超偏極希ガス簡易供給装置の開発と高感度磁気共鳴による脳機能計測の研究

2002 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 13035029
• Research Institution: Osaka University
• Principal Investigator: 藤原 英明 大阪大学, 医学部, 教授 (90107102)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 木村 敦臣 大阪大学, 医学部, 助手 (70303972)
• Keywords: 超偏極希ガスNMR / Xe-129化学シフト / 温度依存性 / 生体温度測定 / 多核種内部基準法

Research Abstract

本年度は、これまで我々が試作した超偏極Xe-129製造装置に改良を加え、希釈ガスを用いない条件下で3-5%の偏極率のガスを定常的に使用出来るようにした。
超偏極Xeガスは、肺吸入を通して脳での信号が観察できることが知られているので、マウスを用いて上記試作装置にて生成した超偏極Xeガスの吸入実験を行った。肺では強いガス信号と共に生体に溶け込んだ弱い信号が化学シフト200ppm付近に観察出来た。この溶解した信号は主に3本に分かれており、血液、組織、肺表層に溶解した信号と考えられた。これらの信号の肺吸入時の経時変化の観察から、Xeがガス中から肺組織に溶け込む際の速度定数の測定が可能と考えられた。このようなデータは肺胞表面のXe原子の動態解析に有効で、それを通しての病態解析にも有効と考えられる。
マウスについて、超偏極Xeガスの肺吸入を通して脳での信号を観察した。脳ではXeの信号が200ppm付近に複数本確認出来た。これらの信号の帰属は現在進行中である。この200ppm付近の信号の温度依存性を利用した非侵襲生体内温度測定の可能性が報告されているが詳しい実験はないので、その信頼性を確かめるべく基礎データを収集した。ここでの新たな問題は、温度と化学シフトの直線性が保証されるかどうかである。即ち、純水中(in vitro)の測定では、Xe-129化学シフトは温度と直線的でないことが確認された。多核種内部基準法を採用し、生体に溶解したXe-129信号を分離して精密に化学シフトを測定することにより非侵襲生体内温度測定が実現可能と考えられるので、さらに詳しい実験を遂行中である。

Research Products

• [Publications] J.Fukutomi, E.Suzuki, T.Shimizu, A.Kimura, H.Fujiwara: "Analysis of the Effect of Foreign Gases in the Production of Hyperpolarized ^<129>Xe Gas on a Simple System"Journal of Magnetic Resonance. 160. 26-32 (2003)