2015 Fiscal Year Research-status Report
動脈スピン標識法ＭＲＩを用いたリアルタイム脳血流量定量法の開発とその実用性の検証
| Project/Area Number |
25351003
|
|---|
| Research Institution | National Institute of Information and Communications Technology |
|---|
Principal Investigator |
豊田 浩士 国立研究開発法人情報通信研究機構, 脳情報通信融合研究センター脳機能計測研究室, 主任研究員 (10558084)
|
|---|
| Project Period (FY) |
2013-04-01 – 2017-03-31
|
| Keywords | MRI / 脳血流量 |
|---|
| Outline of Annual Research Achievements |
本研究の目的は，MRI を用いて脳血流量（CBF）の非侵襲的リアルタイム計測を実現し，その新規CBF計測法を，脳機能イメージング法として確立させることである．
動脈スピン標識(ASL)法のベースとなる撮像パルス系列には，当初，単スラブ単励起の３次元収集法を開発し，実際に撮像を行い脳血流量のマッピングまで行ったが，撮像は可能であったものの，リアルタイム計測のための高速撮像の条件を満たそうとするとアーチファクトを生じてしまうため，実際に利用可能な水準は達成できなかった．その反省をもとに，H26年度は，ベースとなるMRI撮像部分のより高速化を目指して，基本となるパルス系列の見直しを行った．具体的にはヒト用と動物用の超高磁場MRI装置の双方において多スライス同時励起法のMRIを実現すべく，その技術開発および実装，実データの収集をもとにした改良を行った．その際に課題となった点は，a)被験体へのエネルギー吸収量を低減した効果的な多周波数帯域同時励起のためのRFパルスの設計，b)多スライス同時励起の画像再構成の際に各スライスへの分離処理を行う必要があるが，その精度の向上のためのパルス系列における傾斜磁場パルスの工夫，c)画像再構成時のカーネル法の工夫，d)位相補正のためのプレスキャンの工夫などである．これら，多周波数帯域同時励起のMRI法に関する基礎的研究成果は，H27年度の国際学会にてその内容の一部を発表した．また，EPI法のゴースト・アーチファクト対策のための位相補正法に関する新規開発技術に関しても，H27年度の国際学会にて発表を予定した．また，H27年度には，本課題に関連した特許の出願を行った。
|
| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
4: Progress in research has been delayed.
Reason
研究実施計画の項目１「新規ASL法パルス系列の開発および撮像パラメータの最適化」に関しては，項目１－ｂ）の「実用となるリアルタイムCBF計測のための基盤となるパルス系列の高速化」についての再検討に多くの時間を割くことになり，結果として，項目１－a)の動脈スピン標識のための準備パルス系列を実装する過程および撮像法全体を最適化する段階に遅れを生じている．本研究課題の動脈スピン標識法をMRIで高速に実施するためには，当初計画していた撮像法とは異なるパルス系列を用いる必要があると判断し，新たに撮像系列の設計，実装，基礎的実験などを行ったための遅れである．
研究実施計画の項目２「新規ASL法の脳機能計測法としての妥当性の検証」に関しても，当初予定していた撮像パルス系列からの変更のため，遅れている．研究実施効率を上げる理由から動物専用機での開発，実装，検証を優先したために，特に健常人ボランティアを対象とした実施が遅れている．
|
| Strategy for Future Research Activity |
当初の計画ではH27年度までに研究課題全てを実施する予定であったが，上記理由により計画通りに進んでおらず，1年間実施期間を延長した。
計画項目1の「新規ASL法パルス系列の開発及び撮像パラメータの最適化」に関しては，これまでに研究を進めてきた項目１－a)および1－b）それぞれを完成させ，さらに今後の研究でそれらを統合し撮像法全体を最適化する作業に入る．残りの時間では，項目２の「新規ASL法の脳機能計測法としての妥当性の検証」に関して進めていく方針である．
ASL法の撮像パルス系列は，準備パルスの部分と画像収集の部分ともに構成が複雑であり，それらを同時に全て最適化するには，相当数の組み合わせを確認する必要がある．安全で効果的なRFパルスの設計，高速撮像が可能なベースとなる撮像系列のパラメータの最適化，ASLの脳血流量の定量性の検証に関しては，それぞれを仕上げると同時に，お互いに組み合わせて用いた際の効果も検討する．それら開発・検証をより効率的に進めるためにも，また，ヒトのみを対象としていては十分に幅広く可能性を検討することが困難であることから，H28年度も引き続いて，動物用MRI装置を併用して研究を進めて行く方針である．
最終年度であるので，実際の高磁場MRI装置での計測により，リアルタイムの脳血流量計測を実現する．また，これまでの基礎的検討も含めて，順次研究成果を学会・論文等に発表していく．また，新規開発技術に関しては特許の出願も行う予定である。
|
| Causes of Carryover |
補助事業期間の初年度に現在の研究機関に移り，当初の計画通り進めるための研究実施環境が整うまでに時間を要した．その後も計画の遅れを取り戻すような研究実施とはならず，結果的には初年度分程度の額を毎年度繰り越すことになった．当初の予定ではH27年度が最終年度であったが，本研究に関連した特許出願を行ったことなどを理由に，国際学会や専門誌上で最終成果を発表する時期が遅れて次年度への持ち越しになってしまった．次年度使用額が生じた理由は，当初計画の遅延による実施期間の延長のためである．
|
| Expenditure Plan for Carryover Budget |
健常人被験者を用いた機能的MRIの実験を予定しており，被験者に支払う謝金として使用する予定である．
H28年度は本研究課題の最終年度であり，これまでの研究成果を発表するために，国内・海外出張の予定がありその旅費として，また論文作成・投稿費用として使用する予定である．
|
