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拡散係数の周期変化を利用した臨床用拡散変動MRI定量法の開発

研究課題

研究課題/領域番号 22K07743
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
研究機関金沢大学

研究代表者

宮地 利明  金沢大学, 保健学系, 教授 (80324086)

研究分担者 小林 聡  金沢大学, 医学系, 教授 (30313638)
間瀬 光人  名古屋市立大学, 医薬学総合研究院(医学), 教授 (60238920)
研究期間 (年度) 2022-04-01 – 2025-03-31
研究課題ステータス 交付 (2023年度)
配分額 *注記
4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円)
2024年度: 780千円 (直接経費: 600千円、間接経費: 180千円)
2023年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2022年度: 1,950千円 (直接経費: 1,500千円、間接経費: 450千円)
キーワード磁気共鳴画像(MRI) / 拡散係数 / 定量解析 / 周期運動 / 組織物性 / 拡散係数定
研究開始時の研究の概要

本研究では,先ず人体組織の血管拍動や呼吸等の周期運動が磁気共鳴イメージング(MRI)で測定する拡散係数を変動させる作用を解析して,真の拡散係数の絶対定量を行うと同時にこの周期運動の拡散係数への作用を定量化する手法「拡散変動MRI定量法」を開発する.次に拡散変動MRI定量法によって取得した人体組織の真の拡散係数,水分子揺動量,脳血流量,組織物性等の定量値を画像診断に役立てる.

研究実績の概要

本研究では,人体組織の血管拍動や呼吸等の周期運動が磁気共鳴イメージング(MRI)で測定する拡散係数を変動させる作用を解析して,真の拡散係数の絶対定量を行うと同時にこの周期運動の拡散係数への作用を定量化する手法「拡散変動MRI定量法」を開発し,拡散変動MRI定量法によって取得した人体組織の真の拡散係数,水分子揺動量,脳血流量,組織物性等の定量値を画像診断に役立てることを目的としている.令和5年度は,前年度に開発した心周期見かけの拡散係数(ADC)変化波形の周波数解析法を,特発性正常圧水頭症(iNPH)に適用し,各周波数成分の振幅と位相を検討した.1.5TのMRI装置において心電同期 single-shot diffusion echo-planar imaging(b=0,1000s/mm2)を使用し,iNPH症例(17名)と健常者(9名)の各心時相の脳のADC画像を取得した.次に,心周期のADC波形をピクセルごとにフーリエ変換して各高調波の振幅および位相画像を算出し,第1~第7高調波までの振幅と位相,平均振幅,直流成分の振幅を前頭葉白質におい比較検討した.その結果,iNPH群の第1~第7高調波までの平均振幅は健常群と比較して有意に大きくなった(P<0.05).直流成分はiNPH群と健常群で有意差は認められなかった.また,iNPH群の第3,第6,第7高調波の振幅は健常群と比較して有意に大きく(P<0.05),その他の高調波でも大きい傾向を示した.各高調波の位相はiNPH群と健常群の間に有意差が認められなかった.以上より,iNPHにおけるADCの振幅は広い周波数に渡って大きくなり,拡散変動MRI定量法の一手法である心周期ADC波形周波数解析法によってiNPHの脳内水分子揺動に関する詳細な情報を取得可能であると結論付けた.

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

2: おおむね順調に進展している

理由

令和5年度の交付申請時に提出した以下の目的の中で,「拡散変動MRI定量法」の一手法である心周期ADC波形周波数解析法を特発性正常圧水頭症(iNPH)に適用し,この開発手法によってiNPHの脳内水分子揺動に関する詳細な情報を取得可能なことを実証するなど,一定の成果を出したため.
目的:人体組織の血管拍動や呼吸等の周期運動がMRIで測定する拡散係数を変動させる作用を解析して,真の拡散係数の絶対定量を行うと同時にこの周期運動の
拡散係数への作用を定量化する手法「拡散変動MRI定量法」を開発し,拡散変動MRI定量法によって取得した人体組織の真の拡散係数,水分子揺動量,脳血流量,
組織物性等の定量値を画像診断に役立てる.
また次年度以降の研究の準備を整えることができたこともその理由としてあげられる.

今後の研究の推進方策

今後も引き続き,拡散変動MRI定量法を開発して臨床検討しながら本手法を確立するために,以下の研究を遂行する.
1.拡散変動MRI定量法の開発及びシステム化
2.脳髄膜腫における拡散変動MRI定量法の検討
3.肝臓における拡散変動MRI定量法を開発
以上の成果が出しだい学術集会及び論文報告しながら臨床用の拡散変動MRI定量法を確立する.

報告書

(2件)
  • 2023 実施状況報告書
  • 2022 実施状況報告書
  • 研究成果

    (8件)

すべて 2023 2022 その他

すべて 国際共同研究 (4件) 学会発表 (2件) (うち国際学会 2件) 備考 (2件)

  • [国際共同研究] マイアミ大学(米国)

    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
  • [国際共同研究] ピカルディ・ジュール・ヴェル ヌ大学(フランス)

    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
  • [国際共同研究] マイアミ大学(米国)

    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [国際共同研究] ピカルディ・ジュール・ヴェル ヌ大学(フランス)

    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [学会発表] Motion-compensated diffusion imaging with phase-contrast (MC-DIP) for the quantification of regional cerebral blood flow2023

    • 著者名/発表者名
      Ohno N, Miyati T, Nambu G, Tanaka D, Makino Y, Alperin N, Ueda Y, Van Cauteren M, Gabata T, Kobayashi S
    • 学会等名
      ISMRM & ISMRT 32nd Annual Meeting
    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Modified diffusion imaging with phase-contrast using motion-compensated diffusion encoding (mDIP) for quantification of regional cerebral blood flow2022

    • 著者名/発表者名
      Nambu G, Ohno N, Miyati T, Makino Y, Alperin N, Gabata T, Ueda Y, Van Cauteren M, Gabata T, Kobayashi S
    • 学会等名
      108th RSNA Meeting
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [備考] Miyati & Ohno lab

    • URL

      http://miyatilab.w3.kanazawa-u.ac.jp/publications/index.htm

    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
  • [備考] Miyati & Ohno lab

    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書

URL: 

公開日: 2022-04-19   更新日: 2024-12-25  

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