(57)【要約】【課題】トリガ時点に関する問題を改善する。【解決手段】ｎ個の心拍間隔を有するＥＫＧの待機ステップと、第１のトリガ時点Ａ、第２のトリガ時点Ｂ及び心拍数可変性の閾値の決定ステップと、ｎ個の心拍間隔をベースとする心拍数可変性の計算ステップと、撮像を行うためにトリガ時点Ａを用いて画像を形成するＥＫＧトリガを行う際に、心拍数可変性の閾値が到達され又は超えられた場合に、トリガ時点をトリガ時点Ｂに切り替えるステップとを含む。【選択図】図２
2006346466.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
画像形成のためのＥＫＧトリガ方法であって、
（ａ）  ｎ個の心拍間隔を有するＥＫＧの待機ステップと、
（ｂ）  第１のトリガ時点Ａ、第２のトリガ時点Ｂ及び心拍数可変性の閾値の決定ステップと、
（ｃ）  ｎ個の心拍間隔をベースとする心拍数可変性の計算ステップと、
（ｄ）  撮像を行うためにトリガ時点Ａを用いて画像を形成するＥＫＧトリガを行う際に、心拍数可変性の閾値が到達され又は超えられた場合に、トリガ時点をトリガ時点Ｂに切り替えるステップとを含むことを特徴とするＥＫＧトリガ方法。
【請求項２】
（ｅ）  ステップ（ｃ）及び（ｄ）の繰返しを付加的に含むことを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項３】
トリガ時点Ａが心臓の最適な休止位相に当たるように前記トリガ時点が決定されることを特徴とする請求項１又は２に記載の方法。
【請求項４】
トリガ時点ＢがＲ波形と共に又はその直後に到来するように前記トリガ時点が決定されることを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載の方法。
【請求項５】
心拍数可変性がＲ−Ｒ間隔の平均値からの平均２乗偏差ＳＤＲＲを、次式
【数１】
2006346466.tif 000005
（但し、
【数２】
2006346466.tif 000006
である）、
（式中、ｎは心拍間隔の数であり、ＲはＲ波形を表し、ＲＲｉは連続的な心拍間隔を表し、ＲＲｍｅａｎはＲＲｉの平均値である）によって決定することによって求められることを特徴とする請求項１から４のいずれか一項に記載の方法。
【請求項６】
ｎが３〜２０の範囲、好ましくは５〜１５の範囲、好ましくは５〜１０の範囲にあることを特徴とする請求項１から５のいずれか一項に記載の方法。
【請求項７】
心拍数可変性が連続的に新規に計算され、その計算をベースとしてトリガ時点Ａ又はＢの選択が新規に行われることを特徴とする請求項１から６のいずれか一項に記載の方法。
【請求項８】
心拍数可変性の閾値が到達されるか又は超えられた後、時間的遅延後に初めてトリガ時点Ｂが使用されることを特徴とする請求項１から７のいずれか一項に記載の方法。
【請求項９】
画像形成のためのＥＫＧトリガ装置であって、
ｎ個の心拍間隔を有するＥＫＧの記録用の装置と、
第１のトリガ時点Ａ、第２のトリガ時点Ｂ及び心拍数可変性の閾値が記憶されているデータ処理装置と、
ｎ個の心拍間隔をベースとする心拍数可変性の計算用の装置と、
撮像を行うためにトリガ時点Ａを用いて画像を形成するＥＫＧトリガを行う際に、心拍数可変性の閾値が到達されるか又は超えられた場合に、トリガ時点をトリガ時点Ｂに切り替える装置とを含むＥＫＧトリガ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、改善されたＥＫＧトリガ作用のための方法及び装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
心臓を写像するための画像形成法は、先行技術において、例えばＸ線透視、超音波、コンピュータトモグラフィー（ＣＴ）又は磁気共鳴（ＭＲ）によって公知である。
【０００３】
画像形成法を利用して心臓が写像される場合、大抵は心臓の動きを考慮する必要がある。そのための可能性の一つが、いわゆるＥＫＧトリガ作用である。この場合は、ＥＫＧ信号（心電図信号）から導出された時点の像の撮影がトリガされる。ＥＫＧの特性的な特徴として典型的にいわゆるＲ波形が使用される。この場合のトリガ時点は、Ｒ波形後の絶対時点（例えばＲ波形後４００ｍｓ）又はＲ−Ｒ間隔の百分率値のいずれかで定義される。
【０００４】
この方法により一方で同じ心位相（時相）の互いに連続的な像を（例えばＸ線透視、超音波画像形成で）形成することができ、他方では像の再構成に必要な複数の心拍に関する生データを収集できる（例えばＣＴ又はＭＲ画像形成）。トリガ時点は典型的に被写構造体が撮影領域（以下「撮影窓」という。）の間で可能な限り少なく変動するように選択される。
【０００５】
ＥＫＧトリガ作用における問題の一つは心拍数の変動である。この変動は、心拍数が一定でない場合、ＥＫＧによって規定された時点（例えばＲ波形後２００ｍｓ、又はＲ−Ｒ間隔５０％）が常に等しい機械的な時相に相当しなくなる可能性を生ぜしめる。そのための一例を図１に示す。Ｒ−Ｒ間隔５０％のトリガ時点の場合、トリガ時点は通常前記間隔の中心に当たる。これは矢印１及び２で表したトリガ１及び２で示されている。心拍速度が飛躍的に上昇する場合は、もちろん図示した第１の両間隔に相当する心拍数で計算されたトリガ時点は、完全に適合しない時相になってしまう（トリガ３参照）。
【０００６】
先行技術において、すでに心拍数のトリガ時点を適合することを目的としたＥＫＧトリガ作用最適化のための様々なアプローチがある（例えば非特許文献１参照）。この論文の中で、基本心拍数に適合されたＥＫＧトリガ作用が、従来の８０％のＥＫＧトリガ作用に比べより良好な結果を提供することが報告されている。しかしながら、この場合も撮像中に心拍数が変動する場合、トリガ時点が適合しない時相になるという問題は解決されない。つまり前記刊行物の著者らは、その所論の中で、基本心拍数にマッチングする心拍リズム障害をもつ患者に対して、ＥＫＧトリガ作用が問題を惹起するということを指摘している。
【０００７】
さらに先行技術において、Ｒ波形の近傍にあるトリガ時点を使用することによって、前記問題点を改善することが試みられた。例えば１０％のトリガ時点は、図１において用いた５０％の時点よりも、明らかに少ない心拍数変動に対する依存度が少なくなる。しかしながら、この解決策は、この時相では被撮像構造体が可能な限り静かになるため、それに対して遅延するトリガ時点（例えば９０％）が優先され、幾つかの臨床上の適用にとっては好適ではない。
【非特許文献１】Ｌｕ  Ｂ，Ｚｈｕａｎｇ  Ｎ，Ｍａｏ  ＳＳ，Ｃｈｉｌｄ  Ｊ，Ｃａｒｓｏｎ  Ｓ，Ｂｕｄｏｆｆ  ＭＪ．「Ｂａｓｅｌｉｎｅ  ｈｅａｒｔ  ｒａｔｅ−ａｄｊｕｓｔｅｄ  ｅｌｅｃｔｒｏｃａｒｄｉｏｇｒａｐｈｉｃ  ｔｒｉｇｇｅｒｉｎｇ  ｆｏｒ  ｃｏｒｏｎａｒｙ  ａｒｔｅｒｙ  ｅｌｅｃｔｒｏｎ−ｂｅａｍ  ＣＴ  ａｎｇｉｏｇｒａｐｈｙ」Ｒａｄｉｏｌｏｇｙ（２００４）Ｎｏｖ；２３３（２）：５９０−５
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
従って、本発明の基礎をなす課題は、前記のいわゆるトリガ時点と関連する問題を少なくとも部分的に取り除く改善された方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
この課題は本発明により請求項１に記載の方法によって解決される。
【発明の効果】
【００１０】
本発明の基本思想は、心拍数可変性に依存して異なるトリガ方針に切り替えることにある。
【００１１】
詳細にはそのために以下のステップが実施される：
（ａ）ｎ個の心拍間隔を有するＥＫＧの提供
（ｂ）第１のトリガ時点Ａと、第２のトリガ時点Ｂ、及び心拍数可変性の閾値の決定
（ｃ）ｎ個の心拍間隔をベースとする心拍数可変性の計算
（ｄ）撮像開始のためのトリガ時点Ａを用いる画像形成のＥＫＧトリガの実施にあたり、心拍数可変性の閾値が到達され又は超えられる場合、トリガ時点Aからトリガ時点Ｂへの時点切り替え
【００１２】
まず始めに、心拍間隔の数ｎを含む、従って一定の時間窓（時間空間）を表すＥＫＧデータが提供される。この時間窓は、本来のＥＫＧトリガ作用の前にすでに作成し、かつ計算のために使用することができる。しかしながら、まず画像形成法によってトリガを利用してあらかじめ規定されたトリガ時点を用いて開始し、かつトリガ作用中にＥＫＧデータを収集することも可能である。その場合は、心拍数又は／及び心拍数可変性を、画像形成中に更新された時間窓によって計算することが可能である。この方式において、必要であればトリガ時点Ａ又は／及びＢと、必要であれば別のトリガ時点を新たに規定することができる。同様に心拍数可変性の閾値又は閾値群を適合させることも可能である。
【００１３】
しかしながら、トリガ時点Ａ又はＢあるいは心拍数可変性の閾値の選択における常時適合の代わりに、この決定を一回だけ画像撮影時の開始直前に実施し、かつこの決定を終了するまで維持することも有意義である。
【００１４】
好ましくはトリガ時点Ａ及びＢが規定される。もちろん付加的に別のトリガ時点を規定することも可能である。
【００１５】
トリガ時点Ａは一定の心拍数での画像形成に対して最適の時点である。そのために本発明によればトリガ時点の値は、例えば４０％〜９８％、特に約４５％、５０％、５５％、６０％、６５％、７０％、７５％、８０％、８５％、９０％、９５％又は９８％の範囲が有利である。この場合、被写対象物の最適な休止位相に設定されるような値が特に有利である。場合により生じるトリガ問題はその際に考慮される必要がない。比較的一定の心拍をもつ患者の場合、このトリガ時点が使用される。
【００１６】
前記トリガ時点の正確な決定はそれぞれ画像形成の種類に依存しており、当業者であれば問題なく実施することができる。
【００１７】
Ｘ線透視法を利用する左心室の写像に対しては、例えばＲ波形直前（例えば９５％）のトリガ作用が理想的である。
【００１８】
このトリガ時点は択一的に絶対値として規定することもできる。Ａに対しては、例えば２００ｍｓ〜５００ｍｓの値が好適である。しかしながら、前記値は被検者の心拍数に依存する。
【００１９】
トリガ時点Ａに対しては、Ｒ波形前の時点を表す値、例えばＡ＝−１００ｍｓを使用することも可能である。そのために有利な値は、１５０ｍｓ〜−１０ｍｓ例えば５０ｍｓ等の範囲にある。
【００２０】
さらに、高い心拍数可変性によって時点Ａでの確実なトリガ作用が有意義でない場合において用いられるトリガ時点Ｂが規定される。トリガ時点Ｂは開始時に規定されるかあるいは心拍数可変性決定の計算後に初めて規定される。
【００２１】
Ｂに対しては、好ましくは心拍数変動の発生時でも完全に適合しない心位相に当たるトリガ時点が選択される。従ってＢは可能な限り心拍数変動に左右されない範囲にあることが有利である。この範囲は、好ましくはＲ波形の周辺、好ましくはＲ波形とその直後までである。
【００２２】
時点Ａに対して、トリガを心臓の最適な休止位相に設定する時点が選択される場合、時点Ｂは好ましくは時点Ａよりも早く、例えばＢ＝２０％になる。この場合３％〜５０％、好ましくは５％〜３０％、好ましくは５％〜２５％、好ましくは５％〜２０％、好ましくは５％〜１５％、好ましくは５％〜１０％の値が有利である。
【００２３】
心拍数の変動が強い患者の場合、直接Ｒ波形によってトリガすることができ、これは最適な休止位相に相当しないが、常に確実に機能する。Ｂは、Ｒ波形直後のトリガ時点に設定できる。
【００２４】
心拍数変動の２つの閾値と、それに属するＢの２つのトリガ時点を規定することもできる。一定の範囲で心拍数変動が発生する場合、トリガ時点Ｂは、例えばＢ＝２０％が使用される。さらに強い心拍数変動が発生する場合、別のトリガ時点、例えばＲ波形によるトリガが使用される。
【００２５】
択一的にＢも絶対値として、例えばＢ＝１０ｍｓに規定することもできる。Ｂの値は、好ましくは５ｍｓ〜１５０ｍｓの範囲にある。
【００２６】
本発明は、画像形成のために好適な心位相とトリガ作用の安定性との間で妥協点を見出すことも可能にする。心拍数が安定している場合、最適の心位相が用いられ、他方、場合により心拍数が安定していないときは、最適のトリガ時点は省かれるが、それに対して安定したトリガ作用が達成される。
【００２７】
従って、心拍数可変性が心拍数の上昇又は低下を意味するかどうかは重要ではない。本発明に係るシステムは、心拍数の各変化時にトリガ時点Ｂの使用に切り替えることができる。
【００２８】
さらに、非特許文献１に記載されているように、ＡもＢも自動的に現在の心拍数に適合することもできる。
【００２９】
さらに心拍数可変性に対する閾値が規定される。
【００３０】
Ｂに加えて別のトリガ時点が規定される場合、付加的なトリガ時点に対して付加的な閾値が規定される。
【００３１】
被検者のＥＫＧ信号は、好ましくは撮像前及び／又は撮像中に連続的に評価される。この場合、時間窓はｎ個の心拍間隔を介して解析され、かつ心拍数がどれだけ強く変動するかを表す心拍数可変性に対する基準が決定される。
【００３２】
そのためにＲ−Ｒ間隔の平均２乗偏差ＳＤＲＲが該偏差の平均値によって決定されるような回路装置を用いることができる。
【００３３】
【数１】
2006346466.tif 000003
（式中、ＲＲｉは互いに連続的な心拍間隔であり、ｎは解析に使用される間隔の数である）。
【００３４】
【数２】
2006346466.tif 000004
【００３５】
典型的なｎの値は３〜２０、好ましくは５〜１５、好ましくは５〜１０、好ましくは６〜８の範囲にある。
【００３６】
可変性の基準としてのＳＤＲＲを使用する場合の閾値は、好ましくは１０ｍｓ及び２００ｍｓ（ミリセカント）の間にあり、この際好ましくは３０ｍｓ、５０ｍｓ又は１００ｍｓのような値が使用される。
【００３７】
しかしまた、ＳＤＲＲの他に別の可変性の基準も可能である。
【００３８】
事前に規定された可変性の閾値に従ってトリガ時点が選択される。
【００３９】
通常はトリガ時点Ａが使用される。しかしながら、心拍数可変性が閾値に達するか又は超える場合、トリガ時点Ｂが使用される。
【００４０】
選択されたトリガ時点は撮像の開始のために使用される。
【００４１】
前記方法において心拍数可変性は、好ましくは連続的にその都度現在のｎ個の心拍間隔を有する時間窓をベースに測定される。各トリガ作用後に、心拍数可変性の新規の測定と共にトリガ時点の新規の選択が行われる。
【００４２】
これらに代わって、トリガモードはある種の「慣性」をもって切り替えることもできる。すなわち高い心拍数可変性をもつ一定の時間後に初めてモードＢに切り替えられ、その後で別の一定の時間にわたって低い心拍数可変性が存在する場合に初めてモードＡに戻って切り替えられる。
【００４３】
本発明のもう１つの目的は上記方法を実施するための装置である。特に本発明は、
ｎ個の心拍間隔を有するＥＫＧの記録用の装置と、
第１のトリガ時点Ａ、第２のトリガ時点Ｂ及び心拍数可変性の閾値が記憶されているデータ処理装置と、
ｎ個の心拍間隔をベースとする心拍数可変性の計算用の装置と、
トリガ時点Ａを使用してＥＫＧトリガを行う装置において、心拍数可変性の閾値が到達されるか又は超えられる場合、トリガ時点Ｂが使用される装置と、を含むＥＫＧトリガ作用を利用する画像形成のための装置に関する。
【００４４】
この装置は、上記の特徴を有する前記方法の実施に好適である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４５】
図１はトリガにおける問題の一例を示す。複数の心拍を持つＥＫＧが示されている。１、２及び３で表した矢印は、１枚の像の撮影のためのそれぞれ１つのトリガを表す。トリガ時点はＲ−Ｒ間隔の５０％である。心拍数の突発的変化によって、トリガ３はトリガ１及び２と異なる心位相（時相）に当たる。
【００４６】
図２は、本発明の方法の一実施形態を具示するフローチャートを示す。
【００４７】
第一に、トリガ時点Ａ及びＢが規定される。同様に心拍数可変性の閾値が規定される。それに続きｎ個の心拍間隔を有するＥＫＧを使用して心拍数可変性が計算される。心拍数可変性が閾値よりも小さい場合、トリガ時点Ａが画像形成のために使用される。心拍数可変性が閾値と等しいか又はそれより大きい場合、画像形成のためにトリガ時点Ｂが使用される。トリガ時点の各決定後に心拍数可変性が新規に計算され、かつ再びトリガ時点が選択される。
【００４８】
図３は、心拍数可変性が閾値よりも小さい場合を示す。つまりトリガ時点Ａが使用される。この場合はＡ＝９５％に規定された。
【００４９】
図４はトリガ時点Ａ（Ａ＝９５％）の使用が高い心拍数可変性で誤りのあるトリガを生じ得る場合を示す（トリガ３参照）。このケースは本発明による方法によって回避される。
【００５０】
図５は心拍数可変性が閾値よりも大きい場合を示す。つまり本発明によりトリガ時点Ｂ＝５％が使用される。
【図面の簡単な説明】
【００５１】
【図１】先行技術のトリガの問題の一例を示す波形図
【図２】本発明方法の一実施形態を示すフローチャート
【図３】本発明方法における波形図
【図４】本発明方法における波形図
【図５】本発明方法における波形図
【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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