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超低磁場MRIにおける高速撮像の実現および新たなコントラストの創出

研究課題

研究課題/領域番号 17K20104
研究種目

挑戦的研究(萌芽)

配分区分基金
研究分野 人間医工学およびその関連分野
研究機関浜松ホトニクス株式会社 (2019)
京都大学 (2017-2018)

研究代表者

笈田 武範  浜松ホトニクス株式会社, 中央研究所, 専任部員 (70447910)

研究期間 (年度) 2017-06-30 – 2020-03-31
研究課題ステータス 完了 (2019年度)
配分額 *注記
6,240千円 (直接経費: 4,800千円、間接経費: 1,440千円)
2019年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2018年度: 2,080千円 (直接経費: 1,600千円、間接経費: 480千円)
2017年度: 2,860千円 (直接経費: 2,200千円、間接経費: 660千円)
キーワード超低磁場MRI / 高速撮像 / 圧縮センシング / 超解像法 / T1コントラスト改善 / 磁束密度計測 / スピンロック撮像法 / SSFP法 / SWIFT法 / 磁束密度コントラスト
研究成果の概要

本研究課題では,超低磁場MRIを生体応用する場合に課題となる高速撮像法の実現,および新たな画像コントラストの創出として磁束密度計測シーケンスの開発を行った.
高速撮像法の実現では,データ収集と再構成に関する検討として圧縮センシングや深層学習による超解像法を用いた手法について検討を行った.また,パルスシーケンスの高速化としてSSFP法やSWIFT法の有効性を検討した.また,磁束密度計測シーケンスの開発として,スピンロック撮像法のSIRS法およびSL-Mz法について,Bloch方程式の解析およびファントム実験から,SL-Mz法により計測対象時場の振幅や位相の情報の計測が可能である事を確認した.

研究成果の学術的意義や社会的意義

本本研究課題で開発を進めてきた超低磁場MRIの高速撮像法や磁束密度計測法は,生体の機能計測の分野において大きなインパクトを持つ可能性があり,生体由来の微弱磁場の計測を発展させる可能性を秘めている.特に,磁束密度計測法は,微小な磁場の分布を計測できる手法であるため,生体計測のみならず,遠くの天体から飛来する宇宙磁場や地磁気変動などの天文学・地球科学の発展にも寄与する可能性があり,多くの波及効果を期待できる計測法になりうることが期待される.

報告書

(4件)
  • 2019 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2018 実施状況報告書
  • 2017 実施状況報告書
  • 研究成果

    (43件)

すべて 2020 2019 2018 2017

すべて 雑誌論文 (11件) (うち査読あり 2件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (32件) (うち国際学会 9件)

  • [雑誌論文] 超低磁場MRIの高速撮像に向けた検討~深層学習を用いた高分解能画像再構成~2020

    • 著者名/発表者名
      安田 卓司,笈田 武範,小林 哲生
    • 雑誌名

      電子情報通信学会技術研究報告

      巻: 120(40) ページ: 5-8

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [雑誌論文] Remote detection of magnetic signals with a compact atomic magnetometer module towards human MRI-MPI hybrid systems2019

    • 著者名/発表者名
      Takenori Oida, Kentaro Kato, Yosuke Ito and Tetsuo Kobayashi
    • 雑誌名

      International Journal on Magnetic Particle Imaging

      巻: 5(1) ページ: 1906001-1906001

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] 神経磁場を捉える新原理の機能的MRI ~低磁場MRIによる機能的結合計測の試み~2019

    • 著者名/発表者名
      上田 博之,伊藤 陽介,笈田 武範,谷口 陽,小林 哲生
    • 雑誌名

      電子情報通信学会技術研究報告

      巻: 118 (493) ページ: 13-18

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [雑誌論文] 光ポンピング原子磁気センサを用いた超偏極Xeの超低磁場MRI計測 ~干渉抑制型フラックストランスフォーマを用いたSWIFT計測~2019

    • 著者名/発表者名
      笈田 武範,星 翔馬,喜多 謹仁,長谷川 直樹,森口 司,小林 哲生
    • 雑誌名

      電子情報通信学会技術研究報告

      巻: 118 (469) ページ: 59-64

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [雑誌論文] Dynamics of magnetization under stimulus-induced rotary saturation sequence2018

    • 著者名/発表者名
      Hiroyuki Ueda, Hiroaki Seki, Yosuke Ito, Takenori Oida, Yo Taniguchi and Tetsuo Kobayashi
    • 雑誌名

      Journal of Magnetic Resonance

      巻: 295 ページ: 38-44

    • DOI

      10.1016/j.jmr.2018.07.004

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 低磁場MRIによる神経活動の直接計測に向けたスピンロックシーケンスの検討 ~SIRS法におけるスポイラーとバンドアーティファクトに関する検討~2018

    • 著者名/発表者名
      上田 博之,伊藤 陽介,笈田 武範,谷口 陽,小林 哲生
    • 雑誌名

      電子情報通信学会技術研究報告

      巻: 118 (106) ページ: 13-18

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [雑誌論文] 原子磁気センサとフラックストランスフォーマを用いた遠隔超低磁場NMR信号計測の感度向上2018

    • 著者名/発表者名
      森口 司,笈田 武範,小林 哲生
    • 雑誌名

      電子情報通信学会技術研究報告

      巻: 118 (32) ページ: 15-20

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [雑誌論文] 光ポンピング原子磁気センサを用いた超低磁場MRIにおける超偏極Xe画像化2018

    • 著者名/発表者名
      長谷川 直樹,笈田 武範,小林 哲生
    • 雑誌名

      電子情報通信学会技術研究報告

      巻: 118 (32) ページ: 21-24

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [雑誌論文] 光ポンピング原子磁気センサを用いた超低磁場MRIにおける超偏極Xe画像化2018

    • 著者名/発表者名
      喜多 謹仁,笈田 武範,長谷川 直樹,小林 哲生
    • 雑誌名

      電子情報通信学会技術研究報告

      巻: 118 (32) ページ: 25-29

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [雑誌論文] 光ポンピング原子磁気センサの時間安定性向上のためのフィードバック型ノイズ抑制2018

    • 著者名/発表者名
      笈田武範、長谷川直樹、森口司
    • 雑誌名

      電子情報通信学会技術研究報告

      巻: 117(507) ページ: 45-49

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [雑誌論文] 0.3T低磁場MRIを用いた機能的結合の直接計測に向けたスピンロック撮像法 ~ 信号源における振動磁場の位相差が及ぼす影響の検討 ~2017

    • 著者名/発表者名
      關祐亮、上田博之、伊藤陽介、笈田武範、谷口陽,小林哲生
    • 雑誌名

      電子情報通信学会技術研究報告

      巻: 117(360) ページ: 55-60

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] 超低磁場MRIの高速撮像に向けた検討~深層学習を用いた高分解能画像再構成~2020

    • 著者名/発表者名
      安田 卓司,笈田 武範,小林 哲生
    • 学会等名
      電子情報通信学会 医用画像研究会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] Detection of Magnetic Nanoparticle Signals with a Compact OPM towards Next Generation Neuroimaging2019

    • 著者名/発表者名
      Tetsuo Kobayashi, Takenori Oida, Yosuke Ito and Kentaro Kato
    • 学会等名
      TOHBM2019
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Detection of tiny oscillating magnetic field with spin-lock presentation for low-field MRI2019

    • 著者名/発表者名
      Hiroyuki Ueda, Yosuke Ito, Takenori Oida, Yo Taniguchi and Tetsuo Kobayashi
    • 学会等名
      The 4th Annual Scientific Meeting of the Japanese Chapter of ISMRM
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Direct measurement of brain function by spin lock fMRI: a simulation study on distinction of two signal sources with phase difference2019

    • 著者名/発表者名
      Tomoyuki Sogabe, Hiroyuki Ueda, Yosuke Ito, Takenori Oida, Yo Taniguchi and Tetsuo Kobayashi
    • 学会等名
      The 4th Annual Scientific Meeting of the Japanese Chapter of ISMRM
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 原子磁気センサを用いた超低磁場MRIの開発:超偏極Xeの画像化2019

    • 著者名/発表者名
      喜多 謹仁, 笈田 武範, 長谷川 直樹, 森口 司, 小林 哲生
    • 学会等名
      第34回日本生体磁気学会大会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 光ポンピング磁気センサを用いた超低磁場MRIにおけるフラックストランスフォーマの最適化2019

    • 著者名/発表者名
      笈田 武範,森口 司,長谷川 直樹,喜多 謹仁,小林 哲生
    • 学会等名
      第47回日本磁気共鳴医学会大会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 超低磁場MRIにおける超偏極XeのMR信号取得に関する検討:勾配エコー法とSWIFT法の比較2019

    • 著者名/発表者名
      喜多 謹仁,笈田 武範,長谷川 直樹,森口 司,小林 哲生
    • 学会等名
      第47回日本磁気共鳴医学会大会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 脳機能計測に向けたspin-loch撮像法における計測対象磁場の方向の影響2019

    • 著者名/発表者名
      曽我部 智之,上田 博之,伊藤 陽介,笈田 武範,谷口 陽,小林 哲生
    • 学会等名
      第47回日本磁気共鳴医学会大会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] Spin-lockパルスを用いた脳機能直接計測の試み:階段状spin-lockパルスによる周波数帯域拡大に関する検討2019

    • 著者名/発表者名
      上田 博之,曽我部 智之,伊藤 陽介,笈田 武範,谷口 陽,小林 哲生
    • 学会等名
      第47回日本磁気共鳴医学会大会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 光ポンピング原子磁気センサを用いた超偏極Xeの超低磁場MRI計測 ~干渉抑制型フラックストランスフォーマを用いたSWIFT計測~2019

    • 著者名/発表者名
      笈田 武範,星 翔馬,喜多 謹仁,長谷川 直樹,森口 司,小林 哲生
    • 学会等名
      電子情報通信学会 MEとバイオサイバネティクス研究会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] 神経磁場を捉える新原理の機能的MRI ~低磁場MRIによる機能的結合計測の試み~2019

    • 著者名/発表者名
      上田 博之,伊藤 陽介,笈田 武範,谷口 陽,小林 哲生
    • 学会等名
      電子情報通信学会 ヒューマン情報処理研究会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] A new spin-lock preparation toward direct imaging of functional connectivity2018

    • 著者名/発表者名
      Hiroyuki Ueda, Hiroaki Seki, Yosuke Ito, Takenori Oida, Yo Taniguchi and Tetsuo Kobayashi
    • 学会等名
      The 3rd Annual Scientific Meeting of the Japanese Chapter of ISMRM
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] A novel spin-lock MR sequence towards direct imaging of functional connectivity with low-field MRI2018

    • 著者名/発表者名
      Hiroyuki Ueda, Hiroaki Seki, Yosuke Ito, Takenori Oida, Yo Taniguchi and Tetsuo Kobayashi
    • 学会等名
      12th ICME International Conference on Complex Medical Engineering (CME2018)
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Toward direct imaging of neural activities using MRI: Phantom and simulation studies on a new spin-lock preparation sequence2018

    • 著者名/発表者名
      Hiroyuki Ueda, Yosuke Ito, Takenori Oida, Yo Taniguchi and Tetsuo Kobayashi
    • 学会等名
      Symposium on Creation of Advanced Photonic and Electronic Devices 2019
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 光ポンピング原子磁気センサを用いた超低磁場MRIにおける超偏極XeのNMR計測2018

    • 著者名/発表者名
      長谷川 直樹,笈田 武範,小林 哲生
    • 学会等名
      第33回日本生体磁気学会大会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] 超低磁場NMR信号の原子磁気センサとフラックストランスフォーマを用いた検出の有用性に関する検討2018

    • 著者名/発表者名
      森口 司、笈田 武範、小林 哲生
    • 学会等名
      第33回日本生体磁気学会大会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] 低磁場MRIによる神経活動の直接計測に向けたスピンロックシーケンスの検討 ~SIRS法におけるスポイラーとバンドアーティファクトに関する検討~2018

    • 著者名/発表者名
      上田 博之,伊藤 陽介,笈田 武範,谷口 陽,小林 哲生
    • 学会等名
      電子情報通信学会 MEとバイオサイバネティックス研究会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] 超低磁場MRIにおける狭帯域SWIFT法による超偏極Xeの画像化2018

    • 著者名/発表者名
      笈田 武範,長谷川 直樹,小林 哲生
    • 学会等名
      電子情報通信学会 MEとバイオサイバネティクス研究会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] 原子磁気センサとフラックストランスフォーマを用いた遠隔超低磁場NMR信号計測の感度向上2018

    • 著者名/発表者名
      森口 司,笈田 武範,小林 哲生
    • 学会等名
      電子情報通信学会 MEとバイオサイバネティクス研究会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] 光ポンピング原子磁気センサを用いた超低磁場MRIにおける超偏極Xe画像化2018

    • 著者名/発表者名
      長谷川 直樹,笈田 武範,小林 哲生
    • 学会等名
      電子情報通信学会 MEとバイオサイバネティクス研究会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] 光ポンピング原子磁気センサを用いた超低磁場MRIにおける超偏極Xe画像化2018

    • 著者名/発表者名
      喜多 謹仁,笈田 武範,長谷川 直樹,小林 哲生
    • 学会等名
      電子情報通信学会 MEとバイオサイバネティクス研究会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] 光ポンピング原子磁気センサの時間安定性向上のためのフィードバック型ノイズ抑制2018

    • 著者名/発表者名
      笈田武範、長谷川直樹、森口司
    • 学会等名
      電子情報通信学会MEとバイオサイバネティックス研究会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] 超低磁場・低磁場 MRI における圧縮センシングを用いたT1強調画像撮像の高速化とコントラスト改善2018

    • 著者名/発表者名
      笈田武範、上田博之、谷口陽、小林哲生
    • 学会等名
      第20回日本ヒト脳機能マッピング学会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] Rapid scan using compressed sensing in ultra-low field MRI with optically pumped atomic magnetometer2017

    • 著者名/発表者名
      Tekenori Oida, Kazuhiro Tamiwa, Hiroyuki Ueda and Tetsuo Kobayashi
    • 学会等名
      The 11th International Conference on Complex Medical Engineering (CME2017)
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Quantitative evaluation methods of MR-diffusion information along white mater nerve bundles towards identification of neural circuits associated with neuropsychiatric disorders2017

    • 著者名/発表者名
      Tetsuo Kobayashi, Shiho Okuhata, Hodaka Miki, Satoki Yoda, Ryusuke Nakai, Takenori Oida and Kazuki Ida
    • 学会等名
      The 11th International Conference on Complex Medical Engineering (CME2017)
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] SWIFT imaging for hyperpolarized xenon in ultra-low field MRI2017

    • 著者名/発表者名
      Takenori Oida, Yuki Kaga, Tetsuya Yamamoto and Tetsuo Kobayashi
    • 学会等名
      ISMRM 25th Annual Meeting & Exhibition
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 0.3T低磁場MRIにおける機能的結合の直接計測に向けたスピンロック撮像法 ~ 信号源における振動磁場の位相差が及ぼす影響の検討 ~2017

    • 著者名/発表者名
      關祐亮、上田博之、伊藤陽介、笈田武範、谷口陽、小林哲生
    • 学会等名
      電子情報通信学会 MEとバイオサイバネティックス研究会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] Measurements of MNP signals using an atomic magnetometer module with a flux transformer2017

    • 著者名/発表者名
      Kentaro Kato, Takenori Oida, Yosuke Ito and Tetsuo Kobayashi
    • 学会等名
      生体医工学シンポジウム2017
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] 超低磁場MRIを用いた超偏極Xe画像化におけるSNR向上に向けた検討2017

    • 著者名/発表者名
      長谷川直樹、笈田武範、小林哲生
    • 学会等名
      生体医工学シンポジウム2017
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] T1 contrast improvement with compressed sensing in low and/or ultra-low field MRI(低磁場・超低磁場MRIにおける圧縮センシングを用いたT1強調コントラストの改善)2017

    • 著者名/発表者名
      Takenori Oida, Hiroyuki Ueda, Yo Taniguchi and Tetsuo Kobayashi
    • 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] Analytical solution of magnetization dynamics under functional spin-lock preparation(機能的spin-lock撮像法における磁化ダイナミクスの解析的な検討)2017

    • 著者名/発表者名
      Hiroyuki Ueda, Hiroaki Seki, Yosuke Ito, Takenori Oida, Yo Taniguchi and Tetsuo Kobayashi
    • 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] On spin-lock preparation towards direct measurements of functional connectivity with 0.3T low-field MRI(0.3T低磁場MRIを用いた機能的結合の直接計測に向けたスピンロック撮像法の検討)2017

    • 著者名/発表者名
      Hiroaki Seki, Hiroyuki Ueda, Yosuke Ito, Takenori Oida, Yo Taniguchi and Tetsuo Kobayashi
    • 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

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公開日: 2017-07-21   更新日: 2021-02-19  

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