| Project/Area Number |
22K15621
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
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| Allocation Type | Multi-year Fund |
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| Review Section |
Basic Section 51010:Basic brain sciences-related
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| Research Institution | Kyoto University |
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Principal Investigator |
Ueda Hiroyuki 京都大学, 工学研究科, 助教 (20909808)
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| Project Period (FY) |
2022-04-01 – 2024-03-31
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| Project Status |
Completed (Fiscal Year 2023)
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| Budget Amount *help |
¥3,120,000 (Direct Cost: ¥2,400,000、Indirect Cost: ¥720,000)
Fiscal Year 2023: ¥1,170,000 (Direct Cost: ¥900,000、Indirect Cost: ¥270,000)
Fiscal Year 2022: ¥1,950,000 (Direct Cost: ¥1,500,000、Indirect Cost: ¥450,000)
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| Keywords | 脳機能計測 / fMRI / 低磁場MRI / 低周波磁場計測 / スピンロックシーケンス / 低磁場fMRI / Bloch方程式 / 解析解 / 機能的MRI / spin-lock sequence |
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| Outline of Research at the Start |
fMRIはMRIを用いて非侵襲的に脳機能を計測する手法であり、申請者は磁気共鳴現象により神経磁場を計測するspin-lockシーケンスを用いたfMRI (SL-fMRI)の検討を進めてきた。これは、従来のfMRIが有していたMRIの静磁場強度や時間分解能における制約を克服できる一方で、低周波信号の計測に制約を有しており、定量的な制約条件の調査や、応用に向けた改善策の必要性が明らかとなった。そこで、本研究では、この制約条件を解析解を用いて同定し、変調などのspin-lockシーケンスの改良を通じて、低磁場MRIにおけるSL-fMRIでのα波や徐波帯域の神経活動計測を目指す。
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| Outline of Final Research Achievements |
We focus on the spin-lock sequence, which is one of the functional MRI (fMRI) measurements. The fMRI is a technique to visualize the brain activity, and the spin-lock sequences can illustrate the neural magnetic field as contrast change of MR images.
In this study, we investigated the measurable frequency of magnetic field using the spin-lock sequences. Moreover, we also proposed a new sequence using phase modulation leading to self-resonance state. The self-resonance sequence enables us to obtain maximal signal changes even with short spin-lock pulse duration, although there is a trade-off with MR signal changes.
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| Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements |
スピンロックシーケンスは、神経磁場を画像コントラストに直接反映させる手法であるため、従来手法の課題であった血行動態応答の遅延による低時間分解能が克服できることが期待されている。しかし、スピンロックシーケンスは周波数特性を有し、特に低い周波数の活動を計測する際に制約があることが示唆されていた。そこで、本研究では、新たな手法を提案し、数値計算でも2 Hz程度の周波数まで計測可能性があることを示した。これにより、スピンロックシーケンスの適用範囲が広がり、脳機能計測の発展に貢献できたと考える。
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