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2012 Fiscal Year Research-status Report

脂肪組織温度画像化の定量性改善のための脂肪酸磁気共鳴信号の温度依存性の探求

Research Project

Project/Area Number 24500516
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (C)

Research InstitutionTokai University

Principal Investigator

黒田 輝  東海大学, 情報理工学部, 教授 (70205243)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 今井 裕  東海大学, 医学部, 教授 (70138113)
Project Period (FY) 2012-04-01 – 2015-03-31
Keywords磁気共鳴 / 脂肪 / 温度 / 画像化 / 依存性 / プロトン / 集束超音波
Research Abstract

本課題では昨年度までの課題「乳がん集束超音波治療のための脂肪組織の磁気共鳴温度分布画像化法」において確立した多点Dixon法と多フリップアングル法を併用した,脂肪-水融合温度分布画像化法の精度を改善するため,脂脂肪酸磁気共鳴信号の温度依存性の探求を行なっている.H24年度はまず脂肪酸成分のブレークダウンに先立ち,脂肪酸分子内の異なる位置にある水素原子核(プロトン)に由来する磁気共鳴分光スペクトル(CH=CH,CH=CH-CH2-CH=CH, CH2-COOH,CH2-CH=CH,(CH2)n,CH2CH2CH2-CH3)の,強度の相対的な関係を詳細に調べた.ウシならびにブタ脂肪に関する実験の結果,これらのプロトン信号の比温度に依らず一定に保たれることが明らかになった.水の周波数は温度依存するが,これらの脂肪由来プロトン成分の周波数差も温度に依らないことは過去に明らかにしている.これらのことから温度推定における成分分離では,これらの信号比と周波数差を先験情報と与えることによる変数を大幅に減らせることが分かった.また水由来プロトン信号の周波数変化に関しては一つ前の温度点における周波数を先験情報として与えれば良いことが分かった.これらのことを反映すべく,理論計算による定式化の後,アルゴリズムの改良を行なった.理論計算ならびに数値ファントムにより妥当性を検討した.

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

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

Reason

当初計画していた動物脂肪に含まれる個々の脂肪酸(オレイン酸,パルミチン酸,リノール酸,ステアリン酸,ミリスチン酸)のブレークダウンによる温度依存性測定の前に,信号強度比が温度に対して一定に保たれることがわかったため,こちらに関する検討を先に行なった.このため作業の順序が変わったが,内容の進展度合いとしてはほぼ計画通り進んでいる.

Strategy for Future Research Activity

全体的な研究計画に変更はないが、本年度より,本学に実験用9.4T(プロトン共鳴周波数400MHz)の縦型NMR/MRI装置が共同実験設備として導入されることになった.これは当初より予定している個々の脂肪酸のブレークダウン実験を,大口径(30mm)の試料管で測定できると共に,マウス程度の大きさの動物について画像化実験を行うことができる.これまでは分光実験と画像化実験を別々の装置で行い、かつ画像化実験は医学部において行なってきたが,上述の装置の導入により,研究効率が大幅に改善できると思われる.

Expenditure Plans for the Next FY Research Funding

上述の装置の導入に伴い設備備品としてマウス用に麻酔導入用ボックス及び余剰ガス回収装置を購入する予定である.このことを含め先に提出した,H25年度分科研費使用明細書に沿って使用する計画である.

  • Research Products

    (6 results)

All 2013 2012 Other

All Journal Article (2 results) (of which Peer Reviewed: 2 results) Presentation (4 results) (of which Invited: 1 results)

  • [Journal Article] Quality assurance: Recommended guidelines for safe heating by capacitive-type heating technique to treat patients with metallic implants2013

    • Author(s)
      Kato H, Kondo M, Imada H, Kuroda M, Kamimura Y, Saito K, Kuroda K, Ito K, Takashi H, Matsuki H
    • Journal Title

      Int J Hyperthermia

      Volume: 29(3) Pages: 194-205

    • DOI

      DOI: 10.3109/02656736.2013.774059

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Feasibility of noninvasive temperature imaging of fat based on magnetic resonance relaxation times of lipid proton components2012

    • Author(s)
      Kuroda K, Morita S, Lam MK, Obara M, Baron P, Bartels W, Honda M, Horie H, Imai Y.
    • Journal Title

      Thermal Medicine

      Volume: 28(4) Pages: 87-96

    • Peer Reviewed
  • [Presentation] Temperature dependence of magnetic resonance signals of lipid proton components and its application to fat thermometry2012

    • Author(s)
      Kuroda K, Morita S, Albarodi K, Obara M, Baron P, Lam MK, Bartels W, Honda M, Horie T, Imai Y
    • Organizer
      Thermal Medicine , Proc The 11th International Congress of Hyperthermic Oncology (ICHO) and The 29th Japanese Congress of Themal Medicine (JCTM) 2012;28(Suppl):p. 137
    • Place of Presentation
      ハイアットリージェンシー京都(京都府)
    • Year and Date
      20120828-20120831
  • [Presentation] Progress in noninvasive MR thermometry2012

    • Author(s)
      Kuroda K
    • Organizer
      Proc The 11th International Congress of Hyperthermic Oncology (ICHO) and The 29th Japanese Congress of Themal Medicine (JCTM) 2012;28(Suppl):p. 71
    • Place of Presentation
      ハイアットリージェンシー京都(京都府)
    • Year and Date
      20120828-20120831
    • Invited
  • [Presentation] Proton Density Ratio Consideration in Optimizing Image Processing in Fat-Water Thermometry using Methylene T1 and Water Resonance Frequency2012

    • Author(s)
      Kuroda K, Takano Y, Obara M, Baron P, Lam MK, Bartels WL, Masatoshi H, Imai Y
    • Organizer
      Proc 20 th Annual Meeting Intl Soc Mag Reson Med 2012;20:p. 1562
    • Place of Presentation
      Melbourne Convention & Exhibition Centre (Melbourne, Australia)
    • Year and Date
      20120507-20120511
  • [Presentation] 磁気共鳴による非侵襲温度分布画像化:メチレン基スピン格子緩和時間による脂肪温度計測手法の最適化

    • Author(s)
      森田修平, 本田真俊, 小原 真, 堀江朋彦, 今井 裕, 黒田 輝
    • Organizer
      関東ハイパーサーミア研究会
    • Place of Presentation
      東京厚生年金病院(東京都)

URL: 

Published: 2014-07-24  

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