肝性脳症・肝硬変の頭部MRI｜淡蒼球がT1強調像で高信号になる理由(マンガン沈着)

先に結論：肝硬変で頭部MRIのT1強調像が白くなる理由

• 肝硬変などの慢性肝障害、特に門脈と体循環の短絡(シャント)があると、本来肝臓で処理されるマンガンが脳にたまり、両側の淡蒼球がT1強調像で左右対称に白く(高信号)見えます
• この所見は慢性肝障害のサインで、肝性脳症の重さとは必ずしも一致しません(意識がはっきりしている人にも見られます)。肝移植などで肝機能が改善すると薄くなります
• 肝性脳症は、アンモニアなどの毒素が脳に作用して起こる意識障害・行動の変化・羽ばたき振戦で、診断は症状と血液検査(アンモニアなど)で行います。治療は誘因(便秘・感染・出血など)の除去、ラクツロース、リファキシミン、分岐鎖アミノ酸製剤などです
• 頭部CTでは淡蒼球の変化はわからず、主に脳出血など他の原因を除外する目的で使われます。脳波の三相波は肝性脳症で有名ですが、ほかの代謝性脳症でもみられ、肝性脳症だけの所見ではありません

※肝臓の病気がある方で、ぼんやりする・昼夜逆転・手のふるえがあるときは早めに受診してください。

肝性脳症(hepatic encephalopathy)

• 重篤な肝障害あるいは門脈大循環短路により起こる精神神経症状。
• 肝硬変に伴うものが圧倒的に多い。
• 急性型と慢性型に分けられる。急性型は急性肝不全昏睡型(従来の劇症肝炎を含む概念)、慢性型は肝硬変によることが多い。
• 大まかに、肝不全+意識障害＝肝性脳症と覚えておく。
• 睡眠覚醒リズムの逆転、傾眠傾向が初期に認められ、進行すると興奮・せん妄となり、さらに進行すると昏睡となる。
• 有名な意識障害の鑑別診断(AIUEOTIPS)のEの１つにencephalopathyがあるが、ここには、肝性脳症と、Wernicke脳症が含まれる。
• 昏睡Ⅱ度で羽ばたき振戦が出現する。ただし、昏睡Ⅳ度以上では消失。

検査所見

• アンモニア上昇。
• 分枝鎖アミノ酸減少、芳香族アミノ酸上昇→Fisher比(分枝/芳香)が低下。
• メルカプタン上昇。
• 低級脂肪酸上昇。
• 脳波(徐波、三相波)

肝性脳症の脳波と三相波

肝性脳症では、意識障害の進行とともに脳波の基礎律動が遅くなり(徐波化)、さらに進むと三相波(triphasic waves)が出ることがあります。三相波は、陰性・陽性・陰性の3つの相をもつ振幅の大きい鋭い波で、1950年代には肝性脳症に特有と考えられていました。現在では腎不全などほかの代謝性脳症でもみられる非特異的な所見とされ、実際には肝疾患より腎疾患での報告のほうが多いとされています(Emmady 2023)。そのため、三相波だけで肝性脳症と診断するのではなく、肝疾患の有無やアンモニア値と合わせて判断します。

治療

• 内科的治療(誘因の除去、十分な蛋白摂取(蛋白制限は推奨されない)、分枝鎖アミノ酸製剤(アミノレバン)、合成二糖類(ラクツロース)、非吸収性抗菌薬(リファキシミンなど)、
• 短絡路閉鎖術(BRTO,PTO,TIO)
• 門脈大循環分流術
• 肝移植

画像診断

• 両側基底核(特に淡蒼球)にT1WIで高信号を認める。
• この高信号は肝性脳症を直接反映するものではないが、慢性肝機能障害を示唆する。特に門脈-体循環短路を伴う場合に認められる。肝硬変57例の検討では88%に淡蒼球のT1高信号が見られ、血中マンガン濃度は門脈大循環シャント(手術的短絡やTIPS)のある例で高く、淡蒼球の信号の強さと相関していました(Spahr 1996)。
• 基底核の他、大脳白質もT1WIにてびまん性に高信号となることがある。他、大脳脚、四丘体や下垂体に高信号を呈することあり。MRスペクトロスコピーではグルタミン/グルタミン酸ピークの上昇とミオイノシトール・コリンの低下がみられ、脳内の高アンモニアによる細胞容積調節の乱れを反映する。FLAIRや拡散強調像で白質の異常(軽度のびまん性脳浮腫)がとらえられることもあり、これらのMR所見は肝機能の回復とともに正常化する。

肝性脳症の頭部CT

• CTでは淡蒼球のT1高信号のような変化はとらえられず、肝性脳症そのものを診断する検査ではありません。
• 役割は、意識障害のほかの原因(脳出血・硬膜下血腫・脳梗塞など)を除外することです。
• 肝硬変で頭部CTを撮影した462入院の検討では、意識障害・頭痛・発熱のみで撮影した例の頭蓋内出血は316例中1例(0.3%)だったのに対し、転倒・外傷・局所神経症状・頭蓋内出血の既往がある例では146例中13例(8.9%)でした(Donovan 2015)。転倒や手足の麻痺など局所症状があるときは、出血を念頭にCTを撮る意義が大きいといえます。

関連記事）淡蒼球を中心とした基底核にT１強調像で高信号を呈する鑑別疾患

症例  60歳代　男性　肝硬変

両側基底核(特に淡蒼球)にT1WIで高信号を認めており、慢性肝障害(門脈体循環短絡)に伴うマンガン沈着を示唆する所見です。

症例  70歳代　男性　肝硬変

両側基底核(特に淡蒼球)にT1WIで高信号を認めており、慢性肝障害(門脈体循環短絡)に伴うマンガン沈着を示唆する所見です。

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症例　40代男性　肝硬変、肝性脳症疑い。

両側の淡蒼球に淡い高信号を認めています。

肝性脳症に矛盾しない所見です。

▶30代男性　正常例

正常例では確かに等信号を示していることがわかりますね。

 

淡蒼球のT1高信号は肝機能より「シャント」を映し、治ると消える

• 淡蒼球のT1高信号は、肝硬変だけでなく肝硬変のない門脈圧亢進症でもみられます。特発性門脈圧亢進症(IPH)15例と肝硬変44例の検討では、高信号はIPHのほうが目立ち、その強さは肝障害や肝性脳症の重さとは相関せず、門脈大循環シャントの程度や血中マンガン濃度と相関しました(Fukuzawa 2006)。
• 肝硬変90例の検討では26例に淡蒼球のT1高信号がありましたが、パーキンソン症状などを示す後天性肝脳変性症になったのは7例で、高信号だけでは発症を予測できませんでした。この検討では、日常の血中マンガン値は信号の強さを反映していませんでした(Maffeo 2014)。
• この所見は可逆的で、肝移植を受けた13例中8例で、高信号が消えました(経過観察の中央値24か月)(Maffeo 2014)。
• 読影のコツ：肝機能が比較的保たれているのに淡蒼球が白い場合は、門脈大循環シャントや肝硬変のない門脈圧亢進症がないか、腹部の画像も確認します。

両側淡蒼球の異常所見の鑑別診断

• 一酸化炭素中毒
• 肝性脳症
• 高アンモニア血症

肝性脳症の画像でよくある疑問(Q&A)

Q. 肝性脳症はMRIで診断できますか？

A. 肝性脳症は症状と血液検査などで診断する病気で、MRIだけで診断するものではありません。淡蒼球のT1高信号は慢性肝障害や門脈大循環シャントの存在を示す所見で、脳症の重さとは一致しないことがあります(Fukuzawa 2006)。

Q. 肝性脳症と後天性肝脳変性症はどう違いますか？

A. 肝性脳症は意識や行動の変化が中心で、誘因を取り除くと改善することが多い病態です。後天性肝脳変性症は、パーキンソン症状・失調などの運動の症状が慢性に続く病態で、淡蒼球のT1高信号を伴うことが多いものの、高信号があっても発症するとは限りません(Maffeo 2014)。

関連記事：高アンモニア血症による脳症の画像所見のポイント

参考文献

1. Spahr L, Butterworth RF, Fontaine S, et al. Increased blood manganese in cirrhotic patients: relationship to pallidal magnetic resonance signal hyperintensity and neurological symptoms. Hepatology. 1996;24(5):1116-20. PubMed
2. Vilstrup H, Amodio P, Bajaj J, et al. Hepatic encephalopathy in chronic liver disease: 2014 Practice Guideline by the American Association for the Study of Liver Diseases and the European Association for the Study of the Liver. Hepatology. 2014;60(2):715-35. PubMed
3. Córdoba J, López-Hellín J, Planas M, et al. Normal protein diet for episodic hepatic encephalopathy: results of a randomized study. J Hepatol. 2004;41(1):38-43. PubMed
4. Rovira A, Alonso J, Córdoba J. MR imaging findings in hepatic encephalopathy. AJNR Am J Neuroradiol. 2008;29(9):1612-21. PubMed
5. European Association for the Study of the Liver. EASL Clinical Practice Guidelines on the management of hepatic encephalopathy. J Hepatol. 2022;77(3):807-824. PubMed
6. Mochida S, Takikawa Y, Nakayama N, et al. Diagnostic criteria of acute liver failure: A report by the Intractable Hepato-Biliary Diseases Study Group of Japan. Hepatol Res. 2011;41(9):805-12. PubMed
7. Fukuzawa T, Matsutani S, Maruyama H, et al. Magnetic resonance images of the globus pallidus in patients with idiopathic portal hypertension: a quantitative analysis of the relationship between signal intensity and the grade of portosystemic shunt. J Gastroenterol Hepatol. 2006;21(5):902-7. PubMed
8. Emmady PD, Murr NI. EEG Triphasic Waves. In: StatPearls. Treasure Island (FL): StatPearls Publishing; 2023. PubMed
9. Donovan LM, Kress WL, Strnad LC, et al. Low likelihood of intracranial hemorrhage in patients with cirrhosis and altered mental status. Clin Gastroenterol Hepatol. 2015;13(1):165-169. PubMed
10. Maffeo E, Montuschi A, Stura G, et al. Chronic acquired hepatocerebral degeneration, pallidal T1 MRI hyperintensity and manganese in a series of cirrhotic patients. Neurol Sci. 2014;35(4):523-30. PubMed