2016 Fiscal Year Research-status Report
拡散MRIにおける新たな画像ベースの幾何学的歪み補正手法の開発
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15K08695
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| Research Institution | Hokkaido University of Science |
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Principal Investigator |
熊澤 誠志 北海道科学大学, 保健医療学部, 教授 (50363354)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
吉浦 敬 鹿児島大学, 医歯学域医学系, 教授 (40322747)
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| Project Period (FY) |
2015-04-01 – 2019-03-31
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| Keywords | 画像歪み補正 / 拡散MRI / EPI / 磁場不均一 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では、拡散MRI画像を撮像する際に用いられる撮像法であるEcho planar imaging法で問題となる被写体内での磁場不均一分布を推定する新たな画像ベースの手法を開発することを目的としている。EPI法によって撮像された拡散MRI画像では、被写体内の磁場不均一により、撮像対象の幾何学的歪が問題となる。頭部を対象とした拡散MRI画像では水分子の拡散現象を通して白質や灰白質などの組織構造に関する情報が得られる。この情報をマッピングするため、拡散MRI画像とあわせてT1強調画像が撮像されており、本研究ではこれら両者の情報を用いて被写体内での磁場不均一分布を推定する画像ベース手法を開発する。提案手法の基本的な考え方としては、形態情報を有するT1強調画像を用いてEPI法による撮像をシミュレートし、実測された拡散MRI画像と一致する画像を生成することである。これまでの研究期間において、磁場不均一の無い状態を初期値として、EPI信号充填軌跡に従ってk空間にMR信号を充填・再構成し、この合成EPI画像と実測EPI画像の平均二乗誤差を最小とするように、共役勾配法を用いて反復的に磁場分布を更新し、実測EPI画像での歪みと同じ歪みが生じるような磁場分布を推定するアルゴリズムを考案・実装を行った。
当該年度では、磁場不均一に起因した幾何学的歪による信号強度の変化を記述する点広がり関数(point spread function:PSF)を推定する手法の開発を行った。従来の画像歪補正手法では、補正前後での対応する画素間の関係を1対1で記述しているのに対し、提案手法では、PSFに基づいて、補正前後での対応する画素間の関係を1対多で表すことが可能となる。
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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
これまでの研究期間において研究実施計画書に記載したアルゴリズムを実装し、当該年度は画像歪補正の際に対応ボクセル間の関係を記述するＰＳＦの推定手法を実装した。推定精度向上および計算コストを削減させるための改良が今後必要となるが、おおむね予定通りの進捗状況である。
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| Strategy for Future Research Activity |
次年度以降に関しては，研究実施計画書にしたがって，実際の拡散MRIデータへ提案手法を適用し，評価・改良を行う．実際の拡散MRIデータには，被写体の生理的な動き，血流・拍動などによるアーチファクトや変形が生じる．これらに起因した推定誤差を低減するための改良および、計算コスト低減の検討を行う．
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| Causes of Carryover |
研究消耗品の購入を行わなかったため。
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
研究消耗品の購入を翌年度に行う。
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Research Products
(1 results)
