超高磁場(7T)MRI装置を用いた脳動脈瘤拍動の定量計測

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脳動脈瘤の拍動が破裂の重要な予測因子として報告されて久しいが、その評価は難しく未だ標準的と言える手法は存在しない。本研究は超高磁場(7T)MRIを用い、体幹部や心臓を自由な呼吸・拍動下に撮像可能なGRASPと呼ばれる撮像法を基に、脳動脈瘤を高解像度・高時間分解能で描出可能な画像再構成法を開発することで拍動を3D動画として可視化し、破裂の予測因子につながるロバストで定量的な拍動の計測法を開発することを目標とする。上記目的のため、新たにMRIパルスシーケンスプログラムを開発した。特記すべき特徴として、黄金角(111.25°)で回転するスポークを用いたラジアルスキャンのｋ空間充填法を用いるため、常に最も疎なk空間領域をスキャンすることから、撮像終了後にデータを任意に分割して画像を再構成することが可能である。これに加え、血管に生じる信号低下（flow void）を抑制するため、傾斜磁場内を移動する血液に生じる位相変化を適切に補正するflow compensationを実装した。また、撮像したデータから１心拍内の形状変化を３D動画として再構成するプログラムを開発した。具体的には当研究室の過去研究で開発されたプログラムに、ｋ空間データの時間による分割を２Dから３Dに拡張するなど数々の改良を加え、高い時間的解像度による再構成を可能とした。これらのプログラムを用いて、研究代表者が過去研究で作成した動脈瘤ファントムを拍動ポンプに接続して拍動させ、7T MRI(Magnetom, Siemens Healthineers)で撮像し再構成した結果、5分弱の撮像時間で、模擬動脈瘤の拍動を最大毎秒30フレームの高い時間的解像度、0.5mm等方ボクセルの高い空間的解像度で、３D動画として描出することに成功した。