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Development of new bio-marker using molecular imaging

Research Project

Project/Area Number 16K10296
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (C)

Allocation TypeMulti-year Fund
Section一般
Research Field Radiation science
Research InstitutionTokai University

Principal Investigator

HASHIMOTO Jun  東海大学, 医学部, 教授 (20228414)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 高原 太郎  東海大学, 工学部, 教授 (50308467)
風間 俊基  東海大学, 医学部, 講師 (70375781)
Project Period (FY) 2016-04-01 – 2019-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2018)
Budget Amount *help
¥4,940,000 (Direct Cost: ¥3,800,000、Indirect Cost: ¥1,140,000)
Fiscal Year 2018: ¥1,040,000 (Direct Cost: ¥800,000、Indirect Cost: ¥240,000)
Fiscal Year 2017: ¥650,000 (Direct Cost: ¥500,000、Indirect Cost: ¥150,000)
Fiscal Year 2016: ¥3,250,000 (Direct Cost: ¥2,500,000、Indirect Cost: ¥750,000)
Keywords分子イメージング / MRI拡散強調画像 / 定量化 / ADC / 乳がん / 前立腺がん / 膀胱がん / 拡散強調画像 / MRI / 拡散強調像 / 脂肪抑制 / PET / 癌 / 壊死
Outline of Final Research Achievements

We intended to develop a new imaging biomarker using the difference of central and peripheral part of tumor. We developed a software that analyzes the image by dividing several millimeters from the tumor edge into the periphery and the rest into the center. Analysis was performed on breast masses on diffusion-weighted MRI (DWI). In breast cancers, a significant correlation was found between the grade of the malignancy and the ADC value difference between center and periphery. In addition, it is also useful in the benign / malignant differentiation of breast masses.
During the course of the study, we encountered effect of surrounding fat on ADC measurement. We measured fat ADC and confirmed its very low value. Using this very low value of fat ADC, we improved computed DWI by eliminating very low ADC pixels, which leads fat-failure artifact reduction. We demonstrated that this technique improve breast DWI diagnostic accuracy.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

悪性腫瘍の治療は近年ますます進歩し、抗がん剤だけでなく分子標的療法や免疫療法が広まってきた。これらの治療法選択のために様々なバイオマーカーが開発されている。今回我々は悪性腫瘍の不均一を利用した新たな画像バイオマーカーの開発を行った。このバイオマーカーは乳がんの悪性度と有意な相関関係が見られ、また非侵襲的な乳房腫瘤の良悪性鑑別においても有用であることがわかった。
悪性腫瘍などで有用性が確立されている拡散強調像において、脂肪抑制失敗によるアーチファクトが重大な問題となっている。今回の研究の過程で見つけたことを応用し、コンピューター処理によりそのアーチファクトを軽減する方法を開発した。

Report

(4 results)
  • 2018 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2017 Research-status Report
  • 2016 Research-status Report
  • Research Products

    (14 results)

All 2018 2017 2016

All Journal Article (5 results) (of which Peer Reviewed: 2 results) Presentation (9 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results,  Invited: 2 results)

  • [Journal Article] DWI as an Imaging Biomarker for Bladder Cancer2017

    • Author(s)
      Yoshida S, Takahara T, Kwee TC, Waseda Y, Kobayashi S, Fujii Y.
    • Journal Title

      American Journal of Roentogenology

      Volume: 208 Issue: 6 Pages: 1218-1228

    • DOI

      10.2214/ajr.17.17798

    • Related Report
      2017 Research-status Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Utility of computed diffusion-weighted MRI for predicting aggressiveness of prostate cancer2017

    • Author(s)
      Waseda Y, Yoshida S, Takahara T, Kwee TC, Matsuoka Y, Saito K, Kihara K1 Fujii Y
    • Journal Title

      Journal of Magnetic Resonance Imaging

      Volume: 46 Issue: 2 Pages: 490-496

    • DOI

      10.1002/jmri.25593

    • Related Report
      2017 Research-status Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] 各種最新診断法がもたらす前立腺がん診療体系の変革 DWIBS(Diffusion-weighted Whole body Imaging with Background body signal Suppression:背景抑制拡散強調画像)2017

    • Author(s)
      高原太郎
    • Journal Title

      泌尿器外科

      Volume: 30 Pages: 1333-1336

    • Related Report
      2017 Research-status Report
  • [Journal Article] 【MRI最前線】 骨転移の画像診断 DWIBS法を用いた全身拡散強調像2017

    • Author(s)
      吉田 宗一郎, 高原 太郎, 藤井靖久
    • Journal Title

      臨床画像

      Volume: 33 Pages: 694-705

    • Related Report
      2017 Research-status Report
  • [Journal Article] 全身拡散強調画像(DWIBS法) 読影のポイントと基本的な臨床応用2017

    • Author(s)
      高原 太郎, 有田 祐起, 吉田 宗一郎, 境野 晋二朗, 倉沢 淳, 風間 俊基, 石井 千佳子
    • Journal Title

      画像診断

      Volume: 37 Pages: 229-240

    • Related Report
      2016 Research-status Report
  • [Presentation] Kazama T, Takahara T, Niwa T, Endo J, Yamamuro H, Sekiguchi T, Hashimoto J, Kwee TC, Niikura N, Tokuda Y, ImaiY2018

    • Author(s)
      Computed DWI for breast cancer detection: improved fat suppression and lesion-to-background contrast with a novel low ADC pixel cut-off technique
    • Organizer
      JOINT ANNUAL MEETING ISMRM-ESMRMB 2018
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] DWIBS法を用いた有骨転移去勢抵抗性前立腺癌に対するRa223投与による抗腫瘍効果の評価2018

    • Author(s)
      中島 信幸, 清水 勇樹, 小田 和也, 内田 貴人, 杠 総一郎, 大瀧 達也, 梅本 達哉, 川上 正能, 金 伯士, 新田 正広, 長谷川 政徳, 河村 好章, 風間 俊基, 高原 太郎, 宮嶋 哲
    • Organizer
      第56回日本癌治療学会学術集
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
  • [Presentation] 膀胱癌の組織学的悪性度を反映するimaging biomarkerとしての拡散強調MRI 半自動病変抽出法から得られるglobal ADCを用いた検討2018

    • Author(s)
      吉田 宗一郎, 高原 太郎, 阪本 剛, 田中 宏, 有田 祐起, 木島 敏樹, 横山 みなと, 石岡 淳一郎, 松岡 陽, 齋藤 一隆, 木原 和徳, 藤井 靖久
    • Organizer
      第106回日本泌尿器科学会総会
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
  • [Presentation] DWIBSによる非造影乳房MRIの基礎と理論2018

    • Author(s)
      高原太郎
    • Organizer
      日本乳癌画像研究会
    • Related Report
      2017 Research-status Report
    • Invited
  • [Presentation] Low ADC cut-off法を用い他computed DWIによる乳房拡散強調画像の画像改善2018

    • Author(s)
      風間俊基
    • Organizer
      日本乳癌画像研究会
    • Related Report
      2017 Research-status Report
  • [Presentation] DWIBS法を用いた全身MRI(転移検索)2017

    • Author(s)
      高原太郎
    • Organizer
      日本乳癌画像研究会
    • Place of Presentation
      パシフィコ横浜(神奈川県横浜市)
    • Year and Date
      2017-02-04
    • Related Report
      2016 Research-status Report
  • [Presentation] DWBS型の拡散強調画像による、非造影短縮MRI(スクリーニング検査)の可能性2017

    • Author(s)
      高原太郎
    • Organizer
      日本乳癌画像研究会
    • Place of Presentation
      パシフィコ横浜(神奈川県横浜市)
    • Year and Date
      2017-02-04
    • Related Report
      2016 Research-status Report
  • [Presentation] がん画像診断学のup to date がん治療医が押さえておきたいポイント 全身拡散強調画像(DWIBS法)は他の画像診断と比較し、とくに経過観察で有用性が高い2016

    • Author(s)
      高原太郎
    • Organizer
      日本癌治療学会
    • Place of Presentation
      パシフィコ横浜(神奈川県横浜市)
    • Year and Date
      2016-10-20
    • Related Report
      2016 Research-status Report
    • Invited
  • [Presentation] A New Fat Suppression Technique in Computed Diffusion-weighted Image using ADC of Fat2016

    • Author(s)
      風間俊基、高原太郎、新倉直樹、丹羽徹、橋本順、徳田裕、今井裕
    • Organizer
      日本医学放射線学会
    • Place of Presentation
      パシフィコ横浜(神奈川県横浜市)
    • Year and Date
      2016-04-14
    • Related Report
      2016 Research-status Report

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Published: 2016-04-21   Modified: 2020-03-30  

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