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

开发用于观察生物体内最小部分的下一代MRI的超清晰度断层扫描技术

• 批准号: 20K20218
• 负责人: 長谷川 昌也
• 金额: $ 2.75万
• 依托单位: University of Toyama
• 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-20K20218/
• 关键词: MRI; Non-harmonic Analysis; 超精度解析; 高分解能; 超精細技術; 医用断層撮影技術; Non-Harmonic Analysis

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。

Ultra-precision signal analysis technology is very useful in NHA MRI system, and under 100 μ m of precision MRI technology, there is a micro-scale in the object, and the purpose of the research is to improve the precision of the technology. In this study, MRI NHA instrument was used in human body, MRI instrument was used in small animals in low magnetic field, ultra-precision analysis was used in small animals in low magnetic field, and tiny blood vessels were used in this study. In 2004 and the previous year, the image of processed meat was pictured, and the precision of micro-production was studied. The number of micro-devices, the number of holes, the holes The optical micrometer (DSX1000, OLYMPUS) cross-sectional camera line before and after the MRI camera, the CAD device to measure the moisture content, the signal strength and the number of signals in the center seat of the drill hole are measured. The results show that the image of MRI, the number of holes under 0.3mm, the cause of dispersion, the strength of the center seat, the strength of the On the one hand, NHA analysis of the MRI portrait, super-precision analysis of the advance of the image, the 0.2mm of the hole, the center seat of the center, the strength of the method is lower than the strength of the image. In the previous article, the results were published, and the articles were submitted. In the future, the strength of water component signal can be predicted by statistical analysis, NHA analysis and micro-strength signal. The holes below the 0.2mm are designed to provide a summary of the information in order to make a decision.