| 研究課題/領域番号 |
24500506
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| 研究機関 | 千葉大学 |
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研究代表者 |
山本 悦治 千葉大学, フロンティア医工学センター, 教授 (80501791)
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| キーワード | 高速拡散画像 / ＭＲＩ画像シミュレータ / 拡散テンソル画像 / 磁場不均一分布の計算 / 圧縮センシング / 高周波磁場不均一 |
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| 研究概要 |
平成25年度は次の5つのテーマに関して検討を進めた。(1)本提案法の拡散テンソル画像への展開、(2)生体磁化率の不均一性に基づく磁場不均一の計算法の確立、(3)高速計算法の高度化、(4)高周波磁場不均一の考慮、(5)シミュレータの人体数値モデルへの適用、である。(1)に関しては、H24年度で確立した基本技術を、拡散テンソル画像の生成に展開した。テンソル画像の生成には、複数傾斜磁場の同時印加が必要であるが、単純に適用したのでは高速化率が低下する。これに対し、合成傾斜磁場の方向に数値モデルを回転させる新規なアイディアを得て、従来法と同じ高速化率を達成した。これにより、初めて拡散係数の異方性を取り扱うことが可能な高速計算法が完成した。この成果は論文として刊行済である。(2)に関してはより一般化し、不均一な磁化率を有する任意形状の物体が、強い静磁場下で発生する磁場不均一分布を高速に計算する方法として検討した。フーリエ変換をベースとした計算法に、重ね合わせの理と低空間分解能データによる外挿法の組み合わせを提案し、局所高空間分解能計算法を確立した。これにより、従来法では20日以上を要する計算が、容易に入手可能な計算機でも20分程度で計算可能となった。この成果は論文として採択され、現在印刷中である。(3)に関しては、一層の高速化を達成するために、これまでとは全く異なる視点からの取り組みを行った。それが圧縮センシング(CS)の適用である。シミュレータへCSを用いることは初めての試みであったが、結果的には３倍の高速化を達成できた。この成果は論文として採択され、現在印刷中である。(4)に関しては、配置磁化を磁場不均一の大きさに従って密度変調するアイディアを得て、現在プログラミングを作成中である。(5)に関しては、(独)情報通信研究機構が開発した人体数値モデルに適用し、正常動作を確認した。すでに前記論文で用いたモデルに適用済である。
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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
本研究の目的は、MRIにおける拡散現象の画像化を、画像シミュレータで実現することにより、MRIの利用価値を一層高めることにある。H25年度は、H24年度に手がけた研究が幾つかの成果として纏まった段階であった。具体的には、これまで発表のなかった拡散テンソルの画像化技術を、初めて確立した。また、生体構成物質も含め、任意形状の物体の磁化率不均一を反映した、静磁場不均一分布計算の可能な計算コードを開発した。これを人体頭部数値モデルに対して適用し、局所的ではあるが50μmの超高空間分解能の計算法を確立した。また、今後の３次元化や異方性計算による計算量の増大に対応するために、MRIシミュレータでは初めて圧縮センシングの適用を行った。これにより、シミュレータを３倍高速化できたが、その副産物としてMRIにおける圧縮センシングの研究にも本技術が活用できることが分かった。以上に関してはすでに論文として刊行あるいは印刷中であり、客観的な評価も得ることができつつある。
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| 今後の研究の推進方策 |
今後は、圧縮センシングの画質向上において極めて重要であることが判明した、位相エンコード傾斜磁場のランダム性について追求すると共に、高周波磁場の不均一が拡散現象に及ぼす影響の評価を進める。
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