JP6360425B2 - Brain phantom and middle / diencephalon phantom - Google Patents
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本発明は、ヒトの線条体の撮影画像の評価に用いうる脳ファントム、およびかかる脳ファントムに用いうる中・間脳ファントムに関する。 The present invention relates to a brain phantom that can be used for evaluation of a photographed image of a human striatum, and a mid-mesencephalon phantom that can be used for such a brain phantom.
パーキンソン症候群(PS:Parkinson's Syndrome)は、パーキンソン病(PD:Parkinson's Disease)およびパーキンソン病症状を呈する類縁疾患の総称である。パーキンソン症候群に属する疾患としては、パーキンソン病(PD)のほか、たとえば進行性核上性麻痺(PSP:Progressive Supranuclea Palsy)、大脳皮質基底核変性症(CBD:Corticobasal Degeneration)、多系統萎縮症(MSA:Multiple System Atrophy)などが知られている。 Parkinson's Syndrome (PS) is a general term for parkinson's disease (PD) and related diseases that exhibit Parkinson's disease symptoms. Diseases belonging to Parkinson's syndrome include Parkinson's disease (PD), for example, progressive supranuclea Palsy (PSP), corticobasal degeneration (CBD), multiple system atrophy (MSA) : Multiple System Atrophy).
パーキンソン症候群(PS)の診断や研究においては、大脳基底核の中の線条体におけるドパミンやアセチルコリンなどの神経伝達物質の定量的な検出がおこなわれている。その検出にあたっては、ポジトロン・エミッション・トモグラフィ(PET:Positron Emission Tomography)やシングル・フォトン・エミッション・コンピューテッド・トモグラフィ(SPECT:Single Photon Emission Computed Tomography)などの画像診断技術を用いて、線条体を含む脳を画像化することが一般的である。PETやSPECTでは、放射性同位体をトレーサーとして被験者の体内に注入し、体内から放出されるガンマ線を検出することにより、この放射性トレーサーの分布を断層画像化する。 In diagnosis and research of Parkinson's syndrome (PS), quantitative detection of neurotransmitters such as dopamine and acetylcholine in the striatum in the basal ganglia is performed. The detection is performed using diagnostic imaging techniques such as positron emission tomography (PET) and single photon emission computed tomography (SPECT). It is common to image the brain containing the striatum. In PET and SPECT, a radioactive isotope is injected into a subject's body as a tracer, and gamma rays emitted from the body are detected to form a tomographic image of the distribution of the radioactive tracer.
パーキンソン症候群(PS)は、黒質から線条体に投射するドパミン神経やアセチルコリン神経の変性・脱落により発症する。ニューロンから放出されたドパミンは、ドパミン受容体に結合し、またはドパミントランスポーターによって再取り込みされる。放射性同位体であるヨウ素123をイオフルパンに結合させた放射性液体(以下、「RI液」という場合がある)である[123I]イオフルパンは、ドパミントランスポーターに結合する。 Parkinson's syndrome (PS) develops due to degeneration and loss of dopamine and acetylcholine neurons that project from the substantia nigra to the striatum. Dopamine released from neurons binds to the dopamine receptor or is reuptaked by the dopamine transporter. [ 123 I] ioflupane, which is a radioactive liquid in which iodine 123, which is a radioisotope, is bound to ioflupan (hereinafter sometimes referred to as “RI liquid”) binds to a dopamine transporter.
[123I]イオフルパンは、N−ω−フルオロプロピル−2β−カルボメトキシ−3β−(4−123I−ヨードフェニル)ノルトロパンの略称であり、123I−FP−CITなどとも表記される。 [ 123 I] ioflupan is an abbreviation for N-ω-fluoropropyl-2β-carbomethoxy-3β- (4- 123 I-iodophenyl) nortropane, and is also expressed as 123 I-FP-CIT.
被験者の体内に[123I]イオフルパンのRI液を注入してPET画像やSPECT画像などの核医学画像を撮影することにより、受容体やドパミントランスポーターの増減などが検出される。これによりパーキンソン症候群(PS)の症状の度合いが定量的および定性的に診断されることがある。 By the body of a subject by injecting RI solution of [123 I] Iofurupan taking a nuclear medicine images such as PET image or SPECT image, such as a receptor or dopamine transporters decrease is detected. As a result, the degree of symptoms of Parkinsonism (PS) may be diagnosed quantitatively and qualitatively.
PETやSPECTを用いた核医学画像撮影装置の性能検査やキャリブレーションには、撮影対象部位の形状および寸法に対応した人体模型(ファントム)が用いられる。このファントムに予め既知の濃度に調整されたRI液を貯留して画像を撮影することで、核医学画像撮影装置の評価、すなわちこれらの装置による診断性能の検査や撮像条件および診断結果のキャリブレーションなどの各種評価をおこなうことができる。 A human body model (phantom) corresponding to the shape and size of the region to be imaged is used for performance inspection and calibration of a nuclear medicine image capturing apparatus using PET or SPECT. By storing the RI liquid adjusted to a known concentration in advance in this phantom and taking images, evaluation of nuclear medicine imaging devices, that is, examination of diagnostic performance by these devices and calibration of imaging conditions and diagnostic results Various evaluations such as can be performed.
脳画像化装置用のファントムに関し、特許文献1には、灰白質や大脳、基底核、前頭葉などに相当する特定領域が空洞で形成された頭部模型が記載されている。この頭部模型は光硬化性樹脂の三次元光造形により作成され、樹脂製の頭部模型の内部に、脳の特定領域および頭蓋骨に相当する部分が互いに非連通の独立した空洞として形成されている。 Regarding a phantom for a brain imaging apparatus, Patent Document 1 describes a head model in which specific regions corresponding to gray matter, cerebrum, basal ganglia, frontal lobe, and the like are formed as cavities. This head model is created by three-dimensional stereolithography of a photocurable resin, and a specific region of the brain and a portion corresponding to the skull are formed as independent cavities that are not in communication with each other inside the resin head model. Yes.
非特許文献1には、線条体の撮影画像の評価に用いられる線条体ファントムが開示されている。この線条体ファントムは、大脳を模した透明の球状の外殻の内部に4個の小型容器が設けられたものである。透明の外殻は、一対の透明椀状の軟質容器を組み合わせて球体状に分離不可に固着したものである。小型容器は、尾状核と被殻をそれぞれ模した楕円体形状の偏平容器と、この偏平容器の端部に連設された給液管とからなる。給液管は外殻に固着されており、外殻の外表面において開口している。偏平容器は外殻の略中央に配置されている。給液管を通じて外殻の外部から偏平容器の内部に高濃度のRI液を充填することが可能である。一方、密閉された外殻の上端には開口部が形成されており、水または低濃度のRI液を注入することができる。かかる線条体ファントムを用いて核医学画像を撮影することで、大脳を模した外殻を低い画素強度で画像化し、線条体を模した小型容器を高い画素強度で画像化することができる。これにより核医学画像撮影装置の評価が可能である。非特許文献2および非特許文献3については後述する。 Non-Patent Document 1 discloses a striatum phantom used for evaluation of a captured image of a striatum. This striatum phantom is one in which four small containers are provided inside a transparent spherical outer shell imitating the cerebrum. The transparent outer shell is formed by combining a pair of transparent bowl-shaped soft containers and fixed in a spherical shape so as not to be separated. The small container includes an elliptical-shaped flat container simulating a caudate nucleus and a shell, respectively, and a liquid supply pipe connected to the end of the flat container. The liquid supply pipe is fixed to the outer shell and is open on the outer surface of the outer shell. The flat container is disposed in the approximate center of the outer shell. It is possible to fill the inside of the flat container with a high concentration RI liquid from the outside of the outer shell through the liquid supply pipe. On the other hand, an opening is formed at the upper end of the sealed outer shell so that water or a low concentration RI solution can be injected. By taking a nuclear medicine image using such a striatum phantom, the outer shell simulating the cerebrum can be imaged with low pixel intensity, and a small container simulating the striatum can be imaged with high pixel intensity. . Thereby, it is possible to evaluate the nuclear medicine image capturing apparatus. Non-patent document 2 and non-patent document 3 will be described later.
非特許文献2には、健常者、パーキンソン病(PD)疾患者および本態性振戦(ET:Essential Tremor)疾患者は中脳への[123I]イオフルパンの高い集積が認められるのに対し、レビー小体型認知症(DLB:Dementia with Lewy Bodies)疾患者および進行性核上性麻痺(PSP)疾患者の中脳では[123I]イオフルパンの集積が顕著に低下することが報告されている。また、非特許文献3には、健常者では、中脳のみならず間脳にも[123I]イオフルパンに高い集積が認められることが報告されている。しかしながら、非特許文献1記載の線条体ファントムには中脳に対応する容器が設けられておらず、線条体に対応する小型容器しか設けられていないため、線条体への放射能集積に関する評価のみしかおこなうことができない。このため、核医学画像撮影装置の性能検査や撮像条件のキャリブレーションなどの各種評価をおこなうにあたり、線条体および中脳の両方を対象として放射能集積と撮像結果との相関を把握することができない。したがって、非特許文献2、3で報告されている結果を取得するのに用いられた設備(SPECT装置やコリメータ等)とは異なる設備を用いた場合には、得られる画像の画質が担保されないため、非特許文献2、3と同様の結果を得ることができず疾病の鑑別精度に支障をきたす虞がある。 Non-Patent Document 2, healthy subjects, Parkinson's disease (PD) disease's and essential tremor: whereas high integration of [123 I] Iofurupan to (ET Essential Tremor) disease who midbrain is observed, It has been reported that [ 123 I] ioflupan accumulation is significantly reduced in the midbrain of persons with dementia with Lewy Bodies (DLB) and those with progressive supranuclear palsy (PSP). Non-Patent Document 3 reports that in healthy subjects, high accumulation of [ 123 I] ioflupan is observed not only in the midbrain but also in the diencephalon. However, since the striatum phantom described in Non-Patent Document 1 is not provided with a container corresponding to the midbrain and is provided only with a small container corresponding to the striatum, radioactivity is accumulated in the striatum. You can only make an assessment of For this reason, when performing various evaluations such as performance inspection of nuclear medicine imaging equipment and calibration of imaging conditions, it is possible to grasp the correlation between radioactivity accumulation and imaging results for both the striatum and the midbrain. Can not. Therefore, when using equipment different from the equipment (SPECT device, collimator, etc.) used to obtain the results reported in Non-Patent Documents 2 and 3, the image quality of the obtained image is not guaranteed. As a result, the same results as in Non-Patent Documents 2 and 3 cannot be obtained, and there is a possibility that the disease discrimination accuracy may be hindered.
現在、SPECT装置やPET装置などの核医学画像撮影装置は、性能や撮影条件が異なるそれぞれ複数種類の装置が提供されており、医療施設ごとに異なる装置が設置されている。しかしながら、このように性能や撮像条件が異なる複数の装置で取得された核医学画像の撮像結果を互いに比較する場合には画像の画質が担保されず、疾患の鑑別精度に支障をきたす虞がある。 Currently, a plurality of types of nuclear medicine imaging apparatuses such as SPECT apparatuses and PET apparatuses having different performance and imaging conditions are provided, and different apparatuses are installed for each medical facility. However, when imaging results of nuclear medicine images acquired by a plurality of devices having different performance and imaging conditions are compared with each other, the image quality of the images is not ensured, and there is a risk of hindering disease discrimination accuracy. .
また、核医学画像撮影装置の性能検査や撮像条件のキャリブレーションなどをおこなって線条体および中脳または間脳に関する放射能集積と撮像結果との相関が明らかになれば、線条体や中脳または間脳を標的とした種々の放射性トレーサーを利用することで、パーキンソン症候群(PS)をはじめとする様々な神経変性疾患の鑑別が精度よく行えることが期待される。 In addition, if the correlation between the radioactivity accumulation of the striatum and mesencephalon or diencephalon and the imaging results is clarified by performing performance inspection of the nuclear medicine imaging device, calibration of imaging conditions, etc., the striatum and By using various radioactive tracers targeting the brain or diencephalon, it is expected that various neurodegenerative diseases including Parkinson's syndrome (PS) can be differentiated with high accuracy.
本発明は上述のような課題に鑑みてなされたものであり、性能または撮影条件の異なる様々な撮影装置を使用する医療施設であっても、取得される核医学画像について一定以上の画質を担保し、線条体ならびに中脳および/または間脳を標的とする放射性トレーサーを利用した多様な神経変性疾患の鑑別を実現可能にするための技術を提供するものである。 The present invention has been made in view of the above-described problems, and even in a medical facility that uses various imaging devices having different performance or imaging conditions, a certain level of image quality is ensured for the acquired nuclear medicine images. In addition, the present invention provides a technique for enabling differentiation of various neurodegenerative diseases using a radioactive tracer targeting the striatum and the midbrain and / or diencephalon.
本発明者らは、核医学画像撮影装置の性能検査やキャリブレーションなどの各種評価をおこなうための脳ファントムにおいて線条体と中脳および/または間脳とをそれぞれ模した領域を中空に形成してRI液を注入可能とすることで、核医学画像において線条体および中脳を関心領域とした場合に周囲の脳領域と精度よく弁別することができるとの発想から本発明の完成に至った。 In the brain phantom for performing various evaluations such as performance inspection and calibration of a nuclear medicine imaging apparatus, the present inventors formed a hollow area simulating the striatum and the midbrain and / or diencephalon. The present invention has been completed from the idea that it is possible to accurately inject the RI solution so that it can be accurately distinguished from the surrounding brain region when the striatum and the midbrain are considered as regions of interest in nuclear medicine images. It was.
すなわち、本発明によれば、ヒトの頭部の核医学撮影画像の評価に用いられる脳ファントムであって、内部に空洞部を有する収容容器と、前記空洞部の内部であってヒトの線条体と中脳および/または間脳との位置関係に対応する相対位置に設置される左線条体および右線条体をそれぞれ模した一対の線条体模型部ならびに一対の前記線条体模型部の間かつ外部に配置された中・間脳模型部と、を備え、前記中・間脳模型部は、前記線条体模型部に対して、ヒトの線条体に対する中脳の位置関係に対応する相対位置に設置される中脳模型部を含み、前記線条体模型部と前記中脳模型部との少なくとも一部同士が、一対の前記線条体模型部の並び方向に対して直交する方向に互いに重複して配置されており、前記線条体模型部および前記中・間脳模型部が、それぞれ中空形状をなし、放射性液体を注入するための液体注入口を有する脳ファントムが提供される。 That is, according to the present invention, there is provided a brain phantom used for evaluation of a nuclear medicine image of a human head, a container having a hollow portion therein, and a human striatum inside the hollow portion. A pair of striatum model parts imitating the left striatum and the right striatum respectively installed at relative positions corresponding to the positional relationship between the body and the midbrain and / or diencephalon, and the pair of striatum models A mid-mesencephalon model part disposed between and externally, and the mid-mesencephalon model part is relative to the striatum model part relative to a human striatum Including a midbrain model part installed at a relative position corresponding to the at least part of the striatal model part and the midbrain model part with respect to the arrangement direction of the pair of striatal model parts They are arranged to overlap each other in a direction orthogonal, the striatum model section and the during- Model portion, a hollow shape, respectively, brain phantom is provided with a liquid injection port for injecting a radioactive liquid.
また、本発明によれば、ヒトの頭部の核医学撮影画像の評価に用いられヒトの線条体の位置および形状を模した中空形状の線条体模型部を備える上記の脳ファントムに装着可能な中・間脳ファントムであって、中空形状をなすとともに、放射性液体を注入するための液体注入口と、前記線条体模型部に対してヒトの線条体と中脳および/または間脳との位置関係に対応する相対位置に設置するための中・間脳支持部と、を有する中・間脳ファントムが提供される。 Further, according to the present invention, the brain phantom is equipped with a hollow striatum model part used to evaluate a nuclear medicine image of a human head and imitating the position and shape of a human striatum. A possible mid-mesencephalon phantom having a hollow shape, a liquid inlet for injecting a radioactive liquid, and a human striatum and midbrain and / or between the striatum model part Provided is a mid-mesencephalon phantom having a mid-mesencephalon support for placement at a relative position corresponding to the positional relationship with the brain.
本発明の脳ファントムおよび中・間脳ファントムによれば、性能または撮影条件の異なる様々な撮影装置を使用する医療施設であっても、一定以上の画質が担保された核医学画像を取得して、線条体ならびに中脳および/または間脳を標的とする放射性トレーサーを利用した多様な神経変性疾患の鑑別が実現可能になる。 According to the brain phantom and the mid-diencephalon phantom of the present invention, even in a medical facility that uses various imaging devices with different performance or imaging conditions, a nuclear medicine image with a certain level of image quality is secured. Differentiation of various neurodegenerative diseases using a radioactive tracer targeting the striatum and midbrain and / or diencephalon becomes feasible.
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。尚、各図面において、対応する構成要素には共通の符号を付し、重複する説明は適宜省略する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In each drawing, corresponding constituent elements are denoted by common reference numerals, and redundant description is omitted as appropriate.
<第一実施形態>
図1は、本発明の第一実施形態の脳ファントム100を示す上方斜視図である。図2は、脳ファントム100の分解斜視図である。図3は、線条体模型部10a・10bおよび中脳模型部70が装着された座部50の平面図である。図4(a)は座部50の正面図であり、図4(b)は座部50の平面図である。
<First embodiment>
FIG. 1 is a top perspective view showing a
はじめに、本実施形態の脳ファントム100の概要について説明する。
First, an outline of the
脳ファントム100は、ヒトの頭部の核医学撮影画像の評価に用いられる。本実施形態の脳ファントム100は、内部に空洞部40を有する収容容器30と、この空洞部40の内部に設置される線条体模型部10a・10bおよび中・間脳模型部90と、を備えている。線条体模型部10a・10bおよび中・間脳模型部90は、空洞部40の内部であって、ヒトの線条体と中脳および/または間脳との位置関係に対応する相対位置に設置される。線条体模型部10a・10bおよび中・間脳模型部90は、それぞれ中空形状をなし、放射性液体(RI液)を注入するための液体注入口12、72を有している。
The
次に、本実施形態について詳細に説明する。
以下の説明では、収容容器30に対して線条体模型部10a・10bおよび中・間脳模型部90を固定する側を下方と呼称し、その反対側を上方と呼称する場合がある。これは脳ファントム100の構成要素の相対的な位置関係を説明するために、ヒトの脳のタライラッハ座標系(脳定位座標アトラス)におけるZ軸方向の正の方向を上方と便宜的に呼称するものである。この便宜的な上下方向は、脳ファントム100を製造または使用する際における重力方向に対する上下方向とは必ずしも一致しない。そして本実施形態の脳ファントム100の向きを表すため、図1に示すようにタライラッハ座標系と同様のXYZ座標系を規定する。
Next, this embodiment will be described in detail.
In the following description, the side on which the
脳ファントム100は、被験者の頭部専用または頭部を含む全身を撮影するPET装置やSPECT装置などの核医学画像撮影装置に装着して用いられる。具体的には、被験者の頭部をセットする位置に、頭部の代替として脳ファントム100を装着して用いる。
The
本実施形態の脳ファントム100は、大別すると、収容容器30、線条体模型部10a・10bおよび中・間脳模型部90で構成されている。脳ファントム100によれば、線条体模型部10a・10bおよび中・間脳模型部90の内部に既知の濃度のRI液を充填し、これを核医学画像撮影装置で撮影して画像化することにより、ヒトの線条体ならびに中脳および/または間脳を関心領域とした場合の撮影能力の性能検査やキャリブレーションなどの各種評価をすることができる。
The
ここで、本明細書において線条体(striatum)とは、ヒトの新線条体(背側線条体)を意味する。ヒトは一対の線条体(左線条体および右線条体)を有する。左線条体および右線条体は、それぞれ被殻と尾状核とで構成されている。ヒトの一対の線条体は、前頭(+Y方向)から後頭(−Y方向)に向かって広がる末広がり形状に形成されている。また、中脳(midbrain)とは脳幹のうち間脳と橋との間の領域であり、タライラッハ座標系におけるY方向およびZ方向に関して線条体と中脳とは部分的に重複する位置に形成されている。 Here, the striatum in this specification means a new human striatum (dorsal striatum). A human has a pair of striatum (left striatum and right striatum). The left striatum and the right striatum are each composed of a putamen and a caudate nucleus. A pair of human striatum is formed in a divergent shape that widens from the frontal (+ Y direction) to the occipital (−Y direction). The midbrain is a region between the diencephalon and the bridge in the brain stem, and is formed at a position where the striatum and the midbrain partially overlap in the Y direction and the Z direction in the Tarailach coordinate system. Has been.
中・間脳模型部90は、ヒトの中脳、間脳または中脳および間脳の両方を模した中空形状の模型部である。本実施形態および後述する第二実施形態(図8参照)の中・間脳模型部90としては、ヒトの中脳を模した中脳模型部70を有し、間脳に対応する模型部を有していない態様を例示する。後述する第三実施形態(図10参照)およびその変形例(図11参照)の中・間脳模型部90は、ヒトの中脳および間脳の両方を模した中空形状の模型部であり、中脳模型部70および間脳模型部92を備える態様を例示するものである。中脳模型部70は、線条体模型部10a・10bに対して、ヒト(成人健常者)の線条体と中脳との位置関係に対応する相対位置に設置される。そして間脳模型部92は、線条体模型部10a・10bに対して、ヒト(成人健常者)の線条体と間脳との位置関係に対応する相対位置に設置される。
このほか中・間脳模型部90としては、ヒトの間脳のみを模した中空形状の模型部としてもよく、すなわち中脳模型部70を有さず間脳模型部92(図10、図11参照)のみを有してもよい。
The middle /
In addition, the middle /
収容容器30は、上部台座32、フランジ部34、筒状部36、座部50および脳骨部材62で構成されている。筒状部36はヒトの大脳の外表面の少なくとも一部を模した形状をなし、外側に膨出する中空筒状に形成されて内部には空洞部40が形成されている。空洞部40の体積は特に限定されないが、ヒトの大脳の体積と同等程度であり、かつ線条体模型部10a・10bおよび中脳模型部70を十分に収容可能な体積であることが好ましく、具体的には1から1.5×103ミリリットル程度とすることができる。
The
収容容器30の空洞部40は開口42を有している。開口42は座部50により開閉可能に閉蓋される。線条体模型部10a・10bおよび中・間脳模型部90は、座部50に取り付けられた状態で開口42より出し入れ可能に構成されている。このため、線条体模型部10a・10bおよび中・間脳模型部90を空洞部40に対して一体に出し入れすることができるため、脳ファントム100の準備および線条体模型部10a・10bや中・間脳模型部90の交換作業を迅速におこなうことができる。
The
図2に示すように、フランジ部34の下面には、板状の座部50が液密に密着して空洞部40を閉止する。空洞部40の内部、すなわち線条体模型部10a・10bおよび中・間脳模型部90の周囲には、線条体模型部10a・10bや中・間脳模型部90に貯留されるRI液よりも低濃度に希釈された低濃度RI液が貯留される。この状態で核医学画像撮影装置により脳ファントム100の核医学画像を撮影することで、線条体模型部10a・10bおよび中・間脳模型部90から高い数密度でガンマ線が計数され、空洞部40(筒状部36)からはこれらよりも低い数密度でガンマ線が計数される。かかる計数値に基づいて脳ファントム100を三次元画像データに再構成することで、空洞部40(筒状部36)は低い画素強度で画像化され、その内部に配置された線条体模型部10a・10bおよび中・間脳模型部90は高い画素強度で画像化される。
As shown in FIG. 2, a plate-
筒状部36の上端には上部台座32が液密に一体形成され、下端にはフランジ部34が液密に一体形成されている。収容容器30を成形する方法は限定されないが、エポキシ系樹脂などの光硬化性樹脂材料を用いた光造形法などの三次元成形方法が好適に用いられる。上部台座32またはフランジ部34の一方から他方に向かう−Y方向または+Y方向に光硬化性樹脂材料を一層ずつ光硬化させて収容容器30を三次元積層成形することができる。これにより、大きな中空の空洞部40を内部に有する収容容器30を、単一の吸収係数の光硬化性樹脂材料で作成することができる。また、上部台座32と筒状部36、およびフランジ部34と筒状部36の境界を滑らかに連接させることができるため、収容容器30の内部に低濃度RI液を注入した場合に残留する気泡を低減することができる。
An
脳骨部材62は、筒状部36の外周面または内周面に密着して装着されている。脳骨部材62は、ヒトの頭蓋骨によるガンマ線の減衰を模擬するための部材であり、炭酸カルシウム、硫酸カルシウムまたは水酸化カルシウムを添加したエポキシ系樹脂などの樹脂材料を湾曲した板状に成形したものである。脳骨部材62は、少なくとも線条体模型部10a・10bおよび中・間脳模型部90の液体貯留部20、76や液体貯留部94(図10、図11参照)を体軸方向(Z方向)に包含する位置およびZ方向寸法で作成されている。
The
上部台座32は、空洞部40に低濃度RI液などの液体を供給するための給液口33a、33bを備え、栓体37a〜37cが装着されて開閉可能に閉止される。複数の給液口33a、33bが上部台座32に開口形成されていることで、一方の給液口33aから空洞部40に液体を注入し、他方の給液口33bを空気抜き穴として空洞部40の内部の空気を排出することができる。これにより、液体を迅速に空洞部40に注入することができる。給液口33aを閉止する栓体37a、37bは二重の栓構造をなしており、給液口33aよりも小径の栓体37aの貫通孔(図示せず)を通じて液体を精細に注入することができる。
The
上部台座32の上面には、上部台座32から栓体37a〜37cよりも外側に突出して形成されて倒置面を構成する突起部35が複数箇所に形成されている。突起部35は、上部台座32から栓体37a〜37cよりも高く突出している。これにより、脳ファントム100の向きを図1から上下反転(倒置)させて上部台座32を下方にして作業台等に設置するときに、突起部35が脚となり、栓体37a〜37cが作業台等に干渉することがない。
On the upper surface of the
図3および図4(a)、(b)に示すように、座部50は、支持台52、凹溝58およびネジ穴57を備えている。支持台52は、空洞部40の内側に向かって座部50の上方に突出形成されており、線条体模型部10a・10bおよび中脳模型部70を取り付ける部位である。凹溝58は支持台52の周囲を取り囲んで形成されており、Oリング64などの封止部材が装着されて座部50とフランジ部34とは液密に封止される。一例として、Oリング64にはシリコーンゴムやニトリルゴムなどの耐薬品性の合成ゴム材料を用いることができる。ネジ穴57は、凹溝58のさらに外側の複数箇所に設けられている。座部50とフランジ部34(図2参照)とは、ネジ穴57を用いて複数本のボルトで締結される。ボルトの締付力によってOリング64は押圧変形して座部50とフランジ部34との間が水密にシールされる。
As shown in FIG. 3 and FIGS. 4A and 4B, the
支持台52と凹溝58との間には封止部59が設けられている。封止部59は、座部50における凹溝58よりも外周側の材料よりも軟質の樹脂材料からなる。一例として、封止部59にはシリコーンゴムやウレタンゴムなどの耐薬品性の合成ゴム材料を用いることができる。封止部59が軟質樹脂材料であることにより、フランジ部34が封止部59に面密着するためフランジ部34と座部50との間から低濃度RI液が漏れ出すことがない。
A sealing
図3および図4に示すように、座部50の支持台52の上面には線条体支持部51が突出して形成されている。線条体支持部51は、線条体支持部51は、線条体模型部10a・10bに対してそれぞれ個別に設けられていてもよく、または線条体模型部10a・10bに共通して設けられていてもよい。本実施形態の脳ファントム100においては、一対の線条体模型部10a・10bにそれぞれ対応して一対の線条体支持部51が支持台52に設けられている。
As shown in FIGS. 3 and 4, a
線条体支持部51は、線条体模型部10a・10bを収容容器30(具体的には支持台52)に固定する部位である。言い換えると、本実施形態の脳ファントム100は、線条体模型部10a・10bを収容容器30に固定する線条体支持部51を備えている。
The
次に、線条体模型部10a・10bおよび中・間脳模型部90について詳細に説明する。線条体模型部10a・10bおよび中・間脳模型部90は、それぞれ中空形状をなす。本実施形態の中・間脳模型部90は、中脳模型部70により構成されている。
Next, the
線条体模型部10a・10bおよび中脳模型部70(中・間脳模型部90)の内部にはRI液が貯留される。RI液としては、放射性核種で標識した神経伝達機能イメージング剤を用いることができる。RI液に含まれる放射性核種は特に限定されず、核医学画像診断において一般的に使用される短半減期の放射性核種を含有する液体を用いることができる。具体的な放射性核種としては、一例として、C−11、F−18、I−123、Tc−99m等が挙げられる。これらの放射性核種を溶解させる液体としては、水、生理食塩液、クエン酸2水素ナトリウム等の緩衝液、を用いることができる。
The RI solution is stored inside the
具体的な神経伝達機能イメージング剤のうち、ドパミン作動性神経系のトレーサーとしては、上述した[123I]イオフルパンのほか、[18F]FDOPA、[11C]L−ドーパ、[11C]βCIT、[123I]βCIT、[11C]CFT、[11C]PE21、[18F]FEPE21、[11C]SCH23390、[11C]NNC112、[11C]ラクロプライド、[11C]FLB457、[11C]PHNO、[11C]MNPA、[99mTc]TRODATを用いることができる。また、セロトニン作動性神経系のトレーサーとしては、[11C]McN5652、[11C]DASB、[11C]WAY−100635、[11C]NMSP、[18F]アルタリンセリンなどを用いることができる。
すなわち、本実施形態の脳ファントム100や後述する脳ファントム110(図8参照)は、[123I]イオフルパン以外のドパミン作動性神経系のトレーサーやセロトニン作動性神経系のトレーサーによる核医学撮影画像の評価に用いることもできる。
Among specific neurotransmitter function imaging agents, as a tracer of the dopaminergic nervous system, in addition to the above-mentioned [ 123 I] ioflupan, [ 18 F] FDOPA, [ 11 C] L-dopa, [ 11 C] βCIT , [123 I] βCIT, [ 11 C] CFT, [11 C] PE21, [18 F] FEPE21, [11 C] SCH23390, [11 C] NNC112, [11 C] raclopride, [11 C] FLB457, [ 11 C] PHNO, [ 11 C] MNPA, [ 99m Tc] TRODAT can be used. In addition, as a tracer of serotonergic nervous system, [ 11 C] McN5652, [ 11 C] DASB, [ 11 C] WAY-100635, [ 11 C] NMSP, [ 18 F] altarinserine, etc. may be used. it can.
That is, the
図1および図3に示すように、本実施形態の脳ファントム100は、左線条体および右線条体をそれぞれ模した一対の線条体模型部10a・10bを備えている。これらの一対の線条体模型部10a・10bは、収容容器30に対して、具体的には座部50の支持台52に対して、個別に着脱可能に装着される。線条体模型部10aおよび10bを個別に形成することで、線条体模型部10a・10bを個々に取り替えることができるため内部のRI液を交換する作業を容易かつ迅速におこなうことができる。また、一対の線条体模型部10a・10bの相対的な向きを自在に変化させることもできる。
As shown in FIGS. 1 and 3, the
図3に示すように、一対の線条体模型部10a・10bにおける互いに近接する+Y側の端部近傍には、一対の線条体模型部10a・10b並び方向(±X方向)の内側に向かって膨出する膨出部15がそれぞれ形成されている。膨出部15は、ヒトの線条体における尾状核、より具体的には尾状核頭を模した部分である。
As shown in FIG. 3, in the vicinity of the ends on the + Y side that are close to each other in the pair of
図5(a)は線条体模型部10bの斜視図であり、図5(b)は線条体模型部10bの底面図である。線条体模型部10bとともに用いられる線条体模型部10a(図2を参照)は、YZ平面に関して線条体模型部10bと鏡面対称形状をなす。
FIG. 5A is a perspective view of the striated
線条体模型部10a・10bは、それぞれ偏平容器部14を有している。偏平容器部14は中空形状をなし、ヒトの線条体の形状および寸法を模したものである。より具体的には、偏平容器部14はヒトの被殻および尾状核をあわせた線条体の形状および寸法を模したものである。偏平容器部14は、横断面(XY平面)内の最大寸法(厚み寸法)が、体軸方向(Z方向)の最大寸法(高さ寸法)よりも小さい偏平な略楕円体形状をなしている。図2に示す横断面(XY平面)において、一対の線条体模型部10a・10bの偏平容器部14は互いに離間し、かつ偏平容器部14の長軸同士が互いに傾斜するようにして配置されている。言い換えると、一対の偏平容器部14は、前頭側(+Y側)から後頭側(−Y側)に向かって広がるハの字型(truncated chevron shape)に配置されている。
The linear
線条体模型部10a・10bは、それぞれ中空形状をなし、放射性液体(RI液)を充填するための液体貯留部20を有している。より具体的には、本実施形態の線条体模型部10a・10bは、互いに非連通に独立した液体貯留部20をそれぞれ有し、液体注入口12を個別に有している。
The linear
支柱部16は、偏平容器部14を収容容器30に対して所定の位置に配置するための固定部である。支柱部16は、線条体模型部10a・10bの偏平容器部14と一体成形されている。本実施形態の支柱部16は中空であり、偏平容器部14とともにRI液が貯留される。本実施形態の支柱部16は、中空の偏平容器部14の内部と連通する内腔17(図2参照)を有する管状をなしている。すなわち、本実施形態の液体貯留部20は、偏平容器部14および支柱部16の内部に形成されている。支柱部16の下端開口にあたる液体注入口12には栓体18が装着されて線条体模型部10a・10bは封止される。
The
なお、本実施形態では線条体模型部10aおよび10bを個別に形成することを例示するが、これに代えて、線条体模型部10aおよび10bは一体形成されてもよい。この場合、線条体模型部10a・10bの液体貯留部20は互いに連通していてもよく、線条体模型部10a・10bで一つの液体注入口12を共有してもよい。そして、線条体模型部10a・10bで支柱部16を共有してもよい。
In the present embodiment, the striated
線条体模型部10a・10bは、エポキシ系樹脂などの光硬化性樹脂材料を用いて、光造形法などの三次元成形方法により作成することができる。具体的には、線条体模型部10a・10bの形状を、Z方向すなわち支柱部16の延在方向に多層に積層した断層データに分割し、光硬化性樹脂材料を一層ずつ光硬化させて線条体模型部10a・10bを三次元積層成形することができる。これにより、偏平容器部14の中空の底部において支柱部16の内腔17と滑らかに連接させることができ、また偏平容器部14の内部に内腔17よりも大径の中空部を形成することができる。
The linear
線条体模型部10a・10bの内容積は特に限定されない。予め較正された核医学画像撮影装置を用いて撮影された被験者の線条体に関する平均的な核医学画像に基づいて線条体模型部10a・10bの各内容積を決定することができる。具体的には、一対の線条体模型部10a・10bのそれぞれの内容積は10ミリリットル以上かつ20ミリリットル以下とすることができる。
The internal volume of the linear
本実施形態の脳ファントム100(図1参照)は、一対の線条体模型部10a・10bを所定の位置および向きで収容容器30に装着させる位置決め構造を備えている。具体的には、図5に示すように、位置決め構造として、第一突条118および第二突条119が支柱部16の周囲に突出して形成されている。第一突条118は支柱部16から−Y方向に突出し、第二突条119は支柱部16から+Y方向に突出している。第一突条118および第二突条119は矩形断面の突条であり、断面の形状または寸法は互いに相違する。一方、図3および図4に示すように、支持台52に立設された線条体支持部51には、支柱部16、第一突条118および第二突条119がともに嵌合する形状の内腔53が形成されている。これにより、支柱部16を線条体支持部51の内腔53に挿入すると、線条体模型部10a・10bの一対の偏平容器部14が、上記した所定の位置および向きで収容容器30に対して位置決めされる。
The brain phantom 100 (see FIG. 1) of the present embodiment includes a positioning structure for mounting the pair of
図6(a)は中脳模型部70の斜視図であり、図6(b)は中脳模型部70の平面図である。
FIG. 6A is a perspective view of the
中脳模型部70(中・間脳模型部90)は中空形状をなし、放射性液体(RI液)を充填するための液体貯留部76を有している。中脳模型部70の液体貯留部76は線条体模型部10a・10bの液体貯留部20に対して互いに非連通に独立しており、線条体模型部10a・10bと中脳模型部70とは液体注入口12、72を個別に有している。これにより、線条体模型部10a・10bに充填するRI液と、中脳模型部70に充填するRI液とを異なる濃度とすることができる。
The midbrain model part 70 (medium / diencephalon model part 90) has a hollow shape and has a
本実施形態の中脳模型部70および液体貯留部76は、Z方向に延在する柱状をなしており、具体的には円柱状である。このほか、中脳模型部70および液体貯留部76は角柱状としてもよい。また、中脳模型部70の外形形状と液体貯留部76の形状とは異なる柱状としてもよい。
The
中脳模型部70(中・間脳模型部90)は、脳ファントム100、具体的には収容容器30を閉止する座部50に対して着脱可能に設けられている。より具体的には、中脳模型部70(中・間脳模型部90)は、線条体支持部51と係合する中・間脳支持部74を有している。中・間脳支持部74は環状をなし、線条体支持部51の外周に装着して用いられる。中脳模型部70(中・間脳模型部90)は、一対の線条体支持部51に対してそれぞれ係合する一対の中・間脳支持部74を有している。
The midbrain model part 70 (medium / diencephalon model part 90) is detachably provided to the
一対の環状の中・間脳支持部74と液体貯留部76とは、それぞれ腕部78で連結されている。図6(b)に示すように、一対の腕部78は、液体貯留部76から+Y方向に突出し、90度以上120度程度の角度で互いに交差している。
The pair of annular middle /
線条体模型部10a・10bと中脳模型部70(中・間脳模型部90)とは、共通の線条体支持部51に装着された状態で、ヒトの線条体と中脳との位置関係に対応する相対位置に設置される。中脳模型部70は、解剖学的にヒトの脳中心部に対応する位置に設置される。本実施形態のように共通の部位(線条体支持部51)に対して線条体模型部10a・10bおよび中脳模型部70を装着することにより、脳ファントム100の加工精度に起因する線条体模型部10a・10bと中脳模型部70との位置ずれ誤差を低減することができる。
The
具体的には、中脳模型部70(中・間脳模型部90)は、一対の線条体模型部10a・10bの間かつ外部に配置される。また、本実施形態の中・間脳模型部90は、ヒトの線条体に対する中脳の位置関係に対応する、線条体模型部10a・10bとの相対位置に設置される中脳模型部70を含む。そして、線条体模型部10a・10bと中脳模型部70との少なくとも一部同士は、一対の線条体模型部10a・10bの並び方向(X方向)に対して直交する方向(Y方向またはZ方向)に互いに重複して配置されている。本実施形態では、図3に示すように中脳模型部70は線条体模型部10a・10bに対してY方向に重複した位置に配置されている。具体的には、図3に示す横断面(XY平面)において、中脳模型部70の中心位置は、線条体模型部10a・10bにおける+Y方向の先端(すなわち、解剖学的にヒトの尾状核末端に対応する位置)から40mm以上50mm以下の範囲で−Y方向に後退した位置に配置されている。そして、横断面における中脳模型部70の上記の位置は、脳ファントム100が摸擬する頭部の中心位置とすることができる。また、Z方向に関しても、中脳模型部70の上部の一部高さが、線条体模型部10a・10bの液体貯留部20と重複するように中脳模型部70の高さ寸法(Z寸法)および設置高さが設定されている。中脳模型部70の設置高さは、多数の被験者の平均的な核医学画像に基づいて決定することができる。具体的には、横断面画像において線条体の観察面積が最大となる高さ位置(Z位置)から20mm以上25mm以下の範囲で−Z方向に下げた高さ位置を中脳模型部70の上端とすることができる。中脳模型部70の具体的な寸法については後述する。
Specifically, the midbrain model part 70 (medium / diencephalon model part 90) is arranged between the pair of
中脳模型部70(中・間脳模型部90)は線条体模型部10a・10bに対して、ヒトの線条体と中脳との位置関係に対応する上記の相対位置と、この相対位置とは異なる退避位置と、に遷移可能に設けられている。
The midbrain model part 70 (medium / diencephalon model part 90) is relative to the
図7は、線条体模型部10a・10bが装着され中脳模型部70(中・間脳模型部90)が取り外された状態の座部50の平面図である。中脳模型部70(中・間脳模型部90)は線条体模型部10a・10bに対して着脱可能である。これにより、線条体模型部10a・10bおよび中脳模型部70(中・間脳模型部90)をすべて用いて核医学画像撮影装置の各種評価をおこなう場合のほか、図7に示すように中脳模型部70(中・間脳模型部90)を線条体模型部10a・10bから退避させて各種評価をおこなうこともできる。このため、中脳模型部70(中・間脳模型部90)を用いてその影響を考慮した場合の評価結果と、中脳模型部70(中・間脳模型部90)を用いずにその影響を無視した場合とを容易に対比することができる。本実施形態の脳ファントム100は、中・間脳支持部74が線条体支持部51に対して着脱可能であることにより、線条体支持部51に支持される線条体模型部10a・10bに対しても中脳模型部70(中・間脳模型部90)は着脱可能である。なお、中脳模型部70(中・間脳模型部90)を線条体模型部10a・10bに対して着脱可能とすることに代えて、後述する第二実施形態のように、中脳模型部70(中・間脳模型部90)を線条体模型部10a・10bに対して任意の方向に移動可能としてもよい。
FIG. 7 is a plan view of the
環状の中・間脳支持部74の一部は+Z方向に突出して締結部77を形成している。締結部77は、一対の中・間脳支持部74のそれぞれ±X方向の外側に形成されている。締結部77には孔79が形成されている。孔79の深さ方向は±X方向である。
A part of the annular middle /
液体貯留部76には、腕部78と反対側に突出する注入管73が設けられている。注入管73の先端が液体注入口72にあたる。液体注入口72には栓体80が着脱可能に装着されて閉止される。
The
図2または図4に示すように、線条体支持部51は、線条体模型部10a・10bの支柱部16および中・間脳模型部90の中・間脳支持部74を保持する。線条体支持部51の内腔53には支柱部16の下端が挿入され、線条体支持部51の外周には中・間脳支持部74が装着される。線条体支持部51には側孔54が支柱部16の挿入方向に対して直交する方向、具体的には±X方向に穿設されている。側孔54は線条体支持部51の内腔53に至る貫通孔である。側孔54には固定ネジ55(図2参照)が螺合する。線条体支持部51の外周に中・間脳支持部74を装着し、内腔53に支柱部16を挿入した状態で固定ネジ55を側孔54に螺入することで、固定ネジ55は中・間脳模型部90の孔79を貫通し、支柱部16を線条体支持部51に対して押圧する。これにより、線条体模型部10a・10bおよび中・間脳模型部90が座部50(線条体支持部51)に対していずれも着脱可能に固定される。
As shown in FIG. 2 or 4, the
図3に示すように、座部50に固定された状態で、中脳模型部70(中・間脳模型部90)の液体注入口72は線条体模型部10a・10bに対して反対側(同図の下方)に突出して設けられている。これにより、線条体模型部10a・10bを関心領域として核医学撮影画像の評価をおこなう際に、注入管73や栓体80の影響に起因する誤差を低減することができる。
As shown in FIG. 3, the
本実施形態の中・間脳模型部90は、中脳および/または間脳の位置を摸擬した中脳ファントムであり、脳ファントム100に装着可能である。脳ファントム100は、上述のように、ヒトの頭部の核医学撮影画像の評価に用いられヒトの線条体の位置および形状を模した中空形状の線条体模型部10a・10bを備えている。そして、本実施形態の中・間脳模型部(中・間脳ファントム)90は、中空形状をなすとともに、放射性液体(RI液)を注入するための液体注入口72と、線条体模型部10a・10bに対してヒトの線条体と中脳および/または間脳との位置関係に対応する相対位置に設置するための中・間脳支持部74と、を有している。
The middle /
より詳細には、本実施形態の中・間脳模型部90は中脳模型部(中脳ファントム)70である。かかる中脳模型部(中脳ファントム)70は、線条体模型部10a・10bに対してヒトの線条体と中脳との位置関係に対応する相対位置に設置される。
More specifically, the middle /
中脳模型部70(中・間脳模型部90)は、線条体模型部10a・10bと同様に、エポキシ系樹脂などの光硬化性樹脂材料を用いて、光造形法などの三次元成形方法により作成することができる。これにより、中脳模型部70(中・間脳模型部90)の液体貯留部76、注入管73、腕部78および中・間脳支持部74を一材一体成形することができる。ただし、上記製造方法に代えて、筒状の液体貯留部76に対して、別部材として作成された注入管73や腕部78を接着接合して中脳模型部70(中・間脳模型部90)を作成してもよい。
The midbrain model part 70 (medium / diencephalon model part 90) is formed by three-dimensional molding such as stereolithography using a photocurable resin material such as an epoxy resin, similarly to the
本実施形態の中・間脳模型部(中・間脳ファントム)90が収容容器30(具体的には座部50)に対して着脱可能であることを応用して、脳ファントム100は、交換して装着可能で内容積が互いに異なる複数の中脳模型部70を備えてもよい。すなわち、本実施形態の脳ファントム100は、複数の中脳模型部70を含むセットとして提供することができる。
The
複数の中脳模型部70の液体貯留部76の形状および寸法は、多数の被験者の中脳に関する平均的な核医学画像に基づいて決定することができる。当該複数のうちの一の中脳模型部70における液体貯留部76は、成人健常者の中脳の平均的な寸法に基づき、直径15mm以上20mm以下、高さ18mm以上25mm以下の円柱状とすることができる。また、他の中脳模型部70における液体貯留部76は、レビー小体型認知症(DLB)疾患者や進行性核上性麻痺(PSP)疾患者の中脳における[123I]イオフルパンの集積度合いに基づいて、一の中脳模型部70よりも小径の円柱とすることができる。具体的には、当該他の中脳模型部70における液体貯留部76の直径は12mm以上14mm以下とし、高さは一の中脳模型部70と共通とすることができる。
The shapes and dimensions of the
すなわち、当該複数の中脳模型部70は、ともに柱状をなし、かつ高さ寸法が共通で太さ寸法が異なるものとすることができる。これにより、太さ寸法が大きい一の中脳模型部70を用いた場合には、健常者やパーキンソン病(PD)疾患者、本態性振戦(ET)疾患者など、[123I]イオフルパンが中脳に良好に集積する被験者の核医学画像を評価することができる。一方、太さ寸法が小さい他の中脳模型部70を用いた場合には、レビー小体型認知症(DLB)疾患者や進行性核上性麻痺(PSP)疾患者など、中脳における[123I]イオフルパンの集積が低下する症例の被験者の核医学画像を評価することができる。
That is, the plurality of
以上説明したように、本実施形態の脳ファントム100は、ヒトの頭部の核医学撮影画像の評価に用いられ、収容容器30と中・間脳模型部90とを備えている。収容容器30は、内部に空洞部40を有し、大脳の少なくとも一部を模したものである。中空形状の中・間脳模型部90は、放射性液体(RI液)を注入するための液体注入口72を有し、空洞部40の内部であって中脳および/または間脳を模した位置に設置される。そして、中・間脳模型部90は収容容器30に対して着脱可能である。
As described above, the
かかる脳ファントム100においては、中・間脳模型部90が収容容器30に対して着脱可能であるため、中・間脳模型部90にRI液を注入する作業が容易である。また、中・間脳模型部90の形態やRI液の放射能濃度を変更して核医学画像を複数回に亘って撮影する場合には、各回の撮影後の脳ファントム100から中・間脳模型部90を交換する作業と並行して、他の中・間脳模型部90に予めRI液を充填しておくことができる。
In such a
脳ファントム100の使用方法の一例を説明する。まず、RI液を貯留した線条体模型部10a・10bおよび中・間脳模型部90を座部50に固定し、この座部50をフランジ部34に装着する。つぎに、給液口33a、33bを通じて収容容器30の空洞部40に低濃度RI液を貯留して、栓体37a〜37cで給液口33a、33bを閉栓する。かかる脳ファントム100を核医学画像撮影装置のヘッドレスト(図示せず)に固定し、専用カメラでこれを撮影して核医学画像を収集する。
An example of how to use the
核医学画像は複数回に亘って撮影してもよい。たとえば、線条体模型部10a・10bに収容するRI液の放射能濃度を変更して核医学画像をそれぞれ撮影することにより、健常者の線条体を模した健常モデルと、脳機能障害患者の線条体を模した病態モデルとの核医学画像を対比することができる。このように核医学画像を複数回に亘って撮影する場合には、突起部35を脚として脳ファントム100を倒置した状態で、座部50をフランジ部34から取り外して線条体模型部10a・10bおよび中・間脳模型部90を空洞部40から引き上げる。これにより、収容容器30の内部には低濃度RI液のほぼ全量が残留していることとなる。つぎに、フランジ部34から取り外した座部50から、固定ネジ55を緩めて線条体模型部10a・10bおよび/または中・間脳模型部90を取り外す。線条体模型部10a・10bや中・間脳模型部90に貯留されているRI液を交換するか、または予めRI液が貯留された他の線条体模型部10a・10bや中・間脳模型部90に交換したうえ、あらためて線条体模型部10a・10bや中・間脳模型部90を座部50に固定する。そして、線条体模型部10a・10bおよび中・間脳模型部90を空洞部40に挿入してRI液に浸漬し、座部50で空洞部40の開口42を閉止する。
以上の工程により、本実施形態の脳ファントム100によれば、低濃度RI液を廃棄することなく迅速に、線条体模型部10a・10bや中・間脳模型部90に貯留したRI液の成分や濃度を変更したり、異なる形状の線条体模型部10a・10bおよび中・間脳模型部90に変更したりすることができる。
Nuclear medicine images may be taken a plurality of times. For example, by changing the radioactivity concentration of the RI solution contained in the
Through the above process, according to the
<第二実施形態>
図8は本発明の第二実施形態の脳ファントム110を示す上方斜視図である。
<Second embodiment>
FIG. 8 is an upper perspective view showing the
本実施形態の脳ファントム110は、中・間脳模型部90(中脳模型部70)が、線条体模型部10a・10bに対して、ヒトの線条体と中脳との位置関係に対応する相対位置と、この相対位置とは異なる退避位置と、に遷移可能に設けられている点で第一実施形態の脳ファントム100(図1参照)と共通する。本実施形態の脳ファントム110は、中・間脳模型部90(中脳模型部70)が線条体模型部10a・10bに対して移動可能であって着脱可能ではない点で第一実施形態と相違する。
In the
具体的には、本実施形態の中・間脳支持部74は板状をなし、線条体模型部10a・10bの支柱部16に対してこれらの延在方向に摺動可能に装着されている。中・間脳模型部90(中脳模型部70)は、板状の中・間脳支持部74の上面に固着されている。注入管73は中・間脳模型部90(中脳模型部70)から−Z方向に突出し、板状の中・間脳支持部74を貫通している。
Specifically, the middle /
収容容器30は閉鎖された略球形の殻状をなし、図示しない給液口を通じて低濃度RI液を充填することができる。線条体模型部10a・10bの支柱部16の下端に開口する液体注入口12および中・間脳支持部74の下端に開口する液体注入口72は、収容容器30の外部に露出している。線条体模型部10a・10bの支柱部16は収容容器30に対して固定されている。注入管73は収容容器30に対して液密に摺動可能である。収容容器30に低濃度RI液を貯留した状態で、中・間脳模型部90(中脳模型部70)の注入管73を昇降駆動することで中・間脳支持部74は線条体模型部10a・10bの複数本の支柱部16に対して摺動する。これにより、注入管73を上昇させた場合は中・間脳模型部90(中脳模型部70)が線条体模型部10a・10bに近接し、ヒトの線条体と中脳との位置関係に対応する相対位置に達する。逆に、注入管73を下降させた場合は中・間脳模型部90(中脳模型部70)が線条体模型部10a・10bから離間して退避位置に至る。
The
本実施形態のように、線条体模型部10a・10bおよび中・間脳模型部90は収容容器30に対して着脱可能ではなく、分離不可であってもよい。
As in the present embodiment, the
<第三実施形態>
図9は、本発明の第三実施形態の中・間脳模型部90および線条体模型部10a・10bが装着された座部50の平面図である。図10(a)は本実施形態の中・間脳模型部90の平面図であり、図10(b)はその正面図である。
<Third embodiment>
FIG. 9 is a plan view of the
中・間脳模型部90は、線条体模型部10a・10bに対して、ヒトの線条体と中脳との位置関係に対応する相対位置に設置される中脳模型部70と、ヒトの線条体と間脳との位置関係に対応する相対位置に設置される間脳模型部92と、を含んでいる。
The middle /
中脳模型部70および間脳模型部92は、それぞれ中空形状をなし、放射性液体(RI液)を充填するための液体貯留部76、94を有している。
The
間脳模型部92は、中脳模型部70と同様に円柱状とすることができる。間脳模型部92の内部に形成する中空形状の液体貯留部94の寸法および体積は、ヒト(成人健常者)の間脳の平均的な寸法および体積と同程度に設定することができる。より具体的には、ヒト(成人健常者)の間脳は中脳よりも寸法および体積が大きい。このため、図10に示すように本実施形態の間脳模型部92(液体貯留部94)は、中脳模型部70(液体貯留部76)よりも大径の円柱状に形成されている。間脳模型部92(液体貯留部94)の高さ寸法は、中脳模型部70(液体貯留部76)の高さ寸法より大きくしてもよく、または略同等としてもよい。間脳模型部92と中脳模型部70とは同軸上に配置され、間脳模型部92は中脳模型部70の上方(+Z側)に配置されている。
The
中・間脳模型部90を構成する中脳模型部70および間脳模型部92は、互いに一体に設けられていてもよく、または別部材として個別に設けられていてもよい。このうち、本実施形態の中脳模型部70と間脳模型部92とは互いに一体に形成されており、共通の中・間脳支持部74により線条体支持部51と係合する。これにより、間脳模型部92が線条体模型部10a・10bと干渉することなく中・間脳模型部90を省スペースで収容容器30(図1参照)の内部に収容することができる。
The
中脳模型部70および間脳模型部92は、一対の線条体模型部10a・10bの間かつ外部に配置される。線条体模型部10a・10bと中脳模型部70との少なくとも一部同士は、一対の線条体模型部10a・10bの並び方向(X方向)に対して直交する方向(Y方向またはZ方向)に互いに重複して配置されている。同様に、線条体模型部10a・10bと間脳模型部92との少なくとも一部同士は、一対の線条体模型部10a・10bの並び方向(X方向)に対して直交する方向(Y方向またはZ方向)に互いに重複して配置されている。
The
本実施形態の中・間脳模型部90においては、中脳模型部70の液体貯留部76と間脳模型部92の液体貯留部94とが互いに連通している。なお、本実施形態の中・間脳模型部90では、ヒト(成人健常者)の中脳の体積と略同等に中脳模型部70の液体貯留部76の体積が設定され、同じくヒト(成人健常者)の間脳の体積と略同等に間脳模型部92の液体貯留部94の体積が設定されている。ただし、これに代えて、中脳模型部70および間脳模型部92の液体貯留部76、94の合計体積を、ヒト(成人健常者)の中脳の平均的な体積と間脳の平均的な体積との合算と同程度に設定してもよい。そして、間脳模型部92を中脳模型部70と同径かつ同軸の円柱状としてもよい。言い換えると、中脳模型部70と間脳模型部92とが合わさって一の円柱状に形成されてもよい。
In the middle /
中脳模型部70および間脳模型部92の液体貯留部76、94には、共通の液体注入口72が設けられている。これにより、液体注入口72を通じて中脳模型部70および間脳模型部92の内部にRI液を充填することができる。液体注入口72は、中・間脳模型部90が座部50に固定された状態で、線条体模型部10a・10bに対して反対側(−Y側)に突出して設けられている。
The
図11(a)は第三実施形態の変形例にかかる中・間脳模型部90の平面図であり、図11(b)はその正面図である。
Fig.11 (a) is a top view of the
本変形例の中・間脳模型部90は、間脳模型部92の液体貯留部94と中脳模型部70の液体貯留部76とが互いに隔離されて非連通に構成されている点で第三実施形態(図10参照)と相違する。間脳模型部92には注入管96が設けられ、注入管96の先端に開口する液体注入口95は液体貯留部94の内部と連通している。
The middle /
本変形例の中・間脳模型部90のように間脳模型部92と中脳模型部70とを非連通に構成することで、中脳模型部70と間脳模型部92の内部に異なる濃度のRI液を注入することができる。これにより、たとえば間脳模型部92に高濃度のRI液を充填し、中脳模型部70に低濃度のRI液を充填することができる。これにより、中脳模型部70の影響を排除して、もっぱらヒトの間脳および線条体を関心領域として核医学画像撮影装置の各種評価をおこなうことができる。逆に、間脳模型部92に低濃度のRI液を充填し、中脳模型部70に高濃度のRI液を充填することもできる。これにより、間脳模型部92の影響を排除して、もっぱらヒトの中脳および線条体を関心領域として核医学画像撮影装置の各種評価をおこなうことができる。
By configuring the
第三実施形態およびその変形例にかかる中・間脳模型部90によれば、中脳模型部70および間脳模型部92を備えることにより、ヒトの線条体および中脳を関心領域とした場合の各種評価に加え、線条体と間脳を関心領域とした場合や、線条体、中脳および間脳のすべてを関心領域とした場合の各種評価をすることができる。
According to the
なお、本発明は上述の実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的が達成される限りにおける種々の変形、改良等の態様も含む。 The present invention is not limited to the above-described embodiment, and includes various modifications and improvements as long as the object of the present invention is achieved.
上記第一および第二実施形態では、線条体模型部10a・10bの液体貯留部20と中脳模型部70の液体貯留部76や間脳模型部92の液体貯留部94とが互いに非連通に独立していることを例示したが、本発明はこれに限られない。線条体模型部10a・10bの一対の液体貯留部20および中脳模型部70の液体貯留部76、または線条体模型部10a・10bの一対の液体貯留部20および間脳模型部92の液体貯留部94は、互いに連通していてもよい。そして線条体模型部10a・10bと中・間脳模型部90とで液体注入口(符号略)を共有してもよい。
In the first and second embodiments, the
また、図1に示す第一実施形態の脳ファントム100においては線条体模型部10a・10b、中・間脳模型部90および収容容器30が互いに一体に組み立てられているが、本発明はこれに限られない。線条体模型部10a・10b、中・間脳模型部90および収容容器30は互いに分離された状態で提供されてもよい。
Further, in the
また、図8に示すように、線条体模型部10a・10bのそれぞれには、被殻と尾状核に対応する液体貯留部20が個別に設けられてもよい。
Moreover, as shown in FIG. 8, the
本発明の脳ファントム100、110および中・間脳模型部90の各種の構成要素は、個々に独立した存在である必要はない。複数の構成要素が一個の部材として形成されていること、一つの構成要素が複数の部材で形成されていること、ある構成要素が他の構成要素の一部であること、ある構成要素の一部と他の構成要素の一部とが重複していること、等を許容する。
The various components of the
上記実施形態は、以下の技術思想を包含するものである。
(1)ヒトの頭部の核医学撮影画像の評価に用いられる脳ファントムであって、内部に空洞部を有する収容容器と、前記空洞部の内部であってヒトの線条体と中脳および/または間脳との位置関係に対応する相対位置に設置される線条体模型部および中・間脳模型部と、を備え、前記線条体模型部および前記中・間脳模型部が、それぞれ中空形状をなし、放射性液体を注入するための液体注入口を有する脳ファントム。
(2)前記線条体模型部および前記中・間脳模型部が、前記液体注入口と、互いに非連通に独立した液体貯留部と、をそれぞれ有する上記(1)に記載の脳ファントム。
(3)前記中・間脳模型部の前記液体注入口が、前記線条体模型部に対して反対側に突出して設けられている上記(1)または(2)に記載の脳ファントム。
(4)左線条体および右線条体をそれぞれ模した一対の前記線条体模型部を備え、前記中・間脳模型部が、一対の前記線条体模型部の間かつ外部に配置されており、前記中・間脳模型部は、前記線条体模型部に対して、ヒトの線条体に対する中脳の位置関係に対応する相対位置に設置される中脳模型部を含み、前記線条体模型部と前記中脳模型部との少なくとも一部同士が、一対の前記線条体模型部の並び方向に対して直交する方向に互いに重複して配置されている上記(1)から(3)のいずれか一項に記載の脳ファントム。
(5)前記中・間脳模型部が前記線条体模型部に対して、前記相対位置と、前記相対位置とは異なる退避位置と、に遷移可能に設けられている上記(4)に記載の脳ファントム。
(6)前記中・間脳模型部が着脱可能に設けられている上記(5)に記載の脳ファントム。
(7)交換して装着可能で内容積が互いに異なる複数の前記中脳模型部を備えている上記(6)に記載の脳ファントム。
(8)複数の前記中脳模型部は、ともに柱状をなし、かつ高さ寸法が共通で太さ寸法が異なることを特徴とする上記(7)に記載の脳ファントム。
(9)前記線条体模型部が着脱可能に設けられている上記(1)から(8)のいずれか一項に記載の脳ファントム。
(10)前記線条体模型部を前記収容容器に固定する線条体支持部を備え、前記中・間脳模型部が、前記線条体支持部と係合する中・間脳支持部を有する上記(1)から(9)のいずれか一項に記載の脳ファントム。
(11)左線条体および右線条体をそれぞれ模した一対の前記線条体模型部と、一対の前記線条体模型部をそれぞれ前記収容容器に固定する一対の前記線条体支持部と、を備え、前記中・間脳模型部が、一対の前記線条体支持部に対してそれぞれ係合する一対の前記中・間脳支持部を有する上記(10)に記載の脳ファントム。
(12)空洞部は開口を有し、前記開口は座部により開閉可能に閉蓋され、前記線条体模型部および前記中・間脳模型部が、前記座部に取り付けられた状態で前記開口より出し入れ可能に構成されている上記(1)から(11)のいずれか一項に記載の脳ファントム。
(13)前記中・間脳模型部が、前記線条体模型部に対して、ヒトの線条体と中脳との位置関係に対応する相対位置に設置される中脳模型部と、ヒトの線条体と間脳との位置関係に対応する相対位置に設置される間脳模型部と、を含む上記(1)から(12)のいずれか一項に記載の脳ファントム。
(14)前記中脳模型部と前記間脳模型部とが互いに一体に形成され、共通の前記中・間脳支持部により前記線条体支持部と係合する上記(10)に従属する(13)に記載の脳ファントム。
(15)ヒトの頭部の核医学撮影画像の評価に用いられヒトの線条体の位置および形状を模した中空形状の線条体模型部を備える脳ファントムに装着可能な中・間脳ファントムであって、中空形状をなすとともに、放射性液体を注入するための液体注入口と、前記線条体模型部に対してヒトの線条体と中脳および/または間脳との位置関係に対応する相対位置に設置するための中・間脳支持部と、を有する中・間脳ファントム。
(16)ヒトの頭部の核医学撮影画像の評価に用いられる脳ファントムであって、内部に空洞部を有し大脳の少なくとも一部を模した収容容器と、放射性液体を注入するための液体注入口を有し、前記空洞部の内部であって中脳および/または間脳を模した位置に設置される中空形状の中・間脳模型部と、を備え、前記中・間脳模型部が前記収容容器に対して着脱可能であることを特徴とする脳ファントム。
The above embodiment includes the following technical idea.
(1) A brain phantom used for evaluation of a nuclear medicine image of a human head, a container having a hollow portion therein, a human striatum, a midbrain inside the hollow portion, and And / or a striatum model part and a middle / mesencephalon model part installed at a relative position corresponding to a positional relationship with the diencephalon, and the striatum model part and the middle / mesencephalon model part, Each brain phantom has a hollow shape and has a liquid inlet for injecting radioactive liquid.
(2) The brain phantom according to (1), wherein each of the striatum model part and the middle / mesencephalon model part includes the liquid inlet and a liquid storage part independent of each other.
(3) The brain phantom according to the above (1) or (2), wherein the liquid injection port of the mid-mesencephalon model part is provided so as to protrude on the opposite side to the striatum model part.
(4) A pair of the striatum model parts simulating the left striatum and the right striatum are provided, and the middle / mesencephalon model part is disposed between and outside the pair of striatum model parts. The mid-mesencephalon model part includes a midbrain model part installed at a relative position corresponding to the positional relationship of the midbrain with respect to the human striatum with respect to the striatum model part, The above (1), wherein at least a part of the striatum model part and the midbrain model part are arranged so as to overlap each other in a direction orthogonal to an arrangement direction of the pair of striatum model parts. To the brain phantom according to any one of (3).
(5) In the above (4), the middle / mesencephalon model part is provided to be capable of transitioning to the relative position and a retracted position different from the relative position with respect to the striatum model part. Brain phantom.
(6) The brain phantom according to (5) above, wherein the middle / diencephalon model part is detachably provided.
(7) The brain phantom according to (6), wherein the brain phantom includes a plurality of the midbrain model parts that can be exchanged and mounted and have different internal volumes.
(8) The brain phantom as described in (7) above, wherein the plurality of midbrain model parts have a columnar shape, have a common height dimension, and have different thickness dimensions.
(9) The brain phantom according to any one of (1) to (8), wherein the striatum model part is detachably provided.
(10) A striatum support part for fixing the striatum model part to the receiving container, wherein the middle / mesencephalon model part is a middle / mesencephalon support part engaged with the striatum support part The brain phantom according to any one of (1) to (9) above.
(11) A pair of the striatum model parts imitating the left striatum and the right striatum respectively, and a pair of the striatum support parts for fixing the pair of striatum model parts to the storage container, respectively. The brain phantom according to (10), wherein the middle / mesencephalon model portion has a pair of the middle / mesencephalon support portions that engage with the pair of striatal support portions, respectively.
(12) The cavity has an opening, the opening is closed by a seat so as to be opened and closed, and the striatal model and the middle / mesencephalon model are attached to the seat. The brain phantom according to any one of (1) to (11), wherein the brain phantom is configured to be removable from an opening.
(13) The mid-mesencephalon model unit is installed at a relative position corresponding to the positional relationship between the human striatum and the midbrain with respect to the striatum model unit, and a human The brain phantom according to any one of (1) to (12), further including a diencephalon model portion installed at a relative position corresponding to the positional relationship between the striatum and the diencephalon.
(14) Subordinate to (10) above, wherein the midbrain model part and the diencephalon model part are formed integrally with each other, and are engaged with the striatum support part by the common mid / diencephalon support part ( The brain phantom according to 13).
(15) A mid-to-mesencephalon phantom that can be attached to a brain phantom that is used to evaluate a nuclear medicine image of a human head and has a hollow striatum model part that simulates the position and shape of a human striatum It has a hollow shape and corresponds to the positional relationship between a liquid inlet for injecting a radioactive liquid and the human striatum and the midbrain and / or diencephalon with respect to the striatum model part. A mid-mesencephalon phantom having a mid-mesencephalon support for placement in a relative position.
(16) A brain phantom used for evaluating a nuclear medicine image of a human head, a container having a hollow portion inside and imitating at least a part of the cerebrum, and a liquid for injecting a radioactive liquid A hollow-shaped middle / mesencephalon model part installed at a position imitating the midbrain and / or diencephalon inside the hollow part, Can be attached to and detached from the container.
10a、10b 線条体模型部
12 液体注入口
14 偏平容器部
15 膨出部
16 支柱部
17 内腔
18 栓体
20 液体貯留部
30 収容容器
32 上部台座
33a、33b 給液口
34 フランジ部
35 突起部
36 筒状部
37a〜37c 栓体
40 空洞部
42 開口
50 座部
51 線条体支持部
52 支持台
53 内腔
54 側孔
55 固定ネジ
57 ネジ穴
58 凹溝
59 封止部
62 脳骨部材
64 Oリング
70 中脳模型部
72 液体注入口
73 注入管
74 中・間脳支持部
76 液体貯留部
77 締結部
78 腕部
79 孔
80 栓体
90 中・間脳模型部
92 間脳模型部
94 液体貯留部
95 液体注入口
96 注入管
100、110 脳ファントム
118 第一突条
119 第二突条
10a, 10b Linear
Claims (14)
内部に空洞部を有する収容容器と、
前記空洞部の内部であってヒトの線条体と中脳および/または間脳との位置関係に対応する相対位置に設置される左線条体および右線条体をそれぞれ模した一対の線条体模型部ならびに一対の前記線条体模型部の間かつ外部に配置された中・間脳模型部と、を備え、
前記中・間脳模型部は、前記線条体模型部に対して、ヒトの線条体に対する中脳の位置関係に対応する相対位置に設置される中脳模型部を含み、
前記線条体模型部と前記中脳模型部との少なくとも一部同士が、一対の前記線条体模型部の並び方向に対して直交する方向に互いに重複して配置されており、
前記線条体模型部および前記中・間脳模型部が、それぞれ中空形状をなし、放射性液体を注入するための液体注入口を有する脳ファントム。 A brain phantom used for evaluating nuclear medicine images of the human head,
A storage container having a hollow portion therein;
A pair of lines imitating the left striatum and the right striatum installed in relative positions corresponding to the positional relationship between the human striatum and the midbrain and / or diencephalon within the cavity. A midbrain model part disposed between and outside the striatal model part and the pair of striatal model parts, and
The mid-brain model part includes a midbrain model part installed at a relative position corresponding to the positional relation of the midbrain with respect to the human striatum with respect to the striatum model part,
At least a part of the striatum model part and the midbrain model part are arranged so as to overlap each other in a direction orthogonal to the arrangement direction of the pair of striatum model parts,
A brain phantom in which the striatum model part and the middle / diencephalon model part each have a hollow shape and have a liquid inlet for injecting a radioactive liquid.
前記中・間脳模型部が、前記線条体支持部と係合する中・間脳支持部を有する請求項1から8のいずれか一項に記載の脳ファントム。 Comprising a striatum support part for fixing the striatum model part to the container;
The brain phantom according to any one of claims 1 to 8 , wherein the mid-mesencephalon model part has a mid-mesencephalon support part that engages with the striatum support part.
一対の前記線条体模型部をそれぞれ前記収容容器に固定する一対の前記線条体支持部と、を備え、
前記中・間脳模型部が、一対の前記線条体支持部に対してそれぞれ係合する一対の前記中・間脳支持部を有する請求項9に記載の脳ファントム。 A pair of said striatum model parts imitating the left striatum and the right striatum respectively;
A pair of the striatum support parts for fixing the pair of striatum model parts to the storage container, respectively,
The brain phantom according to claim 9 , wherein the mid / diencephalon model part has a pair of the mid / diencephalon support parts engaged with the pair of striatal support parts, respectively.
前記開口は座部により開閉可能に閉蓋され、
前記線条体模型部および前記中・間脳模型部が、前記座部に取り付けられた状態で前記開口より出し入れ可能に構成されている請求項1から10のいずれか一項に記載の脳ファントム。 The cavity has an opening;
The opening is closed by a seat so as to be opened and closed,
The brain phantom according to any one of claims 1 to 10 , wherein the striatum model part and the mid-mesencephalon model part are configured to be able to be inserted and removed from the opening in a state of being attached to the seat part. .
中空形状をなすとともに、放射性液体を注入するための液体注入口と、前記線条体模型部に対してヒトの線条体と中脳および/または間脳との位置関係に対応する相対位置に設置するための中・間脳支持部と、を有する中・間脳ファントム。 The brain according to any one of claims 1 to 13, further comprising a hollow striatum model part that is used for evaluation of a nuclear medicine image of a human head and imitates a position and shape of a human striatum. A mid-brain phantom that can be attached to the phantom,
It has a hollow shape, a liquid inlet for injecting radioactive liquid, and a relative position corresponding to the positional relationship between the human striatum and the midbrain and / or diencephalon with respect to the striatum model part A mid / diencephalon phantom having a mid / diencephalon support for installation.
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