Usefulness of NODDI for brain tumors

2019 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 17K16461
• Research Institution: University of Miyazaki
• Principal Investigator: 門田 善仁 宮崎大学, 医学部, 助教 (20783088)
• Project Period (FY): 2017-04-01 – 2020-03-31
• Keywords: NODDI / DWI / Brain metastasis / Glioblastoma

Outline of Annual Research Achievements

近年開発されたMRI技術であるNeurite orientation dispersion and density imaging (NODDI) は、拡散強調像で得られた信号から脳内の微細構造における水拡散を細胞内の制限拡散、細胞間の束縛拡散、脳脊髄液成分の自由拡散の3コンパートメントに区分し、それぞれを分けて画像化、定量化することができる新しい拡散強調像の手法で、従来の拡散イメージングより脳内の微細構造の変化を反映した新たな情報を提供できる可能性が期待されている。脳腫瘍に対する NODDI の有用性に関する研究は少なく、我々は脳腫瘍を対象に NODDI の有用性を研究してきた。脳腫瘍の中でも頻度の多い膠芽腫と転移性脳腫瘍は、通常のMRI撮像法では画像所見が類似し、鑑別が困難となる場合があり、両者の鑑別に関して今までに拡散イメージングを用いた様々な研究が行われているが、一貫した見解は得られていない。そこで、我々は膠芽腫と孤立性転移性脳腫瘍の鑑別における NODDI の有用性について、従来の拡散イメージングであるApparent diffusion coefficient (ADC) 、マップ、Fractional anisotropy (FA)マップと比較して評価した。NODDI を用いることで、制限拡散を示す intracellular volume fraction (VIC)、束縛拡散を示す extracellular volume fraction (VEC)、自由拡散を示す isotropic volume fraction (VISO) マップが作成できる。結果、NODDI から得られる VEC マップが腫瘍周囲にみられる信号変化領域で従来の拡散イメージングよりも両腫瘍の鑑別能が最も高く、NODDIの有用性が示唆される結果が得られた。