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あおいひがき
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1 1180 臨床技術頭部 FLAIR 画像における pckge 数がコントラストに及ぼす影響論文受付 2017 年 9 月 12 日論文受理 2018 年 7 月 31 日 Code No. 261 小林明日香渋川周平高野晋室伊三男東海大学医学部付属病院診療技術部放射線技術科緒言頭部 fluid-ttenuted inversion recovery(flair) 画像は, 頭蓋内の自由水を抑制できるため cererospinl fluid(csf) に接した皮質梗塞の診断や白質病変の診断に有用とされている. 特に, 多発性硬化症 (multiple sclerosis: MS) では FLAIR による検出が優れている 1, 2). だが,CSF の流入による CSF 抑制不良アーチファクトが生じることが知られている 3). この CSF flow rtifct の低減として, 土橋ら 4) は IR 励起幅を厚くするだけでなく,TR を分割した収集を併用することが重要と述べている. しかし, 頭部 FLAIR 画像において TR 分割収集数 ( 以下,pckge) を変化した場合に white mtter(wm) と grey mtter(gm) のコントラストが変化する現象を経験した (Fig. 1). Pckge とはマルチスライスに対する撮像分割回数を意味する (GE: cquisition,simens: conctention, 東芝 :multi coverge). これまでの先行研究は CSF flow rtifct 低減についての検討であり 4~6),pckge 数の変化による WM と GM のコントラストに関する報告は行われていない. そこで本研究の目的は頭部 FLAIR 画像における pckge 数が WM と GM のコントラストに及ぼす影響について検討することとした. 1. 理論頭部 FLAIR 画像は CSF など水の信号を抑制するために 180 反転パルス IR pulse を使用した撮像方法である.IR pulse から, その組織の縦磁化が null point となるまでの反転時間 inversion time(ti) に到達したところで励起パルスを印加することによりある特定の組織信号が抑制された画像を取得することができる. PHILIPS 社製の MR 装置で IR pulse は ditic pulse を用いている.ditic pulse は振幅と位相を変調することにより B 1 不均一に強い rdio frequency Effect of Contrst on FLAIR y Chnging the Numer of Pckges Asuk Koyshi, * Syuhei Shiukw, Susumu Tkno, nd Iso Muro Deprtment of Rdiology, Toki University Hospitl Received Septemer 12, 2017; Revision ccepted July 31, 2018 Code No. 261 Summry We hve found tht the numer of pckges influences contrst for rin tissue signls on fluid-ttenuted inversion recovery (FLAIR). The purpose of this study ws to evlute the contrst of white nd gry mtters y chnging the numer of pckges. In volunteer study (n=8), FLAIR imges were otined with the vrious numer of pckges (numer of pckge=2, 3, 4, 5). We investigted the sme imging condition t oth 1.5 nd 3.0T. The signl intensity of white nd gry mtters in ll volunteers ws incresed s incresing the numer of pckges. Moreover, the contrst rtio etween white nd gry mtters ws slightly decresed. In our conclusion, the contrst etween the gry nd white mtters on FLAIR ws influenced y the numer of pckges. Key words: mgnetic resonnce imging (MRI), fluid-ttenuted inversion recovery (FLAIR), pckge, cererospinl fluid (CSF) rtifct, mgnetiztion trnsfer (MT) *Proceeding uthor 日本放射線技術学会雑誌

1181 c d Fig. 1 Contrst of FLAIR imge y incresing/decresing the numer of pckges. Numer of pckges used: () 2, () 3, (c) 4 nd (d) 5. Fig. 2 Chnges in signl vlue on the numer of pckges.

CSF の流れの早い脳幹部周辺などでは TI が 2000 ms 以上と長いため, FLAIR ではこの間に IR pulse を受けていない CSF がデータ収集時に混入し, 強い信号としてフローアーチファクトとして描出されてしまう可能性がある. PHILIPS 社製の MR 装置では IR pulse のパルス幅が pckge 数によって広くなるため CSF の信号抑制が改善される (Fig.

2 1181 c d Fig. 1 Contrst of FLAIR imge y incresing/decresing the numer of pckges. Numer of pckges used: () 2, () 3, (c) 4 nd (d) 5. Fig. 2 Chnges in signl vlue on the numer of pckges. CSF rtifct re improved y dividing the numer of pckges. Numer of pckges used: () 2 nd () 3. (RF) パルスといわれている 7).CSF の流れの早い脳幹部周辺などでは TI が 2000 ms 以上と長いため, FLAIR ではこの間に IR pulse を受けていない CSF がデータ収集時に混入し, 強い信号としてフローアーチファクトとして描出されてしまう可能性がある. PHILIPS 社製の MR 装置では IR pulse のパルス幅が pckge 数によって広くなるため CSF の信号抑制が改善される (Fig. 2, 3).IR pulse の励起スライス幅は 0.75 pckge 数スライス厚によって決定する. 2. 方法 2-1 使用装置および対象使用装置 MR 装置は Ingeni 3.0 T,Acheiev 1.5 T (Philips Medicl Systems 社,Amsterdm,Nederlnd), および受信コイルは ds Hed coil, ds Bse coil と 6 ch Hed coil を使用した対象ボランティアは当院の倫理委員会による承認と, 本検討の趣旨を十分に説明し, 自由意志に基づいて同意を得た健常ボランティア 8 名 [ 男性 6 名, 女性 2 名, 23~30 歳 ( 平均年齢 24.5±5.5, 頭蓋内基礎疾患の既往歴はなし )] を対象とした. 2-2 収集方法健常ボランティアに対して pckge 数を 2~5 まで変化させた頭部 FLAIR 画像を 3.0 T と 1.5 T にて撮像した. 撮像条件は,3.0 T と 1.5 T ともに scn mode =multislice, repetition time(tr)/echo time(te)/ti= 11000/110/2800 (ms), echo trin length (ETL)=31, Vol. 74 No. 10 Oct 2018

1182 Fig. 3 Outline of FLAIR method sequence. Numer of pckges used: () 2 nd () 4. Difference in FLAIR collection method depending on the numer of pckges. Eight slices re shown in the digrm.

3 1182 Fig. 3 Outline of FLAIR method sequence. Numer of pckges used: () 2 nd () 4. Difference in FLAIR collection method depending on the numer of pckges. Eight slices re shown in the digrm. (c) Reltion etween pckge numer nd scn technique. The excittion width of the 180 inversion pulse is doules s the numer of pckges increses (0.75 pckge numer slice thickness). SENSE fctor=2, スライス枚数 =24, スライス厚 =5 mm, gp=1(mm) とした. 2-3 解析方法白質と灰白質の信号強度変化率の測定 1.5 T および 3.0 T の pckge 数の違いによる WM と GM の信号強度を測定した. 測定位置は Fig. 4 に示すように, 頭部の前頭葉とし WM と GM に 20 mm 2 の region of interest(roi) とした. 測定した信号強度から,pckge 数の増加による変化率を測定した白質と灰白質のコントラスト比の測定で測定した信号強度から次式 (1) にて contrst rtio(cr) を算出した. (1) Fig. 4 Setting the regions of interest (ROI). The positioning for gry mtter () nd white mtter () is indicted y the white circles. 統計解析には Friedmn 検定と Post hoc test (Conover Imn test) を用いた. 有意水準は 5% 以下とした. 使用した統計ソフトには MedClc(MedClc Version , Mrikerke, Belgium) を使用. 3. 結果 3-1 白質と灰白質の信号強度変化率の測定結果 Pckge 数の増加による信号強度変化の結果を Fig. 5 に示す.1.5 T では pckge 2 で WM: ,GM: となり pckge 5 で WM: ,GM: となった. 変化率は WM で 33%,GM で 19% の上昇であった.3.0 T においても同様に pckge 2 で WM: ,GM: となり pckge 5 で WM: 854.8, GM: となった. 変化率は WM で 42%,GM で 23% の上昇であった.Pckge 数の増加に伴い 1.5 T, 3.0 T ともに全ボランティアで GW と WM の信号強度が変化し増加する傾向となった. 信号強度は WM のほうが GW よりも顕著であった. 3-2 白質と灰白質のコントラスト比の測定結果 Pckge 数の増加による CR の結果を Fig. 6 に示す.1.5 T では pckge 2:1.64,pckge 5:1.47 で 10% の変化率となった.3.0 T では pckge 2:1.59,pckge 5:1.38 で 13% の変化率となった日本放射線技術学会雑誌

4 1183 Fig. 5 Reltionship etween signl vlue on the numer of pckges t 1.5 T nd 3.0 T MRI. The vlue lso chnges when the numer of pckges chnged. () 1.5 T, () 3.0 T Fig. 6 The reltionship etween contrst rtio on the numer of pckges t 1.5 T nd 3.0 T MRI. Fig. 7 Showing the Whiskers connect the minimum nd mximum vlues to the Box. Box plot shows the comprisons etween contrst rtios. The notches on the ox plots indicte with IQR eing the difference of the interqurtile rnge etween the third nd first qurtiles. () 1.5 T, () 3.0 T Pckge 数が増加するにつれて CR は低下した. Pckge 2~5 においてすべてに統計学的有意差が認められた (Fig. 7).1.5 T,3.0 T の pckge 数 2 と 5 の画像を Fig. 8 に示す. 4. 考察本実験より,Pckge 数の増加に伴い 1.5 T でも 3.0 T においても信号強度は上昇した. また信号強度は GM より WM で顕著に上昇した.CR は pckge Vol. 74 No. 10 Oct 2018

1184 c d Fig. 8 Representtive imges from volunteer study. The contrst chnge of the frontl loe y pckge is shown in the imges. () 1.5 T-pckge 2, () 1.5 T-pckge 5, (c) 3.0 T-pckge 2, (d) 3.

高倉ら 8) も fst spin echo-flair における ETL の 180 パルスが MT 効果を生じさせることについて述べている. また MT 効果により信号強度が変化したといえるものが WM と GM の変化率の差である. MT 効果は WM のほうが GM よりも顕著にみられることが知られている 9). 今回の実験においても WM がより変化率が大きかった.

しかし,pckge 数の増加により IR pulse の励起スライス幅が厚くなり, スライス厚より広い励起幅になるため CSF のフローアーチファクト抑制効果が高くなる 4) ことが報告されており, pckge 数を増やすことでマルチスライス内のスライス間隔も広がり, また ditic pulse である IR pulse の pulse

5 1184 c d Fig. 8 Representtive imges from volunteer study. The contrst chnge of the frontl loe y pckge is shown in the imges. () 1.5 T-pckge 2, () 1.5 T-pckge 5, (c) 3.0 T-pckge 2, (d) 3.0 T-pckge 5 数の増加で低下し,1.5 T より 3.0 T で変化率が高かった. コントラストが変化した理由として MT 効果の影響が挙げられる. マルチスライスにおけるスライス枚数が増加 (pckge 2) すると 1 TR 内でのパルスの数が多くなるため MT 効果が表れ, 逆に枚数が減少 (pckge 5) すると MT 効果が小さくなったと考えられる. 高倉ら 8) も fst spin echo-flair における ETL の 180 パルスが MT 効果を生じさせることについて述べている. また MT 効果により信号強度が変化したといえるものが WM と GM の変化率の差である. MT 効果は WM のほうが GM よりも顕著にみられることが知られている 9). 今回の実験においても WM がより変化率が大きかった.FLAIR では T 1 強調画像と比べ WM の信号は低い. そこに pckge の増加によって MT 効果の影響が小さくなり WM の縦磁化が緩和することで信号が上がり CR 比が低くなったと考えられる 10). コントラストの変化については,cross tlk による影響も考えられる. しかし,pckge 数の増加により IR pulse の励起スライス幅が厚くなり, スライス厚より広い励起幅になるため CSF のフローアーチファクト抑制効果が高くなる 4) ことが報告されており, pckge 数を増やすことでマルチスライス内のスライス間隔も広がり, また ditic pulse である IR pulse の pulse 精度は高くより矩形なスライスプロファイルでパルス照射されているため cross tlk によるものとは考えにくい. また, 磁場強度が大きい 3.0 T のほうが緩和時間 (T 1) は延長され, また 1.5 T よりも MT 効果が高くなるといわれている 11). しかし,T 1 値は組織によって異なり, 磁場強度に依存している. 高磁場になるほど T 1 値は延長するといわれているが, 脳の場合では WM GM の増加率は 10%,11% 12) と変化が少ない. 今回の 1.5 T と 3.0 T の変化率が 13% と磁場強度によって大きな差があったと言い切れない. そのため 1.5 T と 3.0 T ではあまり大きな差が出なかったと考える. 頭部 FLAIR 画像は MT 効果によって白質の信号を抑制することで, コントラストの高い画像であることが考えられる. したがって, 頭部 FLAIR 画像では pckge 数の変化によってコントラストも変動することに留意しなければならないが,1 社の装置の実験結果であるため他社装置で同様の結果が得られるかが課日本放射線技術学会雑誌

6 1185 題として挙げられる. 臨床上適切な pckge 数の設定は施設間や磁場強度で異なるため, 本実験や撮像時間を考慮して pckge2~3 が適切だと考える 4, 5). また今回は健常ボランティアのみを対象とした検討のため, 今後は MS などの淡い病変や造影時に pckge 数の増加がどのように画像コントラストへ影響を及ぼすか検討を行う必要であると考える. 5. 結語頭部 FLAIR 画像において, 健常ボランティアを対象に pckge 数を増加させて撮影した場合の比較検討を行った.Pckge 数を増加させるにしたがい, CR では白質, 灰白質とも低くなる傾向となった. CSF のフローアーチファクト改善のため pckge 数を増やすことは有用ではあるが, コントラストが変化すること考慮しなければならない. 本論文は第 62 回関東支部研究発表大会 (2015 年, 長野市 ) で発表した. 参考文献 1) De Coene B, Hjnl JV, Gtehouse P, et l. MR of the rin using fluid-ttenuted inversion recovery (FLAIR) pulse sequences. AJNR Am J Neurordiol 1992; 13(6): ) 荒木力監訳.Prt II 高速撮像法 24 章組織抑制技術. MRI の基本パワーテキスト第 2 版. メディカルサイエンスインターナショナル, 東京,2004; 190: ) Willim MB. Fst fluid ttenuted inversion recovery (FLAIR) imging nd ssocited rtefcts in mgnetic resonnce imging (MRI). Rdiogrhy 2007; 13(4): ) 土橋俊男, 槇利夫, 鈴木健, 他. 高速 FLAIR 法の CSF flow rtifct 低減について 180 inversion pulse の励起幅の検討. 日放技学誌 1998; 54(10): ) 平島裕之, 高野浩一, 宇都宮英網, 他.Multi-pckge FLAIR 法による CSF の信号およびアーチファクトの抑制. 日磁気共鳴医会誌 1997; 17(suppl), ) Wu HM, Yousem DM, Chung HW, et l. Influence of imging prmeters on high-intensity cererospinl fluid rtifcts in fst-flair MR imging. AJNR Am J Neurordiol 2002; 23(3): ) 笠井治昌, 宮地利明, 朝日美幸, 他. 断熱パルスを用いた周波数選択的脂肪抑制 MRI の検討. 医用画像情報会誌 2009; 26(1): ) 高倉有, 臼庭等, 村中博幸. 自作ファントムを用いた FLAIR と multi shot EPI-FLAIR における高信号領域検出能の比較. 日放技学誌 2015; 71(12): ) 荒木力.Q7 脂肪とタンパク質. 決定版 MRI 完全解説第 2 版. 学研メディカル秀潤社, 東京,2014; ) Chng Y, Be SJ, Lee YJ, et l. Incidentl mgnetiztion trnsfer effects in multislice rin MRI t 3.0T. J Mgn Reson Imging 2007; 25(4): ) Schmitz BL, Aschoff AJ, Hoffmnn MH, et l. Advntges nd pitflls in 3T MR rin imging: pictoril review. AJNR Am J Neurordiol 2005; 26(9): ) 荒木力.Q8 静磁場. 決定版 MRI 完全解説第 2 版. 学研メディカル秀潤社, 東京,2014; 398. 問合先伊勢原市下糟屋 143 東海大学医学部付属病院診療技術部放射線技術科小林明日香 Vol. 74 No. 10 Oct 2018

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,