(57)【要約】時間的及び空間的変化を有する量を解析する方法において、多次元出力データアレイが形成される。該多次元出力データアレイは、空間軸及び時間軸のような少なくとも第１データ軸及び第２データ軸に沿って配列されたアレイ位置を有している。上記量の値が、該多次元出力データアレイに入力される。略同一の時点における上記量の値は、当該多次元出力アレイにおける上記第１データ軸に沿う等しい位置における各位置に入力される。略同一の空間的位置における上記量の値は、上記多次元出力データアレイにおける上記第２データ軸に沿う等しい位置における各位置に入力される。【特許請求の範囲】
【請求項１】
時間的及び空間的変化を有する量を解析する方法において、
−  多次元出力データアレイが形成され、
−  前記多次元出力データアレイは少なくとも第１データ軸及び第２データ軸に沿って配列されたアレイ位置を有し、
−  前記量の値が前記多次元出力データアレイに、
−  前記量の略同一の時点における値が、前記多次元出力データアレイにおける前記第１データ軸に沿う等しい位置における各位置に入力され、
−  前記量の略同一の空間位置における値が、前記多次元出力データアレイにおける前記第２データ軸に沿う等しい位置における各位置に入力される、
ように入力される、
ことを特徴とする方法。
【請求項２】
請求項１に記載の方法において、
−  前記量の値が各時間的時点及び各空間的区域に対して収集され、
−  個々の空間的区域に関する前記量の値が、前記多次元出力データアレイにおける前記第２データ軸に沿う等しい位置の各位置に入力される、
ことを特徴とする方法。
【請求項３】
請求項１又は請求項２に記載の方法において、
−  前記量の値は各期間に関して及び各空間位置に関して収集され、前記量における個々の期間に関する値は、前記多次元出力アレイにおける前記第１データ軸に沿う等しい位置における各位置に入力される、
ことを特徴とする方法。
【請求項４】
請求項１に記載の方法において、
−  前記量の順次の期間に関する値が前記多次元出力データアレイにおける隣接する位置に入力され、
−  前記量の隣接する空間的区域に関する値が前記多次元出力データアレイにおける隣接する位置に入力される、
ことを特徴とする方法。
【請求項５】
請求項４に記載の方法において、前記量の放射方向に連続する空間的区域に関する値が、前記多次元出力データアレイにおける連続した位置に入力されることを特徴とする方法。
【請求項６】
請求項１に記載の方法において、前記量の前記値が、画像の系列から導出されることを特徴とする方法。
【請求項７】
請求項６に記載の方法において、前記量の各時点における値が、前記画像の系列における各画像から導出されることを特徴とする方法。
【請求項８】
請求項７に記載の方法において、前記多次元出力データアレイにおける各位置が、前記系列の対応する画像における対応する空間的区域にリンクされることを特徴とする方法。
【請求項９】
請求項８に記載の方法において、前記多次元出力データアレイは表示され、
−  前記表示された多次元出力データアレイにおける位置が指示され、
−  前記表示された多次元出力データアレイにおける前記指示された位置に基づいて、前記系列における対応する画像が表示されると共に、該画像における対応する空間的区域がマーク付けされる、
ことを特徴とする方法。
【請求項１０】
請求項１に記載の方法において、前記量が心筋の灌流に関するものであることを特徴とする方法。
【請求項１１】
−  多次元出力データアレイを形成し、
−  前記多次元出力データアレイは少なくとも第１データ軸及び第２データ軸に沿って配列されたアレイ位置を有し、
−  前記多次元出力データアレイに前記量の値を、
−  前記量の略同一の時点における値が、前記多次元出力データアレイにおける前記第１データ軸に沿う等しい位置における各位置に入力され、
−  前記量の略同一の空間位置における値が、前記多次元出力データアレイにおける前記第２データ軸に沿う等しい位置における各位置に入力される、
ように入力する、
ように構成されていることを特徴とするデータ処理システム。
【請求項１２】
−  多次元出力データアレイを形成し、
−  前記多次元出力データアレイは少なくとも第１データ軸及び第２データ軸に沿って配列されたアレイ位置を有し、
−  前記多次元出力データアレイに前記量の値を、
−  前記量の略同一の時点における値が、前記多次元出力データアレイにおける前記第１データ軸に沿う等しい位置における各位置に入力され、
−  前記量の略同一の空間位置における値が、前記多次元出力データアレイにおける前記第２データ軸に沿う等しい位置における各位置に入力される、
ように入力する、
ような命令を有するコンピュータプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、時間的及び空間的変化を有する量を解析する方法、特には、患者の心臓の心筋を介しての血液の灌流（perfusion）を解析する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
量を解析する斯様な方法、特に心筋を介する灌流を解析する方法は米国特許第5803914号から既知である。
【０００３】
該既知の方法は、心筋内の血流の分布に関する情報及び心筋の壁の動きに関する情報を表示する。心筋に関する斯かる情報は、ＳＰＥＣＴ（単一陽電子放出コンピュータトモグラフィ）画像化データから既知の方法で得られる。
【０００４】
特に、該既知の方法によれば、心筋の弧部分の表示リングが、これら弧部分の各々における灌流比に依存するようなカラー符号化で表示される。上記壁の動きの量は、表示される弧の厚さにより表される。壁の動きの内側への及び外側への運動は、当該弧部分の幅を上記リングの中心に向かって及び中心から離れるように各々拡張することにより示される。該既知の方法は、一連の幾つかの（例えば５つの）画像の順次のフレームを表示する。従って、心筋を介しての灌流過程の良好な表示（rendition）を得るのは面倒である。特に、上記既知の方法のユーザは、心筋の個々の部分を幾つかの画像で調べる必要がある。更に、示される順次のフレームの数は、斯かるフレームが示されるモニタの能力により厳しく制限される。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明の目的は、量の変化の参照が容易な表示を供給するような、変化する量を解析する方法を提供することにある。特に、本発明の目的は検査されるべき患者の心筋を経る灌流の参照が容易な表示を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
この目的は、本発明による方法であって、
−  多次元出力データアレイが形成され、
−  前記多次元出力データアレイは少なくとも第１データ軸及び第２データ軸に沿って配列されたアレイ位置を有し、
−  前記量の値が前記多次元出力データアレイに、
−  前記量の略同一の時点における値が、前記多次元出力データアレイにおける前記第１データ軸に沿う等しい位置における各位置に入力され、
−  前記量の略同一の空間位置における値が、前記多次元出力データアレイにおける前記第２データ軸に沿う等しい位置における各位置に入力される、
ように入力される、
ような方法により達成される。
【０００７】
上記問題の量の値は、少なくとも２つの変数に依存する。本発明によれば、上記問題の量の値は、多次元出力データアレイにおいて上記第１及び第２データ軸に各々沿うこれら対応する変数の関数として配置される。例えば、上記問題の量は空間位置及び時間、空間位置及び温度に依存するかも知れず、又は上記問題の量は所定の中心に対する放射方向及び接線方向位置に依存するかも知れない。特に、本発明は、上記問題の量の値が多次元出力データアレイに第１データ軸に沿って時間の関数として及び第２データ軸に沿って空間位置の関数として配列されることにより有利に使用される。上記多次元出力データアレイは、出力画像として表示することができる。二次元出力データアレイが採用された場合、該二次元出力データアレイ自体を、上記多次元出力データアレイの内容を示す出力画像として表示することができる。３以上の次元が採用された場合、例えば、当該多次元出力データアレイを経ての二次元断面又は当該多次元出力データアレイのレンダリング若しくは二次元投影を出力画像として表示することができる。出力画像においては、グレイ値、カラー値又は輝度値のようなピクセル値又はボクセル値が、前記多次元出力データアレイにおける値に対応する。斯かる出力画像におけるピクセル又はボクセルの位置は、前記多次元出力データアレイにおける位置に対応する。
【０００８】
上記出力画像は、該出力画像における或る方向のピクセル変化として、当該量の前記第１データ軸に沿う時間変化の参照が容易な表示（rendition）を提供する。また、上記出力画像は、該出力画像における第２方向のピクセル変化として、当該量の前記第２データ軸に沿う空間変化の参照が容易な表示を提供する。通常、上記第１及び第２方向は直交する。更に、当該量の隣接する空間領域の値は当該出力画像において互いに近接して表示されるので、当該量の対応する空間領域における時間変化の間の差を非常に都合良く監視することができる。特に、本発明によれば、上記の参照が容易な表示は非常に少ない画像が調べられるのを要するのみである。二次元出力データアレイが採用された場合、単一の出力画像でさえ、当該量の変化の参照が容易な表示を提供するのに充分である。例えば、本発明が心筋を介しての灌流に適用された場合、個々の冠状動脈により供給される心筋の各区域に対する血液供給の差が、単一の出力画像内に表示される。
【０００９】
本発明のこれら及び他の態様は、従属請求項に記載された実施例を参照して説明されるであろう。
【００１０】
好ましくは、各空間区域に対して、当該量の値が収集されると共に、第２データ軸に沿う適切な位置において上記多次元出力データアレイに入力される。斯かる空間区域に関する当該量の値は、該量の空間的変化を表す。例えば、個々の空間区域に関して、各区域にわたる局部平均、局部極小若しくは極大値又は当該空間区域の中心位置における値が使用される。多くのアプリケーションにおいては、斯様な空間区域毎の表現が、当該量の空間的変化の適正な表現を提供するように思われる。即ち、個々の区域に関する当該量の値は、該量が区間から区間へと空間的に変化する態様の正確な表現を提供する。各空間区域に関する当該量の値の使用により、処理されるべきデータの量の低減が達成される。特に、上記量の値が一連の画像から導出される場合、当該多次元出力データアレイに含まれるデータの量は、特に高診断品質の高解像度画像が使用される場合に、これら画像自体に含まれるデータの量よりも遙かに少なくなる。個々の空間区域における当該量の時間的変化の間の差は、上記多次元出力データアレイから形成される出力画像において容易に見られることになる。即ち、当該量の値の前記第１データ軸に沿う表示（レンディション）は、該量の時間追跡（トレース）を形成することになる。個々の空間区域に対して、各時間追跡が形成され、前記第２データ軸の対応する位置にレンダリングされる。
【００１１】
データの量は、当該量の各期間に関する値を使用することにより更に低減される。順次の各期間における値は、例えば連続的に変化する量の値の時間的サンプリングを提供する。
【００１２】
好ましくは、当該量の隣接する空間区域に関する値が、当該多次元出力データアレイに隣接する位置で入力されると共に、該多次元出力データアレイの画像としてのレンディションにおいて隣接する位置で対応して示される。これは、当該量の値の空間的変化及び該量の時間的変化が、これら変化が当該多次元出力データアレイにおいて相対的な急激な変化として現れるという点で、明瞭に見えるようにされるのを可能にする。
【００１３】
他の好ましい実施例においては、当該量の空間的に半径方向において隣接する位置に関する値が、当該多次元出力データアレイにおける隣接するアレイ位置に入力される。結果として、該多次元出力データアレイの画像としてのレンディションにおいては、該量の半径方向の変化が明瞭に表示される。例えば、患者の心筋を経ての灌流の検査に適用される場合、該灌流の半径方向の変化は冠状動脈系における機能不全部分の重要な指示情報となる。
【００１４】
当該量の値、特には患者の心筋を経る灌流は、診断画像の系列から都合良く得られる。例えば、拡散加重（diffusion-weighted）磁気共鳴画像を、心筋等の組織を経る血液の灌流の局部値を得るために使用することができる。個々の画像から、当該量の幾つかの位置に関する値が得られる。連続する画像から、特に、斯かる連続する画像が順次の時点で収集されることにより、当該量の順次の時点における値が得られる。
【００１５】
本発明の方法の他の好ましい実施例においては、前記多次元出力データアレイにおける個々の位置が、上記画像における当該量の値が導出された対応する位置にリンクされる。特には、当該量の対応する値が導出された空間区域と時点との間のリンクが提供される。このように、当該多次元出力データアレイのレンディションにおいて興味或る特徴に気が付いたら、ユーザは、この興味或る特徴を指示することができる。この場合、本発明による方法は、当該系列内の対応する画像における対応する位置を自動的に指し示す。斯様なリンクを実施する方法は幾つか存在する。単純な例では、表示された多次元出力データアレイ上の指示された位置の位置が算出される。当該多次元出力データアレイにおける該算出された位置から、上記系列における対応する画像、並びに当該画像における対応する空間位置、特には当該画像における対応する区域の位置が導出される。次いで、当該画像における該対応する位置にマーカが配置される。他の構成においては、上記多次元出力データアレイにおける位置と当該系列内の画像における（区域の）位置との間の対応関係を表すようなルックアップテーブルが設けられる。表示された多次元出力データアレイにおける位置の指示は、例えばマウス、ジョイスティック、タッチスクリーン等による制御の下で、矢印又は他の記号の形態のカーソルにより実行することができる。
【００１６】
好ましくは、上記多次元出力データアレイのレンディションにおける位置が指示されると、上記系列のうちの問題の画像が自動的に表示され、該画像において、上記多次元出力データアレイにおいて指示された位置にリンクされた位置がマーク付けされる。かくして、当該多次元出力データアレイにおける注目すべき特徴に対しては、当該画像における対応する位置が容易に提供される。一方、上記画像のうちの１つにおける位置を指し示すこともでき、当該多次元出力データアレイにおける対応する位置が自動的にマーク付けされる。かくして、当該画像のうちの１つにおける疑わしい特徴に関しては、当該多次元出力データアレイにおける対応する位置が容易に提供され、該疑わしい特徴部における当該量の変化を容易に調べることができる。
【００１７】
灌流の検査に適用された場合、本方法は上記多次元出力データアレイから興味ある灌流の特徴に気付く容易な方法を提供する一方、該方法は上記の気付いた灌流の特徴が生じている局部的組織の細部（anatomic
details）をも示すような当該画像における対応する位置に対する容易な参照も提供する。この構成は、心筋の灌流を調べるために使用される場合に特に有利である。正常な灌流からのずれを、当該心筋の組織の関連する部分に容易に参照付けることができる。特に、この構成は、心臓学者が冠状動脈系における局部的不全を検出するための有利なツールを提供する。
【００１８】
また、本発明はデータ処理システムにも関するものである。本発明によるデータ処理システムは請求項１１に記載されている。該データ処理システムは、患者の心筋を経る灌流のような量を解析する方法を実行するために有利に使用することができる。例えば、該データ処理システムは、拡散加重磁気共鳴信号を収集する磁気共鳴画像化システムに結合されるか又は斯かるシステム内に含まれ、問題となる量の値を導出する。本発明によるコンピュータプログラムは請求項１２に記載されている。本発明による該コンピュータプログラムは、データ処理装置等のプロセッサのワーキングメモリにロードされ、該プロセッサが本発明による上記方法を実行するのを可能にすることができる。本発明による該コンピュータプログラムは、ＣＤ−ＲＯＭ等のデータ担体から利用可能にすることができるか、又はワールドワイドウェブ等のデータネットワークからダウンロードすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
本発明の上記及び他の態様を、以下に記載する実施例及び添付図面を参照して説明する。
【００２０】
図１は、本発明の方法が採用された心臓学画像管理システムの概念図である。該心臓学画像管理システムは画像化様式部１（ＩＭ）を含み、該画像化様式部は画像データをデータ処理システム２（ＤＳＰ）に供給する。該データ処理システムは上記画像データから多次元出力データアレイを導出する。次いで、該多次元出力データアレイは表示システムに供給される。また、画像化様式部１からの画像データは上記データ処理システムに供給される。上記多次元出力データアレイは上記表示システム上に該画像データと一緒に表示される。オプションとして、これらの画像には上記データ処理ユニット（システム）により画像処理が適用されて、上記表示システムにおける画像データの表示（rendition）を改善することもできる。図１に示す例においては、上記画像化様式部は磁気共鳴画像化システムであり、該システムは上記画像データを例えば患者の心筋の灌流画像の形態で発生する。表示システム上には、一連の心筋灌流画像が多次元出力データアレイにより示される。この目的のため、当該表示システムは幾つかの表示スクリーンを有することができるか、又は幾つかの表示窓３１、３２が表示領域上に開かれる。
【００２１】
図２は、本発明により形成された多次元出力データアレイに対する一連の画像の関係の一例の概念図である。
【００２２】
特に、図２は例示として心筋灌流画像４の１つを示している。心筋の画像は幾つかのリングに分割され、個々のリングは幾つかの区域（セクタ）に分割されている。これらリングは、左心室の中間を各リングの共通中心として有している。上記セクタは主に接線方向に、即ち上記共通中心からの放射方向に対して垂直に延在している。これらセクタは本質的に螺旋状に外側に向かって番号付けされている。即ち、個々のリングにおいては、これらセクタは例えば時計方向に増加するように番号付けされ、該番号付けは内側のリングから外側のリングへ進む場合にも増加する。図２には単一の心筋灌流画像しか示されていないが、この単一の画像は患者の心筋を経る血液の灌流の時間的進行を示す心筋灌流画像の時間的系列のうちの１つである。図２は、上記一連の心筋灌流画像に対応するような多次元出力データアレイ５も示している。図２の例において、第１データ軸は時間軸（ｔ）であり、第２データ軸は上記セクタの番号（＃Ｓ）を表している。該多次元出力データアレイには、上記一連の心筋灌流画像のデータ値がプロットされている。特に、個々の心筋灌流画像における各セクタに対して、前記データ処理システムにおいて平均輝度値が計算される。これらの平均輝度値は、当該心筋を介しての血液の灌流の局部的量を示す。表示された該多次元出力データアレイにおいて、時間軸に沿って、各セクタに関する循環過程の時間追跡が作成される。垂直方向、即ちセクタ番号を表す軸に沿って、隣接するセクタにおける灌流の空間的差を容易に参照することができる。
【００２３】
上記多次元出力データアレイにおける位置は、前記系列の対応する画像における対応するセクタにリンクされている。ユーザは、例えば当該多次元出力データアレイにおける輝度変動の著しい変化が生じている特定の位置を指示すことができる。斯様な指示は、例えば表示された該多次元出力データアレイ内の当該位置における単純なマウスクリックにより実行することができる。表示された当該多次元出力データアレイ内の位置がユーザにより指示されると、該指示された位置にリンクされた心筋灌流画像が表示スクリーン上に配置され、問題のセクタが例えば図２に示す白の矢印等により指示される。上記指示された位置にリンクされた該心筋灌流画像は、全系列の代わりに拡大されて表示されるか、又は当該表示スクリーン上に開かれる追加の窓内に表示されるようにすることができる。上記の指示された位置にリンクされた心筋灌流画像は、患者の組織、特に当該多次元出力データアレイにおいて興味ある灌流事象が見える領域内の問題のセクタにおける組織構造、に対する追加の情報を提供する。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】図１は、本発明の方法が採用される心臓学画像管理システムの概念図である。
【図２】図２は、本発明により形成された多次元出力データアレイに対する一連の画像の関係の一例の模式図である。
【図１】
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【図２】
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