15神奈川MRI技術研究会高橋.pptx

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1 第 30 回 神 奈 川 MRI 技 術 研 究 会 拡 散 強 調 画 像 の 撮 像 の 工 夫 と 実 際 国 家 公 務 員 共 済 組 合 連 合 会 横 浜 栄 共 済 病 院 診 療 技 術 部 放 射 線 技 術 科 高 橋 光 幸 平 野 謙 一 鈴 木 圭 一 郎 青 木 孝 枝

2 この 発 表 の 内 容 に 関 する 利 益 相 反 事 項 は, ありません

3 RF EPI-DWI 法 (Diffusion) ポイントは? Slice Phase Read Echo MPG

4 MPGパルスの 効 果 動 きのないもの この 間 は 動 かない

5 MPGパルスの 効 果 動 きのあるもの 信 号 が 小 さくなる この 間 も 動 いている = + = 1 2 γg vg

6 信 号 強 度 の 解 釈 正 常 は 信 号 が 低 い 異 常 は 信 号 が 高 い

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8 ( 約 13 年 前 ): 衝 撃 的 な 講 演

9 DWIBS( ) Diffusion Weighted Whole Body Imaging with Background Body Signal Suppression

10 現 在 では

11 現 在 では b=1000

12 現 在 では b=1000

13 b=1000 現 在 では LAVA

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15 EPIにおけるひずみ EPIは 一 筆 書 き 様 にデータを 収 集 するため, 位 相 の 累 積 エラーを 生 じる. 位 相 方 向 にアーチファクトを 生 じる 脂 肪 (ケミカルシフトアーチファクト) 周 波 数 方 向 は?

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17 } s spin-warp:スピンウォープ 法

18 s single shot-epi 法

19 本 日 の 内 容 交 差 } 拡 散 強 調 画 像 におけるひずみの 検 討 (EPIモジュール. MPGモジュール) } 実 際 の 現 場 の 工 夫 と 臨 床 画 像 } 最 後 に 問 題 を 出 します

20 EPI-DWI 法 (Diffusion) RF Slice Phase Read Echo

21 使 用 装 置 GEヘルスケア 1.0TSigna MR/I Ver9.1 GEヘルスケア 3.0T Discovery750w DV.24 GEヘルスケア 1.5T Signa HDxt Ver23.02

22 EPIのひずみの 検 討 方 法 基 本 撮 像 シーケンス DWI-EPI TR5000/eff TE 93.3ms FOV36cm,Thickness 5mm,Coronal,Matrix128*128 BW±62.5kHz, shot1 脂 肪 抑 制 (-) chemical shiftとひずみとの 関 係 を 計 測, Head Coil 撮 影 装 置 1.0T Signa MRI Hispeed ver T Signa Horizon LX ver9.1( 北 里 大 学 病 院 ) Gd oil water 自 作 ファントム Gd 水 溶 液,ベビーオイル, 水 周 囲 を 塩 化 ニッケルで 囲 んだもの 塩 化 ニッケル ファントム

23 検 討 項 目 変 化 させたパラメータ 位 相 matrix 数 (128,256,64,32) Phase FOV: 長 方 形 FOV factor(0.5, 0.75, 1.0) shot 数 (1, 2, 4) 周 波 数 matrix 数 (128,64) Over sampling factor=half scan factor (8,16, 32, 36) BW(±62.5kHz, ±31.2kHz) TE(100, 60msec) FOV(36cm, 24cm) ESP(1232usec, 1500usec)BWは±62.5kHz 固 定 静 磁 場 変 化 (1.5T)

24 ケミカルシフト 測 定 方 法 定 量 評 価 方 法 油 ファントムのchemical shiftは 左 図 のように 測 定 した. 長 さ(mm)を 計 測 ファントムのひずみ 率 測 定 方 法 A B C D DR(Distortion Ratio) =(A+B)/(C+D) EPI SE ファントムのひずみ 率 はSE 法 で 撮 影 したものを 計 測 し,EPIで 撮 影 されたものから 歪 み 率 (EPI 測 定 /SE 測 定 )を 求 めた.

25 検 討 項 目 文 献 * より,ケミカルシフトとひずみは 同 一 の 原 理 で 生 じると 推 測. 以 下 の 計 算 式 でケミカルシフトを 求 め 理 論 値 と 実 測 値 との 関 係 ケミカルシフト 量 (mm) = 共 鳴 周 波 数 の 変 化 量 (Hz)/{1/(1/BW(Hz) Mr Mp 1/ shot phase FOVratio)} (FOV(mm)/ Mp) ケミカルシフト 量 ( 実 測 値 )とひずみ 量 の 関 係 最 小 二 乗 法 による 相 関 係 数 をもとめた. *Denis LB, Cyril P, Alexis A, el al.:artifact and Pitfalls in Diffusion MRI. J.Magn.Reson.Imaging 2006;24:

26 ひずみの 検 討 位 相 エンコード 数 128 X X X X X X X32

27 ひずみの 検 討 PHASE FOV 128 X X192 P-FOV1 P-FOV0.75 P-FOV0.5

28 ひずみの 検 討 PHASE FOV 128 X X64 P-FOV1 P-FOV0.75 P-FOV0.5

29 ひずみの 検 討 サンプリング 時 間 周 波 数 エンコード 変 化 64X256 64X224 64X192 64X160 64X X X X X X128

30 ひずみの 検 討 1.5Tとの 比 較 P-FOV1 P-FOV0.75 P-FOV T 128 X T

31 ひずみ,ケミカルシフトに 関 係 するパラメータ 関 係 するパラメータ Phase FOVratio, BW, 周 波 数 matrix shot 数, FOV,ESP, 静 磁 場 強 度 (PI factor) 関 係 しないパラメータ 位 相 matrix, TE, over sampling factor(=half scan factor)

32 Theory value 回 帰 グラフ mm ケミカルシフトの 理 論 値 と 実 測 値 との 関 係 相 関 係 数 理 論 値 実 測 値 Y = * X; R^2 =.996 mm Measurement value

33 結 果 ケミカルシフトとDRとの 関 係 chemical shift mm 70 回 帰 グラフ 相 関 係 数 油 のズレ ファントムのゆがみ Y = * X; R^2 =.959 DR

34 結 果 から ケミカルシフトとひずみは 同 一 の 原 理 で 生 じる ひずみ ケミカルシフト 量 (mm) = 共 鳴 周 波 数 の 変 化 量 (Hz)/{1/(1/BW(Hz) Mr Mp 1/ shot phase FOVratio)} (FOV(mm)/ Mp) *Denis LB, Cyril P, Alexis A, el al.:artifact and Pitfalls in Diffusion MRI. J.Magn.Reson.Imaging 2006;24:

35 仮 に Phase FOV 変 化 でおきていること ( 長 方 形 FOV) 128X128 = 収 集 時 間 α 位 相 方 向 の 周 波 数 帯 域 は 狭 い = 移 動 するピクセル 数 は 多 い 交 差 128X128(Phase FOV0.5) = 収 集 時 間 α/2 位 相 方 向 の 周 波 数 帯 域 は 広 い = 移 動 するピクセル 数 は 少 ない A 周 波 数 のずれ 周 波 数 =1/ 時 間 移 動 するピクセル4 移 動 するピクセル2

36 = 収 集 時 間 α PhaseFOV1 PhaseFOV0.5 = 収 集 時 間 α/2

37 本 当 の Phase FOV(GE) 変 化 でおきていること 128X128 = 収 集 時 間 α 128X128(Phase FOV0.5) = 収 集 時 間 α ピクセルの 大 きさ を 加 味 すると ひずみは 減 少 する 移 動 するピクセル4 移 動 するピクセル4

38 Phase FOVを 小 さくする P-FOVを 使 うと,ひずみは 改 善 され, 分 解 能 も 改 善 される

39 Phase FOVが 役 にたった 症 例 DWI b1000 Phase FOV0.75 使 用 頸 部 硬 直 が 強 い 患 者 様. 通 常 のコイルにはいらないのでBody Coilで 撮 影

40 位 相 matrixの 変 化 でおきていること 128X128 = 収 集 時 間 α 位 相 方 向 の 周 波 数 帯 域 は 狭 い = 移 動 するピクセル 数 は 多 い 128X64 = 収 集 時 間 α/2 位 相 方 向 の 周 波 数 帯 域 は 拡 い = 移 動 するピクセル 数 は 少 ない ピクセルの 大 きさ を 加 味 すると 歪 みは 変 化 しない 移 動 するピクセル4 移 動 するピクセル2

41 周 波 数 matrixの 変 化 ひずみが 減 少 するのは? 128X128 =サンプリング 時 間 α 位 相 方 向 の 周 波 数 帯 域 は 狭 い = 移 動 するピクセル 数 は 多 い 64X128 =サンプリング 時 間 α/2 位 相 方 向 の 周 波 数 帯 域 は 広 い = 移 動 するピクセル 数 は 少 ない ピクセルの 大 きさ を 加 味 すると ひずみは 減 少 する 移 動 するピクセル4 移 動 するピクセル2

42 静 磁 場 強 度 3T vs 1.5T 3T 1.5T P-FOV 1 P-FOV 0.75 P-FOV

43 Single Shot EPI MSの 説 明

44 Multi-Shot EPI ゴールまでの 距 離 が 短 いので 早 くゴールできる

45 Shotの 変 化 でひずみが 減 少 するのは? 128X128 =サンプリング 時 間 α 位 相 方 向 の 周 波 数 帯 域 は 狭 い = 移 動 するピクセル 数 は 多 い 128X128(shot2) =サンプリング 時 間 α/2 位 相 方 向 の 周 波 数 帯 域 は 広 い = 移 動 するピクセル 数 は 少 ない 移 動 するピクセル4 移 動 するピクセル2

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49 拡 散 強 調 画 像 におけるひずみの 検 討 GEHC-J 1.5T Signa HDx ver.14 撮 像 シーケンス: epi3_ax 尾 崎 正 則 ( 北 里 大 学 医 療 衛 生 学 部 : 現 GEヘルスケア) 撮 像 ファントム:EPI 法 のひずみ 検 討 で 用 いた 容 器 + 中 性 洗 剤 成 分 / 界 面 活 性 剤 (18%, 直 鎖 アルキルベンゼンスルホン 酸 ナトリウム) 撮 像 コイル NVコイル(config NVHEAD_A 8ch)

50 撮 像 条 件 TR2500ms effte83.2ms 固 定 NEX2 Asset factor2 Matrix 128*128 BW±125kHz(250kHz) FOV 36cm 36cm, 撮 像 断 面 冠 状 断 可 変 パラメータ } 1)MPG b50,100,250,500,750,1000,1250, 1500, 1750, 2000, 2250の11 測 定 点 } 2) } MPG 印 加 法 3 軸 合 成 法,3 軸 同 時 印 加 法

51 3 軸 合 成 法 と3 軸 同 時 印 加 法 A-P S-I R-L RF Gz Gx Gy pattern1 pattern2 pattern3 isotropic DWI

52 定 量 評 価 EPIの 検 討 と 同 じ Distortion Ratio(DR) =(Line1+Line2):EPI,DWI/(Line1+Line2):SE Line1 Line2 EPI, DWI 撮 影 SE 法 撮 影

53 DR3 軸 合 成 vs 3 軸 加 算 3 軸 合 成 法 isotropic b0 AP RL SI 0.8 b50 b100 b250 b500 b750 b1000 b1250 b1500 b1750 b2000 b 軸 同 時 印 加 法 isotropic b0 pattern1 pattern2 pattern3 0.8 b50 b100 b250 b500 b750 b1000 b1250 b1500 b1750 b2000 b2250

54 拡 散 強 調 画 像 のひずみ 結 論 ひずみはchemical shiftと 同 様 な 原 理 で 位 相 方 向 にmisregistrationとなる Distortion(mm)= 共 鳴 周 波 数 の 変 化 量 +/{1/(1/BW 周 波 数 マトリクス 数 位 相 マトリクス 数 1/shot phase FOV)} FOV/ 位 相 マトリクス 数 MPGモジュール 共 鳴 周 波 数 の 変 化 量 磁 場 の 不 均 一,eddy current( 残 留 磁 場 ) +MPGに 印 加 によるeddy current( 残 留 磁 場 )

55 PIを 使 用 しないで,ひずみなく 撮 影 可 能 128 x 128 (fm)*(pm) 128 x 192 (fm)*(pm) Phase FOV0.6 位 相 マトリクスを 増 やすと ひずみが 大 きくなる 間 違 い. 一 ピクセルの 大 きさが 小 さくなることに よってSNが 担 保 されれば,ひずみの 小 さい 拡 散 強 調 画 像 を 得 ることが 可 能 である

56 SNが 担 保 された 状 態 での 高 分 解 能 撮 影 160 x 256

57 SNが 担 保 された 状 態 での 高 分 解 能 撮 影 前 立 腺 癌 症 例 高 分 解 能 b1500

58 SNが 担 保 された 状 態 での 高 分 解 能 撮 影 DWI b1000 CUBE T2W 膀 胱 癌 高 分 解 能 膀 胱 に 関 してはDWIでStaging 分 類 が 可 能 とされている.

59 SNが 担 保 された 状 態 での 高 分 解 能 撮 影 乳 癌 DWI b VIBRANT Cube-Flex HRADC-MAP

60 拡 散 強 調 画 像 の 実 際 ALL: 通 常 のDWI AP,SI,RL 各 軸 の 画 像 を 加 算 平 均 SLICE: 選 択 した 軸 のみのDWI 画 像 を 作 成 3in1:3 軸 同 時 にMPGを 印 加,isotropic DWI 画 像 は 生 成 不 能 Tetra:3 軸 同 時 にMPGを 印 加, 但 しTetraでは 異 なるMPG 印 加 パターンを4 回 組 み 合 わせて 撮 像 を 行 い, isotropic DWI 画 像 を 作 成 する. TENSOR:TENSORを 撮 影 する 際 に 使 う.

61 TEも 重 要 傾 斜 磁 場 の 性 能

62 ALLを 選 択.Advanced Option:GOP ALLを 選 択 して,CV7を 選 択 すると,2 軸 に 同 時 印 加 して3 方 向 加 算 すると, isotropic DWIができる TEが 短 縮 されるので, 背 景 信 号 の 描 出 改 善 :よりT2の 影 響 が 小 さくなる

63 TEも 重 要 別 の 軸 で 担 う

64 別 の 軸 で 担 う 別 の 軸 で 担 う 別 の 軸 で 担 う

65 3 軸 同 時 印 加 法 3 in 1, TETRA enhance DWI(eDWI) 3 in 1 TEが 短 縮 されるので, 背 景 信 号 の 描 出 改 善 :よりT2の 影 響 が 小 さ くなる

66 3.0T 頭 部 MRCP: 3 in 1 前 立 腺, 乳 房, 骨 盤 : ALL:GOP 実 際 の 使 い 分 け(DWI 種 類 ) 1.5T 頭 部 : ALL 肝 臓 (EOB)の 検 査 : 3 in 1 3 軸 同 時 印 加 ALL:GOP 2 軸 同 時 印 加 MRCP, 腎 臓,DWIBS, 骨 盤, 胸 部 乳 房, 前 立 腺 ( 金 属 が 入 った 方 )

67 RF Gz Gx Gy TE 3 in 1 同 じ 大 きさのMPGを+ 方 向 に 印 加 する(= 斜 めのMPGになる) y z x 1 軸 あたりの 大 きなMPGを 印 加 する 時 間 が 軽 減 される = 結 果 的 にTEの 短 縮 が 可 能 加 算 してもMPGの 方 向 は1 方 向 なので 画 像 は 暈 けない

68 DWI DR(ひずみ) isotropic b0 pattern1 pattern2 pattern3 0.8 b50 b100 b250 b500 b750 b1000 b1250 b1500 b1750 b2000 b2250

69 enhance DWI(eDWI) 3 in 1 LC: 鉄 沈 着 + TEを 短 くできる=b1000を 用 いても 背 景 の 肝 臓 の 信 号 が 残 る しかもシャープな 画 像 を 取 得 可 能

70 呼 吸 同 期, 非 呼 吸 同 期 1.5T 頭 部 肝 臓 (EOB)の 検 査 : 呼 吸 同 期 MRCP, 腎 臓,DWIBS, 骨 盤, 前 立 腺, 胸 部 乳 房, 前 立 腺 ( 金 属 が 入 った 方 ): 非 呼 吸 同 期 3.0T 頭 部 MRCP, 前 立 腺, 乳 房, 骨 盤 : 非 呼 吸 同 期 DV24からNaviが 使 えるので MRCPに 関 しては 再 考

71 呼 吸 同 期 が 必 要 な 理 由 呼 DWI 吸 同 期 b1000 on 呼 DWI 吸 同 期 b1000 off 呼 吸 同 期 非 呼 吸 同 期 小 さな 病 変 は 呼 吸 同 期 が 有 用 である 場 合 がある.

72 肝 臓 は 呼 吸 同 期 を 利 用 する LAVA b1000

73 ADC MAP DWI b1000 FSET2W ADC MAP ひずみ 方 向 が 一 定 なので, 暈 けない. 呼 吸 同 期 で 良 好 に 撮 像 できれば 暈 けない ので, 非 常 に 明 瞭 なADC MAPを 作 成 可 能 である

74 呼 吸 同 期 DWI VS 非 呼 吸 同 期 呼 吸 同 期 非 呼 吸 同 期 呼 吸 : 生 体 動 作 の 中 で, 一 貫 性 がなく, 不 規 則 呼 吸 同 期, 非 呼 吸 同 期 共 に 利 点, 欠 点 が 存 在 する.

75 1.5T 3.0T 実 際 の 使 い 分 け( 脂 肪 抑 制 ) 頭 部, 肝 臓 (EOB), MRCP, 腎 臓, 骨 盤, 乳 房, 前 立 腺 (SSRF= 水 励 起 ) 頭 部 thin slice 3D DWI (FAT) 頸 部, 胸 部, DWIBS, 四 肢 (STIR) 頭 部 (SSRF+Special) MRCP, 前 立 腺, 骨 盤 (SRF+Special) 乳 腺 (SSRF+Special) or STIR) Specialを 使 用 するとIR preparedは 使 えない

76 耳 下 腺 腫 瘍 (STIR-DWI) STIR-DWI b1000 FSET2W IDEAL FSET1W IDEAL 磁 化 率 アーチファクトが 考 慮 される 場 合 はSTIRを 併 用

77 DWIBS:STIRで 背 景 信 号 を 確 実 に 抑 えておく 長 野 市 民 病 院 小 林 先 生 このスライス1 枚 でチューニング 上 下 スラブ 間 で 共 鳴 周 波 数,Grad Shim は 同 一 :リファレンススキャンのみおこなう

78 胸 部 腫 瘍 (STIR-DWI) IR-DWI b800 nonrt PG with SSFSE

79 STIRが 悪 い 影 響 をおよぼす 疾 患 STIR-DWI b700 T1 値 が 短 い 腫 瘤 はIRパルスで マスクしてしまう SPSP-DWI b700

80 乳 癌 STIR 法 を 選 択 3.0T STIR DWI b1500 Vibrant aspir 非 常 に 歪 の 小 さな 拡 散 強 調 画 像 を 得 ることができるが, 闇 夜 のカラス 状 態 で 背 景 信 号 抑 制 が 強 すぎる. 求 めているのはこれではない.

81 3T SPSP 単 独 よりもSpecial 併 用 が 良 い 3T= 磁 場 の 不 均 一 の 影 響 が 大 きく 出 る. 従 来 はSPSPを 用 いていたが 上 図 のように 脂 肪 抑 制 不 良 のアーチファクトが 問 題 となっていた. ChessパルスによるSpecialにするとアーチファクトが 回 避 された

82 Phase FOVを 小 さくする P-FOV 1 P-FOV 0.75 P-FOV 0.5 Phase FOVの 値 を 小 さくする( 長 方 形 FOV)にするとひず みは 小 さくなる. SE 法

83 STIR -DWI FSET2W ADC MAP FSET1W 四 肢 の 軟 部 腫 瘍 のオーダが 多 い. 単 純 撮 影 が 多 いため 放 射 線 科 医 からDWIを 撮 影 するように 求 められる.

84 四 肢 も 果 敢 に 挑 戦 3.0T DWI(Special) b Tでも3.0Tでもマーカ(ビークリマーカ)がアーチファクトになる. 最 後 に 外 して 撮 影 したこともある.

85 脊 椎 の 矢 状 断 撮 影 3.0T 同 様 の 原 理 で 脊 椎 を 撮 影.3.0Tでは 限 界 か?1.5Tではこの 方 法 で 十 分 いける

86 b1000 FOV28cm nonpi ADC MAP 今 年 の 画 像 コンテストに 出 します

87 撮 影 法 Focus もどき DWI 3.0T Routine Focus Like

88 前 立 腺 癌 :ADC MAP 重 要 routine DWI b1500 Focus もどき DWI b1000 ADC ADC

89 Focusもどき Special ADC Map

90 問 EPIの 画 像 特 性 について, 次 の 記 述 で 正 しい 文 章 を 選 択 して ください. 1. EPIの 画 像 のひずみは 位 相 方 向 よりも, 周 波 数 方 向 で 顕 著 である. 2. EPIは 磁 化 率 アーチファクトに 強 いシーケンスである. 3. EPIでは 通 常 脂 肪 抑 制 技 術 を 用 いて, 撮 像 をおこなう.も し 脂 肪 抑 制 しないと 周 波 数 方 向 にchemical shiftが 現 れる. 4. EPIのひずみを 改 善 するのに 受 信 バンド 幅 を 変 更 した.こ の 時 エコー 間 隔 を 最 大 になるように 設 定 した. 5. EPIでは 頭 部 において 拡 散 強 調 画 像 によく 用 いられる.

91 謝 辞 } 日 本 医 科 大 学 病 院 土 橋 俊 男 } 北 里 大 学 病 院 秦 博 文 } GEヘルスケアジャパン 尾 崎 正 則

92 最 後 にこれだけは 言 いたい!! カーマインガロ 著 ホームレスから 億 万 長 者 になった クリス ガードナー : 映 画 ウイル スミス 幸 せのかたち 大 好 きなことをしていれば,さまざま な 形 で 魔 法 が 働 くようになると 思 いま す. 大 好 きな 仕 事 なら,まわりの 人 よ りも 熱 意 をもって 働 けるはずです.