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2016 Fiscal Year Annual Research Report

Molecular imaging of cerebral water flow with a new concept of AQP4

Research Project

Project/Area Number 15K15453
Research InstitutionUniversity of Fukui

Principal Investigator

岡沢 秀彦  福井大学, 高エネルギー医学研究センター, 教授 (50360813)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 森 哲也  福井大学, 高エネルギー医学研究センター, 助教 (40397287)
Project Period (FY) 2015-04-01 – 2017-03-31
Keywords脳内水動態 / ミクロオートラジオグラフィー / アクアポリン / コンパートメント解析 / O-15ポジトロンCT (PET) / MRI-ASL
Outline of Annual Research Achievements

従来から臨床で用いられているPET, MRIの水動態画像は、水分子の受動的拡散を基本概念とする理論により開発されてきたが、アクアポリン(AQP)という新しい水チャンネルに基づく理論の再構築が求められている。AQPによる血中水分子の脳内移行に関する詳細な報告はこれまでになく、新規画像法の基盤となるミクロレベルでの再検討が必要である。脳における水分子の動態を、AQPによる選択的輸送という物質的観点から解明し、AQP機能による恒常性の維持と、機能破綻による病的状態の描出法等を、組織レベルから生体画像におけるマクロレベルまで、解析法を含めて検討するため、水分子のミクロオートラジオグラフィー法(miARG)を開発し、水動態の分子レベルでの解明に取り組んだ。また、基礎的指標を画像解析に応用する取り組みとして、O-15水PET画像の画素単位での計算法を開発した。
miARGでは、ラットにトリチウム水([H-3]H2O)を静脈内投与した後、ラット屠殺時間を変化させて脳細胞内[H-3]H2O濃度の経時的変化を観察した。脳細胞内[H-3]H2O分子数の経時的な変化を計測することで、細胞移行速度を理論的に計算する方法を考案した。一方、O-15水PET画像における画素単位計算法の開発では、入力関数を2段階で補正する方法を取り入れることにより、局所入力関数の推定が精度高く可能となり、詳細な水の動態が解析可能となった。また、局所脳血流量を画素毎に計算するソフトを開発し、高精度水動態定量画像の臨床的有用性が示され、学会および英文論文(Ann Nucl Med)にて発表した。さらに、O-15水PETの非侵襲的定量法の研究に取り組み、動脈採血法と遜色のない高い精度で脳血流量および動脈血液量を測定する方法を開発し、論文報告した(Phys Med Biol)。

  • Research Products

    (12 results)

All 2017 2016

All Journal Article (4 results) (of which Peer Reviewed: 4 results,  Open Access: 2 results,  Acknowledgement Compliant: 2 results) Presentation (8 results) (of which Int'l Joint Research: 2 results,  Invited: 4 results)

  • [Journal Article] Pixel-by-pixel precise delay correction for measurement of cerebral hemodynamic parameters in H215O PET study.2017

    • Author(s)
      Islam MM, Tsujikawa T, Mori T, Kiyono Y, Okazawa H
    • Journal Title

      Ann Nucl Med

      Volume: 31 Pages: 283-294

    • DOI

      10.1007/s12149-017-1156-5

    • Peer Reviewed / Open Access / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] Estimation of arterial input by a noninvasive image derived method in brain H215O PET study: Confirmation of arterial location using MR angiography.2017

    • Author(s)
      Islam MM, Tsujikawa T, Mori T, Kiyono Y, Okazawa H
    • Journal Title

      Phys Med Biol

      Volume: 62 Pages: 4514-4524

    • DOI

      10.1088/1361-6560/aa6a95

    • Peer Reviewed / Open Access / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] Arterial transit time mapping obtained by pulsed continuous 3D ASL imaging with multiple post-label delay acquisitions: Comparative study with PET-CBF in patients with chronic occlusive cerebrovascular disease.2016

    • Author(s)
      Tsujikawa T, Kimura H, Matsuda T, Fujiwara Y, Isozaki M, Kikuta K, Okazawa H
    • Journal Title

      PLoS ONE

      Volume: 8 Pages: e0156005

    • DOI

      10.1371/journal.pone.0156005

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Cerebral hyperperfusion syndrome resulting in subarachnoid hemorrhage after carotid artery stenting.2016

    • Author(s)
      Isozaki M, Arai Y, Higashino Y, Okazawa H, Kikuta K
    • Journal Title

      Ann Nucl Med

      Volume: 30 Pages: 669-674

    • DOI

      10.1007/s12149-016-1108-5

    • Peer Reviewed
  • [Presentation] Measurement of cerebral blood flow with H215O PET/MRI2017

    • Author(s)
      Okazawa H, Tsujikawa T, Higashino Y, Arishima H, Mori T, Kiyono Y, Kikuta K
    • Organizer
      Brain/Brain PET 2017
    • Place of Presentation
      Berlin, Germany
    • Year and Date
      2017-04-01 – 2017-04-04
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Estimation of noninvasive arterial input in brain O-15 water PET study.2016

    • Author(s)
      Islam MM, 辻川哲也、森哲也、清野泰、岡沢秀彦
    • Organizer
      第56回日本核医学会学術集会総会
    • Place of Presentation
      名古屋国際会議場(愛知県 名古屋市)
    • Year and Date
      2016-11-03 – 2016-11-05
  • [Presentation] PET/MRIの臨床応用2016

    • Author(s)
      岡沢秀彦
    • Organizer
      第56回日本核医学会学術集会総会
    • Place of Presentation
      名古屋国際会議場(愛知県 名古屋市)
    • Year and Date
      2016-11-03 – 2016-11-05
    • Invited
  • [Presentation] 脳神経核医学の基礎:脳血流SPECT以外2016

    • Author(s)
      岡沢秀彦
    • Organizer
      第52回日本医学放射線学会秋季臨床大会
    • Place of Presentation
      京王プラザホテル(東京都 新宿区)
    • Year and Date
      2016-09-16 – 2016-09-16
    • Invited
  • [Presentation] PET/MRIハイブリッドイメージングの技術と臨床的有用性2016

    • Author(s)
      岡沢秀彦
    • Organizer
      PETサマーセミナー2016 in 熊本
    • Place of Presentation
      ANAクラウンプラザホテル熊本ニュースカイ(熊本県 熊本市)
    • Year and Date
      2016-08-27 – 2016-08-27
    • Invited
  • [Presentation] PET/MR (GE Signa)の初期経験2016

    • Author(s)
      岡沢秀彦
    • Organizer
      第28回九州大学放射線科研究会
    • Place of Presentation
      九州大学馬出キャンパス(福岡県 福岡市)
    • Year and Date
      2016-07-04 – 2016-07-04
    • Invited
  • [Presentation] Clinical benefits of precise delay correction for CBF measurement in O-15 water PET study.2016

    • Author(s)
      Islam MM, Tsujikawa T, Mori T, Kiyono Y, Okazawa H
    • Organizer
      The 62st Annual Meeting of The Society of Nuclear Medicine and Molecular Imaging
    • Place of Presentation
      San Diego, USA
    • Year and Date
      2016-06-11 – 2016-06-15
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 脳画像領域におけるSigna PET/MRの有用性と問題点2016

    • Author(s)
      岡沢秀彦
    • Organizer
      日本脳神経核医学研究会 脳PETワークショップ
    • Place of Presentation
      パシフィコ横浜(神奈川県 横浜市)
    • Year and Date
      2016-04-17 – 2016-04-17

URL: 

Published: 2018-01-16  

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