JP3604467B2

JP3604467B2 - 心筋のねじれ補正方法

Info

Publication number: JP3604467B2
Application number: JP24820495A
Authority: JP
Inventors: 兵治長谷川
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1995-09-27
Filing date: 1995-09-27
Publication date: 2004-12-22
Anticipated expiration: 2015-09-27
Also published as: US5800355A; JPH0990044A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は医用画像診断装置、特に核医学ＳＰＥＣＴ装置における心筋のねじれ具合の補正に関する。
【０００２】
【従来の技術】
核医学ではＴｃの心筋製剤などを用いた心電図同期ＳＰＥＣＴが実用化されている。これは心電図のＲ波などをトリガとして、心筋製剤から発せられるガンマ線を所定の心拍数分測定し、心筋の拡張末期像（以下、ＥＤ像と呼ぶ）と収縮末期像（以下、ＥＳ像と呼ぶ）のＳＰＥＣＴデータを再構成するものである。心筋血流や心機能の評価をする場合、これらＳＰＥＣＴデータを極座標上に展開し、機能解析マップの作成を行う。図５を参照して説明する。（ａ）、（ｂ）はそれぞれ拡張末期、収縮末期の左心室の外観を示したものであり、この図面では上側が心基部、下側が心尖部である。１、２、３、４はスライス番号を示しており、拡張末期の左心室のスライス番号と収縮末期の左心室のスライス番号は対応している。この左心室のＥＤ像、ＥＳ像のＳＰＥＣＴデータを再構成し、極座標上に展開したＥＤ像の機能解析マップが（ｃ）、ＥＳ像の機能解析マップが（ｄ）である。この機能解析マップとは極座標の半径方向に分割された領域１、２、３、４が各スライスを示し、角度方向に分割された領域がそのスライスを分割したセグメントを示している。これを用いて心筋血流などの評価ができ、心機能評価のパラメータとして例えば心筋壁肥厚（％Ｗａｌｌｔｈｉｎｃｋｅｎｉｎｇ）が次式により算出される。
【０００３】
【数１】
％Ｗａｌｌｔｈｉｎｃｋｅｎｉｎｇ＝（ＥＳ−ＥＤ）／ＥＤ＊１００
ただし、ＥＳはＥＳ像でのセグメント値、ＥＤはＥＤ像でのセグメント値を示している。この心機能評価のパラメータの算出には、ＥＤ像とＥＳ像における部位の正確な対応付けが必要である。ところが、心筋は収縮に伴いスライス面に平行な方向にねじれを生じる場合があり、図５（ｄ）に示すように心筋全体を一方向に回転してねじれを補正する方法があり、文献「汲田伸一郎ほか； ^９９ｍＴｃ−ＭＩＢＩ心拍同期心筋シンチグラフィを用いた心機能解析ｍａｐの開発；核医学３１：４３−５２，１９９４」の中で述べられている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、心筋は収縮に伴い心尖部と心基部で逆方向にねじれる場合があり、全スライスを同じ方向に回転させる補正では、誤った補正をしてしまう部位が生じ、ＥＤ像とＥＳ像における部位の正確な対応付けができず、心機能評価のパラメータを正確に算出できないという問題があった。また、従来このねじれ補正は、オペレータが補正の程度を判断することにより行われていたため、オペレータによって補正量が異なっていた。
【０００５】
本発明は以上のような問題点を解決し、心筋が収縮に伴い心尖部と心基部で逆方向にねじれる場合でも、各スライスに適応したねじれ補正を行えるようにすることを目的とする。また、オペレータを介在させずに、自動的にねじれ補正をすることにより客観的評価ができるようにすること、補正時間を短縮すること、オペレータの負担を軽減することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
請求項１記載の本発明では、被検体の心筋の拡張末期の断層像および収縮末期の断層像を再構成することができ、これら再構成した断層像から作成した機能解析マップを利用することにより診断を行う医用画像診断装置において、前記再構成した各スライス面の断層像ごとに独立して、円周にそった回転によって心筋ねじれ補正をする。
【０００７】
本発明により、心筋の拡張、収縮に伴い心尖部と心基部で逆方向にねじれる場合でも、心筋の拡張末期の断層像および収縮末期の断層像の正確な対応付けが可能となる。また、所定の演算をすることによりオペーレータを介在せずに自動的に心筋ねじれ補正ができるため、補正時間が短縮化され、オペレータの負担が軽減される。
【０００８】
【発明の実施の形態】
本発明の心筋ねじれ補正方法の実施例について図面を参照しながら説明する。図１は心機能評価の処理手順の実施例を示している。まず、被検体に心筋製剤を投与し（処理１）、シンチレーションカメラなどを用いてこの心筋製剤から発せられる放射線を検出する（処理２）。心筋製剤にはＴｃなどの短半減期で大量投与が可能なものが使われる。放射線の検出は、心電図のＲ波をトリガとして所望の心拍数の間の心筋拡張末期、収縮末期の放射線量を収集するものである。検出した放射線データから所望のスライス数の拡張末期のＳＰＥＣＴ短軸像（ＥＤ像）、収縮末期のＳＰＥＣＴ短軸像（ＥＳ像）を再構成し（処理３）、再構成した全スライスの拡張末期、収縮末期のＳＰＥＣＴ短軸像をそれぞれ極座標上に展開し、機能解析マップの作成を行う（処理４）。機能解析マップは図３（ｃ）、（ｄ）に示すように半径方向にｍ、角度方向にｎだけそれぞれ分割され、ＥＤ像、ＥＳ像を正規化したものである。半径方向の分割はスライスによるもので、一般に内側が心尖部、外側が心基部のデータを表示するように配置している。角度方向に分割された各領域はセグメントと呼ばれ、セグメント番号が順にふられるものとする。この機能解析マップから心筋血流などの診断をするが、心筋は収縮に伴いねじれを生じる場合があり、ＥＤ像とＥＳ像の対応するセグメントが角度方向に数セグメント分ずれてしまうため、両画像を比較して心機能の評価を行うようなときに不都合を生じる。そこで心筋ねじれ補正を行い（処理５）、評価する（処理６）。本発明の心筋ねじれ補正方法の実施例のフローチャートを示したのが図２である。ここで、正規化したＥＤ像でのスライスｊのセグメント番号ｉのセグメント値をＥＤ（ｊ，ｉ）、正規化したＥＳ像でのスライスｊのセグメント番号ｉのセグメント値をＥＳ（ｊ，ｉ）とする。ただしｊ＝１，・・・，ｍであり、次式を仮定する。
【０００９】
【数２】
ＥＤ（ｊ，ｉ＋ｎ）＝ＥＤ（ｊ，ｉ）
ＥＳ（ｊ，ｉ−ｎ）＝ＥＳ（ｊ，ｉ）
セグメント値とは、そのセグメント内のデータの最大値や平均値などとすればよく、所定のものをオペレータが選択すればよい。正規化したＥＤ像とＥＳ像から横軸にセグメント番号、縦軸にセグメント値としたグラフが図４である。セグメント値が大きい部分ほど血流などがあることを意味し、梗塞部などではセグメント値が小さい。この関係は心筋の拡張末期、収縮末期によらず一定している。心筋の拡張末期、収縮末期で異なるのは対応する部位における血流量など、すなわちセグメント値である。図４では（ａ）が補正前、（ｂ）が補正後のグラフのイメージをそれぞれ示している。この（ａ）と（ｂ）を比較すると、（ａ）はＥＳのグラフが１セグメント右にずれているため、ＥＳとＥＤの波形の山や谷の位置がずれ、（ｂ）よりも各セグメントにおけるＥＳとＥＤの差が全体として小さい。このように、セグメント方向へのグラフのずれは心筋のねじれが生じていることを表す。心筋ねじれ補正方法の本実施例のフローチャートを図２に示す。この心筋ねじれ補正方法は、各スライスｊごとに独立して行うものであり、変数ｋはスライスｊにおいてねじれが起こり得る任意の範囲を設定しておけばよく、例えば−４≦ｋ≦４としておく。そして、図２の処理４に示すようにＥＤ像のセグメント値とＥＳ像のセグメント値の積和演算を行う。ここでこのＥＤ像のセグメント値とＥＳ像のセグメント値との積和が最大となる場合が心筋のねじれがない本来の対応する位置であると判定する。このときのｋの値、すなわち図２に示したフローチャートのΔだけ正規化されたＥＳ像のスライスｊの領域をＥＤ像のスライスｊの領域と前記積和が最大となるように、角度方向に回転させることでスライスｊのねじれ補正をする。これを全スライス（ｊ＝１，・・・，ｍ）について繰り返し行い、ＥＳ像全体にわたるねじれ補正を完了させる。
【００１０】
上述の心筋ねじれ補正をすることにより、心尖部と心基部で逆方向にねじれる場合であってもＥＤ像とＥＳ像の正確な対応付けが可能であり、［数１］により心筋壁肥厚（％Ｗａｌｌｔｈｉｎｃｋｅｎｉｎｇ）を算出して心機能の正確な評価ができる。
【００１１】
上記実施例では全スライスに対して心筋ねじれ補正を行っていたが、隣接した数スライスについてはねじれの程度があまり変わらないということを利用して、数スライスおきに心筋ねじれ補正を行うようにし、その間のスライスについては前後の補正量を利用して補正を行うようにしてもよい。また、上記実施例ではＳＰＥＣＴデータから機能解析マップの作成を行ったが、これに限定されない。ＳＰＥＣＴデータから直接心筋ねじれ補正をしてもよい。
【００１２】
さらに上記実施例では、シンチレーションカメラなどの核医学診断装置で収集されたＳＰＥＣＴ短軸像を半径方向と角度方向に分割したセグメントのカウント値の積和の最大値によるマッチングで補正を行うが、ＭＲＩ装置でのタギング情報のセグメントの値を用いて同様な補正を行ってもよい。
【００１３】
【発明の効果】
本発明により、心筋の拡張、収縮に伴い心尖部と心基部で逆方向にねじれる場合でも、心筋の拡張末期の断層像および収縮末期の断層像の正確な対応付けが可能となる。また、所定の演算をすることによりオペーレータを介在せずに自動的に心筋ねじれ補正ができるため、補正時間が短縮化され、オペレータの負担が軽減される。
【図面の簡単な説明】
【図１】心機能評価の処理手順
【図２】心筋ねじれ補正のフローチャート
【図３】心筋拡張末期および収縮末期の機能解析マップ
【図４】心筋拡張末期および収縮末期のセグメント値の変化のイメージ
【図５】従来の心筋ねじれ補正
【符号の説明】
１スライス１
２スライス２
３スライス３
４スライス４
５セグメント１
６セグメント２
７心尖部
８心基部

Claims

被検体の心筋の拡張末期の断層像および収縮末期の断層像を再構成することができ、これら再構成した断層像から診断を行う医用画像診断装置において、前記再構成した各スライスの断層像ごとに独立して、心筋のねじれ具合の補正をすることを特徴とする心筋のねじれ補正方法。
前記断層像が、被検体の心尖部と心基部とを結ぶ軸線に対して直交するスライスであることを特徴とする請求項１記載の心筋のねじれ補正方法。
前記心筋の拡張末期の断層像および収縮末期の断層像から作成した機能解析マップにより求まる各スライスのセグメント値を利用し、各スライスについて前記心筋の拡張末期の断層像のセグメント値と収縮末期の断層像のセグメント値の差が最大となる角度を求めることによって心筋のねじれ具合の補正をすることを特徴とする請求項１記載の心筋のねじれ補正方法。
前記心筋の拡張末期の断層像および収縮末期の断層像から作成した機能解析マップにより求まる各スライスのセグメント値を利用し、所定の演算をすることによってオペーレータを介在せずに自動的に心筋ねじれ補正をすることを特徴とする請求項１記載の心筋のねじれ補正方法。
前記所定の演算が、前記心筋の拡張末期の断層像のセグメント値と収縮末期の断層像のセグメント値との積和演算を行うものである請求項４記載の心筋のねじれ補正方法。
前記心筋の拡張末期の断層像のセグメント値と収縮末期の断層像のセグメント値との積和演算が、セグメント番号をｉ、スライス番号をｊ、心筋の拡張末期の断層像のセグメント値をＥＤ（ｊ，ｉ）、収縮末期の断層像のセグメント値をＥＳ（ｊ，ｉ）、セグメント数をｎ、積和演算をするセグメントを変えるための変数ｋ（ｋｎ）とし、

なる数式で表されるものであることを特徴とする請求項５記載の心筋のねじれ補正方法。
前記心筋の拡張末期の断層像のセグメント値と収縮末期の断層像のセグメント値の差が最大となる角度の算出、または前記心筋の拡張末期の断層像のセグメント値と収縮末期の断層像のセグメント値を利用した演算を、ねじれが起こり得る所定の角度範囲内についてのみ行うことを特徴とする請求項３乃至請求項６記載の心筋のねじれ補正方法。