磁気共鳴分光法

磁気共鳴分光法（MR分光法）は、脳代謝に関する非侵襲的な情報を提供します。プロトン1H-MR分光法は、「化学シフト」、すなわち様々な化合物を構成するプロトンの共鳴周波数の変化に基づいています。この用語は、個々のスペクトルピークの周波数差を表すために、1951年にN. Ramseyによって導入されました。「化学シフト」の測定単位は100万分の1（ppm）です。以下は、生体内でプロトンMRスペクトルでピークが測定される主な代謝物とそれに対応する化学シフト値です。

• NAA - N-アセチルアスパラギン酸（2.0 ppm）
• Cho - コリン（3.2 ppm）
• Cr - クレアチン（3.03および3.94ppm）
• ml - ミオイノシトール（3.56 ppm）;
• Glx - グルタミン酸およびグルタミン（2.1-2.5 ppm）
• ラック - 乳酸（1.32 ppm）
• 唇 - 脂質複合体（0.8〜1.2 ppm）。

現在、陽子MR分光法では、主に2つの手法、すなわち単一ボクセルMR分光法と多ボクセルMR分光法（化学シフトイメージング）が用いられています。多ボクセルMR分光法は、脳の複数の領域からのスペクトルを同時に測定する手法です。リン、炭素、その他の化合物のMR信号に基づく多核MR分光法も実用化されています。

シングルボクセル1H-MRスペクトロスコピーでは、脳の1つの領域（ボクセル）のみを解析対象として選択します。このボクセルから記録されたスペクトルの周波数構成を解析することで、特定の代謝物の分布を化学シフトスケール（ppm）で取得します。スペクトル中の代謝物ピーク間の比、および個々のスペクトルピークの高さの減少または増加を調べることで、組織内で起こっている生化学的プロセスを非侵襲的に評価することができます。

マルチボクセルMP分光法は、複数のボクセルのMPスペクトルを一度に生成し、研究対象領域内の個々の領域のスペクトルを比較することを可能にします。マルチボクセルMP分光法データの処理により、特定の代謝物の濃度を色で表示した断面のパラメトリックマップを作成し、断面内の代謝物の分布を視覚化することが可能になります。つまり、化学シフトに基づいて重み付けされた画像を取得することができます。

MRスペクトロスコピーの臨床応用。MRスペクトロスコピーは現在、脳の様々な容積病変の評価に広く用いられています。MRスペクトロスコピーのデータからは腫瘍の組織学的型を確実に予測することはできませんが、腫瘍の進行過程は一般的にNAA/Cr比の低下、Cho/Cr比の上昇、そして場合によっては乳酸ピークの出現を特徴とする点で、多くの研究者の見解が一致しています。ほとんどのMR研究において、陽子分光法は星状細胞腫、上衣腫、および原始的神経上皮腫瘍の鑑別診断に用いられ、腫瘍組織の型を特定していると考えられます。

臨床診療において、術後期における腫瘍の持続的増殖、腫瘍の再発、あるいは放射線壊死の診断には、MRスペクトロスコピーを用いることが重要です。複雑な症例では、1H-MRスペクトロスコピーは、灌流強調画像と併せて鑑別診断における有用な追加的方法となります。放射線壊死のスペクトルにおいて特徴的なのは、いわゆるデッドピークの存在です。これは、他の代謝物のピークが完全に減少する中で、0.5～1.8 ppmの範囲に広がる乳酸-脂質複合体です。

MRスペクトロスコピーのもう一つの用途は、新たに検出された一次病変と二次病変の区別、そして感染性病変や脱髄性病変との鑑別です。最も有用な結果は、拡散強調画像を用いた脳膿瘍の診断です。膿瘍のスペクトルでは、主要代謝物のピークが存在しない一方で、脂質-乳酸複合体のピークと、膿瘍の内容物に特有のピーク、例えば酢酸やコハク酸（細菌の嫌気性解糖の産物）、アミノ酸のバリンやロイシン（タンパク質分解の結果）が観察されます。

文献では、てんかん、小児の脳の白質の代謝障害および変性病変の評価、外傷性脳損傷、脳虚血、その他の疾患における MR 分光法の情報内容も広く研究されています。

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