| 研究課題/領域番号 |
21K07652
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| 研究種目 |
基盤研究(C)
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| 配分区分 | 基金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 審査区分 |
小区分52040:放射線科学関連
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| 研究機関 | 京都府立医科大学 |
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研究代表者 |
酒井 晃二 京都府立医科大学, 医学(系)研究科(研究院), 准教授 (20379027)
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| 研究期間 (年度) |
2021-04-01 – 2025-03-31
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| 研究課題ステータス |
交付 (2022年度)
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| 配分額 *注記 |
4,030千円 (直接経費: 3,100千円、間接経費: 930千円)
2024年度: 780千円 (直接経費: 600千円、間接経費: 180千円)
2023年度: 780千円 (直接経費: 600千円、間接経費: 180千円)
2022年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
2021年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
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| キーワード | 脳活動 / 脳血流量 / 脳温度 / MRI / 脳脊髄液 / 拡散強調画像 / 脳酸素消費量 / Radiomics / 拡散MRI / MRスペクトロスコピー / 脳血流 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
脳活動は、MRIによるCMRO2―CBF―TBの組み合わせにより、非侵襲的にグローバルな脳活動の状態を観察する可能性がある。一方、近年ではMRI計測技術を用いたボクセル単位または領域単位での脳活動、血流、温度をそれぞれマッピング可能な技術開発が行われており、脳局所部位と機能との関係理解に大きく寄与している。さらに、2015年以降にRadiomics特徴量および機械学習の応用による脳病態の理解が急速に伸展しており、貴重な臨床データを余すところなく利用する考え方が浸透しつつある。本研究は、MRIのみを組み合わせた局所的な脳活動観測手法の開発を目的とする。
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| 研究実績の概要 |
本研究は、脳活動―脳血流量―脳温度の関係をMRI(Magnetic Resonance Image)のみを用いて計測する手法を開発することを目的とし、脳の局所における状態観測指標を新たに提供することにより、加齢等に伴う脳機能・活動の変化を簡便に捉えることを目標とする。本年は、MRIを用いた脳内深部温度計測の基礎となる拡散強調画像法（DWI）による画像および機械学習とRadiomicsを用いた研究について、主に脳神経疾患および認知症に関する研究と解説記事を投稿している。さらに、DWIの安定測定、高速測定法、最新研究などについて国内外の学会で報告を行い、これまでに脳深部温度計測について学会等において講演を行った。脳酸素消費量をMR像を用いた脳血流のデータから算出する手法を実施する体制も確立した。また、Synthetic MRIを用いた水分子動態についても検討している。
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| 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
脳深部温度計測に影響を与える脳脊髄液の動きを省く測定手法のパラメータ探索を行い、概ね確からしい値を得た。加えて、脳酸素消費量をMR像を用いた脳血流のデータから算出する手法についても実施に向けた準備ができた。しかしながら、COVID-19の影響は未だに残っており、ボランティアによる来院、MRI撮像機会が大幅に制限されたため、予定数に達していない。
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| 今後の研究の推進方策 |
脳酸素消費量およびCBF計測のためのMRI至適撮像条件を決定する。方法として、健常者１０名（男女各５名）により、CMRO2およびCBFの安定計測するためのMRI撮像条件を検討する。CBF計測は位相コントラストの差により行われるが、年代の異なる被験者で調査することにより、適切な流速幅に対応できるようにする。具体的には、dwell time, flip angle, VENC, Repetition timeなどのパラメータの最適化を行う。得られたCBF値から次式によりCMRO2を得る。CMRO2=CaCBF(SaO2-SvO2)、Caは酸素濃度、SaO2は動脈の酸素飽和レベル、SvO2は静脈の酸素飽和レベルである。結果は、PET検査等で得られたこれまでの知見と比較・検証する。また、MRIを用いた脳温度の全自動化についても機械学習等を導入して進める。さらに、Synthetic MRIを用いた水分子動態と温度・代謝の関係についても検討を進める。
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