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4D-MRI撮影法の再構築と体幹部臓器の呼吸由来変位量のモデル化

公募研究

研究領域医用画像に基づく計算解剖学の創成と診断・治療支援の高度化
研究課題/領域番号 24103703
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

羽石 秀昭  千葉大学, フロンティア医工学センター, 教授 (20228521)

研究期間 (年度) 2012-04-01 – 2014-03-31
研究課題ステータス 完了 (2013年度)
配分額 *注記
13,000千円 (直接経費: 10,000千円、間接経費: 3,000千円)
2013年度: 6,500千円 (直接経費: 5,000千円、間接経費: 1,500千円)
2012年度: 6,500千円 (直接経費: 5,000千円、間接経費: 1,500千円)
キーワードMRI / 4次元 / 呼吸運動 / 横隔膜 / 体動 / 放射線治療計画 / COPD / 4D
研究概要

本課題では,肺や肝臓など体幹部臓器について,4次元MRIを用いて呼吸由来変位量を求める方法およびその解析方法,医学的利用法について研究を行った.平成25年度は,大きく3つの内容について研究を進め,それぞれ成果を得た.要約して説明する.
(1)横隔膜運動のCOPD(慢性閉塞性肺疾患)患者と健常者間の動きの比較:4次元MRIから横隔膜を抽出し,その動き(具体的には振幅や位相)を,COPD患者と健常者間で比較した.それぞれ10例以上のデータを解析し,有意な違いを得た.この過程で,これらの特徴量を安定的に算出するアルゴリズムを確立した.
(2)4次元MRIのデータ収集時間の削減:従来30分程度かかっているデータ収集時間を短縮するために2つの方法を研究した.ひとつは収集時にリアルタイムに条件判断を行い,必要なデータが得られた段階でその収集を終了する方法であり,もうひとつは,データのスパース性を考慮して収集するデータ量自体を低減し,後段の再構成で高度な処理を行い,画質を維持する方法である.4次元MRIの実データに適用して,いずれの方法も時間短縮に効果があることを確認した.
(3)胸腹部臓器の2点間の呼吸による相対的な動きの解析と利用:4次元MRIのデータを用い,臓器の任意の2点間の動き,および1点の動きから他点の動きを予測する方法について研究を行った.一定の推定精度で動き推定が可能であることを示した.この方法は,高速PETを用いた放射線治療時の腫瘍描出や,放射線治療計画などに利用可能になると考えている.

現在までの達成度 (区分)
理由

25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

25年度が最終年度であるため、記入しない。

報告書

(2件)
  • 2013 実績報告書
  • 2012 実績報告書
  • 研究成果

    (19件)

すべて 2014 2013 2012 その他

すべて 雑誌論文 (3件) (うち査読あり 1件) 学会発表 (16件)

  • [雑誌論文] GND-PCA Based Statistical Modeling of Diaphragm Motion Extracted from 4D-MRI2013

    • 著者名/発表者名
      [11] W. Swastika, Y. Masuda, R. Xu, S. Kido, Y-W Chen and H. Haneishi
    • 雑誌名

      Computational and Mathematical Methods in Medicine

      巻: Article ID 482941

    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [雑誌論文] 呼吸性体動の4次元MR画像構築と横隔膜動態解析2013

    • 著者名/発表者名
      羽石秀昭,Windra Swastika,桝田喜正
    • 雑誌名

      日本画像学会誌

      巻: 52 ページ: 205-211

    • NAID

      130004800873

    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [雑誌論文] GND-PCA Based Statistical Modeling of Diaphragm Motion Extracted from 4D-MRI2013

    • 著者名/発表者名
      Windra Swastika, Yoshitada Masuda, Rui Xu, Shoji Kido, Yen-Wei Chen, Hideaki Haneishi
    • 雑誌名

      Computational and Mathematical Methods in Medicine

      巻: TBD

    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] Visual and quantitative assessment of COPD’s diaphragm motion extracted from 4D-MRI2014

    • 著者名/発表者名
      Windra Swastika, Yoshitada Masuda,Naoko Kawata,Koji Matsumoto,Toshio Suzuki,Ken Iesato,Yuji Tada,Toshihiko Sugiura,Nobuhiro Tanabe,Koichiro Tatsumi,Takashi Ohnishi,Hideaki Haneishi
    • 学会等名
      第6回 呼吸機能イメージング研究会2013
    • 発表場所
      北海道大学
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] スパース性と低ランク構造を利用した4D-MRI高速撮影の初期検討2014

    • 著者名/発表者名
      北上侑乃丞,大西峻,桝田喜正,松本浩史,羽石秀昭
    • 学会等名
      メディカルイメージング連合フォーラム2014
    • 発表場所
      那覇市ぶんかテンブス館
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] 呼吸性体動に対応したPETベース腫瘍トラッキング2013

    • 著者名/発表者名
      品地哲弥,田島英朗,吉田英治,村山秀雄,山谷泰賀,羽石秀昭
    • 学会等名
      メディカルイメージング連合フォーラム2013
    • 発表場所
      那覇市
    • 年月日
      2013-01-24
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] Reduction of acquisition time in intersection profile method for 4D-MRI reconstruction of thoracoabdominal organs2013

    • 著者名/発表者名
      Windra Swastika, Yoshitada Masuda, Hideaki Haneishi
    • 学会等名
      メディカルイメージング連合フォーラム2013
    • 発表場所
      那覇市
    • 年月日
      2013-01-24
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] Automatic Intersection Profile Method for 4D-MRI Construction2013

    • 著者名/発表者名
      Windra Swastika, Yoshitada Masuda, Hideaki Haneishi
    • 学会等名
      第5回 呼吸機能イメージング研究会2013
    • 発表場所
      徳島大学
    • 年月日
      2013-01-12
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] エラー低減法を適用したPET-based腫瘍トラッキング2013

    • 著者名/発表者名
      品地哲弥,田島英朗,吉田英治,村山秀雄,山谷泰賀,羽石秀昭
    • 学会等名
      第105回日本医学物理学会学術大会
    • 発表場所
      パシフィコ横浜
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] Automation and Time Reduction of 4D-MRI Reconstruction for Thoracoabdominal Organs using Intersection Profile Method2013

    • 著者名/発表者名
      Windra Swastika,Yoshitada Masuda,Hideaki Haneishi
    • 学会等名
      第32回 日本医用画像工学会大会
    • 発表場所
      日本科学未来館/産業技術総合研究所臨海副都心センター
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] OpenPETにおける腫瘍トラッキングII-多変数回帰による遅延補正2013

    • 著者名/発表者名
      品地哲弥,田島英朗,吉田英治,山谷泰賀,羽石秀昭
    • 学会等名
      第32回 日本医用画像工学会大会
    • 発表場所
      日本科学未来館/産業技術総合研究所臨海副都心センター
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] Accuracy Improvement of Time Delay Correction Method for PET-Based Tumor Tracking2013

    • 著者名/発表者名
      T. Shinaji, H. Tashima, E. Yoshida, T. Yamaya, H. Haneishi
    • 学会等名
      IEEE Medical Imaging Conference
    • 発表場所
      Seoul, Korea
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] Statistical modeling of diaphragm motion extracted from 4D-MRI using 1DPCA and 2DPCA2012

    • 著者名/発表者名
      Windra Swastika, Yoshitada Masuda, Rui Xu, Shoji Kido, Yen-Wei Chen, Hideaki Haneishi
    • 学会等名
      International Forum on Medical Imaging in Asia(IFMIA) 2012
    • 発表場所
      Daejeon, Korea
    • 年月日
      2012-11-16
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] Time delay correction method for PET-based tumor tracking2012

    • 著者名/発表者名
      Tetsuya Shinaji, Hideaki Tashima, Eiji Yoshida, Hideo Murayama, Taiga Yamaya, Hideaki Haneishi
    • 学会等名
      IEEE Medical Imaging Conference
    • 発表場所
      Anaheim, California, USA
    • 年月日
      2012-10-29
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] 4DMRIから抽出した横隔膜運動のGND-PCAベース統計モデル2012

    • 著者名/発表者名
      Windra Swastika,桝田喜正,徐睿,木戸尚治,陳延偉,羽石秀昭
    • 学会等名
      第31回 日本医用画像工学会大会
    • 発表場所
      JA北海道厚生連札幌厚生病院
    • 年月日
      2012-08-04
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] OpenPETにおける腫瘍トラッキング2012

    • 著者名/発表者名
      品地哲弥,田島英朗,吉田英治,村山秀雄,山谷泰賀,羽石秀昭
    • 学会等名
      第31回 日本医用画像工学会大会
    • 発表場所
      JA北海道厚生連札幌厚生病院
    • 年月日
      2012-08-04
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] 胸部4D-MR画像に基づく肺腫瘍トラッキング

    • 著者名/発表者名
      伊佐周平,大西峻,桝田喜正,羽石秀昭
    • 学会等名
      メディカルイメージング連合フォーラム2014
    • 発表場所
      那覇市ぶんかテンブス館
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] 4D-MRI高速収集のためのスパースモデルを利用したMR動画像再構成

    • 著者名/発表者名
      北上侑乃丞,大西峻,桝田喜正,松本浩史,羽石秀昭
    • 学会等名
      情報フォトニクス研究会
    • 発表場所
      電気通信大学
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] 追尾放射線治療における肺腫瘍位置推定法

    • 著者名/発表者名
      伊佐周平,大西峻,桝田喜正,羽石秀昭
    • 学会等名
      情報フォトニクス研究会
    • 発表場所
      電気通信大学
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書

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公開日: 2013-05-15   更新日: 2019-07-29  

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