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

2019 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: 信号処理

Outline of Annual Research Achievements

不等間隔データにおけるNHAの精度を検証するため、計測データの削減率と再構成画像の関係について、PSNRを用いて画質評価を行った。不等間隔サンプリングにおいて、ラジアルは、動きに対してロバストなためDCE-MRIによく利用さている。スパイラルは灌流画像等のリアルタイムスキャンに適しており、患者の動きやエリアシングアーチファクトの影響を抑制することが出来る。ランダムは、少ないデータから高精度の画像を復元する圧縮センシングで利用されており、近年はパラレルイメージングとの併用により一層高速化が期待されている。
既に申請者等の予備実験において、NUFFTの分解能以下に設置した数値ファントムをスパイラル軌道で計測したデータに対し、NUNHAはサイドローブとアーチファクトの影響を抑制した再構成画像を確認した。そこで、ラジアルやランダムの不等間隔データに対しても検証実験を行い、アーチファクトやサイドローブの影響をシミュレーションにより評価した。また、データ削減率とPSNRより、各不等間隔データにおいて最も効率的な計測軌道を検証した。

Current Status of Research Progress

3: Progress in research has been slightly delayed.

Reason

令和元年7月、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必要性が生じた。

Strategy for Future Research Activity

超高磁場MRIで毛細血管レベルを可視化するには、莫大なデータを必要とするため、1枚のスライスの撮影時間が長くなり、病変部のリアルタイムな変化を可視化することが難しい。リアルタイムスキャンを可能にするためには、計測データを削減する必要がある。しかし、データ削減により血管のような微小組織は、アーチファクトやサイドローブの影響で見えづらくなる。特に局所部を拡大するとき、FFTのアーチファクトやサイドローブの影響は顕著に現れる。一方、NHAを使うことでアーチファクトやサイドローブを抑制し、正確に血管情報を抽出できる可能性がある。超高磁場による高分解能と、不等間隔サンプリングでデータ削減をすることによる高速化を両立することができれば、微小空間の病変部をリアルタイムで観察することができ、今後の最先端断層撮影技術として、医療業界に大きく貢献できる可能性がある。