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高磁場MRIを用いた無侵襲脳酸素摂取率計測法の開発と臨床応用

研究課題

研究課題/領域番号 16K10798
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 脳神経外科学
研究機関岩手医科大学

研究代表者

上野 育子  岩手医科大学, 医歯薬総合研究所, 助教 (20468317)

研究分担者 小笠原 邦昭  岩手医科大学, 医学部, 教授 (00305989)
佐々木 真理  岩手医科大学, 医歯薬総合研究所, 教授 (80205864)
研究協力者 工藤 與亮  
山下 典生  
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 *注記
4,680千円 (直接経費: 3,600千円、間接経費: 1,080千円)
2018年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
2017年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2016年度: 2,210千円 (直接経費: 1,700千円、間接経費: 510千円)
キーワード脳酸素摂取率 / 高磁場MRI / 血行力学的脳虚血 / 磁化率イメージング / MRI
研究成果の概要

本研究では定量的磁化率マップ(QSM)を用いた脳酸素摂取率(OEF)の計測手法を開発し、その精度検証として7テスラ・3テスラMRIによるQSM-OEFを、血行力学的脳虚血患者のPET-OEFと比較し良好な相関を認めた。本手法を種々の研究へ適用し、7テスラQSM-OEFがCEA術後過灌流のリスクにある患者を検出可能であること、アセタゾラミド負荷5分後での7テスラQSM-OEF変化が血行力学的脳虚血患者における脳血行動態を把握可能であること、高分解能QSMを用いることによって高い精度でOEF算出可能であることを見出した。

研究成果の学術的意義や社会的意義

MRIを用いたOEF計測は、PETやSPECTに代わる第一選択の脳循環代謝検査となることが大いに期待される。また、ASL (arterial spin labeling)法による無侵襲脳血流計測と組み合わせることで、脳酸素代謝率の算出も可能となる。
本手法は無侵襲であり、日常検査としての繰り返し利用を実現し、脳梗塞の予防や治療方針の決定に大きく貢献することができる。また、脳虚血以外にも認知症など多くの脳神経疾患は酸素代謝に変化をもたらしていることから、本研究のOEF計測は多くの脳疾患の病態解明に役立つことが期待される。

報告書

(4件)
  • 2018 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2017 実施状況報告書
  • 2016 実施状況報告書
  • 研究成果

    (11件)

すべて 2019 2018 2017 2016

すべて 雑誌論文 (8件) (うち国際共著 3件、 査読あり 8件、 オープンアクセス 5件) 学会発表 (3件)

  • [雑誌論文] Noninvasive Assessment of Oxygen Extraction Fraction in Chronic Ischemia Using Quantitative Susceptibility Mapping at 7 Tesla2017

    • 著者名/発表者名
      Uwano I, Kudo K, Sato R, Ogasawara K, Kameda H, Nomura JI, Mori F, Yamashita F, Ito K, Yoshioka K, Sasaki M
    • 雑誌名

      Stroke

      巻: 48 号: 8 ページ: 2136-2141

    • DOI

      10.1161/strokeaha.117.017166

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Preoperative Cerebral Oxygen Extraction Fraction Imaging Generated from 7T MR Quantitative Susceptibility Mapping Predicts Development of Cerebral Hyperperfusion following Carotid Endarterectomy.2017

    • 著者名/発表者名
      Nomura JI, Uwano I, Sasaki M, Kudo K, Yamashita F, Ito K, Fujiwara S, Kobayashi M, Ogasawara K.
    • 雑誌名

      AJNR Am J Neuroradiol.

      巻: 38(12) 号: 12 ページ: 499-505

    • DOI

      10.3174/ajnr.a5390

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Apparent brain temperature imaging with multi-voxel proton magnetic resonance spectroscopy compared with cerebral blood flow and metabolism imaging on positron emission tomography in patients with unilateral chronic major cerebral artery steno-occlusive disease2017

    • 著者名/発表者名
      Nanba T, Nishimoto H, Yoshioka Y, Murakami T, Sasaki M, Uwano I, Fujiwara S, Terasaki K, Ogasawara K
    • 雑誌名

      Neuroradiology

      巻: 59 号: 9 ページ: 923-935

    • DOI

      10.1007/s00234-017-1890-3

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Indirect MRI of 17o-labeled water using steady-state sequences: Signal simulation and preclinical experiment2017

    • 著者名/発表者名
      Kudo K, Harada T, Kameda H, Uwano I, Yamashita F, Higuchi S, Yoshioka K, Sasaki M
    • 雑誌名

      Journal of Magnetic Resonance Imaging

      巻: 47 号: 5 ページ: 1373-1379

    • DOI

      10.1002/jmri.25848

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Breath-holding during the Calibration Scan Improves the Reproducibility of Parallel Transmission at 7T for Human Brain2017

    • 著者名/発表者名
      Harada T, Kudo K, Uwano I, Yamashita F, Kameda H, Matsuda T, Sasaki M, Shirato H
    • 雑誌名

      Magnetic Resonance in Medical Sciences

      巻: 16 号: 1 ページ: 23-31

    • DOI

      10.2463/mrms.mp.2015-0137

    • NAID

      130005286870

    • ISSN
      1347-3182, 1880-2206
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Tmax Determined Using a Bayesian Estimation Deconvolution Algorithm Applied to Bolus Tracking Perfusion Imaging: A Digital Phantom Validation Study2017

    • 著者名/発表者名
      Uwano I, Sasaki M, Kudo K, Boutelier T, Kameda H, Mori F, Yamashita F
    • 雑誌名

      Magnetic Resonance in Medical Sciences

      巻: 16 号: 1 ページ: 32-37

    • DOI

      10.2463/mrms.mp.2015-0167

    • NAID

      130005286865

    • ISSN
      1347-3182, 1880-2206
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Comparison of Different Post-Processing Algorithms for Dynamic Susceptibility Contrast Perfusion Imaging of Cerebral Gliomas2017

    • 著者名/発表者名
      Kudo K, Uwano I, Hirai T, Murakami R, Nakamura H, Fujima N, Yamashita F, Goodwin J, Higuchi S, Sasaki M
    • 雑誌名

      Magnetic Resonance in Medical Sciences

      巻: 16 号: 2 ページ: 129-136

    • DOI

      10.2463/mrms.mp.2016-0036

    • NAID

      130005589294

    • ISSN
      1347-3182, 1880-2206
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Oxygen Extraction Fraction Measurement using Quantitative Susceptibility Mapping: Comparison with Positron Emission Tomography2016

    • 著者名/発表者名
      Kudo K, Liu T, Murakami T, Goodwin J, Uwano I, Yamashita F, Higuchi S, Wang Y, Ogasawara K, Ogawa A, Sasaki M
    • 雑誌名

      JCBFM

      巻: 36 号: 8 ページ: 1424-33

    • DOI

      10.1177/0271678x15606713

    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [学会発表] 定量的磁化率強調画像上のアセタゾラマイド負荷直後の脳血流変化を用いた血行力学的脳虚血の重症度検出2019

    • 著者名/発表者名
      藤本健太郎、上野育子、島田泰良、吉田純、大志田創太郎、小島大吾、野村順一、藤原俊朗、小林正和、佐々木真理、小笠原邦昭
    • 学会等名
      第44回日本脳卒中学会学術集会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 7T高分解能定量的磁化率マッピングを用いた慢性脳虚血患者のOEF計測2018

    • 著者名/発表者名
      上野育子、藤本健太郎、小笠原邦昭、伊藤賢司、佐々木真理
    • 学会等名
      第46 回日本磁気共鳴医学会大会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 3 Tesla定量的磁化率マップを用いた慢性脳虚血患者のOEF計測:PETとの比較2017

    • 著者名/発表者名
      上野育子、大志田創太郎、藤本健太郎、小笠原 邦昭、山下典生、伊藤賢司、森太志、松田豪、工藤與亮、佐々木真理
    • 学会等名
      第24回東北脳循環カンファランス
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書

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公開日: 2016-04-21   更新日: 2020-03-30  

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