JP7724648B2 - Myocardial blood flow dynamics analysis method, myocardial blood flow dynamics analysis device, and myocardial blood flow dynamics analysis program - Google Patents
Myocardial blood flow dynamics analysis method, myocardial blood flow dynamics analysis device, and myocardial blood flow dynamics analysis programInfo
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Description
本発明は心筋血流動態解析法、心筋血流動態解析装置および心筋血流動態解析プログラムに関する。 The present invention relates to a myocardial hemodynamic analysis method, a myocardial hemodynamic analysis device, and a myocardial hemodynamic analysis program.
心筋血流動態解析は、心筋の血流やエネルギー代謝の様子を解析することにより、心臓の健康状態を調べる手法である。この解析には、PETやSPECTのような核医学の手法を使うことが多い。一例として、心筋左室内腔及び左室心筋に設定した関心領域におけるタイムアクティビティーカーブ(Time Activity Curve, TAC)を作成し、血液が心筋へ取り込まれる様子を評価する方法がある。TACとは、体内に投与された放射性薬剤から放出される放射線量を所定の時間間隔で経時的に計測して得られる計数値の経時的変化を示すカーブである。 Myocardial hemodynamic analysis is a method for examining cardiac health by analyzing myocardial blood flow and energy metabolism. This analysis often uses nuclear medicine techniques such as PET and SPECT. One example is a method for creating a time activity curve (TAC) in a region of interest set in the left ventricular cavity and left ventricular myocardium to evaluate how blood is taken up into the myocardium. A TAC is a curve that shows the change over time in the count values obtained by measuring the amount of radiation emitted from a radiopharmaceutical administered to the body over a specified time interval.
被験者に投与された放射性薬剤は、心臓の右室内腔、左室内腔を経て、左室心筋へと移行していく。この時、主に心臓の拍動による影響から、左室心筋のTACは、特に投与早期相において、右左室内腔通過時の放射能カウントにかぶさってしまい、そのカウント値が過大評価される現象が発生する。この現象をspilloverという。正確に心筋血流量を定量するためには、spilloverによる影響を補正する必要がある。 A radiopharmaceutical administered to a subject travels through the right and left ventricular cavities of the heart and into the left ventricular myocardium. At this time, due primarily to the influence of cardiac pulsation, the TAC of the left ventricular myocardium overlaps with the radioactivity counts as the drug passes through the right and left ventricular cavities, particularly in the early phase of administration, resulting in an overestimation of the count value. This phenomenon is called spillover. To accurately quantify myocardial blood flow, it is necessary to correct for the effects of spillover.
特許文献1には、左室内腔のTACの盛り上がり部を正規分布で近似した近似曲線を求めると共に、左室心筋のTACの平衡状態区間を近似した近似直線を求め、前記近似曲線の立ち上がり点と、前記近似曲線と前記近似直線との交点との間を理論式で結ぶことにより、spilloverによる影響を補正する技術が記載されている。 Patent Document 1 describes a technology that corrects for the effects of spillover by calculating an approximate curve that approximates the bulging portion of the TAC in the left ventricular cavity using a normal distribution, and an approximate straight line that approximates the equilibrium section of the TAC in the left ventricular myocardium, and then connecting the rising point of the approximate curve with the intersection point of the approximate curve and the approximate straight line using a theoretical formula.
本発明の課題は、核医学検査において心筋血流量をより精度よく定量するための技術を提供することである。 The objective of the present invention is to provide technology for more accurately quantifying myocardial blood flow in nuclear medicine examinations.
本発明の具現化形態の一例は、心筋血流動態解析において、左室心筋のタイムアクティビティーカーブ(TAC)の補正を行う方法であって、右室内腔TACに基づいて、補正を開始する補正開始時刻インデックスを決定することを含むことを特徴とする。特に、前記補正開始時刻インデックスを決定することは、前記右室内腔TACがピークとなる時刻インデックスに基づいて前記補正開始時刻インデックスを決定することを含むことを特徴とする。 One embodiment of the present invention is a method for correcting a time activity curve (TAC) of the left ventricular myocardium in myocardial hemodynamic analysis, which includes determining a correction start time index for starting the correction based on the right ventricular lumen TAC. In particular, determining the correction start time index includes determining the correction start time index based on the time index at which the right ventricular lumen TAC peaks.
実施形態によっては、前記補正はspillover補正であってもよい。 In some embodiments, the correction may be a spillover correction.
心筋血流動態解析において被験者に投与される放射性薬剤は、心臓の右室内腔、左室内腔を経て、左室心筋へと移行していく。このため、左室心筋への放射性薬剤の移行が始まるのは、早くとも右室内腔TACがピークとなる時刻あたりであると予想される。そこで、左室心筋TACのspillover補正を開始する補正開始時刻インデックスを、右室内腔TACがピークとなる時刻インデックスに基づいて決定することにより、当該補正開始時刻インデックスを適切に設定することが可能となる。 In myocardial hemodynamic analysis, a radiopharmaceutical administered to a subject travels through the right and left ventricular cavities of the heart and then migrates to the left ventricular myocardium. Therefore, it is expected that the radiopharmaceutical will begin to migrate to the left ventricular myocardium at the earliest around the time when the right ventricular cavity TAC peaks. Therefore, by determining the correction start time index for starting spillover correction of the left ventricular myocardium TAC based on the time index when the right ventricular cavity TAC peaks, it is possible to appropriately set this correction start time index.
なお、「時刻インデックス」との用語とは、TACの時間軸の値を表す。TACは、放射線カウント値の時間変化を表すカーブであるが、時間軸の値の取り方は様々な方法を考えることができる。例えば、時間軸の値として、放射性薬剤の投与時刻からの秒数を用いる場合や、放射線の収集開始時刻からの秒数、実時刻を用いる場合を考えることができる。また、放射線カウント値の測定イベント番号を用いる場合もあり、例えば、TAC中のあるデータ点の時間軸の値が5であることが、5回目の測定で得られたデータ点であることを表す場合もある。このように、TACの時間軸の値の取り方には様々なバリエーションがあるが、本明細書ではTACの時間軸の値を総称して「時刻インデックス」と称している。 The term "time index" refers to the value on the time axis of a TAC. A TAC is a curve that represents the change in radiation count values over time, and various methods can be used to determine the value on the time axis. For example, the time axis value can be the number of seconds from the time the radioactive drug was administered, the number of seconds from the start of radiation collection, or the actual time. The measurement event number of the radiation count value can also be used; for example, a time axis value of 5 for a data point in a TAC can indicate that this data point was obtained in the fifth measurement. As such, there are various ways to determine the value on the time axis of a TAC, but in this specification, the values on the time axis of a TAC are collectively referred to as the "time index."
実施形態によっては、前記補正開始時刻インデックスを決定することは、
・ 前記右室内腔TACがピークとなる時刻インデックスと、左室内腔TACの少なくとも一部を正規分布フィッティングした曲線がピークとなる時刻インデックスとの間の時間Tを求めることと;
・ 前記時間Tに基づいて第1の補正量を求めることと;
・ 前記右室内腔TACがピークとなる時刻インデックスを前記第1の補正量だけ遅らせた時刻インデックスに基づいて、前記補正開始時刻インデックスを決定することと;
を含んでもよい。
[0008] In some embodiments, determining the corrected start time index comprises:
determining the time T between the time index at which the right ventricle lumen TAC peaks and the time index at which a curve obtained by fitting at least a portion of the left ventricle lumen TAC to a normal distribution peaks;
determining a first correction amount based on the time T;
determining the corrected start time index based on a time index obtained by delaying the time index at which the right ventricular lumen TAC peaks by the first correction amount;
may include:
前述のように、左室心筋への放射性薬剤の移行が始まるのは、早くとも右室内腔TACがピークとなる時刻であると予想されるが、より正確には右室内腔TACがピークとなる時刻よりも遅いと予想される。そこで上記の補正により、右室内腔TACがピークとなる時刻インデックスよりも補正開始時刻インデックスを遅らせることで、前記補正開始時刻インデックスをより適切に設定することが可能となる。またこのとき、前記時間Tに基づいて第1の補正量を求めることで、当該補正開始時刻インデックスを適切に設定することが可能となることを、本願発明者は見出した。 As mentioned above, the start of radiopharmaceutical transfer to the left ventricular myocardium is expected to occur at the earliest when the right ventricular lumen TAC peaks, but more accurately, later than the time when the right ventricular lumen TAC peaks. Therefore, by using the above correction to delay the corrected start time index beyond the time index when the right ventricular lumen TAC peaks, it becomes possible to more appropriately set the corrected start time index. Furthermore, the inventors have discovered that by calculating the first correction amount based on the time T, it becomes possible to appropriately set the corrected start time index.
上記の実施形態において、左室内腔TACのピークをそのまま用いるのではなく、左室内腔TACの一部を正規分布フィッティングした曲線のピークを用いる理由は、左室内腔TACは頂上付近がなだらかとなってピークを明確に特定することが必ずしも容易でないことがあるからである。実施形態によっては、左室内腔TACのピークを明確に特定できる場合には、正規分布フィッティングした曲線のピークではなく左室内腔TACのピークをそのまま使って前記時間Tを決定してもよい。 In the above embodiment, the reason why the peak of the left ventricular lumen TAC is not used directly but rather the peak of the curve obtained by normal distribution fitting of a portion of the left ventricular lumen TAC is used is because the left ventricular lumen TAC has a gentle slope near its apex, making it difficult to clearly identify the peak. In some embodiments, if the peak of the left ventricular lumen TAC can be clearly identified, the time T may be determined using the peak of the left ventricular lumen TAC directly rather than the peak of the curve obtained by normal distribution fitting.
本発明の具現化形態の別の例は、心筋血流動態解析において、左室心筋のタイムアクティビティーカーブ(TAC)の補正を行う方法であって、左室内腔TACに基づいて、補正を開始する補正開始時刻インデックスを決定することを含むことを特徴とする。特に、前記補正開始時刻インデックスを決定することは、前記左室内腔TACの立ち上がりに基づいて前記補正開始時刻インデックスを決定することを含むことを特徴とする。 Another example of an embodiment of the present invention is a method for correcting a time activity curve (TAC) of the left ventricular myocardium in myocardial hemodynamic analysis, which includes determining a correction start time index for starting the correction based on the left ventricular cavity TAC. In particular, determining the correction start time index includes determining the correction start time index based on the rising edge of the left ventricular cavity TAC.
前記左室内腔TACの立ち上がりは、該左室内腔TACのカウント値に基づいて定義してもよい。例えば、該左室内腔TACのカウント値が所定のカウント値を初めて超える時刻インデックスや、当該時刻インデックスから所定時間早い時刻インデックスとして定義してもよい。 The rise of the left ventricular lumen TAC may be defined based on the count value of the left ventricular lumen TAC. For example, it may be defined as the time index at which the count value of the left ventricular lumen TAC first exceeds a predetermined count value, or as a time index a predetermined time earlier than the time index.
実施形態によっては、前記補正はspillover補正であってもよい。 In some embodiments, the correction may be a spillover correction.
実施形態によっては、前記補正開始時刻インデックスを決定することは、
・ 前記左室内腔TACが立ち上がる時刻インデックスと、前記左室内腔TACがピークとなる時刻インデックスとの間の時間Tを求めることと;
・ 前記時間Tに基づいて第1の補正量を求めることと;
・ 前記左室内腔TACが立ち上がる時刻インデックスを前記第1の補正量だけ遅らせた時刻インデックスに基づいて、前記補正開始時刻インデックスを決定することと;
を含んでもよい。
[0008] In some embodiments, determining the corrected start time index comprises:
determining the time T between the time index at which the left ventricular lumen TAC rises and the time index at which the left ventricular lumen TAC peaks;
determining a first correction amount based on the time T;
determining the corrected start time index based on a time index obtained by delaying the time index at which the left ventricular lumen TAC rises by the first correction amount;
may include:
実施形態によっては、前記立ち上がる時刻インデックス及び前記ピークとなる時刻インデックスの一方又は両方は、前記左室内腔のタイムアクティビティーカーブの少なくとも一部を正規分布フィッティングした曲線に対して求められてもよい。 In some embodiments, one or both of the onset time index and the peak time index may be determined using a curve obtained by fitting at least a portion of the time activity curve of the left ventricular cavity to a normal distribution.
本発明の具現化形態の一例は、左室内腔TACに基づいて、左室心筋TACのspillover補正を終了する補正終了時刻インデックスを決定することを更に含んでもよい。特に、前記補正終了時刻インデックスを決定することは、
・ 前記時間Tに基づいて第2の補正量を求めることと;
・ 前記左室内腔TACの少なくとも一部を正規分布フィッティングした曲線がピークとなる時刻インデックスを前記第2の補正量だけ遅らせた時刻インデックスに基づいて、前記補正終了時刻インデックスを決定することと;
を含んでもよい。
An example of an embodiment of the present invention may further include determining a correction end time index for ending spillover correction of the left ventricular myocardium TAC based on the left ventricular lumen TAC. In particular, determining the correction end time index may include:
determining a second correction amount based on the time T;
determining the corrected end time index based on a time index obtained by delaying by the second correction amount a time index at which a curve obtained by fitting at least a portion of the left ventricular lumen TAC to a normal distribution reaches a peak;
may include:
前述のように、心筋血流動態解析において被験者に投与される放射性薬剤は、心臓左室内腔から左室心筋へと移行する。このため、左室内腔を起源とする放射線の左室心筋TACへのspilloverは、左室内腔TACがピークを迎えてから或る時間の間、継続すると考えられる。そこで本願発明者は、左室内腔TACの少なくとも一部を正規分布フィッティングした曲線がピークとなる時刻インデックスを前記第2の補正量だけ遅らせた時刻インデックスに基づいて、左室心筋TACのspillover補正を終了する補正終了時刻インデックスを設定することで、当該補正終了時刻インデックスを適切に設定することが可能となることを見出した。 As mentioned above, in myocardial hemodynamic analysis, the radiopharmaceutical administered to the subject migrates from the left ventricular cavity to the left ventricular myocardium. Therefore, it is believed that spillover of radiation originating from the left ventricular cavity into the left ventricular myocardium TAC continues for a certain period of time after the left ventricular cavity TAC peaks. Therefore, the inventors of the present application discovered that by setting the correction end time index for ending the spillover correction of the left ventricular myocardium TAC based on the time index at which the curve obtained by fitting at least a portion of the left ventricular cavity TAC to a normal distribution peaks, delayed by the second correction amount, it is possible to appropriately set the correction end time index.
本発明の具現化形態の別の例は、心筋血流動態解析における、左室心筋TACのspillover補正を行う方法であって、spillover補正を開始する補正開始時刻インデックスにおける左室心筋TACの値と、spillover補正を終了する補正終了時刻インデックスにおける左室心筋TACの値とに基づき、対数関数を利用して、spillover補正された左室心筋TACの少なくとも一部を推定することを含むことを特徴とする。 Another example of an embodiment of the present invention is a method for performing spillover correction of left ventricular myocardial TAC in myocardial hemodynamic analysis, which includes estimating at least a portion of the spillover-corrected left ventricular myocardial TAC using a logarithmic function based on the value of the left ventricular myocardial TAC at the correction start time index at which the spillover correction begins and the value of the left ventricular myocardial TAC at the correction end time index at which the spillover correction ends.
対数関数は一般に、急激な立ち上がりを有するがすぐになだらかになる形を有する。この形は、左室心筋TACの形状を近似するために有用である。 Logarithmic functions generally have a shape that has a steep rise but quickly levels off. This shape is useful for approximating the shape of the left ventricular myocardial TAC.
前記推定の一例は、前記補正開始時刻インデックスから、前記左室内腔TACの少なくとも一部を正規分布フィッティングした曲線がピークとなる時刻インデックスとの間の各時刻インデックスにおいて、
・ spillover補正後の左室心筋TACのカウント値と、前記左室内腔TACの少なくとも一部を正規分布フィッティングした曲線のカウント値とを比較することと;
・ spillover補正後の左室心筋TACのカウント値が、前記左室内腔TACの少なくとも一部を正規分布フィッティングした曲線のカウント値より大きい場合、spillover補正後の左室心筋TACのカウント値を、前記左室内腔TACの少なくとも一部を正規分布フィッティングした曲線のカウント値に置き換えることと;
を含んでもよい。
An example of the estimation is, at each time index between the corrected start time index and the time index at which a curve obtained by fitting at least a part of the left ventricular cavity TAC to a normal distribution reaches a peak,
Comparing the count value of the left ventricular myocardium TAC after Spillover's correction with the count value of a curve obtained by fitting at least a portion of the left ventricular cavity TAC to a normal distribution;
If the count value of the left ventricular myocardium TAC after Spillover's correction is greater than the count value of the curve obtained by normal distribution fitting to at least a portion of the left ventricular cavity TAC, replacing the count value of the left ventricular myocardium TAC after Spillover's correction with the count value of the curve obtained by normal distribution fitting to at least a portion of the left ventricular cavity TAC;
may include:
放射性薬剤の集積順序の理論上、正規分布フィッティング後の左室内腔TACのピークより前に、左室心筋TACの値が左室内腔TACの値を超えることはない。もし超えていたら、左室心筋TACの推定が妥当ではないことになる。そこで、上記の比較・置き換え処理を行うことで、左室心筋TACの推定の妥当性を確認すると共に、妥当でない場合に非妥当性を解消することができる。 Theoretically, due to the order of radiopharmaceutical accumulation, the value of the left ventricular myocardial TAC will never exceed the value of the left ventricular lumen TAC before the peak of the left ventricular lumen TAC after normal distribution fitting. If it did, the estimate of the left ventricular myocardial TAC would be invalid. Therefore, by performing the above comparison and replacement process, the validity of the estimate of the left ventricular myocardial TAC can be confirmed, and if it is invalid, the invalidity can be resolved.
前記推定の一例は、前記補正開始時刻インデックス以前において、spillover補正後の左室心筋TACのカウント値を0とすることを含んでもよい。つまり、前記補正開始時刻インデックス以前においては、放射性薬剤が左室心筋に取り込まれていないことを仮定してもよい。 An example of the estimation may include setting the count value of the left ventricular myocardium TAC after spillover correction to 0 before the correction start time index. In other words, it may be assumed that the radiopharmaceutical has not been taken up into the left ventricular myocardium before the correction start time index.
本発明の具現化形態の別の一例は、処理手段及び記憶手段を備えるシステムであって、前記システムはプログラム命令を格納し、前記プログラム命令は、前記処理手段に実行されると、前記システムに前記方法を遂行させるように構成される、システムを含む。 Another embodiment of the present invention includes a system comprising a processing means and a storage means, the system storing program instructions that, when executed by the processing means, are configured to cause the system to perform the method.
本発明の具現化形態の別の一例は、システムの処理手段に実行されると、前記システムに前記方法を遂行させるように構成されるプログラム命令を備える、コンピュータプログラムを含む。 Another example of an embodiment of the present invention includes a computer program comprising program instructions configured, when executed by a processing means of a system, to cause the system to perform the method.
以下、添付図面を参照しつつ、本明細書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。 Below, examples of preferred embodiments of the technical concepts disclosed in this specification 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、周辺機器インターフェース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ーフェースを接続することができ、これは周辺機器インターフェース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ることができる。 Figure 1 is a diagram illustrating the hardware configuration of a system 100 in which the present invention can be implemented. As depicted in Figure 1, system 100 is similar in hardware to a typical computer and may include a CPU 102, a main memory 104, a mass storage device 106, a display interface 107, a peripheral device interface 108, and a network interface 109. As with a typical computer, high-speed RAM (random access memory) can be used for the main memory 104, and inexpensive, high-capacity hard disks or SSDs can be used for the mass storage device 106. A display for displaying information can be connected to system 100 via display interface 107. User interfaces such as a keyboard, mouse, and touch panel can also be connected to system 100 via peripheral device interface 108. The network interface 109 can be used to connect to other computers or the Internet via a network.
大容量記憶装置106には、システム100の最も基本的な機能を司るオペレーティングシステム(OS)110が格納されている。大容量記憶装置106にはまた、心筋血流動態解析における左室心筋TACのspillover補正に用いられる、補正開始時刻インデックス及び補正終了時刻インデックスを決定するためのプログラム120が格納されていてもよい。補正開始・終了時刻インデックス決定プログラム120は、CPU102に実行されると、右室内腔TACデータ130及び左室内腔TACデータ132に基づいて、上記の補正開始時刻インデックス及び補正終了時刻インデックスを決定するように構成される。プログラム120はまた、決定した補正開始時刻インデックス及び補正終了時刻インデックスを、補正開始・終了時刻インデックスデータ140として保存するように構成されてもよい。右室内腔TACデータ130や左室内腔TACデータ132、補正開始・終了時刻インデックスデータ140は、大容量記憶装置106に格納されるデータであってもよい。 The mass storage device 106 stores an operating system (OS) 110 that controls the most basic functions of the system 100. The mass storage device 106 may also store a program 120 for determining a corrected start time index and a corrected end time index used for spillover correction of left ventricular myocardial TAC in myocardial hemodynamic analysis. When executed by the CPU 102, the corrected start/end time index determination program 120 is configured to determine the corrected start time index and the corrected end time index based on the right ventricular lumen TAC data 130 and the left ventricular lumen TAC data 132. The program 120 may also be configured to save the determined corrected start time index and corrected end time index as corrected start/end time index data 140. The right ventricular lumen TAC data 130, the left ventricular lumen TAC data 132, and the corrected start/end time index data 140 may be data stored in the mass storage device 106.
大容量記憶装置106にはまた、左室心筋TAC推定プログラム122が格納されていてもよい。プログラム122はCPU102に実行されると、補正開始・終了時刻インデックスデータ140に基づいて、spillover補正後の左室心筋TACの少なくとも一部を推定するように構成される。左室心筋TAC推定プログラム122は、spillover補正後の左室心筋TACを作成するために、オリジナルの左室心筋TACデータ134を利用するように構成されてもよい。プログラム122はまた、補正後の左室心筋TACの全体を、左室心筋TACデータ142として保存されるように構成されてもよい。オリジナルの左室心筋TACデータ134や補正後の左室心筋TACデータ142も、大容量記憶装置106に格納されるデータであってもよい。 The mass storage device 106 may also store a left ventricular myocardial TAC estimation program 122. When executed by the CPU 102, the program 122 is configured to estimate at least a portion of the left ventricular myocardial TAC after spillover correction based on the correction start and end time index data 140. The left ventricular myocardial TAC estimation program 122 may be configured to use the original left ventricular myocardial TAC data 134 to create the left ventricular myocardial TAC after spillover correction. The program 122 may also be configured to save the entire corrected left ventricular myocardial TAC as left ventricular myocardial TAC data 142. The original left ventricular myocardial TAC data 134 and the corrected left ventricular myocardial TAC data 142 may also be data stored in the mass storage device 106.
大容量記憶装置106にはまた、情報出力プログラム124が格納されていてもよい。情報出力プログラム124はCPU102に実行されると、TACデータ130、132、134、142や補正開始・終了時刻インデックスデータ140を、ユーザに見やすい形にして、ディスプレイ・インターフェース107を介して外部ディスプレイに表示するように構成される。 The mass storage device 106 may also store an information output program 124. When executed by the CPU 102, the information output program 124 is configured to display the TAC data 130, 132, 134, 142 and the corrected start and end time index data 140 on an external display via the display interface 107 in a format that is easy for the user to view.
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。本明細書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, system 100 may also include components similar to those found in typical computer systems, such as power supplies and cooling systems. Computer systems can be implemented in a variety of forms using a variety of technologies, including distributed, redundant, and virtualized storage devices, the use of multiple CPUs, CPU virtualization, the use of processors specialized for specific processes such as DSPs, and hardware-based decision-making processes combined with a CPU. The inventions disclosed herein may be implemented on any type of computer system, and their scope is not limited by the type of computer system. The technical concepts disclosed herein can generally be embodied as: (1) a program including instructions configured to cause a device or system including the processing means to perform various processes described herein when executed by the processing means; (2) a method of operating a device or system realized by the processing means executing the program; or (3) a device or system including the program and processing means configured to execute the program. As noted above, some software processing may be implemented in hardware.
また、システム100の製造・販売時や起動時には、TACデータ130、132、134、142や、補正開始・終了時刻インデックス140は、大容量記憶装置106の中に記憶されていない場合もあることに注意されたい。TAC130、132、134は、例えば周辺機器インターフェース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。補正開始・終了時刻インデックス140や、補正後の左室心筋TAC142は、補正開始・終了時刻インデックス決定プログラム120や左室心筋TAC推定プログラム122の実行により生成されるデータであってもよい。本明細書で開示される発明の範囲は、記憶装置にこれらのデータが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。 It should also be noted that when the system 100 is manufactured, sold, or started up, the TAC data 130, 132, 134, and 142 and the corrected start and end time index 140 may not be stored in the mass storage device 106. The TACs 130, 132, and 134 may be data transferred to the system 100 from an external device, for example, via the peripheral device interface 108 or the network interface 109. The corrected start and end time index 140 and the corrected left ventricular myocardial TAC 142 may be data generated by executing the corrected start and end time index determination program 120 or the left ventricular myocardial TAC estimation program 122. It should be noted that the scope of the invention disclosed herein is not limited by whether or not these data are stored in a storage device.
次に図2のフローチャート及び図3A~3Cを参照しつつ、本発明に従って、左室心筋TACのspillover補正を開始する補正開始時刻インデックス、及び、spillover補正を終了する補正終了時刻インデックスを設定する処理の例を説明する。実施例によっては、この例示的処理200は、補正開始・終了時刻インデックス決定プログラム120がCPU102に実行されることにより、システム100が実行する処理であってもよい。 Next, with reference to the flowchart in Figure 2 and Figures 3A-3C, an example of a process for setting a correction start time index for starting spillover correction of left ventricular myocardial TAC and a correction end time index for ending spillover correction according to the present invention will be described. Depending on the embodiment, this exemplary process 200 may be a process executed by the system 100 as a result of the CPU 102 executing the correction start/end time index determination program 120.
ステップ202は処理の開始を示す。ステップ204では、右室内腔TACデータ130及び左室内腔TACデータ132が大容量記憶装置106からロードされる。右室内腔TACデータ130及び左室内腔TACデータ132は、外部のSPECT装置やPET装置を用いた心筋血流動態測定によって得られたデータである。 Step 202 indicates the start of processing. In step 204, right ventricular lumen TAC data 130 and left ventricular lumen TAC data 132 are loaded from the mass storage device 106. The right ventricular lumen TAC data 130 and left ventricular lumen TAC data 132 are data obtained by myocardial hemodynamic measurements using an external SPECT device or PET device.
図3Aに、ロードした右室内腔TACデータ130及び左室内腔TACデータ132をグラフに表示した例を示す。グラフの横軸の値は時刻に関連する値であり、放射線の収集開始時刻からの秒数を表す。つまり、本例における時刻インデックスは放射性薬剤の投与時刻からの秒数を表す。縦軸は放射線カウント値を表している。図において曲線302は右室内腔TACデータ130の各データ点を繋いだ曲線であり、曲線304は左室内腔TACデータ132各データ点を繋いだ曲線である。曲線306は、左室内腔TACデータ132の一部を正規分布フィッティングして得られた曲線である。 Figure 3A shows an example of a graph displaying the loaded right ventricular lumen TAC data 130 and left ventricular lumen TAC data 132. The values on the horizontal axis of the graph are time-related values, representing the number of seconds from the start of radiation collection. That is, the time index in this example represents the number of seconds from the time of administration of the radiopharmaceutical. The vertical axis represents the radiation count value. In the figure, curve 302 is a curve connecting each data point of the right ventricular lumen TAC data 130, and curve 304 is a curve connecting each data point of the left ventricular lumen TAC data 132. Curve 306 is a curve obtained by normal distribution fitting of a portion of the left ventricular lumen TAC data 132.
ステップ206では、右室内腔TACのピークが検出される。本例では、右室内腔TACデータ130においてカウント値が最大となるデータ点をもって、右室内腔TACのピークとしている。実施形態によっては、右室内腔TACデータ130の少なくとも一部を正規分布等でフィッティングし、そのピークとなる点をもって、右室内腔TACのピークとしてもよい。 In step 206, the peak of the right ventricular lumen TAC is detected. In this example, the data point where the count value is maximum in the right ventricular lumen TAC data 130 is taken as the peak of the right ventricular lumen TAC. In some embodiments, at least a portion of the right ventricular lumen TAC data 130 may be fitted with a normal distribution or the like, and the peak point of this fitting may be taken as the peak of the right ventricular lumen TAC.
ステップ208では、左室内腔TACのピークが検出される。本例では、左室内腔TACデータ132の一部を正規分布フィッティングして得られた曲線306がピークとなる点をもって、左室内腔TACのピークとしている。 In step 208, the peak of the left ventricular lumen TAC is detected. In this example, the peak of the left ventricular lumen TAC is determined as the point where the curve 306 obtained by normal distribution fitting of a portion of the left ventricular lumen TAC data 132 reaches its peak.
左室内腔TACデータ132のピークをそのまま用いるのではなく、左室内腔TACデータ132の一部を正規分布フィッティングした曲線のピークを用いる理由は、オリジナルの左室内腔TACは頂上付近がなだらかとなって、ピークを明確に特定することが必ずしも容易でないことがあるからである。左室内腔TACデータ132のうち正規分布フィッティングを行う範囲の設定は、手動にて行ってもよいし、自動で行ってもよい。自動で行う場合、例えば、左室内腔TACデータ132でカウント値が最大となる時刻インデックスの前後の所定の範囲を、正規分布フィッティングを行う範囲として設定してもよい。例えば、左室内腔TACデータ132でカウント値が最大となる時刻インデックスの前後10秒の範囲で標準偏差(S.D.)を求め、前記カウント値が最大となる時刻インデックスの前後3S.Dの範囲で正規分布フィッティングを行うこととしてもよい。もちろん、これらの秒数や範囲は例示に過ぎず、他の値を用いてもよいし、ソフトウェアの実装において、これらの秒数や範囲を手動で調節可能としてもよい。また実施形態によっては、左室内腔TACデータ132においてカウント値が最大となるデータ点をもって、左室内腔TACのピークとしてもよい。 The reason for using the peak of a curve obtained by normal distribution fitting a portion of the left ventricular lumen TAC data 132 rather than using the peak of the left ventricular lumen TAC data 132 directly is that the original left ventricular lumen TAC has a gentle slope near its apex, making it difficult to clearly identify the peak. The range of the left ventricular lumen TAC data 132 for normal distribution fitting may be set manually or automatically. When set automatically, for example, a predetermined range around the time index at which the count value in the left ventricular lumen TAC data 132 reaches its maximum may be set as the range for normal distribution fitting. For example, the standard deviation (S.D.) may be calculated within a range of 10 seconds around the time index at which the count value reaches its maximum in the left ventricular lumen TAC data 132, and normal distribution fitting may be performed within a range of 3 S.D. around the time index at which the count value reaches its maximum. Of course, these seconds and ranges are merely examples, and other values may be used. In software implementation, these seconds and ranges may be manually adjustable. In some embodiments, the data point at which the count value in the left ventricular cavity TAC data 132 is maximum may be taken as the peak of the left ventricular cavity TAC.
図3Bに、検出した右室内腔TACのピーク及び左室内腔TACのピークを、直線312,314で示している。直線312によって示される横軸の値が、右室内腔TACのピークにおける時間軸の値(すなわち右室内腔TACのピークを与える時刻インデックス)となり、直線314によって示される横軸の値が、左室内腔TACのピークにおける時間軸の値(すなわち左室内腔TACのピークを与える時刻インデックス)となる。 In Figure 3B, the detected peaks of the right and left ventricular lumen TAC are shown by lines 312 and 314. The horizontal axis value indicated by line 312 is the time axis value at the peak of the right ventricular lumen TAC (i.e., the time index at which the peak of the right ventricular lumen TAC occurs), and the horizontal axis value indicated by line 314 is the time axis value at the peak of the left ventricular lumen TAC (i.e., the time index at which the peak of the left ventricular lumen TAC occurs).
ステップ210では、右室内腔TACのピークと左室内腔TACのピークとの間の時間Tが計算される。時間Tは例えば、単に、左室内腔TACのピークにおける時間軸の値(すなわち左室内腔TACのピークを与える時刻インデックス)から、右室内腔TACのピークにおける時間軸の値(すなわち右室内腔TACのピークを与える時刻インデックス)を減算した値としてもよい。図3Bにおいて、時間Tの例が、アルファベットTを用いて図示されている。 In step 210, the time T between the peak of the right ventricular lumen TAC and the peak of the left ventricular lumen TAC is calculated. The time T may, for example, simply be the value on the time axis at the peak of the left ventricular lumen TAC (i.e., the time index at which the left ventricular lumen TAC peak occurs) minus the value on the time axis at the peak of the right ventricular lumen TAC (i.e., the time index at which the right ventricular lumen TAC peak occurs). An example of the time T is illustrated using the letter T in Figure 3B.
ステップ212では、左室心筋TACのspillover補正の開始時点となる時刻インデックスを決定する。本願ではこの時刻インデックスを、補正開始時刻インデックスと称している。好適な実施形態では、この補正開始時刻インデックスを、右室内腔TACのピークを与える時刻インデックスを、ステップ210で計算した時間Tに基づいて計算した補正量だけ遅らせることにより、決定することとしている。 In step 212, the time index at which the spillover correction of the left ventricular myocardium TAC begins is determined. In the present application, this time index is referred to as the correction start time index. In a preferred embodiment, this correction start time index is determined by delaying the time index at which the right ventricular lumen TAC peaks by the correction amount calculated based on the time T calculated in step 210.
この補正量CV1は、例えば次の式で計算することができる。
ここでα>1である。αは、投与する放射性薬剤等に応じて施設毎に決定すべき値であるが、放射性薬剤としてタリウム製剤を用いる場合、αとしてだいたい4あたりが適切であることが、発明者の検討により判明している。
This correction amount CV1 can be calculated, for example, by the following formula.
Here, α>1. α is a value that should be determined for each facility depending on the radiopharmaceutical to be administered, but the inventors have found that when a thallium preparation is used as the radiopharmaceutical, an α of about 4 is appropriate.
ステップ214では、左室心筋TACのspillover補正の終了時点となる時刻インデックスを決定する。本願ではこの時刻インデックスを、補正終了時刻インデックスと称している。好適な実施形態では、この補正終了時刻インデックスを、左室内腔TACのピークを与える時刻インデックスを、ステップ210で計算した時間Tに基づいて計算した補正量だけ遅らせることにより、決定することとしている。 In step 214, the time index at which the spillover correction of the left ventricular myocardial TAC ends is determined. In the present application, this time index is referred to as the correction end time index. In a preferred embodiment, this correction end time index is determined by delaying the time index at which the left ventricular lumen TAC peaks by the correction amount calculated based on the time T calculated in step 210.
この補正量CV2は、例えば次の式で計算することができる。
ここでβ>0である。βも、投与する放射性薬剤等に応じて施設毎に決定すべき値であるが、放射性薬剤としてタリウム製剤を用いる場合、βとしてだいたい1あたりが適切であることが、発明者の検討により判明している。
This correction amount CV2 can be calculated, for example, by the following formula.
Here, β > 0. β is also a value that should be determined for each facility depending on the radiopharmaceutical to be administered, but the inventors have found that when a thallium preparation is used as the radiopharmaceutical, a value of approximately 1 is appropriate for β.
図3Cに、本例のデータでα=5,β=1として計算した補正量CV1,CV2の例を図示した。従って本例の補正開始時刻インデックスは、直線322で示される横軸の値であり、本例の補正終了時刻インデックスは、直線324で示される横軸の値である。 Figure 3C shows an example of correction amounts CV1 and CV2 calculated using the data in this example with α = 5 and β = 1. Therefore, the correction start time index in this example is the value on the horizontal axis indicated by line 322, and the correction end time index in this example is the value on the horizontal axis indicated by line 324.
なお実施例によっては、特に補正開始時刻インデックスは、補正量CV1による補正を行わずに定めてもよい。つまり、補正開始時刻インデックスとして、右室内腔TACのピークを与える時刻インデックスをそのまま用いてもよい。 In some embodiments, the correction start time index may be determined without correction using the correction amount CV1. In other words, the time index that gives the peak of the right ventricle lumen TAC may be used as the correction start time index.
ステップ216では、計算された補正開始時刻インデックス及び補正終了時刻インデックスが、補正開始・終了時刻インデックスデータ140として大容量記憶装置106に保存される。 In step 216, the calculated corrected start time index and corrected end time index are stored in the mass storage device 106 as corrected start/end time index data 140.
ステップ218はオプションのステップである。ステップ218では、計算された補正開始時刻インデックス及び補正終了時刻インデックスが、数値やグラフで外部ディスプレイに表示される。例えば図3Cのような表示が提供されてもよい。この表示は、情報出力プログラム124がCPU102に実行されることにより行われる処理であってもよい。 Step 218 is an optional step. In step 218, the calculated corrected start time index and corrected end time index are displayed on an external display as numerical values or graphs. For example, a display such as that shown in FIG. 3C may be provided. This display may be a process performed by the CPU 102 executing the information output program 124.
ステップ220は処理200の終了を示す。 Step 220 marks the end of process 200.
処理200により、心筋血流動態解析において、左室心筋TACのspillover補正を開始する補正開始時刻インデックスやspillover補正を終了する補正終了時刻インデックスを、適切に設定することが可能となる。 Process 200 makes it possible to appropriately set the correction start time index for starting spillover correction of left ventricular myocardial TAC and the correction end time index for ending spillover correction in myocardial hemodynamic analysis.
心筋血流動態解析において用いられる放射性薬剤には、テクネチウム製剤やタリウム製剤が知られている。このうちタリウム製剤は、テクネチウム製剤よりもspilloverの影響が大きくなることが知られている。本発明は、放射性薬剤としてタリウム製剤を用いる場合にも適切な補正終了時刻インデックスを設定することができるので、従来技術に比べて大きな利益をもたらすものである。 Technetium and thallium preparations are known radiopharmaceuticals used in myocardial hemodynamic analysis. Of these, thallium preparations are known to be more affected by spillovers than technetium preparations. The present invention provides significant advantages over conventional techniques, as it can set an appropriate correction end time index even when thallium preparations are used as the radiopharmaceutical.
左室心筋TACのspillover補正の具体的な手法としては、既存の手法を用いても構わない。例えば前記特許文献1に記載の手法を用いることができる。しかし本願では、spillover補正の方法についても新規な発明を開示する。 Existing methods may be used as specific methods for spillover correction of left ventricular myocardial TAC. For example, the method described in Patent Document 1 can be used. However, this application also discloses a new invention for the method of spillover correction.
図4は、本願に開示されるspillover補正の実施例である処理400を説明するためのフローチャートである。実施例によっては、この例示的処理400は、左室心筋TAC推定プログラム122がCPU102に実行されることにより、システム100が実行する処理であってもよい。 Figure 4 is a flowchart illustrating a process 400, which is an example of spillover correction disclosed herein. In some embodiments, this exemplary process 400 may be performed by the system 100 as a result of the CPU 102 executing the left ventricular myocardial TAC estimation program 122.
ステップ402は処理の開始を示す。ステップ404では、左室内腔TACデータ132及び左室心筋TACデータ134が大容量記憶装置106からロードされる。左室心筋TACデータ134も左室内腔TACデータ132と同様、外部のSPECT装置やPET装置を用いた心筋血流動態測定によって得られたデータである。ステップ406では、補正開始・終了時刻インデックスデータ140が大容量記憶装置106からロードされる。補正開始・終了時刻インデックスデータ140は、前述の処理200のステップ216で大容量記憶装置106に格納されたデータである。実施例によっては、処理200と処理400は連続して一体的に行われる場合もあり、その場合は左室内腔TACデータ132や補正開始・終了時刻インデックスデータ140は既に主記憶装置104上にあるだろう。その場合は言うまでもなく、これらのデータのロードを改めて行う必要はない。 Step 402 marks the start of the process. In step 404, left ventricular cavity TAC data 132 and left ventricular myocardial TAC data 134 are loaded from the mass storage device 106. Like the left ventricular cavity TAC data 132, the left ventricular myocardial TAC data 134 is data obtained by myocardial hemodynamic measurement using an external SPECT device or PET device. In step 406, corrected start and end time index data 140 is loaded from the mass storage device 106. The corrected start and end time index data 140 is the data stored in the mass storage device 106 in step 216 of the above-mentioned process 200. In some embodiments, processes 200 and 400 may be performed consecutively and integrally, in which case the left ventricular cavity TAC data 132 and the corrected start and end time index data 140 will already be in the main memory device 104. In this case, it goes without saying that there is no need to load these data again.
ステップ408では、補正開始時刻インデックス以前における、推定左室心筋TACの値を0と決定する。つまり、補正開始時刻インデックス及びそれより時間的に早い時刻インデックスにおいては、推定される左室心筋TACの値は0とされる。 In step 408, the value of the estimated left ventricular myocardial TAC before the corrected start time index is determined to be 0. In other words, the value of the estimated left ventricular myocardial TAC is set to 0 at the corrected start time index and any time indexes earlier than the corrected start time index.
ステップ410では、補正開始時刻インデックスと補正終了時刻インデックスとの間の左室心筋TACを、対数関数で推定する。本実施例では次の式で近似する。
推定左室心筋カウント値(補正開始時刻インデックス+n)
= 基底値+log10(1.0+((n/(補間点数)+1)×9.0))×値幅
上の式において:
・ 補間点数は、補正終了時刻インデックス-補正開始時刻インデックス-1である。
・ nは整数であり、1から補間点数まで変化する。
・ 基底値は、補正開始時刻インデックスにおける左室心筋TACのカウント値である。この値は本例では、ステップ408において、0に設定されている。実施例によっては、補正開始時刻インデックスにおける左室心筋TACデータ134のカウント値を用いることもある。実施例によっては、TACデータ134の実際のカウント値に関わらず、基底値を0と決めてしまってもよい。
・ 値幅は、補正終了時刻インデックスにおける左室心筋TACのカウント値から、補正開始時刻インデックスにおける左室心筋TACのカウント値を減算したものである。本例では、補正終了時刻インデックスにおける左室心筋TACのカウント値として、補正終了時刻インデックスにおける左室心筋TACデータ134のカウント値を用いる。また前述のように、本例では、補正開始時刻インデックスにおける左室心筋TACのカウント値は0としている。
In step 410, the left ventricular myocardial TAC between the corrected start time index and the corrected end time index is estimated using a logarithmic function. In this embodiment, this is approximated by the following formula:
Estimated left ventricular myocardial count value (corrected start time index + n)
= base value + log 10 (1.0 + ((n/(number of interpolation points) + 1) x 9.0)) x value range
In the above formula:
The number of interpolation points is the correction end time index - the correction start time index - 1.
n is an integer that varies from 1 to the number of interpolation points.
The baseline value is the count value of the left ventricular myocardial TAC at the corrected start time index. In this example, this value is set to 0 in step 408. In some embodiments, the count value of the left ventricular myocardial TAC data 134 at the corrected start time index may be used. In some embodiments, the baseline value may be set to 0 regardless of the actual count value of the TAC data 134.
The value range is calculated by subtracting the count value of the left ventricular myocardial TAC at the corrected start time index from the count value of the left ventricular myocardial TAC at the corrected end time index. In this example, the count value of the left ventricular myocardial TAC data 134 at the corrected end time index is used as the count value of the left ventricular myocardial TAC at the corrected end time index. As described above, in this example, the count value of the left ventricular myocardial TAC at the corrected start time index is set to 0.
ステップ412では、ステップ410で推定した左室心筋TACの妥当性がチェックされる。妥当性のチェックは、補正開始時刻インデックスから、左室内腔TACデータ132の一部を正規分布フィッティングした曲線がピークとなる時刻インデックスとの間の各時刻インデックスにおいて、次のように行われる。
・ ステップ410で推定した、spillover補正後の左室心筋TACのカウント値と、前記曲線のカウント値とを比較する。
・ spillover補正後の左室心筋TACのカウント値が、上記曲線のカウント値より大きい場合、spillover補正後の左室心筋TACのカウント値を、上記曲線のカウント値に置き換える。
In step 412, the validity of the left ventricular myocardial TAC estimated in step 410 is checked. The validity is checked as follows at each time index between the correction start time index and the time index at which the curve obtained by fitting a portion of the left ventricular cavity TAC data 132 to a normal distribution reaches its peak.
The count value of the left ventricular myocardial TAC after spillover correction estimated in step 410 is compared with the count value of the curve.
If the count value of the left ventricular myocardial TAC after Spillover's correction is greater than the count value of the curve, the count value of the left ventricular myocardial TAC after Spillover's correction is replaced with the count value of the curve.
なお、上記曲線、すなわち左室内腔TACデータ132の一部を正規分布フィッティングした曲線としては、図3Aに関連して説明した曲線306を用いてもよい。従って、処理200と処理400が連続して一体的に行われる場合は、ステップ410においてこの曲線を改めて求める必要はないだろう。 Note that the above curve, i.e., the curve obtained by fitting a portion of the left ventricular cavity TAC data 132 to a normal distribution, may be the curve 306 described in relation to Figure 3A. Therefore, if process 200 and process 400 are performed continuously and integrally, there will be no need to calculate this curve again in step 410.
ステップ414では、補正開始時刻インデックス以前のカウント値を0、補正開始時刻インデックスから補正終了時刻インデックスの間のカウント値は、ステップ410及び412で求めたカウント値、補正終了時刻インデックス以降のカウント値は、左室心筋TACデータ134のカウント値として、spillover補正後の左室心筋TACの全体を決定する。 In step 414, the count value before the corrected start time index is set to 0, the count value between the corrected start time index and the corrected end time index is set to the count value calculated in steps 410 and 412, and the count value after the corrected end time index is set to the count value of the left ventricular myocardial TAC data 134, thereby determining the overall left ventricular myocardial TAC after spillover correction.
実施形態によっては、決定した左室心筋TACが、データ142として大容量記憶装置106に保存されたり、外部ディスプレイに表示されたりする(ステップ416)。 In some embodiments, the determined left ventricular myocardial TAC is stored as data 142 in the mass storage device 106 or displayed on an external display (step 416).
図5に、本実施例におけるオリジナルの左室心筋TACと、spillover補正後の左室心筋TACをグラフに表示した。曲線502は、左室心筋TACデータ134をグラフに表示したものであり、曲線504は、処理400で得られた、spillover補正後の左室心筋TACデータ142をグラフに表示したものである。直線322,324は、図3Cに示した直線322,324と同じものであり、その横軸の値がそれぞれ補正開始時刻インデックス、補正終了時刻インデックスを示す。図5を参照すると、補正開始時刻インデックスから補正終了時刻インデックスの間において、曲線502に盛り上がりが見られるが、これはspillover現象によるものであり、右左室内腔由来の放射線が左室心筋のカウント値に混入したために生じた盛り上がりである。この盛り上がりが、曲線504ではきれいに補正されていることが解る。 Figure 5 graphically displays the original left ventricular myocardial TAC and the left ventricular myocardial TAC after spillover correction in this embodiment. Curve 502 is a graph of left ventricular myocardial TAC data 134, and curve 504 is a graph of left ventricular myocardial TAC data 142 after spillover correction obtained in process 400. Lines 322 and 324 are the same as lines 322 and 324 shown in Figure 3C, and the values on the horizontal axes indicate the corrected start time index and corrected end time index, respectively. Referring to Figure 5, a bulge can be seen in curve 502 between the corrected start time index and the corrected end time index. This is due to the spillover phenomenon, which is a bulge caused by radiation from the right and left ventricular cavities being mixed into the left ventricular myocardial count value. It can be seen that this bulge has been neatly corrected in curve 504.
次に図6のフローチャートを用いて、本願に開示されるspillover補正の使用例を紹介する。この使用例600は、装置の処理手段でプログラム命令が実行されることにより、前記装置が遂行する処理であってもよい。 Next, we will introduce an example of how the spillover correction disclosed in this application is used, using the flowchart in Figure 6. This example 600 may be a process performed by a device as a result of program instructions being executed by the processing means of the device.
ステップ602は処理の開始を示す。ステップ604では、放射線撮像装置を用いて撮像された、心臓の動態画像をロードする。この動態画像は心筋血流動態解析のために撮像された心臓の3次元動態画像であり、例えば、201TlClのような心筋血流製剤を投与する被験者に対して、運動負荷又は薬剤負荷を実施した上で、又は安静条件の下で、SPECT装置やPET装置で放射線を収集し、画像化したデータであることができる。 Step 602 indicates the start of the process. Step 604 loads a dynamic image of the heart captured using a radiation imaging device. This dynamic image is a three-dimensional dynamic image of the heart captured for myocardial blood flow dynamic analysis, and can be, for example, data obtained by collecting radiation using a SPECT device or a PET device after exercise or drug stress is performed on a subject administered with a myocardial blood flow agent such as 201TlCl , or under resting conditions.
ステップ606では、ロードした動態画像に対し、右室内腔の関心領域、左室内腔の関心領域及び左室心筋の関心領域をそれぞれ設定する。関心領域の設定には、ロードした動態画像から右室内腔や左室内腔、左室心筋を抽出する必要がある。既に、核医学画像用の領域抽出ソフトウェアがいくつか存在するので、そのようなソフトウェアを利用して、領域抽出を行うことができる。既存のSPECT装置やPET装置には、そのためのソフトウェアが付属している場合があり、それを利用して抽出を行ってもよい。心筋の抽出には、WO2013/047496号に記載の手法を用いてもよい。抽出した右室内腔や左室内腔、左室心筋の全体を、それぞれ関心領域として設定してもよいし、それらの一部のみを関心領域として設定してもよい。 In step 606, regions of interest for the right ventricular cavity, the left ventricular cavity, and the left ventricular myocardium are set for the loaded dynamic image. Setting the regions of interest requires extracting the right ventricular cavity, the left ventricular cavity, and the left ventricular myocardium from the loaded dynamic image. Since several regions of interest extraction software programs for nuclear medicine images already exist, such software can be used to perform region extraction. Existing SPECT and PET devices may come with software for this purpose, and extraction may also be performed using this software. The method described in WO2013/047496 may also be used to extract the myocardium. The entire extracted right ventricular cavity, the left ventricular cavity, and the left ventricular myocardium may each be set as a region of interest, or only a portion of each may be set as a region of interest.
ステップ608では、右室内腔の関心領域から右室内腔のタイムアクティビティーカーブを、左室内腔の関心領域から左室内腔のタイムアクティビティーカーブ、左室心筋の関心領域から左室心筋のタイムアクティビティーカーブをそれぞれ作成する。すなわち、各関心領域について、放射線量の計数値の経時的変化を示すカーブを作成する。 In step 608, a time activity curve for the right ventricular cavity is created from the region of interest in the right ventricular cavity, a time activity curve for the left ventricular cavity is created from the region of interest in the left ventricular cavity, and a time activity curve for the left ventricular myocardium is created from the region of interest in the left ventricular myocardium. In other words, curves showing the change in radiation dose count over time are created for each region of interest.
ステップ610では、本明細書で説明した補正方法を用いて、左室心筋のタイムアクティビティーカーブの補正を行う。 In step 610, the time activity curve of the left ventricular myocardium is corrected using the correction method described herein.
ステップ612では、補正した左室心筋のタイムアクティビティーカーブに基づいて、左室心筋への放射能取り込みに関する指標を算出する。例えば、左室心筋への放射能取込みの指標(K1)や、左室心筋からの洗い出しの指標(k2)などの指標を算出してもよい。更にこれらの指標から、例えば放射性薬剤の心筋摂取率を算出してもよい。 In step 612, an index related to radioactivity uptake into the left ventricular myocardium is calculated based on the corrected time activity curve of the left ventricular myocardium. For example, an index of radioactivity uptake into the left ventricular myocardium (K1) or an index of washout from the left ventricular myocardium (k2) may be calculated. Furthermore, from these indices, for example, the myocardial uptake rate of the radiopharmaceutical may be calculated.
実施形態によっては、算出した指標を保存したり表示したりしてもよい(ステップ614)。ステップ616は処理の終了を示す。 In some embodiments, the calculated metrics may be saved and/or displayed (step 614). Step 616 indicates the end of the process.
以上、好適な実施例を用いて本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、補正開始時刻インデックスを決定するために、右室内腔TACがピークとなる時刻インデックスを用いるのではなく、左室内腔TACの立ち上がりに基づいて補正開始時刻インデックスを決定する実施形態もある。明細書又は図面に示される各種の数値は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。実施例で用いられた具体的なパラメータ値は例示に過ぎず、他の値を用いることももちろん可能である。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、本明細書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 present invention has been described in detail above using preferred embodiments, the above description and accompanying drawings are not intended to limit the scope of the present invention, but rather to fulfill legal requirements. There are various variations on the embodiments of the present invention other than those described herein. For example, in one embodiment, the correction start time index is determined based on the onset of the left ventricular lumen TAC, rather than using the time index at which the right ventricular lumen TAC peaks. The various numerical values shown in the specification or drawings are merely examples and are not intended to limit the scope of the invention. Individual features included in the various embodiments described in the specification or drawings can be used only with the embodiment in which the feature is directly described, and can also be used in combination with other embodiments described herein or various implementations not described. The specific parameter values used in the embodiments are merely examples, and other values can, of course, be used. The order of the processes shown in the flowcharts does not necessarily have to be performed in the order presented. Depending on the preferences and needs of the implementer, the order may be reversed, multiple blocks may be implemented in an inseparable manner, or multiple blocks may be implemented as an appropriate loop. All of these variations are within the scope of the invention disclosed in this specification, and the scope of the invention is not limited by the implementation form of the processes. The order of the processes defined in the claims does not determine the required order of the processes, and embodiments in which the processes are performed in a different order or in which the processes include loops are also within the scope of the claimed invention.
更に例えば、補正開始・終了時刻インデックス決定プログラム120や左室心筋TAC推定プログラム122、情報出力プログラム124の実施形態には、これら3つのうち2つ又は3つが単一のプログラムとして構成される場合や、3つ又はそれ以上の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。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、本明細書で開示される発明の範囲に含まれるものである。 Furthermore, for example, embodiments of the corrected start/end time index determination program 120, the left ventricular myocardial TAC estimation program 122, and the information output program 124 may include cases in which two or three of these programs are configured as a single program, or a program group consisting of three or more independent programs. As is well known, there are various implementation forms of programs, and all of these variations are within the scope of the invention disclosed herein.
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 周辺機器インターフェース
109 ネットワーク・インターフェース
120 プログラム
120 補正開始・終了時刻インデックス決定プログラム
122 左室心筋TAC推定プログラム
122 プログラム
124 情報出力プログラム
130 右室内腔TACデータ
132 左室内腔TACデータ
134 左室心筋TACデータ
140 補正開始・終了時刻インデックスデータ
142 左室心筋TACデータ
100 System 102 CPU
104 Main memory device 106 Mass storage device 107 Display interface 108 Peripheral device interface 109 Network interface 120 Program 120 Correction start/end time index determination program 122 Left ventricular myocardial TAC estimation program 122 Program 124 Information output program 130 Right ventricular lumen TAC data 132 Left ventricular lumen TAC data 134 Left ventricular myocardial TAC data 140 Correction start/end time index data 142 Left ventricular myocardial TAC data
Claims (12)
右室内腔のタイムアクティビティーカーブに基づいて、前記左室心筋のタイムアクティビティーカーブの補正を開始する時間軸の値を表す補正開始時刻インデックスを決定すること;
を含み、前記補正開始時刻インデックスを決定することは、前記右室内腔のタイムアクティビティーカーブがピークとなる時刻インデックスに基づいて前記補正開始時刻インデックスを決定することを含む、方法。 A method for correcting a time activity curve of a left ventricular myocardium in myocardial hemodynamic analysis, comprising:
determining a correction start time index representing a value on a time axis at which correction of the time activity curve of the left ventricular myocardium is to be started based on the time activity curve of the right ventricular cavity;
wherein determining the corrected start time index includes determining the corrected start time index based on a time index at which a time activity curve of the right ventricular cavity peaks.
を更に含む、請求項1に記載の方法。 determining a correction end time index representing a time axis value at which correction of the time activity curve of the left ventricular myocardium is to be ended based on the time activity curve of the left ventricular cavity ;
The method of claim 1 further comprising:
前記補正開始時刻インデックスを決定することは、
・ 前記右室内腔のタイムアクティビティーカーブがピークとなる時刻インデックスと、前記左室内腔のタイムアクティビティーカーブがピークとなる時刻インデックスとの間の時間Tを求めることと;
・ 前記時間Tに基づいて第1の補正量を求めることと;
・ 前記右室内腔のタイムアクティビティーカーブがピークとなる時刻インデックスを前記第1の補正量だけ遅らせた時刻インデックスに基づいて、前記補正開始時刻インデックスを決定することと;
を含み、ただし前記第1の補正量は、前記時間Tのおよそ1/4である、請求項2に記載の方法。 the radioactive drug used in the myocardial hemodynamic analysis is a thallium drug;
determining the corrected start time index
determining the time T between the time index at which the time activity curve of the right ventricle cavity peaks and the time index at which the time activity curve of the left ventricle cavity peaks;
determining a first correction amount based on the time T;
determining the corrected start time index based on a time index obtained by delaying the time index at which the time activity curve of the right ventricular cavity reaches its peak by the first correction amount;
wherein the first correction amount is approximately 1/4 of the time T.
・ 前記時間Tに基づいて第2の補正量を求めることと;
・ 前記左室内腔のタイムアクティビティーカーブの少なくとも一部を正規分布フィッティングした曲線がピークとなる時刻インデックスを前記第2の補正量だけ遅らせた時刻インデックスに基づいて、前記補正終了時刻インデックスを決定することと;
を含み、ただし前記第2の補正量は、およそ前記時間Tと同じである、請求項3又は4に記載の方法。 determining the corrected end time index
determining a second correction amount based on the time T;
determining the corrected end time index based on a time index obtained by delaying by the second correction amount a time index at which a curve obtained by fitting at least a portion of the time activity curve of the left ventricular cavity to a normal distribution reaches a peak;
wherein the second correction amount is approximately the same as the time T.
・ 前記補正後の左室心筋のタイムアクティビティーカーブのカウント値と、前記左室内腔のタイムアクティビティーカーブの少なくとも一部を正規分布フィッティングした曲線のカウント値とを比較することと;
・ 前記補正後の左室心筋のタイムアクティビティーカーブのカウント値が、前記左室内腔のタイムアクティビティーカーブの少なくとも一部を正規分布フィッティングした曲線のカウント値より大きい場合、前記補正後の左室心筋のタイムアクティビティーカーブのカウント値を、前記左室内腔のタイムアクティビティーカーブの少なくとも一部を正規分布フィッティングした曲線のカウント値に置き換えることと;
を含む、請求項6に記載の方法。 At each time index between the corrected start time index and the time index at which a curve obtained by fitting at least a part of the time activity curve of the left ventricular cavity to a normal distribution reaches a peak,
comparing the count values of the corrected time activity curve of the left ventricular myocardium with the count values of a curve obtained by fitting at least a portion of the time activity curve of the left ventricular cavity to a normal distribution;
if the count value of the time activity curve of the left ventricular myocardium after the correction is greater than the count value of a curve obtained by normal distribution fitting to at least a portion of the time activity curve of the left ventricular cavity, replacing the count value of the time activity curve of the left ventricular myocardium after the correction with the count value of a curve obtained by normal distribution fitting to at least a portion of the time activity curve of the left ventricular cavity;
The method of claim 6 , comprising:
前記動態画像に対し、右室内腔の関心領域、左室内腔の関心領域及び前記左室心筋の関心領域をそれぞれ設定することと;
前記右室内腔の関心領域から前記右室内腔のタイムアクティビティーカーブ、前記左室内腔の関心領域から前記左室内腔のタイムアクティビティーカーブ、前記左室心筋の関心領域から前記左室心筋のタイムアクティビティーカーブをそれぞれ作成することと;
請求項1から8のいずれか一項に記載の方法を実行することにより、前記左室心筋のタイムアクティビティーカーブの補正を行うことと;
を含む方法。 Obtaining a dynamic image of the heart using a radiation imaging device;
setting a region of interest of a right ventricular cavity, a region of interest of a left ventricular cavity, and a region of interest of the left ventricular myocardium on the dynamic image;
generating a time activity curve of the right ventricular cavity from the region of interest of the right ventricular cavity, a time activity curve of the left ventricular cavity from the region of interest of the left ventricular cavity, and a time activity curve of the left ventricular myocardium from the region of interest of the left ventricular myocardium;
Correcting the time activity curve of the left ventricular myocardium by executing the method according to any one of claims 1 to 8 ;
A method comprising:
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