病態モデル動物を用いた超偏極希ガスMRI/MRSの臨床応用研究

2003 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 14370277
• Research Institution: Osaka University
• Principal Investigator: 藤原 英明 大阪大学, 医学系研究科, 教授 (90107102)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 木村 敦臣 大阪大学, 医学系研究科, 助教授 (70303972) ; 村瀬 研也 大阪大学, 医学系研究科, 教授 (50157773)
• Keywords: 超偏極希ガス / Xe NMR / MRI / MRS / 肺画像 / 肺機能評価 / 生体温度測定

Research Abstract

超偏極Xe-129製造装置の改良については、既に試作した偏極率3-5%の装置での実験から、Xeガス2.5%の混合ガスの使用とXeガスの凍結分離により20-30%への偏極率の向上を実現し、マウス肺吸入にボーラス投与的に利用すれば有効なことを確かめた。
初年度のMRI実験で、麻酔自発呼吸条件下のマウスについて、肺空洞のXe-129ガス画像を得ることが出来た。本年は同じ実験条件下で、200ppm付近の溶解ガスピークから肺画像を得ることができ、両画像の比較から梗塞の有無を確認する実験の基礎が整った。さらに、肺吸入についてのwash-in/wash-out曲線をMRSにより観察し、肺機能評価の方法を検討した。ここでは、wash-out曲線が指数減衰型(時間に対して)であることを確認した。生体親和性の低いHe-3の超偏極ガスについても、この指数減衰型を確認した。
病態モデルマウスについては,Adult Resrpiratory Distress Syndrome(ARDS)の呼吸疾患モデルとしてVentilator-Induced Lung Injury(VILI)に注目し検討を行った。上記wash-out曲線の解析の適用結果では、健常マウスと比べてVILIマウスでは換気特性が悪化している傾向が認められた(第2回International Workshop on Pulmonary MRIandMRS(2004)で発表予定)。その他、溶解ピークからの検討も加えている。
本年は肺吸入後の脳画像取得にも成功した。脳のMRSでは、肺と良く似たスペクトルパターンが得られたが、この信号の最終的な帰属は、現在詳細に確認中である。
生体温度の非侵襲測定への応用については、MRSにおいて多核種内部基準法を適用して検討し0.2℃程度の精度で血中温度測定が出来る可能性が示せた(International Workshop on Quantitation in Biomedical Imaging with PET and MRI(2004年1月、大阪))。

Research Products

• [Publications] K.Saito, A.Kimura, H.Fujiwara: "The Study of Xe Adsorption Behaivior in Meso-Size Pores of Carbon Black Materials using Laser-Polarized 129Xe NMR Spectroscopy"Mag.Reson.Imag.. 21. 401-403 (2003)
• [Publications] H.Fujiwara, A.Kimura, T.Wakayama: "Proceedings of the International Workshop on Quantitation in Biomedical Imaging with PET and MRI 出版社:Elsevier"Hyperpolarized Xe-129 as a Novel Probe Agent of Lung Functions in MRI and MRS. Experimental Results with Mice at 9.4T. 10 (2004)
• [Publications] Y.Kawata, T.Kamiya, H.Miura, A.Kimura, H.Fujiwara: "Proceedings of the International Workshop on Quantitation in Biomedical Imaging with PET and MRI 出版社:Elsevier"Practical Application of NMR Spectra of ^<129>Xe dissolved in Red Blood Cell. 4 (2004)
• [Publications] M.Narazaki, T.Wakayama, A.Kimura, H.Fujiwara: "Proceedings of the International Workshop on Quantitation in Biomedical Imaging with PET and MRI 出版社:Elsevier"MRI and MRS of hyperpolarized ^<129>Xe in the Chest of Mouse. Effect of Contrast Agent on the MRS. 4 (2004)
• [Publications] T.Wakayama, T.Oose, M.Narazaki, A.Kimura, H.Fujiwara: "Proceedings of the International Workshop on Quantitation in Biomedical Imaging with PET and MRI 出版社:Elsevier"MRI and MRS of Mouse Head at 9.4 T Using Hyperpolarized Xenon Gas. 4 (2004)