多発性硬化症の通常のMRで検出困難な脳白質傷害の評価：位相差強調画像に関する研究

2015 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 26461810
• Research Institution: University of Occupational and Environmental Health, Japan
• Principal Investigator: 掛田 伸吾 産業医科大学, 医学部, 講師 (30352313)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 興梠 征典 産業医科大学, 医学部, 教授 (60195691)
• Project Period (FY): 2014-04-01 – 2017-03-31
• Keywords: 多発性硬化症 / MRI / 位相 / 位相差強調画像 / 白質障害 / 皮質病変

Outline of Annual Research Achievements

多発性硬化症（multiple sclerosis; MS）とは中枢性脱髄疾患の一つで、多様な神経症状が再発と寛解を繰り返す疾患である。現段階においては、臨床症状、MRI検査のみでしかMSの再燃を判断できない。しかし、MSでは通常のMRI検査などで異常を認めない大脳白質（いわゆるnormal‐appearing white matter）にも発症早期から障害が認められ、これらがMS患者の運動機能予後や認知機能障害に大きな影響を与えていると考えられている。このため、MSにおける脳障害を神経線維レベルで画像化する新たなMRI撮影法の開発が期待される。本研究では、位相差強調画像化法を用いてMS患者におけるnormal‐appearing white matterの障害を神経線維レベルで画像化することを目的としている。
平成26年度は、正常被験者を用いて位相差強調画像における大脳白質（白質神経線維）の正常解剖の可視化について、MR撮像法と位相差強調画像法における再構成法の最適化をおこなった。平成27年度は、この画像を用いて大脳白質の正常解剖について検討をおこなった。具体的には、正常者43名 (女性28名、男性15名; 平均年齢52.9歳; 年齢幅22-90歳)について、位相差強調画像を撮像し、脳の機能領域（運動野、感覚野、聴覚野）について、皮質下白質の神経線維濃度を他の領域と比較検討した。結果、日常生活において重要と考えられる機能領域（運動野、感覚野、聴覚野）では、他の大脳半球領域と比べ、皮質下白質の神経線維濃度が密であることが明らかとなった。過去に皮質下白質の神経線維について正常解剖を検討した報告はなく、今回の結果は新たな知見であると考える。また、この結果はMSの白質障害を検討する上で重要なデータとなった。またMS患者について、平成27年度までに統計学的検定が可能な症例数を蓄積できた。今後は蓄積した症例について、定性的、定量的に評価をおこなう予定である。

Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

平成27年度は、位相差強調画像における大脳白質（白質神経線維）の正常解剖について検討ができた。この結果により大脳半球白質について正常マップが作成でき、MSにおける白質障害を視覚的・定量的に評価できるようになった。また同時に、MS患者におけるnormal‐appearing white matterの障害を統計学的検定においても証明できる症例数を蓄積することができた。

Strategy for Future Research Activity

今後は、平成27年度で蓄積した症例について定量的・定性的に評価し、統計学的に検定を行う。従来のMS患者のMR診断は、T2強調像/FLAIR像や造影T1強調像における異常信号や異常増強を呈するMS病変の評価に限られてきた。しかし通常のMRで検出できない白質病変や皮質病変が多く病理学的に証明されている。定性的評価では、従来のMR画像と比べることで、位相差強調画像が従来評価できなかったMSの白質病変を検出できるかについて検証する。定量的評価では、はじめに、白質と灰白質信号を分離し、白質信号のみを抽出することで白質の定量値を計測できる手法を確立する。これが可能となれば、MSにおける白質線維の病的な減少について定量的に証明する。この手法の診断精度について十分な検証がえられない場合、従来の関心領域を用いた定量的評価をおこなう。

Causes of Carryover

物品が予定より安く購入できたため、残高が生じた。

Expenditure Plan for Carryover Budget

次年度の消耗品の購入にあてる予定である。

Research Products

• [Journal Article] Changes over Time in Intracranial Air in Patients with Cerebral Air Embolism: Radiological Study in Two Cases. (2015)
  • Author(s): Kaichi Y, Kakeda S, Korogi Y, Nezu T, Aoki S, Matsumoto M, Iida M, Awai K.
  • Journal Title: Case Rep Neurol Med. Volume: 491017 Pages: 491017
  • DOI: 10.1155/2015/491017.
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] enetic Variation in the Catechol-O-Methyl Transferase Val108/158Met Is Linked to the Caudate and Posterior Cingulate Cortex Volume in Healthy Subjects: Voxel-Based Morphometry Analysis of Brain Magnetic Resonance Imaging. (2015)
  • Author(s): Watanabe K, Kakeda S, Yoshimura R, Ide S, Hayashi K, Katsuki A, Umene-Nakano W, Watanabe R, Abe O, Korogi Y.
  • Journal Title: PLoS One Volume: 13 Pages: e0142862
  • DOI: 10.1371/journal.pone.0142862
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Improved Detection of Cortical Gray Matter Involvement in Multiple Sclerosis with Quantitative Susceptibility Mapping. (2015)
  • Author(s): Kakeda S, Futatsuya K, Ide S, Watanabe K, Miyata M, Moriya J, Ogasawara A, Sato T, Narimatsu H, Okada K, Uozumi T, Liu T, Wang Y, Korogi Y.
  • Journal Title: Acad Radiol. Volume: 22 Pages: 1427-32.
  • DOI: 10.1016/j.acra.2015.08.003.
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] RELATIONSHIP BETWEEN THE CORTICAL THICKNESS AND SERUM CORTISOL LEVELS IN DRUG-NAÏVE, FIRST-EPISODE PATIENTS WITH MAJOR DEPRESSIVE DISORDER: A SURFACE-BASED MORPHOMETRIC STUDY. (2015)
  • Author(s): Liu X, Kakeda S, Watanabe K, Yoshimura R, Abe O, Ide S, Hayashi K, Katsuki A, Umeno-Nakano W, Watanabe R, Ueda I, Moriya J, Nakamura J, Korogi Y.
  • Journal Title: Depress Anxiety. Volume: 32 Pages: 702-8.
  • DOI: 10.1002/da.22401.
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Relationship between the catechol-O-methyl transferase Val108/158Met genotype and brain volume in treatment-naive major depressive disorder: Voxel-based morphometry analysis. (2015)
  • Author(s): Watanabe K, Kakeda S, Yoshimura R, Abe O, Ide S, Hayashi K, Katsuki A, Umene-Nakano W, Watanabe R, Nakamura J, Korogi Y.
  • Journal Title: Psychiatry Res. Volume: 30 Pages: 481-7
  • DOI: 10.1016/j.pscychresns.2015.07.024.
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Relationship between a BDNF gene polymorphism and the brain volume in treatment-naive patients with major depressive disorder: A VBM analysis of brain MRI (2015)
  • Author(s): Ide S, Kakeda S, Watanabe K, Yoshimura R, Abe O, Hayashi K, Ueda I, Kishi T, Katsuki A, Umene-Nakano W, Iwata N, Nakamura J, Korogi Y.
  • Journal Title: Psychiatry Res. Volume: 30 Pages: 120-4
  • DOI: 10.1016/j.pscychresns.2015.05.016.
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Usefulness of quantitative susceptibility mapping for the diagnosis of Parkinson disease. (2015)
  • Author(s): Murakami Y, Kakeda S, Watanabe K, Ueda I, Ogasawara A, Moriya J, Ide S, Futatsuya K, Sato T, Okada K, Uozumi T, Tsuji S, Liu T, Wang Y, Korogi Y.
  • Journal Title: AJNR Am J Neuroradiol. Volume: 36 Pages: 1102-8
  • DOI: 10.3174/ajnr.A4260.
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Internal structures of the globus pallidus in patients with Parkinson's disease: evaluation with quantitative susceptibility mapping (QSM). (2015)
  • Author(s): de S, Kakeda S, Ueda I, Watanabe K, Murakami Y, Moriya J, Ogasawara A, Futatsuya K, Sato T, Ohnari N, Okada K, Matsuyama A, Fujiwara H, Hisaoka M, Tsuji S, Liu T, Wang Y, Korogi Y.
  • Journal Title: Eur Radiol Volume: 25 Pages: 710-8
  • DOI: 10.1007/s00330-014-3472-7.
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] DWI findings of autoimmune pancreatitis: comparison between symptomatic and asymptomatic patients. (2015)
  • Author(s): Oki H, Hayashida Y, Oki H, Kakeda S, Aoki T, Taguchi M, Harada M, Korogi Y.
  • Journal Title: J Magn Reson Imaging Volume: 41 Pages: 125-31
  • DOI: 10.1002/jmri.24508.
  • Peer Reviewed