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DT-MRIによる脳神経繊維の経路解明に関する研究

Research Project

Project/Area Number 17700293
Research Category

Grant-in-Aid for Young Scientists (B)

Allocation TypeSingle-year Grants
Research Field Bioinformatics/Life informatics
Research InstitutionKyoto University

Principal Investigator

酒井 晃二  京都大学, 高等教育研究開発推進センター, 助手 (20379027)

Project Period (FY) 2005 – 2006
Project Status Completed (Fiscal Year 2006)
Budget Amount *help
¥3,600,000 (Direct Cost: ¥3,600,000)
Fiscal Year 2006: ¥1,400,000 (Direct Cost: ¥1,400,000)
Fiscal Year 2005: ¥2,200,000 (Direct Cost: ¥2,200,000)
KeywordsDT-MRI / DTI / Tractography / Crossing-fiber / Degenerate / Neural Pathway
Research Abstract

本研究では、以下2点の研究目標を掲げた。
I.拡散テンソル磁気共鳴像(DTI)から拡散特異領域を抽出し,描画する.また,拡散識別子の組み合わせにより,拡散能の分布を分かりやすく表示する描画システムを開発する.
II.脳白質神経線維束類似度評価手法を用いて,正常脳同士および正常脳と患者脳の定量的比較を試みる.
上記2点の研究目標において、得られた結果と残存課題を以下に示す。
(I)固有値分解を必要としない計算速度の大きい「退化テンソル識別子」を提案した.神経線維束の「Crossing Fiber Problem」の部位特定において,DA(T)とDS(T)の組合せを利用する手法が現在のところ有用ことを示した.「ボクセル内分割内挿法」により,ボクセル内でのテンソル分布を詳細に推定することが可能である.この手法を用いることにより,「Crossing Fiber Problem」の中心となる拡散退化位置付近のtractographyを詳細に検討することが可能となる.また、拡散テンソルMRIから得られたデータを解析し,その結果を二次元表示するシステム「DTI-MAPPER」を提案した.DTI-MAPPERは,拡散識別子をユーザが自ら設計することを可能にし,マッピング結果を比較検討することによりその効果を確認することができるという特徴を有する.
(II)tractographyによって得られた神経線維束形状を,定量的に評価する手法の実現を目的として、2つの異なる脳MRI撮像データに対して,それぞれtractographyを行うことで2対の脳神経線維束を描出し,両者の形状を比較して類似度を算出するシステムを開発した.また,提案手法を各種データに適用して比較を行うことで,tractographyによる脳神経線維束形状の定量的比較の有効性や問題点について検証し,明らかにした.問題点は,以下の2点に大別された.「tractographyアルゴリズムの改善により克服できると思われるもの」および「tractography手法自体に付随するもの」である.今後の展望として,様々なtractographyアルゴリズムの検証を行い,本論文で挙げた問題点に対する有効性を確かめることが挙げられる.本研究の詳細な内容は、「科学研究費補助金(若手B)報告書 DT-MRIによる脳神経線維の経路解明に関する研究g」(冊子)としてまとめている。

Report

(2 results)
  • 2006 Annual Research Report
  • 2005 Annual Research Report
  • Research Products

    (11 results)

All 2007 2006 2005

All Journal Article (11 results)

  • [Journal Article] Can Diffusion Tensor Imaging Detect the Degree of Neuronal Cell Membrane Damage in Stroke Patients?: A2007

    • Author(s)
      Koji Sakai, Kei Yamada, Hiroyuki Oouchi, Tsunehiko Nishimura
    • Journal Title

      In proceedings of IASTED BioMED2007

      Pages: 133-137

    • Related Report
      2006 Annual Research Report
  • [Journal Article] Diffusion Tensor Imaging Data with Ultimate Interpolation Will Not Solve the Crossing-Fiber Problem : A Simulation2006

    • Author(s)
      Koji Sakai, Kei Yamada, Koji Koyamada, Tsunehiko Nishimura
    • Journal Title

      Proceedings of the International Society for Magnetic Resonance in Medicine, ISMRM 14th Scientific Meeting

      Pages: 3165-3165

    • Related Report
      2006 Annual Research Report
  • [Journal Article] Comparison of DTI-tractography algorithms on a flow visualization platform : Intelli-Post【○!R】2006

    • Author(s)
      Koji Sakai, Takashi Uenaka, Koji Koyamda
    • Journal Title

      Proceedings of the 3rd International Symposium on Transdisciplinary Fluid Integration (TFI2006)

      Pages: 37-38

    • Related Report
      2006 Annual Research Report
  • [Journal Article] Framework for Creating New Discriminants for Detecting DTI Properties : DTI-Mapper2006

    • Author(s)
      Koji Sakai, Naohisa Sakamoto, Jorji Nonaka, Yukio Yasuhara
    • Journal Title

      Proceedings of the 28th IEEE EMBS Annual International Conference (EMBC2006)

      Pages: 4835-4839

    • Related Report
      2006 Annual Research Report
  • [Journal Article] A Tetrahedron Matching Method Detecting for Similarities between Scalar Volumes2006

    • Author(s)
      Koji Sakai, Yasuhiro Watashiba, Tomoki Minami, Koji Koyamada
    • Journal Title

      Systems Modeling and Simulation, Theory and Applications, Asia Simulation Conference 2006

      Pages: 327-331

    • Related Report
      2006 Annual Research Report
  • [Journal Article] DTI-Mapper : A Framework for the Creation and Analysis of New Discriminants to Detect DTI Properties2006

    • Author(s)
      Koji Sakai, Kei Yamada, Naohisa Sakamoto, Jorji Nonaka, Koji
    • Journal Title

      In Conference Compendium of IEEE Visualization 2006

      Pages: 32-33

    • Related Report
      2006 Annual Research Report
  • [Journal Article] Visualization of Similar Situation between Volume Datasets by Using Critical Point Graph and Character2006

    • Author(s)
      Yasuhiro Watashiba, Koji Sakai, Koji Koyamada, Masanori Kanazawa
    • Journal Title

      The Journal of the Society for Art and Science 5・1(11月17日)

    • Related Report
      2005 Annual Research Report
  • [Journal Article] New Discriminants for Detecting Degenerate Areas in DT-MRI2006

    • Author(s)
      Koji Sakai, Koji Koyamada
    • Journal Title

      In Proceedings of the 4th IASTED International Conference on Biomedical Engineering (BioMED) 2006, Feb 15-17,

      Pages: 200-205

    • Related Report
      2005 Annual Research Report
  • [Journal Article] Similarity Judgment Method of Volume Data by Critical Point Graph Using Directional Element Feature2005

    • Author(s)
      Yasuhiro WATASHIBA, Koji SAKAI, Koji KOYAMADA, Masanori KANAZAWA
    • Journal Title

      Proceedings of Nicograph international 2005

      Pages: 149-153

    • Related Report
      2005 Annual Research Report
  • [Journal Article] The Method to Evaluate a Similarity of Two Dimensional Data Using Critical Point Graph2005

    • Author(s)
      Tomoki Minami, Koji Sakai, Koji Koyamada
    • Journal Title

      Proceedings of International Workshop on Network-based Virtual Reality and Tele-existence (INVITE 2005)

      Pages: 186-190

    • Related Report
      2005 Annual Research Report
  • [Journal Article] Visualization of the Neural Pathway form DT-MRI Set2005

    • Author(s)
      Koji Sakai, Takashi Azuma, Koji Koyamada, Sadami Tsutsumi
    • Journal Title

      Proceedings of the 5th IASTED International Conference on Visualization, Imaging, and Image Processing (VIIP 2005)

      Pages: 680-684

    • Related Report
      2005 Annual Research Report

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Published: 2005-04-01   Modified: 2016-04-21  

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