Estimation of human blood oxygenation using IVIM imaging.

2021 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 18K07663
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Section: 一般
• Review Section: Basic Section 52040:Radiological sciences-related
• Research Institution: Tohoku University
• Principal Investigator: TAMURA Hajime 東北大学, 医学系研究科, 名誉教授 (20333817)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 神宮 啓一 東北大学, 医学系研究科, 教授 (00451592) ; 麦倉 俊司 東北大学, 東北メディカル・メガバンク機構, 教授 (20375017) ; 大田 英揮 東北大学, 医学系研究科, 准教授 (40586905) ; 木下 俊文 秋田県立循環器・脳脊髄センター(研究所), 放射線医学研究部, 副病院長 (70314599)
• Project Period (FY): 2018-04-01 – 2022-03-31
• Keywords: 微小流体ファントム / 拡散係数 / 緩和時間 / 腎機能 / 拡散強調画像 / MRI / 酸素代謝 / 緩和時間

Outline of Final Research Achievements

We investigated whether blood flow and oxygen metabolism in the body could be evaluated using MRI diffusion-weighted images. As basic research, we designed a 3-dimensional unicursal channel phantom to simulate small vessels and obtained diffusion-weighted images with varying infusion rate of water. The signal intensities were compared with theoretical data by numerical computation. Our model may allow for understanding the behavior of IVIM images under various flow conditions and evaluating performance of MRI platforms.
Human studies revealed the nature of the brain and kidney diffusion image data. Although it cannot be said that the oxygen saturation of blood can be surely obtained, suppression of the influence of data noise may be necessary with carefully combining multiple imaging conditions.

Free Research Field

放射線医学

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

虚血性疾患や腫瘍性疾患の診断や治療において、体内の血流や酸素代謝の評価が有用である。そのためには、これまで、放射性同位元素や造影剤の体内注入が必要とされてきた。この研究では、薬剤注入をせずに、MRI 拡散強調画像を用いて、それらを評価できないかを検討した。基礎的な研究として、体内の血流を模した新しいファントム (MRI用の実験装置) を作成することができた。今後のMRI診断の基礎として利用されることが期待される。