博 士（ 医学 ）朱強

学位論文題名ウサギ腎の経皮的凍結手術後のMRI所見と病理組織学的変化の検討．学位論文内容の要旨

目的凍 結療法 は腎の 4cm径以下 の小腫 瘍ある いは腎辺 縁の腫 瘍に対 し，機 能を温 存しう る低侵襲的 治療法の 1っとし て受け 入れら れてき た．MR亅 は凍結 プロー ブおよ び凍結 領域を 境界明瞭 な極 低信号域 として 描出できるため，プローブの誘導と凍結領域のモニタに用いられる．しかしなが ら，凍結 治療後 のMRI画 像につい ての報 告は少 なく， 病理組 織学的 な裏づ けのあ る報告は 見ら れない． 本研究 では， 正常な ウサギ を用い て，腎 凍結手 術後のMRI画像の 経時的 変化と病 理組 織学的な 変化の 関係を 明らか にする ことで ある．
対 象と方 法塞 鑒動惣 ： 11羽の 白ウサ ギを使 用した ．麻酔は筋肉内注射にて行った．速鑓主街：高圧アルゴ ン ガ ス を 利用 し た 凍 結装 置 お よ ぴオ ー プ ン 型の MRJ装 置 を使 用 し た ．径 2mmの MRI対 応凍
結 プローブ をMRI誘 導下で 経皮的に 刺入し た．プ ローブ の先端 は腎被 膜の直 上に留 置した． 凍結 ・ 解 凍は プ ロ ー ブ先 端温 度を‑125℃ に設定 して2サ イクル で行っ た，MRI撮 像：凍 結手術 の直 後 ， 7日 ， 45日 に Tl強 調 画 像 と T2強 調 画 像 を撮 像 し た ．7日 およ び 45日に は ， 造 影T1強調 画 像 も撮 影 し た ，擾 杢佐 盧：凍 結手術 の直後に 3羽，7日と45日 後にそ れぞれ4羽ずっを MRI
撮 像直後に 安楽死 させ，腎臓を摘出した．標本はへマトキシリン・エオジン染色を行い，マクロ切 片 と 組織 標 本 を 作製 した ．塗尅 璽目： 3名の放 射線診断 医がMRI画像に おける腎 内の凍 結領
域 およびそ の周囲 腎実質 の信号 強度の 変化を 評価し た．MRI画 像のう ち凍結 領域が 最も大き く
描 出されて いた断 面と合 致する ような 腎のマ クロ切 片を選 択し，MRI画像所 見と肉 眼所見を 比較 検 討 し た ． 更 に MRI画 像 所 見 と 組 織 学 的 変 化 と の 関 連 性 を 検 討 し た ．
結果速 鐘直f： Tl強調画 像では 腎内の 凍結領 域は中心 部に軽 度の高 信号域 を認め ，T2強調 画像では 中心部は 等信号 で，辺縁部に低信号帯を認めた．凍結領域外の腎実質にも高信号域を認めた，
マ クロ切片 では， 凍結領域の中央は赤色，周辺は桃赤色を呈していた．腎孟側に向かう腎実質には エオジン 好性に 染色さ れた領 域を認 め，そ の局在 と形状 はT2強調画像での高信号域に一致した ．組織学 的には ，中心部には核濃縮を伴う完全凝固壊死と顕著な急性出血像が見られた．辺縁部 は部分的 凝固壊 死を呈し，尿細管と腎小体細胞の大多数は障害を受けているが，核濃縮はより軽 度であっ た．ま た，出血は軽度で，著明なうっ血が観察された．隣接する腎実質では，一部の尿 細 管 と腎 小 体 が 障害 され ，ある 程度の うっ血が あった ．速鐘 後2日： Tl強調画 像およ びロ
強 調画像と も凍結 領域の 中心部 は高信 号を示 した． 辺縁部 はTl強調画像では不明瞭で，T2強調
画 像では中 心部よ りも低信号で，周囲腎実質との境界は明瞭であった．また，その低信号域は造― 510―

影Tl強調 画 像で 増強された．マクロ切片 では，中心部と辺縁部とは 染色性が異なった．これはT2強 調画 像 で見 られた中心部の高信号域 と辺縁部の低信号域の局在 ，形態に一致した．組織学的には，中心部には核 融解及び細胞質溶解を伴っ た完全凝固壊死を認めた．また，著明な溶血が見られた．辺縁部では ，部分的凝固壊死が見られ た．また，うっ血，線維芽細胞の過形成，リンパ球，血管肉芽組織と 石灰化が分布していた，隣 接の腎実質には比較的軽度の障害を受けた尿細管と 腎小 体 が存 在し，うっ血も軽度であ った．速鐘後豊≦日：凍結 領域の全体はT1強調画像では等 信号 な ぃし 軽度 の低 信号 ， T2強 調画 像で は 低信 号を 呈し た． 4例中2例はT2強調画像で凍結領 域に 接 する 腎実質に高信号帯を認め た，造影Tl強調画像で同部 に軽度の増強効果が見られた．マクロ切片では． 凍結領域内に多数の青染し た部位と薄い被膜を認めた．被膜から索状構造が腎実質に進展してい た．これは画像上の等ない し低信号領域と高信号帯の局在，形態に一致した，組織学的には，凍 結領域内には線維性肉芽組 織と多数の石灰化が観察された．凍結領域の周辺には線維性肉芽組織 の被膜が形成され，被膜外 の索状構造中には，線維芽細胞の過形成とうっ血があり，拡張した尿 細管が分布していた．
考察

本 研究 で は， 凍結 手術 後の ウ サギ 腎の 凍結領域において，経時的 なMRI画像と組織所見の変化を検討し，さらに両 者の関連性が存在すること を明らかにした，凍結領域の 中心部では，MRI画像所見は順次進展す る病理組織の所見に一致し た．超急性期（凍結直後）には，凝固壊死と出血と いう ニ つの 主要 な病 理学 変 化が 見ら れたが，MRI信号の変化に は出血よりも完全凝固壊死が関 与す る と推 定される．出血中の正常 な赤血球内オキシヘモグロ ビンは、Tl及ぴT2緩和時間のいずれにも影響しな いが，凍結後の粘稠な液体 中では，蛋白高分子と水との結合が緩いことにより ，Tl緩 和時 間を 短縮 し， T2緩和 時間 の延長を抑制する．亜急性 期（凍結後7日）には，完全凝 固壊 死 と溶 血が混在した状態であり ，Tl強調画像及びT2強調画 像の信号を変化させると考えら れる ． 溶血 による赤血球外メトヘモ グロビンの蓄積はTl緩和時 間を短縮し，自由なプロトンを 多く 含 んだ 溶液はT2緩和時間を延長 する，結果的に，溶血で生 じた細胞外メトヘモグロビンは Tlお よ びT2シー ケン スで の 信号 強度 を高 め る， 修復 段階 （凍 結 後45日） では ，MRI信号強度が低下したことに ついては，石灰化と線維性 肉芽組織に起因すると考えられた．凍結領域の辺縁 部は ， 超急 性期と亜急性期には，T2強調画像で低信号帯を認め ，組織学的には部分的凝固壊死に一致した．超急 性期には障害を受けた尿細 管・腎小体細胞だけでなく，強いうつ血が観察された．前者は低酸素 による組織破壊であり，大 きな分子とフリー・ラジカルが出現し，後者では血液と組織の境界面 において赤血球が速やかに 脱酸素化される．これらの変化はいずれも・T
2緩和時間を短縮させる ．更に亜急性期に示された 部分的凝固壊死における鬱血，線維芽細胞の過形成 ，肉 芽 組織 ，異栄養性の石灰化は， T2強調画像での信号強度の 低下をもたらす可能性がある． また ， 同部 は亜急性期に造影Tl強調 画像で増強像を示した，う っ血した血管と血管肉芽組織が 増強 像 に関 与している可能性が高い ．修復期に至っては，この T2強調画像での低信号帯は見られをかった．組織 学的には部分的凝固壊死が 消失することに一致した．凍結領域に接する腎実質 には ， 超急 性期にT2強調画像で強い 高信号領域を認めたが，そ の成因は明らかでない．組織学 的に 同 部で はうつ血と尿細管の損傷 を認めた．しかし、これが T2画強調像での強い高信号となるか否かは不明で ある．むしろ、解凍された 尿と一時的な浮腫により高信号を生じた可能性が高 い． 修 復期 では，凍結領域の周辺に T2強調画像で高信号帯が確 認された．この信号変化は凍結領域の被膜に接す る腎実質に存在し，マクロ 切片では索状変化を呈し，組織的には拡張した尿細管を含んでいた．従ってこの高信号帯はこれら異常な尿細管によることが示唆された．また，
造 影 Tl強 調 画 像 で ， 同 部 に 増 強 像 を 認 め た ． 組 織 的 に は 鬱 血 し た 血 管 が 見 ら れ た ，結語‑ 511―

M
R画像は腎内凍結領域における経時的な病理変化を反映する．M
R
Iは完全凝固壊死と部分的
凝 固 壊 死 を 識 別 し 、 更 に 凍 結 領 域 外 で 損 傷 を 受 け た腎 実質 の変 化を 描出 でき る．

ー 512―

学 位論文審 査の要旨
主 査 教授 宮坂 和男
副 査 教授 長嶋 和郎
副査 教授 野々村克也

学 位 論 文 題 名

ウサギ腎の経皮的凍結手術後のIVI
RI
所見と病理 組織学 的変化の 検討
近年画像診断の進歩により、小さな腎癌が発見されることが多くなった。凍結手術は、4cm
径 以下の 腎腫瘍に 対し、 低侵襲治 療法の ーっとして受け入られている。M
RIは凍結手術中、 プロー ブ挿入の 誘導と 凍結領域 のモニ タに利用 されてい る。更 に、MRI
はよい組織コン トラス ト分解能 のため 、治療後 の効果 判定に用いられる。凍結治療後のMR
画像について の報告 は少なく ，病理 組織学的 た裏づ けのある報告は見られない．本研究の目的
は、正 常なウ サギを用 いて、 腎凍結手 術後MR画 像の経時的変化と病理組織学的な変化の関係を解明することである。
実験 動物は、 11羽の正 常なウサ ギを使っ た。凍結手術では、アルゴンガスを利用した
凍結治 療装置 とO． 3T
オ ープン型 M
RI装置 を使用 した。凍 結・解 凍はプロ ーブの先端温度 を‑125℃ に 設 定 し、 2サ イク ル で 行っ た 。 凍結 直 後 、7日 、 45日 に Tl強調像 、T2強調 像を 撮 影 した 。 7日 およ び 45
日 に は 、造 影Tl
強 調像も 撮影した 。凍結 直後に3羽、7日 と45日 後に そ れぞれ 4羽ず っをMR
I撮像直 後に安楽 死させ 、腎臓を 摘出し た。標本 はHE染色 を行った 。3
名 の放射 線科医が MR画像で 腎内の凍 結領域 と周囲腎 実質の信号強度を評価 した。 ほ画像の 中、凍 結領域が 最大に 描出された断面と合致する腎のマクロ切片を 選択 し 、 M
R画 像所見 と肉眼所 見を比 較し、更 にM
R画像 所見と組 織学的 変化との 関連性を検討した。
凍結直後の超急性期には、凍結領域はTl強調像では、辺縁不明瞭な軽度の高信号域を、
T
2強調 像では中 心部に等 信号域 、辺縁部 に低信 号域、近接する腎実質に高信号域を示した。T2強調像で の中心部 、辺縁 部、腎実 質の信 号の局在と形態はマクロ切片で見られた区分に 一致し ていた。 組織学 的に、中 心部に は完全凝固壊死と出血が見られた。辺縁部には部 分凝固 壊死を認 め、尿 細管と腎 小体細 胞の大多数は障害を受けていたが，核濃縮は軽度 で、強 いうっ血 が観察 された。 腎実質 では，一部の尿細管と腎小体が障害され，うつ血 も見ら れた。凍 結後7日の亜 急性期に は、Tl、T
2強調像 ともに、 凍結領域の中心部 は高 信 号 域を 示し 、辺縁部 はT
l強調 像では不 明瞭で 、T
2強調像 では中 心部より も低一513―

信号 で あ った 。 造 影Tl強 調像で辺 縁部が濃 染され た。T2強調 像での 中心部高 信号域 と辺縁部低 信号域 の局在お よび形 態はマク ロ切片 での区分 に一致していた。組織学的に、中心部は 完全凝 固壊死を 示し、 溶血を認 めた。 辺縁部で は、部分凝固壊死を示し、うっ血、線維 芽細胞 の過形成 、血管 肉芽組織 、石灰 化等が認 められた。腎実質では尿細管と腎小体の 障害は 僅かで、 うっ血 は軽度で あった 。凍結後 45日の修復期には、凍結領域の全体 が 、 Tl強 調 像で 等 な いしやや 低信号域 、T2強調 像で低信 号域を 呈した。 4例 中、2例は T2強調 像 で 周囲 腎 実 質に高信 号帯を認 め、造 影Tl強調像 で同部 に軽度の 濃染が 見られた。マクロ切片では、凍結領域に多数の青染される部分を認めた。被膜が観察され、被膜から 索状構 造が腎実 質に進 展し、MR画 像上の 高信号帯、濃染の局在・形態と一致していた。 組織学 的に、凍 結領域 には線維 性肉芽 組織と石 灰化が見られた。凍結領域の周辺には線 維性肉 芽組織の 被膜が 形成され 、被膜 外の索状 構造中には、拡張した尿細管、うっ血、 線維芽 細胞の過 形成が 認められ た。
本研究 から、凍 結領域と 周囲腎 実質は超 急性期 、亜急性期、修復期の順に進展する病理組織的 所見と 関連した M
R画像所 見を呈す ること が分かっ た。MR
I画像は 、腎内凍 結領域におけ る経時 的な病理 変化を 反映し、 完全凝 固壊死と 部分凝固壊死を識別し、更に凍結領域に 隣接す る腎実質 の損傷 を描出で きる。
口頭発 表に際し 、副査の 長嶋教 授から亜 急性期 における皮質と髄質の造影効果の差、異栄養性 石灰化 の画像で の見え 方につい て、副 査の野々 村教授からラジオ波やマイクロ波と凍結 手術と の壊死変 化の差 異、臨床 的に術 後MR検査をどの時期に行うか、治癒組織と再発腫 瘍との 画像上の 違い、 線維性被 膜の位 置につい ての質問があった。又、主査の宮坂教授 から超 急性期と 亜急性 期のT2強調 像で辺 縁部が低信号になる原因、うっ血と信号の関係 につい ての質問 があっ た。いず れの質 問に対し ても、申請者は研究結果に基づいて 、 ある いは 文 献的 知 識に よ り、 お おむ ね適 切な 解答を行った 。
本論文 で、従来 報告され なかっ た凍結治 療後の 病理組織学的所見に対応したM
R
画像所見を 詳 細 に解 明 し、 向 後 腎腫 瘍の実例に 於いて参 照される ことが期 待される 。
審査員 一同は、 これらの 成果を 高く評価 し、大 学院課程における研鑽や取得単位なども併せ申 請者が 博士（医 学）の 学位を受 けるの に充分な 資格を有するものと判定した。

ー 514−