JP7246907B2 - Scoring of myocardial nuclear medicine image data - Google Patents
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Description
本願は、心筋核医学画像データのスコアリングに関する。 The present application relates to scoring nuclear myocardial medicine image data.
心筋の機能を調べるために、核医学の手法がしばしば用いられる。そのような手法の一つに心筋シンチグラムがあり、これは、静脈から投与した放射性薬剤が心筋に取り込まれる様子を、放射性薬剤から放出される放射線を検出して画像化する技術である。X線を利用するCTが、血管等の組織の形状情報を得ることを目的とするのに対し、心筋シンチグラムでは、心筋へ流れる血液の量や、エネルギー代謝のような、心筋の機能を調べることを目的とする Nuclear medicine techniques are often used to study myocardial function. One such technique is myocardial scintigraphy, which is a technique for imaging the uptake of intravenously administered radiopharmaceuticals into the myocardium by detecting the radiation emitted from the radiopharmaceuticals. While CT, which uses X-rays, aims to obtain information on the shape of tissues such as blood vessels, myocardial scintigraphy examines the functions of the myocardium, such as the amount of blood flowing into the myocardium and energy metabolism. for the purpose of
心筋シンチグラムの評価の手法として、従来から、放射線カウント値に基づく点数付(以下、スコアリング)が用いられてきた。放射線カウント値は、放射性薬剤の取り込み量を反映している。この手法では、心筋をいくつかの領域に分割し、領域ごとにスコアリングを行うことで、評価の参考となる情報を提供することが多い。領域分割の手法としては、左前下行枝領域、左回旋枝領域、右冠動脈領域として単純に3分割したモデルや、日本心臓核医学会や日本核医学会、米国心臓協会で共通して用いられている、17セグメントモデルがしばしば用いられる。 As a method for evaluating myocardial scintigrams, conventionally, scoring based on radiation count values (hereinafter referred to as scoring) has been used. The radiation count value reflects the amount of radiopharmaceutical uptake. In this method, the myocardium is divided into several regions, and scoring is performed for each region to provide information that serves as a reference for evaluation in many cases. As a method of segmentation, a model that simply divides into three regions, the left anterior descending artery region, the left circumflex artery region, and the right coronary artery region, is commonly used by the Japanese Society of Nuclear Medicine, the Japanese Society of Nuclear Medicine, and the American Heart Association. A 17-segment model is often used.
また、下記特許文献1には、CTやMRIで取得した冠動脈の形態画像に基づいて、冠動脈の支配領域を特定し、その支配領域毎にSPECT画像を解析することが記載されている。
Further,
しかし、心筋領域の臨床的な重要性は、領域ごとに異なっている。つまり、仮に2つの領域でスコアリングの結果が同じであったとしても、その臨床的な重要性は異なる場合がある。 However, the clinical importance of myocardial regions varies from region to region. In other words, even if the scoring results are the same in two areas, their clinical significance may differ.
そこで本願では、上記の課題を解決する発明であって、心筋核医学画像データをスコアリングする発明を開示する。この発明は、
冠動脈アンギオグラム画像データから、冠動脈及び左心室心筋を抽出すること、及び、前記抽出した左心室心筋を、前記抽出した冠動脈の支配域に基づいて分割することと;
前記分割した各心筋領域の体積を算出することと;
前記冠動脈アンギオグラム画像データとコレジストレーションがなされた心筋核医学画像データに基づいて、前記分割された心筋領域ごとに、放射線カウント値に基づくスコアリングを行うことと;
前記心筋領域ごとに、前記スコアリングの結果を前記体積に基づいて補正することと;
を含む。
Therefore, the present application discloses an invention for solving the above-described problems, and an invention for scoring myocardial nuclear medicine image data. This invention
extracting coronary arteries and left ventricular myocardium from coronary artery angiogram image data, and dividing the extracted left ventricular myocardium based on the area covered by the extracted coronary arteries;
calculating the volume of each divided myocardial region;
performing radiation count-based scoring for each of the divided myocardial regions based on the coronary artery angiogram image data and myocardial nuclear medicine image data co-registered;
for each myocardial region, correcting the scoring results based on the volume;
including.
心筋領域のスコアリングの結果をその領域の体積に基づいて補正することにより、スコアリングの結果に各領域の重要性が反映される。このため、スコアリングの結果を臨床的により有用なものとすることができる。 By correcting the scoring results of a myocardial region based on the volume of that region, the scoring results reflect the importance of each region. Therefore, the scoring results can be clinically more useful.
前記抽出した左心室心筋を、前記抽出した冠動脈の支配域に基づいて分割することは、例えばボロノイ法を用いて行ってもよい。 For example, the Voronoi method may be used to divide the extracted left ventricular myocardium based on the extracted coronary artery control area.
ボロノイ法を用いることにより、冠動脈走行の個人間の違いを反映させて領域分割を行うことができる。このため、解析対象の画像データのそれぞれについて、適切な領域分割を行うことができる。ボロノイ法を用いた領域分割に、上述の体積補正を行うことにより、心筋核医学画像データのスコアリングの結果を、臨床的により有用なものとすることができる。例えば、より治療優先度の高い領域を特定することが可能となる場合がある。 By using the Voronoi method, it is possible to perform region segmentation by reflecting individual differences in the course of coronary arteries. Therefore, appropriate area division can be performed for each image data to be analyzed. By performing the above-described volume correction on segmentation using the Voronoi method, the results of scoring myocardial nuclear medicine image data can be clinically more useful. For example, it may be possible to identify areas of higher treatment priority.
好適な実施形態において、前記補正することは、
前記心筋領域ごとに、左心室全体の体積に対する該心筋領域の体積の割合を算出することと;
前記心筋領域ごとに、前記スコアリングの結果に前記割合を乗算することと;
を含んでもよい。
In a preferred embodiment, the correcting comprises
calculating, for each myocardial region, the ratio of the volume of the myocardial region to the volume of the entire left ventricle;
multiplying the scoring result by the percentage for each of the myocardial regions;
may include
本発明の実施形態の一例には、装置の処理手段がプログラム命令を実行することにより、前記装置が遂行する方法であって、
冠動脈アンギオグラム画像データから、冠動脈及び左心室心筋を抽出すること、及び、前記抽出した左心室心筋を、前記抽出した冠動脈の支配域に基づいて分割することと;
前記分割した各心筋領域の体積を算出することと;
前記冠動脈アンギオグラム画像データとコレジストレーションがなされた心筋核医学画像データに基づいて、前記分割された心筋領域ごとに、放射線カウント値に基づくスコアリングを行うことと;
前記心筋領域ごとに、前記スコアリングの結果を前記体積に基づいて補正することと;
を含む、方法が含まれる。
An example of an embodiment of the invention is a method performed by a device by means of processing means of the device executing program instructions, comprising:
extracting coronary arteries and left ventricular myocardium from coronary artery angiogram image data, and dividing the extracted left ventricular myocardium based on the area covered by the extracted coronary arteries;
calculating the volume of each divided myocardial region;
performing radiation count-based scoring for each of the divided myocardial regions based on the coronary artery angiogram image data and myocardial nuclear medicine image data co-registered;
for each myocardial region, correcting the scoring results based on the volume;
A method is included, comprising:
本発明の実施形態の別の例には、装置の処理手段に実行されると、前記装置に、上記方法を遂行させるプログラム命令を備えるコンピュータプログラムが含まれる。
本発明の実施形態の別の例には、処理手段及び記憶手段を備える装置であって、前記記憶手段にプログラム命令を格納し、前記プログラム命令が、前記処理手段に実行されると、前記装置に、上記方法を遂行させるように構成される、装置が含まれる。
Another example of an embodiment of the invention comprises a computer program comprising program instructions which, when executed by processing means of an apparatus, cause said apparatus to perform the method described above.
Another example of an embodiment of the invention is an apparatus comprising processing means and storage means, wherein program instructions are stored in said storage means, said program instructions, when executed by said processing means, said apparatus comprising: includes an apparatus configured to cause the method to be performed.
本発明の実施形態の別の例には、
冠動脈アンギオグラム画像データから、冠動脈及び左心室心筋を抽出すると共に、前記抽出した左心室心筋を、前記抽出した冠動脈の支配域に基づいて分割する手段と;
前記分割した各心筋領域の体積を算出する手段と;
前記冠動脈アンギオグラム画像データとコレジストレーションがなされた心筋核医学画像データに基づいて、前記分割された心筋領域ごとに、放射線カウント値に基づくスコアリングを行う手段と;
前記心筋領域ごとに、前記スコアリングの結果を前記体積に基づいて補正する手段と;
を備える装置が含まれる。
Another example of an embodiment of the invention includes:
means for extracting coronary arteries and left ventricular myocardium from coronary artery angiogram image data and segmenting the extracted left ventricular myocardium based on the extracted coronary artery control area;
means for calculating the volume of each divided myocardial region;
means for performing radiation count-based scoring for each of the divided myocardial regions based on the coronary artery angiogram image data and myocardial nuclear medicine image data co-registered;
means for correcting the scoring result based on the volume for each myocardial region;
includes a device comprising
実施形態によっては、前記冠動脈アンギオグラム画像データは、CTを用いて取得された画像データであることができる。実施形態によっては、前記冠動脈アンギオグラム画像データは、MRIを用いて取得された画像データであることができる。
実施形態によっては、前記心筋核医学画像データは、SPECTで取得された画像データであることができる。実施形態によっては、前記心筋核医学画像データは、PETで取得された画像データであることができる。
In some embodiments, the coronary artery angiogram image data can be image data acquired using CT. In some embodiments, the coronary artery angiogram image data can be image data acquired using MRI.
In some embodiments, the nuclear myocardial medicine image data can be image data acquired by SPECT. In some embodiments, the nuclear myocardial medicine image data can be image data acquired by PET.
現時点で好適と考えられる本願発明の具現化形態のいくつかを、特許請求の範囲に含まれる請求項に特定している。しかしこれらの請求項に特定される構成が、本願明細書及び図面に開示される新規な技術思想の全てを含むとは限らない。出願人は、現在の請求項に記載されているか否かに関わらず、本願明細書及び図面に開示される新規な技術思想の全てについて、特許を受ける権利を有することを主張するものであることを記しておく。 Some of the presently preferred implementations of the invention are specified in the claims included below. However, the configurations specified in these claims do not necessarily include all of the novel technical ideas disclosed in the specification and drawings of the present application. Applicant claims to have the right to obtain a patent for all novel technical ideas disclosed in the specification and drawings, whether or not they are included in the present claims. write down
以下、添付図面を参照しつつ、本願に開示される技術思想の好適な実施形態の例を説明する。 Hereinafter, preferred embodiments of the technical idea disclosed in the present application will be described with reference to the accompanying drawings.
図1は、本発明を実施し得るシステム100のハードウェア構成を説明するための図である。図1に描かれるように、システム100は、ハードウェア的には一般的なコンピュータと同様であり、CPU102,主記憶装置104,大容量記憶装置106,ディスプレイ・インターフェース107,周辺機器インタフェース108,ネットワーク・インターフェース109などを備えることができる。一般的なコンピュータと同様に、主記憶装置104としては高速なRAM(ランダムアクセスメモリ)を使用することができ、大容量記憶装置106としては、安価で大容量のハードディスクやSSDなどを用いることができる。システム100には、情報表示のためのディスプレイを接続することができ、これはディスプレイ・インターフェース107を介して接続される。またシステム100には、キーボードやマウス、タッチパネルのようなユーザインタフェースを接続することができ、これは周辺機器インタフェース108を介して接続される。ネットワーク・インターフェース109は、ネットワークを介して他のコンピュータやインターネットに接続するために用いられることができる。
FIG. 1 is a diagram for explaining the hardware configuration of a
大容量記憶装置106には、オペレーティングシステム(OS)110や、コレジストレーションプログラム120、領域分割・体積算出プログラム122、スコアリング・重み付けプログラム124が格納される。システム100の最も基本的な機能は、OS110がCPU102に実行されることにより提供される。コレジストレーションプログラム120は、CT画像データ130と核医学画像データ132とのサイズ・位置合わせ(コレジストレーション;co-registration)を行うためのプログラムである。領域分割・体積算出プログラム122は、本願によって開示される新規な処理に関するプログラム命令を備えている。当該命令の少なくとも一部がCPU102に実行されることにより、システム100は、CT画像データ(冠動脈CTアンギオグラム画像データ130)のセグメンテーション、すなわち、領域分割を自動で行うことができる。領域分割・体積算出プログラム122はさらに、各領域の体積や、全体に対する体積割合を計算させることができる。
The
スコアリング・重み付けプログラム124も、本願によって開示される新規な処理に関するプログラム命令を備えている。当該命令の少なくとも一部がCPU102に実行されることにより、システム100は、プログラム122によって分割された心筋領域のそれぞれについて、心筋シンチグラム画像データ132を参照して、放射線カウント値に基づくスコアリングを行う。スコアリング・重み付けプログラム124は更に、領域分割・体積算出プログラム122によって計算された体積割合を、スコアリングの結果に乗算することにより、スコアリングの結果を補正する。
Scoring and
大容量記憶装置106にはさらに、CT画像データ130及び核医学画像データ132が格納されていることができる。CT画像データ130は、冠動脈CTアンギオグラムにより得られた画像データである。冠動脈CTアンギオグラムは、造影剤を使って冠動脈をCTで画像化する技術であり、冠動脈狭窄・虚血性心疾患の検査によく用いられる技術である。CT画像データ130は、各画素値がCT値に対応する3次元画像データであり、領域分割・体積算出プログラム122による解析又は操作の対象となる。
核医学画像データ132は、心筋シンチグラムにより得られた画像データである。心筋シンチグラムは核医学に基づく技術であり、静脈から投与した放射性薬剤が心筋に取り込まれる様子を、放射性薬剤から放出される放射線を検出して画像化する技術である。核医学技術としては、通常SPECTが用いられるが、PETが用いられる場合もある。放射性薬剤としては、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。本例での画像データ132は、SPECTによって得られた画像データである。心筋シンチグラム画像データ132は、各画素値が放射線カウント値に対応する3次元画像データであり、スコアリング・重み付けプログラム124による解析又は操作の対象となる。
The nuclear
大容量記憶装置106にはさらに、領域分割・体積算出プログラム122によって特定された各領域を特定する領域データ140や、領域分割・体積算出プログラム122によって計算された、各領域の体積や体積割合のデータ142、スコアリング・重み付けプログラム124によって計算されたスコアのデータ144等を格納していてもよい。
The large-
システム100は、図1に描かれた要素の他にも、電源や冷却装置など通常のコンピュータシステムが備える装置と同様の構成を備えることができる。コンピュータシステムの実装形態には、記憶装置の分散・冗長化や仮想化、複数CPUの利用、CPU仮想化、DSPなど特定処理に特化したプロセッサの使用、決定の処理をハードウェア化してCPUに組み合わせることなど、様々な技術を利用した様々な形態のものが知られている。本願で開示される発明は、どのような形態のコンピュータシステム上に搭載されてもよく、コンピュータシステムの形態によってその範囲が限定されることはない。本明細書に開示される技術思想は、一般的に、(1)処理手段に実行されることにより、当該処理手段を備える装置またはシステムに、本明細書で説明される各種の処理を遂行させるように構成される命令を備えるプログラム、(2)当該処理手段が当該プログラムを実行することにより実現される装置またはシステムの動作方法、(3)当該プログラム及び当該プログラムを実行するように構成される処理手段を備える装置またはシステムなどとして具現化されることができる。前述のように、ソフトウェア処理の一部はハードウェア化される場合もある。
In addition to the elements depicted in FIG. 1, the
また、システム100の製造販売時や起動時には、CT画像データ130やSPECT画像データ132は、大容量記憶装置106の中に記憶されていない場合が多いことに注意されたいCT画像データ130やSPECT画像データ132は、例えば周辺機器インタフェース108やネットワーク・インターフェース109を介して外部の装置からシステム100に転送されるデータであってもよい。データ140,142,144は、領域分割・体積算出プログラム122やスコアリング・重み付けプログラム124の少なくとも一部がCPU102に実行された結果として、大容量記憶装置106に記憶されたデータであってもよい。本願で開示される発明の範囲は、記憶装置に画像データ等格納されているか否かによって限定されるものではないことを、念のために記しておく。
Also, it should be noted that the
次に、図2を用いて、本願に開示される新規なスコアリング処理の例である、処理200の流れを説明する。処理200は、例えば、領域分割・体積算出プログラム122やスコアリング・重み付けプログラム124等がCPU102に実行されることにより、システム100が遂行する処理であることができる。
Next, FIG. 2 is used to describe the flow of
ステップ202は処理の開始を示す。ステップ204では、冠動脈CTアンギオグラム画像データ130と心筋シンチグラム画像データ132との位置合わせ(コレジストレーション;co-registration)が行われる。すなわち、冠動脈CTアンギオグラム画像データ130と心筋シンチグラム画像データ132との間で、体の向きや大きさ、位置を3次元的に合致させる。この処理を行うことにより、これら2つの画像データを利用することが容易になる。例えば、冠動脈CTアンギオグラム画像データ130に重ねて心筋シンチグラム画像データ132を表示することが可能となる。コレジストレーション処理は、コレジストレーションプログラム120がCPU102に実行されることにより、システム100が遂行する処理であってもよい。
Step 202 marks the beginning of the process. At
コレジストレーション機能は、市場で入手可能な多くの医用画像データ解析プログラムに含まれているので、本実施例においても、そのようなプログラムに実装されている既存の手法を使って、コレジストレーションを行ってもよい。コレジストレーションは、例えば残差平方和を利用して行うことができる。例えば、CT画像かSPECT画像の一方を回転させたりサイズを変更したりして、他方の画像と画素毎の差を計算し、その平方和が最小となる場合に、コレジストレーションが完了したとすることができる。コレジストレーションは手動による方法によってもよい。すなわち、CT画像130と核医学画像132を共に画像として表示し、マウス等の操作によって、一方の画像を平行移動したり回転させたりして、他方の画像と合わせる方法によって行っても良い。
Since the coregistration function is included in many medical image data analysis programs available on the market, in this example as well, existing techniques implemented in such programs are used to perform coregistration. may be performed. Coregistration can be performed using, for example, the residual sum of squares. For example, one of the CT and SPECT images is rotated or resized, and the pixel-by-pixel difference from the other image is calculated. can do. Coregistration may also be by manual methods. That is, both the
以下の説明において、画像データ130と132とは、コレジストレーションがなされたものであるものとして理解されたい。実施形態によっては、画像データ130と132との間のコレジストレーションは、既に完了している場合がある。例えば、画像データ130及び132が、CTとSPECTとを一体化した装置により一緒に取得されたものである場合は、冠動脈CTアンギオグラム画像データ130と心筋シンチグラム画像データ132とのコレジストレーションは、装置から出力された段階で、既に完了している場合がある。その場合はもちろん、ステップ208の処理は不要である。そのような実施形態では、コレジストレーションプログラム120も不要であろう。
In the following discussion, it should be understood that
ステップ206では、冠動脈CTアンギオグラム画像データ130から、冠動脈及び左心室心筋を抽出すると共に、抽出した左心室心筋を、抽出した冠動脈の支配域に基づいて分割する。
In
冠動脈CTアンギオグラム画像データから冠動脈や左心室心筋を抽出する機能も、市場で入手可能な多くのCT画像データ解析プログラムに含まれている。また、前掲の特許文献1にもこれらの抽出方法が記載されている。本実施例においても、そのような既存の手法を使って、心筋抽出を行ってもよい。
Many commercially available CT image data analysis programs also include functions for extracting coronary arteries and left ventricular myocardium from coronary CT angiogram image data. In addition, these extraction methods are also described in
冠動脈CTアンギオグラム画像データを、抽出した冠動脈の支配域に基づいて分割することは、例えばボロノイ法を用いて行うことができる。ボロノイ法に基づいてCT画像を分割する手法は既に知られており、例えば
https://www.cg.tuwien.ac.at/research/publications/2009/termeer-2009-scmr/
に、その例を見ることができる。
Dividing the coronary artery CT angiogram image data based on the extracted area of control of the coronary artery can be performed using, for example, the Voronoi method. Techniques for segmenting a CT image based on the Voronoi method are already known.
https://www.cg.tuwien.ac.at/research/publications/2009/termeer-2009-scmr/
You can see an example in
なお、実施形態によっては、CT画像とSPECT画像のコレジストレーションを行うために、CT画像及び/又はSPECT画像の心筋輪郭抽出を要することがある。そのような実施形態においては、ステップ206(の中の少なくとも心筋抽出処理)は、ステップ204より先に行われることになるだろう。
Note that in some embodiments, myocardial contour extraction of CT and/or SPECT images may be required to perform co-registration of CT and SPECT images. In such embodiments, step 206 (at least the myocardium extraction process) would precede
実施形態によっては、ステップ206における領域分割の結果を、領域データ140として、大容量記憶装置106に格納してもよい。例えば、コレジストレーション後の画像データ130や132と同じ要素配列を有し、各要素の値が領域の識別値(1,2,3など)であるデータとして、領域データ140を構成し、格納することが可能である。
In some embodiments, the results of region segmentation in
ステップ208では、ステップ206で分割された領域の各々について、体積を計算する。体積の計算は、例えば、CT画像データ130において、分割された各領域に含まれる画素数に基づいて行ってもよい。
At
またステップ208では、心筋領域ごとに、左心室心筋全体の体積に対する該心筋領域の体積の割合も計算する。この割合は例えば、各領域に含まれる画素数を、左心室心筋全体の画素数で割り算することにより、計算することができる。
Also in
実施形態によっては、ステップ208における体積や割合の計算結果を、体積・割合データ142として、大容量記憶装置106に格納してもよい。
In some embodiments, the results of calculating the volumes and proportions in
ステップ210では、ステップ206で分割された領域の各々について、心筋シンチグラム画像データ132における対応する領域のカウント値を調べ、そのカウント値に基づいて、各領域をスコアリングする。スコアリングの手法は様々であってよいが、例えば次のような手法を用いても良い。
At
(1)各領域につき、領域内の全ての画素値を、当該領域内の最大画素値に対する割合に換算する。例えば百分率に換算することがあり、その換算値を%uptakeと称する。
(2)領域毎に、%uptakeの平均値を算出する。
(3)算出した平均%uptake値に対して、予め設定した閾値に従って点数(スコア)を付ける。例えば、100%~80%は0点、80%~70%は1点、70%~60%は2点、60%~50%は3点、50%未満は4点などとすることができる。実施形態によっては、これらの閾値を使用者が任意に設定してもよいし、正常群における平均値とバラつきの程度から設定してもよい。
(1) For each region, convert all pixel values in the region to a ratio of the maximum pixel value in the region. For example, it may be converted to a percentage, and the converted value is called %uptake.
(2) Calculate the average value of %uptake for each region.
(3) Assign points (scores) to the calculated average %uptake value according to a preset threshold. For example, 0 points for 100% to 80%, 1 point for 80% to 70%, 2 points for 70% to 60%, 3 points for 60% to 50%, 4 points for less than 50%, etc. . Depending on the embodiment, these thresholds may be arbitrarily set by the user, or may be set based on the average value and degree of variation in the normal group.
他にも、Subtraction ScoreやMismatch Score、Severity Score、Extent Scoreなどのような、既知のスコアリング法を用いてもよい。また、各画素値を領域内の最大画素値に対する割合に換算するのではなく、Washout rate、すなわち負荷検査時の信号強度(カウント値・画素値)から安静検査時の信号強度を減算したものを負荷時の信号強度で割った値に換算してもよい。そして、Washout rateに基づいてスコアリングを行ってもよい。 Other known scoring methods such as Subtraction Score, Mismatch Score, Severity Score, Extent Score, etc. may be used. In addition, instead of converting each pixel value into a ratio to the maximum pixel value in the region, the washout rate, that is, the signal intensity during the rest test subtracted from the signal intensity (count value / pixel value) during the stress test, is used. It may be converted to a value divided by the signal strength under load. Then, scoring may be performed based on the Washout rate.
実施形態によっては、使用者が手動でスコアリングを行ってもよい。例えば、左心室心筋を極座標展開して表示した画像の、色合いや、領域内における低い画素値の広がり具合を勘案して、点数付けを行ってもよい。手動による点数付けは、アーチファクトの除去を行いやすいという利点がある。例えば、閾値を用いた自動処理において、領域内の極々一部に限局して極端に低い画素値が存在する場合に、その画素値に引きずられて領域全体の平均値が低下し、スコアが高くなってしまうことが考えられるが、目視でスコアリングを行うと、そのような極端な画素値(領域)をスコアの評価から除外するという措置を、容易にとることができる。 In some embodiments, scoring may be performed manually by the user. For example, scoring may be performed in consideration of the color tone of an image obtained by developing the left ventricular myocardium in polar coordinates and the degree of spread of low pixel values in the region. Manual scoring has the advantage of facilitating artifact removal. For example, in automatic processing using a threshold, if there is an extremely low pixel value localized to a very small part of the region, the average value of the entire region will be lowered due to the pixel value, and the score will be high. However, if scoring is performed visually, measures can be easily taken to exclude such extreme pixel values (regions) from the evaluation of the score.
実施形態によっては、このスコアリングは、領域毎に、当該領域に含まれる全ての画素を使って行われてもよい。実施形態によっては、当該領域の一部の画素のみを使って行われてもよい。 In some embodiments, this scoring may be performed on a region-by-region basis using all pixels contained in that region. Depending on the embodiment, this may be done using only some of the pixels in the area.
実施形態によっては、各領域について、負荷検査時のスコアから安静検査時のスコアを減算してもよい。 In some embodiments, the rest test score may be subtracted from the stress test score for each region.
実施形態によっては、ステップ210におけるスコアリングの結果を、スコアデータ144として、大容量記憶装置106に格納してもよい。
In some embodiments, the results of scoring in
ステップ212では、冠動脈の支配領域に基づいて(ステップ206で)分割した領域のそれぞれについて、ステップ210で行ったスコアリングの結果に、ステップ208で計算した体積割合を乗じ、重み付けを行う。
At
実施形態によっては、ステップ212において重み付けを行ったスコアリングの結果を、スコアデータ144として、大容量記憶装置106に格納してもよい。
In some embodiments, the weighted scoring results of
ステップ214では、重み付けを行ったスコアリングの結果を表示する。表示の例については、図3,4を用いて後述する。
At
ステップ216は処理の終了を示す。 Step 216 indicates the end of processing.
図3は、ステップ206で行われる、左心室心筋の分割の様子を図示したものである。図3には、左心室心筋の二次元展開表示が描かれており、それがLAD(左前下行枝)支配領域、LCX(左回旋枝)支配領域、RCA(右冠動脈)支配領域に分割されていることが分かる。LADの一部として扱われることの多いDiag(対角枝)についても、その支配領域が区分されている。
FIG. 3 illustrates the segmentation of the left ventricular myocardium performed in
図3には、ステップ208で行われる、各領域の体積計算の結果も示されている。
Also shown in FIG. 3 are the results of the volume calculation for each region, performed in
図4に、ステップ210,212で行われるスコアリングの結果とその表示の例を、従来法による結果と比較しながら、図示する。図4には6つのグラフが描かれているが、それぞれ、左心室心筋の二次元展開図を冠動脈支配領域に基づいて分割したものに、スコアリングの結果を記入したものである。図3と図4は、同じ被験者について連続して収集したCT画像、SPECT画像に基づいて得られたものであるので、領域分割の様子は図3と図4で共通である。
FIG. 4 shows an example of the results of scoring performed in
図4の上段の3つは従来法による結果で、下段の3つは本発明による結果を示す。また、左端の列は、負荷時測定から得られたスコアを示し、中央の列は安静時測定から得られたスコアを示し、右端の列は負荷時スコアから安静時スコアを減算した値を示している。この例において、各スコアは、放射性薬剤として99mTc-テトロホスミンを使ったSPECTデータに基づいて得られている。スコアが高いほど、放射性薬剤の取り込み量が少ないことを示しており、すなわち、冠動脈の狭窄や、心筋の機能の減退が生じている可能性が高いことを示している。 The upper three in FIG. 4 show the results of the conventional method, and the lower three show the results of the present invention. In addition, the leftmost column shows the score obtained from the stress measurement, the middle column shows the score obtained from the resting measurement, and the rightmost column shows the value obtained by subtracting the resting score from the stress score. ing. In this example, each score is based on SPECT data using 99mTc-tetrofosmin as the radiopharmaceutical. The higher the score, the lower the amount of radiopharmaceutical uptake, that is, the higher the possibility of coronary artery stenosis and myocardial function deterioration.
左端の列の上段と下段のグラフを比較すると、体積補正がない場合、負荷時に最もスコアが高い冠動脈支配領域は、LCX支配領域となる。すなわち、臨床上最も注意すべき領域は、LCX支配領域とされる。しかし体積補正がある場合、負荷時に最もスコアが高い冠動脈支配領域、すなわち臨床上最も注意すべき領域は、LAD支配領域となる。 Comparing the top and bottom graphs in the leftmost column, without volume correction, the coronary artery-dominated region with the highest score during stress is the LCX-dominated region. That is, the region that should be most clinically noted is the LCX-dominated region. However, with volume correction, the coronary artery-dominated region with the highest score during stress, ie, the region that deserves the most clinical attention, is the LAD-dominated region.
以上、好適な実施例を用いて本願発明を詳しく説明してきたが、上記の説明や添付図面は、本願発明の範囲を限定する意図で提示されたものではなく、むしろ、法の要請を満たすために提示されたものである。本願発明の実施形態には、ここで紹介されたもの以外にも、様々なバリエーションが存在する。例えば、実施形態によっては、冠動脈アンギオグラム画像データとして、上述の例で使用したCTデータではなく、MRIデータを用いる場合もある。また、実施形態によっては、心筋核医学画像データとして、上述の例で使用したSPECTデータでなく、PETを用いて取得したデータを用いる場合もある。明細書又は図面に示される各種の数値もいずれも例示であり、これらの数値は発明の範囲を限定する意図で提示されたものではない。明細書又は図面に紹介した各種の実施例に含まれている個々の特徴は、その特徴が含まれることが直接記載されている実施例と共にしか使用できないものではなく、ここで説明された他の実施例や説明されていない各種の具現化例においても、組み合わせて使用可能である。特にフローチャートで紹介された処理の順番は、紹介された順番で実行しなければならないわけではなく、実施者の好みや必要性に応じて、順序を入れ替えたり並列的に同時実行したり、さらに複数のブロックを一体不可分に実装したり、適当なループとして実行したりするように実装してもよい。これらのバリエーションは、全て、本願で開示される発明の範囲に含まれるものであり、処理の実装形態によって発明の範囲が限定されることはない。請求項に決定される処理の記載順も、処理の必須の順番を決定しているわけではなく、例えば処理の順番が異なる実施形態や、ループを含んで処理が実行されるような実施形態なども、請求項に係る発明の範囲に含まれるものである。 While the invention has been described in detail with reference to preferred embodiments, the foregoing description and accompanying drawings are not intended to limit the scope of the invention, but rather to satisfy legal requirements. was presented in Embodiments of the present invention have various variations other than those introduced here. For example, in some embodiments, MRI data may be used as coronary artery angiogram image data instead of CT data used in the above example. Further, depending on the embodiment, data acquired using PET may be used as myocardial nuclear medicine image data instead of the SPECT data used in the above example. Various numerical values shown in the specification or drawings are also examples, and these numerical values are not presented with the intention of limiting the scope of the invention. Individual features included in the various embodiments shown in the specification or drawings are not intended to be used only in conjunction with the embodiments in which that feature is directly recited, but rather in conjunction with other embodiments described herein. It is also possible to use them in combination in the examples and various implementation examples not described. In particular, the order of the processes introduced in the flow charts does not necessarily have to be executed in the order introduced, and according to the preferences and needs of the implementer, the order can be changed, they can be executed in parallel, or multiple processes can be executed. may be implemented such that the block of is implemented indivisibly or executed as an appropriate loop. All of these variations are included in the scope of the invention disclosed in this application, and the scope of the invention is not limited by the processing implementation. The order in which the processes are described in the claims does not necessarily determine the order of the processes. is also included in the scope of the claimed invention.
更に例えば、領域分割・体積算出プログラム122やスコアリング・重み付けプログラム124の実施形態には、単一のプログラムであるようなものや、複数の独立のプログラムから構成されるプログラム群であるようなものが含まれうる。これら2つのプログラムは、実施形態によっては単一のプログラムとして提供されるだろう。実施形態によっては、コレジストレーションプログラム120も含んだ形で提供されるだろう。よく知られているように、プログラムの実装形態には様々なものがあり、それらのバリエーションは全て、本願で開示される発明の範囲に含まれるものである。現在の特許請求の範囲で特許請求がなされているか否かに関わらず、出願人は、本願に開示される発明の思想を逸脱しない全ての形態について、特許を受ける権利を有することを主張するものであることを記しておく。
Further, for example, the region division/
100 システム
102 CPU
104 主記憶装置
106 大容量記憶装置
107 ディスプレイ・インターフェース
108 周辺機器インタフェース
109 ネットワーク・インターフェース
120 コレジストレーションプログラム
122 領域分割・体積算出プログラム
130 冠動脈CTアンギオグラム画像データ
132 心筋シンチグラム画像データ
100
104
Claims (6)
冠動脈アンギオグラム画像データから、冠動脈及び左心室心筋を抽出すること、及び、前記抽出した左心室心筋を、前記抽出した冠動脈の支配域に基づいて分割することと;
前記分割した各心筋領域の体積を算出することと;
前記冠動脈アンギオグラム画像データとコレジストレーションがなされた心筋核医学画像データに基づいて、前記分割された心筋領域ごとに、放射線カウント値に基づくスコアリングを行うことと;
前記心筋領域ごとに、前記スコアリングの結果を前記体積に基づいて補正することと;
を含む、方法。 A method performed by a device by means of processing means of the device executing program instructions, comprising:
extracting coronary arteries and left ventricular myocardium from coronary artery angiogram image data, and dividing the extracted left ventricular myocardium based on the area covered by the extracted coronary arteries;
calculating the volume of each divided myocardial region;
performing radiation count-based scoring for each of the divided myocardial regions based on the coronary artery angiogram image data and myocardial nuclear medicine image data co-registered;
for each myocardial region, correcting the scoring results based on the volume;
A method, including
前記心筋領域ごとに、左心室心筋全体の体積に対する該心筋領域の体積の割合を算出することと;
前記心筋領域ごとに、前記スコアリングの結果に前記割合を乗算することと;
を含む、請求項1または2に記載の方法。 The correcting is
calculating, for each myocardial region, the ratio of the volume of the myocardial region to the volume of the entire left ventricular myocardium;
multiplying the scoring result by the percentage for each of the myocardial regions;
3. The method of claim 1 or 2, comprising:
前記分割した各心筋領域の体積を算出する手段と;
前記冠動脈アンギオグラム画像データとコレジストレーションがなされた心筋核医学画像データに基づいて、前記分割された心筋領域ごとに、放射線カウント値に基づくスコアリングを行う手段と;
前記心筋領域ごとに、前記スコアリングの結果を前記体積に基づいて補正する手段と;
を備える、装置。 means for extracting coronary arteries and left ventricular myocardium from coronary artery angiogram image data and segmenting the extracted left ventricular myocardium based on the extracted coronary artery control area;
means for calculating the volume of each divided myocardial region;
means for performing radiation count-based scoring for each of the divided myocardial regions based on the coronary artery angiogram image data and myocardial nuclear medicine image data co-registered;
means for correcting the scoring result based on the volume for each myocardial region;
A device comprising:
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