光学式トラッキング装置を用いた腫瘍検査のための画像自動重ね合わせシステムの開発

• Project/Area Number: 16700395
• Research Category: Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Research Field: Medical systems
• Research Institution: National Cardiovascular Center Research Institute
• Principal Investigator: 渡部 浩司 国立循環器病センター(研究所), 放射線医学部, 室長 (40280820)
• Project Period (FY): 2004 – 2006
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2006)
• Budget Amount: ¥3,600,000 (Direct Cost: ¥3,600,000); Fiscal Year 2006: ¥1,000,000 (Direct Cost: ¥1,000,000); Fiscal Year 2005: ¥1,000,000 (Direct Cost: ¥1,000,000); Fiscal Year 2004: ¥1,600,000 (Direct Cost: ¥1,600,000)
• Keywords: PET / MRI / 光学式トラッキング装置 / 画像重ね合わせ / マルチモダリティ / 画像フユージョン / 造影剤 / 腫瘍 / 画像フュージョン / 動き補正 / 心臓 / 血液量 / 画像再構成 / クラスタリング / 吸収補正

Research Abstract

PETとMRI画像との画像重ね合わせのためのシステムの開発を行った。MRI装置は非常に高い磁場環境下にあり、既存の光学式トラッキング装置を使用できない。
そこで、安価なUSBカメラを2台使用した。2台のUSBカメラを固定するための固定治具および、カメラのキャリブレーション用の治具を設計、製作した。これらの治具は非磁性体でできており、強磁場下でも利用できるようにした。また、2つのカメラから得られた画像から三次元的な位置把握のためのソフトウェアを開発した。本ソフトウェアではDirect Linear Transform法を利用し、どのようなカメラ配置でも、三次元的な位置が求められるようにした。
このシステムの評価のために、胸部模擬ファントムを使って検証を行った。胸部模擬ファントムに、MRIに感度の高いGd造影剤を入れ、また、ターゲットとなるマーカーをファントム表面に設置し、そのファントムをMRI装置内に置き、MRI装置による撮像を行い、マーカーの三次元的な位置を、本システムおよび光学式トラッキング装置で観測した。そのファントムを、続いて、PET装置に移動し、PET装置においても、同様に撮像、およびマーカーの観測を行った。この結果、本システムは光学式トラッキング装置に比べ、精度は劣るものの、良好な位置合わせが可能であった。USBカメラを使うことにより、非常に安価に、また、さまざまなモダリティにおいて利用できる医用画像重ね合わせシステムの可能性が示された。

Research Products

• [Journal Article] PET kinetic analysis -Pitfalls and a solution for the Logan plot. (2007)
  • Author(s): Kimura U, Naganawa M, Shidahara M, Ikoma Y, Watabe H
  • Journal Title: Ann Nucl Med 21(1) Pages: 1-8
  • NAID: 10018516237
• [Journal Article] Quantitative mapping of basal and vasareactive cerebral blood flow using split-dose (123)l-iodoamphetamine and single photon emission computed tomography. (2006)
  • Author(s): Kim KM, Watabe H, Hayashi T, Hayashida K, Katafuchi T, Enomoto N, Ogura T, Shidahara M, Takikawa S, Eberl S, Nakazawa M, Iida H
  • Journal Title: Neuroimage 33(4) Pages: 1126-1135
• [Journal Article] PET kinetic analysis-compartmental model. (2006)
  • Author(s): Watabe H, Ikoma Y, Kimura Y, Naganawa M, Shidahara M
  • Journal Title: Ann Nucl Med 20(9) Pages: 583-589
  • NAID: 10031135818
• [Journal Article] Performance of list mode data acquisition with ECAT EXACT HR and ECAT EXACT HR+ positron emission scanners. (2006)
  • Author(s): Watabe H, Matsumoto K, Senda M, Iida H
  • Journal Title: Ann Nucl Med 20(3) Pages: 189-194
  • NAID: 10018776193
• [Journal Article] Use of a compact pixellated gamma camera for small animal pinhole SPECT imaging. (2006)
  • Author(s): Zeniya T, Watabe H, Aoi T, Kim KM, Teramoto N, Takeno T, Ohta Y, Hayashi T, Mashino H, Ota T, Yamamoto S, Iida H
  • Journal Title: Ann Nucl Med 20(6) Pages: 409-416
  • NAID: 10018775431
• [Journal Article] Parametric Imaging of Myocardial Blood Flow with 150-Water and PET Using the Basis Function Method (2005)
  • Author(s): Watabe, H, Jino, H, Kawachi, N, Teramoto, N, Hayashi, T, Ohta, Y, Iida, H
  • Journal Title: J Nucl Med 46(7) Pages: 1219-1224
• [Journal Article] Rapid quantitative measurement of CMRO(2) and CBF by dual administration of (15)O-labeled oxygen and water during a single PET scan-a validation study and error analysis in anesthetized monkeys. (2005)
  • Author(s): Kudomi, Nobuyuki, Hayashi, Takuya, Teramoto, Noboru, Watabe, Hiroshi, Kawachi, Naoki, Ohta, Youichirou, Kim, Kyeong Min, Iida, Hidehiro
  • Journal Title: J Cereb Blood Flow Metab 25 Pages: 1209-1224
• [Journal Article] Magata, Y(2005) Understanding of cerebral energy metabolism by dynamic living brain slice imaging system with [18F]FDG (2005)
  • Author(s): Ogawa, M, Watabe, H, Teramoto, N, Miyake, Y, Hayashi, T, Iida, H, Murata, T
  • Journal Title: Neurosci Res 52(4) Pages: 357-361
• [Journal Article] Sinogram-based Motion Correction of PET Images Using Optical Tracking Motion Tracking System and List-mode Data Acquisition (2004)
  • Author(s): Woo S, Watabe H, Choi Y, Kim K, Park C, Bloomfield MP, Iida H
  • Journal Title: IEEE Trans Nucl Sci 51 Pages: 782-788
• [Book] Development of motion correction technique for PET study using optical tracking system. In : Quantitation in Biomedical Imaging with PET and MRI (2004)
  • Author(s): Watabe H, Koshino K, Bloomfield PM, Fulton RR, Iida H
  • Publisher: Elsevier Science