ログイン
ランキング
お知らせ
ログイン
文献詳細
増大特集 アルツハイマー病―研究と診療の進歩
文献概要
はじめに
アルツハイマー病（Alzheimer disease：AD）の日常診療においては，まず最初に問診と神経心理検査が行われる。神経心理検査は必須であるものの，その試験・再試験の信頼度が比較的低く，患者の気分や生活上の出来事などの存在，治療の副作用，試験反復による学習効果など，検査成績にほかの要因の影響が反映されるおそれが高い。また，ADの神経変性過程に直接作用する治療と，認知機能を強化するが神経変性過程には作用しない対症的な治療とを識別できないなどの欠点を有する。このため，ADの客観的なバイオマーカーが補助診断法として必要とされる。このバイオマーカーの要件としては，非ADではADに特異的な治療は効果がみられないため，精度の高いAD診断が行えること，治療効果を高めるため，ごく早期の段階，すなわち前駆期である軽度認知障害（mild cognitive impairment：MCI）の段階でADが診断でき，さらにその予後を推定できること，治療効果のモニタリングを行うための信頼性が高いこと，などが挙げられる。これらの要件を満たす可能性があるバイオマーカーとして，脳の画像診断が用いられている。
日常臨床で用いられる画像診断の種類としては，X線CT，MRI，脳血流SPECT（single photon emission computed tomography），18F-fluorodeoxyglucose（FDG）を用いたブドウ糖代謝PET（positron emission tomography）がある。この中でX線CTは，冠状断が得にくいことや灰白質と白質のコントラストが不良なことから，MRIほどの有用性はない。ただし，迅速，かつ短時間に撮像が可能なため，主に認知症を呈する慢性硬膜下血腫や脳腫瘍などの治療可能な疾患の除外に用いられる。FDG-PETは，ブドウ糖代謝がシナプスで活発であり，シナプス機能を鋭敏に反映するとされることから，世界中でADの早期診断や鑑別診断に以前から広く用いられてきた。しかし，本邦ではFDG-PETは保険収載されておらず日常臨床には応用しがたい。これらのことから，本邦においては，保険収載されているMRIと脳血流SPECTがADの画像診断として広く用いられている。MRI装置は広く普及しており，放射線被曝もなく，安価かつ容易に施行可能であるが，その所見は非特異的なことが多く，所見の解釈が難しい。SPECT装置はMRIほど普及しておらず検査費用も高額であるが，ADでは比較的特異的な血流低下パターンがFDG-PETとほぼ同様に得られる（Fig.1）。これらの画像診断の評価には，視覚評価を補うものとして，コンピュータを用いた画像統計解析手法が広く用いられるようになり，診断精度の向上が図られている。本稿では，現時点で確認されているADにおけるMRIと脳血流SPECTの所見と，その画像解析手法を中心に述べる。
アルツハイマー病（Alzheimer disease：AD）の日常診療においては，まず最初に問診と神経心理検査が行われる。神経心理検査は必須であるものの，その試験・再試験の信頼度が比較的低く，患者の気分や生活上の出来事などの存在，治療の副作用，試験反復による学習効果など，検査成績にほかの要因の影響が反映されるおそれが高い。また，ADの神経変性過程に直接作用する治療と，認知機能を強化するが神経変性過程には作用しない対症的な治療とを識別できないなどの欠点を有する。このため，ADの客観的なバイオマーカーが補助診断法として必要とされる。このバイオマーカーの要件としては，非ADではADに特異的な治療は効果がみられないため，精度の高いAD診断が行えること，治療効果を高めるため，ごく早期の段階，すなわち前駆期である軽度認知障害（mild cognitive impairment：MCI）の段階でADが診断でき，さらにその予後を推定できること，治療効果のモニタリングを行うための信頼性が高いこと，などが挙げられる。これらの要件を満たす可能性があるバイオマーカーとして，脳の画像診断が用いられている。
日常臨床で用いられる画像診断の種類としては，X線CT，MRI，脳血流SPECT（single photon emission computed tomography），18F-fluorodeoxyglucose（FDG）を用いたブドウ糖代謝PET（positron emission tomography）がある。この中でX線CTは，冠状断が得にくいことや灰白質と白質のコントラストが不良なことから，MRIほどの有用性はない。ただし，迅速，かつ短時間に撮像が可能なため，主に認知症を呈する慢性硬膜下血腫や脳腫瘍などの治療可能な疾患の除外に用いられる。FDG-PETは，ブドウ糖代謝がシナプスで活発であり，シナプス機能を鋭敏に反映するとされることから，世界中でADの早期診断や鑑別診断に以前から広く用いられてきた。しかし，本邦ではFDG-PETは保険収載されておらず日常臨床には応用しがたい。これらのことから，本邦においては，保険収載されているMRIと脳血流SPECTがADの画像診断として広く用いられている。MRI装置は広く普及しており，放射線被曝もなく，安価かつ容易に施行可能であるが，その所見は非特異的なことが多く，所見の解釈が難しい。SPECT装置はMRIほど普及しておらず検査費用も高額であるが，ADでは比較的特異的な血流低下パターンがFDG-PETとほぼ同様に得られる（Fig.1）。これらの画像診断の評価には，視覚評価を補うものとして，コンピュータを用いた画像統計解析手法が広く用いられるようになり，診断精度の向上が図られている。本稿では，現時点で確認されているADにおけるMRIと脳血流SPECTの所見と，その画像解析手法を中心に述べる。
参考文献
1) Jack CR Jr, Petersen RC, Xu YC, Waring SC, O'Brien PC, et al: Medial temporal atrophy on MRI in normal aging and very mild Alzheimer's disease. Neurology 49: 786-794, 1997
2) Ashburner J, Friston KJ: Voxel-based morphometry―the methods. Neuroimage 11: 805-821, 2000
3) Hirata Y, Matsuda H, Nemoto K, Ohnishi T, Hirao K, et al: Voxel-based morphometry to discriminate early Alzheimer's disease from controls. Neurosci Lett 382: 269-274, 2005
4) 松田博史: 早期アルツハイマー型認知症診断支援システムVSRADについて. 日放技学誌62: 1066-1072, 2005
5) Ashburner J: A fast diffeomorphic image registration algorithm. Neuroimage 38: 95-113, 2007
6) Leow AD, Klunder AD, Jack CR Jr, Toga AW, Dale AM, et al: ADNI Preparatory Phase Study. Longitudinal stability of MRI for mapping brain change using tensor-based morphometry. Neuroimage 31: 627-640, 2006
7) Minoshima S, Frey KA, Koeppe RA, Foster NL, Kuhl DE: A diagnostic approach in Alzheimer's disease using three-dimensional stereotactic surface projections of fluorine-18-FDG PET. J Nucl Med 36: 1238-1248, 1995
8) Matsuda H, Mizumura S, Nagao T, Ota T, Iizuka T, et al: Automated discrimination between very early Alzheimer disease and controls using an easy Z-score imaging system for multicenter brain perfusion single-photon emission tomography. AJNR Am J Neuroradiol 28: 731-736, 2007
9) Matsuda H, Mizumura S, Soma T, Takemura N: Conversion of brain SPECT images between different collimators and reconstruction processes for analysis using statistical parametric mapping. Nucl Med Commun 25: 67-74, 2004
10) Matsuda H: Role of neuroimaging in Alzheimer's disease, with emphasis on brain perfusion SPECT. J Nucl Med 48: 1289-1300, 2007
F-FDG PET and optimized voxel-based morphometry for detection of Alzheimer's disease: aging effect on diagnostic performance. J Nucl Med 48: 1961-1970, 2007
12) Minoshima S, Giordani B, Berent S, Frey KA, Foster NL, et al: Metabolic reduction in the posterior cingulate cortex in very early Alzheimer's disease. Ann Neurol 42: 85-94, 1997
13) Kogure D, Matsuda H, Ohnishi T, Asada T, Uno M, et al: Longitudinal evaluation of early Alzheimer's disease using brain perfusion SPECT. J Nucl Med 41: 1155-1162, 2000
14) Matsuda H, Kitayama N, Ohnishi T, Asada T, Nakano S, et al: Longitudinal evaluation of both morphological and functional changes in the same individuals with Alzheimer's disease. J Nucl Med 43: 304-311, 2002
15) Imabayashi E, Matsuda H, Asada T, Ohnishi T, Sakamoto S, et al: Superiority of 3-dimensional stereotactic surface projection analysis over visual inspection in discrimination of patients with very early Alzheimer's disease from controls using brain perfusion SPECT. J Nucl Med 45: 1450-1457, 2004
16) Raichle ME, MacLeod AM, Snyder AZ, Powers WJ, Gusnard DA, et al: A default mode of brain function. Proc Natl Acad Sci U S A 98: 676-682, 2001
17) Jack CR Jr, Lowe VJ, Weigand SD, Wiste HJ, Senjem ML, et al: Serial PIB and MRI in normal, mild cognitive impairment and Alzheimer's disease: implications for sequence of pathological events in Alzheimer's disease. Brain 132: 1355-1365, 2009
18) Nestor PJ, Fryer TD, Ikeda M, Hodges JR: Retrosplenial cortex (BA 29/30) hypometabolism in mild cognitive impairment (prodromal Alzheimer's disease). Eur J Neurosci 18: 2663-2667, 2003
19) Mosconi L, Pupi A, De Cristofaro MT, Fayyaz M, Sorbi S, et al: Functional interactions of the entorhinal cortex: an 18F-FDG PET study on normal aging and Alzheimer's disease. J Nucl Med 45: 382-392, 2004
20) Hirao K, Ohnishi T, Matsuda H, Nemoto K, Hirata Y, et al: Functional interactions between entorhinal cortex and posterior cingulate cortex at the very early stage of Alzheimer's disease using brain perfusion single-photon emission computed tomography. Nucl Med Commun 27: 151-156, 2006
21) Hirao K, Ohnishi T, Hirata Y, Yamashita F, Mori T, et al: The prediction of rapid conversion to Alzheimer's disease in mild cognitive impairment using regional cerebral blood flow SPECT. Neuroimage 28: 1014-1021, 2005
22) Samuraki M, Matsunari I, Chen WP, Yajima K, Yanase D, et al: Partial volume effect-corrected FDG PET and grey matter volume loss in patients with mild Alzheimer's disease. Eur J Nucl Med Mol Imaging 34: 1658-1669, 2007
23) Ferreira LK, Diniz BS, Forlenza OV, Busatto GF, Zanetti MV: Neurostructural predictors of Alzheimer's disease: A meta-analysis of VBM studies. Neurobiol Aging 〔Epub ahead of print〕
24) Yuan Y, Gu ZX, Wei WS: Fluorodeoxyglucose-positron-emission tomography, single-photon emission tomography, and structural MR imaging for prediction of rapid conversion to Alzheimer disease in patients with mild cognitive impairment: a meta-analysis. AJNR Am J Neuroradiol 30: 404-410, 2009
I-MIBG radioactivity in the differential diagnosis of DLB from AD. Neurology 66: 1850-1854, 2006
I-beta-CIT SPECT for diagnosis of dementia with Lewy bodies. J Nucl Med 50: 1638-1645, 2009
27) Imamura T, Ishii K, Sasaki M, Kitagaki H, Yamaji S, et al: Regional cerebral glucose metabolism in dementia with Lewy bodies and Alzheimer's disease: a comparative study using positron emission tomography. Neurosci Lett 235: 49-52, 1997
28) Nakano S, Asada T, Yamashita F, Kitamura N, Matsuda H,et al: Relationship between antisocial behavior and regional cerebral blood flow in frontotemporal dementia. Neuroimage 32: 301-306, 2006
29) Kobayashi S, Tateno M, Utsumi K, Takahashi A, Morii H, et al: Two-layer appearance on brain perfusion SPECT in idiopathic normal pressure hydrocephalus: a qualitative analysis by using easy Z-score imaging system, eZIS. Dement Geriatr Cogn Disord 28: 330-337, 2009
30) Yamashita F, Sasaki M, Takahashi S, Matsuda H, Kudo K, et al: Detection of changes in cerebrospinal fluid space in idiopathic normal pressure hydrocephalus using voxel-based morphometry. Neuroradiology 52: 381-386, 2010
掲載誌情報
