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Development of evaluation method of blood vessel image quality to introduce nonlinear MR fast imaging into clinical examination

Research Project

Project/Area Number 18K07703
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (C)

Allocation TypeMulti-year Fund
Section一般
Review Section Basic Section 52040:Radiological sciences-related
Research InstitutionTohoku University

Principal Investigator

町田 好男  東北大学, 医学系研究科, 教授 (30507083)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 高橋 順士  東北大学, 医学系研究科, 非常勤講師 (50791852)
大田 英揮  東北大学, 医学系研究科, 准教授 (40586905)
Project Period (FY) 2018-04-01 – 2021-03-31
Project Status Granted (Fiscal Year 2019)
Budget Amount *help
¥4,290,000 (Direct Cost: ¥3,300,000、Indirect Cost: ¥990,000)
Fiscal Year 2020: ¥1,170,000 (Direct Cost: ¥900,000、Indirect Cost: ¥270,000)
Fiscal Year 2019: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000)
Fiscal Year 2018: ¥1,820,000 (Direct Cost: ¥1,400,000、Indirect Cost: ¥420,000)
KeywordsMRI高速撮像 / 非線形処理 / 圧縮センシング / 画質評価 / 血管画像 / 臨床評価
Outline of Annual Research Achievements

圧縮センシング(CS)に代表される限られた収集データから所望の情報を引き出す技術が、MRI撮像の高速化にも取り入れられている。すでにCS-MRIの一般臨床での使用が進んでいる状況にある。本研究では特に、CS-MRIの基本的な画像特性について、臨床と基礎を結びつけた形で定量的把握を行うことを目的としており、2年目の令和元年度は以下の検討を進めた。
(1)物理的画質評価法: 初年度は、ノイズパワースペクトル(NPS)を用いた、撮像の高速化率(AF)やCS再構成処理におけるデノイジングファクタ(DF)に依存した画質の半定量的な評価の検討を行った。今年度はさらに、NPSによる画質評価の基礎固めとして、複素データを用いたNPSによる、非対称アンダーサンプリング収集画像の詳細な解析を行った。その結果、データ収集パターンと画像ノイズの周波数特性の関係が明らかになった。
(2)ファントムによる視覚評価: 撮像条件に依存した画質の変化は、非線形処理では被検体に依存する。今年度は、画質評価用の単純ファントムによるNPSと臨床画像のNPSの違いを確認するために、人体模擬ファントムを作成して検討を行った。被検体に依存した違いを確認できた。また、解像特性については、血管狭窄評価用ファントムを用いた視覚評価実験をさらに進め、血管コントラスト比などの指標を用いてより定量的なAF/DF依存性の比較評価を行った。(1)、(2)の解析を通して、ノイズ特性と解像特性が関連していることも確認できた。なお、以上の内容を中心に学会報告を行った。
(3)臨床画像との比較評価: 本年度は、別の臨床研究テーマとして得られている臨床画像に対して、上述した解像特性等の指標計測をおこない、データを蓄積しているところである。

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

3: Progress in research has been slightly delayed.

Reason

(1)の物理的評価法では、NPSによる評価を通して、画質の撮像条件依存性の知見を深めることができた。また、複素NPSによる詳細検討により、NPS指標により見えている情報についての理解が深まった。(2)で行った臨床画像評価を意識した模擬ファントム実験により、実践的な評価法の確立に向けた有用な情報が得られつつある。また、(3)の臨床画像については計測データの蓄積中である。それぞれ検討は進めることができたが、当初目標である各項目の関連付けは十分とはいえず、やや遅れているとした。

Strategy for Future Research Activity

今年度の達成度はやや遅れているとしたが3つの検討項目についてそれぞれの検討を進めてきた。まずは物理的画質評価法の基礎的な知見とファントム評価の経験の2項目の関連付けを中心に進めつつ、臨床データの解析を進めてデータをまとめ、画質の高速撮像条件依存性についての結果をまとめたい。最終的には3項目にもとづいた総合的評価を行い、実践的な評価法の提案に結び付け、当初目的を達成したいと考えている。

Report

(2 results)
  • 2019 Research-status Report
  • 2018 Research-status Report

Research Products

(18 results)

All 2020 2019 2018

All Journal Article Presentation

  • [Journal Article] MRIにおける異なる非線形フィルタ処理画像のノイズパワースペクトル比較2020

    • Author(s)
      会田健人、宮本宏太、一関雄輝、町田好男
    • Journal Title

      東北大学医学部保健学科紀要

      Volume: 29 Pages: 49-56

    • Related Report
      2019 Research-status Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] 非造影下肢MRアンジオグラフィーにおける血管描出能評価のための数値指標とその計測法の検討2020

    • Author(s)
      青羽南臣、藤本綾子、町田好男
    • Journal Title

      東北大学医学部保健学科紀要

      Volume: 29 Pages: 57-70

    • Related Report
      2019 Research-status Report
    • Peer Reviewed
  • [Presentation] Denoising Parameter Dependence of Noise Characteristics in Compressed Sensing MRI2019

    • Author(s)
      Takahashi J, Fukuzawa K, Miura N, Hiramoto S, Aoba M, Machida Y
    • Organizer
      日本放射線技術学会第75回総会学術大会
    • Related Report
      2019 Research-status Report 2018 Research-status Report
  • [Presentation] Evaluation of Noise Characteristics of Compressed Sensing MR Images Using 2D and 1D Noise Power Spectra2019

    • Author(s)
      Kamosida R, Takahashi J, Aoba M, Nawa Y, Ichikawa N, Machida Y
    • Organizer
      日本放射線技術学会第75回総会学術大会
    • Related Report
      2019 Research-status Report 2018 Research-status Report
  • [Presentation] 圧縮センシングMRIにおける複素画像のノイズパワースペクトルの特性2019

    • Author(s)
      鴨志田 諒、高橋順士、名和勇樹、青羽南臣、町田好男
    • Organizer
      第47回日本磁気共鳴医学会大会
    • Related Report
      2019 Research-status Report
  • [Presentation] 頭部模擬ファントムを用いた圧縮センシングMR画像のノイズ特性の評価2019

    • Author(s)
      名和勇樹、福澤 圭、五月女康作、鴨志田 諒、高橋順士、町田好男
    • Organizer
      第47回日本磁気共鳴医学会大会
    • Related Report
      2019 Research-status Report
  • [Presentation] 圧縮センシングMR画像のDenoising Parameter依存性:血管狭窄ファントムを用いた検討2019

    • Author(s)
      阿部陵那、高橋順士、福澤 圭、町田好男
    • Organizer
      第47回日本放射線技術学会秋季学術大会
    • Related Report
      2019 Research-status Report
  • [Presentation] MR高速撮像の温故知新2019

    • Author(s)
      町田好男
    • Organizer
      第14回東京MRI動態機能研究会
    • Related Report
      2018 Research-status Report
    • Invited
  • [Presentation] MR高速撮像:技術開発野の変遷と最近の動向2019

    • Author(s)
      町田好男
    • Organizer
      第58回宮城MR技術研究会
    • Related Report
      2018 Research-status Report
    • Invited
  • [Presentation] Measuring vessel signal intensity and FWHM changes along vessels for numerical evaluation of vessel depictability in non-contrast enhanced peripheral MR angiography2019

    • Author(s)
      Aoba M, Fujimoto A, Machida Y
    • Organizer
      ECR2019
    • Related Report
      2018 Research-status Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Investigation of Measurement of Signal Intensity Change along Vessels in Peripheral MR Angiography2018

    • Author(s)
      Aoba M, Fujimoto A, Aita K, Machida Y
    • Organizer
      日本放射線技術学会第74回総会学術大会
    • Related Report
      2018 Research-status Report
  • [Presentation] MTFを用いたT2-weighted Variable Refocusing Flip Angle 3D TSEの画像特性の検討2018

    • Author(s)
      吉田礼、曽根理、荒木隆博、町田好男
    • Organizer
      日本放射線技術学会第74回総会学術大会
    • Related Report
      2018 Research-status Report
  • [Presentation] 圧縮センシング MR Angiographyにおける血管狭窄ファントムの描出能の評価2018

    • Author(s)
      高橋順士、福澤圭、大本由樹、門間正彦、青羽南臣、町田好男
    • Organizer
      第46回日本磁気共鳴医学会大会
    • Related Report
      2018 Research-status Report
  • [Presentation] Tissue-specific variable refocusing flip angles 3D T2W TSE撮像におけるMTFの比較2018

    • Author(s)
      吉田礼、荒木隆博、町田好男
    • Organizer
      第46回日本磁気共鳴医学会大会
    • Related Report
      2018 Research-status Report
  • [Presentation] パラレルイメージングにおけるNoise power spectrum計測2018

    • Author(s)
      三浦洋亮、吉田礼、一関雄輝、町田好男
    • Organizer
      第46回日本磁気共鳴医学会大会
    • Related Report
      2018 Research-status Report
  • [Presentation] 圧縮センシングの基礎2018

    • Author(s)
      町田好男
    • Organizer
      第46回日本放射線技術学会秋季学術大会
    • Related Report
      2018 Research-status Report
    • Invited
  • [Presentation] 圧縮センシングMR画像のノイズパワースペクトル計測2018

    • Author(s)
      高橋順士、福澤圭、大本由樹、三浦則仁、平本壮一、青羽南臣、町田好男
    • Organizer
      46回日本放射線技術学会秋季学術大会
    • Related Report
      2018 Research-status Report
  • [Presentation] 非造影下肢MRAにおけるMIP像と3D元画像を用いた信号値及び半値幅の計測法の比較検討2018

    • Author(s)
      青羽南臣、藤本綾子、町田好男
    • Organizer
      第46回日本放射線技術学会秋季学術大会
    • Related Report
      2018 Research-status Report

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Published: 2018-04-23   Modified: 2021-01-27  

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