四次元CTから肝線維症を捉える革新的な硬度マップ構築法の開発と放射線治療への応用

开发一种创新的硬度图构建方法，从四维 CT 捕获肝纤维化及其在放射治疗中的应用

• 批准号: 20K16789
• 负责人: 藤本 昂也
• 金额: $ 2.66万
• 依托单位: Yamaguchi University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
• 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-20K16789/
• 关键词: MRI; 有限要素法; エラストグラフィ; 放射線治療; 肝線維症; 機能温存; 四次元CT; 肝硬度マップ（エラストグラフィ）; 肝機能温存; 生体力学

一般的なMRI装置で撮影可能なT1強調MRIから呼吸による肝臓の変位量を観測し，構造力学的手法によって肝硬度を計算する新規手法の構築を行った．さらに既存の診断指標であるMRIによるエラストグラフィとの比較を行うことで，作成した硬度マップが肝臓の領域ごとの肝線維症診断の画像バイオマーカとして使用可能であるか評価を行った。本手法で作成した肝硬度マップとMRエラストグラフィで観測した肝臓硬度の間には強い相関が観測され，肝臓の領域ごとの線維化診断において有用なバイオマーカーである事が示された。この手法は呼吸性移動を観察可能な他モダリティの撮影方法に応用可能であり，放射線治療における四次元CTから取得された画像を用いて同様に硬度マップを作成することができるため，放射線治療計画にも応用可能である．今後，臓器機能の温存を目的とした治療計画に応用する予定である．本研究成果は論文投稿し，掲載された（Physics in Medicine & Biology, Volume 67, Number 15）.

General MRI equipment can be used to measure the amount of liver tissue in T1 stress MRI, and the method of structural mechanics can be used to calculate the hardness of liver tissue. The existing diagnostic indicators are compared with MRI, and the image of liver disease diagnosis is prepared. This technique is used to determine the liver hardness and the correlation between the liver hardness and the MR parameters. The method of detecting respiratory movement may be used for imaging purposes. The method of imaging may be used for radiation therapy. In the future, the function of the device should be determined according to the treatment plan. The results of this research were published in Physics in Medicine & Biology, Volume 67, Number 15.

项目成果

Estimation of liver elasticity using the finite element method and four‐dimensional computed tomography images as a biomarker of liver fibrosis

使用有限元法和四维计算机断层扫描图像估计肝脏弹性作为肝纤维化的生物标志物

• DOI: 10.1002/mp.14723
• 发表时间: 2021
• 期刊: Medical Physics
• 影响因子: 3.8
• 作者: Fujimoto Koya;Shiinoki Takehiro;Yuasa Yuki;Tanaka Hidekazu
• 通讯作者: Tanaka Hidekazu

Assessing liver fibrosis distribution through liver elasticity estimates obtained using a biomechanical model of respiratory motion with magnetic resonance elastography

• DOI: 10.1088/1361-6560/ac7d35
• 发表时间: 2022-06
• 期刊: Physics in Medicine & Biology
• 影响因子: 3.5
• 作者: K. Fujimoto;T. Shiinoki;Y. Yuasa;Y. Kawazoe;M. Yamane;T. Sera;Hidekazu Tanaka

Comparing Estimated Liver Elasticity Based On the Finite Element Method to MR-Elastography for Distribution of Liver Fibrosis

比较基于有限元法的估计肝脏弹性与用于肝纤维化分布的磁共振弹性成像

• 发表时间: 2021
• 作者: K Fujimoto;T Shiinoki;Y Yuasa;Y Kawazoe;M Yamane;T Sera;H Tanaka
• 通讯作者: H Tanaka

Comparing estimated liver elasticity of the finite element method and magnetic resonance elastography in the assessment of the distribution of liver fibrosis

有限元法估计肝弹性与磁共振弹性成像评估肝纤维化分布的比较

• 发表时间: 2021
• 作者: K Fujimoto;T Shiinoki;Y Yuasa;Y Kawazoe;M Yamane;T Sera;H Tanaka
• 通讯作者: H Tanaka

Estimation of four-dimensional CT-based imaging biomarker of liver fibrosis using finite element method

使用有限元法估计基于四维CT的肝纤维化成像生物标志物

• DOI: 10.1117/12.2548280
• 发表时间: 2020
• 期刊: Proc. SPIE, Medical Imaging 2020
• 作者: Fujimoto Koya;Shiinoki Takehiro;Yuasa Yuki
• 通讯作者: Yuasa Yuki