JP6910205B2 - Disease discrimination support device and computer program - Google Patents

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Description

本発明は、複数の疾患の鑑別を支援するための技術に関する。 The present invention relates to a technique for supporting the differentiation of a plurality of diseases.

認知症には、アルツハイマー型やレビー小体型等の多くの種類があり、アルツハイマー型認知症(AD)、レビー小体型認知症(DLB)の順に患者数が多いが、両者は症状が類似している。 There are many types of dementia such as Alzheimer's disease and Lewy body dementias, and the number of patients is the largest in the order of Alzheimer's disease (AD) and Lewy body dementias (DLB), but both have similar symptoms. There is.

従来、複数患者の脳画像を統計処理することにより、疾患に特異的に血流低下を示す疾患特異的関心領域を作成し、これを被検者の脳に適用して、疾患特異的関心領域における血流状態に基づき診断を行っている。 Conventionally, by statistically processing brain images of a plurality of patients, a disease-specific region of interest showing a decrease in blood flow specific to a disease is created, and this is applied to the brain of a subject to apply the region of disease-specific interest. Diagnosis is made based on the blood flow condition in.

例えば、ADの疾患特異的関心領域を作成し、被験者の当該関心領域内の血流低下の指標を解析して、重症度や疾患の広がりを観ている。 For example, a disease-specific region of interest in AD is created, and the index of decreased blood flow in the region of interest of the subject is analyzed to observe the severity and spread of the disease.

しかし、ADの疾患特異的関心領域を用いて、被験者がADかDLBかを鑑別することができなかった。 However, it was not possible to distinguish whether the subject was AD or DLB using the disease-specific region of interest in AD.

そこで、本発明の目的は、複数の疾患を鑑別するのに有用な疾患特異的関心領域を提供し、当該関心領域に基づく、高い鑑別能を示す指標を提供することである。 Therefore, an object of the present invention is to provide a disease-specific region of interest useful for differentiating a plurality of diseases, and to provide an index showing high discrimination ability based on the region of interest.

本発明の一の態様に従うコンピュータプログラムは、多数の健常者の所定部位の画像に関するデータである健常者データと、第1の疾患を有する多数の患者の前記所定部位の画像に関するデータである第1患者データと、第2の疾患を有する複数の患者の前記所定部位の画像に関するデータである第2患者データと、を記憶する記憶部を有する疾患鑑別支援装置に実行させるためのコンピュータプログラムであって、前記健常者データと、前記第1患者データとを比較して、前記所定部位における前記第1の疾患に関する第1疾患データを作成し、前記健常者データと、前記第2患者データとを比較して、前記所定部位における前記第2の疾患に関する第2疾患データを作成するステップと、前記第1疾患データを、前記第2疾患データに基づき補正して、前記第1の特定の疾患に関する疾患特異的関心領域を示す第1領域データを作成し、前記第2疾患データに基づき前記第2の特定の疾患に関する疾患特異的関心領域を示す第2領域データを作成するステップと、を前記疾患鑑別支援装置に実行させる。 A computer program according to one aspect of the present invention is a first data relating to images of a predetermined site of a large number of healthy subjects and data relating to images of the predetermined site of a large number of patients having a first disease. It is a computer program for causing a disease discrimination support device having a storage unit to store patient data and second patient data which is data related to images of a plurality of patients having a second disease at the predetermined site. , The healthy subject data is compared with the first patient data to create a first disease data relating to the first disease at the predetermined site, and the healthy subject data is compared with the second patient data. Then, the step of creating the second disease data related to the second disease at the predetermined site and the first disease data are corrected based on the second disease data, and the disease related to the first specific disease is corrected. The step of creating the first region data indicating the specific region of interest and creating the second region data indicating the disease-specific region of interest related to the second specific disease based on the second disease data, and the disease discrimination. Let the support device do it.

好適な実施形態では、前記第1疾患データは、前記第1の疾患に関する疾患特異的領域を示すデータを、前記第2疾患データは、前記第2の疾患に関する疾患特異的領域を示すデータを有し、前記第1領域データを作成するステップでは、前記第1疾患データの疾患特異的領域から、前記第1疾患データの疾患特異的領域と前記第2疾患データの疾患特異的領域とが重なる領域を除いた残りの領域を、前記第1領域データとして作成してもよい。 In a preferred embodiment, the first disease data has data indicating a disease-specific region relating to the first disease, and the second disease data has data indicating a disease-specific region relating to the second disease. Then, in the step of creating the first region data, from the disease-specific region of the first disease data, the region where the disease-specific region of the first disease data and the disease-specific region of the second disease data overlap. The remaining area excluding the above may be created as the first area data.

好適な実施形態では、前記第1領域データの疾患特異的関心領域と、前記第2領域データの疾患特異的関心領域とは、互いに重ならずに一部が接してもよい。 In a preferred embodiment, the disease-specific region of interest of the first region data and the disease-specific region of interest of the second region data may partially touch each other without overlapping each other.

好適な実施形態では、前記第2疾患データを作成するステップでは、前記第2患者データからなる疾患群と前記健常者データからなる健常者群とを群間比較して、画素毎に統計学的検定を行って、第1有意水準に基づく疾患特異的領域を示す第2−1疾患データと、第2有意水準に基づく疾患特異的領域を示す第2−2疾患データとを前記第2疾患データとして作成し、前記第1領域データおよび前記第2領域データを作成するステップでは、前記第1疾患データの疾患特異的領域から、前記第1疾患データの疾患特異的領域と前記第2−1疾患データの疾患特異的領域とが重なる領域を除いた残りの領域を、前記第1領域データとして作成し、前記第2−2領域データの疾患特異的領域を前記第2領域データとしてもよい。 In a preferred embodiment, in the step of creating the second disease data, the disease group consisting of the second patient data and the healthy subject group consisting of the healthy subject data are compared between the groups, and statistically statistically for each pixel. The second disease data is obtained by performing a test and combining the 2-1 disease data showing the disease-specific region based on the first significance level and the 2-2 disease data showing the disease-specific region based on the second significance level. In the step of creating the first region data and the second region data, from the disease-specific region of the first disease data to the disease-specific region of the first disease data and the 2-1 disease. The remaining region excluding the region overlapping the disease-specific region of the data may be created as the first region data, and the disease-specific region of the 2-2 region data may be used as the second region data.

好適な実施形態では、前記第2領域データを作成するステップでは、前記第2疾患データの疾患特異的領域から、前記第1疾患データの疾患特異的領域と前記第2疾患データの疾患特異的領域とが重なる領域を除いた残りの領域を、前記第2領域データとして作成してもよい。 In a preferred embodiment, in the step of creating the second region data, from the disease-specific region of the second disease data to the disease-specific region of the first disease data and the disease-specific region of the second disease data. The remaining area excluding the area overlapping with may be created as the second area data.

本発明の他の態様に従うコンピュータプログラムは、被験者の所定部位の画像に関するデータである被験者データと、多数の健常者の所定部位の画像に関するデータである健常者データと、請求項1から請求項5のいずれか一項に記載のコンピュータプログラムにより作成された第1領域データおよび第2領域データと、を記憶する記憶部を有する疾患鑑別支援装置に実行させるコンピュータプログラムであって、前記被験者データと前記健常者データを比較して特徴量を算出するステップと、前記第1領域データの疾患特異的関心領域に関する前記特徴量に基づいて算出した第1特徴量と前記第2領域データの疾患特異的関心領域に関する前記特徴量に基づいて算出した第2特徴量とに基づく指標を算出するステップと、前記指標を出力するステップと、を前記疾患鑑別支援装置に実行させる。 A computer program according to another aspect of the present invention includes subject data, which is data related to an image of a predetermined part of a subject, healthy person data, which is data related to an image of a predetermined part of a large number of healthy persons, and claims 1 to 5. A computer program to be executed by a disease discrimination support device having a storage unit for storing the first region data and the second region data created by the computer program according to any one of the above, wherein the subject data and the subject data are described. The step of comparing the data of healthy subjects to calculate the feature amount, and the disease-specific interest of the first feature amount and the second area data calculated based on the feature amount related to the disease-specific interest region of the first region data. The disease discrimination support device is made to execute a step of calculating an index based on the second feature amount calculated based on the feature amount of the region and a step of outputting the index.

好適な実施形態では、前記特徴量は、前記被験者データと前記健常者データとに基づき算出されるZ値であってもよい。 In a preferred embodiment, the feature amount may be a Z value calculated based on the subject data and the healthy person data.

好適な実施形態では、前記所定部位の画像は、脳のSPECT(Single Photon Emission Computed Tomography)断層画像、または、PET(Positron Emission Tomography)断層画像であってもよい。 In a preferred embodiment, the image of the predetermined site may be a SPECT (Single Photon Emission Tomography) tomography image of the brain or a PET (Positron Emission Tomography) tomography image.

好適な実施形態では、前記第1の疾患はアルツハイマー型認知症であり、前記第2の疾患はレビー小体型認知症であってもよい。 In a preferred embodiment, the first disease may be Alzheimer's disease and the second disease may be Lewy body dementias.

本発明の一の態様に従う疾患鑑別支援装置は、多数の健常者の所定部位の画像に関するデータである健常者データと、第1の疾患を有する多数の患者の前記所定部位の画像に関するデータである第1患者データと、第2の疾患を有する複数の患者の前記所定部位の画像に関するデータである第2患者データと、を記憶する記憶部と、前記健常者データと、前記第1患者データとを比較して、前記所定部位における前記第1の疾患に関する第1疾患データを作成し、前記健常者データと、前記第2患者データとを比較して、前記所定部位における前記第2の疾患に関する第2疾患データを作成する疾患別データ作成手段と、前記第1疾患データを、前記第2疾患データに基づき補正して、前記第1の特定の疾患に関する疾患特異的関心領域を示す第1領域データを作成し、前記第2疾患データに基づき前記第2の特定の疾患に関する疾患特異的関心領域を示す第2領域データを作成する疾患特異的関心領域作成手段とを備える。 The disease discrimination support device according to one aspect of the present invention is data relating to images of a predetermined site of a large number of healthy subjects and data relating to images of the predetermined site of a large number of patients having a first disease. A storage unit that stores first patient data and second patient data that is data related to images of the predetermined sites of a plurality of patients having a second disease, the healthy person data, and the first patient data. To create first disease data relating to the first disease at the predetermined site, and compare the healthy subject data with the second patient data to relate to the second disease at the predetermined site. A disease-specific data creation means for creating a second disease data, and a first region in which the first disease data is corrected based on the second disease data to indicate a disease-specific region of interest related to the first specific disease. It is provided with a disease-specific region of interest creating means for creating data and creating second region data indicating a disease-specific region of interest related to the second specific disease based on the second disease data.

本発明の他の態様に従う疾患鑑別支援装置は、被験者の所定部位の画像に関するデータである被験者データと、多数の健常者の所定部位の画像に関するデータである健常者データと、請求項10に記載の疾患鑑別支援装置により作成された第3領域データおよび第4領域データと、を記憶する記憶部と、前記被験者データと前記健常者データを比較して特徴量を算出する特徴量算出手段と、前記第1領域データの疾患特異的関心領域に関する前記特徴量に基づいて算出した第1特徴量と前記第2領域データの疾患特異的関心領域に関する前記特徴量に基づいて算出した第2特徴量とに基づく指標を算出する指標算出手段と、前記指標を出力する出力手段とを備える。 The disease discrimination support device according to another aspect of the present invention comprises subject data which is data related to an image of a predetermined part of a subject, data of a healthy person which is data related to an image of a predetermined part of a large number of healthy persons, and claim 10. A storage unit that stores the third region data and the fourth region data created by the disease discrimination support device, a feature quantity calculation means that compares the subject data and the healthy subject data, and calculates the feature quantity. The first feature amount calculated based on the feature amount of the disease-specific interest region of the first region data and the second feature amount calculated based on the feature amount of the disease-specific interest region of the second region data. An index calculation means for calculating an index based on the above and an output means for outputting the index are provided.

本発明によれば、複数の疾患を鑑別するのに有用な疾患特異的関心領域を提供し、当該関心領域に基づく、高い鑑別能を示す指標を提供することができる。 According to the present invention, it is possible to provide a disease-specific region of interest useful for differentiating a plurality of diseases, and to provide an index showing high discrimination ability based on the region of interest.

本発明の実施形態に係る疾患鑑別支援装置の全体構成図を示す。The overall block diagram of the disease discrimination support apparatus which concerns on embodiment of this invention is shown. 健常者データ及び標準偏差データのデータ構造の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the data structure of the healthy person data and the standard deviation data. 統計学的検定の結果、患者データの全ボクセルをADおよびDLBに関して分類として分けた9つの領域I〜IXについての説明図を示す。As a result of the statistical test, explanatory diagrams are shown for nine regions I to IX in which all voxels of patient data are classified as AD and DLB. AD関心領域を作成するための説明図を示す。An explanatory diagram for creating an AD area of interest is shown. 9つの領域I〜IXを脳の領域として現した模式図を示す。A schematic diagram showing nine regions I to IX as brain regions is shown. 疾患特異的関心領域を作成する手順を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the procedure which creates the disease-specific area of interest. 被験者の鑑別を行う手順を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the procedure which performs the identification of a subject.

以下、本発明の一実施形態に係る疾患鑑別支援装置およびコンピュータプログラムについて図面を用いて説明する。本実施形態に係る疾患鑑別支援装置およびコンピュータプログラムは、複数の疾患を鑑別するのに有用な疾患特異的関心領域を提供し、当該関心領域に基づく、高い鑑別能を示す指標を提供するものである。 Hereinafter, the disease discrimination support device and the computer program according to the embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. The disease discrimination support device and the computer program according to the present embodiment provide a disease-specific region of interest useful for differentiating a plurality of diseases, and provide an index showing high discrimination ability based on the region of interest. be.

図1に、本実施形態に係る疾患鑑別支援装置1の全体構成図を示す。 FIG. 1 shows an overall configuration diagram of the disease discrimination support device 1 according to the present embodiment.

本実施形態に係る疾患鑑別支援装置1は、疾患鑑別支援装置本体10と、疾患鑑別支援装置本体10に接続された入力装置2、出力装置3及び入出力装置4の一つ以上が接続されている。疾患鑑別支援装置本体10は、例えば、プロセッサおよびメモリを備えた汎用的なコンピュータシステムにより構成され、以下に説明する疾患鑑別支援装置本体10内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。このコンピュータプログラムは、コンピュータが読み取り可能な記録媒体に格納することができる。入力装置2は、例えば、キーボード、ポインティングデバイスなどでよい。出力装置3は、例えば、ディスプレイ装置、プリンタなどでよい。入出力装置4は、例えば、大容量記憶装置あるいはネットワークインタフェース装置などでよい。 In the disease discrimination support device 1 according to the present embodiment, one or more of the disease discrimination support device main body 10, the input device 2, the output device 3, and the input / output device 4 connected to the disease discrimination support device main body 10 are connected. There is. The disease discrimination support device main body 10 is composed of, for example, a general-purpose computer system including a processor and a memory, and individual components or functions in the disease discrimination support device main body 10 described below include, for example, a computer program. It is realized by executing. This computer program can be stored on a computer-readable recording medium. The input device 2 may be, for example, a keyboard, a pointing device, or the like. The output device 3 may be, for example, a display device, a printer, or the like. The input / output device 4 may be, for example, a large-capacity storage device or a network interface device.

疾患鑑別支援装置本体10には、AD患者データ記憶部11Aと、DLB患者データ記憶部11Bと、健常者データ記憶部12と、正規化処理部13と、変化領域作成部14と、疾患特異的領域データ記憶部15と、関心領域作成部16と、疾患特異的関心領域データ記憶部17と、被験者データ記憶部18と、正規化処理部19、Z値算出部20と、Z値データ記憶部21と、指標算出部22と、算出データ記憶部23と、閾値データ記憶部24と、鑑別部(出力部)25とを備える。 The disease discrimination support device main body 10 includes an AD patient data storage unit 11A, a DLB patient data storage unit 11B, a healthy person data storage unit 12, a normalization processing unit 13, a change region creation unit 14, and a disease-specific Area data storage unit 15, interest area creation unit 16, disease-specific interest area data storage unit 17, subject data storage unit 18, normalization processing unit 19, Z value calculation unit 20, Z value data storage unit It includes 21, an index calculation unit 22, a calculation data storage unit 23, a threshold data storage unit 24, and a discrimination unit (output unit) 25.

AD患者データ記憶部11Aは、認知症におけるアルツハイマー型認知症(以下、AD(Alzheimer’s Disease)という)の、多数の患者の頭部をSPECT(Single Photon Emission Computed Tomography)撮影装置により撮影したSPECT断層画像の画素毎のボクセル値と、標本数とをAD患者データとして記憶している。本実施形態では、複数の疾患として、およびレビー小体型認知症(以下、DLB(Dementia with Lewy Bodies)という)患者のそれぞれについて、多数の患者の頭部の患者データを記憶している。DLB患者データ記憶部11Bは、認知症におけるレビー小体型認知症(以下、DLB(Dementia with Lewy Bodies)という)の、多数の患者の頭部のSPECT断層画像の画素毎のボクセル値と、標本数とをDLB患者データとして記憶している。また、AD患者データおよびDLB患者データは、例えば、入力装置2または入出力装置4を介して取得してもよいし、SPECT撮影装置から直接取得してもよい。なお、本実施形態では、AD患者データは第1患者データに対応し、DLB患者データは第2患者データに対応する。 The AD patient data storage unit 11A captures the heads of a large number of patients with Alzheimer's disease (hereinafter referred to as AD (Alzheimer's Disease)) in dementia with a SPECT (Single Photon Emission Computed Tomography) imaging device. The voxel value for each pixel of the tomographic image and the number of samples are stored as AD patient data. In this embodiment, patient data of the heads of a large number of patients are stored as a plurality of diseases and for each of patients with Lewy body dementias (hereinafter referred to as DLB (Dementia with Lewy Bodies)). The DLB patient data storage unit 11B is a pixel-by-pixel boxel value and a number of samples of SPECT tomographic images of the heads of a large number of patients of Lewy body dementia in dementia (hereinafter referred to as DLB (Dementia with Lewy Bodies)). Is stored as DLB patient data. Further, the AD patient data and the DLB patient data may be acquired via, for example, the input device 2 or the input / output device 4, or may be acquired directly from the SPECT imaging device. In the present embodiment, the AD patient data corresponds to the first patient data, and the DLB patient data corresponds to the second patient data.

健常者データ記憶部12は、予め収集しておいた、多数の健常者の脳の断層画像の画素毎のボクセル値の平均値と、標本数とを健常者データとして記憶している。標準偏差データも同様に、正規化された健常者の標準脳の断層画像データを用いて標準偏差を求めたものである。健常者データは、例えば、入力装置2または入出力装置4を介して取得してもよい。 The healthy person data storage unit 12 stores the average value of the voxel values for each pixel of the tomographic images of the brains of a large number of healthy people and the number of samples collected in advance as healthy person data. Similarly, the standard deviation data is obtained by obtaining the standard deviation using the tomographic image data of the standard brain of a normalized healthy subject. The healthy person data may be acquired via, for example, the input device 2 or the input / output device 4.

正規化処理部13は、AD患者データ記憶部11Aに格納されているAD患者データのボクセル値、DLB患者データ記憶部11Bに格納されているDLB患者データのボクセル値、健常者データ記憶部12に格納されている健常者データのボクセル値を正規化する。ここでは、人の脳の形状及び大きさは、それぞれ個人差があるので、ボクセル値は、所定の形状及び大きさに正規化され、同一の構造に正規化されたAD患者データおよびDLB患者データと健常者データとが比較される。また、正規化処理部13は、正規化したAD患者データ、DLB患者データ、健常者データに基づき、画素毎にボクセル値の標準偏差を算出する。なお、AD患者データ記憶部11A、DLB患者データ記憶部11B、健常者データ記憶部12に予め正規化したデータを記憶しておいてもよいし、正規化処理部13による正規化後のデータをそれぞれAD患者データ記憶部11A、DLB患者データ記憶部11B、健常者データ記憶部12に格納してもよい。 The normalization processing unit 13 stores the voxel value of the AD patient data stored in the AD patient data storage unit 11A, the voxel value of the DLB patient data stored in the DLB patient data storage unit 11B, and the healthy person data storage unit 12. Normalize the voxel values of the stored healthy person data. Here, since the shape and size of the human brain vary from person to person, the voxel values are normalized to a predetermined shape and size, and the AD patient data and DLB patient data normalized to the same structure. And the healthy person data are compared. Further, the normalization processing unit 13 calculates the standard deviation of the voxel value for each pixel based on the normalized AD patient data, DLB patient data, and healthy person data. The data normalized in advance may be stored in the AD patient data storage unit 11A, the DLB patient data storage unit 11B, and the healthy person data storage unit 12, or the data after normalization by the normalization processing unit 13 may be stored. The data may be stored in the AD patient data storage unit 11A, the DLB patient data storage unit 11B, and the healthy person data storage unit 12, respectively.

図2は、正規化後の健常者データ及び標準偏差データのデータ構造の一例を示す図である。同図(a)の健常者データは、頭の左右方向をX軸、前後方向をY軸、上下方向をZ軸としたとき、Z軸方向にN枚のX−Y断面の画像データからなる。各画像データに含まれるボクセル値は、各画像の画素値と対応する。同図(b)の標準偏差データは、健常者データと同様の構造になっていて、多数の健常者データの平均値である健常者データを算出したときに同時に求めた標準偏差が格納されている。 FIG. 2 is a diagram showing an example of the data structure of the normalized healthy subject data and the standard deviation data. The healthy person data in FIG. 3A consists of N image data of XY cross sections in the Z-axis direction when the left-right direction of the head is the X-axis, the front-back direction is the Y-axis, and the up-down direction is the Z-axis. .. The voxel value included in each image data corresponds to the pixel value of each image. The standard deviation data in FIG. 3B has the same structure as the healthy person data, and stores the standard deviation obtained at the same time when the healthy person data, which is the average value of a large number of healthy person data, is calculated. There is.

変化領域作成部14は、AD患者データおよびDLB患者データの脳全体の画素データに基づき、健常者よりも血流が有意に低下している領域を作成する。具体的には、変化領域作成部14は、正規化処理部13により正規化されたAD患者データのボクセル値、DLB患者データのボクセル値、AD患者およびDLB患者の標準偏差、AD患者およびDLB患者の標本数、正規化処理部13により正規化された健常者データのボクセル値、健常者の標準偏差、および健常者の標本数に基づき、画素(ボクセル)毎に統計学的検定(例えば、t検定(片側検定))を行って、p値(有意確率)<0.05(または0.01)の場合に統計学的有意差があるとし、有意差があると判定したボクセルを有意に血流が変化(低下)している領域とする。そして、変化領域作成部14は、血流が低下しいる全ての領域に基づき、各疾患の疾患特異的領域(AD領域およびDLB領域)を示す疾患特異的領域データを作成する。このように、統計学的検定により疾患群と健常者群との群間比較を行い、疾患特異的領域(VOI(Volume of Interest))を作成する。なお、AD領域のデータが第1疾患データに対応し、DLB領域のデータが第2疾患データに対応し、変化領域作成部14は、疾患別データ作成手段に対応する。 The change region creation unit 14 creates a region in which blood flow is significantly lower than that of a healthy subject, based on the pixel data of the entire brain of AD patient data and DLB patient data. Specifically, the change region creation unit 14 includes a boxel value of AD patient data normalized by the normalization processing unit 13, a boxel value of DLB patient data, a standard deviation of AD patients and DLB patients, and AD patients and DLB patients. Statistical test (for example, t) for each pixel (boxel) based on the number of samples of the healthy person, the boxel value of the healthy person data normalized by the normalization processing unit 13, the standard deviation of the healthy person, and the number of samples of the healthy person. A test (one-sided test)) was performed, and when the p value (significance probability) <0.05 (or 0.01), it was assumed that there was a statistically significant difference, and the boxel judged to have a significant difference was significantly blood. The area where the flow is changing (decreasing). Then, the change region creation unit 14 creates disease-specific region data indicating a disease-specific region (AD region and DLB region) of each disease based on all regions where blood flow is reduced. In this way, a disease-specific region (VOI (Volume of Interest)) is created by comparing the disease group and the healthy subject group by a statistical test. The data in the AD region corresponds to the first disease data, the data in the DLB region corresponds to the second disease data, and the change region creation unit 14 corresponds to the disease-specific data creation means.

疾患特異的領域データ記憶部15は、変化領域作成部14により作成された疾患特異的領域データを記憶する。 The disease-specific region data storage unit 15 stores the disease-specific region data created by the change region creation unit 14.

上記の統計学的検定の結果、AD患者データおよびDLB患者データの全ボクセルは、図3に示すように、ADおよびDLBに関して、分類として9つの領域に分けることができる。 As a result of the above statistical test, all voxels of AD patient data and DLB patient data can be divided into nine regions for AD and DLB as a classification, as shown in FIG.

図3は、統計学的検定の結果、AD患者データおよびDLB患者データの全ボクセルをADおよびDLBに関して分類として分けた9つの領域I〜IXについての説明図を示している。 FIG. 3 shows explanatory diagrams for nine regions I to IX in which all voxels of AD patient data and DLB patient data are classified as AD and DLB as a result of statistical testing.

図3に示すように、ADについて「正常」、「僅かに低下」、「有意に低下」の3つの分類と、DLBについて「正常」、「僅かに低下」、「有意に低下」の3つの分類とを掛け合わせることにより、9つの領域I〜IXに分けている。「正常」および「僅かに低下」は、統計学的検定により有意差がないと判定された区分である。「僅かに低下」は、血流が「有意に低下」ではないが、「正常」よりも低下している区分を示しており、統計学的検定により判定される区分ではなく、「正常」との境界は明確ではないため、「正常」との境界を点線で示している。また、図中の領域I〜IXは、以下のような内容を示している。
I:DLBでは有意に低下し、ADでは正常な領域
II:DLBでは有意に低下し、ADでは僅かに低下している領域
III:DLBでは有意に低下し、ADでは有意に低下している領域
IV:DLBでは僅かに低下し、ADでは正常な領域
V:DLBでは僅かに低下し、ADでは僅かに低下している領域
VI:DLBでは僅かに低下し、ADでは有意に低下している領域
VII:DLBでは正常であり、ADでは正常な領域
VIII:DLBでは正常であり、ADでは僅かに低下している領域
IX:DLBでは正常であり、ADでは有意に低下している領域
As shown in FIG. 3, AD has three classifications of "normal", "slightly decreased", and "significantly decreased", and DLB has three categories of "normal", "slightly decreased", and "significantly decreased". By multiplying the classification, it is divided into 9 regions I to IX. "Normal" and "slightly decreased" are the categories judged by statistical tests to be not significantly different. "Slightly decreased" indicates a category in which blood flow is not "significantly decreased" but is lower than "normal", and is not a category judged by a statistical test, but "normal". Since the boundary between is not clear, the boundary with "normal" is indicated by a dotted line. In addition, regions I to IX in the figure show the following contents.
I: Significantly decreased in DLB, normal region in AD II: Significantly decreased in DLB, slightly decreased in AD III: Significantly decreased in DLB, significantly decreased in AD IV: Slightly decreased in DLB, normal region in AD V: Slightly decreased in DLB, slightly decreased in AD VI: Slightly decreased in DLB, significantly decreased in AD VII: Normal in DLB, normal region in AD VIII: Normal in DLB, slightly reduced region in AD IX: Normal in DLB, significantly reduced region in AD

そして、図4(a)、(b)に示すように、変化領域作成部14により作成されたAD領域は、領域III、VI、IXに相当し、DLB領域は、領域I、II、IIIに相当する。 Then, as shown in FIGS. 4A and 4B, the AD region created by the change region creation unit 14 corresponds to regions III, VI, and IX, and the DLB region corresponds to regions I, II, and III. Equivalent to.

また、領域I〜IXを脳Bの領域として模式的に現すと図5のようになる。 Further, when the regions I to IX are schematically represented as the region of the brain B, it is as shown in FIG.

図5は、9つの領域I〜IXを脳の領域として現した模式図を示している。図5に示すように、AD領域が領域III、VI、IXとして、DLB領域が領域I、II、IIIとして現される。 FIG. 5 shows a schematic diagram showing nine regions I to IX as brain regions. As shown in FIG. 5, the AD region is represented as regions III, VI, IX and the DLB region is represented as regions I, II, III.

関心領域作成部16は、ADについての疾患特異的関心領域と、DLBについての疾患特異的関心領域を作成する。具体的には、関心領域作成部16は、疾患特異的領域データ記憶部15に記憶された、各疾患に疾患特異的領域であるAD領域とDLB領域とを比較して、AD領域からAD領域とDLB領域とが重なる領域を除いた残りの領域を、AD関心領域として作成する。 The region of interest creation unit 16 creates a region of disease-specific interest for AD and a region of disease-specific interest for DLB. Specifically, the region of interest creation unit 16 compares the AD region and the DLB region, which are disease-specific regions for each disease, stored in the disease-specific region data storage unit 15, and from the AD region to the AD region. The remaining area excluding the area where the DLB area and the DLB area overlap is created as an AD area of interest.

すなわち、図4(a)、(b)、図5に示すように、AD領域と、DLB領域とでは、領域IIIが互いに重なる領域である。よって、関心領域作成部16は、AD領域から領域IIIを除いた領域VI、IXをAD関心領域(AD−VOI)として作成する。また、関心領域作成部16は、DLB領域に対しては処理を行わずに、同じ領域I、II、IIIをDLB関心領域(DLB−VOI)とする。このように、関心領域作成部16は、各疾患の疾患特異的関心領域(AD関心領域、DLB関心領域)を示す疾患特異的関心領域データを作成する。なお、AD関心領域のデータが第1領域データに対応し、DLB関心領域のデータが第2領域データに対応する。また、AD領域を補正するDLB領域と、DLB関心領域となるDLB領域との有意水準が同じ場合には、図5に示すように、AD関心領域とDLB関心領域とは、互いに重ならず一部が接する領域となる。関心領域作成部16は、疾患特異的関心領域作成手段に対応する。 That is, as shown in FIGS. 4 (a), 4 (b), and 5, the AD region and the DLB region are regions in which the regions III overlap each other. Therefore, the region of interest creation unit 16 creates regions VI and IX obtained by removing region III from the AD region as an AD region of interest (AD-VOI). Further, the region of interest creation unit 16 does not process the DLB region, and sets the same regions I, II, and III as the DLB region of interest (DLB-VOI). In this way, the region of interest creation unit 16 creates disease-specific region of interest data indicating the region of disease-specific interest (AD region of interest, DLB region of interest) of each disease. The data in the AD area of interest corresponds to the data in the first area, and the data in the DLB area of interest corresponds to the data in the second area. Further, when the significance level of the DLB region for correcting the AD region and the DLB region serving as the DLB region of interest is the same, as shown in FIG. 5, the AD region of interest and the DLB region of interest do not overlap each other. It is the area where the parts touch. The region of interest creation unit 16 corresponds to the disease-specific region of interest creation means.

疾患特異的関心領域データ記憶部17は、関心領域作成部16で作成された疾患特異的関心領域データを記憶する。 The disease-specific region of interest data storage unit 17 stores the disease-specific region of interest data created by the region of interest creation unit 16.

被験者データ記憶部18は、被験者の頭部のSPECT断層画像の画素毎のボクセル値(以下、被験者データという)をデータとして記憶している。被験者データは、例えば、入力装置2または入出力装置4を介して取得してもよい。 The subject data storage unit 18 stores the voxel value (hereinafter referred to as subject data) for each pixel of the SPECT tomographic image of the subject's head as data. Subject data may be acquired via, for example, the input device 2 or the input / output device 4.

正規化処理部19は、被験者データ記憶部18に格納されている被験者の被験者データ(ボクセル値データ)を正規化する。ここでは、正規化後の被験者データを健常者データと比較するので、正規化処理部19は健常者データと同一の構造に正規化する。なお、被験者データ記憶部18に予め正規化した被験者データを記憶しておいてもよいし、正規化処理部19による正規化後の被験者データを被験者データ記憶部18に格納してもよい。 The normalization processing unit 19 normalizes the subject data (voxel value data) of the subject stored in the subject data storage unit 18. Here, since the subject data after normalization is compared with the healthy subject data, the normalization processing unit 19 normalizes to the same structure as the healthy subject data. The subject data stored in advance may be stored in the subject data storage unit 18, or the subject data after normalization by the normalization processing unit 19 may be stored in the subject data storage unit 18.

Z値算出部20は、被験者データおよび健常者データのそれぞれ対応する画素(同一部位の画素)を対比させてZ値(特徴量)を算出する。すなわち、Z値算出部20は、正規化処理部19で正規化された被験者データのボクセル値と正規化処理部13で正規化された健常者データのボクセル値(平均値および標準偏差)とを用いて、Z値を算出する。Z値算出部20は、正規化された被験者データの有効な全画素(つまり、全ボクセル値)について、以下の式を用いてZ値を算出する。
Z値={(健常者データのボクセル値)−(被験者データのボクセル値)}/標準偏差
The Z value calculation unit 20 calculates the Z value (feature amount) by comparing the corresponding pixels (pixels of the same portion) of the subject data and the healthy subject data. That is, the Z value calculation unit 20 calculates the boxel value of the subject data normalized by the normalization processing unit 19 and the boxel value (mean value and standard deviation) of the healthy subject data normalized by the normalization processing unit 13. Use to calculate the Z value. The Z value calculation unit 20 calculates the Z value for all valid pixels (that is, all voxel values) of the normalized subject data using the following formula.
Z value = {(Voxel value of healthy subject data)-(Voxel value of subject data)} / Standard deviation

Z値データ記憶部21は、Z値算出部20で算出されたZ値をデータとして記憶する。 The Z value data storage unit 21 stores the Z value calculated by the Z value calculation unit 20 as data.

指標算出部22は、疾患特異的関心領域(AD関心領域、DLB関心領域)について、疾患毎にプラスの値を示すZ値の合計値を算出し、それらの比を指標(CIS(Cingulate Island Sign))として算出する。すなわち、指標算出部22は、疾患特異的関心領域データ記憶部17に記憶されたAD関心領域およびDLB関心領域のそれぞれについて、Z値データ記憶部21に記憶されたZ値のうち、プラスの値を示すZ値の合計値(AD−SUM(第1特徴量)、DLB−SUM(第2特徴量))をそれぞれ算出し、合計値の比(AD−SUM/DLB−SUM)をCISとして算出する。また、Z値算出部20において、Z値を計算する際に、疾患特異的関心領域データ記憶部17に記憶されたAD、DLB関心領域内のボクセル値(代表値)を求め、その値に対してZ値を計算し、その値に基づき特徴量(第1特徴量、第2特徴量)を算出してもよい。この場合、Z値データ記憶部21には、当該特徴量(第1特徴量、第2特徴量)が記憶され、指標算出部22では、Z値データ記憶部21に記憶された特徴量に基づき、特徴量の比がCISとして算出される。 The index calculation unit 22 calculates the total value of the Z values showing positive values for each disease in the disease-specific interest region (AD interest region, DLB interest region), and calculates the ratio thereof as an index (CIS (Cingulate Island Sign)). )). That is, the index calculation unit 22 has a positive value among the Z values stored in the Z value data storage unit 21 for each of the AD interest region and the DLB interest region stored in the disease-specific interest region data storage unit 17. The total value of the Z values (AD-SUM (first feature amount), DLB-SUM (second feature amount)) indicating the above is calculated, and the ratio of the total values (AD-SUM / DLB-SUM) is calculated as CIS. do. Further, when the Z value calculation unit 20 calculates the Z value, the voxel values (representative values) in the AD and DLB interest regions stored in the disease-specific interest region data storage unit 17 are obtained, and the voxel values (representative values) in the AD and DLB interest regions are obtained. The Z value may be calculated, and the feature amount (first feature amount, second feature amount) may be calculated based on the value. In this case, the feature amount (first feature amount, second feature amount) is stored in the Z value data storage unit 21, and the index calculation unit 22 is based on the feature amount stored in the Z value data storage unit 21. , The ratio of features is calculated as CIS.

算出データ記憶部23は、指標算出部22で算出された算出データである合計値(AD−SUM、DLB−SUM)およびCISを記憶する。 The calculation data storage unit 23 stores the total value (AD-SUM, DLB-SUM) and CIS, which are the calculation data calculated by the index calculation unit 22.

閾値データ記憶部24は、被験者がAD患者かDLB患者かを鑑別するための所定の閾値を示す閾値データを記憶している。閾値データは、例えば、入力装置2または入出力装置4を介して取得してもよい。 The threshold data storage unit 24 stores threshold data indicating a predetermined threshold for distinguishing whether the subject is an AD patient or a DLB patient. The threshold data may be acquired via, for example, the input device 2 or the input / output device 4.

閾値は、作成したAD関心領域およびDLB関心領域を用いて、AD患者群およびDLB患者群についてCISを算出して、閾値を変化させてAD患者かDLB患者かを鑑別し、各閾値における真陽性数および真陰性数と、AD患者数およびDLB患者数とに基づき感度および特異度を算出して、ROC解析(Receiver Operating Characteristic analysis)を行い、感度と特異度との和が最も大きくなる時の閾値を所定の閾値としてもよい。 For the threshold value, the created AD interest region and DLB interest region are used to calculate the CIS for the AD patient group and the DLB patient group, and the threshold value is changed to distinguish between the AD patient and the DLB patient. When the sensitivity and specificity are calculated based on the number and the number of true negatives, the number of AD patients and the number of DLB patients, and ROC analysis (Receiving Operating Characteristic analogy) is performed, the sum of the sensitivity and the specificity becomes the largest. The threshold value may be a predetermined threshold value.

鑑別部25は、算出データ記憶部23に記憶されたCISと、閾値データ記憶部24に記憶された閾値とを比較して、被験者がAD患者かDLB患者かを鑑別し、鑑別結果を出力装置3に出力する。 The discrimination unit 25 compares the CIS stored in the calculated data storage unit 23 with the threshold value stored in the threshold data storage unit 24, discriminates whether the subject is an AD patient or a DLB patient, and outputs a discrimination result. Output to 3.

上記のような構成を備える本実施形態の疾患鑑別支援装置1は、以下に説明する手順で疾患特異的関心領域の作成処理及び被験者の鑑別処理を行う。 The disease discrimination support device 1 of the present embodiment having the above-described configuration performs a disease-specific region of interest creation process and a subject discrimination process according to the procedure described below.

図6は、疾患特異的関心領域を作成する手順を示すフローチャートである。 FIG. 6 is a flowchart showing a procedure for creating a disease-specific region of interest.

AD患者データおよびDLB患者データをそれぞれAD患者データ記憶部11AおよびDLB患者データ記憶部11Bに保存する(S11)。なお、AD、DLB患者データについては、ステップS13で行う正規化された患者データであってもよく、この場合には、ステップS13を省略する。 The AD patient data and the DLB patient data are stored in the AD patient data storage unit 11A and the DLB patient data storage unit 11B, respectively (S11). The AD and DLB patient data may be the normalized patient data performed in step S13, and in this case, step S13 is omitted.

次に、正規化処理部13が、記憶されているAD患者データのボクセル値およびDLB患者データのボクセル値を正規化し、正規化したボクセル値に基づき、画素毎にボクセル値の標準偏差を算出する(S13)。 Next, the normalization processing unit 13 normalizes the voxel value of the stored AD patient data and the voxel value of the DLB patient data, and calculates the standard deviation of the voxel value for each pixel based on the normalized voxel value. (S13).

健常者データを健常者データ記憶部12に保存する(S15)。なお、ステップS11、S15において保存されるデータが既に準備されているときには、それぞれ対応するステップを省略してもよい。その後、正規化処理部13が、記憶されている健常者データを正規化し、正規化した健常者データに基づき、画素毎にボクセル値の標準偏差を算出する(S16)。 The healthy person data is stored in the healthy person data storage unit 12 (S15). When the data to be saved in steps S11 and S15 has already been prepared, the corresponding steps may be omitted. After that, the normalization processing unit 13 normalizes the stored healthy person data, and calculates the standard deviation of the voxel value for each pixel based on the normalized healthy person data (S16).

変化領域作成部14は、正規化されたAD患者データおよびDLB患者データのボクセル値、AD患者およびDLB患者の標準偏差、AD患者およびDLB患者の標本数、健常者データ記憶部12に記憶されている健常者データのボクセル値、健常者の標準偏差、および健常者の標本数に基づき、画素(ボクセル)毎に統計学的検定を行って、p値<0.05(または0.01)の場合に統計学的有意差があるとし、有意差があると判定したボクセルを有意に血流が変化(低下)している変化領域として作成する(S17)。作成された領域は、各疾患の疾患特異的領域(AD領域およびDLB領域)であり、当該領域は疾患特異的領域データ記憶部15に記憶される。なお、変化領域作成部14は、DLB領域の作成に関し、第1有意水準および第2有意水準(0.05、0.01)を用いて、2つの変化領域のデータ(第2−1領域データ、第2−2領域データ)を作成してもよい。 The change area creation unit 14 is stored in the boxel value of the normalized AD patient data and DLB patient data, the standard deviation of the AD patient and DLB patient, the number of samples of the AD patient and DLB patient, and the healthy person data storage unit 12. A statistical test was performed for each pixel (boxel) based on the boxel value of the healthy person data, the standard deviation of the healthy person, and the number of samples of the healthy person, and the p value <0.05 (or 0.01). In some cases, it is assumed that there is a statistically significant difference, and a boxel determined to have a significant difference is created as a change region in which the blood flow is significantly changed (decreased) (S17). The created region is a disease-specific region (AD region and DLB region) of each disease, and the region is stored in the disease-specific region data storage unit 15. The change region creation unit 14 uses the first significance level and the second significance level (0.05, 0.01) to create the DLB region, and the data of the two change regions (second region data). , 2-2 area data) may be created.

関心領域作成部16は、疾患特異的領域データ記憶部15に記憶されたAD領域とDLB領域とを比較して、AD領域からAD領域とDLB領域とが重なる領域を除いた残りの領域を、AD関心領域として、DLB領域をそのままDLB関心領域として作成する(S19)。また、作成されたAD関心領域およびDLB関心領域は、疾患特異的関心領域データ記憶部17に記憶される。なお、変化領域作成部14で、DLB領域の作成に関し、第1有意水準および第2有意水準(0.05、0.01)を用いて2つの変化領域を作成した場合には、一方の変化領域をAD関心領域を作成するのに用い、他方の変化領域をDLB関心領域としてもよい。 The region of interest creation unit 16 compares the AD region and the DLB region stored in the disease-specific region data storage unit 15, and obtains the remaining region excluding the region where the AD region and the DLB region overlap from the AD region. As the AD area of interest, the DLB area is created as it is as the DLB area of interest (S19). Further, the created AD interest region and DLB interest region are stored in the disease-specific interest region data storage unit 17. When two change regions are created using the first significance level and the second significance level (0.05, 0.01) in the change region creation unit 14 regarding the creation of the DLB region, one of the changes is made. The region may be used to create the AD region of interest and the other region of change may be the DLB region of interest.

そして、ステップS19の後、疾患特異的関心領域作成処理が終了する。 Then, after step S19, the disease-specific region of interest creation process is completed.

次に、被験者の鑑別処理について説明する。 Next, the subject discrimination process will be described.

図7は、被験者の鑑別を行う手順を示すフローチャートである。 FIG. 7 is a flowchart showing a procedure for discriminating subjects.

まず、被験者データを被験者データ記憶部18に保存する(S21)。 First, the subject data is stored in the subject data storage unit 18 (S21).

次に、正規化処理部19が、被験者データ記憶部18に記憶されている被験者データを正規化する(S23)。 Next, the normalization processing unit 19 normalizes the subject data stored in the subject data storage unit 18 (S23).

Z値算出部20は、正規化処理部19で正規化された被験者データと正規化処理部13で正規化された健常者データのボクセル値(平均値および標準偏差)を用いて、Z値を算出する(S25)。算出されたZ値は、Z値データ記憶部21に記憶される。 The Z value calculation unit 20 uses the boxel values (mean value and standard deviation) of the subject data normalized by the normalization processing unit 19 and the healthy subject data normalized by the normalization processing unit 13 to calculate the Z value. Calculate (S25). The calculated Z value is stored in the Z value data storage unit 21.

指標算出部22は、疾患特異的関心領域データ記憶部17に記憶されたAD関心領域およびDLB関心領域のそれぞれについて、Z値データ記憶部21に記憶されているZ値に関し、疾患毎にプラスの値を示すZ値の合計値(AD−SUM(第1特徴量)、DLB−SUM(第2特徴量))を算出し、それらの比を指標(CIS:AD−SUM/DLB−SUM)として算出する(S27)。算出されたCISは、算出データ記憶部23に記憶される。 The index calculation unit 22 is positive for each disease with respect to the Z value stored in the Z value data storage unit 21 for each of the AD interest region and the DLB interest region stored in the disease-specific interest region data storage unit 17. The total value of the Z values indicating the values (AD-SUM (first feature amount), DLB-SUM (second feature amount)) is calculated, and the ratio thereof is used as an index (CIS: AD-SUM / DLB-SUM). Calculate (S27). The calculated CIS is stored in the calculated data storage unit 23.

鑑別部25は、算出データ記憶部23に記憶されたCISと、閾値データ記憶部24に記憶された閾値とを比較して、被験者がAD患者かDLB患者かを鑑別し、鑑別結果を出力装置3に出力する。 The discrimination unit 25 compares the CIS stored in the calculated data storage unit 23 with the threshold value stored in the threshold data storage unit 24, discriminates whether the subject is an AD patient or a DLB patient, and outputs a discrimination result. Output to 3.

次に、本実施形態の方法により作成したAD関心領域およびDLB関心領域を用いて算出したCISによる、ADとDLBの鑑別能を評価した結果について説明する。。 Next, the result of evaluating the discriminative ability between AD and DLB by the CIS calculated using the AD interest region and the DLB interest region created by the method of the present embodiment will be described. ..

AD関心領域およびDLB関心領域は、以下に示す領域を用いた。
・AD関心領域
N1:p値(有意確率)<0.01(有意水準)で作成したAD領域から、p値<0.01で作成したDLB領域と重なる領域を除いて作成したAD関心領域
N2:p値<0.01で作成したAD領域から、p値<0.05で作成したDLB領域と重なる領域を除いて作成したAD関心領域
・DLB関心領域
D1:p値<0.01で作成したDLB関心領域
D2:p値<0.05で作成したDLB関心領域
As the AD area of interest and the DLB area of interest, the areas shown below were used.
-AD interest region N1: AD interest region N2 created by removing the region overlapping with the DLB region created with p value <0.01 from the AD region created with p-value (significance probability) <0.01 (significance level). : AD area created by excluding the area overlapping the DLB area created with p-value <0.05 from the AD area created with p-value <0.01 / DLB area of interest D1: Created with p-value <0.01 DLB region of interest D2: DLB region of interest created with a p-value <0.05

AD患者13例およびDLB患者13例を鑑別対象とした。当該鑑別対象について、上記のAD、DLB関心領域を用いてZ値を求めてCISを算出し、閾値を変化させて、AD患者かDLB患者かを鑑別し、各閾値における真陽性数および真陰性数と、AD患者数およびDLB患者数とに基づき感度および特異度を算出して、ROC解析を行って、AUC(Area under the curve)により評価を行った。当該評価結果を以下の表1に示す。
(表1)

Figure 0006910205
Thirteen AD patients and 13 DLB patients were differentiated. For the discrimination target, the Z value is calculated using the above AD and DLB areas of interest, the CIS is calculated, the threshold value is changed to distinguish between AD patients and DLB patients, and the number of true positives and true negatives at each threshold value. Sensitivity and specificity were calculated based on the number, the number of AD patients and the number of DLB patients, ROC analysis was performed, and evaluation was performed by AUC (Area under the curve). The evaluation results are shown in Table 1 below.
(Table 1)
Figure 0006910205

表1に示すように、AUCは0.852〜0.882の値を示し、総じて高い鑑別能が得られた。なお、N2/D1の組み合わせが最も高い鑑別能が得られた。 As shown in Table 1, the AUC showed a value of 0.852 to 0.882, and a high discriminating ability was obtained as a whole. The highest discrimination ability was obtained with the combination of N2 / D1.

このように、ADで有意な血流低下を示す領域であって、DLBで有意な血流低下が認められない領域をAD関心領域(疾患特異的関心領域)とし、DLBで有意な血流低下が認められる領域をDLB関心領域(疾患特異的関心領域)として、被験者データおよび健常者データに基づきZ値を算出し、AD関心領域およびDLB関心領域におけるプラスのZ値の合計の比をCISとすることにより、高い鑑別能を示すCISを提供することができる。 As described above, a region showing a significant decrease in blood flow in AD and a region in which no significant decrease in blood flow is observed in DLB is defined as an AD area of interest (disease-specific area of interest), and a significant decrease in blood flow in DLB. The Z value is calculated based on the subject data and the healthy subject data, and the ratio of the total of the positive Z values in the AD interest region and the DLB interest region is defined as CIS. By doing so, it is possible to provide a CIS showing a high discrimination ability.

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。 The above-described embodiments of the present invention are examples for the purpose of explaining the present invention, and the scope of the present invention is not limited to those embodiments. One of ordinary skill in the art can practice the present invention in various other aspects without departing from the gist of the present invention.

例えば、本実施形態では、SPECTによる断層画像を用いたが、SPECT以外にもPET(Positron Emission Tomography)、X線CT、MRIによる断層画像を用いてもよい。疾患は、ADおよびDLB以外の他の疾患であってもよい。 For example, in the present embodiment, a tomographic image by SPECT is used, but a tomographic image by PET (Positron Emission Tomography), X-ray CT, or MRI may be used in addition to SPECT. The disease may be a disease other than AD and DLB.

また、上記の実施形態では、ADで有意な血流低下を示す領域であって、DLBで有意な血流低下が認められない領域をAD関心領域(疾患特異的関心領域)とし、DLBで有意な血流低下が認められる領域をDLB関心領域(疾患特異的関心領域)として、被験者データおよび健常者データに基づきZ値を算出し、AD関心領域およびDLB関心領域におけるプラスのZ値の合計の比をCISとした。しかし、ADで有意な血流低下が認められる領域をAD関心領域(疾患特異的関心領域)とし、DLBで有意な血流低下を示す領域であって、ADで有意な血流低下が認められない領域をDLB関心領域(疾患特異的関心領域)とし、被験者データおよび健常者データに基づきZ値を算出し、AD関心領域およびDLB関心領域におけるプラスのZ値の合計の比をCISとしてもよい。すなわち、DLB領域から、DLB領域とAD領域とが重なる領域を除いた残りの領域を、DLB関心領域とし、AD領域をそのままAD関心領域としてもよい。 Further, in the above embodiment, a region showing a significant decrease in blood flow in AD and a region in which no significant decrease in blood flow is observed in DLB is defined as an AD interest region (disease-specific interest region), and is significant in DLB. The Z value is calculated based on the subject data and the data of healthy subjects, and the total of the positive Z values in the AD interest region and the DLB interest region is calculated by setting the region where the decrease in blood flow is observed as the DLB interest region (disease-specific interest region). The ratio was CIS. However, the region in which a significant decrease in blood flow is observed in AD is defined as an AD area of interest (disease-specific area of interest), and the area in which DLB shows a significant decrease in blood flow, and a significant decrease in blood flow is observed in AD. The non-region may be the DLB region of interest (disease-specific region of interest), the Z value may be calculated based on the subject data and the healthy subject data, and the ratio of the total of the positive Z values in the AD interest region and the DLB interest region may be defined as CIS. .. That is, the remaining region excluding the region where the DLB region and the AD region overlap from the DLB region may be used as the DLB interest region, and the AD region may be used as it is as the AD interest region.

また、上記の実施形態では、SPECTによる脳の血流の変化に基づき疾患の鑑別を行ったが、PETによる糖の代謝の変化に基づき疾患の鑑別を行ってもよい。この場合、変化領域作成部14では代謝の変化に基づきAD領域等が作成され、当該領域に基づきAD関心領域等が作成され、疾患の鑑別が行われる。 Further, in the above embodiment, the disease is differentiated based on the change in cerebral blood flow due to SPECT, but the disease may be differentiated based on the change in sugar metabolism due to PET. In this case, the change region creating unit 14 creates an AD region or the like based on the change in metabolism, creates an AD interest region or the like based on the region, and distinguishes the disease.

また、上記の実施形態では、関心領域作成部16は、DLB領域をそのままDLB関心領域として作成したが、DLB領域からAD領域とDLB領域とが重なる領域を除いた残りの領域を、DLB関心領域(図4(b)における領域I、II)として作成してもよい。また、鑑別部25は、鑑別結果を出力装置に出力したが、鑑別結果に加え又は替えて、指標であるCISを出力してもよいし、CISと閾値とを出力してもよい。 Further, in the above embodiment, the area of interest creation unit 16 creates the DLB area as it is as the DLB area of interest, but the remaining area excluding the area where the AD area and the DLB area overlap from the DLB area is the DLB area of interest. (Regions I and II in FIG. 4B) may be created. Further, although the discrimination unit 25 outputs the discrimination result to the output device, the discrimination unit 25 may output the CIS as an index in addition to or in place of the discrimination result, or may output the CIS and the threshold value.

また、上記の実施形態は、変化領域作成部14において、血流が低下しいる全ての領域に基づき、各疾患の疾患特異的領域(AD領域およびDLB領域)を示す疾患特異的領域データを作成し、疾患特異的領域データ記憶部15は、疾患特異的領域データを記憶し、関心領域作成部16は、AD領域とDLB領域とを比較して、AD領域からAD領域とDLB領域とが重なる領域を除いた残りの領域を、AD関心領域として作成したが、これに限らない。例えば、変化領域作成部14は、各疾患の疾患特異的領域(AD領域およびDLB領域)を作成した後、各領域内の全画素について、AD患者データおよびDLB患者データと、健常者データとを群間比較して、AD患者、DLB患者毎に統計値を算出し、当該統計値と各領域内の全画素の座標を、疾患特異的領域データ記憶部15に記憶させてもよい。そして、関心領域作成部16は、AD領域内の画素のうち、同じ座標であるDLB領域内の画素の統計値同士を比較し、比較結果に基づき、AD関心領域を作成するようにしてもよい。例えば、統計値がZ値であり、同じ座標の画素におけるAD患者のZ値とDLB患者のZ値とを差分して、その値が所定の値より小さければ、その座標のデータをAD関心領域から除外するようにしてもよい。 Further, in the above embodiment, the change region creation unit 14 creates disease-specific region data indicating the disease-specific region (AD region and DLB region) of each disease based on all the regions where blood flow is decreased. The disease-specific region data storage unit 15 stores the disease-specific region data, and the region of interest creation unit 16 compares the AD region and the DLB region, and the AD region, the AD region, and the DLB region overlap each other. The remaining area excluding the area was created as an AD area of interest, but the present invention is not limited to this. For example, the change region creation unit 14 creates a disease-specific region (AD region and DLB region) of each disease, and then obtains AD patient data, DLB patient data, and healthy subject data for all pixels in each region. A statistical value may be calculated for each AD patient and DLB patient by comparison between the groups, and the statistical value and the coordinates of all the pixels in each region may be stored in the disease-specific region data storage unit 15. Then, the area of interest creation unit 16 may compare the statistical values of the pixels in the DLB area having the same coordinates among the pixels in the AD area, and create the AD area of interest based on the comparison result. .. For example, if the statistical value is a Z value, the Z value of an AD patient and the Z value of a DLB patient in pixels with the same coordinates are different, and if the value is smaller than a predetermined value, the data at that coordinate is used as the AD interest region. It may be excluded from.

1 疾患鑑別支援装置、2 入力装置、3 表示装置、4 入出力装置、10 疾患鑑別支援装置本体、11 患者データ記憶部、12 健常者データ記憶部、13 正規化処理部、14 変化領域作成部、15 疾患特異的領域データ記憶部、16 関心領域作成部、17 疾患特異的関心領域データ記憶部、18 被験者データ記憶部、19 正規化処理部、20 Z値算出部、21 Z値データ記憶部、22 指標算出部、23 算出データ記憶部、24 閾値データ記憶部、25 識別部 1 Disease discrimination support device, 2 Input device, 3 Display device, 4 Input / output device, 10 Disease discrimination support device main unit, 11 Patient data storage unit, 12 Healthy person data storage unit, 13 Normalization processing unit, 14 Change area creation unit , 15 Disease-specific area data storage unit, 16 Interest area creation unit, 17 Disease-specific area of interest data storage unit, 18 Subject data storage unit, 19 Normalization processing unit, 20 Z value calculation unit, 21 Z value data storage unit , 22 Index calculation unit, 23 Calculation data storage unit, 24 Threshold data storage unit, 25 Identification unit

Claims (11)

多数の健常者の所定部位の画像に関するデータである健常者データと、第1の疾患を有する多数の患者の前記所定部位の画像に関するデータである第1患者データと、第2の疾患を有する多数の患者の前記所定部位の画像に関するデータである第2患者データと、を記憶する記憶部を有する疾患鑑別支援装置に実行させるためのコンピュータプログラムであって、
前記健常者データと、前記第1患者データとを比較して、前記所定部位における前記第1の疾患に関する第1疾患データを作成し、前記健常者データと、前記第2患者データとを比較して、前記所定部位における前記第2の疾患に関する第2疾患データを作成するステップと、
前記第1疾患データを、前記第2疾患データに基づき補正して、前記第1の特定の疾患に関する疾患特異的関心領域を示す第1領域データを作成するステップと、
前記第2疾患データに基づき前記第2の特定の疾患に関する疾患特異的関心領域を示す第2領域データを作成するステップと、を前記疾患鑑別支援装置に実行させるためのコンピュータプログラム。
Healthy person data which is data about image of a predetermined site of a large number of healthy persons, first patient data which is data about an image of a predetermined site of a large number of patients having a first disease, and a large number having a second disease. This is a computer program for causing a disease discrimination support device having a storage unit to store the second patient data, which is data related to the image of the predetermined portion of the patient, to be executed.
The healthy person data is compared with the first patient data to create a first disease data relating to the first disease at the predetermined site, and the healthy person data is compared with the second patient data. Then, the step of creating the second disease data regarding the second disease at the predetermined site, and
A step of correcting the first disease data based on the second disease data to create first region data indicating a disease-specific region of interest relating to the first specific disease .
A computer program for causing the disease discrimination support device to execute a step of creating second region data indicating a disease-specific region of interest related to the second specific disease based on the second disease data.
前記第1疾患データは、前記第1の疾患に関する疾患特異的領域を示すデータを、前記第2疾患データは、前記第2の疾患に関する疾患特異的領域を示すデータを有し、
前記第1領域データを作成するステップでは、
前記第1疾患データの疾患特異的領域から、前記第1疾患データの疾患特異的領域と前記第2疾患データの疾患特異的領域とが重なる領域を除いた残りの領域を、前記第1領域データとして作成する、請求項1に記載のコンピュータプログラム。
The first disease data has data indicating a disease-specific region relating to the first disease, and the second disease data has data indicating a disease-specific region relating to the second disease.
In the step of creating the first area data,
The remaining region excluding the region where the disease-specific region of the first disease data and the disease-specific region of the second disease data overlap from the disease-specific region of the first disease data is the first region data. The computer program according to claim 1, which is created as.
前記第1領域データの疾患特異的関心領域と、前記第2領域データの疾患特異的関心領域とは、互いに重ならずに一部が接している、請求項1または請求項2に記載のコンピュータプログラム。 The computer according to claim 1 or 2, wherein the disease-specific region of interest of the first region data and the disease-specific region of interest of the second region data are partially in contact with each other without overlapping each other. program. 前記第2疾患データを作成するステップでは、
前記第2患者データからなる疾患群と前記健常者データからなる健常者群とを群間比較して、画素毎に統計学的検定を行って、第1有意水準に基づく疾患特異的領域を示す第2−1疾患データと、前記第1有意水準よりも低い第2有意水準に基づく疾患特異的領域を示す第2−2疾患データとを前記第2疾患データとして作成し、
前記第1領域データおよび前記第2領域データを作成するステップでは、
前記第1疾患データの疾患特異的領域から、前記第1疾患データの疾患特異的領域と前記第2−1疾患データの疾患特異的領域とが重なる領域を除いた残りの領域を、前記第1領域データとして作成し、前記第2−2疾患データの疾患特異的領域を前記第2領域データとする、請求項2に記載のコンピュータプログラム。
In the step of creating the second disease data,
The disease group consisting of the second patient data and the healthy subject group consisting of the healthy subject data are compared between the groups, and a statistical test is performed for each pixel to show a disease-specific region based on the first significance level. The 2-1 disease data and the 2-2 disease data showing the disease-specific region based on the second significance level lower than the first significance level were created as the second disease data.
In the step of creating the first region data and the second region data,
The remaining region excluding the region where the disease-specific region of the first disease data and the disease-specific region of the 2-1 disease data overlap from the disease-specific region of the first disease data is the first. The computer program according to claim 2, wherein the computer program is created as area data, and the disease-specific area of the 2-2 disease data is used as the second area data.
前記第2領域データを作成するステップでは、
前記第2疾患データの疾患特異的領域から、前記第1疾患データの疾患特異的領域と前記第2疾患データの疾患特異的領域とが重なる領域を除いた残りの領域を、前記第2領域データとして作成する、請求項2に記載のコンピュータプログラム。
In the step of creating the second area data,
The remaining region excluding the region where the disease-specific region of the first disease data and the disease-specific region of the second disease data overlap from the disease-specific region of the second disease data is the second region data. The computer program according to claim 2, which is created as.
被験者の所定部位の画像に関するデータである被験者データと、多数の健常者の所定部位の画像に関するデータである健常者データと、請求項1から請求項5のいずれか一項に記載のコンピュータプログラムにより作成された第1領域データおよび第2領域データと、を記憶する記憶部を有する疾患鑑別支援装置に実行させるコンピュータプログラムであって、
前記被験者データと前記健常者データを比較して特徴量を算出するステップと、
前記第1領域データの疾患特異的関心領域に関する前記特徴量に基づいて算出した第1特徴量と前記第2領域データの疾患特異的関心領域に関する前記特徴量に基づいて算出した第2特徴量とに基づく指標を算出するステップと、
前記指標を出力するステップと、を前記疾患鑑別支援装置に実行させるためのコンピュータプログラム。
According to the computer program according to any one of claims 1 to 5, the subject data which is the data related to the image of the predetermined part of the subject, the healthy person data which is the data related to the image of the predetermined part of a large number of healthy persons, and the computer program according to any one of claims 1 to 5. It is a computer program to be executed by a disease discrimination support device having a storage unit for storing the created first area data and second area data.
A step of comparing the subject data and the healthy subject data to calculate the feature amount,
The first feature amount calculated based on the feature amount of the disease-specific interest region of the first region data and the second feature amount calculated based on the feature amount of the disease-specific interest region of the second region data. Steps to calculate indicators based on
A computer program for causing the disease discrimination support device to execute a step of outputting the index.
前記特徴量は、前記被験者データと前記健常者データとに基づき算出されるZ値である、請求項6に記載のコンピュータプログラム。 The computer program according to claim 6, wherein the feature amount is a Z value calculated based on the subject data and the healthy person data. 前記所定部位の画像は、脳のSPECT(Single Photon Emission Computed Tomography)断層画像、または、PET(Positron Emission Tomography)断層画像である、請求項1から請求項7のいずれか一項に記載のコンピュータプログラム。 The computer program according to any one of claims 1 to 7, wherein the image of the predetermined site is a SPECT (Single Photon Emission Tomography) tomography image of the brain or a PET (Positron Emission Tomography) tomography image. .. 前記第1の疾患はアルツハイマー型認知症であり、前記第2の疾患はレビー小体型認知症である、請求項1から請求項8のいずれか一項に記載のコンピュータプログラム。 The computer program according to any one of claims 1 to 8, wherein the first disease is Alzheimer's disease and the second disease is Lewy body dementias. 多数の健常者の所定部位の画像に関するデータである健常者データと、第1の疾患を有する多数の患者の前記所定部位の画像に関するデータである第1患者データと、第2の疾患を有する多数の患者の前記所定部位の画像に関するデータである第2患者データと、を記憶する記憶部と、
前記健常者データと、前記第1患者データとを比較して、前記所定部位における前記第1の疾患に関する第1疾患データを作成し、前記健常者データと、前記第2患者データとを比較して、前記所定部位における前記第2の疾患に関する第2疾患データを作成する疾患別データ作成手段と、
前記第1疾患データを、前記第2疾患データに基づき補正して、前記第1の特定の疾患に関する疾患特異的関心領域を示す第1領域データを作成し、前記第2疾患データに基づき前記第2の特定の疾患に関する疾患特異的関心領域を示す第2領域データを作成する疾患特異的関心領域作成手段と、を備える疾患鑑別支援装置。
Healthy person data which is data about image of a predetermined site of a large number of healthy persons, first patient data which is data about an image of a predetermined site of a large number of patients having a first disease, and a large number having a second disease. A storage unit that stores the second patient data, which is data related to the image of the predetermined portion of the patient,
The healthy person data is compared with the first patient data to create a first disease data relating to the first disease at the predetermined site, and the healthy person data is compared with the second patient data. Then, a disease-specific data creation means for creating a second disease data relating to the second disease at the predetermined site, and
The first disease data is corrected based on the second disease data to create first region data indicating a disease-specific region of interest related to the first specific disease, and the first region data is created based on the second disease data. A disease discrimination support device comprising a disease-specific area of interest creating means for creating a second area data indicating a disease-specific area of interest relating to two specific diseases.
被験者の所定部位の画像に関するデータである被験者データと、多数の健常者の所定部位の画像に関するデータである健常者データと、請求項10に記載の疾患鑑別支援装置により作成された第領域データおよび第領域データと、を記憶する記憶部と、
前記被験者データと前記健常者データを比較して特徴量を算出する特徴量算出手段と、
前記第1領域データの疾患特異的関心領域に関する前記特徴量に基づいて算出した第1特徴量と前記第2領域データの疾患特異的関心領域に関する前記特徴量に基づいて算出した第2特徴量とに基づく指標を算出する指標算出手段と、
前記指標を出力する出力手段と、を備える疾患鑑別支援装置。
Subject data which is data related to an image of a predetermined part of a subject, healthy person data which is data related to an image of a predetermined part of a large number of healthy persons, and first region data created by the disease discrimination support device according to claim 10. And a storage unit that stores the second area data,
A feature amount calculation means for calculating a feature amount by comparing the subject data with the healthy person data, and
The first feature amount calculated based on the feature amount of the disease-specific interest region of the first region data and the second feature amount calculated based on the feature amount of the disease-specific interest region of the second region data. Index calculation means for calculating indicators based on
A disease discrimination support device including an output means for outputting the index.
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