RZECZPOSPOLITA POLSKA (12) TŁUMACZENIE PATENTU EUROPEJSKIEGO (19) PL (11) PL/EP 2543020 (96) Data i numer zgłoszenia patentu europejskiego: 03.03.2011 11708762.7 (13) (51) T3 Int.Cl. G06T 7/00 (2006.01) Urząd Patentowy Rzeczypospolitej Polskiej (97) O udzieleniu patentu europejskiego ogłoszono: 23.04.2014 Europejski Biuletyn Patentowy 2014/17 EP 2543020 B1 (54) Tytuł wynalazku: Urządzenie do obrazowania lewej komory serca (30) Pierwszeństwo: 04.03.2010 PL 39060910 26.07.2010 EP 10170752 (43) Zgłoszenie ogłoszono: 09.01.2013 w Europejskim Biuletynie Patentowym nr 2013/02 (45) O złożeniu tłumaczenia patentu ogłoszono: 31.10.2014 Wiadomości Urzędu Patentowego 2014/10 (73) Uprawniony z patentu: Europejskie Centrum Zdrowia Otwock Sp. z o.o., Warszawa, PL (72) Twórca(y) wynalazku: PL/EP 2543020 T3 ŁUKASZ KOWNACKI, Marki, PL (74) Pełnomocnik: rzecz. pat. Adam Pawłowski KANCELARIA EUROPEJSKIEGO PRAWA PATENTOWEGO EUPATENT.PL ul. Żeligowskiego 3/5 90-752 Łódź Uwaga: W ciągu dziewięciu miesięcy od publikacji informacji o udzieleniu patentu europejskiego, każda osoba może wnieść do Europejskiego Urzędu Patentowego sprzeciw dotyczący udzielonego patentu europejskiego. Sprzeciw wnosi się w formie uzasadnionego na piśmie oświadczenia. Uważa się go za wniesiony dopiero z chwilą wniesienia opłaty za sprzeciw (Art. 99 (1) Konwencji o udzielaniu patentów europejskich).
URZĄDZENIE DO OBRAZOWANIA LEWEJ KOMORY SERCA Opis DZIEDZINA TECHNIKI [0001] Przedmiotem wynalazku są urządzenie i sposób obrazowania lewej komory serca, przydatne w szczególności do celów analizy świeżego zawału serca przy użyciu techniki tomografii rezonansu magnetycznego (MR). STAN TECHNIKI [0002] Jedną ze znanych technik obrazowania serca jest rezonans magnetyczny układu sercowo-naczyniowego, CMR (ang. Cardiovascular Magnetic Resonance). Skaner rezonansu magnetycznego może pobierać obrazy przekrojów serca, reprezentujące określone przekroje serca, a sekwencje obrazów przekrojowych dla różnych przekrojów mogą być łączone do utworzenia trójwymiarowej (3D) reprezentacji serca. Skaner rezonansu magnetycznego może również pobierać obrazy kinematograficzne (ang. cine images), zawierające sekwencję obrazów przekrojowych dla określonego przekroju serca, pobrane podczas ruchu serca w różnych fazach cyklu pracy serca. [0003] Poprzez zmianę parametrów roboczych skanera można uzyskać różne typy obrazów, umożliwiające szczegółową analizę różnych stanów patologicznych serca. Obrazy te mogą być analizowane w celu określenia różnych parametrów struktury lub czynności serca. [0004] Amerykańskie zgłoszenie patentowe US2006/0241376 opisuje sposób określania całkowitej objętości wewnętrznej lewej komory serca na podstawie sekwencji obrazów kinematograficznych, w których oznacza się kontury epikardium i endokardium na wszystkich obrazach w fazie rozkurczowej, nanosi się kontury endokardium oznaczone w fazie rozkurczowej na wszystkie fazy cyklu i określa się całkowitą objętość wewnętrzną lewej komory serca na podstawie wartości intensywności wewnątrz konturów endokardium oznaczonych w fazie rozkurczowej. Sposób ten opiera się, więc na analizie tylko jednego typu obrazów. 1
[0005] Amerykańskie zgłoszenie patentowe US2009/0149734 opisuje diagnostyczne urządzenie do obrazowania, przykładowo za pomocą urządzenia rezonansu magnetycznego, zawierającego jednostkę która mierzy zmiany rozmiaru komory serca w zakresie co najmniej jednego cyklu pracy na podstawie obrazów serca zeskanowanych w wielu okresach czasowych. W rozwiązaniu tym w trakcie jednej procedury badania mogą być generowane obrazy różnych typów, jednak każdy z wygenerowanych typów obrazów wykorzystywany jest oddzielnie do oceny różnych parametrów pracy serca. Sposób nie uwzględnia łączenia danych z różnych typów obrazów. [0006] Amerykańskie zgłoszenie patentowe US20090232369 opisuje sposób łączenia informacji diagnostycznej z modelem geometrycznym ruchomego organu na podstawie pierwszego zestawu danych zawierającego kształt i informacje o ruchu organu oraz drugiego zestawu danych zawierającego medyczne informacje diagnostyczne o pracującym organie. W szczególnym przykładzie wykonania sposób dotyczy łączenia obrazów kinematograficznych z obrazami o zwiększonym kontraście. Sposób dotyczy technicznej strony łączenia danych z różnego typu obrazów, nie dotyczy jednak doboru obrazów określonego typu do analizy określonych schorzeń. [0007] Z publikacji A. Codreanu i in. "Electroanatomic characterization of post-infarct scars comparison with 3-dimensional myocardial scar reconstruction based on magnetic resonance imaging" (J Am Coll Cardiol. 2008 Sep 2;52(10):839-42.PMID: 18755347) znane jest przetwarzanie obrazów uzyskanych metodą rezonansu magnetycznego obejmujących obraz późnego wzmocnienia kontrastowego, którego rezultaty są przydatne do analizy starego zawału serca. [0008] Publikacja Helko Lehmann i in. Integrating Viability Information into a Cardiac Model for Interventional Guidance (Functional Imaging and Modeling of the Heart, Springer Berlin Heidelberg, Berlin, Heidelberg, str. 312-320, ISBN: 978-3-642-01931- 9) przedstawia sposób generowania modelu serca wizualizujący bliznę mięśnia sercowego. W tym sposobie obraz całego serca, reprezentujący powierzchnię mięśnia sercowego i obraz późnego wzmocnienia kontrastowego reprezentujący bliznę są pobierane i łączone w model trójwymiarowy. Otrzymany obraz nadaje się do analizy starych zawałów serca, lecz nie do wczesnych efektów świeżego zawału serca. 2
[0009] Zgłoszenie PCT nr WO 03/041584 A2 przedstawia sposób charakteryzowania systemu naczyniowego na podstawie dwuwymiarowych obrazów przekrojowych łączonych w model trójwymiarowy. [0010] Publikacja Albert T S E i in. Assessment of no-reflow regions using cardiac MRI (Basic Research in Cardiology, Steinkopff-Verlag, DA, vol. 101, no. 5, 18 sierpnia 2006, str. 383-390, ISSN: 1435-1803) przedstawia sposób oceny obszarów typu no-reflow z wykorzystaniem obrazowania rezonansem magnetycznym. Ocena jest dokonywana na podstawie obszarów późnego wzmocnienia cemri, które nie są łączone z obrazami innych typów. [0011] Znane procedury i urządzenia stosowane do diagnozowania systemu naczyniowego za pomocą rezonansu magnetycznego nie nadają się więc do generowania obrazów lewej komory serca, które byłyby szczególnie przydatne do analizy wczesnych rezultatów świeżego zawału serca. UJAWNIENIE WYNALAZKU [0012] Wynalazek jest określony zastrzeżeniami niezależnymi 1 i 8. [0013] Celem wynalazku jest opracowanie urządzenia i sposobu do obrazowania lewej komory serca, przydatnego w szczególności do diagnozowania świeżego zawału serca. [0014] Przedmiotem wynalazku jest urządzenie do obrazowania lewej komory serca na podstawie obrazów lewej komory serca pobranych ze skanera rezonansu magnetycznego. Urządzenie to zawiera interfejs skanera przystosowany do pobierania ze skanera rezonansu magnetycznego obrazów wejściowych różnych typów oraz przetwornik obrazów przystosowany do przetwarzania danych z pobranych obrazów wejściowych. Interfejs skanera zawiera interfejs obrazów kinematograficznych przystosowany do pobierania wejściowych obrazów kinematograficznych, interfejs obrazów typu black blood przystosowany do pobierania wejściowych obrazów typu black blood interfejs obrazów wzmocnienia kontrastowego przystosowany do pobierania wejściowych obrazów wzmocnienia kontrastowego. Interfejsy są przyłączone do kontrolera pobierania obrazów, przystosowanego do przesyłania obrazów wejściowych pobranych z interfejsów w kolejności kontrolowanej za pośrednictwem sterownika urządzenia, do przetwornika obrazów. Przetwornik obrazów jest przystosowany do generowania obrazu 3
wyjściowego zawierającego kontury epikardium i endokardium wybrane z obrazu kinematograficznego, obszar obrzęku wybrany z obrazu typu black blood, obszaru uszkodzenia kardiomicytów wybranego z obrazu późnego wzmocnienia kontrastowego jednego typu, obszaru no reflow wybranego z obrazu wzmocnienia kontrastowego innego typu. [0015] Przetwornik obrazów może zawierać skaler przystosowany do przestrzennego skalowania obrazów wejściowych do wielkości odpowiadającej pojedynczej fazie cyklu pracy serca. [0016] Interfejs skanera może ponadto zawierać interfejs do pobierania innych obrazów. [0017] Przetwornik obrazów może być ponadto przystosowany do łączenia obrazu wyjściowego z obrazem pobranym z interfejsu do pobierania innych obrazów. [0018] Obrazy wejściowe oraz obraz wyjściowy mogą być obrazami dwuwymiarowymi. [0019] Urządzenie może ponadto zawierać generator przystosowany do generowania modelu trójwymiarowego na podstawie dwuwymiarowych obrazów wyjściowych wygenerowanych dla różnych przekrojów lewej komory serca. [0020] Obrazy wejściowe oraz obraz wyjściowy mogą być trójwymiarowe. [0021] Innym przedmiotem wynalazku jest implementowany przy pomocy komputera sposób obrazowania lewej komory serca na podstawie obrazów lewej komory serca pobranych ze skanera rezonansu magnetycznego, który to sposób obejmuje następujące kroki: pobiera się wejściowe obrazy kinematograficzne, pobiera się wejściowe obrazy typu black blood, pobiera się wejściowe obrazy wzmocnienia kontrastowego (501-504, 601-604), przetwarza się dane pobranych obrazów wejściowych (301-304, 401-404, 501-504, 601-604) tak, że: wybiera się kontury epikardium i endokardium z obrazu kinematograficznego, wybiera się obszar obrzęku z obrazu typu black blood, wybiera się obszar uszkodzenia kardiomicytów z obrazu wzmocnienia kontrastowego, wybiera się obszar no reflow z obrazu wzmocnienia kontrastowego, generuje się obraz wyjściowy zawierający kontury epikardium i endokardium, obszar obrzęku, obszar uszkodzenia kardiomicytów i obszar no reflow wybrane z obrazów wejściowych. [0022] Sposób może ponadto obejmować krok, w którym przestrzennie skaluje się obrazy wejściowe do wielkości odpowiadającej pojedynczej fazie cyklu pracy serca. 4
[0023] Sposób może ponadto obejmować krok, w którym pobiera się inne obrazy ze skanera rezonansu magnetycznego i łączy się obraz wyjściowy z tymi innymi obrazami. KRÓTKI OPIS RYSUNKÓW [0024] Przedmiot rozwiązania został przedstawiony w przykładzie wykonania na rysunku, na którym: Fig. 1 przedstawia schematycznie konstrukcję urządzenia według wynalazku, Fig. 2 przedstawia procedurę przetwarzania obrazów wejściowych, Fig. 3 przedstawia segmenty obrazu kinematograficznego, Fig. 4 przedstawia segmenty obrazu typu black blood, Fig. 5 przedstawia segmenty obrazu wczesnego wzmocnienia kontrastowego, Fig.6 przedstawia segmenty obrazu późnego wzmocnienia kontrastowego, Fig. 7 przedstawia obrazy wejściowe oraz obraz wyjściowy dla pojedynczego segmentu, Fig. 8 przedstawia trójwymiarowy model lewej komory serca, z zaznaczonymi obszarami szczególnie przydatnymi do diagnozowania świeżego zawału serca. [0025] Urządzenie do obrazowania lewej komory serca według wynalazku przetwarza określone typy obrazów wejściowych w celu wygenerowania obrazu wyjściowego, z oznaczonymi konturami epikardium i endokardium, obszarami obrzęku, uszkodzenia kardiomicytów (wykazanego przez obrazowanie późnego wzmocnienia kontrastowego) oraz no reflow (wykazanego przez obrazowanie wczesnego wzmocnienia kontrastowego). Korzystnie, obraz wyjściowy ma postać modelu 3D lewej komory serca. Taki zestaw danych w takiej konfiguracji, przedstawiony na jednym obrazie, pozwala na szybką ocenę zakresu uszkodzeń serca związanych ze świeżym zawałem serca u pacjenta, jak również ocenę wczesnych wyników leczenia, na przykład metodą pierwotnej angioplastyki wieńcowej. Za świeży zawał serca uważa się uszkodzenie serca, które nastąpiło nie wcześniej niż na kilka dni przed wykonaniem CMR. [0026] Fig. 1 przedstawia schematycznie konstrukcję urządzenia 110 według wynalazku do obrazowania lewej komory serca. Urządzenie współpracuje ze skanerem rezonansu magnetycznego MRI 101, korzystnie skanerem 5
przystosowanym do techniki rezonansu magnetycznego układu sercowonaczyniowego (CMR). Urządzenie 110 może być sterowane za pomocą interfejsu sterowania 162, który może zawierać klawiaturę, urządzenie wskazujące, urządzenie dotykowe, urządzenie rozpoznawania komend głosowych i/lub interfejs zautomatyzowanego sterownika, przykładowo komputera sterującego. Dane wyjściowe przesyłane są do jednostki prezentacji danych 161, która może zawierać wyświetlacz graficzny, głośnik i/lub interfejs przesyłu danych do innego urządzenia, przykładowo komputera do analizy danych lub pamięci do przechowywania danych. [0027] Urządzenie do obrazowania 110 zawiera interfejs 120 skanera MRI, przystosowany do pobierania ze skanera MRI obrazów wejściowych różnych typów. Korzystnie, interfejs 120 jest przystosowany do pobierania obrazów ze skanera klasy 3T, zapewniającego wysoką jakość i rozdzielczość obrazów. W jednym przykładzie wykonania, obrazy wejściowe są pobierane dla wielu przylegających do siebie przekrojów lewej komory serca. Interfejs 120 może być również przystosowany do pobierania obrazów z innego typu urządzeń niż skaner MRI, takich jak serwera archiwizacyjny czy przenośny nośnik danych, przyłączonych bezpośrednio lub poprzez sieć. Obrazy pobrane z urządzeń innych niż skaner MRI są korzystnie dostarczane w ogólnym standardzie, takim jak DICOM. Pozwala to na analizę danych uzyskanych w odległej lokalizacji. Interfejs 120 skanera MRI zawiera interfejs obrazów kinematograficznych 121 do pobierania obrazów kinematograficznych, na których widoczne są kontury epikardium i endokardium w postaci sekwencji filmowej, przedstawiającej poszczególne fazy pracy serca, z rozdzielczością czasową co najmniej 20 faz na jeden cykl pracy serca. Przykładowe obrazy 301-304 z sekwencji obrazów kinematograficznych dla różnych przekrojów przedstawione zostały na Fig. 3. Interfejs 120 skanera MRI zawiera ponadto interfejs 122 obrazów typu black blood do pobierania obrazów typu black blood 122, na których widoczny jest obszar obrzęku. Przykładowa sekwencja obrazów typu black blood 401-404, zawierająca obrazy dla czterech przekrojów, została przedstawiona na Fig. 4, przy czym obrazy zostały przeskalowane tak, aby odpowiadały rozmiarowi obrazów kinematograficznych 301-304 przedstawionych na Fig. 3. Interfejs 120 skanera MRI zawiera ponadto interfejs 123 obrazów wzmocnienia kontrastowego, na których wykryte mogą być obszary serca znacznie wzmocnione środkiem kontrastującym. Interfejs 123 obrazów wzmocnienia kontrastowego jest przystosowany do pobierania dwóch sekwencji obrazów. Jedna sekwencja obrazów wzmocnienia kontrastowego 6
zwiera obrazy wczesnego wzmocnienia kontrastowego, pobrane nie później niż kilka minut po podaniu pacjentowi środka kontrastowego. Sekwencja obrazów wczesnego wzmocnienia kontrastowego może być stosowana do wykrycia obszaru świeżo uszkodzonego mięśnia sercowego i obszaru no-reflow świadczącego o uszkodzeniu mikrokrążenia. Przykładowe obrazy wczesnego wzmocnienia kontrastowego 501-504, przedstawione na Fig. 5, przedstawiają obrazy dla czterech przekrojów, przy czym obrazy zostały przeskalowane tak, aby odpowiadały rozmiarowi obrazom kinematograficznym 301-304 przedstawionym na Fig. 3. Druga sekwencja obrazów wzmocnienia kontrastowego zawiera obrazy późnego wzmocnienia kontrastowego, otrzymywane co najmniej po kilkunastu minutach od podania pacjentowi badanej paramagnetycznego środka kontrastowego. Sekwencja późnego wzmocnienia kontrastowego może być stosowana do wykrywania obszaru uszkodzenia kardiomiocytów. Przykładowe obrazy późnego wzmocnienia kontrastowego 601-604 dla czterech przekrojów zostały przedstawione na Fig. 6, przy czym obrazy zostały przeskalowane tak, aby odpowiadały rozmiarowi obrazów kinematograficznych 301-304 przedstawionych na Fig. 3. Interfejs 120 skanera MRI może ponadto zawierać interfejs do pobierania innych obrazów 124, przykładowo wysokorozdzielczych obrazów tętnic wieńcowych uzyskanych metodą koronarografii MR. [0028] Kolejność pobierania poszczególnych obrazów i przepływ danych pomiędzy modułami urządzenia są sterowane przez sterownik urządzenia 150, który jest konfigurowalny przez użytkownika za pośrednictwem interfejsu sterowania 162. [0029] Kontroler pobierania obrazów 130 jest przystosowany do zainicjowania pracy odpowiedniego interfejsu obrazów 121-124 oraz odczytywania obrazów pobranych przez interfejs 121-124 i przesyłania ich do przetwornika obrazów 140. [0030] Przetwornik obrazów 140 zawiera moduły obróbki obrazów, takie jak analizator 141, skaler 142, selektor 143 i integrator 144. Pracą poszczególnych modułów steruje sterownik urządzenia 150 zgodnie z procedurą przedstawioną na Fig. 2, tak aby odpowiednio przetworzyć obrazy wejściowe celem wygenerowania obrazu wyjściowego przedstawiającego kontury epikardium i endokardium, obszar obrzęku, obszar uszkodzenia kardiomiocytów oraz obszar no reflow (zwany również obszarem MVO, Microvascular Obstruction). Analizator 141 jest układem przetwarzania grafiki przystosowanym do analizy obrazu, w tym wykrywania konturów obszarów o określonym zakresie stopni szarości. Skaler 142 jest układem 7
przetwarzania grafiki przystosowanym do powiększania lub zmniejszania obrazów według zadanej skali. Selektor 143 jest układem przetwarzania grafiki przystosowanym do pobierania danych z określonego fragmentu obrazu, przykładowo fragmentu otoczonego konturem określonym przez analizator 141. Integrator 144 jest układem przetwarzania grafiki przystosowanym do fuzji kilku obrazów, przez ich dodawanie, odejmowanie i/lub przenikanie w określonym zakresie. Obrazy wyjściowe wygenerowane przez integrator 144 przesyłane są do sterownika urządzenia 150, skąd mogą być przesyłane do jednostki prezentacji danych 161, bezpośrednio lub za pośrednictwem generatora modelu 3D 145, przystosowanego do zestawienia obrazów przedstawiających poszczególne przekroje w model trójwymiarowy, łatwiejszy do analizy przez radiologów lub kardiologów. [0031] Poszczególne moduły urządzenia 110 mogą być odrębnymi, wyspecjalizowanymi układami elektronicznymi, lub też mogą być zrealizowane w postaci oprogramowania obsługiwanego przez dedykowany sterownik i procesor graficzny. [0032] Fig. 2 przedstawia sposób przetwarzania obrazów wejściowych, na którym oparty jest sposób obrazowania lewej komory serca według wynalazku. W kroku 201 pobierane są dane obrazów wejściowych, czyli poszczególne rodzaje sekwencji obrazów. W szczególności, pobierane są wejściowe obrazy kinematyczne (301-304), obrazy wejściowe typu black blood (401-404), i wejściowe obrazy wzmocnienia kontrastowego (501-504, 601-604). Następnie, w kroku 202 określana jest faza pracy serca, dla której zostanie wykonane obrazowanie. Przykładowo, może to być faza pełnego rozkurczu. Faza pracy serca określana jest przez użytkownika za pośrednictwem interfejsu sterowania lub może być określana automatycznie jako ustalona z góry. Opcjonalnie, procedura może być powtórzona dla wielu faz, tak aby przedstawić ruchomy obraz lewej komory serca, przykładowo dla wszystkich faz, dla których dostępne są obrazy kinematograficzne. W kroku 203 wykonuje się, za pomocą skalera 142, przeskalowanie obrazów do wspólnego rozmiaru. Ze względu na to, że obrazy różnych typów mogą być wykonywane w różnych fazach cyklu pracy serca, to znaczy takich fazach, które są najbardziej optymalne dla wykonania danego typu obrazu, przykładowo w zależności od przebiegu krzywej EKG, to rozmiary przekroju serca w obrazach różnych typów będą różnić się między sobą. Przykładowo, jeśli obraz typu black blood wykonywany jest w fazie skurczu lub 8
niepełnego rozkurczu serca, a fazą docelową do obrazowania jest faza pełnego rozkurczu, to określa się różnice skali pomiędzy obrazem kinematograficznym dla fazy skurczu lub niepełnego rozkurczu a obrazem kinematograficznym dla fazy pełnego rozkurczu, a następnie przeskalowuje się obrazy typu black blood zgodnie z określoną różnicą skali, tym samym otrzymując w przybliżeniu obraz typu black blood dla fazy pełnego rozkurczu. Podobnie przeskalowuje się obrazy wczesnego i późnego wzmocnienia kontrastowego. W dalszych krokach wyodrębnia się pożądane informacje z poszczególnych typów obrazów, przez określenie konturów pożądanych obszarów za pomocą analizatora, a następnie wybranie zawartości tych obszarów za pomocą selektora 143. W kroku 204 z obrazu kinematograficznego wyodrębnia się kontury epikardium i endokardium, przykładowo tak jak wskazano oznaczeniem 701 na Fig. 7. W kroku 205 z obrazu typu black blood wyodrębnia się obszar obrzęku, przykładowo tak jak wskazano oznaczeniem 702 na Fig. 7. W kroku 206 z obrazu wczesnego wzmocnienia kontrastowego wyodrębnia się obszar no reflow, przykładowo tak jak wskazano oznaczeniem 703 na Fig. 7. W kroku 207 z obrazu późnego wzmocnienia kontrastowego wyodrębnia się obszar uszkodzenia kardiomicytów, przykładowo tak jak wskazano oznaczeniem 704 na Fig. 7. Następnie, w kroku 209 łączy się cztery wyodrębnione obrazy 701-704, przez nałożenie na siebie kolejno obrazów: 701, 702, 704, 703, uzyskując obraz wynikowy, przykładowo tak jak wskazano oznaczeniem 705 na Fig. 7. Opcjonalnie, jeśli urządzenie zawiera interfejs do pobierania innych obrazów 124, obraz wyjściowy może być w kroku 209 połączony z innymi obrazami wyodrębnionymi w kroku 208. [0033] Sposób przetwarzania obrazów jest korzystnie przeprowadzany dla zestawu obrazów (301, 401, 501, 601), (302, 402, 502, 602), (303, 403, 503, 603), (304, 404, 504, 604) dla każdego przekroju, dla którego zostały wyodrębnione obrazy. Daje to w wyniku sekwencję obrazów wyjściowych, która może być wykorzystana do wygenerowania za pomocą generatora modelu 3D 145 trójwymiarowej reprezentacji lewej komory serca. Model 3D, taki jak przedstawiono na Fig. 8, zawiera ważne diagnostycznie informacje, przydatne w szczególności do diagnozowania świeżego zawału serca. [0034] Sposób obrazowania lewej komory serca według wynalazku jest wykonywany za pomocą modułów urządzenia 110, które mogą być indywidualnymi, specjalizowanymi układami elektronicznymi lub mogą być zrealizowane jako 9
oprogramowanie obsługiwane przez dedykowany sterownik i procesor graficzny. Tak więc, sposób jest sposobem realizowanym przy pomocy komputera. [0035] Przykładowe obrazy wejściowe przedstawione na Fig. 7 przedstawiają przekroje lewej komory serca w osi krótkiej, lecz możliwym jest również obrazowanie lewej komory serca za pomocą przekrojów w osi długiej, lub też nałożenie na siebie obrazów w osi krótkiej i osi długiej, celem uzyskania większej dokładności obrazu trójwymiarowego. [0036] Obrazy wejściowe i wyjściowe, jak opisano powyżej, zawierają wizualizację lewej komory serca. Mogą zawierać również dodatkowe informacje, takie jak obraz prawej komory serca czy obrazy tętnic wieńcowych, w celu zobrazowania innych parametrów niż tylko wpływ świeżego zawału na lewą komorę serca. [0037] Chociaż w powyższym opisie określenie obraz stosowane jest w nawiązaniu do obrazów dwuwymiarowych, to określenie to może obejmować również obrazy trójwymiarowe. W przypadku gdy obrazy wejściowe są obrazami trójwymiarowymi, to generowany obraz wyjściowy również jest obrazem trójwymiarowym. [0038] Obrazy typu black blood ( czarnej krwi ) są obrazami uzyskanymi zwykle za pomocą metody szybkiego echa spinowego (ang. Fast Spin Echo/Turbo Spin Echo - FSE/TSE), na których krew w jamach serca ma niski sygnał (kolor czarny), a mięsień serca ma sygnał wyższy (kolor szary). Do otrzymaniu niskiego sygnału krwi można stosować metody z podwójnym impulsem IR (ang. Double Inversion Recovery) lub z potrójnym impulsem IR (ang. Triple Inversion Recovery). Korzystnie, stosuje się metodę Black Blood Triple Inverse Recovery, która umożliwia wizualizację obrzęku mięśnia serca wywołanego przez świeży zawał serca. Pobiera się obrazy PDzależne (ang. Proton Density Dependant) i T2-zależne (ang. spin-spin relaxation). [0039] Obszary no-reflow to widoczne na tle wzmocnionego przez paramagnetyczny środek kontrastowy obszaru uszkodzenia mięśnia serca (przez świeży zawał serca) obszary uszkodzenia mikrokrążenia (ang. microvascular obstruction MVO). Widoczne są one jako obszary o bardzo niskim sygnale otoczone przez obszary wzmocnione. Obszary no-reflow widoczne są najlepiej w pierwszych minutach po podaniu środka kontrastowego (wczesne wzmocnienie kontrastowe (ang. early enhacement)). Obszary no-reflow widoczne są na obrazach T1-zależnych (ang. spin-lattice relaxation dependent)). [0040] Późne wzmocnienie kontrastowe (ang. delayed contrast enhancement) to metoda obrazująca patologiczne obszary w mięśniu serca po podaniu 10
paramagnetycznego środka kontrastowego, za pomocą sekwencji tworzącej obrazy silnie T1-zależne. Obrazy uzyskiwane są z opóźnieniem zwykle kilkunastu minut od podania środka kontrastowego. [0041] Obrazy kinematograficzne (ang. cine images) przedstawiają ruchome przekroje obrazujące cykl pracy serca na wybranej warstwie przekroju. Obrazy te uzyskiwane mogą być techniką szybkiego echa gradientowego za pomocą różnych rodzajów sekwencji. Korzystnym rozwiązaniem dla niniejszego wynalazku jest technika SSFP (ang. Steady State Free Precession), pozwalająca na uzyskanie wysokiej różnicy sygnałów pomiędzy wysokopoziomowym sygnałem krwi w jamach serca, a niskopoziomowym sygnałem mięśnia serca. 11
Zastrzeżenia 1. Urządzenie do obrazowania lewej komory serca na podstawie obrazów lewej komory serca pobranych ze skanera rezonansu magnetycznego, które to urządzenie zawiera: - interfejs skanera (120) przystosowany do pobierania ze skanera rezonansu magnetycznego obrazów wejściowych różnych typów oraz - przetwornik obrazów (140) przystosowany do przetwarzania danych z pobranych obrazów wejściowych, przy czym - interfejs skanera (120) zawiera o interfejs (121) obrazów kinematograficznych przystosowany do pobierania wejściowych obrazów kinematograficznych (301-304), o interfejs (122) obrazów typu black blood przystosowany do pobierania wejściowych obrazów typu black blood (401-404), o interfejs (123) obrazów wzmocnienia kontrastowego przystosowany do pobierania wejściowych obrazów wczesnego wzmocnienia kontrastowego (501-504) oraz wejściowych obrazów późnego wzmocnienia kontrastowego (601-604), o przy czym interfejsy (121-123) są przyłączone do kontrolera (130) pobierania obrazów, przystosowanego do przesyłania obrazów wejściowych (301-304, 401-404, 501-504, 601-604) pobranych z interfejsów (121-123) w kolejności kontrolowanej za pośrednictwem sterownika (150) urządzenia, do przetwornika obrazów (140), - przy czym przetwornik obrazów (140) jest przystosowany do generowania obrazu wyjściowego (705) zawierającego: o kontury epikardium i endokardium (701) wybrane z obrazów kinematograficznych (301-304), o obszar obrzęku (702) wybrany z obrazów typu black blood (401-404) o obszar uszkodzenia kardiomicytów (704) wybrany z obrazów późnego wzmocnienia kontrastowego (601-604), o obszar no reflow (703) wybrany z obrazów wczesnego wzmocnienia kontrastowego (501-504). 12
2. Urządzenie według zastrz. 1, znamienne tym, że przetwornik obrazów (140) zawiera skaler (142) przystosowany do przestrzennego skalowania obrazów wejściowych (301-304, 401-404, 501-504, 601-604) do wielkości odpowiadającej pojedynczej fazie cyklu pracy serca. 3. Urządzenie według zastrz. 1, znamienne tym, że interfejs skanera (120) zawiera ponadto interfejs do pobierania innych obrazów (124). 4. Urządzenie według zastrz. 1, znamienne tym, że przetwornik obrazów (140) jest ponadto przystosowany do łączenia obrazu wyjściowego (705) z obrazem pobranym z interfejsu do pobierania innych obrazów (124). 5. Urządzenie według zastrz. 1, znamienne tym, że obrazy wejściowe (301-304, 401-404, 501-504, 601-604) oraz obraz wyjściowy (705) są obrazami dwuwymiarowymi. 6. Urządzenie według zastrz. 5, znamienne tym, że zawiera ponadto generator (145) przystosowany do generowania modelu trójwymiarowego na podstawie dwuwymiarowych obrazów wyjściowych (705) wygenerowanych dla różnych przekrojów lewej komory serca. 7. Urządzenie według zastrz. 1, znamienne tym, że obrazy wejściowe (301-304, 401-404, 501-504, 601-604) oraz obraz wyjściowy (705) są trójwymiarowe. 8. Implementowany przy pomocy komputera sposób obrazowania lewej komory serca na podstawie obrazów lewej komory serca pobranych ze skanera rezonansu magnetycznego, który to sposób obejmuje następujące kroki: - pobiera się wejściowe obrazy kinematograficzne (301-304), - pobiera się wejściowe obrazy typu black blood (401-404), - pobiera się wejściowe obrazy wczesnego wzmocnienia kontrastowego (501-504) oraz wejściowe obrazy późnego wzmocnienia kontrastowego (601-604), - przetwarza się dane pobranych obrazów wejściowych (301-304, 401-404, 501-504, 601-604) tak, że: 13
o wybiera się kontury epikardium i endokardium (701) z obrazów kinematograficznych (301-304), o wybiera się obszar obrzęku (702) z obrazów typu black blood (401-404), o wybiera się obszar uszkodzenia kardiomicytów (704) z obrazów późnego wzmocnienia kontrastowego (601-604), o wybiera się obszar no reflow (703) z obrazów wczesnego wzmocnienia kontrastowego (501-504), o generuje się obraz wyjściowy (705) zawierający kontury epikardium i endokardium (701), obszar obrzęku (702), obszar uszkodzenia kardiomicytów (704) i obszar no reflow (703) wybrane z obrazów wejściowych (301-304, 401-404, 501-504, 601-604). 9. Sposób według zastrz. 8, obejmujący ponadto krok, w którym przestrzennie skaluje się obrazy wejściowe (301-304, 401-404, 501-504, 601-604) do wielkości odpowiadającej pojedynczej fazie cyklu pracy serca. 10. Sposób według zastrz. 9, obejmujący ponadto krok, w którym pobiera się inne obrazy (124) ze skanera rezonansu magnetycznego i łączy się obraz wyjściowy z tymi innymi obrazami (124). 14
101 Skaner MRI 110 120 121 123 Urządzenie do obrazow. lewej komory serca Sterownik skanera MRI Interfejs obrazów ruchomych Interfejs obrazów wzm. kontrast. Interfejs obrazów typu "black blood" Interfejs obrazów innych 122 124 130 140 Kontroler pobierania obrazów 141 142 143 144 Przetwornik obrazów Analizator Skaler Selektor Integrator Generator modelu 3D Sterownik urządzenia 150 145 161 Fig. 1 Jednostka prezentacji danych Interfejs sterowania 162 15
201 Pobierz obrazy wejściowe 202 Określ docelową fazę pracy serca 203 Skaluj obrazy 204 205 206 207 Wyodrębnij kontury Wyodrębnij obrzęk Wyodrębnij późne wzm. k. Wyodrębnij "no reflow" 209 208 Dokonaj fuzji obrazów Wyodrębnij inne obrazy Fig. 2 16
301 401 302 402 303 403 304 404 Fig. 3 Fig. 4 17
501 601 502 602 503 603 504 604 Fig. 5 Fig. 6 18
701 702 703 704 705 Fig. 7 Fig. 8 19