特許 7589935 解析装置および解析プログラム

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-11-18

(45)【発行日】2024-11-26

(54)【発明の名称】解析装置および解析プログラム

(51)【国際特許分類】

   G01T 1/161 20060101AFI20241119BHJP

【ＦＩ】

G01T1/161 A

【請求項の数】 7

(21)【出願番号】P 2020178434

(22)【出願日】2020-10-23

(65)【公開番号】P2021076598

(43)【公開日】2021-05-20

【審査請求日】2023-10-23

(31)【優先権主張番号】P 2019198958

(32)【優先日】2019-10-31

(33)【優先権主張国・地域又は機関】JP

(73)【特許権者】

【識別番号】594164542

【氏名又は名称】キヤノンメディカルシステムズ株式会社

(73)【特許権者】

【識別番号】301032942

【氏名又は名称】国立研究開発法人量子科学技術研究開発機構

(74)【代理人】

【識別番号】110002147

【氏名又は名称】弁理士法人酒井国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】藤原 俊介

(72)【発明者】

【氏名】櫻井 康雄

(72)【発明者】

【氏名】張 明栄

(72)【発明者】

【氏名】謝 琳

(72)【発明者】

【氏名】藤永 雅之

(72)【発明者】

【氏名】破入 正行

(72)【発明者】

【氏名】黄 政龍

(72)【発明者】

【氏名】福島 正和

(72)【発明者】

【氏名】和田 洋巳

【審査官】遠藤 直恵

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１７－１２１２３３（ＪＰ，Ａ）

【文献】特表２０１７－５０３７６３（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｇ０１Ｔ １／１６１－１／１６６

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

腫瘍に集積することで効果を発揮する抗癌剤に、放射性標識を施した薬剤が投与された被検体に関するＣＴ画像及び核医学画像を取得する取得部と、
前記ＣＴ画像に基づいて、腫瘍領域、血液領域、および筋肉領域を指定する関心領域の設定を受け付ける受付部と、
前記設定された関心領域に基づいて、前記核医学画像から、腫瘍領域、血液領域、および筋肉領域内の検出値を抽出する抽出部と、
前記血液領域内の前記検出値と前記腫瘍領域内の前記検出値の比較結果である第１比較値と、前記筋肉領域内の前記検出値と前記腫瘍領域内の前記検出値の比較結果である第２比較値を算出する算出部と、
前記第１比較値に関する条件が満たされているか否かに関する第１の判定を行うとともに、前記第２比較値に関する条件が満たされているか否かに関する第２の判定とを行い、前記第１の判定及び前記第２の判定の組合せに基づいて前記薬剤の腫瘍への集積を評価する評価部と、
を備える解析装置。

【請求項2】

前記第１比較値は、前記血液領域内の前記検出値と前記腫瘍領域内の検出値との比である、請求項１に記載の解析装置。

【請求項3】

前記第２比較値は、前記筋肉領域内の前記検出値と前記腫瘍領域内の前記検出値との比である、請求項１に記載の解析装置。

【請求項4】

コンピュータに、
腫瘍に集積することで効果を発揮する抗癌剤に、放射性標識を施した薬剤が投与された被検体に関するＣＴ画像及び核医学画像を取得する取得機能と、
前記ＣＴ画像に基づいて、腫瘍領域、血液領域、および筋肉領域を指定する関心領域の設定を受け付ける受付機能と、
前記設定された関心領域に基づいて、前記核医学画像から、腫瘍領域、血液領域、および筋肉領域内の検出値を抽出する抽出機能と、
前記血液領域内の前記検出値と前記腫瘍領域内の前記検出値の比較結果である第１比較値と、前記筋肉領域内の前記検出値と前記腫瘍領域内の前記検出値の比較結果である第２比較値を算出する算出機能と、
前記第１比較値に関する条件が満たされているか否かに関する第１の判定を行うとともに、前記第２比較値に関する条件が満たされているか否かに関する第２の判定とを行い、前記第１の判定及び前記第２の判定の組合せに基づいて前記薬剤の腫瘍への集積を評価する評価機能と、
を実現させるための解析プログラム。

【請求項5】

前記評価部は、前記第１の判定及び前記第２の判定の組合せに基づいて、前記薬剤の腫瘍への集積を３以上の段階で評価する、請求項１～３のいずれか一項に記載の解析装置。

【請求項6】

前記受付部は、表示部に表示された前記ＣＴ画像と前記核医学画像との重ね合わせ画像において前記関心領域を設定する操作を操作者から受け付ける、請求項１～３、５のいずれか一項に記載の解析装置。

【請求項7】

前記受付部は、前記ＣＴ画像に対するセグメンテーション処理に基づいて前記関心領域の設定を受け付ける。請求項１～３、５のいずれか一項に記載の解析装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明の実施形態は、解析装置および解析プログラムに関する。

【背景技術】

【0002】

従来、患者に適切な抗がん剤を選択するために、遺伝子やタンパク質といった特定の生体内物質を検出する検査が行われる。特に、代謝拮抗剤である５－ＦＵ（Fluorouracil）の薬効予測に関しては、５－ＦＵの阻害標的であるＴＳ（Thymidylate synthase）の発現量と５－ＦＵの感受性との関係が報告されているため、患者の病理組織におけるＴＳの発現量を評価することで５－ＦＵの薬効をある程度予測することができるとされている。

【0003】

しかしながら、ＴＳの発現量を評価する際には、組織生検で患者の病理組織を得て、得た病理組織を所定の染色法で染色するのが一般的であるので、ＴＳの発現量の評価は、侵襲性の高さゆえに患者への負担が大きい。しかも、組織生検では腫瘍の一部のみを対象とするので、ＴＳの発現量の評価では、不均一性を有する腫瘍に対して５－ＦＵの包括的な体内動態および５－ＦＵの薬効を評価するのは困難である。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【文献】特開２０１５－０４４８０３号公報

【非特許文献】

【0005】

【文献】Johnston PG, Lenz HJ, Leichman CG, Danenberg KD, Allegra CJ, Danenberg PV, Leichman L., Thymidylate synthase gene and protein expression correlate and are associated with response to 5-fluorouracil in human colorectal and gastric tumors., Cancer Res. 1995 Apr 1;55(7):1407-12.

【文献】Tsutani Y, Yoshida K, Sanada Y, Wada Y, Konishi K, Fukushima M, Okada M., Decreased orotate phosphoribosyltransferase activity produces 5-fluorouracil resistance in a human gastric cancer cell line., Oncol Rep. 2008 Dec;20(6):1545-51.

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

本発明が解決しようとする課題は、５－ＦＵの包括的な体内動態および５－ＦＵの薬効を、患者に負担をかけずに評価可能にすることである。

【課題を解決するための手段】

【0007】

実施形態に係る解析装置は、抽出部と、算出部と、評価部とを備える。抽出部は、腫瘍に集積することで効果を発揮する抗癌剤に、放射性標識を施した薬剤が投与された被検体の核医学画像から、腫瘍領域、血液領域、および筋肉領域内の検出値を抽出する。算出部は、血液領域内の検出値と腫瘍領域内の検出値の比較結果である第１比較値と、筋肉領域内の検出値と腫瘍領域内の検出値の比較結果である第２比較値を算出する。評価部は、算出部によって算出された第１比較値および第２比較値に基づいて、薬剤の腫瘍への集積を評価する。

【図面の簡単な説明】

【0008】

【図1】図１は、実施形態に係る医用画像診断システムの構成例を示すブロック図である。

【図2】図２は、実施形態に係る解析装置が実行する処理の流れの一例を示すフローチャートである。

【図3】図３は、［１８Ｆ］５－ＦＵの構造式を示す図である。

【図4】図４は、［１８Ｆ］５－ＦＵが投与されたＤＬＤ－１マウスおよびＤＬＤ－１／５－ＦＵマウスのＰＥＴ画像の一例を示す図である。

【図5】図５は、ＣＴ画像とＰＥＴ画像との重ね合わせ画像の一例を示す図である。

【図6】図６は、［１８Ｆ］５－ＦＵが投与されたＤＬＤ－１マウスおよびＤＬＤ－１／５－ＦＵマウスの腫瘍への［１８Ｆ］の集積量の経時的変化を示すグラフである。

【図7】図７は、腫瘍および血液への放射能分布から算出された、ＤＬＤ－１マウスおよびＤＬＤ－１／５－ＦＵマウスの腫瘍血液比を示すグラフである。

【図8】図８は、腫瘍および筋肉への放射能分布から算出された、ＤＬＤ－１マウスおよびＤＬＤ－１／５－ＦＵマウスの腫瘍筋肉比を示すグラフである。

【発明を実施するための形態】

【0009】

以下、図面を参照しながら、解析装置および解析プログラムの実施形態について詳細に説明する。なお、実施形態は、以下の実施形態に限られるものではない。

【0010】

（実施形態）
実施形態に係る解析装置は、抽出部と、算出部と、評価部を備える。抽出部は、腫瘍に集積することで効果を発揮する抗癌剤に、放射性標識を施した薬剤が投与された被検体の核医学画像から、腫瘍領域、血液領域、および筋肉領域内の検出値を抽出する。算出部は、血液領域内の検出値と腫瘍領域内の検出値の比較結果である第１比較値と、筋肉領域内の検出値と腫瘍領域内の検出値の比較結果である第２比較値を算出する。評価部は、算出部によって算出された第１比較値および第２比較値に基づいて、薬剤の腫瘍への集積を評価する。なお、第１比較値は、血液領域内の検出値と腫瘍領域内の検出値との比でも良い。また、第２比較値は、筋肉領域内の検出値と腫瘍領域内の検出値との比でも良い。

【0011】

図１は、実施形態に係る医用画像診断システムの構成例を示すブロック図である。図１に示すように、実施形態に係る医用画像診断システム１０は、医用画像診断装置１００と、解析装置２００とを備える。医用画像診断装置１００と解析装置２００は、例えば院内ＬＡＮ（Local Area Network）等のネットワーク３００を介して通信可能に接続されている。

【0012】

ここで、以下の実施形態では、医用画像診断装置１００として、ＰＥＴ（Positron Emission computed Tomography）装置とＸ線ＣＴ（Computed Tomography）装置とが一体化されたＰＥＴ－ＣＴ装置が適用される場合を説明するが、実施形態はこれに限定されず、例えば、医用画像診断装置１００としてＰＥＴ装置が適用されてもよい。また、医用画像診断装置１００としてＰＥＴ装置が適用される場合、医用画像診断システム１０は、医用画像診断装置１００とは別の医用画像診断装置としてＸ線ＣＴ装置をさらに備えてもよい。

【0013】

医用画像診断装置１００は、医用画像を撮像する装置である。医用画像診断装置１００は、被検体の体内が描出された医用画像を撮像し、撮像した医用画像を解析装置２００に送信する。例えば、医用画像診断装置１００は、陽電子放出核種１８Ｆで標識された抗がん剤５－ＦＵ（［１８Ｆ］５－ＦＵ）が投与された、腫瘍を有する被検体の体内が描出されたＰＥＴ画像を撮像し、撮像したＰＥＴ画像を解析装置２００に送信する。より詳細には、医用画像診断装置１００は、［１８Ｆ］５－ＦＵが投与され、投与から一定時間経過後の、腫瘍を有する被検体のＰＥＴ画像を撮像し、撮像したＰＥＴ画像を解析装置２００に送信する。また、医用画像診断装置１００は、腫瘍を有する被検体の体内が描出されたＣＴ画像を撮像し、撮像したＣＴ画像を解析装置２００に送信する。被検体には、５－ＦＵ分解酵素阻害剤が［１８Ｆ］５－ＦＵと共に投与されてもよい。なお、［１８Ｆ］５－ＦＵは、腫瘍に集積することで効果を発揮する抗癌剤である５－ＦＵに、放射性標識を施した薬剤の一例である。また、被検体は、腫瘍を有するか否かが不明なものでも良い。また、ＰＥＴ画像は、核医学画像の一例である。

【0014】

解析装置２００は、ネットワーク３００を介して、医用画像を取得し、取得した医用画像を用いた種々の処理を実行する。例えば、解析装置２００は、ネットワーク３００を介して、［１８Ｆ］５－ＦＵが投与された、腫瘍を有する被検体のＰＥＴ画像およびＣＴ画像を取得し、取得したＰＥＴ画像およびＣＴ画像を用いた種々の処理を実行する。解析装置２００は、５－ＦＵの包括的な体内動態および５－ＦＵの薬効を、患者に負担をかけずに評価可能にするための処理機能を実行する。解析装置２００は、例えば、ワークステーション等のコンピュータ機器によって実現される。

【0015】

図１に示すように、解析装置２００は、ネットワークインタフェース２０１と、入力インタフェース２０２と、ディスプレイ２０３と、記憶回路２０４と、処理回路２０５とを有する。ネットワークインタフェース２０１、入力インタフェース２０２、ディスプレイ２０３、記憶回路２０４、および処理回路２０５は、互いに接続されている。

【0016】

ネットワークインタフェース２０１は、医用画像を受信する。ネットワークインタフェース２０１によって受信された医用画像は、記憶回路２０４に格納される。

【0017】

入力インタフェース２０２は、操作者からの各種の入力操作を受け付け、受け付けた入力操作を電気信号に変換して処理回路２０５に出力する。例えば、入力インタフェース２０２は、マウスやキーボード、トラックボール、スイッチ、ボタン、ジョイスティック、操作面へ触れることで入力操作を行うタッチパッド、表示画面とタッチパッドとが一体化されたタッチスクリーン、光学センサを用いた非接触入力回路、音声入力回路等によって実現される。なお、入力インタフェース２０２は、マウスやキーボード等の物理的な操作部品を備えるものだけに限られない。例えば、解析装置２００とは別体に設けられた外部の入力機器から入力操作に対応する電気信号を受け取り、この電気信号を処理回路２０５へ出力する電気信号の処理回路も入力インタフェース２０２の例に含まれる。

【0018】

ディスプレイ２０３は、各種の情報を表示する。例えば、ディスプレイ２０３は、処理回路２０５による制御の下、医用画像等を表示する。ディスプレイ２０３は、入力インタフェース２０２を介して操作者から各種指示や各種設定等を受け付けるためのＧＵＩ（Graphical User Interface）を表示する。例えば、ディスプレイ２０３は、液晶ディスプレイやＣＲＴ（Cathode Ray Tube）ディスプレイである。ディスプレイ２０３は、デスクトップ型でもよいし、解析装置２００本体と無線通信可能なタブレット端末等で構成されることにしても構わない。ディスプレイ２０３は、表示部の一例である。

【0019】

記憶回路２０４は、例えば、ＲＡＭ（Random Access Memory）、フラッシュメモリ等の半導体メモリ素子、ハードディスク、光ディスク等により実現される。なお、記憶回路２０４は、ハードウェアによる非一過性の記憶媒体としても用いられる。記憶回路２０４は、取得した医用画像データを記憶する。また、例えば、記憶回路２０４は、解析装置２００に含まれる回路がその機能を実現するためのプログラムを記憶する。記憶回路２０４は、記憶部の一例である。

【0020】

処理回路２０５は、解析装置２００の処理全体を制御する。より詳細には、処理回路２０５は、表示制御機能２０５ａと、受付機能２０５ｂと、抽出機能２０５ｃと、算出機能２０５ｄと、評価機能２０５ｅとを有する。表示制御機能２０５ａは、表示制御部の一例である。受付機能２０５ｂは、受付部の一例である。抽出機能２０５ｃは、抽出部の一例である。算出機能２０５ｄは、算出部の一例である。評価機能２０５ｅは、評価部の一例である。

【0021】

ここで、例えば、処理回路２０５の構成要素である表示制御機能２０５ａ、受付機能２０５ｂ、抽出機能２０５ｃ、算出機能２０５ｄ、および評価機能２０５ｅの各処理機能は、コンピュータによって実行可能なプログラムの形態で記憶回路２０４に記憶されている。処理回路２０５は、各プログラムを記憶回路２０４から読み出し、読み出した各プログラムを実行することで、各プログラムに対応する機能を実現する。換言すると、各プログラムを読み出した状態の処理回路２０５は、図１の処理回路２０５内に示された各機能を有することとなる。なお、図１においては、単一の処理回路２０５にて、表示制御機能２０５ａ、受付機能２０５ｂ、抽出機能２０５ｃ、算出機能２０５ｄ、および評価機能２０５ｅの各処理機能が実現されるものとして説明したが、複数の独立したプロセッサを組み合わせて処理回路２０５を構成し、各プロセッサが各プログラムを実行することにより各処理機能を実現するものとしても構わない。

【0022】

上記説明において用いた「プロセッサ」という文言は、例えば、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＧＰＵ（Graphics Processing Unit）、或いは、特定用途向け集積回路（Application Specific Integrated Circuit：ＡＳＩＣ）、プログラマブル論理デバイス（例えば、単純プログラマブル論理デバイス（Simple Programmable Logic Device：ＳＰＬＤ）、複合プログラマブル論理デバイス（Complex Programmable Logic Device：ＣＰＬＤ）、およびフィールドプログラマブルゲートアレイ（Field Programmable Gate Array：ＦＰＧＡ））等の回路を意味する。なお、記憶回路２０４にプログラムを保存する代わりに、プロセッサの回路内にプログラムを直接組み込むよう構成しても構わない。この場合、プロセッサは回路内に組み込まれたプログラムを読み出し実行することで機能を実現する。

【0023】

表示制御機能２０５ａは、各種のＧＵＩまたは医用画像等をディスプレイ２０３に表示させる。例えば、表示制御機能２０５ａは、各種のＧＵＩ、ＰＥＴ画像、ＣＴ画像、またはＰＥＴ画像とＣＴ画像との重ね合わせ画像等をディスプレイ２０３に表示させる。

【0024】

受付機能２０５ｂは、入力インタフェース２０２を介して、操作者による各種の操作を受け付ける。例えば、受付機能２０５ｂは、入力インタフェース２０２を介して、操作者による、組織領域内に関心領域を設定する操作を受け付ける。より詳細には、受付機能２０５ｂは、入力インタフェース２０２を介して、操作者による、腫瘍領域、心臓領域、および筋肉領域内に関心領域を設定する操作を受け付ける。受付機能２０５ｂは、受け付けた関心領域を、抽出機能２０５ｃに送出する。なお、心臓領域は、血液領域の一例である。

【0025】

抽出機能２０５ｃは、［１８Ｆ］５－ＦＵが投与された、腫瘍を有する被検体のＰＥＴ画像から、組織領域内に設定された関心領域内の放射能値を抽出する。例えば、抽出機能２０５ｃは、［１８Ｆ］５－ＦＵが投与された、腫瘍を有する被検体のＰＥＴ画像から、腫瘍領域内に設定された関心領域（腫瘍関心領域）、心臓領域内に設定された関心領域（心臓関心領域）、および筋肉領域内に設定された関心領域（筋肉関心領域）内の放射能値（例えば放射能平均値など）を抽出する。なお、放射能値は、検出値の一例である。

【0026】

算出機能２０５ｄは、抽出機能２０５ｃによって抽出された、腫瘍関心領域、心臓関心領域、および筋肉関心領域内の放射能値から、心臓関心領域内の放射能値に対する腫瘍関心領域内の放射能値の比である第１の比および筋肉関心領域内の放射能値に対する腫瘍関心領域内の放射能値の比である第２の比を算出する。なお、第１の比は、血液領域内の検出値と腫瘍領域内の検出値との比の一例である。また、第２の比は、筋肉領域内の検出値と腫瘍領域内の検出値との比の一例である。

【0027】

評価機能２０５ｅは、算出機能２０５ｄによって算出された第１の比および第２の比から、腫瘍への［１８Ｆ］５－ＦＵの集積の特異性を評価する。例えば、評価機能２０５ｅは、算出機能２０５ｄによって算出された第１の比および第２の比を所定の閾値（例えば１など）と比較することにより、腫瘍に［１８Ｆ］５－ＦＵが集積しやすい傾向があるかを評価する。なお、閾値は、例えば、一定数の患者から得た第１の比および第２の比を基に設定してもよい。また、第１の比および第２の比から特異性を評価することは、血液領域内の検出値と腫瘍領域内の検出値との比および筋肉領域内の検出値と腫瘍領域内の検出値との比に基づいて薬剤の腫瘍への集積を評価することの一例である。

【0028】

つぎに、実施形態に係る解析装置２００が実行する処理の流れの一例について説明する。図２は、実施形態に係る解析装置２００が実行する処理の流れの一例を示すフローチャートである。なお、この説明では、腫瘍を有する被検体に［１８Ｆ］５－ＦＵを投与し、投与から一定時間経過後の被検体を医用画像診断装置１００によって撮像することによって得たＰＥＴ画像およびＣＴ画像が、記憶回路２０４に予め格納されていることを前提とする。

【0029】

まず、表示制御機能２０５ａは、記憶回路２０４に格納されているＣＴ画像を、ディスプレイ２０３に表示させる（Ｓ１）。なお、表示制御機能２０５ａは、ＰＥＴ画像とＣＴ画像との重ね合わせ画像を、ディスプレイ２０３に表示させてもよい。

【0030】

操作者は、ディスプレイ２０３に表示されているＣＴ画像から、被検体の腫瘍、血液プールとしての心臓、および筋肉の位置を確認する。操作者は、入力インタフェース２０２を介して、画像中の腫瘍領域、心臓領域、および筋肉領域内に関心領域を設定する操作を行う。なお、ディスプレイに２０３に重ね合わせ画像が表示されている場合は、操作者は、重ね合わせ画像から、被検体の腫瘍、血液プールとしての心臓、および筋肉の位置を確認し、画像中の腫瘍領域、心臓領域、および筋肉領域内に関心領域を設定する操作を行う。

【0031】

つぎに、受付機能２０５ｂは、操作者による、腫瘍領域、心臓領域、および筋肉領域内への関心領域の設定を受け付け、受け付けた関心領域（腫瘍関心領域、心臓関心領域、および筋肉関心領域）の設定を抽出機能２０５ｃに送出する（Ｓ２）。

【0032】

ここで、関心領域の設定は、手動で行うことに限らず、自動で行ってもよい。例えば、公知のセグメンテーション処理により画像内の構造物の輪郭を抽出し、抽出した輪郭の位置や形状に基づいて、画像内に関心領域を設定することができる。

【0033】

つぎに、抽出機能２０５ｃは、ＰＥＴ画像から、設定された腫瘍関心領域、心臓関心領域、および筋肉関心領域内の放射能平均値を抽出する（Ｓ３）。

【0034】

つぎに、算出機能２０５ｄは、抽出された腫瘍関心領域、心臓関心領域、および筋肉関心領域内の放射能平均値から、心臓関心領域内の放射能平均値に対する腫瘍関心領域内の放射能平均値の比である第１の比および筋肉関心領域内の放射能平均値に対する腫瘍関心領域内の放射能平均値の比である第２の比を算出する（Ｓ４）。

【0035】

つぎに、評価機能２０５ｅは、算出された第１の比および第２の比の両方が所定の閾値より大きければ、腫瘍に［１８Ｆ］５－ＦＵが集積しやすい傾向があると評価し、算出された第１の比および第２の比の少なくとも一方が所定の閾値より小さければ、腫瘍に［１８Ｆ］５－ＦＵが集積しやすい傾向がないと評価する（Ｓ５）。なお、評価機能２０５ｅは、第１の比および第２の比のいずれか一方が所定の閾値より小さければ、腫瘍に［１８Ｆ］５－ＦＵが集積しやすい傾向が中程度であると評価し、第１の比および第２の比の両方が所定の閾値より小さければ、腫瘍に［１８Ｆ］５－ＦＵが集積しやすい傾向がないと評価してもよい。

【0036】

そして、医師は、解析装置２００によって得られた評価結果を参考にして、評価対象の被検体に、５－ＦＵによる治療を適用するか、それとも５－ＦＵによる治療以外の治療を適用するかを判断することができる。

【0037】

このように、実施形態では、［１８Ｆ］５－ＦＵが投与された、腫瘍を有する被検体のＰＥＴ画像から抽出された、腫瘍領域、心臓領域、および筋肉領域内の放射能値から、心臓領域内の放射能値に対する腫瘍領域内の放射能値の比である第１の比および筋肉領域内の放射能値に対する腫瘍領域内の放射能値の比である第２の比を算出し、算出された第１の比および第２の比から、腫瘍への［１８Ｆ］５－ＦＵの集積の特異性を評価する。このため、実施形態によれば、５－ＦＵの包括的な体内動態および５－ＦＵの薬効を、患者に負担をかけずに評価可能にすることができる。

【0038】

より詳細には、実施形態によれば、５－ＦＵの腫瘍への集積の様子を、患者に負担をかけずに評価可能にすることができる。また、実施形態によれば、５－ＦＵによる治療の効果が期待できない患者への投与を未然に防ぐことが可能であり、延いては、副作用の発生を防止することができる。また、実施形態によれば、５－ＦＵの継続投与による５－ＦＵへの耐性獲得に起因する５－ＦＵの体内動態の変化を、簡便に評価可能にすることができる。また、実施形態によれば、５－ＦＵによる治療の効果が期待できない患者への５－ＦＵの継続投与に伴うがんの進行を防止することができる。また、実施形態によれば、適切な抗がん剤への切り替えの判断に貢献することができる。

【0039】

本発明の実施形態を説明したが、この実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。この実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。この実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものである。

【実施例】

【0040】

（実施例１）［１８Ｆ］５－ＦＵを用いた５－ＦＵの体内動態の可視化
ＤＬＤ－１マウス（Ｎ＝８）およびＤＬＤ－１／５－ＦＵマウス（Ｎ＝８）に対し、以下の手順１１～１５の実験を行うことで、［１８Ｆ］５－ＦＵを用いた５－ＦＵの体内動態の可視化を試みた。

【0041】

ここで、ＤＬＤ－１マウスは、大腸がん細胞株ＤＬＤ－１由来の腫瘍（腫瘍体積平均１０７ｍｍ^３）を持つ担癌マウスである。ＤＬＤ－１／５－ＦＵマウスは、大腸がん細胞株ＤＬＤ－１／５－ＦＵ由来の腫瘍（腫瘍体積平均８６ｍｍ^３）を持つ担癌マウスである。ＤＬＤ－１／５－ＦＵは、ＤＬＤ－１を５－ＦＵ添加培地で培養することにより樹立したものである。ＤＬＤ－１とＤＬＤ－１／５－ＦＵの５－ＦＵに対する感受性は異なり、ＤＬＤ－１は５－ＦＵに対し感受性があり、ＤＬＤ－１／５－ＦＵは５－ＦＵに対し耐性がある。

【0042】

［手順１１］マウスに、１頭あたり１８ＭＢｑの［１８Ｆ］５－ＦＵ（図３参照）と１頭あたり１０ｍｇ/ｋｇのギメラシル（５－ＦＵ分解酵素阻害剤）を、尾部静脈へ注射により同時に投与する。なお、［１８Ｆ］５－ＦＵの投与量１８ＭＢｑは、５－ＦＵの投与量１．５ｐｇ／ｋｇに相当する。

【0043】

［手順１２］投与後約４５分が経過した時点から、マウスに麻酔を施し、マウスを撮像台に固定する。

【0044】

［手順１３］投与後５０分が経過したと同時に、ＰＥＴ装置（キヤノンメディカルシステムズ株式会社製）により、スタティックスキャンで１０分間、マウスの撮像を行う。

【0045】

［手順１４］ＰＥＴ装置による撮像後、マウスが固定されている状態の撮像台を、Ｘ線ＣＴ装置（キヤノンメディカルシステムズ株式会社製）へ移動し、Ｘ線ＣＴ装置によりマウスの撮像を行う。

【0046】

［手順１５］ＰＥＴ装置およびＸ線ＣＴ装置と接続されているコンピュータに導入されている、関心領域の設定および関心領域内の放射能平均値（％ＩＤ／ｇおよびＳＵＶ（Standardized Uptake Value））の抽出が可能な医用画像解析用のビューワー（ソフトウェア）を用いて、ＰＥＴ画像化を行う。具体的には、コンピュータのディスプレイに表示されている、ビューワーにより提供された所定の操作画面において、マウスの体重、［１８Ｆ］５－ＦＵの投与量、投与時間および撮像開始時間を入力し、画像のコントラストを０．５～２．０％ＩＤ／ｇ ｗｔの範囲に設定して、ＰＥＴ画像化を行う。

【0047】

実験により得られたＰＥＴ画像の一例を図４に示す。図４の（ａ）に示された画像は、ＤＬＤ－１マウスのＰＥＴ画像であり、図４の（ｂ）に示された画像は、ＤＬＤ－１／５－ＦＵマウスのＰＥＴ画像である。図中、丸で囲まれた領域は、腫瘍領域に相当する。ＰＥＴ画像により、ＤＬＤ－１由来の腫瘍とＤＬＤ－１／５－ＦＵ由来の腫瘍との間での［１８Ｆ］の集積量の明らかな差異を可視化することができた。

【0048】

（実施例２）腫瘍への［１８Ｆ］５－ＦＵの集積の特異性の評価
実施例１では、ＰＥＴ画像から、ＤＬＤ－１由来の腫瘍のみに［１８Ｆ］の集積が確認された。

【0049】

しかし、マウスの全身への［１８Ｆ］の滞留量は個体間で差異が生じる場合がある。例えば、全身への［１８Ｆ］の集積が高い個体では、ＰＥＴ画像で全体的にハイライトされることで、ＰＥＴ画像から腫瘍への特異的な［１８Ｆ］の集積の有無を判別できない場合がある。逆に、全身への［１８Ｆ］の集積が低い個体では、実際に腫瘍へは［１８Ｆ］が集積していないのか、それとも、［１８Ｆ］の集積の絶対量が少ないが故にＰＥＴ画像でハイライトされていないのか、を判別できない。

【0050】

そのため、ＰＥＴ画像から腫瘍部位における放射能を定量し、定量した放射能を個体間で比較する必要があると考えられる。

【0051】

しかし、全身への放射能の滞留量は個体ごとに異なっているため、腫瘍に集積した放射能だけを個体間で比較するのは適切ではない。

【0052】

そこで、実施例２では、血液プールとしての心臓、および筋肉における放射能を基準として、心臓における放射能に対する腫瘍における放射能の比（以下「腫瘍血液比」と記す。）および筋肉における放射能に対する腫瘍における放射能の比（以下「腫瘍筋肉比」と記す。）を算出し、算出した腫瘍血液比および腫瘍筋肉比を個体間で比較することで、腫瘍への［１８Ｆ］の集積の特異性を相対的に評価した。

【0053】

実施例１で用いた各マウスの腫瘍血液比および腫瘍筋肉比を以下の手順２１～２４で算出し、算出した各マウスの腫瘍血液比および腫瘍筋肉比から、ＤＬＤ－１マウスの腫瘍血液比の平均値および腫瘍筋肉比の平均値ならびにＤＬＤ－１／５－ＦＵマウスの腫瘍血液比の平均値および腫瘍筋肉比の平均値を算出した。

【0054】

［手順２１］ビューワーを用いて、マウスのＰＥＴ画像とＣＴ画像との重ね合わせ画像を生成する。

【0055】

［手順２２］重ね合わせ画像（図５参照）を観察しながら、腫瘍、心臓、および筋肉の各領域を判別する。

【0056】

［手順２３］ビューワーにより提供された所定の操作画面において、判別した各領域内に関心領域を設定し、ビューワーを用いて、各関心領域内の放射能平均値を抽出する。

【0057】

［手順２４］抽出された各関心領域内の放射能平均値から、腫瘍血液比および腫瘍筋肉比を算出する。

【0058】

算出したＤＬＤ－１マウスおよびＤＬＤ－１／５－ＦＵマウスの腫瘍血液比の平均値および腫瘍筋肉比の平均値から、腫瘍への［１８Ｆ］の集積の特異性を評価したところ、腫瘍血液比の平均値については、ＤＬＤ－１／５－ＦＵマウスで１．０７であったのに対し、ＤＬＤ－１マウスで１．９９と有意に高かった（ｐ＜０．０１）。腫瘍筋肉比の平均値についても、ＤＬＤ－１／５－ＦＵマウスで１．０８であったのに対し、ＤＬＤ－１マウスで２．１４と有意に高かった（ｐ＜０．０１）。すなわち、ＤＬＤ－１マウスでは、ＤＬＤ－１／５－ＦＵマウスと比較して、腫瘍血液比の平均値が約１．８６倍、腫瘍筋肉比の平均値が約１．９８倍と、いずれも有意に高かった。

【0059】

さらに、ＰＥＴ画像から得られた腫瘍血液比および腫瘍筋肉比についての比較結果の妥当性を検証すべく、解剖で得た組織から得られた腫瘍の放射能値、腫瘍血液比、および腫瘍筋肉比についての比較を行った。具体的には、投与後１０分、投与後３０分、投与後６０分、および投与後２４０分のタイムポイントごとに、ＤＬＤ－１マウスおよびＤＬＤ－１／５－ＦＵマウスを４頭ずつ用意し、各マウスに対し、以下の手順３１～３４の実験を行うことで、腫瘍の放射能値についてのＤＬＤ－１マウスとＤＬＤ－１／５－ＦＵマウスとの定量的な比較ならびに腫瘍血液比および腫瘍筋肉比についてのＤＬＤ－１マウスとＤＬＤ－１／５－ＦＵマウスとの定量的な比較を行った。なお、解剖で得た組織から腫瘍血液比を得るにあたっては、心臓における放射能ではなく実際に採取した血液における放射能を基準としたので、解剖で得た組織から得られた腫瘍血液比は、血液における放射能に対する腫瘍における放射能の比である。

【0060】

［手順３１］マウスに、１頭あたり１．８ＭＢｑの［１８Ｆ］５－ＦＵと１頭あたり１０ｍｇ／ｋｇのギメラシルを、尾部静脈へ注射により同時に投与する。

【0061】

［手順３２］タイムポイントが経過したら速やかにマウスを解剖し、各組織（腫瘍、血液、筋肉、肺、および骨など）への放射能の分布を解析する。具体的には、マウスを解剖してマウスから各組織を分離し、分離した各組織の重量および分離した各組織に含有する放射能値を測定する作業を、速やかに行う。

【0062】

［手順３３］測定した各組織の重量および各組織に含有する放射能値から、各組織の単位重量あたりの放射能値を算出する。

【0063】

［手順３４］算出した腫瘍の放射能値、血液の放射能値および筋肉の放射能値から、腫瘍血液比および腫瘍筋肉比を算出する。

【0064】

比較の結果、ＤＬＤ－１マウスでは、ＤＬＤ－１／５－ＦＵマウスと比較して、［１８Ｆ］の集積量の平均値（％ＩＤ／ｇ）が２．０倍（図６に示す折れ線グラフにおける投与後経過時間６０分に対応する点を参照）、腫瘍血液比の平均値が１．６倍（図７に示す、「６０ｍｉｎ」との表記に対応する棒グラフを参照）、腫瘍筋肉比の平均値が１．９倍（図７に示す、「６０ｍｉｎ」との表記に対応する棒グラフを参照）と、いずれも有意に高かった（ｐ＜０．０１）。

【0065】

図６に示すように、投与後１０分、投与後３０分および投与後２４０分でも、ＤＬＤ－１マウスの集積量がＤＬＤ－１／５－ＦＵマウスのそれを上回っていた。より詳細には、投与後１０分と投与後２４０分では、ＤＬＤ－１マウスの集積量は、ＤＬＤ－１／５－ＦＵマウスのそれと有意な差はなかったが、投与後３０分では、ＤＬＤ－１マウスの集積量は、ＤＬＤ－１／５－ＦＵマウスのそれより有意に高かった（ｐ＜０．０１）。また、図７および図８に示すように、投与後１０分、投与後３０分および投与後２４０分でも、ＤＬＤ－１マウスの腫瘍血液比および腫瘍筋肉比がＤＬＤ－１／５－ＦＵマウスのそれを上回っていた。より詳細には、投与後１０分と投与後２４０分では、ＤＬＤ－１マウスの腫瘍血液比および腫瘍筋肉比は、ＤＬＤ－１／５－ＦＵマウスのそれと有意な差はなかったが、投与後３０分後では、ＤＬＤ－１マウスの腫瘍血液比および腫瘍筋肉比は、ＤＬＤ－１／５－ＦＵマウスのそれより有意に高かった（ｐ＜０．０１）。

【0066】

実施例１および実施例２により、ＰＥＴ画像から得られた組織への放射能の体内分布と実際の組織への放射能の体内分布との比較結果に相関が見られたことから、マウスにおいて、［１８Ｆ］５－ＦＵを用いた５－ＦＵの体内動態の可視化および腫瘍への［１８Ｆ］５－ＦＵの集積の特異性の評価が可能であることが明らかとなった。

【符号の説明】

【0067】

１０ 医用画像診断システム
１００ 医用画像診断装置
２００ 解析装置
２０１ ネットワークインタフェース
２０２ 入力インタフェース
２０３ ディスプレイ
２０４ 記憶回路
２０５ 処理回路
２０５ａ 表示制御機能
２０５ｂ 受付機能
２０５ｃ 抽出機能
２０５ｄ 算出機能
２０５ｅ 評価機能
３００ ネットワーク

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】