当大学低侵襲画像診断・治療センターでは，2018年12月から，キヤノンメディカルシステムズ社製の次世代高分解能3T MRI「Vantage Galan 3T/ZGO」（ZGO）が稼働している。ZGOには，AIを用いた画像再構成技術“Deep Learning Reconstruction”（DLR）が搭載されている。本講演では，ZGOおよびDLRの特長と，high resolution（HR） imagingへのDLRの適用について，さらには，ultra-short TE（UTE）-mASTARや，pseudo Continuous ASL（pCASL），quantitative susceptibility mapping（QSM）（いずれもW.I.P.）についても概説する。

Vantage Galan 3T/ZGOの特長

Ultra Gradient systemであるZGOの最大の特長は，最大傾斜磁場強度（Gmax）100mT/mである。Gmax 100mT/mを実現するためには高電流が必要であり，通常はそれによって発熱や振動，渦電流の上昇といった問題を生じる。しかし，ZGOでは，新たに最適化された新技術の採用によってそれらの課題を克服した。
Gmaxを向上するメリットとしては，例えば拡散強調画像（DWI）にてTEの短縮が可能となり，SNRの高いDWIが得られるようになる。また，高いSNRを生かして薄いスライス厚や高空間分解能を得ることも可能である。

DLRの概要と有用性

ZGOで使用可能なDLRは，同一データセットの低SNRな入力画像と高SNRな教師画像を畳み込みニューラルネットワーク（CNN）を構築して学習させ，これを画像再構成の流れに組み込んでデノイズ（ノイズ除去）に応用した技術である。DLRは最適なデノイズ強度を選択する必要があるが，自動でノイズ計測を行い最適なデノイズ強度を設定する機能を有しているため，臨床で使用しやすい。症例1（図1）は頭蓋咽頭腫であるが，ルーチンのT2強調画像（T2WI）（a）と比較して，DLR処理後のHR-T2WI（b）では腫瘍性の病変が視神経を押し上げている様子がより明瞭に確認でき（→），周囲の構造との位置関係も把握しやすい。
DLRの機能画像への応用について初期検討を行った。横軸を造影パーフュージョンのCBF，縦軸をintravoxel incoherent motion（IVIM）のD^*として自動ROI計測を行い，DLRの有無で比較したところ，DLR処理したD^*はCBFとある程度相関していた。また，DLR処理の有無で比較したIVIMの画像では，DLR処理後の方が信号がより均一であり，DLRは機能画像にも有用であることが期待される。

図1　症例1：頭蓋咽頭腫におけるHR-T2WIの有用性

●HR imagingの症例提示
症例2は側脳室近傍の腫瘤性病変で，T2WIでは病変の位置が不明瞭であったが，HR-T2WI（図2）にて脳実質外腫瘍であることが確認できた。3DのHR画像は，髄膜腫や上衣腫との鑑別にも役立つと考える。
症例3は，TOF-MRAにて左右の頸動脈に狭窄病変を認め，左の病変はFASE3DのT1WI-multi planar voxel（MPV）によるvessel wall imaging（VWI）にて出血性プラークであることが確認された。また，ステント留置術などの治療において，プラークの範囲を正確に把握することは重要である。本症例のVWIのMPRサジタル画像（図3）を見ると，従来装置（a）にて不明瞭であったプラーク下端が，ZGO（b）では明瞭に描出され，血管内の血液信号もblack-bloodにてきれいに抑制されていた。
このほか，椎骨動脈瘤症例にて，プラーク内新生血管（vasa vasorum）によって血流が供給される不安定プラークがVWIで描出できた例を経験しており，VWIは頭蓋内の評価にも有用であると思われる。

図2　症例2：HR-T2WIによる腫瘤性病変の描出

図3　症例3：頸動脈狭窄におけるVWIでのプラーク描出能の比較

UTE-mASTAR，pCASL

1．UTE-mASTAR
UTEはTE=1ms以下で撮像するため，RFパルスからデータ収集までの時間が非常に短く，位相分散の影響を大幅に低減できる。通常のgradient echoシーケンスでは金属アーチファクトの影響を受けやすいため，TOF-MRAではステント内やコイル周辺の評価に限界があった。そこで，それらの症例にUTE-MRAを適用した。UTEにarterial spin labeling（ASL）を用いたMRAを組み合わせ，TIを変化させながら連続的に撮像するUTE-mASTAR（UTE-MRA）では，非造影でダイナミックMRIのような画像が得られる。
症例4は脳動静脈奇形（AVM）であるが，TOF-MRAでは描出されないnidusが，UTE-MRAにて明瞭に描出された。また，コイル塞栓術後のフォローアップ（図4）では，血管造影（a）で確認された脳底動脈終末部の残存血流はTOF-MRA（b）では確認できないが，UTE-MRA（c）では残存病変を示唆する信号の上昇が確認された（○）。もやもや病なども，側副血行路を含めた末梢までの描出には，UTE-MRAが有用と思われる。
UTE-MRAは，ステント併用コイル塞栓術後のステント内の評価にも有用である^1）。さらに，動脈瘤の破裂により出血を伴う場合でも，UTE-MRAでは血腫の部分をサブトラクションし，見たい血管を明瞭に描出できるというメリットもある。

図4　症例4：UTE-MRAによる脳動静脈奇形コイル塞栓術後のフォローアップ

2．pCASL
ASTAR（pulsed ASL）は，1回のinversion pulseで広範囲をラベリングするのに対し，pCASLは小さいフリップ角で断続的にラベリングすることで，高いSNRの画像が得られる。
当院にて4症例を対象に，左右大脳半球皮質にセミオートでROIを取り，pCASLとdynamic susceptibility contrast（DSC）-CBFを比較したところ，良好な相関が得られた。また，シャントの評価におけるpCASLの有用性が論文でも報告されており，今後の臨床応用が期待される。

QSM

QSMは，磁化率を定量化することで石灰化と出血の鑑別が可能となる手法で，アーチファクトを低減する技術が実装されているため，近年，臨床でも使用可能となっている。症例5（図5）は頭蓋咽頭腫で，鞍上部に腫瘤性病変が認められるが，flow-sensitive black blood（FSBB）（d）では石灰化（←）も出血（→）も黒く抜けていた。一方，QSM（図5 b）では，石灰化（←）は低値，出血（→）は高値を示すため，この病変は出血と石灰化を伴う腫瘍であることがわかる。頭蓋咽頭腫で石灰化を伴う場合はadamantinomatous typeであり，QSMを用いれば脳腫瘍の組織型を推定することも可能となる。
また，頭蓋内胚細胞腫では，QSMにて出血あるいは鉄の沈着を評価可能で診断に寄与するほか，乏突起膠細胞系腫瘍や神経膠芽腫でも出血と石灰化を区別できるため，腫瘍内の性状評価に有用である。今後は，神経膠腫におけるIDH遺伝子の変異の有無の評価について，QSMを用いた検討を行っていきたい。

図5　症例5：QSMによる頭蓋咽頭腫の出血および石灰化の評価

^{●参考文献
1）Irie, R., et al., AJNR Am. J. Neuroradiol., 36・5, 967〜970, 2015.}

村山　和宏（Murayama Kazuhiro）
2003年　藤田保健衛生大学医学部医学科卒業。2008年　同大学医学部放射線医学教室助教。2009年　同大学大学院医学研究科修了。2010年　同大学医学部放射線医学教室講師。2019年より藤田医科大学医学部先端画像診断共同研究講座准教授。

 

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