JP2024512439A - 心臓磁気共鳴イメージング用の計画画像の段階的再構成 - Google Patents

Abstract

本明細書で開示されるのは、対象者１１８の胸部領域１２２からｋ空間データのライン１４４を取得するように構成された磁気共鳴イメージングシステム１０２を備えた医療システム１００、３００、７００である。マシン実行可能命令１４０の実行は、計算システム１３２に、パルスシーケンスコマンドにより磁気共鳴イメージングシステムを制御することによって、ｋ空間データのラインを繰り返し取得すること（２００）と、ｋ空間データが取得される際に対象者の少なくとも１つの心臓位相及び１つの呼吸位相を使用してｋ空間データのラインから動き分解されたｋ空間データ１４６を繰り返し集計すること（２０２）と、ｋ空間データの取得中に動き分解されたｋ空間データの少なくとも一部分１４８を読み出すこと（２０４）と、ｋ空間データのラインの取得が終了される前に動き分解されたｋ空間データの少なくとも一部分を使用して予備的３次元心臓画像１５０を構成すること（２０６）とを行わせる。パルスシーケンスコマンドは、３次元自走心臓磁気共鳴イメージングプロトコルに従う。

Description

本発明は、磁気共鳴イメージングに関し、より詳細には、心臓磁気共鳴イメージングに関する。

磁気共鳴イメージング（ＭＲＩ）、コンピュータ断層撮影、陽電子放出型断層撮影、単光子放出型断層撮影などの様々な断層撮影の医療イメージング技法は、対象者の解剖学的構造の詳細な視覚化を可能にする。これらのイメージングモダリティの全てに共通する特徴は、医療画像を再構成するために必要な医療イメージングデータを取得するのに相当な時間を要するということである。医療イメージングデータの取得中、対象者は、自発的又は無自覚に動くことがあり、これは画像の破損又はアーティファクトをもたらす。これは、対象者の心臓が鼓動している心臓イメージングの場合に特に当てはまる。対象者はまた、心臓イメージング中にも呼吸を行い得る。

ジャーナル記事のＫｕｓｔｎｅｒ， Ｔｈｏｍａｓら、「Ｆｕｌｌｙ ｓｅｌｆ‐ｇａｔｅｄ ｆｒｅｅ‐ｒｕｎｎｉｎｇ ３Ｄ Ｃａｒｔｅｓｉａｎ ｃａｒｄｉａｃ ＣＩＮＥ ｗｉｔｈ ｉｓｏｔｒｏｐｉｃ ｗｈｏｌｅ‐ｈｅａｒｔ ｃｏｖｅｒａｇｅ ｉｎ ｌｅｓｓ ｔｈａｎ ２ ｍｉｎ．」、ＮＭＲ ｉｎ Ｂｉｏｍｅｄｉｃｉｎｅ ３４．１ （２０２１）：ｅ４４０９は、水選択バランス型定常自由歳差運動を伴う自由呼吸３Ｄ直交座標系心臓シネスキャンを開示しており、スパイラルプロファイル順序付け、外から内へのサンプリング、及びスパイラルアーム間の取得適応型の微小黄金角及び黄金角の交互増分を伴う連続（非ＥＧＧ同期）可変密度直交座標系サンプリングについて説明している。データは、呼吸器系及び心臓自航信号に基づいて遡及的にビン分けされる。呼吸動き補正され、心臓動き分解された並進画像は、約１５分以内にマルチビンパッチベースの低ランク再構成（ＭＢ‐ＰＲＯＳＴ）を用いて再構成される。呼吸動き分解手法についても調査している。提案される３Ｄ直交座標系心臓シネは、１．９ｍｍ^３の等方性ＷＨカバレージに対して１分５０秒のサジタル配向で取得される。１０人の健康な対象者及び１０人の心血管疾患が疑われる対象者において、提案される３Ｄシネフレームワークの盲検読取りから導出された左心室（ＬＶ）機能パラメータ及び画質を、従来のマルチスライス２Ｄシネイメージングと比較している。

本発明は、独立請求項において、医療システム、コンピュータプログラム、及び方法を提供する。実施形態が従属請求項において与えられる。

心臓磁気共鳴イメージングを実行する上で幾つかの障害がある。１つの大きな障害は、磁気共鳴イメージングシステムのオペレータが心臓イメージングを適切に実行するための詳細な訓練を必要とするということである。別の困難は、心臓イメージングプロトコルを実行することは非常に時間が掛かり得るということである。オペレータは、まず対象者を磁気共鳴イメージングシステム内に置き、計画スキャンを実行し、更に関心領域を正確に位置決めした後、診断イメージングの実行を開始する。

実施形態は、オペレータの訓練負担を軽減するためのやり方、並びに場合によりプロシージャの時間全体を短縮するための手段を提供する。これを達成するために、対象者は、磁気共鳴イメージングシステム内に置かれ、ｋ空間データのラインを（幾つかの例では連続的に）繰り返し取得し始める。ｋ空間データのラインの取得中、これらは、動き分解されたｋ空間データに集計される。ｋ空間データの更なるラインの取得が依然として生じている間に、動き分解されたｋ空間データの一部分が読み出される。動き分解されたｋ空間データのこの部分は、ｋ空間データのラインの取得が終了される前に、（圧縮検知再構成アルゴリズムを使用する可能性がある）予備的３次元心臓画像を集計するために使用される。これは、ｋ空間データのラインの取得が依然として生じている間に更なる計画のために使用され得る画像をオペレータに提供するという利点を有する。これは、ワークフロー全体を大きく加速させる。

一態様では、本発明は、対象者の胸部領域からｋ空間データを取得するように構成された磁気共鳴イメージングシステムを備える医療システムを提供する。胸部領域は、対象者の心臓を含む、対象者の胸の一部であると見なされる。医療システムは、更に、マシン実行可能命令及びパルスシーケンスコマンドを記憶するメモリを備える。パルスシーケンスコマンドは、磁気共鳴イメージングプロトコルに従って磁気共鳴イメージングシステムを制御するために使用されるコマンド又はそのようなコマンドに変換されるデータの何れかである。例えば、パルスシーケンスコマンドは、磁気共鳴イメージングシステムの異なる構成要素を制御するタイミング図であり得る。

パルスシーケンスコマンドは、３次元自走心臓磁気共鳴イメージングプロトコルに従ってｋ空間データのラインを繰り返し取得するように構成される。幾つかの例では、ｋ空間データの同じラインが繰り返し取得される。他の例では、ｋ空間データのラインは、同じロケーションについてそれらが取得される可能性を低減するために修正される。例えば、取得されるｋ空間データは、回転されるｋ空間データのライン又はスポークである。本明細書で使用される３次元自走心臓磁気共鳴イメージングプロコトルは、３次元である磁気共鳴イメージングプロトコルを包含する。このプロトコルはまた、心臓又は心臓領域をイメージングするために構成された磁気共鳴イメージングプロトコルを包含する。ここで、対象者の胸部領域は、対象者の心臓を含むことに留意されたい。自走心臓磁気共鳴イメージングプロトコルにおける「自走」という用語は、ｋ空間データの取得が、連続的であるか、又は繰り返しベースで行われることを示す。

パルスシーケンスコマンドは、所定の関心領域についてｋ空間データのラインを繰り返し取得するように構成される。医療システムは更に、計算システムを備える。計算システムは、１つ又は複数のロケーションに位置する１つ又は複数の処理又はコンピューティングコアを表すことを意図される。マシン実行可能命令の実行は、計算システムに、パルスシーケンスコマンドにより磁気共鳴イメージングシステムを制御することによってｋ空間データのラインを繰り返し取得させる。これは、自走心臓磁気共鳴イメージングプロトコルであるため、この自走性が、ｋ空間データの繰り返し取得において表現される。マシン実行可能命令の実行は、更に、計算システムに、ｋ空間データが取得される際に対象者の少なくとも１つの心臓位相及び１つの呼吸位相を使用してｋ空間データのラインから動き分解されたｋ空間データを繰り返し集計させる。

動き分解されたｋ空間データの集計は、様々なやり方で実行され得る。一例では、動き分解されたｋ空間データは、ｋ空間データをビン分け又はソートすることにより集計される。例えば、ｋ空間データ内のセルフナビゲーションは、それをソートする１つのやり方であり得る。別のやり方は、呼吸などの外部センサ、ＶＣＧモニタ、又はＥＣＧモニタを有することである。動き分解されたｋ空間データを集計することの別の解釈は、特定の動き位相のｋ空間データについて重み付け因子が与えられ、これがこの特定の位相に寄与する、いわゆるソフトゲーティングである。

動き分解されたｋ空間データは、繰り返し集計される。これは、データが少なくとも２回集計されることを意味する。特定の動き位相に対する十分なｋ空間データが取得されると、少なくとも１つの心臓位相及び１つの呼吸位相を使用してｋ空間データのラインが取られ得る。

別の可能性は、ｋ空間データの１つのライン又は数ラインが取得された後で、動き分解されたｋ空間データが、この更に取得されたｋ空間データを使用して更に集計されることで、自走心臓磁気共鳴イメージングプロトコルに対するｋ空間データの取得が進むにつれて、少なくとも１つの心臓位相及び１つの呼吸位相を使用したｋ空間データがより完全にサンプリングされるようにすることである。

動き分解されたｋ空間データはまた、ｋ空間データが完全に取得された後、すなわち、ｋ空間データのラインの取得の全ての繰り返しが取得された後で集計される。次いで、幾つかの実施形態では、これは、シネ画像シーケンスを生成するために使用される。

別の実施形態では、動き分解されたｋ空間データの部分が、アンダーサンプリングされる。

別の実施形態では、圧縮検知（ＣＳ）再構成アルゴリズムを用いて、動き分解されたｋ空間データの少なくとも一部分を使用して予備的３次元心臓画像が再構成される。

別の実施形態では、マシン実行可能命令の実行は、更に、計算システムに、ｋ空間データの取得中に動き分解されたｋ空間データの少なくとも一部分を読み出させる。言い換えれば、パルスシーケンスコマンドが実行され、ｋ空間データのラインが連続的に取得されると、動き分解されたｋ空間データの部分が読み出される。次いで、マシン実行可能命令の実行は、更に、計算システムに、ｋ空間データの取得が終了される前に動き分解されたｋ空間データの少なくとも一部分を使用して予備的３次元心臓画像を構成させる。すなわち、システムがｋ空間データのラインを依然として取得している間に、計算システムは、予備的３次元心臓画像を構成する。シネ又は心臓３次元イメージングにおける遅延の主な発生原因は、画像を再構成し、位置合わせを実行するのに時間が掛かるということであるため、これは有益となる。

本実施形態は、ｋ空間データのラインの取得が終了される前に予備的３次元心臓画像が既にあるため、磁気共鳴イメージングプロトコルを更に実行するプロセスを加速させるという利点を有する。これは、更なる磁気共鳴イメージングプロトコルを計画すること、又は医師若しくは他のオペレータが、対象者の検査の更なる部位に関する意思決定を行うことを可能にする予備的データを提供することなどのために使用され得る。

動き分解されたｋ空間データは、動きデータを含むか、又はそれに参照されるデータである。例えば、上述したように、異なるビンに分けられるｋ空間データがあり、ビンについてのラベル又はメタデータは、特定の心臓及び／又は呼吸位相を示す。同様に、ｋ空間データの個々の部分は、異なる心臓及び／又は呼吸位相に対する重み付けを提供するデータを有し得る。これは、いわゆるソフトゲーティングと呼ばれる。特定の位相が再構成されるとき、ｋ空間データが取られ、このｋ空間データがその特定の動き位相又は状態にどのくらい寄与するのかを見るために、重み付けが適用される。

予備的３次元心臓画像は、例えば、心臓若しくは呼吸位相などの単一の動き位相からであり得るか、又は幾つかの隣接する動き位相の範囲のｋ空間データを使用して構成され得る。例えば、予備的３次元心臓画像は、ｋ空間データの全てが取得される前に構成される。この場合、隣り合う位相などの幾つかの位相から画像を構成して、より良い適合を可能にする、例えば、変形可能なモデルにすることが有益となる。

心臓位相は、例えば、異なる手段を使用して決定され得ることに留意されたい。ＥＣＧシステム、ＶＣＧシステム、若しくは対象者の胸郭の動きを測定するカメラベースの患者モニタリングシステム、又はｋ空間における自航の使用は、全て効果的な例である。パルスシーケンスコマンドは、例えば、ｋ空間における直交座標系サンプリングパターンであり得る。幾つかの例では、ｋ空間における同じロケーションが、繰り返し取得される。多数の呼吸及び心臓位相などの十分な程多くの数の位相がある場合、ｋ空間データが何度もリサンプリングされる可能性は低い。

別のオプションは、等方性ボクセルサイズによる４次元以上の放射状取得を使用してｋ空間データをサンプリングするパルスシーケンスコマンドがあるということである。この実施形態は、ｋ空間データのブレード又はラインが、３次元空間において、又は２次元的に回転され得るため、有益となる。これは、データが、同じ動き状態又は位相について取得される場合、同じロケーションを再度リサンプリングする代わりに、ｋ空間のより良いサンプルの提供に寄与することを意味する。直交座標系の場合及び放射状４次元取得の場合共に、圧縮検知を使用して追加的に取得が行われてもよい。これは、完全なｋ空間データの取得を大きく加速させるやり方を提供するため、特に有益である。

４次元を超える放射状取得の場合、追加の次元は、種々のコントラスト、拡散重み付け、などを含み得る。

別の実施形態では、メモリは、更に、変形可能な心臓モデルを含む。本明細書で使用される変形可能な心臓モデルは、弾性が組み込まれている曲線又は表面が内部に画定された心臓モデルを包含する。これにより、モデルの表面は、変形される際に滑らかさが保たれる。典型的には、画像内で識別される解剖学的ランドマークは、変形可能な心臓モデルの解剖学的ランドマークに適合する。変形可能な心臓モデルは、３次元である。また、変形可能な心臓モデルは、更に、平面のセットを画定する。変形可能な心臓モデルが変形されると、平面のロケーションも変化する。平面は、例えば、変形可能な心臓モデル内に含まれる特定のポイント又は解剖学的ランドマークによって画定される。このため、変形可能な心臓モデルが、例えば、予備的３次元心臓画像に適合するように調整されると、平面のセットも自動的に位置決めされる。

マシン実行可能な命令の実行は、更に、計算システムに、変形可能な心臓モデルを予備的３次元心臓画像に適合させることによって適合された心臓モデルを構成させる。変形可能な心臓モデルの予備的３次元心臓画像への適合により、適合された心臓モデルにおける平面のセットのロケーションが調整される。平面のセットは、少なくとも１つの心臓観察面を含む。マシン実行可能命令の実行は、更に、計算システムに、少なくとも１つの心臓観察面を提供させる。これは、例えば、心臓観察面のロケーションを単に提供するためであってよく、又はその特定の心臓観察面から予備的３次元心臓画像の断面像をレンダリングするためであってもよい。この実施形態は、動き分解されたｋ空間データに集計されたｋ空間データの繰り返されたラインから、後で再構成される予備的３次元心臓画像又は他の画像を見るために使用され得る観察面を自動的に提供するため、有益である。

別の実施形態では、３次元自走心臓磁気共鳴イメージングプロトコルは、シネ画像シーケンスを再構成するために構成された機能的心臓イメージングプロトコルである。医療システムは、更に、ユーザインタフェースを備える。マシン実行可能命令の実行は、更に、計算システムに、ｋ空間データの取得が完了された後で、動き分解されたｋ空間データからシネ画像シーケンスを再構成させる。ｋ空間データは、繰り返し取得された後、動き分解されたｋ空間データに集計されている。これは、シネ画像シーケンスを再構成するために使用される動き分解されたｋ空間データの最後の集計となる。変形可能な心臓モデルの予備的３次元心臓画像への適合は、シネ画像シーケンスの再構成の前又はそれと同時に開始する。これは、プロトコル全体又は医療システムの使用の所要時間を短縮するため、有益である。

マシン実行可能命令の実行は、更に、計算システムに、少なくとも１つの心臓観察面からシネ画像シーケンスの少なくとも一部分をレンダリングさせる。この実施形態は、幾つかの理由のために有益である。第１に、少なくとも１つの心臓観察面が自動的に提供されており、オペレータはこれを手動で行わなかった。追加のより大きな利益は、これが、シネ画像シーケンスの再構成の前又はそれと同時に実行されたということである。これは、オペレータが、シネ画像シーケンスを見ることが可能となるまでの遅延が短縮されることを意味する。これは、医療システムのより効果的且つコスト効果の高い使用をもたらす。

別の実施形態では、マシン実行可能命令の実行は、更に、計算システムに、シネ画像シーケンス及び／又は適合された心臓モデルを使用して心異常を検出させる。例えば、シネ画像シーケンス及び／又は適合された心臓モデルについて様々な基準が作られたり、測定が行われてもよく、特定の心臓問題又は異常が、これらの測定を使用して検出され得る。マシン実行可能命令の実行は、更に、計算システムに、心異常によるワークフローデータベースを作成することにより、推奨される画像フローのワークフローを受信させる。

ワークフローデータベースは、各々が少なくとも１つの心異常識別子を参照する複数の磁気共鳴イメージングワークフローを含む。ワークフローデータベースは、心異常を推奨されるイメージングワークフローの心異常識別子と一致させることにより、推奨されるイメージングワークフローを返すように構成される。例えば、医療システムは、シネ画像シーケンス及び／又は適合された心臓モデルについて種々の測定を実行するように構成されてよく、これらの測定値が所定の範囲外であった場合、特定の又は潜在的な心異常を識別することができる。これは、次いで、ワークフローデータベースから推奨されるイメージングワークフローを問い合わせるか又は読み出すために使用され得る。マシン実行可能命令の実行は、更に、計算システムに、推奨されるイメージングワークフローをユーザインタフェースに表示させる。

この実施形態は、オペレータが、特定のイメージングワークフローを手動で読み出すことがないため、有益である。識別された心異常は、データベースに問い合わせるために使用され、これらの命令は、オペレータに自動的に提供される。幾つかの例では、オペレータは、他のワークフローを無視するか又は読み出すオプションを有し得る。他の実施形態では、推奨されるイメージングワークフローは、追加の測定について磁気共鳴イメージングシステムを自動的に構成するために使用される命令又はパルスシーケンスコマンドも含み得る。

別の実施形態では、推奨されるイメージングワークフローは、更なるパルスシーケンスコマンドを含む。マシン実行可能命令の実行は、更に、計算システムに、適合された心臓モデルからの平面のセットを使用して更なるパルスシーケンスコマンドの幾何学的配向を構成させる。前述したように、変形可能な心臓モデルは、モデル内の特定のポイントによって画定される平面を有し得る。モデルが変形されると、これにより、平面のロケーションも変化する。したがって、例えば、磁気共鳴イメージング取得を構成するために使用される特定の平面が、次いで、自動的に位置決めされ得る。これは、オペレータが、これらの平面を手動で位置決めするスキルを有する必要がないという利益を有する。追加として、オペレータが、平面をどのように位置決めすべきかわからない場合でも、これらを自動的に行っておき、オペレータは、例えば、単に続行するか、又は平面の位置への細かい手動調整を行うかのオプションを有してもよい。何れの場合でも、これは、医療システムの使用を大きく加速させる。

別の実施形態では、シネ画像シーケンス及び／又は適合された心臓モデルを使用して心異常を検出することは、シネ画像シーケンスの少なくとも一部分から静止３次元心臓画像を再構成することを含む。心異常の検出は、更に、右心室壁厚測定アルゴリズムを使用して、心異常を静止３次元心臓画像における厚くなった右心室として識別することを含む。例えば、自動化されたアルゴリズムが、右心室の厚さを測定するように使用又は構成され得る。右心室の厚さが、所定の厚さしきい値を上回る場合、これは、潜在的な心異常として識別され得る。

シネ画像シーケンス及び／又は適合された心臓モデルを使用して心異常を検出することは、更に、左心室壁厚測定アルゴリズムを使用して、心異常を静止３次元心臓画像における厚くなった左心室として識別することを含む。これらのどちらの場合でも、心異常が厚くなった右心室又は厚くなった左心室である場合、推奨されるイメージングワークフローは、定量的血流分析及び／又は心臓動きパターン分析である。

左又は右心室壁厚測定アルゴリズムは、例えば、機械学習アルゴリズム又はセグメンテーションアルゴリズムであってもよい。定量的血流分析は、駆出率、１回拍出量、拡張末期容積、収縮末期容積及び／又は心機能の他の定量的尺度を含む。これらの尺度の定量化は、臨床意思決定をガイドするために使用され得るため、有利である。

別の実施形態では、シネ画像シーケンス及び／又は適合された心臓モデルを使用した心異常の検出は、シネ画像シーケンスを異常心臓壁厚動き検出アルゴリズムに入力して心異常を異常心臓壁の動きとして識別することを含む。例えば、シネ画像が、このアルゴリズムに投入され、このアルゴリズムが、心臓壁のロケーションをモニタリングすることができる。所定の移動範囲外である場合、これが潜在的な心異常であることがトリガされ得る。この場合、推奨されるイメージングワークフローは、心臓瘢痕組織を検出するための遅延造影磁気共鳴イメージングプロトコルを含む。

別の実施形態では、異常心臓壁の動きが検出されない場合、推奨されるイメージングワークフローは、心臓負荷試験及び／又は磁気共鳴灌流試験を含む。造影剤注入が推奨される場合、ワークフローは、ファーストパス灌流のクイック評価、場合によってはストレス投薬治療も含み、遅延造影コントラストが確立されるまでの十分な時間、１０～１５分も含むように慎重に調整される。

別の実施形態では、シネ画像シーケンス及び／又は適合された心臓モデルを使用した心異常の検出は、心異常が検出されない場合に心異常を潜在的な心筋炎として識別することを含む。推奨されるイメージングワークフローは、心臓情報を識別するためのＴ２重み付けイメージングプロトコル及び／又はびまん性線維症を識別するための遅延造影磁気共鳴イメージングプロトコルを含む。これら及び他の推奨イメージングワークフローでは、これらに対する関心領域の位置決めは、平面のセットを使用して自動的に行われてもよい。

推奨されるイメージングワークフローは、場合によっては、心臓情報を識別するためのＴ２重み付けイメージングプロトコル及び／又はびまん性線維症を識別するための遅延造影磁気共鳴イメージングプロトコルを含んでもよい。遅延造影は、心臓組織特性化、特に、局部的瘢痕形成及び心筋線維症の評価のための心臓磁気共鳴イメージングで使用される技法である。

別の実施形態では、予備的３次元心臓画像が動き分解される。例えば、呼吸動き分解された予備的３次元心臓画像を提供するために、動き分解されたｋ空間データの部分が、複数の心臓位相及び複数の呼吸位相から読み出され得る。心臓及び呼吸位相の各組み合わせについて、心臓及び呼吸位相のその組み合わせを表す予備的データからサブ画像が再構成され得る。動き分解されたｋ空間データが異なる心臓及び呼吸位相をビン分けすることによって集計される場合、各ビンについてサブ画像が再構成される。変形可能な心臓モデルは、各ビンからのサブ画像に適合され、その結果、変形可能な心臓モデル及び適合された心臓モデルが動き分解される。この実施形態は、モデル内に画定された少なくとも１つの心臓観察面が呼吸位相の関数としても知られるため、有利である。これは、磁気共鳴イメージング検査を更に加速させるために有用となる。

別の実施形態では、マシン実行可能命令の実行は、更に、計算システムに、適合された心臓モデルの異なる心臓位相及び呼吸位相間の場変形のセットを決定させる。これは、例えば、異なる心臓及び呼吸位相に対するモデル間の変形に注目することによって実行され得る。

マシン実行可能命令の実行は、更に、計算システムに、動き補正を実行するために、異なる呼吸位相間の場変形のセットを使用する動き補償磁気共鳴イメージング再構成に従って、動き分解されたｋ空間データから静止磁気共鳴画像を再構成させる。例えば、変形場は、データ一貫性動作の前に反復再構成中の変換行列に含まれ得る。この実施形態は、動き補正が、ｋ空間データのラインの取得が完了された後に追加の再構成時間を必要としないため、有益である。

動き補正を実行する例示的な方法は、推定される異なる呼吸動き状態間の予備的画像変形ベクトル場に基づく。次いで、これらは、関数｜｜Ｅ Ｔ＿ｒ ｘ－ｙ＿ｒ｜｜＿２＾２を最小化することにより再構成に含まれ、ここで、Ｔ＿ｒは、基準呼吸状態、例えば、呼気から呼吸状態ｒへと４ｄ画像回（３ｄ＋心臓位相）歪む変形である。Ｅは、測定値を記述する通常の符号化演算子であり、ｙ＿ｒは、状態ｒに対するｋ空間の取得された部分である。手順中、「＾」演算子は、それに続く文字又は変数が上付きであることを意味し、「＿」演算子は続く文字又は変数が下付きであることを意味する。

別の実施形態では、マシン実行可能命令の実行は、更に、ｋ空間データを、対象者の呼吸位相によって追加で動き分解されるようにする。これは、シネデータが、例えば、心臓及び呼吸位相の両方に従って分解され得るため、有益である。

別の実施形態における医療システムは、呼吸位相測定システムを備えてもよい。これは、例えば、対象者の胸に取り付けられた呼吸ベルトであり得る。別の例では、対象者の呼吸管上の測定デバイスであり得る。別の実施形態では、これは、対象者の胸の動きを測定するためのカメラ又はイメージングシステムを使用して実行され得る。例えば、呼吸位相は、呼吸流量計又はスパイロメーターを使用して取得される。

別の実施形態では、動き分解されたｋ空間データの少なくとも一部分は、所定の取得持続時間後又は所定のｋ空間データ取得回数後の何れかにおいて、ｋ空間データの取得中に１回読み出される。この実施形態では、予備的３次元心臓画像を再構成するために使用されるｋ空間データが、１回だけ読み出される。

別の実施形態では、動き分解されたｋ空間データの少なくとも一部分は、ｋ空間データの取得中、繰り返し読み出される。予備的３次元心臓画像は、動き分解されたｋ空間データから反復ステップにおいて再構成される。例えば、動き分解されたｋ空間データが、アンダーサンプリングされる場合、予備的３次元心臓画像を再構成するために圧縮検知アルゴリズムが使用されてもよい。圧縮検知再構成は、画像の反復再構成を使用する。ｋ空間データを連続的に更新する利点は、アルゴリズムが進行するにつれて、ｋ空間データが益々多くの情報を含むようになり、アンダーサンプリングの度合いが低下することである。これは、予備的３次元心臓画像のより良い品質の再構成をもたらし得る。

別の実施形態では、所定の関心領域が、７５０ｃｍ^３よりも大きいボリュームを持つ。この実施形態では、所定の関心領域は、心臓のボリュームと比較して比較的大きいボリュームを持つ。これは、例えば、対象者を、対象者の心臓の大まかなロケーションを識別するために、投影光画像又はレーザなどの位置合わせデバイスを使用して位置合わせした後、磁石内に移動させることができ、プロシージャが、スカウト画像の使用なしで開始できるという利益を有する。これは、心臓イメージングを実行する訓練に関してオペレータの負担を軽減し得る。

別の実施形態では、マシン実行可能命令は、所定の関心領域の調整を無効にするように構成される。この実施形態では、所定の関心領域は、この特定の磁気共鳴イメージングプロトコル又はプロシージャについて実際に設定及び固定される。次いで、これは、自動モードにおいてより多く動作するようにセットアップされる。この例では、オペレータはまた、前もって対象者の心臓の大まかな位置を位置合わせした後、磁石内に移動させてから、プロシージャを開始させてもよい。

別の態様では、本発明は、対象者の胸部領域からｋ空間データを取得するように構成された磁気共鳴イメージングシステムを制御する計算システム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を提供する。マシン実行可能命令の実行は、計算システムに、パルスシーケンスコマンドにより磁気共鳴イメージングシステムを制御することによってｋ空間データのラインを繰り返し取得させる。パルスシーケンスコマンドは、３次元自走心臓磁気共鳴イメージングプロトコルに従ってｋ空間データのラインを繰り返し取得するように構成される。パルスシーケンスコマンドは、所定の関心領域についてｋ空間データのラインを繰り替えし取得するように構成される。例えば、所定の関心領域は、固定されてもよい。所定の関心領域は、対象者の心臓又は典型的な心臓のボリュームよりも大きいボリュームを有してもよい。

マシン実行可能命令の実行は、更に、計算システムに、ｋ空間データが取得される際に、対象者の少なくとも１つの心臓位相及び１つの呼吸位相を使用してｋ空間データのラインから動き分解されたｋ空間データを繰り返し集計させる。マシン実行可能命令の実行は、更に、計算システムに、ｋ空間データの取得中に動き分解されたｋ空間データの少なくとも一部分を読み出させる。マシン実行可能命令の実行は、更に、計算システムに、ｋ空間データの取得が終了される前に動き分解されたｋ空間データの少なくとも一部分を使用して予備的３次元心臓画像を構成させる。

別の態様では、本発明は、磁気共鳴イメージングシステムを動作させる方法を提供する。磁気共鳴イメージングシステムは、対象者の胸部領域からｋ空間データを取得するように構成される。本方法は、パルスシーケンスコマンドで磁気共鳴イメージングシステムを制御することによってｋ空間データのラインを繰り返し取得するステップを有する。パルスシーケンスコマンドは、３次元自走心臓磁気共鳴イメージングプロトコルに従ってｋ空間データのラインを繰り返し取得するように構成される。パルスシーケンスコマンドは、所定の関心領域に対するｋ空間データのラインを繰り返し取得するように構成される。

本方法は、更に、ｋ空間データが取得される際に対象者の少なくとも１つの心臓位相及び１つの呼吸位相を使用してｋ空間データのラインから動き分解されたｋ空間データを繰り返し集計するステップを有する。本方法は、更に、ｋ空間データの取得中に動き分解されたｋ空間データの少なくとも一部分を読み出すステップを有する。本方法は、更に、ｋ空間データの取得が終了される前に動き分解されたｋ空間データの少なくとも一部分を使用して予備的３次元心臓画像を構成するステップを有する。

別の実施形態では、本方法は、更に、所定の関心領域内に対象者の胸部領域を配置するステップを有する。これを達成するための様々なやり方がある。例えば、対象者支持体の上に参照マークがあってよく、これらのマークについて心臓のおよそのロケーションが記録され得る。オペレータは、例えば、光ポインティングデバイスを対象者の上で移動させて心臓がどこにあるのかをマークした後、次いで、この心臓領域が、所定の関心領域内へと移動され得る。他の例では、カメラが、対象者支持体上で対象者が横になっている俯瞰図を撮ってもよく、大まかな解剖学的モデルが、対象者の画像又は写真に適合され得る。これはまた、心臓の大まか又はおよそのロケーションを提供するため、心臓を、磁石内の所定の関心領域内へと移動できるようになる。

本発明の上述の実施形態のうちの１つ又は複数は、組み合わせられた実施形態が相互排他的でない限り、組み合わせられることを理解されたい。

当業者には理解されるように、本発明の態様は、装置、方法又はコンピュータプログラムプロダクトとして具体化され得る。したがって、本発明の態様は、全面的にハードウェア実施形態、全面的にソフトウェア実施形態（ファームウェア、常駐ソフトウェア、マイクロコード等を含む）又は本明細書において全て一般的に「回路」、「モジュール」若しくは「システム」と称され得るソフトウェア及びハードウェア態様を組み合わせた実施形態の形態をとり得る。更に、本発明の態様は、コンピュータ可読媒体上で具現化されたコンピュータ実行可能コードを有する１つ又は複数のコンピュータ可読媒体において具体化されたコンピュータプログラムプロダクトの形態をとり得る。

１つ又は複数のコンピュータ可読媒体の任意の組み合わせが利用されてもよい。コンピュータ可読媒体は、コンピュータ可読信号媒体又はコンピュータ可読ストレージ媒体でもよい。本明細書で使用される「コンピュータ可読ストレージ媒体」は、コンピューティングデバイスのプロセッサ又は計算システムによって実行可能な命令を保存することができる任意の有形ストレージ媒体を包含する。コンピュータ可読ストレージ媒体は、コンピュータ可読非一時的ストレージ媒体と称される場合もある。コンピュータ可読ストレージ媒体はまた、有形コンピュータ可読媒体と称される場合もある。一部の実施形態では、コンピュータ可読ストレージ媒体はまた、コンピューティングデバイスの計算システムによってアクセスされることが可能なデータを保存可能であってもよい。コンピュータ可読ストレージ媒体の例は、フロッピー（登録商標）ディスク、磁気ハードディスクドライブ、半導体ハードディスク、フラッシュメモリ、ＵＳＢサムドライブ、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）、読み取り専用メモリ（ＲＯＭ）、光ディスク、磁気光学ディスク、及び計算システムのレジスタファイルを含むが、これらに限定されない。光ディスクの例は、例えば、ＣＤ－ＲＯＭ、ＣＤ－ＲＷ、ＣＤ－Ｒ、ＤＶＤ－ＲＯＭ、ＤＶＤ－ＲＷ、又はＤＶＤ－Ｒディスクといったコンパクトディスク（ＣＤ）及びデジタル多用途ディスク（ＤＶＤ）を含む。コンピュータ可読ストレージ媒体という用語は、ネットワーク又は通信リンクを介してコンピュータデバイスによってアクセスされることが可能な様々な種類の記録媒体も指す。例えば、データは、モデムによって、インターネットによって、又はローカルエリアネットワークによって読み出されてもよい。コンピュータ可読媒体上で具現化されたコンピュータ実行可能コードは、限定されることはないが、無線、有線、光ファイバケーブル、ＲＦ等を含む任意の適切な媒体、又は上記の任意の適切な組み合わせを用いて送信されてもよい。

コンピュータ可読信号媒体は、例えばベースバンドにおいて又は搬送波の一部として内部で具体化されたコンピュータ実行可能コードを備えた伝搬データ信号を含んでもよい。このような伝搬信号は、限定されることはないが電磁気、光学的、又はそれらの任意の適切な組み合わせを含む様々な形態の何れかをとり得る。コンピュータ可読信号媒体は、コンピュータ可読ストレージ媒体ではない及び命令実行システム、装置、若しくはデバイスによって又はそれと関連して使用するためのプログラムを通信、伝搬、若しくは輸送できる任意のコンピュータ可読媒体でもよい。

「コンピュータメモリ」又は「メモリ」は、コンピュータ可読ストレージ媒体の一例である。コンピュータメモリは、計算システムに直接アクセス可能である任意のメモリである。「コンピュータストレージ」又は「ストレージ」は、コンピュータ可読ストレージ媒体の更なる一例である。コンピュータストレージは、任意の不揮発性コンピュータ可読ストレージ媒体である。幾つかの実施形態では、コンピュータストレージはまた、コンピュータメモリであってよく、又はその逆であってもよい。

本明細書で使用される「計算システム」は、プログラム、マシン実行可能命令、又はコンピュータ実行可能コードを実行可能な電子コンポーネントを包含する。「計算システム」の例を含む計算システムへの言及は、場合により、２つ以上の計算システム又は処理コアを含むと解釈されるべきである。計算システムは、例えば、マルチコアプロセッサである。計算システムは、また、単一のコンピュータシステム内の、又は複数のコンピュータシステムの中へ分配された計算システムの集合体も指す。計算システムとの用語は、各々がプロセッサ又は計算システムを有するコンピューティングデバイスの集合体又はネットワークを指してもよいと理解されるべきである。マシン実行可能コード又は命令は、同一のコンピューティングデバイス内の、又は複数のコンピューティングデバイス間に分配された複数の計算システム又はプロセッサによって実行される。

マシン実行可能命令又はコンピュータ実行可能コードは、プロセッサ又は他の計算システムに、本発明の一態様を実行させる命令又はプログラムを備える。本発明の態様に関する動作を実施するためのコンピュータ実行可能コードは、Ｊａｖａ（登録商標）、Ｓｍａｌｌｔａｌｋ、又はＣ＋＋等のオブジェクト指向プログラミング言語及びＣプログラミング言語又は類似のプログラミング言語等の従来の手続きプログラミング言語を含む１つ又は複数のプログラミング言語の任意の組み合わせで書かれてもよい及びマシン実行可能命令にコンパイルされてもよい。場合によっては、コンピュータ実行可能コードは、高水準言語の形態又は事前コンパイル形態でもよい及び臨機応変にマシン実行可能命令を生成するインタプリタと共に使用されてもよい。他の例では、マシン実行可能命令又はコンピュータ実行可能コードは、プログラム可能論理ゲートアレイのためのプログラミングの形態である。

コンピュータ実行可能コードは、完全にユーザのコンピュータ上で、部分的にユーザのコンピュータ上で、スタンドアローンソフトウェアパッケージとして、部分的にユーザのコンピュータ上で及び部分的にリモートコンピュータ上で、又は完全にリモートコンピュータ若しくはサーバ上で実行することができる。後者の場合、リモートコンピュータは、ローカルエリアネットワーク（ＬＡＮ）若しくは広域ネットワーク（ＷＡＮ）を含む任意の種類のネットワークを通してユーザのコンピュータに接続されてもよい、又はこの接続は外部コンピュータに対して（例えば、インターネットサービスプロバイダを使用したインターネットを通して）行われてもよい。

本発明の態様は、本発明の実施形態による方法、装置（システム）及びコンピュータプログラムプロダクトのフローチャート、図及び／又はブロック図を参照して説明される。フローチャート、図、及び／又はブロック図の各ブロック又は複数のブロックの一部は、適用できる場合、コンピュータ実行可能コードの形態のコンピュータプログラム命令によって実施され得ることが理解されよう。相互排他的でなければ、異なるフローチャート、図、及び／又はブロック図におけるブロックの組み合わせが組み合わせられてもよいことが更に理解される。これらのコンピュータプログラム命令は、コンピュータ又は他のプログラム可能データ処理装置の計算システムを介して実行する命令がフローチャート及び／又はブロック図の１つ又は複数のブロックにおいて指定された機能／行為を実施するための手段を生じさせるようにマシンを作るために、汎用コンピュータ、特定用途コンピュータ、又は他のプログラム可能データ処理装置の計算システムへと提供されてもよい。

これらのマシン実行可能命令又はコンピュータプログラム命令はまた、コンピュータ可読媒体に保存された命令がフローチャート及び／又はブロック図の１つ又は複数のブロックにおいて指定された機能／行為を実施する命令を含む製品を作るように、コンピュータ、他のプログラム可能データ処理装置、又は他のデバイスにある特定の方法で機能するように命令することができるコンピュータ可読媒体に保存されてもよい。

マシン実行可能命令又はコンピュータプログラム命令はまた、コンピュータ又は他のプログラム可能装置上で実行する命令がフローチャート及び／又はブロック図の１つ又は複数のブロックにおいて指定された機能／行為を実施するためのプロセスを提供するように、一連の動作ステップがコンピュータ、他のプログラム可能装置又は他のデバイス上で行われるようにすることにより、コンピュータ実施プロセスを生じさせるために、コンピュータ、他のプログラム可能データ処理装置、又は他のデバイス上にロードされてもよい。

本明細書で使用される「ユーザインタフェース」は、ユーザ又はオペレータがコンピュータ又はコンピュータシステムとインタラクトすることを可能にするインタフェースである。「ユーザインタフェース」は、「ヒューマンインタフェースデバイス」と称される場合もある。ユーザインタフェースは、情報若しくはデータをオペレータに提供することができる及び／又は情報若しくはデータをオペレータから受信することができる。ユーザインタフェースは、オペレータからの入力がコンピュータによって受信されることを可能にしてもよい及びコンピュータからユーザへ出力を提供してもよい。つまり、ユーザインタフェースはオペレータがコンピュータを制御する又は操作することを可能にしてもよい、及びインタフェースはコンピュータがオペレータの制御又は操作の結果を示すことを可能にしてもよい。ディスプレイ又はグラフィカルユーザインタフェース上のデータ又は情報の表示は、情報をオペレータに提供する一例である。キーボード、マウス、トラックボール、タッチパッド、指示棒、グラフィックタブレット、ジョイスティック、ゲームパッド、ウェブコム、ヘッドセット、ペダル、有線グローブ、リモコン、及び加速度計を介したデータの受信は、オペレータから情報又はデータの受信を可能にするユーザインタフェース要素の全例である。

本明細書で使用される「ハードウェアインタフェース」は、コンピュータシステムの計算システムが外部コンピューティングデバイス及び／又は装置とインタラクトする及び／又はそれを制御することを可能にするインタフェースを包含する。ハードウェアインタフェースは、計算システムが外部コンピューティングデバイス及び／又は装置へ制御信号又は命令を送ることを可能にしてもよい。ハードウェアインタフェースはまた、計算システムが外部コンピューティングデバイス及び／又は装置とデータを交換することを可能にしてもよい。ハードウェアインタフェースの例は、ユニバーサルシリアルバス、ＩＥＥＥ１３９４ポート、パラレルポート、ＩＥＥＥ１２８４ポート、シリアルポート、ＲＳ－２３２ポート、ＩＥＥＥ４８８ポート、ブルートゥース（登録商標）接続、無線ＬＡＮ接続、ＴＣＰ／ＩＰ接続、イーサネット（登録商標）接続、制御電圧インタフェース、ＭＩＤＩインタフェース、アナログ入力インタフェース、及びデジタル入力インタフェースを含むが、これらに限定されない。

本明細書で使用される「ディスプレイ」又は「ディスプレイデバイス」は、画像又はデータを表示するために構成された出力デバイス又はユーザインタフェースを包含する。ディスプレイは、視覚、音声、及び／又は触覚データを出力してもよい。ディスプレイの例は、コンピュータモニタ、テレビスクリーン、タッチスクリーン、触覚電子ディスプレイ、点字スクリーン、陰極線管（ＣＲＴ）、蓄積管、双安定ディスプレイ、電子ペーパー、ベクターディスプレイ、平面パネルディスプレイ、真空蛍光ディスプレイ（ＶＦ）、発光ダイオード（ＬＥＤ）ディスプレイ、エレクトロルミネッセントディスプレイ（ＥＬＤ）、プラズマディスプレイパネル（ＰＤＰ）、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）、有機発光ダイオードディスプレイ（ＯＬＥＤ）、プロジェクタ、及びヘッドマウントディスプレイを含むが、これらに限定されない。

ｋ空間データは、本明細書においては、磁気共鳴イメージングスキャン中に磁気共鳴装置のアンテナによって原子スピンにより発せられた無線周波数信号の記録された測定結果として定義される。磁気共鳴データは、断層撮影の医療画像データの一例である。動き分解されたｋ空間データは、対象者の１つ又は複数の動き位相に従ってビン分け、ソート、又はソフトゲーティングの何れかが行われたｋ空間データである。例えば、動き分解されたｋ空間データは、対象者の呼吸及び／又は心臓位相に従ってソート、ビン分け、又はソフトゲーティングされてもよい。

磁気共鳴イメージング（ＭＲＩ）画像又はＭＲ画像は、本明細書では、磁気共鳴イメージングデータ内に含まれる解剖学的データの再構成された２次元又は３次元視覚化として定義される。この視覚化は、コンピュータを使用して行うことができる。

以下において、本発明の好適な実施形態が、単なる例として次の図面を参照して説明される。

医療システムの一例を示す図である。 図１の医療システムを使用する方法を示すフローチャートである。 医療システムの更なる例を示す図である。 図３の医療システムを使用する方法を示すフローチャートである。 磁気共鳴画像の圧縮検知再構成中にｋ空間データを連続的に更新する方法を示す図である。 医療システムを動作させる更なる方法を示す図である。 医療システムの更なる例を示す図である。 図７の医療システムの更なる図である。

図において似通った参照番号を付された要素は、等価な要素であるか、同じ機能を実行するかの何れかである。先に考察された要素は、機能が等価である場合は、後の図においては必ずしも考察されない。

図１は、医療システム１００の一例を示す。医療システム１００は、磁気共鳴イメージングシステム１０２及びコンピュータ１３０を備えるものとして示されている。磁気共鳴イメージングシステム１０２は、磁石１０４を備える。磁石１０４は、ボア１０６がそれを貫通する超伝導円筒タイプの磁石である。異なるタイプの磁石の使用も可能であり、例えば、分割円筒磁石やいわゆる開放磁石は、どちらも使用可能である。分割円筒磁石は、磁石の等角面にアクセスできるようにクライオスタットが２つのセクションに分割されていること以外は標準的な円筒磁石と同様であり、そのような磁石は、例えば、荷電粒子ビーム療法と併せて使用される。開放磁石は、その間に対象者を受け入れるのに十分に大きい空間を伴って上下に２つの磁石セクションを有する。２つのセクションエリアの配置構成は、ヘルムホルツコイルの配置構成と同様である。開放磁石は、対象者が閉じ込められる度合いが小さくなるため、一般的である。円筒磁石のクライオスタットの内部には、超伝導コイルの一群がある。

円筒磁石１０４のボア１０６内には、磁場が、磁気共鳴イメージングを実行するのに十分強く均一であるイメージングゾーン１０８がある。所定の関心領域１０９が、イメージングゾーン１０８内に示されている。取得される磁気共鳴データは、典型的には関心領域について取得される。対象者１１８は、対象者１１８の少なくとも一部分がイメージングゾーン１０８及び所定の関心領域１０９内となるように対象者支持体１２０によって支持されるものとして示される。

磁石のボア１０６内には、磁石１０４のイメージングゾーン１０８内で磁気スピンを空間的に符号化するために、予備的磁気共鳴データの取得のために使用される磁場勾配コイル１１０のセットもある。磁場勾配コイル１１０は、磁場勾配コイル電源１１２に接続される。磁場勾配コイル１１０は代表的なものであることが意図される。一般的に、磁場勾配コイル１１０は、３つの直交空間方向で空間的に符号化するためのコイルの３つの別個のセットを含む。磁場勾配電源は、電流を磁場勾配コイルに供給する。磁場勾配コイル１１０に供給される電流は、時間の関数として制御され、ランプされるか又はパルス化される。

イメージングゾーン１０８に隣接するのは、イメージングゾーン１０８内の磁気スピンの配向を操作するため及び同じくイメージングゾーン１０８内のスピンから無線伝送を受信するための無線周波数コイル１１４である。無線周波数アンテナは、複数のコイル素子を含む。無線周波数アンテナは、チャネル又はアンテナとも呼ばれる。無線周波数コイル１１４は、無線周波数トランシーバ１１６に接続される。無線周波数コイル１１４及び無線周波数トランシーバ１１６は、別個の送信及び受信コイル並びに別個の送信機及び受信機と置き換えられる。無線周波数コイル１１４及び無線周波数トランシーバ１１６は代表的なものであることを理解されたい。無線周波数コイル１１４は、専用送信アンテナ及び専用受信アンテナをも表すように意図される。同様に、トランシーバ１１６は、別個の送信機及び受信機をも表す。無線周波数コイル１１４は、複数の受信／送信コイル素子をも有し、無線周波数トランシーバ１１６は、複数の受信／送信チャネルを有してもよい。例えば、ＳＥＮＳＥなどの並列イメージング技法が実行される場合、無線周波数コイル１１４は、複数のコイル素子を有する。

トランシーバ１１６及び勾配コントローラ１１２は、コンピュータシステム１０２のハードウェアインタフェース１０６に接続されるものとして示される。

対象者１１８は、対象者１１８の胸部領域１２２が、所定の関心領域１０９内に位置決めされるように、磁石のボア１０６内に位置決めされている。対象者の心臓１２４は、所定の関心領域１０９内に位置している。ｋ空間データのライン１４４が、取得されるとき、心臓１２４は、自動的にイメージングされる。

医療システム１００は、更に、コンピュータ１３０を備えるものとして示される。コンピュータ１３０は、１つ又は複数のロケーションに位置する１つ又は複数のコンピューティング又は計算デバイスを表すことを意図される。コンピュータ１３０は、計算システム１３２を含むものとして示される。計算システム１３２は、例えば、１つ又は複数のロケーションに位置する１つ又は複数の処理コアであり得る１つ又は複数の計算システムを表すことを意図される。計算システム１３２及び／又はコンピュータ１３０の様々な組み合わせが、ネットワークを使用して接続され、協働的な形で一緒に機能し得る。計算システム１３２は、ハードウェアインタフェース１３４、ユーザインタフェース１３６、及びメモリ１３８と通信しているものとして示される。ハードウェアインタフェース１３４は、計算システム１３２が、磁気共鳴イメージングシステム１０２などの医療システム１００の他の構成要素と通信する及び／又はそれを制御することを可能にするインタフェースである。ユーザインタフェース１３６は、医療システム１００のオペレータが、医療システム１００を制御し、動作させることを可能にするユーザインタフェースである。メモリ１３８は、計算システム１３２と通信している様々なタイプのメモリを表すことを意図される。

メモリ１３８は、マシン実行可能命令１４０を含むものとして示される。マシン実行可能命令１４０は、計算システム１３２が画像処理、数値計算、及び磁気共鳴イメージングシステム１０２の制御などの種々のプロセス及びタスクを実行することを可能にする命令である。メモリ１３８は、更に、パルスシーケンスコマンド１４２を含むものとして示される。本明細書で使用されるパルスシーケンスコマンドは、計算システム１３２が、磁気共鳴イメージングシステム１０２を制御してｋ空間データのライン１４４などのｋ空間データを取得することを可能にするコマンド又はコマンドに変換されるデータである。

この例におけるパルスシーケンスコマンド１４２は、３次元自走心臓磁気共鳴イメージングプロトコルに従っている。パルスシーケンスコマンドは、所定の関心領域１０９に対するｋ空間データのラインを繰り返し取得するように構成される。ｋ空間データのラインが繰り返し又は連続的に取得されるため、パルスシーケンスコマンド１４２の自走性は、ｋ空間データのライン１４４が、対象者１１８の種々の動き状態又は位相について取得されることを意味する。

この図では示されていないが、対象者１１８の移動に対する呼吸及び／又は心臓位相を測定するための複数又は１つのシステムがあってもよい。メモリ１３８は、更に、動き分解されたｋ空間データ１４６を含むものとして示される。動き分解されたｋ空間データ１４６は、ｋ空間データが対象者１１８の特定の動き状態への参照を有するようにするために、ソフトゲーティングを使用してソート又はグループ分けされたｋ空間データのライン１４４である。例えば、動き分解されたｋ空間データ１４６は、対象者１１８の心臓及び呼吸位相の範囲についてビン分け又はソフトゲーティングされるようなデータを含む。メモリ１３８は、更に、動き分解されたｋ空間データの一部分１４８を含むように示される。これは、対象者１１８の特定の呼吸位相及び少なくとも１つの心臓位相に対する動き分解されたｋ空間データ１４６の一部分である。メモリ１３８は、更に、動き分解されたｋ空間データの部分１４８から再構成された予備的３次元心臓画像１５０を含むものとして示される。これは、例えば、圧縮検知アルゴリズムを使用して再構成されてもよい。

図２は、図１の医療システム１００を動作させる方法を示すフローチャートを示す。最初にステップ２００において、ｋ空間データのライン１４４が、繰り返し又は連続的に取得される。次に、ステップ２０２において、ｋ空間データのライン１４４が動き分解されたｋ空間データ１４６に集計される。動き分解されたｋ空間データ１４６は、対象者１１８の心臓及び／又は呼吸位相を示すセンサデータを使用して集計されてもよいし、ｋ空間データのライン１４４自体が使用されてもよい。例えば、ｋ空間データのライン１４４の自航が使用されてもよい。ステップ２０２は、ステップ２００と同時に発生するようにして、ｋ空間データの追加のライン１４４が取得されると、それらが動き分解されたｋ空間データに連続的に集計されるようにすることで、ｋ空間データのライン１４４の取得が進むにつれて、動き分解されたｋ空間データ１４６の品質が連続的に向上するようにしてもよいことに留意されたい。ステップ２０４において、本方法は、動き分解されたｋ空間データの部分１４８が、集計された動き分解されたｋ空間データ２０２から読み出されることを示す。

これは、例えば、単一の呼吸位相及び幾つかの心臓位相に対するものである。例えば、少なくとも１つの心臓位相、又は場合によっては幾つかの心臓位相が、この１つの、すなわち選定された心臓位相に隣接する。本方法は、ステップ２０６に進み、予備的３次元心臓画像１５０が、動き分解されたｋ空間データの部分１４８から再構成される。動き分解されたｋ空間データの部分１４８は、アンダーサンプリングされる場合があるため、３次元心臓画像１５０の再構成は、例えば、圧縮検知アルゴリズムを使用して達成されてもよい。本方法は、ステップ２０２の後、ステップ２０８にも進むように示されており、ｋ空間データのライン１４４が、連続するか又は連続的に取得される。図２における意図は、予備的３Ｄ心臓画像１５０が、ｋ空間データのラインの取得が終了される前に構成されることを示すことである。これは、ｋ空間データのラインの取得が終了されると直ぐに、予備的３Ｄ心臓画像が利用可能になるという利点を有する。これは、対象者１１８をイメージングするプロシージャを大きく加速させる。

図３は、医療システム３００の更なる例を示す。図３に示される医療システム３００は、図１に示される医療システム１００と同様である。図３における医療システム３００は、図１に示されるシステム１００を介した追加のデータを含む。メモリ１３８は、更に、変形可能な心臓モデル３４０を含むものとして示される。変形可能な心臓モデル３４０は、例えば、解剖学的ランドマーク、並びにその中に画定された平面のセット１４６を含む心臓の３次元モデルである。変形可能な心臓モデル３４０は、対象者の心臓１２４に適合するように変形又は伸長されるときに、滑らかでリアリスティックなままとなるように、心臓の種々の解剖学的構成要素間の弾性的関係の仕様を含む。メモリ１３８は、更に、適合された心臓モデル３４２を含む。適合された心臓モデル３４２は、変形可能な心臓モデル３４０を予備的３次元心臓画像１５０に適合させることによって構成される。これにより、平面のセット３４６が自動的に位置決めされる。平面のセット３４６は、例えば、追加の磁気共鳴イメージングロケーションを位置決めすること、並びにデータを見ることができる平面のセットを提供することに有用となる。

メモリ１３８は、更に、平面のセット３４６によって画定され、適合された心臓モデル３４２によって正確に位置決めされた少なくとも１つの心臓観察面３４８を含むものとして示される。メモリ１３８は、更に、ｋ空間データのライン１４４が完全に取得され、動き分解されたｋ空間データ１４６を構成するために使用された後で動き分解されたｋ空間データ１４６から再構成されたシネ画像シーケンス３５０を含むものとして示される。メモリ１３８は、更に、少なくとも１つの心臓観察面３４８から見たシネ画像シーケンス３５２のレンダリングを含むものとして示される。レンダリング３５２は、例えば、ユーザインタフェース１３６を使用して表示され得る。種々のアルゴリズムは、シネ画像シーケンス３５０又は適合された心臓モデル３４２の何れかにおいて心異常３５４を検出するために使用される。心異常３５４が検出されると、ワークフローデータベース３５６は、メモリ１３８内に位置するものとして示されているが、ネットワークを介して遠隔地に位置していてもよい。ワークフローデータベース３５６は、心異常３５４のタイプによって参照又はキー設定された幾つかのワークフローを含む。識別された心異常３５４によりワークフローデータベース３５６に問い合わせることによって、推奨されるイメージングワークフロー３５８が、計算システム１３２に回収又は提供される。次いで、当然ながら、推奨されるイメージングワークフロー３５８は、ユーザインタフェース１３６を使用して表示される。推奨されるイメージングワークフロー３５８は、例えば、オペレータに対する指示３６０並びに更なるパルスシーケンスコマンド３６２を含む。更なるパルスシーケンスコマンド３６２は、テンプレートとして配置されてよく、適合された心臓モデル３４２からの平面のセット３４６は、これらの更なるパルスシーケンスコマンド３６２を自動的に構成するために使用されてもよい。

図４は、図３の医療システム３００を動作させる方法を示すフローチャートを示す。図４に示されている方法は、図２に示された方法と同様である。図４に示されている方法は、図２に示されたようにステップ２００、２０２、２０４、２０６及び２０８を実行する。

ステップ２０８が実行された後、本方法は、ステップ４００に進むものとして示され、これは、ｋ空間データのライン１４４の取得の終了である。ダッシュ付きの横線４０１は、ｋ空間データ１４４の取得が終了された時点を示す。予備的３次元心臓画像が構成されるステップ２０６は、時点４０１より前に実行されることが明白にわかる。ステップ２０６が実行された後、予備的３Ｄ心臓画像の部分が、変形可能な心臓モデル３４０から適合された心臓モデル３４２を構成するために使用される。適合された心臓モデルがステップ４０２において提供された後、ステップ４０４が実行される。ステップ４０４において、少なくとも１つの心臓観察面３４８が提供される。この図では、ステップ４０２及び４０４が、時間４０１の後に実行されるものとして示される。しかしながら、両ステップ４０２及び４０４は、時間４０１の前に実行されてもよい。

ステップ４００に戻ると、ｋ空間データのラインの取得が終了された後、本方法はステップ４０６に進む。ステップ４０６において、動き分解されたｋ空間データ１４６が完全に集計されていない場合、完全に集計された動き分解されたｋ空間データがステップ４０６で提供される。次に、ステップ４０８において、再構成されたシネ画像シーケンスが、動き分解されたｋ空間データ１４６から再構成される。本方法では、本方法について本質的に２つの同時分岐があることがわかる。これにより、大幅な時間節約となり、図４に提示される方法の時間全体が加速する。ステップ４０８及び４０４の両方が完了された後、次いで、本方法は、まずステップ４１０が実行されるシーケンスに進む。ステップ４１０において、シネ画像シーケンス３５０は、少なくとも１つの心臓観察面から見られるようにレンダリングされる。これによって実現されるのは、医療システム３００のオペレータが、シネ画像シーケンスが再構成され、正確に位置決めされると直ぐにそれを見ることができるようになることである。オペレータは、観察面を位置決めする必要がないか、又はそれらを微調整するだけでもよい。これにより、多くの時間が節約される。

次に、ステップ４１２において、シネ画像シーケンス３５０又は適合された心臓モデル３４２を使用して心異常が検出される。例えば、適合された心臓モデル３４２によって定義されるか又はシネ画像シーケンス３５０において測定されるような、心臓の拍出率又は心臓径は、対象者が心異常を有することを示している場合がある。この心異常は、ワークフローデータベース３５６に問い合わせるために使用され得る。次に、ステップ４１４において、心異常３５４は、このためのみに使用され、ワークフローデータベース３５６は、ワークフローデータベース３５６に問い合わせるために使用され、推奨されるイメージングワークフロー３５８が返される。次いで、ステップ４１６において、推奨されるイメージングワークフロー３５８が、ユーザインタフェース１３６を使用して表示される。これは、様々な例において様々なやり方で提供され得る。例えば、システムは、自動的にセットアップされてよく、オペレータは、適合された心臓モデル３４２からの平面のセット３４６を使用して更なるパルスシーケンスコマンド３６２に対する関心領域の位置を自動的に調整することを含む、推奨されるイメージングワークフロー３５８の推奨を単に受け付けるだけでもよい。他の例では、指示３６０は、訓練されたオペレータに実行させる指示を提供するだけでもよいため、一例では、自動動作を提供してよく、別の例では、訓練されたオペレータに対する推奨又はガイダンスを提供してもよい。

図２及び図４では、ステップ２００、２０２、２０４、及び２０６が直線的な仕方で表される。すなわち、動き分解されたｋ空間データの部分１４８は、動き分解されたｋ空間データ１４６から１回だけ読み出されるように見える。これは、それを実行する１つのやり方であるが、代替例が図５に提示されている。図５に提示されているステップでは、図２及び図４の両方に示されている方法を修正するために使用され得る。図５では、２つの主なステップが示されている。これは、ｋ空間データのライン１４４の連続的な取得５００及び予備的３次元心臓画像１５０の圧縮検知再構成５０２である。連続的な取得の部分は、ステップ２００を含み、これは、ｋ空間データのプロファイル又はラインの連続的な取得である。

動き分解されたｋ空間データの集計２０２は、例えば、ステップ５０４における呼気、拡張期及び解像度に関するプロファイルの選択として説明され、これらが蓄積されて５０６、増分的なｋ空間データを提供する。ステップ２０４は、ｋ空間データ１４８の更新である。これは、ステップ５０８において、ｋ空間データが定期的に更新されることを示す。図２及び図４に示すような、動き分解されたｋ空間データの部分の単一の読み出しとは対照的に、これは、例えば、ｋ空間データの取得ごとに、又はある所定数のｋ空間データのライン後に繰り返し実行される。次いで、動き分解されたｋ空間データの部分１４８は、圧縮検知画像再構成５１０において使用される。

圧縮検知において、画像は、ノイズについて通常フィルタリングされるスパース変換を使用して再構成された後、次いで、ｋ空間データ１４８が、修正され、データ一貫性のために使用された後、更なる反復のために使用される。次いで、これにより、３Ｄ単相画像、すなわち、予備的３次元心臓画像１５０が得られる。ステップ５に提示される本方法は、典型的な圧縮検知アルゴリズムとは異なる。画像再構成に使用されるデータは、圧縮検知を実行するときにのみ、サンプリングされ、次いで提供された後、画像再構成全体に使用されるｋ空間データである。この場合、圧縮検知画像再構成に使用されるｋ空間データのプールは、連続的又は定期的に更新される。

心臓ＭＲＩ（ＣＭＲ）は、幾つか例を挙げると、心臓の解剖学的構造の中でもとりわけ、心臓の動き、心筋灌流の評価、及び造影剤注入後の遅延増強（ＬＧＥ）を介した休眠組織の瘢痕を評価するための臨床的プロシージャである。これらの用途の多くでは、定量化が、駆出率のような機能的パラメータを得る役割を果たしている。診断的情報の価値が高いにも関わらず、ＣＭＲ技法は、専門的なイメージングセンタでのみ使用されている。大きな障害となっているのは、複雑なプロシージャ、長い全体的な取得時間、及び患者への高い負担（息止め）である。本発明は、説明した問題及び障害を解決することを可能し、１０～３０分以内に患者をＣＭＲ検査に適合させることを容易にし、異なるレベルの専門性を持つイメージングセンタ間の結果の再現性を改善する、知られている、高度なＣＭＲ技法、画像再構成、画像処理、意思決定サポート技法を好ましい方法で組み合わせるワークフローについて説明する。これは、様々な段階における高速画像再構成と組み合わせた高度に加速された無計画４Ｄ／５Ｄ心臓取得に基づいており、全てのデータをタイムリーに提供すると共に、様々な疾病表現に対する簡略化された適合のための自動化された計画／ＭＰＲ及び意思決定サポートモジュールも提供する。

通常のＣＭＲワークフローでは、多数の手動計画ステップ及び多数の個別の息止めが有益である。典型的には、短軸（ＳＡ）、４チャンバ（４－ｃｈ）、３チャンバ（３－ｃｈ）、又は２チャンバ（２－ｃｈ）断面像のような本質的な心臓断面像配向を識別し、インタラクティブにその幾何学的計画を行うために最大６分の全体検査時間が使用される。このプロシージャは、高度に訓練された人員を使用し、ＣＭＲの広範な採用に対する１つの本質的な障害である。ＣＭＲ取得中に専門家のサポートを使用する別の態様は、灌流／ＬＧＥのための造影剤注入に対する意思決定であり、これは、初期ＭＲスキャンによって提供される心臓の解剖学的構造及び機能に関する情報を使用する疾病の初期評価に依存する。

更に、コントラスト及び機能的イメージングタイプの大半は、各々が、患者の別個の息止めを使用して、スライス（パッケージ）ごとに取得される。息止めは、ＣＭＲをスケジュールされた心臓症状を持つ患者にとって深刻な負担であり、これは、しばしば、息切れや胸の痛みを伴い、ＭＲプロシージャの早期中止の原因となることが多い。造影剤注入は、典型的には、心筋灌流の評価及び遅延増強（遅延造影、ＬＧＥ）における瘢痕組織の評価のために使用される。

幾何学的計画は、完全に自動化されてよく、意思決定サポートは、造影剤注入のための意思決定を容易／簡略化するために提供されてよく、ＭＲＩスキャンは、患者が自由呼吸している間に実行されるべきである。これらは、全て、好適なワークフローにおいて組み合わされた専門技法を使用し、これにより、検査時間の最小化と、日常的に放射線診断を受けられる環境を含む広範なアクセス性とがもたらされる。

４Ｄ／５Ｄ非角度付き（「無計画」）自由呼吸ホールハートＣＭＲ技法が知られているが、これらは、長い再構成時間に悩まされる。したがって、心臓の解剖学的構造及び機能に関する情報は、更なるコントラストに関する臨機応変な意思決定を可能にすると共に、非角度付きな仕方で（まだ）実行できない画像コントラストのための角度付き心臓断面像の自動計画を提供するために、ワークフロー中にタイムリーな方法で利用する、ということはできない。

例は、説明した問題及び障害を解決することを可能にする、知られている高度なＣＭＲ技法、画像再構成、画像処理及び意思決定サポート技法を好ましい方法で組み合わせるワークフローについて説明する。

例示的なワークフローは、高速画像再構成と組み合わせた標準的な固定の幾何学形状で取得される、高度に加速された無計画の非造影４Ｄ心臓取得に基づいており、これは、（ｉ）全心臓断面像の自動解剖学的計画、（ｉｉ）心臓の解剖学的構造に関する診断的情報、（ｉｉｉ）心機能に関する診断的情報（例えば、駆出率／壁厚）、（ｉｖ）更なる画像コントラスト／造影剤注入の選択をサポートするための疾病分類の改良のための全てのデータを提供する。

この４Ｄ心臓取得は、１つの選択された呼吸状態（例えば、呼気終末）を表す、心拍周期にわたって複数の位相に（例えば、少なくとも５、８、１０、又は１２位相に）分けられた胸全体をカバーする等方性３Ｄ表現を提供する。したがって、これは、予めの幾何学的計画又は角度付けを必要としない。

例示的なワークフローでは、（ｉ）に関する情報は、更なる自動計画ステップが早くも実行でき、診断データ（ｉｉ）及び（ｉｉｉ）の再構成と共に準備が整うように、４Ｄ取得の実行が終了するずっと前に開始する、４Ｄデータのサブセットからの高速（例えば、ＧＰＵベースの）アルゴリズムを介して再構成される。

ＣＭＲ処方時の初期疾病分類を、（ｉ）、（ｉｉ）、及び（ｉｉｉ）から利用可能な情報と併せて使用することで、オペレータによる選択のための画像取得ステップの更なる実行を提案する（当技術分野で知られている）適切な意思決定サポートアルゴリズムについて、又は（このケースの診断のための機能及び解剖学的構造が十分であるときの）ＣＭＲ検査の終了について包括的な情報が利用可能となる。

以下の図６は、例示的なワークフローの詳細な視覚化を示す。記載されるＣＭＲ画像コントラストは、例示であり、初期の自動化されたスキャン、処理、及び計画位相後に実行される任意の知られたＣＭＲ技法を含み得る。図６は、このワークフローを表すフローチャートを示す。これは、図４で提示された方法の代替的な説明を提供する。図６は、プロシージャ全体が、３０分以内にどのように実行され得るかを示す。ステップ２００では、４次元無計画シネ磁気共鳴イメージングプロトコルが実行され、これは、ステップ２００におけるｋ空間データのラインの繰り返し取得に相当する。ダッシュ付きの線２０４は、動き分解されたｋ空間データの一部分が読み出されることを示す。これは、予備的３次元心臓画像２０６を構成するために使用される。

無計画シネＭＲＩ取得２００が、時間４０１において終了されると、自動化された解剖学的計画のためにデータが利用可能となる。次いで、本方法は、２つの異なる分岐に進むものとして示される。ブロック４０８は、シネ画像シーケンスの再構成を表す。現在の技術を使用すると、ステップ２０６及び４０８における再構成は、例えば、グラフィカル処理ユニットを使用して再構成され得る。ステップ４０８が実行されているとき、ステップ４０４は、既に終了しているか、又は自動化された計画が実行される際に併せて実行されている。これは、心臓モデルを予備的３次元心臓画像１５０に適合させることに相当する。これらが共に終了されると、本方法は、ステップ４１２に進み、このステップは、この例では、ガイド付き意思決定プロセスである。これが終了されると、本方法は、ステップ４１４に到達し、これは、心異常によりワークフローデータベースに問い合わせることによって、推奨されるイメージングフローを受信することである。

次いで、ユーザは、１つ又は複数の異なる推奨を受け取り得る。第１の推奨は、検査を終えること（６００）である。別の推奨は、造影剤注入なしの追加のイメージングを実行すること（６０２）である。例えば、角度付き２Ｄ又は３次元スキャンを使用した自動化された計画は、確立された磁気共鳴イメージングプロトコルを使用して実行され得る。第３のオプションは、推奨が灌流イメージング６０４を実行することである。これは、種々のステップを伴い得る。これは、例えば、造影剤注入６０６の後、対象者に息止め指示６０８を与えることを伴う。息止め指示６０８中、息止めスキャン６１０が実行される。次いで、追加として、角度付き２次元及び３次元スキャン６１２を使用した自動化された計画があってよく、その後、最後に、遅延造影イメージング６１４が実行され得る。これらのステップは、以下でより詳細に説明する。

心臓４ＤシネＭＲスキャン２００（ｋ空間データのラインを繰り返し取得する）は、予めの幾何学的計画又は角度付けなし（「無計画」）で対象者支持体１２０上に対象者１１８を位置決めした直後に実行される。これは、例えば、空間及び時間、又は心臓位相若しくは呼吸次元における圧縮検知を介して、或いは深層学習法（ＡＩ再構成のためのサブサンプリング）を介して加速された、等方性ボクセルサイズ（例えば、１．５×１．５×１．５ｍｍ^３）による直交座標系又は放射状４Ｄ取得である。再構成４０８（例えば、「高速ＧＰＵ再構成」）は、４Ｄ取得２００の完了後数分以内に診断品質の画像情報が利用可能となることを確実にするように選択される。

この提案されたワークフローで２００に対する５Ｄ取得及び再構成（心位相時間次元に加えて呼吸次元を分解する）を使用することも可能である。

４Ｄスキャン２００を終了するずっと前に、取得されたデータ（動き分解されたｋ空間データ１４８）のサブセット（動き分解されたｋ空間データの部分１４８）が、高速最構成モジュール２０６に送信される。これは、処理モジュール４０４による心臓断面像の自動化された角度付け及び計画「自動化された計画／ＭＰＲ」のために心臓の解剖学的ロケーション及び配向を検出するのに好適な画像データセット（例えば、３Ｄ、１つの心位相、場合により低解像度）を再構成する。

ＭＲ取得４０１を終了した後、（ｉ）自動化された解剖学的計画についてデータが既に利用可能となるため、両モジュール４０４及び４０８が並列で実行され得る。自動化された解剖学的計画は、例えば、心臓モデルを調整することによって実行され、これは、また、４１２で使用される解剖学的奇形に関する情報も提供する（下記参照）。４０８を終了すると、検出されたスキャン配向（少なくとも１つの心臓観察面３４８）は、ＭＰＲ（多断面再構成像）を介して配向（例えば、短軸断面像）における解剖学的画像及びシネデータ（シネ画像シーケンス３５０）を迅速に表示するために使用され得る。

利用可能なこのデータ（シネ画像シーケンス３５０）を用いて、オペレータの（簡易）画像レビューと並行して意思決定サポートモジュール４１２を開始することができる。利用可能な全ての情報（初期疾病分類、解剖学的情報、例えば、モデル適合によって検出される心臓奇形、機能的欠陥等（心異常３５４））に基づいて、提案（推奨されるイメージングワークフロー３５８）が行われ、ＣＭＲ検査におけるその更なるステップがアドバイスされる。実際の決定は、オペレータ（又は同じ情報が提供され得る放射線医／心臓病専門医への相談を伴って（リモート操作を含む））によって行われることになる。

現在の患者が、解剖学的及び機能的情報に基づいて完全に診断可能である場合、オプション６００は、検査を終了することとなる。これは、１０分以内の完全なＣＭＲ検査を可能にする。更なる診断情報が望まれるが、造影剤の注入が示されない場合、続くオプション６０２で、非造影スキャンが追加される。例えば、灌流又は遅延造影のために造影剤注入が示される場合、ワークフローにおけるオプション６０４に従い得る。オプション６０２又は６０４のための後続のスキャンに関する計画は、角度付き２Ｄ／マルチスライススキャン、角度付き３Ｄスキャン又は非角度付き３Ｄスキャンである場合があり、モジュール４０４によって提供される情報に基づいて完全に自動的に行われ得る。

造影剤注入６０６が提案されるケース６０４では、ワークフローは、ファーストパス灌流のクイック評価（場合によりストレス投薬治療も含む）を可能にすると共に、ＬＧＥコントラストが確立されるまでに十分な時間（１０～１５分）を含むように、慎重に調整される。

ここで、まず造影剤を注入し６０６、マルチスライス２Ｄ又は３Ｄ灌流スキャン６１０のために息止め指示６０８を与えることが提案される。将来、好適な技法が利用可能となった場合、６０８及び６１０は、自由呼吸灌流スキャンによって置き換えられ得る。ＬＧＥが測定可能となるまでの待ち時間は、他の２Ｄ／マルチスライス／３Ｄ取得６１２（例えば、安静時灌流、Ｔ１、Ｔ２、Ｔ２＊マッピングのような定量的ＣＭＲ、ＭＲフィンガプリンティング、・・・）で好適に埋められてもよい。最後に、オプション６０４のために、自由呼吸ＬＧＥスキャン６１４が実行され得る（例えば、角度付き３Ｄ取得）。

図７は、医療システム７００の更なる例を示す。図７に示される医療システム７００は、対象者が磁石１０４のボア１０６の外側にいるときに対象者１１８の胸部領域１２２をイメージングするように構成されたカメラシステム７０４を追加で備え、心臓１２４が所定の関心領域１０９内に移動されるように、対象者支持体１２０を移動させるように構成されたアクチュエータ７０２も追加で備えているものとして示されること以外は、図１に示された医療システムと同様である。

医療システム７００に示される図７の特徴は、図１中の医療システム１００及び図３中の医療システム３００の特徴と組み合わせられてもよい。

図７では、対象者１１８が磁石１０４のボア１０６内に移動される前に、所定の関心領域１０９が予め送られることが示され得る。所定の関心領域１０９は、また、対象者の心臓１２４よりも大幅に大きい。これにより、最小限の訓練が行われたオペレータが本明細書に示される方法の一例を適切に実行することがより容易となる。オペレータが所定の関心領域１０９内に心臓１２４を位置決め可能となる様々なやり方がある。例えば、オペレータは、大まかな推定を行い、この位置が識別されるように、テーブル又はレーザポインタ上にこれをマークする。この特定の例では、対象者１１８をイメージングするために対象者１１８の上に位置決めされたカメラ７０４がある。

次いで、オペレータは、例えば、マウスを使用して、心臓の可能性の高いロケーションを指し示し、可能性の高い心臓ロケーション７３４を手動で提供し得る。メモリ１３８は、対象者１１８の対象者画像７３０を含むものとして示される。オペレータが可能性の高い心臓ロケーション７３４を手動で識別することに対する代替は、画像セグメンテーション７３２を実行することである。これは、例えば、対象者１１８の関節及び／又は器官のロケーションを推定するように訓練された画像セグメンテーションアルゴリズム又はニューラルネットワークを用いて行われ得る。メモリ１３８は、これらの可能性のうちの１つを表す代表的な画像セグメンテーション７３２を含むものとして示される。この画像セグメンテーション７３２から又は手動識別から、可能性の高い心臓ロケーション７３４が得られる。次いで、可能性の高い心臓ロケーション７３４は、心臓１２４が所定の関心領域１０９内に位置決めされるように、アクチュエータ７０２を制御して対象者支持体１２０及び対象者１１８を移動させるために使用される。

図８は、心臓１２４が、所定の関心領域１０９内となるように対象者が位置決めされた後の医療システム７００の別の図を示す。ここで、医療システム７００は、図１に示されたものと同じ構成であることがわかる。次いで、パルスシーケンスコマンド１４２は、図２に示されるか又は図４にも示される方法を実行するために使用され得る。

本発明は、図面及び前述の記載において詳細に図示及び説明されたが、このような図示及び記載は、説明的又は例示的であって限定するものではないと見なされるべきである。すなわち本発明は、開示された実施形態に限定されるものではない。

開示された実施形態のその他の変形が、図面、本開示及び添付の請求項の検討から、請求項に係る発明を実施する当業者によって理解されて実現され得る。請求項において、「含む、備える」という単語は、他の要素又はステップを除外するものではなく、単数形の要素は、複数を除外するものではない。単一のプロセッサ又は他のユニットが請求項に記載された幾つかのアイテムの機能を果たす。特定の手段が相互に異なる従属請求項に列挙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用いられないことを示すものではない。コンピュータプログラムは、他のハードウェアと共に若しくは他のハードウェアの一部として供給される光記憶媒体又はソリッドステート媒体等の適当な媒体に保存／分配されてもよいが、インターネット又は他の有線若しくは無線の電気通信システムを介して等の他の形式で分配されてもよい。請求項における任意の参照符号は、本発明の範囲を限定するものと解釈されるべきではない。

１００ 医療システム
１０２ 磁気共鳴イメージングシステム
１０４ 磁石
１０６ 磁石のボア
１０８ イメージングゾーン
１０９ 所定の関心領域
１１０ 磁場勾配コイル
１１２ 磁場勾配コイル電源
１１４ 無線周波数コイル
１１６ トランシーバ
１１８ 対象者
１２０ 対象者支持体
１２２ 胸部領域
１２４ 心臓
１３０ コンピュータ
１３２ 計算システム
１３４ ハードウェアインタフェース
１３６ ユーザインタフェース
１３８ メモリ
１４０ マシン実行可能命令
１４２ パルスシーケンスコマンド
１４４ ｋ空間データのライン
１４６ 動き分解されたｋ空間データ
１４８ 動き分解されたｋ空間データの部分
１５０ 予備的３次元心臓画像
２００ パルスシーケンスコマンドにより磁気共鳴イメージングシステムを制御することによってｋ空間データのラインを繰り返し取得する
２０２ ｋ空間データが取得される際に対象者の少なくとも１つの心臓位相及び１つの呼吸位相を使用してｋ空間データのラインから動き分解されたｋ空間データを繰り返し集計する
２０４ ｋ空間データの取得中に動き分解されたｋ空間データの少なくとも一部分を読み出す
２０６ ｋ空間データのラインの取得が終了される前に動き分解されたｋ空間データの少なくとも一部分を使用して予備的３次元心臓画像を構成する
２０８ ｋ空間データのラインを取得し続ける
３００ 医療システム
３４０ 変形可能な心臓モデル
３４２ 適合された心臓モデル
３４６ 平面のセット
３４８ 少なくとも１つの心臓観察面
３５０ シネ画像シーケンス
３５２ 少なくとも１つの心臓観察面からのシネ画像シーケンスのレンダリング
３５４ 心異常
３５６ ワークフローデータベース
３５８ 推奨されるイメージングワークフロー
３６０ 指示
３６２ 更なるパルスシーケンスコマンド
４００ ｋ空間データのラインの取得を終了する
４０１ ｋ空間データのラインの取得が終了される時間
４０２ 変形可能な心臓モデルを予備的３次元心臓画像に適合させることによって適合された心臓モデルを構成する
４０４ 少なくとも１つの心臓観察面を提供する
４０６ 動き分解されたｋ空間データの最後の集計
４０８ ｋ空間データの取得が完了された後で動き分解されたｋ空間データからシネ画像シーケンスを再構成する
４１０ 少なくとも１つの心臓観察面からシネ画像シーケンスの少なくとも一部分をレンダリングする
４１２ シネ画像シーケンス及び／又は適合された心臓モデルを使用して心異常を検出する
４１４ 心異常によりワークフローデータベースに問い合わせることによって推奨されるイメージングワークフローを受信する
４１６ 推奨されるイメージングワークフローをユーザインタフェースに表示させる
５００ ｋ空間データの連続的取得
５０２ 予備的３次元心臓画像の反復的な圧縮検知再構成
５０４ プロファイルを選択する
５０６ 増分的ｋ空間データを蓄積する
５０８ ｋ空間データを定期的に更新する
５１０ 反復的な圧縮検知再構成
６００ ワークフローオプション： 検査を終了する
６０２ ワークフローオプション： 造影剤注入なし
６０４ ワークフローオプション： 灌流イメージング
６０６ 造影剤注入
６０８ 息止め指示
６１０ 息止めスキャン
６１２ 角度付き２Ｄ／３Ｄスキャンに使用される自動計画
６１４ 遅延造影イメージング
７００ 医療システム
７０２ アクチュエータ
７０４ カメラシステム
７３０ 対象者画像
７３２ 画像セグメンテーション
７３４ 可能性の高い心臓ロケーション

Claims (15)

1. 対象者の胸部領域からｋ空間データのラインを取得する磁気共鳴イメージングシステムと、
   マシン実行可能命令及びパルスシーケンスコマンドを記憶するメモリであって、前記パルスシーケンスコマンドが、３次元自走心臓磁気共鳴イメージングプロトコルに従ってｋ空間データの前記ラインを繰り返し取得し、前記パルスシーケンスコマンドが、所定の関心領域についてｋ空間データの前記ラインを繰り返し取得し、前記メモリが、更に、変形可能な心臓モデルを含み、前記変形可能な心臓モデルが、３次元であり、前記変形可能な心臓モデルが、更に、平面のセットを画定する、メモリと、
   計算システムであって、前記マシン実行可能命令の実行が、前記計算システムに、
   前記パルスシーケンスコマンドにより前記磁気共鳴イメージングシステムを制御することによってｋ空間データの前記ラインを繰り返し取得することと、
   前記ｋ空間データが取得される際に前記対象者の少なくとも１つの心臓位相及び１つの呼吸位相を使用してｋ空間データの前記ラインから動き分解されたｋ空間データを繰り返し集計することと、
   前記ｋ空間データの取得中に前記動き分解されたｋ空間データの少なくとも一部分を読み出すことと、
   ｋ空間データの前記ラインの取得が終了される前に前記動き分解されたｋ空間データの少なくとも一部分を使用して予備的３次元心臓画像を構成することと、
   前記変形可能な心臓モデルを、前記予備的３次元心臓画像に適合させることによって適合された心臓モデルを構成することであって、前記変形可能な心臓モデルの前記予備的３次元心臓画像への前記適合により、前記適合された心臓モデル内の前記平面のセットのロケーションが調整され、前記平面のセットが、少なくとも１つの心臓観察面を含む、構成することと、
   前記少なくとも１つの心臓観察面を提供することと
   を行わせる、計算システムと
   を備える、医療システム。
2. 前記３次元自走心臓磁気共鳴イメージングプロトコルが、シネ画像シーケンスを再構成するための機能的心臓イメージングプロトコルであり、前記医療システムが、更に、ユーザインタフェースを備え、前記マシン実行可能命令の実行が、更に、前記計算システムに、
   前記ｋ空間データの前記取得が完了された後で、前記動き分解されたｋ空間データから前記シネ画像シーケンスを再構成することであって、前記変形可能な心臓モデルの前記予備的３次元心臓画像への前記適合が、前記シネ画像シーケンスの前記再構成の前又はそれと同時に開始する、再構成することと、
   前記少なくとも１つの心臓観察面から見た前記シネ画像シーケンスの少なくとも一部分をレンダリングすることと
   を行わせる、請求項１に記載の医療システム。
3. 前記マシン実行可能命令の実行が、更に、前記計算システムに、
   前記シネ画像シーケンス及び／又は前記適合された心臓モデルを使用して心異常を検出することと、
   前記心異常によりワークフローデータベースに問い合わせることによって、推奨されるイメージングワークフローを受信することであって、前記ワークフローデータベースが、各々が少なくとも１つの心異常識別子を参照する複数の磁気共鳴イメージングワークフローを含み、前記ワークフローデータベースが、前記心異常を、前記推奨されるイメージングワークフローの前記心異常識別子に一致させることにより、前記推奨されるイメージングワークフローを返す、受信することと、
   前記推奨されるイメージングワークフローを前記ユーザインタフェースに表示することと
   を行わせる、請求項２に記載の医療システム。
4. 前記推奨されるイメージングワークフローが、更なるパルスシーケンスコマンドを含み、前記マシン実行可能命令の実行が、更に、前記適合された心臓モデルからの平面の前記セットを使用して更なるパルスシーケンスコマンドの幾何学的配向を構成させる、請求項３に記載の医療システム。
5. 前記シネ画像シーケンス及び／又は前記適合された心臓モデルを使用した心異常の前記検出が、
   前記シネ画像シーケンスの少なくとも一部分から静止３次元心臓画像を再構成することと、
   右心室壁厚測定アルゴリズムを使用して前記心異常を前記静止３次元心臓画像における厚くなった右心室として識別することと、
   左心室壁厚測定アルゴリズムを使用して前記心異常を前記静止３次元心臓画像における厚くなった左心室として識別することと
   を含み、
   前記心異常が、厚くなった右心室又は厚くなった左心室である場合、前記推奨されるイメージングワークフローが定量的血流分析及び／又は心臓動きパターン分析である、請求項４に記載の医療システム。
6. 前記シネ画像シーケンス及び／又は前記適合された心臓モデルを使用した前記心異常の前記検出が、前記シネ画像シーケンスを異常心臓壁動き検出アルゴリズムに入力することにより、前記心異常を異常心臓壁の動きとして識別することを含み、前記推奨されるイメージングワークフローが、心臓瘢痕組織を検出するための遅延造影磁気共鳴イメージングプロトコルを含む、請求項４又は５に記載の医療システム。
7. 前記異常心臓壁の動きが検出されない場合、前記推奨されるイメージングワークフローが、心臓負荷試験及び／又は磁気共鳴灌流試験を含む、請求項６に記載の医療システム。
8. 前記シネ画像シーケンス及び／又は前記適合された心臓モデルを使用した心異常の前記検出は、心異常が検出されない場合には前記心異常を潜在的な心筋炎として識別することを含み、前記推奨されるイメージングワークフローが、心臓炎症を識別するためのＴ２重み付けイメージングプロトコル及び／又はびまん性線維症を識別するための遅延造影磁気共鳴イメージングプロトコルを含む、請求項４から７の何れか一項に記載の医療システム。
9. 前記予備的３次元心臓画像が、動き分解され、前記変形可能な心臓モデルが、動き分解され、前記適合された心臓モデルが、動き分解される、請求項１から８の何れか一項に記載の医療システム。
10. 前記マシン実行可能命令の実行が、更に、前記計算システムに、
    前記適合された心臓モデルの異なる心臓位相及び／又は呼吸位相間の場変形のセットを決定することと、
    動き補正を実行するために、前記異なる心臓位相及び／又は呼吸位相間の場変形の前記セットを使用する動き補償磁気共鳴イメージング再構成に従って、前記動き分解されたｋ空間データから磁気共鳴画像を再構成することと
    を行わせる、請求項９に記載のシステム。
11. 前記動き分解されたｋ空間データの少なくとも一部分が、所定の取得持続時間後又は所定回数のｋ空間データ取得後の何れかにおいて前記ｋ空間データの取得中に１回読み出されること、及び
    前記動き分解されたｋ空間データの前記少なくとも一部分が、前記ｋ空間データの取得中に繰り返し読み出され、前記予備的３次元心臓画像が、前記動き分解されたｋ空間データから、反復ステップにおいて再構成されること
    のうちの何れか１つが適用される、請求項１から１０の何れか一項に記載の医療システム。
12. 前記所定の関心領域が、７５０立方センチメートルより大きいボリュームを持つこと、
    前記マシン実行可能命令が、前記所定の関心領域の調整を無効にすること、及び
    これらの組み合わせ
    のうちの何れか１つが適用される、請求項１から１１の何れか一項に記載の医療システム。
13. 対象者の胸部領域からｋ空間データのラインを取得する磁気共鳴イメージングシステムを制御する計算システム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が、前記計算システムに、
    パルスシーケンスコマンドにより前記磁気共鳴イメージングシステムを制御することによって、ｋ空間データの前記ラインを繰り返し取得することであって、前記パルスシーケンスコマンドが、３次元自走心臓磁気共鳴イメージングプロトコルに従って、ｋ空間データの前記ラインを繰り返し取得し、前記パルスシーケンスコマンドが、所定の関心領域についてｋ空間データの前記ラインを繰り返し取得する、取得することと、
    前記ｋ空間データが取得される際に前記対象者の少なくとも１つの心臓位相及び１つの呼吸位相を使用してｋ空間データの前記ラインから動き分解されたｋ空間データを繰り返し集計することと、
    前記ｋ空間データの取得中に前記動き分解されたｋ空間データの少なくとも一部分を読み出すことと、
    ｋ空間データの前記ラインの取得が終了される前に前記動き分解されたｋ空間データの少なくとも一部分を使用して予備的３次元心臓画像を構成することと、
    変形可能な心臓モデルを、前記予備的３次元心臓画像に適合させることによって適合された心臓モデルを構成することであって、前記変形可能な心臓モデルの前記予備的３次元心臓画像への前記適合により、前記適合された心臓モデル内の平面のセットのロケーションが調整され、前記平面のセットが、少なくとも１つの心臓観察面を含み、前記メモリが、更に、変形可能な心臓モデルを含み、前記変形可能な心臓モデルが、３次元であり、前記変形可能な心臓モデルが、更に、前記平面のセットを画定する、構成することと、
    前記少なくとも１つの心臓観察面を提供することと
    を行わせる、コンピュータプログラム。
14. 磁気共鳴イメージングシステムを動作させる方法であって、前記磁気共鳴イメージングシステムが、対象者の胸部領域からｋ空間データのラインを取得し、前記方法が、
    パルスシーケンスコマンドにより前記磁気共鳴イメージングシステムを制御することによって、ｋ空間データの前記ラインを繰り返し取得するステップであって、前記パルスシーケンスコマンドが、３次元自走心臓磁気共鳴イメージングプロトコルに従って、ｋ空間データの前記ラインを繰り返し取得し、前記パルスシーケンスコマンドが、所定の関心領域についてｋ空間データの前記ラインを繰り返し取得する、取得するステップと、
    前記ｋ空間データが取得される際に前記対象者の少なくとも１つの心臓位相及び１つの呼吸位相を使用してｋ空間データの前記ラインから動き分解されたｋ空間データを繰り返し集計するステップと、
    前記ｋ空間データの取得中に前記動き分解されたｋ空間データの少なくとも一部分を読み出すステップと、
    ｋ空間データの前記ラインの取得が終了される前に前記動き分解されたｋ空間データの少なくとも一部分を使用して予備的３次元心臓画像を構成するステップと、
    変形可能な心臓モデルを、前記予備的３次元心臓画像に適合させることによって適合された心臓モデルを構成するステップであって、前記変形可能な心臓モデルの前記予備的３次元心臓画像への前記適合により、前記適合された心臓モデル内の平面のセットのロケーションが調整され、前記平面のセットが、少なくとも１つの心臓観察面を含み、前記変形可能な心臓モデルが、３次元であり、前記変形可能な心臓モデルが、更に、前記平面のセットを画定する、構成するステップと、
    前記少なくとも１つの心臓観察面を提供するステップと
    を有する、方法。
15. 前記方法が、更に、前記所定の関心領域内に前記対象者の前記胸部領域を配置するステップを有する、請求項１４に記載の方法。

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