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Synthetic MRI・定量MRIによる最適コントラストの創出と病変解析

研究課題

研究課題/領域番号 16K19852
研究種目

若手研究(B)

配分区分基金
研究分野 放射線科学
研究機関順天堂大学

研究代表者

萩原 彰文  順天堂大学, 医学部, 助教 (20768535)

研究期間 (年度) 2016-04-01 – 2019-03-31
研究課題ステータス 完了 (2018年度)
配分額 *注記
3,770千円 (直接経費: 2,900千円、間接経費: 870千円)
2018年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
2017年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
2016年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
キーワードMRI / Synthetic MRI / Quantitative MRI / 多発性硬化症 / Sturge-Weber症候群 / 視神経脊髄炎 / myelin imaging / deep learning / quantitative MRI / Brain Volumetry / 放射線 / 脳神経疾患
研究成果の概要

Synthetic MRIは、T1, T2, プロトン密度を計測する定量MRI(Quantification MRI)によって得られた定量値に対して後からパラメーターを設定することにより、任意のコントラスト強調画像を作成可能とする技術であり、ミエリンマップも作成できる。本研究では、得られる定量値の信頼性を確立し、コントラスト強調像の多発性硬化症(multiple sclerosis, MS)への応用を検討し、さらに、Synthetic FLAIRのdeep learningによる画質向上に成功した。また、ミエリンマップを含めた定量値を用いてMS患者での白質・灰白質障害を検出した。

研究成果の学術的意義や社会的意義

Synthetic MRIで得られる各種定量値を3つの異なる会社のMRI機器にて包括的に評価し、Synthetic MRIによる多施設共同研究への道が開かれた。Synthetic MRIのミエリン量マップが時間のかかる従来法と白質においてよく相関することを示し、また、ミエリン量マップが従来法MRIでは検出できないMSの白質障害・灰白質障害を検出し、いずれに対しても他のMRI定量値より感度の高いバイオマーカーであることを示した。臨床応用への道が開かれたと考えられる。多発性硬化症プラーク検出におけるSynthetic MRIの適切なコントラストも見出した。

報告書

(4件)
  • 2018 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2017 実施状況報告書
  • 2016 実施状況報告書
  • 研究成果

    (40件)

すべて 2019 2018 2017 2016

すべて 雑誌論文 (17件) (うち国際共著 5件、 査読あり 15件、 オープンアクセス 12件、 謝辞記載あり 3件) 学会発表 (23件) (うち国際学会 9件、 招待講演 10件)

  • [雑誌論文] Review of synthetic MRI in pediatric brains: Basic principle of MR quantification, its features, clinical applications, and limitations2019

    • 著者名/発表者名
      Andica Christina、Hagiwara Akifumi、Hori Masaaki、Kamagata Koji、Koshino Saori、Maekawa Tomoko、Suzuki Michimasa、Fujiwara Hirokazu、Ikeno Mitsuru、Shimizu Toshiaki、Suzuki Hiroharu、Sugano Hidenori、Arai Hajime、Aoki Shigeki
    • 雑誌名

      Journal of Neuroradiology

      巻: Epub ahead of print 号: 4 ページ: 1-8

    • DOI

      10.1016/j.neurad.2019.02.005

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Effect of Gadolinium on the Estimation of Myelin and Brain Tissue Volumes Based on Quantitative Synthetic MRI.2019

    • 著者名/発表者名
      Maekawa T, Hagiwara A, Hori M, Andica C, Haruyama T, Kuramochi M, Nakazawa M, Koshino S, Irie R, Kamagata K, Wada A, Abe O, Aoki S.
    • 雑誌名

      Am J Neuroradiol.

      巻: 40 号: 2 ページ: 231-237

    • DOI

      10.3174/ajnr.a5921

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Improving the Quality of Synthetic FLAIR Images with Deep Learning Using a Conditional Generative Adversarial Network for Pixel-by-Pixel Image Translation2019

    • 著者名/発表者名
      Hagiwara A.、Otsuka Y.、Hori M.、Tachibana Y.、Yokoyama K.、Fujita S.、Andica C.、Kamagata K.、Irie R.、Koshino S.、Maekawa T.、Chougar L.、Wada A.、Takemura M.Y.、Hattori N.、Aoki S.
    • 雑誌名

      American Journal of Neuroradiology

      巻: 40 号: 2 ページ: 224-230

    • DOI

      10.3174/ajnr.a5927

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] 3D quantitative synthetic MRI‐derived cortical thickness and subcortical brain volumes: Scan?rescan repeatability and comparison with conventional T 1 ‐weighted images2019

    • 著者名/発表者名
      Fujita Shohei、Hagiwara Akifumi、Hori Masaaki、Warntjes Marcel、Kamagata Koji、Fukunaga Issei、Goto Masami、Takuya Haruyama、Takasu Kohei、Andica Christina、Maekawa Tomoko、Takemura Mariko Yoshida、Irie Ryusuke、Wada Akihiko、Suzuki Michimasa、Aoki Shigeki
    • 雑誌名

      Journal of Magnetic Resonance Imaging

      巻: ahead of print 号: 6 ページ: 1-9

    • DOI

      10.1002/jmri.26744

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Myelin Measurement: Comparison Between Simultaneous Tissue Relaxometry, Magnetization Transfer Saturation Index, and T(1)w/T(2)w Ratio Methods.2018

    • 著者名/発表者名
      Hagiwara A, Hori M, Kamagata K, Warntjes M, Matsuyoshi D, Nakazawa M, Ueda R, Andica C, Koshino S, Maekawa T, Irie R, Takamura T, Kumamaru KK, Abe O, Aoki S
    • 雑誌名

      Sci Rep.

      巻: 8 号: 1 ページ: 10554-10554

    • DOI

      10.1038/s41598-018-28852-6

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Linearity, Bias, Intrascanner Repeatability, and Interscanner Reproducibility of Quantitative Multidynamic Multiecho Sequence for Rapid Simultaneous Relaxometry at 3 T2018

    • 著者名/発表者名
      Hagiwara Akifumi、Hori Masaaki、Cohen-Adad Julien、Nakazawa Misaki、Suzuki Yuichi、Kasahara Akihiro、Horita Moeko、Haruyama Takuya、Andica Christina、Maekawa Tomoko、Kamagata Koji、Kumamaru Kanako Kunishima、Abe Osamu、Aoki Shigeki
    • 雑誌名

      Investigative Radiology

      巻: 54 号: 1 ページ: 39-47

    • DOI

      10.1097/rli.0000000000000510

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Analysis of White Matter Damage in Patients with Multiple Sclerosis via a Novel In Vivo MR Method for Measuring Myelin, Axons, and G-Ratio.2018

    • 著者名/発表者名
      Hagiwara A, Hori M, Yokoyama K, Nakazawa M, Ueda R, Horita M, Andica C, Abe O, Aoki S.
    • 雑誌名

      AJNR Am J Neuroradiol

      巻: 38 号: 10 ページ: 1934-1940

    • DOI

      10.3174/ajnr.a5312

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Synthetic MRI of the knee: new perspectives in musculoskeletal imaging and possible applications for the assessment of bone marrow disorders.2018

    • 著者名/発表者名
      Chougar L, Hagiwara A, Andica C, Hori M, Aoki S.
    • 雑誌名

      Br J Radiol.

      巻: 印刷中 号: 1085

    • DOI

      10.1259/bjr.20170886

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] The Advantage of Synthetic MRI for the Visualization of Anterior Temporal Pole Lesions on Double Inversion Recovery (DIR), Phase-sensitive Inversion Recovery (PSIR), and Myelin Images in a Patient with CADASIL2018

    • 著者名/発表者名
      Wallaert L, Hagiwara A, Andica C, Hori M, Yamashiro K, Koshino S, Maekawa T, Kamagata K, Aoki S.
    • 雑誌名

      Magnetic Resonance in Medical Sciences

      巻: 17 号: 4 ページ: 275-276

    • DOI

      10.2463/mrms.ci.2017-0110

    • NAID

      130007496908

    • ISSN
      1347-3182, 1880-2206
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Synthetic MRI showed increased myelin partial volume in the white matter of a patient with Sturge-Weber syndrome.2017

    • 著者名/発表者名
      Hagiwara A, Andica C, Hori M, Aoki S.
    • 雑誌名

      Neuroradiology

      巻: 59 号: 11 ページ: 1065-1066

    • DOI

      10.1007/s00234-017-1908-x

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Synthetic MR Imaging in the Diagnosis of Bacterial Meningitis2017

    • 著者名/発表者名
      Andica C, Hagiwara A, Nakazawa M, Kumamaru KK, Hori M, Ikeno M, Shimizu T, Aoki S
    • 雑誌名

      Magnetic Resonance in Medical Sciences

      巻: 16 号: 2 ページ: 91-92

    • DOI

      10.2463/mrms.ci.2016-0082

    • NAID

      130005589283

    • ISSN
      1347-3182, 1880-2206
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Utility of a Multiparametric Quantitative MRI Model That Assesses Myelin and Edema for Evaluating Plaques, Periplaque White Matter, and Normal-Appearing White Matter in Patients with Multiple Sclerosis: A Feasibility Study.2017

    • 著者名/発表者名
      Hagiwara A, Hori M, Yokoyama K, Takemura MY, Andica C, Kumamaru KK, Nakazawa M, Takano N, Kawasaki H, Sato S, Hamasaki N, Kunimatsu A, Aoki S
    • 雑誌名

      AJNR Am J Neuroradiol

      巻: 38 号: 2 ページ: 237-242

    • DOI

      10.3174/ajnr.a4977

    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Synthetic MRI in the Detection of Multiple Sclerosis Plaques.2017

    • 著者名/発表者名
      Hagiwara A, Hori M, Yokoyama K, Takemura MY, Andica C, Tabata T, Kamagata K, Suzuki M, Kumamaru KK, Nakazawa M, Takano N, Kawasaki H, Hamasaki N, Kunimatsu A, Aoki S.
    • 雑誌名

      AJNR Am J Neuroradiol

      巻: 38 号: 2 ページ: 257-263

    • DOI

      10.3174/ajnr.a5012

    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] SyMRI of the Brain: Rapid Quantification of Relaxation Rates and Proton Density, With Synthetic MRI, Automatic Brain Segmentation, and Myelin Measurement.2017

    • 著者名/発表者名
      Hagiwara A, Warntjes M, Hori M, Andica C, Nakazawa M, Kumamaru KK, Abe O, Aoki S
    • 雑誌名

      Invest Radiol

      巻: 印刷中 号: 2 ページ: 178-186

    • DOI

      10.1097/rli.0000000000000365

    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著 / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] SyMRIの理論と脳への臨床応用2017

    • 著者名/発表者名
      萩原彰文, 堀正明, 青木茂樹
    • 雑誌名

      臨床画像

      巻: 印刷中

    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [雑誌論文] The Advantage of Synthetic MRI for the Visualization of Early White Matter Change in an Infant with Sturge-Weber Syndrome2016

    • 著者名/発表者名
      Andica C, Hagiwara A, Nakazawa M, Tsuruta K, Takano N, Hori M, Suzuki H, Sugano H, Arai H, Aoki S
    • 雑誌名

      Magnetic Resonance in Medical Sciences

      巻: 15 号: 4 ページ: 347-348

    • DOI

      10.2463/mrms.ci.2015-0164

    • NAID

      130005421020

    • ISSN
      1347-3182, 1880-2206
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Synthetic MRIの臨床応用の実際と今後の展望2016

    • 著者名/発表者名
      萩原彰文, 堀正明, 中澤美咲, Christina Andica, 青木茂樹
    • 雑誌名

      インナービジョン

      巻: 31 ページ: 13-15

    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] White Matter Analysis of Multiple Sclerosis with Quantitative Synthetic MRI and Neurite Orientation Dispersion and Density Imaging2019

    • 著者名/発表者名
      Akifumi Hagiwara, Koji Kamagata, Masaaki Hori, Christina Andica, Mana Kuramochi, Mariko Yoshida Takemura, Osamu Abe, Shigeki Aoki
    • 学会等名
      7th International Congress on Magnetic Resonance Imaging (ICMRI 2019) and 24th Scientific Meeting of KSMRM
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Brain volumetry and myelin estimation derived from synthetic MRI with various in-plane resolutions at 3 T2019

    • 著者名/発表者名
      A. Hagiwara, M. Hori, Y. Ozaki, T. Maekawa, C. Andica, M. Horita, S. Fujita, S. Aoki
    • 学会等名
      European Congress of Radiology 2019
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 多発性硬化症患者のSynthetic MRIとNODDIによる白質障害の評価:TBSS解析2019

    • 著者名/発表者名
      萩原 彰文、鎌形康司、堀 正明、横山和正、クリスティナ アンディカ、竹村(吉田)茉莉子、前川朋子、藤田翔平、入江隆介、和田昭彦、阿部 修、青木 茂樹
    • 学会等名
      第48回日本神経放射線学会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] Synthetic MRIの基礎と応用2018

    • 著者名/発表者名
      萩原彰文
    • 学会等名
      日本磁気共鳴医学会 第22回MR実践講座「新技術の臨床応用」
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] SyMRIで得られる定量値の標準化と、新しい3D SyMRIでの初期経験2018

    • 著者名/発表者名
      萩原彰文
    • 学会等名
      第46回日本磁気共鳴医学会大会 プロジェクト研究「QRAPMASTER(SyMRI)で得られる定量値の多施設間での標準化に関する検討」
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Conditional Generative Adversarial Network(cGAN)を使用した深層学習によるSynthetic FLAIRの画質向上2018

    • 著者名/発表者名
      Akifumi Hagiwara, Yujiro Otsuka, Masaaki Hori, Shohei Fujita, Koji Kamagata, Ryusuke Irie, Tomoko Maekawa, Christina Andica, Akihiko Wada, Moeko Horita, Takuya Haruyama, Osamu Abe, Shigeki Aoki
    • 学会等名
      第46回日本磁気共鳴医学会大会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 人工知能のココが知りたい!セッション-AI画像診断:QIBAの視点から2018

    • 著者名/発表者名
      萩原彰文
    • 学会等名
      JCRミッドサマーセミナー2018 (日本放射線科専門医会・医会)
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Rapid Myelin Measurement: Comparison Between SyMRI (Simultaneous Tissue Relaxometry), Magnetization Transfer Saturation Index, and T1w/T2w Ratio Methods2018

    • 著者名/発表者名
      Akifumi Hagiwara, Masaaki Hori, Koji Kamagata, Misaki Nakazawa, Christina Andica, Tomoko Maekawa, Saori Koshino, Ryusuke Irie, Lydia Chougar, Osamu Abe, Shigeki Aoki
    • 学会等名
      26th ISMRM International Society for Magnetic Resonance in Medicine
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Synthetic MRIによる定量評価の可能性2018

    • 著者名/発表者名
      萩原彰文
    • 学会等名
      The Future of Quantitative MRI
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 定量画像の標準化:Quantitative Imaging Biomarker Alliance(QIBA)の最新情報―Recent advances of J-QIBA activities in CT and MRI, with emphasis on synthetic MRI2018

    • 著者名/発表者名
      萩原彰文
    • 学会等名
      第77回日本医学放射線学会総会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Analysis of White Matter Damage in Patients with Multiple Sclerosis via a Novel In Vivo Magnetic Resonance Method for Measuring Myelin, Axons, and G-ratio2018

    • 著者名/発表者名
      Hagiwara Akifumi, Hori Masaaki, Horita Moeko, Andica Christina, Koji Kamagata, Uchioke Saori, Aoki Shigeki
    • 学会等名
      XXI Symposium Neuroradiologicum
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 特別講演 Synthetic MRI:定量化の推進2018

    • 著者名/発表者名
      萩原彰文
    • 学会等名
      2018 Tokyo Gyrousers Meeting
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Analysis of White Matter Damage in Patients with Multiple Sclerosis by a Novel In Vivo MR Measurement Method of Axon and Myelin2017

    • 著者名/発表者名
      萩原彰文、堀正明、中澤美咲、上田亮、堀田萌子、Andica Christina、高橋木綿子、青木茂樹
    • 学会等名
      American Society of Neuroradiology 55th Annual Meeting and the Foundation of the ASNR Symposium 2017
    • 発表場所
      Long Beach, California, USA.
    • 年月日
      2017-04-22
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Rapid Simultaneous Tissue Relaxometry and Synthetic MRI of the Brain2017

    • 著者名/発表者名
      萩原彰文、堀正明、Andica Christina、中澤美咲、高橋木綿子、青木茂樹
    • 学会等名
      American Society of Neuroradiology 55th Annual Meeting and the Foundation of the ASNR Symposium 2017
    • 発表場所
      Long Beach, California, USA.
    • 年月日
      2017-04-22
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] MAGiC(SyMRI)の最新知見2017

    • 著者名/発表者名
      萩原彰文
    • 学会等名
      第76回日本医学放射線学会総会
    • 発表場所
      横浜
    • 年月日
      2017-04-13
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 軸索量とミエリン量をin vivoに評価する新しいMRI手法による多発性硬化症患者の白質障害の評価2017

    • 著者名/発表者名
      萩原彰文、堀正明、越野沙織、中澤美咲、堀田萌子、上田亮、クリスティナアンディカ、武中祐樹、高野直、濱崎望、青木茂樹
    • 学会等名
      第46回日本神経放射線学会
    • 発表場所
      東京
    • 年月日
      2017-02-17
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] Overview of myelin imaging and its combination with diffusion MRI2017

    • 著者名/発表者名
      Hagiwara Akifumi
    • 学会等名
      Korean Congress of Radiology 2017
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Basics of myelin imaging and its clinical applications2017

    • 著者名/発表者名
      Hagiwara Akifumi
    • 学会等名
      AIMS-Neuro imaging 2017
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] MRIにて異なる撮像法で得られるミエリンマップの比較検討2017

    • 著者名/発表者名
      萩原彰文、堀正明、松吉大輔、入江隆介、神谷昂平、鎌形康司、前川朋子、クリスティナ・アンディカ、越野沙織、中澤美咲、上田亮、堀田萌子、武中祐樹、阿部修、青木茂樹
    • 学会等名
      第45回日本磁気共鳴医学会大会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] Utility of a multi-parametric quantitative MRI model that assesses myelin and edema for evaluating plaques, periplaque white matter, and normal-appearing white matter in patients with multiple sclerosis2016

    • 著者名/発表者名
      萩原彰文、堀正明、アンディカクリスティナ、隈丸加奈子、吉田茉利子、鈴木通真、中澤美咲、青木茂樹
    • 学会等名
      The 102th scientific assembly and annual meeting of the Radiological Society of North America
    • 発表場所
      Chicago, IL, USA
    • 年月日
      2016-11-26
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Multiple sclerosis plaques searched by synthetic MRI2016

    • 著者名/発表者名
      萩原彰文、堀正明、アンディカクリスティナ、吉田茉利子、鎌形康司、鈴木通真、鈴木通真、隈丸加奈子、中澤美咲、青木茂樹
    • 学会等名
      The 102th scientific assembly and annual meeting of the Radiological Society of North America
    • 発表場所
      Chicago, IL, USA
    • 年月日
      2016-11-26
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] シンポジウム Synthetic MR imaging の現状と展望「Synthetic MRI-コントラスト調整から定量解析、ミエリンマップまで-」2016

    • 著者名/発表者名
      萩原彰文
    • 学会等名
      第44回日本磁気共鳴医学会大会
    • 発表場所
      埼玉
    • 年月日
      2016-09-09
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 髄鞘と浮腫の状態を評価するマルチパラメトリック定量MRIによる多発性硬化症患者における白質障害の評価2016

    • 著者名/発表者名
      萩原彰文、堀正明、中澤美咲、アンディカクリスティナ、吉田茉莉子、鈴木通真、高野直、濱崎望、佐藤秀二、青木茂樹
    • 学会等名
      第44回日本磁気共鳴医学会大会
    • 発表場所
      埼玉
    • 年月日
      2016-09-09
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書

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公開日: 2016-04-21   更新日: 2020-03-30  

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