I.
磁化移動法の基本原理
一般的な組織では.MRイメージングの対象は.実は水分子中のプロトンである。
水分子は自由水と結合水に分類される。
自由水とは.タンパク質分子に結合しておらず.十分に自由に動ける水分子を意味し.結合水とは.タンパク質に結合し.自然な動きが制限されている水分子.すなわち.タンパク質の水和層にある水分子を意味する。
mrイメージングは一般的に自由水中のプロトン供給周波数を中心周波数としているが.mrイメージングのシーケンス（greシーケンスでもseシーケンスでもよい）の前に.中心周波数から1000-1200hz程度の偏差を組織に印加すると
mrイメージングシーケンス（greシーケンスでもseシーケンスでもよい）の前に組織に飽和パルスを印加すると.自由水中のプロトンは励起されないが.タンパク質分子と結合水中のプロトンは励起されエネルギーを獲得する。
RFパルスによって結合水中のタンパク質分子とプロトンが得たエネルギーは.周囲の自由水に移動します（これを磁化移動と呼びます）。
磁化移動の結果.エネルギーを得た自由水は飽和状態になり.MRイメージングの真のRFパルスが来たとき.水分子のこの部分はエネルギーを得ることができなくなり.飽和していない自由水のみが励起されることになります。
ほとんどすべての組織は.ある程度の量のタンパク質と結合水を含んでおり.mtプリパルスの印加とmt現象の存在により.これらの組織の自由水は程度の差こそあれ飽和し.したがって.組織の信号強度は程度の差こそあれ低下することになります。
また.組織ごとにタンパク質や結合水の量が異なるため.mt効果による信号強度の減衰の度合いも異なる。
mtプリパルス印加後.正常な骨格筋の信号強度は約60％.脳白質は約40％.脳灰白質は約30％.血液は約15％減衰すると言われています。
疾患の初期には.病変部の自由水量があまり変化しないものもあり.従来のt1wi.t2wiでは明らかな信号異常がないことが多いが.疾患組織と正常組織の間でタンパク質や結合水量に差があれば.mt法を用いて病変部を検出することが可能である。
第二に.mt技術の臨床応用である。現在mt技術は.主に神経系で臨床応用されているが.その分野は次の通りである。
(i)
tof
mratof
mra法では.流れる血液と安静時組織とのコントラストをつけるために血液流入促進効果を利用しているため.背景の組織信号の抑制が非常に重要です。従来のtof
mra法では.背景組織の信号が十分に抑制されないことが多く.安静時組織とのコントラストが悪いため小径血管の表示ができませんでした。
mtでは.安静時組織からの信号がより抑制され.血液の信号も最小限に減衰されるため.安静時組織と血液のコントラストが上がり.細い血管も鮮明に表示することができます。
しかし.mtのプリパルスがtr間隔を占める必要があるため.mt技術を適用してからtrを10～20ms延長する必要があり.それに伴いスキャン時間が長くなってしまう。
(ii）エンハンスドスキャンでは.mt法は組織の信号を抑制することができるが.mri造影剤は組織のt1値を短縮することができ.その短いt1効果はmt法による組織の信号の抑制とは無関係に自由水面に作用する。
mt技術を適用した場合.強調された組織の信号は大きく減衰せず.強調されていない組織の信号は抑制されるため.両者のコントラストが上がり.わずかに強調された一部の組織がよりよく表示されるようになる。
mt技術を適用した1回照射の脳強調スキャンの強調度は.mt技術を適用しない3回照射の強調スキャンに近いことが分かっている。
mt
techniqueを適用した病変では.造影剤注入前に相対信号の増加や高信号を示すことがあり.mt
techniqueによる強調画像を評価する際に注意する必要がある。
コントロールのために.mt
techniqueを適用したenhanced
scanを行う前に.mt
techniqueを適用したflat
scanを行うことが望ましい。
(iii)
磁化移動比(mtr)の適用は.他の画像パラメータを同一にして.関心領域を用いて.mt法を適用しない場合と適用した場合のmrスキャンを行い.同一部位の信号強度値を測定することにより算出できる。
mtr＝(si
-ここで.siはmt技術を適用していない画像上の組織の信号強度を表し.simtはmt技術を適用した画像上の組織の信号強度を表す。
mtrは現在.多発性硬化症（ms）やアルツハイマー病（ad）の研究に用いられている。
ms病変部では正常白質と比較してmtrが平均約25％（正常白質は約40％）と著しく低下していることが分かっています。
t2wiで正常な信号を示すms患者の白質の研究でも.この白質でmtrの有意な減少が認められ.mtrがmsの検査において従来のmriよりも感度が高いことが示唆されている。
初期のad患者を対象とした研究では.ad患者の海馬と海馬傍回の両方で.対照群と比較してmtrが有意に減少していることが明らかになった。