羽石研究室
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胸腹部の呼吸性運動の可視化と解析

(Visualization?and?Analysis?of?Motion?of Thoracoabdominal?Organs)

胸部4D-MR画像に基づく肺腫瘍トラッキング

卒業:伊佐 周平

放射線治療はがん治療手法のひとつであり,がん細胞に対して放射線を照射することで治療を行います.しかし,放射線は正常細胞に照射されてしまうと,正常細胞をも破壊してしまう恐れがあります.そのため,放射線はがん細胞のみに正確に照射することが望ましいと考えられます.特に,胸部の治療では,がん細胞が呼吸によって変動するため,術中のリアルタイムな位置把握は重要な課題と言えます.一般にX線透視像を用いて位置を確認しながら治療を行いますが,心臓や骨部などに隠れてしまうことがあります.本研究では,4D-MRI(空間3次元+時間1次元)を利用して,術前に腫瘍と横隔膜の位置関係を学習しておくことで,体内組織の影響を受けない腫瘍追尾システムの開発を行っています.
1-001
共同研究者:

研究費:科学研究費助成事業(学術研究助成基金助成金) 若手研究(B)(課題番号:26750164)

受賞:

外部発表リスト:
学会発表
    1. 伊佐周平,大西峻,桝田喜正,羽石秀昭:胸部4D-MR画像に基づく肺腫瘍トラッキング,電子情報通信学会技術報告,Vol.113,No.410,pp.199-204,メディカルイメージング連合フォーラム2014,那覇市ぶんかテンブス館 (2014.1.26-27)
    2. 伊佐周平,大西峻,桝田喜正,羽石秀昭:追尾放射線治療における肺腫瘍位置推定法,P1-11,情報フォトニクス研究会,電気通信大学(2014.3.4)
    3. S. Isa, T. Ohnishi, Y. Masuda, H. Haneishi:Lung tumor tracking based on thoracic 4D-MR image for radiation therapy, S-57, CARS(Computer Assisted Radiology and Surgery)2014 28th International Congress and Exhibition, Vol.9, Supplement No.1, Fukuoka Convention Center, Fukuoka, Japan, June 25-28, 2014


スパースモデリングに基づく4D-MRI高速収集

卒業:北上 侑乃丞

4D-MRIは1スライスの矢状断MR動画像と20~30スライスの複数の冠状断MR動画像を,類似した呼吸パターンで対応づけることによって作成されています.複数の冠状断MR動画像を取得するのに,合計約30分程度かかります.これは患者にとって大きな負担となってしまいます.k-空間のサンプリング数削減により撮像時間を短縮させることは可能ですが,サンプリング数不足によるエイリアシングアーチファクトなどの動画像の劣化が生じてしまいます.我々は少ない信号数から劣化の少ない動画像を再構成する手法として,圧縮センシングなどのスパースモデリングに基づく動画像再構成法を提案します.
1-001
共同研究者:

研究費:新学術領域研究(公募型),代表,スパース性を利用した体幹部呼吸性体動の高速4次元MRイメージング,2014-2015年度

受賞:

外部発表リスト:
学会発表
    1. 北上侑乃丞,大西峻,桝田喜正,松本浩史,羽石秀昭:スパース性と低ランク構造を利用した4D-MRI高速撮影の初期検討,電子情報通信学会技術報告, Vol.113,No.410,pp.193-198,メディカルイメージング連合フォーラム2014,那覇市ぶんかテンブス館 (2014.1.26-27)
    2. 北上侑乃丞,大西峻,桝田喜正,松本浩史,羽石秀昭:4D-MRI高速収集のためのスパースモデルを利用したMR動画像再構成,P1-13,情報フォトニクス研究会,電気通信大学(2014.3.4)


胸腹部の呼吸性運動の可視化と解析

卒業:桝田 喜正(期間),西川 朋輝(期間),Windra Swastika

呼吸に由来する肺や肝臓など体幹部の臓器の動きを画像化し,さらに画像データから詳細な動きの解析を行っています.画像はMRIを用いています.さまざまな断面において複数回の呼吸周期にわたって撮影された時系列2次元MRI画像群から,各断面で適切な1周期分の時系列画像を選択し,これらを合成することで3次元のMRI時系列画像を合成します.得られる画像を4次元画像(空間3次元+時間1次元)と呼んでいます.これら動きの可視化や定量化は,診断や治療評価に用いることができると考えられます.
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胸腹部4DMRIの画像例 抽出された横隔膜の運動
共同研究者:本学呼吸器外科,呼吸器内科,附属病院放射線部

研究費

  1. JSTシーズ発掘型
  2. 千葉大学COEスタートアッププログラム

受賞

  1. Medical Imaging Technology誌論文賞 (2009) 
外部発表リスト
学会発表
    1. W. Swastika, Y. Masuda, T.Ohnishi, H. Haneishi:Time reduction of 4D-MRI reconstruction for thoracoabdominal organs using intersection profile method, S-18, CARS(Computer Assisted Radiology and Surgery)2014 28th International Congress and Exhibition, Vol.9, Supplement No.1, Fukuoka Convention Center, Fukuoka, Japan, June 25-28, 2014
原著論文
    1. 桝田喜正,藤淵俊王,羽石秀昭: 交差プロファイル法による胸部4D-MRI の構築,Medical Imaging Technology, Vol.27, No.2,pp. 112-122 (2009) 論文賞受賞
    2. 桝田喜正,西川朋輝,和田啓伸,吉田成利,吉野一郎,木川隆司,伊東久夫,羽石秀昭:交差プロファイル法による4次元MR画像を用いた横隔膜機能画像の生成,Med Imag Tech 28(3): 181-188 (2010)