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人工知能により冠動脈MRAから冠血流予備量比を計測するMR-FFR法の開発

研究課題

研究課題/領域番号 18K07749
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
審査区分 小区分52040:放射線科学関連
研究機関三重大学

研究代表者

佐久間 肇  三重大学, 医学系研究科, 教授 (60205797)

研究分担者 石田 正樹  三重大学, 医学部附属病院, 講師 (10456741)
中山 良平  立命館大学, 理工学部, 教授 (20402688)
研究期間 (年度) 2018-04-01 – 2022-03-31
研究課題ステータス 完了 (2021年度)
配分額 *注記
4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円)
2020年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円)
2019年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
2018年度: 2,340千円 (直接経費: 1,800千円、間接経費: 540千円)
キーワード冠動脈疾患 / 冠動脈MRA / 人工知能 / 畳み込みニューラルネットワーク / 冠動脈造影検査 / 冠動脈血流予備量比
研究成果の概要

本研究では、正常ボランティアにて、冠動脈MRA撮影の高速化技術の最適化を行い、冠動脈MRAの高画質化を畳み込みニューラルネットワーク(CNN)を使った画像処理技術にて達成した。 また、侵襲的冠動脈造影(ICA)による冠動脈狭窄度を冠動脈MRA画像から診断するような人工知能による画像処理技術の開発について検討した。 予備試験では、高い診断能が示されたが最適化の余地があり検討を継続する予定である。

研究成果の学術的意義や社会的意義

本研究では、冠動脈MRAの撮影高速化および高画質化が達成されたが、これは、非侵襲的冠動脈MRA検査の質の向上に寄与し、診断能向上に貢献できることが期待される。また、侵襲的冠動脈造影検査(ICA)で計測される冠動脈狭窄度を、放射線被曝や負荷薬剤投与を必要としない冠動脈MRA画像データから画像処理技術を用い非侵襲的に予測するアルゴリズムの最適化を検討したが、高い診断能を得るまでもう一歩のところまで到達しており、開発が完了すれば医療への波及効果は非常に高いと考えられる。

報告書

(5件)
  • 2021 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2020 実施状況報告書
  • 2019 実施状況報告書
  • 2018 実施状況報告書
  • 研究成果

    (8件)

すべて 2020 2019 2018

すべて 雑誌論文 (1件) (うち査読あり 1件) 学会発表 (7件) (うち国際学会 3件)

  • [雑誌論文] Improving Image Resolution of Whole-Heart Coronary MRA Using Convolutional Neural Network.2020

    • 著者名/発表者名
      Hiroki Kobayashi, Ryohei Nakayama, Akiyoshi Hizukuri, Masaki Ishida, Kakuya Kitagawa, Hajime Sakuma
    • 雑誌名

      J Digit Imaging

      巻: 33 号: 2 ページ: 497-503

    • DOI

      10.1007/s10278-019-00264-6

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] ベイズ最適化による医療画像応用CNN(Convolutional Neural Network)のハイパーパラメータの決定2019

    • 著者名/発表者名
      田中滉大,中山良平,檜作彰良,市川泰祟,石田正樹,北川覚也,佐久間肇
    • 学会等名
      第18回情報科学技術フォーラム
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] 深層学習によるシネMRI(Magnetic Resonance Imaging)画像の高フレームレート化2019

    • 著者名/発表者名
      高瀬唯人,中山良平,檜作彰良,市川泰崇,石田正樹,北川覚也,佐久間 肇
    • 学会等名
      第18回情報科学技術フォーラム
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] Whole-heart coronary MRA at 3.0T: Comparison between conventional method and new acceleration technique by compressed SENSE.2018

    • 著者名/発表者名
      Shinichi Takase, Masaki Ishida, Yoshitaka Goto, Wakana Makino, Haruno Sakuma, Makoto Obara, Tsunehiro Yamahata, Katsuhiro Inoue, Kakuya Kitagawa, Hajime Sakuma
    • 学会等名
      ISMRM2018
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 3.0T冠動脈MRA:Compressed SENSE法により撮像はどこまで加速できるか?2018

    • 著者名/発表者名
      内田雄一郎, 石田正樹, 高瀬伸一, 後藤義崇, 磯嶋志保, 牧野和香奈, 佐久間絵, 小原真, 山畑経博, 佐久間肇
    • 学会等名
      第87回 日本心臓放射線研究会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] Optimization Method of Hyper-Parameters in Convolutional Neural Network for Medical Image Application2018

    • 著者名/発表者名
      Kodai Tanaka, Akiyoshi Hizukuri, Ryohei Nakayama, Masaki Ishida, Kakuya Kitagawa, Hajime Sakuma, Yasutaka Ichikawa, Hiroki Kobayashi, Yuito Takase, Yugo Onishi
    • 学会等名
      Radiological Society of North America 2018
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 深層学習を用いた冠動脈MRAの高解像度化2018

    • 著者名/発表者名
      小林大輝,中山良平,檜作彰良,石田正樹,北川覚也,佐久間肇
    • 学会等名
      第182回 医用画像情報学会秋季
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] Improving image resolution of whole heart coronary magnetic resonance angiography using 3-dimentional super-resolution technique2018

    • 著者名/発表者名
      S. Takahashi, R. Nakayama, M. Asao, A. Hizukuri, M. Ishida, K. Kitagawa, H. Sakuma
    • 学会等名
      Computer asisted radiology and surgery (CARS2018)
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会

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公開日: 2018-04-23   更新日: 2023-01-30  

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