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撮像時間短縮技術を使用したMR画像による血流動態解析の精度検証に関する研究

研究課題

研究課題/領域番号 19K12863
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90140:医療技術評価学関連
研究機関日本医療大学 (2020-2022)
名古屋大学 (2019)

研究代表者

福山 篤司  日本医療大学, 保健医療学部, 准教授 (40452198)

研究分担者 礒田 治夫  名古屋大学, 脳とこころの研究センター(保健), 教授 (40223060)
小山 修司  名古屋大学, 脳とこころの研究センター(保健), 准教授 (20242878)
研究期間 (年度) 2019-04-01 – 2023-03-31
研究課題ステータス 完了 (2022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)
2021年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円)
2020年度: 390千円 (直接経費: 300千円、間接経費: 90千円)
2019年度: 2,990千円 (直接経費: 2,300千円、間接経費: 690千円)
キーワード4D-flow MR撮像法 / パラレルイメージング技術 / 圧縮センシング技術 / 撮像時間短縮技術 / 空間的平均流速 / 最大流速 / 血流動態解析 / 4D flow MRI / 精度評価用流体ファントム / 模擬血管ファントム / velocity encoding(VENC) / 流速ベクトルの歪み / 流体ファントム / 拍動流 / velocity encoding(VENC) / 壁剪断応力 / 流体実験 / 3D cine pc MRI / 精度検証用流体ファントム
研究開始時の研究の概要

MR装置を用いて血管内の血流速度を計測する方法と、そのデータを用いた血流動態解析の研究が国内外を問わず盛んに行われている。血流速度を正確に測定するためには、撮像時間が長くかかってしまい、被検者の大きな負担となってしまう。ここ数年、撮像時間短縮の革新的な技術が数多く開発され、血流速度計測の撮像方法にも使用出来る様になり、撮像時間短縮に効果をあげた。そこで本研究の目的は、我々が独自に考案した流体ファントムを用いて、撮像時間短縮技術を使用して取得したMR画像による血流動態解析の基礎的な精度検証を行い、臨床応用における有用性を明らかにすることである。

研究成果の概要

磁気共鳴(Magnetic Resonance:MR)装置を用いた血流速度の計測とそのデータを用いた血流動態解析の研究が国内外を問わず盛んに行われ、臨床応用もされている。撮像技術に関しても、時間短縮の革新的な技術が数多く開発され、被検者の負担軽減に効果をあげた。
しかし、それらの精度検証はヒトボランティアで行われたものが多く、流体ファントムなどを用いて流速や流量の検証は行われていない。
本研究では精度検証が可能な独自に考案した流体ファントムを用いて、撮像時間短縮技術を使用した際の血流動態解析の精度を検証し、臨床応用における有用性を明らかにした。

研究成果の学術的意義や社会的意義

血流動態を非侵襲的に明らかにする4D-flow MR撮像は、撮像時間が大幅に延長し、被検者への負担も増大することから撮像時間短縮技術(パラレルイメージング・圧縮センシング)を併用した方法が取り入れられている。
本研究ではこれらにおける流速測定精度を明らかにし、臨床応用にも十分使用できることを証明した。また、精度検証に使用した流体ファントムは、前後方向・左右方向・頭足方向に流れる速度成分を独立して評価することができるため、精度検証用の標準ファントムとして採用されることが十分に期待できる。

報告書

(5件)
  • 2022 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2021 実施状況報告書
  • 2020 実施状況報告書
  • 2019 実施状況報告書
  • 研究成果

    (17件)

すべて 2023 2022 2021 2020

すべて 雑誌論文 (7件) (うち査読あり 1件、 オープンアクセス 2件) 学会発表 (10件) (うち国際学会 2件)

  • [雑誌論文] ヒト頸動脈を模擬したファントムを用いた4D flow MRIにおけるtrigger timeのズレが血流動体解析に及ぼす影響について2023

    • 著者名/発表者名
      福山篤司、礒田治夫、小山修司
    • 雑誌名

      名古屋大学脳とこころの研究センター令和4年度活動報告書

      巻: ー ページ: 20-20

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [雑誌論文] 数値流体力学(computational fluid dynamics)による血流動態解析の精度検証2022

    • 著者名/発表者名
      多羽田将史,福山篤司,杉本芳則
    • 雑誌名

      北海道放射線技術雑誌

      巻: 92 ページ: 34-45

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [雑誌論文] 4D flow MRIにおけるVENCのtrigger timeのズレが血流動体解析に及ぼす影響について -ヒト頸動脈を模擬したファントムにおける検討-2022

    • 著者名/発表者名
      本庄悠人,岸本修明,福山篤司,礒田治夫,加藤裕,市川和茂,水野崇,数井駿佑,中島美来
    • 雑誌名

      第4回 4D FLOW研究会抄録集

      巻: 4

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [雑誌論文] 3Dプリンタで作製した模擬血管を用いた4D flow MR撮像の流量測定精度について2022

    • 著者名/発表者名
      岸本修明,本庄悠人,福山篤司,杉本芳則
    • 雑誌名

      北海道放射線技術雑誌

      巻: 93 ページ: 25-25

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [雑誌論文] 3D cine PC MR撮像法におけるtrigger timeのズレが流速ベクトルに及ぼす影響について2022

    • 著者名/発表者名
      福山篤司、礒田治夫、小山修司
    • 雑誌名

      名古屋大学脳とこころの研究センター令和3年度活動報告書

      巻: ー ページ: 13-13

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [雑誌論文] Quality Control for 4D Flow MR Imaging2022

    • 著者名/発表者名
      Haruo Isoda, Atsushi Fukuyama
    • 雑誌名

      Magnetic Resonance in Medical Sciences

      巻: 21 号: 2 ページ: 278-292

    • DOI

      10.2463/mrms.rev.2021-0165

    • NAID

      130008166226

    • ISSN
      1347-3182, 1880-2206
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Parallel Imaging技術を用いた3D cine PC MR撮像法における血流動態解析の精度検証2022

    • 著者名/発表者名
      小原 拓也,福山 篤司,礒田 治夫,小山 修司,杉本 芳則
    • 雑誌名

      北海道放射線技術雑誌

      巻: 92 ページ: 45-46

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • オープンアクセス
  • [学会発表] 4D flow MRIにおけるVENCのtrigger timeのズレが血流動体解析に及ぼす影響について -ヒト頸動脈を模擬したファントムにおける検討-2023

    • 著者名/発表者名
      福山篤司、礒田治夫、小山修司
    • 学会等名
      令和4年度名古屋大学脳とこころの研究センターシンポジウム
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] 4D flow MRIにおけるVENCのtrigger timeのズレが血流動体解析に及ぼす影響について -ヒト頸動脈を模擬したファントムにおける検討-2022

    • 著者名/発表者名
      本庄悠人,岸本修明,福山篤司,礒田治夫,加藤裕,市川和茂,水野崇,数井駿佑,中島美来
    • 学会等名
      第4回 4D FLOW研究会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] 3Dプリンタで作製した模擬血管を用いた4D flow MR撮像の流量測定精度について2022

    • 著者名/発表者名
      岸本修明,本庄悠人,福山篤司,杉本芳則
    • 学会等名
      日本放射線技術学会北海道支部 第78回秋季学術大会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] 3D cine PC MR撮像法におけるtrigger timeのズレが血流動体解析に及ぼす影響について2021

    • 著者名/発表者名
      近藤未崎,福山篤司,礒田治夫,加藤裕,市川和茂,水野崇, 数井駿佑,中島美来,杉本芳則
    • 学会等名
      第3回 4D FLOW研究会
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] Parallel Imaging技術を用いた3D cine PC MR撮像法における血流動態解析の精度検証2021

    • 著者名/発表者名
      小原 拓也,福山 篤司,礒田 治夫,小山 修司,杉本 芳則
    • 学会等名
      日本放射線技術学会北海道支部 第77回秋季学術大会
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] 高空間分解能3次元位相コントラスト磁気共鳴法の流速測定精度の検討2021

    • 著者名/発表者名
      数井駿佑,礒田治夫,福山篤司,加藤裕,市川和茂,水野崇,田嶋駿亮
    • 学会等名
      第3回 4D FLOW研究会
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] 深層学習を用いた磁気共鳴流体解析のノイズ低減 ーTrigger Timeに着目した基礎的検討ー2021

    • 著者名/発表者名
      中島美来,礒田治夫,蓑島啓史,平野祥之,福山篤司,加藤裕,市川和茂,水野崇
    • 学会等名
      第3回 4D FLOW研究会
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] Accuracy of measurements of flow velocity using compressed sensing in 3D cine phase-contrast MRI - Experiments using a steady-flow pump and blood-mimicking flow phantoms -2020

    • 著者名/発表者名
      Atsushi Fukuyama, Katsuhiro Inoue, Shinichi Takase, Tsunehiro Yamahata, Yutaka Kato, and Shuji Koyama
    • 学会等名
      ISMRM & SMRT Virtual Conference & Exhibition
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] パラレルイメージング技術を用いた3D cine phase contrast撮像法の流速測定精度について2020

    • 著者名/発表者名
      福山篤司、井上勝博、加藤裕
    • 学会等名
      医用画像研究会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] Flow-velocity measurement accuracy of three- dimensional cine phase contrast magnetic resonance imaging using a parallel imaging technique2020

    • 著者名/発表者名
      Atsushi FUKUYAMA
    • 学会等名
      European Congress of Radiology 2020
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 国際学会

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公開日: 2019-04-18   更新日: 2024-01-30  

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