| 研究課題/領域番号 |
18K19887
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| 研究機関 | 北海道大学 |
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研究代表者 |
宮本 直樹 北海道大学, 工学研究院, 准教授 (00552879)
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| 研究分担者 |
高尾 聖心 北海道大学, 工学研究院, 准教授 (10614216)
富岡 智 北海道大学, 工学研究院, 教授 (40237110)
梅垣 菊男 北海道大学, 工学研究院, 特任教授 (40643193)
清水 伸一 北海道大学, 医学研究院, 教授 (50463724)
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| 研究期間 (年度) |
2018-06-29 – 2021-03-31
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| キーワード | ボリュームイメージング / リアルタイム / 体内ランドマーク / 変形レジストレーション / 医学物理 |
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| 研究実績の概要 |
提案手法では、生体内の代表点を表すランドマーク位置、および生体表面を同時に、リアルタイムで測定し、あらかじめ構築しておいた数理モデルに基づき、そのタイミングにおける生体内の変形量を推定する。得られた変形量を基準アトラスデータに適用することで、生体内の三次元データをリアルタイムで得ることが可能になる。本研究の推進により、生体内部情報をボリュームイメージデータとしてリアルタイムで得ることが可能となり、医療、生命科学研究において大きなインパクトをもたらすと期待できる。
最終年度は、これまでに開発してきたボリュームイメージング技術を放射線治療における治療中の体内構造のモニタリングに応用することを想定して、ボリュームイメージの画像合成精度、および合成画像の幾何学的な精度評価として、腫瘍位置決め精度を評価した。実際の状況における使用を想定するために、放射線治療の治療計画時に得られた6名の4DCTデータを利用して検証を実施した。開発した手法では、事前の4DCTデータを学習データとして予測モデルを構築することから、学習には利用していないデータを精度検証に用いることが望ましい。そのため、4DCTに含まれる10セットのCTデータのうち8セットを学習に利用し、除いた2セットのCTデータを正解データとして検証に利用した。画像の合成精度は、正解画像と合成画像の規格化二乗平均平方根誤差（NRMSE: normalized root mean square error）として評価した。学習データおよび学習データを超える動きでの検証における画像合成精度はそれぞれ7%、11%程度であった。また、腫瘍位置の評価精度は1 mm以下であった。以上の結果は、放射線治療での応用を考えた場合、十分な精度であると考えられる。
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