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Variable-TR法を用いた4D-ASLによる脳循環パラメータの定量的評価法の開発

研究課題

研究課題/領域番号 23K07137
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
研究機関九州大学

研究代表者

栂尾 理  九州大学, 医学研究院, 准教授 (10452749)

研究分担者 菊地 一史  九州大学, 大学病院, 助教 (20529838)
山下 孝二  九州大学, 医学研究院, 助教 (80546565)
研究期間 (年度) 2023-04-01 – 2026-03-31
研究課題ステータス 交付 (2023年度)
配分額 *注記
4,680千円 (直接経費: 3,600千円、間接経費: 1,080千円)
2025年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円)
2024年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円)
2023年度: 2,860千円 (直接経費: 2,200千円、間接経費: 660千円)
キーワードMRI / Arterial spin labelin / Perfusion imaging / 脳血流 / Arterial spin labeling
研究開始時の研究の概要

本研究の目的は新たなスキームを用いた4D-ASLを開発し、それによる脳循環パラメータの定量的測定法を確立することである。
1)ファントム実験による撮像パラメータの最適化を行う。開発したパルスシークエンスの定量性を検討するために複数のラベル時間とpost-labeling delayの組み合わせを用いて撮像を行い、それらの定量性を検討し、最適な条件を決定する。
2)variable-TR法とtime-encoded法のハイブリッド法を健常者にて撮像し、その定量性を評価する。
3)脳主幹動脈閉塞性疾患の患者においてハイブリッド撮像を行い、脳血流SPECTと比較し定量性を評価する。

研究実績の概要

脳主幹動脈閉塞性疾患の診断および治療においては脳循環動態の可視化および脳灌流の定量的評価が重要である。脳灌流情報を非侵襲的に得るMRI手法としてarteria spin labeling (ASL)があるが、臨床での使用は定性的な評価にとどまり、脳血流の組織への到達が遅延した状態では正確な脳灌流の評価は困難である。本研究の目的は新たなスキームを用いた4D-ASLを開発し、それによる脳循環パラメータの定量的測定法を確立することである。具体的には以下の3点を目標とする。
1) variable-TR (repetition-time)法を用いた4D-ASL撮像法の開発
2) variable-TR法とtime-encoded法のハイブリッド画像収集による4D-ASL撮像法の開発
3) 脳主幹動脈閉塞性疾患患者における4D-ASLによる脳循環パラメータ定量法の確立。
今年度は1)のvariable-TR (repetition-time)法を用いた4D-ASL撮像法の開発をまず行った。もやもや病患者においてvariable-TR法による脳灌流画像を行い、脳血流SPECTとの直接比較を行った。脳血流量(CBF)はASLと123-IMP SPECTとの間で有意な中等度の正相関を示した。ASLから求められたarterial transit time (ATT)はSPECTのアセタゾラミド負荷による血管反応性と有意な負の中等度相関を示した。これらの結果からvariable-TR法を用いた4D-ASL撮像法は非侵襲的に脳血流を定量することができることが確認できた。今後はvariable-TR法とtime-encoded法のハイブリッド画像収集による4D-ASL撮像法の開発および 脳主幹動脈閉塞性疾患患者における4D-ASLによる脳循環パラメータ定量法の確立に取り組む。

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

本研究の目的は新たなスキームを用いた4D-ASLを開発し、それによる脳循環パラメータの定量的測定法を確立することである。具体的には以下の3点を目標である。
1) variable-TR (repetition-time)法を用いた4D-ASL撮像法の開発
2) variable-TR法とtime-encoded法のハイブリッド画像収集による4D-ASL撮像法の開発
3) 脳主幹動脈閉塞性疾患患者における4D-ASLによる脳循環パラメータ定量法の確立
今年度の目的は1)のvariable-TR (repetition-time)法を用いた4D-ASL撮像法の開発であった。もやもや病患者においてvariable-TR法による脳灌流画像を行い、脳血流SPECTとの直接比較を行った。脳血流量(CBF)はASLと123-IMP SPECTとの間で有意な中等度の正相関を示した。ASLから求められたarterial transit time (ATT)はSPECTのアセタゾラミド負荷による血管反応性と有意な負の中等度相関を示した。これらの結果からvariable-TR (repetition-time)法を用いた4D-ASL撮像法は非侵襲的に脳血流を定量することができることが確認できた。当初の予定通り進行肢ている。

今後の研究の推進方策

今後の方針は以下の2つの目的を達成することである。
2) variable-TR法とtime-encoded法のハイブリッド画像収集による4D-ASL撮像法の開発
3) 脳主幹動脈閉塞性疾患患者における4D-ASLによる脳循環パラメータ定量法の確立
現在はvariable-TR法とtime-encoded法のハイブリッド画像収集による4D-ASL撮像法の開発に取り組んでおり、近日中にも臨床応用が可能と考えられる。

報告書

(1件)
  • 2023 実施状況報告書
  • 研究成果

    (11件)

すべて 2024 2023 2022

すべて 雑誌論文 (3件) (うち査読あり 3件) 学会発表 (8件) (うち招待講演 5件)

  • [雑誌論文] Improved temporal resolution and acceleration on 4D-MR angiography based on superselective pseudo-continuous arterial spin labeling combined with CENTRA-keyhole and view-sharing (4D-S-PACK) using an interpolation algorithm on the temporal axis and compressed sensing?sensitivity encoding (CS-SENSE)2024

    • 著者名/発表者名
      Murazaki Hiroo、Wada Tatsuhiro、Togao Osamu、Obara Makoto、Helle Michael、Kobayashi Kouji、Ishigami Kousei、Kato Toyoyuki
    • 雑誌名

      Magnetic Resonance Imaging

      巻: 109 ページ: 1-9

    • DOI

      10.1016/j.mri.2024.02.011

    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Arterial Spin Labeling‐Based <scp>MR</scp> Angiography for Cerebrovascular Diseases: Principles and Clinical Applications2023

    • 著者名/発表者名
      Togao Osamu、Obara Makoto、Yamashita Koji、Kikuchi Kazufumi、Wada Tatsuhiro、Murazaki Hiroo、Arimura Koichi、Nishimura Ataru、Horie Nobutaka、van de Ven Kim、Van Cauteren Marc、Ishigami Kousei
    • 雑誌名

      Journal of Magnetic Resonance Imaging

      巻: 1 号: 4 ページ: 130-142

    • DOI

      10.1002/jmri.29119

    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Assessment of cerebral perfusion in moyamoya disease with dynamic pseudo-continuous arterial spin labeling using a variable repetition time scheme with optimized background suppression2022

    • 著者名/発表者名
      Togao Osamu、Obara Makoto、Yamashita Koji、Kikuchi Kazufumi、Arimura Koichi、Nishimura Ataru、Nakamizo Akira、Wada Tatsuhiro、Tokunaga Chiaki、Mikayama Ryoji、Yamashita Yasuo、Hamano Hiroshi、Van Cauteren Marc、Ishigami Kousei、Baba Shingo
    • 雑誌名

      Neuroradiology

      巻: 65 号: 3 ページ: 529-538

    • DOI

      10.1007/s00234-022-03095-5

    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] Arterial spin labeling MRI: 基本から最新技術まで2024

    • 著者名/発表者名
      栂尾 理
    • 学会等名
      第113回 Neuro-imaging conference筑後・佐賀
    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 新たなArterial Spin Labeling MRI撮像法の開発:頭蓋内DAVFへの臨床応用を中心に2024

    • 著者名/発表者名
      栂尾 理
    • 学会等名
      DSA道場 East
    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Hybrid multi-delay PCASL of time-encoded and variable-TR schemes for the assessment of cerebral perfusion in Moyamoya disease2023

    • 著者名/発表者名
      Osamu Togao
    • 学会等名
      ISMRM & ISMRT Annual Meeting & Exhibition
    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
  • [学会発表] Clinical Applications of MR Angiography Based on Arterial Spin Labeling to Cerebrovascular Disorders2023

    • 著者名/発表者名
      Osamu Togao
    • 学会等名
      109th Scientific Assembly and annual Meeting of Radiological Society of North America
    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
  • [学会発表] Time-encoded法とvariable-TR法のハイブリッドmulti-delay PCASLによるもやもや病の血流評価2023

    • 著者名/発表者名
      栂尾 理
    • 学会等名
      第51回日本磁気共鳴医学会大会
    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
  • [学会発表] 頭部ASLの臨床応用 -血管選択, 4Dへの展開-2023

    • 著者名/発表者名
      栂尾 理
    • 学会等名
      第51回日本磁気共鳴医学会大会
    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Arterial spin labeling MRI 基本から最新技術まで2023

    • 著者名/発表者名
      栂尾 理
    • 学会等名
      第32回鹿児島MRIアーベント
    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 非造影4D-MRA によるDAVF 血管構築の描出2023

    • 著者名/発表者名
      栂尾 理
    • 学会等名
      第39回日本脳神経血管内治療学会学術集会
    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
    • 招待講演

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公開日: 2023-04-13   更新日: 2024-12-25  

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