大脳水拡散現象を基軸とした新たな完全無侵襲病態診断法の開発

2017 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 15K09935
• 研究機関: 岩手医科大学
• 研究代表者: 藤原 俊朗 岩手医科大学, 医学部, 助教 (60405842)
• 研究分担者: 和田 司 岩手医科大学, 医学部, 准教授 (00275570) ; 別府 高明 岩手医科大学, 医学部, 教授 (70275543)
• 研究期間 (年度): 2015-04-01 – 2018-03-31
• キーワード: MRI / diffusion / IVIM / rat / common carotid artery / occlusion / chronic ischemia / moyamoya disease

研究実績の概要

動物用11.7TMRIを用いた実験では、Wisterラット9例を用い、3週目（21日目）まで生存した群を生存群、それ以外を早期死亡群とし、処置前、一側閉塞後、BCCAO後の皮質における灌流および拡散能について比較することとした。結果として、A）の式を用いた場合に、生存群では、CBVと相関するfivim（IVIM-CBV）がBCCAO後、有意に上昇し、早期死亡群では、IVIM-CBVとADC（拡散能≒虚血の程度）が、処置前に比べ有意に低下していた。以上から、ア）生存群では、急激な低灌流に対しても血管拡張（autoregulation）が働き、重度の虚血が回避されていた、イ）早期死亡群では、血管拡張で代償しきれないほど低灌流となり、皮質が重度の虚血状態に陥ったことが示唆された。これは、ラット生来の側副血行路の違いが原因ではないかと推測された。動物実験の結果については、英論文誌へ投稿準備中である。
ヒト7TMRIでは、これまでに健常者13例、もやもや病32例、一側内頸動脈狭窄・閉塞症42例の撮像を実施した。もやもや病に関しては、全例にてPETおよびSPECT撮像を、一側内頸動脈狭窄・閉塞症では全例にてSPECT撮像をそれぞれ実施し、脳循環代謝評価を行った。同計測に関連してIVIM-DWIに加えて定量的磁化率マップに関する研究も実施、論文発表を行った（研究開発期間の論文、学会発表５）。成人もやもや病のうち、貧困灌流を呈している症例に対して過換気負荷を実施したところ、血管拡張能が低下した症例では、血行再建術後に過灌流が起こることが明らかなり、血管拡張に関連するIVIM-CBVも過灌流を予知できる可能性について検討する必要があることがわかった。ヒトでの撮像実験のデータについては現在解析中である。

研究成果

• [雑誌論文] Preoperative brain temperature imaging on proton magnetic resonance spectroscopy predicts hemispheric ischemia during carotid endarterectomy for unilateral carotid stenosis with inadequate collateral blood flow (2018)
  • 著者名/発表者名: Tsutsui Shouta、Nanba Takamasa、Yoshioka Yoshichika、Sasaki Makoto、Fujiwara Shunrou、Kobayashi Masakazu、Yoshida Kenji、Miyoshi Kenya、Sato Shinpei、Ogasawara Kuniaki
  • 雑誌名: Neurological Research 巻: 未定 ページ: 1～7
  • DOI: 10.1080/01616412.2018.1457130
  • 査読あり
• [雑誌論文] Preoperatively reduced cerebrovascular contractile reactivity to hypocapnia by hyperventilation is associated with cerebral hyperperfusion syndrome after arterial bypass surgery for adult patients with cerebral misery perfusion due to ischemic moyamoya disease (2018)
  • 著者名/発表者名: Sato Shinpei、Kojima Daigo、Shimada Yasuyoshi、Yoshida Jun、Fujimato Kentaro、Fujiwara Shunrou、Kobayashi Masakazu、Kubo Yoshitaka、Yoshida Kenji、Terasaki Kazunori、Tsutsui Shouta、Miyoshi Kenya、Ogasawara Kuniaki
  • 雑誌名: Journal of Cerebral Blood Flow & Metabolism 巻: 未定 ページ: -
  • DOI: 10.1177/0271678X18757621
  • 査読あり
• [雑誌論文] Apparent brain temperature imaging with multi-voxel proton magnetic resonance spectroscopy compared with cerebral blood flow and metabolism imaging on positron emission tomography in patients with unilateral chronic major cerebral artery steno-occlusive disease (2017)
  • 著者名/発表者名: Nanba Takamasa、Nishimoto Hideaki、Yoshioka Yoshichika、Murakami Toshiyuki、Sasaki Makoto、Uwano Ikuko、Fujiwara Shunrou、Terasaki Kazunori、Ogasawara Kuniaki
  • 雑誌名: Neuroradiology 巻: 59 ページ: 923～935
  • DOI: 10.1007/s00234-017-1890-3
  • 査読あり
• [雑誌論文] Preoperative Cerebral Oxygen Extraction Fraction Imaging Generated from 7T MR Quantitative Susceptibility Mapping Predicts Development of Cerebral Hyperperfusion following Carotid Endarterectomy (2017)
  • 著者名/発表者名: Nomura JI.、Uwano I.、Sasaki M.、Kudo K.、Yamashita F.、Ito K.、Fujiwara S.、Kobayashi M.、Ogasawara K.
  • 雑誌名: American Journal of Neuroradiology 巻: 38 ページ: 2327～2333
  • DOI: 10.3174/ajnr.A5390
  • 査読あり / オープンアクセス
• [学会発表] 両側総頸動脈閉塞（BCCAO）ラットにおける超急性期の脳血管拡張および皮質内IVIM パラメータと予後との関係 (2017)
  • 著者名/発表者名: 藤原 俊朗，森 勇樹，Daniela Martinez de la Mora，小笠原 邦昭，吉岡芳親
  • 学会等名: 第24回東北脳循環カンファランス
  • 招待講演
• [学会発表] 両側総頸動脈閉塞モデル超急性期における脳血管拡張はラットの予後に関与するか？ (2017)
  • 著者名/発表者名: 藤原 俊朗，森 勇樹，Daniela Martinez de la Mora，小笠原 邦昭，吉岡芳親
  • 学会等名: 日本脳神経外科学会第76回学術総会
• [学会発表] 両側総頸動脈閉塞（BCCAO）ラットにおける超急性期の脳血管拡張および皮質内IVIM パラメータと予後との関係 (2017)
  • 著者名/発表者名: 藤原 俊朗，森 勇樹，Daniela Martinez de la Mora，小笠原 邦昭，吉岡芳親
  • 学会等名: 第45回日本磁気共鳴医学会大会
• [学会発表] 両側総頚動脈（BCCAO)ラットの予後関連因子は？～BCCAOモデル超急性期の脳血管拡張および皮質内IVIMパラメータ～ (2017)
  • 著者名/発表者名: 藤原 俊朗，森 勇樹，Daniela Martinez de la Mora，小笠原 邦昭，吉岡芳親
  • 学会等名: 脳循環代謝サマーキャンプ2017
• [学会発表] Prediction of outcome in bilateral common carotid artery occlusion rats by intravoxel incoherent motion analysis at 11.7 Tesla (2017)
  • 著者名/発表者名: Fujiwara S, Mori Y, de la Mora DM, Ogasawara K, Yoshioka Y
  • 学会等名: The 8th Korea-Japan Joint Stroke Conference
  • 国際学会
• [学会発表] Relation between brain temperature and cerebral perfusion and metabolism in human brain (2017)
  • 著者名/発表者名: Fujiwara S, Beppu T, Ogasawara K, Yoshioka Y
  • 学会等名: ISMRM 25th Annual Meeting and Exhibition 2017
  • 国際学会
• [学会発表] Prediction of outcome in bilateral common carotid artery occlusion (BCCAO) rats assessing the hyperacute cerebral hemodynamic changes using intravoxel incoherent motion (IVIM) analysis at 11.7 Tesla (2017)
  • 著者名/発表者名: Fujiwara S, Mori Y, de la Mora DM, Ogasawara K, Yoshioka Y
  • 学会等名: ISMRM 25th Annual Meeting and Exhibition 2017
  • 国際学会
• [学会発表] Brain temperature depends on degree of cerebral white matter damage in patients with subacute carbon monoxide poisoning (2017)
  • 著者名/発表者名: Fujiwara S, Yoshioka Y, Matsuda T, Nishimoto H, Ogawa A, Ogasawara K, Beppu T
  • 学会等名: 28th Symposium on Cerebral Blood Flow, Metabolism and Function (Brain 2017)
  • 国際学会
• [学会発表] Feasibility of 1H-MRS brain temperature map to detect hemodynamic abnormality in patients with unilateral chronic major cerebral artery steno-occlusive disease (2017)
  • 著者名/発表者名: Namba T, Ogasawara K, Nishimoto H, Ishigaki D, Yoshioka Y, Murakami T, Sasaki M, Kobayashi M, Yoshida K, Uwano I, Fujiwara S, Terasaki K, and Ogawa A
  • 学会等名: ISMRM 25th Annual Meeting and Exhibition 2017
  • 国際学会