2018 Fiscal Year Research-status Report
MRI撮像における胎児内SARと温度上昇の高精度評価
| Project/Area Number |
17K06335
|
|---|
| Research Institution | National Institute of Information and Communications Technology |
|---|
Principal Investigator |
長岡 智明 国立研究開発法人情報通信研究機構, 電磁波研究所電磁環境研究室, 主任研究員 (00381674)
|
|---|
| Project Period (FY) |
2017-04-01 – 2020-03-31
|
| Keywords | MRI / SAR / 温度上昇 / 胎児 / ＦＤＴＤ / 数値人体モデル |
|---|
| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では、これまで明らかにされてこなかった、MRI 撮像時の妊娠時（初期～後期）、すなわち胎児に発育、成長考慮した胎児内の電磁波エネルギー吸収量および温度上昇を世界唯一の妊娠初期から後期までの人体を模擬した人体解剖モデルを用いて高精度に推定することを目標としている。
今年度はMRI撮像時の妊娠中の胎児の温度上昇について基礎的な検討を行った。使用したモデルは胎児を含む妊娠女性モデル（妊娠20週、26週、29週）である。この妊娠女性モデル内に配置されている胎児モデルは健康な妊娠女性（１名）の胎児MRI画像からモデル化された非常に高精度のモデルである。これらの日本人の妊娠女性数値人体モデルを用いて、MRI装置のRFコイルとして代表的なバードゲージコイルの数値モデル化し、1.5T および 3T MRI撮像時の胎児内の電磁波エネルギー吸収量を電磁波シミュレーション手法（Finite-Difference Time-Domain 法; FDTD 法）を用いて計算し、その電磁波エネルギーの吸収に起因する胎児内の温度上昇を生体熱輸送方程式を解くことによって推定した。この研究成果は次年度開催される国際会議で発表を予定している。
また、胎児の発育、成長を考慮した数値モデルの構築法を検討した。具体的には、既存のモデルがボクセル形式であることから、モデル形状をボクセルからメッシュに変換し、コンピュータグラフィックで用いられているメッシュ変形技術を用いることで、胎児の発育、成長モデルを構築できることを確認し、胎児の発育、成長を考慮した数値モデルの開発法を確立した。
|
| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
MRI撮像時の妊娠女性に対する数値計算推定(SARおよび温度上昇）については、実施計画通り概ね順調に研究課題した。また、妊娠時の胎児の発育、成長を模擬したモデル開発について、今年度はコンピュータグラフィック（CG)の技術を利用した手法の基礎的な検討を実施し、成長モデルを構築可能なことを確認たものの、その技術を利用して実際のモデルを生成するまでには至らなかったことから、本研究課題の達成度としてはやや遅れている。
|
| Strategy for Future Research Activity |
成長モデルの開発については、成長モデルの基礎的な検討に基づいて体型と解剖組織の形状変化を連動して、胎児の発育、成長変化を模擬したモデル開発を2019年の前半に実施する。具体的には、CGのメッシュ変形技術等を用いて、体型と解剖組織を連動させた変化可能な胎児モデルの生成し、任意の胎児週齢モデルを作成し、妊娠初期から後期までの妊娠女性モデルを構築する。その開発モデルを用いて、胎児組織の水分量等や成人の各組織の電気定数、熱定数値を参考に、胎児の値を変化させ、SARや温度上昇の電気定数、熱定
数依存性について検討するとともに、従来の妊娠モデルを用いたばく露評価の結果と比較することで、妊娠女性の体型や胎児の体型に対するばく露量の依存性等を評価する。
|
| Causes of Carryover |
当初、新たな胎児モデルを今年度構築する予定であった。しかし、その構築作業を次年度に持ち越したことにより、胎児モデル構築に必要となる作業費を支出しなかったことから、次年度使用額が生じた。
次年度は主に胎児モデル構築のための作業費と研究成果発表のための旅費や参加費等に使用する計画である。
|
