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MRSによる小児脳内代謝物濃度の自動診断解析システムの開発

研究課題

研究課題/領域番号 19K08213
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
研究機関国立研究開発法人量子科学技術研究開発機構

研究代表者

富安 もよこ  国立研究開発法人量子科学技術研究開発機構, 量子医科学研究所 分子イメージング診断治療研究部, 主幹研究員 (10443079)

研究分担者 相田 典子  地方独立行政法人神奈川県立病院機構神奈川県立こども医療センター(臨床研究所), 臨床研究所, 部長 (20586292)
寺田 康彦  筑波大学, 数理物質系, 准教授 (20400640)
川口 拓之  国立研究開発法人産業技術総合研究所, 情報・人間工学領域, 主任研究員 (60510394)
研究期間 (年度) 2019-04-01 – 2023-03-31
研究課題ステータス 完了 (2022年度)
配分額 *注記
4,030千円 (直接経費: 3,100千円、間接経費: 930千円)
2021年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
2020年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2019年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
キーワード小児脳 / 代謝物濃度 / MRスペクトロスコピー / 代謝物濃度自動診断 / 臨床 / in vivo proton MRS / 脳内代謝物濃度 / 定量化 / 小児 / 自動診断解析システム / 小児脳内代謝物濃度
研究開始時の研究の概要

本研究は、1H MRスペクトロスコピー(以下、MRSと略す)による小児脳内代謝物濃度の自動診断解析システムの開発を目的とする。
そのために、これまでMRI装置にて得られた臨床小児MRSデータ(約4,000症例)から、健常脳内代謝物濃度データベースを作成し、疾患MRSデータの定量解析時に代謝物濃度の正常/異常が表示される解析システムを開発する。また、未登録の代謝物・薬剤の情報をNMR実験により得て、解析システムに組み込む。
さらにこの解析システムを用いて臨床データの解析を行い、得られた値と様々な疾患との関連性を解明する。

研究成果の概要

成果の概要として、I)臨床小児MRSデータ(3T MR装置, 約4,600症例)から選択した健常脳内代謝物濃度データベース(週齢・月齢・年齢別)を組み込んだ自動診断解析システムの開発、II)定量解析ソフトウエアへの新たな代謝物・薬剤の情報(化学シフト値およびJ結合定数)の組み込み、III)情報組み込み後の定量解析ソフトウエアを用いた in vivo MRSデータ再解析を行うことができ、当初の目的をほぼ達成することができた。
しかしコロナ禍の制限から健常小児ボランティアのMRSデータ収集は初年度(2019年度)のみであり、特に1歳未満の健常MRS値の数は少なく診断精度は弱いため、今後の課題である。

研究成果の学術的意義や社会的意義

本研究では、小児疾患MRSデータの定量解析のために、年齢に応じた代謝物異常値表示/付加代謝物・薬剤定量表示システムを開発した。これまで小児疾患の定量解析では、各代謝物の正常値を年齢や月齢ごとに調べるのに時間がかかったり、成長に伴う正常値の変化の判断に事前に専門的な知識などが必要であった。本システムは、診断が急がれる臨床現場において、非常に有用であることが期待される。
また、本システムは、正常値データベースに自施設のMRI装置から得られた値を用いることができ、解析時にデータベースを変更することで、成人を含む多様な年齢層に対して広く利用することができる。

報告書

(5件)
  • 2022 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2021 実施状況報告書
  • 2020 実施状況報告書
  • 2019 実施状況報告書
  • 研究成果

    (20件)

すべて 2022 2021 2020 2019

すべて 雑誌論文 (6件) (うち国際共著 1件、 査読あり 6件、 オープンアクセス 6件) 学会発表 (14件) (うち国際学会 3件、 招待講演 5件)

  • [雑誌論文] Intraocular Water Movement Visualization Using 1H‐MRI With Eye Drops of O‐17‐Labeled Saline: First‐in‐Human Study2022

    • 著者名/発表者名
      Tomiyasu Moyoko、Sahara Yasuka、Mitsui Etsuko、Tsuchiya Hiroki、Maeda Takamasa、Tomoyori Nobuhiro、Kawashima Makoto、Nogawa Toshifumi、Kishimoto Riwa、Takado Yuhei、Higashi Tatsuya、Mizota Atsushi、Kudo Kohsuke、Obata Takayuki
    • 雑誌名

      Journal of Magnetic Resonance Imaging

      巻: 57 号: 3 ページ: 845-853

    • DOI

      10.1002/jmri.28345

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] <i>In vivo</i> Human MR Spectroscopy Using a Clinical Scanner: Development, Applications, and Future Prospects2022

    • 著者名/発表者名
      Moyoko Tomiyasu, Masahumi Harada
    • 雑誌名

      Magnetic Resonance in Medical Sciences

      巻: 21 号: 1 ページ: 235-252

    • DOI

      10.2463/mrms.rev.2021-0085

    • NAID

      130008166256

    • ISSN
      1347-3182, 1880-2206
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Elevation of brain gamma-aminobutyric acid levels is associated with vigabatrin-associated brain abnormalities on magnetic resonance imaging2022

    • 著者名/発表者名
      Azusa Ikeda, Moyoko Tomiyasu, Ayako Yamamoto, Yu Tsuyusaki, Yasuhiro Kawai, Masahiko Tanabe, Megumi Tsuji, Mizue Iai, Noriko Aida, Tomohide Goto
    • 雑誌名

      Epilepsy Res.

      巻: 181 ページ: 106881-106881

    • DOI

      10.1016/j.eplepsyres.2022.106881

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] MRSI2021

    • 著者名/発表者名
      富安もよこ
    • 雑誌名

      日本磁気共鳴医学会雑誌

      巻: 41 号: 1 ページ: 5-13

    • DOI

      10.2463/jjmrm.2020-1718

    • NAID

      130007999551

    • ISSN
      0914-9457, 2434-0499
    • 年月日
      2021-02-15
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Altered brain metabolite concentration and delayed neurodevelopment in preterm neonates2021

    • 著者名/発表者名
      Moyoko Tomiyasu, Jun Shibasaki, Hiroshi Kawaguchi, Mikako Enokizono, Katsuaki Toyoshima, Takayuki Obata, Noriko Aida
    • 雑誌名

      Pediatric Research

      巻: - 号: 1 ページ: 197-203

    • DOI

      10.1038/s41390-021-01398-6

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Association between brain and plasma glutamine levels in healthy young subjects investigated by MRS and LC/MS2019

    • 著者名/発表者名
      Takado Yuhei、Sato Naoto、Kanbe Yuta、Tomiyasu Moyoko、Xin Lijing、Near Jamie、Yoshikawa Kohki、Sahara Naruhiko、Higashi Tatsuya、Suhara Tetsuya、Higuchi Makoto、Obata Takayuki
    • 雑誌名

      Nutrients

      巻: 11 号: 7 ページ: 1649-1649

    • DOI

      10.3390/nu11071649

    • 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
  • [学会発表] In vivo measurement of human intraocular water movement using 1H-MRI with H217O saline eye drops2022

    • 著者名/発表者名
      Moyoko Tomiyasu, Yasuka Sahara, Etsuko Mitsui, Hiroki Tsuchiya, Takamasa Maeda, Nobuhiro Tomoyori, Makoto Kawashima, Tatsuya Higashi, Atsushi Mizota, Kohsuke Kudo, Takayuki Obata
    • 学会等名
      ISMRM 30th Annual meeting & exhibition(国際学会)
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] O-17 MRIの基礎と眼科領域への応用 O-17 MRI: basics and application to ophthalmology2022

    • 著者名/発表者名
      富安もよこ
    • 学会等名
      第50回日本磁気共鳴医学会大会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 臨床応用を目指したMRS測定の発展:レビュー論文の紹介2022

    • 著者名/発表者名
      富安もよこ
    • 学会等名
      第50回日本磁気共鳴医学会大会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Preliminary study of hydrodynamics in fetal mice using 17O-MRI2022

    • 著者名/発表者名
      Nobuhiro Nitta, Zhang Hong, Moyoko Tomiyasu, Kohsuke Kudo, Takayuki Obata
    • 学会等名
      第50回日本磁気共鳴医学会大会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] Clinical feasibility of 17O imaging at 3T: Phantom studies2022

    • 著者名/発表者名
      Hideto Kuribayashi, Moyoko Tomiyasu, Takamasa Maeda, Takayuki Obata
    • 学会等名
      第50回日本磁気共鳴医学会大会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] Relationship between brain temperature and prognosis during and after hypothermia in neonates with hypoxic-ischemic encephalopathy2021

    • 著者名/発表者名
      Moyoko Tomiyasu, Jun Shibasaki, Yasuhiko Terada, Tatsuya Higashi, Katsuaki Toyoshima, Takayuki Obata, Noriko Aida
    • 学会等名
      ISMRM 29th Annual meeting & exhibition
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Development of an automatic metabolite level evaluation software for in vivo brain MRS data2021

    • 著者名/発表者名
      Moyoko Tomiyasu, Hiroshi Kawaguchi, Jun shibasaki, Tatsuya Higashi, Takayuki Obata, Noriko Aida.
    • 学会等名
      第49回日本磁気共鳴医学会大会
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] Quantification of brain glycine in an infant with nonketotic hyperglycemia: a serial proton magnetic resonance spectroscopy study.2020

    • 著者名/発表者名
      Tomiyasu M, Shibasaki J, Kawai Y, et al.
    • 学会等名
      International Society for Magnetic Resonance in Medicine, 28th annual meeting & exhibition
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] PhDと一緒に研究をしましょう!2020

    • 著者名/発表者名
      富安もよこ
    • 学会等名
      第48回日本磁気共鳴医学会大会.
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 非ケトーシス型高グリシン血症乳児の脳内グリシンの経時的変化:1H-MRSによるスタディ.2020

    • 著者名/発表者名
      富安もよこ、相田典子、柴崎淳ら.
    • 学会等名
      第48回日本磁気共鳴医学会大会.
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] MRSI2019

    • 著者名/発表者名
      富安もよこ
    • 学会等名
      第47回日本磁気共鳴医学会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 早産児における予定日相当の脳内代謝物濃度と6歳時知能検査 (WISC-4)の関連性2019

    • 著者名/発表者名
      富田彩香、柴崎淳、富安もよこ、相田典子、豊島勝昭
    • 学会等名
      第47回日本磁気共鳴医学会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] Changes in brain metabolite concentrations after neonatal hypoxic-ischemic encephalopathy.2019

    • 著者名/発表者名
      柴崎淳、相田典子、森崎菜穂、富安もよこ、西悠里、豊島勝昭
    • 学会等名
      第122回日本小児科学会学術集会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Glycine measurement using short and long echo time proton magnetic resonance spectroscopy in a neonate with nonketotic hyperglycinemia2019

    • 著者名/発表者名
      Ayana Hirose、Jun Shibasaki、Moyoko Tomiyasu、Tatsuro Kumaki、Yu Tsuyusaki、Tomohide Goto、Noriko Aida
    • 学会等名
      第61回日本小児神経学会学術集会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書

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公開日: 2019-04-18   更新日: 2024-01-30  

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