2018 Fiscal Year Research-status Report
ＭＲ計測・シミュレーション融合による腫瘍内状態変化予測技術開発と治療戦略への応用
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18K12032
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| Research Institution | Kobe University |
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Principal Investigator |
國領 大介 神戸大学, システム情報学研究科, 助教 (20508543)
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| Project Period (FY) |
2018-04-01 – 2021-03-31
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| Keywords | MRI / 領域抽出 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
磁気共鳴（Magnetic Resonance, MR）計測や組織染色画像から得られた腫瘍内多角的計測データと計算機シミュレーション技術を融合した腫瘍形状・状態変化の予測技術の開発し，放射線治療・温熱治療における治療効果予測に向け，異なる撮像法を用いて取得した多角的MR画像情報の解析と関連性の検討，経時的変化を捉えるための数理モデルの検討，ならびにシミュレーション環境の構築を検討した．
異なる撮像法を用いて取得した多角的MR画像情報の解析と関連性の検討に関しては，複数の撮像法を用いて取得した腫瘍領域を含むMR画像に対し，経時的に変化する腫瘍領域を精密に抽出する手法を検討しその精度評価を行った．経時的に変化する腫瘍領域を取得するために，腫瘍領域と正常領域のコントラストが大きいスピンエコー法により取得したT2強調画像を用いた．腫瘍領域の抽出には，領域抽出手法の一つである領域拡張法を適用するとともに，MR画像の計測時に含まれるノイズ並びに信号ムラを除去するための補正手法を検討した．シェーディング補正を行うことにより，行わない場合よりも良好な結果を得ることができた．一方，3次元における抽出精度にはまだ改善しなければならない課題があることも分かった．また撮像法に関しては，高速撮像を実現するための再構成手法を検討するとともに，スピンエコー法以外の撮像法における画像情報の解析および関連性の検討を開始した．
経時的変化を捉えるための数理モデルの検討に関しては，他の研究分野において用いられている数理モデルの調査を実施するとともに，取得したMR画像の情報の活用方法の検討を開始した．
シミュレーション環境の構築に関しては，取得したMR画像において抽出した腫瘍領域を可視化するための環境を構築した．
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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
平成30年度は取得した画像情報から腫瘍領域を抽出することに注力して研究開発に取り組み，画像抽出精度が向上するなど，経時的な変化を捉えるための技術開発が順調に進んでいると考えている．数理モデルの検討やシミュレーション環境の構築も進めている．一方，開発する中での課題も確認できており，その解決も含めて平成31年度における研究開発に取り組む．
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| Strategy for Future Research Activity |
平成30年度に取り組んできた多角的MR画像情報の解析と関連性の検討については，継続して異なる撮像法や3次元情報を用いた検討を行うとともに，経時的変化を捉えるための関連性の検討に取り組む．さらに抽出精度を向上させるためにMR撮像法の最適化にも取り組む．数理モデルの検討並びにシミュレーション環境の構築に関しては，継続して実施するとともに，数理モデルを含み構築した環境を用いた腫瘍内状態の予測の検討を行う．
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| Causes of Carryover |
平成30年度に関しては，実験にかかる費用や旅費を中心に想定していたよりも必要な額が少なくなったため，次年度使用額が発生した．
平成31年度に関しては，シミュレーション環境に構築に必要な機器・ソフトウェアの追加や実験を実施するために必要となる実験用動物・試薬の購入，研究打ち合わせならびに研究成果を発表するために必要となる旅費などに使用する予定である．
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