Quantification of SPECT myocardial perfusion imaging using coronary artery-based myocardial segmentation in CT/SPECT fusion images

2023 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 20K07998
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Section: 一般
• Review Section: Basic Section 52040:Radiological sciences-related
• Research Institution: National Hospital Organization Shikoku Cancer Center (2021-2023); Ehime University (2020)
• Principal Investigator: Kurata Akira 独立行政法人国立病院機構四国がんセンター(臨床研究センター), その他部局等, 医長 (40423438)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 城戸 輝仁 愛媛大学, 医学系研究科, 教授 (50403837) ; 田邊 裕貴 愛媛大学, 医学部附属病院, 助教(病院教員) (70836189)
• Project Period (FY): 2020-04-01 – 2024-03-31
• Keywords: 画像診断 / 心筋虚血 / リスク領域 / 冠動脈疾患 / computed tomography / 心臓核医学

Outline of Final Research Achievements

In this study, we developed a new evaluation method that can quantitatively evaluate myocardial perfusion with single photon emission computed tomography (SPECT) in the culprit coronary artery lesion-related myocardial perfusion area more accurately by integrating a technique for coronary artery-related myocardial segmentation (CAMS) using a mathematical algorithm called a Voronoi diagram on cardiac CT data with SPECT myocardial perfusion imaging.
Compared with the conventional method that combines 17 left ventricular segments and a visual 5-grading scale, the study showed that the present method could quantitatively evaluate the severity of myocardial ischemia and myocardial infarction area caused by individual stenotic lesions in patients with coronary artery disease (CAD) performed cardiac CT and stress Thallium-201 SPECT-MPI. We concluded the CAMS-based SPECT-MPI quantification can be a feasible method for treatment strategies of CAD.

Free Research Field

画像診断

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

SPECT心筋かん流イメージングでは、冠動脈疾患の診断・重症度評価・予後予測には、左心室17セグメントと視覚的5段階のスコア評価を組み合わせた方法が標準的に利用されている。
本研究で検証した、心臓CTによる冠動脈支配領域の抽出技術とSPECTの心筋血流イメージングを統合した評価方法は、個別の冠動脈病変の支配領域におけるSPECT核種の心筋への取り込みを定量すること可能であり、はじめの診断や治療選択の決定だけでなく、治療前の心臓CTデータを治療後のSPECTデータと統合して評価することで治療効果の評価やフォローアップも定量的に評価することも可能になると考える。