近年の画像解析技術の向上により，さまざまなモダリティから多くの情報を抽出できるようになり，心臓の解剖や病態の理解に役立っている。CTでは，高い解像度を利用し，主に冠動脈内腔の評価に用いられる。対してMRIは，コントラスト分解能の良さを利用し，左室壁の描出や造影効果の強調を施すことで，病変の範囲を知ることが可能である。さらに，アイソトープを用いることで，心機能に加え心筋血流を表示することが可能であり，虚血有無の診断に大きく貢献している。このように，心臓は複数のモダリティから関心を得ており，さまざまな検査がなされる。本稿では，それぞれの検査に特化した「AZE VirtualPlace」（以下，VirtualPlace）の解析技術と，それらを融合させる技術について述べる。

■冠動脈解析

冠動脈CT解析ソフトは，現在では30秒程度で左右の冠動脈とその分枝血管の中心線を抽出することができる。それぞれの血管で，CPR表示や直交断面による読影を可能にしている。カテーテル治療への応用として，心室内の造影剤信号を除去したangiographic MIP表示を用いることで，どの角度から投影すると血管がどのように表示されるかを容易に知ることができる。また，血管内視鏡表示では，バルサルバ洞起始部がどのような状態になっているか，石灰はどこに付着しているかを，より直感的に把握できるように表示できる。このような機能を用いて，冠動脈診断および冠動脈治療までサポートできるシステムを目標としている。
VirtualPlaceの2013年モデルでは，冠動脈バイパス術後のフォローアップデータから，吻合される内胸動脈などのグラフト血管を自動で抽出する仕組みを実装した（図1）。日本循環器学会のガイドラインでは，バイパス術後に心臓CTを施行する意義として，「吻合部の確認」と「新規病変のチェック」が挙げられている。本機能は，前述の冠動脈CT解析ソフトの中に組み込まれており，ネイティブ冠動脈を自動抽出する手段を持ちながらバイパス血管を抽出し表示できるため，吻合部とすべての血管のチェックを1つのソフトで行うことが可能である。
冠動脈撮像は，MRIでも数多く実施されており，造影剤を使用せずに撮像可能であること，石灰化による影響なしに内腔の情報が得られることにメリットがある。VirtualPlaceでは，MRIのデータを用いても，CTと同様に血管の自動抽出を行うことができる（図2）。さらに，心筋表面を薄いスラブ厚でMIP表示する“PWMIP”を用いることで，側副血行路のような細かい血管の描出を可能にする。

図1　冠動脈バイパスグラフト解析機能

図2　心臓MRIデータから冠動脈を抽出しCPR表示することができる。

■心機能解析

CTやMRIから心機能情報を抽出することが可能である。心機能解析ソフトでは，自動的に左室心筋の内壁と外壁を抽出し，左室駆出率や壁厚，壁の運動量などの情報を表示することが可能である。本機能は，特にMRIのデータにおいて実施されることが多く，1心拍を30分割以上で撮像されるシネ画像においても，すべてのフェーズで正確に壁をトレースすることが可能である。

■遅延造影解析

心筋梗塞の評価方法としての遅延造影撮像は，一般的に広く実施されている。その梗塞部分の評価に対し，自動の壁抽出機能を実装している（図3）。さらに，心筋の梗塞範囲において，さまざまな閾値の設定方法が提唱されているが，本ソフトにはヒストグラムからの閾値判断と，正常心筋の信号値から判断する2種類を設定することができる。これらの手法を使用することにより，梗塞部位の体積や，正常心筋との比率を求めることが可能である。また，完全に閉塞している部分では，造影剤が通過しないことから造影効果が得られないことがある。これらが考慮されていなければ「正常心筋」としてとらえられることになるが，本ソフトウェアではその部分を補正することが可能であり，より正確な評価を与えることが可能である。

図3　遅延造影解析

■心筋パーフュージョン

現在，CTによる心筋パーフュージョンが研究されているが，MRIによる心筋パーフュージョン定量化ソフトは数年前よりVirtualPlaceに実装されている。しかし，MRIは心筋虚血に対する感度が高いものの，造影剤の信号が飽和を起こし，そのままでは定量値を導くことが困難であった。そこで，信号値の飽和補正を行い，extraction fractionなどの影響を考慮しつつ定量化を行っている。定量値の算出は，患者ごとや過去のデータとの比較にも用いることが可能であり，MRIの解像度の良さから内膜と外膜との信号値の分離なども可能である（図4）。

図4　MRI心筋パーフュージョン定量化ソフト

■マルチモダリティフュージョン

近年の画像解析は，まさに「総合画像解析」であり，1つの臓器を通して複数のモダリティ情報を融合して画像表示する機会が多くなってきた。従来は，頭部などの「動きが伴い難い臓器」に限定されていたが，CTの撮影技術の向上に伴い，心臓CTと心筋SPECTの融合表示が可能になった。VirtualPlaceでは，“アトラス法”というレジストレーション技術を開発し，形態画像と機能画像を仲介するデータを使用することで，精度の高い位置合わせを可能にしている（図5）。このように作成されるデータでは，患者ごとに異なる冠動脈走行に対する心筋SPECTの情報が，どのように与えられるかを，より視覚的に表示することが可能である。また，stress時とrest時のデータからwash-out mapを作成することが可能であり，再灌流が見られる心筋と，その責任血管の同定を容易にする。

図5　冠動脈CTと心筋SPECTの融合

■Surgical Imaging

図6　内視鏡下僧帽弁手術

CTによる心臓の三次元構築は，これまで冠動脈病変や冠動脈由来の病変がターゲットになることが多かった。それに加えて，現在では，開心術前に弁などの形成や置換を施す部分の評価が有用視されている。その多くは，心房室内瘤や心房中隔欠損（ASD），および心室中隔欠損（VSD）のサイジングなどに用いられている。また，僧帽弁は，CT画像の中でも表現に十分なピクセル数を得ることができるので，大動脈基部との位置関係や，弁の石灰化とその位置関係などの表現に用いられている。また，冠動脈瘻など異常血管に対しても，由来する血管がどこから来るものか事前にわかれば，手術はより安全で迅速に進むことが予想できる。このように，術前に正しい病態と解剖が画像で表現できれば，より低侵襲な術式を選択する余地が生まれる可能性が出てくる。
近年では，心臓手術において，人工心肺を使用しないoff-pump手術が積極的に実施されている。また，胸骨正中切開を施さず，肋間の小切開などの手術方法も存在し，さまざまなアプローチがなされる。そのような手術は「低侵襲心臓手術（minimally invasive cardiac surgery：MICS）」と呼ばれ，ヨーロッパなどでは近年，心臓のさまざまな部分で実施されるようになってきた。図6は，その一例を表現したものである。この手法では，右第5肋間と前腋窩線の交点から内視鏡を進入させ，左房の右壁を切開することで僧帽弁を正対視することができる。低侵襲であり解剖学的にも優れた面がありながら，「どのような手術であるか」ということを伝えるにはさまざまな努力が必要である。しかし，ワークステーションを操作することにより，ボリュームレンダリング画像から，このような手術をシミュレートできる動画を作成することが容易である。新しい手術を説明できる動画が作成できれば，教育的にも，また患者への説明においても非常に有効なツールであると言える。

心臓は，これほど撮影法が進歩しても，まだ見ぬ新しい情報を得ようと次々に撮影法が開発される領域である。これは，心臓がいかに「未知の領域であったか」ということを表している。VirtualPlaceの開発を進めるにあたり，どのような情報が診断に有効か，どのような情報が手術や治療に必要か，そして，ほかにどのような診断方法や治療方法があるのかを考えながら，新しい技術を開発し，臨床の現場に提案していきたい。