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HARD-MR画像および形態・機能の情報統合に基づく高精度脳白質神経束モデリング

研究課題

研究課題/領域番号 17032003
研究種目

特定領域研究

配分区分補助金
審査区分 理工系
研究機関東京大学

研究代表者

増谷 佳孝  東京大学, 医学部附属病院, 講師 (20345193)

研究分担者 青木 茂樹  東京大学, 医学部附属病院, 助教授 (80222470)
阿部 修  東京大学, 医学部附属病院, 講師 (50302716)
研究期間 (年度) 2005 – 2006
研究課題ステータス 完了 (2006年度)
配分額 *注記
7,900千円 (直接経費: 7,900千円)
2006年度: 4,200千円 (直接経費: 4,200千円)
2005年度: 3,700千円 (直接経費: 3,700千円)
キーワード拡散MRI / 拡散テンソル / 方向分解能 / 脳白質神経束 / 線維追跡 / モデリング / 形態・機能の統合
研究概要

高方向分解能を有するHARD-MRIのデータに基づき,様々な処理手法の開発,および臨床応用に関する研究を行った.具体的には,以下の3項目を中心に研究を行った.
【線維交叉の前駆知識に基づく新しい線維モデリング手法の開発】
上縦束と錐体路の交叉関係を前駆知識とする新しい手法を提案し,有効性を示した.モデリング対象に沿って関心領域を設定する従来の方法は自由度が高く,どのような線維も描出可能となる反面,領域の設定数により操作が煩雑になり,限られたテンソルからの再構成テンソル場の使用による過度の平滑化効果を生じる場合があった.新手法では,テンソル場補間を交叉部である上縦束に限定することで上記の問題が抑制されており,臨床データの処理において実用性が高まった.
【テンソル場補間によるモデリングとHARD-MRIデータに基づくテンソル分離に関する検討】
我々のモデリング手法とHARD-MRIのデータの併用による線維交叉部でのテンソル分離について,臨床で撮影可能な30方向程度で良好な結果が得られることが明らかになった.これにより,健常者の詳細データの蓄積のみならず,患者データによる病態評価,異常検出にも応用が可能となった.
【リーマン計量によるテンソル補間時の膨張効果低減に関する検討】
テンソル場補間に関する基礎的検討では,対数ユークリッド法を用いることで,僅かながら膨張効果の低減があることが示唆された.また,膨張効果は拡散テンソルの第1固有値の低下,および第2,第3固有値の上昇という2つの要因によるものであるが,詳細な実験結果により,対数ユークリッド法の優位性は,後者の抑制に優れている点が明らかとなった.但し,現時点では,膨張効果の解消につながる根本的な解決には至っていないため,今後,新たな補間手法の開発が必要である.
これら技術開発の他,診断・治療を問わず,様々な臨床応用を行い,論文発表を行った.

報告書

(2件)
  • 2006 実績報告書
  • 2005 実績報告書
  • 研究成果

    (12件)

すべて 2007 2006 2005

すべて 雑誌論文 (11件) 図書 (1件)

  • [雑誌論文] Visualization of the frontotemporal language fibers by tractography combined with functional magnetic resonance imaging and magnetoencephalography2007

    • 著者名/発表者名
      Kamada K., Masutani Y., et al.
    • 雑誌名

      J. of Neurosurgery 106・1

      ページ: 90-98

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] Primary face motor area as the motor representation of articulation2007

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

      J. of Neurology (Epub ahead of print)

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] Corticospinal tracts by diffusion tensor tractography in patients with arteriovenous malformations2006

    • 著者名/発表者名
      Itoh D., Masutani Y., et al.
    • 雑誌名

      J. of Computer Assisted Tomography 30・4

      ページ: 618-623

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] Voxel-based diffusion tensor analysis reveals aberrant anterior cingulum integrity in posttraumatic stress disorder due to terrorism2006

    • 著者名/発表者名
      Abe O., Masutani Y., et al.
    • 雑誌名

      Psychiatry Research 146・3

      ページ: 231-242

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] Flexible ex vivo phantoms for validation of diffusion tensor tractography on a clinical scanner2006

    • 著者名/発表者名
      Watanabe.M., Masutani.Y., et al.
    • 雑誌名

      Radiation Medicine 24

      ページ: 605-609

    • NAID

      10020623214

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] Aging in the CNS : Comparison of gray/white matter volume and diffusion tensor data2006

    • 著者名/発表者名
      Abe O., Masutani Y., et al.
    • 雑誌名

      Neurobiological Aging (Epub ahead of print)

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] Voxel-based diffusion tensor analysis reveals aberrant anterior cingulum integrity in posttraumatic stress disorder due to terrorism2006

    • 著者名/発表者名
      Osamu Abe, et al.
    • 雑誌名

      Psychiatry Res. (印刷中)

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] Combined utilization of tractography-integrated functional neuronavigation and direct fiber stimulation2005

    • 著者名/発表者名
      Kyosuke.Kamada, et al.
    • 雑誌名

      Journal of Neurosurgery 202・4

      ページ: 664-672

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] Integration of three-dimensional corticospinal tractography in treatment planning of gamma-knife radiosurgery2005

    • 著者名/発表者名
      Keisuke Maruyama
    • 雑誌名

      Journal of Neurosurgery 202・4

      ページ: 673-677

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] Quantitative evaluation of the pyramidal tract segmented by diffusion tensor tractography : feasibility study in patients with amyotrophic lateral sclerosis.2005

    • 著者名/発表者名
      Shigeki Aoki, et al.
    • 雑誌名

      Radiation Medicine 23・3

      ページ: 195-199

    • NAID

      10015649266

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] 拡散テンソルtractographyの検証を目的としたファントムの作成2005

    • 著者名/発表者名
      渡辺 慎 他
    • 雑誌名

      日本医学放射線学会雑誌 65・4

      ページ: 449-451

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [図書] これでわかる拡散MRI(第2版)2005

    • 著者名/発表者名
      青木 茂樹 他(編・著)
    • 総ページ数
      463
    • 出版者
      秀潤社
    • 関連する報告書
      2005 実績報告書

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公開日: 2005-04-01   更新日: 2018-03-28  

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