KR20170087853A - 두부 핵의학 화상의 평가법 - Google Patents

두부 핵의학 화상의 평가법 Download PDF

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시게노리 모리시타
요시히로 도이
료헤이 고바야시
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Abstract

두부 핵의학 화상의 평가 기술로서, 참조 영역의 설정 차이에 영향받기 어려운 기술을 제공한다. 본 발명의 실시형태는, 일반적으로 두부 핵의학 화상에서의 두피에 대응하는 영역에 참조 영역을 설정하는 것과, 상기 설정한 참조 영역의 화소값에 관련된 정보를 계산하는 것과, 상기 두부 핵의학 화상에 포함되는 각 화소의 화소값 또는 그 화소값으로부터 구해지는 값을 상기 정보를 이용해 정규화하여 출력하는 것을 가진다.

Description

두부 핵의학 화상의 평가법{Method for evaluating nuclear medicine image of head}
본 발명은 두부 핵의학 화상을 평가하기 위한 기술에 관한 것이다.
두부 핵의학 화상을 뇌질환 진단에 이용하는 경우, 질환에 따라 방사성 의약품의 분포 상황이 영향을 받는 부위와, 질환에 따라서도 영향을 받지 않는다고 생각되는 부위의 비를 취함으로써 화소값의 정규화를 행하는 것이 이루어지고 있다. 예를 들어, 알츠하이머병 진단에 이용되는 아밀로이드 이미징(amyloid imaging)에서는, 알츠하이머병에 의해 아밀로이드가 축적되는 부위인 전두엽·측두엽·두정엽 피질 및 후부 대상회 설전부의 화상을 평가할 때에, 알츠하이머병에 의해서도 아밀로이드가 축적되지 않는 부위인 소뇌 또는 다리에 참조 영역을 설정하고, 설정한 참조 영역의 화소값을 이용해 데이터의 정규화를 행하는 것이 이루어져 왔다(비특허문헌 1 참조). 예를 들어, 참조 영역에서의 평균 SUV(Standardized Uptake Value)를 구하고, 이 역수를 정규화 계수로 하여 두부 핵의학 화상의 각 화소의 화소값을 SUV로 환산한 것에 곱하여 이를 맵 표시하는 것이 이루어져 왔다.
비특허문헌 1: Yoshifumi Maya et al., "Preclinical and clinical properties of [123I]ABC577: A novel radioiodinated spect agent for imaging b-amyloid in the brain", Alzheimer's & Dementia: The Journal of the Alzheimer's Association, Volume 10, Issue 4, Supplement, Page P895, July 2014
그러나 본원 발명자는 소뇌 또는 다리에 참조 영역을 설정하는 경우, 그 위치나 크기가 다르면 정규화 계수도 다른 것을 발견하였다. 이 때문에, 결과적으로 표시되는 화상도 참조 영역의 설정 차이에 따라 화상 해석자 간에 달라, 어떤 해석자가 작성한 화상과 다른 해석자가 작성한 화상을 비교하여 그 차이를 평가하는 것을 어렵게 하였다. 또한, 질환 진행이나 치료 효과를 조사하기 위해서는 동일한 환자에 대해 시기를 바꾸어 복수의 핵의학 측정을 행하는 것이 필요한데, 참조 영역의 설정 차이가 원인이 되어 평가용 화상의 모습이 다르면, 질환 진행이나 치료 효과를 올바르게 평가하는 것이 어려워진다.
이러한 사정하에, 본 발명은 두부 핵의학 화상의 평가 기술로서, 참조 영역의 설정 차이에 영향받기 어려운 기술을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명은 두부 핵의학 화상을 평가하기 위한 기술로서, 두피에 참조 영역을 설정하는 것을 가장 중요한 특징으로 한다. 본 발명의 실시형태는 일반적으로:
·두부 핵의학 화상에서의 두피에 대응하는 영역에 참조 영역을 설정하는 것;
·상기 설정한 참조 영역의 화소값에 관련된 정보를 계산하는 것;
·상기 두부 핵의학 화상에 포함되는 각 화소의 화소값 또는 그 화소값으로부터 구해지는 값을 상기 정보를 이용해 정규화하여 출력하는 것;
을 갖는 것을 특징으로 한다.
본원 발명자는, 두피에 참조 영역을 설정하여 정규화를 위한 정보를 계산하면, 그 정보는 참조 영역의 위치나 크기에 대한 의존성이 낮은 것을 발견하였다. 따라서, 동일한 두부 핵의학 화상을 화상 해석자 간에 평가하는 것이 용이해지고, 또한 같은 환자에 대해 시기를 바꾸어 시행된 복수의 핵의학 측정에 기초한 복수의 두부 핵의학 화상을 비교·평가하는 것이 용이해진다.
또한, 본 발명은 특히 아밀로이드 이미징(amyloid imaging)이나 리셉터 매핑(receptor mapping)에의 응용에서 추가적인 이점을 가진다. 아밀로이드 이미징이나 리셉터 매핑에서 주로 대상이 되는 고령의 인지증(치매) 환자에서는, 뇌 위축이나 뇌혈류 저하 정도에 개인차가 있다. 그러나 두피는 뇌 위축이나 뇌혈류 저하의 영향을 받지 않기 때문에, 두피를 정규화를 위한 기초로서 선택함으로써 뇌 위축이나 뇌혈류 저하의 개인차 영향이 적은 화상 평가가 가능해진다.
본 발명의 바람직한 실시형태의 일례는 다음과 같다.
장치의 기억 수단에 저장되는 프로그램 명령을 상기 장치의 처리 수단이 실행함으로써 상기 장치가 수행하는 방법으로서, 두부 핵의학 화상을 평가하는 방법에 있어서,
상기 두부 핵의학 화상에서의 두피에 대응하는 영역에 참조 영역을 설정하고, 그 설정한 참조 영역을 나타내는 정보를 저장하는 것과,
상기 저장한 상기 참조 영역을 나타내는 정보에 기초하여 상기 두부 핵의학 화상에서의 상기 참조 영역에 대응하는 영역에 포함되는 화소를 이용해 정규화를 위한 값을 계산하는 것과,
상기 두부 핵의학 화상에 포함되는 각 화소의 화소값 또는 그 화소값으로부터 구해지는 값을 상기 계산한 상기 정규화를 위한 값을 이용해 정규화하여 출력하는 것을 포함하는 방법.
본 발명의 바람직한 실시형태의 다른 예는 다음과 같다.
두부 핵의학 화상을 평가하기 위한 장치로서,
상기 두부 핵의학 화상에서의 두피에 대응하는 영역에 참조 영역을 설정하고, 그 설정한 참조 영역을 나타내는 정보를 저장하는 수단과,
상기 저장한 상기 참조 영역을 나타내는 정보에 기초하여 상기 두부 핵의학 화상에서의 상기 참조 영역에 대응하는 영역에 포함되는 화소를 이용해 정규화를 위한 값을 계산하는 수단과,
상기 두부 핵의학 화상에 포함되는 각 화소의 화소값 또는 그 화소값으로부터 구해지는 값을 상기 계산한 상기 정규화를 위한 값을 이용해 정규화하여 출력하는 수단을 구비하는 장치.
본 발명의 바람직한 구현화 형태 몇 가지를 청구범위에 포함되는 청구항에 특정하고 있다. 그러나 이들 청구항에 특정되는 구성이 본 명세서 및 도면에 개시되는 신규 기술사상 모두를 포함한다고는 할 수 없다. 출원인은 현재 청구항에 기재되어 있는지에 관계없이 본 명세서 및 도면에 개시되는 신규 기술사상 모두에 대해 특허를 받을 권리가 있음을 주장하는 것임을 기록해 둔다.
도 1은 본 명세서에서 개시되는 다양한 처리를 실행할 수 있는 하드웨어의 예인 장치 또는 시스템(100)의 주요 구성을 설명하기 위한 도면이다.
도 2는 본 명세서에서 개시되는 처리의 대략적인 흐름을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 3a는 참조 영역 설정 처리의 예를 설명하기 위한 흐름도이다.
도 3b는 형태 화상을 이용해 설정한 참조 영역을 설명하기 위한 도면이다.
도 4는 평가 정보 작성·출력 처리의 예를 설명하기 위한 흐름도이다.
도 5는 피험자 1의 아밀로이드 이미징 화상에 대해, 본 발명에 따라 설정한 참조 영역과 대응하는 SUVr 화상을 나타낸다.
도 6은 도 5를 작성한 것과 동일한 아밀로이드 이미징 화상에 대해, 본 발명에 따라 따로 설정한 참조 영역과 대응하는 SUVr 화상을 나타낸다.
도 7은 피험자 2의 아밀로이드 이미징 화상에 대해, 본 발명에 따라 설정한 참조 영역과 대응하는 SUVr 화상을 나타낸다.
도 8은 도 7을 작성한 것과 동일한 아밀로이드 이미징 화상에 대해, 본 발명에 따라 따로 설정한 참조 영역과 대응하는 SUVr 화상을 나타낸다.
도 9는 도 5, 도 6을 작성한 것과 동일한 아밀로이드 이미징 화상에 대해, 종래 기술에 따라 설정한 참조 영역과 대응하는 SUVr 화상을 나타낸다.
도 10은 도 5, 도 6을 작성한 것과 동일한 아밀로이드 이미징 화상에 대해, 종래 기술에 따라 따로 설정한 참조 영역과 대응하는 SUVr 화상을 나타낸다.
도 11은 도 7, 도 8을 작성한 것과 동일한 아밀로이드 이미징 화상에 대해, 종래 기술에 따라 설정한 참조 영역과 대응하는 SUVr 화상을 나타낸다.
도 12는 도 7, 도 8을 작성한 것과 동일한 아밀로이드 이미징 화상에 대해, 종래 기술에 따라 따로 설정한 참조 영역과 대응하는 SUVr 화상을 나타낸다.
다음에, 본 발명을 보다 깊이 이해시키기 위해 첨부 도면을 참조하면서 본 발명의 바람직한 실시형태의 예를 설명한다.
도 1은, 본 명세서에서 개시되는 다양한 처리를 실행할 수 있는 하드웨어의 예인 장치 또는 시스템(100)의 주요 구성을 설명하기 위한 도면이다. 도 1에 나타나 있는 바와 같이, 시스템(100)은 하드웨어적으로 일반적인 컴퓨터와 마찬가지이고, CPU(102), 주 기억 장치(104), 보조 기억 장치(106), 디스플레이 인터페이스(107), 주변기기 인터페이스(108), 네트워크 인터페이스(109) 등을 구비할 수 있다. 일반적인 컴퓨터와 마찬가지로, 주 기억 장치(104)로서는 고속 RAM(Random Access Memory; 랜덤 액세스 메모리)을 사용할 수 있고, 보조 기억 장치(106)로서는 저가이고 대용량의 하드 디스크나 SSD 등을 이용할 수 있다. 시스템(100)에는 정보 표시를 위한 디스플레이를 접속할 수 있고, 이는 디스플레이 인터페이스(107)를 통해 접속된다. 또한, 시스템(100)에는 키보드나 마우스, 터치 패널과 같은 사용자 인터페이스를 접속할 수 있고, 이는 주변기기 인터페이스(108)를 통해 접속된다. 네트워크 인터페이스(109)는, 네트워크를 통해 다른 컴퓨터나 인터넷에 접속하기 위해 이용될 수 있다.
보조 기억 장치(106)에는, 오퍼레이팅 시스템(operating system; OS)(110)이나 본 명세서에서 개시되는 특징적인 처리를 제공하기 위한 두부 핵의학 화상 해석 프로그램(120) 등이 저장되어 있을 수 있다. 시스템(100)의 가장 기본적인 기능은 OS(110)가 CPU(102)에 실행됨으로써 제공된다.
또한, 본 명세서에서 개시되는 신규 처리는, 두부 핵의학 화상 해석 프로그램(120)이 CPU(102)에 실행됨으로써 제공된다. 두부 핵의학 화상 해석 프로그램(120)을 구성하는 프로그램 명령군은, C++나 JAVA(등록상표) 등 기존의 어떠한 프로그램 언어로 프로그램될 수도 있고, 적합한 컴파일러에 의해 실행 가능 형식으로 변환되어 보조 기억 장치(106)에 저장될 수 있다.
나아가 보조 기억 장치(106)에는, 두부 핵의학 화상 해석 프로그램(120)에 의한 해석의 대상이 되는 두부 핵의학 화상(130)이나, 두부 핵의학 화상(130)에 대응하는 형태 화상(132), 그 밖의 데이터(134, 136) 등도 저장되어 있을 수 있다.
시스템(100)은, 도 1에 나타낸 요소 외에도 전원이나 냉각 장치 등 통상의 컴퓨터 시스템이 구비하는 장치와 동일한 구성을 구비할 수 있다. 컴퓨터 시스템의 실장 형태로는 기억 장치의 분산·용장화(冗長化)나 가상화, 복수 CPU의 이용, CPU 가상화, DSP 등 특정 처리에 적합한 프로세서의 사용, 특정 처리를 하드웨어화하여 CPU에 조합하는 것 등 다양한 기술을 이용한 다양한 형태의 것이 알려져 있다. 본 명세서에 개시되는 사항은, 어떠한 형태의 컴퓨터 시스템상에 탑재될 수도 있고, 컴퓨터 시스템의 형태에 따라 본 발명의 범위가 한정되는 일은 없다. 본 명세서에 개시되는 사항은, 일반적으로 (1) 처리 수단에 실행됨으로써, 상기 처리 수단을 구비하는 장치 또는 시스템에 본 명세서에서 설명되는 각종 처리를 수행시키도록 구성되는 명령을 구비하는 프로그램, (2) 상기 처리 수단이 상기 프로그램을 실행함으로써 실현되는 장치 또는 시스템의 동작 방법, (3) 상기 프로그램 및 상기 프로그램을 실행하도록 구성되는 처리 수단을 구비하는 장치 또는 시스템 등으로서 구현화될 수 있다.
또한, 시스템(100)의 제조 판매시나 기동시에는, 데이터(130∼136)는 보조 기억 장치(106) 중에 기억되어 있지 않은 경우가 많은 것에 주의하기 바란다. 이들 데이터는, 예를 들어 네트워크 인터페이스(109)를 통해 외부 장치로부터 시스템(100)으로 전송되어 온 데이터일 수도 있다. 실시형태에 따라서는, 데이터(134, 136)는 프로그램(120)이나 다른 프로그램이 CPU(102)에 실행됨을 통해 형성되어 기억된 것일 수도 있다. 또한, 프로그램(120)이나 OS(110)의 실장 형태에 따라서는, 데이터(134, 136)는 보조 기억 장치(106)에 저장되지 않고 주 기억 장치(104)에만 저장되는 경우도 있다. 본 발명의 범위는, 데이터(130∼136)의 존재 유무에 따라 한정되는 것이 아님을 참고로 기록해 둔다.
다음에, 도 2 이후를 이용해 바람직한 실시 예의 특징적인 처리에 대해 설명하는데, 우선, 본 실시 예에서 해석의 대상이 되는 두부 핵의학 화상(130)에 대해 간단히 설명한다. 두부 핵의학 화상(130)은, 예를 들어 알츠하이머병 진단에 이용되는 아밀로이드 이미징으로 작성되는 화상 데이터일 수 있다. 아밀로이드 이미징은, 알츠하이머병이나 다른 인지장애가 의심되는 성인 환자의 뇌 내에서 보이는 노인성 반점의 주성분인 β아밀로이드의 침착을 화상화하는 기술로서, β아밀로이드에 결합되는 방사성 의약품을 정맥주사하고, 체내로부터 방사되는 방사선을 PET(Positron Emission Tomography; 양전자 방사 단층 촬영) 장치로 검출함으로써 화상화하는 기술이다.
PET 장치나 SPECT(Single Photon Emission Computed Tomography; 단일 광자 방사 단층 촬영) 장치를 이용하여 작성한 화상은 생리학적인 정보가 우수하므로 「기능 화상」이라고 불린다(본원 도면에서, 화상 데이터(130)가 「기능 화상」이라고 기재되어 있는 것은 이것이 이유이다). 이에 대해 MRI(Magnetic Resonance Imaging; 핵자기 공명 화상법)나 CT(Computed Tomography; 컴퓨터 단층 촬영) 장치를 이용해 작성한 화상은 해부학적인 정보가 우수하므로 「형태 화상」이라고 불린다. 본 발명의 바람직한 실시형태에서는, 해석의 대상이 되는 두부 핵의학 화상(130)에 참조 영역을 설정하기 위해 형태 화상(132)을 이용한다. 현재 PET와 MRI를 일체화한 장치나 PET와 CT를 일체화한 장치가 개발되어 있고, PET를 이용한 아밀로이드 이미징의 시행에 아울러 형태 화상을 촬영하는 것이 가능하게 되어 있다. 화상 데이터(130 및 132)는, 이러한 장치를 이용해 함께 촬영된 기능 화상 및 형태 화상일 수도 있다.
도 2는, 본 발명의 바람직한 실시형태에서의 처리의 대략적인 흐름을 나타내는 흐름도이다. 바람직한 실시형태는, 크게 나누어 참조 영역 설정 단계(204)와, 두부 핵의학 화상(130)을 평가하기 위한 정보를 작성하여 출력하는 단계(206)를 가진다. 이들 처리의 상세는 각각 도 3 및 도 4를 이용해 설명된다. 실시 예에 따라서는, 두부 핵의학 화상 해석 프로그램(120)은 이들 각 단계의 처리를 행하기 위한 전용 모듈(프로그램 명령군)을 구비하고 있을 수도 있다. 예를 들어, 본 실시 예와 같이 참조 영역 설정 단계(204)의 처리를 행하기 위해 참조 영역 설정 모듈(프로그램 명령군)(122)을 구비하고 있을 수도 있고, 또한 평가 정보 작성·출력 단계(206)의 처리를 행하기 위해 평가 정보 작성·출력 모듈(프로그램 명령군)(124)을 구비하고 있을 수도 있다. 물론 실시 예에 따라서는, 두부 핵의학 화상 해석 프로그램(120)은 이러한 모듈 구성으로 이루어지지 않은 경우도 있다.
도 3a는, 도 2의 흐름도에 나타낸 참조 영역 설정 단계(204)의 처리의 상세를 설명하기 위한 흐름도이다. 단계 304에서는, 본 실시 예에서 해석의 대상이 되는 두부 핵의학 화상(130)이 판독된다. 즉, 두부 핵의학 화상 해석 프로그램(120)에 포함되는 프로그램 명령군의 지시에 따라, CPU(102)가 화상 데이터(130)의 적어도 일부를 보조 기억 장치(106)로부터 주 기억 장치(104)로 복사한다. 단계 306에서는, 형태 화상 데이터(132)의 판독이 이루어진다.
단계 308에서는, 두부 핵의학 화상(130)과 형태 화상(132)의 코레지스트레이션(co-registration)이 이루어진다. 즉, 두부 핵의학 화상(130)과 형태 화상(132) 사이에 방향이나 크기, 위치가 맞춰진다. 이 처리를 거침으로써, 두부 핵의학 화상(130)과 형태 화상(132)을 서로 비교하는 것이 가능해진다. 이 처리는 단지 레지스트레이션(registration)이라고 불리기도 한다. 화상 데이터(130 및 132)가 PET 또는 SPECT와 MRI 또는 CT를 일체화한 장치에 의해 함께 촬영된 것일 경우, 두부 핵의학 화상(130)과 형태 화상(132)의 코레지스트레이션은 장치로부터 출력된 단계에서 이미 완료되어 있는 경우가 많다. 그 경우는 단계 308의 처리는 필요없게 된다. 실시형태에 따라서는, 단계 308 또는 도시되지 않은 다른 처리에서 두부 핵의학 화상(130) 및 형태 화상(132)을 표준 두부 및 표준 뇌로 변형하는 것을 행할 수도 있다.
단계 310에서는, 코레지스트레이션이 이루어진 형태 화상(132)을 참조하여 참조 영역의 설정이 이루어진다. 이 참조 영역은 두부 핵의학 화상(130)에서 사용되는 것인데, 형태 화상이 해부학적 정보의 파악이 용이하기 때문에, 바람직한 실시 예에서는 형태 화상을 이용해 참조 영역의 설정을 행하는 것이다. 또, 실시형태에 따라서는, 두부 핵의학 화상(130)을 표준적인 두부/뇌로 변형하고, 이에 템플릿(template)의 참조 영역을 적용시킴으로써 참조 영역의 설정을 행하는 것도 가능하다. 물론 두부 핵의학 화상(130) 상에서 육안으로 두피의 참조 영역을 설정할 수도 있다. 두부 핵의학 화상(130) 상에서 직접 참조 영역을 설정하는 태양을 이용하는 경우는, 상술한 단계 306 및 308의 처리는 당연히 필요없게 된다.
전술한 바와 같이, 본 발명은 두피에 참조 영역을 설정하는 것을 특징으로 한다. 참조 영역의 설정은 실시형태에 따라 수작업으로 행할 수도 있고, 자동으로 행할 수도 있다. 수작업으로 행하는 실시형태일 경우, 참조 영역 설정 모듈(프로그램 명령군)(122)은 예를 들어 CPU(102)에 실행됨으로써 시스템(100)에 다음과 같은 단계를 포함하는 처리를 실행시킬 수도 있다.
(a) 형태 화상(132)의 단면상(斷面像)을 표시하는 단계. 이 단계에서, 시스템(100)은 형태 화상(132)의 원하는 단면상을 디스플레이 인터페이스(107)를 통해 시스템(100)에 접속된 디스플레이에 표시한다. 이 디스플레이는 터치 패널을 구비하고 있을 수도 있다.
(b) 마우스나 스타일러스 펜, 조작자의 손가락과 같은 입력 디바이스의 궤적을 기록하는 단계. 이 단계에서, 시스템(100)은 조작자가 표시되어 있는 단면상 중에서 참조 영역으로서 설정하고자 하는 영역(예를 들어 두피 전체)을 입력 디바이스로 본뜨면 그 궤적을 기록한다.
(c) 기록한 궤적을 단면상에 겹쳐 표시하는 단계.
(d) 기록한 궤적에 둘러싸이는 영역을 참조 영역 정보로서(예를 들어 주 기억 장치(104)나 보조 기억 장치(106)에) 저장하는 단계. 참조 영역 정보는, 실시 예에 따라서는, (a)에서 표시한 단면상과 동일한 수의 2차원 배열을 가지며, 궤적의 위치에 대응하는 데이터(화소)에 제1 값을 할당하고, 궤적의 위치에 대응하지 않는 데이터(화소)에는 제2 값을 할당하는 배열을 가지고 있을 수도 있다. 또는, 다른 실시 예에서는, 궤적에 둘러싸이는 영역의 데이터에는 제1 값을 할당하고, 둘러싸이지 않은 영역의 데이터에는 제2 값을 할당하는 배열을 가지고 있을 수도 있다. 참조 영역 정보에는, (a)에서 표시한 단면상의 위치 정보, 즉 궤적이 기록된 단면을 특정하기 위한 정보가 포함되어 있을 수도 있다. 도 1에는, 저장된 이러한 참조 영역 정보가 참조 영역 데이터(134)로서 예시되어 있다.
상기 단계(a), (c)에서 표시되는 단면상 및 궤적의 예를 도 3b에 나타내었다. 표시되어 있는 단면상은 MRI로 촬영된 Axial 상(像)이다. 부호 320으로 나타낸 바와 같이, 두피에 상당하는 부위가 흰 선으로 둘러싸여 있다. 이는 조작자가 마우스로 본뜬 궤적을 표시한 것이다. 단계 312에서, 시스템(100)은 참조 영역 설정 모듈에 포함되는 프로그램 명령군에 따라 이 궤적에 관련된 정보를 예를 들어 참조 영역 데이터(134)로서 그 기억 장치(106)에 저장한다. 단계 314는 처리의 종료를 나타낸다.
도 4는, 도 2의 흐름도에 나타낸, 두부 핵의학 화상(130)을 평가하기 위한 정보를 작성하여 출력하는 단계(206)의 처리의 상세를 설명하기 위한 흐름도이다.
단계 404에서는, 본 실시 예에서 해석의 대상이 되는 두부 핵의학 화상(130)이 판독된다. 즉, 두부 핵의학 화상 해석 프로그램(120)에 포함되는 프로그램 명령군의 지시에 따라, CPU(102)가 화상 데이터(130)의 적어도 일부를 보조 기억 장치(106)로부터 주 기억 장치(104)로 복사한다. 단계 406에서는, 단계 310 및 312에서 작성·저장된 참조 영역 데이터(134)의 판독이 이루어진다.
단계 408에서는, 두부 핵의학 화상(130)을 평가하기 위한 정보를 작성하기 위해 이용되는 정규화 계수의 계산이 이루어진다. 실시형태에 따라서는, 이 계산을 행하기 위해, 평가 정보 작성·출력 모듈(프로그램 명령군)(124)은 예를 들어 CPU(102)에 실행됨으로써 시스템(100)에 다음과 같은 단계를 포함하는 처리를 실행시킬 수도 있다.
(a) 참조 영역 데이터(134)에 포함되는 단면 정보를 추출한다. 즉, 참조 영역 데이터(134)를 작성하는 데 사용한 형태 화상(132)의 단면 정보를 판독한다.
(b) 이 단면 정보에 기초하여 두부 핵의학 화상(130)으로부터 단면을 추출한다. 즉, 참조 영역 데이터(134)를 작성하는 데 사용한 형태 화상(132)의 단면과 동일한 단면을 두부 핵의학 화상(130)으로부터 잘라낸다. 또, 참조 영역 데이터(134)에 포함되는 단면 정보에 기초하여 참조 영역 데이터(134)를 작성하는 데 사용한 형태 화상(132)의 단면과 동일한 단면을 두부 핵의학 화상(130)으로부터 잘라낼 수 있는 것은, 단계 308에서 이들 2개의 화상의 코레지스트레이션이 완료되었기 때문이다.
(c) 참조 영역 데이터(134)의 참조 영역 정보에 기초하여 정규화 계수를 계산하기 위한 화소 및 그 화소값을 추출한다. 예를 들어, 참조 영역 정보가 단계 310에서 그려진 궤적의 정보를 포함하는 경우는, 그 궤적에 둘러싸이는 위치에 상당하는 화소를 (b)에서 잘라낸 단면으로부터 추출한다. 예를 들어, 참조 영역 정보가 단계 310에서 그려진 궤적의 내부(실시 예에 따라서는 궤적의 상부도 포함함)의 위치를 직접 나타내는 경우에는, 그 위치에 대응하는 화소를 (b)에서 잘라낸 단면으로부터 추출한다.
(d) (c)에서 추출한 화소로부터 정규화 계수를 계산한다. 이 정규화 계수는, 실시 예에 따라서는 예를 들어 추출한 화소군의 화소 평균값의 역수일 수도 있다. 또한, 실시 예에 따라서는 예를 들어 추출한 화소군의 평균 SUV의 역수일 수도 있다.
단계 410에서는, 단계 408에서 계산된 정규화 계수를 이용해 두부 핵의학 화상(130)을 평가하기 위한 평가 정보가 작성된다.
단계 408에서 계산된 정규화 계수가 참조 영역의 화소 평균값의 역수일 경우, 상기 평가 정보는 두부 핵의학 화상(130)의 각 화소의 화소값에 정규화 계수를 곱한 것일 수도 있다.
단계 408에서 계산된 정규화 계수가 참조 영역의 평균 SUV의 역수일 경우, 상기 평가 정보는 두부 핵의학 화상(130)의 각 화소의 화소값을 SUV로 환산한 것에 정규화 계수를 곱한 것일 수도 있다. 이러한 평가 정보를 SUV의 비라는 의미로 SUVr이라고 표기하는 경우가 있다.
단계 412에서는, 계산된 평가 정보가 수치로서 그리고/또는 화상으로서 출력된다. 화상으로서 출력하는 경우, 계산한 평가 정보만을 화상으로서 출력해도 되지만, 실시형태에 따라서는 형태 화상에 오버랩(overlap)시켜 표시할 수도 있다. 단계 414는 처리의 종료를 나타낸다.
단계 412의 출력 예를 도 5∼도 8에 나타내었다. 각 도면에는 설정한 참조 영역과 그 참조 영역에 기초하여 얻어진 SUVr 화상이 포함되어 있다. SUVr 화상의 각 화소값은, 전술한 바와 같이 두부 핵의학 화상(130)의 각 화소의 화소값을 SUV로 환산한 것에 정규화 계수를 곱한 것이다.
도 5에는, 어떤 피험자(피험자 1)에 대한 아밀로이드 이미징 화상에 대해, 설정한 참조 영역(501)과 이에 기초하여 얻어진 SUVr 화상이 나타나 있다. 참조 영역(501)은, 도 3a의 단계 310 및 도 3b와 관련지어 설명한 방법과 동일한 수법으로 설정된 참조 영역으로, MRI 화상으로부터 적당한 Axial 상을 잘라내고 두피에 상당하는 부위를 마우스나 스타일러스 펜으로 본떠서 설정한 것이다. 도 5의 SUVr 화상은, 참조 영역(501)에 기초하여 단계 404∼410에서 얻어진 SUVr에 기초하여 형성되는 화상이다.
도 6에는, 도 5와 동일한 기능 화상·형태 화상에 기초해 작성한 SUVr 화상이 나타나 있다. 단, 도 5의 경우와는 설정한 참조 영역이 다르다. 도시된 바와 같이, 도 6의 경우에 설정한 참조 영역(601)은 도 5에 도시된 참조 영역(501)을 작성한 Axial 상과는 다른 Axial 상에 기초하여 작성되어 있고, 도 5의 경우와는 다른 Axial 상에서 두피에 상당하는 부위를 마우스나 스타일러스 펜으로 본떠서 설정한 것이다.
그러나 도 5의 SUVr 화상과 도 6의 SUVr 화상을 비교하면, 거의 동일한 농담을 나타내고 있음을 관찰할 수 있다. 즉, 설정한 참조 영역이 다름에도 마찬가지의 SUVr 화상이 얻어짐을 관찰할 수 있다.
다른 피험자에 대해서도 동일한 효과가 얻어짐을 보이기 위해, 도 7, 도 8에 다른 피험자에 대해 마찬가지의 조사를 행한 결과를 나타낸다.
도 7에는, 피험자 1과는 다른 피험자인 피험자 2에 대한 아밀로이드 이미징 화상에 대해, 설정한 참조 영역(701)과 이에 기초하여 얻어진 SUVr 화상이 나타나 있다. 참조 영역이나 SUVr의 설정·계산 방법은 도 5나 도 6의 경우와 마찬가지이다. 도 8에는, 도 7과 동일한 아밀로이드 이미징 화상에 대해, 설정한 참조 영역(801)과 이에 기초하여 얻어진 SUVr 화상이 나타나 있다. 도시된 바와 같이, 참조 영역(801)은 참조 영역(701)을 작성한 Axial 상과는 다른 Axial 상에 기초하여 작성되어 있다.
도 7의 SUVr 화상과 도 8의 SUVr 화상을 비교하면, 거의 동일한 농담을 나타내고 있음을 관찰할 수 있다. 즉, 설정한 참조 영역이 다름에도 마찬가지의 SUVr 화상이 얻어진다는 효과가 피험자 2에 대해서도 확인되었다.
참고로, 도 5∼도 8을 작성한 화상의 조건을 몇 가지 기재해 둔다. 도 5 및 도 6은 전술한 바와 같이 동일한 아밀로이드 이미징 화상으로 작성한 도면인데, 이 아밀로이드 이미징 화상을 얻기 위해 피험자 1에 투여한 방사성 의약품은 ABC577이며, 투여 방사능량은 195MBq이었다. SPECT 측정과 MRI 측정을 연속적으로 시행하여 얻어진 SPECT 화상 및 MRI 화상을 위치 맞춤하여 나중의 처리에 이용하였다. 참조 영역에 이용한 단면의 위치는 도 5의 경우는 두정(頭頂)으로부터 52번째의 슬라이스이며, 슬라이스 두께 1.067mm로, 실제 두부로 환산하여 약 5.55cm 두께에 상당한다. 도 6의 경우에 참조 영역에 이용한 단면의 위치는 두정으로부터 83번째의 슬라이스이었다.
도 7 및 도 8도 전술한 바와 같이 동일한 아밀로이드 이미징 화상으로 작성한 도면이다. 이 아밀로이드 이미징 화상을 얻기 위해 피험자 2에 투여한 방사성 의약품은 ABC577이며, 투여 방사능량은 198MBq이었다. SPECT 측정과 MRI 측정을 연속적으로 시행하여 얻어진 SPECT 화상 및 MRI 화상을 위치 맞춤하여 나중의 처리에 이용하였다. 참조 영역에 이용한 단면의 위치는 도 7의 경우는 두정으로부터 52번째의 슬라이스이고, 도 8의 경우는 두정으로부터 80번째의 슬라이스이었다.
본원발명의 효과를 종래 기술과 비교하기 위해, 종래와 같이 소뇌에 참조 영역을 설정한 경우의 SUVr 화상을 도 9∼도 12에 나타낸다. 도 9에는, 도 5 및 도 6의 경우와 동일한 아밀로이드 이미징 화상에 대해, 부호 901로 나타나 있는 영역을 참조 영역으로 설정하고 SUVr을 계산하여 화상화한 것을 게재하였다. 도 10에는, 도 5 및 도 6(및 도 9)의 경우와 동일한 아밀로이드 이미징 화상에 대해, 부호 1001로 나타나 있는 영역을 참조 영역으로 설정하고 SUVr을 계산하여 화상화한 것을 게재하였다. 도 11에는, 도 7 및 도 8의 경우와 동일한 아밀로이드 이미징 화상에 대해, 부호 1101로 나타나 있는 영역을 참조 영역으로 설정하고 SUVr을 계산하여 화상화한 것을 게재하였다. 도 12에는, 도 7 및 도 8(및 도 11)의 경우와 동일한 아밀로이드 이미징 화상에 대해, 부호 1201로 나타나 있는 영역을 참조 영역으로 설정하고 SUVr을 계산하여 화상화한 것을 게재하였다.
도 9의 참조 영역(901)과 도 10의 참조 영역(1001)을 비교하면, 양자는 모두 소뇌로 설정되어 있지만 그 크기가 크게 다른 것을 알 수 있다. 마찬가지로, 도 11의 참조 영역(1101)과 도 12의 참조 영역(1201)을 비교하면, 양자는 모두 소뇌로 설정되어 있지만 그 크기가 크게 다른 것을 알 수 있다.
도 9의 SUVr 화상과 도 10의 SUVr 화상을 비교하면, 양자는 거의 동일한 농담을 나타내고 있음을 관찰할 수 있다. 따라서, 종래법에서도 설정한 참조 영역이 달라도 마찬가지의 SUVr 화상이 얻어지는 경우는 존재한다.
그러나, 도 11의 SUVr 화상과 도 12의 SUVr 화상을 비교하면, 양자는 농담의 모습이 매우 다른 것을 관찰할 수 있다.
이와 같이, 종래법에서는 참조 영역의 설정 방법이 다르면 결과적으로 얻어지는 SUVr 화상이 크게 변화되는 경우가 있다. 이러한 현상은 본원 발명자에 의해 처음으로 발견된 것으로, 본원발명은 이 문제를 해결하고자 하여 이루어진 발명이다.
본 발명에 따라 두피에 참조 영역을 설정하고 두부 핵의학 화상을 정규화하면, 참조 영역의 위치나 크기에 관계없이 안정적으로 동일한 평가 화상을 얻을 수 있다. 따라서, 동일한 두부 핵의학 화상을 화상 해석자 간에 평가하는 것이 용이해지고, 또한, 동일한 환자에 대해 시기를 바꾸어 시행된 복수의 핵의학 측정에 기초한 복수의 두부 핵의학 화상을 비교·평가하는 것이 용이해진다.
또한, 전술한 바와 같이, 본 발명은 특히 아밀로이드 이미징에의 응용에서 이점을 더 가진다. 아밀로이드 이미징의 대상이 되는 고령의 인지증 환자에서는, 뇌 위축이나 뇌혈류 저하의 정도에 개인차가 있다. 그러나 두피는 뇌 위축이나 뇌혈류 저하의 영향을 받지 않기 때문에, 두피를 정규화를 위한 기초로서 선택함으로써 뇌 위축이나 뇌혈류 저하의 개인차 영향이 적은 화상 평가가 가능해진다.
그러나 본원발명의 이용 분야는 아밀로이드 이미징에 한정되지 않고, 핵의학 화상을 정규화할 필요가 있는 경우에 널리 이용 가능한 것은 강조해 두고 싶다. 전술한 바와 같이 두피는 뇌 위축이나 뇌혈류 저하의 영향을 받지 않기 때문에, 두피를 정규화를 위한 기초로서 선택하는 것은 매우 뛰어난 아이디어이다. 본원발명에 의해, 다양한 용도에서 뇌 위축이나 뇌혈류 저하의 개인차 영향이 적은 화상 평가가 가능해진다.
이상, 본 발명의 바람직한 실시형태를 설명하였지만, 본 발명의 실시형태는 소개한 것에 한정되는 것이 아님은 물론이다. 상술한 예는 실시형태의 단순한 일례로서, 본 발명은 그 밖에도 다양한 실시형태를 취할 수 있는 것이다.
예를 들어, 두피에 참조 영역을 설정하는 수법으로서 수동에 의한 수법을 소개하였지만, 이를 자동으로 행하는 실시형태도 존재한다. 자동으로 행하는 실시형태에 있어서, 참조 영역 설정 모듈(프로그램 명령군)(122)은 예를 들어 CPU(102)에 실행됨으로써 시스템(100)에 다음과 같은 단계를 포함하는 처리를 실행시켜도 된다.
(a) 형태 화상(132)의 특정 단면을 잘라내는 단계. 이 단면은, 두피가 판별하기 쉬운 Axial 단면이 바람직하다.
(b) 화상의 중앙부로부터 방사상으로 화소값의 변화를 주사하고, 각 주사 방향에서 화소값이 문턱값 미만인 가장 먼 점을 두피 외측의 경계점으로 한다.
(c) 상기 각 주사 방향에서, 두피 외측의 경계점의 내측에서 화소값이 문턱값 미만인 최초의 점을 두피 내측의 경계점으로 한다.
(d) 외측의 경계점과 내측의 경계점을 연결하여 두피의 경계를 확정하고, 그 내측(실시형태에 따라서는 경계도 포함시킴)을 참조 영역으로 한다.
상기 (a)∼(d)의 처리를 복수의 단면에 대해 행함으로써, 참조 영역을 3차원적으로 설정하는 것도 가능하다.
그 밖에도 본 발명에는 다양한 실시형태가 존재한다.
명세서 또는 도면에 소개한 각종 실시 예에 포함되어 있는 개개의 특징은, 그 특징이 포함되는 것이 직접 기재되어 있는 실시 예와 함께하여서만 사용할 수 있는 것은 아니고, 여기서 설명된 다른 실시 예나 설명되지 않은 각종 구현화 예에서도 조합하여 사용 가능하다. 특히 흐름도에서 소개된 처리의 순서는 반드시 소개된 순서로 실행되어야 하는 것은 아니고, 실시하는 것의 기호에 따라 순서를 바꾸거나 병렬적으로 동시 실행하거나 복수의 블록을 일체 불가분으로 실장하거나 적당한 루프로서 실행하도록 실장해도 된다. 이러한 변형은 모두 본 발명의 범위에 포함되는 것이다. 청구항에 특정되는 처리의 기재 순서도 처리의 필수적인 순서를 특정하는 것은 아니고, 예를 들어 처리의 순서가 다른 실시형태나 루프를 포함하여 처리가 실행되는 실시형태 등도 청구항에 관한 발명의 범위에 포함되는 것이다. 현재 청구범위에서 특허청구가 이루어져 있는지에 관계없이 출원인은 본 발명의 사상을 벗어나지 않는 모든 형태에 대해 특허를 받을 권리가 있음을 주장하는 것임을 기록해 둔다.
100 시스템
104 주 기억 장치
106 보조 기억 장치
107 디스플레이 인터페이스
108 주변기기 인터페이스
109 네트워크 인터페이스
120 OS
120 두부 핵의학 화상 해석 프로그램
130 두부 핵의학 화상 데이터

Claims (7)

  1. 장치의 기억 수단에 저장되는 프로그램 명령을 상기 장치의 처리 수단이 실행함으로써 상기 장치가 수행하는 방법으로서, 두부 핵의학 화상을 평가하는 방법에 있어서,
    상기 두부 핵의학 화상에서의 두피에 대응하는 영역에 참조 영역을 설정하고, 그 설정한 참조 영역을 나타내는 정보를 저장하는 것과,
    상기 저장한 상기 참조 영역을 나타내는 정보에 기초하여 상기 두부 핵의학 화상에서의 상기 참조 영역에 대응하는 영역에 포함되는 화소를 이용해 정규화를 위한 값을 계산하는 것과,
    상기 두부 핵의학 화상에 포함되는 각 화소의 화소값 또는 그 화소값으로부터 구해지는 값을 상기 계산한 상기 정규화를 위한 값을 이용해 정규화하여 출력하는 것을 포함하는 방법.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 출력하는 것은, 상기 정규화한 값을 맵 표시하는 것을 포함하는 방법.
  3. 청구항 2에 있어서,
    상기 두부 핵의학 화상과는 다른 형태 화상을 이용하여 상기 참조 영역의 설정을 행하는 것을 포함하는 방법.
  4. 청구항 3에 있어서,
    상기 참조 영역을 나타내는 정보는, 상기 참조 영역의 설정에 사용한 상기 형태 화상의 단면 정보를 포함하고,
    상기 단면 정보를 이용해 상기 두부 핵의학 화상으로부터 상기 정규화를 위한 값을 계산하기 위한 화소를 추출하는 것을 더 포함하는 방법.
  5. 장치의 처리 수단에 의해 실행되면, 상기 장치에 청구항 1 내지 청구항 4 중 어느 한 항에 기재된 방법을 실행시키는 프로그램 명령을 구비하는 컴퓨터 프로그램.
  6. 처리 수단과, 프로그램 명령을 저장하는 기억 수단을 구비하는 장치로서, 상기 프로그램 명령은 상기 처리 수단에 의해 실행되면, 청구항 1 내지 청구항 4 중 어느 한 항에 기재된 방법을 상기 장치에 실행시키도록 구성되는 장치.
  7. 두부 핵의학 화상을 평가하기 위한 장치로서,
    상기 두부 핵의학 화상에서의 두피에 대응하는 영역에 참조 영역을 설정하고, 그 설정한 참조 영역을 나타내는 정보를 저장하는 수단과,
    상기 저장한 상기 참조 영역을 나타내는 정보에 기초하여 상기 두부 핵의학 화상에서의 상기 참조 영역에 대응하는 영역에 포함되는 화소를 이용해 정규화를 위한 값을 계산하는 수단과,
    상기 두부 핵의학 화상에 포함되는 각 화소의 화소값 또는 그 화소값으로부터 구해지는 값을 상기 계산한 상기 정규화를 위한 값을 이용해 정규화하여 출력하는 수단을 구비하는 장치.
KR1020177001320A 2014-11-21 2015-10-29 두부 핵의학 화상의 평가법 KR20170087853A (ko)

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