高精度脳機能マッピングのためのシステムおよびソフトウェアの開発に関する研究

1997 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 09670939
• 研究種目: 基盤研究(C)
• 研究機関: 愛媛大学
• 研究代表者: 村瀬 研也 愛媛大学, 医学部・付属病院, 講師 (50157773)
• キーワード: 高次脳機能 / 機能画像 / 解剖学的画像 / システム / ソフトウェア / マッピング

研究概要

現在、核医学画像や機能的核磁気共鳴画像(fMRI)を用いて、視覚、聴覚、言語や思考などの高次脳機能の解明が行われているが、これらの高次脳機能の解明の研究を高精度に行うためには、核医学画像やfMRIによって得られた脳の機能画像と核磁気共鳴撮影(MRI)によって得られた解剖学的画像との正確な位置合わせが重要である。本研究では、これらを高精度に行うためのシステムおよびソフトウェアの開発を行っている。本年度は、購入した備品(ワークステーション)を用いて、高精度脳機能マッピングのための基本的なシステムを構築した。更に、愛媛大学医学部付属病院放射線部に現存する単光子放射型断層撮影装置(SPECT)や核磁気共鳴撮像装置で得られた画像を、購入したワークステーションに転送し、ワークステーション内で処理が可能となるように画像のフォーマットを変換するソフトウェアを開発した。また、機能脳画像と解剖学的画像間の非線形変換を行うための基本的なソフトウェアを開発した。具体的には、まず脳全体を3〜10画素からなる三次元の小領域に分割し、各小領域内で画像の移動、回転および縮小、拡大を行うためのソフトウェアを開発した。次に、各小領域内における機能および解剖学的画像間の類似性の総和が最大になる時の各小領域内における画像の移動、回転および縮小、拡大のパラメータの値を決定するためのソフトウェアを開発した。本研究では、両画像間の類似性を最大にするパラメータの値を決定するために統計雑音(ノイズ)に影響を受けにくいSSC(Stochastic Sign Change)基準と非線形最小二乗法を用いた。今後、更にソフトウェアの開発を進め、基本となるソフトウェアを完成させ、開発したシステムおよびソフトウェアの臨床的評価を開始する予定である。

研究成果

• [文献書誌] Murase K, Tanada S, Inoue T, Ikezoe J: "Spectral analysis applied to dynamic single photon emission computed tomograplug studies with I-123 IMP" Annals of Nuclear Medicine. (印刷中). (1998)
• [文献書誌] 藤岡弘良, 村瀬研也 他: "1回動脈採血による^<123>IMPを用いた局所脳血流測定のための入力関数の積分値の推定" 核医学. (印刷中). (1998)
• [文献書誌] Fujioka H, Murase K, et al.: "A method to estimate the integral of input fanction for the quantification of cerebral blood flous with ^<123>I-IMP" Nuclear Medicine Communications. (印刷中). (1998)
• [文献書誌] 村瀬研也: "SPECTの新しい展開" メディカルビュー社(印刷中), (1998)
• [文献書誌] 村瀬研也: "脳のSPECT" 南江堂(印刷中), (1998)