機能的MRIに向けたスピンロック撮像法による振動磁場検出に関する検討 (MEとバイオサイバネティックス) Detection of oscillating magnetic fields using spin-lock imaging toward functional MRI

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抄録

現在,脳活動を非侵襲的に計測する方法として,血中酸素化レベル依存(Blood Oxygenation level dependent:BOLD)効果に基づく機能的磁気共鳴画像法(functional Magnetic Resonance Imaging:fMRI)が一般的に用いられている.この手法は神経細胞の賦活にともなう血行動態の変化を神経活動の指標として検出する手法であり,血流の変化が賦活部位に比べて広範に起こることや神経活動後から血流増加に至るまでに数秒の遅延が生じることから,時空間分解能に改善の余地があるため,より時空間分解能の高い計測法の開発が期待されている.そこで,我々はスピンロック撮像法を用いたfMRIの可能性を検討するため,脳神経磁場のような微小な外部磁場がMR信号に及ぼす影響を調べた.脳神経磁場に擬した振動磁場を発生させるダイポール電極を内部に有するファントムを用いてMR撮像実験を行った.その結果,様々な強度および周波数を待つ振動磁場に対して,磁気共鳴条件を満たす撮像シーケンスを選択することでMR信号が低下することを確認した.この結果は,振動磁場の有無をMR信号の低下として捉えることができることを示しており,脳神経磁場を直接検出するfMRI実現の可能性を示唆している.

At present, functional magnetic resonance imaging (fMRI) based on blood oxygenation level dependent (BOLD) effect is commonly used as a noninvasive neuroimaging method. However, the problem is that the so-called BOLD-fMRI has limitations of spatio-temporal resolution due to its measurement principle, i.e., detecting hemodynamic processes. To overcome this problem, a new fMRI principle focusing on direct detecting of neural magnetic fields has attracted wide attention. In this study, we demonstrated the feasibility of fMRI using the spin-lock imaging, which is sensitive to oscillating magnetic fields such as neuronal magnetic fields. By the phantom studies modeling the neuronal magnetic fields, we showed that the externally applied oscillating magnetic fields decreased MR signals by choosing appropriate imaging sequence. This result suggests that the fMRI method using spin-lock imaging is promising to detect oscillating magnetic fields, in fact, neuronal magnetic fields directly.

収録刊行物

  • 電子情報通信学会技術研究報告 = IEICE technical report : 信学技報

    電子情報通信学会技術研究報告 = IEICE technical report : 信学技報 113(499), 97-102, 2014-03-17

    一般社団法人電子情報通信学会

各種コード

  • NII論文ID(NAID)
    110009861269
  • NII書誌ID(NCID)
    AN1001320X
  • 本文言語コード
    JPN
  • ISSN
    0913-5685
  • NDL 記事登録ID
    025411523
  • NDL 請求記号
    Z16-940
  • データ提供元
    NDL  NII-ELS 
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