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2019 年度 実施状況報告書

非線形MR高速撮像の臨床導入に向けた血管系画像の画質評価法の開発

研究課題

研究課題/領域番号 18K07703
研究機関東北大学

研究代表者

町田 好男  東北大学, 医学系研究科, 教授 (30507083)

研究分担者 高橋 順士  東北大学, 医学系研究科, 非常勤講師 (50791852)
大田 英揮  東北大学, 医学系研究科, 准教授 (40586905)
研究期間 (年度) 2018-04-01 – 2021-03-31
キーワードMRI高速撮像 / 非線形処理 / 圧縮センシング / 画質評価 / 血管画像
研究実績の概要

圧縮センシング(CS)に代表される限られた収集データから所望の情報を引き出す技術が、MRI撮像の高速化にも取り入れられている。すでにCS-MRIの一般臨床での使用が進んでいる状況にある。本研究では特に、CS-MRIの基本的な画像特性について、臨床と基礎を結びつけた形で定量的把握を行うことを目的としており、2年目の令和元年度は以下の検討を進めた。
(1)物理的画質評価法: 初年度は、ノイズパワースペクトル(NPS)を用いた、撮像の高速化率(AF)やCS再構成処理におけるデノイジングファクタ(DF)に依存した画質の半定量的な評価の検討を行った。今年度はさらに、NPSによる画質評価の基礎固めとして、複素データを用いたNPSによる、非対称アンダーサンプリング収集画像の詳細な解析を行った。その結果、データ収集パターンと画像ノイズの周波数特性の関係が明らかになった。
(2)ファントムによる視覚評価: 撮像条件に依存した画質の変化は、非線形処理では被検体に依存する。今年度は、画質評価用の単純ファントムによるNPSと臨床画像のNPSの違いを確認するために、人体模擬ファントムを作成して検討を行った。被検体に依存した違いを確認できた。また、解像特性については、血管狭窄評価用ファントムを用いた視覚評価実験をさらに進め、血管コントラスト比などの指標を用いてより定量的なAF/DF依存性の比較評価を行った。(1)、(2)の解析を通して、ノイズ特性と解像特性が関連していることも確認できた。なお、以上の内容を中心に学会報告を行った。
(3)臨床画像との比較評価: 本年度は、別の臨床研究テーマとして得られている臨床画像に対して、上述した解像特性等の指標計測をおこない、データを蓄積しているところである。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

3: やや遅れている

理由

(1)の物理的評価法では、NPSによる評価を通して、画質の撮像条件依存性の知見を深めることができた。また、複素NPSによる詳細検討により、NPS指標により見えている情報についての理解が深まった。(2)で行った臨床画像評価を意識した模擬ファントム実験により、実践的な評価法の確立に向けた有用な情報が得られつつある。また、(3)の臨床画像については計測データの蓄積中である。それぞれ検討は進めることができたが、当初目標である各項目の関連付けは十分とはいえず、やや遅れているとした。

今後の研究の推進方策

今年度の達成度はやや遅れているとしたが3つの検討項目についてそれぞれの検討を進めてきた。まずは物理的画質評価法の基礎的な知見とファントム評価の経験の2項目の関連付けを中心に進めつつ、臨床データの解析を進めてデータをまとめ、画質の高速撮像条件依存性についての結果をまとめたい。最終的には3項目にもとづいた総合的評価を行い、実践的な評価法の提案に結び付け、当初目的を達成したいと考えている。

次年度使用額が生じた理由

年度末の出張自粛などの影響により19万円ほどが次年度使用となった。最終年度の学会発表や論文化等の成果報告で活用する。

  • 研究成果

    (7件)

すべて 2020 2019

すべて 雑誌論文 (2件) (うち査読あり 2件) 学会発表 (5件)

  • [雑誌論文] MRIにおける異なる非線形フィルタ処理画像のノイズパワースペクトル比較2020

    • 著者名/発表者名
      会田健人、宮本宏太、一関雄輝、町田好男
    • 雑誌名

      東北大学医学部保健学科紀要

      巻: 29 ページ: 49-56

    • 査読あり
  • [雑誌論文] 非造影下肢MRアンジオグラフィーにおける血管描出能評価のための数値指標とその計測法の検討2020

    • 著者名/発表者名
      青羽南臣、藤本綾子、町田好男
    • 雑誌名

      東北大学医学部保健学科紀要

      巻: 29 ページ: 57-70

    • 査読あり
  • [学会発表] Denoising Parameter Dependence of Noise Characteristics in Compressed Sensing MRI2019

    • 著者名/発表者名
      Takahashi J, Fukuzawa K, Miura N, Hiramoto S, Aoba M, Machida Y
    • 学会等名
      日本放射線技術学会第75回総会学術大会
  • [学会発表] Evaluation of Noise Characteristics of Compressed Sensing MR Images Using 2D and 1D Noise Power Spectra2019

    • 著者名/発表者名
      Kamosida R, Takahashi J, Aoba M, Nawa Y, Ichikawa N, Machida Y
    • 学会等名
      日本放射線技術学会第75回総会学術大会
  • [学会発表] 圧縮センシングMRIにおける複素画像のノイズパワースペクトルの特性2019

    • 著者名/発表者名
      鴨志田 諒、高橋順士、名和勇樹、青羽南臣、町田好男
    • 学会等名
      第47回日本磁気共鳴医学会大会
  • [学会発表] 頭部模擬ファントムを用いた圧縮センシングMR画像のノイズ特性の評価2019

    • 著者名/発表者名
      名和勇樹、福澤 圭、五月女康作、鴨志田 諒、高橋順士、町田好男
    • 学会等名
      第47回日本磁気共鳴医学会大会
  • [学会発表] 圧縮センシングMR画像のDenoising Parameter依存性:血管狭窄ファントムを用いた検討2019

    • 著者名/発表者名
      阿部陵那、高橋順士、福澤 圭、町田好男
    • 学会等名
      第47回日本放射線技術学会秋季学術大会

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公開日: 2021-01-27  

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