水プロトン化学シフトによる体内温度分布の非侵襲画像化:水-脂肪分解位相画像化法の開発

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本年度は水プロトン化学シフト(以下WPCS, Water Proton Chemical Shift)を用いた体内温度分布画像化法を定量性改善のために,還元ヘモグロビンの常磁性の影響を解明すると共に,その影響を低減してWPCSを測定するための水-脂肪分離位相画像化法を開発した。[常磁性成分の影響]電解質溶液(NaCl, KCl, FeSO_4, CuSo_4)とマウス鮮血におけるWPCSの温度変化を検討した.電解質溶液ではFeSO_4水溶液における温度変化が最も大きかった.100%還元時のマウス血中還元ヘモグロビン濃度(110mg/ml)と等価な鉄イオン濃度は6.9mMであり,この濃度のFeSO_4水溶液における温度係数の純水の場合(-0.01ppm/℃)との差は-0.0014ppm/oCであった.しかしながらマウス鮮血に関する実測結果は純水よりも穏やかな温度係数を示した.これらの結果から血中で常磁性を現す鉄イオン濃度は温度と共に変化することが示唆された.常磁性起因の体積磁化率変化の影響を低減して組織温度を測定するためには水プロトンの近傍に存在する非温度依存性のプロトン信号を基準にすることが不可欠であることが分かった.[水-脂肪分離位相画像化法]位相画像化法において水及び脂肪信号を交互に抑制し,脂肪及び水プロトンのみからの信号の位相を検出し,両位相の差から脂肪プロトンを基準としたWPCSを求める方法(水-脂肪分離位相画像化法)を考案し,その磁場パルス系列を1.5Tの臨床器にインプルメントした.ファントム(水-アセトン混合液及び水-脂肪混合懸濁液)実験により本法の原理の正当性を照明した.本法がファントムの動きに起因する体積磁化率変化の影響を受けずに温度を測定しうることを示し,従来の位相画像化法に比べて体積磁化率変化に対する耐性が改善されたことを示した.