JP2010505494A - 医用イメージングシステム - Google Patents
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Abstract
本発明は、医用イメージングシステムに関する。最初に、器官HRTの画像シーケンスSQが取得される。そののち、前記画像シーケンス上の組織領域PT及び前記組織領域PTの動きに特有のパラメータPが、規定される。前記パラメータPに基づいて、心臓周期に特有のフェーズの組PHが規定される。最後に、前記フェーズの組PHに基づいて、前記組織領域PTRについて局所的な心機能指標LMPIが計算される。
Description
本発明は、医用イメージングシステム及び対応する方法に関する。
本発明は、特に、心エコーイメージングの分野にそのアプリケーションを見い出す。
医用イメージングシステムは、Journal of American College of Cardiology 1996 Vol 28, p 658-664に開示されており、器官の組織の健康を表すTEIインデックスとして知られる心機能指標MPI(myocardial performance index)を計算することを可能にする。開示される例において、器官は心臓である。このMPIインデックスは、左心室に入り左心室から出る血流の速度のタイミングから計算される。心臓の組織は、それらが左心室から血液の効率的な駆出を実施することができる場合、健康であり、これは、それらが正しく収縮することを意味する。MPIインデックスが小さいほど、駆出は良好である。
前記イメージングシステムの1つの欠点は、このMPIインデックスが心臓の組織の健康の包括的な表現を与えることである。低い血液駆出率がある場合、それが組織のどの領域に由来するかを知ることは可能ではなく、また、組織のどの領域が損なわれており、どの領域が損なわれていないかを知ることも可能でない。
本発明の目的は、器官のどの組織が損なわれており、損なわれていないかを判定するために、局所的な心機能指標を計算することを可能にするシステムを提案することである。
このために、システムは、
−器官の画像シーケンスを取得する処理と、
−前記画像シーケンスにおいて組織領域を決定する処理と、
−前記組織領域の動きに特有のパラメータを決定する処理と、
−前記パラメータに基づいて、心臓周期に特有のフェーズの組を決定する処理と、
−前記フェーズの組に基づいて、前記組織領域の局所的な心機能指標を計算する処理と、
を制御するコントローラを有する。このように、局所的な心機能指標の決定のおかげで、器官における組織領域がなんらかの障害を有するかどうかを規定することが可能である。
−器官の画像シーケンスを取得する処理と、
−前記画像シーケンスにおいて組織領域を決定する処理と、
−前記組織領域の動きに特有のパラメータを決定する処理と、
−前記パラメータに基づいて、心臓周期に特有のフェーズの組を決定する処理と、
−前記フェーズの組に基づいて、前記組織領域の局所的な心機能指標を計算する処理と、
を制御するコントローラを有する。このように、局所的な心機能指標の決定のおかげで、器官における組織領域がなんらかの障害を有するかどうかを規定することが可能である。
第1の実施例によれば、パラメータは速度である。これは、測定において良好な時間分解能を可能にするという利点を有する。
第2の実施例によれば、パラメータは変位である。これは、2つの軸に沿った組織領域の動きについてパラメータを得ることを可能にする。これはより正確である。
第3の実施例によれば、パラメータは、速度及びストレイン(strain)の組み合わせである。これは、心臓周期のいくつかのフェーズをより正確に決定することを可能にする。
非制限的な実施例によれば、コントローラは更に、前記画像シーケンスにおいて別の組織領域を決定する処理と、関連するフェーズの組を決定する処理と、を制御するように構成される。これは、基準の組織領域から他の組織領域を自動的に決定することを可能にする。更に、これは、他の組織領域について局所的な心機能指標を決定し、局所的な心機能指標によってパラメータ化される心臓の全体を表示することを可能にする。
非制限的な実施例によれば、別の組織領域の決定は、器官に沿ったラインを使用する。これは、組織領域をより速く決定することを可能にする。
非制限的な実施例によれば、別の組織領域の決定は、前方及び後方に実施される。これは、他の組織領域をより正確に決定することを可能にする。
非制限的な実施例によれば、他のフェーズの組の決定は、動的時間ワーピング(動的時間伸縮法)によって実施される。これは、基準のフェーズの組との相関付けを行うことによって、他のフェーズの組を自動的に決定することを可能にする。
本発明は、
−器官の画像シーケンスを取得するステップと、
−前記画像シーケンスにおいて組織領域を決定するステップと、
−前記組織領域の動きに特有のパラメータを決定するステップと、
−前記パラメータに基づいて、心臓周期に特有のフェーズの組を決定するステップと、
−前記フェーズの組に基づいて、前記組織領域について局所的な心機能指標を計算するステップと、
を含む医用イメージング方法に関する。
−器官の画像シーケンスを取得するステップと、
−前記画像シーケンスにおいて組織領域を決定するステップと、
−前記組織領域の動きに特有のパラメータを決定するステップと、
−前記パラメータに基づいて、心臓周期に特有のフェーズの組を決定するステップと、
−前記フェーズの組に基づいて、前記組織領域について局所的な心機能指標を計算するステップと、
を含む医用イメージング方法に関する。
本発明は、最後に、前記方法を実現するプログラム命令を含むコンピュータプログラム製品に関する。
本発明のこれら及び他の見地は、以下に記述される実施例から明らかであり、それらを参照して解明される。
本発明は、非制限的な例を通して、添付の図面を参照して、更に詳しく記述される。
図2に示されるシステムSYSは、例えば心臓のような任意の器官の画像を取得するために使用されることができる。心臓HRTの例が、以下の説明において考察される。
心臓HRTは、図1に示されるような左心室及び右心室LV及びRV、大動脈AO、並びに左心房LA及び右心房RAを含み、動脈血は、左心室LVから大動脈AOへ行き、右心室RVは、右心房RAから受け取られた静脈血を、肺動脈に出すことを思い出されたい。大動脈AOは、大動脈バルブAVによって閉じられ、左心房は、僧帽弁MVによって閉じられる。
システムSYSは、図2に示されている。
システムSYSは、全体がプローブPRBを形成するトランスデューサアレイTAR及びその関連する電子回路素子と協働する。
システムSYSは、
−器官HRTの画像シーケンスSQを取得する(このために、コントローラCTRLは、プローブPRBを設定する)処理と、
−前記画像シーケンスにおいて組織領域PTを決定する処理と、
−前記組織領域PTの動きに特有のパラメータPを決定する処理と、
−前記パラメータPに基づいて、心臓周期に特有のフェーズの組PHを決定する処理と、
−関連するフェーズの組PHに基づいて、前記組織領域PTについて局所的な心機能指標LMPIを計算する処理と、
を制御するコントローラCTRLを有する。
−器官HRTの画像シーケンスSQを取得する(このために、コントローラCTRLは、プローブPRBを設定する)処理と、
−前記画像シーケンスにおいて組織領域PTを決定する処理と、
−前記組織領域PTの動きに特有のパラメータPを決定する処理と、
−前記パラメータPに基づいて、心臓周期に特有のフェーズの組PHを決定する処理と、
−関連するフェーズの組PHに基づいて、前記組織領域PTについて局所的な心機能指標LMPIを計算する処理と、
を制御するコントローラCTRLを有する。
システムSYSは更に、心電図トリガECG_T、LCDスクリーンのような、取得された画像シーケンスを表示するスクリーンSCR、及びユーザインタフェースM_USERを任意に有する。
コントローラCTRLは、命令によって予めプログラムされることができ、又は例えばインタフェースM_USERを介して、システムSYSのユーザによってプログラムされることができるマイクロプロセッサを有することに留意すべきである。
組織領域PTが、画像シーケンス内の少なくとも1つのポイント(例えばピクセル又はボクセル)又は複数のポイント(例えばピクセル又はボクセル)を含むことに留意すべきである。
非制限的な実施例において、コントローラCTRLは更に、
−前記画像シーケンスSQにおいて別の組織領域PT1を決定する処理と、
−前記他の組織領域PT1について、心臓周期に特有のフェーズの組PHを決定する処理と、
を制御するように構成される。
−前記画像シーケンスSQにおいて別の組織領域PT1を決定する処理と、
−前記他の組織領域PT1について、心臓周期に特有のフェーズの組PHを決定する処理と、
を制御するように構成される。
システムSYSによって制御される処理は、以下に詳しく記述される。
1)画像シーケンスSQの取得。
心臓HRTの画像シーケンスSQを取得するために、プローブPRBが、患者の身体に適用され、非制限的な実施例において心臓の近くの心尖部に適用される。
心臓HRTの画像シーケンスSQを取得するために、プローブPRBが、患者の身体に適用され、非制限的な実施例において心臓の近くの心尖部に適用される。
第1の実施例において、速度画像シーケンス(sequence of velocity images)SQVEが取得される。
組織領域の変位の速度を取得するために、TDIプロセスとして当業者によく知られているカラー組織ドップラーイメージング方法が使用される。結果は、心臓壁の組織領域が、例えばトランスデューサアレイTARの方へ動くときの、心臓壁の組織領域の色分けされた態様の速度画像シーケンスである。通常、赤色は、組織領域の収縮(トランスデューサに向かう動き)に関連し、青色は、緩和(トランスデューサから離れる動き)に関連する。それゆえ、画像が赤いほど、組織はより収縮し、トランスデューサアレイTARのほうに動く。これに対して、画像が青いほど、組織はより弛緩し、トランスデューサアレイTARから離れるほうに動く。
このTDIプロセスは、トランスデューサアレイTARの軸に沿った組織領域の速度の測定における良好な時間分解能を可能にするという利点をもつ。
第2の実施例において、2次元又は3次元のグレーレベル画像SQGRが取得される。
この第2の実施例の利点は以下である:
−グレーレベルのシーケンスはすでに臨床プロセスの一部であり、追加の取得が必要とされないので、TDIプロセスに必要とされるような特定のプロトコルプロシージャチューニングを回避することである。
−トランスデューサ方向の動きだけが利用できるTDIプロセスに対して、縦方向の軸及び半径方向の軸の2つの軸に沿ったピクセルの動きが、利用可能である。それ故、グレーレベル画像のシーケンスのピクセルの動きは、この第2の実施例の場合、より正確である。
−グレーレベルのシーケンスはすでに臨床プロセスの一部であり、追加の取得が必要とされないので、TDIプロセスに必要とされるような特定のプロトコルプロシージャチューニングを回避することである。
−トランスデューサ方向の動きだけが利用できるTDIプロセスに対して、縦方向の軸及び半径方向の軸の2つの軸に沿ったピクセルの動きが、利用可能である。それ故、グレーレベル画像のシーケンスのピクセルの動きは、この第2の実施例の場合、より正確である。
ユーザがこれらの2つの実施例の間の選択を行えるようにするために、ユーザインタフェースM_USERは、これらの2つの実施例の間の選択を行うための手段を有する。
2)組織領域PTの決定。
第1の実施例において、システムSYSのユーザは、図3に示すような画像シーケンスSQ上の視覚的な評価によって、組織領域PTを選ぶことができる。これを行うために、ユーザは、心臓の組織領域PT0に対応する選択された位置に、心臓壁内のシーケンスSQ上のカーソルCURSをポイントする。
第1の実施例において、システムSYSのユーザは、図3に示すような画像シーケンスSQ上の視覚的な評価によって、組織領域PTを選ぶことができる。これを行うために、ユーザは、心臓の組織領域PT0に対応する選択された位置に、心臓壁内のシーケンスSQ上のカーソルCURSをポイントする。
第2の実施例において、選択は、後述するように、関連するパラメータに基づいて自動的に実施されることができ、ユーザは、この自動選択を承認し又は否認するための選択を行うことができる。
ユーザがこれらの2つの実施例の間の選択を行えるようにするために、ユーザインタフェースM_USERは、これらの2つの実施例の間の選択を行うための手段を有する。
3)前記組織領域PTの動きに特有のパラメータPの決定。
第1の実施例において、パラメータPは、速度パラメータである。
第2の実施例において、パラメータPは、変位パラメータである。
第3の実施例において、パラメータPは、変形とも呼ばれるストレイン及び速度パラメータの組み合わせである。
第4の実施例において、パラメータPは、速度勾配とも呼ばれるストレインレート及び速度パラメータの組み合わせである。
このパラメータの1つにより、選択された組織領域PTの動きを表す曲線Cが規定され、システムSYSのスクリーンSCRに表示されることができる。
速度曲線CVEについて、X軸は時間を表し、Y軸は、組織領域PTの動きの速度をセンチメートル/秒で表す。このような曲線の例が、図4に与えられている。ゼロ以下では、領域の動きは、トランスデューサアレイTARから離れるものであり、ゼロ以上では、領域の動きは、トランスデューサアレイTARに向かうものである。
変位曲線CDIについて、X軸は、時間を表し、Y軸は、領域PTの変位をセンチメートルで表す。変位曲線CDIは、直前の画像から現在画像までのピクセルの変位を示す。
ストレイン及び速度パラメータの組み合わせに関して、速度曲線及びストレイン曲線が規定される。ストレイン/変形曲線CSTに関して、X軸は時間を表し、Y軸は、選択された領域と別の領域との間の変形をパーセンテージで表す。
ストレインレート及び速度パラメータの組み合わせに関して、速度曲線及びストレイン曲線が規定される。ストレインレート/速度勾配曲線CVGに関して、X軸は時間を表し、Y軸は、秒−1で規定される。ストレインレート/速度勾配曲線CVGは、2つの領域間の圧縮又は拡張の速度を表す。
ユーザがこれらの4つの実施例の間の選択を行えるようにするために、ユーザインタフェースM_USERは、これらの4つのモードの間の選択を行うための手段を有する。
これらの曲線は、ステップ1)において速度画像シーケンスSQVE又はグレーレベル画像シーケンスSQGRのいずれかから取得される画像シーケンスから、直接的又は間接的に推論されることができることに留意すべきであり、ここで、画像シーケンスは、心臓を形成する領域PTの組と関連する曲線Cの組である。
速度曲線CVEは、速度画像シーケンスSQVEから直接的に推論される。
例えば、変位曲線CDIは、当業者によく知られたスペックルトラッキング又はテクスチャトラッキングによって、グレーレベル画像シーケンスSQGRから推論される。
他の例において、曲線Cは、曲線又は複数の曲線の(空間的又は時間的な)微分又は積分を実施することによって、別の曲線から推論されることができる。
それゆえ、変位曲線CDIは、時間積分によって速度曲線CVEから推論されることができ、速度曲線CVEは、時間微分によって変位曲線CDIから推論されることができる。ストレイン/変形曲線CSTは、空間微分によって2つの変位曲線CDIから推論されることができる。ストレインレート/速度勾配曲線CVGは、空間微分によって2つの速度曲線CVEから推論されることができる。最後に、ストレイン/変形曲線CSTは、時間積分によってストレインレート曲線CVGから推論されることができる。図5は、このような変形を示している。
4)前記パラメータPに基づく心臓周期に特有のフェーズの組PHの決定。
非制限的な実施例において、心臓周期CCを特徴付けるフェーズは、図4に示されるように以下のものである。
−時間t0及びt1の間の等容性収縮期(フェーズ)IVC、
−時間t1及びt2の間の駆出期(フェーズ)EJC、
−時間t2及びt3の間の等容性弛緩期(フェーズ)IVR、及び、
−時間t3及びt4の間の弛緩期(フェーズ)RLX。
−時間t0及びt1の間の等容性収縮期(フェーズ)IVC、
−時間t1及びt2の間の駆出期(フェーズ)EJC、
−時間t2及びt3の間の等容性弛緩期(フェーズ)IVR、及び、
−時間t3及びt4の間の弛緩期(フェーズ)RLX。
これら4つのフェーズの間、大動脈弁AV及び僧帽弁MVは、後述されるように開いており又は閉じている。
それゆえ、等容性収縮期IVCの間、心臓は、同じ血液ボリューム内で収縮する。左心室LVの内圧は、増加する。
それゆえ、等容性収縮期IVCの間、心臓は、同じ血液ボリューム内で収縮する。左心室LVの内圧は、増加する。
内圧が大動脈AOの外圧より高い場合、大動脈弁AVが開き、それにより、左心室LVから大動脈AOに血液が駆出する。血液ボリュームの2/3が、健康な心臓において駆出される。これが、駆出期EJCである。
血液が駆出されると、内圧が減少する。内圧が外圧に等しくなると、大動脈弁AVが閉じる。心臓は拡張する。これは、等容性弛緩期IVRである。
内圧が左心房LAの外圧より低い場合、僧帽弁が開き、血液が、左心房LAから左心室LVへ行く。これは、弛緩期RLXである。
最後に、左心室LVの内圧が、大動脈AOの外圧に等しくなると、僧帽弁MVが閉じる。左心室LVが、血液で満たされる。2つの弁AV及びMVが、閉じる。
等容性フェーズの持続時間は、筋肉の強度の重要なインジケータである。この理由は、長い時間は、駆出のための大動脈AOの圧力又は弛緩のための左心房LAの圧力に達するために、筋肉が、LV腔内の圧力を急速に増加させるに十分強くないことを意味するからである。
フェーズの組が、1心臓周期CCの間に規定されことに留意すべきである。従って、完全な心臓周期について速度曲線を得るために、例えば、心臓の電気的活性及びより詳しくは収縮の開始を示す患者の心電図ECGが使用される。収縮期が、心臓HRTが収縮して動脈への血液の駆出をもたらすフェーズであり(収縮期は、等容性収縮期IVC及び駆出期EJCを含む)、拡張期は、心臓HRTが弛緩する(拡張期は、等容性弛緩期IVR及び弛緩期RLXを含む)フェーズであることを思い出されたい。こうして、画像シーケンスSQの取得は、例えば前記心電図ECGと同期される。同期をとるために、システムSYSは、ECGトリガECG_Tを使用することができる。
このようなフェーズPHは、選ばれた現在組織領域PTに関連するパラメータPから、すなわち関連する曲線Cから、推論される。
第1の実施例において、フェーズの組PHは、選択された組織領域PTと関連する曲線Cについての視覚的な評価によって規定される。システムSYSのユーザは、自分自身の経験によって、フェーズ及びその対応する時間tを測定する。
第2の実施例において、アルゴリズムALGは、選択された組織領域と関連する曲線Cについて、フェーズの組PHを規定するために使用される。第1の変形例において、これは、一般的なフェーズPHSを示す一般的な曲線CSに基づく。一般的な曲線CSは、健康な心臓から来る心臓周期CCの間のフェーズの組PHを示す曲線である。図4は、一般の速度曲線CVEを示し、図6は、病気の心臓の異常な速度曲線CVEを示す。フェーズの組PHは、2つの曲線CS及びCの類似性によって、一般のフェーズPHSから推論される。
第2の変形例において、アルゴリズムALGは、研究された曲線Cのゼロとの交差及び/又は最大、最小の時間、並びに前記曲線Cの傾斜の最大及び最小のような他の可能なパラメータに基づく。
前述のように、フェーズの組PHは、速度曲線CVE、変位曲線CDI、速度曲線CVE及びストレイン曲線CSTの組み合わせ、又は速度曲線CVE及びストレインレート曲線CVGの組み合わせ、から導き出されることができる。
従って、速度曲線CVEから、4つのフェーズIVC、EJC、IVR及びRLXが、直接導き出されることができる。
変位曲線CDIから、4つのフェーズは、CDI上で直接導き出され、又は前記曲線CDIの時間微分を実施して速度曲線CVEを与えることによって、導き出されることができる。
ストレイン曲線CSTから、等容性収縮期の始まり(t0)及び等容性弛緩期IVRの始まり(t2)の2つのフェーズが、推論されることができる。そののち、2つの他のフェーズEJC及びRLXが、速度曲線CVEから推論される。この組み合わせを使用することは興味深い。なぜなら、2つのフェーズIVC及びIVRは、ストレイン曲線CSTにおいて検出するのがより容易であり、それらは、例えば速度曲線CVEにおいて、ゼロ交差の代わりにピークを容易に見つけることによって検出されるからである。実際、速度曲線CVEにおけるピークは、心臓周期の間のストレインの最大値及び最小値を表し、最大値及び最小値は、それぞれ心筋の弛緩の開始及び収縮の開始に対応する。国際公開第2004/092766A1号パンフレットには、このようなストレインピークの検出が、非制限的な例おいて開示されている。
ストレインレート曲線CVGから、等容性収縮期IVCの終わり(t1)が、推論されることができる。それから、他のフェーズが、速度曲線CVEから推論される。
5)関連するフェーズの組PHに基づく、前記組織領域PTの局所的な心機能指標LMPIの計算。
LMPIインデックスは、等容性収縮時間及び等容性弛緩時間の合計を駆出時間で除算したものとして評価される。
LMPIインデックス=(IVC+IVS)/EJC
LMPIインデックスは、等容性収縮時間及び等容性弛緩時間の合計を駆出時間で除算したものとして評価される。
LMPIインデックス=(IVC+IVS)/EJC
選択された組織領域PTについてフェーズの組PHが、上述したように決定されると、局所的なLMPIインデックスが計算されることができる。計算される局所的なLMPIインデックスの値に依存して、例えば急性心筋梗塞のような障害が、当該組織領域PTにあるかどうか推論することが可能である。
局所的なLMPIインデックスを有する関心は、心臓に損なわれている組織領域PTがあるかどうかを示すことである。従って、他の組織領域PTのLMPIインデックスを決定することが興味深く、これは後述されるように実施される。
6)前記画像シーケンスにおける別の組織領域PTの決定及び関連するフェーズの組PHの決定。
6.1)別の組織領域PTの決定
第1の実施例において、図7に示されるように、別の組織領域を決定するために、心筋に沿ったラインLXが使用される。
6.1)別の組織領域PTの決定
第1の実施例において、図7に示されるように、別の組織領域を決定するために、心筋に沿ったラインLXが使用される。
第1の変形例において、例えば図7のポイントによってここに表される基準組織領域PTR1から始まり、規定された距離だけ間隔を置いて配置されるこのラインLX上の規定された数の組織領域が決定される。
第2の変形例において、少なくとも1つの基準組織領域に基づく、当業者によってよく知られているフロント伝播を使用する。図7に示される例において、2つの基準領域PTR1及びPTR2は、僧帽弁MVの2つの境界上に選択された。フロント伝播は、第1の基準領域PTR1から、心筋の壁Wを通過するラインLXに沿って、第2の基準領域PTR2へ行く。各々の新しい領域PTについて、新しい基準領域は、このラインLXに沿った先行する領域である。領域PT1の基準領域は、領域PTR1であり、領域PT2の基準領域は、領域PT1である、等である。
これらの2つの第1の変形例の非制限的な実施例において、組織領域PTは、その長さがラインLXに垂直であるように選択され、前記領域PT内のただ1つのピクセルPXが、前記領域PTに関連するフェーズの組PHを計算するために考慮される。このような領域は、PT3として図7に示されている。従って、このような領域のピクセルの動きは、前記領域の他のピクセルの動きと同様であるので、計算される唯一のフェーズの組は、前記領域PTのすべてのピクセルPXを代表する。こうして、計算は、より簡素であり、より速い。
これら2つの変形例の他の非制限的な実施例において、決定は、図7の矢印によって示されるように前方及び後方に実施されることができる。これにより、以下に記述されるフェーズの組の決定がより正確になりうる。
第2の実施例において、フロント伝播は、ラインLXを使用せずに使用されることができる。
別の組織領域PT1、PT2...等が規定されると、関連する曲線C1、C2...等に対応するパラメータPが、ステップ3)に上述されたように自動的に決定されることに留意すべきである。
6.2)別の組織領域PT1が選択されると、関連するフェーズの組が、後述されるように規定される。非制限的な実施例において、決定は、当業者によってよく知られた動的プログラミングに基づくDTWと呼ばれる動的時間ワーピングにより実施される。DTWは、2つの曲線間の相関付けを行うことを可能にする。
第1のステップにおいて、例えばフロント伝播によって見つけられる現在組織領域PT1の曲線C1と、基準領域PTRの基準曲線CRとの間の相関付けが、実施される。
相関付けを実施するために、図8に示されるように、時間−時間マトリクスが、これらの2つの曲線CR及びC1の間の時間アライメントを視覚化するために使用される。図8において、基準曲線CRが側方を上がっており、曲線C1は、下部に沿って進む。時間マトリクスが、心臓周期CCについて描かれている。この非制限的な例において、2つの速度曲線が使用され、前記速度曲線を表す2つのベクトルVR及びV1が使用される。これらのベクトルは、基準領域PTR及び現在領域PT1を特徴づける。非制限的な変形例において、これらのベクトルは、曲線を形成するいくつかの値からなる。
時間アライメントは、相関パスPTHによって表される。2つの曲線CR及びC1が同一である場合、時間アライメントは、図8に示すような45度の傾斜を有する前記マトリクスの対角線である相関パスPTHRによって表される。現在曲線C1が基準曲線CRと同一であるが、時間の拡張を有する場合、時間アライメントは、45度より小さい傾斜を有する前記マトリクスの対角線(図示せず)である相関パスPTHRによって表される。図8の例において、2つの曲線CR及びC1は、同一ではない。相関パスPTH1が計算され、時間アライメントを視覚化するために描かれている。
第2のステップにおいて、現在曲線C1のフェーズが、図9に示すように、前記相関パスPTH1の助けを借りて決定される。基準曲線CRの第1のフェーズである等容性収縮期IVCに対応する間隔が、相関パスPTH1に投影され、間隔IVC1を与える。同じことが、3つの他のフェーズである駆出期、等容性弛緩期及び弛緩期について実施される。従って、フェーズIVC1、EJC1、IVR1及びRLX1が、現在組織領域PT1に対応する現在曲線C1について見つけられる。
前記DTWプロセスの第1の変形例において、心筋に沿ったラインLXがフロント伝播によって使用されるとき、計算された現在領域PTに対するフェーズの組は、後述するように、修正されることができる。図10は、複数の領域PT1乃至PTn―1及びフロント伝播の開始のための2つの基準領域である領域PTR1及びPTR2について計算されるフェーズの組を示している。フェーズの組は、水平軸上に表わされ、領域は、垂直軸上に表されている。互いに近い2つの領域の動きは同質であるので、それらのフェーズの組はあまり異なるはずがない。これは、それらの個々の値が、互いに近いものでなければならないことを意味する。従って、フロント伝播の間のそれぞれ異なるフェーズの組の発展は、同質であるはずである。そうでない場合、これは、DTWの計算、ゆえに現在領域PTのフェーズの規定に、エラーがありえることを意味し、計算が、再び実施されうる。図10において、それぞれ異なる近傍の組織領域PTについての各フェーズIVC、EJC、IVC及びRLXの発展が、それぞれラインL1、L2、L3、L4によって示されている。第1のラインL1及び最後の2つのラインL3及びL4は、同質に発展する。第2のラインL2は、領域PT2に関するブレークBを示す。計算の誤りがある。従って、DTWは、この領域PT2について再び計算される。
DTWの第2の変形例において、1つの領域PTについて2つのフェーズの組が計算されることができ、平均が、良好なフェーズの組PHとして保持されることができる。これは、前述したように前方及び後方に進む領域の決定のために適用されることができる。
第1及び第2の変形例は、一緒に組み合わせられることができる。
このDTWステップ終了後、ステップ6及び7は、ストップ基準まで、他の組織領域PTについて、再び実施される。ストップ基準は、非制限的な例において、ユーザによって境界を決められた複数の組織領域PTを含む組織のゾーンZであってもよい。
7)それらの関連するフェーズの組PHに基づく、他の組織領域PTの局所的なLMPIインデックスの計算。
従って、画像シーケンスSQ上の異なる組織領域PTについてフェーズの組PHが決定されるので、それらの領域に関連するすべての局所的なLMPIインデックスが利用可能であり、ステップ5)において前述したように計算されることができる。
8)局所的なLMPIインデックスによってパラメータ化されるカラー画像の表示。
システムSYSのユーザは、損なわれているかもしれない又は損なわれていない組織領域を容易に知ることができる。例えば、赤色は、大きいLMPI値に関連することができ、青色は、低い値に関連することができ、又はLMPI値の平均に対するカラー表示もありうる。
システムSYSのユーザは、損なわれているかもしれない又は損なわれていない組織領域を容易に知ることができる。例えば、赤色は、大きいLMPI値に関連することができ、青色は、低い値に関連することができ、又はLMPI値の平均に対するカラー表示もありうる。
要約として、図11は、本発明に従う医用イメージング方法を示しており、そこで、システムSYSによって制御されるそれぞれ異なる処理を見ることが可能である。当然ながら、いくつかの処理は、並列に実施されることができる。例えば、ステップ1及び3は、並列に実施されることができる。
従って、記述される本発明のイメージングシステムは、以下の利点を有する:
−本発明のイメージングシステムは、収縮及び拡張機能を考慮しており、心拍数及び血圧から独立している。
−心不全は、冠状動脈疾患、突発性心筋症及び心臓弁膜症を含む複数の病因を有し、心筋レベルの障害は、組み合わされた収縮及び拡張機能障害、単独の収縮機能障害又は単独の拡張機能障害によるものでありうる。従って、本願発明によるシステムは、左心室の収縮機能のみを測定することを許すシステムよりも有利である。
−システムは、等価な心室の機能障害に関して、臨床的に心不全の患者を、心不全のない患者から区別することを可能にする。
−本発明のイメージングシステムは、収縮及び拡張機能を考慮しており、心拍数及び血圧から独立している。
−心不全は、冠状動脈疾患、突発性心筋症及び心臓弁膜症を含む複数の病因を有し、心筋レベルの障害は、組み合わされた収縮及び拡張機能障害、単独の収縮機能障害又は単独の拡張機能障害によるものでありうる。従って、本願発明によるシステムは、左心室の収縮機能のみを測定することを許すシステムよりも有利である。
−システムは、等価な心室の機能障害に関して、臨床的に心不全の患者を、心不全のない患者から区別することを可能にする。
上述の実施例は、本発明を制限するものではなく、説明するものであり、当業者であれば、添付の請求項に記載の本発明の範囲から逸脱することなく、多くの代替の実施例を設計することができることに留意すべきである。
例えば、LMPIは、3Dデータを使用して3次元で計算されることができる。LMPIは、左心室LVのみではなく、例えば右心室RVのような他の心臓腔についても計算されることができる。実施例は、任意のイメージングモダリティに制限されないことにも留意されたい。本発明は、速度情報又は解剖学的画像シーケンスを取得することができるいかなるシステムにも適用されることができる。
システムSYSは、非制限的な実施例において、超音波画像に適用されることができる。このケースでは、プローブPRBは、超音波プローブであり、取得される画像シーケンスSQは、超音波画像シーケンスである。
請求項において、括弧内に記載されるいかなる参照符号も、請求項を制限するものとして解釈されるべきではない。「有する、含む」等の語は、全体として任意の請求項又は明細書に挙げられたもの以外の構成要素又はステップの存在を除外しない。単数形で言及される構成要素は、そのような構成要素の複数性を除外せず、その逆もまた同じである。
本発明は、いくつかの別個の構成要素を有するハードウェアによって実現されることが可能であり、適切にプログラムされたコンピュータによって実現されることも可能である。いくつかの手段を列挙している装置の請求項において、これらの手段のいくつかは、全く同一のハードウェアアイテムによって実施されることができる。特定の手段が、互いに異なる従属請求項に詳述されているという単なる事実は、これらの手段の組み合わせが有利に使用されることができないことを示すわけではない。
Claims (11)
- 器官の画像シーケンスを取得する処理と、
前記画像シーケンスにおいて組織領域を決定する処理と、
前記組織領域の動きに特有のパラメータを決定する処理と、
前記パラメータに基づいて、心臓周期に特有のフェーズの組を決定する処理と、
前記フェーズの組に基づいて、前記組織領域の局所的な心機能指標を計算する処理と、
を制御するコントローラを有するシステム。 - 前記パラメータが速度である、請求項1に記載のシステム。
- 前記パラメータが変位である、請求項1に記載のシステム。
- 前記パラメータが、速度及びストレインの組み合わせである、請求項1に記載のシステム。
- 前記コントローラが更に、
前記画像シーケンスにおいて別の組織領域を決定する処理と、
関連するフェーズの組を決定する処理と、
を制御するように構成される、請求項1に記載のシステム。 - 前記別の組織領域を決定する前記処理は、前記器官に沿ったラインを使用する、請求項5に記載のシステム。
- 前記別の組織領域を決定する前記処理は、前方及び後方に実施される、請求項5に記載のシステム。
- 前記関連するフェーズの組を決定する前記処理は、動的時間ワーピングよって実施される、請求項5に記載のシステム。
- 器官の画像シーケンスを取得するステップと、
前記画像シーケンスにおいて組織領域を決定するステップと、
前記組織領域の動きに特有のパラメータを決定するステップと、
前記パラメータに基づいて、心臓周期に特有のフェーズの組を決定するステップと、
前記フェーズの組に基づいて、前記組織領域の局所的な心機能指標を計算するステップと、
を含む医用イメージング方法。 - 視覚的な評価によって、前記組織領域を選択するステップを更に含む、請求項9に記載の医用イメージング方法。
- コンピュータプログラムがプロセッサによって実行されるとき、請求項9に記載の方法を実現するプログラム命令を含むコンピュータプログラム。
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