2003 Fiscal Year Annual Research Report
Project/Area Number |
02J08690
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Research Institution | The University of Tokyo |
Principal Investigator |
関野 正樹 東京大学, 大学院・医学系研究科, 特別研究員(DC1)
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Keywords | 磁気共鳴 / MRI / 緩和 / 電流 / ラット / ファントム / 脳機能 / 造影剤 |
Research Abstract |
生体内に多量に存在するプロトンのスピン-格子(T1)緩和時間およびスピン-スピン(T2)緩和時間は各組織において異なる値をとり,磁気共鳴画像(MRI)のコントラストは各組織の緩和時間の差を利用して形成されることが多い.本研究員のこれまでの研究により,サンプル中に直流または低周波交流電流を流すと,電流密度に応じて緩和時間が短縮すること,その効果により画像上で電流の流れている部分は信号強度が変化することが明らかになった.本年度は,この今まで知られていなかった現象自体のさらなる解明を理論と実験の両面から進めること,さらにこの現象を応用して生体の電流密度分布や導電率分布,脳神経活動のイメージングのための新しい手法を確立することを目的として研究を実施した.画像上の信号強度の変化は電流密度に依存するため,サンプル各部の信号強度の変化を測定すれば,逆に電流密度を推定することが可能である.そこで,生理食塩水を満たしたファントムに一対の電極を挿入し,電極間に電流を流した場合と流さない場合について各々画像を取得して両者を比較し,各画素について信号強度変化を計算した.続いて電流密度と信号強度変化の関係を元に電流密度分布画像を生成した.さらに本手法の評価を行うため,ファントム中の電流分布を数値計算により解析し,実験結果と比較した.上記の手法の適用例として,新しい浮腫の検出法の開発を試みた.生体組織中に形成された浮腫は正常な組織より導電率が小さく,組織に電流を流すと浮腫が形成された部位は電流密度が周囲より小さくなる.電流密度画像は従来の画像診断法より早期かつ高感度での浮腫の検出を可能にすることが期待できる.評価実験として人工的に脳梗塞を生じさせたラットを用い,従来の画像診断法と診断能を比較を進めている.
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Research Products
(5 results)
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[Publications] M.Sekino, K.Yamaguchi, N.Iriguchi, S.Ueno: "Conductivity tensor imaging of the brain using diffusion-weighted magnetic resonance imaging"Journal of Applied Physics. 93. 6730-6732 (2003)
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[Publications] M.Sekino, K.Yamaguchi, N.Iriguchi, S.Ueno: "Magnetic resonance imaging of fluid motion associated with electrodeposition processes"IEEE Transactions on Magnetics. 39. 3393-3395 (2003)
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[Publications] M.Sekino, K.Yamaguchi, N.Iriguchi, S.Ueno: "Magnetic resonance imaging of convection in an electrolyte solution and extracellular fluid associated with stationary electric currents"Journal of Applied Physics. 94. 5359-5366 (2003)
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[Publications] M.Sekino, S.Ueno: "FEM based determination of optimum current distribution in transcranial magnetic stimulation as an alternative to electroconvulsive therapy"IEEE Transactions on Magnetics. 40(印刷中). (2004)
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[Publications] M.Sekino, T.Matsumoto, K.Yamaguchi, N.Iriguchi, S.Ueno: "A method for NMR imaging of a magnetic field generated by electric current"IEEE Transactions of Magnetics. 40(印刷中). (2004)