生理機能診断に資する超偏極希ガスの生体磁気共鳴計測法の開発と応用

• 研究課題/領域番号: 21500408
• 研究種目: 基盤研究(C)
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 医用生体工学・生体材料学
• 研究機関: 大阪大学
• 研究代表者: 木村 敦臣 大阪大学, 大学院・医学系研究科, 准教授 (70303972)
• 研究期間 (年度): 2009 – 2012
• 研究課題ステータス: 完了 (2012年度)
• 配分額: 4,420千円 (直接経費: 3,400千円、間接経費: 1,020千円); 2011年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円); 2010年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円); 2009年度: 1,950千円 (直接経費: 1,500千円、間接経費: 450千円)
• キーワード: 超偏極希ガス / 磁気共鳴イメージング(MRI) / 肺機能 / 脳機能 / 慢性閉塞性肺疾患(COPD) / 超偏極キセノン / 生体磁気共鳴計測 / 換気 / 拡散 / 潅流 / 脳血流量 / 慢性閉塞性肺疾患 / 肺・脳機能連関 / シネMRI画像 / 灌流 / 脳内緩和時間 / 偏極率 / bSSFP法 / 肺MRI画像

研究概要

連続フロー型超偏極キセノン製造装置を開発し、キセノン磁気共鳴信号の2万倍向上を達成した。さらに、超偏極希ガスMRIを用いて、肺機能である換気・拡散・灌流を画像診断しつつ、脳内キセノン緩和速度から脳機能を同時計測する手法を開発し、慢性閉塞性肺疾患(COPD)モデルマウスに適用して肺・脳機能連関を調べた。その結果、病態が惹起する局所肺機能変化とともに脳内キセノン緩和速度が上昇し、肺機能低下と負の相関があることを確認した。

研究成果

• [雑誌論文] Direct Imaging of Alveolar Gas Uptake with Hyperpolarized 129xe Ultra-short Echo-Time MRI and Its Application to Physiological Assessment of Emphysema in Mouse Lung. (2013)
  • 著者名/発表者名: 井口智史、木村敦臣
  • 雑誌名: Magn. Reson. Med. 巻: in press 号: 1 ページ: 592-600
  • DOI: 10.1002/mrm.24452
  • 査読あり
• [雑誌論文] Development of a Fast Method for Quantitative Measurement of Hyperpolarized ^129Xe Dynamics in Mouse Brain. (2012)
  • 著者名/発表者名: Imai H, Kimura A, Akiyama K, Ota C, Okimoto K, Fujiwara H.
  • 雑誌名: NMR Biomed 巻: 25 ページ: 210-217
  • 査読あり
• [雑誌論文] Development of a Fast Method for Quantitative Measurement of Hyperpolarized 129xe Dynamics in Mouse Brain. (2012)
  • 著者名/発表者名: 今井宏彦、木村敦臣
  • 雑誌名: NMR Biomed 巻: 25 ページ: 210-217
  • 査読あり
• [雑誌論文] Hyperpolarized ^129Xe Lung MRI in Spontaneous Breathing Mice with Respiratory Gated Fast Imaging and Its Application to Pulmonary Functional Imaging. (2011)
  • 著者名/発表者名: Imai H, Kimura A, Hori Y, Iguchi S, Kitao T, Okubo E, Ito T, Matsuzaki T, Fujiwara H.
  • 雑誌名: NMR Biomed 巻: 24 ページ: 1-11
  • 査読あり
• [雑誌論文] Confirming the Origin of Dissolved-Phase Hyperpolarized ^129Xe Signal from the Mice Chest Based on Experimental Evidence from Extensive Magnetic Resonance Measurements. (2011)
  • 著者名/発表者名: Narazaki M, Kimura A, Imai H, Fujiwara H.
  • 雑誌名: Magn Reson Med Sci 巻: 10 ページ: 149-54
  • 査読あり
• [雑誌論文] Hyperpolarized ^129Xe MR Imaging with Balanced Steady-State Free Precession in Spontaneously Breathing Mouse Lungs. (2011)
  • 著者名/発表者名: Imai F, Kashiwagi R, Imai H, Iguchi S, Kimura A, Fujiwara H.
  • 雑誌名: Magn Reson Med Sci 巻: 10 ページ: 33-40
  • NAID: 10029698048
  • 査読あり
• [雑誌論文] Non-invasive Detection of Pulmonary Tissue Destruction in a Mouse Model of Emphysema Using Hyperpolarized ^129Xe MRS under Spontaneous Respiration. (2010)
  • 著者名/発表者名: Imai H, Kimura A, Iguchi S, Hori Y, Masuda S, Fujiwara H.
  • 雑誌名: Magn Reson Med 巻: 64 ページ: 929-938
  • 査読あり
• [雑誌論文] Hyperpolarized ^129Xe dynamic study in mouse lung under spontaneous respiration: Application to murine tumor B16BL6 melanoma. (2010)
  • 著者名/発表者名: Imai H, Kimura A, Ito T, Fujiwara H.
  • 雑誌名: Eur J Radiol 巻: 73 ページ: 196-205
  • 査読あり
• [雑誌論文] Non-invasive Detection of Pulmonary Tissue Destruction in a Mouse Model of Emphysema Using Hyperpolarized ^<129>Xe MRS under Spontaneous (2010)
  • 著者名/発表者名: 今井宏彦、木村敦臣
  • 雑誌名: Magn Reson Med 巻: 64 ページ: 929-938
  • 査読あり
• [雑誌論文] Hyperpolarized ^<129>Xe dynamic studay in mouse lung under spontaneous respiration : Application to murine tumor B16BL6 melanoma (2010)
  • 著者名/発表者名: 今井宏彦、木村敦臣
  • 雑誌名: Eur J Radiol 巻: 73 ページ: 196-205
  • 査読あり
• [雑誌論文] Comprehensive Pulmonary Evaluation of Emphysematous Mice Using Hyperpolarized ^<129>Xe MRI/MRS Under Spontaneous Breathing Mode (2010)
  • 著者名/発表者名: 今井宏彦、木村敦臣
  • 雑誌名: Proc.Intl.Soc.Mag.Reson.Med. 巻: 18 ページ: 4608-4608
  • 査読あり
• [雑誌論文] Non-invasive Detection of Pulmonary Tissue Destruction in a Mouse Model of Emphysema Using Hyperpolarized 129Xe MRS under Spontaneous Respiration (2010)
  • 著者名/発表者名: Hirohiko Imai
  • 雑誌名: Magn.Reson.Med. (印刷中)
  • 査読あり
• [学会発表] 超偏極希ガスのMRI/MRSによる肺機能診断法の開発. (2012)
  • 著者名/発表者名: 木村敦臣
  • 学会等名: 第40回日本磁気共鳴医学会大会
  • 発表場所: 国立京都国際会議場
  • 年月日: 2012-09-07
• [学会発表] 超偏極^129Xe MRI/MRSを用いた肺・脳機能同時測定. (2012)
  • 著者名/発表者名: 松本浩伸、宮越友梨佳、奥村慎太郎、今井宏彦、藤原英明、木村敦臣.
  • 学会等名: 第40回日本磁気共鳴医学会大会
  • 発表場所: 国立京都国際会議場
  • 年月日: 2012-09-07
• [学会発表] 超偏極希ガスのMRI/MRSによる肺機能診断法の開発 (2012)
  • 著者名/発表者名: 木村敦臣
  • 学会等名: 第40回日本磁気共鳴医学会大会
  • 発表場所: 国立京都国際会議場
  • 年月日: 2012-09-07
• [学会発表] 超偏極129Xe MRI/MRSを用いた肺・脳機能同時測定 (2012)
  • 著者名/発表者名: 松本浩伸、宮越友梨佳、奥村慎太郎、今井宏彦、藤原英明、木村敦叺
  • 学会等名: 第40回日本磁気共鳴医学会大会
  • 発表場所: 国立京都国際会議場
  • 年月日: 2012-09-07
• [学会発表] 前臨床薬効評価へ向けた肺機能MRI (2009)
  • 著者名/発表者名: 木村敦臣
  • 学会等名: 日本生物工学会
  • 発表場所: 名古屋大学 (愛知県)
  • 年月日: 2009-09-25
• [備考]
  • URL: http://sahswww.med.osaka-u.ac.jp/~phychem/HP/menu1.html
• [備考]
  • URL: http://sahswww.med.osaka-u.ac.jp/~phy-chem/HP/menul.html