JP3249946B2 - 腎シンチグラフィにおける半自動腎関心領域設定法 - Google Patents

腎シンチグラフィにおける半自動腎関心領域設定法

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Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は核医学検査の一つで
ある腎シンチグラフィを使った腎機能定量において、放
射性薬剤の投与量に対する腎集積の割合（％ injected
dose；％ＩＤ）を求めるのに際し、コンピュータモニタ
ー上に表示したシンチグラムで腎の存在領域（腎関心領
域）を設定する方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】画像診断法の一つである腎シンチグラフ
ィは静態腎シンチグラフィと動態腎シンチグラフィに分
類される。前者は薬剤静注一定時間経過後に静止画像の
撮影を行って、腎臓の位置、大きさ、形や腎実質の放射
能分布等、腎臓の形態的診断を主体とした検査であり、
動態シンチグラフィは放射性薬剤静注直後から数秒毎の
連続画像を撮影することによって、腎の形態の他、濾過
機能や排泄機能診断等を目的とした方法である。
【０００３】上記動態腎シンチグラフィによる腎機能定
量法（ガンマカメラ法）は採血採尿が不要で、分腎機能
も測定可能である極めて簡便で優れた検査法であり、現
在多くの核医学施設で用いられている。
【０００４】既に、上記動態腎シンチグラフィにおい
て、ジエチレントリアミン五酢酸テクネチウム（略して
９９ｍＴｃ−ＤＴＰＡ）、ヨウ化ヒプル酸ナトリウム
（略して１３１Ｉ−ＯＩＨ）やメルカプトアセチルトリ
グリシンテクネチウム（略して９９ｍＴｃ−ＭＡＧ３）
等の放射性薬剤の腎摂取率を使って、糸球体濾過率、有
効腎血漿流量や９９ｍＴｃ−ＭＡＧ３クリアランスを測
定する方法が開発されている。
【０００５】上記の腎機能定量には多くの因子が影響す
ると言われており、現在、検査法の改善について多くの
検討がなされている。例えば影響因子として薬剤の注射
漏れ、テーブルによる放射線の減衰、注射と撮影の開始
時間のずれ、バックグラウンド補正、腎の深さ補正（吸
収補正）等がある。９９ｍＴｃ−ＭＡＧ３の最適な検査
方法についてはＴａｙｌｏｒ等によって刊行物Ｊ Ｎｕ
ｃｌ Ｍｅｄ １９９５；３６：１６８９−１６９５頁
に開示されている。
【０００６】ところで、核医学画像において、定量的ま
たは定性的解析の対象となる目的臓器の存在する領域を
関心領域（Region of Interest；ROI）というが、動態
腎シンチグラフィによる腎機能定量の殆どの市販解析ソ
フトウェアが、９９ｍＴｃ−ＤＴＰＡ、１３１Ｉ−ＯＩ
Ｈや９９ｍＴｃ−ＭＡＧ３等の薬剤投与量に対する投与
後１〜２分や２〜３分等における腎集積の割合（percen
t injected dose；％ＩＤ）を基にして解析を行ってお
り、そのため、左右腎の関心領域設定においてオペレー
タ間の再現性が問題になる。
【０００７】畢竟、従来の腎関心領域設定方法は、収集
した画像データをコンピュータのモニター上に表示し、
オペレータがモニター画面上でトラックボール、ライト
ペンやマウスを使って左右腎の輪郭を手動で囲むことに
より行われていた。腎集積は腎関心領域内の総カウント
で定義されている。そのため左右腎の関心領域をどのよ
うにオペレータが設定するかによって％ＩＤに有意差が
生じる恐れがあるのである。
【０００８】この点、刊行物Ｊ Ｎｕｃｌ Ｍｅｄ １
９９６；３７（ｓｕｐｐｌ）：２９３頁には、Ｉｔｏｈ
等によって予めオペレータ間で関心領域設定についての
標準を定めておけば％ＩＤに有意差は生じなかったとい
う報告が為されている。一方で、Ｈａｌｋｅｒ等は９９
ｍＴｃ−ＭＡＧ３の相対的及び絶対的腎集積の計算にお
いての潜在的な誤りが、腎関心領域設定におけるオペレ
ーター間の変動にあることを指摘し、二人の技師による
％ＩＤ間に有意差が生じたことを示し、一段閾値法を用
いた半自動の腎関心領域設定法を用いてオペレーター間
の再現性の改善ができたと報告している。
【０００９】上記Ｈａｌｋｅｒ等の一段閾値法を概説す
ると、コンピュータモニター上に表示されたシンチグラ
ム上で左右各腎を含む大きな楕円を設定し（この点のみ
が手動）、この楕円領域内に含まれるピクセルの最大ピ
クセル値を基準にした所定閾値（例えば２０％）以上の
ピクセル値を持つピクセルの集まりを当該腎の関心領域
とする方法である。なお、シンチグラム上のピクセル値
はその位置の放射線量に比例した数値を示している。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
ように手動で腎輪郭を指定して関心領域を設定する方法
では、如何に予めオペレータ間で関心領域設定について
の標準を定めていても有意差は生じうる。特に腎機能が
著しく低下して集積性が悪く、他臓器と近接している場
合には関心領域の設定は困難で、オペレータ間の有意差
が大きくなりやすい。
【００１１】また、経験が浅く十分にトレーニングされ
ていないオペレータでは実際、腎を小さく評価しがちで
あった。これは、従来の関心領域設定のソフトウェア
が、手書きの領域内に完全に含まれるピクセルのみの総
ピクセル値を算出するようになっているためである。こ
れを十分承知していないと、腎の辺縁のカウントを落と
してしまい、％ＩＤは実際よりも低くなり、腎機能は過
小評価されてしまうのである。
【００１２】また、上記オペレータ間の変動の問題点を
改善したとするＨａｌｋｅｒ等の一段閾値法を使った半
自動腎関心領域設定法においては、設定した大きな楕円
領域内に腎最大ピクセル値より大きなピクセル値をもつ
ピクセルが存在する場合には、腎関心領域は小さく設定
されしまうという問題点がある。また、腎辺縁領域を含
むように低い閾値を設定しなければならないが、そうす
ると隣接臓器と腎が分離不能となるケースが多く、描出
能が低いという問題点も残っている。
【００１３】本発明は上記事情に鑑みてなされたもので
あり、腎シンチグラフィにおける腎の関心領域設定につ
いて、オペレーター間の再現性を向上するとともに低機
能の腎をも描出することを可能にする、新規な半自動腎
関心領域設定法を提供するものである。
【００１４】
【課題を解決するための手段】本発明は、 （１）生体内に投与された腎シンチグラフィ用放射性薬
剤から放出される放射能をガンマカメラにより収集し、
得られた画像データ（シンチグラム）をコンピュータに
転送し、コンピュータモニター上にそのデジタル画像を
表示し、そのピクセル値を基に左右腎の関心領域を半自
動的に設定する腎シンチグラフィにおける半自動腎関心
領域設定法において、第一に、コンピュータモニター上
にシンチグラムを表示し、表示された画像上の左右各腎
の中心付近のピクセルを各々クリックし、第二に、前記
クリックしたピクセルを中心とする所定範囲の第一の複
数ピクセル領域内に含まれるピクセルの最大ピクセル値
を求めて、当該腎の最大ピクセル値とし、第三に、前記
クリックしたピクセルを中心とする前記第一の複数ピク
セル領域よりも大きい所定の大きさを有する第二の複数
ピクセル領域内で、この腎の前記最大ピクセル値を基準
にした第一閾値以上のピクセル値を持つピクセルの集ま
りを腎中心領域とし、第四に、前記腎中心領域内に二つ
の領域が１ピクセルのみを介して連続する箇所がある場
合に、この１ピクセルを腎中心領域から削除し、第五
に、前記腎中心領域内のピクセルのうちで前記クリック
したピクセルと連続性を持つピクセルのみからなるピク
セルの集合を新たに腎中心領域とし、第六に、前記腎中
心領域の外側の５〜２０ｍｍ幅の辺縁領域に全部または
一部が入るピクセルのうちで前記最大ピクセル値を基準
にした第二閾値よりも高いピクセル値を持つピクセルを
腎辺縁領域とし、これを前記腎中心領域に加えて当該腎
の関心領域とする、上記第一から第六の各処理を順次行
うことを特徴とする腎シンチグラフィにおける半自動腎
関心領域設定法、を提供することにより上記課題を解決
する。
【００１５】（２）また、上記（１）記載の腎シンチグ
ラフィにおける半自動関心領域設定法において、第一の
複数ピクセル領域を横寸法３０〜７０ｍｍ、縦寸法６０
〜１２０ｍｍの範囲とし、第二の複数ピクセル領域を横
寸法１００〜２５０ｍｍ、縦寸法１５０〜３００ｍｍの
範囲としたことを特徴とする腎シンチグラフィにおける
半自動腎関心領域設定法、を提供することにより上記課
題を解決する。
【００１６】（３）また、上記（１）または（２）記載
の腎シンチグラフィにおける半自動腎関心領域設定法に
おいて、第六の処理に代えて前記腎中心領域の外側の５
〜２０ｍｍ幅の辺縁領域に全部または一部が入る全ピク
セルを腎辺縁領域とし、これを前記腎中心領域に加えて
当該腎の関心領域とする処理を行うことを特徴とする腎
シンチグラフィにおける半自動腎関心領域設定法、を提
供することにより上記課題を解決する。
【００１７】（４）また、上記（１）または（２）記載
の腎シンチグラフィにおける半自動腎関心領域設定法に
おいて、放射性薬剤としてメルカプトアセチルトリグリ
シンテクネチウム（９９ｍＴｃ−ＭＡＧ３）静注後６０
秒から１２０秒の加算画像（１−２分イメージ）におけ
る第一閾値を最大ピクセル値の５０％〜７０％とし、第
二閾値を最大ピクセル値の１％〜４０％としたことを特
徴とする腎シンチグラフィにおける半自動腎関心領域設
定法、を提供することにより上記課題を解決する。
【００１８】（５）また、上記（１）または（２）記載
の腎シンチグラフィにおける半自動腎関心領域設定法に
おいて、放射性薬剤としてメルカプトアセチルトリグリ
シンテクネチウム（９９ｍＴｃ−ＭＡＧ３）静注後１２
０秒から１８０秒の加算画像（２−３分イメージ）にお
ける第一閾値を最大ピクセル値の４０％〜７０％のピク
セル値とし、第二閾値を最大ピクセル値の１％〜４０％
のピクセル値としたことを特徴とする腎シンチグラフィ
における半自動腎関心領域設定法、を提供することによ
り上記課題を解決する。
【００１９】（６）さらに、上記（１）または（２）ま
たは（３）または（４）または（５）記載の腎レノグラ
フィにおける関心領域設定方法において、第四の処理を
除いて第一から第三の処理に続いて第五の処理、第六の
処理を順次行うことを特徴とする腎シンチグラフィにお
ける半自動腎関心領域設定法、を提供することにより上
記課題を解決する。
【００２０】上記（１）における第一の処理でオペレー
タがモニターに表示されたシンチグラム上で左右各腎の
中心と思われる位置を各々クリックする操作（この点の
みが手動）以後はコンピュータによる自動処理となり、
手動により腎輪郭を指定して関心領域を設定する従来方
法に比して腎関心領域設定が短時間で成される。そして
第二から第五の一連の処理によって左右腎の関心領域が
他の臓器の領域と分離されてほぼ特定され、第六の処理
によって加算されるべき辺縁領域が加わって過小評価が
回避される。
【００２１】
【発明の実施の形態】以下、本発明に係る腎シンチグラ
フィにおける半自動腎関心領域設定法の実施の形態につ
いて臨床実験とその結果を表す図面に基づいて詳細に説
明する。
【００２２】図１は本発明に係る腎シンチグラムでの処
理手順を示すフロー図である。
【００２３】図２〜図６はモニター上に表示された一被
検者の１ー２分イメージにおける本発明に係る半自動腎
関心領域設定法の処理途中の設定領域を示す図である。
【００２４】図７は腎中心領域内の１ピクセルを介する
二つの領域間の連続性を切る方法を説明するための図で
ある。
【００２５】図８〜図１９は各条件での％ＩＤの相関関
係を示す図である。
【００２６】腎シンチグラフィを使った腎機能定量にお
いては、生体内から放出される放射能をガンマカメラに
より収集し、得られた画像データ（シンチグラム）をコ
ンピュータに転送し、コンピュータモニター上にそのデ
ジタル画像を表示し、トラックボールやマウス、ライト
ペン等を使い、従来は手動で左右腎の輪郭を指定し、そ
の中に含まれたピクセルの集まりを腎関心領域とし、そ
の総ピクセル値を基に定量を行っていたが、本発明に係
る半自動腎関心領域設定法は、ＣＰＵ、メモリ装置等の
処理装置からなるコンピュータ（ハードウェア資源）を
利用制御し、コンピュータモニター上に表示されたデジ
タル画像で各腎の中心付近をクリックするだけで、デジ
タル画像のピクセル値を基に各腎の存在範囲を求めて腎
関心領域とする、新規な思想に基づくコンピュータ処理
を行うものである。以下にその処理手順を述べ、図１に
フロー概要を示す。
【００２７】第一処理；コンピュータモニター上にシン
チグラムを表示し、表示された画像上の左右各腎の中心
付近のピクセルを各々クリックする。
【００２８】第二処理；前記クリックしたピクセルを中
心とする所定範囲の第一の複数ピクセル領域内に含まれ
るピクセルの最大ピクセル値を求めて、当該腎の最大ピ
クセル値とする。
【００２９】第三処理；前記クリックしたピクセルを中
心とする前記第一の複数ピクセル領域よりも大きい所定
の大きさ（例えば第一の複数ピクセル領域の１２倍の大
きさ）を有する第二の複数ピクセル領域内で、この腎の
前記最大ピクセル値を基準にした第一閾値以上のピクセ
ル値を持つピクセルの集まりを腎中心領域とする。
【００３０】第四処理；前記腎中心領域内に二つの領域
が１ピクセルのみを介して連続する箇所がある場合に、
この１ピクセルを腎中心領域から削除する。
【００３１】第五処理；前記腎中心領域内のピクセルの
うちで前記クリックしたピクセルと連続性を持つピクセ
ルのみからなるピクセルの集合を新たに腎中心領域とす
る。
【００３２】第六処理；前記腎中心領域の外側の５〜２
０ｍｍ幅の辺縁領域に全部または一部が入るピクセルの
うちで前記最大ピクセル値を基準にした第二閾値よりも
高いピクセル値を持つピクセルを腎辺縁領域とし、これ
を前記腎中心領域に加えて当該腎の関心領域とする。
【００３３】前記第一処理では、図２においてオペレー
タは左右腎の中心と思われる箇所（α点、β点）をクリ
ックするだけである。また、第二処理で設定する第一の
複数ピクセル領域Ｐ１は、腎の正しい最大ピクセル値を
格納するためには、例えば各ピクセルの大きさを一辺
９．３ｍｍ角の正方形とすると、横×縦が５×９ピクセ
ルの領域が適当と考えられる。蓋し、腎の最大ピクセル
値を持つピクセルを含むほど大きく、かつ周辺臓器の大
きなピクセル値を持つピクセルを含まないほど小さい大
きさが望ましいが、日本人の腎臓の大きさを考慮すると
横寸法３０〜７０ｍｍ、縦寸法６０〜１２０ｍｍの範囲
が適当であることを理由とする。
【００３４】前記第三処理では、図３に示されるよう
に、腎臓を含むのに十分な大きさを有する第二の複数ピ
クセル領域Ｐ２（破線で囲まれた領域）を設定する。し
たがって、第二の複数ピクセル領域Ｐ２は全身の領域と
してもよいのであるが、実際上、腎関心領域設定に際し
ては第一の複数ピクセル領域Ｐ１よりも大きく１５倍以
内の大きさで十分であろう。これより大きくＰ２を設定
しても腎関心領域設定に関しては無意味である。また、
第二の複数ピクセル領域Ｐ２は左右の腎に対して別個に
設定されるのでオーバーラップしていても支障はない
（図３では中央部分が重ねて表示されている）。
【００３５】この第二の複数ピクセル領域Ｐ２内で前記
最大ピクセル値を基準にした第一閾値（例えば最大ピク
セル値の６０％）以上のピクセル値を持つピクセルの集
まりを腎中心領域Ｍ１とする（図３の実線で囲まれた領
域）。言わば他の臓器との識別を度外視して大まかな関
心領域の設定が為されたことになる。
【００３６】前記第四処理では、図３と図４の比較から
判るように、前記腎中心領域Ｍ１内に二つの領域が１ピ
クセルのみを介して連続性を持つ場合に当該１ピクセル
（架橋ピクセルＫと称する）が腎中心領域Ｍ１から削除
されて前記架橋ピクセルＫを介する二つの領域間の連続
性が切られる。この第四処理の具体的方法は、例えば腎
中心領域の位置を格納するためのビットマップ内に、図
７の（ａ）及び（ｂ）に示されるように、任意の３行３
列のブロックで中央横１行または中央縦１列に“１”が
連続して並び、且つ中心の“１”の上下または左右に
“０”が位置するビットパターンがある場合に、当該ブ
ロックの中心の“１”に該当するピクセルを架橋ピクセ
ルＫと判定してこれを“０”とすることで腎中心領域か
ら削除して二つの領域間の連続性が切られるように処理
する。ここに、図７における“０”のビットは腎中心領
域外のピクセル、“１”ビットは腎中心領域に含まれる
ピクセル、空のビットは腎中心領域内外を問わず
“０”、“１”何れでもよいピクセルを示している。こ
の第四処理によって周辺臓器と真の腎中心領域が切り離
される。
【００３７】なお、上記第四処理が行われるケースは稀
であって、後述の５９腎に対する腎関心領域設定の実験
の場合においては１例のみ（図２〜図６に示された症
例）であった。したがって、この第四処理を省いても上
記稀なケースを除いて通常は支障なく腎関心領域設定が
できる（請求項６に対応）。
【００３８】前記第五処理では、図５に示されるよう
に、前記複数ある腎中心領域Ｍ１のうちで前記最初にク
リックしたピクセルと連続性（ピクセル同士が辺で接す
るもののみを連続性ありとする）を持つピクセルのみか
らなるピクセルの集合を新たに腎中心領域Ｍ２とし、他
の腎中心領域Ｍ１は削除される。この第五処理によって
他の臓器との識別が為されたことになる。
【００３９】前記第六処理では、周辺臓器と腎を分離す
るために第一閾値は高く設定してあるので、このままで
は腎は過小評価されてしまうことから、例えば腎中心領
域Ｍ２の周囲に接するピクセル（大きさ９．３ｍｍ角）
のうちで前記腎最大ピクセル値を基準にした第二閾値
（例えば腎最大ピクセル値の２０％として第一閾値より
も低い閾値とする。）よりも高いピクセル値を持つピク
セルを腎辺縁領域Ｒとし、これを前記腎中心領域Ｍ２に
加えて当該腎の関心領域Ｓとする。図２〜図６に示され
た症例では、図６から判るように、左右腎ともに腎中心
領域Ｍ２の周囲に接する全てのピクセルが第二閾値より
も高く、腎辺縁領域Ｒとして腎中心領域Ｍ２に言わば肉
付けされている。
【００４０】上記症例から予測されるように、腎中心領
域Ｍ２周りの辺縁領域にかかるピクセルは殆ど腎最大ピ
クセル値の１０〜２０％以上のピクセル値をもつことか
ら、これらを無条件に腎辺縁領域Ｒとして関心領域Ｓに
含ませてもよい（請求項３に対応）。即ち、前記第六の
処理に代えて前記腎中心領域の外側の５〜２０ｍｍ幅の
辺縁領域に全部または一部が入る全ピクセルを腎辺縁領
域Ｒとして、これを前記腎中心領域Ｍ２に加えて当該腎
の関心領域Ｓとする処理を行うのである。
【００４１】次に、上述の本発明に係る腎シンチグラフ
ィにおける半自動腎関心領域設定法を用いた場合と従来
の手動による関心領域設定の場合との再現性を％ＩＤで
比較した実験を述べる。
【００４２】（実験内容） 前提条件：２２人の腎疾患患者及び１１人の正常人（男
性１８人、女性１５人；左３２腎、右３０腎）を被検者
とした。年齢は１８〜８３歳（平均年齢４６歳）、血清
クレアチニンは０．５〜３．５ｍｇ／ｄｌ（平均１．０
ｍｇ／ｄｌ）であった。
【００４３】検査３０分前に３００ｍｌの水を飲ませ、
被検者を仰臥位にし、肘窩より９９ｍＴｃ−ＭＡＧ３を
ボーラス投与し、背側から低エネルギー汎用コリメータ
ーを装着したガンマカメラで１０秒１フレームで１２０
フレームの連続データ収集を行った。イメージマトリッ
クスは６４×６４、各ピクセルの大きさは縦横９．３ｍ
ｍでデータ収集した。前シリンジ、後シリンジの撮影は
それぞれ１０秒間行い、そのマトリックスサイズは１２
８×１２８とした。フォトピークは１４０ｋｅＶ、エネ
ルギーウィンドウは１０％とした。そして収集した画像
データはワークステーションに転送し、画像解析を行っ
た。
【００４４】静注後６０秒から１２０秒までの加算画像
（１−２分イメージ）と、静注後１２０秒から１８０秒
までの加算画像（２−３分イメージ）において腎関心領
域を設定し、関心領域内の総ピクセル値を時間補正した
前後のシリンジカウントの差で除した値を１００倍して
％ＩＤとする。
【００４５】腎関心領域設定法における第一の複数ピク
セル領域Ｐ１は、大きさ５×９ピクセルの長方形領域
（横４６．５ｍｍ×縦８３．７ｍｍ）とし、第二の複数
ピクセル領域Ｐ２は、大きさ２１×２７ピクセルの長方
形領域（横１９５．３ｍｍ×縦２５１．１ｍｍ）とし
た。
【００４６】（実験１）オペレーター間の再現性評価の
ため、異なる核医学歴の３人のオペレーター（Ａ：経験
３年の医師、Ｂ：経験２０年の医師、Ｃ：経験１年の技
師）が１−２分イメージにおいて手動で腎の輪郭を囲み
関心領域を設定した。その際、２５６階調のモノクロの
カラーマップを使い、表示ウィンドウのupper levelを
各画像の最大ピクセル値に、lower levelをupper level
の１０％に設定して画像を表示した。この表示条件をモ
ノクロ表示と呼ぶ。
【００４７】（実験２）オペレータＡはモノクロ表示で
再度１−２分イメージにおいて手動で関心領域を設定
し、一度目と比較して同一オペレータ内の再現性の評価
を行った。
【００４８】（実験３）表示条件の違いが％ＩＤに影響
するか評価するため、オペレータＡは１−２分イメージ
を２５６階調のカラー（黒、青、赤、黄、白のグラデー
ションからなる）のカラーマップを使い、表示ウィンド
ウのupper levelを各腎の最大ピクセル値に、lower lev
elをupper levelの１０％に設定し、再度手動で関心領
域を設定した。この表示条件をカラー表示と呼ぶ。
【００４９】（実験４）オペレータＡは本発明に係る半
自動腎関心領域設定法を使って、１−２分イメージと２
−３分イメージにおいて種々の閾値の組み合わせを試
し、カラー表示での手動法の％ＩＤと比較した。
【００５０】（実験５）本発明に係る半自動腎関心領域
設定法のオペレータ間の再現性を評価するため、この方
法を使って３人のオペレータＡ、Ｂ、Ｃが１−２分イメ
ージにおいて、上記（５）の評価で最適と思われるパラ
メータを使って％ＩＤを比較した。
【００５１】（実験結果）以下の結果において、％ＩＤ
は平均±標準偏差で表示し、３人のオペレータ間の再現
性は一元反復測定分散分析で評価した。そしてこのグル
ープ内の２人の比較はpost hoc test（Fisher's PLSD
法、Scheffeの方法、Bonferroni／Dunn法）で行った。
同一オペレータ内、手動法と本発明に係る半自動腎関心
領域設定法（以下、単に半自動法とも称する）との比較
はStudent's t-testで行った。ｐ＜０．０５を有意差あ
りとした。また、以上のすべてに最小二乗法による線形
回帰解析を加えた。
【００５２】（実験１）％ＩＤはＡで４．１４±１．２
７、Ｂで４．３２±１．２８、Ｃで３．２８±１．０７
となり、％ＩＤに有意差が認められた（ｐ＜０．０００
１）。％ＩＤのＡ、Ｂ、Ｃ間の関係を図８、図９、図１
０に示す。これらは互いに良好な相関を示したが、ＡＣ
間、ＢＣ間で有意差が認められた（図中ｒは相関係
数）。
【００５３】（実験２）オペレータＡの二度目の試みに
よる％ＩＤは、４．１２±１．２６であった。これは一
度目との比較で有意差は認められなかった（ｐ＝０．３
７）。％ＩＤの関係を図１１に示した。
【００５４】（実験３）オペレータＡのカラー表示の手
動法で得られた％ＩＤは４．６３±１．３３であった。
モノクロ表示での一度目との比較で％ＩＤに有意差が認
められた（ｐ＜０．０００１）。カラー表示とモノクロ
表示での％ＩＤの関係を図１２に示した。
【００５５】（実験４）１−２分イメージで第一閾値を
５０％に設定すると、８腎（左４、右４）が肝や脾と分
離できなかった。６０％では３腎（左２、右１）が分離
不能であった。７０％でもなお２腎が分離不能であり、
７０％では腎中心領域が腎の形態を反映しないようにな
った。そこで第一閾値には６０％を採用した。次に、第
二閾値を３０％、２０％、１０％に設定して、カラー表
示での手動法の値と比較した。これらの％ＩＤ間の関係
を図１３、図１４、図１５に示した。手動法と第二閾値
３０％の半自動法は％ＩＤに有意差が認められた（ｐ＜
０．０００１）。第二閾値２０％とは有意差が認められ
なかった（ｐ＝０．１０）。また、第二閾値１０％とも
有意差が認められなかった（ｐ＝０．７７）が、関心領
域の形状から２０％が第二閾値として最適と考えられ
た。
【００５６】第一閾値６０％で周辺臓器と分離不能の３
腎の％ＩＤは、カラー表示の手動法で、左腎１．８７
％、右腎１．８３％、左腎２．９５％であった。これら
は腎機能低下があり、かつ周辺臓器と近接していたため
描出できなかった。
【００５７】２−３分イメージでは、第一閾値６０％で
１腎の腎中心領域に大きな欠損が認められ、腎中心領域
は腎の形態を反映しなかった。５０％では６２腎全ての
描出が可能であった。４０％では３腎（左２、右１）が
肝、脾と分離不能であった。そのため第一閾値は５０％
を採用した。
【００５８】次に、第二閾値を３０％、２０％、１０％
とし、カラー表示での手動法と比較した。３０％及び１
０％のときは％ＩＤに有意差が認められた（ｐ＜０．０
００１）。２０％では有意差は認められなかった（ｐ＝
０．０６）。これらの％ＩＤ間の関係を図１６、図１
７、図１８に示した。
【００５９】（実験５）１−２分イメージで第一閾値６
０％、第二閾値２０％の半自動法での％ＩＤはオペレー
タＡ、Ｂ、Ｃともに４．６０±１．３１であった。三人
のオペレータ間で％ＩＤに有意差は認められなかった
（ｐ＞０．９９９９）。図１９にＡ、Ｂ、Ｃ間の％ＩＤ
の関係を示す。描出可能であった５９腎中５８腎に三人
のオペレータ間で完全な再現性が認められた。残りの１
腎の％ＩＤはＡで４．８７％、Ｂ、Ｃで４．７６％をと
り、後者は前者の２．３％以内の過小評価となるに過ぎ
なかった。
【００６０】（検討）以上実験結果から判るように、放
射性薬剤としてメルカプトアセチルトリグリシンテクネ
チウム（９９ｍＴｃ−ＭＡＧ３）を用いた場合、本発明
の半自動法においての１−２分イメージでは第一閾値を
腎最大ピクセル値の６０％、第二閾値を腎最大ピクセル
値の２０％とするのが望ましく、２−３分イメージでは
第一閾値を腎最大ピクセル値の５０％、第二閾値を腎最
大ピクセル値の２０％とするのが最も望ましいことが分
かった。
【００６１】そしてオペレータ間の再現性は上記閾値を
採用した場合、１−２分イメージにつき図１９から明ら
かなようにほぼ完全な再現性が得られることが実証され
た。つまり熟練した核医学医の設定と同様な関心領域設
定が経験の浅いオペレータでも可能になるのである。
【００６２】また、腎の描出能力については、全６２腎
中、１−２分イメージで描出不能は僅かに３腎のみであ
り、２−３分イメージでは全ての腎が描出可能であっ
た。また、１−２分イメージで描出可能な腎の最低％Ｉ
Ｄは僅かに０．７２であった。一方、一段閾値法では、
１−２分イメージで描出不能は６２腎中５１腎、２−３
分イメージで２０腎であった。一段閾値法と比較する
と、本発明の半自動腎関心領域設定法の描出能は著しく
良好であることが判る。
【００６３】ところで、本実験では、腎機能診断用の放
射性薬剤としてメルカプトアセチルトリグリシンテクネ
チウム（９９ｍＴｃ−ＭＡＧ３）を用いたが、本発明に
係る腎シンチグラフィにおける腎関心領域設定法は他の
放射性薬剤９９ｍＴｃ−ＤＴＰＡや１３１Ｉ−ＯＩＨの
シンチグラフィについても応用できることは言うまでも
ない。
【００６４】さらに、以上に述べた腎シンチグラフィに
おける半自動腎関心領域設定法を敷衍すれば、腎臓に限
らず他臓器のシンチグラムに対しても有効な関心領域設
定法となり得ることは容易に想到されるであろう。その
手順を要約すれば以下の通りである。
【００６５】即ち、生体内に投与された放射性薬剤から
放出される放射能をガンマカメラにより収集し、得られ
た画像データ（シンチグラム）をコンピュータに転送
し、コンピュータモニター上にそのデジタル画像を表示
し、そのピクセル値を基に対象臓器の関心領域を半自動
的に設定するシンチグラフィにおける半自動腎関心領域
設定法において、第一に、コンピュータモニター上にシ
ンチグラムを表示し、表示された画像上の対象臓器の中
心付近のピクセルをクリックし、第二に、前記クリック
したピクセルを中心とする所定範囲の第一の複数ピクセ
ル領域内に含まれるピクセルの最大ピクセル値を求め
て、当該対象臓器の最大ピクセル値とし、第三に、前記
クリックしたピクセルを中心とする前記第一の複数ピク
セル領域よりも大きい所定の大きさを有する第二の複数
ピクセル領域内で、この対象臓器の前記最大ピクセル値
を基準にした第一閾値以上のピクセル値を持つピクセル
の集まりを対象臓器の中心領域とし、第四に、前記対象
臓器の中心領域内に二つの領域が１ピクセルのみを介し
て連続する箇所がある場合に、この１ピクセルを対象臓
器の中心領域から削除し、第五に、前記対象臓器の中心
領域内のピクセルのうちで前記クリックしたピクセルと
連続性を持つピクセルのみからなるピクセルの集合を新
たに対象臓器の中心領域とし、第六に、前記対象臓器の
中心領域の外側の所定幅の辺縁領域に全部または一部が
入るピクセルのうちで前記最大ピクセル値を基準にした
第二閾値よりも高いピクセル値を持つピクセルを対象臓
器辺縁領域とし、これを前記対象臓器の中心領域に加え
て当該対象臓器の関心領域とする、上記第一乃至第六の
処理を順次ハードウェア資源を利用して行うのである。
【００６６】勿論、上記処理における第一閾値と第二閾
値の値や、第一の複数ピクセル領域と第二の複数ピクセ
ル領域の大きさ、辺縁領域の幅等のパラメータは対象臓
器、目的、使用する放射性薬剤等に応じて臨床結果を基
に適宜決定すべきものである。
【００６７】以上詳述したように、本発明に係る腎シン
チグラフィにおける半自動腎関心領域設定法は、オペレ
ータ間の再現性がほぼ完全に実現し、良好な腎描出能を
持つ極めて優れた設定方法であり、且つ他臓器のシンチ
グラフィにも応用できる極めて有益な関心領域設定法で
あることは疑いない。
【００６８】
【発明の効果】本発明に係る腎シンチグラフィにおける
半自動腎関心領域設定法は、上記のような処理手順であ
ることから以下に記載する優れた効果を有する。
【００６９】（１）異なるオペレータで再現性の良い腎
関心領域設定が可能となる。
【００７０】（２）腎関心領域設定が短時間で可能であ
る。
【００７１】（３）熟練した核医学医の設定と同様な関
心領域設定が可能である。
【００７２】（４）低機能の腎でも描出可能となる。
【００７３】（５）他臓器シンチグラフィにおける関心
領域設定に応用できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る腎シンチグラフィにおける半自動
腎関心領域設定法の処理手順を示すフロー図である。
【図２】コンピュータモニター上に表示された一被検者
の加算イメージにおいて、本発明に係る半自動腎関心領
域設定法の第一、第二処理での設定領域を示す。
【図３】コンピュータモニター上に表示された一被検者
の加算イメージにおいて、本発明に係る半自動腎関心領
域設定法の第三処理での腎中心領域を示す。
【図４】コンピュータモニター上に表示された一被検者
の加算イメージにおいて、本発明に係る半自動腎関心領
域設定法の第四処理での腎中心領域を示す。
【図５】コンピュータモニター上に表示された一被検者
の加算イメージにおいて、本発明に係る半自動腎関心領
域設定法の第五処理での腎中心領域を示す。
【図６】コンピュータモニター上に表示された一被検者
の加算イメージにおいて、本発明に係る半自動腎関心領
域設定法の第六処理での腎関心領域を示す。
【図７】腎中心領域内の１ピクセルを介する二つの領域
間の連続性を切る方法を説明するための図である。
【図８】１−２分イメージ、モノクロ表示での手動法に
よる％ＩＤのオペレータＡ、Ｂ間の相関関係を示す（ｎ
＝５９）。
【図９】１−２分イメージ、モノクロ表示での手動法に
よる％ＩＤのオペレータＡ、Ｃ間の相関関係を示す（ｎ
＝５９）。
【図１０】１−２分イメージ、モノクロ表示での手動法
による％ＩＤのオペレータＢ、Ｃ間の相関関係を示す
（ｎ＝５９）。
【図１１】１−２分イメージ、モノクロ表示での手動法
による％ＩＤのオペレータＡによる一回目と二回目の相
関関係を示す（ｎ＝５９）。
【図１２】１−２分イメージ、オペレータＡの手動法に
よるモノクロ表示とカラー表示での％ＩＤの相関関係を
示す（ｎ＝５９）。
【図１３】１−２分イメージ、オペレータＡによる、カ
ラー表示での手動法による％ＩＤと、半自動法（第一閾
値６０％、第二閾値３０％）による％ＩＤの相関関係を
示す（ｎ＝５９）。
【図１４】１−２分イメージ、オペレータＡによる、カ
ラー表示での手動法による％ＩＤと、半自動法（第一閾
値６０％、第二閾値２０％）による％ＩＤの相関関係を
示す（ｎ＝５９）。
【図１５】１−２分イメージ、オペレータＡによる、カ
ラー表示での手動法による％ＩＤと、半自動法（第一閾
値６０％、第二閾値１０％）による％ＩＤの相関関係を
示す（ｎ＝５９）。
【図１６】２−３分イメージ、オペレータＡによる、カ
ラー表示での手動法による％ＩＤと、半自動法（第一閾
値５０％、第二閾値３０％）による％ＩＤの相関関係を
示す（ｎ＝６２）。
【図１７】２−３分イメージ、オペレータＡによる、カ
ラー表示での手動法による％ＩＤと、半自動法（第一閾
値５０％、第二閾値２０％）による％ＩＤの相関関係を
示す（ｎ＝６２）。
【図１８】２−３分イメージ、オペレータＡによる、カ
ラー表示での手動法による％ＩＤと、半自動法（第一閾
値５０％、第二閾値１０％）による％ＩＤの相関関係を
示す（ｎ＝６２）。
【図１９】１−２分イメージ、半自動法（第一閾値６０
％、第二閾値２０％）による％ＩＤのオペレータＡと
Ｂ、Ｃ間の相関関係を示す（ＢとＣのデータは完全に等
しい）（ｎ＝５９）。
【符号の説明】
Ｐ１ 第一の複数ピクセル領域 Ｐ２ 第二の複数ピクセル領域 Ｍ１、Ｍ２ 腎中心領域 Ｒ 腎辺縁領域 Ｓ 腎関心領域 Ｋ 架橋ピクセル α、β クリック点
フロントページの続き (56)参考文献 特開 平５−54116（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−140140（ＪＰ，Ａ) 特開 平９−5441（ＪＰ，Ａ) 特開 平９−260718（ＪＰ，Ａ) 特開 昭56−87880（ＪＰ，Ａ) 実開 昭55−30838（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) G01T 1/164 G06T 1/00

Claims (6)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 生体内に投与された腎シンチグラフィ用
    放射性薬剤から放出される放射能をガンマカメラにより
    収集し、得られた画像データをコンピュータに転送し、
    コンピュータモニター上にそのデジタル画像を表示し、
    そのピクセル値を基に左右腎の関心領域を半自動的に設
    定する腎シンチグラフィにおける半自動腎関心領域設定
    法において、 第一に、コンピュータモニター上にシンチグラムを表示
    し、表示された画像上の左右各腎の中心付近のピクセル
    を各々クリックし、 第二に、前記クリックしたピクセルを中心とする所定範
    囲の第一の複数ピクセル領域内に含まれるピクセルの最
    大ピクセル値を求めて、当該腎の最大ピクセル値とし、 第三に、前記クリックしたピクセルを中心とする前記第
    一の複数ピクセル領域よりも大きい所定の大きさを有す
    る第二の複数ピクセル領域内で、この腎の前記最大ピク
    セル値を基準にした第一閾値以上のピクセル値を持つピ
    クセルの集まりを腎中心領域とし、 第四に、前記腎中心領域内に二つの領域が１ピクセルの
    みを介して連続する箇所がある場合に、この１ピクセル
    を腎中心領域から削除し、 第五に、前記腎中心領域内のピクセルのうちで前記クリ
    ックしたピクセルと連続性を持つピクセルのみからなる
    ピクセルの集合を新たに腎中心領域とし、 第六に、前記腎中心領域の外側の５〜２０ｍｍ幅の辺縁
    領域に全部または一部が入るピクセルのうちで前記最大
    ピクセル値を基準にした第二閾値よりも高いピクセル値
    を持つピクセルを腎辺縁領域とし、これを前記腎中心領
    域に加えて当該腎の関心領域とする、上記第一から第六
    の各処理を順次行うことを特徴とする腎シンチグラフィ
    における半自動腎関心領域設定法。
  2. 【請求項２】 請求項１記載の腎シンチグラフィにおけ
    る半自動関心領域設定法において、第一の複数ピクセル
    領域を横寸法３０〜７０ｍｍ、縦寸法６０〜１２０ｍｍ
    の範囲とし、第二の複数ピクセル領域を横寸法１００〜
    ２５０ｍｍ、縦寸法１５０〜３００ｍｍの範囲としたこ
    とを特徴とする腎シンチグラフィにおける半自動腎関心
    領域設定法。
  3. 【請求項３】 請求項１または請求項２記載の腎シンチ
    グラフィにおける半自動腎関心領域設定法において、第
    六の処理に代えて前記腎中心領域の外側の５〜２０ｍｍ
    幅の辺縁領域に全部または一部が入る全ピクセルを腎辺
    縁領域とし、これを前記腎中心領域に加えて当該腎の関
    心領域とする処理を行うことを特徴とする腎シンチグラ
    フィにおける半自動腎関心領域設定法。
  4. 【請求項４】 請求項１または請求項２記載の腎シンチ
    グラフィにおける半自動腎関心領域設定法において、放
    射性薬剤としてメルカプトアセチルトリグリシンテクネ
    チウム静注後６０秒から１２０秒の加算画像における第
    一閾値を最大ピクセル値の５０％〜７０％とし、第二閾
    値を最大ピクセル値の１％〜４０％としたことを特徴と
    する腎シンチグラフィにおける半自動腎関心領域設定
    法。
  5. 【請求項５】 請求項１または請求項２記載の腎シンチ
    グラフィにおける半自動腎関心領域設定法において、放
    射性薬剤としてメルカプトアセチルトリグリシンテクネ
    チウム静注後１２０秒から１８０秒の加算画像における
    第一閾値を最大ピクセル値の４０％〜７０％のピクセル
    値とし、第二閾値を最大ピクセル値の１％〜４０％のピ
    クセル値としたことを特徴とする腎シンチグラフィにお
    ける半自動腎関心領域設定法。
  6. 【請求項６】 請求項１または請求項２または請求項３
    または請求項４または請求項５記載の腎レノグラフィに
    おける関心領域設定方法において、第四の処理を除いて
    第一から第三の処理に続いて第五の処理、第六の処理を
    順次行うことを特徴とする腎シンチグラフィにおける半
    自動腎関心領域設定法。
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