高解像3次元脳MRIを用いた脳小血管病の血管周囲腔定量評価法の開発

高分辨率3D脑MRI定量评估脑小血管疾病血管周围间隙的方法开发

• 批准号: 20K08104
• 负责人: 前田 正幸
• 金额: $ 2.75万
• 依托单位: Mie University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• 财政年份: 2020
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2020-04-01 至 2024-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-20K08104/
• 关键词: 脳小血管病; 血管周囲腔; MRI; segmentation; ソフトウェア; deep learning; 3次元脳MRI; 計測ソフトウェア; 認知機能

脳小血管病の患者において、拡張した脳血管周囲腔と認知機能低下は相関するという注目すべき研究成果が報告されてきた。しかしながら、血管周囲腔の評価法は２次元脳MRIによる大脳の１断面での視覚的な評価であるため主観的であり、血管周囲腔の拡大が認知機能に関与するかどうかについての客観的なデータはいまだない。本研究の目的は高解像３次元脳MRIと独自に開発した定量解析ソフトウェアを使い、大脳全体の血管周囲腔を３次元的に抽出し、その容積を測定し評価する方法を開発することである。研究計画では、高解像３次元脳MRIについて血管周囲腔内の脳脊髄液と周囲の脳のコントラストが最も強い撮影パラメータを検討した。また、大脳全体の血管周囲腔の容積を計測するための定量解析ソフトウェアの開発を行い、プロトタイプのソフトウェアを分担研究者の協力によって完成した。その臨床例への検討についても今年度試験的に行った。血管周囲腔が比較的小さな径である時にはソフトウェアにより血管周囲腔を抽出可能でその容積の計測が可能であることが分かった。しかしながら、血管周囲腔のサイズが比較的大きな径のものではそのトレースが不能になり、体積を計測することができなかった。また、大脳の白質病変が強い症例では血管周囲腔のコントラストが不良になり、血管周囲腔を抽出できないという問題点があった。したがって、来年度の課題としてこのような臨床例での高解像度3次元脳MRIのパラメータ調整とソフトウェアの修正、また新たな手法による血管周囲腔の抽出能向上を図ることにした。我々は、deep learningを使い、コントラストを向上させることで、この問題が解決できると考えた。次年度ではそれを検証する。

据著名的研究据报道，小脑血管疾病患者的血管周空间和认知能力下降是相关的。然而，血管周空间的评估方法是主观的，因为它是通过二维脑MRI对大脑对一个大脑的一个横截面的视觉评估，并且尚无客观数据，尚无有关血管周围空间的扩大是否涉及认知功能。这项研究的目的是开发一种方法，用于三维大脑周围空间的三维提取，使用高分辨率3D脑MRI测量和评估其体积，并独立开发定量分析软件。在研究计划中，我们检查了成像参数，其中血管周围空间内脑脊液与周围大脑之间的对比度是高分辨率3D脑MRI的最强。此外，开发了定量分析软件，以测量整个大脑的血管周空间的体积，并通过研究人员的合作完成了原型软件。我们还对今年的临床案例研究进行了试验。已经发现，当血管周空间的直径相对较小时，可以使用软件提取血管周空间，并且可以测量其体积。但是，如果血管周空间的直径相对较大，则无法追踪，并且无法测量体积。此外，如果大脑中的白质病变严重，血管周空间的对比度很差，从而导致无法提取血管周围空间的问题。因此，作为明年的挑战，我们决定调整参数，并在此类临床情况下修改高分辨率3D脑MRI的软件，并使用新技术提高血管周空间的提取能力。我们认为，使用深度学习来改善对比度可以解决这个问题。我们将在明年检查一下。

项目成果

若年層の頭蓋内腫瘍良悪性診断におけるAmide proton transfer (APT)、pseudocontinuous arterial spin labeling (pCASL)、ADC mapを用いたヒストグラム解析の有用性

使用酰胺质子转移 (APT)、伪连续动脉自旋标记 (pCASL) 和 ADC 图进行直方图分析在诊断年轻人良性或恶性颅内肿瘤中的有用性

• 发表时间: 2023
• 作者: 田中史根;前田正幸;中山良平;井上勝博;小久江良太;海野真記;小原真;佐久間肇
• 通讯作者: 佐久間肇

認知症の画像診断

痴呆症的影像诊断

• 发表时间: 2020
• 作者: 山下剛範;加藤俊宏;磯貝珠美;小松悠太;具然和;馬寧;前田正幸
• 通讯作者: 前田正幸

これだけは押さえたい 脳腫瘍画像診断の勘どころ

这是理解脑肿瘤影像诊断的关键

• 发表时间: 2022
• 作者: Kubota Hikaru;Miyawaki Daisuke;Mukumoto Naritoshi;Ishihara Takeaki;Matsumura Megumi;Hasegawa Takumi;Akashi Masaya;Kiyota Naomi;Shinomiya Hirotaka;Teshima Masanori;Nibu Ken-ichi;Sasaki Ryohei;前田正幸
• 通讯作者: 前田正幸

A new method of radiological-pathological comparative study using micro-MRI for small vessel disease

利用显微 MRI 进行小血管疾病放射病理比较研究的新方法

• 发表时间: 2020
• 作者: Muramatsu C;Iwasaki T;Oiwa M;Kawasaki T;Fujita H;石川英洋， 丹羽篤， 伊井裕一郎， 新堂晃大， 西口大和， 前田正幸， 加藤信哉， 橋詰良夫， 冨本秀和
• 通讯作者: 石川英洋， 丹羽篤， 伊井裕一郎， 新堂晃大， 西口大和， 前田正幸， 加藤信哉， 橋詰良夫， 冨本秀和

A Case of Miyazaki Syndrome Caused by Arachnoid Cyst-Peritoneal Shunt

蛛网膜囊肿-腹膜分流术致宫崎综合征一例

• DOI: 10.1016/j.wneu.2020.10.094
• 发表时间: 2021
• 期刊: World Neurosurgery
• 影响因子: 2
• 作者: Ichikawa Tomonori;Yasuda Ryuta;Maeda Masayuki;Matsuyama Hirofumi;Matsuura Keita;Asada Reona;Shiba Masato;Suzuki Hidenori
• 通讯作者: Suzuki Hidenori