Studies on the Development of Clinical Free Radical Imaging Systme

2018 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 16H05113
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Section: 一般
• Research Field: Medical pharmacy
• Research Institution: University of Shizuoka
• Principal Investigator: Utsumi Hideo 静岡県立大学, 薬学部, 客員教授 (20101694)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 橋本 博 静岡県立大学, 薬学部, 教授 (40336590) ; 賀川 義之 静岡県立大学, 薬学部, 教授 (90397505)
• Project Period (FY): 2016-04-01 – 2019-03-31
• Keywords: MRI / DNP / フリーラジカル / 動的核偏極 / 常磁性物質 / イメージング / 画像診断

Outline of Final Research Achievements

The dynamic nuclear polarization (DNP) MRI, a new imaging method for observing free radical species in vivo, has higher spatiotemporal resolution than that of ESR imaging, but no clinical system is developed because of the large difference in magnetic resonance conditions between nuclear and electron spins. The field-cycling is very effective to increase its sensitivity by achieving the both resonance conditions in DNP-MRI. Here we performed the basic researches about the theory of the field-cycling DNP, and obtained the fundamental results needed for the development of clinical DNP-MRI.

Free Research Field

物理薬学

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

生体内レドックス代謝の画像診断装置の開発は未だ成功していない。本研究では酸化ストレスの画像診断法を開発するための基礎研究を行った。具体的には、動的核偏極を利用したMRIでレドックス代謝を可視化するためにDNPの原理に基づいて画像データを解析し、数理モデルを作成し他機関からの報告結果を含め検証した結果、高感度化に必要な基礎情報が取得できた。また、新たな「生体内常磁性物質の画像化手法技術」が開発され、新たなMRI画像化法として活用されることが期待される。