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きみえはかまや
5 years ago
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1 MRI 分野座長集約非造影 MRA を考えるその 3 - ASL(Arterial Spin Labeling) 法を用いた非造影 MRA について - 座長青森市民病院診療放射線部古山智明 (Koyama Tomoaki) 一昨年昨年に引き続き非造影 MRA をテーマとしました今回は ASL(Arterial Spin Labeling) の手法を用いた非造影 MRA として Time-SLIP(Time-Spatial Labeling inversion Pulse) 法 ( 東芝メディカルシステムズ ) を中心とした内容としました Time-SLIP 法は 2001 年に開発されてから腹部領域血管の選択描出が可能となり腎動脈をはじめに子宮動脈門脈などの報告がされています近年では予稿集でも触れたように Delay Time を細かく刻むことで 3D-DSA のような画像を得たり FBI 法では難しかったシャントの描出や血管だけではなく脳脊髄液の流れの観察肺動静脈の分離描出の検討など幅広く応用されています今回は基礎編としてパラメータの変更による影響についてファントムとボランティアについて検討していただきましたまた臨床編として特に撮像の多い腎動脈と門脈を中心に臨床におけるポイントやテクニックについて発表していただきました弘前大学医学部付属病院放射線部の大湯和彦さんは GE 社製 Signa HDxt 1.5T ver.16 と東芝社製 Excelart Vantage P.P.P 1.5T ver.9.51 で検討していただきましたファントム実験において同一条件下ではスラブの厚さが厚くなると流入部から離れるほど信号が低下するまた流速が早いほど描出能が良くなるといった Time-Slip 法の特徴をとらえることができていました Delay Time の変化 (IFIR) では描出に大きな変化がなかったとしているが Delay Time の設定範囲が大きく取れないことが原因と思われました Time-Slip 法では選択的 IR パルスの厚さや位置の検討でその設定範囲以上で選択的 IR パルスが印加されている様子が確認されましたボランティアによる検討では得られた結果からスライス厚 2mm マトリクス Delay Time1200msec が適当であるとしていましたが被検者の状態により描出不良となる可能性があるため何らかの対策が必要であると結んでいました大湯さんの施設では横断像の撮影しかできないとの事なのでなかなか難しいとの事でした会場いらしたメーカーのコメントによると現在は冠状断撮影などパラメータの自由度が増えたという報告があり今後に期待したいと思います福島県立医科大学付属病院放射線部の石川寛延さんは腎動脈の撮影においてシーケンスの選択選択的 IR パルスの位置厚さ Delay Time 脂肪抑制呼吸等について詳細に報告していただきました選択的 IR パルスは上端をできるだけ腎動脈付近にするまた厚くする事で下大静脈の流入を抑える事をポイントとしていました脂肪抑制では Fat Sat と STIR による使い分けについて抑制効果と背景信号の回復を考慮に入れ Delay Time の長さにより選択すべきとしていましたまた安定した呼吸を得ることが重要とした上で音声ガイドを使うなどの工夫もされていました門脈撮影では 2D で撮影できる Prep を用いて最適 Delay Time を求めることができ大変有用であるとしていました非造影 MRA ではメリットとして被検者の協力が得られれば複数回撮影でき腎機能が低下された方でも検査が可能ですデメリットとして目的血管以外の血管を同時に描出する事が難しく事前の生理状態を把握する事できればより Time-Slip 法を活用できると結んでいました腎動脈の撮影では門脈撮影のように適切な Delay Time を検索するツールが現在はなくより安定した検査を行うための工夫と血管の蛇行などによる乱流と思われる描出不良など被検者に左右されない撮影法の確立が必要と思われました最後に 3 年間テクニカルミーティングの座長をさせていただきありがとうございました私自身もたくさんのことを経験させていただきました非造影 MRA について 3 年間やってきたわけですが少しでも皆さんの役に立てれば幸いです

- 基礎編 - 弘前大学医学部附属病院放射線部大湯和彦 (Ohyu kazuhiko) はじめに ASL(arterial spin labeling) 法は飽和パルスまたは反転パルスを用いて特定の位置に存在するスピンに印をつけることをスピンラベリングと呼び撮像断面内に流入する動脈血を対象にする場合が ASL

ある一定の時間をおいてデータ収集を行方法で収集方法は Move-In,Move-Out の 2 種類がある今回当院装置に搭載されている Inhance 3D Inflow IR( 以下 IFIR) と Time-SLIP 法を用いて基礎的検討を行った方法基準となる撮像条件をもとに各パラメータを変化させ撮像し

ボランティアによる撮像条件本研究に同意の得られた健常ボランティア 2 名をスライス厚マトリックス Delay Time を変化させて撮像した Fig.1 ファントム 1 Fig.2 ファントム 2 結果 1. ファントム撮像 1) スライス厚 (IFIR)(Fig.

2 - 基礎編 - 弘前大学医学部附属病院放射線部大湯和彦 (Ohyu kazuhiko) はじめに ASL(arterial spin labeling) 法は飽和パルスまたは反転パルスを用いて特定の位置に存在するスピンに印をつけることをスピンラベリングと呼び撮像断面内に流入する動脈血を対象にする場合が ASL と呼ばれる通常は非造影で灌流画像を得るために用いられる Time-SLIP(Time-spatial Labeling Inversion Pulse) 法は反転パルスを用いて血管を選択的に描出する方法で描出したい血液を選択的 IR パルスや非選択的 IR パルスでラベリングしある一定の時間をおいてデータ収集を行方法で収集方法は Move-In,Move-Out の 2 種類がある今回当院装置に搭載されている Inhance 3D Inflow IR( 以下 IFIR) と Time-SLIP 法を用いて基礎的検討を行った方法基準となる撮像条件をもとに各パラメータを変化させ撮像し画像の視覚的評価を行った 1. ファントム撮像 (Fig.1,2) 自作ファントム内のチューブに循環ポンプを用いて水を循環させ基準パラメータの各値を変化させ撮像を行った CNR( チューブ内周囲 ( 寒天 )) の算出も行った 2. ボランティアによる撮像条件本研究に同意の得られた健常ボランティア 2 名をスライス厚マトリックス Delay Time を変化させて撮像した Fig.1 ファントム 1 Fig.2 ファントム 2 結果 1. ファントム撮像 1) スライス厚 (IFIR)(Fig.3,4) スライス厚を 1~5mm まで変化させ撮像を行った (slab の開始位置は同じ ) スライス厚が 3,4,5mm では流出部の信号低下がみられ流入部流出部の CNR を算出すると流出部の低下がみられたこれは撮像範囲が広いため選択的 IR パルスの影響を受けていない液体が到達していたためと考えられる 2) マトリックス (IFIR) マトリックスをで撮像を行った Fig.3 スライス厚の変化

ではボケているため 256 以上が必要と考える 3) DelayTime(IFIR) 模擬血管の描出には大きな変化は生じなかった 4) 流速 (Fig.

パルスがチューブ内の信号を完全に抑制できていなためと考えられた ( 流速 0cm/sec の画像でチューブ内に信号が残っていた ) CNR 14 12 10 8 6 4 2 0 CNR 3mm 上 3mm 下 4mm 上 4mm 下 5mm 上 5mm 下位置

6 CNR( 流速の変化 ) 5) 位置横方向模擬血管の位置が変わっても信号変化は見られなかった横方向に配置した場合両者共に信号強度は低下した 6) 選択的 IR パルスの厚さ (Time-SLIP)(Fig.

8) 撮像範囲の上下に選択的 IR パルスを設定した場合でも撮像範囲内で信号低下がみられた実際の設定範囲より広い範囲で選択的 IR パルスが印加されていることが確認された 8) 位相方向 (Time-SLIP) 位相方向を swap

3 ではボケているため 256 以上が必要と考える 3) DelayTime(IFIR) 模擬血管の描出には大きな変化は生じなかった 4) 流速 (Fig.5,6) IFIR では流速が遅い場合流出部における信号低下がみられた選択的 IR パルスを受けていない液体が到達しきれないためと考えられる Time-SLIP でも遅い流速ほど流出部の信号低下がみられた模擬血管の信号ムラが見られたが選択的 IR パルスがチューブ内の信号を完全に抑制できていなためと考えられた ( 流速 0cm/sec の画像でチューブ内に信号が残っていた ) CNR CNR 3mm 上 3mm 下 4mm 上 4mm 下 5mm 上 5mm 下位置 Fig.4 CNR( スライス厚の変化 ) CNR 12 流速変化 - 位置の違い上中下 4 2 Fig.5 Delay Time 流速の変化 0 10cm/sec 20cm/sec 30cm/sec 流速 Fig.6 CNR( 流速の変化 ) 5) 位置横方向模擬血管の位置が変わっても信号変化は見られなかった横方向に配置した場合両者共に信号強度は低下した 6) 選択的 IR パルスの厚さ (Time-SLIP)(Fig.7) 厚さを変えて撮像を行った設定した領域で背景の信号が抑制されていたが範囲が大きくなるほど背景の信号は高くなっていた 7) 選択的 IR パルス位置 (Time-SLIP) (Fig.8) 撮像範囲の上下に選択的 IR パルスを設定した場合でも撮像範囲内で信号低下がみられた実際の設定範囲より広い範囲で選択的 IR パルスが印加されていることが確認された 8) 位相方向 (Time-SLIP) 位相方向を swap させると折り返りのアーチファクトが著名となり模擬血管内の信号は低下したが折り返り防止を入れるとアーチファクトは抑制されチューブの信号は swap 前と同様になった Time-SLIP: 選択的 IR パルス厚さの変化 (Cor) 50mm~250mm 50mm 毎 50mm 100mm スキャン範囲選択的 IRパルス 150mm 200mm 250mm Fig.7 選択的 IR パルス厚さの変化 Time-SLIP: 選択的 IRパルス位置の変化 (Cor) 上スキャン範囲中選択的 IRパルス下 Fig.8 選択的 IR パルス位置の変化

4 2. ボランティア撮像 1) スライス厚 (Fig.9) 4,5mm では画像が全体的にボケている印象があり 2mm と 3mm を比較すると末梢の描出に明らかに差があり 2mm 程度の設定が必要と考えられた 2) マトリックス (Fig.10) ファントム実験同様ではボケている印象があり 512 の場合は少しノイズが目立っていた撮像時間は呼吸数に影響するため 256 が適当であると考えた 3) Delay Time(IFIR) 1000msec では末梢の描出が悪く 1400msec では背景の信号が回復している CNR( 腎血管 - 腎実質 ) でも 1200msec が高い値となった Fig.9 スライス厚変化 Fig.10 マトリックス変化 coronal まとめ今回の検討ではスライス厚 2mm マトリックス Delay Time1200msec が適正条件と思われたしかし血流の遅い患者の場合 Delay Time が 1200msec だと選択的 IR パルスの影響を受けていない血液が末梢に到達できず描出不良となる可能性が示唆されたこの場合は Delay Time を延長するか Slab の開始位置を変更するなどの対策が必要と考えられた謝辞今回の発表にあたりご協力いただいた青森市民病院古山座長弘前大学医学部附属病院 ME センター弘前大学医学部附属病院放射線部の皆様にこの場を借りて御礼申し上げます参考文献図書 1) 荒木力 :MRI 完全解説. 秀潤社 P ) 天沼誠他 : 腎動脈子宮動脈描出における inhance inflow IR 法の有用性.GE Today 3) 小倉明夫 :MRI 臨床画像の CNR 測定法に関する精度. 日本放射線技術学会雑誌 Vol.60 No.11 P

- 臨床編 - 福島県立医科大学附属病院放射線部石川寛延 (Ishikawa Hironobu) はじめに近年腎機能が低下している患者にガドリニウム造影剤を投与すると腎性全身性線維症 (NSF) という重篤な副作用が生じる可能性があるという認識が広まってきており MRI 装置での血管撮影において非造影 MRA 撮影が注目されている今回 ASL(arterial spin

Inversion pulse をうち信号を反転させ BBTI(Black Blood Of Inversion Time) 後の血流を描出するものであるこの選択的に tag をかけた領域に流入してくる血流を描出することを MOVE IN tag をかけた領域から流出していく血流を描出することを MOVE OUT という腎動脈撮影について ( 検討項目 ) シーケンスの選択 Tagの位置

1 シーケンスによる描出の違い FASE シーケンスは FASEとが選択できるが FASE では腎動脈の流入部が描出されないこれは FASE は流れの速いものを収集できないためである一方は流速によらず信号を収集できるという特徴を持ったシーケンスであるため腎動脈の流入部も描出できると考えられる以上からシーケンスはを選択するのがよい Tagの位置は

5 - 臨床編 - 福島県立医科大学附属病院放射線部石川寛延 (Ishikawa Hironobu) はじめに近年腎機能が低下している患者にガドリニウム造影剤を投与すると腎性全身性線維症 (NSF) という重篤な副作用が生じる可能性があるという認識が広まってきており MRI 装置での血管撮影において非造影 MRA 撮影が注目されている今回 ASL(arterial spin labeling) 法を用いた東芝社のシーケンスである Time-SLIP(Time-Spatial Labeling inversion Pulse) 法の臨床における使い方や注意点についてボランティア撮影を中心に検討した当院で撮影している主な部位は腎動脈門脈 CSF であるが主に腎動脈門脈について報告する Time-SLIP 法とは Time-SLIP 法とは目的領域に選択的に Inversion pulse をうち信号を反転させ BBTI(Black Blood Of Inversion Time) 後の血流を描出するものであるこの選択的に tag をかけた領域に流入してくる血流を描出することを MOVE IN tag をかけた領域から流出していく血流を描出することを MOVE OUT という腎動脈撮影について ( 検討項目 ) シーケンスの選択 Tagの位置 Tagの厚さ BBTI 値が描出に与える影響脂肪抑制法 FASE 呼吸が描出に与える影響 Fig.1 シーケンスによる描出の違い FASE シーケンスは FASEとが選択できるが FASE では腎動脈の流入部が描出されないこれは FASE は流れの速いものを収集できないためである一方は流速によらず信号を収集できるという特徴を持ったシーケンスであるため腎動脈の流入部も描出できると考えられる以上からシーケンスはを選択するのがよい Tagの位置は tagの上端を腎動脈レベルの高さより少し上にするのがよい腎動脈レベルよりも離れてしまうと腎動脈まで血流が到達する時間が延長してしまうすなわちBBTIの延長が必然となる BBTIを延長することによって問題となるのがtag 領域内の信号の回復である BBTIの延長は腎臓と腎動脈のコントラストの低下を招くことに注視されたい Tagの厚さは薄くすると下大静脈のMOVE INが目立ち腎動脈との重畳が避けられない厚くすると下大静脈のMOVE INが軽減されるが tagのもつスライスプロファイルがより山なりになってしまい設定した tagの位置よりも広範囲にtagが効いてしまうしかし tagを厚くしても腎動脈の描出に遜色はないため下大静脈の Tag 厚 100 Tag 厚 250 MOVE INを軽減するようにtagは厚く設定するのがよい (Fig.2) Fig.2 tag の厚さによる描出の違い白い点線が tag の範囲

BBTI 値を500ms,700ms,1100ms,2100msと変えて撮影した画像をFig.

前述のとおりBBTIを延長しすぎると腎臓の信号が回復してコンラストが低下してしまう脂肪抑制法は fatsat 法と STIR 法が選択できるが

3 BBTI の違いによる描出の違い ( 左から 500ms,700ms,1100ms,2100ms) T1 値の長いものの信号が呼吸回数とBBTI

Time-SLIPは呼吸同期撮影であるため呼吸は描出に影響を与える因子の1つとなっている患者の呼吸が安定していない場合

呼吸を安定させることが難しい場合音声ガイドを用いて患者をリードする必要があるしかし安定しているだけではこのボケは解消されない

安定した呼吸かつ安定している時間が長い所でのデータ収集が重要となる門脈撮影について門脈のTagのかけ方は MOVE INを利用する方法とMOVE

pulseをonにしたfaseで利用されているシーケンスはとFASEが選択できる両者とも門脈を撮影することが出来るが以下のような問題が挙げられる

信号が位相方向に FASE 分散するようなアーチファクトが見受けられる (Fig.4) Fig.

6 BBTI 値を500ms,700ms,1100ms,2100msと変えて撮影した画像をFig.3に示す BBTIが短いと腎動脈末梢の描出が不十分である BBTIを伸ばせば腎動脈末梢は描出されていくことが分かるしかし前述のとおりBBTIを延長しすぎると腎臓の信号が回復してコンラストが低下してしまう脂肪抑制法は fatsat 法と STIR 法が選択できるが両者は使い分けが必要となる腎動脈と腎臓の信号比の観点からすれば STIR 法を選択するのがよいが STIR 法では尿管や脊髄液など Fig.3 BBTI の違いによる描出の違い ( 左から 500ms,700ms,1100ms,2100ms) T1 値の長いものの信号が呼吸回数とBBTI 値に依存して顕著になる呼吸回数が少なく短めのBBTIを設定するときは fatsat 法を選択する従って呼吸回数を考慮して脂肪抑制法を選択すべきである腎動脈 Time-SLIPは呼吸同期撮影であるため呼吸は描出に影響を与える因子の1つとなっている患者の呼吸が安定していない場合同じ位置での信号収集が困難なため画像はボケてしまうそのためにも検査前に患者に検査の説明をしてきちんと理解してもらうことが重要となるまた呼吸を安定させることが難しい場合音声ガイドを用いて患者をリードする必要があるしかし安定しているだけではこのボケは解消されないセグメント数を増やしデータ収集時間を短くしてさらに安定している時間が長い所で行わなければならない腎動脈 Time-Slip 撮影を成功させるには安定した呼吸かつ安定している時間が長い所でのデータ収集が重要となる門脈撮影について門脈のTagのかけ方は MOVE INを利用する方法とMOVE OUTを利用する2 通りがある MOVE INはや非選択的 IR pulseをoffにしたfaseで MOVE OUTは非選択的 IR pulseをonにしたfaseで利用されているシーケンスはとFASEが選択できる両者とも門脈を撮影することが出来るが以下のような問題が挙げられるは肝臓と門脈のコントラスト差が小さいことや門脈本幹と下大静脈が重畳してしまう一方 FASEは肝臓と門脈とのコントラストはよくまた門脈本幹との重なりもないが信号が位相方向に FASE 分散するようなアーチファクトが見受けられる (Fig.4) Fig.4 シーケンスによる描出の違い門脈を撮影する際の最適 BBTI 値を肝静脈が描出される前とすると患者毎に最適 BBTI 値は異なることが分かったそこで当院では事前に最適 BBTI 値を求めるツールとして2DBBTIprepを使用しているこれは一回の息止めでBBTI 値の異なる画像を4,5 枚撮影できるシーケンスであり最適 BBTI 値を求めるのに非常に有効なものとなっている (Fig.5) Fig.5 2DBBTI prep の描出例最適 BBTI 値 1200ms( 左から BBTI1000ms,1200s,1400ms,1600ms)

その他の Time-SLIP 撮影の紹介 ( 頸動脈の動態観察 ) BBTI 値を徐々に変えて撮影していくことで頸動脈の走行に左右差があることなど動態の様子が観察できる (Fig.

6 頸動脈の動態観察 ( アダムキュービッツ撮影 ) 脊髄液の信号を落とすようにまた Aorta を避けるように tag を斜めにかけるのがポイントであるしかし右側の肋間 ( あるいは腰 )

動きによるボケを軽減するためセグメント数を 8 にして一回のデータ収集を非常に短くして撮影する (Fig.7 左 ) Fig.

をかけて中脳水道への脳脊髄液のフローを描出する CSF 撮影が増加してきている (Fig.

一回の Time-Slip 撮影では困難である Tag の位置を変えて複数回撮影しなければならないつまり非造影では目的血管以外の血管を同時に描出するのは難しい一方造影 MRA

8 非造影 MRA( 左 ) と造影 MRA( 右 ) おわりに Time-SLIP 法は患者の生理状態 ( 呼吸血行動態血流の速さ ) に依存しパラメータ (tag の位置厚さ BBTI

7 その他の Time-SLIP 撮影の紹介 ( 頸動脈の動態観察 ) BBTI 値を徐々に変えて撮影していくことで頸動脈の走行に左右差があることなど動態の様子が観察できる (Fig.6) しかし一回の撮影に 3 分から 5 分程度要するので検査時間の延長が避けられない BBTI 700 BBTI 900 BBTI 1100 BBTI 1300 Fig.6 頸動脈の動態観察 ( アダムキュービッツ撮影 ) 脊髄液の信号を落とすようにまた Aorta を避けるように tag を斜めにかけるのがポイントであるしかし右側の肋間 ( あるいは腰 ) 動脈の信号が tag で信号が落ちる所があるので描出が難しいさらにアダムキュービッツは細い血管なので FOV を絞りスライス厚も薄くして高分解能にしまた動きによるボケを軽減するためセグメント数を 8 にして一回のデータ収集を非常に短くして撮影する (Fig.7 左 ) Fig.7 アダムキュービッツ ( 左 ) と CSF( 右 ) の描出 (CSF 撮影 ) 近年当院ではクモ膜嚢胞や水頭症の症例において第三脳室や第四脳室に tag をかけて中脳水道への脳脊髄液のフローを描出する CSF 撮影が増加してきている (Fig.7 右 ) 造影 MRA と Time-SLIP 法の比較狭窄部位の描出については造影 MRA Time-SLIP 法共に描出に差異は見られなかった造影 MRA では描出された腫瘍の栄養血管は一回の Time-Slip 撮影では困難である Tag の位置を変えて複数回撮影しなければならないつまり非造影では目的血管以外の血管を同時に描出するのは難しい一方造影 MRA はそれを可能とするが撮影のタイミングが少しでもずれてしまうと腎実質の信号が高くなり腎動脈末梢の描出が困難になる (Fig.8) また再撮影が不可能なのが造影 MRA の欠点でもある Fig.8 非造影 MRA( 左 ) と造影 MRA( 右 ) おわりに Time-SLIP 法は患者の生理状態 ( 呼吸血行動態血流の速さ ) に依存しパラメータ (tag の位置厚さ BBTI 値脂肪抑制法 ) の設定にも依存する自由度の高い検査であるさらに事前にその生理状態が分からないということが撮影を難しいものとしている実際に患者を撮影するとボランティアのようにうまくは行かないことがしばしばあるしかし様々な部位の血管を選択的に描出できたり CSF の流れを描出できるのは Time-SLIP 法に自由度があり生理状態を描出できるからである事前に生理状態が分かればより Time-SLIP 法を活用できるようになると考えるまたそのようなツールの研究開発を期待したい

スライド 1

スライド 1 脊椎 MRI における各種脂肪抑制法の比較検討公益財団法人星総合病院放射線科渡邉美香背景 MRI は低コントラスト分解能に優れ, 脊椎 MRI においては椎間板, 髄膜, 脊髄などの組織コントラストが高いことから病変の描出に最適である. 診断に有用な画像を撮像するためには脂肪抑制が欠かせない. しかし, 脊椎は磁場の不均一を生じやすい部位である. また, インプラント等の金属も磁場の不均一を生じやすく,