JP2021504035A - 時間分解血管造影画像と空間分解血管造影画像との組み合わせ - Google Patents
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Abstract
Description
1.提示する技法は、2つのMRIシーケンスから構成され、それらは、次に、組み合わされる。血管系の高い空間解像度をもつTOFスキャンが取得され、時間分解ASL血管造影スキャンが取得される。
2.例えば、バイスプライン補間、バイキュービック画像処理カーネルなどを使用して、TOF画像と同じ解像度及びスライス厚に一致するようにASL画像を画像再フォーマットすること(図5を参照)。
3.例えば、剛体位置合わせ又は高度変換モデルによる、対象者の動きを打ち消すためのTOF及びASLデータの画像位置合わせ。
4.画像解析が、TOF血管造影図から血管マスクを作り出すことによって、例えば、信号強度閾値処理又は高度セグメンテーション法によって実行される。
5.マスクがASL画像に適用されている。加えて、ASL画像中の時間情報が、TOF画像(マスク)のセグメント化血管を評価するために使用されている、すなわち、ASL画像の特定の信号挙動、例えば、時間経過による信号挙動が、ボクセルごとに評価される(図6を参照)。
6.健康な人では、両方の取得が一致する、すなわち、動脈が存在する場所に信号を示す。それによって得られた画像の評価に対して、例えば、いくつかの可能性が生じる。
A.バックグラウンド信号(雑音):両画像で、信号レベルは雑音閾値内にとどまっている。それゆえに、これらのボクセルはバックグラウンド信号と考えられる(図6、領域600を参照)。
B.早期充満:ASL信号レベルは、早期の時相で高く現れ、次いで、次の時相で連続的に減少する。これは早期に充満された動脈を示す(図6、領域602を参照)。
C.中間充満:ASL信号は最初の時相の後に増加し始め、後期時相に向かって減少する(図6、領域604を参照)。
D.後期充満:ASL信号は、雑音閾値内にあり、後期時相で増加し始める。これは、周辺部における後期充満動脈を示す(図6、領域606を参照)。
7.不整合は、技術的だけでなく病理学的理由に起因して生じる。放射線専門医が特別に注意するように、適切なボクセル/区域がマークされる(図6を参照)。例えば:
E.静脈信号:血管がTOF画像に見える。ASLの信号は、すべての時相にわたって雑音レベル内に現れる。(図6、領域608を参照)。
F.狭窄:遅い血流のために、狭窄動脈はTOF画像では見えないことがあるが、遅い流れはASL血管造影により視覚化される。
G.シグナルボイド:血管は、例えば、面内流れ方向に起因して、TOF画像ではシグナルボイドを提示するが、しかしながら、動脈は、ASL画像では視覚化される。
8.視覚化−最終画像(高い空間解像度をもつ時間分解TOF)はまた、動的なシーケンスとして又は到着時間マップとして視覚化され、それは、異なる色を各時相に割り当て、静止画像における流入特性を視覚化することを意味する(図8を参照)。血管完全性の自動評価では、出力は確率マップであり、それは、異常な流れ挙動の区域が、上述のように最終画像で強調表示される(図7を参照)ことを意味する。
選択的血管造影イメージング(すなわち、単一の動脈の視覚化)がASLを使用して可能であるので、単一の動脈からの情報が同様のやり方でTOF画像にマッピングされる。
提示する方法は、異常な流れ挙動及び/又は異常な血管状態の可能性を予測するのに、機械学習アルゴリズムの適用から利益を得ることができる。これは、正常な血管画像並びに正常な流れ挙動のデータベースを使用することを含む。更なる結果では、病理の特有な挙動に関する知識はまた、これらの発見に対する信頼を高める。
提示する方法は、MR血管造影法のみに限定されない。記載の画像処理は、更に、MR及びCT血管造影データ並びに他のイメージングモダリティの2つ以上の画像シーケンスの画像情報を組み合わせるために適用することができる。
102 コンピュータ
104 ハードウェアインタフェース
106 プロセッサ
108 ユーザインタフェース
110 メモリ
112 マシン実行可能命令
114 静的血管造影画像
116 時系列の血管造影画像
116’ サイズ変更済みの時系列の血管造影画像
118 画像マスク
120 時間依存信号
122 ボクセルからの計算平均
124 時間依存信号の極値
126 充満時間
128 複合血管造影画像
200 関心領域の静的血管造影画像を受け取る、ここで、関心領域はボクセルを含む
202 関心領域の時系列の血管造影画像を受け取る
204 静的血管造影画像を使用して画像マスクを構築する、ここで、画像マスクは関心領域内のボクセルの識別表示である
206 時系列の血管造影画像を使用して画像マスク内の各ボクセルの時間依存信号を決定する
208 複合血管造影画像を構築する
210 時間依存信号の極値が時間依存信号の平均から所定の閾値を超えて逸脱する場合、時間依存信号の極値を使用して画像マスク内の各ボクセルに充満時間を割り当てる
212 時間依存信号の極値が時間依存信号の平均から所定の閾値未満で逸脱する場合、画像マスク内のボクセルを無充満ボクセルであるとして識別する
300 医療イメージングシステム
302 磁気共鳴イメージングシステム
304 磁石
306 磁石のボア
308 イメージングゾーン
310 磁場勾配コイル
312 磁場勾配コイル電源
314 無線周波数コイル
316 トランシーバ
318 対象者
320 対象者支持台
322 関心領域
324 タグ付け場所
330 パルスシーケンスコマンド
332 TOF磁気共鳴データ
334 ASL磁気共鳴データ
400 磁気共鳴イメージングシステムをパルスシーケンスコマンドで制御して、TOF磁気共鳴データを取得する
402 磁気共鳴イメージングシステムをパルスシーケンスコマンドで制御して、ASL磁気共鳴データを取得する
404 TOF磁気共鳴データから静的血管造影画像を再構築することによって静的血管造影画像を提供する
406 ASL磁気共鳴データから時系列の血管造影画像を再構築することによって時系列の血管造影画像を提供する
600 領域1
602 領域2
604 領域3
606 領域4
608 領域5
610 時間
612 ボクセル強度
614 所定の閾値
700 マークされた領域
900 第1のTR
902 第2のTR
902 ASLラベル
904 ALS読出し
906 TOF読出し
908 ASL制御
910 ASL読出し
912 TOF読出し
Claims (15)
- マシン実行可能命令を格納するメモリと、
医療イメージングシステムを制御するためのプロセッサとを備える、当該医療イメージングシステムであって、前記マシン実行可能命令の実行により、前記プロセッサが、
ボクセルを含む関心領域の静的血管造影画像を受け取ることと、
前記関心領域の時系列の血管造影画像を受け取ることと、
前記静的血管造影画像を使用して、前記関心領域内のボクセルの識別表示である画像マスクを構築することと、
前記時系列の血管造影画像を使用して前記画像マスク内の各ボクセルの時間依存信号を決定することと、
複合血管造影画像を、
前記時間依存信号の極値が前記時間依存信号の平均から所定の閾値を超えて逸脱する場合、前記時間依存信号の前記極値を使用して前記画像マスク内の各ボクセルに充満時間を割り当て、
前記時間依存信号の前記極値が前記時間依存信号の前記平均から前記所定の閾値未満で逸脱する場合、前記画像マスク内のボクセルを無充満ボクセルであるとして識別し、
前記充満時間の程度が前記複合血管造影画像に表示されるように前記複合血管造影画像をレンダリングする
ことによって構築することと
を行う、医療イメージングシステム。 - 前記静的血管造影画像が、飛行時間(TOF)磁気共鳴血管造影画像であり、前記時系列の血管造影画像が、時系列の動脈スピンラベリング磁気共鳴血管造影画像である、
請求項1に記載の医療イメージングシステム。 - 前記マシン実行可能命令の実行により、更に、前記プロセッサが、
飛行時間(TOF)磁気共鳴データから前記静的血管造影画像を再構築することによって前記静的血管造影画像を提供し、
動脈スピンラベリング(ASL)磁気共鳴データから前記時系列の血管造影画像を再構築することによって前記時系列の血管造影画像を提供する、
請求項2に記載の医療イメージングシステム。 - 前記医療イメージングシステムが磁気共鳴イメージングシステムを更に含み、前記メモリが、飛行時間磁気共鳴血管造影プロトコルに従って前記TOF磁気共鳴データを取得するために前記磁気共鳴イメージングシステムを制御するパルスシーケンスコマンドを更に含み、前記パルスシーケンスコマンドが、更に、動脈スピンラベリング磁気共鳴血管造影プロトコルに従って前記ASL磁気共鳴データを取得するために前記磁気共鳴イメージングシステムを制御し、前記マシン実行可能命令の実行により、更に、前記プロセッサが、
前記TOF磁気共鳴データを取得するために前記磁気共鳴イメージングシステムを前記パルスシーケンスコマンドで制御し、
前記ASL磁気共鳴データを取得するために前記磁気共鳴イメージングシステムを前記パルスシーケンスコマンドで制御する、
請求項3に記載の医療イメージングシステム。 - 前記動脈スピンラベリング磁気共鳴血管造影プロトコルが、選択的動脈スピンラベリング磁気共鳴血管造影プロトコルである、
請求項4に記載の医療イメージングシステム。 - 前記静的血管造影画像が磁気共鳴血管造影画像若しくはCT血管造影画像である、
前記時系列の血管造影画像が時系列の磁気共鳴血管造影画像若しくは時系列のCT血管造影画像である、又は
それらの組み合わせである、
請求項1に記載の医療イメージングシステム。 - 前記マシン実行可能命令の実行により、前記プロセッサが、前記複合血管造影画像、前記静的血管造影画像、及び前記時系列の血管造影画像を訓練済みパターン認識アルゴリズムへの入力として使用して、異常な流れ及び/又は異常な血管構造を識別する、
請求項1から6のいずれか一項に記載の医療イメージングシステム。 - 前記複合画像は、
前記複合血管造影画像が、前記充満時間に応じて前記画像マスク内のボクセルの充満を示すアニメーションとしてレンダリングされる、又は、
前記複合血管造影画像が、前記画像マスク内のボクセルの前記充満時間を示すグレースケール、擬似カラースケール、若しくは輝度による画像としてレンダリングされる
ことで、レンダリングされる、
請求項1から7のいずれか一項に記載の医療イメージングシステム。 - 前記マシン実行可能命令の実行により、更に、前記プロセッサが、
前記時系列の血管造影画像を使用して前記画像マスクの外の各ボクセルの前記時間依存信号を決定し、
前記時間依存信号の前記極値が前記時間依存信号の前記平均から前記所定の閾値を超えて逸脱する場合、前記画像マスクの外のボクセルを異常なボクセルとして識別する、
請求項1から8のいずれか一項に記載の医療イメージングシステム。 - 前記マシン実行可能命令の実行により、更に、前記プロセッサが、前記複合血管造影画像内の前記異常なボクセルにマークをつける、
請求項9に記載の医療イメージングシステム。 - 前記マシン実行可能命令の実行により、更に、前記プロセッサが、前記複合血管造影画像内の前記無充満ボクセルにマークをつける、
請求項1から10のいずれか一項に記載の医療イメージングシステム。 - 前記マシン実行可能命令の実行により、更に、前記プロセッサは、
前記時系列の血管造影画像を互いに位置合わせすること、
前記静的血管造影画像を前記時系列の血管造影画像と位置合わせすること、又は
それらの組み合わせ
を実行する、
請求項1から11のいずれか一項に記載の医療イメージングシステム。 - 前記静的血管造影画像が、前記関心領域を第1の解像度及び第1のスライス厚をもつボクセルの第1のセットに分割し、前記時系列の血管造影画像が、前記関心領域を第2の解像度及び第2のスライス厚をもつボクセルの第2のセットに分割し、前記マシン実行可能命令の実行により、更に、前記プロセッサは、前記第1の解像度が前記第2の解像度と一致し、前記第1のスライス厚が前記第2のスライス厚と一致するように、前記ボクセルの第1のセット又は前記ボクセルの第2のセットのうちの1つを補間する、
請求項1から12のいずれか一項に記載の医療イメージングシステム。 - 医療イメージングシステムを制御するプロセッサによる実行のためのマシン実行可能命令を含むコンピュータプログラムであって、前記マシン実行可能命令の実行により、前記プロセッサが、
ボクセルを含む関心領域の静的血管造影画像を受け取ることと、
前記関心領域の時系列の血管造影画像を受け取ることと、
前記静的血管造影画像を使用して、前記関心領域内のボクセルの識別表示である画像マスクを構築することと、
前記時系列の血管造影画像を使用して前記画像マスク内の各ボクセルの時間依存信号を決定することと、
複合血管造影画像を、
前記時間依存信号の極値が前記時間依存信号の平均から所定の閾値を超えて逸脱する場合、前記時間依存信号の前記極値を使用して前記画像マスク内の各ボクセルに充満時間を割り当て、
前記時間依存信号の前記極値が前記時間依存信号の前記平均から前記所定の閾値未満で逸脱する場合、前記画像マスク内のボクセルを無充満ボクセルであるとして識別する
ことによって構築することと
を行う、コンピュータプログラム。 - 医療イメージングの方法であって、前記方法が、
ボクセルを含む関心領域の静的血管造影画像を受け取るステップと、
前記関心領域の時系列の血管造影画像を受け取るステップと、
前記静的血管造影画像を使用して、前記関心領域内のボクセルの識別表示である画像マスクを構築するステップと、
前記時系列の血管造影画像を使用して前記画像マスク内の各ボクセルの時間依存信号を決定するステップと、
複合血管造影画像を、
前記時間依存信号の極値が前記時間依存信号の平均から所定の閾値を超えて逸脱する場合、前記時間依存信号の前記極値を使用して前記画像マスク内の各ボクセルに充満時間を割り当て、
前記時間依存信号の前記極値が前記時間依存信号の前記平均から前記所定の閾値未満で逸脱する場合、前記画像マスク内のボクセルを無充満ボクセルであるとして識別する
ことによって構築するステップと
を有する、医療イメージングの方法。
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