脳脊髄液の流れ(CSF flow)によるMRIアーチファクト

先に結論：脳脊髄液の流れによるアーチファクト(CSF flow artifact)

MRIでは、髄液の速い流れのためにT2強調像やFLAIRで部分的に黒く(信号が抜けて)見えることがあり、これをflow voidといいます。Monro孔・第三脳室・中脳水道・第四脳室・脊髄の周りに多く、病気ではありません
血管のflow voidと違い再現性が低く、撮り直すと消えることが多いのが特徴で、腫瘍や血管奇形・脊髄の血管病変などと間違えないことが大切です
逆に、中脳水道のflow voidがはっきりしていることは、正常圧水頭症などで髄液の流れが速いことの手がかりになる場合もあります
フローアーチファクトは、血液や髄液の拍動する流れのために、位相エンコード方向に同じ形の偽像(ゴースト)が並んで出るものなどを指し、flow void(その場の信号の抜け)とは現れ方が違います

脳脊髄液の流れ(CSF flow)によるアーチファクト

flow voidとは血流あるいはCSFの流れのために発生する信号消失のこと。
T2強調像やFLAIR像で目立ち、T1強調像では信号低下を来さないか、あっても目立たないことが多い。
High velocity signal lossによるもの。
血流による脈管内のflow voidは再現性が高いが、CSFの流れによるflow voidは再現性が低く、T2強調像を再撮像すると所見が消失することも多い。
CSFの流れによるflow voidは脳室拡大のない若年者のMonro孔付近にしばしば見られ、脊髄MRIで頚髄や胸髄の周囲にも認められることがある。
狭い所、あるいは狭い所から広い所へ移行する部位で脳脊髄液の流れが速くなり、側脳室前角、第三脳室、中脳水道、第四脳室、脳幹周囲の脳槽などでアーチファクトは多く見られる。中脳水道のflow voidは健常者でもみられるが、正常圧水頭症で最も目立つと報告されている。ただし、flow voidの程度ではシャント効果を予測できず、位相コントラスト法で測った髄液のストローク量(42μL超)の方がシャント反応例をよく示したとされる。

csf flow artifact

動画で学ぶCSF flow artifact

Time-SLIP法による正常脳の画像により、正常例で髄液がMonro孔を経て、第3脳室から側脳室に逆流する様子を観察できる。

次のTime-SLIP法の動画を見るとMonro孔では正常でも流れが逆流していることもあり、どうしてアーチファクトが生じるのか納得できます。

flow voidとフローアーチファクトの違い

どちらも流れによって起こりますが、画像での現れ方が違います。

名前	見え方	出やすい場所・条件
flow void	流れのある場所そのものが黒く抜ける	動脈・静脈の中、中脳水道・Monro孔・脊髄周囲の髄液(T2強調像・FLAIR)
拍動によるゴースト	血管や髄液腔と同じ形の偽像が、位相エンコード方向に等間隔に並ぶ	大動脈・頸動脈・静脈洞の近く、脊髄MRI、腹部MRI
流入効果(inflow effect)	流れ込む血液が逆に白く(高信号に)見える	スライスに入ってくる血管、グラディエントエコー法

ゴーストは位相エンコード方向にしか出ないので、位相エンコード方向を入れかえて撮り直すと偽像の位置が変わり、本物の病変と見分けられます。
対策としては、撮像範囲の外の流れを先に飽和させる飽和パルス(presaturation)、流れによる位相のずれを補正する流れ補正(flow compensation)、心電図・脈波に合わせて撮る同期撮像などが使われます。

CSF flow artifactでよくある疑問(Q&A)

Q. flow voidがあると言われました。病気ですか？
A. 髄液や血管の中のflow voidは健康な人にも見られる正常な現象で、それ自体は病気ではありません。

Q. 血管のflow voidが見えないときは？
A. 本来黒く抜けるはずの動脈や静脈洞が白っぽく見えるときは、閉塞・血栓や流れが遅いことを考えます。ただし流れが遅いだけでも同じように見えることがあるため、MRAや造影検査で確かめます。

Q. 脊髄のまわりの黒い点は血管奇形ではないのですか？
A. 脊髄周囲の髄液の流れでも点状・曲線状の黒い抜けが見えます。脊髄硬膜動静脈瘻などの血管病変では、脊髄の背側に拡張した血管が連続して見え、脊髄そのもののむくみ(T2強調像での高信号)を伴うことが多い点が手がかりです。判断に迷うときは撮り直しや造影MRI・MRAで確認します。

参考文献

Lisanti C, Carlin C, Banks KP, et al. Normal MRI appearance and motion-related phenomena of CSF. AJR Am J Roentgenol. 2007;188(3):716-25. PubMed
Krauss JK, Regel JP, Vach W, et al. Flow void of cerebrospinal fluid in idiopathic normal pressure hydrocephalus of the elderly: can it predict outcome after shunting? Neurosurgery. 1997;40(1):67-73. PubMed
Bradley WG, Kortman KE, Burgoyne B. Flowing cerebrospinal fluid in normal and hydrocephalic states: appearance on MR images. Radiology. 1986;159(3):611-6. PubMed
Bradley WG, Scalzo D, Queralt J, et al. Normal-pressure hydrocephalus: evaluation with cerebrospinal fluid flow measurements at MR imaging. Radiology. 1996;198(2):523-9. PubMed
Yamada S, Miyazaki M, Kanazawa H, et al. Visualization of cerebrospinal fluid movement with spin labeling at MR imaging: preliminary results in normal and pathophysiologic conditions. Radiology. 2008;249(2):644-52. PubMed