脳・脊髄-拡散基礎1

[P-1-085] Diffusion kurtosis imagingにおけるblurringおよび計算アーチファクト低減手法

^〇横沢俊¹, 越智久晃¹, 尾藤良孝², 伊藤賢司³, 佐々木真理³ (1.（株）日立製作所　中央研究所, 2.株式会社日立メディコ　MRIシステム本部, 3.岩手医科大学医歯薬総合研究所　超高磁場MRI診断・病態研究部門)

【背景】Diffusion kurtosis imaging (DKI)は，非正規分布の拡散モデルを用いた拡散イメージング手法の一つであり，従来のDTIと比し，軽微な白質・灰白質病変などの検出能向上が期待されている[1]．しかし，DKIの解析は，DTIと比較してノイズに対する頑健性が低く，計算アーチファクトが発生しやすい．一般的に，前処理における平滑化フィルターの適用により頑健性は向上するが，画像のblurring発生が課題となる．本研究では，blurringを発生させずに計算アーチファクトを抑制するDKIの解析手法について検討した．
【方法】本手法は，制約無しの非線形最小二乗法にて拡散係数と尖度係数を推定し，制約条件の範囲外に算出された係数について平滑化フィルターを適用したデータを用いて再計算する．5名の健常ボランティア(男性，26-45歳)を対象に，1.5 T MRI装置(ECHELON Vega, 日立メディコ)を用いて，MPG 21軸，b値1000, 2500 s/mm²，2NEXのDTIを2回撮像した．解析では，平滑化処理無しの手法，全データに平滑化処理を適用した手法，提案手法の三つの手法にてMK画像を算出した．計算アーチファクトおよびblurringを視覚的に評価し，2回計測の再現性をICC(intraclass correlation coefficient)にて評価した．
【結果】提案手法のMK画像は，平滑化処理無しのMK画像と比較して，blurringが同等であるにもかかわらず，2回計測の再現性が有意に高く(ICC: 提案手法, 0.77±0.076; 平滑化処理無し, 0.73±0.079)，計算アーチファクトが改善されていた．全データに平滑化処理を適用したMK画像は，平滑化の強度に応じて2回計測の再現性が向上するが，blurringが顕著となった．同等の再現性(ICC: 全データ平滑化, 0.76±0.080)で比較した場合，提案手法のMK画像は，全データを平滑化処理したMK画像と比較して，blurringが小さく計算アーチファクトが改善されていた．
【結論】本研究により，DKI解析において頑健性の高い処理が可能であることが明らかとなり，臨床応用実現の可能性が示された．
[1]Jensen JH. MRM. 2005;53:1432-40.