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てんかんをきたす器質的脳疾患における生成型学習を活用した定量的拡散MRIの検討

研究課題

研究課題/領域番号 21K15790
研究種目

若手研究

配分区分基金
審査区分 小区分52040:放射線科学関連
研究機関順天堂大学

研究代表者

福永 一星  順天堂大学, 保健医療学部, 助教 (80861129)

研究期間 (年度) 2021-04-01 – 2026-03-31
研究課題ステータス 交付 (2023年度)
配分額 *注記
2,730千円 (直接経費: 2,100千円、間接経費: 630千円)
2025年度: 390千円 (直接経費: 300千円、間接経費: 90千円)
2024年度: 390千円 (直接経費: 300千円、間接経費: 90千円)
2023年度: 390千円 (直接経費: 300千円、間接経費: 90千円)
2022年度: 520千円 (直接経費: 400千円、間接経費: 120千円)
2021年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
キーワードDTI / DKI / NODDI / ICVF / ODI / DWI / 生成型機械学習
研究開始時の研究の概要

本研究の目的は、脳梗塞、脳腫瘍、多発性硬化症、パーキンソン病、注意欠陥多動性障害など多くの疾患で有用性の報告がある拡散MRIのDiffusional kurtosis imaging(DKI)やNODDI(Neurite orientation dispersion and density imaging)をはじめとする最新の技術を用いて、生成型機械学習を活用した拡散MRIによる高速化・高精度化された画像解析結果の画像評価および定量値の評価をすることである。

研究実績の概要

2023年度は新型コロナウイルスによる影響および臨床用MRI装置の新規導入があり、病院での実機を利用した研究撮像は実施することができなかった。2022年度に引き続き、解析ソフトウェアのdiMaRIA(Diffusion Magnetic Resonance Image Analyzer)で実施した健常ボランティアの結果を論文としてまとめている。上記の解析ソフトを利用するとICVF(Intracellular Volume Fraction)と呼ばれる神経突起密度を評価する指標と、ODI(Orientation Dispersion Index)と呼ばれる神経突起の散らばりを評価する指標などが計算できる。解析時間の短縮が大きなメリットであり、従来のNODDI解析との比較検証が必要となる。diMaRIAに加えてFSLやfree surferなどの解析ソフトも利用し、画像のレジストレーションや自動ROIの抽出を実施した。白質のROIはジョンホプキンス大学の白質トラクトグラフィーアトラスを利用し、灰白質のアトラスはDesikan-Killianyアトラスを用いている。今後はまず最初に、健常ボランティアのdiMaRIAを用いた解析結果の論文を完成させて投稿したいと考えている。その後、脳卒中患者とてんかん患者・スタージウェバー患者の撮像およびdiMaRIAによる画像解析を実施する。解析結果はSPSSを用いて統計解析後に、論文として完成させたいと思う。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

3: やや遅れている

理由

2023年度もコロナ禍と臨床機の新規導入による影響により、教職員でも診療業務に携わっていない場合は研究撮像などを控えるような要望があった。今年度は国際MRI学会(ISMRMとISMRT)に参加し、情報収集および学会発表を経験することができた。てんかん患者の撮像はコロナ禍の影響もありまだ実施できていないが、脳卒中患者の撮像データは少しずつ増えており、画像の解析しているのが現状である。

今後の研究の推進方策

今後は健常ボランティアのdiMaRIAを用いた解析結果の論文を完成させて投稿したいと考えている。その後、脳卒中患者とてんかん患者・スタージウェバー患者の撮像およびdiMaRIAによる画像解析を実施する。解析結果はSPSSを用いて統計解析後に、論文として完成させたいと思う。

報告書

(3件)
  • 2023 実施状況報告書
  • 2022 実施状況報告書
  • 2021 実施状況報告書
  • 研究成果

    (10件)

すべて 2021 2020

すべて 雑誌論文 (4件) (うち国際共著 4件、 査読あり 4件、 オープンアクセス 4件) 学会発表 (6件) (うち国際学会 4件)

  • [雑誌論文] Open-access quantitative MRI data of the spinal cord and reproducibility across participants, sites and manufacturers.2021

    • 著者名/発表者名
      Cohen-Adad J, Alonso-Ortiz E, Abramovic M, Fukunaga I, Wyss PO, Xu J.
    • 雑誌名

      Scientific data

      巻: 8(1) 号: 1 ページ: 219-219

    • DOI

      10.1038/s41597-021-00941-8

    • 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 / 国際共著
  • [雑誌論文] Generic acquisition protocol for quantitative MRI of the spinal cord.2021

    • 著者名/発表者名
      Cohen-Adad J, Alonso-Ortiz E, Abramovic M, Fukunaga I, Wyss PO, Xu J.
    • 雑誌名

      Nature protocols

      巻: 16(10) 号: 10 ページ: 4611-4632

    • DOI

      10.1038/s41596-021-00588-0

    • 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 / 国際共著
  • [雑誌論文] Repeatability and reproducibility of human brain morphometry using three‐dimensional magnetic resonance fingerprinting2020

    • 著者名/発表者名
      Fujita Shohei、Buonincontri Guido、Cencini Matteo、Fukunaga Issei、Takei Naoyuki、Schulte Rolf F.、Hagiwara Akifumi、Uchida Wataru、Hori Masaaki、Kamagata Koji、Abe Osamu、Aoki Shigeki
    • 雑誌名

      Human Brain Mapping

      巻: 42 号: 2 ページ: 275-285

    • DOI

      10.1002/hbm.25232

    • 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 / 国際共著
  • [雑誌論文] Age-Related Changes in Relaxation Times, Proton Density, Myelin, and Tissue Volumes in Adult Brain Analyzed by 2-Dimensional Quantitative Synthetic Magnetic Resonance Imaging2020

    • 著者名/発表者名
      Hagiwara Akifumi、Fujimoto Kotaro、Kamagata Koji、Murata Syo、Irie Ryusuke、Kaga Hideyoshi、Someya Yuki、Andica Christina、Fujita Shohei、Kato Shimpei、Fukunaga Issei、Wada Akihiko、Hori Masaaki、Tamura Yoshifumi、Kawamori Ryuzo、Watada Hirotaka、Aoki Shigeki
    • 雑誌名

      Investigative Radiology

      巻: 56 号: 3 ページ: 163-172

    • DOI

      10.1097/rli.0000000000000720

    • 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 / 国際共著
  • [学会発表] Free Water Eliminated White Matter Tract Integrity of Spinal Cord in Multiple Sclerosis and Neuromyelitis Optica Spectrum Disorder.2021

    • 著者名/発表者名
      Hori Masaaki, Kamiya Kouhei, Hagiwara Akifumi, Yokoyama Kazumasa, Fukunaga Issei, Sano Katsuhiro, Kamagata Koji, Murata Katsutoshi, Fujita Shohei, Andica Christina, Wada Akihiko, Cohen-Adad Julien, Aoki Shigeki
    • 学会等名
      9th annual meeting International Society for Magnetic Resonance in Medicine, (Virtual Conference & Exhibition)
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Prospective motion-corrected three-dimensional multiparametric mapping of the brain.2021

    • 著者名/発表者名
      Fujita Shohei, Takei Naoyuki, Hagiwara Akifumi, Fukunaga Issei, Rettmann Dan, Banerjee Suchandrima, Hwang Ken-Pin, Amemiya Shiori, Kamagata Koji, Abe Osamu, Aoki Shigeki
    • 学会等名
      29th annual meeting International Society for Magnetic Resonance in Medicine, (Virtual Conference & Exhibition)
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Radiomics with 3D MR fingerprinting: Influence of dictionary design on radiomic features and a potential mitigation strategy.2021

    • 著者名/発表者名
      Fujita Shohei, Hagiwara Akifumi, Yasaka Koichiro, Akai Hiroyuki, Kunimatsu Akira, Kiryu Shigeru, Fukunaga Issei, Kato Shimpei, Akashi Toshiaki, Kamagata Koji, Wada Akihiko, Abe Osamu, Aoki Shigeki
    • 学会等名
      29th annual meeting International Society for Magnetic Resonance in Medicine, (Virtual Conference & Exhibition)
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Simultaneous 3D T1 weighted, T2 weighted and FLAIR imaging using Serial Connection of Echo Train Acquisitions (SCETA) for Multi-contrast imaging.2021

    • 著者名/発表者名
      Takei Naoyuki, Fujita Shohei, Fukunaga Issei, Miyoshi Mitsuharu, Aoki Shigeki, Banerjee Suchandrima, Wakayama Tetsuya
    • 学会等名
      29th annual meeting International Society for Magnetic Resonance in Medicine, (Virtual Conference & Exhibition)
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Simultaneous Relaxometry and Morphometry of Human Brain Structures using 3D MR Fingerprinting: A Multisite, Multiplatform, Multi-field-strength Study2021

    • 著者名/発表者名
      Shohei Fujita, Matteo Cencini, Guido Buonincontri, Naoyuki Takei, Issei Fukunaga, Wataru Uchida, Akifumi Hagiwara, Osamu Abe, Michela Tosetti, Shigeki Aoki
    • 学会等名
      第49回日本磁気共鳴医学会大会 (神奈川県横浜市)
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] T1 weighted, T2 weighted and FLAIR imaging in a single scan for Multicontrast Imaging2021

    • 著者名/発表者名
      Naoyuki Takei, Shohei Fujita, Issei Fukunaga, Mitsuharu Miyoshi, Shigeki Aoki, Tetsuya Wakayama
    • 学会等名
      第49回日本磁気共鳴医学会大会 (神奈川県横浜市)
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書

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公開日: 2021-04-28   更新日: 2024-12-25  

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