竹島 昇吾¹, Bossard Antoine¹, 桝田 晃司¹, 渡辺 弘之²

Shogo TAKESHIMA¹, Antoine BOSSARD¹, Kohji MASUDA¹, Hiroyuki WATANABE²

¹東京農工大学大学院生物システム応用科学府, ²榊原記念病院循環器内科

¹Graduate School of BASE, Tokyo Univ of A&T, ²Echocardiography, Sakakibara Heart Institute

キーワード :

【はじめに】
現在,超音波断層像における心機能の計測手法には様々な手法があるが,通常は内腔形状を手動によって数点クリックする等の初期設定が必要であり,例えばサーバに記録されたファイルにアクセスし,画像を開く操作等が作業効率化を妨げている．我々はこれまで画像処理の手法を用いて,初期設定が不要な左室腔形状の自動認識手法を開発し,疾患心の左室短軸像の動画ファイルに対して適用してきた［1-2］．今回はその手法を四腔断面にも応用できるように改良し,完全にソフトウェアのみで認識した左室形状から自動的にEjection Fractionを計測し,臨床検査技師の評価と比較したので報告する．
【方法】
四腔断面像では,短軸断面像の場合と比較して左室以外の部位も描画される可能性があるため,まずセクタの形状を認識して右室側の領域を排除するための領域設定を行った．その後超音波断層像に対して運動ベクトルの交点検出アルゴリズムを適用し,交点領域の重心点を求めるのは短軸像の場合と同じであるが,四腔断面の場合は僧帽弁の弁輪部が高輝度を示す傾向が高く,短軸像の場合のように単純な楕円近似は適当ではない．よって弁輪部のみを探索する処理を追加し,さらにそれを考慮して左室内膜の特徴点を抽出した．そして左室壁座標にB-Spline補間を適用し,弁輪部に重みを付加して弁輪部間を直線で結ぶことにより,左室内膜形状を決定した．この手法では,断層像中に左室が含まれていれば,操作者側での初期設定が一切不要である．
【結果】
本手法を榊原記念病院への入院または外来診察で得られた疾患心の超音波断層像50例に対して適用し,精度評価を行った．臨床検査技師の評価の結果,断層像が明瞭に描出されたと判断された40例のうち,38例（95％）について,「軽度な逸脱はあるが,抽出された形状がほぼ一致」と判定された．また上記40例に対してModified Simpson法でEF値を自動計測した結果を,検査技師が手動で計測した値と比較すると,相関係数が約82％であった．
【まとめ】
本研究では,心室壁の運動ベクトルの交点検出アルゴリズムを応用し,操作者による画面設定が不要で,心臓の短軸断面と四腔断面に対応し,かつ高精度に左室腔形状を自動認識する画像処理システムの構築に成功した．
【参考文献】
［1］竹島ほか：生体医工学,49（1）, pp.25-33, 2011
［2］桝田ほか：電気学会論文誌C,131（1）, pp.167-174, 2011