(57)【要約】  心臓イメージを取得するために最適な観察面を決定する方法（１１００）、システム（１２００）および装置（１０１）。該方法（１１００）には、心臓の矢状面イメージと軸面イメージと冠状面イメージとのセットを取得する手法が含まれ、軸面イメージおよび冠状面イメージは矢状面イメージと直交し、心臓は固有軸と、血液プール、血液プール境界および心尖（１１１０）を有する左心室（「ＬＶ」）とを含む。本方法には血液プール境界（１１４０）のマップを形成するステップと、該マップを使用して、固有軸（１１６０）に沿って方向決定された完全な座標フレームを作成するステップとが含まれる。
2007518461.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
心臓イメージの取得のために最適な観察面を決定する方法において、
心臓の矢状面イメージと軸面イメージと冠状面イメージとのセットを取得し、該心臓は固有軸と、血液プール、血液プール境界および心尖を含む左心室（「ＬＶ」）とを有するステップと、
血液プール境界のマップを形成するステップと、
前記マップを使用して、固有軸に沿って方向決定された完全な座標フレームを作成するステップとを有し、
該軸面イメージおよび冠状面イメージは、該矢状面イメージと直交することを特徴とする方法。
【請求項２】
医療用イメージング装置を使用してイメージを取得する、請求項１記載の方法。
【請求項３】
心臓を表すデータをリフォーマットすることによってイメージを取得する、請求項１記載の方法。
【請求項４】
血液プール境界のマップを形成するステップは、
矢状面イメージ内で血液プールを位置検出するステップと、
該矢状面イメージの血液プールと交差する各直交のイメージで、血液プール境界の２つのポイントを見つけ、各直交のイメージの血液プール境界の２つのポイント間に中間点を設けるステップと、
各直交のイメージの血液プール境界上にポイントを、各直交のイメージの中間点から放射状に位置決めするステップとを有する、請求項１記載の方法。
【請求項５】
矢状面イメージで血液プールを位置検出するステップは、自動的な分割アルゴリズムを使用して該血液プールを位置検出するステップを含む、請求項４記載の方法。
【請求項６】
血液プール境界上にポイントを位置決めするステップは、
中間点から血液プール境界の方向に延在する線の強度プロフィールの変化の検出と、
主成分分析と、
楕円のロバスト一致と、
ＬＶの形状に近似する任意のモデルの一致と
を含むグループから選択された１つの手法を使用することを含む、請求項４記載の方法。
【請求項７】
マップを使用して完全な座標フレームを作成するステップは、
短軸垂線の方向を決定するステップと、
短軸垂線の方向に対して直交している長軸垂線の方向を決定するステップとを有する、請求項１記載の方法。
【請求項８】
短軸垂線の方向を決定するステップでは、該短軸垂線の方向に近似する血液プール境界マップを使用し、
該血液プール境界マップは、空間的に楕円状のオブジェクトを形成する、請求項７記載の方法。
【請求項９】
短軸垂線の方向を決定するステップでは、主成分分析を使用する、請求項８記載の方法。
【請求項１０】
短軸垂線の方向を決定するステップは、該短軸垂線の方向をさらに高精度化するステップを有する、請求項８記載の方法。
【請求項１１】
短軸垂線の方向をさらに高精度化するステップは、
第１の短軸垂線方向で第１のイメージを取得して、左心室の心尖までの第１の間隔を測定するステップと、
第１の短軸垂線方向を捻り、第２の短軸垂線方向を作成するステップと、
第２の短軸垂線方向で第２のイメージを取得し、左心室の心尖までの第２の間隔を測定するステップと、
左心室の心尖までの前記２つの間隔のうち長い方に所属する短軸垂線の方向を選択して、より精確な短軸垂線方向とする、請求項１０記載の方法。
【請求項１２】
長軸垂線の方向を決定するステップは、ＬＶ血液プールからの中隔方向を決定するステップを有する、請求項７記載の方法。
【請求項１３】
中隔方向を決定するステップは、矢状面および短軸面から成るグループから選択された心臓のイメージを使用する、請求項１２記載の方法。
【請求項１４】
中隔方向を決定するステップは、
心臓のイメージを分析して、ＬＶ血液プールの中心を見つけるステップと、
該ＬＶ血液プールの中心から出発して放射状に、明→暗→明の強度プロフィールを有する方向を探索するステップとを有する、請求項１３記載の方法。
【請求項１５】
中隔方向を決定するステップは、
心臓のイメージを分析して、２つの挿入点を有するＬＶ血液プールの中心を見つけるステップと、
心臓のイメージを分析して、前記２つの挿入点を見つけるステップと、
２つの挿入点および血液プールの中心を使用して、該血液プールの中心で頂点を有する角度を形成するステップと、
該角度を２等分するステップと、
中隔方向を、前記２等分の方向として決定するステップとを有する、請求項１３記載の方法。
【請求項１６】
心臓のイメージを分析してＬＶ血液プールの中心を見つけるステップは、
ＬＶの血液プール境界を分割するステップと、
該ＬＶの血液プール境界の重心を見つけるステップとを有する、請求項１５記載の方法。
【請求項１７】
心臓のイメージを分析して２つの挿入点を見つけるステップでは、強度プロフィールの変化を検出する手法を使用する、請求項１５記載の方法。
【請求項１８】
完全な座標フレームをさらに高精度化するステップを含む、請求項１記載の方法。
【請求項１９】
完全な座標フレームをさらに高精度化するステップは、
第１の完全座標フレーム方向で第１のイメージを取得し、心臓の心尖と僧帽弁の面との間の第１の間隔を測定するステップと、
第１の完全座標フレーム方向を捻り、第２の完全座標フレーム方向を作成するステップと、
第２の完全座標フレーム方向で第２のイメージを取得し、該心臓の心尖と僧帽弁の面との間の第２の間隔を測定するステップと、
該心臓の心尖と僧帽弁の面との間の前記２つの間隔のうち長い方に所属する完全座標フレーム方向を、より精確な完全座標フレーム方向として選択する、請求項１８記載の方法。
【請求項２０】
機械読み取り可能なプログラム記憶装置であって、
心臓イメージを取得するために最適な観察面を決定する方法を実施するために、機械によって実行可能な命令のプログラムを具現化する形式のプログラム記憶装置において、
該方法は、
心臓の矢状面イメージと軸面イメージと冠状面イメージとのセットを取得し、該心臓は固有軸と、血液プール、血液プール境界および心尖を有する左心室（「ＬＶ」）とを有するステップと、
該血液プール境界のマップを作成するステップと、
前記マップを使用して、該固有軸に沿って方向決定された完全な座標フレームを作成するステップとを有し、
該軸面イメージおよび冠状面イメージは、該矢状面イメージと直交することを特徴とする、プログラム記憶装置。
【請求項２１】
医療用イメージング装置を使用してイメージを取得する、請求項２０記載のプログラム記憶装置。
【請求項２２】
心臓を表すデータをリフォーマットしてイメージを取得する、請求項２０記載のプログラム記憶装置。
【請求項２３】
血液プール境界のマップを形成するステップは、
矢状面イメージで血液プールを位置検出するステップと、
該矢状面イメージの血液プールと交差する各直交のイメージで、血液プール境界の２つのポイントを見つけ、各直交のイメージの該血液プール境界ポイント間に中間点を設けるステップと、
各直交のイメージの中間点から放射状に、血液プール境界上にポイントを位置決めするステップとを有する、請求項２０記載のプログラム記憶装置。
【請求項２４】
矢状面イメージで血液プールを位置検出するステップは、自動的な分割アルゴリズムを使用して該血液プールを位置検出するステップを含む、請求項２３記載のプログラム記憶装置。
【請求項２５】
血液プール境界上にポイントを位置決めするステップでは、
中間点から血液プール境界の方向に延在する線の強度プロフィールの変化の検出と、
主成分分析と、
楕円のロバスト一致と、
ＬＶの形状に近似する任意のモデルの一致と
を含むグループから選択された手法が使用される、請求項２３記載のプログラム記憶装置。
【請求項２６】
マップを使用して完全な座標フレームを作成するステップは、
短軸垂線の方向を決定するステップと、
該短軸垂線の方向に対して直交する長軸垂線の方向を決定するステップとを有する、請求項２０記載のプログラム記憶装置。
【請求項２７】
短軸垂線の方向を決定するステップは、該短軸垂線の方向に近似する血液プール境界のマップを使用するステップを含んでおり、
前記血液プール境界のマップは、空間的に楕円状のオブジェクトを形成する、請求項２６記載のプログラム記憶装置。
【請求項２８】
短軸垂線の方向を決定するステップでは、主成分分析が使用される、請求項２７記載のプログラム記憶装置。
【請求項２９】
短軸垂線の方向を決定するステップは、該短軸垂線の方向をさらに高精度化するステップを含んでいる、請求項２７記載のプログラム記憶装置。
【請求項３０】
短軸垂線の方向をさらに高精度化するステップは、
第１の短軸垂線方向で第１のイメージを取得し、左心室の心尖までの第１の間隔を測定するステップと、
前記第１の短軸垂線方向を捻り、第２の短軸垂線方向を作成するステップと、
前記第２の短軸垂線方向で第２のイメージを取得し、該左心室の心尖までの第２の間隔を測定するステップと、
該左心室の心尖までの２つの間隔のうち長い方に所属する短軸垂線方向を、より精確な短軸垂線方向として選択する、請求項２９記載のプログラム記憶装置。
【請求項３１】
長軸垂線の方向を決定するステップは、ＬＶ血液プールの中心からの中隔方向を決定するステップを含む、請求項２６記載のプログラム記憶装置。
【請求項３２】
中隔方向を決定するステップでは、矢状面および短軸面から成るグループから選択された心臓のイメージが使用される、請求項３１記載のプログラム記憶装置。
【請求項３３】
中隔方向を決定するステップは、
心臓のイメージを分析して、ＬＶ血液プールの中心を見つけるステップと、
該ＬＶ血液プールの中心から出発して放射状に、明→暗→明の強度プロフィールを有する方向を探索するステップとを有する、請求項３２記載のプログラム記憶装置。
【請求項３４】
中隔方向を決定するステップは、
心臓のイメージを分析して、２つの挿入点を有するＬＶ血液プールの中心を見つけるステップと、
心臓のイメージを分析して、前記２つの挿入点を見つけるステップと、
前記２つの挿入点および血液プールの中心を使用して、該血液プールの中心に頂点を有する角度を形成するステップと、
前記角度を２等分するステップと、
中隔方向を、前記２等分の方向として決定するステップとを有する、請求項３２記載のプログラム記憶装置。
【請求項３５】
心臓のイメージを分析してＬＶ血液プールの中心を見つけるステップは、
ＬＶ血液プールの境界を分割するステップと、
該ＬＶ血液プールの境界の重心を見つけるステップとを有する、請求項３４記載のプログラム記憶装置。
【請求項３６】
心臓のイメージを分析して２つの挿入点を見つけるステップでは、強度プロフィールの変化を検出する手法が使用される、請求項３４記載のプログラム記憶装置。
【請求項３７】
完全な座標フレームをさらに高精度化するステップが含まれる、請求項２０記載のプログラム記憶装置。
【請求項３８】
完全な座標フレームをさらに高精度化するステップは、
第１の完全座標フレーム方向で第１のイメージを取得し、心臓の心尖と僧帽弁の面との間の第１の間隔を測定するステップと、
第１の完全座標フレーム方向を捻り、第２の完全座標フレーム方向を作成するステップと、
該第２の完全座標フレーム方向で第２のイメージを取得し、該心臓の心尖と僧帽弁の面との間の第２の間隔を測定するステップと、
該心臓の心尖と僧帽弁の面との間の前記２つの間隔のうち長い方に所属する完全座標フレーム方向を、より精確な完全座標フレーム方向として選択する、請求項３７記載のプログラム記憶装置。
【請求項３９】
心臓イメージを取得するために最適な観察面を決定するためのシステムにおいて、
プロセッサと、イメージングアダプタと、マッピングユニットと、作成ユニットと、ユーザインタフェースとを有し、
該イメージングアダプタは該プロセッサと信号通信し、心臓のイメージを受信するために使用され、
該心臓は、血液プールおよび血液プール境界を有する左心室（「ＬＶ」）を有し、
該マッピングユニットは該プロセッサと信号通信し、血液プール境界をマッピングするために使用され、
該作成ユニットは該プロセッサと信号通信し、心臓に関連して方向決定された完全な座標フレームを作成するために使用され、
該ユーザインタフェースは該プロセッサと信号通信し、入力を受信および制御するために使用されることを特徴とするシステム。
【請求項４０】
心臓の適切なイメージを取得するため、該イメージングアダプタは制御信号をイメージングシステムへ送信する、請求項３９記載のシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
関連出願とのクロスリファレンス
本願は、２００３年５月２８日に提出されたアメリカ合衆国仮出願番号６０／４７３７３０（Attorney Docket No.2003P07843US）で留保されている権利を請求するものである。この仮出願の名称は『Automatic Optimal View Determination for Cardiac Acquisitions』であり、参照によって本願の開示内容に完全に含まれるものである。
【０００２】
本発明の背景
１．技術分野
本発明は医療用イメージングに関し、より特定的には、心臓のイメージの取得のための短軸および長軸の観察面の決定に関する。
【０００３】
２．関連技術の説明
医療用イメージングの分野では、心臓の短軸垂線および長軸垂線を中心として方向決定されたイメージが、臨床医による評価のための標準的なフォーマットである。心臓の方向、すなわち心臓の短軸垂線および長軸垂線は、個体ごとに固有である。したがってこのようなイメージを取得する際には、個体の心臓の方向および関連の座標フレーム（短軸、長軸、および両軸に対して直交する方向）を決定する必要がある。
【０００４】
関連技術では、平均的な左心室の座標系が、５０個の主体のデータベースから計算され、開始ポイントとして使用される。この初期の短軸方向から、複数の短軸面イメージがサンプリングされる。その後、期待値最大化アルゴリズムを使用して、左心室および右心室がこれらのイメージに分けられる。左心室（「ＬＶ」）の重心が短軸面イメージのスタックの中から見つけられ、これらは接続されて、最終的な短軸垂線が形成される。この軸から最も遠い右心室のポイントが見つけられ、このポイントを使用して長軸垂線方向が決定される。心室の形状は異なることがあり、その中にはバナナ形状のものさえ存在するので、この手法が常に適切な座標フレームを提供するとは限らない。
【０００５】
本発明の要約
本発明の実施例には、心臓イメージを取得するための最適な観察面を決定する方法が含まれる。この方法は、心臓の矢状面イメージ、軸面イメージおよび冠状面イメージのセットの取得を含んでいる。ここでは、軸面イメージおよび冠状面イメージは矢状面イメージと直交し、心臓は固有軸と、血液プール、血液プール境界および心尖を有する左心室とを有する。この方法は、血液プール境界のマップの形成と、該マップを使用して、固有軸に沿って方向決定された完全な座標フレームを作成することも含んでいる。
【０００６】
本発明の別の実施例には、心臓イメージを取得するための最適な観察面を決定するためのシステムが含まれている。該システムはプロセッサおよびイメージングアダプタを有している。該イメージングアダプタは心臓のイメージを受信するために使用され、該プロセッサと信号通信する。また、該システムにはマッピングユニットも設けられており、該マッピングユニットは血液プール境界をマッピングするために使用され、該プロセッサと通信接続する。このシステムは、前記プロセッサと信号通信する作成ユニットも有しており、該作成ユニットは、固有軸によって方向決定された完全な座標フレームを作成するために使用される。また該システムには、該プロセッサと信号通信するユーザインタフェースも設けられており、ユーザからの入力を受信および制御するために使用される。
【０００７】
図面の簡単な説明
図１    コンピュータシステムの実施例を示す概略図である。
【０００８】
図２    複数の直交方向から取得された心臓の３つのＣＴイメージのセットを詳細に示す医療用イメージである。
【０００９】
図３    ＬＶ血液プールが識別された心臓の矢状面を詳細に示す医療用イメージである。
【００１０】
図４    心臓の軸面で血液プール境界を位置検出する実施例を詳細に示す医療用イメージである。
【００１１】
図５    心臓の冠状面イメージで血液プール境界を位置検出する実施例を詳細に示す医療用イメージである。
【００１２】
図６    血液プール境界上にポイントをマッピングする実施例を詳細に示す医療用イメージである。
【００１３】
図７    短軸垂線方向が識別された心臓の３次元のＬＶ血液プール境界に近似する楕円のグラフィック図である。
【００１４】
図８    中隔方向が示されている心臓の矢状面イメージと、心臓の固有軸に関連して方向ｓ決定された完全な座標フレームとを詳細に示す医療用イメージである。
【００１５】
図９    左心室と短軸面イメージのセットとの表示例を詳細に示すグラフィック図である。
【００１６】
図１０  本発明の実施例を詳細に示すグラフィック図であり、長軸垂線方向を心臓の短軸面イメージからどのように決定するかを詳細に示している。
【００１７】
図１１  本発明の実施例を詳細に示すフローチャートである。
【００１８】
図１２  心臓関連の取得のために最適面を自動的に決定するためのシステムの実施例を概略的に示す図である。
【００１９】
有利な実施形態の詳細な説明
本発明の実施例では、心臓イメージ取得のために最適な短軸および長軸の観察面を決定するための方法、システムおよび装置が提供される。心臓イメージを取得するために、以下のものが使用される：磁気共鳴スキャナ（“ＭＲ”）、ポジトロンエミッショントモグラフィスキャナ（“ＰＥＴ”）、シングルフォトンエミッションコンピューテッドトモグラフィ（“ＳＰＥＣＴ”）、コンピューテッドトモグラフィスキャナ（“ＣＴ”）、および別の医療用イメージング装置。心臓を表示する別のデータソースの中でも、ＣＴ、ＳＰＥＣＴおよびＰＥＴの心臓の容量データは取得後にリフォーマットし、所望のイメージを作成することもできる。最適な観察面が決定された後、イメージを再走査するか、またはＣＴ容量のデータ等のデータをリフォーマットして、新たな観察面で新たなイメージを取得することができる。
【００２０】
図１を参照すると本発明の実施例では、本発明を実施するためのコンピュータシステム１０１に、中央処理ユニット（“ＣＰＵ”）１０２と、メモリ１０３と、入出力（“Ｉ／Ｏ”）インタフェース１０４とが設けられる。このコンピュータシステム１０１は一般的に、Ｉ／Ｏインタフェース１０４を介してディスプレイ１０５および種々の入力装置１０６に接続されている。この種々の入力装置１０６は、たとえばマウス、キーボードおよび医療用イメージング装置等である。サポート回路には、キャッシュ、電源、クロック回路および通信バス等の回路が含まれる。メモリ１０３には、ランダムアクセスメモリ（“ＲＡＭ”）、読み出し専用メモリ（“ＲＯＭ”）、ディスクドライブまたはテープドライブ等が含まれるか、またはこれらの組み合わせが含まれる。本発明は、信号源１０８からの信号を処理するためにＣＰＵ１０２によって実行されるルーティン１０７として具現化することができる。このルーティンは、メモリ１０３に記憶される。したがってコンピュータシステム１０１は、本発明のルーティン１０７を実行する場合には特殊用途コンピュータシステムとなる汎用コンピュータシステムである。
【００２１】
コンピュータシステム１０１には、オペレーティングシステムおよびマイクロ命令コードも含まれる。ここに記載されている種々のプロセスおよび機能は、マイクロ命令コードの一部とされるか、またはアプリケーションプログラムの一部（またはこれらの組み合わせ）とされ、オペレーティングシステムを介して実行される。付加的に、種々の別の周辺装置をコンピュータプラットフォームに接続することができる。このコンピュータプラットフォームは、たとえば付加的なデータ記憶装置および印刷装置である。
【００２２】
図２は、複数の直交方向から取得された心臓の３つのＣＴイメージのセットを詳細に示す医療用イメージである。これらのイメージは全体的に参照番号２００によって示されており、心臓を表す同じＣＴ容量データセットからリフォーマットされたものである。参照番号２２０は心臓の冠状面イメージを指しており、参照番号２４０は心臓の矢状面を指している。参照番号２６０は、心臓の軸面を指している。
【００２３】
図３は、ＬＶ血液プールが識別された心臓の矢状面を詳細に示す医療用イメージである。この医療用イメージは、全体的に参照番号３００によって示されている。このイメージ３００は、図２で撮像された矢状面２４０と同一である。ここで参照番号３２０は、識別されたＬＶ血液プールを指している。
【００２４】
図４は、図２に示された軸面２６０で血液プール境界を位置検出する実施例を詳細に示す医療用イメージである。この医療用イメージは全体的に、参照番号４００によって示されている。参照番号４１０は、このイメージ面が図３の矢状面イメージの面と交差する線を示している。参照番号４２０および４３０は、矢状面イメージの面と交差する血液プール境界上の識別された位置を示している。
【００２５】
図５は、図２に示された冠状面イメージ２２０で血液プール境界を位置検出する実施例を詳細に示す医療用イメージである。これは全体的に、参照番号５００によって示されている。参照番号５１０は、このイメージ面と図３に示された矢状面イメージの面とが交差する線を示している。参照番号５２０および５３０は、矢状面イメージの面と交差する血液プール境界上の識別された位置を示している。
【００２６】
図６は、血液プール境界上にポイントをマッピングする実施例を詳細に示す医療用イメージである。これは全体的に、参照番号６００によって示されている。ここに示されたイメージは、図４に示された軸面と同一である。参照番号６２０は、図４に示された血液プール境界位置４２０と４３０との間の中間点を示している。参照番号６５０によって示されている線は、血液プール境界に沿った異なるポイントを示しており、中間点６２０から放射状にマッピングされている。
【００２７】
図７は、短軸垂線方向が識別された心臓の３次元のＬＶ血液プール境界に近似する楕円のグラフィック図である。これは全体的に、参照番号７００によって示されている。それより前にマッピングされた血液プールの境界は参照番号７３０，７４０および７５０によって示されており、空間的に楕円状のオブジェクトを形成する。参照番号７１０によって示された楕円は、心臓の近似的な短軸垂線７２０を決定するために使用される。
【００２８】
図８は、中隔方向が示されている心臓の矢状面イメージと、心臓の本来の軸に関連して方向決定された完全な座標フレームとを詳細に示す医療用イメージである。これは全体的に、参照番号８００によって示されている。ここで参照番号８２０は、図２に示された心臓の矢状面イメージを指している。中隔方向は、矢状面イメージ８２０で血液プールの中心から明→暗→明の強度プロフィールを有している。参照番号の８４０によって示された矢印は中隔方向を示しており、ちょうどこのようなプロフィールを有している。参照番号８１０は、心臓の本来の軸に沿って方向決定された完全な座標フレームを指している。この座標フレームは、以下に記載されている実施形態のプロセスで、短軸垂線７２０および中隔方向８４０を使用して作成されたものである。
【００２９】
図９は、左心室および短軸面イメージのセットの表示例を詳細に示すグラフィック図である。これは全体的に、参照番号９００によって示されている。参照番号９６０は、心臓の左心室の表示を指しており、参照番号９５０は心臓の心尖を指している。参照番号９１０および９３０は、２つの短軸面の候補を示しており、参照番号９２０および９４０はそれぞれ、短軸面の所属の垂線を示している。
【００３０】
図１０は、本発明の実施例を詳細に示すグラフィック図である。これは全体的に、参照番号１０００によって示されている。ここでは、長軸垂線の方向を心臓の短軸面イメージからどのように決定するかが詳解される。図１０００は、心臓の短軸面の表示である。左心室および該左心室の所属の血液プールは参照番号１０１０によって示されており、右心室および該右心室の所属の血液プールは参照番号１０２０によって示されており、左心室と右心室との間の中隔は、参照番号１０４０によって示されている。この短軸面イメージでは、ＬＶ１０１０の挿入点１０１５および１０１６が識別されている。これらの挿入点１０１５および１０１６は、ＬＶ１０１０が中隔と接する場所である。これらの挿入点を識別するために使用される手法は、前記の（明→暗→明で終わる）強度プロフィールの変化の検出法も含めて、どのような数の手法でもよい。参照番号１０３１は、ＬＶ血液プール１０１０の中心を表している。この中心の位置は、血液プールの境界を自動的に分割してこの境界の重心を見つけることによって計算される。円１０３４がこれら３つの点１０１５，１０１６および１０３１に当てはめられ、該円１０３４の中心が血液プール１０１０の中心１０３１に一致される。円の中心１０３１を挿入点１０１５および１０１６と接続する線１０３２および１０３３によって形成された角度は、２等分される。この方向は中隔方向であり、長軸垂線１０３０を形成する。
【００３１】
図１１は、本発明の実施例を詳細に示すフローチャートであり、全体的に参照番号１１００によって示されている。ブロック１１１０は、心臓の軸面イメージと矢状面イメージと冠状面イメージとのセット（１セットごとに３〜６個のイメージ）を取得するステップを表している。これらのイメージは、少なくとも部分的に、左心室を含んでいなければならない。これらのイメージの例は図２に示されており、前記のような医療用イメージングスキャナを使用して取得されるか、またはＣＴ容量によるリフォーマットのような、規範的な方向で心臓を表すデータをリフォーマットすることによって取得される。
【００３２】
ブロック１１２０は、矢状面イメージ内で心臓の左心室（“ＬＶ”）血液プールを位置検出するステップを表している。このステップの実施例は、図３に示されている。複数のアルゴリズムを使用して、血液プールの境界を位置検出することができ、この中に任意の数の自動的な分割アルゴリズムを含むことができる。この結果は精確でなくてもよい。
【００３３】
ブロック１１３０は、矢状面イメージの面に対して直交するイメージ内で血液プール境界がどこにあるかを位置検出するステップを表している。図４および図５が、このことをどのように実施するかの実施例を示している。これらの参照点を位置検出するのは、万が一誤登録の場合でも簡単である。このことを実施するのに使用される方法の実施例に、矢状面イメージが分析中のイメージと交差する線（４１０および５１０）に沿って簡単な強度分析を行う実施例がある。
【００３４】
ブロック１１４０は、ＬＶの血液プール境界をマッピングするステップを表している。血液プール境界上のポイントが、上記で見つけられた位置（４２０，４３０，５２０，５３０）の中間点から放射状に位置決められる。図６がこのステップの実施例を示しており、ここで軸面の血液プールがマッピングされる。任意の数の手法を使用して、このマッピングを実施することができる。これらの手法にはとりわけ、中間点からＬＶ境界の方向に延在する線の強度プロフィールの変化を検出する手法、主成分分析、楕円のロバスト一致、または左心室の長軸の断面に近似する任意の２Ｄモデルの一致が含まれる。
【００３５】
ブロック１１６０は、イメージング中の心臓に関する完全な座標フレームを作成するステップを表している。この完全な座標フレームは、心臓に関連して方向決定された長軸垂線および短軸垂線を定義することによって作成される。これら双方の方向は相互に直交しており、かつ完全な座標フレームを定義するのに必要な第３の軸と直交する。このようにして、短軸垂線の方向および長軸垂線の方向を定義することにより、完全な座標フレームが定義される。
【００３６】
本発明の実施例ではこのことは、短軸垂線としても知られる心臓の長軸の方向を見つけることによって行われる。図７に、この短軸垂線を見つけるために使用される手法の例が示されている。このことを行うために、複数の異なる手法を使用して楕円７１０を分析することができる。ここでは、主成分分析も含まれる。長軸垂線としても知られる心臓の短軸の方向を見つけなければならない。このことは、心臓の矢状面イメージまたは短軸面イメージで中隔方向を見つけることによって行われる。というのも、中隔方向は心臓の長軸垂線に近似するからである。図８に、このステップの実施例が示されている。これによれば、矢印８４０は長軸垂線の方向に近似する。短軸垂線および長軸垂線は相互に直交していることから、完全な座標フレーム８１０を作成して、心臓に関連して適切に方向決定することができる。
【００３７】
本発明の別の実施例では、完全な座標フレームの方向はさらに高精度にされる。このことは、複数の異なる方向によって座標フレームを捻り、短軸面イメージおよび長軸面イメージをそれぞれ調節して取得することにより行われる。この最適な完全座標フレームは、心尖を最良にとらえるイメージに関する方向である。心尖を最良にとらえるイメージは、心尖から僧帽弁の面まで最長の間隔を有するイメージとなる。
【００３８】
本発明の別の実施例では、長軸垂線の方向を計算する前に、短軸垂線の方向をさらに高精度にする。これは、短軸垂線の方向を捻り、各方向の少なくとも１つのイメージを取得し、該イメージ内で短軸面からＬＶの心尖までの間隔を測定することによって高精度化される。このプロセスの実施例は、図９に示されている。心尖まで最長の間隔を有する短軸垂線が、最良の短軸垂線として選択される。したがってこの場合、垂線９２０が最長の垂線であり、最良の最短到達垂線の方向を表す。
【００３９】
本発明の別の実施例では、最長到達垂線の方向は、左心室の矢状面または短軸面を使用して計算される。この場合、中隔方向を使用して、長軸垂線の方向を計算する。分析のために使用される矢状面イメージまたは短軸面イメージは、既存のイメージであるかまたは新たに取得されたイメージである。図１０に、短軸面イメージに関してこのことがどのように実施されるかが図解されている。同様の手法を、矢状面イメージにおいても使用することができる。短軸垂線および長軸垂線双方の方向で、完全座標フレームが定義される。短軸および長軸は相互に直交しているので、心臓の本来の軸に関して方向決定された完全座標フレームが作成される。
【００４０】
ブロック１１７０は、定義された完全座標フレームに関連して、心臓の新たなイメージを取得するステップを表している。ここには、短軸面および長軸面が含まれるが、これらに制限されない。このイメージは、心臓の新規のスキャンの結果、たとえば新規のＭＲスキャンの結果であるか、または心臓を表すデータからリフォーマットされたもの、たとえばＣＴ断層からリフォーマットされたものである。
【００４１】
図１２は、心臓関連の取得のために最適面を自動的に決定するためのシステムの実施例を概略的に示す図である。これは全体的に、参照番号１２００によって示されている。システム１２００は、少なくとも１つのプロセッサまたは中央処理ユニット（“ＣＰＵ”）１２０２を有しており、このプロセッサまたは中央処理ユニットはシステムバス１２０４と信号通信する。読み出し専用メモリ（“ＲＯＭ”）１２０６、ランダムアクセスメモリ（“ＲＡＭ”）１２０８、ディスプレイアダプタ１２１０、Ｉ／Ｏアダプタ１２１２、ユーザインタフェースアダプタ１２１４、通信アダプタ１２２８およびイメージングアダプタ１２３０も、システムバス１２０４と信号通信する。ディスプレイユニット１２１６はシステムバス１２０４と、ディスプレイアダプタ１２１０を介して通信接続する。たとえば磁気ディスク記憶ユニットまたは光学ディスク記憶ユニット等のディスク記憶ユニット１２１８は、Ｉ／Ｏアダプタ１２１２を介してシステムバス１２０と信号通信する。マウス１２２０、キーボード１２２２および視標追跡装置１２２４は、ユーザインタフェースアダプタ１２１４を介してシステムバス１２０４と信号通信する。イメージング装置１２３２は、イメージングアダプタ１２３０を介してシステムバス１２０４と信号通信する。イメージング装置１２３２は、ＭＲスキャナ等の医療用イメージング装置とすることができ、心臓を表すデータ、たとえばＣＴ容量からのデータを取得およびリフォーマットするための装置とすることもできる。
【００４２】
マッピングユニット１２７０および作成ユニット１２８０もシステム１２００に含まれており、ＣＰＵ１２０２およびシステムバス１２０４と信号通信する。モデリングユニット１２７０および作成ユニット１２８０は、少なくとも１つのプロセッサまたはＣＰＵ１２０２と接続されているとして図示されているが、これらのコンポーネントは有利には、メモリ１２０６、１２０８および１２１８のうち少なくとも１つに記憶されたコンピュータプログラムコードで実現され、該コンピュータプログラムコードはＣＰＵ１２０２によって実行される。通常の当業者がこの思想に基づいて理解できるように、たとえばプロセッサチップ１２０２上に配置されたレジスタ内のコンピュータプログラムコードのうち複数またはすべてを実現する実施形態等の、択一的な実施形態も可能である。ここに開示された内容の思想を参酌すれば、当業者は該システム１２７０の他の要素と同様に、モデリングユニット１２７０および作成ユニット１２８０の種々の択一的な実施形態も想到することができ、その際には、本発明の開示内容の範囲および基本的思想の中で実施することができる。
【００４３】
本発明は、ハードウェア、ソフトウェア、ファームウェア、特殊用途プロセッサ、またはこれらの組み合わせの種々の形態で具現化できることを理解すべきである。１つの実施形態では本発明は、実体的にはプログラム記憶装置に実装されるアプリケーションプログラムのようなソフトウェアで具現化される。アプリケーションプログラムは、任意の適切なアーキテクチャを有する機器にアップデートし、該機器によって実行することができる。
【００４４】
また上記の説明は、詳解用の実施形態を示すためだけのものであることも理解すべきである。読み手が理解しやすいように、上記の説明は可能な実施形態の代表的な例に焦点が当てられていたが、これらは本発明の基本的思想を詳解するためのものであり、すべての可能な変形形態を排他的に列挙したわけではない。本発明の特定の部分において択一的な実施形態が示されなかったことは、これらの択一的な実施形態を放棄したと見なすべきではない。別の出願および実施形態も、本発明の思想および範囲から逸脱せずに直接的に実現することができる。したがって本発明は、特記された実施形態に制限されず、かつ本発明は請求の範囲で定義されるべきである。未記載の実施形態のうち多くは請求の範囲の文字通りの範囲内であり、これらは同等のものであることが理解できる。
【図面の簡単な説明】
【００４５】
【図１】コンピュータシステムの実施例を示す概略図である。
【図２】複数の直交方向から取得された心臓の３つのＣＴイメージのセットを詳細に示す医療用イメージである。
【図３】ＬＶ血液プールが識別された心臓の矢状面を詳細に示す医療用イメージである。
【図４】心臓の軸面で血液プール境界を位置検出する実施例を詳細に示す医療用イメージである。
【図５】心臓の冠状面イメージで血液プール境界を位置検出する実施例を詳細に示す医療用イメージである。
【図６】血液プール境界上にポイントをマッピングする実施例を詳細に示す医療用イメージである。
【図７】短軸垂線方向が識別された心臓の３次元のＬＶ血液プール境界に近似する楕円のグラフィック図である。
【図８】中隔方向が示されている心臓の矢状面イメージと、心臓の本来の軸に関連して方向決定された完全な座標フレームとを詳細に示す医療用イメージである。
【図９】左心室と短軸面イメージのセットとの表示例を詳細に示すグラフィック図である。
【図１０】本発明の実施例を詳細に示すグラフィック図であり、長軸垂線方向を心臓の短軸面イメージからどのように決定するかを詳細に示している。
【図１１】本発明の実施例を詳細に示すフローチャートである。
【図１２】心臓関連の取得のために最適面を自動的に決定するためのシステムの実施例を概略的に示す図である。
【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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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【国際調査報告】
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