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生体外MRIで作成した高分解能定量的磁化率マップによる動脈硬化性プラーク成分解析

研究課題

研究課題/領域番号 20K08030
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
研究機関長崎大学

研究代表者

石丸 英樹  長崎大学, 医歯薬学総合研究科(医学系), 准教授 (00625858)

研究分担者 井手口 怜子  長崎大学, 原爆後障害医療研究所, 助教 (10457567)
森川 実  長崎大学, 病院(医学系), 准教授 (20284705)
出雲 剛  長崎大学, 医歯薬学総合研究科(医学系), 准教授 (40343347)
新野 大介  長崎大学, 医歯薬学総合研究科(医学系), 客員教授 (20426563)
喜安 千弥  長崎大学, 情報データ科学部, 教授 (20234388)
研究期間 (年度) 2020-04-01 – 2025-03-31
研究課題ステータス 交付 (2023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)
2022年度: 780千円 (直接経費: 600千円、間接経費: 180千円)
2021年度: 260千円 (直接経費: 200千円、間接経費: 60千円)
2020年度: 2,990千円 (直接経費: 2,300千円、間接経費: 690千円)
キーワード頸動脈プラーク / 脂質 / プラーク出血 / MRI / 免疫染色 / QSM解析 / 病理組織集積 / 磁化率強調画像 / QSM
研究開始時の研究の概要

動脈硬化性プラーク内成分の診断におけるin vivo MRIによる定量的磁化率マップの有用性を確認するため、頸動脈内膜剥離摘出術後ホルマリン固定標本の高分解能MRIによる定量的磁化率マップ解析を行い、MRI断面と完全に一致させて摘出標本の病理切り出しを行う。それに特殊免疫染色を施したバーチャルスライドを病理標本解析ソフトで自動解析し、プラーク内出血、脂質コア、繊維化など各成分の関心領域を決定し、動脈硬化性プラーク内各成分のex vivoでの定量的磁化率値を算出する。

研究実績の概要

頸動脈内膜剥離術で得られた動脈硬化性プラークの手術標本40例のin vitroのMRI検査とQSM作成は終了した。 MRI断面に一致した切り出しを行なって病理組織検査を行なった。1glycopholin A、2コレステロールを染色するadipophilin、3ヘモジデリンを染色するベルリンブルー、4石灰化を染色するvon kossa、5繊維化をわかりやすくするためのMasson Trichrome染色を行いデジタル病理ファイルにスキャンして変換終了した。また病理標本の切り出しの際の変形を 非線形補間を行うにあたり石灰化をランドマークに使う可能性を考慮してMRIの読影実験を行なって検討した。QSMの低信号が石灰化を反映している最も信頼性の高い所見であることを証明し、これについては論文投稿しpublishされた。病理標本切り出しの際に発生する標本の変形を非線形補間を行う方法の開発を工学部に依頼していたが、未だ有効な方法の開発が達成できておらず困難と思われたため、病理診断医にプラーク成分の診断とセグメンテーションを依頼した。これを元に2名の放射線科医が画像上のROIを作成し、各画像における信号を測定した。その結果プラーク内の脂質の存在形式には複数あり、それぞれMRIの信号パターンの傾向が異なることが判明した。プラーク出血と脂質を区別することにおいてはQSMが最も信頼性の高い検査であった。この結果は2024年4月に行われた日本医学放射線学会で発表した。さらに現在北米放射線学会(RSNA)に演題応募中である。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

3: やや遅れている

理由

病理標本の特殊染色は終了し、バーチャルスライドには変換終了したが、病理標本の切り出しの際に生じる変形を非線形補間で補正を行う手法の開発が遅れている。未だ有効な方法の開発が得られていない。

今後の研究の推進方策

これ以上時間をかけても病理標本上でプラーク成分を自動認識して、MRIの信号解析に繋げることは困難と思われたため、病理診断医にプラーク成分の診断とセグメンテーションを依頼した。これを元に、2名の放射線科医が画像上のROIを作成し、各画像における信号を測定した。
この結果は2024年4月に行われた日本医学放射線学会で発表した。さらに現在北米放射線学会(RSNA)に演題応募中である。
次年度中には論文化の予定である。

報告書

(4件)
  • 2023 実施状況報告書
  • 2022 実施状況報告書
  • 2021 実施状況報告書
  • 2020 実施状況報告書
  • 研究成果

    (8件)

すべて 2024 2023 2022 2021

すべて 雑誌論文 (2件) (うち査読あり 2件) 学会発表 (6件) (うち国際学会 2件)

  • [雑誌論文] Assessment for Carotid Atherosclerotic Plaque Using Vessel Wall Magnetic Resonance Imaging: A Multireader ROC Study to Determine Optimal Sequence for Detecting Vessel Wall Calcification2024

    • 著者名/発表者名
      Ishimaru Hideki、Ikebe Yohei、Izumo Tsuyoshi、Imai Hiroshi、Morikawa Minoru、Ideguchi Reiko、Ishiyama Ayano、Koike Hirofumi、Uetani Masataka、Toya Ryo
    • 雑誌名

      Journal of Vascular Research

      巻: 1 号: 3 ページ: 1-7

    • DOI

      10.1159/000538175

    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Significance of Low Signal in Intracranial Vertebral Artery Wall Observed on Susceptibility-Weighted Angiography2023

    • 著者名/発表者名
      Hideki Ishimaru; Yohei Ikebe; Minoru Morikawa; Reiko Ideguchi; Yohei Tateishi; Akira Tsujino; Masataka Uetani
    • 雑誌名

      Cerebrovasc Dis

      巻: 52 (1) 号: 1 ページ: 89-96

    • DOI

      10.1159/000524840

    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] Can MRI distinguish between intraplaque hemorrhage and lipid-containing areas ?: Comparison of carotid endarterectomy specimens and ex vivo MRI2024

    • 著者名/発表者名
      Ayano ISHIYAMA, Hideki ISHIMARU, Yohei IKEBE, Tsuyoshi IZUMO, Hiroshi IMAI, Shinji OKANO, Minoru Morikawa, Reiko Ideguchi, Ryo Toya
    • 学会等名
      日本医学放射線学会
    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
  • [学会発表] 定量的磁化率マップの頸動脈プラーク石灰化の検出能についてー通常のプラークイメージとの比較2022

    • 著者名/発表者名
      石丸英樹、池辺洋平、出雲 剛、今井 広、森川 実、井手口怜子、上谷雅孝
    • 学会等名
      日本医学放射線学会総会2021
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [学会発表] Detection of Calcification in Carotid Atherosclerotic Plaque Using Quantitative Susceptibility Mapping Compared with Conventional Vessel Wall Imaging Techniques2022

    • 著者名/発表者名
      Hideki Ishimaru, Yohei Ikebe, Tsuyoshi Izumo, Hiroshi Imai, Minoru Morikawa, Reiko Ideguchi, Masataka Uetani
    • 学会等名
      American Society of Neuroradiology 2022
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書 2021 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Title: Significance of Low Signal in Intracranical Vertebral Artery Wall Observed on Susceptibility Weighted Angiography (SWAN)2022

    • 著者名/発表者名
      Minoru Morikawa, Hideki Ishimaru, Yohei Ikebe, Reiko Ideguchi, Yohei Tateishi, Akira Tsujino, Masataka Uetani
    • 学会等名
      American Society of Neuroradiology 2022
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書 2021 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 定量的磁化率マップの頸動脈プラーク石灰化の検出能についてー通常のプラークイメージとの比較2021

    • 著者名/発表者名
      石丸英樹、池辺洋平、出雲 剛、今井 広、森川 実、井手口怜子、上谷雅孝
    • 学会等名
      日本医学放射線学会総会2021
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] 定量的磁化率マップの頸動脈プラーク石灰化の検出能についてー通常のプラークイメージとの比較2021

    • 著者名/発表者名
      石丸英樹
    • 学会等名
      日本医学放射線学会総会2021
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書

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公開日: 2020-04-28   更新日: 2024-12-25  

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