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DANTEパルスを利用した高速CEST-MRI撮像法の開発

研究課題

研究課題/領域番号 18K19914
研究種目

挑戦的研究(萌芽)

配分区分基金
審査区分 中区分90:人間医工学およびその関連分野
研究機関京都大学

研究代表者

松田 哲也  京都大学, 情報学研究科, 教授 (00209561)

研究分担者 今井 宏彦  京都大学, 情報学研究科, 助教 (40506466)
研究期間 (年度) 2018-06-29 – 2021-03-31
研究課題ステータス 完了 (2020年度)
配分額 *注記
6,370千円 (直接経費: 4,900千円、間接経費: 1,470千円)
2020年度: 2,210千円 (直接経費: 1,700千円、間接経費: 510千円)
2019年度: 2,080千円 (直接経費: 1,600千円、間接経費: 480千円)
2018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CEST-MRI / DANTEパルス / 高速MRI
研究成果の概要

本研究ではMRIを用いた分子イメージング法の一つとして注目されているCEST法の撮像の高速化を目的に、CEST法における飽和パルスとして周波数領域で周期性を持つDANTE法と傾斜磁場とを導入することにより、一回の画像収集で周波数スペクトルを取得できる高速CEST-MRI法を提案した。提案手法を実証するため、DANTEパルスを用いる高速CEST-MRI撮像法を研究用MRI装置に実装し、グルタミン酸水溶液を対象としてアミノ基のCEST信号が検出できることを実験的に示した。また、DANTEパルスをCEST法の飽和に用いる際に注意すべき点を計算機シミュレーションにより明らかにした。

研究成果の学術的意義や社会的意義

MRIでは開発当初よりNMRスペクトロスコピーによる生体化合物の同定や定量計測が期待されてきたが、検出感度の問題から広く臨床応用されるに至ってはいない。CEST法は、低濃度の生体化合物の状態をNMRスペクトロスコピーと同様に検出できるMRIの新しい分子イメージング法の一つとして期待されているが、高精度の計測には撮像に長時間を要するため、臨床的には極めて簡略化した撮像法が用いられているにすぎない。本研究で提案した撮像法は、CEST-MRI法が真に臨床応用されるためのブレークスルーとなり得ると期待でき、他のMRI撮像法と組み合わせることによりMRIの臨床的な意義も飛躍的に高まると考えられる。

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

    (29件)

すべて 2021 2020 2019 2018

すべて 雑誌論文 (15件) (うち国際共著 5件、 査読あり 15件、 オープンアクセス 10件) 学会発表 (14件) (うち国際学会 10件)

  • [雑誌論文] Statistical deformation reconstruction using multi-organ shape features for pancreatic cancer localization2021

    • 著者名/発表者名
      Nakao Megumi、Nakamura Mitsuhiro、Mizowaki Takashi、Matsuda Tetsuya
    • 雑誌名

      Medical Image Analysis

      巻: 67 ページ: 101829-101829

    • DOI

      10.1016/j.media.2020.101829

    • 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 / 国際共著
  • [雑誌論文] Photoacoustic in vivo 3D imaging of tumor using a highly tumor-targeting probe under high-threshold conditions2020

    • 著者名/発表者名
      Yamada Hisatsugu、Matsumoto Natsuki、Komaki Takanori、Konishi Hiroaki、Kimura Yu、Son Aoi、Imai Hirohiko、Matsuda Tetsuya、Aoyama Yasuhiro、Kondo Teruyuki
    • 雑誌名

      Scientific Reports

      巻: 10 号: 1 ページ: 19363-19363

    • DOI

      10.1038/s41598-020-76281-1

    • NAID

      120006937531

    • 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] Regularized Three-Dimensional Generative Adversarial Nets for Unsupervised Metal Artifact Reduction in Head and Neck CT Images2020

    • 著者名/発表者名
      M. Nakao, K. Imanishi, N. Ueda, Y. Imai, T. Kirita, T. Matsuda
    • 雑誌名

      IEEE Access

      巻: 8 ページ: 109453-109453

    • DOI

      10.1109/access.2020.3002090

    • 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] Relationship between rectal abdominis muscle position and physiological umbilical herniation and return: A morphological and morphometric study2020

    • 著者名/発表者名
      Ji Xiang、Ishikawa Aoi、Nagata Akari、Yamada Shigehito、Imai Hirohiko、Matsuda Tetsuya、Takakuwa Tetsuya
    • 雑誌名

      The Anatomical Record

      巻: ePub 号: 12 ページ: 3044-3051

    • DOI

      10.1002/ar.24358

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Resection Process Map: A novel dynamic simulation system for pulmonary resection2020

    • 著者名/発表者名
      Tokuno Junko、Chen-Yoshikawa Toyofumi F.、Nakao Megumi、Matsuda Tetsuya、Date Hiroshi
    • 雑誌名

      The Journal of Thoracic and Cardiovascular Surgery

      巻: 159 号: 3 ページ: 1130-1138

    • DOI

      10.1016/j.jtcvs.2019.07.136

    • NAID

      120006810863

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Morphogenesis of the femur at different stages of normal human development2019

    • 著者名/発表者名
      Suzuki Y, Matsubayashi J, Ji X, Yamada S, Yoneyama A, Imai H, Matsuda T, Aoyama T, Takakuwa T
    • 雑誌名

      PLoS ONE

      巻: 14 号: 8 ページ: e0221569-e0221569

    • DOI

      10.1371/journal.pone.0221569

    • NAID

      120006817591

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Vasa vasorum formation is associated with rupture of intracranial aneurysms2019

    • 著者名/発表者名
      Miyata Haruka、Imai Hirohiko、Koseki Hirokazu、Shimizu Kampei、Abekura Yu、Oka Mieko、Kawamata Takakazu、Matsuda Tetsuya、Nozaki Kazuhiko、Narumiya Shuh、Aoki Tomohiro
    • 雑誌名

      Journal of Neurosurgery

      巻: ePub 号: 3 ページ: 1-11

    • DOI

      10.3171/2019.5.jns19405

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Surface deformation analysis of collapsed lungs using model-based shape matching2019

    • 著者名/発表者名
      Megumi Nakao, Junko Tokuno, Toyofumi Chen-Yoshikawa, Hiroshi Date, Tetsuya Matsuda
    • 雑誌名

      Int J Comp Assist Rad Surg

      巻: 14 号: 10 ページ: 1763-1774

    • DOI

      10.1007/s11548-019-02013-0

    • 関連する報告書
      2019 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] Sequential Inward Bending of Arterial Bifurcations is Associated with Intracranial Aneurysm Formation2019

    • 著者名/発表者名
      Ikedo Taichi、Kataoka Hiroharu、Minami Manabu、Hayashi Kosuke、Miyata Takeshi、Nagata Manabu、Fujikawa Risako、Yokode Masayuki、Imai Hirohiko、Matsuda Tetsuya、Miyamoto Susumu
    • 雑誌名

      World Neurosurgery

      巻: 129 ページ: e361-e366

    • DOI

      10.1016/j.wneu.2019.05.153

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Size-tunable MRI-visible nitroxide-based magnetic mixed micelles: preparation, stability, and theranostic application2019

    • 著者名/発表者名
      Nagura Kota、Bogdanov Alexey、Chumakova Natalia、Vorobiev Andrey Kh.、Moronaga Satori、Imai Hirohiko、Matsuda Tetsuya、Noda Yohei、Maeda Tomoki、Koizumi Satoshi、Sakamoto Koichi、Amano Tsukuru、Yoshino Fumi、Kato Tatsuhisa、Komatsu Naoki、Tamura Rui
    • 雑誌名

      Nanotechnology

      巻: 30 号: 22 ページ: 224002-224002

    • DOI

      10.1088/1361-6528/ab0627

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Spatial relationship between the metanephros and adjacent organs according to the Carnegie stage of development2019

    • 著者名/発表者名
      Ishiyama Hana、Ishikawa Aoi、Imai Hirohiko、Matsuda Tetsuya、Yoneyama Akio、Yamada Shigehito、Takakuwa Tetsuya
    • 雑誌名

      The Anatomical Record

      巻: 印刷中 号: 11 ページ: 1887-2104

    • DOI

      10.1002/ar.24103

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Return of the intestinal loop to the abdominal coelom after physiological umbilical herniation in the early fetal period.2019

    • 著者名/発表者名
      Nagata A, Hatta S, Ji X, Ishikawa A, Sakamoto R, Yamada S, Imai H, Matsuda T, Takakuwa T.
    • 雑誌名

      J Anat

      巻: 234 号: 4 ページ: 456-464

    • DOI

      10.1111/joa.12940

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Magnetic Mixed Micelles Composed of a Non-Ionic Surfactant and Nitroxide Radicals Containing a D-Glucosamine Unit: Preparation, Stability, and Biomedical Application2019

    • 著者名/発表者名
      Nagura Kota、Takemoto Yusa、Yoshino Fumi、Bogdanov Alexey、Chumakova Natalia、Vorobiev Andrey、Imai Hirohiko、Matsuda Tetsuya、Shimono Satoshi、Kato Tatsuhisa、Komatsu Naoki、Tamura Rui
    • 雑誌名

      Pharmaceutics

      巻: 11 号: 1 ページ: 42-42

    • DOI

      10.3390/pharmaceutics11010042

    • 関連する報告書
      2018 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] Effects of diffusion time on non-Gaussian diffusion and intravoxel incoherent motion (IVIM) MRI parameters in breast cancer and hepatocellular carcinoma xenograft models2018

    • 著者名/発表者名
      Iima Mami、Nobashi Tomomi、Imai Hirohiko、Koyasu Sho、Saga Tsuneo、Nakamoto Yuji、Kataoka Masako、Yamamoto Akira、Matsuda Tetsuya、Togashi Kaori
    • 雑誌名

      Acta Radiologica Open

      巻: 7 号: 1 ページ: 1-8

    • DOI

      10.1177/2058460117751565

    • 関連する報告書
      2018 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] Morphogenesis of the middle ear during fetal development as observed via magnetic resonance imaging.2018

    • 著者名/発表者名
      Ohtsuki S, Ishikawa A, Yamada S, Imai H, Matsuda T, Takakuwa T.
    • 雑誌名

      Anat Rec

      巻: 301 号: 5 ページ: 757-764

    • DOI

      10.1002/ar.23760

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] Enumerated sparse extraction of important surgical planning features for mandibular reconstruction2020

    • 著者名/発表者名
      Kazuki Nagai, Megumi Nakao, Nobuhiro Ueda, Yuichiro Imai, Tadaaki Kirita, Tetsuya Matsuda
    • 学会等名
      42nd Annual International Conference of the IEEE Engineering in Medicine & Biology Society (EMBC)
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Deep Learning Based Lung Region Segmentation with Data Preprocessing by Generative Adversarial Nets2020

    • 著者名/発表者名
      Jumpei Nitta, Megumi Nakao, Keiho Imanishi, Tetsuya Matsuda
    • 学会等名
      42nd Annual International Conference of the IEEE Engineering in Medicine & Biology Society (EMBC)
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] X-ray2Shape: Reconstruction of 3D Liver Shape from a Single 2D Projection Image2020

    • 著者名/発表者名
      Fei Tong, Megumi Nakao, Shuqiong Wu, Mitsuhiro Nakamura, Tetsuya Matsuda
    • 学会等名
      42nd Annual International Conference of the IEEE Engineering in Medicine & Biology Society (EMBC)
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Model-based registration for pneumothorax deformation analysis using intraoperative cone-beam CT images2020

    • 著者名/発表者名
      Hinako Maekawa, Megumi Nakao, Katsutaka Mineura, Toyofumi F. Chen-Yoshikawa, Tetsuya Matsuda
    • 学会等名
      42nd Annual International Conference of the IEEE Engineering in Medicine & Biology Society (EMBC)
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Design for the saturation RF pulse patterns in CEST MR fingerprinting by cost-based algorithm2019

    • 著者名/発表者名
      Kazuho Kamba, Hirohiko Imai, Tetsuya Matsuda
    • 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] Analysis of Fingertip-Based Features during Pick and Grasp Manipulation2019

    • 著者名/発表者名
      Tatsuya amashita, Megumi Nakao, Tetsuya Matsuda
    • 学会等名
      41st Annual International Conference of the IEEE Engineering in Medicine and Biology Society
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Design for the Image Acquisition Sequence of CEST MR Fingerprinting by the Cost-Based Algorithm2019

    • 著者名/発表者名
      Kazuho Kamba, Hirohiko Imai, Tetsuya Matsuda
    • 学会等名
      41st Annual International Conference of the IEEE Engineering in Medicine and Biology Society
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Reconstructing 3D Lung Shape from a Single 2D Image during the Deaeration Deformation Process using Model-based Data Augmentation2019

    • 著者名/発表者名
      Shuqiong Wu, Megumi Nakao, Junko Tokuno, Toyofumi Chen-Yoshikawa, Tetsuya Matsuda
    • 学会等名
      2019 IEEE EMBS International Conference on Biomedical & Health Informatics
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] A Proposal of the Image Acquisition Sequence of MR Fingerprinting for CEST MRI2018

    • 著者名/発表者名
      Kazuho Kamba, Hirohiko Imai, Megumi Nakao, Tetsuya Matsuda,
    • 学会等名
      2018 40th Annual International Conference of the IEEE Engineering in Medicine and Biology Society (EMBC)
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] A Preliminary Computational Model for Hypoxic Acidosis in Cardiac Myocytes2018

    • 著者名/発表者名
      Takao Shimayoshi, Yuta Yamamoto, Tetsuya Matsuda
    • 学会等名
      2018 40th Annual International Conference of the IEEE Engineering in Medicine and Biology Society (EMBC)
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Improvement of Temporal Resolution for Spatio-temporal Reconstruction using Compressed Sensing in 2D 1H-13C HMQC MRSI2018

    • 著者名/発表者名
      Utako Yamamoto, Hirohiko Imai, Kei Sano, Masayuki Ohzeki, Tetsuya Matsuda, Toshiyuki Tanaka
    • 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 実施状況報告書
  • [学会発表] Design for the Saturation RF Pulse Patterns in MR Fingerprinting for CEST MRI2018

    • 著者名/発表者名
      Kazuho Kamba, Hirohiko Imai, Megumi Nakao, Tetsuya Matsuda
    • 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 実施状況報告書
  • [学会発表] The design of locally identi able tags in tagging MRI2018

    • 著者名/発表者名
      Takamasa Hori, Hirohiko Imai, Tetsuya Matsuda
    • 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 実施状況報告書
  • [学会発表] Comparative morphology of the laryngeal muscles in hylobatids using a high-resolution MRI2018

    • 著者名/発表者名
      Nishimura Takeshi、Nomura Yoshitaka、Imai Hirohiko、Matsuda Tetsuya
    • 学会等名
      The Evolution of Language. Proceedings of the 12th International Conference on the Evolution of Language (Evolang12)
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会

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公開日: 2018-07-25   更新日: 2022-01-27  

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