高磁場磁気共鳴装置での炭素-13グルコース高速脳内代謝マップによる脳機能画像

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最終年度となる2年目は、前年度整備した検出用RFコイル、撮像のためのパルス系列、画像処理プログラムなどを活用しファントムとラットを用いてMRデータを収集した。超高速撮像法のEPIを応用したNMRスペクトロスコピー、エコープラナースペクトロスコピックイメージング(EPSI)法は、7Tの高磁場では従来の2Tに比べ、スペクトルの広がりが3.5倍になるので、同じ範囲のケミカルシフトを有する化合物を観察するためには、スペクトル幅を3.5倍に広げる必要があった。そのため、エコー信号を観測ための傾斜磁場強度は以前の3.5倍に増加し、サンプリングタイムは3.5分の1に短縮されるので、より急速な傾斜磁場の切り替えが要求され、ハードウェアの負担が増大し、期待していたような良好な結果は得られなかった。^1H検出^<13>C-NMR法については、phase cycleを工夫するなどして、^<13>C核の情報を隣接する^1H核の信号として高感度に検出することができた。しかし、化合物の分布画像を作成するためのケミカルシフトイメージング(CSI)に組み込んでみたところ、高濃度の^<13>C化合物ファントムの画像化は可能であったが、生体レベルの^<13>C化合物の画像化には成功しなかった。現在、正確な理由は明らかでないが、不要な信号を抑制し、多量子遷移を選択する傾斜磁場と位相エンコードの傾斜磁場の強度の差が大きすぎるため画像化が困難なのではないかと推測している。一方、^1-Hデカップリング^<13>C-CSIは、7Tという高い磁場の利点を活用し、ラットに1-^<13>Cグルコースを静脈投与し、30分の時間分解能で脳内の1-^<13>C-glucose、4-^<13>C-Glu/Gln、3-^<13>C-Glu/Gln、2-^<13>C-Glu/Glnのそれぞれを分離した画像の構築に成功した。カイニン酸誘発ラットてんかんモデルにこの方法を適用したが、麻酔の影響によるためか、残念ながら脳内のグルコース代謝に関して対照群とてんかんモデルの間に明らかな差異は認められなかった。