動脈スピン標識法ＭＲＩを用いたリアルタイム脳血流量定量法の開発とその実用性の検証

• 研究課題/領域番号: 25351003
• 研究種目: 基盤研究(C)
• 配分区分: 基金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 脳計測科学
• 研究機関: 国立研究開発法人情報通信研究機構
• 研究代表者: 豊田 浩士 国立研究開発法人情報通信研究機構, 脳情報通信融合研究センター脳情報通信融合研究室, 主任研究員 (10558084)
• 研究期間 (年度): 2013-04-01 – 2017-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2016年度)
• 配分額: 3,510千円 (直接経費: 2,700千円、間接経費: 810千円); 2015年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円); 2014年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円); 2013年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
• キーワード: MRI / 脳血流量 / 動脈スピン標識法

研究成果の概要

脳血流量をリアルタイム計測できる動脈スピン標識法を用いて、脳機能を定量化するための新手法を開発した。機能的MRI法として通常使用されるBOLD信号測定と比較して、動脈スピン標識法を用いて脳全体の機能を測定する場合、一般により多くの時間がかかる。本研究では、動脈スピン標識法に対して並列画像化技術を適用し、脳血流量の高速MRI撮像を実現した。この並列画像化には、多周波数帯域励起RFパルスを用いた複数スライス同時イメージング技術を用いた。本提案のイメージング法は磁化率アーチファクトを生じにくいため、従来のBOLD機能的MRI法では画像化が困難な脳領域への適用可能が示された。

研究成果

• [雑誌論文] A voxel-based analysis of brain activity in high-order trigeminal pathway in the rat induced by cortical spreading depression. (2015)
  • 著者名/発表者名: Cui, Y., Toyoda, H., Sako, T., Onoe, K., Hayashinaka, E., Wada, Y., Yokoyama, C., Onoe, H., Kataoka, Y., and Watanabe, Y.
  • 雑誌名: NeuroImage 巻: 108 ページ: 17-22
  • DOI: 10.1016/j.neuroimage.2014.12.047
  • 査読あり / オープンアクセス
• [学会発表] An optimized slice-GRAPPA reconstruction method to reduce leakage artifacts in small-animal multiband imaging (2017)
  • 著者名/発表者名: Hiroshi Toyoda, Sosuke Yoshinaga, Naoya Yuzuriha, Mitsuhiro Takeda, and Hiroaki Terasawa
  • 学会等名: ISMRM 25th Annual Meeting & Exhibition for Magnetic Resonance in Medicine
  • 発表場所: Hawaii Convention Center, Honolulu, USA
  • 年月日: 2017-04-24
  • 国際学会
• [学会発表] An iterative reconstruction method for dual-band EPI in small-animal studies (2016)
  • 著者名/発表者名: Hiroshi Toyoda, Naoya Yuzuriha, Sosuke Yoshinaga, and Hiroaki Terasawa
  • 学会等名: ISMRM 24th Annual Meeting & Exhibition for Magnetic Resonance in Medicine
  • 発表場所: Suntec Singapore Convention & Exhibition Centre, Singapore, Singapore
  • 年月日: 2016-05-06
  • 国際学会
• [学会発表] Image-based phase correction for dual-band EPI with slice-GRAPPA using point-by-point procedures in k-space (2016)
  • 著者名/発表者名: Hiroshi Toyoda, Sosuke Yoshinaga, Naoya Yuzuriha, and Hiroaki Terasawa
  • 学会等名: ISMRM 24th Annual Meeting & Exhibition for Magnetic Resonance in Medicine
  • 発表場所: Suntec Singapore Convention & Exhibition Centre, Singapore, Singapore
  • 年月日: 2016-05-06
  • 国際学会
• [学会発表] A novel reconstruction method for multi-band EPI in animal scanners with iterative point-by-point procedures in k-space. (2015)
  • 著者名/発表者名: Toyoda, H., Yoshinaga, S., Yuzuriha, N., Kusanagi, S. and Terasawa, H.
  • 学会等名: ESMRMB 2015 32nd Annual Scientific Meeting
  • 発表場所: Edinburgh, UK
  • 年月日: 2015-10-01
  • 国際学会
• [学会発表] A robust Nyquist ghost suppression for high-resolution echo planar imaging of small animal brains. (2015)
  • 著者名/発表者名: Toyoda, H., Yuzuriha, N., Yoshinaga, S., and Terasawa, H.
  • 学会等名: 21st Annual Meeting of the Organization for Human Brain Mapping
  • 発表場所: Honolulu, USA
  • 年月日: 2015-06-14
  • 国際学会
• [学会発表] Pre-scan with half-sized phase encoding blips reducing ghost and slice leakage artifacts in dual-band EPI (2015)
  • 著者名/発表者名: Toyoda, H., Yuzuriha, N., Yoshinaga, S., and Terasawa, H.
  • 学会等名: ISMRM 2３th Annual Meeting & Exhibition
  • 発表場所: Toronto, Canada
  • 年月日: 2015-05-30
  • 国際学会
• [学会発表] Migraine pathophysiology studied with small-animal PET (2014)
  • 著者名/発表者名: Yilong Cui, Hiroshi Toyoda, Takeo Sako, Kayo Onoe, Emi Hayashinaka, Yasuhiro Wada, Chihiro Yokoyama, Hirotaka Onoe, Yosky Kataoka, Yasuyoshi Watanabe
  • 学会等名: The First CiNet Conference New Directions in Pain Neuroscience
  • 発表場所: Center for Information and Neural Networks, Osaka
  • 年月日: 2014-12-02
• [学会発表] Ghost artifact correction for multiband echo planar imaging (2014)
  • 著者名/発表者名: Toyoda H
  • 学会等名: 電子情報通信学会ヒューマンコミュニケーショングループ 「情報の認知と行動研究会ワークショップ2014」
  • 発表場所: サントピア岡山総社、岡山県総社市
  • 年月日: 2014-10-02
• [学会発表] ラット新生仔眼窩下神経切断による第一次・二次三叉神経路に対する影響の11.7T超高磁場核磁気共鳴生体イメージング (2014)
  • 著者名/発表者名: 大井 康浩，乾（山本）千珠子，豊田 浩士，精山 明敏，吉岡 芳親，関 淳二
  • 学会等名: 第37回日本神経科学大会Neuroscience2014
  • 発表場所: パシフィコ横浜，横浜市
  • 年月日: 2014-09-13
• [学会発表] Interleaved multi-slab 3D gradient and spin echo for arterial spin labeling (2013)
  • 著者名/発表者名: Hiroshi Toyoda, Guoxian Liu, Yusuke Morito, Yasuyoshi Watanabe
  • 学会等名: ISMRM 21th Annual Meeting & Exhibition
  • 発表場所: Salt Palace Convention Center, Salt Lake City，USA
• [学会発表] MRIの撮像原理とRFコイル，パルス系列作成法 (2013)
  • 著者名/発表者名: 豊田 浩士
  • 学会等名: 日本生物物理学会九州支部・熊本大学イメージングセミナー
  • 発表場所: 熊本県熊本市，熊本大学
  • 招待講演
• [学会発表] MicroPETを用いた急性および慢性疼痛モデルラットにおける疼痛認知・伝達回路の解析 (2013)
  • 著者名/発表者名: 崔 翼龍，佐古 健生，豊田 浩士，林中 恵美，和田 康弘，渡辺 恭良，片岡 洋祐
  • 学会等名: Neuro2013
  • 発表場所: 京都府京都市，京都国際会議場
• [産業財産権] 磁気共鳴イメージングシステム (2016)
  • 発明者名: 豊田 浩士
  • 権利者名: 国立研究開発法人情報通信研究機構
  • 産業財産権種類: 特許
  • 産業財産権番号: 2016-085232
  • 出願年月日: 2016-04-21
• [産業財産権] 磁気共鳴イメージングシステムおよびイメージング方法 (2015)
  • 発明者名: 豊田 浩士
  • 権利者名: 国立研究開発法人情報通信研究機構
  • 産業財産権種類: 特許
  • 出願年月日: 2015-05-14
• [産業財産権] 磁気共鳴イメージングシステム、およびイメージング方法 (2015)
  • 発明者名: 豊田 浩士
  • 権利者名: 国立研究開発法人情報通信研究機構
  • 産業財産権種類: 特許
  • 出願年月日: 2015-05-22