7T定量的磁化率マップを用いたCEA後過灌流による認知機能低下メカニズムの解明

2021 年度 実施状況報告書

• 研究課題/領域番号: 20K16735
• 研究機関: 岩手医科大学
• 研究代表者: 吉田 純 岩手医科大学, 医学部, 非常勤医師 (50869047)
• 研究期間 (年度): 2020-04-01 – 2023-03-31
• キーワード: 7 Tesla MRI / 定量的磁化率マッピング / 頚部内頚動脈狭窄症 / 頚動脈内膜剥離術 / 過灌流 / 鉄沈着 / 認知機能

研究実績の概要

脳主幹動脈狭窄・閉塞症に対する血行再建術に過灌流が認知機能障害を来すことは知られているが、その詳細なメカニズムはいまだ不明である。認知機能へ影響を与える脳内の存在因子として鉄の存在が知られており、血行再建術後の過灌流では、一時的にblood brain
barrierの軽微な損傷が起こり、その結果生じた超微細出血によって変性・沈着したヘム鉄が神経細胞に変性を引き起こし、認知機能が低下するという仮説をたてた。本研究では超微細鉄定量化のために超高磁場ヒト用7 Tesla MRI（7TMRI）のQuantitative susceptibility mapping（QSM）を用いて、一側内頚動脈狭窄症に対する頚動脈内膜剥離術（CEA）後過灌流を呈した症例における術前後での鉄沈着を検出・定量し、認知機能低下との関連を検証する事を目的としている。
これまでの先行研究にて用いられていた7TMRIのQSMは、磁化率差が大きい脳表部分の解析ができなかったが，脳表背景磁場を多項式近似した新たな推定法を利用し，全脳の局所磁場を高精度に推定することで，脳表までの全脳QSM解析が可能となった。これにより，脳表の鉄沈着を評価することができるようになった。
初年度は、CEA施行予定の一側性頚部内頚動脈狭窄症30例に対して、7TMRIを手術前2週間以内および術後2週間以内に撮像した。さらに、同様の症例に対して術前後の脳血流SPECTおよび神経心理検査を施行した。次年度は、同様の検査を継続し、合計50症例までデータを集積した。

現在までの達成度 (区分)

3: やや遅れている

理由

・脳表の鉄沈着を高精度に評価する方法が提案された先行研究1,2が発表されていなかったことから、方法論が確定しなかったため。
・COVID19感染症拡大のため、症例蓄積に時間を要したため。
1. Yamaguchi A, Kudo K, Sato R, et al. Efficacy of quantitative susceptibility mapping
with brain surface correction and vein removal for detecting increase magnetic susceptibility in patients with alzheimer’s disease. Magn Reson Med Sci. epub 2022.
2. Sato R, Kudo K, Udo N, et al. A diagnostic index based on quantitative susceptibility mapping and voxel-based morphometry may improve early diagnosis of Alzheimer’s disease. Eur Radiol. Epub 2022.

今後の研究の推進方策

研究期間を延長した今年度は、70症例までのデー タ集積・解析および成果発表を目標とする。統計解析としては、CEA後過灌流出 現群と非出現群について、術前後でのQSM異常ボクセル数（鉄沈着の程度）の変 化量を比較し、過灌流出現群の方が鉄沈着量が増加しているかどうか検証する。 次に、認知機能検査スコアが改善した群に比べ、不変または低下した群では、 QSM異常ボクセル数が増加しているかどうか検証する。さらに、脳血流が改善し ているにもかかわらず、認知機能検査スコアが不変または低下した群では、脳血 流と認知機能のどちらも改善した群に比べて、術前QSM異常ボクセル数が多いか どうかについても検証する。

次年度使用額が生じた理由

方法論が完全に確立されておらず解析開始が遅延しており、支出を予定していた英文校正や論文掲載料が執行できなかったため。また、COVID19感染症蔓延に 伴い、情報収集や成果発表の旅費が執行できなかったため。

研究成果

• [雑誌論文] Development of cerebral microbleeds in patients with cerebral hyperperfusion following carotid endarterectomy and its relation to postoperative cognitive decline (2021)
  • 著者名/発表者名: Igarashi Suguru、Ando Toshihiko、Takahashi Tatsuhiko、Yoshida Jun、Kobayashi Masakazu、Yoshida Kenji、Terasaki Kazunori、Fujiwara Shunrou、Kubo Yoshitaka、Ogasawara Kuniaki
  • 雑誌名: Journal of Neurosurgery 巻: 135 ページ: 1122～1128
  • DOI: 10.3171/2020.7.JNS202353
  • 査読あり