2020 Fiscal Year Research-status Report
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18K07701
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| Research Institution | Hokkaido University |
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Principal Investigator |
山本 徹 北海道大学, 保健科学研究院, 特任教授 (80261361)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
黄田 育宏 国立研究開発法人情報通信研究機構, 脳情報通信融合研究センター脳機能解析研究室, 主任研究員 (60374716)
唐 明輝 北海道大学, 保健科学研究院, 助教 (80794156)
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| Project Period (FY) |
2018-04-01 – 2022-03-31
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| Keywords | MRI / oxygen / paramagnetism / relaxation |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究でこれまでに明らかにした酸素分子によるMRI信号の横緩和時間短縮効果が細胞内のように粘度の高い状態では著しく増強されることを利用し、本年度は、被験者頭部を対象に拡散強の調撮像法を用いて細胞外からのMRI信号を抑制し、同法による時系列撮像を実施して得られる信号変動に細胞内の酸素濃度揺らぎが現れることの証左となるデータ取得を目的に研究を遂行した。まず、画像ホワイトノイズの影響を定量的に確認し、その影響を除去する手法を考案して解析を行った。時系列頭部MR信号に安静時神経活動を反映するとみられる0.1 Hz以下の成分が認められ、また、その成分を上回る大きさの呼吸および拍動成分も現れた。この呼吸・拍動成分は、時系列撮像周期（繰り返し時間）に依存して0.1 Hz以下の成分に折り返される場合があるので、繰り返し時間を微調整しナイキスト周波数を変えることで、呼吸・拍動成分の折返しの影響を受けない0.1 Hz以下の成分を抽出することができた。この成分は、酸素分子による縦緩和時間短縮に伴う信号増強効果と、横緩和時間短縮効果に伴う信号減弱効果が拮抗し酸素濃度変動によるMRI信号揺らぎが発生しない特異的なエコー時間の存在を示した。また、その特異的エコー時間には、時系列連続撮像繰り返し時間の増加とともに低下するという理論的特性があることも確認できた。一方、呼吸・拍動成分には特異的なエコー時間が認められず、細胞内からの信号変動ではなく、拡散強調撮像のmotion probing gradientでは抑制されないそれに直交する血流成分の信号変動であることが示唆された。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
4: Progress in research has been delayed.
Reason
新型コロナ感染症の影響で十分な被験者の確保が困難であったため、統計的に判断できる結果が得られなかった。
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| Strategy for Future Research Activity |
今後も十分な被験者数を確保できない恐れがあるので、得られる結果の大きな誤差要因であるMRI撮像中の被験者頭部動きの影響の低減を図るなどの対策を施し、少ない被験者数でも研究の完遂を目指す。
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| Causes of Carryover |
新型コロナ感染症の影響により、実験に参加できる被験者の手配が滞り予定していた多数回の実験を一部しか実施できなかった。この実験に必要な装置使用料を翌年度に繰り越し研究を完遂する予定である。
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Research Products
(1 results)
