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運動負荷における温度及び血流解析によるMRI骨格筋代謝イメージング

使用运动负荷期间的温度和血流分析进行 MRI 骨骼肌代谢成像

基本信息

批准号：
22K17716
负责人：
渋川周平
金额：
$ 2.91万
依托单位：
Juntendo University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
财政年份：
2022
资助国家：
日本
起止时间：
2022-04-01 至 2025-03-31
项目状态：
未结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-22K17716/
关键词：
MRI 骨格筋温度血流代謝

项目摘要

本研究では磁気共鳴イメージング（MRI）を使用して下肢骨格筋の代謝イメージングの開発を目的とする。MRIは骨格筋の全体像を把握する事に加えて、下肢血管の形態評価や血流測定には定評があり広く臨床で応用されている。そこで血流評価に加え、MRIで温度が測定可能であることに着目し、運動負荷をかけた場合の血流と温度を同時評価する代謝イメージングの可能性を検証した。令和4年度は人体への応用を目指し、ファントムを用いて温度イメージングの確立を検証した。MRI室内で温度計測が可能な光ファイバー温度計による実測温度とMRI画像から取得された温度推定値を比較し、温度計測画像の妥当性を確かめた。下肢骨格筋に運動負荷をかけながら、温度と血流の変化を捉えるためには時間分解能が必要とされる。そこで高速に温度計測が可能な位相差による温度計測法を検証したが、温度に対する感度が低いことが示唆された。ファントムによる基礎実験を踏まえ、ボランティア撮像による検証も行った。運動負荷による経時的変化を捉える温度測定が困難であることを考慮し、血流変化を反映するT2* mapを用いた運動負荷における骨格筋イメージングを行った。まずは速筋線維が優位とされる下腿前脛骨筋をターゲットとした背屈運動による撮像を考案した。しかし、一般的なMRIに付属する固定具では背屈運動時に固定が出来ずMRI画像の劣化が大きく、背屈運動の指示だけでは主観的な運動負荷に偏りが出ることが判明した。そこでMRIから得た下腿の3次元データを利用して３Dプリンタによる運動負荷量を調整できる下腿固定具を作製した。また連続的な背屈運動ではなく4kgの加重負荷をかけた背屈運動を維持することでアーチファクトを低減した画像が得られるという知見を得た。この固定補助具と背屈運動法を変更したことでMRIの画質が向上し、運動負荷をかけながらT2*値の計測が可能となった。

The purpose of this study was to develop metabolic pathways in lower extremity muscles using magnetic resonance imaging (MRI). MRI images of bone and tendons were analyzed and evaluated clinically. The possibility of simultaneous evaluation of blood flow and temperature on MRI In the fourth year, the human body temperature index was determined. Temperature measurement in MRI room is possible, temperature measurement is performed, MRI image is obtained, temperature estimation is compared, and the appropriateness of temperature measurement image is confirmed. Exercise load of lower limbs, temperature and blood flow change, time decomposition and energy change The temperature measurement method for detecting the possible phase difference at high speed and for detecting the temperature difference is as follows: The first step is to open the door. Exercise load measurement is difficult to take into account, blood flow measurement is difficult to use, exercise load measurement is difficult. The speed of the muscle line is excellent. General MRI equipment is used to determine the deterioration of MRI images during dorsiflexion movement, the indication of dorsiflexion movement, and the deviation of exercise load. The 3D data of the lower leg can be adjusted by MRI. The backbend motion of the continuous motion is not only 4kg, but also can be maintained. The MRI image quality is improved by using the dorsiflexion motion method, and the motion load is measured by using the T2* method.