2018 Fiscal Year Annual Research Report
拡散・灌流・磁化率ＭＲＩの統合による多角的無侵襲脳循環代謝イメージング法の確立
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17H04304
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| Research Institution | Iwate Medical University |
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Principal Investigator |
佐々木 真理 岩手医科大学, 医歯薬総合研究所, 教授 (80205864)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
小笠原 邦昭 岩手医科大学, 医学部, 教授 (00305989)
工藤 與亮 北海道大学, 大学病院, 准教授 (10374232)
平野 照之 杏林大学, 医学部, 教授 (50346996)
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| Project Period (FY) |
2017-04-01 – 2020-03-31
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| Keywords | 神経画像診断学 / 磁気共鳴画像 / 脳循環代謝 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
脳循環代謝検査は脳卒中の予防や診療において重要な役割を果たしているが、ゴールドスタンダードであるPETやSPECTは、侵襲性・汎用性・即時性・経済性の点で課題が多い。そこで、MRIによる拡散・灌流・磁化率画像を統合することで、脳血流量(CBF)、血管反応性(CVR)、脳血液量(CBV)、脳酸素摂取率(OEF)などの機能画像を高精度に算出する独自の画像解析法を開発し、急性期脳梗塞や慢性脳虚血における精度検証を行うことで、PET・SPECTの代替となりうる次世代無侵襲脳循環代謝検査法を確立する。本研究によって、発症・合併症予測や重症度評価が容易となり、治療戦略の決定や有害事象の予防に寄与することが期待できる。当該年度は以下の研究を実施した。
【MRIによる多角的無侵襲撃脳循環代謝解析法の開発】IVIMでは、昨年度改良した独自の解析ソフトエアと最適化した解析パラメータを用い、IVIM-CBVの精度をアセタゾラミドSPECT-CVRと比較検証した。ASLでは、昨年度開発したHadamard符号化に加え低解像度multiPLDによるATT補正法を新たに実装し、CBFの精度をSPECTと比較検証した。
【MRI撮像法の標準化と解析アルゴリズムの最適化】昨年度開発したQSM-OEF解析ソフトウエアにおいて、磁場強度や機種毎にフィルタリング・血管除去パラメータを最適化した。
【PET・SPECTとの比較によるMRI脳循環代謝検査法の精度検証】CEA術前の慢性脳虚血患者20名およびもやもや病20名に対し、3T MRIを用いてIVIM・ASL・QSM元画像を撮像し、PETまたはSPECTも撮像した。術中・術後イベントや予後についての情報収集を随時行った。また、急性期脳梗塞患者20名に対し、3T MRIを用いてQSM元画像などを撮像し、有害事象や予後についての情報収集を随時行った。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
【MRIによる多角的無侵襲撃脳循環代謝解析法の開発】ASLでは、新たに低解像度multiPLD法によるATT補正法を導入することができ、CBFの精度向上を実現できた。しかし、背景信号抑制技術が未だ不安定であり、シークエンスの更なる改良が必要と考えられた。IVIMでは、パラメータ・アルゴリズムの最適化によってCBVの精度向上を実現できた。しかしながら、その検出精度に限界があることが明らかとなり、ASLによるCBV計測法の開発が必要と考えられた。
【MRI撮像法の標準化と解析アルゴリズムの最適化】QSMについては、磁場強度や機種毎に最適なパラメータを設定することで、いずれの装置でも良好なOEF画像を算出できるようになった。IVIMについても、最適化したアルゴリズムを用いることによって多機種の元画像の解析が可能となった。
【PET・SPECTとの比較によるMRI脳循環代謝検査法の精度検証】CEA術前の慢性脳虚血患者およびもやもや病患者については、予定通りMRI, PET/SPECTの撮像を実施することができた。中間解析では、MRIによるCBF, CBV, OEFの値がPETやSPECTと高い相関を有することが明らかとなった。急性期脳梗塞患者についても、予定通りMRIの撮像を実施することができた。中間解析では、QSM-OEF異常域と虚血ペナンブラ領域が高い相関を有することが明らかとなった。
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| Strategy for Future Research Activity |
【MRIによる多角的無侵襲撃脳循環代謝解析法の開発】次年度は Hadamard符号化ASL によるCBV算出アルゴリズムの開発に重点的に取り組むとともに、IVIMとの精度比較を実施する。低解像度multiPLD ASLのシークエンス改良とATT-補正CBF算出アルゴリズムの開発にも取り組む。また、IVIM-CBV, ASL-CBF, QSM-OEFコレジストレーションソフトウエアの改良を実施する。
【MRI撮像法の標準化と解析アルゴリズムの最適化】Hadamard符号化ASL と低解像度multi-PLD ASLによるATT補正CBFの精度比較を実施する。ASL-CBV, IVIM-CBVの機種間差異を比較検証し、解析パラメータの最適化を実施する。
【PET・SPECTとの比較によるMRI脳循環代謝検査法の精度検証】CEA術前の慢性脳虚血患者およびもやもや病患者については、引き続きMRI撮像を実施し、コレジストレーションソフトウエアによる自動解析結果を用いてMRIによるCBF, CBV, OEFとPET/SPECTとの相関を検証するとともに、貧困灌流や術中/術後合併症の予測能を明らかにする。急性期脳梗塞患者についても、引き続きMRI撮像を実施し、QSM-OEF異常域と虚血ペナンブラ領域の相関を検証するとともに、予後予測能を明らかにする。
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Research Products
(14 results)
