Developments of New Method for Artifact Removal and Image Super-Resolution Technique in Diffusion-Weighted Imaging at 7 Tesla

7特斯拉扩散加权成像伪影去除新方法和图像超分辨率技术的进展

基本信息

批准号：
22K12809
负责人：
山本哲也
金额：
$ 2.66万
依托单位：
National Institute for Physiological Sciences
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
财政年份：
2022
资助国家：
日本
起止时间：
2022-04-01 至 2025-03-31
项目状态：
未结题

项目摘要

磁気共鳴画像法の一撮像手法である拡散強調画像法（DWI）は、水分子拡散特性から脳組織構造描出を実現する有力な脳イメージング技術である。ヒト生体脳計測では、限られた撮像時間で多方向の傾斜磁場（MPG）を印加してデータ取得する必要上、画像の解像度を優先できず、歪みが不可避な高速撮像を用いる。この画像歪みはMPG条件にも影響を及ぼすことから、これらの包括的な補正なくしては、いくら高解像化を図っても精度を伴わないばかりか、逆にアーチファクトを増大させてしまう。この問題を解決するべく、本研究では、MPGの重要なパラメーターであるb値・印加軸の実効値を正確に見積もる新手法を開発し、これにより実現する高精度DWIデータに複数の超解像技術を展開し、サブミリ単位のヒト生体脳DWI計測を実現し、高精細な神経線維走向や組織微細構造の描出への応用可能性を示す。本年度はこの第一段階として、画像歪みにより、与えたMPG条件で想定されるものと乖離したb値・印加軸をボクセル単位で正しく見積もる手法の開発に取り組んだ。DWIに存在する3つの歪み因子の中でも、定量が比較的容易な傾斜磁場非線形性と静磁場不均一がもたらす画像歪みから、印加MPGへの影響を見積もり、ボクセル単位でb値・印加軸の実効値を導出するアルゴリズムの実装を進めた。また、これと並行して、アルゴリズムの妥当性を実測評価するのに用いる自作ファントムの設計を進めた。次年度では、このアルゴリズムを残る歪み因子である渦電流に対しても展開するとともに、ファントムを用いた実測評価により、アルゴリズムの妥当性を検証し、複数の超解像技術の適用を進める予定である。

扩散加权成像（DWI）是磁共振成像的一种，是一种强大的脑成像技术，可以根据水分子扩散特性实现脑组织结构的可视化。在人脑测量中，需要在有限的成像时间内通过施加多向磁场梯度（MPG）来获取数据，因此采用高速成像，无法优先考虑图像分辨率，不可避免地会造成失真。这种图像失真也会影响MPG条件，所以如果没有这些综合校正，无论分辨率达到多高，不仅达不到精度，反而会增加伪影。为了解决这个问题，在本研究中，我们开发了一种新方法来精确估计应用轴的b值和有效值，这些参数是MPG的重要参数。通过开发这项技术，我们将实现亚毫米级DWI测量。人脑的结构，并展示其对神经纤维取向和组织微观结构的高清可视化的适用性。今年，作为第一步，我们致力于开发一种方法来准确估计 b 值和应用轴，由于图像失真，这些值与给定 MPG 条件下的预期值存在偏差。在DWI存在的三个畸变因素中，对应用的MPG的影响是从梯度磁场非线性和静磁场不均匀性引起的图像畸变来估计的，这两个因素相对容易量化。推导出值。与此同时，我们还设计了一个自制的模型，用于实际评估算法的有效性。明年，我们计划将该算法扩展到涡流（即剩余的畸变因素），并通过使用体模的实际测量来验证算法的有效性，并继续进行多种超分辨率技术的应用。是。

项目成果

期刊论文数量（0）

专著数量（0）

科研奖励数量（0）

会议论文数量（0）

专利数量（0）

Correspondence of functional cortical areas related to smooth pursuit eye movements and heavily myelinated regions

与平滑追踪眼球运动和重髓鞘区域相关的功能性皮层区域的对应关系

DOI：
发表时间：
2022
期刊：
影响因子：
0
作者：
Tetsuya Yamamoto;Kenichiro Miura;Keiji Matsuda;Junya Matsumoto;Ryota Hashimoto;Seiji Ono;Norihiro Sadato;Masaki Fukunaga
通讯作者：
Masaki Fukunaga

Application of Multimodal Surface Matching to fMRI analysis of non-HCP tasks with short resting-state fMRI data

多模态表面匹配在具有短静息态 fMRI 数据的非 HCP 任务的 fMRI 分析中的应用