2020 Fiscal Year Research-status Report

統計学modelを用いた拡散情報と薬物動態解析の総合評価頭頸部への応用

Research Project

Project/Area Number	18K09770
Research Institution	Kyushu University
Principal Investigator	筑井徹九州大学, 歯学研究院, 准教授 (10295090)
Co-Investigator(Kenkyū-buntansha)	川野真太郎九州大学, 大学病院, 講師 (00398067) 吉浦一紀九州大学, 歯学研究院, 教授 (20210643) 北本江梨奈九州大学, 歯学研究院, 助教 (40760476) 山下泰生九州大学, 大学病院, 診療放射線技師 (70380516)
Project Period (FY)	2018-04-01 – 2022-03-31
Keywords	薬物動態解析 / 拡散強調画像 / 拡散係数
Outline of Annual Research Achievements	本課題は、拡散強調画像(DWI)とダイナミックMRIの薬物動態解析を比較検討するものである。拡散強調像のnon-Gaussian model解析では、既存のデータEPI-DWIと新しく取得した歪みの少ないデータTSE-DWIでの解析を行なった。灌流と拡散に分離するbi-exponential model (IVIM model)、統計学的モデルの一種であるgamma　distribution model （GD model）を二つのデータを適応した。GD modelは、トータルの拡散を細胞内拡散(f1成分)、細胞外拡散(f2成分)、灌流(f3成分)に区分することが可能で、病理との関連をつけやすい。いずれの撮像法においても、f1成分は、悪性リンパ腫＞扁平上皮癌＞悪性唾液腺腫瘍＞多型腺腫＞脈管系腫瘍であった。また間質成分（f2成分）に関しては、悪性リンパ腫で最も小さく、多型腺腫で最も大きかった。これらの特徴は、病理所見を反映するものであった。また、GD modelのf3とIVIM modelのperfusion fraction(f)とは、強い相関を示し、妥当性が確認された。またGD model、IVIM modelの適合度も評価し、高い適合性を示した。さらに新たにdynamic撮像の高速化に取り組み、圧縮センシングを用いることにより、1.97秒で11枚の撮像を行う事が可能となった。これらのデータに対してTofts and Kermode model (TK model)を利用した薬物動態解析を行った。現時点で、15症例の撮像を行い、薬物動態モデルと拡散強調像のnon-Gausian modelとの解析を行っている。現時点では、薬物動態解析で算出される細胞外腔の割合(ve)や血漿の割合(vp)が拡散係数（ADC)やtissue diffusion（D）と相関を示すなどの傾向をみとめている。
Current Status of Research Progress	Current Status of Research Progress 3: Progress in research has been slightly delayed. Reason dynamic撮像のprotocol変更・解析の修正などの研究活動が、行動規制により充分な時間を取れなかった事が主原因である。とくに春から夏にかけて、薬物動態解析できるデータ変換やそのためのprotocol修正に十分時間を取れなかった事が、実際に臨床データを取り始める時期を遅らせる原因となった。また、一時期のMR検査数自体の減少も、遅れの要因となった。なお、現在では、protocol、解析法の修正は終了し、臨床データの解析も行っている。その他、技術者の方との直接のコンタクトを取れなかった事、自身の体調の不良なども遅れの間接的な原因である。
Strategy for Future Research Activity	現在進行しているdynamic撮像の薬物動態解析と拡散強調像のnon-Gaussian分布モデルによる解析を続行する。現時点で、15症例であるが、この1年間で合計50症例を目指す。現時点の15症例は、薬物動態解析とIVIM model解析のみ終了しているが、今年度は、取得したデータすべて置いて、薬物動態解析、IVIM解析、GD model解析を行う。とくに注目する項目は、薬物動態解析の細胞外腔の割合(ve)や血漿の割合(vp）が、GD model解析の細胞外拡散(f2成分)、灌流(f3成分)と相関するかである。
Causes of Carryover	最大の理由は、登録していたヨーロッパ放射線学会の延期、on line開催による2人の国際学会旅費、アジア口腔顎放射線学会の2年延長による学会参加費がなくなった事である。またコロナ禍の査読のおくれによる論文掲載料のずれ込みもある。一方で、在宅勤務などにより、統計や機械学習などのソフトを無償ソフトで対応する時間的猶予ができた事も関与する。今年度は、on-lineの可能性はあるが、磁気共鳴医学会、ヨーロッパ放射線学会などでの成果発表、現在投稿中の論文掲載料などの支出が必要である。また、代表者やコンピューター室でのパソコンでの解析を行っているが、共同研究者も手元で解析ができる環境を整える予定である。