2014 Fiscal Year Research-status Report
冠動脈MRAにおける冠動脈狭窄のコンピュータ支援検出システムの構築と有用性の検証
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25350565
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| Research Institution | Mie University |
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Principal Investigator |
中山 良平 三重大学, 医学部附属病院, 助教 (20402688)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
石田 正樹 三重大学, 医学部附属病院, 助教 (10456741)
佐久間 肇 三重大学, 医学(系)研究科(研究院), 教授 (60205797)
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| Project Period (FY) |
2013-04-01 – 2016-03-31
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| Keywords | 冠動脈MRA / 冠動脈狭窄 / 検出支援システム / 超解像技術 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究の目的は，冠動脈MRA像における冠動脈狭窄検出支援システムの基礎研究を行い，その臨床応用への可能性を明らかにすることである．前年度，冠動脈MRA像に最適化した超解像技術を開発し，冠動脈MRA像をソフトウェア的に高解像度化することにより，空間解像度不足から冠動脈末梢部が不鮮明に描出される問題を解消した．本年度は，まず，冠動脈MRA像の冠動脈を効果的に強調するために，円形・線状パターン検出のための２次元フィルタバンクをＸ，Ｙ，Ｚ，ＸＹ，ＹＺ，ＺＸ方向の２階差分値を計測できるよう３次元に拡張し，それらを要素とする３×３ヘシアン行列の固有値により，塊状構造，線状構造，面状構造を選択的に強調，抑制するアルゴリズムを構築した．そして，３次元フィルタバンクが冠動脈の形状を維持しながら，効果的に強調できることを確認した．次に，強調された冠動脈の右冠動脈および左冠動脈の各起始部にシードを設定し，信号強度に基づいた領域拡張法により冠動脈の抽出を行った．62患者の冠動脈MRA像を対象に抽出実験を行った結果，88.3%の（抹消部を除く）冠動脈を正確に抽出することができた．そして，右冠動脈および左冠動脈の各起始部から末梢に向け，抽出された冠動脈の信号強度と径の変化に着目した狭窄部位検出アルゴリズムを開発し，有意狭窄（50%以上）の感度76.6%，1患者あたりの偽陽性数2.35が得られた．
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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
申請時の予想よりも冠動脈MRA像の空間分解能が不足していたため，前年度，ソフトウェアにより空間分解能を向上させる超解像技術の開発に従事した．したがって，やや遅れている状況であったが，超解像度技術により冠動脈MRA像を高解像度化，高画質化できたことから冠動脈の抽出が順調に進み，申請時の研究計画まで達成することができた．
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| Strategy for Future Research Activity |
現在得られている狭窄部位の検出結果（感度76.6%，1患者あたりの偽陽性数2.35）が，目標よりも低い状況である．そこで，信号強度の定量化法，径の定量化法の再検討と偽陽性候補削除アルゴリズムの開発に着手する．次に，冠動脈狭窄の可能性のある位置を提示するコンピュータ支援検出（CADe: Computer-aided Detection）システムを病院情報システムに繰り返し導入し，CADeシステムの問題点の検証を重ね，ユーザニーズを繰り返しフィードバックすることにより，臨床で有用なCADeシステムを効率的に確立していく．最後に，観察者実験により，CADeシステムの有用性を多面的に検証する．
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| Causes of Carryover |
必要と予想していた実験補助を必要とせず，謝金を使用しなかったためである．
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
次年度は観察者実験があり，その補助の謝金として使用する予定である．また，これまでの研究成果および今後の研究成果の発表のための旅費として使用する計画である．
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[Presentation] Additive diagnostic value of coronary MRA in the stress cardiac MR protocol including stress myocardial perfusion MRI and late gadolinium enhanced MRI for the detection of coronary artery disease2014
Author(s)
Masaki Ishida, Mio Uno, Ryohei Nakayama, Yoshitaka Goto, Tatsuro Ito, Motonori Nagata, Yasutaka Ichikawa, Kaoru Dohi, Kakuya Kitagawa, Hajime Sakuma
Organizer
Radiological Society of North America 2014, 100th Scientific Assembly and Annual Meeting
Place of Presentation
Chicago, USA
Year and Date
2014-11-30 – 2014-12-05
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