JP6240319B2 - 側副循環の画像化及び評価のための新しい磁気共鳴画像法 - Google Patents

Description

本発明は、側副循環の画像化及び評価のための新しい磁気共鳴画像法に関する。

脳梗塞は、全世界的に重要な死亡原因の一つであって、韓国国民の死亡原因の中、単一疾患としては、最も高い死亡率を示し、高い障害率を示す。脳梗塞は、脳血管が塞がることにより、脳組織に送られる血液の供給が遮断され、脳組織が梗塞されてあらわれる症状である。脳梗塞の治療方法は、塞がった結果を早期に再開通し、脳組織が完全に梗塞される前に脳血流を回復させるのがほぼ唯一の治療方法である。脳血流は、塞がった脳血管が再開通される前は、周辺血管から供給される側副循環により維持される。したがって、再開通治療前の側副循環の程度は、脳組織が完全に梗塞に進行するかどうかに対する運命に決定的な役割をする（非特許文献１参照）。
また、側副循環は、塞がった血管の再開通率及び治療後の脳組織の出血性の変化にも至大なる影響を及ぼす（非特許文献２参照）。即ち、脳梗塞患者の治療方針及び予後予測において、側副循環の程度を早期に分かることは、非常に重要である。一般に、脳梗塞は、発生原因と治療反応が多様であるため、多様な磁気共鳴画像法を利用した画像バイオマーカーの開発が非常に重要である。磁気共鳴画像を利用した脳梗塞の研究技法には、代表的に拡散及び灌流強調画像（ｄｉｆｆｕｓｉｏｎ ａｎｄ ｐｅｒｆｕｓｉｏｎ−ｗｅｉｇｈｔｅｄ ｉｍａｇｉｎｇ）、液体減衰反転回復（ＦＬＡＩＲ；Ｆｌｕｉｄ Ａｔｔｅｎｕａｔｉｏｎ Ｉｎｖｅｒｓｉｏｎ Ｒｅｃｏｖｅｒｙ）法などがあって、このような画像及び画像の後処理（ｐｏｓｔ−ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ）を通じて製作されたマップ（ｍａｐ）は、臨床において画像バイオマーカーとして活発に使用されている。しかしながら、このような多様な技法が開発されたにもかかわらず、今まで、磁気共鳴画像を利用して直接的に側副循環を画像化し、その程度を評価できるような方法は、まだ開発されていない実情である。

現在臨床診療では、通常的にデジタルサブトラクション血管造影法（ｄｉｇｉｔａｌ ｓｕｂｔｒａｃｔｉｏｎ ａｎｇｉｏｇｒａｐｈｙ，ＤＳＡ）が側副循環の画像化及び程度測定のゴールドスタンダード（ｇｏｌｄ ｓｔａｎｄａｒｄ）として使用されている。しかし、ＤＳＡ法は、人体に侵襲的であり、施行のために、相対的に長い時間が所要されて、これに対する専門家が必要であり、血塞栓症発生の危険を伴う。また、ＤＳＡを利用した側副循環の程度を評価する時、遅延された静脈相（ｌａｔｅ ｖｅｎｏｕｓ ｐｈａｓｅ）まで十分行われていない場合や、病変反対側の血管に対する評価が抜けているなどの場合は、側副循環の評価が制限的である。したがって、人体に非侵襲的で、もっと短い時間内に容易且つ客観的に側副循環の程度が分かるような新しい技法の開発が必要である。

本明細書全体にかけて多数の特許文献及び論文が参照されて、その引用が表示されている。引用された特許文献及び論文の開示内容は、その全体が本明細書に参照として取り込まれ、本発明の属する技術分野の水準及び本発明の内容がより明確に説明される。

Ｂａｎｇ ＯＹ ｅｔ ａｌ．，Ｊ Ｎｅｕｒｏｌ Ｎｅｕｒｏｓｕｒｇ Ｐｓｙｃｈｉａｔｒｙ，２００８；７９：６２５ Ｂａｎｇ ＯＹ ｅｔ ａｌ．，Ｓｔｒｏｋｅ，２０１１；４２：６９３；Ｂａｎｇ ＯＹ ｅｔ ａｌ．，Ｓｔｒｏｋｅ，２０１１；４２：２２３５

本発明者らは、上述の従来技術の問題点を解決するために鋭意研究した結果、磁気共鳴画像法を利用して側副循環を画像化し、その程度が評価できるような新しい方法を開発して、本発明を完成した。

したがって、本発明の目的は、身体内の側副循環を画像化する方法を提供することにある。

本発明の他の目的は、側副循環を画像化するプログラムが記録されたコンピューター読取り可能な記録媒体を提供することにある。

本発明の他の目的及び利点は、発明の詳細な説明、請求の範囲及び図面により、更に明確にされる。

本発明の一様態によると、本発明は、（ａ）身体内の磁気共鳴画像として動的磁化率対照造影増強灌流強調画像（ｄｙｎａｍｉｃ ｓｕｓｃｅｐｔｉｂｉｌｉｔｙ ｃｏｎｔｒａｓｔ−ｅｎｈａｎｃｅｄ ｐｅｒｆｕｓｉｏｎ ｗｅｉｇｈｔｅｄ ｉｍａｇｉｎｇ，ＤＳＣ−ＰＷＩ）のソースデータを画像後処理する段階と、
（ｂ）前記段階（ａ）で画像後処理を通じて得られた画像をデジタルサブトラクション血管造影法（ｄｉｇｉｔａｌ ｓｕｂｔｒａｃｔｉｏｎ ａｎｇｉｏｇｒａｐｈｙ，ＤＳＡ）の画像と対照し、側副循環を画像化する段階と、を含む、身体内側副循環を画像化する方法を提供する。

本明細書において、用語‘側副循環（ｃｏｌｌａｔｅｒａｌ ｃｉｒｃｕｌａｔｉｏｎ）’は、血管の狭窄や閉塞により、正常的な血流の流れが遮断された時、血流が他の血管に迂回して流れる現象を意味する。脳血流の場合、両側頸動脈による前方循環（ａｎｔｅｒｉｏｒ ｃｉｒｃｕｌａｔｉｏｎ）と後ろ側の椎骨基底動脈による後方循環（ｐｏｓｔｅｒｉｏｒ ｃｉｒｃｕｌａｔｉｏｎ）で構成されて、これらは、脳基底部で吻合し、ウィリス動脈輪（Ｃｉｒｃｌｅ ｏｆ Ｗｉｌｌｉｓ）をなして、以後、前脳動脈、中脳動脈、後脳動脈に分枝する。これらのそれぞれの血管は、究極的に脳の一定領域の血液供給を担当するが、それと同時に、これら血管間の吻合が所々でなされ、一側血管の病変時、側副循環をなすようになる。

本発明の好ましい具現例によると、本発明において、側副循環は、脳、心臓、四肢末端、腎臓、及び腸（ｉｎｔｅｓｔｉｎｅ）部位における側副循環を含み、より好ましくは、本発明において側副循環は、脳梗塞又は心筋梗塞時発生する側副循環を含む。

本明細書において、用語‘脳梗塞’は、脳の血管が塞がって、脳の一部が死ぬ疾病を意味する。脳梗塞は、脳血管の動脈硬化症による血栓及び心臓由来の塞栓による脳血管の閉塞が原因である。

本明細書において、用語‘磁気共鳴画像（ｍａｇｎｅｔｉｃ ｒｅｓｏｎａｎｃｅ ｉｍａｇｉｎｇ）’は、体内構造物の写真を生成するために、磁場を使用する診断技術を意味する。磁気共鳴画像に使用する機械は、電磁波のパルスを利用して身体に非常に強力な磁場を形成し、このような磁場の形成と崩壊の過程で作られた信号を利用して、体内構造物を画像化する。

本明細書において、用語‘動的磁化率対照造影増強灌流強調画像（ｄｙｎａｍｉｃ ｓｕｓｃｅｐｔｉｂｉｌｉｔｙ ｃｏｎｔｒａｓｔ−ｅｎｈａｎｃｅｄ ｐｅｒｆｕｓｉｏｎ ｗｅｉｇｈｔｅｄ ｉｍａｇｉｎｇ，ＤＳＣ−ＰＷＩ）’は、磁気感受性の増加により引き起こされる磁場の変化を検出する磁気共鳴画像の一技法を意味する。一般には、常磁性造影剤のＧＤ−ＤＴＰＡ（ｇａｄｏｌｉｎｉｕｍ ｄｉｅｔｈｙｌｅｎｅ ｔｒｉａｍｉｎｅ ｐｅｎｔａ ａｃｅｔｉｃ ａｃｉｄ）を患者の腕の静脈に注入した後、経時による信号変化を連続撮影して観察し、このような信号変化の検出を通じて、脳血流、脳血流量、造影剤の平均移動時間などの多様な脳血流由来のマップを画像化する技法である。

本明細書において、用語‘画像後処理（ｉｍａｇｅ ｐｏｓｔ−ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ）’は、画像の獲得後、前記画像からなる情報をソースデータとして利用し、補正及び再構成を経て、新しい画像に出力する一連の作業を意味する用語である。一般に、医療画像は、３次元関数ｆ（ｘ，ｙ，ｚ）で定義されるが、ｘ，ｙ，ｚは、空間座標を意味し、その座標におけるｆの大きさが画像の信号強度（ｓｉｇｎａｌ ｉｎｔｅｎｓｉｔｙ）と呼ばれる。医療画像は、デジタル画像であるため、有限な要素から構成されており、各要素は、特定な位置と値を有するが、この要素をボクセル（ｖｏｘｅｌ）と呼ぶ、各ボクセルにおける信号強度値は、画像後処理過程を通じて補正及び再構成されて、新しい情報で構成された画像として出力される。

本明細書において、用語‘デジタルサブトラクション血管造影法（ｄｉｇｉｔａｌ ｓｕｂｔｒａｃｔｉｏｎ ａｎｇｉｏｇｒａｐｈｙ，ＤＳＡ）’とは、血管造影術の一方法を意味する。具体的に説明すると、まず、血管造影をする部分の単純Ｘ線撮影を実施して、次いで、血管内にＸ線撮影時観察可能な造影剤を注入し、Ｘ線撮影を施す。このように二つの撮影情報をコンピューターに入力し、二番目の撮影の情報から一番目の撮影の情報を差引くようにする。このような過程を経ると、血管だけがきれいに造影され、他の部分の画像は除去された画像を得ることができる。このような方式で血管部分の画像を更に鮮明に得る技法をデジタルサブトラクション血管造影法という。

本発明の好ましい具現例によると、前記段階（ａ）のＤＳＣ−ＰＷＩソースデータの画像後処理は、造影剤の注入前に得られた画像の信号を、造影剤の注入後に得られた画像の信号から差引きし、経時による順次的な画像を得る段階（ａ）−１を含む。

上記のように、造影剤の注入前に得られた画像の信号を、造影剤の注入後に得られた経時による順次的な画像の信号から差引くことにより、解剖学的構造による信号を排除し、造影剤による信号のみを残して、画像化したい組織を順次的に視覚化することができる。前記ＤＳＣ−ＰＷＩの経時による順次的な画像は、一定の時間間隔を有する順次的な画像を意味し、前記一定の時間間隔は、好ましくは、０．１〜１０秒間であって、より好ましくは、０．５〜５秒間、更に好ましくは、１．０〜３秒間、最も好ましくは、１．５〜２秒間である。

本発明の他の好ましい具現例によると、前記段階（ａ）のＤＳＣ−ＰＷＩソースデータの画像後処理は、前記段階（ａ）−１で得られた順次的な画像において、隣接した連続画像カットを重ね合わせる段階（ａ）−２を含む。

本発明において、ＤＳＣ−ＰＷＩの順次的な画像において、隣接した連続画像カットを重ね合わせることにより、画像の空間解像度を向上させ、経時による信号強度の変化を最大化させる。前記重ね合わせる連続画像カットの数は、空間解像度を向上させながら、経時による信号強度の変化を最大化させることのできる範囲内で適宜選択することができる。例えば、前記隣接した連続画像カットの重ね合わせは、２〜１０枚の隣接した連続画像カットを重ね合わせて行うことができ、好ましくは、２〜７枚、より好ましくは、２〜５枚、更に好ましくは、２〜３枚、最も好ましくは、２枚の隣接した連続画像カットを重ね合わせる。

本発明の他の好ましい具現例によると、前記段階（ｂ）において、後処理したＤＳＣ−ＰＷＩ画像と、ＤＳＡ画像との対照は、動脈相（ａｒｔｅｒｉａｌ ｐｈａｓｅ）、毛細血管相（ｃａｐｉｌｌａｒｙ ｐｈａｓｅ）、静脈相（ｖｅｎｏｕｓ ｐｈａｓｅ）、又は遅延静脈相（ｌａｔｅ ｖｅｎｏｕｓ ｐｈａｓｅ）に当る画像に対して行う。

本明細書において、用語‘動脈相’は、正常側の脳実質の脳島部位（ｉｎｓｕｌａｒ ｒｅｇｉｏｎ）から造影剤の染色が始まる時期、用語‘毛細血管相’は、正常側の脳実質の全体が最高の信号強度で染色される時期、用語‘静脈相’は、正常側の脳実質から造影剤が流失（ｗａｓｈｏｕｔ）される時期、用語‘遅延静脈相’は、正常側の脳実質は、造影剤が全て流失された反面、病変側の脳実質から造影剤信号が表れる時期をそれぞれ意味する。

本発明の他の好ましい具現例によると、前記動脈相、毛細血管相、静脈相、及び遅延静脈相において、ＤＳＣ−ＰＷＩ画像は、上述した‘隣接した連続画像カットが重なり合ったイメージ’の連続した画像から構成される。より好ましくは、前記動脈相、静脈相、遅延静脈相において、ＤＳＣ−ＰＷＩ画像は、上述した‘隣接した連続画像カットが重なり合ったイメージ’の連続した２枚の画像から構成されて、前記毛細血管相において、ＤＳＣ−ＰＷＩ画像は、上述した‘隣接した連続画像カットが重なり合ったイメージ’の連続した３枚の画像から構成される。

本発明の他の好ましい具現例によると、前記動脈相を構成するＤＳＣ−ＰＷＩ画像を重ね合わせて、側副循環の初期（ｅａｒｌｙ ｐｈａｓｅ）画像を構成して、前記毛細血管相を構成するＤＳＣ−ＰＷＩ画像を重ね合わせて 側副循環の中期（ｍｉｄ ｐｈａｓｅ）画像を構成し、前記静脈相及び遅延静脈相を構成するＤＳＣ−ＰＷＩ画像を重ね合わせて側副循環の末期（ｌａｔｅ ｐｈａｓｅ）画像を構成する。

本発明の他の様態によると、
本発明は、（ａ）’動的磁化率対照造影増強灌流強調画像（ＤＳＣ−ＰＷＩ）のソースデータにおいて、当該時間における磁気共鳴信号強度Ｓ（ｔ）、ベースラインの磁気共鳴信号強度Ｓ_０、ｅｃｈｏ ｔｉｍｅ ＴＥを、下記数学式に代入し、各ボクセル（ｖｏｘｅｌ）のＲ_２ ^＊値を得る段階と、
Ｒ_２ ^＊（ｔ）＝−１／ＴＥ ｌｏｇ［Ｓ（ｔ）／Ｓ_０］
（ｂ）’各画像カットにおいて、全てのボクセルのＲ_２ ^＊値を合算し、合算したＲ_２ ^＊値の経時変化をグラフ化する段階と、
（ｃ）’前記グラフにおいて、合算したＲ_２ ^＊値の最大値を見出し、この最大値に当る画像カットを側副循環画像の中期（ｍｉｄ ｐｈａｓｅ）の中間地点と定める段階と、
（ｄ）’前記側副循環画像の中期（ｍｉｄ ｐｈａｓｅ）の中間地点と定めた画像カットを基準に、隣接した画像を重ね合わせて、側副循環画像を作成する段階と、
を含む側副循環画像を製作する方法を提供する。

本発明のまた他の様態によると、
本発明は、（ａ）’’動的磁化率対照造影増強灌流強調画像（ＤＳＣ−ＰＷＩ）のソースデータにおいて、当該時間における磁気共鳴信号強度Ｓ（ｔ）、ベースラインの磁気共鳴信号強度Ｓ_０、ｅｃｈｏ ｔｉｍｅ ＴＥを、下記数学式に代入し、各ボクセル（ｖｏｘｅｌ）のＲ_２ ^＊値を得る段階と、
Ｒ_２ ^＊（ｔ）＝−１／ＴＥ ｌｏｇ［Ｓ（ｔ）／Ｓ_０］
（ｂ）’’各画像カットにおいて、全てのボクセルのＲ_２ ^＊値を合算し、合算したＲ_２ ^＊値の経時変化をグラフ化する段階と、
（ｃ）’’前記グラフにおいて、合算したＲ_２ ^＊値の最大値を見出し、この最大値に当る画像カットを側副循環画像の中期（ｍｉｄ ｐｈａｓｅ）の中間地点と定める段階と、
（ｄ）’’前記側副循環画像の中期（ｍｉｄ ｐｈａｓｅ）の中間地点と定めた画像カットを基準に、隣接した画像を重ね合わせて、側副循環画像を作成する段階と、
を含む側副循環画像を製作するプログラムが記録されたコンピューター読取り可能な記録媒体を提供する。

前記段階（ｄ）’及び（ｄ）’’において、隣接した画像を重ね合わせて、側副循環画像を作成する段階は、前記本発明の他の様態である身体内側副循環を画像化する方法で説明した方法と同一であるため、その説明を省略する。

上述の本発明の方法から得られた側副循環画像から観察される側副循環の等級に基いて、血管再開通後の脳梗塞患者の予後を予測することができる（実施例６参照）。

本発明の特徴及び利点を要約すると、以下のとおりである。
（ｉ）本発明は、身体内において、側副循環を迅速且つ正確に画像化する新しい磁気共鳴画像法に関する。
（ｉｉ）本発明は、動的磁化率対照造影増強灌流強調画像（ＤＳＣ−ＰＷＩ）のソースデータを画像後処理した後、後処理を通じて得られた画像をデジタルサブトラクション血管造影法（ＤＳＡ）の画像と対照し、側副循環を画像化する。
（ｉｉｉ）本発明の方法によると、側副循環を、非侵襲的に、迅速且つ容易に画像化して評価することができるため、血管狹窄や閉塞により発生する疾患の理解、治療方針の決定及び予後の予測に重要な情報を提供することができる。

本発明は、身体内側副循環を画像化する新しい磁気共鳴画像法に関する。本発明は、動的磁化率対照造影増強灌流強調画像（ＤＳＣ−ＰＷＩ）のソースデータを画像後処理した後、後処理を通じて得られた画像をデジタルサブトラクション血管造影法（ｄｉｇｉｔａｌ ｓｕｂｔｒａｃｔｉｏｎ ａｎｇｉｏｇｒａｐｈｙ，ＤＳＡ）の画像と対照し、側副循環を画像化する。
本発明の方法によると、側副循環を、非侵襲的に、迅速且つ容易に画像化して評価することができるため、血管狹窄や閉塞により発生する疾患の理解、治療方針の決定及び予後の予測に重要な情報を提供することができる。

図１は、右側中大脳動脈の閉塞を伴う脳梗塞患者において、動的磁化率対照造影増強灌流強調画像（ｄｙｎａｍｉｃ ｓｕｓｃｅｐｔｉｂｉｌｉｔｙ ｃｏｎｔｒａｓｔ−ｅｎｈａｎｃｅｄ ｐｅｒｆｕｓｉｏｎ ｗｅｉｇｈｔｅｄ ｉｍａｇｉｎｇ，ＤＳＣ−ＰＷＩ）のソースデータを利用して脳実質を視覚化した例を示す。ＤＳＣ−ＰＷＩのソースデータは、一つのスライス当り５０枚のイメージカットから構成されて、各カット間に約１．７秒の時間間隔を有する。各イメージ下段の時間は、ソースデータを得始めた時点から経過した時間を意味する。右側中大脳動脈が閉塞されているため、左半球に比べ、右半球の造影剤染色（ｓｔａｉｎｉｎｇ）と流失が相対的に遅れていることが分かる。 図２は、側副循環画像化過程において、最高の時間／空間解像度を得るために、ＤＳＣ−ＰＷＩイメージカットを重ね合わせた結果を示す。互いに隣接した２カットのイメージを重ね合わせた時、最高の時間／空間解像度を得ることができる。これに対し、重ね合わせなかったイメージは、空間解像度が劣り、これより多いカットを重ね合わせた場合は、時間解像度が劣るようになる。 図３は、デジタルサブトラクション血管造影術の画像とＤＳＣ−ＰＷＩ画像をマッチングし、側副循環画像を構成する過程を示す。第１行（ｌｉｎｅ）は、病変反対側で行ったデジタルサブトラクション血管造影術により得られた画像であって、それぞれ動脈相（ａｒｔｅｒｉａｌ ｐｈａｓｅ）、毛細血管相（ｃａｐｉｌｌａｒｙ ｐｈａｓｅ）、静脈相（ｖｅｎｏｕｓ ｐｈａｓｅ）で構成される。第２行は、病変側で行ったデジタルサブトラクション血管造影術により得られた画像であって、右側中大脳動脈近位部の閉塞を確認することができる（ｔｈｉｎ ｗｈｉｔｅ ａｒｒｏｗ）。また、毛細血管相から、右側前大脳動脈から下がってくる側副循環を観察することができる（ｔｈｉｃｋ ｗｈｉｔｅ ａｒｒｏｗｓ）。側副循環は、遅延静脈相（ｌａｔｅ ｖｅｎｏｕｓ ｐｈａｓｅ）まで観察可能である。第３行は、デジタルサブトラクション血管造影術画像の各時期に当るＤＳＣ−ＰＷＩ画像の２カット重ね合わせイメージを示す。病変側半球から側副循環による造影剤の染色と流失を確認することができる（ｂｌａｃｋ ａｒｒｏｗ ｈｅａｄｓ）。第４行は、側副循環画像の生成を示す。動脈相、毛細血管相、及び静脈相−遅延静脈相に当るＤＳＣ−ＰＷＩの２カット重ね合わせイメージを再度重ね合わせて、側副循環を評価できる画像を生成した。各時期は、初期（ｅａｒｌｙ ｐｈａｓｅ）、中期（ｍｉｄ ｐｈａｓｅ）及び末期（ｌａｔｅ ｐｈａｓｅ）に該当する。 図４は、自動化ソフトウェアＦＡＳＴ−ＣＯＬＬを利用した側副循環画像の作成過程を示す。患者が、脳梗塞症状が発生して病院に来院した後、側副循環画像を生成するまでの全体的な流れを示す。脳磁気共鳴画像の施行後、画像をワークステーションに送ると、ＦＡＳＴ−ＣＯＬＬを利用して側副循環画像を生成し、その結果に基いて側副循環の程度を評価する。生成された側副循環画像は、医療画像管理システム（Ｐｉｃｔｕｒｅ Ａｒｃｈｉｖｉｎｇ Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ Ｓｙｓｔｅｍ，ＰＡＣＳ）に送られ、他のマルチモーダル磁気共鳴画像から得られた情報と共に、患者に対する多様な情報を提供するようになる。ＦＡＳＴ−ＣＯＬＬを利用すると、磁気共鳴画像ソースデータを得た後、評価まで約５分間程度の時間が所要される。 図５は、側副循環画像から側副循環の程度を評価した結果を示す。パネル（１）は、貧弱な側副循環（Ｐｏｏｒ ｃｏｌｌａｔｅｒａｌｓ）と評価される画像であって、病変側の造影剤染色が末期（ｌａｔｅ ｐｈａｓｅ）まで完全にないか、一部地域のみが遅い側副循環で染色される場合である。パネル（２）は、中間程度の側副循環（Ｉｎｔｅｒｍｅｄｉａｔｅ ｃｏｌｌａｔｅｒａｌｓ）と評価される画像であって、病変側の造影剤染色が一部は完全に行いながら、一部地域は、速い側副循環で染色される場合である。パネル（３）は、良好な側副循環（Ｇｏｏｄ ｃｏｌｌａｔｅｒａｌｓ）と評価される画像であって、病変側の造影剤染色が遅い側副循環で完全に染色される場合である。パネル（４）は、卓越な側副循環（Ｅｘｃｅｌｌｅｎｔ ｃｏｌｌａｔｅｒａｌｓ）と評価される画像であって、造影剤染色が速い側副循環で完全に染色される場合である。 図６は、ＤＳＣ−ＰＷＩソースデータの各カットにおいて、全てのボクセルのＲ_２ ^＊値を合算したＲ_２ ^＊値の経時変化を示すグラフである。前記Ｒ_２ ^＊値は、Ｒ_２ ^＊（ｔ）＝−１／ＴＥ ｌｏｇ［Ｓ（ｔ）／Ｓ_０］式により算出されて、前記式において、Ｓ（ｔ）は、該当時間における磁気共鳴信号強度であり、Ｓ_０は、ベースラインの磁気共鳴信号強度であって、ＴＥは、ｅｃｈｏ ｔｉｍｅである。 図７ａは、側副循環画像から観察される側副循環の等級及び血管再開通有無による脳梗塞後の予後を示すグラフである。ＥＲ（ｅａｒｌｙ ｒｅｃａｎａｌｉｚａｔｉｏｎ）は、血管再開通、Ｃｏｌｌ（ｃｏｌｌａｔｅｒａｌｓ）は、側副循環、Ｇ（ｇｒａｄｅ）は、等級を意味する。側副循環の各等級Ｇ１、Ｇ２、Ｇ３及びＧ４は、貧弱な側副循環（ｐｏｏｒ ｃｏｌｌａｔｅｒａｌｓ）、中間程度の側副循環（ｉｎｔｅｒｍｅｄｉａｔｅ ｃｏｌｌａｔｅｒａｌｓ）、良好な側副循環（ｇｏｏｄ ｃｏｌｌａｔｅｒａｌｓ）、及び卓越な側副循環（ｅｘｃｅｌｌｅｎｔ ｃｏｌｌａｔｅｒａｌｓ）（実施例５及び図５参照）にそれぞれ対応される。図７ａに示されたように、側副循環の等級が高くなるほど、よい機能的予後を有する確率が高くなる。 図７ｂは、側副循環画像から観察される側副循環の等級及び血管再開通有無による脳梗塞後の予後を示すグラフである。ＥＲ（ｅａｒｌｙ ｒｅｃａｎａｌｉｚａｔｉｏｎ）は、血管再開通、Ｃｏｌｌ（ｃｏｌｌａｔｅｒａｌｓ）は、側副循環、Ｇ（ｇｒａｄｅ）は、等級を意味する。側副循環の各等級Ｇ１、Ｇ２、Ｇ３及びＧ４は、貧弱な側副循環（ｐｏｏｒ ｃｏｌｌａｔｅｒａｌｓ）、中間程度の側副循環（ｉｎｔｅｒｍｅｄｉａｔｅ ｃｏｌｌａｔｅｒａｌｓ）、良好な側副循環（ｇｏｏｄ ｃｏｌｌａｔｅｒａｌｓ）、及び卓越な側副循環（ｅｘｃｅｌｌｅｎｔ ｃｏｌｌａｔｅｒａｌｓ）（実施例５及び図５参照）にそれぞれ対応される。図７ｂに示されたように、側副循環の等級が高くなるほど、症候性脳出血が発生する確率が低くなる。 図７ｃは、側副循環画像から観察される側副循環の等級及び血管再開通有無による脳梗塞後の予後を示すグラフである。ＥＲ（ｅａｒｌｙ ｒｅｃａｎａｌｉｚａｔｉｏｎ）は、血管再開通、Ｃｏｌｌ（ｃｏｌｌａｔｅｒａｌｓ）は、側副循環、Ｇ（ｇｒａｄｅ）は、等級を意味する。側副循環の各等級Ｇ１、Ｇ２、Ｇ３及びＧ４は、貧弱な側副循環（ｐｏｏｒ ｃｏｌｌａｔｅｒａｌｓ）、中間程度の側副循環（ｉｎｔｅｒｍｅｄｉａｔｅ ｃｏｌｌａｔｅｒａｌｓ）、良好な側副循環（ｇｏｏｄ ｃｏｌｌａｔｅｒａｌｓ）、及び卓越な側副循環（ｅｘｃｅｌｌｅｎｔ ｃｏｌｌａｔｅｒａｌｓ）（実施例５及び図５参照）にそれぞれ対応される。図７ｃに示されたように、側副循環の等級が高くなるほど、よい神経学的好転を示す確率が高くなる。 図７ｄは、側副循環画像から観察される側副循環の等級及び血管再開通有無による脳梗塞後の予後を示すグラフである。ＥＲ（ｅａｒｌｙ ｒｅｃａｎａｌｉｚａｔｉｏｎ）は、血管再開通、Ｃｏｌｌ（ｃｏｌｌａｔｅｒａｌｓ）は、側副循環、Ｇ（ｇｒａｄｅ）は、等級を意味する。側副循環の各等級Ｇ１、Ｇ２、Ｇ３及びＧ４は、貧弱な側副循環（ｐｏｏｒ ｃｏｌｌａｔｅｒａｌｓ）、中間程度の側副循環（ｉｎｔｅｒｍｅｄｉａｔｅ ｃｏｌｌａｔｅｒａｌｓ）、良好な側副循環（ｇｏｏｄ ｃｏｌｌａｔｅｒａｌｓ）、及び卓越な側副循環（ｅｘｃｅｌｌｅｎｔ ｃｏｌｌａｔｅｒａｌｓ）（実施例５及び図５参照）にそれぞれ対応される。図７ｄに示されたように、側副循環の等級が高くなるほど、死亡率は低くなる。

以下、実施例を通じて本発明を更に詳細に説明する。これら実施例は、本発明をより具体的に説明するためのものであって、本発明の範囲がこれら実施例に限定されないことは、本発明の属する技術分野で通常の知識を有する者にとって自明なことであろう。

実施例１：ＤＳＣ−ＰＷＩにおいてガドリニウム造影剤による脳実質の順次的視覚化
側副循環を画像化するための第１段階であって、ＤＳＣ−ＰＷＩのソースデータを利用し、脳実質が造影剤により染色（ｓｔａｉｎｉｎｇ）されてから、流失（ｗａｓｈｏｕｔ）される様相を順次的に視覚化した（図１）。このために、ＤＳＣ−ＰＷＩのソースデータの各スライスから得られる５０枚のイメージのうち、一番目のカットの信号（ｓｉｇｎａｌ）を他の４９枚の信号からそれぞれ差引いた。このようにすることにより、解剖学的構造による信号を排除して、ガドリニウム造影剤の効果のみを残すようになり、脳実質を順次的に視覚化することが可能であった。

実施例２：最上の時間及び空間解像度を得るためのイメージ重ね合わせ
側副循環を画像化するための第２段階であって、ＤＳＣ−ＰＷＩで得られたイメージを段階的に重ね合わせて、時間及び空間解像度を互いに比較した（図２）。このために、前記実施例１の過程を通じて得られたイメージの連続したカットを２枚、３枚、５枚、７枚、１０枚ずつ重ね合わせてみた。重ね合わせる前のイメージが最も優れた時間解像度を提供するが、一カット内で両側半球及び隣接したカット間の差が、重ね合わせイメージに比べて鮮明ではない短所がある。これに対し、５枚以上のカットを重ね合わせたイメージは、優れた空間解像度を提供するが、経時による信号強度の変化を正確に感知することができなかった。２枚を重ね合わせたイメージが、３枚を重ね合わせたイメージに比べ、更によい時間解像度を有しながら、空間解像度はほぼ同様であった。したがって、最終的に、側副循環画像化には、２枚の隣接したカットを重ね合わせたイメージを利用することにした。

実施例３：側副循環画像の生成
側副循環を画像化するための最後の段階として、実施例２の過程で決定された２カット重ね合わせイメージを、デジタルサブトラクション血管造影術で得られたイメージとマッチングさせた（図３）。このために、２カット重ね合わせイメージから、正常側及び病変側脳実質の造影剤染色と流失程度を視覚的に判別し、デジタルサブトラクション血管造影術の動脈相（ａｒｔｅｒｉａｌ ｐｈａｓｅ）、毛細血管相（ｃａｐｉｌｌａｒｙ ｐｈａｓｅ）、静脈相（ｖｅｎｏｕｓ ｐｈａｓｅ）に該当するイメージを選定した。具体的に、動脈相は、正常側脳実質の脳島部位（ｉｎｓｕｌａｒ ｒｅｇｉｏｎ）から造影剤染色（ｓｔａｉｎｉｎｇ）が始まる時期、毛細血管相は、正常側の脳実質の全体が最高の信号強度で染色される時期、静脈相は、正常側の脳実質から造影剤が流失（ｗａｓｈｏｕｔ）される時期であって、遅延静脈相は、正常側の脳実質は、造影剤が全て流失された反面、病変側の脳実質から造影剤信号が表れる時期である。典型的には、前記各時期は、毛細血管相に３枚、動脈相、静脈相及び遅延静脈相には、２枚の連続した２カットの重ね合わせイメージから構成される。側副循環画像は、動脈相の２カット重ね合わせイメージ２枚、毛細血管相の２カット重ね合わせイメージ３枚、静脈及び遅延静脈相の２カット重ね合わせイメージ４枚をそれぞれ再び重ね合わせて、イメージを生成した。このように生成された側副循環画像の各時期は、初期（ｅａｒｌｙ ｐｈａｓａｅ）、中期（ｍｉｄ ｐｈａｓｅ）及び末期（ｌａｔｅ ｐｈａｓｅ）に該当する。

実施例４：自動化ソフトウェアを利用した側副循環画像の作成
前記実施例３で説明された側副循環画像を得る方法と同一な論理的アルゴリズムを適用し、自動的に側副循環画像を生成した。このような自動化ソフトウェアをソフトウェアＦＡＳＴ−ＣＯＬＬ（Ｆａｓｔ Ａｎａｌｙｓｉｓ Ｓｙｓｔｅｍ ｆｏｒ Ｃｏｌｌａｔｅｒａｌｓ）と命名した。ＦＡＳＴ−ＣＯＬＬを利用した側副循環画像生成の全体的な流れは、図４に示した。ＦＡＳＴ−ＣＯＬＬは、ＤＳＣ−ＰＷＩのソースデータにおいて各ボクセルのＲ_２ ^＊値を計算して、その計算式は、下記のようである。

上記式において、Ｓ（ｔ）は、該当する時間において磁気共鳴信号強度を意味し、Ｓ_０は、ベースライン磁気共鳴信号強度、ＴＥは、ｅｃｈｏ ｔｉｍｅを意味する。側副循環画像の生成のために、各カットにおいて、全てのボクセルのＲ_２ ^＊値を合算し、合算したＲ_２ ^＊値の経時変化をグラフ化した（図６）。このグラフから、合算したＲ_２ ^＊値の最大値を自動に探し出し、最大値に該当するカットを側副循環画像の中期（ｍｉｄ ｐｈａｓｅ）中間地点と設定した。このカットを基準に、実施例３のように、隣接したイメージを重ね合わせて、側副循環画像を生成した。

実施例５：側副循環画像から側副循環程度の評価
側副循環画像を生成した後、生成した画像から側副循環の程度を評価することができる。側副循環の程度は、大きく、側副循環無し、遅い側副循環及び速い側副循環に分けられる。側副循環無しは、末期（ｌａｔｅ ｐｈａｓｅ）まで造影剤染色が全く見えない場合であり、遅い側副循環は、中期（ｍｉｄ ｐｈａｓｅ）では見えないが、末期（ｌａｔｅ ｐｈａｓｅ）で造影剤の染色が見える場合であって、速い側副循環は、正常側とほぼ同様に、病変側でも中期（ｍｉｄ ｐｈａｓｅ）から造影剤の染色が見える場合を意味する。これに基いて側副循環を評価することができるが、図５の側副循環画像で示されるように、病変側の像製剤の染色が末期（ｌａｔｅ ｐｈａｓｅ）まで完全にないか、一部地域のみが遅い側副循環で染色される場合を貧弱な側副循環（Ｐｏｏｒ ｃｏｌｌａｔｅｒａｌｓ）、病変側の造影剤染色が一部は完全にないながら、一部地域は、速い側副循環で染色される場合を中間程度の側副循環 （ｉｎｔｅｒｍｅｄｉａｔｅ ｃｏｌｌａｔｅｒａｌｓ）、病変側の造影剤染色が遅い側副循環で完全に染色される場合を良好な側副循環（Ｇｏｏｄ ｃｏｌｌａｔｅｒａｌｓ）、造影剤染色が速い側副循環で完全に染色される場合を卓越な側副循環（Ｅｘｃｅｌｌｅｎｔ ｃｏｌｌａｔｅｒａｌｓ）と評価することができる。

実施例６：側副循環画像から得られた側副循環等級によって、急性脳梗塞患者の血管再開通治療後、予後予測
側副循環画像から得られる側副循環の等級によって、急性脳梗塞患者において血管再開通治療後、血管再開通有無による予後を予測することができる。図７ａ乃至図７ｄに示されるように、急性脳梗塞において再開通の有無に係わらず、側副循環の程度がよいほど、よい予後を示す確率は高くなり、症候性出血及び死亡が発生する確率は、低くなる。即ち、側副循環画像から観察される側副循環の等級が高い場合、血管が再開通されると、症候性脳出血の危険無しに、よい予後を期待することができる。

以上、本発明の望ましい具現例を詳細に記述したが、当業界の通常の知識を有する者にとって、このような具体的な記述はただ望ましい具現例に過ぎなく、これに本発明の範囲が限定されないことは明らかである。従って、本発明の実質的な範囲は、添付の請求項とその等価物により定義されると言える。

Claims (2)

1. 動的磁化率対照造影増強灌流強調画像（ｄｙｎａｍｉｃ ｓｕｓｃｅｐｔｉｂｉｌｉｔｙ ｃｏｎｔｒａｓｔ−ｅｎｈａｎｃｅｄ ｐｅｒｆｕｓｉｏｎ ｗｅｉｇｈｔｅｄ ｉｍａｇｉｎｇ，ＤＳＣ−ＰＷＩ）のソースデータにおいて、当該時間における磁気共鳴信号強度Ｓ（ｔ）、ベースラインの磁気共鳴信号強度Ｓ０、ｅｃｈｏ ｔｉｍｅ ＴＥを、下記数学式に代入し、各ボクセル（ｖｏｘｅｌ）のＲ_２ ^＊値を得る段階と、
   Ｒ_２ ^＊（ｔ）＝−１／ＴＥ ｌｏｇ［Ｓ（ｔ）／Ｓ０］
   １．５〜２秒間の時間間隔で得た各画像カットにおいて、全てのボクセルのＲ_２ ^＊値を合算し、合算したＲ_２ ^＊値の経時変化をグラフ化する段階と、
   前記グラフにおいて、合算したＲ_２ ^＊値の最大値を見出し、この最大値に当る画像カットを側副循環画像の中期（ｍｉｄ ｐｈａｓｅ）の中間地点と定める段階と、
   前記側副循環画像の中期（ｍｉｄ ｐｈａｓｅ）の中間地点と定めた画像を含めた、時系列的に隣接した連続画像カットを２〜３枚重ね合わせて、中期（ｍｉｄ ｐｈａｓｅ）の側副循環画像を作成する段階と、
   前記側副循環画像の中期（ｍｉｄ ｐｈａｓｅ）より後の末期（ｌａｔｅ ｐｈａｓｅ）において、時系列的に隣接した連続画像カットを２枚重ね合わせて、末期（ｌａｔｅ ｐｈａｓｅ）の側副循環画像を作成する段階と、
   作成した中期（ｍｉｄ ｐｈａｓｅ）の側副循環画像及び末期（ｌａｔｅ ｐｈａｓｅ）の側副循環画像における造影剤の染色の程度に基づき、側副循環の程度を評価する段階と、
   を含む処理をコンピューターに実行させることを特徴とするプログラム。
2. 動的磁化率対照造影増強灌流強調画像（ｄｙｎａｍｉｃ ｓｕｓｃｅｐｔｉｂｉｌｉｔｙ ｃｏｎｔｒａｓｔ−ｅｎｈａｎｃｅｄ ｐｅｒｆｕｓｉｏｎ ｗｅｉｇｈｔｅｄ ｉｍａｇｉｎｇ，ＤＳＣ−ＰＷＩ）のソースデータにおいて、当該時間における磁気共鳴信号強度Ｓ（ｔ）、ベースラインの磁気共鳴信号強度Ｓ０、ｅｃｈｏ ｔｉｍｅ ＴＥを、下記数学式に代入し、各ボクセル（ｖｏｘｅｌ）のＲ _２ ^＊ 値を得る段階と、
   Ｒ _２ ^＊ （ｔ）＝−１／ＴＥ ｌｏｇ［Ｓ（ｔ）／Ｓ０］
   １．５〜２秒間の時間間隔で得た各画像カットにおいて、全てのボクセルのＲ _２ ^＊ 値を合算し、合算したＲ _２ ^＊ 値の経時変化をグラフ化する段階と、
   前記グラフにおいて、合算したＲ _２ ^＊ 値の最大値を見出し、この最大値に当る画像カットを側副循環画像の中期（ｍｉｄ ｐｈａｓｅ）の中間地点と定める段階と、
   前記側副循環画像の中期（ｍｉｄ ｐｈａｓｅ）の中間地点と定めた画像を含めた、時系列的に隣接した連続画像カットを２〜３枚重ね合わせて、中期（ｍｉｄ ｐｈａｓｅ）の側副循環画像を作成する段階と、
   前記側副循環画像の中期（ｍｉｄ ｐｈａｓｅ）より後の末期（ｌａｔｅ ｐｈａｓｅ）において、時系列的に隣接した連続画像カットを２枚重ね合わせて、末期（ｌａｔｅ ｐｈａｓｅ）の側副循環画像を作成する段階と、
   作成した中期（ｍｉｄ ｐｈａｓｅ）の側副循環画像及び末期（ｌａｔｅ ｐｈａｓｅ）の側副循環画像における造影剤の染色の程度に基づき、側副循環の程度を評価する段階と、
   を含む側副循環画像を製作するプログラムが記録されたコンピューター読取り可能な記録媒体。