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2019 年度 実績報告書

PET-NIRS融合イメージングによるアルツハイマー病診断の高度化と脳機能の解明

研究課題

研究課題/領域番号 17H04118
研究機関東北大学

研究代表者

渡部 浩司  東北大学, サイクロトロン・ラジオアイソトープセンター, 教授 (40280820)

研究分担者 田代 学  東北大学, サイクロトロン・ラジオアイソトープセンター, 教授 (00333477)
志田原 美保 (古本美保)  東北大学, 工学研究科, 講師 (20443070)
茨木 正信  秋田県立循環器・脳脊髄センター(研究所), 放射線医学研究部, 主任研究員 (40360359)
松原 佳亮  秋田県立循環器・脳脊髄センター(研究所), 放射線医学研究部, 研究員 (40588430)
研究期間 (年度) 2017-04-01 – 2020-03-31
キーワードPET / NIRS / Blood flow
研究実績の概要

本研究では、PET装置と光トポグラフィ(NIRS)装置を用いて、脳機能の同時測定を行い、マルチモダリティによる新しい脳機能診断法を開発することを目的とする。
これまで、本研究では、PET撮像とNIRS撮像を別々の時間に収集してきた。これにより、PETによる脳機能とNIRSによって測定された血流量とを同一の空間上にマッピングできることを証明した。しかし、一つの課題として、まったく同時に測定されていなかったため、PETで測定された脳機能とNIRSで測定された脳血流値が本当に一致しているのかを確定することは不可能である。
実際に、前年度に出版した研究論文において、PETとNIRSの測定値の不一致が見られた。そこで、本年度は、可搬型のNIRS装置を用いて、PETとNIRSの同時測定を行う臨床実験を施行した。被検者にはO-15水を複数回投与し、その間、さまざまなタスクを実施した。そして、NIRSによる脳血流測定を同時に行った。この実験は世界でも初の実験となる。
さらに、PETの撮像中の被検者の頭部の動きを光学式トラッキング装置でモニターし、PET画像の動き補正を行う手法と、PET/MRI同時測定装置を用いて、PET画像を同時に撮像したMRI画像をリファレンスとして動き補正を行う方法と比較した。その結果、本研究で利用している光学式トラッキング装置を用いた動き補正システムが高い精度を持っていることが明らかになった。また、アミロイドPET撮像における投与量と画質の関係を調べ、最適な投与量を推定した。特に低い投与量の場合、大きな定量値のエラーが発生することを明らかにした。

現在までの達成度 (段落)

令和元年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

令和元年度が最終年度であるため、記入しない。

  • 研究成果

    (6件)

すべて 2020 2019

すべて 雑誌論文 (5件) (うち国際共著 5件、 査読あり 5件、 オープンアクセス 2件) 学会発表 (1件) (うち国際学会 1件、 招待講演 1件)

  • [雑誌論文] Multimodal Functional Near-Infrared Spectroscopy in Monitoring Cerebral Haemodynamic: A Review Article2020

    • 著者名/発表者名
      Fairuz Mohd Nasir、Hiroshi Watabe
    • 雑誌名

      Asian Journal of Medicine and Biomedicine

      巻: 4 ページ: 47~52

    • DOI

      10.37231/ajmb.2020.4.1.330

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Validation of the Image Registration Technique from Functional Near Infrared Spectroscopy (fNIRS) Signal and Positron Emission Tomography (PET) Image2020

    • 著者名/発表者名
      Fairuz Mohd Nasir、Hiroshi Watabe
    • 雑誌名

      Int J Manag Human

      巻: 4 ページ: 63~69

    • DOI

      10.35940/ijmh.I0877.054920

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] A systematic performance evaluation of head motion correction techniques for?3 commercial PET scanners using a reproducible experimental acquisition protocol2019

    • 著者名/発表者名
      Inomata Takato、Watanuki Shoichi、Odagiri Hayato、Nambu Takeyuki、Karakatsanis Nicolas A.、Ito Hiroshi、Watabe Hiroshi、Tashiro Manabu、Shidahara Miho
    • 雑誌名

      Annals of Nuclear Medicine

      巻: 33 ページ: 459~470

    • DOI

      10.1007/s12149-019-01353-w

    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Registration of Positron Emission Tomography (PET) Image and Functional Near Infrared Spectroscopy (NIRS) Data2019

    • 著者名/発表者名
      Nasir Fairuz Binti Mohd、Graduate School of Biomedical Engineering, Tohoku University, Sendai, Japan、Kikuchi Asuka、Watanuki Shoichi、Miyake Masayasu、Tashiro Manabu、Watabe Hiroshi
    • 雑誌名

      International Journal of Bioscience, Biochemistry and Bioinformatics

      巻: 9 ページ: 9~19

    • DOI

      10.17706/ijbbb.2019.9.1.9-19

    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Renal statistical map for positron emission tomography with [O-15] water2019

    • 著者名/発表者名
      Mahabubur Rahman, Hiroshi Watabe, Miho Shidahara, Shoichi Watanuki, Manabu Tashiro, Takefumi Mori, Sadayoshi Ito, Yusuke Ohsaki,
    • 雑誌名

      American journal of nuclear medicine and molecular imaging

      巻: 9 ページ: 193-202

    • 査読あり / 国際共著
  • [学会発表] Automatic evaluation of Pharmacokinetics for Amyloid tracers2019

    • 著者名/発表者名
      Hiroshi Watabe
    • 学会等名
      17th Annual Conference of The Egyptian Society of Nuclear Medicine Specialists
    • 国際学会 / 招待講演

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公開日: 2021-12-27  

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