JP2016109467A - 核医学画像データの定量化 - Google Patents
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Abstract
【課題】核医学データを定量化するための新たな手法を確立する【解決手段】核医学画像データから得られる情報を、骨ミネラル量（Bone Mineral Contents: BMC）または骨ミネラル密度（Bone Mineral Density: BMD）で正規化することを特徴とする。実施形態によっては、従来のＳＵＶに代えて、本願発明者が発明したＳＵＶｂｏｎｅ＝｛減衰補正された関心領域内放射能量（ｋＢｑ）÷関心領域体積（ｍｌ）｝／｛放射能投与量（ｋＢｑ）÷骨ミネラル量（ｇ）｝またはＳＵＶｂｏｎｅ＝｛減衰補正された関心領域内放射能量（ｋＢｑ）÷関心領域体積（ｍｌ）｝／｛放射能投与量（ｋＢｑ）÷骨ミネラル密度（ｇ／ｍ２）｝を用いる。ＢＭＣやＢＭＤは、被験者の性別、年齢、身長、体重から推定してもよい。【選択図】図３
Description
本発明は核医学画像データの処理に関し、より詳細には、核医学検査の結果を客観的に評価することを目的とした新たな手法を提供することに関する。
ＰＥＴやＳＰＥＣＴ、シンチグラフィーなどの核医学の技法に基づく画像化技術の原理は、放射線物質でマーキングした薬剤（放射性医薬品）を体内に投与し、体内から放出される放射線を検出して画像化するというものである。組織に異常が存在すると、正常組織に比べて放射性医薬品の代謝の様子が変化する。そこで、所望の代謝特性を有する放射性医薬品を選択して用いることにより、組織の機能異常を画像化することができる。
ＰＥＴやＳＰＥＣＴ等で得られる一次的な画像は、放射線のカウント値を画像化したものである。このような画像においては、放射性医薬品の集積度が高い部位が明るく表示される。すなわち、当該部位に対応する画素は高い画素値を有する。しかし、放射能カウント値は様々な因子の影響を受けるため、特定の画素や関心領域の画素値が高いからといって、対応する組織に異常があるかどうかは必ずしも明らかではない。そこで、各画素値をある規則に従って正規化することにより、画素値を客観的に評価できるようにしようという試みがなされてきた。そのような正規化値として最も有名であるのがＳＵＶ（Standardized Uptake Value）である。ＳＵＶは次のような値である。
［式１］
ＳＵＶ＝｛減衰補正された関心領域内放射能量（ｋＢｑ）÷関心領域体積（ｍｌ）｝／｛放射能投与量（ＭＢｑ）÷被験者の体重（ｋｇ）｝
ＳＵＶ＝｛減衰補正された関心領域内放射能量（ｋＢｑ）÷関心領域体積（ｍｌ）｝／｛放射能投与量（ＭＢｑ）÷被験者の体重（ｋｇ）｝
すなわちＳＵＶとは、関心領域の放射能濃度を体重あたりの放射能投与量で正規化した値であり、放射能または放射性医薬品の取り込み量を反映する指標となりうる値である。
ＳＵＶは、同じように働いている組織については、被験者に依存せず同じような値となることが期待されていた。すなわち、例えば異常のない肝臓組織であれば被験者によらず同じような値となり、例えば異常のない肺組織であれば被験者によらず同じような値をとる、というような性質を有することが期待されていた。もしそうであれば、異なる被験者による複数の測定結果や、被験者は同一であるが時期の異なる複数の測定結果を互いに比較することが可能になる。（なお、測定値を比較可能な値に変換することを、本願の技術分野では「定量化する」という。）近年では、体重をそのまま用いるのではなく、脂肪を除いた体重（除脂肪体重という）を使ってＳＵＶを修正した値を用いることも行われている。
Yoshifumi Sugawara, Kenneth R. Zasadny et al, "Reevaluation of the Standardized Uptake Value for FDG: Variations with Body Weight and Methods for Correction", November 1999 Radiology, 213, 521-525.
Yoshifumi Sugawara, Kenneth R. Zasadny et al, "Reevaluation of the Standardized Uptake Value for FDG: Variations with Body Weight and Methods for Correction", November 1999 Radiology, 213, 521-525.
しかし本願発明者は、放射性医薬品が骨疾患診断薬である場合は、ＳＵＶを用いることに疑いを抱いた。骨疾患診断薬は、例えばがんが骨へ転移しているかどうかを検出するためなどに使用される放射性医薬品であるが、これは骨に分布する薬剤である。ＳＵＶは体重を用いて正規化を行った値であり、骨に関する情報で正規化を行った値ではない。
本願発明者は、次の被験者群を用いて、ＳＵＶの妥当性を検証する実験を行った。
・ 被験者数：１５名（男性８名，女性７名）
・ 年齢：５７−７９歳（平均６７歳）
・ 体重：３９−６９ｋｇ（平均５３．３ｋｇ）
・ 被験者数：１５名（男性８名，女性７名）
・ 年齢：５７−７９歳（平均６７歳）
・ 体重：３９−６９ｋｇ（平均５３．３ｋｇ）
これらの被験者に対して本願発明者は、骨疾患診断薬として１８Ｆ−ＮａＦを投与してＰＥＴ測定を行い、得られた画像データに対して腰椎に関心領域を設定してＳＵＶを計算し、横軸に年齢をとって結果をグラフにプロットした。なお放射能投与量は１３３．７−２１７．８ＭＢｑで、平均１７６．１ＭＢｑであった。この結果を図１に示す。
図１のグラフから明らかなにように、結果には年齢依存性が見られる。試しに結果を直線でフィッティングしてみると、
y = 0.0557x + 1.813
となった。なおR2 = 0.3584であった。回帰直線の傾きが有意ではないという帰無仮説によって５％水準で検定すると、P=0.018となって、傾きに有意性が認められた。
y = 0.0557x + 1.813
となった。なおR2 = 0.3584であった。回帰直線の傾きが有意ではないという帰無仮説によって５％水準で検定すると、P=0.018となって、傾きに有意性が認められた。
すなわち、本願発明者の実験によれば、骨疾患診断薬についてはＳＵＶに年齢依存性が存在することが示された。これは、骨疾患診断薬の取り込み量を反映する指標として、ＳＵＶは相応しいものではない可能性を示唆するものである。そうだとすれば、骨疾患診断薬に対する核医学データを定量化するための、新たな手法を確立することが急務である。
本願発明者は、骨疾患診断薬が分布する骨に関連する指標として、骨ミネラル量（Bone Mineral Contents: BMC）および骨ミネラル密度（Bone Mineral Density: BMD）に着目した。従来のＳＵＶで使用されてきた体重に代えて、ＢＭＣまたはＢＭＤを核医学画像の正規化に用いることにより、骨疾患診断薬の定量評価の安定性を高められると考えた。
この考えに基づき、本願発明者は、例えば、骨疾患診断薬の取り込み量を反映する指標として、従来のＳＵＶの代わりに、次の式［３］または［４］で定義されるＳＵＶｂｏｎｅを使用することを提案する。
［式２］
ＳＵＶｂｏｎｅ＝｛減衰補正された関心領域内放射能量（ｋＢｑ）÷関心領域体積（ｍｌ）｝／｛放射能投与量（ｋＢｑ）÷骨ミネラル量（ｇ）｝
ＳＵＶｂｏｎｅ＝｛減衰補正された関心領域内放射能量（ｋＢｑ）÷関心領域体積（ｍｌ）｝／｛放射能投与量（ｋＢｑ）÷骨ミネラル量（ｇ）｝
［式３］
ＳＵＶｂｏｎｅ＝｛減衰補正された関心領域内放射能量（ｋＢｑ）÷関心領域体積（ｍｌ）｝／｛放射能投与量（ｋＢｑ）÷骨ミネラル密度（ｇ／ｍ２）｝
ＳＵＶｂｏｎｅ＝｛減衰補正された関心領域内放射能量（ｋＢｑ）÷関心領域体積（ｍｌ）｝／｛放射能投与量（ｋＢｑ）÷骨ミネラル密度（ｇ／ｍ２）｝
なお、式２及び式３において、「関心領域」とは、画素１個に相当する領域である場合もあれば、複数の画素からなる領域である場合もある。
ＳＵＶｂｏｎｅの有用性を示すデータを次に図２に載せる。
ＳＵＶｂｏｎｅの有用性を示すデータを次に図２に載せる。
図２Ａは、図１のグラフを作成したものと同じ実験データについて、図１の結果を導いたものと同じ関心領域を設定し（すなわち腰椎に関心領域を設定し）、式２で定義されるＳＵＶｂｏｎｅを計算して、横軸に年齢をとってグラフにプロットしたものである。比較のため、図１に示したものと同じ、従来のＳＵＶについてもグラフにプロットしている。一見して明らかなように、ＳＵＶｂｏｎｅは年齢依存性が極めて低く、年齢によらずほぼ一定の値を示している。試しにＳＵＶｂｏｎｅを直線でフィッティングしてみると、
y = 0.0009x + 0.1371
となった。R2 = 0.0854であった。すなわち事実上年齢依存性はみられなかった。統計的な有意性の有無を確かめるために、回帰直線の傾きが有意ではないという帰無仮説を５％水準で検定した。すると、P＝0.29となって、回帰直線の傾きは統計的にも認められなかった。
y = 0.0009x + 0.1371
となった。R2 = 0.0854であった。すなわち事実上年齢依存性はみられなかった。統計的な有意性の有無を確かめるために、回帰直線の傾きが有意ではないという帰無仮説を５％水準で検定した。すると、P＝0.29となって、回帰直線の傾きは統計的にも認められなかった。
つまり、ＢＭＣを核医学画像の正規化に用いるという本願発明は、骨に集積する性質を有する放射性医薬品の取り込み量の定量化に、極めて有用であることが示された。
式３で定義されるＳＵＶｂｏｎｅについても、その有用性を示すデータを紹介する。 図２Ｂは、図１のグラフを作成したものと同じ実験データについて、図１の結果を導いたものと同じ関心領域を設定し（すなわち腰椎に関心領域を設定し）、式３で定義されるＳＵＶｂｏｎｅを計算して、横軸に年齢をとってグラフにプロットしたものである。図２Ａと同様に、図１に示したものと同じ従来のＳＵＶについても、比較のためにグラフにプロットしている。一見して明らかなように、式３で定義されるＳＵＶｂｏｎｅは年齢依存性が極めて低く、年齢によらずほぼ一定の値を示している。試しにＳＵＶｂｏｎｅを直線でフィッティングしてみると、
y = 0.0002x + 0.0918
となった。R2 = 0.0089であった。すなわち事実上年齢依存性はみられなかった。統計的な有意性の有無を確かめるために、回帰直線の傾きが有意ではないという帰無仮説を５％水準で検定した。すると、P＝0.73となって、回帰直線の傾きは統計的にも認められなかった。すなわち、回帰直線の傾きは統計的にもゼロであり、ＳＵＶｂｏｎｅの年齢依存性は統計的にも存在しないことが示された。
y = 0.0002x + 0.0918
となった。R2 = 0.0089であった。すなわち事実上年齢依存性はみられなかった。統計的な有意性の有無を確かめるために、回帰直線の傾きが有意ではないという帰無仮説を５％水準で検定した。すると、P＝0.73となって、回帰直線の傾きは統計的にも認められなかった。すなわち、回帰直線の傾きは統計的にもゼロであり、ＳＵＶｂｏｎｅの年齢依存性は統計的にも存在しないことが示された。
つまり、ＢＭＤを核医学画像の正規化に用いるという本願発明は、骨に集積する性質を有する放射性医薬品の取り込み量の定量化に、極めて有用であることが示された。
従って、本願発明の実施形態は、一般に、核医学画像データから得られる情報を、骨ミネラル量（Bone Mineral Contents: BMC）または骨ミネラル密度（Bone Mineral Density: BMD）で正規化することを特徴とする。
実施形態によっては、ＢＭＣやＢＭＤは、被験者の性別、年齢、身長、体重から推定してもよい。
本願発明の好適な実施形態の一例は次のようなシステムであって、該システムは、
核医学画像データを読み込む第１手段と；
前記核医学画像データの被験者の性別情報を読み込む第２手段と；
前記被験者の年齢情報を読み込む第３手段と；
前記被験者の身長情報を読み込む第４手段と；
前記被験者の体重情報を読み込む第５手段と；
前記被験者に投与した放射能量に関する情報を読み込む第６手段と；
前記核医学画像データから所定の情報を得る第７手段と；
前記第２手段により得られた性別情報と、前記第３手段により得られた年齢情報と、前記第４手段により得られた身長情報と、前記第５手段により得られた体重情報との少なくともいずれかに基づいて、骨ミネラル量または骨ミネラル密度を計算する第８手段と；
前記第７手段により得られた前記所定の情報を、前記第６手段により得られた投与放射能量情報と、前記第８手段により得られた骨ミネラル量または骨ミネラル密度とに基づいて正規化する第９手段と；
前記第９手段により得られた正規化値を出力する第１０手段と；
を備える。
核医学画像データを読み込む第１手段と；
前記核医学画像データの被験者の性別情報を読み込む第２手段と；
前記被験者の年齢情報を読み込む第３手段と；
前記被験者の身長情報を読み込む第４手段と；
前記被験者の体重情報を読み込む第５手段と；
前記被験者に投与した放射能量に関する情報を読み込む第６手段と；
前記核医学画像データから所定の情報を得る第７手段と；
前記第２手段により得られた性別情報と、前記第３手段により得られた年齢情報と、前記第４手段により得られた身長情報と、前記第５手段により得られた体重情報との少なくともいずれかに基づいて、骨ミネラル量または骨ミネラル密度を計算する第８手段と；
前記第７手段により得られた前記所定の情報を、前記第６手段により得られた投与放射能量情報と、前記第８手段により得られた骨ミネラル量または骨ミネラル密度とに基づいて正規化する第９手段と；
前記第９手段により得られた正規化値を出力する第１０手段と；
を備える。
本願発明の好適な実施形態の一例は次のようなコンピュータプログラムであって、該コンピュータプログラムは、
システムの処理手段に実行されることにより、前記システムに、
核医学画像データを読み込むことと；
前記核医学画像データの被験者の性別情報を読み込むことと；
前記被験者の年齢情報を読み込むことと；
前記被験者の身長情報を読み込むことと；
前記被験者の体重情報を読み込むことと；
前記被験者に投与した放射能量に関する情報を読み込むことと；
前記核医学画像データから所定の情報を得ることと；
前記性別情報と、前記年齢情報と、前記身長情報と、前記体重情報との少なくともいずれかに基づいて、骨ミネラル量または骨ミネラル密度を計算することと；
前記所定の情報を、前記投与した放射能量に関する情報と、前記骨ミネラル量または前記骨ミネラル密度とに基づいて正規化することと；
前記正規化した情報を出力することと；
を遂行させるプログラム命令を有する。
システムの処理手段に実行されることにより、前記システムに、
核医学画像データを読み込むことと；
前記核医学画像データの被験者の性別情報を読み込むことと；
前記被験者の年齢情報を読み込むことと；
前記被験者の身長情報を読み込むことと；
前記被験者の体重情報を読み込むことと；
前記被験者に投与した放射能量に関する情報を読み込むことと；
前記核医学画像データから所定の情報を得ることと；
前記性別情報と、前記年齢情報と、前記身長情報と、前記体重情報との少なくともいずれかに基づいて、骨ミネラル量または骨ミネラル密度を計算することと；
前記所定の情報を、前記投与した放射能量に関する情報と、前記骨ミネラル量または前記骨ミネラル密度とに基づいて正規化することと；
前記正規化した情報を出力することと；
を遂行させるプログラム命令を有する。
本願発明の好適な実施形態の一例は次のようなシステムであって、該システムは、
核医学画像データを読み込む第１手段と；
前記核医学画像データの被験者に投与した放射能量に関する情報を読み込む第２手段と；
前記被験者の骨ミネラル量または骨ミネラル密度に関する情報を読み込む第３手段と；
前記核医学画像データから所定の情報を得る第４手段と；
前記第４手段により得られた前記所定の情報を、前記第２手段により得られた投与放射能量情報と、前記第３手段により得られた骨ミネラル量または骨ミネラル密度とに基づいて正規化する第５手段と；
前記第５手段により得られた正規化値を出力する第６手段と；
を備える。
核医学画像データを読み込む第１手段と；
前記核医学画像データの被験者に投与した放射能量に関する情報を読み込む第２手段と；
前記被験者の骨ミネラル量または骨ミネラル密度に関する情報を読み込む第３手段と；
前記核医学画像データから所定の情報を得る第４手段と；
前記第４手段により得られた前記所定の情報を、前記第２手段により得られた投与放射能量情報と、前記第３手段により得られた骨ミネラル量または骨ミネラル密度とに基づいて正規化する第５手段と；
前記第５手段により得られた正規化値を出力する第６手段と；
を備える。
本願発明の好適な実施形態の一例は次のようなコンピュータプログラムであって、該コンピュータプログラムは、
システムの処理手段に実行されることにより、前記システムに、
核医学画像データを読み込むことと；
前記核医学画像データの被験者に投与した放射能量に関する情報を読み込むことと；
前記被験者の骨ミネラル量または骨ミネラル密度に関する情報を読み込むことと；
前記核医学画像データから所定の情報を得ることと；
前記所定の情報を、前記投与した放射能量に関する情報と、前記骨ミネラル量または前記骨ミネラル密度とに基づいて正規化することと；
前記正規化した情報を出力することと；
を遂行させるプログラム命令を有する。
システムの処理手段に実行されることにより、前記システムに、
核医学画像データを読み込むことと；
前記核医学画像データの被験者に投与した放射能量に関する情報を読み込むことと；
前記被験者の骨ミネラル量または骨ミネラル密度に関する情報を読み込むことと；
前記核医学画像データから所定の情報を得ることと；
前記所定の情報を、前記投与した放射能量に関する情報と、前記骨ミネラル量または前記骨ミネラル密度とに基づいて正規化することと；
前記正規化した情報を出力することと；
を遂行させるプログラム命令を有する。
本発明の好適な具現化形態のいくつかを、特許請求の範囲に含まれる請求項に特定している。しかしこれらの請求項に特定される構成が、本明細書及び図面に開示される新規な技術思想の全てを含むとは限らない。出願人は、現在の請求項に記載されているか否かに関わらず、本明細書及び図面に開示される新規な技術思想の全てについて、特許を受ける権利を有することを主張するものであることを記しておく。
図３は、本明細書で開示される様々な処理を実行しうるハードウェアの例である、装置又はシステム１００の主な構成を説明するための図である。図３に描かれるように、システム１００は、ハードウェア的には一般的なコンピュータと同様であり、ＣＰＵ１０２，主記憶装置１０４，補助記憶装置１０６，ディスプレイ・インターフェース１０７，周辺機器インタフェース１０８，ネットワーク・インターフェース１０９などを備えることができる。一般的なコンピュータと同様に、主記憶装置１０４としては高速なＲＡＭ（ランダムアクセスメモリ）を使用することができ、補助記憶装置１０６としては、安価で大容量のハードディスクやＳＳＤなどを用いることができる。システム１００には、情報表示のためのディスプレイを接続することができ、これはディスプレイ・インターフェース１０７を介して接続される。またシステム１００には、キーボードやマウス、タッチパネルのようなユーザインタフェースを接続することができ、これは周辺機器インタフェース１０８を介して接続される。ネットワーク・インターフェース１０９は、ネットワークを介して他のコンピュータやインターネットに接続するために用いられることができる。
補助記憶装置１０６には、オペレーティングシステム（ＯＳ）１１０や、本明細書で開示される特徴的な処理を提供するための解析プログラム１２０などが格納されていることができる。システム１００の最も基本的な機能は、ＯＳ１１０がＣＰＵ１０２に実行されることにより提供される。
また、本明細書で開示される新規な処理は、解析プログラム１２０がＣＰＵ１０２に実行されることにより提供される。解析プログラム１２０を構成するプログラム命令群は、Ｃ＋＋やＪＡＶＡ（登録商標）など、既存の如何なるプログラム言語でプログラムされたものでもよく、好適なコンパイラにより実行可能形式に変換されて補助記憶装置１０６に格納されることができる。
さらに補助記憶装置１０６には、解析プログラム１２０による解析の対象となる核医学画像データ１３２や、核医学画像データ１３２の各種測定条件を格納する測定条件データ１３４、処理中に計算される情報を格納するデータ１３６や、処理結果を格納するデータ１３８なども格納されていることができる。
システム１００は、図１に描かれた要素の他にも、電源や冷却装置など通常のコンピュータシステムが備える装置と同様の構成を備えることができる。コンピュータシステムの実装形態には、記憶装置の分散・冗長化や仮想化、複数ＣＰＵの利用、ＣＰＵ仮想化、ＤＳＰなど特定処理に適したプロセッサの使用、特定の処理をハードウェア化してＣＰＵに組み合わせることなど、様々な技術を利用した様々な形態のものが知られている。本明細書に開示される事項は、どのような形態のコンピュータシステム上に搭載されてもよく、コンピュータシステムの形態によって本発明の範囲が限定されることはない。本明細書に開示される事項は、一般的に、（１）処理手段に実行されることにより、当該処理手段を備える装置またはシステムに、本明細書で説明される各種の処理を遂行させるように構成される命令を備えるプログラム、（２）当該処理手段が当該プログラムを実行することにより実現される装置またはシステムの動作方法、（３）当該プログラム及び当該プログラムを実行するように構成される処理手段を備える装置またはシステムなどとして具現化されることができる。
また、システム１００の製造販売時や起動時には、データ１３２〜１３８は、補助記憶装置１０６の中に記憶されていない場合が多いことに注意されたい。これらのデータは、例えばネットワーク・インターフェース１０９を介して外部の装置からシステム１００に転送されてきたデータであってもよい。実施形態によっては、データ１３６や１３８は、プログラム１２０や他のプログラムがＣＰＵ１０２に実行されることを通じて形成され、記憶されたものであってもよい。また、プログラム１２０やＯＳ１１０の実装形態によっては、データ１３６や１３８は補助記憶装置１０６に格納されず、主記憶装置１０４にしか格納されない場合もある。場合によっては、データ１３４はデータ１３２に一体化されており、データ１３４は独立のデータファイルとして存在しないこともある。本発明の範囲は、データ１３２〜１３８の存在の有無によって限定されるものではないことを、念のために記しておく。
次に、本実施例において解析の対象となる核医学画像データ１３２について説明する。核医学画像データ１３２は、例えば骨転移診断のためのＰＥＴ測定によって得られる画像データであることができ、例えば、放射性医薬品として被験者に１８Ｆ−ＮａＦを投与し、体内から放射される放射線をＰＥＴ装置で検出して、その放射線カウント値に基づいて形成した画像データであることができる。通常、各画素値は放射能カウント値に対応する値を有しており、すなわち各画素値は放射能の強度を表している。なお本発明で解析の対象となりうる核医学画像データは、１８Ｆ−ＮａＦを用いたＰＥＴ画像に限られず、他の放射性医薬品（ヒドロキシメチレンジホスホン酸テクネチウム（99mTc）注射液、メチレンジホスホン酸テクネチウム（99mTc）注射液等）を用いた各種の核医学画像（ＰＥＴ画像、ＳＰＥＣＴ画像、シンチグラフィー画像）も、本発明による解析の対象となりうる。
測定条件データ１３４は、核医学画像データ１３２に含まれるＰＥＴ画像が作成される基となったＰＥＴ測定に関わる各種の条件を格納している。測定条件データ１３４に格納される条件には、少なくとも被験者の性別、年齢、身長、体重が含まれていることが好ましく、また、放射性医薬品の投与量が含まれていることが好ましい。場合によっては、測定条件データ１３４の内容は核医学画像データ１３２に含まれており、測定条件データ１３４は独立のデータファイルとして存在しない場合もある。実施形態によっては、測定条件データ１３４に含まれている少なくともいずれかの条件は、周辺機器インタフェース１０８に接続されるキーボード等を利用してユーザが入力したものであってもよい。実施形態によっては、測定条件データ１３４は、補助記憶装置１０６の中ではなく、主記憶装置１０４の中に格納されていてもよい。
次に、図４を用いて、好適な実施例の特徴的な処理について説明する。この処理は、解析プログラム１２０がＣＰＵ１０２に実行されることによりシステム１００が遂行する処理であってもよい。
ステップ２００は処理の開始を示す。ステップ２０２では、解析プログラム１２０による解析処理を行う準備として、核医学画像データ１３２の少なくとも一部が、主記憶装置１０４へコピーされる。
ステップ２０４では、投与放射能量を初めとする、核医学画像データ１３２に関する測定条件の情報の取得が行われる。このステップは、実施例によっては、前述の測定条件データ１３４をロードすることによって行われる。別の実施例では、核医学画像データ１３２の中に格納されている各種条件情報を読み取ることによって行われる。またさらに別の実施例では、周辺機器インタフェース１０８を介して接続されるキーボード等から各種条件の入力を受けてもよい。このとき解析プログラム１２０の命令に従うＣＰＵ１０２は、ディスプレイ・インターフェース１０７を介して、これに接続されるディスプレイ上に、測定条件を入力すべき旨のメッセージを表示してもよい。なお実施形態によっては、ステップ２０４によって得られる測定条件の情報には、核医学画像データ１３２の被験者の情報（性別、年齢、体重、身長等）を含んでいても良い。
ステップ２０６では、骨ミネラル量（Bone Mineral Contents: BMC）または骨ミネラル密度（Bone Mineral Density: BMD）の計算が行われる。ＢＭＣやＢＭＤは、被験者の性別、年齢、身長、体重から推定することができる。特に日本人についてはデータベースを用いた先行研究（例えば、European Journal of Clinical Nutrition (2001) 55, p.462-470）がある。この文献によると、ＢＭＣやＢＭＤを、次の式から推定することができることが示されている。
骨ミネラル量（男性；kg）= -1.81 - 0.0015×年齢＋1.89×身長＋0.017×体重
骨ミネラル量（女性；kg）= -1.05 - 0.009×年齢＋1.57×身長＋0.017×体重
骨ミネラル密度（男性；g/m2）= 0.934 - 0.00081×年齢＋0.003×体重
骨ミネラル密度（女性；g/m2）= 0.824 - 0.00368×年齢＋0.137×身長＋0.0026×体重
なお、これら式において、年齢の単位は年，体重の単位はｋｇ，身長の単位はｍである。
骨ミネラル量（男性；kg）= -1.81 - 0.0015×年齢＋1.89×身長＋0.017×体重
骨ミネラル量（女性；kg）= -1.05 - 0.009×年齢＋1.57×身長＋0.017×体重
骨ミネラル密度（男性；g/m2）= 0.934 - 0.00081×年齢＋0.003×体重
骨ミネラル密度（女性；g/m2）= 0.824 - 0.00368×年齢＋0.137×身長＋0.0026×体重
なお、これら式において、年齢の単位は年，体重の単位はｋｇ，身長の単位はｍである。
本実施例において、解析プログラム１２０はこれらの式を内部に組み込んでおり、ステップ２０４で得た被験者の性別、年齢、身長、体重の各情報をこれらの式に代入することにより、骨ミネラル量ＢＭＣや骨ミネラル密度ＢＭＤを計算するように、ＣＰＵ１０２を制御するように構成される。実施形態によっては、計算したＢＭＣ及び／又はＢＭＤを、例えばデータ１３６として、例えば補助記憶装置１０６や主記憶装置１０４に格納してもよい。
ステップ２０８は、核医学画像データ１３２から所定の情報を得る段階を示している。この情報は後に、ＢＭＣ又はＢＭＤを用いて正規化され（ステップ２１０）、マップや数値として出力される（ステップ２１４）。ステップ２０８で得る情報は、実施形態によって様々であることができる。ある実施形態では、それは各画素の画素値そのものである。この場合、既にステップ２０２でデータの読み込みが行われているため、ステップ２０８は不要となる。実施形態によっては、本ステップで得られる情報は、画素毎の放射能濃度であってもよい。そこで本ステップにおいて、画像データ１３２の各画素の画素値を放射能濃度に換算するために、各画素値に対して画素の容積の逆数といった、所定の係数が乗ぜられてもよい。
実施形態によっては、ステップ２０８において、核医学画像データ１３２の各画素の画素値（カウント数）を補正するための補正が行われてもよい。この補正により、放射線が体内で吸収・散乱する効果や、放射性核種の崩壊に起因する放射能の減衰が補正されてもよい。これらの補正を行うことは、核医学の手法では一般的に行われているため、詳細は説明しない。実施形態によっては、核医学画像データ１３２は、予めこのような補正が施されたデータである場合がある。
実施形態によっては、ステップ２０８において、複数の画素からなる領域における放射能カウント値や、複数の画素からなる領域における放射能濃度（すなわち、複数の画素からなる領域内の放射能量を、当該領域の体積で割った値）が計算されてもよい。これらの値は上述の減衰補正がなされた値であってもよい。
実施形態によっては、ステップ２０８において、複数の情報が計算されてもよい。例えば、画素毎の放射能カウント値、画素毎の放射能濃度、複数の画素からなる領域における放射能カウント値、複数の画素からなる領域における放射能濃度のうちの２種類またはそれ以上の情報（値）が計算されてもよい。いずれも上述の減衰補正がなされた値であってもよい。
ステップ２１０では、ステップ２０８で得た情報の正規化が行われる。具体的には、ステップ２０８で得た情報（値）を、（放射能投与量÷ＢＭＣ）または（放射能投与量÷ＢＭＤ）で割り算する。ここで放射能投与量はステップ２０４で得た値を用い、ＢＭＣ又はＢＭＤはステップ２０６で得た値を用いる。実施形態によっては、放射能投与量やＢＭＣ，ＢＭＤの単位を適宜変更してもよい。
ステップ２０８で取得される情報が、例えば、減衰補正された放射能濃度であった場合、ステップ２１０の正規化処理により得られる値は、式２または式３で定義されたＳＵＶｂｏｎｅとなる。
ステップ２１０で正規化された値はステップ２１４で出力されるが、実施形態によっては、出力の前に更なる処理を加えてもよい。図４には、そのようなオプションの処理がステップ２１２で示されている。例えば、ステップ２０８で取得される情報が、減衰補正された画素毎の放射能濃度であり、それがステップ２１０で正規化される場合（すなわち、ステップ２１０によってＳＵＶｂｏｎｅが計算される場合）、ステップ２１２において、ＳＵＶｂｏｎｅを、複数の画素からなる関心領域内で積算してもよい。
ステップ２１４では、ステップ２１０及び／又は２１２で計算した値の出力が行われる。出力は、ステップ２１０及び／又は２１２で計算した値を画像化して表示することを含んでもよく、及び／又は、当該値を数値として表示することを含んでもよい。また、当該値をデータ１３８として補助記憶装置１０６に保存することを含んでもよい。
ステップ２１０で計算される値が、画素毎の、正規化された放射能濃度である場合（すなわち、画素毎のＳＵＶｂｏｎｅである場合）、これを画像として、あたかも断層像のようにマップ表示することが可能である。また、ステップ２１０又は２１２において、複数の画素からなる領域内における、正規化された放射能濃度が計算される場合、それを数値として表示してもよい。実施形態によっては、画素毎の正規化値のマップと、特定の関心領域の正規化値とが、一緒に表示されてもよい。これらの表示は、例えば、ディスプレイ・インターフェース１０７に接続されたディスプレイ上で行われてもよい。
ステップ２２０は処理の終了を表す。
本発明の実施形態を好適な例を用いて説明してきたが、これらの例は本発明の範囲を限定するために紹介されたわけではなく、特許法の要件を満たし、本発明の理解に資するために紹介されたものである。本発明は様々な形態で具現化されることができ、本発明の実施形態には、ここに例示した以外にも多くのバリエーションが存在する。また本発明は、実施例で紹介した１８Ｆ−ＮａＦを用いたＰＥＴ画像以外にも、様々な放射性薬剤を用いた核医学画像（ＰＥＴ画像やＳＰＥＣＴ画像、シンチグラフィー画像）にも適用可能である。
本明細書に説明された各種の実施例に含まれている個々の特徴は、その特徴が含まれることが直接記載されている実施例と共にしか使用できないものではなく、ここで説明された他の実施例や説明されていない各種の具現化例においても、組み合わせて使用可能である。特にフローチャートで紹介された処理の順番は、必ず紹介された順番で実行しなければならないわけではなく、実施するものの好みに応じて、順序を入れ替えたり並列的に同時実行したり、さらに複数のブロックを一体的に実装したり、逆に複数のサブブロックに分割したり、適当なループとして実行したりするように実装してもよい。また実施形態によっては、フローチャートのブロックのいくつかは実装されない場合がある。例えばステップ２１２が不要である実施形態があり得ることは前述の通りである。その他にも、実施形態によっては、ＢＭＣやＢＭＤが予め計算されており、ステップ２０６で改めて計算し直す必要がない場合がある。またＢＭＣ及びＢＭＤは、公知の方法によって別途測定された値であっても良い。ＢＭＣ及びＢＭＤの定量法としては、一般的な骨塩定量装置による方法の他、公知の種々の方法（例えば、「歯放、第18巻（1978）p.278〜295」記載の方法）を用いることができる。その場合は、ステップ２０６は、ＢＭＣやＢＭＤの読み込み処理に置き換えられることが可能である。これらのバリエーションは全て本発明の範囲に含まれるものである。請求項に特定される処理の記載順も、処理の必須の順番を特定しているわけではなく、例えば処理の順番が異なる実施形態や、ループを含んで処理が実行されるような実施形態なども、請求項に係る発明の範囲に含まれるものである。現在の特許請求の範囲で特許請求がなされているか否かに関わらず、出願人は、本発明の思想を逸脱しない全ての形態について、特許を受ける権利を有することを主張するものであることを記しておく。
１００ システム
１０２ ＣＰＵ
１０４ 主記憶装置
１０６ 補助記憶装置
１０７ ディスプレイ・インターフェース
１０８ 周辺機器インタフェース
１０９ ネットワーク・インターフェース
１１０ ＯＳ
１２０ 解析プログラム
１０２ ＣＰＵ
１０４ 主記憶装置
１０６ 補助記憶装置
１０７ ディスプレイ・インターフェース
１０８ 周辺機器インタフェース
１０９ ネットワーク・インターフェース
１１０ ＯＳ
１２０ 解析プログラム
Claims (10)
- 核医学画像データを読み込む第１手段と；
前記核医学画像データの被験者の性別情報を読み込む第２手段と；
前記被験者の年齢情報を読み込む第３手段と；
前記被験者の身長情報を読み込む第４手段と；
前記被験者の体重情報を読み込む第５手段と；
前記被験者に投与した放射能量に関する情報を読み込む第６手段と；
前記核医学画像データから所定の情報を得る第７手段と；
前記第２手段により得られた性別情報と、前記第３手段により得られた年齢情報と、前記第４手段により得られた身長情報と、前記第５手段により得られた体重情報との少なくともいずれかに基づいて、骨ミネラル量または骨ミネラル密度を計算する第８手段と；
前記第７手段により得られた前記所定の情報を、前記第６手段により得られた投与放射能量情報と、前記第８手段により得られた骨ミネラル量または骨ミネラル密度とに基づいて正規化する第９手段と；
前記第９手段により得られた正規化値を出力する第１０手段と；
を備える、システム。 - 前記核医学画像データは、骨疾患診断薬を用いて得られる核医学画像データであり、
前記システムは、該核医学画像データの定量値を出力するシステムである、請求項１に記載のシステム。 - 前記所定の情報は、減衰補正された関心領域の中の放射能量を、前記関心領域の体積で割った値である、請求項１に記載のシステム。
- 前記関心領域は、前記核医学画像データの１画素に相当する領域である、請求項３に記載のシステム。
- 前記第１０手段は、前記第９手段により得られた正規化値を、関心領域に関して積算してから出力するように構成される、請求項１に記載のシステム。
- 前記正規化値は、
ＳＵＶｂｏｎｅ＝｛減衰補正された関心領域内放射能量（ｋＢｑ）÷関心領域体積（ｍｌ）｝／｛放射能投与量（ｋＢｑ）÷骨ミネラル量（ｇ）｝
または、
ＳＵＶｂｏｎｅ＝｛減衰補正された関心領域内放射能量（ｋＢｑ）÷関心領域体積（ｍｌ）｝／｛放射能投与量（ｋＢｑ）÷骨ミネラル密度（ｇ／ｍ２）｝
で定義される値であるＳＵＶｂｏｎｅである、請求項３から５のいずれかに記載のシステム。 - 前記第１〜第１０手段は、いずれも、前記システムの処理手段がプログラム命令を実行されることにより形成される、請求項１から６のいずれかに記載のシステム。
- システムの処理手段に実行されることにより、前記システムに、
核医学画像データを読み込むことと；
前記核医学画像データの被験者の性別情報を読み込むことと；
前記被験者の年齢情報を読み込むことと；
前記被験者の身長情報を読み込むことと；
前記被験者の体重情報を読み込むことと；
前記被験者に投与した放射能量に関する情報を読み込むことと；
前記核医学画像データから所定の情報を得ることと；
前記性別情報と、前記年齢情報と、前記身長情報と、前記体重情報との少なくともいずれかに基づいて、骨ミネラル量または骨ミネラル密度を計算することと；
前記所定の情報を、前記投与した放射能量に関する情報と、前記骨ミネラル量または前記骨ミネラル密度とに基づいて正規化することと；
前記正規化した情報を出力することと；
を遂行させるプログラム命令を有する、コンピュータプログラム。 - 核医学画像データを読み込む第１手段と；
前記核医学画像データの被験者に投与した放射能量に関する情報を読み込む第２手段と；
前記被験者の骨ミネラル量または骨ミネラル密度に関する情報を読み込む第３手段と；
前記核医学画像データから所定の情報を得る第４手段と；
前記第４手段により得られた前記所定の情報を、前記第２手段により得られた投与放射能量情報と、前記第３手段により得られた骨ミネラル量または骨ミネラル密度とに基づいて正規化する第５手段と；
前記第５手段により得られた正規化値を出力する第６手段と；
を備える、システム。 - システムの処理手段に実行されることにより、前記システムに、
核医学画像データを読み込むことと；
前記核医学画像データの被験者に投与した放射能量に関する情報を読み込むことと；
前記被験者の骨ミネラル量または骨ミネラル密度に関する情報を読み込むことと；
前記核医学画像データから所定の情報を得ることと；
前記所定の情報を、前記投与した放射能量に関する情報と、前記骨ミネラル量または前記骨ミネラル密度とに基づいて正規化することと；
前記正規化した情報を出力することと；
を遂行させるプログラム命令を有する、コンピュータプログラム。
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