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

• 研究課題/領域番号: 16700395
• 研究種目: 若手研究(B)
• 配分区分: 補助金
• 研究分野: 医用システム
• 研究機関: 国立循環器病センター(研究所)
• 研究代表者: 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)
• 研究期間 (年度): 2004 – 2006
• 研究課題ステータス: 完了 (2006年度)
• 配分額: 3,600千円 (直接経費: 3,600千円); 2006年度: 1,000千円 (直接経費: 1,000千円); 2005年度: 1,000千円 (直接経費: 1,000千円); 2004年度: 1,600千円 (直接経費: 1,600千円)
• キーワード: 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

研究概要

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。

研究成果

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