肺移植患者における定量的多容量陽子磁気共鳴イメージング。コンピュータ断層撮影およびスピロメトリーとの比較

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Acad Radiol.2020 Jul;S1076-6332(20)30331-7. doi: 10.1016/j.acra.2020.05.026.Epub 2020-07-08.

肺移植患者における定量的多容量陽子磁気共鳴イメージング。コンピュータ断層撮影およびスピロメトリーとの比較

Quantitative Multivolume Proton-Magnetic Resonance Imaging in Lung Transplant Recipients: Comparison With Computed Tomography and Spirometry.

Francesca Pennati
Caterina Salito
Irene Borzani
Gianpaolo Carrafiello
Letizia C Morlacchi
Valentina Vaira
Mario Nosotti
Alessandro Palleschi
Andrea Aliverti

PMID: 32653430 DOI: 10.1016/j.acra.2020.05.026.

抄録

理由と目的:

肺移植患者の臨床監視において、急性および慢性の移植片拒絶反応は依然として大きな問題であり、最適な治療法を選択するためには、合併症の早期発見が重要である。本研究の目的は、肺移植を受けた患者の換気障害を評価するための非イオン化画像モダリティとしての定量的非造影磁気共鳴画像法（MRI）の役割を、定量的コンピュータ断層撮影法（CT）およびスピロメトリーと比較して検討することであった。

RATIONALE AND OBJECTIVES: Acute and chronic graft rejection remains the major problem in clinical surveillance of lung-transplanted patients and early detection of complications is of capital importance to allow the optimal therapeutic option. The aim of this study was to investigate the role of quantitative non contrast-enhanced magnetic resonance imaging (MRI) as a non-ionizing imaging modality to assess ventilation impairment in patients who have undergone lung transplantation, in comparison with quantitative computed tomography (CT) and spirometry.

材料および方法:

肺移植患者10名（39±12歳、1秒間の強制呼気量（FEV1）＝81±27％、強制バイタル容量（FVC）＝87±27％）を1.5T MRIとCTで完全呼気時と完全吸気時の息止め状態で取得した。MR信号強度とCT密度の呼気-吸気差のマップを計算し、局所換気を推定した。呼気・吸気・呼気差の値に基づき、各ピクセルを健常（H）、低換気（LV）、空気捕捉（AT）、圧密（C）に分類し、各クラスのパーセンテージを定量化した。

MATERIALS AND METHODS: Ten lung-transplanted patients (39 ±12 years, forced-expiratory volume in 1 second (FEV1) = 81 ± 27%, forced vital capacity (FVC) = 87 ± 27%) were acquired in breath-hold at full-expiration and full-inspiration with 1.5T MRI and CT. Maps of expiratory-inspiratory difference in MR signal-intensity and CT-density were computed to estimate regional ventilation. Based on expiratory, inspiratory, and expiratory-inspiratory difference values, each pixel was classified as healthy (H), low ventilation (LV), air trapping (AT), and consolidation (C) and the percent extent of each class was quantified.

結果:

全体的に、MR信号強度の呼気呼吸差はCT密度（r=0.64、p<0.0001）と相関し、FEV1（ρ=0.71、p=0.02）と相関していた。4つのクラスすべてを考慮したMRIとCTの機能マップの線形相関は、r=0.93（p＜0.0001）である。MRIによるH, AT, CのパーセンテージボリュームはFEV1 %predと相関しており、ATが最も高い相関を示した（ρ=0.82）。

RESULTS: Overall, expiratory-inspiratory difference in MR signal-intensity correlated to CT-density (r = 0.64, p < 0.0001) and to FEV1 (ρ = 0.71, p = 0.02). The linear correlation between MRI and CT functional maps considering all the four classes is r = 0.93 (p < 0.0001). MRI percent volumes of H, AT, and C correlated to FEV1 %pred, with the highest correlation reported for AT (ρ = -0.82).

結論:

その結果、MRIとCTの換気画像と肺損傷の対応するパーセント体積の間には良好な一致が見られた。定量的MRIは、肺移植患者の縦断的モニタリングのための正確な非イオン化画像技術である可能性がある。

CONCLUSION: Results demonstrated a good agreement between MRI and CT ventilation imaging and between the corresponding percent volumes of lung damage. Quantitative MRI may represent an accurate non-ionizing imaging technique for longitudinal monitoring of lung transplant recipients.