磁気共鳴画像支援により受動的誘導可能な機材開発の基礎的研究

2018 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 17K10897
• Research Institution: Kobe University
• Principal Investigator: 藤田 敦史 神戸大学, 医学部附属病院, 講師 (60379360)
• Project Period (FY): 2017-04-01 – 2020-03-31
• Keywords: 磁気共鳴画像支援 / 血管内治療 / 被爆 / 低侵襲治療

Outline of Annual Research Achievements

本年度は前年度に作成した受動的誘導目的のカテーテルを使用し，MRIの撮像条件設定を行った．本研究では将来的な臨床応用にスムーズに移行できることを考え，通常の臨床で用いられる先端部2.3フレンチ(Fr)のマイクロカテーテル先端に微細な銅線を密に巻く試作カテーテルを用いてきた．この試作カテーテルで先行研究で使用してきたfully refocused steady-state free precession (SSFP)撮影でのMRIガイドでの誘導を行っていくと，コイルのターン数，電流の増加に伴い明らかにSNR，CNRの低下が認められたためにカテーテルの改良も必要と判断した．コイルからの絶縁誘導線は技術的問題からカテーテル外を併走して手元部まで誘導することでパワーボックスに接続する誘導線としたが，この影響を検証するために，本年度はより内腔の広い4Frカテーテル（内腔1.02mm）に2本のリードを通したカテーテルを作成して検証した．このカテーテルを用いてマイクロコイルを30から50ターンの異なるタイプを作成，10-700mmAの電流を流すことで磁場を発生させた．撮影はこれまで同様，拍動血管モデルファントム（持続1%ガドリニウム溶液灌流型）を使用し，マイクロコイルの巻数，電流を変化させてカテーテル先端部に関して画像のゆがみを含めた描出能，カテーテル先端部から1cm，5cmの部分でSNR（信号雑音比），CNR（造影雑音比）を算出した．前年度に使用したカテーテル外にリードが露出した状態のカテーテルと比較して，2本のリードをカテーテル内腔に通したほうが全ての部分で 有為差を持ってSNR，CNRの改善が得られる事を示した．この結果からコイル装着カテーテルの改良が必要であることは明らにした，次年度以降も継続して改良に取り組む．

Current Status of Research Progress

3: Progress in research has been slightly delayed.

Reason

臨床応用を見据えたという観点から既存カテーテルの使用にこだわってきたが，既存の内腔が細いマイクロカテーテルでは描出能が劣っていることが判明し，複数本のリードを通すということを優先して使用するカテーテルサイズを大きくせざるを得なかった．この研究結果により，前年度に作成したカテーテルと比較して描出能が改善されたことが示された．臨床応用出来る細径サイズのカテーテルの作成という点から，当初の計画から遅れが認められる．臨床で使用される細いカテーテル内腔に二本の絶縁誘導線を手元まで通すことを次年度以降の課題とし，本年度はカテーテル描出能に大きく影響する因子の除外に取り組んだ．視認性を優先して研究を進めるため，カテーテル外にリードを通す方法を避けてカテーテルサイズを大きくする方法で研究を推進する．臨床応用時にはカテーテル内腔はガイドワイヤーや他のディバイスを通す必要があり，実用化に向けてはリードをカテーテル壁に埋め込むことが理想であるが，この点に関しては今後も検討を要し産学協同開発等の方策も模索する．SSFP撮影は受動的誘導に用いるマイクロコイル導入により，動的撮影時によりアーチファクトが増大することが判明していたが，こちらに関して本年度に改良は行えてないため次年度以降の課題とする．

Strategy for Future Research Activity

前年度に作成したマイクロコイル装着カテーテルの可視化のための撮像条件改良を継続して行う．同時に技術的側面からのアプローチも追加しリード処理を解決出来るようにする．また，生体内での熱発生に関する基礎研究も臨床応用には避けて通ることが出来ない．このため，マイクロコイル装着カテーテルを受動的誘導する際に発生する熱の検討も同時並行で行う．先端コイルに発生する熱が血管壁に与える影響を考慮する必要があり，前年度検討した画像の視認性から得られた至適電流を流す際のコイル先端部の温度を様々な環境下で測定する．コイル先端部の温度測定用には，マイクロカテーテル先端部に市販されている細径の熱電対温度計を設置して測定する．電流が流れる時間等を変更して温度変化を測定し，それが生体に与える影響を検討する．また，温度変化を最小限に抑えるための補助的な手法，例えばマイクロカテーテル内に冷却用の灌流液を流したときの効果を検討する．体温に近い37度の灌流液を流す場合や，低体温療法時に使用する32度の灌流液，ないしは冷却効果が不十分な場合は25度の灌流液での検討を計画する．これらの実験結果から，カテーテルの発熱に関してその安全性や，冷却効果に関して確立する段階まで発展させたい．

Causes of Carryover

前年度に作成した既存カテテールを使用したマイクロコイル装着カテーテルを用いての受動的誘導を行うに際して，アーチファクトによる可視化の遅れが生じた．臨床応用を見越して細径カテーテルの誘導を実現する計画であったが，このアーチファクトは今後無視できない画像のゆがみであると判断し，ゆがみの原因となる要因を再検討することなった．再検討で得られた結果を基にして，アーチファクト軽減のためには一旦，カテーテルサイズを大きくした新たな試作カテーテルの作成をする方針に変更した．実験計画変更に伴い，購入するカテーテル単価が安価になったこと（カテテール内腔サイズが小さいほどカテーテル単価が高い）で次年度使用が生じた．また，試作カテーテルの作成，追加検証により，本年度に計画していたマイクロコイル装着カテーテル誘導時に生じる熱発生に関する検討に遅れが生じたことも影響した．この検討は本年度計画に組み込まれており，本年度予算に繰り越して請求する．