| Project/Area Number |
22K07702
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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 | Tokyo Metropolitan University |
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Principal Investigator |
妹尾 淳史 東京都立大学, 人間健康科学研究科, 教授 (00299992)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
鈴木 政司 つくば国際大学, 医療保健学部, 講師(移行) (20719455)
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| Project Period (FY) |
2022-04-01 – 2025-03-31
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| Project Status |
Granted (Fiscal Year 2023)
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| Budget Amount *help |
¥4,160,000 (Direct Cost: ¥3,200,000、Indirect Cost: ¥960,000)
Fiscal Year 2024: ¥1,170,000 (Direct Cost: ¥900,000、Indirect Cost: ¥270,000)
Fiscal Year 2023: ¥1,170,000 (Direct Cost: ¥900,000、Indirect Cost: ¥270,000)
Fiscal Year 2022: ¥1,820,000 (Direct Cost: ¥1,400,000、Indirect Cost: ¥420,000)
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| Keywords | MRI / 拡散テンソル / 定量評価 / 木材 / ファントム / 磁気共鳴画像 / 拡散テンソル解析 / 定量評価ファントム |
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| Outline of Research at the Start |
本研究課題は、MRI 拡散テンソル解析で高精度の定量評価が可能であり、かつ長期保存で
も腐食や変形せず、ヒトの大脳白質神経を模擬することが可能なファントムの材料を決定し、かつ商用生産するうえで再現性の高いファントムの作成法を確立することを目的とする。
本研究は考古学分野で実用化されている技術を医学分野に応用する点で学際的であり、新たな学問領域を創出する可能性がある点が学術的な特色である。また、本研究は世界標準となりうる定量評価ファントムを商用化することを目標に開発する点が特徴であり、木材を拡散テンソル解析用のファントムとして世界に先駆けて開発するという点において高い創造性のある研究である。
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究課題はDiffusion tensor imaging(DTI)解析の定量評価用ファントムの材料として木材に着目し、昨年度の研究成果として木材はその種類によりヒトのさまざまな脳の部位に対応する拡散定量値を持つことを明らかにした。しかし経年劣化を防止するポリエチレングリコール（PEG）溶液の種類や含侵期間が拡散定量値にどのように影響するか明らかになっていないため、本年度はPEG溶液の濃度や含侵期間が拡散定量値にどのような変化をもたらすのか明らかにした。
ファントムの木材は体積3×3×3立法cmのヒノキとし、PEG溶液に平均分子量400のPEG400を使用した。溶液の濃度は10%, 50%, 100%(質量パーセント濃度)とし、それぞれ5サンプルずつ作成した。ファントムは1ヶ月ごとに11ヶ月間撮像しDWI画像を取得した。得られたDWI画像から、FA値、MD値、AD値、RD値の平均を算出した。また、時間経過に伴うDTIの定量値の変動をPEG濃度の異なるファントム間で比較するため、各濃度のファントムの11ヶ月分のFA値、MD値の決定係数を直線回帰により算出した。
PEG溶液に含侵を開始したか11ヶ月間の平均のMD値、AD値、RD値において、PEG濃度10%のファントムの値が、水へ含浸したファントムの値に最も類似していたことから、PEG含浸によるDTIの定量値への影響が最も小さいのは、PEG濃度10%のファントムと考えた。また、11ヶ月間のFA値、MD値の決定係数は濃度が低いほど決定係数が大きく、経時的なDTIの定量値の変動が小さいことが明らかになった。
2020年に出願した特許が開示され、2023年度に国内特許を申請し「MRI撮影装置用の異方性ファントム部材の製造方法（特許番号：特許第7405417号）」として取得した。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
本研究の現在までの進捗状況としては、おおむね順調に進展していると思われます。
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| Strategy for Future Research Activity |
本研究課題では将来的にPEG含侵の木材を拡散テンソルの定量解析用ファントムとして商用化することを目標にしており、PEGの含侵期間は11ヶ月間のみの経時変化の追跡調査では足りない。今後はさらに経時的な変化を計測するとともに、ヒノキ以外の木材種や加圧含水させることでPEG含侵がどの程度進むのか明らかにする予定である。
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