学位論文 Diffusional Kurtosis Imaging : optimization of the parameters considering diffusion time on diffusion quantification

福永, 一星

pp.1 - 54 , 2015-03-25
内容記述
【目的および背景】拡散尖度画像法は従来の拡散テンソルとは異なる理論的背景による解析方法であり、正規分布を仮定しない拡散(制限拡散)の評価が可能となる。また、b値3000[s/mm²]以下で計算が可能なため、臨床応用が比較的容易である。本研究では、拡散尖度画像法を臨床に利用するための最適なb値、軸数、および拡散時間を検討した。また、拡散時聞が拡散尖度の値に与える影響についてより詳細に検討した。【方法】対象は、健常ボランティア4名である。拡散尖度画像の撮像には3T MRI装置(Philips社製Achieva)を使用し、以下の3つのプロトコールを撮像した。1.b値の検討、撮像条件:TR/TE 3000/99ms;スライス厚5mm;分解能2×2mm;MPG軸数32方向;b値0~7500[s/mm²](16ステップ, 5通りの組み合わせ)2.MPG軸数の検討、撮像条件:TR/TE 8000/90ms;スライス厚3mm;分解能3×3mm;MPG軸数 6,15,20,24,28,32 (6種類);b値 0,1000,2000[s/mm²];Δ/δ 44.1/34.5ms. 3.拡散時間の検討、撮像条件:TR/TE 5000/56-97ms;スライス厚3mm;分解能3×3mm;MPG軸数 30;b値0,I000,2000[s/mm²]; δ/Δ/ 拡散時間(Δ-δ/3),17.9/28.7/22.1, 13.3/45.3/40.9, 12.0/54.6/50.6, 10.8/65.8/62.2, 10.0/75.6/72.3ms.;加算回数 1,2,2,2,3【結果および考察】1. b値は高い値を使用した組み合わせになるほど、尖度の平均値が低下する傾向となった。先行報告によると、白質(内包)は灰白質(皮質)に比べてslow diffusion coefficientが有意に低いとされている。したがって、b=6000[s/mm²]以上を使用した組み合わせにおいて灰白質の尖度の平均値が低下しなかったのは、b値を高くしても水分子の動きが遅い成分が比較的多いことによると考えられた。2. 軸数を増やすと尖度の平均値の標準偏差が低下した。6軸ではその差が顕著にみられたが、15軸以上では大きな差はなかった。3. 内包後脚の白質における神経線維と直交する方向の拡散係数は、拡散時間と正の相関関係を示した。髄鞘化が最も遅いといわれる側脳室三角部付近の白質で、平均拡散尖度の値は拡散時間と負の相関関係を示した。内包後脚では神経線維と垂直な方向で拡散を制限する構造が少ないため、垂直方向拡散尖度値と拡散時間が正の相関関係を示したと考えられる。また、側脳室三角部付近の白質では内包後脚などの白質とは異なり、拡散を制限する構造が比較的少ないため、平均拡散尖度値と拡散時聞が負の相関関係を示したと考えられる。【結論】b値、軸数、および拡散時間に関して検討し、全脳15cmを6分50秒で撮像可能なプロ卜コーノレを提案することができた。b値は0,1000,and 2000[s/mm²]、軸数は20軸、拡散時間はΔ/δ45.3/13.3[ms]を最適な撮像条件とした。拡散尖度の値は拡散時間の影響を受ける可能性がある。
首都大学東京, 2015-03-25, 博士(放射線学), 甲第478号
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