医療画像の fusion とは?

今回は医療画像の fusion (一種の画像合成)のお話。
諸々の事情で MR(Magnetic Resonance 磁気共鳴)系の fusion を取り扱っていた。

なお、MRI って何?って方は、『MRI とは? -その1-』・『MRI とは? -その2-』・『MRI とは? -その3-』あたりをご覧ください。特に『その2』のスピンの説明はけっこう好評のようです。

 

しかし、MRI のプロトン密度強調画像程度でことが済んでいればいいんですが、この分野の技術進歩は速い。「拡散」強調(という撮像法。水分子の「拡散」というより「移動」といった方が正確なような気もしますが、ここでは慣例に従います)などは、以前より脳梗塞急性期の診断などに使われている。

大脳右半球に広範な梗塞像(白いところ)が見られる

上の画像は、脳梗塞の拡散強調像(DWI… Diffusion Weighted Image)です。拡散「強調」とは言うものの、実際に撮像するときは、移動しているプロトンからの信号を抑えるような工夫をするので、水分子が動きにくくなっている部位は、高信号になります。梗塞部位に含まれる水分子は、正常組織に比べ「動きにくく」なっているため、結果として梗塞部位は高輝度(白い)領域となって描出されます。

拡散強調画像は、基本 T2 強調画像をベースにしているので、本当に知りたい水分子の挙動(大抵の病変部で水分子は「見かけ」上、拡散しにくくなる。梗塞しかり、癌しかり)を取り出したい。このとき元の拡散強調画像より T2 などの影響を排除するため ADC(Appearant Diffusion Coefficient 「見かけ」の拡散定数) Map というのをつくる。
症例によっては DWI では異常を認めず、ADC Map で低信号(ときには高信号)となって描出されることがあるからだ。
水分子の拡散の度合いを知る上ではこの ADC Map は大変便利なのだが、その反面、組織のコントラストが普段見慣れているそれと違って形態などが読み取りにくい。ストレートに言えば「どこを見ているかわかりにくい」のだ。

この欠点を補うため、解剖学的な形態が読み取りやすい T1 強調画像に ADC Map を適宜「着色」した画像を重ね合わせると、医療者にとって「どこで何がおこっているか」直感的に理解しやすい画像が得られる。

一般に特定の情報を持った画像とそれとは別の情報を反映した画像を「位置を合わせて」合成して表示させることを fusion と言います。PET と CT の fusion はよく知られた例です。(参考:『PET/CT フージョン画像』)

右側頭葉(画像では左)に何かありますね

今回は、T1 強調に ADC Color Map ともいうべき画像を fusion させたわけです。もちろん、HorliX 使いまくり。規格(DICOM)があることゆえ私一人では決められない問題もあったりするのですが、目処がたったらプラグインの形でまとめたいと思っています。

 

猪股弘明(精神科医、理学士)

 

それは一枚の画像から始まった

Orthanc という医療画像サーバーのメーリングリストに 「皮膚の .png 画像 ↓

ダイコム化できない!」という人がいたので、HorliX のプラグイン機能を使ってダイコムファイルとして取り込んでみた。
ついでで HorliX で3D表示。

けっこうカッコよくないでしょうか?

これは擬似的に3次元化しているだけなので、医学的にはあまり意味はないんですが、とある計測装置で深さ情報を取得してこれができるとそれなりに意味があるかなと。
デルマ(皮膚科)のことはもうかなり忘れてますが。

個人的にはソフトよりも実計測の方が好きなんですよね。

猪股弘明(皮膚科でも病理医でもなく精神科医)


医療情報としては、ダイコムとして取り込んでお話はお終いになってしまうんでしょうが、医療はここから始まる。

この画像見たら、大抵の医師ならば

黒子(ほくろ)? それとも悪性黒色腫?

と思うはずだ。

悪性黒色腫は、色素細胞が悪性化(癌化)したもので、だから「ほくろの癌」などとも言われる。初期の段階で発見・適切な治療を行えば比較的予後は良いが、うっかり放置して癌がある程度の段階まで進行してしまうと5年生存率は 50 %をきるかなりタチの悪い癌なのだ。

一般的に癌の治療は、進行度によって異なる。初期の段階ならば部分的な切除ですむところが、進行して、例えばリンパ節に転移しているような場合には、当然、原発巣から遠く離れた部位までの手術を考えなければいけなくなる。「癌は早期発見が重要」と言われるゆえんだ。
ちなみに悪性黒色腫の場合の病期分類は以下のようになっている。

国立がん研究センターのサイトより

病期(ステージ)が IA, IB ならば部分切除ですむ(し、予後も良い)が、ステージ IV まで進行していた場合、手術に加え放射線治療や化学療法も組み合わせないといけない(し、奏功するとも限らない)。

また、病期を決めるにあたって腫瘍の厚さが重要な指標になっているのがわかるかと思う。「とある計測装置で深さ情報を取得してこれができるとそれなりに意味がある」と書いたのはこういった理由による。

 

今日の HorliX (2019/03/07)

医療画像ビューア HorliX は、Mac AppStore で世界に配信されている。
個人情報の収集はまったくしていないが、各国プラットフォームでどの程度売れたかは報告があがってくる。
顔本内では、そのデータを見て仲間内で盛り上がっていたのだが、こちらでも。


日本での顧客を増やすべく、ちょっと前に頑張って販売価格を1万以下、つまり
¥11800 → ¥9800
にしたのだが(なってますよね?)、全然反応しない日本市場(笑)。

海外では、ポーランド・イタリア・韓国でしっかり反応が出る。未だにユーザーの過半数は海外だ。

 

韓国は、実は初上陸。これで販売実績国は37。

 

 

STAY HUNGRY, STAY FOOLISH

私は横浜に住んでいるが、東京近郊の中では横浜は個性的な会社・ショップ・飲食店が多いように思う。

本日、冬に備え、

下 に 何 を 着 て い て も コ ン ビ ニ に い け る

ようにパーカーを購入した。

 

エジプト神話のセト神の下に Jobs のスピーチで一躍有名になった

STAY HUNGRY, STAY FOOLISH

の言葉が。

この意味がわかる人だけ買ってくれればいいという凄まじく割り切りのいいデザインだ。

なお、セト神は兄オシリスを殺害したため、『兄殺し』と呼ばれ、オシリスの子ホルスとはライバルの関係にある。

Osiris を殺害し、Horus のライバル…

本当に私にぴったりなのかもしれない(謎)。

よくわからない人はここここへ。

 

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下から見た ERATO

うちの air 氏(笑)、湘南鎌倉の斎藤先生を表敬訪問。

「この才能豊かな天才的 Software (+ Hardware) Engineer」(『いるかの棲む闇』より)ってベタ褒めじゃん。いーなー。

色々不都合ある内容なので先生消されたかな? こんな感じの記事でした。興味ある方は覗いてみてください。

いーなー、air さん(棒読み)。


ただ、齋藤先生のこの記事、私系列と air 系列の混交が見られる(わざとやってそうだがw)。

ネット上などでは、基本、

医師 = H. Inomata (猪股弘明)

エンジニア = air-h-128k-il

設定で通している。私は、医学生・医師になってからもエンジニア仕事はたびたび引き受けており、ちょっとした案件で「あ、お医者さんなんですかー、なんでまた?」みたいな面倒臭い展開を避けるためにそうしている。最初に「エンジニアです」と言い切っておけば、まず疑われることはない。

あと、時系列が若干おかしく、私が「開いたイルカ」プロジェクトの一部から迫害をうけていたのは、クリニックを閉じる直前(2015年末)~今年の 7 月くらいまでだ。

また、死亡説を流したのも、イルカ絡みも確かにあるが、一部東京医大関係者からの追手をまくため。

有難いことに両者ともほぼ自爆してくれたので、私はようやく大手を振って表通りを歩けるようになったのだ。悪いことって長く続かないものだね。HorliX の問答無用の強さもあるが。

イルカはよく指摘されているようにコメント周りのバグがある。例えば、通院精神療法絡みのコメントをスタンプに移動させることができない。私のできる。開業時に精神科を標榜する場合、通院精神療法を取らなければいけないので当然だ。

ところが、イルカ開発元の方針でイルカは「純正品」を限定して他のプロダクツを「類似商品」としているため、私のリポジトリからバックポートを受けられない。その結果、現在(2018年10月)でもバグが残ったままになっている。(→これは、その後の状況の変化でかなり変わってきている。本家 LSC さんも「商用版とオープンソース版は別物とお考えください。商用版はフォークして独自機能を追加していただいてけっこうです。プルリクエストも考慮します」と方針を変えてきている。悪い膿が出て、膠着状態を脱してきた感じだ)

向うも困っているのか人を介して元プロダクトマネージャーの方から、オープンソース版のとりまとめ役になってくれないかという依頼もあったが、それまでにかなり不愉快な思いをさせられたことと HorliX の開発が待っていたため、流石にこれはお断りさせてもらった。

プライドかなぐり捨てて私に頼むくらいだから、本家の開発能力はかなり落ちているのではないかと思う。

また、東京医大の自爆っぷりは、ニュースなどでさんざん報じられたと思うのでここで繰り返すまでもないでしょう。

 

なんでエンジニア資質がここまで残っているのかリアルでも驚かれることがあるが、それはたぶん、学部の時から ERATO という研究プロジェクトで働いていたため(と医学生時代のプログラマ業務。が、これは別で書いてます)。

私は、学部 4 年次にも大学研究室とは別にさる ERATO のプロジェクトでれっきとした「技術員」として働いていた。当時の ERATO は管理が緩かったのだ。このプロジェクトでやっていたのは、STM (Scanning Tunneling Microscopy: 走査型トンネル顕微鏡)の製作。STM の探針を使ってナノメーターレベルでの原子操作を狙っていたため、市販の装置では役不足で、自力で STM を作る必要があったのだ。

その当時の写真を一枚。

白髪の体格の良い外人さんが 1986 年、STM の開発でノーベル物理学賞を受賞した H. Rohrer 博士。日本に常駐してわれわれを直接指導…ということはなくて、確か顧問だったか何かで、まあ、これはほぼ接待といっていい歓迎会の一コマ。ノーベル賞受賞者を呼べるくらいの組織ではあったというアピールです、はい。

肖像権の問題にも配慮して、顔写真などを公開している方をのぞきモザイクはかけたが、みなさんこの後、いわゆるナノテクノロジーという領域でそれなりのポジションを得ている方々ばかり。

学部4年の段階でこの中に放り込まれれば、そらさすがに技術力つくでしょという環境でした。何度も溺れかけたが、最後は対岸に泳ぎついたと思う。エンジニアには飛躍的にその能力を伸ばす時期があると思うが、私の場合は、間違いなくこの時期。ここで2年ほどみっちり鍛えられた後は、どこいっても通用した。

大学の研究室にも所属はしていたが、こちらでの仕事の方が面白くなり、結局、ERATO での成果で卒論を書いて大学を卒業することになったのだった。

 


ERATO の件は、話がこれで終わっていれば、めでたしめでたし、というか美談の部類に入ると思うのだが、時代背景もあって残念ながらそうはなっていない。

プロジェクト内で評価されていなかったわけではない。例えば、J-GLOBAL で「STM 猪股弘明」あたりで検索をかけると、こんな検索結果が得られる。

口頭発表とはいえ、学会要旨4本に名前を載せているのは身分(学部4年)を考えるとできすぎともいえる。

『STM による超高真空中表面加工における探針形状の変化』は、その後、学会英文誌にも発表され( Fabrication of Atomic-Scale Structure on Si(111)-7×7 Using a Sccanning Tunneling Microscope(STM), JJAP(1992) pp4501-4503 )、その謝辞に私の名前も

 

としっかりとクレジットされている。実験の意味を把握した上でひたすら SEM の写真を撮り続けたのだから今の基準で行けば Data Acquisition ということで正規クレジットされてもいいくらいだと思うが、まあ、あの業界の当時の雰囲気を考えると致し方ない面もある。

なんだけど問題は

“Detection of Single Atom Extraction and Deposition Events during Nanolithographic Processing of Silicon with a Scanning Tunneling Microscope.” Proc. Jpn. Acad. Ser. B, Vol.69, No.5, p.101-106 (1993.05)
F. Grey, D. H. Huang, A. Kobayashi, E. J. Snyder, H. Uchida and M. Aono

あたりなんだな。
これは不審な点があって、まじで調査中。

しかし、なんでこんなことしたかなあ。

私なんぞ、ECT で口頭発表したときは(「猪股弘明 ECT」あたりで検索かけるとぱらぱらとでてきます)

という具合にそのときの病棟在籍医師(都立松沢病院のD40棟)すべてクレジットしたけどね。

 


あ、あと、データベースによっては私は別人登録されているみたいですが、上記の STM 関係の著者と ECT 関係の著者と HorliX の開発者は同一人物ですので、そこらへんよろしくお願いします。

物理学と精神医学と医療情報と分野が飛びまくってるので、なかなか同一人物の著作・作品と認識されずたまに困るときがあります。別人扱いで都合良いときもあるんですが。

 

猪股弘明(精神科医)