチファクト２０４は、例えば、後述するいくつかの方法のいずれかを利用することにより、検出することができる。
【0033】
引き続き図６および９を参照して、ガイドワイヤ・アーチファクト２０２を検出するための例示的な方法は、ガイドワイヤ１１０が一般に金属製であるためにガイドワイヤ影アーチファクト２０４が生じるという事実を利用する。１つの例示的な方法では、３６０度に及ぶ一回転内の各ＦＤＡＡ ２００を調べて、それらのＦＤＡＡ ２００のどれがガイドワイヤ・アーチファクト２０２および／または影アーチファクト２０４を含んでいるか特定する。例えば、ガイドワイヤ・アーチファクト２０２は、ＦＤＡＡ ２００におけるデータの最も明るい部分の明度と、そのＦＤＡＡ ２００の残り部分における明度の標準偏差との差が最大であるＦＤＡＡ ２００に含まれ得る。この例示的な方法を実施するのに有用な情報は、例えば、Ｋｉｍｍｅｌ等による米国特許第７３９７９３５号に見ることができる。
【0034】
ガイドワイヤ・アーチファクト２０２を検出するための別の例示的な方法では、各ＦＤＡＡ ２００における強度データを、そのＦＤＡＡ ２００の半径方向の長さ全体で、またはそのＦＤＡＡ ２００の半径方向長さの一部で、平均する。ガイドワイヤ・アーチファクト２０２は、平均強度が最小の、または平均強度が所定の平均値未満のＦＤＡＡ ２００に含まれ得る。この例示的な方法を実施するのに有用な情報は、例えば、Ｘｕによる米国特許出願公開第２０１０／００９４１２７号に見ることができる。
【0035】
さらに別の例示的な方法では、ガイドワイヤ・アーチファクト２０２は、取得データの強度プロファイルが、所定のピーク強度を超えるピーク強度と、所定の影強度未満の影強度とを含むようなＦＤＡＡ ２００に関連付けられる。この例示的な方法を実施するのに有用な情報は、例えば、Ｕｎａｌ等による米国特許第７８０１３４３号に見ることができる。
【0036】
ガイドワイヤ・アーチファクト２０２を検出するためのさらなる例示的な方法は、ガイドワイヤ１１０の不透明な性質を利用して、ガイドワイヤ１１０により投影されるガイドワイヤ影アーチファクト２０４を検出するために、当該技術分野で知られているようなエッジ検出器を採用することによるものである。この方法では、強度のエッジである例えば影アーチファクト２０４の強度のエッジ２０８および２１０を検出するために、ＦＤＡＡ ２００にリッジ検出フィルタを適用する。リッジ強度マップが生成されて、リッジ強度は、ＦＤＡＡ ２００の各々で半径方向に平均され、平均リッジ強度における特徴である例えばピーク、谷、および／または他の特徴が、ガイドワイヤ１１０の位置に関連付けられる。この例示的な方法を実施するのに有用な情報は、例えば、Ｘｕによる米国特許出願公開第２０１０／００９４１２７号に見ることができる。
【0037】
図１０を参照して、上記の方法または当技術分野で周知であり得る他の方法のうち１つまたは複数を用いて、取得データのＮ回転のそれぞれにおいて１つまたは複数のガイドワイヤ１１０の存在を同定または検出する。各回転において、１つまたは複数のガイドワイヤ１１０の存在は、１つまたは複数のガイドワイヤ・アーチファクト２０２および／またはガイドワイヤ影アーチファクト２０４によって明らかにされる。ガイドワイヤ影アーチファクト２０４は、血管壁およびそこにある重要な構造をいずれも覆い隠すので、本明細書で記載する分析では、ガイドワイヤ影アーチファクト２０４を検出および管理することに重点を置いているが、この分析をガイドワイヤ・アーチファクト２０２の検出および管理に適用することもできる。
【0038】
各回転ｎ＝１，２，３，．．．Ｎについて、検出された各ガイドワイヤ影アーチファクト２０４を含むＦＤＡＡ ２００の回転位置２１２が特定される。回転位置の数学的同定は、例えば、度もしくはラジアンで３６０度もしくは２πラジアンの一部としての、または平行四辺形１２４の底辺に沿って測定される直線距離としての、角度値の割り当てによるものとするができる。数学的に回転位置２１２が特定されたら、図１１に示すように、Ｎ回転の取得データをＮ−１個のデータフレームｋ＝１，２，３，．．．Ｎ−１にセグメント化することができる。
【0039】
他の実施形態では、ガイドワイヤ・アーチファクト２０２および／またはガイドワイヤ影アーチファクト２０４を含む特定のＦＤＡＡ ２００を、一回転の取得データに及ぶＦＤＡＡ ２００のセットにおいて同定することができる。例えば、一回転の取得データに及ぶＦＤＡＡ ２００が約５００あると仮定して、その２３８番目のＦＤＡＡ ２００がガイドワイヤ・アーチファクト２０２および／またはガイドワイヤ影アーチファクト２０４を含むとすることができる。
【0040】
図１０を参照して、ガイドワイヤ・アーチファクト２０２および／またはガイドワイヤ影アーチファクト２０４は、取得データの１つまたは複数の回転において、複数のＦＤＡＡ ２００で検出されることがある。この場合、ガイドワイヤ１１０を含むＦＤＡＡ ２００を検出するための上記方法を、各回転でガイドワイヤ１１０を含むＦＤＡＡ ２００の各々を検出するために適用することができる。ガイドワイヤ・アーチファクト２０２および／またはガイドワイヤ影アーチファクト２０４を検出し、それに対して数学的位置および／または特定のＦＤＡＡ ２００を割り当てたら、図８のブロック３０６で、取得データをセグメント化することができる。
【0041】
図１０および１１を参照して、ｎ＝１，２，３，．．．Ｎ回転の取得データストリームをセグメント化するために、ブロック３０６で用いられる方法の一実施形態は、ガイドワイヤ・アーチファクト２０２および／またはガイドワイヤ影アーチファクト２０４の第１のインスタンスを（第１の回転ｎ＝１において）同定することから開始する。アーチファクト２０２、２０４のいずれかのｎ＝１のインスタンスは、単一または複数のＦＤＡＡ ２００で検出され得る。アーチファクト２０２、２０４のいずれかのｎ＝１のインスタンスが単一のＦＤＡＡ ２１４で検出された場合は、その特定のＦＤＡＡ ２１４が、ｋ＝１のデータフレームにおける左端のＦＤＡＡ ２１４として選択され、ここで、ｋ＝１，２，３，．．．Ｎ−１である）。
【0042】
アーチファクト２０２、２０４のいずれかのｎ＝１のインスタンスが複数のＦＤＡＡ ２１４で検出された場合は、一実施形態において、その複数のＦＤＡＡ ２１４で検出されたアーチファクト２０２、２０４のいずれかのｎ＝１のインスタンスの円周方向に測定された中心を特定し、その中心を含むＦＤＡＡ ２１４に基づいて、取得データストリームのセグメント化を行う。例えば、偶数のＦＤＡＡ ２１４が、アーチファクト２０２、２０４のいずれかのｎ＝１のインスタンスを含む場合、その偶数のＦＤＡＡ ２１４の半分の右端のものが、関連付けられるｋ＝１のデータフレームの左端のＦＤＡＡとして保持される。
【0043】
他の実施形態では、アーチファクト２０２、２０４のいずれかのｎ＝１のインスタンスが複数のＦＤＡＡ ２１４で検出された場合に、アーチファクト２０２、２０４のいずれかのｎ＝１のインスタンスを含む複数のＦＤＡＡ ２１４をすべて、関連付けられるｋ＝１のデータフレームの左端のＦＤＡＡ２１４として保持する。さらに別の実施形態では、アーチファクト２０２、２０４のいずれかのｎ＝１のインスタンスが複数のＦＤＡＡ ２１４で検出された場合に、アーチファクト２０２、２０４のいずれかのｎ＝１のインスタンスを含む複数のＦＤＡＡ ２１４はすべて破棄され、破棄された複数のＦＤＡＡ ２１４の直ぐ右側のＦＤＡＡ ２１４によって、関連付けられるｋ＝１のデータフレームの左端が境される。
【0044】
図１１を参照して、次に、ガイドワイヤ・アーチファクト２０２および／またはガイドワイヤ影アーチファクト２０４の第２のインスタンス（ｎ＝２）が検出される。アーチファクト２０２、２０４のいずれかのｎ＝２のインスタンスは、単一または複数のＦＤＡＡ ２００で検出され得る。アーチファクト２０２、２０４のいずれかのｎ＝２のインスタンスが単一のＦＤＡＡ ２１６で検出された場合は、その特定のＦＤＡＡ ２１６が、ｋ＝１のデータフレームにおける右端のＦＤＡＡ ２１６として選択され、ここで、ｋ＝１，２，３，．．．Ｎ−１である。
【0045】
アーチファクト２０２、２０４のいずれかのｎ＝２のインスタンスが複数のＦＤＡＡ ２１６で検出された場合は、一実施形態において、その複数のＦＤＡＡ ２１６で検出されたアーチファクト２０２、２０４のいずれかのｎ＝２のインスタンスの円周方向に測定された中心を特定し、その中心を含むＦＤＡＡ ２１６に基づいて、取得データストリームのセグメント化を行う。例えば、偶数のＦＤＡＡ ２１６が、アーチファクト２０２、２０４のいずれかのｎ＝２のインスタンスを含む場合、その偶数のＦＤＡＡ ２１６の半分の左端のものが、関連付けられるｋ＝１のデータフレームの右端のＦＤＡＡとして保持される。
【0046】
他の実施形態では、アーチファクト２０２、２０４のいずれかのｎ＝２のインスタンスが複数のＦＤＡＡ ２１６で検出された場合に、アーチファクト２０２、２０４のいずれかのｎ＝２のインスタンスを含む複数のＦＤＡＡ ２１６はすべて破棄され、破棄された複数のＦＤＡＡ ２１６の直ぐ左側のＦＤＡＡ ２１４によって、関連付けられるｋ＝２のデータフレームが右端で境される。さらに別の実施形態では、アーチファクト２０２、２０４のいずれかのｎ＝２のインスタンスが複数のＦＤＡＡ ２１６で検出された場合に、アーチファクト２０２、２０４のいずれかのｎ＝２のインスタンスを含む複数のＦＤＡＡ ２１６をすべて、関連付けられるｋ＝１のデータフレームの右端のＦＤＡＡ２１６として保持する。
【0047】
図１０および１１に関して先に説明したアーチファクトを管理する方法であって、取得データストリームをｋ＝１のデータフレームにセグメント化するために適用された方法の１つまたは複数の実施形態に従って、取得データをさらに処理することで、データフレームｋ＝２，３，４，．．．Ｎ−１を生成する。そして、このようにしてセグメント化されたデータフレームの各々は、より詳細に後述するように、真の物理空間を表す形式で表示フレームとして表示するために、デカルト座標に走査変換することができる。セグメント化されたデータは、このように、通常のセグメント化すなわち駆動モータまたは他の回転タイミング機構の回転センサでのセグメント化によりセグメント化されたデータフレームと同様に、表示、アーカイブ、分析などされる。
【0048】
取得データが、適切に境されたデータフレームにセグメント化されたら、次のステップでは、セグメント化されたデータフレームを３６０度に正規化して、表示フレームを生成することができ、さらに必要に応じて、アーチファクト２０２、２０４のいずれかを、表示フレームの各々で同じ角度に回転位置合わせすることができる。例えば、一実施形態において、図１２Ａを参照すると、図１１に示す例えばｋ＝１のデータフレームが、デカルト表示の表示フレームに走査変換されており、これは、例えばＦＤＡＡ２１４と２１６との間の内腔輪郭１２２ｄとしての、内腔面１２２の実際の形状を示している。図１２Ａは、実際の表示フレームの外観を単純化した線画である。注目すべきことは、図１１および１２Ａに関して先に説明したようにセグメント化された取得データストリームでは、ガイドワイヤ影アーチファクト２０４に起因する欠落２０６と、データ不連続アーチファクト１３２とがオーバラップしていることである。このようなオーバラップによって、このようなオーバラップがない画像に比べて、医療専門家による分析のためにより優れた画像が提供される。
【0049】
他の実施形態では、図１２Ｂを参照すると、図１１に示す例えばｋ＝１のデータフレームが、デカルト表示の表示フレームへの走査変換に続いて、所定の回転位置合わせ角度に回転位置合わせされており、これは、例えばＦＤＡＡ２１４と２１６との間の内腔輪郭１２２ｄとしての、内腔面１２２の実際の形状を示している。図１２Ｂは、実際の表示フレームの外観を単純化した線画である。注目すべきことは、図１１および１２Ｂに関して先に説明したようにセグメント化された取得データストリームでは、ガイドワイヤ影アーチファクト２０４に起因する欠落２０６と、データ不連続アーチファクト１３２とがオーバラップしていることである。このオーバラップが、例えばゼロ度（０°）のＦＤＡＡ ２００である所定の回転位置合わせ角度で生じるように、回転位置合わせされている。所定の回転位置合わせ角度は、すべての表示フレームｋ＝１，２，３，．．．Ｎ−１で一定にされていることが好ましい。このように一定である所定の回転位置合わせ角度、すなわちオーバラップの固定回転角によって、一定である所定の回転位置合わせ角度を持たない表示フレームｋ＝１，２，３，．．．Ｎ−１のセットに比べて、縦断面を表すデータ（ＩＬＤ投影として知られる）のより優れたセットが、医療専門家による分析のために提供される。
【0050】
図１３Ａは、輪郭線１２２ｄから半径が増加する方向に表示される内腔表面１２２下に見える構造を含む、実際のＯＣＴ表示フレームを示している。この表示フレームは、アーチファクト管理のための上記方法のいずれも適用することなく、取得データから生成されたものである。ガイドワイヤ・アーチファクト２０２およびガイドワイヤ影アーチファクト２０６は、画像上の略４時の位置にあり、継ぎ目アーチファクト１３２は、画像上の略６時の位置にある。ガイドワイヤ影アーチファクト２０６と継ぎ目アーチファクト１３２はオーバラップしておらず、このため、表示された画像は、情報の不連続な２つの領域を含んでいる。
【0051】
図１３Ｂは、上記のようなアーチファクト管理のための方法によって取得データから生成された、実際のＯＣＴ表示フレームを示している。ガイドワイヤ・アーチファクト２０２と、ガイドワイヤ影アーチファクト２０６と、継ぎ目アーチファクト１３２とが、画像上で略６時の同じ位置にある。このように共通位置にあることによって、取得情報に生じる欠落が１つのみとなって、画像のエンドユーザに対して改善された画像外観が提供される。
【0052】
図１４Ａは、アーチファクト管理のための上記方法のいずれも適用することなく、取得データから生成された、実際のＩＶＵＳ表示フレームを示している。ガイドワイヤ・アーチファクト２０２およびガイドワイヤ影アーチファクト２０６は、画像上の略２時の位置にあり、継ぎ目アーチファクト１３２は、画像上の略１２時の位置にある。ガイドワイヤ影アーチファクト２０６と継ぎ目アーチファクト１３２はオーバラップしておらず、このため、表示された画像は、情報の不連続な２つの領域を含んでいる。
【0053】
図１４Ｂは、上記のようなアーチファクト管理のための方法によって取得データから生成された、実際のＩＶＵＳ表示フレームを示している。ガイドワイヤ・アーチファクト２０２と、ガイドワイヤ影アーチファクト２０６と、継ぎ目アーチファクト１３２とが、画像上で略２時の同じ位置にある。このように共通位置にあることによって、取得情報に生じる欠落が１つのみとなって、画像のエンドユーザに対して改善された画像外観が提供される。
【0054】
複数のガイドワイヤ１１０が、血管内腔１０２内に存在することがある。そのような場合、複数のガイドワイヤ１１０によって、複数のガイドワイヤ影アーチファクト２０４が生成されることになる。回転撮像モダリティ１１２の回転ごとに、そのような複数のアーチファクト２０４を検出およびセグメント化するために、ガイドワイヤ影アーチファクト２０４の検出およびセグメント化のための上記方法を適用することができる。例えば、一実施形態において、第１のステップで、ｋ番目の回転について、複数の検出されたアーチファクト２０４が取得データにおいて同定され、ここで、ｋ＝１，２，３，．．．Ｎ−１である。次に、ｋ＋１番目の回転について、複数の検出されたアーチファクト２０４が取得データにおいて同定される。ｋ番目の回転の取得データで検出された複数のアーチファクトの各々を、ｋ＋１番目の回転の取得データで検出された複数のアーチファクトの各々とマッチングする。続いて、ｋ番目の回転の取得データで検出された複数のアーチファクト２０４のうち、取得された隣接ＦＤＡＡ ２００の最大数を含む１つを、セグメント化のために選択し、そして本プロセスは、ｋ＋１番目の回転の取得データで検出された複数のアーチファクト２０４のうち、ｋ番目の回転の取得データで検出された複数のアーチファクト２０４のうちの上記選択された１つにマッチする１つが、ｋ＋１番目の回転の取得データで検出された複数のアーチファクト２０４のいずれかの取得された隣接ＦＤＡＡ ２００の最大数を含むことを検証する。
【0055】
取得データストリームにおけるガイドワイヤ影アーチファクト２０４間のＦＤＡＡ（例えば、Ａスキャン）の数は、必ずしも一定ではない。そこで、図１５を参照して、回転撮像モダリティ１１２においてアーチファクトを管理する方法の別の実施形態４００では、図８に関して先に説明した方法３００のブロック３０２、３０４、３０６に加えて、正規化処理が含まれる。ブロック４０８では、各表示フレームを、回転撮像モダリティ１１２の完全な一回転（３６０°）を表すフレームに正規化するための正規化処理を実行する。
【0056】
例えば、一実施形態において、ブロック４０８では、回転撮像モダリティ１１２の回転速度およびデータ収集速度に基づいて、完全な一回転のデータ収集に含まれるであろうＦＤＡＡ ２００の数を計算する。ブロック４０８で、上記の方法の１つまたは複数により決定される表示フレームに含まれる実際のＦＤＡＡ ２００と、算出によるＦＤＡＡの数との差異に基づいて、補正係数を決定する。ブロック４０８で、データに補正係数を適用して、極形式の取得データをデカルト形式の表示フレームに走査変換する。
【0057】
他の例示的な実施形態では、ブロック４０８で、各表示フレームを均等な数のＦＤＡＡ ２００を含むように標準化する。この実施形態のブロック４０８では、表示フレームあたりのＦＤＡＡの数を増減させて、ある一定の値にすることができる。続いて、ブロック４０８で、例えば、隣接する表示フレームからラインを補間、サブサンプリング、および／または複製／模倣することにより、一定数のＦＤＡＡを操作して、回転撮像モダリティ１１２の完全な一回転（３６０°）を表す表示フレームを生成する。
【0058】
回転撮像モダリティを用いて収集したデータにおける撮像アーチファクトの検出および管理のための方法を提示している。本方法は、継ぎ目アーチファクトを、デカルト画像においてガイドワイヤ・アーチファクトとオーバラップする向きにすることにより、継ぎ目アーチファクトとガイドワイヤ影アーチファクトの双方による影響を最小限に抑える。本方法は、効果的には、表示フレームにおける２つの不連続画像アーチファクト（継ぎ目とガイドワイヤ影）を共通の回転位置にまとめることで、取得情報における欠落を従来許容される１つのみとし、画像のエンドユーザに対する画像外観を改善している。
【0059】
なお、本明細書に開示された包括的概念から逸脱することなく、上記実施形態を変更することができることは、当業者であれば理解できるであろう。従って、本明細書に記載のシステムおよび使用の方法は、多くの異なる形態で実施することができ、本明細書に記載の実施形態に限定されると解釈されるべきではない。本明細書に記載のシステムおよび使用の方法は、完全なハードウェアによる実施形態、完全なソフトウェアによる実施形態、またはソフトウェアとハードウェアの側面を併せ持つ実施形態の形をとることができる。本明細書に記載のシステムおよび使用の方法は、プロセッサを有するコンピュータなど、あらゆるタイプのコンピュータ機器を用いて、または各機器により本プロセスもしくは方法の少なくとも一部を実行するコンピュータ機器のあらゆる組み合わせを用いて実施することができる。
【0060】
適切なコンピュータ機器は、一般に大容量記憶装置を備え、また、一般に機器間の通信を備えている。大容量記憶装置は、コンピュータ可読媒体の一種、すなわちコンピュータ記憶媒体の例示である。コンピュータ記憶媒体として、コンピュータ可読命令、データ構造、プログラムモジュール、または他のデータなどの情報を記憶するための任意の方法もしくは技術で実現される揮発性、不揮発性、リムーバブル、および固定の媒体を含むことができる。コンピュータ記憶媒体の例には、ＲＡＭ、ＲＯＭ、ＥＥＰＲＯＭ、フラッシュメモリもしくは他のメモリ技術、ＣＤ−ＲＯＭ、デジタル多用途ディスク（ＤＶＤ：Ｄｉｇｉｔａｌ Ｖｅｒｓａｔｉｌｅ Ｄｉｓｋ）もしくは他の光学記憶装置、磁気カセット、磁気テープ、磁気ディスク記憶装置もしくは他の磁気記憶装置、無線自動識別（ＲＦＩＤ：ＲａｄｉｏＦｒｅｑｕｅｎｃｙ ＩＤｅｎｔｉｆｉｃａｔｉｏｎ）タグもしくはチップ、または所望の情報を記憶するのに用いることができ、コンピュータ機器によるアクセスが可能な他の媒体が含まれる。
【0061】
なお、当然のことながら、図面の各ブロック、図面のブロックの組み合わせ、さらには、本明細書で開示されるシステムおよび方法の任意の部分は、コンピュータプログラム命令により実現することができる。これらのプログラム命令をプロセッサに供給することでマシンを構築し、プロセッサで実行される命令によって、１つまたは複数のブロックで規定される動作、または本明細書で開示されるシステムおよび方法について記載された動作を実現するための手段を構築することができる。コンピュータプログラム命令をプロセッサにより実行することで、一連の処理ステップをプロセッサにより実行して、コンピュータ実現プロセスを生成することができる。また、コンピュータプログラム命令によって、処理ステップの少なくとも一部を並行実行させることもできる。さらに、一部のステップを、マルチプロセッサ・コンピュータシステムであり得るように、複数のプロセッサに跨って実行することもできる。また、本発明の範囲または趣旨から逸脱することなく、１つまたは複数のプロセスを、他のプロセスと同時に実行することができ、あるいは図示したものとは異なるシーケンスで実行することもできる。
【0062】
コンピュータプログラム命令は、いずれかの適切なコンピュータ可読媒体に記憶することが可能であり、それには、限定するものではないが、ＲＡＭ、ＲＯＭ、ＥＥＰＲＯＭ、フラッシュメモリもしくは他のメモリ技術、ＣＤ−ＲＯＭ、デジタル多用途ディスク（ＤＶＤ）もしくは他の光学記憶装置、磁気カセット、磁気テープ、磁気ディスク記憶装置もしくは他の磁気記憶装置、または所望の情報を記憶するのに用いることができ、コンピュータ機器によるアクセスが可能な他の媒体が含まれる。
【0063】
よって、当然のことながら、本開示は、開示した特定の実施形態に限定されるものではなく、１つまたは複数の実施形態で例示した特徴と、他の実施形態で例示した特徴との組み合わせを含むことができる変形を包含するものとする。本明細書を吟味することで、様々な変形、同等のプロセス、ならびに本開示が適用可能となり得る数多くの構造が、本開示が対象とする分野の技術に精通した者には容易に明らかとなるであろう。従って、本明細書は、単なる例示と解釈されるべきものであり、当業者が本明細書に記載の回転撮像におけるアーチファクト管理のための方法を構成および使用することを可能とし、また、それを実施するための最良の形態を教示することを可能にする目的で提示されるものである。本発明は一側面において以下の発明を包含する。
（発明１）
回転撮像システムにおけるアーチファクト管理のための方法であって、
Ｎは１より大きいとして、Ｎ回転するヘリカル走査パターンを用いてデータを収集するステップと、
各回転の取得データにおいて、少なくとも１つのアーチファクトを検出するステップと、
Ｎ回転の取得データを、前記少なくとも１つのアーチファクトのうちの少なくとも１つによってそれぞれ境されるＮ−１個のデータフレームにセグメント化するステップと、を含む方法。
（発明２）
前記検出するステップは、
前記取得データからリッジ強度レベルマップを生成するステップと、
前記取得データにおけるすべての固定データ収集角について、固定データ収集角に沿ったリッジ強度レベルの平均を求めるステップと、
前記取得データで、前記平均リッジ強度レベルにおける特徴を同定するステップと、
各回転の取得データで、前記平均リッジ強度レベルにおける少なくとも１つの特徴を、前記少なくとも１つのアーチファクトに関連付けるステップと、をさらに含む、発明１に記載の方法。
（発明３）
前記検出するステップは、
固定データ収集角で、増加する半径に沿って取得データを通るパスを辿るステップと、
前記パスに沿って強度プロファイルを測定するステップと、
前記固定データ収集角を、隣接する固定データ収集角にインクリメントするステップと、
最後の固定データ収集角のパスに沿って強度プロファイルが測定されるまで、前記辿るステップと、前記測定するステップと、前記インクリメントするステップとを繰り返すステップと、をさらに含む、発明１に記載の方法。
（発明４）
前記検出するステップは、前記インクリメントするステップの後に、
その強度プロファイルが、所定のピーク強度を超えるピーク強度と、所定の影強度未満の影強度とを含むような、固定データ収集角を特定するステップをさらに含む、発明３に記載の方法。
（発明５）
前記検出するステップは、前記インクリメントするステップの後に、
その強度プロファイルの前記パスに沿って平均した平均値が、所定の平均値未満であるような、固定データ収集角を特定するステップをさらに含む、発明３に記載の方法。
（発明６）
前記検出するステップは、前記インクリメントするステップの後に、
前記パスの最大強度と、その最大強度を除いた前記パスの標準偏差との差異が所定の差を超えるような、固定データ収集角を特定するステップをさらに含む、発明３に記載の方法。
（発明７）
前記セグメント化するステップは、前記Ｎ−１個のデータフレームを、それぞれが３６０度にわたるＮ−１個の表示フレームに正規化するステップをさらに含む、発明１に記載の方法。
（発明８）
それぞれが３６０度にわたる前記Ｎ−１個の表示フレームの各々について、前記少なくとも１つのアーチファクトのうちの前記少なくとも１つの各々を、一定である所定の回転位置合わせ角度に回転位置合わせするステップをさらに含む、発明７に記載の方法。
（発明９）
回転撮像システムにおけるアーチファクト管理のための方法であって、
Ｎは１より大きいとして、Ｎ回転するヘリカル走査パターンを用いてデータを収集するステップと、
各回転の取得データにおいて、１つまたは複数のアーチファクトを検出するステップと、
所定の選択基準に基づいて、各回転において前記１つまたは複数のアーチファクトのうち１つを選択するステップと、
Ｎ回転の取得データを、前記選択されたアーチファクトの少なくとも１つによってそれぞれ境されるＮ−１個のデータフレームにセグメント化するステップと、を含む方法。
（発明１０）
前記セグメント化するステップは、
ｋは１からＮ−１までであるとして、ｋ番目の回転の取得データの前記選択されたアーチファクトを、ｋ番目のデータフレームの左側に挿入するステップと、
ｋ＋１番目の回転の取得データの前記選択されたアーチファクトを、ｋ番目のデータフレームの右側に位置付けるステップと、をさらに含む、発明９に記載の方法。
（発明１１）
前記セグメント化するステップは、ｋ番目のデータフレームを、３６０度にわたるｋ番目の表示フレームを表すように正規化するステップをさらに含む、発明１０に記載の方法。
（発明１２）
３６０度にわたるｋ番目の表示フレームについて、ｋ番目の回転の取得データの前記選択されたアーチファクトと、ｋ＋１番目の回転の取得データの前記選択されたアーチファクトとを、所定の回転位置合わせ角度に回転位置合わせするステップをさらに含む、発明１１に記載の方法。
（発明１３）
前記正規化するステップは、ｋ番目のデータフレームの左側と右側との間の取得データを、ｋ番目の表示フレームの左側と右側との間の３６０度にわたるｋ番目の表示フレームに変換するステップをさらに含む、発明１１に記載の方法。
（発明１４）
前記変換するステップは、隣接する固定データ収集角の数を増加させることと、隣接する固定データ収集角の数を削減することと、隣接するデータフレームから隣接する固定データ収集角を複製することと、ｋ番目のデータフレームの左端の固定データ収集角とｋ−１番目のデータフレームの右端の固定データ収集角との間で補間することと、それらの組み合わせと、からなる変換ステップの群から選択される、発明１３に記載の方法。
（発明１５）
前記変換するステップは、
ｋ番目のデータフレームの左側と右側との間で、取得された隣接する固定データ収集角の数をカウントするステップと、
ｋ番目の表示フレームの左側と右側との間で３６０度にわたるｋ番目の表示フレームを生成するため、前記カウント数の関数である変換係数を、前記隣接する固定データ収集角の各々に適用するステップと、をさらに含む、発明１３に記載の方法。
（発明１６）
前記選択するステップは、取得データの各回転において、隣接する固定データ収集角の最大数を含む前記アーチファクトの１つまたは複数を選択することをさらに含む、発明９に記載の方法。
（発明１７）
前記選択するステップは、
ｋ番目の回転の取得データで検出された複数のアーチファクトを同定するステップと、
ｋ＋１番目の回転の取得データで検出された複数のアーチファクトを同定するステップと、
ｋ番目の回転の取得データで検出された前記複数のアーチファクトの各々と、ｋ＋１番目の回転の取得データで検出された前記複数のアーチファクトの各々とを、マッチングするステップと、
ｋ番目の回転の取得データで検出された前記複数のアーチファクトのうち、隣接する固定データ収集角の最大数を含む１つを選択するステップと、
ｋ＋１番目の回転の取得データで検出された前記複数のアーチファクトのうち、ｋ番目の回転の取得データで検出された前記複数のアーチファクトのうちの前記選択された１つにマッチする１つが、ｋ＋１番目の回転の取得データで検出された前記複数のアーチファクトのいずれかの隣接する固定データ収集角の最大数を含むことを検証するステップと、をさらに含む、発明１６に記載の方法。
（発明１８）
回転撮像システムにおけるアーチファクト管理のための方法であって、
Ｎは１より大きいとして、Ｎ回転するヘリカル走査パターンを用いてデータを収集するステップと、
各回転の取得データにおいて、ガイドワイヤ影アーチファクトを検出するステップと、
Ｎ回転の取得データを、前記ガイドワイヤ影アーチファクトの少なくとも１つによってそれぞれ境されるＮ−１個のデータフレームにセグメント化するステップと、
前記Ｎ−１個のデータフレームを、Ｎ−１個の表示フレームに正規化するステップと、を含む方法。
（発明１９）
前記セグメント化するステップは、
ｋは１からＮ−１までであるとして、ｋ番目の回転の取得データの前記ガイドワイヤ影アーチファクトを、ｋ番目のデータフレームの左側に挿入するステップと、
ｋ＋１番目の回転の取得データの前記ガイドワイヤ影アーチファクトを、ｋ番目のデータフレームの右側に位置付けるステップと、をさらに含む、発明１８に記載の方法。
（発明２０）
前記正規化するステップは、前記Ｎ−１個のデータフレームを、それぞれが３６０度にわたるＮ−１個の表示フレームに正規化するステップをさらに含む、発明１９に記載の方法。
（発明２１）
それぞれが３６０度にわたる前記Ｎ−１個の表示フレームの各々について、ｋ番目の回転の取得データの前記ガイドワイヤ影アーチファクトと、ｋ＋１番目の回転の取得データの前記ガイドワイヤ影アーチファクトとを、所定の回転位置合わせ角度に回転位置合わせするステップをさらに含む、発明２０に記載の方法。
（発明２２）
前記正規化するステップは、前記Ｎ−１個のデータフレームのうち１つまたは複数のデータフレームの左側と右側との間の取得データを、前記Ｎ−１個の表示フレームのうち、前記Ｎ−１個のデータフレームのうちの前記１つまたは複数に対応する１つまたは複数の表示フレームの左側と右側との間の３６０度にわたる変換データに変換するステップをさらに含む、発明２０に記載の方法。
（発明２３）
前記変換するステップは、
前記Ｎ−１個のデータフレームのうちの前記１つまたは複数の各々の左側と右側との間で、取得された隣接する固定データ収集角の数をカウントするステップと、
前記Ｎ−１個のデータフレームのうちの前記１つまたは複数に対応する前記Ｎ−１個の表示フレームのうちの前記１つまたは複数を生成するため、前記Ｎ−１個のデータフレームのうちの前記１つまたは複数の各々の左側と右側との間で、前記カウント数の関数である変換係数を、前記隣接する固定データ収集角の各々に適用するステップと、をさらに含み、前記Ｎ−１個の表示フレームの各々は、その左側と右側との間で３６０度にわたるものである、発明２２に記載の方法。