2016 Fiscal Year Research-status Report
認知症早期発見を可能とするMRI撮像法と機器保守管理システムの開発
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15K01732
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| Research Institution | Fujita Health University |
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Principal Investigator |
山口 弘次郎 藤田保健衛生大学, 保健学研究科, 准教授 (40267927)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
梅沢 栄三 藤田保健衛生大学, 保健学研究科, 准教授 (50318359)
児玉 直樹 高崎健康福祉大学, 健康福祉学部, 准教授 (50383146)
山田 雅之 藤田保健衛生大学, 保健学研究科, 教授 (40383773)
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| Project Period (FY) |
2015-04-01 – 2018-03-31
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| Keywords | MRI / MRI保守管理 / Bloch方程式 / パルスシーケンス / アルツハイマー型認知症 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
平成28年度ではH27年度に引継ぎ白質-灰白質を高コントラストで撮像できるMRI撮像法の開発を行い，脳の特徴的な経時変化を時系列変化データとして解析しアルツハイマー型認知症への進行診断を支援するシステム開発の構築を行った．システム開発の構築は，アルツハイマー型認知症で早期に特異的に側頭葉内部内側で萎縮計測をする白質-灰白質を高コントラストで抽出できる90度-180度RFパルスシーケンス以外の角度を使用したα度-β度RFパルスシーケンスの最適化に関する構築を行った．
MRIのパルスシーケンス開発では，MR現象を理論的に解析できるBloch方程式を4次Runge-Kutta法で数値シミュレーションすることでMRI実機撮像と同じ信号強度を示す白質-灰白質の信号強度を算出してα度-β度RFパルスシーケンスの最適化の検討を行った．最適化では基準角度である90度-180度RFパルスシーケンスでの白質-灰白質の信号強度とスピンの位相角を基準としてα度-β度RFパルスシーケンスの信号強度が同等かつ位相角分散値が最少になる角度の算出が完了した．この角度は90度-180度-echoのスピンエコー型と90度-180度-echo-180度-echo型の高速スピンエコー法でα度-β度RFパルスシーケンスが異なることが証明できた．
また，時系列的解析を可能にする頭部MRI画像の画質を一定に保つ必要があるで撮像条件の保守管理とMRI装置のハードウエア系の保守管理が同時にできる機器保守管理システムの開発の構築を行った．
このシステム開発を構築することで認知症の時系列解析がMRIの時系列変化を考慮することなく，高精度で解析が可能になるので認知症の早期発見の精度が飛躍的に向上する．
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
白質-灰白質を高コントラストで撮像できるMRIの撮像法の開発を行い，脳の特徴的な経時的変化を描出できるMRIのパルスシーケンス開発を行った．
MR現象を理論的に検証できるBloch方程式を数値シミュレーションして白質-灰白質の信号強度を算出した．Bloch方程式の数値シミュレーションでは白質-灰白質の縦緩和時間(T1値)及び横緩和時間(T2値)が必要になるがこの値はMRIの磁場強度により異なるのでアルツハイマー型認知症早期発見に関与確率が高い病院が多く保有している静磁場強度は1.5テスラのT1値・T2値を使用し数値シミュレーションで行った．しかし，数値シミュレーションでの組合せが非常に多く演算時間がかかるので複数台のパーソナルコンピュータを使用して分散型数値シミュレーションシステムの開発に時間がかかっている．しかし，分散型数値シミュレーションシステム開発と平行して単独型数値シミュレーションシステムでの数値解析を行った結果，90度-180度-echoのスピンエコー型と90度-180度-echo-180度-echo型の高速スピンエコー法でα度-β度RFパルスシーケンスが異なることが証明できた．
また，併せてMRI時系列的解析を可能にする保守管理とMRI装置のハードウエア系の保守管理が同時にできる機器保守管理システムの開発の構築を行い画質評価を行っている．
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| Strategy for Future Research Activity |
今後の研究推進方針として，90度-180度RFパルスシーケンスでの白質-灰白質の信号強度とスピンの位相角を示す位相角分散に似かよった値を示すα度－β度RFパルスシーケンスの検討では最適なα度-β度の組合せの検討とMRI時系列的解析を可能にする保守管理システムの試験的運用に関しての検討を行う．
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| Causes of Carryover |
今後の研究推進方針として，90度-180度RFパルスシーケンスでの白質-灰白質の信号強度とスピンの位相角分散に似かよった値を示すα度-β度RFパルスシーケンスの数値シミュレーション解析で位相角分散解析が遅れている．MRI性能評価システム用ファントム作成及び解析システム構築関係の遅れが生じている．
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
α度-β度RFパルスシーケンスの数値シミュレーション解析システムやMRI性能評価システム用ファントム作成及び解析システム構築の性能向上対策を行う．これにより位相角分散解析やMRI解析評価システムので遅れ対策ができる予定である．
併せて次年度では研究成果発表・情報収集を行うために国内学会・国際学会旅費申請を行う予定である．
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[Presentation] Is your MRI scanner suitable for the diabnosis of dementia?2016
Author(s)
kojiro yamaguchi
Organizer
2016 TAMRT ( Taiwan Association of Medical Radiation Technologists ) International Forum and 4th Asia Radiation Therapy Symposium.
Place of Presentation
Chih-Teh Building, Taipei Veterans General Hospital,Taipei, Taiwan.
Year and Date
2016-11-05 – 2016-11-05
Int'l Joint Research
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