2019 Fiscal Year Research-status Report
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18K19510
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| Research Institution | Nagoya University |
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Principal Investigator |
長縄 慎二 名古屋大学, 医学系研究科, 教授 (50242863)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
田岡 俊昭 名古屋大学, 医学系研究科, 特任教授 (30305734)
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| Project Period (FY) |
2018-06-29 – 2021-03-31
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| Keywords | 血液脳関門 / ガドリニウム造影剤 / 磁気共鳴画像 / 血液迷路関門 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
今回の研究課題の目的である ”血液脳関門透過性の再定義に向けて” を進めるために、近年、我々が開発した液体中の極微量のガドリニウム造影剤への感度をさらに高めた新規パルスシーケンスの臨床応用を進めてきた。
パルスシークエンスパラメーターの最適化として、繰り返し時間の延長と反転時間の最適化、フリップアングルの増加などを施行し、それらにより、従来よりも半分の時間で、同等のコントラストノイズ比を達成するimproved-HYDROPS(i-HYDROPS)法とi-HYDROPSの技術を応用しつつ、さらに造影後のParadoxycal signal decreaseを防ぐための3D-real IR法も用いて、臨床例で脳脊髄液と迷路リンパ液の造影効果を検討してきている。
臨床経験の増加とともに、ガドリニウム造影剤静注後4時間にて、脳表の皮質静脈から脳脊髄液へのガドリニウム造影剤の漏れがLabbe静脈周囲や頭頂部皮質静脈周囲に多くみられること、そしてその漏出の程度は、37歳以降に急速に目立つようになり、年齢と相関することを前年度、世界で初めて見出した。さらに今年度は、症例を追加して、例外は一定数あるもののROC解析を行うと、37.3歳が漏出のカットオフ値として適切であることを論文化した(Magn Reson Med Sci. 2020 Feb 6. doi: 10.2463/mrms.mp.2019-0182. )。
さらにGlymphatic systemの評価のためにT1, T2などの磁気共鳴画像パラメーターを高速に定量するMR fingerprintingを用いた静注後のガドリニウム造影剤の小脳内での分布についての臨床データの収集を行って論文化を果たした(Magn Reson Med Sci, accepted)。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
新規のパルスシーケンス開発(i-HYDROPS, i-3D-real IR)とその利用がうまく進んだため、予想以上に成果を上げることが出来た。液体中の低濃度ガドリニウム造影剤の検出感度に優れたパルスシーケンスを初期より開発し、利用できたことにより、データのばらつきは小さくなった。当初より目標としてきた、脳実質の高精度の定量技術(MR fingerprinting)によって、脳実質におけるガドリニウム造影剤の分布も検討ができている。
特に静注ガドリニウム造影剤による内耳や脳の老廃物排泄機構と血液脳関門の解析に有用となるガドリニウム造影剤が漏出する部位について、我々が以前発見した内耳神経末端や迷路、視神経周囲、三叉神経周囲、前眼房、脳室周囲器官(Circumventricular organ; CVO)のなかの終板脈管器官(Organum vasculosum of Lamina terminalis; OVLT)に加えて、Labbe静脈や頭頂部の皮質静脈などの様々な皮質静脈から脳脊髄液への漏れを我々の方法で示せたことに加えて、漏れの年齢依存性の詳細を明らかにできたことは意義が極めて大きい。
今年度までで上記を達成できたので、今後は臨床例でのガドリニウム造影剤の様々な生理的、病理的タイミングでの静脈内投与における定量的な撮像データを蓄積することが重要となる。さらには当初は予備的な課題と考えていた睡眠との関連も検討する余地が出てきた。このように様々な角度から進展しており概ね順調と判断する。脳脊髄液についての詳細も、脳槽や脳室の各部位におけるガドリニウム造影剤の分布の違いや、部位ごとの年令による影響も日本磁気共鳴医学会で2019年、熊本で発表できた。これについても論文化を進めている。
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| Strategy for Future Research Activity |
我々が見出すことができた静注後のガドリニウム造影剤が脳脊髄液にリークするポイントが多数あることは上記でも述べたが、そのリークする程度と年齢の相関についても昨年度の初期発表に続いて、より詳細はカットオフ値を報告することができた。
今後は、さらに症例を増やして性別、疾患状態、睡眠や水負荷などの生理的状態などと漏れの関係を複合的に検討することにより、血液脳脊髄液関門の状態をダイナミックに評価することができる。それらを評価することで、内耳や脳の老廃物排泄機構に影響を与える諸因子を考察することができ、老廃物排泄機構の実態解明にさらに迫ることができる。血液脳脊髄液関門の状態という医学全体に広がる重要事項の理解に革新を起こすことが本課題の目的であるので、脳実質用の高精度定量技術のMR fingerprintingも辞書データを脳脊髄液用に変更することも開発が終了しており、さらには実質と脳脊髄液を同時に評価する撮像技術の臨床応用も進める予定である。
Glymphatic systemは睡眠時に活発に活動することが知られており、今後、さらにヒトで、ガドリニウム造影剤を静注投与するタイミングを睡眠時無呼吸症候群に対する治療の前と後に設定することで血液迷路関門の状態のダイナミックな変化を観察することも計画している。
ヒトにおいても健常者でのガドリニウム造影剤投与を新たに開発したMR fingerprintingと我々の高感度新規パルスシーケンスを用いて行って初期論文も出版したが、さらに症例を増やしてより詳細な検討をすることが近々の目標である。
また造影剤を使用するまでもなく、血管周囲腔内に貯留している液体の成分の日内変動を観察することも試みる予定でデータは蓄積しつつある。ヒトにとって大きな問題である神経変性疾患の謎と薬学全体に影響する血液迷路関門の謎に複数の面からできるだけさらに迫るつもりである。
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| Causes of Carryover |
予定をしていた国際学会での発表が延期となったため。
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[Journal Article] Detection of IV-gadolinium Leakage from the Cortical Veins into the CSF Using MR Fingerprinting.2020
Author(s)
Shinji Naganawa, Toshiki Nakane, Hisashi Kawai, Toshiaki Taoka, Hirokazu Kawaguchi, Katsuya Maruyama, Katsutoshi Murata, Gregor Korzdorfer, Josef Pfeuffer, Mathias Nittka, Michihiko Sone
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Journal Title
Magn Reson Med Sci.
Volume: 19(2)
Pages: 141-146
DOI
Peer Reviewed / Open Access
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[Journal Article] Comprehensive Evaluation of B1 +-corrected FISP-based Magnetic Resonance Fingerprinting: Accuracy, Repeatability and Reproducibility of T1 and T2 Relaxation Times for ISMRM/NIST System Phantom and Volunteers.2020
Author(s)
Yutaka Kato, Kazushige Ichikawa, Kuniyasu Okudaira, Toshiaki Taoka, Hirokazu Kawaguchi, Katsutoshi Murata, Katsuya Maruyama, Gregor Koerzdoerfer, Josef Pfeuffer, Mathias Nittka, Shinji Naganawa
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Journal Title
Magn Reson Med Sci.
Volume: 19(3)
Pages: 168-175
DOI
Peer Reviewed / Open Access
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[Journal Article] Efficacy and safety of accelerated fractionated radiotherapy without elective nodal irradiation for T3N0 glottic cancer without vocal cord fixation.2020
Author(s)
Masayuki Okumura, Atsushi Motegi, Sadamoto Zenda, Naoki Nakamura, Hidehiro Hojo, Masaki Nakamura, Yasuhiro Hirano, Shun-Ichiro Kageyama, Satoko Arahira, Raturi Vijay Parshuram, Hirofumi Kuno, Ryuichi Hayashi, Makoto Tahara, Yoshiyuki Itoh, Shinji Naganawa, Tetsuo Akimoto
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Journal Title
Head Neck .
Volume: 42(8)
Pages: 1775-1782
DOI
Peer Reviewed / Open Access
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[Journal Article] Assessing the Risk of Intracranial Aneurysm Rupture Using Morphological and Hemodynamic Biomarkers Evaluated from Magnetic Resonance Fluid Dynamics and Computational Fluid Dynamics.2020
Author(s)
Roshani Perera, Haruo Isoda, Kenta Ishiguro, Takashi Mizuno, Yasuo Takehara, Masaki Terada, Chiharu Tanoi, Takehiro Naito, Harumi Sakahara, Hisaya Hiramatsu, Hiroki Namba, Takashi Izumi, Toshihiko Wakabayashi, Takafumi Kosugi, Yuki Onishi, Marcus Alley, Yoshiaki Komori, Mitsuru Ikeda, Shinji Naganawa
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Journal Title
Magn Reson Med Sci.
Volume: -
Pages: -
DOI
Peer Reviewed / Open Access
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[Journal Article] Optimal Plane Selection for Measuring Post-prandial Blood Flow Increase within the Superior Mesenteric Artery: Analysis Using 4D Flow and Computational Fluid Dynamics.2020
Author(s)
Masataka Sugiyama, Yasuo Takehara, Masanori Kawate, Naoki Ooishi, Masaki Terada, Haruo Isoda, Harumi Sakahara, Shinji Naganawa, Kevin M. Johnson, Oliver Wieben, Tetsuya Wakayama, Atsushi Nozaki, Hiroyuki Kabasawa
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Journal Title
Magn Reson Med Sci.
Volume: -
Pages: -
DOI
Peer Reviewed / Open Access
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[Journal Article] Pharmacologic and non-pharmacologic interventions to prevent hypersensitivity reactions of non-ionic iodinated contrast media: a systematic review protocol.2020
Author(s)
Hiroyasu Umakoshi, Takashi Nihashi, Hironori Shimamoto, Takehiro Yamada, Hiroaki Ishiguchi, Akira Takada, Naoki Hirasawa, Shunichi Ishihara, Yasuo Takehara, Shinji Naganawa, Matthew Davenport, Teruhiko Terasawa,
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Journal Title
BMJ Open.
Volume: 10(3)
Pages: e033023
DOI
Peer Reviewed / Open Access
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[Journal Article] Reorganization of brain networks and its association with general cognitive performance over the adult lifespan.2019
Author(s)
Epifanio Bagarinao, Hirohisa Watanabe, Satoshi Maesawa, Daisuke Mori, Kazuhiro Hara, Kazuya Kawabata, Noritaka Yoneyama, Reiko Ohdake,…他 Haruo Isoda, Shinji Naganawa, Gen Sobue
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Journal Title
Sci Rep.
Volume: 9(1)
Pages: 11352
DOI
Peer Reviewed / Open Access
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[Journal Article] A plea for systematic literature analysis and conclusive study design, comment on: "Systematic review of magnetic resonance imaging for diagnosis of Meniere disease".2019
Author(s)
Robert Gurkov, Krisztina Barath, Bert de Foer, Munehisa Fukushima, Michael Gluth, Jermy Hornibrook, Nicolas Perez-Fernandez, Ilmari Pyykko, Michihiko Sone, Shin-Ichi Usami, Wuqing Wang, Jing Zou, Shinji Naganawa
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Journal Title
J Vestib Res.
Volume: -
Pages: -
DOI
Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
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[Journal Article] Phase II study of chemoradiotherapy combined with gemcitabine plus nab-paclitaxel for unresectable locally advanced pancreatic ductal adenocarcinoma (NUPAT 05 Trial): study protocol for a single arm phase II study.2019
Author(s)
Nao Takano, Suguru Yamada, Akihiro Hirakawa, Yukihiro Yokoyama, Hiroki Kawashima, Osamu Maeda, …他 Shinji Naganawa, Yuichi Ando, Masato Nagino, Hidemi Goto, Tsutomu Fujii, Yasuhiro Kodera
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Journal Title
Nagoya J Med Sci.
Volume: 81(2)
Pages: 233-239
DOI
Peer Reviewed / Open Access
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[Journal Article] Monitoring of fatigue in radiologists during prolonged image interpretation using fNIRS.2019
Author(s)
Takashi Nihashi, Takeo Ishigaki, Hiroko Satake, Shinji Ito, Osamu Kaii, Yoshine Mori, Kazuhiro Shimamoto, Hiromichi Fukushima, Kojiro Suzuki, Hiroyasu Umakoshi, Mitsuo Ohashi, Fumio Kawaguchi, Shinji Naganawa
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Journal Title
Jpn J Radiol.
Volume: 37(6)
Pages: 437-448
DOI
Peer Reviewed / Open Access
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[Presentation] Development of Three-Dimensional Printed Compensator for Improvement of Dose Distribution in Boron Neutron Capture Therapy: A Preliminary Study2019
Author(s)
Takeshi Kamomae, Yoshinori Sakurai, Masataka Oita, Takushi Takata, Tatsuya Niimi, Takashi Matsumura, Takuya Saito, Tomohiro Komada, Katsuhiko Kato, Yoshiyuki Itoh, Shinji Naganawa
Organizer
61st American Association of Physicists in Medicine Annual Meeting
Int'l Joint Research
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[Presentation] Should Small Cell Carcinoma of the Cervix be Treated As Localized Small Cell Cancer or Advanced Cervical Cancer: A Retrospective Multi-Institutional Cohort Study2019
Author(s)
Mariko Kawamura, Yutaro Koide, Taro Murai, Shunichi Ishihara, Yuki Takase, Takayuki Murao, Dai Okazaki, Takahiro Yamaguchi, Kaoru Uchiyama, Yoshiyuki Itoh, Takeshi Kodaira, Yuta Shibamoto, Mika Mizuno, Fumitaka Kikkawa, Shinji Naganawa
Organizer
American Society for Radiation Oncology 2019(ASTRO 2019)
Int'l Joint Research
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[Presentation] Clinical results of T1 glottic cancer treated with radiotherapy using 2.25 Gy per fractions：A multicenter survey in clinical practice.2019
Author(s)
Yumi Oie,Yoshiyuki Itoh, Mariko Kawamura, Yuki Takase, Takayuki Murano, Shunichi Ishihara, Yoshihito Nomoto, naoki Hirasawa, Akiko Asano, Kouji Yamakawa, Junji Ito, Shinji Naganawa
Organizer
American Society for Radiation Oncology 2019(ASTRO 2019)
Int'l Joint Research
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[Presentation] MR Fingerprinting Evaluation for the Early Changes of Relaxation Time in the Brain Tumor and Surrounding White Matter After Stereotactic Radiotherapy.2019
Author(s)
Toshiaki Taoka, Kazuhiro Ohtakara, Hisashi Kawai, Yutaka Kato, Yoshiyuki Itoh, Shinji Naganawa, Toshiki Nakane, Rintaro Ito, Kazushige Ichikawa, Kuniyasu Okudaira, Katsutoshi Murata, Katsuya Maruyama, Hirokazu Kawaguchi, Gregor Koerzdoerfer, Josef Pfeuffer, Mathias Nittka
Organizer
105th Scientific Assembly and Annual Meeting of Radiological Society of North America(RSNA)
Int'l Joint Research
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