高感度活性酸素動態画像化システムの開発と応用

本年度は、前年新たに明らかになった問題点である短期的な主磁石の共鳴周数変化による画像ズレの補正機能開発を行った。撮像アルゴリズムを改良し共鳴周波数の変化を本撮像前に補正することにより、経時的な周波数エンコード方向のピークシフトをほぼ1ピクセル以内に抑えることに成功した。この補正法の開発により実験動物の画像解析を可能とした。OMRI法の特徴でもある造影剤分子情報を取得のため、任意の磁場におけるESR吸収スペクトル励起のOMRI画像取得を可能とした。任意の磁場変更を行うためには励起条件に到達させる永久磁石の磁場強度を変更する必要があるが、磁性材料が持つヒステリシスの影響を低減するため、磁場変更コイルに対してパルス状の電流を相補的に用いることで上記機能を実現した。本機能確認のため、14Nおよび15N同位体標識されたニトロキシルラジカル水溶液を用いて疑似試料を作成し、OMRI画像を取得したところ14Nおよび15N標識されたフリーラジカル水溶液それぞれを封入した領域を明瞭に分離して描出することに成功した。封入に用いたガラス管の厚さは0.15mmであり、これを明瞭に識別可能であることから、この空間分解能を持ちながら複数のフリーラジカル画像化が可能であることに成功した。また、本周回型OMRI法に適した共振器開発を行い、前年度報告時点で開発した共振器を大幅に上回る低電力、測定感度を実現することに成功した。この共振器を用いて、実験モデル動物の胃腔内に投与した造影剤を複数枚撮像し、腸疾患における活性酸素動態の画像解析を可能とした。

本年度は、前年新たに明らかになった問題点である短期的な主磁石の共鳴周数変化による画像ズレの補正機能開発を行った。撮像アルゴリズムを改良し共鳴周波数の変化を本撮像前に補正することにより、経時的な周波数エンコード方向のピークシフトをほぼ1ピクセル以内に抑えることに成功した。この補正法の開発により実験動物の画像解析を可能とした。OMRI法の特徴でもある造影剤分子情報を取得のため、任意の磁場におけるESR吸収スペクトル励起のOMRI画像取得を可能とした。任意の磁場変更を行うためには励起条件に到達させる永久磁石の磁場強度を変更する必要があるが、磁性材料が持つヒステリシスの影響を低減するため、磁場変更コイルに対してパルス状の電流を相補的に用いることで上記機能を実現した。本機能確認のため、14Nおよび15N同位体標識されたニトロキシルラジカル水溶液を用いて疑似試料を作成し、OMRI画像を取得したところ14Nおよび15N標識されたフリーラジカル水溶液それぞれを封入した領域を明瞭に分離して描出することに成功した。封入に用いたガラス管の厚さは0.15mmであり、これを明瞭に識別可能であることから、この空間分解能を持ちながら複数のフリーラジカル画像化が可能であることに成功した。また、本周回型OMRI法に適した共振器開発を行い、前年度報告時点で開発した共振器を大幅に上回る低電力、測定感度を実現することに成功した。この共振器を用いて、実験モデル動物の胃腔内に投与した造影剤を複数枚撮像し、腸疾患における活性酸素動態の画像解析を可能とした。