Development of absolute quantitation method in metabolites in human brain in vivo using high magnetic field MRI

利用高磁场 MRI 开发人脑体内代谢物绝对定量方法

• 批准号: 20K08040
• 负责人: 渡邉 英宏
• 金额: $ 2.75万
• 依托单位: National Institute for Environmental Studies
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• 财政年份: 2020
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2020-04-01 至 2024-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-20K08040/
• 关键词: ヒト脳; 代謝物; 非侵襲; 1H; 磁気共鳴; 高磁場; MRI; MRS; 高磁場MRI; ヒト脳内; スペクトロスコピー; 定量化; 高周波磁場; 不均一性; 1H MRS; 代謝物濃度

本研究で提案しファントム実験を利用して開発してきた方法をヒト脳代謝物測定に応用した。この提案法では、濃度基準ファントムとヒト脳とで測定を行い、送信高周波磁場強度比のB1+比を算出する。高磁場MRIでは、ヒト脳内の高周波磁場分布が不均一となるが、ヒト脳内でも均一領域が存在する。この領域での送信のB1+と受信のB1-の同等性から、測定したB1+比からB1-比を求める。ヒト脳内の均一領域と代謝物測定領域とのB1-比は、これまでに提案、開発した比率マップ法を利用して求める。この結果、濃度基準ファントムとヒト脳内測定領域との感度比（B1-比）が求められ、代謝物濃度定量化が可能となる。この方法を4.7T MRIに実装し、代謝物ファントムを用いた実験で定量化出来ることを確認してきた。本年度、高周波増幅装置の故障のため、ボランティア測定は出来なかった。このため、これまでに取得したボランティアデータを利用して、定量化を試みた。関心領域は、ヒト脳内前頭前野領域の8mlからSTEAM法を用いて取得した1Hスペクトルを用いた。開発してきた方法で、得られた1Hスペクトルの濃度定量化を実施した。この結果、Nアセチルアスパラギン酸、クレアチンなど、報告値と同等の値を算出することが出来た。

在本研究中提出的方法并使用幻影实验开发了人类脑代谢测量。在此提案中，在浓度参考幻影和人脑之间进行测量，并计算出传输的高频磁场强度的B1+比。在高磁场MRI中，人脑中高频磁场的分布不均匀，但是人脑中有一个均匀的区域。基于在该区域接收中B1+和B1-等效的基于B1+比率确定的B1+比。使用所提出的和开发比率图方法计算人脑均匀区域与代谢测量区域之间的B1比率。结果，需要浓度标准幻影和人脑测量区域之间的灵敏度比（B1比例），并且可以代谢浓度。该方法已在4.7T MRI中实现，并确认可以量化使用代谢幻像的实验。今年，由于高频放大器的失败，志愿者的测量是不可能的。因此，我们尝试使用到目前为止获得的志愿者数据进行定量。对于感兴趣的区域，使用从8 mL人脑额叶皮质的蒸汽方法获得的1H光谱获得。获得的1H频谱的浓度通过我们开发的方法实现。结果，可以计算等同于报告的值，例如n乙酰丙酸和肌酸。

项目成果

高磁場でのヒト脳1H MRS定量化法の開発

高磁场下人脑1H MRS定量方法的研制

• 发表时间: 2022
• 作者: Hayashi Shin-ichiro;Ono Kaoru;Fujino Keisuke;Kurihara Ryosuke;鈴木正泰（分担）;渡邉英宏
• 通讯作者: 渡邉英宏

高磁場のB1不均一分布でのヒト脳1H MRS代謝物定量化法の開発

高磁场B1不均匀分布人脑1H MRS代谢物定量方法的开发

• 发表时间: 2022
• 作者: 渡邉英宏;斉藤直樹;高屋展宏
• 通讯作者: 高屋展宏

NMRの基礎(1) スピンと磁気共鳴

NMR基础知识（1）自旋和磁共振

• 发表时间: 2021
• 作者: Ito Hiroshi;Kubo Hitoshi;Takahashi Kazuhiro;Nishijima Ken-Ichi;Ukon Naoyuki;Nemoto Ayaka;Sugawara Shigeyasu;Yamakuni Ryo;Ibaraki Masanobu;Ishii Shiro;渡邉英宏
• 通讯作者: 渡邉英宏

高磁場1H MRSの絶対定量化法の開発（２）

高场1H MRS绝对定量方法的开发（2）

• 发表时间: 2020
• 作者: 渡邉英宏;高屋展宏;三森文行
• 通讯作者: 三森文行

Development of measurement method of metabolite concentration in 1H MRS under B1 inhomogeneity at high magnetic field

高磁场B1不均匀性下1H MRS代谢物浓度测量方法的开发

• 发表时间: 2022
• 期刊: Proc. Intl. Soc. Mag. Reson. Med.
• 作者: Ohira H;Sato T;Manabe O;Oyama-Manabe N;et al.;Watanabe H.
• 通讯作者: Watanabe H.