(57)【要約】本発明は、ＭＲ撮像によって捕捉される画像といった心臓の少なくとも１つの画像から心臓の左心室及び／又は右心室の少なくとも１つの輪郭を決定する方法に関わり、少なくとも１つの画像において、輪郭を画成する最終パラメータを形成するよう反復処理によって後で最適化される開始パラメータが決定され、反復は、パラメータに対し所定のステップサイズで、且つ、所定数のステップで行われ、各反復ステップにおいて且つ各パラメータ設定に対し個々に、第１の基準画像を供給するよう輪郭の所定の側において画像のグレイ値が決められ、第１の基準画像からのグレイ値から得られる均一グレイ値が輪郭の所定の側を占める第２の基準画像を形成するよう第１の基準画像が処理され、パラメータ相関値を供給するよう第１の基準画像と第２の基準画像は相関され、相関値が、前の反復ステップに関連付けられるパラメータ相関値に対して改善される場合、改善されたパラメータ相関値は、次の反復ステップのための基準として選択され、最終反復ステップが、輪郭を画成する最終パラメータをもたらすことを特徴とする。【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＭＲ撮像によって捕捉される画像といった心臓の少なくとも１つの画像から心臓の左心室及び／又は右心室の少なくとも１つの輪郭を決定する方法において、前記少なくとも１つの画像において、前記輪郭を画成する最終パラメータを形成するよう反復処理によって後で最適化される開始パラメータが決定される、前記方法であって、
前記反復は、パラメータに対し所定のステップサイズで、且つ、所定数のステップで行われ、
各反復ステップにおいて且つ各パラメータ設定に対し個々に、
−第１の基準画像を供給するよう前記輪郭の所定の側において前記画像のグレイ値が決められ、
−前記第１の基準画像からのグレイ値から得られる均一グレイ値が前記輪郭の前記所定の側を占める第２の基準画像を形成するよう前記第１の基準画像が処理され、
−パラメータ相関値を供給するよう前記第１の基準画像と前記第２の基準画像は相関され、前記相関値が、前の反復ステップに関連付けられるパラメータ相関値に対して改善される場合、前記改善されたパラメータ相関値に関連付けられるパラメータは、次の反復ステップのための基準として選択され、最終反復ステップが、前記輪郭を画成する最終パラメータをもたらすことを特徴とする方法。
【請求項２】
前記第１の基準画像は、前記第１の基準画像の円形対象を示唆する相関値を供給するよう前記第１の基準画像の鏡像と相関され、
前記相関値が、所定の制限値より下の場合には、前記第１の基準画像と前記第２の基準画像の相関は省略され、その場合、前記反復ステップは、次のパラメータ設定で続けられることを特徴とする請求項１記載の方法。
【請求項３】
前記心臓の左心室の決定時に、前記心臓の左心室の心筋を境界付ける第１の円形輪郭及び第２の円形輪郭が決定されることを特徴とする請求項１又は２記載の方法。
【請求項４】
前記第１の円形輪郭は、前記心臓の心内膜をモデル化し、約２５ｍｍの初期半径を有することを特徴とする請求項３記載の方法。
【請求項５】
前記第２の円形輪郭は、前記心臓の心外膜をモデル化し、約３５ｍｍの初期半径を有することを特徴とする請求項３又は４記載の方法。
【請求項６】
前記心臓の右心室の決定時に、左心室の所定の場所に対してその場所が決定される１つの円形輪郭が決定されることを特徴とする請求項１又は２記載の方法。
【請求項７】
ＭＲ撮像によって捕捉される画像といった心臓の少なくとも１つの画像から心臓の左心室及び／又は右心室の少なくとも１つの輪郭を決定するよう構成されるワークステーションにおいて、前記少なくとも１つの画像において、前記輪郭を画成する最終パラメータを形成するよう反復処理によって後で最適化される開始パラメータが決定される、前記ワークステーションであって、
前記反復は、パラメータに対し所定のステップサイズで、且つ、所定数のステップで行われ、
各反復ステップにおいて且つ各パラメータ設定に対し個々に、
−第１の基準画像を供給するよう前記輪郭の所定の側において前記画像のグレイ値が決められ、
−前記第１の基準画像からのグレイ値から得られる均一グレイ値が前記輪郭の前記所定の側を占める第２の基準画像を形成するよう前記第１の基準画像が処理され、
−パラメータ相関値を供給するよう前記第１の基準画像と前記第２の基準画像は相関され、前記相関値が、前の反復ステップに関連付けられるパラメータ相関値に対して改善される場合、前記改善されたパラメータ相関値に関連付けられるパラメータは、次の反復ステップのための基準として選択され、最終反復ステップが、前記輪郭を画成する最終パラメータをもたらすことを特徴とするワークステーション。
【請求項８】
ＭＲ撮像によって捕捉される画像といった心臓の少なくとも１つの画像から心臓の左心室及び／又は右心室の少なくとも１つの輪郭を決定するための命令を有するコンピュータプログラムにおいて、前記少なくとも１つの画像において、前記輪郭を画成する最終パラメータを形成するよう反復処理によって後で最適化される開始パラメータが決定される、前記コンピュータプログラムであって、
前記反復は、パラメータに対し所定のステップサイズで、且つ、所定数のステップで行われ、
各反復ステップにおいて且つ各パラメータ設定に対し個々に、
−第１の基準画像を供給するよう前記輪郭の所定の側において前記画像のグレイ値が決められ、
−前記第１の基準画像からのグレイ値から得られる均一グレイ値が前記輪郭の前記所定の側を占める第２の基準画像を形成するよう前記第１の基準画像が処理され、
−パラメータ相関値を供給するよう前記第１の基準画像と前記第２の基準画像は相関され、前記相関値が、前の反復ステップに関連付けられるパラメータ相関値に対して改善される場合、前記改善されたパラメータ相関値に関連付けられるパラメータは、次の反復ステップのための基準として選択され、最終反復ステップが、前記輪郭を画成する最終パラメータをもたらすことを特徴とするコンピュータプログラム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
本発明は、例えば、ＭＲ撮像により捕捉される画像といった心臓の少なくとも１つの画像から心臓の左心室及び／又は右心室の少なくとも１つの輪郭を決定する方法に係る。このような画像において、上述の輪郭を画成する最終パラメータを形成するよう反復処理によって後で最適化される開始パラメータが決められる。
【０００２】
このような種類の方法は、欧州特許出願ＥＰ−Ａ−０  ５２１５５９から公知である。公知の方法に従うと、ＭＲ画像は、鼓動する心臓の輪郭を追跡することができるよう処理される。この場合、前に決定された輪郭が、毎回、後続の画像における輪郭決定のための開始点として用いられる。
【０００３】
本発明は、心臓の左心室及び／又は右心室の輪郭の決定を、完全に自動的に行うことができる前述したような方法を提供することを目的とする。これは、現段階の技術では、少なくとも開始輪郭を手によって入力する必要が依然としてあるからである。
【０００４】
本発明の方法は、反復が、パラメータに対し所定のステップサイズで、且つ、所定数のステップで行われることを特徴とする。各反復ステップにおいて、且つ、各パラメータ設定に対し個々に：
−第１の基準画像を供給するよう輪郭の所定の側において画像のグレイ値が決められ、
−第１の基準画像からのグレイ値から得られる均一グレイ値が輪郭の所定の側を占める第２の基準画像を形成するよう第１の基準画像が処理され、
−パラメータ相関値を供給するよう第１及び第２の基準画像は相関され、そのパラメータ相関値が、前の反復ステップに関連付けられるパラメータ相関値に対し改善される場合、改善されたパラメータ相関値に関連付けられるパラメータは、次の反復ステップのための基準として選択され、最終反復ステップは、輪郭を画成する最終パラメータをもたらす。
【０００５】
本発明の１つの好適なバージョンにおいて、基準画像は、第１の基準画像の円形対称を示唆する相関値を供給するよう基準画像の鏡像と相関されることが好適であり、第１及び第２の基準画像の相関は、この相関値が、所定の制限値より下の場合には省略され、その場合、反復ステップは、次のパラメータ設定で続けられる。これは、本発明の方法は、心臓の左心室の少なくとも心内膜は、グレイ値の制限された変動が起きる円形輪郭によって好適に近似されることが可能であるという事実の認識に基づいているからである。そこからの第１の基準画像の相当のずれは、従って、画像の当該の適合が、この開始点とは一致せず、従って、最適ではないことを示唆する。
【０００６】
心臓の輪郭の完全な自動決定の満足の行く実行のために、左心室の心内膜を境界付ける第１及び第２の円形輪郭が、心臓の左心室の決定の際に決められることが好適である。
【０００７】
このコンテキストにおいて、第１の円形輪郭は、心臓の心内膜をモデル化し、約２５ｍｍの初期半径を有することが好適であり、第２の円形輪郭は、心臓の心外膜をモデル化し、約３５ｍｍの初期半径を有することが好適である。
【０００８】
本発明の更なる面によると、その場所は、左心室の所定の場所に対して決められる１つの円形輪郭が、心臓の右心室の決定の際に決められることが好適である。
【０００９】
本発明は更に、請求項７に記載するワークステーションに係る。本発明のワークステーションは、特に、本発明の方法を実行するのに適している。例えば、ワークステーションは、本発明の方法のステップを実行するよう設計される回路を有する。本発明は更に、請求項８に記載するコンピュータプログラムに係る。本発明のコンピュータプログラムは、ワークステーションが、本発明の方法を実行することを可能にするようワークステーションを好適にプログラムするようワークステーションのメモリにロードされることが可能である。本発明のコンピュータプログラムは、ＣＤ−ＲＯＭといったデータ担体上に格納されるか、又は、ワールド・ワイド・ウェブといったデータネットワークからダウンロードされることが可能である。
【００１０】
本発明は、本発明を用いることのできる最良の形式を示すバージョンを参照して、以下に詳細に説明する。しかし、本発明は、この特定のバージョンに制限されるものではない。
【００１１】
本発明によるバージョンは、図面を参照しながら以下に詳細に説明する。
【００１２】
図１を参照するに、左心室の輪郭決定方法を最初に説明する。
【００１３】
本発明の方法の実行は、画像、つまり、例えば、ＭＲ撮像（参照番号１を参照）によって捕捉し得る少なくとも１つの画像で始まる。次の段階２において、開始輪郭が決められる。このような開始輪郭は、円形であり、段階１にて与えられる画像の中心に略位置付けられる。心内膜に対応する第１の輪郭は、約２５ｍｍの半径値で開始され、一方、第２の輪郭は、約３５ｍｍの半径値で開始される。段階３において、第１及び第２の輪郭の場所を決定する上述のパラメータを用いて反復処理が開始する。これらのパラメータは、２つの円の中心と、更に、それらの円の半径である。これらのパラメータに対し、反復処理を実行するために、一連の上りステップサイズ及び下りステップサイズが決められる。
【００１４】
この処理の段階４において、毎回、パラメータが、所定の確率基準を満足するか否かが確認される。満足する場合、段階６において、左心室の心内膜及び心外膜を決定する２つの輪郭における関連付けられるグレイ値が、その関連のパラメータに対し、つまり、段階５において決められる円形輪郭の中心の位置と半径に対し決められる。続いて、段階７において、段階６にて決められた第１の基準画像から第２の基準画像が得られる。第２の基準画像において、第１の輪郭（心内膜）内にある領域と、心内膜と心外膜との間にあり、従って、心臓の心筋を構成する領域とが差別化される。段階７にて生成される第２の基準画像は、心内膜を決める輪郭の両側に均一なグレイ値が占めるよう構成される。
【００１５】
パラメータの変形のステップサイズが、下がる場合（このことは、段階８にて確認される）、段階９において、続いて、第１の基準画像（段階６により供給される）とその鏡像との相関が行われる。決定される相関値が、所定の制限値より低いと、以下に説明する第１及び第２の基準画像の相関は省略され、また、反復は、次のパラメータ設定と、機能段階６における新しい第１の基準画像の関連付けられる決定と共に続けられる。機能段階９にて決められる相関値が、十分に高い場合、機能段階１０において、機能段階６からの第１の基準画像は、次に、機能段階７からの第２の基準画像と相関される。
【００１６】
機能段階１１において、２つの円形輪郭に関する様々なパラメータに関連付けられる相関値は、降順にまとめられる。機能段階１２において、今行われた相関が、前の反復ステップにおける相関計算により得られる値よりも高い値が得られたか否かが確認される。高い場合には、関連付けられるパラメータは、段階１３にて格納される。機能段階１４において、このようにして得られた改善が、十分に大きいか否かが確認される。連続する相関係数間の差が比較的小さい場合、反復は、（機能段階１５に示すように、）関連付けられるステップサイズの次の反復ステップで続けられる。機能段階１６において、全ての所定のステップサイズが実行された後、最高の相関を有する反復ステップの結果が、左心室の２つの輪郭を決定する最終パラメータをもたらす。
【００１７】
図２は、心臓の右心室の決定に用いる本発明の方法を示す。機能段階１７は、例えば、ＭＲ撮像により捕捉した画像を、基準として用いる。続いて、機能段階１８において、左心室の輪郭が既に決定されたか否かがまず確認される。この方法は、左心室の輪郭が既に決定されている場合にのみ続けられる。右心室の画像解析を決める幾つかの出発点で始められる。右心室は、特に、左心室の隣にあり、左心室と同じ付近にあるべきである。右心室は更に、主に均一な信号強度を示す。続いて、右心室の輪郭決定のための反復を実行するためのステップサイズが、機能段階２０にて決定される。次に、機能段階２１において、右心室の輪郭を決めるパラメータに関し試験が最初に行われる。これらのパラメータは、（円形）輪郭の中心と左心室の輪郭の中心との間の距離に対する右心室の場所と、右心室の方向と、右心室の輪郭の半径とを決める。これらのパラメータは、機能段階２２にて変更され、段階２３において、右心室の対応する輪郭が得られる。機能段階２４において、右心室の輪郭内にあるグレイ値が決定される。これは、第１の基準画像をもたらす。機能段階２５において、第１の基準画像は、第２の基準画像を形成するよう処理され、第２の基準画像における全てのグレイ値は、第１の基準画像からのグレイ値から得られる均一な値を有する。機能段階２６において、機能段階２４で得た第１の基準画像が、鏡面対称の条件を満たすか否かが確認される。満たさない場合、反復ステップは中断され、処理は、反復を続けることのできる次のパラメータ設定の決定で続けられる。鏡面対称の条件を満たす場合、機能段階２７において、第１の基準画像と第２の基準画像との相関が行われ、様々な変更されたパラメータに関連付けられる相関値が、再び、機能段階２８において順番に配置される。次に、機能段階２９において、最後に行われた反復ステップの相関値が、前の反復ステップとの比較において改善を示すか否か、確認される。改善される場合、関連付けられるパラメータは、機能段階３０において格納される。次に、処理は、次の反復ステップを実行する（段階３１を参照）ことにより続けられる。全ての反復ステップが行われると、機能段階３２において、そのとき得られたパラメータから右心室を画成する輪郭が抽出される。
【００１８】
左心室及び右心室の結果として得られる輪郭は、当業者には周知の方法によって、所定の制限値内のオリジナル画像からのグレイ値を有する画成輪郭の外側で画像を大きくさせることにより、最終画像に形成されることが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】左心室の輪郭を決定するためのフローチャートである。
【図２】右心室の輪郭を決定するためのフローチャートである。
【図１】
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【図２】
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【国際公開パンフレット】
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【国際調査報告】
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