階層構造をもつ動きモデルと超音波動画像に基づく臓器の動き解析

摘要

重粒子線がん治療において上腹部の臓器（肝臓や肺など）を治療対象とする場合，呼吸による臓器変位が照射効率に影響を与えるため，この変位を正確に計測する必要が生じる．我々はこれまでに，超音波で可視化可能な臓器を対象とし，呼吸情報を適切に利用することで臓器変位を高精度に推定する手法を提案した．そこでは，臓器変位の無限小表現（速度場）として呼吸信号に関する回帰モデルを仮定し，画像上の局所領域ごとに回帰係数が一定であると仮定して，選択的に速度場を求めていた．しかし，解剖学的には臓器変位が空間的に独立であるとは言い難い．そこで本研究では，空間的相関（滑らかさ）を従来のモデルに階層的に追加し，時空間動きモデルを構築する．このモデルに含まれるパラメータ及び速度場の推定アルゴリズムを提案することで，臓器変位計測の精度向上を試みる．また，速度場の推定結果を用いて関心領域の変位軌跡を求める手法も併せて提案する．