MR viscographyによる新しい心筋評価法の開発

2011 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 22591356
• Research Institution: Meiji University of Integrative Medicine
• Principal Investigator: 梅田 雅宏 明治国際医療大学, 医学教育研究センター, 教授 (60223608)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 田中 忠蔵 明治国際医療大学, 医学教育研究センター, 名誉教授 (80163541) ; 樋口 敏宏 明治国際医療大学, 医学教育研究センター, 教授 (80218700) ; 渡邉 康晴 明治国際医療大学, 医学教育研究センター, 講師 (90454537) ; 河合 裕子 明治国際医療大学, 医学教育研究センター, 助教 (90555616)
• Keywords: visography / 心筋機能 / DWI / MRI / 循環器 / viscosity

Research Abstract

本研究は、拡散強調MRI(DWI)を用いて心拍動に伴う心筋の粘弾性を評価するためのMR Viscographyを確立し、これを用いて心筋機能を評価することを目的として研究を進める。組織のADCは組織内の水の拡散、毛細血管などの灌流を反映している。さらに、組織変形時のADCは安静時と比較して著しく増加することが観測されている。これは組織内の水移動がADCに反映すると考えられ、この水移動は組織の粘弾性に関係すると推測される。以前より心筋のDWIは心拍動に伴い著しく低下することが知られている。本研究では、平成22年度に計測したマウスの心臓拡張末期におけるADCの変化を元に、本手法をヒトに応用することとした。呼吸停止(息止め)の条件下にて心拍同期を行い、収縮末期および拡張末期にDWIを取得した。この時、40ms毎に位相変えて計測した。この結果、ヒト心筋でADCの変化が確認された。また撮像シーケンスのうち、これまで動きの影響が大きいとされたbipoloer gradient法と動きの影響が少ないとされたmonopoloer gradient法を比較したところ、両者に大きな違いは認められなかった。このことから心筋の最大拡張期周辺および最大収縮期周辺における心筋のlow b値でのADC変化は動きによるものでないことが確認された。また、概ねマウスと同様に1x10^<-3>mm^2/sから10x10^<-3>mm^2/sの速度で変化することが確認された。心筋の心拍動に伴うADC変化は、骨格筋に電気刺激を与えて収縮時に得たADC変化より小さかった。

Current Status of Research Progress

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

Reason

動物実験においては心筋モデル作成ができておらず遅れているが、臨床応用という点でシーケンスの開発が進み、動きによる画像アーチファクトの可能性を否定することができたことで、信号変化機序が予想と一致していることが確認できた。また、ヒト心筋でviscosityに関連した画像変化を捉えられ、心臓前壁と後壁でその動きの違いを描出することに成功した。

Strategy for Future Research Activity

今後は動物モデルによる計測を追加することに加え、ヒトを対象としたデータ解析を進める。本研究では心筋の収縮タイミングによってvicographyが大きく異なることから、心筋の状態を正確に評価するためのタイミングを決める事が必要である。さらに解析例を重ねて最も評価に適する位相を定め、臨床応用の視点から心筋疾患に対して応用できるように精度を向上させる。

Research Products

• [Journal Article] Diffusion-weighted Spectroscopic Imagingによる脳虚血モデルラットの解析 (2012)
  • Author(s): 尾藤良孝,河合裕子,平田宏司,恵飛須俊彦,大竹陽介,平田智嗣,白猪亨,五月女悦久,越智久晃,梅田雅宏,樋口敏宏,田中忠蔵
  • Journal Title: 磁気共鳴学会雑誌 Volume: 32(1) Pages: 17-20
  • URL: http://www.kopas.co.jp/fmdb/JJMRM/32/1/17.pdf
• [Journal Article] Temporal and sequential changes of glial cells and cytokine expression during neuronal degeneration after transient global ischemia in rats (2011)
  • Author(s): Y Yasuda, T Shimoda, K Uno, N Tateishi, S Furuya, Y Tsuchihashi, Y Kawai, S Naruse, S Fujita
  • Journal Title: J Neuroinflammation Volume: 8 Pages: 70
  • DOI: 10.1186/1742-2094-8-70
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Preparation of polymer-based multimodal imaging agent to visualize the process of bone regeneration (2011)
  • Author(s): Liu J, Jo JI, Kawai Y, Aoki I, Tanaka C, Yamamoto M, Tabata Y
  • Journal Title: J Control Release Volume: 157(3) Pages: 398-405
  • DOI: 10.1016/j.jconrel.2011.09.090
  • Peer Reviewed
• [Presentation] Diffusion-weighted Spectroscopic Imagingによる脳虚血モテルラットの解析 (2011)
  • Author(s): 尾藤良孝, 河合裕子, 平田宏司, 恵飛須俊彦, 大竹陽介, 平田智嗣, 白猪亨, 五月女悦久, 越智久晃, 梅田雅宏, 樋口敏宏, 田中忠蔵
  • Organizer: 第39回日本磁気共鳴医学会大会
  • Place of Presentation: 小倉
  • Year and Date: 2011-10-01
• [Presentation] 触刺激に伴う心地良さに関するfMRI (2011)
  • Author(s): 村瀬智一, 梅田雅宏, 河合裕子, 渡邉康晴, 樋口敏宏, 田中忠蔵
  • Organizer: 第39回日本磁気共鳴医学会大会
  • Place of Presentation: 小倉
  • Year and Date: 2011-09-30
• [Presentation] 筋組織中における水分子の動態解析-筋収縮時の評価- (2011)
  • Author(s): 渡邉康晴, 木村啓作, 梅田雅宏, 河合裕子, 樋口敏宏, 田中忠蔵
  • Organizer: 第39回日本磁気共鳴医学会大会
  • Place of Presentation: 小倉
  • Year and Date: 2011-09-30
• [Presentation] Diffusion Tensor Spectroscopic Imaging of Rat Brains (2011)
  • Author(s): Y. Bito, Y. Kawai, K. Hirata, T. Ebisu, T. Shirai, S. Hirata1, Y. Soutome, H. Ochi, M. Umeda, T. Higuchi, and C. Tanaka
  • Organizer: International Society for Magnetic Resonance in Medicine 19th Annual Meeting & Exhibition
  • Place of Presentation: Montreal, Canada
  • Year and Date: 2011-05-11
• [Presentation] In vivo Detection of Glial Activity after Transient Forebrain Ischemia using Manganese-enhanced MRI (2011)
  • Author(s): Y.Kawai, Y.Yasuda, N.Tateishi, M.Umeda, Y.Watanabe, T.Higuchi, S.Furuya, S.Naruse, S.Fujita, C.Tanaka
  • Organizer: International Society for Magnetic Resonance in Medicine 19th Annual Meeting & Exhibition
  • Place of Presentation: Montreal, Canada
  • Year and Date: 2011-05-10
• [Presentation] Diffusion-weighted Spectroscopic Imaging of Rat Brains After Middle Cerebral Artery Occlusion (2011)
  • Author(s): Y.Bito, Y.Kawai, K.Hirata, T.Ebisu, T.Shirai, S.Hirata, Y.Soutome, H.Ochi, M.Umeda, T.Higuchi, C.Tanaka
  • Organizer: International Society for Magnetic Resonance in Medicine 19th Annual Meeting & Exhibition
  • Place of Presentation: Montreal, Canada
  • Year and Date: 2011-05-09
• [Presentation] Detailed megnetic resonance imaging for surgery of unruptured intracranial aneurysm (2011)
  • Author(s): Tenjin H, Takadou M, Mandai A, Nanto M, Osaka Y, Nakahara Y, Umeda M, Higuchi T
  • Organizer: Joint EANS Annual-Meeting-4th World ICH Conference
  • Place of Presentation: Newcastle Gateshead, UK
  • Year and Date: 2011-05-04
• [Presentation] 独立成分分析法を用いた鍼・偽鍼刺激に伴うBOLD信号変化の検討 (2011)
  • Author(s): 村瀬智一, 梅田雅宏, 河合裕子, 渡辺康晴, 樋口敏宏, 田中忠蔵
  • Organizer: 第23回臨床MR脳機能研究会
  • Place of Presentation: 東京
  • Year and Date: 2011-02-19
• [Book] 磁気共鳴スペクトルの医学応用-MRSの基礎から臨床まで- (2012)
  • Author(s): 成瀬昭二, ら
  • Total Pages: 304
  • Publisher: インナービジョン