頭部MRA(TOF)の見方｜造影剤なしで血管が白く写るしくみとMIP像

頭部MRAとは、MRIで頭の血管だけを白く写し出す撮り方で、よく使うTOF法は造影剤を使いません。なぜ血管だけが白いのか、MIP像は何を重ねた絵なのか、そして「こぶ」と「途中で消える所」をどう探すのかを、研修医のハジメくんと順に整理します。

目的から読む: 頭部MRAとは(TOF法) / MIP像と元画像 / ウィリス動脈輪の解剖 / 脳動脈瘤の探し方 / 狭窄・閉塞の見方 / 血管でないのに白いもの

頭部MRAとは: 造影剤なしで血管が白く写るしくみ(TOF法)

頭部MRAでよく使うTOF法(タイム・オブ・フライト法)は、造影剤を使わずに、動いている血液だけを白く写す撮り方です。目印にしているのは、血液が「流れている」ことです。

MRIは、撮る範囲(板のような厚み)に電波をくり返し当てて信号を集めます。何度も電波を受けた止まっている組織は信号が出にくくなり、暗く写ります。そこへ板の外から入ってきた血液は、まだ電波を受けていないので強い信号を出します。この流れこみによって血液だけが明るくなる効果(流入効果)を使うのがTOF法です(Wheaton 2012)。

板の中にとどまる時間が長いほど、血液も電波を何度も受けて暗くなります。そのため流れの速い太い動脈は奥まで白く、流れの遅い血管や板と平行に走る血管は暗くなりやすいという性質があります。頭の上側から入ってくる静脈の血は、板の上に「信号を先に消しておく帯」を置いて写らないようにし、動脈を主に写します(Wheaton 2012)。

造影剤を使うMRAもあり、目的や部位によって使い分けます。造影剤を使わないMRAの種類と向き不向きは、非造影MRAの種類と選び方｜TOF・QISS・Time-SLIP・4D flowで撮り方ごとにくらべられます。造影剤を使う検査の前に確かめることは、#12 造影CTの前に確かめることで整理しています。

MIP像とは: 輪切りを重ねて1本の血管にする

MIP(最大値投影)像とは、重ねた輪切りを見る向きに透かし、1本の線の上でいちばん白い値だけを残して作る絵です。輪切りでは点にしか見えない血管が、1本につながって見えます。

MIPは重なりの中でいちばん白い値しか残さないので、血管どうしが重なると小さなこぶが隠れたり、狭い所が実際とちがって見えたりします。MRAで狭窄を調べた研究では、血管の太さを測って判定した場合、MIPだけで正しく見つけられた中等度以上の狭窄は18か所中14か所(78%)で、元画像を加えると全部見つけられました(Korogi 1997)。

MIPやMPRなど、撮ったあとに作り直す画像の考え方は、#07 スライス厚・MPR・再構成関数とはとMPR・MIP・MinIP・VRとはでCTの例と合わせて見られます。

MRAで見る頭の動脈: ウィリス動脈輪の解剖

脳の底では、左右の内頸動脈とうしろの脳底動脈が、輪のようにつながっています(ウィリス動脈輪)。MRAのMIP像は、まずこの輪を下から見上げた向きで見ます。

動脈	どこから来るか	どこへ向かうか
前大脳動脈	内頸動脈	脳の前・内側
中大脳動脈	内頸動脈	脳の横(外側)
後大脳動脈	脳底動脈	脳のうしろ
前交通動脈	左右の前大脳動脈をつなぐ	輪の前の部分
後交通動脈	内頸動脈と後大脳動脈をつなぐ	輪の横の部分

前交通動脈と後交通動脈はとても細く、生まれつき細い・ないという形のちがい(正常変異)がよくあります。健康なボランティア150人のTOF法MRAでは、輪が全部そろって写った人は42%で、輪のうしろ側がそろっていた人は52%でした(Krabbe-Hartkamp 1998)。

首の前寄りを左右の内頸動脈が、うしろを左右の椎骨動脈がのぼります。左右の椎骨動脈は頭の中で合流して1本の脳底動脈になり、うしろからウィリス動脈輪につながります。

中大脳動脈のM1〜M4などの名前と略語は脳血管(脳動脈)の解剖で、実際のMRAでの見え方はCT、MRI正常解剖 頭部MRA版で画像を動かしながら確かめられます。

脳動脈瘤(こぶ)の探し方: 分かれ目を1つずつ見る

MRAで脳動脈瘤を探すときは、血管の分かれ目を1つずつ、左右をくらべて見ます。こぶは血管の分かれ目にできやすいからです。

DSA(カテーテルの血管撮影)とくらべた12の研究のまとめでは、MRAの脳動脈瘤の感度は95%、特異度は89%でした。見のがし・見まちがいは頭蓋底と中大脳動脈に多く、放射線科医が向きを変えて作り直した立体画像を見ると、成績が上がりました(Sailer 2014)。

こぶの形が丸いか・いびつか、首(ネック)の幅などは、MIPを回したり元画像を見たりして確かめます。見つかったあとの考え方は、未破裂脳動脈瘤が見つかったら｜MRA・CTAでわかることで大きさ・形・場所ごとに整理しています。

途中で消える血管: 狭窄・閉塞と流れの遅さ

左右をくらべて片方の血管だけ先が見えないときは、狭窄や閉塞を考えます。ただしTOF法では、流れが遅い・乱れているだけでも血管が細く、または途切れて写ります。

狭い所のすぐ先では流れが乱れて渦をまき、信号が弱くなります。そのためTOF法のMRAは狭窄を実際より強く見せる(過大評価する)くせがあり、元画像で血管の太さを測ると、この傾向が減りました(Korogi 1997)。途中で消えた血管を見たら、元画像・ほかの撮り方(拡散強調像など)・症状とあわせて考えます。

クリップやコイルなどの金属のまわりでは磁場が乱れ、血管の信号が弱くなります(Wilcock 1995)。金属による写り方の乱れは、#33のMRIの安全確認とアーチファクトの回で扱います。

血管でないのに白い: MIPにまぎれる血腫と元画像での確かめ方

TOF法では、流れている血液のほかに、T1強調像で白いもの(時間のたった血腫・血栓や脂肪など)も白く写ります。MIPでは血管と区別しにくいので、元画像で場所と形を確かめます(Wilcock 1995)。

大きな血腫があるとMIPの読み取りがむずかしくなるため、MIPだけで判断せず、元画像とふつうのMRI(T1強調像など)をあわせて見ることがすすめられています(Wilcock 1995)。白いかたまりが血管の通り道からはずれていれば、血管以外のものを考えます。

よくある勘違い

参考文献

1. Wheaton AJ, Miyazaki M. Non-contrast enhanced MR angiography: physical principles. J Magn Reson Imaging. 2012;36(2):286-304. PubMed
2. Korogi Y, Takahashi M, Nakagawa T, et al. Intracranial vascular stenosis and occlusion: MR angiographic findings. AJNR Am J Neuroradiol. 1997;18(1):135-143. PubMed
3. Sailer AM, Wagemans BA, Nelemans PJ, de Graaf R, van Zwam WH. Diagnosing intracranial aneurysms with MR angiography: systematic review and meta-analysis. Stroke. 2014;45(1):119-126. PubMed
4. Krabbe-Hartkamp MJ, van der Grond J, de Leeuw FE, et al. Circle of Willis: morphologic variation on three-dimensional time-of-flight MR angiograms. Radiology. 1998;207(1):103-111. PubMed
5. Wilcock DJ, Jaspan T, Worthington BS. Problems and pitfalls of 3-D TOF magnetic resonance angiography of the intracranial circulation. Clin Radiol. 1995;50(8):526-532. PubMed

症例画像は各図の引用元のとおりです。