Multi-Modality Symposium：シンポジウムテーマ 1『脳血流評価』シンポジウム 2 CT 灌流画像による脳血流測定について秋田県立脳血管研究センター大村知己インでは 3∼5mL/secを推奨しており，当施設ではボーはじめにラス性向上と総スキャン時間の短縮を考慮し，5mL/sec CT灌流画像（CT-perfusion; CTP）は，血液脳関門を通固定で造影剤注入を行っている．過しないヨード造影剤を静注し，脳の初回循環中に連脳血流量（CBF），脳血液量（CBV），平均通過時間続的撮影を行い，脳組織毛細血管床レベルの灌流評価（MTT），ピーク到達時間（TTP）の灌流マップが得らを行う検査である．れ，急性期脳梗塞症例ではマップ比較による可逆的虚利点として，① CT，インジェクター，解析ソフトが血域の同定といった病態把握が可能という報告がなあれば，比較的簡便に検査が可能，② 撮像，画像再構されている．解析方法はいくつかあるが，CT画像から成，解析の時間が10∼20分程度であり，結果の即時性得られる健側入力関数（AIF）および脳組織時間濃度曲に優れている，③ 64列CTでは，基底核領域∼側脳室体線（TDC）を用いたdeconvolution法が一般的である．部レベル，さらにステッピングスキャンでは皮質枝領 Deconvolution法により得られた伝達関数曲線からMTT，域までの複数断面の灌流評価が可能，④ CTP後のCTA CBVを求め，CBFはcentral volume principle （CBF = CBV/ （CT during arteriography）施行により，閉塞血管同定と（図 1）． MTT）に基づいて算出する方法が一般的であるいった形態評価が容易であることなどが挙げられ，主 Deconvolution法にはノイズに強いとされる特異値分解に急性期脳梗塞症例で広く施行されている検査であ（SVD）法が用いられており，この方法は急性期脳梗塞 2） 3）る．におけるCT，MRI検査の標準化に関する研究グループ CTPの撮影，解析，評価法については，CT/MR灌流であるASIST-Japanからも推奨されている．造影剤到達画像実践ガイドラインに，エビデンスに基づいた具体遅延効果に対して補正を行う方法としてblock circulant 1）的内容が明記されている．このガイドラインは施設間 SVD （b-SVD)法がよく用いられるが，その他に補正なし格差縮小を図り，患者予後向上に貢献することを目的のstandard SVD （s-SVD）法，補正ありのdelay-compen- としており，CTP検査を行ううえで参考にされたい． sated （d-SVD）法がある． 3）造影剤到達遅延効果とは，健側，患側の脳組織通過 CTPの概要時間が同じであっても，AIFに対して患側で造影剤到達撮影方法は，造影剤到達前からスキャンを開始し，時間の遅れがあった場合，到達の遅れが通過時間に加初回循環が終了する間，ダイナミックスキャンを行う．味される効果であり，MTTの延長およびCBFの低下がガイドラインでは，スキャン間隔は 1 秒スキャン，1 秒過大評価される間欠とすることが推奨されている．Deconvolution法でめ，解析結果を評価する際には解析方法の特徴を把握解析する場合の造影剤注入レートについて，ガイドラすることが重要と考える（図 2）．脳組織TDC 4），5）．解析方法の違いで結果が異なるた伝達関数 R （t） AIF central volume principle ⊗ = TTP CBF = CBV/MTT 重畳積分 CBF CBV =∫R(t)dt CBF = Max[R(t)] CBV MTT = 時間時間時間 MTT 図 1 脳血流量の算出方法 14 ∫R(t)dt Max[R(t)] CBF CBV MTT 0.77 1.06 1.11 b-SVD CL ratio s-SVD CL ratio 0.45 1.19 1.96 図 2 Block circulant SVD （b-SVD）法とstandard SVD （s-SVD）法による解析結果の違い遅れが生じる場合が多く，到達後も造影剤循環動態の当施設における取り組み遅延が見られる．この点を考慮したプロトコールによっ当施設で稼働している320列面検出器CT （area detector て，精度よく病態を捉えることができる． CT; ADCT）は，① 全脳 1 スキャンによる全脳の灌流評動脈相のスキャン間隔は，ダイナミックデータによる価が可能であり，また，② CTPダイナミックデータを用血流動態評価も併せて行うため，1 秒連続スキャンでいた血流動態評価（CT-DSA）により，閉塞血管の同定おある．mAs値は血管形態の担保を考慮しているため，X よび側副血行路の評価が可能である．線CT撮影における標準化ガイドラインを上回ってい撮影プロトコールは，急性期虚血用と慢性期虚血用るが，一般的に行われるCTP後のCTAは必要なく，結 6）を作成しており，急性期用は主に心原性脳塞栓症例を果的にはCTAを施行した場合とほぼ同等であると考え対象としている．心原性脳塞栓症例では造影剤到達にる．CTDI vol （volume computed tomography dose index） CT CBF CBV MTT DWI CTA 図 3 血流動態評価（CT-DSA）による側副血行路の評価 15 連続スキャン VS 1 秒間欠 y = 0.84x + 0.18 r=0.85 p<0.001 1.1 0.9 0.8 0.9 1.0 Continuous 1.1 0.8 0.9 1.0 Continuous 1.1 1.2 連続スキャン VS 3 秒間欠 1.4 y = 0.88x + 0.13 r=0.90 p<0.001 1.3 Intermittent 3sec 1.3 Intermittent 1sec 0.9 MTT 1.4 1.2 1.1 1.0 0.9 0.8 1.0 0.8 1.2 連続スキャン VS 1 秒間欠 MTT y = 0.55x + 0.36 r=0.55 p<0.001 1.1 1.0 0.8 連続スキャン VS 3 秒間欠 CBF 1.2 Intermittent 3sec Intermittent 1sec CBF 1.2 y = 0.71x + 0.31 r=0.68 p<0.001 1.2 1.1 1.0 0.9 0.8 0.9 1.0 1.2 1.1 Continuous 1.3 1.4 0.8 0.8 0.9 1.0 1.1 1.2 Continuous 1.3 1.4 図 4 スキャン間隔と解析結果との関係は装置表示値で約200mGyとしている．で，定量値の精度に影響する問題について考察する．上記プロトコールでは，頭蓋底部から頭頂部までの 1．スキャン間隔広範囲で灌流評価ができ，主幹動脈閉塞による急性期 CTPは連続的に撮影を行うダイナミックスキャンであ虚血症例において，皮質枝領域の灌流状態の把握と，り，ダイナミックスキャンの間隔は血流動態を捉える時 CT-DSAによる側副血行路の評価が可能である（図 3）．間分解能に相当すると考えられる．より高い時間分解また，治療方針の選択に有用な情報が提供でき，撮影能によって精度向上が期待できるが，一方では被ばく範囲の拡大とともに画像データは増大するものの，撮が問題となる．ガイドラインでは，「装置によっては間影から解析結果の表示に要する時間は20∼30分程度で欠撮影を用いることで被ばくを低減することができる．ある．現時点では “ 1 秒回転，1 秒間欠”が定量性の維持とい CTPの今後の可能性 CTPは臨床で広く施行される灌流評価法であり，撮う観点からもコンセンサスが得られている．」とされている．また，CTPのダイナミックスキャンの間隔について 7）∼9）はこれまでいくつかの報告がなされている．像，解析，評価，いずれもが推奨される方法がありなスキャン間隔と解析結果との関係を調べるため，連がら，一方では装置依存の撮影方法，解析ソフトの違続スキャンデータを用いて仮想間欠スキャンデータをいなどを，標準化することについて課題が残されてい作成し，解析結果を比較した．仮想 1 秒間欠スキャンる．方法を標準化することができれば，結果の統一性のCBF，MTTの健側患側比は連続スキャンデータと比が図れ，ガイドラインで比較的有用とされている半定較して，良好な相関であったが，スキャン間隔をひろ量（健側患側比）評価が可能になると考える．健側患側げた仮想 3 秒間欠スキャンでは相関が悪くなる傾向で比は定量値の比であることから，標準化を目指すうえあった（図 4）． 16 Multi-Modality Symposium：シンポジウム CBF MTT TTP CL ratio 0.84 1.25 1.30 CL ratio 0.97 1.10 1.29 CL ratio 0.78 1.36 1.38 連続スキャン 3 秒間欠スキャン A 3 秒間欠スキャン B 図 5 連続スキャンと仮想 3 秒間スキャンの解析結果の比較健側，患側の個別評価では，患側に比して高灌流でを大まかに捉えてしまい，AIFおよび脳組織TDCの精ある健側の相関が悪い傾向にあることから，スキャン度，解析結果に影響を与えたと考えられる．実際に間隔＝時間分解能とした場合，健側を精度よく評価すは，AIFおよび脳組織TDCはフィッティングされ，あるるためには連続スキャンが理想的といえる．しかし，程度の精度を保てると考えるが，上記影響については血流動態評価を伴わないCTPのみを検査目的とした場根本的な問題点として理解しておくことが必要である．合，現状では被ばくと解析精度の両面を考慮した 1 秒 2．画像ノイズ回転，1 秒間欠が妥当な条件であると考える．なお，連被ばく低減を図るには，低線量によるダイナミックス続スキャンの導入には後述する逐次近似によるノイズキャンが有効であると考えられるが，一方でトレードオ低減技術が必須であろう．フの関係にある画像ノイズが増加するといったマイナまた，仮想間欠スキャンの間隔が大きい場合，造影ス面が生ずる．CTPの各パラメータは，AIFと脳組織剤到達時間が大まかに捉えられてしまい，CTP解析の TDCを用いたdeconvolution処理によって得られるが，精度低下の要因になりうる．間欠スキャンによる間隔の脳組織TDCの変化量は概ね10HU程度となり，AIFと比影響を調べるため，同一患者データを用い，連続スキ較しても相対的にわずかな変化ですむ．前処理としャンと仮想 3 秒間欠スキャンとの解析結果を比較した．て，スムージングによるノイズ低減が行われるが，過ここで仮想 3 秒間欠スキャンとは，① 連続スキャン度な低線量化によって脳組織TDCへのノイズの影響がと開始点が同一の 3 秒間欠，② として① の間欠時間と過大な場合には，解析結果に誤差を生むことも考えら交互する 3 秒間欠，とした．連続スキャンと比較したれる．ガイドラインでは，「むやみに線量を下げすぎる仮想 3 秒間欠スキャンの健側患側比は，① の 3 秒間欠と画像ノイズの増加や定量値の変動を招くため，装置でCBF，MTT，TTPの健側患側比を過小評価し，② のごとに適切な撮影条件を検討する必要がある．」とされ 3 秒間欠では過大評価する傾向であった（図 5）．この場ている．合の仮想 3 秒間欠スキャンは，造影剤到達時間と動態ノイズと解析結果の関係を調べるため，同一患者デー 17 CBF CBV MTT 0.71 1.07 1.25 0.86 1.19 1.10 デフォルト SD 20 CL ratio ノイズ付加 SD 70 CL ratio 図 6 ノイズと解析結果との関係タからオリジナル画像と画像処理ソフトで作成したノイ CBV，CBFの値は低下する．しかし，側副血行路の働ズ付加画像を用いて，比較を行った．その結果，オリきにより灌流圧がある程度維持されるケースでは，側ジナル画像と比較したノイズ付加画像の健側患側比副血行路を反映したCBVの上昇が見られることがあは，MTTが過小評価され，CBFにも影響する結果を示る．ガイドラインは「CBVの上昇は側副血行路や自己調した（図 6）．これは，脳組織TDCのわずかな濃度変化節能を反映し，低下はこれらが不良であることを意味で表される健側と患側の通過時間差がノイズにより捉する．」としている．この場合，CBVの上昇とMTTの延えづらくなったために起きると考えられる．長が打ち消し合い，計算式で求められるCBFの大幅な現在，各メーカのCT装置には逐次近似法を応用した低下を過小評価してしまうことが考えられる．急性期ノイズ低減機能が搭載されており，生データであるサ症例における脳血流SPECTでは，不可逆的領域の閾値イノグラム上でノイズの抽出，低減を行う手法もある評価および血栓溶解療法適応後の出血性梗塞の発生ことから，十分な精度を保ったノイズ低減が可能と考予測に，健側患側比が用いられているが，これは， 10） 11）える．CTPのダイナミックスキャンでは大幅な低線量化 CTPでは注意を要する点であり，ガイドラインでもが可能となり，連続スキャンの採用により，間欠スキャ「CTPによる血栓溶解療法の適応基準は確立されていなンと同程度の被ばくで解析精度の向上が見込める．しい．」としている．かし，この方法はノイズ低減による描出改善が目的で慢性期では，脳循環予備能が著しく低下し，代謝予あり，過度の低線量化による信号自体の検出低下を保（OEF）備能の働きによる脳循環代謝PETの酸素摂取率証する方法ではない．低線量化には解析精度に影響をが亢進する貧困灌流のケースでは，自己調節能による与えない程度に，脳組織コントラストを担保すること皮質枝の拡張および軟髄膜吻合血管を介した側副血行が重要であり，逐次近似法によるノイズ低減をCTPへ路の発達を反映した患側CBVの上昇が見られることが応用するにあたっては今後の更なる検討が必要と考えある．同様にCBFの低下を過小評価し，PETおよびる． SPECTのCBFと比較して，虚血を過小評価するケース造影剤トレーサーの問題 CTPでは血管外へ移行しない非拡散トレーサーであるヨード造影剤を使用する．一方で，脳血流SPECTや脳循環代謝PETでは，血管外にも移行する拡散トレーも見られる（図 7）．そのため，CTPによる灌流評価は CBFのみではなく，CBV，MTTも含めた相補的な評価が重要である． CTP解析サーである放射性薬剤を用いる．灌流情報という点で CTPが不得手とする点として，循環予備能の評価，は同じであるが，トレーサーの違いにより観察対象が穿通枝領域梗塞の検出などが挙げられるが，それらに異なることへの認識が必要である．加えてトレーサー，評価方法が異なるために起こる解急性期症例において主幹動脈が完全閉塞し，灌流が析結果の相違についても今後の課題であると考える．ない状態では，一般的に不可逆的領域を反映した解析方法，トレーサーの進歩により今後が期待される 18 Multi-Modality Symposium：シンポジウム面もあるが，現時点では他のモダリティと併せてCTPのさいごに特性を理解した評価が必要であろう．また，CTPの解析前処理の画像スムージング，解析 CTPの現状について，当施設の取り組みも併せて説明に関わるパラメータ，血管除去などには解析装置ごとした．またCTPの今後の可能性について，標準化というに異なる点が多々あり，解析結果に影響を与えてい点から考えられる問題点をいくつか挙げた．標準化，被る．ASIST-Japanよりリリースされている標準的解析ソばくなどの課題はあるが，簡便さと結果の即時性は他のフト（perfusion mismatch analyzer; PMA）では，解析方モダリティと比較して同等以上であり，さらに，装置の多法の選択，複数パラメータの調整が可能で，解析に関列化，新しい画像再構成法および解析法の進歩による精わるパラメータについての理解および結果比較による度の向上が期待され，今後も広く臨床で施行される灌流自施設の解析装置の特徴把握に適している．ユーザー評価法と思われる．CTPに携わる放射線技師は，検査の登録が必要であるが，簡便に使用可能であり，CTP解特性をよく理解することが重要であり，このことが良好析についてより深い理解が得られる．な精度を担保した検査および解析につながると考える． CBF CBV MTT PET-CBF PET-OEF （酸素代謝摂取率）図 7 虚血を過小評価したケース参考文献 1）CT/MR灌流画像実践ガイドライン合同策定委員会CT/ MR灌流画像実践ガイドライン 2006． 2）Gasparotti R. 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