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

基本信息

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

项目摘要

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。

本研究提出并通过模型实验开发的方法应用于人脑代谢物的测量。在该方法中，使用浓度参考体模和人脑进行测量，并计算发射的高频磁场强度比的 B1+ 比。在高场MRI中，人脑内部的高频磁场分布是不均匀的，但即使在人脑内部也存在均匀的区域。根据该区域中发送用 B1+ 和接收用 B1- 的相等性，根据测得的 B1+ 比率计算出 B1- 比率。人脑均质区域与代谢物测量区域之间的 B1 比率是使用迄今为止提出和开发的比率映射方法确定的。结果，确定了浓度参考体模与人脑中测量区域之间的灵敏度比（B1比），从而可以量化代谢物浓度。我们已经在 4.7T MRI 上实现了这种方法，并证实可以在使用代谢物模型的实验中对其进行量化。今年，由于高频放大器故障，无法进行志愿测量。因此，我们尝试使用迄今为止获得的志愿者数据来量化这一点。感兴趣区域是使用STEAM方法从8ml人脑前额皮质区域获得的1H光谱。使用开发的方法对获得的 1H 光谱的浓度进行定量。结果，我们能够计算出与报告值相当的 N-乙酰天冬氨酸、肌酸等值。