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2017 Fiscal Year Annual Research Report

Initiative for the new medical MR imaging with sparse modeling

Planned Research

Project AreaInitiative for High-Dimensional Data-Driven Science through Deepening of Sparse Modeling
Project/Area Number 25120002
Research InstitutionKyoto University

Principal Investigator

富樫 かおり  京都大学, 医学研究科, 教授 (90135484)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 岡田 知久  京都大学, 医学研究科, 特定准教授 (30321607)
藤本 晃司  京都大学, 医学研究科, 特定助教 (10580110)
山本 憲  京都大学, 医学研究科, 助教 (60525567)
伏見 育崇  京都大学, 医学研究科, 助教 (90639014)
Project Period (FY) 2013-06-28 – 2018-03-31
Keywordsスパースモデリング / 高次元データ駆動科学 / 圧縮センシング / MRI / 画像再構成
Outline of Annual Research Achievements

本研究では下記3課題を対象に、要素技術の研究開発を加えた研究を実施した。
課題1.脳卒中:先年度までに実施した健常者と脳動脈瘤を対象とした研究に加えて、血管狭窄や細い側副血行路を有するモデルとしてモヤモヤ病を対象とした研究を実施した。その結果、従来の高速化撮像法とスパースモデリングによる高速化撮像法の間でモヤモヤ病の病期診断はほぼ一致することを明らかにした。さらに同法では、同等の撮像高速化では側副血行路の描出が有意に良好であるとともに、従来法の2倍近い撮像高速化を行った場合でも、細い側副血行路の描出はほぼ同等であることを示した。これらは診療用3テスラMRI装置における結果である。これに加えて最新の7テスラMRI装置において、モヤモヤ病で見られるような拡張を伴わない細い穿通動脈枝の描出改善を実施して、加齢や高血圧、糖尿病などにより生じる変化の研究を進めている。
課題2.心筋梗塞:計画研究・非線形班の日野らと共同で進めてきたスパースモデリング法を活用した超解像技術の研究により、従来の超解像法よりも正解値に近い結果が得られることが判ってきた。データの収集時間を短縮でき、非造影MRアンギオグラフィによる冠動脈描出の臨床応用を広げる可能性が見えてきた。
課題3.ガン:乳癌では、スパースモデリングによる撮像高速化により3秒前後という高時間分解能での乳腺ダイナミック造影検査を実用化した。これによりモデルベースの解析に依らずとも、ガンの造影とともにその栄養動脈・流出静脈を早期に捉えることで、より造影が遅延する正常乳腺組織・良性乳腺腫瘍との鑑別が可能なことを示した。これは乳腺全体を対象とした従来の乳癌診断には無い新たな手法である。また脳腫瘍では、撮像高速化により得られるMRI画像コントラストの多様化を視野に、多様なガンの特徴を捉えて、それらを精度よく鑑別するスパースな指標を探索する研究を進めた。

Research Progress Status

29年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

29年度が最終年度であるため、記入しない。

  • Research Products

    (24 results)

All 2018 2017

All Journal Article (5 results) (of which Int'l Joint Research: 4 results,  Peer Reviewed: 5 results) Presentation (19 results) (of which Int'l Joint Research: 7 results)

  • [Journal Article] Magnetic resonance angiography with compressed sensing: An evaluation of moyamoya disease2018

    • Author(s)
      Yamamoto T, Okada T, Fushimi Y, Yamamoto A, Fujimoto K, Okuchi S, Fukutomi H, Takahashi JC, Funaki T, Miyamoto S, Stalder AF, Natsuaki Y, Speier P, Togashi K
    • Journal Title

      PLoS One

      Volume: 13 Pages: -

    • DOI

      10.1371/journal.pone.0189493

    • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Ultrafast dynamic contrast-enhanced mri of the breast using compressed sensing: breast cancer diagnosis based on separate visualization of breast arteries and veins2018

    • Author(s)
      Onishi N, Kataoka M, Kanao S, Sagawa H, Iima M, Nickel MD, Toi M, Togashi K
    • Journal Title

      J Magn Reson Imaging

      Volume: 47 Pages: 97-104

    • DOI

      10.1002/jmri.25747

    • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Clinical evaluation of time-of-flight MR angiography with sparse undersampling and iterative reconstruction for cerebral aneurysms2017

    • Author(s)
      Fushimi Y, Okada T, Kikuchi T, Yamamoto A, Okada T, Yamamoto T, Schmidt M, Yoshida K, Miyamoto S, Togashi K
    • Journal Title

      NMR Biomed

      Volume: 30 Pages: -

    • DOI

      10.1002/nbm.3774

    • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Non-contrast-enhanced 3D MR portography within a breath-hold using compressed sensing acceleration: A prospective noninferiority study2017

    • Author(s)
      Ono A, Arizono S, Fujimoto K, Akasaka T, Yamashita R, Furuta A, Isoda H, Togashi K
    • Journal Title

      Magn Reson Imaging

      Volume: 43 Pages: 42-47

    • DOI

      10.1016/j.mri.2017.07.001

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Differential diagnosis of posterior fossa brain tumors: Multiple discriminant analysis of Tl-SPECT and FDG-PET2017

    • Author(s)
      Yamauchi M, Okada T, Okada T, Yamamoto A, Fushimi Y, Arakawa Y, Miyamoto S, Togashi K
    • Journal Title

      Medicine (Baltimore)

      Volume: 96 Pages: -

    • DOI

      10.1097/MD.0000000000007767

    • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
  • [Presentation] スパースモデリングを用いた新しい医用MRI画像の創生2017

    • Author(s)
      岡田知久、山本憲、伏見育崇、藤本晃司、山本貴之、赤坂太、富樫かおり
    • Organizer
      「疎性モデリング」最終成果報告会
  • [Presentation] 圧縮センシングを用いた腹部造影ダイナミックMRI2017

    • Author(s)
      藤本晃司
    • Organizer
      情報数物研究会
  • [Presentation] CS-SENSE法における事後平均推定近似での学習パラメタの正則化2017

    • Author(s)
      原田賢、井上真郷、富樫かおり
    • Organizer
      第20回情報論的学習理論ワークショップ(IBIS2017)
  • [Presentation] Basic Concept and Clinical Application of Compressed Sensing2017

    • Author(s)
      Takayuki Yamamoto
    • Organizer
      AIMS Neuro Imaging 2017
  • [Presentation] CS-SENSE 法における感度マップの不確実性を考慮した事後平均推定近似解2017

    • Author(s)
      原田 賢、井上 真郷、富樫 かおり
    • Organizer
      第30回IBISML研究会
  • [Presentation] 圧縮センシング MRA の脳動静脈奇形への応用2017

    • Author(s)
      伏見育崇、岡田知久、山本憲、岡田務、山本貴之、日野田卓也、福富光、横田悠介、大嶋園子、西井智彦、富樫かおり
    • Organizer
      第45回日本磁気共鳴医学会大会
  • [Presentation] 圧縮センシングを展開する:わかりやすく理解するための試み2017

    • Author(s)
      西井智彦、藤本晃司、岡田知久、山本憲、伏見育崇、富樫かおり
    • Organizer
      第45回日本磁気共鳴医学会大会
  • [Presentation] 圧縮センシングを用いた臨床応用の実際2017

    • Author(s)
      伏見育崇
    • Organizer
      第45回日本磁気共鳴医学会大会
  • [Presentation] No-reference 画質評価指標を用いた圧縮センシングMRIの画質評価2017

    • Author(s)
      赤坂 太 、藤本晃司 、山本貴之 、岡田知久 、伏見育崇 、山本憲 、田中利幸 、大関真之 、富樫かおり
    • Organizer
      第45回日本磁気共鳴医学会大会
  • [Presentation] 動き補正を組み込んだ腹部 GRASP 再構成法2017

    • Author(s)
      Koji Fujimoto, Li Feng , Ricardo Otazo, Kai Tobias Block, Henry Rusinek, Nicole Wake , Hersh Chandarana
    • Organizer
      第45回日本磁気共鳴医学会大会
  • [Presentation] Hersh Chandarana,High Spatio-temporal Free Breathing Motion Compensated Dynamic Contrast Enhanced MRI of the Abdomen2017

    • Author(s)
      Koji Fujimoto, Li Feng, Ricardo Otazo, Kai Tobias Block, Henry Rusinek, Nicole Wake
    • Organizer
      「疎性モデリング」2017年度第1回公開シンポジウム
  • [Presentation] Improvement of Tof-Mra Image Reconstruction from Undersampled Data by Heuristic Modification2017

    • Author(s)
      Akira Yamamoto, Koji Fujimoto, Yasutaka Fushimi, Tomohisa Okada, Kei Sano, Toshiyuki Tanaka, Kaori Togashi
    • Organizer
      The ISMRM 25th Annual Meeting & Exhibition
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Application of Iterative Reconstruction for MR Digital Subtraction Angiography: Toward Better Visualization of Small Vessels and Reduction of Gadolinium-Based Contrast Media2017

    • Author(s)
      Yasutaka Fushimi, Tomohisa Okada, Akira Yamamoto, Tsutomu Okada, Aurelien Stalder, Christoph Forman, Michaela Schmidt, Kaori Togashi
    • Organizer
      The ISMRM 25th Annual Meeting & Exhibition
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 3D pituitary dynamic MR imaging using the TWIST and Iteratiive reconstruction TWIIST2017

    • Author(s)
      Yusuke Yokota, Yasutaka Fushimi, Tomohisa Okada, Akira Yamamoto, Tsutomu Okada, Aurelien Stalder ,Christoph Forman, Michaela Schmidt, Kaori Togashi
    • Organizer
      The ISMRM 25th Annual Meeting & Exhibition
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Visualization of Carotid Plaque: T1-SPACE vs. Compressed Sensing T1-SPACE2017

    • Author(s)
      Sachi Okuchi, Yasutaka Fushimi, Tomohisa Okada, Akira Yamamoto, Tsutomu Okada, Takayuki Yamamoto, Katsutoshi Murata, Yuta Urushibata, Kaori Togashi
    • Organizer
      The ISMRM 25th Annual Meeting & Exhibition
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Comparison of Compressed Sensing Accelerated TOF MRA of the Neck with Conventional TOF MRA and Ultrasound in Clinical Cases2017

    • Author(s)
      Takayuki Yamamoto, Tomohisa Okada, Yasutaka Fushimi, Koji Fujimoto, Akira Yamamoto, Peter Speier, Michaela Schmidt, Yutaka Natsuaki, Kaori Togashi
    • Organizer
      The ISMRM 25th Annual Meeting & Exhibition
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Evaluation of image quality of compressed sensing MRI with natural image quality evaluator2017

    • Author(s)
      Thai Akasaka, Koji Fujimoto, Tomohisa Okada, Yasutaka Fushimi, Akira Yamamoto, Takayuki Yamamoto, Toshiyuki Tanaka, Masayuki Ohzeki, and Kaori Togashi
    • Organizer
      The ISMRM 25th Annual Meeting & Exhibition
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] GRASP with Motion Compensation for DCE-MRI of the Abdomen2017

    • Author(s)
      Koji Fujimoto, Li Feng, Rocardo Otazo, Kai Tobias Block, Henry Rusinek, Nicole Wake, and Hersh Chandarana
    • Organizer
      The ISMRM 25th Annual Meeting & Exhibition
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Compressed Sensing SENSitivity Encoding 法(CS-SENSE)における複数の感度マップによる事後確率最大化(MAP)推定解の線形結合2017

    • Author(s)
      原田 賢、井上 真郷、富樫 かおり
    • Organizer
      第20回画像の認識・理解シンポジウム

URL: 

Published: 2018-12-17  

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