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ゴースト画像

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ゴースト画像
SENSE を利用した呼吸同期向上策の基礎的検討
北福島医療センター 画像センター
○藤田 いづみ
丹治 一
(Fujita Izumi)
(Tanji Hajime)
八巻 智也
樋口 仁
(Yamaki Tomoya)
(Higuchi Masashi)
【目的】
Parallel Imagingの手法の一つであるSensitivity encoding(以下SENSE)は収集プロファイルの削減と、それ
による撮像時間の短縮が特徴である。SENSEを呼吸同期に用いた場合、繰り返される収集回数は減り、撮
像時間の短縮には繋がるが、一呼吸相内の収集時間(以下Duration time)は変化しないため、直接的な意
味では、呼吸同期精度には関与していないものと思われる。今回、SENSE phase reduction factorと高速SE
におけるecho trainのtrade-offにより、Multi Shot法における呼吸同期撮像のTR-duration time短縮に還元・
制御することで、呼吸動の抑制精度の向上を図るべく検討を行ったので報告する。
【方法】
自作ファントムを、人工呼吸器に連動させて体動をシミュレーションし、SENSEを用いたduration time制御
による画像の変化を検討した。また、実際にボランティア撮影を行い比較評価した。
使用材料
PVA溶液封入ファントム(通称“スライム”)および自作人工呼吸器
使用機器
Philips GyroScan NT Intera mastar R9
撮像パラメータ
・Multi Shot 高速 SE法 ・実効TR:3000ms(1500ms) ・TE:90ms ・Matrix : 256
・ET:16・8(SENSE trade-off) ・Echo space:10.6ms固定 ・BW: 0.79pixels固定
なお、duration timeを制御するために、SENSE factorと、ETのTrade-offを行った。
その他、Echo spaceとBWは固定とした。
SENSEとEcho-TrainのTrade-off 状況(Table 1)
Table 1
SENSE phase reduction factor
Duration time
Scan time
16
196.6msec
51sec
2.0 (*2SENSE)
16
196.6msec
26sec
2.0 (ET.Trade-off 2SENSE)
8
84.8msec
51sec
3.0 (ET. Trade-off 3SENSE)
5
53.0msec
51sec
0
(non-SENSE)
Echo-train
体動シミュレーションの諸条件
1) 安定期収集
: 3秒周期でエアーポンプに運動
2) 不安定収集
: 1)の状態で、5秒おきに1秒間の同期遮断
3) 静止時間
: なし
4) Trigger delay
: 0.3sec
5) 位置変動
: ± 30mm
【結果】
・安定同期時
安定した動きのなかでは、時相毎の収集ポイントの“ずれ”は起らず、呼吸動を抑制したと時と同じ結果と
なった。そのため、duration timeによる変化はあまり見られず、SENSE特有のcut-lineアーチファクトのみが
画像に反映された。結果、安定した呼吸が得られる場合のduration制御は効果が薄いと考えられる。
・不安定同期時
(1)静止時と同期時(Conv.)
静止時はプロファイル変動が無いのに比べ、同期をかけたときは周期的に変動がある。そのため、同期
時における時相毎の収集ポイントのずれが発生するため、ゴーストの発生間隔RDpは大きくなる。
RDp=(Duration time・NEX)/PT RDp : 呼吸同期によるゴースト間の距離(ピクセル)
PT:periodic motion:呼吸動
(2)2SENSEと同期時(Conv.)
ほぼ同じ周期でプロファイルの変動
がおこるため、RDpは変化しなかった。
そのため、SENSEを使って撮影時間を
短縮してもduration timeが一定なため
画像上、呼吸同期改善には至らなか
った。(Fig.1)
signal(/256)
220
200
180
160
140
Conv.(同期)
2SENSE
120
100
1
26
51
76
101
126
phase
Fig.1 2SENSE と同期時(Conv.)
signal(/256)
220
200
180
160
140
2SENSE
120
trade-off 2SENSE
100
1
26
51
76
101
126
phase
Fig.2 2SENSE と Trade-off2SENSE
signal(/256)
220
(3) 2SENSEとTrade off2SENSE
Duration-timeに変化がおこらない
2SENSEではプロファイルにあまり変化
はみられないのに対し、Trade-offによ
り Duration-time が 1/2 に 短 縮 し た
Trade-off SENSEでは、普通の2SENSE
と比較して、プロファイルの変動が軽
減した。
結果、Trade offSENSEではRDpが小さ
くなり、画像上ゴーストの発生も少なく
なった。(Fig.2)
(4) 2SENSEとTrade off3SENSE
Trade off3倍SENSEでは静止時とほ
ぼ同様なプロファイルにまで回復して
い る の が わ か る 。 よ っ て 、
Trade-off3SENSEではduration timeを
更に短縮することでRDpが小さくなり、
画像上ゴーストが目立たなくなった。
結 果 と し て 大 き い SENSE phase
reduction factorを用いることで、最終
的にはRDpがなくなり呼吸同期向上に
繋がる事が考えられる。(Fig.3)
200
180
160
140
2SENSE
120
trade-off 3SENSE
100
1
26
51
76
101
126
phase
Fig.3 2SENSE と Trade-off3SENSE
実際のボランティア撮影においても、
擬似的な同期不良を一様の与えた場
合と同様にDuration-timeの短縮ととも
に、体動アーチファクトの減少し、解剖
情報の明瞭化が画像から読み取れた。
臨床においては、均一な物質からなる
フ ァ ン ト ム と は 異 な り 、 SENSEに よ る
cut-lineアーチファクトの発生がある程
度抑制され、比較的大きなファクター
も実用可能であった。
【考察】
MRIにおける体部検査は、近年の装置進歩による撮像時間の高速化によって、画像診断上、欠かせぬ
役割を果たしているが、CT検査と比較すると今もなお、患者固有の状態による情報の均一性に十分では
なく、呼吸や体動の制御方法に苦慮する場合も少なくない。
今回、SENSEを呼吸同期の制御パラメータの一つとし利用することで、duration timeが短縮され、呼吸動
の抑制精度・再現性が向上し、より均一で体動アーチファクトの少ない画像を得ることが可能であった。
Parallel Imagingを利用したduration time controlは、高齢者や複雑な呼吸状況下における検査の情報の
均一性に貢献する有効な手段と考えられる。
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