Integrated multimodal imaging of brain and muscle activities with PET/MR

2017 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 17K20083
• Research Institution: Tohoku University
• Principal Investigator: 田代 学 東北大学, サイクロトロン・ラジオアイソトープセンター, 教授 (00333477)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 藤本 敏彦 東北大学, 高度教養教育・学生支援機構, 准教授 (00229048) ; 久保 均 福島県立医科大学, 新医療系学部設立準備室, 教授 (00325292) ; 伊藤 浩 福島県立医科大学, 医学部, 教授 (20360357) ; 渡部 浩司 東北大学, サイクロトロン・ラジオアイソトープセンター, 教授 (40280820)
• Project Period (FY): 2017-06-30 – 2020-03-31
• Keywords: PET/MR / 骨格筋活動 / 前腕 / 手部 / ブドウ糖代謝

Outline of Annual Research Achievements

本研究においては、交付決定の後、すみやかに倫理審査のために資料を完成させ、東北大学病院臨床研究倫理委員会に申請依頼を行った。外部委員とのやり取りにかなり時間がかかり、最終的に11月の倫理委員会で審査を受けることになった。平成29年12月に「条件付き承認」となった。平成30年1月に研究計画の微修正案を再提出し、3月にようやく東北大学病院臨床研究倫理委員会における承認を得ることができた。
すでに3月中に研究実施機関である福島県立医科大学先端臨床研究センターに施設使用申請を行った。現在は、福島県立医科大学内の審査を受けている段階である。従って、現在の実績は倫理審査の承認を得られたことが唯一の実績であり、「研究実績」と呼ぶことのできる具体的な医学的成果はまだ得られていない。
そのため、平成29年度の予算の大半を30年度に支出できるように手続きを行った。FDG PET/MRを用いた微小骨格筋の測定は関連分野の研究者には注目されており、筋電図データの収集方法については電気通信大学のグループとの連携と情報交換を進めて、測定方法と解析方法がほぼ確立された。加えて、書字課題遂行時の指圧力の測定については成功大学（台湾）のグループとの連携を進め、最終的には彼らが開発した指圧力測定ペンを測定に使わせていただけることになった。
以上、倫理審査の承認を得るために時間がかかってしまったが、他機関との連携による測定方法の準備は順調に進めることができた。

Current Status of Research Progress

3: Progress in research has been slightly delayed.

Reason

本研究においては、交付決定の後、すみやかに倫理審査のために資料を完成させ、東北大学病院臨床研究倫理委員会に申請依頼を行った。倫理委員会の外部委員とのやり取りにかなり時間がかかってしまい、最終的に11月の倫理委員会で審査を受けることとなった。平成29年12月に「条件付き承認」となった通知を受け、平成30年1月に研究計画の微修正案を再提出したが、3月にようやく東北大学病院臨床研究倫理委員会における正式な承認を得ることができた。
すでに3月中に研究実施機関である福島県立医科大学先端臨床研究センターに施設使用申請を行った。現在は、福島県立医科大学内の審査を受けている段階である。従って、現在の実績は倫理審査の承認を得られたことが唯一の実績であり、「研究実績」と呼ぶことのできる具体的な医学的成果はまだ得られていない。
あとは福島県立医科大学の承認が得られればすみやかに測定を開始することが可能と考えている。

Strategy for Future Research Activity

前腕～手部の筋肉は、ヒトの体内の他の筋肉に比べて細く薄いものが多く、これまではPETイメージングによる測定対象とされてこなかった。本研究課題では、健常男性12名を対象として、負荷課題を用いて、前腕～手部の骨格筋および顔面筋の活動を示す骨格筋代謝イメージングを行い、FDG集積値から筋活動量を推定して、筋電図や指圧力データとの関係性を明らかにすることである。計画内容を以下に詳述する。
前腕～手部の骨格筋活動イメージング：被験者の前腕～手部の骨格筋の活動を、2種類の課題（①書字課題、②指タッピング課題）を用いながら、PET/MRで観察できるかどうかを検証することを主な目的とする。加えて、FDG集積値から筋活動量を推定して、筋電図や筆圧データとの関係性を明らかにすることを目的とする。そのために、筋電図データの収集方法は電気通信大学のグループの支援で確立されており、書字課題遂行時の指圧力の測定についても成功大学（台湾）のグループから技術提供を受けて測定方法も確立されている。
血糖値が高すぎないことを確認した上で、FDG溶液を約55.5 MBq（1.5 mCi）投与する。その後、「タッピング課題」として、利き手（右手）の人差し指のタッピング動作を速やかに開始し30分間続けていただく（5分毎に1分間休憩）。または、書字課題として、利き手（右手）でペンを持って、所定の文字の「筆記課題」を行ってもらう（全体で30分間課題を続けていただき、5分毎に1分間休憩する）。書字課題に使用するペンは指からの圧力を計測できる「圧力計測ペン」を用いる。
ヒトの身体内において非常に薄い筋として顔面筋・頭部筋も無視できないので、それらの筋肉の活動が観察できるかも探索的に検証することを目指す。

Causes of Carryover

本研究においては、交付決定の後、すみやかに倫理審査のために資料を完成させ、東北大学病院臨床研究倫理委員会に申請依頼を行った。倫理委員会の外部委員とのやり取りにかなり長い時間がかかってしまい、最終的に11月の倫理委員会で審査を受ける運びとなった。平成29年12月に「条件付き承認」となった通知を受け、平成30年1月に研究計画の微修正案を再提出したが、3月にようやく東北大学病院臨床研究倫理委員会の正式な承認を得ることができた。
それを受けて、すでに3月中に研究実施機関である福島県立医科大学先端臨床研究センターに施設使用申請を行った。現在は、福島県立医科大学内の課題実施のための審査を受けている段階である。従って、現時点では倫理審査の承認を得られたことが唯一の実績であり、「研究実績」と呼ぶことのできる具体的な医学的成果はまだ得られていない。
あとは福島県立医科大学の承認が得られればすみやかに測定を開始することが可能と考えている。

Research Products

• [Int'l Joint Research] 国立成功大学(台湾)
  • Country Name: その他の国・地域
  • Counterpart Institution: 国立成功大学
• [Journal Article] Newly-Developed Positron Emission Mammography (PEM) Device for the Detection of Small Breast Cancer. (2018)
  • Author(s): Yanai A, Itoh M, Hirakawa H, Yanai K, Tashiro M, Harada R, Yoshikawa A, Yamamoto S, Ohuchi N, Ishida T.
  • Journal Title: Tohoku J Exp Med. Volume: 245 Pages: 13-19
  • DOI: https://doi.org/10.1620/tjem.245.13
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Effects of levocetirizine and diphenhydramine on regional glucose metabolic changes and hemodynamic responses in the human prefrontal cortex during cognitive tasks. (2018)
  • Author(s): Kikuchi A, Nasir FBM, Inami A, Mohsen A, Watanuki S, Miyake M, Takeda K, Koike D, Ito T, Sasakawa J, Matsuda R, Hiraoka K, Maurer M, Yanai1 K, Watabe H, Tashiro M.
  • Journal Title: Human Psychopharmacology. Volume: 33 Pages: e2655
  • DOI: 10.1002/hup.2655.
• [Journal Article] A comparison of five partial volume correction methods for Tau and Amyloid PET imaging with [(18)F]THK5351 and [(11)C]PIB. (2018)
  • Author(s): Shidahara M, Thomas BA, Okamura N, Ibaraki M, Matsubara K, Oyama S, Ishikawa Y, Watanuki S, Iwata R, Furumoto S, Tashiro M, Yanai K, Gonda K, Watabe H.
  • Journal Title: Ann Nucl Med. Volume: 59 Pages: 671-674
  • DOI: 10.1007/s12149-017-1185-0.
• [Journal Article] Correlations of (18)F-THK5351 PET with post-mortem burden of tau and astrogliosis in Alzheimer's disease. (2017)
  • Author(s): Harada R, Ishiki A, Kai H, Sato N, Furukawa K, Furumoto S, Tago T, Tomita N, Watanuki S, Hiraoka K, Ishikawa Y, Funaki Y, Nakamura T, Yoshikawa T, Iwata R, Tashiro M, Sasano H, Kitamoto T, Yanai K, Arai H, Kudo Y, Okamura N.
  • Journal Title: J Nucl Med. Volume: 31 Pages: 563-569
  • DOI: 10.2967/jnumed.117.197426.
• [Journal Article] The clinical pharmacology of non-sedating antihistamines. (2017)
  • Author(s): Yanai K, Yoshikawa T, Yanai A, Nakamura T, Iida T, Leurs R, Tashiro M.
  • Journal Title: Pharmacol Ther. Volume: 178 Pages: 148-156
  • DOI: 10.1016/j.pharmthera.2017.04.004.