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2012 Fiscal Year Research-status Report

アルツハイマー型認知症の機能画像解析システムの開発

Research Project

Project/Area Number 24591786
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (C)

Research Institution独立行政法人国立精神・神経医療研究センター

Principal Investigator

松田 博史  独立行政法人国立精神・神経医療研究センター, 脳病態統合イメージングセンター, センター長 (90173848)

Project Period (FY) 2012-04-01 – 2015-03-31
Keywords神経科学 / 認知症 / 脳神経疾患 / 放射線 / 解剖学
Research Abstract

アルツハイマー病脳における11C-PiB PET画像によるアミロイド蓄積の定量的評価において、脳萎縮による部分容積効果の結果生じる蓄積量の過小評価を補正する必要がある。これは、PETの空間解像力が4mm程度であるのに対し、大脳皮質の厚さは正常でも平均3mm台のためである。通常、この補正にはMRIが用いられてきたが、特に高磁場MRI装置では、幾何学的歪みのために、PET画像との位置登録に誤差が生じる可能性が指摘されてきた。本年度の検討では、PET/CT装置で得られる、幾何学的歪みのみられないCT画像を用いて部分容積効果補正を行う方法を検討した。
この補正においては、CT画像から灰白質および白質画像を精度良く抽出することが必要である。この目的でStatistical Parametric Mapping2008年版のsegmentationにおけるガウス分布数に関してMRIでのデフォルト値に変更を行った。この変更によりCT画像から抽出された灰白質および白質画像は、MRIから抽出されたそれらと0.943~0.975と高い相関を得ることが可能となった。CT画像の灰白質画像と白質画像を用いて、11C-PiB PET画像の部分容積効果補正を白質成分を差し引いた灰白質画像をPETのpoint spread functionで重畳した後にPET画像を除することで行い、MRIを用いて補正を行った場合との補正画像における誤差を測定したところ、8%の低値にとどまった。
これらのことから、11C-PiB PET画像をPET/CTでのCT画像を用いて部分容積効果補正を行うことが可能であることが判明した。

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

アミロイドPETの部分容積効果補正をCTで行う手法において、解析パラメータを検討し、segmentation精度を向上させることができた。また、MRIによる部分容積効果補正法をCTに応用することができ、歪みによる誤差のない補正が可能となった。この方法は、通常PET/CTで撮像されるCT画像を応用することができ、臨床的有用性が高いと思われる。

Strategy for Future Research Activity

CT画像のsegmentationが失敗する例が1割程度みられた。この原因は、CT画像からAC-PCラインを設定することは困難なため、AC-PCラインを基準とするsegmentation手法が応用し難いためと考えられた。これには、最初にX線CTの標準脳画像にStastical parametric Mappingによる線形変換を行うことで解決すると思われる。また、最終的な部分容積効果補正画像のマスキングの方法によって得られる結果が異なると思われるため、最適のマスキング手法を検討する。

Expenditure Plans for the Next FY Research Funding

アミロイドPETトレーサであるPiB合成用試薬の値下げにより、当初の消耗品費に余剰が発生した。この余剰金は、消耗品費である次年度の合成用試薬の購入に充当する。この充当により、より多数例での撮像が可能となり、より精度の高い健常高齢者データベースの構築に繋がる。

  • Research Products

    (12 results)

All 2013 2012 Other

All Journal Article (5 results) (of which Peer Reviewed: 5 results) Presentation (5 results) Book (2 results)

  • [Journal Article] Voxel-based morphometry of brain MRI in normal aging and Alzheimer’s disease.2013

    • Author(s)
      Matsuda H
    • Journal Title

      Aging Dis

      Volume: 4 Pages: 29-37

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Automatic voxel-based morphometry of structural MRI by SPM8 plus DARTEL improves the diagnosis of probable Alzheimer’s disease.2012

    • Author(s)
      Matsuda H, Mizumura S, Nemoto K, Yamashita F, Imabayashi E, Sato N, Asada K
    • Journal Title

      Am J Neuroradiol AJNR

      Volume: 33 Pages: 1109-1114

    • DOI

      10.3174/ajnr.A2935

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Glucose metabolism and gray-matter concentration in apolipoprotein E ε4 positive normal subjects.2012

    • Author(s)
      Samuraki M, Matsunari I, Chen WP, Shima K, Yanase D, Takeda N, Matsuda H, Yamada M
    • Journal Title

      Neurobiol Aging

      Volume: 33 Pages: 2321-2313

    • DOI

      10.1016/j.neurobiolaging.2011.11.020

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Assessment of cerebral blood flow findings using 99mTc-ECD single-photon emission computed tomography in patients diagnosed with major depressive disorder2012

    • Author(s)
      Nagafusa Y, Okamoto N, Sakamoto K, Yamashita F, Kawaguchi A, Higuchi T, Matsuda H
    • Journal Title

      J Affect Disord

      Volume: 140 Pages: 296-299

    • DOI

      10.1016/j.jad.2012.03.026

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Identification of atrophy of the subgenual anterior cingulate cortex, in particular the subcallosal area, as an effective auxiliary means of diagnosis for major depressive disorder2012

    • Author(s)
      Niida A, Niida R, Matsuda H, Inada T, Motomura M, Uechi A
    • Journal Title

      Int J Gen Med

      Volume: 5 Pages: 667-674

    • DOI

      10.2147/IJGM.S34093

    • Peer Reviewed
  • [Presentation] Comparison of performance of early diagnostics of Alzheimer’s disease between volume and thickness measurements of medial temporal structures using structural MRI

    • Author(s)
      Matsuda H, Tanaka K, Maikusa N, Yamashita F, Imabayashi E, Iwatsubo T
    • Organizer
      Alzheimer’s Association International Conference 12
    • Place of Presentation
      Vancouver Convention Center ,Vancouver,Canada
  • [Presentation] Application of diffeomorphic anatomical registration through an exponentiated Lie algebra to statistical analysis of brain perfusion SPECT

    • Author(s)
      Matsuda H, Souma T, Imabayashi E, Kuji I, Seto A, Shimano Y, Fujishima M
    • Organizer
      The Society of Nuclear Medicine 59th Annual Meeting
    • Place of Presentation
      Miami Beach Convention Center,Florida,United States
  • [Presentation] Application of CT-based partial volume correction to 11C-PIB PET SUVR images with subtraction of nonspecific bindings in the white matter and comparison with MRI-based partial volume correction

    • Author(s)
      Imabayashi E, Matsuda H, Kuji I, Seto A, Shimano Y
    • Organizer
      The 25th Annual Congress of the European Association of Nuclear Medicine
    • Place of Presentation
      Milsno Congressi,Milano,Italy
  • [Presentation] Hippocampal Glucose Metabolism is Reduced in Some, but not All Patients with Alzheimer’s Disease: The Ishikawa Brain Imaging Study

    • Author(s)
      Matsunari I, Samuraki M, Shima K, Chen W, Noguchi-Sinohara M, Ono K, Yoshita M, Miyazaki Y, Matsuda H, Yamada M
    • Organizer
      The 25th Annual Congress of the European Association of Nuclear Medicine
    • Place of Presentation
      Milsno Congressi,Milano,Italy
  • [Presentation] Inter-institutional reproducibility of rest- and acetazolamide-rCBF in normal, assessed using a dual 123I-iodoamphetamine administration technique with a quantitative SPECT reconstruction package

    • Author(s)
      Yamauchi M, Imabayashi E, Matsuda H, Nakagawara J, Shimosegawa E, Hatazawa J, Suzuki M, Fukuda K, Iihara K, Iida H
    • Organizer
      The Society of Nuclear Medicine 59th Annual Meeting
    • Place of Presentation
      Miami Beach Convention Center,Florida,United States
  • [Book] 核医学テキスト2013

    • Author(s)
      松田博史
    • Total Pages
      341
    • Publisher
      中外医学社
  • [Book] 医用画像工学ハンドブック2012

    • Author(s)
      松田博史
    • Total Pages
      777
    • Publisher
      日本医用画像工学会

URL: 

Published: 2014-07-24  

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