高磁場MRIを用いた新生児低酸素性虚血性脳症における水分子拡散と脳代謝物の可視化

• Project/Area Number: 19K17254
• Research Category: Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Review Section: Basic Section 52040:Radiological sciences-related
• Research Institution: Kyoto University (2020-2022); National Cardiovascular Center Research Institute (2019)
• Principal Investigator: 大木 明子 京都大学, 医学研究科, 特定医療技術職員 (70825942)
• Project Period (FY): 2019-04-01 – 2023-03-31
• Project Status: Discontinued (Fiscal Year 2022)
• Budget Amount: ¥4,160,000 (Direct Cost: ¥3,200,000、Indirect Cost: ¥960,000); Fiscal Year 2021: ¥1,170,000 (Direct Cost: ¥900,000、Indirect Cost: ¥270,000); Fiscal Year 2020: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000); Fiscal Year 2019: ¥1,690,000 (Direct Cost: ¥1,300,000、Indirect Cost: ¥390,000)
• Keywords: 化学交換飽和イメージング / 拡散強調MRI / 高磁場MRI / 新生児低酸素性虚血性脳症 / MRI / 新生児低酸素性虚血脳症

Outline of Research at the Start

新生児低酸素性虚血性脳症（Hypoxic-Ischemic Encephalopathy: HIE）とは周産期仮死により引き起こされる予後不良の疾患であり、MRI（Magnetic Resonance Imaging）などの画像検査により非侵襲・継時的な観察が可能である。本研究では、高磁場7T-MRIを使用して、新たな撮像技術であるNeurite Orientation Dispersion and Density Imagingや化学交換飽和イメージング法に着目し、脳内の水分子拡散と代謝変化の観点から、HIEの病態解明及び治療効果手法を確立することを目的とする。

Outline of Annual Research Achievements

小動物用高磁場MRIと新規MRイメージング技術を用いて、新生児低酸素性虚血性脳症(Hypoxic Ischemic Encephalopathy: HIE)モデル動物の病態を評価した。研究成果より、CESTイメージングやNODDIといった先進的MRI技術を用いることで、早期HIEにおける代謝状態の可視化や重症度判定が可能であることが示唆された。今年度は低酸素虚血負荷が健側及び患側の脳に与える影響について解析を行った。また、化学交換飽和イメージングまたは拡散MRIを他病変（腫瘍モデル）へ応用した。
研究成果により新規MRイメージング技術と疾患モデル動物を用いた検討が今後の診断及び治療の開発に寄与すると期待される。

Research Products

• [Journal Article] Evaluation of apparent diffusion coefficient of two-dimensional BLADE turbo gradient- and spin-echo diffusion-weighted imaging with a breast phantom (2023)
  • Author(s): Ohki Akiko、Sagawa Hajime、Iima Mami、Kataoka Masako、Fushimi Yasutaka、Zhou Kun
  • Journal Title: Radiological Physics and Technology Volume: 16 Issue: 1 Pages: 118-126
  • DOI: 10.1007/s12194-022-00694-y
  • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
• [Journal Article] Evaluation of Temozolomide Treatment for Glioblastoma Using Amide Proton Transfer Imaging and Diffusion MRI (2022)
  • Author(s): Onishi Ryutarou、Sawaya Reika、Tsuji Keiho、Arihara Narumi、Ohki Akiko、Ueda Junpei、Hata Junichi、Saito Shigeyoshi
  • Journal Title: Cancers Volume: 14 Issue: 8 Pages: 1907-1907
  • DOI: 10.3390/cancers14081907
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Asymmetry Index Evaluation of Cerebral Volume and Cerebral Blood Flow in Neonatal Hypoxic-Ischemic Encephalopathy (2022)
  • Author(s): Banura N , Ohki A , Saito S
  • Journal Title: Symmetry Volume: 14 Issue: 3 Pages: 596-596
  • DOI: 10.3390/sym14030596
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Magnetic resonance imaging of umbilical cord stem cells labeled with superparamagnetic iron oxide nanoparticles: effects of labelling and transplantation parameters (2020)
  • Author(s): Ohki Akiko、Saito Shigeyoshi、Fukuchi Kazuki
  • Journal Title: Scientific Reports Volume: 10 Issue: 1 Pages: 13684-13684
  • DOI: 10.1038/s41598-020-70291-9
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Comparison of Chemical Exchange Saturation Transfer Imaging with Diffusion-weighted Imaging and Magnetic Resonance Spectroscopy in a Rat Model of Hypoxic-ischemic Encephalopathy (2020)
  • Author(s): Ohki A, Saito S, Hirayama E, Takahashi Y, Ogawa Y, Tsuji M, Higuchi T, Fukuchi K
  • Journal Title: Magnetic Resonance in Medical Sciences Volume: 19 Issue: 4 Pages: 359-365
  • DOI: 10.2463/mrms.mp.2019-0128
  • NAID: 130007948912
  • ISSN: 1347-3182, 1880-2206
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Neurite orientation dispersion and density imaging for evaluating the severity of neonatal hypoxic-ischemic encephalopathy in rats (2019)
  • Author(s): Ohki Akiko、Saito Shigeyoshi、Hata Junichi、Okano Hirotaka James、Higuchi Takahiro、Fukuchi Kazuki
  • Journal Title: Magnetic Resonance Imaging Volume: 62 Pages: 214-219
  • DOI: 10.1016/j.mri.2019.07.013
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Presentation] CESTイメージングを用いた新生児低酸素性虚血性脳症モデルラットの脳代謝物質の評価 (2019)
  • Author(s): Akiko Ohki, Eri Hirayama, Yusuke Takahashi, Takahiro Higuchi, Shigeyoshi Saito
  • Organizer: 第47回日本磁気共鳴医学会大会