生物学的構造における時変パラメータの視覚化
本発明は生物学的構造内の複数の位置において時変パラメータを視覚化するためのシステムと方法に関し、視覚化ディスプレイは、構造の第１及び第２の境界の間の第１のボリューム内で決定される複数の時間間隔における第１の視覚化パラメータを示す第１の表現を表示し、構造の第１及び第２の境界の間にひろがる第１及び第２のボリューム内で決定される第１及び第２の視覚化パラメータを示す第２の表現を表示するように構成される。この２つの表現の組み合わせをユーザに提供することによって、高解像度データが処理され、第１及び第２の境界の間の中間ボリュームに対して有意義に視覚化され得る。これは、構造を通る異なる位置においてだけでなく、構造の境界の間のデータを見ることが望ましいという見識に基づく。しかしながら、視覚化の単純な手段なく、高解像度データを処理することは実現不可能である。これは第１及び第２の境界における構造間に性能差が存在し得る時に特に有用である。例えば、心筋内の灌流測定は心内膜及び心外膜層で異なる。従って、これらの層に対する測定の相対位置は灌流の評価において有用なデータをもたらす。これは視覚化に必要な表現を複雑化することなく、医療専門家が画像データから抽出することができる情報を増加する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、生物学的構造における時変パラメータの視覚化のためのシステム及び方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
医用画像診断及び分析技術が継続的に改良するにつれて、医療専門家は視覚化に利用可能なデータの増加し続ける複雑性を経験している。関心ボリューム内のパラメータの測定をはじめとして、パラメータは異なる定量的方法で、関心ボリュームの任意の所望の一部分に対して、例えば最大強度、平均強度、最小強度、平均勾配値、最大勾配値、最小勾配値を抽出するために分析され得る。そして専門家は有意義な方法でデータを視覚化することができなければならない。例えば、時間強度曲線及び関連する定量分析データの視覚化は、例えば初回通過増強（ｆｉｒｓｔ ｐａｓｓ ｅｎｈａｎｃｅｍｅｎｔ）心臓磁気共鳴画像法（ＭＲＩ）で取得される罹患心臓の画像など、医用画像から得られる。
【０００３】
現在、こうした時間強度曲線及び関連する定量分析データを視覚化するために二次元（２Ｄ）視覚化技術が典型的に使用される。
【０００４】
例えば、生物学的構造に対する灌流図（ｐｅｒｆｕｓｏｇｒａｍ）として知られる視覚化表現が米国特許出願２００５／０１２４８６１から知られている。こうした灌流図表現１０は図７に描かれ、これは画素１５の２Ｄアレイを有し、各画素は平均強度レベルをあらわすグレー値又はカラー値を持つ。各グレー値又はカラー値と関連する平均強度を示すキー２０も描かれる。水平方向３０における画素の数は平均強度値が決定される時間間隔の数によって決定される。垂直方向４０における画素の数は分析のために選択されるセグメントの数によって決定される。言い換えれば、垂直方向は空間的情報を提供し、水平方向は時間的情報を提供する。
【０００５】
こうした灌流図は、医療専門家が空間的情報を患者の生体構造に関連づけ得るように、解剖学的グレー値画像上のカラーオーバーレイと併せて視覚化され得る。色分けされたセグメントを解剖学的グレー値画像にオーバーレイし、そのセグメントに対するパラメータの値が、そのセグメントを描くために選ばれる色に関連づけられ得るようになっていることもまた当該技術分野で知られている。例えば図６に示される通り、カラーオーバーレイ表現５０は、少なくとも１つの色セグメント７０によって心筋の領域にオーバーレイされた人の心臓の解剖学的グレー値画像６０を有する。セグメント７０の色は灌流の測度としての平均セグメント強度の指標であり、各色に関連する平均強度を示すキー８０も描かれる。
【０００６】
図６及び７は複雑な多次元データをユーザへ提示することの難しさを説明する。図７は表現を患者の実際の生体構造に関連づけることを困難にし、図６は経時的に観察される強度の変化を示さない。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明の目的は複数の位置において時変パラメータを視覚化するためのシステムを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は独立クレームによって定義される。有利な実施形態は従属クレームに定義される。
【０００９】
本発明の第１の態様によれば、生物学的構造内の複数の位置において時変パラメータを視覚化するためのシステムが提供され、該システムは、
互いに直交するＸ，Ｙ及びＺ方向にひろがる生物学的構造内の複数の位置における時変パラメータの値を決定し、Ｚ方向にひろがる第１及び第２の境界の位置、並びに第１及び第２の境界の間に配置されるＺにひろがる第１のボリュームの位置を決定し、Ｘ方向における第１のボリュームを第１及び第２のＸＹ境界の両方にひろげることによって生成される第２のボリュームの位置を決定し、第１のボリューム内の複数の位置における時変パラメータから複数の時間間隔に対する第１の視覚化パラメータを決定し、第２のボリューム内の複数の位置における時変パラメータから第２の視覚化パラメータを決定するように構成される、決定ユニットと、
複数の時間間隔における第１の視覚化パラメータを示す第１の表現を表示し、第１及び第２の視覚化パラメータを示す第２の表現を表示するように構成される視覚化ディスプレイとを有する。
【００１０】
この２つの表現の組み合わせをユーザへ提供することによって、より高解像度のデータが処理され、第１及び第２の境界の間の中間ボリュームに対して有意義に視覚化され得る。これは構造を通じた異なる位置においてだけでなく、構造の境界の間のデータを見ることが望ましいという見識に基づく。しかしながら、視覚化の単純な手段無しに、より高解像度のデータを処理することは実現不可能である。これは第１及び第２の境界における構造間に性能差が存在し得るときに特に有用である。例えば、心筋内の灌流測定は心内膜及び心外膜層で異なる。従って、これらの層に対する測定の相対位置は灌流の評価において有益なデータをもたらす。これは視覚化に必要な表現を複雑化することなく医療専門家が画像データから抽出することができる情報を増加する。
【００１１】
本発明のさらなる態様によれば、視覚化ディスプレイはさらに、構造を通るＸＹ断面に対応する第１及び第２の境界のＸＹ断面、及び構造を通るＸＹ断面に対応する第１のボリュームを通るＸＹ断面とオーバーレイされる、生物学的構造を通るＸＹ断面を有する解剖学的グレー値画像を有する第３の表現を表示するように構成される。
【００１２】
表現の決定に使用されるパラメータの一部をあらわす輪郭を解剖学的画像上にオーバーレイすることによって、表現と患者の生体構造の関係がさらに明らかになる。
【００１３】
本発明のさらなる態様によれば、システムはさらに、複数の第１のボリュームのうちの１つの空間的インジケータと、複数の時間間隔のうちの１つの時間的インジケータを有する第１の表現を表示するように構成される。
【００１４】
付加的に又は代替的に、システムは複数の第１のボリュームのうちの１つの空間的インジケータを有する第２の表現を表示するように構成される。
【００１５】
有意義なインジケータをユーザへ提供することにより、異なる表現間の関係が明らかになる。これは表示される情報の直感的感覚を改良し、医療専門家が表示される情報を病状に関連付けることを容易にする。
【００１６】
本発明の一態様によれば、システムは、第１の境界の位置、第２の境界の位置、第１のボリュームの位置、ＸＹにおける第１のボリュームの範囲、Ｚにおける生物学的構造の範囲、複数の時間間隔、第１の視覚化パラメータ、第２の視覚化パラメータ、生物学的構造を通るＸＹ断面、及びそれらの任意の組み合わせから成る群から、ユーザが決定ユニット又は視覚化ディスプレイにおいてパラメータを決定するインタラクティブ手段をさらに有する。
【００１７】
高解像度で有意義なデータを提供することにより、システムは、データの決定及び視覚化に使用されるパラメータをユーザが直接変更することを可能にすることによって、より有利で直観的なものにされることができる。
【００１８】
本発明のなおもさらなる態様によれば、視覚化ディスプレイはさらにボリュームレンダリングを用いて第２の表現を表示するように構成される。
【００１９】
生物学的構造に対する高解像度データ分析の可能性に医療専門家を引き合わせることにより、データ表現の全く新しい方法が可能になる。ボリュームレンダリング技術は、構造内のこうした中間ボリュームについては今まで考えられなかったが、さらにより有利な表現を提供するために採用され得る。
【００２０】
本発明の一態様によれば、生物学的構造内の複数の位置において時変パラメータを視覚化するための方法が提供され、該方法は、互いに直交するＸ，Ｙ及びＺ方向にひろがる生物学的構造内の複数の位置における時変パラメータの値を決定するステップ、Ｚ方向にひろがる第１及び第２の境界の位置、並びに、第１及び第２の境界の間に配置されるＺにひろがる第１のボリュームの位置を決定するステップ、Ｘ方向における第１のボリュームを第１及び第２のＸＹ境界の両方にひろげることによって生成される第２のボリュームの位置を決定するステップ、第１のボリューム内の複数の位置における時変パラメータから複数の時間間隔に対する第１の視覚化パラメータを決定するステップ、第２のボリューム内の複数の位置における時変パラメータから第２の視覚化パラメータを決定するステップ、複数の時間間隔における第１の視覚化パラメータを示す第１の表現を表示するステップ、第１及び第２の視覚化パラメータを示す第２の表現を表示するステップを有する。
【００２１】
本発明のさらなる態様によれば、該方法はさらに、構造を通るＸＹ断面に対応する第１及び第２の境界のＸＹ断面、及び構造を通るＸＹ断面に対応する第１のボリュームを通るＸＹ断面とオーバーレイされる、生物学的構造を通るＸＹ断面を有する解剖学的グレー値画像を有する第３の表現を表示するステップを有する。
【００２２】
本発明の一態様によれば、コンピュータ上にロードされ実行されるときに本発明の方法を実行するためのコンピュータプログラムが提供される。
【００２３】
上述の本発明の実施形態、実施例、及び／又は態様のうちの２つ以上は、有用とみなされる任意の方法で組み合され得ることが当業者によって理解される。
【００２４】
記載された方法の改良及び変更に対応する、画像取得装置、ワークステーション、システム、及び／又はコンピュータプログラムの改良及び変更は、本記載に基づいて当業者によって実行されることができる。
【００２５】
当業者は、システムが、例えば限定されないが標準Ｘ線画像、コンピュータ断層撮影（ＣＴ）、磁気共鳴画像（ＭＲＩ）、超音波（ＵＳ）、陽電子放出断層撮影（ＰＥＴ）、単光子放出コンピュータ断層撮影（ＳＰＥＣＴ）、及び核医学（ＮＭ）などの様々な取得モダリティによって取得される、例えば二次元（２‐Ｄ）、三次元（３‐Ｄ）、又は四次元（４‐Ｄ）画像へ、いかなる形式の時変多次元画像データも視覚化し得ることを理解する。
【００２６】
実施形態は、本願と同日に同一出願人によって出願された同時係属出願整理番号ＰＨ‐０１２６９７に開示される"Ｓｙｓｔｅｍ Ｆｏｒ Ａｎａｌｙｚｉｎｇ Ｉｍａｇｅｓ ａｎｄ Ｃｏｒｒｅｓｐｏｎｄｉｎｇ Ｍｅｔｈｏｄ"とも有利に組み合され得る。この同時係属出願は第１及び第２の境界の間のデータ値における変化率をあらわす勾配を定めることを開示する。この勾配は視覚化パラメータの１つを決定するために本願の実施形態において有利に使用され得る。加えて、本願のシステムをさらに、上記同時係属出願に開示される勾配図（ｇｒａｄｉｅｎｔｏｇｒａｍ）も表示するように、又は第１の表現の代わりに勾配図を表示するように構成することが有利であり得る。特に、心筋における灌流の視覚化は同時係属出願の開示と本願の開示を組み合わせることによって増強され得る。
【００２７】
本発明のこれらの及び他の態様は以下に記載の実施形態から明らかとなり、これらを参照して解明される。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】表現が決定され得る生物学的構造の一実施例を示す。
【図２】ＸＹ平面が観察者に最も近くなるようにＺ軸に沿って見た図１の生物学的構造を描く。
【図３】視覚化表現の一実施例を示す。
【図４】表現が決定され得る生物学的構造の第２の実施例を描く。
【図５】ＸＹ平面が観察者に最も近くなるようにＺ軸に沿って見た図４の生物学的構造例を描く。
【図６】カラーオーバーレイ表現の一実施例を示す。
【図７】灌流図表現の一実施例を描く。
【図８】図１の生物学的構造と、規定され得る異なるボリュームを描く。
【図９】データ表現の実施例を描く。
【図１０】中空円筒ボリュームに近い生物学的構造を描く。
【図１１】データ表現のさらなる実施例を描く。
【図１２】データ表現のさらなる実施例を描く。
【図１３】ユーザに提示され得るディスプレイを描く。
【図１４】図１３Ｂの表現の組み合わせの可能な実施例を示す。
【図１５】生物学的構造内の時変パラメータを視覚化する方法の一実施例を描く。
【図１６】時変パラメータを視覚化するためのシステムを示す。
【図１７】ボリュメトリックデータ表現を描く。
【発明を実施するための形態】
【００２９】
図面は単なる図示であって縮尺通りではない。特に明瞭化のため、一部の寸法は強く誇張される。図中の類似する構成要素は可能な限り同じ参照数字で示される。
【００３０】
図１は表現が決定され得る生物学的構造１００を描く。構造１００は互いに直交するＸ，Ｙ及びＺ方向２００にひろがる。これらの方向２００は任意に選ばれ、いかなる他の座標系又は慣例が使用されてもよい。構造１００は第１の境界１１０と第２の境界１２０によって規定され、各境界はＹＺ平面にひろがる。構造はまたＸＹ平面１８０によっても境界される。
【００３１】
本明細書で記載される構造１００とその境界は必ずしも生物組織の解剖学的範囲と一致しないことを当業者は理解するだろう。例えば、構造１００の境界は血管壁又は組織壁、例えば心筋の心内膜及び心外膜層と一致し得るが、これらはまたこうした壁の内部又は外部の画像化目的の関心ボリュームを規定するためにも選択され得る。同様に、Ｚ方向の任意の境界もまた任意に選択され得る。しかしながら通常、画像データはデジタルに構築されるＸＹ平面に沿ったスライスとして取得されている。このような場合、Ｚ方向の範囲は選択された数のこうしたＸＹスライスに等しくなり得る。
【００３２】
本発明の目的のため、ＸＹスライスは同じ時間間隔で作られると仮定されることに留意されたい。
【００３３】
図２は、ＸＹ平面１８０が観察者に最も近くなるようにＺ軸に沿って見た同じ構造１００を描く。この実施例において、このＸＹ平面１８０のエッジを規定する第１の境界１１０及び第２の境界１２０も描かれる。ＸＹ平面１８０の１つ以上の部分はセグメント１３１，１３２，１３３，１３４と識別され、これらは任意の好都合なサイズであってよく、互いにサイズが異なってもよい。
【００３４】
各セグメント１３１，１３２，１３３，１３４は、ＸＹ平面１８０の関連部分と第１の境界１１０及び第２の境界１２０によって境界されるセグメントボリュームと関連する。各セグメント１３１，１３２，１３３，１３４に対して、セグメントボリューム内の位置が決定され、視覚化パラメータを生成するためにセグメントボリューム内の各位置に関連するパラメータが分析される。
【００３５】
典型的には、医療専門家はパラメータがどのように時間変動するかを視覚化したいので、一連の医療スキャンがこうした構造から作られる。これは各セグメントボリュームに対する視覚化パラメータが決定され得、一連の視覚化パラメータが各セグメントボリュームに対して決定され得ることを意味する。
【００３６】
初回通過心筋灌流検査中、心筋中の造影剤の取り込みが動的に観察される。例えば、２０‐４０秒の期間中に３‐５短軸スライスが１‐２心拍毎にＥＣＧトリガリングを用いて取得される。心筋中の個々の位置における時間強度曲線は局所心筋血液灌流についての重要な情報を含む。本発明の目的のため、スライスは同じ時間間隔で作られると仮定されることに留意されたい。
【００３７】
視覚化表現４００の一実施例が図３に描かれる。表現４００は画素の２Ｄアレイを有し、各画素は視覚化パラメータの値をあらわすグレー値を持ち、例えば値が高い程画素は白い。カラー値スキームもまた使用され得る。２Ｄアレイは互いの上に垂直に配置される複数の行４３１，４３２，４３３，４３４と、水平に配置される複数の列４５１，４５２，４５３，４５４，４５５，４５６，４５７，４５８を持ち、行は空間的位置をあらわし列は時間的位置を、言い換えれば時間の瞬間をあらわす。矢印４５０は左から右へ時間間隔の経過を示す。各行４３１，４３２，４３３，４３４は複数の時間間隔４５１，４５２，４５３，４５４，４５５，４５６，４５７，４５８にわたってセグメント１３１，１３２，１３３，１３４にそれぞれ関連する各セグメントボリュームに対する視覚化パラメータにおける変化をあらわす。あらわされる時間間隔４５１，４５２，４５３，４５４，４５５，４５６，４５７，４５８は取得される全時系列データ又は任意選択を有し得る。
【００３８】
例えば、各位置に関連するパラメータが医療スキャン中に測定される強度である場合、視覚化パラメータは平均セグメント強度であり得る。強度が例えば灌流の測度である場合、視覚化パラメータは灌流図としてユーザに視覚的に提示され得、これは図３に描かれる表現４００の具体的実施例である。灌流図表現の一実施例は上記の通り図７に図示される。
【００３９】
生物学的構造１００内の複数の位置における時変パラメータを視覚化するためにこうした表現４００を作り出すことは、適切なシステムによって実行され得る。こうしたシステム１の一実施例は図１６に描かれる。システムは決定ユニット２と視覚化ディスプレイ３を有する。決定ユニット２は生物学的構造１００内の複数の位置における時変パラメータの値を決定し、Ｚ方向にひろがる第１の境界１００と第２の境界１２０の位置、及び第１の境界１１０と第２の境界１２０の間に配置されるＺ方向にひろがるセグメント１３１，１３２，１３３，１３４と関連するセグメントボリュームの位置を決定し、セグメントボリューム内の複数の位置における時変パラメータから複数の時間間隔４５１，４５２，４５３，４５４，４５５，４５６，４５７，４５８に対する視覚化パラメータを決定するように構成される。視覚化ディスプレイ３は複数の時間間隔４５１，４５２，４５３，４５４，４５５，４５６，４５７，４５８における視覚化パラメータを示す表現４００を表示するように構成される。
【００４０】
典型的に、表示されるものにユーザが影響を与え得るように、ユーザはシステムと相互作用する手段７を提供される。ユーザは例えば画像取得中、画像観察中、画像分析中及び画像修正中にこれらの相互作用を実行するためにワークステーション４を使用し得る。ワークステーション４は１つ以上の表現４００を表示するための、通常は解剖学的グレー値画像を表示するための視覚化ディスプレイ３を有する。ユーザ相互作用は例えばアイコン、サムネイル、メニュー、及びプルダウンメニューなどの１つ以上の形式で提供され得る。ワークステーション４はユーザがワークステーション４と相互作用するための手段７も有し、これはキーボード、マウス、トラックボール、ポインタ、描画タブレットを有し得る。
【００４１】
図１及び２の生物試料１００は矩形ボリュームに近い。しかしながら、およそ同じ方向性を持つおよそ平行な合同の底辺を持つ３Ｄ幾何学的図形に近いいかなる構造に対しても同じ表現が使用され得る。図４は中空円筒ボリュームに近い生物学的構造３００を描く。構造３００は互いに直交するＸ，Ｙ及びＺ方向２００にひろがる。ここでもやはり、これらの方向２００は任意に選ばれ、任意の他の座標系又は慣例が使用され得る。特に、動径座標系もまたこうした構造にとって有利であり得る。構造３００は第１の境界３１０と第２の境界３２０によって規定され、各境界はＺ平面に広がる。構造はまたＸＹ平面３８０によっても境界される。
【００４２】
図５はＸＹ平面３８０が観察者に最も近くなるようにＺ軸に沿って見た同じ構造３００を描く。この実施例において、このＸＹ平面３８０のエッジを規定する第１の境界３１０と第２の境界３２０も描かれる。ＸＹ平面３８０の１つ以上の部分はセグメント３３１，３３２，３３３，３３４と識別される。選ばれるセグメントの数とそのサイズは任意であり、生物学的構造３００と所望の分析タイプに応じて選ばれる。
【００４３】
各セグメント３３１，３３２，３３３，３３４は、ＸＹ平面３８０の関連部分及び第１の境界３１０と第２の境界３２０によって境界されるセグメントボリュームと関連する。各セグメント３３１，３３２，３３３，３３４に対して、セグメントボリューム内の位置が決定され、視覚化パラメータを生成するためにセグメントボリューム内の各位置と関連するパラメータが分析される。
【００４４】
一連の医療スキャンがこうした構造から作られる場合、各セグメントボリュームに対する視覚化パラメータが決定され得、時間的、すなわち時間変化する一連の視覚化パラメータが各セグメントボリュームに対して決定され得る。これはまた、図３に描かれる表現４００として医療専門家に視覚的に表示され得る。この場合、各行４３１，４３２，４３３，４３４は、複数の時間間隔４５１，４５２，４５３，４５４，４５５，４５６，４５７，４５８にわたってそれぞれセグメント３３１，３３２，３３３，３３４と関連するセグメントボリュームの視覚化パラメータにおける変化をあらわす。
【００４５】
円筒構造３００の小断面は図１に描かれる矩形ボリューム１００に近くてもよく、この技術が多くの種類と形状の生物学的構造に使用されることを可能にすることが当業者には明らかであろう。
【００４６】
例えば、構造は灌流の程度が測定される人の心筋の１つ以上の断面であり得る。最も頻繁に起こる心疾患は冠状動脈の（部分的）閉塞による虚血である。造影剤ボーラスの初回通過後に心筋組織中の造影剤の取り込みを調べることによって、冠状動脈閉塞によって生じる灌流障害の重篤度を評価するために初回通過心臓ＭＲＩが使用され得る。灌流障害はしばしばストレス誘導性であるため、この手順は患者に対して安静時とストレス下で（心拍数を増加させる薬剤を用いて）実行されることが多い。心筋は、図３の表現を用いて、灌流計測を実行するため、及び結果の視覚化のために、例えば図２及び５に描かれるように好都合にセグメントに分割され得る。
【００４７】
セグメントボリュームの代わりに、生物学的構造１００，３００内の層の表現を医療専門家に提供することが有利であり得る。図１のセグメント１３１，１３２，１３３，１３４及び図５のセグメント３３１，３３２，３３３，３３４を用いて、ユーザは特定セグメントの選択に制限される。これは視覚化できる解像度を制限する。しかしながら、第１の境界１１０，３１０及び第２の境界１２０，３２０の間の層の視覚化を提供するように決定が修正される場合、ユーザは生物学的構造を検査するさらなる自由を与えられる。
【００４８】
図８Ａは表現が決定され得る図１の生物学的構造１００を描く。一部の用途において、第１の境界１１０と第２の境界１２０の間にある中間層１５０に対する生物学的構造１００内の時変パラメータを決定することによって追加の自由度を提供することが有利であり得る。
【００４９】
例えば、生物学的構造が心筋である場合、第１の境界１１０は心外膜（すなわち外側の）層をあらわし、第２の境界１２０は心内膜（すなわち内側の）層をあらわし得る。灌流を測定するときは、生理学から、心内膜が心外膜よりも高い安静灌流を示すが虚血になりやすいことが知られているため、心内膜層及び心外膜層の間の異なる位置において層を視覚化することが有利となり得る。従って、心筋壁の異なる層における灌流の視覚化は虚血性心疾患の正確な診断と病期分類を提供する。
【００５０】
こうした層１５０に対するパラメータ値の決定は、生物学的構造１００の内側境界１２０と外側境界１１０の間に見られる異なる組織間の高解像度の区別を必要とする。それに応じて、測定の空間分解能の増加は視覚化されるべきデータ点の数を増加する。これは、より多くの選択肢が利用可能になり、より多くの情報が同時にユーザへ表示されなければならないため、ユーザとの相互作用を大きく複雑にする。
【００５１】
図８Ｂは、ユーザが視覚化して見たいと思う層１５０上の点１６０が選択されている同じ構造１００を描く。点１６０はＸＹ平面１８０中の一部分とみなされ得、これは第１の境界１１０と第２の境界１２０の間の距離よりもＸ方向に小さい。任意の好都合なサイズと形状の点１６０が使用され得、高解像度と高速処理の間で要求のバランスを取る。典型的に、点１６０は１ボクセルの最小サイズを持つ。点１６０は、内側境界１１０と外側境界１２０の間の位置においてＺ方向にひろがる第１のボリューム１７０、言い換えればＹ及びＺ方向の両方にひろがる中間層１５０の断面と関連する。第１のボリュームに対して、ボリューム内の位置が決定され、複数の時間間隔に対して第１の視覚的パラメータを生成するためにボリューム内の各位置と関連するパラメータが分析される。
【００５２】
図８Ｃは同じ構造１００を描き、第１の境界１１０と第２の境界１２０の両方と交差するまで第１のボリュームをひろげることによって第２のボリューム１９０が生成される。第２のボリューム内の位置が決定され、複数の時間間隔の１つに対して第２の視覚化パラメータを生成するために第２のボリューム内の各位置と関連するパラメータが分析される。
【００５３】
図９Ａは表現９００において、時間９５０における複数の期間、すなわち間隔９５１，９５２，９５３，９５４，９５５，９５６，９５７，９５８における第１の視覚化パラメータの１つの行１７０を描く。この図は第１の境界１１０と第２の境界１２０の間に配置される第１のボリュームにおける視覚化パラメータの時間に関する変化をユーザに示す。
【００５４】
図９Ｂは、複数の時間間隔の１つである選択される時間間隔における、該選択される時間間隔において決定される第１の視覚化パラメータ６３０と、第２のボリュームのデータ分析から得られる第２の視覚化パラメータ６１０との間の関係の表現６００である。随意に、スケールを示すためにグリッド６０１が提供され得る。例えば、第２の視覚化パラメータ６１０は第のボリューム１９０内で決定される第１の視覚化パラメータの最大値をあらわし得る。これは視覚化される各パラメータが同じスケールを基準とする、好適には同じ測定単位を持つことができる場合に特に有利である。
【００５５】
第２の視覚化パラメータ６１０もまた、第１の境界１１０と第２の境界１２０の間の第２のボリューム１９０内の特定位置における第１の視覚的パラメータの値をあらわし得る。例えば、心筋中の灌流が測定される場合、心外膜層に対する強度又は心内膜層に対する強度が適切な第２の視覚化パラメータ６１０として選択され得る。
【００５６】
例えばそれぞれ第２の視覚化パラメータ６１０及び第３の視覚化パラメータ６２０を視覚化するために第１の境界１１０と第２の境界１２０の両方における第１の視覚化パラメータの値など、第２のボリューム１９０内の位置から複数の視覚化パラメータを決定することもまた有利であり得る。例えば、心筋中の灌流が測定される場合、心外膜層に対する強度が第２の視覚化パラメータ６１０に対して使用され得、心内膜層に対する強度が第３の視覚化パラメータ６２０に対して使用され得る。
【００５７】
視覚化パラメータを決定するために使用され得る他の可能な定量分析技術は、アップスロープ、デコンボリューション、Ｐａｔｌａｋを含む。加えて当業者は、適切で有意義な表現を提供するためにこうした技術が平均化又は重み付けなどの算術的及び統計的演算と組合され得ることを理解するだろう。
【００５８】
上記の通り、同様の測定は、およそ同じ方向性を持つおよそ平行な合同の底辺を持つ３Ｄ幾何学的図形に近い任意の構造で実行され得る。図１０は中空円筒ボリュームに近い生物学的構造５００を描く。構造５００はＸＹ平面５８０が観察者に最も近くなるようにＺ軸に沿って観察される。この実施例において、ＸＹ平面５８０のエッジを規定する第１の境界５１０と第２の境界５２０もまた描かれる。
【００５９】
ユーザが視覚化して見たいと思う層５５０上の点５６０が選択されている。点５６０はＸＹ平面５８０内の一部分と見なされ得、この一部分は第１の境界５１０と第２の境界５２０の間の距離よりも小さい。任意の好都合なサイズと形状の点５６０が使用され得、高解像度と高速処理の間で要求のバランスをとる。典型的には、点５６０は１ボクセルの最小サイズを持つ。点５６０は内側境界５１０と外側境界５２０の間の位置においてＺ方向にひろがる第１のボリュームと関連する。第１のボリュームに対して、ボリューム内の位置が決定され、複数の時間間隔に対する第１の視覚化パラメータを生成するためにボリューム内の各位置と関連するパラメータが分析される。第２のボリュームは第１の境界５１０と第２の境界５２０の両方と交差するまで第１のボリュームをひろげることによって生成される。第２のボリュームに対して、第２のボリューム内の位置が決定され、複数の時間間隔の１つに対する第２の視覚化パラメータを生成するために第２のボリューム内の各位置と関連するパラメータが分析される。
【００６０】
図１１Ａは図９Ａに描かれたものと同様の表現９００を描き、ここで示される表現９００は時間９５０における複数の期間における第１の視覚化パラメータの複数の行９７１を有するという違いを持つ。各行９７１は中間層５５０に沿った特定スポット位置５６０に対する第１の視覚化パラメータを表示する。これは第１の境界５１０と第２の境界５２０の間に配置される第１のボリューム内の時変パラメータにおける変化をユーザに示す。
【００６１】
図１１Ｂは表現９００に代わる表現９０１を描く。ここで表現９０１は、時間９５０における複数の期間における第１の視覚化パラメータの複数の円形セグメント９７１を有する。各セグメント９７１は中間層５５０に沿った特定スポット位置５６０に対する第１の視覚化パラメータを表示する。これは第１の境界５１０と第２の境界５２０の間に配置される第１のボリューム内の時変パラメータにおける変化をユーザに示す。こうした円形表現は生物学的構造３００が断面においてもおよそ円形である場合にも有利であり得る。
【００６２】
図１２は、中間層５５０周辺の複数のスポット位置５６０に対して第１（６３０）、第２（６１０）、及び第３（６３０）の視覚化パラメータが決定されており、極座標プロット表現６００を作るためにグリッドが円形になっている点を除き、図９Ｂに描かれたものと同様の表現６００を描く。グリッド６０１は随意に表示され得、有用である場合は極座標プロットのためのスケールを表示し得る。極座標プロット６００は、選択された関心スポット５６０の半径方向の位置がユーザに示され得るように、例えば極座標プロット６００の中心にバー６９０によってつながれる小矩形６６０など、インジケータ６６０，６９０も有する。これは、視覚化される各パラメータが同じスケールを基準とする、好適には同じ測定単位を持つことができる場合に特に有利である。
【００６３】
例えば、心筋中の灌流が測定される場合、心外膜層に対する強度は第２の視覚化パラメータ６１０に対して使用され得、心内膜層に対する強度は第３の視覚化パラメータ６２０に対して使用され得る。
【００６４】
図１３Ａはユーザに提示され得るディスプレイを描く。ディスプレイは図１２に描かれる極座標プロット６００と図１１Ａの２Ｄ画素アレイ９００を有する。２Ｄ画素表現９００は時間的インジケータ９６２を備え、これは第２の視覚化パラメータが決定される選択された時間間隔を示す。２Ｄ画素表現９００は空間的インジケータ９６１も備え、これは選択されたスポット位置を示す。極座標プロット６００は選択されたスポット位置５６０を示すインジケータ６６０，６９０を有する。
【００６５】
典型的に、表示されるものにユーザが影響を与え得るように、ユーザはシステムと相互作用する手段を提供される。ワークステーション４は、キーボード、マウス、トラックボール、ポインタ、又は描画タブレットなど、ユーザがワークステーション４と相互作用するための入力手段７を有する。入力手段７を用いてこれらのインジケータと関連する設定の１つ以上をユーザが変更することを可能にすることが有利であり得る。
【００６６】
ユーザが異なる時間間隔を選択するために時間的インジケータ９６２を動かす場合、２Ｄ画素アレイ９００は同じままである。しかしながら、第１（６３０）、第２（６１０）及び第３（６３０）の視覚化パラメータは選択された時間間隔に対して、中間層５５０周辺の複数のスポット位置５６０に対して再度決定される。従ってユーザは、時間的インジケータ９６２が動かされるにつれて第１（６３０）、第２（６１０）及び第３（６３０）の視覚化パラメータの極座標プロットの形状が変化するのを見ることになる。
【００６７】
ユーザが異なる選択されるスポット位置を選択するために空間的インジケータ９６１を動かす場合、２Ｄ画素アレイ９００は同じままである。また、第１（６３０）、第２（６１０）及び第３（６３０）の視覚化パラメータの極座標プロットもまた同じままである。しかしながら、極座標プロット表現６００において、選択されるスポットインジケータ６６０，６９０は再び決定される。従ってユーザは、空間的インジケータ９６１が動かされるにつれて、選択されるスポットインジケータ６６０，６９０が極座標プロット６００の周りを動くのを見ることになる。反対に、異なる選択されるスポット位置を選択するために選択されるスポットインジケータ６６０，６９０をユーザが動かす場合、ユーザは空間的インジケータ９６１が異なる選択されるスポット位置へ動くのを見ることになる。
【００６８】
２Ｄ画素アレイ９００を極座標プロット６００と組み合わせ結びつけることによって、視覚的パラメータを視覚化し、２Ｄ画素アレイ９００における時系列と、極座標プロット６００における関連する定量分析データとの関係を解釈するための直感的手段がユーザに提供される。加えて、中間層５５０周辺のより多くのスポット位置５６０のために時系列の数が増加するので、ユーザは２Ｄ画素９００の密度の増加に直面するのみであり、結び付けられた空間位置インジケータ９６１と選択されるスポットインジケータ６６０，６９０により、極座標プロット６００における定量分析データとの関係は明らかなままである。
【００６９】
インジケータのいずれかとのユーザ相互作用によって実現される変化は、表現の生成におけるインジケータによってあらわされる次元の役割に依存することを当業者は理解するだろう。例えば心筋中の灌流が測定される場合、平均又は中間などの何らかの強度の測度が複数の時間間隔にわたって心外膜層に対して決定され得、第２の視覚化パラメータ６１０のために使用され得る。同様に複数の時間間隔にわたる心内膜層に対する何らかの強度の測度が第３の視覚化パラメータ６２０のために使用され得る。第１の視覚化パラメータ値６３０もまた、複数の時間間隔にわたる選択されるスポット位置５６０と関連する第１のボリューム１７０における同じ強度の測度をあらわし得る。この場合、ユーザが異なる時間間隔を選択するために時間的インジケータ９６２を動かす場合、２Ｄ画素アレイ９００は同じままであり、第１（６３０）、第２（６１０）及び第３（６３０）の視覚化パラメータは同じままである。従って、ユーザは２Ｄ画素アレイ表現９００又は極座標プロット表現６００のいずれにも変化を見ないことになる。
【００７０】
典型的な用途において、ユーザワークステーション４は、アップスロープ、デコンボリューション、Ｐａｔｌａｋ、並びに、平均、中間、最大、最小などの算術的及び統計的演算といったさらなる分析可能性を与えられる。これらは現在選択されたスポット位置と関連する第１及び第２のボリューム内のパラメータ値をさらに分析するためにユーザによって選択され得る。この分析の結果は、図１６に示される分析窓５に単純な図として又は任意の適切なグラフ表現として表示され得る。
【００７１】
図１３Ｂに描かれる通り、２Ｄ画素アレイ５００と極座標プロット６００を補完するためにさらなる表現５００を加えることが有利であり得る。表現５００は、ＸＹ平面５８０がユーザに最も近くなるようにＺ軸に沿って見た構造５００の境界の表示とオーバーレイされるＸＹ平面２００内の画像スライスを描く解剖学的グレー値画像５７０を有する。特に、第１の境界５１０、第２の境界５２０及び中間層５３０が生物学的構造５００の関連する位置の上にオーバーレイされる。これはパラメータが決定される構造５００と解剖学的構造との関係の表示をユーザに提供する。中間層上の選択されるスポット５６０の位置を示すこともまた有利であり得る。
【００７２】
図１３Ａに関して記載されたユーザ相互作用の実施例は図１３Ｂにおいてわずかに修正される。
【００７３】
ユーザが異なる時間間隔を選択するために時間的インジケータ９６２を動かす場合、２Ｄ画素アレイ９００と構造オーバーレイ５００は同じままである。極座標プロット６００は図１３Ａに関して記載したように変化する。解剖学的グレー値画像５７０は選択される時間間隔に対する取得データを表示するように変化する。
【００７４】
ユーザが異なる選択されるスポット位置を選択するために空間的インジケータ９６１を動かす場合、２Ｄ画素アレイ９００、構造オーバーレイ５００及び極座標プロット６００は同じままである。しかしながら、極座標プロット６００において、選択されるスポットインジケータ６６０，６９０は再度決定される。従って、ユーザは空間的インジケータ９６１が動かされるにつれて選択されるスポットインジケータ６６０，６９０が極座標プロット６００の周りを動くのを見ることになる。同様に、構造オーバーレイにおいて選択されるスポット５６０は空間的インジケータ９６１が動かされるにつれて中間層５３０の周りを動くことになる。反対に、ユーザが異なる選択されるスポット位置を選択するために選択されるスポット５６０又は選択されるスポットインジケータ６６０，６９０を動かす場合、ユーザは空間的インジケータ９６１が異なる選択されるスポット位置へ動くのを見ることになる。
【００７５】
ユーザによるワークステーション５との相互作用は、ユーザが２Ｄ画素アレイ９００においてマウスカーソルを動かすときに極座標プロット６００における対応する角度位置をハイライトすることによって改良され得る。あるいは、ユーザが極座標プロットにおいてマウスカーソルを動かす場合に２Ｄ画素の対応する行がハイライトされ得る。
【００７６】
ユーザが第１の境界５１０と第２の境界５２０の間の異なる位置へ中間層５３０を動かす場合、第１のボリューム内の位置は変化し、第１の視覚化パラメータが再決定される。これはユーザが、構造オーバーレイ５００内にあらわされる中間層５３０の位置のシフトと対応する２Ｄ画素アレイ９００によってあらわされる値の変化を見ることになることを意味する。当業者が理解する通り、中間層５３０は内側境界５１０と外側境界５２０に一致するようにも選択され得る。
【００７７】
ユーザインターフェース手段７の一部として、マウスに通常見られるスクロールホイールを用いて、第１の境界５１０と第２の境界５２０の間の中間層５３０を動かす手段を提供することは、ユーザにとって特に直感的であり得る。
【００７８】
画像データは複数のＸＹ平面スライスから成り得るため、スクロールホイールを用いることによって実際にはＺ方向において画像スタックを通過する手段を提供されることもユーザにとって特に直感的であり得る。
【００７９】
これらのスクロールホイール機能は、インターフェースの直感的感覚を増すために、特定領域、又は表現のうちの１つの特定領域の上にカーソルが置かれるときに可能にされ得る。
【００８０】
表現５００はまた、血管の位置又は血管中のアーチなどの解剖学的マーカも有し得ることが想定される。これはユーザが表現とデータを実際の解剖学的位置と関連付けるのを助けるのに特に有利であり得る。例えば、心筋の灌流データを分析する上で、冠状動脈の位置と方向は酸素化血液の源として重要であるため、動脈への接近は結果を正確に解釈する上での一要因である。右心室屈曲点のためのマーカもまた有利であると見なされ得る。こうした空間的マーカもまた、２Ｄ画素アレイ４００，９００及び／又は極座標プロット６００に適切な位置において示され得る。
【００８１】
図１４は図１３Ｂの表現の組み合わせの可能な実施例を描く。図１４は図１３Ｂに描かれた追加表現５００を示す。表現５００は、ＸＹ平面がユーザに最も近くなるようにＺ軸に沿って見た構造５００の境界の表示とオーバーレイされる、ＸＹ平面内の画像スライスを描く解剖学的グレー値画像５７０を有する。具体的には、第１の境界、第２の境界、及び中間層が、生物学的構造、この場合は心筋の関連する位置の上にオーバーレイされる。表現５００は関連する２Ｄ画素アレイ９００と極座標プロット６００によって補完される。空間的インジケータ９６１と時間的インジケータ９６２は、２Ｄ画素アレイ９００をオーバーレイする線となるように選ばれている。随意に、画像データの視覚化中に実行される分析についての詳細を提供するため、又は追加の分析可能性へのアクセス及びその結果を提供するために、分析窓５が設けられ得る。
【００８２】
画像データの視覚化中に実行される分析において現在選択されている又は使用されている、或いは追加分析中に選択される又は使用される、基準点を示すために、表現のいずれかにおいて追加インジケータが提供され得る。
【００８３】
２Ｄ画素アレイ９００を極座標プロット６００及び構造オーバーレイ表現５００と組み合せ結びつけることによって、ユーザは視覚化パラメータを視覚化する直感的手段を与えられ、これは解剖学的データにより容易に関連付けられることができる。加えて、より多数の可能な中間層５５０の位置のために時系列の数が増加するにつれて、この増加はユーザから遮蔽される。ユーザは、表現の複雑性の増加なしにはるかに多くの分析可能性を提示される。
【００８４】
中間層５５０に沿って、及び第１の境界５１０と第２の境界５２０の間の両方でこうした高解像度を視覚化する可能性は、組織の非常に薄い断面が分析され得ることを意味する。従って生物学的構造５００は、臓器、臓器の一部、臓器の葉、骨格の骨、骨格の骨の一部、筋肉、筋肉の一部、リンパ節、リンパ節の一部、脈管、及び脈管の一部であり得る。加えて、生物学的構造はまた、腫瘍、原発腫瘍、転移性腫瘍、嚢胞、偽嚢胞、新生物、リンパ節、リンパ腫、類線維腫、又は母斑でもあり得る。
【００８５】
高度のデータ密度を視覚化する能力は、新種の表現が可能になり特に有利になることを意味する。図１７はボリュメトリック表現として記載され得る別の表現７０１，７０２，７０３，７０４を描く。
【００８６】
例えば、従来のボリュームレンダリング法は、図１及び８に描かれたような生物学的構造１００、又は図４の構造３００全体にわたる位置における選択された時間間隔における時変パラメータを視覚化するために使用され得る。ボリュメトリック表現において、生物学的構造１００，３００の全ボリューム、又は全ボリュームの選択部分が同時に視覚化される。こうした従来のレンダリング法を新種のボリュームに適用することによって、強力な視覚化ツールが提供されている。
【００８７】
選択された時間間隔に対する可能な種類のボリュームレンダリングの一部は、図１７に実施例として提供され、その１つは心外膜及び心内膜層の間の心筋における灌流の測定に関連する。
【００８８】
‐表現７０１は全サンプル値を不透明度と色にマッピングすることによって得られる直接ボリュームレンダリングである。これは"伝達関数"でなされ、これは単純ランプ関数、区分線形関数、又はいかなる任意テーブルであることもできる。ＲＧＢＡ（赤、緑、青、アルファ）値に一旦変換されると、合成されたＲＧＢＡ結果は表現の対応画素上に投影される。
【００８９】
‐表現７０２は等値面レンダリングであり、全位置が同じ灌流の測度を持つ表面が得られる。
【００９０】
‐表現７０３は第２の直接ボリュームレンダリングであり、異なる方向性をあらわし、色と透明度について異なるルックアップテーブルに基づく。
【００９１】
‐表現７０４は第３の直接ボリュームレンダリングであり、なおさらに異なる方向性をあらわし、色と透明度についてさらに別の異なるルックアップテーブルに基づく。
【００９２】
図８の中間層１５０に対応するボリュメトリック表現７０１，７０２，７０３，７０４の部分のみが示されるように、様々な位置及び／又は方向において様々な切断面を規定することが有利であり得る。
【００９３】
図１５は生物学的構造において時変パラメータを視覚化する方法８００の一実施例を描く。特に、これは人の心筋における灌流を視覚化する方法である。方法の説明は左心室の灌流に焦点を合わせる。しかしながら方法は、初回通過増強ＭＲＩを用いて画像化される心臓の他の部分（右心室及び心房）又は他の臓器（腎臓、前立腺）の異なる層において時変パラメータを視覚化するためにも使用され得る。さらに、方法は他の画像診断法（ＰＥＴ，ＳＰＥＣＴ，ＣＴなど）から得られる時変パラメータにも適用可能である。方法８００は以下の部分を有する。
【００９４】
‐視覚化されるべき画像データを取得するステップ８１０。これは、システムが適切なモダリティを用いて画像取得が可能な場合は、図１６に描かれるシステムによって実行され得、又は独立画像取得装置によっていくらか早い時点において取得されていてもよい。システムが画像取得装置に含まれ得ることもまた想定される。
【００９５】
‐不要な動きに対して画像データを修正するステップ８２０。一部の画像応用の場合、特定の時間依存性の空間的変動を、これらは最終的な視覚化結果に影響を及ぼし得る、従ってアーチファクト生じるため、除去することが重要である。例えば、心臓の画像を作るとき、よくある問題は画像中に存在する患者の呼吸運動である。画像に存在する呼吸運動を補正するために初回通過増強画像がレジストレーションされ得る。適切なレジストレーション法は当業者に既知である。この修正するステップ８２０は任意であると見なされ、こうした運動は画像取得８１０中に患者に呼吸を止めるよう頼むことによっても防止され得る。
【００９６】
‐関心のある生物学的構造の所望の輪郭を描くステップ８３０。言い換えれば、生物学的構造の範囲に対応する位置を決定するステップ。この実施例では、左心室の輪郭が手動で、半自動で、又は全自動で描かれる（８３０）。
【００９７】
‐生物学的構造内の中間層の輪郭を描くステップ８４０。言い換えれば、中間層に対応する位置を決定するステップ。輪郭を描くステップ８３０，８４０は、当該技術分野で既知の補間又は分割などの任意の従来の手段によって実行され得る。
【００９８】
‐心筋に沿った、及び心筋を横切る位置における画像データから、例えば時間強度曲線の形で時変パラメータをサンプリングするステップ８５０。任意に、これらの時変パラメータはフィルタリングされ得る。
【００９９】
‐所望の及び／又は適切な分析法を用いて時変パラメータを分析するステップ８６０。例えば、アップスロープ、デコンボリューション、及びＰａｔｌａｋ。
【０１００】
‐分析８６０の結果として関連する定量分析データを示す極座標プロット６００と組み合わせて灌流図表現９００，９０１として時変データを視覚化するステップ８７０。時変データの分析は生物学的構造における位置に依存し得るため、極座標プロット６００における異なるプロット６１０，６２０，６３０は異なる心筋層に関連する。
【０１０１】
上述の実施形態は本発明を限定するのではなく例示するものであり、当業者は添付のクレームの範囲から逸脱することなく多くの代替的実施形態を設計することができることに留意すべきである。
【０１０２】
例えば、矢印、線、ブロック、点、色分けなど、任意の便利な視覚的手段がインジケータ５６０，９６１，９６２，６６０，６９０として利用され得る。インジケータ５６０，６６０，６９０，９６１，９６２は関連する表現に隣接して配置され得るか、又はインジケータは、ハイライト、シェーディング、ボックス、線及び破線などの視覚的補助を用いて関連する表現上にオーバーレイされ得る。異なる表現における関連するインジケータとマークは、関連性を説明するために例えば同じ色を用いて同じような又は似たようなインジケータを与えられることもまた想定される。
【０１０３】
代替的に、ディスプレイは視覚化されるデータ量を増すために複数の１つ以上の表現を含み得る。
【０１０４】
当業者は、開示の方法の詳細を与えられて、コンピュータ上にロードされ実行されるときにこれらの方法を実行するためのコンピュータプログラムを実装することができる。
【０１０５】
クレームにおいて丸括弧の間に置かれる任意の参照符号はクレームを限定するものと解釈されてはならない。"有する"という動詞及びその活用の使用は、クレームに列挙されたもの以外の要素又はステップの存在を除外しない。ある要素に先行する冠詞"ａ"又は"ａｎ"はその要素の複数の存在を除外しない。本発明は複数の個別要素を有するハードウェアを用いて、及び適切にプログラムされたコンピュータを用いて実施され得る。
【０１０６】
決定ユニットと視覚化ディスプレイを列挙するシステムクレームにおいて、これらの手段のいくつかはハードウェアの１つの同じ項目によって具体化され得る。
【０１０７】
特定の手段が相互に異なる従属クレームに列挙されているという単なる事実は、これらの手段の組み合わせが有利に使用されることができないことを示すものではない。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、生物学的構造における時変パラメータの視覚化のためのシステム及び方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
医用画像診断及び分析技術が継続的に改良するにつれて、医療専門家は視覚化に利用可能なデータの増加し続ける複雑性を経験している。関心ボリューム内のパラメータの測定をはじめとして、パラメータは異なる定量的方法で、関心ボリュームの任意の所望の一部分に対して、例えば最大強度、平均強度、最小強度、平均勾配値、最大勾配値、最小勾配値を抽出するために分析され得る。そして専門家は有意義な方法でデータを視覚化することができなければならない。例えば、時間強度曲線及び関連する定量分析データの視覚化は、例えば初回通過増強（ｆｉｒｓｔ ｐａｓｓ ｅｎｈａｎｃｅｍｅｎｔ）心臓磁気共鳴画像法（ＭＲＩ）で取得される罹患心臓の画像など、医用画像から得られる。
【０００３】
現在、こうした時間強度曲線及び関連する定量分析データを視覚化するために二次元（２Ｄ）視覚化技術が典型的に使用される。
【０００４】
例えば、生物学的構造に対する灌流図（ｐｅｒｆｕｓｏｇｒａｍ）として知られる視覚化表現が米国特許出願２００５／０１２４８６１から知られている。こうした灌流図表現１０は図７に描かれ、これは画素１５の２Ｄアレイを有し、各画素は平均強度レベルをあらわすグレー値又はカラー値を持つ。各グレー値又はカラー値と関連する平均強度を示すキー２０も描かれる。水平方向３０における画素の数は平均強度値が決定される時間間隔の数によって決定される。垂直方向４０における画素の数は分析のために選択されるセグメントの数によって決定される。言い換えれば、垂直方向は空間的情報を提供し、水平方向は時間的情報を提供する。
【０００５】
こうした灌流図は、医療専門家が空間的情報を患者の生体構造に関連づけ得るように、解剖学的グレー値画像上のカラーオーバーレイと併せて視覚化され得る。色分けされたセグメントを解剖学的グレー値画像にオーバーレイし、そのセグメントに対するパラメータの値が、そのセグメントを描くために選ばれる色に関連づけられ得るようになっていることもまた当該技術分野で知られている。例えば図６に示される通り、カラーオーバーレイ表現５０は、少なくとも１つの色セグメント７０によって心筋の領域にオーバーレイされた人の心臓の解剖学的グレー値画像６０を有する。セグメント７０の色は灌流の測度としての平均セグメント強度の指標であり、各色に関連する平均強度を示すキー８０も描かれる。
【０００６】
図６及び７は複雑な多次元データをユーザへ提示することの難しさを説明する。図７は表現を患者の実際の生体構造に関連づけることを困難にし、図６は経時的に観察される強度の変化を示さない。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明の目的は複数の位置において時変パラメータを視覚化するためのシステムを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は独立クレームによって定義される。有利な実施形態は従属クレームに定義される。
【０００９】
本発明の第１の態様によれば、生物学的構造内の複数の位置において時変パラメータを視覚化するためのシステムが提供され、該システムは、
互いに直交するＸ，Ｙ及びＺ方向にひろがる生物学的構造内の複数の位置における時変パラメータの値を決定し、Ｚ方向にひろがる第１及び第２の境界の位置、並びに第１及び第２の境界の間に配置されるＺにひろがる第１のボリュームの位置を決定し、Ｘ方向における第１のボリュームを第１及び第２のＸＹ境界の両方にひろげることによって生成される第２のボリュームの位置を決定し、第１のボリューム内の複数の位置における時変パラメータから複数の時間間隔に対する第１の視覚化パラメータを決定し、第２のボリューム内の複数の位置における時変パラメータから第２の視覚化パラメータを決定するように構成される、決定ユニットと、
複数の時間間隔における第１の視覚化パラメータを示す第１の表現を表示し、第１及び第２の視覚化パラメータを示す第２の表現を表示するように構成される視覚化ディスプレイとを有する。
【００１０】
この２つの表現の組み合わせをユーザへ提供することによって、より高解像度のデータが処理され、第１及び第２の境界の間の中間ボリュームに対して有意義に視覚化され得る。これは構造を通じた異なる位置においてだけでなく、構造の境界の間のデータを見ることが望ましいという見識に基づく。しかしながら、視覚化の単純な手段無しに、より高解像度のデータを処理することは実現不可能である。これは第１及び第２の境界における構造間に性能差が存在し得るときに特に有用である。例えば、心筋内の灌流測定は心内膜及び心外膜層で異なる。従って、これらの層に対する測定の相対位置は灌流の評価において有益なデータをもたらす。これは視覚化に必要な表現を複雑化することなく医療専門家が画像データから抽出することができる情報を増加する。
【００１１】
本発明のさらなる態様によれば、視覚化ディスプレイはさらに、構造を通るＸＹ断面に対応する第１及び第２の境界のＸＹ断面、及び構造を通るＸＹ断面に対応する第１のボリュームを通るＸＹ断面とオーバーレイされる、生物学的構造を通るＸＹ断面を有する解剖学的グレー値画像を有する第３の表現を表示するように構成される。
【００１２】
表現の決定に使用されるパラメータの一部をあらわす輪郭を解剖学的画像上にオーバーレイすることによって、表現と患者の生体構造の関係がさらに明らかになる。
【００１３】
本発明のさらなる態様によれば、システムはさらに、複数の第１のボリュームのうちの１つの空間的インジケータと、複数の時間間隔のうちの１つの時間的インジケータを有する第１の表現を表示するように構成される。
【００１４】
付加的に又は代替的に、システムは複数の第１のボリュームのうちの１つの空間的インジケータを有する第２の表現を表示するように構成される。
【００１５】
有意義なインジケータをユーザへ提供することにより、異なる表現間の関係が明らかになる。これは表示される情報の直感的感覚を改良し、医療専門家が表示される情報を病状に関連付けることを容易にする。
【００１６】
本発明の一態様によれば、システムは、第１の境界の位置、第２の境界の位置、第１のボリュームの位置、ＸＹにおける第１のボリュームの範囲、Ｚにおける生物学的構造の範囲、複数の時間間隔、第１の視覚化パラメータ、第２の視覚化パラメータ、生物学的構造を通るＸＹ断面、及びそれらの任意の組み合わせから成る群から、ユーザが決定ユニット又は視覚化ディスプレイにおいてパラメータを決定するインタラクティブ手段をさらに有する。
【００１７】
高解像度で有意義なデータを提供することにより、システムは、データの決定及び視覚化に使用されるパラメータをユーザが直接変更することを可能にすることによって、より有利で直観的なものにされることができる。
【００１８】
本発明のなおもさらなる態様によれば、視覚化ディスプレイはさらにボリュームレンダリングを用いて第２の表現を表示するように構成される。
【００１９】
生物学的構造に対する高解像度データ分析の可能性に医療専門家を引き合わせることにより、データ表現の全く新しい方法が可能になる。ボリュームレンダリング技術は、構造内のこうした中間ボリュームについては今まで考えられなかったが、さらにより有利な表現を提供するために採用され得る。
【００２０】
本発明の一態様によれば、生物学的構造内の複数の位置において時変パラメータを視覚化するための方法が提供され、該方法は、互いに直交するＸ，Ｙ及びＺ方向にひろがる生物学的構造内の複数の位置における時変パラメータの値を決定するステップ、Ｚ方向にひろがる第１及び第２の境界の位置、並びに、第１及び第２の境界の間に配置されるＺにひろがる第１のボリュームの位置を決定するステップ、Ｘ方向における第１のボリュームを第１及び第２のＸＹ境界の両方にひろげることによって生成される第２のボリュームの位置を決定するステップ、第１のボリューム内の複数の位置における時変パラメータから複数の時間間隔に対する第１の視覚化パラメータを決定するステップ、第２のボリューム内の複数の位置における時変パラメータから第２の視覚化パラメータを決定するステップ、複数の時間間隔における第１の視覚化パラメータを示す第１の表現を表示するステップ、第１及び第２の視覚化パラメータを示す第２の表現を表示するステップを有する。
【００２１】
本発明のさらなる態様によれば、該方法はさらに、構造を通るＸＹ断面に対応する第１及び第２の境界のＸＹ断面、及び構造を通るＸＹ断面に対応する第１のボリュームを通るＸＹ断面とオーバーレイされる、生物学的構造を通るＸＹ断面を有する解剖学的グレー値画像を有する第３の表現を表示するステップを有する。
【００２２】
本発明の一態様によれば、コンピュータ上にロードされ実行されるときに本発明の方法を実行するためのコンピュータプログラムが提供される。
【００２３】
上述の本発明の実施形態、実施例、及び／又は態様のうちの２つ以上は、有用とみなされる任意の方法で組み合され得ることが当業者によって理解される。
【００２４】
記載された方法の改良及び変更に対応する、画像取得装置、ワークステーション、システム、及び／又はコンピュータプログラムの改良及び変更は、本記載に基づいて当業者によって実行されることができる。
【００２５】
当業者は、システムが、例えば限定されないが標準Ｘ線画像、コンピュータ断層撮影（ＣＴ）、磁気共鳴画像（ＭＲＩ）、超音波（ＵＳ）、陽電子放出断層撮影（ＰＥＴ）、単光子放出コンピュータ断層撮影（ＳＰＥＣＴ）、及び核医学（ＮＭ）などの様々な取得モダリティによって取得される、例えば二次元（２‐Ｄ）、三次元（３‐Ｄ）、又は四次元（４‐Ｄ）画像へ、いかなる形式の時変多次元画像データも視覚化し得ることを理解する。
【００２６】
実施形態は、本願と同日に同一出願人によって出願された同時係属出願整理番号ＰＨ‐０１２６９７に開示される"Ｓｙｓｔｅｍ Ｆｏｒ Ａｎａｌｙｚｉｎｇ Ｉｍａｇｅｓ ａｎｄ Ｃｏｒｒｅｓｐｏｎｄｉｎｇ Ｍｅｔｈｏｄ"とも有利に組み合され得る。この同時係属出願は第１及び第２の境界の間のデータ値における変化率をあらわす勾配を定めることを開示する。この勾配は視覚化パラメータの１つを決定するために本願の実施形態において有利に使用され得る。加えて、本願のシステムをさらに、上記同時係属出願に開示される勾配図（ｇｒａｄｉｅｎｔｏｇｒａｍ）も表示するように、又は第１の表現の代わりに勾配図を表示するように構成することが有利であり得る。特に、心筋における灌流の視覚化は同時係属出願の開示と本願の開示を組み合わせることによって増強され得る。
【００２７】
本発明のこれらの及び他の態様は以下に記載の実施形態から明らかとなり、これらを参照して解明される。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】表現が決定され得る生物学的構造の一実施例を示す。
【図２】ＸＹ平面が観察者に最も近くなるようにＺ軸に沿って見た図１の生物学的構造を描く。
【図３】視覚化表現の一実施例を示す。
【図４】表現が決定され得る生物学的構造の第２の実施例を描く。
【図５】ＸＹ平面が観察者に最も近くなるようにＺ軸に沿って見た図４の生物学的構造例を描く。
【図６】カラーオーバーレイ表現の一実施例を示す。
【図７】灌流図表現の一実施例を描く。
【図８】図１の生物学的構造と、規定され得る異なるボリュームを描く。
【図９】データ表現の実施例を描く。
【図１０】中空円筒ボリュームに近い生物学的構造を描く。
【図１１】データ表現のさらなる実施例を描く。
【図１２】データ表現のさらなる実施例を描く。
【図１３】ユーザに提示され得るディスプレイを描く。
【図１４】図１３Ｂの表現の組み合わせの可能な実施例を示す。
【図１５】生物学的構造内の時変パラメータを視覚化する方法の一実施例を描く。
【図１６】時変パラメータを視覚化するためのシステムを示す。
【図１７】ボリュメトリックデータ表現を描く。
【発明を実施するための形態】
【００２９】
図面は単なる図示であって縮尺通りではない。特に明瞭化のため、一部の寸法は強く誇張される。図中の類似する構成要素は可能な限り同じ参照数字で示される。
【００３０】
図１は表現が決定され得る生物学的構造１００を描く。構造１００は互いに直交するＸ，Ｙ及びＺ方向２００にひろがる。これらの方向２００は任意に選ばれ、いかなる他の座標系又は慣例が使用されてもよい。構造１００は第１の境界１１０と第２の境界１２０によって規定され、各境界はＹＺ平面にひろがる。構造はまたＸＹ平面１８０によっても境界される。
【００３１】
本明細書で記載される構造１００とその境界は必ずしも生物組織の解剖学的範囲と一致しないことを当業者は理解するだろう。例えば、構造１００の境界は血管壁又は組織壁、例えば心筋の心内膜及び心外膜層と一致し得るが、これらはまたこうした壁の内部又は外部の画像化目的の関心ボリュームを規定するためにも選択され得る。同様に、Ｚ方向の任意の境界もまた任意に選択され得る。しかしながら通常、画像データはデジタルに構築されるＸＹ平面に沿ったスライスとして取得されている。このような場合、Ｚ方向の範囲は選択された数のこうしたＸＹスライスに等しくなり得る。
【００３２】
本発明の目的のため、ＸＹスライスは同じ時間間隔で作られると仮定されることに留意されたい。
【００３３】
図２は、ＸＹ平面１８０が観察者に最も近くなるようにＺ軸に沿って見た同じ構造１００を描く。この実施例において、このＸＹ平面１８０のエッジを規定する第１の境界１１０及び第２の境界１２０も描かれる。ＸＹ平面１８０の１つ以上の部分はセグメント１３１，１３２，１３３，１３４と識別され、これらは任意の好都合なサイズであってよく、互いにサイズが異なってもよい。
【００３４】
各セグメント１３１，１３２，１３３，１３４は、ＸＹ平面１８０の関連部分と第１の境界１１０及び第２の境界１２０によって境界されるセグメントボリュームと関連する。各セグメント１３１，１３２，１３３，１３４に対して、セグメントボリューム内の位置が決定され、視覚化パラメータを生成するためにセグメントボリューム内の各位置に関連するパラメータが分析される。
【００３５】
典型的には、医療専門家はパラメータがどのように時間変動するかを視覚化したいので、一連の医療スキャンがこうした構造から作られる。これは各セグメントボリュームに対する視覚化パラメータが決定され得、一連の視覚化パラメータが各セグメントボリュームに対して決定され得ることを意味する。
【００３６】
初回通過心筋灌流検査中、心筋中の造影剤の取り込みが動的に観察される。例えば、２０‐４０秒の期間中に３‐５短軸スライスが１‐２心拍毎にＥＣＧトリガリングを用いて取得される。心筋中の個々の位置における時間強度曲線は局所心筋血液灌流についての重要な情報を含む。本発明の目的のため、スライスは同じ時間間隔で作られると仮定されることに留意されたい。
【００３７】
視覚化表現４００の一実施例が図３に描かれる。表現４００は画素の２Ｄアレイを有し、各画素は視覚化パラメータの値をあらわすグレー値を持ち、例えば値が高い程画素は白い。カラー値スキームもまた使用され得る。２Ｄアレイは互いの上に垂直に配置される複数の行４３１，４３２，４３３，４３４と、水平に配置される複数の列４５１，４５２，４５３，４５４，４５５，４５６，４５７，４５８を持ち、行は空間的位置をあらわし列は時間的位置を、言い換えれば時間の瞬間をあらわす。矢印４５０は左から右へ時間間隔の経過を示す。各行４３１，４３２，４３３，４３４は複数の時間間隔４５１，４５２，４５３，４５４，４５５，４５６，４５７，４５８にわたってセグメント１３１，１３２，１３３，１３４にそれぞれ関連する各セグメントボリュームに対する視覚化パラメータにおける変化をあらわす。あらわされる時間間隔４５１，４５２，４５３，４５４，４５５，４５６，４５７，４５８は取得される全時系列データ又は任意選択を有し得る。
【００３８】
例えば、各位置に関連するパラメータが医療スキャン中に測定される強度である場合、視覚化パラメータは平均セグメント強度であり得る。強度が例えば灌流の測度である場合、視覚化パラメータは灌流図としてユーザに視覚的に提示され得、これは図３に描かれる表現４００の具体的実施例である。灌流図表現の一実施例は上記の通り図７に図示される。
【００３９】
生物学的構造１００内の複数の位置における時変パラメータを視覚化するためにこうした表現４００を作り出すことは、適切なシステムによって実行され得る。こうしたシステム１の一実施例は図１６に描かれる。システムは決定ユニット２と視覚化ディスプレイ３を有する。決定ユニット２は生物学的構造１００内の複数の位置における時変パラメータの値を決定し、Ｚ方向にひろがる第１の境界１００と第２の境界１２０の位置、及び第１の境界１１０と第２の境界１２０の間に配置されるＺ方向にひろがるセグメント１３１，１３２，１３３，１３４と関連するセグメントボリュームの位置を決定し、セグメントボリューム内の複数の位置における時変パラメータから複数の時間間隔４５１，４５２，４５３，４５４，４５５，４５６，４５７，４５８に対する視覚化パラメータを決定するように構成される。視覚化ディスプレイ３は複数の時間間隔４５１，４５２，４５３，４５４，４５５，４５６，４５７，４５８における視覚化パラメータを示す表現４００を表示するように構成される。
【００４０】
典型的に、表示されるものにユーザが影響を与え得るように、ユーザはシステムと相互作用する手段７を提供される。ユーザは例えば画像取得中、画像観察中、画像分析中及び画像修正中にこれらの相互作用を実行するためにワークステーション４を使用し得る。ワークステーション４は１つ以上の表現４００を表示するための、通常は解剖学的グレー値画像を表示するための視覚化ディスプレイ３を有する。ユーザ相互作用は例えばアイコン、サムネイル、メニュー、及びプルダウンメニューなどの１つ以上の形式で提供され得る。ワークステーション４はユーザがワークステーション４と相互作用するための手段７も有し、これはキーボード、マウス、トラックボール、ポインタ、描画タブレットを有し得る。
【００４１】
図１及び２の生物試料１００は矩形ボリュームに近い。しかしながら、およそ同じ方向性を持つおよそ平行な合同の底辺を持つ３Ｄ幾何学的図形に近いいかなる構造に対しても同じ表現が使用され得る。図４は中空円筒ボリュームに近い生物学的構造３００を描く。構造３００は互いに直交するＸ，Ｙ及びＺ方向２００にひろがる。ここでもやはり、これらの方向２００は任意に選ばれ、任意の他の座標系又は慣例が使用され得る。特に、動径座標系もまたこうした構造にとって有利であり得る。構造３００は第１の境界３１０と第２の境界３２０によって規定され、各境界はＺ平面に広がる。構造はまたＸＹ平面３８０によっても境界される。
【００４２】
図５はＸＹ平面３８０が観察者に最も近くなるようにＺ軸に沿って見た同じ構造３００を描く。この実施例において、このＸＹ平面３８０のエッジを規定する第１の境界３１０と第２の境界３２０も描かれる。ＸＹ平面３８０の１つ以上の部分はセグメント３３１，３３２，３３３，３３４と識別される。選ばれるセグメントの数とそのサイズは任意であり、生物学的構造３００と所望の分析タイプに応じて選ばれる。
【００４３】
各セグメント３３１，３３２，３３３，３３４は、ＸＹ平面３８０の関連部分及び第１の境界３１０と第２の境界３２０によって境界されるセグメントボリュームと関連する。各セグメント３３１，３３２，３３３，３３４に対して、セグメントボリューム内の位置が決定され、視覚化パラメータを生成するためにセグメントボリューム内の各位置と関連するパラメータが分析される。
【００４４】
一連の医療スキャンがこうした構造から作られる場合、各セグメントボリュームに対する視覚化パラメータが決定され得、時間的、すなわち時間変化する一連の視覚化パラメータが各セグメントボリュームに対して決定され得る。これはまた、図３に描かれる表現４００として医療専門家に視覚的に表示され得る。この場合、各行４３１，４３２，４３３，４３４は、複数の時間間隔４５１，４５２，４５３，４５４，４５５，４５６，４５７，４５８にわたってそれぞれセグメント３３１，３３２，３３３，３３４と関連するセグメントボリュームの視覚化パラメータにおける変化をあらわす。
【００４５】
円筒構造３００の小断面は図１に描かれる矩形ボリューム１００に近くてもよく、この技術が多くの種類と形状の生物学的構造に使用されることを可能にすることが当業者には明らかであろう。
【００４６】
例えば、構造は灌流の程度が測定される人の心筋の１つ以上の断面であり得る。最も頻繁に起こる心疾患は冠状動脈の（部分的）閉塞による虚血である。造影剤ボーラスの初回通過後に心筋組織中の造影剤の取り込みを調べることによって、冠状動脈閉塞によって生じる灌流障害の重篤度を評価するために初回通過心臓ＭＲＩが使用され得る。灌流障害はしばしばストレス誘導性であるため、この手順は患者に対して安静時とストレス下で（心拍数を増加させる薬剤を用いて）実行されることが多い。心筋は、図３の表現を用いて、灌流計測を実行するため、及び結果の視覚化のために、例えば図２及び５に描かれるように好都合にセグメントに分割され得る。
【００４７】
セグメントボリュームの代わりに、生物学的構造１００，３００内の層の表現を医療専門家に提供することが有利であり得る。図１のセグメント１３１，１３２，１３３，１３４及び図５のセグメント３３１，３３２，３３３，３３４を用いて、ユーザは特定セグメントの選択に制限される。これは視覚化できる解像度を制限する。しかしながら、第１の境界１１０，３１０及び第２の境界１２０，３２０の間の層の視覚化を提供するように決定が修正される場合、ユーザは生物学的構造を検査するさらなる自由を与えられる。
【００４８】
図８Ａは表現が決定され得る図１の生物学的構造１００を描く。一部の用途において、第１の境界１１０と第２の境界１２０の間にある中間層１５０に対する生物学的構造１００内の時変パラメータを決定することによって追加の自由度を提供することが有利であり得る。
【００４９】
例えば、生物学的構造が心筋である場合、第１の境界１１０は心外膜（すなわち外側の）層をあらわし、第２の境界１２０は心内膜（すなわち内側の）層をあらわし得る。灌流を測定するときは、生理学から、心内膜が心外膜よりも高い安静灌流を示すが虚血になりやすいことが知られているため、心内膜層及び心外膜層の間の異なる位置において層を視覚化することが有利となり得る。従って、心筋壁の異なる層における灌流の視覚化は虚血性心疾患の正確な診断と病期分類を提供する。
【００５０】
こうした層１５０に対するパラメータ値の決定は、生物学的構造１００の内側境界１２０と外側境界１１０の間に見られる異なる組織間の高解像度の区別を必要とする。それに応じて、測定の空間分解能の増加は視覚化されるべきデータ点の数を増加する。これは、より多くの選択肢が利用可能になり、より多くの情報が同時にユーザへ表示されなければならないため、ユーザとの相互作用を大きく複雑にする。
【００５１】
図８Ｂは、ユーザが視覚化して見たいと思う層１５０上の点１６０が選択されている同じ構造１００を描く。点１６０はＸＹ平面１８０中の一部分とみなされ得、これは第１の境界１１０と第２の境界１２０の間の距離よりもＸ方向に小さい。任意の好都合なサイズと形状の点１６０が使用され得、高解像度と高速処理の間で要求のバランスを取る。典型的に、点１６０は１ボクセルの最小サイズを持つ。点１６０は、内側境界１１０と外側境界１２０の間の位置においてＺ方向にひろがる第１のボリューム１７０、言い換えればＹ及びＺ方向の両方にひろがる中間層１５０の断面と関連する。第１のボリュームに対して、ボリューム内の位置が決定され、複数の時間間隔に対して第１の視覚的パラメータを生成するためにボリューム内の各位置と関連するパラメータが分析される。
【００５２】
図８Ｃは同じ構造１００を描き、第１の境界１１０と第２の境界１２０の両方と交差するまで第１のボリュームをひろげることによって第２のボリューム１９０が生成される。第２のボリューム内の位置が決定され、複数の時間間隔の１つに対して第２の視覚化パラメータを生成するために第２のボリューム内の各位置と関連するパラメータが分析される。
【００５３】
図９Ａは表現９００において、時間９５０における複数の期間、すなわち間隔９５１，９５２，９５３，９５４，９５５，９５６，９５７，９５８における第１の視覚化パラメータの１つの行１７０を描く。この図は第１の境界１１０と第２の境界１２０の間に配置される第１のボリュームにおける視覚化パラメータの時間に関する変化をユーザに示す。
【００５４】
図９Ｂは、複数の時間間隔の１つである選択される時間間隔における、該選択される時間間隔において決定される第１の視覚化パラメータ６３０と、第２のボリュームのデータ分析から得られる第２の視覚化パラメータ６１０との間の関係の表現６００である。随意に、スケールを示すためにグリッド６０１が提供され得る。例えば、第２の視覚化パラメータ６１０は第のボリューム１９０内で決定される第１の視覚化パラメータの最大値をあらわし得る。これは視覚化される各パラメータが同じスケールを基準とする、好適には同じ測定単位を持つことができる場合に特に有利である。
【００５５】
第２の視覚化パラメータ６１０もまた、第１の境界１１０と第２の境界１２０の間の第２のボリューム１９０内の特定位置における第１の視覚的パラメータの値をあらわし得る。例えば、心筋中の灌流が測定される場合、心外膜層に対する強度又は心内膜層に対する強度が適切な第２の視覚化パラメータ６１０として選択され得る。
【００５６】
例えばそれぞれ第２の視覚化パラメータ６１０及び第３の視覚化パラメータ６２０を視覚化するために第１の境界１１０と第２の境界１２０の両方における第１の視覚化パラメータの値など、第２のボリューム１９０内の位置から複数の視覚化パラメータを決定することもまた有利であり得る。例えば、心筋中の灌流が測定される場合、心外膜層に対する強度が第２の視覚化パラメータ６１０に対して使用され得、心内膜層に対する強度が第３の視覚化パラメータ６２０に対して使用され得る。
【００５７】
視覚化パラメータを決定するために使用され得る他の可能な定量分析技術は、アップスロープ、デコンボリューション、Ｐａｔｌａｋを含む。加えて当業者は、適切で有意義な表現を提供するためにこうした技術が平均化又は重み付けなどの算術的及び統計的演算と組合され得ることを理解するだろう。
【００５８】
上記の通り、同様の測定は、およそ同じ方向性を持つおよそ平行な合同の底辺を持つ３Ｄ幾何学的図形に近い任意の構造で実行され得る。図１０は中空円筒ボリュームに近い生物学的構造５００を描く。構造５００はＸＹ平面５８０が観察者に最も近くなるようにＺ軸に沿って観察される。この実施例において、ＸＹ平面５８０のエッジを規定する第１の境界５１０と第２の境界５２０もまた描かれる。
【００５９】
ユーザが視覚化して見たいと思う層５５０上の点５６０が選択されている。点５６０はＸＹ平面５８０内の一部分と見なされ得、この一部分は第１の境界５１０と第２の境界５２０の間の距離よりも小さい。任意の好都合なサイズと形状の点５６０が使用され得、高解像度と高速処理の間で要求のバランスをとる。典型的には、点５６０は１ボクセルの最小サイズを持つ。点５６０は内側境界５１０と外側境界５２０の間の位置においてＺ方向にひろがる第１のボリュームと関連する。第１のボリュームに対して、ボリューム内の位置が決定され、複数の時間間隔に対する第１の視覚化パラメータを生成するためにボリューム内の各位置と関連するパラメータが分析される。第２のボリュームは第１の境界５１０と第２の境界５２０の両方と交差するまで第１のボリュームをひろげることによって生成される。第２のボリュームに対して、第２のボリューム内の位置が決定され、複数の時間間隔の１つに対する第２の視覚化パラメータを生成するために第２のボリューム内の各位置と関連するパラメータが分析される。
【００６０】
図１１Ａは図９Ａに描かれたものと同様の表現９００を描き、ここで示される表現９００は時間９５０における複数の期間における第１の視覚化パラメータの複数の行９７１を有するという違いを持つ。各行９７１は中間層５５０に沿った特定スポット位置５６０に対する第１の視覚化パラメータを表示する。これは第１の境界５１０と第２の境界５２０の間に配置される第１のボリューム内の時変パラメータにおける変化をユーザに示す。
【００６１】
図１１Ｂは表現９００に代わる表現９０１を描く。ここで表現９０１は、時間９５０における複数の期間における第１の視覚化パラメータの複数の円形セグメント９７１を有する。各セグメント９７１は中間層５５０に沿った特定スポット位置５６０に対する第１の視覚化パラメータを表示する。これは第１の境界５１０と第２の境界５２０の間に配置される第１のボリューム内の時変パラメータにおける変化をユーザに示す。こうした円形表現は生物学的構造３００が断面においてもおよそ円形である場合にも有利であり得る。
【００６２】
図１２は、中間層５５０周辺の複数のスポット位置５６０に対して第１（６３０）、第２（６１０）、及び第３（６３０）の視覚化パラメータが決定されており、極座標プロット表現６００を作るためにグリッドが円形になっている点を除き、図９Ｂに描かれたものと同様の表現６００を描く。グリッド６０１は随意に表示され得、有用である場合は極座標プロットのためのスケールを表示し得る。極座標プロット６００は、選択された関心スポット５６０の半径方向の位置がユーザに示され得るように、例えば極座標プロット６００の中心にバー６９０によってつながれる小矩形６６０など、インジケータ６６０，６９０も有する。これは、視覚化される各パラメータが同じスケールを基準とする、好適には同じ測定単位を持つことができる場合に特に有利である。
【００６３】
例えば、心筋中の灌流が測定される場合、心外膜層に対する強度は第２の視覚化パラメータ６１０に対して使用され得、心内膜層に対する強度は第３の視覚化パラメータ６２０に対して使用され得る。
【００６４】
図１３Ａはユーザに提示され得るディスプレイを描く。ディスプレイは図１２に描かれる極座標プロット６００と図１１Ａの２Ｄ画素アレイ９００を有する。２Ｄ画素表現９００は時間的インジケータ９６２を備え、これは第２の視覚化パラメータが決定される選択された時間間隔を示す。２Ｄ画素表現９００は空間的インジケータ９６１も備え、これは選択されたスポット位置を示す。極座標プロット６００は選択されたスポット位置５６０を示すインジケータ６６０，６９０を有する。
【００６５】
典型的に、表示されるものにユーザが影響を与え得るように、ユーザはシステムと相互作用する手段を提供される。ワークステーション４は、キーボード、マウス、トラックボール、ポインタ、又は描画タブレットなど、ユーザがワークステーション４と相互作用するための入力手段７を有する。入力手段７を用いてこれらのインジケータと関連する設定の１つ以上をユーザが変更することを可能にすることが有利であり得る。
【００６６】
ユーザが異なる時間間隔を選択するために時間的インジケータ９６２を動かす場合、２Ｄ画素アレイ９００は同じままである。しかしながら、第１（６３０）、第２（６１０）及び第３（６３０）の視覚化パラメータは選択された時間間隔に対して、中間層５５０周辺の複数のスポット位置５６０に対して再度決定される。従ってユーザは、時間的インジケータ９６２が動かされるにつれて第１（６３０）、第２（６１０）及び第３（６３０）の視覚化パラメータの極座標プロットの形状が変化するのを見ることになる。
【００６７】
ユーザが異なる選択されるスポット位置を選択するために空間的インジケータ９６１を動かす場合、２Ｄ画素アレイ９００は同じままである。また、第１（６３０）、第２（６１０）及び第３（６３０）の視覚化パラメータの極座標プロットもまた同じままである。しかしながら、極座標プロット表現６００において、選択されるスポットインジケータ６６０，６９０は再び決定される。従ってユーザは、空間的インジケータ９６１が動かされるにつれて、選択されるスポットインジケータ６６０，６９０が極座標プロット６００の周りを動くのを見ることになる。反対に、異なる選択されるスポット位置を選択するために選択されるスポットインジケータ６６０，６９０をユーザが動かす場合、ユーザは空間的インジケータ９６１が異なる選択されるスポット位置へ動くのを見ることになる。
【００６８】
２Ｄ画素アレイ９００を極座標プロット６００と組み合わせ結びつけることによって、視覚的パラメータを視覚化し、２Ｄ画素アレイ９００における時系列と、極座標プロット６００における関連する定量分析データとの関係を解釈するための直感的手段がユーザに提供される。加えて、中間層５５０周辺のより多くのスポット位置５６０のために時系列の数が増加するので、ユーザは２Ｄ画素９００の密度の増加に直面するのみであり、結び付けられた空間位置インジケータ９６１と選択されるスポットインジケータ６６０，６９０により、極座標プロット６００における定量分析データとの関係は明らかなままである。
【００６９】
インジケータのいずれかとのユーザ相互作用によって実現される変化は、表現の生成におけるインジケータによってあらわされる次元の役割に依存することを当業者は理解するだろう。例えば心筋中の灌流が測定される場合、平均又は中間などの何らかの強度の測度が複数の時間間隔にわたって心外膜層に対して決定され得、第２の視覚化パラメータ６１０のために使用され得る。同様に複数の時間間隔にわたる心内膜層に対する何らかの強度の測度が第３の視覚化パラメータ６２０のために使用され得る。第１の視覚化パラメータ値６３０もまた、複数の時間間隔にわたる選択されるスポット位置５６０と関連する第１のボリューム１７０における同じ強度の測度をあらわし得る。この場合、ユーザが異なる時間間隔を選択するために時間的インジケータ９６２を動かす場合、２Ｄ画素アレイ９００は同じままであり、第１（６３０）、第２（６１０）及び第３（６３０）の視覚化パラメータは同じままである。従って、ユーザは２Ｄ画素アレイ表現９００又は極座標プロット表現６００のいずれにも変化を見ないことになる。
【００７０】
典型的な用途において、ユーザワークステーション４は、アップスロープ、デコンボリューション、Ｐａｔｌａｋ、並びに、平均、中間、最大、最小などの算術的及び統計的演算といったさらなる分析可能性を与えられる。これらは現在選択されたスポット位置と関連する第１及び第２のボリューム内のパラメータ値をさらに分析するためにユーザによって選択され得る。この分析の結果は、図１６に示される分析窓５に単純な図として又は任意の適切なグラフ表現として表示され得る。
【００７１】
図１３Ｂに描かれる通り、２Ｄ画素アレイ５００と極座標プロット６００を補完するためにさらなる表現５００を加えることが有利であり得る。表現５００は、ＸＹ平面５８０がユーザに最も近くなるようにＺ軸に沿って見た構造５００の境界の表示とオーバーレイされるＸＹ平面２００内の画像スライスを描く解剖学的グレー値画像５７０を有する。特に、第１の境界５１０、第２の境界５２０及び中間層５３０が生物学的構造５００の関連する位置の上にオーバーレイされる。これはパラメータが決定される構造５００と解剖学的構造との関係の表示をユーザに提供する。中間層上の選択されるスポット５６０の位置を示すこともまた有利であり得る。
【００７２】
図１３Ａに関して記載されたユーザ相互作用の実施例は図１３Ｂにおいてわずかに修正される。
【００７３】
ユーザが異なる時間間隔を選択するために時間的インジケータ９６２を動かす場合、２Ｄ画素アレイ９００と構造オーバーレイ５００は同じままである。極座標プロット６００は図１３Ａに関して記載したように変化する。解剖学的グレー値画像５７０は選択される時間間隔に対する取得データを表示するように変化する。
【００７４】
ユーザが異なる選択されるスポット位置を選択するために空間的インジケータ９６１を動かす場合、２Ｄ画素アレイ９００、構造オーバーレイ５００及び極座標プロット６００は同じままである。しかしながら、極座標プロット６００において、選択されるスポットインジケータ６６０，６９０は再度決定される。従って、ユーザは空間的インジケータ９６１が動かされるにつれて選択されるスポットインジケータ６６０，６９０が極座標プロット６００の周りを動くのを見ることになる。同様に、構造オーバーレイにおいて選択されるスポット５６０は空間的インジケータ９６１が動かされるにつれて中間層５３０の周りを動くことになる。反対に、ユーザが異なる選択されるスポット位置を選択するために選択されるスポット５６０又は選択されるスポットインジケータ６６０，６９０を動かす場合、ユーザは空間的インジケータ９６１が異なる選択されるスポット位置へ動くのを見ることになる。
【００７５】
ユーザによるワークステーション５との相互作用は、ユーザが２Ｄ画素アレイ９００においてマウスカーソルを動かすときに極座標プロット６００における対応する角度位置をハイライトすることによって改良され得る。あるいは、ユーザが極座標プロットにおいてマウスカーソルを動かす場合に２Ｄ画素の対応する行がハイライトされ得る。
【００７６】
ユーザが第１の境界５１０と第２の境界５２０の間の異なる位置へ中間層５３０を動かす場合、第１のボリューム内の位置は変化し、第１の視覚化パラメータが再決定される。これはユーザが、構造オーバーレイ５００内にあらわされる中間層５３０の位置のシフトと対応する２Ｄ画素アレイ９００によってあらわされる値の変化を見ることになることを意味する。当業者が理解する通り、中間層５３０は内側境界５１０と外側境界５２０に一致するようにも選択され得る。
【００７７】
ユーザインターフェース手段７の一部として、マウスに通常見られるスクロールホイールを用いて、第１の境界５１０と第２の境界５２０の間の中間層５３０を動かす手段を提供することは、ユーザにとって特に直感的であり得る。
【００７８】
画像データは複数のＸＹ平面スライスから成り得るため、スクロールホイールを用いることによって実際にはＺ方向において画像スタックを通過する手段を提供されることもユーザにとって特に直感的であり得る。
【００７９】
これらのスクロールホイール機能は、インターフェースの直感的感覚を増すために、特定領域、又は表現のうちの１つの特定領域の上にカーソルが置かれるときに可能にされ得る。
【００８０】
表現５００はまた、血管の位置又は血管中のアーチなどの解剖学的マーカも有し得ることが想定される。これはユーザが表現とデータを実際の解剖学的位置と関連付けるのを助けるのに特に有利であり得る。例えば、心筋の灌流データを分析する上で、冠状動脈の位置と方向は酸素化血液の源として重要であるため、動脈への接近は結果を正確に解釈する上での一要因である。右心室屈曲点のためのマーカもまた有利であると見なされ得る。こうした空間的マーカもまた、２Ｄ画素アレイ４００，９００及び／又は極座標プロット６００に適切な位置において示され得る。
【００８１】
図１４は図１３Ｂの表現の組み合わせの可能な実施例を描く。図１４は図１３Ｂに描かれた追加表現５００を示す。表現５００は、ＸＹ平面がユーザに最も近くなるようにＺ軸に沿って見た構造５００の境界の表示とオーバーレイされる、ＸＹ平面内の画像スライスを描く解剖学的グレー値画像５７０を有する。具体的には、第１の境界、第２の境界、及び中間層が、生物学的構造、この場合は心筋の関連する位置の上にオーバーレイされる。表現５００は関連する２Ｄ画素アレイ９００と極座標プロット６００によって補完される。空間的インジケータ９６１と時間的インジケータ９６２は、２Ｄ画素アレイ９００をオーバーレイする線となるように選ばれている。随意に、画像データの視覚化中に実行される分析についての詳細を提供するため、又は追加の分析可能性へのアクセス及びその結果を提供するために、分析窓５が設けられ得る。
【００８２】
画像データの視覚化中に実行される分析において現在選択されている又は使用されている、或いは追加分析中に選択される又は使用される、基準点を示すために、表現のいずれかにおいて追加インジケータが提供され得る。
【００８３】
２Ｄ画素アレイ９００を極座標プロット６００及び構造オーバーレイ表現５００と組み合せ結びつけることによって、ユーザは視覚化パラメータを視覚化する直感的手段を与えられ、これは解剖学的データにより容易に関連付けられることができる。加えて、より多数の可能な中間層５５０の位置のために時系列の数が増加するにつれて、この増加はユーザから遮蔽される。ユーザは、表現の複雑性の増加なしにはるかに多くの分析可能性を提示される。
【００８４】
中間層５５０に沿って、及び第１の境界５１０と第２の境界５２０の間の両方でこうした高解像度を視覚化する可能性は、組織の非常に薄い断面が分析され得ることを意味する。従って生物学的構造５００は、臓器、臓器の一部、臓器の葉、骨格の骨、骨格の骨の一部、筋肉、筋肉の一部、リンパ節、リンパ節の一部、脈管、及び脈管の一部であり得る。加えて、生物学的構造はまた、腫瘍、原発腫瘍、転移性腫瘍、嚢胞、偽嚢胞、新生物、リンパ節、リンパ腫、類線維腫、又は母斑でもあり得る。
【００８５】
高度のデータ密度を視覚化する能力は、新種の表現が可能になり特に有利になることを意味する。図１７はボリュメトリック表現として記載され得る別の表現７０１，７０２，７０３，７０４を描く。
【００８６】
例えば、従来のボリュームレンダリング法は、図１及び８に描かれたような生物学的構造１００、又は図４の構造３００全体にわたる位置における選択された時間間隔における時変パラメータを視覚化するために使用され得る。ボリュメトリック表現において、生物学的構造１００，３００の全ボリューム、又は全ボリュームの選択部分が同時に視覚化される。こうした従来のレンダリング法を新種のボリュームに適用することによって、強力な視覚化ツールが提供されている。
【００８７】
選択された時間間隔に対する可能な種類のボリュームレンダリングの一部は、図１７に実施例として提供され、その１つは心外膜及び心内膜層の間の心筋における灌流の測定に関連する。
【００８８】
‐表現７０１は全サンプル値を不透明度と色にマッピングすることによって得られる直接ボリュームレンダリングである。これは"伝達関数"でなされ、これは単純ランプ関数、区分線形関数、又はいかなる任意テーブルであることもできる。ＲＧＢＡ（赤、緑、青、アルファ）値に一旦変換されると、合成されたＲＧＢＡ結果は表現の対応画素上に投影される。
【００８９】
‐表現７０２は等値面レンダリングであり、全位置が同じ灌流の測度を持つ表面が得られる。
【００９０】
‐表現７０３は第２の直接ボリュームレンダリングであり、異なる方向性をあらわし、色と透明度について異なるルックアップテーブルに基づく。
【００９１】
‐表現７０４は第３の直接ボリュームレンダリングであり、なおさらに異なる方向性をあらわし、色と透明度についてさらに別の異なるルックアップテーブルに基づく。
【００９２】
図８の中間層１５０に対応するボリュメトリック表現７０１，７０２，７０３，７０４の部分のみが示されるように、様々な位置及び／又は方向において様々な切断面を規定することが有利であり得る。
【００９３】
図１５は生物学的構造において時変パラメータを視覚化する方法８００の一実施例を描く。特に、これは人の心筋における灌流を視覚化する方法である。方法の説明は左心室の灌流に焦点を合わせる。しかしながら方法は、初回通過増強ＭＲＩを用いて画像化される心臓の他の部分（右心室及び心房）又は他の臓器（腎臓、前立腺）の異なる層において時変パラメータを視覚化するためにも使用され得る。さらに、方法は他の画像診断法（ＰＥＴ，ＳＰＥＣＴ，ＣＴなど）から得られる時変パラメータにも適用可能である。方法８００は以下の部分を有する。
【００９４】
‐視覚化されるべき画像データを取得するステップ８１０。これは、システムが適切なモダリティを用いて画像取得が可能な場合は、図１６に描かれるシステムによって実行され得、又は独立画像取得装置によっていくらか早い時点において取得されていてもよい。システムが画像取得装置に含まれ得ることもまた想定される。
【００９５】
‐不要な動きに対して画像データを修正するステップ８２０。一部の画像応用の場合、特定の時間依存性の空間的変動を、これらは最終的な視覚化結果に影響を及ぼし得る、従ってアーチファクト生じるため、除去することが重要である。例えば、心臓の画像を作るとき、よくある問題は画像中に存在する患者の呼吸運動である。画像に存在する呼吸運動を補正するために初回通過増強画像がレジストレーションされ得る。適切なレジストレーション法は当業者に既知である。この修正するステップ８２０は任意であると見なされ、こうした運動は画像取得８１０中に患者に呼吸を止めるよう頼むことによっても防止され得る。
【００９６】
‐関心のある生物学的構造の所望の輪郭を描くステップ８３０。言い換えれば、生物学的構造の範囲に対応する位置を決定するステップ。この実施例では、左心室の輪郭が手動で、半自動で、又は全自動で描かれる（８３０）。
【００９７】
‐生物学的構造内の中間層の輪郭を描くステップ８４０。言い換えれば、中間層に対応する位置を決定するステップ。輪郭を描くステップ８３０，８４０は、当該技術分野で既知の補間又は分割などの任意の従来の手段によって実行され得る。
【００９８】
‐心筋に沿った、及び心筋を横切る位置における画像データから、例えば時間強度曲線の形で時変パラメータをサンプリングするステップ８５０。任意に、これらの時変パラメータはフィルタリングされ得る。
【００９９】
‐所望の及び／又は適切な分析法を用いて時変パラメータを分析するステップ８６０。例えば、アップスロープ、デコンボリューション、及びＰａｔｌａｋ。
【０１００】
‐分析８６０の結果として関連する定量分析データを示す極座標プロット６００と組み合わせて灌流図表現９００，９０１として時変データを視覚化するステップ８７０。時変データの分析は生物学的構造における位置に依存し得るため、極座標プロット６００における異なるプロット６１０，６２０，６３０は異なる心筋層に関連する。
【０１０１】
上述の実施形態は本発明を限定するのではなく例示するものであり、当業者は添付のクレームの範囲から逸脱することなく多くの代替的実施形態を設計することができることに留意すべきである。
【０１０２】
例えば、矢印、線、ブロック、点、色分けなど、任意の便利な視覚的手段がインジケータ５６０，９６１，９６２，６６０，６９０として利用され得る。インジケータ５６０，６６０，６９０，９６１，９６２は関連する表現に隣接して配置され得るか、又はインジケータは、ハイライト、シェーディング、ボックス、線及び破線などの視覚的補助を用いて関連する表現上にオーバーレイされ得る。異なる表現における関連するインジケータとマークは、関連性を説明するために例えば同じ色を用いて同じような又は似たようなインジケータを与えられることもまた想定される。
【０１０３】
代替的に、ディスプレイは視覚化されるデータ量を増すために複数の１つ以上の表現を含み得る。
【０１０４】
当業者は、開示の方法の詳細を与えられて、コンピュータ上にロードされ実行されるときにこれらの方法を実行するためのコンピュータプログラムを実装することができる。
【０１０５】
クレームにおいて丸括弧の間に置かれる任意の参照符号はクレームを限定するものと解釈されてはならない。"有する"という動詞及びその活用の使用は、クレームに列挙されたもの以外の要素又はステップの存在を除外しない。ある要素に先行する冠詞"ａ"又は"ａｎ"はその要素の複数の存在を除外しない。本発明は複数の個別要素を有するハードウェアを用いて、及び適切にプログラムされたコンピュータを用いて実施され得る。
【０１０６】
決定ユニットと視覚化ディスプレイを列挙するシステムクレームにおいて、これらの手段のいくつかはハードウェアの１つの同じ項目によって具体化され得る。
【０１０７】
特定の手段が相互に異なる従属クレームに列挙されているという単なる事実は、これらの手段の組み合わせが有利に使用されることができないことを示すものではない。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
生物学的構造内の複数の位置において時変パラメータを視覚化するためのシステムであって、
‐互いに直交するＸ，Ｙ及びＺ方向にひろがる前記生物学的構造内の複数の位置において前記時変パラメータの値を決定し、
‐Ｚ方向にひろがる第１及び第２の境界の位置、並びに前記第１及び第２の境界の間に配置されるＺにひろがる第１のボリュームの位置を決定し、
‐Ｘ方向における前記第１のボリュームを第１及び第２のＸＹ境界の両方にひろげることによって生成される第２のボリュームの位置を決定し、
‐前記第１のボリューム内の複数の位置において前記時変パラメータから複数の時間間隔に対する第１の視覚化パラメータを決定し、
‐前記第２のボリューム内の複数の位置において前記時変パラメータから第２の視覚化パラメータを決定する、
決定ユニットと、
‐前記複数の時間間隔における前記第１の視覚化パラメータを示す第１の表現を表示し、
‐前記第１及び第２の視覚化パラメータを示す第２の表現を表示する、
視覚化ディスプレイとを有する、システム。
【請求項２】
前記視覚化ディスプレイがさらに、
‐前記構造を通るＸＹ断面に対応する前記第１及び第２の境界のＸＹ断面と、
‐前記構造を通るＸＹ断面に対応する前記第１のボリュームを通るＸＹ断面とオーバーレイされる、前記生物学的構造を通るＸＹ断面を有する解剖学的グレー値画像を有する第３の表現を表示する、請求項１に記載のシステム。
【請求項３】
前記決定ユニットがさらに、前記複数の時間間隔の１つにおける前記第２のボリューム内の複数の位置における前記時変パラメータから前記第２の視覚化パラメータを決定する、請求項１又は２に記載のシステム。
【請求項４】
前記決定ユニットがさらに、前記複数の時間間隔における前記第２のボリューム内の複数の位置における前記時変パラメータから前記第２の視覚化パラメータを決定する、請求項１又は２に記載のシステム。
【請求項５】
前記第２の視覚化パラメータが、前記第１の境界上に配置される、Ｚ方向にひろがる複数の位置において決定される、請求項４に記載のシステム。
【請求項６】
前記生物学的構造が心筋であり、前記第１の境界が心筋の心外膜又は心内膜層に対応し、前記時変パラメータが灌流の測度である、請求項５に記載のシステム。
【請求項７】
前記決定ユニットがさらに、複数の第１のボリュームの各々に対して第１の視覚化パラメータを決定し、前記ディスプレイユニットがさらに、前記複数の時間間隔において前記複数の第１のボリュームの各々に対して前記第１の視覚化パラメータを示す前記第１の表現を表示する、請求項１又は２に記載のシステム。
【請求項８】
前記決定ユニットがさらに、
‐複数の第１のボリュームの各々に対して第１の視覚化パラメータを決定し、
‐前記複数の第１のボリュームに関連する複数の第２のボリュームの各々に対して第２の視覚化パラメータを決定し、
‐前記ディスプレイユニットがさらに、前記複数の第１のボリュームの各々に対して前記第１及び第２の視覚化パラメータを示す第２の表現を表示する、請求項１又は２に記載のシステム。
【請求項９】
前記システムがさらに、
前記第１の境界の位置、前記第２の境界の位置、前記第１のボリュームの位置、ＸＹにおける前記第１のボリュームの範囲、Ｚにおける前記生物学的構造の範囲、前記複数の時間間隔、前記第１の視覚化パラメータ、前記第２の視覚化パラメータ、及びこれらの任意の組み合わせ
から成る群から、前記決定ユニット又は視覚化ディスプレイにおけるパラメータをユーザが決定するインタラクティブ手段を有する、請求項１に記載のシステム。
【請求項１０】
前記システムがさらに、前記決定ユニット又は視覚化ディスプレイにおいて前記生物学的構造を通るＸＹ断面をユーザが決定するためのインタラクティブ手段を有する、請求項２に記載のシステム。
【請求項１１】
請求項１乃至１０のいずれか一項に記載のシステムを有する医用画像取得装置。
【請求項１２】
生物学的構造内の複数の位置において時変パラメータを視覚化する方法であって、
互いに直交するＸ，Ｙ及びＺ方向にひろがる前記生物学的構造内の複数の位置において前記時変パラメータの値を決定するステップと、
Ｚ方向にひろがる第１及び第２の境界の位置、並びに前記第１及び第２の境界の間に配置されるＺにひろがる第１のボリュームの位置を決定するステップと、
Ｘ方向の前記第１のボリュームを第１及び第２のＸＹ境界の両方にひろげることによって生成される第２のボリュームの位置を決定するステップと、
前記第１のボリューム内の複数の位置において前記時変パラメータから複数の時間間隔に対する第１の視覚化パラメータを決定するステップと、
前記第２のボリューム内の複数の位置において前記時変パラメータから第２の視覚化パラメータを決定するステップと、
前記複数の時間間隔における前記第１の視覚化パラメータを示す第１の表現を表示するステップと、
前記第１及び第２の視覚化パラメータを示す第２の表現を表示するステップとを有する、方法。
【請求項１３】
‐前記構造を通るＸＹ断面に対応する前記第１の境界及び前記第２の境界のＸＹ断面と、
‐前記構造を通るＸＹ断面に対応する前記第１のボリュームを通るＸＹ断面とオーバーレイされる、前記生物学的構造を通るＸＹ断面を有する解剖学的グレー値画像を有する第３の表現を表示するステップをさらに有する、請求項１２に記載の方法。
【請求項１４】
コンピュータ上にロードされ実行されるときに請求項１２又は１３に記載の方法を実行するためのコンピュータプログラム。
【請求項１】
生物学的構造内の複数の位置において時変パラメータを視覚化するためのシステムであって、
‐互いに直交するＸ，Ｙ及びＺ方向にひろがる前記生物学的構造内の複数の位置において前記時変パラメータの値を決定し、
‐Ｚ方向にひろがる第１及び第２の境界の位置、並びに前記第１及び第２の境界の間に配置されるＺにひろがる第１のボリュームの位置を決定し、
‐Ｘ方向における前記第１のボリュームを第１及び第２のＸＹ境界の両方にひろげることによって生成される第２のボリュームの位置を決定し、
‐前記第１のボリューム内の複数の位置において前記時変パラメータから複数の時間間隔に対する第１の視覚化パラメータを決定し、
‐前記第２のボリューム内の複数の位置において前記時変パラメータから第２の視覚化パラメータを決定する、
決定ユニットと、
‐前記複数の時間間隔における前記第１の視覚化パラメータを示す第１の表現を表示し、
‐前記第１及び第２の視覚化パラメータを示す第２の表現を表示する、
視覚化ディスプレイとを有する、システム。
【請求項２】
前記視覚化ディスプレイがさらに、
‐前記構造を通るＸＹ断面に対応する前記第１及び第２の境界のＸＹ断面と、
‐前記構造を通るＸＹ断面に対応する前記第１のボリュームを通るＸＹ断面とオーバーレイされる、前記生物学的構造を通るＸＹ断面を有する解剖学的グレー値画像を有する第３の表現を表示する、請求項１に記載のシステム。
【請求項３】
前記決定ユニットがさらに、前記複数の時間間隔の１つにおける前記第２のボリューム内の複数の位置における前記時変パラメータから前記第２の視覚化パラメータを決定する、請求項１又は２に記載のシステム。
【請求項４】
前記決定ユニットがさらに、前記複数の時間間隔における前記第２のボリューム内の複数の位置における前記時変パラメータから前記第２の視覚化パラメータを決定する、請求項１又は２に記載のシステム。
【請求項５】
前記第２の視覚化パラメータが、前記第１の境界上に配置される、Ｚ方向にひろがる複数の位置において決定される、請求項４に記載のシステム。
【請求項６】
前記生物学的構造が心筋であり、前記第１の境界が心筋の心外膜又は心内膜層に対応し、前記時変パラメータが灌流の測度である、請求項５に記載のシステム。
【請求項７】
前記決定ユニットがさらに、複数の第１のボリュームの各々に対して第１の視覚化パラメータを決定し、前記ディスプレイユニットがさらに、前記複数の時間間隔において前記複数の第１のボリュームの各々に対して前記第１の視覚化パラメータを示す前記第１の表現を表示する、請求項１又は２に記載のシステム。
【請求項８】
前記決定ユニットがさらに、
‐複数の第１のボリュームの各々に対して第１の視覚化パラメータを決定し、
‐前記複数の第１のボリュームに関連する複数の第２のボリュームの各々に対して第２の視覚化パラメータを決定し、
‐前記ディスプレイユニットがさらに、前記複数の第１のボリュームの各々に対して前記第１及び第２の視覚化パラメータを示す第２の表現を表示する、請求項１又は２に記載のシステム。
【請求項９】
前記システムがさらに、
前記第１の境界の位置、前記第２の境界の位置、前記第１のボリュームの位置、ＸＹにおける前記第１のボリュームの範囲、Ｚにおける前記生物学的構造の範囲、前記複数の時間間隔、前記第１の視覚化パラメータ、前記第２の視覚化パラメータ、及びこれらの任意の組み合わせ
から成る群から、前記決定ユニット又は視覚化ディスプレイにおけるパラメータをユーザが決定するインタラクティブ手段を有する、請求項１に記載のシステム。
【請求項１０】
前記システムがさらに、前記決定ユニット又は視覚化ディスプレイにおいて前記生物学的構造を通るＸＹ断面をユーザが決定するためのインタラクティブ手段を有する、請求項２に記載のシステム。
【請求項１１】
請求項１乃至１０のいずれか一項に記載のシステムを有する医用画像取得装置。
【請求項１２】
生物学的構造内の複数の位置において時変パラメータを視覚化する方法であって、
互いに直交するＸ，Ｙ及びＺ方向にひろがる前記生物学的構造内の複数の位置において前記時変パラメータの値を決定するステップと、
Ｚ方向にひろがる第１及び第２の境界の位置、並びに前記第１及び第２の境界の間に配置されるＺにひろがる第１のボリュームの位置を決定するステップと、
Ｘ方向の前記第１のボリュームを第１及び第２のＸＹ境界の両方にひろげることによって生成される第２のボリュームの位置を決定するステップと、
前記第１のボリューム内の複数の位置において前記時変パラメータから複数の時間間隔に対する第１の視覚化パラメータを決定するステップと、
前記第２のボリューム内の複数の位置において前記時変パラメータから第２の視覚化パラメータを決定するステップと、
前記複数の時間間隔における前記第１の視覚化パラメータを示す第１の表現を表示するステップと、
前記第１及び第２の視覚化パラメータを示す第２の表現を表示するステップとを有する、方法。
【請求項１３】
‐前記構造を通るＸＹ断面に対応する前記第１の境界及び前記第２の境界のＸＹ断面と、
‐前記構造を通るＸＹ断面に対応する前記第１のボリュームを通るＸＹ断面とオーバーレイされる、前記生物学的構造を通るＸＹ断面を有する解剖学的グレー値画像を有する第３の表現を表示するステップをさらに有する、請求項１２に記載の方法。
【請求項１４】
コンピュータ上にロードされ実行されるときに請求項１２又は１３に記載の方法を実行するためのコンピュータプログラム。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８Ａ】
【図８Ｂ】
【図８Ｃ】
【図９Ａ】
【図９Ｂ】
【図１０】
【図１１Ａ】
【図１１Ｂ】
【図１２】
【図１３Ａ】
【図１３Ｂ】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８Ａ】
【図８Ｂ】
【図８Ｃ】
【図９Ａ】
【図９Ｂ】
【図１０】
【図１１Ａ】
【図１１Ｂ】
【図１２】
【図１３Ａ】
【図１３Ｂ】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【公表番号】特表２０１２−５１６１７９（Ｐ２０１２−５１６１７９Ａ）
【公表日】平成２４年７月１９日（２０１２．７．１９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−５４７０２４（Ｐ２０１１−５４７０２４）
【出願日】平成２２年１月２２日（２０１０．１．２２）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＩＢ２０１０／０５０２８８
【国際公開番号】ＷＯ２０１０／０８６７７１
【国際公開日】平成２２年８月５日（２０１０．８．５）
【出願人】（５９００００２４８）コーニンクレッカ フィリップス エレクトロニクス エヌ ヴィ (12,071)
【Ｆターム（参考）】
【公表日】平成２４年７月１９日（２０１２．７．１９）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年１月２２日（２０１０．１．２２）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＩＢ２０１０／０５０２８８
【国際公開番号】ＷＯ２０１０／０８６７７１
【国際公開日】平成２２年８月５日（２０１０．８．５）
【出願人】（５９００００２４８）コーニンクレッカ フィリップス エレクトロニクス エヌ ヴィ (12,071)
【Ｆターム（参考）】
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