恵寿総合病院医学雑誌 第1巻(2012)

原著

手根管 MRI における 3D-FFE 法による正中神経描出の検討
別所貴仁 1) 赤坂正明 1) 山下勝 1) 山口健二 1) 三味篤 1) 林圭子 1) 場合美奈子 1) 泉安香莉 1)
森下毅 1) 丑谷健次２) 島啓介３) 角弘諭４)1)

恵寿総合病院放射線部・放射線課 2)臨床工学部・臨床工学課 3)脳神経センター・神経内科 4)放射線部【要約】
手根管症候群（Carpal tunnel syndrome：CTS）は，手根管内で正中神経が何らかの原因によって圧迫障害を起こす末梢神経障害として知られている。近年，手根管内の病態を把握するための画像診断として Magnetic
resonance imaging（MRI）を用いて評価を行うケースが増えてきている。その MRI 所見では，T2*（T2 スター）強調画像にて正中神経の腫大と高信号化，横手根靱帯の掌側への張り出しなどが見られる。
Three-dimensional fast field echo（3D-FFE）法では薄いスライスでの T2*強調撮像が可能であり，有効と考えられるが，2D 撮像に比べて正中神経の信号強度が弱く，正中神経の同定が困難な場合がある。そこで今回，手根管への 3D-FFE 法の適用における正中神経の描出に最適な撮像条件{繰り返し時間（Repetition time：TR），エコー時間（Echo time：TE），フリップ角度（Flip angle：FA）}の検討を寒天ファントムおよび健常ボランティア 5 名の右手を対象として行った。
最適 TR=30 ms，最適 TE=15 ms としたとき，小さな FA ほど T2*が強調され正中神経の信号強度が上がった
が，FA が小さすぎると雑音成分が目立つ画像となった。そこで，FA=15°に設定することで，正中神経および手根管部を良好なコントラストで描出することができた。また，3D-FFE 法での薄いスライスは部分容積効果の影響が軽減されるため，手根管内部を高分解能に描出できた。さらに，ワークステーションにて正中神経を 3D 表示し，プレート画像を挿入することで，正中神経の走行と形態が把握できるので CTS の診断支援につながると考える。
Key Word：手根管，ＭＲＩ，正中神経
正中神経に造影効果が現れるため，造影 MRI が有用【はじめに】
手根管は背側を手根骨，掌側を屈筋支帯で囲まれであることが報告されている 4，5，6)。CTS の手術ではた管腔構造をしており，その中を正中神経と 9 本のTCL を全長にわたり切離して正中神経への圧迫を解

屈 筋 腱 が 走 行 し て い る 。 手 根 管 症 候 群 （ Carpal

除する。術式には，前腕から手掌部に至る長い皮切

tunnel syndrome：以下 CTS と略す）は，手根管内でで手術を行う開放式手根管開放術（Open carpal

正中神経が何らかの原因によって圧迫障害を起こす

tunnel release：OCTR）や小さな皮切から内視鏡を末梢神経障害として知られている。CTS の診断には用いて手根管を観察しながら CTL を切開する鏡視下神経伝導速度検査が一般的に行われるが，ガングリ手根管開放術（Endoscopic carpal tunnel release：オンなどによる正中神経圧迫要因の特定や障害部位ECTR）が行われるようになってきた 7)。OCTR や ECTR

1)の病態を推測することは困難である 。そこで近年，の際に神経が損傷されて術後に痛みが残る可能性が手根管内の病態を把握するための画像診断として核あるため，事前に正中神経の形態や走行および TCL磁気共鳴画像（Magnetic resonance imaging：MRI）との位置関係を把握しておくことが重要である。矢を用いて評価を行うケースが増えてきている

1，2)

。

状断にて正中神経の長軸に沿った画像を撮像するこ8)と拡散テンソル画像

CTS の MRI 所見では手根管近位部において正中神経とが有用という報告の横断面積および T2*（T2 スター）強調画像での信（Diffusion tensor imaging ：DTI）を利用して正号 強 度 の 増 大 や 横 手 根 靱 帯 （ Transverse carpal

中神経を描出するという報告 9，10)はあるが，T2*強ligament：TCL）の掌側への張り出しが認められる 2 ，調による正中神経の高信号化を生かして正中神経を

3)

3D 表示するという報告はされていない。3D 表示に有。また，神経障害により血液－神経関門が破綻し，― 16 ―

効 なシ ーケン スに は，三 角線 維軟骨 複合 体損傷② TR=26 ms，FA=25°に固定し，TE を 15 ms，17.5（Triangular fibrocartilage complex：TFCC）時にms，20 ms の 3 段階に変化。

用いられるグラジエントエコー（Gradient echo：GRE）③ （①と②の検討より）TR と TE を決定して， FA系シーケンスの Three-dimensional fast field echo

を 5°刻みで 5°～90°の 18 段階に変化。

（3D-FFE）法がある。3D-FFE 法では 2D の T2*強調撮

得 られ た各画 像の 中心部 にフ ァント ム断 面積の像より薄いスライス厚での撮像が可能となり，より75％程度の円形関心領域（Resion of interest：ROI）精密な評価が可能となり得る。また，この 3D-FFEを設定し{図 1

法 は 自 由 に 多 断 面 再 構 成 画 像 （ Multi planar

均値（SAVE），バックグラウンドである空気中の信号reformat：MPR）を作成できるので，正中神経の長軸値 の 標 準 偏 差 （ SDBG ） を 測 定 し ， 信 号 雑 音 比

画像を容易に得ることができるという利点もある。

（Signal-to-noise ratio：SNR）を以下のように算通常 TFCC では冠状断にて撮像を行うが，CTS では手出した。

(c) }，寒天ファントムの信号の平SNR = SAVE / SDBG ・・・・・ (1)根管内部をより明瞭に描出するために横断面での撮像が必要である。しかしながら，3D-FFE 法では繰り健常ボランティアの撮像では，本研究に同意が得ら返し時間（Repetition time：TR）が短いため，2Dれた健常ボランティア 5 名（平均年齢：36.2±16.3撮像に比べて正中神経の信号強度が弱く，正中神経歳）の右手を対象とした。撮像体位は被験者の負担の同定が困難な場合がある。そこで本研究では，手軽減のため，仰臥位で肘関節を軽度屈曲し両手を下根管への 3D-FFE 法の適用における正中神経描出のろした状態とした。撮影範囲は手根管部を十分に含ための最適な撮像条件をファントム撮像および健常むように横断面で遠位橈尺関節レベルから手根中手ボランティア撮像の画像解析により検討した。そし関節レベルとした。撮像条件は，GRE 系シーケンスて，得られた最適撮像条件で CTS 患者の撮像を行っの 3D-FFE 法を基に，FOV 90 mm×90 mm，マトリクた。

ス 176×176，スライス厚 1.5 mm，加算回数 1 回，撮像枚数 30 枚，バンド幅 122 Hz/pixel とし，TR，TE， FA を変化させて横断面にて撮像を行った。TR，【対象と方法】
使用した MRI 装置は東芝メディカル株式会社製EXCELART

Vantage XGV F2-Edition 1.5 T であり，TE，FA 変化の撮像条件はファントム撮像で示した①，②，③のパターンに従った。

コイルは 70 mm 径 circular coil である{図 1 (a)，① TE=15ms，FA=25°に固定し，TR を 26 ms（最小(b) }。3D 画像再構成に用いたワークステーション

TR），31 ms，36 ms，41 ms の 4 段階に変化。

は株式会社 AZE 製 Virtual Place Fujin を使用した。

② TR=26 ms，FA=25°に固定し，TE を 15 ms，17.5ms，20 ms の 3 段階に変化。

ファントム撮像では，ファントムとして生体組織に近い寒天を用いた。寒天ファントムは水 500 g に③ （①と②の検討より）TR と TE を決定して， FA

対し寒天粉末 4 g を溶かしたものを 2.5 ml シリンジ

を 5°刻みで 5°～40°の 8 段階に変化。

につめ，12 時間程度冷蔵庫で冷やして作成した。70

図 2 に手根管計測レベルと計測方法を示した。計mm 径 circular coil の上に寒天ファントムシリンジ

測は多断面での評価が望ましいため 2，9)，得られたを乗せて撮像を行った。スライス面はシリンジの長手根管画像の有鉤骨鉤レベルと豆状骨レベルにおい軸に対し垂直方向に設定した。撮像条件は，GRE 系て，正中神経の信号値を測定し，5 回測定による平シーケンスの 3D-FFE 法を基に，FOV 50 mm×50 mm，均値を求めた。また， SNR は SAVE を正中神経の信号

マトリクス 176×176，スライス厚 1.5 mm，加算回値，SDBG を空気中でアーチファクトのない領域から数 1 回，撮像枚数 30 枚，バンド幅 122 Hz/pixel

求め，(1)式のように算出した。とし，TR，エコー時間（Echo time：TE），フリップ

また，これと手根管の描出能について，MRI 検査角度（Flip angle：FA）を変化させて撮像を行った。に携わった経験のある臨床経験 3 年以上の診療放射メーカー基準の初期撮像条件は TR=30 ms，TE=15 ms，線技師 5 名による 4 段階（1：poor，2：moderate，3：FA=25°であるため，これを基に次のような 3 パター

good，4：excellent）視覚評価を行った。評価は，ンにて撮像条件を変化させた。

横断面画像を連続的に観察してもらい，正中神経の① TE=15ms，FA=25°に固定し，TR を 26 ms（最小高信号化および手根管部の明瞭化で判断を行った。

TR），31 ms，36 ms，41 ms の 4 段階に変化。

― 17 ―

恵寿総合病院医学雑誌 第1巻(2012)の延延長で SNR の増加傾向，のTTE の延長で SNR
S の低下傾傾【結果】
パターン①，②の寒天ファ
ァン図 3 の(a))，(b)に，パ向ががみられた。よって， TRR と TE について，TR はトムの SNR 平均値の TRR，TE による変化，(c)， (d)SNR
R および撮像時間を考慮しして 30 ms とし，TE は SNRR③の寒天ファ
ァントムの信信号平均値 SAAVE のにパターン③が高高い 15 ms とした。図 4 のの(c)に健常ボ
ボランティアFA による変変化と SNR 平均値の FA による変化を示に示し

5 人の正中神経
人の信号平均値
値 SAVE の FA による変化，た。TR，TE が変化してもも寒天ファン
ントムの SNR ははほ(d)に正中神経のの SNR 平均値
値の FA によるる変化を示し
しT と②の TR を他の値に設設定ぼ一定であった。①の TEとなり，FA の増加ととものた。SAVE は FA = 5°で最大とないという性性質はほぼ同等
等でしても，SNRR が変化しな小さくなった
た。FA 変化によよる SNR の値値はボランテに小あった。これ
れらの結果かからパターン
ン③の TR と TTE に

ィアア間による個個人差はあった
たが，平均値値では，有鉤鉤

ついては，TTR は撮像時間を考慮し最最小 TR の 266 ms

骨鉤鉤レベル，豆豆状骨レベル ともに FA = 15°で最大大とし，TE は TE 変化によよる SNR がほほぼ一定であっった値ととなり，それれ以降は減少傾傾向がみられれた。

ためメーカー
ー初期設定値値の 15 ms としし撮像を行っった。

図 5 に診療放放射線技師 5 名
名による手根根管の視覚評
評

パターン③の FA 変化にによる SAVE は FA=5°で最大大と価基基準画像と結結果を示した。
。視覚評価において，TR，大きくなるににつれて小さくなる傾向ががみなり，FA が大TE が延長してもポイントははほぼ横ばいいとなり明らられた。FA 変化による SNR の値は FA
F が小さい うちな変化は認めめられなかった
たが，FA 変化化による画像
像
かなをピークにそそれ以降は減少
少しは上昇し，FAA=30°付近をではは FA = 15°で最もポインントが高くななった。ていく傾向がみられた。これらの結結果より，健常常ボ

今回の検討で今で得られた最適適撮像条件（TR=30 ms，メータの設定定は，FA を 8 段
段階
ランティアの撮像パラメ

TE==15 ms，FA=155°）で臨床撮撮像（69 歳女女性の左手）°，30°，35°°，に限り， 5°，10°，15°，20°，25°を行行った。図 6 に CTS 患者のの横断面画像
像と画像処理理。
40°とした。

ワーークステーシションにて作成成した 3D 画像を示した。

図 4 の(a))，(b)に健常常ボランティア 5 人の正中中神経の SNR 平
平均値の TR，TE による変変化を示した。
。TR
図1

有鉤鉤骨鉤レベルルにおいて正中中神経の扁平平化，豆状骨骨レベベルにおいてて正中神経の腫腫大がみられれた。

使用装装置と寒天ファ
ァントムの SSNR 測定画像像SAVE を寒天フ
ファントムのの信号値，SDBGでアーチファククトのない領領域から求め
め SNR を算出した。
B を空気中で― 18 ―

図2

手根管管計測レベルとと正中神経のの SNR 測定画像

SAVE を正中神神経の信号値
値，SDBG を空気気中でアーチチファクトのなない領域からら求め，SNR をを算出した。

図3

寒天ファントムの SNR 平均値のの各パラメータによる変化
化(a)寒天ファァントムの SNNR 平均値の TR による変化
化(b)寒寒天ファント
トムの SNR 平均
均値の TE による変化(c)寒天ファァントムの平平均信号値 SAVVE の FA によるる変化 (d)寒寒天ファントムの SNR 平均
均値の FA による変化― 19 ―

恵寿総合病院医学雑誌 第1巻(2012)

図4

正常ボボランティア 5 人の SNR 平
平均値の各パパラメータによよる変化(a) 正中神経経の SNR 平均
均値の TR によよる変化(b) 正中神経の正SN
NR 平均値の TTE による変化
化(c) 正中神経経の平均信号
号値 SAVE の FAA による変化
化(d) 正中神経の正SN
NR 平均値の FFA による変化
化

（a）

（bb）

T
TE=15ms，FAA=25°120
1008060SNRSNR80604040
有鉤骨鉤レベルル
豆状骨レベル

20

有鉤骨鉤レベル
豆状骨レベルル200021（c）

2631336TR[ms]414612.52022.580

SNR60,0000

60

40,0000

4020,000020

有鉤骨鉤レベベル
豆状骨レベルル000102033040500102030[FA [°]FA [°]

図517.5TE [ms]TR=30 ms，TE=15 ms

100

有鉤骨鉤レベルル
豆状骨レベル80,0000

15（d）

T
TR=30ms，TEE=15 ms

100,0000

SAVE

TR=26 ms，FA=25°100

手根管管の視覚評価基
基準画像と視視覚評価結果

正正中神経の高高信号化，手根管部の分離離の明瞭さ，画像全体の信信号雑音比，手手根管部全体体のコントラストで判断しし，視覚評価価を行った。

― 20 ―

4050

【考察】

さらに，3D 画像処理ワークステーションにて正中神

3D-FFE 法を用いて手根管部および正中神経を明経を 3D 表示し，プレート画像を挿入することで，正瞭に描出する最適パラメータの検討を行った。3D 表中神経の形態および走行が把握でき，CTS の診断支示には正中神経の高信号化が必要だと考え，今回は援につながると考える。

正中神経の信号平均値および SNR を測定した。視覚評価においては，正中神経の高信号化および手根管【文献】部の明瞭化に観点を置き，判断を行った。

1） Jarvik J G，Yuen E，Kliot M，et al：Diagnosis

健常ボランティアにおいて，TR を長くするほど横of carpal tunnel syndrome：electrodiagnostic

磁化が緩和され，神経の信号が回復するので，SNRand MR imaging evaliation．Neuroimag Clin Nが高くなったと考えた。TR の延長は臨床での撮像時

Am 14：93-102，2004

間が長くなるため（例えば，TR=26 ms から TR=30 ms2） 内山茂晴：手根管症候群の MRI 診断のポイント．にすると約 40 秒撮像時間が延長する），これを考慮

MB Orthop，19，78-82，2006

したうえで，できるだけ長く設定することが望まし

3） 内山茂晴，加藤博之，中村恒一，他：手根管症

いと考える。そこで，TR は最低値から一段階長い 30

候 群 の MRI 評 価 で わ か っ て き た こ と ．

ms とした。TE を延長すると T2*がより強調されるた

Peripheral nerve，19：149-152，2008

め，コントラストのついた画像となる反面，ノイズ

4） 田山信敬，菊地臣一：手根管症候群の MRI－除も大きくなるため SNR は低下したと考えた。また，圧前後の Gd-DTPA 造影効果．日手会誌，12：

TE を 15 ms より短くすると撮像枚数の制限がかかる

357-359，1995

ため，TE = 15 ms が本装置においては最適 TE と考5） 早川克彦，中根高志，和田邦央，他：手根管症

える。正中神経の信号値は小さい FA ほど高かったが，候群の術後変化 －造影 MRI での検討－．日手会

正中神経の SNR は，有鉤骨鉤レベル，豆状骨レベル誌，17：439-443，2000

ともに FA=15°で最大値となった。これは小さい FA

6） 池田純：手根管 MRI 画像から考察する特発性手（=5°）では T2*がより強調され正中神経が高信号根管症候群の成因について．昭和医会誌，63：になったが，全体的にノイズも大きいため極度に174-182，2003

SNR が低下したからである。大きな FA（=40°）では7） 池田和夫：手根管症候群に対する手術療法．

ノイズは小さいが，正中神経の信号が弱くなるため，

Peripheral nerve，19(2)：153-156，2008

正中神経の SNR が低下した。よって，正中神経の信8） 有 野 浩 司 ， 根 本 孝 一 ： 手 根 管 症 候 群 の MR

号値と SNR および視覚評価による手根管部全体のコneurography．整形・災害外科，51：709-713，

ントラストを考慮すると，FA=15°が最適 FA と考え2008

る。しかし GRE 系シーケンスでは，信号強度が最大

9） Yao L， Gai N：Median nerve cross-sectionalとなる FA（エルンスト角：α）は，cosα=exp(-TR/T1)

area and MRI diffusion characteristics ：で表わされるため，TR を延長して撮像する場合にはnormative values at the carpal tunnel ．

FA を少し大きくした方が良いと考える。

Skeletal Radiol，38：355-361，2009

今回使用した撮像コイルは感度が高い反面，感度10）Khalil C，Hancart C，Thuc V，et al：Diffusion

領域が狭いため，撮像コイルのポジショニングの位

tensor imaging and t ractography of themedian

置が信号強度に影響を与えた可能性があり，それがnerve in carpal tunnel syndrome preliminary

測定精度に影響したものと考える。ゆえに，70 mm

results．Eur Radiol 18：2283-2291，2008

径の circular coil を用いて手根管を撮像する場合には，撮像コイルの正確なポジショニングが必要だと考える。
3D-FFE 法の撮像時間は，約 5 分要するが，3D の薄いスライス（スライス厚 1.5 mm）は部分容積効果の影響が軽減されるため，手根管内部を高分解能に描出できた。また，得られたデータからリフォーマットすることにより任意の断面を得ることができる。

― 21 ―

恵寿総合病院医学雑誌 第1巻(2012)

図 6

CTS 患者の横断面画
患
画像と正中神神経の 3D 表示
示画像

横断面の有鉤鉤骨鉤レベル
ルにおいて正正中神経の扁平平化，豆状骨骨レベルにおおいて正中神経経の腫大がみみられた。
画像処理ワーークステーシションにて，正中神経の長長軸画像およよび 3D 画像をを作成した。

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