Development of multifunctional electron/nuclear magnetic resonance imaging

2021 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 18KK0304
• Research Category: Fund for the Promotion of Joint International Research (Fostering Joint International Research (B))
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Review Section: Medium-sized Section 90:Biomedical engineering and related fields
• Research Institution: Hokkaido University
• Principal Investigator: Hirata Hiroshi 北海道大学, 情報科学研究院, 教授 (60250958)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 市川 和洋 長崎国際大学, 薬学部, 教授 (10271115) ; 榎本 彩乃 長崎国際大学, 薬学部, 講師 (30826186)
• Project Period (FY): 2018-10-09 – 2022-03-31
• Keywords: 磁気共鳴イメージング / 電子スピン / 核スピン / pH / 酸素分圧 / 酸化還元状態

Outline of Final Research Achievements

We aimed to develop multiple imaging techniques for the partial pressure of oxygen, extracellular pH, and reduction-oxidation (redox) status using magnetic resonance techniques. This program was conducted internationally with Prof. Valery V. Khramtsov at West Virginia University, WV, USA. In Japan, each imaging technique for electron spins and nuclear spins was developed to visualize malignant tumors’ physiological parameters. The developed imaging techniques were tested and demonstrated in their feasibility studies.

Free Research Field

計測工学

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

本課題の学術的意義は、悪性腫瘍の生物学的情報を多面的な方法を用いて可視化する技術を開発することにある。個別のイメージング技術で多種類の情報を同時に可視化することは一般的に困難であるため、電子スピンおよび核スピンによる複数のイメージング技術の開発に取り組んだ。また、悪性腫瘍を多面的に可視化できるイメージング技術は、悪性腫瘍とその治療に関連する研究に貢献することができる。そのため、日本国内で死亡原因の一位である悪性腫瘍の研究に、イメージング技術の面から貢献するところに社会的意義がある。