ＧＰＧＰＵを用いた高速・高精度ノイズ除去処理技術の脳画像研究への応用

• 研究課題/領域番号: 24791296
• 研究種目: 若手研究(B)
• 配分区分: 基金
• 研究分野: 放射線科学
• 研究機関: 京都大学
• 研究代表者: 大石 直也 京都大学, 医学(系)研究科(研究院), 助教 (40526878)
• 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: 4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円); 2014年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円); 2013年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円); 2012年度: 1,950千円 (直接経費: 1,500千円、間接経費: 450千円)
• キーワード: 脳画像 / ノイズ除去 / GPGPU / MRI / PET / 脳 / non-local means

研究成果の概要

脳画像研究における信号雑音比をさらに向上させるため、申請者はノイズ除去性能が高い一方、計算コストが高く通常の手法では医用応用が困難であったNon-local means (NLM) filterと呼ばれる高精度ノイズ除去アルゴリズムをGPGPU(General Purpose GPU)で高速化させたソフトウェアを開発した。本研究では、このノイズ除去ソフトウェアをヒトおよび動物の脳MRIに適応し、基礎・臨床両面からその有用性を明らかにした。

研究成果

• [雑誌論文] The Uncinate Fasciculus as a Predictor of Conversion from aMCI to Alzheimer Disease (2015)
  • 著者名/発表者名: Hiyoshi-Taniguchi K, Oishi N, Namiki C, Miyata J, Murai T, Cichocki A, Fukuyama H
  • 雑誌名: J Neuroimaging 巻: in press 号: 5 ページ: 748-753
  • DOI: 10.1111/jon.12196
  • 査読あり
• [雑誌論文] Functional relevance of the precuneus in verbal politeness. (2015)
  • 著者名/発表者名: Ashizuka A, Mima T, Sawamoto N, Aso T, Oishi N, Sugihara G, Kawada R, Takahashi H, Murai T, Fukuyama H.
  • 雑誌名: Neurosci Res. 巻: 91 ページ: 48-56
  • DOI: 10.1016/j.neures.2014.10.009
  • NAID: 120005593691
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Freezing of gait and white matter changes: a tract-based spatial statistics study (2015)
  • 著者名/発表者名: Iseki K, Fukuyama H, Oishi N, Tomimoto H, Otsuka Y, Nankaku M, Benninger D, Hallett M, Hanakawa T
  • 雑誌名: J Clin Mov Disord 巻: in press 号: 1 ページ: 1-9
  • DOI: 10.1186/s40734-014-0011-2
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Hypothalamic-Amygdalar-Brainstem Volume Reduction in a Patient with Narcolepsy Secondary to Diffuse Axonal Injury (2015)
  • 著者名/発表者名: Walid Y, Sugihara G, Oishi N, Kubota M, Ubukata S, Murai T, Ueda K
  • 雑誌名: J Clin Sleep Med 巻: in press
  • 査読あり
• [雑誌論文] Relation between Healthy Factors and the Adolescent Impulsiveness Scale (AIS) among Junior and Senior High School Students (2014)
  • 著者名/発表者名: Moriguchi Y., Murai T., Oishi N., Fukuyama H
  • 雑誌名: The Asian Journal of Child Care 巻: 5 ページ: 35-39
  • 査読あり
• [雑誌論文] Simultaneous Measurement of Local Brain Temperature and Cerebral Blood Flow Change in Rats for Quantitative Functional Brain Imaging (2014)
  • 著者名/発表者名: Suzuki T, Oishi N, Fukuyama H
  • 雑誌名: Proceedings of the 2014 IEEE International Conference on Complex Medical Engineering 巻: 1 ページ: 214-219
  • 査読あり
• [雑誌論文] Nicotinic acetylcholine receptor density in cognitively intact subjects at an early stage of Parkinson's disease (2014)
  • 著者名/発表者名: Isaias I, Spiegel J, Brumberg J, Cosgrove KP, Marotta G, Oishi N, Higuchi T, Kusters S, Schiller M, Dillmann U, Van Dyck C, Buck A, Herrmann K, Schloegl S, Volkmann J, Lassmann M, Fassbender K, Lorenz R, Samnick S
  • 雑誌名: Front. Aging Neurosci. 巻: 6 ページ: 160-160
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Voxel-based clustered imaging by multiparameter diffusion tensor images for glioma grading (2014)
  • 著者名/発表者名: Inano Rika, Oishi Naoya, Kunieda Takeharu, Arakawa Yoshiki, Yamao Yukihiro, Shibata Sumiya, Kikuchi Takayuki, Fukuyama Hidenao, Miyamoto Susumu
  • 雑誌名: NeuroImage: Clinical 巻: 5 ページ: 396-407
  • DOI: 10.1016/j.nicl.2014.08.001
  • NAID: 120005477685
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Silent Information Regulator 2 Homolog 1 Counters Cerebral Hypoperfusion Injury by Deacetylating Endothelial Nitric Oxide Synthase (2014)
  • 著者名/発表者名: Hattori Y, Okamoto Y, Maki T, Yamamoto Y, Oishi N, Yamahara K, Nagatsuka K, Takahashi R, Kalaria RN, Fukuyama H, Kinoshita M, Ihara M
  • 雑誌名: Stroke 巻: 45 号: 11 ページ: 3403-3411
  • DOI: 10.1161/strokeaha.114.006265
  • 査読あり
• [雑誌論文] アルツハイマー型認知症の評価－C-11 PiB PETなどによるアミロイドイメージング (2014)
  • 著者名/発表者名: 大石直也、福山秀直
  • 雑誌名: INNERVISION 巻: 29 ページ: 100-102
• [雑誌論文] Relation between Healthy Factors and the Adolescent Impulsiveness Scale (AIS) among Junior and Senior High School Students (2014)
  • 著者名/発表者名: Moriguchi Y, Murai T, Oishi N, Fukuyama H
  • 雑誌名: The Asian Journal of Child Care 巻: in press
  • 査読あり
• [雑誌論文] A comparison of three brain atlases for MCI prediction. (2013)
  • 著者名/発表者名: Ota K, Oishi N, Ito K, Fukuyama H.
  • 雑誌名: J Neurosci Methods. 巻: 221 ページ: 139-150
  • DOI: 10.1016/j.jneumeth.2013.10.003
  • 査読あり
• [雑誌論文] Temporal Lobe Epilepsy with Amygdala Enlargement: A Morphologic and Functional Study. (2012)
  • 著者名/発表者名: Takaya S, Ikeda A, Mitsueda-Ono T, Matsumoto R, Inouchi M, Namiki C, Oishi N, Mikuni N, Ishizu K, Takahashi R, Fukuyama H
  • 雑誌名: Journal of Neuroimaging 巻: 24 号: 1 ページ: 54-62
  • DOI: 10.1111/j.1552-6569.2011.00694.x
  • 査読あり
• [雑誌論文] A Challenge to Diffuse Optical Tomography using the Radiative Transport Equation (2012)
  • 著者名/発表者名: Oishi N, Fukuyama H
  • 雑誌名: Proceedings of the 2012 IEEE International Conference oD Complex Medical Engineering 巻: 1 ページ: 261-266
  • DOI: 10.1109/iccme.2012.6275595
  • 査読あり
• [雑誌論文] 認知症診断におけるマルチモーダルアプローチ①MRIのVBM (2012)
  • 著者名/発表者名: 大石直也
  • 雑誌名: Cognition and Dementia 巻: 11 ページ: 99-105
• [学会発表] MCIからADへの移行予測向上を目指して－灰白質・白質構造変化を用いた検討－ (2014)
  • 著者名/発表者名: 大石直也、並木千尋、福山秀直
  • 学会等名: 第33回日本認知症学会学術集会
  • 発表場所: 横浜
  • 年月日: 2014-11-29 – 2014-12-01
• [学会発表] ラット脳のVoxel-based MorphometryにおけるNon-local Meansノイズ除去フィルタの効果 (2014)
  • 著者名/発表者名: 大石直也、吉井崇喜、福山秀直
  • 学会等名: 第37回日本神経科学大会
  • 発表場所: 横浜
  • 年月日: 2014-09-11 – 2014-09-13
• [学会発表] Structural MRI for early diagnosis of dementia (2014)
  • 著者名/発表者名: Naoya Oishi
  • 学会等名: International Conference on Complex Medical Engineering 2014
  • 発表場所: Taipei, Taiwan
  • 年月日: 2014-06-26 – 2014-06-29
  • 招待講演
• [学会発表] 自己組織化マップと局所脳血流に基づく脳梗塞の層別化と認知機能の関連 (2014)
  • 著者名/発表者名: 大石直也、中奥由里子、長谷佳樹、猪原匡史、福山秀直
  • 学会等名: 第55回日本神経学会総会
  • 発表場所: 博多
  • 年月日: 2014-05-21 – 2014-05-24
• [学会発表] 自己組織化マップと局所脳血流に基づく脳梗塞の層別化と認知機能の関連 (2014)
  • 著者名/発表者名: 大石直也、中奥由里子、長谷佳樹、猪原匡史、福山秀直
  • 学会等名: 第16回日本ヒト脳機能マッピング学会
  • 発表場所: 仙台
• [学会発表] MCIにおける脳糖代謝分布パターンの多様性とADへの移行予測に関する検討 (2013)
  • 著者名/発表者名: 大石直也、伊藤健吾、福山秀直
  • 学会等名: 第54回日本神経学会総会
  • 発表場所: 東京
• [学会発表] 自己組織化マップと局所脳血流に基づく脳梗塞の層別化と認知機能の関連 (2013)
  • 著者名/発表者名: 大石直也、中奥由里子、長谷佳樹、猪原匡史、福山秀直
  • 学会等名: 第18回認知神経科学会学術集会
  • 発表場所: 東京
• [学会発表] MCI脳糖代謝分布パターンの多様性解析とADへの移行予測 (2013)
  • 著者名/発表者名: 大石直也、伊藤健吾、福山秀直
  • 学会等名: 第32回日本認知症学会学術集会
  • 発表場所: 松本
• [学会発表] Predicting Alzheimer’s disease using a voxel-based approach: A comparison of three different atlases (2013)
  • 著者名/発表者名: Kenichi Ota, Naoya Oishi, Kengo Ito, Hidenao Fukuyama
  • 学会等名: Organization for Human Brain Mapping 2013
  • 発表場所: Seattle, USA
• [学会発表] Numerical Computations of Stationary Radiative Transport Equation with Optical Properties of Human Brains (2013)
  • 著者名/発表者名: Hiroshi Fujiwara, Naoya Oishi
  • 学会等名: The 9th East Asia SIAM Conference & The 2nd Conference on Industrial and Applied Mathematics (EASIAM-CIAM) 2013
  • 発表場所: Bandung, Indonesia
• [学会発表] A Novel Rat Model of Subcortical Ischemic Vascular Dementia with Ameroid Constrictor (2013)
  • 著者名/発表者名: Kitamura A, Oishi N, Kalaria RN, Ito H, Tomimoto H, Fukuyama H, Takahashi R, Ihara M
  • 学会等名: The 6th Congress of The International Society for Vascular Behavioral and Cognitive Disorders
  • 発表場所: Tronto, Canada
• [学会発表] Montreal Cognitive Assessment Score Correlates with Regional Cerebral Blood Flow in Post-stroke Patients (2013)
  • 著者名/発表者名: Yuriko Nakaoku, Yoshiki Hase, Naoya Oishi, Tatsuo Manabe, Mai Hagiwara, Takahiro Mitsueda, Masaru Matsui, Kazuyuki Nagatsuka, Hidenao Fukuyama, Masafumi Ihara
  • 学会等名: The 6th Congress of The International Society for Vascular Behavioral and Cognitive Disorders
  • 発表場所: Tronto, Canada
• [学会発表] Montreal Cognitive Assessment Score Correlates with Regional Cerebral Blood Flow in Post-stroke Patients (2013)
  • 著者名/発表者名: Yuriko Nakaoku, Yoshiki Hase, Naoya Oishi, Tatsuo Manabe, Mai Hagiwara, Takahiro Mitsueda, Masaru Matsui, Kazuyuki Nagatsuka, Hidenao Fukuyama, Masafumi Ihara
  • 学会等名: The 6th Korea-Japan Joint Stroke Conference
  • 発表場所: Osaka, Japan
• [学会発表] GPGPU for Medical Imaging (2012)
  • 著者名/発表者名: Naoya Oishi
  • 学会等名: Workshop on GPGPU／High-Accurate Computation 2012
  • 発表場所: Arima, Japan
  • 招待講演
• [学会発表] 『PET／SPECTによる中枢系変性疾患の診断』～ 脳血流・糖代謝イメージング ～ (2012)
  • 著者名/発表者名: 大石直也
  • 学会等名: 第28 回BFIC
  • 発表場所: 神戸
  • 招待講演
• [学会発表] 自己組織化マップによる脳糖代謝分布パターン可視化の有用性-MCI患者での検討- (2012)
  • 著者名/発表者名: 大石直也、石津浩一、並木千尋、福山秀直
  • 学会等名: 第53回日本神経学会総会
  • 発表場所: 東京
• [学会発表] 自己組織化マップに基づくMCI患者の脳糖代謝分布パターンの分類 (2012)
  • 著者名/発表者名: 大石直也、石津浩一、並木千尋、福山秀直
  • 学会等名: 第31回日本認知症学会学術集会
  • 発表場所: 筑波
• [図書] 認知症と画像診断（総論）．脳とこころのプライマリケア２知能の衰え (2013)
  • 著者名/発表者名: 大石直也、福山秀直
  • 出版者: シナジー
• [図書] Movement Disordersの画像所見．アクチュアル脳・神経疾患の臨床・パーキンソン病と運動異常 (2013)
  • 著者名/発表者名: 大石直也、福山秀直
  • 出版者: 中山書店