2015 Fiscal Year Research-status Report
アルツハイマー病診断のための脳PET画像の部分容積効果補正法の開発・評価
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15K08687
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| Research Institution | Tohoku University |
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Principal Investigator |
志田原 美保 (古本美保) 東北大学, 医学(系)研究科(研究院), 講師 (20443070)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
茨木 正信 秋田県立脳血管研究センター(研究局), 放射線医学研究部, 主任研究員 (40360359)
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| Project Period (FY) |
2015-04-01 – 2018-03-31
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| Keywords | PET / 画像処理 / 部分容積効果 / 誤差解析 / 数値シミュレーション |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究の目的は、アルツハイマー病の診断を目的としたPET検査において、アルツハイマー病に特徴的な病理(アミロイドβ、タウ集積)を反映する脳画像を高精度化することである。このために、形態・解剖情報(MRIや脳アトラス)を用いた部分容積効果補正を行うことで画像の定量性を向上させる画像処理法の確立に取り組み、確立した方法によりアルツハイマー病の早期診断の精度向上に貢献することを目指す。
平成27年度はアミロイドPET検査を想定し様々な部分容積効果補正法に対して臨床で想定される様々な要因による誤差解析を数値シミュレーションで行った。対象とした部分容積効果補正法は、GTM法、MG法、RBV法、SFSRR法である。また、誤差要因として、PETとMRI画像の位置合わせのズレ、MRI画像から灰白質・白質領域を抽出するセグメンテーション誤差、仮定するPET画像の空間分解能のズレ、局所的な病変部位といった想定外の生理的集積、白質の高集積の度合いについて様々な条件でのシミュレーションを行った。
その結果、位置ずれ誤差により、MG、GTM、RBV法では皮質にアーチファクトやバイアスが生じるなど影響を受けやすいことが分かった。セグメンテーションの誤差により、MG法で皮質集積の誤差が大きくなる傾向がみられた。空間分解能の誤差については、全ての方法が同程度の皮質集積の誤差を示し、正しい空間分解能値を用いることの重要性が確認された。想定外の生理的集積については、GTM法は対応不能であることが確認された。白質の高集積の度合いにより、SFSRR法は皮質集積の補正精度が他法に比べやや劣ることが判明した。本検討により、SFSRRのような補正精度はやや低い方法は、方法開発の観点では劣る点もあるが、臨床PET検査での安定した運用のためには重要であるという新しい知見が得られた。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
本研究課題の計画どおりにおおむね進展している。ただし研究遂行に際し、様々な部分容積効果補正を検討するとしていたが、各々のアルゴリズムにおいて画像処理プログラムを作成、確認し、使用するのに時間がかかったため、4種類のみのアルゴリズムでの検討となった。現在、海外研究者が開発した21通りの部分容積効果補正が可能なプログラムの導入行っており、より多くのアルゴリズムの比較検証が可能となる。また、今年度はアミロイドPETを対象とした誤差解析であったが、タウPETを対象とした様々なアルゴリズムの誤差解析を行い、最適な方法の検討を進める必要もある。
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| Strategy for Future Research Activity |
本研究課題の今後の推進方策は、これまで数値シミュレーションでしか検証してこなかった部分容積効果補正法の比較を、複数の放射性薬剤を用いたアミロイドやタウPET臨床画像を対象に行い、各法の弱点・利点を徹底的に分析することである。その分析結果をもとに、より臨床に貢献しうる新たな補正アルゴリズムを考案・検証する。
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| Causes of Carryover |
物品費で購入を計画していたPETシミュレーション及び膨大な画像データ群解析用PCについて、今年度は計算負荷の少ない数値シミュレーションを既存PCで行ったため繰越金が生じた。
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
次年度は臨床PETを想定したPETシミュレーションと膨大な臨床画像データ群を解析するために新規の解析用PC購入が必要である。そのため、次年度使用額を購入に充てる予定である。
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