ホーム ザイオソフトTechnical Note腹部領域におけるziostation2の活用

近年，腹部領域における三次元画像の利用は用途が多様化するとともに，頻度も急激に増加しつつある。主な利用目的は，
(1) 術前・術後のシミュレーションや，診断における立体的な位置関係や大きさの把握
(2) 正常な機能が保たれているかどうかの機能の診断
である。これらに関して，ザイオソフト社製「ziostation2」の機能を交えて説明する。

■マルチデータフュージョン

(1) は，各臓器，腫瘍，血管（動脈，静脈，門脈，あるいは腫瘍につながる栄養血管）などを抽出し，三次元的に表示することで行われる（図1）。最もシンプルな方法として，造影CT画像の1シリーズから分離・抽出する方法がある。CTは，撮影速度や短時間での撮影範囲が広くなったことで，複数の位相の画像データを得ることが容易である。これは，マルチデータフュージョンと言われる複数の位相データ融合利用の頻度が増大した要因でもある。これにより，複数の位相から目的の部位だけを抽出し，合成することが可能であるため，各臓器の特徴のある形態だけを複数のタイミングから集めることができる。さらに，複数のモダリティ検査画像から同様の操作が可能である。図2は，CT＋PET＋MRIの画像である。
最近の手術では，患者の負担をより軽減させることができる腹腔鏡下手術が増えている。限られた術者の視界を補助する役目を三次元画像は担っている。これらの画像の精度を高めるのは，ワークステーションの物体抽出能力と操作性（処理時間）である。当社では，独自開発したリージョングローイングのアルゴリズムやサブトラクションにより，血管や臓器の自動抽出精度，自動骨除去精度等を高めている。これは，画像作成者の経験量による最終画像の品質の差を極力少なくさせること，および作成時間の短縮に効果を発揮している。

図1　マルチデータフュージョン

図2　マルチデータフュージョン：CT＋PET＋MRI画像

■肝臓体積測定

また，CT画像は分解能に優れるため，定量的な把握に適している。ある臓器の全体の体積や，それと切除する部分の体積の比較等が可能である。ziostation2のオプションソフトウェア“CT肝臓体積測定”では，肝臓の切除シミュレーションに最適な機能を有している（図3）。最大4位相を読み込むことができ，肝臓実質の自動抽出，ワンクリックによる門脈抽出，動脈・肝静脈・下大静脈・胆管・腫瘍等のマスク作成，肝臓の8分割等が可能である。特に外科手術では，腫瘍付近を支配している門脈や，その区域の境界を走行している肝静脈が重要である。さらに，肝門部にある動脈・門脈・胆管の走行パターンは何通りもあるが，ziostation2では，これらを容易に抽出して3Dフュージョンすることが可能である。

図3　CT肝臓体積測定

■血流解析

これまでに述べたのは，人体のさまざまな部位の形態情報と，モダリティ画像で判別可能な閾値情報をワークステーションで解析・シミュレーションしたものである。近年のモダリティの進化により，形態や閾値（濃度）によって，病態の鑑別診断に提供する情報量は非常に増えてきたと言える。これらは定性的な情報として有用である。それらは，(2) に挙げたような機能的な診断にも活用されつつあり，これからの画像診断では，定量的な機能情報が求められることだろう。これには，さらにさまざまな問題をクリアにする必要があるが，それらに対する当社の試みについては後述する。
定量化が可能な機能としてPerfusionがある。例えば，進行性細胞がん等では，分子標的薬の利用に期待が寄せられている。薬剤によって腫瘍細胞の増殖を抑制するものであるが，抗がん剤とは異なり，腫瘍の大きさが変わらなくても効果を発揮している可能性がある。このようなケースでは，腫瘍のサイズから効果を判定することができないため，血流解析による判定に期待が寄せられている。
また，急性膵炎の場合では，重症化した場合に命にかかわる疾患であり，膵Perfusionデータを利用して，発症早期に重症度を予測できる可能性があり，その後の治療適応・効果の評価に有用であると考えられている。ziostation2では，オプションソフトウェアとして“CT/MR血流解析”（図4），および，Perfusion解析結果をボリュームデータで表示することができる“CTボリューム血流解析”を有する。

図4　CT血流解析

当ソフトウェアでは，この解析に有効であると期待されているSingle Compartment法も利用可能である。この解析方法を用いることで，(1) Fv（min−1）＝血流の速度，(2) tau（sec）＝AIFからの組織到達までの遅延時間，(3) R2（100−1）＝血流モデルとの相関が解析できる。例えば，膵炎発症早期の膵Perfusion CTにおいて，Fvが低下している場合は壊死に至る可能性が高くなる傾向にある（図5）。Fvの値を利用して，壊死をしない群（AEP：acute edematous pancreatitis）群と，壊死をしてしまう群（ANP：acute necrotizing pancreatitis）群の間で有意差が認められることで，急性膵炎の壊死予測が可能であるという報告もされている^1）。

図5　急性壊死性膵炎と急性浮腫性膵炎における処理の一例

■定量的評価を支える技術

定量的な機能解析を行う上で解決すべき問題点がいくつかある。CT検査の場合，1つは被ばく低減である。最近はCT装置の技術進歩により，逐次近似法やDose Modulationなどの技術が生まれている。また，複数の位相データを取得する場合は，各臓器に着目すると人体自身の動きによる位置ズレが生じる。動きの変化は人によりさまざまであり，一定ではない。
当社では，次世代のモダリティの進化に対応したポストプロセッシングのために，新たな基幹技術を開発した。独自のInterpolation，Registration，Tracking等により実現する，“超四次元画像PhyZioDynamics”と呼ばれる技術である。ボクセルの追跡による補完技術により，非剛体位置合わせと同様の効果を生み出すことが可能である。また，複数の位相のボクセルを追跡して補完する際に，前後の位相データとの連続性を見つける中で継続性のないボクセルの重みづけを可変することができ，ノイズ低減効果が期待できる。ziostation2では，部位の抽出（例えば，CT肝臓体積計測における肝臓実質の抽出）等にPhyZio dynamicsの要素技術が応用されている。今後もziostation2は，PhyZiodynamicsの技術を利用して，次の進化を実現すべく開発を進めている。

●参考文献
1)	辻　喜久・他 : 重症急性膵炎発症早期における“可逆性―非可逆性膵虚血”の診断. 膵臓, 26, 59〜65, 2011.