(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
被撮像体（２５）の心臓の関心領域（３１２）の図解を形成するシステム（２０）であって、
前記心臓の関心領域（３１２）の複数の取得画像（３１４、３１６）を形成するように動作可能なイメージング・システム（２８）と、
該イメージング・システム（２８）と連絡しており、メモリ（６５）に記憶された複数のプログラム命令を実行するように動作可能なプロセッサ（６０）を含む制御器（５０）と
を備えており、前記複数のプログラム命令は、
前記心臓の関心領域（２８）の前記複数の取得画像（３１４、３１６）から三次元モデル（３４２）を生成する動作と、
前記心臓の関心領域（２８）の前記複数の取得画像（３１４、３１６）の１又は複数から少なくとも１個の機能パラメータの複数の値を測定する動作と、
前記心臓の関心領域（２８）の前記三次元モデル（３４２）に空間的に関連させて前記少なくとも１個の機能パラメータの前記複数の値の空間的関係のマップ（３６５）を生成する動作と、
前記心臓の関心領域（２８）に繋がる血管構造の三次元モデル（３５２）を別個に生成する動作と、
前記心臓の関心領域（２８）の前記三次元モデル、前記少なくとも１個の機能パラメータの前記複数の値の前記マップ（３６５）、及び前記血管構造の前記三次元モデル（３５２）を、共通の座標系（３２６）に対して相対的に互いに空間的に関連させて結合することを含む出力画像（３６２）を形成する動作と
を表わしており、
前記血管構造の前記三次元モデル（３５２）を生成する前記動作は、前記複数の取得画像（３１４、３１６）の１又は複数において血管構造を識別することを含んでおり、前記血管構造の前記三次元モデル（３５２）は、前記心臓の関心領域（２８）の前記三次元モデル（３４２）から独立である、システム（２０）。
【請求項２】
前記心臓の関心領域（２８）の心筋（３２５）を画定する心内膜外形線（３２２）又は心外膜外形線（３２４）を識別する動作と、
前記心筋（３２５）の少なくとも１個の機能パラメータの値を算出する動作と
を表わすプログラム命令をさらに含んでいる請求項１に記載のシステム（２０）。
【請求項３】
前記少なくとも１個の機能パラメータは前記心筋（３２５）の厚みを含んでおり、前記パラメータは、前記心内膜外形線（３２２）と前記心外膜外形線（３２４）との間の距離として算出される、請求項２に記載のシステム（２０）。
【請求項４】
前記少なくとも１個の機能パラメータは前記心筋（３２５）の運動振幅（３３４）を含んでおり、該運動振幅を測定する動作は、前記心臓の関心領域（２８）の心収縮相時に取得された前記複数の画像の第一のもの（３１４）において突き止められた心内膜外形線（３２２）と、前記心臓の関心領域（２８）の心拡張相時に取得された前記複数の画像の第二のもの（３１６）において突き止められた心内膜外形線（３２２）との間の距離を検出することを含んでいる、請求項２に記載のシステム（２０）。
【請求項５】
前記少なくとも１個の機能パラメータは前記心筋（３２５）の密度を含んでおり、該心筋の密度を測定する動作は、前記心臓の関心領域（２８）の前記複数の取得画像の１又は複数において図解されるときの前記心内膜外形線（３２２）と前記心外膜外形線（３２４）との間のピクセルの濃淡値を検出することを含んでいる、請求項２に記載のシステム（２０）。
【請求項６】
前記心臓の関心領域（２８）の前記三次元モデル（３４２）を生成する前記動作は、前記心臓の関心領域（２８）の三次元ボリューム・レンダリング像を形成するように前記複数の取得画像にレイ・トレーシング手法を適用することを含んでいる、請求項１に記載のシステム（２０）。
【請求項７】
前記複数の取得画像（３１４、３１６）は、計算機式断層写真法撮像システムにより収集される、請求項１に記載のシステム（２０）。
【請求項８】
前記血管構造の前記三次元モデル（３５２）は、前記心臓の関心領域（２８）に繋がる冠動脈の像を含んでいる、請求項１に記載のシステム（２０）。
【請求項９】
前記マップは、前記心臓の関心領域（２８）の前記三次元モデル（３４２）に空間的に関連させて前記機能パラメータの所与の範囲の値を表わす異なる色帯を含んでいる、請求項１に記載のシステム（２０）。
【請求項１０】
被撮像体（２５）の心臓の関心領域（２８）の図解を形成する方法（３００）であって、
前記心臓の関心領域（２８）の複数の取得画像（３１４、３１６）から三次元モデル（３４２）を生成する動作と、
前記心臓の関心領域（２８）の前記複数の取得画像の１又は複数から少なくとも１個の機能パラメータの複数の値を測定する動作と、
前記心臓の関心領域（２８）の前記三次元モデル（３４２）に空間的に関連させて前記少なくとも１個の機能パラメータの前記複数の値の空間的関係のマップを生成する動作と、
前記心臓の関心領域（２８）に繋がる血管構造の三次元モデル（３５２）を別個に生成する動作と、
前記心臓の関心領域（２８）の前記三次元モデル（３４２）、前記少なくとも１個の機能パラメータの前記複数の値の前記マップ、及び前記血管構造の前記三次元モデル（３５２）を、共通の座標系（３２６）に対して相対的に互いに空間的に関連させて結合することを含む出力画像（３６２）を形成する動作と
を備え、
前記血管構造の前記三次元モデル（３５２）を生成する前記動作は、前記複数の取得画像（３１４、３１６）の１又は複数において血管構造を識別することを含んでおり、前記血管構造の前記三次元モデル（３５２）は、前記心臓の関心領域（２８）の前記三次元モデル（３４２）から独立である、方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本書に記載する主題は一般的には、医療撮像に関し、さらに具体的には、被撮像体の関心領域（例えば心臓の心組織）の実測パラメータを図解した画像を形成するシステム及び方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、患者の心臓（例えば心筋）の潜在的欠陥を検出する多時相計算機式断層写真法解析手法が存在している。かかる従来の解析によって形成される一つの公知の表現は、複数の同心円として示される。典型的には、上述の手法の全ての測定値が、解析対象となっている心筋の単一の二次元図解として示される。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、上述の表現の欠点は、断層写真法データ集合において取得される取得解剖学的情報（例えば冠動脈の位置）に対して取得実測値を相関付けるのが困難であることである。
【０００４】
具体的には、心臓の心組織又は心筋において検出される欠陥を、冠動脈の１本において生じている問題と共に識別したり相関付けたりすることは一般に極めて困難である。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本書に記載する主題は一般的には、上述の欠点及び必要に対処するように構成されている。
【０００６】
一実施形態によれば、心臓の関心領域の図解を形成する方法を提供する。この方法は、心臓の関心領域の複数の取得画像から三次元モデルを生成する動作と、心臓の関心領域の複数の取得画像の１又は複数から少なくとも１個の機能パラメータの複数の値を測定する動作と、心臓の関心領域の三次元モデルに空間的に関連させて上述の少なくとも１個の機能パラメータの複数の値の空間的関係のマップを生成する動作と、心臓の関心領域に繋がる血管構造の三次元モデルを生成する動作と、心臓の関心領域の三次元モデル、少なくとも１個の機能パラメータの複数の値のマップ、及び血管構造の三次元モデルを、共通の座標系に対して相対的に互いに空間的に関連させて結合することを含む出力画像を形成する動作とを含んでいる。
【０００７】
本発明のもう一つの実施形態によれば、被撮像体の心臓の関心領域の図解を形成するシステムを提供する。このシステムは、心臓の関心領域の複数の取得画像を形成するように動作可能なイメージング・システムと、イメージング・システムと連絡している制御器とを含んでいる。制御器は、メモリに記憶されている複数のプログラム命令を実行するように動作可能なプロセッサを含んでいる。これら複数のプログラム命令は、心臓の関心領域の複数の取得画像から三次元モデルを生成する動作と、心臓の関心領域の複数の取得画像の１又は複数から少なくとも１個の機能パラメータの複数の値を測定する動作と、心臓の関心領域の三次元モデルに空間的に関連させて上述の少なくとも１個の機能パラメータの複数の値の空間的関係のマップを生成する動作と、心臓の関心領域に繋がる血管構造の三次元モデルを生成する動作と、心臓の関心領域の三次元モデル、少なくとも１個の機能パラメータの複数の値のマップ、及び血管構造の三次元モデルを、共通の座標系に対して相対的に互いに空間的に関連させて結合することを含む出力画像を形成する動作とを表わしている。
【０００８】
本書では、様々な範囲の実施形態について記載する。この概要に記載される観点に加えて、図面及び以下の詳細な説明を参照することによりさらに他の観点が明らかとなろう。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
図１は、被撮像体２５の心組織について検出された活動の表示を形成するシステム２０の一実施形態を示す。システム２０は一般的には、様々な位置から被撮像体２５の画像を取得するように動作可能なイメージング・システム２８を含んでいる。イメージング・システム２８の一実施形態は、被撮像体２５を通して検出器３５に向かって放射線（例えばＸ線）を放出するように動作可能な放射線源３０を含んでいる。システム２０はまた、被撮像体２５を支持するテーブル４５に関して線源３０及び検出器３５の両方を移動自在に支持するガントリ４０を含んでいる。但し、イメージング・システム２８の形式は様々であってよい（例えば放射線、計算機式断層写真法（ＣＴ）、陽電子放出断層写真法（ＰＥＴ）、磁気共鳴撮像（ＭＲＩ）、超音波、フルオロスコピィ及び腹腔鏡検査等）。
【００１０】
システム２０はまた一般的には、線源３０及び検出器３５と連絡している（例えば直接結線リンク、光ファイバ及び無線通信等を介して）制御器５０を含んでいる。制御器５０は、システム２０と一体化されていてもよいし、スタンド・アロン型構成要素であってもよいし、他のスタンド・アロン型システムの一部であってもよい。制御器５０は一般的には、線源３０の動作を制御し（例えばＸ線の放出を起動する）、ガントリ４０の動作を制御し（例えば被撮像体２５に対して線源３０及び検出器３５を移動自在に支持する）、検出器３５の動作を制御する（例えば検出器３５の走査周波数の線源３０との同期、検出器３５によって取得される画像データの復元）ように動作可能である。制御器５０の一実施形態は一般的には、メモリ６５と連絡しているプロセッサ６０を含んでいる。メモリ６５は一般的には、プロセッサによる実行のためのコンピュータ読み取り可能なプログラム命令を受けて記憶するように動作可能である。メモリ６５はまた一般的には、検出器３５によって伝達される取得画像データ又は他のデータ源（例えばＭＲＩシステム、ＰＥＴイメージング・システム及び画像保管システム（ＰＡＣＳ）等）によって伝達される取得画像データを記憶するように動作可能である。メモリ６５の形式としては、ディスク記憶装置、テープ・ドライブ、ランダム・アクセス・メモリ（ＲＡＭ）、読み出し専用メモリ（ＲＯＭ）、フラッシュ・メモリ、コンパクト・ディスク（ＣＤ）、ディジタル多用途ディスク（ＤＶＤ）、磁気カセット、磁気テープ、磁気ディスク記憶装置、又はコンピュータ読み取り可能な命令を記憶するのに用いられるように動作可能なその他任意の媒体等がある。
【００１１】
一実施形態によれば、制御器５０のメモリ６５は、公知の態様で関心のある解剖学的構造の三次元画像又は三次元モデルを生成するように全体的に動作可能な従来のソフトウェア・パッケージの記憶を含んでいる。ソフトウェア・パッケージの例としては、GENERAL ELECTRIC（商標）社製造のINNOVA（商標）、LIGHT-SPEEDVCT（商標）又は5-BEAT CARDIAC（商標）、PHILLIPS（商標）社製造のBRILLIANCE（商標）CT又はMX CT、SIEMENS（商標）社製造のSOMATOM（商標）CT等がある。ソフトウェア・パッケージと組み合わせたシステム２０は一般的には、取得される画像データを被撮像体２５の解剖学的構造のスライスとして表わす一連の取得画像フレームから被撮像体２５の解剖学的構造の三次元再構成画像を形成するように動作可能である。
【００１２】
制御器５０はまた、入力又は入力装置７０及び出力又は出力装置８０と連絡している。入力７０の例としては、キーボード、ジョイスティック、マウス装置、タッチ・スクリーン、ペダル・アセンブリ、トラックボール、光ワンド、音声制御、又は類似の公知の入力装置等がある。出力８０の例としては、モニタ、タッチ・スクリーン、プリンタ、発光ダイオード、聴覚装置、ポケットベル、携帯電話及び携帯情報端末（ＰＤＡ）等がある。
【００１３】
システム２０の一般的な構築について述べたので、以下では、被撮像体２５の関心のある解剖学的構造の生理学的活動を図解する表示を形成するときにシステム２０を動作させる方法３００についての一般的な説明を掲げる。図２は、方法３００の一実施形態を示す。システム２０及び方法３００の技術的効果は、患者の心組織の一連の取得された二次元画像を、被撮像体２５の関心のある解剖学的構造の機能パラメータの測定値のマップを図解する表示へ変換することである。方法３００を構成する上述の動作又はステップの系列は様々であってよいこと、方法３００は本書に記載される各々の動作を逐一含んでいる必要はないこと、及び方法３００は本書に記載されていない追加の動作を含んでいてよいことを理解されたい。また、方法３００の以下に述べる動作の１又は複数が、制御器５０によって実行されるメモリ６５に記憶されたコンピュータ読み取り可能なプログラム命令として表わされてよいことを理解されたい。
【００１４】
図２を参照して述べると、動作３１０が、被撮像体２５の関心領域３１２（図１を参照）の画像データ（例えば放射線、計算機式断層写真法（ＣＴ）、磁気共鳴撮像（ＭＲＩ）、腹腔鏡検査、フルオロスコピィ、陽電子放出トモシンセシス（ＰＥＴ）及び超音波等）を取得することを含んでいる。図３を参照して述べると、取得される画像データの特定的な例が、心収縮相での心組織又は関心領域の第一の画像（実線として参照番号３１４によって示されている）と、心拡張相での心組織又は関心領域の第二の画像（破線として参照番号３１６によって示されている）とを含んでいる。取得された画像データは、制御器５０のメモリ６５に伝達されて記憶される。
【００１５】
動作３２０が、取得された画像データにおいて関心領域３１２（例えば心組織）の外形線又は解剖学的構造の図解を検出し又は識別することを含んでいる。図３に示すような特定的な例によれば、動作３２０は、心臓の筋肉又は心筋３２５の関心領域３１２の両端の境界を画定する内壁又は心内膜外形線３２２、及び外壁又は心外膜外形線３２４を識別することを含んでいる。一実施形態によれば、動作３２０は、座標系３２６に対して相対的に空間的に関連させて外形線又は解剖学的構造３２２及び３２４の位置を位置揃えすることを含んでいる。
【００１６】
図２に戻り、動作３３０が、被撮像体２５の関心領域３１２（図１を参照）の１又は複数の機能パラメータの値を外形線３２２及び３２４並びに／又は座標系３２６（図３を参照）に空間的に関連させて検出し且つ／又は写像することを含んでいる。特定的な例によれば、動作３３０は、被撮像体２５の心組織の関心領域３１２の一連の位置の取得画像データから、選択された機能パラメータの値を検出し又は測定することを含んでいる。心臓の関心領域３１２の１又は複数の機能パラメータの値を検出する技術的効果は、被撮像体２５の心臓に影響を及ぼす欠陥の検出を可能にする。
【００１７】
図３を参照して述べると、動作３３０（図２を参照）の一例は、心内膜外形線３２２と心外膜外形線３２４との間の心組織の厚み又は距離３３２を測定することを含んでいる。測定される機能パラメータのもう一つの例は、心筋３２５の運動の振幅３３４を含んでいる。運動の振幅３３４を測定する一例は、心組織の心収縮相（３１４）での心内膜３２２の外形線と、心組織の心拡張相（３１６）での心外膜３２２の外形線との間の相対距離を検出することを含んでいる。制御器５０はまた、共通の座標系３２６及び／又は関心領域３１２の解剖学的構造の標認点３２２若しくは３２４に対する心筋３２５の運動の振幅３３４の位置を検出し又は識別して算出するように動作可能である。
【００１８】
動作３３０における実測機能パラメータのさらにもう一つの例は、心内膜外形線３２２と心外膜外形線３２４との間での心筋心組織３２５の密度を含んでいる。心組織の密度を測定するときには、制御器５０は、被撮像体２５の関心領域３１２の画像データにおいて取得される各々のピクセル又はピクセル群の選択されたパラメータ（例えば濃淡値）について値を測定し又は算出する。従来の撮像処理手法を用いて、制御器５０は、この検出された濃淡値情報を解釈して、心内膜外形線３２２と心外膜外形線３２４との間の位置に対する心筋３２５の密度の変化を算出する（例えば予め決められたルックアップ・テーブルを介して）ように動作可能である。
【００１９】
動作３４０が、関心領域３１２の三次元モデルを生成することを含んでいる。図４を参照して述べると、動作３４０（図２を参照）の一実施形態は、関心領域３１２の心組織の三次元再構成モデル又は図解３４２を単独で生成するようにレイ・トレーシング手法を適用すること（例えば心内膜外形線３２２と心外膜外形線３２４との間で）を含んでいる。
【００２０】
ここで図５を参照して述べると、動作３５０（図２を参照）が、動作３４０において生成され図４に示される三次元モデル３４２によって表わされる心組織に繋がる血管構造３５２（例えば冠状樹）を表わす三次元モデル３５２を、単独で、個別に且つ別個に生成することを含んでいる。動作３５０の一実施形態は、心臓の関心領域３１２に繋がる血管構造３５２（例えば冠動脈樹）を検出するように従来の態様で取得画像データにセグメント分割手法を適用することを含んでいる。
【００２１】
図６に示すように、動作３６０（図２を参照）が、ステップ３４０において生成された関心のある心組織の三次元再構成モデル３４２（図４を参照）を、動作３５０において生成された血管構造３５２の三次元再構成モデル３５２（図５を参照）と共に結合、融合又は重ね合わせすることを含んでおり、共通の座標系３２６に対して相対的に血管構造３５２のモデルに空間的に関連させて心組織３４２のモデルを含む出力画像３６２（図５を参照）を作成し又は形成するようにし、出力８０において図解する。
【００２２】
図６を参照して述べると、結合された三次元モデル３６２はさらに、動作３３０において検出され又は算出された１又は複数の機能パラメータの測定値の選択された位置のマップ又は図解３６５を含み得る。前述のレイ・トレーシング手法を用いて、位置に対する機能パラメータの測定値のマップ３６５（例えばルックアップ・テーブルによる）の一実施形態が、心組織の三次元モデル３４２のみに又は他の場合には出力画像３６２に重ね合わせて示される。機能パラメータの値のマップ３６５は、心臓の関心領域の三次元モデルに空間的に関連させて機能パラメータの予め決められた範囲の検出値を表わす異なる色帯又は色スペクトルを含み得る（例えば横縞及び参照番号３７０によって示す青、右下がり斜縞及び参照番号３７５によって示す緑、並びに右上がり斜縞及び参照番号３８０によって示す橙）。言うまでもなく、選択される色スペクトル又は色帯は様々であってよいことを理解されたい。主題は異なる色帯又は色スペクトル３７０、３７５及び３８０による図解に関して説明されているが、マップ３６５は、心組織の機能パラメータの値を表わす代替的な形式の図解（例えば数値、英字記号及び濃淡値等）を含み得ることを理解されたい。
【００２３】
システム２０及び方法３００の技術的効果は、心組織に繋がる血管構造３５２に対して相対的に心組織３４２又は心筋の解剖学的構造に空間的に関連させて機能パラメータの検出値を同時に表示し視覚化する出力画像３６２を形成することにある。システム２０及び方法３００のもう一つの技術的効果は、形態学的情報（マップ３６５によって識別された欠陥に対する冠動脈樹３５２の位置）に対する機能的情報（密度、厚み、運動）の直観的提示を形成して、心筋の機能的欠陥（心筋の着色の変化によって示す）の検出を支援し、検出された機能的欠陥を対応する血管構造３５２に相関付けることにある。以上の記載は心臓の関心領域に関して為されたが、システム２０及び方法３００は、被撮像体２５の他領域（例えば脳、肝臓及び肺等）にも適用可能であることを理解されたい。
【００２４】
本書の記載は、実例を用いて、最良の態様を含めて主題を開示すると共に任意の当業者が所載の主題を作製して利用することを可能にしている。特許付与可能な主題の範囲は特許請求の範囲によって画定されており、当業者に想到される他の実例を含み得る。かかる他の実例は、特許請求の範囲の書記言語と異ならない構造要素を有する場合、又は特許請求の範囲の書記言語と僅かな差しかないような等価の構造要素を含む場合には、特許請求の範囲内にあるものとする。また、図面の符号に対応する特許請求の範囲中の符号は、単に本願発明の理解をより容易にするために用いられているものであり、本願発明の範囲を狭める意図で用いられたものではない。そして、本願の特許請求の範囲に記載した事項は、明細書に組み込まれ、明細書の記載事項の一部となる。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】被撮像体の心組織の検出される活動の表示を形成するシステムの一実施形態の模式図である。
【図２】被撮像体の心組織の活動を表示する方法の一実施形態を表わす模式図である。
【図３】被撮像体の心臓の関心領域の画像又はモデルの一実施形態を示す模式図である。
【図４】図１のシステムによって生成される被撮像体の関心領域の心組織又は心筋を表わす第二の三次元再構成モデルの一実施形態を示す模式図である。
【図５】図１のシステムによって生成される被撮像体の血管構造を表わす第一の三次元再構成モデルの一実施形態を示す模式図である。
【図６】関心領域の選択された機能パラメータの値のマップと組み合わせて、図４の第二の三次元再構成モデルに融合され、結合され又は重ね合わされた図３の第一の三次元再構成モデルを含む出力画像の一実施形態を示す模式図である。
【符号の説明】
【００２６】
２０  システム
２５  被撮像体
２８  イメージング・システム
３０  放射線源
３５  検出器
４５  テーブル
５０  制御器
６０  プロセッサ
６５  メモリ
７０  入力
８０  出力
３００  方法
３１０  画像データを取得する動作
３１２  関心領域
３１４  心収縮相の第一の画像
３１６  心拡張相の第二の画像
３２０  外形線又は構造の図解を検出する／識別する動作
３２２  内壁又は心内膜外形線
３２４  外壁又は心外膜外形線
３２５  心臓の筋肉又は心筋
３２６  座標系
３３０  機能パラメータの値を検出し且つ／又は写像する動作
３３２  厚み又は距離
３３４  運動の振幅
３４０  領域の三次元モデルを生成する動作
３４２  三次元モデル−領域の心組織
３５０  三次元モデル３５２を生成する動作
３５２  三次元モデル−血管構造
３６０  結合、融合又は重ね合わせを行なう動作
３６２  出力画像
３６５  機能パラメータの測定値のマップ又は図解
３７０  青の帯又はスペクトル
３８０  緑の帯又はスペクトル
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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