(57)【要約】【課題】ｓｐｌｉｔ ｄｏｓｅ法による検査の際に撮影した画像だけを用いて、その検査結果を解析する。【解決手段】ＲＩ投与後の同一被験者の同一部位から放出される放射能に基づく画像であって、安静時に撮影した安静画像の記憶部１１と、負荷時に撮影した負荷画像の記憶部１３、安静画像及び負荷画像に基づいて、前記安静画像と前記負荷画像の放射能強度比を算出する放射能強度比算出部１５と、放射能強度比に基づいて、安静時と負荷時の放射能強度の違いによる影響を除去し、安静画像に対する負荷画像の変化率を算出する画素別変化率算出部１７とを備える。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ｓｐｌｉｔ ｄｏｓｅ法による検査の解析装置であって、
ＲＩ（Ｒａｄｉｏ  Ｉｓｏｔｏｐｅ）投与後の同一被験者の同一部位から放出される放射能に基づく画像であって、安静時に撮影した安静画像と、負荷時に撮影した負荷画像とを記憶する手段と、
前記安静画像及び前記負荷画像に基づいて、前記安静画像と前記負荷画像の放射能強度比を算出する手段と、
前記放射能強度比に基づいて、前記安静時と前記負荷時の放射能強度の違いによる影響を除去し、前記安静画像に対する前記負荷画像の変化率を算出する手段とを備える解析装置。
【請求項２】
前記変化率算出手段は、前記安静画像と前記負荷画像の対応する画素同士を比較して、画素単位の変化率を算出することを特徴とする請求項１記載の解析装置。
【請求項３】
前記変化率算出手段により算出された各画素の変化率を、前記撮影部位における変化率の相対的な値である相対変化率に変換する変換手段をさらに備える請求項２記載の解析装置。
【請求項４】
前記変換手段は、前記安静時と前記負荷時の放射能強度の違いを除去すると、前記負荷画像の画素値が前記安静画像の画素値よりも大きくなる画素について、前記変化率の平均値を算出し、当該平均値に基づいて前記相対変化率を算出することを特徴とする請求項３記載の解析装置。
【請求項５】
前記安静画像及び前記負荷画像は、同一被験者の脳を撮影した３次元ＳＰＥＣＴ（Ｓｉｎｇｌｅ  Ｐｈｏｔｏｎ  Ｅｍｉｓｓｉｏｎ  Ｃｏｍｐｕｔｅｄ  Ｔｏｍｏｇｒａｐｈｙ）画像であり、
前記放射能強度比は、前記安静画像及び前記負荷画像の中の脳領域に基づいて算出されることを特徴とする請求項１記載の解析装置。
【請求項６】
前記放射能強度比は、前記安静画像中の脳領域の画素値の平均値と、前記負荷画像中の脳領域の画素値の平均値との比であることを特徴とする請求項５記載の解析装置。
【請求項７】
前記放射能強度比は、前記安静画像及び前記負荷画像の中の所定の関心領域内の画素に基づいて算出されることを特徴とする請求項１記載の解析装置。
【請求項８】
ｓｐｌｉｔ ｄｏｓｅ法による検査の結果の解析方法であって、
同一被験者の同一部位から放出される放射能に基づく画像であって、安静時に撮影した安静画像と、負荷時に撮影した負荷画像とを記憶するステップと、
前記安静画像及び前記負荷画像に基づいて、前記安静画像と前記負荷画像の放射能強度比を算出するステップと、
前記放射能強度比に基づいて、前記安静時と前記負荷時の放射能強度の違いによる影響を除去し、前記安静画像に対する前記負荷画像の変化率を算出するステップと、を有する解析方法。
【請求項９】
ｓｐｌｉｔ ｄｏｓｅ法による検査の結果を解析するためのコンピュータプログラムであって、
同一被験者の同一部位から放出される放射能に基づく画像であって、安静時に撮影した安静画像と、負荷時に撮影した負荷画像とを記憶するステップと、
前記安静画像及び前記負荷画像に基づいて、前記安静画像と前記負荷画像の放射能強度比を算出するステップと、
前記放射能強度比に基づいて、前記安静時と前記負荷時の放射能強度の違いによる影響を除去し、前記安静画像に対する前記負荷画像の変化率を算出するステップと、をコンピュータに実行させるためのコンピュータプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ｓｐｌｉｔ ｄｏｓｅ法による検査の結果を解析する技術に関し、特にｓｐｌｉｔ ｄｏｓｅ法による検査で撮影した画像のみを用いて解析する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、安静時検査ではわかりにくい血流障害の検出を目的として行われる検査として、ｓｐｌｉｔ ｄｏｓｅ法による検査が知られている（例えば、非特許文献１）。この検査では、被験者にＲＩを投与した後、２つの脳のＳＰＥＣＴ画像を撮影する。すなわち、安静時のＳＰＥＣＴ画像、及び血管拡張剤（例えば、ダイアモックス）を投与して負荷をかけたときのＳＰＥＣＴ画像をそれぞれ撮影する。そして、安静時のＳＰＥＣＴ画像と負荷時のＳＰＥＣＴ画像とを比較して、血流障害を起こしている部位を検出する。
【０００３】
なお、血管拡張剤としてダイアモックスが使われるときには、ｓｐｌｉｔ ｄｏｓｅ法はダイアモックス負荷検査とも呼ばれる。
【非特許文献１】「ＳＰＥＣＴ機能画像  −定量化の基礎と臨床−」９０−９１ページ、１９９８年４月６日第１刷発行、編集者：西村恒彦、発行所：株式会社メジカルビュー社、発売所：株式会社グロービュー社
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ｓｐｌｉｔ ｄｏｓｅ法では、ＲＩを２回に分けて投与する。つまり、第１回目のＲＩ投与後に安静時のＳＰＥＣＴ画像を撮影し、血管拡張剤投与後の第２回目のＲＩ投与後に負荷時のＳＰＥＣＴ画像を撮影する。このため、安静時と負荷時とでは、被験者に投与された合計のＲＩの量が異なるので、安静時のＳＰＥＣＴ画像及び負荷時のＳＰＥＣＴ画像の画素値（つまり、放射能のカウント値）のレベルは相違する。
【０００５】
このため、従来のｓｐｌｉｔ ｄｏｓｅ法による検査の解析を行うときは、予め第１回及び第２回のＲＩ投与量を所定の装置で計測しておき、安静時及び負荷時のＳＰＥＣＴ画像解析の際に、この計測値に基づく補正を行う必要があった。
【０００６】
そこで、本発明の目的は、ｓｐｌｉｔ ｄｏｓｅ法による検査の際に撮影した画像だけを用いて、その検査結果を解析するための技術を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の一実施態様に従うｓｐｌｉｔ ｄｏｓｅ法による検査の解析装置は、ＲＩ（Ｒａｄｉｏ  Ｉｓｏｔｏｐｅ）投与後の同一被験者の同一部位から放出される放射能に基づく画像であって、安静時に撮影した安静画像と、負荷時に撮影した負荷画像とを記憶する手段と、前記安静画像及び前記負荷画像に基づいて、前記安静画像と前記負荷画像の放射能強度比を算出する手段と、前記放射能強度比に基づいて、前記安静時と前記負荷時の放射能強度の違いによる影響を除去し、前記安静画像に対する前記負荷画像の変化率を算出する手段とを備える。
【０００８】
好適な実施形態では、前記変化率算出手段は、前記安静画像と前記負荷画像の対応する画素同士を比較して、画素単位の変化率を算出するようにしてもよい。
【０００９】
好適な実施形態では、前記変化率算出手段により算出された各画素の変化率を、前記撮影部位における変化率の相対的な値である相対変化率に変換する変換手段をさらに備えてもよい。
【００１０】
好適な実施形態では、前記変換手段は、前記安静時と前記負荷時の放射能強度の違いを除去すると、前記負荷画像の画素値が前記安静画像の画素値よりも大きくなる画素について、前記変化率の平均値を算出し、当該平均値に基づいて前記相対変化率を算出するようにしてもよい。
【００１１】
好適な実施形態では、前記安静画像及び前記負荷画像は、同一被験者の脳を撮影した３次元ＳＰＥＣＴ（Ｓｉｎｇｌｅ  Ｐｈｏｔｏｎ  Ｅｍｉｓｓｉｏｎ  Ｃｏｍｐｕｔｅｄ  Ｔｏｍｏｇｒａｐｈｙ）画像であり、前記放射能強度比は、前記安静画像及び前記負荷画像の中の脳領域に基づいて算出してもよい。
【００１２】
好適な実施形態では、前記放射能強度比は、前記安静画像中の脳領域の画素値の平均値と、前記負荷画像中の脳領域の画素値の平均値との比であってもよい。
【００１３】
好適な実施形態では、前記放射能強度比は、前記安静画像及び前記負荷画像の中の所定の関心領域内の画素に基づいて算出するようにしてもよい。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、本発明の一実施形態に係るｓｐｌｉｔ ｄｏｓｅ法による検査及びその解析装置について、図面を参照して説明する。
【００１５】
図１は、ｓｐｌｉｔ ｄｏｓｅ法による検査の手順を示す図である。
【００１６】
同図に示すｓｐｌｉｔ ｄｏｓｅ法では、まず被験者に第１回目のＲＩを投与する。
【００１７】
そして、第１回目のＲＩ投与から所定時間が経過し、被験者の脳内のＲＩ分布が安定した頃に、脳の３次元ＳＰＥＣＴ画像を撮影する。このときは、被験者は安静状態であるから、このＳＰＥＣＴ画像を安静画像と呼ぶ。
【００１８】
安静画像の撮影終了後、被験者に血管拡張剤であるダイアモックスを投与する。
【００１９】
次に、被験者に第２回目のＲＩを投与する。
【００２０】
そして、第１回目のときと同様に、第２回目のＲＩ投与から所定時間が経過し、被験者の脳内のＲＩ分布が安定した頃に、脳の３次元ＳＰＥＣＴ画像を撮影する。このときは、被験者の血管にはダイアモックスによる負荷がかかっているので、このＳＰＥＣＴ画像を負荷画像と呼ぶ。
【００２１】
このようにして、被験者の同一部位の安静画像と負荷画像を撮影する。この安静画像及び負荷画像が、次に説明する解析装置１の安静画像記憶部１１及び負荷画像記憶部１３に格納される。
【００２２】
図２は、ｓｐｌｉｔ ｄｏｓｅ法による検査の解析装置１の構成図を示す。
【００２３】
この解析装置１は、例えば汎用的なコンピュータシステムにより構成され、以下に説明する解析装置１の個々の構成要素または機能は、例えば、コンピュータプログラムを実行することにより実現される。
【００２４】
解析装置１は、安静画像記憶部１１と、負荷画像記憶部１３と、放射能強度比算出部１５と、画素別変化率算出部１７と、相対変化率算出部１９とを備える。
【００２５】
安静画像記憶部１１は、安静画像Ｒ（Ｒｅｓｔ）を記憶する。安静画像Ｒは、第１回ＲＩ投与後の安静時に撮影した脳の３次元ＳＰＥＣＴ画像である。
【００２６】
負荷画像記憶部１３は、負荷画像Ｓ（Ｓｔｒｅｓｓ）を記憶する。負荷画像Ｓは、第２回ＲＩ投与後であって、血管に対してダイアモックスによる負荷がかけられているときに撮影した脳の３次元ＳＰＥＣＴ画像である。
【００２７】
安静画像Ｒ及び負荷画像Ｓは、いずれも、同一被験者の脳の３次元ＳＰＥＣＴ画像であり、標準脳に正規化されている。各画素（ボクセル）の値は、撮像素子がカウントしたカウント値であって、放射能強度を示す。
【００２８】
放射能強度比算出部１５は、安静画像Ｒと負荷画像Ｓの放射能強度比を算出する。安静画像Ｒの撮影時と負荷画像Ｓの撮影時では、被験者に投与されたＲＩ量が異なるので、被験者から放出される放射能強度も異なる。従って、安静画像Ｒの全体の画素値のレベルと負荷画像Ｓの全体の画素値のレベルとが相違して、両画像Ｒ，Ｓを単純に比較することはできない。そこで、安静画像Ｒ及び負荷画像Ｓが比較可能になるよう補正するために、それぞれの画像の放射能強度の比（Ｆ：Ｆａｃｔｏｒ）を、以下の式により算出する。
【００２９】
【数１】
2008216110.tif 000003
Ｒｍｅａｎ：安静画像Ｒの画素値の平均値
Ｓｍｅａｎ：負荷画像Ｓの画素値の平均値。
【００３０】
Ｒｍｅａｎ及びＳｍｅａｎは、安静画像Ｒ及び負荷画像Ｓの脳領域の画素値の平均値でもよいし、あるいは、脳領域の中でも血管が存在する領域をＲＯＩ（Ｒｅｇｉｏｎ  Ｏｆ  Ｉｎｔｅｒｅｓｔ）に定めて、ＲＯＩ内の画素の平均でもよい。
【００３１】
画素別変化率算出部１７は、血管拡張剤による負荷による画像の変化率を算出する。例えば、負荷画像Ｓは、ダイアモックスによる負荷により安静画像Ｒから変化をするが、画素別変化率算出部１７は、その変化の度合いを算出する。
【００３２】
本実施形態では、画素別変化率算出部１７は、まず、放射能強度比Ｆに基づいて、安静画像Ｒと負荷画像Ｓの放射能強度の相違による影響除去する。つまり、安静画像Ｒの全体の画素値のレベルと負荷画像Ｓの全体の画素値のレベルとが同じになるよう、放射能強度比Ｆを用いて調節する。そして、放射能強度の相違による影響を除去した上で、安静画像Ｒから負荷画像Ｓへの変化率を、対応する画素同士の比較により画素単位に算出する。画素ごとの変化率ＣＲ（ｘ，ｙ、ｚ）は、例えば以下の式により算出する。
【００３３】
【数２】
2008216110.tif 000004
Ｒ（ｘ，ｙ，ｚ）：安静画像Ｒの画素値
Ｓ（ｘ，ｙ，ｚ）：負荷画像Ｓの画素値。
【００３４】
相対変化率算出部１９は、画素別変化率算出部１７で算出した画素ごとの変化率ＣＲ（ｘ，ｙ，ｚ）を、画素間の相対値に変換する。つまり、相対変化率算出部１９は、安静画像Ｒから負荷画像Ｓへの変化の大きさを相対的に比較するために、変化率ＣＲを画素ごとの変化率の相対値である相対変化率ＣＲＳに変換する。相対変化率ＣＲＳ（ｘ，ｙ，ｚ）は、以下の式により算出する
【００３５】
【数３】
2008216110.tif 000005
ＣＲｍｅａｎ：画素ごとの変化率ＣＲ（ｘ，ｙ，ｚ）の平均値。
【００３６】
ただし、ＣＲｍｅａｎは、ＣＲ（ｘ，ｙ，ｚ）＞１のＣＲ（ｘ，ｙ，ｚ）の平均値としてもよい。ここで、ＣＲ（ｘ，ｙ，ｚ）＞１となる画素は、放射能強度比Ｆで安静画像Ｒと負荷画像Ｓの画素値のレベル調整後、対応する画素について負荷画像Ｓと安静画像Ｒとを比較したとき、負荷画像Ｓの方が安静画像Ｒよりも値が大きくなっている画素である。つまり、ＣＲ（ｘ，ｙ，ｚ）＞１となる画素は、負荷によって血流が増加している領域である。従って、ＣＲｍｅａｎの算出に当たり、ＣＲ（ｘ，ｙ，ｚ）＞１となる画素以外を除外することは、血流が増加していないまたは血流が落ちている画素が除外されることを意味する。
【００３７】
上述した解析装置１によれば、安静画像Ｒ及び負荷画像Ｓを処理することにより、血管の予備能に関する従来と同様の解析結果を得ることができる。つまり、従来は、画像以外にＲＩ投与量などの数値が予め分かっていて、その数値に基づいて画像の補正を行う必要があったが、本実施形態によれば、画像以外の情報は必要とされず、画像のみを入力として、従来と同等の解析結果を得ることができる。
【００３８】
図３〜図５にこの解析結果を示す。これらの図に示す解析結果では、灰白質の領域などをＲＯＩとして処理した例である。
【００３９】
上述した本発明の実施形態は、本発明の説明のための例示であり、本発明の範囲をそれらの実施形態にのみ限定する趣旨ではない。当業者は、本発明の要旨を逸脱することなしに、他の様々な態様で本発明を実施することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】ｓｐｌｉｔ ｄｏｓｅ法による検査の手順を示す図である。
【図２】ｓｐｌｉｔ ｄｏｓｅ法による検査の解析装置１の構成図を示す。
【図３】解析装置１による解析結果の一例を示す図である。
【図４】解析装置１による解析結果の一例を示す図である。
【図５】解析装置１による解析結果の一例を示す図である。
【符号の説明】
【００４１】
１      解析装置
１１    安静画像記憶部
１３    負荷画像記憶部
１５    放射能強度比算出部
１７    画素別変化率算出部
１９    相対変化率算出部
【図１】
2008216110.tif 000006
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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