| Project/Area Number |
21K07629
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
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| Allocation Type | Multi-year Fund |
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| Section | 一般 |
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| Review Section |
Basic Section 52040:Radiological sciences-related
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| Research Institution | Toho University |
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Principal Investigator |
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
花城 里依 東邦大学, 医学部, 助教 (10866693)
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| Project Period (FY) |
2021-04-01 – 2024-03-31
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| Project Status |
Completed (Fiscal Year 2023)
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| Budget Amount *help |
¥3,380,000 (Direct Cost: ¥2,600,000、Indirect Cost: ¥780,000)
Fiscal Year 2023: ¥910,000 (Direct Cost: ¥700,000、Indirect Cost: ¥210,000)
Fiscal Year 2022: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000)
Fiscal Year 2021: ¥1,170,000 (Direct Cost: ¥900,000、Indirect Cost: ¥270,000)
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| Keywords | 拡散MRI / 組織微細構造イメージング / 筋萎縮性側索硬化症 / 拡散テンソルイメージング / 拡散尖度イメージング / 生体物理モデル / 拡散時間 / 拡散係数 / Diffusion MRI / Diffusion time / DKI / DTI / Neurodegeneration / Microstructure / Image analysis / 微細構造イメージング / 白質モデル |
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| Outline of Research at the Start |
拡散MRIは画像自体のボクセルサイズよりも遥かに小さいスケールの生体組織の特徴を反映するため、臨床的に有用なバイオマーカーをもたらすことが期待されている。拡散MRI臨床研究においては、MRI信号のb値依存性を解析するアプローチが長く一般的であった。しかし、近年の研究においては、b値以外の撮像パラメータ(拡散時間 [t]、エコー時間 [TE]、b-tensor、等)をも変化させて撮影し、これらのパラメータへの 依存性を見ることで生体組織の特徴に迫ろうとする報告が増えてきている。本研究では、ALS症例の脳及び脊髄において、拡散時間を用いた組織微細構造イメージングの従来法に対する優位性を検討する。
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| Outline of Final Research Achievements |
We investigated whether the dependence of axial and radial diffusivities on diffusion time yields clinically relevant biomarker of axonal morphology in the brains of patients with amyotrophic lateral sclerosis (ALS). The results showed that axial diffusivity in the long-t limit within the corticospinal tracts was greater in the patients, which may reflect the previously reported fragmentation of mitochondrion within the axons. However, practically, this increase of axial diffusivity could be captured with a single-t experiment and we could not establish an additional benefit of the multi-t acquisition, likely because the shortest diffusion time available was already close to the long-t limit. We also performed fixed-t DKI measurement, which demonstrated microstructural alterations in the brains of ALS patients. The ALS-related changes of DKI had spatial distribution in agreement with the knowledge from histology and showed correlation with bulbar dysfunction.
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| Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements |
筋萎縮性側索硬化症（ALS）は致死的かつ進行の早い疾患であり、初期の組織傷害を非侵襲的に捉えることの需要がある。ALSでは軸索輸送障害や軸索中のミトコンドリアの形状と分布の変化が指摘されており、治療薬開発のターゲットの１つと考えられている。本課題では複数の拡散時間(t)で撮影した拡散MRIの解析によって軸索形状変化のマーカーを得られないか探索した。結果、tの長い極限での拡散係数に健常群との間に有意差があり上記軸索形状変化と合致する傾向を示した。複数tでの撮影は検査時間延長の観点で実用に問題があるが、本結果からはALSの実用的なマーカーは単一の長いtでの撮影から得られる可能性が高いと推察される。
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