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

使用标记 MRI 图像和电影 MRI 图像对心肌组织进行组织分割并计算运动轨迹

• 批准号: 14780302
• 负责人: 皆川 明洋
• 金额: $ 2.18万
• 依托单位: Tokyo Metropolitan University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
• 财政年份: 2002
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2002 至 2004
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-14780302/
• 关键词: MR画像; タギング画像; モアレ解析; 勾配法; MRタギング画像; 領域分割; 変位算出; MR画像(シネ画像); ビリーフプロパゲーション; 変位解析; 領域抽出

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.

研究结果：在诊断心脏病的诊断中，有必要在正确捕获心脏位置（尤其是心肌）作为诊断的材料后准确地计算出位移和运动。因此，在上述诊断中，使用正常MR图像有意进行空间调制的图像（标记图像）用于计算心肌的位移。关于上述图像的分析，研究人员去年提出了一种新的位移计算算法。该方法表明，通过使用Moire干扰分析的原理，可以根据常规方法计算梯度方法的高精度计算方法。另一方面，未对其有效性进行定量评估。今年，我们对所提出的算法进行了定量评估，使用常规方法进行了比较实验，以进行位移计算的准确性。模拟中使用的图像是（a）按单频率调制，（b）有三种类型：使用高达第三谐波的调制，以及使用（c）box型函数调制。在使用常规方法的位移计算结果中，主要波长的28.7％，28.4％和56.1％，而所提出的方法的位移计算误差分别为1.8％，1.9％和2.3％，这显着提高了准确性。以上结果表明，最初基于单个频率调制的提议方法也可以容纳其他调制，同时，可以证实，可以通过近似调制模式来检测到位移，而不是单个正弦波以外的调制模式，这些模式在当前的临床实践中使用，通过与传统方法更有效且稳定。由于很难实际测量实际图像，因此通过基于仿射变换局部转换图像并在移动后生成图像来检查用于评估图像运动的算法。

项目成果

Factorization-based planar mapping method for generating intermediate views

用于生成中间视图的基于因式分解的平面映射方法

• 发表时间: 2004
• 期刊: Proc. of International Conference on Pattern Recognition vol.2
• 作者: H.Mano;A.Minagawa;N.Tagawa
• 通讯作者: N.Tagawa

皆川明洋, 高橋聡, 田川憲男: "MRタギング画像からのモアレ解析を用いた心筋変位の算出"電子情報通信学会技術報告・医用画像研究会. MI2003-30. 19-24 (2003)

Akihiro Minakawa、Satoshi Takahashi、Norio Takawa：“使用 MR 标记图像的莫尔分析计算心肌位移”IEICE 技术报告/医学成像研究组 (MI2003-30)。

A.Minagawa, S.Takahashi, N.Tagawa: "Strain Calculation from Sinusoidal Tagged MR Images via Moire Analysis"Proc. IEEE, International conference on Image Processing (ICIP2003). Vol.1,I. 1073-1076 (2003)

A.皆川、S.高桥、N.田川：“通过莫尔分析从正弦标记 MR 图像进行应变计算”Proc。

高橋聡, 皆川明洋, 田川憲男: "MRダギング画像からのモアレ解析を用いた変位の直接算出"電子情報通信学会 総合大会論文集. D16-4 (2003)

Satoshi Takahashi、Akihiro Minakawa、Norio Takawa：“使用 MR 拖曳图像的莫尔分析直接计算位移”IEICE 大会论文集 D16-4 (2003)。

A.Minagawa, K.Uda, N.Tagawa: "Region Extraction Based on Beliet Propagation for Gaussian Model"Proc. Int. Cont. on Pattern Recognition. Vol.2. 507-510 (2002)

A.皆川、K.宇田、N.田川：“基于高斯模型Beliet传播的区域提取”Proc。