同時収集型PET/MRI装置による認知症分子病態診断の高度化

• 研究課題/領域番号: 16K10356
• 研究種目: 基盤研究(C)
• 配分区分: 基金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 放射線科学
• 研究機関: 福島県立医科大学
• 研究代表者: 伊藤 浩 福島県立医科大学, 医学部, 教授 (20360357)
• 研究分担者: 久保 均 福島県立医科大学, 公私立大学の部局等, 教授 (00325292) ; 富永 英之 福島県立医科大学, 公私立大学の部局等, 准教授 (00393348) ; 村上 丈伸 福島県立医科大学, 医学部, 助教 (00403428)
• 研究期間 (年度): 2016-04-01 – 2019-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2018年度)
• 配分額: 4,550千円 (直接経費: 3,500千円、間接経費: 1,050千円); 2018年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円); 2017年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円); 2016年度: 2,080千円 (直接経費: 1,600千円、間接経費: 480千円)
• キーワード: PET/MRI / FDG / 認知症 / 体動補正 / 部分容積効果補正 / PET / MRI / brain / dementia / アルツハイマー病 / 放射線 / 神経科学

研究成果の概要

同時収集型PET/MRI装置を用いて、認知症診断に向けたPETによる脳内ブドウ糖消費量の測定の高精度化を検討した。脳萎縮の影響の補正するための部分容積効果補正では、PET/MRI装置ではPET画像と同一時間に撮像したMRI画像が得られるため、MRI画像を用いたPET画像の部分容積効果補正をより簡便かつ正確に施行することが可能であった。PET画像と同時に収集したMRI画像を用いた体動補正では、検査中の体動が避けられない認知症患者のPET検査中の体動をリアルタイムに補正することができ、検査精度の向上に寄与する可能性が示唆された。

研究成果の学術的意義や社会的意義

認知症における画像診断は、SPECTによる脳血流評価とMRIによる脳形態の評価が臨床で行われているが、今後はPETを用いた脳内ブドウ糖消費量測定による脳神経機能の評価と脳内βアミロイド蓄積および脳内タウ蓄積の測定による脳病理変化の評価が行われるようになる。このような状況において、近年開発され普及し始めている同時収集型PET/MRI 装置を用いてこれらの測定を高精度化し、認知症の画像診断の高度化を図ることは意義のあることと思われる。本研究の成果は認知症のPET/MRI装置を用いた新たな総合画像診断学を確立していく上での礎となりうるものである。

研究成果

• [雑誌論文] Imaging of Neuronal Activity in Awake Mice by Measurements of Flavoprotein Autofluorescence Corrected for Cerebral Blood Flow (2018)
  • 著者名/発表者名: Takahashi Manami、Urushihata Takuya、Takuwa Hiroyuki、Sakata Kazumi、Takado Yuhei、Shimizu Eiji、Suhara Tetsuya、Higuchi Makoto、Ito Hiroshi
  • 雑誌名: Frontiers in Neuroscience 巻: 11 ページ: 723-723
  • DOI: 10.3389/fnins.2017.00723
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Water Diffusion in the Brain of Chronic Hypoperfusion Model Mice: A Study Considering the Effect of Blood Flow (2018)
  • 著者名/発表者名: Urushihata Takuya、Takuwa Hiroyuki、 Seki Chie、 Tachibana Yasuhiko、Takahashi Manami、Jeff Kershaw、Takado Yuhei 、Aoki Ichio、Higuchi Makoto、Ito Hiroshi、Obata Takayuki
  • 雑誌名: Magnetic Resonance in Medical Sciences 巻: 17 号: 4 ページ: 318-324
  • DOI: 10.2463/mrms.mp.2017-0149
  • NAID: 130007496873
  • ISSN: 1347-3182, 1880-2206
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Neuromolecular basis of faded perception associated with unreality experience (2018)
  • 著者名/発表者名: Yokokawa Keita、Ito Takehito、Takahata Keisuke、Takano Harumasa、Kimura Yasuyuki、Ichise Masanori、Ikoma Yoko、Isato Ayako、Zhang Ming-Rong、Kawamura Kazunori、Ito Hiroshi、Takahashi Hidehiko、Suhara Tetsuya、Yamada Makiko
  • 雑誌名: Scientific Reports 巻: 8 号: 1 ページ: 8062-8062
  • DOI: 10.1038/s41598-018-26382-9
  • NAID: 120006551755
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Comparison of brain activity between motor imagery and mental rotation of the hand tasks: a functional magnetic resonance imaging study. (2018)
  • 著者名/発表者名: Hamada H, Matsuzawa D, Sutoh C, Hirano Y, Chakraborty S, Ito H, Tsuji H, Obata T, Shimizu E.
  • 雑誌名: Brain Imaging Behav, in press 巻: - 号: 6 ページ: 1596-1606
  • DOI: 10.1007/s11682-017-9821-9
  • 査読あり
• [雑誌論文] Positron emission tomography of cerebral angiogenesis and TSPO expression in a mouse model of chronic hypoxia. (2017)
  • 著者名/発表者名: Kanno I, Seki C, Takuwa H, Jin ZH, Boturyn D, Dumy P, Furukawa T, Saga T, Ito H, Masamoto K.
  • 雑誌名: Journal of Cerebral Blood Flow and Metabolism 巻: 印刷中 号: 4 ページ: 687-696
  • DOI: 10.1177/0271678x16689800
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Measurement of psychological state changes at low dopamine transporter occupancy following a clinical dose of mazindol (2017)
  • 著者名/発表者名: Yasuyuki Kimura, Jun Maeda, Makiko Yamada, Keisuke Takahata, Keita Yokokawa, Yoko Ikoma, Chie Seki, Hiroshi Ito, Makoto Higuchi, Tetsuya Suhara
  • 雑誌名: Psychopharmacology 巻: 234 号: 3 ページ: 323-328
  • DOI: 10.1007/s00213-016-4464-x
  • 査読あり
• [雑誌論文] Changes in effective diffusivity for oxygen during neural activation and deactivation estimated from capillary diameter measured by two-photon laser microscope. (2017)
  • 著者名/発表者名: Ito H, Takuwa H, Tajima Y, Kawaguchi H, Urushihata T, Taniguchi J, Ikoma Y, Seki C, Ibaraki M, Masamoto K, Kanno I.
  • 雑誌名: J Physiol Sci. 巻: 67 号: 2 ページ: 325-330
  • DOI: 10.1007/s12576-016-0466-z
  • NAID: 40021113958
  • 査読あり
• [雑誌論文] Visual evaluation of kinetic characteristics of PET probe for neuroreceptors using a two-phase graphic plot analysis (2017)
  • 著者名/発表者名: Ito H, Ikoma Y, Seki C, Kimura Y, Kawaguchi H, Takuwa H, Ichise M, Suhara T, Kanno I
  • 雑誌名: Ann Nucl Med 巻: 31 号: 4 ページ: 273-282
  • DOI: 10.1007/s12149-017-1155-6
  • 査読あり
• [雑誌論文] Indications of success: Strategies for utilizing neuroimaging biomarkers in CNS drug discovery and development: CINP/JSNP working group report. (2017)
  • 著者名/発表者名: Suhara T, Chaki S, Kimura H, Furusawa M, Matsumoto M, Ogura H, Negishi T, Saijo T, Higuchi M, Omura T, Watanabe R, Miyoshi S, Nakatani N, Yamamoto N, Liou SY, Takado Y, Maeda J, Okamoto Y, Okubo Y, Yamada M, Ito H, Walton NM, et al.
  • 雑誌名: Int J Neuropsychopharmacol. 巻: 20(4) ページ: 285-294
  • DOI: 10.1093/ijnp/pyw111
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Normative data of dopaminergic neurotransmission functions in substantia nigra measured with MRI and PET: Neuromelanin, dopamine synthesis, dopamine transporters, and dopamine D2 receptors (2017)
  • 著者名/発表者名: Ito H, Kawaguchi H, Kodaka F, Takuwa H, Ikoma Y, Shimada H, Kimura Y, Seki C, Kubo H, Ishii S, Takano H, Suhara T
  • 雑誌名: Neuroimage 巻: 158 ページ: 12-17
  • DOI: 10.1016/j.neuroimage.2017.06.066
  • 査読あり
• [雑誌論文] Possible role of organic cation transporters in the distribution of [11C]sulpiride, a dopamine D2 receptor antagonist (2017)
  • 著者名/発表者名: Takano H, Ito S, Zhang X, Ito H, Zhang MR, Suzuki H, Maeda K, Kusuhara H, Suhara T, Sugiyama Y
  • 雑誌名: J Pharm Sci 巻: 106 号: 9 ページ: 2558-2565
  • DOI: 10.1016/j.xphs.2017.05.006
  • 査読あり
• [雑誌論文] Effects of point spread function-based image reconstruction on neuroreceptor binding in positron emission tomography study with [11C]FLB 457 (2016)
  • 著者名/発表者名: Thongpraparn T, Ikoma Y, Shiraishi T, Yamaya T, Ito H
  • 雑誌名: Radiol Phys Technol 巻: 9 号: 1 ページ: 127-137
  • DOI: 10.1007/s12194-015-0343-0
  • 査読あり
• [雑誌論文] Principal component analysis of multimodal neuromelanin MRI and dopamine transporter PET data provides a specific metric for the nigral dopaminergic neuronal density (2016)
  • 著者名/発表者名: Kawaguchi H, Shimada H, Kodaka F, Suzuki M, Shinotoh H, Hirano S, Kershaw J, Inoue Y, Nakamura M, Sasai T, Kobayashi M, Suhara T, Ito H
  • 雑誌名: PLoS One 巻: 11 号: 3 ページ: e0151191-e0151191
  • DOI: 10.1371/journal.pone.0151191
  • 査読あり
• [雑誌論文] Impact of spillover from white matter by partial volume effect on quantification of amyloid deposition with [11C]PiB PET (2016)
  • 著者名/発表者名: Matsubara K, Ibaraki M, Shimada H, Ikoma Y, Suhara T, Kinoshita T, Ito H
  • 雑誌名: Neuroimage 巻: 143 ページ: 316-324
  • DOI: 10.1016/j.neuroimage.2016.09.028
  • 査読あり
• [雑誌論文] Optimized workflow and imaging protocols for whole-body oncologic PET/MRI (2016)
  • 著者名/発表者名: Ishii S, Hara T, Nanbu T, Suenaga H, Sugawara S, Kuroiwa D, Sekino H, Miyajima M, Kubo H, Oriuchi N, Ito H
  • 雑誌名: Jpn J Radiol 巻: 34 ページ: 754-762
  • NAID: 50010139079
  • 査読あり
• [雑誌論文] ここまで進んだ核医学の最新型装置 PET/MRIによる診断と今後の展望 (2016)
  • 著者名/発表者名: 伊藤 浩
  • 雑誌名: 新医療 巻: 43 ページ: 29-32
• [雑誌論文] 核医学機器の進歩 PET/MRIの有用性と技術的展望 (2016)
  • 著者名/発表者名: 伊藤 浩、石井士朗、南部武幸、久保 均、宮嶋正之、関野啓史、黒岩大地、末永博紀、菅原茂耕、長谷川 靖、橋本直人、織内 昇
  • 雑誌名: Rad Fan 巻: 14 ページ: 28-30
• [学会発表] 福島県立医科大学におけるサイクロトロンの利用状況と今後の予定 (2018)
  • 著者名/発表者名: 伊藤 浩
  • 学会等名: 第8回南東北原子力シンポジウム
  • 招待講演
• [学会発表] ＰＥＴ核医学エキスパートセミナー 臨床1 脳神経 (2018)
  • 著者名/発表者名: 伊藤 浩
  • 学会等名: 第18回日本核医学会春季大会
  • 招待講演
• [学会発表] Correction of partial volume effect of cerebral glucose metabolism images measured by PET/MRI (2018)
  • 著者名/発表者名: Ito H, Nambu T, Matsubara K, Kubo H, Oriuchi N, Ishii S
  • 学会等名: SNMMI 2018 Annual Meeting
  • 国際学会
• [学会発表] ニューロイメージングプラットフォームにおけるO-15標識ガスPET文献データベースの作成 (2018)
  • 著者名/発表者名: 伊藤 浩、松原佳亮、茨木正信、石井士朗、上野賢一、正木信夫、柏岡秀紀
  • 学会等名: 第58回日本核医学会学術総会
• [学会発表] 核医学3：脳 神経変性疾患の核医学診断 (2017)
  • 著者名/発表者名: 伊藤 浩
  • 学会等名: 第76回日本医学放射線学会総会
  • 招待講演
• [学会発表] PET診断：押さえたいポイント．PET/MRIの臨床応用 (2017)
  • 著者名/発表者名: 伊藤 浩
  • 学会等名: 第53回日本医学放射線学会秋季臨床大会
  • 招待講演
• [学会発表] PET/MRIを用いた脳グルコース代謝画像の部分容積効果補正 (2017)
  • 著者名/発表者名: 伊藤 浩、石井士朗、菅原茂耕、末永博紀、黒岩大地、関野啓史、宮嶋正之、長谷川 靖、橋本直人、南部武幸、久保 均、織内 昇、松原佳亮
  • 学会等名: 第57回日本核医学会学術総会
• [学会発表] PETおよびMRIを用いた黒質におけるドーパミン作動性神経伝達機能のイメージング (2016)
  • 著者名/発表者名: 伊藤 浩、川口拓之、生駒洋子、島田斉、木村泰之、関 千江、田桑弘之、菅野 巖、須原哲也
  • 学会等名: 第56回日本核医学会学術総会
  • 発表場所: 名古屋市
  • 年月日: 2016-11-03
• [学会発表] Multimodal database of dopaminergic neurotransmission functions in substantia nigra measured by MRI and PET (2016)
  • 著者名/発表者名: Ito H, Kawaguchi H, Ikoma Y, Shimada H, Kimura Y, Seki C, Takuwa H, Suhara T
  • 学会等名: SNMMI 2016 Annual Meeting
  • 発表場所: San Diego, CA, USA
  • 年月日: 2016-06-11
  • 国際学会
• [備考] 福島県立医科大学放射線医学講座ホームページ
  • URL: http://www.fmu.ac.jp/cms/rad/index.html
• [備考] 福島県立医科大学先端臨床研究センターホームページ
  • URL: http://www.fmu.ac.jp/home/acrc/