マルチモーダルマーカーによる診断画像の位置合わせに関する研究

2017 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 15K08707
• Research Institution: Institute of Physical and Chemical Research
• Principal Investigator: 合瀬 恭幸 国立研究開発法人理化学研究所, ライフサイエンス技術基盤研究センター, リサーチアソシエイト (70519404)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 渡部 浩司 東北大学, サイクロトロン・ラジオアイソトープセンター, 教授 (40280820) ; 林 拓也 国立研究開発法人理化学研究所, ライフサイエンス技術基盤研究センター, チームリーダー (50372115)
• Project Period (FY): 2015-04-01 – 2019-03-31
• Keywords: multimodal imaging / registration / MRI / PET / CT

Outline of Annual Research Achievements

本研究は、マルチモーダルマーカーを用いてPET画像やMR画像といった異なるモダリティの診断画像の位置合わせに関する技術開発とその評価を目的とする。
本システムの有効性の評価を行うために、マカクサルを用いたマルチモーダル撮像実験（PET、MRI）を行った。まず、前年度までの基礎検討（校正用ファントム実験やヒト脳ファントム実験）を基にして、マカクザルの撮像（PET、MR）に特化したマルチモーダルマーカーの形状を設計し、高精度３Dプリンターを用いてマーカー容器を製作した。完成したマーカーをマカクザルの頭部に張り付けてマルチモーダル撮像実験（PET、MRI）を行った。そして、実験で得られた2つのモダリティ画像（PET、MR）の位置合わせを2種類の方法（マーカーベースの位置合わせ法と一般的なソフトウェアベースの位置合わせ法）で行い、その精度を比較した。それぞれの位置合わせ法で得られた位置合わせ誤差（n=4）は7.30E-08 mm (マーカーベース）、2.35 mm (ソフトウェアベース)であった。一例のみの結果であるが、我々の開発したマルチモーダルマーカーを用いたマーカーベースの位置合わせ法はより精度の高い位置合わせを可能とした。
画像の位置合わせを自動で行うために専用のプログラムを作成した。これまでの位置合わせプロセスの自動化に改良を加えた後にパイプライン化を行った。その結果、位置合わせを行うそれぞれの画像上で対応するマーカーを選択するだけで自動的に位置合わせを行う事が可能になった。

Current Status of Research Progress

3: Progress in research has been slightly delayed.

Reason

本システムの有効性を評価するために、実験動物を用いた撮像実験を行ったが、実際に行うにあたって、マーカーの取り付け方や形状の改善が必要となり、試行錯誤を繰り返しながら何度も実験を繰り返さなければならなかった。そのため、画像解析などその後の計画が遅れてしまった。

Strategy for Future Research Activity

マルチモーダルマーカーを用いた位置合わせ法の有用性を評価するために、位置合わせ後の画像を用いて高次の画像解析を行う。また、結果については、学会発表や論文にて発表を行う。

Causes of Carryover

本実験の遅れがそのまま実験データの再解析および論文化の遅れにつながり、当初予定していた分担者との打ち合わせのための交通費および旅費や論文化に必要な経費を使用しなかったため次年度使用額が生じた。
使用計画として、分担者との打ち合わせおよび学会発表のための交通費と宿泊費、英文校正など論文掲載に必要となる費用として使用する。