Quantitative Mapping of Electromagnetic Properties of Biological Tissues Using MRI
| Project/Area Number |
21K20424
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Research Activity Start-up
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| Allocation Type | Multi-year Fund |
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| Review Section |
0302:Electrical and electronic engineering and related fields
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| Research Institution | The University of Tokyo |
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Principal Investigator |
FUSHIMI Motofumi 東京大学, 大学院工学系研究科(工学部), 特任助教 (50907938)
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| Project Period (FY) |
2021-08-30 – 2023-03-31
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| Project Status |
Completed (Fiscal Year 2022)
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| Budget Amount *help |
¥3,120,000 (Direct Cost: ¥2,400,000、Indirect Cost: ¥720,000)
Fiscal Year 2022: ¥1,560,000 (Direct Cost: ¥1,200,000、Indirect Cost: ¥360,000)
Fiscal Year 2021: ¥1,560,000 (Direct Cost: ¥1,200,000、Indirect Cost: ¥360,000)
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| Keywords | MRI / 導電率 / 誘電率 / 逆問題 / 定量画像化 / 磁化率 |
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| Outline of Research at the Start |
生体組織の導電率・誘電率や磁化率は病変の有無や進行度を反映するバイオマーカーであり、その分布情報を画像化することで病変の特定や早期診断に役立つ。これまでにMRIデータから電磁気特性を再構成する数理手法開発に取り組んできたが、臨床応用に向けた実用性向上のためには、撮像時間の短縮やSN比の向上といった計測手法の改善が必要である。また、通常独立した導電率・誘電率・磁化率再構成のための撮像を統合することで、患者の負担を増やさずに多角的な診断が可能となる。本研究では、新規MRI撮像シーケンスの開発により画像再構成から計測までが一体となった「包括的な電磁気特性画像化モダリティの構築」を行う。
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| Outline of Final Research Achievements |
This study aims at mapping the distribution of electrical properties (conductivity and permittivity) and magnetic properties (susceptibility) of biological tissues based on MRI measurements, which are useful for diagnosing lesion sites and evaluating biological heating. Throughout the research period, we worked on sequence optimization and winding design of the receiving coils using inverse problem analysis techniques. We created a prototype coil based on the designed winding shape and connected it to an MRI device to perform phantom imaging. By developing measurement techniques that complement the mathematical methods that have been developed, we were able to improve the practicality of the entire modality.
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| Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements |
生体組織の導電率・誘電率や磁化率は病変の有無や進行度を反映するバイオマーカーの役割を果たし、その分布情報を画像化することでがんや神経変性疾患といった病変の特定や早期診断に役立つ。これまでにMRI磁場データから電磁気特性を再構成する数理手法開発に取り組んできた。しかしながら、臨床応用に向けた実用性向上のためには、MRI計測部分での撮像時間短縮やSN比の向上が必要不可欠である。本研究では、MRIの撮像シーケンス開発および受信コイルの最適化を行うことで上記の目的を達成し、これまでの画像再構成から新たに計測までが一体となった、包括的な「電磁気特性画像化モダリティの開発」を進めることができた。
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Report
(3 results)
Research Products
(5 results)
