MR拡散テンソル画像からの脳内神経束走行抽出とその3次元再構成

2000 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 11680842
• Research Institution: NARA INSTITUTE OF SCIENCE AND TECHNOLOGY
• Principal Investigator: 湊 小太郎 奈良先端科学技術大学院大学, 情報科学センター, 教授 (00127143)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 米倉 義晴 福井医科大学, 高エネルギー医学研究センター, 教授 (60135572) ; 菅 幹生 奈良先端科学技術大学院大学, 情報科学センター, 助手 (00294281)
• Keywords: MRI / 拡散強調画像 / 拡散テンソル / 神経束抽出 / 対称性

Research Abstract

この研究は、拡散強調MRIによる拡散テンソル画像群から、脳内白質神経繊維束走行の3次元構造を抽出して可視化することを目的としている。
平成11年度は、拡散強調MR画像データの計測と交換手順を整備し、神経繊維束が太く検出の比較的容易な視放線部分を対象として、閾値処理を基本にした神経束の強調手法を開発し3次元表示した。
平成12年度は、前年度の成果にもとづいてより頑健で精密な神経束抽出手法の確立をめざし、拡散テンソル場にポテンシャルフィールドの概念を導入した。すなわち、テンソル場における注目ボクセルとその周囲のボクセルの間に等価的相互距離を定義して、この距離に基づいた連結処理によって神経束を抽出する方法である。この結果を用いれば、脳の機能結合度を定量的に解析することが可能になる。
つぎに、神経束分布の対称性を評価する方法を検討した。脳の神経束分布は大局的には対称であるが、詳しく観ると各種の左右差があり、この非対称性を定量化できれば、脳機能や性差あるいは病変の指標となる可能性がある。本研究では、3次元MR脳画像から理想的な大局的対称面を検出するアルゴリズムを開発し、この対称面に対するMR拡散テンソルと神経束分布の非対称度を測定する手法を考案した。

Research Products

• [Publications] 佐藤哲大,湊小太郎,定籐則弘,米倉義晴 他: "MR拡散テンソル画像を用いた脳内白質神経束の抽出"電子情報通信学会 論文誌 D-II. J83・1. 191-198 (2000)
• [Publications] 大友敦,佐藤哲大,菅幹生,湊小太郎,岡田知久,定籐則弘,米倉義晴: "MR拡散テンソル画像を用いた対称性による神経束の定量的評価の試み"電子情報通信学会技術研究報告書 MI(医用画像)2000-39. 100・464. 7-10 (2000)
• [Publications] T.Sato,K.Minato and others: "Structual Conectivity in White Matter Using the Projected Diffusion-Tensor Distance"Proc.of MEDINFO 2001. (発表予定).