2018 Fiscal Year Research-status Report

脳内機能性ネットワークの解析による慢性疼痛の診断と治療効果の検討

Research Project

Project/Area Number	17K10910
Research Institution	Meiji University of Integrative Medicine
Principal Investigator	田中忠蔵明治国際医療大学, 医学教育研究センター, 名誉教授 (80163541)
Co-Investigator(Kenkyū-buntansha)	梅田雅宏明治国際医療大学, 医学教育研究センター, 教授 (60223608) 樋口敏宏明治国際医療大学, 医学教育研究センター, 教授 (80218700) 萬代綾子明治国際医療大学, 医学教育研究センター, 助教 (20769343)
Project Period (FY)	2017-04-01 – 2020-03-31
Keywords	慢性疼痛 / 脳機能 / AKA / 代謝
Outline of Annual Research Achievements	本研究の目的は、脳機能画像法(fMRI)の一種であるdefault mode network(DMN) の解析を応用し、痛みの処理に関わるネットワークを詳細に検討するとともに、MRスペクトロスコピーによる脳代謝の変化を抽出し、慢性疼痛関連ネットワークと神経情報伝達物質の解析から疼痛関与のパターンを解析することにある。今年度は被験者を対象として脳機能画像の安定化を図り精度の検証を行った。3.0T MRI装置(SIEMENS Trio)および32chヘッドコイルを使って安静仰臥位で閉眼状態のrs-fMRIと刺激によるfMRIによって健常同一被験者間でのバラツキについて評価を行い、固定具等の調整を実施した。また、疼痛に対する脳機能評価として、rs-fMRIの症例を重ねた。脳代謝物の検討では、スペクトル分離とフィッティングの精度が重要であり、昨年度に引き続きこれらの改善に注力した。測定には3.0T MRI装置(SIEMENS Trio) を用い、7cm single channel surface coil(7cm_SC)および32ch matrix head coil(32ch)のコイルを使用し、ファントムを用いてパルスシーケンスの最適化を行った選択的に原子核スピンを反転させ化学結合している原子核の磁化を反転させるシーケンスを用いて代謝物の信号を取得した。γ-アミノ酪酸（GABA）などは脳内の濃度が多くないため測定が難しく、また他の代謝物ピークとの重なりがあり、エデティングで分離計測が必要であることから信号が減弱する、計測時間が延長するなどの問題があった。
Current Status of Research Progress	Current Status of Research Progress 3: Progress in research has been slightly delayed. Reason 脳機能に関する検討については概ね順調に推移しているが、代謝物の計測に不安定な要素があり、研究が予定よりも遅れている。脳代謝物に関する検討では、スペクトル分離とフィッティングの精度が重要であり、昨年度に引き続きこれらの改善に注力した。測定には3.0T MRI装置(SIEMENS Trio) を用い、7cm single channel surface coil(7cm_SC)および32ch matrix head coil(32ch)のコイルを使用し、ファントムを用いてパルスシーケンスの最適化を行った選択的に原子核スピンを反転させ化学結合している原子核の磁化を反転させるシーケンスを用いて代謝物の信号を取得した。γ-アミノ酪酸（GABA）などは脳内の濃度が多くないため測定が難しく、また他の代謝物ピークとの重なりがあり、エデティングで分離計測が必要であることから信号が減弱する、計測時間が延長するなどの問題がある。これを解決するために7Tの超高磁場MR装置を用いて脳の代謝物を計測し、代謝物分離ソフト等を用いて結果の比較を行う必要がある。
Strategy for Future Research Activity	被験者から得られた脳機能データを詳細に解析し、痛みとその緩和に依存する伝達機構と関連する代謝物について検討を行う。特に代謝物の検討については7Tの超高磁場MR装置を用いて脳の代謝物を計測し、代謝物分離ソフトのLC-Modelを用いた解析を実施する。また、来年度は研究成果の論文化と共に、fMRIと並行して行う脳内代謝物計測(multi-voxel MRS )の実用化を目指す。
Causes of Carryover	年度末に研究調査のため学会へ参加する予定であったが、業務日程との重複のため参加を見合わせたために次年度使用額が生じた。データ保管のためのストレージ、ヒトを対象とした測定で必要となる謝金と測定用消耗品等の購入を予定している。加えて成果発表のための学会出張旅費、論文投稿費を2019年度請求額と合わせて拠出する予定である。