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粘弾性画像化システムによる疾患に伴う生体組織の定量的評価

公募研究

研究領域医用画像に基づく計算解剖学の多元化と高度知能化診断・治療への展開
研究課題/領域番号 17H05279
研究種目

新学術領域研究(研究領域提案型)

配分区分補助金
審査区分 理工系
研究機関千葉大学

研究代表者

菅 幹生  千葉大学, フロンティア医工学センター, 准教授 (00294281)

研究期間 (年度) 2017-04-01 – 2019-03-31
研究課題ステータス 完了 (2018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)
2018年度: 2,210千円 (直接経費: 1,700千円、間接経費: 510千円)
2017年度: 2,080千円 (直接経費: 1,600千円、間接経費: 480千円)
キーワードエラストグラフィ / MRI / 定量的評価 / ファントム / 標準化 / 粘弾性 / 超音波診断装置 / 年弾性 / 定量評価
研究実績の概要

MRIや超音波診断装置を用いて生体組織の硬さ(弾性)を測定するMR elastography (MRE)やultrasound elastography (USE)は,肝線維症の病期判定などに利用されており,今後様々な疾患に適用されることが期待される.エラストグラフィを定量的画像バイオマーカーとして利用するには,測定システムとしての定量性や再現性,空間分解能が高いことが望ましい.
臨床用MRIとMR顕微鏡を用いて膵臓のような生体深部にある小さな臓器や組織の異種スケールでの粘弾性や緩和時間などの多元情報をヒトや疾患モデル動物を対象に定量的に取得可能なシステムを構築し,疾患に伴う粘弾性変化と病理学的な変化との関係を評価可能にすることを目的とした.また,粘弾性率が既知な生体物性模擬ファントムを用いてMREとUSEを評価することで,両装置の特性を明らかにするとともに,標準化に向けた活動に取り組んだ.具体的には,昨年度に開発したMREシステムを利用して,動物の摘出臓器などを対象とした測定を実施した.複数周波数と複数位相の弾性波を利用することで,形態情報と共に定量的な粘弾性率分布とその周波数特性や緩和時間などの多元情報を取得した.また,MREとUSEの両方で利用可能な生体物性模擬ファントムを改良し,両装置による測定値を比較評価した.

現在までの達成度 (段落)

平成30年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

平成30年度が最終年度であるため、記入しない。

報告書

(2件)
  • 2018 実績報告書
  • 2017 実績報告書
  • 研究成果

    (41件)

すべて 2019 2018 2017 その他

すべて 国際共同研究 (1件) 雑誌論文 (15件) (うち国際共著 1件、 査読あり 9件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (20件) (うち国際学会 6件) 図書 (2件) 備考 (3件)

  • [国際共同研究] Mayo Clinic(米国)

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [雑誌論文] Intra- and Inter-Operator Reproducibility of US Point Shear-Wave Elastography in various organs: Evaluation in Phantoms and Healthy Volunteers2019

    • 著者名/発表者名
      Riwa Kishimoto, Katsuhiko Kikuchi, Atsuhisa Koyama, Jeff Kershaw, Tokuhiko Omatsu, Yasuhiko Tachibana, Mikio Suga, Takayuki Obata
    • 雑誌名

      European Radiology

      巻: _

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] マルチモーダル・マルチスケール計測医工学2018

    • 著者名/発表者名
      羽石秀昭,山口匡,菅幹生
    • 雑誌名

      応用物理

      巻: 87(5) ページ: 350-356

    • NAID

      130007715798

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] MRエラストグラフィの基礎:工学的解説2018

    • 著者名/発表者名
      菅幹生
    • 雑誌名

      臨床画像

      巻: 34(8) ページ: 904-912

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [雑誌論文] Assessment of shielding materials for the add-on PET prototype2018

    • 著者名/発表者名
      Mikio Suga, Fumihiko Nishikido, Masanori Fujiwara, Yoshihiko Kawabata, Taiga Yamaya and Takayuki Obata
    • 雑誌名

      Abstracts of 7th conference on PET/MR and SPECT/MR

      巻: - ページ: 24-24

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 0.3T MRIを用いた複数周波数MRエラストグラフィの開発2018

    • 著者名/発表者名
      菅沼優里, 菅 幹生, 吉田洋樹
    • 雑誌名

      電子情報通信学会技術研究報告書

      巻: 117 ページ: 101-102

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [雑誌論文] 適切な散乱体濃度を有するMR・超音波エラストグラフィ用ファントム作製とその粘弾性再現性の評価2018

    • 著者名/発表者名
      碓村将志 , 菅幹生,岸本理和 ,小畠隆行
    • 雑誌名

      電子情報通信学会技術研究報告書

      巻: 117 ページ: 109-110

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [雑誌論文] Numerical simulations of magnetic resonance elastography using finite element analysis with a linear heterogeneous viscoelastic model2017

    • 著者名/発表者名
      Tomita Sunao、Suzuki Hayato、Kajiwara Itsuro、Nakamura Gen、Jiang Yu、Suga Mikio、Obata Takayuki、Tadano Shigeru
    • 雑誌名

      Journal of Visualization

      巻: 21 号: 1 ページ: 133-145

    • DOI

      10.1007/s12650-017-0436-4

    • NAID

      120006383831

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Development of a full-ring “add-on PET” prototype: A head coil with DOI-PET detectors for integrated PET/MRI2017

    • 著者名/発表者名
      Nishikido F.、Fujiwara M.、Tashima H.、Akram M.S.H.、Suga M.、Obata T.、Yamaya T.
    • 雑誌名

      Nuclear Instruments and Methods in Physics Research A

      巻: 863 ページ: 55-61

    • DOI

      10.1016/j.nima.2017.05.006

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] MRI compatibility study of an integrated PET/RF-coil prototype system at 3 T2017

    • 著者名/発表者名
      Akram Md Shahadat Hossain、Obata Takayuki、Suga Mikio、Nishikido Fumihiko、Yoshida Eiji、Saito Kazuyuki、Yamaya Taiga
    • 雑誌名

      Journal of Magnetic Resonance

      巻: 283 ページ: 62-70

    • DOI

      10.1016/j.jmr.2017.08.010

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Development of a Tissue-Mimicking Visco-elastic Phantom for Quantitative Assessment of MRE2017

    • 著者名/発表者名
      Koki Ishii, Mikio Suga, Riwa Kishimoto, Eika Hotta, Takayuki Obata
    • 雑誌名

      Proc. of First international MRE workshop

      巻: 1 ページ: 49-49

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Development and performance evaluation of the second prototype of a RF-coil integrated PET insert for existing 3T MRI systems2017

    • 著者名/発表者名
      Md Shahadat Hossain Akram, Fumihiko Nishikido, Takayuki Obata, Mikio Suga, Eiji Yoshida, Hedeaki Tashima, Keiji Shimizu, Masanori Fujiwara, Akram Mohammadi, Taiga Yamaya
    • 雑誌名

      Proc. of International Society for Magnetic Resonance in Medicine

      巻: 1 ページ: 762-762

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] MRE用生体模擬ファントムの周波数特性評価2017

    • 著者名/発表者名
      石井孝樹, 菅幹生, 岸本理和,發田英華,小畠隆行
    • 雑誌名

      日本磁気共鳴医学会雑誌

      巻: 37(sup.) ページ: 193-193

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 適切な散乱体濃度を有するMRおよび超音波エラストグラフィ用ファントムの開発2017

    • 著者名/発表者名
      碓村将志, 菅幹生,石井孝樹,岸本理和,發田英華,小畠隆行
    • 雑誌名

      日本磁気共鳴医学会雑誌

      巻: 37(sup.) ページ: 193-193

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [雑誌論文] 複数周波数MRエラストグラフィにおける高速撮像法の検討2017

    • 著者名/発表者名
      大橋幸司, 菅幹生, 石井孝樹, 岸本理和, Stephan Kannengiesser, 小畠隆行
    • 雑誌名

      日本磁気共鳴医学会雑誌

      巻: 37(sup.) ページ: 194-194

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [雑誌論文] 低磁場MRIを用いたMRエラストグラフィにおける弾性率推定の評価と安全性の検証2017

    • 著者名/発表者名
      吉田洋樹,菅幹生
    • 雑誌名

      電子情報通信学会技術研究報告書

      巻: 117 ページ: 1-2

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] Ultrasound-based shear-wave speed measurement on a highly viscous embedded phantom2019

    • 著者名/発表者名
      Masashi Usumura, Mikio Suga, Riwa Kishimoto, Takayuki Obata
    • 学会等名
      International workshop on advanced imaging technology & International Forum on Medical Imaging in Asia
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 複数周波数MRエラストグラフィにおける撮像時間短縮のための撮像パラメータの検討2019

    • 著者名/発表者名
      大橋幸司, 菅幹生, 石井孝樹, 岸本理和, Stephan Kannengiesser, 小畠隆行
    • 学会等名
      電子情報通信学会医用画像研究会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] Assessment of shielding materials for the add-on PET prototype2018

    • 著者名/発表者名
      Mikio Suga, Fumihiko Nishikido, Masanori Fujiwara, Yoshihiko Kawabata, Taiga Yamaya and Takayuki Obata
    • 学会等名
      7th conference on PET/MR and SPECT/MR
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Sensitivity improvement in 44Sc whole gamma imaging: simulation study2018

    • 著者名/発表者名
      Y. Okumura, E. Yoshida, H. Tashima, M. Suga, 1, N. Kawachi, K. Parodi, T. Yamaya
    • 学会等名
      IEEE Nuclear Science Symposium and Medical Imaging Conference
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Quantitative Evaluation of Diseased Tissue by Viscoelastic Imaging Systems -Progress Overview FY2017-FY2018-2018

    • 著者名/発表者名
      Mikio Suga
    • 学会等名
      The Fifth International Symposium on the Project Multidisciplinary Computational Anatomy
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 新しいコンセプトの装置「Whole Gamma Imaging」における陽電子・ガンマ線同時放出核種イメージングのための検出器応答関数の提案2018

    • 著者名/発表者名
      田島 英朗,吉田 英治,奥村 勇介,菅 幹生,河地 有木,鎌田 圭,Katia Parodi,山谷 泰賀
    • 学会等名
      第37回日本医用画像工学会大会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] MRおよび超音波エラストグラフィ両用ファントムの開発‐散乱体としての酸化アルミニウムの有用性の検討‐2018

    • 著者名/発表者名
      碓村将志 , 菅幹生,岸本理和 ,石井孝樹,溝口岳,山口匡,發田英華,小畠隆行
    • 学会等名
      日本磁気共鳴医学会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 高粘性内包型ファントムを用いたMR Elastographyの空間分解能評価2018

    • 著者名/発表者名
      石井孝樹 , 菅幹生 , 岸本理和,發田英華,小畠隆行
    • 学会等名
      日本磁気共鳴医学会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 超音波およびMRエラストグラフィ両用ファントムの開発における縦波音速の調整2018

    • 著者名/発表者名
      碓村将志, 菅幹生, 岸本理和, 石井孝樹, 山口匡, 田村和輝, 溝口岳, 發田英華, 小畠隆行
    • 学会等名
      日本超音波医学会第30回関東甲信越地方会学術集会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 異なる粘性を有する超音波およびMRエラストグラフィ両用ファントムを用いた剪断波速度の周波数依存性の検討2018

    • 著者名/発表者名
      碓村将志, 菅幹生, 岸本理和, 發田英華, 小畠隆行
    • 学会等名
      日本超音波医学会第30回関東甲信越地方会学術集会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 生体模擬ファントムの粘弾性がせん断波の伝搬に与える影響の検討2018

    • 著者名/発表者名
      戸田雄一, 碓村将志, 平田慎之介, 飯島尋子, 菅幹生, 蜂屋弘之
    • 学会等名
      日本超音波医学会第30回関東甲信越地方会学術集会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 超音波およびMRエラストグラフィ両用ファントムの開発における音響特性の検討2018

    • 著者名/発表者名
      碓村将志, 菅幹生, 岸本理和, 石井 孝樹, 溝口 岳, 田村 和輝, 山口 匡, 發田英華, 小畠隆行
    • 学会等名
      第4回アコースティックイメージング研究会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 0.3T MRIを用いた複数周波数MRエラストグラフィの開発2018

    • 著者名/発表者名
      菅沼優里, 菅 幹生, 吉田洋樹
    • 学会等名
      電子情報通信学会医用画像研究会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] 適切な散乱体濃度を有するMR・超音波エラストグラフィ用ファントム作製とその粘弾性再現性の評価2018

    • 著者名/発表者名
      碓村将志 , 菅幹生,岸本理和 ,小畠隆行
    • 学会等名
      電子情報通信学会医用画像研究会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] Development and performance evaluation of the second prototype of a RF-coil integrated PET insert for existing 3T MRI systems2017

    • 著者名/発表者名
      Md Shahadat Hossain Akram, Fumihiko Nishikido, Takayuki Obata, Mikio Suga, Eiji Yoshida, Hedeaki Tashima, Keiji Shimizu, Masanori Fujiwara, Akram Mohammadi, Taiga Yamaya
    • 学会等名
      International Society for Magnetic Resonance in Medicine
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Development of a Tissue-Mimicking Visco-elastic Phantom for Quantitative Assessment of MRE2017

    • 著者名/発表者名
      Koki Ishii, Mikio Suga, Riwa Kishimoto, Eika Hotta, Takayuki Obata
    • 学会等名
      First international MRE workshop
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] MRE用生体模擬ファントムの周波数特性評価2017

    • 著者名/発表者名
      石井孝樹, 菅幹生, 岸本理和,發田英華,小畠隆行
    • 学会等名
      第45回日本磁気共鳴医学会大会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] 適切な散乱体濃度を有するMRおよび超音波エラストグラフィ用ファントムの開発2017

    • 著者名/発表者名
      碓村将志, 菅幹生,石井孝樹,岸本理和,發田英華,小畠隆行
    • 学会等名
      第45回日本磁気共鳴医学会大会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] 複数周波数MRエラストグラフィにおける高速撮像法の検討2017

    • 著者名/発表者名
      大橋幸司, 菅幹生, 石井孝樹, 岸本理和, Stephan Kannengiesser, 小畠隆行
    • 学会等名
      第45回日本磁気共鳴医学会大会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] 低磁場MRIを用いたMRエラストグラフィにおける弾性率推定の評価と安全性の検証2017

    • 著者名/発表者名
      吉田洋樹,菅幹生
    • 学会等名
      電子情報通信学会医用画像研究会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [図書] 多元計算解剖学の基礎と臨床への応用(担当:多元計算解剖学の基礎と臨床への応用, pp.192-199)2018

    • 著者名/発表者名
      菅幹生(編著:橋爪誠)
    • 総ページ数
      304
    • 出版者
      誠文堂新光社
    • ISBN
      9784416518243
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [図書] インナービジョン 第32巻第9号(担当:QIBAにおけるエラストグラフィ標準化への取り組み,pp.35-37)2017

    • 著者名/発表者名
      菅幹生
    • 出版者
      インナービジョン
    • ISBN
      9784902131475
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [備考] 千葉大学フロンティア医工学センター

    • URL

      http://www.cfme.chiba-u.jp/

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [備考] Japan Quantitative Imaging Biomarker Alliance

    • URL

      http://www.radiology.jp/j-qiba/

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [備考] 千葉大学フロンティア医工学センター

    • URL

      https://www.cfme.chiba-u.jp/

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書

URL: 

公開日: 2017-04-28   更新日: 2022-02-28  

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