国立大学法人東海国立大学機構 岐阜大学大学院医学系研究科・医学部 薬理病態学分野

超偏極（量子）MRI

超偏極MRI（Hyperpolarized MRI）は、これまでの医用MRI画像診断技術を大きく進化させる可能性のある技術です。従来のMRI（磁気共鳴画像法）は、体内の構造や組織の状態を高精細に描き出す能力を持っていますが、超偏極MRIはこれに加えて、代謝や分子レベルの機能情報をリアルタイムで取得することを可能にします。我々は、超偏極MRI技術の中でも電子スピンと核スピンの相互作用を利用して超核偏極現象を誘発する動的核偏極（DNP:dynamic nuclear polarization)MRIの開発と疾患応用研究を推進しています。
我々の取り組んでいるDNP法には大きく分けて2種類の方法があり、１つは超低磁場磁石を用いて生体内でDNPを誘発するin vivo DNP-MRIで、もう一つは装置内で極低温下で超核偏極を行い、溶解させたのち、超偏極分子を造影剤として投与して疾患イメージングを行う、dissolution DNP-MRI法です。これらの装置を駆使して、生体内の機能や代謝のイメージングを行っています (放射線医学分野と共同で運営しています)。

DNP（Dynamic Nuclear Polarization, 動的核偏極）

電子スピンの強い偏極状態を核スピンに遷移することで、核磁気共鳴（NMR）やMRIの信号感度を飛躍的に向上させる技術です。In vivo DNP-MRIでは主に電子スピン分子を機能造影剤およびDNP偏極剤として用いて、プロトン核スピンを超核偏極して、体内の電子の授受（レドックス）に関する情報を得ることができます。
一方、dissolution DNPーNMR/MRIでは、 ¹³C分子を装置内で超核偏極して、生体に投与することで、 ¹³C分子が介在する代謝反応を可視化することができます。
私たちの研究室では放射線科（松尾教授）と共同で、2種のDNP装置を駆使して様々な疾患応用研究およびに取り組んでいます。また、産学連携を通じて、 ヒト用の量子（超偏極）MRI装置の開発を進めています。