高インピーダンスコイル技術を用いた霊長類MR画像の信号ノイズ比向上

ヒトの脳高次機能を明らかにするためには、ヒトに近い非ヒト霊長類を用いた比較研究が重要であり、MR画像技術が非常に有用なツールとなっている。本研究では、ヒトに比べ小さいサルの脳において同等のMRI画像を得るために、近年ニューヨーク大学で開発された高インピーダンスRFコイル技術を用い、より脳に近接させることが可能なphased arrayコイルを開発、霊長類のin-vivo/ex-vivo MRI脳イメージングにおいて、信号ノイズ比の飛躍的な向上を目指す。本年度は、秋になってようやくCOVID-19による渡航制限も解除とされたため、海外共同研究者であるDr.Cloosを招聘し、高インピーダンスコイルの開発・実験を再開した。まず撮像ターゲットとして、扱いが容易で、かつ、現在、専用のphased-arrayコイルを期待されているマーモセットを想定した。そして開発した8chコイルを設置しようとしたが、マーモセットの頭部サイズが余りにも小さく、ループ径の縮小及び共振回路の小型化が必須であることが分かった。高インピーダンスコイル技術では、ループ径は静磁場強度、使用する同軸ケーブルのインピーダンス、共振回路設計などで決定されるため、適合する同軸ケーブルの探索と、共振回路設計変更の検討を開始した。また、標本撮像に使用している液体、フロリナートの代替品の調査、テストを行った。フロリナートは水素原子を含まないためにMR信号を出さず、かつ磁化率が生体に近いために磁場不均一も起こさず、加えて低粘性のため脱泡処理が容易という大きな利点を持つ。しかしながら、3M社より数年後の製造中止が発表され、現在新規購入が不可能となっている。そのために代替品を調査したところ、ソルベ社の製造するガルデンが候補として挙がり、一通りのテストを行ったところ、フロリナートの代替品として使用可能であることが判明した。

ヒトの脳高次機能を明らかにするためには、ヒトに近い非ヒト霊長類を用いた比較研究が重要であり、MR画像技術が非常に有用なツールとなっている。本研究では、ヒトに比べ小さいサルの脳において同等のMRI画像を得るために、近年ニューヨーク大学で開発された高インピーダンスRFコイル技術を用い、より脳に近接させることが可能なphased arrayコイルを開発、霊長類のin-vivo/ex-vivo MRI脳イメージングにおいて、信号ノイズ比の飛躍的な向上を目指す。本年度は、秋になってようやくCOVID-19による渡航制限も解除とされたため、海外共同研究者であるDr.Cloosを招聘し、高インピーダンスコイルの開発・実験を再開した。まず撮像ターゲットとして、扱いが容易で、かつ、現在、専用のphased-arrayコイルを期待されているマーモセットを想定した。そして開発した8chコイルを設置しようとしたが、マーモセットの頭部サイズが余りにも小さく、ループ径の縮小及び共振回路の小型化が必須であることが分かった。高インピーダンスコイル技術では、ループ径は静磁場強度、使用する同軸ケーブルのインピーダンス、共振回路設計などで決定されるため、適合する同軸ケーブルの探索と、共振回路設計変更の検討を開始した。また、標本撮像に使用している液体、フロリナートの代替品の調査、テストを行った。フロリナートは水素原子を含まないためにMR信号を出さず、かつ磁化率が生体に近いために磁場不均一も起こさず、加えて低粘性のため脱泡処理が容易という大きな利点を持つ。しかしながら、3M社より数年後の製造中止が発表され、現在新規購入が不可能となっている。そのために代替品を調査したところ、ソルベ社の製造するガルデンが候補として挙がり、一通りのテストを行ったところ、フロリナートの代替品として使用可能であることが判明した。