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新しい心筋血流解析ソフトウェア“カーディオレポ®”
富士フイルム RI ファーマ株式会社 学術企画部
石川 丈洋
1. はじめに観的な評価を参考にすることは有用です

臨床診断を助けるコンピュータソフト

が、不安定な結果しか出せないソフトウ

ウェアは、computer-aided diagnosis あェアあるいは解析精度の低いソフトウェ

るいは診断治療の意思決定までを支援す

アは、むしろ適格な判断の妨げとなるこ

る と い う 意 味 で は clinical decisionとが懸念されます。

support system とも呼ばれています 1)。

そこで、適切に構築された標準データ

現在、心筋血流 SPECT 検査では心筋ベースに加え、エキスパートの経験もが血流の評価に加え、心電図と同期させ、組み込まれたソフトウェアが有効に活か心周期の各位相の画像を得ることで心機されるならば、本来の目的である診断支能（ポンプ機能、壁運動など）の評価を援ソフトウェアとしての役割を果たすこ行うことが一般化してきています。心筋とになります。また、読影に精通したエ血流と心機能はいずれもリスク評価におキスパートの医師にとっても、多数の症ける重要な指標であり、1 つの検査で両例の読影が必要とされる日常業務におい方の指標を評価できるメリットは大きいて、核医学・放射線系の読影医や循環器と言えます。

医の診断精度向上、読影の個人差を解消

これらの指標を定量的に解析するためできることは大きな利点となると考えらには専用のソフトウェアが必要です。日れます。

本 国 内 で は Cedars Sinai Medical
Center の Germano ら が 開 発 し た

2. 開発の経緯

Quantitative Gated SPECT （QGS）2)、

カーディオレポ ® （cardioREPO）はおよび Quantitative Perfusion SPECT

Gothenburg 大学（スウェーデン）の臨(QPS) 3)が最も普及していますが、この床生理核医学 Edenbrandt 教授のもとで他にも Emory 大学で開発された Emory

作られた人工ニューラルネットワーク

Cardiac Toolbox、Michigan 大学で開発（Artificial Neural Network, ANN）をされた 4DM-SPECT などが利用されて用いた心臓解析法のプロトタイプ 4-5)をいます。

もとに、金沢大学の中嶋憲一先生とスウ

なお、画像診断を行う上での大前提はェーデンの EXINI Diagnostis 社および原画像を丁寧に読影し異常の有無を判断

富士フイルム RI ファーマ株式会社の共することであり、異常の有無や程度を判

同開発により 2014 年 7 月に公開された

断する際に、主観的な要素あるいは個人心筋血流解析ソフトウェアです。公開当差を避けるためにソフトウェアによる客

初は研究利用を目的としたソフトウェア
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TOPICSとしてリリースしていましたが、2014

cardioREPO では正解を熟練した医師が年 11 月の医薬品、医療機器等の品質、どのように読むかという結果を正解と定有効性及び安全性の確保等に関する法律義しています。すなわち、「冠動脈の有意（医薬品医療機器法）の施行を受け、医狭窄部＝SPECT 所見も異常」というよ療機器プログラムとしての認証申請を行うな判定基準で学習が実施されているわい、2015 年 5 月に認証を取得していまけではありません。

す。（認証番号: 227ADBZX00090000）

2) 左室機能解析
心電図同期心筋血流 SPECT による左

3. ソフトウェアの特徴

室機能解析においては、再現性が良くか

1) ANN を用いた虚血診断

つ精度の高い容積や駆出分画の算出が求

cardioREPO の従来のソフトウェアとめられます。

異なる最大の特徴が ANN を用いた虚血

左室輪郭抽出は解析プロセスの最も重診断です。

要なステップであり、ソフトウェア毎にANN では、例えば人間がたくさんの様々なアルゴリズムが用いられています

情報を統合して脳で判断するのと同じよが、cardioREPO では欠損やノイズがあうな過程、すなわちトレーニングとそのっても輪郭抽出の成功率が高いアルゴリ適用の過程を経て、最終的診断に達する

ズ ム と し て 左 室 全 体 の 形 状 を過程をコンピュータで実現しています

active-shape model (ASM)で決定する（図 1）。

方法を採用していま す（図 2）。更に通常、心筋血流 SPECT 画像から虚血cardioREPO では小心臓にも対応できるを判定する際、負荷と安静の画像のカウ輪郭抽出方法も採用されています。

ント分布の比較、欠損の広がり、その大cardioREPO のプロトタイプを用いたきさなど、様々な所見を読んで診断に用検討 6)では、男性と女性、通常と小さいいています。人工知能のひとつである

サイズの心臓の比較においても同様の駆ANN は多数の特徴量に基づいて、ちょ出分画が算出されることが確認されていうど人間が診断するように総合的に虚血ます。前述の QGS では小心臓の輪郭抽の有無を判定させる手法です。この方法

出が適切に行われないことが多く、収縮が成功するためには、心筋血流 SPECT末期容積の過小評価がしばしば問題とな画像上の異常の有無を多数症例で学習さっていましたが、cardioREPO では小心せる過程が必要となりますが、臓に対しても精度の高い解析が可能であcardioREPO

例 のり、本邦の高齢女性の約 7 割以上が小心99mTc-MIBI による心筋血流 SPECT デー臓である状況を考えるとそのメリットはタから構築された患者データベースが学大きいと考えられます（図 3）。なお、駆習に用いられています。

出分画の正常値については、男女別の容で は 約1,000

このような ANN の判定においては正積の正常値とともに、ソフトウェアの結解の定義が重要となりますが、果画面内に標準値として表示されます。
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TOPICS3) データベースに基づくスコアリング

フトウェアと同様の方法に加え、17 セグ

cardioREPO では標準データベースにメントでの壁運動解析も同時に行われま基づくスコアリングを採用しており、論す。cardioREPO で求めている各指標の文などのエビデンスでも使用されている正常値を表１に示します。

summed stress score (SSS), summed
4. 実臨床における有用性

rest score (SRS), summed difference
score (SDS)の自動算出が可能です。スコ

1 か月以内に冠動脈造影（CAG）と心アリングには日本核医学会ワーキンググ

筋血流 SPECT が施行された多肢病変をループが作成した心筋血流 SPECT 標準含む虚血性疾患 106 例（70±10 歳、データベース（JSNM 標準）7)を用いてM/F=65/41）を対象に cardioREPO の虚おり、虚血量や予後評価におけるスコア血診断能についての検討が報告されてい計算にも対応しています。

ます。8)4) Fourier 変換による位相解析

cardioREPO の自動スコアリングにつ位相解析は 1980 年台に心電図同期心いて QPS との一致性を検討した結果、プールシンチグラフィが多くの施設で施SSS、SRS、SDS ともに QPS との良好行されていた当時は標準的な手法ですが、 な相関が得られ、また、ANN により検その後の心プール検査数の減少と共に利出された異常領域と読影熟練者による診用される機会が少なくなっていました。

断との比較を行った結果、虚血と異常領

しかし、近年においては心電図同期心筋域の診断精度は読影熟練者の結果を正解

血流 SPECT への応用が再評価され、心とした場合 ROC AUC=0.88 および 0.97

臓再同期療法（CRT）などの適応決定にと高い診断能が示されています。

おける機械的非同期性（dyssynchrony）
5. おわりにの評価が注目されています。
心プールにおける位相解析が局所の容

cardioREPO は他のソフトウェアには積変化あるいはカウント変化をもとにしない ANN の利用や日本人データに適合て 計 算 し て い る の に 対 し て 、した仕様、dyssynchrony 解析などの新

cardioREPO では壁厚変化すなわち心筋しい視点を採用したソフトウェアです。のカウント変化を元に計算を行っていま医療機器プログラムとして日常診療に役す。

立てていただければ幸いです。

この方法を用いることで、心電図同期
心筋血流 SPECT データであっても結果が安定するものと期待されています。さらには、負荷-安静時の心機能の変化を観察し、壁運動を定量する際にも利用が可能です（図 4）。cardioREPO では Polar
Map の画素ごとに位相解析する他のソ38

TOPICS＊参考文献
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TOPICS（78 歳女性

図 3 小心臓における左室輪郭抽出
small heart 症例、心エコー：EDV = 64mL、ESV = 15mL、EF = 77%）

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TOPICS

図 4 cardioREPO による局所心機能解析

表 1 位相解析指標の正常値
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