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全身循環シミュレータを用いたCT angiographyにおける至適造影法の開発

研究課題

研究課題/領域番号 20K08110
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
研究機関広島大学

研究代表者

檜垣 徹  広島大学, 先進理工系科学研究科(工), 准教授 (80611334)

研究分担者 粟井 和夫  広島大学, 医系科学研究科(医), 教授 (30294573)
立神 史稔  広島大学, 病院(医), 講師 (90411355)
研究期間 (年度) 2020-04-01 – 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)
2022年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2021年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2020年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
キーワード造影シミュレーション / ヨード造影剤 / 造影プロトコル / 造影CT / 冠動脈造影CT / 循環シミュレーション
研究開始時の研究の概要

冠動脈造影CTにおいて、CT撮影時に冠動脈起始部から末梢まで造影剤の濃度分布が均一となるような造影剤の注入方法を開発する。
はじめに、冠動脈造影CTにおいて必要とされる起始部から抹消までの均一性について、文献および臨床的観点から調査し決定する。次に、要求される造影効果の均一性を満たせるような造影剤の注入方法を算出するソフトウェアを開発する。循環模型を用いて開発したソフトウェアの精度を確認する。その後、臨床検査に本手法を適用し、過去の検査と比較して本手法の有効性を検証する。

研究成果の概要

本研究課題では,CT造影検査における造影剤注入プロトコルを最適化するためのソフトウェアの開発を行った。これまでに申請者が開発してきた単相注入による最適化法よりも,多相注入による最適化のほうがより高精度に造影曲線を制御可能であることが実証できた。このことにより,より適切で診断能に優れた造影効果を有する画像を得たり,投与する造影剤量を適正化できたりすることが期待される。また,造影プロトコル最適化法について様々な臨床検討を行い,臨床的な有用性を確認することができた。

研究成果の学術的意義や社会的意義

従来の造影剤プロトコル最適化では,すべての造影剤を等速で注入していたため,実質的には造影剤の投与量を調整するのみであった。本研究課題で新たに開発した最適化アルゴリズムでは,造影剤を複数のフェーズに分割して注入することから,投与量のみならず,経時的な注入速度変化も与えることが可能であり,より高精度に造影効果を制御することができる。
提案手法では,従来法よりも目標に近い造影効果を得ることが可能であり,診断能に優れたCT撮影が可能となることが期待される。また,同じ目標を達成するにあたり要した造影剤投与量は従来法よりも減量することが可能であり,より低侵襲な造影検査が実施できることが期待される。

報告書

(4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
  • 研究成果

    (9件)

すべて 2023 2022 2021 その他

すべて 雑誌論文 (4件) (うち査読あり 3件) 学会発表 (3件) (うち国際学会 1件、 招待講演 2件) 図書 (1件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] Usefulness of the patient-specific contrast enhancement optimizer simulation software during the whole-body computed tomography angiography2022

    • 著者名/発表者名
      Masuda Takanori、Higaki Toru、Nakaura Takeshi、Funama Yoshinori、Matsumoto Yoriaki、Sato Tomoyasu、Okimoto Tomokazu、Gotanda Rumi、Arao Keiko、Imaizumi Hiromasa、Arao Shinichi、Hiratsuka Junichi、Awai Kazuo
    • 雑誌名

      Heart and Vessels

      巻: 37 号: 8 ページ: 1446-1452

    • DOI

      10.1007/s00380-022-02024-z

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Prediction of Aortic Contrast Enhancement on Dynamic Hepatic Computed Tomography - Performance Comparison of Machine Learning Methods and Simulation Software2022

    • 著者名/発表者名
      Masuda Takanori、Nakaura Takeshi、Higaki Toru、Funama Yoshinori、Sato Tomoyasu、Masuda Shouko、Yoshiura Takayuki、Arao Shinichi、Hiratsuka Junichi、Hirai Toshinori、Awai Kazuo
    • 雑誌名

      Journal of Computer Assisted Tomography

      巻: 46 号: 2 ページ: 183-189

    • DOI

      10.1097/rct.0000000000001273

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 5.CT ファントムにおける新たな潮流2021

    • 著者名/発表者名
      Higaki Toru、Kodakari Kenji、Nishimaru Eiji、Nakamura Yuko、Tatsugami Fuminari、Awai Kazuo
    • 雑誌名

      日本放射線技術学会雑誌

      巻: 77 号: 5 ページ: 524-530

    • DOI

      10.6009/jjrt.2021_JSRT_77.5.524

    • NAID

      130008040215

    • ISSN
      0369-4305, 1881-4883
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [雑誌論文] Computer Simulation of the Effects of Contrast Protocols on Aortic Signal Intensity on Magnetic Resonance Angiograms2021

    • 著者名/発表者名
      Higaki Toru、Nakamura Yuko、Tatsugami Fuminari、Fukumoto Wataru、Awai Kazuo
    • 雑誌名

      Current Medical Imaging Formerly Current Medical Imaging Reviews

      巻: 17 号: 3 ページ: 396-403

    • DOI

      10.2174/1573405616999200730180533

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] 生理学モデルを用いた造影シュミレーションとプロトコル最適化2023

    • 著者名/発表者名
      檜垣徹
    • 学会等名
      日本医学放射線学会総会,ランチョンセミナー17
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Utility of variable-rate contrast medium injection at computed tomography: A simulation study.2022

    • 著者名/発表者名
      Higaki T, Nakamura Y, Tatsugami F, Raytchev B, Kaneda K, Awai K.
    • 学会等名
      RSNA2022. McCormick Place, Chicago, USA.
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 自作ファントムを用いたさまざまな画質評価.2022

    • 著者名/発表者名
      檜垣徹
    • 学会等名
      日本放射線技術学会 中国四国支部 夏季学術大会 画像情報研究会.2022/7/3,広島.
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 招待講演
  • [図書] CTにおける造影シミュレーション pCOPの基礎と臨床応用2022

    • 著者名/発表者名
      粟井 和夫、檜垣 徹
    • 総ページ数
      116
    • 出版者
      医療科学社
    • ISBN
      4860031377
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [備考] pcop_online

    • URL

      http://pcop.jp/

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書

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公開日: 2020-04-28   更新日: 2024-01-30  

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