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2014 年度 実績報告書

圧縮センシングと位相拡散フーリエ法によるMRIの高速撮像と再構成に関する研究

研究課題

研究課題/領域番号 24560510
研究機関宇都宮大学

研究代表者

伊藤 聡志  宇都宮大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (80261816)

研究期間 (年度) 2012-04-01 – 2015-03-31
キーワードMRI / 圧縮センシング / 高速イメージング / スパース / GPU
研究実績の概要

[1] スパース性導入関数の検討・・ 我々が提案するFREBAS変換を拡張したeFREBAS変換はFREBAS変換よりスパース化に優れていることを確認した.スパース性導入関数には多くの方法があるが,7種類程度のeFREBAS変換のスケーリング係数を利用したマルチスケール eFREBAS変換方法では,観測マトリクスとのインコヒーレンス性を高く設定できるためにWavelet変換,Curvelet変換と比べても極めて誤差の少ない画像を再生できることを確認した.特に信号量が少ない場合や画像の構造が複雑な場合に優れた結果を示した.
[2] 位相歪みに頑健な圧縮センシングの検討・・ MRIで得られる再生像には磁化率や装置誤差の影響で位相が存在し,これが再生像の品質を低下させる要因になることがある.一般的には,再生像の振幅と位相を別個に求める方法が使用されるが,マルチスケールeFREBAS変換の利用により,画像の再生精度は,振幅と位相を別個に求める方法よりも高い精度で画像再生できることが示された.
[3] 圧縮センシングのMRI位相拡散フーリエ変換法への応用・・ 圧縮センシングでは,収集軌道により再生される画像の品質が変化する問題がある.位相拡散フーリエ法は,再構成のアルゴリズムの中に再生誤差を拡散する効果を含む.そこで,ランダムな間引きではなく,等間隔に間引いた信号から画像再生を行う新たな方法について検討を行った.その結果,ランダムな収集信号よりも鮮鋭な画像を再生する可能性が示された.
[4] GPGPUやCPUの並列化を利用した再構成の高速化・・MRIのマルチスライス撮像に圧縮センシングを応用した場合に,CPUのみの利用では478秒を要した再構成時間をGPGPUの利用により77秒に短縮した.また,CPUのマルチスレッド応用では,シングルスレッド計算に比べて5.1倍の高速化が達成されることを明らかにした.

  • 研究成果

    (15件)

すべて 2015 2014

すべて 雑誌論文 (4件) (うち査読あり 4件、 謝辞記載あり 4件) 学会発表 (11件)

  • [雑誌論文] Image Reconstruction of Under-sampled Signal at Equal Interval using Quadratic Phase Scrambling2015

    • 著者名/発表者名
      Satoshi ITO, Shungo YASAKA, Yoshifumi YAMADA
    • 雑誌名

      International Society of Magnetic Resonance in Medicine 23th Scientific Meeting

      巻: Proceeding of ISMRM2015 ページ: Accepted

    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Simultaneuos Magnitude and Phase Regularization in MR Compressed Sensing using Multi-frame FREBAS Transform2015

    • 著者名/発表者名
      Satoshi ITO, Mone SHIBUYA, Kenji ITO, Yoshifumi YAMADA
    • 雑誌名

      International Society of Magnetic Resonance in Medicine 23th Scientific Meeting

      巻: Proceeding of ISMRM2015 ページ: Accepted

    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Compressed Sensing MRI using Higher Order Multi-scale FREBAS for Sparsifying Transform Function2015

    • 著者名/発表者名
      Satoshi ITO, Kenji ITO, Mone Shibuya, Yoshifumi YAMADA
    • 雑誌名

      SPIE Medical Imagiing 2015

      巻: 9413-16 ページ: Under printing

    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Compressed Sensing for Magnetic Resonance Images with Phase Variations,2014

    • 著者名/発表者名
      Satoshi ITO, Yoshifumi YAMADA
    • 雑誌名

      IEEE International Conference on Audio, Speech, and Signal Processing (ICASSP)

      巻: Proceeding of ICASSP2014 ページ: 6648-6651

    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [学会発表] マルチスケールeFREBAS変換を利用したMR画像の圧縮センシング2014

    • 著者名/発表者名
      伊東賢治,伊藤聡志,山田芳文
    • 学会等名
      2014年映像情報メディア学会冬季大会
    • 発表場所
      東京理科大(東京)
    • 年月日
      2014-12-17
  • [学会発表] GPGPUを利用した圧縮センシングのMRマルチスライス像再構成の高速化2014

    • 著者名/発表者名
      伊藤聡志,小野寺有太, 山田芳文
    • 学会等名
      第42回日本磁気共鳴医学会大会
    • 発表場所
      京都グランビアホテル(京都)
    • 年月日
      2014-09-19
  • [学会発表] 圧縮センシング再構成法に関する検討2014

    • 著者名/発表者名
      福地健介,伊藤聡志,山田芳文
    • 学会等名
      第42回日本磁気共鳴医学会大会
    • 発表場所
      京都グランビアホテル(京都)
    • 年月日
      2014-09-19
  • [学会発表] 弱フレネル回折空間における雑音除去に関する検討2014

    • 著者名/発表者名
      伊藤 聡志,木宮将人, 山田 芳文
    • 学会等名
      第42回日本磁気共鳴医学会大会
    • 発表場所
      京都グランビアホテル(京都)
    • 年月日
      2014-09-19
  • [学会発表] ブロック領域周波数分解に基づくスパース化変換を用いたMR圧縮センシング2014

    • 著者名/発表者名
      山田 芳文,伊藤 聡志
    • 学会等名
      第42回日本磁気共鳴医学会大会
    • 発表場所
      京都グランビアホテル(京都)
    • 年月日
      2014-09-19
  • [学会発表] Multi-scale eFREBAS変換を利用した圧縮センシング2014

    • 著者名/発表者名
      伊藤 聡志,伊東賢治, 山田 芳文
    • 学会等名
      第42回日本磁気共鳴医学会大会
    • 発表場所
      京都グランビアホテル(京都)
    • 年月日
      2014-09-19
  • [学会発表] 圧縮センシングのMRIマルチスライス撮像応用に関する検討2014

    • 著者名/発表者名
      原田 弘章,伊藤 聡志,山田 芳文
    • 学会等名
      FIT2014(第13回情報科学技術フォーラム)
    • 発表場所
      筑波大学
    • 年月日
      2014-09-03
  • [学会発表] ブロック移動DCT を用いたMRI 圧縮センシング2014

    • 著者名/発表者名
      山田 芳文,伊藤 聡志
    • 学会等名
      第33回日本医用画像工学会大会
    • 発表場所
      東京慈恵医科大(東京)
    • 年月日
      2014-07-25
  • [学会発表] 圧縮センシングのMRマルチスライス撮像応用におけるGPGPUを利用した再構成の高速化(1)2014

    • 著者名/発表者名
      小野寺 有太,伊藤 聡志,山田 芳文
    • 学会等名
      第33回日本医用画像工学会大会
    • 発表場所
      東京慈恵医科大(東京)
    • 年月日
      2014-07-25
  • [学会発表] フレネル変換による画像展開を利用したMR画像のデノイジング2014

    • 著者名/発表者名
      木宮 将人,伊藤 聡志,山田 芳文
    • 学会等名
      第33回日本医用画像工学会大会
    • 発表場所
      東京慈恵医科大(東京)
    • 年月日
      2014-07-25
  • [学会発表] Multi-scale eFREBAS変換を利用したMR圧縮センシングの検討2014

    • 著者名/発表者名
      伊東 賢治, 伊藤 聡志, 山田 芳文
    • 学会等名
      第33回日本医用画像工学会大会
    • 発表場所
      東京慈恵医科大(東京)
    • 年月日
      2014-07-25

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公開日: 2016-06-01  

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