本技术介绍参考了以下链接
English
2016年1月22日
将拍摄于不同日期的CT扫描图像中的肿瘤进行高精度位置对齐的技术
提高医生的图像诊断效率
株式会社富士通研究所（注1）针对同一患者在不同日期拍摄的CT扫描图像中肿瘤位置易发生偏移的情况，开发出了可高精度对齐肿瘤位置的技术。
开发背景
医生在癌症筛查或监测病情发展状况时为了观察肿瘤的变化，通常需要比较同一患者在不同日期拍摄的 CT扫描图像。为了细致观察，医生通过手动指定想要放大显示的肿瘤位置，同时放大显示对比图上相应位置的肿瘤图像。受呼吸、心跳等影响，第二次拍摄的肿瘤与上次相比位置会发生偏移，因此医生需要从多张截面图中找出符合条件的图像，并手动对齐肿瘤的位置，该过程十分繁杂(图1)。
图1 基于图像比较观察肿瘤的发展变化
课题
针对同一患者在不同日期拍摄的CT扫描图像，传统技术是医生在一张图上指定肿瘤位置后，自动找出该肿瘤周围的血管或内脏器官边界线等特征点，在另一张图上同样寻找这些特征点，并匹配两幅图的特征点的对应关系，自动对齐肿瘤的位置(图2)。但是肿瘤周围只有少量特征点时，位置对齐的精度会随之降低。若扩大特征点的提取范围，受呼吸等因素影响不同位置的特征点易发生位移且偏移情况各不相同，因此从距离较远的特征点较难推断肿瘤的位置。
图2 自动对齐肿瘤的位置
开发的技术
富士通研究所开发了一种高精度肿瘤位置自动对齐技术，在肿瘤周围的血管等特征点较少时，通过在更大范围内寻找特征点实现对齐(图3)。
本技术针对肿瘤周围特征点少的情况，与传统技术相比扩展了寻找特征点的范围。但是，远离肿瘤的特征点的位移，不一定与肿瘤的位移一致。因此，为了使特征点位移与肿瘤位移尽量一致，基于特征点到肿瘤的距离并对其进行加权处理后，计算肿瘤的位移。肿瘤的位置对齐流程如下所示：
该技术的主要特点如下：
1. 以肿瘤位置为中心，大范围提取特征点
2. 对照两幅图中的特征点，计算特征点的位移
3. 以肿瘤位置为中心，按扇形分割区域，分别在每个区域中寻找与肿瘤位置最近的位移
4. 对特征点进行加权处理，距离肿瘤位置越近，加权越重
5. 计算加权距离和肿瘤位置的偏移方向
6. 基于计算出的肿瘤位置的偏移方向和偏移距离，向反方向移动图像
由于身体具有连贯性，距离肿瘤较近的特征点的运动轨迹相似，产生的偏移也类似，因此距离肿瘤近的特征点的偏移被赋予更多的权重，通过这些权重计算肿瘤位置的偏移。
另外，进行比对的特征点数量增多会导致处理量增大，富士通研究所通过简化比对图像的特征量(周围像素信息)，提高了处理速度，实现了多张截面图的高速位置对齐。
图3 基于本技术的肿瘤位置对齐
效果
实际应用中肿瘤位置对齐的误差范围设定为小于2.5mm（注2），在肺病患病的肿瘤位置对齐试验中符合该误差范围的比例由以往的33%提高到了83%。每个病人会产生数百张的截面图，其中含肿瘤可能性较高的截面图约20张，利用该技术对其进行位置对齐，大约需要1.5秒。基于该技术，降低了图像诊断时位置对齐的时间，减轻了医生的负担。
今后
富士通研究所计划对各种图像进行试验，目标在2015年度将该技术应用于富士通的相关产品中。
