日呼吸誌

6（5），2017305●総説（ミニレビュー）

胸部腫瘍に対する MR 拡散強調画像の有用性とその展望
薄田勝男ａ

松井琢真ａ

本野望ａ

的場宗孝ｂ

利波久雄ｂ

上田善道ｃ

町田雄一郎ａ
浦本秀隆ａ

要旨：MR 拡散強調画像の最近の知見にスポットを当て，今後の胸部腫瘍での診断の有益性およびその展望を報告した．拡散強調画像は，いろいろな臓器で良悪性の鑑別に有用とされ，肺腫瘤の良悪性の鑑別，肺癌の N 因子・M 因子・病期診断に利用できる可能性がある．拡散強調画像はさらに，縦隔腫瘍の鑑別診断や，肺癌の化学療法あるいは放射線治療の効果判定に応用できる可能性がある．拡散強調画像の診断能は PETCT と遜色ないとされるが，それらの無作為化比較試験が存在していないため，今後それによる比較検討が必要とされている．
キーワード：MR 拡散強調画像，PET-CT，肺癌，縦隔腫瘍，再発転移
Diffusion-weighted magnetic resonance imaging,Positron emission tomography-computed tomography, Lung cancer, Mediastinal tumor,Recurrence and metastasis

緒

では見逃しがちであった移行部の癌などを高感度で検出言できるようになった．

MR 拡散強調画像（diﬀusion-weighted magnetic reso-

1991 年の Radiologic Diagnostic Oncology Group のnance imaging：DWI）は，拡散現象（水分子のブラウ

Webb ら5）により，MRI による T 因子・N 因子の診断能ン運動）の抑制領域を描出する撮影法であり1），従来脳神は CT のそれと変わらないとの論文が発表されて以来，経領域で応用され2），主に急性期脳梗塞を発見するため

MRI は肺癌の臨床において縦隔浸潤，胸壁浸潤に関してに用いられてきた．通常の magnetic resonance imaging

のみ有用性が示唆され，肺癌の臨床病期診断における適（MRI）では，発症から時間が経過した脳梗塞は白く描出

応については長年限定的あったが，最近見直されてきてされるが，新しい脳梗塞は描出されない．しかし，拡散いる．実際，日本の肺癌診療ガイドライン 2016 年版6）で強調画像では，脳梗塞は発症して 1 時間経過後に描出さ初めて，MRI に関して MR 拡散強調画像が小型肺野孤立れるようになる．脳卒中治療ガイドライン 2015 により，陰影の良悪性の鑑別や精査の必要性の判断に有用である

急性期脳梗塞に対しては，発症して 4.5 時間以内であれと記載された．

3）

ば血栓溶解療法が行われる．

悪性腫瘍の水分子の拡散は通常正常組織に比較し抑制

前立腺癌では拡散強調画像がほぼ確立した手法となっされており，MR 拡散強調画像では，拡散が抑制されたている4）．拡散強調画像を用いることにより，内腺部に病変が白く描出され，ADC map で測定される見かけの存在する微小な早期前立腺癌が同定できるようになっ

拡散係数（apparent diffusion coefficient: ADC）は低い値た．拡散強調画像の特徴は，生検に比べ浸襲性がきわめとなる．一般に ADC map でより黒く描出される病変ほて低く，かつ癌病巣を高感度に検出できることで，生検

ど ADC が低くなる．肺腫瘤陰影・転移性リンパ節の診断のため，MR 拡散強調画像の ADC 値の至適カットオ

連絡先：薄田 勝男〒920‑0293 石川県河北郡内灘町大学 1‑1ａ

金沢医科大学呼吸器外科学

ｂ

同ｃ

放射線医学

同 病理学 II（E-mail: usuda@kanazawa-med.ac.jp）（Received 22 Feb 2017/Accepted 18 May 2017）

フ値（optimal cutoﬀ value）をどの値にするか，PET-CTの SUVmax と同様，まだ問題として残っている．複数の研究者により，receiver operating characteristics（ROC）
curve を用いて至適カットオフ値が算出されており，1.1×10−3〜1.6×10−3 mm2/s と報告されている7）8）．我々も1.44 x 10−3mm2/sec と報告している9）．臨床上悪性を診断するための ADC の至適カットオフ値は必要であるが，

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Fig. 1 Adenocarcinoma.（a, b）CT. Lung cancer.（c）DWI. Lung cancer.（d）PET-CT. Lung cancer.（e）CT. Lymph node #12u.（f）DWI. Lymph node #12u,
ADC 1.452×10−3 mm2/s, positive.（g）PET-CT. Lymph node #12u, SUVmax
2.82, negative.（h）Pathology of lymph node #12u, tumor size 11 mm. The lungcancer was pathologically diagnosed as pT3N1M0（pStage IIIA）lung cancer.

これらの値はある狭い範囲に設定されており参考になる

る．肺腫瘤性病変の良悪性鑑別に関するメタアナリシスと考えられる．しかし機種間の違いをより客観的に考慮が 2 つ報告されているが（Li ら10），Shen ら11）），どちらする場合は，機種ごとに ROC curve を求め，良悪性のも拡散強調画像が肺の良悪性病変の鑑別に有用と結論づ

ADC の至適カットオフ値を決める必要がある．

けている．しかしながら，現時点ではその使用は限定的

今回，MR 拡散強調画像の最近の知見に焦点を当て，であり十分に認知されているとはいいがたい．MR 拡散

胸部腫瘍での診断・治療効果の判定における有用性およ強調画像による悪性病変の検出については，PET-CT のび今後の展望を概説する．

それと同様とする報告もあれば7），MR 拡散強調画像が肺癌および肺腫瘤陰影の診断
MR 拡散強調画像（Fig. 1）は，肺7, 9-11），縦隔12），前立
腺 ，乳腺 などで良悪性の鑑別に有用と報告されてい4）

13）

PET-CT より優れているという報告もある14）．PET-CT
では，充実性の肺癌は陽性集積を伴うことが多いが，高分化腺癌および代謝活性の少ない小型癌では，偽陰性になることが少なくない．

胸部腫瘍に対する MR 拡散強調画像

307

肺腫瘤性病変の良悪性鑑別に関して，拡散強調画像とる8）22）．Nomori ら8）は，MR 拡散強調画像による肺癌 88

PET-CT との診断能を比較検討した論文が 2 つ報告され例の正診率は 89％と，PET-CT のそれ（78％）に比較し，ている7,9）．Mori ら7）は，MR 拡散強調画像の特異度（0.97）

有意に高いことを報告した．その理由は，MR 拡散強調は FDG-PET のそれ（0.79）より有意に良好であるが，画像では overstaging が少ないことであった．肺癌例でMR 拡散強調画像の感度（0.70）
・正診率（0.76）は FDG-は，PET-CT での病期は understaging がまれではない23）．

PET の感度（0.72）
・正診率（0.74）と同様であったと報PET-CT で臨床的 IA 期と診断された非小細胞肺癌例で，告した．我々 は，MR 拡散強調画像の感度は 80.0％と14.3％（21/147）が病理学的 N1 ないし N2 症例であっ

PET-CT の 70.0％に比較し有意に良好で，MR 拡散強調た23）．我々は，160 例の肺癌例の解析で，MR 拡散強調画

画像の特異度は 65.5％と PET-CT の 65.5％と同様であり，像による N 因子の正診率は 96.2％と，PET-CT のそれ

MR 拡散強調画像の正診率は 77.8％と，PET-CT の 69.3％（94.3％）に比較し有意に高かったことを報告した22）．に比較し良好な傾向を認めたが有意とはいえなかったと

PET-CT では，肺癌症例に合併した多発肺門縦隔リンパ報告した ．PET-CT と MR 拡散強調画像に対する前向節の FDG の集積についてその診断に難渋することが多きの無作為化比較試験が存在していないため結論づけら

い．PET-CT で肺門縦隔リンパ節に多発 FDG の集積をれないが，少なくとも，肺癌および肺腫瘤に関しては，認める症例において，PET-CT と MR 拡散強調画像の診MR 拡散強調画像の診断能は PET-CT と比較し遜色がな断能を比較すると，MR 拡散強調画像の特異度・正診率いと考えられる．

（Fig.
は，PET-CT のそれに比較し有意に良好であった24）

8）

9）

診断の有益性を示したものとして高分解能 CT ，造影
15）

ダイナミック CT ，造影ダイナミック MR などがある
16）

17）

2）．これらの報告は，MR 拡散強調画像の診断能は PETCT に比して同等あるいは高いことを示している．

が，PET-CT との診断成績を比較した報告はなされてい全身性拡散強調画像による肺癌の病期診断についてない．Cronin ら18）は , 44 編の論文（ダイナミック CT 10編 , ダイナミック MR 6 編 , FDG-PET 22 編 , テクネシウ
ム 99m を用いた SPECT 7 編）を用いて , 肺腫瘤の良悪

全身性拡散強調画像（whole-body DWI：WB-DWI）の性の診断成績をメタアナリシスしている . その感度・特診断能については，PET-CT のそれと同等とする報告も異度・陽性適中率，陰性適中率は，ダイナミック CT であれば25），PET-CT のそれより優れているとの報告もあ0.93・0.76・0.80・0.95，ダイナミック MR で 0.94・0.79・る26）．現在，PET-CT と頭部 MRI を用いて肺癌の臨床病0.86・0.93，FDG-PET で 0.95・0.82・0.91・0.90，SPECT期が決められていることが多い．PET-CT では，脳はブで 0.95・0.82・0.90・0.91 であり，どの検査法も診断に有ドウ糖代謝が亢進しているため脳転移の評価が不十分で効であったが，有意差を認めなかった．

あり，頭部 MRI で脳転移の有無を評価している．切除可

肺癌のリンパ節転移診断について能な肺癌例に対する全身性拡散強調画像の診断成績は，
PET-CT＋頭部 MRI による診断成績より高い傾向を認CT や PET-CT を含めていくつかの非侵襲的検査が，めたが有意とはいえなかった27）．全身性拡散強調画像の肺癌およびリンパ節転移の評価に使用されている．しか診断能は，PET-CT＋頭部 MRI による診断能と遜色なく，し PET-CT による肺癌の進展範囲の把握は，時に難渋す

今後肺癌の病期診断に利用可能である．全身性拡散強調ることが少なくない．PET-CT は CT に比較して肺癌の画像を撮像することによって，PET-CT と同様に全身をリンパ節転移の評価に優れているが，偽陽性が少なくな評価することができる．PET-CT が弱点であった頭部もいことが指摘されている19）．

同様に描出可能であり，拡散強調画像の大きな長所であ最近は MRI の診断方法が進歩し，複数のメタアナリシ
スによって肺癌の N 因子の評価により有効と報告されるようになった20）21）．Peerlings ら20）による MRI のメタア

る．

再発転移病変の検出についてナリシスの結果，非小細胞肺癌における肺門および縦隔MR 拡散強調画像が，肺癌の再発転移病変の検出に有リンパ節の病期診断の感度は 0.87，特異度は 0.88 と高い効かどうか十分に検討されていない．肺転移は新しい病診断能力を示した．Shen ら21）は拡散強調画像の N 因子の変と認識しやすいため検出は容易であるが，良性の病変評価に有用性を指摘しているが，結果のバラツキの大きとの鑑別が時折困難となることがある．PET-CT はこれさも指摘している．MR 拡散強調画像は PET-CT に比較らの新しい病変の評価に用いられているが，炎症か腫瘍し，いくつかの長所を有している．第一に，MR 拡散強かの鑑別は難しいことが少なくない．肝転移病変は，調画像による転移性リンパ節の感度および正診率はplain CT や PET-CT では検出することが困難な場合がPET-CT のそれより有意に高いことが報告されていある．しかし，MR 拡散強調画像は，CT では良性との

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Fig. 2 Squamous cell carcinoma with pneumoconiosis（silicosis）.（a, b）PET-CT. Lung cancer ＋ mediastinal lymph nodes. SUVmax of the lymph node #4R was 5.47, and the cancer was clinically staged
as cN2 lung cancer by PET-CT.（c）DWI. Lymph node #4R, negative.（d）DWI. Lymph node #7, negative. The cancer was clinically staged as cN0 lung cancer by DWI. The cancer was diagnosed pathological N0 lung cancer after resection.（Cited from Usuda et al.24））

鑑別が難しい肺門縦隔リンパ節，肝，骨の再発転移の同定が容易である ．

縦隔腫瘍・病変の場合では，拡散強調画像による良悪性の鑑別をする際，ADC 値のバラツキの問題は今後の28）

縦隔腫瘍および縦隔病変の診断について
縦隔腫瘍および縦隔病変は，病理組織学的にも放射線学的にも広いスペクトラムを有しており，診断には大変課題である．悪性病変を診断するための至適カットオフ値は必要であり，我々は悪性縦隔腫瘍を診断するためのADC 至適カットオフ値を，ROC curve を用いて 2.21×10−3 mm2/s と算出している12）．

興味深い領域である．従来，CT と PET-CT が縦隔腫瘍治療効果判定についておよび縦隔病変を評価するのに使用されてきた．一方，
MRI は，胸壁の浸潤，脊髄浸潤，心血管浸潤の評価に重肺癌における化学療法や放射線治療による治療効果の要である．悪性縦隔腫瘍の平均 ADC 値は，良性縦隔腫

予想は，拡散強調画像が PET-CT より有効と報告されてMR 拡
瘍のそれより有意に低いことが報告されている29）．

いる30）．化学療法や放射線治療の効果判定に期待され散強調画像を用いて病変の ADC を測定することにより，る．

縦隔腫瘍の良悪性を鑑別することができる ．縦隔腫瘍
および縦隔病変について，MR 拡散強調画像の良悪性のMR 拡散強調画像の長所，短所および将来の可能性診断能は，PET-CT のそれと比べても遜色ない（Fig.

MR 拡散強調画像の長所として，MR 検査費用は放射3） ．それによると，悪性縦隔腫瘍の ADC 値（1.51±0.46

性同位元素である 18-ﬂuoro-2-deoxy-glucose（18F-FDG）

×10−3 mm2/s）は，良性縦隔腫瘍・病変のそれ（2.96±を用いる PET-CT の場合の 15〜20％と安価で，設置病院0.86×10−3 mm2/s）より有意に低値を示した（p＜0.0001）．

は制限されていない点があげられる．MR 拡散強調画像

縦隔腫瘍・病変の良悪性の鑑別に，MR 拡散強調画像とでは検査前の絶食も放射性薬剤の静脈内注射も不要で，PET-CT の診断能には有意差はなく，MR 拡散強調画像

検査時間もより短い．また，PET-CT ではある程度の放はその鑑別に有効な方法である．

射線被曝のリスクがあるが，MR 拡散強調画像では放射29）12）

胸部腫瘍に対する MR 拡散強調画像

309

Fig. 3 High-risk thymoma（type B2）.（a）CT. Tumor.（b）PET-CT. Tumor. SUVmax 6.38.（c）DWI.
Tumor.（d）ADC map. Tumor. ADC 1.43×10−3 mm2/s.（Cited from Usuda et al.12））

線被爆の問題はなく，小児の検査に適している．
MR 拡散強調画像の短所として，浸潤性粘液性腺癌の画像として優れており，過分極希ガスを用いて肺気腫・喘息などの病態評価に活用されうる．また，酸素吸入にMR 拡散強調画像は，もともと細胞成分が少なく水分子よる O2-enhanced MR imaging は 1 秒率や拡散能と相関の拡散能が抑制されていないため，ADC 値は高値となを認め，肺気腫や喘息の評価，肺癌患者の術後肺機能のり偽陰性となりやすい点があげられる9）．また，壊死組予測などにも応用されうる．

織を有する良性病変は水分子の拡散能が抑制されるた

おわりにめ，ADC 値が低値となり偽陽性となりやすい9）．
MR 拡散強調画像の撮像上の短所として，ADC 値はMR 拡散強調画像の最近の知見に焦点を当て，今後のMR 機種による基準値の設定で決定されるため絶対値と胸部腫瘍での有用性および今後の展望を概説した．MRして扱えない点がある．肺組織が空気と血管による構造

拡散強調画像の有用性が十分に認知され，胸部腫瘍の臨が主体であり，プロトンが少なく，血流による灌流の影

床に活用されるようになることを切望する．

響および呼吸運動や心拍による影響を受け，他臓器と比謝辞：本研究は，文部科学省科学研究費補助金（16K10694）

較して磁化率アーチファクトの発生や MRI 信号獲得のの助成で行われた．MR 拡散強調画像について多大なご助言困難さがある．空間的歪みのため病変の同定が困難な場をいただいた金沢医科大学放射線医学

合がありうることが指摘されている．また，装置の発すより深謝申し上げます．

道合万里子先生に心る騒音が大きく，心臓ペースメーカー，カラーコンタクトレンズ，入れ墨およびその他磁気に反応する金属が体内にある患者には施行できない．
将来，拡散強調画像を含め MRI 検査が他臓器のようにきちんと診療ガイドラインに取り上げられ，肺腫瘤の良悪性の鑑別，肺癌の N 因子・M 因子・病期診断に利用され，さらには縦隔腫瘍の鑑別診断や肺癌の化学療法や放射線治療の効果判定に応用されることが期待される．
また，胸部 MRI は，拡散異常や灌流評価といった機能著者の COI（conﬂicts of interest）開示：本論文発表内容において特に申告なし．

引用論文
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Abstract

Diagnostic benefits and prospects of diffusion-weighted
magnetic resonance imaging（DWI）for thoracic tumor
Katsuo Usuda a, Takuma Matsui a, Nozomu Motono a, Yuichiro Machida a,
Munetaka Matoba b, Hisao Tonami b, Yoshimichi Ueda c and Hidetaka Uramoto a

Department of Thoracic Surgery, Kanazawa Medical Universityb
Department of Radiology, Kanazawa Medical Universityc
Department of Pathophysiological and Experimental Pathology, Kanazawa Medical Universitya

This paper focuses on the latest research of diffusion-weighted magnetic resonance imaging（DWI）and thediagnostic benefit and prospects of DWI for thoracic tumors. DWI is reported to be useful for the differential diagnosis of malignancy or benignity for neoplasia in various organs. Diagnostic efficacy by DWI for pulmonary
nodules and masses, the evaluation of N factors and M factors in lung cancer, is equivalent to or more than thatof PET-CT. The diagnostic capability of whole-body DWI for the staging of clinically operable lung cancers isequivalent to that of PET-CT, and whole-body DWI is now available in clinics. Diagnosis by DWI for mediastinal
tumors or lesions is equivalent to that of PET-CT. DWI is useful for the assessment of the therapeutic effect ofchemotherapy and /or radiotherapy for lung cancer. The diagnostic performance of DWI for thoracic diseases isequivalent to that of PET-CT. A prospective randomized controlled trial for the comparison of diagnostic efficacy
between PET-CT and DWI for lung cancer is necessary for accuracy.