Thesis or Dissertation 高磁場装置を用いた実験腫瘍のdynamic contrast enhanced(DCE)-MRI撮像による定量評価 : Fast low angle shot(FLASH)撮像条件の検討

外山, 沙樹

pp.1 - 60 , 2017-03-25
Description
新規抗がん剤開発の前臨床段階において新規抗がん剤や放射線照射をした時どの程度治療効果が得られたかを判定する必要がある。Dynamic contrast enhanced(DCE)-MRI撮像により形態学的な情報だけではなく、腫瘍新生血管における血管分布・血流量・血管透過性・血管外細胞外容積を導出することが可能となり治療効果判定における重要なサロゲートマーカーとなる。それらのパラメータを求める前段階としてまず、造影剤投与前の腫瘍内の縦緩和時間(T_1)値をvariable flip angle(VFA)法により導出する。次に、造影剤を投与しDCE-MRI撮像により得られた信号強度(S(t))から腫瘍に集積した造影剤濃度(C(t))を求める必要がある。また、VFA法及びDCE-MRI撮像にはfast low angle shot(FLASH)と呼ばれる撮像シーケンスが用いられる。本研究の第一の目的は9.4TMRI装置を用いたVFA法のT_1値導出精度と時間分解能の二つの観点から、FLASHの撮像条件(TR、B_1不均一性、収集条件)の検討を行うことである。第二の目的は造影剤濃度をvoxel-by-voxel basisにて導出することである。第三の目的は時間分解能及び空間分解能の観点から造影剤濃度を求める際のDCE-MRIの最適な撮像条件を検討することである。Saturation recovery(SR)法によって計測されたT_1値をgold standardとし、VFA法によって導出されたT_1値とファントム計測することでFLASHの撮像条件の検討をした。まず、TRを変化させてVFA法を施行したところ、短いTRにおいてSR法と比べ過小評価する傾向があった。また、長いTRでのT_1値とSR法のT_1値で直線近似をした直線の相関の一致度は低くなった。これらのVFA法の誤差要因としてまずB_1不均一性を考え、同一濃度のファントムを複数作製し異なる位置に配置しSR法及びVFA法によりT_1値を導出した。その結果B_1不均一性補正することでT_1値のばらつきを抑えることを可能とした。しかし、補正前と補正後のT_1値を比較すると有意差は得られず、B_1不均一性の補正による有用性はないと考えた。次に、VFA法のFLASHの収集条件を2Dから3Dに変更しT_1値を導出し、SR法にて導出されたT_1値と比較を行った。2D FLASHにて導出されたT_1値はSR法にて導出されたT_1値と比較して過小評価されていたのに対し、3D FLASHにて導出されたT_1値は誤差が少なく、SR法のT_1値と同等の値が示された。このことから、3D収集によるT_1値導出は誤差要因の解消にあたり有用であると言える。T_1値導出の為の画像取得にかかる時間はVFA法 2D FLASH、VFA法 3D FLASH、SR法の順で短く、VFA法は高速T_1計測法と言える。第二の目的である造影剤濃度をvoxel-by-voxel basisにて導出する前段階としてVFA法によるT_1値及びS_0導出をvoxel-by-voxel basisにて行った。Voxel-by-voxel basisによるT_1値及びS_0導出にあたり、ソフトウェアを新たに実装した。ソフトウェアの使用にあたり動作確認を行ったところ、正常にソフトウェアは動作し、信頼性の高い結果が得られた。最後に、担がんマウスを用いてDCE-MRI撮像を行い、voxel-by-voxel basisにてC(t)を導出し、更に2D及び3D FLASHの時間分解能・空間分解能の観点から撮像条件の検討を行った。2D及び3D FLASHいずれの撮像方法を用いてもC(t)mapが作製可能であることが明らかとなった。空間分解能、時間分解能共に2D FLASHの方が高い結果が得られた。動脈相における腫瘍の新生血管の評価には3D FLASHの時間分解能は不十分であり、また空間分解能も十分でないと考えられた。一方、2D FLASHには一度に得られる撮像枚数と全撮像時間の短さについて改良が望まれる。2D FLASHの方が時分解能・空間分解能の観点から共に高い結果が得られた。また、voxel-by-voxel basisにて造影剤濃度の導出により腫瘍内の造影剤分布の不均一性を視覚的に評価することが可能になった。
首都大学東京, 2017-03-25, 修士(放射線学)
Full-Text

https://tokyo-metro-u.repo.nii.ac.jp/?action=repository_action_common_download&item_id=6226&item_no=1&attribute_id=18&file_no=1

Number of accesses :  

Other information