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呼吸変動に起因した4D-CTアーチファクトの低減方法の確立

建立减少呼吸波动引起的4D-CT伪影的方法

基本信息

批准号：
17H00704
负责人：
髙橋英希
金额：
$ 0.33万
依托单位：
University of Tsukuba
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Encouragement of Scientists
财政年份：
2017
资助国家：
日本
起止时间：
2017 至无数据
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-17H00704/
关键词：
4D-CT アーチファクト肺機能分布

项目摘要

近年、本来は形態画像であるX線CT画像から肺機能分布を求めることが試みられている。治療計画CT撮影時に合わせて撮影される4D-CTの画像を利用して肺機能分布を取得する方法である。これは呼気時と吸気時に取得した画像から変位量を求め、その変位量から肺機能の分布を作成する手法である。しかし、先行研究では、従来の肺機能分布(SPECT等)に対する4D-CTで取得した肺機能分布の相関性は, 高くないと報告されており、これは4D-CT撮影時の呼吸変動によるアーチファクトの発生に起因している。したがって、呼吸変動に起因した4D-CTアーチファクトを低減することが、肺機能分布の精度向上に直接的に寄与すると考える。4D-CTによる肺機能分布の取得精度を向上させることを目指し、呼吸変動に起因した4D-CTアーチファクトの低減方法の確立を目的した。本研究は、以下の2段階の手順で遂行した。1段階目として, 肺の解剖学的構造に基づいたソート法の確立を行った。放射線治療計画支援装置を使用して各呼吸位相間の画像に変形レジストレーションを行い、三次元変位ベクトルを得た。呼吸変動があった場合、各位相間における三次元変位ベクトルの規則性に変化が生じるが, 不規則性のある位相を抽出し、その位相においては解剖学的構造を加味したソートを行うことでアーチファクトを低減した4D-CT画像を取得した。2段階目としてソート法の違いにおける肺機能分布の定量評価を行った。従来の位相ベースのソート法と、本研究で確立した肺の解剖学的構造に基づいたソート法で取得した4D-CTから、肺機能分布を作成した。これらの肺機能分布と真の肺機能分布(SPECTで取得した肺機能分布)の類似性について、解析ソフトウェアを用いて定量評価を行い, 肺の解剖学的構造に基づいたソート法の優位性を証明した。4D-CTのアーチファクトの低減が可能になることで, 従来よりも簡便に精度の高い肺機能分布画像を得ることができるため, 本研究の社会的意義は大きい。

In recent years, the original morphology image, X-ray CT image, and lung function distribution have been tested. The treatment plan includes a combination of CT imaging, a 4D-CT image, and a method of obtaining lung function distribution. The image is obtained when breathing and inhaling, and the amount of position and distribution of the lung function are obtained, and the technique is used to create the image.しかし, pioneer research では, に対する4D-CT に対する4D-CTでobtained したpulmonary function distribution correlationのは, Takahashi Takashi reported the cause of respiratory disturbances during 4D-CT imaging and the cause of respiratory disturbances during 4D-CT imaging. The cause of respiratory changes and the cause of respiratory changes are reduced and the accuracy of lung function distribution is improved and the accuracy of lung function distribution is improved directly. The accuracy of 4D-CT's lung function distribution is improved, and the cause of respiratory changes is determined. The purpose of 4D-CT's reduction method is established. This research can be carried out smoothly in the following two stages. The first stage of the study, the anatomical structure of the lungs, the basic structure of the lungs, and the method of the lungs are established. The radiation therapy planning support device is equipped with a three-dimensional imaging system that alternates images of each respiratory phase, and a three-dimensional imaging system. When the breathing changes, the three-dimensional position and the regularity of the three-dimensional space will change, and the changes will occur. Irregularity of the phase and the structure of the anatomy The ソートを行うことでアーチファクトをreduce the 4D-CT image and obtain the した. The 2-stage objective is a quantitative evaluation of lung function distribution based on the law's violation. Based on the phase analysis method, this study established the anatomical structure of the lungs, obtained the 4D-CT method, and created the lung function distribution. Similarity of lung function distribution and real lung function distribution (SPECT lung function distribution), analysis of lung function distribution, quantitative evaluation of lung function distribution using SPECT, The anatomical structure of the lungs is based on the superiority of the method and is proven. 4D-CT のアーチファクトのlower reduction がpossible になることで, Since the lung function distribution profile has been developed easily and with high accuracy, this study has great social significance.