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無採血,部分容積効果補正を伴うPETによるFDG糖代謝詳細画像の痴呆診断への応用

研究課題

研究課題/領域番号 16591243
研究種目

基盤研究(C)

配分区分補助金
応募区分一般
研究分野 放射線科学
研究機関(財)東京都高齢者研究・福祉振興財団

研究代表者

木村 裕一  (財)東京都高齢者研究・福祉振興財団, 東京都老人総合研究所, 研究員 (60205002)

研究分担者 織田 圭一  (財)東京都高齢者研究・福祉振興財団, 研究員 (70224235)
石井 賢二  (財)東京都高齢者研究・福祉振興財団, 研究副部長 (10231135)
石渡 喜一  (財)東京都高齢者研究・福祉振興財団, 研究副部長 (50143037)
研究期間 (年度) 2004 – 2005
研究課題ステータス 完了 (2005年度)
配分額 *注記
3,600千円 (直接経費: 3,600千円)
2005年度: 1,600千円 (直接経費: 1,600千円)
2004年度: 2,000千円 (直接経費: 2,000千円)
キーワードPET / FDG / MAP推定 / ICA / 医用画像処理 / 動態解析 / パラメトリック画像 / セグメンテーション
研究概要

FDGによる糖代謝詳細画像作成については、従来の最尤推定による非線形推定手法に代り、MAP推定に基づいた波形認識アルゴリズムの応用による手法が確定した。本手法は従来法と比較して、繰り返し計算を必要としないために高速である点と、評価関数の最適点探索を行わないために、誤収束や初期値依存性といった問題を伴わない点が長所である。健常及びアルツハイマー症例に本手法を適用した結果、関心領域に基づく従来の非線形解析結果と良好に一致し、また計算時聞も30分程度と高速だったことから、本アルゴリズムは実用的であると考えられる。更に、独立成分分析に基づいた無採血化アルゴリズムと組み合わせることで、無採血での脳糖代謝画像作成の可能性を示すと共に、撮影時間短縮を実現した。部分容積効果については、末梢性ベンゾジアゼピン受容体描出用薬剤11C-PK11195に対して、部分容積効果補正アルゴリズムを適用したところ、アルコール脳症病態が、より正確に画像化できることが分った。補正アルゴリズムでは、MRI及びPET画像を用いる。先ず、ガウス混合モデルを元に輝度値に基づいたセグメンテーションを実施後、3次元モルフォロジカルフィルタによって脳の空間構造を勘案することで、セグメンテーションを完了する。続いて、PET画像中の各画素に一致するMRI画素群に対して、白質及び灰白質のPET画素値が一定であることを仮定した線形推定によって、部分容積効果を補正する。本研究の成果は、糖代謝測定のためのFDGに対して開発を進めたが、原理的には、PETを用いた神経受容体濃度測定にも拡張可能である。しかしモデル推定においては、パラメータ数が増加することから、より積極的にMAP推定を実施するなどの改良が必要である。また無採血化アルゴリズムについては、既にFDG以外の、神経受容体リガンドへも手法を実施し、良好な結果を得ている。

報告書

(3件)
  • 2005 実績報告書   研究成果報告書概要
  • 2004 実績報告書
  • 研究成果

    (20件)

すべて 2006 2005 2004

すべて 雑誌論文 (20件)

  • [雑誌論文] MAP-based Kinetic Analysis for Voxel-by-Voxel Compartment Model Estimation : Detailed lmaging of the Cerebral Glucose Metabolism using FDG2006

    • 著者名/発表者名
      Y Kimura et al.
    • 雑誌名

      Neurolmage 29

      ページ: 1203-1211

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2005 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] 加齢による変化が陽電子放出断層画像に及ばす影響の検討-ガウス混合モデルによるFDG PET画像の自動セグメンテーション-2006

    • 著者名/発表者名
      増田 泰, 木村 裕一 他
    • 雑誌名

      医用電子と生体工学 in press

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2005 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] モルフォロジカルフィルタによるFDG-PET画像からの脳表自動抽出法2006

    • 著者名/発表者名
      山本 祥典, 木村 裕一 他
    • 雑誌名

      信学技法医用画像 105

      ページ: 17-20

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2005 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] 事後確立最大化規範と波形認識によるPETを用いた脳糖代謝詳細画像の作成-特微量空間上で探索アルゴリズムの構築-2006

    • 著者名/発表者名
      山口 純, 木村 裕一 他
    • 雑誌名

      信学技法医用画像 105

      ページ: 13-16

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2005 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] MAP-based kinetic analysis for voxel-by-voxel compartment model estimation : detailed imaging of the cerebral glucose metabolism2006

    • 著者名/発表者名
      Yuichi Kimura, Mika Naganawa, et al.
    • 雑誌名

      NeuroImage 29

      ページ: 1203-1211

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2005 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] MAP-based Kinetic Analysis for Voxel-by-Voxel Compartment Model Estimation : Detailed Imaging of the Cerebral Glucose Metabolism using FDG2006

    • 著者名/発表者名
      Y Kimura, et al.
    • 雑誌名

      Neurolmage 29

      ページ: 1203-1211

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] 加齢による変化が陽電子放出断層画像に及ぼす影響の検討-ガウス混合モデルによるFDG PET画像の自動セグメンテーション-2006

    • 著者名/発表者名
      増田 泰, 木村 裕一, 他
    • 雑誌名

      医用電子と生体工学 in press

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] モルフォロジカルフィルタによるFDC-PET画像からの脳表自動抽出法2006

    • 著者名/発表者名
      山本 祥典, 木村 裕一, 他
    • 雑誌名

      信学技報医用画像 105

      ページ: 17-20

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] 事後確率最大化規範と波形認識によるPETを用いた脳糖代謝詳細画像の作成 -特徴量空間上での探索アルゴリズムの構築-2006

    • 著者名/発表者名
      山本 純, 木村 裕一, 他
    • 雑誌名

      信学技報医用画像 105

      ページ: 13-16

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] Imaging detailed cerebral glucose metabolism without arterial blood sampling using ^<18>F-FDG and PET2005

    • 著者名/発表者名
      Mika Naganawa, Yuidhi Kimura et al.
    • 雑誌名

      The 12th International Conference on Biomedical Engineering

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2005 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Imaging detailed glucose metabolism in the brain using MAP estimation in positron emission tomography2005

    • 著者名/発表者名
      Y Kimura et al.
    • 雑誌名

      Proceedings of 2005 IEEE Engineering in Medicine and Biology 27th Annual Conference

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2005 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Omission of Serial Arterial Blood Sampling in Neuroreceptor Imaging with Independent Component Analysis2005

    • 著者名/発表者名
      Mika Naganawa, Yuichi Kimura, et al.
    • 雑誌名

      NeuroImage 26

      ページ: 885-890

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2005 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Extraction of a plasma time-activity curve from dynamic brain PET images based on independent component analysis2005

    • 著者名/発表者名
      Mika Naganawa, Yuichi Kimura, et al.
    • 雑誌名

      IEEE Trans Bio Med Eng 52

      ページ: 201-210

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2005 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Imaging detailed cerebral glucose metabolism without arterial blood sampling using ^<18>F-FDG and PET2005

    • 著者名/発表者名
      Mika Naganawa, Yuichi Kimura, et al.
    • 雑誌名

      The 12th International Conference on Biomedical Engineering

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] Imaging detailed glucose metabolism in the brain using MAP estimation in positron emission tomography2005

    • 著者名/発表者名
      Y Kimura, et al.
    • 雑誌名

      Proceedings of 2005 IEEE Engineering in Medicine and Biology 27th Annual Conference

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] Omission of Serial Arterial Blood Sampling in Neuroreceptor Imaging with Independent Component Analysis2005

    • 著者名/発表者名
      M Naganawa, Y Kimura, et al.
    • 雑誌名

      NeuroImage (in press)

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] クラスタリング及びモルフォロジカルフィルタによる脳MRIを用いたPET部分容積効果補正2005

    • 著者名/発表者名
      尾崎 仁, 木村 裕一, 他
    • 雑誌名

      信学技報 医用画像 104

      ページ: 151-156

    • NAID

      110003203559

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] Extraction of a plasma time-activity curve from dynamic brain PET images based on independent component analysis2005

    • 著者名/発表者名
      M Naganawa, Y Kimura, et al.
    • 雑誌名

      IEEE Trans Biomed Eng 52:2

      ページ: 201-210

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] Quantitative Analysis of Adenosine A_1 Receptors in Human Brain using Positron Emission Tomography and [1-methyl-^<11>C]8-dicyclopropylmethyl-1-methyl-3-propylxanthine2004

    • 著者名/発表者名
      Y Kimura, K Ishii, K Oda, K Ishiwata
    • 雑誌名

      Nucl Med Biolo 31:8

      ページ: 975-981

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] Simplified PET measurement for evaluating histamine H_1 receptors in human brain using [^<11>C]doxepin2004

    • 著者名/発表者名
      H Mochizuki, Y Kimura, et al.
    • 雑誌名

      Nucl Med Biolo 31:8

      ページ: 1005-1011

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書

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公開日: 2004-04-01   更新日: 2016-04-21  

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