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2016 年度 実績報告書

O-17水分子・酸素分子MRIによる定量的脳血流・酸素代謝イメージングの開発

研究課題

研究課題/領域番号 26293269
研究機関北海道大学

研究代表者

工藤 與亮  北海道大学, 大学病院, 准教授 (10374232)

研究分担者 真鍋 治  北海道大学, 医学(系)研究科(研究院), 特任助教 (40443957)
真鍋 徳子  北海道大学, 大学病院, 講師 (70463742)
佐々木 真理  岩手医科大学, 医学部, 教授 (80205864)
加藤 扶美  北海道大学, 大学病院, 助教 (80399865)
藤間 憲幸  北海道大学, 大学病院, 助教 (80431360)
阿保 大介  北海道大学, 大学病院, 助教 (30399844)
研究期間 (年度) 2014-04-01 – 2017-03-31
キーワード各磁気共鳴画像(MRI) / 脳血流酸素代謝
研究実績の概要

Steady State法におけるMRI信号の理論式による数値シミュレーションを行い、組織のT1値、T2値、MRI撮像パラメータ(TR、TE、FA値)や、O-17のT2緩和能に基づき、様々なO-17濃度における様々な組織(灰白質、白質、脳脊髄液)のMRI信号強度のシミュレーションを行った。その結果、脳の灰白質や白質ではMRI信号強度とO-17濃度との関係がほぼ直線的であることが判明し、回帰直線を求めることができた。脳脊髄液では直線関係は見られなかったが、低濃度では直線的であることがわかった。これらの直線関係から、O-17濃度を定量化する回帰直線を算出した。
O-17濃度別ファントムのMRI撮像を行い、シミュレーション結果と実測のMRI信号値との間に良好な相関が確認された。MRI信号強度シミュレーションを過去の撮像データに当てはめ、MRI信号強度からO-17濃度を求める方法として確立した。
健常人ボランティアでのMRI撮像を継続し、新しい撮像法(FSE法)にて、より安定したMRI撮像法を確立した。Gd造影剤とO-17の濃度別ファントムを作成し、それぞれの緩和能を算出した。それらのデータから、コンパートメントモデルを用いたO-17水およびO-17酸素ガスの定量解析法に向けて動脈内濃度測定用のMRI撮像法の開発を行った。
酸素代謝をターゲットとしたO-17酸素分子を用いた動物実験として、動物への投与方法の検討を行った。O-17酸素ガスのボンベ化や、投与経路としてのパイピングなどの調整・設計などを行った。O-17酸素ガス吸入下でのマーモセットのMRI撮像に向けて、O-17水を投与してMRI撮像を行い、O-17による良好な画像コントラストを得た。

現在までの達成度 (段落)

28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

28年度が最終年度であるため、記入しない。

次年度使用額が生じた理由

28年度が最終年度であるため、記入しない。

次年度使用額の使用計画

28年度が最終年度であるため、記入しない。

  • 研究成果

    (7件)

すべて 2017 2016

すべて 雑誌論文 (4件) (うち国際共著 1件、 査読あり 4件) 学会発表 (3件) (うち国際学会 1件、 招待講演 3件)

  • [雑誌論文] Tmax Determined Using Bayesian Estimation Deconvolution Algorithm for Bolus Tracking Perfusion Imaging: a Digital Phantom Validation Study2017

    • 著者名/発表者名
      Uwano I, Sasaki M, Kudo K, Boutelier T, Kameda H, Mori F, Yamashita F
    • 雑誌名

      Magn Reson Med Sci

      巻: 16 ページ: 32-37

    • DOI

      10.2463/mrms.mp.2015-0167

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Fast nonlinear regression method for CT brain perfusion analysis2016

    • 著者名/発表者名
      Bennink E, Oosterbroek J, Kudo K, Viergever MA, Velthuis BK, de Jong HW
    • 雑誌名

      J Med Imaging

      巻: - ページ: 印刷中

    • DOI

      10.1117/1.JMI.3.2.026003

    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Oxygen Extraction Fraction Measurement using Quantitative Susceptibility Mapping: Comparison with Positron Emission Tomography2016

    • 著者名/発表者名
      Kudo K, Liu T, Murakami T, Goodwin J, Uwano I, Yamashita F, Higuchi S, Wang Y, Ogasawara K, Ogawa A, Sasaki M
    • 雑誌名

      JCBFM

      巻: 36 ページ: 1424-33

    • DOI

      10.1177/0271678X15606713

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Comparison of Different Post-Processing Algorithms for Dynamic Susceptibility Contrast Perfusion Imaging of Cerebral Gliomas2016

    • 著者名/発表者名
      Kudo K, Uwano I, Hirai T, Murakami R, Nakamura H, Fujima N, Yamashita F, Goodwin J, Higuchi S, Sasaki M
    • 雑誌名

      Magn Reson Med Sci

      巻: - ページ: 印刷中

    • DOI

      10.2463/mrms.mp.2016-0036

    • 査読あり
  • [学会発表] Radiomics is Radio-MIX, Mix everything!2017

    • 著者名/発表者名
      Kudo K
    • 学会等名
      22ndKSMRM
    • 発表場所
      Seoul(Korea)
    • 年月日
      2017-03-23 – 2017-03-25
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] MRIによる酸素代謝イメージング2016

    • 著者名/発表者名
      工藤與亮
    • 学会等名
      第72回秋田脳神経画像研究会
    • 発表場所
      パーティーギャラリー イヤタカ(秋田県秋田市)
    • 年月日
      2016-05-27 – 2016-05-27
    • 招待講演
  • [学会発表] 定量的磁化率マッピング(QSM)で脳の構造と酸素代謝をみる2016

    • 著者名/発表者名
      工藤與亮
    • 学会等名
      第75回日本医学放射線学会総会
    • 発表場所
      パシフィコ横浜(神奈川県横浜市)
    • 年月日
      2016-04-16 – 2016-04-16
    • 招待講演

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公開日: 2018-01-16  

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