JP2008513087A - Apparatus, software and method for processing images from a patient's heart - Google Patents
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Abstract
本発明は、患者の心臓からの画像を処理するための装置であって、心臓の心筋における壊死領域を識別するために、画像を収集するための収集手段と、画像を処理するための処理手段とを有する装置において、収集手段が、心臓の機能的な画像及び心臓の遅延強調画像を収集するように構成され、遅延強調画像に関して機能的な画像を合わせるためにレジストレーション手段が供給され、遅延強調画像の上で遅延強調画像に合わされた機能的な画像における心筋輪郭をマッピングするためにマッピング手段が供給される装置に関する。 The present invention is an apparatus for processing an image from a patient's heart, the collecting means for collecting the image and the processing means for processing the image to identify a necrotic region in the heart's myocardium. Wherein the acquisition means is configured to acquire a functional image of the heart and a delay-enhanced image of the heart, registration means are provided to align the functional image with respect to the delay-enhanced image, and the delay The invention relates to an apparatus provided with mapping means for mapping a myocardial contour in a functional image that is combined with a delayed enhancement image on the enhancement image.
Description
本発明は、患者の心臓からの画像を処理するための装置であって、心臓の心筋における壊死領域を示すために、画像を収集するための収集手段と、画像を処理するための処理手段とを有する装置に関する。 The present invention is an apparatus for processing an image from a patient's heart, the collecting means for collecting the image and the processing means for processing the image to indicate a necrotic region in the heart's myocardium. The present invention relates to a device having
心臓検査は、通常、以下の複数の画像セットの取得から構成される。 A cardiac examination typically consists of acquiring the following sets of images:
機能的な画像：これらの画像は、壁の動きを視覚化し、駆出分画、一回拍出量、心拍出、壁の厚さ及び壁の肥厚のようなパラメータを定量化するために使用される。 Functional images: These images are used to visualize wall motion and quantify parameters such as ejection fraction, stroke volume, cardiac output, wall thickness and wall thickening used.
第１のパス灌流画像：これらの画像は、心筋への血液の流入を定量化するために使用される（減少された流入は、虚血のインジケータであり得る）。 First pass perfusion images: These images are used to quantify blood inflow into the myocardium (decreased inflow may be an indicator of ischemia).
遅延強調（late-enhancement，遅延造影）画像：これらの画像は、心筋の壊死（はん痕）組織を視覚化し定量化するために使用される。 Late-enhancement images: These images are used to visualize and quantify myocardial necrotic (scar) tissue.
これらの３つの画像セットを取得する間、患者は、スキャナテーブルのほぼ同じ位置に置かれ、各々の取得時に患者は息を止めるように依頼される。このことは、どのスキャンにおいても心臓の位置がそれほど異ならないことを意味する。 During the acquisition of these three image sets, the patient is placed at approximately the same position on the scanner table, and at each acquisition the patient is asked to hold his breath. This means that the position of the heart is not so different in any scan.
遅延強調画像は、通常、ＭＲ画像である。しかしながら、本発明は、ＭＲ画像に限定されるものではなく、遅延強調ＣＴ、超音波画像又は任意の他の適切なタイプの画像に関わってもよい。好ましくは、遅延強調ＭＲ画像が、その高い感度及び特異性を考慮して使用される。このことを考慮して、本明細書以降において、本発明は、遅延強調ＭＲ画像の処理に関して主に説明されるであろう。 The delay enhanced image is usually an MR image. However, the present invention is not limited to MR images and may involve delay enhanced CT, ultrasound images or any other suitable type of image. Preferably, delay enhanced MR images are used in view of their high sensitivity and specificity. In view of this, the present invention will be described mainly with respect to processing of delay-enhanced MR images hereinafter.
遅延強調ＭＲ画像は、以下のように取得される。（通常、ガドリニウムベースの）造影剤が注入され、この注入後１５〜２５分たってから、一組のＥＣＧトリガされたＭＲ画像が、最終の弛緩期（心臓が弛緩された状態の心臓サイクルの瞬間）にスキャンされる。 The delay-enhanced MR image is acquired as follows. A contrast agent (usually gadolinium-based) is injected, and 15-25 minutes after the injection, a set of ECG-triggered MR images are recorded during the final relaxation phase (cardiac cycle moments with the heart relaxed). ) Is scanned.
現在、遅延強調ＭＲ画像での心筋輪郭の自動的な検出は、左心室のピクセルと、心筋における壊死（はん痕）領域のピクセルとが、同じグレイ値又はほぼ同じグレイ値をもつことが多いという事実によって妨げられている。 Currently, automatic detection of myocardial contours in delay-enhanced MR images often results in the left ventricular pixel and the necrotic (scar) pixel in the myocardium having the same or nearly the same gray value. Is hampered by the fact that.
結果的に、壊死の（一つ又は複数の）領域の自動的な識別もまた困難である。従って、当該技術分野では、心筋輪郭が手動で描画されており、このことは以下のような避けられない欠点を招く。即ち：
手動の輪郭描画は面倒であり、時間を消費する作業である。
異なる人々は、通常、種々の異なる輪郭を描く、即ち、手動の輪郭図面は、オブザーバ間の変わりやすさをもたらす。
As a result, automatic identification of necrotic region (s) is also difficult. Therefore, in the art, myocardial contours are drawn manually, which leads to the following inevitable drawbacks. That is:
Manual contour drawing is cumbersome and time consuming.
Different people typically draw a variety of different outlines, ie manual outline drawings provide variability between observers.
本発明の目的は、この問題を低減し、本明細書以降に明らかとなるであろう利点を得ることにある。 The object of the present invention is to reduce this problem and to obtain the advantages that will become apparent from this specification onwards.
本発明による装置は、収集手段が、心臓の機能的な画像及び心臓の遅延強調画像を収集するように構成され、レジストレーション（registration，位置合せ）手段が、遅延強調画像に関して機能的な画像を合わせるために供給され、マッピング手段が、遅延強調ＭＲ画像の上で遅延強調画像に合わされた機能的な画像における心筋輪郭をマッピングするために供給されることを特徴とする。これにより、以下の利点を提供する。
遅延強調画像の心筋輪郭の手動描画が、もはや必要ではなく、このことは、かなりの量の時間を節約する。
自動的な輪郭検出は、オブザーバ間の変わりやすさを排除し、即ち、このことは、より良好な再現性のある結果につながる。
機能的な画像における心筋の位置は、遅延強調画像におけるそれ自体の対応する位置に幾何学的にリンクされることができ、そのため、両方のタイプの画像の定量分析の結果は、局所的に比較されることができる（例えば、遅延強調画像からのはん痕ボリュームに対する機能的な画像からの壁の動き）。
The apparatus according to the invention is arranged such that the collecting means collects a functional image of the heart and a delay-enhanced image of the heart, and the registration means registers a functional image with respect to the delay-enhanced image. Supplied for alignment and mapping means are provided for mapping the myocardial contour in the functional image combined with the delay enhanced image on the delay enhanced MR image. This provides the following advantages.
Manual drawing of the myocardial contour of the delay enhanced image is no longer necessary, which saves a considerable amount of time.
Automatic contour detection eliminates the variability between observers, ie this leads to better reproducible results.
The position of the myocardium in the functional image can be geometrically linked to its own corresponding position in the delay-weighted image, so the results of quantitative analysis of both types of images are compared locally (E.g., wall motion from a functional image to a scar volume from a delay enhanced image).
本発明は、壊死である疑いがある領域のより正確な指標を提供する。それゆえ、上記の処理された結果によって、医師はこのような疑わしい領域に集中することができる。この場合、本発明は、医師が疑わしい領域を評価するための技術的な援助を提供する。 The present invention provides a more accurate indication of the area suspected of being necrotic. Thus, the processed results described above allow the physician to concentrate on such suspicious areas. In this case, the present invention provides technical assistance for physicians to assess suspicious areas.
更に、本発明の方法は、患者が実際に存在することが必要とされている方法である画像データに実施されてもよいことに留意されたい。 Furthermore, it should be noted that the method of the present invention may be performed on image data, which is the method that the patient actually needs to be present.
機能的な画像は、ＭＲ画像、又はＣＴ画像若しくは超音波画像のような任意の他のタイプの適切な画像であってもよいことに注目されたい。但し、機能的な画像はやはりＭＲ画像であることが好ましい。 Note that the functional image may be an MR image or any other type of suitable image, such as a CT image or an ultrasound image. However, the functional image is preferably an MR image.
更に、遅延強調画像と機能的な画像とのレジストレーションは、任意のタイプから構成されてもよいことに注目されたい。このレジストレーションは、固定式、アフィン（affine）又は非固定式のレジストレーションに関することができ、場合によっては、並進、回転及び必要に応じてスケーリングを含む。 Furthermore, it should be noted that the registration between the delay enhanced image and the functional image may be composed of any type. This registration can relate to fixed, affine or non-fixed registrations, possibly including translation, rotation, and scaling as needed.
本発明の他の実施態様において、この装置は、検出及びマッピング手段が、機能的な画像において検出された心筋輪郭から３Ｄモデルを導き出す輪郭モデルビルダと、この３Ｄモデルから遅延強調画像に合わされた心筋輪郭を導き出すスライスサンプラとを具備することを特徴とする。 In another embodiment of the invention, the apparatus comprises a contour model builder in which the detection and mapping means derives a 3D model from the myocardial contour detected in the functional image, and a myocardium fitted to the delay enhanced image from the 3D model. And a slice sampler for deriving a contour.
このことは、機能的な画像でモニタされる心臓が、例えば、呼気後の肺の異なる位置（ポジショニング）のため、遅延強調画像の心臓を基準にして、僅かに回転され、シフトされ又は変形されるであろうという問題に対する解決策を提供する。このことは、機能的な画像から遅延強調画像までの輪郭の直接マッピングを防止する。本発明による装置の直前に記述された特徴が、このことに対する解決策を提供する。 This means that the heart monitored with a functional image is slightly rotated, shifted or deformed with respect to the heart of the delay-enhanced image due to, for example, different positions (positioning) of the lung after expiration. Provide a solution to the problem This prevents direct mapping of the contour from the functional image to the delay enhanced image. The features described immediately before the device according to the invention provide a solution to this.
本発明は、更に、心臓の心筋の壊死領域を識別するように構成された患者の心臓からの画像を処理するコンピュータ用のソフトウェアにおいても具現化される。 The invention is further embodied in computer software for processing images from a patient's heart configured to identify a myocardial necrotic region of the heart.
本発明によるソフトウェアは、心臓の遅延強調画像に関して心臓の機能的な画像を合わせ、この機能的な画像から心筋輪郭を選択し、遅延強調画像の上で遅延強調画像に合わされた上記の心筋輪郭をマッピングするように構成されることを特徴とする。 The software according to the present invention aligns the functional image of the heart with respect to the delay-enhanced image of the heart, selects a myocardial contour from the functional image, and applies the above-described myocardial contour that is aligned with the delay-enhanced image on the delay-enhanced image It is configured to be mapped.
他の有利な実施形態において、このソフトウェアは、機能的な画像から選択された既検出の心筋輪郭から３Ｄモデルを導き出し、この３Ｄモデルから遅延強調画像に合わされた心筋輪郭を導き出すように更に構成される。 In another advantageous embodiment, the software is further configured to derive a 3D model from a previously detected myocardial contour selected from the functional image and to derive a myocardial contour fitted to the delay enhanced image from the 3D model. The
ソフトウェアと関連して、独占権（exclusive rights，専有権）が、このようなソフトウェアを備えるデータキャリアについてもリクエストされる。 In connection with software, exclusive rights are also requested for data carriers with such software.
最後に、本発明は、患者の心臓からの画像を処理するための方法であって、画像を収集するステップと、心臓の心筋における壊死領域を識別するように画像を処理するステップとを含む方法においても具現化されることに注目されたい。 Finally, the present invention is a method for processing an image from a patient's heart, comprising the steps of collecting the image and processing the image to identify a necrotic region in the heart's myocardium. Note that it will also be embodied.
本発明による方法は、心臓の機能的な画像及び心臓の遅延強調画像が収集され、機能的な画像が、遅延強調画像に合わされ、機能的な画像における心筋輪郭が、遅延強調画像の上で遅延強調画像と合わされてマッピングされることを特徴とする。 The method according to the invention collects a functional image of the heart and a delay-enhanced image of the heart, the functional image is combined with the delay-enhanced image, and the myocardial contour in the functional image is delayed over the delay-enhanced image. It is characterized by being mapped together with the enhanced image.
有利なことに、本発明による方法は、３Ｄモデルが、機能的な画像の検出された心筋輪郭から構築されており、遅延強調画像に合わされ、遅延強調画像の上に置かれる心筋輪郭を導き出すために、サンプルが３Ｄモデルから取り出されることを更に特徴とする。 Advantageously, the method according to the invention derives a myocardial contour in which the 3D model is constructed from the detected myocardial contour of the functional image and is fitted to the delay enhancement image and placed on the delay enhancement image. And further characterized in that the sample is taken from the 3D model.
本発明は、これ以降、例示的な実施形態及び図面を参照してより明瞭に説明されるであろう。 The invention will be described more clearly hereinafter with reference to exemplary embodiments and drawings.
図１を参照すると、本発明による装置が、参照符号３で示されている。この装置３は、心臓の第１のシリーズの機能的な画像１と、心臓の第２のシリーズの遅延強調ＭＲ画像２とのような画像を収集するための収集手段を有しており、この手段自体は知られている（従って図示されない）。機能的な画像を収集することは、遅延強調ＭＲ画像を収集する前又は後に行われてもよい。更に、装置３は、心臓の心筋の壊死領域を識別するために、画像１，２を処理するための処理手段４，５を有している。
Referring to FIG. 1, an apparatus according to the present invention is indicated by
このために、処理手段４，５は、遅延強調ＭＲ画像２に関して機能的な画像１を合わせるレジストレーション手段４と、機能的な画像１において心筋輪郭を検出し、遅延強調ＭＲ画像２の上で当該遅延強調ＭＲ画像に合わされた心筋輪郭をマッピングする検出及びマッピング手段５とを有している。この結果は、ディスプレイ６に示されることができる。
For this purpose, the processing means 4 and 5 detect the myocardial contour in the
検出及びマッピング手段５は、好ましくは、機能的な画像１において検出された心筋輪郭から３Ｄモデルを導き出す輪郭モデルビルダと、この３Ｄモデルから遅延拡張ＭＲ画像２に合わされた心筋輪郭１を導き出すスライスサンプラとを含む。
The detection and mapping means 5 preferably comprises a contour model builder for deriving a 3D model from the myocardial contour detected in the
輪郭モデルビルダ及びスライスサンプラの動作上の機能性は、図２を参照して示される。 The operational functionality of the contour model builder and slice sampler is illustrated with reference to FIG.
図２ａは、機能的なＭＲ画像１において識別される一連の輪郭７を示す。
FIG. 2 a shows a series of contours 7 identified in the
図２ｂは、機能的な画像１において検出された既検出の心筋輪郭７から、前に記述された輪郭モデルビルダが導き出されている３Ｄモデル８を示す。
FIG. 2 b shows the 3D model 8 from which the previously described contour model builder has been derived from the previously detected myocardial contour 7 detected in the
機能的な画像１における心臓が、遅延強調画像２における心臓を基準にして、僅かに回転され、シフトされ又は変形されているという事実を補償するために、前に記述されたスライスサンプラは、これらを補償するように３Ｄモデル８をサンプリングする。このことが図２ｃに示される。結果として生じる遅延強調画像２に合わされた心筋輪郭は、符号９で参照される。図２ｄは、再び、これらの結果として生じる遅延強調の心筋輪郭９を示す。
In order to compensate for the fact that the heart in the
Claims (10)
前記収集手段が、前記心臓の機能的な画像及び前記心臓の遅延強調画像を収集し、レジストレーション手段が、前記遅延強調画像に関して前記機能的な画像を合わせ、マッピング手段が、前記遅延強調画像の上で前記遅延強調画像に合わされた前記機能的な画像における心筋輪郭をマッピングすることを特徴とする装置。 An apparatus for processing an image from a patient's heart, comprising: a collecting means for collecting the image and a processing means for processing the image to indicate a necrotic region in the heart muscle of the heart In the device having
The collecting means collects a functional image of the heart and a delay-enhanced image of the heart; a registration means aligns the functional image with respect to the delay-enhanced image; An apparatus for mapping a myocardial contour in the functional image combined with the delay enhanced image above.
前記心臓の遅延強調画像に関して前記心臓の機能的な画像を合わせ、前記遅延強調画像の上で前記遅延強調画像に合わされた前記機能的な画像からの心筋輪郭をマッピングすることを特徴とするソフトウェア。 Software for a computer that shows the necrotic area in the heart's myocardium and processes images from the patient's heart,
Software comprising: aligning a functional image of the heart with respect to the delay-enhanced image of the heart, and mapping a myocardial contour from the functional image aligned with the delay-enhanced image on the delay-enhanced image.
前記心臓の機能的な画像及び前記心臓の遅延強調画像が収集され、前記機能的な画像が、前記遅延強調画像に合わされ、前記機能的な画像における心筋輪郭が、前記遅延強調画像の上で前記遅延強調画像と合わされてマッピングされることを特徴とする方法。 A method for processing an image from a patient's heart, the method comprising collecting the image and processing the image to indicate a necrotic region in the heart myocardium.
A functional image of the heart and a delay-enhanced image of the heart are collected, the functional image is combined with the delay-enhanced image, and a myocardial contour in the functional image is over the delay-enhanced image. A method characterized by being mapped together with a delay enhanced image.
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