安静時fMRIにおける機能・生理情報分離と生理的fMRI創出可能性についての検討

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安静時 fMRI 信号から脳神経活動を反映する成分と脳代謝など生理信号に関わる成分とを分離することは安静時fMRIが登場した２０００年序盤からの願望であったが、fMRI信号の信号発生メカニズム上、これらを分離するためには複数のMRI測定法での計測が必要であること、また、その場合でも異なる測定法間の信号特性の違いなどの問題もあり、それを実現することはできなかった。本研究では、安静時 fMRI 信号を分離することにより、機能特有の活動信号による脳機能評価への期待、安静時fMRI 信号の持つ信号要素のうちに脳の生理条件に影響されるものがベイシックなエネルギー代謝や解剖学的構造を形作る水の物理・化学的な磁気共鳴特性等で見いだされるとする期待、を実証しようとすることを目的に研究を遂行している。前年度に行った研究結果、解剖画像をもとにした脳下垂体のマスク作製に加えて、本年度ではEPI画像をもとにしたマスク作製時の精度を高めるためにエコー時間を短縮して撮像を行った。エコー時間を約7ミリ秒にすることで、解剖画像までには至らないが解剖画像でみるような脳下垂体の形体が確認できた。それをベースとして信号抽出を行い脳下垂体内のvoxel間の相関と脳下垂体と他の脳部位との相関を調べた。脳下垂体の信号との相関による視床下部の推定を試みたが視床下部の神経核の同定までには至らなかった。脳下垂体の信号には色々な生理信号が混入されていることがその可能性の一つである。ｆMRI信号特有の信号幅などの情報による信号の分離、複数のエコー信号による信号分離方法などを考案してテストを行った。機能活動に関わらないノイズ、生理信号の分離については部分的に成功した。また、脳下垂体と他の脳部位での信号変化へ寄与する生理信号の同定・分離を行うために、呼吸、心拍、体温、血圧、酸素飽和度などが計測できる測定装置を作製した。