脊髄疾患におけるＭＲＩ画像 　　　大津市民病院放射線科　岩崎　康 MR Imaging of The Spine Yasushi Iwasaki Radiology department of Otsu Municipal Hospital 　脊髄疾患へのＭＲＩの応用は古くからなされ、現在は他の部位とともに SE 法・GE 法・FSE 法の撮像がスタンダードになっている。その他のモダリティでは不可能な脊髄の内部まで画像化できるメリットははかり知れない。 　近年、撮像技術では他の部位と同じく EPI 法やその応用の HASTE 法などを用いた高速撮影が利用されるようになっており、コイルの工夫もなされ、通常の FSE 法や GE 法でも短時間で高画質の画像が撮れるようになってきた。今回は 512 マトリックスや 1024 マトリックスを用いた 2D の精細な画像（写真１）や 3D 画像を主としてその適応などについて述べたいと思う。 　当院の MRI機器は Philips 社 Gyroscan ACS-NT 1.5T であり、この５月に PowerTrack1000 から PowerTrack6000 にバージョンアップされた。slew rate は 122mT/m・msec。脂肪抑制法は SPIR(spectral presaturation with IR) を使用している。これはあらかじめ脂肪を選択的に 180度倒す IR法の一種で、1.5T の静磁場では TI=150msec に設定している。磁場均一性の高い機器でしか使えないが、ほとんどの撮像法と組み合わせて使用できるのが最大のメリットで、FOV が 30cm を超えない範囲では安定した脂肪抑制効果が得られる。脊髄用の受信コイルは５連の synergy-spine coil で、同時受信のできない phase array type である。視野は 78cm あるが、FOV はそのうち連続する 45cm までしか選択できない仕様になっている。 ■ＭＲミエログラフィ 　ＭＲミエログラフィ（以下、MRM）は hydrography すなわち heavy T2WI の一種で、当初 SE・FSE・PSIF 法などで得られ、最近は RARE 法や HASTE 法などを用いることにより短時間で撮像されるようになり、最初低かったその画質も次第に向上してきた。後方・後外側型ヘルニアにはもとより高い診断能があり、実際の臨床にもある程度貢献しているものと思われる。しかし、これらのヘルニアの評価は通常のルーチンで十分との意見があり、神経孔内型ヘルニアの神経根の圧迫の評価には不十分との意見もある(1)。3D 撮像により原画像及びそれから合成された MIP rotation 表示などにより ミエログラムや CTM に優る診断能を有するとの意見もある(2)が、硬膜嚢内部の馬尾の描出が特に MIP 法を用いると不良になること、神経根嚢内の神経根が見えにくいこと、レベルがわかりにくいことなどから、脊髄外科医には必ずしも好まれず、当院でも手術前にはほぼ全例のＸ線ミエログラフィとＣＴミエログラフィとを行なっている。ヘルニアが複数ある場合に責任病巣は神経症状で判断する外科医が多いが、随伴する無症候性の隣接レベルのヘルニアなどは手術後の failed back surgery syndrome の原因にもなりうるために、同時に手術することもある。このような場合、硬膜嚢全体と全ての神経根嚢を描出できれば、第二・第三のヘルニア病巣の見落しを防ぐ意味で意義があると考えられている。 　MRM には椎間板などの中等度の T2値の組織からの信号を抑制するために heavy T2 強調画像が使用されるが、あまり強調しすぎるとバックグラウンドが消えてしまいレベルがわかりにくくなったり、水の信号の中の構造すなわち馬尾などの描出が悪くなったりするなどの副作用がある。下位の神経根が両側ともに描出されない場合は特にレベルがわかりにくくなる。周囲に多量に存在する脂肪の信号を抑制するためには脂肪抑制のオプションを選択する必要がある。ただし、硬膜外静脈叢などの信号の抑制は不十分であり、スライス面の選択などで余分な解剖学的構造の影響を抑える必要がある。この点で矢状断が有用であるが、生理的前弯に合わせた傾斜前額断などでも後処理を加えるので問題は少ない。 　2D 法に比べ 3D 法は、任意断面に再構成可能、ボクセルサイズの小ささから任意断面を再構成する場合に見かけのスライス幅を小さくできるなどのメリットがあり、画質も必ずしも低くない。FISP(3,4,5)・CISS(2)・PSIF(1) などを使用した 3D-MRM によると、神経根嚢の圧迫の評価には十分であるといい、将来的にはＸ線ミエログラフィは不要になるとする見解もある。当院では MR 機器の能力と撮像時間の制限の関係上、2D RARE 法を使った MRM を施行している。パラメータは TR/TE=9000/1650, THK/SPC=3/-1, ETL=256, Half Fourier=OFF, ultrashort=ON(echo space=6-7ms), NSA=6 で撮像時間は１スライスあたり 54秒である。また、各スライスをオーバーラップして撮像しているので、擬似 3D 表示が可能である。写真は dural AVM での PA(posterior-anterior)像で、脊髄背面を上行する蛇行拡張した静脈路が明瞭で、髄内の信号上昇も見うけられる。次の写真は neurinoma である。こちらは TR/TE=14475/600, ETL=64, THK/SPC=3/-1, NSA=4 で腫瘍のレベルを知るために椎体を消さないよう T2強調度を抑えてある。このように MRM は硬膜嚢内の構造物の解析には十分な診断能を有するが、別の症例で 1.5mm 大の馬尾神経鞘腫の描出は困難であった例を経験している。また、神経根嚢の描出は不良であり、特に L3/4・L4/5・L5/S1 以外での描出が悪く、T2強調度を増すにつれて不良になる傾向にある。L3/4・L4/5・L5/S1 でも健常な神経根嚢が常に両側対称性に描出されるわけでなく、ヘルニア病変の誤診や過大評価に繋がるおそれがある。神経根嚢の描出はきわめて良好であったとする文献でも脊髄神経節 DRG の評価にはあまり言及されておらず、神経孔内での神経根嚢の描出が完全に保証されているわけではない。このことから神経孔内ヘルニアの圧迫の評価について、MRM はたとえ 3D法を使用したとしても全幅の信頼はおけない。当院では外科医の意見も参考にした結果、神経孔内の評価は以下に述べる神経孔撮像法を使用することにして、MRM はあくまで脊柱管狭窄症や硬膜内髄外腫瘍などの評価にのみ使用している。 ■神経孔における 3D 撮像法の応用 　椎間孔（正しくは神経孔と呼ぶべき）の中の神経根・脊髄神経節（dorsal root ganglion; DRG）の MRI での描出は、解剖学的走行や豊富な静脈叢の存在などにより困難である。特に頚椎で顕著であるし、硬膜外脂肪織・硬膜外静脈叢・神経根嚢ともに高信号に描出する FSE T2強調画像 を使用した場合に目立つ。脂肪の高信号は脂肪抑制により克服できるにしても、機器によってはそれによる副作用もあり、硬膜外静脈叢の存在や神経根の走向の３次元的複雑さに起因する問題は残る。 　解剖学的複雑さの克服にはコントラストを強調するよりも解像力を上げることががオーソドックスな解になる。Maldjian らはプロトン密度強調ながら 3D-FSE 法を使い、変形性腰椎症の患者の解剖学的構造（脊髄円錐・馬尾・神経根・脊髄神経節など）が明瞭になり有用であったとしている(6)し、Taira らは３つの 3D-MRI 法、すなわち、rapid imaging spin echo (RISE), small tip angle gradient echo (STAGE), short TI inversion recovery (STIR) を比較しており、いずれも有用ながら神経根の圧迫による肥厚や信号変化も含めると STIR が最適としている(7)。 　T2強調画像に固執せず、脂肪を安定した高信号、神経根嚢を低信号に描き分けられる T1強調画像を利用することで神経根嚢とその他の解剖学的構造とを明瞭に描出することは容易である。当院ではスライス厚を適度に小さくした T1強調画像 として 3D-FFE 法(TR/TE/FA=25/4.6/30, FOV=320, THK/SPC=2.0/-1.0, coronal)を使用している。撮像時間は SLC=50枚 のとき 6:15 となるが、最近は SLC=20〜30枚程度に絞って、2:12〜3:45 ほどに設定している。3D 撮像法によりボクセルサイズを格段に小さくでき、分解能が上がり、後で任意断面に再構成可能である。それのみでなく静脈叢のうち流れの速い部分の信号が低下することにより、神経根や神経節の描出がよくなると期待できる。（写真３） 　この方法は任意断面に再構成可能であるが、通常はデフォルトで前額断がリコンされる。これから矢状断、横断像をつくることはきわめて容易で、計算時間も数秒のオーダーである。前額断による前後方向の圧迫の有無を判定するのは困難と思われるが、ルーチンである程度判断できるし、再構成すれば容易である。前額断では逆に神経孔内の一つ上位の神経根の圧迫の判定は容易である。また外側型ヘルニアの圧排の評価にも有用で、横断像を併用すればなおよい。 　応用として一つの神経孔レベルで椎間板の中心に中心点を設定した radial reconstruction 表示を行なうと、椎間板の膨隆に沿ってだいたい直行する断面が構成でき、およそ全ての型のヘルニアの圧迫の評価に有用である。別の椎間板高位に対しては新たに再構成する必要があるのが難点だが、検査終了後に実行できるという利点は大きい。 ■髄内疾患における MTC 付加造影法 　髄内腫瘍のうちの神経膠腫、炎症性疾患・脱髄性疾患などの髄内信号異常を示す疾患では造影効果の有無は大きな診断基準となるが、染まり自体が弱く判定が難しいことがままある。機種やタイミングなどの条件やアーチファクトにより、染まりの部位が見かけ上変化することもあり、誤診の原因にもなりうる。脳で行われているのと同じく、造影 T1強調画像に MTC パルスを付加することで脊髄実質の信号をある程度抑制でき、より正確な造影効果の評価が可能となると思われるので試みた。 　本年１月から４例（サルコイドーシス１例・多発性硬化症２例・横断性脊髄炎１例）５病巣について試みたところ、多発性硬化症の１例の脊髄円錐〜胸髄にかけての病巣において MTC を付加した方が染まりが明瞭に見られた。その他は染まりはあるが強さが変わらないもの（サルコイドーシス）１例、どちらも染まりがなかったもの（多発性硬化症と横断性脊髄炎）２例である。MTC の効果が明らかであった多発性硬化症症例では同時期に見られた頚髄病変は明らかには染まらなかったが、MTC 印加後は髄内の信号が不規則に上昇しているように見えた。ただし、MTC 印加後はクモ膜下腔の信号も同様に不規則に上昇していたため、拍動によるアーチファクトの可能性が高かった。頚髄や上位胸髄では MTC 印加後の撮像は心電図同期で撮像する方がよいと思われた。 ■クモ膜嚢胞におけるシネ撮像 　脊髄クモ膜嚢胞はクモ膜下腔に生じる嚢胞様または憩室様構造で、一次性と二次性とがある。二次性のものは基礎疾患に伴うもので、たいていは続発性のクモ膜炎により生じたものであり、クモ膜下腔のどこにでも起きうる。形状も一定しない。一次性のものは脊髄背面と背側の硬膜との間に存在するとされる septum posticum に関連して発生することが多く、中年者の胸髄レベルに多く、球状から楕円体状の形状を示すことが多い。緩徐に発育することがあり、大きくなると脊髄を前方に圧排し、脊髄内部に圧迫による変性をきたし、症状を出すことが多い。形状は整なため、このような事態にいたっても脊髄とクモ膜嚢胞の左右にはクモ膜下腔が開存していることが多く、ブロックはまずない。憩室様の場合でも check-valve mechanism により、増大することが多いと言われる(8)。まれな疾患と言われているが、ＭＲＩの普及により無症候性〜軽症のものが発見されることが増えており、それほどまれでない可能性がある。 　クモ膜嚢胞の MRI 画像としては、通常の心電図非同期 T2強調画像では脊髄背側のクモ膜下腔が開大し、その内部に奇異な信号上昇部位と信号低下部位とが混在することが多い。上昇部位は嚢胞を、低下部位はクモ膜下腔の狭小化に伴う嚢胞（・脊髄・後根）周囲の乱流を見ているとされる。また、憩室様のものは拍動しうるために単純な解釈はできない。このため嚢胞の存在は疑えても、その部位・構造を理解するのは困難であることが多い。心電図同期下 T2強調画像やシネモード撮影を行なうことにより、より容易かつ正確に診断することができる場合が多い(9)。 　当院で行なっているシネ撮像法は、2D-TOF axial image(TR/TE/FA=750/6.9/40, THK=8.0, NSA=2, MTX=128/256, 指尖脈波同期 理論上の撮像時間は 3:14) と 2D-PC sagittal image(TR/TE/FA=750/6.9/40, THK=8.0, NSA=2, MTX=128/256, 指尖脈波同期 理論上の撮像時間は 6:27)である。後者の方がより直感的でわかりやすい。それぞれ、100msec 毎に４〜６相を撮像している。 　今年５月から３例の患者にシネ撮像法を行った。１例めは 2D-TOF axial image を行ない、脊髄背側に楕円体状の流れのない部分を描出することができた。手術で同部に同じ大きさ、形状のクモ膜嚢胞が見られた。２例めは 2D-PC sagittal image を撮像し、脊髄背側のクモ膜下腔にほとんど流れがないことが明らかであった。これも手術で複数の嚢胞が確認された。３例めは脊髄背側のクモ膜下腔が著明に開大し脊髄は腹側に圧排され、髄内にも斑状の高信号が見られた。2D-PC sagittal image を撮像したが、同部には流れが見られたため、クモ膜嚢胞とは診断しなかった。手術でクモ膜の癒着が見られ、脊髄や後根を硬膜嚢に稽留していた。脊髄背面のクモ膜には肥厚のみが見られた。 ■脊椎腫瘍における GRASE法の応用 　GRASE は FSE と GE との合成したものという人がいるが、正確ではない(10)。むしろ、RARE 法に GR 系列の EPI を加えた撮像法と言ったほうがよく、FSE 法の複数の 180度 pulse の間に磁場反転によるいわゆる EPI pulse を奇数個（EPI factor＝3〜11）加えたシークエンスである。磁場反転パルスにより echo が得られる。通常は T2 強調像で使われることが多く、EPI パルスにより生じる化学シフトアーチファクトを抑制するために脂肪抑制を併用することが多い。この T2W-GRASE は T2* decay よりも T2 decay を反映し、T2W-FSE に準じた画質が得られる。 　FSE に比べて susceptibility の変化により敏感、輪郭が太くなる、椎間板の信号が上昇するなど T2W-GE 類似の特徴も有している。FSE で問題となる MTC 効果は小さく、J-coupling や isotropic mixing によるとされる脂肪信号の上昇もそれほどでないなどの特徴もある。k-space trajectory に工夫が凝らしてあり、FSE のような実効 TE が生じるといった問題もない。ちなみに、ETL=63 の FSE 法と ETL=21 及び EF=3 の GRASE とは撮像時間的に等価であるが、画質的見地からは ETL=21 の FSE 法により似ている。 　EPI と比較すると、圧倒的に画質がよいこと、N/2 アーチファクトなどがないこと、磁場の不均一性に影響されにくいことなどが特長としてあげられる。 　基本的には T2強調画像であるので、通常の SE・FSE の代わりに種々の検査に応用できる(12,13)。ただし、FSE のような edge-sharpening 効果が見られず、一見画質は劣る印象がある。 　当院では磁化率の変化に FSE より敏感であること、脂肪がそれほど高信号にならないことに注目し、まだらに脂肪浸潤していることの多い高齢者の脊椎内部の腫瘍疾患に対して利用しているが、実際高い検出率を有する（写真２）。骨梁の疎な部分はそうでない部分より信号が上昇しやすいと思われ、骨梁を破壊する転移などの腫瘍疾患への応用が期待できる。 　通常、椎体の転移の診断には、TR/TE=1800/75, FOV=300, MTX=256×256, NSA=4, ETL=12, EF=3 sagittal のパラメータを使用している（撮像時間は 68秒）。最も多い脊椎腫瘍である血管腫の多くは退行性変化であり腫瘍性格はないが、転移などの悪性腫瘍との鑑別はつねに問題となる。血管腫は脂肪の多いものがほとんどであるために、脂肪抑制効果が完全なら無信号に近い信号低下を示し、鑑別は容易である。脂肪の少ないものの場合は転移との鑑別は困難ながら、そのごく一部に腫瘍性格を有するものがあるため、悪性としてフォローするのがよいと思われる。 　FSE 法より撮像時間は短く、画像及び画質は GE や EPI よりは FSE 法に似て良好で、脂肪の高信号化が軽度である（安定した脂肪抑制効果が得られやすい）ことからもっと普及してよい方法だと思われる。 ■脊髄硬膜動静脈瘻における dynamic MRI 　下位胸髄に好発する硬膜動静脈瘻は nidus は小さく椎間孔付近にあるので、nidus 自体の描出は困難である。しかし、導出静脈は神経根に沿って脊髄背面に移行し、これが拡張蛇行して上行する特徴のある血管像を示すことが多い。また脊髄円錐部には静脈圧の慢性的上昇による鬱血が生じ、腫大したり末期には萎縮を示すことがあり、いずれにしろ円錐部に浮腫・変性を示す高信号を見ることがほとんどである。脊髄背面の導出静脈の早期造影を証明すれば、この疾患もしくは髄内動静脈瘻である可能性がほぼ確実となる。すでに dynamic MRI の試みがある(13)。当院でも SE 法だが２例（34歳女性と63歳男性）で施行してみた。TR/TE=102/20, SLC=3, THK/SPC=4.0/0.4, 30sec×6Fr。 前者では描出は困難であったが、63歳男性の例で 30-60秒後のスキャンで左 Th10 付近にあると推測される動静脈瘻から脊髄背面に流入する静脈が描出されたが、脊髄背面の蛇行した多くの静脈の染まりは画質不良のためか不明瞭であった。導出静脈に血栓閉塞が生じた場合などは染まりが消失したり遅延したりするが、この症例では手術では血管に閉塞などは見られなかった。 ■終わりに 　以上の他に脳で実践されているような拡散や灌流画像の応用があるが、これらを脊髄で得ようとすると、脊髄の体積の小ささや脳脊髄液の拍動の影響などから現時点では難しい。今のところ円錐部や脊椎圧迫骨折への応用は有望だが、胸髄や頚髄はこれからの課題と考える。 ■参考文献 1) Zisch RJ, Hollenbach HP, Artmann W: Lumbar myelography with three-dimensional MR imaging. 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Acta Radiol. 1997 Sep;38(5):880-4. 13) Thorpe JW, Kendall BE, MacManus DG, McDonald WI, Miller DH: Dynamic gadolinium-enhanced MRI in the detection of spinal arteriovenous malformations. Neuroradiology 1994 Oct;36(7):522-9 -------------------------------------------------------------------------- 1999.12.06 作成（予告なしに変更することがあります）