JP7045256B2 - Heart disease diagnosis support program, heart disease diagnosis support method and heart disease diagnosis support device - Google Patents
Heart disease diagnosis support program, heart disease diagnosis support method and heart disease diagnosis support device Download PDFInfo
- Publication number
- JP7045256B2 JP7045256B2 JP2018086445A JP2018086445A JP7045256B2 JP 7045256 B2 JP7045256 B2 JP 7045256B2 JP 2018086445 A JP2018086445 A JP 2018086445A JP 2018086445 A JP2018086445 A JP 2018086445A JP 7045256 B2 JP7045256 B2 JP 7045256B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- dimensional
- image
- index
- heart disease
- cfr
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 83
- 238000003745 diagnosis Methods 0.000 title claims description 41
- 208000019622 heart disease Diseases 0.000 title claims description 38
- 210000004351 coronary vessel Anatomy 0.000 claims description 74
- 238000012545 processing Methods 0.000 claims description 62
- 238000009206 nuclear medicine Methods 0.000 claims description 55
- 230000000747 cardiac effect Effects 0.000 claims description 53
- 230000000877 morphologic effect Effects 0.000 claims description 51
- 210000005240 left ventricle Anatomy 0.000 claims description 49
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 claims description 39
- 208000031481 Pathologic Constriction Diseases 0.000 claims description 12
- 230000036262 stenosis Effects 0.000 claims description 12
- 208000037804 stenosis Diseases 0.000 claims description 12
- 238000000638 solvent extraction Methods 0.000 claims description 9
- 239000000284 extract Substances 0.000 claims description 4
- 230000002107 myocardial effect Effects 0.000 description 13
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 description 10
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 8
- 230000017531 blood circulation Effects 0.000 description 7
- 239000003814 drug Substances 0.000 description 7
- 229940079593 drug Drugs 0.000 description 7
- 238000003384 imaging method Methods 0.000 description 7
- 238000010606 normalization Methods 0.000 description 6
- 229940121896 radiopharmaceutical Drugs 0.000 description 6
- 239000012217 radiopharmaceutical Substances 0.000 description 6
- 230000002799 radiopharmaceutical effect Effects 0.000 description 6
- 239000002131 composite material Substances 0.000 description 5
- 238000002347 injection Methods 0.000 description 5
- 239000007924 injection Substances 0.000 description 5
- 238000009499 grossing Methods 0.000 description 4
- 238000002600 positron emission tomography Methods 0.000 description 4
- FGDZQCVHDSGLHJ-UHFFFAOYSA-M rubidium chloride Chemical compound [Cl-].[Rb+] FGDZQCVHDSGLHJ-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 4
- 238000002603 single-photon emission computed tomography Methods 0.000 description 4
- 208000037265 diseases, disorders, signs and symptoms Diseases 0.000 description 3
- 210000004165 myocardium Anatomy 0.000 description 3
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 3
- LJJFNFYPZOHRHM-UHFFFAOYSA-N 1-isocyano-2-methoxy-2-methylpropane Chemical compound COC(C)(C)C[N+]#[C-] LJJFNFYPZOHRHM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 201000000057 Coronary Stenosis Diseases 0.000 description 2
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 2
- 201000010099 disease Diseases 0.000 description 2
- 238000000605 extraction Methods 0.000 description 2
- 230000001771 impaired effect Effects 0.000 description 2
- 238000007689 inspection Methods 0.000 description 2
- 230000003902 lesion Effects 0.000 description 2
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 2
- 230000005855 radiation Effects 0.000 description 2
- 210000005241 right ventricle Anatomy 0.000 description 2
- 229910052713 technetium Inorganic materials 0.000 description 2
- GKLVYJBZJHMRIY-UHFFFAOYSA-N technetium atom Chemical compound [Tc] GKLVYJBZJHMRIY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 231100000216 vascular lesion Toxicity 0.000 description 2
- 230000002861 ventricular Effects 0.000 description 2
- VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-M Chloride anion Chemical compound [Cl-] VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 206010011089 Coronary artery stenosis Diseases 0.000 description 1
- NPCIWINHUDIWAV-NSYCNWAXSA-N I-123 BMIPP Chemical compound OC(=O)CC(C)CCCCCCCCCCCCC1=CC=C([123I])C=C1 NPCIWINHUDIWAV-NSYCNWAXSA-N 0.000 description 1
- 229910021529 ammonia Inorganic materials 0.000 description 1
- 210000001367 artery Anatomy 0.000 description 1
- 210000004204 blood vessel Anatomy 0.000 description 1
- 238000007796 conventional method Methods 0.000 description 1
- 238000002586 coronary angiography Methods 0.000 description 1
- 238000002651 drug therapy Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 230000037149 energy metabolism Effects 0.000 description 1
- 238000011156 evaluation Methods 0.000 description 1
- HOXINJBQVZWYGZ-UHFFFAOYSA-N fenbutatin oxide Chemical compound C=1C=CC=CC=1C(C)(C)C[Sn](O[Sn](CC(C)(C)C=1C=CC=CC=1)(CC(C)(C)C=1C=CC=CC=1)CC(C)(C)C=1C=CC=CC=1)(CC(C)(C)C=1C=CC=CC=1)CC(C)(C)C1=CC=CC=C1 HOXINJBQVZWYGZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000007774 longterm Effects 0.000 description 1
- 208000031225 myocardial ischemia Diseases 0.000 description 1
- 230000007310 pathophysiology Effects 0.000 description 1
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 1
- 229940102127 rubidium chloride Drugs 0.000 description 1
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 1
- 238000007619 statistical method Methods 0.000 description 1
- 238000001356 surgical procedure Methods 0.000 description 1
- 229960004113 tetrofosmin Drugs 0.000 description 1
- QCWJONLQSHEGEJ-UHFFFAOYSA-N tetrofosmin Chemical compound CCOCCP(CCOCC)CCP(CCOCC)CCOCC QCWJONLQSHEGEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- GBECUEIQVRDUKB-UHFFFAOYSA-M thallium monochloride Chemical compound [Tl]Cl GBECUEIQVRDUKB-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 230000002792 vascular Effects 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Magnetic Resonance Imaging Apparatus (AREA)
- Nuclear Medicine (AREA)
- Apparatus For Radiation Diagnosis (AREA)
Description
本発明は、心疾患診断支援プログラム、心疾患診断支援方法及び心疾患診断支援装置に関する。 The present invention relates to a heart disease diagnosis support program, a heart disease diagnosis support method, and a heart disease diagnosis support device.
従来、心筋シンチグラフィは、被験者に放射性同位元素で標識された薬剤(放射性医薬品)を注射し、注射した薬剤から放出される放射線を撮影して、放射線量をコンピュータ処理して画像にし、心筋の血流やエネルギー代謝などをイメージングする検査である。この検査は、侵襲性が低く、適切な放射性医薬品を選択することで心臓に関する様々な生理学的、生化学的情報が得られるといった優れた特徴を有しているため、広く臨床において利用されている。例えば、薬物又は運動負荷時の心筋血流量との比によって求められるいわゆる冠動脈血流予備能(Coronary Flow Reserve:CFR)は、心疾患によって冠動脈がどの程度ダメージを受けているかを表す指標として用いられている。 Traditionally, myocardial scintigraphy involves injecting a subject with a radioisotope-labeled drug (radiopharmaceutical), photographing the radiation emitted by the injected drug, and computer-processing the radiation dose into an image of the myocardium. This is a test that images blood flow and energy metabolism. This test is widely used clinically because it is less invasive and has the excellent characteristics of being able to obtain various physiological and biochemical information about the heart by selecting appropriate radiopharmaceuticals. .. For example, the so-called Coronary Flow Reserve (CFR), which is determined by the ratio to the myocardial blood flow during drug or exercise load, is used as an index showing how much the coronary artery is damaged by heart disease. ing.
上述した様に、CFRは、疾患により冠動脈の受けたダメージを表す指標として用いられているが、部分冠血流予備能比(fractional flow reserve:FFR)との乖離がみられる場合があることが指摘されている(非特許文献1、2参照)。そして、この乖離の態様を、治療方針の決定に利用することが提案されている。
As mentioned above, CFR is used as an index showing the damage to the coronary arteries due to the disease, but it may be different from the partial coronary flow reserve (FFR). It has been pointed out (see Non-Patent
一方、心筋シンチグラムの極座標表示の領域分割基準として、AHA(American Heart Association)の推奨する17segmentや、冠動脈の大まかな支配領域を表す3segmentなどが従来利用されてきた。 On the other hand, 17 segments recommended by the AHA (American Heart Association) and 3 segments representing a roughly controlled region of coronary arteries have been conventionally used as regional division criteria for displaying polar coordinates of myocardial scintigram.
一般的に用いられている心筋シンチグラムの診断では、上述した画一的に分類されたセグメントでの評価が行われている。しかし、これらの分割法は一律の基準で設定されるため、個人の冠動脈走行とは一致しないことがある。 In the commonly used diagnosis of myocardial scintigram, evaluation is performed in the above-mentioned uniformly classified segments. However, since these division methods are set by a uniform standard, they may not match the individual coronary artery running.
すなわち、心臓の冠動脈走行には個人差があるので、17segmentや3segmentといった分割を行っても、各分割領域は、個人の冠動脈の支配領域を反映していない場合がある。例えば3Segmentで右冠動脈(Right Coronary Artery:以下、RCA)領域として表された場所が、実際のところは左前下行枝(Left Anterior Descending Coronary Artery:以下、LAD)領域であったというような乖離が生じることがある。よって、この様な方法では、心臓の冠動脈走行の個人差を考慮しながら冠動脈の疾患部位を特定することは困難である。 That is, since there are individual differences in the running of the coronary arteries of the heart, even if divisions such as 17 segments and 3 segments are performed, each division region may not reflect the region controlled by the individual's coronary arteries. For example, there is a divergence such that the place represented as the right coronary artery (hereinafter referred to as RCA) region in 3 Segment was actually the left anterior descending artery (hereinafter referred to as LAD) region. Sometimes. Therefore, with such a method, it is difficult to identify the diseased part of the coronary artery while considering individual differences in the running of the coronary artery of the heart.
また、何らかの疾患のために冠動脈の1つに障害が起きた場合、従来の分割方法では、障害が起きた冠動脈が複数の分割領域にまたがっている場合がある。従って、従来の領域分割基準のみでは障害が起きている部位の同定が困難になるといった問題もある。 Also, if one of the coronary arteries is damaged due to some disease, in the conventional division method, the damaged coronary arteries may span a plurality of division regions. Therefore, there is also a problem that it is difficult to identify the site where the disorder occurs only by the conventional region division standard.
本発明は、上記課題に鑑みてなされたもので、被験者の個人差の如何に関わらず、冠動脈走行を反映した心臓の正しい診断をより容易に支援することのできる心疾患診断支援プログラム、心疾患診断支援方法及び心疾患診断支援装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above problems, and is a heart disease diagnosis support program, a heart disease diagnosis support program, which can more easily support correct diagnosis of the heart reflecting coronary artery running regardless of individual differences of subjects. It is an object of the present invention to provide a diagnosis support method and a heart disease diagnosis support device.
本発明の一側面に係る心疾患診断支援プログラムは、コンピュータに、被験者における三次元冠動脈画像、少なくとも左心室の三次元形態画像、安静時及び負荷時の三次元心臓ダイナミック核医学画像、前記被験者における各冠動脈の局所的な狭窄状態を表す指標値を取得する処理と、前記三次元冠動脈画像に基づいて、前記左心室の前記三次元形態画像を複数の領域に分割する処理と、前記左心室の前記三次元形態画像を分割した複数の前記領域を仕切る境界線を抽出し、当該境界線を用いて前記三次元心臓ダイナミック核医学画像を分割する処理と、前記三次元心臓ダイナミック核医学画像を分割した前記領域毎に前記被験者のCFRを算出する処理と、前記領域におけるCFRと、前記領域に対応する前記指標値との比較に基づき、治療方針を決定するための指標を求める処理と、前記指標を表示部に表示する処理を実行させる。 In the heart disease diagnosis support program according to one aspect of the present invention, a computer is used to obtain a three-dimensional coronary artery image in a subject, at least a three-dimensional morphological image of the left ventricle, a three-dimensional cardiac dynamic nuclear medical image at rest and under load, and the subject. A process of acquiring an index value indicating a local stenosis state of each coronary artery, a process of dividing the three-dimensional morphological image of the left ventricle into a plurality of regions based on the three-dimensional coronary artery image, and a process of dividing the left ventricle into a plurality of regions. A process of extracting a boundary line partitioning a plurality of the regions obtained by dividing the three-dimensional morphological image and dividing the three-dimensional cardiac dynamic nuclear medicine image using the boundary line and a division of the three-dimensional cardiac dynamic nuclear medicine image. A process of calculating the CFR of the subject for each of the regions, a process of obtaining an index for determining a treatment policy based on a comparison between the CFR in the region and the index value corresponding to the region, and the index. Is executed on the display unit.
本発明の別の一側面に係る心疾患診断支援方法は、被験者における三次元冠動脈画像、少なくとも左心室の三次元形態画像、安静時及び負荷時の三次元心臓ダイナミック核医学画像、前記被験者における各冠動脈の局所的な狭窄状態を表す指標値を取得する情報取得ステップと、前記三次元冠動脈画像に基づいて、前記左心室の前記三次元形態画像を複数の領域に分割する第1の分割ステップと、前記第1の分割ステップで前記左心室の前記三次元形態画像を分割した複数の前記領域を仕切る境界線を抽出し、当該境界線を用いて前記三次元心臓ダイナミック核医学画像を分割する第2の分割ステップと、前記第2の分割ステップで前記三次元心臓ダイナミック核医学画像を分割した前記領域毎に前記被験者のCFRを算出するCFR算出ステップと、前記CFR算出ステップで算出された前記領域におけるCFRと、前記領域に対応する前記指標値との比較に基づき、治療方針を決定するための指標を求める指標算出ステップと、前記指標算出ステップで算出された前記指標を表示部に表示する表示ステップとを含む。 The method for supporting the diagnosis of heart disease according to another aspect of the present invention includes a three-dimensional coronary artery image in a subject, a three-dimensional morphological image of at least the left ventricle, a three-dimensional cardiac dynamic nuclear medical image at rest and under load, and each of the above-mentioned subjects. An information acquisition step for acquiring an index value indicating a local stenosis state of the coronary artery, and a first division step for dividing the three-dimensional morphological image of the left ventricle into a plurality of regions based on the three-dimensional coronary artery image. In the first division step, a boundary line for partitioning a plurality of the divided regions of the three-dimensional morphological image of the left ventricle is extracted, and the three-dimensional cardiac dynamic nuclear medicine image is divided using the boundary line. The CFR calculation step for calculating the CFR of the subject for each of the two division steps, the three-dimensional cardiac dynamic nuclear medicine image divided in the second division step, and the region calculated in the CFR calculation step. In the index calculation step for obtaining an index for determining a treatment policy based on the comparison between the CFR in the above region and the index value corresponding to the region, and a display for displaying the index calculated in the index calculation step on the display unit. Including steps.
本発明のまた別の一側面に係る心疾患診断支援装置は、被験者における三次元冠動脈画像、少なくとも左心室の三次元形態画像、安静時及び負荷時の三次元心臓ダイナミック核医学画像、前記被験者における各冠動脈の局所的な狭窄状態を表す指標値を取得する情報取得部と、前記三次元冠動脈画像に基づいて、前記左心室の前記三次元形態画像を複数の領域に分割する第1の分割処理部と、前記第1の分割処理部で前記左心室の前記三次元形態画像を分割した複数の前記領域を仕切る境界線を抽出し、当該境界線を用いて前記三次元心臓ダイナミック核医学画像を分割する第2の分割処理部と、前記第2の分割処理部で前記三次元心臓ダイナミック核医学画像を分割した前記領域毎に前記被験者のCFRを算出するCFR算出部と、前記CFR算出部で算出された前記領域におけるCFRと、前記領域に対応する前記指標値との比較に基づき、治療方針を決定するための指標を求める指標算出部と、前記指標算出部で算出された前記指標を表示部に表示する表示処理部とを備えることを特徴とする。 The heart disease diagnosis support device according to another aspect of the present invention includes a three-dimensional coronary artery image in a subject, a three-dimensional morphological image of at least the left ventricle, a three-dimensional cardiac dynamic nuclear medical image at rest and under load, and the subject. A first division process for dividing the three-dimensional morphological image of the left ventricle into a plurality of regions based on an information acquisition unit that acquires an index value indicating a local stenosis state of each coronary artery and the three-dimensional coronary artery image. A boundary line partitioning a plurality of the divided regions of the three-dimensional morphological image of the left ventricle is extracted by the unit and the first division processing unit, and the three-dimensional cardiac dynamic nuclear medicine image is obtained using the boundary line. The second division processing unit to be divided, the CFR calculation unit that calculates the CFR of the subject for each of the regions in which the three-dimensional cardiac dynamic nuclear medicine image is divided by the second division processing unit, and the CFR calculation unit. Based on the comparison between the calculated CFR in the region and the index value corresponding to the region, the index calculation unit for obtaining an index for determining the treatment policy and the index calculated by the index calculation unit are displayed. It is characterized by including a display processing unit for displaying on the unit.
このように構成された本発明に係る心疾患診断支援プログラム、心疾患診断支援方法及び心疾患診断支援装置によれば、心臓疾患の診断をより正しく支援し得る。 According to the heart disease diagnosis support program, the heart disease diagnosis support method, and the heart disease diagnosis support device according to the present invention configured as described above, the diagnosis of heart disease can be supported more accurately.
以下、本発明の実施形態について、図面を用いて説明する。なお、すべての図面において、同様の構成要素には同一の符号を付し、適宜に説明を省略する。なお、以下の説明はあくまでも好ましい態様の一例を示したものであり、本発明の範囲を限定する意図ではない。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In all the drawings, the same components are designated by the same reference numerals, and the description thereof will be omitted as appropriate. The following description is merely an example of a preferred embodiment, and is not intended to limit the scope of the present invention.
はじめに、本実施形態の概要について説明する。図1は本発明の実施形態に係る心疾患診断支援装置100及びその周辺装置を示す機能構成図である。ここでは周辺装置として、撮像装置110、操作受付部120、表示装置130(表示部)及びデータベース140を例示するが、これに限られない。
First, the outline of the present embodiment will be described. FIG. 1 is a functional configuration diagram showing a heart disease
撮像装置110は、被験者の核医学画像を撮像し、これを心疾患診断支援装置100に提供する。このような撮像装置110としては、SPECT(Single Photon Emission Computed Tomography)装置又はPET(Positron Emission Tomography)装置等の核医学撮像装置がある。これらの装置により撮像された核医学画像は、特定の放射性同位元素でラベルされた薬剤(以下、放射性医薬品)を投与し、放射性医薬品より直接的または間接的に放出されたγ線を専用のカメラによって検出し、再構築することによって取得される。
The
なお、放射性医薬品としては、SPECT用製剤として塩化タリウム(201TlCl)注射液、テトロホスミンテクネチウム(99mTc Tetrofosmin)注射液、ヘキサキス(2-メトキシイソブチルイソニトリル)テクネチウム(99mTc MIBI)注射液、15-(4-ヨードフェニル)- 3(R,S)-メチルペンタデカン酸(123I)注射液や、PET用製剤として13N-アンモニアや塩化ルビジウム(82RbCl)注射液などがある。また、単一の検査において、異なる2核種からなる放射性医薬品を投与してもよい。 As radiopharmaceuticals, Talium chloride ( 201 TlCl) injection, Tetrophosmin technetium ( 99m Tc Tetrofosmin) injection, Hexakis (2-methoxyisobutylisonitrile) technetium ( 99m Tc MIBI) injection, 15 -(4-Iodophenyl) -3 (R, S) -methylpentadecanoic acid ( 123 I) injection, and 13 N-ammonia and rubidium chloride ( 82 RbCl) injection as PET preparations. Also, in a single test, a radiopharmaceutical consisting of two different nuclides may be administered.
心疾患診断支援装置100は、情報取得部102、第1の分割処理部103、境界線極座標展開部104、心臓ダイナミック核医学画像正規化部105、第2の分割処理部106、CFR算出部107、指標算出部108及び表示処理部109を備える。
The heart disease
情報取得部102は、被験者における三次元冠動脈画像、少なくとも左心室の三次元形態画像、安静時及び負荷時の三次元心臓ダイナミック核医学画像、被験者における各冠動脈の局所的な狭窄状態を表す指標値を取得する。ここでの取得には、予め生成されてデータベース140に保持されている画像や指標値をデータベース140から読み出すことが含まれる。三次元冠動脈画像とは、好ましくは、CTや造影又は非造影のMRIといった、撮像装置110とは別のモダリティ(図示せず)を使用した検査法で冠動脈を撮像して得られた冠動脈画像に対して三次元画像処理を施した画像のことをいうが、これに限定されない。つまり、被験者の冠動脈が描出されている画像であれば良い。なお、三次元冠動脈画像は、後述する三次元形態画像と別に撮像したものであっても良いが、冠動脈が描出されている三次元形態画像上で冠動脈を抽出して三次元画像処理を施したものであっても良い。後者の場合には、三次元冠動脈画像は、三次元形態画像と合わせて一つの画像として生成される。三次元画像処理としては、MPR(Multi Planar Reconstruction)処理、三次元冠動脈抽出処理、三次元左心室抽出処理等を挙げることができる。
The
「少なくとも左心室」には、左心室の他に、左心室及び右心室の組み合わせが含まれる。「少なくとも左心室の三次元形態画像」には、左心室のみを撮像して得られた形態画像に対して三次元画像処理を施した画像と、左心室及び右心室の双方を撮像して得られた形態画像に対して三次元画像処理を施した画像とが含まれる。なお、形態画像は、心臓の形態を認識できる画像であれば、特に限定されない。形態画像としては、例えば、CTや造影又は非造影のMRIといった、撮像装置110とは別のモダリティ(図示せず)を使用した検査法で撮像された画像を三次元画像処理した画像の他、撮像装置110で得られた核医学画像に対して三次元画像処理を施した画像を、用いることができる。図14に、形態画像の一例である三次元CT画像から得られた画像を示す。この画像では、CT画像から抽出された左心室の三次元形態画像上に、同じくCT画像から抽出された左心室の三次元冠動脈画像が重ね合わせて表示されている。
"At least the left ventricle" includes a combination of the left ventricle and the right ventricle in addition to the left ventricle. The "three-dimensional morphological image of at least the left ventricle" is an image obtained by performing three-dimensional image processing on a morphological image obtained by imaging only the left ventricle, and an image obtained by imaging both the left ventricle and the right ventricle. An image obtained by performing three-dimensional image processing on the obtained morphological image is included. The morphological image is not particularly limited as long as it is an image that can recognize the morphology of the heart. The morphological image includes, for example, an image obtained by three-dimensional image processing of an image captured by an inspection method using a modality (not shown) different from that of the
心臓ダイナミック核医学画像は、心臓を検査対象として遂行される核医学測定により得られる画像であり、核医学測定の方法としてSPECT又はPETを用いて得られた画像である。三次元心臓ダイナミック核医学画像とは、心臓ダイナミック核医学画像データに対して三次元画像処理を施した画像のことをいう。三次元冠動脈画像、三次元形態画像及び三次元心臓ダイナミック核医学画像は、データベース140に予め格納しておき、必要に応じてデータベース140から読み出せるようにしておいても良いし、心疾患診断支援装置100の外部(例えば撮像装置110)からネットワーク等を介して読み出せるようにしておいても良い。
The cardiac dynamic nuclear medicine image is an image obtained by a nuclear medicine measurement performed on the heart as an examination target, and is an image obtained by using SPECT or PET as a method of the nuclear medicine measurement. The three-dimensional cardiac dynamic nuclear medicine image is an image obtained by performing three-dimensional image processing on the cardiac dynamic nuclear medicine image data. The three-dimensional coronary artery image, three-dimensional morphological image, and three-dimensional cardiac dynamic nuclear medicine image may be stored in advance in the
被験者における各冠動脈の局所的な狭窄状態を表す指標値は、例えば、FFR(Fractional Flow Reserve)、FFRCTから選択された指標値とする事ができる。FFRは、血流障害全体に対する冠動脈狭窄の寄与の割合を示す指標である。FFRは、センサーと大動脈圧の間の血管抵抗がない理想的な血管であった場合の何%の最大冠血流供給能力を有しているかを示している。FFRはその多くのエビデンスから、いずれの指標も心筋虚血の指標として有用な指標であると示されている。FFRはカテーテル検査室内では評価できる最も簡便かつ信頼性のある指標と言える。 The index value representing the local stenosis state of each coronary artery in the subject can be, for example, an index value selected from FFR (Fractional Flow Reserve) and FFRCT. FFR is an index showing the ratio of the contribution of coronary artery stenosis to the total impaired blood flow. The FFR indicates what percentage of the maximum coronary flow supply capacity would be in an ideal vessel with no vascular resistance between the sensor and the aortic pressure. From its extensive evidence, FFR has been shown to be a useful indicator of myocardial ischemia. FFR can be said to be the simplest and most reliable index that can be evaluated in a catheterization laboratory.
第1の分割処理部103は、三次元冠動脈画像に基づいて、少なくとも左心室の三次元形態画像を複数の領域に分割する。好ましい態様において、この分割はボロノイ分割の手法により行う事ができる(詳細についてはhttp://gihyo.jp/dev/serial/01/geometry/0011を参照)。ボロノイ分割とは、与えられた点の近傍をその点の勢力圏と定義する分割方法であり、物理学、生態学、地域問題など様々な分野で用いられている主要な概念である。例えば、空間内にn個の点が与えられたとき、各点の勢力圏を定義し、これをボロノイ多角形で表すといった手法が用いられる。
The first
分割の対象となる点は母点と呼ばれる。ボロノイ多角形の頂点はボロノイ点、辺はボロノイ辺と呼ばれる。ボロノイ辺はその両側にある母点から等距離にある点の軌跡、すなわち、その母点を結ぶ線分の垂直二等分線の一部である。また、ボロノイ点は三つの母点を頂点とする三角形の外心である。図2~図5に示した例において、ボロノイ分割の対象となる直線A,Bは冠動脈を模式的に示している(図2)。 The points to be divided are called mother points. The vertices of a Voronoi polygon are called Voronoi points, and the sides are called Voronoi sides. The Boronoi side is a locus of points equidistant from the mother points on both sides, that is, a part of the perpendicular bisector of the line segment connecting the mother points. The Voronoi point is the circumscribed circle of a triangle whose vertices are three mother points. In the examples shown in FIGS. 2 to 5, the straight lines A and B that are the targets of Voronoi division schematically show the coronary arteries (FIG. 2).
直線Aでは、所定の間隔で4つの母点A1,A2,A3,A4が特定される(図3~図5)。同様に、直線Bでは、所定の間隔で4つの母点B1,B2,B3,B4が特定される(図3~図5)。以下、本実施形態によって行われる画像処理における第1の分割処理の手順の一例を図3~図5を参照しつつ列記する。 In the straight line A, four mother points A1, A2, A3, and A4 are specified at predetermined intervals (FIGS. 3 to 5). Similarly, in the straight line B, four mother points B1, B2, B3 and B4 are specified at predetermined intervals (FIGS. 3 to 5). Hereinafter, an example of the procedure of the first division processing in the image processing performed by the present embodiment will be listed with reference to FIGS. 3 to 5.
まず、図3に示すように、母点A1,B1,B2を頂点とする三角形を形成する。そして、辺A1B1の中点を点M1と定義し、辺A1B2の中点を点M2と定義する。
次に、母点A2,B1,B2を頂点とする三角形を形成する。そして、辺A2B1の中点を点M3と定義し、辺A2B2の中点を点M4と定義する。
次に、母点A2,B2,B3を頂点とする三角形を形成する。そして、辺A2B2の中点を点M4と定義し、辺A2B3の中点を点M5と定義する。
次に、母点A3,B2,B3を頂点とする三角形を形成する。そして、辺A3B2の中点を点M6と定義し、辺A3B3の中点を点M7と定義する。
次に、母点A3,B3,B4を頂点とする三角形を形成する。そして、辺A3B3の中点を点M7と定義し、辺A3B4の中点を点M8と定義する。
次に、母点A4,B3,B4を頂点とする三角形を形成する。そして、辺A4B3の中点を点M9と定義し、辺A4B4の中点を点M10と定義する。
First, as shown in FIG. 3, a triangle having the mother points A1, B1 and B2 as vertices is formed. Then, the midpoint of the side A1B1 is defined as the point M1, and the midpoint of the side A1B2 is defined as the point M2.
Next, a triangle having the mother points A2, B1 and B2 as vertices is formed. Then, the midpoint of the side A2B1 is defined as the point M3, and the midpoint of the side A2B2 is defined as the point M4.
Next, a triangle having the mother points A2, B2, and B3 as vertices is formed. Then, the midpoint of the side A2B2 is defined as the point M4, and the midpoint of the side A2B3 is defined as the point M5.
Next, a triangle having the mother points A3, B2, and B3 as vertices is formed. Then, the midpoint of the side A3B2 is defined as the point M6, and the midpoint of the side A3B3 is defined as the point M7.
Next, a triangle having the mother points A3, B3, and B4 as vertices is formed. Then, the midpoint of the side A3B3 is defined as the point M7, and the midpoint of the side A3B4 is defined as the point M8.
Next, a triangle having the mother points A4, B3, and B4 as vertices is formed. Then, the midpoint of the side A4B3 is defined as the point M9, and the midpoint of the side A4B4 is defined as the point M10.
続いて、図4に示すように、母点B1,A1,B2を頂点とする三角形を形成する。そして、辺B1A1の中点を点N1と定義し、辺B2A1の中点を点N2と定義する。
次に、母点B1,A2,B2を頂点とする三角形を形成する。そして、辺B1A2の中点を点N3と定義し、辺B2A2の中点を点N4と定義する。
次に、母点B2,A2,B3を頂点とする三角形を形成する。そして、辺B2A2の中点を点N4と定義し、辺B3A2の中点を点N5と定義する。
次に、母点B2,A3,B3を頂点とする三角形を形成する。そして、辺B2A3の中点を点N6と定義し、辺B3A3の中点を点N7と定義する。
次に、母点B3,A3,B4を頂点とする三角形を形成する。そして、辺B3A3の中点を点N7と定義し、辺B4A3の中点を点N8と定義する。
次に、母点B3,A4,B4を頂点とする三角形を形成する。そして、辺B3A4の中点を点N9と定義し、辺B4A4の中点を点N10と定義する。
図5は、中点群M1~M10,N1~N10を結んだ折れ線(ボロノイ辺)を基に得られた直線であって、直線A,B間に仮想的に引かれた近似直線Lを示す。近似直線Lは、例えば、公知の最小二乗法により導き出される。冠動脈の様に蛇行している線の間に境界線を引く場合は、その境界線も蛇行した形となる。この場合、好ましい態様として、各中点(本例におけるM1~M10、N1~N10に相当)を結んだ線を作成し、必要に応じてスムージング処理を行う事によって得る事ができる。スムージングは公知の方法を用いることができ、例えば3点スムージングや5点スムージングの手法を用いることができる。
また、境界線の位置は、冠動脈の太さを考慮した補正を行っても良い。例えば、左右の冠動脈の直径が6:4の関係となっている場合は、上記の手法により得られる分割点を、母点間の中点ではなく、母点を結んだ線分を6:4に分割する点として定義することができる。
Subsequently, as shown in FIG. 4, a triangle having the mother points B1, A1 and B2 as vertices is formed. Then, the midpoint of the side B1A1 is defined as the point N1, and the midpoint of the side B2A1 is defined as the point N2.
Next, a triangle having the mother points B1, A2, and B2 as vertices is formed. Then, the midpoint of the side B1A2 is defined as the point N3, and the midpoint of the side B2A2 is defined as the point N4.
Next, a triangle having the mother points B2, A2, and B3 as vertices is formed. Then, the midpoint of the side B2A2 is defined as the point N4, and the midpoint of the side B3A2 is defined as the point N5.
Next, a triangle having the mother points B2, A3, and B3 as vertices is formed. Then, the midpoint of the side B2A3 is defined as the point N6, and the midpoint of the side B3A3 is defined as the point N7.
Next, a triangle having the mother points B3, A3, and B4 as vertices is formed. Then, the midpoint of the side B3A3 is defined as the point N7, and the midpoint of the side B4A3 is defined as the point N8.
Next, a triangle having the mother points B3, A4, and B4 as vertices is formed. Then, the midpoint of the side B3A4 is defined as the point N9, and the midpoint of the side B4A4 is defined as the point N10.
FIG. 5 is a straight line obtained based on a polygonal line (Voronoi side) connecting the midpoint groups M1 to M10 and N1 to N10, and shows an approximate straight line L virtually drawn between the straight lines A and B. .. The approximate straight line L is derived, for example, by a known least squares method. When a boundary line is drawn between meandering lines such as coronary arteries, the boundary line also has a meandering shape. In this case, as a preferred embodiment, it can be obtained by creating a line connecting each midpoint (corresponding to M1 to M10 and N1 to N10 in this example) and performing a smoothing process as necessary. A known method can be used for smoothing, and for example, a three-point smoothing method or a five-point smoothing method can be used.
Further, the position of the boundary line may be corrected in consideration of the thickness of the coronary artery. For example, when the diameters of the left and right coronary arteries are in a 6: 4 relationship, the division point obtained by the above method is not the midpoint between the mother points, but the line segment connecting the mother points is 6: 4. It can be defined as a point that divides into.
境界線極座標展開部104は、第1の分割処理部103で左心室の三次元形態画像を分割した複数の領域を仕切る境界線を抽出し、当該境界線を極座標展開する。心臓ダイナミック核医学画像正規化部105は、三次元心臓ダイナミック核医学画像を極座標展開する。なお、このような極座標展開する方法は、例えば特開2017-62213号公報等で開示されているなど、既に周知であるため、詳細な説明は省略するが、例えば、撮像装置110により心臓を撮像して得られた断層画像に基づき、その断層画像から得られた画素の最大カウントを、心尖部を中心として心基部に向かって同心円上に放射状に展開する方法がある。
The boundary line polar coordinate
第2の分割処理部106は、極座標展開された三次元心臓ダイナミック核医学画像に同じく極座標展開された境界線を重畳した合成画像を生成する。第2の分割処理部106は、その生成した合成画像に基づいて極座標展開された三次元心臓ダイナミック核医学画像を第1の分割処理部103と同様にボロノイ分割で複数の領域に分割する。ここで分割された各領域を、その領域内に走行している冠動脈の支配領域とする。
The second
CFR算出部107は、第2の分割処理部106で三次元心臓ダイナミック核医学画像を分割した領域毎に被験者のCFRを算出する。CFRは下記の式(1)で表される。
[数1]
CFR=薬物又は運動負荷時の心筋血流量/安静時の心筋血流量・・・(1)
The
[Number 1]
CFR = myocardial blood flow during drug or exercise load / myocardial blood flow at rest ... (1)
なお、本例において、心筋血流量は、三次元心臓ダイナミック核医学画像を用いて算出される。心筋血流量の定量法は、公知の種々の方法を用いることができる。公知の方法としては、文献(Masao Miyagawa et al.著、Estimation of myocardial flow reserve utilizing an ultrafast cardiac SPECT: Comparison with coronary angiography, fractional flow reserve, and the SYNTAX score、2017年、p.347-353)記載の2コンパートメントモデルに基づく方法の他、例えば特許5695003号又は特許5700712号に開示された方法を用いることができる。 In this example, the myocardial blood flow is calculated using a three-dimensional cardiac dynamic nuclear medicine image. As a method for quantifying myocardial blood flow, various known methods can be used. As a known method, described in the literature (Masao Miyagawa et al., Estimation of myocardial flow reserve utilizing an ultrafast cardiac SPECT: Comparison with coronary angiography, fractional flow reserve, and the SYNTAX score, 2017, p.347-353). In addition to the method based on the two-compartment model of, for example, the method disclosed in Japanese Patent No. 5695003 or Japanese Patent No. 5700712 can be used.
指標算出部108は、CFR算出部107で算出された領域におけるCFRと、情報取得部102が取得した領域に対応する、被験者における各冠動脈の局所的な狭窄状態を示す指標値との比較に基づき、治療方針を決定するための指標を求める。
この指標は、例えば、CFRとFFRとの不一致の態様から、被験者の状態を大きく4つに分ける事ができる(指標A~D)。各指標A~Dにおける治療方針は、例えば下記の様に決定される。
A:CFRの値もFFRの値も保たれている状態(例えば、CFR>2.0、FFR>0.8)は、正常領域と判断される。
B:CFRの値は保たれているが、FFRの値が低下している状態(例えば、CFR>2.0、FFR<0.8)は、血管性病変が疑われるので、PCI(Percutaneous Coronary Intervention)による治療で効果があると判断される。
C:CFRの値もFFRの値も低下している状態(例えば、CFR<2.0、FFR<0.8)は、血管性病変と末梢性病変が共に疑われるので、バイパス術等の選択が検討される。
D:CFRの値が低下しているが、FFRの値は保たれている状態(例えば、CFR<2.0、FFR>0.8)は、末梢性病変が疑われるので、PCIによる治療の対象とはされず、薬物療法が選択される。
The
This index can roughly divide the state of the subject into four (indexes A to D), for example, depending on the mode of disagreement between CFR and FFR. The treatment policy for each index A to D is determined as follows, for example.
A: A state in which both the CFR value and the FFR value are maintained (for example, CFR> 2.0, FFR> 0.8) is determined to be a normal region.
B: In the state where the CFR value is maintained but the FFR value is low (for example, CFR> 2.0, FFR <0.8), vascular lesions are suspected, so PCI (Percutaneous Coronary) Intervention) treatment is judged to be effective.
C: In a state where both the CFR value and the FFR value are decreased (for example, CFR <2.0, FFR <0.8), both vascular lesions and peripheral lesions are suspected, so bypass surgery or the like is selected. Will be considered.
D: In the state where the CFR value is decreased but the FFR value is maintained (for example, CFR <2.0, FFR> 0.8), peripheral lesions are suspected, so treatment with PCI is performed. Drug therapy is selected, not targeted.
表示処理部109は、指標算出部108で算出された指標を表示装置130に表示する。例えば、表示処理部109は、指標算出部108で算出された指標を、第2の分割処理部106で生成された合成画像に対応付けて表示装置130に表示しても良い。
The
(心疾患診断支援装置100及びその周辺装置で行われる全体処理の流れ)
図6は、心筋画像処理装置及びその周辺装置で行われる全体処理のフローチャートである。
まず、情報取得部102(図1)は、被験者における三次元冠動脈画像、左心室の三次元形態画像、三次元心臓ダイナミック核医学画像及びFFRを取得する(ステップS101)。三次元冠動脈画像、左心室の三次元形態画像及び三次元心臓ダイナミック核医学画像は、それぞれ対応する機器を用いて生成された画像である。それぞれの画像やFFRは、予めデータベース140に格納したものを読みだしても良いし、ネットワークを通じて各機器から直接取り込まれるものであっても良い。またこれらの情報は、ハードディスクや半導体メモリといった記憶媒体に記憶されたものを、周辺機器インターフェース(図示せず)等を介して取り込むものであっても良い。
(Flow of overall processing performed by the heart disease
FIG. 6 is a flowchart of the entire processing performed by the myocardial image processing device and its peripheral devices.
First, the information acquisition unit 102 (FIG. 1) acquires a three-dimensional coronary artery image, a three-dimensional morphological image of the left ventricle, a three-dimensional cardiac dynamic nuclear medicine image, and an FFR in the subject (step S101). The three-dimensional coronary artery image, the three-dimensional morphological image of the left ventricle, and the three-dimensional cardiac dynamic nuclear medicine image are images generated using the corresponding instruments. Each image or FFR may be read out from the one stored in the
次に、第1の分割処理部103(図1)は、三次元冠動脈画像に基づいて、左心室の三次元形態画像を複数の領域(図7)にボロノイ分割する(ステップS102)。ボロノイ分割処理で行われる一連の流れを図9,図10,図11に示す。図9は、冠動脈と左室心筋とを抽出する操作に供される画面構成を示す画面構成図である。図10は、冠動脈から領域分割の起点となる部位を選択する操作に供される画面構成を示す画面構成図である。図11は、三次元形態画像上で支配領域の境界線の計算操作に供される画面構成を示す画面構成図である。境界線の作成方法は、上述した通りである。 Next, the first division processing unit 103 (FIG. 1) divides the three-dimensional morphological image of the left ventricle into a plurality of regions (FIG. 7) based on the three-dimensional coronary artery image (step S102). A series of flows performed in the Voronoi division process are shown in FIGS. 9, 10 and 11. FIG. 9 is a screen configuration diagram showing a screen configuration used for an operation of extracting the coronary artery and the left ventricular myocardium. FIG. 10 is a screen configuration diagram showing a screen configuration used for an operation of selecting a site to be a starting point of region division from a coronary artery. FIG. 11 is a screen configuration diagram showing a screen configuration used for a calculation operation of a boundary line of a controlled region on a three-dimensional morphological image. The method of creating the boundary line is as described above.
次に、境界線極座標展開部104(図1)は、第1の分割処理部103で左心室の三次元形態画像を分割した複数の支配領域を仕切る境界線を抽出し、当該境界線を公知の方法を用いて極座標展開する(ステップS103)。
Next, the boundary line polar coordinate expansion unit 104 (FIG. 1) extracts a boundary line that divides a plurality of dominant regions obtained by dividing the three-dimensional morphological image of the left ventricle by the first
次に、心臓ダイナミック核医学画像正規化部105(図1)は、三次元心臓ダイナミック核医学画像を公知の方法を用いて極座標展開する(ステップS104)。 Next, the cardiac dynamic nuclear medicine image normalization unit 105 (FIG. 1) develops a three-dimensional cardiac dynamic nuclear medicine image in polar coordinates using a known method (step S104).
次に、第2の分割処理部106は、心臓ダイナミック核医学画像正規化部105で極座標展開された三次元心臓ダイナミック核医学画像に、境界線極座標展開部104で極座標展開された境界線を重畳した合成画像(図8)を生成する(ステップS105)。ここで、図8に示されているSep,Ant,Latは、それぞれ、中隔、前壁、側壁を示している。第2の分割処理部106は、その生成した合成画像に基づいて、心臓ダイナミック核医学画像正規化部105で極座標展開された三次元心臓ダイナミック核医学画像を複数の支配領域(図8)に分割する。
Next, the second
図8の上段には、心尖部を中心として心基部に向かって同心円上に放射状に極座標展開した画像を示している。図8の下段には、複数の支配領域に仕切られた左心室の各部位に対応させるように、三次元心臓ダイナミック核医学画像に境界線を重畳した画像を示している。 The upper part of FIG. 8 shows an image in which polar coordinates are expanded radially on a concentric circle centering on the apex of the heart toward the base of the heart. The lower part of FIG. 8 shows an image in which a boundary line is superimposed on a three-dimensional cardiac dynamic nuclear medicine image so as to correspond to each part of the left ventricle divided into a plurality of dominant regions.
次に、CFR算出部107は、第2の分割処理部106で三次元心臓ダイナミック核医学画像を分割した領域毎に被験者のCFRを算出する(ステップS106)。ここで算出されるCFRの具体例については、上述した通りである。
Next, the
次に、指標算出部108は、CFR算出部107で算出された領域におけるCFRと、領域に対応するFFRとの比較に基づき、治療方針を決定するための指標を求める(ステップS107)。ここで算出される指標の具体例については、上述した通りである。
Next, the
表示処理部109は、指標算出部108で算出された指標を表示装置130に表示する(ステップS108)。
The
次に、図12及び図13を用いて、従来の3segmentや17segmentで冠動脈の支配領域を決める方法との比較により、本実施形態に係る心筋画像表示方法(以下、単に本法と略記する)の有用性を検討した実験結果について説明する。なお、本発明は、本実施例に限定されるものではない。 Next, using FIGS. 12 and 13, the myocardial image display method (hereinafter, simply abbreviated as this method) according to the present embodiment is compared with the conventional method of determining the dominant region of the coronary artery in 3 segments or 17 segments. The experimental results that examined the usefulness will be explained. The present invention is not limited to the present embodiment.
まず、図12を参照しつつ、3segmentで支配領域を決める方法と本法との比較を行う。線BL1は、3segmentで使用される境界線である。線BL2は、本法によるボロノイ分割で得られた境界線である。図12から明らかなように、3segmentで定めた支配領域は、本法で定めた境界線(BL2)によって画された支配領域と異なり複数の冠動脈の支配を受けていると言える。よって、本法で分割した複数の支配領域は、3segmentで支配領域を決める方法と比べてより患者の冠動脈走行を反映した結果を得る事ができると言える。 First, with reference to FIG. 12, a comparison is made between the method of determining the controlled region by 3 segments and this method. Line BL1 is a boundary line used in 3 segments. Line BL2 is a boundary line obtained by Voronoi partitioning according to this method. As is clear from FIG. 12, it can be said that the controlled area defined by 3 segments is controlled by a plurality of coronary arteries unlike the controlled area defined by the boundary line (BL2) defined by this law. Therefore, it can be said that a plurality of dominant regions divided by this method can obtain a result that more reflects the patient's coronary artery running as compared with the method of determining the dominant region by 3 segments.
次に、図13を参照しつつ、17segmentで支配領域を決める方法と本法との比較を行う。線BL3は、17segmentで使用される境界線である。線BL4は、本法によるボロノイ分割で得られた境界線である。図13から明らかなように、17segmentで定めた支配領域は、本法で定めた境界線(BL4)によって画された支配領域と異なり複数の冠動脈の支配を受けていると言える。よって、本法で分割した複数の支配領域は、17segmentで支配領域を決める方法と比べてより患者の冠動脈走行を反映した結果を得る事ができると言える。 Next, with reference to FIG. 13, a comparison is made between the method of determining the dominant region in 17 segments and this method. Line BL3 is the boundary line used in the 17 segment. The line BL4 is a boundary line obtained by Voronoi partitioning according to this method. As is clear from FIG. 13, it can be said that the controlled area defined by the 17 segment is controlled by a plurality of coronary arteries unlike the controlled area defined by the boundary line (BL4) defined by this law. Therefore, it can be said that a plurality of dominant regions divided by this method can obtain results that more reflect the patient's coronary artery running than the method of determining the dominant region by 17 segments.
したがって、本実施形態によれば、CFRとFFRとの不一致の態様に基づく治療方針の決定を、冠動脈走行に基づく支配領域ごとに行うことができる。 Therefore, according to the present embodiment, the treatment policy can be determined based on the mode of discrepancy between CFR and FFR for each controlled area based on coronary artery running.
以上、本実施形態によれば、被験者の個人差の如何に関わらず、心臓の正しい診断をより容易に支援し得ることのできる技術を提供することができる。 As described above, according to the present embodiment, it is possible to provide a technique capable of more easily supporting the correct diagnosis of the heart regardless of the individual difference of the subject.
ここまで実施形態を示して本発明を説明したが、これらは一例である。また、本発明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く、複数の構成要素が単一の構成要素として構成されていること、一つの構成要素が複数の構成要素に分割されて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 present invention has been described by showing embodiments so far, but these are examples. Further, the various components of the present invention do not have to be individually independent, and a plurality of components are configured as a single component, and one component is divided into a plurality of components. It is allowed that a certain component is a part of another component, a part of a certain component overlaps with a part of another component, and the like.
また、上述した各種の構成要素は、必ずしも必須の構成要素ではなく、本発明の効果を阻害しない程度に省いても構わないし、同等に機能又は作用する他の構成要素に代えてもよい。 Further, the various components described above are not necessarily essential components, and may be omitted to the extent that the effects of the present invention are not impaired, or may be replaced with other components having the same function or function.
また、上記実施形態において示すフローも本発明の実施の一例であって、ここに示した手順に限られない。従って、上記フローチャートに図示した一のステップが複数に分離されて実行される、複数のステップが一のステップとして実行される、複数のステップが並行して実行される等の態様を許容する。 Further, the flow shown in the above embodiment is also an example of the embodiment of the present invention, and is not limited to the procedure shown here. Therefore, it is permissible to allow one step illustrated in the above flowchart to be separated into a plurality of executions, a plurality of steps to be executed as one step, a plurality of steps to be executed in parallel, and the like.
なお、上記実施形態では、第1の分割処理部103は、複数の三角形(図5)の各辺の中点を検出しその中点を結んでボロノイ辺を形成する例を示した。本発明はこの態様に限らず、例えば、第1の分割処理部103は、直線A(図2)上の任意の点から直線B(図2)に向けて引いた直線のうち、最短となる直線の中点を結んでボロノイ辺を形成しても良い。また、そのように求めた中点につき、上述した方法により血管の太さの違いを反映した補正を行っても良い。
In the above embodiment, the first
なお、上記実施形態では、近似直線L(図5)を公知の最小二乗法で導き出す例を示した。本発明はこの態様に限らず、近似直線Lは、一次相関などの手法により統計解析して導き出しても良い。要するに、近似直線Lは、昨今、一般的に行われている何れの方法を用いて導出されても良い。 In the above embodiment, an example of deriving an approximate straight line L (FIG. 5) by a known least squares method is shown. The present invention is not limited to this aspect, and the approximate straight line L may be derived by statistical analysis by a method such as first-order correlation. In short, the approximate straight line L may be derived by any method commonly used these days.
なお、上記実施形態では、第2の分割処理部106が三次元心臓ダイナミック核医学画像を複数の領域に分割する前に、境界線極座標展開部104や心臓ダイナミック核医学画像正規化部105が極座標展開を行う例を示した。本発明はこの態様に限らず、第2の分割処理部106が三次元心臓ダイナミック核医学画像を複数の領域に分割する前に、必ずしも極座標展開を行う必要はない。
In the above embodiment, before the second
本実施形態は以下の技術思想を包含する。
(1)コンピュータに、
被験者における三次元冠動脈画像、少なくとも左心室の三次元形態画像、安静時及び負荷時の三次元心臓ダイナミック核医学画像、前記被験者における各冠動脈の局所的な狭窄状態を表す指標値を取得する処理と、
前記三次元冠動脈画像に基づいて、前記左心室の前記三次元形態画像を複数の領域に分割する処理と、
前記左心室の前記三次元形態画像を分割した複数の前記領域を仕切る境界線を抽出し、当該境界線を用いて前記三次元心臓ダイナミック核医学画像を分割する処理と、
前記三次元心臓ダイナミック核医学画像を分割した前記領域毎に前記被験者のCFRを算出する処理と、
前記領域におけるCFRと、前記領域に対応する前記指標値との比較に基づき、治療方針を決定するための指標を求める処理と、
前記指標を表示部に表示する処理を実行させるための心疾患診断支援プログラム。
(2)前記指標値は、FFR(Fractional Flow Reserve)、FFRCTのうちいずれか一つであることを特徴とする(1)に記載の心疾患診断支援プログラム。
(3)被験者における三次元冠動脈画像、少なくとも左心室の三次元形態画像、安静時及び負荷時の三次元心臓ダイナミック核医学画像、前記被験者における各冠動脈の局所的な狭窄状態を表す指標値を取得する情報取得ステップと、
前記三次元冠動脈画像に基づいて、前記左心室の前記三次元形態画像を複数の領域に分割する第1の分割ステップと、
前記第1の分割ステップで前記左心室の前記三次元形態画像を分割した複数の前記領域を仕切る境界線を抽出し、当該境界線を用いて前記三次元心臓ダイナミック核医学画像を分割する第2の分割ステップと、
前記第2の分割ステップで前記三次元心臓ダイナミック核医学画像を分割した前記領域毎に前記被験者のCFRを算出するCFR算出ステップと、
前記CFR算出ステップで算出された前記領域におけるCFRと、前記領域に対応する前記指標値との比較に基づき、治療方針を決定するための指標を求める指標算出ステップと、
前記指標算出ステップで算出された前記指標を表示部に表示する表示ステップとを含む心疾患診断支援方法。
(4)前記指標値は、FFR(Fractional Flow Reserve)、FFRCTのうちいずれか一つであることを特徴とする(3)に記載の心疾患診断支援方法。
(5)被験者における三次元冠動脈画像、少なくとも左心室の三次元形態画像、安静時及び負荷時の三次元心臓ダイナミック核医学画像、前記被験者における各冠動脈の局所的な狭窄状態を表す指標値を取得する情報取得部と、
前記三次元冠動脈画像に基づいて、前記左心室の前記三次元形態画像を複数の領域に分割する第1の分割処理部と、
前記第1の分割処理部で前記左心室の前記三次元形態画像を分割した複数の前記領域を仕切る境界線を抽出し、当該境界線を用いて前記三次元心臓ダイナミック核医学画像を分割する第2の分割処理部と、
前記第2の分割処理部で前記三次元心臓ダイナミック核医学画像を分割した前記領域毎に前記被験者のCFRを算出するCFR算出部と、
前記CFR算出部で算出された前記領域におけるCFRと、前記領域に対応する前記指標値との比較に基づき、治療方針を決定するための指標を求める指標算出部と、
前記指標算出部で算出された前記指標を表示部に表示する表示処理部とを備えることを特徴とする心疾患診断支援装置。
(6)前記指標値は、FFR(Fractional Flow Reserve)、FFRCTのうちいずれか一つであることを特徴とする(5)に記載の心疾患診断支援装置。
This embodiment includes the following technical ideas.
(1) On the computer
A process for acquiring a three-dimensional coronary artery image in a subject, at least a three-dimensional morphological image of the left ventricle, a three-dimensional cardiac dynamic nuclear medicine image at rest and under load, and an index value indicating a local stenosis state of each coronary artery in the subject. ,
A process of dividing the three-dimensional morphological image of the left ventricle into a plurality of regions based on the three-dimensional coronary artery image,
A process of extracting a boundary line partitioning a plurality of the regions obtained by dividing the three-dimensional morphological image of the left ventricle and dividing the three-dimensional cardiac dynamic nuclear medicine image using the boundary line.
The process of calculating the CFR of the subject for each of the regions obtained by dividing the three-dimensional cardiac dynamic nuclear medicine image, and
A process of obtaining an index for determining a treatment policy based on a comparison between the CFR in the region and the index value corresponding to the region, and
A heart disease diagnosis support program for executing a process of displaying the index on the display unit.
(2) The heart disease diagnosis support program according to (1), wherein the index value is any one of FFR (Fractional Flow Reserve) and FFRCT.
(3) Obtain a three-dimensional coronary artery image in the subject, at least a three-dimensional morphological image of the left ventricle, a three-dimensional cardiac dynamic nuclear medicine image at rest and during loading, and an index value showing a local stenosis state of each coronary artery in the subject. Information acquisition steps to be performed and
A first division step of dividing the three-dimensional morphological image of the left ventricle into a plurality of regions based on the three-dimensional coronary artery image, and
In the first division step, a boundary line for partitioning a plurality of the divided regions of the three-dimensional morphological image of the left ventricle is extracted, and the boundary line is used to divide the three-dimensional cardiac dynamic nuclear medicine image. Split step and
A CFR calculation step for calculating the CFR of the subject for each of the regions obtained by dividing the three-dimensional cardiac dynamic nuclear medicine image in the second division step.
An index calculation step for obtaining an index for determining a treatment policy based on a comparison between the CFR in the region calculated in the CFR calculation step and the index value corresponding to the region.
A heart disease diagnosis support method including a display step of displaying the index calculated in the index calculation step on a display unit.
(4) The heart disease diagnosis support method according to (3), wherein the index value is any one of FFR (Fractional Flow Reserve) and FFRCT.
(5) Obtain a three-dimensional coronary artery image in the subject, at least a three-dimensional morphological image of the left ventricle, a three-dimensional cardiac dynamic nuclear medicine image at rest and during loading, and an index value showing a local stenosis state of each coronary artery in the subject. Information acquisition department and
A first division processing unit that divides the three-dimensional morphological image of the left ventricle into a plurality of regions based on the three-dimensional coronary artery image, and
The first division processing unit extracts a boundary line that divides a plurality of the divided regions of the three-dimensional morphological image of the left ventricle, and divides the three-dimensional cardiac dynamic nuclear medicine image using the boundary line. 2 division processing units and
A CFR calculation unit that calculates the CFR of the subject for each region in which the three-dimensional cardiac dynamic nuclear medicine image is divided by the second division processing unit.
An index calculation unit that obtains an index for determining a treatment policy based on a comparison between the CFR in the region calculated by the CFR calculation unit and the index value corresponding to the region.
A heart disease diagnosis support device comprising a display processing unit that displays the index calculated by the index calculation unit on the display unit.
(6) The heart disease diagnosis support device according to (5), wherein the index value is any one of FFR (Fractional Flow Reserve) and FFRCT.
100 心疾患診断支援装置
102 情報取得部
103 第1の分割処理部
106 第2の分割処理部
107 CFR算出部
108 指標算出部
109 表示処理部
130 表示装置(表示部)
100 Heart disease
Claims (6)
被験者における三次元冠動脈画像、少なくとも左心室の三次元形態画像、安静時及び負荷時の三次元心臓ダイナミック核医学画像、前記被験者における各冠動脈の局所的な狭窄状態を表す指標値を取得する処理と、
前記三次元冠動脈画像に基づいて、前記左心室の前記三次元形態画像を複数の領域に分割する処理と、
前記左心室の前記三次元形態画像を分割した複数の前記領域を仕切る境界線を抽出し、当該境界線を用いて前記三次元心臓ダイナミック核医学画像を分割する処理と、
前記三次元心臓ダイナミック核医学画像を分割した前記領域毎に前記被験者のCFRを算出する処理と、
前記領域におけるCFRと、前記領域に対応する前記指標値との比較に基づき、治療方針を決定するための指標を求める処理と、
前記指標を表示部に表示する処理を実行させるための心疾患診断支援プログラム。 On the computer
A process for acquiring a three-dimensional coronary artery image in a subject, at least a three-dimensional morphological image of the left ventricle, a three-dimensional cardiac dynamic nuclear medicine image at rest and under load, and an index value indicating a local stenosis state of each coronary artery in the subject. ,
A process of dividing the three-dimensional morphological image of the left ventricle into a plurality of regions based on the three-dimensional coronary artery image,
A process of extracting a boundary line partitioning a plurality of the regions obtained by dividing the three-dimensional morphological image of the left ventricle and dividing the three-dimensional cardiac dynamic nuclear medicine image using the boundary line.
The process of calculating the CFR of the subject for each of the regions obtained by dividing the three-dimensional cardiac dynamic nuclear medicine image, and
A process of obtaining an index for determining a treatment policy based on a comparison between the CFR in the region and the index value corresponding to the region, and
A heart disease diagnosis support program for executing a process of displaying the index on the display unit.
前記指標値は、FFR(Fractional Flow Reserve)、FFRCTのうちいずれか一つであることを特徴とする心疾患診断支援プログラム。 In the heart disease diagnosis support program according to claim 1,
The index value is one of FFR (Fractional Flow Reserve) and FFRCT, which is a heart disease diagnosis support program.
前記三次元冠動脈画像に基づいて、前記左心室の前記三次元形態画像を複数の領域に分割する第1の分割ステップと、
前記第1の分割ステップで前記左心室の前記三次元形態画像を分割した複数の前記領域を仕切る境界線を抽出し、当該境界線を用いて前記三次元心臓ダイナミック核医学画像を分割する第2の分割ステップと、
前記第2の分割ステップで前記三次元心臓ダイナミック核医学画像を分割した前記領域毎に前記被験者のCFRを算出するCFR算出ステップと、
前記CFR算出ステップで算出された前記領域におけるCFRと、前記領域に対応する前記指標値との比較に基づき、治療方針を決定するための指標を求める指標算出ステップと、
前記指標算出ステップで算出された前記指標を表示部に表示する表示ステップとを含む心疾患診断支援方法。 Acquisition of information to acquire three-dimensional coronary artery images in the subject, at least three-dimensional morphological images of the left ventricle, three-dimensional cardiac dynamic nuclear medicine images at rest and under load, and index values representing the local stenosis state of each coronary artery in the subject. Steps and
A first division step of dividing the three-dimensional morphological image of the left ventricle into a plurality of regions based on the three-dimensional coronary artery image, and
In the first division step, a boundary line for partitioning a plurality of the divided regions of the three-dimensional morphological image of the left ventricle is extracted, and the boundary line is used to divide the three-dimensional cardiac dynamic nuclear medicine image. Split step and
A CFR calculation step for calculating the CFR of the subject for each of the regions obtained by dividing the three-dimensional cardiac dynamic nuclear medicine image in the second division step.
An index calculation step for obtaining an index for determining a treatment policy based on a comparison between the CFR in the region calculated in the CFR calculation step and the index value corresponding to the region.
A heart disease diagnosis support method including a display step of displaying the index calculated in the index calculation step on a display unit.
前記指標値は、FFR(Fractional Flow Reserve)、FFRCTのうちいずれか一つであることを特徴とする心疾患診断支援方法。 In the heart disease diagnosis support method according to claim 3,
The index value is one of FFR (Fractional Flow Reserve) and FFRCT, which is a heart disease diagnosis support method.
前記三次元冠動脈画像に基づいて、前記左心室の前記三次元形態画像を複数の領域に分割する第1の分割処理部と、
前記第1の分割処理部で前記左心室の前記三次元形態画像を分割した複数の前記領域を仕切る境界線を抽出し、当該境界線を用いて前記三次元心臓ダイナミック核医学画像を分割する第2の分割処理部と、
前記第2の分割処理部で前記三次元心臓ダイナミック核医学画像を分割した前記領域毎に前記被験者のCFRを算出するCFR算出部と、
前記CFR算出部で算出された前記領域におけるCFRと、前記領域に対応する前記指標値との比較に基づき、治療方針を決定するための指標を求める指標算出部と、
前記指標算出部で算出された前記指標を表示部に表示する表示処理部とを備えることを特徴とする心疾患診断支援装置。 Acquisition of information to acquire three-dimensional coronary artery images in the subject, at least three-dimensional morphological images of the left ventricle, three-dimensional cardiac dynamic nuclear medicine images at rest and under load, and index values representing the local stenosis state of each coronary artery in the subject. Department and
A first division processing unit that divides the three-dimensional morphological image of the left ventricle into a plurality of regions based on the three-dimensional coronary artery image, and
The first division processing unit extracts a boundary line that divides a plurality of the divided regions of the three-dimensional morphological image of the left ventricle, and divides the three-dimensional cardiac dynamic nuclear medicine image using the boundary line. 2 division processing units and
A CFR calculation unit that calculates the CFR of the subject for each region in which the three-dimensional cardiac dynamic nuclear medicine image is divided by the second division processing unit.
An index calculation unit that obtains an index for determining a treatment policy based on a comparison between the CFR in the region calculated by the CFR calculation unit and the index value corresponding to the region.
A heart disease diagnosis support device comprising a display processing unit that displays the index calculated by the index calculation unit on the display unit.
前記指標値は、FFR(Fractional Flow Reserve)、FFRCTのうちいずれか一つであることを特徴とする心疾患診断支援装置。 In the heart disease diagnosis support device according to claim 5.
The index value is one of FFR (Fractional Flow Reserve) and FFRCT, which is a heart disease diagnosis support device.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2018086445A JP7045256B2 (en) | 2018-04-27 | 2018-04-27 | Heart disease diagnosis support program, heart disease diagnosis support method and heart disease diagnosis support device |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2018086445A JP7045256B2 (en) | 2018-04-27 | 2018-04-27 | Heart disease diagnosis support program, heart disease diagnosis support method and heart disease diagnosis support device |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2019191079A JP2019191079A (en) | 2019-10-31 |
JP7045256B2 true JP7045256B2 (en) | 2022-03-31 |
Family
ID=68390041
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2018086445A Active JP7045256B2 (en) | 2018-04-27 | 2018-04-27 | Heart disease diagnosis support program, heart disease diagnosis support method and heart disease diagnosis support device |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP7045256B2 (en) |
Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2011025005A (en) | 2009-07-03 | 2011-02-10 | Fujifilm Corp | Diagnosis supporting device, diagnosis supporting program, and diagnosis supporting method |
JP2014128631A (en) | 2012-11-29 | 2014-07-10 | Toshiba Corp | Medical information processor, medical image diagnostic device and medical information processing program |
-
2018
- 2018-04-27 JP JP2018086445A patent/JP7045256B2/en active Active
Patent Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2011025005A (en) | 2009-07-03 | 2011-02-10 | Fujifilm Corp | Diagnosis supporting device, diagnosis supporting program, and diagnosis supporting method |
JP2014128631A (en) | 2012-11-29 | 2014-07-10 | Toshiba Corp | Medical information processor, medical image diagnostic device and medical information processing program |
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
倉田 聖,次世代の画像解析ソフトウェア No.146 心臓CTによる冠動脈支配灌流域の定量評価,INNERVISION,日本,株式会社インナービジョン,2014年05月25日,第29巻第6号,p.74-75 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2019191079A (en) | 2019-10-31 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
Zavadovsky et al. | Absolute myocardial blood flows derived by dynamic CZT scan vs invasive fractional flow reserve: Correlation and accuracy | |
Beck et al. | Longitudinal analysis of bone metabolism using SPECT/CT and 99m Tc-diphosphono-propanedicarboxylic acid: comparison of visual and quantitative analysis | |
Varga-Szemes et al. | CT myocardial perfusion imaging | |
Harms et al. | Automatic generation of absolute myocardial blood flow images using [15 O] H 2 O and a clinical PET/CT scanner | |
Ebersberger et al. | Dynamic CT myocardial perfusion imaging: performance of 3D semi-automated evaluation software | |
Kero et al. | Quantitative myocardial blood flow imaging with integrated time-of-flight PET-MR | |
Liu | Quantification of nuclear cardiac images: the Yale approach | |
Sciammarella et al. | A combined static-dynamic single-dose imaging protocol to compare quantitative dynamic SPECT with static conventional SPECT | |
JP5695003B2 (en) | Indexing technique for local radioactivity uptake of myocardium | |
Bucher et al. | Cardiac CT for myocardial ischaemia detection and characterization—comparative analysis | |
Beller | Recent advances and future trends in multimodality cardiac imaging | |
JP6483875B1 (en) | Myocardial image display method, myocardial image display processing program, and myocardial image processing apparatus | |
Garcia | Quantitative nuclear cardiology: we are almost there! | |
JP2019128358A (en) | Myocardial image display method, myocardial image display processing program, and myocardial image processor | |
US9842194B2 (en) | Simplified method for robust estimation of parameter values | |
Delso et al. | Preliminary study of the detectability of coronary plaque with PET | |
JP4879472B2 (en) | Cerebral blood flow quantitative analysis program, recording medium, and cerebral blood flow image data processing method | |
JP7045256B2 (en) | Heart disease diagnosis support program, heart disease diagnosis support method and heart disease diagnosis support device | |
JP7246907B2 (en) | Scoring of myocardial nuclear medicine image data | |
Sharif et al. | Impact of incomplete ventricular coverage on diagnostic performance of myocardial perfusion imaging | |
Crean et al. | Cardiac imaging using nuclear medicine and postitron emission tomography | |
US20150051476A1 (en) | Method for an evaluation of first image data of a first imaging examination and second image data of a second imaging examination and also a medical imaging system which is designed for carrying out the method | |
RU2628367C1 (en) | Method for quantitative estimation of violations of right ventricle myocardium perfusion based on data of one-photon-emission computer tomography | |
JP2006105743A (en) | Cerebral blood flow quantitative analysis program, recording medium and method for the same | |
JP7217633B2 (en) | Diagnosis support method, diagnosis support program and diagnosis support device |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20210324 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20220301 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20220318 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 7045256 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |