心臓MRの現状と今後

第144回磁気共鳴懇話会
平成23年11月30日
転
載
不
可
心臓MRの現状と今後
兵庫県立がんセンター�放射線部
金沢大学大学院医学系研究科保健学専攻
石本�剛
2011年12月5日月曜日
載
不
可
兵庫県立姫路循環器病センター
転
• 脳と心臓の専門病院
• 病床350床（救命救急センター30含む）
• 検査・放射線部（診療放射線技師27名）
2011年12月5日月曜日
•
•
•
•
転
載
不
可
MR室
Intera1.5T(philips)
32ch Cardiac Coil
2003.9導入
2007.5 ver.up
2011年12月5日月曜日
• Achieva3.0T(philips)
• 6ch Cardiac Coil
• 2007.4導入
• ASL,TRANCE...
2011年12月5日月曜日
1.5T 32ch
転
1.5T 5ch
載
不
可
心臓用コイル
3.0T 6ch
Outline
可
•心臓MRI(CMR)の現状
2011年12月5日月曜日
載
転
•
不
��(CINE,Perfusion,LGE,MRCA)
心臓MRI(CMR)の今後
更に...高い磁場での心臓MRI
様々なアーチファクト
転
載
不
可
心臓MR
血流
心拍動
呼吸動
磁化率アーチファクト
B1不均一
・
・
・
アーチファクトと戦うでのはなく
うまく付き合う!!
2011年12月5日月曜日
心臓MRの発展
•
高SNR撮像
•
撮像時間短縮
可
呼吸同期
不
•
Vector ECG
載
心電図同期�������
転
•
Realtime Navigator
Balanced SSFP
Parallel Imaging
Miyati lab., Kanazawa Univ.
2011年12月5日月曜日
転
載
不
可
Vector ECG
2011年12月5日月曜日
転
横隔膜が設定範囲内
(Navigator window)
に位置した場合のみ
データとして採用する．
載
不
直接的に動きのある臓器（横
隔膜）のMR信号を得ることに
より，高い精度で同期を行う方
法である．
可
Navigator echoを用いた呼吸同期法
2011年12月5日月曜日
KING
載
不
撮像後半
転
撮像前半
安定した呼吸
可
( K-space Inspired Navigator Gating = W.I.P. )
呼吸が不安定となり検査延長も
しくは検査不成功
Navigator echoのGate window levelを時間的に変更させ検
査の成功率を向上させる方法である．
兵庫県立姫路循環器病センター�石原克氏�ご厚意
2011年12月5日月曜日
CMR Image Acquisition Protocols
Version 1.0: March 2007
© SCMR
www.scmr.org
Background: These protocols have been assembled by SCMR to aid standardization
of CMR acquisions. As CMR evolves, it is anticipated that they will require updating
and new modules may be added.
2007 Committee:
Chair – Christopher Kramer MD
Members: Jorg Barkhausen MD, Scott Flamm MD, Ray Kim MD, Eike Nagel MD
可
Index:
転
載
不
General techniques
1. Stress and safety equipment
2. LV structure and function module
3. Gadolinium dosing module.
4. First pass perfusion module
5. Late gadolinium enhancement module
Disease specific protocols
Ischemic heart disease
6. Acute MI
7. Chronic Ischemic heart disease and Viability
8. Dobutamine stress
9. Adenosine stress perfusion
Angiography:
10. Peripheral MRA
11. Thoracic MRA
12. Anomalous Coronary arteries
13. Pulmonary Vein Evaluation
2011年12月5日月曜日
•
•
•
•
2011年12月5日月曜日
載
Perfusion
LGE
MRCA
転
Cine
不
可
Cardiac MRI
心筋壁運動と心機能評価(Cine MRI)
心筋血流評価(Perfusion MRI)
障害心筋の評価(Late Gadolinium Enhancement)
冠動脈の評価(MR Coronary Angiography)
その他の撮像法
T1W-BB
T1W-STIR
2011年12月5日月曜日
T2W-STIR
転
T2W-BB
載
不
可
PC-Qflow
Cine MRI
転
載
不
可
巧みな制御技術がもたらす
最高の動態イメージング
2011年12月5日月曜日
ge Acquisition Protocols
ch 2007
Cine MRI
hese protocols have been assembled by SCMR to aid standardization
ns. As CMR evolves, it is anticipated that they will require updating
s may be added.
超高速撮像法であるbalanced SSFPシークエンスを使用し，血液
信号を高信号として描出する．
心臓の形態だけでなく,壁運動，壁厚の解析, 左室容積，駆出率な
どを正確に評価できる.
e:
her Kramer MD
Barkhausen MD, Scott Flamm MD, Ray Kim MD, Eike Nagel MD
l MRA
MRA
us Coronary arteries
y Vein Evaluation
emic cardiomyopathy
al heart disease
heart disease
al disease
2011年12月5日月曜日
不
載
chemic heart disease and Viability
ne stress
stress perfusion
僧帽弁から心尖部までを撮像
スライス厚 6-8mm、ギャップ 0-2mm
時間分解能<45msec (30-50 phase / RR)
可能ならパラレルイメージング使用(2 倍速)
転
protocols
disease
可
ues
safety equipment
re and function module
m dosing module.
perfusion module
inium enhancement module
5sec(5心拍) / 1slice
5-7BH/Heart
転
載
不
可
心軸に沿った断面決定
2011年12月5日月曜日
転
載
不
可
左室長軸像
2011年12月5日月曜日
転
載
不
可
四腔像
2011年12月5日月曜日
転
載
不
可
左室短軸像（乳頭筋レベル）
2011年12月5日月曜日
Cardiac fanction Analysis
Ejection fraction(%)
Stroke volume(ml)
可
Cardiac output(l/min)
Wall thickening
Wall motion
Wall mass
2011年12月5日月曜日
載
Wall thickness
転
ES volume(ml)
不
ED volume(ml)
転
載
不
可
Acute Myocardial
Infarction
(LAD)
2011年12月5日月曜日
不
可
Prospective ECG Gating
転
載
Retrospective ECG Gating
2011年12月5日月曜日
転
載
不
可
Retrospective ECG Gating
2011年12月5日月曜日
転
載
不
可
最も近接した収集データ系列を割り当てる
2011年12月5日月曜日
転
載
不
可
K-space segmentation and echo sharing
2011年12月5日月曜日
heart phase 30
phase percentage(%)50
View Sharing
(phase percentage)
TFE factor 24
shots 3
Act Phase acq 50.3%
0:04
転
不
載
TFE factor12
shots6
Act Phase acq100.9%
0:07
可
heart phase 30
phase percentage(%)100
heart phase 15
phase percentage(%)100
TFE factor24
shots 3
Act Phase acq 100.9%
0:04
2011年12月5日月曜日
k-t BLAST
Multi-Planar
Reformation
転
載
不
可
3D Cardiac Cine MRI
One Breath Hold
0:21
2011年12月5日月曜日
可
不
載
転
2011年12月5日月曜日
可
不
載
転
2011年12月5日月曜日
転
載
不
可
弁の評価
逆流ジェットを信号欠損として捉え，多断面にて評価すること
が出来る．
2011年12月5日月曜日
転
載
不
可
心臓腫瘍
腫瘍の位置，形態．広がり等を容易に評価できる．
2011年12月5日月曜日
転
載
不
可
心嚢内血管周皮腫
(hemangiopericytoma)
2011年12月5日月曜日
転
載
不
可
Tagging(SPAMM)
格子状（線状）のtag pulseの使用し，心筋に Tag を刻む．心筋
の局所運動機能を評価できる．
2011年12月5日月曜日
転
載
不
可
Tagging
•
RFパルスを用いて心筋に 印 をつけるtagging法はT1緩和時間が延長
する3.0Tでは収縮期から拡張末期まで印が明瞭に描出でき，左室壁運
動の定量解析法として期待されている．
2011年12月5日月曜日
Cine MRIによる心機能評価
利点
•
•
•
非侵襲で放射線被ばくがなく, 造影剤も必要としない
心筋と内腔（血液）とのコントラストが極めて良好
症例間で画質のばらつきが少ない
可
•
•
載
再現性が高く正確な評価が可能
弁疾患の評価（弁の形態，逆流評価）
問題点
•
転
•
•
不
（肥満，肺気腫, 局所壁運動異常例）
心機能解析（心外膜と心内膜のトレース）が十分な自動化がで
きず
•
•
2011年12月5日月曜日
手間がかかる（softの開発により改善されつつある）
不整脈は，画質低下を招く
不
可
Perfusion MRI
転
載
造影剤をボーラス投与し，その通過(pass)を観察する．
2011年12月5日月曜日
Perfusion MRI
載
不
後, 造影剤が心筋を通過す
るfirst passの動態をダイ
ナミック撮像にて観察する.
可
• �Gd造影剤をボーラス注入
転
• �First pass時虚血心筋は
正常心筋よりも低信号に描
出される.（その後正常心筋
と虚血心筋のｺﾝﾄﾗｽﾄは
5~10秒で消失）
2011年12月5日月曜日
Perfusion MRI
CMR Image Acquisition Protocols
Version 1.0: March 2007
© SCMR
www.scmr.org
Background: These protocols have been assembled by SCMR to aid standardization
of CMR acquisions. As CMR evolves, it is anticipated that they will require updating
and new modules may be added.
不
可
2007 Committee:
Chair – Christopher Kramer MD
Satulation
pulse+
Members: Jorg Barkhausen MD, Scott Flamm MD, Ray Kim MD, Eike Nagel MD
転
載
GRE-EPI 法, GRE 法, SSFP 法
Index:
Breath Hold，ECG Trigger
General techniques
1. Stress and3slice(8mm)/1RR，SENSE:2
safety equipment
2. LV structure and function module
面内空間分解能<2-3mm
3. Gadolinium
dosing module.
4. First pass perfusion module
40~50心拍(約1min)
5. Late gadolinium
enhancement module
Disease specificGd造影剤5-6mlを3-5ml/sec+生食で注入
protocols
Ischemic heart disease
6. Acute MI
7. Chronic Ischemic heart disease and Viability
2011年12月5日月曜日
Perfusion MRI
転
載
不
TR/TE/FA:2.7/1.35ms/40
TFE delay:160ms
FOV:360mm
Acquisition slice:8mm
Acquisition matrix:160 256
profile order:linear
REST
short axi+long axi(4ch)
可
saturate recovery
+2D-Balanced SSFP
2011年12月5日月曜日
LV thrombus
Cine
転
載
不
可
Perfusion
2011年12月5日月曜日
転
載
不
可
Perfusion MRI at 3.0T
3.0Tでは，高SNRかつ高分解能での撮像が可能であり，虚血
の検出制度向上が期待できる．
2011年12月5日月曜日
転
載
不
可
Perfusion MRI at 3.0T(k-t BLAST)
2011年12月5日月曜日
Perfusion MRI
• �利点
• �問題点
不
可
• 虚血性心疾患の診断(非常に高感度）
• 冠動脈再建術,バイパス・グラフト術の治療効果の判定
• 心臓核医学よりも高分解能で評価でき，コストも安い
2011年12月5日月曜日
転
載
使用装置や撮像法による画質や診断能にばらつきがある
運動負荷は不可能（薬物負荷のみ可能）
虚血に対して敏感過ぎ?
薬物負荷検査を行う場合，検査時間の延長,薬剤注入ルートの確
保,血圧モニタの準備などに手間がかかる
• 患者への侵襲性の増加等で施行困難な場合が多い(?)
•
•
•
•
不
可
Late gadlinium enhancement
転
載
心筋の造影効果から心筋性状を評価しよう
2011年12月5日月曜日
遅延造影モジュール
•
Gd造影剤注入10-15分
可
後に撮像を行い,心筋
載
転
障害や繊維化を遅延造
不
塞における細胞膜の
影部として検出する検
査法である．
2011年12月5日月曜日
塞
載
慢性期心筋
不
可
LGEによる心筋viability評価
転
遅延造影心筋の壁内進達度を分類
・心筋遅延造影 > 壁厚50% (Transmural infarction)
血行再建術後に局所心筋壁運動の改善を期待できない
・心筋遅延造影 < 壁厚25% (Subendocardial infarction)
血行再建術による局所心筋壁運動の改善が期待できる
2011年12月5日月曜日
転
載
不
可
TI scout (Look Locker)
正常心筋の信号強度のnull point
2011年12月5日月曜日
TIの設定
TIは長めに設定していればそ
転
載
不
可
んなに難しくはない!
TI=133msec TI=204msec TI=300msec
Miyati lab., Kanazawa Univ.
2011年12月5日月曜日
Late gadlinium enhancement
3D BH
転
載
2D IR-T1TFE
TR/TE/FA: 6/2.4/25 ,
Matrix:196(256), NSA: 2
Low-High
Th:10mm,
TFE.F:16 (Acq d:96msec) ,
time: 13sec/1Slice
9-12Slice
不
可
2D BH
2011年12月5日月曜日
3D IR-T1TFE
TR/TE/FA: 4.8/2.3/15
Matrix:256(512), NSA:1,
20Slice ,Th:10/-5mm
Linear
TFE.F:40 (Acq d:191msec),
SENSE:2.0
time:16sec
転
載
不
可
Late gadlinium enhancement (OMI-LAD)
bright is dead!!
2011年12月5日月曜日
転
載
不
可
Phase-Sensitive Inversion Recovery
2011年12月5日月曜日
転
載
不
可
magnitude画像
Real画像
2011年12月5日月曜日
real画像
Null point
転
載
不
可
2D-IRT1TFE�TR/TE/FA 6 /1.15/30 � 3D-IRT1TFE�TR/TE/FA 4.0 /2.0/15 �
TFE factor20�low-high profile order� TFE factor36�Linear profile order�
2011年12月5日月曜日
OMI
転
載
不
可
LV-short axial
2011年12月5日月曜日
LV-long axial
転
載
不
可
3.0T 3d LGE
2011年12月5日月曜日
quisition Protocols
標準プロトコール
•
ols have been assembled by SCMR to aid standardization
MR evolves, it is anticipated that they will require updating
dded.
造影剤 0.15-0.2mmol/kg 注入後、 10 分後より撮像(造影剤投与量が少
ない場合10 分より短くしてもよい)．
MD
MD, Scott Flamm MD, Ray Kim MD, Eike Nagel MD
•
pment
tion module
odule.
module
ncement module
2D IR GRE 法で拡張期静止時間に撮像する．シネ MRI と同じ撮像断面(左
室短軸像、左室長軸像)でスライス厚:6-8mm ，空間分解能<1.4-1.8mm．
心電図上の R-R 間隔内の収集時間は 200msec、ただし頻脈の際にはそ
れ以下とする.
•
正常心筋の信号強度がゼロとなるようにTIを設定する．フェーズ・センシティ
ブ・シーケンスでは固定した TI を用いる.
•
通常2心拍に1回画像収集するが、徐脈の場合には1心拍毎に変更する.ま
た,頻脈や不整脈の場合には3心拍毎に設定する.
•
不整脈や呼吸停止困難の患者にはシングルショット・イメージング(SSFP)を
代替撮影法として用いる．パラレルイメージングを用いた 3D 撮影法もすべて
の症例ではないが利用できる．
usion
y arteries
aluation
omyopathy
ease
se
2011年12月5日月曜日
転
rt disease and Viability
載
不
可
•
RG
Enhancement inCummings
Nonischemic
et al
Volume 29 x Number 1 x January-February 2009
疾患別LGEパターン
A Pattern-based Approach +RISTOPHER7
to Assessment of
Delayed
#UMMINGS
-$ ,
Enhancement in Nonischemic Cardiomyopathy at MR Imaging
et al
+RISTOPHER7 #UMMINGS -$ , et al RadioGraphics 2009; n s Published online RadioGraphics 2009; n s Published online RG s Content Codes:
Page 90
Ischemic, or infarct-related, cardiomyopathy tends to cause delayed enhancement in the
subendocardium or transmurally and follows a vascular distribution. Conversely, nonischemic
cardiomyopathies tend to cause delayed enhancement in more than one vascular territory when
restricted to the subendocardium or to spare the subendocardium completely.
転
載
不
可
Page 90
Ischemic, or infarct-related, cardiomyopathy
subendocardium or transmurally and follows
Page 92
cardiomyopathies tend to cause delayed enha
At cardiac MR imaging, cardiac amyloidosis frequently and fairly characteristically produces diffuse
restricted
to the subendocardium or to spare t
left ventricular subendocardial enhancement
(Fig 2).
Page 97
If the enhancement involves more than 50% of the myocardial thickness, the infarction is considered
transmural, and functional recovery after bypass grafting has been shown to be unlikely (16).
Page 92
At cardiac MR imaging, cardiac amyloidosis f
Page 97
left ventricular
subendocardial
enhancement (
Delayed contrast enhancement of the subepicardial
myocardium is highly
suggestive of myocarditis,
especially when the abnormality is limited to this zone (18).
Page 97
If the enhancement involves more than 50% o
transmural, and functional recovery after byp
Page 100
Delayed contrast enhancement can be seen in areas of granuloma and scar formation and is
frequently patchy and nodular (Fig 14) (26).
2011年12月5日月曜日
不
可
MR Coronary Angiography
転
載
冠動脈自身を直接評価しよう
2011年12月5日月曜日
転
載
不
可
絶えず動き続ける冠動脈を...?!
2011年12月5日月曜日
転
載
不
可
MR Coronary Angiography
85phase Cine
2011年12月5日月曜日
転
載
不
可
MR Coronary Angiography
Cineで求めた
動きの少ない時相
2011年12月5日月曜日
MR Coronary Angiography
転
載
不
TR/TE/FA:4.6/2.3ms/90
FOV:280mm
Acquisition slice:1.6mm
Slab:100~120mm
Acquisition matrix:256×224
phase encode:RL
Reconstruction voxel size:
0.55×0.55×0.8mm
NSA:1, T2 Prep,SPIR
SENSE factor:2
可
3D-Balanced SSFP
2011年12月5日月曜日
MR Coronary Angiography
Soap Bubble MIP
転
載
不
可
Volume Rendering
Virtual Place(AZE)
2011年12月5日月曜日
不
SENSE: 2*1.5
SENSE: 2*2
転
載
SENSE: 2*1
可
SENSE factor
SENSE: 2.5*2
2011年12月5日月曜日
SENSE: 3*2
転
載
不
可
撮像時間の短縮
6:15
6:30
2011年12月5日月曜日
可
不
載
転
2011年12月5日月曜日
転
載
不
可
3D TFE with T2 prep
Whole Heart Coronary Angiography
2008.4 JSRT兵庫県立尼崎病院 川上百恵氏 ご厚意
2011年12月5日月曜日
3.0T Balanced SSFP
転
載
不
可
1.5T
3.0T
2008.4 JSRT
兵庫県立姫路循環器病センター 石原克氏 ご厚意
2011年12月5日月曜日
可
不
載
転
2011年12月5日月曜日
転
載
不
可
Coronary Vessel Wall Imaging
2011年12月5日月曜日
Coronary Vessel Wall Imaging~CTO
3D IR-balanced SSFP
転
載
不
可
Xray-angiography
2011年12月5日月曜日
Non contrast MRA
tag(+)
tag(+)
TI800msec
TI500msec
転
載
不
可
tag(-)
P
.
I
.
W
Ao＆PA＆PV
2011年12月5日月曜日
Ao＆PA
PV
転
載
不
可
ASLの手法を応用
2011年12月5日月曜日
No Tag
転
載
不
可
1RR
2011年12月5日月曜日
2RR
3.0T V.S. 1.5T CMR
v.s. 1.5T
△
LGE
MRCA
2011年12月5日月曜日
・高分解能撮像が可能でアーチファクトを抑制
載
◎
転
perfusion
不
可
Cine
・artifactが多い
・EF等のindex は計測可能
・taggingが明瞭
・k-T BLASTを用いることで3Dにて撮像可能で
ある(artifactはあるが...)
◎
⃝△？
できる．
・T1回復が延長するため正常心筋とのコントラ
ストが改善か？
・1.5Tとほぼ同等のコントラストが得られる
・black blood画像はかなり高画質
Cardiac MRI Examination
転
載
不
可
One stop shop Cardiac Examination
Simple Cardiac Examination
Cine
2011年12月5日月曜日
LGE
<30min
疾患別プロトコール
CMR to aid standardization
at they will require updating
虚血性心疾患
6. 急性心筋
塞
7. 慢性虚血性心疾患及び心筋バイアビリティー
8.!ドブタミン負荷 MRI
可
im MD, Eike Nagel MD
10. 末梢 MRA
11. 胸部大動脈 MRA
12. 冠動脈奇形の MRA
13. 肺静脈の MRI 評価
転
MRA
載
不
9.!アデノシン負荷パーフュージョン MRI
その他
14. 非虚血性左室心筋症
15. 不整脈源性右室心筋変性症(ARVC)
16. 先天性心疾患
17. 弁疾患
18. 心膜疾患
19. 心臓腫瘍
2011年12月5日月曜日
まだまだ
2011年12月5日月曜日
不
載
転
CMR...7T!!
可
発展し続ける
可
不
載
転
2011年12月5日月曜日
可
不
載
転
2011年12月5日月曜日
Outline
可
• 心臓MRI(CMR)の現状
不
(CINE,Perfusion,LGE,MRCA)
転
載
• 心臓MRI(CMR)の今後
∼ 更に...高い磁場での心臓MRI
2011年12月5日月曜日
さいごに
MRの神様は，やっぱりいる．
可
日頃，熱い気持ちで取り組んで
載
不
いれば神様は答えてくれる!!
転
今後も皆さん，
頑張っていきましょう!!
2011年12月5日月曜日
謝辞
兵庫県立姫路循環器病センター 循環器内科
谷口 泰代 様
兵庫県立姫路循環器病センター 検査・放射線部
石原 克 様
可
兵庫県立尼崎病院 放射線部
不
川上 百恵 様
転
鈴木 由里子 様
載
フィリップスエレクトロニクスジャパン
メディカルサテライト八重洲クリニック
奥秋 知幸 様
GE Healthcare
木村 元一様
ご協力ありがとうございました．
Miyati lab., Kanazawa Univ.
2011年12月5日月曜日