2017 Fiscal Year Annual Research Report
Magnetic particle imaging system with fast data acquisition and high image resolution
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15H03038
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| Research Institution | Meiji University |
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Principal Investigator |
石原 康利 明治大学, 理工学部, 専任教授 (00377219)
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| Project Period (FY) |
2015-04-01 – 2018-03-31
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| Keywords | 磁性ナノ粒子イメージング / MPI / 画像診断装置 / 画像再構成 / 特異値分解 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
体外から投与した磁性ナノ粒子をトレーサとして利用して、『がん』や循環器疾患の早期診断を目指した分子イメージング技術”Magnetic Particle Imaging（MPI）”が提案されている。MPIでは、傾斜磁場分布を利用し、磁場強度がほぼゼロとなる Field Free Point（FFP）に存在する磁性ナノ粒子から磁化信号を検出する。しかし、傾斜磁場強度が弱い場合には、FFP境界領域に存在する磁性ナノ粒子からも磁化信号が検出されるため画像ボケが生じる。そこで、Field of View（FOV）内の各位置に磁性ナノ粒子を配置して得られる信号（システム関数）と、未知の磁性ナノ粒子分布に対してFFPをスキャンして得られる観測信号とから磁性ナノ粒子の分布を再構成する種々の画像再構成法を提案しているが、これらの方法ではデータ収集に長時間を要する等の問題がある。本研究では、FOV内においてFFPを連続的に走査しながら高速にデータを収集する方法と、画像分解能と信号対雑音比に優れた画像再構成法を提案する。さらに、試作機を構築しこれらの妥当性を実験的に明らかにすることを目的としている。
平成29年度は、構築した小型2次元MPIシステム（傾斜磁場強度：2.3 T/m、交番磁場強度：65 mT、交番周波数：700 Hz、有効ボア径：50 mm）を用いてデータ収集を行い、再構成画像の評価を行った。また、特異値分解に基づく直交基底を用いた画像再構成法を提案し、直交基底の組み合わせが再構成画像に及ぼす影響を評価し、その有用性を明らかにした。さらに、磁性ナノ粒子を能動的に加振して磁化信号を検出する新たな信号収集法に関して、対象物体外部から超音波を照射することによって、内部の磁性ナノ粒子を振動させられる可能性を数値モデルにより検証するとともに、評価システムの構築を行った。
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| Research Progress Status |
29年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
29年度が最終年度であるため、記入しない。
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