(57)【要約】磁気共鳴血管撮影図内の血管構造、特に、定常状態のコントラスト強調磁気共鳴心血管撮影図（１２）の向上された視覚化のための方法が提供される。開示された方法は、動脈性および静脈性の血管プールの画像の、互いにおよび周囲の解剖学の相対的な強調レベルを操作する工程を含む。操作は、他方の血液および／または周囲の解剖学の提示によって与えられたサポート情報を完全に不明瞭または除去する必要性なく、個々の血管プールの一方または両方の視覚化を最適にすることが意味される。【選択図】図４
2004522522.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
患者から取られた磁気共鳴心血管撮影法データの視覚化を向上させるための方法であって、
表示デバイスを提供する工程と、
該患者の動脈性の血液プールおよび静脈性の血液プールの定常状態のコントラスト強調を表わす第一のデータセットを取得する工程と、
単一の第二のデータセットを取得する工程であって、該第二のデータセットは、該第一のデータセットと組み合わせて、該患者の該動脈性の血液プールと該静脈性の血液プールとの間を区別するために十分な情報を提供する、工程と、
所定の位置において該第一および第二のデータセットの所定量のだけ強度を組み合わせて、該動脈性および静脈性の血液プールを互いに比較可能な分解能で表わす第三のデータセットを生成する工程と、
該表示デバイス上に該第三のデータセットを表示する工程と
を包含する、方法。
【請求項２】
前記第一のデータセットおよび前記第二のデータセットを、互いに対して登録する工程をさらに包含する、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記第一のデータセットおよび第二のデータセットを登録する工程は、ＤＩＣＯＭ画像におけるヘッダ情報を使用する工程を含む、請求項２に記載の方法。
【請求項４】
前記第一および第二のセットの一方からのデータを、前記第一および第二のセットの他方に補間する工程をさらに包含する、請求項１に記載の方法。
【請求項５】
第二のデータセットを取得する工程は、動的な磁気共鳴心血管撮影法を使用して第二のデータセットを取得する工程を含む、請求項１に記載の方法。
【請求項６】
第二のデータセットを取得する工程は、相コントラストを使用して第二のデータセットを取得する工程を含む、請求項１に記載の方法。
【請求項７】
第二のデータセットを取得する工程は、コンピュータを使用する前記第一のデータセットの後処理によって第二のデータセットを決定する工程を含む、請求項１に記載の方法。
【請求項８】
前記第一および第二のデータセットの強度を組み合わせる工程は、第一のデータセットにおける前記動脈性の血液プールに対応するボクセルの強度を増加させる工程を含む、請求項１に記載の方法。
【請求項９】
前記第一および第二のデータセットの強度を組み合わせる工程は、式Ｏ＝αＳ±βＤ１（ここで、αおよびβは、強度操作の所定の相対的重みである）に従って出力データセットＯを生成する工程を含む、請求項１に記載の方法。
【請求項１０】
前記第一のデータセットは、前記患者へのコントラスト剤の導入から遅らされた時間に取得される、請求項１に記載の方法。
【請求項１１】
前記コントラスト剤は、ＭＳ−３２５、ＭｕｌｔｉＨａｎｃｅ、およびＭａｇｎｅｖｉｓｔからなる群から選択される、請求項１０に記載の方法。
【請求項１２】
患者から取られた磁気共鳴心血管撮影法データの視覚化を向上させるための方法であって、
表示デバイスを提供する工程と、
該患者の動脈性の血液プールおよび静脈性の血液プールの定常状態のコントラスト強調を規定する情報を取得するために、該患者へのコントラスト媒体の導入から遅らされたときの３次元磁気共鳴血管撮影図を表わす第一のデータセットを取得する工程と、
単一の第二データセットを取得する工程であって、該第二のデータセットは、該第一のデータセットと組み合わせて、該患者の該動脈性の血液プールと該静脈性の血液プールとの間を区別するために十分な情報を提供する工程と、
該第一のデータセットおよび第二のデータセットを互いに対して登録する工程と、
該第一および第二のデータセットの一方からの該データを、該第一および第二のデータセットの他方に補間する工程と、
該第一のデータセットの所定の割合を、該第二のデータセットの所定の割合に組み合わせて、該動脈性および静脈性の血液プールを、互いに比較可能な分解能で表わし第三のデータセットが生成されるようにする、工程と、
該表示デバイス上に該第三のデータセットを表示する工程と
を包含する、方法。
【請求項１３】
第二のデータセットを取得する工程は、動的な磁気共鳴心血管撮影法を使用して第二のデータセットを取得する工程を含む、請求項１２に記載の方法。
【請求項１４】
第二のデータセットを取得する工程は、相コントラストを使用して第二のデータセットを取得する工程を含む、請求項１２に記載の方法。
【請求項１５】
第二のデータセットを取得する工程は、コンピュータを使用して前記第一のデータセットの後処理によって第二のデータセットを取得する工程を含む、請求項１２に記載の方法。
【請求項１６】
前記第一および第二のデータセットの一方の強度を調整する工程は、前記第一のデータセットにおける前記動脈性の血液プールに対応するボクセルの強度を増加させる工程を含む、請求項１２に記載の方法。
【請求項１７】
患者から取られた磁気共鳴心血管撮影方法データの視覚化を向上させるための方法であって、
表示デバイスを提供する工程と、
第一のデータセットおよび単一の第二のデータセットを取得する工程であって、該工程は、
該患者の動脈性の血液プールおよび静脈性の血液プールの定常状態のコントラスト強調を表わす情報を得るために、該患者へのコントラスト媒体の導入から遅らされた時間に３次元の磁気共鳴心血管撮影図を規定する第一のデータセットを取得する工程と、
該患者の該動脈性および該静脈性の血管プール間を区別するために十分な情報を表わす単一の第二のデータセットを取得する工程と、
該第一および第二のデータセットを、互いに対して登録する工程と、
該第一および第二のセットの一方からのデータを、該第一および第二のセットの他方に補間する工程と、
所定の位置において該第一および第二のデータセットの所定された量だけ強度を組み合わせて、該動脈性および静脈性の血液プールを表わす第三のデータセットを、互いに比較可能な分解能で生成する工程と、
該表示デバイス上に該第三のデータセットを表示する工程と
を含む、工程と
を含む、方法。
【請求項１８】
第二のデータセットを取得する工程は、動的な磁気共鳴心血管撮影法を使用して第二のデータセットを取得する工程を含む、請求項１７に記載の方法。
【請求項１９】
第二のデータセットを取得する工程は、相コントラストを使用して第二のデータセットを取得する工程を含む、請求項１７に記載の方法。
【請求項２０】
第二のデータセットを取得する工程は、コンピュータを使用する前記第一のデータセットの後処理によって第二のデータセットを取得する工程を含む、請求項１７に記載の方法。
【請求項２１】
前記第一のデータセットおよび前記第二のデータセットを登録する工程は、ＤＩＣＯＭ画像におけるヘッダ情報を使用する工程を含む、請求項１７に記載の方法。
【請求項２２】
前記第一および第二のデータセットの強度を組み合わせる工程は、該第一のデータセットにおける前記動脈性の血液プールに対応するボクセルの強度を増加させる工程を含む、請求項１７に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
（発明の分野）
本出願は、概して、磁気共鳴画像化（ＭＲＩ）データの使用に関する。より詳細には、本出願は、重ねあわされた生理学的データを用いた定常状態コントラスト強調ＭＲＩ解剖学的データの向上された視覚化に関する。最も詳細には、本出願は、磁気共鳴心血管撮影法（ＭＲＡ）において動脈性および静脈性の血液プールの視覚化を向上させることに関する。
【背景技術】
【０００２】
（発明の背景）
循環器病は、主要な健康への脅威である。したがって、その初期段階で循環器病を検出することが不可欠である。循環器病を検出するための一つの方法は、磁気共鳴心血管撮影法（ＭＲＡ）の使用を通じることである。ＭＲＡの主要な目的は、種々の心血管の問題に対して診断および治療計画するために、画像データを介して必要とする臨床情報を非観血的に得ることである。現行の標準的な治療であるＸ線心血管撮影法とは異なり、ＮＲＡは、コントラスト剤を導入するためのカテーテルの挿入を必要としない。さらに、Ｘ線心血管撮影法（ＸＲＡ）のコントラスト剤は腎毒性であるのに対して、ＭＲＡコントラスト剤は、通常、相当良好に、身体に許容される。ＭＲＡは、主流の臨床診療に出現し始めたばかりであるが、将来において心血管組織を画像化するための主要な様式になる可能性を有している。
【０００３】
ＭＲＡにおいて、臨床市場に導入されるコントラスト剤の第一世代は、ＥＣＦ剤として知られている。これらの薬剤は、血流にすぐに残り、かつ、身体内の流体に「漏れ」、血管プールと身体の残りとの間のコントラストを急速に低減する。血管内の薬剤は、種々の機構を通じて、血液プール内のコントラスト剤の持続性を延ばし、より長い画像取得期間を可能にする。血管内の薬剤が導入されたときまで、ＭＲＡ画像取得は、コントラスト剤の細胞外液への広範囲にわたる漏れに起因して、通常、ＸＲＡと同様に、コントラスト巨丸剤（ｃｏｎｔｒａｓｔ  ｂｏｌｕｓ）の第一の通過に制限された。血管内薬剤は、血液プール内に残り、より長いＭＲスキャン時間を可能にし、分解能の可能性をより大きくし、コントラスト巨丸剤の導入のタイミングに対する依存度を小さくする等である。しかしながら、血管内のこのより長い持続性は、視覚化に問題を導入する。動脈性および静脈性の血液プールの両方を同時に増大するために、投影方法（最大強度投影（ＭＩＰ）等）を使用する場合に脈管は互いに不明確になり、ソースデータを見た場合にも読み取り人を潜在的に混乱させ得る。
【０００４】
ＭＲＡデータの視覚化を操作するための従来の方法は、セグメンテーション方法論（ｓｅｇｍｅｎｔａｔｉｏｎ  ｍｅｔｈｄｏｌｏｇｙ）およびデジタル減算心血管撮影法（ＤＳＡ）を含む。しかしながら、これらの方法は、不利益にも、相当量の潜在的に有用な情報を除去し、かつ／または、信頼性の問題を有する。さらに、コントラスト巨丸剤送達を（ＤＳＡのために）撮像することに対する依存度は、（頚動脈画像化などの場合）困難であるか、または、ほぼ不可能であり得る。さらに、ＤＳＡが過去において提示されたのは、背景情報を除去する方法としてであって、他の脈管構造を除去または低減するための技術としてではない。しかしながら、これらの脈管構造も、関連する診断情報を潜在的に含む。コンピュータセグメンテーション方法は、単独で、周辺解剖学からの解剖学的目印等の支持情報の損失および臨床的に重大な情報の潜在的な排除を可能にする。
【０００５】
心血管撮影画像化処理の領域における以前の作業は、血管プールを表わす高強度シグナルを除去することなく脈管を強調するために、背景情報の除去に関連する傾向がある。米国特許第５，２９７，５５１号は、強度操作の方法を開示する。しかしながら、このような方法は、動脈性および静脈性の血液プール間を効率的には区別せず、これは、この場合、非常に困難である。
【０００６】
動脈性および静脈性の血液プール間で区別するという、この課題は、背景領域を操作することによる視覚化を強調することから効率的に独立している。同じレベルで同時に両方の血管プールを効率的に強調するほど十分に長くはコントラスト剤は提示時間まで血管中に保持されないため、この効果を効率的に克服するためになされた作業は、過去において知られていない。
【０００７】
Ｓｉｍｏｎｅｔｔｉへの米国特許第６，０７３，０４２号は、動脈が静脈から区別され得る３次元ＭＲＡ画像を表示する方法を示す。しかしながら、Ｓｉｍｏｎｅｔｔｉの方法は、時間の関数としての一連の多数の画像を取得することを必要とし、かつ、時間の関数としてのボクセル（ｖｏｘｅｌ）強度の変化をシミュレートする曲線を見出すために多くの計算を必要とする。大抵のＭＲＡ方法を用いた場合のように、画像のセットは、動的な現象を実際に表示するために、厳密に時間的に間隔が空けられる（すなわち、短いＴＲ）。不運にも、これは、より長い期間にわたって必要とされる画像と比較して結果として得られる画像の分解能を必然的に制限する。高い空間的分解能で画像に生理学的現象を忠実に伝えるＭＲＩ技術に対する必要性が残る。ＭＲＡの場合には、血管系の高分解能画像を提示し、かつ、これらの脈管が動脈または静脈であるかを示す技術に対する必要性が残る。
【発明の開示】
【課題を解決するための手段】
【０００８】
（発明の要旨）
本発明は、２つのデータセットから取られたＭＲＩデータを視覚化する方法を提供する。１つのセットは、高い空間分解能の解剖学的画像データを含み得、他方は、必ずしも他方のデータセット程には分解能が高くない生理学的データを含み得る。次いで、本方法は、臨床的に有用なＭＲ画像を生成するために、その２つのデータセットを併用する。本明細書において開示される本方法は、磁気共鳴心血管撮影法（ＭＲＡ）においてコントラスト強調された動脈性および静脈性の血液プールの視覚化を向上させるために特に有用である。一般に、これらの方法は、動脈−静脈の区別も示しながら、高い空間的分解能および詳細な解剖学的情報を有するように現われる臨床的に有用なＭＲＡ画像の迅速な生成を可能にする。
【０００９】
好適な実施形態では、本発明は、循環系の動脈および静脈部分の同時発生の強調（すなわち、「定常状態」）が存在するコントラスト強調されたＭＲＡデータの視覚化を向上させるための方法を提供する。本発明は、動脈性および静脈性の血液プールの関連する強調を数学的に操作し、画像からいずれかのプールを除去することなく２つのプール間の区別を可能にする。これは、見る者がかなりの情報をデータに保持することを可能にする一方で、興味のある解剖学の迅速な認識も可能にする。問題を解決するこの方法は、これらのデータセットの迅速な視覚化を生成する困難さを除去しながら、定常状態における血管内のコントラストの新しい強みを明示する。
【００１０】
本発明の一実施形態によると、患者から取られた磁気共鳴心血管撮影データの視覚化を向上させる本方法は、一般に、
表示デバイスを提供する工程と、
患者の動脈性血液プールおよび静脈性血液プールの定常状態のコントラスト強調を表わすデータの第一のセットを取得する工程と、
データの第二のセットを取得する工程であって、該データは、データの第一のセットと結び付いて、該患者の該動脈性の血管プールと該静脈性の血管プールとの間を区別するために十分な情報を提供する、工程と、
互いに比較可能な分解能で該動脈性および該静脈性の血液プールを表わす第三のセットを生成するために、所定の位置においてデータの該第一および第二のセットの所定量だけ強度を結び付ける工程と、
該表示デバイス上にデータの該第三のセットを表示する工程と
を含む。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
（発明の詳細な説明）
本発明は、ＭＲＩデータ、特に、動脈性および静脈性の血液プールが同様に強調されるＭＲＡデータの視覚化を向上させる方法を提供する。本方法は、磁気共鳴心血管撮影方法（ＭＲＡ）においてコントラスト強調された動脈性および静脈性の血液プールの視覚化を向上させるために特に有用である。一般に、本方法は、動脈−静脈の区別も示しながら高い空間的分解能および詳細な解剖学的情報を有することが明確である臨床的に有用なＭＲＡ画像の迅速な生成を供給する。
【００１２】
本発明に従ってＭＲＡデータの向上された視覚化を得るためには、２つのデータセットを取得することが必要である。第一のデータセットは、高分解能であり、定常状態のＭＲＡデータセットが当業者に既知の標準的な方法によって取得される。「定常状態」は、本明細書では、動脈性および静脈性の血液プールがそれらそれぞれのシグナル強度によって実質的に区別されないコントラスト剤投与後の時間を意味する。定常状態が存在する期間は、人の生理機能、採用されたコントラスト剤、および画像化される解剖学的領域に依存する。第一のデータセットは、好適には、少なくとも等価な空間的分解能であり、好適には、利用可能な最も高い分解能である。
【００１３】
第二のデータセットは、別のＭＲＩシーケンス（ＭＲＡまたはその他）であり得るか、または動脈性および静脈性の血液プール間を区別するために必要な情報を提供するように特別に設計されたコンピュータ処理後アルゴリズムによって作成された派生したデータセットであり得る。第二のデータセットは、第一のデータセットと同一の解剖学的領域の少なくともいくつかを含むべきであり、かつ、第一のデータセットに少なくとも部分的に登録されることが可能であるべきである。さらに、第二のデータセットは、動脈性の血液から静脈性の血液を区別するいくつかの情報を含むべきである。動脈性および静脈性の血液プールの他と異なる特徴（酸素レベル、流れ方向、流速等）を明示する任意のＭＲ画像シーケンスは、第二のデータセットとしてこの様式において用いられ得る。適切な第二のデータセットの例は、とりわけ、相コントラスト（ｐｈａｓｅ  ｃｏｎｔｒａｓｔ）（ＰＣ）、飛行時間（ＴＯＦ）、およびＢＯＬＤ画像を含む。（これらおよび他のＭＲ画像化技術は、Ｓ．Ａ．ＭｉｒｏｗｉｔｚおよびＧ．Ｋｒｉｎｓｋｙによって編集された「Ｍａｇｎｅｔｉｃ  Ｒｅｓｏｎａｎｃｅ  Ｉｍａｇｉｎｇ  Ｃｌｉｎｉｃｓ  ｏｆ  Ｎｏｒｔｈ  Ａｍｅｒｉｃａ：Ｂｏｄｙ  ＭＲ  Ａｎｇｉｏｇｒａｐｈｙ」，６（２），（版権）１９９８年５月Ｗ．Ｂ．Ｓａｕｎｄｅｒｓ  Ｃｏ．において完全に記載される。これおよびそこに引用された参照は、本明細書において、参考として援用する。）第二のデータセットは、代わりになるべきものとして、強度閾値化、接続性制限（動静脈分離固有のアルゴリズム「ファジー接続性（ｆｕｚｚｙ  ｃｏｎｎｅｃｔｉｖｉｔｙ）、相情報利用、その他等）を用いた強度閾値化を含む当該分野において既知もの等の処理後方法によって第一のデータセットから引き出され得る。（種々の画像化技術の包括的な議論は、Ｒ．Ｒ．Ｅｄｅｌｍａｎ，Ｍ．Ｂ．ＺｌａｔｋｉｎおよびＪ．Ｒ．Ｈｅｓｓｅｌｉｎｋによって編集されたテキストブック「Ｃｌｉｎｉｃａｌ  Ｍａｇｎｅｔｉｃ  Ｒｅｓｏｎａｎｃｅ  Ｉｍａｇｉｎｇ」、版権１９９６年１月、Ｗ．Ｂ．Ｓａｕｎｄｅｒｓ  Ｃｏ．，に見出され得る。これは、本明細書において参考として援用する。）
本発明の実施形態によると、患者からとられた磁気共鳴心血管撮影法データの視覚化を向上させる方法は、図４に示される。ステージ２２では、画像を表示するための手段が提供される。例えば、３次元データの２次元表示を生成することが可能なＭＲＩスキャナーおよびコンピュータシステムがあり、この例は、当業者によく知られており、最大強度投影（ＭＩＰ）および容積表現（ＶＲ）手段を主に含む。ＭＲＩ設備は、Ｇｅｎｅｒａｌ  Ｅｌｅｃｔｒｉｃ、Ｓｉｅｎｍｅｎｓ、Ｐｈｉｌｉｐｓ、Ｍａｒｃｏｎｉその他から取得され得、通常のワークステーションは、Ｇｅｎｅｒａｌ  ＥｌｅｃｔｒｉｃのＡｄｖａｎｔａｇｅ  Ｗｉｎｄｏｗ、ｓｉｅｍｅｎｓの３Ｄ  ＶｉｒｔｕｏｓｏおよびＳｙｎｇｏ、ＰｈｉｌｉｐｓのＥａｓｙＶｉｓｉｏｎ、Ｖｉｔａｌ  ＩｍａｇｅｓのＶｉｔｒｅａ、およびＡｌｇｏｔｅｃのＰｒｏＶｉｓｉｏｎを含む。その方法をインプリメントするための好適なプログラミング言語は、ＩＤＬ（Ｉｎｔｅｒａｃｔｉｖｅ  Ｄａｔａ  Ｌａｎｇｕａｇｅ、Ｒｅｓｅｒｃｈ  Ｓｙｓｔｅｍｓ）であるが、原則として、ハードウェアシステムに適合する任意の言語が適切であり得る。
【００１４】
ステージ２４では、患者の動脈性の血液プールおよび静脈性の血液プールの定常状態のコントラスト強調を表す第一のデータセットが提供される。第一のデータセットは、患者へのＭＲＩコントラスト剤の導入から遅延された時間に取得され得、その結果、データのコントラスト強調は、動脈性および静脈性の血液プールの両方において大まかに同等（すなわち、「定常状態」）になる。高分解能定常状態ＭＲＡ画像化の例が図２に示される。この図２は、画像の迅速な臨床分析を複雑にする動脈性および静脈性の血液プールの同時および実質的な等価な強調を示す。
【００１５】
原則として、任意のＭＲＩコントラストが適切であり得、現行において商業的に入手可能なもの、例えば、ＭａｇｎｅｖｉｓｔＴＭ（ＳｈｅｒｉｎｇＡＧ）、ＰｒｏＨａｎｃｅＴＭ（Ｂｒａｃｃｏ  ＳＰＡ）、およびＦｅｒｒｉｄｅｘＴＭ（Ａｄｖａｎｃｅｄ  Ｍａｇｎｅｔｉｃｓ，Ｉｎｃ．）を含む。好適であるのは、ガドリニウム（ＩＩＩ）を含むコントラスト剤である。Ｐ．Ｃａｒａｖａｎらによる「Ｇａｄｏｌｉｕｍ（ＩＩＩ）Ｃｈｅｌａｔｅｓ  ａｓ  ＭＲＩ  Ｃｏｎｔｒａｓｔ  Ａｇｅｎｔ：Ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ，Ｄｙｎａｍｉｃｓ，ａｎｄ  Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ」（Ｃｈｅｍ．Ｒｅｖ．９９，２２９３−２３５２（１９９９）を参照のこと。これは、本明細書においてその全体を参考として援用する。使用され得る開発途上のコントラスト剤は、ＥｏｖｉｓｔＴＭ（ＳｃｈｒｉｎｇＡＧ）および米国特許第５，７９８，０９２号および第５，６９５，７３９号において開示されたコントラスト剤；およびＭｕｌｔｉＨａｎｃｅＴＭ（ＢｒａｃｃｏＳｐＡ）および米国特許第５，７３３，５２８号において開示されたコントラスト剤を含む。特に好適であるのは、「血液プール」ＭＲＩコントラスト剤である。Ｌ．Ｊ．Ｍ．Ｋｒｏｆｔらによる「Ｂｌｏｏｄ  Ｐｏｏｌ  Ｃｏｎｔｒａｓｔ  Ａｇｅｎｔ  ｆｏｒ  Ｃａｒｄｉｏｖａｓｃｕｌａｒ  ＭＲ  Ｉｍａｇｉｎｇ」（ＪＭＲＩ  １０，３９５−４０３（１９９９））（これは、本明細書において参考として援用する）およびＡ．Ｍｕｈｌｅｒ  Ｉｎｖｅｓｔによる「Ｔｈｅ  Ｆｕｔｕｒｅ  ｏｆ  Ｃｏｎｔｒａｓｔ−Ｅｎｈａｎｃｅｄ  Ｍａｇｎｅｔｉｃ  Ｒｅｓｏｎａｎｃｅ  Ａｎｇｉｏｇｒａｐｈｙ：Ａｒｅ  Ｂｌｏｏｄ  Ｐｏｏｌ  Ａｇｅｎｔ  Ｎｅｅｄｅｄ？」（Ｒａｄｉｏｌ．３３，７０９−７１４（１９９８））（これも、本明細書において参考として援用する）を参照のこと。血液プールコントラスト剤の例は、ＭＰ−２２６９（Ｍａｌｌｉｎｃｋｒｏｄｔ，Ｉｎｃ）および米国特許第５，８８８，５７６号において開示されたコントラスト剤；ＭＳ−３２５（ＥＰＩＸ  Ｍｅｄｉｃａｌ，Ｉｎｃ．）およびＰＣＴ公報ＷＯ９６／２３５２６において開示されたコントラスト剤（本明細書において参考として援用する）；Ｐ７６０（Ｇｅｕｂｅｔ）；Ｇａｄｏｍｅｒ−１７ＴＭ（ＳｃｈｒｉｎｇＡＧ）および米国特許第５，８７６，６９８号、第５，８２０，８４９号、第５，６８１，５４３号、第５，６５０，１３６号および第５，３６４，６１４において開示されたコントラスト剤；ＣｌａｒｉｓｃａｎＴＭ（Ｎｙｃｏｍｅｄ  Ａｍｅｒｓｈａｍ）およびＰＣＴ公報ＷＯ９６／０９８４０およびＷＯ９７／２５０７３において開示されたコントラスト剤；およびＢ２２９５６／１（Ｂｒａｃｃｏ  ＳｐＡ）およびＰＣＴ公報ＷＯ００／３０６８８、ＷＯ９８／０５６２５、ＷＯ９８／０５６２６、ＷＯ９５／３２７４１、ＷＯ９８／３８７３８、ＷＯ９５／３２７４１および米国特許第５，６４９，５３７号において開示されたコントラスト剤を含む。
【００１６】
ステージ２６では、単一の第二のデータセットが取得される。この第二のデータセットは、第一のデータセットと組み合わせて、患者の動脈性の血液プールおよび静脈性の血液プール間を区別するのに十分な情報を提供する。例えば、患者の動脈性の血液プールおよび静脈性の血液プール間を区別するのに十分な情報は、相、コントラスト剤の濃度等における区別を含む。動的なＭＲＡ画像の例が図１に示される。この図１では、動脈性の血液プールが、明らかに強調され、かつ、強調されていない静脈性の血液プールに対する強度を介して区別可能である。このデータセットは、第二の取得されたＭＲＩデータセットまたは上記の処理後生成されたセットであり得る。第一および第二のデータセットは、特定化された順に得られることは必要でなくてもよい。ある場合には、「生理学的データ」を最初に、より高い分解能の「解剖学的データセット」をその後に含むデータセットを取得することが好適であり得る。典型的な実施形態では、第二のデータセットは、静脈内コントラスト剤投与（Ｐｒｉｎｃｅの米国特許第５，４１７，２１３号参照）の間または短時間後（約５分）に取得された動的なＭＲＡであり、第一のデータセットは、従来の定常状態のスキャンである。
【００１７】
ステージ２８では、第一のデータセットおよび第二のデータセットが必要に応じて互いに対して登録される。これは、２つのデータセットが明らかに登録されている場合のように、いくつかの場合にはなされることが必要でなくてもよい。しかしながら、一旦、２つのデータセットが得られると、２つのデータセットの空間的な登録が、必要であり得る。２つのデータセットの登録の特定の方法は、第二のデータセットを生成する方法に依存する。この登録を行うための特定のアルゴリズムは、文献においてよく考証されており、当業者に周知である。処理後のデータの場合には、登録は不必要である。なぜならば、そのデータは、目標データ自体から計算されおり、このため、第二のデータセットは、本来的に登録されているからである。連続のＭＲ取得の場合には、標準ＤＩＣヘッダに含まれる情報を用いる簡単な変換が、所望の精度を提供するために必要であり得る。
【００１８】
ステップ３０では、第一および第二セットのうちの一方からのデータが、必要に応じて、第一および第二のセットのうちの他方に補間される。より低い分解能の動的データセットがより高い分解能の定常状態データと結合して用いられることになる場合には、より低い分解能のデータをより高い分解能のデータセットの空間的分解能に補間することが好適である。この補間が必要である場合には、任意の一般的に受け入れられた、補間のためのアルゴリズムが、当業者に知られるように用いられ得る。
【００１９】
ステージ３２では、第一および第二のデータセットの強度が、所定の位置において所定量だけ組み合わされて、第三のデータセットを生成する。この第三のデータセットは、動脈性および静脈性の血液プールを、互いに対して比較できる分解能で表わす。コントラスト強調ＭＲＡデータを有する第三のデータセットは、第一および第二データセットからのデータ要素からの個々の値の結合からの結果として生じる修正された画像強度の直接的な計算の結果である。上記のように、それは、第一および第二データセットのデータ要素を登録および補間することが必要であり得る。この新しいデータセットを生成するために用いられ得るアルゴリズムのうちのいくつかが、以下に記載される。
【００２０】
ステージ３４では、第三のデータセットが、表示デバイス上に表示される。コントラスト強調ＭＲＡデータは、データセットを処理および表示することが可能なシステムまたはワークステーション上に表示され得る。このシステムは、典型的な臨床環境において現行で用いられているような標準的視覚化ワークステーションであり得る。データセットの動脈部分の増加されたコントラスト強調は、特に、データセットの視覚化の投影方法を用いる場合に、データセットにおける動脈の構造の視覚化を有意に向上させる。特に、いずれかの血液プールの強度レベルが、選択された血液プールにおける要素すべてが他の血液プールおよび周囲組織の強度を超える強度を有するように強調されるべきであり、最大強度投影（ＭＩＰ）および容積表現（ＶＲ）等の視覚化方法は、データの残りから明瞭に区別された血液プールを明白に示し得る。さらに、強調されていない血液プールのコントラストレベルが周囲組織から区別化可能である場合、これらの３つの領域（強調された血液プール、変化されていない血液プール、および周囲組織）は、それらの強度レベルによりワークステーションソフトウェアによって操作されて、３つの領域の任意のまたはすべての結合を選択的に示し得る。これは、データセットの最適な視覚化に対して好適である。
【００２１】
（出力データセットの作成）
本明細書において用いられるシンボルの定義：
Ｓ＝定常状態のデータセット、すなわち、「解剖学的」情報を含む第一のデータセット
Ｄ＝第二のデータセット、動脈性および静脈性の血液プールを区別する情報を含む別のＭＲＩスキャン
Ｄ１＝動脈性および静脈性の血液プールを区別する情報を含む処理後方法によって第一のデータセットから引き出される第二のデータセット
Ｏ＝出力データセット
α，β，γ＝出力データセットＯを生成するために結合されたデータセットに対する倍率
ａ＝動脈性の血液プールシグナルを構成するＳのサブセット。このサブセットは、任意の所望の処理後アルゴリズムによって直接的に決定され得る。
【００２２】
ｖ＝静脈性の血液プールシグナルを構成するＳのサブセットであり、ａと類似の方法によって生成される。
【００２３】
ｂ＝組み合わされた動脈性および静脈性の血液プール、すなわち、血管系
ｔ＝Ｓ−ｂ、非血液組織を構成するＳのサブセット
セットａ、ｂ、ｖ、ｔ、Ｓ、Ｄ、Ｄ１およびＯのそれぞれは、同一の次元を有する。すなわち、それらは、必要に応じて上記のように補間および登録される。
【００２４】
第一および第二のデータセットの両方が独立のＭＲＩスキャンから得られる場合、出力データセットＯは、以下の式の任意にしたがって生成される。
【００２５】
（Ｉ）Ｏ＝αＳ±βＤ
（ＩＩ）Ｏｉ＝ｍｉｎ（αＳｉ，βＤｉ）
これらの式では、αおよびβは、所定の相対的な重み付け因子である。式Ｉでは、出力データセットＯは、通常のセット計算によって生成される。式ＩＩでは、出力セットＯが、最も低いＴ１すなわち「最小の」シグナルを空間を空けた各座標における値を利用することだけによって好適に生成される。
【００２６】
式Ｉでは、値αおよびβは、好適には、互いに等しくなく、好適には、１＞α，β≧０の範囲であり、好適には、α＋β＝１である。最も好適には、動脈性の強調に対して、値は、ほぼα＝０．７５かつβ＝０．２５である。この場合、動脈性の血液プールは、静脈性の血液プールより明るくなるように現われ、これにより、臨床的な利用性を増加させる。動脈性の強調が静脈性の強調より大きいことが望まれる場合、加算オペレータを用いるときにαはβより大きくあるべきであり、減算オペレータを用いるときには、その逆であるべきである。単一体に加える重み付け係数を用いると、概して、Ｏが入力データセットに対して類似の強度の大きさであることを保証する助けとなる。式ＩＩでは、値αおよびβは、好適には、単一体に両方とも等しい。この場合、結果として生じるデータセットＯは、静脈性の血液プールシグナルのほぼ完全な抑制を有し、動脈性の血液プールは、定常状態のスキャンが取得される高分解能で提示されるように現われる。
【００２７】
第一および第二のデータセットの一方が、処理後アルゴリズムによって他のデータセットから引き出される場合、出力データセットＯは、その後、以下の式のいずれかに従って生成される。
【００２８】
（ＩＩＩ）Ｏ＝αＳ±βＤ１
（ＩＶ）Ｏ＝αａ±βｖ±γｔ
上記の場合と同様に、これらの式では、α、β、γは、所定の相対的な重み付け係数である。値αおよびβは、互いに等しくあるべきでない。好適な値は、１＞α，β，γ≧０の範囲であり、好適には、α＋β＋γ＝１である。最も好適には、動脈性の強調に対して、値は、ほぼα＝０．６かつβ＝０．２かつγ＝０．２である。動脈性の強調が静脈性の強調より大きいことが望まれる場合、αは、加算オペレータを用いるときにβおよびγより大きくあるべきであり、減算オペレータを用いるときには逆であるべきである。加算および減算は、背景組織との関連性のために、反映された重みを用いる場合に必ずしも等しいオペレータでないことに留意のこと。単一体に加わる重み付け係数を用いると、Ｏ（出力データセット）が入力データセットに対して類似の強度の大きさであることを保証する助けとなる。
【００２９】
図５および６は、コントラスト強調前後それぞれのＭＲＡデータセットを実質的に代表する例示のヒストグラムである。これらのヒストグラムは、画像における特定のグレイスケール値の発生の数を提示するグラフである。ｘ軸は、典型的には、強度を表わす一方で、ｙ軸は、特定値の頻度を表わす。この場合でのヒストグラムの有用性は、画像の一部が強度値単独によって区別可能であるかを決定することである。これは、ｘ軸に沿う２以上の分離可能な強度グループ化によってヒストグラムにおいて可視である。図５は、定常状態のデータセットに対するヒストグラム４０の代表図（画像における個々の明るさの値の発生を表わすグラフ）である。このグラフは、例示目的のみのためであり、画像ヒストグラムの実際の外見を表わさない。ｘ軸上には、物理構造の強度分布に大まかに対応する表示がある。図５では、背景および組織が、血液プールより低い平均的強度を占めること、および種々の要因（部分的な容積効果が主要な例である）によって引き起こされたいくつかのオーバーラップがあり得ることが見られ得る。しかしながら、主要な重要性は、動脈および静脈は当初の画像において同一の強度分布を占めるために、強度値単独によってそれらと分離することは可能でないことに留意することである。ＭＩＰおよびＶＲ等の最も一般的な視覚化方法は、ユーザに表示されるものを制御するために強度の相違に依存し、このため、これらの方法を用いるのは、いずれかの血液プール単独で区別して視覚化する場合に好適ではない。図６は、本明細書において開示されたコントラスト強調操作の方法が行われた後の画像ヒストグラムを表わす。利点は、領域５６および５８が、処理による強度分布を介してここで分離可能であることを記述することによって例示される。これは、一般的にインプリメントされるようなこれらの標準的なアルゴリズムを用いてＭＩＰおよびＶＲアルゴリズムが２つの血液プールを区別して表示することを可能にする。
【００３０】
図５は、強度操作の効果の前のＭＲＡのヒストグラム４０を示す。背景組織が大部分のヒストグラムを占める。中央にある小さい領域は、小さい血管からの部分的な容積効果およびノイズおよび脂肪強調のために不明瞭である。血液プール領域は、動脈性および静脈性の血液プールを含んでおり、ヒストグラムの右側上にある。ヒストグラムの同一部分上に常駐する動脈性および静脈性の血液プールのため、一度に両方の血液プールを見ることは困難である。
【００３１】
図６は、ＭＲＡの例示の変更されたヒストグラム５０を示す。これは、強度操作の効果を示す。血液プールの一方の強度が増加されたために、血液プールは、ポイント５８にて見られ得る。変更されたその強度を有さない血液プールが、ポイント５６において見られ得る。５２および５４での領域の分離は、領域５６および５８がそれぞれ、所望の視覚化を生成するように操作されたそれらの個々の強度を有し得るように調節され得る。概要が説明された強度操作を行うことによって、ここで、予め存在するワークステーションおよびそれらのソフトウェアルーチンを使用して、異なる血液プールを選択的に見得る。これは、典型的には、ＥＣＦコントラスト剤の現在の世代では可能ではなく、また、典型的には、血液プールの相対的な強度を操作することなく静脈内薬剤を使用することは可能ではない。しかしながら、この操作を行うことによって、一般的に受け入れられた技術である、ＭＲＡ容積のＭＩＰおよびＶＲ視覚化を用いるデータから直接的により最適な視覚化結果を形成することが可能である。この能力は、見る者が興味のある血管を迅速に視覚化し、平面の画像セットにおいてさらなる研究のために潜在的な異常を位置付けすることを可能にし、並びに、正常な血流が提示される患者を迅速に決定する。
【００３２】
さらに、本発明によって生成された画像は、審美的な魅力を有するが、これは、それらが臨床医によって容易に理解される従来のＭＲＩ画像であるように現われるからであり、動脈性および静脈性の血液プールが明瞭に区別される。
【００３３】
（実施例）
成人の人間の被検体に静脈注射によりＭＳ−３２５が投与され、以下の画像化パラメータによりコントラスト剤の第一の通過の間の胸部の連続する動的なＭＲＡスキャンが集められる。
【００３４】
機器：１．５Ｔ  ＧＥ  Ｍｅｄｉｃａｌ  Ｓｙｓｔｅｍｓ
パルスシーケンス：Ｔ１−重み付けＳＰＧＲ、ＴＥ＝１．８、ＴＲ＝８．７、フリップ角＝４０
分解能：１．８×１．８×３．６ｍｍ
寸法：５１２×１９２×５２
視野：４４０×３３０ｍｍ
このデータセットのＭＩＰは、図１において提示される。定常状態の間、患者は再度画像化されて、上記パラメータに対する以下の変更により第二のデータセットを生成する
パルスシーケンス：Ｔ１−重み付けＳＰＧＲ、ＴＥ＝２．１、ＴＲ＝１８．７、フリップ角＝３０
分解能：０．９×０．９×１．８ｍｍ
寸法：５１２×５１２×１２８
このデータセットのＭＩＰは、図２に提示される。動的なスキャンからのデータセットは、定常状態の分解能まで補間され、本明細書に添付物としてに添付されたコンピュータプログラムによって、式Ｉ（上記参照）（α＝０．７５、β＝０．２５で）に従い２つが結合された。出力セット（図３ｂ）は、大動脈と大静脈との間の相違を明瞭に示す。
【００３５】
前記は例示であり限定しないこと、および本発明の意図から逸脱することなく改変が当業者によってなされ得ることが理解されるべきである。したがって、発明の範囲を決定するために、参照は前述の明細書よりは、添付の請求の範囲に対して主としてなされるべきである。
【００３６】
（添付物−コンピュータプログラムリスト）
【００３７】
【表１】
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【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】図１は、動的な磁気共鳴心血管撮影方法の画像である。
【図２】図２は、定常状態の磁気共鳴心血管撮影方法の画像である。
【図３ａ】図３ａは、処理前のデータセットの例示の画像である。
【図３ｂ】図３ｂは、処理後のデータセットの例示の画像である。
【図４】図４は、本発明に従ってコントラスト強調されたＭＲＡデータセットを得るための例示の方法のフローチャートである。
【図５】図５は、強度操作の効果の前のヒストグラムである。
【図６】図６は、強度操作の効果を示すヒストグラムである。
【図４】
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【図５】
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【図６】
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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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