Functional MRIの信号機序に関する研究

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本研究は、大きく分けて4段階の臨床および基礎的研究からなる。第1は、磁場強度の異なる臨床用MRI装置を用いて撮像を行い信号強度と磁場強度の関係を明らかにする。第2は、小動物の血中酸素濃度と信号強度との関係を明らかにする。第3は、小動物の血流量と信号強度との関係を明らかにする。 第4は、磁場強度の異なる臨床用MRI装置を用いて脳機能画像の撮像を行う。うち本年度においては、主に第4の研究および、第1,第2,第3の研究結果について検討した。1) 信号強度と磁場強度の関係に関する研究:磁場強度の異なる臨床用MRI装置(0.3T AIRIS,Hitachi;現有設備及び1.5TSTRATISIISpecial,Hitachi;現有設備)を用いて脳の撮像を行い、血管内、周囲皮質、白質、灰白質等の信号強度の測定を行った結果、高い信号強度を容易に得るには、高磁場装置のほうが有利である。T1強調画像において周囲皮質、白質、灰白質等の信号強度の差が力大きく高コントラストな画像を得るには、低磁場装置のほうが右利であることが明らかとなった。2) 血中酸素濃度と信号強度の関係に関する研究:相関関係が明らかとなるような有効な結果が得られなかった。3) 血流量と信号強度との関係を明らかにする研究:血流量と信号強度には、直接的な相関はなく、高い血流信号を得るには、その流速に最適な撮像条件を設定する必要があることが明らかとなった。具体的には、TE、Flip angleの最適化である。4) 脳機能画像の撮影:磁場強度の異なる臨床用MRI装置を用いて脳機能画像及び脳表血管の撮像を行なった結果、脳機能画像の信号機序おいてbold効果が関与していることは明らかであるが、賦活部位近傍血管の信号強度の明らかな変化から血流が大きく関与していることは、否定できない。今後、拡散強調画像を用いて脳機能の画像化を行える装置が開発されれば、bold効果より、むしろ微小血流が大きく関与するものと考えられます。