JP5621170B2 - Mriを利用した圧迫センサおよび圧迫センシング方法、コンピュータシステム、コンピュータ可読媒体 - Google Patents
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Description
本発明の実施例の対象症例としたのは、慢性硬膜下血腫にて片側の脳に圧迫を受けている16症例である。この16症例の全例について血腫を除去して圧迫を解除する手術を行った。手術前と手術後にそれぞれ、本発明に係るMRIを利用した圧迫センサおよび圧迫センシング方法を実施し、圧迫可視化画像を作成した。また、圧迫程度の自動評価を行った(本発明法)。
本実施例で採用した拡散テンソル画像撮影条件は、下記[表1]のとおりである。
上記2)にて得られた拡散テンソル画像の全脳の拡散異方性データより、FA値0.20〜0.40の範囲内に含まれるデータを抽出した。その値を0.20−0.25がイエロー、0.25−0.40がレッドで、FA値の高低に応じて明度を連続的に変化させてカラー表示した。また、選択範囲に含まれない0.20未満はグレー、0.40以上はホワイトにて表記した。カラー表示画像を全脳の形態画像に融合させて、図6にて一例の、手術前と手術後の画像を示すように、圧迫可視化画像を作成した。
評価は脳神経外科専門医2名が視覚的に行い、圧迫可視化画像が症例の圧迫変化を描出しており、病態評価が行われているかを確認して合議の結果で判定した。
また、上記2)にて得られた拡散テンソル画像の拡散異方性データより、生体内の主構造物である脳梁膨大部・脳梁膝部の位置を特定し、尾状核・被殻を含むスライス画像を選定した。さらに、そのスライス内での脳梁膨大部・脳梁膝部・内包・脳室の位置より、尾状核・被殻周囲の部位を抽出した。その抽出部位内のFA値0.20〜0.40の範囲内に含まれるデータをさらに抽出し、合算し平均値を求めた。基準値に対し、平均値がどの程度遊離しているかによって圧を判定し、圧迫変化の程度を自動判定した。0〜0.05を圧迫なし、0,05〜0.10が圧迫「小」、0.10〜0.15を圧迫「中」、0.15以上を圧迫「大」と判定した。
なお、この判定結果を検証するための正確性の評価では、手術中に頭蓋骨に穴をあけて測定した頭蓋内圧との相関を解析している。実際の頭蓋内圧では、10cmH20以下となった症例の圧迫を「小」、10〜20cmH20を「中」、20cmH20以上を「大」として整合性を検討した。さらに、統計学的な解析のために、求めた平均値と実際の頭蓋内圧との相関を解析した。
対照データ1として、手術中に頭蓋骨に穴をあけて測定した頭蓋内圧を利用した(従来侵襲法)。また、対照データ2として、術前にDTIを撮影した際に行ったMRI画像より得られる画像上の形態の歪みの度合いを、正中部から脳室中隔までの距離として算定した(従来非侵襲法)。なお、対照データは、本発明法が対象とした症例と同一症例から得られたものである。
6−1)本発明の有効性、正確性等の評価方法
本発明法で得られた圧迫可視化画像に基づいて、圧迫変化の客観的評価が行えるかどうか検証した(有効性評価)。また、従来侵襲法にて得られた頭蓋内圧との比較を行い、術中に測定した圧と、本発明法により自動判定した圧とが、どの程度相関しているかを検証した(正確性評価)。さらに、従来非侵襲法により得られた画像に形態の歪みからの圧の推定評価と、従来侵襲法にて得られた頭蓋内圧との比較を行い、従来非侵襲法により得られた画像から圧の客観的評価が行えるかどうか検証した(従来非侵襲法の有効性評価)。
i)圧迫可視化画像の評価(有効性評価)
手術前における評価では、本発明法で得られた圧迫可視化画像から組織圧迫を受けていることを16症例中の15例で確実に確認することができた。また、圧迫の重症度が増すにつれて、画像上での圧迫描出所見が悪化していくことを確認することができた。術後における評価では、全例で圧迫が解除されて、画像での圧迫所見がなくなり、正常化していることが確認できた。圧迫の程度との相関が極めて高いことが確認された。また、視覚にて容易に、客観的に評価できることが確認された。
16例中13例は自動判定した圧迫度合いと、侵襲的な方法にて調べた頭蓋内圧から推定した圧迫度合いは相関した。残りの3例は1段階ずれた結果となった。2段階以上のずれを示した例は存在しなかった。
自動判定した圧と術中に侵襲的に測定した圧とは統計学的に相関を示した(R2=0.41)。
これ対し、従来非侵襲法より得られた画像上での歪みの距離から評価した圧は、術中測定した圧とは相関を示さなかった(R2=0.12)。
i)従来侵襲法に比べ、非侵襲的に圧迫変化を評価することが可能である。
本発明法は非侵襲的な方法であるが、上記6−2)の結果から、従来侵襲法で得られていた情報と高い相関を示したデータを得ることが可能であることが確認された。したがって、本発明法は、侵襲的な評価法が適応となりにくい小児・高齢者・重症者の症例等に適応できるなど、圧迫変化評価に基づく病態診断の適応拡大を期待することができる。
上記6−2)の結果から、本発明法は従来非侵襲法よりも正確に頭蓋内の圧を評価できることが確認された。
上記6−2)の結果から、本発明法では、圧迫所見を非侵襲な手段で、かつ、画像表示することで評価可能なことが確認された。また、自動で圧迫度合いを判定可能なことも確認された。本発明法は、従来法(従来非侵襲法、従来侵襲法)よりも簡便で客観的な評価を実現可能であることが理解される。
1・・・MRI装置
10・・取得手段
11・・静磁場コイル部
12・・傾斜磁場コイル部
13・・送信コイル部
14・・撮像空間
15・・受信コイル部
2・・・演算処理装置
21・・DTIdata取得手段
22・・拡散パラメータ算出手段
23・・特定手段
24・・カラー変換手段
25・・表示手段
3・・・自動判定手段
31・・選択手段
32・・抽出手段
33・・比較手段
34・・判定手段
S1・・取得工程
S2・・算出工程
S3・・特定工程
S4・・カラー変換工程
S5・・表示工程
S6・・選択工程
S7・・抽出工程
S8・・比較工程
S9・・判定工程
S10・判定結果表示工程
S11・除外部位カラー表示工程
Claims (10)
- 3次元構造体である被測定物内の対象組織をセンシングヘッドとして用い、前記被測定物の圧迫変化を非侵襲で捉える圧迫センサであって、
MRI装置を用い、位置情報を含んだ磁気共鳴信号から前記対象組織における水の拡散異方性情報を取得する取得手段と、
前記拡散異方性情報を利用し、圧迫を受けていると判断される拡散パラメータの所定値に合致したものを、前記位置情報を含んだ圧迫変化情報として特定する特定手段と、
前記圧迫変化情報を、前記位置情報を用いて画像化する画像化手段と、
前記対象組織が画像化されている画像に、前記圧迫変化情報を前記位置情報を用いて重ねて表示する表示手段と、
前記位置情報を利用して決定した所定範囲における前記圧迫変化情報の拡散パラメータの値を合算し平均値を求めた後、その平均値を予め備えられている基準値と比較し、前記平均値が前記基準値から大きく外れるほど大きいとする圧迫変化度合いを導き出し、この圧迫変化度合いに基づいて、圧迫変化の大きさを自動で判別する自動判別手段と、
前記対象組織が画像化されている画像の前記所定範囲に、前記圧迫変化の大きさを重ねて表示する判別結果表示手段と、
を備えることを特徴とするMRIを利用した圧迫センサ。 - 前記圧迫変化情報として特定されなかった前記拡散異方性情報に含まれる前記位置情報を用い、前記対象組織が画像化されている画像中に、前記圧迫変化情報として特定されないで評価対象から除外された除外部位を表示する除外部位表示手段を備える、
ことを特徴とする請求項1に記載のMRIを利用した圧迫センサ。 - 前記拡散パラメータの所定値は、FA値に換算して0.18〜0.45である、
ことを特徴とする請求項1又は請求項2に記載のMRIを利用した圧迫センサ。 - 前記センシングヘッドは、脳内灰白質の尾状殻および/または被殻である、
ことを特徴とする請求項1から請求項3の何れか1つに記載のMRIを利用した圧迫センサ。 - 3次元構造体である被測定物内の対象組織をセンシングヘッドとして用い、前記被測定物の圧迫変化を非侵襲で捉える圧迫センシング方法であって、
MRI装置を用い、位置情報を含んだ磁気共鳴信号から前記対象組織における水の拡散異方性情報を取得する取得工程と、
前記拡散異方性情報を利用し、圧迫を受けていると判断される拡散パラメータの所定値に合致したものを、前記位置情報を含んだ圧迫変化情報として特定する特定工程と、
前記圧迫変化情報を、前記位置情報を用いて画像化する画像化工程と、
前記対象組織が画像化されている画像に、前記圧迫変化情報を前記位置情報を用いて重ねて表示する表示工程と、
前記位置情報を利用して決定した所定範囲における前記圧迫変化情報の拡散パラメータの値を合算し平均値を求めた後、その平均値を予め備えられている基準値と比較し、前記平均値が前記基準値から大きく外れるほど大きいとする圧迫変化度合いを導き出し、この圧迫変化度合いに基づいて、圧迫変化の大きさを自動で判別する自動判別工程と、
前記対象組織が画像化されている画像の前記所定範囲に、前記圧迫変化の大きさを重ねて表示する判別結果表示工程と、
を含むことを特徴とするMRIを利用した圧迫センシング方法。 - 前記圧迫変化情報として特定されなかった前記拡散異方性情報に含まれる前記位置情報を用い、前記対象組織が画像化されている画像中に、前記圧迫変化情報として特定されないで評価対象から除外された除外部位を表示する除外部位表示工程を含む、
ことを特徴とする請求項5に記載のMRIを利用した圧迫センシング方法。 - 前記拡散パラメータの所定値は、FA値に換算して0.18〜0.45である、
ことを特徴とする請求項5又は請求項6に記載のMRIを利用した圧迫センシング方法。 - 前記センシングヘッドは、脳内灰白質の尾状殻および/または被殻である、
ことを特徴とする請求項5から請求項7の何れか1つに記載のMRIを利用した圧迫センシング方法。 - 請求項5から請求項8の何れか1つに記載のMRIを利用した圧迫センシング方法を実行する、
ことを特徴とするコンピュータシステム。 - 請求項5から請求項8の何れか1つに記載のMRIを利用した圧迫センシング方法を実行するためのコードセグメントを有する、
ことを特徴とするコンピュータ可読媒体。
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