Research on high-resolution coronary MRA imaging method using automatic extraction technology of coronary artery stationary period and super-resolution technology

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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。