2018 Fiscal Year Annual Research Report
Development of a novel image-based correction method for geometric distortion in diffusion MRI
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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 | 拡散MRI / EPI / 磁場不均一 / 幾何学的歪 |
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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た．拡散MRIで用いられる撮像法のEcho planar imaging(EPI)法では，被写体内で生じる磁場不均一に起因した幾何学的歪みが生じ，これにより拡散MRI画像データの後処理・解析が大きな影響を受ける．拡散MRI画像では水分子の拡散現象を通して組織構造に関する情報を得られるが，空間分解能が低いため高解像度のT1強調画像などの形態画像も併せて撮像される．本研究では，拡散MRI画像を構成するEPI画像とT1強調画像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の開発を行った．
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画像のEPI画像(b値=0)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．反復処理を行うため計算時間が長大となる問題が生じたため，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．最終年度では，提案手法を磁場不均一分布推定だけではなく，幾何学的歪の無いEPI画像も推定できるように改良し，これら両方を同時に推定できることを示した．
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