(57)【要約】【課題】断層画像撮像装置を高精度で調整することを可能とする脳模型を提供する。【解決手段】脳模型１は、脳の白質の形状を有する脳部材１１と、脳部材１１の内部の灰白質に相当する領域に設けられた空洞と、脳部材１１の表面に設けられた液体注入口１３，１４と、を備え、液体注入口１３から液体が注入されると、空洞の領域が注入された液体で満たされるように構成されている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
脳白質、脳灰白質、及び脳室に相当する領域を含む脳部材と、
前記脳部材の表面に設けられた液体注入口と、を備え、
前記脳部材には、脳灰白質に相当する領域に空洞が設けられていて、
前記液体注入口から液体が注入されると、前記空洞の領域が注入された液体で満たされるように構成されている脳模型。
【請求項２】
頭蓋骨の形状を有する頭蓋骨部材を有するケースをさらに備え、
前記ケースは、前記脳部材を着脱自在に収容可能であることを特徴とする請求項１記載の脳模型。
【請求項３】
前記ケースは、前記頭蓋骨部材に加え、さらに、肉質に相当する肉質部材を備えることを特徴とする請求項２記載の脳模型。
【請求項４】
前記頭蓋骨部材は、成人頭蓋骨密度と実質的に同じ密度の部材により構成されていることを特徴とする請求項２記載の脳模型。
【請求項５】
前記脳部材の形状及び前記脳部材内部の空洞の形状は、倭人成人完全正常者の脳に基づいて定められていることを特徴とする請求項１記載の脳模型。
【請求項６】
前記脳部材に着脱可能であって、内部に液体の注入が可能な、脳周辺の血管配置を模した血管模型をさらに備える請求項１記載の脳模型。
【請求項７】
前記脳部材は、少なくとも、大脳及び小脳に相当する領域を有することを特徴とする請求項１記載の脳模型。
【請求項８】
前記ケース及び前記脳部材は、透明または半透明であることを特徴とする請求項１記載の脳模型。
【請求項９】
前記空洞の領域は、複数の部分領域に分割されていて、
前記脳部材の表面には、各部分領域ごとに液体注入口が設けられていることを特徴とする請求項１記載の脳模型。
【請求項１０】
前記空洞の領域は、大脳領域に対応する部分領域と、小脳領域に対応する部分領域とに分割されていることを特徴とする請求項９記載の脳模型。
【請求項１１】
前記空洞領域が所定の液体試薬で満たされているときに、断層画像撮像装置での撮像のために用いられることが可能な医用画像撮像装置用脳模型であることを特徴とする請求項１〜１０のいずれかに記載の脳模型。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ヒトの脳模型に関し、特に断層画像の撮像装置を調整するための画像を撮像するときに用いる脳模型に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、医療の高度化により、医療機器の使用は疾病の診断、治療等に必須の要件になっている。例えば、脳の画像診断に際して用いられる断層画像撮像装置は、ヘリカルＣＴ（Computed Tomography）や多検出器型ＣＴ、ｆＭＲＩ（functional
Magnetic Resonance Imaging）などが開発され目覚しい進歩がある。このような中、それぞれの撮像装置から得られる画像を比較検討して、より多くの情報を基に診断することが行われている。特にＳＰＥＣＴ（Single Photon Emission Computed Tomography）及びＰＥＴ（Positron Emission Tomography）の機能画像と、Ｘ線ＣＴやＭＲＩの形態画像とを組み合わせて行う評価は非常に有効で、治療方針の決定や鑑別診断に必要となりつつある。
【０００３】
従って、撮像装置をはじめとする医療機器を適正に使用したり、適正に撮像した画像データを補正したりすることにより、診断の精度が向上するとともに、治療の経過観察の上でも大きく寄与している。
【０００４】
ところで、医療機器が適正に使用されるためには、これらの医療機器が常に正確に作動することが前提となる。このため、医療関係者にとって、医療機器の保守点検は、重要な日常業務の一部となっており、始業点検をはじめとして必要な保守点検が実施されている。
【０００５】
特に、断層画像撮像装置の場合、日常の保守として行われる撮像画像に基づく装置の調整（キャリブレーション）、あるいは、撮影した画像データの補正は、既知の対象物を撮像した画像を用いて行われている。この場合の撮像対象として、従来からよく用いられているのが図７及び図８に示すような脳模型（３Ｄファントム）である。
【０００６】
従来の脳模型は、図７及び図８に示すように、円柱形状の容器１１０に、空洞１２３を有する脳短軸断面スライス部材１２０、１２０，・・・を重ねて組み立てた構成を有している。そして、円柱形状の容器１１０に所定の液体を注入し、空洞１２３が液体で満たされた状態で撮像が行われる。このとき、液体部分から返ってくる信号とスライス部材の部分から返ってくる信号との違いに基づいて断層画像が得られる。
【０００７】
また、脳領域において各患者の脳画像データを定位脳座標系標準脳図譜上に変換した後に、更に健常者の脳画像データベースと比較することにより、異常部位を客観的に、より正確に抽出する標準脳座標系統計解析法が臨床応用されている。これは、得られた脳画像を“座標により解剖学的な位置が同定できる”標準脳の形に変換することで、大きさや形が異なる複数人の脳画像を同一に比較することが可能となった。更に、複数人の脳画像データを蓄積したデータベースと比較することにより、異常部位を客観的に統計学的解析手法を用いて抽出することが可能となってきている。このような方法として、ＳＰＭ法（Statistical Parametric Mapping）、３Ｄ−ＳＳＰ法（Three-Dimensional
Stereotactic Surface Projections）が知られている。なお、これらの解析において標準脳として用いられる画像は、上述の３Ｄファントムを用いて作成される。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
ここで、従来の脳模型で使用されているスライス部材１２０は、脳領域１２１の外側に脳外領域１２５を有している。従って、脳領域１２１内の空洞１２３に満たされた液体からの信号が、脳外領域１２５を構成する部材により劣化してしまうというような問題がある。
【０００９】
また、医療機器の進歩に伴い、各機器が高度化して、機能が多種多様になることにより、保守点検業務の量と質が変化し、これらの作業における負担は増大している。特に、ＣＴ，ＭＲＩ，ＰＥＴ及びＳＰＥＣＴのうちの複数の撮像装置を備えている施設が多いという現状を考慮すると、各装置のキャリブレーションあるいは補正に用いるデータを取得するために、共通の脳模型を利用できれば便利である。
【００１０】
また、上述のＳＰＭ法などで標準脳として用いられるテンプレート画像は、西洋人に基づいて作成された、上述の３Ｄファントムを撮像したものが用いられており、日本人（倭人）を基準にしたものではない。西洋人に基づくテンプレート画像を日本人に適用すると、形状の差が大きいため誤差を生じやすいという問題があり、倭人を基準にした基準脳が求められていた。
【００１１】
そこで、本発明の目的は、断層画像撮像装置、またはこの撮像装置で撮像した画像データを高精度で調整することを可能とする脳模型を提供することである。
【００１２】
本発明の別の目的は、日本人被験者の断層画像を、高精度で撮像することを可能にするための脳模型を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明の一実施態様に従う脳模型は、脳白質、脳灰白質、及び脳室に相当する領域を含む脳部材と、前記脳部材の表面に設けられた液体注入口と、を備え、前記脳部材には、脳灰白質に相当する領域に空洞が設けられていて、前記液体注入口から液体が注入されると、前記空洞の領域が注入された液体で満たされるように構成されている。
【００１４】
好適な実施形態では、頭蓋骨の形状を有する頭蓋骨部材を有するケースをさらに備え、
前記ケースは、前記脳部材を着脱自在に収容可能であってもよい。
【００１５】
好適な実施形態では、前記ケースは、前記頭蓋骨部材に加え、さらに、肉質に相当する肉質部材を備えていてもよい。
【００１６】
好適な実施形態では、前記頭蓋骨部材は、成人頭蓋骨密度と実質的に同じ密度の部材により構成されていてもよい。
【００１７】
好適な実施形態では、前記脳部材の形状及び前記脳部材内部の空洞の形状は、成人完全正常者の脳に基づいて定められていてもよい。
【００１８】
好適な実施形態では、前記脳部材に着脱可能であって、内部に液体の注入が可能な、脳周辺の血管配置を模した血管模型をさらに備えていてもよい。
【００１９】
好適な実施形態では、前記脳部材は、少なくとも、大脳及び小脳に相当する領域を有していてもよい。
【００２０】
好適な実施形態では、前記ケース及び前記脳部材は、透明または半透明である。
【００２１】
好適な実施形態では、前記空洞の領域は、複数の部分領域に分割されていて、前記脳部材の表面には、各部分領域ごとに液体注入口が設けられていてもよい。
【００２２】
好適な実施形態では、前記空洞の領域は、大脳領域に対応する領域と、小脳領域に対応する部分領域とに分割されていてもよい。
【００２３】
好適な実施形態では、前記空洞領域が所定の液体試薬で満たされているときに、断層画像撮像装置での撮像のために用いられることが可能な医用画像撮像装置用脳模型であってもよい。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
以下、本発明の一実施形態に係る脳模型について、図面を参照して説明する。
【００２５】
図１Ａは脳模型１の側面図であり、図１Ｂは脳模型１の正面図である。
【００２６】
本実施形態に係る脳模型１は、人間の脳を構成する脳白質、脳灰白質、及び脳室に相当する領域を含む脳部材１１と、スタンド１２とを備える。脳部材１１の内部の灰白質に相当する領域は空洞となっている。そして、脳部材１１の表面には、液体注入口１３，１４が設けられている。液体注入口１３，１４は、脳部材１１内部の空洞と連通している。従って、液体注入口１３，１４から液体の試薬を注入すると、脳部材１１内部の空洞がその試薬で満たされる。
【００２７】
脳部材１１は、アクリルなどの透明な部材で構成されていてもよい。
【００２８】
液体注入口１３を右脳及び左脳にそれぞれ設けたのは、液体の注入のしやすさを考慮したためである。さらに、液体注入口１３から液体を注入し、液体注入口１４から排出するようにしてもよい。
【００２９】
脳模型１は、さらに、脳部材１１に着脱自在の血管模型２を備えるようにしてもよい。血管模型２は、脳部材１１の表面に這わせるようにして装着させることができる。図２Ａは血管模型２の側面図であり、図２Ｂは血管模型２の正面図である。
【００３０】
血管模型２は、脳の白質の周辺に存在する血管２１、例えば、前大脳動脈、中大脳動脈（M1）、（M2）、（M3）、内頚動脈、推骨動脈、脳底動脈などの主要な血管の形状を模している。血管模型２は、実際の血管と同様に、内部に液体の注入が可能となっている。従って、血管模型２にも、液体試薬の注入が可能である。
【００３１】
図３は、脳部材１１の断面図を示す。
【００３２】
同図に示すように、脳部材１１の内部には、透明または半透明のアクリル製の複数のスライス部材１６が積層された状態で収容されている。本実施形態では、脳部材１１の内部には所定枚数のスライス部材１６が収容されていて、頭頂部側から第１スライス１６１、第２スライス１６２、第３スライス１６３、・・・とスライスＮｏが割り当てられている。
【００３３】
また、同図に示すように、本実施形態の脳部材１１は、少なくとも、大脳領域３１及び小脳領域３２を包含している。
【００３４】
図４は、スライス部材１６の一例として、頭頂部から３つ目の第３スライス部材１６３の平面図を示す。
【００３５】
第３スライス部材１６３は、同図に示すように、白質・脳質領域６１と、部材が存在しない空洞６２とを有する。ここで、空洞６２は、標準的な脳の灰白質部分に相当し、白質・脳質領域６１は、同じく標準的な脳の白質及び脳質の部分に相当する。第３スライス部材１６３以外の他のスライス部材１６であっても同様に、灰白質部分が空洞になっている。
【００３６】
ここで、各スライス部材１６は、それぞれのスライスＮｏに応じて、脳部材１１内における高さ方向の位置が定まっている。従って、各スライス部材１６は、それぞれの高さ方向の位置における白質、灰白質及び脳質の分布に応じて形状が定まる。
【００３７】
さらに、各スライス部材１６は、脳部材１１内で、隣り合うスライス部材１６との間に隙間が生じないように、密着した状態で結合されている。そして、各スライス部材１６が有する空洞６２は、互いに連通するようになっている。さらに、各スライス部材の空洞６２が連通して形成された空間である全体空洞は、液体注入口１３，１４とも連通している。従って、液体注入口１３，１４から液体が注入されると、脳部材１１内の全体空洞、つまり脳内の灰白質に相当する領域が液体で満たされるようになる。
【００３８】
なお、本実施形態では、脳部材１１内に形成される全体空洞は、スライス部材を積み重ねて形成しているが、このように構成することは、必ずしも必須ではない。
【００３９】
また、他の実施形態として、全体空洞が複数に分割されていてもよい。つまり、各スライス部材１６の空洞６２がすべて一つに連通するのではなく、一部の空洞６２が連通して部分空洞を形成し、部分空洞同士は互いに独立としてもよい。どのような単位に部分空洞を構成するかは任意である。
【００４０】
例えば、図５に示すように、大脳領域の空洞３１０と小脳領域の空洞３２０とをそれぞれ独立に構成してもよい。これにより、大脳と小脳とで濃度の異なる造影剤をそれぞれの部分空洞に注入することができる。
【００４１】
このとき、同図に示すように、それぞれの空洞３１０，３２０に液体を注入するための液体注入口１３，１４を、それぞれ別々に設ける。液体注入口１３，１４を設ける位置は、任意の位置でよい。
【００４２】
本実施形態に係る脳模型１において、脳部材１１の形状及び脳部材１１内部の空洞の形状を決定するための標準脳としては、あらゆるタイプをモデルとして採用することができる。例えば、様々な人種（倭人、西洋人など）の標準脳でもよいし、小児、成人または老人の標準脳であってもよい。
【００４３】
また、本実施形態に係る脳模型１は、図６に示すように、脳部材１１に着脱可能なケース５、６をさらに備えていてもよい。
【００４４】
ケース５，６は、例えば、首に対応する位置が開口していて、脳部材１１の上方から被せるようにして装着してもよいし、左半分と右半分とをそれぞれ分けて構成し、左右のケースを後頭部に対応する位置に回動軸を持つように結合し、脳部材１１の左右から挟み込むようにして装着してもよい。
【００４５】
同図は、脳模型１にケース５、６を装着した状態の側面図である。ケース５、６は透明または半透明であれば内部が見えるので好ましいが、不透明であっても構わない。また、同図では、血管模型２が装着されていないが、脳部材１１に血管模型２を装着してから、ケース５に収容することもできる。
【００４６】
ここで、ケース５は、頭蓋骨の形状を有する頭蓋骨部材からなるケースである。ケース６は、ケース５の外側に装着可能であり、頭部及び顔面などの皮膚及び筋肉などの組織に対応する肉質部材からなるケースである。さらに、頭蓋骨部材及び肉質部材は、それぞれ、モデルとなる人の実際の頭蓋骨及び肉質と実質的に同等の性質（例えば、電磁波及びγ線の吸収及び反射に関する性質など）を有するものでもよい。例えば、頭蓋骨部材は、モデルとなる人の実際の頭蓋骨密度と実質的に同じ密度を有する人工骨部材でもよい。ケース５及びケース６は、一体に構成してもよい。
【００４７】
上述した、本実施形態に係る脳模型は、例えば、以下のようにしてＣＴ，ＭＲＩ，ＳＰＥＣＴ、ＰＥＴなどの断層画像の撮像装置の調整、あるいは解剖学的標準化を行う際のテンプレートに用いることができる。
【００４８】
まず、撮像を行う前に、それぞれ撮像装置に応じた所定の液体試薬を液体注入口１３から注入する。このとき、脳部材１１内に気泡が残らないようにすることが好ましい。そして、空洞全体が液体試薬で満たされた状態のときに、本実施形態に係る脳模型を撮像対象として撮像を行う。
【００４９】
また、実際の撮像画像において、大脳の血流変化を定量化する場合は小脳の血流と対比して行われる。従って、小脳部分の画像と大脳部分の画像との相対関係を正確に調整することは重要である。本実施形態の脳模型１は、大脳領域及び小脳領域を含んでいるので、調整用画像には双方の領域が含まれる。この結果、この調整用画像を用いることにより、小脳部分の画像と大脳部分の画像とを対比させて、正確に調整することができる。
【００５０】
さらに、本実施形態の脳模型は、全体空洞が左右対称の構造になっているので、調整用画像を用いて調整するときに、左右対称に調整を行えばよいので、調整が容易である。
【００５１】
また、共通の脳模型を異なる種類の撮像装置で利用できれば、各撮像装置で撮像した画像を関連させた解析が容易になる。例えばＳＰＥＣＴ画像とＭＲＩ画像を重ね合わせることで、ＭＲＩから得られるK値を用いてＳＰＥＣＴ画像の部分容積効果を補正することが可能となる。また、ＳＰＥＣＴ画像とＣＴ画像を比較することで、ＣＴ画像から得られる吸収補正マップを用いてＳＰＥＣＴ画像の吸収補正を正確に行うことができる。
【００５２】
さらに、血管模型を用いると、造影剤濃度による描出能の影響などの撮影条件や造影手技の検討、さらに、血管性疾患モデルを作成した検討が可能となる。
【００５３】
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】
【００５４】
【図１】脳模型１の外観図である。
【図２】血管模型２の平面図である。
【図３】脳模型１の断面図である。
【図４】第３スライス部材１６３の平面図である。
【図５】脳模型１の他の実施形態を示す。
【図６】脳模型１及びケース５を示す図である。
【図７】従来の脳模型を示す。
【図８】従来の脳模型を示す。
【符号の説明】
【００５５】
１           脳模型
２           血管模型
５           ケース
１１       脳部材
１２       スタンド
１３，１４           液体注入口
１６       スライス部材
２１       血管
６１       白質・脳質領域
６２       空洞
【図１】
2008132022.tif 000003
【図２】
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【図３】
2008132022.tif 000005
【図４】
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【図５】
2008132022.tif 000007
【図６】
2008132022.tif 000008
【図７】
2008132022.tif 000009
【図８】
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