2020 Fiscal Year Annual Research Report
High-speed CEST-MRI by using DANTE pulse
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18K19914
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| Research Institution | Kyoto University |
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Principal Investigator |
松田 哲也 京都大学, 情報学研究科, 教授 (00209561)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
今井 宏彦 京都大学, 情報学研究科, 助教 (40506466)
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| Project Period (FY) |
2018-06-29 – 2021-03-31
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| Keywords | CEST-MRI / DANTEパルス / 高速MRI |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究ではMRIを用いた分子イメージング法の一つとして注目されているCEST法において撮像を高速化する新しい高速CEST-MRI撮像法の開発を目的とする。従来のCEST-MRI法では多数の画像から周波数スペクトルを求めるため計測に長時間を要するが、本研究ではCEST法における飽和パルスとして周波数領域で周期性を持つDANTE法と傾斜磁場を導入することにより一回の画像収集で周波数スペクトルを求めCEST-MRI法の高速化を実現する。
研究開発は1)DANTEパルスの最適化、2)アミノ酸水溶液を対象とした提案手法の実現可能性の検討、3)in vivo計測のための課題探索とその対処法の検討、という3つの研究項目に分けて実施してきた。2)の実現可能性については確認済みで、研究の最終年度にあたる令和2年度には、3)のin vivo計測を考慮しながら1)のDANTEパルスを構成する様々なパラメタについてシミュレーションを行い、実際の測定の際に最も重要となるCEST信号の最大化を目指した。計測対象とする溶質プロトンの化学交換速度によって信号強度に大きな影響を及ぼすパラメタが異なり、交換速度が速い場合には、DANTEパルスの持続中でも化学交換が進むため個々のパルス強度が重要であり、交換速度が遅い場合には、DANTEパルス照射後に化学交換を進行させるための待機時間を設ける必要があることが判明した。また、DANTEパルスのパルス数とパルス幅の設定によっては、DANTEパルスの周波数スペクトルにおけるサイドローブが溶媒の水プロトンを直接的に飽和させてしまうため得られるCEST信号が大きく減衰する。これは交換速度によらず生じる現象であるが、このようにDANTEパルスの設定には様々な要素を考慮する必要があり、本研究によってDANTEパルスをCEST法に適用する際の基本的な考え方を示すことができた。
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