2017 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 | MRI / EPI / 画像歪み補正 / 磁場不均一 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では、拡散MRI撮像時における被写体内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。被写体内で生じる磁場不均一は、拡散MRIで用いられる撮像法のEcho planar imaging(EPI)法において、撮像対象の幾何学的歪などの原因となる。この幾何学的歪が、拡散MRI画像データの後処理・解析に大きな影響を与える。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、EPI信号収集・画像再構成過程に基づいて計算した合成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。また提案手法では、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)を用いて、画像信号強度を計算するのが特徴である。
当該年度においては、EPI信号収集・画像再構成過程に基づいた合成EPI画像の計算を画像空間にて行うよう改良することで、計算時間の短縮を行った。また評価関数を改良することで推定精度の改善を図った。
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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
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EPI信号収集・画像再構成過程に基づいた合成EPI画像の計算を画像空間にて行うよう改良することで、計算時間の短縮を行った。また評価関数を改良することで、推定精度の改善を図った。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 |
最終年度である次年度に関しては，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．従来手法の一つである非剛体レジストレーション法との比較を含めた定性的・定量的な評価を行い，提案手法の有用性を示す．
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| Causes of Carryover |
当初購入を予定していた、消耗品・物品費の購入費が少なく済んだため。
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Research Products
(1 results)
