デジタルファントムによる超音波画像診断トレーニングシステム構築のための基礎的検討

2014 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 26461781
• Research Institution: Hokkaido University
• Principal Investigator: 作原 祐介 北海道大学, 大学病院, 助教 (40374459)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 工藤 與亮 北海道大学, 大学病院, 准教授 (10374232) ; 宮本 憲幸 北海道大学, 大学病院, 特任助教 (10707110) ; 阿保 大介 北海道大学, 大学病院, 助教 (30399844)
• Project Period (FY): 2014-04-01 – 2017-03-31
• Keywords: 画像処理 / 超音波画像

Outline of Annual Research Achievements

1. 当院において、過去に腹部US-CTまたはUS-MRフュージョンイメージングの検査を施行された患者のDICOM画像データを集積し、肝臓のUS画像を定義する音響インピーダンスと、CT画像を定義するX線吸収値、およびMR画像を定義する信号強度を対応させ、US画像をデジタルファントム上でCT画像／MR画像のような画質へ変換する方法、およびCT画像／MR画像をUS画像のような画質へ逆に変換する方法を確立中である。
2. 臨床で用いられた2次元のUS画像DICOMデータを加工し、デジタルファントム上でCT画像のCT値（グレイスケール）を任意に変更し、臓器内に存在する病変の消去や、仮想病変の付加を行う方法を確立した。さらにUS画像でも同様の方法でエコー輝度の変更、仮想病変の付加を任意に行うことができることを確認した。MR画像でも同様の方法で、信号強度の任意変更による病変の消去や仮想病変の付加が可能かどうかを、次年度以降に検証することを計画している。
3. 病変を模した構造（肝腫瘍、胆石など）が封入されたUSトレーニング用ファントム（京都科学社製 ABDFAN）を用い、USでの3次元画像データ取得を試みたが、画像データのフォーマットが、我々が採用している方法では操作が困難であるため、方針を変更し、トレーニング用ファントムのCT画像データを取得し、これをベースに病変消去、病変付加などの画像操作の実験を行うための準備を進めている。

Current Status of Research Progress

3: Progress in research has been slightly delayed.

Reason

病変を模した構造が封入されたUSトレーニング用ファントムのCT画像データをベースに、様々な画像処理の実験を行うための準備をしているが、USトレーニング用ファントムがCT撮像を前提に作られていないため、構造間のコントラスト（グレイスケールの差異）が不良で（かろうじて判別可能な程度）、内部構造の解析（臓器、脈管などの区別）に時間がかかっている。

Strategy for Future Research Activity

現在は、USトレーニング用ファントムのCT画像の内部構造の解析を継続している。この解析を完了後、既に確立したデジタルファントム上での画像のコントラストの任意変更の手法を用いて、次の実験を行う予定である。

Causes of Carryover

USトレーニング用ファントムの画像処理実験を研究補助員に依頼予定だったが、研究責任者および研究分担者による画像解析が予定より遅れたため、研究補助員への依頼が次年度へずれ込んだ。
また、情報収集、成果報告のための学会旅費を計上していたが、実験の進捗が予定より遅れたため、成果報告するデータを得るまでに至らず、成果報告のための出張を行わなかった。

Expenditure Plan for Carryover Budget

現在進行中の画像解析を可及的速やかに完了し、予定の画像処理実験を研究補助員に依頼し進める。研究補助員は2名に依頼する予定だったが、進捗のために増員する予定で、そのための謝金とする。
また、実験を加速させるための情報収集を目的とした、学会や研究機関への旅費として使用する。