不 転 可 載 可 載 ・ 不 不 転 可 可 載 ・ 不 ・ 不 転 可 転 可 載 ・ ・ 不 転 転 可 載 ・ 載 ・ 不 転 不 転 可 載 載 ・ 不 心臓MRIの基礎と最近の進歩 安定狭心症・慢性期心筋梗塞の心臓MRI 三重大学大学院医学系研究科 臨床医学系講座 放射線医学 佐久間 肇 シネMRI 心機能 負荷心筋血流MRI 心筋虚血 0分 10分 20分 遅延造影 MRI 心筋バイアビリティ 冠動脈MRA 冠動脈狭窄 30分 50分 40分 サーベイ シネMRI シネMRI 遅延造影 MRI 負荷心筋 安静時心筋 パーフュージョンMRI パーフュージョンMRI ①核医学より高解像度 ②造影ＣＴよりも高コントラスト ③心筋線維化(細胞外液分画増加)を描出 遅延造影MRIによる心筋バイアビリティー評価 Grade I (<25%) Grade III (50-75%) 貫壁性梗塞症例 内膜化梗塞症例 3T MR, Mie University Hospital Unrecognized Myocardial Infarctionの頻度 Grade II (25-50%) Grade IV (>75%) Preserved wall thickening (%) 遅延造影MRI - late gadolinium enhancement - Whole heart coronary MRA 100 80 60 40 20 0 0-25% 26-50% 51-75% 76-100% Transmural extent of hyperenhancement Kitagawa K, Sakuma H, Radiology 2003 ;226:138 松阪中央病院 糖尿病およびIFG患者の予後評価における 遅延造影MRIの有用性 • Iceland Cohort Study − 67歳以上の地域住民936名に遅延造影 MRIと心電図を実施 • Recognized MI 9.7% (91名) • Unrecognized MI − 遅延造影MRI 17% （157名） − 心電図 5% （46名） Schelbert EB. JAMA 2012;308:890-896 Yoon Y, Sakuma H. Radiology. 2012;262:807 Mie University Hospital 不 転 可 載 可 載 ・ 不 不 転 可 可 載 ・ 不 ・ 不 転 可 転 可 載 ・ ・ 不 転 転 可 載 ・ 載 ・ 不 転 不 転 可 載 載 ・ 不 ４０歳代女性 下壁梗塞発症6日目にMRI実施 急性心筋梗塞のCMR 1. シネMRI 3. 安静時心筋血流MRI 2. T2強調MRI 4. 早期造影MRI 5. 遅延造影MRI Mie University Hospital 急性心筋梗塞における心臓MRI 撮影シーケンス 得られる情報 シネMRI 局所壁運動、左室機能 T2強調画像 心筋浮腫、リスク領域 “虚血のメモリーイメージング” 急性心筋梗塞のMRI • 遅延造影MRI - 心筋細胞の壊死 - AMI, OMIともに高信号 • T2 強調MRI 遅延造影MRI - 心筋浮腫, Area at risk - 発症30分～1ヶ月 安静時心筋血流MRI 微小循環閉塞(early MO) 早期造影MRI 微小循環閉塞(early MO) “虚血のメモリーイメージング” 梗塞、微小循環閉塞(late MO) - Salvaged area 浮腫領域 - 遅延造影領域 遅延造影MRI T2強調MRI Mie University Hospital Microvascular obstruction - 心筋の毛細血管の破綻・閉塞を反映 心筋血流MRI、早期造影MRIでは欠損 遅延造影MRIでは梗塞内の非造影領域 局所心筋機能回復の可能性は低い Early MO and late MO Early MO (造影１～２分後） Late MO （造影10分後） MO シネ MRI 遅延造影MRI 40代男性、急性心筋梗塞４日目 Bekkers S. J Am Coll Cardiol 2010:55;1649 不 転 可 載 可 載 ・ 不 不 転 可 可 載 ・ 不 ・ 不 転 可 転 可 載 ・ ・ 不 転 転 可 載 ・ 載 ・ 不 転 不 転 可 載 載 ・ 不 Early MOと急性心筋梗塞患者の予後 心筋疾患のMRI診断 Katherine Wu, Circulation 1998;97:765 ３０歳代男性、心不全 遅延造影MRIによる虚血性心筋症と 非虚血性心筋症の鑑別 遅延造影なし 内膜下主体の 遅延造影 心筋中層主体の 遅延造影 シネMRI 遅延造影MRI 心筋中層遅延造影 → 拡張型心筋症(DCM) Mie University Hospital 拡張型心筋症(DCM)の予後予測 DCM Ischemic LV 63 (59%) 0 8 (13%) 27 (100%) 18 (28%) 0 McCrohon J, et al. Circulation 2003;108;54 肥大型心筋症におけるLGE LGE(-) LGE(+) • 心筋中層の遅延造影は将来の死亡や心血管疾患に よる入院の予後予測因子である。心筋中層の遅延造 影は突然死や心室頻拍の予測にも役立つ Assomull RG. J Am Coll Cardiol 2006;48:1977 • HCM患者の60-80% • 中隔と右室自由壁の接合部 や、心筋肥厚領域に多く認 められる • 心筋梗塞と異なり内膜下中 心の分布を示さない • 心筋のcollagen増加を反映 - Moon JC. J Am Coll Cardiol 2004 ;43:2260 不 転 可 載 可 載 ・ 不 不 転 可 可 載 ・ 不 ・ 不 転 可 転 可 載 ・ ・ 不 転 転 可 載 ・ 載 ・ 不 転 不 転 可 載 載 ・ 不 46歳女性、ブドウ膜炎、リンパ節生検でサルコイドーシス と診断。ステロイド治療を受けていたが心室頻拍出現。 心サルコイドーシスの遅延造影MRI • 初期報告における病変検出感度は高い -感度100%, 特異度78%, PPV 55%, NPV 100%1 • 遅延造影部位は心内膜下, 貫壁性, 心筋中層 外膜側, 多発斑状など多彩2 • 遅延造影MRIから活動性の評価はできない シネMRI 遅延造影MRI T2強調MRI Mie University Hospital 心サルコイドーシスの遅延造影MRI - 予後評価における有用性 - Event-free survival 1. Smedema J. Am Coll Cardiol 2005;45:1683 2. Patel MR. Circulation. 2009 ;120:1969 心アミロイドーシス Cardiac survival 遅延造影MRI Patel MR. Detection of myocardial damage in patients with sarcoidosis. Circulation. 2009 ;120:1969. Mie University Hospital 心アミロイドーシスの遅延造影MRI • 左室壁の肥厚 • 広範な内膜下遅延造影 - 左室心内膜下 + 中隔右室側 • 心房や心房中隔にも肥厚や遅延造影 • 血液プールの造影早期低下 • 組織学的にはアミロイド沈着に伴う間質の 拡大がみられる Maceria AM, et al. Circulation 2005;111:186 遅延造影MRIの限界とMOLLI 不 転 可 載 可 載 ・ 不 不 転 可 可 載 ・ 不 ・ 不 転 可 転 可 載 ・ ・ 不 転 転 可 載 ・ 載 ・ 不 転 不 転 可 載 載 ・ 不 Modified Look-locker Inversion recovery (MOLLI) DCM患者の60%では遅延造影がみられない ECG 遅延造影なし DCM Ischemic LV 63 (59%) 0 RF 180° 180° 35°35° 35° 内膜下主体の 遅延造影 心筋中層主体の 遅延造影 8 (13%) 27 (100%) 18 (28%) 0 ① ② ④ ⑧ ⑤ ⑦ Signal Intensity McCrohon J, et al. Circulation 2003;108;54 心筋全体に貫壁性・びまん性線維化が生じると、遅 延造影MRIでは病変を検出できない可能性がある ③ ② 180° 35° 35° 35° ⑤ ③ ⑥ 35° 35° 35° 35° 35° ⑦ ⑥ ⑨ ⑧ ⑩ ⑨ ⑩ ⑪ ⑪ LGE MRI T1 recovery fitting curve ④ ０ ① Time after Inversion pulse T1 map Mie University Hospital Modified Look-Locker Inversion-Recovery (MOLLI) 法による心筋と血液のT1緩和時間定量計測 造影前後の心筋・血液のT1値計測による 心筋組織細胞外液分画の定量評価 ECV = Vd(m) = Fibrosis index ECV: Extracellular volume fraction, Vd(m): Myocardial contrast volume of distribution Mie University Hospital Wong TC, et al. Circulation 2012;126:1206 正常心筋、HCM患者の線維化領域、 陳旧性梗塞における細胞外液分画(ECV) Normal (n=62) HCM (n=33) Chironic MI (n=33) J Carddiovasc Magn Reson 2013;15:92 Kellman P. J Cardiovasc Magn Reson 2012;14:64 不 転 可 載 可 載 ・ 不 不 転 可 可 載 ・ 不 ・ 不 転 可 転 可 載 ・ ・ 不 転 転 可 載 ・ 載 ・ 不 転 不 転 可 載 載 ・ 不 内科的治療群・血行再建術群における 負荷心筋血流SPECT上の虚血範囲と危険率 内科的治療群が 予後良好 危険率 MRIによる心筋虚血の評価 血行再建群が予後良好 内科的治療群 血行再建群 心筋全体に対する虚血心筋の割合（％） Hachamovitch R et al. Circulation 2003;107:2900-2907 症例：68歳女性 3T 心臓MRI検査 負荷心筋パーフュージョンMRIの診断能 負荷心筋パーフュージョンMRIは負荷心筋 SPECTよりも高い心筋虚血診断能を有する - Ishida N, Sakuma H. Radiology 2003;229:209 100 90 80 70 60 1 0.8 0.6 50 40 MRI (Az = 0.89*, 0.91*) SPECT (Az = 071, 0.75) * p<0.001 0.4 30 20 10 0 0.2 安静時パーフュージョンMRI 負荷パーフュージョンMRI 遅延造影MRI Sensitivity Specificity 0 69/7723/27 Total 0 0.2 0.4 0.6 0.8 False Positive Fraction ROC analysis 33/39 1VD 22/23 2VD 15/15 3VD 1 Accuracy of stress perfusion MRI for detecting significant coronary arterial stenoses (>70%) Mie University Hospital Mie University Hospital 負荷心筋血流イメージング(心筋シンチ, MRI, PET） による有意冠動脈病変の診断能：メタ解析 負荷心筋血流 イメージング法 感度 特異度 負荷心筋SPECT 88% 61% 負荷心筋血流MRI 89% 76% 負荷心筋PET 84% 81% 166 文献 (n = 17,901) : 114 SPECT, 37 CMR, 15 PET Jaarsma C. J Am Coll Cardiol. 2012;59:1719 不 転 可 載 可 載 ・ 不 不 転 可 可 載 ・ 不 ・ 不 転 可 転 可 載 ・ ・ 不 転 転 可 載 ・ 載 ・ 不 転 不 転 可 載 載 ・ 不 2管球CTによるdynamic perfusion CT Stress Perfusion / Delayed Enhance Stress Perfusion/ 4D display • Shuttle mode scan • 2 slabs acquired with 10% overlap • Combined coverage of 7 cm Stress Perfusion Map • 75msec temporal resolution • > 63 bpm every 2 heart beats 7 cm • < 63 bpm every heart beat Delayed Enhancement Mie University Hospital 69-year-old female, Effort angina 心筋血流MRIと心筋血流CT MRI CT データ収集 3～4枚の2D画像 3D画像 表示スライス面 短軸のみ 任意方向の スライス断面 放射線被曝 なし あり 検査可能な装置 通常の1.5T装置 で十分な診断能 高価な２管球CT 装置が必要 Mie University Hospital 冠動脈MRAの利点 • 放射線被ばくがない • 造影剤投与が不要 • 石灰化の影響を受けにくい Multi-center Studies on Coronary MRA Patient-based analysis n Sensitivity 109 88%* Specificity Kim WJ, et al New Engl J Med 2001; 345:1863 1.5T, GRE, Target volume Respiratory gating with Navigator 58%* *Consensus reading Kato S,et al J Am Coll Cardiol 2010 56:983 1.5T, SSFP, Whole heart Respiratory gating with Navigator 127 87% 71% 272 91% 80% Yang Q, Li K, et al SCMR 2013, ISMRM 2013 3T, Gd-enhanced GRE, Whole heart Respiratory gating with Navigator Mie University Hospital 不 転 可 載 可 載 ・ 不 不 転 可 可 載 ・ 不 ・ 不 転 可 転 可 載 ・ ・ 不 転 転 可 載 ・ 載 ・ 不 転 不 転 可 載 載 ・ 不 Diagnostic performance of whole heart coronary MRA and 64-slice MDCT - vessel based analysis AUC: 0.91 (95%CI, 0.87-0.95) Prevalence of CAD; 44% Multi-center study on coronary MRA Kato S, Sakuma H, et al. J Am Coll Cardiol 2010 56:983 Mie University Hospital Per patient (n=67) Per vessel (n=201) Sensitivity 87% 86% Specificity 86% 93% PPV 89% 86% NPV 83% 93% Accuracy 87% 91% AUC: 0.91 (95%CI, 0.88-0.93) Prevalence of CAD 56% CorE-64 (64-slice MDCT) Study success rate; 100% (67/67), Prevalence of CAD; 58% Imaging time; 6.3 2.2 min. Miller J, et al N Engl J Med. 2008;359:2324 1.5T 冠動脈MRAによる将来の心事故リスクの判定 心臓死、心筋梗塞、不安定狭心症 1.5T coronary MRA using 32-ch coils Nagata M, Sakuma H, Radiology. 2011;259:384 Mie University Hospital Whole heart coronary MRA at 1.5T and 3.0T in the same subject 心臓死、心筋梗塞、不安定狭心症 >90日後の血行再建 suspected or known CAD 1.5T, 32ch coils SSFP, T2 prep and SPIR 3.0T, 32ch coils TFE, T2 prep and SPIR Yoon Y, Sakuma H. J Am Coll Cardiol. 2012;60:2316 Mie University Hospital Mie University Hospital 3T whole heart coronary NRA Acknowledgments Mie University Hospital 3T Ingenia, TFE, T2 prep and SPIR Prohance 0.15mmol/kg, Equilibrium phase after LGE MRI Mie University Hospital − − − − − − − Motonori Nagata, MD Yasutaka Ichikawa, MD Kakuya Kitagawa, MD Masaki Ishida, MD Tatsuo Ito, MD Mio Uno, MD Shinichi Takase, RT − − − − Hiroshi Nakajima, MD Shiro Nakamori, MD Kaoru Dohi, MD Masaaki Ito, MD
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