2004 Fiscal Year Annual Research Report
MRIを応用した頭蓋内圧・組織圧縮率・磁化率・脳温の非侵襲計測
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15500325
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| Research Institution | Tokai University |
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Principal Investigator |
黒田 輝 東海大学, 電子情報学部, 助教授 (70205243)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
松前 光紀 東海大学, 医学部, 助教授 (20209604)
厚見 秀樹 東海大学, 医学部, 助手 (30307269)
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| Keywords | 脳 / MRI / 頭蓋内圧 / 組織圧縮率 / 温度 / 等価電気回路 / 逆問題 / 非浸襲 |
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| Research Abstract |
本研究では化学シフトに基づく脳内温度分布の非侵襲画像化法ならびにMR流速測定に基づく頭蓋内圧及び組織弾性を非侵襲推定する方法を提案し,その有用性を検討してきた.頭蓋内圧及び組織弾性の推定のために血流・脳脊髄液流を電流で,圧力を電圧で,脳実質から脳脊髄腔への圧変換を変圧器で表した等価電気回路を構築した.MR流速画像から求めた血流ならびに脳脊髄液の流量を電流としてこの等価回路に与え,2次側素子(抵抗,リアクタンス,相互インダクタンス)を同定する逆問題を解き,頭蓋内圧と脳組織圧縮率を推定する方法を提案した.評価関数には推定流量値と実測流量値の差の二乗和をとったため,大局解は3つの素子値のなす3次元空間における直線として求まった.昨年度までに脳循環ファントムならびにボランティア(健常者5名,脳腫瘍患者2名)に対して提案法を適用し,脳弾性指標ならびに圧力指標を決定できることを確認した.
以上を受けて,本年度はまず同一の健常ボランティアに対して10回の流速撮像を行ない流量測定と素子推定の再現性を検討した.動脈流量ならびにCSF流量の標準偏差は各々±9%ならびに±10%で定常流と同程度の誤差範囲であった.脳組織弾性ならびに頭蓋内圧指標の標準偏差は各々±8.5%ならびに±12%で,流量測定と同様の再現性を有した.また動脈血とCSFの両流速測定時の心拍数が等しい場合は,異なる場合に比べて推定値のばらつきが著しく小さいことがわかった.そこで新たに健常群30名(22〜63歳)ならびに脳腫瘍患者群11名(27〜69歳)のデータを取得し,心拍周期のずれが流速の標本化間隔(=心拍周期/16)よりも小さかった場合のみを使って,脳弾性指標と頭蓋内圧指標を求めた.両指標を縦及び横軸にとって解の分布を2次元でマップした.その結果,病態が軽微な患者は両指標の分布が健常群とオーバーラップしたが,病態が重篤な患者では健常群とは有意に異なる位置に両指標が分布した.この結果から所期の目標であった弾性指標と頭蓋内圧に基づく病態の区分けの可能性が示された.現在,ここまでの成果を原著論文にまとめると共に,血流とCSF流を同時撮像する新しいシーケンスの開発に着手した.
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