Medical Imaging Technology
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28 巻, 5 号
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特集／医用画像工学における動画像の有効性
  • 特集／医用画像工学における動画像の有効性－序　文－
    周藤 安造
    2010 年 28 巻 5 号 p. 305-306
    発行日: 2010年
    公開日: 2010/12/07
    DOIhttps://doi.org/10.11409/mit.28.305
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  • 診断を支援するバーチャル環境構築技術－可視化から可覚化へ－
    井村 誠孝, 大城 理, 千原 國宏
    2010 年 28 巻 5 号 p. 307-311
    発行日: 2010年
    公開日: 2010/12/07
    DOIhttps://doi.org/10.11409/mit.28.307
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    本論文では，診断を支援する画像処理技術として，「事実上の，実質上の，実際の」診断機能が実現できるバーチャル環境構築技術について述べる．体内臓器や機能を単なる観察のために可視化してきたパッシブビジュアライゼーションから，患部の内部に侵入し，特徴を計量しながら感じることができ，ユーザの意思がインタラクティブに反映できる可覚化，いわゆるアクティブビジュアライゼーション技術を紹介する．
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  • 下肢画像からの自動骨軸抽出法とその応用
    土井 章男, 高橋 弘毅, 伊藤 史人
    2010 年 28 巻 5 号 p. 312-316
    発行日: 2010年
    公開日: 2010/12/07
    DOIhttps://doi.org/10.11409/mit.28.312
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    本論文では，下肢X線レントゲン写真（CR画像）に対して，右肢か左肢かの情報を与えて，自動的に膝間隙ラインと，大腿骨と脛骨の骨軸，FTAを抽出する方式を紹介する．また，本画像処理法は，CT画像から作成した仮想透視画像（仮想CR画像）にも適応可能である．具体的には，CT画像から作成した冠状面（正面，前額面）および矢状面（側面）方向の仮想CR画像に対して，2次元骨軸を計算することで，3次元空間における3次元骨軸の座標値計算が可能となる．本自動解析法により計算された骨軸情報は，医師の術前計画の省力化，精度の高い術前計画支援，2Dテンプレーティングや3Dテンプレーティングに対する補助情報として使用可能である．さらに，CT画像から計算された骨軸情報は，正確な3次元幾何情報であるため，従来困難であった骨軸に垂直な骨切り平面の設定や，骨軸を中心とした人工関節の回旋角度の決定，荷重軸と骨軸との比較などが可能になる．
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  • Automated 3-D Kinematics Analysis of Implanted Knee with 2-D Digital Radiography Video
    小橋 昌司, 中島 祐介, 吉矢 晋一
    2010 年 28 巻 5 号 p. 317-321
    発行日: 2010年
    公開日: 2010/12/07
    DOIhttps://doi.org/10.11409/mit.28.317
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    人工膝関節置換術（Total knee arthroplasty:TKA）後の膝関節の動態解析は，TKA術後膝の診断や，TKA術に関する研究開発において主要な役割を示す．これまでの研究において2次元のX線透視画像と人工膝関節の3次元形状モデルを用いた2-D/3-Dイメージマッチング手法が多く提案されているが，これらは静止画像による解析に留まり，膝関節の連続的な動作を動画像により解析する研究はほとんど行われていない．本論文では，モンテカルロ法を用いた人工膝関節の3次元動態解析システムを提案する．提案手法は複数の候補を作成するパラメータ探索による2-D/3-Dイメージマッチングを用いて人工膝関節の3次元位置姿勢を推定する．これにより動画像の連続フレーム解析を可能とする．実験の結果，提案手法により膝関節の連続的な動作の解析，膝関節角度の推定が可能となり，7例の被験者に対する適用結果よりいくつかの膝関節動態のパターンを観察できた．
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  • 交差プロファイル法による胸部4D-MRIの構築とその応用
    桝田 喜正, 羽石 秀昭
    2010 年 28 巻 5 号 p. 322-327
    発行日: 2010年
    公開日: 2010/12/07
    DOIhttps://doi.org/10.11409/mit.28.322
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    筆者らは，2次元時系列MR画像から4次元MR画像を構築する新たな手法として交差プロファイル法を開発した．交差プロファイル法では，自然呼吸下において，Data sliceとして肺野領域を広くカバーするように複数断面のCoronal面時系列MR画像と，Navigator sliceとしてData sliceと直交するSagittal面時系列MR画像を1断面撮像する．次に，各Data sliceとNavigator sliceが交差する位置で2次元時空間画像を作成し，2次元時空間画像上で正規化相互相関テンプレートマッチングの手法を用いて，Data sliceからNavigator sliceと同じ呼吸パターンを抽出して撮像した全断面の同期を取るものである．本論文では，交差プロファイル法について概説するとともに，本手法によって得られた4次元MR画像の利用法として，横隔膜機能画像の生成について紹介する．
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  • 4D超音波画像を用いた画像位置合わせとその応用
    木原 朝彦, 小畑 秀明, 森安 史典, 畠 二郎, 嶺 喜隆
    2010 年 28 巻 5 号 p. 328-337
    発行日: 2010年
    公開日: 2010/12/07
    DOIhttps://doi.org/10.11409/mit.28.328
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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・評価の各段階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．画像位置合わせに関する研究は，これまで，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．これに対し，循環器や腹部の画像診断に最適なモダリティであり，臨床で広く利用されている画像診断装置であるにもかかわらず，超音波画像を対象とした画像位置合わせに関する研究は他のモダリティに比べその数は少ない．近年，電気的，または，機械的に2次元超音波画像を走査し，3次元volume dataを連続的に観察・記録できる超音波装置（4D超音波装置）が開発され，超音波画像についても，診療プロセスの各ステージで得られる画像群の位置合わせへの期待が高まっている．本論文では，報告者の施設で行った最近の研究成果に基づき，位置合わせ手法の改良，術前・術中・術後画像の統合表示，術中画像の逐次位置合わせによる手術支援，連続3次元volume dataの自動位置合わせによる3Dパノラマ画像の構築について紹介する．
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  • 多次元動画支援可能な3D電子紹介状システムの実現
    野地 保, 満生 康一, 荻野 正, 周藤 安造
    2010 年 28 巻 5 号 p. 338-342
    発行日: 2010年
    公開日: 2010/12/07
    DOIhttps://doi.org/10.11409/mit.28.338
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    我々はネットワークを地域内の病院・診療所間での連携医療の基本とし，3D電子紹介状を情報交換の手段とする広域連携医療ネットワークシステムの研究を進めている．本稿では，3D画像圧縮率の評価結果に基づく3D電子紹介状の方式開発と実装，音声支援と多次元・動画支援機能の組み込みとその評価を行う．3D画像圧縮に用いた同じ2D画像を多次元・画像化し3D画像との比較を行い，多次元・動画支援電子紹介状による地域連携医療，遠隔診療や救急診療，在宅診療などの新たな医療画像工学応用システムへの可能性を探る．
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研究論文
  • 超短TEシーケンスの再構成時のエコーシフト補正法
    瀧澤 将宏, 大塚 武裕, 阿部 貴之, 高橋 哲彦
    2010 年 28 巻 5 号 p. 343-350
    発行日: 2010年
    公開日: 2010/12/07
    DOIhttps://doi.org/10.11409/mit.28.343
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    超短TEパルスシーケンスはK空間を放射状にサンプリングするラディアルサンプリングとハーフエコー計測を基盤とする．ラディアルサンプリングでのハーフエコー計測は，ハードウェア由来の誤差に影響されやすく，傾斜磁場パルスの時間的なずれやパルス形状の歪みによりエコーピークがシフトし（以下，エコーシフト），画質が劣化する．画質劣化を抑制するため，10秒程度のプリスキャンで撮像条件に応じてエコーシフトを検出し信号を補正するアルゴリズムを開発した．この結果，ハードウェア由来の誤差が生じやすい，オブリークやオフセンター位置での撮像で安定に画像を取得できた．これにより，撮像パラメータの自由度が高いロバストな超短TEパルスシーケンスを実現した．
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  • 胸部X線画像の対側差分のための位置合わせ法
    川口 剛, 原田 義富, 永田 亮一, 三宅 秀敏
    2010 年 28 巻 5 号 p. 351-361
    発行日: 2010年
    公開日: 2010/12/07
    DOIhttps://doi.org/10.11409/mit.28.351
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    本論文では胸部X線像から肺結節を検出するための新たな対側差分法を提案する．この対側差分法は元画像と左右反転像の大局的位置合わせ，および，局所的位置合わせのために本論文で新たに提案する手法を用いる．本論文では，JSRTデータベースの腫瘤画像の中で結節検出の難易度が2（非常に困難），3（困難），4（比較的容易）である107枚の画像を用いて，提案手法によって得られた差分画像の画質を評価した．評価は一人の放射線診断専門医が行った．まず差分画像の画質を肋骨除去の観点から評価し，3(adequate or better)，2(poor)，1(very poor) の評点を与えた．この結果，92.5%の画像に対して評点3が与えられた．次に差分画像の画質を結節描出の観点から評価し，3(clearly depicted)，2(subtly depicted)，1(not depicted) の評点を与えた．この結果，73.8%の画像に対して評点3が与えられ，7.5%の画像に対して評点2が与えられた．また提案手法の実行時間は，2.2GHzのPCでマトリックス寸法512×512の画像1枚当たり平均19.4秒であった．
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  • パラメトリック固有空間を利用したPET動態データの雑音除去
    星野 直輝, 本谷 秀堅, 坂口 和也, 坂田 宗之, 石渡 喜一, 木村 裕一
    2010 年 28 巻 5 号 p. 362-370
    発行日: 2010年
    公開日: 2010/12/07
    DOIhttps://doi.org/10.11409/mit.28.362
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    本稿では，脳PET画像より得られる組織時間放射能曲線(tTAC)のノイズを除去する手法を提案する．tTACは神経受容体の全分布体積(VT)を推定する線形手法などのさまざまな受容体解析法に利用されるが，PET撮影時に加わるノイズは推定精度を低下させる．そこで，本稿ではtTACのパラメトリック固有空間に基づいて計測したtTACのノイズを除去する手法を提案する．tTACの形状はコンパートメントモデルと呼ばれる脳内におけるリガンドの挙動を表すモデルに基づき表現できる．提案法は，モデルが含む未知のパラメータを変化させつつシミュレーションすることによりtTACの固有空間を構築し，この固有空間とtTACに加わるノイズのモデルに基づきtTACの真値をMAP推定する．シミュレーションおよび臨床画像においてノイズ除去性能の評価を行った．ノイズ除去後のVT推定では，ノイズ除去前に比べ推定バイアスおよび推定分散が小さくなった．この結果，提案法はノイズ除去効果が期待できることが示された．
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  • 相互情報量によるPlanar画像のノイズ低減のためのWavelet基底関数の選択
    松山 江里, 蔡 篤儀, 李 鎔範, 布施 真至, 小島 克之
    2010 年 28 巻 5 号 p. 371-380
    発行日: 2010年
    公開日: 2010/12/07
    DOIhttps://doi.org/10.11409/mit.28.371
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    本稿では，相互情報量（mutual information: MI）による画質評価法を，ノイズ低減策としてwaveletしきい値処理を施したPlanar画像に応用し，最適な画質改善をもたらすwavelet基底関数の選択手法を提案する．MI値は画質改善効果が大きいほど高くなる．最初に既存のwavelet基底関数を8種類，候補にあげる．次に原画像に対しuniversalしきい値法を用いてwavelet縮退によるノイズ低減を施す．最後に逆wavelet変換後画像のMIを計算する．実験に用いる画像は，コンピュータ上で作成する2次元grid pattern像とインクジェットプリンタにより作成する面線源ファントム像である．両種類の画像実験の結果は同じ傾向であり，基底関数にdmey waveletを用いた際のMI値がもっとも高い．また，実験結果による提案手法の妥当性を検証するために，画像の標準偏差率とエッジ傾斜比を求め，これらの指標間の比較を行う．これらの結果から，MIによるwavelet基底関数の選択が有効な手法であること，そして低コントラストのplanar画像に最適な基底関数はdmeyであることが示された．
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講　座
研究室訪問
日本医用画像工学会
第28巻総目次
編集後記
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