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ディープラーニングを用いたMRI機能画像(DTIおよびNODDI)の生成

Research Project

Project/Area Number 22K15866
Research Category

Grant-in-Aid for Early-Career Scientists

Allocation TypeMulti-year Fund
Review Section Basic Section 52040:Radiological sciences-related
Research InstitutionOsaka Metropolitan University

Principal Investigator

立川 裕之  大阪公立大学, 大学院医学研究科, 講師 (40712253)

Project Period (FY) 2022-04-01 – 2025-03-31
Project Status Granted (Fiscal Year 2023)
Budget Amount *help
¥4,680,000 (Direct Cost: ¥3,600,000、Indirect Cost: ¥1,080,000)
Fiscal Year 2024: ¥650,000 (Direct Cost: ¥500,000、Indirect Cost: ¥150,000)
Fiscal Year 2023: ¥650,000 (Direct Cost: ¥500,000、Indirect Cost: ¥150,000)
Fiscal Year 2022: ¥3,380,000 (Direct Cost: ¥2,600,000、Indirect Cost: ¥780,000)
KeywordsMRI / pix2pix / dti / mri / DTI / ディープラーニング
Outline of Research at the Start

MRIの拡散強調画像を応用した拡散テンソル画像(DTI)を用いることで多くの脳機能情報・微小解剖情報を評価することが可能である。近年、人工知能のひとつである深層学習の画像生成アルゴリズムの1つの敵対的生成ネットワーク(GAN)では、画像データから特徴を学習することで、実在しないデータの生成や存在するデータの特徴に沿った画像の変換をすることができる。本研究ではこのGANを用い、短い撮影時間で得られたMRI画像からなどの機能画像を作成するアルゴリズムを開発し、本来の機能画像に代替しうるかを検討する。

Outline of Annual Research Achievements

MRIの拡散強調画像を応用した拡散テンソル画像(DTI)を用いることで多くの脳機能情報・微小解剖情報を評価することが可能である。近年、人 工知能のひとつ である深層学習の画像生成アルゴリズムの1つの敵対的生成ネットワーク(GAN)では、画像データから特徴を学習することで、実 在しないデータの生成や存在す るデータの特徴に沿った画像の変換をすることができる。本研究ではこのGANを用い、短い撮影時間で得られたM RI画像からなどの機能画像を作成するアルゴリ ズムを開発し、本来の機能画像に代替しうるかを検討する。この技術が確立することで検査時間の短縮や子供や認知症患者のような長い検査に耐えられない症例 での動きの少ない画像の獲得などの利点があると考えられる。

2023年度には最新のMRIの動向を調べるためカナダのトロントで行われた国際磁気共鳴学会に参加した。
また、MRIの拡散強調画像から拡散テンソル画像の生成について報告した (Tatekawa. Scientific Reports, 2024)。

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

対象症例の撮影は終了しており、DTIを生成するImage-to-image translation modelの作成も終了した。 結果もすでにでており、論文投稿し採択された。

Strategy for Future Research Activity

MRIの拡散強調画像から拡散テンソル画像の生成について日本医学放射線学会で発表を行う。

Report

(2 results)
  • 2023 Research-status Report
  • 2022 Research-status Report
  • Research Products

    (2 results)

All 2024 2023

All Journal Article (2 results) (of which Peer Reviewed: 2 results,  Open Access: 2 results)

  • [Journal Article] Deep learning-based diffusion tensor image generation model: a proof-of-concept study2024

    • Author(s)
      Tatekawa Hiroyuki、Ueda Daiju、Takita Hirotaka、Matsumoto Toshimasa、Walston Shannon L.、Mitsuyama Yasuhito、Horiuchi Daisuke、Matsushita Shu、Oura Tatsushi、Tomita Yuichiro、Tsukamoto Taro、Shimono Taro、Miki Yukio
    • Journal Title

      Scientific Reports

      Volume: 14 Issue: 1 Pages: 2911-2911

    • DOI

      10.1038/s41598-024-53278-8

    • Related Report
      2023 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] AI-based Virtual Synthesis of Methionine PET from Contrast-enhanced MRI: Development and External Validation Study2023

    • Author(s)
      Takita Hirotaka、Matsumoto Toshimasa、Tatekawa Hiroyuki、Katayama Yutaka、Nakajo Kosuke、Uda Takehiro、Mitsuyama Yasuhito、Walston Shannon L.、Miki Yukio、Ueda Daiju
    • Journal Title

      Radiology

      Volume: 308 Issue: 2

    • DOI

      10.1148/radiol.223016

    • Related Report
      2023 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Open Access

URL: 

Published: 2022-04-19   Modified: 2024-12-25  

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