圧縮センシングの脳・頸部MRIへの応用

2020 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 18K07711
• 研究機関: 京都大学
• 研究代表者: 伏見 育崇 京都大学, 医学研究科, 講師 (90639014)
• 研究期間 (年度): 2018-04-01 – 2021-03-31
• キーワード: 圧縮センシング / MRI / 頸動脈 / 脳血管 / アーティファクト

研究実績の概要

広範囲撮影において、高い空間分解能の圧縮センシングMRI撮影の臨床的診断能を検討するにあたり、下記の項目に着目して研究を行った。
（１）脳動静脈奇形を対象として、圧縮センシングを応用し撮影時間短縮の追求を行った。また、広範囲撮影の圧縮センシング併用の高解像度の脳MR angiographyにおいてデータ収集を行い、正しく病態が評価できることを証明した。動静脈瘻においても同様に評価可能であった。
（２）圧縮センシングによる体動アーチファクトの除去の検討として、頸動脈MR angiographyにおける嚥下運動や呼吸、動脈拍動などの生理的な動きによるアーチファクトについてデータ収集を行った。生理的な動きが主体の体動が多い場合は、圧縮センシング撮影を行うことにより、撮影時間短縮による画質改善が得られた。
（３）圧縮センシングによる頸動脈血管壁のプラーク・イメージングについては、出血を含んだ状態である不安定プラークの検出を中心にデータ収集を行った。頸動脈は、撮影中の生理的な動きによるアーチファクトが生じやすいが、圧縮センシングによるノイズ除去効果により血管内の信号を除去し、血管壁の動脈硬化の描出能が向上することを見出した。また、撮影時間短縮により画質改善が得られた。
（４）圧縮センシングによる使用造影剤の減量に着目し、造影MR血管撮影のデータ収集を行った。造影剤投与前後のデータを差分することにより、スパース性が向上し、バックグラウンドの画素値を低下させることにより、血管の描出が向上した。通常量の造影剤は、多くの時相で動脈から静脈まで滞留するという欠点があったが、造影剤減量により、造影剤の到達の経過が明瞭になるという効果も得られた。造影剤の減量方法を決定し、データ収集を進めた。

研究成果

• [雑誌論文] Quantitative and qualitative evaluation of sequential PET/MRI using a newly developed mobile PET system for brain imaging (2021)
  • 著者名/発表者名: Suzuki Mizue、Fushimi Yasutaka、Okada Tomohisa、Hinoda Takuya、Nakamoto Ryusuke、Arakawa Yoshiki、Sawamoto Nobukatsu、Togashi Kaori、Nakamoto Yuji
  • 雑誌名: Japanese Journal of Radiology 巻: - ページ: -
  • DOI: 10.1007/s11604-021-01105-9
  • 査読あり
• [雑誌論文] Two-Minute Quantitative Susceptibility Mapping From Three-Dimensional Echo-Planar Imaging (2021)
  • 著者名/発表者名: Wicaksono Krishna Pandu、Fushimi Yasutaka、Nakajima Satoshi、Yokota Yusuke、Oshima Sonoko、Otani Sayo、Sakurama Azusa、Shima Atsushi、Sawamoto Nobukatsu、Okada Tomohisa、Nakamoto Yuji
  • 雑誌名: Investigative Radiology 巻: 56 ページ: 69～77
  • DOI: 10.1097/RLI.0000000000000708
  • 査読あり
• [雑誌論文] Neuromelanin‐Sensitive Magnetic Resonance Imaging Using DANTE Pulse (2020)
  • 著者名/発表者名: Oshima Sonoko、Fushimi Yasutaka、Okada Tomohisa、Nakajima Satoshi、Yokota Yusuke、Shima Atsushi、Grinstead John、Ahn Sinyeob、Sawamoto Nobukatsu、Takahashi Ryosuke、Nakamoto Yuji
  • 雑誌名: Movement Disorders 巻: 36 ページ: 874～882
  • DOI: 10.1002/mds.28417
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Evaluation of cerebral arteriovenous shunts: a comparison of parallel imaging time-of-flight magnetic resonance angiography (TOF-MRA) and compressed sensing TOF-MRA to digital subtraction angiography (2020)
  • 著者名/発表者名: Sakata Akihiko、Fushimi Yasutaka、Okada Tomohisa、Nakajima Satoshi、Hinoda Takuya、Speier Peter、Schmidt Michaela、Forman Christoph、Yoshida Kazumichi、Kataoka Hiroharu、Miyamoto Susumu、Nakamoto Yuji
  • 雑誌名: Neuroradiology 巻: - ページ: -
  • DOI: 10.1007/s00234-020-02581-y
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] Cerebral Infarction With Increased Uptake on 123I-FP-CIT SPECT (2020)
  • 著者名/発表者名: Nakajima Satoshi、Fushimi Yasutaka、Kawashima Hirotsugu、Murai Toshiya、Nakamoto Yuji
  • 雑誌名: Clinical Nuclear Medicine 巻: 46 ページ: e193～e194
  • DOI: 10.1097/RLU.0000000000003366
  • 査読あり
• [雑誌論文] Signal Intensity and Volume of Pituitary and Thyroid Glands in Preterm and Term Infants (2020)
  • 著者名/発表者名: Otani Sayo、Fushimi Yasutaka、Iwanaga Kogoro、Tomotaki Seiichi、Yokota Yusuke、Oshima Sonoko、Sakurama Azusa、Wicaksono Krishna Pandu、Hinoda Takuya、Sakata Akihiko、Nakajima Satoshi、Okada Tomohisa、Takita Junko、Kawai Masahiko、Togashi Kaori
  • 雑誌名: Journal of Magnetic Resonance Imaging 巻: 53 ページ: 1151～1161
  • DOI: 10.1002/jmri.27395
  • 査読あり
• [雑誌論文] Deep Learning-based Noise Reduction for Fast Volume Diffusion Tensor Imaging: Assessing the Noise Reduction Effect and Reliability of Diffusion Metrics (2020)
  • 著者名/発表者名: Sagawa Hajime、Fushimi Yasutaka、Nakajima Satoshi、Fujimoto Koji、Miyake Kanae Kawai、Numamoto Hitomi、Koizumi Koji、Nambu Masahito、Kataoka Hiroharu、Nakamoto Yuji、Saga Tsuneo
  • 雑誌名: Magnetic Resonance in Medical Sciences 巻: - ページ: -
  • DOI: 10.2463/mrms.tn.2020-0061
  • 査読あり / オープンアクセス
• [学会発表] Compress sensing TOF-MRAを用いた頭頚部AV shuntの評価。 (2021)
  • 著者名/発表者名: 坂田昭彦、伏見育崇、中島諭、日野田卓也、大嶋園子、大谷紗代、櫻間梓、Krishna Pandu Wicaksono、田川弘、汪洋、中本裕士。
  • 学会等名: 第50回日本神経放射線学会
• [学会発表] Reliability Study of Quantitative Susceptibility Mapping from Three-Dimensional Echo-Planar Imaging with 2 Minutes Scan Time. (2020)
  • 著者名/発表者名: Krishna Pandu Wicaksono, Yasutaka Fushimi, Tomohisa Okada, Satoshi Nakajima, Sonoko Oshima, Yusuke Yokota, Azusa Sakurama, Sayo Otani, and Kaori Togashi.
  • 学会等名: ISMRM 28th 2020 ISMRM & SMRT Virtual Conference & Exhibition.
  • 国際学会
• [学会発表] Application of Deep Learning Reconstruction to Compressed-sensing Thin-slice Fat-suppressed T2-weighted Imaging of the Orbit. (2020)
  • 著者名/発表者名: Satoshi Nakajima, Yasutaka Fushimi, Yusuke Yokota, Sonoko Oshima, Sayo Otani, Azusa Sakurama, Krishna Pandu Wicaksono, Yuichiro Sano, Ryo Matsuda, Masahito Nambu, Koji Fujimoto, Hitomi Numamoto, Kanae Kawai Miyake, Tsuneo Saga, and Kaori Togashi.
  • 学会等名: ISMRM 28th 2020 ISMRM & SMRT Virtual Conference & Exhibition.
  • 国際学会
• [学会発表] Quiet Diffusion-weighted Imaging in Pediatric Patients with Moyamoya Disease. (2020)
  • 著者名/発表者名: Satoshi Nakajima, Yasutaka Fushimi, Tomohisa Okada, Gosuke Okubo, Yusuke Yokota, Sonoko Oshima, Sayo Otani, Azusa Sakurama, Krishna Pandu Wicaksono, and Kaori Togashi.
  • 学会等名: ISMRM 28th 2020 ISMRM & SMRT Virtual Conference & Exhibition.
  • 国際学会
• [学会発表] Evaluation of the Substantia Nigra and Locus Coeruleus by Neuromelanin-Sensitive MR Imaging with Deep Learning Based Noise Reduction (2020)
  • 著者名/発表者名: Sonoko Oshima, Yasutaka Fushimi, Satoshi Nakajima, Yusuke Yokota, Sayo Otani, Azusa Sakurama, Krishna Pandu Wicaksono, Yuichiro Sano, Ryo Matsuda, Masahito Nambu, Koji Fujimoto, Hitomi Numamoto, Kanae Kawai Miyake, Tsuneo Saga, and Kaori Togashi.
  • 学会等名: ISMRM 28th 2020 ISMRM & SMRT Virtual Conference & Exhibition.
  • 国際学会
• [学会発表] Clinical Application of Six-fold Accelerated Submillimeter Whole Brain 3D T2-weighted Imaging with Deep Learning Reconstruction. (2020)
  • 著者名/発表者名: Sayo Otani, Yasutaka Fushimi, Satoshi Nakajima, Yusuke Yokota, Sonoko Oshima, Azusa Sakurama, Krishna Pandu Wicaksono, Yuichiro Sano, Ryo Matusda, Masahito Nambu, Koji Fujimoto, Hitomi Numamoto, Kanae Kawai Miyake, Tsuneo Saga, and Kaori Togashi.
  • 学会等名: ISMRM 28th 2020 ISMRM & SMRT Virtual Conference & Exhibition.
  • 国際学会
• [学会発表] The Signal Intensity of Anterior and Posterior Lobe of Pituitary and Thyroid Gland in Preterm and Term Infants. (2020)
  • 著者名/発表者名: Sayo Otani, Yasutaka Fushimi, Satoshi Nakajima, Yusuke Yokota, Sonoko Oshima, Azusa Sakurama, Krishna Pandu Wicaksono, Tomohisa Okada, and Kaori Togashi.
  • 学会等名: ISMRM 28th 2020 ISMRM & SMRT Virtual Conference & Exhibition.
  • 国際学会
• [学会発表] Comparison between MPRAGE GRAPPA 2×1 with MPRAGE Wave-CAIPI 3×3. (2020)
  • 著者名/発表者名: Azusa Sakurama, Yasutaka Fushimi, Satoshi Nakajima, Yusuke Yokota, Sonoko Oshima, Sayo Otani, Krishna Pandu Wicaksono, Tomohisa Okada, Wei Liu, and Kaori Togashi.
  • 学会等名: ISMRM 28th 2020 ISMRM & SMRT Virtual Conference & Exhibition.
  • 国際学会
• [学会発表] Toward the hemodynamic analysis of Moyamoya disease using ultra-fast DCE-MRI by GRASP. (2020)
  • 著者名/発表者名: Koji Fujimoto, Yasutaka Fushimi, Takeshi Funaki, Satoshi Nakajima, Yusuke Yokota, Sonoko Oshima, Sayo Otani, Azusa Sakurama, Krishna Wicaksono Pandu, Tomohisa Okada, and Kaori Togashi.
  • 学会等名: ISMRM 28th 2020 ISMRM & SMRT Virtual Conference & Exhibition.
  • 国際学会
• [学会発表] 3D EPIとGRE撮影から作成した定量的磁化率マッピングに関する基礎的検討 (2020)
  • 著者名/発表者名: 伏見育崇、Krishna Pandu Wicaksono、岡田知久、中島諭、日野田卓也、大嶋園子、大谷紗代、櫻間梓、汪洋、田川弘、中本裕士
  • 学会等名: 第48回日本磁気共鳴医学会大会