高磁場MRIを用いた超高感度リアルタイムMRSプローブ

• 研究課題/領域番号: 18H01841
• 研究種目: 基盤研究(B)
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 一般
• 審査区分: 小区分28050:ナノマイクロシステム関連
• 研究機関: 鳥取大学 (2019-2020); 東北大学 (2018)
• 研究代表者: 松永 忠雄 鳥取大学, 工学部, 准教授 (00396540)
• 研究分担者: 吉岡 芳親 大阪大学, 生命機能研究科, 特任教授(常勤) (00174897) ; 芳賀 洋一 東北大学, 医工学研究科, 教授 (00282096) ; 藤原 俊朗 岩手医科大学, 医学部, 助教 (60405842) ; 鶴岡 典子 東北大学, 工学研究科, 助教 (70757632)
• 研究期間 (年度): 2018-04-01 – 2021-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2020年度)
• 配分額: 9,750千円 (直接経費: 7,500千円、間接経費: 2,250千円); 2020年度: 2,470千円 (直接経費: 1,900千円、間接経費: 570千円); 2019年度: 3,120千円 (直接経費: 2,400千円、間接経費: 720千円); 2018年度: 4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円)
• キーワード: MRI / MRS / MEMS / リアルタイムバイオイメージング / 非平面微細加工技術 / 体腔内MRIプローブ / Intraluminal MRI / MRSプローブ / 高磁場MRI

研究成果の概要

体腔内にMRI受信コイルを挿入し、撮像することで高分解能なMRIが実現できる。さらに高磁場MRIを用いることでさらに高解像度イメージングやバイオイメージングが可能となる。本研究においては11.7テスラの磁場強度をもつMRI装置を用いることを想定し、MRI用コイルを設計し、独自開発した非平面微細加工技術を用いて試作した。試作したコイルは高磁場MRIでも利用できる自己共振周波数700MHzの小型MRIであった。

研究成果の学術的意義や社会的意義

当該研究により実現できる超高分解能なMRIはこれまで解明できていない体内深部における早期がんの発見につながるだけでなく、生体の神経活動などリアルタイムバイオイメージングの実現にもつながる。この様に医療デバイスだけでなく、生体内部における生理学的な減少を解明する取組であり、非平面微細加工技術や小型実装技術がブレークスルー技術である。

研究成果

• [雑誌論文] Feasibility of IVIM parameters from diffusion-weighted imaging at 11.7T MRI for detecting ischemic changes in common carotid artery occlusion rats. (2020)
  • 著者名/発表者名: Fujiwara S., *Mori Y., **de la Mora D.M., Akamatsu Y., Yoshida K., *Shibata Y., Masuda T., Ogasawara K., *Yoshioka Y.
  • 雑誌名: SCIENTIFIC REPORTS. 巻: 10(1) 号: 1 ページ: 8404-8404
  • DOI: 10.1038/s41598-020-65310-8
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Amide proton transfer imaging of glioblastoma, neuroblastoma, and breast cancer cells on a 11.7?T magnetic resonance imaging system (2019)
  • 著者名/発表者名: Tanoue Minori、Saito Shigeyoshi、Takahashi Yusuke、Araki Rikita、Hashido Takashi、Kioka Hidetaka、Sakata Yasushi、Yoshioka Yoshichika
  • 雑誌名: Magnetic Resonance Imaging 巻: 62 ページ: 181-190
  • DOI: 10.1016/j.mri.2019.07.005
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] 非平面微細加工技術と低侵襲体腔内イメージングデバイス (2019)
  • 著者名/発表者名: 松永忠雄
  • 雑誌名: 日本機械学会バイオエンジニアリング部門報 巻: 48 ページ: 6-9
• [雑誌論文] The ATP Transporter VNUT Mediates Induction of Dectin-1-Triggered Candida Nociception. (2018)
  • 著者名/発表者名: Maruyama K, Takayama Y, Sugisawa E, Yamanoi Y, Yokawa T, Kondo T, Ishibashi KI, Sahoo BR, Takemura N, Mori Y, Kanemaru H, Kumagai Y, Martino MM, Yoshioka Y, Nishijo H, Tanaka H, Sasaki A, Ohno N, Iwakura Y, Moriyama Y, Nomura M, Akira S, Tominaga M.
  • 雑誌名: iScience 巻: 6 ページ: 306-318
  • DOI: 10.1016/j.isci.2018.08.007
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Inflammatory projections after focal brain injury trigger neuronal network disruption: An 18F-DPA714 PET study in mice (2018)
  • 著者名/発表者名: Hosomi S, Watabe T, Mori Y, Koyama Y, Adachi S, Hoshi N, Ohnishi M, Ogura H, Yoshioka Y, Hatazawa J, Yamashita T, Shimazu T.
  • 雑誌名: NeuroImage: clinical 巻: 20 ページ: 946-954
  • DOI: 10.1016/j.nicl.2018.09.031
  • NAID: 120006543327
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] 超高磁場MRIと磁性粒子を用いた細胞可視化と細胞トラッキング (2018)
  • 著者名/発表者名: 吉岡芳親, 小林竜馬, 圓見純一郎, 木下学
  • 雑誌名: まぐね= Magnetics Japan 巻: 106 ページ: 181-186
• [雑誌論文] A new manometry device for evaluating the sphincter of Oddi using a fiber-optic pressure sensor (2018)
  • 著者名/発表者名: Takashi Hanzawa, Tadao Matsunaga, Tomoyuki Koike, Atsushi Kanno, Atsushi Masamune, Katsunori Iijima, Tooru Shimosegawa and Yoichi Haga
  • 雑誌名: Minimally Invasive Therapy & Allied Technologies 巻: 27 ページ: 226-232
  • 査読あり
• [学会発表] 高周波用体腔内MRIプローブの設計 (2021)
  • 著者名/発表者名: 川端 敏享，李 相錫，松永 忠雄
  • 学会等名: 第68回応用物理学会春季学術講演会
• [学会発表] 磁気共鳴法で引き出す多様な生体情報：分子・細胞レベルから個体レベルまで (2020)
  • 著者名/発表者名: 吉岡芳親
  • 学会等名: 2020年度電気学会マグネティックス マイクロマシン・センサシステム 合同研究会
  • 招待講演
• [学会発表] 動物用 11.7 T MRI による IVIM パラメータを用いた段階的両側総頚動脈閉塞ラット脳虚血部位の推定 (2020)
  • 著者名/発表者名: 藤原俊朗, 森勇樹, 赤松陽介, 吉田研二, 柴田雄二, 増田友行, 小笠原邦明, 吉岡芳親
  • 学会等名: 第48回日本磁気共鳴医学会大会
• [学会発表] 低侵襲医療デバイス作製のための非平面微細加工と実装技術 (2019)
  • 著者名/発表者名: 松永忠雄, 李 相錫, 鶴岡典子, 芳賀洋一
  • 学会等名: 2019年度精密工学会秋季大会講演会
  • 招待講演
• [学会発表] Non-planar photofabrication techniques for minimally invasive medical devices (2019)
  • 著者名/発表者名: Tadao Matsunaga, Noriko Tsuruoka, Sang-Seok Lee, Yoichi Haga
  • 学会等名: The 10th Japan-China-Korea Joint Conference on MEMS/NEMS(JCK MEMS2019)
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] Intravoxel incoherent motion perfusion magnetic resonance imaging of water molecules in the rat cortex after common carotid artery occlusion at 11.7T. (2019)
  • 著者名/発表者名: Fujiwara S, Mori Y, de la Mora DM, Ogasawara K, Yoshioka Y
  • 学会等名: Computer Assisted Radiology and Surgery 2019 (CARS2019)
  • 国際学会
• [学会発表] Detection of ischemic changes in the rat cortex after common carotid artery occulusion using intravoxel incoherent motion diffusion-weighted magnetic resonance imaging at 11.7T. (2019)
  • 著者名/発表者名: Fujiwara S, Mori Y, de la Mora DM, Yoshida K, Ogasawara K, Yoshioka Y.
  • 学会等名: Brain & Brain PET 2019
  • 国際学会
• [学会発表] Feasibility of using apparent brain temperature map on proton magnetic resonance spectroscopy to detect hemodynamic abnormalities in patients with unilateral chronic major cerebral artery steno-occlusive disease. (2019)
  • 著者名/発表者名: Namba T, Ogasawara K, Yoshioka Y, Sasaki M, Uwano I, Ishigaki D, Kobayashi M, Yoshida K, Fujiwara S, Terasaki K.
  • 学会等名: The 10th Annual Scientific Symposium of Ultrahigh Field Magnetic Resonance. Max Delbrück Communications Center (MDC.C)
  • 国際学会
• [学会発表] Assessment of cerebral ischemic changes in rats using different diffusion-weighted signal models for intravoxel incoherent motion analysis at 11.7T (2018)
  • 著者名/発表者名: Fujiwara S, Mori Y, de la Mora DM, Yoshida K, Ogasawara K, Yoshioka Y.
  • 学会等名: The 32nd International Congress and Exhibition on Computer Assisted Radiology (CAR)
  • 国際学会
• [学会発表] 生殖発生毒性試験における磁気共鳴画像診断（MRI）によるラット胎児の内臓検査能力の向上と課題 (2018)
  • 著者名/発表者名: 坂井祐子, 青木嘉信, 藤原道夫, 藤川昭彦, 圓見純一郎, 吉岡芳親.
  • 学会等名: 第45回日本毒性学会学術年会
• [学会発表] In-vivo Creatine Chemical Exchange Saturation transfer (CrCEST) Imaging in a Mouse Model of Hindlimb Ischemia at 11.7 T-MRI (2018)
  • 著者名/発表者名: Takahashi Y, Saito S, Kioka H, Takashima S, Sakata Y, Yoshioka Y.
  • 学会等名: 第３回 国際磁気共鳴医学会日本支部学術集会
• [学会発表] Prediction of outcome in bilateral common carotid artery occlusion rats by intravoxel incoherent motion analysis at 11.7 Tesla. (2018)
  • 著者名/発表者名: Fujiwara S, Mori Y, de la Mora DM, Ogasawara K, Yoshioka Y.
  • 学会等名: European Stroke Conference 2018
  • 国際学会