2014 Fiscal Year Annual Research Report
超音波画像による頸部リンパ節転移診断のためのボリュームレジストレーション法の開発
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25293382
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| Research Institution | Tohoku University |
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Principal Investigator |
阪本 真弥 東北大学, 大学病院, 講師 (90157686)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
小玉 哲也 東北大学, 医工学研究科, 教授 (40271986)
伊藤 康一 東北大学, 情報科学研究科, 助教 (70400299)
森 士朗 東北大学, 大学病院, 講師 (80230069)
青木 孝文 東北大学, 情報科学研究科, 教授 (80241529)
飯久保 正弘 東北大学, 歯学研究科(研究院), 講師 (80302157)
小嶋 郁穂 東北大学, 歯学研究科(研究院), 助教 (80447169)
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| Project Period (FY) |
2013-04-01 – 2017-03-31
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| Keywords | ナノバブル / 超音波 / リンパ節 / 転移 / ボリュームレジストレーション |
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| Outline of Annual Research Achievements |
頸部リンパ節の微小転移は、CT、MRI、PET、超音波診断等の画像診断法を駆使しても検出することは難しい。本研究では、造影超音波画像と造影CT画像を三次元的に位置合わせするボリュームレジストレーション法を開発し、精確にリンパ節内外の血管の位置と密度を解析できる手法を確立し、新たなリンパ節微小転移検出法の開発を目的とする。画像のマッチングは特徴ベースマッチングと領域ベースマッチングの二つに大別される。 Scale-Invariant-Feature-Transform(SIFT)に代表される特徴ベースマッチングは画像中の特徴点(または領域)を検出し、 その周囲の局所領域に対して局所記述子を定義し、局所記述子の距離に基づいて画像間のマッチングをおこなう手法である。Phase-Only Correlation(POC)に代表される領域ベースマッチングは二つの画像間変位を算出し、類似度もしくは相違度を評価する。これらの手法を用いて、我々の研究グループが樹立したリンパ節腫脹マウスのリンパ節の造影超音波画像から評価に不要な画像を除去もしくは補正し、造影剤投与前後の輝度情報もしくは輝度情報の時間変化による分散値で高精度に血管情報を算出するアルゴリズムを作成し、造影マイクロCTと比較した。その結果、マウスの呼吸等による動きに伴う画像のずれやノイズを除去することができた。本解析手法を用いることにより、マウスのリンパ節内の血管を精確に抽出でき、リンパ節微小転移の早期診断に応用可能であることが示唆された。現在、頭頸部癌患者の頸部リンパ節の術前の種々の三次元画像ボリュームレジストレーションと切除したリンパ節の病理組織画像とを比較検討中である。リンパ節微小転移の臨床応用を目的に、本研究成果を頭頸部癌患者の頸部リンパ節の術前の種々の三次元画像のボリュームレジストレーションと切除したリンパ節の病理組織画像を比較し、臨床研究を遂行していく。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
これまでの研究により、画像解析手法であるSIFTおよびPOCを用いて、我々の研究グループが樹立したリンパ節腫脹マウスのリンパ節の造影超音波画像の評価に不要な画像を除去もしくは補正し、造影剤投与前後の輝度情報もしくは輝度情報の時間変化による分散値で高精度に血管情報を算出するアルゴリズムを作成し、造影マイクロCTと比較して評価した。その結果、マウスの呼吸等による動きに伴う画像のずれやノイズを除去することができた。本解析手法を用いることにより、マウスのリンパ節内の血管を精確に抽出でき、リンパ節微小転移の早期診断に応用可能であることが示唆された。さらに、本研究成果をリンパ節微小転移の診断に臨床応用することを目的に、頭頸部癌患者の頸部リンパ節の術前の種々の三次元画像と切除したリンパ節の病理組織画像とのボリュームレジストレーションに関する臨床研究を遂行しているところである。
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| Strategy for Future Research Activity |
昨年度に引き続き、本研究成果をリンパ節微小転移の診断に臨床応用することを目的に、頭頸部癌患者の頸部リンパ節の術前の種々の三次元画像と切除したリンパ節の病理組織画像とのボリュームレジストレーションに関する臨床研究を遂行していく。
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| Causes of Carryover |
研究を効率的に実施した結果、未使用額が生じた。
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
次年度、共用設備として、超高速ナノ医薬作製装置・ナノアッセンブラーを購入するための負担金として使用する。
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