磁気共鳴法による神経興奮伝達画像の開発と脳機能画像への応用

1998 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 09557072
• Research Institution: Kyoto Prefectural University of Medicine
• Principal Investigator: 成瀬 昭二 京都府立医科大学, 医学部, 助教授 (50106407)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 清水 公治 島津製作所, 医用機器事業部, 課長 ; 堀川 義治 京都府立医科大学, 医学部, 講師 (20150584) ; 古谷 誠一 京都府立医科大学, 医学部, 助手 (10271173)
• Keywords: 神経興奮伝達画像 / Echo Planar Imaging(EPI) / 脳機能画像 / 画像アレイプロセッサー / 拡張強調画像 / 超高速MRI / 傾斜磁場 / マイクロイメージング

Research Abstract

本研究の目的は、神経細胞の興奮・伝達を直接画像化する全く新しい方法を開発することにある。大きく分けて3段階の研究からなる。第一は磁気共鳴法(MR)による神経細胞の興奮・伝達を画像化する方法の開発である。第二はこの方法を動物実験モデルに適用し、脳機能画像法としての確立をはかる。第三は、人体用1.5T MR装置への適用をはかり、ヒトでの神経興奮伝達画像法の確立と脳機能の機序解明への応用を行うことである。そのために、昨年度は主に、実験用装置でのハードウエアと測定方法の基礎的確立を目標として研究を行い、実験用MR装置(7.OT Unity-INOVA300SWB,Varian)への超強力傾斜磁場コイルと画像処理アレイプロセッサーの組込みによる超高速磁気共鳴マイクロイメージングの構築を行った。しかし、予算削除のため超強力傾斜磁場コイルが目的どおり得られなかったので、本年度はこれを含むハードウエアの完全作動を目指して研究・開発を続けた。これとは別に、臨床用1.5T装置内でマイクロイメージングを測定可能ならしめる装置(Mrmics:城南電子、筑波)をも導入して、併行して研究を進めた。まず、測定パルス系列としてはEPIシーケンスによる、超高速磁気共鳴マイクロイメージングを可能にした。また、画像用アレイプロセッサーを用いて超高速画像取得とデータ処理を行うよう改良した。
これらの装置を完全作動の検討と共に、EPI法を改良した超高性能磁気共鳴マイクロイメージングに、拡散強調パルスを加えた測定系列を現在開発中である。この測定方法はNMR測定技術に、超強力なハードウエアとコンピュータ技術が相まって可能となるもので、高い空間分解能と強力な拡散強調で細胞内外への瞬時の水の出入りを検出することが可能になると考えられる。これをもとに測定系の必要条件の情報を取得レて、強力な傾斜磁場を備えた臨床用MR装置に移植する環境を整える。

Research Products

• [Publications] Osamu Kizu,et al.: "Application of proton chemical shift imaging in monitoring of gamma knif radiosurgery on brain tumors." Magnetic Resonance Imaging. 16(1). 197-204 (1998)
• [Publications] 成瀬 昭二: "画像診断による脳機能評価(1) MRI(functional image,diffusion/purfusion image)" Current Therapy. 16(10). 185-187 (1998)
• [Publications] 成瀬 昭二ら: "脳卒中の画像診断:functional MRI" 中外医学社, (1998)
• [Publications] 成瀬 昭二ら: "脳科学ハンドブック:機能的 MRI" 朝倉書店(印刷中), (1998)