特開 2024-143826 脳脊髄液滞留性評価システムおよび脳脊髄液滞留性評価プログラム

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024143826

(43)【公開日】2024-10-11

(54)【発明の名称】脳脊髄液滞留性評価システムおよび脳脊髄液滞留性評価プログラム

(51)【国際特許分類】

   A61B 5/055 20060101AFI20241003BHJP

【ＦＩ】

A61B5/055 380

【審査請求】未請求

【請求項の数】10

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023056727

(22)【出願日】2023-03-30

(71)【出願人】

【識別番号】000109543

【氏名又は名称】テルモ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100098796

【弁理士】

【氏名又は名称】新井 全

(74)【代理人】

【識別番号】100121647

【弁理士】

【氏名又は名称】野口 和孝

(74)【代理人】

【識別番号】100187377

【弁理士】

【氏名又は名称】芳野 理之

(72)【発明者】

【氏名】榎本 加央里

(72)【発明者】

【氏名】福田 智弘

【テーマコード（参考）】

4C096

【Ｆターム（参考）】

4C096AB36

4C096AC01

4C096AD14

4C096AD15

4C096DC19

4C096DC21

4C096DC24

4C096DC33

4C096DD13

4C096DD16

(57)【要約】

【課題】脳脊髄液の滞留の程度を層別化し、患者の抱える症状が解剖学的形状に由来するか否かを判断できる脳脊髄液滞留性評価システムおよび脳脊髄液滞留性評価プログラムを提供すること。
【解決手段】脳脊髄液滞留性評価システム２は、体内の画像に基づいて設定された脈絡叢の位置を記憶する記憶部６と、画像に基づいて対象領域のうち脳脊髄液が存在する領域の形状を算出する形状算出部３１と、脈絡叢の位置と脳脊髄液が存在する領域の形状とに基づいて脳脊髄液が存在する領域における脳脊髄液の流速分布を算出する流速分布算出部３２と、流速分布算出部３２により算出された流速分布に基づいて、対象領域全体の脳脊髄液に対する流速に関する所定条件を満たす部分の脳脊髄液の割合を算出する流速割合算出部３３と、流速割合算出部３３により算出された割合に基づいて脳脊髄液の滞留の程度を示す滞留性指標を出力する滞留性指標出力部３６と、を備える。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

脳脊髄液の滞留の程度を評価する脳脊髄液滞留性評価システムであって、
撮像された体内の画像に基づいて設定された脈絡叢の位置を記憶する記憶部と、
前記画像に基づいて対象領域のうち前記脳脊髄液が存在する領域の形状を算出する形状算出部と、
前記記憶部に記憶された前記脈絡叢の位置と前記形状算出部により算出された前記脳脊髄液が存在する領域の形状とに基づいて前記脳脊髄液が存在する領域における前記脳脊髄液の流速分布を算出する流速分布算出部と、
前記流速分布算出部により算出された前記流速分布に基づいて、前記対象領域全体の前記脳脊髄液に対する流速に関する所定条件を満たす部分の前記脳脊髄液の割合を算出する流速割合算出部と、
前記流速割合算出部により算出された前記割合に基づいて前記脳脊髄液の滞留の程度を示す滞留性指標を出力する滞留性指標出力部と、
を備えることを特徴とする脳脊髄液滞留性評価システム。

【請求項2】

前記割合は、前記対象領域全体の前記脳脊髄液が占める面積に対する前記部分の前記脳脊髄液が占める面積の割合であることを特徴とする請求項１に記載の脳脊髄液滞留性評価システム。

【請求項3】

前記割合は、前記対象領域全体の前記脳脊髄液が占める体積に対する前記部分の前記脳脊髄液が占める体積の割合であることを特徴とする請求項１に記載の脳脊髄液滞留性評価システム。

【請求項4】

前記画像に基づいて前記脈絡叢の位置を算出し前記記憶部に記憶する脈絡叢位置算出部をさらに備えたことを特徴とする請求項１に記載の脳脊髄液滞留性評価システム。

【請求項5】

前記流速に関する前記所定条件を満たす部分は、前記流速が基準値以下の部分および前記流速が前記基準値以上の部分の少なくともいずれかを含むことを特徴とする請求項１に記載の脳脊髄液滞留性評価システム。

【請求項6】

前記滞留性指標出力部が出力する前記滞留性指標は、前記流速割合算出部が算出した前記脳脊髄液の前記割合であって、前記対象領域全体の前記脳脊髄液に対する前記流速が前記基準値以下の部分の前記脳脊髄液の前記割合または前記対象領域全体の前記脳脊髄液に対する前記流速が前記基準値以上の部分の前記脳脊髄液の前記割合であることを特徴とする請求項５に記載の脳脊髄液滞留性評価システム。

【請求項7】

前記画像に基づいて前記脈絡叢の容量を算出する脈絡叢容量算出部をさらに備え、
前記流速分布算出部は、前記脈絡叢容量算出部により算出された前記脈絡叢の容量にさらに基づいて前記流速分布を算出することを特徴とする請求項１に記載の脳脊髄液滞留性評価システム。

【請求項8】

前記滞留性指標出力部により出力された前記滞留性指標を表示する表示部をさらに備え、
前記滞留性指標出力部は、前記流速分布を前記画像に重ね合わせる画像処理を実行し、前記画像処理により生成された流速分布画像を前記表示部に出力し表示させることを特徴とする請求項１に記載の脳脊髄液滞留性評価システム。

【請求項9】

前記対象領域は、頭蓋内であることを特徴とする請求項１～８のいずれか１項に記載の脳脊髄液滞留性評価システム。

【請求項10】

脳脊髄液の滞留の程度を評価する脳脊髄液滞留性評価システムのコンピュータによって実行される脳脊髄液滞留性評価プログラムであって、
前記コンピュータに、
撮像された体内の画像に基づいて設定された脈絡叢の位置を記憶するステップと、
前記画像に基づいて対象領域のうち前記脳脊髄液が存在する領域の形状を算出するステップと、
記憶された前記脈絡叢の位置と算出された前記脳脊髄液が存在する領域の形状とに基づいて前記脳脊髄液が存在する領域における前記脳脊髄液の流速分布を算出するステップと、
算出された前記流速分布に基づいて、前記対象領域全体の前記脳脊髄液に対する流速に関する所定条件を満たす部分の前記脳脊髄液の割合を算出するステップと、
算出された前記割合に基づいて前記脳脊髄液の滞留の程度を示す滞留性指標を出力するステップと、
を実行させることを特徴とする脳脊髄液滞留性評価プログラム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、脳脊髄液の滞留の程度を評価する脳脊髄液滞留性評価システムおよび脳脊髄液滞留性評価プログラムに関する。

【背景技術】

【0002】

特許文献１には、被検体内に存在する流体が停滞し易い部位を推定可能な磁気共鳴イメージング装置が開示されている。特許文献１に記載された磁気共鳴イメージング装置は、複数のＭＲ画像の各画素の信号値に基づいて、撮像部位内の流体の挙動を示す流体挙動指標値を算出する。特許文献１に記載された磁気共鳴イメージング装置において、流体挙動指標値は、信号値の時間変化量と血液循環の程度すなわち血流停滞の程度との相関に基づいて規定される。また、特許文献１に記載された磁気共鳴イメージング装置は、心臓を流れる血液を解析する場合、心臓領域に限定して流体挙動指標値を算出するなど、流体挙動指標値の算出対象を限定することにより、画像処理の処理効率を向上させる。

【0003】

ここで、頭蓋内や脊髄腔内のクモ膜下腔内には、脳脊髄液が存在する。本発明者が得た知見の１つによれば、脳脊髄液は、頭蓋内や脊髄腔内を絶えず循環しており、脳や脊髄を外傷や身体的衝撃から保護する役割や、脳の水分含有量を調整する役割などを有する。脳脊髄液が循環不全状態になると、例えば頭痛や脳機能低下などの身体症状が発生する。そこで、頭蓋内などの体腔全体における脳脊髄液の滞留性の程度を評価できるシステムが望まれている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２０１８－２７１５４号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

本発明は、前記事情に鑑みてなされたものであり、脳脊髄液の滞留の程度を層別化し、患者の抱える症状が解剖学的形状に由来するか否かを判断できる脳脊髄液滞留性評価システムおよび脳脊髄液滞留性評価プログラムを提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本発明は、（１）脳脊髄液の滞留の程度を評価する脳脊髄液滞留性評価システムであって、撮像された体内の画像に基づいて設定された脈絡叢の位置を記憶する記憶部と、前記画像に基づいて対象領域のうち前記脳脊髄液が存在する領域の形状を算出する形状算出部と、前記記憶部に記憶された前記脈絡叢の位置と前記形状算出部により算出された前記脳脊髄液が存在する領域の形状とに基づいて前記脳脊髄液が存在する領域における前記脳脊髄液の流速分布を算出する流速分布算出部と、前記流速分布算出部により算出された前記流速分布に基づいて、前記対象領域全体の前記脳脊髄液に対する流速に関する所定条件を満たす部分の前記脳脊髄液の割合を算出する流速割合算出部と、前記流速割合算出部により算出された前記割合に基づいて前記脳脊髄液の滞留の程度を示す滞留性指標を出力する滞留性指標出力部と、を備えることを特徴とする脳脊髄液滞留性評価システムである。

【0007】

上記（１）の脳脊髄液滞留性評価システムによれば、記憶部は、撮像された体内の画像に基づいて設定された脈絡叢の位置を記憶する。形状算出部は、体内の画像に基づいて対象領域のうち脳脊髄液が存在する領域の形状を算出する。流速分布算出部は、脈絡叢の位置と脳脊髄液が存在する領域の形状とに基づいて、脳脊髄液が存在する領域における脳脊髄液の流速分布を算出する。流速割合算出部は、脳脊髄液が存在する領域における脳脊髄液の流速分布に基づいて、対象領域全体の脳脊髄液に対する、流速に関する所定条件を満たす部分の脳脊髄液の割合を算出する。そして、滞留性指標出力部は、その割合に基づいて脳脊髄液の滞留の程度を示す滞留性指標を出力する。これにより、本発明に係る脳脊髄液滞留性評価システムは、脳脊髄液が存在する領域全体の脳脊髄液の滞留の程度を層別化し、患者の抱える症状が解剖学的形状に由来するか否かを判断できる。

【0008】

（２）上記（１）の脳脊髄液滞留性評価システムにおいて、前記割合は、前記対象領域全体の前記脳脊髄液が占める面積に対する前記部分の前記脳脊髄液が占める面積の割合であることが好ましい。

【0009】

上記（２）の脳脊髄液滞留性評価システムによれば、撮像された体内の画像を用いて、脳脊髄液の滞留の程度を層別化することができる。

【0010】

（３）上記（１）の脳脊髄液滞留性評価システムにおいて、前記割合は、前記対象領域全体の前記脳脊髄液が占める体積に対する前記部分の前記脳脊髄液が占める体積の割合であることが好ましい。

【0011】

上記（３）の脳脊髄液滞留性評価システムによれば、撮像された複数の体内の画像を解析し３次元画像を構築することにより、脳脊髄液の滞留の程度をより高い精度で層別化することができる。

【0012】

（４）上記（１）～（３）のいずれかの脳脊髄液滞留性評価システムは、前記画像に基づいて前記脈絡叢の位置を算出し前記記憶部に記憶する脈絡叢位置算出部をさらに備えたことが好ましい。

【0013】

上記（４）の脳脊髄液滞留性評価システムによれば、脈絡叢位置算出部が、撮像された体内の画像に基づいて脈絡叢の位置を自動的に算出し、脈絡叢の位置を記憶部に記憶することができる。

【0014】

（５）上記（１）～（４）のいずれかの脳脊髄液滞留性評価システムにおいて、前記流速に関する前記所定条件を満たす部分は、前記流速が基準値以下の部分および前記流速が前記基準値以上の部分の少なくともいずれかを含むことが好ましい。

【0015】

上記（５）の脳脊髄液滞留性評価システムによれば、閾値としての基準値が流速に設定されることにより、流速割合算出部は、対象領域全体の脳脊髄液に対する、流速に関する所定条件を満たす部分の脳脊髄液の割合を簡易的に算出できる。特に、流速に関する所定条件を満たす部分を、脳脊髄液の流速が基準値以下の部分とすると、脳脊髄液が滞留している部分の割合の大きさを定量的に評価することができ、脳脊髄液の滞留の程度が対象者の健康に及ぼす影響を適切に把握することができる。

【0016】

（６）上記（５）の脳脊髄液滞留性評価システムにおいて、前記滞留性指標出力部が出力する前記滞留性指標は、前記流速割合算出部が算出した前記脳脊髄液の前記割合であって、前記対象領域全体の前記脳脊髄液に対する前記流速が前記基準値以下の部分の前記脳脊髄液の前記割合または前記対象領域全体の前記脳脊髄液に対する前記流速が前記基準値以上の部分の前記脳脊髄液の前記割合であることが好ましい。

【0017】

上記（６）の脳脊髄液滞留性評価システムによれば、流速割合算出部が算出した脳脊髄液の割合を、そのまま滞留性指標として使用することにより、脳脊髄液の滞留の程度を効率的に層別化できる。

【0018】

（７）上記（１）～（６）のいずれかの脳脊髄液滞留性評価システムは、前記画像に基づいて前記脈絡叢の容量を算出する脈絡叢容量算出部をさらに備え、前記流速分布算出部は、前記脈絡叢容量算出部により算出された前記脈絡叢の容量にさらに基づいて前記流速分布を算出することが好ましい。

【0019】

上記（７）の脳脊髄液滞留性評価システムによれば、流速分布算出部は、脈絡叢容量算出部により算出された脈絡叢の容量にさらに基づいて、脳脊髄液が存在する領域における脳脊髄液の流速分布を算出することで、より高い精度で脳脊髄液の流速分布を算出できる。

【0020】

（８）上記（１）～（７）のいずれかの脳脊髄液滞留性評価システムは、前記滞留性指標出力部により出力された前記滞留性指標を表示する表示部をさらに備え、前記滞留性指標出力部は、前記流速分布を前記画像に重ね合わせる画像処理を実行し、前記画像処理により生成された流速分布画像を前記表示部に出力し表示させることが好ましい。

【0021】

上記（８）の脳脊髄液滞留性評価システムによれば、医療従事者は、脳脊髄液の流速分布を体内の画像に重ね合わせる画像処理により生成された流速分布画像を表示部において確認することにより、層別化された脳脊髄液の滞留の程度を表示部で視認できる。

【0022】

（９）上記（１）～（８）のいずれかの脳脊髄液滞留性評価システムにおいて、前記対象領域は、頭蓋内であることが好ましい。

【0023】

上記（９）の脳脊髄液滞留性評価システムによれば、本発明に係る脳脊髄液滞留性評価システムは、頭蓋内の脳脊髄液の滞留の程度を層別化し、患者の抱える症状が解剖学的形状に由来するか否かを判断できる。

【0024】

本発明は、（１０）脳脊髄液の滞留の程度を評価する脳脊髄液滞留性評価システムのコンピュータによって実行される脳脊髄液滞留性評価プログラムであって、前記コンピュータに、撮像された体内の画像に基づいて設定された脈絡叢の位置を記憶するステップと、前記画像に基づいて対象領域のうち前記脳脊髄液が存在する領域の形状を算出するステップと、記憶された前記脈絡叢の位置と算出された前記脳脊髄液が存在する領域の形状とに基づいて前記脳脊髄液が存在する領域における前記脳脊髄液の流速分布を算出するステップと、算出された前記流速分布に基づいて、前記対象領域全体の前記脳脊髄液に対する流速に関する所定条件を満たす部分の前記脳脊髄液の割合を算出するステップと、算出された前記割合に基づいて前記脳脊髄液の滞留の程度を示す滞留性指標を出力するステップと、を実行させることを特徴とする脳脊髄液滞留性評価プログラムである。

【0025】

上記（１０）の脳脊髄液滞留性評価プログラムによれば、撮像された体内の画像に基づいて設定された脈絡叢の位置を記憶するステップが実行される。体内の画像に基づいて対象領域のうち脳脊髄液が存在する領域の形状を算出するステップが実行される。脈絡叢の位置と脳脊髄液が存在する領域の形状とに基づいて、脳脊髄液が存在する領域における脳脊髄液の流速分布を算出するステップが実行される。脳脊髄液が存在する領域における脳脊髄液の流速分布に基づいて、対象領域全体の脳脊髄液に対する、流速に関する所定条件を満たす部分の脳脊髄液の割合を算出するステップが実行される。そして、その割合に基づいて脳脊髄液の滞留の程度を示す滞留性指標を出力するステップが実行される。これにより、本発明に係る脳脊髄液滞留性評価プログラムは、脳脊髄液が存在する領域全体の脳脊髄液の滞留の程度を層別化し、患者の抱える症状が解剖学的形状に由来するか否かを判断できる。

【発明の効果】

【0026】

本発明によれば、脳脊髄液の滞留の程度を層別化し、患者の抱える症状が解剖学的形状に由来するか否かを判断できる脳脊髄液滞留性評価システムおよび脳脊髄液滞留性評価プログラムを提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0027】

【図1】本実施形態に係る脳脊髄液滞留性評価システムを表すブロック図である。

【図2】本実施形態に係る脳脊髄液滞留性評価システムの動作の第１具体例を説明するフローチャートである。

【図3】本実施形態に係る脳脊髄液滞留性評価システムの動作の第２具体例を説明するフローチャートである。

【図4】本実施形態に係る脳脊髄液滞留性評価システムの動作の第２具体例を説明するフローチャートである。

【図5】本実施形態の表示部に表示された画像の一例を表す模式図である。

【発明を実施するための形態】

【0028】

以下に、本発明の好ましい実施形態を、図面を参照して詳しく説明する。
なお、以下に説明する実施形態は、本発明の好適な具体例であるから、技術的に好ましい種々の限定が付されているが、本発明の範囲は、以下の説明において特に本発明を限定する旨の記載がない限り、これらの態様に限られるものではない。また、各図面中、同様の構成要素には同一の符号を付して詳細な説明は適宜省略する。

【0029】

図１は、本実施形態に係る脳脊髄液滞留性評価システムを表すブロック図である。
図１に表したように、本実施形態に係る脳脊髄液滞留性評価システム２は、脳脊髄液の滞留の程度を評価するシステムであり、制御部３と、送受信部４と、表示部５と、記憶部６と、電源７と、を備える。なお、脳脊髄液滞留性評価システム２は、必ずしも表示部５を備えていなくともよい。つまり、表示部５は、脳脊髄液滞留性評価システム２の一部として設けられていてもよく、脳脊髄液滞留性評価システム２とは異なる他の装置として設けられていてもよい。

【0030】

制御部３は、画像測定部８から送受信部４を介して各種情報を取得し、記憶部６に記憶されたプログラムを読み出して種々の演算や処理を実行する。制御部３としては、例えばＣＰＵ（Central Processing Unit）やＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）などが挙げられる。制御部３は、形状算出部３１と、流速分布算出部３２と、流速割合算出部３３と、脈絡叢容量算出部３４と、脈絡叢位置算出部３５と、滞留性指標出力部３６と、を有する。

【0031】

形状算出部３１は、画像測定部８から送受信部４を介して取得した患者の体内の画像に基づいて、対象領域のうち脳脊髄液が存在する領域（クモ膜下腔）の形状および容量を算出する。画像測定部８としては、例えばＭＲＩ（Magnetic Resonance Image）やＣＴ（Computed Tomography）や超音波診断装置などが挙げられる。そのため、体内の画像としては、例えばＭＲＩやＣＴや超音波診断装置により撮像された画像などが挙げられる。本願明細書において「対象領域」とは、脳脊髄液が存在する領域の形状および容量を算出する領域である。対象領域としては、例えば頭蓋内などが挙げられる。また、対象領域は、クモ膜下腔全体を含む領域であってもよい。対象領域が、脳脊髄液が存在する領域の一部のみを含んでいる場合には、流速分布算出部３２は、流速分布を算出する際、対象領域内の脳脊髄液が存在する領域と対象領域外の脳脊髄液が存在する領域との間では脳脊髄液の移動がないものと仮定して流速分布を算出する。

【0032】

対象領域のうち脳脊髄液が存在する領域の形状を算出する方法としては、例えば、形状算出部３１は、画像測定部８により撮像された体内の画像に基づいて、脳脊髄液が存在する領域とそれ以外の領域との境界を認識する。例えば、形状算出部３１は、画像測定部８により撮像された体内の画像を所定階調（例えば、２５６階調）の明度情報に変換し、明度情報を所定の閾値で二値化する二値化処理を実行することにより脳脊髄液が存在する領域とそれ以外の領域との境界を認識する。そして、形状算出部３１は、その境界の情報に基づいて、脳脊髄液が存在する領域の形状を算出する。

【0033】

流速分布算出部３２は、例えば記憶部６に記憶された脈絡叢の位置と、脈絡叢が産生する脳脊髄液の量と、脳脊髄液が吸収される部位の位置と、脳脊髄液が吸収される部位において脳脊髄液が吸収される量と、形状算出部３１により算出された脳脊髄液が存在する領域の形状と、に基づいて数値シミュレーションを行って脳脊髄液が存在する領域における脳脊髄液の流速分布を算出する。脈絡叢の位置は、画像測定部８により撮像された体内の画像に基づいて設定され、記憶部６に記憶されている。脈絡叢の位置は、画像測定部８により撮像された画像に基づいて医療従事者により手動で設定されてもよく、画像測定部８により撮像された画像に基づいて脈絡叢位置算出部３５により自動で設定されてもよい。脈絡叢位置算出部３５については、後述する。

【0034】

また、流速分布算出部３２は、記憶部６に記憶された脈絡叢の位置と、形状算出部３１により算出された脳脊髄液が存在する領域の形状と、脈絡叢容量算出部３４により算出された脈絡叢の容量と、に基づいて脳脊髄液が存在する領域における脳脊髄液の流速分布を算出してもよい。この場合には、流速分布算出部３２は、より高い精度で脳脊髄液の流速分布を算出できる。

【0035】

流速割合算出部３３は、流速分布算出部３２により算出された流速分布に基づいて、流速に関する所定条件を満たす部分の脳脊髄液の割合を算出する。具体的には、流速割合算出部３３は、対象領域全体の脳脊髄液に対して、流速に関する所定条件を満たす部分の脳脊髄液がどの程度存在するかを示す割合を算出する。

【0036】

流速に関する所定条件を満たす部分とは、例えば、脳脊髄液の流速が基準値以下の部分および脳脊髄液の流速が基準値以上の部分の少なくともいずれかを含む。そして、流速割合算出部３３により算出される割合は、対象領域全体の脳脊髄液が占める面積に対するその部分の脳脊髄液が占める面積の割合である。「脳脊髄液が占める面積」とは、画像測定部８により撮像された体内の画像において、所定の条件を満たす脳脊髄液が占める面積である。あるいは、流速割合算出部３３により算出される割合は、対象領域全体の脳脊髄液が占める体積に対するその部分の脳脊髄液が占める体積の割合である。「脳脊髄液が占める体積」とは、画像測定部８により撮像された複数の体内の画像を解析し構築された３次元画像において、所定の条件を満たす脳脊髄液が占める体積である。

【0037】

脈絡叢容量算出部３４は、画像測定部８から送受信部４を介して取得した患者の体内の画像に基づいて、脈絡叢の容量を算出する。例えば、脈絡叢容量算出部３４は、画像測定部８により撮像された体内の画像に基づいて、頭蓋内腔と脈絡叢との境界を認識する。例えば、脈絡叢容量算出部３４は、画像測定部８により撮像された体内の画像を所定階調（例えば、２５６階調）の明度情報に変換し、明度情報を所定の閾値で二値化する二値化処理を実行することにより頭蓋内腔と脈絡叢との境界を認識する。そして、脈絡叢容量算出部３４は、頭蓋内腔と脈絡叢との境界に基づいて脈絡叢の容量を算出する。なお、脈絡叢容量算出部３４が頭蓋内腔と脈絡叢との境界を認識する手段は、これだけに限定されるわけではない。

【0038】

脈絡叢位置算出部３５は、画像測定部８から送受信部４を介して取得した患者の体内の画像に基づいて脈絡叢の位置を算出し、脈絡叢の位置を記憶部６に記憶する。例えば、脈絡叢位置算出部３５は、脈絡叢容量算出部３４と同様に、画像測定部８により撮像された体内の画像に基づいて、頭蓋内腔と脈絡叢との境界を認識する。例えば、脈絡叢位置算出部３５は、画像測定部８により撮像された体内の画像を所定階調（例えば、２５６階調）の明度情報に変換し、明度情報を所定の閾値で二値化する二値化処理を実行することにより頭蓋内腔と脈絡叢との境界を認識する。そして、脈絡叢位置算出部３５は、頭蓋内腔と脈絡叢との境界に基づいて脈絡叢の位置を算出する。

【0039】

滞留性指標出力部３６は、流速割合算出部３３により算出された割合に基づいて脳脊髄液の滞留の程度を示す滞留性指標を出力する。また、滞留性指標出力部３６は、出力した滞留性指標を表示部５に表示する処理を実行する。例えば、滞留性指標出力部３６は、「滞留良好」および「滞留不良」などの滞留性指標を表示部５に表示する処理を実行する。また、滞留性指標出力部３６は、流速分布算出部３２により算出された流速分布を、画像測定部８により撮像された体内の画像に重ね合わせる画像処理を実行し、画像処理により生成された流速分布画像を表示部５に出力し表示させる処理を実行する。滞留性指標の具体例については、後述する。

【0040】

滞留性指標出力部３６により出力される滞留性指標は、流速割合算出部３３が算出した割合であってもよい。つまり、対象領域全体の脳脊髄液に対する流速が基準値以下の部分の脳脊髄液の割合、または対象領域全体の脳脊髄液に対する流速が基準値以上の部分の脳脊髄液の割合が、そのまま滞留性指標として使用されてもよい。対象領域全体の脳脊髄液に対する流速が基準値以下の部分の脳脊髄液の割合が通常よりも大きい場合には、循環性が悪いことを示している。また、対象領域全体の脳脊髄液に対する流速が基準値以上の部分の脳脊髄液の割合が通常よりも大きい場合には、循環性が良いことを示している。本願明細書において「循環性」とは、患者の脳脊髄液の新しい脳脊髄液への置換の速さを意味する。

【0041】

記憶部６には、形状算出部３１、流速分布算出部３２、流速割合算出部３３、脈絡叢容量算出部３４および脈絡叢位置算出部３５の算出動作を制御する演算プログラム、滞留性指標出力部３６の出力動作を制御する出力プログラム、滞留性指標出力部３６の表示動作を制御する表示プログラム等の各種プログラムが格納されている。また、記憶部６には、形状算出部３１、流速分布算出部３２、流速割合算出部３３、脈絡叢容量算出部３４および脈絡叢位置算出部３５の算出データ等の各種データが格納される。また、記憶部６には、脳脊髄液の流速に関する閾値としての基準値が格納されている。なお、プログラムは、記憶部６に格納されていることには限定されず、コンピュータ読み取り可能な記憶媒体に予め格納され頒布されてもよく、あるいはネットワークを介して脳脊髄液滞留性評価システム２にダウンロードされてもよい。

【0042】

記憶部６としては、例えば、脳脊髄液滞留性評価システム２に内蔵された半導体メモリなどが挙げられる。あるいは、記憶部６としては、例えば、脳脊髄液滞留性評価システム２に接続可能なＣＤ（Compact Disc）、ＤＶＤ（Digital Versatile Disc）、ＲＡＭ（Random access memory）、ＲＯＭ（Read only memory）、ハードディスク、メモリカードなどの種々の記憶媒体やデータサーバなどが挙げられる。

【0043】

形状算出部３１、流速分布算出部３２、流速割合算出部３３、脈絡叢容量算出部３４、脈絡叢位置算出部３５および滞留性指標出力部３６は、記憶部６に格納（記憶）されているプログラムを制御部３が実行することにより実現される。なお、流速分布算出部３２、流速割合算出部３３、脈絡叢容量算出部３４、脈絡叢位置算出部３５および滞留性指標出力部３６は、ハードウェアによって実現されてもよく、ハードウェアとソフトウェアとの組み合わせによって実現されてもよい。

【0044】

制御部３を含むコンピュータによって実行されるプログラムは、本発明の「脳脊髄液滞留性評価プログラム」に相当する。ここでいう「コンピュータ」とは、パソコンには限定されず、情報処理機器に含まれる演算処理装置、マイコン等も含み、プログラムによって本発明の機能を実現することが可能な機器、装置を総称している。

【0045】

表示部５は、滞留性指標出力部３６により出力される滞留性指標や、滞留性指標出力部３６の画像処理により生成された流速分布画像などを表示する。表示部５は、例えば医療従事者の指の接触等を検出可能なタッチパネルを含むディスプレイを有していてもよい。

【0046】

電源７は、制御部３、表示部５および記憶部６などの脳脊髄液滞留性評価システム２の全体に対して電力を供給する。

【0047】

ここで、本発明者が得た知見の１つによれば、頭蓋内や脊髄腔内に存在する脳脊髄液は、頭蓋内や脊髄腔内を絶えず循環しており、脳や脊髄を外傷や身体的衝撃から保護する役割や、脳の水分含有量を調整する役割などを有する。脳脊髄液が循環不全状態になると、例えば頭痛や脳機能低下などの身体症状が発生する。

【0048】

これに対して、本実施形態に係る脳脊髄液滞留性評価システム２によれば、流速割合算出部３３は、脳脊髄液が存在する領域における脳脊髄液の流速分布に基づいて、対象領域全体の脳脊髄液に対する、流速に関する所定条件を満たす部分の脳脊髄液の割合を算出する。そして、滞留性指標出力部３６は、その割合に基づいて脳脊髄液の滞留の程度を示す滞留性指標を出力する。これにより、本実施形態に係る脳脊髄液滞留性評価システム２は、脳脊髄液が存在する領域全体の脳脊髄液の滞留の程度を層別化し、患者の抱える症状が解剖学的形状に由来するか否かを判断できる。

【0049】

以下では、本実施形態に係る脳脊髄液滞留性評価システム２の具体的な動作を、図面を参照して説明する。
図２は、本実施形態に係る脳脊髄液滞留性評価システムの動作の第１具体例を説明するフローチャートである。

【0050】

まず、ステップＳ１において、脳脊髄液滞留性評価システム２は、画像測定部８により撮像された患者の体内の画像を送受信部４を介して受信する。続いて、ステップＳ２において、脈絡叢位置算出部３５は、画像測定部８により撮像された体内の画像に基づいて脈絡叢の位置を検出し記憶部６に記憶する。脈絡叢位置算出部３５が脈絡叢の位置を検出あるいは算出する例は、図１に関して前述した通りである。

【0051】

続いて、ステップＳ３において、形状算出部３１は、画像測定部８により撮像された体内の画像に基づいて対象領域のうち脳脊髄液が存在する領域の形状および容量を算出する。続いて、ステップＳ４において、流速分布算出部３２は、記憶部６に記憶された脈絡叢の位置と、形状算出部３１により算出された脳脊髄液が存在する領域の形状と、に基づいて脳脊髄液が存在する領域における脳脊髄液の流速分布を算出する。

【0052】

続いて、ステップＳ５において、流速割合算出部３３は、流速分布算出部３２により算出された脳脊髄液の流速分布に基づいて、対象領域全体の脳脊髄液に対する流速に関する所定条件を満たす部分の脳脊髄液の割合を算出する。本具体例では、流速割合算出部３３は、対象領域全体の脳脊髄液に対して、流速分布算出部３２により算出された脳脊髄液の流速分布のうち基準値以下または基準値以上の流速の脳脊髄液の割合を算出する。

【0053】

また、ステップＳ５において、滞留性指標出力部３６は、流速分布算出部３２により算出された脳脊髄液の流速分布のうちの流速の最大値が第１リファレンス値以上であるか否かを判断する。第１リファレンス値は、複数（例えば１０００枚程度）の体内の画像に基づいて流速分布算出部３２により算出された脳脊髄液の流速分布のうちの流速の最大値の平均値であり、予め記憶部６に格納されている。

【0054】

また、ステップＳ５において、滞留性指標出力部３６は、流速分布算出部３２により算出された脳脊髄液の流速分布のうちの流速の最小値が第２リファレンス値以上であるか否かを判断する。第２リファレンス値は、複数（例えば１０００枚程度）の体内の画像に基づいて流速分布算出部３２により算出された脳脊髄液の流速分布のうちの流速の最小値の平均値であり、予め記憶部６に格納されている。

【0055】

また、ステップＳ５において、滞留性指標出力部３６は、流速分布算出部３２により算出された脳脊髄液の流速分布のうち基準値以下の流速の割合（すなわち流速割合算出部３３により算出された基準値以下の流速の割合）が第３リファレンス値以下であるか否かを判断する。または、ステップＳ５において、滞留性指標出力部３６は、流速分布算出部３２により算出された脳脊髄液の流速分布のうち基準値以上の流速の割合（すなわち流速割合算出部３３により算出された基準値以上の流速の割合）が第３リファレンス値以上であるか否かを判断する。第３リファレンス値は、脳脊髄液の流速に関する基準値の割合の閾値として予め記憶部６に格納されている。

【0056】

続いて、流速の最大値が第１リファレンス値以上であり、かつ、流速の最小値が第２リファレンス値以上であり、かつ、脳脊髄液の流速分布のうち基準値以下の流速の割合が第３リファレンス値以下（または脳脊髄液の流速分布のうち基準値以上の流速の割合が第３リファレンス値以上）である場合には（ステップＳ５：ＹＥＳ）、ステップＳ６において、滞留性指標出力部３６は、滞留性指標として「滞留していない」を出力し、表示部５に「滞留していない」と表示する処理を実行する。ステップＳ６において、滞留性指標出力部３６は、「滞留していない」の代わりに「滞留性が低い」と表示する処理を実行してもよい。

【0057】

一方で、流速の最大値が第１リファレンス値以上、流速の最小値が第２リファレンス値以上、および脳脊髄液の流速分布のうち基準値以下の流速の割合が第３リファレンス値以下（または脳脊髄液の流速分布のうち基準値以上の流速の割合が第３リファレンス値以上）のいずれかが満たされない場合には（ステップＳ５：ＮＯ）、ステップＳ７において、滞留性指標出力部３６は、滞留性指標として「滞留している」を出力し、表示部５に「滞留している」と表示する処理を実行する。ステップＳ７において、滞留性指標出力部３６は、「滞留している」の代わりに「滞留性が高い」と表示する処理を実行してもよい。

【0058】

図３および図４は、本実施形態に係る脳脊髄液滞留性評価システムの動作の第２具体例を説明するフローチャートである。

【0059】

まず、ステップＳ１１～ステップＳ１４の処理は、図２に関して前述したステップＳ１～ステップＳ４の処理と同じである。

【0060】

続いて、ステップＳ１５において、流速割合算出部３３は、対象領域全体の脳脊髄液に対して、流速分布算出部３２により算出された脳脊髄液の流速分布のうち上位５０％の流速の脳脊髄液の割合を算出する。例えば、対象領域の流速の最大値が０．０５ｃｍ／ｓ, 最小値を０．００５ｃｍ／ｓだった場合、最大値と最小値の平均の０．０２７５ｃｍ／ｓよりも速い流速の割合を算出する。

【0061】

また、ステップＳ１５において、滞留性指標出力部３６は、流速分布算出部３２により算出された脳脊髄液の流速分布のうちの流速の最大値が第１リファレンス値以上であるか否かを判断する。また、ステップＳ１５において、滞留性指標出力部３６は、流速分布算出部３２により算出された脳脊髄液の流速分布のうちの流速の最小値が第２リファレンス値以上であるか否かを判断する。また、ステップＳ１５において、滞留性指標出力部３６は、流速分布算出部３２により算出された脳脊髄液の流速分布のうち上位５０％の流速の割合（すなわち流速割合算出部３３により算出された脳脊髄液の流速分布のうち上位５０％の流速の割合）が第３リファレンス値以上であるか否かを判断する。

【0062】

流速の最大値が第１リファレンス値以上であり、かつ、流速の最小値が第２リファレンス値以上であり、かつ、脳脊髄液の流速分布のうち上位５０％の流速の割合が第３リファレンス値以上である場合には（ステップＳ１５：ＹＥＳ）、ステップＳ１６において、滞留性指標出力部３６は、滞留性指標として「滞留していない（循環性は全患者の上位２０％以上）」を出力し、表示部５に「滞留していない（循環性は全患者の上位２０％以上）」と表示する処理を実行する。ステップＳ１６において、滞留性指標出力部３６は、「滞留していない」の代わりに「滞留性が低い」と表示する処理を実行してもよい。

【0063】

一方で、流速の最大値が第１リファレンス値以上、流速の最小値が第２リファレンス値以上、および脳脊髄液の流速分布のうち上位５０％の流速の割合が第３リファレンス値以上のいずれかが満たされない場合には（ステップＳ１５：ＮＯ）、ステップＳ１７において、滞留性指標出力部３６は、流速の最大値が第１リファレンス値以上、流速の最小値が第２リファレンス値以上、および脳脊髄液の流速分布のうち上位５０％の流速の割合が第３リファレンス値以上のいずれか２つが満たされるか否かを判断する。

【0064】

流速の最大値が第１リファレンス値以上、流速の最小値が第２リファレンス値以上、および脳脊髄液の流速分布のうち上位５０％の流速の割合が第３リファレンス値以上のいずれか２つが満たされる場合には（ステップＳ１７：ＹＥＳ）、ステップＳ１８において、滞留性指標出力部３６は、滞留性指標として「滞留していない（循環性は全患者の上位５０％以上）」を出力し、表示部５に「滞留していない（循環性は全患者の上位５０％以上）」と表示する処理を実行する。ステップＳ１８において、滞留性指標出力部３６は、「滞留していない」の代わりに「滞留性が低い」と表示する処理を実行してもよい。

【0065】

一方で、流速の最大値が第１リファレンス値以上、流速の最小値が第２リファレンス値以上、および脳脊髄液の流速分布のうち上位５０％の流速の割合が第３リファレンス値以上のいずれか２つが満たされない場合には（ステップＳ１７：ＮＯ）、ステップＳ１９において、滞留性指標出力部３６は、流速の最大値が第１リファレンス値以上、流速の最小値が第２リファレンス値以上、および脳脊髄液の流速分布のうち上位５０％の流速の割合が第３リファレンス値以上のいずれか１つが満たされるか否かを判断する。

【0066】

流速の最大値が第１リファレンス値以上、流速の最小値が第２リファレンス値以上、および脳脊髄液の流速分布のうち上位５０％の流速の割合が第３リファレンス値以上のいずれか１つが満たされる場合には（ステップＳ１９：ＹＥＳ）、ステップＳ２１において、滞留性指標出力部３６は、滞留性指標として「やや滞留している（循環性は全患者の下位５０％以下）」を出力し、表示部５に「やや滞留している（循環性は全患者の下位５０％以下）」と表示する処理を実行する（図５に表した結果５１１参照）。ステップＳ２１において、滞留性指標出力部３６は、「やや滞留している」の代わりに「滞留性がやや高い」と表示する処理を実行してもよい。

【0067】

一方で、流速の最大値が第１リファレンス値以上、流速の最小値が第２リファレンス値以上、および脳脊髄液の流速分布のうち上位５０％の流速の割合が第３リファレンス値以上のすべてが満たされない場合には（ステップＳ１９：ＮＯ）、ステップＳ２２において、滞留性指標出力部３６は、滞留性指標として「滞留している（循環性は全患者の下位２０％以下）」を出力し、表示部５に「滞留している（循環性は全患者の下位２０％以下）」と表示する処理を実行する。ステップＳ２２において、滞留性指標出力部３６は、「滞留している」の代わりに「滞留性が高い」と表示する処理を実行してもよい。

【0068】

図５は、本実施形態の表示部に表示された画像の一例を表す模式図である。
図５に関する説明では、表示部５が例えば医療従事者の指の接触等を検出可能なタッチパネルを含むディスプレイ５１を有する場合を例に挙げる。

【0069】

ディスプレイ５１の下部には、図４に関して前述した「滞留やや悪い（滞留性は全患者の上位５０％以上）」が結果５１１として表示されている。また、ディスプレイ５１の左上の部分には、「画像読み込み」のアイコン５１２が表示されている。例えば、医療従事者がアイコン５１２を指で操作すると、ＭＲＩやＣＴなどの画像の種類を選択する操作画面が別ウインドウで開く。画像の読み込みが完了すると、「ＯＫ」のアイコン５１３の色が例えば灰色から青色などに反転する。一方で、画像の読み込みが失敗すると、「ＮＧ」のアイコン５１４の色が例えば灰色から青色などに反転する。

【0070】

アイコン５１２の下側には、「頭蓋内腔容量算出」のアイコン５１５が表示されている。例えば、医療従事者がアイコン５１５を指で操作すると、図５に表したように、画像測定部８により撮像された体内の画像に基づいて、頭蓋内腔の容量が算出されディスプレイ５１に表示される。また、図５に表したように、頭蓋内腔の容量だけではなく、算出された頭蓋内腔の容量が平均容量と比べて大きいか、あるいは小さいかのコメントが表示される。対象領域の脳脊髄液が存在する領域の容量や当該容量と平均容量との比較結果が表示されてもよい。

【0071】

アイコン５１５の下側には、「滞留性算出」のアイコン５１６が表示されている。例えば、医療従事者がアイコン５１６を指で操作すると、流速分布算出部３２は、記憶部６に記憶された脈絡叢の位置と、形状算出部３１により算出された脳脊髄液が存在する領域の形状と、に基づいて脳脊髄液が存在する領域における脳脊髄液の流速分布を算出する。あるいは、流速分布算出部３２は、記憶部６に記憶された脈絡叢の位置と、形状算出部３１により算出された脳脊髄液が存在する領域の形状と、脈絡叢容量算出部３４により算出された脈絡叢の容量と、に基づいて脳脊髄液が存在する領域における脳脊髄液の流速分布を算出する。そして、図５に表したように、滞留性指標出力部３６は、流速分布算出部３２により算出された流速分布を、画像測定部８により撮像された体内の画像に重ね合わせる画像処理を実行し、画像処理により生成された流速分布画像５１７をディスプレイ５１に表示させる処理を実行する。流速が基準値以下の流速を示す矢印の色を他の矢印の色と異なる色で表示したり、流速が基準値以下の領域の背景の色を他の領域の背景の色とは異なる色で表示したりして、滞留している領域が分かりやすくなるよう表示してもよい。

【0072】

図５に表したように、流速分布画像５１７では、脳脊髄液の流速分布がカラー矢印として画像測定部８により撮像された体内の画像に重ね合わされて表示されたり、脳脊髄液の流速分布がカラーコンターとして画像測定部８により撮像された体内の画像の側方に表示されたりする。これにより、医療従事者は、層別化された脳脊髄液の滞留の程度を表示部５のディスプレイ５１で視認できる。

【0073】

以上説明したように、本実施形態に係る脳脊髄液滞留性評価システム２によれば、流速割合算出部３３は、脳脊髄液が存在する領域における脳脊髄液の流速分布に基づいて、対象領域全体の脳脊髄液に対する、流速に関する所定条件を満たす部分の脳脊髄液の割合を算出する。そして、滞留性指標出力部３６は、その割合に基づいて脳脊髄液の滞留の程度を示す滞留性指標を出力する。これにより、本実施形態に係る脳脊髄液滞留性評価システム２は、脳脊髄液が存在する領域全体の脳脊髄液の滞留の程度を層別化し、患者の抱える症状が解剖学的形状に由来するか否かを判断できる。

【0074】

また、図１に関して前述した「流速に関する所定条件を満たす部分」は、脳脊髄液の流速が基準値以下の部分および脳脊髄液の流速が基準値以上の部分の少なくともいずれかを含む。閾値としての基準値が流速に設定されることにより、流速割合算出部３３は、対象領域全体の脳脊髄液に対する、流速に関する所定条件を満たす部分の脳脊髄液の割合を簡易的に算出できる。特に、「流速に関する所定条件を満たす部分」を、脳脊髄液の流速が基準値以下の部分とすると、脳脊髄液が滞留している部分の割合の大きさを定量的に評価することができ、脳脊髄液の滞留の程度が対象者の健康に及ぼす影響を適切に把握することができる。

【0075】

また、流速割合算出部３３により算出された脳脊髄液の割合がそのまま滞留性指標として使用される場合には、脳脊髄液滞留性評価システム２は、脳脊髄液の滞留の程度を効率的に層別化できる。

【0076】

また、本願明細書における「対象領域」が頭蓋内である場合には、脳脊髄液滞留性評価システム２は、頭蓋内の脳脊髄液の滞留の程度を層別化し、患者の抱える症状が解剖学的形状に由来するか否かを判断できる。

【0077】

以上、本発明の実施形態について説明した。しかし、本発明は、上記実施形態に限定されず、特許請求の範囲を逸脱しない範囲で種々の変更を行うことができる。上記実施形態の構成は、その一部を省略したり、上記とは異なるように任意に組み合わせたりすることができる。
例えば、脈絡叢容量算出部３４が算出した脈絡叢の容量に基づいて、脈絡叢における脳脊髄液の産生量を算出し、流速分布算出部３２が、算出した脳脊髄液の産生量に基づいて対象領域における脳脊髄液の流速の分布を算出することができる。この構成により、対象者の脳脊髄液の産生量を考慮して、より正確に対象者の脳脊髄液の滞留性を評価することができる。

【符号の説明】

【0078】

２：脳脊髄液滞留性評価システム、 ３：制御部、 ４：送受信部、 ５：表示部、 ６：記憶部、 ７：電源、 ８：画像測定部、 ３１：形状算出部、 ３２：流速分布算出部、 ３３：流速割合算出部、 ３４：脈絡叢容量算出部、 ３５：脈絡叢位置算出部、 ３６：滞留性指標出力部、 ５１：ディスプレイ、 ５１１：結果、 ５１２：アイコン、 ５１３：アイコン、 ５１４：アイコン、 ５１５：アイコン、 ５１６：アイコン、 ５１７：流速分布画像

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】