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拡散MRIの白質モデル解析:臨床的撮像時間での実用性と正確性の両立へ

研究課題

研究課題/領域番号 18K07729
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
審査区分 小区分52040:放射線科学関連
研究機関順天堂大学

研究代表者

神谷 昂平 (神谷 昴平)  順天堂大学, 医学部, 非常勤助手 (30749825)

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 *注記
3,510千円 (直接経費: 2,700千円、間接経費: 810千円)
2020年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
2019年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
2018年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
キーワード拡散MRI / パーキンソン病 / 生体物理モデル / 組織微細構造イメージング / 微細構造イメージング / 加齢 / 組織微細構造 / 白質 / MRI / 拡散
研究成果の概要

本研究では、臨床検査現場での厳しい時間的制約のなかでの拡散MRI微細構造イメージングの実用化に向けた検討を行った。撮影時間を10-15分に収めることを目標とした。はじめにシミュレーションによって、いわゆる標準的白質モデルのパラメータ推定が時間内の撮影で可能かどうかを検討した。この結果は芳しくなく、また試験的に撮影した実MRIデータにおいても同様であった。そこで白質モデルからは一旦離れ、拡散尖度の内訳を検討する手法を採用した。本法をパーキンソン病での臨床研究に適用したところ、拡散尖度を成分に分解することで従来の拡散MRIよりも症状とより直接的に相関する情報を得られ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

拡散MRIは生体組織の微細構造を非侵襲的に捉えられる点に強みがあるが、その特性上組織微細構造との関係は間接的で、1対1の対応にはなっていない。この点を克服していくには撮影するデータの質と量を増していくことが必要であり、また同時に、増やした情報が実用上の有用性を持つことを確認しながら研究を進めることが必要である。本研究では、拡散尖度というMRI指標から更に一歩進んでこれを成分に分解することで、パーキンソン病の臨床スコアとよく相関する指標を取り出せることを示した。本研究の成果は、拡散MRIのデータ収集空間を拡張していくことの臨床的意義と、それが実用的な撮影時間で可能であることを示唆している。

報告書

(4件)
  • 2020 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2019 実施状況報告書
  • 2018 実施状況報告書
  • 研究成果

    (8件)

すべて 2021 2020 2019

すべて 雑誌論文 (3件) (うち査読あり 3件、 オープンアクセス 2件) 学会発表 (5件) (うち国際学会 3件)

  • [雑誌論文] Time-dependent Diffusion in Transient Splenial Lesion: Comparison between Oscillating-gradient Spin-echo Measurements and Monte-Carlo Simulation2021

    • 著者名/発表者名
      Maekawa Tomoko、Kamiya Kouhei、Murata Katsutoshi、Feiweier Thorsten、Hori Masaaki、Aoki Shigeki
    • 雑誌名

      Magnetic Resonance in Medical Sciences

      巻: 20 号: 2 ページ: 227-230

    • DOI

      10.2463/mrms.bc.2020-0046

    • NAID

      130008046945

    • ISSN
      1347-3182, 1880-2206
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Brain White-Matter Degeneration Due to Aging and Parkinson Disease as Revealed by Double Diffusion Encoding2020

    • 著者名/発表者名
      Kamiya Kouhei、Kamagata Koji、Ogaki Kotaro、Hatano Taku、Ogawa Takashi、Takeshige-Amano Haruka、Murata Syo、Andica Christina、Murata Katsutoshi、Feiweier Thorsten、Hori Masaaki、Hattori Nobutaka、Aoki Shigeki
    • 雑誌名

      Frontiers in Neuroscience

      巻: 14 ページ: 584-510

    • DOI

      10.3389/fnins.2020.584510

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] NODDI in clinical research2020

    • 著者名/発表者名
      Kamiya Kouhei、Hori Masaaki、Aoki Shigeki
    • 雑誌名

      Journal of Neuroscience Methods

      巻: 346 ページ: 108908-108908

    • DOI

      10.1016/j.jneumeth.2020.108908

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] Comparison of cortical gray matter and subcortical gray matter using double diffusion encoding2021

    • 著者名/発表者名
      Shimpei Kato, Kouhei Kamiya, Koji Kamagata, Hiroshi Kusahara, Masahiro Abe, Shohei Fujita, Toshiaki Akashi, Katsuhiro Sano, Akihiko Wada, Masaaki Hori, Osamu Abe, Shigeki Aoki
    • 学会等名
      ISMRM 29th annual meeting
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Microscopic fractional anisotropy measurements from double diffusion encoding for human brain tumor diagnosis2020

    • 著者名/発表者名
      Masaaki Hori, Masanori Ozaki, Hiroshi Kusahara, Masahiro Abe, Shuji Sato, Seiko Shimizu, Kouhei Kamiya, Toshiaki Akashi, Koji Kamagata, Shigeki Aoki
    • 学会等名
      ISMRM 28th annual meeting
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Double diffusion encodingによる脳白質解析の初期経験2019

    • 著者名/発表者名
      神谷昂平
    • 学会等名
      第47回日本磁気共鳴医学会大会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] 臨床用MRI装置でのSurface-to-Volume ratio:ウシ卵巣標本での実験2019

    • 著者名/発表者名
      神谷昂平
    • 学会等名
      第47回日本磁気共鳴医学会大会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] Studying disease-related brain alterations in bipolar disorder with combined analysis of DKI and VBM.2019

    • 著者名/発表者名
      神谷昂平
    • 学会等名
      ISMRM 2019
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 国際学会

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公開日: 2018-04-23   更新日: 2022-01-27  

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