• 研究課題をさがす
  • 研究者をさがす
  • KAKENの使い方
  1. 課題ページに戻る

2021 年度 実施状況報告書

脳MRI計測による活動―血流―温度の局所領域相関に関する研究

研究課題

研究課題/領域番号 21K07652
研究機関京都府立医科大学

研究代表者

酒井 晃二  京都府立医科大学, 医学(系)研究科(研究院), 准教授 (20379027)

研究期間 (年度) 2021-04-01 – 2025-03-31
キーワード脳活動 / 脳血流量 / 脳温度 / MRI / 脳脊髄液 / 拡散強調画像 / 脳酸素消費量
研究実績の概要

本研究は、脳活動―脳血流量―脳温度の関係をMRI(Magnetic Resonance Image)のみを用いて計測する手法を開発することを目的とし、脳の局所における状態観測指標を新たに提供することにより、加齢等に伴う脳機能・活動の変化を簡便に捉えることを目標とする。本年は、脳深部温度計測に影響を与える計測手法の調査を目的に、拡散強調画像において脳脊髄液の動きの加速度項を制限した計測手法の検討を行った。結果として、撮像に最適なパラメータを選択することができるようになり、安定した脳深部温度の計測が可能となる。一方で、心拍同期を用いた手法でも脳脊髄液の動きに影響を受けないことが確かめられ、この結果は学術雑誌に採録された。
また、MRIを用いた脳内深部温度計測の基礎となる拡散強調画像法(DWI)を用いた研究について、論文・解説記事を発表し、MRI領域におけるRadiomics研究との関連についてもレビューを行った。さらに、DWIの安定測定、高速測定法、最新研究などについて国内外の学会で報告を行い、これまでに脳深部温度計測について学会等において講演を行った。脳酸素消費量をMR像を用いた脳血流のデータから算出する手法を実施する体制も確立した。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

3: やや遅れている

理由

脳深部温度計測に影響を与える脳脊髄液の動きを省く測定手法のパラメータ探索を行い、概ね確からしい値を得た。加えて、脳酸素消費量をMR像を用いた脳血流のデータから算出する手法についても実施に向けた準備ができた。しかしながら、COVID-19の影響は未だに残っており、ボランティアによる来院、MRI撮像機会が大幅に制限されたため、予定数に達していない。

今後の研究の推進方策

脳酸素消費量およびCBF計測のためのMRI至適撮像条件を決定する。方法として、健常者10名(男女各5名)により、CMRO2およびCBFの安定計測するためのMRI撮像条件を検討する。CBF計測は位相コントラストの差により行われるが、年代の異なる被験者で調査することにより、適切な流速幅に対応できるようにする。具体的には、dwell time, flip angle, VENC, Repetition timeなどのパラメータの最適化を行う。得られたCBF値から次式によりCMRO2を得る。CMRO2=CaCBF(SaO2-SvO2)、Caは酸素濃度、SaO2は動脈の酸素飽和レベル、SvO2は静脈の酸素飽和レベルである。結果は、PET検査等で得られたこれまでの知見と比較・検証する。また、MRIを用いた脳温度の全自動化についても機械学習等を導入して進める。

次年度使用額が生じた理由

予定していたボランティアのMRI撮像が同様の理由により延期となった。そのため、それらに係る経費の支出も事態収束後に延期となった。年度内に新型コロナウィルスの影響が収束次第、上記の理由で延期となった研究活動を再開して支出を行う。また、既存の画像データを収集して解析手法の開発を行うなど、研究手法の追加変更により使用方法を工夫する。

  • 研究成果

    (7件)

すべて 2022 2021 その他

すべて 国際共同研究 (1件) 雑誌論文 (1件) (うち査読あり 1件) 学会発表 (5件) (うち国際学会 3件、 招待講演 1件)

  • [国際共同研究] Gazi University School of Medicine(トルコ)

    • 国名
      トルコ
    • 外国機関名
      Gazi University School of Medicine
  • [雑誌論文] Does cerebrospinal fluid pulsation affect diffusion‐weighted imaging thermometry? A study in healthy volunteers2022

    • 著者名/発表者名
      Sakai Koji、Kentaro Akazawa、Tazoe Jun、Ikeno Hiroyasu、Nakagawa Toshiaki、Yamada Kei
    • 雑誌名

      NMR in Biomedicine

      巻: 35 ページ: e4738

    • DOI

      10.1002/nbm.4738

    • 査読あり
  • [学会発表] Commercially available astriction cotton as a anisotropic DTI phantom: Comparisons with a hand-bundled fibers and a glass capillary plate2021

    • 著者名/発表者名
      Koji Sakai, Yasuhiko Tachibana,Toshiaki Nakagawa,Hiroyasu Ikeno, Takayuki Obata, Kei Yamada
    • 学会等名
      The 29th International Society for Magnetic Resonance in Medicine (ISMRM2021)
    • 国際学会
  • [学会発表] Adequate mixing time for double diffusion encoding in normal brain structures and brain tumors2021

    • 著者名/発表者名
      Kentaro Akazawa, Koji Sakai, Tomoaki Kitaguchi, Tomonori Toyotsuji, Thorsten Feiweier, Hiroshi Imai, and Kei Yamada
    • 学会等名
      The 29th International Society for Magnetic Resonance in Medicine (ISMRM2021)
    • 国際学会
  • [学会発表] Puncture Localization Method Utilizing Motion Sensor to Support CT-Guided Percutaneous Puncture2021

    • 著者名/発表者名
      Yusuke Gotoh, Kenta Fukuma, Koji Sakai, Koji Masui
    • 学会等名
      The 19th International Conference on Advances in Mobile Computing & Multimedia Intelligence (MoMM2021),
    • 国際学会
  • [学会発表] 注目のMR関連機器・撮像法・解析技術2021

    • 著者名/発表者名
      酒井晃二
    • 学会等名
      Society of Advanced Medical Imaging
    • 招待講演
  • [学会発表] 圧縮センシングは脳の定量的MRI測定に有用か?:健常者による検討2021

    • 著者名/発表者名
      北口知明、赤澤健太郎、酒井晃二、山田惠, 和田裕也、山村健太郎、竹島雄太、田中健太郎、タイン・ゴック・チャム、藤原春樹、池野寛康、中川稔章
    • 学会等名
      第49回日本磁気共鳴医学会大会

URL: 

公開日: 2022-12-28  

サービス概要 検索マニュアル よくある質問 お知らせ 利用規程 科研費による研究の帰属

Powered by NII kakenhi