JP2630911B2 - 甲状腺ヨウ素量の測定装置 - Google Patents

甲状腺ヨウ素量の測定装置

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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は生体での甲状腺内ヨウ素
量を測定し、診断に役立てるための甲状腺ヨウ素量の測
定装置に関する。
【0002】
【従来の技術】ヒト甲状腺にはヨウ素が特異的に濃縮し
ている。そしてヨウ素含有量と甲状腺の機能及び疾患と
の関連が意味をもつことがわかって以来、各種のヨウ素
測定方法が提案されている。一般に、生体での甲状腺内
ヨウ素量の測定方法としては、蛍光X線法が使用されて
いる。この原理は、頚部にX線を照射すると甲状腺内に
含まれるヨウ素がこのX線を吸収すると同時に、よりエ
ネルギーの低い特定の波長を持った蛍光X線を放出す
る。
【0003】そして、この蛍光X線量がヨウ素含有量と
比例することを利用して甲状腺ヨウ素含有量を測定する
ものである(これを蛍光X線分析法と称す)。実際には
X線を正面から頚部に照射し、側方又は斜め前方から放
出される蛍光X線を測定しヨウ素量に換算する方式をと
っている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】上記した従来の蛍光X
線分析法は、空間分解能が非常に悪く、周囲の甲状腺組
織を分離できないため、甲状腺全体に含まれるヨウ素量
を測定することはできるが、甲状腺の一部分だけを限っ
てヨウ素量を測定することはできない。ましてや甲状腺
腫瘤のヨウ素量を正確に測定することは不可能である。
又、測定方式から言って、患者の頚の形態の違いによっ
ても測定値に大きな誤差があった。
【0005】更に又、従来方法にあっては甲状腺あるい
は被測定部分を限定して特定することができないため、
甲状腺患者の診断の決め手となるヨウ素濃度をも求める
ことはできなかった。更には専用機であるため他に転用
ができないこと等のため、価格的にも問題があった。
【0006】本発明は上記課題を解決するためになされ
たものであり、甲状腺組織のヨウ素濃度は勿論のこと、
測定部分の体積も併せて測定ができ、かつ患者の頚の形
態によっても殆んど誤差の生じない甲状腺ヨウ素量の測
定装置を提供することを目的としている。
【0007】
【課題を解決するための手段】基本的な考え方を説明す
る。本発明者らは、石灰化を伴なわない甲状腺組織にお
いて、そのヨウ素濃度が0.02mg/g以上でそのC
T値とヨウ素濃度との間には直線的な相関があり、ヨウ
素濃度は(1)式で表わされることを既に報告している
(Journalof Computer Assis
ted Tomography,15:287−29
0,1991.)。
【数1】 ヨウ素濃度=(CT値−65)/104 ………(1)
【0008】しかし、甲状腺腫瘍はしばしば石灰化を持
ち、この石灰化がCT値に大きな影響を与えることがわ
かっている。したがって石灰化に影響されることなく、
甲状腺CT値からヨウ素濃度を算出しようとしている。
【0009】患者を仰臥位でCT(computed
tomography)装置の台に寝かせ、一定のスラ
イス厚(通常は5mm)、連続ピッチ(通常は5m
m)、一定の撮影条件(管電圧120KV,管電流15
0mA,撮影時間2秒)で全甲状腺を撮影する。撮影さ
れた全てのスライスに対して、ヨウ素濃度・体積・総ヨ
ウ素量を測定しようとする部位に関心領域(ROI)を
設定する。各々のスライスに対して関心領域内のCT値
のヒストグラムを作成する。
【0010】このヒストグラムでは石灰化を伴なわない
甲状腺組織では図1に示すように、CT値が正規分布に
近い分布(一峰性又は二峰性)を示すが、石灰化を伴な
う甲状腺組織では図2に示すように、CT値が正規分布
に近い分布に加えてCT値の高い側に平坦な分布を持
つ。
【0011】ここで測定しようとする甲状腺組織に石灰
化がある場合にのみ、正規分布に近い分布とCT値の高
い側の平坦な分布との分離点をヒストグラム上で指定
し、この分離点より高いCT値は次のヨウ素濃度計算か
ら除外し、以下に示す(3)式にてヨウ素濃度を算出す
る。
【0012】これは、石灰化部分を除く甲状腺組織につ
いてのみ、X線CTの最小単位面積である各々のピクセ
ルのCT値に対して、そのCT値がtc HU以上の時に
はそのCT値を以下に示す一般式(2) に代入してヨウ素
濃度を求める。なお、(2)式は(1)式の一般式であ
る。
【数2】 ヨウ素濃度(mg/g)=(CT値−tc )/td ……(2) 但し、tc は切片定数,td は傾き定数であって、CT
装置、特にX線管のターゲットに含まれる金属の組成に
よって決まり、発明者らの使用しているCT装置の場合
では、実測値からtc =65,td =104が最適と考
えられた。この数値を入れた式が(1)式である。
【0013】このヨウ素濃度にピクセルの面積とスライ
ス厚を乗じて求めた体積を乗じてボクセル内の総ヨウ素
量を求める。又、そのCT値がtc HU未満の時にはそ
のピクセル内のヨウ素濃度及びボクセル内の総ヨウ素量
を各々0mg/g及び0mgとする。これら全てのボク
セル内の総ヨウ素量を合計し、これを石灰化部分を除く
全てのボクセル内の体積の合計で除したものをその組織
のヨウ素濃度として算出したことに相当する。
【0014】
【数3】
【0015】x:ヒストグラム上のあるCT値。 ax :あるCT値(x)を持つピクセル全体の面積。 aix:あるスライス(i)におけるあるCT値(x)を
持つピクセル全体の面積。 b:ヒストグラム上での石灰化成分の分離点のCT値。 l:ヒストグラム上での算出のCT値。 tc :切片の定数。 td :傾きの定数。 i:関心領域(ROI)を描いた全てのスライス(但
し、アーティファクトの多いスライス及び両上下端のス
ライスを除く。)。
【0016】更に、石灰化部分を含めた関心領域の面積
とスライス厚の積の全てのスライスにおける和((4)
式)から測定しようとする甲状腺組織の体積を算出す
る。この体積と先程求めたヨウ素濃度の積を測定しよう
とする甲状腺組織の総ヨウ素量とする。
【0017】
【数4】 x:ヒストグラム上のあるCT値。 aix:あるスライス(i)におけるあるCT値(x)を
持つピクセル全体の面積。 s:スライス厚さ(cm)。 i:関心領域(ROI)を描いた全てのスライス(但
し、アーティファクトの多いスライス及び両上下端のス
ライスを含む。)。
【0018】なお、CT値からヨウ素濃度への換算をC
T画素の最小単位であるピクセル及びボクセルで行なっ
たことにより、微量でしかも不均一な分布を示すヨウ素
濃度もより正確に測定できる。例えばtc 及びtd が夫
々65及び104で、甲状腺右葉及び左葉が同じ体積
で、CT値が夫々60HUと70HUだったとする。甲
状腺全体の平均CT値は65HUでヨウ素濃度は0mg
/gとなってしまうが、ヨウ素濃度を右葉と左葉で別々
に計算すると各々0mg/g及び0.048mg/gと
なり、実際には甲状腺全体のヨウ素濃度の平均は0.0
24mg/gである。このようにCT値からヨウ素濃度
への換算単位が小さければ小さいほど微量でしかも不均
一な分布を示すヨウ素濃度をより正確に測定できる。
【0019】
【実施例】以下実施例を説明する。使用器具はCT装置
として東芝製TCT−900Sを使用し、撮影条件はス
ライス厚5mm,連続ピッチ5mm,管電圧120K
V,管電流150mA,撮影時間2秒,画像matri
x 512×512とし、ヨウ素濃度換算係数はtc
65,td =104とした。対象は手術前に上記の条件
で甲状腺CT検査が行なわれ、手術によって摘出標本が
得られた51病変(CT上石灰化のない29病変,CT
上石灰化のある22病変)について行なった。
【0020】放射化分析(Neutorn Activ
ation Analysis)について。手術で摘出
した標本は分析を行なうときまでホルマリン溶液内に保
存された。この標本から5〜200mgの大きさのサン
プルを1〜4個切り出し、正確に重さを測定してからポ
リエチエンシートで密封し、一定量の標準物質(NH4
I)と共に原子炉(TRIGA Mark II)にて一
定時間中性子を照射した後、サンプル及び標準物質から
放出されるγ線を測定し、これによって各々のサンプル
のヨウ素濃度を算出した。複数個のサンプルを切り出し
た場合はそれらの平均ヨウ素濃度を標本のヨウ素濃度と
した。CT上石灰化のある標本ではできる限り石灰化の
ない部分をサンプルとした。
【0021】結果は図3に示される。なお、図3は放射
化分析によるヨウ素濃度とCTで測定されたヨウ素濃度
との関係を、石灰化を伴なわない甲状腺組織と石灰化を
伴なう甲状腺組織とに分け、夫々を対比して示したもの
である。又、図4はCTにより算出されたヨウ素濃度と
放射化分析により測定されたヨウ素濃度との相関図であ
り、白丸が石灰化を伴なわないもの、黒丸が石灰化を伴
なうものを夫々示す。
【0022】図からわかるように、放射化分析によって
測定されたヨウ素濃度と、CTによって測定されたヨウ
素濃度との間には非常に良い相関(y=0.00648
+0.999x,n=51,r=0.96)が認められ
た。しかも石灰化のない甲状腺組織と石灰化のある甲状
腺組織との間で、その相関に有意差は認められなかった
(共分散分析でp>0.1)。したがって、甲状腺組織
内のヨウ素濃度は石灰化の有無に拘らず非常に正確に測
定されているものと考えられた。
【0023】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば検
出されたCT値からヨウ素濃度への換算をCT画素の算
出単位であるピクセル及びボクセルで行ない、かつ、C
T値のヒストグラムで石灰化のCT値を除外するように
したので、以下列挙する効果を奏する。 CT装置は全国的に汲まなく普及しているため、生
体内の甲状腺組織のヨウ素濃度が簡単に、かつ短時間で
測定できる。 CTは空間分解能が非常に優れているので、周囲の
甲状腺組織に影響されることなく特定の部分のヨウ素濃
度などが簡単に測定できる。 CTはX線吸収率を測定しているため、原子番号が
非常に大きいヨウ素原子に対して非常に感度が良く、し
かも頚の形態に殆んど影響されない。 石灰化の影響を受けることなくヨウ素濃度などを正
確に測定できる。 CTを用いることによって、ヨウ素濃度のみならず
同時に体積をも測定できるので、甲状腺全体,甲状腺腫
瘍など関心領域(ROI)で自由に選択した部分の体
積,ヨウ素濃度,総ヨウ素量を一度に求めることができ
る。 特に病変部のヨウ素濃度は、びまん性甲状腺疾患に
おける診断・手術適応の判定・治療効果の判定などに非
常に役立ち、又、甲状腺腫瘤における診断及び良悪性の
判定・経過観察及び手術適応の判定などに非常に役立
つ。 特定のCT値を持つ部分の面積・体積を簡単に測定
できることから、肥満評価のための内臓脂肪・皮下脂肪
などの面積・体積の測定などにも応用できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】石灰化を伴なわない甲状腺組織のCT値のヒス
トグラムを整理して示す図。
【図2】石灰化を伴なった甲状腺組織のCT値のヒスト
グラムを整理して示す図。
【図3】実際に使用した甲状腺資料について、放射化分
析とCTにて測定されたヨウ素濃度の対比図。
【図4】図3の測定結果からヨウ素濃度について作成し
た相関図。

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 頚部のX線CTを撮影してヨウ素量を測
    定する甲状腺ヨウ素量の測定装置において、全甲状腺を
    一定スライス厚,連続ピッチ及び一定の撮影条件にてX
    線CTを撮影し、病変のある全てのスライスに対して関
    心領域を設定する手段と前記各スライスに対し、関心
    領域内のCT値のヒストグラムを作成し、甲状腺に石灰
    化がある場合はCT値の高い側の平坦な分布との分離点
    をヒストグラム上で指定して次のヨウ素濃度計から除外
    する手段と、石灰化を除く甲状腺組織にっいてのみX線
    CTの最小単位面積である各々のピクセルのCT値に対
    して、そのCT値が所定値以上である時には所定の計算
    式を用いてヨウ素濃度を求める手段と、このヨウ素濃度
    にピクセルの面積とスラィス厚を乗じて求めた体積を乗
    じてボクセル内の総ヨウ素量を求める手段と前記した
    全てのボクセル内の総ヨウ素量を合計し、かつ石灰化部
    分を除く全てのボクセル内の体積の合計で除して当該組
    織のヨウ素濃度とする手段とを備えたことを特徴とする
    甲状腺ヨウ素量の測定装置
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