多次元医用画像情報の融合処理手法の研究

2003 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 14350215
• 研究機関: 山形大学
• 研究代表者: 赤塚 孝雄 山形大学, 工学部, 教授 (80091875)
• 研究分担者: 武田 徹 筑波大学, 臨床医学系, 講師 (10197311) ; 湯浅 哲也 山形大学, 工学部, 助教授 (30240146) ; 田村 安孝 山形大学, 工学部, 教授 (40171904) ; 笠原 照明 アステック株式会社, 研究開発部長 ; 深見 忠典 山形大学, 工学部, 助手 (70333987)
• キーワード: 医用画像 / 3次元表示 / 異種画像融合表示 / 動態画像評価 / 画像位置合わせ / 放射光イメージング / MRI / SPECT

研究概要

多様な臨床画像情報が日常的に使われるようになってきた.このとき,観測対象を十分に解析理解するには、確かな観測システムとそこからの多次元情報を統合した記述と対象の形態や機能を認識する上での支援システムが極めて有用なものとなる.このような情報融合のためのアルゴリズムの開発と3次元表示システム試作とその評価を進めている.
心動態評価を具体的対象にした開発実験では,SPECTとMRI情報の3次元融合表示システムの臨床応用を目指し,データ取り込みと表示が容易に行えるシステムの改善に努め,特に情報融合の観点からの技術的観点と臨床的な意義とを評価した.位置合わせや特性計測の自動化に必要な特徴抽出手法の検討を進めた.
また,異種情報が同時観測可能な例として,これまでの放射光の蛍光X線と散乱X線によるイメージを融合処理することの有効性を生体情報について確かめるとともに,新たに,光CT画像を得る際の,透過減衰情報とスペクトル幅広がり情報の融合処理による異種情報の統合についての検討を進めた.このとき,各々の観測画像の獲得法も十分検討した.
さらに,PETとMRI情報の融合手法についても新たに検討を開始し,対象部位を頭部と腹部にしてデータ採取と位置合わせ手法の検討,これら研究遂行上有用なデータベースシステムの構成とに取り掛かった.
本研究で開発したシステムを個々の観測対象に応じたシステムとしての最適化を行い,臨床の場で試用し,そこから返される情報で,完成度を高めていきたい.融合表示手法と診断支援情報の生成を含めた表示手法の開発も今後の課題である.

研究成果

• [文献書誌] H.Yokoyama, T.Sato, T.Akatsuka, et al.: "Determination of fundamental harmonic-to-secondary harmonic ratio of longitudinal magnetization change in Tria rylmethyl or Nitroxide radical aqueous solution casued by ESR at 280MHz for nondestructive oximetry"Chemistry Letters. Vol32. 700-701 (2003)
• [文献書誌] H.Yokoyama, M.Tada, T.Akatsuka, et al.: "Modified surface-coil-type resonators for EPR measurements of a thin membrane like sample"Appl.Magn.Reson. Vol.24. 233-245 (2003)
• [文献書誌] S.Tanosaki, Y.Sasaki, T.Yuasa, et al.: "Finger joint imaging by laser transillumination computed tomography based on coherent detection imaging method"Proceedings of SPIE. Vol.4955. 615-623 (2003)
• [文献書誌] 田野崎真司, 佐々木芳彰, 赤塚孝雄, 他: "コヒーレント検出方によるヒト指のレーザ光CT撮像"信学技報. MI2002-120. 47-52 (2003)
• [文献書誌] 赤塚孝雄: "イメージング技術の目指すところ"JIRA会報. 2003.7. 28-29 (2003)
• [文献書誌] D.V.Rao, T.Yuasa, T.Akatsuka, et al.: "Micro-tomographic images of few soft materials and embedded biological soft tissue at X-ray energies : A new approach based on geometrical considerations"Proceedings of SPIE, Medical Imaging. (In printing). (2004)
• [文献書誌] D.V.Rao, Y.Sasaki, T.Yuasa, T.Akatsuka: "Tomographic images of biological materials using laser CT imaging system"Proceedings of SPIE, Medical Imaging. Feb 14-19(In printing). (2004)
• [文献書誌] D.V.Rao, T.Akatsuka, G.Tromba: "Images of soft bodied animals with external hard shell. A 3D visualization of the embedded soft tissue"Proceedings of Synchrotron Radiation Instrumentation. 8. (2003)
• [文献書誌] D.V.Rao, T.Akatsuka, G.Tromba: "Transmission images and evaluation of tomographic imaging based scattered radiation from biological materials using 10, 15, 20 and 25 keV synchrotron X-rays : An analysis in terms of optimum energy"Proceedings of Synchrotron Radiation Instrumentation. 8. 4 (2003)
• [文献書誌] D.V.Rao, T.Akatsuka, G.Tromba: "3D images of snails at optimum energy : Visualization of the interior biological soft tissue, simulation and analysis"IEEE Conference NSS / MIC. 4 (2003)
• [文献書誌] D.V.Rao, T.Takeda, T.Akatsuka, et al.: "Micro-tomographic images of rat's lumbar vertebra microstructure, using 30 keV synchrotron X-rays : An analysis in terms of 3D visualization"NIM A. (In printing). (2003)
• [文献書誌] Y.Sasaki, T.Yuasa, T.Akatsuka, et al.: "Transillumination laser computed tomography system with fiber-optic-based coherent detection imaging method-High spatial-resolution and quantitative tomographic imaging of high scatter object"Optical Review. Vol.10, No.5. 462-465 (2003)
• [文献書誌] S.Tanosaki, Y.Sasaki, Yuasa, T.Akatsuka, et al.: "In vivo laser tomographic imaging of mouse leg by coherent detection imaging method"Optical Review. Vol.10, No.5. 447-451 (2003)
• [文献書誌] Y.Sasaki, S.Tanosaki, T.Akatsuka, et al.: "Fundamental imaging properties of transillumination laser CT using optical fiber applicable to bio-medical sensing"IEEE Sensors Journal. Vol.3, No.5. 658-667 (2003)
• [文献書誌] 赤塚孝雄, 深見忠典, 内田公, 呉勁, 武田徹: "医用画像における情報融合処理"映像情報メディア学会誌. Vol.57, No.10. 1235-1240 (2003)
• [文献書誌] T.Fukami, T.Akatsuka, Y.Saito, et al.: "Influence of visual stimulus on amplitude and phase of alpha wave as measured by multi-channel EEG, IEIC Trans"INF.& SYST. Vol.E86-D, No.11. 2444-2451 (2003)
• [文献書誌] 柴田和実, 深見忠典, 赤塚孝雄, 他: "MRIとSPECTの自動統合表示の試み"電子情報通信学会技術研究報告. Vol.103, No.598. 83-88 (2004)
• [文献書誌] 稲毛弘樹, 佐々木芳彰, 湯浅哲也, 赤塚孝雄, 他: "透過型CDI光CTにおける表面およびレンズ効果除去による定量性の回復"電子情報通信学会技術研究報告. Vol.103, No.598. 1-6 (2004)
• [文献書誌] 舞草伯秀, 八木有毅, 赤塚孝雄, 他: "超音波造影剤におけるマイクロバブルの振る舞いの光学的・音響的同時計測"電子情報通信学会技術研究報告. Vol.103, No.598. 7-12 (2004)
• [文献書誌] 黒江太一, 武田徹, 赤塚孝雄, 他: "位相コントラストX線CTにおける再構成画像の画質改善"電子情報通信学会技術研究報告. Vol.103, No.598. 13-18 (2004)
• [文献書誌] 佐々木芳彰, 江森亮太, 赤塚孝雄, 他: "リュウマチ性骨病変早期診断のための光ファイバーアレイ方式透過型レーザ光CTの検討"電子情報通信学会技術研究報告. Vol.103, No.598. 19-24 (2004)
• [文献書誌] 江森亮太, 湯浅哲也, 赤塚孝雄, 他: "スペクトル線幅を投影とする動的高散乱媒質のレーザ光CT撮像"電子情報通信学会技術研究報告. Vol.103, No.598. 25-302 (2004)
• [文献書誌] 岩崎拓郎, 深見忠典, 赤塚孝雄, 他: "眼底写真からのドルーゼン自動抽出の検討"電子情報通信学会技術研究報告. Vol.103, No.599. 17-22 (2004)
• [文献書誌] T.Fukami, T.Shimada, T.Akatsuka, et al.: "The temporal change of activations in the visual target oddball stimulus"IEEE APBME 2003. 4.5.5 (2003)
• [文献書誌] Y.Sasaki, R.Emori, T.Akatsuka, et al.: "Infra-Red Laser Transillumination CT Imaging System Using Parallel Fiber Arrays and Optical Switches for Finger Joint Imaging"Proc.of SPIE. (in print).
• [文献書誌] Y.Sasaki, T.Yuasa, T.Akatsuka, et al.: "Prototype System of Laser Transillumination Correction Method of Surface Effects in Infra-Red Laser Transillumination CT Imaging"Proc.of SPIE. (in print).
• [文献書誌] Y.Sasaki, S.Tanosaki, T.Akatsuka, et al.: "Prototype System of Laser Transillumination Computed Tomography for Early Diagnosis of Rheumatoid Arthritis"Proc.of SPIE, Fibers and Sensors for Medical Applications III. Vol.4957. 183-190 (2003)
• [文献書誌] 稲毛弘樹, 湯浅哲也, 赤塚孝雄, 他: "CDI法に基づく透過型レーザ光CTにおける定量性の評価"日本ME学会東北支部大会講演論文集. 6 (2003)
• [文献書誌] 江森亮太, 佐々木芳彰, 赤塚孝雄, 他: "光CT画像計測高速化のためのデータ取得系の改善"日本ME学会東北支部大会講演論文集. 7 (2003)
• [文献書誌] 柴田和美, 赤塚孝雄, 武田徹, 他: "MRIとSPECTの統合画像表示の自動化の試み"日本ME学会東北支部大会講演論文集. 12 (2003)
• [文献書誌] 高木理彰, 赤塚孝雄, 荻野利彦, 他: "リウマチ性骨関節病変診断用CDIレーザCTシステム開発に関する基礎研究"第18回日本整形外科学会基礎学術集会抄録集. S983 (2003)
• [文献書誌] 石川朗, 湯浅哲也, 赤塚孝雄, 他: "レーザ光CTシステムを用いたヒト示指PIP関節の画像画像化,(2003)"第18回日本整形外科学会基礎学術集会抄録集. S984 (2003)
• [文献書誌] Momose A, Takeda T, Suzuki Y, et al.: "Phase-contrast microtomography using an X-ray interferometer having a 40-mm analyzer"J.Phys.. IV France 104. 599-602 (2003)
• [文献書誌] Takeda T, Hyodo K, Itai Y, et al.: "Interferomtric phase-contrast X-ray CT image of VX2 rabbit cancer at 35keV x-ray energy"Proc.of Am.Inst.Physics Conf.. (in press).
• [文献書誌] Takeda T, Tsuchiya Y, Akatsuka T, et al.: "Development of high-speed fluorescent x-ray micro-computed tomography"Proc.of Am.Inst.Physics Conf.. (in press).
• [文献書誌] Takeda T, Wu J, Itai Y, et al.: "Vessel imaging by interferometric phase-contrast x-ray technique"J.Heart Disease. (in press).
• [文献書誌] 武田 徹, 呉 勁, 大塚定徳, 梅谷啓二, 板井悠二: "放射光心血管造影法-原理、特徴、問題点。冠動脈の臨床(上)"日本臨床. 61suppl.4. 213-224 (2003)
• [文献書誌] 長畑守雄, 細矢貴亮, 長谷川聖子, 他: "Basi-parallel anatomical scanning (BPAS) MRIによる椎骨動脈の外観表示"日本医放会誌. 63. 582-584 (2003)
• [文献書誌] 安達真人, 細矢貴亮: "特集/血栓の画像診断 脳"臨床画像. 19-11. 1174-1181 (2003)