2014 Fiscal Year Research-status Report
超高磁場7テスラMRI流体・透過性解析による脳小血管病の早期診断法の開発
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26461836
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| Research Institution | Iwate Medical University |
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Principal Investigator |
佐々木 真理 岩手医科大学, 医学部, 教授 (80205864)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
寺山 靖夫 岩手医科大学, 医学部, 教授 (70146596)
山下 典生 岩手医科大学, 医学部, 助教 (90628455)
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| Project Period (FY) |
2014-04-01 – 2017-03-31
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| Keywords | 超高磁場MRI / 磁気共鳴血管造影 / 流体解析 / 脳小血管病 / 外側線条体動脈 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
動脈硬化性病変の画像診断は近年急速に進歩しているが、頭蓋内穿通動脈などの微細脳血管病変に対する画像診断技術は未だ確立していない。特に脳小血管病(small vessel disease)の病態機序は未だ不明の点が多く、直接可視化・定量化する手法の開発と高精度早期診断技術の確立が急務である。そこで我々は、本学の最新鋭超高磁場7テスラMRIを用いて超高解像度MRAと高精細灌流強調画像を撮像するとともに、高精度数値流体力学解析法および高精度血管透過性解析法を開発して、脳梗塞患者における穿通動脈などの小血管の軽微な変化を検出することで、脳小血管病の高精度低侵襲早期診断技術の確立を目指している。
当該年度は、まず健常者を対象に7テスラMRIによる撮像を行い、高解像度MRI, 高解像度MRAの撮像プロトコルを確立した。次いで本プロトコルにて外側線条体動脈領域の脳梗塞患者の撮像を実施した。一方で、専用ソフトウエアを用いて、7テスラMRIで取得した高解像度MRAのデータから穿通動脈を含む高精細血管形状メッシュモデルを高い再現性をもって作成する手法を確立した。さらに、専用高速解析プラットフォームを用いて、メッシュモデルから数値流体解析を高精度に行う手法を確立した。以上の研究開発の成果を用いて、脳穿通動脈における壁剪断応力などの種々の流体力学的指標および3次元カラーマップを取得することに世界で初めて成功した。また、血管透過性解析のアルゴリズムや解析手法の最適化を実施した。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
当初の計画通り、健常ボランティアおよび脳梗塞患者を対象に、超高磁場7テスラMRIを用いた高解像度画像を撮像することができた。また、得られたデータから穿通動脈を含む高精細血管形状メッシュモデルを高い再現性で作成する手法を確立することができた。さらに、上記メッシュモデルに対する高速CFD解析プラットフォームを用いた数値流体解析手法を確立することができた。上述の手法を用いて、外側線条体動脈の種々の流体力学的指標の3次元カラーマップを作成することができた。
一方、脳梗塞患者においてGd-DTPA造影剤の急速静注に対するインフォームドコンセントができない例が多く、血管透過性解析については当初の予定を達成することができなかった。
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| Strategy for Future Research Activity |
脳梗塞患者の撮像および脳穿通動脈の流体解析は極めて順調に進捗しており、次年度は脳梗塞患者の追加撮像および流体解析を積極的に推進し、梗塞の危険因子となりうる指標の解明をめざす。また、血管透過性解析についても、より積極的に推進する。
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