先進的拡散MRIによる脳腫瘍の微細構造評価と診断への臨床応用

先进扩散MRI在脑肿瘤显微结构评估和诊断中的临床应用

• 批准号: 22K15850
• 负责人: 前川 朋子
• 金额: $ 3万
• 依托单位: Juntendo University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
• 财政年份: 2022
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2022-04-01 至 2027-03-31
• 项目状态: 未结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-22K15850/
• 关键词: 拡散時間; 拡散強調像; 実質外脳腫瘍; 微細構造; OGSE; 組織微細構造イメージング; 拡散MRI; 脳腫瘍

従来法のpulsed-gradient spin-echo（PGSE）による拡散強調像と比較して、Oscillating gradient spin echo (OGSE)法による拡散強調像ではmotion probing gradient (MPG)を波形にすることで、拡散時間を大幅に短縮できるようになった。それゆえ、apparent diffusion coefficient (ADC)値などの変化によって内部構造を推定する手法として期待されている。腫瘍における拡散時間のADCへの影響に対し関心が高まっているが、拡散時間の短い拡散強調像を使用した実質外脳腫瘍を評価した研究はこれまでにない。そこで、短い拡散時間と長い拡散時間の間の拡散率の変化が、実質外脳腫瘍の微細構造の推定に有用かどうか検討した。髄膜腫12名、聴神経鞘腫13名、下垂体腺腫11名を対象とし、拡散時間は6.5msと35.2msに設定した。λ1、λ2、λ3、mean diffusivity (MD) mapにおいて腫瘍に関心領域を置き、相対的変化率を算出した。相対的変化率をSteel-Dwass検定を用いて各腫瘍間で比較した。相対的変化率の平均値(SD)は、髄膜腫、聴神経鞘腫、下垂体腺腫でそれぞれ15.7±4.4%、12.4±8.2%、46.8±11.3%であり、髄膜腫や聴神経鞘腫と比較して下垂体腺腫は拡散時間が6.5msから35.2msの間でより強い拡散時間依存性を示した。この拡散時間依存性の違いは、腫瘍の内部構造の違いに起因していると考えられる。拡散時間の短い拡散強調像は、各腫瘍の微細構造に関する追加情報を提供し、腫瘍の画像診断に貢献する可能性がある。本研究結果は、Magnetic Resonance Imaging誌に原著論文を第一著者として掲載した。

与使用传统脉冲梯度自旋回波（PGSE）方法的扩散加权图像相比，使用振荡梯度自旋回波（OGSE）方法的扩散加权图像在波形中使用运动探测梯度（MPG）来减少扩散时间。大大缩短时间已经成为可能。因此，它有望成为一种基于表观扩散系数（ADC）值的变化来估计内部结构的方法。尽管人们对扩散时间对肿瘤 ADC 的影响越来越感兴趣，但迄今为止还没有研究使用短扩散时间的扩散加权图像来评估实质外脑肿瘤。因此，我们研究了短扩散时间和长扩散时间之间扩散率的变化是否有助于估计脑实质外肿瘤的超微结构。受试者为 12 例脑膜瘤、13 例听神经鞘瘤和 11 例垂体腺瘤，扩散时间设置为 6.5 ms 和 35.2 ms。将感兴趣区域放置在肿瘤的 λ1、λ2、λ3 和平均扩散率 (MD) 图中，并计算相对变化率。使用 Steel-Dwass 检验比较每个肿瘤之间的相对变化率。脑膜瘤、听神经鞘瘤和垂体腺瘤的平均相对变化（SD）分别为 15.7 ± 4.4%、12.4 ± 8.2% 和 46.8 ± 11.3%。相比之下，垂体腺瘤表现出更强的扩散时间依赖性，扩散时间范围为6.5 毫秒至 35.2 毫秒。这种扩散时间依赖性的差异被认为是由于肿瘤内部结构的差异造成的。具有短扩散时间的扩散加权图像提供了有关每个肿瘤超微结构的附加信息，并可能有助于肿瘤成像诊断。该研究成果以第一作者的原创论文发表在《磁共振成像》杂志上。

项目成果

Investigation of time-dependent diffusion in extra-axial brain tumors using oscillating-gradient spin-echo

• DOI: 10.1016/j.mri.2022.11.010
• 发表时间: 2022-11-30
• 期刊: MAGNETIC RESONANCE IMAGING
• 影响因子: 2.5
• 作者: Maekawa，Tomoko;Hori，Masaaki;Aoki，Shigeki
• 通讯作者: Aoki，Shigeki

Time-dependent Diffusion in Extra-Axial Brain Tumors Investigated with Oscillating-gradient Spin-echo.

用振荡梯度自旋回波研究轴外脑肿瘤的时间依赖性扩散。

• 发表时间: 2022
• 作者: Maekawa Tomoko;Hori Masaaki;Murata Katsutoshi;Feiweier Thorsten;Kamiya Kouhei;Andica Christina;Hagiwara Akifumi;Fujita Shohei;Kamagata Koji;Wada Akihiko;Abe Osamu;Aoki Shigeki;Tomoko Maekawa
• 通讯作者: Tomoko Maekawa