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ゆきさよしくに
5 years ago
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1 第 22 回関西 GyroMeeting 基礎講演もう一度見直そう!TSE の基礎 Yu Ueda Philips Electronics Japan MR Application

2 Today s Topics Turbo spin echo(tse) Profile order

3 Today s Topics Turbo spin echo(tse) Profile order

4 Spin echo(se) 法のシーケンスチャート TE/2 TE/2 RF pulse 傾斜磁場 90 pulse 180 pulse Echo 90 pulse TE: エコー時間 TR: 繰返し時間 Gz Gy Gx

5 横磁化の挙動 90 pulse 180 pulse Echo 90 pulse を印加横磁化発生印加を切る位相分散開始 180 pulse を印加磁化の反転印加を切る再収束開始位相が揃う信号が発生

6 SE 法の撮像時間 SE 法は 1TR で 1 つのエコー信号を取得する TR Scan Time = TR 位相マトリクス ( エコー ) 数 NSA 例えば T2WI において TR=4000ms 位相エンコード数 =256 NSA=1 とすると Scan Time= = ms=17 分スキャン時間が長い

7 SE 法 TR 利用することはできないか? Scan Time = TR Phase 数 NSA

8 TSE 法 TR TSE factor(etl) 1TR 内で複数の信号を受信するのが TSE 法 Scan Time = TR Phase 数 NSA TSE factor 撮像時間の短縮が可能

9 TSE 法の画質に与える影響コントラスト Mixed TE MT 効果 J-coupling Blurring

10 TSE 法の画質に与える影響コントラスト Mixed TE MT 効果 J-coupling Blurring

11 TSE 法 90 TE5 TE4 TE3 TE2 TE1 180 k=0 様々な TE で収集した信号が混在しても大丈夫か? k 空間の埋め方が重要

12 k 空間 TR データ空間 k 空間デジタルサンプリング

13 k 空間画像の元になるデータ (raw data) の二次元配列低周波成分コントラスト k0 高周波成分鮮鋭度 k-space

14 k 空間低周波成分のみ画像再構成すると k-space MR image コントラストを決定高周波のエコー信号がないので blurring が生じる

15 k 空間高周波成分のみ画像再構成すると k-space MR Image 鮮鋭度を決定

16 k 空間 k 空間の中心の信号がコントラストを決定 k 空間の中心に複数の TE が存在するとコントラストが統一されない k=0

17 k 空間の segmentation エコーを同一 TE ごとにまとめる 180 k-space を分割しそれぞれには同一の TE 成分のみを充填する 90 コントラストが安定する

18 Mixed TE Mixed TE によるコントラスト低下 ( 平均化 ) k=0 k=0 TSE factor=3 TSE factor=9 TSE factor 増加に伴いコントラスト低下

19 Mixed TE によるコントラスト低下 SE 法 TR:500ms TE:15ms TSE 法 TR:500ms TE:15ms Low-High TSE factor:3

20 TSE 法の画質に与える影響コントラスト Mixed TE MT 効果 J-coupling Blurring

21 MTC(Magnetization Transfer Contrast) #1 自由水 180 パルス #1 脂肪 26 巨大分子に結合しているプロトン周波数

22 MTC(Magnetization Transfer Contrast) #2 自由水 180 パルス #2 脂肪 26 巨大分子に結合しているプロトン周波数

23 MTC(Magnetization Transfer Contrast) #3 180 パルス #3 27 自由水脂肪巨大分子に結合しているプロトン影響を受けないため相対的に信号強度が上昇周波数軟部組織のコントラスト低下の大きな要因

24 MS における MT 効果 TR 1sl 2sl 3sl RF パルス Slice(S) 3sl 2sl 1sl 周波数方向位相方向 1 slice 目周波数

25 MS における MT 効果 TR 1sl 2sl 3sl RF パルス RF パルス Slice(S) 3sl 2sl 1sl 周波数方向位相方向 1 slice 目 2 slice 目周波数

26 MS における MT 効果同 WW/WL 1slice, 1package 19slice, 1package

27 MT 効果の対策隣接スライスにおける off resonance の RF パルスの影響を少なくする package に分ける RF パルスの照射量を低下させる TSE factor Flip Angle Refocusing angle(r10 以降 )

28 MT 効果の対策隣接スライスにおける off resonance の RF パルスの影響を少なくする package に分ける RF パルスの照射量を低下させる TSE factor Flip Angle Refocusing angle(r10 以降 )

29 Package とは? TR 1sl 2sl 3sl 4sl 5sl 6sl

30 Package とは? TR 例 :2 package 1sl TR 2sl 3sl 4sl 5sl 6sl

31 1package 2package 励起スライス励起スライス励起スライス励起スライス励起スライス励起スライス励起スライス励起スライス励起スライス Package に分ける MT 効果の対策 -Package- 隣接スライスにおける RF パルスが off-resonance として作用しにくい MT 効果の低減

32 MT 効果の対策 -Package- 同 WW/WL 19slice 1package 19slice 2package

33 MT 効果の対策隣接スライスにおける off resonance の RF パルスの影響を少なくする package に分ける RF パルスの照射量を低下させる TSE factor Flip Angle Refocusing angle(r10 以降 )

34 MT 効果の対策 TSE factor- TSE factor:7 TSE factor:15 Echo space は同じ

35 Refocusing control angle(rfa) (a) 1.5T の Refocusing control angle (Simple mode) 90 + 設定 RFA 2 設定 RFA: (b) 3.0T の Refocusing control angle (Advanced mode) R10~ 設定 RFA: RFA MT 効果の低減 SARの低減 TR( 撮像時間 ) の短縮 T2コントラストの低下

36 Refocusing control angle(rfa) (a) 1.5T の Refocusing control angle (Simple mode) 90 + 設定 RFA 2 設定 RFA: (b) 3.0T の Refocusing control angle (Advanced mode) R10~ 設定 RFA: RFA MT 効果の低減 SARの低減 TR( 撮像時間 ) の短縮 T2コントラストの低下

37 160 MT 効果の対策 -RFA- Refocusing control angle RFA が低いほど MT 効果低減

38 Refocusing control angle(rfa) (a) 1.5T の Refocusing control angle (Simple mode) 90 + 設定 RFA 2 設定 RFA: (b) 3.0T の Refocusing control angle (Advanced mode) R10~ 設定 RFA: MT 効果の低減 RFA SAR の低減 TR( 撮像時間 ) の短縮 T2 コントラストの低下

39 Low Refocusing Angle によるコントラストへの影響 z z z z y y y y x x x x Mz Mz Mz Mz Mxy(f) Mxy(f) Mxy(f) Mxy(f) RFA が低いほど T2 コントラスト低下 (TE100 固定 )

40 Low Refocusing Angle によるコントラストへの影響 RFA:180 RFA:160 RFA:140 RFA:120 RFA:100 RFA:80 RFA:60 RFA:40

41 TSE 法の画質に与える影響コントラスト Mixed TE MT 効果 J-coupling Blurring

42 J-coupling とは? J-coupling 電子雲の歪により生じる 2 つの核スピンの相互作用 TE=25~100msec で J 結合したプロトン間の dephase 効果が最大 TSE 法では脂肪の T2 値短縮 ( 脂肪信号低下 ) TSE 短い間隔で 180 パルスが照射される Echo J-coupling spaceによるを縮めると脂肪の信号上昇 dephase 効果を阻害

43 Echo space TR ~ Echo space echo space 得られる信号と信号の間隔

44 Echo space の短縮 (J-coupling) Echo space:22ms Echo space:9.2ms

45 echo space は長い方が良いのか? echo space が短いことによるメリットもあります

46 アーチファクト対策 Echo Space が短縮すると動きに対して強くなる (motion アーチファクト flow アーチファクト低減 ) Echo space= カメラに例えるなら shutter speed

47 Flow artifact の低減 Echo space 22 Echo space 12.2 Echo space 8.5

48 TSE 法の画質に与える影響コントラスト Mixed TE MT 効果 J-coupling Blurring

49 TSE factor による Blurring k=0 Echo の T2 減衰 ( 信号低下 ) により K 空間上の信号強度が一定ではない Blurring

50 TSE factor による Blurring 180 TSE factor=3 90 shot duration 180 TSE factor=9 90 shot duration

51 TSE factor による Blurring 180 TSE factor=3 90 TSE factor(shot duration) 増加に伴い影響増加 shot duration 180 TSE factor=9 90 shot duration

52 TSE factor による Blurring TSE factor:3 TE:15ms TSE factor:9

53 Blurring は TSE factor(shot duration) のみが関係するのか? Profile order によっても変わります

54 Today s Topics Turbo spin echo(tse) Profile order

55 Today s Topics Turbo spin echo(tse) Profile order

56 Profile order k-space の充填方法を決めるパラメータ linear low-high asymmetric

57 Linear 設定 TE:100 25ms 50ms 75ms 100ms 125ms 150ms 175ms Echo space = 25ms Linear(sequential) k-space の中心に設定 TE 充填 k0 設定 TE と TSE factor で echo space 決定 Blurring の影響が少ない T2WI T1WI PDWI で使用可能

58 設定 TE:10 Low-high 10ms 20ms 30ms 40ms 50ms 60ms 70ms TSE factor:7( 奇数 ) Echo space = 10ms Low-High(centric) k0 k-space の中心に最初の Echo が充填設定 TE が echo space 高い SNR を取得可能条件次第で Blurring の影響が強い T1WI PDWI で使用可能

59 設定 TE:10 Low-high 10ms 20ms 30ms 40ms 50ms 60ms TSE factor:6( 偶数 ) Low-High(centric) Echo space = 10ms k0 Low-high の場合 TSE factor が奇数と偶数で充填方法が異なる奇数に比べて偶数ではより k 空間の segment 化が行われる

60 Low-high 180 Echo space:8 TSE factor= Echo space:15 TSE factor=5 90 Echo space と TSE factor(shot duration) の設定によっては blurring の影響が増大する

61 Low-high T1WI:TR=500ms TE=15ms FA=90ms TSE factor:3 TSE factor:5 TSE factor:7 TSE factor:9 小 Blurring 大

62 Asymmetric 設定 TE:90 15ms 30ms 45ms 60ms 75ms 90ms 105ms Asymmetric Echo space = 15ms k0 TE TSE factor echo spaceをそれぞれ直接入力することが可能 motion artifact 対策を行いやすい segment 数が多いためややコントラストが劣る T2WI T1WI PDWI で使用可能

63 Asymmetric の実行 TE effective TE low-high TE effective TE linear TE asymmetric TE

64 Asymmetric の実行 TE effective TE low-high TE effective TE linear TE effective TE asymmetric TE

65 Asymmetric の実行 TE effective TE low-high TE effective TE linear TE effective TE asymmetric TE

66 Asymmetric の実行 TE effective TE low-high TE effective TE linear TE effective TE asymmetric TE

67 Asymmetric の実行 TE effective TE low-high TE effective TE linear TE effective TE asymmetric TE

68 Asymmetric の実行 TE effective TE low-high TE effective TE linear TE effective TE asymmetric TE

69 Asymmetric の実行 TE effective TE low-high TE effective TE linear TE effective TE asymmetric TE

70 Asymmetric の実行 TE effective TE low-high TE effective TE linear effective TE TE asymmetric TE

71 Asymmetric の実行 TE effective TE low-high TE effective TE linear TE effective TE asymmetric TE

72 設定 TE:10 Asymmetric 10ms 20ms 30ms 40ms 50ms 60ms Asymmetric Echo space = 10ms Low-high と同じ K 空間の充填方法 k0 Echo space と TSE factor(shot duration) の設定によっては blurring の影響に注意

73 Asymmetric の実行 TE effective TE low-high TE effective TE linear TE effective TE asymmetric TE

74 Asymmetric 設定 TE:60 15ms 30ms 45ms 60ms 75ms 90ms 105ms Asymmetric Echo space = 15ms 前半に低周波領域後半に高周波領域を充填する k0 呼吸停止下の撮像では後半の呼吸が乱れても motion artifact の影響を抑えることが可能

75 Asymmetric の実行 TE effective TE low-high TE effective TE linear effective TE TE asymmetric TE

76 Asymmetric 設定 TE:105 15ms 30ms 45ms 60ms 75ms 90ms 105ms Asymmetric Echo space = 15ms k 空間の充填は high-low k0 高周波領域に高いエコーを重点するため高鮮鋭度の画像取得

77 Profile order の使い分け T1W image 例 )TE:15ms TSE factor:5 S/Nを優先する場合 low-high 設定 TE:15ms シャープさを優先する場合 linear 設定 TE:15ms Echo space = 15ms Echo space = 5ms

78 Profile order の使い分け PDW image 例 )TE:15ms TSE factor:5 S/Nを優先する場合 low-high 設定 TE:15ms シャープさを優先する場合 linear 設定 TE:15ms Echo space = 5ms 撮像時間優先の場合 (TSE factor を増やす場合 ) asymmetric 設定 TE:15ms Echo space = 5ms

79 Profile order の使い分け T2W image 例 )TE:100ms TSE factor:7 コントラストと空間分解能を優先する場合 linear 設定 TE:100ms Echo space = 25ms motion artifact 対策を優先する場合 asymmetric 設定 TE:100ms Echo space = 20ms

80 本日のまとめ Turbo spin echo(tse) 撮像時間短縮を実現コントラスト :Mixed TE MT 効果 J-coupling Blurring Profile order low-high:t1wi PDWI で使用 SNR ES と TSE factor 次第で blurring が生じる Linear:T2WI T1WI PDWI で使用 Blurring Asymmetic:T2WI と PDWI で使用 artifact を制御しやすいが設定 TE に注意

PowerPoint プレゼンテーション

PowerPoint プレゼンテーション第 26 回関西 Gyro(2017.6.3) 3D 撮像の基礎 (TSE を中心に ) Yu Ueda Philips Electronics Japan MR Application Specialist 1 3D-TSE の始まり MRCP や内耳など Heavy T2WI として使用 T2W Drive:TE200msec MRCP:TE 500msec 撮像時間が長い motion artifact(echo