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Quantitative Imaging Biomarker

Magnetic Resonance Elastography (MRE)

— MR elastography (MRE)で得られる定量値の標準化

　MRエラストグラフィー（MRE）は、生体組織の粘弾性分布を非侵襲的かつ定量的に測定する手法である1。生体組織の小さな病理学的変化でも粘弾性は大きく変化することから、MREは疾患の病期判定や鑑別に有効であると考えられる2。MREシステムは撮像対象に弾性波を伝播させるための加振装置と、弾性波を画像化するパルスシーケンス、弾性波画像から粘弾性分布を算出するアルゴリズムの3つの要素から構成される。MREで定量性と再現性が高く、統一的な測定値を取得するためにはシステム特性に基づく誤差要因の理解と適切な撮像プロトコルの利用が必要である．

　そこで我々は、MREシステムの特性評価と品質保証（quality assurance, QA）に利用するために長期安定性を有し、生体組織の粘弾性を模擬したゲルファントムを開発し、施設・操作者・撮像パラメータなどによる測定値の違いを評価可能とした。RSNA-QIBAで示されているファントムと比較した本ファントムの特長は、第１に弾性と粘性が生体組織に近く、長期安定性を有することである3,4。この特長により、生体を観察する場合に生じる加振周波数による測定値の変化や、弾性波減衰の影響を評価が可能である。第２の特長は、薬品配合量の調整により粘弾性を比較的自由に制御できることで、腫瘍などを模擬した内包型ファントムを作成し、空間分解能と定量性の評価も可能である。

　近年には、臨床応用が進んでいる肝MRエラストグラフィ5-7の施設間の測定方法による定量値のばらつきの検証と、その結果に基づく測定法の標準化に取り組んでおり，同一電子データを用いた多施設測定試験は概ね終了している。また、測定法を含めたMRE技術の教科書8やQIBAでのMREへの取り組みに関する解説9などを通したMRE技術の啓蒙活動も進めている。さらに、MRE用のファントムに散乱体を加えて超音波診断装置によるshear wave elastography (SWE)でも利用できるファントムの開発10を行い、J-QIBAの超音波診断装置グループとの連携を始めている。このように国際的な標準化を視野に入れてモダリティや手法の異なるエラストグラフィを横断的に評価する研究を進めているところである。

参考文献
  1. R. Muthupillai, D.J. Lomas, P.J. Rossman, J.F. Greenleaf, A. Manduca, R. L. Ehman: Magnetic resonance elastography by direct visualization of propagating acoustic strain waves. Science 269, 1854–1857, 1995
  2. Y.K. Mariappan, K.J. Glaser, R. L. Ehman: Magnetic resonance elastography: A review. Clinical Anatomy 23(5), 497–511, 2010
  3. M. Suga, T. Mori, R. Kishimoto, T. Kurokawa, T. Abe, H. Tsuji, T. Obata: Development of a tissue-simulating viscoelastic gel phantom for MR elastography, Proc. European Congress of Radiology, DOI: 10.1594/ecr2015/C-0757, 2015
  4. K. Ishii, M. Suga, R. Kishimoto, E. Hotta, T. Obata, Development of a Tissue-Mimicking Visco-elastic Phantom for Quantitative Assessment of MRE. Proc. First international MRE workshop, 49, 2017
  5. M. Yin, J.A. Talwalkar, K.J. Glaser, A. Manduca, R.C. Grimm, P.J. Rossman, J.L. Fidler, R. L. Ehman: Assessment of hepatic fibrosis with magnetic resonance elastography. Clinical Gastroenterology and Hepatology 5(10), 1207-1213, 2007
  6. K. Yoshimitsu, T. Mitsufuji, Y. Shinagawa, R. Fujimitsu, A. Morita, H. Urakawa, H. Hayashi, K. Takano, MR Elastography of the Liver at 3.0 T in Diagnosing Liver Fibrosis Grades; Preliminary Clinical Experience Eur Radiol, 26(3), pp.656-663, 2016
  7. S. Ichikawa, U. Motosugi, H. Morisaka, K. Sano, T. Ichikawa, N. Enomoto, M. Matsuda, H. Fujii, H. Onishi, Validity and Reliability of Magnetic Resonance Elastography for Staging Hepatic Fibrosis in Patients with Chronic Hepatitis B, Magn Reson Med Sci, 14(3), pp.211-21, 2015
  8. 吉満研吾, 中島淳, 本杉宇太郎編, 肝臓疾患診断におけるMREハンドブック, 診断と治療社, 2015
  9. 菅幹生, QIBAにおけるエラストグラフィ標準化への取り組み, インナービジョン, 32(9), p.35-37, ISBN978-4-902131-47-5, 2017
  10. R. Kishimoto, M. Suga, A. Koyama, T. Omatsu, Y. Tachibana, D.K. Ebner, T. Obata, Measuring shear-wave speed with point shear-wave elastography and MR elastography: a phantom study, BMJ Open, 7(1):e013925. doi:10.1136/bmjopen-2016-013925, 2017
研究担当者：
千葉大学 フロンティア医工学センター　菅 幹生
福岡大学 医学部 放射線医学教室　吉満 研吾
山梨大学 医学部 放射線医学講座　本杉 宇太郎

連絡先：菅 幹生
mikio.suga@faculty.chiba-u.jp

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