Multi-scale Imaging of Water Molecules using MRI and Isotope Microscope

使用 MRI 和同位素显微镜对水分子进行多尺度成像

• 批准号: 21H02857
• 负责人: 工藤 與亮
• 金额: $ 10.9万
• 依托单位: Hokkaido University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• 财政年份: 2021
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2021-04-01 至 2024-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-21H02857/
• 关键词: 水動態; MRI; 同位体顕微鏡; glymphatic system; 安定同位体; Glymphatic system

①MRI撮像法開発：O-17標識水の存在によるT2値の短縮を定量的に計測してO-17濃度を定量解析するため、プリパルスを利用した高速T2 mapping法の最適化を行い、精度検証を行った。った。異なる濃度のO-17標識水を含有した濃度ファントムを作成し、高速T2 mapping法と従来のFSE法によるT2 mapping法の精度を比較した。従来法と比較して高精度のT2値測定が可能となったが、低濃度域での精度が十分ではなく、安定性なども改善が必要と考えられた。②正常動物・疾患モデル動物でのMRI撮像：正常マウスやラットにてO-17標識水の静脈内投与や髄腔内投与、頸動脈内投与などを行い、脳脊髄液腔や脳実質のMRI信号変化を確認し、O-17濃度に変換することも可能になった。ALSモデルマウス・ラットにてO-17標識水を静脈内投与、髄腔内投与してMRI撮像を行った。野生型と比較して小脳でのO-17濃度上昇が認められ、臨床研究に応用することが可能になった。③同位体顕微鏡による水分子イメージング：多機能コーティング装置を用いて凍結下での標本作成から同位体顕微鏡によるイメージングまでの解析手順の確認や最適化を行った。④ヒトでのMRI撮像：認知症患者を対象にしたO-17標識水の髄腔内投与研究にて、特発性正常圧水頭症患者とアルツハイマー型認知症患者で研究を継続しており、間接法によるR2変化からの濃度計測に加えて、R2直接計測法も追加して検討を行った。安定性には改善が必要であるが、脳内のO-17濃度変化を捉えることに成功した。

① MRI成像方法开发：为了定量测量由于O-17标记水的存在而导致的T2值缩短并定量分析O-17浓度，我们优化了使用预脉冲的高速T2映射方法并验证了准确性。我做到了。是的。创建了包含不同浓度O-17标记水的浓度模型，并比较了高速T2映射方法和使用FSE方法的传统T2映射方法的准确性。尽管可以比传统方法以更高的精度测量T2值，但低浓度范围内的精度还不够，并且认为还需要改进稳定性等。 ②正常动物和疾病模型动物的MRI成像：通过静脉内、鞘内或颈动脉内给予O-17标记水，对正常小鼠和大鼠进行脑脊液空间和脑实质的MRI也成为可能。确认信号变化并将其转换为 O-17 浓度。对ALS模型小鼠和大鼠进行静脉和鞘内注射O-17标记水，并进行MRI成像。与野生型相比，观察到小脑中 O-17 浓度有所增加，使其有可能应用于临床研究。 ③ 同位素显微镜水分子成像：利用多功能涂层装置，确认并优化了从冷冻标本制备到同位素显微镜成像的分析流程。 ④ 人类MRI成像：在痴呆症患者鞘内注射O-17标记水的研究中，我们除了测量特发性常压脑积水患者和阿尔茨海默型痴呆症患者的浓度外，还在继续进行研究。使用R2变化的方法，我们还在研究中添加了直接R2测量方法。尽管稳定性需要改进，但我们成功捕获了大脑中 O-17 浓度的变化。

项目成果

MRIによるOEFマッピングの開発と展望

MRI OEF测绘的发展与展望

• 发表时间: 2022
• 作者: 工藤與亮

パーキンソン症状と画像診断

帕金森病症状及影像诊断

• 发表时间: 2022
• 作者: 工藤與亮

脳血流解析ソフトPMAを用いた虚血ペナンブラ解析

使用脑血流分析软件PMA进行缺血半暗带分析

• 发表时间: 2021
• 作者: 工藤與亮

Prostatic urinary tract visualization with super-resolution deep learning models

使用超分辨率深度学习模型进行前列腺尿路可视化

• DOI: 10.1371/journal.pone.0280076
• 发表时间: 2023
• 影响因子: 3.7
• 作者: Yoshimura Takaaki;Nishioka Kentaro;Hashimoto Takayuki;Mori Takashi;Kogame Shoki;Seki Kazuya;Sugimori Hiroyuki;Yamashina Hiroko;Nomura Yusuke;Kato Fumi;Kudo Kohsuke;Shimizu Shinichi;Aoyama Hidefumi
• 通讯作者: Aoyama Hidefumi

Prediction of the local treatment outcome in patients with oropharyngeal squamous cell carcinoma using deep learning analysis of pretreatment FDG-PET images

利用治疗前 FDG-PET 图像的深度学习分析预测口咽鳞状细胞癌患者的局部治疗结果

• DOI: 10.1186/s12885-021-08599-6
• 发表时间: 2021
• 影响因子: 3.8
• 作者: Fujima Noriyuki;Andreu;Meibom Sara K.;Mercier Gustavo A.;Truong Minh Tam;Hirata Kenji;Yasuda Koichi;Kano Satoshi;Homma Akihiro;Kudo Kohsuke;Sakai Osamu
• 通讯作者: Sakai Osamu