• 研究課題をさがす
  • 研究者をさがす
  • KAKENの使い方
  1. 課題ページに戻る

2023 年度 実績報告書

脳間質液流を検出する新しい MR 画像法の開発とヒトのグリンパティック系の解明

研究課題

研究課題/領域番号 19K12767
研究機関藤田医科大学

研究代表者

梅沢 栄三  藤田医科大学, 保健学研究科, 准教授 (50318359)

研究期間 (年度) 2019-04-01 – 2024-03-31
キーワード拡散 / グリンパティックシステム / 脳間質液 / 機械学習 / self-supervised learning
研究実績の概要

脳にリンパ系はないが似た働きを担うグリンパティックシステムの存在が議論されている。この要素に脳間質液の動きがあり老廃物の除去に係っていると考えられている。MRI の拡散強調画像(DWI)から脳間質液の動きを検知する方法の構築が本研究の目的1であった。脳間質液の動きにはコヒーレントな(揃った)動きとインコヒーレント(ランダム)な動きがあり1ボクセルにはこの2つが混在しうる。コヒーレントな動きは DWI 信号強度に影響しないと言われるがコヒーレント・インコヒーレントが混在するときはコヒーレントな動きも信号強度に影響することを明らかにした。信号強度は撮像パラメータ b 値に依るが、この混在がある場合の b の関数としての信号強度の理論式(模型)を構築した。理論式を信号強度データにフィットしコヒーレントな動きに関するパラメータを推定できるはずである。しかし、極度の非線形性から最小二乗法やベイズ推定ではこれは不可能であった。このため機械学習を使った推定を行った。方法1では、模型を使って様々なパラメータ値に対する信号強度を人工合成しそれを教師データとして人工ニューラルネットワーク(ANN)を訓練して撮像データからパラメータを推定する ANN とする。本研究の目的2はグリンパティックシステムの様態の解明であった。方法1で脳間質液の動きを調べるとコヒーレントな動きは重力方向に活発であった。しかし、方法1では用いる教師データのパラメータ範囲や分布に推定が依存する問題があった。このため2023年度には別の方法2を開発した。方法2では自己教師型機械学習を利用する:最終出力直前の層で模型パラメータを出力しそれを模型に代入して信号強度を作りそれを ANN の最終出力としてそれが入力と等しくなるように訓練する。方法2でも1と同様の結果が得られ、脳間質液の動きが重力に影響されている可能性が示唆された。

  • 研究成果

    (2件)

すべて 2024 2023

すべて 雑誌論文 (1件) 学会発表 (1件)

  • [雑誌論文] Self-supervised convolutional U-net for DKI-based IVIM analysis2023

    • 著者名/発表者名
      梅沢栄三、内藤尊人、森田愛理
    • 雑誌名

      日本磁気共鳴医学会雑誌

      巻: 43 supplement ページ: 271-271

  • [学会発表] Self-supervised convolutional U-net for DKI-based IVIM analysis2024

    • 著者名/発表者名
      梅沢栄三、内藤尊人、森田愛理
    • 学会等名
      第51回日本磁気共鳴医学会大会、軽井沢、2023年9月

URL: 

公開日: 2024-12-25  

サービス概要 検索マニュアル よくある質問 お知らせ 利用規程 科研費による研究の帰属

Powered by NII kakenhi