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Utility and validity of neurite orientation dispersion and density imaging with diffusion tensor imaging to quantify the severity of cervical spondylotic myelopathy and assess postoperative neurological recovery

岩間 達 山梨大学 DOI:info:doi/10.34429/00005012

2021.03.23

概要

（ 研究の目的）
頚椎症性脊髄症は加齢変化による頚椎症（ 椎間板の膨隆・骨棘の形成、靭帯の肥厚など）の変化によって、脊髄が圧迫されて症状がでるが、手術適応はMRI画像上の狭窄だけではなく、巧緻運動障害や歩行障害などの身体所見が重要であり、画像所見だけで診断することはできない。また、術後の神経回復が同じような画像所見でも異なることがあり、より客観的に、画像学的に診断ができる方法がさまざま検討されてきた。

最近の研究では頚椎症性脊髄症の重篤度の評価や手術予後の評価にDTI（ 拡散テンソルイメージ）の有用性が言われている。しかしながら、臨床において頚椎症性脊髄症を評価するDTIをどう使うかは完全には明らかになっていない。NODDIは、神経形態に直に関係した特異なミクロ構造の特徴を見積もるモデル（ 神経突起の分散と濃度）に基づいた、実践的な拡散強調（ DW） MRIの分析法である。先の研究(Okita G)で、術前のNODDIのデータは頚椎症性脊髄症患者の除圧術後の神経回復を予測する有用なツールであるとした。しかしながら、DTI、 NODDIパラメータと術後長期のアウトカムや術後のパラメータの経時的変化との相関については調べられていない。頚椎症性脊髄症の重症度および術後回復予測についてのDTI、NODDIの有用性をさらに調べることを本研究の目的とする。

（ 方法）
対象は非外傷性の頚椎症性脊髄症で、椎弓形成術を行い、2年以上フォローしている28人の連続症例。術前、術後約2週、6ヶ月、1年でMRIを撮像した。

C2-3椎間レベル（ コントロール） と、最も狭窄したC3-7の椎間レベルを、axial像でROIを8か所設定し、 DTI のパラメータ（FA(Fractional Anisotropy) とADC(Apparent Diffusion Coefficient)）、NODDIのパラメータ(ICVF(Intracellular Volume Fraction))を解析した。

解析は3人ですることで検者間誤差も確認した。術前と術後2週、6ヶ月、1年のこれらの変化値を測定した。JOAスコアを術前重症度・術後2年の神経学的アウトカム（ JOA回復率） を評価するのに使用した。

（ 結果）
術前の最狭窄部のFAとICVFはコントロールのC2/3レベルと比較してかなり小さかった。最狭窄部のFAは術後すぐに増加し、6ヶ月まで増加し、コントロールとほぼ同じになった。一方、最狭窄部のICVFは術直後ではすぐには増加せず、術後6ヶ月でかなり増加し、コントロールとほぼ同じになった。術前のICVFは術後2年のJOA回復率と強く相関していた。

（ 考察）
最狭窄部のFAは術後すぐに改善したことは、FAは異方性の強さを表現していることから手術により圧迫が解除されたことを表していると考えられる。一方、神経突起密度を表すICVFが術直後にすぐに上がらなかったのは、脊髄浮腫や壊死や神経密度の減少などすぐには改善しないものを表している可能性が考えられた。しかし、驚くことに術後半年でコントロールレベルまで改善しており、頚椎症性脊髄症が不可逆的でない可能性や半年くらいまで神経突起の改善が期待できる可能性を表している可能性がある。
NODDIのパラメータのODI（ Orientation Dispersion Index） は術前後で変わりなく、JOAとも相関がなかった。

（ 結論）
術前重症度はFAと正の相関を認め、ICVFは術後の神経症状回復と相関していた。そのため NODDIは再現可能かつ信頼できる頚椎症性脊髄症を評価する方法で、ICVFは術後回復予測に適している。

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参考文献

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