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生体外MRIで作成した高分解能定量的磁化率マップによる動脈硬化性プラーク成分解析

Research Project

Project/Area Number 20K08030
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (C)

Allocation TypeMulti-year Fund
Section一般
Review Section Basic Section 52040:Radiological sciences-related
Research InstitutionNagasaki University

Principal Investigator

石丸 英樹  長崎大学, 医歯薬学総合研究科(医学系), 准教授 (00625858)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 井手口 怜子  長崎大学, 原爆後障害医療研究所, 助教 (10457567)
森川 実  長崎大学, 病院(医学系), 准教授 (20284705)
出雲 剛  長崎大学, 医歯薬学総合研究科(医学系), 准教授 (40343347)
新野 大介  長崎大学, 医歯薬学総合研究科(医学系), 客員教授 (20426563)
喜安 千弥  長崎大学, 情報データ科学部, 教授 (20234388)
Project Period (FY) 2020-04-01 – 2025-03-31
Project Status Granted (Fiscal Year 2023)
Budget Amount *help
¥4,030,000 (Direct Cost: ¥3,100,000、Indirect Cost: ¥930,000)
Fiscal Year 2022: ¥780,000 (Direct Cost: ¥600,000、Indirect Cost: ¥180,000)
Fiscal Year 2021: ¥260,000 (Direct Cost: ¥200,000、Indirect Cost: ¥60,000)
Fiscal Year 2020: ¥2,990,000 (Direct Cost: ¥2,300,000、Indirect Cost: ¥690,000)
Keywords頸動脈プラーク / 脂質 / プラーク出血 / MRI / 免疫染色 / QSM解析 / 病理組織集積 / 磁化率強調画像 / QSM
Outline of Research at the Start

動脈硬化性プラーク内成分の診断におけるin vivo MRIによる定量的磁化率マップの有用性を確認するため、頸動脈内膜剥離摘出術後ホルマリン固定標本の高分解能MRIによる定量的磁化率マップ解析を行い、MRI断面と完全に一致させて摘出標本の病理切り出しを行う。それに特殊免疫染色を施したバーチャルスライドを病理標本解析ソフトで自動解析し、プラーク内出血、脂質コア、繊維化など各成分の関心領域を決定し、動脈硬化性プラーク内各成分のex vivoでの定量的磁化率値を算出する。

Outline of Annual Research Achievements

頸動脈内膜剥離術で得られた動脈硬化性プラークの手術標本40例のin vitroのMRI検査とQSM作成は終了した。 MRI断面に一致した切り出しを行なって病理組織検査を行なった。1glycopholin A、2コレステロールを染色するadipophilin、3ヘモジデリンを染色するベルリンブルー、4石灰化を染色するvon kossa、5繊維化をわかりやすくするためのMasson Trichrome染色を行いデジタル病理ファイルにスキャンして変換終了した。また病理標本の切り出しの際の変形を 非線形補間を行うにあたり石灰化をランドマークに使う可能性を考慮してMRIの読影実験を行なって検討した。QSMの低信号が石灰化を反映している最も信頼性の高い所見であることを証明し、これについては論文投稿しpublishされた。病理標本切り出しの際に発生する標本の変形を非線形補間を行う方法の開発を工学部に依頼していたが、未だ有効な方法の開発が達成できておらず困難と思われたため、病理診断医にプラーク成分の診断とセグメンテーションを依頼した。これを元に2名の放射線科医が画像上のROIを作成し、各画像における信号を測定した。その結果プラーク内の脂質の存在形式には複数あり、それぞれMRIの信号パターンの傾向が異なることが判明した。プラーク出血と脂質を区別することにおいてはQSMが最も信頼性の高い検査であった。この結果は2024年4月に行われた日本医学放射線学会で発表した。さらに現在北米放射線学会(RSNA)に演題応募中である。

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

3: Progress in research has been slightly delayed.

Reason

病理標本の特殊染色は終了し、バーチャルスライドには変換終了したが、病理標本の切り出しの際に生じる変形を非線形補間で補正を行う手法の開発が遅れている。未だ有効な方法の開発が得られていない。

Strategy for Future Research Activity

これ以上時間をかけても病理標本上でプラーク成分を自動認識して、MRIの信号解析に繋げることは困難と思われたため、病理診断医にプラーク成分の診断とセグメンテーションを依頼した。これを元に、2名の放射線科医が画像上のROIを作成し、各画像における信号を測定した。
この結果は2024年4月に行われた日本医学放射線学会で発表した。さらに現在北米放射線学会(RSNA)に演題応募中である。
次年度中には論文化の予定である。

Report

(4 results)
  • 2023 Research-status Report
  • 2022 Research-status Report
  • 2021 Research-status Report
  • 2020 Research-status Report
  • Research Products

    (8 results)

All 2024 2023 2022 2021

All Journal Article (2 results) (of which Peer Reviewed: 2 results) Presentation (6 results) (of which Int'l Joint Research: 2 results)

  • [Journal Article] Assessment for Carotid Atherosclerotic Plaque Using Vessel Wall Magnetic Resonance Imaging: A Multireader ROC Study to Determine Optimal Sequence for Detecting Vessel Wall Calcification2024

    • Author(s)
      Ishimaru Hideki、Ikebe Yohei、Izumo Tsuyoshi、Imai Hiroshi、Morikawa Minoru、Ideguchi Reiko、Ishiyama Ayano、Koike Hirofumi、Uetani Masataka、Toya Ryo
    • Journal Title

      Journal of Vascular Research

      Volume: 1 Issue: 3 Pages: 1-7

    • DOI

      10.1159/000538175

    • Related Report
      2023 Research-status Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Significance of Low Signal in Intracranial Vertebral Artery Wall Observed on Susceptibility-Weighted Angiography2023

    • Author(s)
      Hideki Ishimaru; Yohei Ikebe; Minoru Morikawa; Reiko Ideguchi; Yohei Tateishi; Akira Tsujino; Masataka Uetani
    • Journal Title

      Cerebrovasc Dis

      Volume: 52 (1) Issue: 1 Pages: 89-96

    • DOI

      10.1159/000524840

    • Related Report
      2022 Research-status Report
    • Peer Reviewed
  • [Presentation] Can MRI distinguish between intraplaque hemorrhage and lipid-containing areas ?: Comparison of carotid endarterectomy specimens and ex vivo MRI2024

    • Author(s)
      Ayano ISHIYAMA, Hideki ISHIMARU, Yohei IKEBE, Tsuyoshi IZUMO, Hiroshi IMAI, Shinji OKANO, Minoru Morikawa, Reiko Ideguchi, Ryo Toya
    • Organizer
      日本医学放射線学会
    • Related Report
      2023 Research-status Report
  • [Presentation] 定量的磁化率マップの頸動脈プラーク石灰化の検出能についてー通常のプラークイメージとの比較2022

    • Author(s)
      石丸英樹、池辺洋平、出雲 剛、今井 広、森川 実、井手口怜子、上谷雅孝
    • Organizer
      日本医学放射線学会総会2021
    • Related Report
      2022 Research-status Report
  • [Presentation] Detection of Calcification in Carotid Atherosclerotic Plaque Using Quantitative Susceptibility Mapping Compared with Conventional Vessel Wall Imaging Techniques2022

    • Author(s)
      Hideki Ishimaru, Yohei Ikebe, Tsuyoshi Izumo, Hiroshi Imai, Minoru Morikawa, Reiko Ideguchi, Masataka Uetani
    • Organizer
      American Society of Neuroradiology 2022
    • Related Report
      2022 Research-status Report 2021 Research-status Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Title: Significance of Low Signal in Intracranical Vertebral Artery Wall Observed on Susceptibility Weighted Angiography (SWAN)2022

    • Author(s)
      Minoru Morikawa, Hideki Ishimaru, Yohei Ikebe, Reiko Ideguchi, Yohei Tateishi, Akira Tsujino, Masataka Uetani
    • Organizer
      American Society of Neuroradiology 2022
    • Related Report
      2022 Research-status Report 2021 Research-status Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 定量的磁化率マップの頸動脈プラーク石灰化の検出能についてー通常のプラークイメージとの比較2021

    • Author(s)
      石丸英樹、池辺洋平、出雲 剛、今井 広、森川 実、井手口怜子、上谷雅孝
    • Organizer
      日本医学放射線学会総会2021
    • Related Report
      2021 Research-status Report
  • [Presentation] 定量的磁化率マップの頸動脈プラーク石灰化の検出能についてー通常のプラークイメージとの比較2021

    • Author(s)
      石丸英樹
    • Organizer
      日本医学放射線学会総会2021
    • Related Report
      2020 Research-status Report

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Published: 2020-04-28   Modified: 2024-12-25  

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