磁化特性の空間分布推定によるＭＰＩ画像分解能の改善

• 研究課題/領域番号: 24300184
• 研究種目: 基盤研究(B)
• 配分区分: 一部基金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 医用システム
• 研究機関: 明治大学
• 研究代表者: 石原 康利 明治大学, 理工学部, 教授 (00377219)
• 研究期間 (年度): 2012-04-01 – 2015-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2014年度)
• 配分額: 18,590千円 (直接経費: 14,300千円、間接経費: 4,290千円); 2014年度: 5,330千円 (直接経費: 4,100千円、間接経費: 1,230千円); 2013年度: 4,680千円 (直接経費: 3,600千円、間接経費: 1,080千円); 2012年度: 8,580千円 (直接経費: 6,600千円、間接経費: 1,980千円)
• キーワード: 医用システム / 画像診断システム / 磁性ナノ粒子 / MPI / 分子イメージング / magnetic particle / nanoparticle / molecular imaging / 磁化特性 / 画像再構成 / 画像分解能

研究成果の概要

生体へ投与した磁性ナノ粒子をトレーサとして利用し、『がん』や循環器疾患の早期診断を可能とする”Magnetic Particle Imaging（MPI）”が提案されている。しかし、従来の方法では、データ収集を目的とする領域外の磁性ナノ粒子から生じる磁化信号に起因した画像ボケや偽像が問題となっている。本研究では、各位置に配置した磁性ナノ粒子から得られる非線形な磁化特性（システム関数）の空間分布と観測信号との相関情報に基づいて、画像を反復的に再構成することで、画質・画像分解能を改善できることを明らかにした。

研究成果

• [雑誌論文] Experimental evaluation of iterative reconstruction method for time-correlation magnetic particle imaging (2015)
  • 著者名/発表者名: H. Tshuchiya, T. Honma, S. Shimizu, Y. Ishihara
  • 雑誌名: IEEE Trans. Magn. 巻: 51 号: 2 ページ: 1-4
  • DOI: 10.1109/tmag.2014.2330874
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Simulation study on iterative reconstruction method for time-correlation magnetic particle imaging with continuous trajectory scan (2015)
  • 著者名/発表者名: S. Shimizu, T. Honma, H. Tsuchiya, Y. Ishihara
  • 雑誌名: IEEE Trans. Magn. 巻: 51 号: 2 ページ: 1-4
  • DOI: 10.1109/tmag.2014.2332096
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] 磁性ナノ粒子イメージングにおける2次元画像化システムの構築について (2014)
  • 著者名/発表者名: 本間拓実、清水翔太、土屋寛貴、石原康利
  • 雑誌名: 設計工学会 巻: 49 ページ: 426-429
• [雑誌論文] Evaluation of magnetic nanoparticle samples made from biocompatible ferucarbotran by time-correlation magnetic particle imaging reconstruction method (2013)
  • 著者名/発表者名: Y. Ishihara, T. Honma, S. Nohara, Y. Ito
  • 雑誌名: BMC Medical Imaging 巻: 13 号: 1
  • DOI: 10.1186/1471-2342-13-15
  • 査読あり
• [雑誌論文] Correlation-based image reconstruction methods for magnetic particle imaging (2012)
  • 著者名/発表者名: Y. Ishihara, T. Kuwabara, T. Honma, Y. Nakagawa
  • 雑誌名: IEICE Trans. Inf. & Syst 巻: E95-D ページ: 872-879
  • DOI: 10.1007/978-3-642-24133-8_23
  • NAID: 10030611855
  • ISBN: 9783642241321, 9783642241338
  • 査読あり
• [雑誌論文] 磁性ナノ粒子イメージングにおける偽像抑制再構成法の実験的検討 (2012)
  • 著者名/発表者名: 本間拓実, 仲川洋平, 石原康利
  • 雑誌名: 生体医工学 巻: 50 ページ: 543-551
  • NAID: 130004947539
  • 査読あり
• [学会発表] Two-dimensional magnetic imaging system for evaluating iterative reconstruction method based on time-correlation information (2015)
  • 著者名/発表者名: H. Tsuchiya, S. Shimizu, T. Hatsuda, T. Takagi, T. Noguchi, Y. Ishihara
  • 学会等名: International Workshop on Magnetic Particle Imaging
  • 発表場所: Istanbul
  • 年月日: 2015-03-26 – 2015-03-28
• [学会発表] A basic study of an image reconstruction method using neural networks for magnetic particle imaging (2015)
  • 著者名/発表者名: T. Hatsuda, H. Tsuchiya, S. Shimizu, T. Takagi, T. Noguchi, Y. Ishihara
  • 学会等名: International Workshop on Magnetic Particle Imaging
  • 発表場所: Istanbul
  • 年月日: 2015-03-26 – 2015-03-28
• [学会発表] Image reconstruction method based on orthonormal basis of observation signal by singular value decomposition for magnetic particle imaging (2015)
  • 著者名/発表者名: T. Takagi, H. Tsuchiya, S. Shimizu, T. Hatsuda, T. Noguchi, Y. Ishihara
  • 学会等名: International Workshop on Magnetic Particle Imaging
  • 発表場所: Istanbul
  • 年月日: 2015-03-26 – 2015-03-28
• [学会発表] An image reconstruction method using singular value decomposition for magnetic particle imaging (2014)
  • 著者名/発表者名: S. Shimizu, H. Tsuchiya, T. Takagi, T. Hatsuda, T. Noguchi, Y. Ishihara
  • 学会等名: IEEE EMBS Micro and Nanotechnology in Medicine Conference
  • 発表場所: Oahu
  • 年月日: 2014-12-08 – 2014-12-12
• [学会発表] 磁性ナノ粒子イメージングにおける特異値分解を用いた画像再構成手法 (2014)
  • 著者名/発表者名: 清水翔太、土屋寛貴、初田朋希、高木智幸、野口智暁、石原康利
  • 学会等名: 日本生体医工学会関東支部若手研究者発表会
  • 発表場所: 東京
  • 年月日: 2014-11-22
• [学会発表] 磁性ナノ粒子イメージングにおけるスキャン軌道と画像分解能に関する検討 (2014)
  • 著者名/発表者名: 清水翔太、土屋寛貴、初田朋希、高木智幸、野口智暁、石原康利
  • 学会等名: 生体医工学シンポジウム
  • 発表場所: 東京
  • 年月日: 2014-09-26 – 2014-09-27
• [学会発表] 磁性ナノ粒子イメージングにおける遺伝的アルゴリズムを用いた画像再構成法 (2014)
  • 著者名/発表者名: 本間拓実、清水翔太、土屋寛貴
  • 学会等名: 日本機械学会 第26回バイオエンジニアリング講演会
  • 発表場所: 仙台
• [学会発表] 磁性ナノ粒子イメージングにおける画質向上を目的とした画像再構成法 (2014)
  • 著者名/発表者名: 本間拓実、清水翔太、土屋寛貴、石原康利
  • 学会等名: 日本機械学会 関東支部第20期総会・講演会
  • 発表場所: 東京
• [学会発表] Experimental evaluation of iterative reconstruction method for time-correlation magnetic particle imaging (2014)
  • 著者名/発表者名: H. Tshuchiya, T. Honma, S. Shimizu, Y. Ishihara
  • 学会等名: International Workshop on Magnetic Particle Imaging 2014
  • 発表場所: Berlin
• [学会発表] Simulation study on iterative reconstruction method for time-correlation magnetic particle imaging with continuous trajectory scan (2014)
  • 著者名/発表者名: S. Shimizu, T. Honma, H. Tsuchiya, Y. Ishihara
  • 学会等名: International Workshop on Magnetic Particle Imaging 2014
  • 発表場所: Berlin
• [学会発表] Separation of ferucarbotran: a leading candidate of MPI tracer for practical use (2013)
  • 著者名/発表者名: Satoshi Nohara, Ichiro Kato, Yoshio Ito, Takumi Honma, Yasutoshi Ishihara
  • 学会等名: International Workshop on Magnetic Particle Imaging 2013
  • 発表場所: Berkeley
  • 年月日: 2013-03-23
• [学会発表] 磁性ナノ粒子イメージングにおける逐次近似を用いた画像再構成法の数値解析による検討 (2013)
  • 著者名/発表者名: 清水翔太、本間拓実、土屋寛貴、石原康利
  • 学会等名: 生体医工学シンポジウム2013
  • 発表場所: 福岡
• [学会発表] 磁性ナノ粒子イメージングにおける反復処理を用いた画像再構成法 (2013)
  • 著者名/発表者名: 本間拓実、清水翔太、土屋寛貴、石原康利
  • 学会等名: 生体医工学シンポジウム2013
  • 発表場所: 福岡
• [学会発表] 磁性ナノ粒子イメージングにおける画像分解能の改善に関する研究 (2012)
  • 著者名/発表者名: 本間拓実、石原康利
  • 学会等名: 日本生体医工学会関東支部若手研究者発表会2012
  • 発表場所: 東京
  • 年月日: 2012-11-17
• [学会発表] 磁性ナノ粒子イメージングにおける粒子径が再構成画像に与える影響について (2012)
  • 著者名/発表者名: 本間拓実、石原康利
  • 学会等名: 生体医工学シンポジウム2012
  • 発表場所: 大阪市
  • 年月日: 2012-09-08
• [学会発表] 磁性ナノ粒子を用いた画像診断システムの黎明と展望 (2012)
  • 著者名/発表者名: 石原康利
  • 学会等名: 第43回ナノバイオ磁気工学専門研究会
  • 発表場所: 東京
  • 年月日: 2012-06-01
• [学会発表] 磁性ナノ粒子イメージングにおける2次元画像化システムの構築について
  • 著者名/発表者名: 本間拓実、清水翔太、土屋寛貴、石原康利
  • 学会等名: 日本設計工学会 秋季研究発表講演会
  • 発表場所: 名古屋
• [学会発表] 磁性ナノ粒子イメージングにおける遺伝的アルゴリズムを用いた画像再構成手法
  • 著者名/発表者名: 本間拓実、清水翔太、土屋寛貴、石原康利
  • 学会等名: 日本生体医工学会関東支部若手研究者発表会2013
  • 発表場所: 東京
• [学会発表] Reduction of image blurring for time-correlation magnetic particle imaging
  • 著者名/発表者名: T. Honma, S. Shimizu, Y. Ishihara
• [備考] 計測工学研究室
  • URL: http://www.isc.meiji.ac.jp/~insteng/
• [備考]
  • URL: http://www.isc.meiji.ac.jp/^insteng/