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2011 年度 実績報告書

次世代画像誘導下手術・治療・支援システムのための画像間位置合わせ手法の開発

研究課題

研究課題/領域番号 22650033
研究機関名古屋大学

研究代表者

森 健策  名古屋大学, 情報連携統括本部, 教授 (10293664)

研究分担者 二村 幸孝  名古屋大学, 情報連携統括本部, 研究員 (70402477)
キーワード画像情報処理 / パターン認識 / 医用・生体画像 / 低侵襲治療システム / データベース
研究概要

(a)データ解析これまでに名古屋大学にて収集した1000例程度の胸部・腹部CT像を画像レジストレーション研究において利用できるようデータ解析を行った。同一被検者の異なる時刻において撮影された画像ならびに異なる被検者の画像同士の濃度値に基づくpair-wiseレジストレーションを実行し、臓器移動モデル、臓器変形モデル、臓器相互モデル検討で必要なデニタを増強した。
(b)臓器変形移動モデル検討腹部臓器解剖学的構造の解析結果を基に、被験者間でどのように臓器の相互位置関係が異なるかを統計学的に解析した。臓器相互重心位置や臓器境界がどのように変化しているかの検討をおこなった。画像ベースに基づく、臓器変形移動モデルについての検討を重点的に行った。また、この変形移動モデルを内視鏡ナビゲーションに利用する手法についても検討を行った。たとえば、気管支が呼吸によって変形移動するような場合、内視鏡ナビゲーションにおいて用いるモデルとセンサ等から得られる情報をどのように対応付ければよいかについて検討を進めた。
(c)臓器相互作用モデル検討臓器の変形が隣接する臓器にどのような影響を与えるかを定める数理的モデルについて検討した。たとえば、似通った形状を持つ臓器(例えば肝臓など)が異なる被験者間で存在する場合に、周辺臓器(例えば膵臓)などがどのような形状を示すかを調査した。また、得られた知見を臓器セグメンテーションへと利用した。
(d)画像レジストレーションにおける移動・変形・相互作用モデルの利用の検討臓器変形移動ならびに臓器相互作用を考慮した画像レジストレーション法とそれを利用したセグメンテーション法について検討した。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

1: 当初の計画以上に進展している

理由

解析対象データは本年度の計画における200例程度を大きく超える1000例程度となり、臓器の変形、移動および相互作用の解析が大幅に進展した。また、隣接臓器との相互作用の解析で得られた知見により画像セグメンテーション手法が改良されるなど、本研究課題以外への波及効果も存在する。

今後の研究の推進方策

本研究課題は当初の計画以上に進展しており研究実施計画への変更はない。今後は、複数臓器の変形移動を考慮した画像レジストレーション手法の開発、手法評価、画像誘導下手術・治療・検査支援システムへの応用を進める。

  • 研究成果

    (18件)

すべて 2012 2011

すべて 雑誌論文 (9件) (うち査読あり 9件) 学会発表 (9件)

  • [雑誌論文] Robust bronchoscope motion tracking using sequential Monte Carlo methods in navigated bronchoscopy : dynamic phantom and patient validation2012

    • 著者名/発表者名
      Xiongbiao Luo
    • 雑誌名

      International Journal of Computer Assisted Radiology and Surgery

      巻: (印刷中)

    • DOI

      10.1007/S11548-011-0645-6

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Real-time marker-free patient registration for electromagnetic navigated bronchoscopy : a phantom study2012

    • 著者名/発表者名
      Daisuke Deguchi
    • 雑誌名

      International Journal of Computer Assisted Radiology and Surgery

      巻: (印刷中)

    • DOI

      10.1007/S11548-011-0626-9

    • 査読あり
  • [雑誌論文] A novel external bronchoscope tracking model beyond electromagnetic localizers : dynamic phantom validation2012

    • 著者名/発表者名
      Xiongbiao Luo
    • 雑誌名

      Proceedings of SPIE Medical Imaging 2012

      巻: 8316(印刷中)

    • DOI

      10.1117/12.911115

    • 査読あり
  • [雑誌論文] 3次元胸部CT像群からの経時変化を考慮した多発性小肺結節対応付け手法2011

    • 著者名/発表者名
      陳斌
    • 雑誌名

      Medical Imaging Technology

      巻: 29 ページ: 191-199

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Deformable Registration of Bronchoscopic Video Sequences to CT Volumes with Guaranteed Smooth Output2011

    • 著者名/発表者名
      Tobias Reichl
    • 雑誌名

      Proceedings of MICCAI 2011

      巻: LNCS6891 ページ: 17-24

    • 査読あり
  • [雑誌論文] ManiSMC : A New Method Using Manifold Modeling and Sequential Monte Carlo Sampler for Boosting Navigated Bronchoscopy2011

    • 著者名/発表者名
      Xiongbiao Luo
    • 雑誌名

      Proceedings of MICCAI 2011

      巻: LNCS6893 ページ: 248-255

    • DOI

      10.1007/978-3-642-23626-6_31

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Bronchoscopy Navigation Beyond Electromagnetic Tracking Systems : A Novel Bronchoscope Tracking Prototype2011

    • 著者名/発表者名
      Xiongbiao Luo
    • 雑誌名

      Proceedings of MICCAI 2011

      巻: LNCS6891 ページ: 194-202

    • DOI

      10.1007/978-3-642-23623-5_25

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Endobronchial ultrasound endoscope navigation system based on CT-US calibration2011

    • 著者名/発表者名
      Kensaku Mori
    • 雑誌名

      Computer Assisted Radiology and Surgery 2011

      巻: 6 ページ: S166-S167

    • 査読あり
  • [雑誌論文] SVD-SCF-RANSAC : an improved correspondence approach for scale invariant feature and its application to bronchoscope tracking during bronchoscopic navigation2011

    • 著者名/発表者名
      Xiongbiao Luo
    • 雑誌名

      Computer Assisted Radiology and Surgery 2011

      巻: 6 ページ: S164-165

    • 査読あり
  • [学会発表] 3次元濃淡画像の局所変形による手術支援画像の生成に関する初期検討2011

    • 著者名/発表者名
      林雄一郎
    • 学会等名
      第20回日本コンピュータ外科学会大会
    • 発表場所
      慶應義塾大学理工学部(神奈川県)
    • 年月日
      2011-11-23
  • [学会発表] 超音波気管支鏡ナビゲーションにおけるCT-EMT座標系キャリブレーションのためのマーカーフリーレジストレーション手法の比較検討2011

    • 著者名/発表者名
      朱琳
    • 学会等名
      第20回日本コンピュータ外科学会大会
    • 発表場所
      慶應義塾大学理工学部(神奈川県)
    • 年月日
      2011-11-23
  • [学会発表] 固有空間法を用いた気管支鏡観察位置推定の精度向上に関する検討2011

    • 著者名/発表者名
      水津美季
    • 学会等名
      第20回日本コンピュータ外科学会大会
    • 発表場所
      慶應義塾大学理工学部(神奈川県)
    • 年月日
      2011-11-23
  • [学会発表] 磁気式トラッカーを使わない新たな内視鏡追跡デバイス2011

    • 著者名/発表者名
      羅雄彪
    • 学会等名
      第20回日本コンピュータ外科学会大会
    • 発表場所
      慶應義塾大学理工学部(神奈川県)
    • 年月日
      2011-11-23
  • [学会発表] Marker-free Registration Method for CT-EMT Calibration in Endobronchial Ultrasound Endoscopic Navigation2011

    • 著者名/発表者名
      Lin Zhu
    • 学会等名
      平成23年度日本生体医工学会東海支部大会
    • 発表場所
      株式会社スズケン本社(愛知県)
    • 年月日
      2011-10-15
  • [学会発表] On Robust Point Correspondence and Augmented Condensation Algorithm for Bronchoscope Tracking During Navigation2011

    • 著者名/発表者名
      Xiongbiao Luo
    • 学会等名
      第30回日本医用画像工学会大会
    • 発表場所
      国際医療福祉大学(栃木県)
    • 年月日
      2011-08-06
  • [学会発表] 固有空間法を用いた気管支鏡観察位置推定2011

    • 著者名/発表者名
      水津美季
    • 学会等名
      第30回日本医用画像工学会大会
    • 発表場所
      国際医療福祉大学(栃木県)
    • 年月日
      2011-08-06
  • [学会発表] 3次元胸部CT像群からの経時変化を考慮した多発性小肺結節対応付け手法2011

    • 著者名/発表者名
      陳斌
    • 学会等名
      第30回日本医用画像工学会大会
    • 発表場所
      国際医療福祉大学(栃木県)
    • 年月日
      2011-08-06
  • [学会発表] 画像情報統合に基づく超音波気管支鏡ナビゲーションシステム2011

    • 著者名/発表者名
      久郷達也
    • 学会等名
      電子情報通信学会医用画像研究会
    • 発表場所
      名古屋大学(愛知県)
    • 年月日
      2011-05-19

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公開日: 2013-06-26  

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