2019 Fiscal Year Research-status Report
Compressed Sensing for Brain and Neck MR Imaging
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18K07711
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| Research Institution | Kyoto University |
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Principal Investigator |
伏見 育崇 京都大学, 医学研究科, 助教 (90639014)
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| Project Period (FY) |
2018-04-01 – 2021-03-31
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| Keywords | 圧縮センシング / MRI / 頸動脈 / 脳血管 / アーティファクト |
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| Outline of Annual Research Achievements |
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、正しく病態が評価できるかどうかを検討し、データ収集を進めた。
（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。造影剤の減量方法を決定し、データ収集を進めた。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
（１）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、動静脈奇形などの血管描出は良好であった。様々なパターンの血管描出の評価ができるようにデータ収集を行い、良好なデータ蓄積が得られている。
（２）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、論文報告を行った。
（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、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し、撮影時間短縮により画質改善が得られた。論文投稿を行い、誌上発表を行えた。
（４）圧縮センシングによる使用造影剤の減量に着目し、減量パターンを決定し、造影MR血管撮影のデータ収集を進めた。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、血管の描出が向上することが観察できたため、研究をより推進できると考えられた。
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| Strategy for Future Research Activity |
（１）脳動静脈奇形を対象とした圧縮センシング併用の高解像度の脳MR angiographyにおいて、正しく病態が評価できるかどうかを検討するために、様々なパターンを示す病態についてデータ収集を進めていく。
（２）圧縮センシングによる頸動脈MR angiographyについては、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い、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ため、引き続き論文投稿に進める予定である。
（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、誌上報告を行うことができたが、この結果について学会などを通じて引き続き世界に発信していく。
（４）圧縮センシングによる使用造影剤の減量は、造影剤の減量による患者の負担の軽減が得られることにさらに着目して、誌上発表を行うべくデータ収集を継続していく。
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| Causes of Carryover |
研究は概ね順調に進行しているが、次年度にも引き続きデータ収集、検討、論文投稿・学会発表などの作業が残っており、次年度に関しても助成金が必要となる。
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Research Products
(15 results)
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[Journal Article] Acceleration of 2D-MR fingerprinting by reducing the number of echoes with increased in-plane resolution: a volunteer study2020
Author(s)
Yokota Y, Okada T, Fushimi Y, Yamamoto A, Nakajima S, Fujimoto K, Oshima S, Koerzdoerfer G, Nittka M, Pfeuffer J, Togashi K
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Journal Title
DOI
Peer Reviewed / Int'l Joint Research
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[Journal Article] Evaluation of image quality of pituitary dynamic contrast‐enhanced MRI using time‐resolved angiography with interleaved stochastic trajectories (TWIST) and iterative reconstruction TWIST (IT‐TWIST)2020
Author(s)
Yokota Y, Fushimi Y, Okada T, Fujimoto K, Oshima S, Nakajima S, Fujii T, Tanji M, Inagaki N, Miyamoto S, Togashi K
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Journal Title
Journal of Magnetic Resonance Imaging
Volume: 51
Pages: 1497-1506
DOI
Peer Reviewed
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[Journal Article] Restoration of periventricular vasculature after direct bypass for moyamoya disease: intra-individual comparison.2019
Author(s)
Miyakoshi A, Funaki T, Takahashi JC, Takagi Y, Kikuchi T, Yoshida K, Kataoka H, Mineharu Y, Okawa M, Yamao Y, Fushimi Y, Okada T, Togashi K, Miyamoto S
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Journal Title
Acta Neurochir (Wien)
Volume: 161
Pages: 947-954
DOI
Peer Reviewed
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[Presentation] Compressed Sensing MR Angiography from Simulation Research to Clinical Practices.2019
Author(s)
Sayo Otani, Yasutaka Fushimi, Koji Fujimoto, Takayuki Yamamoto, Azusa Ota, Krishna Pandu Wicaksono, Sonoko Oshima, Yusuke Yokota, Satoshi Nakajima, Akihiko Sakata, Akira Yamamoto, Peter Speier, Christoph Forman, Michaela Schmidt, Tomohisa Okada, and Kaori Togashi.
Organizer
RSNA 2019
Int'l Joint Research
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[Presentation] The Effect of delay alternating with nutation for tailored excitation (DANTE) pulse on cerebrospinal fluid, brain parenchyma, arteries and veins.2019
Author(s)
Yasutaka Fushimi, Satoshi Nakajima, Sonoko Oshima, Yusuke Yokota, Sayo Otani, Azusa Ota, John Grinstead, Sinyeob Ahn, Tomohisa Okada, and Kaori Togashi.
Organizer
13th Annual Meeting of the American Society of Functional Neuroradiology
Int'l Joint Research
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[Presentation] Grading of Glioma: Comparison between18F-FMISO-PET, Apparent Diffusion Coefficient and Gadolinium Enhancement.2019
Author(s)
Yasutaka Fushimi, Yoshiki Arakawa, Yoichi Shimizu, Kohei Sano, Tomohisa Okada, Sonoko Oshima, Takuya Hinoda, Satoshi Nakajima, Takayoshi Ishimori, Yuji Nakamoto and Kaori Togashi
Organizer
SNMMI 2019
Int'l Joint Research
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[Presentation] 3D T1-weighted Images with Scan Time of Less than 2 Minutes by Using Wave-CAIPI2019
Author(s)
Yasutaka Fushimi, Tomohisa Okada, Sonoko Oshima, Yusuke Yokota, Hikaru Fukutomi, Gosuke Okubo, Satoshi Nakajima, Akira Yamamoto, Wei Liu, Sinyeob Ahn, Thomas Beck, and Kaori Togashi.
Organizer
ISMRM 2019
Int'l Joint Research
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[Presentation] Comparison study of QSM calculated from different image sequences.2019
Author(s)
Yasutaka Fushimi, Tomohisa Okada, Sonoko Oshima, Yusuke Yokota, Hikaru Fukutomi, Gosuke Okubo, Satoshi Nakajima, Akira Yamamoto, Sunil Patil, Pascal Sati, and Kaori Togashi.
Organizer
ISMRM 2019
Int'l Joint Research
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[Presentation] Visualization of the Substantia Nigra Pars Compacta: comparison between DANTE T1-SPACE and T1-SPACE.2019
Author(s)
Sonoko Oshima, Yasutaka Fushimi, Tomohisa Okada, Akira Yamamoto, Satoshi Nakajima, Gosuke Okubo, Hikaru Fukutomi, Yusuke Yokota, John Grinstead, Sinyeob Ahn, and Kaori Togashi.
Organizer
ISMRM 2019
Int'l Joint Research
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