• Search Research Projects
  • Search Researchers
  • How to Use
  1. Back to project page

2019 Fiscal Year Research-status Report

Technical development of the psoas major muscle MR elastography for non-specific low back pain

Research Project

Project/Area Number 19K09579
Research InstitutionTokyo Metropolitan University

Principal Investigator

沼野 智一  首都大学東京, 人間健康科学研究科, 准教授 (10399511)

Project Period (FY) 2019-04-01 – 2022-03-31
KeywordsMRE / MR elastography / MRエラストグラフィ / Elastography / エラストグラフィ / 腰痛 / 非特異的腰痛 / 慢性腰痛
Outline of Annual Research Achievements

MR Elastography(MRE)とは組織内を伝わる伝播波をMR位相画像によって可視化(Wave Image:WI)し,WIの局所波長から定量的な硬さ画像(Elastogram)を求める一連の撮像と画像処理を指す. MREは触診が困難となる深層筋の硬さを評価するツールとして利用価値が高い. 腰痛は画像診断で原因が判明する特異的腰痛(約15%)と原因が判明しにくい非特異的腰痛(約85%)に分けられる. 非特異的腰痛の原因の1つに「大腰筋の持続性収縮」が示唆されてきたが,これまでに大腰筋(深層筋)の硬さを定量的に求める技術が存在しなかった. このような背景を元に申請者は世界に先駆けて大腰筋MRE技術を開発し,新しい腰痛診断及び治療のバイオマーカーへの応用を模索した.
MREにおいて,対象部位を適切に振動させる技術が極めて重要である. 特に大腰筋は深層筋であるため,体表面に設置した加振パットからの振動が伝わりにくい. そこで申請者は腰椎を積極的に加振させることで,腰椎からの振動を左右の大腰筋に伝えた. これを検証するために,振動パットを3個並列に接続(間隔は30mm)し,中央(C)の振動パットを仰向けの被験者の腰椎に沿って配置した. 振動は左(L),C,右(R)それぞれ別々に行ない,振動パット位置の違いによる効果を大腰筋の振動強度とElastogramで比較・検証した. MRE撮像はgradient-echo type multi-echo法を使用し,振動周波数は50 Hz,被検者は7名の既往歴のない成人男性とした.
大腰筋の振動強度は振動パットCで加振した場合が最も強くなった. パットCは最も腰椎を振動させていると考えられ,その振動が横突起に付着している大腰筋へ効率よく伝わったものと考えられる. 振動が伝わりにくい深部組織のMREには腰椎などの剛体振動が効果的である.

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

これまでの経験で,大腰筋を振動させるために腰椎の「剛体振動」が効果的であったが,それを実証する検証と発表が不十分であった. 今回,この経験的な知見を論文として公表することができた(Magn.Reson.Imaging 2019;63:85-92). この論文を根拠に腰椎を効果的に振動させる振動パットを設計し特許申請を行った(特願2019-050724).
申請者が進める本研究はMRI製造メーカから独立した技術であり,申請者のペースで研究を進めることができる. このことが「おおむね順調に進展している」理由だと思われる.
仮に申請者施設が管理するMRI装置の長期間故障があったとしても,申請者が開発しているMRエラストグラフィ・システムはどんなMRI装置にも後付が可能なシステムであるため,物理的に他のMRIシステムでも実施が可能である. なお,申請者施設が管理するMRI装置は教育備品(診療放射線技師養成所指定規則に準ずる)であるため,故障時には優先的に修理・復旧される備品であり,長期間の故障による障害は発生しにくい.

Strategy for Future Research Activity

脂肪信号分離方法のDixon法とMRエラストグラフィを融合した新しい手法の検証をボランティア対象に進める. ファントム実験でこの新しい手法は理論通りに機能することがわかっているので,対象をヒトにしても実証は可能であると考える.

Causes of Carryover

次年度4月にオーストラリアで予定されていた国際会議(ISMRM2020;参加費・旅費等は事前支払いを予定していた)がコロナ・パンデミックにより延期となり,この参加費・旅費が次年度に持ち越される形となった.

  • Research Products

    (28 results)

All 2020 2019

All Journal Article (4 results) (of which Int'l Joint Research: 3 results,  Peer Reviewed: 4 results,  Open Access: 1 results) Presentation (23 results) (of which Int'l Joint Research: 3 results) Patent(Industrial Property Rights) (1 results)

  • [Journal Article] Directional Filter, Local Frequency Estimate and Algebraic Inversion of Differential Equation of Psoas Major Magnetic Resonance Elastography2020

    • Author(s)
      S Maharjan, T Numano, T Habe, D Ito, T Ueki, K Igarashi, T Maeno
    • Journal Title

      Open Journal of Medical Imaging

      Volume: 10 Pages: 1-16

    • DOI

      10.4236/ojmi.2020.101001

    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] A new technique for motion encoding gradient-less MR elastography of the psoas major muscle: A gradient-echo type multi-echo sequence2019

    • Author(s)
      Numano Tomokazu、Habe Tetsushi、Ito Daiki、Onishi Takaaki、Takamoto Koichi、Mizuhara Kazuyuki、Nishijo Hisao、Igarashi Keisuke、Ueki Takamichi
    • Journal Title

      Magnetic Resonance Imaging

      Volume: 63 Pages: 85~92

    • DOI

      https://doi.org/10.1016/j.mri.2019.08.006

    • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Simultaneous acquisition of magnetic resonance elastography of the supraspinatus and the trapezius muscles2019

    • Author(s)
      Ito Daiki、Numano Tomokazu、Takamoto Koichi、Ueki Takamichi、Habe Tetsushi、Igarashi Keisuke、Mizuhara Kazuyuki、Nishijo Hisao
    • Journal Title

      Magnetic Resonance Imaging

      Volume: 57 Pages: 95~102

    • DOI

      https://doi.org/10.1016/j.mri.2018.11.011

    • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Influence of Vibration Waveform on MR Elastography2019

    • Author(s)
      Tanaka Michitaka、Numano Tomokazu、Habe Tetsushi、Ito Daiki、Maeno Toshiki、Ueki Takamichi、Igarashi Keisuke、Mizuhara Kazuyuki
    • Journal Title

      Japanese Journal of Radiological Technology

      Volume: 75 Pages: 239~246

    • DOI

      https://doi.org/10.6009/jjrt.2019_JSRT_75.3.239

    • Peer Reviewed
  • [Presentation] Partial Vibration MR Elastography: Zero-MR phase image MRE2019

    • Author(s)
      Numano T, Ito D, Mizuhara K, Washio T, Habe T, Igarashi K, Ueki T, Maeno T, Misawa M, Nitta N
    • Organizer
      International Society for Magnetic Resonance in Medicine ISMRM 27th Annual Meeting & Exhibition
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] A robust pulse sequence for simultaneous diffusion MRI and MR elastography (diffusion-MRE)2019

    • Author(s)
      Ito D, Numano T, Mizuhara K, Washio T, Misawa M, Nitta N, Habe T
    • Organizer
      International Society for Magnetic Resonance in Medicine ISMRM 27th Annual Meeting & Exhibition
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Bidirectional Filtering for Psoas Major Muscle Magnetic Resonance Elastography2019

    • Author(s)
      Maharjan S, Numano T, Habe T, Ito D, Ueki T, Igarashi K, Maeno T
    • Organizer
      International Society for Magnetic Resonance in Medicine ISMRM 27th Annual Meeting & Exhibition
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 剛体振動を利用した大腰筋 MR Elastography 技術の開発2019

    • Author(s)
      沼野智一, 波部哲史, 伊東大輝, 前野利樹, 高本考一, 水原和行, 西条寿夫
    • Organizer
      第47回日本放射線技術学会秋季学術大会
  • [Presentation] 骨格筋 MR Elastography における Directional-filter の影響2019

    • Author(s)
      伊東大輝, 沼野智一, 波部哲史, 前野利樹, Surendra Maharjan, 水原和行, 高本考一, 西条寿夫
    • Organizer
      第47回日本放射線技術学会秋季学術大会
  • [Presentation] MR Elastography を用いた大腰筋弾性率と断面積の関係2019

    • Author(s)
      波部哲史, 沼野智一, 伊東大輝, 前野利樹, Surendra Maharjan, 水原和行, 高本考一, 西条寿夫
    • Organizer
      第47回日本放射線技術学会秋季学術大会
  • [Presentation] 大腿部 MR Elastography に撮像体位が与える影響2019

    • Author(s)
      前野利樹, 沼野智一, 伊東大輝, 波部哲史, Surendra Maharjan, 水原和行, 高本考一, 西条寿夫
    • Organizer
      第47回日本放射線技術学会秋季学術大会
  • [Presentation] MR Elastography における加振パット内部体積と振動強度の関係2019

    • Author(s)
      山口璃己, 沼野智一, 伊東大輝, 波部哲史, 前野利樹, 水原和行
    • Organizer
      第47回日本放射線技術学会秋季学術大会
  • [Presentation] MR Elastography における振動位相分割数と振動感度の影響2019

    • Author(s)
      坂田大喜, 沼野智一, 伊東大輝, 波部哲史, 前野利樹, 水原和行
    • Organizer
      第47回日本放射線技術学会秋季学術大会
  • [Presentation] 撮像時間を延長せずに振動位相分割数を増加させる方法2019

    • Author(s)
      竹田賢吾, 沼野智一, 伊東大輝, 波部哲史, 前野利樹, 水原和行
    • Organizer
      第47回日本放射線技術学会秋季学術大会
  • [Presentation] 大腰筋の定量的触診を可能にする新しいMRエラストグラフィ技術2019

    • Author(s)
      沼野智一, 波部哲史, 伊東大輝, 大西孝明, 高本考一, 水原和行, 西条寿夫, 五十嵐佳佑, 植木貴道, 前野利樹
    • Organizer
      第29回日本保健科学学会学術集会
  • [Presentation] MR強度画像を利用する新しいMR Elastography技術2019

    • Author(s)
      沼野智一, 伊東大輝, 水原和行, 鷲尾利克, 波部哲史, 前野利樹
    • Organizer
      第47回日本磁気共鳴医学会大会
  • [Presentation] 複数の振動位相画像の同時取得: Multi-phase single-shot MR elastography (MPSS-MRE)2019

    • Author(s)
      伊東大輝, 沼野智一, 波部哲史, 前野利樹, Surendra Maharjan, 水原和行, 高本考一, 西条寿夫
    • Organizer
      第47回日本磁気共鳴医学会大会
  • [Presentation] MR elastographyによる大腰筋収縮に伴う弾性率変化の検出2019

    • Author(s)
      波部哲史, 沼野智一, 伊東大輝, 前野利樹, Surendra Maharjan, 水原和行, 高本考一, 西条寿夫
    • Organizer
      第47回日本磁気共鳴医学会大会
  • [Presentation] 伝播波の波長と撮像時間短縮がMR Elastographyに与える影響2019

    • Author(s)
      前野利樹, 沼野智一, 伊東大輝, 波部哲史, Surendra Maharjan, 水原和行, 高本考一, 西条寿夫
    • Organizer
      第47回日本磁気共鳴医学会大会
  • [Presentation] 大腰筋Magnetic Resonance Elastography技術の開発2019

    • Author(s)
      沼野智一, 波部哲史, 伊東大輝, 前野利樹, 水原和行, 高本考一, 西条寿夫
    • Organizer
      第27回日本腰痛学会
  • [Presentation] 大腰筋Magnetic Resonance Elastographyの再現性2019

    • Author(s)
      波部哲史, 沼野智一, 伊東大輝, 前野利樹, Surendra Maharjan, 水原和行, 高本考一, 西条寿夫
    • Organizer
      第27回日本腰痛学会
  • [Presentation] MR位相画像を利用しない新しいMR Elastography2019

    • Author(s)
      沼野智一, 伊東大輝, 水原和行, 鷲尾利克, 五十嵐佳佑, 植木貴道, 波部哲史, 前野利樹
    • Organizer
      第75回日本放射線技術学会総会学術大会
  • [Presentation] 3Dプリンタを用いたMR Elastography精度評価用補助具の開発2019

    • Author(s)
      五十嵐佳佑, 沼野智一, 伊東大輝, 植木貴道, 波部哲史, 前野利樹, 高橋光幸
    • Organizer
      第75回日本放射線技術学会総会学術大会
  • [Presentation] 拡散及び弾性率情報の同時取得: Diffusion-MRE2019

    • Author(s)
      伊東大輝, 沼野智一, 水原和行, 鷲尾利克, 三澤雅樹, 新田尚隆
    • Organizer
      第75回日本放射線技術学会総会学術大会
  • [Presentation] 伝播波の波長とZero-fill Interpolation ProcessingがMR Elastographyにもたらす影響2019

    • Author(s)
      前野利樹, 沼野智一, 伊東大輝, 五十嵐佳佑, 植木貴道, 波部哲史, 水原和行
    • Organizer
      第75回日本放射線技術学会総会学術大会
  • [Presentation] 大腰筋MR elastography技術の再現性2019

    • Author(s)
      波部哲史, 沼野智一, 伊東大輝, 五十嵐佳佑, 植木貴道, 前野利樹, 水原和行, 高本孝一
    • Organizer
      第75回日本放射線技術学会総会学術大会
  • [Presentation] Multi slice MR Elastographyの梨状筋への応用2019

    • Author(s)
      植木貴道, 沼野智一, 伊東大輝, 波部哲史, 五十嵐佳佑, 前野利樹, 水原和行, 高本孝一
    • Organizer
      第75回日本放射線技術学会総会学術大会
  • [Patent(Industrial Property Rights)] 撮影装置2019

    • Inventor(s)
      沼野智一, 波部哲史
    • Industrial Property Rights Holder
      東京都立大学
    • Industrial Property Rights Type
      特許
    • Industrial Property Number
      特願2019-050724

URL: 

Published: 2021-01-27  

Information User Guide FAQ News Terms of Use Attribution of KAKENHI

Powered by NII kakenhi