超高磁場MRIを用いた中枢性・局所性関節疼痛機序の解明と非侵襲性評価システム開発

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本研究では、脳fMRI(functional MRI: fMRI)などを用いて、膝・股関節疾患の痛みの局在性と重症度を視覚的・定量的に診断する統合的な評価システムの開発を目標とする。fMRIでは関節痛刺激を周期的・効率的に再現性高く負荷することが必要であり、駆動装置の複動エアシリンダー（空気の供給と排気による複動型システム）と制御装置を組み込み一定の周期で下肢関節の内外旋回運動および圧迫を自動制御するシステムを考案した。股関節や膝関節に動作に伴う痛み刺激を一定の負荷力・周期性で安定して稼働すること、安全性に支障がないことを確認した。健常ボランティアにおいて、周期的な右手指、右足指、左手指、左足指の自動運動に対応する3T fMRIでの再現性の高い脳賦活領域を確認した。次に周期的痛み負荷を右膝・左膝におこなったが、fMRIでは賦活領域・程度において比較的大きな個体差が確認された。臨床用7テスラMRIは高い磁場強度を有するため大幅な画質向上がみこまれる反面、静磁場の不均一や体動にともなうアーチファクトの影響、発熱や末梢神経刺激などの患者安全性について検証が不十分であった。ファントムを用いて、撮像方法（シークエンス）、高感度コイルの性能、静磁場を含めた装置の安定性を検討した。新しい膝関節痛み評価法として、滑膜組織と滑液のMRI T2値の生理的な差分に着目した非造影T2マッピング法による低侵襲性滑膜・滑液評価法を考案した。膝疼痛を訴える27例において非造影MRI T2マッピングによる滑膜・滑液の体積計測値と疼痛強度スコアの高い相関性、および従来の造影MRIによる滑膜・滑液量との高い相関性が示され、非侵襲的な関節疼痛定量評価法になりうる可能性が示唆された。