動脈磁気標識法（ASL)による新たなMRI脳機能画像の開発と臨床応用

2019 年度 実施状況報告書

• 研究課題/領域番号: 18K07670
• 研究機関: 福井大学
• 研究代表者: 木村 浩彦 福井大学, 学術研究院医学系部門, 教授 (10242596)
• 研究分担者: 藤原 康博 熊本大学, 大学院生命科学研究部(保), 准教授 (90422675)
• 研究期間 (年度): 2018-04-01 – 2021-03-31
• キーワード: Arterial Spin Labeling / MRI / Brain perfusion / CBF / CBV

研究実績の概要

昨年までの成果として、DANTE法による血管内信号抑制は、従来のMSDE法より均一なASL信号の低減に成功した。この論文（Matsuda, T., et. al. (2018). MRI, 49: 131-137）の結果をうけて、今年度は血流ファントム、正常人でのDANTE法の基礎的検討を行い、臨床応用のための最適パラメタの決定をおこない、結果を論文に報告できた（Fujiwara, Y., et al. (2019). MAGMA）。また、限られた臨床検査時間内に十分なS/Nを得るため３delayのHadamard encodeと4秒LD、3秒PLD収集との組み合わせでスピン到達時間（ATT）の補正が比較的簡便にできることを確認した。これを基礎として、シムレーションと正常人を対象に到達時間とCBF計測が比較的精度よく臨床応用可能な時間でできることを確認し,国際学会に報告した（Ishida S, et.al. ISMRM 27th, May 2019, Montréal, QC, Canada)。この結果は現在雑誌に投稿中である。さらに、CBF, CBV, 到達時間同時計測モデルを用い、moyamoya病の主幹動脈狭窄患者（N=7）に応用し、定量的PET-CBFの値との対比について、国際学会にて報告した（Kimura H, et.al., ISMRM 27th, May 2019, Montréal, QC, Canada）。現在さらに症例を集め検討を進めている。ASL潅流画像の変性疾患への応用も論文としてまとめることができた（Ikawa, M., et al. (2018). J Neurol Sci 394: 58-62.)。

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

血流ファントムや正常人での基礎的検討が順調に推移しており、結果を国際学会等に複数報告し、CBF, CBV, ATTの同時計算のためのあらたなASL信号モデルの提案もできた。これを基礎に臨床応用が可能なことが確認できている。現在、これまでの基礎的検討のまとめと臨床応用のデータのまとめの段階にある。今後、さらに臨床応用としてmoyamoya病患者でのデータ収集を進めていく予定である。

今後の研究の推進方策

今後は、これまでの臨床応用をさらに進めるとともに、新たなASLパラメタ（流速）に関連したマッピングの検討をさらに進める。従来の方法と対比し、メリット、デメリットを明らかとする予定である。また、PET/MRIでの撮像データに焦点をあて、ASL－CBFとの特性の違いを詳細に明らかとすることにも焦点をあてる。もし、この新たな方法でのマッピングが可能となると、moyamoya病や慢性閉塞性CVDでのスピン到達時間の問題から解放されることになり、さらなる応用範囲を広げることになる。

研究成果

• [雑誌論文] Intravascular signal suppression and microvascular signal mapping using delays alternating with nutation for tailored excitation (DANTE) pulse for arterial spin labeling perfusion imaging, (2020)
  • 著者名/発表者名: Y.Fujiwara, H.Kimura, S.Ishida, M.Kanamoto, N.Takei, T.Matsuda, N.Kosaka, T. Adachi
  • 雑誌名: MAGMA 巻: - ページ: -
  • DOI: 10.1007/s10334-019-00785-9
  • 査読あり
• [雑誌論文] The use of combined T2weighted and FLAIR synthetic magnetic resonance images to improve white matter region contrast: a feasibility study (2019)
  • 著者名/発表者名: Y.Fujiwara, Y.Inoue, M.Kanamoto, S.Ishida, T.Adachi, H.Kimura
  • 雑誌名: Radiol Phys Technol 巻: 12 ページ: 118-125
  • DOI: 10.1007/s12194-019-00498-7
  • 査読あり
• [学会発表] ASL signal model for simultaneously measuring CBF and CBV based on ASL imaging for characterizing hemodynamic perfusion state in normal subjects and patients with moyamoya disease. (2019)
  • 著者名/発表者名: Hirohiko Kimura, Yoshifumi Higashino, Shota Ishida, Naoyuki Takei, Yasuhiro Fujiwara, Tsuyoshi Matsuda
  • 学会等名: ISMRM 27th Annual Meeting, Montreal(Canada)
  • 国際学会
• [学会発表] Robust arterial transit time estimation using combined acquisition of Hadamard-encoded pCASL and long-labeled long-delay pCASL: a simulation and in vivo study (2019)
  • 著者名/発表者名: S.Ishida, H.Kimura, N.Takei, Y.Fujiwara, T.Matsuda, M.Kanamoto, N.Kosaka, R Marc Lebel, T.Adachi
  • 学会等名: ISMRM 27th Annual Meeting, Montreal(Canada)
  • 国際学会