磁気共鳴画像による腹腔臓器４次元変位・変形予測手法の開発と温熱治療への応用

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磁気共鳴画像化法（Magnetic Resonance Imaging, MRI）により取得した腹腔臓器のMR計測データより構築した変位・変形を捉えるための数理モデルと精度・計算速度を考慮した数理最適化・シミュレーション技術と融合した腹腔臓器の4次元変位・変形を推定・予測手法の開発，ならびに非接触型温熱治療の加温位置推定・追尾の実現に向け，2022年度に関しては，前年度に取り組んだ経時的な変位・変形を捉えるための手法に関する検討を続けるとともに，計算時間を考慮した変位・変形予測手法の検討を開始した．前年度に取り組んだ肝臓ならびに肺を含む矢状断MR画像において視認できる血管像に着目した血管位置自動追尾手法の精度向上に向け，血管抽出に用いるパラメータ推定法を改良することで，加温時にも耐えうる精度での追尾が可能であることを確認した．また変位・変形予測手法に関しては，複数の呼吸周期における注目血管の変位量の類似性ならびに注目血管の移動量の類似性を捉えることにより，現時点から数秒後に撮像したMR画像における注目血管の位置を予測する手法を開発した．開発した手法を取得したMR画像に適用したところ，撮像に使用した撮像条件におけるMR画像1枚分の撮像時間より短い計算時間において，現時点から2撮像分後のMR画像において非接触型温熱治療の一種である超音波集束治療の加温範囲よりも小さい誤差で予測できることを確認した．さらに肝臓全体を予測するための数理モデルの検討，並びにより適切なMR画像の取得方法についての検討を開始した．