MRIにおける極小部位のリアルタイム撮影を可能にする革新的信号解析法に関する研究

2018 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 18H03259
• Research Institution: University of Toyama
• Principal Investigator: 廣林 茂樹 富山大学, 学術研究部工学系, 教授 (40272950)
• Project Period (FY): 2018-04-01 – 2021-03-31
• Keywords: 断層撮影技術

Outline of Annual Research Achievements

NHAの2次元不等間隔データ解析の可能性についての検討を行った。削減した不等間隔データにより生じるアーチファクトをNUNHAにより軽減し、高精度な技術の開発を行う。一般にMRI診断は、患者の負担を軽減するために必要なデータを効率良く収集することで高速撮影が実現する。削減したデータに対し、一般的に不等間隔データの解析においては、FFTに補間技術を応用したNUFFTが用いられているが、サイドローブや計測軌道に起因するアーチファクトの影響をより一層誘発することになる。申請者は、既に限定的な環境下で2次元における不等間隔のNUNHAの可能性を検証し、大きさが異なる血管群（円形16点）を想定した数値ファントムに対し、スパイラル軌道で計測したデータをNUFFTとNUNHAで再構成した予備実験を行った。スパイラルデータはデカルトと比較してデータ点数が約3.5%の不等間隔データであことがわかった。また、NUFFTは、スパイラルの不等間隔データを等間隔データに補間するときのサイドローブの影響で、データ軌道に起因する円形のアーチファクトが顕著に発生しているが、NUNHAではアーチファクトの影響を最小限に抑え、血管群を正確に再現できる（約3.5%の情報量で高精細画像をNUNHAで再現）。これを、体内組織のように計算規模が大きいデータに対応したNUNHAに拡張を行った。

Current Status of Research Progress

3: Progress in research has been slightly delayed.

Reason

NHAの2次元不等間隔データ解析の検討中に、信号解析を行ったところ、当初の予想に反して通常の解析方法では、解析誤差が許容範囲を超えてしまうことが判明した。研究遂行上、解析精度の検証と改善を行い、解析誤差を許容範囲内に収めることが不可欠であり、追加でアンチエリアシングフィルタの検証が必要となった。

Strategy for Future Research Activity

通常、1次元と2次元の数値モデルで解析精度に差があることは少ないため精度が高い1次元の数値モデルを軸に研究計画を構築していたが、実際に2次元の数値モデルで解析結果を確認したところ、思いがけず10倍以上の精度向上が見込めることがわかった。精度限界を評価するためのファントムモデルであることから、精度向上分を考慮すると1μmオーダーでの精密さが必要となり、材質やその加工技術から再検討する。