Development of non-invasive multi-dimensional MR spectroscopy in human brain with a feature of high sensitivity and reduced scan time using high filed MRI

• Project/Area Number: 19591443
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Section: 一般
• Research Field: Radiation science
• Research Institution: National Institute for Environmental Studies
• Principal Investigator: WATANABE Hidehiro National Institute for Environmental Studies, 化学環境研究領域, 主任研究員 (60370269)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): MITSUMORI Fumiyuki 独立行政法人国立環境研究所, 化学環境研究領域, 室長 (90125229)
• Project Period (FY): 2007 – 2009
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2009)
• Budget Amount: ¥4,420,000 (Direct Cost: ¥3,400,000、Indirect Cost: ¥1,020,000); Fiscal Year 2009: ¥1,040,000 (Direct Cost: ¥800,000、Indirect Cost: ¥240,000); Fiscal Year 2008: ¥1,690,000 (Direct Cost: ¥1,300,000、Indirect Cost: ¥390,000); Fiscal Year 2007: ¥1,690,000 (Direct Cost: ¥1,300,000、Indirect Cost: ¥390,000)
• Keywords: 磁気共鳴装置 / グルタミン酸 / γ-アミノ酪酸 / ヒト / 脳 / CT-PRESS / MRS / 定量化 / γ-アミノ酪産 / 代謝物

Research Abstract

To develop non-invasive method of measuring metabolites in human brain, we explored two-dimensional spectroscopy method on high field MRI equipments. First, we proposed and developed new ISIS CT-PRESS method to achieve high sensitivity and demonstrated 1.7-fold higher sensitivity of glutamate in a human brain. Then, we developed a new quantitation method using ISIS CT-PRESS and demonstrated quantitation of glutamate in a human brain.

Research Products

• [Journal Article] T2 correction and quantitation method on highly resolved 2D constant time 1H spectra in human brain using 2D FT of shared time domain (2009)
  • Author(s): Watanabe H., Takaya N., Mitsumori F.
  • Journal Title: Proc. Intl. Soc. Mag. Reson. Med. Vo.17 Pages: 2388-2388
• [Journal Article] T_2 correction and quantitation method on highly resolved 2D constant time ^1H spectra in human brain using 2D FT of shared time domain data (2009)
  • Author(s): Watanabe H., Takaya N., Mitsumori F.
  • Journal Title: Proc.Intl.Soc.Mag.Reson.Med. 17 Pages: 2388-2388
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Quantitation of the regional non-hemin iron in human brain in vivo through the apparent transverse relaxation rate of the tissue water at 4.7 T (2009)
  • Author(s): Mitsumori F., Watanabe H., Tanaka N.
  • Journal Title: Proc.Intl.Soc.Mag.Reson.Med. 17 Pages: 4464-4464
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Visualization of seminiferous tubules in rat testes in normal and diseased conditions by high-resolution MRI (2009)
  • Author(s): Yamaguchi M., Mitsumori F., Watanabe H., Takaya N., Minami M.
  • Journal Title: Magn.Reson.Med. 62(3) Pages: 637-644
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Estimation of brain iron concentration in vivo using a linear relationship between regional iron and apparent transverse relaxation rate of the tissue water at 4.7T (2009)
  • Author(s): Mitsumori F., Watanabe H., Takaya N.
  • Journal Title: Magn.Reson.Med. 62(5) Pages: 1326-1330
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Sensitivity Improvements in Peak Detection of Glutamate, GABA and Glutamine in the Human Brain using ISIS CT-PRESS at 4. 7 T (2008)
  • Author(s): Watanabe H., Takaya N., Mitsumori F.
  • Journal Title: Proc. Intl. Soc. Mag. Reson. Med. Vol.16 Pages: 1610-1610
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Simultaneous observation of glutamate, γ-aminobutyric acid, and glutamine in human brain at 4. 7 T using localized two-dimensional constant-time correlation spectroscopy (2008)
  • Author(s): Watanabe H., Takaya N., Mitsumori F.
  • Journal Title: NMR in Biomed. Vol.21,No.5 Pages: 518-526
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Simultaneous observation of glutamate, γ-aminobutyric acid, and glutamine in human brain at 4.7 T using localized two-dimensional constant-time correlation spectroscopy (2008)
  • Author(s): Watanabe H.
  • Journal Title: NMR in Biomed 21(5) Pages: 518-526
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Sensitivity Improvements in Peak Detection of Glutamate, GABA and Glutamine in the Human Brain using ISIS CT-PRESS at 4.7 T (2008)
  • Author(s): Watanabe H.
  • Journal Title: Proc. Intl. Soc. Mag. Reson. Med. 16 Pages: 1610-1610
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] 超高磁場装置の現状と将来展望 (2008)
  • Author(s): 渡邉英宏
  • Journal Title: 放射線撮影分科会誌 50 Pages: 57-59
• [Journal Article] 超高磁場装置の現状と将来展望 (2008)
  • Author(s): 渡辺 英宏
  • Journal Title: 放射線撮影分科会誌 50 Pages: 57-59
• [Journal Article] Quantitation of glutamate and GABA in the human brain in vivo using localized 2D constant time COSY at 4. 7 T (2007)
  • Author(s): Watanabe H., Takaya N., Mitsumori F.
  • Journal Title: Proc. Intl. Soc. Mag. Reson. Med. 15 Pages: 201-201
• [Journal Article] Apparent transverse relation rate in human brain varies linearly with tissue iron concentration at 4.7 T (2007)
  • Author(s): F. Mitsumori
  • Journal Title: Magn. Reson. Med. 58(5) Pages: 1054-1060
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Quantitation of glutamate and GABA in,the human brain in VIVO using locaIized 2D constant time COSY at 4.7 T (2007)
  • Author(s): H. Watanabe
  • Journal Title: Proc. Intl. Soc. Mag. Reson. Med. 15 Pages: 201-201
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Sex differences in the mid-sagittal area of corpus callosum in the human brain image obtained at 4.7T (2007)
  • Author(s): N. Takaya
  • Journal Title: Proc. Intl. Soc. Mag. Reson. Med. 15 Pages: 2056-2056
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] ^1H MRS assessment of spermatogenic activity in experimentally injured rat testes (2007)
  • Author(s): M. Yamaguchi
  • Journal Title: Proc. Intl. Soc. Mag. Reson. Med. 15 Pages: 2738-2738
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Sex differeRce and age dependence of the human brain structure delineated at the high magnetic field of 4.7T (2007)
  • Author(s): F. Mitsumori
  • Journal Title: Proc. Intl. Soc. Mag. Reson. Med. 15 Pages: 2066-2066
  • Peer Reviewed
• [Presentation] フェリチン水溶液およびゲル試料における水の横緩和速度 (2009)
  • Author(s): 高屋展宏, 渡邉英宏, 三森文行
  • Organizer: 第48回NMR討論会
  • Place of Presentation: 九州大学医学部百年講堂(福岡県)
  • Year and Date: 2009-11-12
• [Presentation] 時間領域データの共有再構成を用いたT2計測による定量的ヒト脳内2D CT-PRESS法 (2009)
  • Author(s): 渡邉英宏, 高屋展宏, 三森文行
  • Place of Presentation: 九州大学医学部百年講堂
  • Year and Date: 2009-11-11
• [Presentation] 時間領域データの共有再構成を用いたT2計測による定量的ヒト脳内2D CT-PRESS法 (2009)
  • Author(s): 渡邉英宏, 高屋展宏, 三森文行
  • Organizer: 第48回NMR討論会
  • Place of Presentation: 九州大学医学部百年講堂(福岡県)
  • Year and Date: 2009-11-10
• [Presentation] ヒト脳内水分布の定量イメージングを目指したRF分布補正の検討 (2009)
  • Author(s): 渡邉英宏, 高屋展宏, 三森文行
  • Organizer: 第37回日本磁気共鳴医学会大会
  • Place of Presentation: パンパシフィック横浜ベイホテル東急(神奈川県)
  • Year and Date: 2009-10-02
• [Presentation] 磁化ベクトルの動きから考えたイメージング (2009)
  • Author(s): 渡邉英宏
  • Organizer: 第37回日本磁気共鳴医学会大会
  • Place of Presentation: パンパシフィック横浜ベイホテル東急(神奈川県)
  • Year and Date: 2009-10-02
• [Presentation] 高感度高分解1H MRSの定量化方法の開発～時間領域データの共有再構成を用いた定量的2D CT-PRESS法 (2009)
  • Author(s): 渡邉英宏, 高屋展宏, 三森文行
  • Organizer: 第37回日本磁気共鳴医学会大会
  • Place of Presentation: パンパシフィック横浜ベイホテル東急
  • Year and Date: 2009-10-01
• [Presentation] 高感度高分解^1H MRSの定量化方法の開発～時間領域データの共有再構成を用いた定量的2D CT-PRESS法 (2009)
  • Author(s): 渡邉英宏, 高屋展宏, 三森文行
  • Organizer: 第37回日本磁気共鳴医学会大会
  • Place of Presentation: パンパシフィック横浜ベイホテル東急(神奈川県)
  • Year and Date: 2009-10-01
• [Presentation] 1.9、3、4.7Tにおけるヒト脳のT_2緩和と鉄 (2009)
  • Author(s): 三森文行, 高屋展宏, 渡邉英宏
  • Organizer: 第37回日本磁気共鳴医学会大会
  • Place of Presentation: パンパシフィック横浜ベイホテル東急(神奈川県)
  • Year and Date: 2009-10-01
• [Presentation] 高磁場装置は低磁場装置を兼ねるか? (2009)
  • Author(s): 三森文行, 高屋展宏, 渡邉英宏
  • Organizer: 第37回日本磁気共鳴医学会大会
  • Place of Presentation: パンパシフィック横浜ベイホテル東急(神奈川県)
  • Year and Date: 2009-10-01
• [Presentation] フェリチン水溶液とゲルのT_2緩和 (2009)
  • Author(s): 高屋展宏, 渡邉英宏, 三森文行
  • Organizer: 第37回日本磁気共鳴医学会大会
  • Place of Presentation: パンパシフィック横浜ベイホテル東急(神奈川県)
  • Year and Date: 2009-10-01
• [Presentation] 化学シフトとスピン結合 (2009)
  • Author(s): 渡邉英宏
  • Organizer: 第31回MR基礎講座
  • Place of Presentation: 東京コンファレンスセンター(東京都)
  • Year and Date: 2009-07-31
• [Presentation] 2D CT-PRESSによるヒト脳内高感度・高分解in vivo 1Hスペクトロスコピー (2008)
  • Author(s): 渡邉英宏, 高屋展宏, 三森文行
  • Organizer: 第47回NMR討論会
  • Place of Presentation: 筑波大学
  • Year and Date: 2008-11-14
• [Presentation] 2D CT-PRESSによるヒト脳内高感度・高分解 in vivo 1Hスペクトロスコピー (2008)
  • Author(s): 渡邉英宏
  • Organizer: 第47回NMR討論会
  • Place of Presentation: つくば,筑波大学
  • Year and Date: 2008-11-14
• [Presentation] T2+緩和速度を用いるヒト脳フェリチン鉄の定量 (2008)
  • Author(s): 三森文行
  • Organizer: 第47回NMR討論会
  • Place of Presentation: つくば,筑波大学
  • Year and Date: 2008-11-12
• [Presentation] 分画法を援用したヒト脳組織T1分布の自動抽出法の検討 (2008)
  • Author(s): 高屋展宏
  • Organizer: 第47回NMR討論会
  • Place of Presentation: つくば,筑波大学
  • Year and Date: 2008-11-12
• [Presentation] Sensitivity improvements in peak detection of glutamate, GABA and glutamine in the human brain using ISIS CT-PRESS at 4.7 T (2008)
  • Author(s): Watanabe H.
  • Organizer: International Society for Magnetic Resonance in Medicine Workshop Series 2008 "MR Spectroscopy and Neurotransmitter Function in Neuropsychiatric Disorders : Focus on Glutamate and GABA"
  • Place of Presentation: Quebec, Canada
  • Year and Date: 2008-11-08
• [Presentation] 組織水の横緩和速度を用いるヒト脳非ヘム鉄濃度の定量 (2008)
  • Author(s): 三森文行
  • Organizer: 第36回日本磁気共鳴医学会大会
  • Place of Presentation: 旭川、旭川市民文化会館
  • Year and Date: 2008-09-12
• [Presentation] 織分画法を用いたヒト脳T1分布の自動抽出法の検討 (2008)
  • Author(s): 高屋展宏
  • Organizer: 第36回日本磁気共鳴医学会大会
  • Place of Presentation: 旭川、旭川市民文化会館
  • Year and Date: 2008-09-12
• [Presentation] 基礎(2)スペクトロスコピーの基礎 (2008)
  • Author(s): 渡邉英宏
  • Organizer: 第36回日本磁気共鳴医学会大会
  • Place of Presentation: 旭川、旭川市民文化会館
  • Year and Date: 2008-09-12
• [Presentation] 基礎(2)1H MRS技術 (2008)
  • Author(s): 渡邉英宏
  • Organizer: 第36回日本磁気共鳴医学会大会
  • Place of Presentation: 旭川、旭川市民文化会館
  • Year and Date: 2008-09-12
• [Presentation] 高感度・高分解1H MRSの開発～2D CT-PRESS法によるヒト脳内グルタミン酸、GABA、グルタミン検出～ (2008)
  • Author(s): 渡邉英宏, 高屋展宏, 三森文行
  • Organizer: 第36回日本磁気共鳴医学会大会
  • Place of Presentation: 旭川市民文化会館
  • Year and Date: 2008-09-11
• [Presentation] 高感度・高分解1H MRSの開発〜2D CT-PRESS法によるヒト脳内グルタミン酸、GABA、グルタミン検出〜 (2008)
  • Author(s): 渡邉英宏
  • Organizer: 第36回日本磁気共鳴医学会大会
  • Place of Presentation: 旭川、旭川市民文化会館
  • Year and Date: 2008-09-11
• [Presentation] 超高磁場MRIの現状と将来展望 (2008)
  • Author(s): 渡邉英宏
  • Organizer: 第64回日本放射線技術学会総会学術大会分科会
  • Place of Presentation: 横浜、パシフィコ横浜
  • Year and Date: 2008-04-05
• [Presentation] 局所励起2D CT-COSY法を用いたヒト脳内のグルタミン酸、GABA同時濃度計測の高精度化 (2007)
  • Author(s): 渡邉英宏, 高屋展宏, 三森文行
  • Organizer: 第35回日本磁気共鳴医学会大会
  • Place of Presentation: 神戸ポートピアホテル
  • Year and Date: 2007-09-27
• [Presentation] Simultaneous quantitation of glutamate and GABA in the human brain using localized 2DCT-COSY:2nd report (2007)
  • Author(s): 渡邉 英宏
  • Organizer: 第46回NMR討論会
  • Place of Presentation: 札幌,札幌コンベンションセンター
• [Presentation] ヒト脳のフェリチンイメージング (2007)
  • Author(s): 三森 文行
  • Organizer: 第46回NMR討論会
  • Place of Presentation: 札幌,札幌コンベンションセンター
• [Presentation] イメージングによるヒト脳の処緩和時間の測定と解析 (2007)
  • Author(s): 高屋 展宏
  • Organizer: 第46回NMR討論会
  • Place of Presentation: 札幌,札幌コンベンションセンター
• [Presentation] 局所励起2D CT-COSY法を用いたヒト脳内のグルタミン酸、GABA同時濃度計測の高精度化 (2007)
  • Author(s): 渡邉英宏
  • Organizer: 第35回日本磁気共鳴医学会大会
  • Place of Presentation: 神戸,神戸ポートピアホテル
• [Presentation] ヒト脳の超高磁場形態解析 (2007)
  • Author(s): 三森 文行
  • Organizer: 第35回日本磁気共鳴医学会大会
  • Place of Presentation: 神戸,神戸ポートピアホテル
• [Presentation] 4.7Tにおけるヒト脳各部位の処値測定法の検討 (2007)
  • Author(s): 高屋 展宏
  • Organizer: 第35回日本磁気共鳴医学会大会
  • Place of Presentation: 神戸,神戸ポートピアホテル
• [Book] 非侵襲・可視化技術ハンドブック (2007)
  • Author(s): 小川誠二, 上野照剛監修
  • Publisher: エヌ・ティー・エス
• [Book] 非侵襲・可視化技術ハンドブック (2007)
  • Author(s): 小川 誠二, 上野 照剛監修
  • Publisher: エヌ・ティー・エス
• [Patent(Industrial Property Rights)] 磁気共鳴装置 (2009)
  • Inventor(s): 渡邉英宏
  • Industrial Property Rights Holder: 国立環境研究所
  • Patent Publication Number: 2009-101311
  • Filing Date: 2009-04-17