(57)【要約】【課題】放射性薬物の投与速度に関する制御目標値を一義的に決定できると共に、放射性薬物の評価を行うための時間を十分に確保できる薬物評価システム、薬物評価方法、薬物評価プログラム及び記録媒体を提供する。【解決手段】薬物評価システム１では、基準被検体Ｓｒに放射性薬物を一定速度で投与したときにＰＥＴ装置１１で計測された特定部位のＴＡＣ平衡時放射能濃度と、基準被検体Ｓｒに投与された放射性薬物の単位時間当たりの放射能量との比に基づいて、放射性薬物の特性パラメータを算出する。また、特性パラメータの逆数と、放射性薬物の放射能濃度及び初期投与速度との積に基づいて、被検体Ｓに放射性薬物を投与したときの特定部位の放射能濃度の制御目標値を算出し、特定部位のＴＡＣが平衡に至るまで、当該制御目標値や比例制御パラメータに基づいて放射性薬物の投与速度をフィードバック制御する。【選択図】図１
2015219048.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被検体における特定部位の放射能濃度を計測する計測装置と、
前記被検体に放射性薬物を投与する薬物投与装置と、
前記計測装置で計測された前記特定部位の放射能濃度の時間変化に基づいて、前記薬物投与装置によって前記被検体に投与される前記放射性薬物の投与速度を制御する制御装置と、を備え、
前記制御装置は、
基準被検体に前記放射性薬物を一定速度で投与したときに前記計測装置で計測された前記基準被検体における特定部位の放射能濃度の時間変化の平衡時放射能濃度と、前記薬物投与装置によって前記基準被検体に投与された前記放射性薬物の単位時間当たりの放射能量との比に基づいて、前記放射性薬物の特性パラメータを算出する特性パラメータ算出部と、
前記特性パラメータ算出部によって算出された前記特性パラメータの逆数と、前記薬物投与装置にセットされる前記放射性薬物の放射能濃度及び初期投与速度との積に基づいて、前記被検体に前記放射性薬物を投与したときに前記計測装置で計測される前記被検体における特定部位の放射能濃度の制御目標値を算出する制御目標値算出部と、
前記制御目標値算出部によって算出された前記制御目標値に基づいて、前記被検体における特定部位の放射能濃度の時間変化が平衡に至るまで、前記薬物投与装置によって前記被検体に投与される前記放射性薬物の投与速度をフィードバック制御する投与速度制御部と、を有している薬物評価システム。
【請求項２】
前記制御装置は、前記特性パラメータ算出部によって算出された前記特性パラメータと、正の実数である加速係数との積に基づいて、比例制御パラメータを算出する比例制御パラメータ算出部を更に有し、
前記投与速度制御部は、前記比例制御パラメータ算出部によって算出された前記比例制御パラメータを用いて前記放射性薬物の投与速度を補正する請求項１記載の薬物評価システム。
【請求項３】
前記投与速度制御部は、前記被検体における特定部位の放射能濃度の時間変化が平衡に至った後、平衡時の投与速度の平均値に基づいて算出した固定速度で前記放射性薬物の投与速度を一定にする請求項１又は２記載の薬物評価システム。
【請求項４】
被検体における特定部位の放射能濃度を計測する計測装置と、
前記被検体に放射性薬物を投与する薬物投与装置と、
前記計測装置で計測された前記特定部位の放射能濃度の時間変化に基づいて、前記薬物投与装置によって前記被検体に投与される前記放射性薬物の投与速度を制御する制御装置と、を備え、
前記制御装置は、
基準被検体に前記放射性薬物を一定速度で投与したときに前記計測装置で計測された前記基準被検体における特定部位の放射能濃度の時間変化の平衡時放射能濃度と、前記薬物投与装置によって前記基準被検体に投与された前記放射性薬物の単位時間当たりの放射能量との比に基づいて、前記放射性薬物の特性パラメータを算出する特性パラメータ算出部と、
前記特性パラメータ算出部によって算出された前記特性パラメータと、正の実数である加速係数との積に基づいて、比例制御パラメータを算出する比例制御パラメータ算出部と、
前記被検体における特定部位の放射能濃度の時間変化が平衡に至るまで、前記薬物投与装置によって前記被検体に投与される前記放射性薬物の投与速度を予め前記特性パラメータに基づいて設定された制御目標値を用いてフィードバック制御する投与速度制御部と、を有し、
前記投与速度制御部は、前記薬物投与装置による前記被検体への前記放射性薬物の投与が開始された後、前記被検体における特定部位の放射能濃度の時間変化の立ち上がり中に前記比例制御パラメータを用いて前記放射性薬物の投与速度を補正する薬物評価システム。
【請求項５】
前記投与速度制御部は、前記被検体における特定部位の放射能濃度の時間変化が平衡に至った後、平衡時の投与速度の平均値に基づいて算出した固定速度で前記放射性薬物の投与速度を一定にする請求項４記載の薬物評価システム。
【請求項６】
特性パラメータ算出部が、基準被検体に放射性薬物を一定速度で投与したときに計測装置で計測された前記基準被検体における特定部位の放射能濃度の時間変化の平衡時放射能濃度と、薬物投与装置によって前記基準被検体に投与された前記放射性薬物の単位時間当たりの放射能量との比に基づいて、前記放射性薬物の特性パラメータを算出する特性パラメータ算出ステップと、
制御目標値算出部が、前記特性パラメータ算出ステップにおいて算出された前記特性パラメータの逆数と、前記薬物投与装置にセットされる前記放射性薬物の放射能濃度及び初期投与速度との積に基づいて、被検体に前記放射性薬物を投与したときに前記計測装置で計測される前記被検体における特定部位の放射能濃度の制御目標値を算出する制御目標値算出ステップと、
投与速度制御部が、前記制御目標値算出ステップにおいて算出された前記制御目標値に基づいて、前記被検体における特定部位の放射能濃度の時間変化が平衡に至るまで、前記薬物投与装置によって前記被検体に投与される前記放射性薬物の投与速度をフィードバック制御する投与速度制御ステップと、を有する薬物評価方法。
【請求項７】
比例制御パラメータ算出部が、前記特性パラメータ算出ステップにおいて算出された前記特性パラメータと、正の実数である加速係数との積に基づいて、比例制御パラメータを算出する比例制御パラメータ算出ステップを更に有し、
前記投与速度制御ステップにおいて、前記比例制御パラメータ算出ステップで算出された前記比例制御パラメータを用いて前記放射性薬物の投与速度を補正する請求項６記載の薬物評価方法。
【請求項８】
前記投与速度制御ステップにおいて、前記被検体における特定部位の放射能濃度の時間変化が平衡に至った後、平衡時の投与速度の平均値に基づいて算出した固定速度で前記放射性薬物の投与速度を一定にする請求項６又は７記載の薬物評価方法。
【請求項９】
特性パラメータ算出部が、基準被検体に放射性薬物を一定速度で投与したときに計測装置で計測された前記基準被検体における特定部位の放射能濃度の時間変化の平衡時放射能濃度と、薬物投与装置によって前記基準被検体に投与された前記放射性薬物の単位時間当たりの放射能量との比に基づいて、前記放射性薬物の特性パラメータを算出する特性パラメータ算出ステップと、
比例制御パラメータ算出部が、前記特性パラメータ算出ステップにおいて算出された前記特性パラメータと、正の実数である加速係数との積に基づいて、比例制御パラメータを算出する比例制御パラメータ算出ステップと、
投与速度制御部が、被検体における特定部位の放射能濃度の時間変化が平衡に至るまで、前記薬物投与装置によって前記被検体に投与される前記放射性薬物の投与速度を予め前記特性パラメータに基づいて設定された制御目標値を用いてフィードバック制御する投与速度制御ステップと、を有し、
前記投与速度制御ステップにおいて、前記薬物投与装置による前記被検体への前記放射性薬物の投与が開始された後、前記被検体における特定部位の放射能濃度の時間変化の立ち上がり中に前記比例制御パラメータを用いて前記放射性薬物の投与速度を補正する薬物評価方法。
【請求項１０】
前記投与速度制御ステップにおいて、前記被検体における特定部位の放射能濃度の時間変化が平衡に至った後、平衡時の投与速度の平均値に基づいて算出した固定速度で前記放射性薬物の投与速度を一定にする請求項９記載の薬物評価方法。
【請求項１１】
コンピュータを、
基準被検体に放射性薬物を一定速度で投与したときに計測装置で計測された前記基準被検体における特定部位の放射能濃度の時間変化の平衡時放射能濃度と、薬物投与装置によって前記基準被検体に投与された前記放射性薬物の単位時間当たりの放射能量との比に基づいて、前記放射性薬物の特性パラメータを算出する特性パラメータ算出部、
前記特性パラメータ算出部によって算出された前記特性パラメータの逆数と、前記薬物投与装置にセットされる前記放射性薬物の放射能濃度及び初期投与速度との積に基づいて、前記被検体に前記放射性薬物を投与したときに前記計測装置で計測される前記被検体における特定部位の放射能濃度の制御目標値を算出する制御目標値算出部、
前記制御目標値算出部によって算出された前記制御目標値に基づいて、前記被検体における特定部位の放射能濃度の時間変化が平衡に至るまで、前記薬物投与装置によって前記被検体に投与される前記放射性薬物の投与速度をフィードバック制御する投与速度制御部、として機能させる薬物評価プログラム。
【請求項１２】
コンピュータを、前記特性パラメータ算出部によって算出された前記特性パラメータと、正の実数である加速係数との積に基づいて、比例制御パラメータを算出する比例制御パラメータ算出部、として更に機能させ、
前記投与速度制御部を、前記比例制御パラメータ算出部によって算出された前記比例制御パラメータを用いて前記放射性薬物の投与速度を補正するように機能させる請求項１１記載の薬物評価プログラム。
【請求項１３】
前記投与速度制御部を、前記被検体における特定部位の放射能濃度の時間変化が平衡に至った後、平衡時の投与速度の平均値に基づいて算出した固定速度で前記放射性薬物の投与速度を一定にするように機能させる請求項１１又は１２記載の薬物評価プログラム。
【請求項１４】
コンピュータを、
基準被検体に放射性薬物を一定速度で投与したときに計測装置で計測された前記基準被検体における特定部位の放射能濃度の時間変化の平衡時放射能濃度と、薬物投与装置によって前記基準被検体に投与された前記放射性薬物の単位時間当たりの放射能量との比に基づいて、前記放射性薬物の特性パラメータを算出する特性パラメータ算出部、
前記特性パラメータ算出部によって算出された前記特性パラメータと、正の実数である加速係数との積に基づいて、比例制御パラメータを算出する比例制御パラメータ算出部、
前記被検体における特定部位の放射能濃度の時間変化が平衡に至るまで、前記薬物投与装置によって前記被検体に投与される前記放射性薬物の投与速度を予め前記特性パラメータに基づいて設定された制御目標値を用いてフィードバック制御する投与速度制御部、として機能させ、
前記投与速度制御部を、前記薬物投与装置による前記被検体への前記放射性薬物の投与が開始された後、前記被検体における特定部位の放射能濃度の時間変化の立ち上がり中に前記比例制御パラメータを用いて前記放射性薬物の投与速度を補正するように機能させる薬物評価プログラム。
【請求項１５】
前記投与速度制御部を、前記被検体における特定部位の放射能濃度の時間変化が平衡に至った後、平衡時の投与速度の平均値に基づいて算出した固定速度で前記放射性薬物の投与速度を一定にするように機能させる請求項１４記載の薬物評価プログラム。
【請求項１６】
コンピュータを、
基準被検体に放射性薬物を一定速度で投与したときに計測装置で計測された前記基準被検体における特定部位の放射能濃度の時間変化の平衡時放射能濃度と、薬物投与装置によって前記基準被検体に投与された前記放射性薬物の単位時間当たりの放射能量との比に基づいて、前記放射性薬物の特性パラメータを算出する特性パラメータ算出部、
前記特性パラメータ算出部によって算出された前記特性パラメータの逆数と、前記薬物投与装置にセットされる前記放射性薬物の放射能濃度及び初期投与速度との積に基づいて、前記被検体に前記放射性薬物を投与したときに前記計測装置で計測される前記被検体における特定部位の放射能濃度の制御目標値を算出する制御目標値算出部、
前記制御目標値算出部によって算出された前記制御目標値に基づいて、前記被検体における特定部位の放射能濃度の時間変化が平衡に至るまで、前記薬物投与装置によって前記被検体に投与される前記放射性薬物の投与速度をフィードバック制御する投与速度制御部、として機能させる薬物評価プログラムを記録した記録媒体。
【請求項１７】
コンピュータを、前記特性パラメータ算出部によって算出された前記特性パラメータと、正の実数である加速係数との積に基づいて、比例制御パラメータを算出する比例制御パラメータ算出部、として更に機能させ、
前記投与速度制御部を、前記比例制御パラメータ算出部によって算出された前記比例制御パラメータを用いて前記放射性薬物の投与速度を補正するように機能させる請求項１６記載の薬物評価プログラムを記録した記録媒体。
【請求項１８】
前記投与速度制御部を、前記被検体における特定部位の放射能濃度の時間変化が平衡に至った後、平衡時の投与速度の平均値に基づいて算出した固定速度で前記放射性薬物の投与速度を一定にするように機能させる請求項１６又は１７記載の薬物評価プログラムを記録した記録媒体。
【請求項１９】
コンピュータを、
基準被検体に放射性薬物を一定速度で投与したときに計測装置で計測された前記基準被検体における特定部位の放射能濃度の時間変化の平衡時放射能濃度と、薬物投与装置によって前記基準被検体に投与された前記放射性薬物の単位時間当たりの放射能量との比に基づいて、前記放射性薬物の特性パラメータを算出する特性パラメータ算出部、
前記特性パラメータ算出部によって算出された前記特性パラメータと、正の実数である加速係数との積に基づいて、比例制御パラメータを算出する比例制御パラメータ算出部、
前記被検体における特定部位の放射能濃度の時間変化が平衡に至るまで、前記薬物投与装置によって前記被検体に投与される前記放射性薬物の投与速度を予め前記特性パラメータに基づいて設定された制御目標値を用いてフィードバック制御する投与速度制御部、として機能させ、
前記投与速度制御部を、前記薬物投与装置による前記被検体への前記放射性薬物の投与が開始された後、前記被検体における特定部位の放射能濃度の時間変化の立ち上がり中に前記比例制御パラメータを用いて前記放射性薬物の投与速度を補正するように機能させる薬物評価プログラムを記録した記録媒体。
【請求項２０】
前記投与速度制御部を、前記被検体における特定部位の放射能濃度の時間変化が平衡に至った後、平衡時の投与速度の平均値に基づいて算出した固定速度で前記放射性薬物の投与速度を一定にするように機能させる請求項１９記載の薬物評価プログラムを記録した記録媒体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、薬物評価システム、薬物評価方法、薬物評価プログラム及び記録媒体に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば脳神経受容体の量や活性といった生体内の生理的情報を計測する装置として、ポジトロンエミッショントモグラフィ装置（陽電子放射断層撮影装置、以下「ＰＥＴ装置」）が知られている。このＰＥＴ装置は、例えば脳神経系の薬物の効果の定量的な計測に用いることができる。放射性薬物の効果の定量的な計測には、ＰＥＴ装置で取得した被検体内の放射能濃度の時間変化（Ｔｉｍｅ  Ａｃｔｉｖｉｔｙ  Ｃｕｒｖｅ、以下「ＴＡＣ」）を生体情報に変換する必要があり、そのための種々のデータ解析法が検討されている。
【０００３】
データ解析法の一つとして、ＰＥＴ装置での計測の開始時に被検体に放射性薬物の一部を急速投与し、その後、放射性薬物の残量を一定速度で投与し続けるボーラスプラスインフュージョン法（以下「ＢＩ法」）がある。ＢＩ法では、ＴＡＣを時間的に一定状態（ＴＡＣ平衡）とすることで、複雑なデータ解析を行わずに生体情報を取得することが可能であったが、実際のＰＥＴ装置での被検体の計測中にＴＡＣ平衡を得ることが難しい場合があった。
【０００４】
ＴＡＣ平衡をより確実かつ容易に得る手法として、例えば特許文献１に記載の装置では、ＰＥＴ装置でリアルタイム計測された生理的情報から被検体の特定部位の放射能濃度を算出し、この放射能濃度が時間的に一定となるように、被検体に投与する放射性薬物の投与速度をフィードバック制御している。ＴＡＣ平衡が得られた後、フィードバック制御を終了し、被検体に投与する放射性薬物の投与速度を固定速度とし、投与速度を一定とした状態で放射性薬物の評価が行われる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特許第４４０８１６２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
従来のように、ＰＥＴ装置での計測の開始時に被検体に放射性薬物の一部をボーラス投与する場合、ボーラス投与後のＴＡＣの応答によっては、放射性薬物の投与速度の制御がＴＡＣ平衡への到達を難しくする場合があり、制御目標値や比例制御パラメータの経験的な決定には相当の熟練を要していた。
【０００７】
また、従来の手法では、ボーラス投与後のＴＡＣの応答をモニタしながら放射性薬物の投与速度の制御目標値を決定していた。このため、ＰＥＴ装置による計測を開始した後、ボーラス投与後のＴＡＣの応答を待つ必要があり、放射性薬物の評価を行うための時間が限られてしまう場合があった。
【０００８】
本発明は、上記課題の解決のためになされたものであり、放射性薬物の投与速度に関する制御目標値や比例制御パラメータを一義的に決定できると共に、放射性薬物の評価を行うための時間を十分に確保できる薬物評価システム、薬物評価方法、薬物評価プログラム及び記録媒体を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題の解決のため、本発明の一側面に係る薬物評価システムは、被検体における特定部位の放射能濃度を計測する計測装置と、被検体に放射性薬物を投与する薬物投与装置と、計測装置で計測された特定部位の放射能濃度の時間変化に基づいて、薬物投与装置によって被検体に投与される放射性薬物の投与速度を制御する制御装置と、を備え、制御装置は、基準被検体に放射性薬物を一定速度で投与したときに計測装置で計測された基準被検体における特定部位の放射能濃度の時間変化の平衡時放射能濃度と、薬物投与装置によって基準被検体に投与された放射性薬物の単位時間当たりの放射能量との比に基づいて、放射性薬物の特性パラメータを算出する特性パラメータ算出部と、特性パラメータ算出部によって算出された特性パラメータの逆数と、薬物投与装置にセットされる放射性薬物の放射能濃度及び初期投与速度との積に基づいて、被検体に放射性薬物を投与したときに計測装置で計測される被検体における特定部位の放射能濃度の制御目標値を算出する制御目標値算出部と、制御目標値算出部によって算出された制御目標値に基づいて、被検体における特定部位の放射能濃度の時間変化が平衡に至るまで、薬物投与装置によって被検体に投与される放射性薬物の投与速度をフィードバック制御する投与速度制御部と、を有している。
【００１０】
この薬物評価システムでは、放射性薬物の特性パラメータの導入により、基準被検体に対する１回の放射能濃度の時間変化の計測に基づいて、放射性薬物の投与速度に関する制御目標値や比例制御パラメータを一義的に決定することができる。また、この薬物評価システムでは、放射性薬物を被検体にボーラス投与する必要がなく、予め決定された制御目標値によって放射性薬物の投与速度が一定値に近づいていくため、ボーラス投与後のＴＡＣの応答から制御目標値を算出していた従来の手法に比べて放射性薬物の評価を行うための時間を十分に確保できる。
【００１１】
制御装置は、特性パラメータ算出部によって算出された特性パラメータと、正の実数である加速係数との積に基づいて、比例制御パラメータを算出する比例制御パラメータ算出部を更に有し、投与速度制御部は、比例制御パラメータ算出部によって算出された比例制御パラメータを用いて放射性薬物の投与速度を補正してもよい。この場合、被検体における特定部位の放射能濃度が平衡に至るまでの時間を短縮できる。したがって、放射性薬物の評価を行うための時間を一層十分に確保できる。
【００１２】
また、投与速度制御部は、被検体における特定部位の放射能濃度の時間変化が平衡に至った後、平衡時の投与速度の平均値に基づいて算出した固定速度で放射性薬物の投与速度を一定にしてもよい。この薬物評価システムでは、予め決定された制御目標値によって放射性薬物の投与速度が一定値に近づいていくため、平衡時の投与速度の平均値を用いて簡単かつ精度良く固定速度を決定できる。
【００１３】
また、本発明の一側面に係る薬物評価システムは、被検体における特定部位の放射能濃度を計測する計測装置と、被検体に放射性薬物を投与する薬物投与装置と、計測装置で計測された特定部位の放射能濃度の時間変化に基づいて、薬物投与装置によって被検体に投与される放射性薬物の投与速度を制御する制御装置と、を備え、制御装置は、基準被検体に放射性薬物を一定速度で投与したときに計測装置で計測された基準被検体における特定部位の放射能濃度の時間変化の平衡時放射能濃度と、薬物投与装置によって基準被検体に投与された放射性薬物の単位時間当たりの放射能量との比に基づいて、放射性薬物の特性パラメータを算出する特性パラメータ算出部と、特性パラメータ算出部によって算出された特性パラメータと、正の実数である加速係数との積に基づいて、比例制御パラメータを算出する比例制御パラメータ算出部と、被検体における特定部位の放射能濃度の時間変化が平衡に至るまで、薬物投与装置によって被検体に投与される放射性薬物の投与速度を予め特性パラメータに基づいて設定された制御目標値を用いてフィードバック制御する投与速度制御部と、を有し、投与速度制御部は、薬物投与装置による被検体への放射性薬物の投与が開始された後、被検体における特定部位の放射能濃度の時間変化の立ち上がり中に比例制御パラメータを用いて放射性薬物の投与速度を補正する。
【００１４】
この薬物評価システムでは、放射性薬物の特性パラメータの導入により、基準被検体に対する１回の放射能濃度の時間変化の計測に基づいて、放射性薬物の投与速度に関する制御目標値や比例制御パラメータを一義的に決定することができる。また、この薬物評価システムでは、特性パラメータを用いて算出された比例制御パラメータにより、被検体における特定部位の放射能濃度の時間変化の立ち上がり中に放射性薬物の投与速度を補正する。これにより、被検体における特定部位の放射能濃度が平衡に至るまでの時間を短縮でき、放射性薬物の評価を行うための時間を一層十分に確保できる。
【００１５】
投与速度制御部は、被検体における特定部位の放射能濃度の時間変化が平衡に至った後、平衡時の投与速度の平均値に基づいて算出した固定速度で放射性薬物の投与速度を一定にしてもよい。この薬物評価システムでは、予め決定された制御目標値によって放射性薬物の投与速度が一定値に近づいていくため、平衡時の投与速度の平均値を用いて簡単かつ精度良く固定速度を決定できる。
【００１６】
また、本発明の一側面に係る薬物評価方法は、特性パラメータ算出部が、基準被検体に放射性薬物を一定速度で投与したときに計測装置で計測された基準被検体における特定部位の放射能濃度の時間変化の平衡時放射能濃度と、薬物投与装置によって基準被検体に投与された放射性薬物の単位時間当たりの放射能量との比に基づいて、放射性薬物の特性パラメータを算出する特性パラメータ算出ステップと、制御目標値算出部が、特性パラメータ算出ステップにおいて算出された特性パラメータの逆数と、薬物投与装置にセットされる放射性薬物の放射能濃度及び初期投与速度との積に基づいて、被検体に放射性薬物を投与したときに計測装置で計測される被検体における特定部位の放射能濃度の制御目標値を算出する制御目標値算出ステップと、投与速度制御部が、制御目標値算出ステップにおいて算出された制御目標値に基づいて、被検体における特定部位の放射能濃度の時間変化が平衡に至るまで、薬物投与装置によって被検体に投与される放射性薬物の投与速度をフィードバック制御する投与速度制御ステップと、を有する。
【００１７】
この薬物評価方法では、放射性薬物の特性パラメータの導入により、基準被検体に対する１回の放射能濃度の時間変化の計測に基づいて、放射性薬物の投与速度に関する制御目標値や比例制御パラメータを一義的に決定することができる。また、この薬物評価方法では、放射性薬物を被検体にボーラス投与する必要がなく、予め決定された制御目標値や比例制御パラメータによって放射性薬物の投与速度が一定値に近づいていくため、ボーラス投与後のＴＡＣの応答から制御目標値を算出していた従来の手法に比べて放射性薬物の評価を行うための時間を十分に確保できる。
【００１８】
薬物評価方法は、比例制御パラメータ算出部が、特性パラメータ算出ステップにおいて算出された特性パラメータと、正の実数である加速係数との積に基づいて、比例制御パラメータを算出する比例制御パラメータ算出ステップを更に有し、投与速度制御ステップにおいて、比例制御パラメータ算出ステップで算出された比例制御パラメータを用いて放射性薬物の投与速度を補正してもよい。この場合、被検体における特定部位の放射能濃度が平衡に至るまでの時間を短縮できる。したがって、放射性薬物の評価を行うための時間を一層十分に確保できる。
【００１９】
薬物評価方法は、投与速度制御ステップにおいて、被検体における特定部位の放射能濃度の時間変化が平衡に至った後、平衡時の投与速度の平均値に基づいて算出した固定速度で放射性薬物の投与速度を一定にしてもよい。この薬物評価方法では、予め決定された制御目標値や比例制御パラメータによって放射性薬物の投与速度が一定値に近づいていくため、平衡時の投与速度の平均値を用いて簡単かつ精度良く固定速度を決定できる。
【００２０】
また、本発明の一側面に係る薬物評価方法は、特性パラメータ算出部が、基準被検体に放射性薬物を一定速度で投与したときに計測装置で計測された基準被検体における特定部位の放射能濃度の時間変化の平衡時放射能濃度と、薬物投与装置によって基準被検体に投与された放射性薬物の単位時間当たりの放射能量との比に基づいて、放射性薬物の特性パラメータを算出する特性パラメータ算出ステップと、比例制御パラメータ算出部が、特性パラメータ算出ステップにおいて算出された特性パラメータと、正の実数である加速係数との積に基づいて、比例制御パラメータを算出する比例制御パラメータ算出ステップと、投与速度制御部が、被検体における特定部位の放射能濃度の時間変化が平衡に至るまで、薬物投与装置によって被検体に投与される放射性薬物の投与速度を予め特性パラメータに基づいて設定された制御目標値を用いてフィードバック制御する投与速度制御ステップと、を有し、投与速度制御ステップにおいて、薬物投与装置による被検体への放射性薬物の投与が開始された後、被検体における特定部位の放射能濃度の時間変化の立ち上がり中に比例制御パラメータを用いて放射性薬物の投与速度を補正する。
【００２１】
この薬物評価方法では、放射性薬物の特性パラメータの導入により、基準被検体に対する１回の放射能濃度の時間変化の計測に基づいて、放射性薬物の投与速度に関する制御目標値や比例制御パラメータを一義的に決定することができる。また、この薬物評価方法では、特性パラメータを用いて算出された比例制御パラメータにより、被検体における特定部位の放射能濃度の時間変化の立ち上がり中に放射性薬物の投与速度を補正する。これにより、被検体における特定部位の放射能濃度が平衡に至るまでの時間を短縮でき、放射性薬物の評価を行うための時間を一層十分に確保できる。
【００２２】
薬物評価方法は、投与速度制御ステップにおいて、被検体における特定部位の放射能濃度の時間変化が平衡に至った後、平衡時の投与速度の平均値に基づいて算出した固定速度で放射性薬物の投与速度を一定にしてもよい。この薬物評価方法では、予め決定された制御目標値や比例制御パラメータによって放射性薬物の投与速度が一定値に近づいていくため、平衡時の投与速度の平均値を用いて簡単かつ精度良く固定速度を決定できる。
【００２３】
また、本発明の一側面に係る薬物評価プログラムは、コンピュータを、基準被検体に放射性薬物を一定速度で投与したときに計測装置で計測された基準被検体における特定部位の放射能濃度の時間変化の平衡時放射能濃度と、薬物投与装置によって基準被検体に投与された放射性薬物の単位時間当たりの放射能量との比に基づいて、放射性薬物の特性パラメータを算出する特性パラメータ算出部、特性パラメータ算出部によって算出された特性パラメータの逆数と、薬物投与装置にセットされる放射性薬物の放射能濃度及び初期投与速度との積に基づいて、被検体に放射性薬物を投与したときに計測装置で計測される被検体における特定部位の放射能濃度の制御目標値を算出する制御目標値算出部、制御目標値算出部によって算出された制御目標値に基づいて、被検体における特定部位の放射能濃度の時間変化が平衡に至るまで、薬物投与装置によって被検体に投与される放射性薬物の投与速度をフィードバック制御する投与速度制御部、として機能させる。
【００２４】
この薬物評価プログラムでは、放射性薬物の特性パラメータの導入により、基準被検体に対する１回の放射能濃度の時間変化の計測に基づいて、放射性薬物の投与速度に関する制御目標値や比例制御パラメータを一義的に決定することができる。また、この薬物評価プログラムでは、放射性薬物を被検体にボーラス投与する必要がなく、予め決定された制御目標値によって放射性薬物の投与速度が一定値に近づいていくため、ボーラス投与後のＴＡＣの応答から制御目標値を算出していた従来の手法に比べて放射性薬物の評価を行うための時間を十分に確保できる。
【００２５】
薬物評価プログラムは、コンピュータを、特性パラメータ算出部によって算出された特性パラメータと、正の実数である加速係数との積に基づいて、比例制御パラメータを算出する比例制御パラメータ算出部、として更に機能させ、投与速度制御部を、比例制御パラメータ算出部によって算出された比例制御パラメータを用いて放射性薬物の投与速度を補正するように機能させてもよい。この場合、被検体における特定部位の放射能濃度が平衡に至るまでの時間を短縮できる。したがって、放射性薬物の評価を行うための時間を一層十分に確保できる。
【００２６】
薬物評価プログラムは、投与速度制御部を、被検体における特定部位の放射能濃度の時間変化が平衡に至った後、平衡時の投与速度の平均値に基づいて算出した固定速度で放射性薬物の投与速度を一定にするように機能させてもよい。この薬物評価プログラムでは、予め決定された制御目標値によって放射性薬物の投与速度が一定値に近づいていくため、平衡時の投与速度の平均値を用いて簡単かつ精度良く固定速度を決定できる。
【００２７】
また、本発明の一側面に係る薬物評価プログラムは、コンピュータを、基準被検体に放射性薬物を一定速度で投与したときに計測装置で計測された基準被検体における特定部位の放射能濃度の時間変化の平衡時放射能濃度と、薬物投与装置によって基準被検体に投与された放射性薬物の単位時間当たりの放射能量との比に基づいて、放射性薬物の特性パラメータを算出する特性パラメータ算出部、特性パラメータ算出部によって算出された特性パラメータと、正の実数である加速係数との積に基づいて、比例制御パラメータを算出する比例制御パラメータ算出部、被検体における特定部位の放射能濃度の時間変化が平衡に至るまで、薬物投与装置によって被検体に投与される放射性薬物の投与速度を予め特性パラメータに基づいて設定された制御目標値を用いてフィードバック制御する投与速度制御部、として機能させ、投与速度制御部を、薬物投与装置による被検体への放射性薬物の投与が開始された後、被検体における特定部位の放射能濃度の時間変化の立ち上がり中に比例制御パラメータを用いて放射性薬物の投与速度を補正するように機能させる。
【００２８】
この薬物評価プログラムでは、放射性薬物の特性パラメータの導入により、基準被検体に対する１回の放射能濃度の時間変化の計測に基づいて、放射性薬物の投与速度に関する制御目標値や比例制御パラメータを一義的に決定することができる。また、この薬物評価プログラムでは、特性パラメータを用いて算出された比例制御パラメータにより、被検体における特定部位の放射能濃度の時間変化の立ち上がり中に放射性薬物の投与速度を補正する。これにより、被検体における特定部位の放射能濃度が平衡に至るまでの時間を短縮でき、放射性薬物の評価を行うための時間を一層十分に確保できる。
【００２９】
薬物評価プログラムは、投与速度制御部を、被検体における特定部位の放射能濃度の時間変化が平衡に至った後、平衡時の投与速度の平均値に基づいて算出した固定速度で放射性薬物の投与速度を一定にするように機能させてもよい。この薬物評価プログラムでは、予め決定された制御目標値によって放射性薬物の投与速度が一定値に近づいていくため、平衡時の投与速度の平均値を用いて簡単かつ精度良く固定速度を決定できる。
【００３０】
また、本発明の一側面に係る記録媒体は、コンピュータを、基準被検体に放射性薬物を一定速度で投与したときに計測装置で計測された基準被検体における特定部位の放射能濃度の時間変化の平衡時放射能濃度と、薬物投与装置によって基準被検体に投与された放射性薬物の単位時間当たりの放射能量との比に基づいて、放射性薬物の特性パラメータを算出する特性パラメータ算出部、特性パラメータ算出部によって算出された特性パラメータの逆数と、薬物投与装置にセットされる放射性薬物の放射能濃度及び初期投与速度との積に基づいて、被検体に放射性薬物を投与したときに計測装置で計測される被検体における特定部位の放射能濃度の制御目標値を算出する制御目標値算出部、制御目標値算出部によって算出された制御目標値に基づいて、被検体における特定部位の放射能濃度の時間変化が平衡に至るまで、薬物投与装置によって被検体に投与される放射性薬物の投与速度をフィードバック制御する投与速度制御部、として機能させる薬物評価プログラムを記録する。
【００３１】
この記録媒体では、放射性薬物の特性パラメータの導入により、基準被検体に対する１回の放射能濃度の時間変化の計測に基づいて、放射性薬物の投与速度に関する制御目標値や比例制御パラメータを一義的に決定することができる。また、この記録媒体では、放射性薬物を被検体にボーラス投与する必要がなく、予め決定された制御目標値によって放射性薬物の投与速度が一定値に近づいていくため、ボーラス投与後のＴＡＣの応答から制御目標値を算出していた従来の手法に比べて放射性薬物の評価を行うための時間を十分に確保できる。
【００３２】
記録媒体は、コンピュータを、特性パラメータ算出部によって算出された特性パラメータと、正の実数である加速係数との積に基づいて、比例制御パラメータを算出する比例制御パラメータ算出部、として更に機能させ、投与速度制御部を、比例制御パラメータ算出部によって算出された比例制御パラメータを用いて放射性薬物の投与速度を補正するように機能させる薬物評価プログラムを記録してもよい。この場合、被検体における特定部位の放射能濃度が平衡に至るまでの時間を短縮できる。したがって、放射性薬物の評価を行うための時間を一層十分に確保できる。
【００３３】
記録媒体は、投与速度制御部を、被検体における特定部位の放射能濃度の時間変化が平衡に至った後、平衡時の投与速度の平均値に基づいて算出した固定速度で放射性薬物の投与速度を一定にするように機能させる薬物評価プログラムを記録してもよい。この記録媒体では、予め決定された制御目標値によって放射性薬物の投与速度が一定値に近づいていくため、平衡時の投与速度の平均値を用いて簡単かつ精度良く固定速度を決定できる。
【００３４】
また、本発明の一側面に係る記録媒体は、コンピュータを、基準被検体に放射性薬物を一定速度で投与したときに計測装置で計測された基準被検体における特定部位の放射能濃度の時間変化の平衡時放射能濃度と、薬物投与装置によって基準被検体に投与された放射性薬物の単位時間当たりの放射能量との比に基づいて、放射性薬物の特性パラメータを算出する特性パラメータ算出部、特性パラメータ算出部によって算出された特性パラメータと、正の実数である加速係数との積に基づいて、比例制御パラメータを算出する比例制御パラメータ算出部、被検体における特定部位の放射能濃度の時間変化が平衡に至るまで、薬物投与装置によって被検体に投与される放射性薬物の投与速度を予め特性パラメータに基づいて設定された制御目標値を用いてフィードバック制御する投与速度制御部、として機能させ、投与速度制御部を、薬物投与装置による被検体への放射性薬物の投与が開始された後、被検体における特定部位の放射能濃度の時間変化の立ち上がり中に比例制御パラメータを用いて放射性薬物の投与速度を補正するように機能させる薬物評価プログラムを記録する。
【００３５】
記録媒体は、投与速度制御部を、被検体における特定部位の放射能濃度の時間変化が平衡に至った後、平衡時の投与速度の平均値に基づいて算出した固定速度で放射性薬物の投与速度を一定にするように機能させる薬物評価プログラムを記録してもよい。この記録媒体では、予め決定された制御目標値によって放射性薬物の投与速度が一定値に近づいていくため、平衡時の投与速度の平均値を用いて簡単かつ精度良く固定速度を決定できる。
【発明の効果】
【００３６】
本発明の種々の側面によれば、放射性薬物の投与速度に関する制御目標値や比例制御パラメータを一義的に決定できると共に、放射性薬物の評価を行うための時間を十分に確保できる。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】本発明に係る薬物評価システムの一実施形態を示す図である。
【図２】図１に示した薬物評価システムの一部を構成する制御装置の機能的な構成要素を示すブロック図である。
【図３】コンピュータを図２に示した制御装置として機能させる薬物評価プログラムを記録した記録媒体の一実施形態を示す図である。
【図４】図１に示した薬物評価システムにおける特性パラメータ、制御目標値、及び比例制御パラメータの算出処理の一例を示すフローチャートである。
【図５】基準被検体の特定部位におけるＴＡＣの一例を示す図である。
【図６】特性パラメータの算出の一例を示す図である。
【図７】図１に示した薬物評価システムにおける評価対象薬物の評価処理の一例を示すフローチャートである。
【図８】被検体の特定部位におけるＴＡＣの一例を示す図である。
【図９】薬物評価の実施例を示す図である。
【図１０】薬物評価の比較例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００３８】
以下、図面を参照しながら、本発明の一側面に係る薬物評価システム、薬物評価方法、薬物評価プログラム及び記録媒体の好適な実施形態について詳細に説明する。
［薬物評価システムの構成］
【００３９】
図１は、本発明に係る薬物評価システムの一実施形態を示す図である。この薬物評価システム１は、特定部位の放射能濃度の時間変化（Ｔｉｍｅ  Ａｃｔｉｖｉｔｙ  Ｃｕｒｖｅ、以下「ＴＡＣ」）に基づいて被検体Ｓに投与する放射性薬物の投与速度（単位時間当たりの投与量）をフィードバック制御するＦＣＩ（Ｆｅｅｄｂａｃｋ  Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｄ  Ｉｎｆｕｓｉｏｎ）法を用い、放射性薬物のボーラス投与を行わずに被検体Ｓに対する評価対象薬物の効果を定量的に判断するシステムとして構成されている。本実施形態では、評価対象薬物は、例えば脳神経系の薬物であり、被検体Ｓの特定部位は、例えばサルの脳組織の一部である線状体が対象となっている。
【００４０】
図１に示すように、薬物評価システム１は、例えば被検体Ｓにおける特定部位の放射能濃度を計測するポジトロンエミッショントモグラフィ装置（計測装置：以下「ＰＥＴ装置」）１１と、被検体Ｓに放射性薬物を投与する薬物投与装置１２と、ＰＥＴ装置１１で計測された被検体Ｓの特定部位のＴＡＣに基づいて、薬物投与装置１２によって被検体Ｓに投与される放射性薬物の投与速度を制御する制御装置１３と、ＰＥＴ装置１１で計測されたデータを可視化する表示装置１４とを備えて構成されている。
【００４１】
ＰＥＴ装置１１は、例えば被検体Ｓの被計測部位である頭部が配置される計測空間Ｕを有している。計測空間Ｕには、多数の検出器が環状に配列されている。これらの検出器の受光面は、計測空間Ｕの方向に向けられており、計測空間Ｕ側から入射した放射線を検出する。ＰＥＴ装置１１では、被検体Ｓにおける被計測部位（特定部位を含む）の放射能濃度がリアルタイムで計測され、計測データが制御装置１３に随時送信される。
【００４２】
薬物投与装置１２は、例えば被検体Ｓに放射性薬物を注入する注射針、シリンジ、及びポンプ等を備えて構成されている。ＰＥＴ装置１１による放射能濃度の計測の実施期間中は、被検体Ｓに注射針が刺された状態でポンプによる放射性薬物の投与が行われる。薬物投与装置１２による被検体Ｓへの放射性薬物の投与速度は、制御装置１３によって制御される。
【００４３】
制御装置１３は、物理的には、例えばＣＰＵ、ＲＡＭ、及びＲＯＭといったメモリにより構成される主記憶装置、ハードディスク等で構成される補助記憶装置、ネットワークカード等で構成される通信制御装置、入力デバイスであるキーボード、マウス等の入力装置、上述した表示装置１４などを含むコンピュータシステムである。
【００４４】
制御装置１３は、機能的な構成要素として、図２に示すように、例えば計測データ取得部２１と、表示制御部２２と、特性パラメータ算出部２３と、制御目標値算出部２４と、比例制御パラメータ算出部２５と、投与速度制御部２６とを有している。
【００４５】
計測データ取得部２１は、ＰＥＴ装置１１から計測データを取得する部分である。計測データ取得部２１は、ＰＥＴ装置１１から被検体Ｓの特定部位における放射能濃度の計測データを随時受信し、特性パラメータ算出部２３に算出するまた、計測データ取得部２１は、ＰＥＴ装置１１から被検体Ｓの被計測部位における放射能濃度の計測データを表示制御部２２に出力する。
【００４６】
表示制御部２２は、表示装置１４に表示される画像を制御する部分である。表示制御部２２は、例えばＰＥＴ装置１１から送信された被検体Ｓの被計測部位における放射能濃度の計測データに基づいて、被計測部位における特定部位のＴＡＣ、被計測部位における特定部位以外の部位（例えば小脳）のＴＡＣをプロットしたグラフを表示装置１４に表示する。当該グラフには、後述する制御目標値Ａｇ、比例制御パラメータＫｐ、及び薬物投与装置１２による放射性薬物の投与速度などを更に表示するようにしてもよい。
【００４７】
特性パラメータ算出部２３は、薬物投与装置１２にセットされる放射性薬物の特性パラメータＫ０を算出する部分である。特性パラメータＫ０の算出にあたっては、被検体Ｓと同種の生体（例えばサル）である基準被検体Ｓｒについて、ＰＥＴ装置１１による事前計測を実施する。事前計測では、薬物投与装置１２によって基準被検体Ｓｒに放射性薬物を一定速度で投与する。そして、ＰＥＴ装置１１で計測された基準被検体Ｓｒにおける特定部位のＴＡＣ平衡時の放射能濃度（平衡時放射能濃度）と、薬物投与装置１２によって基準被検体Ｓｒに投与された放射性薬物の単位時間当たりの放射能量との比とに基づいて、放射性薬物の特性パラメータＫ０を算出する。特性パラメータ算出部２３は、算出した特性パラメータＫ０を制御目標値算出部２４と比例制御パラメータ算出部２５とにそれぞれ出力する。
【００４８】
制御目標値算出部２４は、被検体Ｓに放射性薬物を投与したときに計測装置で計測される被検体Ｓにおける特定部位の放射能濃度の制御目標値Ａｇを算出する部分である。より具体的には、制御目標値算出部２４は、特性パラメータ算出部２３によって算出された特性パラメータＫ０の逆数と、薬物投与装置１２にセットされる放射性薬物の放射能濃度及び初期投与速度との積に基づいて、被検体Ｓに放射性薬物を投与したときにＰＥＴ装置１１で計測される被検体Ｓにおける特定部位の放射能濃度の制御目標値Ａｇを算出する。制御目標値算出部２４は、算出した制御目標値Ａｇを投与速度制御部２６に出力する。
【００４９】
比例制御パラメータ算出部２５は、比例制御パラメータＫｐを算出する部分である。より具体的には、比例制御パラメータ算出部２５は、特性パラメータ算出部２３によって算出された特性パラメータＫ０と、正の実数である加速係数Ｃ０との積に基づいて、比例制御パラメータＫｐを算出する。加速係数Ｃ０は、正の実数によって任意の値に設定できる。比例制御パラメータ算出部２５は、算出した比例制御パラメータＫｐを投与速度制御部２６に出力する。
【００５０】
投与速度制御部２６は、薬物投与装置１２によって被検体Ｓに投与される放射性薬物の投与速度を制御する部分である。投与速度制御部２６は、制御目標値算出部２４によって算出されたＡｇを制御目標値とし、被検体Ｓにおける特定部位のＴＡＣが平衡に至るまで、被検体Ｓの特定部位の放射能濃度が制御目標値Ａｇで示される値を維持するように放射性薬物の投与速度をフィードバック制御する。
【００５１】
また、投与速度制御部２６は、被検体Ｓにおける特定部位のＴＡＣが平衡に至るまで、比例制御パラメータ算出部２５によって算出された比例制御パラメータＫｐを用いて放射性薬物の投与速度を補正する。比例制御パラメータＫｐの導入により、被検体Ｓに対する放射性薬物の初期の投与速度が補正され、ＴＡＣ平衡に至るまでの被検体Ｓにおける特定部位のＴＡＣを調整できる。比例制御パラメータＫｐによる放射性薬物の投与速度の補正は、薬物投与装置１２による被検体Ｓへの放射性薬物の投与が開始された後、少なくとも被検体Ｓにおける特定部位の放射能濃度の時間変化の立ち上がり中に開始すればよく、放射性薬物の投与と同時に開始してもよい。
【００５２】
投与速度制御部２６は、被検体Ｓにおける特定部位のＴＡＣが平衡に至った後は、ＰＥＴ装置１１による計測が終了するまで放射性薬物の投与速度を一定の速度（以下「固定速度」）Ｉｃに維持する。固定速度Ｉｃは、例えばＴＡＣ平衡時の投与速度の平均値に基づいて算出される。この固定速度Ｉｃによる放射性薬物の投与期間が薬物評価システム１における評価対象薬物の評価期間となる。
［薬物評価プログラム及び記録媒体の構成］
【００５３】
図３は、コンピュータを制御装置１３として機能させるための薬物評価プログラムを記録する記録媒体の一実施形態を示す図である。記録媒体３１は、例えばＣＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ、ＲＯＭ等の記録媒体又は半導体メモリによって構成されている。記録媒体３１におけるプログラム記録領域には、図３に示すように、薬物評価プログラムＰが記録されている。薬物評価プログラムＰは、メインモジュールＰ１と、計測データ取得モジュールＰ２と、表示制御モジュールＰ３と、特性パラメータ算出モジュールＰ４と、制御目標値算出モジュールＰ５と、比例制御パラメータ算出モジュールＰ６と、投与速度制御モジュールＰ７とを備えている。
【００５４】
メインモジュールＰ１は、薬物評価処理を統括的に制御する部分である。計測データ取得モジュールＰ２、表示制御モジュールＰ３、特性パラメータ算出モジュールＰ４、制御目標値算出モジュールＰ５、比例制御パラメータ算出モジュールＰ６、及び投与速度制御モジュールＰ７を実行することにより実現される機能は、上述した計測データ取得部２１、表示制御部２２、特性パラメータ算出部２３、制御目標値算出部２４、比例制御パラメータ算出部２５、及び投与速度制御部２６の機能と同様である。なお、薬物評価プログラムＰは、搬送波に重畳されたコンピュータデータ信号として通信ネットワークを介して提供されてもよい。
［薬物評価方法］
【００５５】
続いて、上述した薬物評価システム１を用いた薬物評価方法について詳細に説明する。
【００５６】
この薬物評価方法では、始めに基準被検体Ｓｒに対する事前計測を実施して放射性薬物の特性パラメータＫ０を算出し、特性パラメータＫ０を用いた制御目標値Ａｇ、及び比例制御パラメータＫｐの算出を行う。図４は、制御目標値Ａｇ及び比例制御パラメータＫｐの算出処理の一例を示すフローチャートである。
【００５７】
図４に示すように、この算出処理では、まず、ＰＥＴ装置１１に基準被検体Ｓｒを配置する（ステップＳ０１）。次に、ＰＥＴ装置１１に計測時間を入力すると共に、薬物投与装置１２のシリンジ内にセットされた放射性薬物の放射能量の液量及び放射能量を計測する。そして、ＰＥＴ装置１１の計測時間と放射性薬物の液量とに基づいて、計測中にシリンジ内の放射性薬物が尽きてしまわない範囲で放射性薬物の投与速度を設定し、当該投与速度によって基準被検体Ｓｒへの一定速度での放射性薬物の投与を開始する（ステップＳ０２）。放射性薬物の投与を開始した後、計測期間が終了するまでＰＥＴ装置１１から計測データを取得する（ステップＳ０３）。
【００５８】
図５は、ステップＳ０３で取得した基準被検体Ｓｒの特定部位におけるＴＡＣの一例を示す図である。同図に示す例は、ＰＥＴ装置１１の計測時間を９０分に設定し、基準被検体Ｓｒであるサルに対し、放射性薬剤［１１Ｃ］Ｒａｃｌｏｐｒｉｄｅを投与速度０．０４８ｍＬ／ｍｉｎ（放射能投与速度１．４６９４ＭＢｑ／ｍｉｎ）で持続的に投与した場合の特定部位（線状体）のＴＡＣの計測データである。同図に示す例では、横軸が時間、縦軸が放射能濃度となっており、特定部位の放射能濃度は、時間と共に単調に増加し、一定時間後にＴＡＣが平衡に到達している。なお、一定時間後にＴＡＣが平衡に到達しない場合、この時点でシリンジ内にセットされた放射性薬物がＦＣＩ法に適しないと判断することができる。
【００５９】
放射性薬物の特性パラメータＫ０の算出にあたっては、ＰＥＴ装置１１から取得した計測データに対して特定部位を設定し（ステップＳ０４）、特定部位におけるＴＡＣを算出する（ステップＳ０５）。また、算出したＴＡＣに基づいて、特定部位のＴＡＣが平衡に到達している期間Ｔｇ及び平衡時放射能濃度Ａｑ（図５参照）をそれぞれ算出する（ステップＳ０６）。
【００６０】
次に、算出した平衡時放射能濃度と、基準被検体Ｓｒに投与された放射性薬物の単位時間当たりの放射能量（放射能投与速度）との比に基づいて、放射性薬物の特性パラメータＫ０を算出する（ステップＳ０７）。図６は、特性パラメータＫ０の算出の一例を示す図である。同図に示す例では、横軸が平衡時放射能濃度、縦軸が放射能投与速度となっており、図５で示したＴＡＣのデータに基づいて、平衡時放射能濃度をｘ、放射能投与速度をｙとするデータ点がプロットされている。ここでは、平衡時放射能濃度が０．０４５１ＭＢｑ／ｍＬ、放射能投与速度が１．４６９４ＭＢｑ／ｍｉｎとなっており、プロットされたデータ点と原点とを結ぶ直線は、ｙ＝３２．５８ｘで表される。したがって、放射性薬物の特性パラメータＫ０は、当該直線の傾きである３２．５８と決定される。
【００６１】
特性パラメータＫ０の算出の後、ステップＳ０７で算出した特性パラメータＫ０の逆数と、被検体Ｓの計測を行う際に薬物投与装置１２のシリンジにセットされる放射性薬物の放射能濃度及び初期投与速度との積に基づいて、制御目標値Ａｇの算出を行う（ステップＳ０８）。例えば放射性薬物の放射能濃度が３０．６ＭＢｑ／ｍＬであり、特性パラメータＫ０が３２．５８である場合、初期投与速度を０．０４８ｍＬ／ｍｉｎとしたときの制御目標値Ａｇは、０．０４５１ＭＢｑ／ｍＬと算出される。また、特性パラメータＫ０の算出の後、ステップＳ０７で算出した特性パラメータＫ０と、加速係数Ｃ０との積に基づいて、比例制御パラメータＫｐの算出を行う（ステップＳ０９）。加速係数Ｃ０は、正の実数から任意に選択される。例えば加速係数Ｃ０を４とする場合、比例制御パラメータＫｐは、１３０．３２と算出される。
【００６２】
図７は、評価対象薬物の評価処理の一例を示すフローチャートである。同図に示すように、実際に薬物評価を行う際には、まず、ＰＥＴ装置１１に被検体Ｓを配置する（ステップＳ１１）。次に、特性パラメータＫ０と、制御目標値Ａｇ及び比例制御パラメータＫｐとを含む各種パラメータを制御装置１３に入力し（ステップＳ１２）、投与速度ＩｓｍＬ／ｍｉｎで被検体Ｓに対して放射性薬物の投与を開始すると共にＰＥＴ装置１１での計測を開始する（ステップＳ１３）。計測開始時の投与速度Ｉｓは、例えばステップＳ０２で用いた投与速度であってもよい。計測開始後のｉ回目のフィードバック制御時の投与速度Ｉｉは、被検体Ｓの特定部位における放射能濃度が制御目標値Ａｇに近づくようにフィードバック制御される。
【００６３】
ＰＥＴ装置１１での計測を開始した後、特定部位におけるＴＡＣのモニタリングを行い（ステップＳ１４）、ＴＡＣが平衡に到達したか否かの判断を行う（ステップＳ１５）。ＴＡＣが平衡に到達していないと判断された場合、比例制御パラメータＫｐを用いて被検体Ｓへの放射性薬物の投与速度Ｉｉを補正してもよい（ステップＳ１６）。補正量ΔＩｉは、特定部位のモニタリング時点の放射能濃度をＡｉとした場合に、ΔＩｉ＝Ｋｐ×（Ａｇ−Ａｉ）で算出される。補正後の放射性薬物の投与速度Ｉｉは、補正前の放射性薬物の投与速度をＩｉ−１とした場合に、Ｉｉ＝Ｉｉ−１＋ΔＩｉで算出される。補正を行わない場合の放射性薬物の投与速度Ｉｉは、Ｉｉ＝Ｉｉ−１で算出される。また、計測開始時の投与速度Ｉ０は、Ｉ０＝Ｉｓとする。
【００６４】
ＴＡＣが平衡に到達したと判断された場合、平衡時の投与速度Ｉｉの平均値に基づいて固定速度Ｉｃを算出する（ステップＳ１７）。その後、投与速度Ｉｉのフィードバック制御を終了し、固定速度Ｉｃでの放射性薬物の投与に移行する（ステップＳ１８）。固定速度Ｉｃでの放射性薬物の投与に移行後、評価対象となる薬物があるか否かを判断し（ステップＳ１９）、評価対象となる薬物がない場合には、ＰＥＴ装置１１による計測時間の満了と共に処理を終了する。評価対象となる薬物がある場合には、当該薬物を被検体Ｓに投与してＰＥＴ装置１１による計測を継続し（ステップＳ２０）、その後、ＰＥＴ装置１１による計測時間の満了と共に処理を終了する。
【００６５】
図８は、被検体の特定部位におけるＴＡＣの一例を示す図である。同図に示す例は、評価対象となる薬物を投与しなかった場合の被検体ＳのＴＡＣの計測データであり、ＰＥＴ装置１１の計測時間を１２０分に設定し、被検体Ｓであるサルに対し、放射性薬剤［１１Ｃ］Ｒａｃｌｏｐｒｉｄｅを投与したものである。図８の例では、横軸が時間、縦軸（左）が放射能濃度、縦軸（右）が投与速度となっており、特定部位の放射能濃度（グラフＡ）、特定部位以外（リファレンス）の放射能濃度（グラフＢ）、及び放射性薬物の投与速度（グラフＣ）がそれぞれプロットされている。また、制御目標値Ａｇの値、フィードバック制御期間、固定速度期間をそれぞれ図示している。
【００６６】
図８に示すように、ＰＥＴ装置１１での計測の開始後、制御目標値Ａｇ及び比例制御パラメータＫｐに基づく放射性薬物の投与速度Ｉｉのフィードバック制御に従って特定部位の放射能濃度が立ち上がり、制御目標値Ａｇの値に収束している。放射性薬剤の投与速度Ｉｉは、計測開始時の投与速度Ｉｓから徐々に減少し、一定の漸近線に収束している。ＴＡＣが平衡に到達した後、計測開始から４５分の時点で投与速度Ｉｉのフィードバック制御が終了し、ＰＥＴ装置１１の計測期間が満了するまで固定速度Ｉｃが維持される。固定速度Ｉｃに移行後も、ＴＡＣ平衡が維持されている。
【００６７】
図９は、薬物評価の実施例を示す図である。同図に示す例は、評価対象となる放射性薬物を投与した場合の被検体ＳのＴＡＣの計測データであり、計測条件は図８に示した場合と同様であるが、ＴＡＣが平衡（１次的な平衡）に達して固定速度Ｉｃに移行した後、計測開始から５５分の時点で、評価対象薬物として１０μｇ／ｋｇ／ｉ．ｖ．のＣｏｌｄ−ｒａｃｌｏｐｒｉｄｅを被検体Ｓに投与した。図９の例では、評価対象薬物の投与後、特定部位の放射能濃度が減少し、一定時間経過後に２次的なＴＡＣ平衡に到達している。１次的なＴＡＣ平衡時の平衡時放射能濃度と、２次的なＴＡＣ平衡時の平衡時放射能濃度との差が、評価対象薬物の効果の定量的な判断に用いられる。
【００６８】
図１０は、薬物評価の比較例を示す図である。同図に示す例は、従来のようにボーラス投与を行った後、評価対象となる放射性薬物を投与した場合の被検体ＳのＴＡＣの計測データである。この例では、ＰＥＴ装置１１での計測の開始と同時に薬物投与装置１２による被検体Ｓへの放射性薬物のボーラス投与を実施した。ボーラス投与により、特定部位の放射能濃度は、投与開始から急激に立ち上がり、一定時間経過後にピークが出現している。
【００６９】
特定部位の放射能濃度のピークが出現した後、ピーク付近の値から経験的に制御目標値Ａｇが設定され、この制御目標値Ａｇに基づいて放射性薬物の投与速度がフィードバック制御される。特定部位のＴＡＣが平衡に達した後、放射性薬物の投与速度が経験的に設定された固定速度に移行し、評価対象薬物が被検体Ｓに投与される。
【００７０】
被検体Ｓに放射性薬物をボーラス投与する場合、評価対象の薬物が変わる度にＰＥＴ装置１１による被検体Ｓの特定部位のＴＡＣを繰り返し計測し、放射性薬物の投与速度に関する制御目標値Ａｇを経験的に決定する必要があった。ボーラス投与後のＴＡＣの応答によっては、放射性薬物の投与速度の制御がＴＡＣ平衡への到達を難しくする場合があり、制御目標値Ａｇの経験的な決定には相当の熟練を要していた。また、従来の手法では、ボーラス投与後のＴＡＣの応答をモニタしながら放射性薬物の投与速度の制御目標値Ａｇを決定していた。このため、ＰＥＴ装置１１による計測を開始した後、ボーラス投与後のＴＡＣの応答を待つ必要があり（図１０の待機期間）、放射性薬物の評価を行うための時間が限られてしまう場合があった。さらに、フィードバック制御終了後の固定速度の算出も経験的に行われていた。なお、図１０における固定速度期間は、約８０分間程度となっているが、この期間は、経験に基づくトライアンドエラーを繰り返して制御目標値Ａｇを調整した結果、得られたものである。
【００７１】
これに対し、薬物評価システム１では、放射性薬物の特性パラメータＫ０の導入により、基準被検体Ｓｒに対する１回の放射能濃度の時間変化の計測に基づいて、放射性薬物の投与速度Ｉｉに関する制御目標値Ａｇ及び比例制御パラメータＫｐを一義的に決定することができる。また、薬物評価システム１では、放射性薬物を被検体Ｓにボーラス投与する必要がなく、予め決定された制御目標値Ａｇによって放射性薬物の投与速度Ｉｉが一定値に近づいていくため、ボーラス投与後のＴＡＣの応答から制御目標値を算出していた従来の手法に比べて放射性薬物の評価を行うための時間を十分に確保できる。
【００７２】
また、薬物評価システム１では、比例制御パラメータＫｐの導入により、被検体Ｓへの放射性薬物の投与が開始された後、被検体Ｓにおける特定部位のＴＡＣの立ち上がり中に比例制御パラメータＫｐを用いて放射性薬物の投与速度Ｉｉを補正している。これにより、被検体Ｓにおける特定部位の放射能濃度が平衡に至るまでの時間を短縮できる。したがって、固定速度Ｉｃで放射性薬物の投与を行う期間、すなわち、放射性薬物の評価を行うための時間を一層十分に確保できる。
【００７３】
また、薬物評価システム１では、被検体Ｓにおける特定部位のＴＡＣが平衡に至った後、平衡時の投与速度Ｉｉの平均値に基づいて算出した固定速度Ｉｃで放射性薬物の投与速度を一定にしている。この薬物評価システム１では、予め決定された制御目標値Ａｇによって放射性薬物の投与速度Ｉｉが一定値に近づいていくため、平衡時の投与速度Ｉｉの平均値を用いて簡単かつ精度良く固定速度Ｉｃを決定できる。
【符号の説明】
【００７４】
１…薬物評価システム、１１…ＰＥＴ装置（計測装置）、１２…薬物投与装置、１３…制御装置、２３…特性パラメータ算出部、２４…制御目標値算出部、２５…比例制御パラメータ算出部、２６…投与速度制御部、３１…記録媒体、Ｐ…薬物評価プログラム、Ｓ…被検体、Ｓｒ…基準被検体。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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