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炭素-13MR標識技法を応用した痴呆患者の非侵襲的脳代謝活動評価法の開発

研究課題

研究課題/領域番号 10358017
研究種目

基盤研究(A)

配分区分補助金
応募区分展開研究
研究分野 神経科学一般
研究機関滋賀医科大学

研究代表者

犬伏 俊郎  滋賀医科大学, 分子神経科学研究センター, 教授 (20213142)

研究分担者 岡本 泰範  GE, 横河メディカルシステム(株), 技術部・主任研究員
椎野 顯彦  滋賀医科大学, 医学部, 講師 (50215935)
森川 茂廣  滋賀医科大学, 分子神経科学研究センター, 助教授 (60220042)
中州 庸子  野洲病院, 脳神経外科, 医師 (10135478)
研究期間 (年度) 1998 – 2000
研究課題ステータス 完了 (2000年度)
配分額 *注記
29,600千円 (直接経費: 29,600千円)
2000年度: 4,000千円 (直接経費: 4,000千円)
1999年度: 4,500千円 (直接経費: 4,500千円)
1998年度: 21,100千円 (直接経費: 21,100千円)
キーワード^<13>C NMR / 二重共鳴NMR / 他核NMR / 多量子遷移 / グルコース代謝 / 脳循環動態 / 分光光度計 / 近赤外分光法 / 化学シフト画像 / 脳循環代謝 / 代謝画像 / 脳機能 / エコー・プラナーCSI / C-13MR / C-13標識 / 局所勾配磁場コイル / 高速撮像 / グルコース / 近赤外分光器 / NIR画像
研究概要

1.独立して使用できる他核RFチャンネル2系統と勾配磁場パルス制御システムを既存の臨床画像用MR装置に導入した。また、頭部用局所勾配磁場コイルとそれに装着する頭部用RFコイル(MR信号検出器)を組み込んだ。この結果、既存の画像診断MR装置がその超電導磁石と新たに導入したシステムによって、独立したMR画像ならびにスペクトロスコピー用装置として機能し、最新の測定技法を実行できるようになった。
2.この新たに構築したMR装置と自作した種々の検出器で多量子遷移法にもとづく^<13>C MR信号の^1H MRによる間接的高感度検出を実現させ、人体内における代謝過程が安定同位体である^<13>C-標識にて追跡できるようになった。この^1Hによる^<13>Cの間接的検出法では多量子遷移状態におけるスピン系の緩和が最終的な信号強度を決定することが明らかになった。従って、多量子遷移状態での緩和過程をできるだけ抑制することにより、^<13>Cの情報を^1H MR信号は理論値に近い検出感度で獲得できた。
3.投与された^<13>C-標識グルコースの脳への集積、そして、その代謝産物であるグルタミン酸の取り込みが無侵襲で追跡でき、脳代謝活動による脳機能の計測が可能になった。これにより、エコー・プラーナーを元にした化学シフト画像を計測し、^<13>C NMR信号の高速取り込みを実現し、脳内の^<13>C標識代謝産物の画像を得た。また、この方法を人脳へ応用し、1-^<13>C-グルコースの脳への取り込みと、それに引き続くTCA回路内でのグルタミン、グルタミン酸への時間的推移を追跡した。
4.NMRによる代謝計測と同時に作動する可視・近赤外分光光度計を作成し、ラットの様な小動物からヒトにいたる広範な生体を対象として、脳内の血中酸素の動態をモニターできるようになった。

報告書

(4件)
  • 2000 実績報告書   研究成果報告書概要
  • 1999 実績報告書
  • 1998 実績報告書
  • 研究成果

    (47件)

すべて その他

すべて 文献書誌 (47件)

  • [文献書誌] Suzuki E. et al: "^1H-and ^<31>P-magnetic resonance spectroscopy and imaging as a new diagnostic tool to evaluate neuropathic in Type II diabetic"Diabetologia. 43(2). 165-172 (2000)

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  • [文献書誌] Murashita J. et al: "Altered brain energy metabolism in lithium-resistant bipolar disorder detected by photic stimulated ^<31>P-MR spectroscopy."Psychol.Med.. 30(1). 107-115 (2000)

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  • [文献書誌] Morikawa S. et al: "Fast ^<13>C-Glucose Metabolite Mapping in Rat Brain Using ^1H Echo Planar Spectroscopic Imaging Technique at 2T."J Magn Reson Imaging. (in press).

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  • [文献書誌] Akiguchi I., et al.: "Brain proton magnetic resonance spectroscopy and brain atrophy in myotonic dystrophy."Arch.Neurol.. 56. 325-330 (1999)

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  • [文献書誌] Morikawa S, et al: "Effects of blood sugar level on rat transient focal brain ischemia consecutively observed by diffusion-weighted EPI and ^1H echo..."Magn Reson Med. 42. 895-902 (1999)

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  • [文献書誌] Morikawa S. et al: "Gluconeogenesis and phosphoenergetics in rat liver during endotoxemia"J.Surg.Res.. 74. 179-186 (1998)

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  • [文献書誌] Takaoka A, et al.: "Renal ischemia/reperfusion remotely improves myocardial energy metabolism during myocardial ischemia via adenosine receptors in rabbits : effects of "remote preconditioning"."J.Am.Coll.Cardiol. 33. 556-564 (1999)

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  • [文献書誌] Katsuyama K, et al.: "Myocardial high-energy phosphates and hepatic redox state in jaundiced rats."J.Surg.Res.. 82. 88-94 (1999)

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  • [文献書誌] Murashita J, et al.: "Age-dependent alteration of metabolic response to photic stimulation in the human brain measured by ^<31>P MR-spectroscopy."Brain Res.. 818. 72-76 (1999)

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  • [文献書誌] Akiguchi I, et al.: "Brain proton magnetic resonance spectroscopy and brain atrophy in myotonic dystrophy."Arch.Neurol.. 56. 325-330 (1999)

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  • [文献書誌] Morikawa S, et al.: "Effects of blood sugar level on rat transient focal brain ischemia consecutively observed by diffusion-weighted EPI and ^1H echo planar spectroscopic imaging."Magn Reson Med. 42. 895-902 (1999)

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  • [文献書誌] Shiino A, et al.: "Noninvasive evaluation of the malignant potential of intracranial meningiomas performed using proton magnetic resonance spectroscopy."J.Neurosurg.. 91. 928-934 (1999)

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  • [文献書誌] Kato-T ; et al.: "Relationship of energy metabolism detected by ^<31>P-MRS in the human brain with mental fatigue."Neuropsychobiology.. 39(4). 214-8 (1999)

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  • [文献書誌] Hamakawa H, et al.: "Quantitative proton magnetic resonance spectroscopt of the bilateral frontal lobes in patients with bipolar disorder."Psychol Med.. 29. 639-44 (1999)

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  • [文献書誌] Shiino A, et al.: "Three-dimensional redox image of the normal gerbil brain."Neruoscience. 91. 1581-85 (1999)

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  • [文献書誌] Ramanujam N, et al.: "Antepartum, transabdominal near infrared spectroscopy : feasibility of measuring photon migration through the fetal head in utero."J Matern Fetal Med.. 8. 275-88 (1999)

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  • [文献書誌] Kitai T, et al.: "Application of near-infrared time-resolved spectroscopy to rat liver-a preliminary report for surgical application."Phys Med Biol.. 44(8). 2049-61 (1999)

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  • [文献書誌] McCully K, et al.: "In vivo determination of altered hemoglobin saturation in dogs with M-type phosphofructokinase deficiency."Muscle Nerve.. 22(5). 621-7 (1999)

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  • [文献書誌] Chance B.: "The kinetics of the enzyme-substrate compound of peroxidase.1943."Adv Enzymol Relat Areas Mol Biol.. 73. 3-23 (1999)

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  • [文献書誌] Nagatomo S, et al.: "UV resonance Raman studies of alpha-nitrosyl hemoglobin derivatives : relation between the alpha 1-beta 2 subunit interface interactions and the Fe-histidine bonding of alpha heme."Biochemistry.. 38(30). 9659-66 (1999)

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  • [文献書誌] Morikawa S, et al.: "Diffusion-weighted EPI and ^1H Echo Planar Spectroscopic Imaging Studies on Rat Transient Middle Cerebral Artery Occlusion Model."In : S.Neruse and H Watari (Eds.) Ultrafast Magnetic Resonance Imaging in Medicine, Elsevier, Amsterdam. 209-212 (1999)

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  • [文献書誌] Suzuki E ; et al.: "^1H- and ^<31>P-magnetic resonance spectroscopy and imaging as a new diagnostic tool to evaluate neuropathic foot ulcers in Type II diabetic patients."Diabetologia. 43(2). 165-72 (2000)

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      2000 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Murashita J ; et al.: "Altered brain energy metabolism in lithium-resistant bipolar disorder detected by photic stimulated ^<31>P-MR spectroscopy."Psychol Med.. 30(1). 107-15 (2000)

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      2000 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Suzuki E ; et al.: "Usefulness of waveform analysis of popliteal artery type II diabetic patients using gated magnetic resonance 2D-cine-PC imaging and ^<31>P spectroscopy."Diabetologia. 43. 1031-1038 (2000)

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  • [文献書誌] Kato T, et al.: "Prediction of lithium response by ^<31>P-MRS in bipolar disorder."Int J Neuropsychopharm. 3. 83-85 (2000)

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  • [文献書誌] Zourabian A, et al.: "Trans-abdominal monitoring of fetal arterial blood oxygenation using pulse oximetry"J Biomed Opt. 5(4). 391-405 (2000)

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  • [文献書誌] Li X, et al.: "Near-field diffraction tomography with diffuse photon density waves."Phys Rev E Stat Phys Plasmas Fluids Relat Interdiscip Topics. 61(4 Pt B). 4295-309 (2000)

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      2000 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Licha K, et al.: "Hydrophilic cyanine dyes as contrast agents for near-infrared tumor imaging : synthesis, photophysical properties and spectroscopic in vivo characterization."Photochem Photobiol.. 72(3). 392-8 (2000)

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      2000 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Jacques SL, et al.: "Modeling photon transport in transabdominal fetal oximetry."J Biomed Opt. 5(3). 277-82 (2000)

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      2000 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Morikawa S ; Inubushi T.: "Fast ^<13>C-Glucose Metabolite Mapping in Rat Brain Using ^1H Echo Planar Spectroscopic Imaging Technique at 2T."J Magn Reson Imaging. (in press).

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      2000 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Suzuki E. et al: "^1H- and ^<31>P-magnetic resonance spectroscopy and imaging as a new diagnostic tool to evaluate neuropathic in Type II diabetic"Diabetologia. 43(2). 165-172 (2000)

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      2000 実績報告書
  • [文献書誌] Murashita J. et al: "Altered brain energy metabolism in lithium-resistant bipolar disorder detected by photic stimulated ^<31>P-MR spectroscopy."Psychol Med.. 30(1). 107-115 (2000)

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      2000 実績報告書
  • [文献書誌] Suzuki E. et al: "Usefulness of waveform analysis of popliteal artery type II diabetic patients using gated magnetic resonance 2D-cine-PC"Diabetologia.. 43. 1031-1038 (2000)

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      2000 実績報告書
  • [文献書誌] Morikawa S.and Inubushi T.: "Fast ^<14>C-Glucose Metabolite Mapping in Rat Brain Using ^1H Echo Planar Spectroscopic Imaging Technique at 2T."J Magn Reson Imaging. (in press).

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      2000 実績報告書
  • [文献書誌] 来見良誠 他: "MRガイド下肝腫瘍穿刺術におけるスペーサーの有用性"肝臓. 41. 507-508 (2000)

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      2000 実績報告書
  • [文献書誌] Morikawa S. et al.: "Effects of blood sugar level on rat transient focal brain ischemia..."Magn.Reson.Med.. 42. 895-902 (1999)

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      1999 実績報告書
  • [文献書誌] Murashita J. et al.: "Age-dependent alteration of metabolic response to photic..."Brain Res.. 818. 72-86 (1999)

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      1999 実績報告書
  • [文献書誌] Akiguchi I. et al.: "Brain proton magnetic resonance spectroscopy and brain..."Arch.Neurol.. 56. 325-330 (1999)

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      1999 実績報告書
  • [文献書誌] Shiino A. et al.: "Noninvasive evaluation of the malignant potential intracranial..."J.Neurosurg.. 91. 928-934 (1999)

    • 関連する報告書
      1999 実績報告書
  • [文献書誌] Kato T. et al.: "Relationship of energy metabolism detected by 31P MRS in the..."Neuropsychobiology. 39. 214-218 (1999)

    • 関連する報告書
      1999 実績報告書
  • [文献書誌] Hamakawa H.: "Quantitative proton magnetic resonance spectroscopy of the..."Psychol.Med.. 29. 639-644 (1999)

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      1999 実績報告書
  • [文献書誌] Morikawa,S.et al.: "Gluconeogenesis and phosphoenergetics in rat liver during endotoxemia." Journal of Surgical Research. 74. 179-186 (1998)

    • 関連する報告書
      1998 実績報告書
  • [文献書誌] Okada,M.et al.: "Influence of aging or left ventricular hypertrophy on the human heart: contents of phosphorus metabolites measured by 31P MRS." Magnetic Resonance in Medicine. 38. 772-782 (1998)

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      1998 実績報告書
  • [文献書誌] Takahashi,K.et al.: "Hepatic energy metabolism during ketamine and isoflurane anaesthesia in haemorrhagic shock." British Journal of Anaesthesia. 80. 782-787 (1998)

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      1998 実績報告書
  • [文献書誌] Ishi,H.et al.: "Evaluation of focal cerebral ischemia in rats by magnetic resonance imaging and immunohistochemical analyses." Journal of Cerebral Blood Flow and Metabolism. 18. 931-934 (1998)

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      1998 実績報告書
  • [文献書誌] Takaoka,A.et al.: "Renal ischemia/reperfusion remotely improves myocardial energy metabolism during myocardial ischemia via adenosine receptors." Journal of American College of Cardiology. 33. 556-564 (1999)

    • 関連する報告書
      1998 実績報告書
  • [文献書誌] Kato,T.et al.: "Photic stimulation-induced alteration of brain energy metabolism measured by 31P-MR spectroscopy in patients with MELAS." Journal of Neurological Science. 155. 182-185 (1998)

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      1998 実績報告書

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公開日: 1998-04-01   更新日: 2016-04-21  

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