JP5358855B2 - 心臓核医学検査法による検査画像の解析装置及び方法 - Google Patents

Description

本発明は、心臓核医学検査法による検査の結果を解析する技術に関し、特に心臓核医学検査法による負荷/安静検査で心臓を撮影した画像を解析する技術に関する。

従来、安静時の心筋血流検査では、虚血心筋の検出は困難であり、負荷心筋血流検査を用いた心筋虚血の診断が行われている。（例えば、非特許文献１）。この検査では、被験者にＲＩを投与した後、２回の心筋血流ＳＰＥＣＴ（Ｓｉｎｇｌｅ Ｐｈｏｔｏｎ Ｅｍｉｓｓｉｏｎ Ｃｏｍｐｕｔｅｄ Ｔｏｍｏｇｒａｐｈｙ）画像を撮影する。すなわち、安静時のＳＰＥＣＴ画像、及び薬剤の投与または運動による負荷をかけたときのＳＰＥＣＴ画像をそれぞれ撮影する。そして、安静時のＳＰＥＣＴ画像と負荷時のＳＰＥＣＴ画像とを比較して、血流障害を起こしている部位を検出する。
「ＳＰＥＣＴ機能画像 −定量化の基礎と臨床−」９０−９１ページ、１９９８年４月６日第１刷発行、編集者：西村恒彦、発行所：株式会社メジカルビュー社、発売所：株式会社グロービュー社

冠動脈疾患は年々増加し、その早期発見、診断、治療の重要性は言うまでもない。冠動脈狭窄の重症度判定においては、冠動脈血流予備能を定量的に把握することが必須である。しかしながら、従来、心臓核医学検査法の解析では、第１回目の画像と第２回の画像を、医師が目視で対比することが多く、定性的な比較が主流であった。なぜならば、心筋の動きを把握するには、毎軸画像及び長軸画像の多数枚の画像を用いることが多く、多数枚の画像同士を定量的に比較することが難しかった。
そこで、本発明の目的は、心臓核医学検査法による検査の際に撮影した心臓の画像を解析し、安静時に対する負荷時の心臓の血流増加の変化を定量的に算定することである。

本発明の一つの実施態様に従う画像解析装置は、ＲＩ（Ｒａｄｉｏ Ｉｓｏｔｏｐｅ）を複数回に分けて投与する心臓核医学検査法において、ＲＩ投与後の同一被験者の心臓から放出される放射能に基づく画像を解析する画像解析装置であって、第１回ＲＩ投与後に、心臓を短軸方向に断層撮影した複数の短軸画像及び長軸方向に断層撮影した複数の長軸画像を含む第１回撮影画像群と、第２回ＲＩ投与後に、心臓を短軸方向に断層撮影した複数の短軸画像及び長軸方向に断層撮影した複数の長軸画像を含む第２回撮影画像群とを記憶する記憶手段と、第１回のＲＩ投与量及び第２回のＲＩ投与量をそれぞれ推定する推定手段と、前記第１回撮影画像群に含まれる複数の画像に基づいて、第１回撮影画像群における心臓領域を指定する手段と、前記第２回撮影画像群に含まれる複数の画像に基づいて、第２回撮影画像群における心臓領域を指定する手段と、指定された前記第１回撮影画像群の心臓領域の画像データから、ブルズアイ表示のための第１回撮影アレイデータを生成する手段と、指定された前記第２回撮影画像群の心臓領域の画像データから、ブルズアイ表示のための第２回撮影アレイデータを生成する手段と、推定された前記第１回及び第２回のＲＩ投与量に基づく補正を行い、第１回撮影アレイデータと第２回撮影アレイデータとを対比する手段と、前記対比による対比結果をブルズアイ表示するための表示処理手段と、を備える。

好適な実施態様では、前記第１回撮影画像群及び第２回撮影画像群の一方が安静時に撮影した安静画像群であり、他方が負荷をかけたときに撮影した負荷画像群であり、前記対比手段は、前記安静画像群から生成されたアレイデータに対する前記負荷画像群から生成されたアレイデータの変化率を算出し、前記表示処理手段は、前記対比手段によって算出された変化率をブルズアイ表示するようにしてもよい。

好適な実施態様では、第１回撮影及び第２回撮影を同日に行う場合、前記ＲＩ投与量の推定手段は、第１回投与前、第１回投与後第２回投与前、第２回投与後のそれぞれにおいて、前記ＲＩ投与に使用した装置から放出される放射能に基づく画像を用いて、前記第１回のＲＩ投与量及び第２回のＲＩ投与量を推定するようにしてもよい。

好適な実施態様では、第１回撮影及び第２回撮影を同日に行う場合、前記ＲＩ投与量の推定手段は、第１回投与前、第１回投与後第２回投与前、第２回投与後のそれぞれにおいて、前記ＲＩ投与に使用した装置から放出される放射能をキュリメータで測定した測定値を用いて、前記第１回のＲＩ投与量及び第２回のＲＩ投与量を推定するようにしてもよい。

好適な実施態様では、第１日目に前記第１回ＲＩ投与及び第１回撮影を行い、第２日目に第２回ＲＩ投与及び第２回撮影を行う場合、前記ＲＩ投与量の推定手段は、第１日目の第１回ＲＩ投与前及び第１回撮影後と、第２日目の第２回ＲＩ投与前及び第２回ＲＩ投与後において、前記ＲＩ投与に使用した装置から放出される放射能に基づく画像を用いて、前記第１回のＲＩ投与量及び第２回のＲＩ投与量を推定するようにしてもよい。

好適な実施態様では、第１日目に前記第１回ＲＩ投与及び第１回撮影を行い、第２日目に第２回ＲＩ投与及び第２回撮影を行う場合、前記ＲＩ投与量の推定手段は、第１日目の第１回ＲＩ投与前及び第１回撮影後と、第２日目の第２回ＲＩ投与前及び第２回ＲＩ投与後において、前記ＲＩ投与に使用した装置から放出される放射能をキュリメータで測定した測定値を用いて、前記第１回のＲＩ投与量及び第２回のＲＩ投与量を推定するようにしてもよい。

好適な実施態様では、前記対比手段は、第１回撮影に要した時間と第２回撮影に要した時間とに基づいて、さらに補正を行って、第１回撮影アレイデータと第２回撮影アレイデータとを対比するようにしてもよい。

好適な実施態様では、前記第１回撮影画像群及び第２回撮影画像群は、いずれも、同一被験者の心臓を撮影した３次元ＳＰＥＣＴ（Ｓｉｎｇｌｅ Ｐｈｏｔｏｎ Ｅｍｉｓｓｉｏｎ Ｃｏｍｐｕｔｅｄ Ｔｏｍｏｇｒａｐｈｙ）画像であってもよい。

以下、本発明の一実施形態に係る心臓核医学検査法による検査及びその検査画像の解析装置について、図面を参照して説明する。

図１は、心臓核医学検査法（１日法）による検査の手順を示す図である。

同図に示す心臓核医学検査法（１日法）では、まず被験者に第１回目のＲＩを投与する。

そして、第１回目のＲＩ投与から所定時間が経過し、被験者の体内のＲＩ分布が安定した頃に、心臓の３次元ＳＰＥＣＴ画像を所定の時間（第１回収集時間）をかけて撮影する。

次に、被験者に第２回目のＲＩを投与する。

そして、第１回目のときと同様に、第２回目のＲＩ投与から所定時間が経過し、被験者の体内のＲＩ分布が安定した頃に、心臓の３次元ＳＰＥＣＴ画像を所定の時間（第２回収集時間）をかけて撮影する。

ここで、第１回目と第２回目のいずれか一方を、被験者が安静にした状態で撮影し、他方を被験者に負荷がかかった状態で撮影する。安静状態での撮影と負荷状態での撮影は、いずれを先に行っても良い。また、被験者にかける負荷は、運動による負荷と薬剤による負荷のいずれか一方でも良いし、両方でも良い。以下、安静状態で撮影したＳＰＥＣＴ画像を安静画像、負荷状態で撮影したＳＰＥＣＴ画像を負荷画像と呼ぶ。

また、この心臓核医学検査法では、ＲＩ投与に用いる装置（ここではシリンジ）の放射能の測定を３回行う。すなわち、シリンジの測定は、第１回ＲＩ投与前（シリンジ測定（１））と、第１回ＲＩ投与後で第２回ＲＩ投与前（シリンジ測定（２））と、第２回ＲＩ投与後（シリンジ測定（３））とに、それぞれ行う。シリンジの測定（１）〜（３）は、例えば、ＳＰＥＣＴ画像の撮影を行う装置と同じ装置で画像撮影により行ってもよいし、キュリメータで直接的に放射能強度を測定しても良い。シリンジの測定（１）〜（３）の測定結果は、後述する画像解析装置１のシリンジ測定データ記憶部１３に格納される。

このようにして、被験者の心臓について、３次元ＳＰＥＣＴ画像を２回撮影する。心臓の３次元ＳＰＥＣＴ画像には、短軸方向への断層画像と長軸方向への断層画像とが含まれる。長軸方向への断層画像は、水平長軸画像と垂直長軸画像がある。第１回目に撮影した３次元ＳＰＥＣＴ画像と第２回目に撮影した３次元ＳＰＥＣＴ画像は、それぞれ、次に説明する画像解析装置１の第１回撮影画像記憶部１１及び第２回撮影画像記憶部１２に格納される。

図２は、心臓核医学検査法による検査画像の解析装置１の構成図を示す。

この画像解析装置１は、例えば汎用的なコンピュータシステムにより構成され、以下に説明する画像解析装置１の個々の構成要素または機能は、例えば、コンピュータプログラムを実行することにより実現される。

画像解析装置１は、上述した心臓核医学検査法で取得したデータの解析を行う。そのために、画像解析装置１は、第１回撮影画像記憶部１１と、第２回撮影画像記憶部１２と、シリンジ測定データ記憶部１３と、ＲＩ投与量推定部１４と、収集時間比算出部１５と、アレイデータ生成部１７と、増加率算出部１８と、表示処理部１９とを備える。

第１回撮影画像記憶部１１は、第１回撮影で取得した心臓の３次元ＳＰＥＣＴ画像（第１回撮影画像）を記憶する。

第２回撮影画像記憶部１２は、第２回撮影で取得した心臓の３次元ＳＰＥＣＴ画像（第２回撮影画像）を記憶する。

第１回撮影画像及び第２回撮影画像の各画素（ボクセル）の値は、撮像素子がカウントしたカウント値であって、放射能強度を示す。従って、画素値が大きいほど、血流が多いことを示す。

シリンジ測定データ記憶部１３は、上述したシリンジ測定（１）〜（３）の測定結果データを記憶する。

ＲＩ投与量推定部１４は、第１回のＲＩ投与量及び第２回のＲＩ投与量をそれぞれ推定する。例えば、ＲＩ投与量推定部１４は、シリンジ測定データ記憶部１３に記憶されている測定結果データに基づいて、第１回目と第２回目におけるＲＩの投与量を推定し、その比を算出する。第１回撮影画像の撮影時と第２回撮影画像の撮影時では、被験者に投与されたＲＩ量が同量とは限らないので、被験者から放出される放射能強度も必ずしも同一ではない。従って、第１回撮影画像の画素値のレベルと第２回撮影画像の画素値のレベルとが相違するので、両画像を単純に比較することはできない。また、ＲＩの半減期を考慮する必要もある。そこで、ＲＩ投与量推定部１４は、第１回撮影画像及び第２回撮影画像が比較可能になるよう補正するために、投与比Ｄ＿ｒａｔｉｏを算出する。

例えば、キュリメータでシリンジ測定を行った場合は、シリンジ測定（１）〜（３）の測定値をそれぞれｓ１，ｓ２，ｓ３とする。シリンジ測定（１）〜（３）のそれぞれの開始時刻を、Ｔｓ１，Ｔｓ２，Ｔｓ３とする。そして、ｓ２及びｓ３について、時刻Ｔｓ１を基準とする半減期補正をするための補正係数をＤＣＳｉ２，ＤＣＳｉ３とすると、投与比Ｄ＿ｒａｔｉｏは式（１）で求まる。

ここで、ＤＣＳｉ２，ＤＣＳｉ３は、それぞれ以下の通りである。

ここで、Ｔは、本実施形態で投与するＲＩの半減期（時間）である。例えば、^99mTcでは、６．０２時間である。

また、各シリンジ測定において画像を撮影した場合は、まずＲＩ投与量推定部１４が、シリンジ測定（１）〜（３）で撮影した各画像の全画素値の合計を算出する。全画像の画素値合計をそれぞれ、ｃ１，ｃ２，ｃ３とすると、投与比は式（２）で求まる。

収集時間比算出部１５は、第１回撮影画像記憶部１１及び第２回撮影画像記憶部１２に記憶されている各ＳＰＥＣＴ画像を撮影（データ収集）するのに要した時間の比（収集時間比）Ａ＿ｒａｔｉｏを算出する。つまり、収集時間比算出部１５は、第１回収集時間Ａ１と第２回収集時間Ａ２の比Ａ＿ｒａｔｉｏ（＝Ａ２／Ａ１）を算出する。

投与比Ｄ＿ｒａｔｉｏ、及び収集時間比Ａ＿ｒａｔｉｏは、いずれも、第１回画像が負荷画像（後述する）の場合には、分母が負荷時の投与量となる。従って、これらを負荷画像に掛ける（積算）ことによって、負荷画像の画素値のレベルを安静画像の画素値のレベルにあわせる。一方、第１回画像が安静画像（後述する）の場合には、分母が安静時の投与量となる。従って、これらで負荷画像を割る（除算）ことによって、負荷画像の画素値のレベルを安静画像の画素値のレベルにあわせる。

アレイデータ生成部１７は、第１回撮影画像記憶部１１に記憶されている画像データに基づいて、第１回撮影画像に基づいてブルズアイ表示をするためのアレイデータを生成する。同様に、アレイデータ生成部１７は、第２回撮影画像記憶部１２に記憶されている画像データに基づいて、第２回撮影画像に基づいてブルズアイ表示をするためのアレイデータを生成する。

表示処理部１９は、表示装置２２に心臓の断層画像、ブルズアイマップ、及び種々のインタフェース画面を表示する。

ここで、図３はアレイデータ生成部１７が行うアレイデータの生成手順を示すフローチャートである。同図に従って、アレイデータ生成部１７の処理手順を詳細に説明する。

まず、アレイデータ生成部１７は、処理対象となる画像群の画像データを読み込む（Ｓ１１）。

アレイデータ生成部１７は、各画像における心臓領域の範囲を選択し、その範囲を処理範囲として設定する（Ｓ１２）。この心臓領域の選択は、オペレータの指示に従って行っても良いし、アレイデータ生成部１７が自動的に心臓領域を検出して行っても良い。

図４は、心臓の断層画像を模式的に示す。同図Ａは垂直長軸画像の模式図であり、同図Ｂは短軸画像の模式図である。オペレータは、例えば、表示処理部１９によって同図Ａ，Ｂのような画像が表示装置２２に表示されているときに、それぞれの心臓領域を選択する。例えば、オペレータは、同図Ａの垂直長軸画像を用いて、心基部ｂｅ及び心尖部ａｅを指定する。また、同図Ｂの短軸画像を用いて心臓の中心ｃｅ及び半径ｒｅ（外周）を設定する。

図３に戻ると、アレイデータ生成部１７は、短軸画像の画像データに基づいて、心基部ｂｅと心尖部ａｅの間の長さに応じて、短軸画像を所定枚数（ここでは１６枚）に正規化する（Ｓ１３）。

アレイデータ生成部１７は、短軸画像において、図４Ｂに示すように、心臓の中心ｃｅから３時方向の半径ｒｅを起点として、７．５度おき、４８方向の半径ｒｅについて、それぞれの半径ｒｅ上で最も大きい画素値を抽出する（Ｓ１４）。アレイデータ生成部１７は、この処理を、正規化によって得られた１６枚の短軸画像のそれぞれについて行う（Ｓ１５）。

これにより、４８×１６のアレイデータが抽出される。このアレイデータに基づいて、後述するブルズアイ表示がされる。

アレイデータ生成部１７は、第１回撮影画像記憶部１１と第２回撮影画像記憶部１２のそれぞれについて上記処理を行う。

増加率算出部１８は、アレイデータ生成部１７が生成した安静画像のアレイデータと負荷画像のアレイデータとを対比して、心臓のどの領域の血流がどれくらい増加したかを示す増加率を算出する。この増加率は、心臓の循環予備能（Ｆｌｏｗ Ｒｅｓｅｒｖｅ）と呼ばれる。第１回撮影画像と第２回撮影画像のいずれが安静画像であり、負荷画像であるかは、例えば、オペレータの指定に従って特定しても良いし、または、第１回撮影画像と第２回撮影画像の全体の画素値のレベルから特定しても良い。

増加率算出部１８は、例えば、第１回画像が安静画像であり、第２回画像が負荷画像であるとき（安静先行）は、それぞれの対応するアレイデータごとに、対応する部位の増加率Ｆ［ｘ，ｙ］を算出する。ここで、安静画像の撮影開始時刻をＴＲ、負荷画像の撮影開始時刻をＴＳｔとし、安静画像Ｒのアレイデータの値をＲ［ｘ，ｙ］、負荷画像Ｓのアレイデータの値をＳ［ｘ，ｙ］とし、安静画像の半減期補正係数をＤＣＲ、負荷画像の半減期補正係数をＤＣＳｔとする。さらに、
安静画像を負荷時まで減衰させる係数：

正味の負荷画像：

としたとき、Ｆ［ｘ，ｙ］は式（３）で表される。

ここで、ＤＣＲ及びＤＣＳｔは、それぞれ以下の通りである。

安静先行の場合、安静画像を撮影した後に負荷画像を撮影しているので、現実に撮影された負荷画像は残存する安静画像の影響を受ける。そこで、正味の負荷画像とは、現実に撮影された負荷画像から残存している安静画像を除去したものである。

また、これとは反対に、第１回画像が負荷画像であり、第２回画像が安静画像であるとき（負荷先行）は、増加率算出部１８は以下のようにして増加率Ｆ［ｘ，ｙ］を算出する。ここで、
負荷画像を安静時まで減衰させる係数：

正味の安静画像：

としたとき、Ｆ［ｘ，ｙ］は式（４）で表される。

負荷先行の場合、負荷画像を撮影した後に安静画像を撮影しているので、現実に撮影された安静画像は残存する負荷画像の影響を受ける。そこで、正味の安静画像とは、現実に撮影された安静画像から残存している負荷画像を除去したものである。

次に、図５及び図６は、表示処理部１９が表示装置２２に表示するインタフェース画面１００、２００の一例である。これらの画面１００、２００に対するオペレータの操作とともに、上記構成を備えた画像解析装置１が実行する処理について説明する。

図５のインタフェース画面１００は、被験者情報の入力領域１１０と、シリンジデータの入力領域１２０と、安静画像の表示領域１３０と、負荷画像の表示領域１４０とを有する。

オペレータは、被験者情報の入力領域１１０に被験者情報を入力する。

シリンジデータの入力領域１２０には、シリンジ測定（１）〜（３）によって取得したデータが、それぞれ、シリンジデータ表示領域１２１〜１２３に表示される。ここに表示されるシリンジデータは、オペレータが手入力しても良いし、シリンジ測定データ記憶部１３から読み込んで自動的に表示されるようにしても良い。

ＲＩ投与量推定部１４は、シリンジデータ表示領域１２１〜１２３に表示されたデータに基づいて、投与比Ｄ＿ｒａｔｉｏを算出する。

オペレータが安静画像として、第１回撮影画像または第２回撮影画像のいずれか一方を選択すると、選択された画像が安静画像の表示領域１３０に安静画像として表示される。同様に、オペレータが負荷画像として第１回撮影画像または第２回撮影画像のいずれか一方を選択すると、選択された画像が負荷画像の表示領域１４０に負荷画像として表示される。

ここで、オペレータが垂直長軸画像１３１，１４１を用いて、安静画像及び負荷画像における心基部ｂｅ及び心尖部ａｅをそれぞれ特定する。さらに、心基部ｂｅの短軸画像１３２，１４２及び心尖部ａｅの短軸画像１３３，１４３において、心臓の中心部ｃｅと外壁を特定する。

アレイデータ生成部１７は、上記のオペレータの設定に従って、安静画像及び負荷画像のそれぞれのアレイデータを生成する。

表示処理部１９は、安静画像及び負荷画像のそれぞれのアレイデータに基づいて、ブルズアイマップ１３４，１４４を表示する。なお、アレイデータに基づくブルズアイ表示の手法は公知であるから、詳細な説明は省略する。

また、収集時間の表示領域１３５，１４５には、それぞれの画像の収集時間が表示される。ここに表示される収集時間は、オペレータが手入力しても良いし、第１回撮影画像記憶部１１及び第２回撮影画像記憶部１２から読み込んで自動的に表示されるようにしても良い。

収集時間比算出部１５は、収集時間の表示領域１３５，１４５に表示されたデータに基づいて、投与比Ａ＿ｒａｔｉｏを算出する。

図６のインタフェース画面２００は、安静時のブルズアイマップ２１０、負荷時のブルズアイマップ２２０及び、血流量の増加率を示す安静画像に対する負荷画像の変化率のブルズアイマップ２３０のそれぞれの表示領域を有する。各ブルズアイマップ２１０，２２０，２３０は、それぞれのアレイデータの値に応じて異なる表示態様で表示される。例えば、変化率を示すブルズアイマップ２３０は、それぞれの領域を変化率に応じた色で表示することにより、心筋の血管の支配領域ごとの変化率の大小を容易に把握することができる。

また、画面２００には、各ブルズアイマップ２１０〜２３０を１７セグメントに分けたときの、各セグメント内のアレイデータの最大値などの表示領域２４０、２５０，２６０も設けられている。

次に、上述した実施形態では、実測したシリンジデータに基づいてＲＩの投与比Ｄ＿ｒａｔｉｏを算出し、これを用いて安静時に対する負荷時の血流の増加率Ｆを算出している。しかしながら、以下に説明する手法を用いれば、第１回撮影画像及び第２回撮影画像のみから安静時に対する負荷時の血流の増加率Ｆを算出することができる。すなわち、以下の手法によれば、シリンジデータの実測が不要となる。以下、その手法を説明する。

まず、安静画像のアレイデータ及び負荷画像のアレイデータが比較可能になるよう補正するために、それぞれのアレイデータの値のレベル（放射能強度）の比（ｆ：ｆａｃｔｏｒ）を、以下の式により算出する。

Ｒｍｅａｎ：安静画像のアレイデータＲ［ｘ，ｙ］の平均値
Ｓｍｅａｎ：負荷画像のアレイデータＳ［ｘ，ｙ］の平均値
Ｒｍｅａｎ及びＳｍｅａｎは、安静画像のアレイデータＲ［ｘ，ｙ］及び負荷画像のアレイデータＳ［ｘ，ｙ］の特定の領域の平均値でもよい。

次に、アレイデータの各要素の変化率ＣＲ［ｘ，ｙ］を算出する。

つぎに、アレイデータの要素ごとの変化率ＣＲ［ｘ，ｙ］を、要素間の相対値に変換する。つまり、安静画像Ｒから負荷画像Ｓへの変化の大きさを、アレイデータにおいて相対的に比較するために、変化率ＣＲを要素ごとの変化率の相対値である相対変化率ＣＲＳに変換する。相対変化率ＣＲＳ［ｘ，ｙ］は、以下の式により算出する。

ＣＲｍｅａｎ：アレイデータの要素ごとの変化率ＣＲ［ｘ，ｙ］の平均値
ただし、ＣＲｍｅａｎは、ＣＲ［ｘ，ｙ］＞１のＣＲ［ｘ，ｙ］の平均値としてもよい。ここで、ＣＲ［ｘ，ｙ］＞１となる要素は、アレイデータの値のレベルの比ｆで安静画像のアレイデータＲと負荷画像のアレイデータＳのレベル調整を行った後、対応する要素についてこれらのアレイデータ同士を比較したとき、負荷画像のアレイデータＳの方が安静画像のアレイデータＲよりも値が大きくなっている要素である。つまり、ＣＲ［ｘ，ｙ］＞１となるアレイデータの要素は、負荷によって血流が増加している領域である。従って、ＣＲｍｅａｎの算出に当たり、ＣＲ［ｘ，ｙ］＞１となる画素以外を除外することは、血流が増加していないまたは血流が落ちている要素が除外されることを意味する。

このようにして算出された相対変化率ＣＲＳ［ｘ，ｙ］が増加率Ｆ［ｘ，ｙ］に相当する。この結果、予めシリンジデータを測定しなくても、シリンジデータを測定したときと同等の解析結果を得ることができる。

次に、図７は、心臓核医学検査法（２日法）による検査の手順を示す図である。

図１に示す心臓核医学検査法（１日法）（以下、１日法という）では、１日で２回の撮影を連続して行うが、図７に示す心臓核医学検査法（２日法）（以下、２日法という）では２回の撮影をそれぞれ別の日に行い、合計２日で行う。すなわち、同図に示す２日法では、検査第１日目に、被験者に第１回目のＲＩ投与を行って、所定時間経過後に第１回撮影を行う。そして、検査第２日目に、被験者に第２回目のＲＩ投与を行って、所定時間経過後に第２回撮影を行う。ここで、第１回撮影と第２回撮影のいずれか一方を安静状態で撮影し、他方を負荷状態での撮影することは、１日法と同様である。従って、２日法の場合、安静画像と負荷画像は異なる日に撮影されるので、１日法の場合のように、一方の画像に他方の画像が残存していることはない。つまり、安静画像及び負荷画像は、互いに一方が他方の影響を受けない。

また、この２日法では、シリンジ測定を４回行う。すなわち、シリンジの測定は、第１回ＲＩ投与前（シリンジ測定（１））、第１回撮影後（シリンジ測定（２））、第２回ＲＩ投与前（シリンジ測定（３））、及び第２回撮影後（シリンジ測定（４））にそれぞれ行う。

図２に示す検査画像の解析装置１は、２日法で収集したデータを解析することができる。そこで、以下では、解析装置１が２日法で収集したデータを解析する際に、１日法で収集したデータを解析する場合との相違点について説明する。

まず、２日法の場合、シリンジ測定（１）〜（４）の測定値は、シリンジ測定データ記憶部１３に格納される。

ＲＩ投与量推定部１４は、以下のようにして第１回のＲＩ投与量及び第２回のＲＩ投与量をそれぞれ推定する。例えば、ＲＩ投与量推定部１４は、以下のようにして投与比Ｄ＿ｒａｔｉｏを算出する。ここでは、シリンジ測定（１）〜（４）の測定値をそれぞれｓ１，ｓ２，ｓ３，ｓ４とし、シリンジ測定（１）〜（４）のそれぞれの開始時刻を、Ｔｓ１，Ｔｓ２，Ｔｓ３，Ｔｓ４とする。さらに、第１回撮影の開始時刻及び第２回撮影の開始時刻を、それぞれ、ＴＳＰ１，ＴＳＰ２とする。そして、ｓ２を時刻Ｔｓ１を基準とする半減期補正をするための補正係数をＤＣＳｉ２、ｓ４を時刻Ｔｓ３を基準とする半減期補正をするための補正係数をＤＣＳｉ４とすると、投与比Ｄ＿ｒａｔｉｏは式（８）で求まる。

ここで、ＤＣＳｉ２，ＤＣＳｉ４は、それぞれ以下の通りである。

ここで、Ｔは、本実施形態で投与するＲＩの半減期（時間）である。

収集時間比算出部１５は、収集時間比Ａ＿ｒａｔｉｏを、１日法と同様に算出する。

次に、例えば、１日目画像（第１回画像）が安静画像であり、２日目画像（第２回画像）が負荷画像であるときは、増加率算出部１８は、それぞれの対応するアレイデータごとに、それぞれに対応する部位の増加率Ｆ［ｘ，ｙ］を算出する。ここで、１日目画像の撮影開始時刻をＴＳＰ１、２日目画像の撮影開始時刻をＴＳＰ２とし、１日目画像の半減期補正係数をＤＣＳＰ１、２日目画像の半減期補正係数をＤＣＳＰ２とする。さらに、安静画像Ｒのアレイデータの値をＲ［ｘ，ｙ］、負荷画像Ｓのアレイデータの値をＳ［ｘ，ｙ］すると、増加率Ｆ［ｘ，ｙ］は式（９）で表される。

ここで、ＤＣＳＰ１，ＤＣＳＰ２は、それぞれ以下の通りである。

また、これとは反対に、１日目画像が負荷画像であり、２日目画像が安静画像であるときは、増加率算出部１８が式（１０）に従って増加率Ｆ［ｘ，ｙ］を算出する。

２日法の場合、１日法の場合と異なり、安静画像及び負荷画像は、いずれも他方の画像の影響を受けないので、１日法の場合のように正味の安静画像ないしは負荷画像を算出する必要がない。

本実施形態によれば、冠動脈血流予備能を非観血的に診断でき、冠動脈疾患の精緻な診断、予後の推定、さらには治療効果の判定が可能となる。その結果、冠動脈疾患患者に多大な貢献ができる。

上述した本発明の実施形態は、本発明の説明のための例示であり、本発明の範囲をそれらの実施形態にのみ限定する趣旨ではない。当業者は、本発明の要旨を逸脱することなしに、他の様々な態様で本発明を実施することができる。

心臓核医学検査法（１日法）による検査の手順を示す図である。 本発明の一実施形態に係る画像解析装置の構成図である。 アレイデータの生成手順を示すフローチャートである。 心臓の断層画像を模式的に示す図である。 本発明の一実施形態に係る画像解析装置のインタフェース画面の一例である。 本発明の一実施形態に係る画像解析装置のインタフェース画面の一例である。 心臓核医学検査法（２日法）による検査の手順を示す図である。

符号の説明

１ 画像解析装置
１１ 第１回撮影画像記憶部
１２ 第２回撮影画像記憶部
１３ シリンジ測定データ記憶部
１４ 投与量推定部
１５ 収集時間比算出部
１７ アレイデータ生成部
１８ 増加率算出部
１９ 表示処理部
２１ 入力装置
２２ 表示装置
１００、２００ インタフェース画面

Claims (4)

1. ＲＩ（Ｒａｄｉｏ Ｉｓｏｔｏｐｅ）を複数回に分けて投与する心臓核医学検査法において、ＲＩ投与後の同一被験者の心臓から放出される放射能に基づく画像を解析する画像解析装置であって、
   第１回ＲＩ投与後に、心臓を短軸方向に断層撮影した複数の短軸画像及び長軸方向に断層撮影した複数の長軸画像を含む第１回撮影画像群と、第２回ＲＩ投与後に、心臓を短軸方向に断層撮影した複数の短軸画像及び長軸方向に断層撮影した複数の長軸画像を含む第２回撮影画像群とを記憶する記憶手段と、
   前記第１回撮影画像群に含まれる複数の画像に基づいて、第１回撮影画像群における心臓領域を指定する手段と、
   前記第２回撮影画像群に含まれる複数の画像に基づいて、第２回撮影画像群における心臓領域を指定する手段と、
   前記第１回撮影画像群及び第２回撮影画像群の一方が安静時に撮影した安静画像群であり、他方が負荷をかけたときに撮影した負荷画像群であり、指定された前記安静画像群の心臓領域の画像データから、ブルズアイ表示のための安静画像アレイデータを生成する手段と、
   指定された前記負荷画像群の心臓領域の画像データから、ブルズアイ表示のための負荷画像アレイデータを生成する手段と、
   前記負荷画像アレイデータの平均値に対する前記安静画像アレイデータの平均値の比であるレベル比を算出する算出手段と、
   前記レベル比に基づく補正を行い、前記安静画像アレイデータと前記負荷画像アレイデータとを対比する対比手段と、
   前記対比による対比結果をブルズアイ表示するための表示処理手段と、を備え、
   前記対比手段は、前記安静画像アレイデータの要素に対する前記負荷画像アレイデータの要素の比と、前記レベル比とを乗ずることにより、各要素の安静時に対する負荷時の血流の変化の大きさを示す変化率を算出し、前記変化率の平均値を平均変化率として算出し、各要素の前記変化率を前記平均変化率で除することにより、各要素の相対変化率を算出し、
   前記表示制御手段は、前記相対変化率をブルズアイ表示する、
   画像解析装置。
2. 前記第１回撮影画像群及び第２回撮影画像群は、いずれも、同一被験者の心臓を撮影した３次元ＳＰＥＣＴ（Ｓｉｎｇｌｅ Ｐｈｏｔｏｎ Ｅｍｉｓｓｉｏｎ Ｃｏｍｐｕｔｅｄ Ｔｏｍｏｇｒａｐｈｙ）画像であることを特徴とする請求項１に記載の画像解析装置。
3. ＲＩ（Ｒａｄｉｏ Ｉｓｏｔｏｐｅ）を複数回に分けて投与する心臓核医学検査法において、ＲＩ投与後の同一被験者の心臓から放出される放射能に基づく画像を解析する画像解析装置の作動方法であって、
   第１回ＲＩ投与後に、心臓を短軸方向に断層撮影した複数の短軸画像及び長軸方向に断層撮影した複数の長軸画像を含む第１回撮影画像群と、第２回ＲＩ投与後に、心臓を短軸方向に断層撮影した複数の短軸画像及び長軸方向に断層撮影した複数の長軸画像を含む第２回撮影画像群とを記憶手段に記憶するステップと、
   前記第１回撮影画像群に含まれる複数の画像に基づいて、第１回撮影画像群における心臓領域を指定するステップと、
   前記第２回撮影画像群に含まれる複数の画像に基づいて、第２回撮影画像群における心臓領域を指定するステップと、
   前記第１回撮影画像群及び第２回撮影画像群の一方が安静時に撮影した安静画像群であり、他方が負荷をかけたときに撮影した負荷画像群であり、指定された前記安静画像群の心臓領域の画像データから、ブルズアイ表示のための安静画像アレイデータを生成するステップと、
   指定された前記負荷画像群の心臓領域の画像データから、ブルズアイ表示のための負荷画像アレイデータを生成するステップと、
   前記負荷画像アレイデータの平均値に対する前記安静画像アレイデータの平均値の比であるレベル比を算出するステップと、
   前記レベル比に基づく補正を行い、前記安静画像アレイデータと前記負荷画像アレイデータとを対比するステップと、
   前記対比による対比結果をブルズアイ表示するステップと、を行い、
   前記対比するステップは、前記安静画像アレイデータの要素に対する前記負荷画像アレイデータの要素の比と、前記レベル比とを乗ずることにより、各要素の安静時に対する負荷時の血流の変化の大きさを示す変化率を算出し、前記変化率の平均値を平均変化率として算出し、各要素の前記変化率を前記平均変化率で除することにより、相対変化率を算出し、
   前記ブルズアイ表示するステップは、前記相対変化率をブルズアイ表示する、
   画像解析装置の作動方法。
4. ＲＩ（Ｒａｄｉｏ Ｉｓｏｔｏｐｅ）を複数回に分けて投与する心臓核医学検査法において、ＲＩ投与後の同一被験者の心臓から放出される放射能に基づく画像を解析するためのコンピュータプログラムであって、
   コンピュータに、
   第１回ＲＩ投与後に、心臓を短軸方向に断層撮影した複数の短軸画像及び長軸方向に断層撮影した複数の長軸画像を含む第１回撮影画像群と、第２回ＲＩ投与後に、心臓を短軸方向に断層撮影した複数の短軸画像及び長軸方向に断層撮影した複数の長軸画像を含む第２回撮影画像群とを記憶手段に記憶するステップと、
   前記第１回撮影画像群に含まれる複数の画像に基づいて、第１回撮影画像群における心臓領域を指定するステップと、
   前記第２回撮影画像群に含まれる複数の画像に基づいて、第２回撮影画像群における心臓領域を指定するステップと、
   前記第１回撮影画像群及び第２回撮影画像群の一方が安静時に撮影した安静画像群であり、他方が負荷をかけたときに撮影した負荷画像群であり、指定された前記安静画像群の心臓領域の画像データから、ブルズアイ表示のための安静画像アレイデータを生成するステップと、
   指定された前記負荷画像群の心臓領域の画像データから、ブルズアイ表示のための負荷画像アレイデータを生成するステップと、
   前記負荷画像アレイデータの平均値に対する前記安静画像アレイデータの平均値の比であるレベル比を算出するステップと、
   前記レベル比に基づく補正を行い、前記安静画像アレイデータと前記負荷画像アレイデータとを対比するステップと、
   前記対比による対比結果をブルズアイ表示するステップと、を実行させ、
   前記対比するステップは、前記安静画像アレイデータの要素に対する前記負荷画像アレイデータの要素の比と、前記レベル比とを乗ずることにより、各要素の安静時に対する負荷時の血流の変化の大きさを示す変化率を算出し、前記変化率の平均値を平均変化率として算出し、各要素の前記変化率を前記平均変化率で除することにより、相対変化率を算出し、
   前記ブルズアイ表示するステップは、前記相対変化率をブルズアイ表示する、
   コンピュータプログラム。

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