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2014 年度 実績報告書

pH強調MR画像の開発と急性期脳梗塞における組織予後推定への応用

研究課題

研究課題/領域番号 26293278
研究機関鹿児島大学

研究代表者

吉浦 敬  鹿児島大学, 医歯(薬)学総合研究科, 教授 (40322747)

研究分担者 樋渡 昭雄  九州大学, 大学病院, 助教 (30444855)
栂尾 理  九州大学, 大学病院, 助教 (10452749)
山下 孝二  九州大学, 大学病院, 助教 (80546565)
熊澤 誠志  九州大学, 医学(系)研究科(研究院), 講師 (50363354)
本田 浩  九州大学, 医学(系)研究科(研究院), 教授 (90145433)
吾郷 哲朗  九州大学, 大学病院, 助教 (30514202)
福倉 良彦  鹿児島大学, 医学部・歯学部附属病院, 准教授 (50315412)
研究期間 (年度) 2014-04-01 – 2017-03-31
キーワードMRI / 脳 / 脳梗塞 / 分子イメージング / pH
研究実績の概要

1.撮影パルスシーケンスおよび解析法の開発
pH強調画像のパルスシーケンスの開発を行った。二次元のturbo spin-echo法と持続時間および強度を調整できる飽和パルスから成るシーケンスで、十分な信号雑音比を持つ画質が達成できた。飽和パルスの持続時間は最長2秒まで長くすることが、強度は2μTまで強くすることができ、いずれもspecific absorption rate(SAR)の制限内に収めることができた。このパルスシーケンスを使って、pHを調整した卵白を用いたファントムでの実験を行い、pHとpH強調画像から計算されるAPTの信号(MTRasymmetry)の間の関係を検討した。その結果、pHが5から8の範囲で、pHの増加に伴い、MTRasymmetryが直線的に増加することが確認された。
pH強調画像の解析における、B0の不均一の補正は、別途撮影したB0マップを使用して補正を行う方法を採用した。
2.急性脳梗塞患者でのデータ収集
急性期脳梗塞患者においてpH強調画像を撮影し、画像データを収集した。それぞれにおいて、飽和パルスの強度を2μTに固定し、長さ(飽和時間)を0.5秒、1秒、2秒の三段階に変化させて検討した。発症後4日以内の7名の患者で検討した結果、MTRasymmetryは飽和時間が0.5秒で0.96%、1秒で0.66%、2秒で0.35%となり、MTRasymmetry が最大となる0.5秒が最適な飽和時間と考えられた。

現在までの達成度 (区分)
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

pH強調画像のパルスシーケンスを開発することができ、それを用いてpHの変化をAPT信号(MTRasymmetry)の変化として検出できることを明らかにできた。また、B0補正の手法を確立することができた。
また、急性期脳梗塞患者において開発したパルスシーケンスを用いてpH強調画像を撮影することができ、実際の急性期脳梗塞で、最適な飽和パルスの持続時間を明らかにすることができた。
一方、pH強調画像からpHを推定するソフトウエアの開発は完了していない。また、急性期脳梗塞患者でのデータ収集は、2発症後24時間以内の超急性期の症例数がやや少ない状況である。

今後の研究の推進方策

1.pH強調画像のパルスシーケンスの更なる最適化:平成26年度に開発されたpH強調画像のパルスシーケンスを更に最適化し、pH低下によるAPTコントラストが最大となる条件を確立する。
2.pH強調画像解析法の確立:平成26年度に引き続きpH強調画像の解析法を確立し、pHを定量してマッピングする方法を開発する。
3.急性期脳梗塞患者でのデータ収集:平成26年度に引き続き、急性期脳梗塞患者での画像データおよび臨床データの収集を行う。特に、発症24時間以内の超急性期の梗塞患者の症例数を増やすことを目指す。
4.pH強調画像による虚血脳組織の予後推定法の開発:収集された患者画像データから、まず、従来の画像指標である、拡散強調画像による見かけ上の拡散係数(ADC)や灌流画像によるcerebral blood flow(CBF)とAPTを比較し、APTがこれらの画像指標と異なる独立した虚血のパラメータであることを検証する。次に、超急性期脳梗塞例における拡散強調画像、灌流画像、pH強調画像の異常域を、最終梗塞巣の体積と比較し、それぞれの指標による最終梗塞巣の予測能を比較する。

次年度使用額が生じた理由

日程が調整できず、学会に参加できなかったため、旅費の支出がやや少なくなった。

次年度使用額の使用計画

かかかか平成26年度で完成できなかったpH推定のためのソフトウエアの開発を平成27年度に加速するため、その経費に割り当てる予定である。

  • 研究成果

    (6件)

すべて 2105 2015 2014

すべて 雑誌論文 (4件) (うち査読あり 2件) 学会発表 (2件)

  • [雑誌論文] The effect of the saturation pulse duration on chemical exchange saturation transfer in amide proton transfer MR imaging: a phantom study2105

    • 著者名/発表者名
      Wada T, Togao O, Tokunaga C, Funatsu R, Kobayashi K. Nakamura Y
    • 雑誌名

      Radiol Phys Technol

      巻: 未定 ページ: 未定

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Scan-rescan reproducibility of parallel transmission based amide proton transfer imaging of brain tumors2015

    • 著者名/発表者名
      Togao O, Hiwatashi A, Keupp J, Yamashita K, Kikuchi K, Yoshiura T, Suzuki Y, Kruiskamp MJ, SagiyamaK, Takahashi M, Honda H
    • 雑誌名

      J Magn Reson Imaging

      巻: 未定 ページ: 未定

    • DOI

      10.1002/jmri.24895

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Amide Proton Transfer(APT)イメージング2014

    • 著者名/発表者名
      栂尾理,樋渡昭雄,山下孝二,菊地一史,本田浩
    • 雑誌名

      日獨医報

      巻: 59 ページ: 124-137

  • [雑誌論文] CEST -CESTイメージングの臨床応用とその課題2014

    • 著者名/発表者名
      栂尾理,樋渡昭雄,山下孝二,菊地一史,本田浩,吉浦敬,鈴木由里子,Jochen Keupp
    • 雑誌名

      インナービジョン

      巻: 9 ページ: 10-14

  • [学会発表] Chemical Exchange Saturation Transfer (CEST)イメージング2014

    • 著者名/発表者名
      吉浦 敬
    • 学会等名
      第55回日本神経学会学術大会
    • 発表場所
      福岡 福岡国際会議場
    • 年月日
      2014-05-21 – 2014-05-24
  • [学会発表] Amide Proton Transferにおける飽和パルスの印加時間がCEST効果に及ぼす影響2014

    • 著者名/発表者名
      和田達弘、栂尾 理、他
    • 学会等名
      第70回日本放射線技術学会総会学術大会
    • 発表場所
      横浜市 パシフィコ横浜
    • 年月日
      2014-04-10 – 2014-04-13

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公開日: 2016-06-01  

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