Research on high-resolution coronary MRA imaging method using automatic extraction technology of coronary artery stationary period and super-resolution technology

利用冠状动脉静止期自动提取技术和超分辨率技术的高分辨率冠状动脉MRA成像方法研究

基本信息

  • 批准号:
    22K07646
  • 负责人:
  • 金额:
    $ 2.66万
  • 依托单位:
  • 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

本研究の目的は1)冠動脈静止期間自動抽出技術(①高精度動き検出技術 + ②静止期間自動判定技術)と2)高精細画像再構成技術に関する研究を行い、それらの技術の統合により、より簡便でかつ高精細な冠動脈MRA が安定して得られる、高精細冠動脈MRA撮像技術の完成を目指すものである。初年度は 1)に関して、主に①を中心に研究を進めた。また②に関する予備的な検討を行った。①の高精度動き検出技術に関しては、冠動脈MRAの本撮像前に行われるCine MRIの四腔像を対象とし、各心位相の画像に対し、左右の冠動脈を同時にかつ全フェーズに渡って検出可能なことを目標に研究を行った。基礎検討段階で得られた方式をベースに、体格や年齢の異なるボランティアの心臓Cine MRIを撮像すると共に、公開データも用いて検証を進めた。冠動脈の位置の検出には、物体検出に用いられるCNN(Convolutional Neural Network)の一種で、高速かつ高精度な物体認識が可能なSSD ( Single Shot Multi-box Detector)を用い、得られた各画像の冠動脈の位置情報から、隣り合う画像間での冠動脈の移動量を求め、冠動脈の動き曲線を得た。コロナ禍の影響もあり、実撮像はそれほど多くは出来ず、公開データを含めてもまだ比較的少ないデータ数ではあるが、従来法としてテンプレートマッチング法を用いた場合に対し、より高い検出率で冠動脈の位置が検出でき、高精度に冠動脈の動きを検出可能なことが確認できた。②の静止期間自動判定技術に関しては、①で得られた冠動脈の動き曲線から、深層学習を用いて静止期間を求める技術に関して予備的な検討を進め、成果の一部をISMRM( International Society for Magnetic Resonance in Medicine )へ投稿し採択された。
本研究的目的是对1)冠状动脉静止期自动提取技术(①高精度运动检测技术+②静止期自动确定技术)和2)高清图像重建技术进行研究,并通过整合这些技术,目的是完成一种简单且能够稳定获得高清冠状动脉MRA的高清冠状动脉MRA成像技术。第一年,我们的研究重点是 1)。我们还对②进行了初步研究。高精度运动检测技术(1),针对冠状动脉MRA主成像之前的Cine MRI四腔图像,可同时、全时相检测左、右冠状动脉。我带着这个目标进行了研究。基于基础研究阶段获得的方法,我们对不同体质和年龄的志愿者进行了心脏Cine MRI成像,并利用公开数据进行了验证。为了检测冠状动脉的位置,我们使用 SSD(单次多盒检测器),它是一种用于对象检测的 CNN(卷积神经网络),能够高速且高精度的对象识别,基于冠状动脉的位置信息,确定相邻图像之间冠状动脉的移动量,并获得冠状动脉的移动曲线。由于冠状病毒大流行的影响,我们无法进行尽可能多的实际图像,即使包括公开数据,数据量仍然相对较少,可以确认冠状动脉的位置。可以高精度地检测冠状动脉的运动。关于②中自动确定静止期的技术,我们已经对①中获得的冠状动脉运动曲线利用深度学习确定静止期的技术进行了初步研究,部分成果将发表在国际上磁研究学会(ISMRM)。医学共振)并被接受。

项目成果

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