核磁気共鳴と近赤外分光画像法を統合した脳機能障害の非侵襲的検出法の開発

1999 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 11694262
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• Research Institution: Shiga University of Medical Science
• Principal Investigator: 犬伏 俊郎 滋賀医科大学, 分子神経科学研究センター, 教授 (20213142)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 椎野 顯彦 滋賀医科大学, 医学部, 講師 (50215935) ; 森川 茂廣 滋賀医科大学, 分子神経科学研究センター, 助教授 (60220042)
• Keywords: 生体NMR / 脳循環動態 / MR代謝画像 / 脳代謝機能 / 代謝動態 / 酸素運動 / 近赤外分光 / 可視分光

Research Abstract

脳の活動に伴う脳内微小循環をMR画像と分光法により解析するために、本研究の初年度として分光光度計に設計・試作を行った。
1.可視分光法によるラット脳内酸素動態の計測
無侵襲計測のための近赤外分光に加え、小動物の脳内循環動態をさらに詳しく計測するために、可視分光光度計を製作した。本装置は独立した2チャンネルを有し、左右の脳部位において、酸素化型と非酸素化型ヘモグロビンのソーレ吸収帯、556nmおよび585nmおよびこれらの等吸収点577nmの吸収強度から、脳組織内のオキシ・とデオキシ・ヘモグロビン、そしてモグロビンの総量を計測できる。これにより酸素代謝動態が正確に解析できるようになった。
2.NMRによる代謝画像計測と分光計測が同時に作動する連携システムの作成
上記の可視分光光度計の信号検出部を小型化し、実験動物用MR装置での小動物によるMR画像と分光法の同時計測を可能にした。また、そ、MR画像と脳内循環動態との同時計測を可能にするデータ収集ソフトウェアーを作成した。
3.ラット脳虚血モデルにおける脳循環代謝動態のMR、可視分光同時計測
ラットの中大脳動脈の虚血後、及び再開通後における脳血流の動態を分光法で追跡し、患側と健側の脳組織内における酸素の需要度を患側と健側の両側で同時に解析した。また、NMRから得られた代謝動態と分光法で求めた血中の酸素飽和度による酸素の供給量との関連を調べた。
4.エコー・プラナー化学シフト画像法による代謝産物の高速画像化
ラットによる脳虚血モデルにおいてエコー・プラーナーを元にした化学シフト画像の高速取り込み法を開発し、分光法との同時計測を試みた。

Research Products

• [Publications] Katsuyama K. et al.: "Myocardial high-energy phosphates hepatic redox state in..."J.Surg.Res.. 82. 88-94 (1999)
• [Publications] Takaoka A. et al.: "Renal ischemia/reperfusion remotely improves myocardial..."J.A.Coll.Cardiol.. 33. 556-564 (1999)
• [Publications] Murashita J. et al.: "Age-dependent alteration of metabolic response to photic..."Brain Res.. 818. 72-86 (1999)
• [Publications] Akiguchi I. et al.: "Brain proton magnetic resonance spectroscopy and brain..."Arch.Neurol.. 56. 325-330 (1999)
• [Publications] Kato T. et al.: "Relationship of energy metabolism detected by 31P MRS in the..."Neuropsychobiology. 39. 214-218 (1999)
• [Publications] Hamakawa H.: "Quantitative proton magnetic resonance spectroscopy of the..."Psychol.Med.. 29. 639-644 (1999)