非平面フォトファブリケーションを用いた体内挿入型MRI/NMRプローブ

2011 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 23300184
• Research Institution: Tohoku University
• Principal Investigator: 芳賀 洋一 東北大学, 大学院・医工学研究科, 教授 (00282096)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 黒田 輝 東海大学, 情報理工学部, 専任教授 (70205243) ; 齋木 佳克 東北大学, 大学院・医学系研究科, 教授 (50372298) ; 松永 忠雄 東北大学, マイクロシステム融合研究開発センター, 助教 (00396540)
• Keywords: 画像診断システム / MRI / NMR / 非平面フォトファブリケーション / RFコイル / 動脈硬化

Research Abstract

非平面フォトファブリケーションを用いて作製した体内挿入型プローブを用い、核磁気共鳴イメージング(MRI)による高精細撮像、および核磁気共鳴(NMR)高感度計測による物質同定を体内局所において行い、高精度で信頼性の高い臨床に役立つ診断技術を開発する。適用部位と具体的な目的として、脳神経局所の撮像と、NMRを用いた脳神経活動、外傷時急性期のモニタリングを行う。また、血管に対して動脈硬化による大動脈瘤の病態分析と破裂予測、手足の動脈や冠動脈の閉塞病変の画像診断とNMRによる血管病変異に関わる物質計測を行う。プローブ開発について申請者らが独自に開発した非平面フォトファブリケーションを用いて、多層で形状の自由度が高く医療器具への実装が容易で性能の高い受信コイルを開発する。NMRにおいては体外RFコイルの開発も同時に行う。
以下のような具体的な目的に合わせた受信コイルデザイン(サイズ、形状、線幅と厚さ、層数など)をそれぞれ行う。
・動脈硬化病変および動脈瘤を有した動脈血管壁の病態分析とその後の動脈瘤破裂予測。胸腹部大動脈について行った後、徐々に冠動脈、脳動脈などへ適応を広げる。
・大腿動脈、冠動脈内の狭窄および閉塞病変の画像診断と狭窄病変部分(プラークなど)を構成する物質の計測と評価。
・鼻腔などから挿入したプローブによる脳基底核部の撮像。現在までにラットの内耳付近の撮像を行っている。
・脳神経組織に刺入したプローブによる脳神経活動に伴う生体成分(糖、脂質、神経伝達物質など)の動態計測および外傷後急性期の浮腫状態の定量化
現在まで、用途に応じたプローブの設計試作を行った。いずれも設計とその最適化には磁場シミュレーション解析を活用している。

Current Status of Research Progress

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

Reason

用途に応じたプローブの設計試作を順調に進めており、作製装置についても改良を行った。

Strategy for Future Research Activity

摘出組織を用いた評価に引き続き、それぞれの目的に対して動物実験により画像評価、および生体成分の計測を行う。動脈硬化血管内にできたプラークの構成成分評価、および動脈硬化血管壁のエラスチンの含有に関する計測を中心に行う。画像評価に当たってはプローブの形状と大きさの評価も同時に行い、挿入手技の改善も検討する。
これらの結果を元にコイルデザイン、実装、システムの見直しを行い、改良したデバイスとシステムを開発し臨床の要求仕様に近づけていく。

Research Products

• [Remarks]
  • URL: http://www.mems.mech.tohoku.ac.jp/haga/index.html