JP2007117611A - 心機能解析装置及びその方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】心臓を被写体とした時系列の画像データからの運動を解析する心機能解析装置10であって、時系列の画像データから心筋の厚みにおける時系列のストレイン値を得るストレイン値取得部16と、時系列ストレイン値を正規化する正規化ストレイン値算出部18と、正規化ストレイン値の時系列データを出力する出力部22とを有する。
【選択図】 図1
Description
図1は、本実施形態に係わる心機能解析装置10を示すブロック図である。
次に、図2のフローチャートを用いて、心機能解析装置10の動作について説明する。
まず、ステップ1において、画像入力部12では時系列画像データを入力する。時系列画像データは超音波診断装置、X線CT装置、MRI装置等の医用画像診断装置から入力しても良いし、画像サーバー等に保存された画像データを入力としても良い。入力された画像データは画像バッファ14に格納される。
ステップ2において、ストレイン値取得部16が、時系列画像データから心臓の時系列のストレイン値を例えば下記の方法で取得する。
時系列のストレイン値の取得の第1の方法について図3〜図6に基づいて説明する。
S=(L−Lref)/Lref (1)
心臓の壁厚を計測対象とした場合には、基準時間における壁厚をLref、時間tにおける壁厚をLtと表すと、ストレイン値WTは式(2)のように書くことができる。
WT=(Lt−Lref)/Lref (2)
この場合には、このストレイン値WTは壁厚増加率、または、壁厚変化率と呼ばれることもある。
第2のストレイン値取得の方法としては、超音波のドップラモードで得られる組織の速度情報を用いて、計測対象の両端点の次フレームでの移動先を算出しストレイン値を計算しても良い。
第3の方法としては、ストレイン値の算出は別途算出しておき、算出されたストレイン値のデータのみを入力する構成としても良い。
次に、ステップ3において、正規化ストレイン値算出部18ではフレーム毎に算出された時系列ストレイン値をそれぞれ正規化する。
第1の正規化方法としては、評価対象とする時間区間を別途定め、式(3)に示すようにその計測対象におけるストレイン値の最大変動幅と、現在のストレイン値と最小ストレイン値の差との比で正規化ストレイン値NS1を定義する方法がある。
NS1=(St−Smin)/(Smax−Smin) (3)
ここで、Stは時間tにおけるストレイン値、Smax,Sminはそれぞれその計測対象におけるストレイン値の最大値、最小値である。最もストレイン値が小さい時相を基準にした場合等、ストレイン値の最小値が0となる場合には、ストレイン値NS2は式(4)のようになる。
NS2=St/Smax (4)
このような正規化ストレイン値の定義によれば、ストレイン値の値そのものではなく最大変動幅に対する割合として表現されることになる。
第2の正規化方法としては、評価対象とする時間区間を別途定め、式(5)のストレイン値NS3のように時間区間の開始時と終了時におけるストレイン値の差によって正規化する方法としても良い。
NS3=(St−Sstart)/(Send−Sstart) (5)
ここで、Sstart,Send,Stはそれぞれ時間区間の開始時、終了時、時間tにおけるストレイン値を表している。
最後に、ステップ4において出力部22では、正規化ストレイン値を出力する。
本発明は上記実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合わせにより、種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。
複数の領域毎に分けて正規化ストレイン値の代表値を算出することもできる。例えば、部分領域内で計測された複数の正規化ストレイン値の平均や中央値を代表値とすることで、領域毎のスコアリング等の用途に対して効率の良い表示法が可能となる。図9はその表示法の一例でもある。
正規化ストレイン値の標準的な変化パターンとの違いを数値的に算出して表示しても良い。
時間区間の設定の仕方は任意であるが、心臓の収縮期のみを設定区間にしたり、拡張期のみを設定区間にしたり、あるいは1心拍を設定区間にしたりすることができる。
上記実施形態では、心臓の壁厚(心筋の厚み方向の距離)をストレイン値の計測対象としたが、これに限らず心筋の長さ方向の距離をストレイン値の計測対象としてもよい。
正規化ストレイン値を心機能の評価に用いることで、従来心筋内側輪郭から求められる心室内の面積による評価の際に生じていた問題が解決できる。例えば、心筋の拡張/収縮の機能が局部的に低下した場合等において、周辺の正常な心筋の動きに引っ張られることによって異常部分についても内膜境界の動きは明確には低下せずに、その結果、内膜境界位置の変化から算出される評価値に明確な違いが現れないといった問題を回避でき、心機能の異常をより明確に反映する評価値を得ることが可能となる。
12 画像入力部
14 画像バッファ
16 ストレイン値取得部
18 正規化ストレイン値算出部
20 メモリ
22 出力部
Claims (30)
- 心臓を被写体とした時系列の画像データを用いて前記心臓の運動を解析する心機能解析装置であって、
前記時系列の画像データに基づいて前記心臓上の部位における時系列のストレイン値を取得するストレイン値取得部と、
前記時系列のストレイン値を正規化して時系列の正規化ストレイン値を算出する正規化部と、
前記時系列の正規化ストレイン値を出力する出力部と、
を備える
ことを特徴とする心機能解析装置。 - 前記ストレイン値取得部は、前記ストレイン値を前記心臓の心筋の厚み方向、または、心筋の長さ方向の距離から求める
ことを特徴とする請求項1記載の心機能解析装置。 - 前記時系列の画像データのうちの基準となる画像データにおいて、前記心臓上の部位に2つの追跡点を設定する追跡点設定部と、
前記時系列の画像データの各々における、前記部位の2つの追跡点の位置を求める追跡部と、
をさらに備え、
前記ストレイン値取得部は、前記心臓上の部位における時系列のストレイン値を前記時系列の画像データにおける前記2つの追跡点間の距離に基づいて求める、
ことを特徴とする請求項1に記載の心機能解析装置。 - 前記追跡点設定部は、前記心臓の心筋の内側の輪郭上と外側の輪郭上とに1点ずつ前記追跡点を設定する、
ことを特徴とする請求項3に記載の心機能解析装置。 - 前記追跡点設定部は、前記心臓の心筋に沿って2つの前記追跡点を設定する
ことを特徴とする請求項3または4に記載の心機能解析装置。 - 前記正規化部は、ストレイン値を複数の部位間で共通な尺度の正規化ストレイン値に正規化する
ことを特徴とする請求項1または2記載の心機能解析装置。 - 前記正規化部は、前記正規化ストレイン値を、前記部位における解析時間区間内のストレイン値の最大変動幅と、現在のストレイン値と最小ストレイン値の差との比で定義する
ことを特徴とする請求項1から6のいずれか一項に記載の心機能解析装置。 - 前記正規化部は、前記正規化ストレイン値を、前記部位における解析時間区間の開始時ストレイン値と終了ストレイン値の差と、現在のストレイン値と前記開始時ストレイン値の差との比で定義する
ことを特徴とする請求項1から6のいずれか一項に記載の心機能解析装置。 - 前記正規化ストレイン値の時間的変化パターンと、規定の標準変化パターンとの違いを示す評価値を算出する評価値算出部をさらに備える
ことを特徴とする請求項1から8のいずれか一項に記載の心機能解析装置。 - 前記正規化ストレイン値が所定の値に達する時間を算出する到達時間算出部をさらに備える
ことを特徴とする請求項1から8のいずれか一項に記載の心機能解析装置。 - 前記出力部が、前記解析時間区間内の所定の時間における正規化ストレイン値に応じた色を、前記心臓の画像に重畳表示する
ことを特徴とする請求項7または8記載の心機能解析装置。 - 前記正規化部が、複数の領域に分割された心筋領域毎に前記正規化ストレイン値の代表値を算出する
ことを特徴とする請求項1から8のいずれか一項に記載の心機能解析装置。 - 心臓を被写体とした時系列の画像データを用いて前記心臓の運動を解析する心機能解析方法であって、
前記時系列の画像データに基づいて前記心臓上の部位における時系列のストレイン値を取得し、
前記時系列のストレイン値を正規化して時系列の正規化ストレイン値を算出し、
前記時系列の正規化ストレイン値を出力する
ことを特徴とする心機能解析方法。 - 前記ストレイン値を、前記心臓の心筋の厚み方向、または、心筋の長さ方向の距離から求める
ことを特徴とする請求項13記載の心機能解析方法。 - ストレイン値を複数の部位間で共通な尺度の正規化ストレイン値に正規化する
ことを特徴とする請求項13または14記載の心機能解析方法。 - 前記正規化ストレイン値を、前記部位における解析時間区間内のストレイン値の最大変動幅と、現在のストレイン値と最小ストレイン値の差との比で定義する
ことを特徴とする請求項13から15のいずれか一項に記載の心機能解析方法。 - 前記正規化ストレイン値を、前記部位における解析時間区間の開始時ストレイン値と終了ストレイン値の差と、現在のストレイン値と前記開始時ストレイン値の差との比で定義する
ことを特徴とする請求項13から15のいずれか一項に記載の心機能解析方法。 - 前記正規化ストレイン値の時間的変化パターンと、規定の標準変化パターンとの違いを示す評価値をさらに算出する
ことを特徴とする請求項13から17のいずれか一項に記載の心機能解析方法。 - 前記正規化ストレイン値が所定の値に達する時間をさらに算出する
ことを特徴とする請求項13から17のいずれか一項に記載の心機能解析方法。 - 前記解析時間区間内の所定の時間における正規化ストレイン値に応じた色を、前記心臓の画像に重畳表示する
ことを特徴とする請求項16または17記載の心機能解析方法。 - 複数の領域に分割された心筋領域毎に前記正規化ストレイン値の代表値を算出する
ことを特徴とする請求項13から17のいずれか一項に記載の心機能解析方法。 - 心臓を被写体とした時系列の画像データを用いて前記心臓の運動をコンピュータによって解析するための心機能解析プログラムであって、
前記時系列の画像データに基づいて前記心臓上の部位における時系列のストレイン値を取得するストレイン値取得機能と、
前記時系列のストレイン値を正規化して時系列の正規化ストレイン値を算出する正規化機能と、
前記時系列の正規化ストレイン値を出力する出力機能と、
を実行する
ことを特徴とする心機能解析プログラム。 - 前記正規化機能は、前記ストレイン値を、前記心臓の心筋の厚み方向、または、心筋の長さ方向の距離から求める
ことを特徴とする請求項22記載の心機能解析プログラム。 - ストレイン値を複数の部位間で共通な尺度の正規化ストレイン値に正規化する
ことを特徴とする請求項22または23記載の心機能解析方法。 - 前記正規化機能は、前記正規化ストレイン値を、前記部位における解析時間区間内のストレイン値の最大変動幅と、現在のストレイン値と最小ストレイン値の差との比で定義する
ことを特徴とする請求項22から24のいずれか一項に記載の心機能解析プログラム。 - 前記正規化機能は、前記正規化ストレイン値を、前記部位における解析時間区間の開始時ストレイン値と終了ストレイン値の差と、現在のストレイン値と前記開始時ストレイン値の差との比で定義する
ことを特徴とする請求項22から24のいずれか一項に記載の心機能解析プログラム。 - 前記正規化ストレイン値の時間的変化パターンと、規定の標準変化パターンとの違いを示す評価値を算出する評価値算出機能をさらに実行する
ことを特徴とする請求項22から26のいずれか一項に記載の心機能解析プログラム。 - 前記正規化ストレイン値が所定の値に達する時間を算出する到達時間算出機能をさらに実行する
ことを特徴とする請求項22から26のいずれか一項に記載の心機能解析プログラム。 - 前記出力機能が、前記解析時間区間内の所定の時間における正規化ストレイン値に応じた色を、前記心臓の画像に重畳表示する
ことを特徴とする請求項25または26記載の心機能解析プログラム。 - 前記正規化機能が、複数の領域に分割された心筋領域毎に前記正規化ストレイン値の代表値を算出する
ことを特徴とする請求項22から26のいずれか一項に記載の心機能解析プログラム。
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