臓器発生機構解明に向けたMR顕微鏡の開発

2010 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 22700470
• Research Institution: Kyoto University
• Principal Investigator: 上野 智弘 京都大学, 医学研究科, 助教 (10379034)
• Keywords: MRI / 顕微鏡

Research Abstract

平成22年度においては、化学的固定法のMR顕微鏡画像への影響の検討、新型プローブの製作と新たな撮像法の検討、MR顕微鏡画像と病理切片画像の合成と比較を行った。
現行のMR顕微鏡においては、20μmの等方ボクセルの3次元撮像が可能であるが、撮像時間が20時間と長いため、自己融解の影響を受ける。そこで、化学的固定法を導入し、その影響を検討した。鶏の胚子において、6種類の固定液の違いをNMRスペクトロスコピーにより調べ、水分量の大きさに対する依存性が4%PFAで固定した胚子で高く、70%エタノールで固定した胚子で低いという結果が得られた。異なった固定液を用いて固定された胚子のMRI画像を比較すると、NMRスペクトロスコピーで得られた結果は、胚子中の神経束などの微小構造との関連があることが示唆された。NMRスペクトロスコピーとMR画像の対応や、コントラストについてさらに調べる必要がある。また、メダカにおいて固定液の影響を同様に検討したが、魚類特有の自己消化の早さにより、状態保存の観点から用いることの出来る固定液がダビデソン液のみであることが分かった。鶏の胚子の結果を生かすためにも、報告のあるマイクロ波の照射によって固定速度を早める方法などを検討する必要がある。
傾斜磁場コイルとRFコイルが一体となった強化プラスティック製のプローブを作製した。新しいプローブでは傾斜磁場コイルに流す電流を20Aから40Aに増加することができ、これにより傾斜磁場の線形領域の増加が図られている。新しいプローブを用いて、磁場不均一性の補正について検討した。また、長時間撮像の影響を低減させるために、撮像時の磁場勾配印加順序の最適化について検討を行った。さらに、MR顕微鏡における視野の制限を緩和するために、別々に撮像されたメダカの頭部と腹部を画像処理によって合成した。また、メダカの病理切片を作成し、同様の画像処理によってデジタル病理切片画像の構築を行った。病理切片画像とMR顕微鏡画像の比較検討を行った。

Research Products

• [Journal Article] 固定された脊椎動物モデルのNMRスペクトルとMRI画像の検討 (2011)
  • Author(s): 桑原航, 上野智弘, 村島舞, 平石真寛, 山口佳美, 三浦岳, 波多野直也, 谷口善仁, 浦山慎一, 福山秀直, 酒井晃二, 杉本直三
  • Journal Title: 信学技報 Volume: 110 Pages: 173-178
• [Journal Article] 3D Visualization of the Medaka by MR Microscope (2010)
  • Author(s): T.Ueno, S.Kanayama, W.Kuwabara, S.Urayama, N.Hatano, Y.Taniguchi, N.Sugimoto, H.Fukuyama
  • Journal Title: Proceedings of the 3^<rd> Biomedical Engineering International Conference Volume: (CD-ROM) Pages: 1-2
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] MRI顕微鏡によるメダカガン細胞のin situ3次元可視化に向けた固定法の検討 (2010)
  • Author(s): 桑原航, 上野智弘, 浦山慎一, 谷口善仁, 山口佳美, 三浦岳, 福山秀直, 杉本直三
  • Journal Title: 生体医工学シンポジウム2010 予稿集 Volume: (CD-ROM) Pages: 1-10
• [Presentation] High resolution 3D images and NMR spectra of chick embryo and medaka by 14.1 T MR microscopy (2011)
  • Author(s): 桑原航, 上野智弘, 村島舞, 平石真寛, 山口佳美, 三浦岳, 波多野直也, 谷口善仁, 浦山慎一, 福山秀直, 酒井晃二, 杉本直三
  • Organizer: 第9回京都大学低温物質科学研究センター講演会・研究交流会
  • Place of Presentation: 京都市
  • Year and Date: 2011-03-14
• [Presentation] High resolution 3D images and NMR spectra of chick embryo and medaka by 14.1 T MR microscopy (2011)
  • Author(s): T.Ueno, W.Kuwabara, M.Murashima, M.Hiraishi, Y.Yamaguchi, T.Miura, N.Hatano, Y.Taniguchi, S.Urayama, H.Fukuyama, K.Sakai, N.Sugimoto
  • Organizer: ISMRM Scientific Workshop, Ultra-High Field Systems & Applications : 7t & Beyond : Progress Pitfalls and Potential
  • Place of Presentation: Lake Louise, Alberta, Canada
  • Year and Date: 2011-02-22
• [Presentation] 固定された脊椎動物モデルのNMRスペクトルとMRI画像の検討 (2011)
  • Author(s): 桑原航, 上野智弘, 村島舞, 平石真寛, 山口佳美, 三浦岳, 波多野直也, 谷口善仁, 浦山慎一,福山秀直, 酒井晃二, 杉本直三
  • Organizer: 医用画像研究会(メディカルイメージング連合フォーラム)
  • Place of Presentation: 那霸市
  • Year and Date: 2011-01-20
• [Presentation] Development of MR Microscope and three dimensional visualization of the medaka (2010)
  • Author(s): T.Ueno, S.Kanayama, W.Kuwabara, S.Urayama, N.Hatano, Y.Taniguchi, N.Sugimoto, H.Fukuyama
  • Organizer: 日本生物物理学会第48回年会
  • Place of Presentation: 仙台市
  • Year and Date: 2010-09-20
• [Presentation] MR顕微鏡の開発とメダカの3次元的可視化 (2010)
  • Author(s): T.Ueno, S.Kanayama, W.Kuwabara, S.Urayama, N.Hatano, Y.Yamaguchi, T.Miura, Y.Taniguchi, N.Sugimoto, H.Fukuyama
  • Organizer: 第16回小型魚類研究会
  • Place of Presentation: さいたま市
  • Year and Date: 2010-09-18
• [Presentation] MRI顕微鏡によるメダカガン細胞のin situ3次元可視化に向けた固定法の検討 (2010)
  • Author(s): 桑原航, 上野智弘, 浦山慎一, 谷口善仁, 山口佳美, 三浦岳, 福山秀直, 杉本直三
  • Organizer: 生体医工学シンポジウム2010
  • Place of Presentation: 札幌市
  • Year and Date: 2010-09-10
• [Presentation] 3D Visualization of the Medaka by MR Microscope (2010)
  • Author(s): T.Ueno, S.Kanayama, W.Kuwabara, S.Urayama, N.Hatano, Y.Taniguchi, N.Sugimoto, H.Fukuyama
  • Organizer: The 3^<rd> Biomedical Engineering International Conference
  • Place of Presentation: 京都市
  • Year and Date: 2010-08-27