3 テスラ MRI を用いた海馬回旋の発達スペクトラムの形態評価◆自由論題＊研究論文◆

３テスラ MRI を用いた海馬回旋の発達スペクトラムの形態評価
Morphological Evaluation of the Developmental Spectrum of
Hippocampal Infolding Using Magnetic Resonance Imaging at 3 Tesla
吉野 加容子慶應義塾大学大学院政策・メディア研究科後期博士課程

Kayoko Yoshino
Doctoral Program, Graduate School of Media and Governance, Keio University

加藤 俊徳

株式会社脳の学校 脳環境研究部門代表

Toshinori Kato
M.D., Ph.D., Director, Department of Brain Environmental Research, KATOBRAIN Co., Ltd.

海馬は海馬溝を巻き込みながら胎児期から生後に急速に発達する脳の器官である。この海馬回旋のプロセスが完了せず、その形状が遺残した海馬回旋遅滞は、てんかんや広汎性発達障害との関連が指摘されている。海馬構造を明瞭に描出できる高磁場 3 テスラ MRI を使用し、成人の海馬とその周辺の形態特徴を明らかにした。従来の海馬回旋角を含む 11 指標で、海馬回旋が同側海馬周囲の形態発達に影響していることが示された。小児だけでなく、成人にも認められた海馬回旋の発達
スペクトラムは、11 の定量指標で評価できることが示唆された。

The hippocampus is an organ that develops rapidly infolding hippocampal fissures in eachhemisphere of the brain during the fetal and infant stages of human development. The shapes ofhippocampal infolding retardation that had retained the incomplete infolding have been reported as acause of epilepsy and pervasive developmental disorders. The shapes of the hippocampal formation
were measured in adults using MRI at 3 Tesla with high resolution images. The 11 indices including
the conventional angle index of hippocampal infolding indicated that the hippocampal infolding
influenced the shapes of the periphery of the hippocampus in the same hemisphere. It was suggested
that the developmental spectrum of the hippocampal infolding could be detected by these indices in not
only children but also adults.
Keywords: 海馬、海馬回旋遅滞、海馬傍回白質、3 テスラ MRI、広汎性発達障害

1

はじめに

al., 1997）に関係する脳領域として知られる辺縁系

1.1

研究背景

の主要器官である。前後に長い弓状構造をしており、

1.1.1

前部から頭部、体部、尾部の 3 部に分けられる。頭海馬とは海馬は、記憶障害（Scoville et al., 1957; Corkin et

部は扁桃体の後部に位置し、尾部の後端は脳梁上面

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自由論題

の灰白層と内側・外側縦条に連なる。一般的に「海などの、海馬周辺の形態異常を併発し、てんかんな馬」とはアンモン角と歯状回の複合体を指し、これどの症状を伴う場合があることを示してきた（Barsiに海馬采、海馬台を含めて「海馬体」と呼ばれる複et al., 2000; Bajic et al., 2008; 2009; Gamss et al., 2009;

雑な構造をしている。アンモン角は CA1 から CA4

Raininko et al., 2010）。しかし、これらの所見はす（CA: Cornu Ammonis）の４つに区分され、低酸素

べて画像診断による定性的な所見を基にしており、症では CA1 が最もその影響を受けやすい。海馬は

海馬回旋遅滞や疾患との関連性を定量的に示していてんかん発作の焦点であることも多く、上述の記憶なかった。

障害を含め、障害を受けると様々な症状を呈するとKato ら（2003）は、200 例の発達障害児の海馬回考えられている。

旋角を Okada ら (2003) とは異なった方法で計測し、75 名の片側性海馬回旋遅滞を報告した。その 80％

1.1.2

が左に限局して起こり、また 80％が男児であった

海馬の形態的発達

海馬の発達は、胎児期に形態的な発達変化が生じと報告した。さらに、遺伝的素因は明確でなく、他る。胎児期 10 週頃の初期では、冠状断面上で、海の病変を示す MRI の FLAIR 画像での高信号がない

馬は垂直に立ったような形状をしており、海馬溝が両側性の海馬回旋遅滞の存在を指摘した。これより存在しない。その後、海馬が巻き込みと折れ返りを

海馬回旋遅滞は、広汎性発達障害（PDD）との関開始し、それに伴って裂隙が生じる。この裂隙が海連を示唆する「海馬回旋遅滞症」として説明されて

馬溝となり、アンモン角と歯状回が組み合うよういる（加藤、2004、2005、2006）。PDD は、発達障に折れ重なって、在胎 18 ～ 20 週までには成人の害の１つで、自閉傾向と知的障害の重複、あるいは

海馬形状に近くなる（Humphrey, 1967; Kier et al.,

知的障害のない高機能自閉症やアスペルガー症候群

1997）。この形状の発達過程は一般的に「海馬回旋」

といった自閉性障害を含めた疾患群である。自閉傾と呼ばれ、垂直に立っていた海馬が、成人ではほぼ向に起因するコミュニケーション障害と知的発達の

水平の形状をしている（Bronen, 1991）。Okada et

遅れや偏りを説明するモデルとして、海馬回旋遅滞al. (2003) は、「海馬回旋角」を定義し、2 ～ 27 歳（平が、約 4 ～ 5cm ほどの細長い海馬の前後方向のど均 12.1 歳）のてんかん患者や境界域知能患者の海こに起きているのかによって、自閉傾向のみのタイ

馬回旋角をＭＲＩを用いて計測した。その結果、10プ（高機能自閉症、アスペルガー症候群）、知的障

歳までは年齢増加とともに海馬回旋が緩徐に進行す

害のみのタイプ、自閉傾向と知的障害を併発するタることや、左海馬に比べて、右海馬と海馬尾部で回イプに区分するモデルを提案した。

旋が先行することを明らかにした。Righini ら（2006）

また、ＭＲＩ画像からの海馬回旋遅滞症の診断確は剖検例で確認されてきた胎児期の発達過程を、Ｍ率に関して、PDD の診断を受けた小児 87 人中、知ＲＩで海馬回旋角の変化を計測して報告している。

的障害は海馬の所見から 98.2％診断され、コミュニ
ケーション障害は扁桃体の所見から 96.6％の確率で1.1.3

診断された（村越ら、2006）。この事実から、PDD

海馬回旋遅滞の画像所見

海馬の発達過程における回旋の停止は、MRI にの病態が、海馬回旋遅滞症の画像分類によって客観よる形態画像の観察によって報告された（Kier et

的に説明されうることが報告されている。しかし現

al., 1997, Sato et al., 2001）。 海 馬 長 軸 に 対 し て 垂状では、海馬回旋遅滞症は頭部 CT で診断が困難で直面の MRI 冠状断像では、海馬の不完全な回旋あるだけでなく、高頻度に認められる側副隆起幅のと立位の形態的な発達遅滞を明瞭に映し出すこと

拡大などの周辺の形態異常に対する定量的な診断基が で き る。 海 馬 回 旋 遅 滞 (Hippocampal infolding

準が明らかでなく、新しい疾患概念であるがゆえに

retardation: HIR) に関する画像所見は、回旋の不完

一般の画像診断医や小児科医にはあまり知られてい全性の他、側脳室下角の形態異常、側副溝の垂直化ない。海馬回旋遅滞を定義する定量的な海馬回旋角116

3 テスラ MRI を用いた海馬回旋の発達スペクトラムの形態評価の計測法は、Okada らと Kato らがそれぞれ異なっ

112.8 ± 13.1 であった。対象者の研究参加に際してた計測法で報告している。

は、株式会社脳の学校研究倫理委員会で承認された文書と手続きに従って、書面および口頭で研究

1.1.4

参加に対する同意と研究成果の報告に関する了承

海馬回旋遅滞の定量的診断における問題点

上記のように、次第に海馬回旋遅滞と疾患との関を得た。

連性や、定量診断の方法が報告されてきたが、海馬回旋遅滞が側副溝や側脳室下角などの周辺の形態に

2.2

3 テスラ MRI の撮影も影響することが指摘されており、海馬周辺を含め

MRI 撮 影 は、3 テ ス ラ MRI 装 置（Philips 社 製、た形態特徴は定量されていない。また、海馬回旋遅3.0T-MRI Achieva3.0 Quasar Dual）を用いて、水平滞の観察や評価は、これまで何らかの疾患を伴う人

断 T1、T2 強調画像、矢状断 T1、T2 強調画像、冠や、発達過程にある小児を対象として行われること

状断 T1、T2 強調画像を撮影した。海馬の回旋評価が多く、成人における海馬回旋の形態特徴は明らか

は、右半球の海馬長軸方向に対して垂直な冠状断になっていない。

T2 強調画像を使用した。皮髄境界が鮮明で、海馬また技術的な面においても、海馬の横断面の形状

内部の構造を区別しやすい T2 強調画像を用いた。

は直径 10 ～ 20mm ほどの微細な構造であるために、

T2 強調画像の撮影条件は、Spin-Echo 法、TE：81

臨床用の 0.5 ～ 1.5 テスラの MRI で撮影した海馬～ 110 ms、TR：3900 ～ 5800 ms であった。画像サの画像（Barsi et al., 2000; Okada et al., 2003; Bajic et

イズは 200 × 200pixel、スライス厚 4.0mm、スライ

al., 2008; 2009）では、アンモン角などの海馬体の内ス間ギャップ 0mm であった。

部構造や浅髄板を鮮明に描出できないという課題がある。海馬回旋に関する形態発達を詳細に定量評価

2.3

するために、高磁場の MRI で複雑な構造を鮮明に2.3.1

描出して評価する必要がある。

海馬の計測手法
計測スライスの同定

海馬回旋を評価するための計測スライスの同定
は、Okada ら (2003) を参考として、右半球の海馬

1.2

長軸（図１点線）に垂直な冠状断 ( 図１実線 ) で、本研究の目的

本研究では、海馬構造が明瞭に映し出される 3 テ
スラＭＲＩを用いて、成人の海馬と海馬周辺の形態
特徴を定量評価した。これによって海馬回旋遅滞の診断に比較的簡便に利用できる指標を検討した。加えて、海馬回旋遅滞の目安となる数値を検討し、診断に有効な尺度を得ることを目的とする。

２

方法

2.1

対象者

対象者は成人 31 名、年齢 20 ～ 31 歳、平均年齢23.5（± 2.3）歳、男性 18 名、女性 13 名であった。
対象者はこれまで神経性疾患を診断された既往歴がなくかつ、大学入学以上の教育歴を持つ者であった。MRI 撮影の別日に行ったウェクスラー式知能検査を全対象者に実施した。総 IQ の平均は 120.4

図 １ 計測スライスを示す矢状断像± 11.1、 言 語 性 IQ は 122.5 ± 10.1、 動 作 性 IQ は

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117

自由論題

大脳脚部と上小脳脚部を通る２つの断面像を用い

本研究では海馬回旋の形態特徴を示す指標を検討た。前後に長く、断面ごとに形状が異なる海馬体を、するため、図 3 に示す 11 の計測指標を以下の（1）

複数の被験者で計測して比較するに際し、この２つ～（11）に定義した。まず、長さの指標として、の断面像は、同定が容易で、計測の基準として共通

MTH 幅、側副隆起幅、海馬縦厚、海馬横厚の 4 つの海馬体断面画像を得ることができる。大脳脚部はの計測指標を設けた（図 3 a）。

海馬体部の前方、上小脳脚部は海馬体部の後方と、それぞれ同一の断面像に描出される。なお、大脳脚(1)部と上小脳脚部が 2 枚以上の断面に渡って描出されMTH 幅：正中線と側脳室下角を結ぶ水平ラインの幅を MTH 幅とした。

ている場合には、大脳脚部は前方、上小脳脚部は後(2)方の画像を用いて計測を行った。大脳脚部と上小脳側副隆起幅：加藤 (2004) に従って側副隆起の外縁と内縁の水平ラインの幅とした。

脚部の間は 3 ～ 4 スライスを隔てており、本研究の(3)

海馬縦厚：海馬体の垂直方向の厚みを示す指対象者群では、16 ～ 20mm の間隔で海馬体部の形標として、海馬の上縁と海馬台下縁の最大長態計測を行った。

を海馬縦厚とした。
(4)

2.3.2

海馬横厚：海馬体の水平方向の厚みを示す指標は、海馬の側副隆起内縁と海馬台の最内側

計測方法

MRI 画像の計測は、AZE WIN version 1.00 を用い部の幅とした。

て行った。図 2 に海馬の計測に用いた大脳脚部と上小脳脚部の冠状断像を示す。海馬の計測は、明瞭に海馬回旋の角度指標として、海馬回旋角と海馬描出されるアンモン角、海馬台、海馬溝、海馬傍回、溝角の 2 つを設定した。また側副溝角を定義した

浅髄板、側脳室下角、側副隆起、側副溝を基準とし（図 3 b）。

た計測指標を設定した。

図 2 海馬の冠状断像
a は大脳脚部、b は上小脳脚部を示す。下段の海馬画像は、上段の画像に示す白枠部の拡大画像である。下段には、それぞれの画像におけるアンモン角、海馬台、海馬溝、海馬傍回、浅髄板、側脳室下角、側副隆起、側副溝の位置を矢印で示した。

118

3 テスラ MRI を用いた海馬回旋の発達スペクトラムの形態評価

図 3 海馬の計測指標
本研究で用いた 11 指標を示す。便宜上、計測部位が見やすいように 3 枚の画像の右海馬と左海馬に分けて計測指標を示した。実際の計測では 1 スライスごとに左右の海馬で、それぞれ 11 指標の計測を行った。白色点線は、正中を示す垂線に対して 90 度の水平ラインを示す。

(5)

(6)

海馬溝開閉角：海馬溝の開き具合を示す角度

遅滞の程度を示すには、90 度から計測値を減を、アンモン角の頂点部（CA1）と、海馬溝の算しなければならない。一方、Kato ら (2003)

入り口の上下をそれぞれ結ぶ侠角を海馬溝開の海馬回旋角では、水平ラインを正常の 0 度閉角とした。海馬溝入口の上部（歯状縁）ととし、下方へ傾き 90 度に近づくにつれて回旋下部（浅髄板）の最短距離となる点をとって遅滞が大きいことを示す。この方法では、海計測した。

馬回旋の発達遅滞の程度を直接的に示すこと

海馬回旋角：本研究では、アンモン角頂点部ができるため、本研究では Kato(2003) の方法（CA1）と海馬台の内側上縁を結ぶラインと、を用いた。また水平ラインより上方に傾いて

水平ラインとが成す角を、海馬回旋角と定義いる場合には、便宜上、負の値を用いて計測した。海馬回旋角は、これまで Okada ら (2003)した。

は、アンモン角外縁部と海馬台の内側上縁を(7)結ぶラインと、正中線とが成す角を、海馬回側副溝角：先行研究で指摘された側副溝の角度を、側副溝角として計測した。

旋角として定義している。この海馬回旋角では、正中線に対して垂直を示す 90 度を正常と

海馬傍回の白質角度に関しては、4 つの計測指標

みなし、海馬が下方傾斜して 0 度に近づくにを以下（8）～（11）のように設定した。なお、白つれて海馬回旋遅滞を示す。すなわち、回旋

質は T2 強調画像では黒色に描出される（図 3 c）。

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119

自由論題

(8)

白質上端角：側副隆起内側縁を示す垂直の補の 1 において、海馬回旋遅滞に該当すると考えられ

助線と海馬傍回白質の交点と、白質の上端縁る画像所見が認められた。大脳脚部では、右海馬でを結ぶラインと水平ラインが成す角とした。

回旋遅滞の所見が認められたのは 2 名であったが、白質下端角：側副隆起内側縁を示す垂直の補左海馬の所見は 12 名に認められた。一方、上小脳

助線と海馬傍回白質の交点と、白質の下端縁脚部では、海馬体の下方傾斜は左右の海馬で 4 名とを結ぶラインと水平ラインが成す角とした。

少なかったが、側副隆起幅の拡大は 15 名と多かっ(9)(10) 白質角：側副隆起外側縁から内側縁の間の上た。すなわち上小脳脚部では、海馬回旋遅滞の 2 つ

縁と、白質先端の内側縁を結ぶラインと水平の所見（海馬体の下方傾斜と側副隆起幅の拡大）にラインが成す角とした。

は重複が少なかった。しかし、大脳脚部では左海馬(11) 白質枝角：側副隆起内縁を示す垂直の補助線の下方傾斜と側副隆起幅の拡大の重複が高頻度で認から、白質が折れ曲がるまでの角度を示す。

められた（表 1*）。そこで、本研究では、海馬回旋

海馬回旋遅滞のない例では、海馬下端角とほ遅滞の 2 つの画像所見との一致が最も多かった大脳ぼ同様の角度になることが多いが、白質先端

脚部左海馬に異常所見を認めた群を HIR 群（n=12）が膨大して下部に突出している場合に白質下とし、それ以外を非 HIR 群（n=19）とした。

端角では白質の角度を純粋に計測できない場合があるために設定した指標である。

2.4

統計処理

海馬と海馬周辺の形態の左右差を調べるために、
2.3.3

指標ごとに各対象者の左右の計測から得られる値をHIR 群と非 HIR 群の設定

本研究の解析にあたり、成人における HIR 群とペアとする paired T 検定を行った。加えて、前後

非 HIR 群の海馬形態の定性的な差異を１１の定量に長い同側海馬体の形態差を調べるために、各対象指標で検討するため、対象者の画像診断を行った。

者の大脳脚部と上小脳脚部からの計測値をペアとす

画像診断は、専門診断医が氏名等の情報をマスクる paired T 検定を行った。また全対象者データにした状態で読影を行った。1 名につき大脳脚部と上おいて、計 44 の計測データ（4 部位× 11 指標）間小脳脚部の 2 枚の計測画像のぞれぞれの右海馬との相関係数を求めた。4 部位は、大脳脚部と上小脳

左海馬について、海馬回旋遅滞の特徴所見（加藤、脚部の 2 枚の計測画像のぞれぞれの右海馬と左海馬

2004）である海馬体の下方傾斜と側副隆起幅の拡大である。HIR 群と非 HIR 群の差異は、計測指標ごを伴った側脳室下角の拡大の所見を認めたものを海とに独立 2 群 T 検定を行って求めた。すべての検馬回旋遅滞とした。読影は 1 名につき 2 回行った。

定において有意水準は 5％とした。

2 回の画像所見において、海馬体の下方傾斜ないし側副隆起幅拡大のいずれかが、2 回とも認められた

３

結果

人数を表 1 に示した。

3.1

全対象者における海馬とその周辺形態の部位

表 1 に示すように、本研究の対象者のおよそ 3 分

間の差異

表 1 海馬回旋遅滞の画像所見
海馬体下方傾斜

側副隆起幅拡大

のべ人数

大脳脚部

左海馬

9

9

上小脳脚部

左海馬

3

15

12 *

大脳脚部

右海馬

2

1

2

上小脳脚部

右海馬

1

4

4

15

（人）

120

3 テスラ MRI を用いた海馬回旋の発達スペクトラムの形態評価

対象者全員の大脳脚部および上小脳脚部におけする有意差が認められた。MTH 幅と海馬溝開閉角る左右の海馬体部を計測した結果を図 4 に示す。全は、部位間の有意差は認められなかった。

11 の計測指標のうち、海馬縦厚、海馬縦厚、側副隆起幅、白質角、白質上端角、白質下端角、白質枝

3.1.1

距離で表される海馬の形態特徴

角、側副溝角、海馬回旋角の計 9 の計測指標におい距離に関する４指標では、図 4 の最上段に示すよて、左右ないし前後間の海馬とその周辺の形態に関

うに、MTH 幅以外の海馬縦厚、海馬横厚、側副隆

海馬縦厚

海馬横厚

MTH 幅

側副隆起幅

n.s.

R
L
大脳脚部

R
L
大脳脚部

R
L
上小脳脚部

R
L
大脳脚部

R
L
上小脳脚部

R
L
大脳脚部

海馬回旋角

海馬溝開閉角

R
L
上小脳脚部

R
L
上小脳脚部

側副溝角

◆

平均値
p<0.5

n.s. p>0.05

R
L
大脳脚部

R
L
上小脳脚部

R
L
大脳脚部

R
L
上小脳脚部

白質上端角

白質角

R
L
大脳脚部

R
L
上小脳脚部

R
L
大脳脚部

R
L
上小脳脚部

白質下端角

R
L
大脳脚部

白質枝角

R
L
大脳脚部

R
L
上小脳脚部

R
L
上小脳脚部

R
L
大脳脚部

R
L
上小脳脚部

図 4 海馬体部の形態比較
全 対 象 者 の 海 馬 を 計 1 1 指 標 で 計 測 し た 結 果 を 示 す 。 上 段 は 距 離 指 標 （ 海 馬 縦 厚 、 海 馬 横 厚 、 側 副 隆 起 幅、
MTH 幅 ）、 中 段 は 海 馬 体 と 側 副 溝 の 角 度 指 標 （ 海 馬 回 旋 角 、 海 馬 溝 開 閉 角 、 側 副 溝 角 ）、 下 段 は 海 馬 傍 回 の 白 質の角度指標 （ 白 質 角 、 白 質 上 端 角 、 白 質 下 端 角 、 白 質 枝 角 ） の 結 果 を 示 す 。 各 部 位 の 平 均 値 を ◆ で 示 し た 。

KEIO SFC JOURNAL Vol.11 No.2 2011

121

自由論題

起幅の３指標が海馬形態の部位間の違いを示すの

3.1.3

海馬傍回の白質の角度による形態特徴に有効であった。この 3 指標の計測値では有意な

図 4 の最下段に示すように、白質の角度に関する

左右差が認められた（p<0.05）。海馬縦厚は、大脳４指標では、全ての指標で部位間の形態的差異を示

脚部（海馬体部の前部）で 0.6 ± 1.1mm、上小脳脚した（p<0.05）。大脳脚部における左右差が、白質部（海馬体部の後部）で 0.3 ± 0.6mm の差で、左角で 4.7 ± 9.4°、白質下端角で 15.3 ± 15.4°、白質海馬が右海馬よりもわずかに大きかった。海馬横厚

枝角で 17.5 ± 20.3°、いずれも左海馬傍回の白質には、大脳脚部では左右差がなく、上小脳脚部で 0.9

関する角度が右側よりも大きい値を示した。上小脳± 2.3mm の差で、右海馬の方が大きかった。側副脚部における左右差は、白質角で 5.0 ± 7.7°、白質

隆起幅は、上小脳脚部で左右差がなく、大脳脚部で上端角で 4.3 ± 9.7°、白質下端角で 10.2 ± 12.3°、

1.4 ± 1.6mm の差で左側で大きかった。

白質枝角で 9.3 ± 16.2°、いずれも左海馬傍回の白また、海馬の同側における前後間（大脳脚部と上質に関する角度が右側よりも大きい値を示した。す小脳脚部）では、海馬縦厚と側副隆起幅で有意差をなわち、海馬体部では左側の方が海馬傍回の白質で認めた（p<0.05）。海馬縦厚は右海馬で 1.3 ± 0.8mm、計った回旋の角度が大きく、右側よりも左側で回旋左海馬で 1.6 ± 1.1mm の差で上小脳脚部よりも大遅滞を示す傾向があることを示した。

脳脚部で大きかった。これらの差異は、海馬体部の海馬の同側における前後間（大脳脚部と上小脳脚

後部で左右の海馬の形状が薄くなることを示した。

部）では、白質の角度に関する全ての指標で有意差

側副隆起幅は、右で 1.8 ± 2.0mm、左で 1.2 ± 1.9mmを認めた（p<0.05）。右側では、白質角で 9.1 ± 6.7°の差で大脳脚部よりも上小脳脚部で大きかった。この差、白質上端角で 10.5 ± 12.0°の差、白質下端角

れは側副隆起幅が左右とも海馬体部の後部で拡大しで 14.7 ± 1.6°の差、白質枝角で 7.7 ± 9.8°の差を示やすいことを示した。

し、上小脳脚部より大脳脚部の方が大きかった。左側では、白質角で 8.7 ± 7.3°の差、白質上端角で 9.1

3.1.2± 10.9°の差、白質下端角で 19.8 ± 10.2°の差、白海馬と側副溝の角度による形態特徴

海馬と側副溝の角度に関する３指標では、図 4 の質枝角で 16.0 ± 12.2°の差を示し、上小脳脚部より中段に示すように、海馬溝開閉角は部位間で有意差

大脳脚部の方が大きかった。上小脳脚部の白質上端がなく、海馬回旋角と側副溝角が部位間の形態的

角は、左右ともに上向きになるために高頻度に負の差異を示した。左右差は、大脳脚部の海馬回旋角値を示した。すなわち、海馬傍回の白質の傾きは、と、上小脳脚部の側副溝角で認めた（p<0.05）。海海馬体部の前部の方でより大きく、後ろへ向かって

馬回旋角は、大脳脚部の右海馬より左海馬が 4.6 ±海馬が薄くなるにつれて傾きも左右ともに小さく

11.4°大きかった。側副溝角は、上小脳脚部の右側なっていくことを示した。

より左側で 9.4 ± 13.6°大きかった。
海馬回旋角と側副溝角は、海馬の同側における前3.2

海馬と海馬周辺の形態的な相関性

後間（大脳脚部と上小脳脚部）で有意差を認めた

全対象者の計測データ間の相関係数を調べた結（p<0.05）。海馬回旋角は、右海馬で 13.0 ± 10.9°の果、図 5 に示す部位の指標間に相関関係を認めた

差、左海馬で 17.0 ± 9.6°の差を示し、上小脳脚部（r=0.60 ～ 0.82）。

よりも大脳脚部で大きかった。側副溝角は、右海馬

白質下端角と海馬横厚には、大脳脚部と上小脳脚で 28.5 ± 3.5°の差、左海馬で 23.4 ± 18.1°の差を示部のそれぞれ左海馬における負の相関を認めた（図し、上小脳脚部よりも大脳脚部で大きかった。上述

5a, 大脳脚部 : − 0.61, 上小脳脚部 : − 0.70）。一方、の海馬縦厚も後部で薄くなったことから、海馬体部

右海馬の白質下端角と海馬横厚の相関係数は、大脳の後部に向かって、海馬体と側副溝を含めた周辺領脚部で− 0.18、上小脳脚部で− 0.58 であった。

域が左右とも薄くつぶれていく形態特徴を認めた。

上小脳脚部の左海馬では、側副隆起幅と海馬横厚

122

3 テスラ MRI を用いた海馬回旋の発達スペクトラムの形態評価

白質下端角（度）cd

白質枝角（度）◆大脳脚部 L （r=-0.61）○上小脳脚部 L（r=-0.70）

白質下端角（度）a◆大脳脚部 L（r= 0.37）△大脳脚部 R（r= 0.80）◆大脳脚部 L（r= 0.37）△大脳脚部 R（r= 0.75）

側副隆起幅（mm）

海馬横厚（mm）b

側副隆起幅（mm）○上小脳脚部 L（r=-0.73）

側副隆起幅（mm）

白質枝角（度）白質下端角（度）

側副隆起幅（ mm）
海馬横厚（mm）○上小脳脚部 L（r= 0.79）
×上小脳脚部 R（r= 0.65）○上小脳脚部 L（r= 0.82）
×上小脳脚部 R（r= 0.60）

側副隆起幅（mm）

図 5 海馬形態の計測指標間の相関性
全対象者の計測結果の相関を示す。図凡例とともに相関係数を記載した。L は左半球、R は右半球を示す。

の負の相関を認めた（図 5 b, r = − 0.73）。上小脳脚部の側副隆起幅の拡大は、表 1 から左右とも高頻度に認められる所見であったが、海馬の形態との明瞭な相関を示したのは左海馬のみであった。側副隆起
幅が拡大し、空隙が大きくなるほど、海馬横厚が短縮することが示された。
側副隆起幅は、図 5(c, d) に示すように、白質
下端角や白質枝角と高い正の相関を示した。これ
らの相関は、大脳脚部の右海馬（r = 0.75 ～ 0.80）と、上小脳脚部の左右の海馬 (r = 0.60 ～ 0.82) に認められた。大脳脚部の左海馬では相関が弱かった（r = 0.37）。すなわち、海馬回旋は、同側海馬周囲の形態発達と相互に影響し合っていることが
示された。
3.3

図 6 海馬回旋遅滞の MRI 画像
左 海 馬 の M R I 画 像 の 比 較（ 上 段 a ： 海 馬 回 旋 遅 滞の 所 見 な し、 下 段 b： 矢 印 の ご と く 海 馬 傍 回 の 白 質
がくの字に折れ曲がる海馬回旋遅滞）

HIR 群と非 HIR 群の海馬形態の特徴比較

成人の海馬回旋遅滞の左海馬の MRI 画像を図 6に示す。海馬回旋遅滞の所見がない図 6 a の海馬は、海馬傍回の白質が太矢印のようにほぼ水平レベルにKEIO SFC JOURNAL Vol.11 No.2 2011

123

自由論題

達していた。その上部にある海馬体の傾き（細矢印）

な群間差が認められた 15 の項目を表 3 に示す。大も水平であった。一方、図 6 b は海馬回旋遅滞が認

脳脚部の左海馬では、海馬縦厚、海馬横厚、側副隆

められ、海馬傍回の白質が傾き（太矢印）、上部の起幅、海馬溝開閉角、白質角、白質下端角、白質枝

海馬体も下向きで（細矢印）、回旋過程の形態が遺角の７指標で有意な群間差を認めた。HIR 群の大脳残していた。また海馬溝が閉じている a の画像と比脚部の左海馬の形態は、非 HIR 群にくらべて、海べて、b では海馬溝が開いているのが分かる。図 3

馬縦厚が 0.9 ± 0.4mm、側副隆起幅が 1.9 ± 0.5mm

でも確認できるように、本研究の HIR 群で高頻度大きく、海馬横厚が 1.8 ± 0.6mm 小さかった。まに認められた所見として、海馬傍回の白質の傾きがた非 HIR 群にくらべて HIR 群は、海馬溝開閉角が 5.6

一定でなく、途中で傾きが変わり、くの字型に折れ± 2.5°、白質角が 8.4 ± 2.3°、白質下端角が 15.2 ±曲がって内側縁で上向する形態が多く認められた。

4.0°、白質枝角が 20.4 ± 5.3°大きい特徴があった。

実際に、従来から海馬回旋遅滞の診断に用いら

上小脳脚部の左海馬周辺の形態特徴では、海馬横れてきた海馬回旋角を計測した結果を表 2 に示す。

厚、側副隆起幅、白質下端角、白質枝角の 4 指標でHIR 群の平均海馬回旋角は 20.4 ± 14.3°、非 HIR 群

群間差を認めた。非 HIR 群より HIR 群で、側副隆で 15.9 ± 10.9°を示し、群間に有意差は無かった。

起幅が 1.3 ± 0.6mm 大きく、海馬横厚が 2.0 ± 0.9mm

その他の指標について、HIR 群と非 HIR 群の海短かった。また角度指標では、HIR 群で白質下端角

馬とその周辺の形態の群間比較を行った結果、有意が 14.0 ± 4.4°、白質枝角が 15.0 ± 4.4°大きかった。

表2
部位
大脳脚部
上小脳脚部
大脳脚部
上小脳脚部

HIR 群と非 HIR 群の海馬回旋角

HIR 群 n=1220.4 (14.3)-2.1 (6.4)
9.6 (6.2)-1.1 (6.6 )

左海馬
左海馬
右海馬
右海馬

平均値（標準偏差）非 HIR 群 n=19
15.9 (10.9)-1.5 (4.7)
12.2 (7.0)-5.5 (7.4)

P値
n.s.
n.s.
n.s.
n.s.
n.s. : not signif icant

表3
部位

HIR 群と非 HIR 群の海馬形態の群間比較

計測指標
海馬縦厚

大脳脚部
左海馬

上小脳脚部
大脳脚部
右海馬

上小脳脚部

海馬横厚
側副隆起幅
海馬溝開閉角
白質角
白質下端角
白質枝角
海馬横厚
側副隆起幅
白質下端角
白質枝角
側副隆起幅
側副隆起幅
白質角
白質下端角

（単位）
(mm )

HIR 群
8.6

(mm )
(mm )
(degree)(degree)(degree)(degree)
(mm )
(mm )
(degree)(degree)
(mm )
(mm )
(degree)(degree)124

平均値（標準偏差）n=12
非 HIR 群
(1.0)

15.3 (1.7)
4.9 (1.3)
22.5 (6.1)
17.9 (6.0)
46.7 (9.0)
42.1 (12.9)
15.1 (2.6 )
7.0 (1.6 )26.1 (11.9)
22.9 (10.2)
3.1 (1.9)
5.1 (3.1)
4.0 (8.2)
12.9 (15.7)

7.8

n=19
(0.9)

P値
*

17.2 (1.6 )**
2.9 (1.3)**
16.9 (7.9)*
9.6 (6.6 )**31.5 (13.3)**
21.8 (16.3)**
17.1 (1.9)*
3.6 (1.8)**
12.1 (12.2)**
7.9 (14.2)**
1.7 (1.1)*
3.3 (1.3)*-4.1 (5.5)**-1.0 (9.3)***p<0.05, **p<0.01

3 テスラ MRI を用いた海馬回旋の発達スペクトラムの形態評価

右海馬周辺の群間差は、大脳脚部で側副隆起幅

年齢増加とともに海馬回旋が緩徐に進行すると指摘の 1 項目に、上小脳脚部で側副隆起幅、白質角、しているが、それ以降の年齢での海馬回旋の分布、白質枝角の 3 指標に有意差を認めた。右海馬の大すなわち、海馬回旋スペクトラムは、明らかにされ脳脚部では、非 HIR 群より HIR 群では、側副隆起ていなかった。しかし、今回、健常成人 31 人中 12

幅が 1.3 ± 0.6mm 大きかった。右海馬の上小脳脚

人に海馬回旋遅滞の可能性を指摘できたことから、部では、非 HIR 群より HIR 群の側副隆起幅が 1.8

10 歳までに海馬回旋が完了しない群が多いのか、± 0.8mm、白質角で 8.1 ± 2.7°、白質枝角で 13.9

あるいは、海馬の正常発達スペクトラムの中に、健± 5.0°大きかった。

常な海馬回旋スペクトラム群が存在しているのかな

このように、左海馬では 11 指標、右海馬では４ど、新しい問題が提起できる。これらの問題を解決指標において、非 HIR 群と HIR 群に有意差を認めするためには、被験者の数を増やして検討する必要たことから、右海馬よりも左海馬、特に大脳脚部にがある。

回旋遅滞が起こりやすいことを示した。また、表 2

これまでてんかんや PDD との関連が指摘されてのように上小脳脚部の左右の海馬回旋角が正常であきた海馬回旋遅滞は、今回、健康なボランティアのるにもかかわらず、表 3 に示す白質下端角は、左右中にも多数認められた。現在は PDD などの、自閉海馬で非 HIR 群と HIR 群に有意差を認めた。すな

症圏の発達障害から健常者までを連続的に捉える自

わち、海馬回旋角よりも白質下端角は HIR 群の診

閉症スペクトラムという考え方が広まっているが、断に有効であった。

Kato(2004) は、実際に海馬回旋遅滞の部位と強度によって自閉症スペクトラムを説明している。実際

４

考察には、海馬回旋遅滞が引き起こす症状が全て分かっ

本研究は、海馬構造が明瞭に映し出される 3 テスているわけでなく、海馬回旋遅滞を多様な症状を持

ラ MRI を用いて成人の左右の海馬体の形態特徴のつ症候群と考えるか、正常のバリエーションと考え計測を行った。海馬とその周囲を 11 指標で定量するかについては議論の余地がある。実際にてんかんることで、成人の海馬回旋の形態特徴が明らかに患者や発達障害児に高頻度で海馬回旋遅滞を認めたなった。この 11 指標のうち、海馬の部位間の形態報告もあり、この海馬回旋の発達スペクトラムの中差を示した指標は 9 つ（海馬縦厚、海馬縦厚、側副に、病的な群が存在する可能性は否定できない。今

隆起幅、白質角、白質上端角、白質下端角、白質枝角、回、健常成人で海馬回旋遅滞の所見が認められ、海側副溝角、海馬回旋角）であった。HIR 群と非 HIR

馬回旋の発達の程度がまさにスペクトラム様に分布群を有意に区別したのは、7 指標（海馬縦厚、海馬

していることが示唆された。すなわち、海馬回旋遅横厚、側副隆起幅、海馬溝開閉角、白質角、白質下滞が即、日常行動の上での症状を示すのではなく、端角、白質枝角）であった。これらの指標を用いる

脳の形態上の発達遅滞として何らかのサインを示し

ことで、海馬回旋に伴う海馬と海馬周辺の立体的なていると考えた方がよいだろう。脳の発達と個人の特徴や回旋遅滞の程度を定量できることを示した。

発達特徴が密接に関係していることは明らかであるので（吉野、2009）、今後、発達障害を診断された

4.1

海馬の発達スペクトラムと海馬回旋スペクト

グループを含め、海馬回旋遅滞の機序と背景についラムてさらに検討していくことが課題である。さらに、

海馬回旋を 11 指標で計測したことで、海馬回旋発達障害群では海馬回旋遅滞が 90％以上認められ遅滞が、定性的にも定量的にも健常成人で認められたが、今回の健常成人群では約 30％である事から、ることが明らかになった。海馬回旋遅滞が、左海馬海馬回旋遅滞が脳発達病態に関与していることが示の大脳脚部に起こりやすいことは、Okada ら (2003)

唆されたので、HIR スペクトラムの病態解析が必要の結果と一致していた。Okada らは、10 歳まではになる。

KEIO SFC JOURNAL Vol.11 No.2 2011

125

自由論題

4.2

を採用して丹念に計測したが、白質上端角を除いて、成人の海馬回旋遅滞の形態特徴

今回、海馬回旋遅滞 12 名のうち 10 名が左海馬の白質の角度が有意に垂直に近い形状であることが明

みの片側性海馬回旋遅滞であったが、上小脳脚部でらかとなった。一方、白質上端角の群間差が有意では右海馬にも回旋遅滞のわずかな影響が認められなく、側副隆起からの白質の下降角度が有意に増大た。一方で、大脳脚部の HIR 群の右海馬は、側副していても、白質先端部への移行部で折れ曲がり、隆起幅を除いて、非 HIR 群の右海馬と有意差がな

上方へ向かって角度を変えることで、HIR 群の白質かった。海馬体部の前部において片側性の回旋遅滞

上端角は非 HIR 群と有意差がない程度まで水平ラであっても、尾部に近いほど左右の海馬に影響があインを保っていることが特徴的であった。この点にり得るということは新しい知見であった。この点については、PDD 児や知的障害の小児では指摘が少ついて、さらに対象者の人数を増やして検討する予ない点であるので、成人特有の形態なのか、あるい定である。

は知的水準に影響する形態の特徴であるかについて

成人の海馬回旋の形態特徴を定量した結果、以下は今後の研究が必要である。

に①～⑤で示す海馬と海馬周辺の回旋遅滞による画

海馬傍回の白質の角度は、大脳脚部よりも上小脳像所見をより評価しやすくなることが示唆された。

脚部でより小さくなったことから、海馬尾部に近い

海馬回旋遅滞による海馬体の形態は、主に①海馬部位よりも、海馬体部で回旋遅滞が起きやすく、さ

横厚の短縮、②海馬縦厚の肥大、③海馬溝開閉角のらに回旋遅滞は左海馬に多いことが示された。こ拡大の３つの所見が定量的に有意に認められた。海の結果は、胎児期から生後 10 歳までに海馬回旋が馬横厚の短縮は、海馬回旋の程度に相関したため、尾部から前方へ向かって進行し、かつ右海馬の回

この短縮化が海馬縦厚の肥大を誘引し、その結果と旋が左海馬の回旋に先行するという Kato ら (2003)

して海馬溝が開きやすい傾向があると考えられる。

や Okada ら (2003) の指摘と矛盾しない。すなわち、白質の回旋遅滞によって、白質下端角が下方傾斜す

海馬回旋遅滞が、海馬の発達過程で回旋の停止にるほど、海馬台の横幅が狭くなり、海馬体の横厚がよって起こり、その形状が成人まで遺残することが短縮する形態的な特徴を示唆した。この特徴が右海本研究からも示唆された。動物実験では左と右の海馬の大脳脚部で認められなかったことは、海馬回旋

馬の細胞が異なるという指摘もあり（Kawakami et

遅滞の形態的首座が左海馬の海馬体前方部にあるこal., 2003）、左右の海馬回旋の進み方については未だとを示した。

不可解なところが多い。

また海馬横厚の短縮とともに④側副隆起幅の拡大が認められたことは、従来から HIR を伴う PDD 児

4.3に側副隆起幅拡大が高頻度で確認されていたことと

海馬回旋遅滞の診断に有効な指標と基準値の目安一致する知見であった。従来、海馬に関わる疾患群

今回、海馬の MRI 撮影は、計測に用いたスライ

においては、海馬の体積が小さいことが示されてきス厚 4.0mm の T2 強調画像と、スライス厚 1.0mm

たが、海馬横厚の短縮や側副隆起幅の拡大などにの 3D 撮影（T2：水平断）を行ったが、スライス厚

よっても体積の変動が十分に考えられることから、によって生じる計測誤差よりも、画像の鮮明度を優今後は海馬体の体積や断面積を含めた計測にも着目

先して、スライス厚 4.0mm の T2 強調画像を計測する必要があるだろう。

に用いた。海馬は構造が複雑であり、また海馬回旋

海馬体の回旋遅滞の影響は、⑤海馬傍回の白質の遅滞が海馬全体に一様に生じるわけではない。その下方傾斜を引き起こすことを示した。今回、HIR 群

ためスライス厚を薄く設定しても、必ずしも診断精の白質の形状が上向きの“くの字”に折れ曲がって度が向上するわけではない。今後、海馬回旋の前後いたことから、白質の上端をとる白質上端角と下端の評価のために、連続的なスライスでの計測が必要をとる白質下端角と、白質先端部を除いた白質枝角である。海馬回旋を計測した先行研究では 1.5 テス

126

3 テスラ MRI を用いた海馬回旋の発達スペクトラムの形態評価

ラの MRI 装置で海馬が撮影されてきたが、今回 3

謝辞

テスラ MRI から得た海馬画像では、海馬溝開閉角

本研究は、財団法人博報児童教育振興会「第 2 回に用いた浅髄板やアンモン角が明瞭に映し出される

博報『ことばと文化・教育』研究助成」(2007 年 )、利点があり、海馬の形態指標を確立する上で有用で「2009 年度森泰吉郎記念研究振興基金」の助成を受あった。これまで海馬回旋角（Okada et. al., 2003;

けて実施された。

Kato et. al., 2003）や側副隆起幅（Kato et. al., 2003）
を用いて海馬回旋遅滞が定量されてきたが、本研究

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非 HIR 群を有意に区別できず、他の指標との併用が必要であることが明らかとなった。特に今回計測した海馬溝開閉角は、部位間の有意差がなく一定しており、かつ HIR 群と非 HIR 群の間に有意差があったので、海馬回旋遅滞を検出する新しい指標として有効であった。
今回用いた計測指標は、健常成人を対象としており、いずれの指標も正常回旋域と回旋遅滞域に二分

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10°以上、側副隆起幅は 5mm 以上が基準値の目安として提案されていたが、今回非 HIR 群の白質角の平均値 9.6 ± 6.6°、HIR 群の側副隆起幅の平均 4.9± 1.3mm（ともに表 3）と一致した。これは海馬回旋遅滞の診断には、わずかな差異を検出する画像読影技術が必要とされることを示している。特に海馬の構造は複雑かつ小さいために、従来行われる脳全
体のサイズの個人差を補正するような標準化は難し
く、また近年行われている 3D での形状評価（Dageret al., 2007）を回旋遅滞の評価に適用することは臨床場面には複雑で取り入れにくい。そのため診断の目安として簡便に定量でき、海馬の傾きや側副隆起
幅に加えて、白質角や白質下端角などの角度指標が役立つと考えられた。角度指標は海馬体サイズと相関していたことも有用性の１つとなるだろう。

KEIO SFC JOURNAL Vol.11 No.2 2011

127

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