AKUTSU Hiroyoshi

阿久津 博義

Tsukuba Repository

MRSを用いた脊髄の代謝機能マッピング
著者 阿久津 博義
発行年 2011
その他のタイトル Metabolic and functional mapping of the spinal
cord using 1H-MR spectroscopy
URL http://hdl.handle.net/2241/115322
 様式 C-19 
科学研究費補助金研究成果報告書 
 
平成 23 年 5 月 25 日現在 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
研究成果の概要（和文）：磁 気 共 鳴 ス ペ ク ト ロ ス コ ピ ー （ magnetic resonance 
spectroscopy: MRS）は生体内の代謝物の評価として日常臨床にも広く応用されて
おり、特に頭蓋内疾患を中心に鑑別診断や治療効果判定などで利用されている。脊
髄疾患においても、 MRS が有用である事は予想されるが、現実には周囲組織による
磁場の不均一性、呼吸や心拍動に伴う髄液拍動や脊髄の移動などによるアーチファ
クト等の理由で、これまでに有用な臨床報告はなかった。我々は超高磁場 MR 装置
の高い空間分解能と信号雑音比を利用し、脊髄 MRS を実現した。  
 
研究成果の概要（英文）： 
Magnetic resonance spectroscopy (MRS) is currently used in the clinical practice for 
evaluation of metabolites in the human body, especially for differential diagnosis and 
evaluation of treatment efficacy in intracranial lesions. MRS would be also useful for spinal 
lesions, but there have been rarely used for spinal lesions, because of artifacts such as 
pulsation of cerebrospinal fluid or movement of spinal cord itself. In my experiment, MRS 
proved to be useful in spinal lesions, using ultra high field scanner with high spatial 
resolution and signal noise ratio. 
 
 
交付決定額 
                               （金額単位：円） 
 直接経費 間接経費 合 計 
2009 年度 1,050,000 315,000 1,365,000 
2010 年度 560,000 168,000 728,000 
年度    
年度    
  年度    
総 計 1,610,000 483,000 2,093,000 
 
 
研究分野：医歯薬学 
科研費の分科・細目：外科系臨床医学・脳神経外科学   
キーワード：ＭＲＳ、脊髄、代謝、超高磁場ＭＲ装置、データ取得条件 
 
１． 研究開始当初の背景 
ＭＲＳは頭蓋内疾患の鑑別診断・治療効果判
定に用いられているが、脊髄疾患ではアーチ
ファクトが強くて質の高い検査を行うこと
が難しく、有用性を報告した報告はなかった。
しかしながら、昨年末に筑波大学では超高磁
場 MR 装置（3 テスラ）を導入し、高い空間
分解能と信号雑音比を利用した正確な関心
領域の設定が可能になり、また水と脂肪の両
方を信号抑制する技術などシーケンス制御
の技術革新などにより、検査が可能になると
考えられた。 
機関番号：１２１０２ 
研究種目：研究活動スタート支援 
研究期間：2009 ～ 2010 
課題番号：21890028 
研究課題名（和文） MRS を用いた脊髄の代謝機能マッピング 
                     
研究課題名（英文） Metabolic and functional mapping of the spinal cord using 1H-MR 
spectroscopy  
研究代表者 阿久津 博義（AKUTSU HIROYOSHI） 
         筑波大学・附属病院・病院講師 
研究者番号：20547955 
 
  
２．研究の目的 
超高磁場ＭＲ装置を使用して脊髄ＭＲＳの
手法を確立し、有用性を確認する。この研究
で成果がでれば、頭蓋内疾患と同様に脊髄領
域においても、MRS が比較的鑑別の困難な脊
髄変性疾患・血管障害・腫瘍性病変の非侵襲的
な鑑別診断、脊髄腫瘍の悪性度評価や治療評
価等に利用されるようになる。また中枢神経系の
中でも脊髄に特徴的な疾患、例えば変形性脊
椎症、キアリ奇形や外傷性脊髄損傷において脊
髄の正常代謝物の低下の度合いや乳酸値の上
昇などを知ることで、変性の度合いや機能回復
の可能性の予測などが可能となる例えば脊髄の
圧迫が同程度でも脊髄症状が出現する症例とし
ない症例があり、そのような未知の領域の解明
への一助になることが期待される。 
３．研究の方法 
（１）ファントムデータの取得 
まずは人体の脊髄の MRS撮影に先立ってフ
ァントムデータ取得をはじめとした撮像条件の最
適化を行う。 
（２）正常健康ボランティアの脊髄ＭＲＳ 
 正常健康ボランティアにおける頚髄、胸髄、
腰髄における算出取得したデータを基礎データ
とし、大脳・脳幹部でのデータとの比較を行い、
正常部位での代謝物データを確立する。 
（３） 脊髄疾患患者での脊髄ＭＲＳ 
脊髄腫瘍、炎症性疾患、血管障害、変性疾患、
脊髄外傷における基礎データ測定を行い、鑑別
診断・悪性度評価・治療評価に有用であることを
確認する。 
 
４．研究成果 
（１）健 常 ボ ラ ン テ ィ ア に お い て
single-voxel 法で、頸髄および脳幹部
における代謝物測定法を確立した。 
加算回数は脳で使用される 96 や 128 は SNR
に問題が残り、256 で良好なスペクトルが得
られた。TE に関しては、TE 144 ms では SNR
が低かった。コイルに関しては、NV16 よりも
Flex-M でシミング状態が良かった。REST、
SadPad、PPU trigger は良好なスペクトルを
得るのに有効であった。SadPad は頚部の構造
的不均一を補正するだけでなく、動きの抑制
にもなることで有用だった。し か し 、
multi-voxel 法ではアーチファクトや
コンタミネーションが強く実用化にま
では至らなかった。脊髄疾患患者におい
ては、上位頸椎でアーチファクトが尐な
いなど撮影条件に恵まれた症例ではデ
ータ取得が可能であった。本研究によっ
て、脊髄 MRS が技術的に可能であること
が証明され、特に上位頸椎病変などの脊
髄疾患の鑑別・質的診断において有用で
ある可能性が示された。 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
図 1 健常ボランティアの脊髄 MRS 
 
 
 
（２）脊髄疾患患者での脊髄ＭＲＳ 
脊髄腫瘍、変形性頸椎症、脊髄硬膜動静
脈瘻、キアリ奇形患者など様々な疾患患
者において single voxel 法で MRS を試
みたが、関心領域の小ささ、脊髄の拍動、
周囲の血管や磁場の不均一性などによ
るアーチファクトにより、満足なデータ
は得られなかった。今後さらなる撮像条
件の改善が必要である。 
 
 
 
 
 
 
 
  
 
 
 
   
 
 
NAA 
Cr 
Cho 
  
５．主な発表論文等 
（研究代表者、研究分担者及び連携研究者に
は下線） 
 
〔雑誌論文〕（計 5 件） 
① 磯辺智範、阿久津博義、山本哲哉、椎貝
真成、増本智彦、中井 啓、高野晋吾、
阿武 泉、松村 明、1H-MRS における
定量解析が放射線壊死と anaplastic 
oligodendroglioma の再発の鑑別に有効だ
った一例、脳神経外科（査読有）、vol.39、
no.5、2011、 pp.485-489 
② Isobe T, Yamamoto T, Akutsu H, Anno I, 
Shiigai M, Zaboronok A, Masumoto T, 
Takano
 
S, Matsumura A, Proton MR 
spectroscopic finding of 
hemangioblastoma. A case report.、 Jpn 
J  Radiol （査読有）、vol.28, 2010, 
pp318-321 
③ Kobayashi T, Isobe T, Shiotani S, Saito 
H, Saotome K, Kaga K, Miyamoto K, 
Kikuchi K, Hayakawa H, Akutsu H, 
Honma K: Postmortem magnetic 
resonance imaging dealing with low 
temperature objects, Magn Reson Med 
Sci （査読有）, vol.9, 2010, pp. 101-108 
④ 磯辺智範、阿久津博義、椎貝真成、
増本智彦、只野喜一、平野雄二、佐
藤英介、山本哲哉、阿武 泉、松村 
明、頭部の MRS:緩和時間の変化と定
量化、日本磁気共鳴医学会雑誌(査読
有)、vol.30, no.3, 2010, pp122-133 
⑤ 磯辺智範, 佐藤英介, 阿久津博義, 増
本智彦, 椎貝真成, 只野喜一, 山本哲
哉, 熊田博明, 榮 武二, 松村 明: MR
技術でわかる脳機能情報 . 医学物理 
（査読無）、  vol.30, Sup.1, 2010, pp. 
23-34 
 
 
 
〔学会発表〕（計 25 件） 
① 磯辺智範、只野喜一、阿久津博義、平
野雄二、佐藤英介、山本哲哉、増本智
彦：解析ソフトの違いによる proton 
MRS データへの影響 日本放射線技術
学会 横浜 2011.4 
② Isobe T, Akutsu H, Kobayashi T, Tadano 
K, Hayakawa S, Shiotani S:Evaluation of 
the metabolism change of the cadaver 
brain by proton MRS. European Congress 
of Radiology 2011, Vienna, Austria, 
2011.3 
③ Isobe T, Yamamoto Y, Yamamoto T, 
Kumada H, Akutsu H, Matsumura A, 
Sakae T:Noninvasive Quantification of 
L-p-boronophenylalanine (BPA) using 
Proton MR Spectroscopy. European 
Congress of Radiology 2011, Vienna, 
Austria, 2011.3 
④ 只野喜一、磯辺智範、阿久津博義、山
本哲哉、佐藤英介、椎貝真成、平野雄
二、増本智彦、松村 明：1H-MRS にお
ける脳内代謝物の定量結果は解析ソフ
トの違いによって影響されるか？ 第
40 回日本神経放射線学会  品川 
2011.2.24-26 
⑤ 阿久津博義、磯辺智範、只野喜一、山
本哲哉、佐藤英介、椎貝真成、増本智
彦、石川栄一、高野晋吾、松村 明：
ProtonMRSにおける single voxel 法と
multi voxel 法の比較第 40 回日本神経
放射線学会 品川 2011.2.24-26 
⑥ 磯辺智範、阿久津博義、椎貝真成、平
野雄二、岡本嘉一、山本哲哉、只野喜
一、佐藤英介、阿武 泉、鈴木由里子、
増本智彦、松村 明：Multi-voxel proton 
MRSにおける領域選択の位置ずれに関
する基礎的検討 第38回日本磁気共鳴
医学会 つくば 2010.9.30－10.2 
⑦ Tadano K, Isobe T, Akutsu H, Hirano Y, 
Shiigai M, Sato E, Nakai K, Yamamoto 
T, Masumoto T, Matsumura A: First trial 
for Proton MR Spectroscopy of the 
Cervical Spinal Cord. The 15th East 
Asia Conference of Radiological 
Technologists, Tokyo, 2010.7 
⑧ Akutsu H, Isobe T, Yamamoto T, Shiigai 
M, Masumoto T, Matsumura A: 
1
H-MR 
Spectroscopy of the Cervical Spinal Cord 
at 3Tesla, The 8
th
 Chino-Japanese 
Friendship Neurosurgery Seminar, 
Chengdu, China, 2010.6.19 
⑨ 磯辺智範、平野雄二、阿久津博義、只
野喜一、山本哲哉、増本智彦、松村 
明：3.0T MRI を用いた頸髄 1H-MRS
の試み 第 66 回日本放射線技術学会
学術総会 横浜 2010.4.11 
  
⑩ 磯辺智範、佐藤英介、阿久津博義、増
本智彦、椎貝真成、只野喜一、山本哲
哉、熊田博明、榮 武二、松村 明：
MR 技術でわかる脳機能情報 第 99
回日本医学物理学会学術大会 横浜
2010.4.9 
⑪ 相山 仁、阿久津博義、磯辺智範、高
野晋吾、山本哲哉、鶴淵隆夫、椎貝真
成、増本智彦、只野喜一、柴田 靖、
松村 明：Proton MRS による中枢性
神経細胞腫の代謝診断 第 39 回日本
神経放射線学会 東京 2010.2.12-13 
⑫ 阿久津博義、磯辺智範、山本哲哉、中
井 啓、椎貝真成、増本智彦、只野喜
一、平野雄二、松村 明：3 Tesla MR
装置を用いた頚髄 1H-MRS 第 39
回 日 本 神 経 放 射 線 学 会  東 京 
2010.2.12-13 
 
〔図書〕（計 1 件） 
① 磯辺智範，阿久津博義，小林智哉，只
野喜一，早川秀幸，塩谷清司：第７章 
各施設での取り組み，MRS を用いた Ai
撮像，これで安心! 診療放射線技師の
ためのよくわかるオートプシー・イメージ
ング（Ai）検査マニュアル 第１版（総頁
127）（阿部一之，樋口清幸，井野賢司 
編），ベクトル・コア（東京）． 2010, 
99-102 
 
 
 
 
 
６．研究組織 
(1)研究代表者 
阿久津 博義（AKUTSU HIROYOSHI） 
筑波大学・附属病院・病院講師 
研究者番号：20547955 
 
(2)研究分担者 なし 
      （  ） 
  
研究者番号： 
 
(3)連携研究者 なし 
   （  ） 
 
 研究者番号： 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 


Metabolic and functional mapping of the spinal cord using 1H-MR spectroscopy

Abstract

Similar works

Full text

Available Versions

Tsukuba Repository