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J-GLOBAL ID：202002255749293131   整理番号：20A2439795

コーンビームコンピュータ断層撮影におけるカスタム化軌道の最適化【JST・京大機械翻訳】

Optimization for customized trajectories in cone beam computed tomography

著者 (13件)： Hatamikia Sepideh (Austrian Center for Medical Innovation and Technology, Wiener Neustadt, Austria) ,  Hatamikia Sepideh (Center for Medical Physics and Biomedical Engineering, Medical University of Vienna, Vienna, Austria) ,  Biguri Ander (Institute of Nuclear Medicine, University College London, Bloomsbury, UK) ,  Kronreif Gernot (Austrian Center for Medical Innovation and Technology, Wiener Neustadt, Austria) ,  Kettenbach Joachim (Institute of Diagnostic, Interventional Radiology and Nuclear Medicine, Landesklinikum, Wiener Neustadt, Austria) ,  Russ Tom (Computer Assisted Clinical Medicine, Medical Faculty Mannheim, Heidelberg University, Heidelberg, Germany) ,  Furtado Hugo (Department of Radiation Oncology, Medical University of Vienna, Vienna, Austria) ,  Shiyam Sundar Lalith Kumar (Center for Medical Physics and Biomedical Engineering, Medical University of Vienna, Vienna, Austria) ,  Buschmann Martin (Department of Radiation Oncology, Medical University of Vienna, Vienna, Austria) ,  Unger Ewald (Center for Medical Physics and Biomedical Engineering, Medical University of Vienna, Vienna, Austria) ,  Figl Michael (Center for Medical Physics and Biomedical Engineering, Medical University of Vienna, Vienna, Austria) ,  Georg Dietmar (Department of Radiation Oncology, Medical University of Vienna, Vienna, Austria) ,  Birkfellner Wolfgang (Center for Medical Physics and Biomedical Engineering, Medical University of Vienna, Vienna, Austria)
資料名： Medical Physics  (Medical Physics)
巻： 47  号： 10  ページ： 4786-4799  発行年： 2020年 
JST資料番号： A1258A  ISSN： 0094-2405  資料種別： 逐次刊行物 (A)
記事区分： 原著論文  発行国： アメリカ合衆国 (USA)  言語： 英語 (EN)

抄録/ポイント： PURPOSE:事前画像情報を組み込むことにより,無拘束三次元(3D)ソース検出器軌跡を最適化するためのターゲットベース円錐ビーム計算機トモグラフィー(CBCT)イメージングフレームワークを開発した。本研究の主目的は,最小数の投影を持つ制限角度非円形走査軌道を用いて,ターゲットに関する局所情報を提供できるCBCTシステムを可能にすることである。このようなカスタマイズされた軌道は,運動学的制約の下で特定のボリューム(VOI)を十分再構成するための十分な情報を含むべきであり,それは患者サイズまたは追加の外科的または放射線療法関連装置から生じる可能性がある。方法:事前診断コンピュータ断層撮影(CT)ボリュームからの患者特異的モデルをCBCT軌跡シミュレーションのためのディジタルファントムとして使用した。最良の投影ビューの選択は,ディジタルファントムデータ上の異なるX線位置によって提供される画像品質によって与えられる目的関数を最大化することによって達成される。最終最適化軌道は,限られた角度範囲と最小数の射影を含み,一般的ソース検出器位置決めが可能なCアームデバイスに適用できる。提案フレームワークの性能を,球面ターゲットおよびAlderson-Randoヘッドファントムを含む自家製ボックスファントムを含む実験で調べた。再構成画像の画像品質を定量化するために,球面ターゲットと特徴類似性指数(FSIM),ユニバーサル品質指数(UQI),および解剖学的ターゲットに対するコントラスト対雑音比(CNR)に対する平均全幅半値(FWHM_avg)を用いた。結果:ボックスとヘッドファントムの両方に基づく著者らの実験は,最適化軌跡が標準Cアーム円形CBCTに関してVOIにおいて同等の画像品質を達成できることを示した。最適化した軌跡からの再構成画像と全ての球面ターゲットに対する標準C-アームCBCTの間のFWHM_avgに対する相対偏差<7%を達成した。さらに,解剖学的ターゲットに対して,提案した軌跡および標準Cアーム円形CBCTに関連した再構成画像間のFSIM,UQIおよびCNRの相対的偏差は,それぞれ5.06%,6.89%および8.64%であった。また,提案した軌跡を,最適化軌道として等価角サンプリングで円形軌跡と比較した。著者らの結果は,最適化軌道が画像品質に関してVOIにおいて単純な部分円形軌道を凌駕できることを示した。典型的には,116°と152°の間の角度範囲を最適化軌道に用いた。【結論】著者らは,3D空間における最適化方位を有する制限角度非円形軌道の適用が,特定の画像目標のために適切な画像品質を提供することができて,強い空間的制約の下で,限られた角度および低用量CBCTベースの介入のための可能性を有することを示した。Copyright 2020 Wiley Publishing Japan K.K. All rights reserved. Translated from English into Japanese by JST.【JST・京大機械翻訳】

シソーラス用語： *最適化 ,  シミュレーション ,  円軌道 ,  放射線療法 ,  画質 ,  ファントム ,  目的関数 ,  解剖学 ,  三次元 ,  *計算機トモグラフィー ,  FWHM
準シソーラス用語： 画像情報 ,  コーンビームCT ,  三次元空間 ,  再構成画像 , 【Automatic Indexing@JST】

著者キーワード (5件)： コーンビームコンピュータ断層撮影(CBCT) ,  画像誘導療法(IGT) ,  制限された角度非円形走査軌道 ,  ソース検出器軌道最適化 ,  トモグラフィー再構成

分類 (1件)： 医用画像処理  (JE04020T)

タイトルに関連する用語 (5件)： コーンビーム ,  コンピュータ断層撮影 ,  カスタム化 ,  軌道 ,  最適化