JP6948217B2 - Cerebral blood flow quantification method, cerebral blood flow quantification program and cerebral blood flow quantification device - Google Patents

Description

本発明は、脳血流量定量方法、脳血流量定量プログラム及び脳血流量定量装置に関する。 The present invention relates to a cerebral blood flow quantification method, a cerebral blood flow quantification program, and a cerebral blood flow quantification device.

局所脳血流診断薬は、被験者の局所脳血流量の定量に利用されている。中でも、塩酸Ｎ-イソプロピル-４-ヨードアンフェタミン（^１２３I）注射液（「パーヒューザミン(R)注」（日本メジフィジックス株式会社製）、以下、ＩＭＰと称す）は、信号強度の脳血流量に対する直線性が高いため、広く利用されている。 Local cerebral blood flow diagnostic agents are used to quantify the local cerebral blood flow of a subject. Among them, N-isopropyl-4- ^{iodoamphetamine (123} I) injection (“Perfuzamine (R) Injection” (manufactured by Nihon Medi-Physics Co., Ltd.), hereinafter referred to as IMP) is a straight line with respect to cerebral blood flow of signal intensity. Due to its high strength, it is widely used.

局所脳血流診断薬投与核医学画像を用いた脳血流量の算出方法としては、これまでに種々の方法が提案され、実際に臨床現場にて実施されている。具体的には、ＡＲＧ（Auto-Radiography）法（非特許文献１参照）、Microsphere（ＭＳ）法（非特許文献２参照）、Noninvasive Microsphere（ＮＩＭＳ）法（非特許文献３参照）、Graph Plot（ＧＰ）法（非特許文献４参照）、Patlak Plot法（非特許文献５参照）等が提案されている。 Administration of local cerebral blood flow diagnostic agent As a method for calculating cerebral blood flow using nuclear medicine images, various methods have been proposed so far and are actually practiced in clinical practice. Specifically, the ARG (Auto-Radiography) method (see Non-Patent Document 1), the Microsphere (MS) method (see Non-Patent Document 2), the Noninvasive Microsphere (NIMS) method (see Non-Patent Document 3), and Graph Plot (see Non-Patent Document 3). The GP) method (see Non-Patent Document 4), the Patlak Plot method (see Non-Patent Document 5), and the like have been proposed.

Iida H、Itoh H、Nakazawa M、Hatazawa J、Nishimura H、Onishi Y、Uemura K著、Quantitative mapping of regional cerebral blood flow using iodine-123-IMP and SPECT. J Nucl Med 35、1994年、p.2019-2030Iida H, Itoh H, Nakazawa M, Hatazawa J, Nishimura H, Onishi Y, Uemura K, Quantitative mapping of regional cerebral blood flow using iodine-123-IMP and SPECT. J Nucl Med 35, 1994, p.2019- 2030 DavidE.KuhI,JorgeR.Barrio,Sung-ChengHuang , CarlSelin , RobertF . Ackermann,JamesL. Lear,J. L.Wu,T. H.Lin,andMichael E.Phelps 著、Quantifying local cerebral blood flow by N-isopropyl-p-[123I]iodoamphetamine (IMP) tomography. J NucIMed 23: 196-203,1982David E. KuhI, Jorge R. Barrio, Sung-Cheng Huang, Carl Serin, Robert F. Ackermann, James L. Lear, JLWu, THLin, and Michael E. Phelps, Quantifying local cerebral blood flow by N-isopropyl-p- [123I] iodoamphetamine (IMP) tomography. J NucIMed 23: 196-203,1982 米倉義晴、杉原秀樹、谷口義光他著、非侵襲的マイクロスフェア法によるIMP脳血流SPECTの定量化−動態イメージングによる入力関数積分値の推定−．核医学34、1997年、p.901−908Quantification of IMP cerebral blood flow SPECT by non-invasive microsphere method by Yoshiharu Yonekura, Hideki Sugihara, Yoshimitsu Taniguchi et al.-Estimation of input function integral value by dynamic imaging-. Nuclear Medicine 34, 1997, p.901-908 Okamoto K, Ushijima Y, Okuyama C, Nakamura T, Nishimura T. Measurement of cerebral blood flow using graph plot analysis and I-123 iodoamphetamine. Clin Nucl Med. 2002;27:191-6.Okamoto K, Ushijima Y, Okuyama C, Nakamura T, Nishimura T. Measurement of cerebral blood flow using graph plot analysis and I-123 iodoamphetamine. Clin Nucl Med. 2002; 27: 191-6. Matsuda H、Tsuji S、Shuke N、Sumiya H、Tonami N、Hisada K著、Noninvasive measurements of regional cerebral blood flow using technetium-99m hexamethylpropylene amine oxime. Eur J Nucl Med 20、1993年、p.391-401Matsuda H, Tsuji S, Shuke N, Sumiya H, Tonami N, Hisada K, Noninvasive measurements of regional cerebral blood flow using technetium-99m hexamethylpropylene amine oxime. Eur J Nucl Med 20, 1993, p.391-401

特に、ＡＲＧ法（非特許文献１参照）は、標準的な脳血流量の定量方法として、広く医療現場において普及している。しかし、ＡＲＧ法は、動脈血採血が必須であり、侵襲的であるといった点で問題がある。 In particular, the ARG method (see Non-Patent Document 1) is widely used in medical practice as a standard method for quantifying cerebral blood flow. However, the ARG method has a problem in that arterial blood sampling is indispensable and invasive.

動脈血採血を要しない非侵襲的な方法も種々の方法が提案されているが（例えば非特許文献３〜５参照）、これらは換算式を用いた推定を行うため、何れも定量精度が十分に担保されていないといった問題がある。 Various non-invasive methods that do not require arterial blood sampling have been proposed (see, for example, Non-Patent Documents 3 to 5), but since these are estimated using conversion formulas, the quantification accuracy is sufficient for all of them. There is a problem that it is not secured.

本発明は、上記の事情に鑑みて為されたもので、非侵襲的に精度よく脳血流量の定量を行い得る技術を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object of the present invention is to provide a technique capable of non-invasively and accurately quantifying cerebral blood flow.

上述した課題を解決すべく本発明者らは鋭意検討したところ、被験者の体内に投与された局所脳血流診断薬は、心臓から肺動脈を経由して循環していくが、その循環途中にある肺で、一旦、その大半が貯留されてしまうことが判明した。これに加えて、その貯留された局所脳血流診断薬は、徐々に肺から出て、脳へと送られていくことが判明し、従って、脳血流の定量にあたっては、被験者の肺の放射能強度を考慮することが重要であるとの知見に至った。 As a result of diligent studies by the present inventors in order to solve the above-mentioned problems, the local cerebral blood flow diagnostic agent administered into the body of the subject circulates from the heart via the pulmonary artery, but is in the middle of the circulation. It turned out that most of it was once stored in the lungs. In addition to this, it was found that the stored local cerebral blood flow diagnostic agent gradually exited the lungs and was sent to the brain, and therefore, in quantifying cerebral blood flow, in the subject's lungs. We have come to the conclusion that it is important to consider the radioactivity intensity.

かかる知見に基づいて提供される本発明の一側面に係る脳血流量定量方法は、放射性医薬品を被験者に適用して得られる画像であって、前記被験者の少なくとも脳、肺及び肺動脈を含む二次元核医学画像を取得するステップと、前記二次元核医学画像内に、前記脳の少なくとも一部を含む第１関心領域と、前記肺の少なくとも一部を含む第２関心領域と、前記肺動脈の少なくとも一部を含む第３関心領域とを設定するステップと、前記第１関心領域、前記第２関心領域及び前記第３関心領域の各画素強度に基づいて、前記第２関心領域における画素強度に基づく値に対する、前記第１関心領域における画素強度に基づく値の比率を、前記第２関心領域における画素強度に基づく値に対する、前記第３関心領域における画素強度に基づく値の比率に対してプロットしたグラフの傾きを前記第１関心領域における脳血流として定量するステップとを含む。 The method for quantifying cerebral blood flow according to one aspect of the present invention provided based on such findings is an image obtained by applying a radiopharmaceutical drug to a subject, and is a two-dimensional image including at least the brain, lungs and pulmonary arteries of the subject. The step of acquiring a nuclear medicine image, a first region of interest including at least a part of the brain, a second region of interest including at least a part of the lung, and at least the pulmonary artery in the two-dimensional nuclear medicine image. Based on the step of setting the third area of interest including a part and the pixel intensities of the first area of interest, the second area of interest, and the third area of interest, based on the pixel intensity in the second area of interest. A graph in which the ratio of a value based on pixel intensity in the first region of interest to a value is plotted against the ratio of a value based on pixel intensity in the third region of interest to a value based on pixel intensity in the second region of interest. Includes a step of quantifying the inclination of as cerebral blood flow in the first region of interest.

本発明の別の一側面に係る脳血流量定量プログラムは、コンピュータに、放射性医薬品を被験者に適用して得られる画像であって、前記被験者の少なくとも脳、肺及び肺動脈を含む二次元核医学画像を取得する処理と、前記二次元核医学画像内に、前記脳の少なくとも一部を含む第１関心領域と、前記肺の少なくとも一部を含む第２関心領域と、前記肺動脈の少なくとも一部を含む第３関心領域とを設定する処理と、前記第１関心領域、前記第２関心領域及び前記第３関心領域の各画素強度に基づいて、前記第２関心領域における画素強度に基づく値に対する、前記第１関心領域における画素強度に基づく値の比率を、前記第２関心領域における画素強度に基づく値に対する、前記第３関心領域における画素強度に基づく値の比率に対してプロットしたグラフの傾きを前記第１関心領域における脳血流として定量する処理とを実行させる。 The cerebral blood flow quantification program according to another aspect of the present invention is an image obtained by applying a radiopharmaceutical drug to a subject on a computer, and is a two-dimensional nuclear medicine image including at least the brain, lungs and pulmonary arteries of the subject. In the two-dimensional nuclear medicine image, a first region of interest including at least a part of the brain, a second region of interest including at least a part of the lung, and at least a part of the pulmonary artery are included in the two-dimensional nuclear medicine image. Based on the process of setting the third area of interest to include and the pixel intensities of the first area of interest, the second area of interest, and the third area of interest, the value based on the pixel intensity in the second area of interest. The slope of the graph in which the ratio of the value based on the pixel intensity in the first region of interest is plotted against the ratio of the value based on the pixel intensity in the third region of interest to the value based on the pixel intensity in the second region of interest. The process of quantifying the cerebral blood flow in the first region of interest is executed.

本発明のまた別の一側面に係る脳血流量定量装置は、放射性医薬品を被験者に適用して得られる画像であって、前記被験者の少なくとも脳、肺及び肺動脈を含む二次元核医学画像を取得する画像取得部と、前記二次元核医学画像内に、前記脳の少なくとも一部を含む第１関心領域と、前記肺の少なくとも一部を含む第２関心領域と、前記肺動脈の少なくとも一部を含む第３関心領域とを設定する領域設定部と、前記第１関心領域、前記第２関心領域及び前記第３関心領域の各画素強度に基づいて、前記第２関心領域における画素強度に基づく値に対する、前記第１関心領域における画素強度に基づく値の比率を、前記第２関心領域における画素強度に基づく値に対する、前記第３関心領域における画素強度に基づく値の比率に対してプロットしたグラフの傾きを前記第１関心領域における脳血流として定量する脳血流定量部とを備える。 The cerebral blood flow quantifying device according to another aspect of the present invention is an image obtained by applying a radiopharmaceutical to a subject, and acquires a two-dimensional nuclear medicine image including at least the brain, lungs and pulmonary arteries of the subject. An image acquisition unit, a first region of interest including at least a part of the brain, a second region of interest including at least a part of the lung, and at least a part of the pulmonary artery in the two-dimensional nuclear medicine image. A value based on the pixel intensity in the second area of interest based on the area setting unit for setting the third area of interest including the area and the pixel intensities of the first area of interest, the second area of interest, and the third area of interest. The ratio of the value based on the pixel intensity in the first region of interest to the ratio of the value based on the pixel intensity in the third region of interest to the value based on the pixel intensity in the second region of interest. It is provided with a cerebral blood flow quantifying unit that quantifies the inclination as cerebral blood flow in the first region of interest.

このように構成された本発明に係る脳血流量定量方法、脳血流量定量プログラム及び脳血流量定量装置では、非侵襲的に精度よく脳血流量の定量を行い得る。 The cerebral blood flow quantification method, the cerebral blood flow quantification program, and the cerebral blood flow quantification device according to the present invention configured as described above can perform non-invasive and accurate quantification of cerebral blood flow.

本発明の実施形態に係る脳血流量定量装置及び周辺装置を示す機能構成図である。It is a functional block diagram which shows the cerebral blood flow rate quantifying apparatus and peripheral apparatus which concerns on embodiment of this invention. 表示装置に表示されるタイムアクティビティカーブの一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the time activity curve displayed on the display device. ＲＯＩ設定の際に表示装置に設定される二次元核医学画像の模式図である。It is a schematic diagram of the two-dimensional nuclear medicine image set in the display device at the time of setting ROI. Cb（t）／λL（t）をＹ軸値として与え、∫Cr（T）dT／L（t）をＸ軸値として与えてプロットした脳血流量定量装置によって生成される解析結果のグラフである。In the graph of the analysis result generated by the cerebral blood flow quantifier plotted by giving Cb (t) / λL (t) as the Y-axis value and ∫Cr (T) dT / L (t) as the X-axis value. be. 脳におけるＲＯＩ設定の様子を撮像した二次元核医学画像である。It is a two-dimensional nuclear medicine image which imaged the state of ROI setting in the brain. 左肺におけるＲＯＩ設定の様子を撮像した二次元核医学画像である。It is a two-dimensional nuclear medicine image which imaged the state of ROI setting in the left lung. 肺動脈におけるＲＯＩ設定の様子を撮像した二次元核医学画像である。It is a two-dimensional nuclear medicine image which imaged the state of ROI setting in a pulmonary artery. 本実施例における処理の流れを示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the flow of processing in this Example. 本発明の実施形態に係る脳血流量定量方法で求めた脳血流量の値と、ＡＲＧ法により求めた脳血流量の値との関係の一例を示すグラフである。It is a graph which shows an example of the relationship between the value of the cerebral blood flow rate obtained by the cerebral blood flow rate quantification method which concerns on embodiment of this invention, and the value of the cerebral blood flow rate obtained by the ARG method.

以下、本発明の実施形態について、図面を用いて説明する。なお、すべての図面において、同様の構成要素には同一の符号を付し、適宜に説明を省略する。なお、以下の説明はあくまでも好ましい態様の一例を示したものであり、本発明の範囲を限定する意図ではない。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In all the drawings, the same components are designated by the same reference numerals, and the description thereof will be omitted as appropriate. The following description is merely an example of a preferred embodiment, and is not intended to limit the scope of the present invention.

図１は本発明の実施形態に係る脳血流量定量装置１００及び周辺装置を示す機能構成図である。ここでは周辺装置として、撮像装置１１０、操作受付部１２０及び表示装置１３０を例示するが、これに限られない。 FIG. 1 is a functional configuration diagram showing a cerebral blood flow rate quantifying device 100 and peripheral devices according to an embodiment of the present invention. Here, as peripheral devices, an image pickup device 110, an operation reception unit 120, and a display device 130 are exemplified, but the peripheral devices are not limited thereto.

はじめに、本実施形態の概要について説明する。 First, the outline of the present embodiment will be described.

撮像装置１１０は、放射性医薬品が投与された被験者の二次元核医学画像１０（図５〜図７）を撮像する。撮像装置１１０は、放射性医薬品から放射される放射線強度を検知し、その検知した放射線強度を所定の時間間隔で複数の画素をデジタル画像化することにより、各ＲＯＩにおける放射性医薬品の経時的な分布変化を可視化することができる。ここでＲＯＩとは、画像を用いた解析手法において、観察又は測定対象となる一部領域のことをいう。なお、ＲＯＩは、Region of Interestの略であり、関心領域又は対象領域等ともいわれる。 The imaging device 110 captures a two-dimensional nuclear medicine image 10 (FIGS. 5 to 7) of a subject to whom the radiopharmaceutical drug has been administered. The imaging device 110 detects the radiation intensity emitted from the radiopharmaceutical drug, and digitally images a plurality of pixels of the detected radiation intensity at predetermined time intervals to change the distribution of the radiopharmaceutical drug over time in each ROI. Can be visualized. Here, ROI refers to a partial region to be observed or measured in an analysis method using an image. ROI is an abbreviation for Region of Interest, and is also referred to as an area of interest or a target area.

本実施形態に用いられる放射性医薬品としては、^１２３Ｉ−ＩＭＰ（塩酸Ｎ-イソプロピル-４-ヨードアンフェタミン（以下、ＩＭＰと称す）を挙げることができる。ＩＭＰは代表的な蓄積型トレーサの一つであり、高い脂溶性によって初回循環でその大部分が脳組織に取り込まれる。 As the radiopharmaceutical used in this embodiment, ¹²³ I-IMP (N-isopropyl-4-iodoamphetamine hydrochloride (hereinafter referred to as IMP)) can be mentioned. IMP is one of the typical accumulation type tracers. Due to its high lipophilicity, most of it is taken up by brain tissue in the initial circulation.

好ましい態様において、核医学検査は、本発明に係る血流量の定量に用いるためのデータとして、短い時間間隔で連続的に撮像された複数の画像を収集する。この場合において、撮像装置１１０が行う撮像方法をダイナミックスキャンといい、このような撮像方法で得られる一連の撮像データをダイナミック画像という。なお、本実施形態における撮像装置１１０によって得られる撮像データはダイナミック画像に限らず、スタティックに撮像された撮像データ（スタティック画像）が含まれる。 In a preferred embodiment, the nuclear medicine examination collects a plurality of images continuously captured at short time intervals as data for use in quantifying blood flow according to the present invention. In this case, the imaging method performed by the imaging device 110 is referred to as a dynamic scan, and a series of imaging data obtained by such an imaging method is referred to as a dynamic image. The imaging data obtained by the imaging device 110 in the present embodiment is not limited to a dynamic image, but includes statically captured imaging data (static image).

脳血流量定量装置１００は、いわゆるコンピュータ端末であってＣＰＵとメモリ（メインメモリやキャッシュメモリ等の記憶装置を含むハードウェアの総称）とを有する。 The cerebral blood flow quantifying device 100 is a so-called computer terminal and has a CPU and a memory (a general term for hardware including a storage device such as a main memory and a cache memory).

脳血流量定量装置１００は、メモリで保持されたデータやプログラムをＣＰＵで実行することにより、種々の機能をソフトウェア処理によって実現することができる。又は、脳血流量定量装置１００は、専用の論理回路を用いたハードウェア処理、及びソフトウェア処理及びハードウェア処理の組み合わせによっても実現可能である。 The cerebral blood flow rate quantifying device 100 can realize various functions by software processing by executing data and programs held in the memory on the CPU. Alternatively, the cerebral blood flow rate quantifying device 100 can also be realized by hardware processing using a dedicated logic circuit, and a combination of software processing and hardware processing.

脳血流量定量装置１００に内包される各種機能については、後に詳述する。 Various functions included in the cerebral blood flow quantifying device 100 will be described in detail later.

操作受付部１２０は、脳血流量定量装置１００の使用者による操作を受け付ける手段であり、具体的には、操作ボタン、キーボード、マウス、タッチパネル等が例示されるが、これらに限定されない。脳血流量定量装置１００は、操作受付部１２０から受け付けた電気信号に応じて各種制御を実行する。 The operation receiving unit 120 is a means for receiving an operation by the user of the cerebral blood flow rate quantifying device 100, and specific examples thereof include, but are not limited to, operation buttons, a keyboard, a mouse, and a touch panel. The cerebral blood flow rate quantifying device 100 executes various controls according to the electric signal received from the operation reception unit 120.

表示装置１３０は、撮像装置１１０で撮像された二次元核医学画像１０（図５〜図７）や、脳血流量定量装置１００によって生成される解析結果（図４）等を、使用者又は被験者等が視認可能に表示出力する装置である。 The display device 130 displays the two-dimensional nuclear medicine image 10 (FIGS. 5 to 7) captured by the imaging device 110, the analysis result (FIG. 4) generated by the cerebral blood flow quantifying device 100, and the like, by the user or the subject. It is a device that displays and outputs visibly.

なお、図１においては表示装置１３０と操作受付部１２０とを別々の構成要素として図示しているが、これは一例である。タッチパネル式の表示デバイスなど表示出力及び操作入力が可能な装置を用いることにより、表示装置１３０と操作受付部１２０とを一体的に実現することも可能である。 In FIG. 1, the display device 130 and the operation reception unit 120 are shown as separate components, but this is an example. It is also possible to integrally realize the display device 130 and the operation reception unit 120 by using a device capable of display output and operation input such as a touch panel type display device.

なお、本実施形態において脳血流量定量装置１００は一つの装置として説明するが、複数の情報端末がネットワークを介して通信可能に接続されているネットワークシステムとしても本発明は実現可能である。ここで、ネットワークとは、インターネットやＬＡＮ（Local Area Network）等の種々のコンピュータネットワーク又はその組合せで構成できる。また、各構成要素とネットワークとの通信接続は、有線通信であってもよいし、無線通信であってもよい。 Although the cerebral blood flow quantifying device 100 will be described as one device in the present embodiment, the present invention can also be realized as a network system in which a plurality of information terminals are communicably connected via a network. Here, the network can be configured by various computer networks such as the Internet and LAN (Local Area Network) or a combination thereof. Further, the communication connection between each component and the network may be wired communication or wireless communication.

＜脳血流量定量装置１００に内包される各種機能＞
本実施形態における脳血流量定量装置１００は、画像取得部２０と、記憶部３０と、描画生成部４０と、出力部５０と、ＲＯＩ設定部６０（領域設定部）と、脳血流定量部７０と、を有している。 <Various functions included in the cerebral blood flow quantifying device 100>
The cerebral blood flow quantification device 100 in the present embodiment includes an image acquisition unit 20, a storage unit 30, a drawing generation unit 40, an output unit 50, an ROI setting unit 60 (area setting unit), and a cerebral blood flow quantification unit. It has 70 and.

画像取得部２０は、撮像装置１１０からダイナミック画像を含む種々のデータを取得する。勿論、画像取得部２０は、撮像装置１１０から種々のデータを受動的に受け付けても良く、撮像装置１１０に記憶されている種々のデータを能動的に読み取るものであっても良い。
画像取得部２０は、撮像装置１１０で撮像された二次元核医学画像１０（図５〜図７）を取得する。二次元核医学画像１０は、放射性医薬品を被験者に適用して得られる画像であって、被験者の少なくとも脳、肺及び肺動脈を含む画像である。 The image acquisition unit 20 acquires various data including a dynamic image from the image pickup apparatus 110. Of course, the image acquisition unit 20 may passively receive various data from the image pickup device 110, or may actively read various data stored in the image pickup device 110.
The image acquisition unit 20 acquires a two-dimensional nuclear medicine image 10 (FIGS. 5 to 7) captured by the imaging device 110. The two-dimensional nuclear medicine image 10 is an image obtained by applying a radiopharmaceutical drug to a subject, and is an image including at least the brain, lungs, and pulmonary arteries of the subject.

記憶部３０は、脳血流量定量装置１００が処理するデータの一部又は全部を記憶する。具体的には、記憶部３０は、上述したメモリにおける記憶領域の一部又は全部により構成される。記憶部３０が記憶するデータは、画像取得部２０が撮像装置１１０から取り込んだ種々のデータや二次元核医学画像１０等が含まれる。 The storage unit 30 stores a part or all of the data processed by the cerebral blood flow rate quantifying device 100. Specifically, the storage unit 30 is composed of a part or all of the storage area in the memory described above. The data stored in the storage unit 30 includes various data captured by the image acquisition unit 20 from the image pickup apparatus 110, a two-dimensional nuclear medicine image 10, and the like.

描画生成部４０は、記憶部３０から種々のデータを読み出し、読み出したデータに基づいて、表示装置１３０に表示可能な描画データを生成する。好ましい態様において、本実施形態における描画データは少なくとも二つ存在する。 The drawing generation unit 40 reads various data from the storage unit 30, and generates drawing data that can be displayed on the display device 130 based on the read data. In a preferred embodiment, there are at least two drawing data in this embodiment.

一つ目の描画データは、画像取得部２０により取得された二次元核医学画像１０である。この二次元核医学画像１０は、ＲＯＩ設定部６０によるＲＯＩの設定時に解析用の画像として表示装置１３０に表示される。なお、ＲＯＩの設定処理の詳細は後述する。 The first drawing data is the two-dimensional nuclear medicine image 10 acquired by the image acquisition unit 20. The two-dimensional nuclear medicine image 10 is displayed on the display device 130 as an image for analysis when the ROI is set by the ROI setting unit 60. The details of the ROI setting process will be described later.

二つ目の描画データは、脳血流定量部７０によって得られた解析結果を示す画像である。当該解析結果は、例えばグラフ、数値、画像等の組み合わせによって描画される。 The second drawing data is an image showing the analysis result obtained by the cerebral blood flow quantification unit 70. The analysis result is drawn by, for example, a combination of graphs, numerical values, images, and the like.

表示装置１３０は、さらに、タイムアクティビティカーブを表示させるものであっても良い。図２は、表示装置１３０に表示されるタイムアクティビティカーブの一例を示す図である。図に示すグラフは、横軸は撮像開始時を起点とする経過時間であり、縦軸は放射能カウント値を表す。この例において、図２内に記載されている曲線は、それぞれ後述する処理にて設定されたＲＯＩ内を対象とした、肺動脈におけるＩＭＰの単位体積当たりの放射能強度Cr（T）（Bq/mL）、ＩＭＰの肺全体における総蓄積放射能量L（t）（Bq）、脳におけるＩＭＰの単位体積当たりの放射能強度Cb（t）（Bq/mL）である。ここで、タイムアクティビティカーブとは、ＩＭＰ投与後において、肺動脈、肺、脳における放射能強度及び放射能量の経時的変化を示すものである。なお、図中の一点鎖線で示すL（t），Cb（t）は、肺に貯留されたＩＭＰが肺から流出する際の流出速度が遅いときの肺全体における総蓄積放射能量（Bq）及び脳における単位体積当たりの放射能強度（Bq/mL）を示す。図中の太い実線のCr（T）が示すように、肺動脈における単位体積当たりの放射能強度（Bq/mL）は、流出速度が遅くなっても変化しないのでグラフは一本の線になっている。 The display device 130 may further display a time activity curve. FIG. 2 is a diagram showing an example of a time activity curve displayed on the display device 130. In the graph shown in the figure, the horizontal axis represents the elapsed time starting from the start of imaging, and the vertical axis represents the radioactivity count value. In this example, the curves shown in FIG. 2 are the radioactivity intensities Cr (T) (Bq / mL) per unit volume of IMP in the pulmonary artery for the ROI set in the process described later. ), The total accumulated radioactivity of IMP in the entire lung L (t) (Bq), and the radioactivity intensity Cb (t) (Bq / mL) per unit volume of IMP in the brain. Here, the time activity curve indicates the change over time in the radioactivity intensity and the amount of radioactivity in the pulmonary artery, lung, and brain after IMP administration. L (t) and Cb (t) indicated by the alternate long and short dash line in the figure are the total accumulated radioactivity (Bq) in the entire lung when the outflow rate of IMP stored in the lung is slow. It shows the radioactivity intensity (Bq / mL) per unit volume in the brain. As shown by the thick solid line Cr (T) in the figure, the radioactivity intensity (Bq / mL) per unit volume in the pulmonary artery does not change even if the outflow rate slows down, so the graph becomes a single line. There is.

出力部５０は、描画生成部４０によって生成された描画データを表示装置１３０で表示可能に出力する。出力部５０は、表示装置１３０から指令を受け付け、当該指令に応じて描画データを受動的に出力してもよいし、表示装置１３０を制御して描画データを能動的に表示させてもよい。 The output unit 50 outputs the drawing data generated by the drawing generation unit 40 so that it can be displayed on the display device 130. The output unit 50 may receive a command from the display device 130 and passively output drawing data in response to the command, or may control the display device 130 to actively display the drawing data.

ＲＯＩ設定部６０は、記憶部３０に記憶されている二次元核医学画像１０のいずれかを選択し、当該二次元核医学画像１０内の一部領域をＲＯＩとして設定する。 The ROI setting unit 60 selects any one of the two-dimensional nuclear medicine images 10 stored in the storage unit 30, and sets a part of the area in the two-dimensional nuclear medicine image 10 as the ROI.

本実施形態において、ＲＯＩ設定部６０は、記憶部３０から選択したダイナミック画像の少なくとも一部を、ＲＯＩ設定用解析画像として表示装置１３０に表示させる。ここで、ＲＯＩ設定用解析画像としては、ダイナミック画像の一フレームをそのまま用いても良いし、複数のフレームを加算した画像を用いても良い。解析者は、当該ＲＯＩ設定用解析画像を見ながら操作受付部１２０を操作し、操作受付部１２０によって受け付けられた操作に応じて所望のＲＯＩを設定する事ができる。以下、解析者が走査受付部１２０を介してＲＯＩを設定する態様で、本発明の実施に必要なＲＯＩの設定を説明する。 In the present embodiment, the ROI setting unit 60 causes the display device 130 to display at least a part of the dynamic image selected from the storage unit 30 as an analysis image for ROI setting. Here, as the analysis image for ROI setting, one frame of the dynamic image may be used as it is, or an image obtained by adding a plurality of frames may be used. The analyst can operate the operation reception unit 120 while looking at the analysis image for ROI setting, and can set a desired ROI according to the operation received by the operation reception unit 120. Hereinafter, the ROI setting required for carrying out the present invention will be described in a mode in which the analyst sets the ROI via the scanning reception unit 120.

図３に、ＲＯＩ設定の際に表示装置１３０に設定される二次元核医学画像１０の一例を模式的に示す。ここで、ＲＯＩ１３１は被験者の頭部に設定され、脳の全部又は少なくとも一部を含む領域である。なお以下の説明において脳領域とは、このＲＯＩ１３１（第１関心領域）のことをいう。 FIG. 3 schematically shows an example of a two-dimensional nuclear medicine image 10 set on the display device 130 when the ROI is set. Here, the ROI 131 is a region set on the head of the subject and including all or at least a part of the brain. In the following description, the brain region refers to this ROI131 (first region of interest).

また、ＲＯＩ１３２，１３３は被験者の胸部に設定された領域である。本例においては、ＲＯＩ１３２（第２関心領域）は、被験者の左肺に設定され、左肺の全部又は少なくとも一部を含む領域である。なお以下の説明において肺領域とは、このＲＯＩ１３２のことをいう。勿論、ＲＯＩ１３２は、被験者の右肺に設定されても構わない。また、左右の肺にＲＯＩを設定し、それらのデータを合わせて用いても良い。 ROIs 132 and 133 are areas set on the chest of the subject. In this example, the ROI 132 (second region of interest) is the region that is set in the subject's left lung and includes all or at least a portion of the left lung. In the following description, the lung region refers to this ROI 132. Of course, ROI 132 may be set in the subject's right lung. In addition, ROIs may be set for the left and right lungs, and these data may be used together.

ＲＯＩ１３３（第３関心領域）は、被験者の心臓から左右の肺に分岐する肺動脈の分岐部直下の肺動脈幹内に設定され、肺動脈の全部又は少なくとも一部を含む領域である。なお以下の説明において肺動脈領域とは、このＲＯＩ１３３のことをいう。 The ROI 133 (third region of interest) is a region set in the trunk of the pulmonary artery just below the bifurcation of the pulmonary artery that branches from the subject's heart to the left and right lungs, and includes all or at least a part of the pulmonary artery. In the following description, the pulmonary artery region refers to this ROI 133.

脳血流定量部７０は、ＲＯＩ１３２における単位面積当たりの画素強度に基づく値に対する、ＲＯＩ１３１における単位面積当たりの画素強度に基づく値の比率を、ＲＯＩ１３２における単位面積当たりの画素強度に基づく値に対する、ＲＯＩ１３３における単位面積当たりの画素強度に基づく値の比率に対してプロットしたグラフの傾きを、ＲＯＩ１３１における脳血流として定量する。ここで、画素強度とは、二次元画像におけるピクセル値である。具体的には、被験者の体内に集積した放射性医薬品（マーカー）から放射されるガンマ線などの放射線の計数値、又はかかる計数値より換算可能な数値である。 The cerebral blood flow quantification unit 70 sets the ratio of the value based on the pixel strength per unit area in ROI 132 to the value based on the pixel strength per unit area in ROI 132 to the value based on the pixel strength per unit area in ROI 132. The slope of the graph plotted against the ratio of the values based on the pixel intensity per unit area in ROI 131 is quantified as the cerebral blood flow in ROI 131. Here, the pixel intensity is a pixel value in a two-dimensional image. Specifically, it is a count value of radiation such as gamma rays emitted from a radiopharmaceutical drug (marker) accumulated in the body of a subject, or a numerical value that can be converted from such a count value.

以下、脳血流定量部７０による脳血流量定量方法について説明する。 Hereinafter, a method for quantifying cerebral blood flow by the cerebral blood flow quantifying unit 70 will be described.

＜脳血流定量部７０による脳血流量定量方法＞
本発明者らは鋭意検討した結果、動脈血採血を行うことなく、すなわち非侵襲的に精度よく脳血流量の定量を行い得る脳血流量定量方法を見出した。以下、その脳血流量定量方法の詳細を説明する。以下の説明では、放射性医薬品としてＩＭＰを投与した場合を例にとって説明するが、本発明はこの態様に限定されるものでは無い。 <Method of quantifying cerebral blood flow by cerebral blood flow quantification unit 70>
As a result of diligent studies, the present inventors have found a method for quantifying cerebral blood flow that can accurately quantify cerebral blood flow without performing arterial blood sampling, that is, non-invasively and accurately. Hereinafter, the details of the cerebral blood flow quantification method will be described. In the following description, the case where IMP is administered as a radiopharmaceutical drug will be described as an example, but the present invention is not limited to this aspect.

ここで、ＩＭＰ投与後において、時刻tにおける単位体積当たりの脳領域（ＲＯＩ１３１）におけるＩＭＰの放射能強度（Bq/mL）をCb（t）、脳血流量（mL/g/min）をF、時刻Tにおける単位体積当たりの動脈血中におけるＩＭＰの放射能強度（Bq/mL）をCa（T）、ＩＭＰの脂溶性成分割合をλ、時刻tにおける単位体積当たりの肺領域（ＲＯＩ１３２）におけるＩＭＰの放射能量（Bq）をL（t）、右心室からの単位体積当たりの心拍出量（mL/min）をP、時刻Tにおける単位体積当たりの肺動脈領域（ＲＯＩ１３３）におけるＩＭＰの放射能強度（Bq/mL）をCr（T）と与えたとき、以下の式（１）〜（６）の式が成り立つ。 Here, after IMP administration, the radioactivity intensity (Bq / mL) of IMP in the brain region (ROI131) per unit volume at time t is Cb (t), and the cerebral blood flow (mL / g / min) is F. The radioactivity intensity (Bq / mL) of IMP in arterial blood per unit volume at time T is Ca (T), the ratio of lipophilic components of IMP is λ, and the IMP in the lung region (ROI132) per unit volume at time t. Radioactivity (Bq) is L (t), heart rate output per unit volume from the right ventricle (mL / min) is P, radioactivity intensity of IMP in the pulmonary artery region (ROI133) per unit volume at time T (ROI 133) When Bq / mL) is given as Cr (T), the following equations (1) to (6) hold.

なお、脂溶性成分割合λは、用いる放射性医薬品ごとに公知の値を用いる事ができ、例えばＩＭＰでは、文献（Iida H、Itoh H、Bloomfield P、Munaka M、Higano S、Murakami M, et al.著、A method to quantitate cerebral blood flow using a rotating gamma camera and iodine-123 iodoamphetamine with one blood sampling. Eur J Necl Med 21、1994年、p.1072-1084）記載の０．８を用いる事ができる。 A known value can be used for the fat-soluble component ratio λ for each radiopharmaceutical used. For example, in IMP, the literature (Iida H, Itoh H, Bloomfield P, Munaka M, Higano S, Murakami M, et al. Eur J Necl Med 21, 1994, p.1072-1084), 0.8 described by A method to quantitate cerebral blood flow using a rotating gamma camera and iodine-123 iodoamphetamine with one blood sampling.

また、以下の式（１）〜（６）におけるｔは、それぞれの領域（臓器）においてＩＭＰが到達した時点が同時であると仮定したときに、当該時点を基点（ゼロ）とする経過時間を示している。 Further, t in the following equations (1) to (6) is the elapsed time with the time point (zero) as the base point (zero), assuming that the time points when the IMPs arrive in each region (organ) are the same. Shown.

式（１）に示すように、Cb（t）は、Ca（T）λの積分値とFとを乗じた値となる。

As shown in equation (1), Cb (t) is the product of the integral value of Ca (T) λ and F.

Fickの原理から、L（t）は、P、Ca（T）、Cr（T）を用いて式（２）として表せる。また、式（２）をCb（t）で整理すると式（３）となる。

From Fick's principle, L (t) can be expressed as equation (2) using P, Ca (T), and Cr (T). Further, when the equation (2) is rearranged by Cb (t), the equation (3) is obtained.

式（３）の左辺と右辺を共にλL（t）で除すと式（４）が得られる。すなわち、図４に示すように、Ｙ軸にCb（t）／λL（t）を、肺領域（ＲＯＩ１３２）における画素強度に基づく値に対する、脳領域（ＲＯＩ１３１）における画素強度に基づく値の比率としてプロットし、Ｘ軸に∫Cr（T）dT／L（t）を、肺領域（ＲＯＩ１３２）における画素強度に基づく値に対する、肺動脈領域（ＲＯＩ１３３）における画素強度に基づく値の比率としてプロットすると、グラフの傾きは脳血流量F（mL/g/min）を表す。

Equation (4) is obtained by dividing both the left and right sides of equation (3) by λL (t). That is, as shown in FIG. 4, Cb (t) / λL (t) on the Y-axis is defined as the ratio of the value based on the pixel intensity in the brain region (ROI131) to the value based on the pixel intensity in the lung region (ROI132). Plot and plot ∫Cr (T) dT / L (t) on the X-axis as the ratio of the pixel intensity-based value in the pulmonary artery region (ROI133) to the pixel intensity-based value in the lung region (ROI132). The slope of represents the cerebral blood flow F (mL / g / min).

すなわち、脳血流定量部７０は、ＲＯＩ１３２における画素強度に基づく値に対する、ＲＯＩ１３１における画素強度に基づく値の比率を、ＲＯＩ１３２における画素強度に基づく値に対する、ＲＯＩ１３３における画素強度に基づく値の比率に対してプロットしたグラフの傾きを、ＲＯＩ１３１における脳血流として定量する。 That is, the cerebral blood flow quantification unit 70 sets the ratio of the value based on the pixel strength in the ROI 132 to the value based on the pixel strength in the ROI 132 to the ratio of the value based on the pixel strength in the ROI 133 to the value based on the pixel strength in the ROI 132. The slope of the plotted graph is quantified as cerebral blood flow in ROI 131.

なお、ここまで、肺全体の画像を用いた脳血流量定量方法について説明してきたが、これは本発明の実施形態の一例である。例えば、肺全体の画像を取得することが難しい場合、肺の一部分の画像を取得するだけでも脳血流量F（mL/g/min）を得ることは可能である。 Up to this point, a method for quantifying cerebral blood flow using an image of the entire lung has been described, but this is an example of an embodiment of the present invention. For example, when it is difficult to obtain an image of the entire lung, it is possible to obtain a cerebral blood flow rate F (mL / g / min) simply by acquiring an image of a part of the lung.

すなわち、ＩＭＰの肺の一部分における蓄積放射能量（Bq）をl（t）、当該一部分の全体における割合をαと与えたとき、式（５）の式が成り立つ。

That is, when the accumulated radioactivity (Bq) in a part of the lung of IMP is given as l (t) and the ratio in the whole of the part is given as α, the formula (5) holds.

式（３）の左辺と右辺を共にλl（t）で除すと式（６）が得られる。すなわち、Ｙ軸にCb（t）／λl（t）を、肺領域（ＲＯＩ１３２）における画素強度に基づく値に対する、脳領域（ＲＯＩ１３１）における画素強度に基づく値の比率としてプロットし、Ｘ軸に∫Cr（T）dT／l（t）を、肺領域（ＲＯＩ１３２）における画素強度に基づく値に対する、肺動脈領域（ＲＯＩ１３３）における画素強度に基づく値の比率としてプロットすると、グラフの傾きは図４同様に脳血流量F（mL/g/min）を表す。

Equation (6) is obtained by dividing both the left and right sides of equation (3) by λl (t). That is, Cb (t) / λl (t) is plotted on the Y-axis as the ratio of the value based on the pixel intensity in the brain region (ROI131) to the value based on the pixel intensity in the lung region (ROI132), and ∫ on the X-axis. When Cr (T) dT / l (t) is plotted as the ratio of the value based on the pixel intensity in the pulmonary artery region (ROI133) to the value based on the pixel intensity in the lung region (ROI132), the slope of the graph is the same as in FIG. Represents cerebral blood flow F (mL / g / min).

すなわち、脳血流定量部７０は、ＲＯＩ１３２における画素強度に基づく値に対する、ＲＯＩ１３１における画素強度に基づく値の比率を、ＲＯＩ１３２における画素強度に基づく値に対する、ＲＯＩ１３３における画素強度に基づく値の比率に対してプロットしたグラフの傾きを、ＲＯＩ１３１における脳血流として定量することができる。 That is, the cerebral blood flow quantification unit 70 sets the ratio of the value based on the pixel strength in the ROI 132 to the value based on the pixel strength in the ROI 132 to the ratio of the value based on the pixel strength in the ROI 133 to the value based on the pixel strength in the ROI 132. The slope of the plotted graph can be quantified as cerebral blood flow in ROI 131.

（ＲＯＩの設定についての注意点）
各ＲＯＩの大きさは、対象とする部位（臓器）からはみ出ない限り、限定する必要は無い。ただし、肺動脈については、分岐部よりも分岐部直下の肺動脈幹内でＲＯＩを設定した方が良い。なぜなら、本発明者らの検討によれば、ＲＯＩ１３３（図３）を分岐部に設定した場合には肺動脈が左右に分かれるため、分岐部直下の肺動脈幹内に設定する場合と比べて図２に示すCr（T）のグラフ形状が若干乱れる傾向にあることが明らかとなっているからである。また、脳のＲＯＩは、脳梗塞等の疾患により欠損がみられる画像の場合は、正しい脳血流量を得られない。このため、欠損がみられない部分に脳のＲＯＩを設定する必要がある。 (Notes on ROI settings)
The size of each ROI does not need to be limited as long as it does not protrude from the target site (organ). However, for the pulmonary artery, it is better to set the ROI in the pulmonary artery trunk just below the bifurcation rather than in the bifurcation. This is because, according to the study by the present inventors, when ROI 133 (FIG. 3) is set at the bifurcation, the pulmonary artery is divided into left and right, so that it is shown in FIG. 2 as compared with the case where it is set in the pulmonary artery trunk immediately below the bifurcation. This is because it has become clear that the graph shape of Cr (T) shown tends to be slightly disturbed. In addition, the ROI of the brain cannot obtain the correct cerebral blood flow in the case of an image in which a defect is observed due to a disease such as cerebral infarction. Therefore, it is necessary to set the ROI of the brain in the part where no defect is observed.

（定量に用いる画像についての注意点）
ＡＲＧ法では、動脈採血カウントとＳＰＥＣＴ画像データ（スタティックの三次元データ）から、脳血流量を求める。この場合、ボクセル毎に局所脳血流量を算出することが可能であり、算出した局所脳血流量の値を対応するボクセルに（輝度や色調等によって）表示することにより、ＣＢＦマップを作成することができるが、動脈採血が必須である。ここで、ＣＢＦマップとは、局所脳血流量の分布を示す画像である。 (Notes on images used for quantification)
In the ARG method, the cerebral blood flow rate is obtained from the arterial blood sampling count and SPECT image data (static three-dimensional data). In this case, it is possible to calculate the local cerebral blood flow rate for each voxel, and create a CBF map by displaying the calculated value of the local cerebral blood flow rate on the corresponding voxel (depending on the brightness, color tone, etc.). However, arterial blood sampling is essential. Here, the CBF map is an image showing the distribution of local cerebral blood flow.

一方、本法ではダイナミック画像のデータを用いる必要があるため、現状では二次元のプラナー画像を利用することとなる。また、相対的に信号強度が小さいため、設定したＲＯＩのピクセル平均値を用いて脳血流量の値を算出することとなる。従って、本法で求めた脳血流量は、被験者の頭部に設定されたＲＯＩ（脳領域）内のピクセル平均値となる。 On the other hand, since it is necessary to use dynamic image data in this method, a two-dimensional planner image is currently used. Further, since the signal strength is relatively small, the value of the cerebral blood flow is calculated using the pixel average value of the set ROI. Therefore, the cerebral blood flow rate obtained by this method is the pixel average value in the ROI (brain region) set in the head of the subject.

（本法により求めた脳血流量を用いたＣＢＦマップの作成）
本法により求めた脳血流量の値を利用してＣＢＦマップを作成する場合は、以下の手順にてＳＰＥＣＴ画像データの画素値の変換を行って、ＣＢＦマップを作成する。 (Creation of CBF map using cerebral blood flow obtained by this method)
When creating a CBF map using the value of cerebral blood flow obtained by this method, the pixel value of the SPECT image data is converted according to the following procedure to create a CBF map.

まず、ＳＰＥＣＴ画像上で、本法にて被験者の頭部に設定されたＲＯＩ（脳領域）と実質的に同一の部位に相当するＶＯＩを設定する。なお、ＶＯＩは、Volume of Interestの略であり、三次元的な厚みを持った関心領域又は対象領域等ともいわれる。 First, on the SPECT image, a VOI corresponding to a site substantially the same as the ROI (brain region) set on the head of the subject by this method is set. VOI is an abbreviation for Volume of Interest, and is also referred to as a region of interest or a target region having a three-dimensional thickness.

次に、ＳＰＥＣＴ画像上における上記ＶＯＩ内の画素値のボクセル平均を求める。 Next, the voxel average of the pixel values in the VOI on the SPECT image is obtained.

次に、本法で求めた脳血流量を、上記ＶＯＩ内の画素値のボクセル平均値で除し、ＳＰＥＣＴ画素値（カウント値）から局所脳血流量への変換計数を求める。 Next, the cerebral blood flow rate obtained by this method is divided by the voxel average value of the pixel values in the VOI to obtain the conversion count from the SPECT pixel value (count value) to the local cerebral blood flow rate.

次に、上記で得られた変換計数を、ＳＰＥＣＴ画像における各画素値に乗じ、各画素値を局所脳血流量に変換する。 Next, the conversion count obtained above is multiplied by each pixel value in the SPECT image, and each pixel value is converted into a local cerebral blood flow rate.

次に、変換された局所脳血流量を、対応する画素に、輝度や色彩といった情報に変換して表示する。また、局所脳血流量の算出後であれば、任意の関心領域における局所脳血流量を数値として算出して表示することもできる。 Next, the converted local cerebral blood flow is converted into information such as brightness and color and displayed on the corresponding pixel. Further, after the calculation of the local cerebral blood flow rate, the local cerebral blood flow rate in an arbitrary region of interest can be calculated and displayed as a numerical value.

図８に示すフローチャート、及び図３〜図７を用いて、従来の動脈血採血を伴うＡＲＧ法（非特許文献１参照）との比較により、本実施形態に係る脳血流量定量方法（以下、単に本法と略記する）の有用性を検討した実験結果について説明する。なお、本発明は、本実施例に限定されるものではない。 Using the flowchart shown in FIG. 8 and FIGS. 3 to 7, the cerebral blood flow quantification method according to the present embodiment (hereinafter, simply referred to as simply) is compared with the conventional ARG method involving arterial blood sampling (see Non-Patent Document 1). The experimental results that examined the usefulness of this method) will be explained. The present invention is not limited to the present embodiment.

（画像データの収集）
本発明者らは、５９名の被験者（５１〜７５才、平均年齢：６８．６才）を対象に画像データを収集した（図８のステップＳ１０１）。すなわち、各被験者に対し、ＩＭＰ注射液（「パーヒューザミン(R)注」（日本メジフィジックス株式会社製））２２２MBqをボーラス投与し、ＩＭＰ投与直後から２秒×６０フレームでダイナミックプラナー画像（マトリクス：１２８×１２８、ピクセルサイズ：４．４２mm）を撮像した。さらに、投与１０分後に動脈血採血を行い、投与２０分後から２０分間ＳＰＥＣＴ撮像（マトリックスサイズ：１２８×１２８、ピクセルサイズ：２．９５mm、スライス厚：５．８９mm）を行った。 (Collection of image data)
The present inventors collected image data from 59 subjects (51 to 75 years old, average age: 68.6 years old) (step S101 in FIG. 8). That is, 222 MBq of IMP injection solution (“Perfuzamine (R) injection” (manufactured by Nihon Medi-Physics Co., Ltd.)) was bolus-administered to each subject, and a dynamic planner image (matrix: 128) was administered in 2 seconds × 60 frames immediately after IMP administration. × 128, pixel size: 4.42 mm) was imaged. Further, arterial blood was collected 10 minutes after administration, and SPECT imaging (matrix size: 128 × 128, pixel size: 2.95 mm, slice thickness: 5.89 mm) was performed for 20 minutes from 20 minutes after administration.

（ＡＲＧ法による脳血流量の定量）
本発明者らは、撮像したＳＰＥＣＴ画像及び採血データを利用し、非特許文献１記載の方法にて、ＡＲＧ法による脳血流量の定量を行った（図８のステップＳ１０２）。 (Quantification of cerebral blood flow by ARG method)
Using the captured SPECT images and blood sampling data, the present inventors quantified the cerebral blood flow by the ARG method by the method described in Non-Patent Document 1 (step S102 in FIG. 8).

（本法による脳血流量の定量）
本発明者らは、二次元核医学画像１０（図１参照）上で、脳にＲＯＩ１３１（図５参照）を設定し、左肺にＲＯＩ１３２（図６参照）を設定し、肺動脈にＲＯＩ１３３（図７参照）を設定した（図８のステップＳ１０３）。なお、肺動脈のＲＯＩは、肺動脈が描出される比較的早期のフレームの画像（本実施例では第５フレーム）を用い、肺と脳は、全フレームの加算画像を用いてＲＯＩを設定した。本例では、ＲＯＩの大きさは、肺動脈については５×５ピクセル、肺については左肺に７×１６ピクセル、脳については２４×５ピクセルとしたが、必ずしも限定されるものではない。 (Quantification of cerebral blood flow by this method)
The present inventors set ROI131 (see FIG. 5) in the brain, ROI132 (see FIG. 6) in the left lung, and ROI133 (see FIG. 6) in the pulmonary artery on the two-dimensional nuclear medicine image 10 (see FIG. 1). 7) was set (step S103 in FIG. 8). For the ROI of the pulmonary artery, an image of a relatively early frame in which the pulmonary artery was visualized (fifth frame in this example) was used, and for the lung and the brain, the ROI was set using an additional image of all frames. In this example, the size of the ROI is 5 x 5 pixels for the pulmonary artery, 7 x 16 pixels for the left lung for the lung, and 24 x 5 pixels for the brain, but is not necessarily limited.

さらに、本発明者らは、ＲＯＩ内のピクセルあたりの放射能強度の値を読み取り、∫Ｃｒ（Ｔ）ｄＴ／Ｌ（ｔ）に対してＣｂ（ｔ）／λＬ（ｔ）をプロットしたグラフ（図４参照）を作成した（図８のステップＳ１０４）。ここで、∫は０〜ｔに亘る積分を意味する。すなわち、式（４）における左辺であるＣｂ（ｔ）／λＬ（ｔ）をＹ軸値として与え、式（４）における右辺である∫Ｃｒ（Ｔ）ｄＴ／Ｌ（ｔ）をＸ軸値として与えてプロットしたグラフを作成した。作成したグラフを基に、近似直線の傾きを求め、脳領域における脳血流量の平均値を取得した（図８のステップＳ１０５）。今回は、近似する範囲は5ポイント以上で相関係数が最も高い部分を選んだが、この範囲の設定方法は特に限定するものではない。 Furthermore, the present inventors read the value of the radioactivity intensity per pixel in the ROI and plotted Cb (t) / λL (t) against ∫Cr (T) dT / L (t). (See FIG. 4) was created (step S104 in FIG. 8). Here, ∫ means an integral over 0 to t. That is, Cb (t) / λL (t), which is the left side in the equation (4), is given as the Y-axis value, and ∫Cr (T) dT / L (t), which is the right side in the equation (4), is used as the X-axis value. A graph was created by giving and plotting. Based on the created graph, the slope of the approximate straight line was obtained, and the average value of the cerebral blood flow in the brain region was obtained (step S105 in FIG. 8). This time, the approximation range is 5 points or more and the part with the highest correlation coefficient is selected, but the setting method of this range is not particularly limited.

（ＡＲＧ法により求めた脳血流量との比較）
続いて、本発明者らは、ＡＲＧ法により求めた脳血流量との比較により、本法の有用性を検討した。以下、図９を参照しつつ、その検討結果を具体的に説明する。図９は、本発明者らは、本法で求めた脳血流量の値と、ＡＲＧ法により求めた脳血流量の値との関係を示すグラフである。 (Comparison with cerebral blood flow obtained by ARG method)
Subsequently, the present inventors examined the usefulness of this method by comparing it with the cerebral blood flow obtained by the ARG method. Hereinafter, the examination results will be specifically described with reference to FIG. FIG. 9 is a graph showing the relationship between the value of cerebral blood flow obtained by the present method and the value of cerebral blood flow obtained by the ARG method.

図９に示すように、本法で求めた脳血流量の値は、ＡＲＧ法で求めた脳血流量の値と、非常に高い相関を示していた。すなわち、本法で求めた脳血流量の値をＹ軸値として与え、ＡＲＧ法で求めた脳血流量の値をＸ軸値として与えたところ、両値の相関関係を求めた近似式の傾きは１.４０９４、相関係数はR²=0.5817となった。この結果から、本法は、ＡＲＧ法の代替法として用い得る方法であるとの結論に至った。 As shown in FIG. 9, the value of cerebral blood flow obtained by this method showed a very high correlation with the value of cerebral blood flow obtained by the ARG method. That is, when the value of cerebral blood flow obtained by this method is given as the Y-axis value and the value of cerebral blood flow obtained by the ARG method is given as the X-axis value, the slope of the approximate expression for obtaining the correlation between the two values. Was 1.4094, and the correlation coefficient was R ² = 0.5817. From this result, it was concluded that this method can be used as an alternative method to the ARG method.

以上、本実施形態によれば、ARG法のように動脈血採血を行うことなく、またGraph Plot法やPatlak Plot法のような相関式を用いることなく、非侵襲的に精度よく脳血流量の定量を行い得る技術を提供することができる。 As described above, according to the present embodiment, quantification of cerebral blood flow is non-invasively and accurately performed without performing arterial blood sampling unlike the ARG method and without using a correlation formula such as the Graph Plot method or the Patlak Plot method. It is possible to provide a technique capable of performing the above.

ここまで実施形態を示して本発明を説明したが、これらは一例である。また、本発明の各種の構成要素は、個々に独立した存在である必要はなく、複数の構成要素が単一の構成要素として構成されていること、一つの構成要素が複数の構成要素に分割されて形成されていること、ある構成要素が他の構成要素の一部であること、ある構成要素の一部と他の構成要素の一部とが重複していること、等を許容する。 The present invention has been described by showing embodiments so far, but these are examples. Further, the various components of the present invention do not have to be individually independent, and a plurality of components are configured as a single component, and one component is divided into a plurality of components. It is allowed that a certain component is a part of another component, a part of a certain component overlaps with a part of another component, and the like.

また、上述した各種の構成要素は、必ずしも必須の構成要素ではなく、本発明の効果を阻害しない程度に省いても構わないし、同等に機能又は作用する他の構成要素に代えてもよい。 Further, the various components described above are not necessarily essential components, and may be omitted to the extent that the effects of the present invention are not impaired, or may be replaced with other components having the same function or function.

また、上記実施形態において示すフローは、あくまでも既存のＡＲＧ法との比較に基づいて本発明を検証する目的である、本実施例における処理の流れを示す例である。実際に本発明を実施する際には、ＡＲＧ法との比較を行う必要は無い。従って、本発明の実施にあたっては、ＡＲＧ法による脳血流量の定量ステップは不要である。また、上記フローチャートに図示した一のステップが複数に分離されて実行される、複数のステップが一のステップとして実行される、複数のステップが並行して実行される等を許容する。 Further, the flow shown in the above embodiment is an example showing the flow of processing in the present embodiment, which is the purpose of verifying the present invention based on the comparison with the existing ARG method. When actually carrying out the present invention, it is not necessary to make a comparison with the ARG method. Therefore, in carrying out the present invention, the step of quantifying the cerebral blood flow by the ARG method is unnecessary. Further, it is allowed that one step shown in the above flowchart is separated into a plurality of executions, a plurality of steps are executed as one step, a plurality of steps are executed in parallel, and the like.

本実施形態は以下の技術思想を包含する。
（１）放射性医薬品を被験者に適用して得られる画像であって、前記被験者の少なくとも脳、肺及び肺動脈を含む二次元核医学画像を取得するステップと、前記二次元核医学画像内に、前記脳の少なくとも一部を含む第１関心領域と、前記肺の少なくとも一部を含む第２関心領域と、前記肺動脈の少なくとも一部を含む第３関心領域とを設定するステップと、前記第１関心領域、前記第２関心領域及び前記第３関心領域の各画素強度に基づいて、前記第２関心領域における画素強度に基づく値に対する、前記第１関心領域における画素強度に基づく値の比率を、前記第２関心領域における画素強度に基づく値に対する、前記第３関心領域における画素強度に基づく値の比率に対してプロットしたグラフの傾きを前記第１関心領域における脳血流として定量するステップとを含む脳血流量定量方法。
（２）前記脳血流として定量するステップは、前記第１関心領域、前記第２関心領域及び前記第３関心領域の各画素強度に基づいて、前記第１関心領域、前記第２関心領域及び前記第３関心領域の放射能量を算出し、前記第２関心領域における放射能量に基づく値に対する、前記第１関心領域における放射能量に基づく値の比率を、前記第２関心領域における放射能量に基づく値に対する、前記第３関心領域における放射能量に基づく値の比率に対してプロットしたグラフの傾きを前記第１関心領域における脳血流として求めることを特徴とする（１）に記載の脳血流量定量方法。
（３）前記脳血流として定量するステップは、Ｃｂ（ｔ）／λＬ（ｔ）に示す比率を、∫Ｃｒ（T）ｄｔ／Ｌ（ｔ）に示す比率に対してプロットしたグラフの傾きを前記脳領域における脳血流として求めることを特徴とする（１）又は（２）の何れか一つに記載の脳血流量定量方法。
（∫は０〜ｔに亘る積分、Ｃｂ（ｔ）は時刻tにおける単位画素当たりの第１関心領域における画素強度に基づく値、λは放射性医薬品の脂溶性成分割合、Ｌ（ｔ）は時刻tにおける単位画素当たりの第２関心領域における画素強度に基づく値、Ｃｒ（T）は単位画素当たりの第３関心領域における画素強度に基づく値）
（４）コンピュータに、放射性医薬品を被験者に適用して得られる画像であって、前記被験者の少なくとも脳、肺及び肺動脈を含む二次元核医学画像を取得する処理と、前記二次元核医学画像内に、前記脳の少なくとも一部を含む第１関心領域と、前記肺の少なくとも一部を含む第２関心領域と、前記肺動脈の少なくとも一部を含む第３関心領域とを設定する処理と、前記第１関心領域、前記第２関心領域及び前記第３関心領域の各画素強度に基づいて、前記第２関心領域における画素強度に基づく値に対する、前記第１関心領域における画素強度に基づく値の比率を、前記第２関心領域における画素強度に基づく値に対する、前記第３関心領域における画素強度に基づく値の比率に対してプロットしたグラフの傾きを前記第１関心領域における脳血流として定量する処理とを実行させるための脳血流量定量プログラム。
（５）放射性医薬品を被験者に適用して得られる画像であって、前記被験者の少なくとも脳、肺及び肺動脈を含む二次元核医学画像を取得する画像取得部と、前記二次元核医学画像内に、前記脳の少なくとも一部を含む第１関心領域と、前記肺の少なくとも一部を含む第２関心領域と、前記肺動脈の少なくとも一部を含む第３関心領域とを設定する領域設定部と、前記第１関心領域、前記第２関心領域及び前記第３関心領域の各画素強度に基づいて、前記第２関心領域における画素強度に基づく値に対する、前記第１関心領域における画素強度に基づく値の比率を、前記第２関心領域における画素強度に基づく値に対する、前記第３関心領域における画素強度に基づく値の比率に対してプロットしたグラフの傾きを前記第１関心領域における脳血流として定量する脳血流定量部とを備えることを特徴とする脳血流量定量装置。 This embodiment includes the following technical ideas.
(1) An image obtained by applying a radiopharmaceutical drug to a subject, the step of acquiring a two-dimensional nuclear medicine image including at least the brain, lung and pulmonary artery of the subject, and the above-mentioned in the two-dimensional nuclear medicine image. A step of setting a first region of interest including at least a part of the brain, a second region of interest including at least a part of the lung, and a third region of interest including at least a part of the pulmonary artery, and the first interest. Based on the pixel intensities of the region, the second interest region, and the third interest region, the ratio of the value based on the pixel intensity in the first interest region to the value based on the pixel intensity in the second interest region is determined. Includes a step of quantifying the slope of the plotted graph as the cerebral blood flow in the first region of interest with respect to the ratio of the value based on the pixel intensity in the third region of interest to the value based on the pixel intensity in the second region of interest. Method for quantifying cerebral blood flow.
(2) The step of quantifying the cerebral blood flow is based on the pixel intensities of the first region of interest, the second region of interest, and the third region of interest, and the first region of interest, the second region of interest, and the second region of interest. The amount of radioactivity in the third region of interest is calculated, and the ratio of the value based on the amount of radioactivity in the first region of interest to the value based on the amount of radioactivity in the second region of interest is based on the amount of radioactivity in the second region of interest. The cerebral blood flow according to (1), wherein the slope of the graph plotted against the ratio of the value based on the amount of radioactivity in the third region of interest to the value is obtained as the cerebral blood flow in the first region of interest. Quantitative method.
(3) In the step of quantifying the cerebral blood flow, the slope of the graph obtained by plotting the ratio shown in Cb (t) / λL (t) with respect to the ratio shown in ∫Cr (T) dt / L (t) is plotted. The method for quantifying cerebral blood flow according to any one of (1) and (2), which is obtained as cerebral blood flow in the brain region.
(∫ is an integral from 0 to t, Cb (t) is a value based on the pixel intensity in the first region of interest per unit pixel at time t, λ is the ratio of fat-soluble components of radiopharmaceuticals, and L (t) is time t. A value based on the pixel strength in the second region of interest per unit pixel, Cr (T) is a value based on the pixel strength in the third region of interest per unit pixel)
(4) A process of acquiring a two-dimensional nuclear medicine image including at least the brain, lungs, and pulmonary arteries of the subject, which is an image obtained by applying a radiopharmaceutical to a subject on a computer, and in the two-dimensional nuclear medicine image. A process of setting a first region of interest including at least a part of the brain, a second region of interest including at least a part of the lung, and a third region of interest including at least a part of the pulmonary artery. The ratio of the value based on the pixel intensity in the first region of interest to the value based on the pixel intensity in the second region of interest based on the pixel intensities of the first region of interest, the second region of interest, and the third region of interest. Is quantified as the cerebral blood flow in the first region of interest by plotting the slope of the graph plotted against the ratio of the value based on the pixel intensity in the third region of interest to the value based on the pixel intensity in the second region of interest. Cerebral blood flow quantification program to execute and.
(5) An image obtained by applying a radiopharmaceutical to a subject, in an image acquisition unit that acquires a two-dimensional nuclear medicine image including at least the brain, lungs, and pulmonary arteries of the subject, and in the two-dimensional nuclear medicine image. A region setting unit for setting a first region of interest including at least a part of the brain, a second region of interest including at least a part of the lung, and a third region of interest including at least a part of the pulmonary artery. A value based on the pixel intensity in the first region of interest relative to a value based on the pixel intensity in the second region of interest based on the pixel intensities of the first region of interest, the second region of interest, and the third region of interest. The slope of the graph plotted with respect to the ratio of the value based on the pixel intensity in the third region of interest to the value based on the pixel intensity in the second region of interest is quantified as the cerebral blood flow in the region of first interest. A cerebral blood flow quantifying device including a cerebral blood flow quantifying unit.

１０ 二次元核医学画像
２０ 画像取得部
６０ ＲＯＩ設定部（領域設定部）
７０ 脳血流定量部
１００ 脳血流量定量装置
１３１ ＲＯＩ（第１関心領域）
１３２ ＲＯＩ（第２関心領域）
１３３ ＲＯＩ（第３関心領域）
Ｆ 脳血流量 10 Two-dimensional nuclear medicine image 20 Image acquisition unit 60 ROI setting unit (area setting unit)
70 Cerebral blood flow quantification unit 100 Cerebral blood flow quantification device 131 ROI (first region of interest)
132 ROI (second area of interest)
133 ROI (Third Area of Interest)
F Cerebral blood flow

Claims (5)

放射性医薬品を被験者に適用して得られる画像であって、前記被験者の少なくとも脳、肺及び肺動脈を含む二次元核医学画像を取得するステップと、
前記二次元核医学画像内に、前記脳の少なくとも一部を含む第１関心領域と、前記肺の少なくとも一部を含む第２関心領域と、前記肺動脈の少なくとも一部を含む第３関心領域とを設定するステップと、
前記第１関心領域、前記第２関心領域及び前記第３関心領域の各画素強度に基づいて、前記第２関心領域における画素強度に基づく値に対する、前記第１関心領域における画素強度に基づく値の比率を、前記第２関心領域における画素強度に基づく値に対する、前記第３関心領域における画素強度に基づく値の比率に対してプロットしたグラフの傾きを前記第１関心領域における脳血流として定量するステップとを含む脳血流量定量方法。 An image obtained by applying a radiopharmaceutical drug to a subject, which is a step of acquiring a two-dimensional nuclear medicine image including at least the brain, lungs, and pulmonary arteries of the subject.
In the two-dimensional nuclear medicine image, a first region of interest including at least a part of the brain, a second region of interest including at least a part of the lung, and a third region of interest including at least a part of the pulmonary artery. Steps to set and
Based on the pixel intensities of the first interest region, the second interest region, and the third interest region, the value based on the pixel intensity in the first interest region is compared with the value based on the pixel intensity in the second interest region. The slope of the graph plotted with respect to the ratio of the value based on the pixel intensity in the second region of interest to the value based on the pixel intensity in the third region of interest is quantified as the cerebral blood flow in the region of first interest. A method for quantifying cerebral blood flow, including steps. 請求項１に記載の脳血流量定量方法において、
前記脳血流として定量するステップは、前記第１関心領域、前記第２関心領域及び前記第３関心領域の各画素強度に基づいて、前記第１関心領域、前記第２関心領域及び前記第３関心領域の放射能量を算出し、前記第２関心領域における放射能量に基づく値に対する、前記第１関心領域における放射能量に基づく値の比率を、前記第２関心領域における放射能量に基づく値に対する、前記第３関心領域における放射能量に基づく値の比率に対してプロットしたグラフの傾きを前記第１関心領域における脳血流として求めることを特徴とする脳血流量定量方法。 In the method for quantifying cerebral blood flow according to claim 1,
The step of quantifying the cerebral blood flow is based on the pixel intensities of the first region of interest, the second region of interest, and the third region of interest, and the first region of interest, the second region of interest, and the third region of interest. The amount of radioactivity in the region of interest is calculated, and the ratio of the value based on the amount of radioactivity in the first region of interest to the value based on the amount of radioactivity in the second region of interest is set to the value based on the amount of radioactivity in the second region of interest. A method for quantifying cerebral blood flow, which comprises obtaining the slope of a graph plotted against the ratio of values based on the amount of radioactivity in the third region of interest as cerebral blood flow in the first region of interest. 請求項１又は請求項２に記載の脳血流量定量方法において、
前記脳血流として定量するステップは、Ｃｂ（ｔ）／λＬ（ｔ）に示す比率を、∫Ｃｒ（T）ｄｔ／Ｌ（ｔ）に示す比率に対してプロットしたグラフの傾きを前記脳領域における脳血流として求めることを特徴とする脳血流量定量方法。
（∫は０〜ｔに亘る積分、Ｃｂ（ｔ）は時刻tにおける単位画素当たりの第１関心領域における画素強度に基づく値、λは放射性医薬品の脂溶性成分割合、Ｌ（ｔ）は時刻tにおける単位画素当たりの第２関心領域における画素強度に基づく値、Ｃｒ（T）は単位画素当たりの第３関心領域における画素強度に基づく値） In the method for quantifying cerebral blood flow according to claim 1 or 2.
In the step of quantifying the cerebral blood flow, the slope of the graph obtained by plotting the ratio shown in Cb (t) / λL (t) with respect to the ratio shown in ∫Cr (T) dt / L (t) is plotted in the brain region. A method for quantifying cerebral blood flow, which is characterized in that it is obtained as cerebral blood flow in the above.
(∫ is an integral from 0 to t, Cb (t) is a value based on the pixel intensity in the first region of interest per unit pixel at time t, λ is the ratio of fat-soluble components of radiopharmaceuticals, and L (t) is time t. A value based on the pixel strength in the second region of interest per unit pixel, Cr (T) is a value based on the pixel strength in the third region of interest per unit pixel) コンピュータに、
放射性医薬品を被験者に適用して得られる画像であって、前記被験者の少なくとも脳、肺及び肺動脈を含む二次元核医学画像を取得する処理と、
前記二次元核医学画像内に、前記脳の少なくとも一部を含む第１関心領域と、前記肺の少なくとも一部を含む第２関心領域と、前記肺動脈の少なくとも一部を含む第３関心領域とを設定する処理と、
前記第１関心領域、前記第２関心領域及び前記第３関心領域の各画素強度に基づいて、前記第２関心領域における画素強度に基づく値に対する、前記第１関心領域における画素強度に基づく値の比率を、前記第２関心領域における画素強度に基づく値に対する、前記第３関心領域における画素強度に基づく値の比率に対してプロットしたグラフの傾きを前記第１関心領域における脳血流として定量する処理とを実行させるための脳血流量定量プログラム。 On the computer
An image obtained by applying a radiopharmaceutical drug to a subject, and a process of acquiring a two-dimensional nuclear medicine image including at least the brain, lungs, and pulmonary arteries of the subject.
In the two-dimensional nuclear medicine image, a first region of interest including at least a part of the brain, a second region of interest including at least a part of the lung, and a third region of interest including at least a part of the pulmonary artery. And the process of setting
Based on the pixel intensities of the first interest region, the second interest region, and the third interest region, the value based on the pixel intensity in the first interest region is compared with the value based on the pixel intensity in the second interest region. The slope of the graph plotted with respect to the ratio of the value based on the pixel intensity in the second region of interest to the value based on the pixel intensity in the third region of interest is quantified as the cerebral blood flow in the region of first interest. A cerebral blood flow quantification program for processing and performing. 放射性医薬品を被験者に適用して得られる画像であって、前記被験者の少なくとも脳、肺及び肺動脈を含む二次元核医学画像を取得する画像取得部と、
前記二次元核医学画像内に、前記脳の少なくとも一部を含む第１関心領域と、前記肺の少なくとも一部を含む第２関心領域と、前記肺動脈の少なくとも一部を含む第３関心領域とを設定する領域設定部と、
前記第１関心領域、前記第２関心領域及び前記第３関心領域の各画素強度に基づいて、前記第２関心領域における画素強度に基づく値に対する、前記第１関心領域における画素強度に基づく値の比率を、前記第２関心領域における画素強度に基づく値に対する、前記第３関心領域における画素強度に基づく値の比率に対してプロットしたグラフの傾きを前記第１関心領域における脳血流として定量する脳血流定量部とを備えることを特徴とする脳血流量定量装置。 An image acquisition unit that acquires a two-dimensional nuclear medicine image including at least the brain, lungs, and pulmonary arteries of the subject, which is an image obtained by applying a radiopharmaceutical drug to the subject.
In the two-dimensional nuclear medicine image, a first region of interest including at least a part of the brain, a second region of interest including at least a part of the lung, and a third region of interest including at least a part of the pulmonary artery. Area setting section to set
Based on the pixel intensities of the first interest region, the second interest region, and the third interest region, the value based on the pixel intensity in the first interest region is compared with the value based on the pixel intensity in the second interest region. The slope of the graph plotted with respect to the ratio of the value based on the pixel intensity in the second region of interest to the value based on the pixel intensity in the third region of interest is quantified as the cerebral blood flow in the region of first interest. A cerebral blood flow quantifying device including a cerebral blood flow quantifying unit.

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