結合慣性感測元件、電腦視覺與即時運算模組 提高磁振造影精準度

運用磁振造影（Magnetic Resonance Imaging, MRI）技術進行掃瞄過程中，易因受試者的頭部移動而造成影像產生運動雜訊，在臨床上可能會造成錯誤診斷，在研究中則可能會出現假活化區的產生與數值估測錯誤的狀況。有鑑於此，長庚大學資訊工程學系副教授趙一平與國家衛生研究院生醫工程與奈米醫學研究所副研究員郭立威、聯合大學電子工程學系助理教授卓冠宏博士組成的研究團隊，共同開發的「結合慣性感測元件、電腦視覺與即時運算模組｣，不僅可解決因頭動而造成的影像雜訊問題，且造價較為低廉，有利於商品化及市場化，現正徵求相關業者的技轉合作。

■研究動機：

趙一平副教授表示，運用磁振造影技術，來探索大腦功能與結構、神經精神疾病機轉成因、心智運作歷程等的腦科學研究，在國內外均已蓬勃的發展，且在臨床上磁振造影也是常用的醫學診斷成像設備。但因進行大腦磁振造影掃描時，受試者均被要求於過程中，必須保持頭部固定不動，這對於大多數人而言，是一件不容易的事情，尤其是兒童、老人、中風與帕金森氏症的病患則更為困難。由於掃描過程中的頭部移動會造成磁振影像產生雜訊，不僅需要耗費人力與時間重新掃描，在臨床上更可能會造成錯誤診斷。也可能因一直失敗而浪費人力與時間，造成MRI掃描不斷延遲，使得MRI的預約檢查可能需要一個月以上。

■研究團隊的研發技術說明：

郭立威副研究員表示，該研究團隊執行國科會計畫之目的，在於採用較為低價格卻有高運算效能的圖形處理器平行運算模組作為發展平台，透過慣性感測元件擷取頭部旋轉資訊，配合雙攝影機光學追蹤技術，偵測頭部所貼的標記特徵，透過分析以擷取受試者於掃描過程中的頭部移動資訊，繼而經由調整磁振造影成像序列或即時影像處理來建構即時校正系統，以解決頭動所造成的影像雜訊問題。進而發展一套即時磁振影像分析軟體，藉由高速網路傳輸技術與圖形處理器工作站的強大運算能力，將頭動校正後的影像資料進行功能性磁振影像、大腦靜息態功能網路與擴散磁振影像的即時分析，以提供神經回饋、睡眠週期判定與腫瘤術前規劃等應用所需的工具。此系統的建置，將成為台灣第一套適用於磁振造影環境的即時頭動校正系統，將可結合ICT產業及台灣強大的晶片設計能力，提昇國內磁振造影研究與產業的發展，並朝技術轉移與產品化的目標進行。

■研發技術的完整化：

聯合大學電子工程學系助理教授卓冠宏博士表示，計畫執行過程中，發現只靠加速規僅能擷取到兩個角度的改變，但是「剛體運動｣會有三個角度的變化，所以接續的研究就加入了磁力計，利用磁力計就可以找到第三個角度的改變，且外加上一個外部攝影機，偵測受試者下巴所貼的標記特徵，計算出三個方向（X、Y、Z軸）的移動量，有了上述結合加速規與磁力計所獲取的轉動量與視覺特徵標記的移動量，就可以利用矩陣轉換，即時算出頭動的資訊。有了頭動資訊，就能夠運用電腦運算，將頭動產生的影像進行校正，或者是將資訊傳給MRI掃描儀，直接修正下一個切面要掃描的位置，就可以減少因頭動而造成的假影。

減少頭動假影，即可減少重拍的狀況，受試者就不用躺很久一直重拍，也不用因為無法控制頭動而被施打鎮定劑；對醫院來說，機器不用一直花時間重拍受試者，如此，一整天的時間可掃描的人數就相對增加。對其他的受試者而言，本來要排1個月以上才能等到，現在可能僅需等1-2週，不需要等太久就可照到影像。

■有關技轉合作諮詢事宜，長庚大學技術合作處電話（03）211-8800，分機：3125、3734。