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

利用高阻抗线圈技术提高灵长类动物 MR 图像的信噪比

基本信息

批准号：
19K22579
负责人：
浦山慎一
金额：
$ 3.99万
依托单位：
Kyoto University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Challenging Research (Exploratory)
财政年份：
2019
资助国家：
日本
起止时间：
2019-06-28 至 2024-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

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。

使用与人类接近的非人类灵长类动物的比较研究对于阐明人类的更高大脑功能非常重要，而MR成像技术已成为非常有用的工具。 In this study, in order to obtain comparable MRI images in the brains of monkeys smaller than humans, we developed phased array coils that can be brought closer to the brain using the high-impedance RF coil technology developed at New York University in recent years, aiming to dramatically improve the signal-noise ratio in in-vivo/ex-vivo MRI brain imaging of primates.今年，Covid-19引起的旅行限制终于在秋季取消，因此我们邀请了海外合作者Cloos博士恢复开发和实验高阻抗线圈。首先，我们已经假设了一个易于处理的Marmo套件，目前预计将是一个专用的分阶段阵列线圈作为成像目标。然后，我们试图安装我们开发的8通道线圈，但是发现马尔莫斯特的头大小太小，并且降低环直径和谐振电路的微型化是必不可少的。在高阻抗线圈技术中，环直径取决于静态磁场强度，所使用的同轴电缆的阻抗以及共振电路的设计，因此我们已经开始搜索合适的同轴电缆，并考虑更改谐振电路的设计。此外，我们研究并测试了用于标本成像的液体和佛罗里达的替代方法。佛罗里达不包含氢原子，不会发出MR信号，并且由于其磁敏感性接近生命体，因此不会引起磁场的不均匀性，此外，由于粘度低，因此具有很大的优势，即脱气很容易。但是，已经宣布，几年后将停止生产，目前不可能进行新的购买。为此，我们调查了替代方案，发现由冰糕制造的花园是候选人，在进行完整的测试之后，发现它可以用作佛罗里达的替代品。