パラ水素誘起偏極13C MRIによる感染後遺障害の非侵襲イメージング技術の開発

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新型コロナ禍において、“持続する嗅覚・味覚障害、心筋炎、うつ病・不安障害”が社会問題となっているが、組織における感染後遺障害の診断法は確立されていない。本課題では、ミトコンドリア代謝変容と局所炎症に伴う細胞死を、超高感度13C 核磁気共鳴画像（MRI）により特異的に検出することで、組織に残る感染後遺障害を非侵襲的に可視化する分子イメージング技術の確立を目指し、研究を進めている。初年度である令和４年度は、まず擬感染症モデルにおいても後遺障害が起きるのかを検証した。血中の炎症性サイトカイン濃度は発症3日でピークに達し、２週、４週後では正常値に戻ったのに対し、脳と肝臓では２週以降も持続する代謝マーカーの変容が確認された。一方、心臓ではLDH-Aが若干上昇するものの２週以降にも顕著に持続するバイオマーカーは無かった。脳のドーパミン神経の活性マーカーが２週後以降も減少が見られたことから、うつや不安障害の評価指標として夜間の活動量を計測・解析するシステムを構築した。後遺障害モデルの確認と並行して、脳の超偏極13C MRI代謝イメージングの高感度&高分解能化を目指し、マウス頭部測定用1H/13C RFコイルの作成およびテンソル分解・低ランク近似によるノイズ除去と撮像中の超偏極信号の減衰を補正するk空間フィルタを組みあせた複合画像処理の開発を進め、従来よりも3-5分の１の低い代謝物濃度もしくは信号雑音比においても、2mmの空間分解能でマウス頭部の3D（2D空間+代謝スペクトル）の超偏極13C MRIが撮像可能であることを確認した。同一個体で超偏極13C MRIとPET/SPECT画像を取得し、多変量画像解析を行うことを指向し、両者の画像融合システムを構築した。これらの研究成果の一部は、令和５年６月末を目処に論文投稿すると共に、９月の国際学会および国内学会での発表を予定している。