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診断マーカーとしての細胞外pHマッピングの臨床応用

研究課題

研究課題/領域番号 20K16759
研究種目

若手研究

配分区分基金
審査区分 小区分52040:放射線科学関連
研究機関徳島大学

研究代表者

松元 友暉  徳島大学, 大学院医歯薬学研究部(医学域), 助教 (70838151)

研究期間 (年度) 2020-04-01 – 2023-03-31
研究課題ステータス 完了 (2022年度)
配分額 *注記
2,470千円 (直接経費: 1,900千円、間接経費: 570千円)
2022年度: 260千円 (直接経費: 200千円、間接経費: 60千円)
2021年度: 650千円 (直接経費: 500千円、間接経費: 150千円)
2020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MRI / QPM / 造影剤 / 細胞外pH / pHe / 細胞外pH / 脳腫瘍 / pH / QSM / 緩和能
研究開始時の研究の概要

通常,臨床MRI装置を用いた脳腫瘍の評価方法は造影剤を使用したMRI撮像法が主体となる.この方法では,脳腫瘍の代謝変化を定量評価することは難しく診断に苦慮する場面がしばしばある.申請者は,この問題を解決するためにquantitative parameter mapping(QPM)技術を用いた細胞外pHマッピングを開発し,脳腫瘍代謝変化の定量マッピングを試みている.本研究課題では,細胞外pHが各種造影剤の固有緩和能に対してどのように関与するのか機序を明確にすることで,人体における細胞外pHマッピングの臨床応用への展開を目指す.

研究成果の概要

本研究では、定量的パラメータマッピング(QPM)を用いて造影病変における緩和度(r1)と造影剤濃度を別々に評価する新しい方法を提示した。さらに、腫瘍病変の細胞外pH(pHe)を推定することも目的とした。本研究では、原発性脳腫瘍は他の脳腫瘍に比べ有意にpHeが低い傾向を示した(P < 0.001)。この結果は、QPMが脳腫瘍におけるr1とCA濃度を別々に定量できること、そしてpHe脳腫瘍マッピングが腫瘍バイオマーカーとして機能することを示唆しているのかもしれない。結論として、本手法は治療効果判定に臨床応用できる可能性がある。

研究成果の学術的意義や社会的意義

脳腫瘍の代謝変化を評価することは,正確な診断において重要である.今日の臨床診断では,MRI装置を用いた造影剤検査が多く用いられる.しかし,これは相対的なMR信号変化であり,脳腫瘍の代謝変化を定量評価することは難しい.この問題を解決するため,研究代表者はquantitative parameter mapping(QPM)技術を用いた細胞外pHマッピングを開発し,脳腫瘍代謝変化の定量マッピングを試みている.細胞外pHを正確に測定すること(細胞外pHマッピング)は,腫瘍の進行度を正確に診断するための重要な手段になりうる.

報告書

(4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
  • 研究成果

    (12件)

すべて 2022 2021 2020 その他

すべて 雑誌論文 (1件) (うち査読あり 1件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (10件) (うち国際学会 3件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] Quantitative parameter mapping of contrast agent concentration and relaxivity and brain tumor extracellular pH2022

    • 著者名/発表者名
      Matsumoto Yuki、Harada Masafumi、Kanazawa Yuki、Taniguchi Yo、Ono Masaharu、Bito Yoshitaka
    • 雑誌名

      Scientific Reports

      巻: 12 号: 1 ページ: 1-9

    • DOI

      10.1038/s41598-022-05711-z

    • 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
  • [学会発表] Quantitative parameter mapping of brain tumor extracellular pH for therapeutic efficacy2022

    • 著者名/発表者名
      Yuki Matsumoto, Masafumi Harada, Yuki Kanazawa, Taniguchi Yo, Ono Masaharu and Bito Yoshitaka
    • 学会等名
      ISMRM Japanese Chapter, Sep. 2022.
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] Development of a neural network based skull stripping algorithm for quantitative parameter mapping both before and after injection of contrast media2022

    • 著者名/発表者名
      Yuki Matsumoto, Masafumi Harada, Monda Kanon, Yuki Kanazawa, Taniguchi Yo, Ono Masaharu and Bito Yoshitaka
    • 学会等名
      JSMRM2022, Sep. 2022
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] What Is The Extracellular pH Of Brain Tumors And How Can We Detect Brain Tumors Using Gadolinium-based-contrast Agents?2021

    • 著者名/発表者名
      Matsumoto Yuki、Harada Masafumi、Kanazawa Yuki、Taniguchi Yo、Ono Masaharu、Bito Yoshitaka
    • 学会等名
      Radiological Society of North America
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Brain Tumor Characterization and Assessment using Automatic Detection of Extracellular pH Change2021

    • 著者名/発表者名
      Matsumoto Yuki、Harada Masafumi、Kanazawa Yuki、Taniguchi Yo、Ono Masaharu、Bito Yoshitaka
    • 学会等名
      International Society for Magnetic Resonance in Medicine
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 腫瘍悪性度の定量に向けた造影剤濃度,緩和能,細胞外pHの同時算出手法 の開発2021

    • 著者名/発表者名
      Matsumoto Yuki、Harada Masafumi、Kanazawa Yuki、Taniguchi Yo、Ono Masaharu、Bito Yoshitaka
    • 学会等名
      日本分子イメージング学会
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] Automatic detection of extracellular pH change in brain tissue using deep learning based semantic segmentation2021

    • 著者名/発表者名
      Matsumoto Yuki、Harada Masafumi、Kanazawa Yuki、Taniguchi Yo、Ono Masaharu、Bito Yoshitaka
    • 学会等名
      Japanese Journal of Radiological Technology
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] Automatic detection of extracellular pH change in brain tissue using deep learning based semantic segmentation2021

    • 著者名/発表者名
      Yuki Matsumoto, Masafumi Harada, Yuki Kanazawa, Taniguchi Yo, Ono Masaharu and Bito Yoshitaka
    • 学会等名
      Japanese Journal of Radiological Technology
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] Simultaneous Quantitative Calculation of Concentration of Contrast Agent, Relaxivity, and Extracellular pH Map2020

    • 著者名/発表者名
      Yuki Matsumoto, Masafumi Harada, Yuki Kanazawa, Takashi Abe, Taniguchi Yo, Ono Masaharu and Bito Yoshitaka
    • 学会等名
      Japanese Journal of Radiological Technology
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] Which contrast agent is more sensitive to extracellular pH change on brain tumor ?2020

    • 著者名/発表者名
      Yuki Matsumoto, Masafumi Harada, Yuki Kanazawa, Takashi Abe, Taniguchi Yo, Ono Masaharu and Bito Yoshitaka
    • 学会等名
      JSMRM2020
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] Yuki Matsumoto, Masafumi Harada, Yuki Kanazawa, Takashi Abe, Maki Ohtomo, Taniguchi Yo, Ono Masaharu and Bito Yoshitaka2020

    • 著者名/発表者名
      Calculation of Concentration of Contrast Media, Relaxivity, Extracellular pH and Oxygen Extraction Fraction for Brain Tumor Characterization
    • 学会等名
      ISMRM 28th Annual Meeting
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [備考] 申請者の研究活動について

    • URL

      http://pub2.db.tokushima-u.ac.jp/ERD/person/327872/work-ja.html

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書

URL: 

公開日: 2020-04-28   更新日: 2024-01-30  

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