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医用画像から取得した血管中心線の曲率と捩れ率の最適化のためのPenalized Spline手法

机译：优化医学图像获得血管中心线曲率和扭曲比的惩罚样条法

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摘要

腹部大動脈瘤に対するステントグラフトを用いた血管内治療(EVAR; Endovascular Aneurysm Repair)は，開腹手術に比べて低侵襲であり，患者への負担が軽く,短期成績も良いため症例数が増えている.しかし，中•長期成績に関しては，エンドリーク等のステントグラフトに関わる有害事象が報告されており，術後のステントグラフトの形状変形との関連が指摘されている. CT (Computed Tomography)やMRI (Magnetic Resonance Imaging)等の医用画像は，術前の手術計画だけでなく術後の経過観察にも利用されている.血管やステントグラフトがどの位置でどの程度曲がっているのか，経時的にどう変化したかを定量的に示すために，我々は実患者の医用画像から3次元血管形状の経時変化を定量化するために画像べースモデリングシステム(V-Modeler)の開発を行っている.先行研究3)では，医用画像から血管ゃステントグラフトの中心線を抽出し，曲率や捩れ率などの形状パラメータを計算することで3次元形状の経時変化を定量的に示した.医用画像から得られた血管中心線は離散ィ匕されたボクセル点で構成されておりノイズも含まれるため，曲率や捩れ率を計測するためには中心線を平滑化する必要がある.我々は中心線の平滑化としてスプラインフィッティング手法を用い，中心線を3次元スプライン曲線として表した.しかし，先行研究3)のスプラインフィッティング手法において以下の問題が生じていた.
机译：使用支架移植物进行腹主动脉瘤的血管内动脉瘤修复（EVAR）比开放手术的侵入性小，给患者带来的负担更少，并且具有短期效果。关于中长期结果，已经报道了与支架移植物相关的不良事件，例如内漏，并且已经指出，这与术后支架移植物形状变形有关。医学图像（例如）不仅用于术前手术计划，还用于术后随访，量化血管和支架移植物弯曲的位置和数量以及它们随时间的变化为了证明这一点，我们正在开发一种基于图像的建模系统（V-Modeler），以便从实际患者的医学图像中量化三维血管形状的时间变化。通过从医学图像中提取血管或支架移植物的中心线并计算诸如曲率和扭曲比的形状参数，来定量地显示从医学图像获得的血管中心线。由于它由离散的体素点组成并且包含噪声，因此有必要对中心线进行平滑以测量曲率和扭转，我们使用样条拟合法作为中心线的平滑。中心线表示为三维样条曲线，但是在先前研究的样条拟合方法中出现以下问题3）。

著录项

  • 来源
    《生産研究》 |2016年第3期|55-60|共6页
  • 作者

    小林匡治; 根元洋光; 保科克行; 高木　周; 大島まり;

  • 作者单位

    東京大学大学院　学際情報学府;

    東京大学医学部附属病院　血管外科;

    東京大学医学部附属病院　血管外科;

    東京大学大学院　工学系研究科;

    東京大学生産技術研究所　機械•生体系部門;

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