次世代型MRIのための生体内部の極小部位を観察する超精細断層撮影技術の開発

超精度信号解析技術であるNHAをMRIへ応用し、1.5テスラMRIで観察が困難な100μm以下の構造を有する物体内深層の微細構造を観察できる超精細技術の開発を目的として研究を行った。本研究では、人体用MRIへNHAを応用する前段階として、低磁場小動物用MRIによる計測データを超精度解析し、従来では観察が困難な微小血管や神経に代表される極小部位の観察に関する基礎的な検討を行った。令和4年度は、前年度に行った加工肉の画像化実験を基に、微小構造の厳密な精度評価に関して研究を行った。微小構造の厳密な数値評価を行うため、1mmから0.2mmまでの細孔構造を有するファントムを3Dプリンタ(SmaPri Sonic 8K XM)を用いて作成し、ファントム内を水分で満たした状態で、小動物用MRI（MRminiSA、1.5テスラ）による撮像を行った。また、MRI撮像前後に光学顕微鏡（DSX1000、OLYMPUS）による断面撮像を行い、CAD設計との誤差や水分含有量、細孔構造の中心座標や信号強度について数値評価した。実験結果より、従来法によるMRI画像は、0.3mm以下の細孔構造において、分解能不足やエネルギー分散に起因する中心座標のずれや強度低下が生じ、正確に細孔構造を表現することが困難であった。一方、NHA解析によるMRI画像では、超精度解析と先鋭化フィルタ等の高画質化により、0.2mmまでの孔構造の中心座標を正確に捉え、従来法に比べ強度低下を抑制できることがわかった。上記の成果をまとめ、論文投稿中である。今後は水分量と信号強度について統計分析を行い、NHA解析による微小強度信号の可視化に関して検討を行う予定である。また、0.2mm以下の細孔構造を有するファントムを撮像し検証を進める予定である。

超精度信号解析技術であるNHAをMRIへ応用し、1.5テスラMRIで観察が困難な100μm以下の構造を有する物体内深層の微細構造を観察できる超精細技術の開発を目的として研究を行った。本研究では、人体用MRIへNHAを応用する前段階として、低磁場小動物用MRIによる計測データを超精度解析し、従来では観察が困難な微小血管や神経に代表される極小部位の観察に関する基礎的な検討を行った。令和4年度は、前年度に行った加工肉の画像化実験を基に、微小構造の厳密な精度評価に関して研究を行った。微小構造の厳密な数値評価を行うため、1mmから0.2mmまでの細孔構造を有するファントムを3Dプリンタ(SmaPri Sonic 8K XM)を用いて作成し、ファントム内を水分で満たした状態で、小動物用MRI（MRminiSA、1.5テスラ）による撮像を行った。また、MRI撮像前後に光学顕微鏡（DSX1000、OLYMPUS）による断面撮像を行い、CAD設計との誤差や水分含有量、細孔構造の中心座標や信号強度について数値評価した。実験結果より、従来法によるMRI画像は、0.3mm以下の細孔構造において、分解能不足やエネルギー分散に起因する中心座標のずれや強度低下が生じ、正確に細孔構造を表現することが困難であった。一方、NHA解析によるMRI画像では、超精度解析と先鋭化フィルタ等の高画質化により、0.2mmまでの孔構造の中心座標を正確に捉え、従来法に比べ強度低下を抑制できることがわかった。上記の成果をまとめ、論文投稿中である。今後は水分量と信号強度について統計分析を行い、NHA解析による微小強度信号の可視化に関して検討を行う予定である。また、0.2mm以下の細孔構造を有するファントムを撮像し検証を進める予定である。