超偏極希ガスの連続フロー型製造装置開発と脳機能磁気共鳴研究への応用

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連続フロー型超偏極希ガス製造装置の開発を終え、本装置により超偏極^<129>Xeガスのバッチ式製造時で約35%、連続フロー式製造時では約5〜7%の偏極率が得られることを確認した。即ち、信号強度として、バッチ式製造時で約7万5千倍、連続フロー式製造時において約1万倍の感度増強に到達し、開発当初の目標を達成した。連続フロー式製造時における^<129>Xeガスの流量は、偏極率を維持しながら約35ml/分、即ち約2l/時間まで制御可能とした。上述の装置を用いて製造した超偏極^<129>Xeガスをマウスに定常的に供給することにより、マウス肺空洞内に存在するガス相、及びマウス肺組織に溶解した溶解相の^<129>XeのNMR信号を確認するとともに、各々の相のMRI画像取得に成功し、局所肺換気能を評価するための新規なパラメータである肺胞組織における化学交換速度の定量的評価を可能とした。更に、肺から血流を介して脳組織へ移行した^<129>XeのNMR信号を明瞭に観測し、この信号の取り込み-洗い出し過程を解析することにより、脳組織内における^<129>Xeの緩和時間を14.1(±1.6)秒と定量的に見積もることに成功した。このインビボ緩和時間はインビトロ緩和時間と同程度であることから、緩和時間の変化から脳組織温度および酸素飽和度、酸素摂取率などのパラメータを定量的に見積もることが可能であることを示唆した。