JP7794430B2 - Computer program, information processing device, and information processing method - Google Patents
Computer program, information processing device, and information processing methodInfo
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Description
本発明は、コンピュータプログラム、情報処理装置及び情報処理方法に関する。 The present invention relates to a computer program, an information processing device, and an information processing method.
近年、高齢化が進み、認知症患者や認知症予備軍(軽度認知障害)の数が増加している。認知症の原因となる3大疾患には、アルツハイマー型認知症(AD)、レビー小体型認知症(DLB)、脳血管性認知症があり、その他、多発性硬化症(MS)なども認知症を含む様々な神経症状が現れる。アルツハイマー型認知症の原因は未だ解明されていないが、病状の進行に伴って脳内に特有の病変が見られる。例えば、神経細胞の外側ではアミロイドβによる老人斑の沈着が知られている。脳内アミロイドβの可視化には、脳組織内のアミロイドβと結合する薬剤を被検体に注射投与し、脳を横切る裁断面上の薬剤の濃度分布を表すPET(Positron Emission Tomography)画像が用いられる。 As the population ages in recent years, the number of dementia patients and those at risk of developing dementia (mild cognitive impairment) is increasing. The three major diseases that cause dementia are Alzheimer's disease (AD), dementia with Lewy bodies (DLB), and vascular dementia. Other diseases, such as multiple sclerosis (MS), also cause a variety of neurological symptoms, including dementia. While the cause of Alzheimer's disease has yet to be elucidated, specific lesions are observed in the brain as the disease progresses. For example, the deposition of senile plaques caused by amyloid beta is known to occur outside of nerve cells. To visualize amyloid beta in the brain, a drug that binds to amyloid beta in brain tissue is injected into the subject, and PET (Positron Emission Tomography) images are used to show the concentration distribution of the drug on cross-sections across the brain.
PET画像の読影により脳内のアミロイドβの分布を視覚的に評価するためには、所定の参照領域の信号値を全画像のカラースケールの基準点になるように手動で輝度を調整する必要がある。参照領域の特定には、特許文献1のような、頭部全体について撮像されたMRI画像からマスク画像を用いてセグメンテーションを行って脳に対応する部分の画像を取得する技術を用いることができる。 In order to visually evaluate the distribution of amyloid-β in the brain by interpreting PET images, it is necessary to manually adjust the brightness so that the signal value of a specified reference region becomes the reference point on the color scale of the entire image. To identify the reference region, a technique such as that described in Patent Document 1 can be used, in which a mask image is used to perform segmentation on an MRI image taken of the entire head to obtain an image of the part corresponding to the brain.
しかし、臨床現場では、MRI画像のような構造画像が手に入らない場合もあり、PET画像などの機能画像のみを用いて読影を行うことが多く、機能画像の輝度を調整することが困難な場合があった。 However, in clinical settings, structural images such as MRI images are sometimes unavailable, and interpretation is often performed using only functional images such as PET images, which can make it difficult to adjust the brightness of functional images.
本発明は、斯かる事情に鑑みてなされたものであり、機能画像のみで輝度を調整することができるコンピュータプログラム、情報処理装置及び情報処理方法を提供することを目的とする。 The present invention was made in consideration of these circumstances, and aims to provide a computer program, information processing device, and information processing method that can adjust brightness using only functional images.
本願は上記課題を解決する手段を複数含んでいるが、その一例を挙げるならば、コンピュータプログラムは、コンピュータに、放射性薬剤から放出される放射線を検出して画像化された機能画像を取得し、取得した機能画像に用いられた放射性薬剤の選定を受け付け、選定された放射性薬剤に応じて、前記機能画像の輝度を調整して表示する、処理を実行させる。 The present application includes multiple means for solving the above problems. One example is a computer program that causes a computer to execute the following process: acquire a functional image by detecting radiation emitted from a radiopharmaceutical; accept a selection of the radiopharmaceutical used in the acquired functional image; and adjust and display the brightness of the functional image according to the selected radiopharmaceutical.
本発明によれば、機能画像のみで輝度を調整することができる。 According to the present invention, brightness can be adjusted using only the functional image.
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。図1は本実施形態の情報処理システムの構成の一例を示す図である。情報処理システムは、情報処理装置50を備える。情報処理装置50には、通信ネットワーク1を介して、クライアント装置40が接続されている。クライアント装置40は、例えば、パーソナルコンピュータ等で構成することができ、画像ビューワ等がインストールされている。クライアント装置40には、画像サーバ30が接続されている。画像サーバ30は、PET(Positron Emission Tomography)装置10から医用画像を受信し、データベースに保存する。クライアント装置40は、画像サーバ30から医用画像を取得し、取得した医用画像を情報処理装置50へ送信する。情報処理装置50は、医用画像に対して所定の処理を行い、処理結果をクライアント装置40に送信することができる。クライアント装置40は、処理結果を表示することができる。所定の処理の詳細は後述する。 Embodiments of the present invention will now be described with reference to the drawings. Figure 1 shows an example of the configuration of an information processing system according to this embodiment. The information processing system includes an information processing device 50. A client device 40 is connected to the information processing device 50 via a communication network 1. The client device 40 may be configured, for example, as a personal computer, and has an image viewer or the like installed. An image server 30 is connected to the client device 40. The image server 30 receives medical images from a PET (Positron Emission Tomography) device 10 and stores them in a database. The client device 40 acquires medical images from the image server 30 and transmits the acquired medical images to the information processing device 50. The information processing device 50 can perform predetermined processing on the medical images and transmit the processing results to the client device 40. The client device 40 can display the processing results. Details of the predetermined processing will be described later.
PET装置10は、陽電子を放出する検査薬を静脈から注射し、検査薬を取り込む細胞から放出される陽電子が消滅する際に放出されるガンマ線を検出することで、PET画像を得ることができる。PET装置10には、PET専用機だけでなく、X線CT(Computed Tomography)装置を組み込んだ装置、あるいはSPECT(single photon emission CT)装置を組み込んだ装置も含まれる。すなわち、PET装置10から、PET画像、PET-CT画像、SPECT画像を取得することができる。PET装置10は、例えば、病院などの医療機関内に設置されている。PET装置10で得られた各種画像は、画像サーバ30に蓄積される。PET画像、SPECT画像は、機能画像とも称する。 The PET device 10 can obtain PET images by intravenously injecting a positron-emitting diagnostic agent and detecting gamma rays emitted when the positrons, released from cells that have taken up the diagnostic agent, are annihilated. PET devices 10 include not only dedicated PET devices, but also devices incorporating X-ray CT (Computed Tomography) devices or SPECT (Single Photon Emission CT) devices. In other words, PET images, PET-CT images, and SPECT images can be obtained from the PET device 10. The PET device 10 is installed, for example, in a medical institution such as a hospital. Various images obtained by the PET device 10 are stored in the image server 30. PET images and SPECT images are also referred to as functional images.
PET画像及びSPECT画像は、静脈注射等により、放射性薬剤を被験者の体内に投与し、体内において当該薬剤から放出される放射線を撮像することにより、画像が生成される。薬剤を用いた画像によれば、体内の各部位の形態のみならず、体内に投与された薬剤がどのように分布するか、または当該薬剤と反応する体内の物質の集積の様子などを医師に把握させることができるので、疾病の診断精度の向上に寄与しうる。例えば、通称ピッツバーグ化合物BをPET用放射性薬剤(トレーサー)として用いてPET画像を撮像し、撮像されたPET画像を基に脳内のアミロイドβ蛋白の蓄積度合いを測定することにより、アルツハイマー型認知症の鑑別診断又は早期診断に役立たせることができる。また、SPECT画像についても、薬剤の種類によって、脳血管障害や認知症に対する脳血流検査など様々な部位の検査が可能である。 PET and SPECT images are generated by administering a radioactive drug to a subject via intravenous injection or other means and capturing the radiation emitted by the drug within the body. Images using the drug allow physicians to understand not only the morphology of various parts of the body, but also how the administered drug is distributed within the body and the accumulation of substances in the body that react with the drug, thereby contributing to improved accuracy in diagnosing diseases. For example, PET images can be captured using what is commonly known as Pittsburgh compound B as a PET radioactive drug (tracer). Measuring the level of amyloid beta protein accumulation in the brain based on the captured PET images can be useful for differential diagnosis or early diagnosis of Alzheimer's disease. Furthermore, SPECT images can also be used to examine various areas, such as cerebral blood flow tests for cerebrovascular disorders and dementia, depending on the type of drug.
本明細書では、医用画像は、PET画像、PET-CT画像、SPECT画像、CT画像、MRI(Magnetic Resonance Imaging)画像などを含む。また、医用画像は、脳に関する医用画像だけでなく、脳以外の部分に関する医用画像も含む。 In this specification, medical images include PET images, PET-CT images, SPECT images, CT images, MRI (Magnetic Resonance Imaging) images, etc. Furthermore, medical images include not only medical images of the brain, but also medical images of parts other than the brain.
画像サーバ30は、患者毎の医用画像(脳機能画像及び脳構造画像)を記録している。例えば、患者毎に、医用画像を撮影した撮影日、撮影条件、撮影時の投薬の有無又は投薬回数、投薬時の治療薬の名称や量などが、医用画像と関連付けて記録されている。 The image server 30 records medical images (brain function images and brain structure images) for each patient. For example, for each patient, the date the medical image was taken, the imaging conditions, whether or not medication was administered at the time of imaging or the number of times medication was administered, and the name and amount of the therapeutic drug administered are recorded in association with the medical image.
図2は情報処理装置50の構成の一例を示す図である。情報処理装置50は、コンピュータで構成することができ、情報処理装置50全体を制御する制御部51、通信部52、メモリ53、前処理部54、表示制御部55、輝度調整部56、及び記憶部57を備える。記憶部57は、コンピュータプログラム58、及び学習モデル59を記憶する。 Figure 2 is a diagram showing an example of the configuration of an information processing device 50. The information processing device 50 can be configured as a computer, and includes a control unit 51 that controls the entire information processing device 50, a communication unit 52, a memory 53, a preprocessing unit 54, a display control unit 55, a brightness adjustment unit 56, and a storage unit 57. The storage unit 57 stores a computer program 58 and a learning model 59.
制御部51は、CPU(Central Processing Unit)、MPU(Micro-Processing Unit)、GPU(Graphics Processing Unit)等で構成することができる。制御部51は、コンピュータプログラム58で定められた処理を実行することができる。すなわち、制御部51による処理は、コンピュータプログラム58による処理でもある。 The control unit 51 can be configured with a CPU (Central Processing Unit), MPU (Micro-Processing Unit), GPU (Graphics Processing Unit), etc. The control unit 51 can execute processing defined by the computer program 58. In other words, the processing by the control unit 51 is also processing by the computer program 58.
通信部52は、例えば、通信モジュールを備え、通信ネットワーク1を介してクライアント装置40との間の通信機能を有する。通信部52は、クライアント装置40から医用画像(例えば、ある患者の機能画像)を取得(受信)することができる。 The communication unit 52, for example, includes a communication module and has the ability to communicate with the client device 40 via the communication network 1. The communication unit 52 can acquire (receive) medical images (e.g., functional images of a patient) from the client device 40.
メモリ53は、SRAM(Static Random Access Memory)、DRAM(Dynamic Random Access Memory)、フラッシュメモリ等の半導体メモリで構成することができる。コンピュータプログラム58をメモリ53に展開して、制御部51がコンピュータプログラム58を実行することができる。 Memory 53 can be composed of semiconductor memory such as SRAM (Static Random Access Memory), DRAM (Dynamic Random Access Memory), or flash memory. Computer program 58 can be loaded into memory 53, and control unit 51 can execute computer program 58.
記憶部57は、例えば、ハードディスク又は半導体メモリ等で構成することができ、コンピュータプログラム58、学習モデル59の他に所要の情報を記憶してもよい。 The memory unit 57 may be configured, for example, as a hard disk or semiconductor memory, and may store necessary information in addition to the computer program 58 and learning model 59.
前処理部54は、通信部52を介して取得した機能画像(例えば、PET画像又はSPECT画像など)のテンプレート画像への位置合わせを行う。具体的には、前処理部54は、予め用意された標準脳画像(テンプレート画像)を用いて剛体変換(座標の平行移動及び回転のみを許容する変換)を行い、機能画像の脳の傾きや位置を合わせ込む処理を行う。これにより、学習モデル59によるセグメンテーション処理の精度を向上させることができる。また、読影ガイドラインに即した形で機能画像の傾きを自動で調整できる。 The pre-processing unit 54 aligns the functional image (e.g., PET image or SPECT image) acquired via the communication unit 52 with the template image. Specifically, the pre-processing unit 54 performs rigid body transformation (a transformation that allows only translation and rotation of coordinates) using a standard brain image (template image) prepared in advance, and performs processing to align the tilt and position of the brain in the functional image. This improves the accuracy of the segmentation processing by the learning model 59. It also makes it possible to automatically adjust the tilt of the functional image in accordance with interpretation guidelines.
制御部51は、前処理部54で位置合わせが行われた機能画像を学習モデル59に入力する。 The control unit 51 inputs the functional images aligned by the preprocessing unit 54 into the learning model 59.
学習モデル59は、機能画像を入力した場合、特定の参照領域を出力するように生成されている。参照領域は、機能画像全体の輝度を調整するための機能画像上の領域であり、例えば、小脳、橋、全脳(PET画像内の唾液腺や骨などの脳組織以外の部分を除いた領域)などを含む。参照領域は、読影ハンドブックやガイドラインにおいて、PET検査に用いられる放射性薬剤の種類に応じて特定の参照領域が定義されている。制御部51は、機能画像を学習モデル59に入力して、当該機能画像上の特定の参照領域を取得することができる。なお、特定の参照領域毎に別個の学習モデル59を用いてもよい。例えば、機能画像を入力した場合に、小脳の領域を出力する学習モデル59と、橋の領域を出力する学習モデル59とを別のモデルとしてもい。学習モデル59は、U-Net、SegNet等のセマンティック・セグメンテーションを用いるものでもよく、あるいは、Mask R-CNN、DeepMask、FCIS等のインスタンス・セグメンテーションを用いるものでもよい。 The learning model 59 is generated to output a specific reference region when a functional image is input. The reference region is a region on the functional image used to adjust the brightness of the entire functional image, and includes, for example, the cerebellum, pons, and the whole brain (regions excluding non-brain tissue such as salivary glands and bones in the PET image). Specific reference regions are defined in interpretation handbooks and guidelines according to the type of radiopharmaceutical used in the PET examination. The control unit 51 can input a functional image into the learning model 59 to obtain a specific reference region on the functional image. A separate learning model 59 may be used for each specific reference region. For example, when a functional image is input, a learning model 59 that outputs the cerebellum region and a learning model 59 that outputs the pons region may be separate models. The learning model 59 may use semantic segmentation such as U-Net or SegNet, or may use instance segmentation such as Mask R-CNN, DeepMask, or FCIS.
図3は学習モデル59の生成方法の一例を示す図である。学習モデル59を生成するための教師データとして、参照領域が特定された所要数のマスク画像を予め準備しておく。マスク画像は、MRI画像などの構造画像に対してセグメンテーション処理を施してマスク画像を生成することができる。 Figure 3 shows an example of a method for generating a learning model 59. A required number of mask images with identified reference regions are prepared in advance as training data for generating the learning model 59. Mask images can be generated by performing segmentation processing on structural images such as MRI images.
制御部51は、学習用入力データとしての機能画像、及び教師データとしてのマスク画像を含む訓練データを取得する。訓練データは、例えば、画像サーバ30又は他のデータサーバ(不図示)で収集して記憶しておき、当該サーバから取得するようにすればよい。制御部51は、訓練データに基づいて、機能画像を入力した場合、訓練データに含まれるマスク画像で特定される参照領域を出力するように学習モデル59を生成する。具体的には、学習モデル59が出力する出力データ(参照領域)と、教師データ(マスク画像上の参照領域)とに基づく損失関数の値が最小になるように、学習モデル59のパラメータを調整すればよい。 The control unit 51 acquires training data including functional images as learning input data and mask images as teacher data. The training data may be collected and stored, for example, in the image server 30 or another data server (not shown), and acquired from that server. When a functional image is input based on the training data, the control unit 51 generates a learning model 59 so that it outputs a reference region identified by a mask image included in the training data. Specifically, the parameters of the learning model 59 may be adjusted so that the value of a loss function based on the output data (reference region) output by the learning model 59 and the teacher data (reference region on the mask image) is minimized.
学習モデル59の生成は、情報処理装置50で行ってもよく、あるいは情報処理装置50とは別の装置で行ってもよい。学習モデル59を用いることにより、構造画像が手に入らない状態でも、機能画像のみで参照領域のセグメンテーションを行うことができる。 The learning model 59 may be generated by the information processing device 50, or by a device separate from the information processing device 50. By using the learning model 59, it is possible to segment the reference region using only functional images, even when structural images are not available.
輝度調整部56は、機能画像上の特定の参照領域の信号値に基づいて、機能画像の輝度を調整する。 The brightness adjustment unit 56 adjusts the brightness of the functional image based on the signal value of a specific reference region on the functional image.
表示制御部55は、輝度調整部56で輝度が調整された機能画像をクライアント装置40の表示画面に表示させることができる。表示制御部55は、クライアント装置40の表示画面に所要の情報を表示するための表示制御を行うことができる。 The display control unit 55 can display the functional image, the brightness of which has been adjusted by the brightness adjustment unit 56, on the display screen of the client device 40. The display control unit 55 can perform display control to display required information on the display screen of the client device 40.
図4は輝度調整の一例を示す図である。PET画像などの機能画像では、放射性薬剤毎にアミロイドβの集積状態を視覚的に読影するための最適な画像化を実現するためのカラースケールが定められている。カラースケールは、例えば、ソコロフスケール、レインボースケール、スペクトルスケールなどを含む。カラースケールは、グレースケールでもよい。図4に示すように、薬剤(放射性薬剤)とカラースケールとの対応関係を示す情報を、例えば、記憶部57に記憶することができる。図4の例では、薬剤を符号D1、D2、D3、…で表し、対応するカラースケールをCS1、CS2、CS3、…で表している。 Figure 4 shows an example of brightness adjustment. In functional images such as PET images, a color scale is defined for each radiopharmaceutical to achieve optimal imaging for visual interpretation of the amyloid-β accumulation state. Color scales include, for example, the Sokoloff scale, rainbow scale, and spectral scale. The color scale may also be a grayscale. As shown in Figure 4, information indicating the correspondence between drugs (radiopharmaceuticals) and color scales can be stored, for example, in memory unit 57. In the example of Figure 4, drugs are represented by symbols D1, D2, D3, etc., and the corresponding color scales are represented by CS1, CS2, CS3, etc.
輝度調整を行う前に、制御部51は、クライアント装置40から薬剤の選定を受け付ける。薬剤の選定は、機能画像に用いられた薬剤を特定するためである。図4の例では、薬剤D2が選定され、カラースケールCS2が用いられる。輝度調整部56は、学習モデル59が出力した参照領域の信号値の統計値を算出する。信号値の統計値は、平均値、中央値、パーセンタイル値のいずれでもよい。輝度調整部56は、カラースケールCS2の所定値、及び参照領域の信号値の統計値に基づいて、機能画像の輝度を調整する。具体的には、例えば、輝度の最小値を0とし、信号値の統計値がカラースケールCS2の所定値になるように輝度の最大値を算出することができる。所定値が最大値の0.9(90%)とすると、輝度の最大値は、最大値=(参照領域の信号値の統計値)/0.9 で求めることができる。なお、輝度の最大値の算出方法は、これに限定されるものではなく、使用する薬剤に対応するガイドラインの要求に応じて算出すればよい。 Before adjusting the brightness, the control unit 51 receives a drug selection from the client device 40. The drug selection is intended to identify the drug used in the functional image. In the example of FIG. 4, drug D2 is selected, and color scale CS2 is used. The brightness adjustment unit 56 calculates the statistical value of the signal values of the reference region output by the learning model 59. The statistical value of the signal values may be the mean, median, or percentile value. The brightness adjustment unit 56 adjusts the brightness of the functional image based on a predetermined value of the color scale CS2 and the statistical value of the signal values of the reference region. Specifically, for example, the minimum brightness value can be set to 0, and the maximum brightness value can be calculated so that the statistical value of the signal values is equal to the predetermined value of the color scale CS2. If the predetermined value is 0.9 (90%) of the maximum value, the maximum brightness value can be calculated as follows: Maximum value = (Statistical value of the signal values of the reference region) / 0.9. Note that the method for calculating the maximum brightness is not limited to this; it can be calculated according to the requirements of the guidelines corresponding to the drug used.
次に、クライアント装置40の表示画面の表示例について説明する。 Next, we will explain an example of what will appear on the display screen of the client device 40.
図5は輝度調整前の表示画面100の表示例を示す図である。図5に示すように、表示画面には、患者に関する属性情報として、患者ID(氏名を含めてもよい)、生年月日、性別、医用画像の撮影日(投薬時の撮影日)、薬剤、投薬履歴などの情報が表示される。患者IDは、複数の患者の中から選択できるようにしてもよい。また、撮影日が複数ある場合、撮影日を選択できるようにしてもよい。 Figure 5 shows an example of the display screen 100 before brightness adjustment. As shown in Figure 5, the display screen displays attribute information related to the patient, such as the patient ID (which may include the name), date of birth, gender, date of medical image capture (date of capture at the time of medication), medication, and medication history. The patient ID may be selectable from among multiple patients. Furthermore, if there are multiple imaging dates, the imaging date may be selectable.
画像領域101には、複数の断層画像(例えば、PET画像の如く脳機能画像)のうち、所要のスライス画像を、サジタル断面(Sagittal)、コロナル断面(Coronal)、及びアキシャル断面(Axial)それぞれの形式で表示することができる。画像領域101に表示される機能画像は、輝度調整前であり、多くの画像ビューワのデフォルトである、画像全体の最小値と最大値を用いている。このため、脳内アミロイドβの集積度合いが不鮮明となる場合がある。 The image area 101 can display the desired slice images from multiple tomographic images (for example, brain functional images such as PET images) in the form of sagittal, coronal, and axial slices. The functional images displayed in the image area 101 are before brightness adjustment and use the minimum and maximum values for the entire image, which are the default values for many image viewers. This may result in the degree of accumulation of amyloid beta in the brain becoming unclear.
PET画像は、例えば、脳内のアミロイドβの分布を可視化した分布情報(例えば、ボクセル毎のSUVR値)を含む。SUVR(Standardized Uptake Value Ratio)は、大脳灰白質の4つの部位(前頭前野、前後帯状皮質、頭頂葉、及び外側側頭葉)のSUV(Standardized Uptake Value:アミロイドβ蛋白の集積度)の合算を、特定の参照領域(例えば、小脳など)のSUVで除算することにより求めることができる。アミロイドβの集積度(SUV)は、例えば、所要部位を構成する各ボクセルの輝度を示す値が所定の閾値以上であるボクセルの数をカウントすることにより求めることができる。所要部位の総ボクセル数に対するカウント値の比率により集積(例えば、OO%等)が算出できる。 PET images include, for example, distribution information (e.g., SUVR values for each voxel) that visualizes the distribution of amyloid beta in the brain. SUVR (Standardized Uptake Value Ratio) can be calculated by summing the SUV (Standardized Uptake Value: amyloid beta protein accumulation level) of four regions of the cerebral gray matter (prefrontal cortex, anterior and posterior cingulate cortex, parietal lobe, and lateral temporal lobe) and dividing it by the SUV of a specific reference region (e.g., the cerebellum). The accumulation level (SUV) of amyloid beta can be calculated, for example, by counting the number of voxels whose brightness values for each voxel constituting a given region are equal to or greater than a predetermined threshold. Accumulation (e.g., 00%) can be calculated based on the ratio of the count value to the total number of voxels in the given region.
医師などのユーザは、薬剤選択欄102において、機能画像の輝度を調整するために、機能画像に使用した薬剤を選択することができる。これにより、情報処理装置50の制御部51は、取得した機能画像に用いられた放射性薬剤の選定を受け付けることができる。「選択解除」アイコン103を操作することにより、選択した薬剤の選択解除を行うことができる。 A user such as a doctor can select the drug used in the functional image in the drug selection field 102 to adjust the brightness of the functional image. This allows the control unit 51 of the information processing device 50 to accept the selection of the radioactive drug used in the acquired functional image. The selected drug can be deselected by operating the "deselect" icon 103.
参照領域は、読影ハンドブックや読影ガイドラインにおいて、PET検査に用いられる放射性薬剤の種類に応じて特定の参照領域が定義されているので、薬剤選択欄102において薬剤が選択されることによって、参照領域も自動的に選定される。しかし、医師などのユーザは、「参照領域選択」アイコン104を操作することにより、所要の参照領域を選択することもできる。具体的には、サジタル断面(Sagittal)、コロナル断面(Coronal)、及びアキシャル断面(Axial)のいずれかの画像において、参照領域として特定したい領域を指定して、「参照領域選択」アイコン104を操作すればよい。あるいは画像上で参照領域選択のための所定の操作をしてもよい。「選択解除」アイコン105を操作することにより、選択した参照領域の選択解除を行うことができる。 In interpretation handbooks and guidelines, specific reference regions are defined according to the type of radiopharmaceutical used in PET scans, so the reference region is automatically selected when the drug is selected in the drug selection field 102. However, users such as doctors can also select the desired reference region by operating the "reference region selection" icon 104. Specifically, they can specify the region they want to identify as the reference region in any of the sagittal, coronal, or axial slice images and operate the "reference region selection" icon 104. Alternatively, they can perform a specific operation on the image to select the reference region. The selected reference region can be deselected by operating the "deselect" icon 105.
制御部51(表示制御部55)は、選定された放射性薬剤に応じて、機能画像の輝度を調整して表示することができる。また、制御部51(表示制御部55)は、機能画像上の参照領域の選定を受け付け、選定された参照領域の信号値に基づいて、機能画像の輝度を調整して表示してもよい。 The control unit 51 (display control unit 55) can adjust the brightness of the functional image and display it according to the selected radiopharmaceutical. The control unit 51 (display control unit 55) may also accept the selection of a reference region on the functional image, and adjust the brightness of the functional image and display it based on the signal value of the selected reference region.
図6は輝度調整後の表示画面110の表示例を示す図である。画像領域101には、輝度が調整された機能画像が、サジタル断面(Sagittal)、コロナル断面(Coronal)、及びアキシャル断面(Axial)それぞれの形式で表示されている。輝度が調整されることにより、脳内アミロイドβの集積度合いが鮮明となり、症例内及び症例間における白質及び灰白質への割り込みの正確な読影が可能となる。 Figure 6 shows an example of the display on the display screen 110 after brightness adjustment. In the image area 101, functional images with adjusted brightness are displayed in the form of sagittal, coronal, and axial slices. By adjusting the brightness, the degree of accumulation of amyloid beta in the brain becomes clearer, enabling accurate interpretation of the intrusion into white matter and gray matter within and between cases.
参照領域情報欄111には、参照領域に関する情報を表示することができる。制御部51(表示制御部55)は、特定された参照領域に関する情報を表示する。例えば、機能画像の輝度を調整するために参照領域として、脳の橋(Pons)領域が用いられた場合、「橋(Pons)が最高輝度のOO%になるように輝度が調整されました」の如く情報を表示してもよい。 Information about the reference region can be displayed in the reference region information field 111. The control unit 51 (display control unit 55) displays information about the identified reference region. For example, if the pons (Pons) region of the brain is used as the reference region to adjust the brightness of the functional image, information such as "The brightness of the pons (Pons) has been adjusted so that it has the highest brightness of 00%" may be displayed.
「参照領域選択」アイコン104を操作することにより、所要の参照領域を選択し、選択した参照領域に基づいて輝度が調整され、機能画像の表示を更新することができる。「所定参照領域」アイコン112を操作することにより、デフォルトの参照領域(例えば、薬剤によって決まる参照領域、ユーサが予め定めた参照領域など)が選択され、デフォルトの参照領域に基づいて輝度が調整され、機能画像の表示を更新することができる。 By operating the "Reference Area Selection" icon 104, the desired reference area can be selected, the brightness can be adjusted based on the selected reference area, and the display of the functional image can be updated. By operating the "Predetermined Reference Area" icon 112, a default reference area (e.g., a reference area determined by a drug, a reference area predetermined by the user, etc.) can be selected, the brightness can be adjusted based on the default reference area, and the display of the functional image can be updated.
図7は情報処理装置50による処理手順の一例を示す図である。以下では便宜上、処理の主体を制御部51として説明する。制御部51は、機能画像を取得し(S11)、取得した機能画像とテンプレート画像との位置合わせを行う(S12)。制御部51は、機能画像に用いられた放射性薬剤の選定を受け付け(S13)、取得した機能画像に基づいて参照領域を特定する(S14)。 Figure 7 is a diagram showing an example of a processing procedure performed by the information processing device 50. For convenience, the following description will be given with the control unit 51 as the main actor in the processing. The control unit 51 acquires a functional image (S11) and aligns the acquired functional image with a template image (S12). The control unit 51 accepts the selection of the radiopharmaceutical used in the functional image (S13), and identifies a reference region based on the acquired functional image (S14).
制御部51は、選定された放射性薬剤に対応するカラースケールを特定し(S15)、参照領域の信号値の統計値、及び特定したカラースケールの所定値に基づいて、輝度の最小値及び最大値を算出する(S16)。制御部51は、算出した輝度の最小値及び最大値に基づいて、機能画像の輝度を調整し(S17)、処理を終了する。 The control unit 51 identifies a color scale corresponding to the selected radiopharmaceutical (S15) and calculates minimum and maximum brightness values based on the statistical values of the signal values in the reference region and the predetermined values of the identified color scale (S16). The control unit 51 adjusts the brightness of the functional image based on the calculated minimum and maximum brightness values (S17), and then ends the process.
本実施形態によれば、PET画像等の機能画像のみを用いて、参照領域のセグメンテーションを行うことにより、従来までは手動で行っていた輝度調整を含む読影開始に必要な機能画像の前処理を読影ガイドラインに即した形で、全自動でシームレスに行うことができる。医師等が手動で調整しなくても、自動的に輝度を調整できるようになる。 According to this embodiment, by performing reference region segmentation using only functional images such as PET images, the preprocessing of functional images required to start interpretation, including brightness adjustment, which was previously performed manually, can be performed fully automatically and seamlessly in accordance with interpretation guidelines. Brightness can now be adjusted automatically, eliminating the need for doctors and other professionals to make manual adjustments.
本実施形態のコンピュータプログラムは、コンピュータに、放射性薬剤から放出される放射線を検出して画像化された機能画像を取得し、取得した機能画像に用いられた放射性薬剤の選定を受け付け、選定された放射性薬剤に応じて、前記機能画像の輝度を調整して表示する、処理を実行させる。 The computer program of this embodiment causes a computer to execute the following processes: acquire a functional image by detecting radiation emitted from a radiopharmaceutical; accept a selection of the radiopharmaceutical used in the acquired functional image; and adjust and display the brightness of the functional image according to the selected radiopharmaceutical.
本実施形態のコンピュータプログラムは、コンピュータに、取得した機能画像上の特定の参照領域の信号値に基づいて、前記機能画像の輝度を調整して表示する、処理を実行させる。 The computer program of this embodiment causes a computer to execute processing to adjust and display the brightness of an acquired functional image based on the signal value of a specific reference region on the functional image.
本実施形態のコンピュータプログラムは、コンピュータに、選定された放射性薬剤に対する所定のカラースケール又はグレースケールの所定値、及び前記信号値に基づいて、前記機能画像の輝度を調整して表示する、処理を実行させる。 The computer program of this embodiment causes the computer to execute processing to adjust and display the brightness of the functional image based on a predetermined color scale or grayscale value for the selected radiopharmaceutical and the signal value.
本実施形態のコンピュータプログラムは、コンピュータに、機能画像を入力した場合、特定の参照領域を出力する学習モデルに、取得した機能画像を入力して、前記機能画像上の特定の参照領域を取得する、処理を実行させる。 The computer program of this embodiment causes a computer to execute a process in which, when a functional image is input, the acquired functional image is input into a learning model that outputs a specific reference area, and a specific reference area on the functional image is acquired.
本実施形態のコンピュータプログラムは、コンピュータに、機能画像及び構造画像上の特定の参照領域を含む訓練データを取得し、前記訓練データに基づいて、前記機能画像を入力した場合、前記訓練データに含まれる特定の参照領域を出力するように前記学習モデルを生成する、処理を実行させる。 The computer program of this embodiment causes a computer to acquire training data including specific reference regions on functional images and structural images, and, based on the training data, generate the learning model so that, when the functional image is input, the specific reference region included in the training data is output.
本実施形態のコンピュータプログラムは、コンピュータに、前記特定の参照領域に関する情報を表示する、処理を実行させる。 The computer program of this embodiment causes the computer to execute processing to display information about the specific reference region.
本実施形態のコンピュータプログラムは、コンピュータに、取得した機能画像上の参照領域の選定を受け付け、選定された参照領域の信号値に基づいて、前記機能画像の輝度を調整して表示する、処理を実行させる。 The computer program of this embodiment causes the computer to execute a process that accepts the selection of a reference area on an acquired functional image, and adjusts and displays the brightness of the functional image based on the signal value of the selected reference area.
本実施形態の情報処理装置は、放射性薬剤から放出される放射線を検出して画像化された機能画像を取得する取得部と、取得した機能画像に用いられた放射性薬剤の選定を受け付ける受付部と、選定された放射性薬剤に応じて、前記機能画像の輝度を調整して表示する表示部とを備える。 The information processing device of this embodiment includes an acquisition unit that detects radiation emitted from a radiopharmaceutical and acquires an imaged functional image, a reception unit that receives the selection of the radiopharmaceutical used in the acquired functional image, and a display unit that adjusts and displays the brightness of the functional image according to the selected radiopharmaceutical.
本実施形態の情報処理方法は、放射性薬剤から放出される放射線を検出して画像化された機能画像を取得し、取得した機能画像に用いられた放射性薬剤の選定を受け付け、選定された放射性薬剤に応じて、前記機能画像の輝度を調整して表示する。 The information processing method of this embodiment detects radiation emitted from a radiopharmaceutical, acquires a functional image, accepts a selection of the radiopharmaceutical used in the acquired functional image, and adjusts and displays the brightness of the functional image according to the selected radiopharmaceutical.
1 通信ネットワーク
10 PET装置
30 画像サーバ
40 クライアント装置
50 情報処理装置
51 制御部
52 通信部
53 メモリ
54 前処理部
55 表示制御部
56 輝度調整部
57 記憶部
58 コンピュータプログラム
59 学習モデル
REFERENCE SIGNS LIST 1 Communication network 10 PET device 30 Image server 40 Client device 50 Information processing device 51 Control unit 52 Communication unit 53 Memory 54 Preprocessing unit 55 Display control unit 56 Brightness adjustment unit 57 Storage unit 58 Computer program 59 Learning model
Claims (7)
放射性薬剤から放出される放射線を検出して画像化された機能画像を取得し、
前記放射性薬剤の選定を受け付け、
選定された放射性薬剤、及び取得した機能画像上の特定の参照領域の信号値に基づいて、前記機能画像の輝度を調整して表示する、
処理を実行させるコンピュータプログラム。 On the computer,
A functional image is obtained by detecting radiation emitted from the radioactive agent;
Accepting the selection of the radiopharmaceutical ;
adjusting and displaying the brightness of the functional image based on the selected radiopharmaceutical and the signal value of a specific reference region on the acquired functional image ;
A computer program that executes a process.
選定された放射性薬剤に対する所定のカラースケールの所定値又は所定のグレースケールの所定値、及び前記信号値に基づいて、前記機能画像の輝度を調整して表示する、
処理を実行させる請求項1に記載のコンピュータプログラム。 On the computer,
adjusting and displaying the brightness of the functional image based on a predetermined value of a predetermined color scale or a predetermined value of a predetermined gray scale for the selected radiopharmaceutical and the signal value;
The computer program product of claim 1 , which executes a process.
機能画像を入力した場合、特定の参照領域を出力する学習モデルに、取得した機能画像を入力して、前記機能画像上の特定の参照領域を取得する、
処理を実行させる請求項1又は請求項2に記載のコンピュータプログラム。 On the computer,
When a functional image is input, the acquired functional image is input to a learning model that outputs a specific reference region, and a specific reference region on the functional image is acquired.
3. The computer program according to claim 1 , which executes a process.
機能画像及び前記機能画像上の特定の参照領域を含む訓練データを取得し、
前記訓練データに基づいて、前記機能画像を入力した場合、前記訓練データに含まれる特定の参照領域を出力するように前記学習モデルを生成する、
処理を実行させる請求項3に記載のコンピュータプログラム。 On the computer,
obtaining training data including functional images and specific reference regions on the functional images;
generating the learning model based on the training data so that, when the functional image is input, a specific reference region included in the training data is output;
4. A computer program according to claim 3 , which causes a process to be executed.
前記特定の参照領域に関する情報を表示する、
処理を実行させる請求項1から請求項4のいずれか一項に記載のコンピュータプログラム。 On the computer,
Displaying information about the specific reference region;
5. A computer program product according to claim 1 , which causes a process to be executed.
前記放射性薬剤の選定を受け付ける受付部と、
選定された放射性薬剤、及び取得した機能画像上の特定の参照領域の信号値に基づいて、前記機能画像の輝度を調整して表示する表示部と
を備える、
情報処理装置。 an acquisition unit that detects radiation emitted from the radiopharmaceutical and acquires a functional image;
a reception unit that receives the selection of the radiopharmaceutical ;
a display unit that adjusts and displays the brightness of the functional image based on the selected radiopharmaceutical and the signal value of a specific reference region on the acquired functional image .
Information processing device.
前記放射性薬剤の選定を受け付け、
選定された放射性薬剤、及び取得した機能画像上の特定の参照領域の信号値に基づいて、前記機能画像の輝度を調整して表示する、
処理をコンピュータに実行させる情報処理方法。 A functional image is obtained by detecting radiation emitted from the radioactive agent;
Accepting the selection of the radiopharmaceutical ;
adjusting and displaying the brightness of the functional image based on the selected radiopharmaceutical and the signal value of a specific reference region on the acquired functional image ;
An information processing method that causes a computer to execute a process .
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