Three-dimensional analysis of muscle function distribution inside the tongue using muscle fMRI

2022 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 18K09675
• Research Institution: Tohoku University
• Principal Investigator: 山口 哲史 東北大学, 大学病院, 講師 (50400263)
• Project Period (FY): 2018-04-01 – 2023-03-31
• Keywords: 舌 / mfMRI

Outline of Annual Research Achievements

前年度までに作製方法を確立した強磁場内で使用可能な光ファイバー圧力センサーを応用した舌圧計を使用して、実際のMRI撮像を実施した。まずは、同一被験者で複数回の撮像を行い、MRIの被験者内Registrationを応用することで、その被験者個人の舌内筋活動分布のマッピングを試みた。舌運動タスクは、「舌尖10㎜後方に舌圧測定用プローブを置き口蓋に押し付ける運動」と、「片側臼歯部のバイトプレートに装着したプローブを舌縁で押す運動」の2つを用いた。全MR画像からT2画像を再構成し、最初に撮像した安静時のMR画像をテンプレートとしてAdvanced Normalization Tools (ANTs)によるRegistrationを行い、Statistical Parametric Mapping（SPM12）によって舌内部におけるVoxel単位でのT2変化の分布を統計学的に解析することで、各運動タスクでの筋活動分布をマッピングした。その結果、舌表面のプローブに触れていた部分と舌根部で有意なT2の延長が確認された。特に舌根部の分布は「舌尖10㎜後方に舌圧測定用プローブを置き口蓋に押し付ける運動」と「片側臼歯部のバイトプレートに装着したプローブを舌縁で押す運動」で大きく異なっており、異なる舌運動タスクによる舌内部の筋活動分布の差異を、この手法によって解明可能であることが確認された。次に、複数の被験者を対象として舌トレーニング前後における舌運動タスクとMRI撮像を実施し、全被験者に共通する舌内筋活動分布の特徴を解析した。形態的標準化には、脳画像解析用に配布されている既成の頭頚部テンプレートを利用した。その結果、2つの運動タスクによる舌内部の筋活動分布には被検者間に共通した特徴があることが確認された。本研究によって、舌内部の筋活動を評価するための方法が確立されたと考えられる。