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Research


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MR画像ガイド肝腫瘍凝固治療のための変形を伴う3次元CT画像自動位置合わせ法

近年,画像誘導ナビゲーション装置や技術が著しく進歩,治療における視覚機能が拡大され, 見えないところを可視化・計測・判断することができるようになり,医師の診断・治療精度を向上させることだけではなく, 患者の負担も軽減することが可能となった.画像誘導ナビゲーションシステムの一つには, 開放型MR装置(オープンMR装置)がある(Fig.1). これによりオープンMRから得られる画像にてリアルタイムに腫瘍を観察しながら治療・手術を行う低侵襲外科治療が可能となった. しかし、磁場の低いオープンMR装置画像はSN比が低く,低画質画像しか得られない. また従来は剛体(変形しない)位置合わせとして技術があるが肝臓のような柔らかい臓器では精度が不十分であった. そこで本研究ではオープンMR画像のように術中に得られる画像の画質が低くても患部の視認性を向上させる、 MRI画像誘導ナビゲーション支援システムの開発を目的とする. 本技術の特徴は、呼吸や姿勢の変化などによって臓器が変形しても、精度よく位置あわせができる点である. 位置あわせ精度は1.5mmまで達成することができた.開発した技術の流れと典型的な結果を図2に示す. なお,本研究は,文部科学省研究補助金基盤研究(C)とJSTつなぐしくみ事業の支援により実施された.


Fig.1. Minimally invasive treatments with Open MR scanners.


Fig.2 The proposed non-registration method and its result.



関連研究発表:
1. Rui Xu, Yen-Wei Chen, Song-Yuan Tang, Shigehiro Morikawa, Hasnine Akter Haque and Yoshimasa Kurumi: “3D Non-rigid Image Registration Algorithm for MR-Guided Microwave Thermocoagulation of Liver Tumors,” Medical Imaging Technology, Vol. 25, No.4, pp.261-276 (2007).
2. Rui Xu, Yen-Wei Chen, Song-Yuan Tang, Shigehiro Morikawa and Yoshimasa Kurumi: “Parzen-window based normalized mutual information for medical image registration,” IEICE Trans Information & Systems, Vol.E91-D, No.1, pp.132-144 (2008).
3. R.Xu and Y.-W.Chen, “A Wavelet-based Multiresolution Medical Image Registration Strategy Combining Mutual Information with Spatial Information,” International Journal of Innovative Computing, Information and Control, Vol.3, pp.285-296 (2007).
4. Yen-Wei Chen, Katsumi Tsubokawa, Rui Xu, Shigehiro Morikawa, and Yoshimasa Kurumi, “Semiauotomatic Non-Rigid 3-D Image Registration for MR-Guided Liver Cancer Surgery,” Proc. of 15th IEEE International Conference of Image Processing (ICIP2008), USA, pp.1800-1803 (2008).
5. Yen-Wei Chen, Aya Mimori and Chen-Lun Lin, “Hybrid Particle Swarm Optimization for 3-D Image Registration,” Proceeding of 2009 IEEE 16th International Conference on Image Processing (ICIP2009), pp.1753-1756 (2009).
6. Yen-Wei Chen, Katsumi Tsubokawa, and Amir H. Foruzan, “Liver Segmentation from Low Contrast Open MR Scans Using K-Means Clustering and Graph-Cuts,” Lecture Notes in Computer Science, Springer, LNCS6064, pp.162-169(2010)

特許出願
発明の名称:画像処理装置、コンピュータプログラム、及び画像処理方法
出願番号:特願2006-351320 出願日:2006/12/27
発明者:陳延偉,徐睿,森川茂廣,来見良誠(立命館大学)

外部資金
文部科学省研究補助金基盤研究(C)(一般), H19~20年度,「MR画像ガイド肝腫瘍凝固治療のための変形を伴う3次元CT画像自動位置合わせ法」,研究代表者: 陳延偉
JST良いシーズをつなぐ知の連携システム(つなぐしくみ), H20年度,「MR画像ガイド肝腫瘍凝固治療のための変形を伴う3次元CT画像自動位置合わせ法」,研究代表者: 陳延偉

 

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