圧縮センシング画像再構成のためのリアルタイム磁場計測システムの開発

2015 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 25461820
• Research Institution: Kyoto University
• Principal Investigator: 浦山 慎一 京都大学, 医学(系)研究科(研究院), 助教 (10270729)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 武田 和行 京都大学, 理学(系)研究科(研究院), 講師 (20379308) ; 森口 央基 駒澤大学, 公私立大学の部局等, 教授 (70296705) [Withdrawn] ; 大石 直也 京都大学, 医学(系)研究科(研究院), 助教 (40526878)
• Project Period (FY): 2013-04-01 – 2016-03-31
• Keywords: MRI / 画像再構成 / 圧縮センシング / 傾斜磁場計測

Outline of Annual Research Achievements

本研究の目的は、撮像時間の大幅な短縮が可能と大きく期待されている圧縮センシング再構成法において、再構成アーティファクト軽減のため重要とされるK空間内での信号サンプリング軌道を、画像撮像時に同時に計測する高精度磁場計測システムを開発、その圧縮センシング撮像に適用し、有用性を評価することである。特にその基盤技術として、pick-upコイルを用い磁場変動を計測するもの(pick-upコイル型)と、小型NMRプローブを用い磁場強度を計測するもの(NMR型)の2種を検討する。
25,26年度は、主にPick-upコイル型計測システムの開発を行った。25年度に開発したシステムは、プラスチック基板上にエッチングによりスパイラル状の銅箔回路が7.5mm間隔で15個のピックアップコイルが並んだものを、26年度には更なる信号強度増強のため、MR撮像で多用する32ch-phased-arrayコイルを覆うようなアングルをアクリルで組み、そこに最大8個、240mm以内の間隔で配置できるようなものを開発、デジタル電圧計（キーエンス社製NR-ST04）に接続し、ノートPCでUSB経由で信号を読み取る形式を取った。EPI撮像法においてread-out時にphase-encode方向にかけるblip傾斜磁場を捉え切れていないことが判明した。これは、コイル面がXY平面ずれていることの他に、20kHzの時間分解能では不足することが考えられた。
27年度はNMR型の開発を行った。NMRプローブは、アルギン酸ナトリウム溶液の入った内/外径が0.8/1.09mmのキャピラリー管の周囲に無酸素銅線でコイルを巻き、3Dプリンターで造形した容器の中に、フロリナート溶液と共に封入する構造とした。計測実験の結果、pick-up型よりも時間分解能、精度共に充分に高く、NMR型の方がリアルタイム傾斜磁場計測には適していることが明らかにできた。