2022 Fiscal Year Annual Research Report
MRIを用いた温度及び血流計測による骨格筋代謝イメージングの開発
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21K21260
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| Research Institution | Juntendo University |
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Principal Investigator |
渋川 周平 順天堂大学, 保健医療学部, 助教 (10911290)
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| Project Period (FY) |
2021-08-30 – 2023-03-31
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| Keywords | MRI / 骨格筋 / 温度 / 血流 / 代謝 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では磁気共鳴イメージング（MRI）を使用して下肢骨格筋の代謝イメージングの開発を目的とする。MRIは骨格筋の全体像を把握する事に加えて、下肢血管の形態評価や血流測定には定評があり広く臨床で応用されている。そこで血流評価に加え、MRIで温度が測定可能であることに着目し、運動負荷をかけた場合の血流と温度を同時評価する代謝イメージングを検証した。
2022年度は前年度に得られたファントムデータから経時的変化を捉える温度測定が困難であることを踏まえ、血流変化を反映するT2* mapを用いた運動負荷における骨格筋イメージングについて検証した。まずは速筋線維が優位とされる下腿前脛骨筋をターゲットとした運動デザインを考案した。足の背屈運動は前脛骨筋に作用することが知られている。しかし、一般的なMRIに付属する固定具では背屈運動時に固定が出来ずMRI画像の劣化が大きいこと、さらに背屈運動の指示だけでは個人の主観的な運動負荷に偏りが出ることが判明した。そこでMRIから得た下腿の3次元データを利用して３Dプリンタによる運動負荷量（加重）を調整できる下腿固定補助具を作製した。また運動デザインも連続的な背屈運動ではなく4kgの加重負荷をかけた背屈運動を維持することでアーチファクトを低減した画像が得られるという知見を得た。この固定補助具と背屈運動法を変更したことでMRIの画質が向上し、運動負荷をかけながらT2*値の計測が可能となった。実験方法が確立した後、実際に20名のボランティアの利き足に対し実験を行った。この結果、運動中に徐々にT2*値が増加していき、運動直後にT2*値が最も変化するという傾向が明らかとなった。また、その後徐々に運動前のT2*値に戻るという事が判明した。これらは骨格筋のエネルギー代謝に伴う血液中のオキシヘモグロビンとデオキシヘモグロビンのバランスを反映していると考えられた。
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