左心室壁MR位相コントラスト画像からの幾何制約を用いた断面内ひずみ解析

摘要

心腑の力学的特性を考える上で，全身に血液を駆出している左心室壁の運動を解析することは重要である．心臓の拍動における複雑な収縮拡張運動は生体力学的た非常に興味深く，さまざまな手法で解析がなされている．形状抽出と同時に速度の計測をおこなうことができる撮像法であるMR位相コントラスト法（以下MR-PC 法）は，撮影断面上の三次元速度場を強度画像と同じ分解能で得ることができるため，これを用いれば左心室壁に生じるひずみ解析が可能であると考えられる．速度情報からひずみ解析を行うにあたり，点群の形状を対応づけ変形勾配テンソルを求める幾何制約に基づく新しい変形手法を提案する．この手法は計算負荷が低く，変形に対するロバスト性が高い特徴を持っているため，医用画像から抽出したデータから，複雑な心臓の動きを表現できる可能性がある．本研究では位相画像から抽出された左心室壁領域において幾何制約を用いて変形を表現し，二次元ひずみ解析を行うことで，MR-PC 画像からのひずみ解析の可能性を示した．%Analysis of the left ventricular wall motion is important for estimating the mechanical characteristics of the heart. MR Phase-contrast imaging enables us to obtain the three-dimensional velocity data for each pixel. We analyzed the strain in short-axis plane of the left ventricle by using the MR-PC images. In this study, we introduce the new approach based on geometrically-constrained deformation for strain analysis in medical images. We found that the deformation tensor obtained by our method directly leads to mechanical strain tensor of the heart. This approach has low computational load and robust against finite deformation. Our method could provide a clear insight for the complex wall motion of the heart.