JP5364044B2 - 壁運動及び心臓の血流のｍｒｉイメージング並びに心臓診断用のシステムを用いる心臓診断 - Google Patents

Description

［関連出願］
本出願は、２００２年７月２９日に出願された米国仮特許出願第６０／３９９，２７５号及び２００２年１０月２８日に出願された米国仮特許出願第６０／４２１，７０８号に対する利点を請求する。この特許出願の開示内容は、参照することによってあたかも完全に説明されているように本願に組み込まれる。

［発明の分野］
本発明は心臓診断に関し、より詳細には、磁気共鳴映像法（ＭＲＩ）を用いる負荷試験の心臓診断に関する。

心臓は、人体の主要な臓器及び組織に絶えず血液を送り込んで、生命を維持する酸素や栄養素を運ぶ筋肉である。このため、心臓は多量の酸素や栄養素の供給を受ける必要がある。心臓はその血液を３つの主要な冠動脈から受け取っている。これらの動脈のいずれか１つが狭くなるか又は閉鎖されると、心臓への血流及び酸素が制限され、血液ポンプの性能が損なわれて、心臓への永久的な損傷が発生する可能性がある。心臓が損なわれる又は損傷を受けると、生活の質が著しい影響を受けて、結果的に死に至ることがある。

冠動脈疾患（ＣＡＤ）の根本原因は、心臓への又は心臓内の動脈の狭窄及び閉塞である。それは米国内の死亡の主要な原因である。ＣＡＤによる死亡率は過去数十年にわたって着実に減少してきたが、ＣＡＤの全体的な発生率並びに人口及び健康管理の費用に与える影響は、老年人口に起因して、今後２０〜３０年にわたって劇的に増加すると予想される。ＣＡＤは既に、米国では医療及び失われた生産性に対して年間推定１０００億ドルもの負担をかけている。このため、心臓の評価、特に初期段階の冠状動脈性心臓病／ＣＡＤにおける精度を向上させることができるＣＡＤ用の試験は有益である。医師が明白な診断及び治療計画を作ることができ、不要な試験、手術及び入院を減らすことができ、患者の不安、不快感及び危険を減少することができ及び／又は治療効果を評価できるような試験は特に有益である。

ＣＡＤの影響を緩和及び回避する能力は、従来の心臓の検査及び方法の開発がますます技術的に進んだ結果として、長年にわたって進歩してきた。心臓検査の「最も基準になる検査」は、心臓カテーテル法及び血管造影法として一般的に認識されている。この検査は、ＣＡＤの影響の部位及び重大性を決定する場合に最も一般的に使用される。しかしながら、心臓カテーテル法は、侵襲的であり潜在的に複雑なために、一般に入院を必要とする高価な方法である。その結果、心臓カテーテル法は、患者が心臓の負荷検査などの他の非侵襲的な検査を受けて著しく異常な結果が出たときのみ、一般に使用される。１００万件以上の心臓カテーテル法が毎年実行され、費用は約３０〜５０億ドルと推定される。

心臓の負荷検査は、検査が安静時の患者に行われる場合にはＣＡＤ及びその影響の存在が見逃されることが多いために、心臓及びその冠動脈を評価する場合では特に重要である。トレッドミル又は運動用の自転車による運動によって心臓にストレスが加えられる場合、又は様々な理由で実際の物理的な運動行うことができない患者の心臓に対して、特別な化学物質又は薬物を使用することにより最大運動がシミュレートされる場合（薬剤誘発性ストレス）のいずれかの場合にのみ、ＣＡＤの症状を多くの人々に対して信頼性高く検出できる。現在では、最も一般的に使用される負荷検査には、運動（トレッドミル）負荷検査、超音波心臓動態図（超音波）、及び核血流（nuclear perfusion）負荷検査が含まれる。

これらの３つの検査では、複雑性、精度、利用可能性、及び費用の程度が異なっている。ＥＣＧ運動負荷検査は、最も色々な場所で利用できまた使用される負荷検査であり、運用するための費用は最も少ない。その検査は、１２リード線式超音波心臓動態図上のＳＴ部分の変化を検出することに基づいている。その検査の精度は変わりやすく、かなりの数の偽陽性及び偽陰性の結果を生じる。その結果として、患者は自身の負荷検査の間に、超音波心臓検査法又は放射性核種シンチグラフィーを用いる追加のイメージングを受けることが多い。超音波心臓検査法及び放射性核種シンチグラフィーの両方の負荷検査は高度の知識を必要とするため、これらの検査は一般に、専門家が運用及び評価する必要がある。通常は、訓練を受けた超音波の技術者又は心臓病専門医はストレス用の超音波心臓動態図を管理し、ラジオアイソトープの取扱いの資格がある技術者は、心臓病専門医又は放射線専門医と共に核血流負荷検査を運用する。両方の検査プロトコルの結果は一般に、正確な診断を行うために心臓病専門医が評価する必要がある。運用するために選択される検査は一般に、患者の物理的及び医学的な履歴に対する所見及び心臓病専門医の臨床的な判断に基づいて、心臓病専門医が決定する。各検査の不正確の程度は異なる。超音波心臓検査法の診断を行うことができない診断不能率はほとんど１０〜１５％である。診断するための良好な画像の取り込みを妨げる障害は、この診断不能率が原因である。胸部外科手術による瘢痕組織、過剰な患者の体脂肪及び肺の中に過剰な酸素を取り込む肺の障害は、そのような障害の例である。負荷超音波心臓検査法も、様々な理由により、かなりの偽陰性の結果を生ずる。核血流負荷検査は極めて敏感であり、同じようにかなりの数の偽陽性の結果を発生する傾向がある。

１０〜１５％の診断不能率で毎年実行される１３０万件以上の超音波心臓検査法の検査に対して、１億ドル以上の不要なすなわち臨床的に信頼できない超音波心臓検査法の検査が毎年行われる可能性がある。この負荷超音波検査の診断不能率により、偽陽性の結果の発生率が高いとして知られている核血流負荷検査の件数が結果として増加する。偽陽性の心臓負荷検査により、高価で不要な心臓カテーテル法並びにそれに関連して要求される入院及び付加的な不安、不快感及び患者に対する医学的な危険の数が増加する。負荷超音波心臓検査法の検査からかなりの数の偽陰性が生ずることにより、検出されない進行したＣＡＤからの心臓発作及び突然死の危険及び／又はＣＡＤの初期段階における成功したより早い介入が増加する。

特開平０１−３０８５３９号公報 特開平０５−３０７５８０号公報 特開平０３−０２１２２８号公報 特開平０８−１８２６８０号公報

Craig A. Hamilton et al.，Is Imaging at Intermediate Doses Necessary During Dobutamine Stress Magnetic Resonance Imaging? , Journal of Cardiovascular Magnetic Resonance，２００１年，Vol.3 No.4，pp.297-302

従って、心臓病の診断に対する費用を減少すること、精度を向上させること及び／又は負荷検査の有効性を増加させることに関する要求が存在する。

本発明の実施形態は、患者の心臓の情報を表示するための方法、システム及び／又はコンピュータプログラム製品を提供する。患者の心臓の複数のＭＲＩシネループ（cine loop）が、複数の心拍数及び薬理的な負荷及び／又は運動誘導負荷のレベルにおいて得られる。これらの複数のシネループは、少なくとも１つの心臓部位の壁運動画像及び血流画像のフレームのシネループを含む。壁運動のシネループ及び血流のシネループの両方は同時に表示される。
幾つかの実施形態では、血流画像は、少なくとも１つの心臓部位の血流画像の少なくとも１つのシネループである。さらに別の実施形態では、血流画像は、心臓の部位の心筋の遅延増強効果（myocardial delayed enhancement）（ＭＤＥ）の血流画像である。
本発明の特定の実施形態では、複数のＭＲＩシネループが、ＭＲＩシネループのそれぞれで同じ数のフレームを有する補正されたシネループを提供するように調整される。さらに、複数のＭＲＩシネループが、負荷検査を患者に対して行う間に取得される。表示されたシネループに基づいて心筋虚血の有無又は生存能力を決定するために、表示されたＭＲＩのシネループを評価することもできる。

本発明のさらに別の実施形態では、薬剤又は運動のレベルを含む１回の負荷の適用量に対して、患者の心臓に関連した異なる部位に対する複数のシネループが同時に表示される。薬剤を含む異なる負荷の適用量に対する患者の心臓に関連した１つの部位に対する複数のシネループも、同時に表示される。

本発明のさらに別の実施形態では、複数のＭＲＩシネループが、複数のＭＲＩシネループの少なくとも１つにフレームを加えることによって及び／又はそこからフレームを取り除くことによって調整される。全ての表示されるＭＲＩシネループが同じ数のフレームを持つように、フレームをＭＲＩシネループのそれぞれの１つに加える及び／又はそこから取り除くことができる。さらに、別のフレームが、ＭＲＩシネループのフレームを繰り返すことによって提供される。追加又は除去されたフレームは、ＭＲＩシネループの全体にわたって均等に分配される。

本発明の別の実施形態では、壁運動のＭＲＩシネループは、複数の壁運動のＭＲＩシネループのそれぞれの対応するフレームが患者の心臓周期内の共通部分に対応するように補正される。このため、異なるシネループ内のフレームは異なる時間の持続時間に対応するが、各フレームは心臓周期の時間の同じ割合に対応する。

さらに、各ＭＲＩシネループが共通の持続時間全体を有するように、複数のＭＲＩシネループの少なくとも１つのフレームの表示持続時間を調整することによって、複数のＭＲＩシネループを調整することもできる。本発明の別の実施形態では、患者の心臓情報は、患者の心臓の複数の心拍数の複数のＭＲＩシネループを得ることによって表示される。ここで、複数のシネループには、壁運動の画像のフレームを含むシネループが含まれる。少なくとも１つの心臓部位の少なくとも１つの血流画像も得られる。壁運動のシネループ及び少なくとも１つの血流画像の両方は、同時に表示される。

本発明のいくつかの実施形態では、血流画像は、血流画像のシネループを提供する複数の血流画像である。そのような場合は、壁運動のシネループと少なくとも１つの血流画像との両方を同時に表示することは、壁運動のシネループ及び血流画像の少なくとも１つのシネループを同時に表示することによって提供される。

本発明の別の実施形態では、血流画像は、心筋の遅延増強効果の血流画像である。

本発明のさらに別の実施形態では、ＭＲＩ画像を評価するためのユーザーインターフェースが提供される。このユーザーインターフェースはディスプレイ装置上に表示され、心臓の壁運動のＭＲＩ画像の複数のシネループを表示するように構成された少なくとも１つの領域と心臓の血流の少なくとも１つのＭＲＩ画像を表示するように構成された少なくとも１つの領域とを含む。心臓の血流の少なくとも１つのＭＲＩ画像を表示するように構成された領域は、心臓の血流のＭＲＩ画像の少なくとも１つのシネループを表示するように構成される。さらに、心臓の壁運動のＭＲＩ画像の複数のシネループは互いにまた心臓の血流のＭＲＩ画像の少なくとも１つのシネループと同期される。また、心臓の壁運動のＭＲＩ画像の複数のシネループの少なくとも１つは、心臓の血流のＭＲＩ画像のシネループに記録される。
本開示内容に照らせば当業者は理解するように、本発明の実施形態は方法、システム及び／又はコンピュータプログラム製品として提供される。

本発明の実施形態によるＭＲＩシステムのブロック図である。 本発明の実施形態によるデータ処理システムのブロック図である。 本発明の実施形態によるＭＲＩシネループ表示システムの一層詳細なブロック図である。 本発明の実施形態による動作を例証するフローチャートである。 具体例としてのシネループ表示のスクリーン記録である。 本発明の別の実施形態による動作を例証するフローチャートである。

本発明の例証となる実施形態が示されている添付の図面を参照しながら、本発明をここで以下のようにより完全に説明する。しかしながら、本発明は本願に記載された実施形態に限定されると解釈してはならない。むしろ、この開示が詳細で完全であり、また発明の範囲を当業者に十分に伝えるように、これらの実施形態が提供される。

当業者に理解されるように、本発明は方法、システム、又はコンピュータプログラム製品として具体化される。従って、本発明は完全にハードウェアの実施形態、完全にソフトウェアの実施形態又は本願では全体が「回路」又は「モジュール」と一般に呼ばれるソフトウェア及びハードウェアの態様を組み合わせた実施形態の形式を取る。さらに、本発明は、媒体の中に組み込まれたコンピュータが読取り可能なプログラムコードを有するコンピュータが使用可能な記録媒体上のコンピュータプログラム製品の形態を採用する。ハードディスク、ＣＤ−ＲＯＭ、光記憶装置、インターネット又はイントラネットに対応する転送媒体又は磁気記憶装置を含む任意の適当なコンピュータが読取り可能な媒体を使用することができる。

本発明の動作を実行するコンピュータのプログラムコードは、Java（登録商標）、Smalltalk又はC++などのオブジェクト指向のプログラミング言語で記述される。しかしながら、本発明の動作を実行するコンピュータのプログラムコードは、「Ｃ」プログラミング言語などの従来の手続き型プログラミング言語で書くこともできる。特定のシネ表示システムは、対話型データ言語（ＩＤＬ）のプログラミングを使用して、本発明の実施形態の中で使用するに好適なシネ表示を提供する。プログラムコードは、全面的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、独立形の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かつ部分的に遠隔のコンピュータ上で、又は全面的に遠隔のコンピュータ上で実行する。後者のシナリオでは、遠隔コンピュータは、ローカルエリアネットワーク（ＬＡＮ）又はワイドエリアネットワーク（ＷＡＮ）を介してユーザのコンピュータに接続されるか、又は接続は外部のコンピュータに対して（例えば、インターネットのサービスプロバイダを用いてインターネットを介して）なされる。さらに、ユーザのコンピュータ、遠隔コンピュータ、又はその両方を、ＭＲＩシステムなどの他のシステムの中に組み込むことができる。

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製品のフローチャートの実例及び／又はブロック図を参照して、本発明を下記のように説明する。フローチャートの実例及び／又はブロック図の各ブロック並びにフローチャートの実例及び／又はブロック図内のブロックの組み合わせは、コンピュータプログラムの命令によって実行することができることは理解されよう。これらのコンピュータプログラムの命令は、汎用コンピュータ、特殊目的のコンピュータ、又は他のプログラム可能なデータ処理装置のプロセッサに与えられて、コンピュータ又は他のプログラム可能なデータ処理装置のプロセッサを介して実行する命令が、フローチャート及び／又はブロック図のブロックの中で指定された機能／動作を実行する手段を作り出すような装置を実現する。

コンピュータ又は他のプログラム可能なデータ処理装置を特定の方法で機能させることができるこれらのコンピュータプログラムの命令を、コンピュータが読取り可能なメモリの中に記憶して、コンピュータが読取り可能なメモリの中に記憶された命令が、フローチャート及び／又はブロック図のブロックの中で指定された機能／動作を実行するような命令手段を含む製品を作ることもできる。

コンピュータプログラムの命令をコンピュータ又は他のプログラム可能なデータ処理装置にロードし、一連の動作ステップをコンピュータ又は他のプログラム可能な装置上で実行させて、コンピュータの実行による処理を行い、コンピュータ又は他のプログラム可能な装置上で実行される命令がフローチャート及び／又はブロック図のブロックの中で指定された機能／動作を実行するステップを提供することもできる。

本発明の実施形態は、患者の心拍による壁運動のＭＲＩシネループ及び血流画像の両方を用いて、心臓の診断を行う。血流画像は、ＭＲＩの血流画像のシネループ及び／又は心筋の遅延増強効果により提供される個別の画像とすることができる。壁運動のＭＲＩシネループは、負荷がもたらした心拍数などの異なる心拍数、またこれにより、異なる心臓周期のパターン及び／又は持続時間に対して補正するように調整されたＭＲＩシネループに時間的に同期が取られる。心臓の診断は、時間的に同期されたＭＲＩシネループ及び負荷検査を受ける患者の血流画像又はＭＲＩシネループの１つ又は両方を評価することによって行われる。そのような評価によって、結果として患者がＣＡＤである可能性についての選別的な決定が行われる。

本発明の実施形態による具体例としてのシステム１０が、図１に例示されている。図１に示すように、シネ表示／ＭＲＩシステム１０はＭＲＩ収集システム１１を備え、このＭＲＩ収集システム１１は、ＭＲＩ制御システム回路１２、ＭＲＩパルス励起システム回路１４及びＭＲＩ信号測定システム回路１６を含む。このＭＲＩ制御システム回路１２はＭＲＩ収集システム１１の動作を制御して、患者の心臓周期の間にＭＲＩ画像を取得及び提供する。ＭＲＩ制御システム回路１２はまた、さらに分析及び／又は表示を行うために、取得した画像を組み立てて、ワークステーション２０又は他のそのようなデータ処理システムに転送する。ワークステーション２０は、ＭＲＩと一体にする又はＭＲＩから離すことができる。ＭＲＩパルス励起システム回路１４及びＭＲＩ信号測定システム回路１６は、患者の心臓のＭＲＩ画像を与えるＭＲＩ信号を収集するように制御される。

ＭＲＩ画像は、例えば、高速勾配エコーセグメント化Ｋ−空間シーケンス（fast gradient echo segmented k-space sequence）を用いて収集することができる。このＫ−空間区分は、左心室（ＬＶ）のキャビティ寸法が一般に最も小さいフレームである終端収縮期のフレーム（end-systolic frame）を用いて、収縮期の終端を識別するために十分な時間的な分解能（１３〜６５ミリセカンド）を与えるように調整することができる。観察分配（View sharing）を利用して、収集したフレーム間の中間のフレームを与えることができる。下記の表は、様々な心拍数に対するＫ−空間区分を調整する例を示す。

別の方法では、別のＭＲＩ技術を用いて、ＬＶの心筋の肥大又は弛緩を強調する画像を収集することができる。

壁運動のＭＲＩ画像及びシネループのフレームの血流は、患者の心臓周期の間の心臓の様々な部位及び様々な時間における対応する画像を含んでもよい（すなわち、シネループは他のシネループに記録される）。例えば、画像には基本的な短軸、長軸、中間の短軸、先端の短軸、４チャンバ及び２チャンバのスライスなどのスライスが含まれる。特定の実施形態では、望ましい画像部位が、ＬＶの壁運動の画像を提供するように選択される。さらに、画像は患者の負荷検査の間の、例えば、基準線すなわち安静時の心拍数及び／又はドブタミン及びアトロピンなどの薬剤を含む負荷を加えたときの様々な心拍数及び／又は様々な適用量における異なる時間からの画像とすることができる。

心筋の血流画像は、常磁性の造影剤（ガドリニウムを含むものなど）又は感受性の薬剤（酸化鉄又はジスプロシウムを含む薬剤）の投与時の、又はＴ２調整パルスシーケンス又は３Ｄ Ｔ２重み付けシーケンスを用いる、血液−酸素レベル依存（ＢＯＬＤ）の心臓画像などの技術を含む造影剤を投与しないときの、安静時及び負荷を加える間に（薬剤又は運動による）得られる。取得された心臓の壁の血流画像は、複数の連続した心拍に対して取られた心臓領域内の１つの部位の画像とすることができる。壁運動の対応する時間的に補正されたＭＲＩシネループと同じ数のフレームを有するシネループを提供するように、血流画像を発生及び表示することもできる。

General Electric Medical Systems, Siemens, Philips, Varian, Bruker, Marconi及びToshibaが提供するような従来のＭＲＩシステムは、負荷検査を受ける患者の心臓の鼓動の間に収集される望ましいＭＲＩ画像のフレームを提供するために使用できる。これらのＭＲＩ画像のフレームを時間的に補正し、また本願で説明されるような本発明の実施形態に基づいて、心臓の診断を行うために、生物理的又は生理学的な異常に対して表示及び／又は分析することができる。

具体例としてのシネ表示／ＭＲＩシステムが図１に示され、当業者は理解するように、機能及び／又は動作の特定の部分と共に本願に説明されるが、機能及び／又は動作の他の部分は、本発明の教示からなおも恩恵を受けて使用することができる。例えば、ＭＲＩ制御システム回路１２は、ＭＲＩパルス励起システム回路１４又はＭＲＩ信号測定システム回路１６のいずれかと組み合わせることができる。このため、本発明をＭＲＩの機能／動作に対する特定のアーキテクチャ又は区分に限定すると解釈してはならず、本発明は本願で説明される動作を実行することができる機能／動作の全てのアーキテクチャ又は区分をカバーすることを意図している。

図２は、本発明の実施形態に基づいて、ワークステーション２０及び／又はＭＲＩ制御システム回路１２を提供するために好適なデータ処理システム２３０の具体例としての実施形態を示す。データ処理システム２３０は、一般に、キーボード又はキーパッドなどの入力装置２３２、ディスプレイ２３４、及びプロセッサ２３８と通信するメモリ２３６を含む。データ処理システム２３０は、スピーカ２４４、及びプロセッサ２３８と通信するＩ／Ｏデータポート２４６をさらに含む。このＩ／Ｏデータポート２４６は、データ処理システム２３０と他のコンピュータシステム又はネットワークとの間に情報を転送するために使用できる。これらの構成要素は、本願で説明するように動作するために構成される多くの従来のデータ処理システムの中で使用されるような、従来の構成要素とすることができる。

図３は、本発明の実施形態に基づいて、システム、方法、及びコンピュータプログラム製品を例証する、データ処理システムの実施形態のブロック図である。プロセッサ２３８は、アドレス／データバス３４８を介してメモリ２３６と通信する。プロセッサ２３８は、任意の市販の又は特注のマイクロプロセッサとすることができる。メモリ２３６は、データ処理システム２３０の機能を実行するために使用されるソフトウェア及びデータを含むメモリ装置の全体的な階層を示す。メモリ２３６は下記の種類の装置、すなわちキャッシュ、ＲＯＭ、ＰＲＯＭ、ＥＰＲＯＭ、ＥＥＰＲＯＭ、フラッシュメモリ、ＳＲＡＭ、及びＤＲＡＭを含むことができるが、これらに限定されることはない。

図３に示すように、メモリ２３６はデータ処理システム２３０の中で使用されるソフトウェア及び／又はデータの幾つかのカテゴリー、すなわち、オペレーティングシステム３５２、アプリケーションプログラム３５４、入出力（Ｉ／Ｏ）装置のドライバ３５８、及びデータ３５６を含むことができる。当業者は理解するように、オペレーティングシステム３５２はInternational Business Machines Corporation, Armonk, NYからのOS/2, AIX又はSystem390、Microsoft Corporation, レッドモンド, ワシントンからのWindows（登録商標）95, Windows（登録商標）98, Windows（登録商標）2000, Windows（登録商標）NT又はWindows（登録商標）XP、Unix（登録商標）又はLinuxなどの、データ処理システムと共に使用するために好適な任意のオペレーティングシステムとすることができる。オペレーティングシステムは、ＴＣＰ／ＩＰベースの接続又は他のそのようなネットワーク通信プロトコルの接続に対応するように構成することができる。Ｉ／Ｏディバイスドライバ３５８は一般に、Ｉ／Ｏデータポート２４６及び幾つかのメモリ２３６素子などの装置と通信するために、アプリケーションプログラム３５４がオペレーティングシステム
３５２を介してアクセスするソフトウェアルーチンを含む。アプリケーションプログラム３５４はデータ処理システム２３０の様々な機能を実行するプログラムを例証し、本発明の実施形態による動作に対応する少なくとも１つのアプリケーションを含むことが好ましい。最後に、データ３５６は、アプリケーションプログラム３５４、オペレーティングシステム３５２、Ｉ／Ｏディバイスドライバ３５８、及びメモリ２３６の中に存在する他のソフトウェアプログラムが使用する静的及び動的なデータを示す。

図３でさらに見られるように、アプリケーションプログラム３５４はシネループ処理用アプリケーション３６０を含む。このシネループ処理用アプリケーション３６０は、ＭＲＩ画像のシネループを時間的に同期させる、心臓の壁運動及び／又は心臓の壁の血流画像のＭＲＩ画像の時間的に同期したシネループを表示する、及び／又はＭＲＩ画像の時間的に同期したシネループを評価するために、本願で説明された動作を実行する。メモリ２３６のデータ部３５６は、図３の実施形態で示すように、壁運動及び血流のＭＲＩ画像のシネループを含むＭＲＩの画像データを含む。

例えば、図３のアプリケーションプログラムであるシネループ処理用アプリケーション３６０を参照して、本発明を説明したが、当業者は理解するように、本発明の教示から恩恵を受けるような他の構成も使用できる。例えば、シネループ処理用アプリケーション３６０は、オペレーティングシステム３５２、Ｉ／Ｏディバイスドライバ３５８、又はデータ処理システム２３０の他のそのような論理区分の中に組み込むこともできる。このため、本発明を図３の構成に限定すると考えてはならず、本発明は本願で説明される動作を実行できるどのような構成も含むものとする。

図４は、本発明のいくつかの実施形態による動作を例証する。図４に示すように、負荷検査が患者に与えられて（ブロック４００）、壁運動及び血流を示す患者の心臓のＭＲＩ画像が負荷検査の間に取得される（ブロック４０２）。負荷検査は、ＭＲＩ画像が取得される間に与えられるどのような種類の負荷検査でも良い。特定の実施形態では、ＭＲＩの負荷検査は、ドブタミンなどの薬剤を用いる生化学的に引き起こされた負荷検査である。心臓の負荷検査を与えることは当業者には周知であるため、本願ではさらに説明しない。

得られた血流画像は、造影剤が投与された直後に得られた「初回通過（first-pass）」の血流画像であってもよい。そのような場合は、血流画像は、造影剤の血流がシネループの画像によって追跡及びモニタされるようなシネループの画像であってもよい。血流のシネループ画像は、心臓の様々な部位に対する複数の血流のシネループ画像であってもよい。これらのシネループは、血流のシネループが壁運動のシネループとほぼ同じ位置に対応するように壁運動のシネループに記録されてもよい。例えば、血流のシネループは、３つの短軸の壁運動のシネループに対応する３つのシネループであるかもしれない。このように、血流画像は、短軸の壁運動の画像と同じ心臓を通る面で得られてもよい。

別の方法では、又は血流画像のシネループの生成に加えて、心筋の遅延増強効果（ＭＤＥ）も提供されてもよい。ＭＤＥでは、ガドリニウムＤＰＴＡなどの造影剤の後２０分が与えられ、造影剤の一部が壊死（死んだ）組織に漏洩して明るく見える（このため、遅延増強効果が見える）。これらの画像はシネループとしてだけではなく、対応する血流及び／又は壁運動の画像に（同じスライス部位に）記録された１つの画像として取得することができる。ＭＤＥは別の形態の血流である、すなわち、それは死んだ組織の血流であり、一方初回通過の血流は生きている組織の血流である。このため、血流画像はＭＤＥ画像及び／又はシネループの画像などの１つの画像を含んでもよい。１つ又は両方を、壁運動の画像と共に表示できる。

壁運動のＭＲＩ画像は、心臓の様々な部位における及び／又は薬剤を含む様々な負荷の投与レベルにおける心拍のシネループを提供していて、時間的に同期され、また血流画像の数は、各シネループが同じ数のＭＲＩ画像すなわちフレームを有して、各シネループが同じ継続時間に表示されるように設定される（ブロック４０４）。従って、例えば、血流のシネループは、壁運動の画像と同じ速度で周期的に表示させることによって、壁運動のシネループに同期させることができる。血流のシネループを同期化することは、本願で説明されているように、フレームを加える、フレームを除く、又はフレームの表示時間を調整することによって実現することもできる。壁運動のシネループは、各シネループが心臓周期の同じ部分で開始するように、心臓周期に同期させることもできる。

補正された壁運動のシネループ及び血流画像及び／又は血流画像のシネループは、例えば表示するためにワークステーションに送ることができ、また両方を評価して、患者の心臓の生理機能の状態を判断することができる（ブロック４０６）。そのような評価は、例えば、幾つかの又は全ての投与量に対する所定の部位の壁運動及び血流のシネループを表示することによって及び／又は所定の投与量に対する幾つかの又は全ての部位のシネループを表示することによって行うことができる。画像を取得したときにそれらを表示することによって、ほぼリアルタイムの評価を行うことができる。さらに又は別の方法では、ＭＤＥの画像も壁運動のシネループと共に表示することができる。医師が表示されたシネループ及び／又は画像を評価して、心臓の生理機能を判断することができる。そのような評価には、例えば、ＣＡＤの有無の決定、ＣＡＤの重大性における変化、心臓の治療状態の効果などが含まれる。例えば、血流画像が壁運動の画像と比較されて、血流が減った領域が問題のある壁運動の領域に対応するかどうかを決定して、これにより、閉塞が存在するというさらなる確認が行われる。

これらの動作は、本願で説明されるように所望の部位（ブロック４０８）及び所望の負荷検査のレベル（ブロック４１０）に対するＭＲＩ画像が取得されて、補正されるまで繰り返される。このため、別の画像が得られると（ブロック４０８）、別のＭＲＩ画像を取得する動作が継続される（ブロック４０２）。別の負荷レベルを評価することになると（ブロック４１０）、別の負荷検査を投与する動作が続けられる（ブロック４００）。

シネループの時間的な同期が取られることにより、情報を覆い隠す又は評価を無効にする間違った情報を与える可能性がある、時間的な同期化工程による著しいアーチファクト及び／又は歪みをもたらすことなく、医師が心臓の生理機能をより効果的に評価できるようになることが分かる。さらに、シネループの時間的な同期が取られることにより、表示された心臓の動きが心臓周期内の同じ部分に同期される様々な心拍数において、医師が心臓の動きを同時にまた視覚的に比較できるようになるため、ＭＲＩシネループの評価の有効性を増大することが分かる。このため、各表示される画像は、心拍内のほぼ同じ割合の時間にある。従って、様々な心拍数における壁運動の中の差が直接比較されて、何らかの異常性を検出する。前述したように、本願で説明される時間的な同期化工程により、評価工程の妨げになる可能性がある不正確、アーチファクト又は他のその種の歪みをもたらすことなく、そのような表示が可能になることが分かる。さらに、負荷検査が行われている間に、医師がＭＲＩのシネループを使用して負荷検査をモニタできるような、十分にリアルタイムの方法で評価工程を実行できる。そのようなモニタ方法は、負荷検査を処方すること及び負荷検査の結果に基づいて患者の状態を評価することの両方に有用である。異なる心拍数に対するデータを同時に直接比較することができる形式でシネループの情報を提供することにより、医師は検査のパラメータを調整するように及び／又は患者への障害が生じないように患者の心臓の生理機能を迅速に評価できる。

例えば、負荷検査の過程の全体にわたって休止期の壁運動の異常性が存在する又は同心生の左心室肥大（concentric left ventricular hypertrophy）が存在するような幾つかの状態では、壁運動の評価は虚血を識別するには十分でない。このため、心筋の血流及び／又は遅延増強効果及びシネの壁運動を組み合わせた評価が、壁運動の評価だけでは明らかにできない心筋の壊死又は虚血の領域を識別する読み手の能力を高めることができる。

本発明のさらに別の実施形態では、シネループの評価は、画像処理技術を用いて自動的に又は一部自動的に実行される。そのような自動的な評価は、一般的な寸法のデータセットが提供され、またデータセット内の対応するフレームが心臓周期の中の共通部分に対応するために、シネループの時間的な同期化によって容易にされる。例えば、シネループ又はシネループ内の画像の一部は、互いに又はベースラインのシネループからの偏差を強調するために基準値と比較される。このため、例えば、ベースラインの壁運動のシネループは様々な負荷量のシネループと比較され、心臓の生理機能を表示及び／又は評価するために、その差が表示され及び／又はしきい値と比較される。これらの差は、血流のシネループ又は同じ領域のループ及び異常な壁運動の領域と比較すると低い血流の領域とも比較される。各シネループ内の部位が心臓周期内のほぼ同じ時間に対応して、異なるシネループ内の同じ位置のフレームが互いに直接比較されるため、そのようなシネループの比較は可能にされる及び／又は簡単にされる。

自動的な比較には、例えば、異なるシネループをベースラインのループに記録する動作も含まれる。そのような記録する動作は、従来のパターン認識及び／又は位置合わせ技術を利用して行われる。この位置合わせ技術では、シネループ又はシネループの一部の対応する画素がそれぞれ患者の中のほぼ同じ身体的な部位に関連している。特定の実施形態では、比較は３（ｘ，ｙ，ｔ），４（ｘ，ｙ，ｚ，ｔ）及び／又は５（ｘ，ｙ，ｚ，ｔ，負荷量）次元とすることができる。

シネループは、画像を繰り返すこと、画像を表示する時間を増加又は減少させること、及び／又はシネループから画像を取り除くことによって補正することができる。シネループは、同じ数の画像すなわちフレームを各ループの中に設けることによって、時間的に同期が取られる。このため、患者の各表示された心拍は、シネループが取得された心拍数とは無関係に同じ時間で表示される。より多くのフレームを有するループはフレームが取り除かれ、フレームの数が少ないループにはフレームが加えられる。フレームは、ループの中でフレームを反復することによって加算される。フレームは、フレームが表示される持続時間を増加することによる仮想的な方法で加えられる。そのような仮想的なフレームの追加は、ループ内でフレームを物理的に繰り返すよりも記憶装置への要求が少ない。追加又は削除されたフレームはループの全体にわたって分散され、またループの全体にわたってほぼ等しく分散されることが好ましい。さらに、シネループは患者の心臓周期に同期されて、各シネループが心臓周期内のほぼ同じ部分で開始する。ＭＲＩのシネループを患者
の心臓周期に同期させる技術は当業者には周知であり、このため、本願でさらに説明する必要はない。

本発明の特定の実施形態では、シネループの表示がリアルタイムで提供される。別の実施形態では、シネループの表示がほぼリアルタイムで行われる。負荷検査を受けている患者のシネループのそのようなリアルタイム又はほぼリアルタイムの表示を使用して、患者の損傷を避けるように負荷検査の迅速な分析及びモニタリングを可能にすることによって、安全な負荷検査が提供される。さらに別の実施形態では、シネループの表示が記憶された情報から提供されて、「オフライン」で実行される。そのようなオフラインの分析は、シネループの詳細な又はより時間を要する分析に対して好適である。さらに、シネループのデータの収集、画像の構成及び／又は画像の転送は、画像の収集と表示との間の見掛けの待ち時間を少なくするために互いに重ね合わされる。

図５は、本発明の実施形態によるシネループ表示５００のスクリーンキャプチャーである。図５から分かるように、複数のシネループ５０２が同時に表示される。シネループは前述したように時間同期されており、壁運動及び血流情報の画像を含んでいる。図５で見られるように、壁運動のシネループ、初回通過の血流のシネループ及びＭＤＥ画像が全て同時に表示される。図５では、ベースラインの壁運動のシネループ５０２、第１の負荷量の壁運動のシネループ５０４、ピーク負荷量の壁運動のシネループ５０６、回復期の壁運動のシネループ５０８、初回通過の血流のシネループ５１０及び遅延増強効果の画像５１２が、本願で説明したように同時に表示される。

図６は、本発明のさらに別の実施形態による動作を例証する。図６から分かるように、ユーザ入力が与えられて、シネループのベース画像のトリミング及び／又はベースのシネループ画像のコントラスト、輝度、ガンマ又は他の表示レベルの調整を行う（ブロック６００）。次に、トリミング及び／又はレベル調整がベースのシネループの中の残りの画像及び表示又は記憶される他のシネループに自動的に伝えられる（ブロック６０４）。このため、医師はシネループの画像の表示を、各画像及び／又はループを個別に調整する必要なく迅速に調整できる。随意的に、トリミング及び／又はレベル情報が記憶されて、シネループと関連付けられる。シネループを、例えば、ハードドライブ又は他の記憶媒体に記憶して、後で表示及び／又は分析するために呼び出すこともできる。次に、記憶されたシネループは、トリミング及び／又はレベル情報を自動的に加えて表示できる。

本発明の実施形態は、主にＭＲＩ画像のほぼリアルタイムの評価に関連して説明されたが、この開示内容に鑑みて当業者は理解するように、ＭＲＩ画像の評価は「オフライン」又はかなり後で行うこともできる。例えば、以前のＭＲＩ画像を表示し現在のＭＲＩ画像と比較して、治療の過程から結果として生じた可能性のある改良が壁運動及び／又は血流の中に現れているかどうかを決定できる。このように、本発明を収集直後のＭＲＩのシネループ画像の評価に限定すると解釈すべきではない。

前記の内容は本発明の例証であり、それを限定するものと解釈してはならない。本発明のいくつかの例示的な実施形態を説明してきたが、本発明の新規な教示及び利点から著しく離れることなく、多くの変更が例証的な実施形態の中で可能であることは、当業者は容易に理解されよう。従って、そのような全ての変更は、特許請求の範囲の中で定義されるように、本発明の範囲内に含まれるものとする。

１１ ＭＲＩ
１２ ＭＲＩ制御システム
１４ ＭＲＩパルス励起システム
１６ ＭＲＩ信号測定システム
２０ ワークステーション
２３０ データ処理システム
２３２ 入力装置
２３４ ディスプレイ
２３８ プロセッサ
２３６ メモリ
２４４ スピーカ
２４６ Ｉ／Ｏデータポート
３５２ オペレーティングシステム
３５４ アプリケーションプログラム
３５６ データ
３５８ ドライバ３５８
３６２ ＭＲＩ画像

Claims (10)

1. 患者の心臓情報を、負荷検査を患者に対して行う間に表示するシステムであって、
   壁運動画像のフレームを含むシネループ及び少なくとも１つの心臓部位の血流画像のフレームを含む少なくとも１つのシネループを含む、複数の心拍数における患者の心臓の複数のＭＲＩシネループを取得する手段と、
   壁運動のＭＲＩ画像の複数のシネループを同期し、異なる心拍数の壁運動を心臓周期内の共通部分に調整する手段と、
   心臓の壁運動のＭＲＩ画像の少なくとも一つのシネループを、心臓の血流のＭＲＩ画像のシネループに対して記録する手段と、
   前記壁運動のシネループ及び前記少なくとも１つの血流のシネループの両方を、負荷検査を患者に対して行う間に同時に表示する手段と、
   を備えるシステム。
2. 前記同期されたシネループがベースラインの壁運動のシネループ、第１の負荷量の壁運動のシネループ、ピーク負荷量の壁運動のシネループ、回復期の壁運動のシネループ、及び初回通過の血流のシネループを含み、これらが異なったウィンドウに表示され、患者の遅延増強効果の画像をさらに同時に表示することができる請求項１に記載のシステム。
3. 患者の心臓情報を表示するコンピュータプログラムであって、
   壁運動画像のフレームを含むシネループ及び少なくとも１つの心臓部位の血流画像のフレームを含む少なくとも１つのシネループを含む、複数の心拍数における患者の心臓の複数のＭＲＩシネループを取得するステップと、
   前記壁運動のＭＲＩ画像の複数のシネループを同期し、異なる心拍数の壁運動を心臓周期内の共通部分に調整するステップと、
   前記壁運動のシネループ及び前記少なくとも１つの血流のシネループの両方を、負荷検査を患者に対して行う間に同時に表示するステップと、
   を含む、コンピュータプログラム。
4. 前記同期されたシネループがベースラインの壁運動のシネループ、第１の負荷量の壁運動のシネループ、ピーク負荷量の壁運動のシネループ、回復期の壁運動のシネループ、及び初回通過の血流のシネループを含み、これらを異なったウィンドウに表示し、患者の遅延増強効果の画像をさらに同時に表示するステップをさらに含む請求項３に記載のコンピュータプログラム。
5. 医師に心臓診断データを提供するための方法であって、
   （ａ）患者のＭＲＩ心臓画像のベースライン第１壁運動シネループと、（ｂ）負荷を引き起こす薬剤の投与後に得られた患者のＭＲＩ画像の第２壁運動シネループと、（ｃ）回復期の患者のＭＲＩ心臓画像の第３壁運動シネループとを電子的に生成し時間同期するステップと、
   患者のＭＲＩ血流画像を電子的に得て、少なくとも１つのＭＲＩ画像の血流シネループを生成するステップと、
   前記少なくとも１つのＭＲＩ画像の血流シネループを電子的に時間同期するステップであって、前記ＭＲＩ画像の血流シネループを前記壁運動シネループと同一の速度で表示するステップと、
   負荷検査を患者に対して行う間に、ディスプレイのそれぞれのウィンドウで前記壁運動シネループ及び前記血流シネループを電子的にリアルタイムで同時表示する表示ステップと、
   前記ベースラインシネループ画像のコントラスト、輝度、ガンマ又は別の表示レベルのうちの少なくとも１つを迅速に調整するためにユーザ入力を許容するステップであって、前記ユーザ入力は互いに別々に調整することなしにディスプレイの異なるウィンドウの別のシネループに自動的に伝搬するユーザ入力許容ステップと、
   を含んで成る方法。
6. 前記表示ステップが、負荷を引き起こす薬剤の単一の投与に対して、患者の心臓に関連した異なる部位の複数のシネループを同時に表示するステップを含む、請求項５に記載の方法。
7. 前記少なくとも１つの血流画像が心筋の遅延増強効果の血流画像を含む請求項５に記載の方法。
8. 負荷試験のＭＲＩイメージングを評価するためのユーザインターフェースを表示するディスプレイを備えたワークステーションであって、
   前記ユーザインターフェースが負荷検査を患者に対して行う間に異なる心拍数で心臓の壁運動のＭＲＩ画像の複数の時間同期されたシネループを表示するように構成された少なくとも１つの領域と、心臓の血流の少なくとも１つのＭＲＩ画像シネループを表示するように構成された少なくとも１つの領域と、
   を含み、前記少なくとも１つのＭＲＩ画像の血流シネループを同期して、前記壁運動シネループと同一の速度で表示し、前記ベースラインシネループ画像のコントラスト、輝度、ガンマ又は別の表示レベルのうちの少なくとも１つを迅速に調整することをユーザに許容し、該調整は互いに別々に調整することなしにディスプレイの異なるウィンドウの別のシネループに自動的に伝搬するワークステーション。
9. 前記ユーザインターフェースが、心臓の単一の部位へ適用される負荷を引き起こす薬剤の異なる投与量に対応する前記壁運動シネループを同時に表示するように構成されている、請求項８に記載のワークステーション。
   
10. 負荷検査を患者に対して行う間に医師に心臓診断データを提供するためのシステムにおいて、前記システムが、
    患者の複数のＭＲＩ心臓画像を電子的に得るための手段であって、心臓の少なくとも１つの部位に対して複数の壁運動シネループを生成する手段を備え、
    前記複数の壁運動シネループは時間同期されて、異なるシネループに関連する異なる心拍速度における壁運動が心臓周期の同一部分に同期され、前記シネループは、（ａ）患者のＭＲＩ心臓画像のベースライン第１壁運動シネループと、（ｂ）負荷を引き起こす薬剤の投与後に得られた患者のＭＲＩ画像の第２壁運動シネループと、（ｃ）回復期の患者のＭＲＩ心臓画像の第３壁運動シネループとから成り、
    患者のＭＲＩ血流心臓画像を電子的に得るための手段であって、心臓の少なくとも１つの部位へ一回以上適用される前記負荷を引き起こす薬剤に対応して少なくとも１つのＭＲＩ血流シネループを生成する手段を備え、
    前記少なくとも１つのＭＲＩ血流シネループのフレーム速度を電子的に調整する手段であって、このようにして前記壁運動シネループと同一の速度で前記シネループを表示する調整手段をさらに備え、
    患者の心筋の遅延増強効果を表わすＭＲＩ画像を電子的に得るための手段と、
    前記壁運動シネループと前記少なくとも１つの血流シネループとを電子的に記録し、それぞれのシネループの画像が患者の同一の心臓部位に対応するようにしてなる手段を備え、
    負荷検査を患者に対して行う間に、前記壁運動シネループ、前記少なくとも１つの血流シネループ及び前記少なくとも１つの遅延増強効果画像を電子的に同時に表示するための手段を備える、
    システム。

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