3次元スパイラルスキャン法を用いた高次脳機能画像による神経疾患の解析

2000 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 11671402
• 研究機関: 明治鍼灸大学
• 研究代表者: 田中 忠蔵 明治鍼灸大学, 鍼灸学部, 教授 (80163541)
• 研究分担者: 青木 伊知男 明治鍼灸大学, 鍼灸学部, 助手 (10319519) ; 梅田 雅宏 明治鍼灸大学, 鍼灸学部, 講師 (60223608) ; 恵飛須 俊彦 明治鍼灸大学, 鍼灸学部, 助教授 (40278510) ; 福永 雅喜 明治鍼灸大学, 鍼灸学部, 助手 (40330047)
• キーワード: fMRI / spiral scan / cerebral perfusion / Mnイオン / AIM / penumbra

研究概要

本研究は、従来のエコープラナー(EPI)法に比べて信号の採取が容易に行え、従って3次元超高速測定法が現実となる3次元スパイラルスキャン(spiral scan)法を改良し、fMRI(脳機能画像)に応用した。また、基礎的検討としてAIM(activity induced manganese dependent MRI)法を用いて、新しい脳機能画像法を確立し、これらを用いて脳神経疾患の解析行った。1.臨床研究は、3次元スパイラルスキャン法を用いて、1)全脳を対象としたfMRIを可能とした。さらには、2)脳賦活の変化の時間的経過が検討できるsingle task fMRIを行い、3)鍼灸刺激や感覚刺激における補足運動野の賦活を、運動準備を行った際の補足運動野の賦活を比較して、4)感覚刺激と運動準備では、補足運動野周囲の賦活領域が異なることを明らかにした。5)これらのfMRIの統計学的処理にはSPMソフトウェアが適していることを報告した。また、スピンラベリングによる脳潅流画像では、6)4スライスのマルチスライス脳潅流画像を可能としたが、この方法ではS/N比がきわめて不良であり、BOLD法との比較が充分には行えなかった。2.実験MR装置(4.7T)にて、神経興奮に伴うカルシウムの細胞内流入をマンガン(Mn)に置き換え、細胞内に流入したMnを造影剤として用いる新しい脳機能画像法(AIM法)の検討を行い、1)AIM法の適切な測定条件を報告した。さらに、2)特異的に神経の興奮画像が得られるDAIM(Dynamic AIM)法を開発し、3)ラットの前肢に加えた電気刺激による脳賦活画像が得られた。この際、4)感覚野は柱状に賦活され、感覚の賦活単位が検出できる可能性が示唆された。一方、MCAOモデルの検討では、5)超急性期の拡散強調画像で検出できる虚血病巣の一部にMnで造影される領域が見られ、これが虚血のコアと考えられた。この方法は、コアとpenumbraの検出に有用であると考えられた。

研究成果

• [文献書誌] 田中忠藏: "fMRI"画像診断. 19(10). 1146-1152 (1999)
• [文献書誌] 田中忠藏: "Diffusion MRI高信号の意味するもの"医学の歩み. 191(6). 671-676 (1999)
• [文献書誌] 成瀬昭二: "Perfusion MRIによる脳機能マッピング"NEUROSCIENCE. 17. 114-115 (1999)
• [文献書誌] 田中忠藏: "Functiona MRIの基礎と臨床"脳神経外科ジャーナル. 9(7). 497-504 (1999)
• [文献書誌] 田中忠蔵: "MRIによる脳の機能画像-BOLD効果によるfMRI時の局所脳酸素飽和度の検討-"明治鍼灸医学. 第25号. 1-6 (1999)
• [文献書誌] 福永雅喜: "機能的MRIによる補足運動野領域の活動の経時的変化に関する検討"認知神経科学. 2. 77-80 (1999)
• [文献書誌] 福永雅喜: "機能的磁気共鳴画像を用いた脳機能の計量2-Event-related design-"日本行動計量学会第28回大会、発表論文抄録集. 259-262 (2000)
• [文献書誌] 福永雅喜: "鍼通電刺激の脳高次機能におよぼす影響の検討"明治鍼灸医学. 25号. 7-19 (1999)
• [文献書誌] Tanaka,C.: "Recent advances in biomagnetism : Proceeding of 11th International Conference on Biomagnetism"Tohoku University Press. 4 (1999)
• [文献書誌] Ebisu,T.: "Ultrafast Magnetic Resonance Imagin"Elsevier, Amsterdam. 4
• [文献書誌] Fukunaga,M.: "Ultrafast Magnetic Resonance Imaging"Elsevier, Amsterdam. 4 (1999)
• [文献書誌] Takegami,T.: "Ultrafast Magnetic Resonance Imaging"Elsevier, Amsterdam. 4 (1999)
• [文献書誌] Bito,Y.: "Ultrafast Magnetic Resonance Imaging"Elsevier, Amsterdam. 4 (1999)
• [文献書誌] 田中忠藏: "臨床精神医学講座S10 精神科臨床における画像診断"中山書店、東京. 10 (2000)
• [文献書誌] 梅田雅宏: "現場で役立つ臨床MRIシリーズ"メディカルビュー社. 31 (2000)
• [文献書誌] 成瀬昭二: "光が拓く生命科学 第6巻光による医学診断"共立出版. 42 (2001)