(57)【要約】【課題】被検者の検査対象部位の異常有無を正確に判定することができる酸素代謝異常判定装置、酸素代謝異常判定方法およびプログラムを提供する。【解決手段】Ｔ２スター値算出部３１１は、空気が投与された状態の被検者の検査対象部位（例えば心室中隔）についてのＭＲ信号データからＴ２スター値（Ｃ１）を算出するとともに、酸素が投与された状態の被検者の検査対象部位についてのＭＲ信号データからＴ２スター値（Ｃ２）を算出する。判定部３１５は、Ｔ２スター値（Ｃ１）の検査対象部位における平均値（Ｔ２スター（ＡＶＥ）値（Ｃ１））と、Ｔ２スター値（Ｃ２）の検査対象部位における平均値（Ｔ２スター（ＡＶＥ）値（Ｃ２）との違いに基づいて、被検者の検査対象部位に異常があるか否かを判定する。【選択図】図２
2017086438.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１酸素濃度の第１気体が投与された状態の被検者の検査対象部位についての第１磁気共鳴信号データから前記検査対象部位における磁場の不均一性を示す第１評価値を算出するとともに、前記第１酸素濃度よりも高い第２酸素濃度の第２気体が投与された状態の前記被検者の前記検査対象部位についての磁気共鳴信号データから前記検査対象部位における磁場の不均一性を示す第２評価値を算出する評価値算出部と、
前記評価値算出部が算出した前記第１評価値に関する情報と前記第２評価値に関する情報との違いに基づいて、前記被検者の前記検査対象部位に異常があるか否かを判定する判定部と、を備える、
酸素代謝異常判定装置。
【請求項２】
前記検査対象部位における前記第１評価値の平均値である第１評価平均値と、前記検査対象部位における前記第２評価値の平均値である第２評価平均値と、を算出する平均値算出部を更に備え、
前記判定部は、前記第１評価平均値と前記第２評価平均値との差分値が予め設定された基準値以上であるか否かにより、前記検査対象部位に異常があるか否かを判定する、
請求項１に記載の酸素代謝異常判定装置。
【請求項３】
前記基準値は、健常者の検査対象部位における、前記第１評価値と前記第２評価値との差分値を反映する値に基づいて設定される、
請求項２に記載の酸素代謝異常判定装置。
【請求項４】
前記基準値は、複数人の健常者の検査対象部位における前記差分値の絶対値の最大値である、
請求項３に記載の酸素代謝異常判定装置。
【請求項５】
前記第１気体は、空気であり、
前記第２気体は、酸素である、
請求項１から４のいずれか１項に記載の酸素代謝異常判定装置。
【請求項６】
前記検査対象部位は、前記被検者の心室中隔である、
請求項１から５のいずれか１項に記載の酸素代謝異常判定装置。
【請求項７】
予め被検者の年齢層毎に個別に設定された複数の基準値を記憶する基準値記憶部を更に備え、
前記判定部は、前記基準値記憶部が記憶する前記複数の基準値から前記被検者の年齢が属する年齢層に対応する基準値を選出し、前記第１評価平均値と前記第２評価平均値との差分値が、選出した前記基準値以上であるか否かにより、前記検査対象部位に異常があるか否かを判定する、
請求項２に記載の酸素代謝異常判定装置。
【請求項８】
前記判定部による判定結果と当該判定結果に対応する前記差分値とを対応づけて記憶する判定結果記憶部と、
前記判定部が前記検査対象部位に異常があるか否かを判定する毎に、当該判定結果が正常であるか否かを判定し、前記判定結果が正常である場合、前記判定結果に対応する差分値を用いて、前記基準値を更新する基準値更新部と、を更に備える、
請求項２に記載の酸素代謝異常判定装置。
【請求項９】
第１酸素濃度の気体が投与された状態の被検者の検査対象部位についての第１磁気共鳴信号データから前記検査対象部位における磁場の不均一性を示す第１評価値を算出するステップと、
第２酸素濃度の気体が投与された状態の前記被検者の前記検査対象部位についての磁気共鳴信号データから前記検査対象部位における磁場の不均一性を示す第２評価値を算出するステップと、
前記第１評価値を算出するステップで算出した前記第１評価値に関する情報と前記第２評価値を算出するステップで算出した前記第２評価値に関する情報との違いに基づいて、前記被検者の前記検査対象部位に異常があるか否かを判定するステップと、を含む、
酸素代謝異常判定方法。
【請求項１０】
コンピュータを、
第１酸素濃度の気体が投与された状態の被検者の検査対象部位についての第１磁気共鳴信号データから前記検査対象部位における磁場の不均一性を示す第１評価値を算出するとともに、第２酸素濃度の気体が投与された状態の前記被検者の前記検査対象部位についての磁気共鳴信号データから前記検査対象部位における磁場の不均一性を示す第２評価値を算出する評価値算出部、
前記評価値算出部が算出した前記第１評価値に関する情報と前記第２評価値に関する情報との違いに基づいて、前記被検者の前記検査対象部位に異常があるか否かを判定する判定部、
として機能させるためのプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、酸素代謝異常判定装置、酸素代謝異常判定方法およびプログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
心不全患者のリハビリメニュー、心移植後の患者の適応性、患者に人工心臓を埋め込むか否かの決定または被検者の心不全の予後予測に心肺運動負荷試験（ＣＰＸ）がよく採用される（非特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００３】
【非特許文献１】Takei Higo,"A Classical But Useful Predictor of Future Left Ventricular Assist Device Explantation -Possible Significant Role of Cardiopulmonary Exercise Testing-",Circulation Journal Vol.79, March 2015
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、前述の心肺運動負荷試験は、被検者の全身の酸素代謝や運動耐用能を評価する検査である。従って、心肺運動負荷試験の結果には、心臓以外の臓器等の機能に異常があった場合にそれが試験結果に影響してしまう。従って、例えば心筋障害の初期変化のように心機能の小さな異常の有無を正確に判定することが難しい。
【０００５】
本発明は、上記事由に鑑みてなされたものであり、被検者の検査対象部位の異常有無を正確に判定することができる酸素代謝異常判定装置、酸素代謝異常判定方法およびプログラム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】
【０００６】
上記目的を達成するために、本発明に係る酸素代謝異常判定装置は、
第１酸素濃度の第１気体が投与された状態の被検者の検査対象部位についての第１磁気共鳴信号データから前記検査対象部位における磁場の不均一性を示す第１評価値を算出するとともに、前記第１酸素濃度よりも高い第２酸素濃度の第２気体が投与された状態の前記被検者の前記検査対象部位についての磁気共鳴信号データから前記検査対象部位における磁場の不均一性を示す第２評価値を算出する評価値算出部と、
前記評価値算出部が算出した前記第１評価値に関する情報と前記第２評価値に関する情報との違いに基づいて、前記被検者の前記検査対象部位に異常があるか否かを判定する判定部と、を備える。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、判定部が、被検者の検査対象部位について算出された第１評価値に関する情報と第２評価値に関する情報との違いに基づいて、被検者の検査対象部位に異常があるか否かを判定する。これにより、例えば心肺運動負荷試験（ＣＰＸ）に比べて、検査対象部位以外の部位の機能の判定結果への影響を低減することができるので、心肺運動負荷試験（ＣＰＸ）に比べて検査対象部位の機能の異常有無をより正確に判定することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】実施の形態に係る酸素代謝異常判定装置の概略構成図である。
【図２】実施の形態に係る処理装置の機能構成を示すブロック図である。
【図３】実施の形態に係るＴ２スター値記憶部が記憶するＴ２スター値、Ｔ２スター強調画像データの一例を示す図である。
【図４】（Ａ）は実施の形態に係るＴ２スター（ＡＶＥ）値テーブルの一例を示す図であり、（Ｂ）は実施の形態に係る判定結果テーブルの一例を示す図である。
【図５】実施の形態に係る処理装置が実行する異常判定処理の流れの一例を示すフローチャートである。
【図６】（Ａ）は被検者の心臓におけるＴ２スター値を算出する範囲の一例を示す図であり、（Ｂ）は心筋症患者における（Ａ）に示す範囲ＡＲ１内に含まれる部分について、空気が投与された状態でのＭＲ信号データおよび酸素が投与された状態でのＭＲ信号データの一例を示す図である。
【図７】（Ａ）は心筋症患者のＴ２スター値を示す図であり、（Ｂ）は健常者のＴ２スター値を示す図であり、（Ｃ）は心筋症患者と健常者とで△Ｔ２スター値／Ｔ２スター値（Ｃ１）を比較した結果を示す図である。
【図８】変形例に係る処理装置の機能構成を示すブロック図である。
【図９】（Ａ）は変形例に係る判定結果テーブルの一例を示す図であり、（Ｂ）は変形例に係る基準値テーブルの一例を示す図である。
【図１０】変形例に係る処理装置が実行する基準値更新処理の流れの一例を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
本発明に係る酸素代謝異常判定装置は、被検者を２種類の異なる状態にした場合それぞれについて得られる磁気共鳴（ＭＲ）信号データの差分を解析することにより被検者に異常があるか否かを診断するというものである。
【００１０】
具体的には、まず、酸素代謝異常判定装置は、被検者について、平常状態、即ち、空気が投与された状態における被検者の検査対象部位のＭＲ信号データと、空気よりも高い酸素濃度の気体が投与された状態における被検者の検査対象部位のＭＲ信号データと、を取得する。次に、酸素代謝異常判定装置は、２つの異なる状態それぞれにおける被検者のＭＲ信号データからＴ２スター値（第１評価値、第２評価値）を算出し、算出した２つの状態それぞれのＴ２スター値の差分値を算出する。ここで、Ｔ２スター値は、被検者の検査対象部位における磁場の不均一性を示す値であり、Ｔ２スター緩和時間または組織緩和時間ともいう。このＴ２スター値は、被検者の検査対象部位における血液中の酸素濃度を反映している。そして、酸素代謝異常判定装置は、この△Ｔ２スター値の大きさに基づいて、被検者に異常があるか否かを判定する。
【００１１】
発明者は、心筋症患者の場合、健常者に比べてこの△Ｔ２スター値が大きくなる傾向にあるという知見を得た。本発明に係る酸素代謝異常判定装置は、この発明者の得た知見に基づいて、△Ｔ２スター値の大きさから被検者に異常、特に心筋に異常があるか否かを判定するというものである。以下、本発明の実施の形態について添付図面を参照しながら説明する。
【００１２】
図１に示すように、本実施の形態に係る酸素代謝異常判定装置１は、磁気共鳴イメージング（ＭＲＩ）装置であり、静磁場磁石１０１と傾斜磁場コイル１０３と傾斜磁場電源１０４と送信コイル１０７と送信部１０８と受信コイル１０９と受信部１１０とシーケンス制御部１２０と処理装置１３０と寝台１４０を備える。静磁場磁石１０１は、円筒状の磁石であり、内部に一様な静磁場を発生させる。静磁場磁石１０１は、例えば超伝導磁石等から構成される。
【００１３】
傾斜磁場コイル１０３は、静磁場磁石１０１の内側に配置される。傾斜磁場コイル１０３は、互いに直交する３軸方向に対応する３つのコイルが組合わされている。傾斜磁場コイル１０３を構成する３つのコイルが、傾斜磁場電源１０４から電流供給を受けると、３軸それぞれに沿った磁場勾配を有する傾斜磁場が発生する。傾斜磁場電源１０４は、シーケンス制御部１２０から入力される制御信号に基づいて傾斜磁場コイル１０３を構成する３つのコイルそれぞれに個別に電流を供給する。
【００１４】
寝台１４０は、被検者Ｐが載置された状態で傾斜磁場コイル１０３に囲まれた領域内に挿入することが可能となっている。
【００１５】
送信コイル１０７は、傾斜磁場コイル１０３の内側に配置され、送信部１０８から高周波パルスが供給されると、高周波磁場を発生する。送信部１０８は、対象とする原子の種類および磁場強度で定まるラーモア周波数に対応する高周波パルスを送信コイル１０７に供給する。送信部１０８は、シーケンス制御部１２０から入力される制御信号に基づいて送信コイル１０７に高周波パルスを供給する。
【００１６】
受信コイル１０９は、傾斜磁場コイル１０３の内側に配置され、高周波磁場の影響により被検者Ｐから発せられる磁気共鳴信号（以下、「ＭＲ（Magnet Resonance）信号」と称する。）を受信する。受信コイル１０９は、ＭＲ信号を受信すると、受信したＭＲ信号を受信部１１０へ出力する。
【００１７】
受信部１１０は、シーケンス制御部１２０から入力される制御信号により駆動し、受信コイル１０９から入力されるＭＲ信号に対して周波数変換およびアナログ・デジタル変換を施すことによりＭＲ信号データを生成する。受信部１１０は、生成したＭＲ信号データを処理装置１３０へ出力する。
【００１８】
シーケンス制御部１２０は、処理装置１３０から入力されるシーケンス情報に基づいて傾斜磁場電源１０４、送信部１０８および受信部１１０を駆動する。シーケンス情報には、傾斜磁場電源１０４が傾斜磁場コイル１０３に供給する電流の大きさや電流を供給するタイミング、送信部１０８が送信コイル１０７に供給する高周波パルスの強度や高周波パルスを供給するタイミング、受信部１１０がＭＲ信号を検出するタイミングを示す情報を含む。ここで、シーケンス情報は、例えばグラディエントエコー法に対応するように設定される。また、シーケンス情報に含まれる送信部１０８が送信コイル１０７に高周波パルスを供給するタイミングおよび受信部１１０がＭＲ信号を検出するタイミングは、Ｔ２スター強調画像の取得が可能な条件に設定されている。
【００１９】
処理装置１３０は、酸素代謝異常判定装置１全体の制御や画像データの生成、ＭＲ信号データの解析を行う。処理装置１３０は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）１３１と主記憶部１３２と補助記憶部１３３と入力部１３４と表示部１３５とインタフェース（Ｉ／Ｆ）部１３６とデータ収集部１３７とを備える。インタフェース部１３６は、傾斜磁場電源１０４と送信部１０８と受信部１１０とに接続される。
【００２０】
データ収集部１３７は、受信部１１０から入力されるＭＲ信号データと、傾斜磁場コイル１０３で発生する互いに直交する３軸方向それぞれに沿った磁場勾配と、に基づいて、スライス位置を選択して周波数エンコーディング、位相エンコーディングを実行する。そして、データ収集部１３７は、各スライス位置における各周波数および各位相に対応する信号強度を算出することによりｋ空間データを生成する。ここで、データ収集部１３７は、複数種類のエコー時間それぞれについてｋ空間データを生成する。データ収集部１３７は、生成したｋ空間データを、補助記憶部１３３が有する後述のＭＲ信号データ記憶部３３１に記憶させる。
【００２１】
表示部１３５は、液晶ディスプレイ等の表示デバイスから構成され、画像データや異常診断結果を表示する。入力部１３４は、マウスやトラックボール等のポインティングデバイスやキーボード等の入力デバイスから構成され、操作者の各種操作や情報入力を受け付ける。
【００２２】
主記憶部１３２は、ＲＡＭ（Random Access Memory）等の揮発性メモリから構成され、ＣＰＵ１３１の作業領域として用いられる。
【００２３】
補助記憶部１３３は、フラッシュメモリや磁気ディスク等の不揮発性メモリから構成される。補助記憶部１３３は、ＣＰＵ１３１が前述のシーケンス情報を生成するためのシーケンス制御プログラム、ＣＰＵ１３１が後述の異常判定処理を実行するための異常判定プログラムを記憶する。また、補助記憶部１３３は、これらのプログラムの他にＭＲ信号データ等の各種データを記憶する。この詳細は後述する。
【００２４】
ＣＰＵ１３１は、シーケンス制御プログラムを補助記憶部１３３から主記憶部１３２に読み出して実行することにより、シーケンス情報を生成しインタフェース部１３６を介してシーケンス制御部１２０へ出力する。また、ＣＰＵ１３１は、異常判定プログラムを補助記憶部１３３から主記憶部１３２に読み出して実行することにより後述の異常判定処理を実行する。
【００２５】
次に、本実施の形態に係る処理装置の機能的構成について説明する。補助記憶部１３３は、図２に示すように、ＭＲ信号データ記憶部３３１とＴ２スター値記憶部３３２とＴ２スター（ＡＶＥ）値記憶部３３３と判定結果記憶部３３４と基準値記憶部３３５とを有する。
【００２６】
ＭＲ信号データ記憶部３３１は、酸素濃度Ｃ１の気体が投与された状態における各被検者のＭＲ信号データと、酸素濃度Ｃ１よりも高い酸素濃度Ｃ２の気体が投与された状態における各被検者のＭＲ信号データとを、各被検者に付与された被検査識別情報と対応づけて記憶する。酸素濃度Ｃ１は、例えば０％超３５％以下に設定される。また、酸素濃度Ｃ２は、例えば４５％以上１００％以下に設定される。ＭＲ信号データは、スライス、周波数および位相で特定されるｋ空間における各座標とそのｋ空間座標それぞれの信号強度とが対応づけられたｋ空間データから構成される。
【００２７】
Ｔ２スター値記憶部３３２は、図３に示すように、被検査者（被検者識別情報）毎に、実空間における各座標のＴ２スター値と、実空間における各座標のＴ２スター値を示す画素値ＧＡの集合からなるＴ２スター強調画像データと、を座標に対応づけて記憶する。また、Ｔ２スター値記憶部３３２は、酸素濃度Ｃ１の気体が投与された状態におけるＴ２スター値（Ｃ１）（第１評価値）および画素値ＧＡ（Ｃ１）と、酸素濃度Ｃ２の気体が投与された状態におけるＴ２スター値（Ｃ２）（第２評価値）および画素値（Ｃ２）と、を区別して記憶している。
【００２８】
Ｔ２スター（ＡＶＥ）値記憶部３３３は、図４（Ａ）に示すようなＴ２スター（ＡＶＥ）値テーブルＴＡ１を記憶する。Ｔ２スター（ＡＶＥ）値テーブルＴＡ１では、被検者に投与した気体中の酸素濃度がＣ１の場合の検査対象部位におけるＴ２スター値（Ｃ１）の平均値Ｔ２スター（ＡＶＥ）値（Ｃ１）（第１評価平均値）と、被検者に投与した気体中の酸素濃度がＣ２の場合の検査対象部位におけるＴ２スター値の平均値Ｔ２スター（ＡＶＥ）値（Ｃ２）（第２評価平均値）とが被検者識別情報に対応付けられている。
【００２９】
判定結果記憶部３３４は、図４（Ｂ）に示すような判定結果テーブルＴＡ２を記憶している。判定結果テーブルＴＡ２では、各被検者に対する、Ｔ２スター（ＡＶＥ）値（Ｃ１）とＴ２スター（ＡＶＥ）値（Ｃ２）との差分値と判定結果とが、被検者識別情報に対応付けられている。
【００３０】
基準値記憶部３３５は、後述の判定部３１５が判定に用いる基準値を記憶する。この基準値は、例えばユーザが入力部１３４を介して予め設定したものとなっている。
【００３１】
図２に戻って、ＣＰＵ１３１は、Ｔ２スター値算出部（評価値算出部）３１１、Ｔ２スター強調画像生成部３１２、表示制御部３１３、Ｔ２スター（ＡＶＥ）値算出部（平均値算出部）３１４、判定部３１５、として機能する。
【００３２】
Ｔ２スター値算出部３１１は、まず、ＭＲ信号データ記憶部３３１が記憶するｋ空間データに対してフーリエ変換処理を実行することにより実空間の各座標におけるＭＲ信号データを生成する。そして、Ｔ２スター値算出部３１１は、実空間の各座標におけるＭＲ信号データそれぞれから実空間の各座標におけるＴ２スター値を算出する。ここで、例えば前述のシーケンス情報がグラディエントエコー法に対応するように設定されている場合、ＭＲ信号データが示す信号強度（ＳＩ）とエコー時間（ＴＥ）とＴ２スター値との間には下記式（１）の関係式が成立する。
ＳＩ∝ｅｘｐ（−ＴＥ／Ｔ２スター）・・・式（１）
つまり、ＭＲ信号データが示す信号強度は、エコー時間ＴＥに対して減衰定数Ｔ２スターで減衰する指数関数に比例する。これを根拠として、Ｔ２スター値算出部３１１は、実空間の各座標におけるＭＲ信号データそれぞれについて、例えば最小二乗法を用いて指数関数で近似させたときのその指数関数の減衰定数をＴ２スター値として算出する。
【００３３】
ここで、Ｔ２スター値算出部３１１は、酸素濃度Ｃ１の気体が投与された状態の被検者の検査対象部位についてのＭＲ信号データからＴ２スター値（Ｃ１）を算出する。また、Ｔ２スター値算出部３１１は、酸素濃度Ｃ２の気体が投与された状態の被検者の検査対象部位についてのＭＲ信号データからＴ２スター値（Ｃ２）を算出する。
【００３４】
Ｔ２スター強調画像生成部３１２は、Ｔ２スター値算出部３１１が算出したＴ２スター値に対応する画素値を算出し、算出した画素値から構成されるＴ２スター強調画像データを生成する。そして、Ｔ２スター強調画像生成部３１２は、Ｔ２スター強調画像データを、そのＴ２スター強調画像データを構成する画素値が、対応するＴ２スター値およびＴ２スター値に対応する実空間の座標と対応づけられた形で、Ｔ２スター値記憶部３３２に記憶させる。
【００３５】
Ｔ２スター（ＡＶＥ）値算出部３１４は、Ｔ２スター強調画像における少なくとも一部の範囲に対応するＴ２スター値を、Ｔ２スター値記憶部３３２から取得し、取得した全てのＴ２スター値の平均値をＴ２スター（ＡＶＥ）値として算出する。そして、Ｔ２スター（ＡＶＥ）値算出部３１４は、算出したＴ２スター（ＡＶＥ）値を、Ｔ２スター（ＡＶＥ）値記憶部３３３のＴ２スター値テーブルＴＡ１に記録する。
【００３６】
判定部３１５は、Ｔ２スター（ＡＶＥ）値（Ｃ１）とＴ２スター値（Ｃ２）との差分値（△Ｔ２スター値）を算出する。そして、判定部３１５は、基準値記憶部３３５から予め設定された基準値を取得し、算出した△Ｔ２スター値が基準値以上であるか否かを判定する。判定部３１５は、算出した△Ｔ２スター値が基準値以上である場合、異常と判定する。判定部３１５は、判定結果を判定結果記憶部３３４の判定結果テーブルＴＡ２に記録する。
【００３７】
表示制御部３１３は、入力部１３４から入力される指令に応じて、Ｔ２スター強調画像または判定結果を表示部１３５に表示させる。
【００３８】
［被検者の異常有無を診断する手順］
次に、この酸素代謝異常判定装置１を用いて被検者の異常有無を診断する手順について説明する。まず、ユーザは、被検者に酸素濃度Ｃ１の気体を投与した状態で、酸素代謝異常判定装置１に被検者のＭＲ信号データを取得させる。ここで、酸素濃度Ｃ１が例えば空気と同じであれば、ユーザは、平常状態における被検者のＭＲ信号データを酸素代謝異常判定装置１に取得させる。
【００３９】
次に、ユーザは、被検者に酸素濃度Ｃ２の気体を投与した状態で、酸素代謝異常判定装置１に被検者のＭＲ信号データを取得させる。ここで、酸素濃度Ｃ２は、酸素濃度Ｃ１よりも高く設定される。
【００４０】
その後、ユーザは、処理装置１３０に後述の異常判定処理を実行させてその判定結果を見ることにより、被検者に異常があるかどうかを診断する。
【００４１】
［異常判定処理について］
次に、本実施の形態に係る処理装置１３０が実行する異常判定処理について、図５を参照しながら詳述する。この異常判定処理は、例えば、ユーザが入力部１３４を介して異常判定処理の実行を開始するための指令を入力したことを契機として開始される。ここでは、異常判定処理を開始する時点で、酸素濃度Ｃ１の気体が投与された状態での被検者のＭＲ信号データと、酸素濃度Ｃ２の気体が投与された状態での被検者のＭＲ信号データが既に取得され、ＭＲ信号データ記憶部３３１が記憶しているものとして説明する。
【００４２】
まず、Ｔ２スター値算出部３１１は、ＭＲ信号データ記憶部３３１が記憶する酸素濃度Ｃ１の気体が投与された状態の被検者についてのｋ空間データから実空間の各座標におけるＭＲ信号データを算出し、算出した実空間の各座標におけるＭＲ信号データそれぞれから実空間の各座標におけるＴ２スター値（Ｃ１）を算出する（ステップＳ１）。
【００４３】
次に、Ｔ２スター値算出部３１１は、ＭＲ信号データ記憶部３３１が記憶する酸素濃度Ｃ２の気体が投与された状態の被検者についてのｋ空間データから実空間の各座標におけるＭＲ信号データを算出し、算出した実空間の各座標におけるＭＲ信号データそれぞれから実空間の各座標におけるＴ２スター値（Ｃ２）を算出する（ステップＳ２）。
【００４４】
続いて、Ｔ２スター強調画像生成部３１２は、Ｔ２スター値算出部３１１が算出したＴ２スター値（Ｃ１）、Ｔ２スター値（Ｃ２）それぞれに対応する画素値を算出し、算出した画素値から構成されるＴ２スター強調画像データを生成する（ステップＳ３）。
【００４５】
その後、Ｔ２スター強調画像生成部３１２は、Ｔ２スター値（Ｃ１）、Ｔ２スター値（Ｃ２）およびＴ２スター強調画像データをＴ２スター値記憶部３３２に記憶させる（ステップＳ４）。ここにおいて、Ｔ２スター強調画像生成部３１２は、酸素濃度Ｃ１の気体が投与された状態における各被検者のＴ２スター値およびＴ２スター強調画像データと、酸素濃度Ｃ２の気体が投与された状態における各被検者のＴ２スター値およびＴ２スター強調画像データとを区別できる形でＴ２スター値記憶部３３２に記憶させる。
【００４６】
次に、表示制御部３１３は、Ｔ２スター値記憶部３３２が記憶するＴ２スター強調画像データに対応するＴ２スター強調画像を表示部１３５に表示させる（ステップＳ５）。これにより、ユーザは、表示部１３５を介して被検者のＴ２スター強調画像を確認することができる。ユーザは、表示部１３５に表示されたＴ２スター強調画像を確認して、Ｔ２スター値を算出する範囲を決定することができる。
【００４７】
続いて、Ｔ２スター（ＡＶＥ）値算出部３１４は、ユーザが入力部１３４を介してＴ２スター値を算出する範囲を指定する範囲指定情報を入力したか否かを判定する（ステップＳ６）。この範囲指定情報は、Ｔ２スター（ＡＶＥ）値を算出する範囲に含まれる各画素の座標を特定できる情報から構成されている。Ｔ２スター（ＡＶＥ）値算出部３１４は、範囲指定情報の入力が無い場合（ステップＳ６：Ｎｏ）、待機状態を維持する。ここにおいて、ユーザは、例えば図６（Ａ）に示すように、被検者のＴ２スター強調画像を参照して被検者の心臓の心室中隔に対応する範囲ＡＲ１を、Ｔ２スター（ＡＶＥ）値を算出する範囲として指定することができる。
【００４８】
図５に戻って、Ｔ２スター（ＡＶＥ）値算出部３１４は、範囲指定情報の入力が有った場合（ステップＳ６：Ｙｅｓ）、範囲指定情報が示す範囲についてＴ２スター（ＡＶＥ）値を算出する（ステップＳ７）。Ｔ２スター（ＡＶＥ）値算出部３１４は、算出したＴ２スター（ＡＶＥ）値を、Ｔ２スター（ＡＶＥ）値記憶部３３３のＴ２スター値テーブルＴＡ１に記録する。
【００４９】
続いて、判定部３１５は、Ｔ２スター（ＡＶＥ）値（Ｃ１）とＴ２スター（ＡＶＥ）値（Ｃ２）との差分値（△Ｔ２スター値）を算出する（ステップＳ８）。
【００５０】
その後、判定部３１５は、△Ｔ２スター値の絶対値が予め設定された基準値以上であるか否かを判定する（ステップＳ９）。判定部３１５は、△Ｔ２スター値の絶対値が基準値以上であると判定すると（ステップＳ９：Ｙｅｓ）、「異常」の旨を判定結果記憶部３３４の判定結果テーブルＴＡ２に記録する（ステップＳ１０）。
【００５１】
一方、判定部３１５は、△Ｔ２スター値の絶対値が基準値未満であると判定すると（ステップＳ９：Ｎｏ）、「正常」の旨を判定結果記憶部３３４の判定結果テーブルＴＡ２に記録する（ステップＳ１１）。
【００５２】
ステップＳ９またはステップＳ１０の処理が実行された後、表示制御部３１３は、判定結果記憶部３３４の判定結果テーブルＴＡ２を参照して各被検者についての判定結果を表示部１３５に表示させる（ステップＳ１２）。そして、異常判定処理が終了する。
【００５３】
［基準値の決定方法について］
次に、前述の△Ｔ２スター値に対する基準値の決定方法について説明する。この基準値の決定には、空気が投与された状態の患者および健常者のＭＲ信号データと、酸素が投与された状態の患者および健常者のＭＲ信号データとを用いる。酸素の患者および健常者への投与では、例えば患者および健常者の鼻から体内へ１０分間酸素を流すことにより行われる。ここでは、心筋症患者と健常者のＭＲ信号データを用いる場合について説明する。また、Ｔ２スター値を算出する範囲が、図６（Ａ）に示す範囲ＡＲ１であるものとする。
【００５４】
心筋症患者の場合、図６（Ｂ）に示すように、エコー時間の全範囲において、空気が投与された状態と酸素が投与された状態とで信号強度に差異が生じている。そして、心筋症患者の場合、図７（Ａ）に示すように、酸素が投与された状態のＴ２スター（ＡＶＥ）値は、空気が投与された状態のＴ２スター（ＡＶＥ）値に比べて大きくなる傾向にある。なお、図７（Ａ）は、２２人の心筋症患者について空気が投与された状態と酸素が投与された状態とで得られたＭＲ信号データから算出したＴ２スター（ＡＶＥ）値を示している。
【００５５】
一方、健常者の場合、図７（Ｂ）に示すように、酸素が投与された状態のＴ２スター（ＡＶＥ）値は、空気が投与された状態のＴ２スター（ＡＶＥ）値と略同じになる。なお、図７（Ｂ）は、１２人の健常者について空気が投与された状態と酸素が投与された状態とで得られたＭＲ信号データから算出したＴ２スター（ＡＶＥ）値を示している。そして、図７（Ｃ）に示すように、複数の心筋症患者の△Ｔ２スター値は、−５ｍｓｅｃから１５ｍｓｅｃの範囲で分布しているのに対して、複数の健常者の△Ｔ２スター値は、±３ｍｓｅｃの範囲で分布している。この場合、基準値は、複数人の健常者の△Ｔ２スター値の絶対値の最大値である３ｍｓｅｃに設定される。つまり、基準値は、健常者について得られた△Ｔ２スター値の分布範囲の経験値に基づいて設定される。これにより、被検者の△Ｔ２スター値の絶対値が、基準値以上であれば、被検者に異常があると判定できる。このように、基準値が、複数人の健常者の検査対象部位における差分値△Ｔ２スター値の絶対値の最大値に設定することにより、健常者が異常と判定されてしまうことを抑制できる。
【００５６】
以上説明したように、本実施の形態に係る酸素代謝異常判定装置１では、判定部３１５が、被検者の検査対象部位（例えば心室中隔）について算出されたＴ２スター値（Ｃ１）とＴ２スター値（Ｃ２）との差分値（△Ｔ２スター値）に基づいて、被検者の検査対象部位に異常があるか否かを判定する。これにより、例えば心肺運動負荷試験（ＣＰＸ）に比べて、検査対象部位（例えば心臓）以外の部位（例えば肺や脚の筋肉等）の機能の判定結果への影響を低減することができるので、検査対象部位の機能の異常有無をより正確に判定することができる。
【００５７】
ところで、心筋障害の初期変化を捉える評価方法として心筋酸素代謝を評価する方法が提案されている。例えばＰＥＴ（positron emission tomography）核種であるＣ−１１アセテート（酢酸）を被検者に投与すると急速に心筋に取り込まれアセチルＣｏＡとなり直接ＴＣＡ回路に取り込まれて代謝される。そこで、この種の評価方法として、ＰＥＴを利用してＣ−１１アセテートの消失速度から心筋におけるＴＣＡ（tricarboxylic acid cycle）回路の活性並びに酸素代謝を評価する方法が考えられる。しかしながら、この評価方法は現在のところ確立されていない。
【００５８】
また、心筋の空腹時におけるエネルギ基質の８０％程度は脂肪酸である。そして、心筋が虚血または低酸素の状態では、酸素を必要とする脂肪酸代謝が阻害されて糖代謝に移行する。そこで、心筋における脂肪酸代謝または糖代謝を評価することにより心筋障害の初期変化を捉える方法が考えられる。
【００５９】
例えば放射性医薬品である１２３Ｉ−ＢＭＩＰＰは、ＣＤ３６脂肪酸として細胞内に取り込まれてＢＭＩＰＰ−ＣｏＡとなりＴＣＡ回路に取り込まれて代謝される。そこで、心筋における脂肪酸代謝の評価方法として、被検者に１２３Ｉ−ＢＭＩＰＰを投与してからＳＰＥＣＴ（Single photon emission computed tomography）を用いて１２３Ｉ−ＢＭＩＰＰの消失速度を測定する方法が提案されている。この方法で心筋における脂肪酸代謝を評価することにより心筋における酸素代謝を間接的に評価できる。しかしながら、ＢＭＩＰＰ−ＣｏＡの約５０％はトリグリセリドの形となってしまうため、１２３Ｉ−ＢＭＩＰＰの消失速度はトリグリセリドのプールの影響を大きく受けてしまう。従って、１２３Ｉ−ＢＭＩＰＰの消失速度を評価しただけでは、脂肪酸代謝のみを評価できないので酸素代謝を正確に評価することが難しい。
【００６０】
また、放射性医薬品であるＦＤＧも細胞内に取り込まれて代謝される。そこで、心筋における糖代謝の評価方法として、被検者にＦＤＧを投与してからＰＥＴを用いてＦＤＧの消失速度を測定する方法が提案されている。この方法で心筋における糖代謝を評価することによっても心筋における酸素代謝を間接的に評価できる。しかしながら、この心筋の糖代謝の評価方法は、評価時における被検者の血糖管理が重要であり被検者の負担が大きい。また、被検者が糖尿病患者の場合、この評価方法により糖代謝を評価することは難しい。更に、前述の脂肪酸代謝の評価方法と糖代謝の評価方法とは、いずれも放射性医薬品を使用するためコストがかかると同時に被検者の身体にも負担がかかる。
【００６１】
これに対して、本実施の形態に係る酸素代謝異常判定装置１を用いた酸素代謝異常判定方法では、放射性医薬を被検者に投与する必要がない。また、この酸素代謝異常判定方法では、ガドリウム等の造影剤やアデノシン等の血管拡張剤を使用する必要がない。従って、この酸素代謝異常判定方法は、前述の脂肪酸代謝を評価する方法や糖代謝を評価する方法に比べて、被検者の身体への負担を軽減できるという利点がある。
【００６２】
また、心筋における酸素代謝は、心筋細胞のミトコンドリアでのエネルギ産生の律速段階であり、心筋障害のメカニズムにおいて、酸素代謝の障害は、血流や脂肪酸代謝、糖代謝における障害よりも初期に発生する。
【００６３】
これに対して、本実施の形態に係る酸素代謝異常判定装置１を用いた酸素代謝異常判定方法では、心筋における酸素代謝を直接的に評価する。これにより、前述の脂肪酸代謝の評価や糖代謝の評価では捉えることが難しい、心筋障害の初期段階における酸素代謝異常やその原因となるミトコンドリアの機能異常を捉えることが期待できる。そして、この酸素代謝異常判定方法では、心筋における酸素代謝を直接的に評価できるので、心筋障害のバイアビリティや心筋の修復過程を酸素代謝の観点から評価することができる。
【００６４】
また、本実施の形態に係る酸素代謝異常判定装置１によれば、判定部３１５が、検査対象部位におけるＴ２スター値（Ｃ１）の平均値（Ｔ２スター（ＡＶＥ）値（Ｃ１））とＴ２スター値（Ｃ２）の平均値（Ｔ２スター（ＡＶＥ）値（Ｃ２））の差分値（△Ｔ２スター値）が予め設定された基準値以上であるか否かにより、検査対象部位に異常があるか否かを判定する。また、基準値は、健常者の検査対象部位における、Ｔ２スター（ＡＶＥ）値（Ｃ１）とＴ２スター（ＡＶＥ）値（Ｃ２）との差分値△Ｔ２スター値に基づいて設定される。これにより、検査対象部位におけるＴ２スター値のばらつきの判定結果への影響を低減することができる。
【００６５】
以上、本発明の各実施の形態について説明したが、本発明は前述の実施の形態によって限定されるものではない。
【００６６】
例えば、判定部３１５は、被検者の検査対象部位におけるＴ２スター値の最大値、最小値、中間値または合計値を用いて被検者の検査対象部位の異常有無を判定する構成であってもよい。この場合、判定部３１５は、被検者に投与した気体中の酸素濃度がＣ１、Ｃ２の場合それぞれにおける検査対象部位でのＴ２スター値の最大値、最小値、中間値または合計値の差分値（△Ｔ２スター値）を算出する。そして、判定部３１５は、実施の形態と同様に、Ｔ２スター値の最大値、最小値、中間値または合計値の差分値（△Ｔ２スター値）の絶対値が予め設定された基準値以上か否かを判定するようにすればよい。
【００６７】
或いは、判定部３１５は、実施の形態のように、被検者の検査対象部位における複数点でのＴ２スター値を用いるものに限定されるものではなく、例えば検査対象部位中の１点におけるＴ２スター値を用いるものであってもよい。この場合、判定部３１５は、被検者に投与した気体中の酸素濃度がＣ１、Ｃ２の場合それぞれにおける検査対象部位中の１点におけるＴ２スター値の差分値に基づいて、被検者の検査対象部位に異常があるか否かを判定する。
【００６８】
前述の実施の形態では、判定部３１５が、被検者に投与した気体中の酸素濃度がＣ１、Ｃ２の場合それぞれにおける検査対象部位でのＴ２スター値の平均値（Ｔ２スター（ＡＶＥ）値）の差分値（△Ｔ２スター値）に基づいて判定する例について説明した。但し、判定部３１５が判定に用いる値は△Ｔ２スター値に限定されるものではない。例えば判定部３１５は、被検者に投与した気体中の酸素濃度がＣ１、Ｃ２の場合それぞれにおける検査対象部位でのＴ２スター値の合計値を算出し、これらの差分値（△Ｔ２スター値）を算出するとする。この場合、判定部３１５は、被検者に投与した気体中の酸素濃度がＣ１またはＣ２の場合でのＴ２スター値の合計値に対する△Ｔ２スター値の比率に基づいて、被検者の検査対象部位に異常があるか否かを判定するものであってもよい。
【００６９】
前述の実施の形態において、同一の被検者の同一の検査対象部位について定期的に（例えば半年毎に）△Ｔ２スター値を取得し、判定部３１５が、定期的に取得した△Ｔ２スター値の経時変化に基づいて、被検者の検査対象部位が異常であるか否かを判定するようにしてもよい。例えば判定部３１５が、同一の被検者の同一の検査対象部位について取得した△Ｔ２スター値が前回取得した△Ｔ２スター値に比べて予め設定された閾値以上である場合に被検査の検査対象部位が異常であると判定するようにしてもよい。
【００７０】
前述の実施の形態では、判定部３１５が判定に用いる基準値が、複数人の健常者の△Ｔ２スター値の絶対値の最大値に設定される例について説明した。但し、基準値は、これに限定されるものではなく、例えば複数人の健常者の△Ｔ２スター値の絶対値の平均値または中間値を基準値としてもよい。或いは、複数人の健常者の△Ｔ２スター値の標準偏差を基準値としてもよい。
【００７１】
前述の実施の形態において、基準値は被検者が属する年齢層毎に異なる基準値が用いられる構成であってもよい。この場合、基準値記憶部３３５は、予め被検者の年齢層毎に個別に設定された複数の基準値を記憶するようにすればよい。そして、判定部３１５は、基準値記憶部３３５が記憶する複数の基準値から被検者の年齢が属する年齢層に対応する基準値を取得し、Ｔ２スター（ＡＶＥ）値（Ｃ１）とＴ２スター（ＡＶＥ）値（Ｃ２）との差分値が、取得した基準値以上であるか否かにより、検査対象部位に異常があるか否かを判定するようにすればよい。
【００７２】
本構成によれば、判定部３１５が判定に用いる基準値が、被検者の年齢に応じた値に設定されているので、正確な判定結果を得ることができる。
【００７３】
前述の実施の形態において、被検者の判定結果が新たに生成される毎に、新たに生成された被検者の判定結果が正常であるか否かを判定し、正常であればその被検者の△Ｔ２スター値を用いて基準値を更新する基準値更新部を備える構成であってもよい。
【００７４】
図８にこの変形例に係る処理装置２１３０の一例を示す。処理装置２１３０は、ＣＰＵ１３１が基準値更新部２３１６として機能する点が実施の形態に係る処理装置１３０と相違する。なお、図８において実施の形態と同様の構成については図２と同一の符号を付している。判定結果記憶部３３４の判定結果テーブルＴＡ２２では、図９（Ａ）に示すように、△Ｔ２スター値と判定結果とともに被検者の年齢が、被検者識別情報に対応付けられている。基準値記憶部３３５の基準値テーブルＴＡ２３では、図９（Ｂ）に示すように、年齢層と各年齢層に対応した基準値とが対応づけられている。
【００７５】
判定部２３１５は、実施の形態で説明した判定部３１５と略同様であり、ユーザにより入力部１３４を介して入力される被検者の年齢を判定結果と対応づけて判定結果テーブルＴＡ２２に記録する点が判定部３１５と相違する。
【００７６】
基準値更新部２３１６は、被検者の判定結果が新たに生成された場合、その新たに生成された被検者の判定結果が正常であるとき、その被検者の△Ｔ２スター値を用いて新たに基準値を算出する。そして、基準値算出部２３１６は、新たに算出した基準値で基準値テーブルＴＡ２３を更新する。
【００７７】
次に、本変形例に係る基準値更新部２３１６が実行する基準値更新処理について、図１０を参照しながら詳述する。この基準値更新処理は、実施の形態で説明した異常判定処理と並行して実行される。まず、基準値更新部２３１６は、判定結果記憶部３３４の判定結果テーブルＴＡ２２を参照して新たな判定結果が生成されているか否かを判定する（ステップＳ１０１）。具体的には、基準値更新部２３１６は、直近に新たな判定結果の生成有無を判定した後に、被検者識別情報、△Ｔ２スター値、判定結果および年齢から構成されるレコードが判定結果テーブルＴＡ２２に追加されている場合、新たな判定結果が生成されていると判定する。基準値更新部２３１６は、新たな判定結果が生成されていないと判定すると（ステップＳ１０１：Ｎｏ）、待機状態を維持する。
【００７８】
一方、基準値更新部２３１６は、新たな判定結果が生成されていると判定すると（ステップＳ１０１：Ｙｅｓ）、判定結果が「正常」であるか否かを判定する（ステップＳ１０２）。基準値更新部２３１６により判定結果が「異常」であると判定されると（ステップＳ１０２：Ｎｏ）、再びステップＳ１０１の処理が実行される。一方、基準値更新部２３１６は、判定結果が「正常」であると判定すると（ステップＳ１０２：Ｙｅｓ）、判定結果テーブルＴＡ２２を参照して被検者の年齢層を特定する（ステップＳ１０３）。
【００７９】
次に、基準値更新部２３１６は、判定結果テーブルＴＡ２２を参照して、特定した年齢層の△Ｔ２スター値を抽出する（ステップＳ１０４）。ここにおいて、基準値更新部２３１６は、判定結果テーブルＴＡ２２について年齢を検索キーとして特定した年齢層に含まれる被検者全ての△Ｔ２スター値を抽出する。
【００８０】
続いて、基準値更新部２３１６は、抽出した△Ｔ２スター値全ての絶対値を算出してその絶対値の最大値を特定した年齢層の基準値として算出し、算出した基準値を基準値記憶部３３５に記憶させる（ステップＳ１０５）。その後、再びステップＳ１０１の処理が実行される。
【００８１】
なお、図１０を用いた説明では、基準値更新部２３１６は、ステップＳ１０２において、判定部２３１５による判定結果に応じて、基準値を更新する例について説明したが、基準値を更新するか否かの判定基準はこれに限定されない。例えばユーザが他の検査等により被検者について下した判定結果に応じて基準値を更新するか否かを判定してもよい。この場合、例えば基準値更新部２３１６は、ユーザが入力部１３４を介して入力する、被検者が「正常」または「異常」であることを示す情報を取得するようにすればよい。そして、基準値更新部２３１６は、図１０のステップＳ１０２の代わりに、被検者が「正常」であることを示す情報が入力された場合、図１０のステップＳ１０３以降の処理を実行するようにすればよい。
【００８２】
本構成によれば、また、本構成によれば、被検者数の増加に伴い基準値を最適値に収束させることができる。
【００８３】
また、本発明に係る酸素代謝異常判定装置１の処理装置１３０の各種機能は、専用のシステムによらず、通常のコンピュータシステムを用いて実現可能である。例えば、ネットワークに接続されているコンピュータに、上記動作を実行するためのプログラムを、コンピュータシステムが読み取り可能な非一時的な記録媒体（ＣＤ−ＲＯＭ等）に格納して配布し、当該プログラムをコンピュータシステムにインストールすることにより、上述の処理を実行する処理装置１３０を構成してもよい。また、コンピュータにプログラムを提供する方法は任意である。例えば、プログラムは、通信回線の掲示版（ＢＢＳ）にアップロードされ、通信回線を介してコンピュータに配信されてもよい。そして、コンピュータは、このプログラムを起動して、ＯＳの制御の下、他のアプリケーションと同様に実行する。これにより、コンピュータは、上述の処理を実行する処理装置１３０として機能する。
【００８４】
以上、本発明の実施の形態および変形例（なお書きに記載したものを含む。以下、同様。）について説明したが、本発明はこれらに限定されるものではない。本発明は、実施の形態及び変形例が適宜組み合わされたもの、それに適宜変更が加えられたものを含む。
【符号の説明】
【００８５】
１：酸素代謝異常判定装置、１０１：静磁場磁石、１０３：傾斜磁場コイル、１０４：傾斜磁場電源、１０７：送信コイル、１０８：送信部、１０９：受信コイル、１１０：受信部、１２０：シーケンス制御部、１３０，２１３０：処理装置、１３１：ＣＰＵ、１３２：主記憶部、１３３：補助記憶部、１３４：入力部、１３５：表示部、１３６：インタフェース部、１３７：データ収集部、１４０：寝台、３１１：Ｔ２スター値算出部、３１２：Ｔ２スター強調画像生成部、３１３：表示制御部、３１４：Ｔ２スター（ＡＶＥ）値算出部、３１５，２３１５：判定部、３３１：ＭＲ信号データ記憶部、３３２：Ｔ２スター値記憶部、３３３：Ｔ２スター（ＡＶＥ）値記憶部、３３４：判定結果記憶部、３３５：基準値記憶部、２３１６：基準値更新部
【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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