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圧縮センシングを用いた超低磁場MRIの時空間分解能の向上

公募研究

研究領域スパースモデリングの深化と高次元データ駆動科学の創成
研究課題/領域番号 26120522
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 複合領域
研究機関京都大学

研究代表者

笈田 武範  京都大学, 工学(系)研究科(研究院), 助教 (70447910)

研究期間 (年度) 2014-04-01 – 2016-03-31
研究課題ステータス 完了 (2015年度)
配分額 *注記
2,990千円 (直接経費: 2,300千円、間接経費: 690千円)
2015年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
2014年度: 1,820千円 (直接経費: 1,400千円、間接経費: 420千円)
キーワード疎性モデリング / 圧縮センシング / 超低磁場MRI / MR spectroscopy / 経験的モード分解 / カルーネンレーベ変換
研究実績の概要

本研究課題では,超低磁場MRIの高速化を阻害する要因を解析し,対策を講じた高速撮像パルスシーケンスを構築することにより超低磁場MRIの生体応用に向けた高速撮像法の実現を目指し,圧縮センシングを用いたMR信号取得の高速化を進めてきた.
平成26年度に引き続き,Hzオーダーの高い周波数分解能を必要とするMR信号計測において数百msを超える長いサンプリング時間が要求されるという課題に対応する手法について検討を進めた.まず,ミオイノシトールファントムを用いたMR spectroscopy計測から時間的に等間隔なサンプリングを62.5~75%程度に間引くことがスペクトル再構成精度向上に有効であることを確認した.また,ランダムアンダーサンプリングにより取得データ点数が減少することを抑制するために,高いサンプリングレートを用いる手法についても検討を行い,再構成すべきスペクトルの数や分解能とサンプリング時間の関係によっては,高サンプリングレートの使用が有効な場合がある事も確認され,公表も行った.
次に,超低磁場MRI計測の高速化,特にT1強調画像時のサンプリング戦略について検討を行った.T1強調画像は,短い繰り返し時間での計測が必須となるパルスシーケンスであるが,長いサンプリング時間が繰り返し時間短縮の妨げとなり,T1強調コントラスト低下の要因となる.したがって,超低磁場MRIにおいて高コントラストのT1強調画像を取得するためには,サンプリング時間の短縮が必要となるが,本研究では圧縮センシングを用いてこのサンプリング時間短縮を実現することを検討した.その結果,計測データの圧縮率を一定とした場合,高磁場では一般的な信号読み出しをフルサンプルする手法よりもサンプル数低減する手法の法が画像再構成向上に有効であることを確認した.したがって,圧縮センシングを用いたサンプリング時間短縮が可能であることが確認されたので,その有効性を公表した.

現在までの達成度 (段落)

27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

27年度が最終年度であるため、記入しない。

報告書

(2件)
  • 2015 実績報告書
  • 2014 実績報告書
  • 研究成果

    (12件)

すべて 2016 2015 2014

すべて 雑誌論文 (4件) (うち謝辞記載あり 4件) 学会発表 (8件) (うち国際学会 1件)

  • [雑誌論文] 超低磁場MRIにおける圧縮センシングを用いたT1強調画像の撮像戦略に関する検討2015

    • 著者名/発表者名
      民輪一博、笈田武範、小林哲生
    • 雑誌名

      電子情報通信学会技術研究報告

      巻: 115(383) ページ: 95-100

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] 超低磁場MRI計測の高速化を目指した圧縮センシングを用いた読み出しサンプリング戦略の検討2015

    • 著者名/発表者名
      笈田武範、民輪一博、小林哲生
    • 雑誌名

      電子情報通信学会技術研究報告

      巻: 115(383) ページ: 89-94

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] MR Spectroscopyにおける圧縮センシングを用いたサンプリング戦略の検討2015

    • 著者名/発表者名
      笈田武範、村瀬智一、梅田雅宏
    • 雑誌名

      電子情報通信学会技術研究報告

      巻: 115 ページ: 1-6

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] MR Spectroscopyにおける疎性を用いた周波数スペクトル再構成の検討2015

    • 著者名/発表者名
      笈田 武範,村瀬 智一,梅田 雅宏
    • 雑誌名

      電子情報通信学会技術研究報告

      巻: 114 ページ: 7-12

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 謝辞記載あり
  • [学会発表] 超低磁場MRIにおける圧縮センシングを用いたT1強調画像の撮像方法に関する検討2016

    • 著者名/発表者名
      民輪一博、笈田武範、小林哲生
    • 学会等名
      第18回日本ヒト脳機能マッピング学会
    • 発表場所
      京都
    • 年月日
      2016-03-07
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] 超低磁場MRIにおける圧縮センシングを用いたT1強調画像の撮像戦略に関する検討2015

    • 著者名/発表者名
      民輪一博、笈田武範、小林哲生
    • 学会等名
      電子情報通信学会MEとバイオサイバネティックス研究会
    • 発表場所
      名古屋
    • 年月日
      2015-12-19
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] 超低磁場MRI計測の高速化を目指した圧縮センシングを用いた読み出しサンプリング戦略の検討2015

    • 著者名/発表者名
      笈田武範、民輪一博、小林哲生
    • 学会等名
      電子情報通信学会MEとバイオサイバネティックス研究会
    • 発表場所
      名古屋
    • 年月日
      2015-12-19
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] Sampling strategy of compressed sensing for improving the contrast of T1-weighted images in ultra-low field MRI2015

    • 著者名/発表者名
      Takenori Oida, Kazuyoshi Tamiwa
    • 学会等名
      International Meeting on “High-Dimensional Data Driven Science” (HD3-2015)
    • 発表場所
      Kyoto
    • 年月日
      2015-12-14
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] MR Spectroscopyにおける圧縮センシングを用いたサンプリング戦略の検討2015

    • 著者名/発表者名
      笈田武範、村瀬智一、梅田雅宏
    • 学会等名
      電子情報通信学会MEとバイオサイバネティックス研究会
    • 発表場所
      徳島
    • 年月日
      2015-07-18
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] MR信号計測における圧縮センシングを用いた信号取得時間の短縮2015

    • 著者名/発表者名
      笈田武範
    • 学会等名
      新学術領域「疎性モデリング」領域会議
    • 発表場所
      東京
    • 年月日
      2015-07-13
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] MR Spectroscopyにおける疎性を用いた周波数スペクトル再構成の検討2015

    • 著者名/発表者名
      笈田 武範、村瀬 智一、梅田 雅宏
    • 学会等名
      電子情報通信学会MEとバイオサイバネティックス研究会
    • 発表場所
      東京
    • 年月日
      2015-03-16 – 2015-03-17
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] Rapid imaging with compressed sensing in ultra-low field MRI2014

    • 著者名/発表者名
      Kazuhiro Tamiwa, Takenori Oida, Tetsuo Kobayashi
    • 学会等名
      生体医工学シンポジウム2014
    • 発表場所
      東京
    • 年月日
      2014-09-26 – 2014-09-27
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書

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公開日: 2014-04-04   更新日: 2018-03-28  

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