計算解剖学と医用画像認識 Computational anatomy and medical image recognition （工学研究院・電気電子工学専攻）清水昭伸* *連絡先１．はじめに計算解剖学は，人体臓器の形状などの統計的変動を統計数理的に解析・モデル化する新しい研究分野です．まだ世界的にも新しく，体幹部（胴体）の計算解剖学は日本が最も進んでいます．計算解剖学の成果は，CTなどの画像から臓器を認識し，その内部の病気を発見する情報工学の新しい分野において，非常に重要な役割を果たしています．ここでは，計算解剖学の概要と医用画像認識への応用例について紹介します．２．計算解剖学と医用画像認識人体の臓器の形は人によって異なります．図 1 には，体の正面から見た 21 名分の肝臓を表示しています．人によって顔の形が違うように，臓器の形も違うことが分かります．この差異が，最近，情報工学の様々な技術を医療の現場に導入する上で大きな障壁になっています．最新の CT 装置を使うと，一人の患者さんから 1,000 枚を超える大量の画像が出力されることも珍しくありません．それによって，画像を診断する医師の負担が激増し，コンピュータによる診断支援や手術支援の研究が活発化しています．それらの研究では，まず，画像から臓器を認識します．これは，臓器によって病気の特徴が異なるため，正確な病気の診断のためには臓器認識が欠かせないためです．しかし，人体の解剖学的知識を持たないコンピュータは，臓器の認識を大きく間違えることがあります．例えば， CT 値だけを手がかりにしてコンピュータで処理すると，図 2 のように類似した CT 値を持つ隣接する臓器・組織までも含めて肝臓だと理解してしまいます．このまま次の病気の診断の処理を行うと， E-mail: [email protected] 誤った結果を出力することになります．そこで，計算解剖学の出番です．図 3 には，臓器の形を統計数理的に解析・モデル化し，それを使って生成した形状を示しました．このようなモデルを用いて処理すると，図 4 のように正しく臓器を認識できます．最近では，この技術を複数臓器に拡張したり，死亡時画像病理診断と呼ばれる，医学の新しい分野に適用する試みも始まっています．図１ 21 名分の肝臓の形状図２解剖情報なしの肝臓認識結果 2 1 図３計算解剖モデル図４計算解剖モデルを用いた肝臓認識