女性骨盤部における1.5T MRIを用いた高速撮像法とAI併用画質改善アルゴリズムの開発

研究課題

研究課題/領域番号	23K14852
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	藤田医科大学
研究代表者	植田高弘藤田医科大学, 医学部, 講師 (60897370)
研究期間 (年度)	2023-04-01 – 2026-03-31
研究課題ステータス	交付 (2023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) 2025年度: 520千円 (直接経費: 400千円、間接経費: 120千円) 2024年度: 520千円 (直接経費: 400千円、間接経費: 120千円) 2023年度: 3,250千円 (直接経費: 2,500千円、間接経費: 750千円)
キーワード	MRI / 人工知能 / 高速撮像法 / 女性骨盤 / 高速撮像 / 画像評価
研究開始時の研究の概要	近年，女性骨盤部における悪性疾患の罹患率が増加傾向で，その診断や治療に重要なMRI検査の需要が高まっている。MRI検査は優れた画質を有しているが，高い画質を得るために検査時間の延長を伴うというデメリットがある。現在，3T MRIを用いて画質改善を目的にした人工知能（以下AI）の開発が世界的に試みられているが，1.5T MR装置による高速撮像法やAIを用いた画像再構成の臨床応用は進んでいない。そこで，我々は女性骨盤領域における画質改善を目的とした1.5T MR装置の高速撮像法に適応したAIを開発し，婦人科画像診断の画質向上と検査の効率化を実現することを目指す。
研究実績の概要	近年，女性骨盤部における悪性疾患の罹患率が増加傾向で，その診断や治療に重要なMRI検査の需要が高まっている。MRI検査は優れた画質を有しているが，高い画質を得るために検査時間の延長を伴うというデメリットがある。現在，3T MRIを用いて画質改善を目的にした人工知能（以下AI）の開発が世界的に試みられているが，1.5T MR装置による高速撮像法やAIを用いた画像再構成の臨床応用は進んでいない。そこで，我々は女性骨盤領域における画質改善を目的とした1.5T MR装置の高速撮像法に適応したAIを開発し，婦人科画像診断の画質向上と検査の効率化を実現することを目指す。前年度までに1.5T MR装置（キヤノンメディカルシステムズ製1.5T MR装置 Vantage Orian）を用いて撮像された婦人科疾患を有する患者52名に対して通常のMRIおよび1.5T MR装置用高速撮像法の画像を取得し，開発したAIアルゴリズムの適用例と非適用例を再構成した。あわせて，定量的及び定性的画質評価と検査時間の短縮効果を評価し，有用性を示した。続いて，1.5T MR装置を用いて婦人科疾患を有する患者30名に対して通常の3D造影MRIおよび1.5T MR装置用高速撮像法を用いて3D造影画像を取得し，定量的及び定性的画質評価と検査時間の短縮効果を評価し，従来法の画像と比較して有用性を示した。尚，取得された画像データは科研費にて購入したHewlett Packard Japan（HPE）社製の生データサーバーに保存した。そして，本研究成果は，2023年の北米放射線学会（Radiological Society of North America：以下RSNA）で発表した。
現在までの達成度 (区分)	現在までの達成度 (区分) 2: おおむね順調に進展している理由 1.5T MR装置を用いて撮像された婦人科疾患を有する患者52名に対して通常のMRIおよび1.5T MR装置用高速撮像法の画像を取得し，開発したAIアルゴリズムの適用例と非適用例を再構成した。あわせて，定量的及び定性的画質評価と検査時間の短縮効果を評価し，有用性を示した。続いて，1.5T MR装置を用いて婦人科疾患を有する患者30名に対して通常の3D造影MRIおよび1.5T MR装置用高速撮像法を用いて3D造影画像を取得，定量的及び定性的画質評価と検査時間の短縮効果を評価し，従来法の画像と比較して高速撮像法の有用性を示した。本研究成果は2023年のRSNAで発表した。
今後の研究の推進方策	2024年度は，2023年度に1.5T MR装置を用いて評価したAIアルゴリズム適用した高速撮像法の有用性の検討について，海外一流誌へ投稿する為，論文執筆を開始する。加えて，2023年度に1.5T MR装置を用いて評価した3D造影画像における高速撮像法の有用性について，2024年の国際磁気共鳴医学会（International Society of Magnetic Resonance in Medicine：ISMRM）で発表するとともに論文執筆を開始する。また，2024年度以降は2023年度に培ったAIアルゴリズムを適用した高速撮像法に加えて，AIアルゴリズムを適用した高分解能画像を再構成することを応用して更なる短時間化画像を取得し，統計学的な定量及び定性評価と検査時間の短縮効果を評価することで，女性骨盤領域における1.5T MR装置を用いた画質改善と高速撮像法の臨床応用を目指す。本研究成果はRSNA， ISMRM，日本磁気共鳴医学会総会などで発表するとともに海外一流誌での発表を目指す。