JP5538887B2 - ストレスレベル心臓機能分析結果の視覚化 - Google Patents

ストレスレベル心臓機能分析結果の視覚化 Download PDF

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Description

本発明は、医療用画像データの視覚化の分野に関し、より詳しくは、複数のストレスレベル心臓機能分析結果の視覚化に関する。
複数のストレスレベル心臓機能分析結果を視覚化することは、M. Breeuwer氏により "Quantification of atherosclerotic heart disease with cardiac MRI"と題された論説（Medical Mundi, vol. 49 no. 2, pages 30-38, 2005）において説明されており、以下では文献１と呼ぶ。この論説は、心筋収縮能を定量化するための多数のパラメータを説明するものである。例えば、心筋収縮を定量化するためのパラメータは、壁肥厚（wall thickening）をＷＴ＝（（ＷＥＳ−ＷＥＤ）／ＷＥＤ）・１００％とすることができる。ここで、ＷＥＤは心拡張末期における壁厚であり、ＷＥＳは心収縮末期における壁厚である。壁肥厚は、心筋における位置の値として又は心筋断節部（myocardial segment）毎の平均値として局部的に測定可能である。標準化された心筋断節は、M. D. Cerqueira氏らによる "Standardized Myocardial Segmentation and Nomenclature for Tomographic Imaging of the Heart"と題された米国心臓協会（ＡＨＡ）科学声明書（Circulation 2002, vol. 105, pages 539-542／http://www.circulationaha.orgで入手可能）において説明されている。増加する心臓ストレスによる壁肥厚の減少は、虚血すなわち心臓筋肉への不十分な血液供給の指標となりうるものであるのに対し、全てのストレスレベルにおける壁肥厚の完全欠損は、不完全骨折すなわち心筋組織の餓死を示しうる。さらに、静止した壁肥厚の欠損及び低ストレスレベルの壁肥厚の回復は、冬眠中の心筋、すなわち静止して収縮しない生きている心筋を示すことができる。壁肥厚のような機能パラメータの理解を簡単にするため、これらパラメータは、目玉プロットを用いて視覚化される。かかる目玉プロットは、２次元プロットにより３次元の位置に割り当てられた壁肥厚などのパラメータを表す。色すなわち階調は、壁肥厚の値を表すことができる。内部の円は、左心室の頂部に対応し、環部は、左心室長軸に直角なスライスに対応する。複数のストレスレベル心臓機能分析結果を視覚化することに対するこのアプローチの欠点は、ユーザが異なるストレスレベルにおける局部的心筋収縮を数値的に簡単に比較することができないことである。このような数値比較を実現するため、ユーザは、数値解析レポートを検索し、これらレポートにおける数を、例えばエクセルのスプレッドシートに転送しグラフを作成することにより組み合わせる必要がある。これは、退屈で時間のかかる作業である。
かくして、異なるストレスレベルでの局部的心筋収縮の簡単な数値比較を可能にするようにして複数のストレスレベル心臓機能分析結果を視覚化することは有利なものとなることが想定される。
このことに良好に対処するため、本発明の一態様においては、心筋における複数の位置でかつ複数のストレスレベルで心臓パラメータを視覚化するシステムは、
・ストレスレベル心臓機能データに基づいて前記心筋における複数の位置のうちの或る位置でかつ前記複数のストレスレベルのうちの或るストレスレベルで前記心臓パラメータの値を判定するための判定ユニットと、
・視野面においてポイントを表示することによって前記心臓パラメータの当該判定値を視覚化するための視覚化ユニットと、
を有し、
前記視野面における極座標系において、
・前記ポイントの動径座標は、前記心臓パラメータの当該判定値を視覚化し、
・前記ポイントの角座標は、円筒座標系における前記心筋における位置の角座標を視覚化する。
ストレスレベル心臓機能データは、例えば、心筋における複数の位置でかつ複数のストレスレベルで、心拡張末期における壁厚と心収縮末期における壁厚とを有する。判定ユニットは、ストレスレベル心臓機能データに基づいて、心筋の複数の位置でかつ複数のストレスレベルで壁肥厚を計算するよう構成される。視覚化ユニットは、視野面において複数のポイントをプロットすることによって心臓パラメータの算出された値を視覚化するよう構成される。視野面における各ポイントは、心筋における複数の位置のうちの或る位置及び複数のストレスレベルのうちの或るストレスレベルに対応する。視野面における極座標系では、各ポイントの動径座標は、壁肥厚の判定された値に略比例しており、各ポイントの角座標は、円筒座標系における心筋における複数の位置からの対応の位置に係る角座標に略等しい。円筒座標系の円筒軸は、左心室の長軸に略一致しうる。心筋における視覚化される複数の位置は、円筒座標系の円柱軸、すなわち左心室の長軸に略直角な心臓の多数のスライスに含まれる。心筋におる複数の位置が左心室の壁部に含まれる場合、特定のストレスレベルと当該複数のスライスからの特定のスライスに含まれる位置とに対応するポイントは、当該ストレスレベルにおけるスライスにおける左心室壁肥厚を視覚化する閉曲線を形成する。よって、当該システムは、異なるストレスレベルでの局部的心筋収縮の簡単な数値比較を可能にする。
本システムの実施例では、前記心筋における複数の位置は、前記円筒座標系の円柱軸に略直角な当該心筋のスライスに含まれる。当該円柱軸は、左心室の長軸と略一致可能であり、当該スライスは、左心室の長軸に略直角となることができる。当該スライスが、比較的薄いもの、例えば１ｍｍの厚さのものであると仮定すると、或るストレスレベルに対応するポイントは、当該或るストレスレベルでの心筋のスライスにおける心臓パラメータを視覚化する閉曲線を形成する。この実施例は、心筋のスライスにおける異なるストレスレベルでの心臓パラメータの判定値を比較することを可能にする。
本システムの実施例において、当該システムは、
・前記極座標系における角度を表示するための表示ユニットと、
・当該表示された角度に略等しい角座標を有する前記心筋における複数の位置のうちの位置に基づいてグラフをプロットするプロットユニットと、
をさらに有する。
当該角度は、当該システムの表示ユニットを用いてユーザにより対話動作により選択されることが可能である。示される角度に略等しい角座標を有する当該心筋における複数の位置からの位置に基づいてグラフをプロットすることによって、当該示された角度における心臓パラメータの判定値がどのようにストレスレベル値に依存するかを視覚化することができる。
本システムの実施例では、当該システムは、前記複数のストレスレベルのうちの或るストレスレベルにおいて前記心筋のスライスを表示する画像表示ユニットをさらに有する。よって、当該システムは、心筋の対応のスライスの画像により心臓パラメータの判定値に基づいて、視覚化されたポイントをリンクすることができる。これら視覚化されたポイントは、心筋のスライスの疑わしい領域を示すことができる。こうして、医師などの当該システムのユーザは、当該画像における心筋のスライスの疑わしい領域を確認することができる。
本システムの実施例では、当該システムは、前記複数のストレスレベルのうちの或るストレスレベルにおいて前記心筋における前記複数の位置のうちの或る組の位置についての前記心臓パラメータの平均を計算する計算ユニットをさらに有する。心筋における位置の組は、ＡＨＡにより推奨され文献２に記述される心筋断節部からの位置を有しうる。これら断節部は、多くの実用の臨床用途において重要である。したがって、心筋断節部に含まれる位置の組について心臓パラメータの平均を知ることは、医師などの当該システムのユーザにとって非常に有用なものとなる。他の実施例において、心筋における複数の位置からの位置の組は、複数のスライスからのものであって、角座標のユーザ規定の範囲からの、円筒座標系で規定される、角座標を有する位置を有しうる。
本発明の他の態様において、画像取込装置は、
心筋における複数の位置でかつ複数のストレスレベルで心臓パラメータを視覚化するシステムであって、
・ストレスレベル心臓機能データに基づいて前記心筋における複数の位置のうちの或る位置でかつ前記複数のストレスレベルのうちの或るストレスレベルで前記心臓パラメータの値を判定するための判定ユニットと、
・視野面においてポイントを表示することによって前記心臓パラメータの当該判定値を視覚化するための視覚化ユニットと、
を有し、
前記視野面における極座標系において、
・前記ポイントの動径座標は、前記心臓パラメータの当該判定値を視覚化し、
・前記ポイントの角座標は、円筒座標系における前記心筋における位置の角座標を視覚化する、
システムを有する。
本発明の他の態様において、ワークステーションは、
心筋における複数の位置でかつ複数のストレスレベルで心臓パラメータを視覚化するシステムであって、
・ストレスレベル心臓機能データに基づいて前記心筋における複数の位置のうちの或る位置でかつ前記複数のストレスレベルのうちの或るストレスレベルで前記心臓パラメータの値を判定するための判定ユニットと、
・視野面においてポイントを表示することによって前記心臓パラメータの当該判定値を視覚化するための視覚化ユニットと、
を有し、
前記視野面における極座標系において、
・前記ポイントの動径座標は、前記心臓パラメータの当該判定値を視覚化し、
・前記ポイントの角座標は、円筒座標系における前記心筋における位置の角座標を視覚化する、
システムを有する。
本発明のさらに他の態様において、心筋における複数の位置でかつ複数のストレスレベルで心臓パラメータを視覚化する方法は、
・ストレスレベル心臓機能データに基づいて前記心筋における複数の位置のうちの或る位置でかつ前記複数のストレスレベルのうちの或るストレスレベルで前記心臓パラメータの値を判定するための判定ステップと、
・視野面においてポイントを表示することによって前記心臓パラメータの当該判定値を視覚化するための視覚化ステップと、
を有し、
前記視野面における極座標系において、
・前記ポイントの動径座標は、前記心臓パラメータの当該判定値を視覚化し、
・前記ポイントの角座標は、円筒座標系における前記心筋における位置の角座標を視覚化する。
本発明の他の態様において、心筋における複数の位置でかつ複数のストレスレベルで心臓パラメータを視覚化するための命令を有する、コンピュータ装置によりロードされるコンピュータプログラム製品であって、前記コンピュータ装置は、処理ユニット及びメモリを有し、当該コンピュータプログラム製品は、ロードされた後に、前記処理ユニットに、
・ストレスレベル心臓機能データに基づいて前記心筋における複数の位置のうちの或る位置でかつ前記複数のストレスレベルのうちの或るストレスレベルで前記心臓パラメータの値を判定するタスクと、
・視野面においてポイントを表示することによって前記心臓パラメータの当該判定値を視覚化するタスクと、
を実行するための機能を供給し、
前記視野面における極座標系において、
・前記ポイントの動径座標は、前記心臓パラメータの当該判定値を視覚化し、
・前記ポイントの角座標は、円筒座標系における前記心筋における位置の角座標を視覚化する、
コンピュータプログラム製品とされる。
説明されるシステムの変更及びそのシステムの変形に対応する画像取込装置、ワークステーション、方法及び／又はコンピュータプログラム製品に係る変更及びその変形は、ここで提示する説明に基づいて当業者により行うことができる。
当業者であれば、本方法は、コンピュータ断層撮影法（ＣＴ）、磁気共鳴映像法（ＭＲＩ）、超音波（ＵＳ）、陽電子放出断層撮影（ＰＥＴ）、単電子放出コンピュータ断層撮影（ＳＰＥＣＴ）及び核医学などの様々な取込モダリティ（但し、これらに限定されない）により発生される３次元（３Ｄ）画像データに適用されうることが分かる。
本発明のこれらの態様及びその他の態様は、以下に説明される実現例及び実施例についてかつ添付図面を参照して明らかとなり説明されることになる。
図中、同様の部分を示すために同じ参照数字が用いられる。
図１は、心筋における複数の位置でかつ複数のストレスレベルで心臓パラメータを視覚化するためのシステム１００の模範的実施例のブロック図を概略的に示している。システム１００は、
・ストレスレベル心臓機能データに基づいて前記心筋における複数の位置のうちの或る位置でかつ前記複数のストレスレベルのうちの或るストレスレベルで前記心臓パラメータの値を判定するための判定ユニット１１０と、
・視野面においてポイントを表示することによって前記心臓パラメータの当該判定値を視覚化するための視覚化ユニット１２０と、
を有し、
前記視野面における極座標系において、
・前記ポイントの動径座標は、前記心臓パラメータの当該判定値を視覚化し、
・前記ポイントの角座標は、円筒座標系における前記心筋における位置の角座標を視覚化する。
システム１００の模範的実施例は、さらに次のユニットを有する。
・極座標系における角度を示すための表示ユニット１３０
・当該示された角度に略等しい角座標を有する、心筋における複数の位置からの位置に基づいて、グラフをプロットするためのプロットユニット１３５
・当該複数のストレスレベルのうちの或るストレスレベルで心筋のスライスを表示するための画像表示ユニット１４０
・当該複数のストレスレベルのうちの或るストレスレベルで心筋における複数の位置からの１組の位置にわたる心臓パラメータの平均を計算するための計算ユニット１５０
・システム１００におけるワークフローを制御するための制御ユニット１６０
・システム１００のユーザとの通信を行うためのユーザインターフェース１６５
・データを記憶するメモリユニット１７０
システム１００の模範的実施例では、入力データのための３つの入力コネクタ１８１，１８２及び１８３がある。第１の入力コネクタ１８１は、ハードディスク、磁気テープ、フラッシュメモリ又は光学ディスクなどのデータ記憶手段（但し、これらに限定されない）から到来するデータを受信するように構成させられる。第２の入力コネクタ１８２は、マウス又はタッチスクリーンなどのユーザ入力装置（但し、これらに限定されない）から到来するデータを受信するよう厚生される。第３の入力コネクタ１８３は、キーボードのようなユーザ入力装置から到来するデータを受信するよう構成される。入力コネクタ１８１，１８２及び１８３は、入力制御ユニット１８０に接続される。
システム１００の模範的実施例においては、出力するデータのための２つの出力コネクタ１９１及び１９２がある。第１の出力コネクタ１９１は、ハードディスク、磁気テープ、フラッシュメモリ又は光ディスクのようなデータ記憶手段にデータを出力するよう構成される。第２の出力コネクタ１９２は、表示装置にデータを出力するよう構成される。出力コネクタ１９１及び１９２は、出力制御ユニット１９０を介してそれぞれのデータを受信する。
当業者は、入力装置を入力コネクタ１８１，１８２及び１８３に、出力装置をシステム１００の出力コネクタ１９１及び１９２に接続するための沢山の方法があることを理解する筈である。これらの方法は、限定はしないが、有線及び無線接続、ローカルエリアネットワーク（ＬＡＮ）及びワイドエリアネットワーク（ＷＡＮ）、インターネット、ディジタル電話ネットワークなど（但し、これらに限定されない）のディジタルネットワーク、及びアナログ電話ネットワークを含む。
システム１００の模範的実施例において、システム１００は、メモリユニット１７０を有する。システム１００は、入力コネクタ１８１，１８２及び１８３のいずれかを介して外部装置からの入力データを受信し、メモリユニット１７０にその受信した入力データを記憶するように構成される。メモリユニット１７０内へ入力データをロードすることにより、システム１００のユニットによる関連のデータ部分への迅速なアクセスを行うことができる。入力データは、例えば、ストレスレベル心臓機能データを有しうる。メモリユニット１７０は、限定はしないが、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）チップ、読出専用メモリ（ＲＯＭ）チップ及び／又はハードディスク装置及びハードディスクなどの装置により実現可能である。メモリユニット１７０はさらに、出力データを記憶するよう構成可能である。出力データは、例えば、心臓パラメータの判定値、心筋における複数の位置からのそれぞれの位置、複数のストレスレベルからのそれぞれのストレスレベルを有しうる。メモリユニット１７０はまた、判定ユニット１１０、視覚化ユニット１２０、表示ユニット１３０、プロットユニット１３５、画像表示ユニット１４０、計算ユニット１５０、制御ユニット１６０及びユーザインターフェース１６５を有するシステム１００のユニットに対して、メモリバス１７５を介してデータを受信しデータを転送するよう構成される。メモリユニット１７０は、さらに、出力コネクタ１９１及び１９２のいずれかを介して外部装置に利用可能な出力データをなすよう構成される。メモリユニット１７０におけるシステム１００のユニットからのデータを記憶することは、システム１００のユニットの性能、並びにシステム１００の各ユニットから外部装置への出力データの転送のレートを向上させるので有利となる。
或いは、システム１００は、メモリユニット１７０とメモリバス１７５とを有しないものとすることができる。システム１００により用いられる入力データは、システム１００のユニットに接続される、外部メモリ又はプロセッサなどの少なくとも１つの外部装置により供給可能である。同様に、システム１００により生成された出力データは、システム１００のユニットに接続された外部メモリ又はプロセッサなどの少なくとも１つの外部装置に供給可能である。システム１００のユニットは、内部接続部又はデータバスを介して互いに当該データを受信し合うように構成可能である。
図１に示されるシステム１００の模範的実施例において、システム１００は、システム１００におけるワークフローを制御するための制御ユニット１６０を有する。制御ユニットは、システム１００のユニットから制御データを受信し当該ユニットへ制御データを供給するよう構成可能である。例えば、判定ユニット１１０により判定された心臓パラメータの値でメモリユニット１７０に含まれるバッファを満たした後、判定ユニット１１０は、入力制御データ「心臓パラメータの値は判定される」を制御ユニット１６０に供給し、制御ユニット１６０は、出力制御データ「心臓パラメータの判定値の視覚化を開始する」を視覚化ユニット１２０に供給して視覚化ユニット１２０に心臓パラメータの値を視覚化することを開始するよう要求するよう構成されることができる。或いは、制御機能は、システム１００の他のユニットにおいて実現可能である。
図１に示されるシステム１００の模範的実施例において、システム１００は、システム１００のユーザと通信するためのユーザインターフェース１６５を有する。ユーザインターフェース１６５は、例えば、視野平面における極座標系における角度を示すためのユーザ入力を受け付けるよう構成されることができる。さらに、ユーザインターフェース１６５は、どのデータを視覚化するか及びどんな形式とするかをユーザが決定することができるように、例えばユーザが視覚化すべき位置を有する心筋のスライスを選択することができるように、ユーザとの対話動作をするよう構成されるようにしてもよい。オプションとして、ユーザインターフェースは、壁肥厚又は壁部動きのような特定の心臓パラメータを視覚化するためのモードの如きシステム１００の動作のモードを選択するためのユーザ入力を受信することができる。当業者であれば、より多くの機能がシステム１００のユーザインターフェース１６５において有利なものとして実現されうることが分かる筈である。
ストレスレベル心臓機能データは、例えば、心筋における複数の位置でかつ複数のストレスレベルでの心拡張末期における心筋壁厚と心収縮末期における心筋壁厚とを有しうる。ストレスを誘導するため、ドブタミンのような化学ストレス剤は、画像データの取り込み前に血流内へ注入される。デカルト系の座標において、心筋の位置Ｐは、３つのデカルト座標ｘ，ｙ，ｚにより記述される。デカルト系の座標のｚ軸は、僧帽弁の頂部及び中心を横断する左心室の長軸と位置合わせされることができるので有利である（文献２参照）。左心室の長軸に略一致する円柱軸を伴う円筒系の座標においては、心筋における位置Ｐは、高さｈ＝ｚ、角度α（角座標又は方位角とも称される）、及び半径ｒ（動径座標とも称される）という３つの円筒座標により記述される。高さｈは、位置Ｐを有し円柱軸に直角に延びる断面による円柱軸の交差によって決まる。当該断面における位置Ｐのデカルト座標と円筒座標との関係は、ｘ＝ｒcosα及びｙ＝ｒsinαといった関係により判定される。位置Ｐにおける心筋壁厚は、位置Ｐを交差するラインに沿う心筋壁部の外側表面と内側表面との間に延びる最も短い間隔の長さとして規定することができる。他の規定も可能である。通常は、位置Ｐは、心筋の所定の表面、例えば心筋の外側表面又は心筋の内側表面における位置である。
或いは、ストレスレベル心臓機能データは、心臓周期の複数の位相でかつ複数のストレスレベルで心筋壁部の外側表面及び内側表面における位置の円筒座標のような他のデータを有することができる。当業者であれば、記述したストレスレベル心臓機能データが本発明を例証するものであり、請求項の範囲を制限するものではないことが分かる筈である。
ストレスレベル心臓機能データは、当該ストレスレベル心臓機能データの量的な心臓機能分析の結果を視覚化するために用いられる。その結果には、局部的心筋壁肥厚及び壁部動きのような心臓パラメータ（但し、これらに限定されない）を有することができる。本発明のシステムは、左心室の心筋壁の外側表面における複数の位置でかつ複数のストレスレベルで、心拡張末期における壁厚と心収縮末期における壁厚とを有するストレスレベル心臓機能データに基づいて判定される壁肥厚を用いて説明されることになる。当業者であれば、請求項の範囲は、心臓パラメータの選択により限定されないことが分かる筈である。
システム１００の判定ユニット１１０は、ストレスレベル心臓機能データに基づいて、心筋における複数の位置のうちの或る位置でかつ複数のストレスレベルのうちの或るストレスレベルで、心臓パラメータの値を判定するよう構成される。模範的心臓パラメータは、心筋壁肥厚である。判定ユニット１１０は、ストレスレベル心臓機能データに基づいて、心筋における複数の位置からの当該位置でかつ複数のストレスレベルからの当該ストレスレベルでの壁肥厚を計算するよう構成される。壁肥厚ＷＴは、ＷＴ＝（（ＷＥＳ−ＷＥＤ）／ＷＥＤ）・１００％により規定される。ここで、ＷＥＤは、拡張末期における壁厚であり、ＷＥＳは、収縮末期における壁厚である。
システム１００の視覚化ユニット１２０は、視野面においてポイントを表示することによって心臓パラメータの判定値を視覚化するよう構成される。視野面における極座標系において、当該ポイントの動径座標は、心臓パラメータの計算された値に略比例し、当該ポイントの角座標は、円筒座標系における心筋における位置の角座標に略等しい。円筒座標系の円柱軸は、左心室の長軸と略一致しうる。視野面における表示ポイントは、心筋における複数の位置のうちの当該位置と、複数のストレスレベルのうちの当該ストレスレベルとに対応する。
システム１００はさらに、心筋における複数の位置及び複数のストレスレベルに対する心臓パラメータの複数の値を判定するよう構成可能である。心臓パラメータの複数の判定値からの各々の値は、視野面におけるポイントによって表わされることになる。心筋における複数の位置は、複数の平坦な断面、すなわち左心室の長軸に略直角な左心室の複数のスライスに、含まれうる。心筋のスライスは、２つの断面の間に有される部分である。断面、すなわち心筋の薄いスライスにおける位置に対応し、さらには１つのストレスレベルに対応するポイントは、当該断面における又は当該ストレスレベルでの心筋の当該薄いスライスにおける左心室壁肥厚を視覚化する閉曲線上に存在する。視野面における複数の閉曲線は、複数の断面又は複数の薄いスライスに、及び／又は複数のストレスレベルに、対応しうる。異なる曲線は、異なる色、階調及び／又は点線を用いて視覚化可能である。オプションとして、ストレスレベル心臓機能データの量的な心臓機能分析の結果の読取易さを改善するようマーカ及び／又は注釈が付加されるようにしてもよい。
本システムの実施例において、心筋における複数の位置は、円筒座標系の円柱軸に略直角な心筋のスライスに含まれる。円筒座標系の円柱軸は、左心室の長軸と略一致させることが可能である。したがって、当該スライスは、左心室の長軸に略直角である。或る特定のストレスレベルに対応するポイントは、当該特定のストレスレベルにおける心筋のスライスにおける心臓パラメータの判定値を視覚化する閉曲線を形成する。この実施例は、異なるストレスレベルにおける心筋の１つのスライスに含まれる位置における心臓パラメータの判定値の簡単な比較を可能にする。
図２は、閉塞した冠動脈左前下行枝（ＬＡＤ）とともに虚血心のスライスにおける左心室心筋壁肥厚を示す模範的視野面を示している。第１の放射グラフ２１０における各閉曲線は、異なるストレスレベルを表す。図３は、正常な心臓のスライスにおける左心室心筋壁肥厚を示す模範的視野面を示している。第２の放射グラフ３１０における各閉曲線は、異なるストレスレベルを表す。第１の放射グラフ２１０に示される閉曲線と、第２の放射グラフ３１０に示される曲線との比較は、特定の冠動脈閉塞が視野面において視覚化される曲線の特定の形状に関連づけられうることを示している。したがって、増加するストレスにおける心筋の閉塞の作用を、図２に示される第１の放射グラフ２１０から直接評価することができる。
本システムの実施例では、当該システムはさらに、
・極座標系における角度を示すための表示ユニット１３０と、
・当該表示される角度に略等しい角座標を有する心筋における複数の位置からの位置に基づいてグラフをプロットするためのプロットユニット１３５と、
を有する。
表示ユニット１３０は、ユーザインターフェース１６５と統合されるようにしてもよい。角度は、ユーザ入力に基づいて表示可能である。図２の矢印１２３は、極座標系における表示された角度αを示す。表示された角度と略一致する極座標を有する心筋のスライスに含まれる位置における異なるストレスレベル値で判定された壁肥厚の値は、図２に示されるように、プロットユニット１３５によってプロットされた第１のグラフ２２０において表示される。同様に、図３における矢印１２３は、極座標系における表示された角度αを示す。当該表示された角度と略一致する極座標を有する心筋のスライスに含まれる位置において異なるストレスレベル値で判定された壁肥厚の値は、図３に示されるように、プロットユニット１３５によりプロットされる第２のグラフ３２０に表示される。当該表示される角度に略等しい角座標を有する心筋の複数の位置からの位置に基づいてグラフをプロットすることは、当該表示された角度における心臓パラメータの判定値がどの程度ストレスレベルに依存するかを視覚化するもう１つの方法を提供するものでもある。
本システムの実施例において、本システムは、複数のストレスレベルからの或るストレスレベルにおける心筋のスライスを表示するための画像表示ユニット１４０をさらに有する。例えば、拡張末期における心筋のスライス及び収縮末期における心筋のスライスを示すようにしてもよい。左心室心筋のスライスの疑わしい部分を示す壁肥厚の値に基づいて、心臓専門医などのユーザは、その疑わしい部分を確認し、患者の心臓の状態に関するより多くの手掛かりを探すことができる。
本システムの実施例において、本システムは、複数のストレスレベルからの或るストレスレベルでの心筋における複数の位置からの１組の位置にわたる心臓パラメータの平均を計算するための計算ユニット１５０をさらに有する。左心室心筋におけるこの位置の組は、文献２に記述されＡＨＡにより推奨される心筋断節部からの位置を有するものとすることができる。心臓パラメータの平均は、数値形式、例えばテーブル又はＡＨＡにより提案された１７セグメント左心室ダイアグラムにより示されるようにしてもよい。他の実施例において、心筋における複数の位置からの当該組の位置は、ユーザが規定した範囲の角座標から、円筒座標系において規定される、複数のスライスからのそして角座標を有する位置を有するものとしてもよい。当業者は、心筋における複数の位置からの当該組の位置を、ユーザの要件を充足する方法で規定可能である。
当業者であれば、システム１００の他の実施例も可能であることがさらに分かることとなる。とりわけ、当該システムのユニットを再規定すること及びそれらの機能を再分配することが可能である。例えば、システム１００の実施例において、制御ユニット１６０の機能は、システム１００の他のユニットに割り当て可能である。システム１００の他の実施例において、システム１００の前の実施例の判定ユニット１１０を置き換える複数の判定ユニットを設け、各判定ユニットを異なる心臓パラメータの値を判定するよう構成することができる。システム１００により使われる判定ユニットの選択は、ユーザ入力に基づくものとすることができる。
システム１００のユニットは、プロセッサを用いて実現可能である。通常は、これらの機能は、ソフトウェアプログラム製品の制御の下で行われる。実行の間、このソフトウェアプログラム製品は、ＲＡＭなどのメモリにロードされるのが普通であり、当該メモリから実行される。このプログラムは、ＲＯＭ、ハードディスク、又は磁気的及び／又は光学的記憶手段などのバックグラウンドメモリからロード可能であり、或いは、インターネットなどのネットワークを介してロードされてもよい。オプションとして、用途特定集積回路は、説明した機能を提供可能である。
図４は、心筋における複数の位置でかつ複数のストレスレベルでの心臓パラメータを視覚化する方法４００の模範的実現形態のフローチャートを示している。この実現形態では、方法４００は、ユーザ入力、例えばストレスレベル心臓機能データを有するファイルの名前を受け取るためのインターフェースステップ４６５で開始する。例えば、ストレスレベル心臓機能データに基づいて、心筋の複数の位置及び複数のストレスレベルを判定した後、方法４００は、ストレスレベル心臓機能データに基づいて、心筋の複数の位置からの或る位置でかつ複数のストレスレベルからの或るストレスレベルで心臓パラメータの値を判定するための判定ステップ４１０に継続する。判定ステップ４１０の後、方法４００は、視野面においてポイントを表示することによって心臓パラメータの判定値を視覚化するための視覚化ステップ４２０に継続する。視野面における極座標系において、当該ポイントの動径座標は、心臓パラメータの判定値を視覚化し、当該ポイントの角座標は、円筒座標系における心筋の位置の角座標を視覚化する。視覚化ステップ４２０の後、方法４００は、判定ステップ４１０に戻り、心筋における複数の位置からの次の位置でかつ複数のストレスレベルからの次のストレスレベルでの心臓パラメータの次の値を判定する。そして、方法４００は、視野面における次のポイントを表示することによって心臓パラメータの判定された次の値を視覚化するための視覚化ステップ４２０に継続する。方法４００は、心筋における複数の位置からの全ての位置のためのそして複数のストレスレベルからの全てのストレスレベルのための心臓パラメータの値が視覚化されるまで、判定ステップ４１０と視覚化ステップ４２０とで揺れ動く。次に、本方法は、ユーザ入力を受信するためのインターフェースステップ４６５に引き続く。ユーザは、さらに、ストレスレベル心臓機能データのどの部分が視覚化されるべきかそしてどの程度ストレスレベル心臓機能データを視覚化すべきかを決めることができる。インターフェースステップ４３０において受信されるユーザ入力に基づいた極座標系における角度を示した後、方法４００は、表示された角度に略等しい角座標を有する心筋における複数の位置からの位置に基づいてグラフをプロットするためのプロットステップ４４０に継続する。プロットステップ４３５の後、方法４００は、ユーザ入力を受信するためのインターフェース４６５に戻る。心筋のスライスを選択した後、インターフェースステップ４６５におけるユーザ入力に基づいて、本方法は、心筋の当該選択されたスライスに含まれる位置における心臓パラメータの値を判定するための判定ステップ４１０に継続し、その後に、視野面においてポイントを表示することにより心臓パラメータの判定値を視覚化するための視覚化ステップ４２０に継続することができる。選択されたスライスにおける心臓パラメータの値を視覚化した後、方法４００は、ユーザ入力を受信するためのインターフェースステップ４６５に戻る。或いは、インターフェースステップ４６５における複数のストレスレベルからの或るストレスレベルを選択するためのユーザ入力を受信した後、方法４００は、当該選択されたストレスレベルにおける心筋の選択されたスライスを表示するための画像表示ステップ４４０に継続することができる。画像表示ステップ４４０の後、方法４００は、ユーザ入力を受信するためのインターフェースステップ４６５に戻る。複数のストレスレベルからの或るストレスレベルでの心筋における複数の位置からの１組の位置についての心臓パラメータの平均を計算するための入力を選択した後、方法４００は、複数のストレスレベルからの当該ストレスレベルでの心筋における複数の位置からの当該組の位置についての心臓パラメータの平均を計算するための計算ステップ４５０に継続する。計算ステップ４５０の後、方法４００は、ユーザ入力を受信するためのインターフェースステップ４６５に戻る。ユーザがインターフェースステップ４６５において方法４００を終結させるための入力をなした後、方法４００は終結する。
第１の画像と第２の画像とを有する画像を計算する方法４００におけるステップの順番は、必須ではなく、当業者であれば、本発明によって意図されるような思想から外れることなく、スレッディングモデル、マルチプロセッサシステム又は複数プロセッサを用いて、幾つかのステップの順序を変え又は幾つかのステップを同時に行うことができる。例えば、方法４００の実現形態において、心臓パラメータの複数の値は、判定ステップ４１０において同時に計算可能である。オプションとして、この発明の方法１００の２つ以上のステップは、１つのステップに合成することができる。オプションとして、本発明の方法１００のステップは、複数のステップに分割することができる。方法１００の幾つかのステップは、必須ではなく、省略することができる。
図５は、システム１００を使う画像取込装置５００の模範的実施例を概略的に示しており、画像取込装置５００は、システム１００と内部接続を介して接続された画像取込ユニット５１０と、入力コネクタ５０１と、出力コネクタ５０２とを有する。この構成は、心筋における複数の位置でかつ複数のストレスレベルでの心臓パラメータを視覚化するためにシステム１００の有利な機能を、画像取込装置５００に設けることによって、画像取込装置５００の性能を向上させるという有利なものである。画像取込装置の例は、ＣＴシステム、Ｘ線システム、ＭＲＩシステム、ＵＳシステム、ＰＥＴシステム、ＳＰＥＣＴシステム及びＮＭシステムを有するが、これらに限定されるものではない。
図６は、ワークステーション６００の模範的実施例を概略的に示している。このワークステーションは、システムバス６０１を有する。プロセッサ６１０、メモリ６２０、ディスク入力／出力（Ｉ／Ｏ）アダプタ６３０及びユーザインターフェース（ＵＩ）６４０は、 機能的にシステムバス６０１に接続される。ディスク記憶装置６３１は、ディスクＩ／Ｏアダプタ６３０に機能的に結合される。キーボード６４１、マウス６４２及びディスプレイ６４３は、ＵＩ６４０に機能的に結合される。コンピュータプログラムとして実現される本発明のシステム１００は、ディスク記憶装置６３１に記憶される。ワークステーション６００は、メモリ６２０にプログラム及び入力データをロードするよう構成され、プロセッサ６１０において当該プログラムを実行させる。ユーザは、キーボード６４１及び／又はマウス６４２を用いてワークステーション６００に情報を入力することができる。このワークステーションは、表示装置６４３及び／又はディスク６３１に情報を出力するよう構成される。当業者であれば、当該技術において知られるワークステーション６００の数多くの他の実施例が存在しここで提示した実施例は、本発明を例証するためのものでありこの特定の実施例に本発明を限定するものと解釈してはならないことが分かる筈である。
なお、上述した実施例は、本発明を限定するのではなく、当業者であれば、添付の請求項の範囲を逸脱することなく代替えの実施例を構成することができる筈である。請求項において、括弧内の参照符号は当該請求項を限定するものと解釈してはならない。「有する」なる文言は、請求項又は本文に挙げられていない要素又はステップの存在を排除しない。要素の単数表現は、そのような要素の複数の存在を排除しない。本発明は、幾つかの別個の要素を有するハードウェアによって、また、プログラムされたコンピュータによって、実現可能である。幾つかのユニットを列挙しているシステムの請求項において、これらユニットの幾つかが同一のハードウェア又はソフトウェアにより具現化可能である。第１、第２、第３などの文言の使用は、順序付けを示すものではない。これら文言は、名前として解釈されるべきものである。
本システムの模範的実施例を概略的に示すブロック図。 閉塞した冠動脈左前下行枝を伴う虚血心のスライスにおける左心室心筋壁肥厚を示す模範的視野平面を示す図。 正常な心臓のスライスにおける左心室心筋壁肥厚を示す模範的視野平面を示す図。 本方法の模範的実現例を示すフローチャート。 画像取込装置の模範的実施例を概略的に示す図。 本ワークステーションの模範的実施例を概略的に示す図。

Claims (6)

  1. 心筋における複数の位置でかつ複数のストレスレベルで心臓パラメータを視覚化するシステムであって、
    ・ストレスレベル心臓機能データに基づいて前記心筋における複数の位置のうちの或る位置でかつ前記複数のストレスレベルのうちの或るストレスレベルで前記心臓パラメータの値を判定するための判定ユニットと、
    ・各ストレスレベルについて、視野面においてポイントを表示することによって前記心臓パラメータの当該判定値を視覚化するための視覚化ユニットと、
    を有し、
    前記視野面における極座標系において、
    ・前記ポイントの動径座標は、前記心臓パラメータの当該判定値を視覚化し、
    ・前記ポイントの角座標は、円筒座標系における前記心筋における位置の角座標を視覚化し、
    前記心筋における複数の位置が、前記円筒座標系の円柱軸に略直角な当該心筋のスライスに含まれ、
    前記システムが更に、
    ・前記極座標系における或る角度を表示するための表示ユニットと、
    ・各ストレスレベルに対する前記心臓パラメータの判定値を示すグラフをプロットするプロットユニットであって、前記グラフに示される前記判定値は、前記心筋における複数の位置のうち、当該表示された角度に略等しい角座標を有する位置で判定された前記心臓パラメータの値である、プロットユニットと、
    を有するシステム。
  2. 請求項１に記載のシステムであって、前記複数のストレスレベルのうちの或るストレスレベルにおいて前記心筋のスライスを表示する画像表示ユニットをさらに有するシステム。
  3. 請求項１に記載のシステムであって、前記複数のストレスレベルのうちの或るストレスレベルにおいて前記心筋における前記複数の位置のうちの或る組の位置についての前記心臓パラメータの平均を計算する計算ユニットをさらに有するシステム。
  4. 請求項１に記載のシステムを有する画像取込装置。
  5. 請求項１に記載のシステムを有するワークステーション。
  6. 心筋における複数の位置でかつ複数のストレスレベルで心臓パラメータを視覚化するための命令を有する、コンピュータ装置によりロードされるコンピュータプログラムであって、前記コンピュータ装置は、処理ユニット及びメモリを有し、当該コンピュータプログラムは、ロードされた後に、前記処理ユニットに、
    ・ストレスレベル心臓機能データに基づいて前記心筋における複数の位置のうちの或る位置でかつ前記複数のストレスレベルのうちの或るストレスレベルで前記心臓パラメータの値を判定するタスクと、
    ・各ストレスレベルについて、視野面においてポイントを表示することによって前記心臓パラメータの当該判定値を視覚化するタスクと、
    を実行するための機能を供給し、
    前記視野面における極座標系において、
    ・前記ポイントの動径座標は、前記心臓パラメータの当該判定値を視覚化し、
    ・前記ポイントの角座標は、円筒座標系における前記心筋における位置の角座標を視覚化し、
    前記心筋における複数の位置が、前記円筒座標系の円柱軸に略直角な当該心筋のスライスに含まれ、
    前記コンピュータプログラムが更に、
    ・前記極座標系における或る角度を表示するタスクと、
    ・各ストレスレベルに対する前記心臓パラメータの判定値を示すグラフをプロットするタスクであって、前記グラフに示される前記判定値は、前記心筋における複数の位置のうち、当該表示された角度に略等しい角座標を有する位置で判定された前記心臓パラメータの値である、タスクと、
    を前記処理ユニットに実行させる、コンピュータプログラム。
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