2019 Fiscal Year Annual Research Report
脳循環代謝カップリング解明に向けたfMRI定量化と高解像度脳酸素代謝計測法の開発
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19H03537
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| Research Institution | National Institute of Information and Communications Technology |
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Principal Investigator |
黄田 育宏 国立研究開発法人情報通信研究機構, 脳情報通信融合研究センター脳機能解析研究室, 主任研究員 (60374716)
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| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2022-03-31
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| Keywords | 機能的MRI / 定量化 / 酸素代謝 / 脳血流量 / 高分解能 / 超高磁場 / 脳機能計測 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究課題では、超高磁場MRIにおける機能的MRI（fMRI）を用いて各領域の活動量を計測するためにfMRI信号の定量化を目指す。そのためには、fMRIを含めたマルチモダル計測法を開発し、脳酸素代謝計測法を確立する。
今年度は、以下の検討を行った。
まず、fMRIを利用した高解像度脳血流量計測法を検討した。高解像度fMRIを実施するうえで生じる諸問題である画像の空間的精度や時間的安定性を得るために、撮像パラメータを探索した。高解像度fMRIの撮像パラメータの最適化により、安定的な画像取得が可能となり、ヒト視覚野における皮質層レベル、つまりサブミリメートルの空間分解能での活動の取得に成功した。
高解像度脳血流量計測の信頼性を確認するために、従来の脳血流量計測との比較が必要である。従来の脳血流量計測であるArterial Spin Label（ASL）法を超高磁場MRIで使用するために、撮像パラメータの検討を行った。RFパルスパワーや印加時間などを最適化し、fMRI撮像と同様に生じる画像空間的精度の問題も解決することによって、超高磁場MRIにおいて、ASL法による脳血流量計測を可能とした。
高解像度fMRIでは活動位置の正確な同定を行う必要があるため、詳細な脳構造画像の取得と正確な脳組織（灰白質、白質、脳脊髄液）の分離が必要である。構造画像撮像法であるMP2RAGEシーケンスのパラメータを最適化することで、複数のコントラスをもつ超高精細な構造画像を取得した。それらの画像から脳組織の分離方法を検討した。その結果、従来法と遜色ない精度での脳組織の分離を確認した。
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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
ヒト用7T-MRIにおいて、高解像度fMRI、脳血流量計測、構造画像撮像パラメータ等の最適化を実施し、安定的な撮像を可能とした。脳血流量計測と脳組織分離法は、さらに検討を加える余地はあるが、研究計画全体から現時点での進捗を評価すると、おおむね順調であるといえる。
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| Strategy for Future Research Activity |
当初の実施計画に沿って研究を進める。さらに今年度に実施した脳血流量計測、脳組織分離法の精度の向上を行うためのより詳細な検討を加える予定である。
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