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

• 批准号: 22K07646
• 负责人: 久原 重英
• 金额: $ 2.66万
• 依托单位: Kyorin University
• 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
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-22K07646/
• 关键词: Cardiac MRI; Cine MRI; whole heart CMRA; stationary period; Deep learning; CNN; object detection; SSD; MRI; 冠動脈MRA; 冠動脈静止期間; 深層学習; 超解像

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。

The objectives of this study are: 1) automatic extraction technology of coronary artery static period (① high-precision dynamic detection technology + ② automatic determination technology of static period); 2) research on high-resolution image reconstruction technology; 3) integration of these technologies; 4) simplification of high-resolution coronary MRA; 5) completion of high-resolution coronary MRA imaging technology. In the early years, the main research center was established. 2. To prepare for the examination and discussion. (1) High precision motion detection technology is related to the imaging of coronary artery MRA. The four-chamber image of Cine MRI is related to the imaging of each cardiac phase, and the imaging of left and right coronary arteries is related to the imaging of all coronary arteries simultaneously. The basic analysis method is based on the analysis of the physical and mental health status of the patient. CNN(Convolutional Neural Network) is a kind of high-speed, high-precision object recognition method. SSD ( Single Shot Multi-box Detector) is used to obtain the position information of coronary artery in each image. The movement amount of coronary artery between adjacent images is calculated. The movement curve of coronary artery is obtained. The impact of the disaster on the image, the number of images, the images, the number of images, the images, 2. The research on automatic determination of static period technology is related to: 1. obtaining coronary artery motion curve; 2. deep learning; 3. using static period; 4. preparing technology; 5. advancing research; and 6. part of the results of ISMRM( International Society for Magnetic Resonance in Medicine ).