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2016 Fiscal Year Research-status Report

分子イメージングにおけるMRIの高感度化を目指した要素技術の確立

Research Project

Project/Area Number 15K01283
Research InstitutionKyoto University

Principal Investigator

今井 宏彦  京都大学, 健康長寿社会の総合医療開発ユニット, 特定助教 (40506466)

Project Period (FY) 2015-04-01 – 2018-03-31
Keywords磁気共鳴イメージング / 核磁気共鳴 / 分子イメージング
Outline of Annual Research Achievements

磁気共鳴画像法(MRI)による分子イメージングの飛躍的な高感度化を実現する構想の中で、本研究では化学交換飽和移動(CEST)法を中心とした各要素技術の確立を目的としている。通常のMRI撮像と比べて撮像に時間を要するCEST MRIにおいて、画像取得に必要なデータ収集を高効率に行う手法の開発は、生体計測を対象とする分子イメージングにおいて必須である。前年度には、CEST MRI撮像の高速化につながる新しい撮像法を提案し、数値シミュレーションおよびファントム実験による検証を行い、現状の問題点を明らかとした。当該年度では、この問題点の解決策として、改良型の撮像パルス系列の適用を提案し、数値シミュレーションおよびMRI装置への実装とファントム実験による検証を行った。その結果、前年度に検証した方法では観測が困難であったCEST信号が明瞭に検出できた。一方で、CEST MRIの新たな対象分子となりうる候補物質について、前年度には、水溶液ファントムによる実験からCEST MRIによる検出が可能であることを明らかとしたが、in vivoでの条件では交換速度が速いことにより計測が困難であることが問題点であった。この問題点を解決するため、当該年度では、交換速度が速い対象であってもCEST信号を検出できる可能性のある撮像パルス系列について、数値シミュレーションによる撮像条件の最適化およびMRI装置への実装と実験による検証を行い、in vivo計測に向けた基礎データを取得した。

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

本研究目的として挙げている高効率なCEST MRI撮像法の開発および新規対象物質の探索について、前年度に明らかとなった、それぞれ提案手法および候補物質に関する課題に対して、当該年度はこれらを克服するための取り組みがおおむね順調に進展したと言える。

Strategy for Future Research Activity

提案した新規CEST MRI撮像法について、さらに詳細な検討を進め手法を洗練するとともに、実験系を水溶液ファントムからin vitroさらにin vivoの系へと進める予定である。CEST MRIの新規対象物質についても、引き続きin vivo計測へ向けた取り組みののち、in vivoでの計測を行う予定である。

  • Research Products

    (7 results)

All 2017 2016

All Journal Article (2 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results,  Peer Reviewed: 2 results) Presentation (3 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results) Book (2 results)

  • [Journal Article] Treatment response of ethyl pyruvate in a mouse model of chronic obstructive pulmonary disease studied by hyperpolarized 129Xe MRI2017

    • Author(s)
      Atsuomi Kimura, Yukiko Yamauchi, Shota Hodono, Neil J Stewart, Osamu Hosokawa, Yu Hagiwara, Hirohiko Imai, Hideaki Fujiwara
    • Journal Title

      Magnetic Resonance in Medicine

      Volume: - Pages: in press

    • DOI

      10.1002/mrm.26458

    • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Hyperpolarized 129Xe MRI using isobutene as a new quenching gas2016

    • Author(s)
      Shota Hodono, Hirohiko Imai, Yukiko Yamauchi, Ayano Kawamura, Hironobu Matsumoto, Shintaro Okumura, Hideaki Fujiwara, Atsuomi Kimura
    • Journal Title

      NMR in Biomedicine

      Volume: 29 Pages: 1414-1419

    • DOI

      10.1002/nbm.3585

    • Peer Reviewed
  • [Presentation] 超偏極キセノンガスを用いた二次元NMRによるカーボンナノチューブの細孔解析2016

    • Author(s)
      藤原英明、木村敦臣、今井宏彦、宮脇仁、尹聖昊、池田基、吉鉉植、出田圭子、齋藤公児、金橋康二
    • Organizer
      第55回NMR討論会
    • Place of Presentation
      広島国際会議場(広島県広島市)
    • Year and Date
      2016-11-16 – 2016-11-18
  • [Presentation] 循環型超偏極キセノンガスを利用したカーボンナノチューブのNMR分析2016

    • Author(s)
      齋藤公児、藤原英明、木村敦臣、程野祥太、今井宏彦、宮脇仁、尹聖昊、池田基、吉鉉植、出田圭子、金橋康二
    • Organizer
      日本分析化学会第65年会
    • Place of Presentation
      北海道大学工学部(北海道札幌市)
    • Year and Date
      2016-09-14 – 2016-09-16
  • [Presentation] Pulmonary functional imaging using quasi-completely hyperpolarized 129Xe MRI2016

    • Author(s)
      Atsuomi Kimura, Akihiro Shimokawa, Shota Hodono, Yu Ozaki, Naoto Miyazaki, Hirohiko Imai, Hideaki Fujiwara
    • Organizer
      The 27th International Conference on Magnetic Resonance in Biological Systems
    • Place of Presentation
      Kyoto (Japan)
    • Year and Date
      2016-08-21 – 2016-08-26
    • Int'l Joint Research
  • [Book] ``Brain imaging using hyperpolarized xenon MRI'' in ``Hyperpolarized and Inert Gas MRI. From Technology to Application in Research and Medicine''2016

    • Author(s)
      Francis T Hane, Hirohiko Imai, Atsuomi Kimura, Hideaki Fujiwara, Madhwesha Rao, Jim Wild, Mitchell S Albert
    • Total Pages
      332 (251-262)
    • Publisher
      Elsevier
  • [Book] ``Development and application of mouse imaging using hyperpolarized xenon'' in ``Hyperpolarized and Inert Gas MRI. From Technology to Application in Research and Medicine''2016

    • Author(s)
      Hirohiko Imai, Atsuomi Kimura, Hideaki Fujiwara
    • Total Pages
      332 (115-129)
    • Publisher
      Elsevier

URL: 

Published: 2018-01-16  

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