第 18 回関西 Gyro Meeting Philips Electronics Japan MR Application Specialist Tomohiro Mochizuki
モーションの影響を抑制したいケース VCG/PPU Respiration 血流速度を利用するケース VCG/PPU
Time OF Flight VCG/PPU 併用の Gate sweep 法 TRANCE VCG/PPU 併用の TRANCE 法 Phase Contrast VCG/PPU 併用の PCA CINE 法 Balanced-TFE Respiration 併用の b-trance 法
撮像時にスライス面外より プロトンが流入もしくはスライス面から流出する効果 信号強度の上昇 or 低下 短い TR を繰り返すことにより 周囲組織が低信号となる
* 信号の増強 (FFE の場合 ) α パルス (t=0) α パルス (t=t+tr) 血流 v=0 信号減弱 血流 v=δd/(2tr) slice 厚 Δd 高信号 血流 v>δd/tr slice 厚 Δd 高信号 slice 厚 Δd
下肢 MRA(Gate sweep) 撮像条件
2D TOF 利点 欠点 遅い血流に敏感 静止組織に対するコントラストが優れる スライス方向の分解能が悪い 比較的撮像時間が長い 3D TOF 利点 欠点 SNRが良い スライス方向の分解能が良い 遅い流速に鈍感 飽和効果による信号低下
内蔵型 Body コイル使用 M2D TOF 70 slices 4stacks 1.8 x 1.8x 4 mm TE : 6.9 心電同期併用 Achieva 1.5T
TRANCE (FBI) Q-Flow の撮像 1R-R 内の時間 血流速
Velocity カーブから 流速が速く Inflow 効果の高いタイミングを読み取る TRANCE (FBI) Inflow 効果の高いタイミング
Velocity カーブから 流速が速く Inflow 効果の高いタイミングを読み取る TRANCE (FBI) Inflow 効果の高いタイミング Non Gate Gate
TRANCE (FBI) 1.5T 3.0T 1.5T 3.0T Courtesy : Utsunomiya Central Clinic 高い Inflow 効果を得られる 3.0T では より良好な描出能が行える
Time OF Flight VCG/PPU 併用の Gate sweep 法 TRANCE VCG/PPU 併用の TRANCE 法 Phase Contrast VCG/PPU 併用の PCA CINE 法 Balanced-TFE Respiration 併用の b-trance 法
Signal Intensity Velocity systole diastole 心電図同期を使用する Artery 心周期に依存した信号強度に基づく 収縮期 - 動脈 : 低信号 静脈 : 高信号 拡張期 - 動脈 : 高信号 静脈 : 高信号 Vein 収縮期と拡張期のサブトラクション 鎖骨下動脈 下肢動脈等に有用 200 400 600 800 Vein (time) Artery 200 400 600 800 (time)
3D TSE 法
* 信号の増強 (FFE の場合 ) α パルス (t=0) α パルス (t=t+tr) 血流 v=0 信号減弱 血流 v=δd/(2tr) slice 厚 Δd 高信号 血流 v>δd/tr slice 厚 Δd 高信号 slice 厚 Δd
* 信号の低下 (SE の場合 ) 90 パルス (t=0) 180 パルス (t=te/2) 血流 v=0 TRANCE slice では厚 Δd Flow voidを利用血流 v=δd/te 血流 v>2δd/te slice 厚 Δd 無信号の領域 slice 厚 Δd
Signal Intensity TRANCE (FBI) 収縮期動脈 : 低信号静脈 : 高信号 拡張期動脈 : 高信号静脈 : 高信号 Vein Artery 200 400 600 800 (time)
TRANCE (FBI) - = 拡張期動脈 : 高信号静脈 : 高信号 収縮期動脈 : 低信号静脈 : 高信号 MIP
Q-Flow の撮像 TRANCE (FBI)
TRANCE (FBI) Q-Flow の撮像 収縮期 Q-Flow の最も流速の早いタイミング 拡張期 Longest
TRANCE (FBI) Q-Flow の撮像 収縮期 Q-Flow の最も流速の早いタイミング PPU 使用の際はタイミングに注意! 拡張期 Longest 最も流速の遅いタイミング
下肢 MRA TRANCE 撮像条件
TR shot duration STIR
TR shot duration STIR
TR は beat 設定となり Act.TR は心拍数により変化 3D T2W のため TR は長い方が良い
TR を 2beat 設定とすることで時間は 2 倍になるが コントラスト向上 ( 特に速い心拍の患者に有用 )
IR 設定の場合には HR を半分の入力にすることで 2 心拍に一回の撮像となり TR が 2beat 分となる
1R-R 2R-R TR が 2beat 分となることでコントラストが良好になる
TR shot duration STIR
御提供 : 原田病院景山技師の御好意による systole Artery HR60 の場合 diastole Vein 200 400 600 800 (time)
御提供 : 原田病院景山技師の御好意による systole Artery HR80 の場合 diastole Vein 200 400 600 (time)
御提供 : 原田病院景山技師の御好意による systole Artery diastole Vein 200 400 600 (time) Shot Duration を短く TSE-Factor を減らす +TE 短く Trigger Delay を正確に!
TR shot duration STIR
脂肪抑制なし STIR STIR 併用によりミスレジストレーションを減少元画像も MIP で使用可能 R2.5 以前での使用には心臓オプションが必要
STIR IR 設定とし IR delay は 140~160ms に設定 DRIVE は IR との併用不可のため 使用しない
Artery Vein 収縮期 Q-Flowの最も流速の早いタイミング 0 50 100 150 200 (time)
Artery Vein 80 160 0 50 100 150 200 (time) Trigger Delay STIR TI Delay STIR TI Delay が長く 収縮期収集ができない!
Qflow with VCG Qflow with PPU IR 設定とし IR delay は 140~160ms に設定
Time OF Flight VCG/PPU 併用の Gate sweep 法 TRANCE VCG/PPU 併用の TRANCE 法 Phase Contrast VCG/PPU 併用の PCA CINE 法 Balanced-TFE Respiration 併用の b-trance 法
位相シフトの大きさを検出して画像化する方法 対象となる血流の速度によって傾斜磁場の大きさ (velocity encoding : Venc) を設定する RF α Gz Gy 双極傾斜磁場 (bipolar gradient) Gx Signal 43 FID
双極傾斜磁場を使う 静止したスピンは位相のずれは無く 流れているスピンは速度に比例した位相のずれが生じる 傾斜磁場 定常流 静止組織 φ( 位相シフト )
双極傾斜磁場を反転して 2 回の信号収集を行う 個々の信号収集から計算された位相イメージをサブトラクションする 傾斜磁場 静止 定常流 φ( 位相シフト )
α RF Gz Gy Gx Signal 47 FID
Phase Contrast 法では PC Velocity という非常に重要なパラメータがあります PC Velocity とは 計測したい部位の撮像範囲内での最大速度を設定するパラメータで 双極傾斜磁場の時間と傾斜磁場強度で決定されます 実際の血流速度が入力された PC velocity の値を超える場合 イメージに折り返って表れる場合があります そのため PC velocity には実際の血流速度よりも大きな値を入力しておく必要があります ( 設定パラメータは dyn/ang にあります ) PC Velocity(Venc) = Bipolar Gradient の大きさ描出しようとする撮像範囲内での最大の速度を表す Velocity : 小 Velocity : 大 設定する Venc と同じ速度で動くスピンの位相シフトが 180 となる :π=2γ Venc GT 2 つまり Venc に応じて G と T が決定される : GT 2 = π /(2γ Venc)
設定 Velocity が高すぎる 画像の SNR は低下し 遅い血流の描出が困難となる 設定 Velocity が低すぎる 設定流速を超えた血流分に関しては 速度エンコードの折り返しが発生する偽りの速度 =Velocity- 実際の速度
PC Velocity による描出能の違い Velocity=10cm/s Velocity=50cm/s Velocity=90cm/s Velocity の違いにより描出される血管が変化
胸部 MRA CINE PCA 撮像条件
中部ブロック代表聖隷三方原病院高橋護先生
使用シーケンス :3D_PCA_COR Philips Head and Neck Angio PCA 3D_PCA_COR
1PPU を使用 1 心拍の中の違う時相のデータを連続的に得るため 心電同期 :retrospective を使用します Device は PPU とします arrhythmia rejection ( 不整脈除去 ) が no だと Conflict するので yes にします
2heart phases の設定 1 心拍を何分割するか設定する heart phases を入力します 多くすると細かい経時的変化が観察できますが 1 回で収集できるデータが減るので撮像時間が延長する可能性があります
3Contrast のパラメータ設定 1 心拍に撮るデータ数を設定するため Fast Imaging mode を TFE にします Shot mode は? multishot?? default??
shot mode : default HR 60 TFE factor = 6 HR 80 HR に応じて TFE factor が変わる! TFE factor = 4
shot mode : default HR に応じて TFE factor が変わる! HR 60 HR 80
shot mode : multishot TFE factor 固定! HR 60 HR 80
shot mode : multishot HR 60 HR 80 TFE factor = 6 実際に収集する phase 数が減っている! TFE factor = 6 でも画像は設定した phases 分出てくる なんで?
shot mode : multishot HR 60 HR 80 データ収集 : 6phases 再構成 : 6phases データ収集 : 4phases 再構成 : 6phases act. phase percentage = 4/6 100 = 66.7 %
multi shot default Default 設定では phase acquisition が心拍に依存しない
1.5T 3.0T 3.0T の方が優位だが どちらでも撮像可能
Gyro CUP 2012 Beonze Award 3D cine PCA を用いた MRA 御発表者 中部ブロック代表聖隷三方原病院高橋護先生 Coil selection element CLEAR FOV (mm) RFOV (%) Fold-over suppression Slice oversampling Matrix scan reconstruction Scan % SENSE Overcontiguous slices Stacks slices slice thickness (mm) slice orientation fold-over direction fat shift direction Chunks Rest slabs Preparation phase Interactive F0 MIP / MPR Images Reconstruction mode Ringing filtering Geometry Postproc SENSE NV 16ch HNACPC yes 300 50 no default 208 512 60 no yes 1 40 1.5 coronal RL F 1 0 auto no MIP M immediate rectangular Scan mode technique Contrast enhancement Acquisition mode Fast imaging mode shot mode TFE startup echoes turbo direction Echoes partial echo shifted echo TE Flip angle (deg) TR Half scan Water-fat shift (pixels) Shim Fat suppression SAR mode B1 mode PNS mode Gradient mode SofTone mode Contrast 3D FFE T1 Cartesian TFE default default Y 1 yes no shortest 10 shortest no user defined 0.5 default no high default low default no Cardiac synchronization device R-R window (%) heart phases arrhythmia rejection Respiratory compensation Navigator respiratory comp Flow compensation Motion smoothing NSA Angio/Contrast enh. Quantitative flow PC flow directions uniform velocity PC velocity Manual start Dynamic study Motion Dyn/ang Information Total scan duration Act. TR/TE ACQ matrix M x P ACQ voxel MPS (mm) REC voxel MPS (mm) Scan percentage (%) TFE shots TFE dur. shot / acq (ms) TFE shot interval. Act. WFS (pix) / BW (Hz) Whole body / level retrospective PPU 10, 20 12 yes no no yes no 1 phase contrast no RL-AP-FH yes 100 no no 4:22 4.8 / 2.6 208 x 60 1.44 / 2.50 / 3.00 0.59 / 0.59 / 1.50 53.7 260 155.2 / 116.5 155.229507 0.501 / 433.1 0.2 W/kg / normal * こちらの条件は御発表内容をもとに弊社アプリケーションが検討したものです 御発表時に御使用の条件と必ずしも同一ではありません
Time OF Flight VCG/PPU 併用の Gate sweep 法 TRANCE VCG/PPU 併用の TRANCE 法 Phase Contrast VCG/PPU 併用の PCA CINE 法 Balanced-TFE Respiration 併用の b-trance 法
特徴 高速スキャンシーケンスである SNRに優れる T2/T1コントラスト静止 流れに関係なく液体は高信号 血管描出に優れたシーケンス
FID
FID
FID + SE signal FID Spin Echo
FID + SE signal + Stimulated echoes FID Spin Echo Stimulated echoes 3 つの信号を収集するため SNR が高い
RF 信号を Spoiling せず FID SE STE 信号を反映した画像 α -α α 対称な Gradient Gz Gy Gx Signal 74 FID FID FID SE SE STE TR=2TE
steady state signal Sin(a) Rho Signal = 1+T1/T2+(1-T1/T2) Cos(a) 30 25 20 15 10 1 2 Rho T2 T1 Arterial blood Fat NiCl2 Olive oil a:flip angle Rho: 組織スピン密度 5 0 0 20 40 60 80 100 120 140 160 180 flip angle T1 T2 に近い物質の方が高信号! 血管描出に優れたシーケンス
息止め 3D 収集にて inflow 効果を利用することより選択的 MRA を可能とする 呼吸同期 Thin slice(1mm 以下 ) の 高分解能画像が得られる 外科的手術前精査に有用 (MRCPA) Free breath 通常呼吸下にて撮像可能 (Cine 画像等 ) MIP inflowmra original 心電同期
通常の Balanced シーケンス 動静脈両方とも描出される 腎臓に流入する動脈血信号のみを描出
腎動脈呼吸同期 (btrance) 撮像条件 (1.5T)
腎臓に流入する動脈血のみを描出 1 回の呼気内でのパルスの構造 Invert(volume selective / 背景信号の抑制 ) REST TFE factor Back ground TI:1200( 患者により変更 ) 反転パルス (Invert) により 背景組織の信号を抑制する
1 prepulse により 背景信号を抑制する
2 抑制されていない 血液が流入し高信号となる TI
TI 600 TI 800 TI 1000 TI 1200 TI 1400
腎動脈呼吸同期 (btrance) 撮像条件 (1.5T)
腎動脈呼吸同期 (btrance) 撮像条件 (3.0T) 40 low-high radial SPAIR
腎臓に流入する動脈血のみを描出 Invert(volume selective / 背景信号の抑制 ) 1 回の呼気内でのパルスの構造 SPAIR ( 脂肪抑制 ) Start up echo:40( ダミーパルス ) REST TFE factor:80 Back ground Fat TI:1200( 患者により変更 ) 反転パルス (Invert) により 背景組織の信号を抑制する
Time OF Flight VCG/PPU 併用の Gate sweep 法 TRANCE VCG/PPU 併用の TRANCE 法 Phase Contrast VCG/PPU 併用の PCA CINE 法 Balanced-TFE Respiration 併用の b-trance 法