Medical Imaging Technology
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28 巻, 4 号
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巻頭言
特集／JAMIT2010関連の査読付き論文＜研究論文＞
  • コンピュータオブザーバを用いたAnatomical-MAP画像再構成法の病変検出能評価
    小林 哲哉, 工藤 博幸
    2010 年 28 巻 4 号 p. 214-222
    発行日: 2010年
    公開日: 2010/10/15
    DOIhttps://doi.org/10.11409/mit.28.214
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    本研究では，放射型CTにおける形態情報を利用したAnatomical-MAP画像再構成法の病変検出能を，コンピュータオブザーバと呼ばれる数値計算による観測者モデルを用いて評価する．病変検出のタスクに対する従来のAnatomical-MAP法の問題点は，形態情報として利用するCT／MR画像に写っていない病変のコントラストを保存したまま，滑らかな濃度変化をもつ背景の雑音を抑制する効果がないことである．これに対して，筆者らは放射能分布画像を滑らかな背景画像と疎なスポット画像の和として表現するSpotson-smoothモデルに基づくAnatomical-MAP再構成法（SOS-MAP）を提案し［8, 9］，病変のコントラストを保存したまま背景の雑音を抑制することを可能にした．本論文では，これまで明らかでなかったSOS-MAP法の病変検出能をコンピュータオブザーバによって評価し，従来手法と比較して優れた病変検出能をもつことを示す．
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  • 次世代PET検出器「クリスタルキューブ」の位置演算における情報取捨選択法
    横山 貴弘, 三橋 隆之, 錦戸 文彦, 稲玉 直子, 吉田 英治, 村山 秀雄, 山谷 泰賀, 菅 幹生
    2010 年 28 巻 4 号 p. 223-228
    発行日: 2010年
    公開日: 2010/10/15
    DOIhttps://doi.org/10.11409/mit.28.223
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    近年，小型の半導体受光素子の実用化に伴い，新たな受光素子配置に基づくPET用検出器の開発が可能になった．放射線医学総合研究所では，千葉大学，東京大学，浜松ホトニクスと共同で，クリスタルキューブと呼ばれる次世代の3次元放射線位置検出器を開発している．クリスタルキューブは，光学的不連続点を内蔵する結晶ブロックの全面に半導体受光素子を配置することで，3次元的にシンチレーション光を取得する．位置演算法の観点では，シンチレーション光の信号は冗長に得られる．本研究では，クリスタルキューブの位置演算において，位置情報を多く含むデータを選択して検出位置の推定精度を向上させる手法を提案し，その効果をモンテカルロシミュレーションにより検証した．位置推定には重心演算法として知られるAnger法を用いた．その結果，全6面のデータを使用した場合よりも4面のデータを選択的に使用した方が位置推定精度は高かった．
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  • 放射線治療のための粒子法シミュレーションに基づく胸部Simulation-based 4DCTの構成
    伊藤 広貴, 越塚 誠一, 志野 亮作, 芳賀 昭弘, 山下 英臣, 尾上 剛士, 中川 恵一
    2010 年 28 巻 4 号 p. 229-236
    発行日: 2010年
    公開日: 2010/10/15
    DOIhttps://doi.org/10.11409/mit.28.229
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    通常の胸部放射線治療においては呼吸性移動による範囲を網羅するような広めの照射範囲を設定するため，正常組織にも多量の放射線が照射されてしまう可能性がある．そこで，生体力学シミュレーションにより肺内部の動きを予測できれば，正常組織の被曝を低減できる．本研究では吸気時CT画像から3次元肺形状を作成し，弾性体であるとモデル化して粒子法により肺内部の動きをシミュレーションする．シミュレーションの境界条件には呼気時および吸気時のCT画像からTemplate Matchingを用いて横隔膜および肺野輪郭の移動量を算出したものを用いる．そして，シミュレーション結果と呼気時および吸気時のCT画像から4DCT相当の時系列3DCT画像をImage Warpingを用いて構成する．
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  • ベイジアンネットワークを利用した肺野孤立性結節の鑑別診断支援の検討
    川岸 将実, 飯塚 義夫, 山本 裕之, 八上 全弘, 久保 武, 藤本 晃司, 富樫 かおり
    2010 年 28 巻 4 号 p. 237-244
    発行日: 2010年
    公開日: 2010/10/15
    DOIhttps://doi.org/10.11409/mit.28.237
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    我々は，医師が胸部CT画像上の肺結節像を読影して付与したテンプレート方式の画像所見を入力として，その診断名を推論し提示する鑑別診断支援システムの構築に取り組んでいる．これまでに我々は，ナイーブベイズ分類器を用いた推論モデルを構築・評価し，その臨床的な有効性を報告した．本論文では，推論モデルの精緻化の目的で行った以下の改良について報告する．（1）統計的に診断と関連が強い所見のみを選出して推論に用いる．（2）診断名ごとのナイーブベイズを複数用意し，それらの出力を組み合わせて総合的に診断名を推論する．これらの改良により，100症例222結節の臨床データを対象としたLeave-one-out法による性能評価で，改良前に比べて正答率が10.4% (p <.01) 向上し，医師の正答率を上回る性能を達成した．
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  • MRI肝臓スキャンにおけるスライスおよびNavigator Tracker位置決めの自動化の検討
    後藤 隆男, 椛沢 宏之
    2010 年 28 巻 4 号 p. 245-251
    発行日: 2010年
    公開日: 2010/10/15
    DOIhttps://doi.org/10.11409/mit.28.245
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    近年MRIの普及に伴い，さまざまな施設での一貫性のある検査が望まれている．MRIにおける自動スライス位置決めの技術は，ワークフローの改善，および検査の正確性を維持する技術となりうると考えられる．今回，肝臓MRIをターゲットにし，スライス位置およびNavigator Trackerの位置決めについて自動化の検討を行った．本方法では，17秒の息止め3D Scout Scanによって得られた3D画像を2D投影画像に変換して高速化を計る．解析の流れとしては，自動閾値処理の後，2DのCoronalおよびSagittalの投影画像を得て，Active Shape Model（ASM）によって肝臓投影画像の形状を抽出し，その形状の上部・下部エッジからスライス位置を，上部ランドマークからNavigatorの位置を同定する．現在まで38例のボランティアデータによるテストを行い，精度の面で良好な結果が得られた．
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特集／JAMIT2010関連の査読付き論文＜研究速報＞
  • 連続薄切・多重免疫標識による腫瘍病変の3次元組織立体構築と構造解析
    島津 徳人, 工藤 朝雄, 田谷 雄二, 青葉 孝昭
    2010 年 28 巻 4 号 p. 252-255
    発行日: 2010年
    公開日: 2010/10/15
    DOIhttps://doi.org/10.11409/mit.28.252
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    本研究では腫瘍微小環境の構造解析に向けて，連続薄切標本の多段階・多重免疫標識に基づく組織立体構築法を開発した．ヒト舌癌浸潤先端部の組織立体構築では，パラフィン包埋試料から組織アレイ法により円筒形試料（3mm 径）を採取し，連続薄切標本（4μm 厚）に2段階に分けて多重免疫染色を施し，各標識画像をバーチャルスライドにより高画質のデジタル情報として記録した．これらのデジタル画像からRGB色調に基づき，サイトケラチン陽性の癌細胞，CD31/D2-40陽性の血管/リンパ管内皮細胞およびKi-67陽性の増殖核を分画できた．多要素の空間位置情報に基づく3次元構造解析では，2次元観察のみでは判定困難な癌胞巣の連結性や浸潤様式，脈管走行と組織内密度，癌細胞の脈管侵襲などの癌病変の予後判定に重要な病理診断指標が得られることが確かめられた．本研究の結果から，多段階・多重免疫標識と逐次画像保存を連結した組織立体構築法は癌生物学・診断学での活用範囲は広いと考えている．
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  • 位相拡散フーリエ法を利用した仮想的パラレルイメージングにおける画質改善
    伊藤 聡志, 川和 康宏, 山田 芳文
    2010 年 28 巻 4 号 p. 256-263
    発行日: 2010年
    公開日: 2010/10/15
    DOIhttps://doi.org/10.11409/mit.28.256
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    位相エンコード勾配磁界に同期して二次関数状磁界を印加する位相拡散フーリエ法では，信号の振幅は被写体関数がフレネル回折によってぼけた分布と同形となる．よって，位相拡散フーリエ法の信号空間は一種の画像空間とみなすことができる．この信号空間に受信コイルの感度分布関数に相当する重み関数を適用すると，単一信号から撮像後に擬似的に複数の重み分布を持つ画像を再生することができ，パラレルイメージングの画像再生法を適用することが可能となる．これまでの研究により，ほとんどの像の折り返し成分を分離できることが確認されているが，重み関数の近似誤差に起因する折り返しの残留と分解能の低下があった．本研究では，信号空間に適用する重み関数と像空間に与える重み関数は分離して考え，より精度よく設定した重みが再生像に与えられる方式を検討した．その結果，再生像の誤差軽減と分解の改善，ならびに提案法を有効とする撮像パラメータの範囲を大幅に拡大できることが示された．
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研究論文
  • 3D画像支援のP2P型医療連携アーキテクチャの構築と評価
    野地 保, 有野 真史, 周藤 安造
    2010 年 28 巻 4 号 p. 264-270
    発行日: 2010年
    公開日: 2010/10/15
    DOIhttps://doi.org/10.11409/mit.28.264
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    我々は，3D画像支援機能付き電子紹介状や電子カルテをインターネット環境下で連携する医療ネットワークシステムの構築を目指している．広域連携医療では各医療機関と医師，看護師，薬剤師などの医療従事者間での医療情報の共有連携化が不可欠である．しかしながら，現状のC/S（クライアントサーバー）型システムでは情報管理体制におけるセキュリティ対策が不足している，情報伝送での可用性が低いなどの問題点がある．本稿では，C/S型の代わりにP2P（ピアートウピアー）通信方式を用いてシステムの信頼性向上と3D画像などの大量データ転送における処理速度低下を防ぐ医療情報連携システムアーキテクチャを提案し，仮想診療所を設置してP2P型システムの実用性評価実験を試みた．評価結果から，リアルタイム転送の場合は約77%の効率改良が得られ，実用に耐えうることが判明した．
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  • DPトラッキング法によるMモード超音波画像上の局所心筋運動追跡
    陳 超, 大山 航, 若林 哲史, 木村 文隆, 関岡 清次
    2010 年 28 巻 4 号 p. 271-278
    発行日: 2010年
    公開日: 2010/10/15
    DOIhttps://doi.org/10.11409/mit.28.271
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    Mモード超音波画像上で局所心筋の運動を追跡する新しい手法を提案する．心筋機能の定量的評価を行うためには心筋の運動追跡が有効であるが，現在は検査者の目視による追跡が必要であり，高精度な自動追跡手法が望まれている．提案手法は動的計画法（DP）に基づいた目的関数の最適化により，心筋の運動を追跡する．提案手法は主に2つのステップ，速度算出部と運動追跡部を含む．速度算出部では超音波信号の相関加重位相差処理により超音波信号に含まれるスペックルやノイズに起因する速度算出エラーを低減した瞬時移動量を算出する．運動追跡部では，速度算出部で算出された瞬時移動量を用いて，心筋の周期性の仮定に基づいて最適な追跡点の軌跡をDPにより決定する．診断に利用されている超音波診断装置を用いて正常被験者から超音波信号を42例取得し，運動追跡実験を行った．目視による追跡結果との定量比較を行った結果，提案手法は従来手法よりも正確な追跡が実現できることが示された．
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  • 複数小領域の相互情報量を用いたボリューム類似度指標による3次元超音波画像の位置合わせ
    嶺 喜隆, 木原 朝彦, 小畑 秀明, 山田 昌彦, 森安 史典
    2010 年 28 巻 4 号 p. 279-291
    発行日: 2010年
    公開日: 2010/10/15
    DOIhttps://doi.org/10.11409/mit.28.279
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    病変の経時変化や治療効果を判定し，効果的な治療方針を決定・実施するために，診断・治療・評価の過程で得られる一連の画像を空間的に位置合わせする意義は大きい．画像の位置合わせは，CT，MR，PETの分野を中心に精力的な研究が行われ，多くの問題を解決してきた．しかし，超音波画像を対象とした研究は，超音波画像に特有の諸要因のため，他のモダリティに比べその数は少ない．近年，三次元ボリュームデータを連続的に観察・記録できる超音波装置が開発され，超音波においても診療プロセスで得られる画像群を位置合わせする意義と期待が高まっている．本研究は，肝癌治療で最近注目を浴びている超音波画像監視下で行うラジオ波焼灼療法での応用を念頭に置き，複数の小領域を用いたボリューム類似度指標を導入し，効果的に超音波画像を位置合わせする方法に関する報告である．
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研究室訪問
日本医用画像工学会
編集後記
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