JP5669118B1 - 三次元脳状態画像解析装置 - Google Patents
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Abstract
Description
対象者の横方向をX方向、前後方向をY方向、上下方向をZ方向とした、対象者の脳の各部位の状態を示す三次元脳状態画像において、脳表によって囲まれた脳領域の中心点を原点として決定する原点決定ステップと、前記三次元脳状態画像において、最も状態値の高い部位を決定し、当該部位を含むXY平面画像、YZ平面画像またはXZ平面画像を切り出す画像切出ステップと、下記i)ii)iii)に示すステップを有する三次元脳状態画像回転ステップと、i)前記XY平面画像において、第一のX水平軸または第一のY水平軸と脳表の2つの交点における交点間の距離が最も大きくなるように、または脳表の形状がY軸に関して左右対称に近づくように、前記三次元脳状態画像をZ軸周りに回転するステップと、ii)前記YZ平面画像において、第二のY水平軸と脳表の2つの交点における交点間の距離が最も大きくなるように、前記三次元脳状態画像をX軸周りに回転するステップと、iii)前記XZ平面画像において、第二のX水平軸と脳表の2つの交点における交点間の距離が最も大きくなるように、前記三次元脳状態画像をY軸周りに回転するステップと、前記三次元脳状態画像回転ステップによって回転された三次元脳状態画像において、対象ROIに含まれるカウント値から評価値を算出する評価値算出ステップと、三次元脳状態画像回転ステップによる今回の回転後の前記評価値と、三次元脳状態画像回転手段による前回の回転後の前記評価値に対する、今回の回転後の前記評価値の変化が所定基準よりも小さいかどうかを判断し、小さくなければ、三次元脳状態画像回転手段による次回の回転を行い、小さければ、今回の回転後の三次元脳状態画像を修正三次元脳状態画像として決定する決定ステップと、決定された修正三次元脳状態画像に基づいて解析を行う解析ステップとを備えている。
図1に、この発明の一実施形態による三次元脳状態画像解析装置の機能ブロック図を示す。画像切出手段2は、SPECT装置などによって撮像された三次元脳状態画像を受け取り、最も状態値の高い(ドパミントランスポーター量の大きい)ボクセルを最大ボクセル56として特定する。さらに、画像切出手段2は、当該最大ボクセル56を含むXY平面画像を切り出す。図3に、切り出されたXY平面画像(水平面画像)を示す。
図2に、この発明の一実施形態による三次元脳状態画像解析装置のハードウエア構成を示す。
図7a〜図7dに、ハードディスク32に記録された三次元脳状態画像解析プログラム48のフローチャートを示す。CPU30は、SPECT装置42によって生成された対象者の三次元脳状態画像を取り込む(ステップS1)。三次元脳状態画像は、三次元座標を持ったカウント値の集合データであるが、以下では、説明のために断面画像の集合として示すことにする。図8に、取り込んだ三次元脳状態画像の断面画像であるXY平面画像の一例を示す。この実施形態では、42枚のXY平面画像からなる画像セットによって、三次元脳状態画像が構成されている。各XY平面画像の左上に示されている数字は、上部から順に付した連続番号である。
ここで、STは線条体ROIに含まれるボクセルのカウント値の合計、KMは後頭葉ROIに含まれるボクセルのカウント値の平均、SNは線条体ROIのボクセル数、SVは線条体の体積(mL)である。
(1)上記実施形態では、最大ボクセル56を含むXY平面上に原点を設定しているが、他のXY平面上に原点を設定するようにしてもよい。また、YZ平面上やXZ平面上に原点を設定するようにしてもよい。
ここで、STは線条体ROIに含まれるボクセルのカウント値の合計、KMは後頭葉ROIに含まれるボクセルのカウント値の平均、SRVは線条体ROIの体積(mL)、SVは線条体の体積(mL)である。
Claims (7)
- 対象者の横方向をX方向、前後方向をY方向、上下方向をZ方向とした、対象者の脳の各部位の状態を示す三次元脳状態画像において、脳表によって囲まれた脳領域の中心点を原点として決定する原点決定手段と、
前記三次元脳状態画像において、最も状態値の高い部位を決定し、当該部位を含むXY平面画像、YZ平面画像またはXZ平面画像を切り出す画像切出手段と、
下記i)ii)iii)に示す回転手段を有する三次元脳状態画像回転手段と、
i)前記XY平面画像において、第一のX水平軸または第一のY水平軸と脳表の2つの交点における交点間の距離が最も大きくなるように、または脳表の形状がY軸に関して左右対称に近づくように、前記三次元脳状態画像をZ軸周りに回転するXY平面回転手段と、
ii)前記YZ平面画像において、第二のY水平軸と脳表の2つの交点における交点間の距離が最も大きくなるように、前記三次元脳状態画像をX軸周りに回転するYZ平面回転手段と、
iii)前記XZ平面画像において、第二のX水平軸と脳表の2つの交点における交点間の距離が最も大きくなるように、前記三次元脳状態画像をY軸周りに回転するXZ平面回転手段と、
前記三次元脳状態画像回転手段によって回転された三次元脳状態画像において、対象ROIに含まれる各部位の評価値を算出する評価値算出手段と、
三次元脳状態画像回転手段による前回の回転後の前記評価値に対する、今回の回転後の前記評価値の変化が所定基準よりも小さいかどうかを判断し、小さくなければ、三次元脳状態画像回転手段による次回の回転を行い、小さければ、今回の回転後の三次元脳状態画像を修正三次元脳状態画像として決定する決定手段と、
決定された修正三次元脳状態画像に基づいて解析を行う解析手段と、
を備えた三次元脳状態画像解析装置。 - 三次元脳状態画像解析装置をコンピュータによって実現するためのプログラムであって、コンピュータを、
対象者の横方向をX方向、前後方向をY方向、上下方向をZ方向とした、対象者の脳の各部位の状態を示す三次元脳状態画像において、脳表によって囲まれた脳領域の中心点を原点として決定する原点決定手段と、
前記三次元脳状態画像において、最も状態値の高い部位を決定し、当該部位を含むXY平面画像、YZ平面画像またはXZ平面画像を切り出す画像切出手段と、
下記i)ii)iii)に示す回転手段を有する三次元脳状態画像回転手段と、
i)前記XY平面画像において、第一のX水平軸または第一のY水平軸と脳表の2つの交点における交点間の距離が最も大きくなるように、または脳表の形状がY軸に関して左右対称に近づくように、前記三次元脳状態画像をZ軸周りに回転するXY平面回転手段と、
ii)前記YZ平面画像において、第二のY水平軸と脳表の2つの交点における交点間の距離が最も大きくなるように、前記三次元脳状態画像をX軸周りに回転するYZ平面回転手段と、
iii)前記XZ平面画像において、第二のX水平軸と脳表の2つの交点における交点間の距離が最も大きくなるように、前記三次元脳状態画像をY軸周りに回転するYZ平面回転手段と、
前記三次元脳状態画像回転手段によって回転された三次元脳状態画像において、対象ROIに含まれる各部位の評価値を算出する評価値算出手段と、
三次元脳状態画像回転手段による前回の回転後の前記評価値に対する、今回の回転後の前記評価値の変化が所定基準よりも小さいかどうかを判断し、小さくなければ、三次元脳状態画像回転手段による次回の回転を行い、小さければ、今回の回転後の三次元脳状態画像を修正三次元脳状態画像として決定する決定手段と、
決定された修正三次元脳状態画像に基づいて解析を行う解析手段として機能させるための三次元脳状態画像解析プログラム。 - 請求項1の三次元脳状態画像解析装置または請求項2の三次元脳状態画像解析プログラムにおいて、
前記原点決定手段は、前記XY平面画像における脳表によって囲まれる領域の中心点をX軸、Y軸、Z軸の原点とすることを特徴とする装置またはプログラム。 - 請求項1〜3のいずれかの装置またはプログラムにおいて、
前記解析手段は、前記修正三次元脳状態画像の1以上のXY平面画像において、線条体に設定された線条体ROIおよび参照領域に設定された参照ROIを構成するテンプレートを適用し、線条体ROIの全体値と参照ROIの全体値に基づいて、解析を行うことを特徴とする装置またはプログラム。 - 請求項4の装置またはプログラムにおいて、
前記評価値算出手段が評価値を算出する対象ROIは、線条体ROIであることを特徴とする装置またはプログラム。 - 請求項1〜5のいずれかの装置またはプログラムにおいて、
前記YZ平面回転手段および前記XZ平面回転手段は、三次元脳状態画像を回転させることによって、前記最も状態値の高い部位がXY平面から外れた場合には、YZ面画像をZ方向またはY方向に水平移動させ、または、XZ面画像をZ方向またはX方向に水平移動させることによって、前記最も状態値の高い部位がXY平面上にくるように補正することを特徴とする装置またはプログラム。 - コンピュータが下記ステップを実行することによって三次元脳状態画像の解析を行う方法であって、
対象者の横方向をX方向、前後方向をY方向、上下方向をZ方向とした、対象者の脳の各部位の状態を示す三次元脳状態画像において、脳表によって囲まれた脳領域の中心点を原点として決定する原点決定ステップと、
前記三次元脳状態画像において、最も状態値の高い部位を決定し、当該部位を含むXY平面画像、YZ平面画像またはXZ平面画像を切り出す画像切出ステップと、
下記i)ii)iii)に示すステップを有する三次元脳状態画像回転ステップと、
i)前記XY平面画像において、第一のX水平軸または第一のY水平軸と脳表の2つの交点における交点間の距離が最も大きくなるように、または脳表の形状がY軸に関して左右対称に近づくように、前記三次元脳状態画像をZ軸周りに回転するステップと、
ii)前記YZ平面画像において、第二のY水平軸と脳表の2つの交点における交点間の距離が最も大きくなるように、前記三次元脳状態画像をX軸周りに回転するステップと、
iii)前記XZ平面画像において、第二のX水平軸と脳表の2つの交点における交点間の距離が最も大きくなるように、前記三次元脳状態画像をY軸周りに回転するステップと、
前記三次元脳状態画像回転ステップによって回転された三次元脳状態画像において、対象ROIに含まれる各部位の評価値を算出する評価値算出ステップと、
三次元脳状態画像回転手段による今回の回転後の前記評価値と、前回の回転後の前記評価値との差の絶対値が所定値を超えていれば、三次元脳状態画像回転手段による次回の回転を行い、前回の回転後の前記評価値との差の絶対値が所定値以下であれば、今回の回転後の三次元脳状態画像を修正三次元脳状態画像として決定する決定ステップと、
決定された修正三次元脳状態画像に基づいて解析を行う解析ステップと、
を備えた三次元脳状態画像解析方法。
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