研究紹介

患者個人の3次元胸部モデル

患者個人のCT画像から胸部の3次元モデルを作成します．CT画像のボクセルを計算粒子とみなすことによって，直接物理シミュレーション可能な3次元モデルを作ることができます.

胸郭運動モデルの構築

胸郭（肋骨・胸椎・胸骨）の運動は呼吸運動と密接にかかわっており，肋骨と肋骨の間の内肋間筋と外間筋肋の収縮により肋骨の運動が引き起こされます．さらに，肋骨は肋横突関節と肋椎関節を結んだ軸を回転軸として運動すると解剖学的に知られています．そこで，肋骨を変形のない剛体とみなし，リンク機構解析に基づきこの回転軸により各肋骨を回転させる胸郭運動モデルを提案しました．

粒子法による呼吸動態シミュレーション

肺を柔らかい弾性体とみなし呼吸による肺の変形をシミュレーションします. 息を吸った時（吸気時）のCT画像と息を吐いた時（呼気時）のCT画像から肺がどの程度膨らむかを反映させたシミュレーションです．

呼気時から吸気時にかけての肺の変形量を表示したものです．変形量が大きいところは赤く表示しています．横隔膜付近が最も変位量が大きいことが分かります．

シミュレーション結果に基づく4DCTの構成

コンピュータ上でシミュレートした呼吸動態を元に，Image Warpingを用いた画像処理により時系列CT画像(Simulation-based 4DCT)を構成します．これはコンピュータ上で患者の4DCT撮影をすることに相当する技術です．

サイトトップへ