超音波バブルフィリング法による臓器容積の自動計測

1995 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 07555432
• Research Category: Grant-in-Aid for Developmental Scientific Research (B)
• Research Institution: Keio University
• Principal Investigator: 中島 真人 慶應義塾大学, 理工学部, 教授 (20051766)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 伊藤 貴司 アロカ(株), 第一技術部, 課長 ; 名取 道也 国立大蔵病院, 臨床研究部, 部長 (80101913) ; 大矢 晃久 筑波大学, 電子情報工学系, 講師 (30241798) ; 秋山 いわき 湘南工科大学, 工学部, 教授 (80192912)
• Keywords: 超音波画像 / バブルフィリング法 / 境界抽出 / ファントム実験 / 胎児膀胱 / 臓器容積 / 容積計測

Research Abstract

本研究の目的は、超音波エコー法によって得られる生体内情報をもとに、対象臓器の容積を高精度かつ自動的に計測するアルゴリズムを開発することである。高精度に臓器容積を自動計測しようとすると、対象部位の境界を厳密に決定する必要があるが、超音波画像は低品位であるため、この臓器容積の自動計測は極めて難しい作業となる。
そこで、我々は今研究期間、臓器内腔の輪郭決定に既提案のニューラルネットワークを用いた組織境界決定法に加え、新たに提案したバブルフィリング法を適用することにより、高精度の臓器領域決定を行う手法を開発した。まず、0.31mlから49mlまでの範囲で、生体を模擬した7種類の実験ファントムを作成し、本アルゴリズムを適用した。その結果、0.31mlから49mlまでの範囲で、本アルゴリズムが充分信頼できることを確認した。そして引き続き、この手法を産科領域の胎児膀胱を対象とした50個のデータに適用した結果、臨床的に得られる通常の画像に対して、本アルゴリズムが極めて有効であることを確認した。
その他、対象部位の3次元データを収集する際、超音波診断装置のプローブの走査方向や走査速度が厳密にわからないと、計測した容積が信頼できないという問題点があったが、プローブを一定速度かつ平行に移動させることが可能な3次元データ収集システムを開発することで、解決した。さらに、バブルフィリング法を適用する際、設定する最小半径が小さすぎれば、バブルフィリング法の効果が発揮されず対象臓器を精度よく決定することができなくなり、大きすぎれば、対象臓器容積を過小評価してしまう問題点があったが、最小半径と各種パラメータの関係を調査することにより、自動的に最小半径を決定することを可能にした。

Research Products

• [Publications] 大橋剛介ほか: "バブルフィリング法による臓器容積の自動計測" 超音波医学. 22. 23-29 (1995)
• [Publications] 大橋剛介ほか: "バブルフィリング法による臓器容積の自動計測" 第65回研究発表回講演抄録集. 22. 270-270 (1995)
• [Publications] 大橋剛介ほか: "バブルフィリング法による臓器容積の自動計測-最小半径の自動決定-" 第66回研究発表回講演抄録集. 22. 233-233 (1995)