2014 Fiscal Year Research-status Report
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25670538
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| Research Institution | Komazawa University |
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Principal Investigator |
森口 央基 駒澤大学, 医療健康科学部, 教授 (70296705)
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| Project Period (FY) |
2013-04-01 – 2017-03-31
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| Keywords | 放射線医学 / MRI / 画像再構成 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究ではMRIのデータ収集において「仮想データ」の概念を導入することにより、撮像時間短縮を目指すものである。具体的には、実際に収集された一部のデータから残りのデータを推測し、データをすべて収集せずとも画像の再構成を可能にしようという試みである。再構成された画像の質は、仮想データの正確性にかかっている。収集された限られたデータから、残りの必要なデータをいかに正確に推測するかがこの研究の重要課題である。
仮想データを推測する上で画像のphase情報を求めること必要であり、理論的には画像のphaseの正確性が仮想データの質を決めると言ってよい。限られた少量のデータから画像を再構成したとき、一般に画像上にはアンダーサンプリングに伴うアーチファクトや信号雑音比の低下などが見られる。この画像からphase情報を抽出する際、フィルタをかけることによって画像を平滑化することが多い。ただし、この手法ではノイズレベルを低減させることと撮像物の細部の信号を保つことの両者のバランスを取るのが極めて難しい。今年度は最初に画像を再構成する際、圧縮センシングで使われる特殊な再構成法を使ってみた。この手法はデータサンプリングのパターンによって結果が左右されるが、データを比較的ランダムに収集したときはアーチファクトを大きく減らすことができた。
また、昨年度正確な画像のphaseを用いたとしても、再構成された画像で折り返しアーチファクトに類似したアーチファクトが出現し、phase情報から仮想データを算出する方法にも検討が必要であると述べた。その後の検討により、これらのアーチファクトの出現はspiralやzigzagなどの特殊な軌道を使ってデータを収集した場合に限られており、一般的な正規直交座標上にデータを収集した際には明らかではないことがわかった。これについては現在も解明に向けて検討を重ねている。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
上述した通り、正規直交座標以外の特殊な軌道を使ってデータを収集した場合は、phase情報から仮想データを算出する方法自体に検討の余地がある。本来はどのような軌道を用いても正確なphase情報が得られれば正確な仮想データを計算できるはずである。また、圧縮センシングで使われる特殊な再構成法はアーチファクトの軽減に一定の成果を示しているものの、これもデータを収集する軌道に結果が依存している。これらの制限を克服する必要がある。克服できないのであればその原因を明らかにする必要があるため。
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| Strategy for Future Research Activity |
前述した通り、理論上正確なphase情報から仮想データの算出すること可能であり、これはデータの収集軌道によらないはずである。特殊な軌道を用いる際、座標の変換を施しているが、この過程において現在用いているアルゴリズムに何らかの過誤があるのかもしれない。これについては引き続きアルゴリズムを入念にチェックしていく以外にないと考える。また、圧縮センシングで使われる再構成法は、比較的ランダムなデータの収集パターンではアーチファクトが軽減できるが、それ以外のものでは必ずしもアーチファクトは軽減しているとは言えない。今後は画像再構成法を検討するのみならず、限られたデータから最初に作られる画像に施すフィルタの種類やかけ方にも新たな検討を行い、正確なphaseの抽出に努める。
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| Causes of Carryover |
「今後の推進方策」で述べた通り、特殊なデータの収集軌道を用いた際、phase情報から仮想データを正確に算出するための手法を見直す必要がある。また、データの収集方法によらない画像の再構成法の開発や平滑化の手法の検討が必要と考える。これらの研究に画像計算用ソフトウエアのライセンス更新料や文献の入手の費用がかかるため。
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
上述の通り、画像計算用ソフトウエアのライセンス更新や文献入手に助成金を使用させて頂く。また、現在抱えている課題の克服は難しいが、何らかの成果が出た場合はその実験結果や研究成果を論文としてまとめ、国内外の学会で発表する予定である。その成果の発信にかかる費用は、本年度分の助成金の残額と翌年度分の助成金から捻出する。
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