タギングMRI画像とシネMRI画像を併用した心筋組織の組織分割と動き軌跡の算出

研究実績の概要心疾患の診断では,心臓(特に心筋)の動きを診断の材料とするため,心筋の位置を正しくとらえた上で変位や動きを高精度に算出することが要求される.そのため,上記の診断では通常のMR画像に対して意図的に空間変調を行なった画像(タギング画像)が心筋の変位算出のために利用される.上記画像の解析に関して,昨年度当該研究者は新たな変位算出アルゴリズムを提案した.その方法では,モアレ干渉解析の原理を利用することで,従来法の勾配法ベースの手法に対して高精度に算出可能であることを示した.その一方で,その有効性に関する定量的な評価が行なわれていなかった.本年度は,提案したアルゴリズムの定量評価として,提案した変位算出の精度に関する従来手法との比較実験を行なった.シミュレーションに使用した画像は,(a)単一周波数による変調,(b)第三次高調波までを用いた変調,(c)箱型関数を用いた変調の三つである.従来法による変位算出結果には,主要な波長の28.7%,28.4%,56.1%の変位算出誤差がそれぞれ存在する一方で提案法ではそれぞれ1.8%,1.9%,2.3%の変位算出誤差となり,劇的にその精度を向上させることを確認した.上記結果は,本来単一周波数での変調に基づき議論される提案手法がそれ以外での変調にも対応可能であることを示唆すると同時に,現在の臨床で使用されている単一正弦波以外の変調パターンに対して,従来法よりも極めて有効かつ安定な近似によって変位を検出できることを確認した.実画像に対する評価方法では,その実測が困難であることから,アフィン変換に基づき画像を局所的に変換し,動いた後の画像を生成することで,その動きを評価するためのアルゴリズムを検討した.

研究実績の概要心疾患の診断では,心臓(特に心筋)の動きを診断の材料とするため,心筋の位置を正しくとらえた上で変位や動きを高精度に算出することが要求される.そのため,上記の診断では通常のMR画像に対して意図的に空間変調を行なった画像(タギング画像)が心筋の変位算出のために利用される.上記画像の解析に関して,昨年度当該研究者は新たな変位算出アルゴリズムを提案した.その方法では,モアレ干渉解析の原理を利用することで,従来法の勾配法ベースの手法に対して高精度に算出可能であることを示した.その一方で,その有効性に関する定量的な評価が行なわれていなかった.本年度は,提案したアルゴリズムの定量評価として,提案した変位算出の精度に関する従来手法との比較実験を行なった.シミュレーションに使用した画像は,(a)単一周波数による変調,(b)第三次高調波までを用いた変調,(c)箱型関数を用いた変調の三つである.従来法による変位算出結果には,主要な波長の28.7%,28.4%,56.1%の変位算出誤差がそれぞれ存在する一方で提案法ではそれぞれ1.8%,1.9%,2.3%の変位算出誤差となり,劇的にその精度を向上させることを確認した.上記結果は,本来単一周波数での変調に基づき議論される提案手法がそれ以外での変調にも対応可能であることを示唆すると同時に,現在の臨床で使用されている単一正弦波以外の変調パターンに対して,従来法よりも極めて有効かつ安定な近似によって変位を検出できることを確認した.実画像に対する評価方法では,その実測が困難であることから,アフィン変換に基づき画像を局所的に変換し,動いた後の画像を生成することで,その動きを評価するためのアルゴリズムを検討した.