Analysis of Lesions and Longitudinal Study of Structural Changes in Multiple Sclerosis Using Synthetic and Quantitative MRI

• Project/Area Number: 22K20896
• Research Category: Grant-in-Aid for Research Activity Start-up
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Review Section: 0902:General internal medicine and related fields
• Research Institution: Juntendo University
• Principal Investigator: 仲谷 元 順天堂大学, 医学部, 助手 (70965110)
• Project Period (FY): 2022-08-31 – 2024-03-31
• Project Status: Granted (Fiscal Year 2022)
• Budget Amount: ¥2,860,000 (Direct Cost: ¥2,200,000、Indirect Cost: ¥660,000); Fiscal Year 2023: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000); Fiscal Year 2022: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000)
• Keywords: Synthetic MRI / Multiple Sclerosis / Myelin Imaging / 多発性硬化症

Outline of Research at the Start

近年、髄鞘(ミエリン)を定量するためにMRIによる種々のミエリンイメージングが開発され、臨床応用されつつある。
本研究では、Synthetic MRI及びその他のミエリンイメージングを行い比較することで、非侵襲的な生体内のミエリン量の評価に最適な手法を確立することである。加えて、多発性硬化症(multiple sclerosis: MS)などのミエリンが障害される疾患の診断およびMSの類縁疾患との鑑別を行い、イメージングバイオマーカーの創出を目指す。さらに経過・縦断的評価や治療効果判定を可能とすることで、機序不明なMS等の脱髄疾患の治療に大きく貢献することが期待できる。

Outline of Annual Research Achievements

①Synthetic MRIによるミエリンイメージングとして最近利用可能になった3D-QALASを用いたミエリンマップと他のミエリン画像との比較はいまだなされていない。そこで、3D synthetic MRIのミエリンマップと、ミエリンへの特異度が高いとされるinhomogeneous magnetization transfer imaging (ihMT) やmyelin water content (MWF)の相関を健常者にて調べた。myelin volume fraction (MVF)とihMTの間には強い相関が得られたが、MWFと他のマップの相関はそれよりも低かった。これらはいずれもミエリンの異なる側面を計測しているためと考えられた。日本神経放射線学会にて発表した。また、本研究結果は国際磁気共鳴医学会にて発表予定であり、患者群(多発性硬化症)との比較して研究結果を論文投稿準備中である。
②多発性硬化症では脳表から進行する炎症反応のプロセスがあり、側脳室周囲白質の障害に脳室側優位の勾配があることが知られている。この勾配の程度を評価したgradient mapの有用性が示されているが、現在までは2Dのmagnetization transfer ratio (MTR)やT1 mapでの評価のみであるため、評価されていないsynthetic MRIのmyelin mapで、生体内のミエリン量の評価の最適化を行う。本研究結果は現在解析中である。
③2Dのsynthetic MRI にて複数回撮像した多発性硬化症患者のsynthetic MRIのmyelin mapや先進的拡散MRIの評価を行った。軸索とミエリンの障害の程度が縦断的に評価して、多発性硬化症の再燃の診断および経時的評価や治療効果判定に有用なイメージングバイオマーカーとしての有用性を確立するために現在解析中である。

Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

3D-QALASを用いたミエリンマップと他のミエリン画像との比較は論文準備中である。また、多発性硬化症および健常者にてsynthetic MRIの縦断解析やgradient mapの有用性の解析はほぼ終了している。

Strategy for Future Research Activity

当該年度は健常者でのvalidationに時間を費やした。今後は主に多発性硬化症において解析・報告を進めていく。

Research Products

• [Presentation] ミエリン測定法：ボランティアを対象とした各種イメージング手法の比較と相関解析 (2022)
  • Author(s): 仲谷 元 , 萩原 彰文 , 尾﨑正則 , 草原博志 , 藤田 翔平 , アンディカ クリスティナ , 鎌形 康司 , 堀 正明 , 和田 昭彦 , 阿部 修 , 青木 茂樹
  • Organizer: 第52回日本神経放射線学会