MRIによる臓器動追尾のためのトラジェクトリ最適化とその温熱療法制御への応用

昨年度は,腹腔臓器を撮像したMR画像上で確認できる血管像をマーカーとして,呼吸性移動により生じた腹腔臓器の移動・変形量の解析,ならびにマーカーの位置,マーカー間の距離及びなす角の,呼吸性移動前後の関係を用いた照射位置推定法を提案した.しかしながら,腹腔臓器は常に移動・変形しているため,取得直後の画像を用いて推定した照射位置も過去の情報となる.患部の同一点を照射し続けるためには,照射位置の移動範囲を予測する必要があった.そこで本年度はまず,照射位置が加温予定範囲を大きく逸脱しないよう,血管マーカの重心位置を事前情報として使用した照射位置予測法を提案した.この手法は,臓器の呼吸性移動・変形がある程度周期的に変化することを利用した.新たに取得した画像およびその直前の複数の画像における血管マーカーの位置と,事前に取得した画像における血管マーカーの位置とを比較し,その差が最小であった事前画像を予測のための基準画像とした.新たに取得した画像以降の臓器の移動・変形は,基準画像以降の事前画像と同様に変化するとし,マーカーの位置,マーカー間の距離及びなす角の変化量から照射位置を予測した.肝臓内の血管を照射位置に見立てた予測実験を行ったところ,平面上の誤差は1回あたりの照射範囲を逸脱しない程度であることがわかった.この手法を前年度に提案した照射位置推定法と組合わせることにより,照射精度の向上が示唆された.次に,リアルタイムに移動する照射位置を推定・予測し,かつ追尾した照射位置周囲の温度変化を監視するために,照射位置推定・予測法に使用するMR撮像シーケンスと,温度変化を監視するためのMR撮像シーケンスとを組合せた,新しい撮像シーケンスの提案及び開発を行なった.今後,実機でのテストを行なうことでシーケンスの最適化を行い,腹腔臓器に対する集束超音波治療の実現を目指していきたい.

昨年度は,腹腔臓器を撮像したMR画像上で確認できる血管像をマーカーとして,呼吸性移動により生じた腹腔臓器の移動・変形量の解析,ならびにマーカーの位置,マーカー間の距離及びなす角の,呼吸性移動前後の関係を用いた照射位置推定法を提案した.しかしながら,腹腔臓器は常に移動・変形しているため,取得直後の画像を用いて推定した照射位置も過去の情報となる.患部の同一点を照射し続けるためには,照射位置の移動範囲を予測する必要があった.そこで本年度はまず,照射位置が加温予定範囲を大きく逸脱しないよう,血管マーカの重心位置を事前情報として使用した照射位置予測法を提案した.この手法は,臓器の呼吸性移動・変形がある程度周期的に変化することを利用した.新たに取得した画像およびその直前の複数の画像における血管マーカーの位置と,事前に取得した画像における血管マーカーの位置とを比較し,その差が最小であった事前画像を予測のための基準画像とした.新たに取得した画像以降の臓器の移動・変形は,基準画像以降の事前画像と同様に変化するとし,マーカーの位置,マーカー間の距離及びなす角の変化量から照射位置を予測した.肝臓内の血管を照射位置に見立てた予測実験を行ったところ,平面上の誤差は1回あたりの照射範囲を逸脱しない程度であることがわかった.この手法を前年度に提案した照射位置推定法と組合わせることにより,照射精度の向上が示唆された.次に,リアルタイムに移動する照射位置を推定・予測し,かつ追尾した照射位置周囲の温度変化を監視するために,照射位置推定・予測法に使用するMR撮像シーケンスと,温度変化を監視するためのMR撮像シーケンスとを組合せた,新しい撮像シーケンスの提案及び開発を行なった.今後,実機でのテストを行なうことでシーケンスの最適化を行い,腹腔臓器に対する集束超音波治療の実現を目指していきたい.