DIXON法
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DIXON法（ディクソンほう、英: Dixon method）は、磁気共鳴画像法（MRI）における水と脂肪の分離撮像技術の総称である。複数のエコーを利用して信号を再構成することで、従来の脂肪抑制法と比較して均一性の向上が期待でき、脂肪定量や鉄定量といった定量評価を可能にする点が特徴である。特に肝疾患や代謝性疾患の診断、筋骨格・心臓・乳腺領域などで臨床応用が広がっており、MRI-PDFFや化学シフト符号化（CSE）による脂肪・鉄定量が国際的なガイドラインで取り上げられている。一方で、磁場不均一や動きに伴うアーチファクトの影響を受けやすいという制約もあり、改良型手法の研究が進められている。
DIXON法は1984年に米国の物理学者ウィリアム・トーマス・ディクソンによって初めて提案されたMRIシーケンスであり、水と脂肪のプロトンがわずかに異なる共鳴周波数を持つことを利用して画像を分離する手法である[1]。この方法は、水と脂肪の信号が同位相（in-phase）および逆位相（opposed-phase）になるタイミングで画像を取得し、それらを加算・減算することで、水画像と脂肪画像を再構成できるという原理に基づいている。従来の脂肪抑制法と異なり、化学シフトそのものを利用するため、比較的均一な信号分離が得られると報告されている[2]。
当初の2点Dixon法では、同位相像と逆位相像を取得することで水と脂肪を分離していたが、磁場不均一により信号の誤差が生じやすいという課題があった。その後、3点Dixon法やマルチエコー法が開発され、B0不均一性や緩和時間の影響を補正できるようになり、信頼性が大幅に向上した[3]。特に、マルチエコーを用いる手法は水と脂肪の信号強度を定量化する上で有効であり、プロトン密度脂肪率（proton density fat fraction: PDFF）の標準化に寄与している[4]。
日本においてもDixon法の原理と改良は広く研究され、特に肝疾患や代謝性疾患の画像診断における脂肪定量の標準的手法として確立されつつある。近年では3T装置を含む高磁場MRIや多エコー取得技術の発展により、脂肪定量の精度はさらに向上している[5]。
手法と画像再構成
DIXON法に基づく水と脂肪の分離は、取得するエコー数や再構成手法の違いにより多様なアプローチが存在する。基本的には2点法と3点法があり、2点法は同相・反相のエコーを用いる単純な手法であるのに対し、3点法は位相差を異なるタイミングで取得することで磁場不均一（B0 inhomogeneity）の補正を可能にする。さらに、マルチエコー法として発展したIDEAL（Iterative Decomposition of water and fat with Echo Asymmetry and Least-squares estimation）は、非対称エコーを組み合わせて反復的に最小二乗推定を行うことで、ノイズ性能を最大化しつつ水脂肪分離を実現する点に特徴がある[6]。
再構成アルゴリズムにおいては、正確な脂肪定量を可能とするために磁場マップの推定が重要である。Yuらは水脂肪分離を用いたプロトン密度脂肪分率（PDFF）の精度検証を行い、脂肪定量における高い再現性とバイオマーカーとしての有用性を示した[7]。一方で、短いエコー時間間隔を用いる場合には解の多義性が生じやすく、誤った磁場推定によるアーチファクトが問題となる。この課題に対し、低解像度再構成を利用した領域拡張アルゴリズムによりエイリアスの解を回避し、磁場マップ推定の安定化が示唆されている[8]。
撮像シーケンスの工夫としては、IDEALを高速3次元投影再構成（3DPR）と組み合わせることで、広範囲撮像での水脂肪分離が改善したとする報告がある。この手法では、磁場不均一の影響を受けやすい体幹部や関節領域においても、脂肪抑制の破綻が少ない高画質画像が得られることが報告されている[9]。さらに、解析的な3点法の拡張として、等間隔または不等間隔のエコー取得を柔軟に扱えるアルゴリズムも提案されており、スパイラル撮像と組み合わせることで高精細かつ高効率な水脂肪分離を達成できる[10]。
撮像技術と最適化
DIXON法の撮像技術においては、撮像条件の最適化が画質や診断能に直結するため、エコー時間（TE）の選択や磁場強度に応じた調整が重要となる。典型的には1.5Tで約2.2ms、3Tで約1.1msの間隔で同相/反相が入れ替わるとされる。この特性を理解したうえでTEを設定することにより、信号分離の効率を高めることができる[11]。
撮像パラメータの最適化には信号雑音比（SNR）と撮像時間のバランスが求められる。DIXON法は複数のエコー取得を必要とするため撮像時間が延長する傾向があるが、並列撮像や再構成の改良により撮像時間を短縮できる場合がある。また、CHESSやSTIRと比較し、磁場不均一に対する耐性やSNRの点で有利とする報告がある[12][13]。
さらに、従来法との比較においてもDIXON法の優位性が示されている。特に筋骨格系のMRIでは、金属インプラント周囲や広い視野を必要とする領域で化学シフト法やSTIR法の不均一抑制を補完し、均一な脂肪抑制を提供できる点が評価される[14]。また、DIXON由来の脂肪画像（fat-only image）は、脂肪組織の描出を目的とする場合に限り、一部の部位でT1強調像の代替的手段となり得ることが報告され、撮像プロトコルの簡略化や時間短縮に寄与している。[15]。