| 研究課題/領域番号 |
24300184
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| 研究種目 |
基盤研究(B)
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| 研究機関 | 明治大学 |
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研究代表者 |
石原 康利 明治大学, 理工学部, 教授 (00377219)
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| 研究期間 (年度) |
2012-04-01 – 2015-03-31
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| キーワード | 画像診断システム / 磁性ナノ粒子 / MPI / 分子イメージング / 磁化特性 / 画像再構成 / 画像分解能 |
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| 研究概要 |
体外から投与した磁性ナノ粒子をトレーサとして利用し、がんや循環器疾患の早期診断を目指した分子イメージング技術『magnetic particle imaging(MPI)』が提案されている。しかし、従来の方法では、磁性ナノ粒子から生じる磁化信号を限局して収集するために形成する"磁場がほぼゼロの領域(field fre epoint(FFP))"以外からも磁化信号が検出されることに起因して、再構成画像に画像ボケや偽像が発生していた。本研究では、特に、ハードウェア性能の増強に頼ることなく、憾1における画像分解能を改善することを目的としている。
平成24年度は、FFPを形成するための傾斜磁場分布の勾配が急峻で無い場合でも磁性ナノ粒子の分布を正確に描出するために、(1)システム関数(空間的に配置された磁性ナノ粒子から生じる磁化信号によって定義された伝達関数)と観測信号との相関情報に基づいて未知の磁性ナノ粒子の分布を画像再構成し、(2)推定された磁性ナノ粒子の分布から生じる磁化信号と観測信号との差を算出し、(3)両者の差を反復処理によって低減する新たな画像再構成法を提案した。数値計算の結果、提案手法によって画像分解能が約3倍改善することを明らかにした。この画像再構成法の有用性を実験的に確認するために、FFP形成ユニット(電源系)を導入したシステムの構築を開始した。
一方、FFPの中心に存在する磁性ナノ粒子から生じる磁化信号の直流成分と、FFPの境界に存在する磁性ナノ粒子から生じる磁化信号の直流成分とを検出(推定)することで、画像分解能の改善が図れることを実験的に検証するシステムの構築に着手した。システムの基本性能評価として、加振機を用いて磁性ナノ粒子からアクティブに磁化信号が検出可能なことを確認した。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
2: おおむね順調に進展している
理由
本研究の最終目的である再構成画像の画像分解能向上(従来比約3倍)が確認された。また、本年度に予定していた種々のユニットを導入し、評価システムの構築が順調に行われた。
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| 今後の研究の推進方策 |
磁性ナノ粒子からアクティブに検出された磁化信号から空間的な磁化特性を推定可能なことを明らかにし、これによる画像分解能の改善効果を定量的に示す。
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| 次年度の研究費の使用計画 |
申請時の研究計画調書では、平成24年度にMPIの基本システム(FFP形成ユニット)を構築する予定であったが、当初予算案が認められなかったため、平成24年度予算を翌年度に繰り越しFFP形成ユニットの一部(マクセルコイル)を購入せざるを得なくなった。
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