MRIと同位体顕微鏡を用いたマルチスケールの水分子イメージング

2023 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 21H02857
• 研究機関: 北海道大学
• 研究代表者: 工藤 與亮 北海道大学, 医学研究院, 教授 (10374232)
• 研究分担者: 村上 正晃 北海道大学, 遺伝子病制御研究所, 教授 (00250514) ; 小畠 隆行 国立研究開発法人量子科学技術研究開発機構, 量子医科学研究所 分子イメージング診断治療研究部, 次長 (00285107) ; 小牧 裕司 公益財団法人実験動物中央研究所, ライブイメージングセンター, 室長 (10548499) ; 杉森 博行 北海道大学, 保健科学研究院, 准教授 (20711899) ; 坂本 直哉 北海道大学, 創成研究機構, 准教授 (30466429) ; 亀田 浩之 北海道大学, 歯学研究院, 助教 (70829887) ; 安井 正人 慶應義塾大学, 医学部(信濃町), 教授 (90246637)
• 研究期間 (年度): 2021-04-01 – 2024-03-31
• キーワード: 水動態 / MRI / 同位体顕微鏡 / Glymphatic system / 安定同位体

研究実績の概要

①MRI撮像法開発：高速T2 mapping法について、新しいMRI装置での実装と最適化を行った。既存のT2 mapping法をゴールドスタンダードにして、濃度の異なるO-17標識水を満たした濃度ファントムを撮像し、短時間で空間分解能の高いパラメータを設定した。濃度計測の精度検証も行い、この高速T2 mapping法を利用して、ヒトでの撮像を行い、臨床研究に応用を開始した。
②正常動物での水動態の解明：正常動物にてO-17標識水の静脈内投与や髄腔内投与、頸動脈内投与を行い、連続的にMRI撮像を行った。経時的なMRI撮像データの信号値からO-17濃度に変換し、経時的な濃度マップを作成することで脳脊髄液や脳内の水分布の変化、すなわち水動態を可視化することができた。静脈内・動脈内や髄腔内に投与した水分子が、血管や血管周囲腔からどのように脳実質に入るかを時間的な経過を追って解析した。頚部リンパ管結節モデルにて、頚部リンパ液の流出を阻害することの影響を検討した。
③AQP4ノックアウト動物でも同様の検討を行い、AQP4の有無による水動態の変容を明らかにした。また、AQP4阻害薬も用いて、急性変動を解析した。ALSモデル動物などの疾患モデル動物でも同様の検討を行い、正常動物との水動態の変容について解析した。
④同位体顕微鏡イメージング：凍結切片を用いた同位体顕微鏡イメージングの開発については、標本作成の段階でハードルが大きく、水動態の解析には至らなかった。

現在までの達成度 (段落)

令和5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5年度が最終年度であるため、記入しない。

研究成果

• [雑誌論文] Allogeneic Stem Cell Therapy for Acute Ischemic Stroke (2024)
  • 著者名/発表者名: Houkin Kiyohiro、Osanai Toshiya、Uchiyama Shinichiro、Minematsu Kazuo、Kudo Kohsuke、et al. TREASURE Study Investigators
  • 雑誌名: JAMA Neurology 巻: 81 ページ: 154～154
  • DOI: 10.1001/jamaneurol.2023.5200
  • 査読あり
• [雑誌論文] Cerebral Small Vessel Disease Burden for Bleeding Risk during Antithrombotic Therapy: Bleeding with Antithrombotic Therapy 2 Study (2024)
  • 著者名/発表者名: Tanaka Kanta、Miwa Kaori、Koga Masatoshi、Yoshimura Sohei、Kudo Kohsuke、Ihara Masafumi、Hirano Teruyuki、Toyoda Kazunori、et al. Bleeding with Antithrombotic Therapy 2 Investigators
  • 雑誌名: Annals of Neurology 巻: 95 ページ: 774～787
  • DOI: 10.1002/ana.26868
  • 査読あり
• [雑誌論文] Diagnosis of skull-base invasion by nasopharyngeal tumors on CT with a deep-learning approach (2024)
  • 著者名/発表者名: Nakagawa Junichi、Fujima Noriyuki、Hirata Kenji、Harada Taisuke、Wakabayashi Naoto、Takano Yuki、Homma Akihiro、Kano Satoshi、Minowa Kazuyuki、Kudo Kohsuke
  • 雑誌名: Japanese Journal of Radiology 巻: - ページ: -
  • DOI: 10.1007/s11604-023-01527-7
  • 査読あり
• [雑誌論文] Automated Detection of Cerebral Microbleeds on Two-dimensional Gradient-recalled Echo T2* Weighted Images Using a Morphology Filter Bank and Convolutional Neural Network (2024)
  • 著者名/発表者名: Nishioka Noriko、Shimizu Yukie、Shirai Toru、Ochi Hisaaki、Bito Yoshitaka、Watanabe Kiichi、Kameda Hiroyuki、Harada Taisuke、Kudo Kohsuke
  • 雑誌名: Magnetic Resonance in Medical Sciences 巻: - ページ: -
  • DOI: 10.2463/mrms.mp.2023-0146
  • 査読あり
• [雑誌論文] Imaging of <sup>17</sup>O-labeled Water Using Fast T2 Mapping with T2-preparation: A Phantom Study (2024)
  • 著者名/発表者名: Kameda Hiroyuki、Nakada Yumi、Urushibata Yuta、Sugimori Hiroyuki、Fujii Takaaki、Kinota Naoya、Kato Daisuke、Tang Minghui、Sakamoto Keita、Kudo Kohsuke
  • 雑誌名: Magnetic Resonance in Medical Sciences 巻: - ページ: -
  • DOI: 10.2463/mrms.tn.2023-0152
  • 査読あり
• [雑誌論文] Utility of Echo Planar Imaging With Compressed Sensing-Sensitivity Encoding (EPICS) for the Evaluation of the Head and Neck Region (2024)
  • 著者名/発表者名: Hirano Yuya、Fujima Noriyuki、Ishizaka Kinya、Aoike Takuya、Nakagawa Junichi、Yoneyama Masami、Kudo Kohsuke
  • 雑誌名: Cureus 巻: - ページ: -
  • DOI: 10.7759/cureus.54203
  • 査読あり
• [雑誌論文] Improved image quality in contrast-enhanced 3D-T1 weighted sequence by compressed sensing-based deep-learning reconstruction for the evaluation of head and neck (2024)
  • 著者名/発表者名: Fujima Noriyuki、Nakagawa Junichi、Ikebe Yohei、Kameda Hiroyuki、Harada Taisuke、Shimizu Yukie、Tsushima Nayuta、Kano Satoshi、Homma Akihiro、Kwon Jihun、Yoneyama Masami、Kudo Kohsuke
  • 雑誌名: Magnetic Resonance Imaging 巻: 108 ページ: 111～115
  • DOI: 10.1016/j.mri.2024.02.006
  • 査読あり
• [雑誌論文] Comparison of Echo-Planar Imaging and Compressed Sensing in the Estimation of Flow Metrics from Aortic 4D Flow MR Imaging: A Healthy Volunteer Study (2024)
  • 著者名/発表者名: Aono Satoru、Tsuneta Satonori、Nishioka Noriko、Aoike Takuya、Hirayama Hiroyuki、Ishizaka Kinya、Kwon Jihun、Yoneyama Masami、Fujima Noriyuki、Kudo Kohsuke
  • 雑誌名: Magnetic Resonance in Medical Sciences 巻: - ページ: -
  • DOI: 10.2463/mrms.mp.2023-0011
  • 査読あり
• [雑誌論文] Intracerebral transplantation of MRI-trackable autologous bone marrow stromal cells for patients with subacute ischemic stroke (2024)
  • 著者名/発表者名: Kawabori Masahito、Kuroda Satoshi、Shichinohe Hideo、Kahata Kaoru、Shiratori Souichi、Ikeda Satoshi、Harada Taisuke、Hirata Kenji、Tha Khin Khin、Aragaki Masato、Terasaka Shunsuke、Ito Yoichi M.、Nishimoto Naoki、Ohnishi Shunsuke、Yabe Ichiro、Kudo Kohsuke、Houkin Kiyohiro、Fujimura Miki
  • 雑誌名: Med 巻: - ページ: -
  • DOI: 10.1016/j.medj.2024.02.009
  • 査読あり
• [雑誌論文] Clinical utility of single-shot echo-planar diffusion-weighted imaging using L1-regularized iterative sensitivity encoding in prostate MRI (2023)
  • 著者名/発表者名: Nishioka Noriko、Fujima Noriyuki、Tsuneta Satonori、Yoneyama Masami、Matsumoto Ryuji、Abe Takashige、Kimura Rina、Sakamoto Keita、Kato Fumi、Kudo Kohsuke
  • 雑誌名: Medicine 巻: 102 ページ: e33639～e33639
  • DOI: 10.1097/MD.0000000000033639
  • 査読あり
• [雑誌論文] Quantitative Assessment of Intervertebral Disc Composition by MRI: Sensitivity to Diurnal Variation (2023)
  • 著者名/発表者名: Hamaguchi Hiroyuki、Kitagawa Maho、Sakamoto Daiki、Katscher Ulrich、Sudo Hideki、Yamada Katsuhisa、Kudo Kohsuke、Tha Khin Khin
  • 雑誌名: Tomography 巻: 9 ページ: 1029～1040
  • DOI: 10.3390/tomography9030084
  • 査読あり
• [雑誌論文] Mechanical Properties of a 3 Dimensional?Printed Transparent Flexible Resin Used for Vascular Model Simulation Compared with Those of Porcine Arteries (2023)
  • 著者名/発表者名: Morita Ryo、Nonoyama Takayuki、Abo Daisuke、Soyama Takeshi、Fujima Noriyuki、Imai Tetsuaki、Hamaguchi Hiroyuki、Kameda Takuto、Sugita Osamu、Takahashi Bunya、Kinota Naoya、Kudo Kohsuke
  • 雑誌名: Journal of Vascular and Interventional Radiology 巻: 34 ページ: 871～878
  • DOI: 10.1016/j.jvir.2023.01.008
  • 査読あり
• [雑誌論文] Rapid and Reliable Steatosis Rat Model Shrsp5-Dmcr for Cold Storage Experiment (2023)
  • 著者名/発表者名: Fukai Moto、Sugimori Hiroyuki、Sakamoto Sodai、Shibata Kengo、Kameda Hiroyuki、Ishikawa Takahisa、Kawamura Norio、Fujiyoshi Masato、Fujiyoshi Sunao、Kudo Kohsuke、Shimamura Tsuyoshi、Taketomi Akinobu
  • 雑誌名: Transplantation Proceedings 巻: 55 ページ: 1032～1035
  • DOI: 10.1016/j.transproceed.2023.02.063
  • 査読あり
• [雑誌論文] Blockage of CSF Outflow in Rats after Deep Cervical Lymph Node Ligation Observed Using Gd-based MR Imaging (2023)
  • 著者名/発表者名: Kinota Naoya、Kameda Hiroyuki、Xiawei Bai、Fujii Takaaki、Kato Daisuke、Takahashi Bunya、Morita Ryo、Abo Daisuke、Majima Ryusei、Ishii Hiroshi、Minowa Kazuyuki、Kudo Kohsuke
  • 雑誌名: Magnetic Resonance in Medical Sciences 巻: - ページ: 1～11
  • DOI: 10.2463/mrms.mp.2023-0023
  • 査読あり
• [雑誌論文] Fragmented QRS on 12-lead electrocardiogram predicts long-term prognosis in patients with cardiac sarcoidosis (2023)
  • 著者名/発表者名: Hagiwara Hikaru、Watanabe Masaya、Kadosaka Takahide、Koizumi Takuya、Kobayashi Yuta、Koya Taro、Nakao Motoki、Tsuneta Satonori、Kato Yoshiya、Komoriyama Hirokazu、Kamada Rui、Nagai Toshiyuki、Kudo Kohsuke、Anzai Toshihisa
  • 雑誌名: Heart and Vessels 巻: 38 ページ: 803～816
  • DOI: 10.1007/s00380-022-02229-2
  • 査読あり
• [雑誌論文] Importance of Age and Noncontrast-Enhancing Tumor as Biomarkers for Isocitrate Dehydrogenase?Mutant Glioblastoma: A Multicenter Study (2023)
  • 著者名/発表者名: Uetani Hiroyuki、Azuma Minako、Khant Zaw Aung、Watanabe Yoshiyuki、Kudo Kohsuke、Kadota Yoshihito、Yokogami Kiyotaka、Takeshima Hideo、Kuroda Jun-Ichiro、Shinojima Naoki、Hamasaki Tadashi、Mukasa Akitake、Hirai Toshinori
  • 雑誌名: Journal of Computer Assisted Tomography 巻: 47 ページ: 659～665
  • DOI: 10.1097/RCT.0000000000001456
  • 査読あり
• [雑誌論文] Prognostic Value of Liver Fibrotic Markers in Patients With Heart Failure (2023)
  • 著者名/発表者名: Tada Atsushi、Nagai Toshiyuki、Kato Yoshiya、Oyama-Manabe Noriko、Tsuneta Satonori、Nakai Michikazu、Yasui Yutaro、Kazui Sho、Takahashi Yuki、Saiin Kohei、Naito Seiichiro、Takenaka Sakae、Mizuguchi Yoshifumi、Kobayashi Yuta、Ishizaka Suguru、Kudo Kohsuke、Anzai Toshihisa、et al.
  • 雑誌名: The American Journal of Cardiology 巻: 200 ページ: 115～123
  • DOI: 10.1016/j.amjcard.2023.05.033
  • 査読あり
• [雑誌論文] Non-Gaussian model-based diffusion-weighted imaging of oral squamous cell carcinoma: associations with Ki-67 proliferation status (2023)
  • 著者名/発表者名: Shima Tomoka、Fujima Noriyuki、Yamano Shigeru、Kameda Hiroyuki、Suzuka Masaaki、Takeuchi Akiko、Kinoshita Yurika、Iwai Nanami、Kudo Kohsuke、Minowa Kazuyuki
  • 雑誌名: Oral Radiology 巻: 39 ページ: 661～667
  • DOI: 10.1007/s11282-023-00682-x
  • 査読あり
• [雑誌論文] Prediction of amyloid positron emission tomography positivity using multiple regression analysis of quantitative susceptibility mapping (2023)
  • 著者名/発表者名: Ikebe Yohei、Sato Ryota、Amemiya Tomoki、Udo Niki、Matsushima Masaaki、Yabe Ichiro、Yamaguchi Akinori、Sasaki Makoto、Harada Masafumi、Matsukawa Noriyuki、Kawata Yasuo、Bito Yoshitaka、Shirai Toru、Ochi Hisaaki、Kudo Kohsuke
  • 雑誌名: Magnetic Resonance Imaging 巻: 103 ページ: 192～197
  • DOI: 10.1016/j.mri.2023.08.002
  • 査読あり
• [雑誌論文] Predictive Factors of Early 18F-Fluorodeoxyglucose-Positron Emission Tomography Response to [131I] Metaiodobenzylguanidine Treatment for Unresectable or Metastatic Pheochromocytomas and Paragangliomas (2023)
  • 著者名/発表者名: Takenaka Junki、Watanabe Shiro、Abe Takashige、Tsuchikawa Takahiro、Takeuchi Satoshi、Hirata Kenji、Kimura Rina、Wakabayashi Naoto、Shinohara Nobuo、Kudo Kohsuke
  • 雑誌名: Neuroendocrinology 巻: - ページ: 1～11
  • DOI: 10.1159/000534175
  • 査読あり
• [雑誌論文] Low b-value Diffusion Tensor Imaging to Analyze the Dynamics of Cerebrospinal Fluid: Resolving Intravoxel Pseudorandom Motion into Ordered and Disordered Motions (2023)
  • 著者名/発表者名: Bito Yoshitaka、Ochi Hisaaki、Shirase Ryuji、Yokohama Wataru、Harada Kuniaki、Kudo Kohsuke
  • 雑誌名: Magnetic Resonance in Medical Sciences 巻: - ページ: 1～12
  • DOI: 10.2463/mrms.mp.2023-0081
  • 査読あり
• [雑誌論文] Differences in blood flow dynamics between balloon- and self-expandable valves in patients with aortic stenosis undergoing transcatheter aortic valve replacement (2023)
  • 著者名/発表者名: Takahashi Yuki、Kamiya Kiwamu、Kudo Kohsuke、Wakasa Satoru、Anzai Toshihisa
  • 雑誌名: Journal of Cardiovascular Magnetic Resonance 巻: 25 ページ: 60～60
  • DOI: 10.1186/s12968-023-00970-9
  • 査読あり
• [雑誌論文] Improvement of image quality in diffusion-weighted imaging with model-based deep learning reconstruction for evaluations of the head and neck (2023)
  • 著者名/発表者名: Fujima Noriyuki、Nakagawa Junichi、Kameda Hiroyuki、Ikebe Yohei、Harada Taisuke、Shimizu Yukie、Tsushima Nayuta、Kano Satoshi、Homma Akihiro、Kwon Jihun、Yoneyama Masami、Kudo Kohsuke
  • 雑誌名: Magnetic Resonance Materials in Physics, Biology and Medicine 巻: - ページ: -
  • DOI: 10.1007/s10334-023-01129-4
  • 査読あり
• [雑誌論文] Comparative study of physiological FDG uptake in small structures between silicon photomultiplier-based PET and conventional PET (2023)
  • 著者名/発表者名: Watanabe Shiro、Hirata Kenji、Magota Keiichi、Takenaka Junki、Wakabayashi Naoto、Shinyama Daiki、Yasuda Koichi、Homma Akihiro、Kudo Kohsuke
  • 雑誌名: Annals of Nuclear Medicine 巻: 38 ページ: 131～138
  • DOI: 10.1007/s12149-023-01884-3
  • 査読あり
• [学会発表] 脳卒中のCT/MRI診断の基本とピットフォール (2023)
  • 著者名/発表者名: 工藤與亮
  • 学会等名: 第82回日本医学放射線学会総会
  • 招待講演
• [学会発表] 医療 AI の最近の話題と教育の実践 (2023)
  • 著者名/発表者名: 工藤與亮
  • 学会等名: 糺の森医学研究会
  • 招待講演
• [学会発表] 生成系AIの急速な発展から医療AIを考える (2023)
  • 著者名/発表者名: 工藤與亮
  • 学会等名: 第15回医療AI特別セミナー
• [学会発表] MR検査の基礎：中枢神経・脊椎領域 (2023)
  • 著者名/発表者名: 工藤與亮
  • 学会等名: 第24回MR入門講座
• [学会発表] AI支援によるMRI画像解析 (2023)
  • 著者名/発表者名: 工藤與亮
  • 学会等名: 第32回日本脳ドック学会総会
  • 招待講演
• [学会発表] ＭＲＩを用いたＡＤの早期診断の試みと将来展望 (2023)
  • 著者名/発表者名: 工藤與亮
  • 学会等名: 第3回かがやき画像診断セミナー
  • 招待講演
• [学会発表] DWI高信号の鑑別 (2023)
  • 著者名/発表者名: 工藤與亮
  • 学会等名: 帯広神経画像検討会
  • 招待講演
• [学会発表] アルツハイマー病の病態：Glymphatic Systemと血管透過性 (2023)
  • 著者名/発表者名: 工藤與亮
  • 学会等名: 第43回神経放射線ワークショップ
  • 招待講演
• [学会発表] アルツハイマー病の病態：Glymphatic Systemと血管透過性 (2023)
  • 著者名/発表者名: 工藤與亮
  • 学会等名: 第59回日本医学放射線学会秋季臨床大会
  • 招待講演
• [学会発表] AI支援によるMRI画像解析 (2023)
  • 著者名/発表者名: 工藤與亮
  • 学会等名: 第51回日本磁気共鳴医学会
  • 招待講演
• [学会発表] MR灌流画像での標準化の経験 (2023)
  • 著者名/発表者名: 工藤與亮
  • 学会等名: 第51回日本磁気共鳴医学会
  • 招待講演
• [学会発表] ARIAをどのように読み解くか (2023)
  • 著者名/発表者名: 工藤與亮
  • 学会等名: LEQEMBI Web Seminar
  • 招待講演
• [学会発表] 酸素の安定同位体O-17標識水による脳内水動態解析 (2023)
  • 著者名/発表者名: 工藤與亮
  • 学会等名: Neurology & Neurological Science Seminar
  • 招待講演
• [学会発表] ARIAの撮像および読影のポイント (2023)
  • 著者名/発表者名: 工藤與亮
  • 学会等名: LEQEMBI Web Seminar
  • 招待講演
• [学会発表] ARIAについて (2023)
  • 著者名/発表者名: 工藤與亮
  • 学会等名: 最新の認知症治療について語る会
  • 招待講演
• [学会発表] 医療AIと放射線画像診断 (2023)
  • 著者名/発表者名: 工藤與亮
  • 学会等名: 小樽・後志 画像診断セミナー
  • 招待講演
• [学会発表] ARIA (2023)
  • 著者名/発表者名: 工藤與亮
  • 学会等名: 帯広神経画像検討会
  • 招待講演
• [学会発表] ARIAをどのように読み解くか (2023)
  • 著者名/発表者名: 工藤與亮
  • 学会等名: 第42回日本認知症学会学術集会
  • 招待講演
• [学会発表] レケンビの臨床試験からARIAについて紐解く (2023)
  • 著者名/発表者名: 工藤與亮
  • 学会等名: LEQEMBI Japan Kick off Meeting
  • 招待講演
• [学会発表] ARIAのマネージメントにおけるMRI撮像・読影のポイント (2023)
  • 著者名/発表者名: 工藤與亮
  • 学会等名: AD研究会画像診断サブコミッティ2024
  • 招待講演
• [学会発表] アミロイド関連画像異常（ARIA）の概要と読影のポイント (2023)
  • 著者名/発表者名: 工藤與亮
  • 学会等名: 第53回日本神経放射線学会
  • 招待講演
• [学会発表] ARIAの背景と目的 (2023)
  • 著者名/発表者名: 工藤與亮
  • 学会等名: 第1回アルツハイマー病の抗Aβ抗体薬の投与に関する脳MRI診断講習会
  • 招待講演
• [学会発表] ARIAの基本とマネージメントの実際 (2023)
  • 著者名/発表者名: 工藤與亮
  • 学会等名: レケンビ適正使用セミナー
  • 招待講演
• [学会発表] QSMによる認知症診断と酸素代謝解析 (2023)
  • 著者名/発表者名: 工藤與亮
  • 学会等名: 第49回日本脳卒中学会学術集会
  • 招待講演
• [学会発表] ARIAの基本とマネージメントの実際 (2023)
  • 著者名/発表者名: 工藤與亮
  • 学会等名: Next Stage Startup Meeting of Early AD
  • 招待講演
• [学会発表] AI-Assisted MRI Analysis and AI Education in Japan (2023)
  • 著者名/発表者名: Kudo K
  • 学会等名: Korea-Japan AI radiology symposium
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] Development and Functionality of the Brain Perfusion Imaging Analysis Program “PMAneo” (2023)
  • 著者名/発表者名: Kudo K
  • 学会等名: Taiwan-Japan Bilateral Smart Medicine Workshop
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] Advancing Medical AI in Neuroradiology: From AI Education to Clinical Research (2023)
  • 著者名/発表者名: Kudo K
  • 学会等名: ImagingSummit 2023
  • 国際学会 / 招待講演